[发明专利]液晶显示板和采用它的液晶投影机

说明书

本发明涉及液晶显示板和采用它的投影机，且更具体地说是涉及具有改善的有效象元孔径比的液晶显示板和具有较小直径的投影透镜系统的液晶投影机。

通常的液晶投影机用于通过利用液晶显示板控制透射光来产生图象，并随后将如此产生的图象投影到投影屏幕上，以进行观看。这种投影机，如图1所示，包括用于反射来自光源1的光的抛物面反射镜2、沿着被反射镜2反射的光的光轴9设置并由驱动电路8驱动的液晶显示板3、分别位于液晶显示板3的前面和后面并用于对通过液晶显示板3的光进行偏振的的偏振片4和5、以及沿着透射过液晶显示板3的光的光轴设置并用于将放大的图象投影到投影屏7上的投影透镜系统6。

反射镜2对来自光源1的光线进行反射，以使它们与光轴9相平行，从而形成平行光源光。液晶显示板3根据来自驱动电路8的图象形成信号阻止或透过入射的光源光，以形成由象元单元组成的光图象。为了控制入射到液晶显示板3上的光和通过液晶显示板3输出的光，偏振片4和5仅透过沿预定方向偏振的光。两块偏振片4和5得到适当的布置，以使它们的偏振轴保持预定的角度。投影透镜系统6对从液晶显示板3获得的光图象进行投影，从而在屏幕7上获得所需的图象。

为了在这种液晶投影机中获得明亮的图象，需要尽量增大液晶显示板3的有效象元孔径比。传统的普通液晶显示板采用薄膜晶体管（TFT）作为其象元开关元件。参见图2，第一和第二基底31和32被相隔预定距离设置。液晶33被填充到第一和第二基底31和32的相应内表面上提供有用于驱动液晶显示板3的各个象元的驱动装置。在第二基底32的内表面上设置有用于驱动液晶33的排列成预定的象元图案的多个象元电极322和被用作相应象元的驱动装置的开关元件的TFT321。在第一基底31的整个内表面上形成有用于与各个象元电极322一起驱动液晶的透明公共电极311。在公共电极311上设置有用于限定光透射区313并与各个象元电极322相对应的多个遮光型片312。在外表面（图2中的第一基底31的顶表面）上设置有具有多个微透镜341的微透镜板34，各微透镜341与各光透射区313相对，以将入射光27经光透射区313会聚到液晶33的各个象元电极322上。在液晶显示板的这种配置中，通过各个微透镜的入射平行光源光经过相应的光透射区313而被聚焦到有效象元区域，从而对由于遮光型片312的存在而被阻挡的光源光进行补偿。特别是，微透镜341所起的光学作用使各个象元的孔径比得到了大大的增加。

然而，在通过采用微透镜而使液晶显示板的有效象元孔径比增大的同时，微透镜的会聚作用使光的直线性降低了。光线被各微透镜341会聚到微透镜341的位于一象元区中的主焦点F上，随后该光线在通过焦点F之后发散。这种发散光在屏幕上形成了具有低清晰度的图象。另外，采用这种液晶显示板3的投影机必须采用大直径的投影透镜系统6（图1），以接收在通过液晶之后发散的所有光线。因此，这种配置要求液晶投影机具有大的光学系统和高生产成本。

本发明的一个目的，是提供一种液晶显示板，它能克服图象光线的发散，从而获得清晰的图象。

本发明的另一目的，是提供一种液晶投影机，其中采用了校正光发散的液晶显示板，以降低所需的投影透镜系统的直径。

本发明的又一个目的，是提供一种成本低廉并能获得清晰的图象的液晶投影机。

为了实现本发明的第一个目的，提供了一液晶显示板，其中一层液晶填充在彼此相隔的第一和第二基底之间的空间中;在第一和第二基底的内表面上形成有具有相对的相应电极的液晶驱动装置，以便以按照排列成预定图案的象元为单位对液晶进行驱动;在第一基底和光源之间设置有聚光装置，以对入射到各个象元上的光线进行会聚;且在第二基底的外表面上形成有光补偿装置，以使从各个象元发出的光平行。

为实现本发明的第二和第三个目的，提供了一种液晶投影机，它包括：光源;具有液晶层、分别设置在该液晶层的上和下侧上的第一和第二基底、以及用于驱动液晶层的液晶驱动装置的液晶显示板;设置在液晶显示板的光接收侧，用于将入射光会聚到液晶层上的聚光装置;设置在液晶显示板的光出射侧，用于使通过液晶层的光线平行的光补偿装置;以及用于将通过光补偿装置的光线投影到屏幕上的投影透镜系统。

在具有这种配置的液晶显示板和液晶投影机中，液晶驱动装置包括形成在第一和第二基底中的一个基底上的公共电极、形成在第一和第二基底中的另一个基底上的象元电极、以及用于驱动该象元电极的开关装置。