JPH02151848A - 投影型カラー表示装置 - 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カラー表示す
る液晶表示装置に関し、特に、三原色に分解された光の
それぞれを三組のツィテスッドネマチンク型液晶セルに
て光学的に変調した後に。

合成してスクリーン上に投影させる投影型カラー表示装
置に関する。

（従来の技術） 大量の文字情報や各種の映像をカラー表示する液晶表示
装置として、投影型カラー表示装置が開発されている。

この装置は、光源からの光を三原色の光にそれぞれ分解
し１分解された各三原色光のそれぞれを三組の液晶セル
にて光学的に変調した後に合成してスクリーン上に投影
して、所定のカラー表示を形成している。投影型カラー
表示装置に使用される液晶セルは２通常、光透過方向で
液晶分子配向がねじれたツィステッドネマチック型であ
り、マトリクス電極により液晶が駆動される。

マトリクス電極による液晶の駆動方式では、アクティブ
マトリックス方式と単純マトリクス方式がある。アクテ
ィブマトリクス方式は、単純マトリクス方式と比較して
開口率が低く、コストが高いという欠点を有している。

逆に、単純マトリクス方式はローコストではあるが、走
査線数が増えることによりコントラストが低下するため
、投影型カラー表示装置の液晶駆動に使用された場合に
は、スクリーン上に投影された画面の表示品質が著しく
損なわれるという欠点を有している。

単純マトリクス方式のこの欠点を解消するために、　Ｓ
ＴＮ　（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ
）型液晶セルを用いることが提案されている。このカラ
ー投影型の表示装置では、光変調用の３つのＳＴＮ型液
晶セルが用いられ、光源から発せられる光を、３原色の
光にそれぞれ分解して、　ＳＴＮ型液晶セルにより各色
の光を変調した後に１合成してスクリーンに投影する構
成となっている。ＳＴＮ型液晶セルは従来のツイステッ
ドスマチック型液晶セルよりもしきい値特性が象、峻で
あり、単純マトリクス方式で駆動された場１合のコント
ラスト低下を抑制し得る。しかし、このように、コント
ラストの向上に有効なこのＳＴＮ型液晶セルも、光の波
長によって特性が大きく変化するという欠点を有してい
るため、　該ｓｒＮ型液晶セルを用いてそれぞれの色の
光を変調してカラー表示を行った際に、一部の色再現性
が悪（１画面の表示品質が損なわれる。

ＳＴＮ型液晶セルでカラー表示を行う場合に色再現性を
向上させるためには、二層のＳＴＮ型液晶セルを用いる
ことが行われる。この場合、一方の液晶セルは、単純マ
トリクス方式で駆動されるのに対し、他方の液晶セルに
は駆動電極が設けられておらず、該液晶セルは位相補償
に使用される。

方の液晶セルにおける液晶分子のねじれ方向は他方の液
晶セルにおける液晶分子のねしれ方向に対して逆方向に
なっており、且つ両方の液晶セルの相互に近接する部分
においては、それぞれの液晶分子配向方向が略直交状態
となっている。このような二層の液晶セルを用いると、
一方の液晶セルを透過した光の常光成分および異常光成
分は。

それぞれ他方の液晶セルには異常光成分および常光成分
として入射され、その結果、変調された光が、他方の位
相補償用液晶セルにて補償される。

カラー投影型表示装置では、２層構造の液晶セルを３組
用いて、光源の三原色に分割し、それぞれの光を２層構
造の液晶セルにて変調した後に合成してスクリーン上に
投影する。このため、各色の光は２層構造の液晶セルに
おける位相補償用の液晶セルにて位相補償されるため９
色再現性の低下が抑制される。

（発明が解決しようとする課題） このような二層の液晶セルを用いる場合には一層の液晶
セルを用いる場合に比べて経済性が損われる。特に投影
型カラー表示装置の場合には。

３組の液晶セルが使用されるために、経済性は一層損な
われる。

本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は構造が簡単でしかも色再現性が良好であるため表
示品質に優れ、さらには、経済性に優れた投影型カラー
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） 本発明の投影型カラー表示装置は、光源からの光を三原
色に分解し１分解された三原色光を３組のツィステッド
ネマチック型の光変調用液晶セルにてそれぞれ変調した
後に各三原色の光を合成して投影する投影型カラー表示
装置であって、光の光路における三原色への分解前また
は各三原色の光の合成後の少なくともいずれか一方に、
前記各光変調用液晶セル透過光の位相補償手段が配設さ
れてなり、そのことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明の実施例について説明する。

本発明の投影型カラー表示装置は、第１図に示するよう
に　集光レンズ２０および該集光レンズ２０の光軸に配
設された光源１０を有している。光源１０から投射され
集光レンズ２０にて平行にされた光は。

集光レンズ２０の光軸上に配設された分光用のダイクロ
イックプリズム３０に入射され、赤色（Ｒ）緑色（Ｇ）
、青色（Ｂ）の三原色光に分解される。

該ダイクロインクプリズム３０にて分解された三原色光
における緑色（Ｃ，）光は集光レンズ２０の光軸に沿っ
て直進し、集光レンズ２０の光軸上に配設された集光用
のダイクロイックプリズム７０に入射される。また９分
光用のダイクロインクプリズム３０にて分光された赤色
（Ｒ）光は、該ダイクロイックプリズム３０から集光レ
ンズ２ｏの光軸に垂直な方向へ屈折され、ミラー４０ｂ
および４１ｂで光路を反転されて５集光レンズ２０の光
軸に直交する方向から、偏光板５０ｂおよび光変長用液
晶セル６０ｂを介して集光用のダイクロイックプリズム
７０に入射される。さらに１分光用のダイクロイックプ
リズム３０にて分光された青色（Ｂ）光は、集光レンズ
２０の光軸に直交する軸上を赤色（Ｒ）光とは逆方向に
屈折され、ミラー４０ｃおよび４１ｃで光路を反転され
て、赤色（Ｒ）光とは逆方向から、偏光板５０Ｃおよび
光変調用液晶セル６０ｃを介して、集光用グイクロイッ
クプリズム７０に入射される。

集光用のダイクロイックプリズム７０に入射される緑色
（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の各三原色光が透過す
る光変調用液晶セル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃは、ツ
ィステッドネマチック型であり、いずれの液晶分子も同
一の方向およびねじれ角度を有している。また、各液晶
セル６０ａ、６０ｂ、および６０ｃは、三原色光の入光
側において液晶分子の配向角により決定される偏光面の
位相、および三原色光の出光側において液晶分子の配向
角により決定される偏光面の位相は、全て同一に設定さ
れている。さらに、これらの光変調用液晶セル６０ａ。

６０ｂおよび６０ｃは、単純マトリクス方式の液晶駆動
手段を有しており、該液晶駆動手段による印加電圧を制
御することにより各液晶セルの透過光を変調し得る。各
光変調用液晶セル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃの入光側
に配設される偏光板５０ａ、５０ｂおよび５０ｃは、各
液晶セル６０ａ、６０ｂ、６０ｃの入光側の偏向面位相
と同じ位相に設定されている。

各偏光板５０ａ、５０ｂおよび５０ｃならびに光変調用
液晶セル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃを介して集光用側
のダイクロイックプリズム７０に入射された各三原色光
は、該ダイクロイックプリズム７０にて合成され３位相
補償用液晶セル８０および偏光板５１を透過した後に、
前記集光レンズ２０の光軸上に配設された拡大レンズ２
１にて拡大されてスクリーン９０上に投影される。集光
側のダイクロイックプリズム７０にて合成された光が透
過する位相補償用液晶セル８０は、ツィステッドネマチ
ック型の液晶セルであり、該ダイクロイックプリズム７
０の入光側に配設された各三原色光が透過する光変調用
液晶セル５Ｑａ、６０ｂおよび６０ｃとは、液晶分子の
ねじれ方向が逆方向になっている。また９位相補償用液
晶セル８０の入光側の位相は、光変調用液晶セル６０ａ
６０ｂおよび６０ｃの出光側の偏光面の液晶分子の配向
角により決定される位相に対して、約９０度のづれを有
している。位相補償用液晶セル８０には、光変調用の液
晶駆動手段が設けられていない。該位相補償用液晶セル
８０は、集光用グイクロイックプリズム７０の入光側に
配当された各光変調液晶セル６０ａ、６０ｂによび６０
ｃのそれぞれに対して上述のような位相関係を有してい
るため、各光変調用液晶セルを透過した光の常光成分が
位相補償用液晶セルの異常光成分として入射し、かつ、
各光変調用液晶セルを透過した異常光成分が位相補償用
液晶セル８０の常光成分として入射する。位相補償用液
晶セル８０の出光側に配設された偏光板５１は５位相補
償用液晶セル８０の出光側における偏光面の位相と同一
の位相に設定されている。

このような構成の本発明の投影型カラー表示装置では、
光源１０より集光レンズ２０を介して分光用のダイクロ
イックプリズム３０に入射された光は緑色（Ｇ）、赤色
（Ｒ）、青色（Ｂ）の各三原色光にそれぞれ分解されて
、それぞれの光が独立して変調される。各光変調用液晶
セル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃを透過した各三原色光
は、集光用のダイクロインクプリズム７０に入射され、
ここで合成されて位相補償用湾晶セル８０に入射される
。該位相補償用液晶セル８０は、各光変調用液晶セル５
Ｑａ、６０ｂおよび６０ｃに対して、液晶分子のねじれ
方向が逆方向になるように設けられており、且つ各光変
調用液晶セル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃの出光側の液
晶分子配向角によって決定される偏光面位相と該位相補
償用液晶セル８０の入光側におけるこの偏光面位相とが
、約９０度ずれているため、各光変調用液晶セル６０ａ
を透過した光の常光成分は位相補償用液晶セル８０には
異常光成分として入射され同時に、各光変調用液晶セル
６０ａ、６０ｂおよび６０Ｃの透過光の異常光成分は１
位相補償用液晶セル８０に常光成分として入射される。

その結果５位相補償用液晶セル８０は各光変調用液晶セ
ル６０ａ、６０ｂおよび６０ｃに対して複屈折により生
じる変色を補償する。

位相補償用液晶セル８０を透過した光は、拡大レンズ２
１にて拡大されてスクリーン９０上に投影される。この
ときの投影画面は、上述のように１位相補償用液晶セル
８０にて各光変調用液晶セル６０ａ６０ｂおよび６０ｃ
の複屈折により生じる変色が補償され５色再現性が良好
で０表示品質の優れたものとなる。

なお２上記実施例では３合成後の光が通過する光路に位
相補償用液晶セル８０を配設したが、このような実施例
に限らず９例えば第２図に示すように、三原色光に分解
される前の光の光路に位相補償用液晶セル８０を配設す
る構成としてもよい。この場合５位相補償用液晶セル８
０の光入射側には偏光板５１が配設される。その他の構
成は前記実施例と同様である。

本実施例では、光変調用液晶セル６０ａ、６０ｂおよび
６０ｃに対して位相補償用液晶セル８０が、このように
、三原色光に分解される前の光路内に配設されることに
より、該位相補償用セル８０を透過した光の常光成分は
、液晶セル６０ａ、６０ｂおよび６０Ｃに異常光成分と
して入射され、また１位相補償用液晶セル８０の透過光
の異常光成分は各光変調液晶セル６０ａ、６０ｂおよび
６０ｃに常光成分として入射される。これにより、各光
変調用液晶セル６０ａ。

６０ｂおよび６０ｃにて生じる複屈折による変色は。

位相補償用液晶セル８０にて補償される。

また、上記各実施例では各光変調用液晶セル透過光の位
相補償手段として液晶セルを使用する構成としたが、こ
れに限定されるものではなく２例えばエポキシ系ポリエ
ステル、ナイロン等の高分子フィルムを用いる構成とし
てもよい。

（発明の効果） 本発明の投影型カラー液晶表示装置は、このように、光
の三原色をそれぞれ変調する光変調用液晶セル透過光の
位相補償手段を三原色光に分解する前、または合成した
後の少なくともいずれか一方に配設しているため、簡潔
な構成で、各光変調用液晶セルの透過光の複屈折による
変色が補色され１色再現性に優れた表示が実現される。

その結果、各光変調用液晶セルのそれぞれに位相補償用
セルを組合せた場合と同等の表示品質が確保され。

しかもこの場合よりも構造が簡潔となり、経済性が向上
する。

４、　′　　の　　　な＝゛日 第１図および第２図はそれぞれ本発明の一例を示す投影
型カラー表示装置の模式図である。

１０・・・光源、３０・・・分光用グイクロイックプリ
ズム。

７０・・・集光用ダイクロイックプリズム。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光を三原色に分解し、分解された三原色
   光を３組のツイステッドネマチック型の光変調用液晶セ
   ルにてそれぞれ変調した後に各三原色の光を合成して投
   影する投影型カラー表示装置であって、 光の光路における三原色への分解前または各三原色の光
   の合成後の少なくともいずれか一方に、前記各光変調用
   液晶セル透過光の位相補償手段が配設された投影型カラ
   ー表示装置。