JPH02120723A - 投射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、大量の文字情報や各種の映像を表示する液晶
表示装置に関し、特に、複数のツィステッドネマチック
型液晶層を有し、各液晶層を透過した光をスクリーン上
に投射して映像を表示する投射型の液晶表示装置に関す
る。

（従来の技術） 大量の文字情報や各種の映像を９表示する液晶表示装置
として、複数のツィステッドネマチック型液晶パネルを
用いた投射型液晶表示装置が開発されている。第５図は
、この従来の投射型液晶表示装置の構成図である。該投
射型液晶表示装置は。

積層された一対の液晶パネルおよび６０および７０でな
る液晶表示素子６を有し、一方の液晶パネル６０に、光
源３１から発せられて集光レンズ３２により平行にされ
た光が投射される。そして、該液晶パネル６０にて、所
定の表示パターンに変調された透過光が他方の液晶パネ
ル７０を透過し、投影レンズ３４にてスクリーン３５に
所定の画像が拡大表示される。

光源３１側に位置する一方の液晶パネル６０は、第６図
に示すように、ツィステッドネマチック型の液晶層６１
が一対の基板６２および６３にて挟まれている。スクリ
ーン３５側に位置する他方の液晶パネル７０も、同様に
、ツィステッドネマチック型の液晶層７１が一対の基板
７２および７３にて挟まれている。

光＃３１側の液晶パネル６０における液晶層６１は、液
晶分子のねじれ角が１８０度〜２７０度程度のＳＢＥ（
Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃ
ｅ　Ｅｆｆｅｃｔ）型である。

スクリーン３５側の他方の液晶パネル７０における液晶
層７１の液晶分子は、ねじれ回転方向が光源３１側液晶
パネル６０の液晶層６１における液晶分子のねじれ回転
方向とは逆方向になったＳＢＥ型である。それぞれの液
晶層６１および７１における各液晶分子は。

相互に近接する部分の配向方向がほぼ直交するように設
定されている。

光源３１例の液晶パネル６０における液晶層６１は。

マルチプレクス駆動により動作され、その一方の基板６
２には、第７図に示すように、所定方向に延びる多数の
透明な走査電極６４が相互に平行に配設されている。各
走査電極６４は、走査側駆動回路６６に接続されており
、該走査側駆動回路６６にて全ての走査電極６４が駆動
される。該基板６２とは、液晶層６１を挟んで配設され
た他方の基板６３には、各走査電極６４とは相互に直交
状態となるように多数の信号電極６５が配設されている
。各信号電極６５は。

走査電極６４の並設方向に２分割されている。分割され
たそれぞれの信号電極６５は、信号側駆動回路６７ａお
よび６７ｂによりそれぞれ選択的に所定電圧が印加され
る。

これに対し、スクリーン３５側に配設された液晶パネル
７０における各基板７２および７３には、このような電
極は配設されていない。

このような液晶表示装置では、光源３１例の表示パネル
６０における各走査電極６４には、走査側駆動回路６６
により順次選択的に電圧が印加され、また所定の信号電
極６５には、信号側駆動回路６７ａまたは６７ｂにより
１表示パターンに基づいて選択的に電圧が印加され、電
圧印加された画電極の交差点部分に対応する液晶層６１
部分（画素）において透過光が変調される。そして、該
液晶パネル６０を透過した光は、スクリーン３５側の液
晶パネル７０を透過する。該液晶パネル７０は、光源３
１側の液晶パネル６０における液晶層６１を透過する光
が、該液晶層６１の複屈折効果による着色を補償する。

このような構成とすることにより、走査電極６４は１例
えば１　／２００デユーティ駆動により、　４００本の
走査が可能となる。

（発明が解決しようとする課題） 液晶表示装置では、近年０画素を高密度化して表示容量
を増大させることが要望されている。上述′したような
マルチプレクス駆動による従来の液晶表示装置では２画
素を高密度化するために、走査電極数を増加させてマル
チプレクスの度数（時分割数）を高めると、液晶画素に
十分な電圧が印加されずにコントラストが低下したり応
答速度の低下を招来し１表示品位が著しく損なわれると
いう問題がある。各液晶画素にダイオード等の非線形素
子や薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を付加すれ
ば、このようなコントラストの低下や応答速度の低下を
防止できるが、液晶層の表示面における画素の面積の割
合である開口率が低下し。

また経済性も損なう。さらに、上述のような投射型液晶
表示装置とは異なり、それぞれに電圧印加手段が設けら
れた複数の液晶層を積層した直視型の液晶表示装置では
、積層された液晶層の各表示部に視差が生じるため、各
表示部の連続性が悪く。

表示品質が悪いという問題がある。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり。

その目的は、開口率を低下させることなく３表示容量を
大幅に増加させることができ、高解像度で表示品質の良
好な投射型液晶表示装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置は、ツィステッドネマチック型の
液晶層、および該液晶層に積層されその液晶層における
各画素の透過光を変調する電圧印加手段を有する液晶パ
ネルが複数積層された液晶表示素子を有し、該液晶表示
素子を透過する光が投射される投射型液晶表示装置であ
って、相隣する液晶パネルにおける各液晶層の液晶分子
の捻れ回転方向が相互に逆方向で、かつ、各液晶層の相
互に近接する部分では各液晶分子の配向方向がはぼ直交
するようになっており、それぞれの液晶パネルにおける
電圧印加手段が、光透過方向に対して相互に重ならない
ように配設されていることを特徴としてなり、そのこと
により上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の液晶表示装置は第２図に示すように。

例えば、一対の鉛直状の液晶パネル１０および２０が積
層されて構成された液晶表示素子ｌを有する。

該液晶表示素子１には光源３１から光が、集光レンズ３
２により平行にされて投射される。そして、該液晶表示
素子１を透過した光が、投影レンズ３４によりスクリー
ン３５に投射される。

液晶表示素子１は、第１図に示すように、光源３１側に
一方の液晶パネル１０が鉛直状に配設され。

スクリーン３５側に他方の液晶パネル２０が鉛直状に配
設されている。光源３１例の液晶パネル１０は、ツィス
テッドネマチックの型の液晶層１１を有し、該液晶層１
１が一対の透明基板１２および１３にて挟まれている。

スクリーン３５側の液晶パネル２０も同様に。

ツィステッドネマチック型の液晶層２１が、一対の透明
基板２２および２３にて挟まれている。

光源３１側の液晶パネルｌＯにおける液晶層１１は。

液晶分子の捻じれ回転角が１８０度〜２７０度程度のＳ
ＢＲ型である。スクリーン３５例の液晶パネル２０にお
ける液晶層２１も同様にＳＢＲ型であり、その液晶分子
のねじれ回転方向が、光源３１側の液晶パネル１０にお
ける液晶層１１の捻じれ回転方向とは逆方向になってい
る。そして、各液晶層１１および１２における相互に近
接した部分の液晶分子は、その配向方向が相互にほぼ直
交するように設定されている。

従って、各液晶パネル１０および２０における液晶層１
１および２１を透過する光の複屈折効果による着色は、
それぞれ、他方の液晶パネルにおける液晶層により光学
的に補償される。

光源３１例の液晶パネル１０における光の入射側の基板
１２には、第３図（ａ）に示すように、多数の透明な直
線状の、信号電極１４ａ、１４ａ・・・および１４ｂ。

１４ｂ・・・が配設されている。各信号電極１４ａは、
鉛直状の基板１２における液晶層１１側面の上部に、そ
れぞれが鉛直状で相互に平行に配設されており。

他方の各信号電極１４ｂは、上記信号電極１４ａとはそ
れぞれ直線状になるように基板１２の上部を除いた中央
部および下部に略鉛直状で相互に平行に配設されている
。そして、基板１２の上部に配設された各信号電極１４
ａには、信号側駆動回路１６ａにて所定の表示に対応さ
せてそれぞれ選択的に電圧が印加され、他方の各信号電
極１４ｂには、信号側駆動回路１６ｂにて所定の表示に
対応させてそれぞれ選択的に電圧が印加される。

各信号電極１４ａおよび１４ｂが配設された基板１２と
は液晶層１１を挟んで対向配設された基板１３の液晶層
１１側側面の上半部には、前記各信号電極１４ａおよび
１４ｂとは直交状態となるように、多数の透明な直線状
の走査電極１５．１５・・・が相互に平行に配設されい
てる。該基板１３の下半部には、このような走査電極は
配設されていない。そして、各走査電極１５は、走査側
駆動回路１７にて、それぞれに順次選択的に電圧が印加
される。該基板１３における電圧が印加された所定の走
査電極１５と、他方の基板１２における電圧が印加され
た所定の信号電極１４ａまたは１４ｂとにより、その交
差部に対向した液晶層１１部分（画素）に電圧が印加さ
れ、その部分の透過光が変調される。

他方、該液晶パネル１０と積層状態となったスクリーン
３５側の液晶パネル２０における光入射側（液晶パネル
ｌＯ側）に配設された基板２２には、第３図（ｂ）に示
すように、多数の透明な直線状の信号電極２４ａ　、２
４ａ　、　・、および２４ｂ、２４ｂ、、、、が配設さ
れている。各信号電極２４ａは鉛直状の基板１２の下部
に、それぞれが略鉛直状で相互に平行に配設されており
、他方の各信号電極２４ｂは、上記各信号電極２４ｂと
はそれぞれ直線状になるように基板２２の下部を除いた
上部および中央部分に、略鉛直状で相互に平行に配設さ
れている。そして、基板２２の下部に配設された各信号
電極２４ａには、信号側駆動回路２６ａにて所定の表示
に対応させてそれぞれ選択的に電圧が印加され、他方の
各信号電極２４ｂには、信号側駆動回路２６ｂにて所定
の表示に対応させてそれぞれ選択的に電圧が印加される
。

このような信号電極２４ａおよび２４ｂが配設された基
板２３と液晶層２１を挟んで対向配設された基板２３の
液晶層２１側側面の下半分には、前記各信号電極２４ａ
および２４ｂとはそれぞれ直交状態となるように多数の
透明な直線状の走査電極２５，２５．・・・が相互に平
行に配設されている。該基板２３の上半分には、このよ
うな走査電極は配設されていない。そして、該基板２３
における電圧が印加された所定の走査電極２５と他方の
基板２２における電圧が印加された所定の信号電極２４
ａまたは２４ｂとにより、その交差部に対向した液晶層
２１部分（画素）に電圧が印加され、その部分の透過光
が変調される。

従って、前述した光源３１側の液晶パネルｌＯにおける
各走査電極１５が配設された部分（上半分）に対向する
スクリーン３５側の液晶パネル２０部分には。

走査電極は配設されておらず、該液晶パネル２０におけ
る走査電極２５が配設された部分（下半分）に対向する
他方の液晶パネル１０部分には走査電極が配設されてい
ないために、各液晶パネル１０および２０の液晶層１１
および２１における電圧が印加される画素部分は、光透
過方向には相互に重なっていない。

このような構成の本発明の液晶表示装置は、液晶表示素
子１の各液晶パネル１ｏおよび２ｏにおけるそれぞれの
液晶層１１および２１には、走査電極１５および２５と
信号電極１４ａ、１４ｂおよび２４ａ、２４ｂとにより
、所定の画素部分に電圧が印加されてその部分の透過光
が変調される。そして、光源３１がら発せられた光が集
光レンズ３２にて、平行に液晶表示素子ｌに投射され、
各液晶パネル１ｏおよび２゜の液晶層１１および２１に
おける所定の画素部分を透過した光が、投影レンズ３４
にてスクリーン３５上に拡大投射される。これにより、
所定の画像が該スクリーン３５上に形成される。

このとき、各液晶パネル１０および２ｏにおける液晶層
１１および２１の電圧が印加される画素部分は。

光透過方向に相互に重なっていないために、一方の液晶
層１１または２１の非画素部分が、他方の液晶層２１ま
たは１１の画素部分の光の位相を補償する役割を果たす
。そのため、光源３１側の液晶層１１における上半分の
画素領域にて生じた複屈折効果による透過光の着色は、
スクリーン３５側の液晶層２１における上半分の非画素
Ｈ域にて光学的に補償され同様に、光源３１例の液晶層
１１における下半分の非画素領域にて複屈折効果による
着色が光学的に補償された透過光が、スクリーン３５例
の液晶層２１における下半分の画素領域を透過する。こ
れにより。

コントラスト比の高い画像がスクリーン３５に拡大投影
される。

各液晶パネル１０および２０における基板１３および２
３の各半分の領域に設けられた各走査電極１５およヒ２
５には、それぞれ走査側駆動回路１７および２７にて個
別に電圧が印加される。このため１両液晶パネル１０お
よび２０における全走査電極数１５および２５を、従来
の液晶表示素子に用いられる走査電極数よりも増加させ
ることなり、シかも応答性を低下させることなく表示容
量を増加さこせることができ、さらにはコントラストに
優れた画像表示が実現できる。

なお、上記実施例では、白黒表示の液晶表示装置につい
て説明したが９本発明はカラー表示の液晶表示装置につ
いても適用できる。第４図は１本発明のカラー表示用液
晶表示装置の構成を示す概略図である。光源３１から投
射され集光レンズ３２にて平行にされた光は、青色反射
型のダイクロイックミラー５１および赤色反射型のダイ
クロイックミラー５２に与えられている。そして、これ
らのダイクロイックミラー５１および５２にて、光源か
ら投射される光は、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ
）。

の三色に分解されて、それぞれの光が三方に分光される
。つまり２両ダイクロイックミラー５１および５２にて
反射されずに両ミラー５１および５２を透過した緑色（
Ｇ）光は、液晶表示素子４２を介してダイクロイックプ
リズム５７へ入射され、ダイクロイックミラー５１に直
角に反射された青色（Ｂ）光は。

反射鏡５３および５４によりその光路を反転されて。

液晶表示素子を介してダイクロイックプリズム５７へ入
射されている。ダイクロイックミラー５２にて直角に反
射された赤色（Ｒ）光も反射鏡５５および５６にて光路
を反転されて、液晶表示素子４３を介してダイクロイッ
クプリズム５７に入射されている。

ダイクロイックプリズム５７に入射する光が透過する各
液晶表示素子４１〜４３は、前述した第１図に示す液晶
表示素子１と同様の構成であって、同様の機能を有する
。各液晶表示素子４１〜４３を介してダイクロイックプ
リズム５７に入射された各色の光は。

該ダイクロイックプリズム５７にて合成されてスクリー
ン３５へ投射される。これにより、スクリーン３５に所
定のカラー画像が形成される。

なお、上記実施例では、２層の表示パネルにて液晶表示
素子を構成したが、このような構成に限らず、電圧を印
加する手段が配設された部分をそれぞれ液晶層にて相互
に光学補償する一対の液晶パネルを、２組以上積層して
液晶表示素子を構成してもよい。この場合も、各電圧印
加手段が光透過方向に相互に重ならないために、走査電
極数を増加させることなく９表示容量をその液晶パネル
の組数に対応させて増大させることができる。さらに２
本発明は、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置に
も適用できる。

（発明の効果） 本発明の投射型液晶表示装置は、このように。

液晶表示素子における複数の液晶パネルの各電圧が印加
される部分を、光透過方向に相互に重なり合わないよう
にしているため１時分割数を高めることなく表示容量を
増大させることができ、しかも、コントラストに優れた
高解像度の表示を実現できる。

４、　゛の　　　なＬ 第１図は本発明の投射型液晶表示装置における液晶表示
素子の一例を示す一部破断斜視図、第２図はその投射型
液晶表示装置の構成図、第３図（ａ）および（ｂ）は液
晶表示素子における各液晶パネルの電極の配列を示す説
明図、第４図は本発明のカラー液晶表示装置の一例を示
す構成図、第５図は従来の投射型液晶表示装置の構成図
、第６図はその液晶表示素子の断面図、第７図はその液
晶パネルの電極の配列を示す説明図である。

１・・・液晶表示素子、　１０．２０・・・液晶パネル
、　１１．２１・・・液晶層、　１２，１３，２２．２
３　＝−・基板、１４ａ、１４ｂ、２４ａ。

２４ｂ・・・信号電極、　１５．２５・・・走査電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ツイステッドネマチック型の液晶層、および該液晶
   層に積層されその液晶層における各画素の透過光を変調
   する電圧印加手段を有する液晶パネルが複数積層された
   液晶表示素子を有し、該液晶表示素子を透過する光が投
   射される投射型液晶表示装置であって、 相隣する液晶パネルにおける各液晶層の液晶分子の捻れ
   回転方向が相互に逆方向で、かつ、各液晶層の相互に近
   接する部分では各液晶分子の配向方向がほぼ直交するよ
   うになっており、それぞれの液晶パネルにおける電圧印
   加手段が、光透過方向に対して相互に重ならないように
   配設されていることを特徴とする投射型液晶表示装置。