JPH0651305A

JPH0651305A - 液晶プロジェクタ

Info

Publication number: JPH0651305A
Application number: JP4201220A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Koma; 徳夫小間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-25
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JP3071041B2

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶パネルを使用した液晶プロジェクタにお
いて、スクリーンの上下に生じる輝度ムラを無くすため
に液晶パネルを傾けていた。本発明はこの傾きを無くし
て組立てを簡略することを目的とする。【構成】液晶パネル（１１）と第２の偏光板（１４）
の間に、お互いに直行した２枚の位相差フィルム（１
２）、（１３）を設け、第２の位相差フィルム（１３）
の延伸軸と第２の偏向板（１４）の偏向軸に３０°〜６
０°、１２０°〜１５０°の角度を設け、スクリーンの
上下の輝度ムラを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶プロジェクタに関
し、特に良好な画像を達成した液晶プロジェクタに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＡＶメディアの普及、多様化に伴
い、高画質・大画面が指向されている。特にクリアビジ
ョン、ハイビジョンの実験放送が始まり、液晶パネルを
用いたプロジェクタが注目されている。文献としては、
例えばテレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．２（１
９９１）「液晶投写型ディスプレイ」等にこれらの技術
が詳述されている。

【０００３】図４に３板ミラー方式光学系の概略を示
す。メタルハライドランプ等の光源（５０）からの光
は、反射ミラー（５１）を介して、熱線、紫外線カット
フィルター（５２）を通過し、ダイクロックミラー（５
３）に到達する。ここでこのダイクロックミラー（５
３）は、特定波長域の光を反射または透過する働きを有
し、青（Ｂ）の光のみが９０°方向を変え反射され、他
の光は透過される。透過した光は、ダイクロックミラー
（５４）に入射され、緑（Ｇ）の光のみが反射され、透
過光は赤（Ｒ）となる。このようにＢ．Ｇ．Ｒの順に分
光された各光は、専用の液晶パネル（５５），（５
７），（５６）に入射される。各パネル（５５），（５
６），（５７）は、図面では省略したが偏光板が両側に
設けられ、各色に対応した映像が再生されており、入射
光は各色ごとに変調を受けた後、合成される。

【０００４】ダイクロックミラー（５８）では、Ｇ光が
反射され、透過して来たＢの光と合成され、ダイクロッ
クミラー（５９）でＲの光も合成される。合成された光
は、投写レンズ（６０）によりスクリーン上へ投影され
る。ここで（６１）は、コンデンサレンズで、投写レン
ズ（６０）への光の絞り込みを行うものである。また
（６１）は反射ミラーである。

【０００５】一方、液晶パネルは、２枚のガラス基板間
に液晶が注入されたものであり、一方の基板には、図３
のようにセルがマトリックス状に配置されている。先ず
ガラス基板上には、一点鎖線で示すゲートライン（７
１）が上下に複数本設けられ、このライン（７１）と一
体でゲート（７２）が設けられている。また表示電極
（７３）と一部を重畳して補助容量と成る補助容量電極
および補助容量ラインが延在されている。これらの上層
には、ゲート絶縁膜を介して、ａ−Ｓｉ，Ｎ⁺型ａ−Ｓ
ｉおよびＩＴＯが形成されている。前記ゲート（７２）
上には、ａ−Ｓｉ層（７４）が設けられ、半導体保護膜
を介して、更に、点線で示すＮ⁺型ａ−Ｓｉ層（７５）
が設けられている。またＩＴＯより成る表示電極（７
３）は、ゲートライン（７１）、ドレインライン（７
６）で囲まれて設けられている。この表示電極（７３）
は、前記ＴＦＴのソース領域に対応するＮ⁺型ａ−Ｓｉ
層（７５）上から延在されるソース電極（７８）と電気
的に接続されている。一方、前記ＴＦＴのドレイン領域
に対応するＮ⁺型ａ−Ｓｉ層（７５）にドレイン電極
（７９）が設けられ、このドレイン電極（７９）と一体
で成るドレインライン（７６）が設けられている。更に
は、パッシベーション膜を介して、配向膜が設けられて
いる。

【０００６】一方、対向基板上には、対向電極、遮光膜
および配向膜が設けられ、両基板間に液晶が注入されて
液晶パネルと成る。前記ＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板
と対向基板は、一定の間隙でシールを用いて貼り合わさ
れ、両基板をはさむように夫々偏向板が貼り付けられて
いる。ここで、具体的には対向基板上に、前記表示電極
（７３）…に対応する大きさと位置をもって成る領域以
外に、遮光の機能を有する金属膜が形成されている。更
に絶縁層を介して対向電極となる透明導電膜が形成され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、液晶パネルに
入る光は、コンデンサレンズ（６１）で絞り込まれるた
め、図５のｘ°およびｙ°に示すように、入射光は或る
傾きを有する。そのために投影画面に輝度ムラを生じ
る。例えばパネルを全面にわたり黒表示とすると、投影
画面の上、下に白っぽい部分が生じる。

【０００８】そのため、図５のように、液晶パネルをｚ
°の値に傾け、この輝度ムラを防止していた。しかし図
４のような、液晶プロジェクターにおいて、パネルを傾
けてセットすることは、組み立て工程を難しくする問題
を有していた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、単純マトリックスあるいはアクティブマト
リックスの液晶プロジェクタにおいて、出射側の液晶パ
ネルと偏光板の間に、延伸方向が直行した２枚の位相差
フィルムを設け、出射側の偏光板の偏光軸とこの偏光板
と隣接した位相差フィルムの延伸軸の角度を３０°〜６
０°または１２０°〜１５０°に設定することで解決す
るものである。

【００１０】

【作用】位相差フィルムは、安価な高分子膜から成るも
のがあり、一軸延伸あるいは異方性二軸延伸すると、高
分子は延伸率の大きい方向に配向し、光学的異方性を示
すようになる。例えばポリビニルアルコールやポリカー
ボネイドフィルムが一般的には使用される。延伸方向を
９０°に配置した各々同じ位相差の２枚の位相差フィル
ムは、正面から見た時の位相差は０で、斜めの方向から
見た場合位相差が生じる。今回の発明のように、このよ
うな位相差フィルムをＴＮセルに用いた場合、正面から
の特性を何ら変化させることなく、ＴＮセル斜め方向
（反優先視角方向）から入射し楕円偏光となった光の楕
円率を小さくし、視角特性の良い表示を行うことが可能
である。

【００１１】実験の結果、第２の偏光板光透過軸と第２
の位相差フィルムの延伸軸に所定の角度（Ｃ）を持たせ
ることで輝度ムラを更に小さくできることが判った。具
体的にはＣ＝３０°〜６０°、１２０°〜１５０°の
時、黒表示パネルの反優先視角方向の透過率を大きく減
少でき、この結果、投影画面の上下の輝度ムラを減少さ
せることができる。

【００１２】

【実施例】本発明は、液晶パネル自身の輝度ムラを防止
し、これを用いて投影画面を良好にするものであり、単
純マトリックスまたはアクティブマトリックスのどちら
でも効果があるものである。しかしプロジェクタは、殆
どがアクティブマトリックスを採用していることから、
ここではａ−ＳｉＴＦＴの液晶プロジェクタで説明をし
てゆく。

【００１３】まず一般的なＴＦＴ基板を、図３を用いて
説明する。透明な絶縁性基板（１）上に形成された複数
のゲート（７２）、このゲート（７２）と一体の複数の
ゲートライン（７１）と、複数の補助容量電極およびこ
の補助容量電極（２）と一体の複数の補助容量ライン
（３）と、前記ゲート（７２）、ゲートライン（７
１）、補助容量電極および補助容量ラインを覆う絶縁層
（４）とがある。

【００１４】ゲートライン（７１）およびゲート（７
２）は、一点鎖線で示され、約１５００ÅのＣｒで構成
されている。ゲートライン（７１）は、左右に延在し、
ゲート（７２）と一体で設けられ、以上の構成が繰り返
されている。補助容量ラインは、例えば左右に約１５０
０ÅのＣｒまたはＩＴＯより成っている。更には基板全
面を覆うＳｉＮｘまたはＳｉＯ₂とＳｉＮ_Xより成る絶縁
層（４）が設けられている。

【００１５】またゲートと一体のゲートラインおよび補
助容量電極と一体の補助容量ラインをＡｌで形成し、こ
の表面を陽極酸化しても良い。この場合、今後画面の大
型化に伴い、ラインの低抵抗化に寄与し、しかもドレイ
ンラインとの短絡を防止するためにライン上に陽極酸化
の絶縁層を安価で形成できる効果を有している。また前
記ゲート（７２）に対応する前記絶縁層上に積層された
不純物がドープされていない非単結晶シリコン膜（７
４）と、前記ゲート（７２）を一構成とするスイッチン
グ素子（ＴＦＴ）のソース領域およびドレイン領域に対
応する非単結晶シリコン膜（７４）上に形成された不純
物がドープされた非単結晶シリコン膜（７５）と、前記
非単結晶シリコン膜（７５）に近接して設けられ、前記
補助容量電極と少なくとも一部が重畳された表示電極
（７３）とがある。

【００１６】ここで不純物がドープされていない非単結
晶シリコン膜（７４）は、ゲート（７２）上に活性層と
して設けられ、図３の２点鎖線の四角形で示された領域
に、約１０００Åの厚さのａ−Ｓｉが設けられて成して
いる。前記活性層（７４）と重畳する不純物がドープさ
れた非単結晶シリコン膜（７５）が設けられ、ここでは
約５００ÅのＮ⁺型ａ−Ｓｉが設けられている。また表
示電極（７３）は二点鎖線で示され、約１０００ÅのＩ
ＴＯより成っている。

【００１７】またソース領域に対応する不純物がドープ
された非単結晶シリコン膜（７５）と前記表示電極（７
３）を電気的に接続するソース電極（７８）と、前記ド
レイン領域に対応する不純物がドープされた非単結晶シ
リコン膜（７５）と電気的に接続されたドレイン電極
（７９）およびこのドレイン電極（７９）と一体のドレ
インライン（７６）とがある。

【００１８】ソース電極（７８）、ドレイン電極（７
９）およびドレインライン（７６）は、実線で示されて
おり、約１０００ÅのＭｏと約７０００ÅのＡｌの積層
体で成っている。またソース電極（７８）は、コンタク
ト孔を介してＩＴＯと接続しており、ドレインライン
（７６）は、ドレイン電極（７９）と一体で上下に延在
されている。

【００１９】最後に、全面に設けられたパッシベーショ
ン膜を介して配向膜が設けられている。ただしパッシベ
ーション膜は省略をしても良い。以上の構成は、ノンド
ープのａ−Ｓｉ（７４）のオーバーエッチング防止する
ために用いる半導体保護膜を使用していないが、ＳｉＮ
ｘを半導体保護膜として使用しても良い。

【００２０】一方、対向基板上には、対向電極、遮光膜
および配向膜が設けられ、両基板間に液晶が注入されて
液晶パネルと成る。。ここで、具体的には対向基板上
に、前記表示電極（７３）…に対応する大きさと位置を
もって成る領域以外に、遮光の機能を有する金属膜が形
成されている。更に絶縁層を介して対向電極となる透明
導電膜が形成されている。

【００２１】本発明の特徴は、図１にも示すように、位
相差フィルムの構成にあり、以下にその具体的構成を図
を参照しながら説明する。一番下から第１の偏光板（１
０）、液晶パネル（１１）、第１の位相差フィルム（１
２）、第２の位相差フィルム（１３）および第２の偏光
板（１４）が配置され、（１５）、（１６）は、偏光板
の偏光軸で、お互いに直行している。（１７）、（１
８）は、液晶パネルの配向方向で、前者は下側の基板
（原則的に対向基板）、後者は上側の基板（原則的には
ＴＦＴ基板）である。また（１９）、（２０）は、第１
の位相差フィルムおよび第２の位相差フィルムの延伸軸
である。

【００２２】前記液晶パネルの配向方向は、実質的に９
０°ねじれており、また２枚の位相差フィルムの延伸軸
も９０°ずれている。また、偏光板に対して視角をａ、
視野角をｂとし、第２の位相差フィルムの延伸軸と第２
の偏光板の偏光軸との角度をＣとし、以下の条件で実験
をしてみた。液晶のΔｎは、０．０９、セルギャップは
４．６μｍ、液晶層に印加される電圧は６Ｖである。角
度Ｃは、０〜１８０°の範囲、１５°ステップで測定し
た。また２枚の位相差フィルムの位相差は、同じで、３
００ｎｍから１００ずつ変化させたものを８００ｎｍま
で用意した。またａは、０〜７０°、ステップ１０°、
ｂは、０〜３６０°、ステップ１０°で測定した。

【００２３】図７から図１０は、その測定結果の数例を
示した。また比較のために、図６に位相差フィルムの設
けてないものを示した。図６から図１０に示す３種類の
カーブは、外側のカーブから、透過率が０．０４５、
０．０３０および０．００５のときのカーブであり、横
軸は視角ａで、周囲に示す０から３６０の値は、視野角
ｂを示す。また液晶パネルは、図２のように従来のもの
（図５）と異なり、光軸に対して垂直に設けられてい
る。

【００２４】実験の結果、Ｃを変化させることで視角特
性は大きく変化し、Ｃが、３０°〜６０°、１２０°〜
１５０°の範囲で、反優先視角方向の透過率が、黒表示
のとき、減少し良好となった。また位相差フィルムのΔ
ｎｄが大きい場合、特に６００ｎｍ以上の時良好であっ
た。この例を図７から図１０に示し、図７のカーブは、
Δｎｄ＝６００ｎｍの位相差フィルムでＣ＝４５°、図
８のカーブは、Δｎｄ＝６００ｎｍの位相差フィルムで
Ｃ＝１３５°、図９のカーブは、Δｎｄ＝８００ｎｍの
位相差フィルムでＣ＝４５°、図１０のカーブは、Δｎ
ｄ＝８００ｎｍの位相差フィルムでＣ＝１３５°の時の
カーブである。

【００２５】ｂ＝９０°方向が反優先視角方向を示し、
ノーマリーホワイト、ＴＮ方式ＬＣＤ黒表示（電圧Ｏ
Ｎ）の時、この方向の透過率が大きくなると、液晶プロ
ジェクタ投影画面黒表示の時の画面下部の白抜けが生じ
る。今回発明した方式では、従来方式に比べ、黒表示
（電圧ＯＮ）の時、反優先視角方向の透過率の小さい範
囲が広く、液晶プロジェクタ投影画面黒表示の時の画面
下部の白抜けを防ぐことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、液晶パ
ネルと第２の偏光板の間に、お互いに延伸軸を直行させ
た２枚の位相差フィルムを設け、第２の偏光板の偏光軸
と隣接する第２の位相差フィルムの延伸軸とを３０°〜
６０°、１２０°〜１５０°に設定することで、黒表示
に設定された液晶パネルの反優先視角方向の透過率を小
さくできるため、スクリーンに投影したとき、スクリー
ンの上下の輝度ムラを減少させることができる。従っ
て、液晶パネルは、図５のように角度を持たせる必要が
ないために組立てが非常に簡略される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶プロジェクタに使用される液晶モ
ジュールの構成図である。

【図２】図１におけるパネルとコンデンサレンズの関係
を示す図である。

【図３】図１に使用される液晶表示装置の断面図であ
る。

【図４】液晶プロジェクタの光学系を説明する図であ
る。

【図５】図２に対応する従来構成を示す図である。

【図６】位相差フィルムを設けていない液晶パネルの透
過特性を示す図である。

【図７】本発明の液晶パネルの透過特性を示す図であ
る。

【図８】本発明の液晶パネルの透過特性を示す図であ
る。

【図９】本発明の液晶パネルの透過特性を示す図であ
る。

【図１０】本発明の液晶パネルの透過特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

（１０）第１の偏光板（１１）液晶パネル（１２）第１の位相差フィルム（１３）第２の位相差フィルム（１４）第２の偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の絶縁性基板と第２の絶縁性基板の
間にＴＮ液晶が注入されて成る液晶パネルと、この液晶
パネルの両面に設けられ、お互いに偏光方向が直行した
偏光板とを少なくとも有し、光源からの平行な光を一点
に収束させる光学的手段の後に液晶パネルが配置された
液晶プロジェクタにおいて、出射側の液晶パネルと偏光板の間に、延伸方向が直行し
た２枚の同じ位相差の位相差フィルムを設け、出射側の
偏光板の偏光軸とこの偏光板と隣接した位相差フィルム
の延伸軸の角度を３０°〜６０°または１２０°〜１５
０°に設定したことを特徴とした液晶プロジェクタ。
【請求項２】ａ−ＳｉＴＦＴおよびこれと電気的に接
続された表示電極とがマトリックス状に配置され、全面
に配向膜が設けられた第１の絶縁性基板と、この基板と
対向し遮光膜、対向電極および配向膜が設けられた第２
の絶縁性基板との間にＴＮ型液晶が注入された液晶パネ
ルと、この液晶パネルの両面に、お互いに偏光方向が直行して
設けられた偏光板とを少なくとも有し、光源からの平行
な光を一点に収束させるコンデンサレンズの後に液晶パ
ネルが配置された液晶プロジェクタにおいて、出射側の液晶パネルと偏光板の間に、延伸方向が直行し
た２枚の同じ位相差の位相差フィルムを設け、出射側の
偏光板の偏光軸とこの偏光板と隣接した位相差フィルム
の延伸軸の角度を３０°〜６０°または１２０°〜１５
０°に設定したことを特徴とした液晶プロジェクタ。