JP5029064B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、高精細画像を表示する液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素が行方向及び列方向に配列させて形成され、これらの画素に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に向けて照明光を照射する面光源と、前記液晶表示素子の各行の画素に順次画像データを書込む駆動手段とにより構成されている（特許文献１参照）。
特開平５−３１３６０４号公報

前記液晶表示装置は、高精細の画像を表示するために、前記液晶表示素子の画素数を多くすることが望まれている。

しかし、前記液晶表示素子の画素数を多くするには、複数の画素を、密なピッチで多数行に形成しなければならならず、また、画素行数の増加に伴って、液晶表示素子を、端子数の多いドライバ素子により駆動しなければならなくなるため、コスト高になる。

この発明は、高精細画像の表示を実現することができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の請求項１に記載の液晶表示装置は、
光の透過を制御する複数の画素が画面の左右方向である行方向に複数配列された画素行を形成し、この画素行が、各画素行の間に行方向と直交する方向の画素幅と実質的に同じ間隔を設けて複数形成され、前記複数の画素行の間の領域に対応する遮光膜が設けられ、これらの複数の画素行の各画素に画像データに対応する動作電圧印加して、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子と、 前記液晶表示素子の観察側に配置され、前記液晶表示素子の表示画像が投影されるスクリーンと、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に向けて、予め定めた第１の方向と実質的に平行な光を含み、前記スクリーン上に前記画素行の各画像を１つの画素行に相当する間隔を設けて投影する第１の照明光と、前記第１の方向に対して、前記１つの画素行に相当する角度だけ異なる第２の方向と実質的に平行な光を含み、前記第１の照明光により前記スクリーンに投影される各画像の１つの画素行に相当する前記スクリーン上の前記間隔に前記画素行の各画像を投影する第２の照明光と、を選択的に照射する面光源と、
画像データを１画面のデータ毎に奇数行の画像データと偶数行の画像データとに分け、これらの奇数行画像データと偶数行画像データとを交互に前記液晶表示素子の複数の画素行の各画素に書込み、前記奇数行画像データの書込みに同期して前記面光源から前記第１の照明光を照射させることで、前記奇数行画像データに対応した奇数行画像を投影させ、前記偶数行画像データの書込みに同期して前記面光源から前記第２の照明光を照射させることで、前記偶数行画像データに対応した偶数行画像を投影させる駆動手段と、
を備え、
前記面光源から、前記第１の照明光と、前記第２の照明光と、を選択的に照射させる際、前記複数の画素行の間に前記遮光膜が設けられていることにより、前記スクリーンに投影された各行の前記奇数行画像と前記偶数行画像とが重ならないように設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記面光源は、前記第１の方向と実質的に平行な光からなる第１の照明光と、前記第２の方向と実質的に平行な光からなる第２の照明光とを選択的にすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１または２に記載の液晶表示装置において、前記液晶表示素子は、前記複数の画素行の間の領域に対応する遮光膜を備えていることを特徴とする。

この発明の液晶表示装置によれば、高精細画像の表示を実現することができる。

図１〜図１０はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置の側面図である。

この液晶表示装置は、図１及び図２のように、液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側に配置され、前記液晶表示素子１の表示画像が投影されるスクリーン１６と、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子１に向けて照明光を照射する面光源１７と、前記液晶表示素子１と面光源１７とを駆動する駆動手段２５とを備えている。

前記液晶表示素子１は、光の透過を制御する複数の画素１３が行方向に複数配列された画素行１４を形成し、この画素行１４が、各画素行の間に行方向と直交する方向の画素幅と実質的に同じ間隔を設けて複数形成された矩形形状の画面エリア１２を有しており、行方向に配列した複数の画素１３からなる複数の画素行１４の各画素１３に画像データに対応する動作電圧を印加され、その画像データに応じた画像を表示する。

図３は前記液晶表示素子１の画面の上下方向に沿う一部分の拡大断面図、図４は前記液晶表示素子１の画面の左右方向に沿う一部分の拡大断面図である。

この液晶表示素子１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子としたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記画面エリア１２を囲む枠状のシール材（図示せず）を介して接合された一対の透明基板２，３間の前記シール材で囲まれた領域に液晶層９が封入され、前記一対の透明基板２，３の互いに対向する内面のうち、一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板（以下、後基板という）３の内面に、行方向（画面の左右方向）及び列方向（画面の上下方向）に配列された複数の透明な画素電極４と、これらの画素電極４にそれぞれ対応する複数のＴＦＴ５とが設けられ、他方の基板、例えば観察側の基板（以下、前基板という）２の内面に、前記複数の画素電極４と対向する一枚膜状の透明な対向電極６が設けられ、前記一対の基板２，３の外面にそれぞれ偏光板１０，１１が配置されている。

前記複数の画素電極４は、前記行方向の電極幅が前記列方向の電極幅の１／３程度の縦長矩形形状に形成された透明導電膜からなっており、前記行方向に密な間隔で配列され、前記列方向に、前記列方向の電極幅と実質的に同じ間隔を設けて配列されている。

そして、前記複数のＴＦＴ５は、前記列方向に配列された複数の画素電極４，４間の領域、つまり前記複数の画素行１４，１４間に対応する領域に配置されている。

なお、図３及び図４では前記ＴＦＴ５を簡略化しているが、このＴＦＴ５は、前記後基板３の板面上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆って前記複数の画素電極４の配列領域全体に形成された透明なゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、前記ｉ型半導体膜の両側部の上にｎ型半導体膜を介して形成されたドレイン電極（入力電極）及びソース電極（出力電極）とからなっている。

また、図３及び図４では省略しているが、前記後基板３の内面には、各行のＴＦＴ５にそれぞれゲート信号を供給するための複数の走査線と、各列のＴＦＴ５にそれぞれデータ信号を供給するための複数の信号線とが設けられている。

前記複数の走査線は、前記後基板３の板面上の前記複数の画素行１４，１４間に対応する領域に、各行の複数の画素電極４の一側にそれぞれ沿わせて形成され、前記各行の複数の画素１３にそれぞれ対応するＴＦＴ５のゲート電極に接続されており、前記複数の信号線は、前記ゲート絶縁膜の上に、各列の複数の画素電極４の一側にそれぞれ沿わせて形成され、前記各列の複数の画素電極４にそれぞれ対応するＴＦＴ５のドレイン電極に接続されている。

そして、前記複数の画素電極４は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、これらの画素電極４にそれぞれ対応するＴＦＴ５のソース電極に接続されている。

一方、前記前基板２の内面には、前記後基板３に設けられた前記複数の画素電極４と前記前基板２に設けられた前記対向電極とが互いに対向する領域からなる複数の画素１３，１３間の領域、つまり、前記複数の画素行１４，１４間の領域と、各画素行１４の複数の画素１３，１３間の領域とに対応する遮光膜７が設けられている。

さらに、前記前基板２の内面には、前記複数の画素１３にそれぞれ対応させて形成された赤、緑、青の３色のカラーフィルタ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂが設けられており、その上に前記対向電極６が形成されている。

また、前記後基板３には、図１及び図２のように、その一側縁部、例えば前記列方向の一端側の縁部に、前記前基板２の外方に張出すドライバ搭載部３ａが形成されており、このドライバ搭載部３ａに、前記複数の走査線に順次ゲート信号を印加し、複数の信号線にデータ信号を印加するドライバ素子１５が搭載されている。

そして、前記複数の走査線と複数の信号線は、前記ドライバ搭載部３ａに導出されて前記ドライバ素子１５のゲート信号出力端子及びデータ信号出力端子にそれぞれ接続され、前記対向電極６は、前記シール材による基板接合部に設けられたクロス接続部（図示せず）を介して前記ドライバ素子１５の対向電極用端子に接続されている。

さらに、前記一対の基板２，３の内面にはそれぞれ、前記電極４，６を覆って配向膜（図示せず）が設けられており、前記一対の基板２，３間に封入された液晶層９の液晶分子は、前記配向膜により規定される予め定めた配向状態に配向している。

この液晶表示素子１は、前記液晶層９の液晶分子をツイスト配向させたＴＮまたはＳＴＮ型、液晶分子を基板２，３面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板２，３面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の基板２，３の外面の偏光板１０，１１は、それぞれの透過軸の向きを、良好なコントラストが得られるように設定して配置されている。

なお、この実施例の液晶表示素子１は、一対の基板２，３の内面それぞれに複数の画素１３を形成するための電極４，６を設け、これらの電極４，６間に電界を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させるものであるが、液晶表示素子は、一対の基板のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第１と第２の電極を設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。

前記スクリーン１６は、その一方の面側から投影された画像を他方の面側から観察させる透過型スクリーンであり、その一方の面を前記液晶表示素子１の観察側の面（観察側の偏光板１０の外面）に対向させて、前記液晶表示素子１の観察側の面から予め定めた距離の位置に配置されている。

また、前記面光源１７は、前記液晶表示素子１の画面エリア１２に対応する矩形形状のシート状透明部材からなり、その一方の面に、前記液晶表示素子１の画面エリア１２の上下辺と平行な方向に沿う細長形状の複数のプリズム部２０が密に並べて形成された入射面１９が形成され、他方の面に、前記入射面１９から入射した光を出射させる平坦面状の出射面２１が形成されたプリズムシート１８と、前記プリズムシート１８の入射面１９に対して、予め定めた間隙を設けて対向配置された平板状の反射板２２と、前記プリズムシート１８の前記プリズム部２０の長さ方向と直交する方向の２つの端部側、つまり下端側と上端側とにそれぞれ、前記プリズムシート１８と反射板２２との間の間隙に対向させて配置された第１と第２の発光素子２３ａ，２３ｂとにより構成されており、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に、前記プリズムシート１８の出射面２１を前記液晶表示素子１に対向させて配置されている。

なお、図１及び図２では、前記プリズムシート１８の複数のプリズム部２０を大きく誇張しているが、これらのプリズム部２０は、前記液晶表示素子１の各画素１３の行方向の電極幅と同程度またはそれよりも小さい幅に形成されている。

また、前記第１と第２の発光素子２３ａ，２３ｂは、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）からなる固体発光素子であり、前記プリズムシート１８の下端側及び上端側に、それぞれの縁部の長さ方向に並べて複数個配置されている。

この面光源１７は、前記第１の発光素子２３ａと第２の発光素子２３ｂの選択的な点灯により、前記液晶表示素子１に向けて、予め定めた第１の方向に光強度のピークを有する指向性をもった第１の照明光２４ａと、前記第１の方向に対して、前記行方向と直交する方向に予め定めた角度で傾いた第２の方向に光強度のピークを有する指向性をもった第２の照明光２４ｂとを選択的に照射する。

すなわち、この面光源１７は、前記プリズムシート１８の下端側に配置された第１の発光素子２３ａから出射し、前記プリズムシート１８と反射板２２との間の間隙に入射した光を、図２に矢線で示したように、前記反射板２２により反射して前記プリズムシート１８に、その入射面１９の複数のプリズム部２０の両側の傾斜面のうちの前記プリズムシート１８の下端側に向いた傾斜面から入射させ、前記プリズムシート１８の法線方向（プリズムシート１８の出射面２１に垂直な方向）に対する角度が小さくなる方向に偏向させた第１の照明光２４ａを、前記プリズムシート１８の出射面２１から前記液晶表示素子１に向けて照射し、前記プリズムシート１８の上端側に配置された第２の発光素子２３ｂから出射し、前記プリズムシート１８と反射板２２との間の間隙に入射した光を、図２に破矢線で示したように、前記反射板２２により反射して前記プリズムシート１８に、前記複数のプリズム部２０の他方の傾斜面、つまり前記プリズムシート１８の上端側に向いた傾斜面から入射させ、前記プリズムシート１８の法線方向に対する角度が小さくなる方向に偏向させた第２の照明光２４ｂを、前記プリズムシート１８の出射面２１から前記液晶表示素子１に向けて照射する。

図５は前記面光源１７からの第１と第２の照明光２４ａ，２４ｂの出射光図であり、図では、前記液晶表示素子１の複数の画素電極４と対向電極６及びカラーフィルタ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと偏光板１０，１１を省略している。

図５のように、前記第１の発光素子２３ａの点灯により前記プリズムシート１８の出射面２１から前記液晶表示素子１に向けて照射される第１の照明光２４ａは、前記プリズムシート１８の複数のプリズム部２０の長さ方向と平行で且つ前記プリズムシート１８の法線Ｈを含む面に対して、前記液晶表示素子１の上方向に予め定めた角度で傾いた方向の面に沿った予め定めた第１の方向Ａ１に光強度のピークを有する指向性をもった光であり、前記第２の発光素子２３ｂの点灯により前記プリズムシート１８の出射面２１から前記液晶表示素子１に向けて照射される第２の照明光２４ｂは、前記第１の方向Ａ１に対して、前記プリズム部２０の長さ方向と平行で且つ前記プリズムシート１８の法線Ｈを含む面に対して、前記液晶表示素子１の下方向に予め定めた角度で傾いた方向の面に沿った第２の方向Ａ２に光強度のピークを有する指向性をもった光である。

前記第２の方向（第２の照明光２４ｂの光強度のピーク方向）Ａ２は、前記第１の照明光のうちの前記液晶表示素子１の隣合う２つの画素行１４，１４の各画素をそれぞれ透過した２つの行の光の前記スクリーン１６上における投影領域Ｄ１，Ｄ１の間の領域Ｄ２の中心と、前記２つの画素行１４，１４の一方（この実施例では上側の画素行）の前記行方向と直交する方向の画素幅の中心とを通る方向と平行な方向である。

すなわち、前記面光源１７は、予め定めた第１の方向Ａ１に光強度のピークを有する指向性をもち、前記スクリーン１６上に前記画素行１４の各画像を１つの画素行１４に相当する間隔を設けて投影する第１の照明光２４ａと、前記第１の方向Ａ１に対して、前記１つの画素行１４に相当する角度だけ異なる第２の方向Ａ２に光強度のピークを有する指向性をもち、前記第１の照明光２４ａにより前記スクリーン１６に投影される各画像の１つの画素行１４に相当する前記スクリーン１６上の前記間隔に前記画素行１４の各画像を投影する第２の照明光２４ｂとを前記液晶表示素子１に向けて選択的に前記照射する。

なお、前記第１の方向Ａ１、つまり前記第１の照明光２４ａの強度ピーク方向は、前記プリズムシート１８の法線Ｈに対して、前記液晶表示素子１の画面の上辺方向に予め定めた角度θ１で傾いた方向であり、前記第２の方向Ａ２、つまり前記第２の照明光２４ｂの強度ピーク方向は、前記プリズムシート１８の法線Ｈに対して、前記液晶表示素子１の画面の下辺方向に予め定めた角度θ２で傾いた方向である。

そして、この実施例では、前記プリズムシート１８の複数のプリズム部２０の断面形状をそれぞれ、前記プリズムシート１８の上端側に向いた一方の傾斜面と、前記プリズムシート１８の下端側に向いた他方の傾斜面の傾斜角（プリズムシート１８の法線方向に対する角度）が等しい二等辺三角形状に形成し、前記プリズムシート１８の法線Ｈに対する前記第１の方向Ａ１、つまり前記第１の照明光２４ａの強度ピーク方向の傾き角θ１と、前記法線Ｈに対する前記第２の方向Ａ２、つまり前記第２の照明光２４ｂの強度ピーク方向の傾き角θ２とを実質的に等しくしている。

図６は前記第１と第２の照明光２４ａ，２４ｂの強度分布図であり、図において、正の角度は、前記プリズムシート１８の法線方向（０°の方向）に対して上方向（液晶表示素子１の画面の上辺方向）の角度、負の角度は、前記法線方向に対して下方向（液晶表示素子１の画面の下辺方向）の角度である。

図６のように、前記面光源１７から液晶表示素子１に向けて照射される第１と第２の照明光２４ａ，２４ｂはそれぞれ、４°〜５°以下の極く狭い角度範囲の方向に向かう光である。

すなわち、前記面光源１７は、前記液晶表示素子１に向けて、前記第１の方向Ａ１と実質的に平行な光からなる第１の照明光２４ａと、前記第２の方向Ａ２と実質的に平行な光からなる第２の照明光２４ｂとを選択的に照射する。

なお、図６に示した第１と第２の照明光２４ａ，２４ｂの強度分布は、前記プリズムシート１８の法線方向に対して２°〜３°傾いた方向に光強度のピークを有する分布であるが、前記第１と第２の照明光２４ａ，２４ｂの強度ピーク方向は、前記プリズムシート１８の複数のプリズム部２０の２つの傾斜面の傾斜角に対応する。

そのため、前記プリズムシート１８の出射面２１から前記液晶表示素子１までの距離及び前記液晶表示素子１から前記スクリーン１６までの距離と、前記液晶表示素子１の複数の画素行１４のピッチに基づいて前記複数のプリズム部２０の２つの傾斜面の傾斜角を設定することにより、前記液晶表示素子１に向けて、予め定めた第１の方向Ａ１に光強度のピークを有する指向性をもった第１の照明光２４ａと、前記第１の照明光２４ａのうちの前記液晶表示素子１の隣合う２つの画素行１４の各画素１３をそれぞれ透過した２つの行の光の前記スクリーン１６上における投影領域Ｄ１，Ｄ１間の領域Ｄ２の中心と、前記２つの画素行１４，１４の一方の前記行方向と直交する方向の画素幅の中心とを通る方向と平行な第２の方向Ａ２に光強度のピークを有する指向性をもった第２の照明光２４ｂとを照射することができる。

次に、前記液晶表示素子１と面光源１７とを駆動する駆動手段２５について説明すると、この駆動手段２５は、画像データを１画面のデータ毎に奇数行の画像データと偶数行の画像データとに分け、これらの奇数行画像データと偶数行画像データとを交互に前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の各画素１３に書込み、前記奇数行画像データの書込みに同期して前記面光源１７から前記第１と第２の照明光２４ａ，２４ｂの一方、例えば第１の照明光２４ａを照射させ、前記偶数行画像データの書込みに同期して前記面光源１７から他方の照明光、つまり第２の照明光２４ｂを照射させる。

図７は前記駆動手段２５のブロック回路図であり、この駆動手段２５は、図示しない外部回路から供給された画像データを、１画面のデータ毎に、奇数行の画像データと偶数行の画像データとに分ける画像データ処理部２６と、前記画像データ処理部２６により分けられた奇数行画像データと偶数行画像データとをそれぞれ記憶する第１メモリ２７及び第２メモリ２８と、前記第１メモリ２７に記憶された奇数行画像データと前記第２メモリ２８に記憶された奇数行画像データとを選択的に読出し、読出した画像テータを前記液晶表示素子１に搭載されたドライバ素子１５に供給するデータ出力部２９と、前記面光源１７の第１と第２の発光素子２３ａ．２３ｂを選択的に点灯させる光源駆動部３０と、前記ドライバ素子１５と画像データ処理部２６及びデータ出力部２９と光源駆動部３０とを制御する駆動制御部３１とからなっている。

この駆動手段２５は、前記外部回路から供給された画像データを、前記画像データ処理部２６により、１画面のデータ毎に奇数行の画像データと偶数行の画像データとに分けて前記第１メモリ２７と第２メモリ２８とにそれぞれ記憶させる。

そして、この駆動手段２５は、１画面を表示するための１フレームを２分割した２つの分割フレームのうちの第１の分割フレームに、前記第１メモリ２７と第２メモリ２８の一方、例えば第１メモリ２７に記憶された奇数行画像データを前記データ出力部２９により読出して前記ドライバ素子１５に供給することにより、前記奇数行画像データを前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の各画素１３に前記画像データに対応する動作電圧を印加し（奇数行画像データの書込み）、この奇数行画像データの書込みに同期して前記光源駆動部３０により前記面光源の第１の発光素子２３ａを点灯させ、前記面光源１７から前記第１の照明光２４ａを前記液晶表示素子１に向けて照射させる。

また、この駆動手段２５は、２つの分割フレームのうちの第２の分割フレームに、前記第２メモリ２８に記憶された偶数行画像データを前記データ出力部２９により読出して前記ドライバ素子１５に供給することにより、前記偶数行画像データを前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の各画素１３に前記画像データに対応する動作電圧を印加し（偶数行画像データの書込み）、この偶数行画像データの書込みに同期して前記光源駆動部３０により前記面光源の第２の発光素子２３ｂを点灯させ、前記面光源１７から前記第２の照明光２４ｂを前記液晶表示素子１に向けて照射させる。

なお、この液晶表示装置においては、前記液晶表示素子１の全ての画素行１４の各画素１３に前記奇数行画像データを書込んだ後に前記面光源１７から前記第１の照明光２４ａを一定時間照射させ、前記液晶表示素子１の全ての画素行１４の各画素１３に前記偶数行画像データを書込んだ後に前記面光源１７から前記第２の照明光２４ｂを一定時間照射させるのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶表示素子１に輝度むらの無い良好な品質の奇数行画像及び偶数行画像を表示させることができる。

この液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素１３が、複数行に、且つ各行の間に行方向と直交する方向の画素幅と実質的に同じ間隔を設けて形成され、これらの画素行１４の各画素１３に画像データが書込まれ、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側に配置され、前記液晶表示素子１の表示画像が投影されるスクリーン１６と、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子１に向けて、予め定めた第１の方向Ａ１に光強度のピークを有する指向性をもった第１の照明光２４ａと、前記第１の照明光２４ａのうちの前記液晶表示素子１の隣り合う２つの画素行１４の各画素１３をそれぞれ透過した２つの行の光の前記スクリーン１６上における投影領域Ｄ１，Ｄ１間の領域Ｄ２と前記２つの画素行１４の一方とを通る方向と平行な第２の方向Ａ２に光強度のピークを有する指向性をもった第２の照明光２４ｂとを選択的に照射する面光源１７と、画像データを１画面のデータ毎に奇数行の画像データと偶数行の画像データとに分け、これらの奇数行画像データと偶数行画像データとを交互に前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の各画素１３に書込み、前記奇数行画像データの書込みに同期して前記面光源１７から前記第１の照明光２４ａを照射させ、前記偶数行画像データの書込みに同期して前記面光源１７から前記第２の照明光２４ｂを照射させる駆動手段２５とを備えているため、前記液晶表示素子１に前記奇数行画像データに対応した奇数行画像と前記偶数行画像データに対応した偶数行画像とを交互に表示させ、これらの奇数行画像と偶数行画像を前記スクリーン１６に、交互に且つ前記奇数行画像の行間に前記偶数行画像が見えるように投影して、前記液晶表示素子１の画素行数の実質的に２倍の画素行数の画像を表示することができる。

すなわち、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の互いに間隔を設けて形成された複数の画素行１４の各画素１３に奇数行画像データを書込み、それに同期して前記面光源１７から前記第１の照明光２４ａを照射させることにより、前記液晶表示素子１に前記奇数行画像データに対応した奇数行画像を表示させ、その奇数行画像を前記スクリーン１６に投影する奇数行画像の投影表示と、前記液晶表示素子１の前記複数の画素行１４の各画素１３に偶数行画像データを書込み、それに同期して前記面光源１７から前記第２の照明光２４ｂを照射させることにより、前記液晶表示素子１に前記偶数行画像データに対応した偶数行画像を表示させ、その偶数行画像を前記スクリーン１６に投影する偶数行画像の投影表示とを交互に行ない、前記奇数行画像と偶数行画像が交互に並んで見える画像を表示する。

なお、前記スクリーン１６は透過型スクリーンであり、このスクリーン１６に投影された奇数行画像及び偶数行画像は、前記スクリーン１６の前記液晶表示素子1に対向する側とは反対側から観察される。

図８は前記液晶表示素子１の奇数行画像データ書込み時と偶数行画像データ書込時の表示を示しており、前記液晶表示素子１は、前記奇数行画像データの書込みにより、図８（ａ）のように、前記奇数行画像データに対応する奇数行画像４０ａを表示し、前記偶数行画像データの書込みにより、図８（ｂ）のように、前記偶数行画像データに対応する偶数行画像４０ｂを表示する。なお、図８（ａ），（ｂ）において、塗り潰した部分４１は、各画素行１４の間の遮光膜７に対応する黒く見える部分である。

図９は前記スクリーン１６に投影された前記奇数行画像４０ａと偶数行画像４０ｂを示しており、前記面光源１７は、前記液晶表示素子１への前記奇数行画像データの書込みに同期して前記第１の照明光２４ａを照射し、前記液晶表示素子１への前記偶数行画像データの書込みに同期して前記第２の照明光２４ｂを照射するため、前記液晶表示素子１により表示された奇数行画像４０ａは、図９（ａ）のように、前記第１の照明光２４ａのうちの前記液晶表示素子１の各画素行１４をそれぞれ透過した光の前記スクリーン１６上における投影領域Ｄ１に投影され、前記液晶表示素子１により表示された偶数行画像４０ｂは、図９（ｂ）のように、前記第２の照明光２４ｂのうちの前記液晶表示素子１の各画素行１４をそれぞれ透過した光の前記スクリーン１６上における投影領域、つまり、各行の奇数行画像４０ａの投影領域Ｄ１に対して１画素行分ずつずれた領域Ｄ２に投影される。なお、前記奇数行画像４０ａの投影時も、前記偶数行画像４０ｂの投影時も、前記スクリーン１６の前記画像の投影領域Ｄ１，Ｄ２以外の領域は黒く見えている。

そして、この液晶表示装置は、前記スクリーン１６に前記奇数行画像４０ａと偶数行画像４０ｂを交互に投影するため、表示の観察者に対して、前記奇数行画像４０ａと偶数行画像４０ｂが交互に並んで見える画像を表示することができる。

図１０は観察される画像４２を示しており、この観察画像４２は、複数の画素を、前記液晶表示素子１の画素行数の２倍の行数及び前記液晶表示素子１の各画素行のピッチの１／２の密なピッチで形成した液晶表示素子の表示画像と同等な品質の画像である。

このように、前記液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の各画素１３への奇数行画像データの書込みと、前記面光源１７からの前記第１の照明光２４ａの照射とにより、前記スクリーン１６に、前記奇数行画像データに対応した奇数行画像４０ａを、前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の間隔に対応した間隔で投影し、前記液晶表示素子１の複数の画素行１４の各画素１３への偶数行画像データの書込みと、前記面光源１７からの前記第２の照明光２４ｂの照射とにより、前記スクリーン１６に、前記奇数行画像データに対応した奇数行画像４０ａを、前記奇数行画像４０ａの投影領域Ｄ１からずらして投影するため、前記奇数行画像４０ａと偶数行画像４０ｂとが交互に並んで見える、前記液晶表示素子１の画素行数の実質的に２倍の画素行数の画像を表示することができる。

そのため、例えば画素行数が６４０行の高精細画像を表示するためには、前記液晶表示素子１の画素行数を３２０行にすればよい。

そして、前記液晶表示素子１は、複数の画素１３が、複数行に、且つ各行の間に行方向と直交する方向の画素幅と実質的に同じ間隔を設けて形成されたものであるため、この液晶表示素子１の設計及び製造は容易であり、また、前記液晶表示素子１を駆動するためのドライバ素子１５も、前記液晶表示素子１の画素行数に対応した端子数のものでよい。

したがって、この液晶表示装置によれば、高精細画像の表示を低コストに実現することができる。

また、前記液晶表示装置は、前記面光源１７から、前記第１の方向Ａ１と実質的に平行な光からなる第１の照明光２４ａと、前記第２の方向Ａ２と実質的に平行な光からなる第２の照明光２４ｂとを選択的に照射させるようにしているため、前記スクリーン１６に投影された各行の奇数行画像４０ａと偶数行画像４０ｂの縁部同士が重なって見えることは無く、したがって、高品質の高精細画像を表示することができる。

さらに、前記液晶表示装置は、前記液晶表示素子１に、前記複数の画素行１４の間の領域に対応する遮光膜７を備えさせているため、前記スクリーン１６への奇数行画像４０ａの投影時に、その奇数行画像４０ａの投影領域Ｄ１以外の領域、つまり偶数行画像４０ｂの投影領域Ｄ２を黒にし、偶数行画像４０ｂの投影時に、その偶数行画像４０ｂの投影領域Ｄ２以外の領域、つまり奇数行画像４０ａの投影領域Ｄ２を黒にすることができ、したがって、前記スクリーン１６に投影された奇数行画像４０ａ及び偶数行画像４０ｂのコントラスト低下を無くし、高コントラストの高精細画像を表示することができる。

なお、上記実施例の液晶表示装置は、透過型のスクリーン１６を備えたものであるが、前記液晶表示素子１の表示画像が投影されるスクリーンとして、前記液晶表示素子１に対向する側、つまり画像の投影側から投影画像を観察させる反射型スクリーンを備え、その反射型スクリーンを前記液晶表示素子１の観察側に、前記液晶表示素子１に対して前記行方向に斜めに傾けて配置してもよい。

また、上記実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示素子１により表示された奇数行画像４２ａと偶数行画像４２ｂとを、そのままスクリーン１６に投影するものであるが、透過型または反射型のスクリーンを前記液晶表示素子１から遠く離して配置し、前記液晶表示素子１により表示された奇数行画像４２ａと偶数行画像４２ｂとを、投影レンズにより拡大して前記スクリーンに投影するようにしてもよい。

さらに、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置する面光源は、上記実施例のものに限らず、前記液晶表示素子１に向けて、予め定めた第１の方向に光強度のピークを有する指向性をもった第１の照明光と、前記第１の照明光のうちの前記液晶表示素子の隣合う２つの画素行の各画素をそれぞれ透過した２つの行の光のスクリーン上における投影領域の間の領域と前記２つの画素行の一方とを通る方向と平行な第２の方向に光強度のピークを有する指向性をもった第２の照明光とを選択的に照射するものであれば、他の構成のものでもよい。

また、この発明は、カラーフィルタを備えない液晶表示素子を用いてカラー画像を表示するフィールドシーケンシャル液晶表示装置にも適用することができ、その場合は、液晶表示素子の互いに間隔を設けて形成された複数の画素行の各画素に、赤、緑、青の各色の単位色の奇数行画像データと、赤、緑、青の各色の単位色の偶数行画像データとを任意の順で交互に書込み、前記赤、緑、青の単位色の奇数行画像データの書込みにそれぞれ同期して同期して面光源から赤、緑、青色の第１の照明光を照射させ、前記赤、緑、青の単位色の偶数行画像データの書込みにそれぞれ同期して同期して面光源から赤、緑、青色の第２の照明光を照射させるようにすればよい。

この発明の一実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 前記液晶表示装置の側面図。 前記液晶表示装置における液晶表示素子の画面の上下方向に沿う一部分の拡大断面図。 前記液晶表示素子の画面の左右方向に沿う一部分の拡大断面図。 前記液晶表示装置における面光源からの第１と第２の照明光の出射光図。 前記第１と第２の照明光の強度分布図。 前記液晶表示装置における駆動手段のブロック回路図。 前記液晶表示素子の奇数行画像データ書込み時と偶数行画像データ書込時の表示を示す図。 スクリーンに投影された奇数行画像と偶数行画像を示す図。 観察される画像を示す図。

符号の説明

１…液晶表示素子、２，３…基板、４…画素電極、５…ＴＦＴ、６…対向電極、７…遮光膜、８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ…カラーフィルタ、９…液晶層、１０，１１…偏光板、１２…画面エリア、１３…画素、１４…画素行、１５…ドライバ素子、１６…スクリーン、１７…面光源、１８…プリズムシート、１９…入射面、２０…プリズム部、２１…出射面、２２…反射板、２３ａ，２３ｂ…発光素子、Ａ１…第１の方向、２４ａ…第１の照明光、Ａ２…第２の方向、２４ｂ…第２の照明光、２５…駆動手段、４０ａ…奇数行画像、４０ｂ…偶数行画像、４２…観察画像。

Claims (1)

1. 光の透過を制御する複数の画素が画面の左右方向である行方向に複数配列された画素行を形成し、この画素行が、各画素行の間に前記行方向と直交する方向の画素幅と実質的に同じ間隔を設けて複数形成され、前記複数の画素行の間の領域に対応する遮光膜が設けられ、これらの複数の画素行の各画素に画像データに対応する動作電圧印加して、その画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子と、
   前記液晶表示素子の観察側に配置され、前記液晶表示素子の表示画像が投影されるスクリーンと、
   前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子に向けて、予め定めた第１の方向と実質的に平行な光を含み、前記スクリーン上に前記画素行の各画像を１つの画素行に相当する間隔を設けて投影する第１の照明光と、前記第１の方向に対して、前記１つの画素行に相当する角度だけ異なる第２の方向と実質的に平行な光を含み、前記第１の照明光により前記スクリーンに投影される各画像の１つの画素行に相当する前記スクリーン上の前記間隔に前記画素行の各画像を投影する第２の照明光と、を選択的に照射する面光源と、
   画像データを１画面のデータ毎に奇数行の画像データと偶数行の画像データとに分け、これらの奇数行画像データと偶数行画像データとを交互に前記液晶表示素子の複数の画素行の各画素に書込み、前記奇数行画像データの書込みに同期して前記面光源から前記第１の照明光を照射させることで、前記奇数行画像データに対応した奇数行画像を投影させ、前記偶数行画像データの書込みに同期して前記面光源から前記第２の照明光を照射させることで、前記偶数行画像データに対応した偶数行画像を投影させる駆動手段と、
   を備え、
   前記面光源から、前記第１の照明光と、前記第２の照明光と、を選択的に照射させる際、前記複数の画素行の間に前記遮光膜が設けられていることにより、前記スクリーンに投影された各行の前記奇数行画像と前記偶数行画像とが重ならないように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。

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