JP2002107708A - 液晶表示装置および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで高輝度表示できる液晶示装置を提
供する。 【構成】 液晶表示装置のアレイ基板１６２には画素電
極１５１が形成され、画素電極１５１にカラーフィルタ
４７１が形成される。対向基板１６１上には対向電極８
８が形成され、対向電極８８上には画素電極形状に対応
してパターニングされた誘電体薄膜４７２が形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画素がラインおよ
び行方向にマトリックス型に配置されている液晶表示装
置に関するものである。また、本発明は、小型の液晶表
示装置に表示された画像をスクリーン上に拡大投写する
表示装置（以後、投写型表示装置と呼ぶ）に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は軽量、薄型など数多くの
特徴を有するため、研究開発が盛んである。しかし、大
画面化が困難であるなどの問題点も多い。そこで近年、
小型の液晶装置の表示画面を投写レンズなどにより拡大
投映し、大画面の表示画像を得る投写型表示装置がにわ
かに注目を集めてきている。現在、商品化されている投
写型表示装置は液晶の旋光特性を利用したツイストネマ
ティック（以後、ＴＮと呼ぶ）液晶表示装置が用いられ
ている。また、アクティブマトリクス型液晶表示装置は
高密度化、画素数の増大が進み、パーソナルコンピュー
タやワークステーションのデータ表示用ディスプレイと
して、また標準方式（ＮＴＳＣ）やＨＤＴＶ方式のＡＶ
用ディスプレイとして利用されている。

【０００３】さらに、アクティブマトリクス型液晶表示
装置の画素数の増大にともないソース駆動（データライ
ン駆動）ＩＣの動作クロックの高速化も要求されるよう
になった。そのため、高速動作クロックのソース駆動Ｉ
Ｃの開発のみならず、駆動方法としても複数のソース駆
動ＩＣを並列に動作させ、複数に分割された画面領域の
ソースラインを同時に駆動する方法が提案されている。
従来の表示装置はＴＮ液晶表示装置であり、ごく一般的
なものであるため、ここでは説明を省略し、映像信号表
示方法を説明する都合上、従来のアクティブマトリクス
型液晶表示装置の表示駆動方法の具体例について説明す
る。

【０００４】図１０１は従来のアクティブマトリクス型
液晶表示装置の映像信号処理回路を示す。映像信号処理
回路は、Ａ／Ｄ変換器７１と、メモリ７２，７３と、Ｄ
／Ａ変換器７４，７５と、ソース信号処理回路７６，７
７と、アクティブマトリクス型液晶表示パネル（以後、
液晶表示パネルと略称する場合もある）８１のゲートラ
インｘ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を駆動するゲート駆動ＩＣ８０
と、液晶表示パネル８１のソースラインｙ_ｊ（ｊ＝１〜
２ｍ）を駆動する２つのソース駆動ＩＣ７８，７９とを
備える。ソース駆動ＩＣ７８，７９は、それぞれ、ｍビ
ットのシフトレジスタ８２，８３と、サンプルホールド
回路群８４，８５とを含む。なお、各サンプルホールド
回路群８４，８５は、それぞれｍ個のサンプルホールド
回路を有している。液晶表示パネル８１には、複数の画
素がマトリクス状に配置されている。各画素は、スイッ
チング素子としての薄膜トランジスタ（以後、ＴＦＴと
呼ぶ）８６と、液晶層８７とによって構成される。ＴＦ
Ｔ８６のソースは対応する列のソースラインｙ_ｊに接続
され、ゲートは対応する行のゲートラインｘ_ｉに接続さ
れる。液晶層８７は、その一方電極が対応するＴＦＴ８
６のドレインに接し、その他方が対向電極８８に接す
る。また、メモリ７２，７３はランダムアクセスメモリ
であり、映像信号を２倍に時間軸伸長する機能を有す
る。なお、上記の構成では、ソース駆動ＩＣが２つに分
割されているが、より大きな液晶表示パネルを表示駆動
する場合は、ソース駆動ＩＣが３以上に分割される場合
もある。

【０００５】以下に、この従来のアクティブマトリクス
型液晶表示装置の映像信号処理回路の動作を説明する。
まず、入力映像信号がＡ／Ｄ変換器７１でディジタル映
像信号に変換され、メモリ７２，７３にストアされる。
メモリ７２は、液晶表示パネル８１のソースラインｙ_１
〜ｙ_ｍに入力される映像信号、すなわち一走査線の映像
信号の内の前半の映像信号を２倍に時間軸伸長する。メ
モリ７２で２倍に時間軸伸長されたディジタル映像信号
は、Ｄ／Ａ変換器７４でアナログ映像信号に変換され
る。次に、ソース信号処理回路７６は、２倍に時間軸伸
長されたアナログ映像信号にγ補正を施すとともに、液
晶表示パネル８１を交流駆動するために１フレーム毎に
アナログ映像信号の極性を反転する。ソース信号処理回
路７６の出力信号は、ソース駆動ＩＣ７８に入力され
る。一方、メモリ７３は、液晶表示パネル８１のソース
ラインｙ_ｍ＋１〜ｙ_２ｍに入力される映像信号、すなわ
ち一走査線の映像信号の内の後半の映像信号を２倍に時
間軸伸長する。メモリ７３で２倍に時間軸伸長されたデ
ィジタル映像信号は、Ｄ／Ａ変換器７５でアナログ映像
信号に変換される。次に、ソース信号処理回路７７は、
２倍に時間軸伸長されたアナログ映像信号にγ補正を施
すとともに、液晶表示パネル８１を交流駆動するために
１フレーム毎にアナログ映像信号の極性を反転する。ソ
ース信号処理回路７７の出力信号は、ソース駆動ＩＣ７
９に入力される。ソース駆動ＩＣ７８，７９では、ソー
ス信号処理回路７６，７７から入力された映像信号が、
それぞれ、サンプルホールド回路群８４，８５の各サン
プルホールド回路に並列に与えられる。サンプルホール
ド回路群８４の各サンプルホールド回路は、シフトレジ
スタ８２のシフト動作に同期して、ソースラインｙ_１〜
ｙ_ｍへ入力する映像信号を順次的に保持する。同様に、
サンプルホールド回路群８５の各サンプルホールド回路
は、シフトレジスタ８３のシフト動作に同期して、ソー
スラインｙ_ｍ＋１〜ｙ _２ｍへ入力する映像信号を順次的
に保持する。ゲートラインｘ_ｉがゲート駆動ＩＣ８０に
よってアクティブとなりｉ行目の各ＴＦＴ８６がオンし
たとき、サンプルホールド回路群８４，８５の各サンプ
ルホールド回路に保持された一走査線分の映像データは
ソースラインｙ_１〜ｙ_２ｍを介してｉ行目の各液晶層８
７に印加される。その結果、一走査線分の映像データが
液晶表示パネル８１に書き込まれる。上記のソース駆動
動作を繰り返すとともに、ゲート駆動ＩＣ８０がゲート
ラインを順次走査することにより、液晶表示パネル８１
に画像が得られる。

【０００６】しかし、上記のような構成では、隣合うソ
ース駆動ＩＣの継ぎ目で、Ｄ／Ａ変換器以降のアナログ
回路のバラツキや、ソース駆動ＩＣ内部の各サンプルホ
ールド回路における保持時間の違いのために輝度差が発
生し画質が劣化する。また上記課題を解決するために、
輝度差を補正する補正回路を付加する方法や、ソース駆
動ＩＣをディジタル入力にする方法が考えられるが、コ
ストアップや回路規模、液晶表示パネル周辺の実装面積
の増大を伴う。従来はシリコン基板に半導体技術を用い
てソースドライブ回路を複数形成し、各ソースドライブ
回路を切り出してソースドライブＩＣ７８，７９として
用いる。前記ＩＣはかなりの高速で動作するので、画面
分割数は２または３分割で対応できる。

【０００７】近年、ガラス基板上にアモルファスシリコ
ン膜等を蒸着し、前記膜をレーザ等を用いて結晶化して
半導体層を形成し、前記半導体層を用いてＴＦＴ８６を
形成する技術（低温ポリシリコン技術）が確立しつつあ
り、前記技術を用いた液晶表示パネルは安価に製造でき
るため注目を集めており、試作品が各社から発表・開発
されている。また、従来より石英ガラス基板にシリコン
の結晶膜を形成しＴＦＴ８６を形成する技術（高温ポリ
シリコン技術）も確立している。前記ポリシリコン技術
による液晶表示パネルは、高価でかつ大面積の表示領域
のものを形成しにくいが、ビデオカメラ等のビューファ
インダに実用化されている。

【０００８】高温ポリシリコン技術および低温ポリシリ
コン技術で作製した液晶表示パネルに共通した特徴は、
ゲートドライブＩＣ８０およびソースドライブＩＣ８２
がＴＦＴ８６と同一基板上に、同時に形成できる点であ
る。したがって液晶表示パネル８１を作製後、前記ゲー
トドライブＩＣ８０およびソースドライブＩＣ８２を、
前記パネル８１上に実装する必要がない。また、新たに
ソースドライブＩＣ８２等を製造する必要がない。その
ため実装コストを削減できる点等で低価格化が図られ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなマトリクス
型ディスプレイとして、液晶表示装置が用いられる。し
かし、一般に用いられているＴＮ液晶表示パネルには、
次のような問題がある。この表示パネルにおいて、液晶
分子は印加電圧により配向方向を変化する。映像信号に
応じて配向が変化し、液晶層を通る光が変調される。し
かし、ＴＮ液晶パネルは、偏光子を用いる必要があり、
全体の光の透過率が低く、高輝度表示ができない。ま
た、偏光子に吸収される熱のため、偏光子自体や液晶表
示パネルが高温になり、短時間で著しい性能劣化をひき
おこしやすくなる。

【００１０】ＴＮ液晶表示パネルの欠点を解決するもの
として、高分子分散液晶表示パネルが考えられる。高分
子分散液晶は、液晶が高分子中に分散しているものであ
る。高分子分散液晶は、液晶分子が配向する方向により
屈折率が異なる。電圧を印加していない状態では、水滴
状の液晶の配向方向が不規則であり、または、液晶分子
が不規則な方向に配向していて、このため、高分子と液
晶に屈折率の差が生じ、入射光を散乱する。一方、液晶
が一定方向に配向したときの屈折率を高分子の屈折率と
合わせておくと、電圧を印加して液晶の配向方向がそろ
ったとき、入射光は散乱されずに透過する。

【００１１】高分子分散液晶を用いた表示パネルの課題
は、表示コントラストが低い点にある。画素電極の間の
ソース電極などの存在する部分に横電界が発生し画素周
辺部から光りがもれる。この光り抜けは表示コントラス
トの低下に直結し、好ましくない。また、画素電極の間
にあるスイッチング素子にもれ光が入射して誤動作を起
こすことも防止しなければならない。また、高分子分散
液晶表示パネルにおいて、光りもれ防止のためブラック
マトリクスを形成すると、パネル製造時に、高分子と液
晶からなる溶液に光を照射して高分子分散液晶にすると
き、ブラックマトリクスの下方に高分子の未硬化部分が
残って散乱特性が低下するので、ブラックマトリクスの
周辺から光もれが発生する。したがって、（正規の映像
信号で変調した光でない）不要な光り抜けが画像ノイズ
となる。このため、鮮明な画像表示ができなくなる。表
示コントラストを上げるには、画素電極の周辺で発生す
る横電界が原因となる不要な光抜けを阻止できねばなら
ない。

【００１２】本発明の目的は、高コントラストの液晶表
示装置や投写型装置などを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の液晶
表示装置は、画素電極がマトリックス状に配置された第
１の基板と、対向電極が形成された第２の基板と、前記
第１の基板と前記第２の基板に挟持された液晶層と、前
記画素電極上に、かつ画素電極に対応して形成されたカ
ラーフィルタと、前記第２の基板上に形成された誘電体
薄膜とを具備する。前記誘電体薄膜は各画素電極に対応
してパターニングされている。

【００１４】本発明に係る第２の液晶表示装置は、画素
電極がマトリックス状に配置された第１の基板と、対向
電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記
第２の基板に挟持された液晶層と、前記画素電極上に、
かつ画素電極に対応して形成されたカラーフィルタと、
前記第２の基板上に形成された誘電体薄膜と、画素電極
間に配置された前記液晶層の膜厚と略一致する誘電体柱
を具備する。前記誘電体薄膜は各画素電極に対応してパ
ターニングされている。

【００１５】本発明に係る第３の液晶表示装置は、画素
電極がマトリックス状に形成された第１の基板と、対向
電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記
第２の基板に挟持された液晶層とを具備する。前記画素
電極は反射電極である。前記第２の基板には、前記対向
電極に積層されて少なくとも１層の誘電体薄膜とが形成
されている。前記誘電体薄膜の屈折率は、前記ＩＴＯ薄
膜の屈折率よりも小さく、かつ、前記液晶層の屈折率よ
りも大きく、かつ、屈折率は１.５以上１.８以下であ
る。Ｎを１以上の奇数、Ｍを１以上の整数、λを光の設
計主波長としたとき、前記誘電体薄膜の光学的膜厚は略
（Ｎ・λ）／４であり、かつ、前記ＩＴＯ薄膜の光学的
膜厚は略（Ｍ・λ）／２であり、または、前記誘電体薄
膜の光学的膜厚は略（Ｎ・λ）／４であり、かつ、前記
ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚は略（Ｎ・λ）／４である。

【００１６】本発明に係る第４の液晶表示装置は、画素
電極がマトリックス状に形成された第１の基板と、対向
電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記
第２の基板に挟持された液晶層と、前記画素電極または
前記対向電極と積層されたカラーフィルタと、前記カラ
ーフィルタが形成されていない方の基板に形成された誘
電体薄膜とを具備する。前記誘電体薄膜は、画素電極に
対応してパターニングされている。

【００１７】本発明に係る第５の液晶表示装置は、マト
リックス状に配置された画素電極と、前記画素電極に信
号を印加するスイッチング素子と、前記スイッチング素
子に信号を伝達する信号線とが形成された第１の基板
と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の
間に挾持された液晶層とを具備する。前記信号線に微小
な凹形状と微小な凸形状のうち少なくとも一方の形状が
形成されている。

【００１８】本発明に係る第６の液晶表示装置は、透過
型の画素電極がマトリックス状に形成された第１の基板
と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間
に挟持された液晶層と、前記画素電極の周辺部に配置ま
たは形成された光吸収膜とを具備する。

【００１９】本発明に係る第７の液晶表示装置は、マト
リックス状に配置された画素電極と、前記画素電極に信
号を印加するスイッチング素子と、前記スイッチング素
子をオンオフさせる信号を伝達する第１の信号線と、前
記画素電極に印加する信号を伝達する第２の信号線とが
形成された第１の基板と、対向電極が形成された第２の
基板と、前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液
晶層と、前記画素電極に、前記対向電極の電位に対して
正極性または逆極性の信号を印加する駆動手段と、前記
第１の基板側と第２の基板側のうち少なくとも一方に配
置された偏光手段とを具備する。前記駆動手段は、マト
リックス状に配置された画素電極に、複数行ごとに極性
が異なる第１の状態、または一列もしくは複数列ごとに
極性が異なる第２の状態となるように、画素電極に信号
を印加する。前記第１の状態の時は、前記偏光手段の偏
光軸が第２の信号線の形成方向と略一致させる。前記第
２の状態の時は、前記偏光手段の偏光軸が第１の信号線
の形成方向と略一致させている。

【００２０】第１から第７の液晶表示装置は、好ましく
は、液晶層への光入射側または光出射側に、位相差フィ
ルムまたは位相差板が配置される。

【００２１】第１から第７の液晶表示装置は、好ましく
は、複数の画素行に同一極性の映像信号が保持され、か
つ複数の画素行ごとに保持される映像信号の極性が異な
っており、横方向に隣接した画素に保持される映像信号
の極性が逆極性である。

【００２２】本発明に係る投射型表示装置は、光発生手
段と、前述の液晶表示装置と、投射レンズとを具備す
る。液晶表示装置は、光発生手段から放射される光を変
調し、投射レンズは、液晶表示装置で変調された光を投
射する。

【００２３】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施形態の映像信
号表示方法について、図面を参照しながら説明する。こ
こで、図面において同じ参照記号は同等のものをさす。
本発明では、互いに異なる第１および第２の表示方法が
個別的にまたは選択的に実行される。図１は第１の表示
方法を説明するためのディスプレイ上の表示画像を示し
ており、図２は第２の表示方法を説明するためのディス
プレイ上の表示画像を示している。

【００２４】なお、プログレッシブ走査映像信号は、１
フィールドで１画面を形成する。したがって、１フィー
ルド＝１フレームである。一方、インターレース信号
は、２フィールドで１画面を形成する。したがって、２
フィールド＝１フレームである。以下の説明では、基本
的には、フィールドとフレームとは使い分けるが、説明
の内容によってはフィールドとフレームとは同義として
扱う。

【００２５】まず、第１の表示方法について説明する。
図１において、(a)は入力されたプログレッシブ走査映
像信号の第１フレームをディスプレイ上にそのまま表示
したときの画像を示し、(b)は入力されたプログレッシ
ブ走査映像信号の第２フレームをディスプレイ上にその
まま表示した画像を示している。なお、第１および第２
のフレームは、時間的に連続したフレームである。(c)
に示すように、まず、入力されたプログレッシブ走査映
像信号の第１フレームの第１ライン（１_１ライン、以
下同様に標記している）を選択し、２倍に時間軸伸長し
てディスプレイ上の第１ラインに表示する。次に、第１
フレームの第３ラインを選択し、２倍に時間軸伸長して
ディスプレイ上の第３ラインに表示する。以下、第５ラ
イン、第７ライン、…というように、第１フレームの奇
数ラインだけを順次選択し、２倍に時間軸伸長してディ
スプレイ上の奇数ラインに表示する。一方、第２フレー
ムにおいては、偶数ラインだけを順次選択し、２倍に時
間軸伸長してディスプレイ上の偶数ラインに表示する。
その結果、(c)に示すような第１フレームの奇数ライン
と第２フレームの偶数ラインとからなる１フレームが表
示される。以上の操作を第３フレーム、第４フレームに
も同様に施し、以後繰り返す。

【００２６】上記のように、入力されたプログレッシブ
走査映像信号の２フレーム期間で、第１のフレームの奇
数ラインと第２のフレームの偶数ラインとからなる１フ
レームを表示すれば良いため、入力されたプログレッシ
ブ走査映像信号をそのまま表示するときに比べて１／２
の速度で表示することができる。このことは従来例の図
１０１についていえば液晶表示パネル８１を分割駆動す
る必要がなくなることを意味する。したがって、輝度差
の発生を防止できる。また、ソースドライブＩＣ７８等
をポリシリコン技術で直接液晶表示パネル８１に形成し
た場合は、シフトレジスタ８２等のクロック周波数を１
／２に低減できる。

【００２７】なお、前記並列に形成するシフトレジスタ
の数を１／２に低減するとは、たとえば、映像信号の周
波数が４０ＭＨｚで、シフトレジスタの動作周波数が４
ＭＨｚの場合、１０個の並列に形成したシフトレジスタ
で前記４０ＭＨｚの映像信号サンプルホールドできる。
したがって、本発明の実施により、シフトレジスタのク
ロックを１／２に低減できれば、５個の並列に形成した
シフトレジスタで対応できることになる。並列に形成し
たシフトレジスタの数が半減できれば、シフトレジスタ
などの欠陥発生が低減し、表示パネルの形成歩留まりが
向上する。また、１／２の速度で動作させることができ
ることから、消費電力を大幅に低減できる。

【００２８】なお、第１フレームでは液晶表示パネル８
１の奇数ラインを表示し、第２のフレームでは前記液晶
表示パネル８１の偶数ラインを表示するとしたが、これ
は説明の便宜上にすぎない。したがってプログレッシブ
走査映像信号の第１フレームが偶数ラインのデータであ
る場合は当然液晶表示パネルの偶数ラインを表示する。
また、第１のフレームでは第１のラインから表示すると
したが、これに限定するものではない。第１のラインと
は説明の便宜上にすぎない。たとえば第７のラインから
表示してもよい。第１のラインとは単に説明上の理解を
容易にするために規定しているだけにすぎない。前述の
場合、前記第１ラインから第６ラインは黒表示となる。
以上の記載事項は、本発明の明細書、特許請求の範囲に
記載した映像表示方法、表示装置についても適用され
る。

【００２９】また、図１０１では、ソース駆動ＩＣ７８
とかゲート駆動ＩＣ８０という概念を用いているが、本
発明は表示方法等の発明に関するものであり、ＩＣを実
装した表示装置に限定されるものではない。したがっ
て、以後、ポリシリコン技術で形成されたドライブ回路
をも含む概念としてソースドライブ回路、ゲートドライ
ブ回路という語句を用いる。

【００３０】次に、第２の表示方法について説明する。
図２において、(a)は入力されたプログレッシブ走査映
像信号の第１フレームをディスプレイ上にそのまま表示
したときの画像を示し、(b)は入力されたプログレッシ
ブ走査映像信号の第２フレームをディスプレイ上にその
まま表示した画像を示している。まず、入力されたプロ
グレッシブ走査映像信号の第１フレームの第１ラインを
選択し、２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の第１お
よび第２のラインに同時に表示する。次に、第１フレー
ムの第３ラインを選択し、２倍に時間軸伸長してディス
プレイ上の第３および第４のラインに同時に表示する。
以後、第５ライン、第７ライン、…というように、第１
フレームの奇数ラインだけを順次選択し、２倍に時間軸
伸長してディスプレイ上の奇数ラインと隣接偶数ライン
に同時に表示する。その結果、(b)に示す画像が得られ
る。一方、第２フレームにおいて、偶数ラインだけを順
次選択し、２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の偶数
ラインと隣接奇数ラインに同時に表示する。その結果、
(c)に示す画像が得られる。以上の操作を第３フレー
ム、第４フレームにも同様に施し、以後繰り返す。上記
のように、入力されたプログレッシブ走査映像信号の２
ライン期間で、第１フレームの奇数ラインと第２フレー
ムの偶数ラインとからなる１フレームを表示すれば良い
ため、入力されたプログレッシブ走査映像信号をそのま
ま表示するときに比べて１／２の速度で表示することが
できる。

【００３１】以上２つの表示方法について説明したが、
静止画の場合は第１の表示方法を選択し、動画の場合は
第２の表示方法を選択するのが好ましい。静止画は画像
が停止しているため、動画に比べて垂直方向の画像の不
連続性が視認されやすい。そのため、静止画の場合は、
第１の表示方法でフレーム間での内挿を行うことによ
り、見かけ上の垂直解像度を確保することが好ましい。
一方、動画は時間的な画像の変化が激しいため、第１の
表示方法を適用すると、いわゆる動画ボケ(ジャーキネ
ス妨害等)が発生する。そのため、動画の場合は、第２
の方法でフレーム内での内挿を行うことにより、動画ボ
ケの発生を防止することが好ましい。この第１の表示方
法と第２の表示方法とを切り替える回路構成について
は、後に図８７を用いて説明する。

【００３２】なお、第１の表示方法では、ＣＲＴディス
プレイのように表示時間(発光時間)が数ミリ秒から数十
ミリ秒と非常に短い場合、例えば入力プログレッシブ映
像信号のフレーム周期が６０Ｈzのとき、同一ラインの
非常周期が３０Ｈzとなりフリッカが発生する。ところ
が、アクティブマトリクス型液晶表示ディスプレイのよ
うに、リフレッシュするまで表示状態を保持するディス
プレイにおいては、完全に走査線補間が行われる。ま
た、第２の表示方法は、ＣＲＴディスプレイでは電子銃
をマルチガン構成にする(電子銃を例えば２つ用意する)
ことで、アクティブマトリクス型液晶表示ディスプレイ
ではゲートラインを２ライン同時にアクティブすること
で、容易に実現できる。

【００３３】後に、本発明の映像信号表示方法について
詳しい追加説明を行うが、まず、本発明の一実施形態の
映像信号表示装置について、図面を参照しながら説明す
る。なぜならば、本発明の映像信号表示方法は、本発明
の表示装置と密接に関係し、前記表示装置の動作を理解
しておく方が、画素電極に印加する電圧極性などの説明
が容易になると考えられるからである。

【００３４】図３は、本発明の一実施形態の映像信号表
示装置を示している。図３において、映像信号表示装置
は、表示ラインの選択と映像信号の時間軸伸長を行う表
示ライン選択回路３１と、主にγ補正と交流化を行い映
像信号を液晶駆動に適した信号に変換するソース信号処
理回路３２と、複数の画素がマトリクス状に配置された
液晶表示パネル８１と、液晶表示パネル８１のソースラ
インに接続され液晶８７に電圧を印加するソース駆動回
路３３と、水平スタートパルスＨＤおよび垂直スタート
パルスＶＤに応答してゲート駆動回路制御信号(ＧＣＫ
１、ＧＣＫ２、ＧＳＴ１、ＧＳＴ２、ＧＥＮ１、ＧＥＮ
２)を発生するゲート駆動回路制御回路３６、３７と、
ゲート駆動回路制御回路３６、３７からのゲート駆動回
路制御信号に基づいて動作が制御されるゲート駆動回路
３８と、画像の性質(静止画か動画か)に応じてゲート駆
動回路制御回路３６、３７のいずれかを選択する表示方
法選択回路３５と、表示方法選択回路３５からの切換信
号に応答してゲート駆動回路制御回路３６、３７の出力
を選択的に切り換えてゲート駆動回路３８に出力する切
換器４４とを備える。表示ライン選択回路３１は、Ａ／
Ｄ変換器４０と、一走査線分の画像信号を記憶するライ
ンメモリ４１と、Ｄ／Ａ変換器４２と、水平スタートパ
ルスＨＤおよび垂直スタートパルスＶＤに応答してメモ
リ制御信号(ＷＣＫ、ＷＥＮ、ＲＣＫ)を発生したライン
メモリ４１の動作を制御するラインメモリ制御回路４３
とを含む。ソース駆動回路３３は、２mビットのシフト
レジスタと、２m個のサンプルホールド回路を有するサ
ンプルホールド回路群とを含む。ゲート駆動回路３８
a、３８bは、互いに同じ構成および機能を備えた回路で
ある。ただし、第１のゲート駆動回路３８aは、液晶表
示パネル８１の奇数番目のゲートラインに接続され、奇
数番目のゲートラインを順次アクティブにする。また、
第２のゲート駆動回路３８bは、液晶表示パネル８１の
偶数番目のゲートラインに接続され、偶数番目のゲート
ラインを順次アクティブにする。

【００３５】図４は、上記ゲート駆動回路３８のより詳
細な構成を示す。図４において、ゲート駆動回路３８
は、n／２ビット(nは液晶表示パネル８１のゲートライ
ンの本数)のシフトレジスタ９１と、n／２個の切換スイ
ッチ９６を有する切換スイッチ群９２と、n／２個の出
力バッファ９７を有する出力バッファ群９３とを備えて
いる。シフトレジスタ９１は、n／２個のＤ型フリップ
フロップ９４と、１個のインバータ９５とを有する。

【００３６】スタート信号ＧＳＴ１(またはＧＳＴ２)
が、１つ目のＤ型フリップフロップ９４のデータ入力端
子Ｄに与えられるとともに、インバータ９５で極性が反
転された後、２つ目以降の各Ｄ型フリップフロップ９４
のクリア端子Ｃに与えられる。

【００３７】クロック信号ＧＣＫ１(またはＧＣＫ２)
が、各Ｄ型フリップフロップ９４のクロック端子ＣＫに
与えられる。また、２つ目以降の各Ｄ型フリップフロッ
プ９４のデータ入力端子Ｄには、前段のＤ型フリップフ
ロップ９４のＱ出力が与えられる。上記のような構成を
有するシフトレジスタ９１は、k個目(k＝１〜n／２)の
Ｄ型フリップフロップ９４のＱ出力がkビット目の信号
として取り出され、切換スイッチ群９２内のk個目の切
換スイッチ９６のＡ端子に与えられる。

【００３８】各切換スイッチ９６のＢ端子は、接地され
ている。各切換スイッチ９６の出力端子Ｃは、イネーブ
ル信号ＧＥＮ１(またはＧＥＮ２)がハイレベルのときＡ
端子に接続され、ローレベルのときＢ端子に接続され
る。各切換スイッチ９６の出力端子Ｃから出力される信
号は、それぞれ出力バッファ群９３内の対応する出力バ
ッファ９７を介して各出力ピン９８に与えられる。各出
力ピン９８は、それぞれ液晶表示パネル８１の対応する
ゲートラインに接続される。

【００３９】以上のように構成された映像信号表示装置
の動作を以下に説明する。図５は、ラインメモリ４１に
入力されるメモリ制御信号およびラインメモリ４１の入
出力映像信号のタイミングチャートを示している。ま
ず、図５を参照して、ソースラインの駆動制御動作を説
明する。表示ライン選択回路３１に入力されたプログレ
ッシブ走査映像信号は、まずＡ／Ｄ変換器４０でディジ
タル映像信号に変換される。ラインメモリ４１は、ライ
トイネーブル信号ＷＥＮがハイレベルの期間、ライトク
ロック信号ＷＣＫに同期するタイミングでプログレッシ
ブ走査映像信号を取り込む。(図において、たとえば信
号１＿２＿３は、１＿２ラインの３番目の信号を表
す。）すなわち、第１フレームの第１ラインはライトイ
ネーブル信号ＷＥＮがハイレベルのためライトクロック
信号ＷＣＫに同期して取り込まれ、第１フレームの第２
ラインはライトイネーブル信号ＷＥＮがローレベルのた
め取り込まれない。

【００４０】上記の動作を繰り返すことにより、第１フ
レームの奇数ラインがラインメモリ４１に順次取り込ま
れる。同様に、第２フレームの第１ラインはライトイネ
ーブル信号ＷＥＮがローレベルのため取り込まれず、第
２フレームの第２ラインはライトイネーブル信号ＷＥＮ
がハイレベルのためライトクロック信号ＷＣＫに同期し
て取り込まれる。上記の動作を繰り返すことにより、第
２フレームの偶数ラインがラインメモリ４１に順次取り
込まれる。さらに、以上の各動作をフレーム単位で繰り
返すことにより、奇数フレームの奇数ラインと偶数フレ
ームの偶数ラインが、ラインメモリ４１に順次取り込ま
れる。ラインメモリ４１に取り込まれたディジタル映像
信号は、ライトクロック信号ＷＣＫの１／２の周波数で
あるリードクロック信号ＲＣＫに同期して読み出され
る。

【００４１】ラインメモリから出力される信号は、取り
込まれたプログレッシブ走査映像信号の奇数フレームの
奇数ラインと偶数フレームの偶数ラインを２倍に時間軸
伸長したディジタル映像信号であり、Ｄ／Ａ変換器４２
でアナログ映像信号に変換される。

【００４２】次にソース信号処理回路３２は、ライン選
択され２倍に時間軸伸長されたプログレッシブ走査映像
信号にγ補正を施し、液晶表示パネル８１を交流駆動す
るために１フレーム毎に極性を反転し、ソース駆動回路
３３に入力する。

【００４３】ソース駆動回路３３は、入力された映像信
号をＩＣ内部の各サンプルホールド回路(図示せず)へ順
次書き込み保持する。このときソース駆動回路３３に入
力される信号は、２倍に時間軸伸長されたプログレッシ
ブ走査映像信号であるため、シフトレジスタ(図示せず)
で生成される各サンプルホールド回路への書き込みクロ
ックも、時間軸伸長しない場合に比べて１／２でよい。

【００４４】液晶表示パネル８１のゲートラインxiがゲ
ート駆動回路３８によってアクティブとなりＴＦＴ８６
がオンしたとき、各サンプルホールド回路に保持された
映像データはソースラインyjを介して液晶セル８７に印
加される。その結果、一走査線分の映像信号が液晶表示
パネル８１に書き込まれる。上記の動作をくり返すとと
もに、ゲート駆動回路３８がゲートラインを走査するこ
とにより、液晶表示パネル８１に画像が得られる。

【００４５】次に、ゲートラインの駆動制御動作につい
て説明する。ゲートラインの走査は、第１のゲート駆動
回路制御回路３６または第２のゲート駆動回路制御回路
３７から出力されるゲート駆動回路制御信号(ＧＣＫ
１、ＧＳＴ１、ＧＥＮ１またはＧＣＫ２、ＧＳＴ２、Ｇ
ＥＮ２)によって決まる。前述したようにゲート駆動回
路３８aおよび３８bは同じ機能を備えた回路であり、ゲ
ート駆動回路制御信号の制御によって液晶表示パネル８
１のゲートラインを順次的かつ選択的にアクティブにす
る。

【００４６】ゲート駆動回路３８は、スタート信号ＧＳ
Ｔ１(またはＧＳＴ２)がハイレベルのとき、クロック信
号ＧＣＫ１(またはＧＣＫ２)の立ち上がり(ローレベル
からハイレベルに変化したとき)で内部のシフトレジス
タ９１(図４参照)がリセットされ１番目のゲートライン
を選択(リトレースされ)し、クロック信号ＧＣＫ１(ま
たはＧＣＫ２)の立ち上がりのたびに２番目、３番目と
順次選択していく。そして、イネーブル信号ＧＥＮ１
(またはＧＥＮ２)がハイレベルのときに、選択されたゲ
ートラインに信号が出力され、ゲートラインをアクティ
ブにする。これによって選択されたゲートラインに接続
されたＴＦＴ８６がオンする。イネーブル信号ＧＥＮ１
(またはＧＥＮ２)がローレベルのときは、選択されたゲ
ートラインに信号が出力されずアクティブにならない。
したがって、そのゲートラインに接続されたＴＦＴ８６
はオフ状態である。ここで、第１のゲート駆動回路３８
aは液晶表示パネル８１の奇数番目のゲートラインに接
続され、第２のゲート駆動回路３８bは偶数番目のゲー
トラインに接続されている。

【００４７】図６は第１のゲート駆動回路制御回路３６
から出力されるゲート駆動回路制御信号のタイミングチ
ャートを示し、図７は第２のゲート駆動回路制御回路３
７から出力されるゲート駆動回路制御信号のタイミング
チャートを示している。以下、これら図６および図７を
参照して、ゲートラインの駆動制御動作をより詳細に説
明する。

【００４８】図６において、クロック信号ＧＣＫ１、ス
タート信号ＧＳＴ１、イネーブル信号ＧＥＮ１は第１の
ゲート駆動回路制御回路３６から第１のゲート駆動回路
３８aに入力されるゲート駆動回路制御信号であり、ク
ロック信号ＧＣＫ２、スタート信号ＧＳＴ２、イネーブ
ル信号ＧＥＮ２は第１のゲート駆動回路制御回路３６か
ら第２のゲート駆動回路３８bに入力されるゲート駆動
回路制御信号である。

【００４９】クロック信号ＧＣＫ１は２ライン期間周期
でハイレベル、スタート信号ＧＳＴ１は第１フレーム第
１ラインでハイレベル、イネーブル信号ＧＥＮ１は第１
フレーム期間中ハイレベル(ただし、第１フレーム期間
の最終のラインではローレベル)なので、第１フレーム
が始まると、第１のゲート駆動回路３８aは、１番目の
ゲートライン(図３のx_１)から順次アクティブにする。
第１のゲート駆動回路３８aは液晶表示パネル８１の奇
数番目のゲートラインに接続されているため、第１フレ
ーム期間は、２ライン期間毎に液晶表示パネル８１の奇
数ラインが順次アクティブにされる。なお、第２フレー
ム期間はイネーブル信号ＧＥＮ１がローレベルなので、
液晶表示パネル８１の奇数ラインはアクティブにされな
い。

【００５０】一方、クロック信号ＧＣＫ２は２ライン期
間周期でハイレベル、スタート信号ＧＳＴ２は第２フレ
ーム第２ラインでハイレベル、イネーブル信号ＧＥＮ２
は第２フレーム第２ラインからハイレベルなので、第２
フレームが始まると、第２のゲート駆動回路３８bは、
２番目のゲートライン(図３のx_２)から順次アクティブ
にする。第２のゲート駆動回路３８bは液晶表示パネル
８１の偶数番目のゲートラインに接続されているため、
第２フレーム期間は、２ライン期間毎に液晶表示パネル
８１の偶数ラインが順次アクティブにされる。なお、第
１フレーム期間はイネーブル信号ＧＥＮ２がローレベル
なので、液晶表示パネル８１の偶数ラインはアクティブ
にされない。

【００５１】したがって、入力プログレッシブ走査映像
信号の第１フレームの奇数ラインだけを選択し２倍に時
間軸伸長して、液晶表示パネル８１の奇数ラインに表示
することができる。また、入力プログレッシブ走査映像
信号の第２フレームの偶数ラインだけを選択し２倍に時
間軸伸長して、液晶表示パネル８１の偶数ラインに表示
することができる。以上の動作を２フレーム単位で繰り
返す。

【００５２】図７において、クロック信号ＧＣＫ１、ス
タート信号ＧＳＴ１、イネーブル信号ＧＥＮ１は第２の
ゲート駆動回路制御回路３７から第１のゲート駆動回路
３８aに入力されるゲート駆動回路制御信号であり、ク
ロック信号ＧＣＫ２、スタート信号ＧＳＴ２、イネーブ
ル信号ＧＥＮ２は第２のゲート駆動回路制御回路３７か
ら第２のゲート駆動回路３８bに入力されるゲート駆動
回路制御信号である。

【００５３】第１フレーム期間において、クロック信号
ＧＣＫ１は２ライン期間周期でハイレベル、スタート信
号ＧＳＴ１は第１ラインでハイレベル、イネーブル信号
ＧＥＮ１は第１フレーム期間中ハイレベル(ただし、第
１フレーム期間の最終のライン期間はローレベル)なの
で、第１フレームが始まると、第１のゲート駆動回路３
８aは、１番目のゲートライン(図３のx_１)から順次アク
ティブにする。また、第１フレーム期間において、クロ
ック信号ＧＣＫ２は２ライン期間周期でハイレベル、ス
タート信号ＧＳＴ２は第１ラインでハイレベル、イネー
ブル信号ＧＥＮ２は第１フレーム期間中ハイレベル(た
だし、第１フレーム期間の最終のライン期間はローレベ
ル)なので、第１フレームが始まると、第２ゲート駆動
回路３８bは、２番目のゲートライン(図３のx_２)から順
次アクティブにする。

【００５４】第１のゲート駆動回路３８aは液晶表示パ
ネル８１の奇数番目のゲートラインに接続されており、
第２のゲート駆動回路３８bは液晶表示パネル８１の偶
数番目のゲートラインに接続されているため、第１フレ
ーム期間は、２ライン期間毎に液晶表示パネル８１の奇
数ラインと次の隣接偶数ラインが同時にアクティブにさ
れ、以降、順次２ライン期間周期で、奇数、偶数ライン
が２ラインずつ同時にアクティブにされる。

【００５５】一方、第２フレーム期間において、クロッ
ク信号ＧＣＫ１は２ライン期間周期でハイレベル、スタ
ート信号ＧＳＴ１は第１フレームの最終ラインでハイレ
ベルなので、第２フレーム第１ライン期間には、１番目
のゲートライン(図３のｘ_１)が選択されている。しかし
ながら、第２フレーム第１ライン期間には、イネーブル
信号ＧＥＮ１がローレベルのため、１番目のゲートライ
ンはアクティブにならない。

【００５６】その後、第２フレーム第２ライン期間から
イネーブル信号ＧＥＮ１がハイレベルとなるため、第１
のゲート駆動回路３８は、第２フレーム２ライン期間が
開始すると、３番目のゲートライン(図３のｘ_３)から順
次アクティブにする。また、クロック信号ＧＣＫ２は２
ライン期間周期でハイレベル、スタート信号ＧＳＴ２は
第２ラインでハイレベル、イネーブル信号ＧＥＮ２は第
２フレーム第２ライン期間からハイレベルなので、第２
のゲート駆動回路３８bは、第２フレーム２ライン期間
が開始すると、２番目のゲートライン(図３のx_２)から
順次アクティブにする。

【００５７】第１のゲート駆動回路３８aは液晶表示パ
ネル８１の奇数番目のゲートラインに接続されており、
第２のゲート駆動回路３８bは液晶表示パネル８１の偶
数番目のゲートラインに接続されているため、第２フレ
ーム期間は、２ライン期間毎に液晶表示パネル８１の偶
数ラインと次の隣接奇数ラインが同時にアクティブにさ
れ、以降、順次２ライン期間周期で、偶数、奇数ライン
が２ラインずつ同時にアクティブにされる。

【００５８】したがって、入力プログレッシブ走査映像
信号の第１フレームの奇数ラインだけを選択し２倍に時
間軸伸長して、液晶表示パネル８１の奇数ラインと隣接
偶数ラインに同時に表示することができる。また、入力
プログレッシブ走査映像信号の第２フレームの偶数ライ
ンだけを選択し２倍に時間軸伸長して、液晶表示パネル
８１の偶数ラインと隣接奇数ラインに同時に表示するこ
とができる。以上の動作を２フレーム単位で繰り返す。

【００５９】上記のように、第１および第２のゲート駆
動回路制御回路３６、３７いずれのゲート駆動回路制御
信号によっても、入力されたプログレッシブ走査映像信
号の２フレーム期間で、第１のフレームの奇数ラインと
第２のフレームの偶数ラインからなる１フレームを表示
すれば良いため、入力されたプログレッシブ走査映像信
号をそのまま表示するときに比べて１／２の速度で表示
することができる。したがって、従来例のように液晶表
示パネル８１を分割駆動する必要がなくなり、輝度差の
発生を防止することができる。また、ソース駆動回路３
２３のシフトレジスタの並列数を半減でき、消費電力も
低減できる。

【００６０】以上の説明において、ゲートドライブ回路
３８aは液晶表示パネル８１の奇数番目のゲートライン
に接続され、ゲートドライブ回路３８bは前記液晶表示
パネル８１の偶数番目のゲートラインに接続され、順次
２ライン期間(２Ｈ)周期で、各一本の偶数、奇数ゲート
ラインが同時にゲートオン電圧が印加されるとした。し
かし、図２８に示すような付加コンデンサ１７１がゲー
ト信号線Ｘiと画素１０１間に形成しているときは問題
となる。なお、この構成を前段ゲート構成と呼ぶ。

【００６１】たとえばゲート信号線Ｘ_２およびＸ_３にゲ
ートオン電圧Ｖg(＋)が印加された場合を考える。ＴＦ
Ｔ８６はアクティブ状態(オン)となり、ソース駆動回路
３３の出力を画素１０１に書きこむ。この際、ソース駆
動回路３３の出力が＋極性であったとすると、付加コン
デンサ１７１の両端子はともに＋電圧が印加される。２
Ｈ後、ゲート信号線Ｘ_２にゲートオフ電圧Ｖg(−)とな
る。したがって、付加コンデンサ１７１の−端子が−側
にひっぱられ、結果画素１０１に電荷は充電できないこ
とになる。

【００６２】この課題に対処するため、本発明では図８
のように液晶表示パネル８１を駆動する。図８におい
て、(a)はゲート駆動回路３８aの出力である。ただし、
一ゲート信号線の出力電圧を描いたものではない。(b)
はゲート駆動回路３８bの出力である。また、(c)はソー
ス駆動回路３３のyj端子の出力である。

【００６３】図８で明らかなように、ゲート駆動回路は
１Ｈごとにゲートオン電圧の出力位置をシフトさせる。
かつ、ゲート駆動回路３８aと３８bは交互にゲートオン
電圧を出力し、他方のゲート駆動回路がゲートオン電圧
を出力している時はゲートオフ電圧を出力する。したが
って、ゲート駆動回路３８aと３８bでゲート信号線Ｘi
を１Ｈ期間ごとに１本づつシフトさせていることにな
る。他方、ソース駆動回路３３は２Ｈ期間ごとにデータ
信号の値と極性を変化させる。つまり、ゲート駆動回路
３８は１Ｈ動作し、ソース駆動回路３３は２Ｈ動作をす
る。駆動周波数が高く問題となるのはソース駆動回路３
３である。ゲート駆動回路３８は(ｋＨz)の周波数で動
作している。図８の駆動方法では、２本のゲート信号線
に同時にゲートオン電圧が印加されることがない。つま
り、図２８に示す液晶表示装置（後述）の前段ゲート構
成においても付加コンデンサ１７１に充分、電荷を充電
することができる。かつ、ソース駆動回路３３の動作周
波数も低減できる。

【００６４】前述のように、ゲートラインの走査方法
は、第１のゲート駆動回路制御回路３６または第２のゲ
ート駆動回路制御回路３７から出力されるゲート駆動回
路制御信号によって決まる。換言すれば、液晶表示パネ
ル８１の表示方法は、どちらのゲート駆動回路制御回路
から出力されたゲート駆動回路制御信号を選択するかに
よって決定される。ゲート駆動回路制御信号の選択は、
表示方法選択回路３５から出力される切換信号に応答す
る切換器４４で行う。

【００６５】表示方法選択回路３５には、Ａ／Ｄ変換器
４０でディジタル信号に変換されたプログレッシブ走査
映像信号が入力される。表示方法選択回路３５は、入力
されたプログレッシブ走査映像信号のフレーム毎の差分
を計算し、差分の大きさにより、静止画か動画かの判定
をする。その結果、静止画の場合は第１のゲート駆動回
路制御回路３６から出力されるゲート駆動ＩＣ制御信号
を、動画の場合は第２のゲート駆動回路制御回路３７か
ら出力されるゲート駆動回路制御信号を選択する。

【００６６】より具体的には、表示方法選択回路３５
は、図９に示すように構成される。今、Ａ／Ｄ変換器４
０が８ビットとすれば、Ａ／Ｄ変換器４０により映像信
号は０〜２５５のデータとなる。前記データは第１フレ
ームメモリ８７１aに入力され、保持される。第１フレ
ームメモリ８７１aに保持されたデータは、１フレーム
遅れて出力され、第２フレームメモリ８７１bに入力さ
れる。第１フレームメモリ８７１aに入力されるデータ
を入力データと呼び、出力されるデータを出力データと
呼ぶ。出力データは入力データよりも１フレーム時間遅
れている。

【００６７】入力データと出力データとは減算器８７２
により差分がとられる。したがって、差分後の値は−１
２８〜１２７の値となる。次に、前記データは、絶対値
回路８７３に入力され、値“１２８"が加えられて０〜
２５５の値となる。入力データと出力データ間の差分を
とるのは、フレーム間での画像の動きを検出するためで
ある。フレーム間で画像の動きがなければ差分値は
“０"になる。画像の動き量が大きいほど差分値は大き
くなる。

【００６８】絶対値回路８７３から出力されたデータは
総和回路(ＳＵＭ)８７４に入力され、１フレーム期間内
の差分値が加算される。つまり、フレーム間で動き量が
どれくらいあるかを求めることになる。加算された総和
値が大きいほど動き量が大きいことを示す。１フレーム
期間、加算された総和差は、比較器８７５に送られ基準
値回路８７６の基準値と比較される。基準値とは所定値
以上のとき画像の動きが大きかったと判断する値であ
る。この値は、本発明の第１の表示方法と第２の表示方
法とを切り換えるための値である。基準値よりも大きい
とき、比較器８７４から切換器４４に第２の表示方法を
選択するように信号が転送され、切換器４４は前記信号
をうけて第２の表示方法を実現する。一方、基準値より
も小さいときには、第２の表示方法を実現するように切
換器４４に信号が転送される。つまり、総和値が基準値
よりも大きいとき、動画に適するように表示方法が選択
され、小さいとき静止画に適するように表示方法が選択
される。

【００６９】ただし、第１の表示方法と第２の表示方法
を切りかえるスレシュ−ホールドレベルにある映像信号
の場合は、第１の表示方法と第２の表示方法とがめぐる
ましく切りかわり、表示状態としては見にくくなる。こ
の課題に対処するには、表示方法が切りかわった後、一
定の期間再びもとの表示状態にもどらないようにする必
要がある。つまり「ヒスラリシス」をもたせればよい。
「ヒスラリシス」をもたせるのは容易である。比較器８
７５が表示方法を切りかえる信号が出力される回数をカ
ウントし、そのカウント値が一定値以上のとき、表示方
法を切りかえるようにすればよい。

【００７０】本実施形態において、ゲート駆動回路３８
aが奇数番目のゲート信号線と接続され、ゲート駆動回
路３８bが偶数番目のゲート信号線と接続されているこ
とも重要である。なぜならばこの構成により第１の表示
方法と第２の表示方法とを容易に実現できるからであ
る。つまり、第１の表示方法では第１のフレームではゲ
ート駆動回路３８９を動画させ、第２のフレームではゲ
ートドライブ回路３８bを動画させればよい。第２の表
示方法では、ゲート駆動回路３８a、３８bがそれぞれ、
一水平走査期間に１本のゲート信号線(計２本)を選択
し、かつ、ゲート信号線の選択信号を順次移動させてい
けばよい。もし、すべてのゲート信号線が１つのゲート
駆動回路に接続されていたならば、第１の表示方法の
際、第１フレームおよび第２フレームのそれぞれでゲー
ト信号線を１本おきに選択しなくてはならなくなる。こ
のように１本おきに選択するのは回路構成が複雑にな
る。

【００７１】ただし、ゲート駆動回路３８aが奇数番目
のゲート信号線と接続され、ゲート駆動回路３８bが偶
数番目のゲート信号線と接続されているとしたが、この
構成に限定されない例外がある。たとえば、１つのゲー
ト駆動回路３８内に２つのシフトレジスタ９１aと９１b
とを具備する場合である。シフトレジスタ９１aが奇数
番目のゲート信号線と接続され、シフトレジスタ９１b
が偶数番目のゲート信号線と接続されている場合であ
る。この場合見かけ上、ゲート駆動回路としては１つで
あるが、独立したシフトレジスタ回路を２系統有してい
る。したがって、実質的には２つのゲート駆動回路があ
るのにほかならない。

【００７２】アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
(パネル)のように、リフレッシュするまで表示状態を保
持するディスプレイにおいては、静止画の場合、フレー
ム間での内挿が行われるために垂直解像度が確保され、
動画の場合、フレーム内での内挿が行われるために動画
ボケは発生せず、入力されたプログレッシブ走査映像信
号をそのまま表示するときに比べて１／２の速度で表示
したにもかかわらず良好な画像が得られる。

【００７３】なお、上記実施形態では自動検出による切
り換えを述べたが、それにつけ加えユーザーによる切換
器４４の強制切換を可能にすると、さらに実用上便利に
なる。たとえば、切換器４４としてはプッシュボタンな
どが例示される。

【００７４】用途によっては表示方法選択回路３５を用
いず、切換器４４をプッシュボタンなどで強制切換する
方が実用的な場合がある。たとえば表示ディスプレイ８
１に表示する画像が静止画が主であるか動画が主である
か判断できる場合である。通常ワークステーションのデ
ィスプレイはプログレッシブの信号が入力され、表示さ
れる画像は文字または図形等の静止画がほとんどであ
る。この場合は、第１の表示方法(図１)でディスプレイ
に画像を表示すればよい。第１の表示方法は高品位の静
止画を表示できる。静止画が満足できる表示であれば、
ワークステーションの用途として十分実用的である切換
器４４は第１の表示方法を実現できるように固定してお
けばよい。つまり切換器４４は必要ではない。また、家
庭用に用いるテレビジョンでは通常インタレース信号が
入力され、表示される画像のほとんどが動画である。し
たがって、第２の表示方法を実現できるように切換器４
４を固定すればよい。第２の表示方法は静止画の表示に
は多少不向きであるが動画に対してはすぐれた表示品位
を実現できる。特に本発明の第２の表示方法は高品位テ
レビで提案されているＭＵＳＥ信号の表示に適すると推
測される。以上のように、画像を表示すべき、ディスプ
レイが静止画を主とするか動画を主とするかが判断でき
る場合は、あえて、表示方法選択回路３５を採用する必
要はない。

【００７５】また、本発明の表示装置は、単純マトリク
ス型液晶表示パネル、ＥＬパネル、プラズマディスプレ
イ、ＰＬＺＴを用いたディスプレイ、強誘電液晶表示パ
ネルにも適用可能なことはいうまでもない。しかし、本
発明の表示装置では、信頼性、画像品位、コストなどの
観点から、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを
採用している。

【００７６】以上に説明した映像信号表示方法によれ
ば、２フレーム期間で１フレーム分の映像情報を表示す
るようにしているので、入力されたプログレッシブ走査
映像信号をそのまま表示するときに比べて１／２の速度
で表示することができる。その結果、パーソナルコンピ
ュータやワークステーション等の広帯域(高速データレ
ート)プログレッシブ走査映像信号を、マトリクス型液
晶ディスプレイのように高速走査の苦手なディスプレイ
に表示する場合でも画質の劣化が生じない。また、第１
の表示制御手段と第２の表示制御手段とを選択的に能動
化するようにすれば、プログレッシブ走査映像信号の性
質(例えば、静止画か動画か)に応じて常に最適な表示を
行うことができる。

【００７７】さらに、プログレッシブ走査映像信号の隣
接フレーム間の相関を表す値が所定値以上のとき(すな
わち、静止画のとき)は第１の表示制御手段を選択的に
能動化し、所定値未満のとき(すなわち、動画のとき)は
第２の表示制御手段を選択的に能動化するようにすれ
ば、静止画の場合はフレーム間で内挿が行われて垂直解
像度を確保でき、動画の場合はフレーム内で内挿が行わ
れて動画ぼけの発生を防止できる。

【００７８】以上のような映像信号表示方法は非常に多
くの画素がマトリックス状に並べられた液晶表示パネル
に適用すると効果を発揮する。非常に多くの画素とはた
とえばＳＸＧＡ(よこ１２８０ドット×たて１０２４ド
ット)である。これらの表示パネルに画像を表示するの
は容易ではない。画素数が多いことはデータ転送レート
が非常に高いことを意味し、かつ、前記ＳＸＧＡはプロ
グレッシブ走査映像信号が転送されているからである。
ＳＸＧＡに画像を表示しようとするとソース駆動回路３
３内のシフトレジスタの並列数は非常に多くなる。これ
はポリシリコン技術等では動作周波数が１〜３ＭＨzで
ある。したがって、データ転送レートに適応できるよう
に時間軸伸長する必要があるためである。時間軸伸長を
すればするほどシフトレジスタの並列数が多くなること
を意味する。

【００７９】従来、家庭用テレビとしてはＮＴＳＣ規格
(よこ６４０ドット程度×たて４８０ドット)にのみに対
応すれば十分であった。パーソナルコンピュータにおい
てもＶＧＡ(よこ６４０ドット×たて４８０ドット)に対
応していればよかった。しかし、近年は、ハイビジョン
(ＨＤ)規格にも対応できることが望まれ、またＳＸＧＡ
にも対応することが望まれるようになった。

【００８０】本発明の映像信号表示方法を適用する表示
装置の特徴は、上記規格に対応するため、アクティブマ
トリックス型の液晶表示パネルを用い、かつ、前記表示
パネルは、よこ１８２０ドット×たて１０２４ドットと
しているところにもある。よこのドット数は１８２０ド
ットのみに限定するものではないが、少なくとも１８２
０ドット±１００ドット以内を保持しておく必要があ
る。あまり１８２０ドットからはなれると、画素形状が
たて１:よこ１の正方形の形状からはずれ、ＳＸＧＡの
画像表示に適さなくなるからである。よこのドットは１
０２４ドット必要である。多少ずれても実用上は支障が
ないかもしれないが、１０２４ドットより少ないとＳＸ
ＧＡの画面の完全な表示を実現できなくなる。

【００８１】図１０は、本実施形態の表示装置における
画像表示状態を示したものである。本表示装置はＨＤ規
格に対応できる１８２０×１０２４(１６:９)の画素を
保有する（表示領域５３ａ）。その一部を用いてＳＸＧ
Ａ(１２８０×１０２４(５:４))を表示する（表示領域
５３ｂ）。また、(６４０×２)×(４８０×２)(４:３))
の画素でＮＴＳＣおよびＶＧＡ規格の画像を表示する
（表示領域５３ｃ）。

【００８２】ＮＴＳＣおよびＨＤはインタレース走査映
像信号である。ＶＧＡ、ＳＸＧＡはプログレッシブ走査
映像信号である。家庭用のテレビとしてはＮＴＳＣ、Ｈ
Ｄに対応できれば当面は十分である。しかし、ＳＸＧＡ
も表示したいという要望が強い。しかし、液晶表示パネ
ルをプログレッシブ走査映像信号に適用するには、シフ
トレジスタの並列数がインタレース走査映像信号時の２
倍となる。したがって、ＳＸＧＡのプログレッシブ走査
映像信号にも適用するためには、ＨＤ規格では必要でな
い。さらに２倍に並列に形成したシフトレジスタをあら
かじめ形成しておく必要がある。これはあまりにも損失
が大きい。この損失とは表示パネルを構成するＴＦＴア
レイの製造の困難さ(製造歩留まり、設計の困難さ)、シ
フトレジスタの形成領域が広くなりパネルの有効表示領
域が小さくなるというデメリット、ゲート信号線等の信
号伝達速度をＨＤ規格の信号を表示するときに比較して
１／２に向上させるために前記信号線の低抵抗値かの困
難さに伴う損失である。

【００８３】本方法は、第１のフレームのプログレッシ
ブ走査映像信号から奇数ラインデータを取り出し、表示
パネルに表示し、第２のフレームから偶数ラインのデー
タを取り出して表示パネルに表示し、前記２フレーム期
間で一画面を形成する。本方法によれば、シフトレジス
タ数はＨＤ規格のインタレースに適用できる並列数でＳ
ＸＧＡ規格のプログレッシブ走査映像信号による画像も
表示できることになる。特にＳＸＧＡ等はワークステー
ションで用いられ、ワークステーションで用いる画像は
静止画がほとんどであり本方法で十分適用できる。もち
ろん、第２の表示方法を用いれば動画表示にも適応でき
るし、第３の表示方法のように、切換器４４を動作させ
れば、映像信号に応じて(動画か静止画か)適正な画像表
示を実現できる。

【００８４】図１０でもわかるように、ＨＤの表示領域
５３a内にＳＸＧＡの表示領域５３bが上下方向は丁度お
さまる(縦１０２４ドットであれば当然である)。また、
ＮＴＳＣ(ＶＧＡ)の表示領域５３cでもほとんど無表示
領域(画像を表示しない画素行)が生じず、ほとんどの画
素を有効に利用できる。また、ＨＤの表示領域５３a内
でＳＸＧＡの表示領域５３bを左右(Ａ、Ｂ方向)に「移
動」させることができる。

【００８５】前述の「移動」方式はマルチウィンドウ方式
に適応し、本発明の表示装置の応用範囲を広げることに
効果がある。図３等では表示ライン選択回路３１にライ
ンメモリ４１を用いたが、「移動」させるためには図１１
に示すようにフレームメモリ５１を用いる必要がある。
映像信号はＡ／Ｄ４０によりデジタルデータに変換され
フレームメモリ５１に入力される。前記データをフレー
ムメモリ制御回路５２により読みだしを制御してＤ／Ａ
変換４２を通してソース信号処理回路３２に出力するの
である。

【００８６】なお、図１１に示すように、ソース駆動回
路３３は、液晶表示パネル８１の上下にソース駆動回路
３３a、３３bとして配置してもよい。ソース駆動回路を
上下に配置すれば、後に説明する列方向の画素に信号極
性が異なるように印加する。カラム反転駆動がやりやす
くなるという効果がある。

【００８７】液晶表示パネル８１には画面がちらついて
みえる現象「フリッカ」が発生しやすい。そのため、図
１２に示すように１行(ライン)画素１０１または複数行
ごとに極性の異なる信号を印加するＨ反転駆動が採用さ
れる。また、図１３に示すように１列の画素１０１また
は複数の列ごとに極性の異なる信号を印加するカラム反
転駆動が行なわれる。

【００８８】Ｈ反転駆動では、図１２が第１フレーム目
を表すとすると、図１３は第２フレーム目の信号の印加
状態を表す。また、カラム反転駆動では、図１４が第１
フレーム目を表すとすると、図１５は第２フレーム目の
印加状態を表す。各画素１０１は２フレーム周期で同一
極性の信号が印加される。

【００８９】なお、以上の図では正極性を（＋）で負極
性を（−）で示している。また正極性とは通常対向電極
８８の電位に対して正方向を、負極性とは対向電極８８
の電位に対して負方向の電圧を示す。

【００９０】Ｈ反転駆動等を実現するのは容易である。
図１６に示すように映像信号はアンプ１４１を通して位
相分割回路１４２に入力される。位相分割回路１４２
は、図１７に示すようにトランジスタＱと２つの抵抗Ｒ
_１、Ｒ_２で容易に構成できる。位相分割回路１４２で正
極性（＋）と負極性（−）の２つの極性の信号が作ら
れ、前記信号は出力切り換え回路１４３に入力される。
出力切り換え回路１４３からは正極性と負極性のいずれ
か一方の信号を出力する。１水平走査(１Ｈ)期間(図１
０の場合は２Ｈ期間)ごとに信号の極性を切り換えて出
力すればＨ反転駆動となる。図１１のように構成し、ソ
ース駆動回路３３aに正極性(負極性)の信号を印加し、
同時にソース駆動回路３３bに負極性(正極性)の信号を
印加すればカラム反転駆動となる。

【００９１】液晶表示装置でフリッカが視覚的に認識さ
れないように構成することは重要な事項である。そこで
本発明の映像信号表示方法では以下のようにしている。
なお、以下の図１８〜図２２において、横軸のnＦ(nは
１以上の整数)は各フレームを示しており、たとえば１
Ｆの次のフレームは２Ｆである。縦軸は表示パネル(デ
ィスプレイ)の行(ライン)を示している。図中の＋は正
極性の信号であることを、−は負極性の信号であること
を示し、アルファベットのa、b、cは画素１０１に印加
される電圧(振幅)を示す。各フレームに含まれる映像信
号データは異なるものとし、各フレームのデータごとに
a、b、cと記号を付加している。

【００９２】なお、a、b、cの記号は説明の都合上、記
述したにすぎない。たとえば、ラスター表示ではa、b、
cはすべて同一の電圧(振幅)であろう。また、以下の図
面において、＋と−は説明の便宜上記載したものであ
り、＋と−は置き換えてもよい。前記事項は以下の図面
に対しても同様である。

【００９３】以下、第５の映像信号表示方法について、
図１８を用いて説明する。第５の映像信号表示方法は、
ＨＤ規格の信号(インタレース走査映像信号(飛び越し走
査))を表示装置に表示させるための方法である。前記信
号は第１フレームに奇数番目のライン信号(走査線のデ
ータ)が、次の第２のフレームに偶数番目のライン信号
が転送されてくるものとする。

【００９４】図１８では、１Ｆの列にa_ｊ(jは１以上の
整数)が記載される。これは表示パネルの一画素列に第
１フレームの映像信号データが保持されたことを示す。
２Ｆの列に一番上に“＋a_１"と記載され、以下の列には
b_ｊ(jは２以上の整数)と記載されているから、一番上の
画素には第１フレームの映像信号データがそのまま保持
されており、他の画素には第２フレームの映像信号デー
タが保持されたことを示す。

【００９５】以上のことから明らかなように、＋a_３と
−a_３とは画素１０１に保持されている電圧値が同じ
で、信号(電圧)の極性のみが異なっていることを示す。
また、＋a_３と＋a_５であれば同一フレームの映像信号デ
ータではあり、画素１０１に保持された信号(電圧)の極
性が同じであることを示す。

【００９６】なお、実際の映像信号が１ラインのa_１の
値と５ラインのa_５の値が異なる場合もあるが同一の場
合もある。なぜならば、一画面すべてが白ラスター表示
であればすべての画素１０１には同一の電圧が書き込ま
れているからである。したがって、添字は説明の都合上
異なった添字を付加しているにすぎない。また、たとえ
ば図１８において１Ｆの１ラインは＋a_１と正極性の電
圧を保持しているとしているが、これに限定するもので
はなく、説明の都合上にすぎない。１ラインが−a_１、
２ラインが−a_１、３ラインが＋a_３、４ラインが＋a_３
であってもよい。また“×"とはdon't careであること
を示す。つまり、１Ｆより前のフレームで書き込まれた
データである。

【００９７】以下、本発明の映像信号の表示方法におい
て画素に印加保持する電圧の極性について説明してい
く。以下のように画素に印加する電圧の極性を考慮する
ことによってフリッカが視覚的に認識されるのを大幅に
低減できるのである。また、画素数等は図１０で説明し
たものと同じとする。

【００９８】図１８は、第５の映像信号表示方法によ
り、ＨＤ規格のインタレース走査映像信号を表示パネル
に表示する方法を示している。奇数フレーム(Ｆ)では奇
数ラインおよびそれに続く偶数ラインに同一電圧を画素
に保持させる。偶数フレーム(Ｆ)では偶数ラインおよび
それに続く奇数ラインに同一電圧を画素に保持させる。
また、一列において２画素ごとに画素１０１に保持させ
る。つまり第１フレーム(Ｆ)では一列の画素１０１に
“＋＋−−＋＋−−・・・・"と電圧が保持され、次の
第２フレーム(Ｆ)では一列の画素１０１に“＋−−＋＋
−−・・・・"と保持される。さらに次の第３フレーム
(Ｆ)では“−−＋＋−−＋＋・・・・"となり、次の第
４フレームでは“−＋＋−−＋＋−・・・・"となる。
第５フレームでは第１フレームと同じの“＋＋−−＋＋
−−・・・・"となる。

【００９９】つまり、一画素１０１のみに注目すればフ
レーム方向(時間軸方向)で“＋＋−−＋＋−−"の極性
の電圧が印加されており、４フレーム期間で一周期とな
っている。したがって１フレームは１／６０秒であるか
ら４周期では１／１５秒となりフリッカが発生する。し
かし、前記画素の上下の画素は２フレームごとに反対極
性の電圧が印加されている。たとえば第１フレームの３
ラインの画素１０１aを注目すれば前記画素は時間軸方
向で“−−＋＋−−＋＋"と電圧が印加されるが、２ラ
インの画素１０１cは“＋−−＋＋−−＋"と電圧が印加
され、４ラインの画素１０１bは“−＋＋−−＋＋"と電
圧が印加される。したがって、多少フリッカが発生して
もある任意の画素の上または下に隣接した画素には逆極
性の電圧が印加されているためフリッカが発生している
とは認識されない。また、列方向にも“＋＋−−＋＋−
−"と極性の異なる電圧が周期的に印加されているから
フリッカをさらに認識されない方向に作用する。

【０１００】また、この第５の映像表示方法では、フレ
ーム補間をとったのと同様な画像表示となり、特に動画
領域の多い画像表示に適する。通常の家庭用テレビでは
静止画像はほとんどないため、この表示方法は実用上十
分である。なお、第２のフレームの１ラインの画素に＋
a_１が印加されている。これは、第１のフレームの１ラ
インで書き込まれた電圧＋a_１がそのまま保持されてい
ることを示す。このように、フレームごとに１ラインず
らせて表示することも重要な点である。

【０１０１】図１９は、表示装置にワークステーション
等のプログレッシブ走査映像信号を表示させる方法であ
る。つまり、第１の映像信号表示方法において、画素に
印加する電圧の極性を考慮した場合である(第４の映像
信号表示方法)。第１のフレームでは第１フレームのプ
ログレッシブ走査映像信号から奇数ラインの信号を取り
出し、奇数ラインに表示する。その際、(４n−３)ライ
ン(ただしnは１以上の整数)には正極性の電圧を、(４n
−１)ラインには負極性の電圧を印加する。第１のフレ
ームに続く第２のフレームでは第２フレームのプログレ
ッシブ走査映像信号から偶数ラインの信号を取り出し、
偶数ラインに表示する。その際(４n−２)ライン(ただし
nは１以上の整数)には負極性の電圧を、(４n)ラインに
は正極性の電圧を印加する。以上の２フレーム期間で１
画面を表示できる。

【０１０２】次に、第２フレームに続く第３のフレーム
では、第３のフレームのプログレッシブ走査映像信号か
ら奇数ラインの信号を取り出し、奇数ラインに表示す
る。その際、各画素には第１フレームに印加した電圧の
極性と逆極性となるようにする。また、第４フレームで
は各画素には第２のフレームに印加した電圧の極性と逆
極性となるようにする。

【０１０３】以上のように電圧を印加すれば、各画素に
印加した電圧の極性は図１８と同一となる。したがっ
て、フリッカは認識されない。図１９の表示方法はライ
ン補間を実現していることになる。したがって静止画に
適する。ワークステーションでは図形、文章、またはプ
ログラムのテキストを表示することが多く、これらの図
形、文章等にほとんどが静止画である。したがって、第
１の本発明の表示方法が適する。駆動周波数(データ転
送レート)も、そのままプログレッシブ走査映像信号を
液晶表示パネル８１に表示する場合の１／２に低減でき
る。したがって、ポリシリコン技術を用いてソースドラ
イブ回路３３等を形成したパネルであっても、前記ソー
スドライブ回路３３内のシフトレジスタ数は増加しな
い。

【０１０４】ＨＤ規格の信号はインタレース走査映像信
号で送信されてくるから、図１８に示すようにインタレ
ース走査映像信号で表示すれば十分である。ワークステ
ーション等のプログレッシブ走査映像信号は、図１９に
示すようにすれば実用上十分である。

【０１０５】本発明の表示装置は、ＨＤ規格のインタレ
ース走査映像信号は図１８で説明した表示方法で表示
し、プログレッシブ走査映像信号かつ静止画の場合は図
１９の表示方法で表示する。また、プログレッシブ走査
映像信号かつ動画の場合は、図２に示す本発明の映像信
号表示方法を随時適用する。

【０１０６】ＮＴＳＣ規格の信号を画像表示するために
は、図２０で説明する方法を用いればよい。ＮＴＳＣ規
格の信号は有効水平走査線(ライン数)数は４８０本程度
である。本発明の表示装置は有効水平走査線数は１０２
４本ある。そのため、ＮＴＳＣ規格の信号を表示するに
は前記１０２４本中、４８０本の２倍の９６０本を用い
る。つまり一本の走査線のデータを表示装置の複数のラ
インに表示する。また、ＮＴＳＣ規格の信号もインタレ
ース走査映像信号である。図１８に示すようにＨＤ規格
のインタレース走査映像信号を表示するのには、２本の
ラインに同一表示した。ＮＴＳＣ規格は４８０本の２倍
の９６０本であるから、一本の走査線のデータを図２０
に示すように４本のラインに表示する。

【０１０７】図２０に示すように、奇数フレーム(Ｆ)で
は奇数番目の映像信号データが転送されてくるとし、か
つ、nを１以上の整数とすれば、(８n−７)から(８n−
４)ラインの画素１０１に同一の電圧が書き込まれる。
偶数フレーム(Ｆ)では偶数番目の映像信号データが転送
されてくるとすると、先と２ラインずらせて(８n−５)
から(８n−２)のラインの画素１０１に同一の電圧が書
き込まれる。偶数フレームでは(８n−７)と(８n−６)の
画素１０１には前記偶数フレームの１つ前の奇数フレー
ムのデータがそのまま保持される。これは、図１８に示
すように第２フレーム(２Ｆ)で第１ラインの画素に第１
フレーム(１Ｆ)の１ラインのデータ“＋a _１"がそのまま
保持されているのと同一の理由からである。

【０１０８】図２０ではフリッカを低減するには、画素
１０１に書き込む電圧の極性にも考慮している。つま
り、第１フレームでは列方向(１ライン〜nライン)に
“＋＋＋＋−−−−＋＋＋＋・・・・"の極性の電圧を
印加し、第２フレームでは“＋＋−−−−＋＋＋＋−−
・・・・"の極性の電圧を印加する。また、１画素(たと
えば画素１０１a)を中心に時間軸方向(フレーム方向＝
１Ｆ〜９Ｆ)にみれば“＋＋−−＋＋−−・・・・"の極
性の電圧を印加する。前記画素１０１aの下位置の画素
１０１bは“＋−−＋＋−−・・・・"の極性の電圧を印
加して、先の画素１０１aとは異なるようにしている。
そのため一画素のみに注視すればフリッカは発生してい
るが、全体(任意の一画素とその周辺画素を同時にみれ
ば)としてはフリッカは打ち消されて視覚的には認識さ
れない。

【０１０９】さらにフリッカの発生の影響を防止するた
めには、図２１に示す第７の映像信号表示方法を行えば
よい。図２０では、１フレームの４ラインに同一の極性
の電圧(たとえば第１Ｆの１ライン〜４ラインは“＋＋
＋＋"、第１Ｆの５ライン〜８ラインは“−−−−")を
印加していたが、図２１では、４ラインは同一電圧であ
っても２ラインづつ電圧の極性を変化させている。(た
とえば、第１Ｆの１ライン〜４ラインは“＋＋−−"、
第１Ｆの５ライン〜８ラインも“＋＋−−")。

【０１１０】以上のように表示させると、第１フレーム
では列方向(１ライン〜nライン)に“＋＋−−＋＋−−
・・・・"、第２フレームでは列方向に“−−＋＋−−
＋＋・・・・"の極性の電圧が画素に印加される。ま
た、１画素(たとえば画素１０１a)を中心に時間軸方向
(フレーム方向＝１Ｆ〜９Ｆ)にみれば“＋−＋−＋−＋
−・・・・"の極性の電圧が印加され、前記画素１０１a
の下位置の画素１０１bには“−＋−＋−＋−＋・・・
・"と全く画素１０１aとは逆の極性の電圧が印加され
る。そのためフリッカの発生は極めて良好に抑制され
る。

【０１１１】ＨＤ規格の信号は、図１８の表示方法によ
り表示できる。図２１は、図１８の表示方法を行なうの
と同一のデータ転送レートである。したがって、本発明
の表示装置で図１８の表示方法を実現できるのであれ
ば、図２１の表示方法をも実現できることは容易に理解
できるであろう。

【０１１２】図２２は、ＶＧＡ規格の表示を実現する方
法である。なお、この図２２は第６の映像信号表示方法
の説明図である。ＶＧＡ規格の表示は、本発明の表示装
置ではプログレッシブ走査映像信号をそのまま用いて表
示する。ＶＧＡ規格の有効水平走査線数は４８０本であ
る。したがって、本発明の表示装置には１０２４本のう
ち４８０本の２倍の９６０本を用いて表示する。ＶＧＡ
規格の表示を行なうには、これまで説明した表示方法と
異なり奇数フレームまたは偶数フレームと区別する必要
はない。第１のフレームの映像信号データのうち奇数ラ
インに該当する信号は、(４n−３)および(４n−２)ライ
ンに表示する。偶数ラインに該当する信号は(４n−１)
および(４n)ラインに表示する。映像信号データの１ラ
インのデータを、２本のラインの画素行に書き込むので
ある。つまりプログレッシブ走査映像信号をそのまま表
示装置の２ラインに表示していく。

【０１１３】フリッカの発生を防止するため画素に書き
込む信号極性にも考慮を払っている。信号極性は奇数フ
レームでは列方向に“＋＋−−＋＋−−・・・・"、偶
数フレームでは列方向に“−−＋＋−−＋＋・・・・"
としている。フレーム方向(時間軸方向)では“＋−＋−
＋−＋−・・・・"と画素に電圧を保持させる。したが
って、１画素を注目してみれば１／３０秒の周期で画素
に同一極性の電圧が印加される。そのためフリッカの発
生は全く生じない。

【０１１４】以上のように本発明の表示装置では、図１
０に示すように画素数が横１２８０ドット横１０２４ド
ットの液晶表示パネルを用いて、ＨＤ、ＮＴＳＣ、ＶＧ
Ａ、ＳＸＧＡの表示を実現している。また、図１、図２
等で説明した方法を用いることにより前記表示パネルに
転送するデータ転送レートを従来の１／２に低減し、消
費電力の低電力化、ソースドライブ回路等の簡略化を実
現している。その上、図１８等で説明した方法によりフ
リッカの発生を防止している。

【０１１５】本発明の映像信号表示方法は、ＴＮ液晶表
示パネル、強誘電液晶表示パネルまたはＰＬＥＴを用い
た表示パネル等、画素に電圧を保持する方式の表示パネ
ルに適応できる。

【０１１６】これらの液晶表示パネルのうち特によく用
いられるＴＮ液晶表示パネルは、光の入射角依存性があ
る、画素に逆ドメインが発生する、液晶を配向させるた
めのラビング処理が必要で不良が発生しやすい等の課題
がある。

【０１１７】ＴＮ液晶表示パネルは、光の入射角と表示
コントラストが依存する。これは液晶層８７の中の液晶
分子が画素電極１５１の法線に対し、一定角度で傾いて
いることから生じる。液晶分子の傾きと、光の入射角度
が一致しておれば表示コントラストは良好である。しか
し、不一致であれば表示コントラストは著しく劣化す
る。この課題は、ＴＮ液晶表示パネルをライトバルブと
して用い投写型表示装置に対して重大である。投写型表
示装置では光学設計の都合上ライトバルブに入射する光
の主光線をライトバルブの全領域で一定方向にすること
が困難だからである。たとえば、図１０２に示すように
ＴＮ液晶表示パネル６９１に入射する光の主光線はパネ
ル上部と下部で異なる。

【０１１８】今、液晶層８７中の液晶分子の傾きが主光
線cと一致しておれば、ライトバルブ６９１の表示領域
の下部の表示コントラストは良好となる。しかし、上部
の主光線aに対しては不一致であり、上部の表示コント
ラストは著しく悪くなる。したがって画面下部から上部
に表示コントラストの劣化が生じる。つまり、画面下部
の画像表示は良好であるが、画面上部は悪い低品位の画
像表示状態となる。この現象は著しく画像表示を低下さ
せる。

【０１１９】また、ＴＮ液晶表示パネルの課題として、
図１０３に示すように画素開口部７０１の画素周辺部か
らの光もれ(逆ドメイン領域７０２)がある。これは液晶
分子が正規の配向方向と逆方向に配向することからおき
る。この配向状態を逆チルド・ドメインと呼ぶ。これは
画素電極と信号線間に発生する電界により液晶分子の立
ち上がり方向が部分的に逆になることより生じる。液晶
分子の立ち上がり方向が逆になった部分は電圧が印加さ
れているにもかかわらず光は出射面の偏光板(検光子)を
通過する。つまり光もれが生じる。正常な液晶の立ち上
がり方向であれば光もれは生じない。

【０１２０】光もれを防止する方法として、対向電極上
に形成するブラックマトリックス(ＢＭ)７０３を幅を太
くする方法がある。つまり、逆ドメイン領域７０２を隠
すようにＢＭ７０３を形成する。これも、画素閉口面積
を低下させることとなり、表示輝度を低下させること
が、有効な方法とは言えない。

【０１２１】また、以下に説明するように、ＴＮ液晶を
用いる液晶表示パネルは、画素周辺部には光抜けが発生
しやすいため、ブラックマトリックスを太くしなければ
ならない。したがって、光利用率が悪く、表示輝度は低
い。ブラックマトリックスに照射された光は液晶表示パ
ネルを加熱することになり、パネル温度を上昇させ、パ
ネルの寿命を短くする。

【０１２２】また、ＴＮ液晶表示パネルは配向膜を塗布
し、ラビング処理が必要である。ラビング処理等は工程
数を増加させ、製造コストの増大をひきおこす。また、
近年、投写型表示装置に用いる液晶表示パネルの画素数
は３０万画素以上と大容量となり、それにつれ画素サイ
ズは微細化の傾向にある。画素の微細化は信号線、ＴＦ
Ｔの凹凸を多数形成することになり、前記凹凸により良
好にラビング処理を行なえなくなったことは当然であ
る。また、画素サイズの微細化は１つの画素に占めるＴ
ＦＴおよび信号線の形成面積が大きくなり画素開口率を
低減させる。一例として対角３インチの液晶表示パネル
で３５万画素形成した場合、画素開口率は約３０％であ
る。アモルファスシリコンでＴＦＴを形成した場合で、
かつ、１５０万画素形成した場合は２０％弱という予測
値もある。これらの画素開口率の低減は表示画像の低輝
度化にとどまらず、入射光開口部以外に照射された光に
より、さらに液晶表示パネルは加熱されることになり前
述の性能劣化を加速する。

【０１２３】そこで、本発明の表示装置では光変調層８
７として高分子分散液晶を用いる。高分子分散液晶を用
いた液晶表示パネル(以下、高分子分散液晶表示パネル
と呼ぶ)はＴＮ液晶表示パネルのように入射角依存性が
なく、また、逆チルトドメインの発生もなく、ラビング
処理も不要である。その上、光変調に偏光板を用いる必
要がないため、高輝度表示を行なうことができる。

【０１２４】以下、本発明の表示装置を用いる高分子分
散液晶表示パネルについて説明する。高分子分散液晶
は、液晶と高分子(ポリマー)の分散状態によって大きく
２つのタイプに分けられる。１つは、水滴状の液晶が高
分子中に分散しているタイプである。液晶は、高分子中
に不連続な状態で存在する。以後、このような液晶をＰ
ＤＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた液晶表示パネル
をＰＤ液晶表示パネルと呼ぶ。もう１つは、液晶層に高
分子のネットワークを張り巡らせたような構造を採るタ
イプである。ちょうどスポンジに液晶を含ませたような
格好になる。液晶は、水滴状とならず連続に存在する。
以後、このような液晶をＰＮＬＣと呼び、また、前記液
晶を用いた液晶表示パネルをＰＮ液晶表示パネルと呼
ぶ。前記２種類の液晶表示パネルで画像を表示するため
には光の散乱・透過を制御することにより行なう。

【０１２５】ＰＤＬＣは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。これに対し、ＰＮＬＣは液
晶分子の配向の不規則さそのものを使う。不規則な配向
状態、つまり電圧を印加していない状態では入射した光
は散乱する。一方、電圧を印加し配列状態を規則的にす
ると光は透過する。

【０１２６】なお、前述のＰＤＬＣおよびＰＮＬＣの液
晶の動きの説明はあくまでモデル的な考え方である。本
発明においてはＰＤ液晶表示パネルとＰＮ液晶表示パネ
ルのうち一方に限定するものではないが、説明を容易に
するため主としてＰＤ液晶表示パネルを例にあげて説明
する。また、ＰＤＬＣおよびＰＮＣＬを総称してＰＤ液
晶と呼ぶ。

【０１２７】図２３は、ＰＤ液晶の動作の説明図であ
る。画素電極１５１にはＴＦＴ(図示せず)等が接続さ
れ、ＴＦＴのオン、オフにより画素電極１５１に電圧が
印加されて、画素電極１５１上の液晶配向方向を可変さ
せて光を変調する。(a)に示すように電圧を印加してい
ない状態では、それぞれの水滴状液晶１８１中の液晶分
子は不規則な方向に配向している。この状態ではポリマ
ー１８２と水滴状液晶１８１との間に屈折率差が生じ、
入射光は散乱する。ここで、(b)に示すように画素電極
１５１に電圧を印加すると液晶分子の方向がそろう。液
晶分子が一定方向に配向したときの屈折率をあらかじめ
ポリマー１８２の屈折率n_ｐと合わせておくと、入射光
は散乱せずにアレイ基板１６２より出射する。

【０１２８】液晶層８７に用いる液晶材料としてはネマ
ティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液
晶が好ましく、単一または２種類以上の液晶性化合物や
液晶性化合物以外の物質も含んだ混合物であってもよ
い。

【０１２９】なお、先に述べた液晶材料のうち、異常光
屈折率n_ｅと常光屈折率n_ｏの差の比較的大きいシアノビ
フェニル系のネマティック液晶、または、経時変化に安
定なフッ素系、クロル系ネマティック液晶が好ましく、
中でもクロル系のネマティック液晶が散乱特性も良好で
かつ、経時変化も生じ難く最も好ましい。

【０１３０】高分子マトリックス材料としては透明なポ
リマーが好ましく、ポリマーとしては、製造工程の容易
さ、液晶相との分離等の点より光硬化タイプの樹脂を用
いる。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系樹脂が
例示され、特に紫外線照射によって重合硬化するアクリ
ルモノマー、アクリルオリゴマーを含有するものが好ま
しい。中でもフッ素基を有する光硬化性アクリル樹脂は
散乱特性が良好な光変調層８７を作製でき、経時変化も
生じ難く好ましい。

【０１３１】また、前記液晶材料は、常光屈折率n_ｏが
１.４９から１.５４のものを用いることが好ましく、中
でも、常光屈折率n_ｏが１.５０から１.５３のものを用
いることが好ましい。また、屈折率差△nが０.１５以上
０.３０以下のものとを用いることが好ましい。n_ｏ、△
nが大きくなると耐熱、耐光性が悪くなる。n_ｏ、△nが
小さければ耐熱、耐光性はよくなるが、散乱特性が低く
なり、表示コントラストが十分でなくなる。散乱特性は
△nの２乗におよそ比例する。

【０１３２】以上のことから、光変調層８７の構成材料
として、常光屈折率n_ｏが１.５０から１.５３、かつ、
△nが０.１５以上０.３０以下のクロル系のネマティッ
ク液晶を用い、樹脂材料としてフッ素基を有する光硬化
性アクリル樹脂を採用することが好ましい。

【０１３３】このような高分子形成モノマーとしては、
２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリ
コールジアクリレート、トリプロピレングリコールジア
クリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリ
スリトールアクリレート等が挙げられる。

【０１３４】オリゴマーまたはプレポリマーとしては、
ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポ
リウレタンアクリレート等が挙げられる。

【０１３５】また、重合を速やかに行なうために重合開
始剤を用いても良く、この例として、２−ヒドロキシ−
２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン(メルク
社製「ダロキュア１１７３」)、１−(４−イソプロピルフ
ェニル)−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−
オン(メルク社製「ダロキュア１１１６」)、１−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー社製「イ
ルガキュア１８４」)、ベンジルメチルケタール(チバガ
イギー社製「イルガキュア６５１」)等が挙げられる。そ
の他に任意成分として連鎖移動剤、光増感剤、染料、架
橋剤等を適宜併用することができる。

【０１３６】なお、樹脂材料が硬化した時の屈折率n_ｐ
と、液晶の常光屈折率n_ｏとは略一致するようにする。
液晶層に電界が印加された時に液晶分子が一方向に配向
し、液晶層の屈折率がn_ｏとなる。したがって、樹脂の
屈折率n_ｐと一致し、液晶層は光透過状態となる。屈折
率n_ｐとn_ｏとの差異が大きいと液晶層に電圧を印加して
も完全に液晶層が透明状態とならず、表示輝度は低下す
る。屈折率n_ｐとn_ｏとの屈折率差は０.１以内が好まし
く、さらには０.０５以内が好ましい。

【０１３７】ＰＤ液晶層９７中の液晶材料の割合はここ
で規定していないが、一般には３０重量％〜９０重量％
程度がよく、好ましくは６０重量％〜８５重量％程度が
よい。３０重量％以下であると液晶滴の量が少なく、散
乱の効果が乏しい。また９０重量％以上となると高分子
と液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、界面の割
合は小さくなり散乱特性は低下する。ＰＤ液晶層の構造
は液晶分率によって変わり、だいたい５０重量％以下で
は液晶滴は独立したドロップレット状（水滴状）として
存在し、５０重量％以上となると高分子と液晶が互いに
入り組んだ連続層となる。

【０１３８】水滴状液晶の平均粒子径または、ポリマー
ネットワークの平均孔径は、０.５μm以上２.０μm以下
にすることが好ましい。中でも、０.７μm以上１.５μm
以下が好ましい。ＰＤ表示パネルが変調する光が短波長
(たとえば、Ｂ光)の場合は小さく、長波長(たとえば、
Ｒ光)の場合は大きくする。水滴状液晶の平均粒子径ま
たはポリマー・ネットワークの平均孔径が大きいと、透
過状態にする電圧は低くなるが散乱特性は低下する。小
さいと、散乱特性は向上するが、透過状態にする電圧は
高くなる。上記０.７〜１.５μmの範囲は駆動電圧も適
正で散乱特性も高く、また、液晶の応答性も速い。

【０１３９】なお、本発明の投写型表示装置にライトバ
ルブとしてＰＤ液晶表示パネルを用いる場合は、青色光
を変調する液晶表示パネルの水滴状液晶の平均粒子径ま
たはポリマー・ネットワークの平均孔径は、赤色光を変
調する液晶表示パネルのそれより小さくしている。

【０１４０】本発明にいうＰＤ液晶(高分子分散液晶)と
は、特公表６１−５０２１２８号公報に示すような液晶
が水滴状に樹脂中に分散されたもの(図２３参照)、樹脂
がスポンジ状(ポリマーネットワーク)となり、そのスポ
ンジ状間に液晶が充填されたもの(たとえば特開平５−
１７３１１７号公報、特開平３−４６６２０号公報等)
が該当し、他に特開平６−２０８１２６号公報、特開平
６−２０２０８５号公報に開示されているような樹脂が
層状となっているものも包含する。また、特開平５−１
１３５５８号公報、特公平３−５２８４３号公報のよう
に液晶がカプセル状の収容媒体に封入されているものも
含む。さらには、液晶または樹脂４５中に二色性、多色
性色素を含有されたもの(例えば特開昭５９−２２６３
２２号公報、特開昭５９−１７８４２９号公報)も含
む。

【０１４１】液晶層８７の膜厚は５〜２０μmの範囲が
好ましく、さらには８〜１５μmの範囲が好ましい。膜
厚が薄いと散乱特性が悪くコントラストがとれず、逆に
厚いと高電圧駆動を行わなければならなくなり、ゲート
信号線にＴＦＴ８６をオンオフさせる信号を発生するゲ
ートドライブ回路３８やソース信号線に映像信号を印加
するソースドライブ回路３３の設計などが困難となる。

【０１４２】図２４等に示すように、液晶層８７の膜厚
制御としては、黒色のガラスビーズ２３３または黒色の
ガラスファイバー、もしくは、黒色の樹脂ビーズ２３３
または黒色の樹脂ファィバーを用いる。特に黒色のガラ
スビーズまたは黒色のガラスファイバーは、非常に光吸
収性が高く、かつ、硬質のため液晶層に散布する個数が
少なくてすむので好ましい。

【０１４３】以上の説明においてビーズ、ファイバーは
黒色としたが、液晶表示パネルを投写型表示装置のライ
トバルブとして用いる場合はこれに限定されるものでは
ない。投写型表示装置は３枚の表示パネルでＲ、Ｇ、Ｂ
の３色の光をそれぞれ変調するものである。Ｒ光を変調
する表示パネルに用いるビーズ２３３などは、Ｒ光を吸
収させれば良い。つまり、変調する光の色に対して、補
色の関係にある色素を含有したビーズ２３３を用いれば
よい。

【０１４４】液晶層８７は、電圧無印加状態で入射光を
散乱(黒表示)する。透明のビーズを用いると表示画面が
黒表示であっても、前記ビーズの箇所から光漏れが生
じ、表示コントラストを低下させる。黒色のガラスビー
ズまたは黒色のガラスファイバーを用いれば光漏れは生
じず、良好な表示コントラストを実現できる。

【０１４５】また、画素電極１５１と対向電極８８上に
絶縁膜２３２を形成することは有効である。絶縁膜２３
２としてはＴＮ液晶表示パネル等に用いられるポリイミ
ド等の配向膜、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)等の有機
物、ＳiＯ_２等の無機物が例示される。好ましくは、密
着性等の観点からポリイミド等の有機物がよい。ＰＤ液
晶８７は比較的、比抵抗が低い。そのため画素電極１５
１に印加された電荷を１フィールド(１／３０または１
／６０秒)の時間のあいだ完全に保持できない場合があ
る。保持できないと液晶層８７が完全に透明状態となら
ず、表示輝度が低下する。ポリイミド等の有機物からな
る薄膜は比抵抗が非常に高い。したがって、有機物から
なる薄膜を電極上に形成することにより電荷の保持率を
向上できる。そのため、高輝度表示および高コントラス
ト表示を実現できる。

【０１４６】絶縁膜２３２は液晶層８７を電極８８、１
５１とが剥離するのを防止する効果もある。それは液晶
層８７を構成する材料の約半分近くは樹脂からなる有機
物であるからである。そのため、前記絶縁膜２３２が接
着層の役割をはたし、基板１６２、１６１と液晶層８７
との剥離が発生しにくくなる。

【０１４７】また、有機物からなる絶縁膜２３２を形成
すれば、液晶層８７のポリマーネットワークの孔径また
は水滴状液晶の粒子径がほぼ均一になるという効果もあ
る。対向電極８８上に有機残留物が残っていても前記絶
縁膜２３２で被覆するためと考えられる。その効果はポ
リイミドよりもＰＶＡの方が良好である。これはポリイ
ミドよりもＰＶＡの方がぬれ性が高いためと考えられ
る。しかし、パネルに各種の絶縁膜２３２を作製して行
った信頼性(耐光性、耐熱性など)試験の結果では、ＴＮ
液晶の配向膜等に用いるポリイミドが、経時変化がほと
んど発生せず良好である。そのため、本発明の表示パネ
ルにはポリイミドを絶縁膜２３２として用いることが好
ましい。

【０１４８】なお、有機物で絶縁膜２３２を形成する
際、その膜厚は０．０２μm以上、０．１μm以下の範囲
が好ましく、さらには０．０３μm以上０．０８μm以下
が好ましい。

【０１４９】ＰＤ液晶表示パネルは高輝度表示を実現で
きる。しかし、ＰＤ液晶表示パネルにも課題がある。以
下、その課題と、本発明の表示パネル(表示装置)に採用
した対策(構成)について順次説明をしていく。ＰＤ液晶
表示パネルで画像を表示した際、表示コントラストが悪
くなる原因に、画素周辺部からの光漏れがある。これは
信号線と画素電極間に発生する電気力線に液晶分子が配
向するために生じる。特に図１０４に示すように、白ウ
ィンドウを表示した際に顕著になる。白表示部の上部お
よび下部の黒表示領域が灰色表示となるからである(以
後、この現象を黒浮きと呼ぶ)。輝度分布は図１０５に
示すようになる。b−b'線の部分は黒浮きは生じず、原
理的には画面上部から画面下部まで輝度Ｂ_１で一定であ
る。しかし、a−a'線の部分は、輝度Ｂ_１の部分がＢ_２
となる。ＰＤ液晶表示パネルで自然画を表示すると白表
示部の上下に白線が表示される(以後、この現象を尾ひ
きと呼ぶ)。この現象は画像表示品位を大幅に低下させ
る。

【０１５０】前述黒浮きを防止するためには、ＴＮ液晶
表示パネル等と同様にブラックマトリックス（ＢＭ）を
形成すればよい。しかし、対向電極８８上にＢＭを形成
することは好ましくない。ＰＤ液晶表示パネルの製造す
る際、未硬化の紫外線硬化樹脂と液晶とを混合させたも
の(混合溶液)を対向電極８８と画素電極１５１間に注入
し、紫外線を照射して樹脂を硬化させ、樹脂成分と液晶
成分とを相分離させるためである。紫外線は対向基板側
より照射する。対向電極８８上にＢＭが形成されている
と、ＢＭ下の樹脂成分は硬化せず、液晶と樹脂成分とが
相分離しない。したがって、表示パネルは安定性が悪
く、経時変化の大きくなり、実質上ライトバルブとして
用いることが困難である。

【０１５１】また、ＢＭが対向電極８８上に形成されて
いる場合、対向基板１６１とアレイ基板１６２との貼り
合わせ精度も重要になる。貼り合わせの際ずれるとＢＭ
の端から光漏れが生じる。通常ＢＭ幅は貼り合わせ精度
を考慮して、ＢＭの幅を太く形成している。一般的には
貼り合わせ精度は５μm〜１０μmである。ＢＭを太くす
れば、それだれ、画素開口率が低下する。したがって、
表示輝度は低くなる。

【０１５２】そこで、本発明の表示装置は、主として画
素電極１５１側等にＢＭとして機能する遮光膜１５５ま
たはそれに類似する構成物を形成する。対向電極８８側
には通常、ＢＭは形成しない。したがって、製造時、対
向電極８８側から紫外線を照射すれば、未硬化の樹脂成
分が生じず、経時変化が生じない。ＢＭ１５６を画素電
極１５１側に形成すれば、対向基板１６１とアレイ基板
１６２の貼り合わせ精度を考慮することが必要なくな
る。

【０１５３】一例として、図２５のように遮光膜１５５
（１５５ａ〜１５５ｅ）を形成する。さらに、ブラック
マトリックス（ＢＭ）１５６（１５６ａ〜１５６ｄ）を
形成する。なお、図２５は、表示パネルの対向基板１６
１を取り除いた時のアレイ基板１６２の平面図を示して
いる。また、以下に示す各図面は理解を容易にするため
に、モデル図的に描き、説明に不要な箇所は省略してい
る。また、図２６は図２５のＡ−Ａ'線での断面図であ
り、図２７は図２５のＢ−Ｂ'線での断面図である。

【０１５４】図２８は、本表示装置の等価回路図を示
す。Ｓ_１〜Ｓnはソース信号線１５４であり、また、Ｇ
_１〜Ｇmはゲート信号線１５３（１５３ａ、１５３ｂ）
である。ソース信号線１５４（１５４ａ、１５４ｂ）と
ゲート信号線１５３との交点にはスイッチング素子とし
てのＴＦＴ８６（８６ａ〜８６ｄ）が形成されており、
前記ＴＦＴ８６の一端子はゲート信号線１５３に、ま
た、他の一端子はソース信号線１５４に、残る一端子は
表示画素である画素電極１５１に接続されている。ま
た、前記端子には液晶層８７の電荷だけでは１フィール
ド間に必要な電荷を蓄積することができないため画素電
極１５１とゲート信号線１５３間に付加容量１７１を形
成している。なお、図２８の点線で囲った領域が一画素
１０１である。

【０１５５】遮光膜１５５（１５５ａ〜１５５ｅ）の形
成材料としてはクロム(Ｃr)が例示され、その膜厚は遮
光効果を考慮して５００オングストーム以上にする必要
がある。遮光膜１５５の幅は、信号線１５４等に印加さ
れる電圧、液晶層８７の膜厚を考慮して定めなければな
らない。対向基板８８と信号線間距離が近いと、信号線
１５４等と画素電極１５１間に発生する電気力線数は相
対的に少なくなる。また、画素電極１５１と信号線１５
４との間隔が広くても前記電気力線数は相対的に少なく
なる。ソース信号線１５４に印加される信号振幅が小さ
ければ遮光膜１５５の幅は狭くすることができる。

【０１５６】遮光膜１５５は金属薄膜に限定されない。
遮光膜１５５を光吸収膜におきかえてもよい。光吸収膜
を形成する光吸収材料としては電気絶縁性が高く、液晶
層８７に悪影響を与えない材料であればよい。例えば、
黒色の色素または顔料を樹脂中に分散したものを用いて
も良いし、カラーフィルターのようにゼラチンやカゼイ
ンを黒色の酸性染料で染色してもよい。黒色色素の例と
しては、単一で黒色となるフルオラン系色素を発色させ
て用いることもでき、緑色系色素と赤色系色素とを混合
した配色ブラックを用いることもできる。

【０１５７】以上の材料はすべて黒色の材料であるが、
本発明の表示装置を投写型表示装置は３枚の表示装置を
用いる。それぞれの表示装置はＲ、Ｇ、Ｂの３色の光の
うち１色を受け持ち変調するものである。Ｒ光は変調す
る表示装置の光吸収膜としてはＲ光を吸収させれば良
い。つまり特定波長を吸収できるように、例えばカラー
フィルタ用の光吸収材料を望ましい光吸収特性が得られ
るように改良して用いれば良い。基本的には前記した黒
色吸収材料と同様に、色素を用いて天然樹脂を染色した
り、色素を合成樹脂中に分散した材料を用いることがで
きる。色素の選択の範囲は黒色色素よりむしろ幅広く、
アゾ染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、
トリフェニルメタン染料などから適切な１種、またはそ
れらのうち２種類以上の組み合わせでも良い。

【０１５８】黒色色素は液晶層８７に悪影響を与える材
料が多い。そのため、使用は好ましくない。そこで前述
のように特定波長を吸収できる色素を光吸収薄膜の含有
色素として採用することが好ましい。

【０１５９】Ｒ光用、Ｂ光用およびＧ光用の３枚の表示
装置をライドバルブとして用いる投写型表示装置では採
用が容易である。つまり、変調する光の色に対して、補
色の関係にある色素を光吸収膜中に含有させればよい。
補色の関係とは、例えば、Ｂ光に対しては黄色である。
黄色に着色された光吸収膜はＢ光を吸収する。したがっ
て。Ｂ光を変調する表示装置は黄色の光吸収膜を形成す
ればよい。

【０１６０】光吸収膜を形成した効果として大きく２つ
挙げられる。これらの効果を図２９を用いて説明する。
第一の効果として表示コントラストの向上がある。入射
光Ａは水滴状液晶１８１で散乱し、画素電極１５１に入
射する。光吸収膜１５５が形成されておれば、前記光は
吸収される。光吸収膜１５５がなければ点線で示すよう
にアレイ基板１６２に入射し、出射されるから、黒浮き
が生じ、表示コントラストは低下する。

【０１６１】第２の効果として、隣接画素への光のまわ
りこみの防止がある。入射光Ｂは水滴状液晶１８１で反
射し、対向電極８８と画素電極１５１間反射を繰り返
し、隣接画素に入射する(点線で示す)。光吸収膜１５５
が形成されておれば、光吸収膜１５５で吸収され隣接画
素へ光が入射することがなくなる。したがって、画素の
にじみが少なくなる。なお、このように光吸収膜を形成
した構造を光吸収膜構造と呼ぶ。

【０１６２】ここで、後の説明で必要となるので、図３
０と図３１を用いてＰ偏光とＳ偏光等を定義しておく。
Ｐ偏光とは、ダイクロイックミラー３１４等の光源素子
の平面の法線３１２と入射光線３１１の進行方向を含む
面上で振動する光３１７を言う。なお、前記「光線の進
行方向を含む面」をＰ偏光面３１８と呼び、前記面上か
つ前記光線進行方向に垂直な軸をＰ偏光軸３１５と呼
ぶ。また、Ｓ偏光とは前記Ｐ偏光の振動方向３１３と垂
直な方向に振動する光を言い、前記Ｓ偏光が振動する面
をＳ偏光面と呼び、前記面上かつ前記光線の進行方向に
垂直な軸をＳ偏光軸と呼ぶ。したがって、Ｐ偏光軸とＳ
偏光軸とは直交する。

【０１６３】高分子分散液晶でも液晶が配向することに
より偏光依存性が発生する。この偏光依存性が発生する
理由について、図３２と図３３を用いて説明する。液晶
分子２８１は分子の長軸方向の屈折率と短軸方向の屈折
率とは異なる。通常正の屈折率を有する液晶分子は長軸
方向の屈折率を異常光屈折率n_ｅと呼び、短軸方向の屈
折率を常光屈折率n_ｏと呼ぶ。高分子分散液晶は常光屈
折率n_ｏとほぼ屈折率の等しいポリマー１８２材料を用
いる。ポリマー１８２の屈折率をn_ｐとする。図３３に
示すようにaa'方向に電界が生じると液晶分子２８１は
前記電界に沿って配向する。すると、aa'方向の屈折率
分布はポリマーの屈折率n_ｐ(n_ｐ＝n_ｏ)と液晶分子の異
常光屈折率n_ｅと混在した状態となり、n_ｐ≠n_ｅであ
る。したがって、aa'方向の偏光は散乱する。一方、bb'
方向は、常光屈折率n_ｏとn_ｐとが混在した状態でるがn
_ｏ＝n_ｐであるから、bb'方向の偏光は散乱されずそのま
ま透過する。以上のことから、aa'方向の横電界が発生
し、前記横電界によって液晶分子２８１が配向するとb
b'方向の偏光は透過し、aa'方向の光は散乱する。つま
り偏光依存性が発生することになる。

【０１６４】なお、以後に説明するが、図１２のように
ライン方向(aa'方向)の画素に同一極性の信号を印加す
れば、隣接する画素間の横電界は上下方向(bb'方向、つ
まり列方向)に発生する。したがって、液晶分子はbb'方
向に配向するから、aa'方向の偏光が透過(光漏れ)しや
すくなる。したがって、前記横電界を抑制しなければ極
めて良好なコントラストを実現できない。そこで、本発
明の表示方法を実施するにあたり、パネル構造にも数々
の対策を施している。この意味で本発明の表示方法と表
示パネルの構造とは一体不可欠の関係にある。

【０１６５】図３４に示すように、画素電極１５１とソ
ース信号線１５４間に電位差があると電気力線２６３
(横電界)が発生し、前記電界に沿って液晶分子２８１が
配向する。液晶分子２８１が一方向に配向するため画素
電極１５１周辺部で光抜けが生じ、また、画素電極１５
１と信号線１５４間は偏光依存性が生じる。

【０１６６】なお、図３５では、説明を容易にするた
め、図３４におけるaa'方向の偏光を入射させたとして
説明をする。また、説明を容易にするために、対向電極
の電位を０Ｖ(図面ではＧと表す)とし、前記対向電極の
電位に対して正極性の電位を＋電圧(図面では＋と表
す)、前記対向電極の電位に対して負極性の電位を−電
圧(図面では−と表す)ものとする。

【０１６７】図３５において、(a)、(b)、(c)は液晶層
８７内の電気力線発生状態を示し、(d)、(e)、(f)は横
軸をアレイ基板１６２の位置xとし、縦軸に透過率Ｔと
している。つまり、透過光の分布を概念的に示してい
る。(a)、(b)、(c)は画素電極１５１に＋電圧が印加さ
れ、ソース信号線に−電圧が印加された状態を示してい
る。電気力線は、対向電極８８と画素電極１５１の間
(電気力線２６３a)および画素電極１５１とソース信号
線１５４の間(電気力線２６３b)に発生する。このよう
に、画素電極１５１と信号線間に発生する電界を横電界
と呼んでいる。液晶分子２８１は電気力線の強度(電界
強度)が所定値(液晶の立ち上がり電圧)以上のとき前記
電気力線２６３に沿って配向する。電気力線２６３の方
向が対向電極８８に垂直の時、前記電気力線に沿って液
晶分子２８１が配向すれば、液晶層の見掛け上の屈折率
は常光屈折率n_ｏとなる。n_ｏとポリマー１８２の屈折率
n_ｐがn_ｏ≒n_ｐなる関係があるから、液晶層８７は透明
状態となる。一方、電気力線２６３の方向が対向電極８
８と平行の時、前記電気力線２６３に沿って液晶分子が
配向すれば、液晶層の見掛け上の屈折率n_ｘは(n_ｏ＋
n_ｅ)／２となり、n_ｘ≠n_ｐであるから、液晶層８７は散
乱状態となる。

【０１６８】画素電極１５１と信号線１５４間の液晶層
は横電界２６３により散乱状態となる。画素電極１５１
の周辺部の電気力線２６３の方向は対向電極８８に対し
て斜めとなっているから、光透過状態となる。このこと
から透過光Ｔの分布は、(d)で示される。

【０１６９】図３５において、(b)は、画素電極１５１
の電位がＧ電位の場合である。この場合、電気力線は信
号線１５４と画素電極１５１の間の２６３bのみが発生
する。このような電位状態が生じるのは、(a)の白表示
部の上下の表示領域の画素である。前記上下の表示領域
画素は黒表示であるから、対向電極８８と画素電極１５
１間に電位差がない。しかし、ソース信号線１５４には
白表示部の画素に印加する信号が加わるので、横電界に
より電気力線２６３bが発生する。したがって、画素周
辺部の液晶層８７は半透過状態となり、光抜けが発生す
る。本発明の表示パネルでは、(c)に示すように、遮光
膜１５５を画素電極周辺部に形成しているので、光抜け
は発生せず良好な黒表示を実現できる。

【０１７０】実験によれば画素電極周辺部の光抜けは大
きいが、画素電極１５１と信号線１５４の間の光抜けは
比較的小さい。したがって、ＰＤ液晶表示パネルに偏光
板を配置せずとも遮光膜１５５の形式のみで実用上十分
な場合が多い。それよりは高輝度表示が要望されること
が多い。

【０１７１】偏光板を用いる場合は、偏光板の偏光軸は
横電界の発生方向と一致させる。たとえば、ソース信号
線１５４と画素電極１５１の間に横電界が発生している
場合は図３６のように偏光板３３１と表示パネル８１と
を配置する(偏光軸３３２はゲート信号線の形成方向)。
図３６および図３７において、実線矢印は表示パネルの
横電界発生方向、点線矢印は偏光板の偏光軸(偏光方向)
である。偏光板は、図３６の(a)のようにＰＤ液晶表示
パネルの光の入射側と出射側の両方に配置してもよく、
また、図３６の(b)、(c)のように一方のみでもよい。な
お、コントラスト表示が良好なのは(a)であることは説
明するまでもないが、偏光板３３１の透過率分だけ表示
輝度が低下する。図３６のいずれの方式を採用するか
は、光利用率、コスト、表示コントラストを考慮して決
めればよい。なお、このような偏光板３３１を用いる構
成を偏光板構造と呼ぶ。

【０１７２】なお、図３６と図３７では、偏光板３３１
を配置したが、本発明の技術的思想は横電界の発生方向
を考慮して、直線偏光を液晶表示パネル８１へ入射させ
ることである。その一つの実現手段が偏光板３３１を用
いることである。その他の方法として図３８のように偏
光ビームスプリッタ３６１を用いる方法がある。入射光
３６３は偏光ビームスプリッタ３６１の光分離面３６２
でＰ偏光とＳ偏光に分離される。前記Ｐ偏光とＳ偏光の
うち一方を液晶表示パネル８１に入射させるように構成
する。

【０１７３】図３４等では、画素電極１５１に書き込み
電圧の大きさを考慮せずに対向電極８８に対して正極性
を＋、負極性を−と表現している。現実にはラスター表
示でもないかぎり、各画素に印加される電圧が同一とい
うことはあり得ない。しかし、隣接した画素電極１５１
間ではほぼ同じレベルの信号が印加されているため、あ
る任意の画素を中心とし、その近傍の画素には同一のレ
ベルの信号(電圧)が書き込まれていると見なしても差し
支えないことが多い。つまり、隣接画素電極１５１間で
各画素に印加された電圧の極性が一致しているならば、
前記画素電極１５１間では横電界は発生しない。逆に各
画素電極１５１間で電圧の絶対値が等しくともその極性
が異なるならば横電界が発生する。

【０１７４】もし、ソース信号線１５４からの電界が発
生せず、隣接した画素電極間のみに発生する横電界で液
晶分子が配向し、光漏れが生じるならば、図１２のＨ反
転駆動の場合は横電界の発生方向はbb'方向である。し
たがって、aa'方向の偏光が透過しやすくなる。そのた
め、図３７のように偏光板３３１を配置すれば、光漏れ
を防止できる。図１１のカラム反転駆動の場合は横電界
発生方向は、図１２と逆になる。そこで、図３６のよう
に偏光板３３１を配置すればよい。

【０１７５】本発明の表示方向は、ライン方向に同一極
性を印加するＨ反転駆動である。したがって、偏光板を
用いる場合は図３７のように配置する。この事項は本発
明に重要な事項である。図３７の偏光板構造と組み合わ
すことにより、横電界による画素電極１５１周辺部の光
漏れを完全に防止でき、極めて良好な表示コントラスト
を実現できるからである。以上のように画素電極１５１
に印加する電圧の極性と、偏光板３３１の偏光軸３３２
を考慮するという技術的思想は、前述の偏光板構造にお
いて重要な事項である。

【０１７６】以上のようにＰＤ液晶表示パネルでは、横
電界が生じる。そのため、画素電極１５１周辺部から光
漏れが生じる。横電界による光漏れ対策は極めて良好な
表示コントラストを実現するためには重要な事項であ
る。

【０１７７】その対策の１つが、図２５に示す遮光膜２
１１を付加した遮光膜構造である。なお、遮光膜１５５
(光吸収膜と考えてもよい)は画素電極１５１上に形成す
るとしたが、図３９に示すように対向電極８８上に形成
してもよい(遮光膜２１１)。製造上、液晶と樹脂成分を
相分離するときに、遮光膜２１１は未重合の樹脂成分を
生じさせることになるが、以下の方法で解決することが
できる。

【０１７８】まず、未重合の樹脂と液晶を画素電極１５
１と対向電極８８の間に注入した後、Ａ方向から紫外線
を照射する。遮光膜２１１の下層の樹脂は未重合で残る
ので、次にＢ方向から紫外線を照射して残りの未重合の
樹脂を硬化させる。遮光膜２１１上の樹脂はＢ方向か
ら、ソース信号線１５４上の樹脂はＡ方向から硬化させ
ることになる。したがって、液晶層８７は完全に液晶と
樹脂成分と相分離できる。

【０１７９】対向基板１６１とアレイ基板１６２との貼
り合わせの位置決めの許容範囲を拡大するためには、図
４０に示すように、図３９の構造に加えて、画素電極１
５１上に遮光膜１５５を形成する構成がある。この構成
であれば、多少、貼り合わせがずれても画素電極１５１
周辺部から光抜けが生じることはない。つまり、遮光膜
１５５と遮光膜２１１を、Ａ方向からみて貼り合わせ許
容範囲分をオーバーラップさせておけばよい。

【０１８０】従来のＴＮ液晶表示パネルのようにＢＭが
形成されなければＰＤ液晶表示パネルでは、ソース信号
線１５４上の樹脂は未硬化のまま残る。なぜならば、ソ
ース信号線１５４上の対向電極８８上にＢＭがあるから
である。本発明では、図２５または図３９に示すよう
に、ソース信号線１５４上に遮光膜を除去しているか
ら、未硬化の樹脂は生じない。なお、遮光膜１５５、２
１１は先に説明したように光吸収膜構造に置き換えても
よい。

【０１８１】さらに、図２４に示すように、遮光膜２３
１は画素電極１５１と信号線１５４の間、さらには信号
線１５４上に形成してもよい。この場合は、遮光膜２３
１は絶縁材料では形成しなければならない。絶縁材料と
しては先に光吸収膜構造で例示した配色ブラック、また
はアクリル樹脂にカーボンなどを含有させたもの等を用
いることができることは、説明は要さないであろう。

【０１８２】遮光膜１５５、２３１、２１１は、ソース
信号線１５４の周辺または信号線上に形成するとした
が、これに限定するものではない。ゲート信号線１５３
の周辺または前記ゲート信号線１５３上に形成すべきで
あることは明らかである。図１２のようにＨ反転駆動を
実施すれば、上下の画素間に横電界が発生し、光抜けが
発生するからである。

【０１８３】横電界による光抜けを防止する構成とし
て、図４１は、ソース信号線１５４またはゲート信号線
１５３を低誘電率材料で取り囲む構成を示す。信号線１
５４を低誘電体膜２４１で囲っている。低誘電体とは、
液晶層８７の比誘電率よりも低い比誘電率の材料という
意味である。液晶層８７を構成するポリマー３２の比誘
電率は５前後、液晶の比誘電率は１５〜３０である。液
晶層２４はポリマー１８２と液晶の混合物であるからそ
の比誘電率は５以上３０以下の比誘電率となる。

【０１８４】低誘電体膜２４１の材料として、ポリマー
１８２の同じ材料、ＳiＯ_２、ＳiＮ _ｘなどの無機材料、
または半導体プロセスに用いるレジスト材料が例示され
る。比較的、低誘電体膜２４１は厚く形成する必要があ
るため、ポリマー１８２またはレジストなどの有機材料
を用いることが好ましい。このような構成を低誘電体膜
構造と呼ぶ。必要であればゲート信号線１５３上にも低
誘電体膜２４１を形成する。

【０１８５】低誘電体膜は横電界が発生する箇所に形成
する。膜厚は厚い方がよい。ＰＤ液晶表示パネルはラビ
ング等の配向処理が必要でないため、低誘電体膜２４１
によりアレイ基板１６２等の表面に凹凸が生じても問題
はない。これはＴＮ液晶表示パネルと異なる、ＰＤ液晶
表示パネルの大いなる利点である。

【０１８６】また、好都合なことに前記低誘電体膜２４
１に遮光膜１５５等を用いる色素等を混入させれば、遮
光膜となる。色素等を混入させても比誘電率はほとんど
高くならない。ただし、色素としてカーボンを用いる場
合は多少比誘電率は高くなる。また、低周波数領域で画
素電極１５１とソース信号線１５４との容量結合量が高
くなる。しかし、ソース信号線１５４に通常印加される
周波数帯域では前記容量結合量はほとんど高くならな
い。

【０１８７】また、図４１等に示す本発明の表示装置
を、ライトバルブとして投写型表示装置に用いる場合
は、色素としてカーボンを用いる必要性がない。なぜな
ら、前記投写型表示装置では各ライトバルブは赤(Ｒ)、
緑(Ｇ)および青(Ｂ)の１色のみを変調し、前記１色を吸
収するものであれば遮光膜として機能するからである。
たとえば、変調光が青色の場合は黄色の色素である。

【０１８８】遮光膜構造に用いる遮光膜は樹脂等の絶縁
物に限定されるものではない。たとえば、ソース信号線
１５４上に絶縁膜を積層し、前記絶縁膜上に金属からな
る遮光膜を形成してもよい。たとえば、クロム(Ｃr)、
アルミニウム(Ａl)からなる薄膜である。六価クロムを
用いれば前記六価クロムは黒色であり、光吸収膜として
も機能する。

【０１８９】以上のように、本発明の遮光膜構造とは画
素電極周辺部を遮光するという構造であり、その構成
(樹脂または金属薄膜)を問題とするものではない。図２
９に示す光吸収の効果が不要であれば、光を反射して遮
光する構成であってもよい。誘電率が低い材料中は、電
気力線が通過しにくい。したがって、横電界は弱まり、
光抜けは発生しない。

【０１９０】低誘電体膜２４１の膜厚は厚いほど横電界
を防止し、光抜けを防止する効果が大きい。したがっ
て、低誘電体膜２４１は、対向電極８８と信号線１５４
間を完全に充填する構造(図４２参照)であってもよい。
また、画素電極１５１の外周部を大きく被覆する方が光
抜けを防止できる。

【０１９１】また、図４２の構成では低誘電体膜２６２
が柱(以後、低誘電体柱と呼ぶ)となり、対向電極８８と
画素電極１５１間を一定の距離を保つ手段となる。つま
り、図２３で示したような液晶層８７膜厚を一定距離に
保つために用いたビーズ２３３を使用する必要がなくな
る。これは重要な事項である。ＴＮ液晶表示パネルでは
ラビング処理が必要であるため、図４２に示すような低
誘電体柱２６２が形成されておれば、ラビング処理の
際、ラビング布が前記柱２６２に邪魔されて配向処理が
不可能であろう。図４２の構成はＰＤ液晶表示パネルで
初めて可能となった構成である。当然のことながら低誘
電体柱２６２にも色素が混入させて“遮光柱"とするこ
とが望ましい。

【０１９２】図４２に示すように電気力線２６３bは低
誘電体柱により遮蔽されるため、全く発生しない。した
がって、横電界による光抜けはなくなる。電気力線は画
素電極１５１と対向電極８８に真っ直ぐに発生する(電
気力線２６３a)。また、低誘電体柱２６２は液晶層８７
の膜厚を規定する機能をも有する。つまり、液晶膜厚を
規定するビーズ２３３としての役割をはたす。そのた
め、ビーズ２３３の散布は必要がない。したがって、ビ
ーズ２３３周辺部の光抜けがなく表示コントラストも良
好である。

【０１９３】また、対向基板１６１とアレイ基板とを貼
り合わす際、位置合わせが必要でないという利点をも有
する。低誘電体柱２６２は対向電極８８上に形成してお
くことが好ましい。対向電極８８上に他に構成物がな
く、低誘電体柱の形成が容易だからである。なぜなら
ば、アレイ基板１６２上はＴＦＴ等が形成された凹凸が
あるからであり、低誘電体柱の形成が困難であるからで
ある。一方、対向電極８８には極めて平滑性が高く、低
誘電体柱の形成が容易である。

【０１９４】図４３は、低誘電体柱２６２上にＢＭ２６
１を形成する構成を示す。この場合、低誘電体柱２６２
上にＢＭ２６１を形成する。このように構成することに
より、低誘電体柱２６２は透明材料であっても、光漏れ
は全く生じなくなる。

【０１９５】図４４は、図４１の変形例を示し、ソース
電極１５４、ゲート電極１６３および画素電極１５１の
間を絶縁膜１６３で絶縁するときに、ソース電極１６３
の近傍に、低誘電体膜２４１を形成する。

【０１９６】図４５は、本発明の他の実施形態における
表示装置の平面であり、また、図４６は、図４５のＣ−
Ｃ'線での断面図であり、図４７は図４５のＤ−Ｄ'線で
の断面図である。図４５に示す実施形態では画素電極１
５１とゲート信号線１５３間に付加容量(コンデンサ)１
７１を形成している。付加コンデンサ１７１はゲート信
号線１５３上に絶縁膜１６３を形成し、前記絶縁膜１６
３上に画素電極１５１を重ねることにより形成する。ゲ
ート信号線１５３はソース信号線１５４に沿って分枝し
ている。画素電極１５１はゲート信号線１５３上を可能
なかぎりシールドするように形成することが好ましい。

【０１９７】付加コンデンサ１７１の形成位置はゲート
信号線１５３および画素電極１５１周辺部であり、図２
５の遮光膜１５５と同一位置を中心として形成する。ゲ
ート信号線１５３は通常金属薄膜で形成されるから、分
枝したゲート信号線は遮光膜１５５としての機能を有す
るようになる。

【０１９８】図２５の表示装置は前段ゲート方式であ
る。前段ゲート方式はゲート信号線１５３幅を太く形成
し、前記ゲート信号線１５３と画素電極１５１とを重ね
て所定のコンデンサ容量を得る。しかし、ゲート信号線
１５３幅を太くすれば、画素開口率は低下する。図４５
では分枝させたゲート信号線１５３と画素電極１５１の
間に電荷を蓄積できるようにしてから、前記電荷分だけ
分枝がない場合に比較して、ゲート信号線幅を細くでき
る。また、分枝したゲート信号線部では遮光膜１５５の
機能をもたせている。したがって、図２５の表示装置の
開口率は、従来の前段ゲート方式の表示装置の開口率と
同等にできる。

【０１９９】ソース信号線１５４と画素電極１５１の間
の横電界による画素周辺部からの光抜けは、分枝したゲ
ート信号線１５３で防止できる。つまり、図２５におい
て、遮光膜１５５をゲート信号線１５３に置き換えて考
えればよい。

【０２００】ソース信号線１５４またはゲート信号線１
５３に一定の信号が印加されている場合には前記信号に
よる電圧により、画素電極１５１と信号線間に電気力線
(横電界)が発生する。横電界により液晶が配向した偏光
依存性が生じる。そのため、画素電極１５１周辺部に光
抜けが生じる。これを防止するには、信号線１５４等
を、図２４に示す低誘電体膜により被覆することが好ま
しい。しかし、前記信号線等からの電気力線を完全にシ
ールドしても、今度は隣接画素電極１５１間に発生する
電気力線により横電界が生じる。この横電界を防止する
には、図４２の低誘電体柱２６２を形成する構成が有効
である。また、偏光板３３１等を用いる方法も有効であ
る。

【０２０１】本発明の映像表示方法においては画素１０
１に印加する電圧極性は図１２のごとくなる。したがっ
て、隣接画素電極間の横電界の発生方向はbb'方向であ
る。偏光板３３１を用いる場合は、偏光軸３３２は図３
７に示すようにbb'方向にする必要がある。ソース信号
線１５４からの電気力線は低誘電体膜２４１、低誘電体
柱２６２を用いて完全にシールドする、または遮光膜１
５５もしくは２３１により光漏れが生じないようにす
る。

【０２０２】本発明の映像表示方法および前記映像表示
方法を採用した表示装置において、図１２に示すように
画素電極１０１に所定の極性の電圧を印加するとした
が、以下に示す駆動方式も採用することが好ましい。液
晶層８７は厚いほど散乱特性が良好になる。したがっ
て、表示コントラストは高くなる。しかし、液晶層８７
と透過させるのに高い電圧を必要とする。図１２の方法
を用いれば、液晶層８７により高い電圧を有効に印加で
きるようになる。

【０２０３】まず、対向電極８８の電位は水平走査期間
(Ｈ)(１Ｈまたは２Ｈ)ごとに極性を反転すべきである
(図４８の(a))。対向電極８８の電位をＧ_１電位を中心
として、±Ｖ_１＋電位を４水平走査期間(４Ｈ)周期で印
加する。４Ｈとしたのは、図１２で示すように２ライン
ごとに同一極性の電圧を印加するからである。一方、図
４９に示す前段ゲート方式(ゲート信号線１５３と画素
電極１５１間でコンデンサを形成し、付加容量１７１を
構成する方式)ではゲート信号線１５３も４Ｈ周期でＧ
_２電位を中心として±Ｖ_２＋電圧を印加する。なお、ゲ
ート信号線にはＴＦＴ８６をオンさせる電圧、オフさせ
る電圧を印加する説明が容易にするためここでは考慮し
ない。このように駆動する方式をフローティングゲート
方式と呼ぶ。

【０２０４】図５０は、フローティングゲート方式の説
明図である。対向電極８８には駆動手段８２１により４
Ｈ周期の矩形波８０１を印加する。一方、ゲート信号線
１５３には駆動手段８２２により４Ｈ周期の矩形波８０
２を印加する。また、液晶層８７のコンデンサ容量をＣ
_１とし、付加コンデンサ１７１の容量をＣ_２とする。さ
らに説明を容易にするため、Ｃ_１＜＜Ｃ_２なる関係があ
る。ＴＮ液晶の場合、液晶層のコンデンサ容量Ｃ_１は比
較的大きい。しかし、ＰＤ液晶の場合は液晶層のコンデ
ンサ容量Ｃ_１は付加コンデンサの容量Ｃ_２に比較して十
分小さい場合が多い。これはＰＤ液晶の比誘電率が低
く、かつ、液晶層８７の膜厚が８μm以上と厚いためで
ある。ＴＦＴ８６はスイッチとみなし、ゲート信号線に
印加した電圧波形は画素電極１５１にほぼ減衰なく出力
されるとする。なぜならば、Ｃ_１＜＜Ｃ_２なる関係があ
るからである。また、説明を容易にするため、Ｖ_１＝４
Ｖとし、Ｖ_２＝４Ｖとする。また、ソースドライブ回路
３３から出力する映像信号電圧Ｖsは映像信号により変
化するが、ここではＶs＝±６Ｖと一定として説明す
る。

【０２０５】図５０の(a)において、対向電極８８にＶ
_１＋＝４Ｖが印加され、その時ゲート信号線Ｖ_２＋＝＋
４Ｖを印加する。(オフ電圧のレベルは説明上考慮して
いない)。この時にＴＦＴ８６により画素電極１５１
に、たとえばＶs＝６Ｖの電圧(これは、ソースドライブ
回路３３からの映像信号である)を印加する。すると、
液晶層８７には＋４Ｖ−(−６Ｖ)＝１０Ｖの電圧が印加
される。これが、図４８の(a)の期間である。次に、図
８０の(b)の期間では、図５０の（ｂ）のように対向電
極８８にＶ_１＋＝４Ｖが印加され、その時、ゲート信号
線Ｖ_２−＝−４Ｖを印加する。対向電極８８およびゲー
ト信号線電位Ｖ_２は全ての画素に対して共通の電極であ
るから、前記電圧Ｖ_２がＶ_２−、Ｖ_１がＶ_１−と変化す
ることにより、図５０の(a)で印加した電圧−６Ｖは、−
６Ｖ＋Ｖ_２−＝−６Ｖ＋（−４Ｖ）＝−１０Ｖと変化す
る。しかし、液晶層８７に印加されている電圧は１０Ｖ
と変化しない。図５０の(b)では画素電極１５１に＋６
Ｖの電圧を印加する。したがって、液晶層８７には−４
Ｖ−(−６Ｖ)＝−１０Ｖ、つまり１０Ｖの電圧が印加さ
れる。

【０２０６】以上のように、液晶層にはたえずソースド
ライブ回路からの電圧ＶsとＶ_２またはＶ_１の電圧が加
えられた電圧が印加されることになる。このように４Ｈ
周期で対向電極８８の電圧を変化させる方式は本発明の
特徴である。特に、ＰＤ液晶表示パネルの場合は液晶層
８８のコンデンサ容量Ｃ_１が小さく、好都合である。な
ぜならばＣ_１がＣ_２に比較して一定以上大きければ、Ｖ
_２を変化させても画素電極１５１には電圧が印加されに
くくなるからである。

【０２０７】以上の説明は、前段ゲート方式の構造に対
する駆動方式の説明である。他に図５１に示す共通電極
方式にも適用できる。共通電極方式は別レイヤーに形成
した共通電極８３１と画素電極１５１とで付加コンデン
サ１７１aを形成する構造である。前記共通電極方式で
は、共通電極８３１を、図５０のゲート信号線１５３に
置き換えれば先のフローティングゲート方式の駆動方法
を実現できる。つまり、駆動手段８２２を共通電極８３
１に接続したとして考えればよい。他の事項は、図４８
および図５０を用いて説明したので省略する。

【０２０８】共通電極方式では、共通電極８３１を別レ
イヤーに形成する必要があり、アレイ形成プロセスにお
いてマスク数が増大するという欠点がある。しかし、ゲ
ート信号線１５３を付加コンデンサ１７１の一方の電極
とする必要がない。そのため、付加コンデンサ容量設計
の自由度が高くなる。また、一般に画素開口率も高くな
るという利点がある。特にドライブ回路３３の回路構成
が簡単である。そのため、本発明の表示装置のようにド
ライブ回路３３等をポリシリコン(特に低温ポリシリコ
ン)技術で形成する際に採用することが好ましい。

【０２０９】本発明の表示装置を投写型表示装置のライ
トバルブとして用いる際に、以下の課題が発生すること
がある。それは、液晶表示パネル裏面の金属薄膜での反
射によるゴーストまたは表示コントラスト低下である。

【０２１０】図５２に示すように、入射光４５１は液晶
層８７の水滴状液晶１８１により散乱される。散乱した
光４５２は透過光４５４aとなるが、その一部は反射光
４５３aとなる。前記反射光４５３aはソース信号線１５
４等の金属薄膜で反射され、薄膜４５３aとなり、さら
に透過光４５４bとなる。透過光４５４bはスクリーンに
投映されるとゴーストとなる。また、投写レンズ等で乱
反射し、表示コントラストを低下させる。

【０２１１】ＰＤ液晶表示パネルは入射光を液晶８７で
散乱することにより光変調を行う。そのため、界面４５
５に臨界角以上で入射する光が多い。前記臨界角以上の
光は全反射される。そのため、界面で反射しソース信号
線１５４またはゲート信号線１５３等の金属薄膜面に入
射する光の割合がＴＮ液晶表示パネル等と比較して大き
い。したがって、前記ゴーストの発生原因を除去するこ
とが重要となる。なお、画素開口率が５０％とすると開
口以外の箇所のほとんどは金属薄膜で形成されていると
考えてよい。

【０２１２】前記ゴーストに対する第１の対策として、
本発明の液晶表示装置では、パネルと空気との界面４５
５に反射防止膜を形成している。反射防止膜は３層また
は２層の薄膜の積層で形成する。なお、３層の場合は広
い可視光の波長帯域での反射を防止するために用いら
れ、これをマルチコートと呼ぶものとする。２層の場合
は特定の可視光の波長帯域での反射を防止するために用
いられ、これをＶコートと呼ぶものとする。

【０２１３】マルチコートの場合は、酸化アルミニウム
(Ａl_２Ｏ_３)を光学的膜厚がnd＝λ／４、ジルコニウム
(ＺrＯ_２)をnd＝λ／２、フッ化マグネシウム(ＭgＦ_２)
をnd＝λ／４積層して形成する。通常、Ｇ光の場合、λ
として５２０nmまたはその近傍の値として薄膜は形成さ
れる。Ｖコートの場合は一酸化シリコン(ＳiＯ)を光学
的膜厚nd＝λ／４、フッ化マグネシウム(ＭgＦ_２)をnd
＝λ／４、または酸化イットリウム(Ｙ_２Ｏ_３)とフッ化
マグネシウム(ＭgＦ_２)をnd＝λ／４積層して形成す
る。ＳiＯは青色側に吸収帯域があるため、青色光を変
調する場合はＹ_２Ｏ_３を用いた方がよい。物質の安定性
からもＹ_２Ｏ_３の方が安定しているため好ましい。な
お、ここで言うλとは変調する光のピーク波長つまり中
心波長である。nは薄膜の屈折率、dは物理的膜厚であ
る。

【０２１４】しかし、マルチコートまたはＶコートの反
射防止膜では十分とは言えない。なぜならば、界面４５
５に臨界角以上で入射する光が、界面４５５で反射する
のを防止できないからである。そのため、第２の対策と
して、図５３または図５４の構成を採用することが好ま
しい。

【０２１５】図５３は、金属薄膜(ソース信号線１５４
等)に凹凸を形成した構成を示し、このような構成を凸
構造と呼ぶ。また、図５５は、図５３のＥＥ'線での断
面図である。アレイ基板１６２に金属薄膜が形成される
位置にはまず、凸部４１１が形成される。凸部４１１の
形成材料としてはＳiＯ_２、ＳiＮxなどの無機材料等が
例示される。前記凸部４１１上に位置合わせしてソース
信号線１５４等の金属薄膜が形成される。なお、凸部４
１１は周期的に形成し、回折効果をもたせてもよい。界
面４５５で反射し、ソース信号線１５４も戻った光４５
３aは、凸部４１１により進行方向が変化する。したが
って、透過光４５３bが発生せずゴースト等が生じな
い。

【０２１６】また、図５４の表示装置は、アレイ基板１
６２上に遮光膜４３１を形成し、前記遮光膜４３１上に
ソース信号線１５４等を形成する。なお、このような構
成を下層遮光膜構造と呼ぶ。また、遮光膜４３１は光吸
収膜構造とすることが好ましいことは言うまでもない。

【０２１７】遮光膜４３１の構成材料としては六価クロ
ムなどの金属材料の他、図２５の遮光膜１５５または図
２４の遮光膜２３１の形成材料等が例示される。遮光膜
４３１上に絶縁膜４３２が形成され、前記絶縁膜４３２
上にソース信号線１５４および画素電極１５１の周辺部
が重ねられている。画素電極１５１の下層部の遮光膜４
３１は、図１５の遮光膜１５５に対応する。

【０２１８】図５４の構成では、画素電極１５１と信号
線１５４間の下層にも遮光膜４３１が形成されているか
ら、画素電極１５１と信号線１５４間から光漏れが生じ
ることがない。また、遮光膜４３１で反射光４５３aを
吸収できるため、ゴースト等が発生しない。

【０２１９】ＴＦＴ８６においても、反射光４５３aに
対する対策が重要である。ＴＦＴ８６の半導体層に光が
入射するとホトコンダクタ現象(ＴＦＴのオフ特性が悪
くなる現象)が発生する。ホトコンダクタ現象が生じる
と、画素電極１５１に印加した電界を１フレーム期間保
持できなくなり、白表示の輝度が低下して表示コントラ
ストが悪くなる。

【０２２０】前記反射光４５３aによるホトコンダクタ
現象の発生を防止するため、本発明の表示パネルにおい
ては、図５６に示すように、ＴＦＴ８６の半導体層４４
５の下層に遮光膜４３１を形成している。したがって、
反射光４５３aは前記遮光膜４３１で吸収されたホトコ
ンダクタ現象の発生を防止できる。なお、ＴＴＦ８６
は、ゲート電極４４４、ドレイン電極４４２、ソース電
極４４３、ＳｉＮ_ｘ層４４１、半導体層４４５からな
る。

【０２２１】ＴＮ液晶表示パネルは、９０度ねじれて液
晶分子が配向し、かつ光が前ねじれ方向に沿って偏光方
向を回転させることにより入射光を変調する。したがっ
て、光を散乱させることがない。そのため、界面４５５
で反射する光は少ない。しかし、ＰＤ液晶表示パネル
は、図２３で説明したように、入射光を散乱させること
により変調する。したがって、界面４５５で反射する光
が大きくなる。そのため図５３〜図５６に示す構成を採
用する意義は大きい。高分子分散液晶表示パネルに特有
の構成と考えることができる。

【０２２２】ある特定の波長の光に対して、ＰＤ液晶の
散乱特性が最適となる水滴状液晶の平均粒子径、ポリマ
ーネットワークの平均孔径がある。一般的に光の波長が
長い(赤色光)ほど、水滴状液晶の平均粒子径等は大きく
する。逆に光の波長が短い(青色光)ほど、水滴状液晶の
平均粒子径等は小さくする方が散乱特性は向上する。し
たがって、赤色光を変調する表示パネルの平均粒子径等
は青色光を変調する表示パネルの平均粒子径等よりも大
きくする方が好ましい。平均粒子径を変化させるには、
混合溶液を注入後、紫外線を照射する際に、前記紫外線
の強度を可変することにより行える。短時間に強い紫外
線を照射すると水滴状液晶の平均粒子径等は小さくな
る。逆に長時間に弱い紫外線を照射すると水滴状液晶の
平均粒子径は大きくなる。

【０２２３】本発明の投写型表示装置は、主として赤
色、青色および緑色の変調用の３枚の本発明の表示パネ
ルをライトバルブとして用いる。前記表示パネルは、先
に説明したように、混合溶液の樹脂成分を重合させる
際、紫外線の照射強度を変化させて、各変調する光の波
長に対して最適な平均粒子径または平均孔径としてい
る。

【０２２４】問題となるのは、一つの表示パネルで赤
色、青色および緑色の３色を変調する場合である。具体
的には画素に対応したモザイク状のカラーフィルタを具
備する場合である。画素電極ごとに最適な平均粒子径等
にしないと良好な表示コントラストは望めない。したが
って、一律に紫外線を照射して混合溶液の樹脂成分を重
合させることは困難である。

【０２２５】図５７に示す構成は、この課題を解決す
る。画素電極１５１上にはカラーフィルタ４７１が配置
されている。なお、説明を容易にするため、透過型表示
パネルではカラーフィルタ４７１aは赤色、４７１bは緑
色、４７１cは青色として説明をする。対向電極８８上
には誘電体薄膜４７２がパターニングされて形成されて
いる。前記薄膜４７２の形成は画素電極１５１の形状と
略一致させる。なお、誘電体薄膜４７２は紫外線吸収手
段として用いるので、誘電体薄膜に限定するものではな
い。たとえばＩＴＯを厚く形成し、紫外線吸収手段とし
て用いてもよい。もちろん誘電体薄膜にはＴiＯ_２など
の無機材料、ポリイミド、ＰＶＡ等の有機材料をも含
む。

【０２２６】誘電体薄膜４７２の形状材料としてＴiＯ
_２またはＳiＯが例示される。ＴiＯ _２の屈折率nは２．
３、ＳiＯの屈折率nは１．７である。両材料は紫外線領
域の波長の光を吸収し、可視光を透過する。ただし、吸
収する波長帯域および吸収率は蒸着条件により変化する
ので、実験を繰り返して設定をする必要がある。一例と
して実験によれば、ＴiＯ_２の場合、前記膜の物理的膜
厚が０．０７５μmの時、光吸収率は３５０nmの波長の
光に対して４０％、３６０nmでは３７％、３７０nmでは
３０％、３８０nmでは１６％であり、可視光ではほとん
ど吸収がなかった。ＳiＯは多少可視光を吸収する場合
があるので、この意味からＴiＯ_２の方が好ましい。

【０２２７】赤色のフィルタ４７１a上の誘電体薄膜４
７２aは最も厚く、緑色のフィルタ４７１b上の誘電体薄
膜４７２bはそれよりも薄く、青色のフィルタ４７１c上
には誘電体薄膜を形成しない。したがって、混合溶液を
重合させる際、Ａ方向から紫外線を照射すれば、液晶層
８７cに入射する紫外線強度が最も強く、次に液晶８７b
となり、液晶８７aは最も弱くなる。紫外線が弱いほど
水滴状液晶１８１は平均粒子径は大きくなる。これはポ
リマーネットワークの平均孔径が大きくなるのと同じで
ある。つまり、ＰＤ液晶としては水滴状液晶を有するも
のに限定したものではない。

【０２２８】以上の誘電体薄膜４７２の紫外線の吸収率
の差異により、液晶層８７の水滴状液晶１８１の平均粒
子径は 液晶層８７a＞液晶層８７b＞液晶層８７c となる。液晶層８７の平均粒子径に対する最適に散乱す
る変調する光の波長とはほぼ比例の関係にある。図５７
のようにカラーフィルタの光に対して、最適な平均粒子
径にすることにより良好な表示コントラストが得られ
る。

【０２２９】なお、ポリマーネットワークの平均粒子径
または水滴状液晶の平均粒子径は、変調する光が赤色光
の場合は１．２〜１．６μm、緑色光の場合は１．０〜
１．４μm、青色光の場合は０．８〜１．２μmにすると
表示コントラストは良好である。これらの平均粒子径に
制御するのは誘電体薄膜４７２の膜厚により行い、ま
た、十分な実験を行ったのちに膜厚を決定する。なお、
以上のように、誘電体薄膜４７２等で画素ごとに水滴状
液晶の平均粒子径等を変化させた構成を粒子径変化構造
と呼ぶ。

【０２３０】図５７ではソース信号線１５４等上には低
誘電体膜２３１を形成したが、その他、図４２に示すよ
うに低誘電体柱５６２としてもよい。遮光柱２６１とし
てもよいことは言うまでもない。その他、図２４に示す
光吸収膜構造および絶縁膜２３２の採用、図３６に示す
ように偏光板３３１を用いる偏光板構造、図５３に示す
凸構造、図５４に示す遮光膜構造、図５６に示すＴＦＴ
遮光構造を随時採用すれば、各構造に伴う効果を享有で
きることは言うまでもない。なお、これらの構成、構造
は以後に説明する反射型の表示装置にも採用する。

【０２３１】なお、図５７等では低誘電体膜２３１を形
成することにより横電界を防止する構成であるが、図５
８のように、カラーフィルタ４７１でソース信号線１５
４等を被覆し、電磁シールドを行ってもよい。カラーフ
ィルタ４７１を形成する際にソース信号線１５４等を同
時に被覆するだけであるから製造上も容易である。カラ
ーフィルタは樹脂材料であり比較的比誘電率が低く、低
誘電体膜２３１と同様の効果をもたせることができる。

【０２３２】紫外線を混合溶液に照射する際、極端に強
い光を照射すると、水滴状液晶の平均粒子径は非常に小
さくなる。極端に小さくなると、電圧を印加しても透過
状態とならなくなる。たとえば平均粒子径は０．６μm
以下となると透過状態となる電圧は１０Ｖに近くなる。

【０２３３】画素電極１５４上の液晶層は通常６Ｖ以下
の電圧で透過状態となるようにしている。１０Ｖで透過
状態となる仕様であれば６Ｖでは散乱状態である。散乱
状態では黒表示である。したがって、疑似的にＢＭがあ
るのと同様の作用が得られる。

【０２３４】図５９に示す構造では、以上のようにソー
ス信号線１５４等の液晶層８７を常時散乱状態にし、前
記疑似的にＢＭとする。ソース信号線１５４と相対する
対向電極８８上には誘電体薄膜４７２は形成せず、画素
電極１５１に相対する対向電極８８上に誘電体薄膜４７
２を形成している。赤色のカラーフィルタ４７１aに相
対する誘電体薄膜４７２aが最も厚く、緑色のカラーフ
ィルタ４７１bに相対する誘電体薄膜４７２bが次に薄
く、青色のカラーフィルタ４７１cに相対する誘電体薄
膜４７２cが最も薄い。したがって、紫外線を照射する
際、液晶層８７に入射する紫外線のエネルギーは 液晶層８７a＜液晶層８７b＜液晶層８７c＜液晶層８７d にする。この紫外線のエネルギーの差異により、液晶層
の水滴状液晶等の平均粒子径等の大きさは 液晶層８７a＞液晶層８７b＞液晶層８７c＞液晶層８７d となる。この際、液晶層８７a、８７b、８７cは電圧６
Ｖで透明状態となるようにし、液晶層８７dは１０Ｖ近
くでないと透過状態とならないようにする。このよう
に、画素電極以外の箇所の液晶層８７dを、電圧に対し
応答しないようにした構成を疑似ＢＭ構造と呼ぶ。

【０２３５】以上のように、図５９のごとくソース信号
線およびゲート信号線上等の水滴状液晶の平均粒子径等
を非常に小さくすれば電圧印加に対して応答しなくな
る。ソース信号線１５４上等に低誘電体柱２６２を形成
したのと同様の効果が得られる。つまり、平均粒子径が
非常に小さければ、横電界に対しても応答しない。した
がって、画素周辺部等からの光抜けがなくなる。また、
常時散乱状態であるから、ＢＭを形成したのと同様の効
果が得られる。当然のことながら、図５９のように低誘
電体柱２６２を形成してもよい。

【０２３６】なお、図５７から図６０の構成において、
画素電極１５１上にカラーフィルタ４７１を形成し、対
向電極８８上に誘電体薄膜４７２を形成するとしたが、
逆に、画素電極１５１上または画素電極１５１の下層に
誘電体薄膜４７２を形成し、対向電極８８上またはその
下層にカラーフィルタ４７１を形成する構成でもよいこ
とは言うまでもない。その場合は、混合溶液の樹脂成分
を重合させる際に、紫外線は図４７のＢ方向より照射す
ればよい。

【０２３７】以下、本発明の反射型の表示装置の実施形
態について説明する。なお、説明は透過型と異なる事項
を中心として説明をする。したがって、以前に説明した
透過型の構成は、適用される。図６１は、本発明の反射
型の液晶表示装置の構成図である。対向基板１６１とし
てのガラス基板の厚みは０．６〜１．１mmのものを用い
ている。アレイ基板１６１上にはＴＦＴ８６等が形成さ
れている。ＴＦＴ８６上には絶縁膜３７４を介して反射
電極３７２が形成されている。反射電極３７２とＴＦＴ
８６とは接続端子３７３で電気的に接続されている。絶
縁膜３７４の材料としてはポリイミド等を代表とする有
機材料、またはＳiＯ_２、ＳiＮxなどの無機材料が用い
られる。反射電極３７２は表面をＡlの薄膜で形成され
る。Ｃr等を用いて形成してもよいが、反射率がＡlより
低く、また硬質のため反射電極３７２周辺部の破れなど
が生じやすい。

【０２３８】接続端子部３７３は０．５〜１μmの落ち
くぼみができるが、ＰＤ液晶８７の配向などの処理が不
要なため問題とはならない。開口率は画素サイズが１０
０μm角の場合８０％以上、５０μm角の場合でも７０％
以上の開口率が得られる。ただし、ＴＦＴ８６上等は凹
凸が生じ、多少反射効率は低下する。この凹凸をなくす
るためには反射電極３７２の表面を研磨すればよい。研
磨により反射率は９０％以上を達成できる。

【０２３９】ソース信号線１５４およびゲート信号線１
５３も図示していないが、アレイ基板１６２に上に形成
されている。前記信号線およびＴＦＴ８６上は反射電極
３７２が被覆する構造となるため、信号線およびＴＦＴ
８６から発生する電界により液晶８７が配向動作し、画
像ノイズが発生するということがない。

【０２４０】透過型表示パネルでは、横電界の発生は信
号線と画素電極１５１間での発生を主としていた。反射
型の表示パネルでは信号線１５４等は反射電極３７２の
下層に形成されるため、信号線１５４と反射電極３７２
間での横電界の発生はほとんどない。しかし、隣接画素
間で横電界が発生する。すなわち、図６２に示すよう
に、反射電極３７２dが正極性、反射電極３７２b、３７
２c、３７２eに負極性の電圧が印加されていると、反射
電極３７２bと３７２d間に電気力線(横電界)２６３が発
生する。液晶分子２８１は前記横電界２６３に沿って配
向する。なお、反射電極３７２bと３７２e間には横電界
が発生しない。前記反射電極は同極性だからである。

【０２４１】図６２に示すように液晶分子２８１の長軸
が横電界２６３の方向に並べば、bb'方向の偏光は透過
し、aa'方向の偏光に対しては散乱するようになる。偏
光板を用いて横電界による光漏れを防止するには偏光板
３３１の偏光軸３３２をaa'方向にすればよい。

【０２４２】ただし、反射型の液晶表示パネルでは透過
型の液晶表示パネルのような光が画素電極の周辺部を透
過する現象は生じない。反射型では反射電極の周辺部の
液晶が映像表示では関係のない表示(以後、画像ノイズ
と呼ぶ)する現象として表われる。つまり、横電界２６
３により液晶層が透過状態となり、前記透過部に入射し
た光が反射電極で反射されスクリーンに投映されてしま
う。

【０２４３】画素電極間に発生する横電界をさらに防止
するためには、低誘電体膜２３１を反射電極３７２間に
形成すればよい。低誘電体膜厚２３１は反射電極と反射
電極の間、および反射電極周辺部に形成する。低誘電体
膜２３１の形成材料および効果等は図４２等で説明をし
たので省略する。また、低誘電体膜２３１を着色すれ
ば、液晶層８７間のハレーションを防止できることは図
２９を用いてすでに説明をした。さらに、低誘電体膜２
３１は図６３に示すように遮光柱２６２としてもよい。

【０２４４】図６３は、反射型のＰＤ液晶表示パネルで
粒子径変化構造を採用したものである。図６０等に示す
透過型表示パネルの構造を反射型に採用した構造である
から特に説明を要しないであろう。紫外線の照射はＡ方
向から行えばよい。対向電極３７１bの両面に誘電体多
層膜３７１a、３７１bを積層し、反射防止膜３７１とす
る。反射防止膜３７１は、対向基板１６１側から順に第
１の誘電体薄膜３７１a、対向電極であるＩＴＯ薄膜３
７１b、第２の誘電体薄膜３７１cで構成される３層構成
である。対向電極３７１bとなるＩＴＯ薄膜の前後に透
明誘電体薄膜３７１a、３７１cを形成して３層構成をと
り、反射防止機能をもたせている。ＩＴＯ薄膜３７１b
の光学的膜厚(nd)はλ／２、第１の薄膜３７１aおよび
第２の薄膜３７１cの光学的膜厚はそれぞれλ／４であ
る。ただし、nは屈折率、dは物理的膜厚、λは光の波長
である。

【０２４５】図６１等に示す液晶表示パネル８１では、
反射電極３７２の下層にＴＦＴ８６を形成している。つ
まり、反射電極３７２はＰＤ液晶層８７で散乱した入射
光がＴＦＴ８６の半導体層に入射することを防止する遮
光膜(ＢＭ)の機能と、液晶層８７に電圧を印加する電極
としての機能とを合わせもっている。反射電極３７２は
金属材料で形成され、遮光効果も十分であり、また、構
造も簡単であるため、低コスト化を実現できる。

【０２４６】反射電極３７２とＴＦＴ８６とは接続部３
７３で電気的に接続をとる。接続をとるためには絶縁膜
３７４の膜厚以上に金属薄膜(反射電極)３７２を蒸着す
る必要がある。絶縁膜３７４の膜厚は１μm程度であ
る。そのため、接続部３７３に１μmの段差が生じる。
また、反射電極３７２の膜厚も１μmとなるため、隣接
した反射電極間には１μmの谷間が生じる。ＰＤ液晶表
示パネルは、ラビングが必要でないため、前記段差があ
ってもなんら障害はなく、高い製造歩留で液晶表示パネ
ルを製造できる。

【０２４７】接続端子部３７３には１μmの段差が生じ
る。また、ＴＦＴ８６の形状が反射電極３７２にパター
ニングされ、１μm程度の凹凸が生じる。ＰＤ液晶表示
パネルは、散乱状態の変化として光変調を行う。したが
って、前記段差およびＴＦＴ８６の凹凸による液晶膜厚
の１μm程度変化は、ほとんど光変調に影響を与えな
い。ＴＮ液晶等のように施光特性を光変調に応用する表
示パネルでは前記凹凸は光変調に致命傷となるであろ
う。また、ＰＤ液晶表示パネルの液晶膜厚は８μm以上
と厚いことも液晶層８７の膜厚むらに対して、よい方向
に作用する。

【０２４８】第１の薄膜および第２の薄膜の屈折率は
１．６０以上１．８０以下が望ましい。一例としてＳi
Ｏ、Ａl_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＭgＯ、ＣeＦ_３、ＷＯ_３、
ＰbＦ_２が例示される。また、中でも、第１の薄膜をＳi
Ｏに、第２の薄膜をＹ_２Ｏ_３にした場合、可視光領域全
般にわたり０．１％以下の極めてすぐれた反射防止効果
を実現できる。

【０２４９】なお、反射防止膜３７１は、第１および第
２の誘電体薄膜の光学的膜厚をλ／４、ＩＴＯ薄膜の光
学的膜厚をλ／２としたが、第１および第２の誘電体薄
膜の光学的膜厚をλ／４、ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚をλ
／４としてもよい。

【０２５０】さらに、反射防止膜の理論で述べれば、Ｎ
を１以上の奇数、Ｍを１以上の整数としたとき、第１お
よび第２の誘電体薄膜の光学的膜厚は(Ｎ・λ)／４、Ｉ
ＴＯ薄膜の光学的膜厚は(Ｎ・λ)／４であればよい。ま
たは、第１および第２の誘電体薄膜の光学的膜厚は(Ｎ
・λ)／４、ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚は(Ｍ・λ)／２で
あればよい。

【０２５１】さらには、第１および第２の誘電体薄膜の
うち一方は省略することができる。その場合は、多少反
射防止としての性能は低下するが、実用上は十分である
ことが多い。この場合も、先の反射防止の理論を適用す
ることができる。

【０２５２】反射防止膜３７１の形成により液晶層８７
に入射せずに、反射する光を防止できるから、表示コン
トラストを大幅に向上できる。なお、さらに詳しくは特
願平５−１０９２３２号に記載している。これらの反射
防止膜３７１の構成等については前記公報の記載が本明
細書にも適用される。

【０２５３】反射型の表示パネルは、透過型の表示パネ
ルに比較して、薄い液晶８７膜厚でコントラストも良好
であり、画素開口率も高いので高輝度表示を行うことが
できる。その上、表示パネルの裏面には障害物がないの
でパネル冷却が容易である。たとえば、裏面からの強制
空冷、液冷を容易に行え、また、図６４に示すように裏
面にヒートシンク３８１等も取り付けることができる。
ヒートシンク３８１はシリコン等の接着剤２８２で表示
パネル８１に貼り付けて用いる。

【０２５４】本発明の表示装置において、図５５に示す
凸構造または図５４に示す下層遮光膜構造により界面４
５５で反射した光を散乱または吸収し、ゴースト等を防
止する。表示パネル８１の光入出射面に凹レンズまたは
透明基板(以後、総称して透明部材と呼ぶ)を貼り付けた
構成(以後、透明部材構造と呼ぶ)をとることにより、前
記ゴースト等を防止でき、さらに表示コントラストを向
上できる。なお、透明部材構造は単独で用いることによ
り表示コントラスト等を向上できる特有の効果を発揮で
き、また、下層遮光膜構造、凸構造と組み合わせること
によりさらに効果は大きくなる。以下、透明部材構造に
ついて説明する。

【０２５５】図６５は、本発明の表示パネルに透明部材
等を貼り付けた構成である。表示パネルの表面には透明
基板３９１を貼り付けている。透明基板３９１は表示パ
ネルの表面に光結合層３９２を介して貼り付けている。
透明基板３９１の表面には空気との界面で反射する光を
防止するための反射防止膜(図示せず)が形成されてい
る。たとえば、前述のＶコートである。

【０２５６】光結合層としては紫外線硬化型接着剤が例
示される。前記接着剤は表示パネルを構成するガラス基
板の屈折率に近いものが多く、光結合剤の用途として適
する。また、紫外線硬化型接着剤だけに限定されるもの
ではなく、透明シリコーン樹脂なども用いることができ
る。他にエポキシ系透明接着剤、エチレングリコール等
の液体等も用いることができる。留意すべき点は表示パ
ネルの対向基板１６１等との間に空気が混入しないよう
にすることである。空気があると屈折率差により画質異
常が生じる。

【０２５７】透明基板３９１はガラスまたはアクリル樹
脂のような透明物質で形成され、有効表示領域以外の部
分である非表示領域(無効面と呼ぶ)には、黒色塗料等に
より光吸収膜(図示せず)が形成されている。

【０２５８】透明基板３９１を表示パネルに貼り付ける
ことにより表示コントラスト等を向上できる理由につい
ては特開平４−１４５２７７号公報に詳しく記載してい
るのでここでは説明を省略する。なお、前記公報に記載
された事項はすべて本明細書に適用される。

【０２５９】本発明の表示パネルに透明部材を貼り付け
た構成は数々考えられる。たとえば、前記公報の図１３
に示すように、表示パネルに凹レンズ１１２に貼り付け
た構成、凹レンズ１１２を貼り付け、さらに凹レンズの
凹部に凸レンズをわずかな空気層を介して配置した構
成、または、透明基板１１１がある。これらの事項も前
記公報に記載されている。

【０２６０】図６６に示すように、透明基板または凹レ
ンズを表示パネルに貼り付けることにより液晶層８７で
散乱した光が界面４５５で反射し、再び液晶層８７で散
乱(２次散乱または２次光源)が生じることがないため、
表示コントラストを向上できる。界面４５５で反射した
光が再び液晶層８７に戻ってくることがなくなるという
ことは、ソース信号線１５４等で反射する光４５３bも
無くなることを意見する。つまり、図４６に示すよう
に、入射光４５１は液晶層８７で散乱し、散乱光４５２
となるが、前記光は凹レンズ３９１の界面４５５で反射
し、すべて凹レンズの無効領域に形成された光吸収膜に
入射し、吸収されてしまうのである。

【０２６１】表示パネルに偏光板３３１を貼り付ける場
合は、図６５に示すように、透明基板３９１と対向基板
１６１間に挾持させるとよい。透明部材３９１と空気と
接する面に偏光板３３１を貼り付けてもよいが、通常、
偏光板３３１は樹脂フィルムであるため、反射防止膜を
樹脂フィルム面に形成することは難しい。反射防止膜が
なければ、界面４５５で反射する光が増加し、光損失が
生じる。図６５のように透明部材３９１と対向基板間に
挾持させれば、偏光板３３１では光の反射は生じず、か
つ透明部材３９１の界面に反射防止膜を形成できて光利
用率の向上が望める。なお、偏光板３３１の偏光軸３３
２は、図３６等で説明したように、横電界の発生方向を
考慮して設定をする。

【０２６２】透明部材構造は、反射型の本発明の表示パ
ネルにも適用できる。図６７はその構成図である。透明
部材３９１aの表面には３層のマルチコートの反射防止
膜４０１を形成している。もちろん図６８に示すよう
に、Ｖコート４０１でもよい。

【０２６３】透明部板（透明基板、凹レンズ）は、ガラ
ス、アクリル等の固体物に限定されるものではない。た
とえば、立方体の容器等にエチレングリコール等の液体
を充たしたものを含む。液体は流動性があるため、液晶
パネルの熱をうばい、液晶パネルを冷却する効果があ
る。つまり２次散乱光の制御だけでなく光で加熱された
液晶パネルを冷却する機能を透明部材は有する。

【０２６４】反射型の表示パネルの構成も、図６５と同
様に数々の変形が考えられる。たとえば、図６７に示す
ように反射型の表示パネルの対向基板１６１に透明基板
３９１を貼り付けた構成、または透明基板の代わりに凹
レンズを貼り付けた構成、または対向基板１６１を十分
厚く(対向基板の厚さ＋透明基板３９１の厚さ)した構成
である。これらの効果も、先の図６５に示す透過型の表
示パネルの効果と同様である。また、図６８のように偏
光板３３１を対向基板１６１と透明部材３９１の間に挾
持させてもよい。

【０２６５】図６１に示す反射型の表示装置は金属薄膜
３７２を採用する構成であった。しかし、反射型として
は、図６９および図７０に例示されるタイプも考えられ
る。

【０２６６】図６９は、図２５の構成で画素電極１５１
の下に光吸収膜７７１を配置した構成である。光吸収膜
７７１としては黒色の染料を含有した樹脂が例示され
る。その他、六価クロム等の黒色の金属材料が例示され
る。しかし、作製の容易さ、配色選定の容易さを考慮す
れば樹脂からなる光吸収膜を採用することが望ましい。

【０２６７】光吸収膜７７１は画素形状に対応してパタ
ーニングされている。全画素に共通して(一体として)形
成されているのではない。この理由はＴＦＴアレイの製
造プロセスの制約に起因する。まず、基板１６２上にＴ
ＦＴ８６および信号線１５４などが形成される。次に、
光吸収膜７７１がスピンナーなどで塗布され、その後、
画素形状に対応してパターニングされる。最後に画素電
極１５１になるＩＴＯが蒸着されて前記ＩＴＯがパター
ニングされた画素電極１５１となる。

【０２６８】ＴＦＴ８６などを構成する金属薄膜の蒸着
には、比較的高温度に基板１６１を加熱する必要があ
る。前記温度では光吸収膜７７１の樹脂は劣化または変
化する。したがって、光吸収膜７７１の形成後、ＴＦＴ
８６を形成することはできない。そこで、ＴＦＴ８６の
形成後、光吸収膜７７１を形成する。かつ、ＴＦＴ８６
と画素電極１５１とを接続するための穴あけ(パターニ
ング)をする。なお、図面では図示していないが、信号
線１５４などの上には光吸収膜７７１を形成している。
前記光吸収膜７７１を低誘電体膜２４１または光吸収膜
２３１として機能させ、信号線と画素電極間の横電界を
防止するためである。

【０２６９】Ａ方向から画素電極１５１をみると、液晶
層８７が散乱状態の時、白色(散乱)にみえる。液晶層８
７が光透過状態の時は黒色の光吸収膜７７１を見ること
ができる。つまり、ＴＦＴ８６により画素ごとに光透過
率が制御され、白黒の画像または文字等を表示できる。
図６９の反射型の構成は光源等を用いず、直射光または
蛍光灯等の人工光の照明下で文字、図形等を表示するこ
とができる。したがって、低消費電力化を実現でき、ポ
ケットコンピュータ等にモニタ用として適する。もちろ
ん光吸収膜７７１を赤色光、緑色光、青色光を反射する
ものを採用すればフルカラー表示も行える。これは、Ｐ
Ｄ液晶を採用してこそ実現できる事項である。ＴＮ液晶
では偏光板を用いる必要があり、実用上十分な表示輝度
を得られないからである。なお、遮光膜１５６その他反
射防止膜３７１等の構成等は、以前に図６９において説
明したので説明を省略する。

【０２７０】図６１の反射型を変形した図７０の構成も
考えられる。図７０の構成は、図６１の反射電極３７２
を透明電極１５１とし、かつ、絶縁膜３７４を光吸収膜
７７１とした構成である。つまり、液晶層８７が光透過
状態となれば、図６９に示すように、ＩＴＯ１５１の下
の光吸収膜７７１の色が見えるのである。

【０２７１】ＴＦＴ８６はＩＴＯ１５１の下層に形成す
る。このように形成することにより画素開口率が向上す
る。しかし、光吸収膜７７１はアルカリ金属等の不純物
を含む場合があり、ＴＦＴ８６の特性に影響を与える場
合がある。そのため、ＴＦＴ８６上には、ＳiＯ_２、Ｓi
Ｎx等の無機材料からなる保護膜７８１を形成する。ま
ず、基板１６２上にＴＦＴ８６および信号線１５４など
が形成される。次に、ＴＦＴ８６に保護膜７８１が形成
される。その後、光吸収膜７７１がスピンナーなどで塗
布され、その後、画素形状に対応してパターニングされ
る。最後に画素電極１５１になるＩＴＯが蒸着されてパ
ターニングがされて画素電極１５１となる。

【０２７２】また、隣接したＩＴＯ１５１間には光吸収
膜２３１を形成しておく。これは、画素間に発生する横
電界により光変調が正規の表示状態以外となる領域が視
覚的にみえなくするためである。なお、図６９と図７０
の構成の表示パネルにおいて、好ましくは対向電極８８
およびＩＴＯ電極１５１上には絶縁膜２３２を形成す
る。この理由については以前に説明したので省略をす
る。また、液晶層８７の構成、材料などについても、す
でに説明したので省略する。

【０２７３】図３２〜図３４と図６１において、液晶分
子は正の誘電率を持つものとして説明した。したがっ
て、横電界がaa'の方向に生じると、液晶分子はaa'の方
向に配向する。そのため、bb'方向の偏光が透過しやす
くなる。

【０２７４】しかし、液晶分子が負の誘電率を持つ場合
は、前記関係は逆になる。負の誘電率を持つ場合は横電
界がaa'方向に生じると、bb'の方向に配向したのと同等
と見なすことができる。したがって、aa'方向の偏光が
透過しやすくなる。液晶分子が正の誘電率を有する場合
において、図６２に示すように、本発明の映像信号表示
方法を実施すると、aa'方向の偏光が透過しやすくな
る。そのため、偏光板を本発明の表示装置に用いる場合
は、前記偏光板の偏光軸を画素列方向(bb'方向)に略一
致させる。また、カラム反転駆動の場合は、前記偏光板
の偏光軸を画素行方向(aa'方向)に一致させる。

【０２７５】本明細書（特許請求の範囲を含む）の記載
事項は、液晶分子が正の誘電率を有するものとして記述
している。現実に、実用となる液晶は正の誘電率を有す
るものがほとんどである。しかし、負の誘電率の液晶を
用いることもあり得る。したがって、負の誘電率の液晶
を用いた場合は、本発明の明細書（特許請求の範囲を含
む）の記載事項は読みかえる必要がある。具体的には、
液晶が負の誘電率を有する場合は、Ｈ反転駆動を行う場
合は偏光手段の偏光軸を画素行方法(ゲート信号線の形
成方向)とし、カラム反転駆動を行う場合は偏光手段の
偏光軸を画素列方法(ソース信号線の形成方向)にする。

【０２７６】本発明の一つの技術的思想は、横電界に液
晶分子が配向することにより画素電極周辺部などからの
光抜けが発生するのを防止するため、前記横電界の発生
方向を考慮した表示パネルの構成または駆動方法であ
る。たとえば、偏光軸の方向、低誘電体柱２６１、遮光
膜２１１、樹脂遮光膜２３１、低誘電体膜２４１、遮光
柱２６２、駆動方式(Ｈ反転駆動、カラム反転駆動)など
である。したがって、液晶が負の誘電率を有すれば、横
電界による液晶分子の配向方向も異なるから、当然のこ
とながら、本明細書および特許請求の範囲を、負の誘電
率の場合に適合するように読み変えなければならない。
本発明が意図する技術的思想としては、変更がないから
である。

【０２７７】以下、本発明の投写型表示装置について説
明をする。本発明の投写型表示装置は、基本的には、本
発明の表示装置８１をライトバルブとして用いたもので
ある。まず、本発明の投写型表示装置について共通する
事項を簡単に述べる。

【０２７８】本発明の投写型表示装置において、光利用
率の向上の観点から、パネル有効表示サイズ(パネルの
表示領域)を小さくなれば、照明光のＦナンバーは大き
くする必要がある。パネル有効表示サイズdを大きくす
れば、照明光のＦナンバーは小さくでき、結果として明
るい大画面表示を実現できる。しかし、パネル有効表示
サイズが大きくなると投写型表示装置のシステムサイズ
は大きくなり好ましくない。また、パネル有効表示サイ
ズが小さくなればパネルの表示領域に入射する単位面積
あたりの光束が増大し、パネルを加熱して好ましくな
い。

【０２７９】また、発光体輝度をランプ寿命を考慮して
１．２×１０^８ntと一定とすると、アーク長とランプの
消費電力はおよそ比例すると考えられる。メタルハライ
ドランプの効率は８０lm／Ｗである。５０Ｗのランプの
全光束は４０００lm、１００Ｗのランプの全光束は８０
００lm、１５０Ｗのランプの全光束は１２０００lmとな
る。ランプのアーク長とランプ消費電力には相関があ
り、アーク長とＦナンバーとは相関がある。

【０２８０】投写型表示装置において、投写画像の画面
サイズが４０インチ以上で、かつ実用域の視角および画
像の明るさを得るためには、３００〜４００lm以上の光
束が必要である。したがって、ランプの光利用率が４％
程度とすると、１００Ｗ以上のランプを用いなければな
らない。このことから、表示コントラスト(ＣＲ)を良好
に得るためだけであればアーク長３mmのランプを用いる
ことができるが、十分な投写画像の輝度を得るためには
１００Ｗ以上のメタルハライドランプが必要である。

【０２８１】また、パネル有効表示サイズも小さいと十
分な表示輝度を得ることができない。パネルは有効表示
サイズはアーク長が５mm、照明光の有効Ｆ値を７とする
と、３．５インチ前後の大きさが必要である。アーク長
が５mm程度、パネル有効表示サイズが２インチ強であれ
ば、照明光の有効Ｆ値は５弱となる。この場合、表示輝
度は実用域となるが、良好な表示コントラスト(ＣＲ)は
望めない。

【０２８２】各種の実験と検討の結果、照明光の有効Ｆ
値が５以上であれば実用域の表示輝度が得られる。しか
し、良好な表示輝度と表示コントラストおよび適正な消
費電力かつランプ寿命を得るためには照明光の有効Ｆ値
(＝投写光の有効Ｆ値)は７前後、ランプのアーク長は５
mm前後、ランプのＷは１５０Ｗ前後を用いなければなら
ないという結果を得た。

【０２８３】投写レンズのＦナンバーを低下させるとス
クリーンに到達するスクリーン光束は高くなる。それに
ともない、ランプの消費電力も大きくしなければならな
い。また、ランプの長寿命化の観点からランプの消費電
力が大きくなると、アーク輝度を一定と考えると長アー
クになる。当然、表示コントラスト(ＣＲ)はＦナンバー
が小さくなると悪くなる。逆に投写光学系のＦナンバー
を大きくすると表示コントラストは高くなるが、スクリ
ーン光束は小さくなる。

【０２８４】各種の実験と検討の結果、消費電力の点か
ら２５０Ｗ以下でなければならない。かつ、スクリーン
輝度を得るために１００Ｗ以上のメタルハライドランプ
を用いなければならない。さらに好ましくは、スクリー
ン輝度および表示コントラストを考慮するとアーク長は
３mm以上６mm以下でなければならない。

【０２８５】パネルの有効表示領域の対角長はシステム
サイズの点から４．５インチ以下でなければならない。
また、光利用効率の点から２インチ以上でなければなら
ない。中でも十分な光集光効率を得、かつコンパクトに
するためには好ましくは３インチ以上４インチ以下にし
なければならない。

【０２８６】パネルサイズ（有効対角表）をｄ（イン
チ）とし、ランプのアーク長Ｌ（ｍｍ）とすれば以下の
関係を満たすことが好ましい。 ２／３ｄ≦Ｌ≦２ｄ たとえば、パネルサイズｄが３インチであれば、アーク
長Ｌは２ｍｍ以上６ｍｍ以下である。

【０２８７】投写レンズのＦナンバー、広義には投写光
学系のＦナンバーは、良好なコントラスト(ＣＲ)を得る
ために５以上でなければならない。また、十分なスクリ
ーン輝度を得るために９以下でなければならない。さら
に前述のランプのアーク長を考慮すればＦナンバーは６
以上８以下でなければならない。

【０２８８】また、照明光の光の広がり角(Ｆナンバー)
を投写レンズの集光角(Ｆナンバー)と略一致させなけれ
ば光利用率は低下する。これは、Ｆナンバーが大きい方
に制約を受けるからである。本発明の投写型表示装置の
照明光のＦナンバーと投写レンズのＦナンバーは一致さ
せている。

【０２８９】なお、以上の記載において、たとえばラン
プのアーク長が５mmとは、「実質的に５mm」であること
を意味する。実質的に５mmとは、アーク長が８mmであっ
ても、前記アークから放射された光の内、投写レンズ
が、アークの中央部の５mm付近から放射した光しか集光
できなければ、実質的にアーク長は５mmとなる。同様に
Ｆナンバーとは有効Ｆナンバーを意味する。たとえ物理
的なＦナンバーが４でも、光が投写レンズの瞳の中央付
近しか通過していなければ、当然Ｆナンバーは４以上で
ある。

【０２９０】本発明の投写型表示装置では、本発明の表
示装置８１をライトバルブとして用いる。図７１と図７
２は、本発明の投写型表示装置の構成を示す。ただし、
説明に不要な構成要素は省略している。図７１におい
て、５２１は光源であり、内部に凹面鏡５２１bおよび
光発生手段５２１aとしてのメタルハライドランプまた
はキセノンランプを配置している。また、凹面鏡５２１
bの前面にはＵＶＩＲカットフィルタ５２１cが配置され
ている。ＵＶＩＲカットフィルタ５２１cは赤外線(Ｉ
Ｒ)および紫外線(ＵＶ)を反射させ可視光を透過させ
る。また、５２３aはＢ光を反射させるＢＤＭ、５２３b
はＧ光を反射させるＧＤＭ、５２３cはＲ光は反射させ
るＲＤＭである。なお、ＢＤＭ５２３aからＲＤＭ５２
３cの配置は同図の順序に限定するものではない。ま
た、最後のＲＤＭ５２３cは全反射ミラーにおきかえて
もよいことは言うまでもない。また、リレーレンズ５２
２は光源５２１からＲ光を変調する表示装置８１cにい
たる光路長とＢ光を変調する表示装置８１aにいたる光
路長の差異を補正するものである。本発明の投写型表示
装置では主として、本発明の表示装置８１をライトバル
ブとして用いる。（なお、図７１の光学系と３つの投写
レンズが、図７２に示す装置においてキャビネット７０
１内に７０２、５２４として示される。投写される光
は、ミラー５３１ａ、５３１ｂで反射されて、スクリー
ン５４２に投写される。）

【０２９１】なお、光変調層８７にＰＤ液晶を用いる場
合は、Ｒ光を変調する光変調層を他のＧおよびＢ光を変
調する光変調層に比較して水滴状液晶粒子径を大きく、
または液晶膜厚を厚めにして構成する。これは光が長波
長になるほど散乱特性が低下しコントラストが低くなっ
てしまうためである。水滴状液晶の粒子径は、重合させ
るときの紫外線光を制御すること、または使用材料を変
化させること、また、図５７等で説明をした粒子径変化
構造を採用することで実現できる。液晶８７の膜厚は液
晶層のビーズ径等を変化することにより調整できる。５
２４は投写レンズ、５２５、２２７はレンズであり、５
２６はしぼりとしてのアパーチャである。なお、アパー
チャ５２６は、投写型表示装置の動作の説明のために図
示したものである。アパーチャ５２６は投写レンズ５２
４の集光角を規定するものであるから、投写レンズの機
能に含まれるものとして考えればよい。つまり投写レン
ズ５２４のＦ値が大きければアパーチャ５２６の穴径は
小さいと考えることができる。

【０２９２】高コントラスト表示を得るためには投写レ
ンズのＦ値は大きいほどよい。しかし、Ｆ値が大きくな
ると白表示の輝度、つまりスクリーン輝度は低下する。
逆にＦ値を小さくすると、スクリーン輝度が高くなり、
高輝度表示が可能であるが、表示コントラストは低下す
る。アーク長５mmのメタルハライドランプを用いたと
き、Ｆ値は５以上９以下にする。好ましくはＦ値は７前
後がよい。７前後であれば表示コントラストは良好とな
りかつ、十分な表示輝度が得られる。

【０２９３】以下、本発明の投写型表示装置の動作につ
いて説明する。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ光のそれぞれの変調系
については、ほぼ同一動作であるのでＢ光の変調系につ
いて例にあげて説明する。

【０２９４】光源５２１から白色光が照射され、この白
色光のＢ光成分はＢＤＭ５２３aにより反射される。こ
のＢ光は表示装置８１aに入射する。表示装置８１は、
図２３に示すように画素電極１５１に印加された信号に
より入射した光の散乱と透過状態とを制御し光を変調す
る。

【０２９５】散乱した光はアパーチャ５２６aで遮光さ
れ、逆に平行光または所定角度内の光はアパーチャ５２
６aを通過する。変調された光は投写レンズ５２４aによ
りスクリーン(図示せず)に拡大投映される。以上のよう
にして、スクリーンには画像のＢ光成分が表示される。
同様に表示装置８１bはＧ光成分の光を変調し、また、
表示装置８１cはＲ光成分の光を変調して、スクリーン
上にはカラー画像が表示される。

【０２９６】赤、緑および青光を変調する３枚のライト
バルブを用いる場合の投写型表示装置の駆動回路および
駆動方法について説明する。図１７は、本実施形態の投
写型表示装置の一実施例における駆動回路の説明図であ
る。ここに、Ｒ_１とＲ_２およびトランジスタＱは、ベー
スに入力させたビデオ信号の正極性と負極性のビデオ信
号を作る位相分割回路１４２を構成している。１４３は
水平走査期間(Ｈ)または一垂直走査期間(１Ｖ)ごとに極
性を反転させた交流ビデオ信号を表示装置８１に出力す
る出力切換回路である。

【０２９７】ビデオ信号は所定値に利得調整された後、
Ｒ・Ｇ・Ｂ光に対応する信号に分割される。この分割さ
れたビデオ信号をそれぞれビデオ信号(Ｒ)、ビデオ信号
(Ｇ)、ビデオ信号(Ｂ)とする。ビデオ信号Ｒ、Ｇ、Ｂは
それぞれ位相分割回路に入力され、この回路により正極
性と負極性の２つのビデオ信号が作られる。次に、この
２つのビデオ信号はそれぞれの出力切換回路１４３a、
１４３b、１４３cに入力され、前記出力切換回路は１Ｈ
または１Ｖごとに出力信号の極性を切りかえる。次に、
それぞれの出力切換回路１４３からのビデオ信号は、図
１１等に示すソースドライブ回路３３に入力される。ド
ライブ制御回路１４１はソースドライブ回路３３とゲー
トドライブ回路３８との同期をとり、表示パネル８１に
画像を表示させる。

【０２９８】次に人間の眼の視感度について説明する。
人間の眼は波長５５０nm付近が最高感度となっている。
光の３原色では緑が一番高く、次が赤で、青が最も鈍感
である。この感度に比例した輝度信号を得るためには、
赤色を３０％、緑色を６０％、青色を１０％加えればよ
い。したがって、テレビ映像で白色を得るためにはＲ:
Ｇ:Ｂ＝３:６:１の比率で加えればよい。また、先に述
べたように液晶は交流駆動を行なう必要がある。この交
流駆動は表示パネルの対向電極に印加する電圧(以後、
コモン電圧と呼ぶ)に対して、正極性と負極性の信号が
交互に印加されることにより行われる。本実施例では表
示パネルに正極性の信号が印加され視感度nの強さの光
を変調している状態を＋n、負極性の信号が印加され視
感度nの強さの光を変調している状態を−nとあらわす。
例えばＲ:Ｇ:Ｂ＝３:６:１の光が表示パネルに照射され
ており、ＲとＢ用の表示パネル(８１c、８１a)の所定の
画素に正極性の信号が印加され、前記画素と重ねられる
Ｇ用の表示パネル８１bの画素に負極性の信号が印加さ
れておれば、＋３・−６・＋１とあらわすものとする。

【０２９９】なお、Ｒ:Ｇ:Ｂ＝３:６:１はＮＴＳＣのテ
レビ映像の場合であって、投写型表示装置では光源のラ
ンプ、ダイクロイックミラーの分光特性などにより上記
比率は異なってくる。図１７では、＋３・−６・＋１と
示されている。これは、スクリーンの同一位置に重ねあ
わされた各表示パネルの任意の一画像に注目したとき、
前記各画素にＲ:Ｇ:Ｂ＝３:６:１の光が照射され、Ｒと
Ｂ用の表示パネルの画素には正極の信号が、Ｇ用の表示
パネル８１bの画素には負極性の信号が印加されている
ところを示している。前記各画素は１フィールド後は−
３・＋６・−１と表現される信号印加状態となる。

【０３００】通常、液晶表示パネル８１には同一信号が
印加されていても偶数フィールドと奇数フィールドでわ
ずかに画素に保持される電圧に差が生じる。これは、Ｔ
ＦＴ８６のオン電流およびオフ電流が映像信号により異
なること、または絶縁膜３７２などの正電界と負電界で
の保持特性の違いにより生じる。この違いによりフリッ
カという現象があらわれる。

【０３０１】しかし、本発明の投写型表示装置では、図
１７に示すように、Ｇ光変調用の信号をＲ・Ｂ光変調用
の信号と逆極性にすることにより、フリッカが視覚的に
見えることを防止できる。なお、Ｇ光変調用の信号を他
と逆極性にしたのは、光の強度がＲ:Ｇ:Ｂ＝３:６:１で
あり、信号の極性および人間の視覚を考慮したとき(Ｒ
＋Ｂ):Ｇ＝(３＋１):６＝４:６となり、ほぼ４:６(理想
的には５:５がよい)でつりあうようにするためである。

【０３０２】以上の理由により、本発明の投写型表示装
置は、フリッカが視覚的に認識されることなく、良好な
画像表示を実況している。なお、以上の技術的思想は、
３枚の表示パネルをもちいる投写型表示装置のみに適用
されるものではなく、図５７と図５９に示すようなカラ
ーフィルタを具備する１枚の表示パネルを用いる投写型
表示装置にも、多少の変更を加えることにより適用でき
る。たとえば、ＲとＢの画素に＋極性の電圧を、Ｇの画
素に−極性の電圧を印加し、フレームごとに印加する電
圧極性を反転させる。

【０３０３】図１８と図１９に示す駆動方法を実施する
と、図７５に示すような表示状態となることがある。つ
まり、一行または二行ごとに輝度の高いライン(白線)と
輝度の低いライン(黒線)が表示され、かつ白線が下方向
にゆっくりと動いていくように見えるのである。白線、
黒線といってもその輝度(透過率の差)はわずかである。
しかし、各ラインが隣あっているため、めだつのであ
る。

【０３０４】この原因は、画素１０１に充電する電荷量
が異なるためと考えられる。たとえば図７３において、
１ライン目の画素１０１では、１Ｆでは、＋a、２Ｆで
は＋a _１、３Ｆでは−ｃ_１、４Ｆでは−ｃ_１、５Ｆでは
＋e_１である。電圧極性だけに着目すると、図７３に示
すように“＋"→“＋"→“−"→“−"→“＋"となる。
画素１０１にはＴＦＴ８６を用いて電荷を充電する。図
７３のでは、電圧極性は“＋"→“＋"であるから同一
である。しかし、では、“＋"→“−"であるから電圧
極性は反対である。電圧極性が同一であれば追加に要す
る電荷量は少ない。したがってＴＦＴ８６の駆動能力は
小さくてよい。しかし、電圧極性が異なれば反対極性の
電荷に充電する必要がある。したがって、ＴＦＴ８６の
大きな駆動能力が必要となる。このことは、図７４の液
晶層８７のＶ−Ｔカーブ(電圧−透過率特性)で説明でき
る。電圧極性が反対の時は点線の特性となっており、電
圧極性が同一の時は実線の特性となっているのであろ
う。つまり、同一の実動電圧(Ｖ)を印加しても画素１０
１の電荷の極性が同一の時と、反対極性で完全に電荷の
極性の書きかえが必要な時とでは、透過率が異なってし
まうのであろう。そのため、図７５に示すように白線と
黒線（ハッチング部分）とが生じてしまうのであろう。
もちろん、画素の電荷保持率が高く、かつＴＦＴ８６の
駆動能力が十分あるときは、ほとんど図７１の現象は発
生しないであろう。しかし、実用面ではＴＦＴ８６のサ
イズを小さくし、画素開口率を高くしたいという要望が
あり、図７５の現象が発生する場合が多いと思われる。

【０３０５】そこで、本発明では、図７６に示すよう
に、データ補正回路９３１を付加して対応する。データ
補正回路９３１は、一例として、図３の表示ライン選択
回路内に配置する。または図１１のフレームメモリの後
段に配置する構成もある。データマップ９３２は、図７
４のＶ−Ｔカーブをマップ化して記録している。具体的
にはＲＯＭである。(＋＋)(−−)用マップとは、図７４
の実線特性カーブをマップ化して記憶している領域であ
る。データ補正回路９３１から透過率Ｔに対応するデー
タが与えられたとき、実線に該当する実動電圧(データ)
を出力し、データ補正回路９３１に転送する。つまり、
“＋"→“＋"、“−"→“−"極性の時に画素１０１に印
加する電圧(データ)を補正する。一方、(＋−)(−＋)用
マップとは、図７４の点線特性カーブをマップ化して記
憶している領域である。データ補正回路９３１から透過
率Ｔに対応するデータが与えられたとき、点線に該当す
る実動電圧(データ)を出力し、データ補正回路９３１に
転送する。なお、図７４の特性カーブは実験等によりあ
らかじめ測定しておき、前記測定されたデータを用いて
データマップ９３２にＲＯＭ化しておく。

【０３０６】以上のようにラインメモリ４１からの透過
率データ(または電圧データ)はデータ補正回路９３１に
より補正されてＤ／Ａ変換器４２でアナログ信号に変換
され、ソース信号処理回路３２に出力される。

【０３０７】液晶表示パネル８１を複数枚用いる投写型
表示装置では、図７５の現象は、より容易に対応でき
る。図１７で説明したように、複数の表示パネル８１の
うち、少なくとも１つの表示パネル８１の画素に印加す
る電圧極性を反対にするのである。特にＧ光変調用のパ
ネルを、ＲおよびＢ光変調用のパネルと反対極性にする
ことが好ましい。このことは図１７で説明をしているの
で省略する。

【０３０８】電圧印加の方法として、図７７のように行
なう。つまり、図７７の(a)のパネル１では２行ずつの
同一の極性の電圧を画素１０１に印加し、(上端から＋
＋−−＋＋……)、パネル２(図７７の(b))では、２行づ
つ−−＋＋−−……と印加する。

【０３０９】また、図７８の方法の方が良好な結果をも
たらす場合もある。パネル１（図７８の(a)）では上端
から＋＋−−＋＋−−……であり、パネル２(図７８の
(b))では一行ずらして＋−−＋＋−−……としている。
図７８のように表示パネルを駆動することにより、図７
５のパネルの白線部とパネル２の黒線部とがスクリーン
上で重ねあわされ、打ち消しあう状態にすることができ
る。もちろん、図７７の場合では、パネル１とパネル２
とを一行ラインをずらせてスクリーン上に重ねあわせれ
ばよい。当然のことながら、図７６の回路構成を採用す
れば、図７７や図７８の方法を用いなくてもよい。ま
た、図７６の回路構成と、図７７または図７８の方法と
を組みあわせればさらに良好な結果が得られることはい
うまでもない。

【０３１０】以上のように本発明の投写型表示装置は各
表示パネル８１に、図１２を用いて説明した映像信号表
示方法を適用し、かつ、図１７に示すように、３枚の液
晶表示パネル８１のうち１枚の液晶表示パネル８１に加
える映像信号の位相を反転させている。したがって、フ
リッカは全く発生せず、良好な表示を実現できる。

【０３１１】以下、他の実施形態の投写型表示装置につ
いて説明していくが、主として第一の実施例の差異につ
いて説明をする。したがって、図７１において説明した
表示パネルに関する事項、駆動回路に関する事項、光学
系に関する事項は他の投写型表示装置にも場合に応じて
随時適用される。

【０３１２】図７１と図７２は、３つの投写レンズ５２
４によりスクリーンに拡大投映する方式を示すが、一つ
の投写レンズで拡大投映する方式もある。図７９は、そ
の構成を示す。ここでは説明を容易にするため、８１b
をＧ光の映像を表示する表示パネル、８１cをＲ光の映
像を表示する表示パネル、８１aをＢ光の映像を表示す
る表示パネルとする。したがって、各ダイクロイックミ
ラー５３１を透過および反射する波長は、ダイクロイッ
クミラー５２３aはＲ光を反射し、Ｇ光とＢ光を透過す
る。ダイクロイックミラー５２３bはＧ光を反射し、Ｒ
光を透過させる。ダイクロイックミラー５２３cはＲ光
を透過し、Ｇ光を反射させる。また、ダイクロイックミ
ラー５２３dはＢ光を反射させ、Ｇ光およびＲ光を透過
する。

【０３１３】メタルハライドランプ(図示せず)から放射
された光は、全反射ミラー５３１aにより反射され、光
の進行方向を変化させられる。前記光はダイクロイック
ミラー５２３a、５２３bによりＲ・Ｇ・Ｂ光の３原色の
光路に分離され、Ｒ光はフィールドレンズ５３２cに、
Ｇ光はフィールドレンズ５３２bに、Ｂ光はフィールド
レンズ５３２aにそれぞれ入射する。各フィールドレン
ズ５３２は各光を集光する。表示パネル８１はそれぞれ
映像信号に対応して液晶の配向を変化させ、光を変調す
る。このように変調されたＲ・Ｇ・Ｂ光はダイクロイッ
クミラー５２３c、５２３dにより合成され、投写レンズ
５２４によりスクリーン(図示せず)に拡大投映される。

【０３１４】以下、反射型の本発明の表示装置(表示パ
ネル)８１をライトバルブとして用いた本発明の投写型
表示装置の実施形態を、図８０を参照しながら説明す
る。光源５２１は、赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)の３
原色の色成分を含む光を放射する。凹面鏡５２１bは先
にも説明したようにガラス製で、反射面に可視光を反射
し赤外光を透過させる多層膜を蒸着したものである。ラ
ンプ５２１aからの放射光に含まれる可視光の一部は、
凹面鏡５２１bの反射面により反射する。凹面鏡５２１b
から出射する反射光は、フィルタ５２１cにより赤外線
と紫外線とが除去されて出射する。

【０３１５】投写レンズ５２４は液晶表示パネル側の第
１レンズ群５２４bとスクリーン側の第２レンズ群５２
４aとで構成され、第１レンズ群５２４bと第２レンズ群
５２４aとの間には平面ミラー５３１が配置されてい
る。表示パネル８１の画面中心にある画素から出射する
散乱光は、第１レンズ群５２４bを透過した後、約半分
が平面ミラー５３１に入射し、残りが平面ミラー５３１
に入射せずに第２レンズ群５２４aに入射する。平面ミ
ラー４３１の反射面の法線は投写レンズ５２４の光軸５
４１に対して４５°傾いている。光源５２１からの光は
平面ミラー５３１で反射されて第１レンズ群５２４bを
透過し、表示パネル８１に入射する。

【０３１６】表示パネル８１からの反射光は、第１レン
ズ群５２４b、第２レンズ群５２４aの順に透過してスク
リーン５４２に到達する。投写レンズ５４２の絞りの中
心から出て表示パネル８１に向かう光線は、液晶層８７
にほぼ垂直に入射するように、つまりテレセントリック
としている。

【０３１７】なお、ここでは説明を容易するために、８
１aをＲ光を変調する表示パネル、８１cをＢ光を変調す
る表示パネル、８１bをＧ光を変調する表示パネルであ
るとして説明する。

【０３１８】ダイクロイックミラー５２３は色合成系と
色分離系を兼用している。ＵＶＩＲカットフィルタ５２
１cの帯域は半値の値で４３０nm〜６９０nmである。以
後、光の帯域を記述する際は半値で表現する。ダイクロ
イックミラー５２３aはＲ光を反射し、Ｇ光およびＢ光
を透過させる。Ｇ光はダイクロイックミラー５２３bで
反射され表示パネル８１bに入射する。Ｒ光の帯域は６
００nm〜６９０nm、Ｇ光の帯域は５１０nm〜５７０nmと
する。また、ダイクロイックミラー５２３bはＢ光を透
過する。Ｂ光は表示パネル８１cに入射する。入射する
Ｂ光の帯域は４３０nm〜４９０nmである。各表示パネル
８１はそれぞれの映像信号に応じて散乱状態の変化とし
て光学像を形成する。各表示パネル８１で形成された光
学系はダイクロイックミラー５２３で色合成され、投写
レンズ５２４に入射し、スクリーン５４２上に拡大投写
される。

【０３１９】図６１に示すように、表示パネル８１はマ
トリックス状に配置された反射電極３７２を有し、反射
電極３７２と対向電極３７１b間の電圧印加状態によ
り、入射光を変調する。反射電極３７２に電圧が印加さ
れている画素上の液晶層８７は透過状態となり、電圧無
印加の画素は散乱状態となる。液晶層８７が透過状態の
時は、対向基板１６１から入射した光は反射電極３７２
で反射され、再び対向基板１６１より出射される。

【０３２０】図８０は、ダイクロイックミラー５２３を
用いて色分離色合成を行う装置を示したが、ダイクロイ
ックプリズム５５３を用いても色分離色合成を行うこと
ができる。図８１は、その構成を示す。ダイクロイック
プリズム５５３には２つの光分離面５５１を有してお
り、前記光分離面５５１で白色光をＲ・Ｇ・Ｂの３原色
光に分離する。各表示パネル８１は光結合層３９２を介
してダイクロイックプリズム５５１に取りつけられてい
る。なお、５５２は補助レンズである。

【０３２１】ダイクロイックプリズム５５１の表面に
は、図８２に示すように、光吸収膜(黒色塗料)５６１が
塗布されている。材料としては図２５等に示す遮光膜１
５５と同様のものが例示される。前記光吸収膜５６１は
表示パネル８１で散乱した光を吸収する機能を有する。

【０３２２】表示パネル８１はダイクロイックプリズム
５５３に貼りつけられ、前記ダイクロイックプリズム５
５３の無効領域(光が入出力しない面)に光吸収膜５６１
が塗布されている。この構成は、図６７等に示したよう
に、表示パネル８１に透明基板３９１が光結合され、前
記透明基板３９１の無効領域に光吸収膜が塗布されてい
ることと機能的に類似する。つまり、透明基板３９１を
ダイクロイックプリズム５５３と置き換えて考えればよ
い。たとえば、表示パネル８１aを中心に考え、かつ、
表示パネル８１aはＲ光を変調すると考えれば、入射光
８１aはダイクロイックプリズム５５３の光入出射面５
６２より入射し、光分離面５５１bでＲ光が反射され
る。表示パネル８１aは反射電極３７２に印加された電
圧の大きさに応じて光変調層８７の散乱度合を変化させ
る。そのうち透過光の成分は再び光分離面５５１bで反
射し、光入出射面５６２より出射される。散乱した光は
そのほとんどが光吸収膜５６１に入射して吸収され、光
変調層８７に再びもどり、２次散乱を発生させることは
ない。

【０３２３】以上のことから、図８１において、ダイク
ロイックプリズム５５３は色分離色合成の機能を有する
ほか、２次散乱光の発生を防止する機能を有することが
理解できるであろう。図８１に示した構成は、色分離合
成系が非常に簡単で小型である。かつ、２次散乱の防止
機能をも有している。なお、ダイクロイックプリズムは
ガラス等の固体からなるものに限定されるのではなく、
たとえば立方体の容器にエチレングリコール等の液体を
充填したものも含まれる。液体は流動性があるため、液
晶バネルから熱をうばい、冷却できる効果があり好まし
い。容器の内部には色分離を行なうダイクロイックミラ
ー板を配置し、外部は黒色の塗料を塗布して、液晶パネ
ルで散乱した光を吸収させる。

【０３２４】以上の装置は、光散乱状態の変化として光
学像を形成する表示パネルをライトバルブ(光変調手段)
として用いて投写型表示装置である。しかし、本発明の
位相板でＰ偏光とを変換し、色分離色合成系での光の帯
域幅を狭め、投写型表示装置の色相を改善するという技
術的思想は、他のランダム光を変調する表示パネルを用
いる投写型表示装置にも適用される。

【０３２５】なお、図８０および図８１は、理解を容易
にするため２次元的に図示したが、より具体的には図８
３に示すように構成すべきである。図８３において、ダ
イクロイックミラー５３２の傾き方向と平面ミラー５３
１の傾き方向に注目してほしい。ダイクロイックミラー
５３２は一般に透明基板上に誘電体多層膜を蒸着し、特
定の波長帯域の光を透過、または反射するもので用いら
れる。このタイプのダイクロイックミラー５３２は、光
線の入射角依存により分光性能がシフトするという特性
を持ち、図８０のように、入射光線５４１aの光軸と出
射光線５４１bの光軸が異なる角度で入射する場合は、
色分離する分光特性と色合成する分光特性が互いに異な
るため、所望の色純度の投写画像を得ることは困難であ
る。

【０３２６】図８３に示す構成では、光源５２１から出
射する照明光の光軸５４１aと液晶表示パネル８１によ
って反射された投写光の光軸５４１bとを含む平面が、
液晶表示パネル８１の中心法線とダイクロイックミラー
５３２の中心法線とを含む平面に対して垂直に配置され
ているので、光軸５４１aと光軸５４１bを含む面はダイ
クロイックミラー５３２の色分離合成面と４５°の角度
をなしている。従って、照明光、投写光ともに同じ入射
角４５°でダイクロイックミラー５３２に入射させるこ
とができる。

【０３２７】ダイクロイックミラー５３２aと５３２bの
分光透過率を図８４の(a)と(b)に示す。(a)は、ダイク
ロイックミラー５３２aへの光線入射角が４５°の場合
の分光透過率を示すもので、ダイクロイックミラー５３
２aはＲ光を反射し、Ｇ光、Ｂ光を透過するタイプであ
る。また、(b)は、ダイクロイックミラー５３２bへの光
線入射角が４５°の場合の分光透過率を示すもので、ダ
イクロイックミラー５３２bはＢ光を反射し、Ｇ光を透
過するタイプである。

【０３２８】本実施例の構成によれば、色分離の場合の
分光性能の、色合成した場合の分光性能が一致するた
め、図８４の(a)と(b)に示した分光性能をそのまま投写
画像に反映することができる。

【０３２９】比較のため、従来例で示した図８０のよう
に構成した場合について説明する。照明光の光軸５４１
aが液晶表示パネル８１へ仮に５°で入射するように構
成すると照明光の光軸５４１aと投写光の光軸５４１bは
１０°の角度をなし、照明光のダイクロイックミラー５
２３a、５２３bへの入射角は４０°、投写光のダイクロ
イックミラー５２３a、５２３bへの入射角は５０°とな
る。入射角が４０°の場合と入射角が５０°の場合の分
光透過率を図８５の(a)と(b)に示す。(a)はダイクロイ
ックミラー５２３aの、(b)はダイクロイックミラー５２
３bの分光透過率を示したもので、図中の実線は光線の
入射角が４０°の場合、点線は光線の入射角が５０°の
場合を示している。図８５より、入射角依存による波長
シフトのため照明光の分光性能と投写光の分光性能が大
幅に異なり、光の利用効率を低下させずに所望の色純度
を得ることは困難であることがわかる。

【０３３０】１枚の液晶表示パネル８１でカラー表示を
行なうためには、図８６または図８７の構成を採用す
る。図８６は、図５７〜図６０に示すカラーフィルタ４
７１を具備する本発明の表示パネル(表示装置)８１をラ
イトバルブとして用いる。偏光板３３１を用いる場合は
入射側３３１aと出射側３３１bのいずれか一方を配置す
る。

【０３３１】なお、もちろん、入射側と出射側の両方の
偏光板３３１a、３３１bを配置してもよい。両方の偏光
板３３１a、３３１bを用いる場合、偏光板３３１aと３
３１bの偏光軸は一致させることが重要である(図３８の
(a)の偏光板３３１aと３３１bの配置を参照)。この場
合、偏光板３３１aを通過した光は直線偏光となる。液
晶層８７が透明状態(光透過状態)の時、前記直線偏光は
偏光状態を維持したまま、液晶層８７を透過する。した
がって、出射側の偏光板３３１bでは光を損失すること
はないから、強い出射光が得られる。一方、液晶層８７
が光散乱状態の時、液晶層８７に入射した光は散乱され
るため、直線偏光状態が崩れる。したがって、約半分の
光は出射側の偏光板３３１bで吸収される。液晶層８７
が散乱状態の時、表示は黒表示である。出射側の偏光板
３３１bで光が吸収されるということは、黒表示時に、
スクリーンに到達する光が減少することを意味するか
ら、表示コントラストは向上する。

【０３３２】以上のことから、光変調状態の変化として
光学像を形成する表示パネルをライトバルブとして用い
る投写型表示装置では、表示パネルの入射側の偏光板３
３１aの偏光軸３３１aと出射側の偏光板３３１bの偏光
軸とを略一致させることが重要である。略一致としたの
は偏光板偏光軸が多少ずれていても表示コントラストが
多少低下するだけで、実用上は支障がないからである。
なお、偏光軸の角度のずれは２０°以内にすることが好
ましい。

【０３３３】先の説明では表示パネルの入射側と出射側
に偏光板３３１を配置するとしたが、図８８の構成をも
含むと考えるべきである。図８８において、８８１は偏
光スクリーンである。一例として、偏光スクリーン８８
１が“反射型"の場合は、反射板と偏光板とを貼りあわ
せた構成が該当する。たとえば有沢製作所(株)が販売し
ている。また、偏光スクリーンが「透過型」の場合はス
クリーンとなる拡散板等と偏光板とを貼り合わせたもの
が例示される。したがって、偏光スクリーンは透過型で
あっても、反射型であってもよい。偏光スクリーン８８
１の偏光軸と一致する直線偏光が入射すると、直線偏光
は偏光スクリーンで反射し、または、偏光スクリーンを
透過する。逆に偏光スクリーンの偏光軸と直交する直線
偏光が入射すると前記偏光スクリーンで吸収される。

【０３３４】図８８の表示装置は、表示パネルの入射側
には偏光板３３１aを具備するが、出射側には偏光板３
３１bがない。かわりに、偏光スクリーン８８１が配置
されている。偏光スクリーン８８１が偏光板３３１bの
機能を果たす。図８８の表示装置も、先の実施例(図８
６)と同様に高コントラスト表示を実現できる。その理
由および投写型表示装置の動作は、先の説明において出
射側の偏光板３３１bと偏光スクリーン８８１と置き換
えて考えればよいので説明を省略する。

【０３３５】なお、図８６と図８８の説明では、１つの
表示パネルを用いる投写型表示装置として説明した。し
かし、入射側の偏光板３３１aの偏光軸と出射側の偏光
板３３１b(または偏光スクリーン８８１)とを略一致さ
せるという技術的思想は、図７１、図７９、図８９など
の複数の表示パネルを用いる投写型表示装置にも適用で
きることは言うまでもない。また、偏光板３３１などの
偏光軸の方向を、図３２〜図３４、図３６、図３７を用
いて説明したように、「偏光依存性」の発生する方向を
考慮して設定すればさらに好ましい。また、偏光手段は
偏光板３３１に限定されるものではなく、偏光ビームス
プリッターなどを用いてもよい。

【０３３６】表示パネルにカラーフィルタを具備しない
場合は、図８７の如く構成する。光源５２１からの白色
光を３つのダイクロイックミラー５２３によりＲ、Ｇ、
Ｂの３原色光に分離する。液晶表示パネル８１の入射側
にはＲ、Ｇ、Ｂの３つ１組画素１０１に対応したマイク
ロレンズ５２８が、マトリックス状に配置されたマイク
ロレンズアレイ５８１を配置する。表示パネルの出射側
には透明部材３９１を透明結合層を介して接続をする。
各Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色光はマイクロレンズにより方向を
かえられ、各Ｒ、Ｇ、Ｂの光を変調する画素に入射す
る。

【０３３７】次に、さらに投写光学系に改良を加え、良
好な色再現性を確保し、かつ、高輝度表示、高コントラ
スト表示と実現できる投写型表示装置について説明をす
る。ライトバルブとしてＰＤ液晶表示パネルを用いる投
写型表示装置は、明るい投写画像が得られる利点がある
反面、有効Ｆナンバーの小さい投写レンズを用いると、
黒表示状態で散乱する光の多くが投写レンズにより集光
されてしまい、黒浮きを生じる。その結果、投写画像の
コントラストが低下する。有効Ｆナンバーの大きい投写
レンズを用いれば高いコントラストを得るが、白表示状
態において集光できない光が発生するので光損失を生じ
る。光損失を抑制するには、投写レンズの有効Ｆナンバ
ーに合わせて照明光の有効Ｆナンバーを大きくする必要
がある。

【０３３８】有効Ｆナンバーの大きい、すなわち平行度
の良好な照明光を形成する場合、点光源に近い発光体を
用いなければ光損失が増加して高い光利用効率を得るこ
とは難しい。これに対し、一般にショートアーク型とし
て知られるメタルハライドランプの発光体は５〜１０mm
程度の長さであり、点光源に近いとして知られるキセノ
ンランプの発光体は、２〜４mm程度の長さである。これ
らの発光体から放射される光を効率良く集光してライト
バルブ上を照明する光を形成すると、いずれの場合も、
ある程度の照射角を有するので、投写レンズの有効Ｆナ
ンバーをこれに整合させる必要がある。

【０３３９】光損失を増加させることなく照明光の有効
Ｆナンバーを大きくするために、発光体の大きさを小さ
くしようとすると、一般的なランプは寿命特性などの発
光特性が極端に劣化するので問題がある。また、発光体
に対して相対的に大きい表示領域のライトバルブを用い
ることは有効であるが、コンパクトな投写型表示装置を
構成することが困難となり、コストが高くなるので問題
がある。

【０３４０】従って、ＰＤ液晶表示パネルを用い、光損
失の少ない投写型表示装置を構成し、明るくコントラス
トの高い投写画像を得るには、照明光の有効Ｆナンバー
と投写レンズの有効Ｆナンバーを整合させる必要があ
る。ライトバルブから出射する光に対し、投写レンズが
必要最小限の開口を提供するので、投写レンズ内の迷光
を低減でき、コントラストの高い投写画像を得る。

【０３４１】また、照明光の有効Ｆナンバーと投写レン
ズの有効Ｆナンバーは、ライトバルブの表示領域上のあ
らゆる点において、良好に整合させることが好ましい。
特に、ライトバルブとしてＰＤ液晶表示パネルを用いる
場合、投写画像の全領域におけるコントラストを均一に
するために重要である。そのためには、ライトバルブ上
の軸上点だけではなく、あらゆる軸外点について、照明
光の照射角と投写レンズの集光角を良好に制約できる必
要がある。従来、このように照明光の有効Ｆナンバーと
投写レンズの有効Ｆナンバーを制御することは難しく、
その結果、投写画像の画質が低下するので問題があっ
た。

【０３４２】図９０は、上記問題点を解決した本発明の
投写型表示装置の構成図を示す。本発明の投写型表示装
置は、光発生手段としての発光体５９２と、発光体の放
射する光を集光する集光手段と、集光手段から出射する
光が入射する光伝達手段と、光伝達手段から出射する光
により照明される光変調手段としての本発明の表示パネ
ル(ライトバルブ８１)と、ライトバルブ８１上の光学像
をスクリーン上に投影する投写手段としての投写レンズ
５９１と、ライトバルブ８１の入射側に配置される第１
開口絞り５９６と、ライトバルブ８１の出射側に配置さ
れる第２開口絞り５９８とを備えている。

【０３４３】光伝達手段は入力部収束レンズアレイ５９
４と中央部収束レンズアレイ５９５と出力部収束レンズ
５９７からなり、入力部収束レンズアレイ５９４は複数
の入力部収束レンズ５９９を二次元状に配列してなり、
中央部収束レンズアレイ５９７は複数の入力部収束レン
ズ５９９と同数で対を成す複数の中央部収束レンズ６０
０を二次元状に配列してなる。

【０３４４】入力部収束レンズ５９９の各々は対応する
中央部集収束レンズ６００の各々の主平面近傍に複数の
二次発光体を形成し、中央部収束レンズ６００の各々は
出力部収束レンズ５９７と相まって対応する入力部収束
レンズ５９９の各々の主平面近傍の物体の像の各々を重
畳形態としてライトバルブ８１の有効表示領域近傍に形
成し、出力部収束レンズ５９７は複数の二次発光体から
出射する光を投写レンズ５９１に有効に到達せしめる。

【０３４５】第１開口絞り５９６は複数の二次発光体の
近傍に配置し、第１開口絞り５９６から第２開口絞り５
９８に至る光路に介在する光学素子は第１開口絞り５９
６と第２開口絞り５９８を略共役の関係とならしめ、第
１開口絞り５９６は主として二次発光体の有効領域を通
過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有し、第２
開口絞り５９８は前記ライトバルブの最白表示状態にお
いて第１開口絞り５９６を通過した光を選択的に通過せ
しめる開口形状を有するようにしたものである。

【０３４６】以下、まず図９０を用いて、本発明の投写
型表示装置の光学系の基本構成について説明をする。投
写型表示装置は、主として、光発生手段としてのメタル
ハライドランプ５２１a、放物面鏡５２１b、ＵＶ−ＩＲ
カットフィルタ５２１cからなる光源５２１、入力部収
束レンズアレイ５９４、中央部収束レンズアレイ５９
５、絞り５９６、出力部収束レンズ５９７、液晶表示パ
ネル８１、投写手段としての投写レンズ５９１、絞り５
９８から構成される。投写レンズ５９１は、前レンズ群
５９１aと後レンズ群５９１bから構成される。出力部収
束レンズ５９７と後群レンズ５９１bは、絞り５９６と
絞り５９８を互いに共役の関係とする。

【０３４７】入力部収束レンズアレイ５９４は、複数の
入力部収束レンズ５９９を二次元状に配列して構成す
る。図９１は、その構成の一例を示す。矩形の開口を有
する１０個の入力部収束レンズ５９９を正円の領域に内
接するように配列している。１０個の入力部収束レンズ
５９９は、同一開口形状の平凸レンズであり、矩形開口
の長辺の短辺の比を４:３としている。つまり、液晶表
示パネル８１の有効表示領域の画面形状にしている。も
し、画面形状が１６:９であれば入力部収束レンズ５９
９も１６:９にする。

【０３４８】中央部収束レンズアレイ５９５は、複数の
中央部収束レンズ６００を二次元状に配列して構成す
る。入力部収束レンズ５９９と同数で同一開口を有する
中央部収束レンズ６００を、入力部収束レンズアレイ５
９４と同様に配列している。

【０３４９】投写型表示装置における照明の手順を説明
する。メタルハライドランプ５２１aの発光体５９２か
ら放射される光は、放物面鏡５２１bにより反射されて
光軸６０４とおよそ平行に進行し、入力部収束レンズア
レイ５９４に入射する。放物面鏡５２１bから出射する
光の断面形状は一般に正円となるので、入力部収束レン
ズ５９９の開口の総和がこれに内接するように入力部収
束レンズアレイ５９４を構成する。入力部収束レンズア
レイ５９４を通過した光は、入力部収束レンズ５９９と
同数の部分光束に分割され、各部分光束は、液晶表示パ
ネル８１の有効表示領域を照明する。

【０３５０】入力部収束レンズ５９９を通過した光は、
各々、対応する中央部収束レンズ６００の開口に導かれ
て収歛される。中央部収束レンズ６００の各々の開口上
には、二次発光体、例えば６０１Ａ、６０１Ｂが形成さ
れる。中央部収束レンズアレイ５９５上に形成される複
数の二次発光体６０１の一例を、図６２に模式的に示
す。中央部収束レンズ６００は、各々、対応する光をＰ
Ｄ液晶表示パネル８１の表示領域上に有効に伝達する。
具体的に、対応する入力部収束レンズ５９９の主平面上
の物体、例えば、６０１Ａ、６０１Ｂの実像６０３をＰ
Ｄ液晶表示パネル８１の表示領域近傍に形成する。ただ
し、各々の中央部収束レンズ６００は適当に偏心させて
おり、複数の像を重畳させて１つの実像６０３を形成す
る。

【０３５１】以上の構成によれば、ＰＤ液晶表示パネル
８１の表示領域と入力部収束レンズ５９９の各々の開口
とは、互いにおよそ共役の関係となる。従って、入力部
収束レンズ５９９の開口をＰＤ液晶表示パネル８１の表
示領域と相似形状とすれば、照明光の断面と表示領域の
形状を整合させて、光損失を抑制できる。従って、図９
１に示した入力部収束レンズアレイ５９４は、ＮＴＳＣ
に対応したアスペクト比が４:３の映像を表示するＰＤ
液晶表示パネル８１と組み合わせて用いるとよい。

【０３５２】なお、本構成でのＰＤ液晶表示パネルと
は、いままで説明してきたすべての構成、形状、技術的
思想、機能のものの全てが適用される。たとえば、図
１、図２の表示方法、図３、図４の回路構成、図２５〜
図２９、図３９〜図４５、図５３〜図６８および図６
９、図７０のパネル構成、図３６、図３７の偏光依存性
の対策に関する構成および駆動方法、図１８〜図２２の
駆動方法である。また、ＰＤ液晶表示パネルに限定され
ず、ＰＬＺＴを応用した表示パネル、ＴＮおよびＳＴＮ
液晶表示パネルでもよい。

【０３５３】一般に、放物面鏡などの凹面鏡から出射す
る光には、比較的大きな明るさむらがある。明るさむら
の大きい光をそのまま伝達してＰＤ表示液晶表示パネル
８１を照明すると、投写画像の明るさの均一性が低下す
る。明るさが比較的均一な領域のみを利用して照明する
と、利用できない光が増加するので光利用効率が低下す
る。これに対し、本発明の投写型表示装置は、高い光利
用効率を得ると共に、明るさの均一性の優れた投写画像
を得ることができる利点がある。その理由を以下に述べ
る。

【０３５４】入力部収束レンズアレイ２５４は、明るさ
むらの大きな光を複数の部分光束に分割する。各部分光
束の入力部収束レンズ５９９の開口上における明るさむ
らは、分割前の光束断面の明るさむらと比較して小さ
い。中央部収束レンズ６００の各々は、明るさむらの少
ない部分光束を適当な大きさに拡大し、ＰＤ液晶表示パ
ネル２０４の表示領域上に重畳させる。従って、明るさ
の均一性の良好な照明を実現できる。

【０３５５】入力部収束レンズ５９９の開口の総和を入
射する光束の断面に内接させるので、入力部収束レンズ
アレイ５９４における光損失は少ない。また、中央部収
束レンズ６００の開口の各々を二次発光体５９２に対し
て十分な大きさとするので、中央部収束レンズアレイ５
９５における光損失は少ない。さらに、ＰＤ液晶表示パ
ネル８１に入射する光の断面を表示領域の形状に整合さ
せるので、ＰＤ液晶表示パネル８１における光損失は少
ない。従って、発光体５９２から放射される光の大部分
は、放物面鏡５２１bにより反射され、入力部収束レン
ズアレイ５９４、中央部収束レンズアレイ５９５、出力
部収束レンズ５９７、ＰＤ液晶表示パネル８１を通過し
て投写レンズ５９１に到達する。従って、投写レンズ５
９１における光損失を抑制すれば、高い光利用効率を実
現し、明るく、明るさの均一性の優れた投写画像を得
る。

【０３５６】ところで、中央部収束レンズアレイ６００
上には離散的に複数の二次発光体５９２が形成されるの
で、この場合の照明光の有効Ｆナンバーは、二次発光体
５９２の面積の総和から等価的に換算される照射角から
定める必要がある。一方、ＰＤ液晶表示パネル８１から
光軸６０４と最も角度を成して出射する光の集光角は、
この等価的な照射角よりも大きな値となる。従って、光
損失を抑制するためには、投写レンズ５９１の有効Ｆナ
ンバーを照明光の実効的な有効Ｆナンバーよりも小さく
する必要がある。これは、ＰＤ液晶表示パネル８１の場
合に、投写画像のコントラストを低下させるので問題が
ある。

【０３５７】これに対し、本実施例の投写型表示装置
は、絞り５９６と絞り５９８の働きにより、光損失を増
加させることなく照明光側と投写レンズ側の開口をいず
れも必要最小限の大きさにできるので、コントラストの
低下を抑制できる。具体的には、離散的に形成される二
次発光体５９２の有効領域に合わせて、照明光側の絞り
５９６の開口を図９２に示すような形状とする。破線
は、図９２の中央部収束レンズ６６０の各々の開口に対
応する。また、投写レンズ側の絞り５９１の開口上には
二次発光体５９２の実像が形成されるので、絞り５９８
の開口形状も、絞り５９６の開口形状と同様にする。こ
れにより、絞り５９６を通過した光は絞り５９８を通過
するので、高い光利用効率を実現できる。同時に、投写
レンズ５９１は照明光が必要とする必要最小限の開口を
提供するので、コントラストの高い表示画像を実現でき
る。その結果、明るく高画質の投写画質を提供できるの
で、非常に大きな効果を得ることができる。

【０３５８】本発明の投写型表示装置に用いる入力部収
束レンズアレイ５９４、中央部収束レンズアレイ５９
５、絞り５９６、絞り５９８は、以下のように構成する
となお良い。図９３は、この場合の中央部収束レンズア
レイ５９５の構成を示す。一般に、二次発光体５９２の
大きさは、光軸近傍に位置する入力部収束レンズ５９９
の形成するものほど大きい。従って、中央部収束レンズ
６００の各々の開口は必ずしも同一である必要はなく、
二次発光体６０１の各々に対して必要十分な大きさとす
ればよい。開口を有効に異ならせた複数の中央部収束レ
ンズ６００を凝集して配列し、中央部収束レンズアレイ
５９５を構成すれば、開口領域の総和を小さくできる利
点がある。中央部収束レンズアレイ５９５と組み合わせ
る入力部収束レンズアレイ５９４は、図９４に示したも
のと同様に構成し、入力部収束レンズの各々を適当に偏
心させ、対応する中央部収束レンズ６００の開口中心に
二次発光体６０１を形成すればよい。

【０３５９】この場合、照明光側の絞り５９６の代わり
に、図９５に示す開口形状の絞り５９６を用いるとよ
い。投写レンズ側の絞り５９８についても同様である。
これにより、光損失を生じることなく、中央部収束レン
ズアレイ５９５の開口径を小さくでき、かつ、投写レン
ズ５９１のレンズ径を小さくできる利点がある。

【０３６０】本実施例の投写型表示装置は、以上述べた
ように離散的に複数の二次発光体を形成してライトバル
ブを照明する場合に、より大きな効果を得る。最大集光
角の大きな投写レンズを用いたとしても、離散的に複数
の開口を有する絞りを備えることで、ライトバルブから
出射する光に対して必要最小限の開口を提供できる。そ
の結果、明るくコントラストの高い投写画像を得ること
ができる。

【０３６１】図８９は、図９０を基本構成として３枚の
本発明の表示パネル８１を用いてカラー画像を表示でき
るようにした投写型表示装置の構成を示す。メタルハラ
イドランプ５２１aは、三原色を含む光を放射する発光
体５９２を形成する。図９０に示したものと同様の手順
により、ＰＤ液晶表示パネル８１b、８１cの各表示領域
を照明する。ただし、ダイクロイックミラー５２３a、
５２３bと、平面ミラー５３１aの働きにより、照明光は
三原色の色光に分解され、それぞれ対応するＰＤ液晶表
示パネル８１の表示領域上に導かれる。

【０３６２】ＰＤ液晶表示パネル８１は、各々の表示領
域上には外部から供給される映像信号に応じて、三原色
に対応した光学像が形成される。投写レンズ５９１は、
前レンズ群５９１a、後レンズ群５９１bから構成され、
三原色の光学像をスクリーン上に拡大投影する。ＰＤ液
晶表示パネル８１から出射する光は、ダイクロイックミ
ラー５２３c、５２３dと、平面ミラー５３１cの働きに
より一つの光路が合成されるので、フルカラーの投写画
像を得る。

【０３６３】照明光側の絞り５９６と投写レンズ側の絞
り５９８は、図９０または図９３に示したものと同様の
ものを、同様の目的で用いる。絞り５９６と絞り５９８
が互いに共役の関係となるように、出力部収束レンズ５
９７と後群レンズ５９１bを適切に構成する。以上のよ
うに構成することにより、色再現性がなく、かつ高輝
度、高コントラスト表示のカラー表示の投写型表示装置
を実現できる。他の点については、図９０で説明したの
で説明を省略する。

【０３６４】なお、以上の投写型表示装置は、スクリー
ン５４２と光学ブロックが分離されたフロント型の投写
型表示装置として説明したが、これに限定するものでは
ない。たとえば図７２に示すようにスクリーン５４２と
光学ブロック７０２がキャビネットで一体となったリア
型投写型表示装置でもよい。光学ブロックとしては、図
７１、図７９、図８０等が該当することは言うまでもな
い。前記光学ブロックから出力される光をミラー５３１
aおよび５３１bで反射しスクリーン５４２に投射する。

【０３６５】本発明の映像信号表示方法およびそれを用
いた表示装置(表示パネル)を用いてビデオカメラ等の再
生画像表示装置として用いるビューファインダに適用す
ることもできる。なお、ビューファインダとは発光源と
液晶表示パネルおよび前記液晶表示パネルの画像を拡大
してみるレンズ等を具備するものをいい、以下に説明す
るビデオカメラ用のビューファインダ、また、ヘッドマ
ウントディスプレイの画像表示部の構成等が該当する。
図９６は、本発明のビューファインダの外観図である。
６６８は接眼カバーであり、６６９はビデオカメラとの
取り付け金具である。６６７はボデーであり、前記ボデ
ー６６７内にレンズ６６３および表示パネル８１等が格
納されている。

【０３６６】図９７は、図９６に示すボデー６６７内部
の構成を示している。６６１は発光素子、６６３は集光
レンズ、６６６は拡大レンズである。一例として、表示
パネル８１の表示領域の対角長は２８mmであり、集光レ
ンズ６６３は有効直径が３０mm、焦点距離が１５mmであ
る。集光レンズ６６３の焦点の近傍に発光素子６６１が
配置されている。集光レンズ６６３は平凸レンズであ
り、平面を発光素子６６１側に向けている。ボデー６６
７の端部に接眼リング６６５が装着されている。接眼リ
ング６６５には、拡大レンズ６６６が装着されている。
ボデー６６７の内面は不要光を吸収するための黒色また
は暗色にしている。

【０３６７】６６２は中央部の円形の穴のあいた遮光板
である。発光素子６６１から光が放射される領域を小領
域にする機能を有している。穴の面積が大きくなると表
示パネル８１の表示画像は明るくなるが、コントラスト
は低下する。これは集光レンズで６６３に入射する光量
は多くなるが、入射光の指向性が悪くなるためである。
前述のような表示パネルの表示領域の対角長が２８mmの
場合、光を放射する領域は１５mm^２以下にすべきであ
る。これは直径がほぼ４mm強のピンホールの穴径に相当
する。好ましくは１０mm^２以下とすべきである。しか
し、あまり穴の直径を小さくしすぎると、光の指向性が
必要以上に狭くなり、ビューファインダを見る際に、視
点を少しずらしただけで極端に表示画面が暗くなる。し
たがって、穴の面積は少なくとも２mm^２以上の領域を確
保すべきである。一例として、直線３mmの穴径の時、従
来の面光源を用いるビューファインダと同等の表示画面
の輝度が得られ、その時のコントラストも良好であっ
た。光を放射する領域、つまり穴径は直径０．５mmから
５mm以下の範囲と考えられるべきである。ただし、これ
は表示画面の対角長が２８mmの場合であって、対角長が
長くなれば、対角長に応じて最適な穴径も変化する。

【０３６８】発光素子６６１から広い立体角に放射され
た光は、集光レンズ６６３により平行に近く、指向性の
狭い光に変換され、表示パネル８１の対向電極８８側か
ら入射する。観察者は、接眼ゴム６８８に眼を密着させ
て、表示パネル８１の表示画像を見ることになる。つま
り、観察者の瞳の位置はほぼ固定されている。表示パネ
ル８１の全画素が光を直進させる場合を仮定した時、集
光レンズ６６３は発光素子６６１から放射され、前記集
光レンズ６６３の有効領域に入射する光が拡大レンズ６
６６を透過した後に、すべて観察者の瞳に入射するよう
にしている。レンズ６６６は拡大レンズとして機能する
ので、観察者は表示パネル８１の小さな表示画像を拡大
して見ることができる。

【０３６９】ビューファインダは、観察者の瞳の位置が
接眼カバー６６８によりほぼ固定されるため、その背後
に配置する光源は指向性が狭くてもよい。光源として蛍
光管を用いたライトボックスを用いる従来のビューファ
インダでは、表示パネルの表示領域とほぼ同じ大きさの
領域からある方向の微小立体角内に進む光だけが利用さ
れ、他の方向に進む光は利用されない。つまり、光利用
効率が非常に悪い。

【０３７０】本発明では、発光体の小さな光源を用い、
その発光体から広い立体角に放射される光を集光レンズ
６６３により平行に近い光に変換する。こうすると、集
光レンズ６６３からの出射光は指向性が狭くなる。観察
者の視点が固定されておけば前述の狭い指向性の光でも
ビューファインダの用途に十分となる。

【０３７１】発光体の大きさが小さければ、当然、消費
電力も少ない。以上のように、本発明のビューファイン
ダは観察者が視点を固定して表示画像を見ることを利用
している。通常の直視液晶表示装置では一定の視野角が
必要であるが、ビューファインダは所定方向から表示画
像を良好に観察できれば用途として十分である。集光レ
ンズ６６３が無収差で、透過率が１００％の場合、集光
レンズ６６３を通して見た発光体の輝度は発光体自身の
輝度と等しい。カラーフィルタ、偏光板、画像の開口率
等を含めた表示パネルの最大透過率を３％、集光レンズ
１６３の透過率を９０％、ビューファインダとして必要
な輝度を１５ft−Ｌとすると、光源に必要な輝度は約５
６０ft−Ｌとなる。これらを満足する発光素子としては
陰極線管、蛍光管等の発光原理を用いた発光管、蛍光発
光素子、キセノンランプ、ハロゲンランプ、タングステ
ンランプ、メタルハライドランプ、ＬＥＤ、エレクトロ
ルミネッセンス(ＥＬ)などの電子の動作により発光する
素子、プラズマ、ディスプレイパネル(ＰＤＰ)などの放
電により発光するもの等の自己発光を行なうものが例示
される。これらのどの発光素子でも光発生手段として用
いてもよいが、中でも低消費電力、小型、白色発光を行
える等の点から、発光管、ＬＥＤおよび蛍光発光素子が
最適である。中でも、ミニパイロ電機(株)のルナパステ
ル０７シリーズ(直径７mmの発光管)が消費電力も少なく
最適である。

【０３７２】表示パネル８１は、各画素への印加電圧を
変えるとその画素の光散乱度合が変化する。電圧無印加
の場合に光散乱度合が最も大きく、印加電圧を大きくす
ると、光散乱度合が減少する。指向性の狭い光を表示パ
ネル８１に入射し、光散乱度合を変化させると、その画
素からの観察者の瞳に入射する光量が変化する。つま
り、観察者からみた画素の輝度が変化するので、これを
利用して画像表示を行う。

【０３７３】表示パネル８１にはモザイク状のカラーフ
ィルタ(図示せず)が取り付けられている。画素配置はデ
ルタ配置であり、画素数は約１０万画素である。カラー
フィルタ４７１は赤、緑、青のいずれかの色を透過させ
る。カラーフィルタの構成物により各色の膜厚を制御し
てもよい。カラーフィルタの膜厚はカラーフィルタの作
製時に調整して形成する。つまりカラーフィルタの膜厚
を赤、緑、青で変化させる。カラーフィルタの膜厚によ
り各画素上の液晶の膜厚はそれぞれのカラーフィルタ色
に応じて調整する事ができる。特にＰＤ液晶表示パネル
は、長波長の光(赤色光)に対する散乱特性が悪い。そこ
で、赤の画素の液晶層厚を他の青、緑の画素よりも液晶
層厚を厚くすれば、散乱特性を向上させることができ、
赤、緑、青の階調性を揃えることができる。つまり、図
５７から図６０の構成の本発明の表示パネル８１を用い
ればよい。

【０３７４】表示パネル８１からの出射光の一部は観察
者の瞳に入射するが、他の光は迷光となり、表示画像の
コントラストを低下させる要因となる。この問題を回避
するために、ボデー６６７と接眼リング６６５の内面
は、光の反射を防止するために黒色または暗色としてい
る。

【０３７５】集光レンズ６６３は平面、つまり曲率半径
の大きい面を発光体６６１側に向けている。これは、正
弦条件を満足しやすくして、表示パネル８１の表示画像
の輝度均一性を良好にするためである。ただし、集光レ
ンズ６６３は前述の平凸レンズに限定するものではな
く、通常の正レンズでもよいことは言うまでもない。

【０３７６】接眼リング６６５のボデー６６７への挿入
度合を調整することにより、観察者の視力に合わせてピ
ント調整を行なうことができる。なお、接眼カバー６６
８により観察者の眼の位置が固定されるので、ビューフ
ァインダの使用中に視点位置がずれることはほとんどな
い。視点が固定されておれば表示パネル８１への光の指
向性が狭くても観察者は良好な画像を見ることができ
る。さらに良好に見えるようにするには発光素子６６１
からの光の放射方向を最適な方向に移動させればよい。
そのため、発光素子６６１は、前後または左右に多少移
動できるように位置調整機構が付加しておくことが好ま
しい。

【０３７７】以上のように、本発明のビューファインダ
は発光素子６６１の小さな発光体から広い立体角に放射
される光を、集光レンズ６６３により効率良く集光する
ので、蛍光管を用いた面光源のバックライトを用いる場
合に比較して、光源の消費電力を大幅に低減することが
できる。

【０３７８】なお、図９６と図９７において、表示パネ
ル８１は説明を容易にする観点からＰＤ液晶表示パネル
であるとして説明をしたが、これに限定するものではな
い。動的散乱モード(ＤＳＭ)液晶等の散乱一透過により
光を変調するものに置きかえてもよい。また、強誘電液
晶も比較的膜厚が厚いとき散乱現象をおこすことが知ら
れている。したがって、強誘電液晶を用いてもよい。そ
の他、光散乱状態の変化として光学像を形成する(光変
調を行なう)ものとしてＰＬＺＴが知られている。本発
明の表示パネルおよびそれを用いた表示装置はこれらを
包含するものである。また、本発明の映像信号表示方法
を適用した表示パネルであればよいからＴＮ液晶表示パ
ネルであってもよい。

【０３７９】図９８〜図１００は、偏光板を用いた構成
の１例を示す。図９８は、ＰＤ液晶表示パネルの入出射
面に偏光板３３１を配置した例である。もちろん単にＴ
Ｎ液晶表示パネルと考えてもよい。なぜならば、図９８
の構成における技術的思想は、未公知で、かつ、新規性
および進歩性を有するからである。

【０３８０】図９９は、表示パネルの入射側６６３の偏
光板３３１aを集光レンズ６６３に貼りつけた構成であ
る。集光レンズ６６３は回転可能なようにする。つま
り、集光レンズ６６３を回転させることにより、入射側
の偏光板３３１aと出射側の偏光板３３１bとの偏光軸３
３２の角度を調整できる。偏光軸の角度ずれは表示コン
トラストに直接影響する。したがって、偏光軸の角度調
整は重要である。好ましくは図１００に示すように、集
光レンズ６６３の凸面を発光素子６６１側に向けるべき
である。正弦条件は多少悪くなるが実用上は問題がな
い。偏光板３３１aには平行光が入射する。したがっ
て、図９９の場合よりも表示コントラストは高くなる。

【０３８１】なお、以上の事項については特開平７−９
２４４３号公報に詳しく記載している。前記公報の記載
事項が本明細書にそのまま適用または挿入される。前記
公報には多種多様な構成が記載されている。たとえば図
３の絞り３１を具備する構成、図１１のボデー６６７が
屈曲した構成、図１２のフレネルレンズ１０１を用いた
構成である。

【０３８２】

【発明の効果】また、信号線１５４等を低誘電体膜２４
１で被覆することにより、信号線等から発生する電界を
シールドでき、さらに、横電界を防止でき、画素電極１
５１周辺部の光抜けを防止できる。したがって、表示コ
ントラストを向上できる。

【０３８３】また、図４２に示すように液晶表示装置に
低誘電体柱２６２を形成することにより、信号線からの
電界は、ほぼ完全にシールドされるため、光抜けは全く
発生しない。低誘電体柱２６２は液晶層８７の膜厚を規
定する機能をも有する。つまり、液晶膜厚を規定するビ
ーズとしての役割をはたす。そのため、ビーズの散布は
必要がない。したがって、ビーズ周辺部の光抜けがなく
表示コントラストも良好である。画素電極１５１上にビ
ーズを散布する必要がないため、前記ビーズによる光抜
けがないという効果を有する。図２４に示すように低誘
電体膜２３１を着色して遮光膜とすれば、液晶層８７内
等で発生するハレーションを防止できる。

【０３８４】図５３に示すように凸構造にすれば、界面
４５５で反射し、ソース信号線１５４ももどった光４５
３aは凸部４１１により進行方向が変化する。したがっ
て透過光４５３bが発生せずゴースト等が生じない。ま
た、図５４に示すように下層遮光膜構造としてもその効
果は同様である。

【０３８５】また、図６１に示す反射型の表示パネル
は、透過型の表示パネルに比較して、薄い液晶層８７の
膜厚でコントラストも良好であり、画素開口率も高いの
で高輝度表示を行うことができる。その上、表示パネル
の裏面には障害物がないのでパネル冷却が容易である。
たとえば、裏面からの強制空冷、液冷を容易に行え、ま
た、裏面にヒートシンク等も取り付けることができる。

【０３８６】本発明の表示パネルにおいて凸構造または
下層遮光膜構造により界面４５５で反射した光を散乱ま
たは吸収し、ゴースト等を防止するとした。表示パネル
の光入出射面に凹レンズ３９１または透明基板を貼りつ
けることにより、前記ゴースト等を防止でき、さらに、
２次散乱防止効果により、表示コントラストを向上でき
る。

【０３８７】偏光板３３１を用いる場合は、偏光板３３
１の偏光軸３３２は横電界の発生方向と一致させる。ま
た、駆動方式を考慮して横電界の発生方向を制御する。
偏光板３３１の偏光軸３３２を横電界の発生方向と一致
させることにより画素電極１５１周辺部からの光抜けを
完全に防止でき、高コントラスト表示が行える。

【０３８８】本発明の投写型表示装置では本発明の表示
パネルをライトバルブとして採用しているため、高輝度
表示を実現では、また２００インチ以上の大画面化にも
対応できる。また、Ｒ・Ｇ・Ｂの光の波長に応じてそれ
ぞれの表示パネルの液晶膜厚を厚くまたは／および水滴
状液晶の半径粒子径を最適にしているので、表示コント
ラストが良好な画像表示を実現している。また、画素周
辺部からの光抜けもなく、白ウィンドウ表示等も良好で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例の映像信号表示方法の説明
図

【図２】 本発明の他の実施例の映像信号表示方法の説
明図

【図３】 アクティブマトリクス型液晶表示パネルを用
いた本発明の一実施例の映像信号表示装置の構成を示す
ブロック図

【図４】 図３におけるゲート駆動ＩＣのより詳細な構
成を示すブロック図

【図５】 図３におけるラインメモリに入力されるメモ
リ制御信号およびその入出力画像信号のタイミングチャ
ート

【図６】 図３におけるゲート駆動ＩＣ制御回路３６か
らゲート駆動ＩＣ３８、３９に入力されるゲート駆動Ｉ
Ｃ制御信号のタイミングチャート

【図７】 図３におけるゲート駆動ＩＣ制御回路３７か
らゲート駆動ＩＣ３８、３９に入力されるゲート駆動Ｉ
Ｃ制御信号のタイミングチャート

【図８】 本発明の駆動方法の説明図

【図９】 本発明の映像信号処理装置の説明図

【図１０】 本発明の表示装置の説明図

【図１１】 アクティブマトリクス型液晶表示パネルを
用いた本発明の一実施例の映像信号表示装置の構成を示
すブロック図

【図１２】 本発明の映像信号表示方法の説明図

【図１３】 本発明の映像信号表示方法の説明図

【図１４】 本発明の映像信号表示方法の説明図

【図１５】 本発明の映像信号表示方法の説明図

【図１６】 本発明の表示装置のブロック図

【図１７】 本発明の表示装置のブロック図

【図１８】 本発明の他の実施例における映像信号表示
方法の説明図

【図１９】 本発明の他の実施例における映像信号表示
方法の説明図

【図２０】 本発明の他の実施例における映像信号表示
方法の説明図

【図２１】 本発明の他の実施例における映像信号表示
方法の説明図

【図２２】 本発明の他の実施例における映像信号表示
方法の説明図

【図２３】 高分子分散液晶の動作の説明図

【図２４】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図２５】 本発明の他の実施例における表示装置の平
面図

【図２６】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図２７】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図２８】 本発明の他の実施例における表示装置の一
部等価回路図

【図２９】 本発明の他の実施例における表示装置の説
明図

【図３０】 Ｐ偏光とＳ偏光の説明図

【図３１】 Ｐ偏光とＳ偏光の説明図

【図３２】 本発明の表示装置の説明図

【図３３】 本発明の表示装置の説明図

【図３４】 本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図３５】 本発明の表示装置の説明図

【図３６】 本発明の表示装置の説明図

【図３７】 本発明の表示装置の説明図

【図３８】 本発明の他の実施例における表示装置の構
成図

【図３９】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４０】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４１】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４２】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４３】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４４】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４５】 本発明の他の実施例における表示装置の平
面図

【図４６】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４７】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図４８】 本発明の映像信号処理方式の説明図

【図４９】 前段ゲート方式構造の等価回路図

【図５０】 本発明の映像信号処理方式の説明図

【図５１】 共通電極方式構造の等価回路図

【図５２】 本発明の表示装置の説明図

【図５３】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図５４】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図５５】 本発明の他の実施例における表示装置の一
部平面図

【図５６】 本発明の表示装置のスイッチング素子部の
断面図

【図５７】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図５８】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図５９】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図６０】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図６１】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図６２】 本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図６３】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図６４】 本発明の他の実施例における表示装置の説
明図

【図６５】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図６６】 本発明の表示装置の説明図

【図６７】 本発明の他の実施例における断面図

【図６８】 本発明の他の実施例における断面図

【図６９】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図７０】 本発明の他の実施例における表示装置の断
面図

【図７１】 本発明の投写型表示装置の構成図

【図７２】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置の構成図

【図７３】 本発明の駆動方法の説明図

【図７４】 Ｖ−Ｔ特性のグラフである。

【図７５】 液晶表示パネルの表示状態の説明図

【図７６】 本発明の駆動回路の説明図

【図７７】 本発明の駆動方法の説明図

【図７８】 本発明の駆動方法の説明図

【図７９】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置の構成図

【図８０】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置の構成図

【図８１】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置の構成図

【図８２】 本発明の投写型表示装置の光学部品の斜視
図

【図８３】 本発明の投写型表示装置の改良方法の説明
図

【図８４】 図８３に示す本発明の投写型表示装置のダ
イクロイックミラーを反射する分光特性図

【図８５】 図８０の投写型表示装置のダイクロイック
ミラーを反射する分光特性図

【図８６】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置（１枚の表示パネルでカラー画像を表示する場合）の
説明図

【図８７】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置（１枚の表示パネルでカラー画像を表示する場合）の
構成図

【図８８】 本発明の投射表示装置の構成図

【図８９】 図９０の構成を用いてカラー画像を表示す
る場合の構成図

【図９０】 本発明の他の実施例における投写型表示装
置の説明図

【図９１】 図９０の説明図

【図９２】 図９０の説明図

【図９３】 図９０の説明図

【図９４】 図９０の説明図

【図９５】 図９０の説明図

【図９６】 本発明のビューファインダの外観図

【図９７】 本発明のビューファインダの断面図

【図９８】 本発明のビューファインダの他の実施例の
断面図

【図９９】 本発明のビューファインダの他の実施例の
断面図

【図１００】 本発明のビューファインダの他の実施例
の断面図

【図１０１】 アクティブマトリックス型液晶表示パネ
ルを用いた従来の映像信号表示装置の構成を示すブロッ
ク図

【図１０２】 従来の表示装置の課題の説明図

【図１０３】 従来の表示装置の課題の説明図

【図１０４】 従来の液晶表示装置の課題の説明図

【図１０５】 従来の液晶表示装置の課題の説明図

【符号の説明】

３１ 表示ライン選択回路 ３２ ソース信号処理回路 ３３ ソース駆動回路 ３５ 表示方法選択回路 ３６，３７ ゲート駆動回路制御回路 ３８ ゲート駆動回路 ４０ Ａ／Ｄ変換器 ４１ ラインメモリ ４２ Ｄ／Ａ変換器 ４３ ラインメモリ制御回路 ４４ 切換器 ８１ 液晶表示パネル ８６ ＴＦＴ ８７ 液晶層 ８８ 対向電極 １０１ 画素 １４１ アンプ １４２ 位相分割回路 １４３ 出力切り換え回路 １４４ ドライブ制御回路 １５１ 画素電極 １５３ ゲート信号線 １５４ ソース信号線 １５５ 遮光膜 １６１ 対向基板 １６２ アレイ基板 １６３ 絶縁膜 １７１ 付加コンデンサ １８１ 水滴状液晶 １８２ ポリマー ２３１ 低誘電体膜 ２３２ 絶縁膜 ２６３ 電気力線 ２８１ 液晶分子 ３１１ 入射光 ３１２ 法線 ３１３ 振動方向 ３１５ Ｐ偏光軸 ３１６ 光分離面 ３１７ Ｐ偏光 ３１８ Ｐ偏光面 ３１９ 偏光板の偏光軸 ３３１ 偏光板 ３３２ 偏光軸 ３６１ 偏向ビームスプリッタ ３７２ 反射電極 ３７３ 接続部 ３７４ 絶縁膜 ３９１ 透明基板 ３９２ 光結合層 ４１１ 凸部 ４７１ カラーフィルタ ４７２ 誘電体薄膜（紫外線吸収膜） ５２１ 光源 ５２１ａ ランプ ５２１ｂ 凹面鏡 ５２１ｃ ＵＶＩＲカットフィルタ ５２２ リレーレンズ ５２３ ダイクロイックミラー ５２４ 投写レンズ ５２６ アパーチャ ５３１ ミラー ５３２ フィールドレンズ ５４１ 光軸 ５４１ａ 入射光線（入射光線の光軸） ５４１ｂ 出射光線（出射光線の光軸） ５４２ スクリーン ５５１ 光分離面 ５５２ 補助レンズ ５５３ ダイクロイックプリズム ５６１ 光吸収膜 ５６２ 光入出射面 ５８１ マイクロレンズアレイ ５８２ マイクロレンズ ５９２ 発光体 ５９４ 入力部収束レンズアレイ ５９５ 中央部収束レンズアレイ ５９６，５９８ 絞り ５９７ 出力部収束レンズアレイ ５９９ 入力部収束レンズ ６００ 中央部収束レンズ ６０１ 二次発光体 ６０３ 実像 ６０４ 光軸 ６６３ 集光レンズ ６６５ 接眼リング ６６６ 接眼レンズ ６６７ ボデー ６６８ 接眼ゴム ６６９ 取付け金具 ７０２ 逆ドメイン領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343 ５Ｃ０９４ 1/1368 1/1368 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ ３４９ ３４９Ｚ 9/35 9/35 // Ｇ０２Ｆ 1/1334 Ｇ０２Ｆ 1/1334 Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 BA04 BA20 2H089 HA04 KA08 LA09 LA11 QA11 QA14 2H091 FA02Z FA05Z FA15Z GA11 GA13 HA06 JA02 LA03 LA12 LA15 LA16 MA07 2H092 GA13 GA28 HA05 JA24 JB05 JB13 JB16 JB32 JB38 JB51 KB21 NA25 PA03 PA08 PA10 PA13 2H093 NA16 NC13 NC16 NC22 NC23 NC28 ND35 5C094 AA03 AA06 BA03 BA43 CA19 CA24 DA14 DA15 DB01 DB04 EA04 EA06 EA07 EB02 ED03 ED11 ED14 ED15 FB12 FB15 FB16

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素電極がマトリックス状に配置された
   第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板に挟持された液晶層
   と、 前記画素電極上に、かつ画素電極に対応して形成された
   カラーフィルタと、 前記第２の基板上に形成された誘電体薄膜とを具備し、 前記誘電体薄膜は各画素電極に対応してパターニングさ
   れていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 画素電極がマトリックス状に配置された
   第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板に挟持された液晶層
   と、 前記画素電極上に、かつ画素電極に対応して形成された
   カラーフィルタと、 前記第２の基板上に形成された誘電体薄膜と、画素電極
   間に配置された前記液晶層の膜厚と略一致する誘電体柱
   を具備し、前記誘電体薄膜は各画素電極に対応してパタ
   ーニングされていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 画素電極がマトリックス状に形成された
   第１の基板と、対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板に挟持された液晶層と
   を具備し、 前記画素電極は反射電極であり、 前記第２の基板には、前記対向電極に積層されて少なく
   とも１層の誘電体薄膜とが形成されており、 前記誘電体薄膜の屈折率は、前記ＩＴＯ薄膜の屈折率よ
   りも小さく、かつ、前記液晶層の屈折率よりも大きく、
   かつ、屈折率は１.５以上１.８以下であり、 Ｎを１以上の奇数、Ｍを１以上の整数、λを光の設計主
   波長としたとき、前記誘電体薄膜の光学的膜厚は略（Ｎ
   ・λ）／４であり、かつ、前記ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚
   は略（Ｍ・λ）／２であり、または、前記誘電体薄膜の
   光学的膜厚は略（Ｎ・λ）／４であり、かつ、前記ＩＴ
   Ｏ薄膜の光学的膜厚は略（Ｎ・λ）／４であることを特
   徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 画素電極がマトリックス状に形成された
   第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板に挟持された液晶層
   と、 前記画素電極または前記対向電極と積層されたカラーフ
   ィルタと、 前記カラーフィルタが形成されていない方の基板に形成
   された誘電体薄膜とを具備し、 前記誘電体薄膜は画素電極に対応してパターニングされ
   ていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 マトリックス状に配置された画素電極
   と、前記画素電極に信号を印加するスイッチング素子
   と、前記スイッチング素子に信号を伝達する信号線とが
   形成された第１の基板と、 第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板の間に挾持された液晶
   層とを具備し、 前記信号線に微小な凹形状と微小な凸形状のうち少なく
   とも一方の形状が形成されていることを特徴とする液晶
   表示装置。
6. 【請求項６】 透過型の画素電極がマトリックス状に形
   成された第１の基板と、 第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板間に挟持された液晶層
   と、 前記画素電極の周辺部に配置または形成された光吸収膜
   とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】 マトリックス状に配置された画素電極
   と、前記画素電極に信号を印加するスイッチング素子
   と、前記スイッチング素子をオンオフさせる信号を伝達
   する第１の信号線と、前記画素電極に印加する信号を伝
   達する第２の信号線とが形成された第１の基板と、 対向電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板間に挟持された液晶層と、 前記画素電極に、前記対向電極の電位に対して正極性ま
   たは逆極性の信号を印加する駆動手段と、 前記第１の基板側と第２の基板側のうち少なくとも一方
   に配置された偏光手段とを具備し、 前記駆動手段は、マトリックス状に配置された画素電極
   に、複数行ごとに極性が異なる第１の状態、または一列
   もしくは複数列ごとに極性が異なる第２の状態となるよ
   うに、画素電極に信号を印加し、 前記第１の状態の時は、前記偏光手段の偏光軸が第２の
   信号線の形成方向と略一致させ、 前記第２の状態の時は、前記偏光手段の偏光軸が第１の
   信号線の形成方向と略一致させていることを特徴とする
   液晶表示装置。
8. 【請求項８】 液晶層への光入射側または光出射側に、
   位相差フィルムまたは位相差板が配置されていることを
   特徴する請求項１から請求項７のいずれかに記載の液晶
   表示装置。
9. 【請求項９】 複数の画素行に同一極性の映像信号が保
   持され、かつ複数の画素行ごとに保持される映像信号の
   極性が異なっており、横方向に隣接した画素に保持され
   る映像信号の極性が逆極性であることを特徴とする請求
   項１から請求項７のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 光発生手段と、 前記光発生手段から放射される光を変調する請求項１か
    ら請求項９のいずれかに記載の液晶表示装置と、 前記液晶表示装置で変調された光を投射する投射レンズ
    を具備することを特徴とする投射型表示装置。