JPH02256025A - 投射型液晶表示装置 - Google Patents

投射型液晶表示装置

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JPH02256025A
JPH02256025A JP1316881A JP31688189A JPH02256025A JP H02256025 A JPH02256025 A JP H02256025A JP 1316881 A JP1316881 A JP 1316881A JP 31688189 A JP31688189 A JP 31688189A JP H02256025 A JPH02256025 A JP H02256025A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
light
crystal panel
crystal layer
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Application number
JP1316881A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Majima
間島 健二
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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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、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6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7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7エが一対の基板
72および73にて挟まれている。
光源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、ST
N(Supertwisted  Nematfc)型
1 あるいはSSBE(Supertwisted  
Birefringence  Effect)型であ
る。スクリーン35側の液晶パネル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STN型もしくは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
になっている。
光源31側の液晶パネル60における液晶層61は、マ
ルチブレクス駆動により動作され、その一方の基板62
には、第8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
側層!/I@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側の表示パネル
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
、表示パターンに基づいて選択的に電圧が印加される。
そして、電圧印加された画電極の交差点部分に対応する
液晶561部分(画素)の透過光が変調される。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を透過した後ニ、投影レンズ34を介してスク
リーン35に投影される。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、 
例えば1/2GGデニ−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HH) 液晶表示装置では、近年、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、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、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Q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、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。
本発明のさらに他の目的は、焦点ぼけのない鮮明な表示
画像が得られる投射型液晶表示装置を提供するとこにあ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明の液晶表示装置は、ライステラ「ネマチツク型の
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とともに、少なくとも1つの液晶パ
ネルに、該液晶パネルにおける液晶層の各画素の間を遮
光するブラックマスクが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。
本発明の投射型液晶表示装置は、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オよび20が積
層されて構成された液晶表示素子1を有する。該液晶表
示素子1には光源31がら光が、集光レンズ32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1o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2oが鉛直状に配設されてい
る。光[31側の液晶パネル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11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2o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10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ST
N型である。スクリーン35側の液晶パネル2oにおけ
る液晶層21も同様にSTN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1o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、各液晶層エエおよび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11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側の液晶パネル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14a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L
4b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
ll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!3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lOと積層状態となったスクリーン
35側の液晶パネル2oにおける光入射側(液晶パネル
10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
ぃる。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24a
または24bとにより、その交差部に対向した液晶層2
1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10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2oにおける走査電
極25が配設された部分(下半分)に対句する他方の液
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2
1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。
両液層パネルIOおよび20の間には、ブラックマスク
29が配設されている。該ブラックマスク29はスクリ
ーン35側の液晶パネル20における他方の液晶パネル
10側に配設された基板22の外側面に、金属膜を蒸着
してエツチングすることにより、格子状に形成されてい
る。該ブラックマスク29は、両液層パネル10および
20における各液晶層IIおよび21の各画素部分に対
向してそれぞれの開口部が対向しており、各液晶層11
および21の各画素部分の間を遮光している。
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10および20におけるそれぞれの
液晶層1工および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から発せられた光
が集光レンズ32にて、両液層パネル10および20間
のブラックマスク29に焦点を合わせられて、平行に液
晶表示素子lに投射され、各液晶パネル10の液晶層1
1における所定の画素部分を透過した光が、ブラックマ
スク29、および他方の液晶パネル20を透過した後に
、投影レンズ34にてスクリーン35上に拡大投射され
る。他方、光源31側の液晶パネル10およびブラック
マスク29を透過した光のうち、スクリーン35側の液
晶パネル20の液晶層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
投影される。
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20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II
または21の非画素部分が、他方の液晶層21または1
1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[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領域に
て光学的に補償され、同様に、光源3I側の液晶層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側の
液晶層21における下半分の画素領域を透過する。
各液晶パネルIOおよび2o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および2
5には、それぞれ走査側駆動口g1117および27に
て個別に電圧が印加される。このため、両液層パネルl
O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
させることなく、し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る。
また、光源31側の液晶パネルlOの液晶層11におけ
る画素部分と、スクリーン35側の液晶パネル20の液
晶層21における画素部分との間には、2枚の基板13
および22が介装されているため、両者の厚さに相当す
る距離の隔たりがある。しかし、各画素部分を透過した
光あるいは透過する光は、ブラックマスク29の開口部
分を透過するため、各画素の間を該ブラックマスクにて
遮光されて、相互に干渉するおそれがなく、しかも光源
31からの光が該ブラックマスク29に焦点を合わせら
れて投射されていることにより、隔たりのある各液晶層
11および21の画素部分の透過光は、合焦状態でスク
リーン35上に投影される。その結果、コントラスト比
が高く、しかも焦点ボケのない表示画像が得られる。
また、上記実施例においては、液晶パネル20のみにブ
ラックマスクを配設しているが、第4図に示すように、
液晶パネル10に棒状のブラックマスク29bを水平状
に配設し、液晶パネル20には、棒状のブラックマスク
29aを垂直状に配設することによって、各液晶層11
および21の各画素部分の間を遮光するようにしてもよ
い。この場合にも、同様の効果が得られる。
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、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5図は、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
型のグイクロイックミラー51および赤色反射型のグイ
クロイックミラー52に与えられている。そして、これ
らのグ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、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、ブラックマスク42aを有する液晶表示素
子42を介してダイクロイックプリズム57へ入射され
、グ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、ブラックマスク41aを有する液晶表示素子4
!を介してダイクロイックプリズム57へ入射されてい
る。グ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、ブラックマスク43aを有する液晶表示素子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l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、コントラスト比が
高く、しかも焦点ぼけのない所定のカラー画像が形成さ
れる。
この場合の駆動方法として、3枚のパネル41〜43を
それぞれ単独で駆動してもよいが、3枚のパネルの走査
電極部をフレキシブルな導体等により接続して表示する
ようにしてもよい。この場合には、走査電極共通に駆動
することができるために、使用するrC数を低減させる
ことができる。
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(、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。ブラック
マスクは、少なくとも一つの液晶パネルにおける外側面
あるいは内側面に設ければよい。さらに、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、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、いずれかの液晶パネルには、そ
れぞれの画素部分の間を遮光するブラックマスクが設け
られているため、コントラストに優れた焦点ぼけのない
高解像度の表示を実現できる。
4、   の、 な言日 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(1))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図は本実施例におけるブラックマスクの他
の配設例を示す一部破断斜視図、第5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6図は従来の投
射型液晶表示装置の構成図、第7図はその液晶表示素子
の断面図、第8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 、41.42.43・・・液晶表示素子、to、 
20・・・液晶パネル、11.21−・・液晶層、 1
2.13.22.2・3・・・基板、 14a。
14b、 24a、 24b−信号電極、15.25・
・・走査電極、 29゜29a、 29b、 41a、
 42a、 43a−ブラックマスク。
以上

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
    配設されているとともに、少なくとも1つの液晶パネル
    に、該液晶パネルにおける液晶層の各画素の間を遮光す
    るブラックマスクが配設されている投射型液晶表示装置
JP1316881A 1988-12-05 1989-12-05 投射型液晶表示装置 Pending JPH02256025A (ja)

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