JP2004117676A - Liquid crystal display and liquid crystal panel - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that in a method for stereoscopically viewing an image utilizing a conventional polarization glasses, an expensive half wave plate is needed and the resolution of a stereoscopic image is low. <P>SOLUTION: In a direct-vision type liquid crystal display shown in Fig. (a), a single color light beam successively switched and emitted from LEDs 14R, 14G and 14B is separated by a polarization beam splitter 13 according to polarization directions, an emitted light beam having the lateral polarization direction and an emitted light beam having the longitudinal polarization direction are guided to a first liquid crystal panel 11 and a second liquid crystal panel 12, respectively, to be reflected after optical modulation according to image information for a right eye and image information for a left eye by the liquid crystal panels and a component having the longitudinal polarization direction from the first liquid crystal panel 11 and a component having the lateral polarization direction from the second liquid crystal panel 12 are made incident in an optical expansion system 15. The polarization components of the light beam from the optical expansion system 15 are selected to the right eye and the left eye by a polarization glasses 16, image-formed on the retinas of a person and perceived as a color stereoscopic image. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置及び液晶パネルに係り、特にフィールドシーケンシャル方式などの高速に画像の書き換えを必要とする表示方式で、また立体画像表示が容易に提示可能な液晶表示装置及び液晶パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置の立体画像表示の手段として、偏光の種類が直線偏光又は円偏光の偏光メガネを利用して、左右の異なる角度から記録した画像を、それぞれの眼のみに分離し網膜上に結像させ、この見え方の違いから人間が立体視する方式が従来より使われている。
【0003】
この場合、左右の画像を独立させて、互いに偏光面が直交した直線偏光、又は互いに偏光面が逆回転する円偏光のフィルタを、2台の液晶プロジェクタそれぞれの前面に取り付けてスクリーンに画像を投射し、投射された画像を、上記の偏光メガネを介して見る方法が一般的であるが、2台の液晶プロジェクタが必要となり、低価格化や小型軽量化が困難である。
【0004】
これに対し、左右の画像を合成させて1台の液晶ディスプレイ、1台の液晶プロジェクタで、立体画像表示が可能な液晶表示装置が従来より知られている。図7はこの従来の立体画像表示が可能な液晶表示装置を示す。図7(a)は直視型の液晶表示装置の一例の構成図、図7(b)は投射型の液晶表示装置の一例の構成図を示す。
【0005】
図7(a)に示すように、従来の立体画像表示が可能な直視型の液晶表示装置は、バックライト1と、一対の偏光板2a及び2bと、カラーフィルタ4を含む液晶パネル3と、偏光メガネ6とから概略構成されている。
【0006】
液晶パネル3は画素駆動素子が薄膜トランジスタ(TFT)で構成され、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色光を各々透過する縦ストライプ状に塗り分けられたカラーフィルタ4を有する透過型の構成とされている。液晶パネル3には、画素の行に対応して偏光を90度回転させる機能をもつ1/2波長板5をストライプ状に形成したものが偏光板2bに積層され、ストライプの行ごとに互いに偏光が直交して偏光の分離がなされる。
【0007】
偏光メガネ6は、偏光軸が直交する2種類の偏光フィルムが左右のメガネの枠に別々に取り付けられ、偏光フィルムを介して、偏光方向が一致する画像のみを見ることができる構成である。
【0008】
液晶パネル3は、左右の異なる角度から記録した画像情報がストライプの行ごとに交互に駆動され、たとえば、ストライプの奇数行に右眼画像、偶数行に左眼画像が形成される。左右の眼は偏光メガネ6を介してそれぞれ偏光方向が一致する画像のみを見ることで立体視ができる。
【0009】
次に、図7(b)に示す従来の立体画像表示が可能な投射型の液晶表示装置について説明する。この従来の液晶表示装置は、同図(a)に示した直視型の液晶表示装置を用いて1/2波長板5を通過した光を投射光学系に導き、スクリーン9上に画像を形成する点に特徴がある。
【0010】
図7(a)において、光源であるランプ7から発せられた光は、一対の偏光板2a及び2bと、カラーフィルタ4を有する液晶パネル3を通過してカラー画像が形成され、1/2波長板5を通過して直交する偏光方向に偏光の分離されたカラー画像が形成され、投射光学系8によりスクリーン9上に拡大された偏光の分離されたカラー画像が形成され、左右の偏光軸が直交する偏光メガネ6を介して左右の眼はそれぞれに対応する画像を見て立体視ができる。
【0011】
ところで、液晶表示素子のカラー化の手段として、液晶表示素子にあらかじめ赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色光のカラーフィルタを配設する構成の液晶表示装置が広く使用されている。マトリクス型の液晶表示装置では、画素ごとにこれら3原色のいずれかのカラーフィルタを配設し、カラーフィルタ上にITO膜の透明電極を設けている。
【0012】
これに対し、液晶表示素子の新たなカラー化の手段として、物理的なカラーフィルタを使用せずに、3原色の画像データの高速切り替えを利用したフィールドシーケンシャル(面順次)方式の液晶表示装置が注目されている。
【0013】
フィールドシーケンシャル方式は、マトリクス状に配置される複数の画素で構成される液晶表示面全体を、赤色、緑色、青色の画像データごとに一挙に切り替え、この切り替えタイミングに合わせて、液晶表示素子面を照射する光源を、赤色光、緑色光、青色光と順次高速で切り替えることによって、各色光に対応する残像を人間の網膜上で合成してカラー画像を得るものである。
【0014】
液晶表示面全体を一度に切り替えるために、走査線ごとに順次画像データを送り、すべての走査線に画像データが供給されたところで、一斉にデータを転送する。このフィールドシーケンシャル方式によれば、カラーフィルタが不要になるだけではなく、単一画素で赤色、緑色、青色のすべての色を表示できるので、高い解像度が得られる。
【0015】
図8は従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の説明図で、同図(a)は液晶表示装置の1画素に対応する等価電気回路図、同図(b)〜(h)は駆動状態を説明するためのタイミングチャートである。図8(a)に等価回路として示される画素が、X方向及びY方向に二次元マトリクス状に配置されて、液晶表示画面を構成する。
【0016】
各画素は図8(b)に示すように、液晶セルLC、電荷蓄積用コンデンサC、画像信号線VIDEOから送られてくる画像信号をコンデンサCに書き込む第1のトランジスタTR1、コンデンサCに蓄積された画像信号を液晶セルLCに転送する第2のトランジスタTR2を含む。
【0017】
コンデンサCへの画像信号の書き込みは、X方向に延びる走査信号線SCANごとに線順次で行われる。すなわち、X方向に並ぶ1ライン分の各画素の第1のトランジスタTR1のゲートに、図8(c)に模式的に示すように走査信号線SCANを介して走査信号を与えることにより、同図(b)に示した画像信号がこの走査信号線SCAN上のコンデンサCに、同図(d)に模式的に示すように画像信号を一時に書き込まれる。
【0018】
この動作を、すべての走査信号線に対して順次行ってゆく。すべての走査信号線への書き込みが終了した時点で、第2のトランジスタTR2のゲートに図8(e)に模式的に示すように同期信号線SYNCからの同期信号が印加され、コンデンサCに蓄積されていた電荷が、一斉に液晶セルLCに同図(f)に模式的に示すように印加される。これにより、一つの原色に対する画像データの書き込みが液晶表示面全体に行われる。
【0019】
第2のトランジスタTR2への同期信号SYNCの印加により、図8(g)に示すようにトランジスタTR2がオンする期間に、コンデンサCに蓄積された単色(たとえば赤色)の画像データ#1が液晶セルLCに一斉に書き込まれる。その後、トランジスタTR2がオフしている期間に、各画素のコンデンサCには、次の単色(たとえば緑色)の画像データ#2が走査信号線ごとに蓄積される。コンデンサCに蓄積された画像データ#2は、次の同期信号のタイミングで、一斉に液晶セルLCに上書きされる。
【0020】
液晶セルLCの画像データの書き換えに同期して、光源の色(赤色、緑色、青色)光を切り替えて表示することで、人間の眼には3色の画像が合成されてカラー画像として認識される。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の偏光メガネを利用して画像を立体視する方法では、図7に示したように、液晶パネル3のラインごとに画素の行に対応して偏光を90度回転させる機能をもつシート状の1/2波長板5をストライプ状に形成したものが偏光板2a及び2bに積層され、液晶パネル3の前面に配設されるが、ラインごとに直線偏光の方向を異ならせた1/2波長板5のシートは非常に高価である。
【0022】
また、偏光メガネを利用して画像を立体視する方法では、液晶パネル3に表示される画像情報が直交する偏光方向に分離され、左右の眼に到達する画像情報は、それぞれ略1/2ずつになり、すなわち解像度が略1/2に低下する。
【0023】
さらに、赤色、緑色、青色が塗り分けられたカラーフィルタ4を有する透過型の液晶パネルでは、カラーフィルタ4の価格が高く、かつ、1カラー画素を得るために、赤色、緑色、青色それぞれに対応する3つの画素を必要とするため、実際の解像度は1/3になる。
【0024】
他方、上述した従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、前述したように、カラーフィルタが不要になるだけではなく、単一画素で赤色、緑色、青色のすべての色を表示できるので、高い解像度が得られる。しかしながら、従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、画面切り替え用の同期信号の印加により、トランジスタTR2がオンする期間に、画像データに応じてコンデンサCに蓄積された電圧が、一斉に液晶セルLCに印加される。
【0025】
液晶セルLCが前に表示した画像データの影響を受けずに、次の画像データを表示するには、同期信号の印加によるトランジスタTR2がオンする期間、換言すれば液晶セルLCに電圧が印加される時間内に、図8(h)に示すように液晶の応答が完了しなければならない。
【0026】
しかし、一般の液晶材料及び表示モードでは、応答時間が数ms〜数十msを要することから、トランジスタTR2のオン期間の〜1msに応答を完了することは困難である。このため、トランジスタTR2のオフ期間に、液晶が応答して配向状態が変化し、液晶容量が変化して印加電圧が変化してしまう。
【0027】
また、従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、液晶容量及び印加電圧の変化量は、トランジスタTR2のオン期間に、画像データに応じてコンデンサCに蓄積された電圧が書き込まれる瞬間の液晶容量、すなわち前の色の画像データによる表示をしたときの液晶容量に依存する。そのために、例えば、前に表示した赤色の画像の影響で、次に表示する緑色の画像が正確な階調で表示できず、所望の色調が表現できないという問題点を有する。
【0028】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、解像度の高い立体画像表示を、安価で容易に提示し得る液晶表示装置と液晶パネルを提供することを目的とする。
【0029】
また、本発明の他の目的は、液晶が応答して配向状態が変化しても、色調を正確に表現し得るフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置と液晶パネルを提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、第1の発明の液晶表示装置は、3原色の単色光を順次巡回的に切り換えて照射する光源と、3原色の右眼用画像情報が各原色毎に順次巡回的に切り換えて供給される第1の液晶パネルと、3原色の左眼用画像情報が順次巡回的に切り換えて供給されると共に、同じ期間では第1の液晶パネルに供給される右眼用画像情報と同じ原色の左眼用画像情報が供給される第2の液晶パネルと、光源と、第1及び第2の液晶パネルの間に位置し、光源から照射された単色光の偏光面を互いに直交した第1及び第2の直線偏光に分離して第1及び第2の液晶パネルに別々に導くと共に、第1及び第2の液晶パネルに供給される右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調された第1及び第2の直線偏光を可視化して、偏光面が互いに直交する第1及び第2の変調光成分を出射する偏光変換手段と、第1及び第2の液晶パネルにそれぞれ供給される画像情報の原色に対応する原色の単色光を、光源から切り換えて照射する制御手段と、偏光変換手段から出射される第1及び第2の変調光成分が入射する光学系と、その光学系で形成された右眼用画像情報による画像と左眼用画像情報による画像の、偏光面が互いに直交する変調光成分を、人間の右眼と左眼に独立して導く偏光メガネとを備えた構成としたものである。
【0031】
この発明では、第1及び第2の液晶パネルにそれぞれ供給される画像情報の原色に対応する原色の単色光を、光源から切り換えて照射すると共に、第1及び第2の液晶パネルに供給される右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調された第1及び第2の直線偏光を可視化して、偏光面が互いに直交する第1及び第2の変調光成分を出射するようにしたため、右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調され、かつ、その画像情報に対応した原色の単色光を出射することができる。また、右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調され、かつ、その画像情報に対応した原色の単色光を、偏光メガネにより人間の右眼と左眼に独立して導くことができる。
【0032】
また、上記の目的を達成するため、第2の発明の液晶パネルは、マトリクス状に配置された画素の各々を、共通電極と、共通電極に対向する画素電極と、共通電極と画素電極との間に介在する液晶とで構成される液晶セルと、電荷蓄積用の第1及び第2のコンデンサと、ソースが画像信号配線に接続され、ドレインが第1のコンデンサの一端に接続され、ゲートが走査信号配線に接続された第1のトランジスタと、ソースが第1のコンデンサの一端に接続され、ドレインが第2のコンデンサの一端に接続され、ゲートが同期信号配線に接続された第2のトランジスタと、ソースが液晶駆動電源に接続され、ドレインが画素電極に接続され、ゲートが第2のコンデンサの一端に接続された第3のトランジスタとを備えた構成とし、表示すべき画像信号電圧を第1のトランジスタを介して第1のコンデンサに蓄積し、次いで第1のコンデンサに蓄積された画像信号電圧を第2のトランジスタを介して第2のコンデンサに書き込み、画像信号電圧を第2のコンデンサに所定時間保持させると共に、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された液晶駆動電源の電圧を、第3のトランジスタを介して液晶セルの画素電極に印加する構成としたものである。
【0033】
この発明では、画像信号電圧を第2のコンデンサに所定時間保持させると共に、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された液晶駆動電源の電圧を、第3のトランジスタを介して液晶セルの画素電極に印加するようにしたため、液晶セルに印加された画像信号電圧により液晶の配向状態が変化し、液晶容量が変化しても、液晶セルの画素電極に印加される画像信号電圧が変化しないようにできる。
【0034】
また、上記の目的を達成するため、第3の発明の液晶パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素の各々を、共通電極と、共通電極に対向する画素電極と、共通電極と画素電極との間に介在する液晶とで構成される液晶セルと、電荷蓄積用の第1及び第2のコンデンサと、ソースが画像信号配線に接続され、ドレインが第1のコンデンサの一端に接続され、ゲートが走査信号配線に接続された第1のトランジスタと、ソースが第1のコンデンサの一端に接続され、ドレインが第2のコンデンサの一端に接続され、ゲートが同期信号配線に接続された第2のトランジスタと、ソースが液晶駆動電源に接続され、ドレインが画素電極に接続され、ゲートが第2のコンデンサの一端に接続された第3のトランジスタと、ソースが第2のコンデンサの一端と第3のトランジスタのゲートに説則され、ドレインが共通電源に接続され、ゲートがリセット信号線に接続された第4のトランジスタとを備えた構成とし、表示すべき画像信号電圧を第1のトランジスタを介して第1のコンデンサに蓄積し、次いで第1のコンデンサに蓄積された画像信号電圧を第2のトランジスタを介して第2のコンデンサに書き込み、画像信号電圧を第2のコンデンサに所定時間保持させると共に、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された液晶駆動電源の電圧を、第3のトランジスタを介して液晶セルの画素電極に印加し、第2のコンデンサに次の画像信号電圧を書き込む前に、リセット信号線を介してリセット信号を第4のトランジスタのゲートに印加し、第2のコンデンサに保持されている前の画像信号電圧を消去する構成としたものである。
【0035】
この発明では、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された液晶駆動電源の電圧を、第3のトランジスタを介して液晶セルの画素電極に印加し、第2のコンデンサに次の画像信号電圧を書き込む前に、リセット信号線を介してリセット信号を第4のトランジスタのゲートに印加し、第2のコンデンサに保持されている前の画像信号電圧を消去するようにしたため、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧は、その直前に第2のコンデンサに保持されていた前の画像信号の影響を受けないようにできる。
【0036】
また、上記の目的を達成するため、第4の発明の液晶表示装置は、第1の発明の第1及び第2の液晶パネルとして、第2又は第3の発明の液晶パネルを用いることを特徴とする。
【0037】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面と共に説明する。図1は本発明になる液晶表示装置の第1の実施の形態の概略構成図を示し、同図(a)は直視型の液晶表示装置、同図(b)は投射型の液晶表示装置及び液晶パネルを示し、同一構成部分には同一符号を付してある。
【0038】
図1(a)に示す直視型の液晶表示装置は、第1の液晶パネル11と、第2の液晶パネル12と、偏光ビームスプリッタ13と、三原色光の各光源としての3つの発光ダイオード(LED)14R、14G及び14Bとを含む。プロジェクタはこの液晶表示装置と拡大光学系15とを含む。第2の液晶パネル12は、第1の液晶パネル11に対しで直角に位置する。偏光ビームスプリッタ13は、LED14R、14G及び14Bと第1及び第2の液晶パネル11及び12の間に位置し、偏光変換手段として機能する。第1及び第2の液晶パネル11及び12は、反射型でカラーフィルタを配設しない。
【0039】
LED14R、14G及び14Bは、3原色の単色光(赤色光、緑色光及び青色光)を後述するように順次切り替えられて個別に照射する。偏光ビームスプリッタ13は、LED14R、14G及び14Bから照射された単色光を偏光方向に応じて分離し、偏光方向が横方向の照射光を第1の液晶パネル11に、偏光方向が縦方向の照射光を第2の液晶パネル12に導く。
【0040】
第1及び第2の液晶パネル11及び12に導かれた単色の照射光は、画像情報に応じた光変調を受けて反射され、再び偏光ビームスプリッタ13に入射する。第1の液晶パネル11で変調を受けて偏光方向が縦方向の成分は拡大光学系15に、偏光方向が横方向の成分は光源側に戻される。同様に、第2の液晶パネル12で変調を受けて偏光方向が横方向の成分は拡大光学系15に、偏光方向が縦方向の成分は光源側に戻される。このようにして、拡大光学系15には画像が特定の偏光方向をもつ光像として入射される。
【0041】
偏光メガネ16には、偏光軸が縦方向の偏光フィルムが右眼側に、偏光軸が横方向の偏光フィルムが左眼側にメガネの枠に取り付けられている。従って、偏光メガネ16の偏光フィルムを介して、右眼には偏光軸が縦方向の第1の液晶パネル11で変調を受けた画像のみが透過して入射し、左眼には偏光軸が横方向の第2の液晶パネル12で変調を受けた画像のみが透過して入射し、人間の網膜上にそれぞれ結像される。
【0042】
第1及び第2の液晶パネル11及び12は、それぞれに左右の異なる角度から記録した左眼用画像情報及び右眼用画像情報を、赤色、緑色、青色の画像情報で順次に駆動していくと共に、これに同期させて液晶パネル11及び12に照射する光源14R、14G及び14Bを、時系列的に順次切り替え、これにより、液晶パネル11及び12に赤色光、緑色光、青色光の順で順次切り換えることで各色光に対応する残像を人間の網膜上で合成して、人間にカラー立体画像として視覚させる。
【0043】
図1(b)に示す投射型の液晶表示装置は、基本的に同図(a)に示す直視型の液晶表示装置と同様の構成をとるが、光源として、単一の白色ランプ18と、ランプ18からの照射光を3原色に色分解する色分解フィルタ19を有する。また、プロジェクタは投射光学系20により、偏光ビームスプリッタ13からの画像を拡大してスクリーン21上に投射する。スクリーン21には反射型と透過型があるがいずれでもよく、スクリーン21上に投射された画像は偏光メガネ16を通過し偏光方向で分離され、右眼と左眼には異なる画像が結像される。
【0044】
第1及び第2の液晶パネル11及び12は、水平及び垂直方向にマトリクス状に配置される画素アレイを有する。このような液晶パネル11及び12は、例えばマイクロディスプレイあるいはミニチュアディスプレイと称する、アクティブマトリクス型の液晶パネルを用いることができる。
【0045】
図2(a)は本発明の液晶表示装置の第1の実施の形態の画素等価回路を示す図、図2(b)〜(d)は本発明の液晶表示装置の駆動状態を示す図である。まず、本実施の形態における液晶パネルの各画素の等価電気回路について説明するに、各画素は、図2(a)に示すように、従来の画素回路と同様に、液晶セルLC、第1のトランジスタTR1、第2のトランジスタTR2、及び電荷蓄積用コンデンサCを有する。液晶セルLCは、例えば透明なITO共通電極と、共通電極に対向する画素電極(反射電極)と、これらの電極間に充填された液晶から構成される。
【0046】
第1のトランジスタTR1のゲートは、図2(a)で水平方向(X方向)に設けられた走査信号線SCANに接続される。第1のトランジスタTR1のソースは、垂直方向(Y方向)に走る画像信号線VIDEOに接続され、ドレインは電荷蓄積用コンデンサCの一端に接続される。
【0047】
第2のトランジスタTR2のゲートは、図2(a)で水平方向(X方向)に設けられた同期信号線SYNCに接続され、ソースは電荷蓄積用コンデンサCの一端に接続され、ドレインは液晶セルLCの一端に接続される。
【0048】
図1(a)、(b)に示した第1及び第2の液晶パネル11及び12への画像信号の書き込みは線順次走査で行われる。すなわち、走査信号線SCANに接続される第1のトランジスタTR1のゲートに走査信号を印加すると共に、画像信号線VIDEOに単色画像に対応する画像信号を供給し、選択された走査信号線SCAN上にある横1列の画素のコンデンサCに、画像信号を書き込む。
【0049】
この動作を走査信号線SCANごとに進め、すべての走査信号線SCAN上にある各列の画素のコンデンサCへの書き込みが終了した時点で、すべての画素に一斉に同期信号SYNCを印加する。第2のトランジスタTR2のゲートに同期信号SYNCが印加されることにより、コンデンサCに蓄積されていた単色画像に対応する電荷が、一度に液晶セルLCに書き込まれ、画面全体への単色画像の書き込みが完了する。
【0050】
この動作を、第1の液晶パネル11の全画素では、右方向の角度から記録した右眼用カラー画像情報を変換した、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の単色画像情報で繰り返される。同様にして、第2の液晶パネル12の全画素では、左方向の角度から記録した左眼用カラー画像情報を変換した、赤色、緑色、青色の単色画像情報で繰り返される。
【0051】
光源は、第1及び第2の液晶パネル11及び12上に書き込まれた単色画像の色に対応する色の光を照射する。従って、図1(a)の直視型ディスプレイであれば、赤色用LED14R、緑色用LED14G及び青色用LED14Bを一つずつ順次点灯させ、かつ、残りの二つのLEDは消灯させることを繰り返す。また、図1(b)の投射型液晶表示装置であれば、円盤状の色分解フィルタ19を回転させて、白色ランプ18から放射される白色光から赤色、緑色、青色の波長の光を順次巡回的に選択透過させて第1及び第2の液晶パネル11及び12に照射する。
【0052】
次に、本実施の形態の動作について更に詳細に図2(b)〜(d)のタイミングチャートと共に説明する。ここで図2(b)は第1の液晶パネル11の駆動状態、図2(c)は光源からの照射状態、図2(d)は第2の液晶パネル12の駆動状態を示す。
【0053】
第1の液晶パネル11に、図2(b)にR1で模式的に示す右方向の角度から記録された赤色の右眼用画像信号VIDEOに対応する電圧が印加されると、走査信号線SCANに接続されている1ライン分の各画素のコンデンサCに、図2(b)に示すように赤色の右眼用画像信号の書き込みを行い、この書き込みを1ラインごとに順次進める。赤色の右眼用画像信号R1の書き込みが全画素で終了すると、この時点で全画素のトランジスタTR2のゲートに一斉に同期信号SYNCを印加し、全画素のコンデンサCに蓄積されていた赤色の右眼用画像信号をトランジスタTR2のドレイン、ソースを通して一度に、図2(b)に示すように全画素の液晶セルLCに転送して書き込む。
【0054】
一方、これと並行して第2の液晶パネル12には、図2(d)に模式的に示すように、左方向の角度から記録された赤色の左眼用画像信号R1に対応する電圧が印加され、第1の液晶パネル11と同様にして、第2の液晶パネル12の全画素の液晶セルLCに、左方向からの赤色の左眼用画像信号の書き込みが完了する。
【0055】
第1及び第2の液晶パネル11及び12の各液晶セルLCへ赤色の画像情報に応じた電圧が印加され、液晶が応答時間を経過して所定の配向状態に安定すると、図2(c)にRで模式的に示すように、光源から赤色光が照射される。光源からの赤色照射光は、偏光ビームスプリッタ13により偏光面が横方向の偏光成分のみが反射されて第1の液晶パネル11へ導かれ、第1の液晶パネル11に形成された右眼用の赤色画像で変調を受けて反射され、偏光ビームスプリッタ13に再度入射して、ここで偏光面が縦方向の成分のみが透過して拡大光学系15又は投射光学系20に光像として導かれる。
【0056】
一方、上記の光源からの赤色照射光は、偏光ビームスプリッタ13により偏光面が縦方向の偏光成分のみが透過されて第2の液晶パネル12へ導かれ、第2の液晶パネル12に形成された左眼用の赤色画像で変調を受けて反射され、偏光ビームスプリッタ13に再度入射して、ここで偏光面が横方向の成分のみが反射されて拡大光学系15又は投射光学系20に光像として導かれる。
【0057】
このようにして、第1の液晶パネル11の右方向の角度から記録された赤色の画像は縦偏光で、第2の液晶パネル12の左方向の角度から記録された赤色の画像は横偏光で光像を構成する。
【0058】
第1及び第2の液晶パネル11及び12に同期信号SYNCをそれぞれ印加し、液晶セルLCに赤色画面の書き込みが完了すると、液晶セルLCに一斉に書き込まれる。その後、トランジスタTR2がオフしている期間に、第1の液晶パネル11の各画素のコンデンサCには、図2(b)にG1で模式的に示す次の右眼用の緑色画像信号が走査信号線ごとに蓄積されると共に、第2の液晶パネル12の各画素のコンデンサCには、図2(d)にG1で模式的に示す次の左眼用の緑色画像信号が走査線ごとに順次蓄積される。第1及び第2の液晶パネル11及び12の全画素のコンデンサCに緑色用画像信号が蓄積されると、次の同期信号SYNCのタイミングで、一斉に対応する画素の液晶セルLCに上書きされる。
【0059】
液晶セルLCに緑色画像が書き込まれ、液晶が配向を変えるタイミングで、形成された緑色画像の色に応じて、図2(c)にGで模式的に示すように光源の照射光の色を緑色光に切り替える。この緑色光は、偏光ビームスプリッタ13を介して、偏光面が互いに直交する単色光として第1及び第2の液晶パネル11及び12に入射し、上記と同様の動作により、第1の液晶パネル11の右方向の角度から記録された緑色の画像は縦偏光で、第2の液晶パネル12の左方向の角度から記録された緑色の画像は横偏光で光像を構成する。
【0060】
続いて、トランジスタTR2がオフしている期間に、第1の液晶パネル11の各画素のコンデンサCには、図2(b)にB1で模式的に示す次の右眼用の青色画像信号が走査信号線ごとに蓄積されると共に、第2の液晶パネル12の各画素のコンデンサCには、図2(d)にB1で模式的に示す次の左眼用の緑色画像信号が走査線ごとに順次蓄積される。第1及び第2の液晶パネル11及び12の全画素のコンデンサCに青色用画像信号が蓄積されると、次の同期信号SYNCのタイミングで、一斉に対応する画素の液晶セルLCに上書きされる。
【0061】
液晶セルLCに青色画像が書き込まれ、液晶が配向を変えるタイミングで、形成された青色画像の色に応じて、図2(c)にBで模式的に示すように光源の照射光の色を青色光に切り替える。この青色光は、偏光ビームスプリッタ13を介して、偏光面が互いに直交する単色光として第1及び第2の液晶パネル11及び12に入射し、上記と同様の動作により、第1の液晶パネル11の右方向の角度から記録された青色の画像は縦偏光で、第2の液晶パネル12の左方向の角度から記録された青色の画像は横偏光で光像を構成する。以下、上記と同様の動作が繰り返される。
【0062】
以上の本実施の形態の液晶表示装置によれば、第1及び第2の液晶パネル11及び12が、それぞれに左右の異なる角度から記録した画像情報を、赤色、緑色、青色の単色画像情報で順次に駆動していくと共に、これに合わせて第1及び第2の液晶パネル11及び12に照射する光源を、時系列的に順次赤色、緑色、青色の光で切り替えて単色画像を形成し、偏光メガネ16を介して、右眼は第1の液晶パネル11の画像のみ、左眼は第2の液晶パネル12の画像のみが、人間の網膜上に結像される。これにより、高解像度のカラーの立体画像を得ることができる。
【0063】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図3は本発明になる液晶表示装置の第2の実施の形態の1画素の等価電気回路を示す。図3は単一の画素についての等価回路を示しているが、このような等価回路の画素が、例えばX方向に延びる走査信号線SCANと、Y方向に延びる画像信号線VIDEOの交差部にマトリクス状に配置されて液晶表示面を形成する。
【0064】
画素は、液晶セルLC、第1のコンデンサC1、第2のコンデンサC2、第1のトランジスタTR1、第2のトランジスタTR2、第3のトランジスタTR3を含む。各トランジスタTR1〜TR3は、例えばMOSトランジスタである。
【0065】
第1のトランジスタTR1のゲートは走査信号線SCANに、ソースは画像信号線VIDEOに、ドレインは第1のコンデンサClの一端に接続されている。走査信号線SCANは、X方向に並ぶ画素のトランジスタTR1のゲートに接続されており、選択された走査信号線SCAN上の各画素の第1のトランジスタTR1に、一度にゲート信号が印加される。第1のトランジスタTR1のゲートに走査信号が印加されてオンすることにより、画像信号線VIDEOを介して供給される画像データが、トランジスタTR1のソース、ドレインを介して第1のコンデンサC1に蓄積される。
【0066】
第2のトランジスタTR2のゲートは同期信号線SYNCに、ソースは第1のコンデンサC1の一端に、ドレインは第2のコンデンサC2の一端に接続されている。すべての走査信号線SCANに走査信号が印加され、画像データに対応する電荷が全画素の第1のコンデンサC1に蓄積された時点で、同期信号線SYNCを介して同期信号が第2のトランジスタTR2のゲートに印加される。
【0067】
この同期信号の印加により、第2のトランジスタTR2がオンして、各画素の第1のコンデンサC1に蓄積されていた電荷が、対応するトランジスタTR2のソース、ドレインを通して一斉に第2のコンデンサC2に転送されて書き込まれる。
【0068】
第3のトランジスタTR3のゲートは第2のコンデンサC2に、ソースは液晶駆動電源Vに、ドレインは液晶セルLCに接続されている。第3のトランジスタTR3は、第2のコンデンサC2に蓄積される画像データに対応する電荷に応じてオン/オフすることにより、液晶駆動電圧Vが変調を受けて液晶セルLCの画素電極に印加される。
【0069】
この構成により、液晶が応答して配向状態が変化し、液晶容量が変化しても印加電圧は変化しない。従って、電圧が書き込まれる瞬間の液晶容量、すなわち前の色の画像データによる表示をしたときの液晶容量に依存しなくなる。そこで、液晶セルLCの画素電極に印加される所望の画像信号電圧は、次の画面切り替えまで継続するので、正確な階調表示が可能になり、画質が向上する。
【0070】
本実施形態の一例として、第1〜第3のトランジスタTR1〜TR3を構成するMOS型トランジスタは、不純物を拡散した多結晶シリコン及び金属配線からなるソース、ドレイン、ゲート及び第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2を形成し、液晶セルLCのアルミニウムからなる画素電極は第3のトランジスタのドレインと結合している。これらアクティブマトリクス回路はシリコン基板上に形成され、このシリコン基板と対向する面上に共通電極としてのITO等の透明電極が被着形成された透明ガラス基板との間に、配向膜を介して液晶が充填される。
【0071】
次に、図3に示した本発明の第2の実施の形態の動作について、図4の駆動状態を示すタイミングチャートと共に説明する。液晶表示装置の各画素の図3に示したコンデンサC1への書き込みは、線順次走査で行われる。走査線信号線SCANに接続された1ライン分の各画素の第1のトランジスタTR1のゲートに、図4(b)に模式的に示すように走査信号を与えることによって、第1のトランジスタTR1がオンし、画像信号線VIDEOを介して供給される図4(a)に示す単色(たとえば緑色)の画像情報2が、この走査信号線SCAN上の画素の第1のコンデンサC1に図4(c)に示すように書き込まれる。
【0072】
この動作を、走査信号線ごとに進め、すべての画素で第1のコンデンサC1へ画像情報2が書き込まれたところで、第2のトランジスタTR2のゲートに図4(d)に模式的に示すように、同期信号SYNCが印加されてトランジスタTR2がオンされて、第1のコンデンサC1に蓄積されていた緑色の画像情報2に対応する電荷が、一斉に第2のコンデンサC2に図4(e)に模式的に示すように書き込まれる。
【0073】
第2のコンデンサC2に蓄積される画像情報2の電荷量に応じて、第3のトランジスタTR3がオン/オフする。トランジスタTR3のオン/オフに応じて、トランジスタTR3のソースに印加される液晶駆動電圧Vは変調され、トランジスタTR3のドレインを通して液晶セルLCに図4(f)、(g)に模式的に示すように印加される。液晶セルLCには、図4(h)に模式的に示すように画像情報2で変調された液晶駆動電圧Vが、次の画面に切り替わるまで印加され続ける。
【0074】
一方、第1のコンデンサClから第2のコンデンサC2への画像情報2の書き込みが終わると、走査線信号線SCANに接続された最初の1ライン分の各画素の第1のトランジスタTR1のゲートに、図4(b)に模式的に示すように再び走査信号を与えることによって、第1のトランジスタTR1が再びオンし、画像信号線VIDEOを介して供給される図4(a)に示す次の単色(たとえば青色)の画像情報3が、この走査信号線SCAN上の1ライン分の各画素の第1のコンデンサC1に図4(c)に示すように書き込まれる。
【0075】
この動作を、走査信号線ごとに進め、すべての画素で第1のコンデンサC1へ画像情報3が書き込まれたところで、第2のトランジスタTR2のゲートに図4(d)に模式的に示すように、同期信号SYNCが印加されてトランジスタTR2がオンされて、第1のコンデンサC1に蓄積されていた青色の画像情報3に対応する電荷が、一斉に第2のコンデンサC2に図4(e)に模式的に示すように書き込まれる。それに伴って、第3のトランジスタTR3がオン/オフされ、ソースに印加される液晶駆動電源Vは変調を受けて、トランジスタTR3のドレインを通して液晶セルLCに印加される。次の赤色の画像情報についても同様の動作が行われる。このようにして、赤色、緑色、青色についての3つの画像情報が液晶セルLCに順次書き込まれた時点で、1カラー画面が形成される。
【0076】
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図5は本発明になる液晶表示装置の第3の実施の形態の1画素に対応する等価電気回路図を示す。同図中、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図5は単一の画素についての等価回路を示しているが、このような等価回路の画素が、例えばX方向に延びる走査信号線SCANと、Y方向に延びる画像信号線VIDEOの交差部にマトリクス状に配置されて液晶表示面を形成する。
【0077】
図5の第3の実施の形態に係わる液晶表示装置の画素回路は、第2の実施の形態と比較して、第4のトランジスタTR4を更に有する構成が異なり、その作用は、第1のコンデンサC1に画像情報に対応する電荷がすべて蓄積されたところで、一斉に第2のコンデンサC2に書き込まれる前に、第2のコンデンサC2に蓄積されていた電荷を排出することにある。
【0078】
以下、第3の実施の形態について、第2の実施の形態との相違を詳しく説明する。図5において、第4のトランジスタTR4は、ゲートがリセット信号線RESETに接続され、ソースが第2のコンデンサC2の一端に接続され、ドレインが共通電位COMに接続されている。
【0079】
すべての走査信号線SCANに走査信号が印加され、画像データに対応する電荷がすべての画素の第1のコンデンサC1に蓄積された時点で、同期信号の印加により、各画素の第1のコンデンサC1に蓄積されていた電荷が、一斉に同じ画素の第2のコンデンサC2に書き込まれる。
【0080】
ここで、本実施の形態では、第1のコンデンサC1に蓄積されていた電荷が、一斉に第2のコンデンサC2に書き込まれる前に、リセット信号線RESETを介してリセット信号が第4のトランジスタTR4のゲートに印加されるため、トランジスタTR4がオンし、それまで第2のコンデンサC2に蓄積されていた電荷がトランジスタTR4のソース及びドレインを通して排出される。この構成により、第2のコンデンサC2に新たに入力される画像情報は、前の画像情報による電荷の影響を受けなくなる。
【0081】
次に、本実施の形態について図6の駆動状態を説明するためのタイミングチャートと共に更に説明する。液晶表示装置の各画素の図5に示したコンデンサC1への書き込みは、線順次走査で行われる。走査線信号線SCANに接続された1ライン分の各画素の第1のトランジスタTR1のゲートに、図6(b)に模式的に示すように走査信号を与えることによって、第1のトランジスタTR1がオンし、画像信号線VIDEOを介して供給される図6(a)に示す単色(たとえば緑色)の画像情報2が、この走査信号線SCAN上の画素の第1のコンデンサC1に図6(c)に示すように書き込まれる。この動作を、走査信号線ごとに進め、すべての画素で第1のコンデンサC1へ画像情報2が書き込まれる。
【0082】
続いて、リセット信号線RESETを介して全ての画素の第4のトランジスタTR4のゲートに、図6(d)に模式的に示すようにリセット信号が印加され、それまで第2のコンデンサC2に書き込まれていた前の画像情報1(例えば赤色の画像情報)が、トランジスタTR4のソース、ドレインを介して消去される(リセットされる)。
【0083】
このリセット動作の直後に、第2のトランジスタTR2のゲートに図6(e)に模式的に示すように、同期信号SYNCが印加されてトランジスタTR2がオンされて、第1のコンデンサC1に蓄積されていた緑色の画像情報2に対応する電荷が、一斉に第2のコンデンサC2に図6(f)に模式的に示すように書き込まれる。
【0084】
第2のコンデンサC2に蓄積される画像情報2の電荷量に応じて、第3のトランジスタTR3がオン/オフする。トランジスタTR3のオン/オフに応じて、トランジスタTR3のソースに印加される液晶駆動電圧Vは変調され、トランジスタTR3のドレインを通して液晶セルLCに図6(g)、(h)に模式的に示すように印加される。液晶セルLCには、図6(i)に模式的に示すように画像情報2で変調された液晶駆動電圧Vが、次の画面の切り替えまで印加され続け、これにより、図6(j)に示す期間が、液晶セルLCの応答に要する時間である。以下、上記と同様の動作が繰り返される。
【0085】
このようにして、赤色、緑色、青色についての3原色の画像情報が液晶セルLCに順次書き込まれた時点で、1カラー画面が形成される。なお、光源は液晶表示装置の3原色の画像情報の書き替えに同期して、液晶セルLCへ印加されている画像情報に対応する赤色、緑色又は青色の原色光を液晶表示装置の全液晶セルLCに照射する。これを順次切り替えて画像表示することで、人間の眼には3原色の画像が合成されてカラー画像として認識される。
【0086】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、以上の実施の形態では反射型液晶パネルを用いた液晶表示装置について説明したが、透過型液晶パネルを用いた液晶表示装置にも適用可能であることは勿論である。また、各画素には、MOS型トランジスタを用いたが、第1〜第4のトランジスタTR1〜TR4として薄膜トランジスタ(TFT)を用いてもよい。
【0087】
また、第1の実施の形態はカラー立体画像を表示する液晶表示装置及びプロジェクタの構成を示しているが、その1画素回路として、図2(a)に示した等価回路に替えて、第2の実施の形態又は第3の実施の形態に示した画素等価回路を適用することもできる。また、第1の実施の形態においては、線順次で2つの液晶パネルの各液晶セルに右眼用画像情報、左眼用画像情報を印加すると共に、画像情報が印加されている1行の液晶セルに3原色のうちの単色光が照射されるように、単色光も線順次で照射することにより、電荷蓄積用コンデンサを有さない構成の画素回路にも適用できる。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、第1の発明によれば、右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調され、かつ、その画像情報に対応した原色の単色光を出射することにより、カラー立体画像用の光をカラーフィルタ及び1/2波長板を用いない構成により得ることができるため、高解像度のカラー立体画像を安価な構成で得ることができ、また、右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調され、かつ、その画像情報に対応した原色の単色光を、偏光メガネにより人間の右眼と左眼に独立して導くようにしたため、解像度の高いカラー立体画像を安価な構成で提示できる。
【0089】
また、第2の発明によれば、液晶セルに印加された画像信号電圧により液晶の配向状態が変化し、液晶容量が変化しても、液晶セルの画素電極に印加される画像信号電圧が変化しないようにしたため、前の色の画像信号電圧による表示をしたときの液晶容量に依存しないようにでき、よって、階調及び色調を正確に表現でき、画質を向上できる。
【0090】
更に、第3の発明によれば、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された液晶駆動電源の電圧を、第3のトランジスタを介して液晶セルの画素電極に印加し、第2のコンデンサに次の画像信号電圧を書き込む前に、リセット信号線を介してリセット信号を第4のトランジスタのゲートに印加し、第2のコンデンサに保持されている前の画像信号電圧を消去することにより、第2のコンデンサに保持される画像信号電圧は、その直前に第2のコンデンサに保持されていた前の画像信号の影響を受けないようにしたため、階調及び色調を正確に表現でき、画質を向上できる。
【0091】
また、更に、第4の発明によれば、第1の発明の第1及び第2の液晶パネルとして第2又は第3の発明の液晶パネルを用いるようにしたため、フィールドシーケンシャル方式によりカラー立体画像を高品質で表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の直視型及び投射型の液晶表示装置の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の1画素の等価回路及び駆動状態を示すタイミングチャートである。
【図3】本発明の第2の実施の形態の1画素の等価回路を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の駆動状態を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の第3の実施の形態の1画素の等価回路図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態の駆動状態を示すタイミングチャートである。
【図7】従来の立体画像表示が可能な液晶表示装置の一例の構成図である。
【図8】従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の一例の1画素の等価回路と駆動状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
11 第1の液晶パネル
12 第2の液晶パネル
13 偏光ビームスプリッタ
14R 赤色光用発光ダイオード(LED)
14G 緑色光用発光ダイオード(LED)
14B 青色光用発光ダイオード(LED)
15 拡大光学系
16 偏光メガネ
18 ランプ
19 色分解フィルタ
20 投射光学系
21 スクリーン
TR1〜TR4 MOS型トランジスタ
C 電荷蓄積用コンデンサ
LC 液晶セル
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a liquid crystal panel, and more particularly to a liquid crystal display device and a liquid crystal panel that can easily present a stereoscopic image by a display method such as a field sequential method that requires high-speed image rewriting.
[0002]
[Prior art]
As a means of displaying a stereoscopic image of the liquid crystal display device, using polarized glasses of a type of polarization of linearly polarized light or circularly polarized light, images recorded from different angles on the left and right are separated only for each eye and formed on the retina. Due to this difference in appearance, a method of stereoscopic viewing by humans has been conventionally used.
[0003]
In this case, the left and right images are made independent, and a filter for linearly polarized light whose polarization planes are orthogonal to each other or a circularly polarized light whose polarization planes are rotated in opposite directions is attached to the front of each of the two liquid crystal projectors to project the image on the screen. In general, the projected image is viewed through the above-mentioned polarizing glasses. However, two liquid crystal projectors are required, and it is difficult to reduce the cost and the size and weight.
[0004]
On the other hand, a liquid crystal display device capable of displaying a stereoscopic image with one liquid crystal display and one liquid crystal projector by combining left and right images has been conventionally known. FIG. 7 shows a conventional liquid crystal display device capable of displaying a stereoscopic image. FIG. 7A is a configuration diagram of an example of a direct-view type liquid crystal display device, and FIG. 7B is a configuration diagram of an example of a projection-type liquid crystal display device.
[0005]
As shown in FIG. 7A, a conventional direct-view type liquid crystal display device capable of displaying a stereoscopic image includes a backlight 1, a liquid crystal panel 3 including a pair of polarizing plates 2a and 2b, and a color filter 4, It is roughly composed of polarizing glasses 6.
[0006]
The liquid crystal panel 3 includes a color filter 4 in which a pixel driving element is formed of a thin film transistor (TFT), and is divided into vertical stripes each transmitting three primary colors of red (R), green (G), and blue (B). Transmission type. The liquid crystal panel 3 is formed by laminating a half-wave plate 5 having a function of rotating the polarized light by 90 degrees corresponding to the row of pixels in a stripe shape on the polarizing plate 2b. Are orthogonal to each other to separate polarization.
[0007]
The polarizing glasses 6 are configured such that two types of polarizing films whose polarization axes are orthogonal to each other are separately attached to the frames of the left and right glasses, and only images having the same polarization direction can be viewed through the polarizing films.
[0008]
In the liquid crystal panel 3, image information recorded from different left and right angles is alternately driven for each row of the stripe. For example, a right-eye image is formed on an odd-numbered row and a left-eye image is formed on an even-numbered row of the stripe. The left and right eyes can view stereoscopically by viewing only images whose polarization directions match each other via the polarizing glasses 6.
[0009]
Next, a conventional projection type liquid crystal display device capable of displaying a stereoscopic image shown in FIG. 7B will be described. This conventional liquid crystal display device uses the direct-view type liquid crystal display device shown in FIG. 1A to guide the light passing through the half-wave plate 5 to a projection optical system to form an image on a screen 9. There is a feature in the point.
[0010]
In FIG. 7A, light emitted from a lamp 7 as a light source passes through a liquid crystal panel 3 having a pair of polarizing plates 2a and 2b and a color filter 4, and a color image is formed. After passing through the plate 5, a polarized color image is formed in a polarization direction orthogonal to the polarization direction, and the projection optical system 8 forms a magnified polarized color image on the screen 9 by the projection optical system 8. The right and left eyes can see the images corresponding to each other through the orthogonal polarizing glasses 6 and perform stereoscopic viewing.
[0011]
By the way, as a means for colorizing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having a configuration in which three primary color light filters of red (R), green (G), and blue (B) are provided in advance on the liquid crystal display device is widely used. Have been. In a matrix type liquid crystal display device, a color filter of any of these three primary colors is provided for each pixel, and a transparent electrode of an ITO film is provided on the color filter.
[0012]
On the other hand, a field-sequential (screen-sequential) type liquid crystal display device using high-speed switching of image data of three primary colors without using a physical color filter is used as a new means of colorizing a liquid crystal display element. Attention has been paid.
[0013]
In the field sequential method, the entire liquid crystal display surface composed of a plurality of pixels arranged in a matrix is switched at once for each of red, green, and blue image data, and the liquid crystal display element surface is changed in accordance with the switching timing. By sequentially switching the light source to be irradiated with red light, green light, and blue light at high speed, afterimages corresponding to the respective color lights are synthesized on a human retina to obtain a color image.
[0014]
In order to switch the entire liquid crystal display surface at one time, image data is sequentially sent for each scanning line, and the data is transferred all at once when the image data is supplied to all the scanning lines. According to the field sequential method, not only a color filter is not required, but also all colors of red, green and blue can be displayed by a single pixel, so that a high resolution can be obtained.
[0015]
8A and 8B are explanatory diagrams of a conventional field-sequential liquid crystal display device. FIG. 8A shows an equivalent electric circuit diagram corresponding to one pixel of the liquid crystal display device, and FIGS. 8B to 8H show driving states. It is a timing chart for explaining. Pixels shown as equivalent circuits in FIG. 8A are arranged in a two-dimensional matrix in the X and Y directions to form a liquid crystal display screen.
[0016]
As shown in FIG. 8B, each pixel is stored in a liquid crystal cell LC, a charge storage capacitor C, a first transistor TR1 for writing an image signal sent from an image signal line VIDEO to the capacitor C, and a capacitor C. A second transistor TR2 that transfers the image signal to the liquid crystal cell LC.
[0017]
Writing of an image signal to the capacitor C is performed line by line for each scanning signal line SCAN extending in the X direction. That is, a scanning signal is applied to the gate of the first transistor TR1 of each pixel for one line arranged in the X direction via a scanning signal line SCAN as schematically shown in FIG. The image signal shown in (b) is written into the capacitor C on the scanning signal line SCAN at a time as schematically shown in FIG.
[0018]
This operation is sequentially performed for all the scanning signal lines. When the writing to all the scanning signal lines is completed, the synchronization signal from the synchronization signal line SYNC is applied to the gate of the second transistor TR2 as schematically shown in FIG. The charges thus applied are simultaneously applied to the liquid crystal cell LC as schematically shown in FIG. Thus, writing of image data for one primary color is performed on the entire liquid crystal display surface.
[0019]
By the application of the synchronization signal SYNC to the second transistor TR2, the monochromatic (for example, red) image data # 1 accumulated in the capacitor C is stored in the liquid crystal cell while the transistor TR2 is turned on as shown in FIG. The data is simultaneously written to the LC. Thereafter, while the transistor TR2 is off, the next monochromatic (for example, green) image data # 2 is stored in the capacitor C of each pixel for each scanning signal line. The image data # 2 stored in the capacitor C is simultaneously overwritten on the liquid crystal cell LC at the timing of the next synchronization signal.
[0020]
By switching and displaying the color (red, green, blue) light of the light source in synchronization with the rewriting of the image data of the liquid crystal cell LC, images of three colors are synthesized by the human eye and recognized as a color image. You.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of stereoscopically viewing an image using polarized glasses, as shown in FIG. 7, a sheet having a function of rotating polarized light by 90 degrees corresponding to a row of pixels for each line of the liquid crystal panel 3. A half-wave plate 5 formed in a stripe shape is laminated on the polarizing plates 2a and 2b and disposed on the front surface of the liquid crystal panel 3, but the direction of linearly polarized light is changed for each line. The sheet of the two-wave plate 5 is very expensive.
[0022]
In the method of stereoscopically viewing an image using polarized glasses, the image information displayed on the liquid crystal panel 3 is separated into orthogonal polarization directions, and the image information reaching the left and right eyes is approximately ず つ each. , Ie, the resolution is reduced to approximately 1 /.
[0023]
Furthermore, in a transmissive liquid crystal panel having a color filter 4 in which red, green, and blue are separately applied, the price of the color filter 4 is high, and in order to obtain one color pixel, the color filter 4 corresponds to each of red, green, and blue. The actual resolution is reduced to 1/3 since three pixels are required.
[0024]
On the other hand, in the above-described conventional field-sequential liquid crystal display device, as described above, not only the color filter is not necessary, but also all the colors of red, green, and blue can be displayed by a single pixel, so that a high resolution can be obtained. Is obtained. However, in the conventional field-sequential liquid crystal display device, the voltage accumulated in the capacitor C according to the image data during the turn-on of the transistor TR2 due to the application of the synchronization signal for switching the screens simultaneously increases the liquid crystal cell LC. Is applied.
[0025]
In order for the liquid crystal cell LC to display the next image data without being affected by the previously displayed image data, the voltage is applied to the liquid crystal cell LC while the transistor TR2 is turned on by the application of the synchronization signal. Within a certain period of time, the response of the liquid crystal must be completed as shown in FIG.
[0026]
However, in a general liquid crystal material and a display mode, since the response time requires several ms to several tens of ms, it is difficult to complete the response in the ON period of the transistor TR2 of 1 ms. For this reason, during the off period of the transistor TR2, the liquid crystal responds, the alignment state changes, the liquid crystal capacitance changes, and the applied voltage changes.
[0027]
Further, in the conventional field-sequential liquid crystal display device, the amount of change in the liquid crystal capacitance and the applied voltage depends on the liquid crystal capacitance at the moment when the voltage stored in the capacitor C is written according to image data during the ON period of the transistor TR2. In other words, it depends on the liquid crystal capacity when displaying by the image data of the previous color. For this reason, for example, there is a problem that a green image to be displayed next cannot be displayed with an accurate gradation due to the influence of a previously displayed red image, and a desired color tone cannot be expressed.
[0028]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a liquid crystal display device and a liquid crystal panel that can easily and inexpensively present a high-resolution stereoscopic image display.
[0029]
Another object of the present invention is to provide a field-sequential liquid crystal display device and a liquid crystal panel that can accurately represent a color tone even if the alignment state changes in response to liquid crystal.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal display device according to the first invention, wherein a light source for sequentially and cyclically irradiating three primary color monochromatic lights and an image information for the right eye of the three primary colors are provided for each primary color. The first liquid crystal panel, which is sequentially and cyclically switched and supplied, and the image information for the left eye of the three primary colors are sequentially cyclically switched and supplied, and in the same period, the right liquid that is supplied to the first liquid crystal panel. A second liquid crystal panel to which left-eye image information of the same primary color as the ophthalmic image information is supplied, a light source, and a polarization of monochromatic light emitted from the light source, which is located between the first and second liquid crystal panels; The surfaces are separated into first and second linearly polarized light beams orthogonal to each other and guided separately to the first and second liquid crystal panels, and image information for the right eye and left and right supplied to the first and second liquid crystal panels are supplied. Visualizing the first and second linearly polarized light respectively modulated by the ophthalmic image information A polarization conversion unit that emits first and second modulated light components whose polarization planes are orthogonal to each other, and a monochromatic light of primary colors corresponding to the primary colors of image information supplied to the first and second liquid crystal panels, respectively. Control means for switching and irradiating light, an optical system on which the first and second modulated light components emitted from the polarization conversion means enter, an image based on image information for the right eye formed by the optical system, and an image for the left eye It is configured to include polarized glasses for independently guiding modulated light components, whose polarization planes are orthogonal to each other, of an image based on image information to the right and left eyes of a human.
[0031]
According to the present invention, monochromatic light of primary colors corresponding to primary colors of image information supplied to the first and second liquid crystal panels, respectively, is switched from a light source and emitted, and is supplied to the first and second liquid crystal panels. Because the first and second linearly polarized lights modulated by the right-eye image information and the left-eye image information, respectively, are visualized, and the first and second modulated light components whose polarization planes are orthogonal to each other are emitted. , And monochromatic light of primary colors modulated by the right-eye image information and the left-eye image information and corresponding to the image information can be emitted. Further, monochromatic light of primary colors, which are respectively modulated by the image information for the right eye and the image information for the left eye, and corresponding to the image information, can be independently guided to the right eye and the left eye of a human by polarized glasses. .
[0032]
In order to achieve the above object, a liquid crystal panel according to a second aspect of the present invention is a liquid crystal panel, wherein each of pixels arranged in a matrix is formed by a common electrode, a pixel electrode facing the common electrode, and a common electrode and a pixel electrode. A liquid crystal cell including a liquid crystal interposed therebetween, first and second capacitors for charge storage, a source connected to the image signal wiring, a drain connected to one end of the first capacitor, and a gate connected to the first capacitor. A first transistor connected to the scanning signal wiring, a second transistor having a source connected to one end of the first capacitor, a drain connected to one end of the second capacitor, and a gate connected to the synchronization signal wiring And a third transistor having a source connected to the liquid crystal driving power supply, a drain connected to the pixel electrode, and a gate connected to one end of the second capacitor. The signal voltage is stored in a first capacitor through a first transistor, and then the image signal voltage stored in the first capacitor is written to a second capacitor through a second transistor, and the image signal voltage is stored in the second capacitor. A configuration in which a second capacitor is held for a predetermined time and a voltage of a liquid crystal driving power supply modulated according to an image signal voltage held in the second capacitor is applied to a pixel electrode of a liquid crystal cell via a third transistor. It is what it was.
[0033]
According to the present invention, the image signal voltage is held in the second capacitor for a predetermined time, and the voltage of the liquid crystal drive power supply modulated according to the image signal voltage held in the second capacitor is passed through the third transistor. Since the voltage is applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell, the image signal voltage applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell changes even if the alignment state of the liquid crystal changes due to the image signal voltage applied to the liquid crystal cell. Can be kept unchanged.
[0034]
In order to achieve the above object, a liquid crystal panel according to a third aspect of the present invention provides a liquid crystal panel comprising: a plurality of pixels arranged in a matrix; each of which includes a common electrode, a pixel electrode facing the common electrode, And a liquid crystal cell including liquid crystal interposed between the first and second capacitors, first and second capacitors for charge storage, a source connected to the image signal wiring, a drain connected to one end of the first capacitor, A first transistor having a gate connected to the scanning signal wiring, a second transistor having a source connected to one end of the first capacitor, a drain connected to one end of the second capacitor, and a gate connected to the synchronization signal wiring; A third transistor having a source connected to the liquid crystal driving power supply, a drain connected to the pixel electrode, a gate connected to one end of the second capacitor, and a source connected to the second capacitor. And a fourth transistor having a drain connected to a common power supply and a gate connected to a reset signal line, and having an image signal voltage to be displayed. The image signal voltage stored in the first capacitor is stored in the first capacitor through the first transistor, and then the image signal voltage stored in the first capacitor is written in the second capacitor through the second transistor, and the image signal voltage is stored in the second capacitor. A voltage of a liquid crystal driving power supply modulated according to an image signal voltage held in a second capacitor is applied to a pixel electrode of a liquid crystal cell through a third transistor while being held for a predetermined time. Before writing the next image signal voltage to the gate of the fourth transistor, a reset signal is applied to the gate of the fourth transistor via the reset signal line and is held in the second capacitor. The image signal voltage prior to and is obtained by a configuration to be erased.
[0035]
In the present invention, the voltage of the liquid crystal drive power supply modulated according to the image signal voltage held in the second capacitor is applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell via the third transistor, and the voltage is applied to the second capacitor next. Since the reset signal is applied to the gate of the fourth transistor via the reset signal line before writing the image signal voltage of the above, the previous image signal voltage held in the second capacitor is erased. The image signal voltage held by the second capacitor can be prevented from being affected by the previous image signal held immediately before by the second capacitor.
[0036]
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to a fourth invention uses the liquid crystal panel according to the second or third invention as the first and second liquid crystal panels according to the first invention. And
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 1 (a) is a direct-view type liquid crystal display device, and FIG. 1 (b) is a projection type liquid crystal display device. The figure shows a liquid crystal panel, and the same components are denoted by the same reference numerals.
[0038]
The direct-view type liquid crystal display device shown in FIG. 1A includes a first liquid crystal panel 11, a second liquid crystal panel 12, a polarizing beam splitter 13, and three light emitting diodes (LEDs) as light sources of three primary colors. ) 14R, 14G and 14B. The projector includes the liquid crystal display device and the magnifying optical system 15. The second liquid crystal panel 12 is located at a right angle to the first liquid crystal panel 11. The polarization beam splitter 13 is located between the LEDs 14R, 14G and 14B and the first and second liquid crystal panels 11 and 12, and functions as a polarization conversion unit. The first and second liquid crystal panels 11 and 12 are reflection type and do not have a color filter.
[0039]
The LEDs 14 </ b> R, 14 </ b> G, and 14 </ b> B individually emit three primary colors of monochromatic light (red light, green light, and blue light) that are sequentially switched as described below. The polarizing beam splitter 13 separates the monochromatic light emitted from the LEDs 14R, 14G, and 14B according to the polarization direction, and irradiates the first liquid crystal panel 11 with the irradiation light having the horizontal polarization direction to the first liquid crystal panel 11 having the vertical polarization direction. The light is guided to the second liquid crystal panel 12.
[0040]
The monochromatic irradiation light guided to the first and second liquid crystal panels 11 and 12 undergoes light modulation according to the image information, is reflected, and enters the polarization beam splitter 13 again. A component having a vertical polarization direction after being modulated by the first liquid crystal panel 11 is returned to the magnifying optical system 15, and a component having a horizontal polarization direction is returned to the light source side. Similarly, a component having a horizontal polarization direction after being modulated by the second liquid crystal panel 12 is returned to the magnifying optical system 15, and a component having a vertical polarization direction is returned to the light source side. Thus, the image is incident on the magnifying optical system 15 as a light image having a specific polarization direction.
[0041]
In the polarizing glasses 16, a polarizing film having a vertical polarizing axis is attached to the right eye side, and a polarizing film having a horizontal polarizing axis is attached to the left eye side in the frame of the glasses. Therefore, through the polarizing film of the polarizing glasses 16, only the image modulated by the first liquid crystal panel 11 whose polarization axis is vertical is transmitted to the right eye and enters the right eye, and the polarization axis is horizontal to the left eye. Only the image modulated by the second liquid crystal panel 12 in the direction is transmitted and incident, and forms an image on the human retina.
[0042]
The first and second liquid crystal panels 11 and 12 sequentially drive left-eye image information and right-eye image information recorded from different left and right angles with red, green, and blue image information, respectively. At the same time, the light sources 14R, 14G, and 14B, which irradiate the liquid crystal panels 11 and 12 in synchronization with the light, are sequentially switched in time series, so that the liquid crystal panels 11 and 12 sequentially emit red light, green light, and blue light. By sequentially switching, afterimages corresponding to the respective color lights are synthesized on the human retina, and the human visualizes them as a color stereoscopic image.
[0043]
The projection type liquid crystal display device shown in FIG. 1B basically has the same configuration as the direct-view type liquid crystal display device shown in FIG. 1A, but has a single white lamp 18 as a light source, It has a color separation filter 19 that separates the irradiation light from the lamp 18 into three primary colors. The projector enlarges the image from the polarization beam splitter 13 and projects the image on a screen 21 by the projection optical system 20. The screen 21 may be of a reflective type or a transmissive type, and any type may be used. The image projected on the screen 21 passes through the polarizing glasses 16 and is separated in the polarization direction, and different images are formed on the right and left eyes. You.
[0044]
The first and second liquid crystal panels 11 and 12 have pixel arrays arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions. As such liquid crystal panels 11 and 12, for example, an active matrix type liquid crystal panel called a micro display or a miniature display can be used.
[0045]
FIG. 2A is a diagram showing a pixel equivalent circuit of the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention, and FIGS. 2B to 2D are diagrams showing driving states of the liquid crystal display device of the present invention. is there. First, an equivalent electric circuit of each pixel of the liquid crystal panel according to the present embodiment will be described. Each pixel includes a liquid crystal cell LC and a first liquid crystal cell, as shown in FIG. It has a transistor TR1, a second transistor TR2, and a charge storage capacitor C. The liquid crystal cell LC is composed of, for example, a transparent ITO common electrode, a pixel electrode (reflection electrode) facing the common electrode, and a liquid crystal filled between these electrodes.
[0046]
The gate of the first transistor TR1 is connected to a scanning signal line SCAN provided in the horizontal direction (X direction) in FIG. The source of the first transistor TR1 is connected to the image signal line VIDEO running in the vertical direction (Y direction), and the drain is connected to one end of the charge storage capacitor C.
[0047]
The gate of the second transistor TR2 is connected to a synchronization signal line SYNC provided in the horizontal direction (X direction) in FIG. 2A, the source is connected to one end of a charge storage capacitor C, and the drain is a liquid crystal cell. Connected to one end of LC.
[0048]
The writing of image signals to the first and second liquid crystal panels 11 and 12 shown in FIGS. 1A and 1B is performed by line-sequential scanning. That is, a scan signal is applied to the gate of the first transistor TR1 connected to the scan signal line SCAN, an image signal corresponding to a monochrome image is supplied to the image signal line VIDEO, and the selected scan signal line SCAN is An image signal is written to the capacitor C of one horizontal row of pixels.
[0049]
This operation is advanced for each scanning signal line SCAN, and when writing of the pixels in each column on all the scanning signal lines SCAN to the capacitor C is completed, the synchronization signal SYNC is applied to all the pixels at once. By applying the synchronization signal SYNC to the gate of the second transistor TR2, the electric charge corresponding to the monochromatic image stored in the capacitor C is written into the liquid crystal cell LC at once, and the monochromatic image is written on the entire screen. Is completed.
[0050]
This operation is performed for all the pixels of the first liquid crystal panel 11 by converting the right-eye color image information recorded from the right angle into red (R), green (G), and blue (B) monochromatic image information. Is repeated. Similarly, in all the pixels of the second liquid crystal panel 12, the color image information for the left eye recorded from the left angle is converted into monochromatic image information of red, green, and blue.
[0051]
The light source emits light of a color corresponding to the color of the monochrome image written on the first and second liquid crystal panels 11 and 12. Therefore, in the case of the direct-view display of FIG. 1A, the red LED 14R, the green LED 14G, and the blue LED 14B are sequentially turned on one by one, and the remaining two LEDs are repeatedly turned off. In the case of the projection-type liquid crystal display device shown in FIG. 1B, the disc-shaped color separation filter 19 is rotated to sequentially emit light of red, green, and blue wavelengths from white light emitted from the white lamp 18. The first and second liquid crystal panels 11 and 12 are selectively transmitted through the light and irradiate the first and second liquid crystal panels 11 and 12.
[0052]
Next, the operation of the present embodiment will be described in more detail with reference to the timing charts of FIGS. Here, FIG. 2B shows the driving state of the first liquid crystal panel 11, FIG. 2C shows the irradiation state from the light source, and FIG. 2D shows the driving state of the second liquid crystal panel 12.
[0053]
When a voltage corresponding to the red right-eye image signal VIDEO recorded from the right angle schematically shown by R1 in FIG. 2B is applied to the first liquid crystal panel 11, the scanning signal line SCAN is applied. As shown in FIG. 2B, a red right-eye image signal is written to the capacitor C of each pixel for one line connected to the line, and the writing is sequentially advanced for each line. When the writing of the red image signal R1 for the right eye is completed in all pixels, at this time, the synchronization signal SYNC is simultaneously applied to the gates of the transistors TR2 of all the pixels, and the red right signal stored in the capacitors C of all the pixels is applied. The image signal for the eye is transferred and written into the liquid crystal cells LC of all the pixels at once through the drain and source of the transistor TR2 as shown in FIG.
[0054]
On the other hand, in parallel with this, a voltage corresponding to the red left-eye image signal R1 recorded from the left angle is applied to the second liquid crystal panel 12 as schematically shown in FIG. Then, the writing of the red left-eye image signal from the left direction to the liquid crystal cells LC of all the pixels of the second liquid crystal panel 12 is completed in the same manner as in the first liquid crystal panel 11.
[0055]
When a voltage corresponding to the red image information is applied to each liquid crystal cell LC of the first and second liquid crystal panels 11 and 12 and the liquid crystal elapses a response time and stabilizes in a predetermined alignment state, FIG. As shown schematically by R in FIG. The red irradiation light from the light source is guided by the polarization beam splitter 13 to the first liquid crystal panel 11 after only the polarization component whose polarization plane is in the horizontal direction is reflected, and is formed on the first liquid crystal panel 11 for the right eye. The red image is modulated and reflected, and then enters the polarization beam splitter 13 again. Here, only the component whose polarization plane is in the vertical direction is transmitted and guided to the magnifying optical system 15 or the projection optical system 20 as an optical image.
[0056]
On the other hand, the red irradiation light from the light source described above is transmitted to the second liquid crystal panel 12 through the polarization beam splitter 13 so that only the polarization component whose polarization plane is in the vertical direction is transmitted, and is formed on the second liquid crystal panel 12. The light is modulated and reflected by the red image for the left eye, re-enters the polarization beam splitter 13, where only the component of the polarization plane in the horizontal direction is reflected, and is reflected on the magnifying optical system 15 or the projection optical system 20. It is led as.
[0057]
In this way, the red image recorded from the right angle of the first liquid crystal panel 11 is vertically polarized light, and the red image recorded from the left angle of the second liquid crystal panel 12 is horizontally polarized light. Construct an optical image.
[0058]
When the synchronization signal SYNC is applied to the first and second liquid crystal panels 11 and 12, respectively, and the writing of the red screen to the liquid crystal cell LC is completed, the data is simultaneously written to the liquid crystal cell LC. Thereafter, while the transistor TR2 is off, the next green image signal for the right eye, which is schematically indicated by G1 in FIG. 2B, is scanned by the capacitor C of each pixel of the first liquid crystal panel 11. In addition to being accumulated for each signal line, the capacitor C of each pixel of the second liquid crystal panel 12 stores a green image signal for the next left eye, schematically indicated by G1 in FIG. They are stored sequentially. When the green image signal is accumulated in the capacitors C of all the pixels of the first and second liquid crystal panels 11 and 12, the liquid crystal cells LC of the corresponding pixels are simultaneously overwritten at the timing of the next synchronization signal SYNC. .
[0059]
When a green image is written in the liquid crystal cell LC and the liquid crystal changes the orientation, the color of the irradiation light of the light source is changed as shown by G in FIG. 2C according to the color of the formed green image. Switch to green light. This green light is incident on the first and second liquid crystal panels 11 and 12 as monochromatic light whose polarization planes are orthogonal to each other via the polarization beam splitter 13, and by the same operation as described above, the first liquid crystal panel 11 The green image recorded from the right angle is a vertically polarized light, and the green image recorded from the left angle of the second liquid crystal panel 12 is a horizontally polarized light image.
[0060]
Subsequently, during a period in which the transistor TR2 is off, the next blue image signal for the right eye schematically shown by B1 in FIG. 2B is stored in the capacitor C of each pixel of the first liquid crystal panel 11. The next left-eye green image signal schematically shown by B1 in FIG. 2D is stored in the capacitor C of each pixel of the second liquid crystal panel 12 for each scanning line while being accumulated for each scanning signal line. Are sequentially accumulated. When the blue image signal is stored in the capacitors C of all the pixels of the first and second liquid crystal panels 11 and 12, the liquid crystal cells LC of the corresponding pixels are simultaneously overwritten at the timing of the next synchronization signal SYNC. .
[0061]
At the timing when the blue image is written in the liquid crystal cell LC and the liquid crystal changes the orientation, the color of the irradiation light of the light source is changed in accordance with the color of the formed blue image as schematically shown by B in FIG. Switch to blue light. This blue light is incident on the first and second liquid crystal panels 11 and 12 via the polarizing beam splitter 13 as monochromatic light whose polarization planes are orthogonal to each other, and by the same operation as described above, the first liquid crystal panel 11 The blue image recorded from the right angle is a vertically polarized light, and the blue image recorded from the left angle of the second liquid crystal panel 12 is a horizontally polarized light image. Hereinafter, the same operation as described above is repeated.
[0062]
According to the above-described liquid crystal display device of the present embodiment, the first and second liquid crystal panels 11 and 12 convert the image information recorded from different left and right angles into monochromatic image information of red, green, and blue, respectively. While driving sequentially, the light sources for irradiating the first and second liquid crystal panels 11 and 12 are sequentially switched with red, green, and blue light in time series to form a monochromatic image in accordance with the driving, Through the polarizing glasses 16, only the image of the first liquid crystal panel 11 for the right eye and only the image of the second liquid crystal panel 12 for the left eye are formed on the human retina. Thereby, a high-resolution color stereoscopic image can be obtained.
[0063]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows an equivalent electric circuit of one pixel of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an equivalent circuit for a single pixel. Pixels of such an equivalent circuit are arranged, for example, at the intersection of a scanning signal line SCAN extending in the X direction and an image signal line VIDEO extending in the Y direction. And form a liquid crystal display surface.
[0064]
The pixel includes a liquid crystal cell LC, a first capacitor C1, a second capacitor C2, a first transistor TR1, a second transistor TR2, and a third transistor TR3. Each of the transistors TR1 to TR3 is, for example, a MOS transistor.
[0065]
The gate of the first transistor TR1 is connected to the scanning signal line SCAN, the source is connected to the image signal line VIDEO, and the drain is connected to one end of the first capacitor Cl. The scanning signal line SCAN is connected to the gate of the transistor TR1 of a pixel arranged in the X direction, and a gate signal is applied to the first transistor TR1 of each pixel on the selected scanning signal line SCAN at a time. When a scanning signal is applied to the gate of the first transistor TR1 and the transistor TR1 is turned on, image data supplied via the image signal line VIDEO is accumulated in the first capacitor C1 via the source and drain of the transistor TR1. You.
[0066]
The gate of the second transistor TR2 is connected to the synchronization signal line SYNC, the source is connected to one end of the first capacitor C1, and the drain is connected to one end of the second capacitor C2. When the scanning signal is applied to all the scanning signal lines SCAN and the charges corresponding to the image data are accumulated in the first capacitors C1 of all the pixels, the synchronization signal is sent to the second transistor TR2 via the synchronization signal line SYNC. Is applied to the gates.
[0067]
By the application of the synchronization signal, the second transistor TR2 is turned on, and the charges accumulated in the first capacitor C1 of each pixel are simultaneously transferred to the second capacitor C2 through the source and drain of the corresponding transistor TR2. Transferred and written.
[0068]
The gate of the third transistor TR3 is connected to the second capacitor C2, the source is connected to the liquid crystal driving power supply V, and the drain is connected to the liquid crystal cell LC. The third transistor TR3 is turned on / off according to the charge corresponding to the image data stored in the second capacitor C2, so that the liquid crystal drive voltage V is modulated and applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell LC. You.
[0069]
With this configuration, the alignment state changes in response to the liquid crystal, and the applied voltage does not change even if the liquid crystal capacitance changes. Therefore, the present invention does not depend on the liquid crystal capacitance at the moment when the voltage is written, that is, the liquid crystal capacitance at the time of displaying the image data of the previous color. Therefore, the desired image signal voltage applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell LC continues until the next screen switching, so that accurate gradation display is possible and the image quality is improved.
[0070]
As an example of the present embodiment, the MOS transistors constituting the first to third transistors TR1 to TR3 include a source, a drain, a gate, a first capacitor C1 and a first capacitor made of polysilicon and metal wiring in which impurities are diffused. The second capacitor C2 is formed, and the pixel electrode made of aluminum of the liquid crystal cell LC is connected to the drain of the third transistor. These active matrix circuits are formed on a silicon substrate, and a liquid crystal is interposed between a transparent glass substrate on which a transparent electrode such as ITO is adhered and formed as a common electrode on a surface facing the silicon substrate via an alignment film. Is filled.
[0071]
Next, the operation of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described together with a timing chart showing the driving state of FIG. Writing of each pixel of the liquid crystal display device to the capacitor C1 shown in FIG. 3 is performed by line-sequential scanning. By applying a scan signal to the gate of the first transistor TR1 of each pixel for one line connected to the scan line signal line SCAN as schematically shown in FIG. 4B, the first transistor TR1 is turned on. 4 (a) supplied through the image signal line VIDEO, the monochromatic (for example, green) image information 2 shown in FIG. 4 (a) is applied to the first capacitor C1 of the pixel on the scanning signal line SCAN as shown in FIG. ) Is written.
[0072]
This operation is advanced for each scanning signal line, and when the image information 2 has been written to the first capacitor C1 in all the pixels, as shown in FIG. 4D, the gate of the second transistor TR2 is schematically shown. When the synchronization signal SYNC is applied to turn on the transistor TR2, the electric charge corresponding to the green image information 2 accumulated in the first capacitor C1 is simultaneously transferred to the second capacitor C2 as shown in FIG. Written as schematically shown.
[0073]
The third transistor TR3 is turned on / off according to the amount of charge of the image information 2 stored in the second capacitor C2. The liquid crystal drive voltage V applied to the source of the transistor TR3 is modulated according to the on / off of the transistor TR3, and is applied to the liquid crystal cell LC through the drain of the transistor TR3, as schematically shown in FIGS. Is applied. As shown schematically in FIG. 4H, the liquid crystal driving voltage V modulated by the image information 2 is continuously applied to the liquid crystal cell LC until switching to the next screen.
[0074]
On the other hand, when the writing of the image information 2 from the first capacitor Cl to the second capacitor C2 ends, the gate of the first transistor TR1 of each pixel of the first one line connected to the scanning line signal line SCAN is connected to the gate. By applying a scanning signal again as schematically shown in FIG. 4B, the first transistor TR1 is turned on again and the next transistor shown in FIG. 4A supplied via the image signal line VIDEO is supplied. Monochromatic (for example, blue) image information 3 is written to the first capacitor C1 of each pixel of one line on the scanning signal line SCAN as shown in FIG. 4C.
[0075]
This operation is advanced for each scanning signal line, and when the image information 3 has been written to the first capacitor C1 in all the pixels, as shown in FIG. 4D, the gate of the second transistor TR2 is schematically shown in FIG. When the synchronization signal SYNC is applied to turn on the transistor TR2, the electric charge corresponding to the blue image information 3 accumulated in the first capacitor C1 is simultaneously transferred to the second capacitor C2 as shown in FIG. Written as schematically shown. Accordingly, the third transistor TR3 is turned on / off, and the liquid crystal driving power supply V applied to the source is modulated and applied to the liquid crystal cell LC through the drain of the transistor TR3. The same operation is performed for the next red image information. In this way, when the three pieces of image information of red, green, and blue are sequentially written in the liquid crystal cell LC, one color screen is formed.
[0076]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows an equivalent electric circuit diagram corresponding to one pixel of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention. 3, the same components as those of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. FIG. 5 shows an equivalent circuit for a single pixel. Pixels of such an equivalent circuit are, for example, arranged in a matrix at the intersection of a scanning signal line SCAN extending in the X direction and an image signal line VIDEO extending in the Y direction. And form a liquid crystal display surface.
[0077]
The pixel circuit of the liquid crystal display device according to the third embodiment shown in FIG. 5 is different from the second embodiment in that the pixel circuit further includes a fourth transistor TR4. When all the charges corresponding to the image information have been stored in C1, the charges stored in the second capacitor C2 are discharged before they are simultaneously written to the second capacitor C2.
[0078]
Hereinafter, differences between the third embodiment and the second embodiment will be described in detail. In FIG. 5, the fourth transistor TR4 has a gate connected to the reset signal line RESET, a source connected to one end of the second capacitor C2, and a drain connected to the common potential COM.
[0079]
When the scan signal is applied to all the scan signal lines SCAN and the charges corresponding to the image data are accumulated in the first capacitors C1 of all the pixels, the application of the synchronization signal causes the first capacitor C1 of each pixel to be applied. Are simultaneously written to the second capacitor C2 of the same pixel.
[0080]
Here, in the present embodiment, before the charges accumulated in the first capacitor C1 are simultaneously written to the second capacitor C2, the reset signal is output to the fourth transistor TR4 via the reset signal line RESET. Is applied to the gate of the transistor TR4, the transistor TR4 is turned on, and the charges accumulated in the second capacitor C2 until then are discharged through the source and drain of the transistor TR4. With this configuration, the image information newly input to the second capacitor C2 is not affected by the electric charge due to the previous image information.
[0081]
Next, the present embodiment will be further described together with a timing chart for explaining the driving state of FIG. Writing of each pixel of the liquid crystal display device to the capacitor C1 shown in FIG. 5 is performed by line-sequential scanning. By applying a scan signal to the gate of the first transistor TR1 of each pixel for one line connected to the scan line signal line SCAN as schematically shown in FIG. 6B, the first transistor TR1 is turned on. 6 (a) supplied through the image signal line VIDEO, the monochromatic (for example, green) image information 2 shown in FIG. 6 (a) is applied to the first capacitor C1 of the pixel on the scanning signal line SCAN as shown in FIG. ) Is written. This operation is advanced for each scanning signal line, and the image information 2 is written to the first capacitor C1 in all the pixels.
[0082]
Subsequently, a reset signal is applied to the gates of the fourth transistors TR4 of all the pixels via the reset signal line RESET, as schematically shown in FIG. 6D, and the data is written to the second capacitor C2 until then. The previous image information 1 (for example, red image information) is erased (reset) via the source and drain of the transistor TR4.
[0083]
Immediately after this reset operation, a synchronization signal SYNC is applied to the gate of the second transistor TR2 to turn on the transistor TR2, as schematically shown in FIG. 6E, and is stored in the first capacitor C1. The charges corresponding to the green image information 2 are simultaneously written to the second capacitor C2 as schematically shown in FIG. 6 (f).
[0084]
The third transistor TR3 is turned on / off according to the amount of charge of the image information 2 stored in the second capacitor C2. The liquid crystal drive voltage V applied to the source of the transistor TR3 is modulated according to the on / off of the transistor TR3, and is applied to the liquid crystal cell LC through the drain of the transistor TR3 as shown in FIGS. 6 (g) and 6 (h). Is applied. As shown schematically in FIG. 6 (i), the liquid crystal driving voltage V modulated by the image information 2 is continuously applied to the liquid crystal cell LC until the next screen is switched. The period shown is the time required for the response of the liquid crystal cell LC. Hereinafter, the same operation as described above is repeated.
[0085]
In this way, when the image information of the three primary colors of red, green, and blue is sequentially written into the liquid crystal cell LC, a one-color screen is formed. The light source emits red, green or blue primary color light corresponding to the image information applied to the liquid crystal cell LC in synchronism with the rewriting of the three primary color image information of the liquid crystal display device. Irradiate the LC. By sequentially switching the image and displaying the image, the images of the three primary colors are synthesized by the human eye and recognized as a color image.
[0086]
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiments, a liquid crystal display device using a reflective liquid crystal panel has been described. It is needless to say that the present invention can be applied to an apparatus. Although a MOS transistor is used for each pixel, a thin film transistor (TFT) may be used as the first to fourth transistors TR1 to TR4.
[0087]
In the first embodiment, the configuration of a liquid crystal display device and a projector for displaying a color stereoscopic image is shown. As one pixel circuit, a second circuit is used instead of the equivalent circuit shown in FIG. The pixel equivalent circuit described in the third embodiment or the third embodiment can be applied. In the first embodiment, the right-eye image information and the left-eye image information are applied to each liquid crystal cell of the two liquid crystal panels line-sequentially, and the liquid crystal of one row to which the image information is applied is applied. By irradiating monochromatic light in a line-sequential manner like irradiating the cell with monochromatic light of the three primary colors, the invention can be applied to a pixel circuit having no charge storage capacitor.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect, by emitting monochromatic light of primary colors corresponding to the image information for the right eye and the image information for the left eye and emitting the primary colors corresponding to the image information, respectively, Since light for an image can be obtained with a configuration that does not use a color filter and a half-wave plate, a high-resolution color stereoscopic image can be obtained with an inexpensive configuration, and image information for the right eye and left eye can be obtained. Each of which is modulated with image information, and the primary color monochromatic light corresponding to the image information is independently guided to the right and left eyes of a human by polarized glasses, so that a high-resolution color stereoscopic image is inexpensive. Can be presented in configuration.
[0089]
Further, according to the second aspect, the image signal voltage applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell changes even when the alignment state of the liquid crystal changes due to the image signal voltage applied to the liquid crystal cell and the liquid crystal capacitance changes. Since the display is not performed, the display can be made independent of the liquid crystal capacitance at the time of displaying by the image signal voltage of the previous color, so that the gradation and the color tone can be accurately expressed, and the image quality can be improved.
[0090]
Further, according to the third aspect, the voltage of the liquid crystal driving power supply modulated according to the image signal voltage held in the second capacitor is applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell via the third transistor, Before writing the next image signal voltage to the second capacitor, a reset signal is applied to the gate of the fourth transistor via the reset signal line to erase the previous image signal voltage held in the second capacitor. By doing so, the image signal voltage held in the second capacitor is not affected by the previous image signal held in the second capacitor immediately before, so that the gradation and the tone can be accurately expressed. Image quality can be improved.
[0091]
Further, according to the fourth invention, since the liquid crystal panel of the second or third invention is used as the first and second liquid crystal panels of the first invention, a color stereoscopic image can be formed by a field sequential method. High quality display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a direct-view and projection-type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart illustrating an equivalent circuit and a driving state of one pixel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of one pixel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart showing a driving state according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of one pixel according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart showing a driving state according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of an example of a conventional liquid crystal display device capable of displaying a stereoscopic image.
FIG. 8 is a timing chart showing an equivalent circuit of one pixel and a driving state of an example of a conventional field-sequential liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
11 First liquid crystal panel
12 Second liquid crystal panel
13 Polarizing beam splitter
14R Red Light Emitting Diode (LED)
14G Green Light Emitting Diode (LED)
14B Light emitting diode for blue light (LED)
15 Magnifying optical system
16 polarized glasses
18 lamp
19 color separation filter
20 Projection optical system
21 screen
TR1-TR4 MOS type transistor
C Charge storage capacitor
LC liquid crystal cell

Claims (4)

3原色の単色光を順次巡回的に切り換えて照射する光源と、
3原色の右眼用画像情報が各原色毎に順次巡回的に切り換えて供給される第1の液晶パネルと、
3原色の左眼用画像情報が順次巡回的に切り換えて供給されると共に、同じ期間では前記第1の液晶パネルに供給される前記右眼用画像情報と同じ原色の前記左眼用画像情報が供給される第2の液晶パネルと、
前記光源と、前記第1及び第2の液晶パネルの間に位置し、前記光源から照射された前記単色光の偏光面を互いに直交した第1及び第2の直線偏光に分離して前記第1及び第2の液晶パネルに別々に導くと共に、前記第1及び第2の液晶パネルに供給される前記右眼用画像情報及び左眼用画像情報で各々変調された前記第1及び第2の直線偏光を可視化して、偏光面が互いに直交する第1及び第2の変調光成分を出射する偏光変換手段と、
前記第1及び第2の液晶パネルにそれぞれ供給される画像情報の原色に対応する原色の単色光を、前記光源から切り換えて照射する制御手段と、
前記偏光変換手段から出射される前記第1及び第2の変調光成分が入射する光学系と、
前記光学系で形成された前記右眼用画像情報による画像と前記左眼用画像情報による画像の、偏光面が互いに直交する変調光成分を、人間の右眼と左眼に独立して導く偏光メガネと
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
A light source for sequentially and cyclically switching and irradiating three primary colors of monochromatic light;
A first liquid crystal panel to which right-eye image information of three primary colors is sequentially and cyclically switched and supplied for each primary color;
The left-eye image information of the three primary colors is sequentially and cyclically switched and supplied, and in the same period, the left-eye image information of the same primary color as the right-eye image information supplied to the first liquid crystal panel is supplied. A supplied second liquid crystal panel;
The first light source is located between the light source and the first and second liquid crystal panels, and separates the plane of polarization of the monochromatic light emitted from the light source into first and second linearly polarized lights orthogonal to each other. And the first and second straight lines modulated respectively with the right-eye image information and the left-eye image information supplied to the first and second liquid crystal panels, respectively. Polarization conversion means for visualizing polarized light and emitting first and second modulated light components whose polarization planes are orthogonal to each other;
Control means for switching from the light source to emit monochromatic light of primary colors corresponding to the primary colors of the image information supplied to the first and second liquid crystal panels, respectively;
An optical system on which the first and second modulated light components emitted from the polarization conversion unit are incident;
Polarization planes of the image based on the image information for the right eye and the image based on the image information for the left eye, which are formed by the optical system, and the modulated light components whose polarization planes are orthogonal to each other, are guided independently to the human right and left eyes. A liquid crystal display device comprising glasses.
互いに直交する複数の走査信号配線と複数の画像信号配線との交差部に画素が接続されて、複数の画素がマトリクス状に配置される液晶表示装置において、
前記画素の各々は、
共通電極と、該共通電極に対向する画素電極と、前記共通電極と前記画素電極との間に介在する液晶とで構成される液晶セルと、
電荷蓄積用の第1及び第2のコンデンサと、
ソースが前記画像信号配線に接続され、ドレインが前記第1のコンデンサの一端に接続され、ゲートが前記走査信号配線に接続された第1のトランジスタと、
ソースが前記第1のコンデンサの一端に接続され、ドレインが前記第2のコンデンサの一端に接続され、ゲートが同期信号配線に接続された第2のトランジスタと、
ソースが液晶駆動電源に接続され、ドレインが前記画素電極に接続され、ゲートが前記第2のコンデンサの一端に接続された第3のトランジスタとを備え、
表示すべき画像信号電圧を前記第1のトランジスタを介して前記第1のコンデンサに蓄積し、次いで前記第1のコンデンサに蓄積された画像信号電圧を前記第2のトランジスタを介して前記第2のコンデンサに書き込み、前記画像信号電圧を前記第2のコンデンサに所定時間保持させると共に、前記第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された前記液晶駆動電源の電圧を、前記第3のトランジスタを介して前記液晶セルの画素電極に印加することを特徴とする液晶パネル。
In a liquid crystal display device in which pixels are connected to intersections of a plurality of scanning signal lines and a plurality of image signal lines which are orthogonal to each other, and the plurality of pixels are arranged in a matrix,
Each of the pixels
A common electrode, a pixel electrode facing the common electrode, a liquid crystal cell including a liquid crystal interposed between the common electrode and the pixel electrode,
First and second capacitors for charge storage;
A first transistor having a source connected to the image signal wiring, a drain connected to one end of the first capacitor, and a gate connected to the scanning signal wiring;
A second transistor having a source connected to one end of the first capacitor, a drain connected to one end of the second capacitor, and a gate connected to a synchronization signal line;
A third transistor having a source connected to the liquid crystal driving power supply, a drain connected to the pixel electrode, and a gate connected to one end of the second capacitor;
An image signal voltage to be displayed is stored in the first capacitor through the first transistor, and then the image signal voltage stored in the first capacitor is stored in the second capacitor through the second transistor. Writing to the capacitor, the image signal voltage is held in the second capacitor for a predetermined time, and the voltage of the liquid crystal drive power supply modulated according to the image signal voltage held in the second capacitor is output to the third capacitor. A liquid crystal panel, wherein the voltage is applied to a pixel electrode of the liquid crystal cell through the transistor of (1).
互いに直交する複数の走査信号配線と複数の画像信号配線との交差部に画素が接続されて、複数の画素がマトリクス状に配置される液晶表示装置において、
前記画素の各々は、
共通電極と、該共通電極に対向する画素電極と、前記共通電極と前記画素電極との間に介在する液晶とで構成される液晶セルと、
電荷蓄積用の第1及び第2のコンデンサと、
ソースが前記画像信号配線に接続され、ドレインが前記第1のコンデンサの一端に接続され、ゲートが前記走査信号配線に接続された第1のトランジスタと、
ソースが前記第1のコンデンサの一端に接続され、ドレインが前記第2のコンデンサの一端に接続され、ゲートが同期信号配線に接続された第2のトランジスタと、
ソースが液晶駆動電源に接続され、ドレインが前記画素電極に接続され、ゲートが前記第2のコンデンサの一端に接続された第3のトランジスタと、
ソースが前記第2のコンデンサの一端と前記第3のトランジスタのゲートに説則され、ドレインが共通電源に接続され、ゲートがリセット信号線に接続された第4のトランジスタとを備え、
表示すべき画像信号電圧を前記第1のトランジスタを介して前記第1のコンデンサに蓄積し、次いで前記第1のコンデンサに蓄積された画像信号電圧を前記第2のトランジスタを介して前記第2のコンデンサに書き込み、前記画像信号電圧を前記第2のコンデンサに所定時間保持させると共に、前記第2のコンデンサに保持される画像信号電圧に応じて変調された前記液晶駆動電源の電圧を、前記第3のトランジスタを介して前記液晶セルの画素電極に印加し、前記第2のコンデンサに次の画像信号電圧を書き込む前に、前記リセット信号線を介してリセット信号を前記第4のトランジスタのゲートに印加し、前記第2のコンデンサに保持されている前の画像信号電圧を消去することを特徴とする液晶パネル。
In a liquid crystal display device in which pixels are connected to intersections of a plurality of scanning signal lines and a plurality of image signal lines which are orthogonal to each other, and the plurality of pixels are arranged in a matrix,
Each of the pixels
A common electrode, a pixel electrode facing the common electrode, and a liquid crystal cell including a liquid crystal interposed between the common electrode and the pixel electrode,
First and second capacitors for charge storage;
A first transistor having a source connected to the image signal wiring, a drain connected to one end of the first capacitor, and a gate connected to the scanning signal wiring;
A second transistor having a source connected to one end of the first capacitor, a drain connected to one end of the second capacitor, and a gate connected to a synchronization signal line;
A third transistor having a source connected to the liquid crystal driving power supply, a drain connected to the pixel electrode, and a gate connected to one end of the second capacitor;
A fourth transistor having a source connected to one end of the second capacitor and a gate of the third transistor, a drain connected to a common power supply, and a gate connected to a reset signal line;
The image signal voltage to be displayed is stored in the first capacitor through the first transistor, and the image signal voltage stored in the first capacitor is stored in the second capacitor through the second transistor. Writing to a capacitor, the image signal voltage is held in the second capacitor for a predetermined time, and the voltage of the liquid crystal drive power supply modulated according to the image signal voltage held in the second capacitor is output to the third capacitor. And applying a reset signal to the gate of the fourth transistor via the reset signal line before writing the next image signal voltage to the second capacitor. And a liquid crystal panel for erasing the image signal voltage before being held by the second capacitor.
前記第1及び第2の液晶パネルに請求項2又は3記載の液晶パネルを用いたことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal panel according to claim 2 is used for the first and second liquid crystal panels.
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