JPH09146075A - 光変調表示素子およびそれを用いた投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクリーン上に投射された画像表示領域の周囲
が、均一でくっきりと鮮明な黒い領域で囲まれ、かつ、
該黒い領域と画像表示領域との境界にぼけのない高品質
な投射画像を実現する。 【解決手段】反射型液晶表示素子１０の画像表示領域１
１の周囲に、画像表示領域１１で制御される光強度の最
低値以下の均一な光強度を示す、例えば着色層等の最低
光強度領域１２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数の画素から構
成される画像表示領域を有し、前記画素単位で光を制御
し、画像を表示する光変調表示素子、およびそれを用い
た投射型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光変調表示素子およびそれを用
いた投射型表示装置としては、例えば光変調素子として
反射型液晶表示素子を用いた投射型液晶表示装置が、例
えば特開昭６３−２２８８７号、および特開平４−１９
４９２１号公報に記載されている。この投射型表示装置
は、基本的に少なくとも光源と、反射型液晶表示素子
と、投射光学系とから構成される。なお、反射型液晶表
示素子としては、一般にアクティブ・マトリクス方式の
液晶表示素子を使用する。

【０００３】図２は、アクティブ・マトリクス方式の反
射型液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。

【０００４】２１はガラス等からなる透明基板、２２は
透明電極、２３は液晶層、２６は反射基板、２４は反射
画素電極、２５は絶縁層、２７はトランジスタ等の電気
的スイッチング素子である。

【０００５】アクティブ・マトリクス方式の液晶表示素
子では、図２に示すように、画素を構成する多数の反射
画素電極２４により構成される画像表示領域によって画
像を表示する。ここで、光源から発射された光は、投射
光学系の一部を通過し、前記反射型液晶表示素子に照射
され、各画素において反射画素電極２４により電気的に
制御された反射率に応じて反射され、投射光学系を経た
後にスクリーン上に投射され、画像を表示する。ところ
で、光源から発した光は、反射型液晶表示素子の画像表
示領域ばかりでなく、その表示領域周辺部にも照射され
る。該周辺部には、電源供給線、制御信号線等の配線パ
ターンの凹凸や、液晶層の境界線等の反射率の不均一の
原因となるものが存在する。その結果、この画像表示領
域外の表示領域周辺部において反射された光が、スクリ
ーン上に投射され、画像品質を著しく低下させるという
問題が生じていた。

【０００６】このため、従来の技術においては、この投
射光学系の一部に、画像表示領域外の表示領域周辺部に
光が照射されない工夫がなされていた。例えば、特開平
５−１５７９８４号公報においては、投射光学系の焦点
位置に、表示領域周辺部への光の照射を防止する遮光枠
を設置していた。また、特開平３-２９３６１４号およ
び特開平４−５６４３号公報においては、光源位置に、
表示領域周辺部への光の照射を防止する遮光枠を設置し
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の技
術では、投射光学系内の焦点や光源の位置に遮光枠を設
置するので、スクリーン上に投射された画像において、
前記遮光枠の部分と画像表示部（画像表示領域）との境
界にぼけを生じ、画像表示領域の周囲（すなわち、表示
領域周辺部）に不均一、あるいは不鮮明な領域が投影さ
れ、前記問題点を解決するに至らなかった。また、これ
らの従来技術において、実用上の効果を得るためには、
光学系のアライメントの正確な調整が必要であり、原理
的に液晶表示素子の表示領域周辺部に照射される光を完
全に遮断することはできず、ぼけを防止することは困難
である。

【０００８】本発明の目的は、スクリーン上に拡大投射
された画像表示領域の周囲が、均一でくっきりと鮮明な
黒い領域で囲まれ、かつ、該黒い領域と画像表示領域と
の境界にぼけのない高品質な投射画像を得ることができ
る光変調表示素子およびそれを用いた投射型表示装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光変調表示素子は、多数の画素から構成さ
れる画像表示領域を有し、前記画素単位で光を制御し、
画像を表示する光変調表示素子において、前記画像表示
領域で制御される光強度の最低値以下の均一な（「ほぼ
均一な」を含む）光強度を示す最低光強度領域で、画像
表示領域を囲んだことを特徴とする光変調表示素子。

【００１０】また、前記光変調表示素子を構成する基板
と別個の透明基板上に前記最低光強度領域を設け、か
つ、前記光変調表示素子と前記別個の透明基板とを積層
したことを特徴とする。

【００１１】また、前記光変調表示素子を構成する基板
と別個の枠状基板上に前記最低光強度領域を設け、か
つ、前記光変調表示素子と前記枠状基板とを積層したこ
とを特徴とする。

【００１２】また、前記光変調表示素子を構成する基板
上に前記最低光強度領域を設けたことを特徴とする。

【００１３】また、前記最低光強度領域を、均一な透過
率を示す領域で形成したことを特徴とする。

【００１４】また、前記最低光強度領域を、均一な散乱
状態を示す領域で形成したことを特徴とする。

【００１５】また、前記最低光強度領域を、均一な反射
率を示す領域で形成したことを特徴とする。

【００１６】また、前記均一な透過率を示す領域で形成
した最低光強度領域が、前記光変調表示素子と別個の透
明基板上において、前記光変調表示素子と対向する面上
に形成されていることを特徴とする。

【００１７】また、前記光変調表示素子が液晶表示素子
であることを特徴とする。

【００１８】また、前記液晶表示素子が、多数の前記画
素を構成する多数の反射電極を形成した反射基板と、透
明電極を形成した透明基板とを、前記反射電極と前記透
明電極とが対向するように重ね合わせ、両基板間に液晶
を封止してなる反射型液晶表示素子であることを特徴と
する。

【００１９】また、前記反射型液晶表示素子を構成する
前記透明基板または前記反射基板上に、前記最低光強度
領域を設けたことを特徴とする。

【００２０】また、前記液晶として、散乱、透過モード
で駆動されるポリマー分散型液晶を用いたことを特徴と
する。

【００２１】また、均一な透過率を示す前記最低光強度
領域を、顔料材料で形成したことを特徴とする。

【００２２】また、均一な透過率を示す前記最低光強度
領域を、色素材料で形成したことを特徴とする。

【００２３】また、均一な透過率を示す前記最低光強度
領域を、カーボンで形成したことを特徴とする。

【００２４】また、均一な散乱状態を示す前記最低光強
度領域を、フロスト処理を施した領域で形成したことを
特徴とする。

【００２５】また、均一な散乱状態を示す前記最低光強
度領域を、酸化アルミ膜で形成したことを特徴とする。

【００２６】また、前記光変調表示素子が液晶表示素子
であり、前記最低光強度領域を、均一な散乱状態に設定
した液晶領域で形成したことを特徴とする。

【００２７】また、均一な反射率を示す前記最低光強度
領域を、酸化クロム膜で形成したことを特徴とする。

【００２８】また、前記枠状基板上に前記光変調表示素
子を構成する基板と別個の第２の透明基板を積層したこ
とを特徴とする。

【００２９】また、前記光変調表示素子を構成する透明
基板と前記枠状基板と前記第２の透明基板とを、前記透
明基板と前記第２の透明基板の屈折率とほぼ等しい光学
糊により接着し、かつ、前記枠状基板の開口部に、前記
光学糊を気泡が存在しないように充填したことを特徴と
する。

【００３０】また、前記画素を構成する画素電極を、ト
ランジスタ集積回路を形成した単結晶シリコン基板上に
形成したことを特徴とする。

【００３１】また、前記画素を構成する画素電極を、薄
膜トランジスタを形成した透明基板上に形成したことを
特徴とする。

【００３２】また、本発明の投射型表示装置は、光源
と、光変調表示素子と、スクリーンと、前記光変調表示
素子上に形成された画像を前記スクリーン上に拡大投射
する光学系とを有する投射型表示装置において、前記光
変調表示素子として、請求項１〜２０記載の光変調表示
素子を用いたことを特徴とする。

【００３３】図１は、本発明の投射型表示装置に使用さ
れる光変調表示素子の基本構成例を示す図であり、光変
調表示素子の一例としての反射型液晶表示素子の平面図
である。

【００３４】１０は反射型液晶表示素子（詳しい構造お
よび説明については後述する）、１１は反射型液晶表示
素子１０の画像表示領域、１２は画像表示領域１１の周
囲に設けた本発明による最低光強度領域である。最低光
強度領域１２というのは、画像が拡大投射されるスクリ
ーン上において、画像表示領域１１で制御される光強度
の最低値以下の均一な光強度を示す領域である。

【００３５】すなわち、図１に示すように、反射型液晶
表示素子１０の画像表示領域１１を、この画像表示領域
１１において実現可能な光強度（すなわち、透過強度、
散乱強度、あるいは反射強度）の最低値以下の均一な光
強度の領域（最低光強度領域と称す）１２で囲んだこと
を特徴とする。つまり、光変調表示素子自身に、あるい
は光変調表示素子に積層される透明基板上、もしくは光
変調表示素子に積層される枠状基板上に、遮光のための
周囲領域を設置するので、原理的に投射型表示装置のス
クリーン上に表示された画像表示領域とその周囲領域と
の境界に、全くぼけのない画像を得ることができる。こ
れにより、投射光学系のアライメント調整と調整機構を
簡略化することができ、これに伴う投射型表示装置の生
産性の向上と製造コストを低減できる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

実施例１ 図５は、本発明の実施例１の反射型液晶表示素子の概略
断面構造図である。

【００３７】５０１はシリコン基板、５０２はｐ型ウェ
ル層、５１３はソース拡散層、５１２はドレイン拡散
層、５０３は多結晶シリコン膜からなるゲート電極、５
１５は絶縁層、５０４はソース電極、５１４はドレイン
電極、５０５は絶縁層、５０６はアルミからなる反射画
素電極、５１１はスルーホールコンタクト、５０８はポ
リマー分散型液晶、５０９は透明電極、５１０はガラス
からなる透明基板、５３１は反射基板である。

【００３８】本実施例では、反射基板５３１として、モ
ノリシックＩＣ基板を用い、透明電極５０９を有する透
明基板５１０との間にポリマー分散型液晶５０８を挟持
した構成となっている。反射基板５３１は、シリコン基
板５０１に液晶駆動用の能動素子としてＭＯＳトランジ
スタを用いたもので、該ＭＯＳトランジスタは、シリコ
ン基板５０１に形成したｐ型ウエル５０２の表面領域に
ソース拡散層５１３、ドレイン拡散層５１２、ソース電
極５０４、ドレイン電極５１４、ゲート電極５０３など
から形成している。また、層間絶縁のために絶縁層５１
５、５０５を設けている。反射基板５３１の反射率を高
くするためには絶縁層５０５を酸化シリコン膜で形成
し、化学的機械研磨（ケミカルメカニカルポリッシン
グ）等により平坦化することが望ましい。また、この絶
縁層５０５の平坦化は、後述する周辺電極の表面反射率
を均一にするためにも有効である。さらに、ＭＯＳトラ
ンジスタにより制御された電気信号は、スルーホールコ
ンタクト５１１を経て、画素電極５０６に与えられ、対
向した透明電極５０９との間に電圧を印加し、ポリマー
分散型液晶５０８を駆動する。

【００３９】つぎに、ここで用いるポリマー分散型液晶
の摸式図を図１０（ａ）、（ｂ）に示す。（ａ）は電界
無印加（電界ＯＦＦ）時、（ｂ）は電界印加（電界Ｏ
Ｎ）時のポリマー分散型液晶を示す。

【００４０】１００１は電界ＯＦＦ時のポリマー分散型
液晶膜、１００２は基板、１００３は液晶滴、１００４
はポリマー媒体、１００５は液晶、１００６は電界ＯＮ
時のポリマー分散型液晶膜である。

【００４１】ポリマー分散型液晶は、構造的には、粒径
が数μｍ程度の液晶滴１００３が高分子ポリマー媒体１
００４中に分散した構造を有しており、電界無印加時に
は液晶滴中の液晶１００５は、（ａ）に示すように、周
囲に存在するポリマー媒体１００４によるアンカリング
により、乱雑な配向を取るが、電界が印加されると、
（ｂ）に示すように、液晶滴１００３中の液晶１００５
は電界の強さに応じて配向する。また、その動作原理は
液晶のもつ複屈折性を利用しており、液晶の配向の変化
による屈折率変化を利用している。すなわち、液晶滴１
００３の屈折率とポリマー媒体１００４の屈折率とが一
致した際には、ポリマー分散型液晶膜は光学的に均一な
膜とみなすことができ、入射した光は影響を受けること
なく透過する。その結果、膜は透明状態となる。一方、
液晶滴１００３とポリマー媒体１００４間に屈折率の差
がある場合には、入射した光はポリマー媒体１００４と
液晶滴１００３との境界で、その屈折率差、および入射
角にしたがって散乱される。その結果、入射した光はポ
リマー分散型液晶膜中を直進することができず、多方向
に散乱される。その結果、膜は白濁した状態となる。

【００４２】本実施例で用いたポリマー分散型液晶は、
電界印加時の液晶の屈折率がポリマー媒体と同様になる
ように設計されており、したがって、（ｂ）の電界印加
時に光透過状態、すなわち、ＯＮ状態となり、（ａ）の
電界無印加時に光散乱状態、すなわち、ＯＦＦ状態とな
る。

【００４３】図６は、本実施例における投射光学系を示
す図である。

【００４４】６０１は光源、６０２は放物面鏡、６０３
はコンデンサーレンズ、６０４は鏡、６０５は第１の絞
り、６０６はレンズ、６０７はダイクロイックプリズ
ム、６０８Ｒは赤色用反射型液晶表示素子、６０８Ｇは
緑色用反射型液晶表示素子、６０８Ｂは青色用反射型液
晶表示素子、６０９は第２の絞り、６１０は投射レン
ズ、６１１はスクリーンである。

【００４５】図６に示すように、３枚の反射型液晶表示
素子、すなわち、赤色用反射型液晶表示素子６０８Ｒ、
緑色用反射型液晶表示素子６０８Ｇ、青色反射型液晶表
示素子６０８Ｂを用い、投射型表示装置を構成する。本
装置では、光源６０１からの光を放物面鏡６０２により
平行光線とした後、コンデンサーレンズ６０３、反射鏡
６０４、第１の絞り６０５、レンズ６０６を経て、ダイ
クロイックプリズム６０７に入射される。ダイクロイッ
クプリズム６０７で、前記光は赤、青、緑に分解され
る。ダイクロイックプリズム６０７の３つの側面には、
そこから出射される光に応じて赤色用反射型液晶表示素
子６０８Ｒ、緑色用反射型液晶表示素子６０８Ｇ、青色
反射型液晶表示素子６０８Ｂが配置され、各色の光を画
像信号に応じて変調する。なお、ここで各反射型液晶表
示素子６０８Ｒ、６０８Ｇ、６０８Ｂとダイクロイック
プリズム６０７とは、両者の屈折率とほぼ等しい屈折率
を有する光学糊により密着しており、両者の界面での反
射光の発生、光量損失、投射画像のコントラストの低下
を防止している。そして、前記変調された各色の反射光
は、再びダイクロイックプリズム６０７で合成され、レ
ンズ６０６、第２の絞り６０９、投射レンズ６１０を経
て、スクリーン６１１に投射される。このとき、３つの
反射型液晶表示素子６０８Ｒ、６０８Ｇ、６０８Ｂは、
各画素毎に画像信号に応じて、散乱、反射の状態をとる
が、このうち正反射された光は、レンズ６０６により第
２の絞り６０９の位置に集光され、この絞り６０９、投
射レンズ６１０を経て、スクリーン６１１に至る。一
方、画像表示領域内において散乱状態にある箇所では反
射光が散乱されるが、これら散乱された光は第２の絞り
６０９の位置で集光されず、その結果スクリーンに至ら
ない。このため、３つの反射型液晶表示素子６０８Ｒ、
６０８Ｇ、６０８Ｂの表示領域内の散乱、反射の状態に
応じて、スクリーン６１１上に各色毎に明暗の状態を作
り出すことができ、カラー画像を構成できる。

【００４６】図７は、本実施例の反射型液晶表示素子の
全体分解斜視図である。

【００４７】７０１は反射基板（図５の反射基板５３１
に対応する）、７０５はガラスからなる透明電極付透明
基板（図５の透明基板５１０に対応する）、７０６は反
射型液晶表示素子（図６の反射型液晶表示素子６０８
Ｒ、６０８Ｇ、６０８Ｂに対応する）、７０２は画像表
示領域、７０３はガラスからなる第２の透明基板、７０
４は画像表示領域の周囲、すなわち、表示領域周辺部に
対応して、反射型液晶表示素子７０６を構成する透明基
板７０５とは別個の１枚板の第２の透明基板７０３の下
面（反射型液晶表示素子７０６側の面）上に枠状に設け
た着色層である。

【００４８】すなわち、反射型液晶表示素子７０６の透
明基板７０５とは別体の透明基板７０３に、反射型液晶
表示素子７０６の画像表示領域７０２の周囲の領域（周
辺部）に、照射光の吸収がなされる、例えば有機顔料、
あるいはカーボン、酸化クロム等からなる着色層７０４
を設ける。この着色層７０４が黒色であれば赤色、緑
色、青色の各反射型液晶表示素子どれにも共通に用いる
ことができる。ただし、照射光の色に対応した着色を行
う、すなわち、赤色用反射型液晶表示素子には赤色、緑
色用反射型液晶表示素子には緑色、青色用反射型液晶表
示素子には青色の着色層７０４を設けてもよく、これは
黒色と比較して光吸収による温度上昇を低減するために
は有効である。また、別個の透明基板７０３上に遮光の
ための着色層７０４を形成しているために、反射型液晶
表示素子７０６を構成する透明基板７０５上に遮光のた
めの周囲領域を形成する場合と比較して、反射型液晶表
示素子７０６の透明基板７０５を汚染することがなく、
反射型液晶表示素子７０６の組立工程において着色層７
０４等に傷がつくことなく、また、着色層７０４と画像
表示領域７０２との位置合わせも簡略化できることなど
から、歩留りの向上が期待できる。さらには、着色層７
０４を反射型液晶表示素子７０６に接する側の透明基板
７０３の面に配置形成することにより、ダイクロイック
プリズム（図６の６０７）に密着させる面は着色層７０
４を設けないので、平坦であるため、気泡等の問題なく
密着させることができ、反射型液晶表示素子７０６（図
６では６０８Ｒ、６０８Ｇ、６０８Ｂ）の搭載が容易に
なる。

【００４９】この着色層７０４が形成された透明基板７
０３と液晶表示素子７０６の透明基板７０５とは、両者
の屈折率とほぼ同値である屈折率を有する光学糊により
密着接着されており、両者の界面での反射光の発生、光
量損失、投射画像のコントラストの低下を防止してい
る。

【００５０】この画像表示領域７０２の周囲の領域に、
有機顔料により光吸収がなされる着色層７０４は、反射
型液晶表示素子７０６の透明電極付透明基板７０５上に
形成してもよいが、この場合には、反射型液晶表示素子
７０６の透明電極付透明基板７０５とは別個の透明基板
７０３上に着色層７０４を設けて反射型液晶表示素子７
０６に積層させて用いる場合に生じる前記利点が失われ
ることはいうまでもない。

【００５１】実施例２ 図８は、本発明の実施例２の反射型液晶表示素子の全体
分解斜視図である。

【００５２】８０１は反射型液晶表示素子の反射基板
（図５の反射基板５３１に対応する）、８０２は画像表
示領域、８０３は均一な反射率の周囲電極、８０４はガ
ラスからなる反射型液晶表示素子の透明基板（図５の透
明基板５１０に対応する）、８０５は画像表示領域の周
囲、すなわち、表示領域周辺部に対応して、反射型液晶
表示素子を構成する透明基板８０４の下面（液晶および
反射基板８０１側の面）上に枠状に設けた磨りガラス
（曇りガラス）と同様なフロスト処理領域、８０６は反
射型液晶表示素子（図６の反射型液晶表示素子６０８
Ｒ、６０８Ｇ、６０８Ｂに対応する）である。

【００５３】すなわち、反射基板８０１に対向して配置
される透明電極付透明基板８０４上の、画像表示領域８
０２の周囲に対応する領域には、照射光を散乱させる、
例えば磨りガラスと同様なフロスト処理領域８０５を設
ける。なお、フロスト処理領域８０５は、ポリマー分散
型液晶および反射基板８０１に対向する透明基板８０４
の面側に設けてある。この理由は、前記実施例１と同様
で、前記ダイクロイックプリズム（図６の６０７）に密
着させる側の透明基板８０４の面にはフロスト処理領域
８０５を設けないで、該面を平坦にし、気泡等の問題な
く、反射型液晶表示素子８０６と該ダイクロイックプリ
ズムとを密着させるためであり、かつ、両者の屈折率と
ほぼ等しい屈折率を有する光学糊により密着接着させ、
両者の界面での反射光の発生、光量損失、投射画像のコ
ントラストの低下を防止している。本実施例の場合、フ
ロスト処理領域８０５を設けた面がダイクロイックプリ
ズムに対向した面であると、前記光学糊によりフロスト
処理領域８０５での光散乱効果が失われてしまう。ま
た、フロスト処理領域８０５における光散乱効果は前方
散乱の効果も大きいため、均一な散乱状態を得るために
は、反射基板８０１上にもフロスト処理領域８０５と対
応する位置に均一な反射率の周囲電極８０３を設けてお
くことが望ましい。本実施例による方法では、フロスト
処理領域８０５上にポリマー分散型液晶の周囲の境界が
あってもスクリーン上においては輝度差の少なく、同様
に暗い領域で現れるため、後述する実施例５よりもポリ
マー分散型液晶の領域を小さくでき、ひいては反射型液
晶表示素子の大きさを小さくすることができる。

【００５４】実施例３ 前記実施例２において、図８に示した反射基板８０１の
周囲電極８０３の液晶側の面に、照射光を吸収し、反射
率が低下するように着色を施してもよい。周囲電極８０
３を酸化クロム膜で形成することにより、反射基板８０
１に黒い光吸収電極として機能させることができる。ま
た、周囲電極８０３を酸化アルミ膜で形成することによ
り、白濁した散乱電極として機能させることができる。

【００５５】実施例４ 図９は、本発明の実施例４の反射型液晶表示素子の全体
分解斜視図である。

【００５６】９０１は反射型液晶表示素子の反射基板、
９０５はガラスからなる反射型液晶表示素子の透明基
板、９０６は反射型液晶表示素子、９０２は画像表示領
域、９０３は画像表示領域９０２の周囲領域、９０７は
枠形状をした遮光枠基板、９０８は遮光枠９０７の開口
部、９０９は遮光枠９０７の上に重ね合わせて配置され
る透明基板である。

【００５７】すなわち、反射型液晶表示素子９０６とは
別個の基板に、画像表示領域９０２の周囲に光が照射さ
れないように、遮光枠９０７を形成し、液晶表示素子９
０６と遮光枠が形成された遮光枠基板９０７とを積層
し、さらにその上から、透明基板９０９を積層する。こ
の遮光枠基板９０７は、例えば高熱伝導性を持たせた液
晶高分子ポリマー製の基板、あるいは黒色アルマイト処
理を施したアルミニウム等の金属製基板等の、高い熱伝
導性を有した素材で形成する。該遮光枠基板９０７の画
像表示領域９０２に相当する部分には何もなく、開口部
９０８があり、画像表示領域９０２の周囲領域９０３を
覆うように、枠形状をしている。この遮光枠基板９０７
は、液晶表示素子９０６の透明基板９０５と、遮光枠基
板９０７の上から積層される透明基板９０９の双方の屈
折率とほぼ等しい屈折率を有する光学糊により貼り合わ
される。これは前記各実施例と同様に、界面での反射光
の発生、光量損失、投射画像のコントラストの低下を防
止するためである。

【００５８】このように、高い熱伝導性を有する遮光枠
基板９０７と、液晶表示素子９０６とを積層させること
により、投射型液晶表示装置の光変調表示素子としてこ
れらの液晶表示素子を用いた場合にしばしば問題となる
照射光による熱を、液晶表示素子の画像表示部の外部に
逃がす効率が高まり、ひいては耐熱性の良好な液晶表示
素子を構成することができる。

【００５９】また、遮光枠基板９０７の上に透明基板９
０９を積層することにより、遮光枠基板９０７による凸
凹が前記実施例１で述べたダイクロイックプリズム（図
６の６０７）側の表面に現れず、該ダイクロイックプリ
ズムと液晶表示素子９０６とを気泡混入等の問題もなく
貼り合わせることが可能になる。

【００６０】また、前記実施例１と同様に、液晶表示素
子９０６とは別個の遮光枠基板９０７を積層することに
より遮光層を形成しているために、液晶表示素子９０６
の透明基板９０５を汚染することがなく、液晶表示素子
９０６の組立工程中に遮光層もしくは液晶表示素子９０
６の透明基板９０５を傷つけることなく、さらに、位置
合わせも簡略化できることなどから、歩留りの向上が期
待できる。

【００６１】実施例５ 図４は、本発明の実施例５の反射型液晶表示素子の反射
基板の平面図である。図３は、従来の反射型液晶表示素
子の反射基板の平面図である。

【００６２】図４において、４０は反射型液晶表示素子
の反射基板、４３は反射画素電極、４１は画像表示領
域、４２は周囲電極である。図３において、３０は従来
の反射型液晶表示素子の反射基板、３３は反射画素電
極、３１は画像表示領域、３２は画像表示領域３１の周
囲領域である。

【００６３】偏光素子を不要とする散乱、透過モードで
駆動されるポリマー分散型液晶を用いる場合には、この
ポリマー分散型液晶を、画像表示領域４１の周囲領域に
も配置し、前記実施例２における散乱媒体であるフロス
ト処理領域８０５の代わりに（あるいはフロスト処理領
域８０５を設けるとともに）散乱媒体として用いてもよ
い。

【００６４】すなわち、本実施例では、反射画素電極４
３で構成される画像表示領域４１の周囲に、均一な反射
率の周囲電極４２で囲んだ構成とする。周囲電極４２の
下には図示はしないが、電源供給線、制御信号線の配線
があり、その配線による凸凹が周囲電極４２上に現れる
と周囲電極４２の反射率が不均一になることがあるた
め、周囲電極４２の下の図示しない層間絶縁膜も化学的
機械研磨（ケミカルメカニカルポリッシング）法等によ
り平坦化していることが望ましい。また、前述のよう
に、ポリマー分散型液晶は画像表示領域４１のみなら
ず、周囲電極４２上の領域まで覆うように配置してい
る。そのため、画像表示領域４１においては各画素毎の
画像信号に応じて、散乱、反射の状態を取り、正反射さ
れた光は投射光学系を経てスクリーン上に投射される。
一方、画像表示領域４１内で散乱状態にある箇所、およ
び画像表示領域４１の周囲領域は反射光が散乱される
が、これら散乱された光は図６の前記第２の絞り（６０
９）の位置で集光されず、その結果、スクリーンには至
らない。したがって、画像表示領域４１の周囲には、均
一に暗い状態の部分を形成し、高品質な画像を得ること
ができる。また、本実施例は、前記実施例２と併用する
ことにより、より一層の効果が期待できる。なお、周囲
電極４２は、対向する反射型液晶表示素子の透明基板
（図５の５１０）上の透明電極（図５の５０９）と同電
位にするか、または電気的にフローティングの状態とす
る。

【００６５】実施例６ 前記実施例では、画像表示領域の周囲に不均一、または
不鮮明な領域が投影されるのを防止する手段を、反射型
液晶表示素子側に設けたが、該液晶表示素子の密着する
たダイクロイックプリズム（図６の６０７）の対応する
領域に、フロスト処理、着色等を行うことによっても同
様の効果を得ることができる。

【００６６】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは勿論である。例えば、前記実施例を適宜組
み合わせて実施してもよい。また、前記実施例では、光
変調表示素子として反射型液晶表示素子を用いたが、こ
れに限定されず、その他の光変調表示素子、例えばデジ
タル マイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等にも適用可
能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像表示領域の周囲を、画像表示領域で制御される光強
度の最低値以下の均一な光強度を示す均一な最低光強度
領域で囲んだことにより、スクリーン上へ拡大投射した
場合、画像表示領域の周囲が均一でくっきりと鮮明な黒
い領域で囲まれた状態となり、高品質な投射画像を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光変調表示素子の基本構成例を示す反
射型液晶表示素子の平面図である。

【図２】アクティブ・マトリクス方式の反射型液晶表示
素子の一例を示す概略断面図である。

【図３】従来の反射型液晶表示素子の反射基板の平面図
である。

【図４】本発明の実施例５の反射型液晶表示素子の反射
基板の平面図である。

【図５】本発明の実施例１の反射型液晶表示素子の概略
断面構造図である。

【図６】本発明の実施例１の投射光学系を示す図であ
る。

【図７】本発明の実施例１の反射型液晶表示素子の全体
分解斜視図である。

【図８】本発明の実施例２の反射型液晶表示素子の全体
分解斜視図である。

【図９】本発明の実施例４の反射型液晶表示素子の全体
分解斜視図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）はポリマー分散型液晶の摸式
図である。

【符号の説明】

１０…反射型液晶表示素子、１１…画像表示領域、１２
…最低光強度領域、２１…透明基板、２２…透明電極、
２３…液晶層、２４…反射画素電極、２５…絶縁層、２
６…反射基板、２７…電気的スイッチング素子、３０…
従来の液晶表示素子の反射基板、３１…画像表示領域、
３２…画像表示領域の周囲領域、３３…反射画素電極、
４０…液晶表示素子の反射基板、４１…画像表示領域、
４２…周囲電極、４３…反射画素電極、５０１…シリコ
ン基板、５０２…ｐ型ウェル層、５０３…ゲート電極、
５０４…ソース電極、５０５…絶縁層、５０６…反射画
素電極、５０８…ポリマー分散型液晶、５０９…透明電
極、５１０…透明基板、５１１…スルーホールコンタク
ト、５１２…ドレイン拡散層、５１３…ソース拡散層、
５１４…ドレイン電極、５１５…絶縁層、５３１…反射
基板、６０１…光源、６０２…放物面鏡、６０３…コン
デンサーレンズ、６０４…鏡、６０５…第１の絞り、６
０６…レンズ、６０７…ダイクロイックプリズム、６０
８Ｒ…赤色用反射型液晶表示素子、６０８Ｇ…緑色用反
射型液晶表示素子、６０８Ｂ…青色用反射型液晶表示素
子、６０９…第２の絞り、６１０…投射レンズ、６１１
…スクリーン、７０１…反射基板、７０５…透明基板、
７０６…反射型液晶表示素子、７０２…画像表示領域、
７０３…第２の透明基板、７０４…着色層、８０１…反
射基板、８０２…画像表示領域、８０３…周囲電極、８
０４…透明基板、８０５…フロスト処理領域、８０６…
反射型液晶表示素子、９０１…反射基板、９０５…透明
基板、９０６…反射型液晶表示素子、９０２…画像表示
領域、９０３…画像表示領域の周囲領域、９０７…遮光
枠基板、９０８…遮光枠の開口部、９０９…透明基板、
１００１…電界ＯＦＦ時のポリマー分散型液晶膜、１０
０２…基板、１００３…液晶滴、１００４…ポリマー媒
体、１００５…液晶、１００６…電界ＯＮ時のポリマー
分散型液晶膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 敏夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 永田 徹也 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 井口 集 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の画素から構成される画像表示領域を
   有し、前記画素単位で光を制御し、画像を表示する光変
   調表示素子において、前記画像表示領域で制御される光
   強度の最低値以下の均一な光強度を示す最低光強度領域
   で、画像表示領域を囲んだことを特徴とする光変調表示
   素子。
2. 【請求項２】前記光変調表示素子を構成する基板と別個
   の透明基板上に前記最低光強度領域を設け、かつ、前記
   光変調表示素子と前記別個の透明基板とを積層したこと
   を特徴とする請求項１記載の光変調表示素子。
3. 【請求項３】前記光変調表示素子を構成する基板と別個
   の枠状基板上に前記最低光強度領域を設け、かつ、前記
   光変調表示素子と前記枠状基板とを積層したことを特徴
   とする請求項１記載の光変調表示素子。
4. 【請求項４】前記光変調表示素子を構成する基板上に前
   記最低光強度領域を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の光変調表示素子。
5. 【請求項５】前記最低光強度領域を、均一な透過率を示
   す領域で形成したことを特徴とする請求項１、２、３ま
   たは４記載の光変調表示素子。
6. 【請求項６】前記最低光強度領域を、均一な散乱状態を
   示す領域で形成したことを特徴とする請求項１、２、３
   または４記載の光変調表示素子。
7. 【請求項７】前記最低光強度領域が、均一な反射率を示
   す領域で形成したことを特徴とする請求項１、２、３ま
   たは４記載の光変調表示素子。
8. 【請求項８】前記均一な透過率を示す領域で形成した最
   低光強度領域が、前記光変調表示素子と別個の透明基板
   上において、前記光変調表示素子と対向する面上に形成
   されていることを特徴とする請求項５記載の光変調表示
   素子。
9. 【請求項９】前記光変調表示素子が液晶表示素子である
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の光変
   調表示素子。
10. 【請求項１０】前記液晶表示素子が、多数の前記画素を
    構成する多数の反射電極を形成した反射基板と、透明電
    極を形成した透明基板とを、前記反射電極と前記透明電
    極とが対向するように重ね合わせ、両基板間に液晶を封
    止してなる反射型液晶表示素子であることを特徴とする
    請求項９記載の光変調表示素子。
11. 【請求項１１】前記反射型液晶表示素子を構成する前記
    透明基板または前記反射基板上に、前記最低光強度領域
    を設けたことを特徴とする請求項１０記載の光変調表示
    素子。
12. 【請求項１２】前記光変調表示素子が液晶表示素子であ
    り、前記最低光強度領域を、均一な散乱状態に設定した
    液晶領域で形成したことを特徴とする請求項１、２、
    ３、４または６記載の光変調表示素子。
13. 【請求項１３】前記枠状基板上に前記光変調表示素子を
    構成する基板と別個の第２の透明基板を積層したことを
    特徴とする請求項３記載の光変調表示素子。
14. 【請求項１４】光源と、光変調表示素子と、スクリーン
    と、前記光変調表示素子上に形成された画像を前記スク
    リーン上に拡大投射する光学系とを有する投射型表示装
    置において、前記光変調表示素子として、請求項１〜１
    ３記載の光変調表示素子を用いたことを特徴とする投射
    型表示装置。