JPH0343780A - 投影形液晶表示装置 - Google Patents
投影形液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH0343780A JPH0343780A JP1180053A JP18005389A JPH0343780A JP H0343780 A JPH0343780 A JP H0343780A JP 1180053 A JP1180053 A JP 1180053A JP 18005389 A JP18005389 A JP 18005389A JP H0343780 A JPH0343780 A JP H0343780A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- light
- angle
- display element
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- Pending
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- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、投影形液晶表示装置に間し、さらに詳しくは
、スクリーン上に、液晶表示素子が表示する画像を投影
し、表示させるようにした投影形液晶表示装置に関する
。
、スクリーン上に、液晶表示素子が表示する画像を投影
し、表示させるようにした投影形液晶表示装置に関する
。
従来の技術
第6図は、先行技術の簡略化した断面図である。
光源50から出た光51は、液晶表示素子52に向って
角度−〇で液晶表示素子7を通過し、投影レンズ53で
拡大され、スクリーン54の端部55に照射される。光
源50か九の光56は、角度θで液晶表示素子52を通
過し、投影レンズ53で拡大されてスクリーン54の端
部57上に照射される。液晶表示素子7は、ツイステッ
ドネマテイック(略称TN)液晶表示素子であり、した
がって成る方向からは見えやすく、すなわちコントラス
トが大きく、他の方向からは見えにくいといった視角依
存性を持っている。液晶分子を配向制御する手法として
、−iには、綿布などを用いて、第7図に示されるガラ
ス基板58上の配向膜59上をラビングする。このとき
に液晶分子60は、ラビング方向61に対して角度δだ
け傾斜したプレティルト角を生じ、この液晶分子60の
頭部60aを観察者の1面としたとき、コントラストが
最大であって、貼えやすい、このプレティルト角δが、
視角依存性をもたらす最大の原因である。
角度−〇で液晶表示素子7を通過し、投影レンズ53で
拡大され、スクリーン54の端部55に照射される。光
源50か九の光56は、角度θで液晶表示素子52を通
過し、投影レンズ53で拡大されてスクリーン54の端
部57上に照射される。液晶表示素子7は、ツイステッ
ドネマテイック(略称TN)液晶表示素子であり、した
がって成る方向からは見えやすく、すなわちコントラス
トが大きく、他の方向からは見えにくいといった視角依
存性を持っている。液晶分子を配向制御する手法として
、−iには、綿布などを用いて、第7図に示されるガラ
ス基板58上の配向膜59上をラビングする。このとき
に液晶分子60は、ラビング方向61に対して角度δだ
け傾斜したプレティルト角を生じ、この液晶分子60の
頭部60aを観察者の1面としたとき、コントラストが
最大であって、貼えやすい、このプレティルト角δが、
視角依存性をもたらす最大の原因である。
液晶分子60がプレティルト角δを持つ方向62は、ラ
ビングするベタ1−ル方向61に一致する。
ビングするベタ1−ル方向61に一致する。
液晶分子60に電力が印加されたとき、液晶分子60は
、プレティルトしている方向に立上ってくるので、この
方向からI!illしたとき、旋光性が解消されやすく
なり、ベクトルの終端方向が最も見えやすくなる。
、プレティルトしている方向に立上ってくるので、この
方向からI!illしたとき、旋光性が解消されやすく
なり、ベクトルの終端方向が最も見えやすくなる。
したがって第6図における液晶表示素子52は、第6図
の上側から見たとき、すなわち参照符子Ll l:l
P e r h−ら見たとき、高コントラストになる状
態を示している。
の上側から見たとき、すなわち参照符子Ll l:l
P e r h−ら見たとき、高コントラストになる状
態を示している。
このような液晶表示素子520視角依存性を第8図に示
す。液晶表示素子52の一対のガラス基板に垂直な法線
に対して角度θ、−θの視角で、コ〉・トラストが大き
く異なり、したがって視角依存性を有する。したがって
液晶表示素子52を光が角度−〇で通過するスクリーン
55のコントラストと、角度θで液晶表示素子52を通
過するスクリーン54の端部57とにおけるコントラス
トとは、大きく異なる。したがって表示品質が悪い。
す。液晶表示素子52の一対のガラス基板に垂直な法線
に対して角度θ、−θの視角で、コ〉・トラストが大き
く異なり、したがって視角依存性を有する。したがって
液晶表示素子52を光が角度−〇で通過するスクリーン
55のコントラストと、角度θで液晶表示素子52を通
過するスクリーン54の端部57とにおけるコントラス
トとは、大きく異なる。したがって表示品質が悪い。
この第8図においてもしも仮に、この角度−θを(−θ
+α)どし、また角度θを(θPα〉としたどきには、
スクリーン54の端部55,57におけるコントラスト
はほぼ等しくなることがわかる。なおここでいうコント
ラストは、最大光透過率/最小光透過率をいう。
+α)どし、また角度θを(θPα〉としたどきには、
スクリーン54の端部55,57におけるコントラスト
はほぼ等しくなることがわかる。なおここでいうコント
ラストは、最大光透過率/最小光透過率をいう。
発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、コントラストを全画面に亘−)て均一
にすることができるようにした投影形液晶表示装置を提
供することである。
にすることができるようにした投影形液晶表示装置を提
供することである。
課題を解決するための手段
本発明は、光源からの光を、液晶表示素子を介して投影
する投影形液晶表示装置において、液晶表示素子の入射
側に光路屈折手段を設け、この入射側光路屈折手段は、 液晶表示素子の液晶層に垂直な法線21と、コントラス
トが最大となる最適視野角方向19とをきむ一平面20
内で、(a)前記法線21に対して入射角θで入射した
光線を、その法1121に対して最大視野角方向19寄
りで、最大視野角方向の角度位置θ1よりも大きい角度
(θ」〜α)で出射するように屈折させ、(b)前記法
線21に対して入射角−θで入射した光線を、その法線
21に対して最大視野角方向19とは反対側で、法線2
1寄りに角度(−θ+α)で出射するように屈折させ、 液晶表示素子の出射側にもう19の光路屈折手段を設け
、 この出射側光路屈折手段は、液晶表示素子からの光を、
出射光が入射光にほぼ平行となる方向に再び屈折さeる
ことを特徴とする投影形液晶表示装置である。
する投影形液晶表示装置において、液晶表示素子の入射
側に光路屈折手段を設け、この入射側光路屈折手段は、 液晶表示素子の液晶層に垂直な法線21と、コントラス
トが最大となる最適視野角方向19とをきむ一平面20
内で、(a)前記法線21に対して入射角θで入射した
光線を、その法1121に対して最大視野角方向19寄
りで、最大視野角方向の角度位置θ1よりも大きい角度
(θ」〜α)で出射するように屈折させ、(b)前記法
線21に対して入射角−θで入射した光線を、その法線
21に対して最大視野角方向19とは反対側で、法線2
1寄りに角度(−θ+α)で出射するように屈折させ、 液晶表示素子の出射側にもう19の光路屈折手段を設け
、 この出射側光路屈折手段は、液晶表示素子からの光を、
出射光が入射光にほぼ平行となる方向に再び屈折さeる
ことを特徴とする投影形液晶表示装置である。
作 用
本発明に従えば、液晶表示素子の入射側光路屈折手段は
、たとえばプリズムであり、この入射側光路屈折手段に
よって、光源からの光を、液晶表示素子の法線に対して
、コントラストが増大する視角方向に、屈折させる。こ
れによって、画面上のコントラストをほぼ同一とするこ
とができ、均一なコントラストがスクリーン上に得られ
る。
、たとえばプリズムであり、この入射側光路屈折手段に
よって、光源からの光を、液晶表示素子の法線に対して
、コントラストが増大する視角方向に、屈折させる。こ
れによって、画面上のコントラストをほぼ同一とするこ
とができ、均一なコントラストがスクリーン上に得られ
る。
液晶表示素子の出射側にもう19の光路屈折手段を設け
、これによって液晶表示素子からの光を、出射光が入射
光にほぼ平行となる方向に再び屈折させる。これによっ
て液晶表示素子から出た光の光路が入射側光路屈折手段
によって屈折された分だけ補正され、入射側および出射
側の各光路屈折手段の存在による光学系の設計などに悪
影響を及ぼすことがない。
、これによって液晶表示素子からの光を、出射光が入射
光にほぼ平行となる方向に再び屈折させる。これによっ
て液晶表示素子から出た光の光路が入射側光路屈折手段
によって屈折された分だけ補正され、入射側および出射
側の各光路屈折手段の存在による光学系の設計などに悪
影響を及ぼすことがない。
実施例
第1図は本発明の一実施例の簡略化した断面図であり、
第2図はその液晶表示装置の全体のi戒を示す断面図で
ある。これらの図面を参照して、本件投影形液晶表示装
置1は、投影器2とスクリー〉・11とを含んで構成さ
れている。投影器2に」3いては、反射鏡10によって
光源3からの光りは、前方(第1図および第2図の右方
)に向かい集光レンズ4で集光され、熱線吸収フィルタ
53!J過して熱線が31断され、第1(W先板6を通
過して直線偏光となり、ついで液晶表示素子7を通過し
て、これが表示する表示内容に応じた旋光性の変調を受
けて、次に第2偏光板8で前記表示内容に応じた輝度パ
ターンとなり、投影レンズ9で拡大されて外部のスクリ
ーン11に照射される。
第2図はその液晶表示装置の全体のi戒を示す断面図で
ある。これらの図面を参照して、本件投影形液晶表示装
置1は、投影器2とスクリー〉・11とを含んで構成さ
れている。投影器2に」3いては、反射鏡10によって
光源3からの光りは、前方(第1図および第2図の右方
)に向かい集光レンズ4で集光され、熱線吸収フィルタ
53!J過して熱線が31断され、第1(W先板6を通
過して直線偏光となり、ついで液晶表示素子7を通過し
て、これが表示する表示内容に応じた旋光性の変調を受
けて、次に第2偏光板8で前記表示内容に応じた輝度パ
ターンとなり、投影レンズ9で拡大されて外部のスクリ
ーン11に照射される。
スクリーン11は、たとえば塩化ビニルなどのシート材
12と、その表面を被覆するアルミニウムなどの反射シ
ート13とで構成されており、投影器2からスクリーン
11に投影された画像は、反射シート13で反射し、観
測される。
12と、その表面を被覆するアルミニウムなどの反射シ
ート13とで構成されており、投影器2からスクリーン
11に投影された画像は、反射シート13で反射し、観
測される。
本発明に従えば、液晶表示素子7、したがって第1およ
び第2偏光板6,8間に、入射側および出射側の光路屈
折手段であるプリズム25.26が介在される。プリズ
ム25.26は、直角三角形の柱であって、その斜辺が
光源10側および投影レンズ9側となっており、頂角β
は、第1図の上下にそれぞれ配置されており、頂角βと
直角とに亘って延びる辺25 a 、 26 aは、液
晶表示素子7に平行であり、光軸14に垂直である。こ
のプリズム25.26の残余の角は参照符γで示されて
いる。
び第2偏光板6,8間に、入射側および出射側の光路屈
折手段であるプリズム25.26が介在される。プリズ
ム25.26は、直角三角形の柱であって、その斜辺が
光源10側および投影レンズ9側となっており、頂角β
は、第1図の上下にそれぞれ配置されており、頂角βと
直角とに亘って延びる辺25 a 、 26 aは、液
晶表示素子7に平行であり、光軸14に垂直である。こ
のプリズム25.26の残余の角は参照符γで示されて
いる。
第3図は、液晶表示素子7の分解斜視図である。
一方のガラス基板15上の配向膜は、ラビング方向16
にラビングされており、もう19の対向するガラス基板
17の配向膜はラビング方向18にラビングされており
、これらのラビング方向16゜18は、相互に直交する
9液晶分子60は、たとえはツィステッドネマティック
形であり、左回りの液晶を用いる。液晶分子60は、プ
レティルト角δを有してその液晶分子60の頭60 a
が持ち上がっており、ラビング方向16.18に対して
45゛のIk311視野角方向19では、最大のコント
ラストが得られる。この最3!!視野角方向19に沿っ
て、仮想平面20を想定する。
にラビングされており、もう19の対向するガラス基板
17の配向膜はラビング方向18にラビングされており
、これらのラビング方向16゜18は、相互に直交する
9液晶分子60は、たとえはツィステッドネマティック
形であり、左回りの液晶を用いる。液晶分子60は、プ
レティルト角δを有してその液晶分子60の頭60 a
が持ち上がっており、ラビング方向16.18に対して
45゛のIk311視野角方向19では、最大のコント
ラストが得られる。この最3!!視野角方向19に沿っ
て、仮想平面20を想定する。
第4図は@想平面20の第3図における矢符21aから
見た正面図である。この平面20内において、一対の平
行なガラス基板15.17、したがって液晶層に垂直な
法線21に関して、最適視野角方向19に+θ、最適視
野角方向19から遠ざかる方向に〜θをとるもとのする
。入射側プリズム25を用いて、液晶表示素子7への光
の角度−θを(−θ+α)とし、また角度θを(θ+α
〉とする。
見た正面図である。この平面20内において、一対の平
行なガラス基板15.17、したがって液晶層に垂直な
法線21に関して、最適視野角方向19に+θ、最適視
野角方向19から遠ざかる方向に〜θをとるもとのする
。入射側プリズム25を用いて、液晶表示素子7への光
の角度−θを(−θ+α)とし、また角度θを(θ+α
〉とする。
すなわちプリズム25は、液晶表示素子の液晶層に垂直
な法線21と、コントラストが最大となる最適視野角方
向19とを含む一平面20内で、(a)前記法線21に
対して入射角θで入射した光線を、その法線21に対し
て最大視野角方向19寄りで、最大視野角方向の角度位
置θ1(後述の第、5図参照)よりも大きい角度(θ+
α)で出射するように屈折させ、(b)前記法線21に
対して入射角−θで入射した光線を、その法1121に
対して最大視野角方向19とは反対側で、法線21寄り
に角rR(−θ+α)で出射するように屈折させる。
な法線21と、コントラストが最大となる最適視野角方
向19とを含む一平面20内で、(a)前記法線21に
対して入射角θで入射した光線を、その法線21に対し
て最大視野角方向19寄りで、最大視野角方向の角度位
置θ1(後述の第、5図参照)よりも大きい角度(θ+
α)で出射するように屈折させ、(b)前記法線21に
対して入射角−θで入射した光線を、その法1121に
対して最大視野角方向19とは反対側で、法線21寄り
に角rR(−θ+α)で出射するように屈折させる。
たとえば投影レンズ9のF値は、3.5、焦点距離は1
50 m m 、投影倍率は40倍、液晶表示素子の大
きさは3インチ四方である。液晶表示素子は、ツィステ
ッドネマティック液晶表示素子を用いており、しかも第
1図!3よび第2図の上側から見た渇きに高コントラス
トになるように配置されている。液晶表示素子7の¥r
rI後に置く3角柱プリズム25.26の角度βは10
°、γは80゛である。
50 m m 、投影倍率は40倍、液晶表示素子の大
きさは3インチ四方である。液晶表示素子は、ツィステ
ッドネマティック液晶表示素子を用いており、しかも第
1図!3よび第2図の上側から見た渇きに高コントラス
トになるように配置されている。液晶表示素子7の¥r
rI後に置く3角柱プリズム25.26の角度βは10
°、γは80゛である。
光源10から3角柱プリズム25にたとえば一16°(
=−θ)の角度で入射する光27は、3角柱プリズム通
過後、液晶表示素子7には−10゜(−−θ+α)の角
度で入射する(たとえばα=6°)。液晶表示素子7を
通過後、また3角柱プリズム26を通過させることによ
って光27は、3角柱プリズム25に入射した角度と同
一角度で投影レンズ9に入射され、最後にスクリーン1
1上の位置24に照射される。
=−θ)の角度で入射する光27は、3角柱プリズム通
過後、液晶表示素子7には−10゜(−−θ+α)の角
度で入射する(たとえばα=6°)。液晶表示素子7を
通過後、また3角柱プリズム26を通過させることによ
って光27は、3角柱プリズム25に入射した角度と同
一角度で投影レンズ9に入射され、最後にスクリーン1
1上の位置24に照射される。
光源20から3角柱プリズ1425に16” (=θ
)の角度で入射する光28は、3角柱プリズム25通過
後、液晶表示素子7には22” (=θ+α)の角度
で入射する。液晶表示素子7を通過後、また3角柱プリ
ズム26を通過させることによって、光28は、3角柱
プリズム25に入射した角度と同一角度で投影レンズ9
に入射され、M r&にスクリー〉′11上の位置23
に照射される。
)の角度で入射する光28は、3角柱プリズム25通過
後、液晶表示素子7には22” (=θ+α)の角度
で入射する。液晶表示素子7を通過後、また3角柱プリ
ズム26を通過させることによって、光28は、3角柱
プリズム25に入射した角度と同一角度で投影レンズ9
に入射され、M r&にスクリー〉′11上の位置23
に照射される。
第5図に入射角に対するコントラスト変化を示す。液晶
表示素子7には、光27は一10°、光28は22°の
各角度で入射するので、第5図で示すようにコントラス
トはほぼ同じになる。したがって、スクリーン11上の
位置23.24のコントラストはほぼ同じになり、均一
なコントラストがスクリーン11上に得られる。
表示素子7には、光27は一10°、光28は22°の
各角度で入射するので、第5図で示すようにコントラス
トはほぼ同じになる。したがって、スクリーン11上の
位置23.24のコントラストはほぼ同じになり、均一
なコントラストがスクリーン11上に得られる。
液晶表示素子7が下側から見た1%きに高いコントラス
トになる渇きにおいても、3角柱プリズムの配置を変え
ることによって同様な効果が得られる。
トになる渇きにおいても、3角柱プリズムの配置を変え
ることによって同様な効果が得られる。
プリズム25.26による屈折角度−θ+α。
θ+αは、約2°〜30°に選ばれる。プリズム25に
入射される光は、光軸14に平行な光であってもよい。
入射される光は、光軸14に平行な光であってもよい。
出射側のプリズム26は、省略されてもよい。
プリズム25.26に代えて、光路を屈折さ士るその他
の構成が用いられてもよい 発明の効果 以上のように本発明によれば、液晶表示素子の入射側に
光路屈折手段を設け、これによって光源からの光を、液
晶表示素子の法線に対してコントラストが増大する!&
適視野角方向に屈折させるようにしたので、コントラス
トをスクリー〉′上の画像において全面に亘ってほぼ均
一とすることができるようになる。また液晶表示素子の
出射側にもう19の光路屈折手段を設け、前述の入射側
光路屈折手段による光路の変更を補正するようにしたの
で、光学系の設計が容易であり、入射測光路屈折手段に
よる光路の変更による悪影響が防がれる。
の構成が用いられてもよい 発明の効果 以上のように本発明によれば、液晶表示素子の入射側に
光路屈折手段を設け、これによって光源からの光を、液
晶表示素子の法線に対してコントラストが増大する!&
適視野角方向に屈折させるようにしたので、コントラス
トをスクリー〉′上の画像において全面に亘ってほぼ均
一とすることができるようになる。また液晶表示素子の
出射側にもう19の光路屈折手段を設け、前述の入射側
光路屈折手段による光路の変更を補正するようにしたの
で、光学系の設計が容易であり、入射測光路屈折手段に
よる光路の変更による悪影響が防がれる。
第1図は本発明の一実施例の簡略化した断面図、第2図
は本発明の一実施例の投影形液晶表示装置の全体の構成
を示す断面図、第3図は液晶表示素子7の分解斜視図、
第4図は仮想平面20の第3図における矢符21から見
た正面図、第5図は液晶表示素子7への入射角とコント
ラストとの関係を示す図、第6図は先行技術の簡略化し
た断面図、第7図は液晶表示素子の配向wA59におけ
る液晶分子60のプレティルト角δを示す図、第8図は
先行技術における液晶表示素子への入射角とコントラス
トとの関係を示す図である。
は本発明の一実施例の投影形液晶表示装置の全体の構成
を示す断面図、第3図は液晶表示素子7の分解斜視図、
第4図は仮想平面20の第3図における矢符21から見
た正面図、第5図は液晶表示素子7への入射角とコント
ラストとの関係を示す図、第6図は先行技術の簡略化し
た断面図、第7図は液晶表示素子の配向wA59におけ
る液晶分子60のプレティルト角δを示す図、第8図は
先行技術における液晶表示素子への入射角とコントラス
トとの関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光源からの光を、液晶表示素子を介して投影する投影形
液晶表示装置において、 液晶表示素子の入射側に光路屈折手段を設け、この入射
側光路屈折手段は、 液晶表示素子の液晶層に垂直な法線21と、コントラス
トが最大となる最適視野角方向19とを含む一平面20
内で、(a)前記法線21に対して入射角θで入射した
光線を、その法線21に対して最大視野角方向19寄り
で、最大視野角方向の角度位置θ1よりも大きい角度(
θ+α)で出射するように屈折させ、(b)前記法線2
1に対して入射角−θで入射した光線を、その法線21
に対して最大視野角方向19とは反対側で、法線21寄
りに角度(−θ+α)で出射するように屈折させ、 液晶表示素子の出射側にもう1つの光路屈折手段を設け
、 この出射側光路屈折手段は、液晶表示素子からの光を、
出射光が入射光にほぼ平行となる方向に再び屈折させる
ことを特徴とする投影形液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180053A JPH0343780A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 投影形液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180053A JPH0343780A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 投影形液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343780A true JPH0343780A (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=16076667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180053A Pending JPH0343780A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 投影形液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0343780A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371559A (en) * | 1991-11-15 | 1994-12-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light valve image projection apparatus |
| US5612797A (en) * | 1994-05-14 | 1997-03-18 | U.S. Philips Corporation | Liquid crystal projection display systems |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP1180053A patent/JPH0343780A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371559A (en) * | 1991-11-15 | 1994-12-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light valve image projection apparatus |
| US5612797A (en) * | 1994-05-14 | 1997-03-18 | U.S. Philips Corporation | Liquid crystal projection display systems |
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