JPH07230075A

JPH07230075A - 表示装置とその駆動方法および該装置を用いた投写型表示装置

Info

Publication number: JPH07230075A
Application number: JP6083085A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahara; 博司高原; Hideki Omae; 秀樹大前
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】高コントラストかつ高輝度表示を実現できる
表示装置を提供する。【構成】表示装置は画素電極の対面に位置する対向電
極をストライプ状に形成し、前記対向電極と画素電極間
に高分子分散液晶を狭持させる。画素電極に正極性の信
号を印加する際は、対向電極に負極性の電圧を印加し、
画素電極に負極性の信号を印加する際は、対向電極に正
極性の電圧を印加する。液晶層が厚いと散乱性能が高く
なるから表示コントラストは向上できる。画素電極上の
高分子分散液晶層に高い電圧を印加できるため、液晶の
膜厚が厚くとも十分液晶層を透過状態にでき、高コント
ラスト表示を実現できる。対向電極が形成された対向基
板に、厚い透明基板を接着する。すると、液晶層で散乱
した光は対向基板で反射し、透明基板の側面に塗布され
た塗料で吸収される。従って、再び液晶層にもどり、散
乱する２次散乱光がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入射光を変調し、光学像
を形成する表示装置と、前記表示装置の表示画像をスク
リーンに拡大投写することにより大画面表示を行なう投
写型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶を用いた表示装置（以後、液晶表示
装置と呼ぶ）は、軽量、薄型化が可能であることから研
究開発が盛んである。近年では液晶の旋光性を応用した
ツイストネマティック（ＴＮ）液晶を用いたポケットテ
レビが実用化され、また、前記ＴＮパネルをライトバル
ブとして用いる投写型表示装置も実用化されている。

【０００３】しかし、ＴＮ液晶パネルは光変調を行なう
のに、偏光板を用いて入射光を直線偏光にする必要があ
る。前記偏光板は５０％以上の光を吸収もしくは反射す
る。したがって、ＴＮ液晶パネルを用いた液晶表示装置
の光利用効率は低く、表示輝度は低い。

【０００４】この課題を解決するため、ＴＮ液晶のかわ
りに高分子分散液晶を用いた液晶パネルが提案されてい
る。高分子分散液晶パネルは偏光板を用いることなく光
変調を行なうことができる。以下、簡単に高分子分散液
晶について説明しておく。

【０００５】高分子分散液晶は、液晶と高分子の分散状
態によって大きく２つのタイプに分けられる。１つは、
水滴状の液晶が高分子中に分散しているタイプである。
液晶は、高分子中に不連続な状態で存在する。以後、こ
のような液晶をＰＤＬＣと呼び、前記ＰＤＬＣを用いた
液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼ぶ。他の１つは、液晶
層に高分子のネットワークを張り巡らせたような構造を
とるタイプである。ちょうどスポンジに液晶を含ませた
ような格好になる。液晶は、水滴状とならず連続に存在
する。以後、このような液晶をＰＮＬＣと呼ぶ。前記２
種類の液晶パネルで画像を表示するためには光の散乱・
透過を制御することにより行う。

【０００６】ＰＤＬＣは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。電圧を印加すると液晶の配向方
向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈折率を
あらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入射光は
散乱せずに透過する。

【０００７】これに対して、ＰＮＬＣは液晶分子の配向
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣに電圧を印加し、液晶分子の配
列状態を規則的にすると、液晶層は透明状態となり、光
は透過する。

【０００８】ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣを総称して高分子
分散液晶と呼び、ＰＤ液晶パネルおよびＰＮ液晶パネル
を総称して高分子分散液晶パネルと呼ぶ。また、液晶層
の樹脂成分をポリマーと呼ぶ。

【０００９】高分子分散液晶パネルの動作をＰＤ液晶パ
ネルを例にあげて簡単に説明する。（図３８（ａ）
（ｂ））は高分子分散液晶パネルの動作の説明図であ
る。画素電極５１には薄膜トランジスタ（図示せず、以
後ＴＦＴと呼ぶ）が接続され、ＴＦＴのオン・オフによ
り画素電極５１に電圧が印加される。前記電圧により画
素電極５１上の水滴状液晶３８２の液晶分子の配向方向
は変化する。

【００１０】（図３８（ａ））に示すように、電圧を印
加していない状態（ＯＦＦ）では、それぞれの水滴状液
晶３８２は不規則な方向に配向している。この状態では
ポリマー３８１と液晶分子とに屈折率差が生じ、入射光
は散乱する。（図３８（ｂ））に示すように、画素電極
５１に電圧を印加すると液晶分子の方向がそろう。液晶
が一定方向に配向したときの屈折率をあらかじめポリマ
ー３８１の屈折率と合わせておくと、入射光は散乱せず
にアレイ基板１１側より出射する。

【００１１】以上のような高分子分散液晶あるいはそれ
に類似した表示装置の一例として、米国特許公報４４３
５０４７号がある。前記特許には、ネマティック液晶を
カプセルに封入し、前記カプセルを２つの電極間内に狭
持させた液晶表示装置が記載されている。前記表示装置
は液晶層に電界無印加時に光を散乱し、電界印加時は光
を透過させる。

【００１２】前記液晶表示装置の画像を拡大投写する投
写型表示装置の一例として、米国特許公報４６１３２０
７号がある。前記特許には反射型あるいは透過型の液晶
表示装置をライトバルブとして用い、前記ライトバルブ
の表示画像をスクリーンに拡大投写する投写型表示装置
が記載されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ＴＮ液晶パネルを用い
る液晶表示装置は、光変調に偏光板を用いる必要があ
る。したがって表示輝度が低い。また画素周辺部に逆チ
ルトドメインが発生し、画素周辺部に光ぬけが生じる。
前記光ぬけは表示コントラストを低下させる。光ぬけを
防止するためにはブラックマトリックスを太くしなけれ
ばならない。ブラックマトリックスを太くすることは開
口率を低下させ、表示輝度が低くなる。ブラックマトリ
ックスは照射された光は液晶パネルを加熱することにな
り、パネル温度を上昇させ、パネルの寿命を短くする。

【００１４】ＴＮ液晶パネルを用いる液晶表示装置は表
示輝度が低いが、高分子分散液晶を用いた液晶表示装置
は偏光板を用いないため表示輝度を高くできる。しか
し、高分子分散液晶を用いた液晶表示装置にも課題があ
る。以下、高分子分散液晶を用いた液晶表示装置の課題
について説明する。

【００１５】高分子分散液晶を用いた表示装置（以後、
ＰＤＬＣＤと呼ぶ）は光の散乱と透過を切り換えること
により、光を変調し画像を形成する。光の散乱している
時が黒表示となり、透過している時が白表示となる。表
示コントラストとは、白表示の透過光（以下、オン光と
呼ぶ）と黒表示（以下、オフ光と呼ぶ）の透過光との比
である。ＰＤＬＣＤのオン光は液晶層が透明状態である
から非常に大きい。表示コントラストを大きくするため
には、オフ光を小さくする必要がある。オフ光を小さく
するためには散乱性能をより良好にする必要がある。液
晶層の膜厚を厚くすれば散乱特性は良好になる（向上す
る）。しかし液晶層の膜厚を厚くすれば、液晶層を透明
状態に要する電圧が高くなる。印加電圧の１つの目安と
して±６〜７（Ｖ）以内という制約がある。この制約の
一原因は画素電極への映像信号を出力するソースドライ
ブＩＣの駆動能力である。なお、散乱状態が最も良好と
なった状態を完全散乱状態と呼ぶ。完全散乱状態とは表
示装置の画像表示面を、どの角度から輝度を測定しても
同一輝度となる状態をいう。

【００１６】近年、液晶パネルの画素数は大容量化の傾
向があり、高精細表示パネル用として１００万画素を越
える液晶パネルが試作されている。画素数が増大するに
つれ前記ドライブＩＣの動作クロックは高くなる。動作
クロックに同期して前記ドライブＩＣの出力は変化させ
る必要がある。現在の半導体技術ではクロック２０ＭＨ
ｚで±６Ｖ駆動がほぼ限界である。

【００１７】以上のことから、±６Ｖで液晶層が透明状
態となるように液晶膜厚を設定しなければならない。し
かし、±６Ｖで透明状態となる液晶層の散乱特性は完全
散乱状態からほど遠い。

【００１８】ソースドライブＩＣのサイズを非常に大き
くする等すれば、±８Ｖ以上の駆動電圧を実現できる可
能性はある。しかし、ソースドライブＩＣのチップサイ
ズが大きくなるから、チップコストが高くなる。また、
信号線を走査するゲートドライブＩＣの出力信号振幅も
大きくする必要がある。前記出力信号振幅を大きくする
ことは、画素に印加する信号を制御するＴＦＴの電圧ス
トレスが大きくなる。電圧ストレスはＰＤＬＣＤの寿命
を低下させる。

【００１９】以上の理由により、従来のＰＤＬＣＤでは
高輝度表示を実現できても、高コントラスト表示を行な
うことは非常に困難であった。当然に、投写型表示装置
に従来のＰＤＬＣＤをライトバルブとして用いたのでは
高コントラスト表示を望むことはできない。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、高輝度
かつ高コントラスト表示を実現できる表示装置と、光変
調層に容易に高電圧を印加できることから、光変調層の
膜厚を厚くでき、したがって、高コントラスト表示を実
現できる表示装置の駆動方法と、前記表示装置をライト
バルブとして用いて高画質の大画面表示を実現できる投
写型表示装置を提供することである。

【００２１】第１の本発明の表示装置は、画素電極がマ
トリックス状に配置された第１の基板と、複数のストラ
イプ状電極が形成された第２の基板とを具備し、前記第
１と第２の基板内に光変調層を狭持させたものである。

【００２２】ストライプ状電極は、画素電極の行（１本
のゲート信号線とＴＦＴを介して接続されている画素電
極）に対応するように配置されている。つまり、ストラ
イプ状電極は画素電極の行数だけ形成される。好ましく
は、ストライプ状電極はＩＴＯで形成され、前記ＩＴＯ
の周辺部に金属薄膜が形成される。

【００２３】ストライプ状電極の一端はドライブ回路と
電気的に接続され、各ストライプ状電極は前記ドライブ
回路により、所定の電圧が印加される。前記ドライブ回
路は第１の基板上に配置もしくは形成される。第２の基
板上に前記ドライブ回路が配置もしくは形成された場
合、ドライブ回路の信号出力端子と第１の基板上に形成
されたストライプ状電極とは、導電ビーズ等を介して電
気的に接続される。光変調層としては高分子分散液晶を
用いることが好ましい。

【００２４】第２の本発明の表示装置は、マトリックス
状に配置された画素電極、および前記画素電極の行に対
応したストライプ状電極が形成された第１の基板と、対
向電極が形成された第２の基板とを具備したものであ
る。任意のストライプ状電極と、前記ストライプ状電極
と隣接したストライプ状電極とは、異なる電圧を印加で
きるように構成されている。また、第１の基板と第２の
基板間に光変調層が狭持され、前記ストライプ状電極と
画素電極とでコンデンサを形成する。光変調層としては
高分子分散液晶を用いることが好ましい。

【００２５】第３の本発明の表示装置は、少なくとも一
方が光透過性を有する第１および第２の基板と前記基板
間に狭持された光変調層と、第１と第２の基板と光学的
に接着された透明部材とを具備するものである。

【００２６】前記光変調層に光を照射した際、前記光変
調層への光入射面の照度をＬ、光出射面かつ、光変調層
の法線方向から測定した光変調層の輝度をＢ、円周率を
πとしたとき、（数８）の関係を満足するようにしたも
のである。好ましくは、光変調層として、高分子分散液
晶を用いる。また、透明部材としては、凹レンズまたは
透明板を用いることが好ましい。

【００２７】

【数８】

【００２８】第４の本発明の表示装置は、画素電極がマ
トリックス状に配置された第１の基板と、複数のストラ
イプ状電極が形成された基板と、前記第１の基板と第２
の基板の基板間に狭持された光散乱状態の変化として光
学像を形成する光変調層と、透明部材とを具備し、第１
の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に前記透明部
材が接続剤を用いて光学的に接着されている。

【００２９】ストライプ状電極は、画素電極の行に相対
するように配置され、また、第３の発明と同様に（数
８）の関係を満足するような光変調層を具備する。光変
調層としては高分子分散液晶を用いることが好ましい。
透明部材としては先の発明と同様に、凹レンズまたは厚
みのある透明基板を用いることが好ましい。

【００３０】第１の本発明の表示装置の駆動方法は、第
１または第４の本発明の表示装置の駆動方法である。

【００３１】表示装置の任意のストライプ状電極を第１
のストライプ状電極、前記第１のストライプ状電極と対
面する位置に形成されている画素電極を第１の画素電極
とする。また、前記第１のストライプ状電極と隣接した
位置に形成されているストライプ状電極を第２のストラ
イプ状電極、前記第２のストライプ状電極と対面する位
置に形成されている画素電極を第２の画素電極とする。

【００３２】

【作用】第１の本発明の表示装置は、ストライプ状電極
に印加する電圧と画素電極に印加する電圧を別々に設定
できる。したがって、ストライプ状電極に印加する電圧
と画素電極に印加する電圧を互いに逆極性とすることに
より、両電圧の差を大きくできる。前記電圧差は光変調
層に印加される電圧である。したがって、光変調層が厚
くとも、十分な電界を光変調層に印加できる。光変調層
が高分子分散液晶である場合、光変調層が厚するという
ことは、完全拡散状態に近づけられることを意味する。
したがって、コントラストを向上できる。また、画素電
極に印加する信号の振幅値は比較的低くて済む。ドライ
ブ回路の熱発生も抑制でき、高速信号にも対応できる。
また、ストライプ状電極の一部に金属薄膜を形成すれ
ば、前記金属薄膜はブラックマトリックスになり、不要
な光を遮光できる。金属薄膜はＩＴＯに比較して抵抗値
が低いからストライプ状電極の抵抗値も低下できる。し
たがって、ストライプ状電極に印加した信号波形の周波
数特性が低下することはない。

【００３３】第２の本発明の表示装置のように、第２の
基板にストライプ状電極を形成せず、画素電極の下層に
ストライプ状電極を形成する。この場合も、ストライプ
状電極に印加する電圧を制御することにより、先と同様
に光変調層に高電圧を印加できる。したがって、高コン
トラスト表示を実現できる。

【００３４】光変調層が高分子分散液晶の場合、光変調
層を散乱あるいは透過状態とすることにより、入射光を
変調する。散乱した光は第１または第２の基板で反射さ
れ、再び光変調層に入射し、入射した光は再び散乱され
る。前記散乱を２次散乱と呼ぶ。２次散乱は表示コント
ラストを低下させる。なぜならば、２次散乱した光の一
部は基板より出射されて、スクリーン等に到達するため
である。２次散乱光が黒表示のスクリーン照度を上昇さ
せる。したがって、２次散乱光が表示コントラストを低
下させる。

【００３５】第３の本発明の表示装置のように、表示装
置の第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に透
明基板を取り付ければ、２次散乱光を防止でき、表示コ
ントラストを改善できる。（数８）を満足すれば、改善
効果も大きいし、実用上十分な表示コントラストを得ら
れる。透明基板のかわりに凹レンズを取り付ければ、透
明基板よりも基板の中心厚を薄くでき、軽量化、コンパ
クト化を実現できる。

【００３６】さらに、第４の本発明の表示装置のよう
に、ストライプ状電極の構成と、透明基板の構成との両
方を具備すれば、さらに良好な表示コントラストを実現
できる。

【００３７】なお、本発明の表示装置は偏光板等の偏光
手段を用いる必要がないため、高輝度表示を実現できる
ことは言うまでもない。

【００３８】テレビ映像信号の第１フィールドでは、第
１の画素電極に正極性の映像信号電圧を書き込み、第１
のストライプ状電極に前記映像信号電圧よりも低い第１
の電圧を印加する。また、第２の画素電極に負極性の映
像信号電圧を書き込み、第２のストライプ状電極に前記
映像信号よりも高い第２の電圧を印加する。

【００３９】次の第２フィールドでは、第１の画素電極
に負極性の映像信号を書き込み、第１のストライプ状電
極に前記映像信号よりも高い第２の電圧を印加する。ま
た、第２の画素電極に正極性の映像信号を書き込み、第
２のストライプ状電極に前記映像信号よりも低い電圧を
書き込む。好ましくは、第１の電圧と第２の電圧の絶対
値を等しくする。

【００４０】第２の本発明の表示装置の駆動方法も第１
または第４の本発明の表示装置の駆動方法である。第１
フィールドでは、第１のストライプ状電極を接地電位に
し、第１の画素電極に正極性の映像信号を書き込む。そ
の後、第１のストライプ状電極を負極性の電位にする。
また、第２のストライプ状電極も同様に接地電位にし、
第２の画素電極に負極性の映像信号を書き込む。その
後、第２のストライプ状電極を正極性の電位にする。

【００４１】第２のフィールドでは、第１のストライプ
状電極を接地電位にし、第２の画素電極に正極性の映像
信号を書き込む。その後、第１のストライプ電極を正極
性の電位にする。また、第２のストライプ電極も同様に
接地電位にし、第２の画素電極に正極性の映像信号を書
き込む。その後、第２のストライプ状電極を負極性の電
位にする。

【００４２】第３の本発明の表示装置の駆動方法は、第
３の本発明の表示装置の駆動方法である。第３の本発明
の表示装置では、ストライプ状電極は画素電極が形成さ
れた基板に形成されている。駆動の手順は第２の本発明
の表示装置の駆動方法と同様である。

【００４３】本発明の表示装置の駆動方法は、ストライ
プ状電極と画素電極に印加する電圧を別々に制御する方
法である。ストライプ状電極と画素電極とに互いに逆極
性の電圧を印加できるため、ストライプ状電極と画素電
極との電位差を大きくできる。したがって、光変調層に
容易に高電圧を印加できる。

【００４４】第１の本発明の投写型表示装置は、ライト
バルブとして第１の表示装置を用いたものである。ま
た、第２の本発明の投写型表示装置はライトバルブとし
て第２の表示装置を、第３の本発明の投写型表示装置は
ライトバルブとして第３の表示装置を、第４の本発明の
投写型表示装置は第４の表示装置を用いたものである。

【００４５】それぞれの投写型表示装置は、１つのメタ
ルハライドランプ等の放電ランプを具備し、前記放電ラ
ンプから出射される光を表示装置に導く光学系と、表示
装置で変調された光をスクリーン等に拡大投写する、投
写レンズ等の投写手段を具備する。表示装置に入射する
光の広がり角と、投写レンズ等が集光する光の集光角と
はほぼ一致させる。また、投写レンズ等のＦ番号は５以
上９以下であり、放電ランプのアーク長は３mm以上６mm
以下にすることが好ましい。

【００４６】本発明の投写型表示装置は表示コントラス
トが良好なライトバルブを用いるため、当然にスクリー
ン上に拡大投写される画像の表示コントラストは良好で
ある。

【００４７】また、偏光板を用いないため、スクリーン
輝度も高い。Ｆ番号あるいはアーク長等を最適値に設定
しているため、光利用効率が高く、不要な熱発生を行わ
ない。

【００４８】本発明の表示装置は、対向電極をストライ
プ状に形成し、前記ストライプ状の電極の長手方向はゲ
ート信号線の形成方向と一致させる。ストライプ状電極
の幅は縦は一画素の幅と略同一であり、横は表示領域の
長さ以上である。画素電極とストライプ状電極は高分子
分散液晶層を介して対向させる。

【００４９】一行の画素電極は、一水平走査期間（１
Ｈ）に順次書きかえられていく。ストライプ状電極も前
記期間に同期して印加電圧が書きかえられる。画素電極
に＋Ｖ _i電圧が印加されたとき、ストライプ状電極に−
Ｖ_a電圧が印加されれば、液晶層にはＶ_i＋Ｖ_aなる電圧
が印加されることになる。逆に画素電極に−Ｖ_i電圧が
印加されたとき、ストライプ状電極に＋Ｖ_a電圧が印加
されても液晶層にはＶ_i＋Ｖ _aの電圧を印加できることを
意味する。したがって、ストライプ状電極にＶ_a電圧を
印加することにより、高分子分散液晶の膜厚が厚くして
も充分液晶層を透過状態にすることができる。液晶の膜
厚が厚ければ完全拡散状態に近づけることができ、オフ
光が減少し、表示コントラストは向上する。Ｖ_a電圧が
液晶の立ち上がり電圧以下であれば、液晶層が透過状態
となることはない。

【００５０】ストライプ状電極の一部に金属薄膜を形成
すれば、ブラックマトリックスになり、不要な変調光を
遮光でき、また、ストライプ状電極の抵抗を低減でき
る。

【００５１】高分子分散液晶表示装置で表示コントラス
トを低下する原因に２次散乱光の影響がある。２次散乱
光とは光変調層で散乱した光が出射側基板の表面で反射
し、再び光変調層にもどり、散乱する光のことである。

【００５２】出射側基板の厚みが厚くなると、基板表面
で反射された光は、基板の側面に入射するようになる。
したがって、２次散乱光は発生しにくくなるから、表示
コントラストは向上する。

【００５３】次に、出射側基板の出射側面を凹面にすれ
ば、凹面に入射した光が曲がる角度は大きくなる。した
がって、凹面の中心厚が薄くとも、２次散乱光を防止す
る効果は大きくなる。

【００５４】出射側基板の側面に光吸収手段を施し、光
を吸収するようにすればよい。さらに、出射側基板の出
射面の有効領域に反射防止膜を付ければ、小さな角度で
光変調層から出射する光の出射面における反射率が減少
するので、黒表示部の輝度上昇を低減できる。なお、光
吸収手段とは黒色塗料などが該当する。

【００５５】光変調層の散乱特性が良好となるほど表示
コントラストは向上する。しかし、光変調層の散乱特性
が良好になるほど２次散乱の発生割合も多くなる。２次
散乱光は表示コントラストを低下させる。２次散乱光の
発生を防止するためには、基板厚を厚くすればよい。液
晶パネルの基板厚を厚くすることは製造上困難である。
液晶パネルの基板に厚いガラス板等を貼りつければこの
課題は解決できる。

【００５６】２次散乱光防止効果は次式におけるＧが
１．５以下で顕著となる。

【００５７】

【数９】

【００５８】さらに好ましくはＧを１．０以下にする。
なお、（数９）において、光変調層に電圧無印加状態で
の光変調層への照度をＬ、出射側基板より測定した輝度
をＢ、円周率をπとしている。

【００５９】光変調層を厚くすれば、光透過状態とする
ために要する駆動電圧は高くなる。通常、アクティブマ
トリックス型液晶パネルの場合、光変調層に印加できる
電圧は最大±６（Ｖ）程度である。実用上十分な表示コ
ントラストを得ようとすると光変調層２０μの膜厚では
±８（Ｖ）以上の電圧を印加しなければならない。この
課題を解決するためには、先に説明したストライプ状の
電極構造は重要である。ストライプ状電極構造では容易
に高電圧印加を実現できるからである。

【００６０】表示コントラストＣＲは、投写レンズのＦ
値をＦ、光変調層の透過率をＴとした時、（数９）のＧ
を用いて次式の（数１０）で示される。

【００６１】

【数１０】

【００６２】したがって、Ｆ値が大きいとコントラスト
ＣＲは小さくなる。透過率Ｔは０．７〜０．９であると
し、表示コントラストＣＲは１００以上必要とすると、
Ｇ＝１．５とすればＦ値は７程度となる。このことから
投写光学系の有効Ｆ値は７近傍にする必要がある。同様
に照明光学系の有効Ｆ値も投写光学系の有効Ｆ値と略一
致させなければ光損失が生じる。

【００６３】なお、投写光学系あるいは投写レンズのＦ
値は集光角ｕでも示すことができる。

【００６４】

【数１１】

【００６５】ただし、ｕは集光角である。パネルへの照
明光は広がり角度とも呼ばれるが、広がり角度は集光角
度と同様にＦ値でも示すことができる。本明細書では広
がり角度および集光角度はＦ値で示す。

【００６６】照明光学系の有効Ｆ値は、光変調パネルの
有効表示領域ｄとランプのアーク長により決定される。
パネルサイズが大きくなると投写型表示装置を構成した
際、システムサイズが大きくなり好ましくない。パネル
サイズが小さいと、パネルの単位面積あたりに照射され
る光束量が多くなり、パネルの温度上昇劣化につながり
好ましくない。以上のことから、パネルの有効表示領域
ｄは２インチから４インチである。前記パネルサイズで
照明光の有効Ｆ値（照明光の広がり角度と同義）を７近
傍にするためにはランプのアーク長は３（ｍｍ）から６
（ｍｍ）にしなければならない。

【００６７】以上のように、システムに要望される規格
より、高分子分散液晶パネルをライトバルブとして用い
る投写型表示装置には、構成上規定される範囲がある。

【００６８】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の表示装
置について説明する。（図１）は本発明の一実施例にお
ける表示装置の斜視図である。また、（図７）は、その
等価回路図である。ただし、説明に不要な部分は省略
し、また、説明を容易にするために誇張あるいは縮小等
して図示した部分がある。以上のことは以下の図面に対
しても同様である。

【００６９】基板１１（以下、アレイ基板と呼ぶ）上に
はマトリックス状に画素電極５１が形成されている。画
素電極５１にはそれぞれスイッチング素子としてのＴＦ
Ｔ６１が接続されている。ＴＦＴ６１の一端はコンデン
サ６４および画素電極５１に接続されている。画素電極
５１とストライプ状電極４１の間に液晶５３が狭持され
ている。コンデンサ６４の他方の電極は共通電極６３で
ある。共通電極６３は全画素のコンデンサ６４の一方の
電極に共通である。ＴＦＴ６１はゲート信号線Ｇ1〜Ｇm
およびソース信号線Ｓ1〜Ｓnに印加された信号により動
作する。ゲートドライブ回路１４はゲート信号線Ｇi
（ただし、ｉは１からｍ）の一端に接続される。ゲート
ドライブ回路１４はＴＦＴ６１を動作状態（以下、オン
と呼ぶ）および非動作状態（以下、オフと呼ぶ）させる
信号を出力する。一方、ソースドライブ回路１５は映像
信号をサンプリングし、ソース信号線Ｓ1〜Ｓnに出力を
する。

【００７０】Ｃ1〜Ｃmはストライプ状電極１４であり、
対向基板１２上でかつ液晶層５３と接する面に形成され
ている。前記電極１４の平面図を（図４（ａ））に示
す。通常ＩＴＯで形成される。ストライプ状電極４１は
少なくとも有効表示領域１３の一端から他端までの長さ
があり、その形成ピッチは画素ピッチと同一である。

【００７１】ストライプ状電極４１の一端は対向ドライ
ブ回路１６に接続されている。なお、ストライプ状電極
４１は対向ドライブ回路１６の信号線とみなすことがで
き、信号線と呼ぶ際には対向信号線Ｃ1〜Ｃmと呼ぶ。Ｉ
ＴＯは比較的抵抗値が高いため、対向ドライブ回路１６
の接続点より非接続端に電圧降下が生じる可能性があ
る。この対策としては（図４（ｂ））のごとく金属薄膜
４２を形成すればよい。金属薄膜４２はクロムなどを用
いる。開口部４３は画素電極と対面する位置に位置し、
金属薄膜４２はＴＦＴ、ゲートおよびソース信号線上を
遮光するように配置する。つまり、金属薄膜４２はブラ
ックマトリックスの遮光効果とストライプ状電極の低抵
抗化の２つの効果をあわせもつ。

【００７２】画素の平面図を（図６（ａ））に示す。画
素電極５１とＴＦＴ６１が接続されている。画素電極５
１の下層に共通電極６３が形成されている。共通電極６
３と画素電極５１の間は絶縁膜で絶縁されている。

【００７３】ドライブ回路１４、１５、１６は具体的に
はＩＣであり、前記ＩＣの信号端子電極部にメッキ技術
またはネイルヘッドボンディング技術を用いて数μｍか
ら１００μｍの高さの金（Ａｕ）からなる突起電極（図
示せず）が形成されている。前記突起電極と各信号線と
が導電性接合層（図示せず）を介して電気的に接続され
ている。導電性接合層は接着剤としてエポキシ系、フェ
ノール系等を主剤とし、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、カーボン（Ｃ）、酸化すず（ＳnＯ2）な
どのフレークを混ぜた物、あるいは紫外線硬化樹脂など
である。導電性接合層は、転写等の技術で突起電極上に
形成する。

【００７４】なお、（図１）ではドライブＩＣを基板上
に積載するように図示または説明したが、これに限定す
るものではない。たとえば、アレイ基板が高温ポリシリ
コンあるいは低温ポリシリコン技術を用いて作製されて
いる場合は、直接半導体技術を用いて基板上に前記ドラ
イブＩＣを形成してもよいことは言うまでもない。ま
た、基板１１上にＩＣを積載せず、フィルムキャリヤ技
術を用いて、ＩＣを積載したポリイミドフィルム等を用
いて信号線と接続しても良い。

【００７５】（図５）は本発明の一実施例における表示
装置の表示部の断面図である。画素電極５１の対向する
位置にストライプ状電極が配置されている。金属薄膜を
形成する場合には、（図５）の如く斜線部に位置するよ
うにする。ストライプ状電極とストライプ状電極との形
成間隔は可能な限り狭い方がよい。あまり広いと画素の
開口率を低下させる。ＴＮ液晶パネルにストライプ状電
極を形成した場合は、隣接したストライプ状電極４１間
に横電界が発生する。したがって、液晶分子が異常配向
し、光ぬけが発生する。ＰＤ液晶の場合は横電界により
液晶分子が配向し、入射光がより散乱するため問題が少
ない。また、ＰＤ液晶はＴＮ液晶のように配向処理が必
要でない。そのため、ＰＤ液晶ではストライプ状電極間
で配向みだれが生じることは当然のことながら発生しな
い。

【００７６】隣接したストライプ状電極４１間に電位差
があると、２つのストライプ状電極間に電気力線が発生
する。このように基板１１に対して平行な方向に発生す
る電界を横電界と呼ぶ。

【００７７】横電界があると、光変調層内の液晶分子は
横電界に沿って配向する。光変調層が高分子液晶の場
合、配向した液晶はＰまたはＳ偏光のうち一方を散乱
し、他方を透過する。つまり、横電界が発生した箇所に
入射した光がパネルを出射した際には偏光依存性を持
つ。ＰまたはＳ偏光のうち一方を透過する（光抜け）た
め、表示コントラストを低下させる。

【００７８】これを防止するため、（図５）の点線で示
すように、低誘電体膜５４ａを形成する事は効果があ
る。低誘電体膜とは光変調層５３の比誘電率よりも低い
比誘電率材料で形成した薄膜あるいは厚膜をいう。形成
状態をしては土手状が例示される。材料としては、Ｓｉ
Ｏ₂あるいは高分子液晶のポリマー３８１等が例示され
る。ＳｉＯ₂お呼びポリマーの比誘電率は４から５程度
であり、液晶の比誘電率の１５から３０に比較して充分
小さい。

【００７９】低誘電体膜５４ａが形成されていると電気
力線は液晶層５３中を通過する。従って、横電界は発生
しにくくなる。つまり、横電界に起因する光抜けがなく
なり、表示コントラストは向上する。

【００８０】画素電極５１と信号線５２間にも横電界は
発生する。したがって、信号線５２上に低誘電体膜５４
ｂを形成する事は効果があることは明らかであろう。

【００８１】低誘電体膜５４ａと５４ｂは分離して形成
する必要はなく、例えば、低誘電体膜５４ａと５４ｂを
一体化し柱状に形成してもよい。なお、低誘電体膜の膜
厚は厚いほど横電界防止効果があることは言うまでもな
い。

【００８２】前記ストライプ状電極の間隔間と対面する
位置にゲート信号線５２が位置するように、対向基板１
２とアレイ基板１１は位置あわせして貼り付けられる。
画素電極５１とストライプ状電極４１間には高分子分散
液晶５３が狭持される。

【００８３】本発明の表示装置の液晶層５３に用いる液
晶材料としては、ネマティック液晶、スメクティック液
晶、コレステリック液晶が好ましく、単一もしくは２種
類以上の液晶性化合物や液晶性化合物以外の物質も含ん
だ混合物であっても良い。なお、先に述べた液晶材料の
うち、シアノビフェニル系のネマティック液晶またはク
ロル系のネマティック液晶が好ましい。中でも、クロル
系のネマティック液晶は光による分解等が少なく安定で
ある。また、液晶層の電荷保持率も９０％以上と高く作
製することができ、耐熱性も良好で好ましい。本発明で
はクロル系の液晶を用いている。

【００８４】樹脂材料としては透明な高分子が好まし
く、熱可そ性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂のいず
れかであっても良いが、製造工程の容易さ、液晶との分
離等の点より紫外線硬化タイプの樹脂を用いるのが好ま
しい。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系樹脂が
例示され、特に紫外線照射によって重合硬化するアクリ
ルモノマー、アクリルオリゴマーを含有するものが好ま
しい。これらは、紫外線を照射することによって樹脂の
み重合反応を起こして高分子となり、液晶のみが相分離
する。本発明では紫外線硬化タイプの樹脂を用いてい
る。なお、先行文献米国特許公報４４３５０４７号の液
晶表示装置は熱硬化型の樹脂を用いている。

【００８５】このような高分子形成モノマーとしては、
２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリ
コールジアクリレート、トリプロピレングリコールジア
クリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリ
スリトールアクリレート等々である。

【００８６】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。

【００８７】また、重合を速やかに行う為に重合開始剤
を用いても良く、この例として、２−ヒドロキシ−２−
メチル−１−フェニルプロパン−１−オン−（メルク社
製「ダロキュア１１７３」）、１−（４−イソプロピル
フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１
−オン（メルク社製「ダロキュア１１１６」）、１−ビ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイキ−
社製「イルガキュア６５１」）等が該当する。その他に
任意成分として連鎖移動剤、光増感剤、染料、架橋剤等
を適宜併用してもよい。

【００８８】この際、高分子樹脂分と比較して液晶の量
が少ない場合には独立した粒子状の水滴状液晶が形成さ
れるし、一方、液晶の量が多い場合には、樹脂マトリク
スが液晶材料中に粒子状、または、ネットワーク状に存
在し、液晶が連続層を成すように形成される。この際に
水滴状液晶の粒子径、もしくはポリマーネットワークの
孔径がある程度均一で、かつ、大きさとしては０．５μ
ｍ〜数μｍの範囲でなければ入射光の散乱性能が悪くコ
ントラストが上がらない。なお、好ましくは水滴状液晶
の平均粒子径もしくはポリマーネットワークの平均孔径
は０．８μｍ〜３．０μｍの範囲がよい。この為にも紫
外線硬化樹脂のように短時間で硬化が終了しうる材料で
なければならない。また、液晶材料と高分子材料の配向
比は９０：１０〜３０：７０であり、中でも５０：５０
〜９０：１０の範囲が好ましい。

【００８９】なお、本発明は光変調層５３として高分子
分散液晶を用いるとして説明をする。しかし、光変調層
として高分子分散液晶に限定するものではない。たとえ
ばツイストネマティック液晶、スーパーツイストネマテ
ィック液晶等を用いてもよい。ただし、後ほど説明する
２次散乱光を防止して表示コントラストを向上させる本
発明の表示装置では、特許請求の範囲の限定事項とし
て、「光変調層は光散乱状態の変化として光学像を形成
するもの」である必要がある。この光散乱状態の変化と
して光学像を形成するものとして、例えば熱書き込みモ
ード、動的散乱モード（ＤＳＭ）、強誘電性液晶が例示
される。液晶以外ではＰＬＺＴも例示される。本発明の
技術的思想は以上の例を含むものである。また、ＴＦＴ
により画素電極に信号を書き込む液晶表示装置のみに限
定されるものではなく、本明細書の特許請求の範囲に示
す表示装置の技術的思想は光書き込み型の表示装置にも
およぶ。

【００９０】（図１）に示す表示装置の構成は対向基板
１２上に対向ドライブ回路１６を積載している。しか
し、基板１２および基板１３の両方にＩＣ１４、１５、
１６を積載する必要があるため、パネルの製造に多少困
難性を伴う。そこでアレイ基板１１上にＩＣ１４、１
５、１６を積載した表示装置を（図２）に示す。

【００９１】対向ドライブ回路１６はアレイ基板１１上
に積載している。したがって、前記回路１６の出力信号
を対向基板１１上のストライプ状電極４１に伝達する必
要がある。伝達の方法および構成について以下に説明す
る。

【００９２】各ドライブ回路は、アレイ基板１１上に配
置されている。当然、ポリシリコン技術を用いて、アレ
イ基板１１上に直接形成してもよい。（図３）は対向ド
ライブ回路１６の信号出力端子３４とストライプ状電極
１４の一端子３３との接続部の断面図である。端子３４
は対向ドライブ回路１６の信号線の一端である。端子３
３、３４は金属薄膜で形成されている。前記金属薄膜は
メッキ技術等を用いて比較的厚く形成されている。液晶
層５３の膜厚は１０μｍ強であるから、一例として端子
３３、３４の金属薄膜の膜厚は１μｍ以上４μｍ以下と
する。

【００９３】３１は導電ビーズであり、前記ビーズは樹
脂コアにＮｉメッキをほどこし、前記Ｎｉメッキ上にＡ
ｕメッキをほどこしたものである。導電ビーズ３１の直
径は、液晶層５３の膜厚以下であり、端子３３と端子３
４間に狭持された時に、初期直径の７０％以下につぶれ
るような直径であることが好ましい。したがって、５μ
ｍから１０μｍ以下であることが好ましい。導電ビーズ
３１は絶縁性の接着剤３２中に分散されている。前記導
電ビーズ３１は端子３３と３４に狭持された場合（導電
ビーズ３１ｂ）は端子３３と３４間を電気的に接続す
る。他の場合（導電ビーズ３１ａ）は接着剤により絶縁
状態となる。なお、ビーズ３１に限定するものではな
く、ファイバーであってもよい。

【００９４】ゲートドライブ回路１４、ソースドライブ
回路１５および対向ドライブ回路１６はポリシリコン技
術を用いればアレイ基板１１上に形成できる。この場
合、基板上にドライブ回路を実装する必要でないので低
コスト化が望める。

【００９５】（図７）に示す構成は画素構造が（図６
（ａ））に示す共通電極方式と呼ばれるものである。ス
トライプ状電極４１の構成は（図８）に示す前段ゲート
方式と呼ばれる方式にも採用できる。（図８）に示す構
成ではコンデンサはゲート信号線Ｇｉ（ｉは１からｍ）
と画素電極５１間に形成されている。画素の構成を（図
６（ｂ））に示す。ＴＦＴ６１は画素電極５１と接続さ
れている。画素電極とゲート信号線５２上には絶縁膜
（図示せず）が形成され、前記絶縁膜上に画素電極５１
が重ねられてコンデンサ６４が構成されている。

【００９６】（図１０）は本発明の表示装置に係る駆動
回路の一実施例のブロック図である。（図１０）におい
て、１０１はビデオ信号を所定レベルまで増幅するアン
プ、１０２は正極性と負極性のビデオ信号を作成する位
相分割回路である。なお、正極性とは対向電極の電位
（以下、コモン電圧と呼ぶ）に対して高電位を、負極性
とは低電位を指す。しかし、本発明の表示装置では対向
電極とはストライプ状電極４１を意味する。前記ストラ
イプ状電極４１の電位は対向ドライブ回路１６により第
１の電位と第２の電位は変化する。以下、コモン電圧と
は第１の電位と第２の電位の平均値とみなして説明をす
る。

【００９７】１０３はフィールドもしくは１水平走査
（１Ｈ）期間ごとに極性が反転した交流ビデオ信号を出
力する出力切り換え回路、１０５は液晶パネル、１０４
はソースドライブ回路１５、ゲートドライブ回路１４お
よび対向ドライブ回路１６の同期制御を行うための制御
回路である。

【００９８】以下、本実施例の表示装置の駆動回路の動
作について説明する。まず、アンプ１０１では、ビデオ
信号の振幅が液晶５３の電気光学特性に対応するように
利得調整が行われる。次に、利得調整されたビデオ信号
は位相分割回路１０２に入り、コモン電圧に対して正極
性と負極性の２つのビデオ信号が作られる。２つのビデ
オ信号は出力切り換え回路１０３に入力される。出力切
り換え回路１０３は１フィールドもしくは１Ｈ期間ごと
に極性を反転したビデオ信号を出力する。このように信
号の極性を反転させるのは、液晶５３に交流電圧を印加
するためである。液晶５３は直流電圧が印加されると、
分解、劣化するからである。

【００９９】次に、出力切り換え回路１０３からのビデ
オ信号はソースドライブ回路１５に入力される。制御回
路１０４はソースドライブ回路１５、ゲートドライブ回
路１４および対向ドライブ回路１６と同期をとる。

【０１００】（図１１）は一画素に注目したときの信号
波形である。ただし、モデル的に描いている。実際の駆
動方法ではＴＦＴ等の寄生容量等があり（図１１）とは
多少異なる。なお、印加電圧等は概念的に例にあげて説
明する。

【０１０１】１１１はストライプ状電極に印加される信
号波形、１１２はソース信号線に印加される信号波形、
１１３はゲート信号線に印加される信号波形である。こ
こでは説明を容易にするため、画素とは（図７）の画素
７１、ストライプ状電極４１とはＣ1を、ゲート信号線
とはＧ1を、ソース信号線とはＳ1として説明をする。

【０１０２】対向ドライブ回路１６は、＋Ｖaおよび−
Ｖaの電位を出力する。また、テレビ信号の第１フィー
ルド（１Ｆ）での出力電位は対向信号線Ｃ2i（ただし、
ｉは整数）に＋Ｖaを、Ｃ2i+1に−Ｖaとなるように電圧
を出力する。次の第２フィールド（２Ｆ）では対向信号
線Ｃ2i+1に＋Ｖaを、Ｃ2iに−Ｖaとなるように電圧を出
力する。これらの電位となるように駆動するためには、
対向信号線に印加する電圧を一走査期間（１Ｈ）ごとに
書きかえていけばよい。つまり、対向信号線Ｃ2iが＋Ｖ
a電圧、Ｃ2i+1が−Ｖa電圧の時を例にあげれば、対向信
号線Ｃ1を＋Ｖaに変化させ、１Ｈ後にＣ2を−Ｖaに変化
させ、さらに１Ｈ後、Ｃ3を＋Ｖaというふうに変化させ
ればよい。以上のように電圧を変化させていけば１フィ
ールド後には全対向信号線の電位は反転する。次のフィ
ールドでは再び、対向信号線Ｃ1に−Ｖaに反転させる。

【０１０３】なお、電圧Ｖaは液晶の立ち上がり電圧以
下である。液晶の立ち上がり電圧とは、ＴＮ液晶では液
晶の配向状態が変化し始める電圧を、高分子液晶では透
過状態となり始める電圧をいう。立ち上がり電圧以下の
電圧が液晶層に印加されても入射光は変調されない。つ
まり、高分子液晶ではＶa電圧が液晶の立ち上がり電圧
以下であれば、画素電極が０（Ｖ）の時、液晶層が透過
状態となることはない。

【０１０４】一方、ソースドライブ回路１５も１Ｈごと
に信号の極性を変化させる。（図１１）ではソース信号
線は−Ｖbと＋Ｖbの電圧を出力している例である。ただ
し、これはラスター表示の時であって、液晶パネルに動
画を表示する場合は、（図１１）のように±Ｖbのよう
に一定電圧の出力とならないことは言うまでもない。１
ＨごとにソースドライブＩＣの出力信号の極性を変化さ
せる駆動方法は１Ｈ反転駆動と呼ぶ。

【０１０５】１Ｈ反転駆動を模式的に示すと（図１３）
のようになる。（図１３）では一画素７１を四角で示
す。前記画素７１に正極性の電圧が書き込まれている状
態を＋で表示し、負極性の電圧が書き込まれている状態
を−で表示している。あるフィールドにおいて電圧の書
き込み状態を（図１３（ａ））とすると、１フィールド
後の電圧の書き込み状態は（図１３（ｂ））で示され
る。

【０１０６】ゲートドライブ回路１４はソース信号線か
らの電圧を確実に画素電極に書き込めるように、最大出
力電圧よりも高い電圧（以下、オン電圧と呼ぶ）を出力
し、また、ソース信号線からの最小出力電圧でもＴＦＴ
がオン状態とならないように低い電圧（以下、オフ電圧
と呼ぶ）を出力する。

【０１０７】（図７）において、ＴＦＴ６１がオンする
と画素７１に−Ｖb電圧が書き込まれる。その際、対向
信号線Ｃ1は＋Ｖa電圧に保持される。次のフィールドで
は画素７１には＋Ｖb電圧が書き込まれる。その時、対
向信号線Ｃ1は−Ｖa電圧に保持される。以上の変化を１
フィールドごとに繰り返す。したがって、画素７１には
Ｖc＝Ｖa＋Ｖbとなる電圧が印加されることになる。対
向信号線Ｃ1の変化は＋Ｖaもしくは−Ｖaの２値であ
る。ＴＦＴ６１により画素に書き込まれる電圧は表示画
像（映像信号）により変化する。

【０１０８】対向電極をストライプ状にすることによ
り、高電圧を画素に印加できる。しかし、ＴＦＴの動作
中心に考えれば従来の１Ｈ反転駆動を行なっているにす
ぎない。したがって、ソースドライブＩＣおよびゲート
ドライブＩＣも従来のものを用いることができる。ま
た、ＴＦＴ５１の耐電圧性能を向上させる必要もない。

【０１０９】たとえばＶa＝４（Ｖ）とし、ソースドラ
イブＩＣの最大の出力電圧Ｖmを６（Ｖ）とすればＶc＝
Ｖa＋Ｖm４＋６＝１０（Ｖ）の駆動が可能である。従来
の高分子分散液晶では、膜厚が１０μｍでほぼ透過状態
にできる電圧は６（Ｖ）である。１０μｍでは散乱特性
は低く、良好な表示コントラストは望めない。１０
（Ｖ）を液晶層５３に印加できれば、液晶層５３の膜厚
は１５μｍ近傍にすることができ、散乱特性は飛躍的に
向上する。したがって、良好な表示コントラストを実現
できる。しかし、出力電圧Ｖmを１０（Ｖ）にする必要
がある。これは、本発明の表示装置で容易に実現でき
る。本発明によれば、アレイ基板１２側は従来のものを
そのまま（ＴＦＴ、ドライブ回路等）で用いることがで
きる。製造コストもさほど高くなることはなく、また、
Ｖmが６（Ｖ）と従来のままであるから、ＴＦＴ６１が
電圧ストレスにより劣化することもない。

【０１１０】なお、（図１１）において、対向ドライブ
回路１６は＋Ｖaおよび−Ｖaの電位を出力し、ソースド
ライブ回路１５は＋Ｖbおよび−Ｖbの電位を出力すると
したが、本発明の駆動方法はこれに限定されるものでは
ない。以下、本発明の他の駆動方法の実施例について
（図１６）を用いて説明する。

【０１１１】理解を容易にするため、まず、（図１４）
を用いて先に説明した駆動方法について説明しておく。
画素のＴＦＴ６１はスイッチング素子であるからスイッ
チとみなすことができ、これをＳ2とする。また、液晶
層５３はコンデンサＣｌｃとみなせる。なお、Ｃaはコ
ンデンサ６４である。対向信号線Ｃｉは＋Ｖaと−Ｖaの
電位が印加されるから、２つの電位はスイッチＳ1で切
りかえるのと同等とみなせる。今、液晶層５３に印加さ
れる電圧をＶ1、コンデンサ６４に印加される電圧をＶ2
とする。

【０１１２】ゲート信号線にオン電圧が印加されるとＴ
ＦＴ６１は動作状態となり、ソースドライブ回路１５か
らの信号を画素電極５１に印加する。前記信号が負極性
の−Ｖbであり、対向信号線４１の電位が＋Ｖaであれ
ば、液晶５３に印加される電圧Ｖ1はＶa＋Ｖbとなる。
正極性の＋Ｖaの信号であれば、スイッチＳ1をａ端子に
切りかえ、対向信号線４１の電位を−Ｖaにすれば、同
様に液晶５３に印加される電圧はＶa＋Ｖbとなる。した
がって、ソースドライブ回路１５から出力される信号が
Ｖbであっても、液晶に印加される電圧Ｖ1は対向信号線
の電位Ｖaが加えられて、液晶には高電圧（Ｖa＋Ｖm）
を印加することができる。なお、対向信号線４１に印加
された電位が＋Ｖaの時、画素電極５１に印加する信号
が正極性であってもよい。ただし、＋Ｖa電圧以下とい
う条件は満足させる必要がある。画素電極５１に印加さ
れた電圧が＋Ｖaであり、対向信号線４１に印加された
電位が＋Ｖaであれば、液晶にはＶa−Ｖa＝０（Ｖ）と
なり全く電圧を印加しない状態にできるからである。し
たがって、画素電極５１に印加する電圧は対向信号線４
１が＋Ｖaの時は＋Ｖa以下に、対向信号４１が−Ｖaの
時には−Ｖa以上にすればよい。

【０１１３】次に本発明の表示装置の他の駆動方法につ
いて説明をする。（図１６）は対向ドライブ回路１６が
コモン電圧（理解を容易にするために０（Ｖ）＝ＧＮＤ
とする）電位と、＋Ｖaおよび−Ｖaの３つの電位の信号
を出力できる場合の説明である。

【０１１４】まず、（図１６（ａ））に示すように、対
向信号線４１の電位をＧＮＤにした状態で画素電極５１
に電圧Ｖｘを書きこむ。液晶５３に印加される電圧はＶ
1＝Ｖxとなる。一水平走査期間（１Ｈ）後は次のゲート
信号線にオン電圧が印加されており、先にオン状態のＴ
ＦＴはオフ状態となる（Ｓ2オープン）。この時の等価
回路図を（図１４（ｂ））に示す。ＴＦＴがオフとなる
と同時にスイッチＳ1を端子ａまたはｃに切りかえる。
画素電極５１に印加されている信号の電位が正極性の場
合は、端子ｃに（＋Ｖaに）、負極性の場合は端子ａ
（−Ｖa）にする。対向信号線４１に印加される電圧が
＋Ｖaまたは−Ｖaにされるわけであるから、前記電圧は
ＣｌｃとＣａに分圧されて印加される。分圧されＣｌｃ
に印加される割合ｒは、

【０１１５】

【数１２】

【０１１６】となる。高分子分散液晶表示装置の液晶膜
厚はＴＮ液晶表示装置の液晶膜厚が５μｍに対し、１０
μｍ以上と厚く、また液晶の比誘導電率εは低い。した
がって、液晶の容量Ｃｌｃは小さい。その分、コンデン
サＣａの値は大きくする必要がある。一例としてＣｌ
ｃ：Ｃａ＝１：９である。

【０１１７】前記ＣｌｃとＣａの値を（数１２）に代入
すると、ｒ＝０．９となり、対向信号線の電圧変化分の
９０％が液晶層５３に印加されることとなる。したがっ
て、電圧変化に対する液晶に印加できる電圧効率（以
後、電圧効率と呼ぶ）が非常によい。これはＴＮ液晶表
示装置と異なり、高分子分散液晶表示装置に特有の事項
である。

【０１１８】以上のようにＴＦＴがオフした後、画素電
極５１に正極性の電圧が印加されている場合は対向信号
線４１に正電圧を印加する。画素電極５１に負極性の電
圧が印加されている場合は対向信号線４１に負電圧を印
加する。これが本発明の第２の実施例の駆動方法であ
る。

【０１１９】なお、ＩＨ後、すぐに対向信号線４１の電
位を切り換える必要はなく、多少の時間は遅延後であっ
てもよい。ただし、遅延が長いほど液晶に印加される実
効電圧は低下する。

【０１２０】以上は対向基板１２にストライプ状電極４
１を形成した構成の表示装置の駆動方法であった。以下
に、本発明の他の表示装置の構成および駆動方法につい
て説明をする。

【０１２１】（図９）は本発明の第２の実施例における
表示装置の等価回路図である。一画素は（図６（ａ））
に示す形状である。液晶５３は画素電極５１と対向電極
９１間に狭持される。対向電極９１は有効表示領域の全
画素７１に共通である。コンデンサ６４は画素電極５１
と共通電極６３とで形成される。前記共通電極６３は画
素行にそって形成される。前記共通電極６３の一端はコ
ンデンサ駆動回路９２に接続されている。ここで、共通
電極６３をコンデンサ駆動回路９２の信号線とみなし、
コンデンサ信号線Ｄi（ｉは１からｍ）と呼ぶことにす
る。他の構成は（図７）と同様であり、駆動回路も（図
１０）の対向ドライブ回路１６をコンデンサ駆動回路９
２におきかえればよいので説明を省略する。なお、コン
デンサ駆動回路９２の動作は対向駆動回路１６の動作と
ほぼ同様である。

【０１２２】以下、（図９）に示す表示装置の駆動方法
について説明をする。（図１５）は駆動方法の説明図で
ある。なお、説明を容易にするためにコンデンサ駆動回
路９２はＶ_bp、Ｖ_bnとＧＮＤ電圧をＤｉ信号線に出力で
きるものとする。本来ＧＮＤ電圧とはコモン電圧よりも
低い電圧にするが、ここでは０（Ｖ）と考えた方が理解
しやすいため、０（Ｖ）として説明をする。また、Ｖ_bn
は負極性の電圧、Ｖ_bpは正極性の電圧とする。

【０１２３】まず、コンデンサ駆動回路９２はコンデン
サ信号線Ｄｉの電位をＧＮＤにする。ソースドライブ回
路１５は画素電極５１に正極性の電圧Ｖpを書き込む。
したがって、液晶５３に印加される電圧はＶ₁＝Ｖ_pとな
る。一水平走査期間（１Ｈ）後、コンデンサ駆動回路９
２はコンデンサＤｉに負極性の電圧にＶbnを出力する。
先の実施例でも述べたように、ＣlcはＣaに比較して小
さく、一例としてＣlc：Ｃa＝１：９である。負極性の
電圧Ｖ_bnは（式１）により分圧されてＣlcとＣaに印加
されるが、その大部分はＣlcに印加される。したがっ
て、Ｃlcに印加される電圧はほぼＶ_p＋Ｖ_bnとなる。

【０１２４】画素電極５１に負極性の電圧Ｖ_nを書き込
む場合は、まず、コンデンサ駆動回路９２はコンデンサ
信号線ＤｉにＧＮＤ電圧を出力する。次に、一水平走査
期間（１Ｈ）後、コンデンサ駆動回路９２はコンデンサ
信号線Ｄｉに正極性の電圧Ｖ _bpを出力する。つまり、画
素電極５１には、ほぼＶ_n＋Ｖ_bpの電圧が印加されるこ
とになる。

【０１２５】画素電極５１には１フィールド周期でＶ_n
＋Ｖ_bpとＶ_p＋Ｖ_bnの電圧が印加される。つまり、交流
駆動される。

【０１２６】なお、コンデンサ駆動回路はまず、ＧＮＤ
電圧を出力し、一水平走査期間（１Ｈ）後、Ｖ_pnまたは
Ｖ_bp電圧を出力するとしたが、一水平走査期間に限定す
るものではない。たとえば、二水平走査期間（２Ｈ）後
であってもよい。ただし、その場合、画素電極に印加さ
れる実効電圧は多少低くなる。また、まずＧＮＤ電圧を
コンデンサ信号線Ｄｉに出力して、次にＶ_bnまたはＶ_bp
電圧を出力するとしたが、これに限定するものではな
い。たとえば、画素電極５１に正極性の電圧Ｖ_pを書き
込む場合、コンデンサ信号線Ｄｉに正極性の電圧Ｖ_bpを
印加しておき、一水平走査期間後コンデンサ信号線Ｄｉ
に負極性の電圧Ｖ_bnを印加してもよい。この場合、ＧＮ
Ｄ電圧を出力することは不要となる。ただし、電圧制御
はやりにくくなるであろう。

【０１２７】以上の実施例は液晶層５３の膜厚を厚くし
て表示コントラストを向上させる方法であった。つま
り、液晶層５３の膜厚を厚くする→液晶層５３を透明状
態にするのに比較的高い電圧が必要→ストライプ状電極
等の構造を採用→高電圧を液晶層に印加できる→表示コ
ントラストが向上する。という方法あるいは表示装置の
発明であった。

【０１２８】高分子分散液晶表示装置は表示コントラス
トが低いという課題に対して、我々は２次散乱光を防止
する構成あるいは方法も発明した。以下、２次散乱光を
防止する方法、構成について説明する。

【０１２９】まず、理解を容易にするため本発明の表示
装置のモデルについて説明をしよう。本発明の一実施例
である表示装置の説明図を（図１７）に示す。入射側基
板１７８と出射側基板１７９の間に光変調層５３が狭持
されているものとする。出射側基板１７９はアレイ基板
１１に透明板（ガラス基板など）を光学的結合させたも
のと考えてもよい。なお、光学的に結合とは、基板と基
板間を、前記基板の屈折率とほぼ等しい透明材料で接着
あるいは接合することをいう。

【０１３０】光変調層５３に電圧を印加しないで、表示
領域内の点Ａを中心とする微小領域１７１だけに細い平
行光を照射する場合について考える。微小領域１７２に
入射した光は散乱光１７３ａとなり散乱する。散乱光は
出射面１７６に達する。出射面１７６と散乱光１７３ａ
との角度θ₀が臨界角以下の時は透過光線１７４とな
る。臨界角以上の時は反射光線１７５となる。反射光線
１７５は再び光変調層５３に入射し、再び散乱光１７３
ｂが前方に出射する。これは光変調層５３に２次光源が
形成されたことに相当する。このように反射光線１７５
が、再び光変調層５３に入射し、散乱することを２次散
乱と呼び、その光を２次散乱光と呼ぶ。

【０１３１】光変調層５３からの再出射光の輝度分布は
微小領域１７２を中心として回転対称となる。再出射光
の輝度分布は（図１８）に示す光リング１８１となる。

【０１３２】光リング１８１は微小領域１７２から出射
され、出射面１７６と臨界角θで反射され、再び光変調
層５３にもどる位置近傍に出現する。これは、臨界角以
下のとき、光は透過光１７４となり、臨界角より十分大
きい角度の反射光の発生割合が少ないことから直感的に
も推測される。今、基板１７９の屈折率ｎが１．５２と
すれば、空気の屈折率は１．０であるから臨界角θはθ
＝ｓｉｎ^-1（１／ｎ）＝ｓｉｎ^-1（１／１．５２）＝４
２度となる。

【０１３３】（図１８）に示すように基板１７９の厚み
が比較的薄いときは光リング１８１の直径２ｒは有効表
示領域１８２の対角長ｄより小さい。したがって、有効
表示領域１８２内に光リング１８１が発生するから表示
コントラストを低下させる。（図１９）に示すように、
基板１７９の厚みが厚い時は光リング１８１の直径２ｒ
は有効表示領域の対角長ｄよりも大きくなる。つまり、
反射光１７５は有効表示領域以外の領域（以後、無効領
域と呼ぶ）に形成された光吸収膜１７１に入射し、そし
て吸収される。光吸収膜１７１とは黒色塗料等が例示さ
れる。

【０１３４】光リング１８１の直径が有効表示領域の対
角長ｄより大きくなる条件は、基板１７９の厚みをｔと
すれば

【０１３５】

【数１３】

【０１３６】である。（数１３）にｎ＝１．５２を代入
すればｔ／ｄ≒０．３となる。実際にその効果をたしか
めた結果を（図２７）に示す。（図２７（ａ））に示す
ようにパネルに平行光線を照射し、出射側から光変調層
の輝度を測定する。輝度Ｂとは出射側基板１７９の厚み
ｔが、有効表示領域の対角長ｄに対して極めて薄い時で
ある。具体的にはｄ＝５５（ｍｍ）に対してｔ＝１（ｍ
ｍ）である。Ｂｅは基板厚ｔを変化させた時の輝度であ
る。（図２７（ｂ））は縦軸を輝度比（Ｂｅ／Ｂ）と
し、横軸を相対基板厚（ｔ／ｄ）としている。（図２７
（ｂ））よりｔ／ｄ＝０．３で一定となり、ｔ／ｄ＜
０．３の時、輝度比（Ｂｅ／Ｂ）の低下割合が大きいこ
とがわかる。

【０１３７】輝度比が小さいことは表示コントラストが
高いことを示す。（図２７（ｂ））によればｔ／ｄ＝
０．２５〜０．３以上でコントラスト向上効果は十分で
あり、先のｔ／ｄの１／２であるｔ／ｄ＝０．１５でも
実用域であることがわかる。したがって、基板の屈折率
ｎ＝１．５２の時ｔ／ｄは０．１５以上が好ましく、さ
らには（ｔ／ｄ）は０．３以上が好ましい。以上のこと
から（数１３）の条件の１／２であっても実用上支障が
ない。したがって基板１７９の厚みｔと有効表示領域の
対角長ｄの関係は次の（数１４）を満たせばよい。

【０１３８】

【数１４】

【０１３９】ある画素からでた散乱光が本来黒表示とな
るべき画素にも他の画素に入射すると、そこに拡散反射
による２次光源が形成されるので、本来黒表示となるべ
き画素の輝度が高くなってしまう。この２次散乱光を黒
色塗料１７１で吸収すれば表示コントラストを向上でき
る。本発明はこの技術的思想を透明基板２１２等で実現
する。

【０１４０】以上から、光散乱により変調を行なう表示
装置をライトバルブとして用いた投写型表示装置の投写
画像のコントラストが良くないという問題点は、光変調
層５３の散乱特性が小さいという点も原因の１つである
が、上記メカニズムが原因となっている。出射側基板１
７９の厚さｔが厚くなるほど、２次散乱光による輝度の
上昇は小さくなる。従って、出射側基板１７９の厚さを
厚くすれば、表示画像のコントラストが向上する。

【０１４１】以上の説明は出射側基板１７９に関する説
明であるが、微小領域１７２に入射し、入射側に反射し
た光についても同様のことが論じれる。つまり反射光
は、入射側基板１７８の光入射面に戻る。この場合は、
入射側基板１７８の厚みを厚くすれば２次散乱光の発生
を防止できる。以上の記述は特願平４−１４５２９７号
にてさらに詳しく説明されているので参照されたい。

【０１４２】次に、出射側基板１７９の出射側面が凹面
の場合について説明する。出射側基板１７９の材質を同
一として、出射面１７６だけを凹面に変え、（図２０）
に示すように、光変調層５３に電圧を印加しないで表示
領域内の点Ａを中心とする微小領域１７２だけに入射側
から細い平行光を照射する。光変調層５３上の点Ａから
出て凹面１７６上の点Ｂで反射し光変調層５３上の点Ｃ
に入射する光線を考えると、出射面１７６が平面から凹
面に変わることにより、点Ｂに入射する光線の入射角が
大きくなるから、光リング１８１の直径２ｒは大きくな
る。従って、出射側基板１７６の出射面１７６を平面か
ら凹面に変えることにより、再出射光の輝度を低減する
ことができ、表示画像のコントラストを向上させること
ができる。このことは、出射側基板１７９の出射面が凹
面の場合、出射面が平面の場合と比較して、中心厚ｔが
薄くてもコントラスト向上の効果が大きいことを意味す
る。したがって、（数１４）には制約されない。

【０１４３】２１２は透明基板であり、対向基板１２お
よびアレイ基板１１と光学的結合されている。光学的結
合材料としては紫外線硬化型接着剤が例示される。前記
接着剤は対向基板２１２を構成するガラスの屈折率に近
いものが多く、この用途に十分である。また、紫外線硬
化型接着剤だけに限定されるものではなく、透明シリコ
ーン樹脂なども用いることができる。他にエボキシ系透
明接着剤、エチレングリコール等の液体等も用いること
ができる。留意すべき点は対向基板１２等に透明基板２
１２を接着する際、光学的結合層に空気が混入しないよ
うにすることである。空気層があると屈折率差により画
質異常を生じる。なお、透明基板２１２と対向基板１２
等とを光学的に結合させることをオプティカルカップリ
ングと呼ぶ。

【０１４４】透明基板２１２は対向基板１２と同一材質
のガラス基板を用いることが好ましい。他にアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂なども用いる事
ができる。これらにガラスの屈折率に近いものが得ら
れ、比較的安価であり、また、プレス加工等により任意
の形状を容易に形成できる。

【０１４５】透明基板２１２の側面には黒色塗料等を用
いて光吸収膜１７１が形成されている。前記光吸収膜１
７１は側面に限定されるものではなく、光の入出射面以
外の無効領域にできるだけ広い領域にわたり形成するこ
とが好ましい。

【０１４６】透明基板２１２ａの空気に接する面から光
変調層５３までの距離ｔは透明板の屈折率ｎ、光変調パ
ネルの有効表示領域の最大径をｄとして、（数１４）を
満足するようにする。

【０１４７】（図２２）は本発明の表示装置の断面図で
ある。対向基板１２上には、対向電極９１およびブラッ
クマトリックス２２１が形成されている。ブラックマト
リックス２２１はＴＦＴ６１、ゲート信号線（図示せ
ず）およびソース信号線（図示せず）に対面するように
配置される。一方、アレイ基板１１上には画素電極５１
およびＴＦＴ２２１が形成されている。また、ＴＦＴ上
には遮光膜２２２が形成されている。遮光膜２２２とし
て、アクリル系樹脂にカーボンを分散させた薄膜構成、
あるいはＴＦＴ６１上に絶縁膜（図示せず）を形成し、
その上に金属薄膜を形成した構成が例示される。遮光膜
２２２は液晶層５３内で散乱した光がＴＦＴ６１の半導
体層に入射することを防止する。遮光膜２２２は（図
１）（図２）の表示装置でも採用している。アレイ基板
１１および対向基板１２の周辺は封止樹脂２２３で封止
され、前記基板間に光変調層５３としての高分子分散液
晶が狭持されている。同様に透明基板２１２ｂの中心膜
ｔも（数１４）を満足するようにする。なお、先にも述
べたように透明基板２１２が凹レンズの場合は（数１
４）の条件を満足する必要はない。

【０１４８】次に、透明基板２１２の効果についてさら
に述べる。透明基板２１２がない場合、光変調層５３で
散乱した入射光ＣはＡ₂およびＢ₂で示される。散乱光Ａ
₂は対向基板１２内で反射を繰り返し、再び光変調層５
３に入射する。前記入射光は再び散乱するから２次光源
となり表示コントラストを低下させる。散乱光Ｂ₂はア
レイ基板１１と空気と接する面で反射し、ＴＦＴ６１の
半導体層に入射する。ＴＦＴ６１の半導体層は前記入射
光により励起され、ホトコンダクタ現象が発生する。す
るとＴＦＴ６１はリーク状態となり、これも表示コント
ラストの原因となる。

【０１４９】透明基板２１２ａ、２１２ｂが設けられて
いると、散乱光Ａ₂およびＢ₂はなくなり、散乱光Ａ₁お
よびＢ₁となる。散乱光Ａ₁およびＢ₁は光吸収膜１７１
で吸収されるから、ホトコンダクタ現象が発生すること
も２次散乱光となることになく表示コントラストを向上
できる。

【０１５０】（図２２）では透明基板２１２は円柱ある
いは板上として説明した。透明基板２１２は（図２０）
で示すように平凹レンズとしてもよい。また、前記平凹
レンズに正レンズを組み合わせる構成も考えられる。

【０１５１】本発明の表示装置には、多くの変形が考え
られる。変形として考えられる構成の例を（図２１
（ａ））〜（図２１（ｋ））に示す。いずれも、図面の
右側が入射側であり、透明基板２１２、平凹レンズ２１
４は透明接着剤により液晶パネル２１１に光学的に結合
されている。また、透明基板２１２、平凹レンズ２１４
の無効領域には光吸収膜１７１が塗布されている。平凹
レンズ２１４を用いる場合には、正レンズ２１３を組み
合わせることができる。なお、表示装置の入射側には、
投写画像の周辺部を明るくするためにフィールドレンズ
を配置するのがよいが、液晶パネル２１１の入射側に平
凹レンズ２１４を用い、その入射側に正レンズ２１３を
近接配置する場合には、その正レンズ２１３はフィール
ドレンズとして機能することになる。

【０１５２】（図２１（ａ））〜（図２１（ｋ））に示
したいずれの構成も、前述の実施例と同様に良好な画像
表示が得られる。なお、表示装置の液晶層５３から空気
と接する面までを１つの材料で構成してもよいし、複数
の材料を組み合わせてもよい。

【０１５３】平凹レンズ２１４の光出射面もしくは光入
射面には反射防止膜が形成される。平凹レンズ２１４は
アクリル樹脂を用い、成型加工により作製している。成
型加工は金型があれば、同一のレンズを作製できるの
で、量産性がよい。本発明の表示装置を用いて投写型表
示装置を構成する場合は、平凹レンズ２１４等を組み合
わせた状態で、光変調層５３上の光学像がスクリーン上
で結像するようにすればよい。（図２０）に示すよう
に、透明基板２１２を平凹レンズに構成することにより
透明基板２１２の厚みは（数１４）によらず、薄い厚み
で十分に２次散乱光を防止することができる。

【０１５４】たとえば（図２１（ｋ））では平凹レンズ
２１４に正レンズ２１３が近接して配置されている。正
レンズ２１３の一方の凸面の曲率半径は、平凹レンズ２
１４の凹面の曲率半径と等しい。前記凹面と凸面間に薄
い空気間隔を設けている。平凹レンズの凹面および両凸
レンズの両凸面には反射防止膜が蒸着されている。先と
同様に本発明の表示装置を用いて投写型表示装置を構成
する場合は投写レンズを、平凹レンズ２１４、正レンズ
２１３を組み合わせた状態で、光変調層５３上の光学像
スクリーン上に結像するようにする。

【０１５５】高分子分散液晶のように光散乱状態の変化
として光学像を形成する光変調層５３を有するライトバ
ルブは、光変調層が完全散乱状態に近いほど表示コント
ラストは向上する。

【０１５６】以上のように基板厚ｔと有効表示領域の対
角長ｄとは重要な関係があることがわかった。我々はさ
らに検討を進め、光変調層５３の散乱特性を所定値以上
とすることにより、２次散乱光の防止効果を大幅に向上
できることを発見した。

【０１５７】（図１７）において散乱光１７３ａが出射
面１７６で反射し、再び光変調層５３に入射して２次散
乱が生じる。光変調層５３の散乱特性が悪いと２次散乱
も生じにくい。つまり、２次光源となることはない。

【０１５８】光変調層５３が完全散乱状態に近くなると
２次散乱の発生割合も多くなる。したがって、出射側基
板１７９の厚みｔが（数１４）の条件を満足することが
必須になる。本発明者らは種々の実験を繰り返し、光変
調層５３に電圧無印加状態で、入射側基板１７９より微
小領域１７２への入射光の照度をＬ、出射基板１７９よ
り微小領域１７２から測定した輝度をＢとしたとき（数
１５）で示されるＧが１．５以下、好ましくは１．０以
下のとき、２次散乱光の防止効果が顕著であることを確
認した。なお、（数１５）においてπは円周率である。

【０１５９】

【数１５】

【０１６０】以下、（数１５）のＧを１．５以下とする
ことの根拠について説明をする。そのためには光変調層
５３の特性の評価手法について説明しなければならな
い。（図２３）および（図２４）は光変調層の特性の評
価手法の説明図である。

【０１６１】（図２３）（図２４）において、２１１は
透明基板２１２を取り付けない状態の表示装置であり、
２２４は表示装置２１１に透明基板２１２を取り付けた
表示装置２１４である。２３１は平行光光源であり、略
平行光の光を表示装置に照射する。２３２は輝度計であ
り、光変調層５３の微小領域の輝度を測定するものであ
る。

【０１６２】平行光光源２３１より表示装置２１１、２
２４に照射する。輝度計２３２は角度θを変化させなが
ら、光変調層の微小領域の輝度を測定する。なお、距離
ｘは十分長くとる。なぜならば、透明基板の厚みにより
（図２３）と（図２４）のｘの光学的距離に差が生じる
のを防止するためである。前記測定結果を（図２５）に
示す。２５１は（図２４（ａ））の表示装置の輝度
（Ｂ）−角度（θ）曲線（以下、Ｂ−θ曲線と呼ぶ）、
２５２は（図２４（ｂ））の表示装置のＢ−θ曲線であ
る。（図２４（ｂ））の表示装置では輝度（Ｂ）が低下
することがわかる。この原因は透明基板２１２により２
次散乱光が抑制されているためである。Ｂ−θ曲線２５
１と２５２の差は光変調層５３の散乱特性がよくなるほ
ど大きくなる。

【０１６３】前述のＢ−θ曲線でθ＝０度のときの輝度
Ｂとライトバルブの光入射面で測定した照度Ｌを用い
て、（数１５）によりパネルゲイン（Ｇ）を計算する。

【０１６４】次に、θ＝０のときの（図２３）の表示装
置の輝度Ｂ₁と（図２４）の表示装置の輝度Ｂ₂との比、
Ｂ₂／Ｂ₁をとり、輝度低下割合Ｄ（＝Ｂ₂／Ｂ₁）を計算
する。前記輝度低下割合ＤとパネルゲインＧの関係曲線
（以下、Ｄ−Ｇ曲線と呼ぶ）を描くと（図２６）の傾向
になる。

【０１６５】（図２６）ではパネルゲインＧが１．５以
上では輝度低下割合（Ｄ）が小さく、パネルゲインＧが
１．０以下で急激に輝度低下割合（Ｄ）が大きくなるこ
とを示している。つまり、パネルゲインＧは１．５以下
にすることが好ましく、さらには１．０以下にすること
が好ましい。

【０１６６】本発明の表示装置をライトバルブとして用
い、投写型表示装置を構成した際、コントラストＣＲは
次の（数１６）で示される。

【０１６７】

【数１６】

【０１６８】（数１６）において、パネルゲインＧは
（数１５）で求められる。また、Ｆは投写レンズの有効
Ｆ番号（以後ＦＮｏと呼ぶ）、Ｔはライトバルブの光変
調層５３に最大電圧が印加されたときの光の透過率であ
る。前記透過率Ｔは通常０．７〜０．９である。透過率
を低減させているのは、対向電極を構成するＩＴＯの反
射率および光変調層の光の吸収率等である。

【０１６９】（数１５）（数１６）の導出については少
し説明が必要である。まず（数１５）について説明す
る。ここで（数１５）および（数１６）について簡単に
説明しておこう。

【０１７０】平行光を表示装置の光変調層５３に入射さ
せ、その時の光変調層５３の照度をＬとする。輝度Ｂは
前記照度Ｌを円周率πで除算したものである。また、光
変調層５３の光散乱による輝度低下割合をパネルゲイン
Ｇとして定義する。パネルゲインＧは散乱特性が良好な
ほど小さくなる。以上のことから、光変調層５３の輝度
Ｂは

【０１７１】

【数１７】

【０１７２】となる。（数１７）式を変形すれば（数１
５）が求まる。次に（数１６）について説明をする。輝
度Ｂ₀の発光体を、ＦＮｏがＦの投写レンズでスクリー
ン（像面）に投写する。そのスクリーン照度（像面照
度）Ｌは一般的な光学理論式より、

【０１７３】

【数１８】

【０１７４】である。（数１７）よりパネルの輝度はＢ
＝ＧＬ／πである。したがって、光変調層５３が光散乱
状態の時の、光変調層５３の輝度Ｂは（数１７）に（数
１８）を代入して

【０１７５】

【数１９】

【０１７６】となる。光変調層５３が透明状態の時、ま
た、その光透過率をＴとすれば、光変調層５３の輝度Ｂ
_tは

【０１７７】

【数２０】

【０１７８】となる。表示コントラストＣＲは、Ｂ（黒
表示）、Ｂ_T（白表示）の比であるから、

【０１７９】

【数２１】

【０１８０】となり、（数１６）が求まる。パネルゲイ
ンＧ＝０．５とは、透過型光変調パネルが完全拡散状態
となった時の値である。Ｇ＝０．５の時、輝度低下割合
が仮に０．５であれば実効的なパネルゲインは０．５×
０．５＝０．２５となることを示している。以後、透明
基板等の２次散乱防止効果により輝度低下割合Ｄを考慮
したパネルゲインを実効パネルゲインＧ’と呼ぶ。

【０１８１】パネルゲインＧが１．５以下、好ましくは
１．０以下の時、輝度低下割合Ｄが大きくなり、実効パ
ネルゲインＧ’が小さくなる。前記実効パネルゲイン
Ｇ’は（数１６）においてＧ＝Ｇ’とおきかえることが
できるから、表示コントラストを向上できることにな
る。

【０１８２】パネルゲインＧを１．５以下にするために
は、光変調層５３の散乱特性をより完全拡散状態にしな
ければならない。完全拡散状態に近づける方法として
は、（１）光変調層５３の材料開発により散乱特性を向
上させる方法。（２）光変調層５３の膜厚を厚くする方
法がある。（１）の方法は光変調層５３の膜厚および駆
動電圧を変化させず散乱特性を向上するものであるから
好ましいが、材料開発はそうたやすいものではない。
（２）の方法は膜厚を厚くするだけであるから容易であ
る。しかし、膜厚を厚くするほど光変調層を透過状態に
するのに要する電圧は高くなる。一例として高分子分散
液晶のポリマーと液晶との比率が約４：６で、かつ、液
晶にネマティック液晶を用いた場合、液晶膜厚が１２
（μｍ）の時、パネルゲインＧは約１．８であり、駆動
電圧は６（Ｖ）である。液晶膜厚が２０μｍの時、パネ
ルゲインＧ＝約０．８強であり、駆動電圧は１０（Ｖ）
であった。駆動電圧ＶとパネルゲインＧの関係の一例を
（図２８）に示す。

【０１８３】印加電圧の１つの目安として±６〜７
（Ｖ）以内という制約がある。この制約の一原因は画素
電極への映像信号を出力するソースドライブＩＣ１５の
駆動能力の問題である。

【０１８４】パネルゲインＧを１．５以下にしようとす
ると駆動電圧は７（Ｖ）以上、パネルゲインＧを１．０
以下とするには駆動電圧は９（Ｖ）以上必要である。
（図１）または（図２）に示す本発明の表示装置およ
び、本発明の表示装置の駆動方法を用いれば、液晶層５
３に１０（Ｖ）程度の電圧を印加することは容易であ
る。したがって、（図１）または（図２）等のストライ
プ状電極１４を形成することにより駆動電圧を１０
（Ｖ）以上にできるから、パネルゲインＧを１．５以下
にできる。さらに、（図２２）に示すような透明基板２
１２をパネルにオプティカルカップリングすることによ
り、実効パネルゲインＧ’の低減効果を得られる。つま
り本発明の表示装置は良好な表示コントラストを実現で
きることになる。当然のことながらストライプ状電極の
構成を採用せずとも、パネルゲイン１．５以下を実現で
きれば、良好な表示コントラストを実現できる。また、
（図９）に示す構成でも液晶層５３に高電圧を印加で
き、良好な表示コントラストを実現できる。

【０１８５】（図１）等に示すようにストライプ状電極
１４を有する構成を採用することにより、液晶層５３に
高電圧を印加できるようになる。多少の困難性があるが
（図６（ｂ））に示すような前段ゲート方式でも、１０
Ｖ程度の高電圧印加を実現できる。ただし、ゲート信号
線への印加電圧が高くなるから、ＴＦＴ６１の耐圧によ
る劣化は生じる可能性はある。（図１）の表示装置では
耐圧による劣化は生じない。

【０１８６】前段ゲート方式の等価回路図は（図８）で
示される。ただし、対向ドライブ回路１６は必要なく、
ストライプ状電極４１は全画素共通の対向電極９１（図
示せず）とする。

【０１８７】（図１２）は（図８）の構成で液晶層５３
に高電圧を印加するための説明図である。実線はＴＦＴ
６１のゲートの電圧波形、点線はコンデンサ６４を形成
する前段のゲート電圧波形である。ＴＦＴ６１オフ直後
に突き抜けによって電圧ｄＶ１およびｄＶ４だけ低下
し、次に点線で示す補償電圧Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）で
それぞれｄＶ２、ｄＶ５だけ補償される。同一の電位に
設定した対向電圧Ｖｔと信号電圧の中心Ｖｓｃを中心に
正負Ｖ^*（＋）、Ｖ^*（−）だけ対称にバイアスされる。

【０１８８】ゲートドライブＩＣ１４は、通常駆動のＴ
ＦＴ６１オン・オフレベルに加えて、ＴＦＴ６１の寄生
容量によって発生する突き抜け電圧を補償する二つのＶ
_e（＋）、Ｖ_e（−）を持つ４レベルの信号を出力する。
二つの補償電圧の中間レベル最適化でソース信号の電位
中心と画素電位の電位中心と対向電位（固定）が同電位
で駆動できる。

【０１８９】また、２つの補償電圧間の振幅（Ｖ^*＝Ｖ_e
（＋）＋Ｖ_e（−））は、液晶５３にバイアス電圧を印
加する効果がある。これを最適値に設定すればソース信
号の最大振幅６（Ｖ）で十分なコントラストを得られ
る。たとえば、液晶５３に±１０（Ｖ）の電圧を印加す
るためにはＶ_e（＋）＋Ｖ_e（−）により±４（Ｖ）分バ
イアスさせれば、ソース信号線の最大振幅は６（Ｖ）で
よい。以上のような駆動方法をバイアス駆動と呼ぶ。

【０１９０】他に比較的高電圧を液晶層５３に印加でき
る方法として１Ｈ対向反転駆動があげられる。前記駆動
は１水平走査期間（１Ｈ）ごとに一行の画素列に信号を
書き込むと同時に対向電極９１の電位の極性を反転させ
るものである。対向電極の消費電力が大きくなる点、パ
ネルの寿命が短くなるという欠点があるが、１Ｈ対向反
転駆動を本発明の表示装置の駆動方式として採用するこ
とも可能である。

【０１９１】以上のように、ストライプ状電極１４の構
成を採用せずとも、液晶層５３に比較的高い電圧を印加
する方法（バイアス駆動、一Ｈ対向反転駆動）は存在す
る。前述の駆動と（図２１）に例示する構成と（数１
５）のＧ＜１．５の条件を満足させることにより良好な
表示コントラストを実現できる。

【０１９２】本発明の表示装置では光変調に偏光板を用
いないため、高輝度表示を実現できる。また、容易に液
晶層５３に高電圧を印加できる構成を採用すること、あ
るいは透明基板１７９の効果により高コントラスト表示
を実現できる。当然のことながら高電圧を印加できる構
成を採用し、かつ、透明基板１７９の２次散乱光の防止
効果両方によりさらに表示コントラストを向上できるこ
とはいうまでもない。

【０１９３】透明基板１７９は２次散乱光防止効果をも
つ。ただし、２次散乱防止効果の利益を十分に得ようと
するとパネルゲインＧは１．５以下に好ましくは１．０
以下にする必要がある。後ほど説明をするが、実用上十
分なコントラストＣＲを得るためにも、パネルゲインＧ
は１．５以下を実現する必要がある。パネルＧを１．５
以下を実現しようとすると、液晶層５３に少なくとも７
（Ｖ）以上の電圧を印加せねばならない。（図１）等に
示す本発明の表示装置はストライプ状電極１４を形成し
ているため、ソースドライブ回路１５の信号振幅を大き
くすることなく、液晶層５３に高電圧を印加できる。

【０１９４】以上のように本明細書では、大きく考えて
３つの表示装置の発明の記載がある。第１番目はストラ
イプ状電極を形成した表示装置、第２番目は透明基板１
７９を有し、かつパネルゲインＧ＜１．５を実現した表
示装置、第３番目は第１番目と第２番目の表示装置を組
み合わせた表示装置である。

【０１９５】以下、図面を参照しながら本発明の投写型
表示装置について説明する。（図３２）は本発明の投写
型表示装置の構成図である。ただし、説明に不要な構成
要素は省略している。

【０１９６】（図３２）において、３２１は集光光学系
であり、内部に凹面鏡および光発生手段としてのメタル
ハライドランプあるいはキセノンランプを配置してい
る。前記ランプはアーク長が３（ｍｍ）以上６（ｍｍ）
以下のものを用いる。メタルハライドランプは２５０
（Ｗ）クラスのものでアーク長は略６．５（ｍｍ）、１
５０（Ｗ）クラスのものでアーク長は略５（ｍｍ）であ
る。凹面鏡はランプのアーク長にあわせて適正値に設計
する。凹面鏡は楕円面鏡あるいは放物面鏡を用いる。３
２２は赤外線および紫外線を反射させて有視光のみを透
過させるＵＶＩＲカットフィルタである。また、３２３
ａはＢ光を反射させるダイクロイックミラー（以下、Ｂ
ＤＭと呼ぶ）、３２３ｂはＧ光を反射させるダイクロイ
ックミラー（以下、ＧＤＭと呼ぶ）、３２３ｃはＲ光を
反射させるダイクロイックミラー（以下、ＲＤＭと呼
ぶ）である。なお、ＢＤＭ３２３ａからＲＤＭ３２３ｃ
の配置は同図の順序に限定するものではない。また、最
後のＲＤＭ３２３ｃは全反射ミラーにおきかえてもよい
ことは言うまでもない。

【０１９７】２１２は（図１）または（図２）に示す本
発明の表示装置である。なお、光変調層５３に高分子分
散液晶を用いる場合は、Ｒ光を変調する光変調層５３
を、他のＧおよびＢ光を変調する光変調層５３に比較し
て水滴状液晶粒子径を大きく、もしくは液晶膜厚を厚め
にして構成する。これは光が長波長になるほど散乱特性
が低下しコントラストが低くなってしまうためである。
水滴状液晶の粒子径は、重合させるときの紫外線光を制
御すること、あるいは使用材料を変化させることにより
制御できる。液晶膜厚は液晶層５３のビーズ径を変化す
ることにより調整できる。３２４はレンズ、３２６は投
写レンズ、３２５はしぼりとしてのアパーチャである。
なお、３２４、３２５および３２６で投写光学系を構成
している。なお、アパーチャ３２５は、投写型表示装置
の動作の説明上図示したものである。アパーチャ３２５
は投写レンズの集光角を規定するものであるから、投写
レンズの機能に含まれるものとして考えればよい。つま
りＦＮｏが大きければアパーチャ３２５の穴径は小さい
と考えることができる。高コントラスト表示を得るため
には投写レンズのＦＮｏは大きいほどよい。しかし、大
きくなると白表示の輝度は低下する。

【０１９８】以下、本発明の投写型表示装置の動作につ
いて説明する。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ光のそれぞれの変調系
については、ほぼ同一動作であるのでＢ光の変調系につ
いて例にあげて説明する。まず、集光光学系３２１から
白色光が照射され、この白色光のＢ光成分はＢＤＭ３２
３ａにより反射される。このＢ光は表示装置２１２ａに
入射する。表示装置２１２ａは、（図３８（ａ）
（ｂ））に示すように画素電極に印加された信号により
入射した光の散乱と透過状態とを制御し、光を変調す
る。

【０１９９】散乱した光はアパーチャ３２５ａで遮光さ
れる。平行光または所定角度内の光はアパーチャ３２５
ａを通過する。変調された光は投写レンズ３２６ａによ
りスクリーン（図示せず）に拡大投写される。以上のよ
うにして、スクリーンには画像のＢ光成分が表示され
る。同様に表示装置２１２ｂはＧ光成分の光を変調し、
また、表示装置２１２ｃはＲ光成分の光を変調する。３
つの表示装置が変調した光によりスクリーン上にはカラ
ー画像が表示される。（図３５）は（図３２）の表示装
置２１２を（図２１）に示す表示装置２２４におきかえ
た投写型表示装置である。他の構成は（図３２）と同様
であるので説明を省略する。ただし、表示装置２２４の
透明基板２１２が平凹レンズ２１４等の場合は、前記レ
ンズの屈折角度等を考慮して投写光学系を形成する。な
お、表示装置２２４は（図１７）または（図２１）に示
すものでもよいことは言うまでもない。

【０２００】（図３２）は３つの投写レンズ３２６によ
りスクリーンに拡大投映する方式であるが、一つの投写
レンズで拡大投写する方式もある。その構成図を（図３
３）に示す。なお、表示装置２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１
２Ｂは（図３２）で用いたものと同様のものを用いる。

【０２０１】ここでは説明を容易にするため、２１２Ｇ
をＧ光の映像を表示する表示装置、２１２ＲをＲ光の映
像を表示する表示装置、２１２ＢをＢ光の映像を表示す
る表示装置とする。したがって、各ダイクロイックミラ
ーを透過および反射する光の波長は、以下のとおりであ
る。ダイクロイックミラー３３２ａはＲ光を反射し、Ｇ
光とＢ光を透過する。ダイクロイックミラー３３２ｃは
Ｇ光を反射し、Ｒ光を透過させる。ダイクロイックミラ
ー３３２ｂはＢ光を透過し、Ｇ光を反射させる。また、
ダイクロイックミラー３３２ｄはＢ光を反射させ、Ｇ光
およびＲ光を透過する。

【０２０２】メタルハライドランプから出射された光は
全反射ミラー３３１ａにより反射され、光の方向を変化
させられる。次に前記光はＵＶＩＲカットフィルタ３３
２により紫外線領域および赤外線領域の波長の光がカッ
トされる。紫外線および赤外線をカットされた光はダイ
クロイックミラー３３２ａ、３３２ｂによりＲ・Ｇ・Ｂ
光の３原色の光路に分離され、Ｒ光はフィールドレンズ
３３３Ｒに、Ｇ光はフィールドレンズ３３３Ｇに、Ｂ光
はフィールドレンズ３３３Ｂに入射する。各フィールド
レンズ３３３は各光を集光し、表示装置２１２はそれぞ
れ映像信号に対応して液晶の配向を変化させ、光を変調
する。このように変調されたＲ・Ｇ・Ｂ光はダイクロイ
ックミラー３３２ｃ、３３２ｄにより合成され、投映レ
ンズ３３４によりスクリーン（図示せず）に拡大投映さ
れる。

【０２０３】（図３６）は（図３３）の表示装置２１２
を（図２１）に示す表示装置２２４におきかえた投写型
表示装置である。他の構成は（図３３）と同様であるの
で説明を省略する。ただし、表示装置２２４の透明基板
２１２が平凹レンズ２１４等の場合は前記レンズの屈折
角度等を考慮して投写レンズ３３４を設計をする。な
お、表示装置２２４は（図１７）または（図２１）に示
すものでもよいことは言うまでもない。

【０２０４】（図３４）は反射型の投写型表示装置の一
実施例の構成図である。３４５は反射型の表示装置であ
る。（図１）等に示す表示装置の画素電極５１を金属薄
膜等を用いて反射電極として形成すれば、反射型の表示
装置を実現できる。光源３４１はランプ３４１ａ、凹面
鏡３４１ｂ、ＵＶＩＲカットフィルタ３４１ｃで構成さ
れる。ランプ３４１ａはメタルハライドランプである。
凹面鏡３４１ｂはガラス製で、反射面に可視光を反射し
赤外光を反射する多層膜を蒸着したものである。ランプ
３４１ａからの放射光に含まれる可視光は、凹面鏡３４
１ｂの反射面により反射する。凹面鏡３４１ｂから出射
する反射光は、フィルタ３４１ｃにより赤外線と紫外線
とが除去されて出射する。

【０２０５】投写レンズ３４２は、表示装置３４５側の
第１レンズ群３４２ｂとスクリーン側の第２レンズ群３
４２ａとで構成され、第１レンズ群３４２ｂと第２レン
ズ群３４２ａとの間には平面ミラー３４３が配置されて
いる。表示装置の画面中心にある画素から出射する散乱
光は、第１レンズ群３４２ｂを透過した後、約半分が平
面ミラー３４３に入射し、残りが平面ミラー３４３に入
射せずに第２レンズ群３４２ａに入射する。平面ミラー
３４３の反射面の放線は投写レンズ３４２の光軸３４６
に対して４５゜傾いている。

【０２０６】光源３４１からの光は、平面ミラー３４３
で反射されて第１レンズ群３４２ｂを透過し、表示装置
３４５に入射する。表示装置３４５からの反射光は、第
１レンズ群３４２ｂ、第２レンズ群３４２ａの順に透過
してスクリーン３４７に到達する。投写レンズ３４２の
絞りの中心から出て表示装置３４５に向かう光線は、液
晶層５３にほぼ垂直に入射するように、つまりテレセン
トリックとしている。

【０２０７】ここでは説明を容易にするために、３４５
ｂをＧ光を変調する表示装置、３４５ｃをＢ光を変調す
る表示装置、３４５ａをＲ光を変調する表示装置である
として説明する。

【０２０８】（図３４）において、３４４はダイクロイ
ックミラーであるが、これは色合成系と色分離系を兼用
している。光源からの出射された白色光は平面ミラー３
４３により折り曲げられ、投写レンズ３４２の第１群に
入射する。この際フィルタ３４１ｃにより不要なＢ光お
よびＲ光はカットされる。フィルタ３４１ｃの帯域は半
値幅の値で４３０ｎｍ〜６９０ｎｍである。以後、光の
帯域を記述する際は半値幅で表現する。ダイクロイック
ミラー３４４ａはＧ光を反射し、Ｒ光およびＢ光を透過
させる。Ｇ光はダイクロイックミラー３４４ｃで帯域制
限され、表示装置３４５ｂに入射する。Ｇ光の帯域は５
１０〜５７０ｎｍにする。一方ダイクロイックミラー３
４４ｂはＢ光を反射し、Ｒ光を透過させる。Ｂ光は表示
装置３４５ｃに、Ｒ光は表示装置３４５ａに入射する。

【０２０９】入射するＢ光の帯域は４３０ｎｍ〜４９０
ｎｍ、Ｒ光の帯域は６００ｎｍ〜６９０ｎｍである。表
示装置はそれぞれの映像信号に応じて散乱状態の変化と
して光学像が形成する。表示装置で形成された光学像は
ダイクロイックミラー３４４で色合成され、投写レンズ
３４２に入射し、スクリーン３４７上に拡大投写され
る。なお、これらのＲ、Ｇ、Ｂ光等の帯域は本発明の投
写型表示装置でほぼ共通の値である。

【０２１０】（図３７）は（図３４）の表示装置３４５
を表示装置３７１におきかえた投写型表示装置である。
表示装置３４５の光入射面に透明基板１７９をオプティ
カルカップリングしている。他の構成は（図３４）の構
成と同様であるので説明を省略する。

【０２１１】このように反射型の表示装置を用いれば、
（図３２）または（図３３）の投写型表示装置と比較し
て、コントラストも良好であり、画素開口率も高く、高
輝度表示を行うことができる。その上、表示装置の裏面
には障害物がないのでパネル冷却が容易である。たとえ
ば、裏面からの強制空冷を容易に行え、また、裏面にヒ
ートシンク等も容易に取り付けることができる。

【０２１２】本発明の投写型表示装置において、ダイク
ロイックミラーによってＲ光、Ｇ光およびＢ光の３原色
の光に分離するとしたが、これに限定するものではな
く、たとえばダイクロイックフィルタ、ダイクロイック
プリズム等を用いてもよい。

【０２１３】以下、本発明の投写型表示装置の共通事項
について説明をする。まずは、ランプのアーク長・消費
電力、パネルサイズ、コントラスト等について設計に必
要な事項について順次説明をする。

【０２１４】表示装置の液晶層５３を±１０Ｖの電圧で
駆動するとすれば、パネルゲインＧ＝０．８以下のもの
を作製することが可能である。パネルゲインＧ＝０．８
のパネルに透明基板１７９等を取り付け、輝度低下割合
Ｄを考慮すると、実効パネルゲインＧ’＝０．５近くの
ものを得ることができる。実効パネルゲインＧ’の表示
装置を用いて投写型表示装置を構成すると、コントラス
トＣＲは次式で示される。

【０２１５】

【数２２】

【０２１６】（数２２）よりＦＮｏと表示コントラスト
の関係をグラフ化したものを（図３１）に示す。ただし
Ｔ＝０．７５としている。

【０２１７】（数２２）より、投写光学系の有効Ｆ値が
５以上であればＣＲ＝１５０以上、７以上であればＣＲ
＝２５０以上となる。

【０２１８】投写型表示装置を家庭用テレビとして商品
化するための重要な項目に消費電力がある。家庭用の現
行のＮＴＳＣ対応直視テレビでは３０インチクラスで２
００Ｗ以下である。本発明の投写型表示装置は、現行の
ＮＴＳＣ直視テレビよりもっと大画面表示の実現を商品
化目標としているが、やはり消費電力は３００Ｗ以下に
しなければならない。ランプの消費電力は、映像信号処
理回路などで消費する電力を考慮すると２５０Ｗ以下、
好ましくは１５０Ｗ程度にしなければならない。

【０２１９】ランプの制約にアーク長の問題もある。松
下電子工業（株）が開発しているメタルハライドランプ
２５０Ｗはアーク長６．５（ｍｍ）である。また、岩崎
電気（株）が開発しているメタルハライドランプ等は１
５０Ｗでアーク長５．０（ｍｍ）強のものがある。これ
らのランプのアーク輝度は、およそ１．２×１０⁸（ｎ
ｔ）である。ランプの消費電力を一定にしてアーク長を
短くすればアーク輝度は上昇するがランプ寿命は短くな
る。

【０２２０】家庭用テレビとして投写型表示装置を導入
するとすればメタルハライドランプの交換は容易に行う
ことができないから、ランプの長寿命化は重要である。
アーク輝度１．２×１０⁸（ｎｔ）のメタルハライドラ
ンプは徐々に長寿命化の傾向にあるが、短アークにして
長寿命化の実現できるめどは現在のところない。

【０２２１】次に照明光の光広がり角（ＦＮｏ）につい
て考慮する。なお、照明光の光広がり角とは表示装置に
入射する光のＦ番号（ＦＮｏ）である。仮定として、（１）ライトバルブ面、スクリーン面共に均一照明分布
として扱う。（２）ランプのアーク発光体は長さｄＬ、太さｄＷの完
全拡散円筒光源とする。（３）スクリーン到達光系φ_S、ランプ全光束φ_Lとした
場合に、光透過効率ｔ、光集光能力ηを用いて、φ_S＝
ｔ・η・φ_Lとする。ただし、光透過効率ｔは界面損
失，液晶パネルの透過率，ダイクロイックミラー等の色
分離効率で決まる値、光集光能力ηは光透過効率ｔ＝
１．０とした場合に、光学系が集光できる能力である。

【０２２２】光束に着目したときスクリーン照度Ｅ_Sは
ランプの全光束をφ_L（ｌｍ）、パネルの有効対角長を
ｄ（ｍ）、面積係数をＫ（パネルの画面サイズが４：３
の時はＫ＝０．４８、１６：９の時はＫ＝０．４３）、
拡大倍率をｍ、光集光能力をη、光透過効率をｔとした
とき、（数２３）で示される。

【０２２３】

【数２３】

【０２２４】一方、発光体輝度に着目してスクリーン照
度Ｅ_S’は、発光体輝度をＢ_L（ｎｔ）照明光の有効Ｆ値
をＦ_Oとすれば（数２４）で示される。

【０２２５】

【数２４】

【０２２６】また、発光体の輝度Ｂ_Lは発光体有効長を
ｄＷ、発光体有効幅をｄＬとしたとき、（数２５）で示
される。

【０２２７】

【数２５】

【０２２８】以上の（数２３）（数２４）および（数２
５）より照明光の有効ＦＮｏ（Ｆ_O）は（数２６）で示
される。

【０２２９】

【数２６】

【０２３０】照明光の光の広がり角（ＦＮｏ）を投写レ
ンズの集光角（ＦＮｏ）は略一致させなければ光利用率
は低下する。これは、ＦＮｏが大きい方に制約を受ける
からである。本発明の投写型表示装置の照明光のＦＮｏ
と投写レンズのＦＮｏは一致させている。

【０２３１】（図３０）は照明光の有効Ｆ値とランプの
アーク長つまり発光体長およびパネルの対角長ｄとの関
係を示している。（図３０）は（式９）を用いて算出し
ている。なお、ｋ＝０．４３、η＝０．５とする。ま
た、アーク長は１５０（Ｗ）、アーク長５（ｍｍ）ラン
プのｄＷ＝２（ｍｍ）、ｄＬ＝５（ｍｍ）を基準として
いる。他のアーク長はｄＷ：ｄＬのアスペクトに比例し
て算出している。

【０２３２】（図３０）において、パネルサイズが小さ
くなるほど、同一アーク長であればパネルサイズｄが小
さくなる。したがってパネルサイズｄを小さくすれば照
明光のＦＮｏは小さくする必要がある。パネルサイズが
大きくなると投写型表示装置のシステムサイズは大きく
なり好ましくない。また、パネルサイズｄが小さくなれ
ばパネルの表示領域に入射する単位面積あたりの光束が
増大し、パネルを加熱して好ましくない。したがって、
実用上の観点からパネルの対角長は２インチ以上４イン
チ以下にしなければならない。

【０２３３】発光体輝度をランプ寿命を考慮して１．２
×１０⁸（ｎｔ）とすると、アーク長とランプの消費電
力は比例すると考えられる。アーク長３（ｍｍ）のラン
プは５０（Ｗ）、アーク長４（ｍｍ）のランプは１００
（Ｗ）、アーク長５（ｍｍ）のランプは１５０（Ｗ）程
度となる。メタルハライドランプの効率は８０（ｌｍ／
Ｗ）である。５０（Ｗ）のランプの全光束は４０００
（ｌｍ）、１００（Ｗ）のランプの全光束は８０００
（ｌｍ）、１５０（Ｗ）のランプの全光束は１２０００
（ｌｍ）となる。ランプのアーク長とランプ消費電力に
は相関があり、アーク長とＦＮｏとは相関があり、ラン
プの消費電力とランプの全光束は相関があるから、この
関係を図示すると（図２９）になる。ただし、スクリー
ン光束はランプの全光束の５％としている。

【０２３４】以上のことから、投写型表示装置に最適な
仕様範囲が定まってくる。以下、最適な仕様について説
明をする。投写型表示装置において投写画像の画面サイ
ズが４０インチ以上で、かつ実用域の視野特性を得るた
めには３００〜４００（ｌｍ）以上の光束が必要であ
る。したがって、ランプの光利用率が４％程度とする
と、１００（Ｗ）以上のランプを用いなければならな
い。このことから、表示コントラスト（ＣＲ）を良好に
得るためだけであればアーク長３（ｍｍ）のランプを用
いることができるが、十分な投写画像の輝度を得るため
には１００（Ｗ）以上のメタルハライドランプが必要で
ある。

【０２３５】また、パネルサイズも小さいと十分な表示
輝度を得ることができない。パネルサイズはアーク長が
５（ｍｍ）、照明光の有効Ｆ値を７とすると、３．５イ
ンチ前後の大きさが必要である。

【０２３６】アーク長が５（ｍｍ）程度、パネルサイズ
が２インチ強であれば、照明光の有効Ｆ値は５弱とな
る。この場合、表示輝度は実用域となるが、良好な表示
コントラスト（ＣＲ）は望めない。

【０２３７】以上のことから、照明光の有効Ｆ値が５以
上であれば実用域の表示輝度が得られる。しかし、良好
な表示輝度と表示コントラストおよび適正な消費電力か
つランプ寿命を得るためには照明光の有効Ｆ値（＝投写
光の有効Ｆ値）は７前後、ランプのアーク長は５（ｍ
ｍ）前後、ランプのＷは１５０Ｗ前後を用いなければな
らない。

【０２３８】投写レンズのＦＮｏを低下させるとスクリ
ーンに到達するスクリーン光束は高くなる。それにとも
ない、ランプの消費電力も大きくしなければならない。
また、ランプの長寿命化の観点からランプの消費電力が
大きくなると、アーク輝度を一定と考えると長アークに
なる。当然、表示コントラスト（ＣＲ）は（数２２）で
示されるからＦＮｏが小さくなると表示コントラストは
悪くなる。逆に投写光学系のＦＮｏを大きくすると表示
コントラストは高くなるが、スクリーン光束は小さくな
る。

【０２３９】以上のことから、ランプに関してはアーク
長は良好な表示コントラストを得るために３（ｍｍ）以
上６（ｍｍ）以下でなければならない。また、消費電力
の点から２５０（Ｗ）以下でなければならない。かつ、
スクリーン輝度を得るために１００（Ｗ）以上のメタル
ハラドランプを用いなければならない。さらに好ましく
は、スクリーン輝度および表示コントラストを考慮する
とアーク長は３（ｍｍ）以上６（ｍｍ）以下でなければ
ならない。

【０２４０】パネルの有効表示領域の対角長はシステム
サイズの点から４インチ以下でなければならない。ま
た、光利用効率の点から２インチ以上でなければならな
い。中でも十分な光集光効率を得、かつコンパクトにす
るためには好ましくは３インチ以上４インチ以下にしな
ければならない。

【０２４１】投写レンズのＦＮｏ、広義には投写光学系
のＦＮｏは、良好なコントラスト（ＣＲ）を得るために
５以上でなければならない。また、十分なスクリーン輝
度を得るために９以下でなければならない。さらに前述
のランプのアーク長を考慮すればＦＮｏは６以上８以下
でなければならない。また、投写レンズのＦＮｏと照明
光学系のＦＮｏと略一致させなければ光損失が生じ、光
利用効率は低下する。

【０２４２】以上の値あるいは値の範囲は高分子分散液
晶表示装置をライトバルブとして用いる投写型表示装置
として重要な事項である。これらの事項はまだ、他社等
から開示されている事項ではない。

【０２４３】なお、本発明の投写型表示装置において、
表示装置の光変調層５３として高分子分散液晶を用いる
としたが、散乱状態の変化を用いるものであれば同様の
効果を得られる。たとえば、高分子分散液晶を用いた光
書き込み型液晶パネル、相変化液晶を用いた熱書き込み
液晶パネル、散乱状態の変化を用いる強誘電性液晶パネ
ル、ＤＳＭ液晶パネル、ＰＬＺＴなどを用いる表示パネ
ル等が該当する。また、ストライプ状電極構成は、光変
調層として散乱により光変調を行なうものに限定するも
のではなく、ツイストネマティック液晶パネルにも応用
できる。また、偏光方式の光書き込み液晶パネルにも応
用できるであろう。

【０２４４】また、本発明の表示装置のアレイ基板１１
または対向基板１２もしくは前記両方の基板に透明基板
を貼りつけるとしたが、前記アレイ基板１１または対向
基板１２もしくは両方の基板を厚くして（数７）の条件
を満足できれば、あえて透明基板を貼りつける必要がな
いことは明らかである。また、アレイ基板１１もしくは
対向基板を凹レンズ状にできれば、基板に凹レンズを貼
りつける必要がないことも明らかである。

【０２４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の表示装置では、
対向電極をストライプ状に形成して、マトリクス状に形
成された画素電極との間に印加する電圧を実質的に高く
しているので、容易に高電圧駆動を行える。したがって
高輝度表示かつ高コントラスト表示を実現することがで
きる。

【０２４６】また、ゲートおよびソース駆動ＩＣは従来
のものをそのまま用いることができ、アレイ基板も同様
に用いることができるので、画素の開口率等も低下する
ことなく、製造コストも高くなることはない。

【０２４７】アレイ基板もしくは対向基板を厚くするこ
とにより、また、前記基板に透明板あるいは平凹レンズ
を組み合わせること、および光変調層の特性を所定値に
することにより、２次散乱光を防止でき、明るくかつ表
示コントラストの良好な画像を表示できる。

【０２４８】本発明の表示装置をライトバルブとして用
い、ランプのアーク長、投写レンズのＦ値等を所定値に
設定することにより、高輝度高品位の投写画像を表示で
き、かつ、家庭用リア投写型表示装置に対応できる投写
型表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の斜視図

【図２】他の実施例における本発明の表示装置の斜視図

【図３】本発明の表示装置の斜視図の一部断面図

【図４】本発明の表示装置のストライプ状電極を形成し
た基板の平面図

【図５】本発明の表示装置の断面図

【図６】画素の構成図

【図７】本発明の表示装置の等価回路図

【図８】他の実施例における本発明の表示装置の等価回
路図

【図９】他の実施例における本発明の表示装置の等価回
路図

【図１０】本発明の表示装置の回路ブロック図

【図１１】本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図１２】本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図１３】本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図１４】本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図１５】本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図１６】本発明の表示装置の駆動方法の説明図

【図１７】本発明の表示装置の説明図

【図１８】本発明の表示装置の説明図

【図１９】本発明の表示装置の説明図

【図２０】本発明の表示装置の説明図

【図２１】本発明の表示装置の変形例

【図２２】本発明の表示装置の断面図

【図２３】本発明の表示装置の説明図

【図２４】本発明の表示装置の説明図

【図２５】本発明の表示装置の特性図

【図２６】本発明の表示装置の説明図

【図２７】本発明の表示装置の説明図

【図２８】本発明の表示装置の説明図

【図２９】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３０】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３１】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３２】本発明の投写型表示装置の構成図

【図３３】他の実施例における本発明の投写型表示装置
の構成図

【図３４】他の実施例における本発明の投写型表示装置
の構成図

【図３５】他の実施例における本発明の投写型表示装置
の構成図

【図３６】他の実施例における本発明の投写型表示装置
の構成図

【図３７】他の実施例における本発明の投写型表示装置
の構成図

【図３８】高分子分散液晶の説明図

【符号の説明】

１１アレイ基板１２対向基板１３表示領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃゲートドライブ回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄソースドライブ回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ対
向ドライブ回路３３、３４端子３１ａ、３１ｂ導電ビーズ３２接着剤４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆス
トライプ状電極４２金属薄膜４３ＩＴＯ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ画素電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅゲート信号
線５３液晶層５４ａ，５４ｂ低誘電体膜６１ＴＦＴ６２ソース信号線６３共通電極６４コンデンサ７１画素９１対向電極９２コンデンサ駆動回路１０１アンプ１０２位相分割回路１０３出力切り換え回路１０４制御回路１０５、２１１液晶パネル１１１、１１２、１１３信号波形１７１光吸収膜１７２微小領域１７３ａ、１７３ｂ散乱光１７４透過光線１７５反射光線１７６出射面１７７側面１７８入射側基板１７９出射側基板１８１光リング１８２有効表示領域２１２透明基板２１３正レンズ２１４平凹レンズ２２２遮光膜２２３封止樹脂２２４表示装置２３１平行光線２３１輝度計２５１、２５２パネルゲイン曲線３２１集光光学系３２２、３４１ｃＵＶＩＲカットフィルタ３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃダイクロイックミラー３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ、３２６ａ、３２６ｂ、
３２６ｃレンズ３２５ａ、３２５ｂ、３２５ｃアパーチャ３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３４３ミラー３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄ、３４４ａ、
３４４ｂ、３４４ｃダイクロイックミラー３３３Ｒ、３３３Ｇ、３３３Ｂフィールドレンズ３３４、３４２投写レンズ２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂ表示装置３４１光源３４１ａランプ３４１ｂ凹面鏡３４２ａ、３４２ｂレンズ３８１ポリマー３８２水滴状液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素電極がマトリックス状に配置された第
１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された第
２の基板とを具備し、前記第１の基板と第２の基板間に
光変調層が狭持され、前記ストライプ状電極が、前記画
素電極の行と、対面するように配置されていることを特
徴とする表示装置。
【請求項２】マトリックス状に配置された画素電極と、
前記画素電極の行に対応する複数の略ストライプ状電極
が形成された第１の基板と、対向電極が形成された第２
の基板とを具備し、任意のストライプ状電極と、前記ス
トライプ状電極と隣接したストライプ状電極とは、異な
る電圧を印加できるように構成され、第１の基板と第２
の基板間に光変調層が狭持され、前記ストライプ状電極
と前記画素電極間に絶縁膜が形成され、前記電極間に電
荷が蓄積できるよう構成されていることを特徴とする表
示装置。
【請求項３】画素電極がマトリックス状に配置された第
１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された第
２の基板と、前記ストライプ状電極において、任意の第
１のストライプ状電極と、前記第１のストライプ状電極
と隣接した第２のストライプ状電極とに異なる電位を印
加でき、かつ、第１および第２のストライプ状電極の電
位を可変できる第３の駆動手段とを具備し、第１の基板
と第２の基板間に光変調層が狭持され、前記ストライプ
状電極が、前記画素電極の行と、対面するように配置さ
れていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】マトリックス状に配置された画素電極と、
前記画素電極に信号を印加するスイッチング素子と、前
記スイッチング素子を動作および非動作にさせる第１の
信号を伝達する第１の信号線と、前記スイッチング素子
への映像信号を伝達する第２の信号線とが形成された第
１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された第
２の基板と、前記複数のストライプ状電極において、第
１の電極に第１の電位を、前記第１の電極に隣接した第
２の電極に第２の電位を印加し、かつ、所定期間ごとに
第１の電位を第２の電位に、第２の電位を第１の電位に
変化させる第３の駆動手段と、第１の信号線に第１の信
号を出力する第１の駆動手段と、第２の信号線に映像信
号を出力する第２の駆動手段とを具備し、前記画素電極
とストライプ状の電極間に光変調層が狭持され、前記ス
トライプ状電極が、前記画素電極の行と、対面するよう
に配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】隣接したストライプ状電極間に光変調層の
比誘電率よりも低い材料からなる膜が形成されているこ
とを特徴とする請求項１、３または４記載の表示装置。
【請求項６】第３の駆動手段は第２の基板上に配置また
は形成されていることを特徴とする請求項３記載の表示
装置。
【請求項７】第３の駆動手段は第２の基板上に配置また
は形成されており、前記駆動手段の信号出力端子とスト
ライプ状電極とが導電性物質で電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項８】導電性物質は導電性ビーズまたは導電性フ
ァイバーであることを特徴とする請求項７記載の表示装
置。
【請求項９】ストライプ状電極はＩＴＯで形成されてお
り、前記ＩＴＯの所定部に金属薄膜が形成されているこ
とを特徴とする請求項１、３または４記載の表示装置。
【請求項１０】少なくとも一方が光透過性を有する第１
および第２の基板と、前記第１と第２の基板間に狭持さ
れた光散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層
と、透明部材とを具備し、第１の基板と第２の基板のう
ち少なくとも一方に前記透明部材が光学的に接着され、
前記光変調層に光を照射した際、前記光変調層への光入
射面の照度をＬ、光出射面かつ、光変調層の法線方向か
ら測定した光変調層の輝度をＢ、円周率をπとしたと
き、次式を満足することを特徴とする表示装置。【数１】
【請求項１１】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された
第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板間に狭持さ
れた光散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層
と、透明部材とを具備し、第１の基板と第２の基板のう
ち少なくとも一方に前記透明部材が光学的に接着され、
前記ストライプ状電極が前記画素電極の行と相対するよ
うに配置され、前記光変調層に光を照射した際、前記光
変調層への光入射面の照度をＬ、光出射面かつ、光変調
層の法線方向から測定した光変調層の輝度をＢ、円周率
をπとしたとき、次式を満足することを特徴とする表示
装置。【数２】
【請求項１２】マトリックス状に配置された画素電極
と、前記画素電極に接続されたスイッチング素子と、前
記スイッチング素子に信号を伝達する信号線が形成され
た第１の基板と、共通電極が形成された第２の基板と、
第１の基板と第２の基板間に狭持された光散乱状態の変
化として光学像を形成する光変調層と、前記信号線と前
記画素電極間に形成されたコンデンサと、前記スイッチ
ング素子を動作状態にする電圧と非動作状態にする電圧
とスイッチング素子の寄生容量によって発生する突き抜
け電圧を補償する第１および第２の電圧を出力する駆動
手段と、透明部材とを具備し、第１の基板と第２の基板
のうち少なくとも一方に透明部材が光学的に接着され、
前記光変調層に光を照射した際、前記光変調層への光入
射面の照度をＬ、光出射面かつ、光変調層の法線方向か
ら測定した光変調層の輝度をＢ、円周率をπとしたと
き、次式を満足することを特徴とする表示装置。【数３】
【請求項１３】光変調層は、高分子分散液晶で形成され
ていることを特徴とする請求項１、２、３、４、１０、
１１または１２に記載の表示装置。
【請求項１４】透明部材は凹レンズであり、前記凹レン
ズの無効面に光吸収手段を形成されていることを特徴と
する請求項１０、１１または１２記載の表示装置。
【請求項１５】凹レンズに近接させて正レンズが配置さ
れていることを特徴とする請求項１４記載の表示装置。
【請求項１６】透明部材は透明基板であり、前記透明基
板の厚さをｔ、屈折率をｎ、光変調層の有効表示領域の
最大径をｄとして、次式を満足することを特徴とする請
求項１０、１１または１２記載の表示装置。【数４】
【請求項１７】透明部材が空気と接し、かつ、有効表示
領域に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請
求項１０、１１または１２記載の表示装置。
【請求項１８】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された
第２の基板とを具備し、前記第１の基板と第２の基板間
に光変調層が狭持され、前記ストライプ状電極が、前記
画素電極の行と対面するように配置されている表示装置
において、第１のフィールドまたはフレームでは、第１
の画素電極の対面位置に配置された第１のストライプ状
電極に第１の電圧を印加し、前記第１の画素電極に前記
第１の電圧よりも低い電圧を印加し、前記第１の画素電
極と隣接した第２の画素電極の対面位置に配置された第
２のストライプ状電極に第２の電圧を印加し、前記第２
の画素電極に前記第２の電圧よりも高い電圧を印加し、
第１のフィールドまたはフレームの、次の第２のフィー
ルドまたはフレームでは、前記第１のストライプ状電極
に第２の電圧を印加し、第１の画素電極には第２の電圧
よりも高い電圧を印加し、前記第２のストライプ状電極
には第１の電圧を印加し、第２の画素電極には第１の電
圧よりも低い電圧を印加することを特徴とする表示装置
の駆動方法。
【請求項１９】第１の電圧と第２の電圧の絶対値が略一
致していることを特徴とする請求項１８記載の表示装置
の駆動方法。
【請求項２０】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された
第２の基板とを具備し、前記第１の基板と第２の基板間
に光変調層が狭持され、前記ストライプ状電極が前記画
素電極の行と対面するように配置されている表示装置に
おいて、任意の画素電極の対面位置のストライプ状電極
に印加された電圧に対し、前記画素電極に、前記ストラ
イプ状電極の電圧よりも高い電圧を書き込み、その後、
前記ストライプ状電極の電圧よりも低い電圧を前記スト
ライプ状電極に印加した後、前記電圧を保持し、任意の
画素電極の対面位置のストライプ状電極に印加された電
圧に対し、前記画素電極に、前記ストライプ状電極の電
圧よりも低い電圧を書き込んだ際には、前記電圧を前記
画素電極に書き込み後、前記ストライプ状電極の電圧よ
りも高い電圧を前記ストライプ状電極に印加した後、前
記電圧を保持することを特徴とする表示装置の駆動方
法。
【請求項２１】マトリックス状に配置された画素電極
と、前記画素電極の行に対応する複数の略ストライプ状
電極が形成された第１の基板と、対向電極が形成された
第２の基板と、任意の第１のストライプ状電極と、前記
第１のストライプ状電極と隣接した第２のストライプ状
電極とに異なる電圧を印加できる第３の駆動手段とを具
備し、第１の基板と第２の基板間に光変調層が狭持さ
れ、前記ストライプ状電極と前記画素電極間に電荷が蓄
積できるように構成された表示装置において、任意の画
素電極との間に電荷を蓄積するストライプ状電極に第１
の電圧を印加し、前記画素電極に第１の電圧よりも高い
電圧を書き込み、その後、前記第１の電圧よりも低い電
圧を前記ストライプ状電極に印加した後、前記電圧を保
持し、任意の画素電極との間に電荷を蓄積するストライ
プ状電極に第２の電圧を印加し、前記画素電極に前記第
２の電圧よりも低い電圧を書き込んだ際には、前記電圧
を前記画素電極に書き込んだ後、第２の電圧よりも高い
電圧を前記ストライプ状電極に印加した後、前記電圧を
保持することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項２２】第１のフィールドまたはフレーム期間に
おいて、第１の画素電極の行に正極性の電圧を書き込
み、前記行と隣接した第２の画素電極の行に負極性の電
圧を書き込み、第１のフィールドまたはフレーム期間
の、次のフィールドまたはフレーム期間では、前記第１
の画素電極の行に負極性の電圧を書き込み、第２の画素
電極の行に正極性の電圧を書き込むことを特徴とする請
求項１８、２０または２１記載の表示装置の駆動方法。
【請求項２３】光変調層は高分子分散液晶であることを
特徴とする請求項１８、２０または２１記載の表示装置
の駆動方法。
【請求項２４】画素電極がマトリックス状に配置させた
第１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された
第２の基板とを有し、前記第１の基板と第２の基板間に
光変調層が狭持され、前記ストライプ状電極が前記画素
電極の行と対面するように配置されている表示装置と、
光発生手段と、前記光発生手段が放射する光を前記表示
装置に導く光学手段と、前記表示装置が変調した光を拡
大投写する投写手段とを具備することを特徴とする投写
型表示装置。
【請求項２５】マトリックス状に配置された画素電極
と、前記画素電極の行に対応する複数の略ストライプ状
電極が形成された第１の基板と、対向電極が形成された
第２の基板とを具備し、任意のストライプ状電極と、前
記ストライプ状電極と隣接したストライプ状電極とに異
なる電圧を印加できるように構成され、第１の基板と第
２の基板間に光変調層が狭持され、前記ストライプ状電
極と前記画素電極間に絶縁膜が形成され、前記電極間に
電荷が蓄積できるように構成されている表示装置と、光
発生手段と、前記光発生手段が放射する光を前記表示装
置に導く光学手段と、前記表示装置が変調した光を拡大
投写する投写手段とを具備することを特徴とする投写型
表示装置。
【請求項２６】少なくとも一方が光透過性を有する第１
および第２の基板と、前記基板間に狭持された光変調層
と、透明部材と、第１の基板と第２の基板のうち少なく
とも一方に前記透明部材が光学的に接着され、前記変調
層に光を照射した際、前記光変調層への光入射面の照度
をＬ、光出射面かつ光変調層の法線方向から測定した光
変調層の輝度をＢ、円周率をπとしたとき、次式を満足
する表示装置と、【数５】前記光発生手段と、前記光発生手段が放射する光を前記
液晶表示装置に導く光学手段と、前記表示装置で変調さ
れた光を拡大投写する投写手段とを具備することを特徴
とする投写型表示装置。
【請求項２７】画素電極がマトリックス状に配置された
第１の基板と、複数の略ストライプ状電極が形成された
第２の基板と、第１の基板と第２の基板間に狭持された
光変調層と、透明部材とを具備し、第１の基板と第２の
基板のうち少なくとも一方に前記透明部材が光学的に接
着され、前記ストライプ状電極が前記画素電極の行と対
面するように配置され、前記光変調層に光を照射した
際、前記光変調層への光入射面の照度をＬ、光出射面か
つ、光変調層の法線方向から測定した光変調層の輝度を
Ｂ、円周率をπとしたとき、次式の関係を満足する表示
装置と、【数６】光発生手段と、前記光発生手段が放出する放射する光を
前記液晶表示装置に導く光学手段と、前記表示装置で変
調された光を拡大投写する投写手段とを具備することを
特徴とする投写型表示装置。
【請求項２８】光変調層は、高分子分散液晶で構成され
ていることを特徴とする請求項２４、２５、２６または
２７記載の投写型表示装置。
【請求項２９】透明部材は凹レンズであり、前記凹レン
ズの無効面に光吸収手段が形成されていることを特徴と
する請求項２６または２７記載の投写型表示装置。
【請求項３０】透明部材は透明基板であり、前記透明基
板の厚さをｔ、屈折率をｎ、光変調層の有効表示領域の
最大径をｄとして、次式を満足することを特徴とする請
求項２６または２７記載の投写型表示装置。【数７】
【請求項３１】投写光学手段のＦナンバーは、略５以上
９以下であることを特徴とする請求項２４、２５、２６
または２７記載の投写型表示装置。
【請求項３２】光発生手段は、アーク放電により発光す
るランプを具備しており、前記ランプのアーク長が略３
mm以上６mm以下であることを特徴とする請求項２４、２
５、２６または２７記載の投写型表示装置。
【請求項３３】ランプはメタルハライドランプであるこ
とを特徴とする請求項３２記載の投写型表示装置。
【請求項３４】液晶表示装置を照明する照射光の広がり
角度と、投写手段の集光角度が略一致していることを特
徴とする請求項２４、２５、２６または２７記載の投写
型表示装置。
【請求項３５】光学手段は、光発生手段が放射する白色
光を赤色光、緑色光および青色光の３つの光路に分離す
る光分離手段を具備し、前記３つの光路にそれぞれ表示
装置が配置されていることを特徴とする請求項２４、２
５、２６または２７記載の投写型表示装置。
【請求項３６】表示装置の有効表示領域の対角長は２．
０インチ以上４．０インチ以下であることを特徴とする
請求項２４、２５、２６または２７記載の投写型表示装
置。
【請求項３７】投写手段のＦナンバーは、略５以上９以
下であり、光発生手段は、アーク放電により発光するラ
ンプを具備し、前記ランプのアーク長は３mm以上６mm以
下であり、表示装置の有効表示領域の対角長は２．０イ
ンチ以上４．０インチ以下であることを特徴とする請求
項２４、２５、２６または２７記載の投写型表示装置。
【請求項３８】光変調層として高分子分散液晶を用いる
表示装置と、光発生手段と、前記光発生手段が放射する
光を赤色光、青色光と緑色光の３つの光路に分離する光
分離手段と、前記表示装置で変調された光を拡大投写す
る投写手段とを具備し、前記３つの光路にそれぞれ前記
表示装置が配置されており、投写手段のＦナンバーは略
５以上９以下であり、光発生手段は、アーク放電により
発光するランプを具備し、前記ランプのアーク長は３mm
以上６mm以下であり、表示装置の有効表示領域の対角長
は２．０インチ以上４．０インチ以下であることを特徴
とする投写型表示装置。