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JP2013020064A - Image display device and adjustment method of the same - Google Patents

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JP2013020064A
JP2013020064A JP2011152844A JP2011152844A JP2013020064A JP 2013020064 A JP2013020064 A JP 2013020064A JP 2011152844 A JP2011152844 A JP 2011152844A JP 2011152844 A JP2011152844 A JP 2011152844A JP 2013020064 A JP2013020064 A JP 2013020064A
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Jun Koide
小出  純
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Abstract

【課題】従来に比べより低い印加電圧で液晶表示を行う液晶表示素子を用い、駆動回路を含め低コスト化を図れる画像表示装置およびその調整方法を提供する。
【解決手段】液晶分子が、電圧無印加、もしくは低電圧を印加したときに形成される液晶分子の初期配向と、最大電圧を印加したときに形成される液晶分子の最終配向と、前記最大電圧より低く、前記低電圧よりも高い中間電圧を印加したときに形成される液晶分子の中間配向に変位する液晶表示素子を備えた画像表示装置であって、前記中間配向で、液晶分子のリタデーションに対し、黒表示もしくは白表示を行うためのリタデーションを与える位相補償手段を設ける。
【選択図】図1
An image display apparatus including a driving circuit and using a liquid crystal display element that performs liquid crystal display at a lower applied voltage than that of the prior art, and a cost reduction method, and an adjustment method thereof are provided.
The liquid crystal molecules have initial alignment of liquid crystal molecules formed when no voltage is applied or a low voltage is applied, final alignment of liquid crystal molecules formed when a maximum voltage is applied, and the maximum voltage. An image display device comprising a liquid crystal display element that is displaced to an intermediate alignment of liquid crystal molecules formed when an intermediate voltage lower than the low voltage is applied, wherein the intermediate alignment is used for retardation of liquid crystal molecules. On the other hand, phase compensation means for providing retardation for displaying black or white is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は画像表示装置、例えば小型の液晶表示素子を投写対象物に拡大投影するプロジェクタに適する画像表示装置およびその調整方法に関する。   The present invention relates to an image display apparatus, for example, an image display apparatus suitable for a projector that enlarges and projects a small liquid crystal display element onto a projection object, and an adjustment method thereof.

従来より、ネマチック液晶を利用して光のスイッチングを行う液晶表示素子については、種々のものが提案され使用されている。一般的には、液晶を挟み込む対向基板のラビング方向を互いに直交するようにしたツイステッドネマチック(Twisted Nematic)液晶表示素子が使用されている。そして、対向基板のラビング方向を互いに同方向としてスプレイ配向(図9(a))を呈するようにした液晶表示素子も従来より知られている。   Conventionally, various types of liquid crystal display elements that switch light using nematic liquid crystals have been proposed and used. In general, a twisted nematic liquid crystal display element is used in which the rubbing directions of the counter substrate sandwiching the liquid crystal are orthogonal to each other. A liquid crystal display element in which the rubbing directions of the counter substrate are the same as each other and the splay alignment (FIG. 9A) is exhibited is also conventionally known.

このようなスプレイ配向を呈する液晶表示素子では、全ての液晶分子が同じ方向に液晶分子の流れ(フロー)を備えないため、液晶の応答速度が遅い。このことから、電圧を印加することによって液晶の配向状態を初期ベンド配向(図9(b))に変化させることで、全ての液晶分子が同じ方向に液晶分子の流れ(フロー)を備えるようにする。このような、応答速度を改善した“πセル”が、1983年にBosらによって発表されている。   In a liquid crystal display element exhibiting such a splay alignment, since all liquid crystal molecules do not have a flow of liquid crystal molecules in the same direction, the response speed of the liquid crystal is slow. Therefore, by applying a voltage, the liquid crystal alignment state is changed to the initial bend alignment (FIG. 9B) so that all liquid crystal molecules have the flow of liquid crystal molecules in the same direction. To do. Such a “π cell” with improved response speed was announced by Bos et al.

この“πセル”すなわちOCB型の液晶表示素子は、ネマチック液晶が注入され、応答速度がTN型液晶より非常に早く、約1〜3ミリ秒程度で変調状態に応答する。そのため表示画像を忠実に再現できるため、動画像の表示において鮮鋭性を保ったまま画像表示できる効果がある。さらに通常液晶プロジェクタはレッド、グリーン、ブルーを表示する液晶表示素子を個々に3枚使用し、変調した画像を色合成することによってフルカラーの画像を表示する構成となっている。   In this “π cell”, that is, an OCB type liquid crystal display element, nematic liquid crystal is injected, and the response speed is much faster than that of the TN type liquid crystal, and responds to the modulation state in about 1 to 3 milliseconds. Therefore, since the display image can be faithfully reproduced, there is an effect that the image can be displayed while maintaining sharpness in the display of the moving image. Further, a normal liquid crystal projector uses three liquid crystal display elements for displaying red, green, and blue, and displays a full color image by color-combining the modulated images.

しかし、OCB型の液晶表示素子を使用する場合、変調の応答速度が速いため、レッド、グリーン、ブルーの画像を時間分割して順次変調表示するフィールドシーケンシャル表示を行うことが可能となる。このことにより、単一の液晶表示素子のみでフルカラー画像を表示することができる。しかし、OCB型の液晶はノーマリーホワイト(低電圧印加状態
もしくは電圧無印加状態で白を表示するもの)での動作であって、かつ液晶を挟み込んでいる二つの対向基板界面での液晶分子がプレチルト角を有する。このため、電圧を印加しても液晶分子を基板に垂直に変位させることができずコントラストを高く出せないといった問題があった。
However, when an OCB type liquid crystal display element is used, since the response speed of modulation is fast, it is possible to perform field sequential display in which red, green, and blue images are time-divided and sequentially modulated and displayed. Thus, a full color image can be displayed with only a single liquid crystal display element. However, the OCB type liquid crystal operates in normally white (displaying white in a low voltage application state or no voltage application state), and the liquid crystal molecules at the interface between the two opposing substrates sandwiching the liquid crystal are Has a pretilt angle. For this reason, there is a problem that even if a voltage is applied, the liquid crystal molecules cannot be displaced perpendicularly to the substrate and the contrast cannot be increased.

また、OCB型の液晶表示素子は、強いファンデルワールス力が存在するために、液晶分子を基板に垂直に変位させるには、10V以上の高い電圧を印加しなくてはならない。前者のコントラストの問題に関しては、OCB型液晶表示素子に、位相補償板を配することが知られている(特許文献1)。   In addition, since the OCB type liquid crystal display element has a strong van der Waals force, a high voltage of 10 V or more must be applied to displace the liquid crystal molecules perpendicularly to the substrate. Regarding the former contrast problem, it is known to arrange a phase compensation plate in the OCB type liquid crystal display element (Patent Document 1).

特開2001−117100号公報JP 2001-117100 A

しかしながら、OCB型の液晶に位相補償板を配置することによってコントラストの向上は実現できるが、動作電圧に関して10V以上の電圧を印加しなくてはならない点に関しての改善は行われてこなかった。実使用上の問題として、10V以上の駆動電圧を印加させるためには、10V以上の高電圧動作に耐え得るトランジスタを動作させる駆動回路が必要となってくる。例えば表示画像が60HzのNTSC規格に準ずる画像の場合、高圧対応のトランジスタを用いて駆動することが可能である。   However, although an improvement in contrast can be realized by arranging a phase compensation plate in the OCB type liquid crystal, no improvement has been made in that it is necessary to apply a voltage of 10 V or more with respect to the operating voltage. As a problem in actual use, in order to apply a driving voltage of 10 V or higher, a driving circuit for operating a transistor that can withstand a high voltage operation of 10 V or higher is required. For example, when the display image conforms to the NTSC standard of 60 Hz, it can be driven using a high voltage compatible transistor.

ここで、レッド、グリーン、ブルーの画像を時間分割して順次変調表示するフィールドシーケンシャル表示を行おうとすると、60Hzの3倍である180Hz(約5.5ミリ秒程度)の画像表示が必要となる。この場合、液晶の動作自体は応答速度が約1〜3ミリ秒であるために応答できるものの、駆動回路のトランジスタが応答できない状況が生じてくる。さらにフィールドシーケンシャル表示によるカラーブレイクアップ現象(視線を移動させた場合に表示画像の色が割れて見える現象)の発生を防止するために、以下の画像表示が必要となる。   Here, when performing field sequential display in which red, green, and blue images are time-divided and sequentially modulated and displayed, an image display of 180 Hz (about 5.5 milliseconds) that is three times 60 Hz is required. . In this case, although the liquid crystal operation itself can respond because the response speed is about 1 to 3 milliseconds, a situation occurs in which the transistor of the drive circuit cannot respond. Furthermore, in order to prevent the occurrence of a color breakup phenomenon (a phenomenon in which the color of a display image appears to be broken when the line of sight is moved) due to field sequential display, the following image display is required.

即ち、一つの画像をレッド、グリーン、ブルーを2回繰り返し6回表示する場合には、180Hzの2倍である360Hz(約2.8ミリ秒程度)の画像表示が必要となる。この場合には、一般的な高圧対応のトランジスタでは応答できず、画像を表示することが困難となってしまう。また、特殊な半導体形成膜を使用することによって、高速動作であって高耐圧のトランジスタを用いて実現する方法がある。しかし、この場合には高価な半導体プロセスを使用することが必須となってしまうため、液晶表示素子自体が非常に高価なものとなってしまう。   That is, when one image is displayed twice in red, green, and blue twice, it is necessary to display an image at 360 Hz (about 2.8 milliseconds), which is twice 180 Hz. In this case, a general high-voltage compatible transistor cannot respond, and it becomes difficult to display an image. In addition, there is a method in which a high-speed operation and a high breakdown voltage transistor are used by using a special semiconductor formation film. However, in this case, since it is essential to use an expensive semiconductor process, the liquid crystal display element itself becomes very expensive.

本発明の目的は、従来に比べより低い印加電圧で液晶表示を行うことができる液晶表示素子により、駆動回路を含め低コスト化を図れる画像表示装置およびその調整方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image display device including a driving circuit and a method for adjusting the image display device that can reduce the cost by a liquid crystal display element capable of performing liquid crystal display at a lower applied voltage than in the past.

上記目的を達成するために、本発明に係わる画像表示装置の代表的な構成は、液晶分子が、電圧無印加、もしくは低電圧を印加したときに形成される液晶分子の初期配向と、最大電圧を印加したときに形成される液晶分子の最終配向と、前記最大電圧より低く、前記低電圧よりも高い中間電圧を印加したときに形成される液晶分子の中間配向に変位する液晶表示素子を備えた画像表示装置であって、前記中間配向で、前記液晶分子のリタデーションに対し、黒表示もしくは白表示を行うためのリタデーションを与える位相補償手段を設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the typical configuration of the image display device according to the present invention is that the liquid crystal molecules are initially applied with no voltage, or when a low voltage is applied, the initial alignment of the liquid crystal molecules and the maximum voltage. And a liquid crystal display element that is displaced to an intermediate alignment of liquid crystal molecules formed when an intermediate voltage lower than the maximum voltage and higher than the low voltage is applied. The image display device is characterized in that phase compensation means for providing a retardation for performing black display or white display with respect to the retardation of the liquid crystal molecules in the intermediate orientation is provided.

また、本発明に係わる画像表示装置の調整方法の代表的な構成は、液晶分子が、電圧無印加、もしくは低電圧を印加したときに形成される液晶分子の初期配向と、最大電圧を印加したときに形成される液晶分子の最終配向と、前記最大電圧より低く、前記低電圧よりも高い中間電圧を印加したときに形成される液晶分子の中間配向に変位する液晶表示素子を備えた画像表示装置の調整方法であって、前記中間配向で、前記液晶分子のリタデーションに対し、黒表示もしくは白表示を行うためのリタデーションを与えるように位相補償手段を調整する段階を有することを特徴とする。   In addition, a typical configuration of the adjustment method of the image display device according to the present invention is that the liquid crystal molecules are applied with no initial voltage or when the initial voltage of the liquid crystal molecules formed when a low voltage is applied and the maximum voltage is applied. An image display comprising a final alignment of liquid crystal molecules that are sometimes formed and a liquid crystal display element that is displaced to an intermediate alignment of liquid crystal molecules that is formed when an intermediate voltage lower than the maximum voltage and higher than the low voltage is applied. An apparatus adjustment method comprising the step of adjusting phase compensation means so as to give a retardation for performing black display or white display with respect to the retardation of the liquid crystal molecules in the intermediate alignment.

本発明によれば、従来に比べより低い印加電圧でコントラストの高い画像の表示を行うことができる画像表示装置およびその調整方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image display apparatus which can display an image with a high contrast with a lower applied voltage compared with the past, and its adjustment method can be provided.

(a)は、位相補償板を配さなかった場合のOCB型液晶表示素子の電圧印加に対する反射率特性を示す図、(b)は、位相補償板を配した場合の本発明の実施形態に係るOCB型液晶表示素子の電圧印加に対する反射率特性を示す図である。(A) is a figure which shows the reflectance characteristic with respect to the voltage application of the OCB type liquid crystal display element at the time of not providing a phase compensation board, (b) is embodiment of this invention when a phase compensation board is arranged. It is a figure which shows the reflectance characteristic with respect to the voltage application of the OCB type liquid crystal display element which concerns. (a)、(b)は本発明の実施形態におけるOCB型液晶のスプレイ配向状態、初期ベンド配向状態を説明する概略図である。(A), (b) is the schematic explaining the splay alignment state and initial bend alignment state of OCB type liquid crystal in the embodiment of the present invention. (a)、(b)は本発明の実施形態に用いる液晶表示素子の斜視図、上面図である。(A), (b) is the perspective view and top view of a liquid crystal display element which are used for embodiment of this invention. 本発明の実施形態である画像表示装置の構成斜視図である。1 is a perspective view of a configuration of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に用いる制御ドライバーのブロック構成図である。It is a block block diagram of the control driver used for embodiment of this invention. フィールドシーケンシャル表示を説明する図である。It is a figure explaining a field sequential display. 本発明の実施形態のOCB液晶の配向に関し、(a)はOCB型液晶の初期ベンド配向(初期配向)を示す図、(b)は中間ベンド配向(中間配向)を示す図である。Regarding the alignment of the OCB liquid crystal according to the embodiment of the present invention, (a) shows the initial bend alignment (initial alignment) of the OCB type liquid crystal, and (b) shows the intermediate bend alignment (intermediate alignment). 従来のOCB型液晶の配向に関し、(a)は初期ベンド配向(初期配向)を示す図、(b)は中間ベンド配向(中間配向)を示す図、(c)は垂直ベンド配向(最終配向)を示す図である。Regarding the orientation of the conventional OCB type liquid crystal, (a) is a diagram showing initial bend orientation (initial orientation), (b) is a diagram showing intermediate bend orientation (intermediate orientation), and (c) is vertical bend orientation (final orientation). FIG. 従来のOCB型液晶のスプレイ配向状態、初期ベンド配向状態を説明する概略図である。It is the schematic explaining the spray alignment state of the conventional OCB type liquid crystal, and an initial bend alignment state.

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

《第1の実施形態》
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。先ず、画像投射装置の説明をし、次にOCB型液晶の説明をする。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the image projection apparatus will be described, and then the OCB type liquid crystal will be described.

(画像投射装置)
1)全体構成
本実施形態に係る画像投写装置を図4に基づき説明する。図4は、画像投写装置を構成する主要な構成斜視図である。光源となるLEDは、赤緑青の色の三原色の相当する3個のRGB色LEDを用いており、1RはR色用LED光源、1GはG色用LED光源、1BはB色用LED光源である。RGB色それぞれのLEDから放射された光は、R色用のコリメータレンズ2R、G色用のコリメータレンズ2G、B色用のコリメータレンズ2Bによって略平行光束に変換され、クロスダイクロイックプリズム3に入射する。
(Image projection device)
1) Overall Configuration An image projection apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a main configuration perspective view of the image projection apparatus. The LEDs used as light sources are three RGB LEDs corresponding to the three primary colors of red, green and blue. 1R is an LED light source for R color, 1G is an LED light source for G color, and 1B is an LED light source for B color. is there. Light emitted from the RGB LEDs is converted into a substantially parallel light flux by the R color collimator lens 2R, the G color collimator lens 2G, and the B color collimator lens 2B, and enters the cross dichroic prism 3. .

3のクロスダイクロイックプリズムは、G色光に関しては透過する特性を有しており、R色とB色に関しては、クロス状に配されたダイクロイック膜によって反射する特性を有している。そして、RGBそれぞれの光束を図中右奥側に導光するように、RGBの3色が同じ光路を通過するように配されている。クロスダイクロイックプリズム3から出射した光は、偏光板4によって図中上下方向の偏光成分のみを通過させる。偏光板4を通過した光はリレーレンズ5によって、液晶表示素子8の有効表示領域に光を転送する。   The cross dichroic prism 3 has a characteristic of transmitting G color light, and has a characteristic of reflecting the R color and the B color by a dichroic film arranged in a cross shape. Then, the three colors of RGB are arranged so as to pass through the same optical path so as to guide the respective RGB light beams to the right back side in the figure. The light emitted from the cross dichroic prism 3 passes only the polarization component in the vertical direction in the drawing by the polarizing plate 4. The light that has passed through the polarizing plate 4 is transferred to the effective display area of the liquid crystal display element 8 by the relay lens 5.

この光路において、偏光ビームスプリッタ6によって、図中上下方向の偏光成分を反射し、液晶表示素子8が配されている方向へ光束を導く。また、位相補償板7を通過させ光の偏光方状態が液晶表示素子8の黒表示状態のリタデーションにマッチングするように補償される。液晶表示素子8に到達した光は、液晶表示パネルの表示領域に配された複数の画素の変調状態に応じて、各画素領域で位相差を与えられ反射する。   In this optical path, the polarization beam splitter 6 reflects the polarization component in the vertical direction in the figure, and guides the light flux in the direction in which the liquid crystal display element 8 is disposed. Further, the light is passed through the phase compensation plate 7 and compensated so that the polarization state of light matches the retardation of the liquid crystal display element 8 in the black display state. The light reaching the liquid crystal display element 8 is reflected with a phase difference in each pixel region according to the modulation state of a plurality of pixels arranged in the display region of the liquid crystal display panel.

2)制御ドライバー
ここで、液晶の表示される画像情報や、RGBの表示フレームの制御に関しては、制御ドライバー200が、LED光源のRGB発光色を選択し、発光色に合わせた液晶表示素子の表示画像を決定し時系列に制御している。表示の時系列制御に関しては、後に詳細に述べる。液晶表示素子8によって画像の位相差変調を受けた光は反射し、再度液晶のリタデーションを補償する位相補償板7を通過し、再度偏光ビームスプリッタ6に入射する。偏光ビームスプリッタ6に入射した光は、図中上下方向の偏光成分(S偏光)として反射され光源側へ戻り、図中左右方向の偏光成分(P偏光)は偏光分離膜を通過し、投写レンズ9側へ導かれる。
2) Control Driver Here, regarding the image information displayed on the liquid crystal and the control of the RGB display frame, the control driver 200 selects the RGB emission color of the LED light source and displays the liquid crystal display element in accordance with the emission color. The image is determined and controlled in time series. The display time series control will be described in detail later. The light subjected to the phase difference modulation of the image by the liquid crystal display element 8 is reflected, passes through the phase compensation plate 7 that compensates for the retardation of the liquid crystal again, and enters the polarization beam splitter 6 again. The light that has entered the polarization beam splitter 6 is reflected as a vertically polarized component (S-polarized light) in the figure and returns to the light source side, and the horizontally polarized component (P-polarized light) in the figure passes through the polarization separation film, and is a projection lens. Guided to the 9th side.

即ち、液晶表示素子8によって各画素に位相差変調を与えた状態が、光の画像として情報化され、位相差を与えられた部分が光画像として投写レンズ9へ転送される。投写レンズ9は、液晶表示素子8の画像表示領域面をスクリーン10に拡大共役投影を行い、スクリーン10に光画像が投影される。スクリーン10は光拡散面で構成されており、照射された光を拡散反射することによって、スクリーンを見ることで画像を視認出来るようになる。   That is, the state in which the phase difference modulation is applied to each pixel by the liquid crystal display element 8 is converted into information as a light image, and the portion provided with the phase difference is transferred to the projection lens 9 as a light image. The projection lens 9 performs an enlarged conjugate projection on the screen 10 of the image display area surface of the liquid crystal display element 8, and an optical image is projected onto the screen 10. The screen 10 is composed of a light diffusing surface. By diffusing and reflecting the irradiated light, an image can be visually recognized by looking at the screen.

3)タイミング制御とパルス幅変調
次に、図5、図6を用いて本実施形態の投写型画像表示装置が、画像を表示する動作過程を説明する。図4に示されている制御ドライバー200の構成の詳細を、図5に示している。表示しようとしている画像信号は、装置の本体または外部のPC装置またはビデオプレイヤー装置からフレームメモリー201に格納される。フレームメモリー201は、R色G色B色用の3フレームの画像情報を格納できるようになっている。一方、制御ドライバー200は制御クロック202を有しており、このクロック信号をもとにタイミングを同期させて動作している。
3) Timing Control and Pulse Width Modulation Next, an operation process in which the projection type image display apparatus according to this embodiment displays an image will be described with reference to FIGS. Details of the configuration of the control driver 200 shown in FIG. 4 are shown in FIG. An image signal to be displayed is stored in the frame memory 201 from the main body of the apparatus or an external PC apparatus or video player apparatus. The frame memory 201 can store image information of three frames for R, G, and B colors. On the other hand, the control driver 200 has a control clock 202 and operates by synchronizing the timing based on this clock signal.

制御クロック202から同期基本クロックをタイミング制御部203が受け取る。タイミング制御部203は、液晶表示素子8のドライブに関しては、フレームメモリー201からの情報転送、液晶表示素子8へ画像情報を転送するための画像出力制御部204の動作タイミング制御を行っている。一方、タイミング制御部203は、LED光源1R、1G、1Bに関して、発光をドライブするRドライバ206R、Gドライバ206G、Bドライバ206Bの動作切換えを行う切替制御部205の動作タイミング制御を行っている。   The timing control unit 203 receives a synchronous basic clock from the control clock 202. Regarding the drive of the liquid crystal display element 8, the timing control unit 203 performs information transfer from the frame memory 201 and operation timing control of the image output control unit 204 for transferring image information to the liquid crystal display element 8. On the other hand, for the LED light sources 1R, 1G, and 1B, the timing control unit 203 performs operation timing control of the switching control unit 205 that switches the operation of the R driver 206R, G driver 206G, and B driver 206B that drive light emission.

また、液晶表示素子8への電力供給を司る液晶用電源207、LED光源1R、1G、1Bへ電力供給(一定電圧でパルス幅を変調)を司るLED用電源208を備えている。   In addition, a liquid crystal power source 207 that controls power supply to the liquid crystal display element 8 and an LED power source 208 that controls power supply (pulse width is modulated with a constant voltage) to the LED light sources 1R, 1G, and 1B are provided.

4)時分割表示
上記した制御ドライバー200によって、画像の表示過程を図6を用いて説明する。液晶表示素子8に表示される画像情報は、R色用、G色用、B色用を1セットとしてサイクリックに繰り返される。このサイクリックに繰り返される液晶表示画像に同期して、R色用の画像を表示している時間は、R色用のLED光源1Rが発光点灯する。同様に、G色用の画像を表示している時間はG色用のLED光源1Gが発光点灯し、B色用の画像を表示している時間はB色用のLED光源1Bが発光点灯し、このような過程が繰り返される。スクリーン10上では、1つの画像フレームに対して、R色成分、G色成分、B色成分が時系列で表示されるものである。
4) Time-division display An image display process by the control driver 200 described above will be described with reference to FIG. The image information displayed on the liquid crystal display element 8 is cyclically repeated with one set for R color, G color, and B color. In synchronism with the cyclically repeated liquid crystal display image, the R color LED light source 1 </ b> R emits light during the time during which the R color image is displayed. Similarly, the LED light source 1G for G color emits light during the time when the image for G color is displayed, and the LED light source 1B for B color emits light during the time when the image for B color is displayed. This process is repeated. On the screen 10, the R color component, the G color component, and the B color component are displayed in time series for one image frame.

一般にフィールドシーケンシャル表示方式と呼ばれているものであって、1つの画像フレームのRGB色画像の表示時間は短ければ、画像を観察しているユーザーはRGB色の混合色を認識することとなって、カラー画像を観察するものである。現在表示するソースである画像情報データは、一般的には60Hzの画像信号が広く使用されており、60Hzの画像情報に対してRGBの色表示を180Hzで表示した場合には、通常の視認ではカラー画像を認識できるものである。   This is generally called a field sequential display method. If the display time of an RGB color image of one image frame is short, a user observing the image recognizes a mixed color of RGB colors. A color image is observed. Generally, 60 Hz image signals are widely used as the image information data that is the source to be displayed at present, and when RGB color display is displayed at 180 Hz for 60 Hz image information, A color image can be recognized.

さらにフィールドシーケンシャル表示によるカラーブレイクアップ現象(視線を移動させた場合に表示画像の色が割れて見える現象)の発生を防止するためには、一つの画像をレッド、グリーン、ブルーを2回繰り返し6回表示する方法を用いる。この場合には、360Hzの画像表示を行えば良い。   Furthermore, in order to prevent the occurrence of a color break-up phenomenon due to field sequential display (a phenomenon in which the color of the displayed image appears to be broken when the line of sight is moved), one image is repeated twice for red, green and blue. Use the method of displaying twice. In this case, 360 Hz image display may be performed.

(OCB型液晶)
次にOCB型液晶の説明をし、更に、従来のOCB型液晶の表示メカニズムについて図8に基づき説明した後に、本実施形態に係るOCB型液晶の表示メカニズムについて、図2、図7に基づき説明する。
(OCB type liquid crystal)
Next, the OCB type liquid crystal will be described, and the display mechanism of the conventional OCB type liquid crystal will be described based on FIG. 8, and then the display mechanism of the OCB type liquid crystal according to the present embodiment will be described based on FIGS. To do.

OCB型液晶表示素子は、図2(a)のスプレイ配向の他、図2(b)、図7(a)、図8(a)の初期ベンド配向、図7(b)、図8(b)の中間ベンド配向、図9(c)の垂直ベンド配向の状態が安定状態となる。OCB型液晶表示素子は、ベンド配向をベースに画像が表示されるものであり、低い電界を印加している場合である図2(b)の初期ベンド配向で白表示が行われる。そして、印加電圧を高めていくと、中間ベンド配向を経由して、垂直ベンド配向へ液晶分子が変位する。中間ベンド配向では、液晶分子は初期ベンド配向と、垂直ベンド配向の中間の状態となる。   In addition to the splay alignment of FIG. 2 (a), the OCB type liquid crystal display element has an initial bend alignment of FIGS. 2 (b), 7 (a) and 8 (a), and FIGS. 7 (b) and 8 (b). ) In the intermediate bend orientation and the vertical bend orientation in FIG. 9C are in a stable state. The OCB type liquid crystal display element displays an image based on bend alignment, and performs white display with the initial bend alignment of FIG. 2B, which is a case where a low electric field is applied. As the applied voltage is increased, the liquid crystal molecules are displaced to the vertical bend alignment via the intermediate bend alignment. In the intermediate bend alignment, the liquid crystal molecules are in an intermediate state between the initial bend alignment and the vertical bend alignment.

なお、液晶が挟み込まれた対向基板の界面での液晶分子のプレチルト角を大きく(基板と平行を0度として立ち上がる角度をプラスの角度とした場合)していくと、液晶に電圧を印加しなくとも図2(b)の初期ベンド配向を形成するようになることが知られる。即ち、初期ベンド配向に関しては、スプレイ配向から初期ベンド配向へ電圧印加によって相転移させても良いし、プレチルト角を大きくして、電圧無印加状態で初期ベンド配向状態として用いても良い。   Note that if the pretilt angle of the liquid crystal molecules at the interface of the counter substrate where the liquid crystal is sandwiched is increased (when the angle rising from 0 degrees parallel to the substrate is a positive angle), no voltage is applied to the liquid crystal. Both are known to form the initial bend orientation of FIG. That is, with respect to the initial bend alignment, the phase transition from the splay alignment to the initial bend alignment may be performed by applying a voltage, or the pretilt angle may be increased and the initial bend alignment may be used without applying a voltage.

(従来のOCB型の液晶の表示メカニズム)
1)黒表示
図8(c)に示す垂直ベンド配向(最終配向)では、液晶への最大電圧(例えば10V)を印加したとき、2つの基板の中間部で液晶分子が基板に垂直になるため、液晶に入射する光(例えばS偏光)は、偏光状態を維持して液晶および位相補償板から出射する。そして、位相補償板の後方光路に設けられる偏光ビームスプリッタ(図4の符号6でP偏光を透過)を透過しない。即ち、投影手段である投写レンズ9への光が遮光されることで、黒表示となる。
(Display mechanism of conventional OCB type liquid crystal)
1) Black display In the vertical bend alignment (final alignment) shown in FIG. 8C, when a maximum voltage (for example, 10 V) is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate at the intermediate portion between the two substrates. The light incident on the liquid crystal (for example, S-polarized light) is emitted from the liquid crystal and the phase compensation plate while maintaining the polarization state. And it does not permeate | transmit the polarizing beam splitter (P-polarized light is permeate | transmitted by the code | symbol 6 of FIG. 4) provided in the back optical path of a phase compensation plate. That is, black light is displayed by blocking the light to the projection lens 9 that is the projection means.

2)白表示
図8(a)に示す初期ベンド配向(初期配向)では、液晶に入射する光(例えばS偏光)は、液晶のリタデーションと位相補償板のリタデーションの和が、1/2波長の位相差に相当するように位相補償板が調整される。このため、P偏光となり、偏光ビームスプリッタ(P偏光を透過)を透過し、即ち、投影手段である投写レンズ9への光が存在することで白表示となる。即ち、従来は、位相補償板が白表示に関連して設けられていた。
2) White display In the initial bend alignment (initial alignment) shown in FIG. 8A, the light incident on the liquid crystal (for example, S-polarized light) has the sum of the retardation of the liquid crystal and the retardation of the phase compensation plate is ½ wavelength. The phase compensation plate is adjusted so as to correspond to the phase difference. For this reason, it becomes P-polarized light and is transmitted through the polarization beam splitter (transmitting P-polarized light), that is, white light is displayed by the presence of light to the projection lens 9 which is the projection means. That is, conventionally, a phase compensation plate has been provided in association with white display.

3)中間調表示
図8(b)に示す中間ベンド配向(中間配向)では、垂直ベンド配向となる最大電圧よりも低い中間電圧を印加し、液晶に入射する光(例えばS偏光)は、楕円偏光として液晶および位相補償板から出射する。そして、位相補償板の後方に設けられる偏光ビームスプリッタ(P偏光を透過)により一部遮光されることで、中間調(グレイ)表示となる。即ち、従来は、中間ベンド配向によって中間階調(中間調)が表示されていた。
が中間調表示に関連して設けられていた。
3) Halftone display In the intermediate bend alignment (intermediate alignment) shown in FIG. 8B, an intermediate voltage lower than the maximum voltage for vertical bend alignment is applied, and light incident on the liquid crystal (for example, S-polarized light) is elliptical. The polarized light is emitted from the liquid crystal and the phase compensation plate. The light is partially shielded by a polarizing beam splitter (transmitting P-polarized light) provided behind the phase compensation plate, thereby providing a halftone (gray) display. That is, conventionally, halftones (halftones) have been displayed by intermediate bend alignment.
Was provided in relation to the halftone display.

(本実施形態のOCB型の液晶の表示メカニズム)
1)黒表示
図7(b)に示す中間ベンド配向で、従来より低い印加電圧(5V以下)の下、液晶に入射する光(例えばS偏光)は、液晶のリタデーションと位相補償板のリタデーションが打ち消されるように位相補償板が調整されている。このため、偏光状態を維持して液晶および位相補償板から出射する。そして、位相補償板の後方に設けられる偏光ビームスプリッタ(P偏光を透過)を透過しない。
(Display mechanism of OCB type liquid crystal of this embodiment)
1) Black display In the intermediate bend orientation shown in FIG. 7B, the light incident on the liquid crystal (for example, S-polarized light) under an applied voltage (5 V or less) lower than that of the conventional liquid crystal has retardation of the liquid crystal and retardation of the phase compensation plate. The phase compensator is adjusted so as to cancel out. For this reason, it outputs from a liquid crystal and a phase compensation plate, maintaining a polarization state. Then, it does not pass through a polarizing beam splitter (transmitting P-polarized light) provided behind the phase compensation plate.

即ち、投写レンズへの光が遮光されることで、黒表示となる。本実施形態では、位相補償板が従来のように白表示に関連して設けられるのではなく、黒表示に関連して設けられる。また、中間ベンド配向によって従来のように中間調表示されるのではなく、黒表示がされる。   That is, black light is displayed by blocking light to the projection lens. In the present embodiment, the phase compensation plate is not provided in association with white display as in the prior art, but is provided in association with black display. In addition, the intermediate bend orientation does not display halftone as in the prior art, but displays black.

2)白表示
図7(a)に示す初期ベンド配向では、液晶に入射する光(例えばS偏光)は、楕円偏光として液晶および位相補償板から出射する。そして、位相補償板の後方に設けられる偏光ビームスプリッタ(P偏光を透過)により一部の光が透過することで、白表示となる。
2) White display In the initial bend alignment shown in FIG. 7A, light (for example, S-polarized light) incident on the liquid crystal is emitted from the liquid crystal and the phase compensator as elliptically polarized light. A part of the light is transmitted by the polarizing beam splitter (transmitting the P-polarized light) provided behind the phase compensation plate, so that a white display is obtained.

3)中間調表示
中間ベンド配向となる本実施形態の黒表示の場合よりも低い印加電圧の下、液晶に入射する光(例えばS偏光)は、楕円偏光として液晶および位相補償板から出射する。そして、位相補償板の後方に設けられる偏光ビームスプリッタ6により、黒表示と白表示の中間の中間調(グレイ)表示となる。
3) Halftone display Light (for example, S-polarized light) incident on the liquid crystal under an applied voltage lower than that in the case of the black display according to the present embodiment having intermediate bend alignment is emitted from the liquid crystal and the phase compensation plate as elliptically polarized light. The polarization beam splitter 6 provided behind the phase compensation plate provides a halftone (gray) display that is intermediate between black display and white display.

(反射型液晶表示素子の機能および構成)
図2で、本実施形態の画像投射装置に用いるOCB型で動作する液晶表示素子は、反射型液晶表示素子であって、液晶回路基板801とITOガラス基板802の2つの基板によって液晶層が挟持されている。そして、液晶分子800は、図2(b)に示される初期ベンド配向で、ノーマリーホワイト(低電圧印加状態もしくは電圧無印加状態で白を表示するもの)となる。
(Function and configuration of reflective liquid crystal display element)
In FIG. 2, the OCB type liquid crystal display element used in the image projection apparatus of this embodiment is a reflective liquid crystal display element, and a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, a liquid crystal circuit substrate 801 and an ITO glass substrate 802. Has been. The liquid crystal molecules 800 are normally white (displaying white in a low voltage application state or no voltage application state) with the initial bend orientation shown in FIG. 2B.

即ち、矢印Iは光の入射を示すが、液晶表示素子に入射した光は、透明なITOガラス基板802を透過し、ベンド配向状態の液晶層を通過し、液晶回路基板801に達する。液晶回路基板801には画像を表示するための細分化された画素電極ミラーが配されており、画像情報に応じて画素の位置に対応する液晶に必要な電圧を印加している。   That is, the arrow I indicates the incidence of light, but the light incident on the liquid crystal display element passes through the transparent ITO glass substrate 802, passes through the liquid crystal layer in the bend alignment state, and reaches the liquid crystal circuit substrate 801. The liquid crystal circuit board 801 is provided with segmented pixel electrode mirrors for displaying an image, and a voltage necessary for the liquid crystal corresponding to the pixel position is applied according to image information.

液晶回路基板801に達した光は、表面に画素電極ミラーが配してある液晶回路基板801の表面で反射され、液晶層を往復し、ITOガラス基板802を再度透過して矢印Oの方向に戻ってくる。この動作によって、画像情報に応じて偏光状態が変えられた光が、、矢印Oの光として変調出力される。   The light reaching the liquid crystal circuit board 801 is reflected by the surface of the liquid crystal circuit board 801 having the pixel electrode mirror disposed on the surface, travels back and forth through the liquid crystal layer, passes through the ITO glass substrate 802 again, and is directed in the direction of the arrow O. Come back. By this operation, the light whose polarization state is changed according to the image information is modulated and output as the light indicated by the arrow O.

図3は反射型液晶表示素子の概略構成図であって、(a)は上面図、(b)は射視図である。本実施形態における液晶表示素子は、OCB型の液晶表示素子であり、初期配向としてスプレイ配向(図2(a))から初期ベンド配向(図2(b)、図7(a))へ変位し、更に中間配向として中間ベンド配向(図7(b))を形成する。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the reflective liquid crystal display element, where (a) is a top view and (b) is a perspective view. The liquid crystal display element in this embodiment is an OCB type liquid crystal display element, and is displaced from the splay alignment (FIG. 2 (a)) to the initial bend alignment (FIG. 2 (b), FIG. 7 (a)) as the initial alignment. Further, an intermediate bend orientation (FIG. 7B) is formed as an intermediate orientation.

液晶一般に言えることであるが、本実施形態のOCB型液晶でも、複屈折を有している液晶が方向を変えることによって、通過する光に位相差を与えて、白表示と黒表示を含む画像を表示する。白表示と黒表示の間の中間調表示は、黒表示の場合に対して、低い電圧値とする電圧変調、あるいは一定電圧のまま時間幅を短くするパルス幅変調を行うことで達成する。   As is generally true for liquid crystal, the OCB type liquid crystal of this embodiment also provides an image including white display and black display by giving a phase difference to light passing therethrough by changing the direction of the liquid crystal having birefringence. Is displayed. Halftone display between white display and black display is achieved by performing voltage modulation with a low voltage value or pulse width modulation for shortening the time width while maintaining a constant voltage as compared with black display.

液晶表示パネルの画像表示領域は804に示す領域であって、液晶は、液晶回路基板801と対向するITOガラス基板802に挟まれた領域に配されている。液晶層はギャップ約6μmの厚さを維持して、ビーズ等のギャップ維持材料を混入したシール材で画像表示領域外周でシーリングして維持されている。   The image display area of the liquid crystal display panel is an area indicated by reference numeral 804, and the liquid crystal is arranged in an area sandwiched between ITO glass substrates 802 facing the liquid crystal circuit substrate 801. The liquid crystal layer maintains a thickness of about 6 μm and is sealed and maintained on the outer periphery of the image display region with a sealing material mixed with a gap maintaining material such as beads.

画像表示領域804は複数のマトリックス状に配された画素によって構成されており、各画素はフレキ端子803から入力された画像信号と制御信号によって、電気的にコントロールされる。電気的にコントロールされた各画素は、画像に応じた所定電圧が印加され、対向するガラス基板はITO全面電極が配されており、ITO電極には所定一定電圧が印加されている。この状態によって、液晶回路基板801とITOガラス基板802とに挟まれた液晶には、各画素の位置で画像情報に応じた電圧が印加される。   The image display area 804 is composed of a plurality of pixels arranged in a matrix, and each pixel is electrically controlled by an image signal and a control signal input from the flexible terminal 803. A predetermined voltage corresponding to an image is applied to each electrically controlled pixel, an ITO full-surface electrode is disposed on the opposing glass substrate, and a predetermined constant voltage is applied to the ITO electrode. In this state, a voltage corresponding to image information is applied to the liquid crystal sandwiched between the liquid crystal circuit substrate 801 and the ITO glass substrate 802 at the position of each pixel.

(位相補償板)
ノーマリーホワイトとなる初期ベンド配向に対し、電圧をより印加した中間ベンド配向で黒表示できるように、液晶分子は対向する液晶回路基板801と802の中間で基板面に対して垂直となる。しかし、基板の界面では基板面に対して垂直(90度)ではない所定の角度を備える。印加電圧を大きくしていっても、基板の界面の分子は垂直にはならないため、光の往復通過によってゼロではない位相差が与えられてしまう。この与えられてしまう位相差に対して、逆の位相差を与えてキャンセルさせるための手段が、図2に示される位相補償板7となる。
(Phase compensation plate)
The liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate surface between the liquid crystal circuit substrates 801 and 802 facing each other so that black can be displayed with the intermediate bend alignment to which a voltage is further applied with respect to the initial bend alignment which is normally white. However, the substrate interface has a predetermined angle that is not perpendicular (90 degrees) to the substrate surface. Even if the applied voltage is increased, the molecules at the interface of the substrate do not become vertical, and a non-zero phase difference is given by the reciprocating light. A means for canceling the phase difference that has been given by giving the opposite phase difference is the phase compensation plate 7 shown in FIG.

この位相補償板7を配さない場合の液晶表示素子の電圧印加に対する反射率特性、位相補償板7を配した場合の液晶表示素子の反射率特性を示したのが、夫々図1(a)、図1(b)である。反射率は最大反射率を1として表示してある。位相補償板を配さなかった場合には、図1(a)に示すように、10V以上の電圧を印加して最大反射率(白表示状態)に対して最低反射率(黒表示状態)は10:1程度となっている。   FIG. 1A shows the reflectance characteristics with respect to voltage application of the liquid crystal display element without the phase compensation plate 7 and the reflectance characteristics of the liquid crystal display element with the phase compensation plate 7 disposed. FIG. 1 (b). The reflectivity is displayed with the maximum reflectivity being 1. When the phase compensation plate is not provided, as shown in FIG. 1A, a voltage of 10 V or more is applied and the minimum reflectance (black display state) is lower than the maximum reflectance (white display state). It is about 10: 1.

(本実施形態の印加電圧)
本実施形態では、OCB液晶に対し黒表示のために5V以下の電圧(更には3V以上で5V以下)を印加する電圧印加手段を備える。そして、5V以下の印加電圧が印加された状態で液晶分子のリタデーションを最小化するように位相補償手段が調整可能に設けられる。図1(b)は、位相補償板7を配して液晶分子のリタデーションを最小化する場合のOCB液晶表示素子の電圧印加に対する反射率特性である。位相補償板を配した場合には、5V以下の電圧にて1/1000レベル以下の反射率が得られている。したがって白黒のコントラストは1000:1以上の特性が得られる。
(Applied voltage of this embodiment)
In the present embodiment, there is provided voltage applying means for applying a voltage of 5 V or less (more preferably 3 V or more and 5 V or less) to the OCB liquid crystal for black display. Then, the phase compensation means is adjustably provided so as to minimize the retardation of the liquid crystal molecules in the state where the applied voltage of 5 V or less is applied. FIG. 1B shows the reflectance characteristics with respect to voltage application of the OCB liquid crystal display element in the case where the phase compensation plate 7 is provided to minimize retardation of liquid crystal molecules. When the phase compensation plate is provided, a reflectance of 1/1000 level or less is obtained at a voltage of 5 V or less. Therefore, a characteristic of black and white contrast of 1000: 1 or more can be obtained.

この位相補償板7を配することによって、液晶に印加する電圧は5V以下で動作するようになり、液晶回路基板801とITOガラス基板の電位差を5V以下で動作させればよい。液晶に一方向からの電圧を与えないためにITOガラス電位を0Vと5V間で交互に切り替えれば、液晶内のイオンの偏在によるフリッカや焼付き現象対策にも対応できる。   By providing this phase compensation plate 7, the voltage applied to the liquid crystal operates at 5V or less, and the potential difference between the liquid crystal circuit substrate 801 and the ITO glass substrate may be operated at 5V or less. If the ITO glass potential is alternately switched between 0 V and 5 V in order not to apply a voltage from one direction to the liquid crystal, it is possible to deal with flicker and image sticking due to uneven distribution of ions in the liquid crystal.

(画像投射装置の調整)
OCB型液晶を備えた本実施形態の画像投射装置においては、中間配向で、液晶分子のリタデーションに対し、黒表示を行うためのリタデーションを与えるように位相補償手段を調整する段階を有する。即ち、黒表示のために5V以下の印加電圧を液晶表示素子に印加する第1段階と、前記5V以下の印加電圧が印加された状態で液晶分子のリタデーションを最小化するように位相補償手段を調整する第2段階と、を有する。
(Adjustment of image projection device)
The image projection apparatus according to the present embodiment including the OCB type liquid crystal has a step of adjusting the phase compensation means so as to give a retardation for performing black display with respect to the retardation of the liquid crystal molecules in the intermediate alignment. That is, the first step of applying an applied voltage of 5V or less to the liquid crystal display element for black display, and the phase compensation means to minimize the retardation of the liquid crystal molecules in the state where the applied voltage of 5V or less is applied. A second stage of adjustment.

(本実施形態の効果)
本実施形態では、5V以下の電圧でOCB型液晶が駆動できるため、液晶回路基板801内の回路に配されるトランジスタは、TTLレベルまたはCMOSレベルの素子によって構成できる。特に、CMOSレベルのデジタル駆動トランジスタは、現在数百メガヘルツ程度では十分に動作できる半導体プロセスが主流として生産されており、このトランジスタ回路を用いて液晶表示素子を動作させるようにできる。
(Effect of this embodiment)
In the present embodiment, since the OCB type liquid crystal can be driven with a voltage of 5 V or less, the transistors arranged in the circuit in the liquid crystal circuit substrate 801 can be configured by TTL level or CMOS level elements. In particular, for CMOS level digital drive transistors, semiconductor processes that can operate sufficiently at several hundred megahertz are currently mainly used, and liquid crystal display elements can be operated using this transistor circuit.

また、液晶回路基板801内の回路にデジタル回路を用いるため、約0Vと約5Vの時間パルスのデューティを変調(PWM変調)することで、液晶に時間平均電圧として印加されるものと同等となる(液晶分子はパルス変調に対して応答できるものではないため)。したがって、図1(b)に示してある各色(ブルー、グリーン、レッド)の最大反射率に相当する時間平均電圧と、5V付近にある最小反射率に相当する時間平均電圧の間の領域でPWM変調駆動をすることで、白から黒間の表示が画素単位にて表示できるものである。   Further, since a digital circuit is used for the circuit in the liquid crystal circuit board 801, the time pulse duty of about 0V and about 5V is modulated (PWM modulation), which is equivalent to that applied to the liquid crystal as a time average voltage. (Because liquid crystal molecules cannot respond to pulse modulation). Therefore, PWM is applied in a region between the time average voltage corresponding to the maximum reflectance of each color (blue, green, red) shown in FIG. 1B and the time average voltage corresponding to the minimum reflectance near 5V. By performing modulation driving, display between white and black can be displayed in pixel units.

本実施形態によれば、OCB型液晶表示素子を低圧トランジスタを用いて高速動作をさせることによって、高価なトランジスタを使用することなく、3色画像に対して共通の単一の液晶表示素子を用いたフィールドシーケンシャル表示を可能とする。そして、安価な画像投写装置を提供することができる。   According to this embodiment, the OCB type liquid crystal display element is operated at a high speed using a low voltage transistor, so that a common single liquid crystal display element is used for three-color images without using an expensive transistor. Enables field sequential display. And an inexpensive image projection apparatus can be provided.

(変形例1)
上述した実施形態では、OCB型の液晶表示素子を用いたが、TN型などの液晶表示素子を用いても良い。TN型では従来、最大電圧を印加して黒表示を行っていたが、最大電圧より低い中間電圧を印加したときの中間配向で位相補償板を調整し、液晶のリタデーションをキャンセルさせることで黒表示を行っても良い。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the OCB type liquid crystal display element is used. However, a TN type liquid crystal display element may be used. In the TN type, black display is conventionally performed by applying the maximum voltage, but black display is achieved by adjusting the phase compensation plate with the intermediate orientation when an intermediate voltage lower than the maximum voltage is applied and canceling the retardation of the liquid crystal. May be performed.

(変形例2)
上述した実施形態では、中間配向で黒表示を行ったが、中間配向で白表示を行うようにしても良い。この場合、中間配向の液晶のリタデーションと位相補償板のリタデーションの和が1/2波長に相当するように、位相補償板が調整される。
(Modification 2)
In the embodiment described above, black display is performed in the intermediate orientation, but white display may be performed in the intermediate alignment. In this case, the phase compensation plate is adjusted so that the sum of the retardation of the liquid crystal of the intermediate alignment and the retardation of the phase compensation plate corresponds to ½ wavelength.

(変形例3)
上述した実施形態では、液晶表示素子に印加される電圧を一定として、パルス幅変調により中間調表示がされることを示したが、液晶表示素子に印加される電圧を変調して中間調表示をしても良い。
(Modification 3)
In the above-described embodiments, it has been shown that halftone display is performed by pulse width modulation with the voltage applied to the liquid crystal display element being constant, but halftone display is performed by modulating the voltage applied to the liquid crystal display element. You may do it.

(変形例4)
また、上述した実施形態では、黒表示のために液晶表示素子に印加する電圧を5V以下に設定したが、半導体プロセスルールとの関係で、5Vまたは3.3Vの値を採用しても良い。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the voltage applied to the liquid crystal display element for black display is set to 5 V or less. However, a value of 5 V or 3.3 V may be adopted in relation to the semiconductor process rule.

(変形例5)
上述した実施形態では、レッド、グリーン、ブルーに共通の単一の液晶表示素子を用いることを示したが、各々の色を表示する液晶表示素子を個々に設けるようにしても良い。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, it is shown that a single liquid crystal display element common to red, green, and blue is used. However, a liquid crystal display element that displays each color may be provided individually.

(変形例6)
本発明は、上述した画像投射装置としてのプロジェクタに適用される場合に限らず、液晶テレビ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯端末機器などの画像表示装置としても適用可能である。
(Modification 6)
The present invention is not limited to being applied to the projector as the image projection apparatus described above, but can also be applied as an image display apparatus such as a liquid crystal television, a digital camera, a video camera, and a portable terminal device.

1・・LED光源、2・・コリメータレンズ、3・・クロスダイクロイックプリズム、4・・偏光板、5・・リレーレンズ、6・・偏光ビームスプリッタ、7・・位相補償板、8・・液晶表示素子、9・・投写レンズ、10・・スクリーン、200・・制御ドライバー、202・・制御クロック、203・・タイミング制御部、204・・画像出力制御部、205・・切替制御部、206・・LED用ドライバ   1 .... LED light source, 2 .... collimator lens, 3 .... cross dichroic prism, 4 .... polarizing plate, 5 .... relay lens, 6 .... polarizing beam splitter, 7 .... phase compensator, 8 .... liquid crystal display Element 9 Project lens 10 Screen driver 200 Control clock 203 Timing control unit 204 Image output control unit 205 Switching control unit 206 LED driver

Claims (8)

液晶分子が、電圧無印加、もしくは低電圧を印加したときに形成される液晶分子の初期配向と、最大電圧を印加したときに形成される液晶分子の最終配向と、前記最大電圧より低く、前記低電圧よりも高い中間電圧を印加したときに形成される液晶分子の中間配向に変位する液晶表示素子を備えた画像表示装置であって、
前記中間配向で、前記液晶分子のリタデーションに対し、黒表示もしくは白表示を行うためのリタデーションを与える位相補償手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。
The liquid crystal molecules are initially applied with no voltage or when a low voltage is applied, and the initial orientation of the liquid crystal molecules formed when a maximum voltage is applied. An image display device comprising a liquid crystal display element that is displaced to an intermediate orientation of liquid crystal molecules formed when an intermediate voltage higher than a low voltage is applied,
An image display device comprising phase compensation means for providing a retardation for performing black display or white display with respect to the retardation of the liquid crystal molecules in the intermediate alignment.
前記液晶表示素子はOCB型の液晶表示素子であり、前記初期配向としてスプレイ配向から初期ベンド配向へ変位し、前記最終配向として基板に垂直な垂直ベンド配向を形成し、前記中間配向として中間ベンド配向を形成し、且つ前記中間配向を形成する印加電圧を5V以下に設定したことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The liquid crystal display element is an OCB type liquid crystal display element, which is displaced from a splay alignment as an initial alignment to an initial bend alignment, forms a vertical bend alignment perpendicular to the substrate as the final alignment, and an intermediate bend alignment as the intermediate alignment. The image display apparatus according to claim 1, wherein an applied voltage for forming the intermediate orientation is set to 5 V or less. 前記中間ベンド配向を形成する印加電圧を、5V以下であって3V以上に設定することを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 2, wherein an applied voltage for forming the intermediate bend alignment is set to 5 V or less and 3 V or more. 前記液晶表示素子への印加電圧を一定として、パルス幅変調により中間調表示がされることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像表示装置。   4. The image display device according to claim 1, wherein halftone display is performed by pulse width modulation with a voltage applied to the liquid crystal display element being constant. 5. 前記液晶表示素子は、3色画像に対して共通な単一の液晶表示素子であり、前記単一の液晶表示素子に3色画像が時分割表示されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像表示装置。   5. The liquid crystal display element is a single liquid crystal display element common to three color images, and the three color images are displayed in a time-sharing manner on the single liquid crystal display element. The image display device according to any one of the above. 前記液晶表示素子をスクリーンに投影する投影手段を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, further comprising a projection unit that projects the liquid crystal display element onto a screen. 液晶分子が、電圧無印加、もしくは低電圧を印加したときに形成される液晶分子の初期配向と、最大電圧を印加したときに形成される液晶分子の最終配向と、前記最大電圧より低く、前記低電圧よりも高い中間電圧を印加したときに形成される液晶分子の中間配向に変位する液晶表示素子を備えた画像表示装置の調整方法であって、
前記中間配向で、前記液晶分子のリタデーションに対し、黒表示もしくは白表示を行うためのリタデーションを与えるように位相補償手段を調整する段階を有することを特徴とする画像表示装置の調整方法。
The liquid crystal molecules are initially applied with no voltage or when a low voltage is applied, and the initial orientation of the liquid crystal molecules formed when a maximum voltage is applied. An adjustment method of an image display device including a liquid crystal display element that is displaced to an intermediate orientation of liquid crystal molecules formed when an intermediate voltage higher than a low voltage is applied,
A method for adjusting an image display device, comprising: adjusting phase compensation means so as to give a retardation for performing black display or white display with respect to the retardation of the liquid crystal molecules in the intermediate alignment.
前記液晶表示素子はOCB型の液晶表示素子であり、
前記中間配向を形成する印加電圧を5V以下に設定したことを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置の調整方法。
The liquid crystal display element is an OCB type liquid crystal display element,
8. The method for adjusting an image display device according to claim 7, wherein an applied voltage for forming the intermediate orientation is set to 5 V or less.
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