JP2006145677A

JP2006145677A - Projection type liquid crystal display

Info

Publication number: JP2006145677A
Application number: JP2004333239A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawamata; 健司川又
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-06-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type liquid crystal display by which focused projection is made possible for the whole surface of a curved projection plane and whose system configuration is simple. SOLUTION: The projection type liquid crystal display has a light source 10, a liquid crystal display panel having a curved light emitting surface 20S and a convex lens 40 arranged at intervals with the light emitting surface and the projection plane 1S and having an optical axis 101. When focal length of the convex lens 40 is expressed as (f), first distance in parallel with the optical axis 101 of the light beams between the light emitting plane and the convex lens, respectively, in all light beams passing through the center O of the convex lens from the light emitting point 20P of the light emitting surface 20S to be made incident on the incident point 1P of the projection plane 1S, is expressed as (a), and second distance in parallel with the optical axis of the light beam between the convex lens and the projection plane is expressed as (b), the light emitting surface curves so that it becomes 1/f=1/a+1/b. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、表示画像を光学的に投影する投影型液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a projection type liquid crystal display device that optically projects a display image.

一般に、投影型表示装置として、液晶表示パネルを用いて画像を表示させ、その画像を投影してスクリーン等の投影面に映し出す投影型液晶表示装置が使用されている。車両のフロントガラス等に画像を投影する投影型液晶表示装置としては、例えば、光源と、この光源と対向配置された凹面鏡と、これら光源および凹面鏡間に配置された液晶表示パネルおよび凹レンズとを備えた投影型液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。凹面鏡の反射面は、画像をフロントガラスに拡大して表示させるため曲率を有している。凹レンズは、フロントガラスに表示される画像の輝度ムラを抑制するために設けられている。
特開２００４−１２６０２５号公報 In general, a projection type liquid crystal display device that displays an image using a liquid crystal display panel and projects the image onto a projection surface such as a screen is used as a projection type display device. As a projection type liquid crystal display device that projects an image on a windshield or the like of a vehicle, for example, a light source, a concave mirror disposed opposite to the light source, and a liquid crystal display panel and a concave lens disposed between the light source and the concave mirror are provided. A projection type liquid crystal display device is disclosed (for example, see Patent Document 1). The reflecting surface of the concave mirror has a curvature to enlarge and display an image on the windshield. The concave lens is provided to suppress luminance unevenness of an image displayed on the windshield.
JP 2004-126025 A

しかしながら、上記した投影型液晶表示装置は、車両のフロントガラス等、曲面状の投影面全面に渡ってフォーカスの合った投影をさせるように構成されていない。このため、画像の表示品位は低下してしまう。また、投影型液晶表示装置を構成する部材が多くなり、装置構成が複雑になってしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、曲面状の投影面全面に渡ってフォーカスの合った投影が可能であり、装置構成が簡単な投影型液晶表示装置を提供することにある。 However, the above-described projection type liquid crystal display device is not configured to perform a focused projection over the entire curved projection surface such as a vehicle windshield. For this reason, the display quality of an image will fall. Further, the number of members constituting the projection type liquid crystal display device increases, and the device configuration becomes complicated.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a projection type liquid crystal display device capable of performing focused projection over the entire curved projection surface and having a simple device configuration. It is in.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る投影型液晶表示装置は、曲面状の投影面に光学画像を表示可能な投影型液晶表示装置において、光源と、曲面状の光出射面を有し、前記光源と対向し、前記光源から入射された光を透過させて前記光出射面から出射させる液晶表示パネルと、前記光出射面と投影面との間に光出射面および投影面とそれぞれ間隔を置いて配置され、光軸を有した光学素子と、を備え、前記光学素子の焦点距離をｆ、前記光出射面の出射点から前記光学素子の中心を通って前記投影面の入射点に入射する全ての光線で、それぞれ光出射面および光学素子間の光線の前記光軸と平行な第１距離をａ、かつ、前記光学素子および投影面間の光線の前記光軸と平行な第２距離をｂ、とした場合、１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂとなるよう前記光出射面が湾曲している。 In order to solve the above problems, a projection type liquid crystal display device according to an aspect of the present invention is a projection type liquid crystal display device capable of displaying an optical image on a curved projection surface, and has a light source and a curved light emission surface. A liquid crystal display panel facing the light source and transmitting the light incident from the light source to be emitted from the light emitting surface, and a light emitting surface and a projecting surface between the light emitting surface and the projecting surface, respectively. And an optical element having an optical axis, the focal length of the optical element being f, and the incident point of the projection surface from the exit point of the light exit surface through the center of the optical element A first distance parallel to the optical axis of the light beam between the light emitting surface and the optical element is a, and a first distance of the light beam between the optical element and the projection surface is parallel to the optical axis. When 2 distance is b, 1 / f = 1 / a + 1 / b So that the light emitting surface is curved.

この発明によれば、曲面状の投影面全面に渡ってフォーカスの合った投影が可能であり、装置構成が簡単な投影型液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a projection type liquid crystal display device that can perform a focused projection over the entire curved projection surface and has a simple device configuration.

以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る投影型液晶表示装置について詳細に説明する。
図１に示すように、この実施の形態に係る投影型液晶表示装置は、車両のフロントガラス等のスクリーン１の曲面状の投影面１Ｓに光学画像として実像を表示可能であり、投影面全面に渡ってフォーカスの合った表示が可能である。 Hereinafter, a projection type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the projection-type liquid crystal display device according to this embodiment can display a real image as an optical image on a curved projection surface 1S of a screen 1 such as a windshield of a vehicle, and can be displayed on the entire projection surface. Cross-focused display is possible.

投影型液晶表示装置は、光源１０と、液晶表示パネル２０と、後述する型部材３０と、光学素子としての凸レンズ４０とを有し、これらは図示しない筐体内部に配設されている。なお、凸レンズ４０は、筐体側面に形成された光通過孔を塞ぐように配設されている。 The projection type liquid crystal display device has a light source 10, a liquid crystal display panel 20, a mold member 30 to be described later, and a convex lens 40 as an optical element, and these are arranged inside a housing (not shown). In addition, the convex lens 40 is arrange | positioned so that the light passage hole formed in the housing | casing side surface may be plugged up.

図１乃至図３に示すように、液晶表示パネル２０は、アレイ基板２１と、対向基板２２と、液晶層２３と、第１偏光板２７と、第２偏光板２８とを有している。アレイ基板２１は、透明で柔軟性がある第１フレキシブル基板２１ａを有している。第１フレキシブル基板２１ａ上には、それぞれ第１方向ｄ１に延びた複数の信号線２１ｂおよびそれぞれ第１方向と直交する第２方向に延びた複数の走査線２１ｃがマトリクス状に配置されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the liquid crystal display panel 20 includes an array substrate 21, a counter substrate 22, a liquid crystal layer 23, a first polarizing plate 27, and a second polarizing plate 28. The array substrate 21 has a first flexible substrate 21a that is transparent and flexible. On the first flexible substrate 21a, a plurality of signal lines 21b extending in the first direction d1 and a plurality of scanning lines 21c extending in the second direction orthogonal to the first direction are arranged in a matrix.

隣接する２本の信号線および２本の走査線で囲われた領域には、それぞれ複数の画素電極２１ｄが形成されている。画素電極２１ｄを含み、第１フレキシブル基板２１ａ上には、配向膜２１ｅが成膜されている。画素電極２１ｄの周縁部は、例えば、信号線２１ｂおよび走査線２１ｃに重なっている。信号線２１ｂおよび走査線２１ｃは、ブラックマトリクスとして遮光機能を有している。その他、アレイ基板２１は、信号線２１ｂおよび走査線２１ｃの交差部近傍に形成されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ等を有している。 A plurality of pixel electrodes 21d are formed in regions surrounded by two adjacent signal lines and two scanning lines. An alignment film 21e is formed on the first flexible substrate 21a including the pixel electrode 21d. For example, the peripheral edge of the pixel electrode 21d overlaps the signal line 21b and the scanning line 21c. The signal line 21b and the scanning line 21c have a light shielding function as a black matrix. In addition, the array substrate 21 includes a thin film transistor as a switching element formed in the vicinity of the intersection of the signal line 21b and the scanning line 21c.

図４に示すように、各画素２５は、隣接する２本の信号線２１ｂおよび２本の走査線２１ｃで囲まれた領域にそれぞれ形成されている。なお、各画素２５は、駆動配線としての信号線２１ｂおよび走査線２１ｃから供給される駆動信号により駆動されている。この実施の形態において、画素２５は、隣接する２本の信号線２１ｂおよび２本の走査線２１ｃより内側の領域に位置した開口部２６をそれぞれ有している。すなわち、開口部２６の面積は、信号線２１ｂおよび走査線２１ｃによって規定されている。開口部２６は、光源１０から入射される光を透過する個所である。なお、後述するが、複数の開口部２６は、それぞれ面積が異なっている。 As shown in FIG. 4, each pixel 25 is formed in a region surrounded by two adjacent signal lines 21b and two scanning lines 21c. Each pixel 25 is driven by a drive signal supplied from a signal line 21b and a scanning line 21c as drive wirings. In this embodiment, each pixel 25 has an opening 26 located in a region inside two adjacent signal lines 21b and two scanning lines 21c. That is, the area of the opening 26 is defined by the signal line 21b and the scanning line 21c. The opening 26 is a portion that transmits light incident from the light source 10. As will be described later, the plurality of openings 26 have different areas.

対向基板２２は、第２フレキシブル基板２２ａと、この第２フレキシブル基板上に形成された共通電極２２ｂと、この共通電極上に形成された配向膜２２ｃとを有している。画素電極２１ｄおよび共通電極２２ｂは、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により形成されている。配向膜２１ｅおよび配向膜２２ｃには配向処理（ラビング）画施されている。なお、図示しないが、アレイ基板２１または対向基板２２には、赤色、緑色、青色の複数の着色層で形成されたカラーフィルタが配置されている。 The counter substrate 22 includes a second flexible substrate 22a, a common electrode 22b formed on the second flexible substrate, and an alignment film 22c formed on the common electrode. The pixel electrode 21d and the common electrode 22b are formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). The alignment film 21e and the alignment film 22c are subjected to alignment treatment (rubbing). Although not shown, the array substrate 21 or the counter substrate 22 is provided with a color filter formed of a plurality of colored layers of red, green, and blue.

アレイ基板２１および対向基板２２は、図示しない複数のスペーサにより所定の間隔を置いて対向配置されている。アレイ基板２１および対向基板２２は、両基板の周縁部に配置されたシール材２４により互いに接合されている。液晶層２３は、アレイ基板２１、対向基板２２およびシール材２４間に狭持されている。第１偏光板２７はアレイ基板２１の外面に配置され、第２偏光板２８は対向基板２２の外面に配置されている。この実施の形態において、第２偏光板２８の外面が光出射面２０Ｓとして機能している。 The array substrate 21 and the counter substrate 22 are arranged to face each other with a predetermined interval by a plurality of spacers (not shown). The array substrate 21 and the counter substrate 22 are bonded to each other by a sealing material 24 disposed at the peripheral edge of both substrates. The liquid crystal layer 23 is sandwiched between the array substrate 21, the counter substrate 22, and the sealing material 24. The first polarizing plate 27 is disposed on the outer surface of the array substrate 21, and the second polarizing plate 28 is disposed on the outer surface of the counter substrate 22. In this embodiment, the outer surface of the second polarizing plate 28 functions as the light emitting surface 20S.

図５に示すように、上記した柔軟性のある液晶表示パネル２０において、図１では図示を省略したが、第１偏光板２７が透明接着層３１を介し透明な型部材３０の貼合せ面３０Ｓに貼り合わされている。貼合せ面３０Ｓは、凹平面であり、投影面１Ｓと相似の曲面である。このため、光出射面２０Ｓは、型部材３０の貼合せ面３０Ｓと同一の曲面に形作られている。なお、図６に示すように、型部材３０の貼合せ面３０Ｓは、凸平面であっても良く、投影面１Ｓと相似の曲面であれば良い。この場合、第２偏光板２８が透明接着層３１を介し型部材３０の貼合せ面３０Ｓに貼り合わされている。 As shown in FIG. 5, in the above-described flexible liquid crystal display panel 20, although not shown in FIG. 1, the first polarizing plate 27 is bonded to the bonding surface 30 S of the transparent mold member 30 through the transparent adhesive layer 31. Are pasted together. The bonding surface 30S is a concave plane and is a curved surface similar to the projection surface 1S. For this reason, the light emission surface 20 S is formed in the same curved surface as the bonding surface 30 S of the mold member 30. As shown in FIG. 6, the bonding surface 30S of the mold member 30 may be a convex plane, and may be a curved surface similar to the projection surface 1S. In this case, the second polarizing plate 28 is bonded to the bonding surface 30 S of the mold member 30 via the transparent adhesive layer 31.

液晶表示パネル２０の第１偏光板２７の外面は、光源１０と対向している。このため、液晶表示パネル２０は、光源１０から入射された光を透過させて光出射面２０Ｓから出射させている。 The outer surface of the first polarizing plate 27 of the liquid crystal display panel 20 faces the light source 10. For this reason, the liquid crystal display panel 20 transmits the light incident from the light source 10 and emits it from the light emitting surface 20S.

図１に示すように、凸レンズ４０は、光軸１０１を有し、光出射面２０Ｓと投影面１Ｓとの間に配置されている。凸レンズ４０は、光出射面２０Ｓおよび投影面１Ｓとそれぞれ間隔を置いて配置されている。凸レンズ４０を用いることにより、投影面１Ｓに実像を表示させることが可能である。 As shown in FIG. 1, the convex lens 40 has an optical axis 101 and is disposed between the light emitting surface 20S and the projection surface 1S. The convex lens 40 is disposed at a distance from the light emitting surface 20S and the projection surface 1S. By using the convex lens 40, it is possible to display a real image on the projection surface 1S.

焦点距離ｆとして、凸レンズ４０固有の焦点距離をｆ１、光出射面２０Ｓの出射点２０Ｐから凸レンズ４０の中心Ｏを通って投影面１Ｓの入射点１Ｐに入射する全ての光線で、それぞれ光出射面および凸レンズ間の光線の光軸１０１と平行な第１距離をａ、かつ、凸レンズおよび投影面間の光線の光軸と平行な第２距離をｂ、とした場合、
１／ｆ＝１／ｆ１＝１／ａ＋１／ｂ
の関係式が成立つ。すなわち、液晶表示パネル２０の光出射面２０Ｓは、上記関係式が成立つように湾曲している。 As the focal length f, the focal length inherent to the convex lens 40 is f1, and all the light rays that enter the incident point 1P of the projection surface 1S from the exit point 20P of the light exit surface 20S through the center O of the convex lens 40 are respectively light exit surfaces. And a first distance parallel to the optical axis 101 of the light beam between the convex lenses and a second distance parallel to the optical axis of the light beam between the convex lens and the projection surface is b,
1 / f = 1 / f1 = 1 / a + 1 / b
Is established. That is, the light emission surface 20S of the liquid crystal display panel 20 is curved so that the above relational expression is satisfied.

上記関係式の具体例をいくつか挙げると、出射点２０Ｐ１から入射点１Ｐ１に入射する光線で、第１距離をａ１、かつ、第２距離をｂ１とした場合は、
１／ｆ１＝１／ａ１＋１／ｂ１
の関係式が成立つ。また、出射点２０Ｐ２から入射点１Ｐ２に入射する光線で、第１距離をａ２、かつ、第２距離をｂ２とした場合は、
１／ｆ１＝１／ａ２＋１／ｂ２
の関係式が成立つ。 To give some specific examples of the above relational expression, when the first distance is a1 and the second distance is b1 with a light ray incident from the emission point 20P1 to the incident point 1P1,
1 / f1 = 1 / a1 + 1 / b1
The following relational expression is established. In addition, when the first distance is a2 and the second distance is b2 with a light beam incident from the emission point 20P2 to the incident point 1P2,
1 / f1 = 1 / a2 + 1 / b2
The following relational expression is established.

図１、図３および図４に示すように、第１距離ａ２等、第１距離ａの短い光線を出射する出射点２０Ｐ（例えば、２０Ｐ２）に位置した画素２５の開口部２６ほど面積を大きく、すなわち拡大して形成されている。第１距離ａ１等、第１距離ａの長い光線を出射する出射点２０Ｐ（例えば、２０Ｐ１）に位置した画素２５の開口部２６ほど面積を小さく、すなわち縮小して形成されている。このため、第１距離ａの長短に応じ、信号線２１ｂおよび走査線２１ｃが疎密に形成されている。この実施の形態において、信号線２１ｂは等間隔に形成されているが、走査線２１ｃは、出射点２０Ｐ２に位置しているほど疎に形成され、出射点２０Ｐ１に位置しているほど密に形成されている。 As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the area of the opening 26 of the pixel 25 located at the emission point 20P (for example, 20P2) that emits a light beam having a short first distance a, such as the first distance a2, is larger. That is, it is formed in an enlarged manner. The opening 26 of the pixel 25 located at an emission point 20P (for example, 20P1) that emits a light beam having a long first distance a such as the first distance a1 is formed to have a smaller area, that is, a reduced size. For this reason, the signal lines 21b and the scanning lines 21c are formed densely according to the length of the first distance a. In this embodiment, the signal lines 21b are formed at equal intervals, but the scanning lines 21c are formed so as to be sparser as they are located at the emission point 20P2, and as they are located at the emission point 20P1. Has been.

信号線２１ｂおよび走査線２１ｃの間隔や、開口部２６の面積は、それぞれ液晶表示パネル２０の光出射面２０Ｓの形状に応じて補正され、設計変更されている。補正する際は、図７に示すように、まず、それぞれ等間隔に並んだ信号線２１ｂおよび走査線２１ｃと、面積の均一な開口部２６と、曲面状の光出射面２０Ｓとを有した液晶表示パネル２０を用意した後、補正装置を用いて上記液晶表示パネルを解析し、補正する。次に、上記信号線２１ｂおよび走査線２１ｃの間隔および開口部２６の面積を補正する方法について説明する。 The distance between the signal lines 21b and the scanning lines 21c and the area of the opening 26 are corrected and changed in design according to the shape of the light emission surface 20S of the liquid crystal display panel 20. In the correction, as shown in FIG. 7, first, a liquid crystal having signal lines 21b and scanning lines 21c arranged at equal intervals, an opening 26 having a uniform area, and a light emitting surface 20S having a curved surface. After the display panel 20 is prepared, the liquid crystal display panel is analyzed and corrected using a correction device. Next, a method for correcting the distance between the signal line 21b and the scanning line 21c and the area of the opening 26 will be described.

上記したように第１距離がａ、第２距離がｂである場合、画像はｂ／ａ倍に拡大される。また、１／ｆ１＝１／ａ＋１／ｂであることから、曲面状の投影面１Ｓに画像を投影する場合、第１距離がａ１からａ２に変化すると、第２距離はｂ１からｂ２に変化する。そして、画像の拡大率もｂ１／ａ１からｂ２／ａ２（ｂ１／ａ１≠ｂ２／ａ２）に変化する。 As described above, when the first distance is a and the second distance is b, the image is enlarged b / a times. Also, since 1 / f1 = 1 / a + 1 / b, when projecting an image onto the curved projection surface 1S, if the first distance changes from a1 to a2, the second distance changes from b1 to b2. . The image enlargement ratio also changes from b1 / a1 to b2 / a2 (b1 / a1 ≠ b2 / a2).

上記したことから、補正する際は、第１距離ａ１の光線を出射する出射点２０Ｐ１に位置した画素２５の開口部２６の面積およびｂ１／ａ１の積と、第２距離ａ２の光線を出射する出射点２０Ｐ２に位置した画素の開口部の面積およびｂ２／ａ２の積とが同一となるように、信号線２１ｂおよび走査線２１ｃの間隔や開口部２６の面積を拡大または縮小する。そして、投影面１Ｓに表示される画素２５毎の画像の大きさを均一にすれば良い。 From the above, when correcting, the light of the second distance a2 is emitted by the product of the area of the opening 26 of the pixel 25 and the b1 / a1 located at the emission point 20P1 that emits the light of the first distance a1. The interval between the signal line 21b and the scanning line 21c and the area of the opening 26 are enlarged or reduced so that the area of the opening of the pixel located at the emission point 20P2 and the product of b2 / a2 are the same. Then, the size of the image for each pixel 25 displayed on the projection surface 1S may be made uniform.

上記のように構成された第１の実施の形態に係る投影型液晶表示装置によれば、１／ｆ１＝１／ａ＋１／ｂとなるように液晶表示パネル２０の光放出面２０Ｓが湾曲している。光放出面２０Ｓは投影面１Ｓと相似であるため、曲面状の投影面全面に渡ってフォーカスの合った投影が可能である。このため、車両のフロントガラス等にフォーカスの合った投影が可能である。投影型液晶表示装置が少なくとも光源１０、液晶表示パネル２０および凸レンズ４０を有していれば上記したように投影することができるため、装置構成が簡単である。 According to the projection-type liquid crystal display device according to the first embodiment configured as described above, the light emission surface 20S of the liquid crystal display panel 20 is curved so that 1 / f1 = 1 / a + 1 / b. Yes. Since the light emitting surface 20S is similar to the projection surface 1S, a focused projection is possible over the entire curved projection surface. For this reason, it is possible to perform projection in focus on the windshield or the like of the vehicle. If the projection type liquid crystal display device has at least the light source 10, the liquid crystal display panel 20, and the convex lens 40, since the projection can be performed as described above, the device configuration is simple.

型部材３０は、投影面１Ｓと相似の貼合せ面３０Ｓを有し、液晶表示パネル２０はその貼合せ面３０Ｓに貼り合わされ、光放出面２０Ｓが貼合せ面と同一の曲面に形作られている。このため、液晶表示パネル２０を貼合せ面３０Ｓに貼合せるだけで１／ｆ１＝１／ａ＋１／ｂとなるよう、簡単に光放出面２０Ｓを曲げることができる。 The mold member 30 has a bonding surface 30S similar to the projection surface 1S, the liquid crystal display panel 20 is bonded to the bonding surface 30S, and the light emitting surface 20S is formed on the same curved surface as the bonding surface. . For this reason, the light emitting surface 20S can be easily bent so that 1 / f1 = 1 / a + 1 / b can be obtained simply by bonding the liquid crystal display panel 20 to the bonding surface 30S.

液晶表示パネル２０において、第１距離ａの短い光線を出射する出射点２０Ｐ２に位置した画素２５の走査線２１ｃほど疎に形成されているとともにその画素ほど開口部２６が拡大して形成され、第１距離の長い光線を出射する出射点２０Ｐ１に位置した画素の走査線ほど密に形成されているとともにその画素ほど開口部が縮小して形成されている。これにより、投影面１Ｓに表示される画素２５毎の画像を均一の大きさに表示することができる。
上記したことから、曲面状の投影面１Ｓ全面に渡ってフォーカスの合った投影が可能であり、装置構成が簡単な投影型液晶表示装置を得ることができる。 In the liquid crystal display panel 20, the scanning line 21c of the pixel 25 located at the emission point 20P2 that emits a light beam having a short first distance a is formed so as to be sparser, and the opening 26 is enlarged and formed as the pixel increases. The scanning line of the pixel located at the emission point 20P1 that emits a light beam having a long distance is formed more densely, and the opening is reduced in the pixel. Thereby, the image for every pixel 25 displayed on the projection surface 1S can be displayed in a uniform size.
From the above, it is possible to obtain a projection type liquid crystal display device that can perform a focused projection over the entire curved projection surface 1S and has a simple device configuration.

次に、この発明の第２の実施の形態に係る投影型液晶表示装置について説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 Next explained is a projection type liquid crystal display apparatus according to the second embodiment of the invention. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図８に示すように、この実施の形態に係る投影型液晶表示装置は、曲面状の投影面１Ｓに光学画像をとして虚像を表示可能であり、投影面全面に渡ってフォーカスのあった表示が可能である。投影型液晶表示装置は、光学素子としての凹面鏡５０を有している。なお、光源１０、投影面１Ｓと相似の光出射面２０Ｓを有した液晶表示パネル２０、図示しない型部材３０および凹面状の反射面５０Ｓを有した凹面鏡５０は、後述する筐体内部に配置されている。
凹面鏡５０は、光軸１０２を有している。凹面鏡５０を用いることにより、投影面１Ｓに虚像を表示させることが可能である。 As shown in FIG. 8, the projection-type liquid crystal display device according to this embodiment can display a virtual image as an optical image on the curved projection surface 1S, and displays a focused image over the entire projection surface. Is possible. The projection type liquid crystal display device has a concave mirror 50 as an optical element. Note that the light source 10, the liquid crystal display panel 20 having a light emitting surface 20S similar to the projection surface 1S, the mold member 30 (not shown), and the concave mirror 50 having a concave reflecting surface 50S are arranged inside a casing described later. ing.
The concave mirror 50 has an optical axis 102. By using the concave mirror 50, it is possible to display a virtual image on the projection surface 1S.

焦点距離ｆとして、凹面鏡５０固有の焦点距離をｆ２、光出射面２０Ｓの出射点２０Ｐから凹面鏡５０の中心Ｏ、すなわち鏡心Ｏ１を通って投影面１Ｓの入射点１Ｐに入射する全ての光線で、それぞれ光出射面および凹面鏡間の光線の光軸１０１と平行な第１距離をａ、かつ、凹面鏡および投影面間の光線の光軸と平行な第２距離をｂ、とした場合、
１／ｆ＝１／ｆ２＝１／ａ＋１／ｂ
の関係式が成立つ。すなわち、液晶表示パネル２０の光出射面２０Ｓは、上記関係式が成立つように湾曲している。 As the focal length f, the focal length peculiar to the concave mirror 50 is f2, and all the rays incident on the incident point 1P of the projection surface 1S through the center O of the concave mirror 50, that is, the center O1, from the exit point 20P of the light exit surface 20S. When the first distance parallel to the optical axis 101 of the light beam between the light exit surface and the concave mirror is a and the second distance parallel to the optical axis of the light beam between the concave mirror and the projection surface is b,
1 / f = 1 / f2 = 1 / a + 1 / b
The following relational expression is established. That is, the light emission surface 20S of the liquid crystal display panel 20 is curved so that the above relational expression is satisfied.

上記関係式の具体例をいくつか挙げると、出射点２０Ｐ３から入射点１Ｐ３に入射する光線で、第１距離をａ３、かつ、第２距離をｂ３とした場合は、
１／ｆ２＝１／ａ３＋１／ｂ３
の関係式が成立つ。また、出射点２０Ｐ４から入射点１Ｐ４に入射する光線で、第１距離をａ４、かつ、第２距離をｂ４とした場合は、
１／ｆ２＝１／ａ４＋１／ｂ４
の関係式が成立つ。 To give some specific examples of the above relational expression, when the first distance is a3 and the second distance is b3 with a light ray incident from the emission point 20P3 to the incident point 1P3,
1 / f2 = 1 / a3 + 1 / b3
The following relational expression is established. In addition, when the first distance is a4 and the second distance is b4 with a light ray incident on the incident point 1P4 from the emission point 20P4,
1 / f2 = 1 / a4 + 1 / b4
The following relational expression is established.

鏡心Ｏ１に入射した光線は、光軸１０２に対称に反射することから、出射点２０Ｐ４から鏡心に入射した光線は、目線ｌの方向に反射する。そして、あたかも入射点１Ｐ４に画像が表示されているように見える。 Since the light beam incident on the mirror core O1 is reflected symmetrically to the optical axis 102, the light beam incident on the mirror core from the exit point 20P4 is reflected in the direction of the line of sight l. And it looks as if an image is displayed at the incident point 1P4.

以上、光学素子として凹面鏡５０を用いた場合の光学的な原理を説明したが、図９に示すように、実用的な投影型液晶表示装置では、反射面５０Ｓで反射した光が筐体６０の光通過孔６１を通過するように配設されている。これにより、スクリーン１の投影面１Ｓに光学画像として実像の表示が可能となる。 The optical principle when the concave mirror 50 is used as the optical element has been described above. However, as shown in FIG. 9, in a practical projection type liquid crystal display device, light reflected by the reflecting surface 50 S is reflected on the housing 60. It is disposed so as to pass through the light passage hole 61. Thereby, a real image can be displayed on the projection surface 1S of the screen 1 as an optical image.

上記のように構成された第２の実施の形態に係る投影型液晶表示装置によれば、１／ｆ１＝１／ａ＋１／ｂとなるように液晶表示パネル２０の光放出面２０Ｓが湾曲している。光放出面２０Ｓは投影面１Ｓと相似であるため、曲面状の投影面全面に渡ってフォーカスの合った投影が可能である。このため、車両のフロントガラス等にフォーカスの合った投影が可能である。投影型液晶表示装置が少なくとも光源１０、液晶表示パネル２０および凹面鏡５０を有していれば上記したように投影することができるため、装置構成が簡単である。 According to the projection type liquid crystal display device according to the second embodiment configured as described above, the light emission surface 20S of the liquid crystal display panel 20 is curved so that 1 / f1 = 1 / a + 1 / b. Yes. Since the light emitting surface 20S is similar to the projection surface 1S, a focused projection is possible over the entire curved projection surface. For this reason, it is possible to perform projection in focus on the windshield or the like of the vehicle. If the projection type liquid crystal display device has at least the light source 10, the liquid crystal display panel 20, and the concave mirror 50, since the projection can be performed as described above, the device configuration is simple.

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図１０乃至図１４に示すように、光出射面２０Ｓは上述した凹平面型に限らず、いかなる曲面に形成することができ，これにより、光出射面と相似の投影面１Ｓにフォーカスの合った投影が可能となる。この場合、図１０および図１１に示した液晶表示パネル２０では、信号線２１ｂ（または図示しない走査線）が疎密に形成されている。図１２乃至図１４に示した液晶表示パネル２０では、信号線２１ｂおよび図示しない走査線が疎密に形成されている。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, as shown in FIGS. 10 to 14, the light exit surface 20S is not limited to the above-described concave plane type, and can be formed in any curved surface, thereby focusing on the projection surface 1S similar to the light exit surface. Proper projection is possible. In this case, in the liquid crystal display panel 20 shown in FIGS. 10 and 11, the signal lines 21b (or scanning lines (not shown)) are formed densely and densely. In the liquid crystal display panel 20 shown in FIGS. 12 to 14, the signal lines 21b and scanning lines (not shown) are formed densely.

液晶表示パネル２０は、駆動配線として、画素２５の補助容量を形成するための複数の補助容量線を有していても良い。これらの補助容量線が走査線２１ｃに平行な場合、隣接する２本の信号線２１ｂおよび２本の補助容量線で囲んだ領域が上記開口部２６であっても良い。また、補助容量線が疎密に形成されていても良い。 The liquid crystal display panel 20 may have a plurality of auxiliary capacitance lines for forming the auxiliary capacitance of the pixel 25 as drive wiring. When these auxiliary capacitance lines are parallel to the scanning line 21c, the opening 26 may be a region surrounded by two adjacent signal lines 21b and two auxiliary capacitance lines. Further, the auxiliary capacity lines may be formed densely / sparsely.

本発明の第１の実施の形態に係る投影型液晶表示装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a projection type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 図１に示した液晶表示パネルの断面図。Sectional drawing of the liquid crystal display panel shown in FIG. 図１に示した液晶表示パネルのアレイ基板の平面図。FIG. 2 is a plan view of an array substrate of the liquid crystal display panel shown in FIG. 1. 図３に示したアレイ基板の一部を拡大して示す平面図。FIG. 4 is an enlarged plan view showing a part of the array substrate shown in FIG. 3. 型部材に貼合せられた状態の上記液晶表示パネルを示す側面図。The side view which shows the said liquid crystal display panel of the state bonded by the mold member. 図５に示した型部材と異なる型部材に貼合せられた状態の上記液晶表示パネルを示す側面図。The side view which shows the said liquid crystal display panel of the state bonded together by the mold member different from the mold member shown in FIG. 補正前のアレイ基板を示す平面図。The top view which shows the array substrate before correction | amendment. 本発明の第２の実施の形態に係る投影型液晶表示装置の光学的な原理を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the optical principle of the projection type liquid crystal display device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図８に示した投影型液晶表示装置の実用的な概略構成図。The practical schematic block diagram of the projection-type liquid crystal display device shown in FIG. 光出射面が波型に形作られた上記液晶表示パネルの変形例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the modification of the said liquid crystal display panel by which the light-projection surface was formed in the waveform. 光放出面が凸平面型に形作られた上記液晶表示パネルの他の変形例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the other modification of the said liquid crystal display panel by which the light emission surface was formed in the convex plane type | mold. 光放出面が凹凸面型に形作られた上記液晶表示パネルの他の変形例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the other modification of the said liquid crystal display panel by which the light emission surface was formed in the uneven | corrugated surface type | mold. 光放出面が凸面型に形作られた上記液晶表示パネルの他の変形例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the other modification of the said liquid crystal display panel by which the light emission surface was formed in the convex type | mold. 光放出面が凹面型に形作られた上記液晶表示パネルの他の変形例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the other modification of the said liquid crystal display panel in which the light emission surface was formed in the concave surface type.

符号の説明Explanation of symbols

１…スクリーン、１Ｐ，１Ｐ１，１Ｐ２…入射点、１Ｓ…投影面、１０…光源、２０…液晶表示パネル、２０Ｐ，２０Ｐ１，２０Ｐ２…出射点、２０Ｓ…光出射面、２１…アレイ基板、２１ａ…第１フレキシブル基板、２１ｂ…信号線、２１ｃ…走査線、２１ｄ…画素電極、２１ｅ…配向膜、２２…対向基板、２２ａ…第２フレキシブル基板、２２ｂ…共通電極、２２ｃ…配向膜、２３…液晶層、２４…シール材、２５…画素、２６…開口部、２７…第１偏光板、２８…第２偏光板、３０…型部材、３０Ｓ…貼合せ面、３１…透明接着層、４０…凸レンズ、５０…凹面鏡、５０Ｓ…反射面、１０１，１０２…光軸、ａ，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４…第１距離、ｂ，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４…第２距離、ｆ，ｆ１，ｆ２…焦点距離、Ｏ…中心、Ｏ１…鏡心。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screen, 1P, 1P1, 1P2 ... Incident point, 1S ... Projection surface, 10 ... Light source, 20 ... Liquid crystal display panel, 20P, 20P1, 20P2 ... Emission point, 20S ... Light emission surface, 21 ... Array substrate, 21a ... 1st flexible substrate, 21b ... signal line, 21c ... scanning line, 21d ... pixel electrode, 21e ... alignment film, 22 ... counter substrate, 22a ... 2nd flexible substrate, 22b ... common electrode, 22c ... alignment film, 23 ... liquid crystal Layer, 24 ... sealing material, 25 ... pixel, 26 ... opening, 27 ... first polarizing plate, 28 ... second polarizing plate, 30 ... mold member, 30S ... bonding surface, 31 ... transparent adhesive layer, 40 ... convex lens 50, concave mirror, 50S, reflecting surface, 101, 102, optical axis, a, a1, a2, a3, a4, first distance, b, b1, b2, b3, b4, second distance, f, f1, f2. ... focal length, O ... center, O ... Kagamishin.

Claims

曲面状の投影面に光学画像を表示可能な投影型液晶表示装置において、
光源と、
曲面状の光出射面を有し、前記光源と対向し、前記光源から入射された光を透過させて前記光出射面から出射させる液晶表示パネルと、
前記光出射面と投影面との間に光出射面および投影面とそれぞれ間隔を置いて配置され、光軸を有した光学素子と、を備え、
前記光学素子の焦点距離をｆ、前記光出射面の出射点から前記光学素子の中心を通って前記投影面の入射点に入射する全ての光線で、それぞれ光出射面および光学素子間の光線の前記光軸と平行な第１距離をａ、かつ、前記光学素子および投影面間の光線の前記光軸と平行な第２距離をｂ、とした場合、
１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ
となるよう前記光出射面が湾曲している投影型液晶表示装置。 In a projection type liquid crystal display device capable of displaying an optical image on a curved projection surface,
A light source;
A liquid crystal display panel having a curved light emission surface, facing the light source, transmitting light incident from the light source and emitting the light from the light emission surface;
An optical element having an optical axis, disposed between the light emitting surface and the projection surface at a distance from the light emitting surface and the projection surface, respectively.
The focal length of the optical element is f, and all the light rays that enter the incident point of the projection surface from the exit point of the light exit surface through the center of the optical element, When the first distance parallel to the optical axis is a, and the second distance parallel to the optical axis of the light beam between the optical element and the projection surface is b,
1 / f = 1 / a + 1 / b
A projection-type liquid crystal display device in which the light exit surface is curved so that

前記光学素子は凸レンズであり、前記投影面に実像を表示可能である請求項１に記載の投影型液晶表示装置。 The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the optical element is a convex lens and can display a real image on the projection surface.

前記光学素子は凹面鏡であり、前記投影面に虚像を表示可能である請求項１に記載の投影型液晶表示装置。 The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the optical element is a concave mirror and can display a virtual image on the projection surface.

前記液晶表示パネルは、前記光源から入射される光を透過させる開口部を有した複数の画素を備え、
前記第１距離の短い光線を出射する出射点に位置した画素の開口部ほど面積が拡大して形成され、前記第１距離の長い光線を出射する出射点に位置した画素の開口部ほど面積が縮小して形成されている請求項１に記載の投影型液晶表示装置。 The liquid crystal display panel includes a plurality of pixels having openings that transmit light incident from the light source,
The area of the opening of the pixel located at the exit point that emits the light beam having the short first distance is enlarged, and the area of the opening of the pixel located at the exit point that emits the light beam having the long first distance is increased. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the projection type liquid crystal display device is formed to be reduced.

前記液晶表示パネルは、前記画素の開口部の面積をそれぞれ規定しているとともに前記画素にそれぞれ駆動信号を供給するマトリクス状の複数の駆動配線を備え、
前記第１距離の短い光線を出射する出射点に位置した駆動配線ほど疎に形成され、前記第１距離の長い光線を出射する出射点に位置した駆動配線ほど密に形成されている請求項１に記載の投影型液晶表示装置。 The liquid crystal display panel includes a plurality of matrix-shaped drive wirings that respectively define an area of the opening of the pixel and supply a drive signal to the pixel,
2. The drive wiring located at an emission point that emits a light beam having a short first distance is formed sparser, and the drive wiring located at an emission point that emits a light beam having a long first distance is formed denser. A projection type liquid crystal display device as described in 1.

前記投影面と相似の曲面を有した透明な型部材を備え、
前記液晶表示パネルは前記型部材に貼り合わされ、前記光出射面が前記型部材と同一の曲面に形作られている請求項１に記載の投影型液晶表示装置。 A transparent mold member having a curved surface similar to the projection surface;
The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display panel is bonded to the mold member, and the light emitting surface is formed on the same curved surface as the mold member.