DE3729512C2 - Projektionsvorrichtung zur Darstellung und Vergrösserung von Abbildungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionseinrichtung zur Darstellung und Vergrößerung von Abbildungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Projektionsvorrichtung zur Darstellung und Vergrößerung von Abbildungen ist aus der DE-GM 84 11 656 bekannt. Bei dieser bekannten Projektionsvorrichtung ist eine Lichtquelle vorhanden und mindestens eine von der Lichtquelle bestrahlte Flüssigkeitszelle. Darüber hinaus ist auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite der Flüssigkristallzelle eine Polarisations- und Reflektionseinrichtung angeordnet und eine weitere Polarisationseinrichtung ist zusammen mit einer Vergrößerungseinrichtung im Strahlengang des reflektierten, die Flüssigkristallzelle verlassenden Lichtes angeordnet. Schließlich umfaßt diese bekannte Projektionsvorrichtung auch eine Steuereinrichtung zum Anlegen einer variablen Spannung an die Flüssigkristallzelle, um deren Lichtdurchlässigkeit zu ändern.

Aus der US-PS 37 68 886 ist eine Anzeigevorrichtung bekannt, deren Flüssigkristallzelle eine bestimmte, vorgegebene Kennlinie für die Lichtstreuung und die zugehörige Lichtdurchlässigkeit bei Raumtemperatur oder zumindest bei den Umgebungstemperaturen hat, bei denen die Anzeigevorrichtung eingesetzt werden soll. Dabei soll der physikalische Effekt ausgenutzt werden, daß das ausgewählte Flüssigkristallmaterial eine bestimmte Lichtdurchlässigkeitskennlinie hat, wenn es mechanischen Verformungen unterworfen wird.

Aus der DE-GM 79 24 269 ist eine entspiegelte Flüssigkristallzelle bekannt, die ein dem Betrachter zugewandtes Polarisationsfilter aufweist, um alphanumerische Zeichen und Symbole darzustellen. Das Wesentliche dieser bekannten entspiegelten Flüssigkristallzelle besteht darin, daß das Polarisationsfilter bezüglich der Flüssigkristallzelle konvex gewölbt ist. Schließlich sind aus der DE 34 23 993 A1 Flüssigkristalle mit einem den Bereich von 180° bis 360° abdeckenden Drehwinkel bekannt.

In einem Overhead-Projektor (OHP) kann der Inhalt von Information, welcher auf einen transparenten Film geschrieben wird, vergrößert mittels eines optischen Systems dargestellt werden. Wenn der transparente Film durch einen Flüssigkristall ersetzt wird, kann dies die wiedereinschreibende, kontinuierliche Anzeige oder Farbgebung usw. der Information erleichtern.

Eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung weist eine Flüssigkristallzelle und eine Polarisationsplatte oder eine Reflexionsplatte auf, welche erforderlichenfalls verwendet sind. In einer gedrehten, nematischen (TN) Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung u. ä., welche zur Zeit meistens verwendet sind, werden zwei Polarisationsplatten mit einer dazwischen vorgesehenen Flüssigkristallzelle verwendet. Wenn eine derartige Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung lediglich anstelle eines transparenten Filmes in einem Overhead-Projektor (OHP) verwendet wird und wenn Reflexionslicht von der Flüssig­ kristall-Anzeigeeinrichtung vergrößert und projiziert wird, hat sich, da das auf die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung auftreffende Licht nach Passieren der zwei Polarisations­ platten zweimal, d. h. insgesamt viermal projiziert wird, eine Schwierigkeit ergeben, daß die Menge an durchgelassenem Licht geringer wird, wodurch der Bildschirm dunkler wird. Ferner entspricht diese Situation dem Fall, bei welchem eine einzige Polarisationsplatte als eine sogenannte Gast-Wirt (guest-host) (GH)-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung verwendet wird. Da das auf die Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung auftreffende Licht in diesem Fall durch eine identische Polarisationsplatte zweimal hindurchgeht, wird die zu projizierende Lichtmenge beträchtlich herabgesetzt. In einer herkömmlichen Transmissions-Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung wird eine Flüssigkristallzelle verwendet, welche zwischen Glasträgern dicht umschlossene Flüssigkristalle aufweist; folglich werden Buchstaben oder Muster infolge der Dicke einer solchen Glasplatte in einem Doppelbild abgelenkt. Es ist jedoch nicht möglich, die Dicke des Glasträgers auf null zu verringern, da im Hinblick auf die Festigkeit eine bestimmte Dicke erforderlich ist. Da ferner die Transmissions-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung lediglich an einer reflektierenden Fresnel-Linse eines Overhead-Projektors angeordnet ist, wird dazwischen leicht ein Spalt hervorgerufen. Durch das Vorhandensein eines derartigen Spaltes werden auch Buchstaben, Muster u. ä. als Doppelbilder auf einem Bildschirm dargestellt, wodurch die Anzeigequalität verschlechtert wird.

Wenn Licht auf eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung aufgebracht, dann vergrößert und anschließend projiziert wird, ist üblicherweise als Lichtquelle eine Halogenlampe, eine Wolframlampe, usw. verwendet worden. Da jedoch die Flüssig­ kristall-Anzeigeeinrichtung eine Wellenlängenabhängigkeit des Lichtdurchlässigkeitsgrades hat, kann die Lichtdichte manchmal verhältnismäßig stark herabgesetzt werden, wodurch der Kontrast schlechter wird, selbst wenn eine derartige Abhängigkeit nicht in Betracht gezogen wird.

In einer Projektionseinrichtung dieser Art muß daher die Menge des von einer Lichtquelle abgegebenen Lichts (die Intensität des abgegebenen Lichts) erhöht werden, um die Anzeige heller zu machen oder um eine hellere Anzeige zu schaffen. Da jedoch die Polarisationsplatte eine charakteristische Änderung, wie eine Verschlechterung in dem Polarisationsgrad oder eine Formdeformation infolge der thermischen Wirkung des abgegebenen Lichts erfährt, kommt es zu einer Beschränkung in der Intensität des abgegebenen Lichts. Folglich ist das Projektionsbild im Falle der herkömmlichen Flüssigkristall-Vergrößerungs- und Projektionseinrichtung verhältnismäßig dunkel und schwierig zu sehen.

Bekanntlich wird ein Wärmelichtpunkt auf einem Bildschirm eines mit Reflexion arbeitenden Overhead-Projektors (OHP) erzeugt. Die Situation entspricht dem Fall, bei welchem eine Transmissions-Flüssigkristallzelle als ein Anzeigemedium auf einem Reflexions-Overhead-Projektor angeordnet wird und das Bild vergrößert projiziert wird. Der Wärmelichtpunkt wird infolge der Reflexion insbesondere eines Teils des auftreffenden Lichts an der Oberfläche der Polarisationsplatte auf der Einfallsseite oder infolge der Reflexion in der Flüssigkristallzelle erzeugt. Ein derartiger Wärmelichtpunkt wird als heller Punkt auf einen Bildschirm projiziert. Folglich ruft ein derartiger, auf dem Bildschirm dargestellter Wärmelichtpunkt eine beträchtliche Minderung im Kontrast des Gesamtbildes hervor, wodurch die Anzeigequalität geringer wird.

In Anbetracht dessen ist eine Flüssigkristallzelle mit einer Kunststoff-Folie als einer transparenten Trägerplatte verwendet worden. Da die Dicke der transparenten Trägerplatte auf etwa 100 µm reduziert werden kann, wird kein Doppelbild erzeugt, wenn sie bei einer Reflexions-Projektionseinrichtung verwendet wird. Da jedoch die Kunststoff-Folie eine optische Anisotropie aufweist, ergibt sich der Nachteil von irisierender Farbe, wodurch das Bild verfärbt wird, der Kontrast geringer wird, usw. Da insbesondere eine Spannung an einen informationsanzeigenden Teil einer Flüssigkristallzelle in der herkömmlichen Einrichtung angelegt wird und die Verfärbung der Bildkristallzelle so, wie sie ist, projiziert wird, wird sogar eine leichte Farbtönung bzw. -schattierung sichtbar.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Projektionsvorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, die Projektionsbilder mit ausreichendem Kontrast liefern kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung des Ausbaus einer Reflexions- Polarisationsplatte in der ersten Ausführungs­ form;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Flüssigkristall-An­ zeigeeinrichtung in der zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung in der zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 eine Darstellung einer weiteren Abwandlung der zweiten Ausführungsform;

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer herkömmlichen Projektionseinrichtung;

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung einer dritten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer vierten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 11 einen Graphen, in welchem die Beziehung zwischen der Gesamtdicke einer transparenten Trägerplatte, einer Polarisationsplatte und einer Fresnellinse und dem Fließen eines projizierten Bildes veranschaulicht ist;

Fig. 12 eine Darstellung, anhand welcher eine fünfte Aus­ führungsform mit Merkmalen nach der Erfindung erläutert wird;

Fig. 13 eine Kurvendarstellung, in welcher die Wellenlän­ genabhängigkeit der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung gezeigt ist;

Fig. 14 einen Graphen, durch welchen eine Beziehung zwischen der Lichtwellenlänge und der Strahlungsintensität einer Halogenlampe dargestellt ist;

Fig. 15 eine Darstellung, anhand welcher eine sechste Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung erläutert wird;

Fig. 16 eine Abwandlung der sechsten Ausführungsform;

Fig. 17 eine weitere Abwandlung der sechsten Ausführungs­ form;

Fig. 18 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer siebten Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 19 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeige­ einrichtung, welche mit zwei Polarisationsplatten ausgestaltet ist;

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der siebten Ausführungsform;

Fig. 21 eine Darstellung, anhand welcher eine achte Ausfüh­ rungsform mit Merkmalen nach der Erfindung erläutert wird;

Fig. 22 eine Darstellung, anhand welcher eine neunte Aus­ führungsform mit Merkmalen nach der Erfindung erläutert wird;

Fig. 23 eine Darstellung, anhand welcher die Oberflächen­ behandlung eines reflektierenden Spiegels in der neunten Ausführungsform erläutert wird;

Fig. 24 eine Abwandlung der neunten Ausführungsform;

Fig. 25 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer zehnten Ausführungsform gemäß mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 26 eine Abwandlung der zehnten Ausführungsform;

Fig. 27 eine Darstellung, in welcher ein Wärmelichtpunkt wiedergegeben ist, welcher von der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung erzeugt worden ist;

Fig. 28 eine Schaltungsanordnung in einer elften Ausführungs­ form mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 29 einen Längsschnitt durch die Flüssigkristall­ anzeigeeinrichtung der elften Ausführungsform;

Fig. 30 eine Querschnitt-Darstellung der Flüssigkristall­ anzeigeeinrichtung in der elften Ausführungsform; und

Fig. 31 eine Darstellung, anhand welcher die gedrehte Struktur der Flüssigkristall-Moleküle erläutert wird.

Die Projektionsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung weist grund­ sätzlich eine Polarisationseinrichtung zum Polari­ sieren des von einer Lichtquelle abgegebenen Lichts, eine Reflexionseinrichtung zum Reflektieren des von der Polarisationseinrichtung erzeugten Lichtes, eine Flüssig­ kristallzelle, um das von der Reflexionseinrichtung reflek­ tierte, polarisierte Licht aufzunehmen und um dann selektiv eine Polarisationsebene entsprechend der angelegten Spannung um 90° zu drehen, eine weitere Polarisationseinrichtung, um selektiv das polarisierte Licht durchzulassen, welches die Flüssigkristallzelle entsprechend der Drehung der Polarisa­ tionsebene passiert, und eine optische Vergrößerungseinrich­ tung auf, um das polarisierte, durch die weitere Polarisa­ tionseinrichtung durchgelassene Licht nicht zu verstärken, um das Licht auf einen Bildschirm zu projizieren.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Projektions­ einrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 weist eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung eine TN-Flüssig­ kristallzelle 13, eine Reflexions-Polarisationsplatte 15 und ein optisch analysierendes Teil 21 (eine zweite Pola­ risationsplatte) auf. Die Platte 15 weist ein Polarisations­ teil (eine erste Polarisationsplatte) und eine Reflexionsplatte als die reflek­ tierende Einrichtung auf, welche so miteinander integriert sind, wie in Fig. 2 dargestellt ist, in welcher eine Re­ flexionsschicht 19 (Reflexionsplatte) auf der Rückseite eines Polarisationsteils 17 angeordnet ist. Die Flüssig­ kristallzelle 13 weist einander gegenüberliegende Substrate 31 und 33 mit transparenten Elektroden für eine Anzeige auf, welche darauf ausgebildet sind und bei welchen eine Orien­ tierungsbehandlung angewendet ist, wobei zwischen den Sub­ straten 31 und 33 Flüssigkristalle 35 mittels Dichtungstei­ len 37 dicht umschlossen sind.

Von einer Lichtquelle 11 abgegebenes Licht tritt in die Flüssigkristallzelle 13 ein, wird, wenn es durch das Pola­ risationsteil 17 der Platte 15 hindurchgeht, in polarisier­ tes Licht polarisiert, wird an der reflektierenden Schicht 19 reflektiert und tritt dann wieder über das Polarisations­ teil 17 in die Flüssigkristallzelle 13 ein. In diesem Fall dreht sich die Polarisationsebene des reflektierten Lichts nicht an ausgewählten Punkten (an welchen Spannung angelegt ist) der Flüssigkristallzelle 13, während sich die Polari­ sationsebene an nicht ausgewählten Punkten um 90° dreht. Nur ein Teil des reflektierten Lichtes, das folglich mit Information geschrieben ist, wird selektiv in das optische analysierende Teil 21 als der weiteren Polarisationseinrich­ tung durchgelassen, welche in einem optischen Strahlengang 14 des reflektierten Lichts angeordnet ist, und wird nach einer Vergrößerung in einer Linsenanordnung 25 (in einem vergrößernden optischen System) projiziert. Ferner ist ein Spiegel 23 vorgesehen.

Da das optische analysierende Teil 21 außerhalb des Licht­ wegs des auf die Flüssigkristallzelle 13 auftreffenden Lichts angeordnet ist, geht Licht von der Lichtquelle 11 nur einmal durch das analysierende Teil 21 durch, und die Anzahl von Durchgängen duch die Polarisationsplatte wird dadurch herabgesetzt. Folglich kann eine Reduzierung in der Menge an durchgelassenem Licht verhindert werden, wo­ durch ein projiziertes Bild mit einer großen Lichtmenge projiziert wird. Wenn das analysierende Teil wie in der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung in der Nähe der Flüssigkristallzelle 13 angeordnet ist, wird, da das analysierende Teil an der Lichtbahn des auf die Flüssigkristallzelle auftreffenden Lichts angeordnet ist, das Licht von der Lichtquelle 11 zweimal von dem analy­ sierenden Teil durchgelassen, wodurch die Lichtmenge des durchgelassenen bzw. Transmissionslichtes verringert wird und der Bildschirm dunkel wird.

Obwohl in Fig. 1 ein solcher Fall dargestellt ist, bei welchem das analysierende Teil 21 als die weitere Polarisa­ tionseinrichtung vor der Linsenanordnung 25 angeordnet ist, kann es auf der Rückseite (auf der rechten Seite in Fig. 1) von der Linsenanordnung 25, d. h. des vergrößernden optischen Systems, angeordnet werden. Ferner kann in einem Fall, bei welchem das optische analysierende Teil nicht erforder­ lich ist, wie in dem Fall, bei welchem die Einrichtung als ein gewöhnlicher Overhead-Projektor (OHP) verwendet wird, um die Information zu projizieren, welche auf einen transpa­ renten Film geschrieben ist, das optische, analysierende Teil so angeordnet werden, daß es in den und aus dem Strah­ lengang des reflektierenden Lichts bewegbar ist, indem das Teil an einem Dreharm angebracht ist, so daß das analysie­ rende Teil frei abgenommen werden kann. Ferner kann die weitere Polarisationseinrichtung in Kontakt mit der Flüssig­ kontaktzelle und nicht getrennt von der Zelle wie in Fig. 1 angeordnet sein.

Die Flüssigkristallzelle ist nicht nur auf die TN-Type beschränkt, sondern auch irgendeine andere Type, wie bei­ spielsweise eine GH-Type kann verwendet werden, solange eine Polarisationsplatte benutzt wird.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Projektions­ einrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. In dieser Aus­ führungsform wird die Polarisations-Reflexionsplatte ver­ wendet, welche aus der ersten Polarisationseinrichtung und der Reflexionseinrichtung als Einheit gebildet ist. Eine TN- Flüssigkristallzelle 113 und ein optisches analysierendes Teil 111 sind an einer Polarisations-Reflexionsplatte 117 angeordnet, die an dem Hauptteil eines Overhead-Projektors (OHP) 131 ausgebildet ist; eine Flüssigkristall-Anzeigeein­ richtung weist eine Polarisations-Reflexionsplatte 117, die Flüssigkristallzelle 113 und das optische analysierende Teil 111 auf. Die Platte 117 ist aus einer dünnen Metallschicht hergestellt. Die dünne Metallschicht zeigt eine elliptisch polarisierende Eigenschaft und wirkt in Verbindung mit der Flüssigkristallzelle in derselben Weise wie die herkömm­ liche Polarisationsplatte, wodurch sich eine dünne und dichte Anzeige ergibt, was dem Ein/Ausschalten der Flüssigkristall­ zelle entspricht. Als dünne Metallschicht können irgendwel­ che von den üblicherweise verwendeten Metallen verwendet werden, solange sie ein gutes Reflexionsvermögen haben; so können beispielsweise Al und Ni verwendet werden.

Das von einem optischen OHP-System 135 abgestrahlte Licht wird durch das optische analysierende Teil 111 als der weiteren Polarisationseinrichtung und der Flüssigkristallzelle 113 durchgelassen, wird an der Platte 117 reflektiert, wird wieder durch die Flüssigkristallzelle 113 und das analysie­ rende Teil 111 durchgelassen und wird dann von dem optischen OHP-System 135 aus projiziert. Da in diesem Fall die Platte 117, die aus der dünnen Metallschicht zusammengesetzt ist, als die Polarisationsplatte, d. h. als die Polarisations­ einrichtung wirkt, wird das reflektierte Licht durch das optisch analysierende Teil 111 selektiv in Abhängigkeit von der Dre­ hung der Polarisationsebene in der Flüssigkristallzelle 113 durchgelassen und durch das optische OHP-System 135 proji­ ziert. Auf diese Weise hat die Platte 117 sowohl die Funk­ tion als Polarisationsplatte als auch die Funktion als Re­ flexionsplatte.

Das Licht, das von dem optischen OHP-System 135 in die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung eintritt, wird zweimal von dem optischen analysierenden Teil 111 durchgelassen; da es aber nur einmal an der Platte 117 reflektiert wird, kann eine Reduzierung des Projektionslichts in erheb­ lichem Maße verhindert werden, und es kann ein helles Bild dargestellt werden.

In dem Fall, in welchem die Platte 117 in der Flüssigkri­ stallzelle integriert ist, kann sie als ein gewöhnlicher Oberhead-Projektor (OHP) verwendet werden, wenn die Flüssig­ kristall-Anzeigeeinrichtung nicht verwendet wird. In Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Ausführungsform einer derarti­ gen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung dargestellt, in wel­ cher die TN-Flüssigkristallzelle 113 zwischen dem optisch analysierenden Teil 111 und der Platte 117 angebracht ist. Ein Halteteil 119 trägt die Platte (dünne Metallschicht) 117 . Die Flüssigkristallzelle 113 hat einen solchen Aufbau, daß Flüssigkristalle 125 zwischen einem oberen Substrat 121 und einem unteren Substrat 123 dicht untergebracht sind, wo­ bei darauf transparente Elektroden ausgebildet sind und ei­ ner Orientierungsbehandlung unterzogen sind. Ferner ist ein Dichtematerial 127 vorgesehen.

Wenn eine solche Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nur an dem Overhead-Projektor (OHP) 131 zum Vergrößern einer Pro­ jektion vorgesehen ist, hat dies den Nachteil, daß eine Differenz in der Lichtweglänge in Abhängigkeit von der Dicke der oberen und unteren Substrate 121 und 123 eingebracht wird, wodurch das projizierte Bild verdoppelt wird. Obwohl dieser Nachteil durch Verringern der Dicke des Substrats überwunden werden kann, kann, wenn die Dicke des aus Glas hergestellten Trägers in einem solchen Maße reduziert ist, daß eine zufriedenstellende Wirkung erhalten wird, der Träger durch einen Stoß beschädigt werden, und ist folglich äußerst unbequem zu handhaben. Wenn dagegen eine Kunststoff-Folie als Träger oder Substrat verwendet wird, kann die Dicke infolge deren Elastizität hinlänglich reduziert werden. Da ferner die Kunststoff-Folie leicht ist, kann auch das Gewicht des Overhead-Projektors (OHP) verringert werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer integralen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung dargestellt, in welcher eine Flüssigkristallzelle 113 mit Hilfe eines Substrats oder Trägers 123 gebildet ist, der mit einer Polarisations- Reflexionsplatte (einer dünnen Metallschicht) 135 versehen ist. Ferner kann die Polarisations-Reflexionsplatte einen Fresnelaufbau haben, um dadurch die Abbildungseigenschaft und den Wirkungsgrad zu erhöhen. Der Rillenabstand in dem Fresnelaufbau kann in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck entsprechend festgesetzt werden.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform dargestellt. Ein optisch analysierender Teil 111 ist außerhalb eines Lichtwegs 143 des Lichts von einer Licht­ quelle 141 und in einem optischen Reflexionsweg 45 des von der Platte 135 reflektierten Lichts angeordnet. Ferner sind ein die Projektion reflektierender Spiegel 147 und eine Linsenanordnung 149 vorgesehen. Da Licht von der Licht­ quelle durch das optisch analysierende Teil 111 nur einmal hindurchgeht, kann eine Abnahme in der Lichtmenge verhindert werden. Das optische analysierende Teil 111 kann auch vor dem Spiegel 147 angeordnet sein.

In Fig. 7 ist eine weitere Anwendung der zweiten Ausfüh­ rungsform dargestellt. Hierbei sind ein Polarisationsteil 115 (eine Polarisationsplatte) und eine Reflexionsplatte 151, welche mit einer Fresnellinse ausgestattet ist hinter­ einander auf der Rückseite einer Flüssigkristallzelle 113 angeordnet; ein optisch analysierendes Teil 111 ist an ei­ nem eine Projektion reflektierenden Spiegel 147 eines opti­ schen OHP-Systems angebracht. Da der Spiegel 147 außerhalb eines einfallenden Lichtwegs 143 von einer Lichtquelle 141 angeordnet ist, wird Licht dort nur einmal durchgelassen. Folglich ist die Anzahl Mal, wie oft das Licht das optisch analysierende Teil passiert, herabgesetzt, und es kann eine Reduzierung in der durchgelassenen Lichtmenge verhindert werden, um so im Vergleich zu der herkömmlichen Einrich­ tung, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist und in welcher Licht zweimal durch das analysierende Teil durchgelassen wird, ein helles, projiziertes Bild zu erhalten. Bei einer solchen Ein­ richtung kann eine übliche Polarisationsplatte als das Po­ larisationsteil und das optisch analysierende Teil verwendet werden.

Obwohl die Erläuterung hauptsächlich für die TN-Flüssig­ kristall-Anzeigeeinrichtung gemacht worden sind, ist die Erfindung insbesondere nicht nur auf eine solche Form einer Flüssigkristallzelle beschränkt, sondern sie kann auch bei irgendwelchen anderen Einrichtungen, beispielsweise einer super gedrehten TN-Flüssigkristall-An­ zeigeeinrichtung und einer dielektrischen Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung verwendet werden, solange sie eine Polarisationsplatte verwendet.

Wie oben erwähnt, ist der verwendete Grundaufbau der Projektionsvorrichtung anhand der Fig. 1 bis 8 erläutert worden. Nunmehr werden tech­ nische Ausführungsformen gemäß der Erfindung beschrieben, mit welchen basierend auf dem Grundaufbau technische Vorteile erzielt werden können.

Mit der Projektionseinrichtung, bei welche die Dicke zumindest einer der transparenten Träger­ platten der Flüssigkristallzelle geringer als 0,5 mm ist, kann eine vergrößerte Projektion ohne ein Bildverschieben oder -verwischen geschaffen werden. Eine derartige Projek­ tionseinrichtung ist als dritte Ausführungsform in Fig. 9 dargestellt.

In einer Transmissions-Flüssigkristallzelle 201, die mit einfallendem Licht 209 bestrahlt wird, wird Licht an der unteren Fläche einer transparenten Trägerplatte 204 re­ flektiert, wodurch ein Reflexionsbild 211 durch reflektier­ tes Licht 210 gebildet wird, welches dem Bildelement 205 entspricht. Da in diesem Fall die Plattendicke t der trans­ parenten Trägerplatte 204 dünn ist, entspricht die Größe l₂ des reflektierten Bildes 211 der Größe l₀ des Bildele­ ments 205, und das Ausmaß einer Bildverschiebung Δl kann in einem solchen Maße verringert werden, daß es keine Schwie­ rigkeiten im Hinblick auf eine Darstellung gibt, wodurch dann die vorerwähnten Nachteile vermieden werden. Die Bild­ verschiebung Δl kann natürlich theoretisch auf 0 verrin­ gert werden, wenn die Plattendicke t auf 0 gebracht ist; dies ist jedoch in der Praxis nicht möglich.

Obwohl ferner eine transparente Tragplatte aus Glas in der Praxis verwendet werden kann, kann diese, wenn die Platten­ dicke auf weniger als 0,5 mm verringert ist, leicht brechen. Wenn aus praktischen Gesichtspunkten eine Flüssigkristall­ zelle geschaffen ist, bei welcher ein Substrat, das bei­ spielsweise aus einer Kunststoff-Folie hergestellt ist, als transparente Trägerplatte verwendet wird, kann ein vergrö­ ßertes Projektionsbild erzeugt werden ohne daß die Gefahr einer Beschädigung besteht und ohne daß es zu einer nennens­ werten Verschiebung oder Trübung in dem Bild kommt.

Die Projektionseinrichtung, in welcher eine reflektierende Fresnel-Linse als die Reflexionsein­ richtung verwendet ist und der Abstand zwischen einer Flüs­ sigkristallschicht der Flüssigkristallzelle und einer Re­ flexionsschicht der Fresnel-Linse kleiner als 1,5 mm ist, kann wirksam eine nennenswerte Bildverschiebung und -trü­ bung oder Verwischung in dem vergrößerten Projektionsbild verhindern. Eine derartige Projektionseinrichtung ist als vierte Ausführungsform in Fig. 10 dargestellt.

In dieser Ausführungsform wird ein dünner Träger aus Glas oder Kunststoff-Folie für den unteren Träger 250 einer Flüssigkristall-Zelle verwendet, und eine Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung mit einem darauf angebrachten Ansteuer­ schaltungssubstrat ist an einer reflektierenden Fresnel- Linse 251 angeordnet, und das Bild wird durch einen Reflex­ ions-Overhead-Projektor (OHP) projiziert. Als Grundaus­ führung kann die Dicke der Zelle so klein gemacht werden, um der Beziehung zu genügen:

t₁ + t₂ + t₃ ≦ 1,5 mm,

wobei t₁ die Dicke des unteren Trägers 250 als der transparenten Trägerplatte, t₂ die Plattendicke der unteren Polarisations­ platte 252 und t₃ die Dicke der Fresnel-Linse 251 ist. Ins­ besondere geht das Licht, welches von der Flüssigkristall­ schicht durchgelassen wird, durch den unteren Träger 250, die untere Polarisationsplatte 252 und die Fresnel-Linse 251 hindurch und wird dann an dem reflektierenden Film 253 re­ flektiert. Wenn folglich der Abstand zwischen der Flüssig­ kristallschicht 254 und dem reflektierenden Film 253 ver­ größert wird, wird eine Bildverschiebung Δl erzeugt, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Wenn der oben beschriebene Wert von t₁ + t₂ + t₃ kleiner als 1,5 mm ist, ist, wie in Fig. 13 dargestellt, die Bildverschiebung oder -trübung für ein ver­ größertes Projektionsbild in der Praxis vernachlässigbar. Bei dieser Ausführungsform wird eine Flüssigkristall-Anzeige- Vorrichtung dadurch gebildet, daß eine untere Polarisationsplatte 252 bzw. eine obere Polarisationsplatte 255 mit einer Plat­ tendicke von 0,15 mm mit einer Flüssigkristallzelle verbun­ den wird, wobei eine Kunststoff-Folie einer Dicke von 0,1 mm als unterer Träger 250 verwendet wird. Wenn in diesem Fall das Flüssigkristallsubstrat und die Polarisationsplatte aneinander haften, ist eine dazwischenliegende Luftschicht beseitigt, so daß ein helles projiziertes Bild erhalten wird, während wenn sie (nur) fest miteinander verbunden sind, können durch Ersetzen der Polarisationsplatte proji­ zierte Bilder mit verschiedenen Tönen erhalten werden.

Im allgemeinen ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, fest mit einer reflektierenden Fresnel- Linse mit einer Dicke von 0,8 mm verbunden, welche bei einem Reflexions-Oberhead-Projektor (OHP) verwendet wird. In die­ sem Fall beträgt der Wert von t₁ + t₂ + t₃ = 1,05 mm, wobei der Abstand zwischen einer Flüssigkristallschicht 254 und einem reflektierendem Film 253 in ausreichender Weise ver­ ringert ist, um das Ausmaß einer Bildverschiebung oder -trü­ bung in dem Projektionsbild auf eine vernachlässigbare Größe zu verringern, so daß sich dadurch keine nennenswerten Schwierigkeiten ergeben. Wenn ein Glasträger mit einer Dicke von etwa 0,8 mm für den unteren Träger 250 der Flüssigkri­ stallzelle verwendet wird, kann eine Bildverschiebung ver­ hindert werden, wenn als Fresnel-Linse eine dünne Linse ver­ wendet wird, deren Dicke geringer als 0,5 mm ist.

Mit einer Projektionsvorrichtung, in welcher eine reflektierende Fresnel-Linse als Reflexions­ einrichtung verwendet wird und die Projektionsvorrichtung ein dicht gepacktes Teil aufweist, das ein elastisch federn­ des Andrückteil aufweist, um die Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung und die Fresnel-Linse als eine dicht bzw. fest miteinander verbundene Einheit zu halten, kann ein vergrö­ ßertes Projektionsbild mit einer hohen Bildqualität und ohne eine Bildverschiebung geschaffen werden. Nunmehr wird anhand von Fig. 12 eine derartige Projektionsvorrichtung als fünfte Ausführungsform beschrieben. Es ist eine reflektierende Fresnel-Linse 302 angeordnet, welche eine si­ nusförmige Querschnittsform hat und an der Oberfläche mit einer reflektierenden Al-Membran versehen ist. Eine derarti­ ge reflektierende Fresnel-Linse 302 entspricht einer reflek­ tierenden Fresnel-Linse, welche in dem eine Beleuchtung re­ flektierenden Teil eines Oberhead-Projektors angeordnet ist. Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 303 ist an einer solchen reflektierenden Fresnel-Linse 302 angeordnet. Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 303 hat als Anzeigemedium eine Flüssigkristallzelle 307, in welcher Flüssigkristalle 306 dicht zwischen transparenten Substraten 304 und 305 eingeschlossen sind, welche transparente Elektroden für eine Matrixverdrahtung usw. haben. Die Anzeigevorrichtung weist Polarisationsplatten 308 und 309, welche an der oberen und der unteren Fläche der Flüssigkristallzelle 307 angeordnet sind, ein Ansteuer-IC 310 und ein elastisches Verdrahtungs­ substrat 301 auf, um das Ansteuer-IC 310 mit dem unteren transparenten Substrat 305 der Flüssigkristallzelle 309 zu verbinden. In dieser Ausführungsform sind die transparen­ ten Substrate 304, 305 und die Polarisationsplatten 308, 309 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 303 aus Kunststoff-Folien hergestellt.

Ein sogenanntes Packungsteil 312 ist vorgesehen, um die Fresnel-Linse 302 und die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung 303 als eine Einheit dicht und fest ver­ bunden zu halten, wobei die Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung 303 an der Fresnel-Linse 302 angebracht ist. Das Packungsteil 312 ist aus einem flexiblen und elastisch fe­ dernden, transparenten Teil hergestellt und weist einen Halteteil 312a zum Halten der unteren Umfangsfläche der Fresnel-Linse 302 und einen elastisch federnden Andrückteil 312b auf, welcher von dem Teil, der dem Ansteuer-IC 310 ent­ spricht konkav nach unten verläuft und mit Druck auf der oberen Fläche der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 303 in Anlage gebracht ist, um die Vorrichtung dicht und fest mit der Fresnel-Linse 302 zu verbinden. Ferner ist noch eine Versteifungsplatte 313 vorgesehen. Die Flüssigkristallein­ heit, die auf diese Weise durch das Packungsteil 312 als Einheit ausgebildet ist, ist abnehmbar an einem Reflexions- Overhead-Projektor (OHP) gehaltert, wodurch die Anwendbarkeit noch erweitert werden kann.

Nunmehr wird die Arbeitsweise der Flüssigkristalleinheit ge­ mäß dieser Ausführungsform erläutert. Zuerst trifft Licht durch das Packungsteil 312 hindurch auf der Seite der oberen Polarisationsplatte 308 auf, wird durch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 203 durchgelassen und dann an der Fresnel-Linse 302 reflektiert. Wenn in diesem Fall die Beziehung t₁ + t₂ + t₃ = 0 für die Dicke t₁ der unteren Polarisationsplatte 309, der Dicke t ₂ des unteren transparenten Substrates 305 und der Dicke t₃ der Fresnel- Linse 302 festgesetzt wird, kann die Bildverschiebung auf null reduziert werden. Da jedoch jedes der Teile in der Praxis eine bestimmte Plattendicke hat, ist eine derartige Einrichtung nicht möglich. In dieser Ausführungsform sind jedoch die transparente Platte 309 und das transparente Substrat 305 aus Kunststoff-Folien hergestellt, und die je­ weilige Dicke der Platten ist gering. Folglich ist die Bildverschiebung soweit reduziert, daß sich im Hinblick auf die Anzeige in der Praxis keine Schwierigkeiten ergeben. Da jedoch die Flüssigkristall-Vorrichtung 303 durch das elastisch federnde Preßteil 312b des Packungsteils 312 zusammengedrückt und dicht geschlossen gehalten wird, ohne daß ein Spalt da­ zwischen auftritt, kann die Verschiebung des Reflexionsbil­ des aufgrund des Spaltes ausgeschlossen werden. Da insbe­ sondere die Anzeigevorrichtung 303 in dieser Ausführungsform hauptsächlich aus Kunststoff-Folien zusammengesetzt ist, kann eine gute Gebundenheit erhalten werden.

Auf diese Weise kann mit Hilfe der Flüssigkristalleinheit ein Anzeigebild hoher Qualität ohne eine Bildabweichung erhalten werden, wie es durch ein Doppelbild in dem Reflexionsbild hervorgerufen wird. Da ferner die Flüssigkristalleinheit die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung 303 und die Fresnel-Linse 302 aufweist, welche durch das Packungsteil 312 zu einer Einheit inte­ griert sind, kann sie als eine extrem dünne Ausführung her­ gestellt werden, bei welcher das Gewicht reduziert ist, eine geringere Anzahl von Bauelementen verwendet ist und somit insgesamt geringere Kosten anfallen.

Bei der Projektionsvorrichtung, bei wel­ cher der Wellenlängenbereich des auftreffenden Lichts ent­ sprechend der Wellenlängenabhängigkeit der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallzelle ausgewählt wird, damit die Lichtdurchlaß-Änderung beim Ein- und Ausschalten, wo sie am größten ist, erhalten werden kann, kann der Kontrast in dem vergrößerten Projektionsbild wirk­ sam verbessert werden. Nunmehr wird im einzelnen anhand von Fig. 13 bis 17 eine derartige Projektionseinrichtung als sechste Ausführungsform beschrieben.

Um eine Informationsmenge, welche auf einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung dargestellt ist, vergrößert mit Hilfe eines Reflexions- oder Transmissions-Overhead-Projektors oder einer anderen Projektionseinrichtung zu projizieren, wird im allgemeinen eine Halogenlampe als Lichtquelle ver­ wendet. In Fig. 13 ist ein Beispiel der Wellenlängenab­ hängigkeit des Lichtdurchlässigkeitsgrades einer superge­ drehten nematischen (STN) Flüssigkristall­ anzeigevorrichtung dargestellt. Lichtundurchlässige (licht­ abgeschirmte) Spitzen werden im sichtbaren Bereich erzeugt, welcher den Ein-Aus-Signalen der Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung entspricht, welche durch Projektion als eine dichte und dünne Fläche des Bildes dargestellt werden, und visuell erkannt werden können. Das heißt, der Durchlässig­ keitsgrad ist nahe bei 600 nm niedriger, um das Licht abzu­ schirmen, wenn ein Einschaltsignal angelegt wird, während das Licht bei Anlegen eines Aus-Signals durchgelassen wird.

Da jedoch die Durchlässigkeits-Abschirmcharakteristik der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des STN-Typs eine Wel­ lenlängenabhängigkeit hat, gibt es einen Wellenlängenbereich, in welchem der Lichtdurchlässigkeitsgrad größer wird, selbst wenn das Einschaltsignal eingegeben wird. Anhand von Fig. 13 ergibt sich folgende Kennlinie: Ein - nichtdurchlässig (lichtabschirmend) und Aus - durchlässig bei der zweiten Spitze nahe bei 600 nm. Der Durchlässigkeitsgrad wird im ein­ geschalteten Zustand bei dem ersten Maximum nahe 400 nm grö­ ßer und bei dem dritten Maximum länger als 700 nm, und die Durchlässigkeits-Abschirm-Charakteristik ist fast umgekehrt, nämlich EIN → durchlässig und AUS → nichtdurchlässig.

Wenn im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen das Licht beispielsweise die Wellenlängen für alle d. h. die ersten, zweiten und dritten Maxima einschließt, und wenn Licht von einer Halogenlampe mit einer Wellenlängenver­ teilung, wie sie in Fig. 14 dargestellt ist, abgegeben wird, werden unerwünschte Wirkungen der ersten und der dritten Maxima erzeugt. Das heißt, bei dem Einschaltzu­ stand wird, während das Licht bei dem zweiten Maxima abge­ schirmt wird, um ein vorherbestimmtes Bild anzuzeigen, das Licht der ersten und dritten Maxima durchgelassen, wodurch der Kontrast und die Güte des projizierten Bildes reduziert werden. Da ferner das Licht nahe den ersten und dritten Ma­ xima beim Aus-Zustand nicht vollständig abgeschirmt wird, wird der Kontrast wieder erniedrigt.

Wenn im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen der Wel­ lenlängenabhängigkeit der Durchlässigkeitsgrad-Abschirm- Charakteristik einer solchen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung Beachtung geschenkt wird, wird der relative Kontrast in dieser Ausführungsform dadurch verbessert, daß im we­ sentlichen kein Licht abgegeben wird, außer dem Licht in dem Wellenlängenbereich, in welchem die Durchlaßgrad-Änderung beim Ein- und Ausschalten am größten ist (d. h. das Licht in dem Wellenlängenbereich nahe dem ersten und dem dritten Maxima in Fig. 13), aber das Licht in dem Wellenlängenbereich ab­ gegeben wird, welches dem zweiten Maxima in Fig. 13 ent­ spricht. Der zu beschneidende Wellenlängenbereich hängt von den Kenndaten der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ab, es ist wünschenswert, das Licht in einem Wellenlängenbereich zu beschneiden, welcher um 50 nm länger und um 50 nm kürzer als die Wellenlänge ist, bei welcher die Durchlaßgradänderung zwischen den Ein- und Ausschaltzuständen am größten ist.

Obwohl sich die vorstehende Erläuterung auf den Fall be­ zieht, bei welchem das Licht abgeschirmt wird, wenn das Ausgangssignal an der Flüssigkristallzelle abgeschaltet ist, ist die Situation dieselbe bei der Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung, welche die nachstehenden Kenndaten aufweist, nämlich Ausschalten → Licht abschirmen und Einschalten → lichtdurchlässig. Ein Bestrahlen mit Licht, das bezüglich der Länge so, wie vorstehend beschrieben, ausgewählt wor­ den ist, kann dadurch realisiert werden, daß unnötige Wel­ lenlängen entfernt werden. Hierzu kann als Beschneidungs­ einrichtung ein Filter oder ein Spiegel verwendet werden. Ferner kann dies auch dadurch erreicht werden, daß eine Lichtquelle mit einem schmalen Emissionswellenbereich ver­ wendet wird. In diesem Fall ist weder das Filter noch der Spiegel erforderlich und das Licht von der Lichtquelle kann mit hohem Wirkungsgrad ausgenutzt werden. Wenn beispiels­ weise im Falle einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des STN-Typs mit der in Fig. 13 dargestellten spektralen Ver­ teilungscharakteristik eine Natriumlampe als Lichtquelle verwendet wird, kann sogenanntes Lecklicht beim eingeschal­ teten Zustand im wesentlichen ausgeschlossen werden, da das Licht von der Natriumlampe bei einer Wellenlänge nahe bei 589 nm konzentriert ist. Da ferner der Emissionswirkungsgrad der Natriumlampe im Vergleich zu demjenigen einer Halogen­ lampe u. ä. vier oder fünfmal höher ist, ist der Wirkungs­ grad des verwendeten Lichts bezüglich der zugeführten Ener­ gie erheblich größer, und der Energieverbrauch kann daher merklich verringert werden, wodurch die Wärmeerzeugung bezüglich eines identischen Helligkeitspegels erheblich ge­ drückt werden kann.

Anhand von Fig. 15 wird eine Ausführungsform erläutert, bei welcher die Erfindung bei einem Overhead-Pro­ jektor verwendet ist. Das Licht wird von einer Lichtquelle 415 zu einer an einem OHP-Hauptteil 413 angebrachten Flüs­ sigkristall-Anzeigevorrichtung 411 des STN-Typs abgegeben und wird durch ein Verstärken des optischen Projektionssystems 417 des Overhead-Projektors (OHP) verstärkt; die Anzeigein­ formation, welche durch die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 411 eingegeben worden ist, wird dann durch Projektion dargestellt. Eine Lichtquelle mit einem schmalen Emissions- Wellenlängenbereich, wie eine Natriumlampe, ist als Licht­ quelle 415 verwendet.

In Fig. 16 ist eine Abwandlung der sechsten Ausführungsform mit einem Filter dargestellt, um Licht in einem vorherbe­ stimmten Wellenlängenbereich selektiv durchzulassen. Licht von einer Lichtquelle 421, wie einer Halogenlampe, wird durch ein Filter 423 gefiltert, in einer Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung 411 mit einer Bildinformation geladen, in einem optischen Vergrößerungssystem 425 vergrößert durch einen Spiegel 427 reflektiert und dann projiziert.

Anhand von Fig. 17 wird eine weitere Abwandlung der sechsten Ausführungsform beschrieben, bei welcher ein Wellenlängen- Einstellspiegel verwendet ist, um das Licht in einem vorher­ bestimmten Wellenlängenbereich selektiv zu reflektieren. Ein derartiger Spiegel ist beispielsweise als dichroitischer Spiegel bekannt. Licht von der Lichtquelle 221 tritt in die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 411 ein, wird mit der Bildinformation geladen und in dem optischen Vergrößerungs­ system 425 vergrößert; das Licht in einem vorherbestimmten Wellenlängenbereich (d. h. Licht nahe des zweiten Maximums in Fig. 13) wird selektiv durch einen Wellenlängen-Einstell­ spiegel 431 reflektiert und dann projiziert.

Durch Verwenden eines Wellenlängen-Einstellfilters, eines Spiegels u. ä., wie in Fig. 16 oder 17 dargestellt ist, kann das Licht an einer Stelle gefiltert werden, bevor es in die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eintritt oder auf dem Weg nach der Transmission durch die Flüssigkristallzelle zu dem Bildschirm.

Obwohl sich die vorstehenden Ausführungen hauptsächlich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des STN-Typs bezo­ gen haben, ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann irgendeine andere Ein­ richtung mit einer Wellenlängenabhängigkeit für den Licht­ durchlaßgrad verwendet werden. In der Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung des STN-Typs wird eine Flüssigkeitszelle zwi­ schen zwei dünnlagige Polarisationsteile eingebracht, in welchen Flüssigkristall-Moleküle zwischen den Substraten angeordnet sind, um so im wesentlichen relativ dazu hori­ zontal ausgerichtet zu sein; die Flüssigkristall-Moleküle haben eine gedrehte Struktur in Richtung der Dicke zwischen beiden Substraten, und der Verdrehungswinkel ist größer als derjenige des herkömmlichen TN-Typs (beispielsweise größer als 160°). Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise als eine Flüssigkristalleinrichtung des Super Twisted Biretrin­ gence Effect-Typs (T. J. Scheffer, et al, SID Digest 120 (1985)) bekannt.

Mit der Projektionsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung, in wel­ cher ein Polarisationsspiegel um nur das Licht mit einer vorherbestimmten Polarisationskomponente aus dem Licht aus­ zuscheiden, das von der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ausgeht, als zumindest die weitere Polarisationseinrichtung angeordnet ist, kann ein klares vergrößertes Projektions­ bild unter einer intensiven Lichtbestrahlung erzeugt werden. Nunmehr wird eine derartige Projektionsvorrichtung als siebte Ausführungsform anhand von Fig. 18 be­ schrieben. In der siebten Ausführungsform sind die Polarisationseinrichtungen Polarisationsspiegel 506 und 507, welche auf der Achse des Strahlengangs vor und nach der Flüssigkristallzelle 501 angeordnet sind. Jeder der Polarisationsspiegel 506 und 507 ist unter 45° bezüglich der zu der optischen Achse senkrechten Ebene geneigt angeordnet. Der Polarisationsspiegel 506 läßt das Licht durch, welches eine bestimmte Polarisationskomponente aufweist, läßt aber das Licht, welches die anderen Polarisationskomponenten ent­ hält, nicht durch, sondern reflektiert es. Das heißt, die Polarisationswirkung von Licht, das von der Flüssigkristall­ zelle 501 abgegeben worden ist, entspricht genau dem Fall mit der Polarisationsplatte 502. Ferner läßt der Polarisa­ tionsspiegel 507 das Licht durch, welches eine bestimmte Komponente enthält, aber läßt das Licht, welches andere Komponenten enthält, nicht durch, sondern reflektiert es. Das heißt, die Polarisationsrichtungen des von den Polari­ sationsspiegeln 506 und 507 durchgelassenen Lichts sind um 90° voneinander verschieden, wobei der Polarisationsspiegel 506 als ein Polarisationsteil fungiert, während der Polari­ sationsspiegel 507 als das optische analysierende Teil fun­ giert.

In dieser Ausführungsform wird der Polarisationsspiegel 506 für eine Polarisation vor einem Eintritt in die Flüssig­ kristallzelle 501 verwendet, während der Polarisationsspie­ gel 507 zum Analysieren des Lichts an der Austrittsseite verwendet wird. Da die Polarisationsspiegel 506 und 507 thermisch widerstandsfähig sind, weisen sie, wenn die Inten­ sität des von der Lichtquelle 504 abgegebenen Lichts größer wird, Polarisierungs- und Lichtanalysierungswirkungen auf, ohne daß es zu einer Verschlechterung in der Polarisierungs­ wirkung und einer thermischen Verformung kommt. Folglich kann das Bild durch die Flüssigkristallzelle 501 projiziert und in einem hellen Zustand bei einer intensiven Lichtbestrahlung dargestellt werden.

Wenn ein Videoprojektor versuchsweise unter Verwendung einer STN-(super gedrehten, nematischen) Flüssigkristallzelle mit einer Punktmatrix von 250 Punkten × 256 Punkte als die Flüssigkristallzelle 501 und die Polarisationsspiegel 506 und 507, in dieser Ausführungsform verwendet werden, kann durchaus ein projiziertes Bild mit einer Helligkeit erhal­ ten werden, welche zweimal so hoch ist, wie diejenige in dem herkömmlichen, projizierten Bild mit den üblichen Pola­ risationsplatten 502 und 503 .

Das an der Flüssigkristallzelle 501 abgegebene Licht ist nicht notwendigerweise polarisiert, sondern dies wird ein­ fach gefordert, damit nur Licht mit einer vorherbestimmten Polarisationsrichtung aus dem Licht, das von der Flüssig­ kristallzelle 501 abgegeben wird, analysiert wird und zu dem Polarisationsfilter 507 durchgelassen wird; somit ist der Polarisationsspiegel 506 nicht immer notwendig. Das heißt, Laserstrahlen usw. mit einem großen Strahldurchmesser kön­ nen unmittelbar auf die Flüssigkristallzelle 501 gerichtet werden.

In Fig. 20 ist eine Abwandlung der siebten Ausführungsform dargestellt. In dieser modifizierten Ausführungsform wird nur der Polarisationsspiegel 506 für eine Polarisation vor einem Eintritt in die Flüssigkristallzelle 501 verwendet; da der Polarisationsspiegel 506 thermisch widerstandsfähig ist, zeigt er die Polarisierungswirkung ohne daß es zu ei­ ner Verschlechterung in der Polarisierungswirkung und der thermischen Verformung kommt, selbst wenn die Intensität des von der Lichtquelle 504 abgegebenen Lichts größer wird. Folg­ lich kann das Bild von der Flüssigkristallzelle 501 aus in einem hellen Zustand unter einer intensiven Lichtbestrahlung projiziert und dargestellt werden.

Mit der Projektionsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung, bei wel­ cher eine Oberflächenbehandlung in einem Wärmepunkte erzeu­ genden Teil in der Polarisierungsplatte als der zweiten Po­ larisationseinrichtung angewendet ist, kann ein vergrößertes Projektionsbild mit gleichförmigem Kontrast erzeugt werden. Nunmehr wird eine derartige Projektionseinrichtung als eine achte Ausführungsform anhand von Fig. 21 be­ schrieben.

Fig. 21 zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigezelle mit einem derartigen Aufbau, daß die Polarisationsplatte 602, der Flüssigkristall 601 und die Polarisationsplat­ te 603 in dieser Reihenfolge von der Einfallsseite her ange­ ordnet sind. Eine derartige Flüssigkristall-Anzeigezelle ist auf der Glasoberfläche eines Reflexions-Overhead-Projektor angeordnet und das in der Flüssigkristallzelle 601 dargestellte Bild wird reflektiert und für eine Anzeige projiziert, wenn Licht von der Seite der Polarisationsplat­ te 602 abgegeben wird. Wenn die Polarisationsplatte 602 bei einer Bestrahlung mit Licht betrachtet wird, kann ein Wärme­ punkt in dem mittleren Teil erzeugt werden, wie durch einen kreisförmigen Bereich A in Fig. 21 dargestellt ist. Dies wird durch die Lichtenergie bei der Bestrahlung mit dem Licht hervorgerufen, welches durch die Polarisationsplatte 602 re­ flektiert wird. In dieser Ausführungsform wird eine Ober­ flächenbehandlung in einem solchen Teilbereich angewendet, in welchem der Wärmepunkt erzeugt werden kann, d. h. in dem kreisförmigen Bereich A, um dadurch eine Reflexion verhin­ dernde Schicht 604 zu bilden. Das heißt, der Teil in dem kreisförmigen Bereich A wird einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um die Intensität des Reflexionslichtes zu ver­ ringern. Eine solche Reflexion verhindernde Schicht 504 kann beispielsweise durch ein Bedampfungs- oder ein Beschichtungs­ verfahren erzeugt werden, damit die transparente, dielektri­ sche Schicht der Beziehung: nd = λ/4 genügt, wobei nd einen Brechungsindex der transparenten dielektrischen Schicht und die Wellenlänge des Bestrahlungslichtes darstellt. Eine derartige transparente, dielektrische Schicht kann aus Ma­ gnesiumfluorid hergestellt werden. Ferner kann sie als ein mehrlagiger Filmaufbau ausgebildet werden.

Da die eine Reflexion verhindernde Schicht 604 in dem Wärmepunkt- erzeugenden Teil ausgebildet wird, wird die Reflexionscha­ rakteristik in dem kreisförmigen Bereich stärker herabge­ setzt als in dem übrigen Bereich der Polarisationsplatte 604, und die Erzeugung des Wärmepunktes kann relativ hier­ zu unterdrückt werden. Im Ergebnis kann dann ein projizier­ tes Bild erhalten werden, bei welchem der Kontrast über der gesamten Bildschirmfläche gleichförmig gemacht ist.

Obwohl die eine Reflexion verhindernde Schicht 604 in dieser Aus­ führungsform als die lichtdurchlässige Oberflächenbehandlung ausgebildet ist, können verschiedene Arten einer Oberflächenbehandlung ohne irgendwelche speziellen Beschränkungen angewendet werden. Beispielsweise kann die Intensität des Reflexionslichtes dadurch verringert werden, daß eine feine Unebenheit erzeugt wird oder daß ein in Ver­ bindung mit der feinen Unebenheit geschaffener Film auf der Oberfläche in dem kreisförmigen Bereich A der Polarisations­ platte 602 schichtweise aufgebracht wird, wobei das Reflexions­ licht von dem Wärmepunkt-erzeugenden Teil partiell verteilt wird. Als ein Verfahren, um den Kontrast in dem vergrößerten Projektionsbild gleichförmig zu machen, gibt es ein Verfah­ ren, bei welchem zumindest entweder die Fresnel-Reflexions­ platte oder der reflektierende Spiegel einer reflexions­ reduzierenden Behandlung unterzogen wird, um eine entspre­ chende Verteilung des Reflexionsvermögens zu erreichen, damit das Reflexionsvermögen in dem wärmepunkt-erzeugenden Teil reduziert ist.

Eine derartige Projektionsvorrichtung wird als neunte Aus­ führungsform anhand von Fig. 22 und 23 be­ schrieben. Diese Ausführungsform wird grundsätzlich so an­ gewendet, daß eine Flüssigkristallzelle 702, wie oben beschrieben, an einer Stelle angeordnet wird, wel­ che durch einen Reflexions-Overhead-Projektor beleuchtet wird, d. h. auf einer Fresnel-Reflexionsplatte 701 und wird von einer Lichtquelle 703 über eine Linsenanordnung 704 bestrahlt. Die Platte 701 weist eine Fresnel-Linse 706 auf, welche auf einer reflektierenden Schicht 705 ausge­ bildet ist. Die Flüssigkristallzelle 702 empfängt ein Bildsignal von außen und stellt das Bild als ein Muster dar, welches einen lichtdurchlassenden Musterteil und einen lichtnichtdurchlassenden Musterteil aufweist. Wenn daher die Flüssigkristallzelle 702 von der Lichtquelle 703 aus bestrahlt wird, wird das aufgebrachte Licht in Abhängigkeit von den Bildsignalen teilweise durch den Flüssigkristall 702 durchgelassen und an der Fresnel- Platte 701 reflektiert. Das von der Platte 701 reflektierte Licht wird wieder von der Flüssigkristallzelle 702 durch­ gelassen und dann mittels des optischen Projektionssystems 708 mittels eines reflektierenden Spiegels 707 auf einem (nicht dargestellten) Bildschirm projiziert. Auf diese Weise wird ein in der Flüssigkristallzelle 702 erzeugtes Bild verstärkt dargestellt.

Das Hauptmerkmal dieser Ausführungsform beruht auf der Aus­ führung des reflektierenden Spiegels 707. Das heißt, der Spiegel 707 weist eine transparente Unterlage 709 und einen durch Bedampfung ausgebildeten, reflektierenden Al-Film 710 auf, wobei die eine Reflexion mindernde Behandlung bei dem reflektierenden Al-Film 710 angewandt wird, um eine Refle­ xionsverteilung zu schaffen, bei welcher das Reflexionsver­ mögen in dem wärmepunkt-erzeugenden Teil A verringert ist. Das heißt, der reflektierende Al-Film 710 wird in üblicher Weise in einer gleichförmigen Schichtdicke von etwa 800 bis 1000 Å ausgebildet, wie in Fig. 23(a) dargestellt ist. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform die Dicke der reflek­ tierenden Al-Schicht 710 in dem Bereich B am Umfang des lichtpunkt-erzeugenden Teils A etwa 800 bis 1000 Å gleich­ förmig ausgebildet, während die Dicke der reflektierenden Al-Schicht 710 in dem Teilbereich A geringer als 500 Å ist, so daß die Dicke in Richtung des zentralen Bereichs geringer wird, wie in Fig. 23(b) dargestellt ist. Im allge­ meinen ist daher, wenn die Dicke der reflektierenden Al- Schicht 710 größer als 500 Å ist, das Reflexionsvermögen des reflektierenden Spiegels 707 größer als 90% und die Schichtdicke reicht im allgemeinen von etwa 800 bis 1000 Å (in dem Bereich B und nicht in dem Teilbereich A).

Da andererseits das Reflexionsvermögens in dem Teilbereich A infolge des Wärmepunktes leicht höher wird, ist die Film­ dicke der Al-Schicht 710 geringer als 500 Å ausgebildet, wo­ durch das Reflexionsvermögen in dem wärmepunkt-erzeugenden Teilbereich A reduziert ist. Folglich ist das Reflexionsver­ mögen im wesentlichen insgesamt gleichförmig gemacht, wenn der gesamte reflektierende Spiegel 707 betrachtet wird, wo­ durch dann vermieden werden kann, daß nur der wärmepunkt- erzeugende Teilbereich heller wird. Folglich hat das auf dem Bildschirm projizierte Licht einen vollkommen gleich­ förmigen Kontrast.

Der Bereich, bei welchem die reflexions-mindernde Behand­ lung anzuwenden ist und die Schichtdicke der reflektierenden Al-Schicht 710 kann, wie in Fig. 23(b) dargestellt ist, ent­ sprechend der Größe des Wärmepunktes, der Intensität des Lichtes von der Lichtquelle 703 usw. entsprechend einge­ stellt werden. Obwohl die das Reflexionsvermögen mindernde Behandlung in dieser Ausführungsform bei dem reflektierenden Spiegel 707 angewendet ist, kann sie auch bei der Fresnel- Reflexionsplatte 701 oder auch bei beiden Elementen ange­ wendet werden.

Als nächstes wird anhand von Fig. 24 eine Abwandlung dieser Ausführungsform beschrieben. In dieser Abwandlung wird der Bereich des wärmepunkt-erzeugenden Teils A in dem Spiegel 707, welcher in gleichförmiger Dicke mit der reflektieren­ den Al-Schicht 710 bedeckt ist, bei einer maschenförmigen reflektierenden Al-Schicht angewandt, wodurch der Bereich als ein Bereich 710a mit niedrigem Reflexionsvermögen ge­ bildet wird, wie in Fig. 23(a) dargestellt ist. In dem Be­ reich 710a mit dem niedrigen Reflexionsvermögen ist vor­ zugsweise die Breite des Teils, welcher nicht mit der re­ flektierenden Al-Schicht bedeckt ist, in Richtung des zen­ tralen Teils vergrößert, um dadurch das Reflexionsvermögen zu verringern. Andererseits kann auch eine Behandlung ange­ wendet werden, um eine Reflexion verhindernde Schicht in einem Teil auszubilden, welcher dem wärmepunkt-erzeugenden Teilbereich in dem reflektierenden Spiegel 707 entspricht.

Das Material für die eine Reflexion verhindernde oder vermindernde Schicht kann ein transparentes, dielektrisches Material, wie Ma­ gnesium-fluorid sein, das beispielsweise aufgedampft werden kann. Die Schichtdicke-größe usw. der eine Reflexion ver­ hindernden Schicht kann in Abhängigkeit von der Lichtquelle dem optischen System usw. entsprechend eingestellt werden.

Mit der Projektionvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung, bei welcher ein bestimmter Winkel zwischen der Polarisations­ platte als der weiteren Polarisationseinrichtung und der Tragplatte der Flüssigkristallvorrichtung (z. B. des Pac­ kungsteils) vorgesehen ist, um das reflektierte Licht von jedem wärmepunkt-erzeugenden Teil der Polarisationsplatte und der Tragplatte zu reflektieren, damit das reflektierte Licht aus dem optischen System austritt, kann ein vergrö­ ßertes Projektionsbild mit gleichförmigen Kontrast erzeugt werden. Eine derartige Projektionseinrichtung wird als zehnte Ausführungsform anhand von Fig. 25 bis 27 beschrieben.

Wie in Fig. 25 dargestellt, sind eine untere Reflexions­ platte 751 und eine Flüssigkristallzelle 752 an einer Fresnel-Reflexionsplatte 750 angeordnet, und es ist ferner eine Schutzabdeckung 754 mit einer oberen Polarisations­ platte 753 angeordnet, welche mit deren unteren Fläche ver­ bunden ist. Die Flüssigkristallzelle 752 ist in satte Anla­ ge mit der Fresnel-Reflexionsplatte 750 gebracht oder mit dieser verklebt. Das Hauptmerkmal dieser Ausführungsform beruht auf der Ausbildung der Schutzabdeckung 754 mit der oberen Polarisationsplatte. Der Wärmepunkt infolge des in der Flüssigkristallzelle 752 reflektierten Lichts unter der oberen Polarisationsplatte 753 und der unteren Polarisations­ platte 751 ist klein im Vergleich zu dem an der oberen Pola­ risationsplatte 753 und deren Schutzabdeckung 754; dabei kann das meiste von dem Wärmepunkt dadurch entfernt werden, daß das Reflexionslicht an der Polarisationsplatte 753 und der Schutzabdeckung 754 beseitigt wird. Die Schutzabdeckung 754 mit der oberen Polarisationsplatte bildet einen solchen Winkel mit der Fresnel-Platte 750, daß das Reflexionslicht von dem wärmepunkt-erzeugenden Teil 760 aus dem optischen System austritt. Das heißt, das Licht, das von der Flüssig­ kristallzelle 752 durchgelassen wird, wird durch die Fresnel-Platte 750 reflektiert und, wie üblich vergrößert über die obere Polarisationsplatte 753 projiziert; jedoch wird das Reflexionslicht 760 an dem wärmepunkt-erzeugenden Teil an der oberen Polarisationsplatte 753 und der oberen Fläche der Schutzabdeckung 754 aus dem optischen System reflektiert. Die Richtung des an dem einen Wärmepunkt er­ zeugenden Teil reflektierten Lichts kann, wie in Fig. 26 dargestellt, eine ähnliche Wirkung erzeugen. Fig. 27 zeigt den Reflexionszustand von dem wärmepunkt-erzeugenden Teil in der herkömmlichen Einrichtung.

Bei der Projektionsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung, bei welcher ein monoaxial ausgerichteter Kunststoff-Film oder ein nicht-gestreckter Kunststoff-Film als Substrate verwen­ det wird, bei welcher der Verdrehungswinkel von Flüssig­ kristall-Molekülen innerhalb von 180 bis 250° eingestellt ist, ist der Winkel zwischen der Orientierungsrichtung der Flüssigkristall-Moleküle, die in Kontakt mit jedem der Sub­ strate stehen, und der Transmissions- oder Absorptionsachse der Polarisationsteile in der Nähe jedes der Substrate innerhalb von 30 bis 60° eingestellt, und ferner ist das Produkt d · n zwischen der Brechungsindex-Anisotropie n des Flüssigkristalls und der Dicke d der Flüssigkristall­ schicht so eingestellt, daß der nachstehenden Beziehung genügt ist:

-0,0023 α + 1,2 ≦ d · Δ n ≦ 0,0023 α + 1,5.

Dadurch kann verhindert werden, daß das projizierte Bild trüb bzw. verschwommen ist und irisierend eingefärbt ist. Eine der­ artige Projektionsvorrichtung wird nunmehr als elfte Aus­ führungsform anhand von Fig. 28 bis 31 beschrieben.

In Fig. 30 ist eine Schnittansicht einer in dieser Aus­ führungsform verwendeten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 801 dargestellt. Ein oberes Substrat 804 mit einer transparenten Elektrode 802 und ein Orientierungsfilm 803, welcher auf deren Innenfläche aufgebracht ist, sowie ein unteres Substrat 807 mit einer transparenten Elektrode 804 sowie ein auf dessen Innenfläche ausgebildeter Orien­ tierungsfilm 806 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Flüssigkristalle sind mit einem Materialspalt 810 zwischen den Substraten 804 und 807 dicht abgeschlossen. Die einander gegenüberliegenden transparenten Elektroden 802 und 804 sind beispielsweise so ausgebildet, daß sie eine Punktmatrix bilden. Ein oberes Polarisationsteil 813 und ein unteres Polarisationsteil 814 sind auf beiden Seiten einer solchen Flüssigkristallzelle 812 angeordnet.

Die Substrate 804 und 807 sind beispielsweise aus einer monoaxial ausgerichteten Kunststoff-Folie, wie beispiels­ weise einem monoaxial ausgerichteten Polyesterfilm herge­ stellt. Die Orientierungsfilme 803 und 806 sind üblicher­ weise aus polymeren Membranen, wie beispielsweise Polyamid, oder Polyimid hergestellt, welche durch eine Reibbehand­ lung aufgebracht werden. Als Flüssigkristall-Moleküle 809 werden solche mit einer positiven dielektrischen Anisotropie verwendet. Ein typisches Beispiel hierfür ist ein gemischter Flüssigkristall, der nematische Flüssigkristalle des p-Typs aufweist, denen chirale, nematische Flüssigkristalle oder cholestrische Flüssigkristalle beigemengt sind.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient der monoaxial ausgerichteten Kunststoff-Folie, welche bei den Substraten 804 und 807 ver­ wendet ist, sind bezüglich der Dehnungsrichtung und der Richtung senkrecht dazu unterschiedlich. Selbst wenn der Abstand zwischen den Spalten vor einem Abdichten der Flüs­ sigkristalle nicht gleichförmig sind, kann der Spaltabstand infolge der Oberflächenspannung der Flüssigkristall-Moleküle 809 nach einem Abdichten des Flüssigkristalls gleichförmig gemacht werden, indem die Nachbehandlungsbedingungen für das Dichtmaterial 808, die Flüssigkristall-Dichtbedingung oder die Extrudierbedingung für überschüssige Flüssigkristalle bei einer Flüssigkristall-Abdichtung entsprechend gesteuert werden.

Ferner hat eine solche monoaxial ausgerichtete Kunststoff- Folie eine optische Anisotropie und weist optische Achsen in der Streckrichtung und in der Richtung senkrecht dazu auf. Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen wird der Winkel zwischen dem oberen Substrat 804 und der Trans­ missions- oder Absorptionsachse des oberen Polarisations­ teils 813 innerhalb von ±3° vorzugsweise eingestellt. Auf dieselbe Weise wird vorzugsweise auch der Winkel zwi­ schen dem unteren Substrat 807 und der Transmissions- oder der Absorptionsachse des unteren Polarisationsteils 814 innerhalb von ±3° eingestellt. Der Grund hierfür liegt darin, daß, wenn der Winkel ±3° überschreitet, der Anzeige­ kontrast mitunter gemindert wird.

Die Flüssigkristallmoleküle 809 sind im wesentlichen hori­ zontal zu der Oberfläche der Substrate 804 und 807 aus­ gerichtet, und der Verdrehungswinkel α der Flüssigkristall- Moleküle 809 reicht von 180 bis 250°, vorzugsweise von 180 bis 220°.

In Fig. 31 ist der Zustand einer Flüssigkristall-Anzeige­ vorrichtung mit einer derartigen Winkelbeziehung dargestellt, welche von der Seite des unteren Polarisationsteils 814 in einem Fall gesehen worden ist, wobei die Flüssigkristallmole­ küle von oben gesehen eine linksgängige Spiralstruktur ein­ nehmen.

Der Verdrehwinkel α ist als der Winkel zwischen den Reib­ richtungen 804r und 807r für die jeweiligen Substrate 804 und 807 dargestellt. Wenn der Verdrehungswinkel α größer wird, kann Streugewebe nahe dem Schwel­ lenwertpegel gebildet werden; jedoch kann das Streugewebe dadurch beseitigt werden, daß das Verhältnis zwischen der Flüssigkristallschichtdicke d und dem Abstand p der Flüssig­ kristall-Moleküle 809 (d/p) verringert wird. Da jedoch eine Disklination hervorgerufen wird, wenn das Verhältnis von d/p unverhältnismäßig klein ist, muß das Verhältnis d/p auf einen Wert innerhalb eines solchen Bereichs eingestellt werden, bei welchem das Streugewebe und die Disklination nicht hervorgerufen werden. Im Hinblick auf die vorstehend angeführten Bedingungen ist der obere Grenzwert des Verdre­ hungswinkels α 250°. Da andererseits der Kontrast ernie­ drigt wird, wenn der Verdrehungswinkel α auf weniger als 180° verringert wird, ist der untere Grenzwert des Winkels 180°.

Ferner wird der Winkel zwischen der Orientierungsrichtung der Flüssigkristall-Moleküle, welche mit den oberen und un­ teren Substraten 804 und 807 im Kontakt stehen (die Flüs­ sigkristall-Moleküle an dem Substrat) und der Transmissions- oder der Absorptionsachse der Polarisationsteile 813 und 814 in der Nähe der Substrate 804 und 807 in einem Bereich von 30 bis 60° und vorzugsweise von 35 bis 55° eingestellt. In Fig. 31 liegt der Winkel β_L zwischen der Transmissions­ achse 814a des unteren Polarisationsteils 814 und die Orien­ tierungsrichtung der Flüssigkristall-Moleküle 809, welche mit dem oberen Substrat 804 in Kontakt stehen (d. h. die Reibrichtung 807r des oberen Substrats 804) in einem Be­ reich von 30 bis 60°. Auf dieselbe Weise wird der Winkel β_U zwischen der Transmissionsachse 813a des oberen Polarisa­ tionsteils 813 und die Orientierungsrichtung der Flüssig­ kristall-Moleküle 809, welche an dem unteren Substrat 807 anliegen (d. h. die Reibrichtung 804r des unteren Substrats 807) in einem Bereich von 30 bis 60° eingestellt. Der Kon­ trast wird größer, wenn die Winkel β_L und β_U auf diese Weise eingestellt werden.

Obwohl die Flüssigkristallmoleküle 809 eine Anisotropie in dem Brechungsindex haben, wird dies so eingestellt, daß das Produkt d · Δn zwischen der Brechungsindex-Anisotropie Δn der Flüssigkristall-Moleküle 809 bei Umgebungstemperatur und Schichtdicke d der Flüssigkristallschicht 811 der folgenden Beziehung genügen kann:

-0,0023 α + 1,2 ≦ d · Δn ≦ 0,0023 α + 1,5.

Wenn beispielsweise der Reflexions-Overhead-Projektor (OHP) verwendet wird, wie er in Fig. 28 dargestellt ist, wird, da das Substrat für die Flüssigkristallzelle 812 aus Kunst­ stoff hergestellt ist, und insbesondere die Dicke des un­ teren Substrats verringert werden kann, kein Doppelbild bei einer Reflexionsprojektion ausgebildet. Jedoch kann die Flüssigkristallzelle 812, welche ein derartiges Kunststoff- Folien-Substrat hat, in Abhängigkeit von den Orientierungsbedingungen für die Substrate 804 und 807 irisierend gefärbt werden. Eine solche iri­ sierende Einfärbung ergibt sich nicht, wenn die Flüssigkri­ stallzelle in einem Zustand ausgebildet wird, bei welchem der vorstehenden Beziehung bezüglich des Produktes (d · Δn) der Brechungsindex-Anisotropie Δn der Flüssigkristall-Mole­ küle 809 und der Flüssigkristall-Schicht d genügt wird.

Eine derartige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 801 ist dicht gepackt, wie in Fig. 29 dargestellt ist, und ist auf einer Beleuchtungsplatte 816 eines reflektierenden Over­ head-Projektors 815 angebracht, wie in Fig. 28 dargestellt ist. Wie in Fig. 29 dargestellt, ist die Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung 801 gänzlich mit einer sogenannten Packung 817 bedeckt; ein LCD-Ansteuerschaltungs-Substrat 818, das mit der Substratelektrode verbunden ist, ist eben­ falls in der Packung 817 gehaltert, und eine Fresnel-Reflexionsplatte 819 ist an der untersten Schicht angeordnet. An­ dererseits weist der Overhead-Projektor 815 die Beleuch­ tungsplatte 816 einen Projektor 821, welcher durch Arme 820 gehaltert ist, welche sich über der Beleuchtungsplatte 816 und einer (nicht dargestellten) Bestrahlungslichtquelle er­ strecken, eine Projektionslinse 822, einen reflektieren­ den Spiegel 823 usw. auf. Ferner ist auch eine Treiber- Steuereinrichtung vorgesehen, welche mit dem LCD-Ansteuer Schaltungs-Substrat 818 durch Kabel 824 verbunden ist. Eine LCD-Steuereinheit 826 erhält CRT-Signale von einem Compu­ ter 825 und liefert Steuersignale an eine Inversionsschal­ tung 828 bzw. eine Energiequellenschaltung 827.

In dieser Ausführungsform ist die Inver­ sionsschaltung 828 vorgesehen, um eine Spannung an einen keine Information anzeigenden Teil anzulegen, während an einen Information anzeigenden Teil der Flüssigkristall­ zelle 812 die Spannung nicht angelegt wird. Das heißt, mit der Umkehrschaltung 828 werden übliche Signale invertiert, welche von der LCD-Steuereinheit 826 abgegeben werden, wobei sie über ein exklusives ODER-Glied 29 laufen und sie werden dann an die Flüssigkristallzelle 812 geliefert.

Beispielsweise wird das Polarisationsteil 813 mit einem neutralen blauen oder blaugrauen Ton verwendet, während bei dem anderen Polarisationsteil 814 beispielsweise ein purpur­ roter oder blauer Ton verwendet wird. Die Transmissions- oder die Absorptionsachse eines Polarisationsteils 813 wird so angeordnet, daß sie einen Winkel von 90° mit derjenigen des anderen Polarisationsteils 814 bildet.

Mit Hilfe einer derartigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 801 kann eine Projektionsvorrichtung mit einem beinahe weißen Projektions-Hintergrund erhalten werden. Folglich bildet im Falle einer Projektion mittels des Overhead-Projektors 814 der keine Information anzeigende Teil, in welchem die Spannung angelegt worden ist, eine im wesentlichen weiße Fläche.

Obwohl die Substrate 804 und 807 der Flüssigkristallzelle 812 in dieser Ausführungsform aus monoaxial ausgerichteten Kunststoff-Filmen hergestellt sind, können sie auch aus nicht gedehnten Kunststoff-Folien hergestellt sein. In die­ sem Fall ist es nicht notwendig, den Winkel zwischen dem Substrat und der Transmissionsachse des Polarisationsteils innerhalb von ±3° einzustellen. Es ist nur notwendig, daß zumindest eines der beiden Substrate 804 und 807 aus einer monoaxial ausgerichteten Kunststoff-Folie hergestellt ist. Die vergrößernde Projektionsvorrichtung kann entweder ein Reflexions- oder ein Transmissionstyp sein.

Claims (14)

1. Projektionvorrichtung zur Darstellung und Vergrößerung von Abbildungen

• a) mit einer Lichtquelle,
• b) mit mindestens einer von der Lichtquelle bestrahlten Flüssigkristallzelle,
• c) mit einer auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite der Flüssigkristallzelle vorgesehenen Polarisations- und Reflexionseinrichtung,
• d) mit einer weiteren Polarisations- und einer Vergrößerungseinrichtung im Strahlengang des reflektierten, die Flüssigkristallzelle verlassenden Lichtes, und
• e) mit einer Steuereinrichtung zum Anlegen einer variablen Spannung an die Flüssigkristallzelle und damit zur Änderung ihrer Lichtdurchlässigkeit,

dadurch gekennzeichnet, daß

• f) die Lichtquelle (11) nur nahezu monochromatisches Licht erzeugt, und dieses Licht in einem Wellenlängenbereich liegt, für den die Flüssigkristallzelle die größte Änderung in der Lichtdurchlässigkeit beim Anlegen eines Ein- und eines anschließenden Ausschaltsignals aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisations­ einrichtungen (111, 117) Polarisationsplatten sind, und daß die Reflexionseinrichtung eine Reflexionsplatte ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationseinrichtung auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite der Flüssigkristallzelle und die Reflexionseinrichtung als Einheit (117) ausgebildet sind und daß die weitere Polarisationseinrichtung (111) ein optischer Analysator ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (117) als dünner Metallfilm ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke zumindest einer der transparenten Substratplatten der Flüssigkristallzelle geringer als 0,5 mm ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsplatte eine Reflexions-Fresnel-Linse (302) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Flüssigkristallzelle (309) und der Reflexions- Fresnel-Linse (302) geringer als 1,5 mm ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisch federndes Andrückteil (312) vorgesehen ist, um die Flüssigkristallzelle (309) mit der Reflexions-Fresnel-Linse (302) in Kontakt zu bringen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Polarisationseinrichtung ein Polarisationsspiegel ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsplatte oberflächenbehandelt ist, um die Erzeugung eines Wärmepunktes zu verhindern, welcher durch die Lichtreflexion an der Oberfläche der Polarisationsplatte hervorgerufen wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Reflexions-Fresnel-Linse oder die Reflexionsplatte oberflächenbehandelt ist, um das Licht zu reflektieren, das von der Flüssigkristallzelle ausgeht, um die Erzeugung eines Wärmepunktes zu verhindern, welcher durch die Reflexion des Lichts an deren Oberflächen hervorgerufen wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Polarisationsplatte (753) und eine Abdeckplatte (754) zum Abdecken der weiteren Polarisationsplatte in einem Winkel relativ zu der Reflexionsplatte angeordnet sind, um die Erzeugung eines Wärmepunktes zu verhindern, welcher durch die Lichtreflexion an deren Oberflächen hervorgerufen wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel von Flüssigkristall-Molekülen in einem Bereich von 180° bis 250° eingestellt ist, daß ein Winkel zwischen der Orientierungsrichtung der Flüssigkristall-Moleküle auf jeder der transparenten Tragplatten, die aus Kunststoffolien hergestellt sind, und der Transmissions- oder der Absorptionsachse der Polarisationseinrichtung nahe jeder der transparenten Tragplatten in einem Bereich von 30 bis 60° eingestellt ist, daß das Produkt (d · Δn) zwischen der Brechungsindex-Anisotropie Δn des Flüssigkristalls bei der Umgebungstemperatur und der Dicke d der Flüssigkristallschicht so eingestellt ist, daß sie der nachstehenden Beziehung genügt: -0,0023 α + 1,2 ≦ d · Δn ≦ 0,0023 α + 1,5,daß eine der Polarisierungseinrichtungen so angeordnet ist, daß die Transmissions- oder die Absorptionsachse einen Winkel von 30° bezüglich der Achse der anderen Polarisationseinrichtung bildet, und daß eine Umkehrschaltung mit der Flüssigkristallzelle verbunden ist, um keine Spannung an den Informationsanzeigeteil der Flüssigkristallzelle, und um eine Spannung an einen keine Information anzeigenden Teil anzulegen.