JPH06138437A - 線順次駆動型光導電型液晶ライトバルブ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 明るい投射光が得られかつ書込光に対する応
答の速い光導電型液晶ライトバルブ表示装置を提供す
る。 【構成】 液晶層１と、この液晶層１の書込側に積層さ
れる光導電層５と、液晶層１の読出側及び光導電層５の
書込側に積層される一対の透明電極層８，９とを有する
光導電型液晶ライトバルブと、水平走査により画像を形
成しこの画像を光導電層５に入射する光書込手段と、一
対の透明電極層８，９に駆動電圧信号を供給する駆動手
段とを有し、一対の透明電極層の一方の層９は、水平走
査の方向に沿って複数の電極片９ａ，９ｂ，９ｃに分割
され、前記駆動手段は、水平走査に同期して電極片９
ａ，９ｂ，９ｃの各々に駆動電圧信号を順次供給する。 【効果】 明るくかつ残像の生じない良好な投射画像を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＲＴ等の光書込手段
により書込光を入射しつつ読出光を入射して投射光を得
る光導電型液晶ライトバルブ表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人により先に出願された特開平
２−２２６２７号及び特開平２−６９７２１号並びに特
開平４−１６３４２７号公報等に記載されている光導電
型液晶ライトバルブ（以下、ライトバルブと称する）を
応用したプロジェクションシステムにおける応答特性が
図１に示されている。

【０００３】かかるライトバルブへの書込光はＣＲＴ等
の光書込手段により発せられるので、ライトバルブにお
ける１画素上に入射する書込光は、図１（ａ）の如く、
１フレーム時間（３３．３ｍｓｅｃ）を周期としたパル
ス光となる。そしてこのパルス光を入射した場合におい
て、そのライトバルブの読出側より得られる投射光は、
図１（ｂ）の如くなる。図１（ａ）の縦軸Ｉw は書込光
強度を、図１（ｂ）の縦軸ＩR は投射光強度を示し、横
軸ｔは共に時間を示している。

【０００４】かかる応答特性においては、得られる投射
光の明るさ（利用効率）を大きくしようとすると実線曲
線Ｉbrightの如く応答が遅くなり、Ｉ0 で示される如き
レベルの残像が大きくなる。一方、この残像をなくそう
として破線曲線Ｉdarkの如く応答を速くさせると暗くな
る。なお、得られる明るさは各曲線が描く面積に比例す
る。このように、明るさと応答とは相反する性質がある
ので、これらが両立した極めて性能の良いシステムを実
現することは困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した点
に鑑みてなされたもので、明るい投射光が得られかつ書
込光に対する応答の速い光導電型液晶ライトバルブ表示
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による線順次駆動
型光導電型液晶ライトバルブ表示装置は、液晶層と、こ
の液晶層の書込側に積層される光導電層と、前記液晶層
の読出側及び前記光導電層の書込側に積層される一対の
透明電極層とを有する光導電型液晶ライトバルブと、水
平走査により画像を形成しこの画像を前記光導電層に入
射する光書込手段と、前記一対の透明電極層に駆動電圧
信号を供給する駆動手段とを有する光導電型液晶ライト
バルブ表示装置であって、前記一対の透明電極層の一方
の層は、前記水平走査の方向に沿って複数の電極片に分
割され、前記駆動手段は、前記水平走査に同期して前記
電極片の各々に駆動電圧信号を順次供給することを特徴
している。

【０００７】

【作用】本発明による線順次駆動型光導電型液晶ライト
バルブ表示装置は、光書込手段の水平走査の方向に沿っ
て分割された一対の透明電極層の一方の層における複数
の電極片の各々に、水平走査に同期した駆動電圧信号を
順次供給し、光書込手段の走査とともに液晶層を各電極
片に対応する領域毎に切換駆動する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図２（ａ）は、本発明による一実施例の
光導電型液晶ライトバルブの断面図である。図におい
て、液晶層１の周りにはスペーサ２が設けられ、液晶層
１の両面には液晶配向膜３，４によって配向処理されて
いる。この液晶層１と光導電膜５とが誘電体ミラー６及
び遮光膜７を挟んで積層されている。誘電体ミラー６は
読出側から入射する読出光を反射するためのもの、遮光
膜７は誘電体ミラー６からの漏れ光を吸収するためのも
のである。液晶層１と光導電膜５の外側には透明電極層
８，９が配されており、これらの全てはガラス基板１
０，１１によって封止されている。

【０００９】透明電極層９は、所定方向に沿って分割さ
れており、例えば３つの透明電極９ａ，９ｂ，９ｃから
なる。透明電極９ａ，９ｂ，９ｃにおける各ギャップｇ
１，ｇ２は、図２（ｂ）に示されるように水平方向に沿
って形成されている。なお、この方向は、ＣＲＴの水平
走査方向と一致するものである。図１（ｂ）は、かかる
ライトバルブを透明電極層のみを書込側入射面より透視
した図である。なお、Ａは画像形成領域を示している。

【００１０】このライトバルブは、液晶層１を、書込側
入射面において透明電極９ａ，９ｂ，９ｃ毎に分割して
光書込の可能な駆動状態及び光書込を不能とする非駆動
状態にすることができる。すなわち、透明電極９ａに駆
動電圧が印加されると、その透明電極９ａと他方の透明
電極８とにより挟まれた液晶部分αが駆動状態となり、
透明電極９ｂに駆動電圧が印加されると、その透明電極
９ｂと他方の透明電極８とにより挟まれた液晶部分βが
駆動状態となり、透明電極９ｃに駆動電圧が印加される
と、その透明電極９ｃと他方の透明電極８とにより挟ま
れた液晶部分γが駆動状態となる。また、ライトバルブ
においては、全面を覆う透明電極層８は接地されてお
り、透明電極９ａ，９ｂ，９ｃそれぞれに通じる導線が
外部入力端として延出されている。各入力端には、後述
する切換回路から駆動電圧信号ｅ０，ｅ１，ｅ２が供給
される。

【００１１】ここでこのライトバルブの光学的動作につ
き説明するに、ライトバルブに入射された書込光は、ガ
ラス基板１１及び透明電極層９を透過し、光導電膜５の
書込み面に像を描いて照射される。光導電膜５の書込面
のうち、上記駆動状態となった液晶部分における書込光
によって照射された部分の導電性は、その書込光の光強
度に応じて低下するので、駆動電圧信号が液晶層１の対
応する部分に加わり、液晶分子の配向を変化せしめる。

【００１２】一方、読出側から入射された読出光は、上
記書込み光に応じて配向変化された液晶分子によって、
液晶層１及びその一側面に配される誘電体ミラー６に反
射または吸収される。これによって反射された反射光
は、投射光として液晶配向膜３、透明電極層８及びガラ
ス基板１０を透過した後、図示せぬスクリーン等へ投写
される。

【００１３】次に、駆動電圧信号ｅ０，ｅ１，ｅ２を発
生する切換回路を含むライトバルブ表示装置のブロック
図を図３に示す。図３において、ビデオ信号生成回路２
１は、ＣＲＴ２２に供給するためのビデオ信号を生成出
力し、ＣＲＴ２２は、供給されるビデオ信号に応じて図
２の如き構成のライトバルブ２３に書込光としての画像
を出力する。また、ビデオ信号生成回路２１は、水平同
期信号Ｈ及び垂直同期信号Ｖをタイミング発生回路２４
に供給する。タイミング発生回路２４は、供給される各
同期信号に基づいて後述する切換制御信号ＣＮＴｅ０，
ＣＮＴｅ１，ＣＮＴｅ２をそれぞれ発生する。これら切
換制御信号は切換回路２５，２６，２７の切換制御端子
にそれぞれ供給される。これら切換回路は、切換制御端
子に供給される制御信号に応じて基準電位例えば接地点
電位もしくは電圧源２８により発せられる駆動電圧を上
記駆動電圧信号ｅ０，ｅ１，ｅ２として選択出力する。

【００１４】このライトバルブ表示装置の動作を図４の
タイムチャートを参照しつつ説明する。いま、ビデオ信
号生成回路２１より図４（ａ）の如きフレーム毎のビデ
オ信号がＣＲＴ２２に供給されている場合に、タイミン
グ発生回路２４は図４（ｂ），（ｅ），（ｈ）の如き切
換制御信号ＣＮＴｅ０，１，２を発生する。切換制御信
号ＣＮＴｅ０が高レベルの間、切換回路２５は、電圧源
２８からの駆動電圧信号ｅ０を透明電極層９ａに供給す
るので、液晶層１における画像形成領域Ａのうち領域α
が駆動状態となる。同様に、切換制御信号ＣＮＴｅ１が
高レベルの間、切換回路２６は、電圧源２８からの駆動
電圧信号ｅ１を透明電極層９ｂに供給するので、液晶層
１における画像形成領域Ａのうち領域βが駆動状態とな
り、切換制御信号ＣＮＴｅ２が高レベルの間、切換回路
２７は、電圧源２８からの駆動電圧信号ｅ２を透明電極
層９ｃに供給するので、液晶層１における画像形成領域
Ａのうち領域γが駆動状態となる。

【００１５】一方、例えばフレーム１において、ＣＲＴ
２２は、時刻ｔ0 から時刻ｔ1 の間領域αに対応する蛍
光面を走査し、時刻ｔ1 から時刻ｔ2 の間領域βに対応
する蛍光面を走査し、時刻ｔ2 から時刻ｔ3 の間領域γ
に対応する蛍光面を走査する。従って、例えば領域αに
おいて、時刻ｔ0 から時刻ｔ1 の間にライトバルブ２３
に入射するある１画素上の書込光が図４（ｃ）の如くで
あるとすると、これに応答して得られる投射光は図４
（ｄ）に実線で示される波形となる。すなわち、予め電
圧源２８の出力電圧値を、応答は遅いが明るい投射光が
期待できるような液晶層１の駆動電圧値に設定しておけ
ば、投射光をそのピーク点から時刻ｔ2 にかけて緩やか
に立ち下げることができるとともに、時刻ｔ2 において
は当該領域αに対応する駆動電圧信号がオフとされるの
で、液晶層１は非駆動状態となり投射光は直ちに立ち下
がってフレーム２の開始時刻たる時刻ｔ3 で完全に零レ
ベルとなるのである。

【００１６】これにより、投射光を明るくしたままで駆
動電圧信号をオフとしなかった場合における投射光（破
線ｄ1 ）において生じる残像を防止できるとともに、応
答を速くした場合における投射光（破線ｄ2 ）よりも明
るい画像が得られることとなる。そして上記領域αにつ
いての動作と同様の動作が、領域βについて時刻ｔ1 以
後図４（ｆ），（ｇ）の如き応答特性につきなされ、領
域γについて時刻ｔ2 以後図４（ｉ），（ｊ）の如き応
答特性につきなされるのである。

【００１７】このように投射光を明るくすべく予め駆動
電圧値を上げておき、ＣＲＴの走査とともに順次液晶層
の駆動状態とする領域を切り換えていく（以下このこと
を「線順次駆動する」と言う）ので、応答性良く明るい
画像が得られる。但し、このような線順次駆動型のライ
トバルブは投射型の画像表示装置に用いる場合、その投
射画面が大きくなればなる程、透明電極９ａ，９ｂ，９
ｃの各ギャップｇ１及びｇ２を極めて小なるものにしな
ければならない。何となれば、ライトバルブは液晶層１
に応じた画像を投射するものであり、すなわち領域α，
β及びγに対応する部分の液晶においては駆動状態とな
って書込光に応じた像を形成することができるが、ギャ
ップに対応する部分の液晶は全く駆動されず、像を形成
することはできないからである。従ってこの像を形成で
きない部分が線状の画像となって各領域に対応する画像
と同時に投射されるので、ギャップが大きいとその線状
の画像が目立ってしまうこととなる。逆に、このギャッ
プを極めて小なるものに形成すれば、投射画像に線状の
画像が目立つことなく、かかるギャップによる不具合
は、いわゆる微細加工技術の進歩とともに解消されるも
のではあるが、かかる技術に頼らずしても不具合を解消
することのできるライトバルブが図５に示される。

【００１８】図５において、図２と同等部分には同一の
符号が付されておりその説明は省略する。このライトバ
ルブは、透明電極９ａ及び９ｃと入射方向（または出射
方向）においてＳｉＯ2 等の絶縁体９ｄを介して重なる
部分を有する透明電極９ｂ´を備える。そしてこの透明
電極９ｂ´にもこれに通じる導線が外部入力端として延
出されている。

【００１９】このライトバルブにおいては、液晶層１の
うち透明電極９ａが上部領域αa を、透明電極９ｃが下
部領域γa を、また透明電極９ｂ´は中間領域βa を駆
動し得る。従って駆動電圧信号の供給される各透明電極
により駆動し得る領域が互いに重複しているので、先の
図４に示したタイミングに基づいて線順次駆動すれば、
隙間なくＣＲＴの出力画像を投射することができるの
で、図２の如きライトバルブの電極間ギャップによる不
具合を解消することができるのである。

【００２０】また、かかるギャップによる不具合を解消
するものとしては図６の如きライトバルブがある。図６
において、図２及び図５と同等部分には同一の符号が付
されておりその説明は省略する。このライトバルブは、
図２と同様の、それぞれ外部入力端に通じる透明電極９
ａ，９ｂ，９ｃを有するとともに、透明電極９ａ及び９
ｂと入射方向（または出射方向）において重なる部分を
有する透明電極９ｅを備え、透明電極９ｂ及び９ｃと入
射方向（または出射方向）において重なる部分を有する
透明電極９ｆを備える。これら透明電極９ｅ，９ｆは、
透明電極９ａ，９ｂ，９ｃに積層されるＳｉＯ2 等の絶
縁層９ｄ上に形成される。

【００２１】このライトバルブにおいては、液晶層１の
うち透明電極９ａ及び透明電極９ｅが上部領域αb を、
透明電極９ｃ及び透明電極９ｆが下部領域γb を、また
透明電極９ｂ，９ｅ及び９ｆは中間領域βb を駆動し得
る。すなわち、透明電極９ａに駆動電圧信号ｅ０が供給
されると、透明電極９ｅを挟んで当該透明電極９ａとそ
の対向電極たる透明電極８との間に電界が発生するので
電位の浮動している透明電極９ｅもこの電界に作用し、
透明電極９ｅの面積を含む領域αb の液晶が駆動される
のである。また、透明電極９ｂに駆動電圧信号ｅ１が供
給されると、透明電極９ｅ及び９ｆを挟んで当該透明電
極９ｂとその対向電極たる透明電極８との間に電界が発
生するので電位の浮動している透明電極９ｅ及び９ｆも
この電界に作用し、透明電極９ｅ及び９ｆの面積を含む
領域βb の液晶が駆動されるのである。同様に、透明電
極９ｃに駆動電圧信号ｅ２が供給されると、透明電極９
ｆを挟んで当該透明電極９ｃとその対向電極たる透明電
極８との間に電界が発生するので電位の浮動している透
明電極９ｆもこの電界に作用し、透明電極９ｆの面積を
含む領域γb の液晶が駆動されるのである。

【００２２】このように、駆動電圧信号の供給される各
透明電極により駆動し得る領域が互いに重複しているの
で、上記図５と同様、先の図４に示したタイミングに基
づいて線順次駆動すれば、隙間なくＣＲＴの出力画像を
投射することができるので、図２の如きライトバルブの
電極間ギャップによる不具合を解消することができるの
である。

【００２３】なお、上記各実施例においては、駆動する
液晶の領域を３つに分割したものにつき説明したが、こ
れに限定されることなく、何分割でも良い。但し投射画
像として好ましくは分割数を増やすべきである。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による線順
次駆動型光導電型液晶ライトバルブ表示装置は、光書込
手段の水平走査の方向に沿って分割された一対の透明電
極層の一方の層における複数の電極片の各々に、水平走
査に同期した駆動電圧信号を順次供給し、光書込手段の
走査とともに液晶層を各電極片に対応する領域毎に切換
駆動するので、明るくかつ残像の生じない良好な投射画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光導電型液晶ライトバルブの応答特性を
示す図。

【図２】本発明による一実施例の表示装置における光導
電型液晶ライトバルブの構成を示す図。

【図３】本発明による一実施例の線順次駆動型光導電型
液晶ライトバルブ表示装置を示す図。

【図４】図３の表示装置の動作を説明するためのタイム
チャート。

【図５】本発明による他の実施例の表示装置における光
導電型液晶ライトバルブの構成を示す図。

【図６】本発明によるさらに他の実施例の表示装置にお
ける光導電型液晶ライトバルブの構成を示す図。

【主要部分の符号の説明】

１ 液晶層 ５ 光導電層 ８，９ 透明電極層 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｂ´，９ｅ，９ｆ 透明電極片 ９ｄ 絶縁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層と、この液晶層の書込側に積層さ
   れる光導電層と、前記液晶層の読出側及び前記光導電層
   の書込側に積層される一対の透明電極層とを有する光導
   電型液晶ライトバルブと、水平走査により画像を形成し
   この画像を前記光導電層に入射する光書込手段と、前記
   一対の透明電極層に駆動電圧信号を供給する駆動手段と
   を有する光導電型液晶ライトバルブ表示装置であって、 前記一対の透明電極層の一方の層は、前記水平走査の方
   向に沿って複数の電極片に分割され、 前記駆動手段は、前記水平走査に同期して前記電極片の
   各々に駆動電圧信号を順次供給することを特徴とする線
   順次駆動型光導電型液晶ライトバルブ表示装置。
2. 【請求項２】 前記電極片は、前記液晶層に対して垂直
   な方向において絶縁体を介して互いに重複していること
   を特徴とする請求項１記載の線順次駆動型光導電型液晶
   ライトバルブ表示装置。