JPH10301077A

JPH10301077A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10301077A
Application number: JP9111576A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Suzuki; 敏弘鈴木; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Tetsuya Hamada; 哲也浜田; Hisashi Yamaguchi; 久山口
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 1998-11-13
Also published as: KR19980081802A; KR100293103B1; US5861927A

Abstract

(57)【要約】【課題】１対の基板上に方向の異なる配向構造を有す
る液晶表示装置に関し、表示面上で揃った特性を有する
液晶表示装置を提供する。【解決手段】１対の基板間に液晶層を保持する液晶変
調素子であって、基板法線から所定の方向に傾けた入射
方向から入射する光の透過率が液晶層に印加される電圧
の変化に対して極小点を示し、入射方向を変化させると
極小点の電圧も変化する液晶空間変調素子と、前記液晶
空間素子のほぼ全面に、前記所定方向に傾けた入射方向
から照明光を照射する照明光学系と、前記液晶層に前記
照明光に対して前記透過率の極小点を与える電圧にほぼ
等しい電圧を印加することのできる駆動回路とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、光の入射角度によって光の透過率が変わる特性を有
する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶分子の配向を制御
することによって所望の表示を行う。液晶層に特に駆動
電圧を印加しない状態で液晶分子を所望の方向に配向さ
せるためラビング等の配向構造が用いられる。ラビング
は基板上にポリイミド等の配向膜を塗布し、その表面を
ラビング布等によって所定方向に擦ることによって行わ
れる。

【０００３】通常、液晶分子はラビング方向に沿って配
向し、ラビングの始点方向に対してラビングの終点方向
が基板表面から立ち上がるプレチルトを示す。

【０００４】従って、ラビング方向はベクトル量として
扱うことができる。ベクトルの向きは、たとえばラビン
グの始点から終点に向かう方向とする。

【０００５】代表的な液晶層の配向構造として、ツイス
テッドネマチック構造が知られている。液晶層を挟む１
対の基板上に直交する方向にラビングがなされ、液晶分
子は基板表面に平行な面内において、一方の基板から他
方の基板に向かって９０°等の所定のツイストを示す。

【０００６】互いに直交する吸収軸（あるいは透過軸）
を有する一対の偏光子を液晶層の外側に配置すると、電
圧を印加しない状態が光透過状態（オン）、電圧を印加
した状態が遮光状態（オフ）となる。これをノーマリオ
ン（ノーマリホワイト）と呼ぶ。

【０００７】互いの吸収軸（あるいは透過軸）を平行に
すると、電圧を印加しない状態が遮光状態（オフ）、電
圧を印加した状態が光透過状態（オン）となる。これを
ノーマリオフ（ノーマリブラック）と呼ぶ。

【０００８】液晶層による画像の表示形態としては、観
察者が直接液晶層を見る直視型、および液晶層を通過し
た光をスクリーン上等に投射し、観察者はスクリーンを
見る投射型が知られている。

【０００９】図９（Ａ）、（Ｂ）に従来の技術による投
射型ツイステッドネマチック液晶表示装置の構成例を示
す。図９（Ａ）において、１対のガラス基板１０１、１
０２が液晶層１０３を挟んで液晶表示素子（液晶空間変
調素子）１１０を構成している。ガラス基板１０１、１
０２の内側表面上には駆動素子や配線が形成され、その
上をラビングした配向膜が覆っている。

【００１０】ラビング方向は、矢印Ｒ１、Ｒ２に示すよ
うに両ガラス基板で直交し、かつ水平方向、垂直方向に
対して４５°の角度に配置されている。液晶表示素子１
１０の外側には１対の偏光子１１６、１１７が配置され
ている。偏光子１１６、１１７の偏光軸Ｐ１、Ｐ２が隣
接するガラス基板１０１、１９２上のラビング方向Ｒ
１、Ｒ２と平行な場合（ノーマリオン（ノーマリホワイ
ト）型）を示す。なお、偏光軸Ｐ１、Ｐ２を破線のよう
にＲ１、Ｒ２と直交させてもよい。

【００１１】照明光学系１１１は、放物面鏡とその焦点
に配置された点光源を含み、平行光線束を偏光子１１
６、液晶表示素子１１０に垂直に供給する。液晶表示素
子１１０を透過した光は、フィールドレンズ１１２によ
って集束され、投射レンズ１１４に入射する。投射レン
ズ１１４は、液晶表示素子１１０の画像を、スクリーン
１１９上に拡大して投射する。ここで、スクリーン１１
９の高さを調整するため、光軸Ｏは、液晶表示１１０、
スクリーン１１９の中心から外れた位置に偏心して設定
されている。

【００１２】図９（Ｂ）は、液晶表示素子１１０への入
射光の入射角をパラメータとし、液晶表示素子１１０に
印加される電圧と液晶表示素子を透過する透過光の透過
率の関係を示すグラフである。上述の構成においては、
液晶表示素子１１０に電圧を印加しない状態が光透過状
態であり、透過率が最も高い。液晶表示素子に印加する
電圧を増大していくと、透過率は徐々に減少してやがて
０となる。この特性が図９（Ｂ）のグラフ中実線で示さ
れている。

【００１３】照明光学系１１１が液晶表示素子１１０に
供給する光束が基板表面に垂直でない成分を含む場合、
図９（Ｂ）に示す透過率曲線は実線のものから破線また
は点線のものに変化する。

【００１４】入射光の方向が、図９（Ａ）に示す水平方
向から下側に変化した場合、図９（Ｂ）の透過率曲線は
破線で示したものに変化する。垂直入射の場合よりも早
く透過率は低下し、一旦極小値を取った後再び持ち上が
り、さらに低下する。

【００１５】入射光の方向が、水平方向から上側に変化
すると、図９（Ｂ）に示す透過率曲線は点線のように変
化する。すなわち、印加電圧の増大に対し、透過率の低
下する割合が減少し、全体として持ち上がったような傾
向を示す。

【００１６】液晶表示素子１１０に入射する入射光の方
向が、広がりを有すると、図９（Ｂ）に示す実線、破
線、点線の透過率曲線が混在することとなる。すなわ
ち、垂直入射光をほとんど遮断できる状態であっても、
下側から入射する光および上側から入射する光を完全に
遮断することはできない。従って、高コントラストの画
像を提供するためには、入射光の入射方向は液晶表示素
子の基板表面に垂直に保つ必要がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、液晶表
示素子に対して垂直に入射光を入射することにより特性
の揃った液晶表示素子を提供することができる。しかし
ながら、厳密に垂直入射光のみを液晶表示素子に供給す
ることは容易ではない。このため、コントラストは高々
２００程度と制限されてしまう。

【００１８】さらに、入射光の入射方向が広がりを有す
ると、液晶表示素子の画面上でコントラストが変化して
しまう可能性が高い。たとえば、全面を黒表示したい場
合、コントラストが全面で均一に保てないと、画面内に
縞模様等の不所望のパターンが生じてしまう。

【００１９】本発明の目的は、表示面上で揃った特性を
有する液晶表示装置を提供することである。

【００２０】本発明の他の目的は、コントラストの高い
液晶表示装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、１対の基板間に液晶層を保持する液晶変調素子であ
って、基板法線から所定の方向に傾けた入射方向から入
射する光の透過率が液晶層に印加される電圧の変化に対
して極小点を示し、入射方向を変化させると極小点の電
圧も変化する液晶空間変調素子と、前記液晶空間素子の
ほぼ全面に、前記所定方向に傾けた入射方向から照明光
を照射する照明光学系と、前記液晶層に前記照明光に対
して前記透過率の極小点を与える電圧にほぼ等しい電圧
を印加することのできる駆動回路とを有する液晶表示装
置が提供される。

【００２２】基板法線から所定の方向に傾けた入射方向
から入射する光の透過率が液晶層に印加される電圧の変
化に対して極小点を示す液晶空間変調素子を用い、照明
光を所定の方向に傾けた入射方向から供給することによ
り、印加電圧に対し透過率の変化が揃った特性のみを利
用することができる。透過率の極小点では、透過率は低
い値を保ち、急激な変化は示さない。従って、表示特性
上ほぼ同一とみなせる範囲の電圧を利用することができ
る。

【００２３】照明光の入射方向を選択し、液晶層に透過
率の極小点を与える電圧にほぼ等しい電圧を印加するこ
とにより、全面に渡って光学的特性の揃った液晶表示装
置が提供される。

【００２４】さらに、極小点を与える電圧は、垂直入射
の透過光がほぼ０になる電圧よりも低いため、液晶空間
変調素子を駆動するための電圧を低電圧化することも可
能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施例による液晶表示装
置を図１（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明する。

【００２６】図１（Ａ）、（Ｂ）は、液晶表示素子の構
成を概略的に示す斜視図および断面図である。１対のガ
ラス基板１、２が液晶層３を挟んで液晶表示素子を構成
する。ガラス基板１、２の内側表面上には、電極、駆動
素子、フィルタなどが形成され、さらにその表面を配向
膜が覆っている。配向膜には、矢印Ｒ１、Ｒ２で示す方
向にラビングが施されている。入射側ガラス基板１のラ
ビング方向Ｒ１の始点をＳ１とし、出射側ガラス基板２
のラビング方向Ｒ２の始点をＳ２とする。

【００２７】ガラス基板１、２に平行な面内において、
始点Ｓ１からＳ２に向かう方向を正の方向とするとき、
照明光４は入射側ガラス基板１に対し負の方向から正の
方向に向かって入射する。この照明光４が水平方向とな
す角度を図１（Ｂ）に示すようにθ１とする。

【００２８】図１（Ｃ）、（Ｄ）は、照明光４の入射方
向を上方から見た平面図である。図１（Ｃ）において
は、照明光４は平行な光束であり、図１（Ｂ）に示すよ
うに水平面に対してθ１傾いた方向に進む。図１（Ｄ）
においては、照明光４ａは集束する光束であり、照明光
４ｂは発散する光束である。これらの場合も、各照明光
４ａ、４ｂは側方から見た時には図１（Ｂ）に示すよう
に水平面からθ１の角度をなす平面内に配置されてい
る。

【００２９】液晶表示素子の基板平面を垂直に立て、水
平面内の入射光の角度をφで表し、垂直面内の入射光の
角度をθで表した時、図１（Ｃ）の入射光はθが負の一
定の値を示し、φは０である。図１（Ｄ）に示す入射光
は、θが負の一定の値であり、φが正の値から負の値に
渡ってある広がりを有し、その平均値は０である。

【００３０】図１（Ｃ）、（Ｄ）において、液晶表示素
子に平行光束や集束もしくは発散する光束が入射する場
合を示したが、このような入射光束をどのように形成す
るかを図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。

【００３１】図２（Ａ）、（Ｂ）は、平行光束の作成方
法を示す。図２（Ａ）において、放物面鏡６の焦点より
も離れた位置に点光源５が配置されている。このため、
点光源５を発し、放物面鏡６で反射された光は、集束す
る光束となってスリット７の開口部に向かって進む。開
口部を通過した後、レンズ８によって発散光束は平行光
束４に変換される。

【００３２】図２（Ｂ）においては、放物面鏡６の焦点
に点光源５が配置されている。点光源５を発した光は、
放物面鏡６で反射され、平行光束４を形成する。

【００３３】なお、図２（Ａ）、（Ｂ）において、点光
源５から放物面鏡に向かわない光を遮蔽するため、遮蔽
板が配置されている。しかしながら、この遮蔽板がなく
ても放物面鏡６から離れた位置で光を利用することによ
り、平行光束以外の光量は十分低レベルなものとするこ
とができる。

【００３４】図２（Ｃ）は、平行光束を１方向に関して
集束光束や発散光束に変換するための構成を示す。シリ
ンドリカルレンズ９に平行光束４が入射し、集束光束４
ａが形成されている。なお、シリンドリカルレンズ９が
凸レンズの場合を示したが、凹レンズとすれば発散光束
が得られる。シリンドリカルレンズを用いることによ
り、垂直面内での光の進行方向を変化させること無く、
水平面内での光の進行方向を平行、集束、発散に変化さ
せることができる。

【００３５】図１（Ｂ）に示すように、一対のガラス基
板１、２の内側表面上の電極や駆動素子には、電源Ｖか
ら駆動電圧がスイッチＳＷを介して供給される。また、
基板内側表面の温度を温度センサーＤで検出し、または
表示上の明るさムラを視認しながら、駆動電圧Ｖを制御
してもよい。

【００３６】図１（Ｅ）は、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す
液晶表示装置の印加電圧を変化させたときの、透過率の
変化を示すグラフである。ある温度Ｔｅｍｐ１において
は、透過率Ｔは印加電圧Ｖの増大と共に低下し、ある印
加電圧Ｖ１で極小値を示し、さらに印加電圧が増加する
と透過率Ｔは再び増加する。この特性は、入射光の入射
角がθ１の場合に成立する特性である。

【００３７】同一の入射角であっても、液晶層の温度が
変化すると、透過率曲線は変化する。例えば、温度Ｔｅ
ｍｐ１よりも高い温度Ｔｅｍｐ２においては、透過率は
より速やかに減少し、より低い印加電圧Ｖ２で極小点を
示し、その後印加電圧を印加すると再び増大する。すな
わち、温度Ｔｅｍｐ２においては、液晶層に電圧Ｖ２を
印加したときに透過率が極小となる。

【００３８】図３（Ａ）、（Ｂ）は、液晶表示素子に印
加する印加電圧と液晶表示素子を透過する透過光の透過
率との関係をより詳細に示すグラフである。

【００３９】図３（Ａ）は、２５℃における特性を示
す。入射光が、水平面から０°〜１２°の範囲で１度間
隔で変化した時、透過率曲線がどのように変化するかを
示している。入射角度が大きくなるにつれ、透過率の減
少はより速やかに進み、極小点の位置はより低電圧の印
加電圧で生じている。

【００４０】図３（Ｂ）は、６０℃における同様の特性
を示す。透過率の変化の様子は２５℃の時とほぼ同様で
あるが、透過率の変化の大きさや極小点の生じる印加電
圧の位置が温度によって変化していることが判る。すな
わち、温度を上昇させると、透過率の減少はより速やか
に生じ、透過率の極小点を発生させる印加電圧はより低
電圧となる。

【００４１】なお、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような透
過率と印加電圧との関係は、垂直方向の光の進行方向に
対しては敏感であるが、水平面内の光の進行方向に対し
ては鈍感である。従って、図２（Ｃ）に示すように、集
束光束や発散光束を用いても平行光束に対する透過率曲
線とほぼ同一の特性を利用することができる。

【００４２】図２（Ｄ）は、このような広がりのある光
束を用いるときの入射光の進行方向を概略的に示す。横
軸φは水平面内の入射角度を示し、縦軸θは垂直面内の
入射角度を示す。図に示すように、水平面内の角度φが
広がりを有していても、垂直面内の角度θがほぼ一定の
値であれば、図１（Ｅ）に示すような均一な特性を得る
ことができ、極小点に合わせた印加電圧を選択すること
により良好な黒表示を得ることができる。

【００４３】図１（Ｂ）に示すように、液晶表示素子の
ガラス基板の法線を含み垂直な面内において入射光の角
度を一定値θ１に保ち、液晶３に透過率Ｔが極小となる
電圧を印加することにより、透過率は極小値を示す。

【００４４】液晶層の温度が変化した時には、変化した
温度にあわせて印加電圧Ｖを変化させれば、同様の良好
な黒表示を得ることができる。

【００４５】なお、図９（Ｂ）を参照して説明したよう
に、透過率が極小点を示した後再び立ち上がる特性にお
いて、極小点が発生する印加電圧は、垂直入射に対し透
過率が最小値となる電圧よりも低い。従って、垂直入射
の場合と比べ、より低い印加電圧によって液晶表示装置
を駆動することができる。

【００４６】また、入射側ガラス基板および出射側ガラ
ス基板に特定方向のラビングがなされている場合を例に
とって説明したが、入射側ガラス基板のラビング方向
と、出射側ガラス基板の方向とが反転した場合には、水
平面に対する入射光の角度の符号も反転させる。すなわ
ち、水平面の上方から下方に向かう方向に入射光を向け
る。その他、配置により液晶表示素子の法線方向から所
定の方向に入射方向を傾けることは当業者に自明であろ
う。

【００４７】なお、液晶表示素子の面積が小さな場合に
は、液晶表示素子に入射した光束をそのまま投射レンズ
に入射し、スクリーン上に投射することができる。液晶
表示素子の面積が大きな場合このような方式によると大
きな投射レンズを用いる必要が生じる。

【００４８】図４（Ａ）、（Ｂ）は、投射レンズを大型
化することなく、大きな液晶表示素子を用いることので
きる構成を示す。

【００４９】照明光源１１から平行光束が液晶表示素子
１０に斜め方向から入射する。液晶表示素子１０の出射
光は、フィールドレンズ１２によって投射レンズ１４内
に集束して供給される。投射レンズ１４は、集束する光
束を受け、スクリーンに画像を投影する。

【００５０】図４（Ｂ）は、図（Ａ）の構成において用
いるフィールドレンズ１２に適した構成を示す。フィー
ルドレンズ１２は、フレネルレンズによって構成されて
いる。フレネルレンズを用いることにより、薄いレンズ
によって広い面積を有するレンズを用いることができ
る。また、フィールドレンズのレンズ中心１３を、図４
（Ｂ）に示すようにレンズ面積の中央よりも下方に配置
することにより、投射レンズ１４と液晶表示素子１０を
平行に配置し、かつ液晶表示素子１０に対し下方から照
明光を供給することができる。

【００５１】図５は、単板構成の液晶表示装置の構成を
示す平面図である。照明光源１１から平行光束４が集光
レンズ１５に供給される。集光レンズ１５は、平行光束
を集光光束に変換し、偏光板１６、液晶表示素子１０、
偏光板１７の積層構造に供給する。液晶表示素子１０
は、入射光を変調し、偏光板１７から出射させる。空間
変調された画像光は、投射レンズ１８によってスクリー
ン１９上に投射される。なお上述のように、液晶表示素
子１０に入射する入射光は、紙面に対して上または下に
傾いた方向から入射する。なお、液晶表示素子１０がカ
ラーフィルタを備えるものであれば、カラー表示が可能
である。

【００５２】図６は、３板構成のカラー液晶表示装置の
構成を概略的に示す。液晶投射装置２０は、光源部１
１、投射レンズ１８を含み、内部に３枚の液晶表示素子
１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｒを有する。

【００５３】光源１１は、ランプ２１と紫外／赤外カッ
トフィルタ２２およびダイクロイックフィルタ２３を含
んで構成されている。光源１１から供給された平行光束
は、ダイクロイックミラーＤＭ１によって２つの成分に
分離される。青色成分Ｂは、ダイクロイックミラーＤＭ
１を透過し、全反射ミラーＭ１によって反射され、集光
レンズ１５Ｂによって集光されて青色用液晶表示素子１
０Ｂに入射する。

【００５４】緑色成分および赤色成分は、ダイクロイッ
クミラーＤＭ１によって反射され、次のダイクロイック
ミラーＤＭ２を照射する。ダイクロイックミラーＤＭ２
は、緑色成分を透過させ、赤色成分を反射させる。赤色
成分Ｒは、赤色用集光レンズ１５Ｒによって集光され、
赤色用液晶表示素子１０Ｒに入射する。

【００５５】緑色成分Ｇは、集光レンズ１５Ｇによって
集光され、緑色用液晶表示素子１０Ｇに入射する。

【００５６】緑色用液晶表示素子１０Ｇから出射した光
は、全反射ミラーＭ２によって反射され、ダイクロイッ
クミラーＤＭ４を透過して投射レンズ１８に入射する。
赤色用液晶表示素子１０Ｒを出射した赤色画像は、ダイ
クロイックミラーＤＭ３、ＤＭ４によって反射され、投
射レンズ１８に入射する。

【００５７】青色用液晶表示素子１０Ｂを出射した光
は、ダイクロイックミラーＤＭ３を透過し、ダイクロイ
ックミラーＤＭ４によって反射され、投射レンズ１８に
入射する。

【００５８】このように、ＲＧＢの３色用の３枚の液晶
表示素子を用い、３色に分解した入射光をそれぞれ空間
変調し、再び合成することによってスクリーン上にカラ
ー画像を投射することができる。

【００５９】図７（Ａ）、（Ｂ）は、単板の液晶表示素
子を用いてカラー表示を行う場合の構成を示す。図７
（Ａ）は、液晶表示装置の平面図を示し、図７（Ｂ）は
その一部の拡大図を示す。単板でも図５とは異なる構成
であり、液晶表示素子１０はカラーフィルタが不要であ
る。

【００６０】光源１１は、ランプ２１とフィルタ２２を
含み、図６に示した構成と同様の構成を有する。本構成
においては、白色光がそのまま集光レンズ１５を介して
偏光板１６、ホログラム素子３１を介して液晶表示素子
１０に入射する。

【００６１】図７（Ｂ）に示すように、液晶表示素子１
０は一対のガラス基板１、２の間に液晶層３を挟んだ構
成であり、水平方向に青色用セルＢ、緑色用セルＧ、赤
色用セルＲが隣接して配置されている。すなわち、液晶
表示素子１０は水平方向に色分解した入射光を受ける構
成となっている。

【００６２】ホログラム素子３１は、ホログラムによっ
て色分解と集光を行う素子である。ホログラムに入射し
た白色光は、青色成分、緑色成分、赤色成分に角度分解
され、それぞれ集光されて液晶表示素子１０の青色セル
Ｂ、緑色セルＧ、赤色セルＲに入射する。

【００６３】液晶表示素子１０の出射光は、偏光板１７
を経てフレネルレンズ１２に入射し、投射レンズ１８に
供給される。投射レンズ１８は、供給された３色の光成
分をスクリーン１９上に投射し、カラー画像を形成す
る。

【００６４】以上液晶表示素子の法線に対しある方向に
対しては一定の入射角度を有する入射光を用いる場合を
説明した。しかしながら、液晶表示素子の回路構成を変
更することにより、上記所定の方向に対しても広がりの
ある光を利用することができる。

【００６５】図８（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の他の実施
例による液晶表示装置の構成を概略的に示す。図８
（Ａ）において、集光レンズ１５は液晶表示素子１０に
対していずれの方向においても集束する光束を供給す
る。すなわち、図１（Ｂ）の構成と比較すると、入射光
の垂直方向入射角度θは一定値ではなく徐々に変化する
値をとる。しかしながら、液晶表示素子１０の法線方向
に対し垂直面（４面）内で負の角度のみを取る。すなわ
ち、入射光の入射方向は変化するが、図１（Ｅ）に示す
ように透過率曲線が極小値を有する特性のみを利用す
る。入射角度が変化すると、図３（Ａ）、（Ｂ）に示し
たように、透過率が極小値を示す印加電圧が変化する。

【００６６】図８（Ａ）に示すように、集光レンズ１５
は種々の入射角度を有する入射光を液晶表示素子１０に
供給するが、液晶表示素子１０のある位置のみに着目す
ると、入射角度は一定である。すなわち、液晶表示素子
１０の垂直方向位置に応じて入射角度が変化している。

【００６７】図８（Ｂ）は、このような構成の液晶表示
素子を駆動する駆動回路の回路図を示す。マトリックス
状の多数の液晶表示セルを含む表示部３２には、水平方
向にオン／オフ信号を与えるゲートドライバ３３および
垂直方向に画像信号を与えるデータドライバ３４が隣接
配置されている。

【００６８】画像データ信号ＤＴは、データ電圧変換回
路３６を介してデータドライバ３４に供給される。デー
タ電圧変換回路３６は、水平同期信号ＨＳおよび垂直同
期信号ＶＳを受け、かつカウンタ回路３７の出力を受け
る。

【００６９】カウンタ回路３７は、垂直同期信号ＶＳを
受けた時にリセットされ、水平同期信号ＨＳを受けるた
びにカウントアップまたはカウントダウンするカウンタ
である。すなわち、カウンタ３７の出力信号を受けるこ
とにより、表示部３２のどの水平走査線（垂直方向位
置）が表示されているかを知ることができる。

【００７０】表示部３２における走査線の位置は、図８
（Ａ）に示すように入射角度と１：１に対応している。
データ電圧変換回路３６は、垂直方向位置に応じて一定
の係数を画像データＤＴに乗算することにより、表示部
３２の垂直方向位置に合わせた駆動電圧を形成する。こ
のような構成とすることにより、表示部３２に縦方向お
よび横方向に広がりのある照明光を供給し、かつ均一な
黒表示を与えることが可能となる。

【００７１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば種
々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者には
自明であろう。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示画面内で均一な黒表示を実現することが可能な液晶
表示装置を提供することができる。

【００７３】また、照明光が液晶表示素子に垂直に入射
する場合と比べ、より低い印加電圧によって液晶表示素
子を駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による液晶表示装置を説明する
ための斜視図、断面図、およびグラフである。

【図２】液晶表示素子を照明する照明光学系を説明する
ための概略図である。

【図３】液晶表示素子に入射する光の入射角度が変化し
た時の透過率変化の様子を示すグラフである。

【図４】本発明の実施例による液晶表示装置を説明する
ための概略断面図およびフィールドレンズの平面図であ
る。

【図５】本発明の実施例による単板型単色液晶表示装置
の構成を示す平面図である。

【図６】本発明の実施例による３板型カラー液晶表示装
置の構成を概略的に示す平面図である。

【図７】本発明の実施例による単板型カラー液晶表示装
置の構成を概略的に示す平面図およびその一部拡大図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例による液晶表示装置を説明
するための概略断面図およびブロック回路図である。

【図９】従来の技術による液晶表示装置を示す概略断面
図およびグラフである。

【符号の説明】

１、２ガラス基板３液晶層４照明光５点光源６放物面鏡７スリット８集光レンズ９シリンドリカルレンズ１０液晶表示素子１１照明光源１２フィールドレンズ１３レンズ中心１４投射レンズ１５集光レンズ１６、１７偏光子１８投射レンズ１９スクリーン３１ホログラム素子３２液晶表示部３３ゲートドライバ３４データドライバ３６データ電圧変換回路３７カウンタ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田哲也神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者山口久神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対の基板間に液晶層を保持する液晶変
調素子であって、基板法線から所定の方向に傾けた入射
方向から入射する光の透過率が液晶層に印加される電圧
の変化に対して極小点を示し、入射方向を変化させると
極小点の電圧も変化する液晶空間変調素子と、前記液晶空間素子のほぼ全面に、前記所定方向に傾けた
入射方向から照明光を照射する照明光学系と、前記液晶層に前記照明光に対して前記透過率の極小点を
与える電圧にほぼ等しい電圧を印加することのできる駆
動回路とを有する液晶表示装置。
【請求項２】前記照明光学系が、前記液晶空間変調素
子の位置によって異なる入射方向から照明光を照射する
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記駆動回路が前記液晶空間変調素子の
位置によって異なる電圧を印加することのできる請求項
２記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記照明光学系が、前記所定方向と直交
する方向に関して拡がりのある入射角度を有する照明光
を照射する請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装
置。
【請求項５】さらに、前記液晶空間変調素子に関して
前記照明光学系と逆の側において前記１対の基板にほぼ
平行に配置され、回転対称な特性を有し、かつ回転対称
の中心が偏心しているフィールドレンズを有する請求項
１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記照明光学系の光軸と前記照明光の進
行方向とが前記所定の方向に関してほぼ平行である請求
項１、４、５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記照明光学系が、白色光源と白色光を
３原色光に角度分解する分光素子とを含み、前記３原色
光が角度分解される方向が前記傾きの所定方向とほぼ直
交する請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記分光素子がホログラム素子である請
求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記液晶空間変調素子が、ノーマリホワ
イト型構成か、光透過領域にスペーサを含まない構成を
有する請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。