JPS60169827A - 液晶プロジエクシヨン装置 - Google Patents

液晶プロジエクシヨン装置

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JPS60169827A
JPS60169827A JP59026267A JP2626784A JPS60169827A JP S60169827 A JPS60169827 A JP S60169827A JP 59026267 A JP59026267 A JP 59026267A JP 2626784 A JP2626784 A JP 2626784A JP S60169827 A JPS60169827 A JP S60169827A
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JP
Japan
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liquid crystal
projection device
crystal panels
crystal panel
guest
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JP59026267A
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English (en)
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Hiroshi Hamada
浩 浜田
Kunihiko Yamamoto
邦彦 山本
Masataka Matsuura
松浦 昌孝
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13475Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer is doped with a pleochroic dye, e.g. GH-LC cell

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は液晶プロジェクション装置に関し、特にカラー
プロジェクション装置に関する。
〈従来技術〉 従来から用いられているプロジェクションTVは、三原
色のそれぞれに専用のCRTを用い、それらにより再生
された画像をレンズによりスクリーン上に投影“する形
態がとられている。しかしCRTの明かるさは十分では
ないためあまり大画面に投影することはできず、また少
しでも明かるく見せる為に指向性のスクリーンを用いる
だめ視角は非常に狭い、更に大形のCRTを3本用いる
上にスクリーンと一体化した構成になっているため、非
常に大損かりな装置になシ設置場所は限定される、等の
理由からプロジェクション装置としては充分なものとは
いえなかった。
また液晶を利用したレーザー書き込みによるプロジェク
ションが既に提案されているが、単色表示であ逆表示効
果は低く、装置も大損りになることは避けられなかった
〈発明の目的〉 本発明は、上記従来装置の問題点に鑑み、ゲスト・ホス
ト(以下GHと記す)液晶パネルを複数枚用いることに
よ乞小形軽量で明かるく視角依存性のない新規有用なプ
ロジェクション装置を提供する。
〈実施例〉 本発明はアクティブ・マトリックスにより駆動されるG
 H液晶パネルを用いるものであり、まずアクティブ・
マトリックス液晶パネルについて説明する。アクティブ
・マトリックス液晶パネルは少なくともドツトマトリッ
クス状に配列された多数の絵素電極と、それに印加され
た電圧に応じて光を変調する液晶層を構成要素として含
み、各絵素にそれと対応する映像信号を印加することに
より、中間調を含む任意の単色映像を表示することがで
きる。
液晶パネルの動作モードには、ツィステッド・ネマティ
ック(TN)、ゲスト・ホスト(GH)、グイナミノク
・スパッタリング・モード(DSM)、相転移など多く
のモードが有るが、本発明に適用されるのはGHである
。GHは用いる液晶や色素の種類及び動作モードによっ
て更に細分される。
液晶としてネマティック液晶を用い偏光板を併用するタ
イプ、配向方向を直交させた2層の液晶層を用いるダブ
ルGHタイプ、コレステリック液晶またはカイラル・ネ
マティック液晶を用いたホワイト・ティラータイプなど
があり、本発明はいずれにも適用されるが、以下では上
記ネマティック液晶に偏光板を用いるタイプを例にとっ
て説明する○ 液晶パネルにおいては絵素電極に動作電圧が印加される
が、液晶がGHである場合、GH液晶個有の電気光学特
性から電圧平均化法による駆動ではクロストークが発生
し、走査ライン数はあまり大きくできないという問題が
ある。そのため通常は各絵素にバリスター、MIM(M
etal/Ins;ulator/Metal )など
の非線形素子を付加し、クロス・トークを抑制する駆動
方法、或いは各絵素にスイッチング・トランジスターを
付加し、個別に駆動する方法が採られている。これらの
駆動方法では選択期間中に駆動電圧が印加されて蓄積コ
ンデンサーに充電され、それが非選択期間中にも保持さ
れる。尚液晶自体も容量性の負荷であり、その時定数が
駆動の繰り返し周期に比べて十分大きい場合には、蓄積
コンデンサーは省略することが出来る。上記スイッチン
グ・トランジスタとしては薄膜トランジスタまたはシリ
コン・ウェファ上に形成されたMOS−FETなどが用
いられる。
本発明は上記のようなりロストークを防止した駆動方法
を採用した液晶パネルにおいて特に有効な結果が得られ
る。
第1図は本発明による液晶プロジェクション装置のTP
T (薄膜トランジスタ)が集積されたアクティブ・マ
トリックス基板を示し、第1図(5)はT11i’Tの
一例を模式的に描いた平面図であり、第1図[F])は
その断面図である。TPTはガラスなどの透明な絶縁性
基板10上にゲート電極11、ゲート絶縁膜12、半導
体膜13、ソース電極14、及びドレイン電極15が順
次パターン化され積層することにより構成される。ドレ
イン電極15には絵素電極16及び必要に応じて設けら
れた蓄積コンデンサーが接続される。薄膜形成法として
は真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、プラズマ
CVD法、減圧CVD法などが用いられ、/ヤドウマス
クやフォトリングラフイーの技術によってパターン化さ
れる。TPTが形成された基板10は更に液晶駆動させ
るために光シールド及び配向膜形成等の処置が施こされ
る。上記TFT側基板に対して対向電極側についても、
ガラス等の透明基板上に透明導電膜及び配向膜が形成さ
れる。
上記TPTにおいて半導体膜13としてn型半導体を用
いた場合、ゲート電極11に正の電圧(印加すると半導
体膜13のゲート絶縁膜12側(界面に電子の蓄積層が
形成され、ソース電極1・とドレイン電極15との間の
抵抗が減少する。81図(QはTFTで液晶CL(iを
駆動する場合の結升図である。ゲート電極11は周期的
に走査パル5を印加して、TPTをON状態し、これに
同期(てソース電極14に画像信号を印加し、TFT3
通じて絵素電極16及び必要に応じて設けられ7蓄積コ
ンデンサー17に電圧を印加し、液晶をM動する。蓄積
コンデンサー17はTPTがOFI状態の期間中も液晶
に印加すべき電圧を保持すノ役目を果す。液晶の時定数
が走査周期に比べて一分大きければ蓄積コンデンサーは
特に設けなく−も良い。上記TF’T側基板に対して対
向電極側Qついてもガラスなどの透明な基板上に透明導
電力及び液晶を配向させる為の配向膜を設けて対向1極
側基板を作成する。上記各基板をスペーサー(介して貼
シ合わせ、両基板の間隙に色素を溶解王せた液晶を注入
する。
ここで液晶としてはGH液晶が用いられ、カラ) −表
示とするために三原色に対応させて3枚のGHl 液晶
パネルが形成され、ライトバルブとして用いT ること
により任意のカラー画像を再生する。GH泉 の染料の
色々してはカラー印刷と同様に減法三原ζ 色(黄、シ
アン、マゼンタ)が用いられる。赤の波長域の光を制御
するために赤の補色であるシア口 7色、緑の制御には
緑の補色であるマゼンタ色、青の制御には青の補色であ
る黄色の各色素を用い区 る。このように選ばれた三原
色の色素を用いたGHご 液晶パネル3枚を積層するこ
とにより、赤緑青の3 各波長域の光はいずれかの液晶
パネルによってそ「 の強度が変調され、その結果任意
の色が再現される。上記各色素の選定にあたっては、三
色の吸収スペクトルがオーバーランプせず、かつ三色を
電照 ね合わせたとき全可視域を吸収することが必要で
あり、またオーバーラツプする波長域が広いと色間のク
ロストークが生じ、三色を重ね合わせたと「 きに全可
視域にわたって吸収されない場合には光漏れを生じて完
全な黒が表示できないという不都合がある。これらを考
慮して各色素の吸187梳長域は次の範囲に選ぶ。
シアン :580n−mより長波長側を吸収マゼンタ:
500〜580nmを吸収 黄 色 :500nmより短波長側を吸収具体的な色素
を以下に例示する。
〔シアン〕
; −NH+N(C2H5)2 6160 NH20 0HO ONH2’0 〔マゼ/り〕 0H R: CnH2n十+ 、0CnH21++n=1〜1
0 542〜558 ; N (C2H5)2 546Hm = N+N(CHs )2 560 =N+N(CH3)2560 〔黄色〕 =N+OC2H5λmax=446nmシアン、マゼン
タ、黄の各色のGH液晶パネルを作成し、これらを積層
して液晶部分を構成する。
上記GH液晶、色素ともにp型の材料を用い、いわゆる
ネガ型(電圧を印加しない時には着色状態、電圧を印加
している時には透明状態になる。)としたが本発明の実
施様態は必ずしもこれに限定される物ではない。単一の
色素では所望の吸収特性が得られない場合には適宜2種
以上の上記色素を混合して用いる。尚、表示のコントラ
ストを向上させる為に各液晶パネルの液晶配向方向を一
致させ、その方向と直角方向に吸収軸を持つニュートラ
ルな偏光板を設ける。
上記構造からなる液晶パネルの動作を第2図を用いて説
明する。TV電波はチューナーから色復調回路に至る従
来公知のTV受信回路30により処理されて赤、緑、青
の色映像信号となる。積層された3枚の液晶パネル21
,22.23に対して赤の映像信号は、赤を吸収する色
素つまりシアンの色素を含む液晶パネル21に印加され
る。同様に緑の映像信号はマゼンタのパネル22に、青
の映像信号は黄のパネル23に印加される。ネガ型GI
(の場合にはそのままの極性で、ポジ型のGI(の場合
には極性を反転して印加する。上記各色の映像信号はシ
フトレジスタとサンプルホールド回路からなるアナログ
・ラインメモリ31〜33に入力され1247分の映像
信号が蓄えられる。蓄積された1ライン分の映像信号は
、走査パルス発生回路34から出力された走査信号に同
期してソース・ライン14に出力される。ゲート・ライ
ン11には走査パルスが順次印加され、そのライン上に
設けられたTPTをON状態にする。このようにして個
々の絵素電極に映像信号が所定のタイミングでサンプル
・ホールドされ液晶パネルがTV受像としてか制御され
る。
第3図は上記液晶パネルを用いたプロジェクション装置
の要部を示す模式図で、3枚の液晶パネル21,22.
23を光源40、コンデンサーレンズ41、投影レンズ
42からなる光学系に組み込んで構成する。光源として
は白熱電球、・・ロゲンランプ、キセノンランプなどが
用いられるが、光源のスペクトルは必ずしも連続スペク
トルである必要はなく、赤、緑、青の輝線スペクトルを
発する螢光管又は放電管であってもよい。この場合輝線
スペクトルの中心波長はそれぞれ610 nnm554
0n、460nm付近である事が色再現範囲の点及びN
TSC方式の信号とのコンパティビイリイティーの点で
望ましい。光源の光が強い場合、液晶パネルが熱せられ
て動作特性が変化するのを防ぐ為に必要に応じてファン
による空冷、あるいは絶縁油の中に浸漬して液冷しても
よい。
画像の投影において投影面が光学系の光軸に垂直でない
場合、矩形の画面が台形に変形したりピントがずれるな
どの問題が生じるが、第4図に示す如く、グロジエクシ
ョン装置の光学系に、液晶パネルと光学系の光軸とのな
す角度を変化させ得るあおり機構を設けることにより解
決し得る。
上記グロジエクション装置はTVに限られず、各種情報
処理装置のディスプレイとして文字表示やグラフィック
表示等としても適用し得る0く効 果〉 以上本発明によれば、プロジェクション装置はスライド
・グロジェクタ程度にコンパクトになり1、従来のプロ
ジェクション装置にくらべて設置場所の自由度が増し、
たとえば天井に投影したり、天井から吊り下げて壁面に
投影することができる。
又、投影距離を変えた9投影レンズを交換すれば画面サ
イズを自由に変更することができ、隔通性に゛すぐれた
プロジェクション装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、Q3)及びC)は本発明の一実施例に用
いるTPT基板構造を示す平面図、断面図及び回路図、
第2図は本発明の一実施例によるプロジエクジョンTV
の電気回路ブロック図、第3図はPal施例流側学系の
要部を示す図、第4図は光学系(ハ)設けるあおり機構
を説明するための図である。 11:ゲート電極 12:ゲート絶縁膜 13:半導体
膜 14:ンース電極 15ニドレイ〉電極 16:絵
素電極 21〜23:液晶パネラ130:TV信号受信
回路 40:光源 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名:第1図 第2図 一臂 ヅ 切 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 アクティブ舎マトリックスにより駆動され、且つ
    異なる色特性に調整されたゲスト・ホスト液晶パネルを
    複数枚重ねてなシ、液晶パネルを通過させて入射光を減
    色混合させて出力することを特徴とする液晶プロジェク
    ション装置。 2、請求範囲第1項において、ゲス)・・ホスト液晶パ
    ネルの染料の色が、減法三原色(シアン、マゼンタ、黄
    )であることを特徴とする液晶プロジェクション装置。 3 請求範囲第2項に於いて各色素の吸収波長域が、シ
    アン:λlより長波長側を吸収、マゼンタ:λ1〜λ2
    を吸収、黄色:λ2よI)短波長側を吸収となるように
    選ばれ、上記波長λ1及びλ2はλ1= 560〜60
    0 nm、λ2 = 480〜520nmであり、それ
    ぞれ透過率が50Xになる波長よりなる 液晶プロジェ
    クション装置。 4、請求範囲第2項に於いて、赤の映像信号は、シアン
    の色素を含む液晶パネルに印加され、緑の映像信号はマ
    ゼンタの色素を含む液晶パネルに、青の映像信号は黄色
    素を含む液晶パネルに印加されることを特徴とする液晶
    プロジェクション装置。
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