JP3888344B2 - 液晶表示装置及び光学ブロック - Google Patents

Description

本発明は、映像データに基づいて変調された複数の色光を１つの映像となるように合成し、その合成された光をスクリーンに投射して映像表示を行う投射型液晶表示装置、並びにそのような投射型液晶表示装置が備える光学ブロックに関する。

例えば図１２に示す投射型液晶表示装置は、いわゆる３板方式として、赤，緑，青の３原色に対応した３つの液晶表示パネルを用いた液晶プロジェクタ１００である。

この液晶プロジェクタ１００は、ランプ等の光源から出射された光を赤，緑、青の３原色に対応した３つの色光に分離し、これら分離された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）を偏光ビームスプリッタ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂが各液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに導きながら、これら３つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂが映像データに基づく変調を行い、その変調された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）を合成プリズム１０３が１つの映像となるように合成し、その合成された光を投射レンズ１０４がスクリーンＳ’に投射することによって、スクリーンＳ’上に拡大投影されたカラー映像を表示する。

ところで、これらの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを構成する液晶表示素子には、大別して透過型と反射型とがある。透過型液晶表示素子は、背面に配置されたバックライトからの光を変調し透過光として出射するものであり、反射型液晶表示素子は、入射した光を変調し反射光として出射するものである。このうち、反射型液晶表示素子は、近年、プロジェクタの高精細化、小型化及び高輝度化が進むにつれて、高精細化及び小型化が可能であり且つ高い光利用効率が期待できる表示デバイスとして注目され、実際に実用化されている。

具体的に、反射型液晶表示素子は、ＩＴＯ(Indium-Tin Oxide)等の透明な導電材料からなる透明電極が設けられたガラス基板と、アルミニウムを主成分とする金属材料からなる反射画素電極が設けられた駆動回路基板とが互いに対向配置され且つその端縁部がシール材によって封止されると共に、内部に液晶を封入することで液晶層が形成された構造を有している。また、ガラス基板及び駆動回路基板の対向面には、それぞれ液晶を所定の方向に配向させるための配向膜が設けられている。

この反射型液晶表示素子では、互いに対向する透明電極と反射画素電極との間に電圧を印加することで、液晶層に対して電界が印加される。このとき、液晶層では、電極間の電位差に応じて光学的な特性が変化し、通過する光を変調させる。これにより、反射型液晶表示素子では、光変調による階調表示が可能となっている。

このような液晶表示素子に用いられる液晶には、誘電異方性（液晶分子の長軸に平行な誘電率ε(‖)と垂直な誘電率ε(⊥)との差Δε（＝ε(‖)―ε(⊥)））が正となるツイストネマティック液晶（以下、ＴＮ液晶という。）があり、水平配向液晶とも呼ばれている。このＴＮ液晶は、駆動電圧がゼロとなるとき、液晶分子が基板に対して略水平にツイストした状態で配向し、いわゆるノーマリーホワイト表示モードと呼ばれる白表示を行う。一方、駆動電圧が印加されると、液晶分子が基板対して垂直方向に立ち上がることで、黒レベルを与える。また、このＴＮ液晶では、駆動電圧を印加した際に、液晶分子がどの方向に立ち上がるかを予め設定しておく必要があるため、実際には一定の方向に数°〜１０゜程度のプレティルトを与えている。

また、最近では、負の誘電異方性を有するネマティック液晶を垂直配向させた垂直配向液晶を用いる液晶表示素子が、コントラストが高く、応答速度が速いため、注目されている。この垂直配向液晶は、駆動電圧がゼロとなるとき、液晶分子が基板に対して略垂直に配向し、いわゆるノーマリブラック表示モードと呼ばれる黒表示を行う。一方、駆動電圧が印加されると、液晶分子が所定の方向にティルトし、そのとき生じる複屈折により光の透過率を変化させる。

また、この垂直配向液晶では、図１３及び図１４に示すように、液晶分子２００の傾斜する方向が一様でないと明暗のムラが生じてしまうため、液晶分子２００の長軸を画素電極２０１が形成された駆動回路基板２０２の法線に対して傾けるプレティルト角θを一定の方向Ｘに僅かに与えて垂直配向させる必要がある。このプレティルトを与える方向Ｘ、すなわち液晶分子２００の配向方向は、一般的に偏光板等の光学系との組合せにより透過率が最大となるデバイスの略対角方向、すなわち略正方形状の画素電極２０１の略対角方向である略４５゜方向に設定されている。また、プレティルト角θがあまり大きいと、垂直配向性が劣化し、黒レベルが上昇してコントラストを低下させたり、Ｖ−Ｔ（駆動電圧−透過率）曲線に影響を与えることなる。したがって、一般的には、プレティルト角θを１゜〜５゜の角度範囲で制御している。

この垂直配向液晶にプレティルトを与える配向膜としては、酸化珪素（ＳｉＯ）等の無機材料を基板に対して斜め方向から蒸着させた斜方蒸着膜や、表面にラビング処理が施されたポリイミド等の高分子膜が用いられる。そして、プレティルトを与える方向及びその角度制御は、前者の斜方蒸着膜の場合には、その斜め蒸着の入射方向及び蒸着角度を制御し、後者の高分子膜の場合、そのラビング方向及びその条件を制御することで行われる。通常、その実用的な角度は、基板法線方向に対して４５゜〜６５゜程度である。

ところで、上述した液晶プロジェクタ１００では、図１２に示すように、３つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂによって変調された色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を合成プリズム１０３によって１つの映像となるように合成する際に、この合成プリズム１０３に対する各液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの幾何学的な配置の制約から、これら３つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂによって表示される赤，青，緑の映像をそのまま合成すると、液晶表示パネル１０２Ｇによる青の映像だけが、他の液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂによる赤，青の映像と左右が逆転したものとなる（図１２中に示すａ，ａ’を参照。）。

すなわち、この液晶表示パネル１０２Ｇによって変調された緑色光（Ｇ）は、合成プリズム１０３のダイクロイック面を透過してから投射レンズ１０４に入射するのに対して、液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂによって変調された赤色光（Ｒ）及び青色光（Ｂ）は、合成プリズム１０３のダイクロイック面で反射してから投射レンズ１０４に入射することになる（図１２中に示す実線，破線を参照。）。

このため、３つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂによって変調された色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が合成プリズム１０３によって合成されるまでの間に反射される回数が奇数回か偶数回（０回を含む。）かの違いによって、これら３つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂのうち、１つの液晶表示パネル１０２Ｇによる映像を、残り２つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂによる映像に対して、左右を反転させて表示するのが一般的である（例えば、特許文献参照。）。

したがって、上述した液晶プロジェクタ１００では、合成プリズム１０３によって合成された映像がスクリーンＳ’上で一致するように、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂによる赤，青の映像に対して、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇによる緑の映像を左右反転させて表示を行っている。

特許第２８６７９９２号公報

ところで、上述した従来の液晶プロジェクタ１００では、例えば図１６に示すように、スクリーンＳ’上で白表示の中に左上がりの黒の斜線Ｌを表示したときに、本来黒で表示されるはずの斜線Ｌが黒にマゼンダを混入したような色つきの斜線Ｌとして表示されることがある。また、この左上がりの斜線Ｌとは別に、スクリーンＳ’上で白表示の中に右上がりとなる黒の斜線Ｌを表示したときには、本来黒で表示されるはずの斜線Ｌが緑っぽい黒の斜線Ｌとして表示されることがあり、何れの場合も斜線表示において色つきが発生してしまい、画質が大幅に劣化してしまうといった問題があった。

そこで、このような斜線表示等における色つきの発生について、原因究明を行ったところ、上述した液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを構成する液晶表示素子に発生するディスクリネーションが深く関係していることが明らかとなった。以下、具体的な色つきの発生の問題について説明する。

先ず、液晶表示素子に発生するディスクリネーションについて説明する。

なお、ディスクリネーションは、上述した液晶が水平配向液晶であるか垂直配向液晶であるかによらず、基本的には同様な原理によって発生することから、以下の説明では、上述した図１３及び図１４に示す垂直配向液晶を用いた場合を例に挙げて説明する。

この液晶表示素子では、隣り合う画素電極２０１に対して異なる大きさの電圧が印加されると、画素間及びその近傍に面内方向の横電界が発生し、クロストークによる液晶分子２００の配列の乱れが生じる。そして、この液晶分子２００の乱れのことを、一般にディスクリネーションと呼んでいる。

例えば、一ラインを走査する毎に信号電圧の極性を反転させるライン反転駆動と呼ばれる駆動方法では、隣り合う画素電極２０１の電圧の極性が逆向きとなるとき、例えば±５Ｖの範囲で電圧の極性を反転させると、その電位差は１０Ｖにも達する。このため、本来なら全白表示であるところが、隣り合う画素電極２０１間の横電界によって液晶分子２００がティルトせずに、すなわち白状態とならずに少し暗い状態となってストライプ状のディスクリネーションを形成することになる。

液晶表示素子では、このようなディスクリネーションによる画質の劣化を防ぐため、フレーム毎に駆動電圧の極性を反転させるフレーム反転駆動と呼ばれる駆動方法を採用するのが一般的である。この駆動方法によれば、全白表示時に隣り合う画素電極２０１の電圧が同じとなるため、横電界によるディスクリネーションは形成されないことになる。また、中間調表示においても、少なくとも隣り合う画素電極２０１の電圧の極性が逆向きとはならず、電位差もライン反転駆動の半分となることから、上述したライン反転駆動法を採用する場合に比べて、クロストークはかなり低減されたものとになる。

しかしながら、このようなフレーム反転駆動法を採用した場合であっても、隣り合う画素が白と黒といった輝度差の大きい表示を行った場合には、これら隣り合う画素の画素電極２０１間において横電界によるクロストークの影響を避けることは困難である。

次に、上述した図１６に示すスクリーンＳ’上で白表示の中に黒の斜線（例えば左上がりの斜線）Ｌを表示した場合について、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂと、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇに発生するディスクリネーションの違いについて説明する。

上述した液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを構成する液晶表示素子の配向方向は、共にデバイスの対角方向において同一方向（例えばフレキシブル配線Ｆ’を右手に見て左上がりの方向）Ｘ１’，Ｘ２’である。この場合、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂは、左上がりの斜線Ｌ１’と配向方向Ｘ１’とが同一方向となる。一方、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇは、左右を反転させて表示することから、右上がりの斜線Ｌ２’と配向方向Ｘ２’とが面内で略９０゜だけ異なった方向となる。

したがって、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂには、図１７に示すように、白表示の画素２０１ａの中に１画素による左上がり斜線Ｌ１’を黒表示の画素２０１ｂによって表示したとき、この黒表示の画素２０１ｂと隣接する白表示の画素２０１ａには、図１８Ａに拡大して示すように、配向方向Ｘ１’に位置する角部（図１８Ａ中に示す左上の角部）から黒表示の画素２０１ｂとの境界に沿って湾曲して伸びるディスクリネーションライン２０３ａ，２０３ｂが形成される。

一方、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇには、白表示の画素２０１ａの中に１画素による右上がり斜線Ｌ２’を黒表示の画素２０１ｂによって表示することから、この黒表示の画素２０１ｂと隣接する白表示の画素２０１ａには、図１８Ｂに拡大して示すように、配向方向Ｘ２’に位置する角部（図１８Ｂ中に示す左上の角部）から黒表示の画素２０１ｂとの境界に沿って湾曲して伸びるディスクリネーションライン２０３ｃ，２０３ｄが形成される。

ここで、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂと、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇでは、表示の違いによって、黒表示の画素が隣接する白表示の画素から受ける横電界の大きさが異なっている。

具体的に、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂでは、黒表示の画素２０１ｂが、図１８Ａ中左上の角部において、白表示の２画素２０１ａと黒表示の１画素２０１ｂと隣接することになる。この場合、黒表示の画素２０１ｂは、隣接する黒表示の１画素２０１ｂとは同電位なので、この黒表示の１画素２０１ｂからは横電界の影響をほとんど受けないと考えられる。

一方、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇでは、黒表示の画素２０１ｂが、図１８中Ｂ左上の角部において、白表示の３画素２０１ａと隣接することになる。この場合、黒表示の画素２０１ｂは、隣接する白表示の３画素２０１ａから横電界の影響を大きく受けることになり、また、これは、横電界の電気力線の形状も異なることを意味する。

このため、図１５Ａに示す液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂと、図１５Ｂに示す液晶表示パネル１０２Ｇでは、ディスクリネーションの出方が僅かであるが異なることになる。

したがって、上述した液晶プロジェクタ１００では、これら３つの液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂによって変調された色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を合成プリズム１０３によって１つの映像となるように合成し、スクリーンＳ’上で白表示の中に左上がりの黒の斜線Ｌを表示した場合には、図１９に拡大して示すように、上述したディスクリネーションライン２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの出方の違いによって、液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂの黒レベルの方が液晶表示パネル１０２Ｇの黒レベルよりも高くなる。この場合、本来黒で表示されるべき斜線Ｌが黒にマゼンダを混入したような色つきの斜線Ｌとして表示されることなる。

逆に、スクリーンＳ’上で白表示の中に右上がりの黒の斜線Ｌを表示した場合には、上述したディスクリネーション２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの出方の違いによって、液晶表示パネル１０２Ｇの黒レベルの方が液晶表示パネル１０２Ｒ，１０２Ｂの黒レベルよりも高くなる。この場合、本来黒で表示されるべき斜線Ｌが緑っぽい黒の斜線Ｌとして表示されることなる。

なお、白表示の画素２０１ａの中に２画素×２画素による斜線を黒表示の画素２０１ｂによって表示した場合も、白表示の画素２０１ａと隣接する黒表示の画素２０１ｂの周りに同様な色つきが発生した。また、この色つきの現象は、黒表示の中に白の斜線を表示した場合も、同様に現れるが、特に黒表示の場合に顕著に現れた。

以上のように、従来の投射型液晶表示装置では、複数の液晶表示素子によって変調された色光を１つの映像となるように合成した際に、各液晶表示素子に発生するディスクリネーションの違いよる色つきが発生してしまい、画質の劣化を招くといった実用上の問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、複数の液晶表示素子によって変調された色光を１つの映像となるように合成した際に、各液晶表示素子に発生するディスクリネーションの違いよる色つきの発生を防ぐことによって、高画質表示を行うことを可能とした投射型液晶表示装置、並びにそのような投射型液晶表示装置が備える光学ブロックを提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係る投射型液晶表示装置は、入射した複数の色光を映像データに基づいて変調する各色光に対応した複数の液晶表示素子と、上記各液晶表示素子により変調された色光を１つの映像となるように合成する光合成手段と、上記光合成手段により合成された光をスクリーンに投射する投射手段とを有する投射型液晶表示装置であって、上記液晶表示素子は、一主面上に透明電極とこの透明電極を被覆する配向膜とが形成された透明基板と、上記透明基板と対向配置され、上記透明電極と対向する主面に各画素に対応した複数の駆動回路及び反射画素電極とこれら複数の反射画素電極を被覆する配向膜とが形成された駆動回路基板と、上記透明基板側の配向膜と上記駆動回路基板側の配向膜との間に介在される液晶層とを有する。そして、上記液晶層は、負の誘電異方性を有し、上記配向膜によって液晶分子を所定の配向方向にプレティルトを与えて垂直配向させた垂直配向液晶からなり、上記複数の液晶表示素子の配向方向は、表示領域を形成する上記画素の略対角方向であり、上記スクリーンに表示される映像において互いに一致した方向となるように、上記光合成手段を介して他の液晶表示素子に対して映像が反転される液晶表示素子の配向方向を、上記他の液晶表示素子の画素に対する配向方向とは異なる対角方向とするように構成されることを特徴とする。

また本発明に係る光学ブロックは、映像データに基づいて変調された複数の色光を１つの映像となるように合成し、その合成された光をスクリーンに投射して映像表示を行う投射型液晶表示装置が備える光学ブロックであって、上記複数の色光を映像データに基づいて変調する各色光に対応した複数の液晶表示素子と、上記各液晶表示素子により変調された色光を１つの映像となるように合成する光合成手段とを備える。この光学ブロックを構成する上記液晶表示素子は、一主面上に透明電極とこの透明電極を被覆する配向膜とが形成された透明基板と、上記透明基板と対向配置され、上記透明電極と対向する主面に各画素に対応した複数の駆動回路及び反射画素電極とこれら複数の反射画素電極を被覆する配向膜とが形成された駆動回路基板と、上記透明基板側の配向膜と上記駆動回路基板側の配向膜との間に介在される液晶層とを有する。そして、上記液晶層は、負の誘電異方性を有し、上記配向膜によって液晶分子を所定の配向方向にプレティルトを与えて垂直配向させた垂直配向液晶からなり、上記複数の液晶表示素子の配向方向は、表示領域を形成する上記画素の略対角方向であり、上記スクリーンに表示される映像において互いに一致した方向となるように、上記光合成手段を介して他の液晶表示素子に対して映像が反転される液晶表示素子の配向方向を、上記他の液晶表示素子の画素に対する配向方向とは異なる対角方向とするように構成されることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、スクリーンに表示される映像において、各液晶表示素子の配向方向が互いに一致した方向となるように、他の液晶表示素子に対して映像が反転される液晶表示素子の配向方向を、他の液晶表示素子の配向方向とは異なる方向とすることから、各液晶表示素子によって変調された色光を１つの映像となるように光合成手段が合成した際に、各液晶表示素子に発生するディスクリネーションをスクリーン上で一致させることができる。したがって、映像が反転される液晶表示素子と他の液晶表示素子とのディスクリネーションの違いよる色つきの発生を防ぎ、良好な画質表示を行うことが可能である。

以下、本発明を適用した投射型液晶表示装置及び光学ブロックについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した投射型液晶表示装置は、図１に示すように、いわゆる３板方式として、赤，緑，青の３原色に対応した３つの反射型液晶表示素子を使用し、スクリーンＳ上に拡大投影されたカラー映像を表示する反射型液晶プロジェクタ１である。

この反射型液晶プロジェクタ１は、照明光を出射する光源であるランプ２と、ランプ２からの照明光を赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）に分離する光分離手段であるダイクロイック色分離フィルタ３及びダイクロイックミラー４と、これら分離された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）を映像データに基づいて変調する各色に対応した液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと、変調された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）を１つの映像となるように合成する光合成手段である合成プリズム６と、合成された照明光をスクリーンに投射する投射手段である投射レンズ７とを備えている。

ランプ２は、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）を含む白色光を照射するものであり、例えばハロゲンランプや、メタルハライドランプ、キセノンランプ等からなる。

また、ランプ２とダイクロイック色分離フィルタ３との間の光路中には、ランプ２から出射された照明光の照度分布を均一化するフライアイレンズ８や、照明光のＰ，Ｓ偏光成分を一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）に変換する偏光変換素子９、照明光を集光させるコンデンサレンズ１０等が配置されている。

ダイクロイック色分離フィルタ３は、ランプ２から照射された白色光を青色光（Ｂ）とその他の色光（Ｒ，Ｇ）とに分離する機能を有し、分離された青色光（Ｂ）とその他の色光（Ｒ，Ｇ）とを互いに逆向きに反射させる。

また、ダイクロイック色分離フィルタ３と液晶表示パネル５Ｂとの間には、分離された青色光（Ｂ）を液晶表示パネル５Ｂに向けて反射させる全反射ミラー１１が配置され、ダイクロイック色分離フィルタ３とダイクロイックミラー４との間には、分離されたその他の色光（Ｒ，Ｇ）をダイクロイックミラー４に向けて反射させる全反射ミラー１２が配置されている。

ダイクロイックミラー４は、その他の色光（Ｒ，Ｇ）を赤色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）とに分離する機能を有し、分離された赤色光（Ｒ）を液晶表示パネル５Ｒに向かって透過させ、分離された緑色光（Ｇ）を液晶表示パネル５Ｇに向かって反射させる。

また、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと合成プリズム６との間には、それぞれ分離された各色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに導く偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが配置されている。

各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、入射した各色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離する機能を有し、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに向かって反射させ、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を合成プリズム６に向かって透過させる。

各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、反射型液晶表示素子５０からなり、各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂによって導かれた一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の光を映像信号に応じて偏光変調させながら、その偏光変調された光を各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに向かって反射させる。

具体的に、この反射型液晶表示素子５０は、図２に示すように、互いに対向配置された透明基板５１及び駆動回路基板５２と、これら透明基板５１と駆動回路基板５２との間に介在される液晶層５３と、これら透明基板５１と駆動回路基板５２との端縁部を封止するシール材５４とを備えている。

透明基板５１は、駆動回路基板５２と対向する主面上に、光透過性を有する透明電極５５が全面に亘って形成されたガラス基板５１ａからなる。この透明電極５５は、例えば酸化すず（ＳｎＯ_２）と酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）との固溶体物質であるＩＴＯ(Indium-Tin Oxide)等の透明な導電材料からなり、全画素領域で共通の電位（例えば接地電位）が印加されるようになっている。

駆動回路基板５２は、図２，図３及び図４に示すように、例えばＣ−ＭＯＳ(Complementary-Metal Oxide Semiconductor)型やｎチャンネルＭＯＳ型のＦＥＴ(Field Effect Transistor)５６と、液晶層５３に電圧を供給する補助容量であるコンデンサ５７とからなるスイッチング駆動回路５８を、シリコン基板５２ａ上に各画素毎にマトリクス状に複数配列して形成したものである。また、このシリコン基板５２ａ上には、各ＦＥＴ７のソース電極と電気的に接続された信号線５９と、各ＦＥＴ５６のゲート電極と電気的に接続された走査線６０とが互いに直交する方向に複数並んで形成されており、これら信号線５９と走査線６０との交差位置が各画素６１ａに対応した表示領域６１となっている。さらに、これら表示領域６１の外側には、各信号線５９に表示電圧を印加する信号ドライバ６２と、各走査線６０に選択パルスを印加する走査ドライバ６３とがロジック部として形成されている。なお、スイッチング駆動回路５８は、液晶層５３の駆動電圧に対応した耐圧がトランジスタに要求されるため、一般的にロジック部よりも高い耐圧プロセスで作製される。

また、シリコン基板５２ａ上には、各ＦＥＴ５６のドレイン電極と電気的に接続された略正方形状の反射画素電極６４が、各画素６１ａ毎にマトリクス状に複数配列して形成されている。この反射画素電極６４は、可視領域で高い反射率を有する、例えばアルミニウム（Ａｌ）、具体的には、ＬＳＩプロセスで配線に用いられる銅（Ｃｕ）やシリコン（Ｓｉ）を数重量％以下だけ添加したアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属膜からなる。この反射画素電極６４は、透明基板５１側から入射した光を反射する機能及び液晶層５３に対して電圧を印加する機能を有しており、さらに反射率を上げるため、誘電体ミラーのような多層膜をＡｌ膜上に積層したものであってもよい。

なお、ここでは、反射画素電極６４の一辺の長さを、例えば８．４μｍ程度とし、隣接する反射画素電極６４の間に設けられた隙間、いわゆる画素スペースを０．６μｍ（一般的には、０．３〜０．７μｍ程度）としている。したがって、隣接する反射画素電極６４の画素ピッチは、９（＝８．４＋０．６）μｍ程度である（一般的には７〜１５μｍ程度）。また、この反射画素電極６４の厚みは、１５０〜２５０ｎｍ程度である。

また、これら透明基板５１と駆動回路基板５２との互いに対向する対向面には、それぞれ透明電極５５及び反射画素電極６４を被覆する配向膜６５，６６が形成されている。これら配向膜６５，６６は、後述する液晶層５３の液晶分子５３ａを所定の方向に配向させるため、例えば酸化珪素（ＳｉＯ _２ ）等の無機材料を上記シリコン基板５２ａに対して斜め方向から蒸着させた斜方蒸着膜等や、表面にラビング処理が施されたポリイミド等の高分子膜からなる。なお、液晶層５３のプレティルトを与える方向及びその角度制御は、前者の斜方蒸着膜の場合には、その斜め蒸着の入射方向及び蒸着角度を制御し、後者の高分子膜の場合、そのラビング方向及びその条件を制御することで行われる。通常、その実用的な角度は、基板法線方向に対して４５゜〜６５゜程度である。

液晶層５３は、負の誘電異方性を有するネマティック液晶を上述した配向膜６５，６６によって垂直配向させた垂直配向液晶からなる。この垂直配向液晶は、駆動電圧がゼロとなるとき、液晶分子５３ａがシリコン基板５２ａに対して略垂直に配向し、いわゆるノーマリブラック表示モードと呼ばれる黒表示を行う。一方、駆動電圧が印加されると、液晶分子５３ａが所定の方向にティルトし、そのとき生じる複屈折により光の透過率を変化させる。また、この垂直配向液晶では、上述した図１３及び図１４に示す場合と同様に、液晶分子５３ａの傾斜する方向が一様でないと明暗のムラが生じてしまうため、液晶分子５３ａの長軸を反射画素電極６４が形成された駆動回路基板５２の法線に対して傾けるプレティルト角θを一定の方向Ｘに僅かに与えて垂直配向させている。このプレティルトを与える方向Ｘ、すなわち液晶分子５３ａの配向方向は、偏光板等の光学系との組合せにより透過率が最大となる表示領域６１の略対角方向、すなわち反射画素電極６４の略対角方向である略４５゜方向に設定されている。また、プレティルト角θがあまり大きいと、垂直配向性が劣化し、黒レベルが上昇してコントラストを低下させたり、Ｖ−Ｔ（駆動電圧−透過率）曲線に影響を与えることなる。したがって、プレティルト角θを１゜〜７゜の角度範囲で制御している。

シール材５４は、エポキシ系樹脂等からなり、透明基板５１と駆動回路基板５２との間にガラスビーズ（図示せず。）を適当な数だけ分散させた後に、数μｍ程度の厚みで配向膜６５，６６の間を封止するように形成されている。なお、シール材５４は、これら配向膜６５，６６の側面を覆うように形成することも可能である。

以上のように構成される反射型液晶表示素子５０では、透明基板５１側から入射した入射光が、液晶層５３を通過しながら、駆動回路基板５２側の反射画素電極６４で反射された後に、反射光として入射光とは逆向きに、液晶層５３及び透明基板５１を通過して出射される。このとき、液晶層５３は、透明電極５５と反射画素電極６４との間に印加される駆動電圧の電位差に応じて、その光学的な特性が変化し、通過する光を変調させることになる。したがって、この反射型液晶表示素子５０では、上述した光変調による階調表現が可能となり、その変調された反射光を映像表示に利用することが可能となっている。

合成プリズム６は、図１に示すように、いわゆるクロスキューブプリズムであり、各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを通過した他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の各色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を合成する機能を有し、合成された光を投射レンズ７に向かって出射する。具体的に、この合成プリズム６は、４つの直角プリズムを貼り合わせてなるものであり、それぞれの貼り合わせ面には、特定の波長の光を反射させるダイクロイック層が形成されている。そして、この合成プリズム６は、液晶表示パネル５Ｒによって変調された赤色光（Ｒ）を投射レンズ７側に反射させ、液晶表示パネル５Ｇによって変調された緑色光（Ｇ）を投射レンズ７側に透過させ、液晶表示パネル５Ｂによって変調された青色光（Ｂ）を投射レンズ７側に反射させることによって、これらの色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を１つの映像となるように合成する。

投射レンズ７は、合成プリズム６からの光をスクリーンＳに向かって拡大投影する機能を有している。

以上のように構成される反射型液晶プロジェクタ１では、ランプ２から出射された白色光がダイクロイック色分離フィルタ３及びダイクロイックミラー４によって赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）に分離される。これら分離された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）は、Ｓ偏光成分の光であり、各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを通って各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂへと入射される。各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに入射された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）は、映像データに基づいて、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの各画素に印加される駆動電圧に応じて偏光変調された後、各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに向かって反射される。そして、これら変調された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）は、Ｐ偏光成分の光のみが各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過し、合成プリズム６によって１つの映像となるように合成され、この合成された光が投射レンズ７によってスクリーンＳに投射されることになる。そして、このスクリーンＳ上に拡大投影されたカラー映像を表示する。

ここで、反射型液晶プロジェクタ１は、合成プリズム６によって合成された映像がスクリーンＳ上で一致するように、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂによる赤，青の映像に対して、液晶表示パネル５Ｇによる緑の映像を左右反転させて表示する。

また、この反射型液晶プロジェクタ１では、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂによって変調された光に応じた映像をスクリーンＳに投射することによってカラー映像表示を行うが、上述した各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを構成する反射型液晶表示素子５０は、駆動電圧がゼロとなる場合、入射されたＳ偏光成分の光をそのままＳ偏光成分の光として反射することになる。この場合、赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ），青色光（Ｂ）が各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過せずに、いわゆるノーマリブラック表示モードと呼ばれる黒表示を行う。また、この反射型液晶表示素子５０では、駆動電圧の上昇と共に偏光変調されたＰ偏光成分の光が増加することで透過率が上昇することになる。

また、この反射型液晶プロジェクタ１では、上述した各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ、合成プリズム６及び各偏光ビームスプリッタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが一体化されることによって、１つの光学ブロック２０を構成しており、このような光学ブロック２０を備えることで、更なる小型化が図られている。

ところで、この反射型液晶プロジェクタ１では、スクリーンＳに表示される映像において、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの配向方向が互いに一致した方向となるように、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂに対して映像が反転される液晶表示パネル５Ｇの配向方向を、残りの液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂの配向方向とは異なる方向とする。

この場合、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂによって変調された色光Ｒ，Ｇ，Ｂを１つの映像となるように合成プリズム６が合成した際に、この合成プリズム６により合成された光によってスクリーンＳ上に映し出された映像において、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに発生するディスクリネーションの形状や大きさ等をスクリーンＳ上で一致させることができる。

具体的に、上述した図１６に示すスクリーンＳ上で白表示の中に黒の斜線（例えば左上がりの斜線）Ｌを表示する場合を例に挙げて説明する。

この反射型液晶プロジェクタ１では、合成プリズム６によって合成された映像がスクリーンＳ上で一致するように、図５Ａに示す液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂによって表示される左上がりの斜線Ｌ１に対して、図５Ｂに示す液晶表示パネル５Ｇによって表示されるのは、左右反転させた右上がりの斜線Ｌ２である。

図５Ａに示す液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂの配向方向Ｘ１は、上述した液晶表示素子５０における表示領域６１の略対角方向のうち、フレキシブル配線Ｆを右手に見て左上がりの略４５゜方向に設定されている。したがって、これら液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂでは、左上がりの斜線Ｌ１と配向方向Ｘ１とが略同一方向となっている。

一方、図５Ｂに示す液晶表示パネル５Ｇの配向方向は、映像の反転に応じて液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂの配向方向Ｘ１が反転される方向である。したがって、この液晶表示パネル５Ｇの配向方向Ｘ２は、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂの配向方向Ｘ１とは面内で略９０゜だけ異なったフレキシブル配線Ｆを右手に見て右上がりの略４５゜方向に設定されている。すなわち、この液晶表示パネル５Ｇでは、右上がりの斜線Ｌ２と配向方向Ｘ２とが同一方向となっている。

また、図５Ａに示す液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂは、図６Ａに拡大して示すように、白表示の画素６４ａの中に１画素による左上がり斜線を黒表示の画素６４ｂによって表示することから、この黒表示の画素６４ｂと隣接する白表示の画素６４ａには、配向方向Ｘ１に位置する角部（図６Ａ中に示す左上の角部）から黒表示の画素６４ｂとの境界に沿って湾曲して伸びるディスクリネーションライン７０ａ，７０ｂが形成される。

一方、図５Ｂに示す液晶表示パネル５Ｇは、図６Ｂに拡大して示すように、白表示の画素６４ａの中に１画素による右上がり斜線を黒表示の画素６４ｂによって表示することから、この黒表示の画素６４ｂと隣接する白表示の画素６４ａには、配向方向Ｘ２に位置する角部（図６Ｂ中に示す右上の角部）から黒表示の画素６４ｂとの境界に沿って湾曲して伸びるディスクリネーションライン７０ｃ，７０ｄが形成される。

したがって、上述した液晶プロジェクタ１では、これら３つの液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂによって変調された色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を合成プリズム６によって１つの映像となるように合成し、スクリーンＳ上で白表示の中に左上がりの黒の斜線Ｌを表示した場合には、図７に拡大して示すように、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂに発生するディスクリネーションライン７０ａ，７０ｂと、液晶表示パネル５Ｇに発生するディスクリネーションライン７０ｃ，７０ｄとをスクリーンＳ上で一致させることができる。

以上のようして、この反射型液晶プロジェクタ１では、スクリーンＳ上に白表示の中に左上がりの黒の斜線Ｌを適切に表示することできる。逆に、スクリーンＳ上で白表示の中に右上がりとなる黒の斜線Ｌを表示した場合でも、この右上がりの黒の斜線Ｌを適切に表示することできる。

上述したように、この反射型液晶プロジェクタ１では、スクリーンＳに表示される映像において、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの配向方向が互いに一致した方向となるように、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂに対して映像が反転される液晶表示パネル５Ｇの配向方向を、その映像の反転に応じて残りの液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂの配向方向が反転される方向とすることで、斜線表示等における色つきの発生を防ぎ、良好な高画質表示を行うことが可能である。

次に、本発明を適用した反射型液晶プロジェクタ１を実際に作製した実施例について説明する。また、実施例と比較するために作製した比較例について説明する。
＜実施例＞
実施例では、反射型液晶プロジェクタ１の３つの液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとなる反射型液晶表示素子５０を作製した。すなわち、この反射型液晶表示素子を作製する際は、先ず、ＩＴＯ膜からなる透明電極が成膜されたガラス基板と、Ａｌ膜からなる正方形の反射画素電極が形成されたシリコン基板とを作製し洗浄を行った後に、蒸着装置を用いて酸化珪素からなる配向膜を斜め蒸着により成膜した。なお、反射画素電極の画素ピッチは９μｍとし、画素スペースＣは０．６μｍとした。配向膜の厚みは、５０ｎｍであり、液晶のプレティルト角が約２．５゜となるように配向膜の蒸着角度を５５゜となる範囲で制御する。また、プレティルトを与える方向（液晶分子の配向方向）は、反射画素電極の略対角方向とする。次に、配向膜が形成された両基板の間に直径２μｍのガラスビーズを適当な数だけ散布し、エポキシ樹脂からなるシール材を用いて両基板を対向配置させた状態で端縁部を封止する。次に、メルク社製の負の誘電異方性を有するネマティック液晶材料を内部に注入し、セル厚が２μｍとなる反射型液晶表示素子５０を作製した。

ここで、反射型液晶表示素子５０は、配向方向が反射画素電極の略対角方向において、フレキシブル配線Ｆを右手に見て左上がりの略４５゜方向に設定されるＡタイプと、フレキシブル配線Ｆを右手に見て右上がりの略４５゜方向に設定されるＢタイプとを作製した。

そして、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂには、Ａタイプのものを使用し、液晶表示パネル５Ｇには、Ｂタイプのものを使用し、これらを上記反射型液晶プロジェクタ１に組み込むことで、実施例の反射型液晶プロジェクタ１を作製した。

＜比較例＞
比較例では、上述した液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに上記Ａタイプのものを使用する以外は、上記実施例の反射型液晶プロジェクタ１と同様に作製した。

そして、これら実施例の反射型液晶プロジェクタと比較例の反射型液晶プロジェクタとを用いて、それぞれスクリーンＳ上に表示された画像の色つきの発生について観察を行った。

なお、観察に用いる画像は、図８Ａに示すモノスコパターンであり、このモノスコパターンの中央部分に存在する左右の斜め線を用いて観察を行った。さらに、図８Ｂに示す白表示の中に１画素による左上がりの斜め線及び右上がりの斜め線が複数形成されたものを観察に用いた。

比較例の反射型液晶プロジェクタでは、本来黒で表示されるはずの右上がりの斜め線が黒にマゼンダを混入したような色つきの斜線として表示される一方、この左上がりの斜め線とは別に、右上がりの斜め線が緑っぽい黒の斜線として表示された。

これに対して、実施例の反射型液晶プロジェクタでは、そのような色つきの発生は全く見られなかった。また、実施例の反射型液晶プロジェクタでは、組合せを変えて、液晶表示パネル５Ｒ，５ＢにＢタイプのものを使用し、液晶表示パネル５ＧにＡタイプのものを使用したが、この場合も色つきの発生は全く見られなかった。

以上のことからも、他の液晶表示パネルに対して映像が反転される液晶表示パネルの配向方向を、その映像の反転に応じて他の液晶表示パネルの配向方向が反転される方向と一致させることによって、色つきの発生の問題を解消し、画質の劣化を防ぐことが可能である。

ここで、液晶プロジェクタ１に用いられる複数の液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、変調された色光Ｒ，Ｇ，Ｂが合成プリズム６により合成されるまでの間に反射される回数が奇数回か偶数回（０回を含む。）かの違いによって、映像が反転される液晶表示パネル５Ｇと、他の液晶表示パネル５Ｒ，５Ｂとに分類することができる。

したがって、例えば図９に示すように、上述した液晶プロジェクタ１の液晶表示パネル５Ｇと偏光ビームスプリッタ１３Ｇとの間に全反射ミラー２１を追加すれば、液晶表示パネル５Ｇに表示される映像を反転させることなく、全て同じタイプの液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを用いて映像表示を行うことが可能である。

しかしながら、このような反射ミラー２１を光学ブロック２０内に追加した場合には、各液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから合成プリズム６までの光学距離が不一致となるため、明るさが低下する等の問題が発生してしまう。さらに、光学距離を一致させるためには、ブロック全体を大きく設計しなければならず、部品点数も増加し、小型化に不利な設計となってしまう。

なお、本発明は、上述した図１に示す反射型液晶プロジェクタ１の構成に限定されるものではなく、例えば図１０に示す第１の変形例のように、合成プリズム６に代わって、２枚のダイクロイックミラーを組み合わせたダイクロイッククロスミラー２２を光合成手段として用いた構成であってもよい。

この場合も、液晶表示パネル５Ｒによって変調された赤色光（Ｒ）を投射レンズ７側に反射させ、液晶表示パネル５Ｇによって変調された緑色光（Ｇ）を投射レンズ７側に透過させ、液晶表示パネル５Ｂによって変調された青色光（Ｂ）を投射レンズ７側に反射させることによって、これらの色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を１つの映像となるように合成することができる。

また、本発明は、例えば図１１に示す第２の変形例のように、合成プリズム６に代わって、４枚のダイクロイックミラー２３，２４，２５，２６を用いた構成であってもよい。

このうち、ダイクロイックミラー２３は、ランプ２から照射された白色光を青色光（Ｂ）とその他の色光（Ｒ，Ｇ）とに分離する機能を有し、分離された青色光（Ｂ）を偏光ビームスプリッタ１３Ｂに向かって反射させ、その他の色光（Ｒ，Ｇ）を透過させる。
ダイクロイックミラー２４は、その他の色光（Ｒ，Ｇ）を赤色光（Ｒ）と緑色光（Ｇ）とに分離する機能を有し、分離された赤色光（Ｒ）を偏光ビームスプリッタ１３Ｒに向かって透過させ、分離された緑色光（Ｇ）を偏光ビームスプリッタ１３Ｇに向かって反射させる。ダイクロイックミラー２４は、液晶表示パネル５Ｒによって変調された赤色光（Ｒ）をダイクロイックミラー２５に向かって透過させ、液晶表示パネル５Ｇによって変調された緑色光（Ｇ）をダイクロイックミラー２５に向かって反射させる。ダイクロイックミラー２５は、液晶表示パネル５Ｂによって変調された青色光（Ｇ）を投射レンズ７に向かって透過させ、液晶表示パネル５Ｒ，５Ｇによって変調された赤色光（Ｒ），緑色光（Ｇ）を投射レンズ７に向かって反射させる。そして、この場合も、これらの色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を１つの映像となるように合成することができる。

産業上の利用性

なお、本発明は、上述した反射型液晶プロジェクタ１に限定されるものではなく、映像データに基づいて変調された複数の色光を１つの映像となるように合成し、その合成された光をスクリーンに投射して映像表示を行う投射型液晶表示装置に対して広く適用可能である。

また、本発明は、上述した垂直配向液晶を用いた反射型液晶表示素子に限定されるものではなく、上述した液晶の種類によらず、ディスクリネーションを生じさせる液晶表示素子を用いた投射型液晶表示装置に対して広く適用可能である。

本発明を適用した液晶プロジェクタの構成を示すブロック図である。 反射型液晶表示素子の構成を示す断面図である。 上記反射型液晶表示素子の駆動回路基板の構成を示す模式図である。 上記反射型液晶表示素子のスイッチング駆動回路の構成を示す回路図である。 Ａは、上記液晶プロジェクタを構成する赤，青の液晶表示パネルに表示される斜線の方向及び配向方向を示す平面図であり、Ｂは、上記液晶プロジェクタを構成する緑の液晶表示パネルに表示される斜線の方向及び配向方向を示す平面図である。 Ａは、上記液晶プロジェクタを構成する赤，青の液晶表示パネルの画素の表示状態を拡大して示す平面図であり、Ｂは、上記液晶プロジェクタを構成する緑の液晶表示パネルの画素の表示状態を拡大して示す平面図である。 上記液晶プロジェクタによってスクリーン上に表示された斜線を拡大して示す平面図である。 Ａは、画像評価のためのモノスコパターンを示す図であり、Ｂは、画像評価のための複数の斜線を示す図である。 本発明を適用した液晶プロジェクタと比較するための変形例を示すブロック図である。 本発明を適用した液晶プロジェクタの第１の変形例を示すブロック図である。 本発明を適用した液晶プロジェクタの第２の変形例を示すブロック図である。 従来の液晶プロジェクタの要部の構成を示すブロック図である。 垂直配向液晶に与えるプレティルトの方向を示す駆動回路基板の平面図である。 液晶分子の配向方向を示し、Ａは、その平面図であり、Ｂは、その側面図である。 Ａは、上記従来の液晶プロジェクタを構成する赤，青の液晶表示パネルに表示される斜線の方向及び配向方向を示す平面図であり、Ｂは、上記従来の液晶プロジェクタを構成する緑の液晶表示パネルに表示される斜線の方向及び配向方向を示す平面図である。 スクリーン上に表示される斜線を示す平面図である。 スクリーン上に表示される斜線に対応した液晶表示パネルの画素の表示状態を示す平面図である。 Ａは、上記従来の液晶プロジェクタを構成する赤，青の液晶表示パネルの画素の表示状態を拡大して示す平面図であり、Ｂは、上記液晶プロジェクタを構成する緑の液晶表示パネルの画素の表示状態を拡大して示す平面図である。 上記従来の液晶プロジェクタによってスクリーン上に表示された斜線を拡大して示す平面図である。

符号の説明

１ 反射型液晶プロジェクタ、 ２ ランプ、 ３ ダイクロイック色分離フィルタ、 ４ ダイクロイックミラー、 ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ 液晶表示パネル、 ６ 合成プリズム、 ７ 投射レンズ、 １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 偏光ビームスプリッタ、 ２０ 光学ブロック、 ５０ 反射型液晶表示素子、 ５１ 透明基板、 ５２ 駆動回路基板、 ５３ 液晶層、 ５５透明電極、 ５８ スイッチング駆動回路、 ６４ 反射画素電極、 ６５，６６ 配向膜

Claims (18)

1. 入射した複数の色光を映像データに基づいて変調する各色光に対応した複数の液晶表示素子と、上記各液晶表示素子により変調された色光を１つの映像となるように合成する光合成手段と、上記光合成手段により合成された光をスクリーンに投射する投射手段とを有する投射型液晶表示装置であって、
   上記液晶表示素子は、
   一主面上に透明電極とこの透明電極を被覆する配向膜とが形成された透明基板と、
   上記透明基板と対向配置され、上記透明電極と対向する主面に各画素に対応した複数の駆動回路及び反射画素電極とこれら複数の反射画素電極を被覆する配向膜とが形成された駆動回路基板と、
   上記透明基板側の配向膜と上記駆動回路基板側の配向膜との間に介在される液晶層とを有し、
   上記液晶層は、負の誘電異方性を有し、上記配向膜によって液晶分子を所定の配向方向にプレティルトを与えて垂直配向させた垂直配向液晶からなり、
   上記複数の液晶表示素子の配向方向は、表示領域を形成する上記画素の略対角方向であり、上記スクリーンに表示される映像において互いに一致した方向となるように、上記光合成手段を介して他の液晶表示素子に対して映像が反転される液晶表示素子の配向方向を、上記他の液晶表示素子の画素に対する配向方向とは異なる対角方向とするように構成されることを特徴とする投射型液晶表示装置。
2. 隣接する上記反射画素電極の間に設けられた隙間が０．７μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の投射型液晶表示装置。
3. 上記画素は、略正方形であることを特徴とする請求項１記載の投射型液晶表示装置。
4. 光源と、上記光源から出射された光を複数の色光に分離する光分離手段と、上記光分離手段により分離された色光の所定の偏光成分の光を上記液晶表示素子に入射させる偏光ビームスプリッタとをさらに備え、
   上記映像が反転される液晶表示素子の配向方向と上記他の液晶表示素子の配向方向とは、それぞれの液晶表示素子の画素辺に対し略４５°異なる方向に傾斜し、上記偏光ビームスプリッタにより分離された上記所定の偏光成分の光を映像データに基づいて変調することを特徴とする請求項３記載の投射型液晶表示装置。
5. 上記反射画素電極を被覆する配向膜は、無機材料を上記駆動回路基板の主面に対して斜め方向から蒸着させた斜方蒸着膜であることを特徴とする請求項１記載の投射型液晶表示装置。
6. 上記光分離手段は、上記光源から出射された光を赤、緑、青の３原色に対応した色光に分離し、
   上記複数の液晶表示素子は、これら赤、緑、青の３原色に対応した３つの液晶表示素子であり、このうち少なくとも１つの液晶表示素子の配向方向を、他の液晶表示素子の配向方向とは異なる方向とすることを特徴とする請求項４記載の投射型液晶表示装置。
7. 上記液晶表示素子は、映像信号のフレーム毎に駆動電圧の極性を反転させるフレーム反転駆動により駆動されることを特徴とする請求項１記載の投射型液晶表示装置。
8. 上記複数の液晶表示素子は、変調された色光が上記光合成手段により合成されるまでの間に反射される回数が奇数回か偶数回（０回を含む。）かの違いによって、上記映像が反転して表示される液晶表示素子と、上記他の液晶表示素子とに分類されることを特徴とする請求項１記載の投射型液晶表示装置。
9. 上記複数の液晶表示素子における黒表示の画素に隣接する白表示の画素の一部に現れるディスクリネーションのパターンが、上記光合成手段を介してスクリーンに表示された像において互いに略一致するように、上記映像が反転される液晶表示素子の配向方向と上記他の液晶表示素子の配向方向が設定されていることを特徴とする請求項１記載の投射型液晶表示装置。
10. 映像データに基づいて変調された複数の色光を１つの映像となるように合成し、その合成された光をスクリーンに投射して映像表示を行う投射型液晶表示装置が備える光学ブロックであって、
    上記複数の色光を映像データに基づいて変調する各色光に対応した複数の液晶表示素子と、
    上記各液晶表示素子により変調された色光を１つの映像となるように合成する光合成手段とを備え、
    上記液晶表示素子は、
    一主面上に透明電極とこの透明電極を被覆する配向膜とが形成された透明基板と、
    上記透明基板と対向配置され、上記透明電極と対向する主面に各画素に対応した複数の駆動回路及び反射画素電極とこれら複数の反射画素電極を被覆する配向膜とが形成された駆動回路基板と、
    上記透明基板側の配向膜と上記駆動回路基板側の配向膜との間に介在される液晶層とを有し、
    上記液晶層は、負の誘電異方性を有し、上記配向膜によって液晶分子を所定の配向方向にプレティルトを与えて垂直配向させた垂直配向液晶からなり、
    上記複数の液晶表示素子の配向方向は、表示領域を形成する上記画素の略対角方向であり、上記スクリーンに表示される映像において互いに一致した方向となるように、上記光合成手段を介して他の液晶表示素子に対して映像が反転される液晶表示素子の配向方向を、上記他の液晶表示素子の画素に対する配向方向とは異なる対角方向とするように構成されることを特徴とする光学ブロック。
11. 隣接する上記反射画素電極の間に設けられた隙間が０．７μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。
12. 上記画素は、略正方形であることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。
13. 上記色光の所定の偏光成分の光を上記液晶表示素子に入射させる偏光ビームスプリッタとをさらに備え、
    上記映像が反転される液晶表示素子の配向方向と上記他の液晶表示素子の配向方向とは、それぞれの液晶表示素子の画素辺に対し略４５°異なる方向に傾斜し、上記偏光ビームスプリッタにより分離された上記所定の偏光成分の光を映像データに基づいて変調することを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。
14. 上記反射画素電極を被覆する配向膜は、無機材料を上記駆動回路基板の主面に対して斜め方向から蒸着させた斜方蒸着膜であることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。
15. 上記複数の液晶表示素子は、赤、緑、青の３原色に対応した３つの液晶表示素子であり、このうち少なくとも１つの液晶表示素子の配向方向を、他の液晶表示素子の配向方向とは異なる方向とすることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。
16. 上記液晶表示素子は、映像信号のフレーム毎に駆動電圧の極性を反転させるフレーム反転駆動により駆動されることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。
17. 上記複数の液晶表示素子は、変調された色光が上記光合成手段により合成されるまでの間に反射される回数が奇数回か偶数回（０回を含む。）かの違いによって、上記映像が反転して表示される液晶表示素子と、上記他の液晶表示素子とに分類されることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック
18. 上記複数の液晶表示素子における黒表示の画素に隣接する白表示の画素の一部に現れるディスクリネーションのパターンが、上記光合成手段を介してスクリーンに表示された像において互いに略一致するように、上記映像が反転される液晶表示素子の配向方向と上記他の液晶表示素子の配向方向が設定されていることを特徴とする請求項１０記載の光学ブロック。

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