JPH04127140A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶表示装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a liquid crystal display device.
[発明の概要]
本発明の液晶表示装置は、例えばハロゲンランプによる
光源から出力された光を、B光と、R光及びG光に分光
し、それぞれB光に対応する第1の液晶パネル、及びR
光及びG光に対応するRGカラーフィルタを有する第2
の液晶パネルに入射されるようにする。そして、第1、
第2の液晶パネルの出射光を合成してカラー映像を出力
することにより、B光の利用効率を高め、色温度を高く
することができるようにしたものである。[Summary of the Invention] The liquid crystal display device of the present invention splits light output from a light source such as a halogen lamp into B light, R light, and G light, and includes a first liquid crystal panel corresponding to the B light, respectively; and R
A second filter having an RG color filter corresponding to light and G light.
so that the light is incident on the LCD panel. And, first,
By combining the light emitted from the second liquid crystal panel and outputting a color image, it is possible to increase the utilization efficiency of B light and increase the color temperature.
[従来の技術]
液晶パネルをライトバルブとして使用し、カラー映像を
出力する液晶表示装置として、例えば液晶プロジェクタ
やカラー液晶テレビジョン等がある。[Prior Art] Examples of liquid crystal display devices that use a liquid crystal panel as a light valve and output color images include liquid crystal projectors and color liquid crystal televisions.
例えば液晶プロジェクタでは、3原色RGB(赤、緑、
青)カラーフィルタを有する液晶パネルに対してハロゲ
ンランプから光を入射する。この液晶パネルは、例えば
TNモード透過型液晶に水平及び垂直方向の電極が配置
されてマトリクス状の画素が形成されており、RGBカ
ラーフィルタに対応した各画素において、RGBビデオ
信号に基づいてTN液晶が画素単位で駆動(透過率制御
)されることにより、液晶パネルの出力光としてカラー
映像を得ることができる。液晶パネルからの出力光は投
射レンズによりスクリーン投影される。For example, in an LCD projector, the three primary colors RGB (red, green,
Blue) Light from a halogen lamp is incident on a liquid crystal panel with color filters. In this liquid crystal panel, for example, horizontal and vertical electrodes are arranged on a TN mode transmissive liquid crystal to form a matrix of pixels, and in each pixel corresponding to an RGB color filter, the TN liquid crystal is displayed based on an RGB video signal. By driving (transmittance control) on a pixel-by-pixel basis, a color image can be obtained as output light from the liquid crystal panel. Output light from the liquid crystal panel is projected onto a screen by a projection lens.
また、3原色RGB光(赤、緑、青)にそれぞれ対応す
る3枚の液晶パネルを設けた3扱式の液晶プロジェクタ
も実施されており、この場合、光源からの光をR光、B
光、G光と3色に分光し、各液晶パネルに入射させる。In addition, a three-handling type liquid crystal projector has been implemented, which is equipped with three liquid crystal panels that correspond to the three primary colors of RGB light (red, green, and blue), and in this case, the light from the light source can be used to
It separates the light into three colors: light and G light, and makes it incident on each liquid crystal panel.
各液晶パネルはそれぞれの色に対応する映像信号で駆動
されているため、各液晶パネルからの出射光を再び合成
して、投射レンズでスクリーン投影することによりカラ
ー映像が得られる。Since each liquid crystal panel is driven by a video signal corresponding to each color, a color image can be obtained by combining the emitted light from each liquid crystal panel again and projecting it on a screen using a projection lens.
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、これらの方式の液晶プロジェクタでは、
ハロゲンランプの出射光の色温度が約3000’ K程
度であることから、出力映像としても色温度の高い映像
を得ることができないという問題がある。投射型ではな
く画面表示タイプの液晶表示装置においても同様である
。[Problems to be solved by the invention] However, in these types of liquid crystal projectors,
Since the color temperature of the light emitted from the halogen lamp is approximately 3000'K, there is a problem in that it is not possible to obtain an output image with a high color temperature. The same applies to liquid crystal display devices of a screen display type rather than a projection type.
さらに、1板式の液晶プロジェクタにおいては3板式の
ものにくらべて各色の画素数が1/3であり、解像度が
不十分になってしまうという欠点があり、一方、3板式
の液晶プロジェクタでは、解像度は成る程度向上するこ
とになるが、光源からの光を3色に分解し再び合成する
ため光学系が複雑化し、また高価な液晶パネルを3枚使
用することや光学系の部品点数の増加により、大幅なコ
ストアップが生じるという問題もある。Furthermore, a single-panel LCD projector has 1/3 the number of pixels for each color compared to a 3-panel LCD projector, resulting in insufficient resolution; However, the optical system becomes complicated because the light from the light source is separated into three colors and combined again, and the number of components in the optical system increases due to the use of three expensive liquid crystal panels. , there is also the problem of a significant increase in costs.
U問題点を解決するための手段〕
本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもので
、光源から出力された光を、B光と、R光及びG光とに
分光する分光手段と、分光されたB光が入射されてB光
のライトバルブとして駆動される第1の液晶パネルと、
R光及びG光が入射されてR光及びG光のライトバルブ
として駆動される第2の液晶パネルと、第1及び第2の
液晶パネルからの出射光を合成して出力する出射合成手
段を備えた、2板式の液晶表示装置を構成するものであ
る。Means for Solving Problem U] The present invention has been made in view of these problems, and includes a spectroscopic means for separating the light output from a light source into B light, R light, and G light. , a first liquid crystal panel that receives the separated B light and is driven as a B light light valve;
a second liquid crystal panel into which the R light and the G light are incident and driven as a light valve for the R light and the G light; and an output combining means for combining and outputting the light emitted from the first and second liquid crystal panels. This constitutes a two-panel liquid crystal display device.
[作用]
B光のみをR光及びG光と分離して、第1の液晶パネル
に入射し、第1の液晶パネルでは全画素からB光の映像
を得ることができるため、R光、G光に比べてB光の利
用効率が高まり、R光、G光、B光が合成されたカラー
映像出力として色温度の高い映像を得ることが可能にな
る。[Function] Only the B light is separated from the R light and the G light and enters the first liquid crystal panel, and the first liquid crystal panel can obtain an image of the B light from all pixels. The utilization efficiency of B light is higher than that of light, and it becomes possible to obtain an image with a high color temperature as a color image output in which R light, G light, and B light are combined.
[実施例]
第1図は本発明の一実施例としての液晶プロジェクタの
投影光学系を示すものである。[Embodiment] FIG. 1 shows a projection optical system of a liquid crystal projector as an embodiment of the present invention.
1は光源となるハロゲンランプ、2は所定の波長の光を
選択的に透過することができるダイクロイックミラーで
あり、ここではB光のみが透過される。3a、3bはミ
ラー 4a、4bはコンデンサレンズを示す。1 is a halogen lamp serving as a light source; 2 is a dichroic mirror that can selectively transmit light of a predetermined wavelength; only B light is transmitted here; 3a and 3b are mirrors, and 4a and 4b are condenser lenses.
56はダイクロイックミラー2で分光されたB光が入射
される液晶パネルであり、例えば第2図のようにアクテ
ィブマトリクス方式で画素が形成される。このマトリク
ス部では、ゲートライン駆動回路によって線順次方式で
ゲートラインG、〜G、が走査され各水平ライン毎に能
動素子T(TFT :薄膜トランジスタ)がオンとされ
るとともに、信号ライン駆動回路により信号ラインSI
〜S、&、:Bビデオ信号に基すいた駆動電圧が印加さ
れ、キャパシタCに信号電荷が供給される。この信号電
荷により、液晶LCは次の走査まで駆動(励起)される
。以上の走査により各画素(液晶セル)の透過率が制御
され、液晶パネル5.からB映像が得られる。Reference numeral 56 denotes a liquid crystal panel into which the B light separated by the dichroic mirror 2 is incident, and pixels are formed, for example, in an active matrix method as shown in FIG. In this matrix section, the gate line driving circuit scans the gate lines G, ~G, in a line sequential manner, and the active element T (TFT: thin film transistor) is turned on for each horizontal line, and the signal line driving circuit scans the gate lines G, ~G, and turns on the active element T (TFT: thin film transistor) for each horizontal line. Line SI
~S, &, : A driving voltage based on the B video signal is applied, and a signal charge is supplied to the capacitor C. This signal charge drives (excites) the liquid crystal LC until the next scan. The transmittance of each pixel (liquid crystal cell) is controlled by the above scanning, and the transmittance of each pixel (liquid crystal cell) is controlled. A B image can be obtained from.
5 RGはR光及びG光が入射される液晶パネルであり
、各画素に対応してR及びGのカラーフィルタが形成さ
れることにより、R光はR画素へ、G光はG画素へ入射
される。そして液晶パネル5゜と同様にアクティブマト
リクス方式においてRビデオ信号及びGビデオ信号に基
づいて、それぞれR液晶セル及びG液晶セルが駆動され
、RG合成映像が出力される。5 RG is a liquid crystal panel into which R light and G light are incident, and R and G color filters are formed corresponding to each pixel, so that R light enters the R pixel and G light enters the G pixel. be done. Similarly to the liquid crystal panel 5°, the R liquid crystal cell and the G liquid crystal cell are respectively driven based on the R video signal and the G video signal in an active matrix system, and an RG composite image is output.
6はB光のみを反射させるグイクロイックミラーであり
、このグイクロイックミラーにより液晶パネル5B及び
5 RGからの出射光が合成され、投射レンズ7を介し
てカラー映像がスクリーン投影されることになる。Reference numeral 6 denotes a guichroic mirror that reflects only the B light, and this guichroic mirror combines the light emitted from the liquid crystal panels 5B and 5RG, and a color image is projected on the screen via the projection lens 7. Become.
この実施例においては、液晶パネル5!lは全画素がB
光について使用されるが、液晶パネル586では画素は
RとGで1=1の割合で分けられるため、例えば各液晶
パネル566及び5おの画素は第3図(a)(b)に示
すように構成されることになる。In this embodiment, the liquid crystal panel 5! All pixels of l are B
This is used for light, but in the liquid crystal panel 586, the pixels are divided into R and G at a ratio of 1=1, so for example, each liquid crystal panel 566 and 5 pixels are divided as shown in FIGS. 3(a) and 3(b). It will be composed of
ここで、グイクロイックミラー6で合成されるR光、G
光、B光の各光量については、それぞれ液晶パネルの画
素数に比例することとなるため、第3図(a)(b)の
ように画素が構成された場合、R光量:G光量:B光量
=1:1:2となる。Here, the R light and G light synthesized by the gicroic mirror 6 are
The amount of each of the light and B light is proportional to the number of pixels on the liquid crystal panel, so if the pixels are configured as shown in Figure 3 (a) and (b), the amount of R light: the amount of G light: the amount of B light. The amount of light is 1:1:2.
つまり、B光を、R光及びG光の2倍の効率で合成する
ことができるため、合成後のカラー映像上では色温度の
高い映像を得ることができる。なお、以上の実施例によ
り実験を行なった結果、ハロゲンランプlの色温度30
00°Kに対し、色温度6000°に程度の投射映像を
得ることができた。In other words, since B light can be combined with twice the efficiency of R light and G light, an image with a high color temperature can be obtained on the combined color image. In addition, as a result of the experiment conducted in accordance with the above example, the color temperature of the halogen lamp 1 was 30
It was possible to obtain a projected image with a color temperature of about 6000° for 00°K.
さらに、本実施例では2単位の液晶パネルを使用するこ
とにより、RGBカラーフィルタを有する画素数が同じ
の1枚の液晶パネルを採用した単板式プロジェクタに比
べて、映像の解像度は1.6倍程度向上することになる
。また、3板式の液晶プロジェクタに比べると、光学系
は大幅に簡略化され、液晶パネルの数も少ないことから
、コストが著しく上昇してしまうことはない。すなわち
本実施例は、成る程度の解像度維持と、大幅なコストア
ップの防止を同時にはかることができる。Furthermore, by using two units of liquid crystal panels in this embodiment, the image resolution is 1.6 times that of a single-panel projector that uses a single liquid crystal panel with the same number of pixels and RGB color filters. This will improve the degree of improvement. Furthermore, compared to a three-panel liquid crystal projector, the optical system is greatly simplified and the number of liquid crystal panels is small, so the cost will not increase significantly. That is, this embodiment can simultaneously maintain a certain degree of resolution and prevent a significant increase in cost.
なお、第4図は液晶パネル576におけるR画素とG画
素の配列をストライブ状に形成した例を示すものであり
、この第4図の液晶パネル5,16を本実施例に採用し
た場合も、上記と同様の効果を得ることができる。さら
に他の配列(例えば横ストライブ状)であっても同様で
ある。Note that FIG. 4 shows an example in which the R pixels and G pixels in the liquid crystal panel 576 are arranged in a stripe pattern, and even when the liquid crystal panels 5 and 16 in FIG. 4 are adopted in this embodiment, , the same effect as above can be obtained. The same applies to other arrangements (for example, horizontal stripes).
第5図(a)(b)は液晶パネル5 RG及び58の他
の実施例を示したものであり、液晶パネル5□における
R画素とG画素の比が1=2とされている。この場合、
液晶パネル5 No及び5.の出射合成光においてはR
光量:G光量:B光量=1:2:3となる。このように
画素を構成した場合では、出力映像上では色温度700
0’ K程度の映像を得ることができた。また解像度と
しては、単板式に比べて1.8倍程度向上させることが
できる。FIGS. 5(a) and 5(b) show other embodiments of the liquid crystal panels 5RG and 58, in which the ratio of R pixels to G pixels in the liquid crystal panel 5□ is 1=2. in this case,
Liquid crystal panel 5 No. and 5. In the outgoing combined light of R
Light amount: G light amount: B light amount = 1:2:3. If the pixels are configured in this way, the color temperature will be 700 on the output video.
I was able to obtain an image of approximately 0'K. Furthermore, the resolution can be improved by about 1.8 times compared to the single-chip type.
ところで、ハロゲンランプIのスペクトル特性は、第6
図に示すように青色光で弱く、赤色光で強い強度をもつ
傾向がある。従って、以上の実施例のようにハロゲンラ
ンプ1を光源として使用した場合、出射合成光における
R光:G光:B光を、1:1:2、或は1:2:3とす
ることは、投射映像の色バランスの適正化という点にお
いても有効である。By the way, the spectral characteristics of the halogen lamp I are as follows:
As shown in the figure, it tends to be weak in blue light and strong in red light. Therefore, when the halogen lamp 1 is used as a light source as in the above embodiment, it is not possible to set the ratio of R light:G light:B light in the output combined light to 1:1:2 or 1:2:3. This is also effective in optimizing the color balance of the projected image.
なお、以上の実施例としては液晶プロジェクタを例にあ
げて説明したが、投射型以外の液晶表示装置であっても
同様の効果が得られる。Note that although the above embodiments have been described using a liquid crystal projector as an example, similar effects can be obtained with liquid crystal display devices other than projection type.
また、光源はハロゲンランプとして説明したが、光源の
種類に関わらず、より色温度の高い映像が得られるよう
になることはいうまでもない。Further, although the light source has been described as a halogen lamp, it goes without saying that images with higher color temperature can be obtained regardless of the type of light source.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の液晶プロジェクタでは、
第1及び第2の液晶パネルにB光と、R光及びG光を分
光して入射し、これを再び合成してカラー映像を得るよ
うに構成することにより、B光を、R光及びG光に比べ
て有効的に利用することができ、従って色温度の高い映
像を得ることができるようになるという効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, the liquid crystal projector of the present invention has the following effects:
By configuring the first and second liquid crystal panels to separate B light, R light and G light, and combine them again to obtain a color image, the B light, R light and It can be used more effectively than light, and therefore has the effect of making it possible to obtain images with a high color temperature.
また、成る程度の解像度の向上がはかられるとともに著
しいコストアップが生じることもないという利点もある
。Further, there is an advantage that the resolution can be improved to a certain degree and the cost does not increase significantly.
第1図は本発明の一実施例を示す光学ブロック図、
第2図は液晶パネルのマトリクス部の等価回路図、
第3図(a)(b)は本発明の一実施例における液晶パ
ネルの画素構成例の説明図、
第4図は本発明の一実施例における液晶パネルの他の画
素構成例の説明図、
第5図(a)(b)は本発明の他の実施例における液晶
パネルの画素構成例の説明図、第6図は光源のハロゲン
ランプのスペクトル特性の説明図である。
1はハロゲンランプ、2,6はダイクロイックミラー
3a、3bはミラー 4a、4bはコンデンサレンズ、
5B、5*aは液晶パネル、7は投射レンズを示す。
信j%繊
第
図Fig. 1 is an optical block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of a matrix section of a liquid crystal panel, and Fig. 3 (a) and (b) are diagrams of a liquid crystal panel in an embodiment of the present invention. An explanatory diagram of an example of a pixel configuration. FIG. 4 is an explanatory diagram of another example of a pixel configuration of a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention. FIGS. FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of the pixel configuration, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the spectral characteristics of a halogen lamp as a light source. 1 is a halogen lamp, 2 and 6 are dichroic mirrors
3a and 3b are mirrors 4a and 4b are condenser lenses,
5B and 5*a are liquid crystal panels, and 7 is a projection lens. % fiber chart
Claims (3)
とに分光する分光手段と、 前記分光手段によって分光されたB光に対してライトバ
ルブとして駆動される第1の液晶パネルと、 前記分光手段によって分光されたR光及びG光に対して
ライトバルブとして駆動される第2の液晶パネルと、 前記第1及び第2の液晶パネルからの出射光を合成して
出力する出射光合成手段とを備えたことを特徴とする液
晶表示装置。(1) A spectrometer that separates the light output from the light source into B light, R light, and G light, and a first liquid crystal that is driven as a light valve for the B light separated by the spectrometer. a second liquid crystal panel that is driven as a light valve for the R light and G light separated by the spectroscopy means, and combines and outputs the light emitted from the first and second liquid crystal panels. A liquid crystal display device comprising an emitted light combining means.
2の液晶パネルは、R画素とG画素が1:1の割合で配
列されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の液晶表示装置。(2) Claim 1, characterized in that the second liquid crystal panel driven as a light valve for R light and G light has R pixels and G pixels arranged at a ratio of 1:1. The liquid crystal display device described in .
2の液晶パネルは、R画素とG画素が1:2の割合で配
列されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の液晶表示装置。(3) Claim 1, characterized in that the second liquid crystal panel driven as a light valve for R light and G light has R pixels and G pixels arranged at a ratio of 1:2. The liquid crystal display device described in .
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15862890 | 1990-06-19 | ||
JP2-158628 | 1990-06-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2214297A Pending JPH04127140A (en) | 1990-06-19 | 1990-08-15 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
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