JPH03150525A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH03150525A
JPH03150525A JP1290198A JP29019889A JPH03150525A JP H03150525 A JPH03150525 A JP H03150525A JP 1290198 A JP1290198 A JP 1290198A JP 29019889 A JP29019889 A JP 29019889A JP H03150525 A JPH03150525 A JP H03150525A
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Japan
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liquid crystal
crystal panel
polarized light
pixel
light
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Pending
Application number
JP1290198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Miyai
宏 宮井
Hitoshi Noda
均 野田
Sakae Ariga
栄 有賀
Atsushi Hatayama
淳 畑山
Hiroaki Morimoto
浩彰 森本
Narumasa Yamagishi
成多 山岸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To double the utilization rate of light by splitting the natural light P+S from a light source into P-polarized light and S-polarized light by a beam splitter, and passing them through a liquid crystal and then putting them together into P+S again by a beam splitter. CONSTITUTION:The liquid crystal display device is provided with the 1st beam splitter 1 which splits the natural light from the light source into orthogonal two components (P-polarized light and S-polarized light) perpendicular to the travel direction of the light, a 1st twisted nematic liquid crystal panel 4 (whose orientation direction matches the direction of the P-polarized light) where the P-polarized light is made incident, and a 2nd twisted nematic liquid crystal panel 4 (whose orientation direction matches the direction of the S-polarized light). Further, the device is provided with the 2nd beam splitter 2 which puts the polarized light beams passed through the 1st and 2nd liquid crystal panels together and reflecting mirrors 5 and 6 which are interposed in the optical path from the 1st beam splitter 1 to the 2nd beam splitter 2. Consequently, the utilization rate of light is doubled and a bright display is made with low electric power.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ツイスト・ネマテインク液晶と光源を使用す
る光透過型の表示装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a light transmission type display device using twisted nematic liquid crystal and a light source.

従来の技術 年々、小型テレビ、ラップトツブコンピュータ、ワード
プロセンサなどの表示デバイスとして液晶を用いた機器
が著しく増加している。このような表示装置のなかで注
目されているものの一つに液晶投射型表示装置がある。
2. Description of the Related Art Over the years, the number of devices using liquid crystals as display devices, such as small televisions, laptop computers, and word processing sensors, has increased significantly. One type of display device that is attracting attention is a liquid crystal projection display device.

液晶投射型表示装置はライトバルブとして光源と液晶パ
ネルを使用するものでCRTを用いたこれまでの投射型
表示装置に比較して小型・軽量で色再現性に優れ、CR
Tおよび高圧安定性にまつわるラスタの幾何学歪みが原
理的に発生しないという点で極めて有望視されている。
A liquid crystal projection display device uses a light source and a liquid crystal panel as a light bulb.Compared to conventional projection display devices using CRTs, it is smaller, lighter, and has superior color reproducibility.
It is extremely promising in that raster geometric distortions related to T and high pressure stability do not occur in principle.

以下、図面を参照しながら上述した液晶投射型表示装置
について説明をおこなう。第8図は従来の液晶投射型表
示装置の基本構成の一例を示す。
The above-mentioned liquid crystal projection display device will be explained below with reference to the drawings. FIG. 8 shows an example of the basic configuration of a conventional liquid crystal projection display device.

かかる装置は光源11と、光源11をその焦点に配置し
平行光を出射する集光レンズ12と、前記の平行光の進
行方向に立てた第一の偏光板9と、ツイストネマティッ
ク液晶パネル3と、第二の偏光板10と、投射レンズ1
3から構成される。
This device includes a light source 11, a condensing lens 12 that places the light source 11 at its focal point and emits parallel light, a first polarizing plate 9 erected in the traveling direction of the parallel light, and a twisted nematic liquid crystal panel 3. , second polarizing plate 10, and projection lens 1
Consists of 3.

次に動作原理を説明する。光源11と集光レンズ12に
よる平行光は光の進行方向に垂直な面上でランダムな振
動方向を持つ自然光で、前記の面上の直交二成分(P偏
光およびS偏光)のベクトル和で表すことができる。そ
こで集光レンズ12を出た光をP+Sと表わすと偏光板
9はそのうちP偏光(或いはS偏光)のみを通過し液晶
パネル3に入射する。ここで液晶の配向方向は入射光(
P或いはS偏光)と一致するようにする。90度旋光の
ツイストネマティック液晶は電圧を加えない場合入射光
を90度旋光し、電圧を加えると無旋光となる。
Next, the operating principle will be explained. The parallel light from the light source 11 and the condensing lens 12 is natural light with a random vibration direction on a plane perpendicular to the direction of travel of the light, and is expressed as a vector sum of two orthogonal components (P polarized light and S polarized light) on the above plane. be able to. Therefore, when the light exiting the condenser lens 12 is expressed as P+S, the polarizing plate 9 passes only the P-polarized light (or S-polarized light) and enters the liquid crystal panel 3. Here, the alignment direction of the liquid crystal is the incident light (
P or S polarization). A twisted nematic liquid crystal with optical rotation of 90 degrees rotates incident light by 90 degrees when no voltage is applied, and becomes non-rotatable when a voltage is applied.

従って液晶に加える電圧を可変すると液晶の出射光の偏
光方向を可変することができる。偏光板10は液晶パネ
ル3を出た偏光のうち偏光板10の偏光方向に一致する
成分のみを通過するので前記の液晶パネル3に加える電
圧を可変することで光の通過量を制御することができる
。なお、偏光板10の方向は二通りある。偏光板10を
偏光板8と同方向にする場合は液晶に電圧を加えない特
に光を阻止し、直交方向にする場合は同条件で光が通過
し、それぞれノーマリブラック、ノーマリホワイトと呼
ぶ。以上の動作原理にもとすいて液晶を画素ごとに光シ
ャッタとして使用し映像を表示する。投射レンズ13は
前記の映像をスクリーンに拡大し結像する。
Therefore, by varying the voltage applied to the liquid crystal, the polarization direction of the light emitted from the liquid crystal can be varied. Since the polarizing plate 10 passes only the component of the polarized light exiting the liquid crystal panel 3 that matches the polarization direction of the polarizing plate 10, the amount of light passing through can be controlled by varying the voltage applied to the liquid crystal panel 3. can. Note that there are two directions for the polarizing plate 10. When the polarizing plate 10 is placed in the same direction as the polarizing plate 8, no voltage is applied to the liquid crystal, especially light is blocked, and when the polarizing plate 10 is placed in the orthogonal direction, light passes through under the same conditions, which are called normally black and normally white, respectively. . Based on the above operating principle, images are displayed using the liquid crystal as a light shutter for each pixel. The projection lens 13 magnifies and forms an image on the screen.

第8図は白黒映像を表示する光学系の基本構成であるが
、カラー映像の場合はダイクロイックミラーを用いて光
源からの平行光を赤・緑・青の3原色に色分解し各単色
光を液晶パネル、偏光板の光シャッタに通し再びダイク
ロイックミラーを用いて色合成する。光シャッタの考え
方は第8図と全く同様であるので詳細は割愛する。
Figure 8 shows the basic configuration of an optical system that displays black-and-white images, but in the case of color images, a dichroic mirror is used to separate the parallel light from the light source into the three primary colors of red, green, and blue. The light is passed through the liquid crystal panel and the polarizing plate's shutter, and the colors are synthesized again using a dichroic mirror. The concept of the optical shutter is exactly the same as that shown in FIG. 8, so details will be omitted.

次に第9図に液晶パネルの画素配列の一例を示す。図中
A、B・・・Fは各画素を示し行・列方向に格子状に配
列する。また各画素の間には光を通過しない部分BLA
CKを設ける。第10図に液晶パネルの駆動回路の一例
を示す。前記の各画素に対応したトランジスタスイッチ
a、b・・・fを設け、行方向と列方向に分けて駆動す
る。列方向の駆動は2行分のアナログサンプルホルダ1
5.16を用いる。アナログサンプルホルダ15.16
は映像信号のサンプリングとホールドを一行ごとに交互
におこない、一方がホールドした映像信号を液晶に供給
する間、他方は次の一行分の映像信号をサンプリングす
る。アナログサンプルホルダ15.16の出力ラインは
同一列の全トランジスタスイッチのソースに接続しソー
スラインと呼ぶ。行方向は各行に同一行の全トランジス
タスイッチのゲトに接続したゲートラインを設はシフト
レジスタ14で順次駆動する。シフトレジスタ14はゲ
ートクロックGで動作し、ゲートクロックGは例えば放
送信号の走査線に応じて水平同期信号を用いる。
Next, FIG. 9 shows an example of a pixel arrangement of a liquid crystal panel. In the figure, A, B, . . . , F indicate each pixel, and the pixels are arranged in a grid pattern in the row and column directions. In addition, there is a part BLA between each pixel that does not allow light to pass through.
Provide CK. FIG. 10 shows an example of a drive circuit for a liquid crystal panel. Transistor switches a, b, . . . Column direction drive is analog sample holder 1 for 2 rows.
5.16 is used. Analog sample holder 15.16
alternately samples and holds the video signal for each row, and while one supplies the held video signal to the liquid crystal, the other samples the video signal for the next row. The output line of the analog sample holder 15,16 is connected to the sources of all transistor switches in the same column and is called the source line. In the row direction, gate lines connected to the gates of all transistor switches in the same row are provided in each row and sequentially driven by a shift register 14. The shift register 14 operates with a gate clock G, and the gate clock G uses, for example, a horizontal synchronization signal depending on the scanning line of a broadcast signal.

以上のようにしてゲートラインとソースラインで選択し
た画素ごとに液晶の光シャンク動作を映像信号で制御す
る。
As described above, the optical shank operation of the liquid crystal is controlled by the video signal for each pixel selected by the gate line and the source line.

第11図に映像信号のサンプリングクロックCKゲート
クロックGの一例を示す。映像信号はサンプリングクロ
ックCKの立ち上がりエツジでサンプルし離散信号とし
てアナログサンプルホルダ15.16に記憶する。また
ゲートクロックGは水平同期信号を用いる。
FIG. 11 shows an example of the sampling clock CK and gate clock G of the video signal. The video signal is sampled at the rising edge of the sampling clock CK and stored as a discrete signal in analog sample holders 15 and 16. Further, the gate clock G uses a horizontal synchronization signal.

発明が解決しようとする課題 しかしながら第8図に示した従来の液晶表示装置は光源
11、集光レンズ12からでた光(p+s)のうちP偏
光、或いはS偏光の一方しか液晶パネル3に入射するこ
とができず光の利用率は半減する。単に明るくするには
光源の全光束を増加ずればよいが電力の増加、電力ロス
による発熱の増加のため表示装置のコンパクト化が妨げ
られる。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional liquid crystal display device shown in FIG. The light utilization rate will be halved. To simply increase the brightness, the total luminous flux of the light source may be increased, but this increases the power consumption and heat generation due to power loss, which prevents the display device from becoming more compact.

方、画質においては現時点で量産性のある液晶パネルは
CRTに比較して画像数が明らかに不足しており、拡大
投影した時に映像表示の粗さが目立つ。
On the other hand, in terms of image quality, currently mass-produced liquid crystal panels clearly lack the number of images compared to CRTs, and the roughness of the image display is noticeable when enlarged and projected.

そこで光の利用率を向上し低電力で明るい表示を実現す
る方法、量産を前提にした画素数の不足した液晶パネル
で表示の精細度を向上する方法を発明することが課題と
なる。
Therefore, the challenge is to devise a method to improve the light utilization rate and achieve a bright display with low power consumption, and a method to improve the display definition on liquid crystal panels with insufficient number of pixels for mass production.

課題を解決するための手段 前記の課題を解決するために本発明の液晶表示装置を以
下のように構成する。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the liquid crystal display device of the present invention is configured as follows.

(1)光源からの自然光を光の進行方向に垂直な直交二
成分(P偏光とS偏光)に分解する第一のビームスプリ
ッタと、前記P偏光を入射する第一のツイスト・ネマテ
ィック液晶パネル(配向方向がP偏光と一致)と前記S
偏光を入射する第二のツイスト・ネマティック液晶パネ
ル(配向方向がS偏光と一致)と、前記の第一、第二の
液晶パネルを通過する偏光を合成する第二のビームスプ
リッタと、前記第一のビームスプリッタから第二のビー
ムスプリッタに至る経路に挿入した反射ミラから構成さ
れる液晶表示装置である。
(1) A first beam splitter that splits natural light from a light source into two orthogonal components (P-polarized light and S-polarized light) perpendicular to the direction of travel of the light, and a first twisted nematic liquid crystal panel that receives the P-polarized light ( (the alignment direction matches the P polarized light) and the S
a second twisted nematic liquid crystal panel (the orientation direction of which is aligned with the S-polarized light) into which the polarized light is incident; a second beam splitter that combines the polarized light passing through the first and second liquid crystal panels; This is a liquid crystal display device consisting of a reflecting mirror inserted in a path from one beam splitter to a second beam splitter.

(2)光源からの自然光を光の進行方向に垂直な直交二
成分(P偏光とS偏光)に分解する第一のビームスプリ
ッタと、前記P(或いはS)偏光を入射する第一のツイ
スト・ネマティック液晶パネル(配向方向がP或いはS
偏光と一致)と、前記S(或いはP)偏光を90度回転
しP(或いはS)偏光とする第一の半波長板と、前記第
一の半波長板を出たP(或いはS)偏光を入射する第二
のツイスト・ネマティック液晶パネル(配向方向がP或
いはS偏光と一致)と、前記第二のツイスト・ネマティ
ック液晶パネルを通過する偏光を再度90度何回転る第
二の半波長板と、前記の第一のツイスト・ネマティック
液晶パネルを通過する偏光と第二のツイスト・ネマチッ
ク液晶パネル、第一、第二の半波長板を通過する偏光を
合成する第二のビームスプリッタと、前記第一のビーム
スプリッタから第二のビームスプリッタに至る経路に挿
入した反射ミラーから構成される液晶表示装置である。
(2) A first beam splitter that splits natural light from a light source into two orthogonal components (P-polarized light and S-polarized light) perpendicular to the traveling direction of the light, and a first twisted beam splitter that receives the P (or S) polarized light. Nematic liquid crystal panel (orientation direction is P or S)
a first half-wave plate that rotates the S (or P) polarized light by 90 degrees to make it P (or S) polarized light; and the P (or S) polarized light that exits the first half-wave plate. a second twisted nematic liquid crystal panel (the orientation direction of which coincides with the P or S polarized light), and a second half-wave plate that rotates the polarized light passing through the second twisted nematic liquid crystal panel by 90 degrees. and a second beam splitter that combines the polarized light passing through the first twisted nematic liquid crystal panel, the second twisted nematic liquid crystal panel, and the polarized light passing through the first and second half-wave plates; This is a liquid crystal display device consisting of a reflecting mirror inserted in a path from a first beam splitter to a second beam splitter.

(3)上記第1もしくは第2の発明において、第一の液
晶パネルの画素開口部と第二の液晶パネルの画素開口部
を水平方向に水平画素間隔の2分の1ずらして配置し、
かつ一方の液晶パネルの画素を表示する映像信号サンプ
リングクロックの位相を前記の画素諸口部の位置ずれに
応じて他方の液晶パネルの映像信号サンプリングクロッ
クに対して2分の1波長ずらしたことを特徴とする。
(3) In the first or second invention, the pixel openings of the first liquid crystal panel and the pixel openings of the second liquid crystal panel are arranged horizontally shifted by one half of the horizontal pixel interval,
and the phase of the video signal sampling clock for displaying the pixels of one liquid crystal panel is shifted by a half wavelength with respect to the video signal sampling clock of the other liquid crystal panel in accordance with the positional deviation of the pixel ports. shall be.

(4)第1もしくは第2の発明において第一の液晶パネ
ルの画素開口部と第二の液晶パネルの画素開口部を垂直
方向に垂直画素間隔の2分の1ずらして配置し、かつ液
晶パネルの垂直方向の走査をおこなうゲートクロックを
テレビジョン放送信号のインタレース走査に応じて一方
の液晶パネルでは奇数のフィールドでのみ印加状態とし
偶数フィールドでは禁止状態とし、他方の液晶パネルで
は偶数フィールドでのみ印加状態とし奇数フィールドで
は禁止状態としたことを特徴とする。
(4) In the first or second invention, the pixel openings of the first liquid crystal panel and the pixel openings of the second liquid crystal panel are arranged vertically shifted by one-half of the vertical pixel interval, and the liquid crystal panel In accordance with the interlace scanning of the television broadcast signal, the gate clock that performs vertical scanning is applied to one LCD panel only in odd-numbered fields and disabled in even-numbered fields, and the other LCD panel is applied only in even-numbered fields. It is characterized in that it is in an applied state and in an odd-numbered field, it is in a prohibited state.

(5)第1もしくは第2の発明において、第一の液晶パ
ネルの画素開口部と第二の液晶パネルの画素開口部を垂
直方向に垂直画素間隔の2分の1ずらして配置し、かつ
液晶パネルの垂直方向の走査については同一のゲートク
ロックを第一および第2の液晶パネルに印加しテレビジ
ョン放送信号の奇数および偶数の両フィールドに渡って
印加状態としたことを特徴とする。
(5) In the first or second invention, the pixel apertures of the first liquid crystal panel and the pixel apertures of the second liquid crystal panel are arranged vertically shifted by one half of the vertical pixel interval, and the liquid crystal panel Regarding vertical scanning of the panel, the same gate clock is applied to the first and second liquid crystal panels and is applied to both odd and even fields of the television broadcast signal.

(6)第1もしくは第2の発明において、第一のパネル
の画素開口部と第二の液晶パネルの画素開口部を水平方
向に水平画素間隔の2分の1ずらし、かつ垂直方向に垂
直画素間隔の2分の1ずらして配置し、一方の液晶パネ
ルの画素を表示する映像信号サンプリングクロックの位
相を画素開口部の水平方向の位置ずれに応じて他方の液
晶パネルの映像信号サンプリングクロックに対して2分
の1波長ずらし、かつ液晶パネルの垂直方向の走査をお
こなうゲートクロックをテレビジョン放送信号のインタ
レース走査に応して一方の液晶パネルでは奇数フィール
ドでのみ印加状態とし偶数フィールドでは禁止状態とし
、他方の液晶パネルでは偶数フィールドでのみ印加状態
とし奇数フィールドでは禁止状態としたことを特徴とす
る。
(6) In the first or second invention, the pixel openings of the first panel and the pixel openings of the second liquid crystal panel are shifted by half the horizontal pixel interval in the horizontal direction, and the vertical pixel interval is shifted in the vertical direction. The phase of the video signal sampling clock that displays the pixels of one liquid crystal panel is shifted by half the interval, and the phase of the video signal sampling clock that displays the pixels of one liquid crystal panel is adjusted relative to the video signal sampling clock of the other liquid crystal panel according to the horizontal positional shift of the pixel aperture. The gate clock that scans the liquid crystal panel in the vertical direction is applied to one liquid crystal panel only in odd-numbered fields and disabled in even-numbered fields in accordance with the interlaced scanning of the television broadcast signal. The other liquid crystal panel is characterized in that it is applied only in even fields and prohibited in odd fields.

(7)第1もしくは第2の発明において、第一の液晶パ
ネルの画素関口部と第二の液晶パネルの画素開口部を水
平方向に水平画素間隔の2分の1ずらし、かつ垂直方向
に垂直画素間隔の2分の1ずらして配置し、一方の液晶
パネルの画素を表示する映像信号サンプリングクロック
の位相を画素開口部の水平方向の位置ずれに応じて他方
の液晶パネルの映像信号サンプリングクロックに対して
2分の1波長ずらし、かつ液晶パネルの垂直方向の走査
については同一のゲートクロックを第一および第二の液
晶パネルに印加しテレビジョン放送信号の奇数および偶
数の両フィールドに渡って印加状態としたことを特徴と
する。
(7) In the first or second invention, the pixel entrance part of the first liquid crystal panel and the pixel opening part of the second liquid crystal panel are shifted by half the horizontal pixel interval in the horizontal direction, and vertically in the vertical direction. The pixels are arranged with a half pixel interval shifted, and the phase of the video signal sampling clock that displays the pixels of one liquid crystal panel is changed to the video signal sampling clock of the other liquid crystal panel according to the horizontal positional shift of the pixel aperture. For vertical scanning of the liquid crystal panel, the same gate clock is applied to the first and second liquid crystal panels and applied to both odd and even fields of the television broadcast signal. It is characterized by being in a state of

作用 かかる構成により光の利用率を倍増し低電力で明るい表
示を実現し、さらに量産を前提にした画素数の少ない液
晶パネルを用いて映像表示の精細度を倍増することが実
現できる。
With this configuration, it is possible to double the light utilization rate and realize a bright display with low power consumption, and furthermore, it is possible to double the definition of image display by using a liquid crystal panel with a small number of pixels, which is intended for mass production.

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。Example Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に本発明の液晶表示装置の第一の実施例を示す。FIG. 1 shows a first embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.

光源からの自然光を光の進行方向に垂直な直交二成分(
P偏光とS偏光)に分解する第一のビームスプリッタ1
と、前記P偏光を入射する第一のツイスト・ネマティッ
ク液晶パネル3(配向方向がP偏光と一致)と、前記S
偏光を入射する第二のツイスト・ネマティック液晶パネ
ル4(配向方向がS偏光と一致)と、前記の第一、第二
の液晶パネル3.4を通過する偏光を合成する第一のビ
ームスプリッタ2と、前記第一のビームスブリック1か
ら第二のビームスプリッタ2に至る経路に挿入した反射
ミラー5.6から構成する。
Natural light from a light source is divided into two orthogonal components (
The first beam splitter 1 separates the light into P-polarized light and S-polarized light.
, the first twisted nematic liquid crystal panel 3 into which the P-polarized light is incident (the alignment direction matches the P-polarized light), and the S-polarized light.
A second twisted nematic liquid crystal panel 4 into which polarized light is incident (the alignment direction matches the S-polarized light) and a first beam splitter 2 which combines the polarized light passing through the first and second liquid crystal panels 3.4. and a reflecting mirror 5.6 inserted in the path from the first beam brick 1 to the second beam splitter 2.

光源からの自然光P+SをビームスプリッタlでP偏光
とS偏光に分解しそれぞれ液晶パネル3゜4を通過した
のちビームスプリッタ2で再びP+Sとして合成するた
め、P偏光或いはS偏光の一方のみを利用する第8図に
示した従来例に比較して光の利用率を2倍となる。
Natural light P+S from the light source is separated into P-polarized light and S-polarized light by beam splitter 1, each passes through liquid crystal panels 3 and 4, and then combined again as P+S by beam splitter 2, so only one of P-polarized light or S-polarized light is used. The light utilization rate is doubled compared to the conventional example shown in FIG.

第2図に本発明の液晶表示装置の第2の実施例を示す。FIG. 2 shows a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.

第1図と比較すると半波長板7.8を用いて第一のビー
ムスブリック1を出たS偏光を90度面回転P偏光とし
たのち液晶パネル4(配向方向がP偏光に一致)に入射
し、液晶パネル4を出た偏光を再び90度面回転第二の
ビームスプリッタに入射する点が異なる。このような構
成にすれば液晶パネル3.4の配向方向をP方向にそろ
えることができる。ここで半波長板7.8は液晶パネル
3の両側に挿入してもよく、この場合はP偏光を一旦S
偏光ににすることににって液晶パネル3.4の配向方向
をS方向にそろえることができる。
Comparing with Figure 1, the S-polarized light exiting the first beam block 1 is turned into P-polarized light with a 90-degree plane rotation using a half-wave plate 7.8, and then enters the liquid crystal panel 4 (the orientation direction matches the P-polarized light). However, the difference is that the polarized light exiting the liquid crystal panel 4 is again incident on the second beam splitter with a 90-degree plane rotation. With such a configuration, the alignment direction of the liquid crystal panels 3.4 can be aligned in the P direction. Here, the half-wave plate 7.8 may be inserted on both sides of the liquid crystal panel 3, and in this case, the P-polarized light is
By polarizing the light, the alignment direction of the liquid crystal panels 3.4 can be aligned in the S direction.

第1図、第2図において液晶パネル3.4の旋光角は最
大90度(或いは90度の奇数倍)である。
In FIGS. 1 and 2, the angle of optical rotation of the liquid crystal panel 3.4 is at most 90 degrees (or an odd multiple of 90 degrees).

また図中ビームスプリッタ2の出射光として実線で示し
たものは液晶パネル3.4に電圧を加えた時に出る光で
、破線で示したものは電圧を加えない時に出る光である
。従ってノーマリブラックとして系を構成するときは実
線の出射光を使用し、ノーマリホワイトとして系を構成
するときは破線の出射光を使用する。
Further, in the figure, the light emitted from the beam splitter 2 shown by a solid line is the light emitted when a voltage is applied to the liquid crystal panel 3.4, and the broken line is the light emitted when no voltage is applied. Therefore, when configuring the system as normally black, the output light shown in the solid line is used, and when the system is configured as normally white, the output light shown in the broken line is used.

第3図に本発明の液晶表示装置の第3図の実施例を示す
。第3図は前記の第一および第二の実施例において第一
の液晶パネル30画素開口部(実線AB・・・)と第二
の液晶パネル4の画素開口部(破線A’、B’・・・)
を水平方向に水平画素間隔Hの2分の1ずらして配置す
ることを特徴とする液晶表示装置である。
FIG. 3 shows an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention shown in FIG. FIG. 3 shows the pixel apertures of the first liquid crystal panel 30 (solid lines AB...) and the pixel apertures of the second liquid crystal panel 4 (dashed lines A', B', etc.) in the first and second embodiments described above.・・)
This is a liquid crystal display device characterized in that the pixels are arranged shifted by half the horizontal pixel interval H in the horizontal direction.

この場合、第6図に示すように液晶パネル4の画素表示
に用いる映像信号サンプリングクロックGK2の位相は
画素開口部の位置ずれに応して液晶パネル3の映像信号
サンプリングクロックCK1に対して2分の1波長遅れ
たものとする9以上の構成により水平方向の画素数は2
倍となる。
In this case, as shown in FIG. 6, the phase of the video signal sampling clock GK2 used for pixel display on the liquid crystal panel 4 is changed by 2 minutes with respect to the video signal sampling clock CK1 on the liquid crystal panel 3, depending on the positional shift of the pixel aperture. With a configuration of 9 or more, the number of pixels in the horizontal direction is 2.
It will be doubled.

第4図に本発明の液晶表示装置の第4の実施例を示す、
第4図は前記の第一および第二の実施例において第一の
液晶パネル3の画素開口部(実線A、B・・・)と第二
の液晶パネル4の画素開口部b (破線A’、B’・・・)を垂直方向に垂直画素間隔の
2分の1ずらして配置することを特徴とする液晶表示装
置である。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 4 shows the pixel apertures (solid lines A, B...) of the first liquid crystal panel 3 and the pixel apertures b (dashed lines A') of the second liquid crystal panel 4 in the first and second embodiments described above. , B', . . . ) are arranged vertically shifted by half the vertical pixel interval.

この場合、液晶パネルの垂直方向の走査をおこなう際に
第7図のaに示すように液晶パネルの3のゲートクロッ
クG】は奇数フィールドでのみ印加状態とし偶数フィー
ルドでは禁止状態とし、液晶パネル4のゲートクロック
C2は偶数フィールドでのみ印加状態とし奇数フィール
ドでは禁止状態とする。以上の構成により垂直方向につ
いて、テレビジョン放送信号の走査線の2分の1の表示
行数をもつ液晶パネルでインターレス走査による全行数
表示が可能である。
In this case, when scanning the liquid crystal panel in the vertical direction, as shown in FIG. The gate clock C2 is applied only in even fields and disabled in odd fields. With the above configuration, in the vertical direction, it is possible to display the entire number of lines by interlace scanning on a liquid crystal panel that has half the number of display lines as the scanning lines of a television broadcast signal.

第7図のbに本発明の液晶表示装置の第5の実施例にお
ける垂直走査方法を示す、液晶パネルの画素配列は第4
図と同等である。この場合液晶パネルの垂直方向の走査
をおこなうために同一のゲートクロックGで第一の液晶
パネル3および第二の液晶パネル4を駆動する。ゲート
クロックGはテレビジョン放送信号の奇数および偶数の
両フィ−ルドに渡って印加状態とする。以上の構成によ
り垂直方向について、テレビジョン放送信号の走査線の
2分の1の表示行数をもつ液晶パネルで1フイ一ルド期
間に全行数を表示する単純二面書き走査が可能である。
FIG. 7b shows the vertical scanning method in the fifth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
It is equivalent to the figure. In this case, in order to scan the liquid crystal panel in the vertical direction, the first liquid crystal panel 3 and the second liquid crystal panel 4 are driven by the same gate clock G. The gate clock G is applied to both odd and even fields of the television broadcast signal. With the above configuration, in the vertical direction, it is possible to perform simple two-sided scanning in which the entire number of lines is displayed in one field period on a liquid crystal panel that has half the number of display lines as the scanning lines of a television broadcast signal. .

第5図に本発明の液晶表示装置の第6の実施例を示す。FIG. 5 shows a sixth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.

第5図は前記の第一および第二の実施例において第一の
液晶パネル3の画素開口部(実線A、B・・・)と第二
の液晶パネル4の画像開口部(破線A’、B’・・・)
を水平方向に水平画素間隔の2分の1ずらし、かつ垂直
方向に垂直画素間隔の2分の1ずらして配置することを
特徴とする液晶表示装置である。
FIG. 5 shows the pixel apertures (solid lines A, B, . . . ) of the first liquid crystal panel 3 and the image apertures (broken lines A', . . . ) of the second liquid crystal panel 4 in the first and second embodiments described above. B'...)
This is a liquid crystal display device characterized in that the pixels are arranged so as to be shifted by half the horizontal pixel interval in the horizontal direction and by half the vertical pixel interval in the vertical direction.

この場合、第6図に示すように液晶パネル4の画素表紙
に用いる映像信号サンプリングクロックCK2の位相を
画素開口部の水平方向の位置ずれに応じて液晶パネル3
の映像信号サンプリングクロックCKIに対して2分の
1波長遅れたものとする。かつ垂直方向の走査をおこな
う際に第7図のaに示すように液晶パネル3のゲートク
ロックG1は奇数フィールドでのみ印加状態とし偶数フ
ィールドでは禁止状態とし、液晶パネル4のゲートクロ
ックG2は偶数フィールドでのみ印加状態とし奇数フィ
ールドでは禁止状態とする。以上の構成によりテレビジ
ョン放送信号の走査線の2分の1の表示行数をもつ液晶
パネルで画素のデルタ配列が可能となり水平・垂直方向
ともに精細度が向上する。またこの場合垂直走査はイン
ターレス走査である。
In this case, as shown in FIG. 6, the phase of the video signal sampling clock CK2 used for the pixel cover of the liquid crystal panel 4 is adjusted according to the horizontal positional shift of the pixel opening.
It is assumed that the video signal sampling clock CKI is delayed by a half wavelength with respect to the video signal sampling clock CKI. When scanning in the vertical direction, as shown in FIG. 7a, the gate clock G1 of the liquid crystal panel 3 is applied only in odd fields and disabled in even fields, and the gate clock G2 of the liquid crystal panel 4 is applied only in even fields. It is applied only in fields and disabled in odd fields. With the above configuration, a delta arrangement of pixels is possible on a liquid crystal panel having one-half the number of display lines of the scanning lines of a television broadcast signal, and the definition is improved in both the horizontal and vertical directions. Further, in this case, the vertical scanning is interlaced scanning.

第7の実施例は第5図の画素配列において第7図すのゲ
ートクロックGを用いるものである。この場合、液晶パ
ネルの垂直方向の走査をおこなうために同一のゲートク
ロックGで第一の液晶パネル3および第二の液晶パネル
4を駆動する。ゲートクロックGはテレビジョン放送信
号の奇数および偶数の両フィールドに渡って印加状態と
する。
The seventh embodiment uses the gate clock G shown in FIG. 7 in the pixel arrangement shown in FIG. In this case, the first liquid crystal panel 3 and the second liquid crystal panel 4 are driven by the same gate clock G to perform vertical scanning of the liquid crystal panel. The gate clock G is applied to both odd and even fields of the television broadcast signal.

以上の構成によりテレビジョン放送信号の走査線の2分
の1の表示行数をもつ液晶パネルで画素のデルタ配列が
可能となり水平・垂直方向ともに精細度が向上する。ま
たこの場合垂直走査は1フィ9 一ルド期間に全行数を表示する単純二面書き走査である
With the above configuration, a delta arrangement of pixels is possible on a liquid crystal panel having one-half the number of display lines of the scanning lines of a television broadcast signal, and the definition is improved in both the horizontal and vertical directions. In this case, the vertical scanning is a simple two-sided scanning that displays all lines in one field period.

発明の効果 以上のように、本発明の液晶表示装置を用いることによ
り、光の利用率を向上し低電力で明るい表示を実現する
こと、および量産を前提にした画素数の不足した液晶パ
ネルで表示の精細度を向上することが可能となる。
Effects of the Invention As described above, by using the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to improve the light utilization efficiency and realize a bright display with low power consumption, and it is possible to improve the efficiency of using the liquid crystal display device of the present invention. It becomes possible to improve the definition of display.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の液晶表示装置の第1の実施例における
基本構成図、第2図は第2の実施例における基本構成図
、第3図は第3の実施例における画素配列図、第4図は
第4、第5の実施における画素配列図、第を図は第6、
第7の実施例におけ対型表示装置の一例における基本構
成図、第9図は従来の液晶パネルの画素配列の一例を示
す図、0 第10図は液晶駆動回路の基本構成図、第11図は従1
.2・・・・・・ビームスプリッタ、3ストネマテイツ
ク液晶パネル、5 ラー、7.8・・・・・・半波長板。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a first embodiment of a liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is a basic configuration diagram of a second embodiment, FIG. 3 is a pixel arrangement diagram of a third embodiment, and FIG. Figure 4 is a pixel arrangement diagram in the fourth and fifth implementations;
9 is a diagram showing an example of the pixel arrangement of a conventional liquid crystal panel; FIG. 10 is a basic configuration diagram of a liquid crystal drive circuit; The figure is 1
.. 2...beam splitter, 3 string nematic liquid crystal panel, 5 color, 7.8...half wave plate.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源からの自然光を光の進行方向に垂直な直交二
成分(P偏光とS偏光)に分解する第一のビームスプリ
ッタと、前記P偏光を入射する、配向方向がP偏光と一
致する第一のツイスト・ネマティック液晶パネルと、前
記S偏光を入射する、配向方向がS偏光と一致する第二
のツイスト・ネマティック液晶パネルと、前記の第一、
第二の液晶パネルを通過する偏光を合成する第二のビー
ムスプリッタと、前記第一のビームスプリッタから第二
のビームスプリッタに至る経路に挿入した反射ミラーと
から構成される液晶表示装置。
(1) A first beam splitter that separates natural light from a light source into two orthogonal components (P-polarized light and S-polarized light) perpendicular to the traveling direction of the light, and the P-polarized light is incident thereon, and the orientation direction matches that of the P-polarized light. a first twisted nematic liquid crystal panel, a second twisted nematic liquid crystal panel into which the S-polarized light is incident and whose alignment direction coincides with the S-polarized light;
A liquid crystal display device comprising: a second beam splitter that combines polarized light passing through a second liquid crystal panel; and a reflecting mirror inserted in a path from the first beam splitter to the second beam splitter.
(2)光源からの自然光を光の進行方向に垂直な直交二
成分(P偏光とS偏光)に分解する第一のビームスプリ
ッタと、前記P或いはS偏光を入射する、配向方向がP
偏光或いはS偏光と一致する第一のツイスト・ネマティ
ック液晶パネルと、前記S或いはP偏光を90度回転し
P或いはS偏光とする第一の半波長と、前記第一の半波
長板を出たP或いはS偏光を入射する、配向方向がP或
いはS偏光と一致する第二のツイスト・ネマティック液
晶パネルと、前記第二のツイスト・ネマティック液晶パ
ネルを通過する偏光を再度90度回転する第二の半波長
板と、前記の第一のツイスト・ネマティック液晶パネル
を通過する偏光と第二のツイスト・ネマティック液晶パ
ネル、第一、第二の半波長板を通過する偏光を合成する
第二のビームスプリッタと、前記第一のビームスプリッ
タから第二のビームスプリッタに至る経路に挿入した反
射ミラーとから構成される液晶表示装置。
(2) A first beam splitter that splits natural light from a light source into two orthogonal components (P polarized light and S polarized light) perpendicular to the direction of travel of the light;
a first twisted nematic liquid crystal panel that matches polarized light or S-polarized light; a first half-wavelength that rotates the S- or P-polarized light by 90 degrees to become P- or S-polarized light; and a first half-wavelength plate that outputs the first half-wavelength plate; a second twisted nematic liquid crystal panel into which P or S polarized light is incident and whose alignment direction matches that of the P or S polarized light; and a second twisted nematic liquid crystal panel which rotates the polarized light passing through the second twisted nematic liquid crystal panel by 90 degrees again. a half-wave plate, and a second beam splitter that combines the polarized light passing through the first twisted nematic liquid crystal panel, the second twisted nematic liquid crystal panel, and the polarized light passing through the first and second half-wave plates. and a reflecting mirror inserted in a path from the first beam splitter to the second beam splitter.
(3)第一の液晶パネルの画素開口部と第二の液晶パネ
ルの画素開口部を水平方向に水平画素間隔の2分の1ず
らして配置し、かつ一方の液晶パネルの画素を表示する
映像信号サンプリングクロックの位相を前記の画素開口
部の位置ずれに応じて他方の液晶パネルの映像信号サン
プリングクロックに対して2分の1波長ずらしたことを
特徴とする請求項1または請求項2記載の液晶表示装置
(3) An image in which the pixel openings of the first liquid crystal panel and the pixel openings of the second liquid crystal panel are shifted horizontally by half the horizontal pixel interval, and the pixels of one liquid crystal panel are displayed. 3. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the phase of the signal sampling clock is shifted by a half wavelength with respect to the video signal sampling clock of the other liquid crystal panel in accordance with the positional shift of the pixel aperture. LCD display device.
(4)第一の液晶パネルの画素開口部と第二の液晶パネ
ルの画素開口部を垂直方向に垂直画素間隔の2分の1ず
らして配置し、かつ液晶パネルの垂直方向の走査をおこ
なうゲートクロックをテレビジョン放送信号のインタレ
ース走査に応じて一方の液晶パネルでは奇数フィールド
でのみ印加状態とし偶数フィールドでは禁止状態とし、
他方の液晶パネルでは偶数フィールドでのみ印加状態と
し奇数フィールドでは禁止状態としたことを特徴とする
請求項1または請求項2記載の液晶表示装置。
(4) A gate in which the pixel apertures of the first liquid crystal panel and the pixel apertures of the second liquid crystal panel are vertically shifted by half the vertical pixel interval, and which scans the liquid crystal panel in the vertical direction. In accordance with the interlaced scanning of the television broadcast signal, the clock is applied to one liquid crystal panel only in odd fields and disabled in even fields.
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the other liquid crystal panel is applied only in even fields and prohibited in odd fields.
(5)第一の液晶パネルの画素開口部と第二の液晶パネ
ルの画素開口部を垂直方向に垂直画素間隔の2分の1ず
らして配置し、かつ液晶パネルの垂直方向の走査につい
ては同一のゲートクロックを第一および第二の液晶パネ
ルに印加しテレビジョン放送信号の奇数および偶数の両
フィールドに渡って印加状態としたことを特徴とする請
求項1または請求項2記載の液晶表示装置。
(5) The pixel apertures of the first liquid crystal panel and the pixel apertures of the second liquid crystal panel are vertically shifted by half the vertical pixel interval, and the vertical scanning of the liquid crystal panel is the same. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the gate clock is applied to the first and second liquid crystal panels and applied to both odd and even fields of the television broadcast signal. .
(6)第一の液晶パネルの画素開口部と第二の液晶パネ
ルの画素開口部を水平方向に水平画素間隔の2分の1ず
らし、かつ垂直方向に垂直画素間隔の2分の1ずらして
配置し、一方の液晶パネルの画素を表示する映像信号サ
ンプリングクロックの位相を画素開口部の水平方向の位
置ずれに応じて他方の液晶パネルの映像信号サンプリン
グクロックに対して2分の1波長ずらし、かつ液晶パネ
ルの垂直方向の走査をおこなうゲートクロックをテレビ
ジョン放送信号のインタレース走査に応じて一方の液晶
パネルでは奇数フィールドでのみ印加状態とし偶数フィ
ールドでは禁止状態とし、他方の液晶パネルでは偶数フ
ィールドでのみ印加状態とし奇数フィールドでは禁止状
態としたことを特徴とする請求項1または請求項2記載
の液晶表示装置。
(6) The pixel apertures of the first liquid crystal panel and the pixel apertures of the second liquid crystal panel are shifted by half the horizontal pixel pitch in the horizontal direction and by half the vertical pixel pitch in the vertical direction. and shift the phase of a video signal sampling clock for displaying the pixels of one liquid crystal panel by a half wavelength with respect to the video signal sampling clock of the other liquid crystal panel in accordance with the horizontal positional shift of the pixel aperture, In addition, the gate clock that scans the liquid crystal panel in the vertical direction is applied only in odd fields to one liquid crystal panel and disabled in even fields, and is disabled in even fields to the other liquid crystal panel, depending on the interlaced scanning of the television broadcast signal. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is applied only in the field and is prohibited in the odd field.
(7)第一の液晶パネルの画素開口部と第二の液晶パネ
ルの画素開口部を水平方向に水平画素間隔の2分の1ず
らし、かつ垂直方向に垂直画素間隔の2分の1ずらして
配置し、一方の液晶パネルの画素を表示する映像信号サ
ンプリングクロックの位相を画素開口部の水平方向の位
置ずれに応じて他方の液晶パネルの映像信号サンプリン
グクロックに対して2分の1波長ずらし、かつ液晶パネ
ルの垂直方向の走査については同一のゲートクロックを
第一および第二の液晶パネルに印加しテレビジョン放送
信号の奇数および偶数の両フィールドに渡って印加状態
としたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の
液晶表示装置。
(7) The pixel openings of the first liquid crystal panel and the pixel openings of the second liquid crystal panel are shifted by half the horizontal pixel interval in the horizontal direction and by half the vertical pixel interval in the vertical direction. and shift the phase of a video signal sampling clock for displaying the pixels of one liquid crystal panel by a half wavelength with respect to the video signal sampling clock of the other liquid crystal panel in accordance with the horizontal positional shift of the pixel aperture, Further, regarding the vertical scanning of the liquid crystal panels, the same gate clock is applied to the first and second liquid crystal panels, and is applied to both odd and even fields of the television broadcast signal. A liquid crystal display device according to claim 1 or claim 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5570209A (en) * 1990-09-18 1996-10-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Color projection type display apparatus having three liquid crystal displays of same structure
US5781252A (en) * 1996-04-02 1998-07-14 Kopin Corporation Dual light valve color projector system
US9274400B2 (en) 2008-11-14 2016-03-01 Cambridge Enterprise Limited, University of Cambridge Optical beam steering

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