JP3038575B2 - Projection display device - Google Patents

Projection display device

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JP3038575B2
JP3038575B2 JP9201927A JP20192797A JP3038575B2 JP 3038575 B2 JP3038575 B2 JP 3038575B2 JP 9201927 A JP9201927 A JP 9201927A JP 20192797 A JP20192797 A JP 20192797A JP 3038575 B2 JP3038575 B2 JP 3038575B2
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light
light valve
color
crystal light
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修二 有賀
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Seiko Epson Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ライトバルブを
用いた投射型表示装置に関する。
The present invention relates to a projection display device using a liquid crystal light valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶ライトバルブを用いた投射型
表示装置は特開昭60−179723号公報、特開昭6
1−35481号公報に記載されているようにマトリッ
クス状に画素が配列された液晶ライトバルブにより赤色
光、緑色光、青色光を制御し画像を形成した後、該3色
光を光学的に合成し拡大投射するものが知られている。
上記色合成は一般にはダイクロイックミラーを組み合わ
せた光学系により行われている。ダイクロイックミラー
系による色合成は光学系が非常に単純でありコンパクト
な投射型表示装置を得るのに適している。
2. Description of the Related Art A projection type display device using a conventional liquid crystal light valve is disclosed in JP-A-60-179723 and JP-A-6-179723.
As described in JP-A-1-35481, an image is formed by controlling red light, green light, and blue light by a liquid crystal light valve in which pixels are arranged in a matrix, and then the three color lights are optically synthesized. What enlarges and projects is known.
The above-described color synthesis is generally performed by an optical system combining a dichroic mirror. The color synthesis by the dichroic mirror system has a very simple optical system and is suitable for obtaining a compact projection display device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来技術においてはダイクロイックミラー系の光合成にお
いて偶数回の反射を経て投射レンズ系に入射し投射され
る色光と奇数回の反射を経て投射レンズに入射し投射さ
れる色光が存在するため以下に述べる投的画像の画質低
下を誘発する。
However, in the above-mentioned prior art, in the light synthesis of the dichroic mirror system, the light enters the projection lens system through an even number of reflections and enters the projection lens through the projected color light and the odd number of reflections. The presence of the projected colored light induces the deterioration of the image quality of the projected image described below.

【0004】従来の課題は液晶ライトバルブを構成する
スイッチング素子あるいは光シールド層の繰り返しパタ
ーン像が偶数回及び奇数回の反射を経て、左右に像を反
転しつつ投射レンズに導かれるため合成された投射画像
の中に光シールド層もしくはスイッチング素子が2つの
パターンに重なり合って映る。このため画面がざらつい
たものとなると同時に画素の繰り返し単位内に色むらを
生じ色再現性が著しく低下する。
A conventional problem is synthesized because a repetitive pattern image of a switching element or a light shield layer constituting a liquid crystal light valve is guided to a projection lens while inverting the image left and right through reflections of even and odd times. In the projected image, the light shield layer or the switching element is reflected so as to overlap two patterns. For this reason, the screen becomes rough, and at the same time, color unevenness occurs in the repeating unit of the pixel, and the color reproducibility is significantly reduced.

【0005】本発明は上述の課題を解決するもので、上
記ダイクロイックミラー系の色合成を用いても投射画像
に色むらが無く色再現性に優れた投射型表示装置を提供
するものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a projection type display device which is excellent in color reproducibility without color unevenness in a projected image even when the above-described dichroic mirror-based color synthesis is used.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の色光を
それぞれ変調する複数の液晶ライトバルブと、前記液晶
ライトバルブで変調された複数の色光を合成する色合成
手段と、前記色合成手段で合成された光を投射する投射
光学手段とを有する投射型表示装置において、前記複数
の液晶ライトバルブは、変調された後偶数回の反射を経
てもしくは変調された後反射せずに前記投射光学手段に
導かれる色光を変調する第1タイプの液晶ライトバルブ
と、変調された後奇数回の反射を経て前記投射光学手段
に導かれる色光を変調する第2タイプの液晶ライトバル
ブとを備え、前記第1タイプの液晶ライトバルブと前記
第2タイプの液晶ライトバルブとは、マトリクス状に配
置された画素電極と、該画素電極に接続されたスイッチ
ング素子と、該スイッチング素子を覆うように配置され
た光シールド層とを有する液晶パネルを備え、前記第1
タイプの液晶ライトバルブの液晶パネルと前記第2タイ
プの液晶ライトバルブの液晶パネルとは、それぞれに配
置された前記スイッチング素子の配置位置が互いに面対
称となるように構成されることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a plurality of liquid crystal light valves for respectively modulating a plurality of color lights, a color synthesizing means for synthesizing a plurality of color lights modulated by the liquid crystal light valves, and the color synthesizing means. And a projection optical means for projecting the light combined in the projection optical device, wherein the plurality of liquid crystal light valves are subjected to an even number of reflections after modulation or without reflection after modulation. A first type of liquid crystal light valve for modulating the color light guided to the means, and a second type of liquid crystal light valve for modulating the color light guided to the projection optical means through an odd number of reflections after being modulated, The first type of liquid crystal light valve and the second type of liquid crystal light valve include a pixel electrode arranged in a matrix, a switching element connected to the pixel electrode, and a switch. A liquid crystal panel having an arrangement light shielding layer so as to cover the switching element, the first
The liquid crystal panel of the liquid crystal light valve of the type and the liquid crystal panel of the liquid crystal light valve of the second type are configured such that the arrangement positions of the switching elements arranged respectively are plane-symmetric with each other. .

【0007】[0007]

【作用】本発明の投射型表示装置の構成によれば、色合
成において偶数回(または0回)の反射を経て投射レン
ズ系に入射する色光と奇数回の反射を経て投射レンズ系
に入射する色光を制御する液晶ライトバルブの光学的な
構成が面対称の関係にできる。すなわち、色合成光学系
の中で奇数回反射と偶数回(又は0回)反射を経て投射
レンズ系に導かれる色光を制御する液晶ライトバルブの
スイッチング素子の配置が互いに面対称の関係にでき
る。
According to the structure of the projection type display device of the present invention, in color synthesis, the color light which enters the projection lens system through an even number of reflections (or 0 times) and the color light which enters the projection lens system through an odd number of reflections. The optical configuration of the liquid crystal light valve that controls the color light can be in a plane-symmetric relationship. In other words, the arrangement of the switching elements of the liquid crystal light valve for controlling the color light guided to the projection lens system through the odd number of reflections and the even number (or zero) times of reflection in the color synthesizing optical system can be symmetrical with each other.

【0008】偶数回(又は0回)の反射を経る色光の画
像は、左右の位置関係を保ったまま、奇数回の反射を経
る色光の画像は左右反転して投射されるが、本発明の投
射型表示装置においては予めスイッチング素子の配置が
奇数回反射する色光と偶数回反射する色光を制御する液
晶ライトバルブ間で互いに面対称となるように設けてあ
るため、色合成後投射拡大されたスクリーン上でスイッ
チング素子のパターンを完全に一致させたものとするこ
とができる。すなわち投射画像内の各繰り返し単位内に
色むらがなく色再現性の優れた投射画像を得ることがで
きるのである。
An image of color light passing through an even number of reflections (or 0 times) is projected left and right inverted while an image of a color light passing through an odd number of reflections is projected while maintaining the left-right positional relationship. In the projection type display device, since the arrangement of the switching elements is provided in advance so as to be plane-symmetrical between the liquid crystal light valves controlling the color light reflected oddly and the color light reflected evenly, the projection is enlarged after the color synthesis. The pattern of the switching elements can be completely matched on the screen. That is, it is possible to obtain a projection image having excellent color reproducibility without color unevenness in each repeating unit in the projection image.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】(参考例1) 図1は本参考例の投射型表示装置の液晶ライトバルブの
斜視図、図2、図3は液晶ライトバルブの配向分布を示
す図、図4は代表的な光学構成図、図5、図6は光強度
の左右分布図である。以下図1〜図6を用いて本参考例
を説明する。
FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal light valve of a projection type display device according to a reference example, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing an orientation distribution of the liquid crystal light valve, and FIG. FIGS. 5 and 6 are left and right distribution diagrams of light intensity. The present embodiment will be described below with reference to FIGS.

【0010】液晶ライトバルブとしてアクティブマトリ
クス液晶パネルを用いた。スイッチング素子としてマト
リクス状に配列した薄膜トランジスタ(TFT)102
を透明基板上に形成した。一方対向基板上には有効画素
領域以外を遮光するように光シールド層101を設け上
記一対の基板上に配向誘導層を形成しこすり処理を行っ
た後上記一対の基板を組み合わせ液晶ライトバルブを得
た。上記TFTとしてはポリシリコンTFT、アモルフ
ァスシリコンTFT、化合物半導体TFT等が用いられ
る。またダイオード特性を有するMIM素子、リングダ
イオード素子、バックツウバックダイオード素子等のス
イッチング方式、あるいは単純マルチプレックシング法
で駆動しても本参考例の目的は達成される。
An active matrix liquid crystal panel was used as a liquid crystal light valve. Thin film transistors (TFTs) 102 arranged in a matrix as switching elements
Was formed on a transparent substrate. On the other hand, a light shield layer 101 is provided on the opposing substrate so as to shield the area other than the effective pixel area from light, an alignment inducing layer is formed on the pair of substrates, and rubbing is performed. Then, the pair of substrates is combined to obtain a liquid crystal light valve. Was. As the TFT, a polysilicon TFT, an amorphous silicon TFT, a compound semiconductor TFT, or the like is used. Further, the object of the present embodiment can be attained by driving by a switching method such as an MIM element having a diode characteristic, a ring diode element, a back-to-back diode element, or a simple multiplexing method.

【0011】本参考例の特徴である互いに面対称な液晶
の配向分布を有する2種の液晶ライトバルブは次のよう
にして得た。すなわちライトバルブの上下基板の配向処
理のこすり方向を制御することにより面対称な液晶の配
向分布を得た。TFT基板上をこすり方向201に、対
向基板側をこすり方向202にラビング処理したパネル
とTFT基板側にこすり方向301に対向基板側をこす
り方向302にラビング処理したパネルを得た。両パネ
ルとも上下基板の配向軸の交差角は80°である。上述
のパネルにネマテック液晶を封入すると一方のパネルは
右ねじれのツイステッドネマテック(TN)液晶ライト
バルブと左ねじれのTN液晶ライトバルブを得た。上述
のようにねじれ方向の対称な液晶の配向分布をより安定
に保つ場合、あるいは90°以上のねじれ角を有する液
晶パネルを得るためにはネマテック液晶中に光学活性剤
を混入すれば良い。例えば右ねじれのTN液晶には右旋
性の光学活性剤を、左ねじれのTN液晶には左旋性の光
学活性剤を混入すれば本参考例の目的を達成できる。
Two types of liquid crystal light valves having a liquid crystal orientation distribution which is characteristic of this embodiment and which are plane-symmetric to each other were obtained as follows. That is, by controlling the rubbing directions of the alignment treatment of the upper and lower substrates of the light valve, a plane-symmetric liquid crystal alignment distribution was obtained. A panel rubbed on the TFT substrate in the rubbing direction 201 and a rubbing direction 202 on the counter substrate side and a panel rubbed on the TFT substrate side in the rubbing direction 301 and in the rubbing direction 302 were obtained. In both panels, the intersection angle between the orientation axes of the upper and lower substrates is 80 °. When the nematic liquid crystal was sealed in the above panel, one of the panels obtained a twisted nematic (TN) liquid crystal light valve having a right twist and a TN liquid crystal light valve having a left twist. As described above, in order to more stably maintain the alignment distribution of the liquid crystal having a symmetric twist direction, or to obtain a liquid crystal panel having a twist angle of 90 ° or more, an optically active agent may be mixed into the nematic liquid crystal. For example, the object of this embodiment can be achieved by mixing a dextrorotatory optically active agent into a right-twisted TN liquid crystal and a levorotatory optically active agent into a left-twisted TN liquid crystal.

【0012】上述のように得られた液晶ライトバルブを
用い図4に示される光学構成にて投射型表示装置を得
た。光源401からの光を青色反射ダイクロイックミラ
ー402と緑色反射ダイクロイックミラー403にて赤
色、緑色光、青色光に色分離し、それぞれ赤色光用液晶
ライトバルブ406、緑色光用液晶ライトバルブ40
5、青色光用液晶ライトバルブ404に入射させる。画
像形成後ダイクロイックミラープリズム407にて色合
成し投射レンズ410にて投射する。ダイクロイックミ
ラープリズム407は直角プリズムを4個接着されたも
のであり赤色光反射ダイクロイックミラー面408と青
色光反射ダイクロイックミラー面409を有している。
該ダイクロイックミラープリズム407による色合成に
おいては赤、青色は1回の反射にて、緑色光は透過にて
(0回の反射にて)色合成され投射レンズに導かれる。
本投射型表示装置においては赤色、青色光用液晶ライト
バルブは図2に示されるような右ねじれ液晶の配向分布
を有しており、緑色光用液晶ライトバルブは図3に示さ
れるような左ねじれ液晶の配向分布を有しており互いに
面対称の関係となっている。上記液晶ライトバルブと液
晶の配向分布との組み合わせは逆でも本参考例の目的は
達成される。上記構成の投射型表示装置の光強度分布を
調べた。画像形成後の光強度左右分布は図5に示される
ように赤色光及び青色光と緑色光は互いに画面中央に対
して対称になっている。ダイクロイックミラープリズム
407を用いた色合成の過程で赤色光及び青色光は1回
の反射を経ているため光強度分布が左右反転するため投
射画像の光強度左右分布は図6に示されるように各色光
間で差を生じない。従って特定の色光が強く映ることが
ないため色むらは発生しない。また色再現性も優れてい
る。色合成の中で偶数回及び奇数回の反射を経る色光を
制御する液晶ライトバルブの液晶の配向分布を面対称と
なるように設定することにより拡散光の影響による光強
度分布を各色光間で一致させ、それにより投射画像の色
むらを解消し色再現性の優れた投射型表示装置を得るこ
とができた。
Using the liquid crystal light valve obtained as described above, a projection display device was obtained with the optical configuration shown in FIG. The light from the light source 401 is separated into red, green, and blue lights by a blue reflecting dichroic mirror 402 and a green reflecting dichroic mirror 403, and the liquid crystal light valve for red light 406 and the liquid crystal light valve for green light 40, respectively.
5. Light is incident on the liquid crystal light valve 404 for blue light. After image formation, the color is synthesized by the dichroic mirror prism 407 and projected by the projection lens 410. The dichroic mirror prism 407 is formed by bonding four right angle prisms, and has a red light reflecting dichroic mirror surface 408 and a blue light reflecting dichroic mirror surface 409.
In the color composition by the dichroic mirror prism 407, red and blue colors are combined by one reflection, and green light is combined by transmission (0 reflections) and guided to the projection lens.
In this projection display device, the liquid crystal light valves for red and blue light have an alignment distribution of right-twisted liquid crystal as shown in FIG. 2, and the liquid crystal light valve for green light has a left-handed liquid crystal as shown in FIG. It has an orientation distribution of twisted liquid crystals, and has a plane-symmetric relationship with each other. Even if the combination of the liquid crystal light valve and the orientation distribution of the liquid crystal is reversed, the object of this embodiment is achieved. The light intensity distribution of the projection display device having the above configuration was examined. As shown in FIG. 5, the left-right distribution of light intensity after image formation is such that red light, blue light and green light are symmetric with respect to the center of the screen. In the process of color synthesis using the dichroic mirror prism 407, the red light and the blue light have undergone one reflection, so that the light intensity distribution is reversed left and right, so that the left and right light intensity distributions of the projected image are as shown in FIG. There is no difference between light. Therefore, since a specific color light is not strongly reflected, color unevenness does not occur. Also, the color reproducibility is excellent. The light intensity distribution due to the effect of diffused light is controlled between the color lights by setting the alignment distribution of the liquid crystal of the liquid crystal light valve that controls the color light passing through the even and odd times of reflection in the color synthesis so as to be plane symmetric. By doing so, the color unevenness of the projected image was eliminated, and a projection display device with excellent color reproducibility was obtained.

【0013】(参考例2) 参考例1と同様にして得られた液晶ライトバルブを用い
て図7に示される光学構成にて投射型表示装置を得た。
Reference Example 2 Using the liquid crystal light valve obtained in the same manner as in Reference Example 1, a projection display device was obtained with the optical configuration shown in FIG.

【0014】光源からの光を黄色光反射ダイクロイック
ミラー701と緑色光反射のダイクロイックミラー40
3により赤、緑、青色光に分割し赤色光用液晶ライトバ
ルブ406、緑色光用液晶ライトバルブ405、青色光
用液晶ライトバルブ404に入射する。本参考例の投射
型表示装置の光学構成中の色合成では赤色光は赤色光反
射ダイクロイックミラー面409にて1回反射を受け、
緑色光は透過にて(0回反射)、青色光はミラー706
及び青色光反射ダイクロイックミラー面408にて2回
反射を受けて投射レンズ410に導かれる。
Light from a light source is reflected by a yellow light reflecting dichroic mirror 701 and a green light reflecting dichroic mirror 40.
The light is divided into red, green, and blue lights by 3 and enters the liquid crystal light valve 406 for red light, the liquid crystal light valve 405 for green light, and the liquid crystal light valve 404 for blue light. In the color synthesis in the optical configuration of the projection display device of the present reference example, the red light is reflected once by the red light reflecting dichroic mirror surface 409,
Green light is transmitted (reflected 0 times), and blue light is mirror 706.
The light is reflected twice by the blue light reflecting dichroic mirror surface 408 and guided to the projection lens 410.

【0015】青色光用液晶ライトバルブ404と緑色光
用液晶ライトバルブ405には図2のように右ねじれの
TN液晶を用い、赤色光用液晶ライトバルブ406には
図3のように左ねじれのTN液晶を用い、互いに面対称
な液晶の配向分布を持つようにした。本参考例において
も投射画像には色むらがなく色再現性に優れた画像が得
られた。
A right-twisted TN liquid crystal is used for the liquid crystal light valve 404 for blue light and the liquid crystal light valve 405 for green light, and a liquid crystal light valve 406 for red light is left-twisted as shown in FIG. A TN liquid crystal was used to have a liquid crystal alignment distribution that was plane-symmetric with each other. Also in this reference example, an image excellent in color reproducibility without color unevenness in the projected image was obtained.

【0016】(実施例) 図8は本実施例の投射型表示装置を用いた液晶ライトバ
ルブの断面図であり、図9、図10は該液晶ライトバル
ブの光シールド層の繰り返しパターンを示す図である。
図4、図11は本実施例の投射型表示装置の光学構成図
である。以下図4、図8〜図11を用いて本実施例を説
明する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a liquid crystal light valve using the projection display device of the present embodiment. FIGS. 9 and 10 are diagrams showing a repetitive pattern of a light shield layer of the liquid crystal light valve. It is.
4 and 11 are optical configuration diagrams of the projection type display device of the present embodiment. This embodiment will be described below with reference to FIGS. 4 and 8 to 11.

【0017】透明基板上に液晶電気光学効果を制御する
手段としてポリシリコン薄膜トランジスター(TFT)
あるいはアモルファスシリコンTFTなどのアクティブ
スイッチング素子801及び画素電極802をマトリッ
クス状に形成した。またもう一方の基板上に染色層、あ
るいは金属薄膜などにより光シールド層803を画素電
極802以外の領域をおおうように格子状に形成した。
所望の配向処理をした後上記2枚の基板を貼り合わせ液
晶組成物804を封入し液晶ライトバルブを得た。液晶
ライトバルブの光シールド層の形状は繰り返し単位が繰
り返しパターン901のものと繰り返しパターン100
1の互いに面対称な2種類をそれぞれ1枚と2枚作成し
た。本実施例で繰り返しパターン901と繰り返しパタ
ーン1001は互いに面対称の関係にある上に、該光シ
ールド層におおわれるようにアクティブスイッチング素
子の配置も互いに面対称な配置に作成してある。
Polysilicon thin film transistor (TFT) as means for controlling the liquid crystal electro-optic effect on a transparent substrate
Alternatively, active switching elements 801 such as amorphous silicon TFTs and pixel electrodes 802 were formed in a matrix. Further, on the other substrate, a light shielding layer 803 was formed in a lattice shape using a dyed layer or a metal thin film so as to cover a region other than the pixel electrode 802.
After the desired alignment treatment, the two substrates were bonded together, and the liquid crystal composition 804 was sealed to obtain a liquid crystal light valve. The shape of the light shield layer of the liquid crystal light valve is such that the repeating unit has a repeating pattern 901 and a repeating pattern 100.
One piece and two pieces of two kinds each of which are plane-symmetric were prepared. In this embodiment, the repetition pattern 901 and the repetition pattern 1001 have a plane-symmetric relationship with each other, and the arrangement of the active switching elements is also formed with a plane-symmetric arrangement as covered by the light shield layer.

【0018】光シールド層が繰り返しパターン901で
ある緑色光用液晶ライトバルブ405と光シールド層が
繰り返しパターン1001である赤色光用液晶ライトバ
ルブ406及び青色光用液晶ライトバルブ404をそれ
ぞれ用い光シールド層103側より光を入射せしめ、図
4及び図11の構成にて投射型表示装置を得た。
A liquid crystal light valve 405 for green light in which the light shield layer has a repeating pattern 901 and a liquid crystal light valve 406 for blue light and a liquid crystal light valve 404 for blue light in which the light shield layer has a repeating pattern 1001 are used. Light was allowed to enter from the 103 side to obtain a projection type display device having the configuration shown in FIGS.

【0019】図4の構成においては赤光は赤色光反射ダ
イクロイックミラー面408にて、青光は青色光反射ダ
イクロイックミラー面409にて1回の反射を経て投射
レンズ410に導かれる。一方、G光は全く反射を受け
ず(0回の反射により)に投射レンズ410に入射す
る。
In the configuration shown in FIG. 4, red light is guided to the projection lens 410 through a red light reflecting dichroic mirror surface 408, and blue light is reflected once by a blue light reflecting dichroic mirror surface 409. On the other hand, the G light enters the projection lens 410 without being reflected at all (by zero reflection).

【0020】従って、赤、青色光の像は左右反転し、緑
色光の像はそのまま投射される。本実施例では赤色光用
及び青色光用と緑色光用の液晶ライトバルブの光シール
ド層のパターンは互いに面対称であるため、上述のミラ
ー反転後投射された画像内では完全に一致する。従って
画素内に色むらは発生しない。
Therefore, the images of red and blue light are horizontally inverted, and the image of green light is projected as it is. In this embodiment, since the patterns of the light shield layers of the liquid crystal light valves for red light, blue light and green light are plane-symmetric with each other, they completely match in the image projected after the above mirror inversion. Therefore, color unevenness does not occur in the pixel.

【0021】一方、図11の構成においては赤色光は赤
色光用液晶ライトバルブ406によって画像形成された
後、ミラー706と赤色光反射ダイクロイックミラー面
409の2度反射を経て投射レンズ410に導かれる。
また緑色光は緑色光用液晶ライトバルブ405により画
像形成され緑色光反射ダイクロイックミラー面1101
により1回の反射を経て投射レンズ410に導かれる。
青色光は青色光用液晶ライトバルブ404により画像形
成後は反射を受けることなく投射レンズに導かれる。従
って、赤、青色光は左右の位置を変えることなく投射さ
れ緑色光は左右の位置を交換して投射される。本実施例
では赤、青色光用ライトバルブと緑色光用ライトバルブ
の光シールド層のパターンが互いに面対称であるため上
述のミラー反転後投射された画像内で光シールド層のパ
ターンは完全に一致する。以上のように本実施例の投射
型表示装置の投射画像は画素単位内に色むらを生じるこ
とがなく忠実な色再現性を有する投射画像をなることが
判明した。本発明の投射型表示装置の光学構成は図4と
図11に示されるものに限られるものではない。色合成
中に奇数回と偶数回の反射を受ける色光を制御する液晶
ライトバルブの光シールド層の繰り返しパターンが互い
に面対称であれば本発明の目的を容易に達成できるので
ある。
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 11, after the red light is image-formed by the liquid crystal light valve 406 for red light, it is guided to the projection lens 410 via the mirror 706 and the red light reflecting dichroic mirror surface 409 twice reflected. .
Green light is image-formed by a green light liquid crystal light valve 405 and a green light reflecting dichroic mirror surface 1101 is formed.
Is guided to the projection lens 410 through one reflection.
The blue light is guided by the blue light liquid crystal light valve 404 to the projection lens without being reflected after image formation. Accordingly, the red and blue lights are projected without changing the left and right positions, and the green light is projected with the left and right positions interchanged. In this embodiment, since the patterns of the light shield layers of the light valves for red and blue light and the light valve for green light are plane-symmetric with each other, the patterns of the light shield layers completely match in the image projected after the above mirror inversion. I do. As described above, it has been found that the projection image of the projection display device of the present embodiment is a projection image having faithful color reproducibility without causing color unevenness in a pixel unit. The optical configuration of the projection display device of the present invention is not limited to those shown in FIGS. The object of the present invention can be easily achieved if the repetitive patterns of the light shield layers of the liquid crystal light valve for controlling the color light which is subjected to odd and even reflections during the color synthesis are plane-symmetric with each other.

【0022】更に本実施例においても色合成時に偶数回
の反射を経る液晶ライトバルブと奇数回の反射を経る液
晶ライトバルブの液晶配向分布を面対称にすることによ
り、上述の画素内の色むらに加え画面全体の色むらも押
さえることができる。例えば本実施例においてはTNモ
ードを使う場合には、緑色光用液晶ライトバルブ405
を図2に示されるような右ねじれのTN液晶を保持せし
め、赤色光用液晶ライトバルブ406と青色光用液晶ラ
イトバルブ404には図3に示されるような左ねじれの
TN液晶を保持させれば参考例1、2と同様に画面全体
にわたって色むらのない色再現性に優れた投射画像を得
ることができる。
Further, also in this embodiment, the liquid crystal light valve which undergoes an even number of reflections and the liquid crystal light valve which undergoes an odd number of reflections at the time of color synthesis are made plane-symmetrical, so that the above-mentioned color unevenness in the pixel is achieved. In addition, the color unevenness of the entire screen can be suppressed. For example, in this embodiment, when the TN mode is used, the liquid crystal light valve 405 for green light is used.
The liquid crystal light valve 406 for red light and the liquid crystal light valve 404 for blue light hold TN liquid crystals of left twist as shown in FIG. For example, similarly to Reference Examples 1 and 2, a projection image having excellent color reproducibility without color unevenness over the entire screen can be obtained.

【0023】(参考例3) 図8は本参考例の投射型表示装置の液晶ライトバルブの
断面図であり、図12は該液晶ライトバルブの光シール
ド層の繰り返しパターン図である。図4、図11は本参
考例の投射型表示装置の光学構成図である。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal light valve of a projection type display device according to this embodiment, and FIG. 12 is a repeated pattern diagram of a light shield layer of the liquid crystal light valve. 4 and 11 are optical configuration diagrams of the projection display device of the present embodiment.

【0024】図8の同様の構造にて液晶ライトバルブを
得た。本参考例の液晶ライトバルブは図12の光シール
ド層の繰り返しパターン1201を有しており、該繰り
返しパターンは上下方向の中心軸1202に対して軸対
称の形状を有する。上述のパターンの光シールド層を有
する3枚の液晶ライトバルブを用いて図4、図11と同
様の構成にて投射型表示装置を得た。本参考例では緑色
光用液晶ライトバルブ405と赤色光用液晶ライトバル
ブ406及び青色光用液晶ライトバルブ404の液晶配
向分布は互いに面対称の関係にありそれぞれ80°左ね
じれ、80°ねじれのTN液晶を保持せしめた。
A liquid crystal light valve was obtained with the same structure as shown in FIG. The liquid crystal light valve of this reference example has a repeating pattern 1201 of the light shield layer of FIG. 12, and the repeating pattern has an axially symmetric shape with respect to a central axis 1202 in the vertical direction. Using three liquid crystal light valves having a light shield layer having the above-described pattern, a projection display device was obtained in the same configuration as in FIGS. In this reference example, the liquid crystal alignment distributions of the liquid crystal light valve for green light 405, the liquid crystal light valve for red light 406, and the liquid crystal light valve for blue light 404 are plane-symmetrical with each other. The liquid crystal was held.

【0025】本参考例の投射型表示装置の赤色光、緑色
光、青色光用液晶ライトバルブの光シールド層の繰り返
し単位のパターンは互いに面対称な上に上下方向の中心
軸に対して軸対称であるため左右の位置が反転しても反
転前の形状と全く一致する。従って、色合成中にミラー
反転を何度受けてもその繰り返しパターンは変化しない
ため、投射画像内で3枚の液晶ライトバルブによって形
成された各色光画素パターンは完全に一致し色むらは生
じない。これは3枚の液晶ライトバルブの光シールド層
の繰り返しパターンは全く同一のものが使用可能であ
り、光シールド層を形成するプロセスは全て共通のもの
が使用できることを意味する。通常光シールド層を作る
ためにフォリソグラフィー技術を使うがその際使用する
フォトマスク等は1枚だけで良く、製造プロセスが簡略
化でき、より安価に液晶ライトバルブを得ることができ
るのである。光シールド層の繰り返しパターンは本参考
例に限定されるものではなく、上下方向の中心軸に対し
て軸対称ならばどのようなパターンでも良く、例えば図
13に示されるようなパターンが考えられる。また画素
配列はトライアングル配列等でも本参考例の目的を容易
に達成できる。
The pattern of the repeating unit of the light shield layer of the liquid crystal light valve for red light, green light, and blue light of the projection type display device of this embodiment is plane-symmetric with each other and axially symmetric with respect to the center axis in the vertical direction. Therefore, even if the left and right positions are inverted, they completely match the shape before the inversion. Therefore, even if mirror reversal is performed many times during color synthesis, the repetition pattern does not change, so that the color light pixel patterns formed by the three liquid crystal light valves in the projected image completely match, and color unevenness does not occur. . This means that the same pattern can be used for the repetition patterns of the light shield layers of the three liquid crystal light valves, and the same process can be used for all the processes for forming the light shield layers. Normally, a photolithography technique is used to form a light shielding layer, but only one photomask or the like is required at that time, so that the manufacturing process can be simplified and a liquid crystal light valve can be obtained at lower cost. The repetitive pattern of the light shield layer is not limited to the present embodiment, but may be any pattern as long as it is axially symmetric with respect to the central axis in the vertical direction. For example, a pattern as shown in FIG. Further, the object of the present embodiment can be easily achieved even if the pixel arrangement is a triangle arrangement or the like.

【0026】また、本参考例では色合成中に偶数回反射
と奇数回反射を受ける液晶ライトバルブの液晶の配向分
布は互いに面対称であるため液晶ライトバルブの光電変
換特性の入射角依存性による色むらは発生せず優れた色
再現性を有することが判明した。
Further, in this embodiment, the orientation distribution of the liquid crystal of the liquid crystal light valve which undergoes even-number reflection and odd-number reflection during the color synthesis is plane-symmetric with respect to each other, and thus depends on the incident angle dependence of the photoelectric conversion characteristic of the liquid crystal light valve. It was found that color unevenness did not occur and the color reproducibility was excellent.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上述べたように本発明の投射型表示装
置によれば、変調された後偶数回の反射を経てもしくは
変調された後反射せずに投射光学手段に導かれる色光を
変調する第1タイプの液晶ライトバルブと、変調された
後奇数回の反射を経て投射光学手段に導かれる色光を変
調する第2タイプの液晶ライトバルブとを備え、第1タ
イプの液晶ライトバルブと第2タイプの液晶ライトバル
ブとは、マトリクス状に配置された画素電極と、画素電
極に接続されたスイッチング素子と、スイッチング素子
を覆うように配置された光シールド層とを有する液晶パ
ネルを備え、第1タイプの液晶ライトバルブの液晶パネ
ルと第2タイプの液晶ライトバルブの液晶パネルとは、
それぞれに配置されたスイッチング素子の配置位置が互
いに面対称となるように構成されるので、色合成後投射
拡大された投射画面内において、各液晶パネルのスイッ
チング素子及びそれを覆う光シールド層の投射されたパ
ターンを色光間で合わせることができる。それにより、
投射画像内の各投射パターンの単位内にて色むらを抑え
た色再現性の優れた投射画像を得ることができる。
As described above, according to the projection type display apparatus of the present invention, the color light guided to the projection optical means is modulated through even-numbered reflection after modulation or without reflection after modulation. A liquid crystal light valve of a first type, and a liquid crystal light valve of a second type for modulating color light guided to the projection optical means through an odd number of reflections after being modulated. A liquid crystal light valve of the type includes a liquid crystal panel having a pixel electrode arranged in a matrix, a switching element connected to the pixel electrode, and a light shield layer arranged to cover the switching element. The liquid crystal panel of the liquid crystal light valve of the type 2 and the liquid crystal panel of the liquid crystal light valve of the second type
Since the arrangement positions of the switching elements respectively arranged are plane-symmetric with respect to each other, the projection of the switching elements of each liquid crystal panel and the light shield layer covering the switching elements in the enlarged projection screen after color synthesis. The obtained pattern can be matched between the color lights. Thereby,
A projection image excellent in color reproducibility in which color unevenness is suppressed within a unit of each projection pattern in the projection image can be obtained.

【0028】またこれにより色合成時に必ず奇数回及び
偶数回の反射が各色において生じるようなダイクロイッ
クミラープリズムを使用しても優れた画像を得ることが
可能となるのである。
In this way, an excellent image can be obtained even if a dichroic mirror prism is used in which the odd and even reflections always occur in each color during color synthesis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】液晶ライトバルブの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal light valve.

【図2】液晶配向分布図。FIG. 2 is a liquid crystal alignment distribution diagram.

【図3】液晶配向分布図。FIG. 3 is a liquid crystal alignment distribution diagram.

【図4】投射型表示装置の光学構成図。FIG. 4 is an optical configuration diagram of a projection display device.

【図5】画像形成後の光強度左右分布図。FIG. 5 is a left-right distribution diagram of light intensity after image formation.

【図6】投射画像の光強度左右分布図。FIG. 6 is a left-right distribution diagram of light intensity of a projection image.

【図7】投射型表示装置の光学構成図。FIG. 7 is an optical configuration diagram of a projection display device.

【図8】液晶ライトバルブの断面図。FIG. 8 is a sectional view of a liquid crystal light valve.

【図9】液晶ライトバルブの光シールド層の繰り返しパ
ターン図。
FIG. 9 is a repeated pattern diagram of a light shield layer of a liquid crystal light valve.

【図10】液晶ライトバルブの光シールド層の繰り返し
パターン図。
FIG. 10 is a repetitive pattern diagram of a light shield layer of a liquid crystal light valve.

【図11】投射型表示装置の光学構成図。FIG. 11 is an optical configuration diagram of a projection display device.

【図12】光シールド層の繰り返しパターン図。FIG. 12 is a repetitive pattern diagram of a light shield layer.

【図13】(a)、(b)は光シールド層の繰り返しパ
ターン図。
FIGS. 13A and 13B are repetitive pattern diagrams of a light shield layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101……薄膜トランジスター 102……光シールド層 201……TFT基板のこすり方向 202……対向基板のこすり方向 301……TFT基板のこすり方向 302……対向基板のこすり方向 401……光源 402……青色反射ダイクロイックミラー 403……緑色反射ダイクロイックミラー 404……青色光用液晶ライトバルブ 405……緑色光用液晶ライトバルブ 406……赤色光用液晶ライトバルブ 407……ダイクロイックミラープリズム 408……赤色光反射ダイクロイックミラー面 409……青色光反射ダイクロイックミラー面 410……投射レンズ 701……黄色光反射ダイクロイックミラー 706……ミラー 801……アクティブスイッチング素子 802……画素電極 803……光シールド層 804……液晶組成物 901、1001……繰り返しパターン 1101……緑色光反射ダイクロイックミラー面 1201……繰り返しパターン 1202……上下方向中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Thin film transistor 102 ... Light shield layer 201 ... Rubbing direction of TFT substrate 202 ... Rubbing direction of counter substrate 301 ... Rubbing direction of TFT substrate 302 ... Rubbing direction of counter substrate 401 ... Light source 402 ... Blue reflective dichroic mirror 403: Green reflective dichroic mirror 404: Liquid crystal light valve for blue light 405: Liquid crystal light valve for green light 406: Liquid crystal light valve for red light 407: Dichroic mirror prism 408: Red light reflection Dichroic mirror surface 409 Blue light reflecting dichroic mirror surface 410 Projection lens 701 Yellow light reflecting dichroic mirror 706 Mirror 801 Active switching element 802 Pixel electrode 803 Light shield layer 804 Liquid Composition 901, 1001 ...... repetitive pattern 1101 ...... green light reflection dichroic mirror surface 1201 ...... repetitive pattern 1202 ...... vertical center axis

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の色光をそれぞれ変調する複数の液
晶ライトバルブと、前記液晶ライトバルブで変調された
複数の色光を合成する色合成手段と、前記色合成手段で
合成された光を投射する投射光学手段とを有する投射型
表示装置において、 前記複数の液晶ライトバルブは、変調された後偶数回の
反射を経てもしくは変調された後反射せずに前記投射光
学手段に導かれる色光を変調する第1タイプの液晶ライ
トバルブと、変調された後奇数回の反射を経て前記投射
光学手段に導かれる色光を変調する第2タイプの液晶ラ
イトバルブとを備え、 前記第1タイプの液晶ライトバルブと前記第2タイプの
液晶ライトバルブとは、マトリクス状に配置された画素
電極と、該画素電極に接続されたスイッチング素子と、
該スイッチング素子を覆うように配置された光シールド
層とを有する液晶パネルを備え、 前記第1タイプの液晶ライトバルブの液晶パネルと前記
第2タイプの液晶ライトバルブの液晶パネルとは、それ
ぞれに配置された前記スイッチング素子の配置位置が互
いに面対称となるように構成されることを特徴とする投
射型表示装置。
1. A liquid crystal light valve for modulating a plurality of color lights, a color synthesizing means for synthesizing a plurality of color lights modulated by the liquid crystal light valve, and a light synthesized by the color synthesizing means. The projection type display device having projection optical means, wherein the plurality of liquid crystal light valves modulates color light guided to the projection optical means through an even number of reflections after modulation or without reflection after modulation. A first type of liquid crystal light valve; and a second type of liquid crystal light valve for modulating color light guided to the projection optical means through an odd number of reflections after being modulated. The second type of liquid crystal light valve includes: pixel electrodes arranged in a matrix; a switching element connected to the pixel electrodes;
A liquid crystal panel having a light shield layer disposed so as to cover the switching element, wherein the liquid crystal panel of the first type liquid crystal light valve and the liquid crystal panel of the second type liquid crystal light valve are respectively disposed. A projection type display device, wherein the arrangement positions of the switching elements are plane-symmetric with respect to each other.
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