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JPH1164852A - 投射型液晶表示装置 - Google Patents

投射型液晶表示装置

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Publication number
JPH1164852A
JPH1164852A JP9225267A JP22526797A JPH1164852A JP H1164852 A JPH1164852 A JP H1164852A JP 9225267 A JP9225267 A JP 9225267A JP 22526797 A JP22526797 A JP 22526797A JP H1164852 A JPH1164852 A JP H1164852A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
display device
degrees
projection type
Prior art date
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Pending
Application number
JP9225267A
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English (en)
Inventor
Osamu Ito
理 伊東
Shoichi Hirota
昇一 廣田
Masaya Adachi
昌哉 足立
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to TW087112261A priority patent/TW518443B/zh
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Priority to US09/136,309 priority patent/US5973759A/en
Priority to EP98115833A priority patent/EP0898196A3/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高コントラスト比の投射型液晶表示装置の提供
にある。 【解決手段】液晶表示素子と、その駆動装置と偏光手段
を有する光学系と、光源を備え、前記液晶表示素子（２
５，２６，２７）は、反射電極に接続されたアクティブ
素子を備え、画素に印加される駆動電圧は画素列毎に極
性が異なり、液晶層は電極間の電界方向と７５〜１０５
度に配向されており、液晶表示素子と偏光手段（２１，
２２，２３）との間に旋光子（３１，３２，３３）を有
する投射型液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、高コントラストの投射型液晶表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電界複屈折効果を利用して表示を行う投
射型液晶表示装置（ＥＣＢ方式液晶プロジェクタ）は、
低駆動電圧でアクティブマトリクス駆動が可能なため、
画素数の増大と基板サイズの低減とが容易であると云う
特徴を有する。
【０００３】ＥＣＢ方式液晶プロジェクタを構成する液
晶表示素子，偏光ビームスプリッタおよびダイクロミッ
クプリズムは、該液晶プロジェクタを小型軽量化するた
め、これらの四辺が平行になる様に配置される。
【０００４】ＥＣＢ方式液晶プロジェクタでは、光は偏
光となって液晶表示素子と光学系を通過するが、偏光ビ
ームスプリッタは振動方向が四辺に平行な２つの直線偏
光のうちの１方を透過し、他方を反射する。液晶の配向
方向を偏光ビームスプリッタの四辺と４５度に設定すれ
ば、偏光ビームスプリッタに入射する光を前記２つの直
線偏光の間で変調できるため、高いコントラスト比が得
られる。この時、液晶の配向方向は液晶表示素子の画素
の並び方向に対して４５度を成す。
【０００５】ＥＣＢ方式液晶プロジェクタに用いられる
液晶表示素子のサイズは対角１.４インチ程度と小型で
あるため、電極間の間隔も２μｍ以下と極めて狭い。そ
のため、画素列毎に極性の異なる駆動パルスを印加する
列毎反転駆動法で駆動を行った場合、電極間に強い電界
が生じる。
【０００６】上記電解により液晶分子は、その分子軸が
電極間電界の方向を向く様トルクを受け、電極間とその
周囲に液晶配向の乱れた部分（電極間ドメイン）が生じ
る。電極間ドメインからは光漏れが生じて、暗表示の輝
度が増大するため、コントラスト比が低下する。
【０００７】特開平８−３３４７７０号公報では、画素
を液晶表示素子の４辺に対して４５度傾けている。しか
し、この場合にも電極間ドメインは完全には無くなら
ず、１画素の１辺に電極間ドメインが生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】今後、ＥＣＢ方式液晶
プロジェクタの画素数は増大し、基板サイズは減少する
傾向にある。それに伴い電極間隔が狭くなり、電極間の
電界強度は増大して、電極間ドメインによるコントラス
ト比低下が深刻化すると思われる。
【０００９】液晶表示素子の画素構成を変えずに電極間
ドメインを低減するためには、液晶配向方向を液晶表示
素子の四辺に対して平行にしなければならない。この
時、高コントラスト比のための条件（液晶の配向方向と
偏光ビームスプリッタの四辺が４５度を成す）を満足す
るためには、偏光ビームスプリッタを液晶表示素子に対
して４５度傾けなければならない。
【００１０】４５度傾いた状態で液晶表示素子全体に光
を入射するためには、偏光ビームスプリッタをその分、
大型化しなければならない。また、光路全体が４５度傾
くため、ＥＣＢ方式液晶プロジェクタ全体も大型化す
る。
【００１１】本発明の目的は、ＥＣＢ方式液晶プロジェ
クタを小型軽量に保った上で、電極間ドメインからの光
漏れによるコントラスト比低下を防いだＥＣＢ方式液晶
プロジェクタの提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
【００１３】〔１〕 液晶表示素子と、その駆動装置と
偏光手段を有する光学系と、光源を備えた投射型液晶表
示装置において、前記液晶表示素子は、反射電極に接続
されたアクティブ素子を備え、画素に印加される駆動電
圧は画素列毎に極性が異なり、液晶層は電極間の電界方
向と７５〜１０５度の角度に配向されており、液晶表示
素子と偏光手段との間に旋光子を有することを特徴とす
る投射型液晶表示装置にある。
【００１４】〔２〕 前記液晶表示素子の四辺は、偏光
手段が作る直線偏光の振動方向に平行であり、前記旋光
子は偏光手段が作る直線偏光を、液晶表示素子の配向方
向に対して４５度に変換する前記の投射型液晶表示装置
にある。
【００１５】〔３〕 前記液晶層は、その配向方向が電
極間電界方向と９０度に配向処理されており、前記旋光
子は液晶表示素子の反射電極で反射されて偏光手段に入
射する直線偏光の振動方向を４５度回転するよう構成さ
れている前記の投射型液晶表示装置にある。
【００１６】〔４〕 前記旋光子は捩じれ構造を有する
複屈折性媒体であり、捩じれ構造の捩じれ角は４５度で
あり、偏光手段の近接面における光学的主軸方向が偏光
手段により作られる直線偏光の振動方向に平行または直
交している前記の投射型液晶表示装置にある。
【００１７】〔５〕 前記液晶表示素子と旋光子との間
に１枚以上の位相板を有し、該位相板の遅相軸は液晶層
の配向方向に直交または平行で、ｎを整数、λを光の波
長とし、液晶層に任意の電圧ＶBを印加した時に、前記
位相板と液晶層のリタデーションの合成値が入射光の主
な波長領域の０.５ｎλにおいて１０ｎｍ以内で一致す
るよう構成されている前記の投射型液晶表示装置にあ
る。
【００１８】〔６〕 入射光の主な波長λにおいて、前
記旋光子の厚さｄと波長λにおける複屈折Δｎは、ｍを
整数とすると４ｄ・Δｎ／λ＝√(４ｍ2−１)を満足す
るよう構成されている前記の投射型液晶表示装置にあ
る。
【００１９】上記の本発明は、以下の理由により、電極
間電界による液晶配向の乱れが極めて少なくなる。
【００２０】図１１は、従来の投射型液晶表示装置の異
なる極性の駆動電圧が印加された２つの反射電極４６を
含む模式断面図で、電極間ドメインの発生状況を示す図
である。
【００２１】液晶配向方向７７は、電極間電界５１の方
向に対して平行である。また、端部から離れた正常部で
は、基板平面に対して垂直な縦電界５２が生じ、電極中
央部の液晶分子５５は基板平面に対して分子軸を傾ける
様に配向を変化させる。
【００２２】これに対し、電極間では基板平面に対して
平行な電極間電界５１により、電極間の液晶分子５３の
配向方向は、基板平面に対して平行になる。また、電極
端近傍の液晶分子５４の配向は、電極間の液晶分子５３
と電極中央部の液晶分子５５との影響を受ける。電極間
の液晶分子５３と電極中央部の液晶分子５５の間の変形
は、ベンド・スプレー型の変形である。
【００２３】図１０は、従来の液晶表示素子の平面図で
あるが、液晶層の配向方向７７が電極間電界５１に対し
て４５度を成す場合である。
【００２４】二つの電極間の液晶分子５３と、電極中央
部の液晶分子５５の配向状態に着目すると、両者の間の
変形は図１１の場合と同様にベンド・スプレー型の変形
である。
【００２５】図１２は、本発明の液晶表示装置における
ドメインの発生を示す図である。液晶層の配向方向７７
（紙面に対し垂直方向）が電極間電界５１の方向に対し
て９０度を成す場合である。
【００２６】前記図１０，１１と同様に電極間の液晶分
子５３と電極中央部の液晶分子５５の配向状態に着目す
ると、本発明における両者の間の変形は図１０、１１と
は異なりツイスト型の変形である。
【００２７】このように、液晶層の配向方向を電極間電
界の方向に対して９０度に設定することにより、画素列
間の電界により生じた液晶層の配向乱れと、正常部との
間での液晶配向の変化が異なってくる。即ち、ベンド・
スプレー型の変形よりもツイスト型の変形の方が光学特
性の変化が少なく、その結果、電極間ドメインの分布範
囲を低減することができる。
【００２８】液晶層の配向方向を前記の様に設定した場
合、液晶の配向方向は従来の配向方向に比べて４５度回
転する。これに伴い、偏光ビームスプリッタに入射する
偏光の方位も４５度回転する。
【００２９】既述の様に、高コントラストを得るために
は、液晶表示素子に入射する直線偏光の振動方向を、液
晶層の配向方向に対して４５度に設定しなければならな
い。光学系の配置を従来と同様に保った上で、偏光の方
位の４５度回転を補償するために、偏光ビームスプリッ
タと液晶表示素子の間に旋光子を設置する。旋光子の旋
光角度は４５度にする。
【００３０】旋光子には光学活性を原理とする旋光子
と、捩じれ構造のウエーブガイドを原理とする旋光子が
ある。
【００３１】前者は光の入射方向によらず偏光方位の回
転方向が一定であるのに対し、後者は入射方向が逆にな
れば偏光方位の回転方向も逆転する。即ち、後者は捩じ
れ構造に沿う様にして偏光方位が回転する。いずれの旋
光子を用いた場合でも、旋光子の特性に合わせて、液晶
表示素子を設計すれば高コントラスト比の表示が得られ
る。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明を実施例に基づき具体的に
説明する。
【００３３】〔実施例 １〕本発明の投射型液晶表示装
置の構成を図１に示す。光源１０を発した自然光をダイ
クロイックミラーＲ1１５、ダイクロイックミラーＢ1１
６でＲ、Ｂ、Ｇの三色に相当する波長帯の光に分光し、
それぞれ別の光路に導く。各波長の光を偏光ビームスプ
リッタＲ２１，Ｂ２２，Ｇ２３で２つの直線偏光に分離
し、その内の一方を液晶表示素子Ｒ２５，Ｂ２６，Ｇ２
７に導く。
【００３４】液晶表示素子Ｒ，Ｂ，Ｇと偏光ビームスプ
リッタＲ，Ｂ，Ｇの間に、偏光ビームスプリッタＲ，
Ｂ，Ｇの側から順に旋光子Ｒ３１，Ｂ３２，Ｇ３３と位
相板Ｒ３５，Ｂ３６，Ｇ３７をそれぞれ設置する。
【００３５】界面反射の影響を低減するため、旋光子
Ｒ，Ｂ，Ｇと位相板Ｒ，Ｂ，Ｇは楔形ガラス２０を用い
て、その平面法線方向を光入射方向に対して傾け配置す
る。液晶表示素子Ｒ，Ｂ，Ｇで反射された光は、再び偏
光ビームスプリッタＲ，Ｂ，Ｇに入射し、２つの直線偏
光に分離する。その内の一方をダイクロイックミラーＲ
2１８，ダイクロイックミラーＢ2１７に導き、各波長光
の光路を統合する。その後、投射レンズ１３を通してス
クリーン１４に投影する。
【００３６】本発明の液晶表示素子の模式断面図を図２
に示す。シリコン基板４９の液晶層４４に近接する面上
には、ＭＯＳ（Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor）素子４
８を備えている。個々のＭＯＳ素子は反射電極４６に接
続されている。
【００３７】上側の透明基板４１は低熱膨張性のホウケ
イ酸ガラスであり、液晶層４４に近接する面上にＩＴＯ
（Ｉndium Ｔin Ｏxide）からなる共通電極４２を備え
ている。液晶層４４はホモジニアス配向であり、その層
厚さは３.５μｍ、電圧無印加時の液晶層のリタデーシ
ョン（Δｎ・ｄ）は、波長５５０ｎｍにおいて２９０ｎ
ｍである。
【００３８】液晶層４４の配向方向は、図９に示した電
極列方向８０に平行とした。この配向方向は、電極間電
界方向に対して、垂直になる。
【００３９】旋光子の構成とその作用を図３〜５に示
す。旋光子はＴＮ（Ｔwisted Ｎematic）型の液晶表示
素子であり、２つの透明基板７１，７５と、これに挟持
された液晶層（旋光子液晶層７３）で構成され、そのツ
イスト角は４５度である。この旋光子液晶層７３の透明
基板７１側の配向方向７２は、ダイクロイックプリズム
に近接する側でダイクロイックプリズムの四辺に平行で
あり、旋光子液晶層７３の透明基板７５側の配向方向７
４は、液晶表示素子の四辺と４５度となる。
【００４０】上記旋光子は、入射する光の主な波長領域
においてウエーブガイドの条件を満足する。即ち、図３
に示す様に、入射偏光（一般には楕円偏光）の楕円率を
保った上で、楕円の長軸をねじれ方向に４５度回転す
る。
【００４１】振動方向が配向方向に平行な直線偏光が入
射した場合には、図４に示す様に、出射側の配向方向７
４に振動方向が平行な直線偏光に変換する。また、振動
方向が配向方向に垂直な直線偏光が入射した場合には、
図５に示す様に、振動方向が出射側の配向方向７２に垂
直な直線偏光に変換する。
【００４２】ウエーブガイドの条件は、例えば、Ｊ．Ｐ
hys．Ｄ：Ａppl．Ｐhys．Ｖol．８，（１９７５）の１
５７５〜１５８４頁のＣ．Ｈ．ＧoochとＨ．Ａ．Ｔarry
らによる論文に記載されている。即ち、波長λの光をウ
エーブガイドにより４５度だけ旋光するためには、旋光
子液晶層７３の層厚ｄ、波長λにおける複屈折Δｎを式
〔１〕を満足する様に設定すればよい。
【００４３】
【数１】 ４ｄ・Δｎ／λ＝√(４ｍ2−１) …〔１〕 ここで、ｍは任意の整数である。
【００４４】旋光子Ｒ，Ｂ，ＧのｄとΔｎは、これらに
入射する光の波長帯の中心波長で式〔１〕を満足する様
に設定する。あるいは、入射光の波長帯中で光の強度が
最大となる波長で式〔１〕を満足する様に設定する。
【００４５】ここでは前者の方法を採り、Ｒ，Ｇ，Ｂに
相当する波長帯の光の中心波長である６５０ｎｍ、５５
０ｎｍ、４５０ｎｍで式〔１〕を満足する様に設定し
た。即ち、ｍ＝４とおき、旋光子Ｒ，Ｇ，ＢのΔｎ・ｄ
をそれぞれの波長で９０３ｎｍ、７６５ｎｍ、６２６ｎ
ｍとなる様に設定した。
【００４６】本発明の投射型液晶表示装置の表示原理
を、液晶表示素子Ｒに入射する光路を例にして以下に説
明する。
【００４７】図６に示す様に、光源を発した自然光の白
色光６１は、ダイクロイックミラーＲ1１５で分光さ
れ、Ｒの波長領域の光である赤色光６２が偏光ビームス
プリッタＲ２１に向い、Ｐ偏光６３とＳ偏光６４に分解
される。
【００４８】偏光ビームスプリッタＲ２１は、Ｐ偏光の
進路を９０度変えるが、Ｓ偏光の進路は変えない。その
ため、Ｓ偏光のみが旋光子Ｒ３１の方に向かう。Ｓ偏光
６４の振動方向は、偏光ビームスプリッタＲ２１側の旋
光子液晶層の配向方向７２に対して平行である。そのた
め、旋光子Ｒ３１を通過した偏光６５の振動方向は、該
旋光子Ｒ３１のねじれ方向に４５度回転している。従っ
て、位相板Ｒ３５に入射する偏光６５の振動方向は、位
相板Ｒ３５の遅相軸７６と４５度の角度をなす。
【００４９】位相板Ｒ３５を出射した光は、液晶表示素
子Ｒ２５に入射し、反射電極で反射されて再び位相板Ｒ
３５を通過する。明表示時には、この過程において光は
１／２波長に相当する位相差を与えられ、振動方向が９
０度回転する。暗表示時には光は実質上位相差を付与さ
れず、振動方向が保たれる。
【００５０】明表示時に位相板Ｒ３５を出射した光の偏
光状態の変換を図７に示す。明表示時に位相板Ｒ３５を
出射した光（直線偏光）の振動方向は、位相板Ｒ３５側
の旋光子液晶層の配向方向７４に対して直交している。
そのため、その振動方向は偏光子透過時には旋光子のね
じれ方向に４５度回転して、Ｐ偏光６３となって偏光ビ
ームスプリッタＲ２１に向う。
【００５１】偏光ビームスプリッタＲ２１は、Ｐ偏光６
３の進路を９０度変えてダイクロミックミラーＲ2１
８、さらには投射レンズの方向に導くため明表示が得ら
れる。
【００５２】暗表示時に、液晶表示素子Ｒを出射した光
の偏光状態の変換を図８に示す。暗表示時に位相板Ｒ３
５を出射した光（直線偏光）の振動方向は、位相板Ｒ３
５側では旋光子液晶層の配向方向７２に対して平行であ
る。そのため、その振動方向は偏光子透過時には旋光子
Ｒ３１のねじれ方向に４５度回転して、Ｓ偏光となって
偏光ビームスプリッタＲ２１に向う。
【００５３】偏光ビームスプリッタＲ２１はＳ偏光６９
の進路を変えず、ダイクロミックミラーＲ1１５の方向
に向い（ダイクロミックミラーＲ2１８には向かわない
ので）、暗表示が得られる。
【００５４】暗表示時に位相板を出射した光（直線偏
光）の振動方向が保たれ、暗表示時の輝度を低減し高い
コントラスト比を得るために、暗表示において位相板と
液晶層のリタデーションの合成値を０ｎｍにする。位相
板のリタデーションを暗表示時における液晶層のリタデ
ーションと等しく設定し、かつ、位相板の遅相軸と液晶
層の配向方向が直交する様に配置する。これをさらに具
体的に説明する。
【００５５】まず、暗表示を行うための印加電圧を１.
３Ｖと定める。この時の液晶表示素子Ｒ，Ｇ，Ｂの液晶
層のリタデーションは、電圧を印加しない時の０.７８
倍、即ち、波長５５０ｎｍにおいて２２６ｎｍである。
【００５６】位相板には、リタデーションの波長依存性
が液晶層に近いポリカーボネート製の位相板を用いる。
波長５５０ｎｍにおけるリタデーションを１とすると、
波長４５０ｎｍにおけるリタデーションは、液晶層では
１.０５３、ポリカーボネート製位相板では１.０７１で
ある。また、波長６５０ｎｍにおけるリタデーション
は、液晶層では０.９６８、ポリカーボネート製位相板
では０.９６０である。
【００５７】Ｒに相当する波長帯の光の中心波長は６５
０ｎｍであるため、位相板Ｒのリタデーションは、６５
０ｎｍで液晶表示素子Ｒの液晶層のそれと一致する様に
設定する。同様に、Ｇ，Ｂに相当する波長帯の光の中心
波長はそれぞれ５５０ｎｍ、４５０ｎｍであるため、位
相板Ｇ，Ｂのリタデーションはそれぞれ５５０ｎｍ、４
５０ｎｍで液晶表示素子Ｇ，Ｂの液晶層のそれと一致す
る様に設定する。
【００５８】以上の様にして、位相板Ｒ，Ｇ，Ｂの波長
５５０ｎｍにおけるリタデーションは、それぞれ２２８
ｎｍ、２２６ｎｍ、２２２ｎｍとなる様に設定した。
【００５９】以上の様に作成した液晶表示装置を列毎反
転駆動法で駆動した。その表示特性をスクリーン上で測
定したところ、コントラスト比は１００：１以上であ
り、明表示部の表面輝度は１８０ｃｄ／ｍ2であった。
【００６０】このように液晶層の配向方向を、電極間電
界方向に対して垂直になる様に設定し、かつ、画素列と
偏光ビームスプリッタの四辺を平行に配置し、旋光子を
用いて偏光ビームスプリッタを出射する直線偏光の振動
方向偏光を４５度回転し、液晶層の配向方向と４５度に
設定することにより、列毎反転駆動を用いてもドメイン
の発生を抑制することができ、１００：１以上のコント
ラスト比が得られた。
【００６１】なお、前記実施例では、液晶の層構造をホ
モジニアス配向としたが、これに限らず捩じれを有する
層構造にしても、偏光板に近接する側の液晶配向方向を
基準として位相板遅相軸，偏光板透過軸を決定すること
により同様の効果が得られる。
【００６２】〔実施例 ２〕実施例１の液晶表示装置に
おいて、旋光子Ｒ，Ｇ，Ｂを、ねじれ構造を有する高分
子積層フィルムに替えた。該高分子積層フィルムは、４
枚の位相板の積層体で、各位相板はいずれもポリカーボ
ネート製であり、波長５５０ｎｍにおけるΔｎ・ｄはい
ずれも２７５ｎｍである。
【００６３】４枚の位相板の遅相軸は、いずれも実施例
１の旋光子液晶層の２つの配向方向（７２、７４）の間
に位置する。４枚の位相板のうち最も液晶表示素子に近
い位相板は、その遅相軸が液晶表示素子の配向方向と
５.６度を成す様に配置した。
【００６４】同様にして、上記の液晶表示素子から２番
目、３番目、４番目のそれぞれの位相板は、これらの遅
相軸が液晶表示素子の配向方向とそれぞれ１６.９度、
２８.１度、３９.４度となるように配置した。
【００６５】これを列毎反転駆動法により駆動し、その
表示特性をスクリーン上で測定したところ、１００：１
以上のコントラスト比が得られた。
【００６６】〔実施例 ３〕実施例１の液晶表示装置に
おいて、液晶層の配向方向を変えて数種の液晶表示装置
を作製し、それらの表示特性を測定した。なお、液晶層
の配向方向を変えると同時に旋光子のツイスト角も変え
た。
【００６７】実施例１では、偏光ビームスプリッタの作
る直線偏光と、液晶表示素子の配向方向の成す角が９０
度であるため、旋光子のツイスト角を４５度とした。
【００６８】本実施例では、偏光ビームスプリッタの作
る直線偏光と、液晶表示素子の配向方向の成す角をα度
とすると、旋光子のツイスト角を（α−４５）度とし
た。即ち、偏光ビームスプリッタの作る直線偏光を、液
晶表示素子入射時にその配向方向に対して直線偏光の振
動方向が、常に４５度旋光する様にした。
【００６９】各配向方向におけるコントラスト比を図１
３に示す。横軸は電極間電界方向と配向方向の成す角で
ある。各種実画面を表示して、使用者のほとんどが、十
分な画質であると認識するためには、１００：１以上の
コントラスト比が必要であるが、電極間電界方向と配向
方向との成す角が７５〜１０５度であれば、電極間ドメ
インの影響も極めて少なく、１００：１以上のコントラ
スト比が得られる。
【００７０】〔実施例 ４〕実施例１の液晶表示装置に
おいて、位相板Ｒ，Ｇ，Ｂのリタデーションをそれぞれ
変えて数種類の液晶表示装置を作成し、それらの液晶表
示装置の表示特性を測定した。即ち、暗表示とする電圧
を印加した時の液晶層と位相板のリタデーションの合成
値を変えたものである。
【００７１】ｎを任意の整数、λを位相板と液晶層に入
射する光の主な波長とすると、位相板と液晶層のリタデ
ーションの合成値が暗表示時において０.５ｎλとなる
ならば理想的である。実施例１では、ｎ＝０として位相
板Ｒ，Ｇ，Ｂのリタデーションを決定した。
【００７２】位相板Ｒと液晶層Ｒのリタデーション合成
値の理想値（０ｎｍ）からのずれをΔＲ、位相板Ｇと液
晶層ＧのそれをΔＧ、位相板Ｂと液晶層ＢのそれをΔＢ
とすると、本実施例ではΔＲ＝ΔＧ＝ΔＢとなる様に位
相板Ｒ，Ｇ，Ｂのリタデーションを変えた。
【００７３】コントラスト比の変化を測定した結果を図
１４に示す。図の横軸は各位相板と液晶層の理想値（０
ｎｍ）からのずれである。種々の実画面を表示して、使
用者の大部分が十分な画質であると認識するためには１
００：１以上のコントラスト比が必要である。
【００７４】図１４より、理想値（０ｎｍ）からのずれ
が１０ｎｍ以下であれば１００：１以上のコントラスト
比が得られることが分かった。
【００７５】なお、本発明の実施例においては、位相
板，偏光板には有機高分子膜を用いたが、無機材料から
な位相板，偏光板を用いても同様の効果が得られる。さ
らに、アクティブ素子としてポリシリコンＴＦＴを用い
ても同様の効果を得ることできる。
【００７６】〔比較例 １〕実施例１の液晶表示装置に
おいて、旋光子Ｒ，Ｇ，Ｂを除き、液晶表示素子Ｒ，
Ｇ，Ｂの液晶層の配向方向を、電極列方向と４５度にし
た。これに伴い、位相板の遅相軸方向も液晶層の配向方
向と直交する関係を保つ様に、実施例１の配置から４５
度だけ回転させた。
【００７７】これを列毎反転駆動法で駆動し、その表示
特性をスクリーン上で測定したところ、コントラスト比
は３４：１であった。
【００７８】以上の様に、液晶層の配向方向を電極の列
方向に対して４５度にしたことにより、列毎反転駆動法
を用るとドメインが発生し、コントラスト比が低下し
た。
【００７９】〔比較例 ２〕実施例１の液晶表示装置に
おいて、旋光子Ｒ，Ｇ，Ｂを除き、液晶表示素子Ｒ，
Ｇ，Ｂの液晶層の配向方向を、電極列方向と９０度成す
様にした。これに伴い、位相板の遅相軸方向も、液晶層
の配向方向と直交する関係を保つ様に、実施例１の配置
から９０度だけ回転させた。この時の液晶層の配向方向
は電極列間の電界方向に平行になる。
【００８０】これを列毎反転駆動法で駆動し、その表示
特性をスクリーン上で測定したところ、コントラスト比
は３７：１であった。
【００８１】以上の様に、液晶層の配向方向を電極の列
方向に対して９０度にしたことによって、列毎反転駆動
法を用るとドメインが発生し、コントラスト比が低下し
た。
【００８２】〔比較例 ３〕実施例１の液晶表示装置に
おいて、旋光子Ｒ，Ｇ，Ｂを除き、液晶表示素子Ｒ，
Ｇ，Ｂと位相板Ｒ，Ｇ，Ｂを４５度回転して設置した。
さらに、この時の液晶表示素子Ｒ，Ｇ，Ｂの全画像を表
示できる様に、偏光ビームスプリッタＲ，Ｇ，Ｂとダイ
クロイックミラーＲ1、Ｒ2、Ｂ1、Ｂ2の大きさを最適化
した。
【００８３】その結果、スクリーン上の画像は４５度回
転した。また、偏光ビームスプリッタＲ，Ｇ，Ｂとダイ
クロイックミラーＲ1、Ｒ2、Ｂ1、Ｂ2は、その大きさが
１.５倍以上、重さでは３倍以上になった。
【００８４】
【発明の効果】本発明によれば、高コントラスト比の反
射型液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の構成図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の構成図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の旋光子の作用を示す図
である。
【図４】本発明の液晶表示装置の旋光子の作用を示す図
である。
【図５】本発明の液晶表示装置の旋光子の作用を示す図
である。
【図６】本発明の液晶表示装置の光の偏光状態の変化を
示す図で、光源からの光が位相板に入射するまでの過程
を示す図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の光の偏光状態の変化を
示す図で、明表示時に位相板を出た光が偏光ビームスプ
リッタを通過するまでの過程を示す図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の光の偏光状態の変化を
示す図で、暗表示時に位相板を出た光が偏光ビームスプ
リッタを通過するまでの過程を示す図である。
【図９】本発明の液晶表示装置の液晶表示素子の構成図
である。
【図１０】従来の液晶表示装置におけるドメインの発生
を示す図である。
【図１１】従来の液晶表示装置におけるドメインの発生
を示す図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置におけるドメインの発
生を示す図である。
【図１３】電極間電界方向と配向方向の成す角とコント
ラスト比の関係を示す図である。
【図１４】リタデーション合成値のずれとコントラスト
比の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…光源、１１…赤外線カットフィルタ、１２…紫外
線カットフィルタ、１３…投射レンズ、１４…スクリー
ン、１５…ダイクロイックミラーＲ1、１６…ダイクロ
イックミラーＢ1、１７…ダイクロイックミラーＢ2、１
８…ダイクロイックミラーＲ2、２０…楔形ガラス、２
１…偏光ビームスプリッタＲ、２２…偏光ビームスプリ
ッタＢ、２３…偏光ビームスプリッタＧ、２５…液晶表
示素子Ｒ、２６…液晶表示素子Ｂ、２７…液晶表示素子
Ｇ、３１…旋光子Ｒ、３２…旋光子Ｂ、３３…旋光子
Ｇ、３５…位相板Ｒ、３６…位相板Ｂ、３７…位相板
Ｇ、４１…透明基板、４２…共通電極、４３…配向膜
１、４４…液晶層、４５…配向膜２、４６…反射電極、
４７…配線層、４８…ＭＯＳ、４９…シリコン基板、５
１…電極間電界、５２…縦電界、５３…電極間の液晶分
子、５４…電極端近傍の液晶分子、５５…電極中央部の
液晶分子、６１…白色光、６２…赤色光、６３…Ｐ偏
光、６４…Ｓ偏光、６５…旋光子を通過した偏光、６６
…明表示時に位相板を通過した偏光、６７…暗表示時に
位相板を通過した偏光、７１，７５…透明基板、７２…
旋光子液晶層の透明基板７１側の配向方向、７３…旋光
子液晶層、７４…旋光子液晶層の透明基板７５側の配向
方向、７６…遅相軸、７７…液晶配向方向、８０…電極
列方向。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶表示素子と、その駆動装置と偏光手
    段を有する光学系と、光源を備えた投射型液晶表示装置
    において、 前記液晶表示素子は、反射電極に接続されたアクティブ
    素子を備え、画素に印加される駆動電圧は画素列毎に極
    性が異なり、液晶層は電極間の電界方向と７５〜１０５
    度の角度に配向されており、液晶表示素子と偏光手段と
    の間に旋光子を有することを特徴とする投射型液晶表示
    装置。
  2. 【請求項２】 前記液晶表示素子の四辺は、偏光手段が
    作る直線偏光の振動方向に平行であり、前記旋光子は偏
    光手段が作る直線偏光を、液晶表示素子の配向方向に対
    して４５度に変換する請求項１に記載の投射型液晶表示
    装置。
  3. 【請求項３】 前記液晶層は、その配向方向が電極間電
    界方向と９０度に配向処理されており、前記旋光子は液
    晶表示素子の反射電極で反射されて偏光手段に入射する
    直線偏光の振動方向を４５度回転するよう構成されてい
    る請求項１に記載の投射型液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記旋光子は捩じれ構造を有する複屈折
    性媒体であり、捩じれ構造の捩じれ角は４５度であり、
    偏光手段の近接面における光学的主軸方向が偏光手段に
    より作られる直線偏光の振動方向に平行または直交して
    いる請求項１に記載の投射型液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記液晶表示素子と旋光子との間に１枚
    以上の位相板を有し、該位相板の遅相軸は液晶層の配向
    方向に直交または平行で、ｎを整数、λを光の波長と
    し、液晶層に任意の電圧ＶBを印加した時に、前記位相
    板と液晶層のリタデーションの合成値が入射光の主な波
    長領域の０.５ｎλにおいて１０ｎｍ以内で一致するよ
    う構成されている請求項１に記載の投射型液晶表示装
    置。
  6. 【請求項６】 入射光の主な波長λにおいて、前記旋光
    子の厚さｄと波長λにおける複屈折Δｎは、ｍを整数と
    すると４ｄ・Δｎ／λ＝√(４ｍ2−１)を満足するよう
    構成されている請求項１に記載の投射型液晶表示装置。
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