JPH01108596A

JPH01108596A - 表示装置

Info

Publication number: JPH01108596A
Application number: JP62267458A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Takato; 裕高藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-04-25
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0827599B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、電気信号によって電気光学セルの透過率を制
御することにより、モザイク状のカラーフィルタ画素を
透過する光の透過率を制御してカラー表示を行なう電気
光学表示装置に関するものである。

〈従来の技術〉第４図はカラー液晶表示セルの構造を示し、これはアク
ティブマトリックス駆動あるいはマルチプレックス駆動
のいずれの場合も同様の構造である。片側の基板１０１
には、パターン精度が極めて高いモザイク状の赤、緑、
青のカラーフィルタ画素５００ａ、５００ｂ、５００ｃ
、・・・が形成サレ、その上にＩＴｏ（透明導電膜）等
からなる透明電極２０１、さらにその上にポリイミド膜
等からなる分子配向膜３０１が形成されている。分子配
向膜３０１は、ラビング等により配向処理が行われてい
る。この分子配向膜３０１に液晶層４００が接触する。

もう一方の基板１００上には、透明電極２００ａ、２０
０ｂ、２００ｃ、・・・と、その上に配向処理が行われ
た分子配向膜３００が形成されている。分子配向膜３０
０に液晶層４００が接触している。

通常、２枚の基板１００，１０１上の分子配向方向は、
互いに９０°の回転角をもつ。このセルが２枚の偏光板
で挟まれる。２枚の偏光板の偏光軸が互いに平行であれ
ば、電圧の印加されていない部分は光が透過しない。例
えば、第４図において、電極２００ｂと分子配向膜３０
１との間に液晶の閾電圧以上の電圧が印加されると、緑
の光のみが透過し、緑の表示が行われる。このように、
赤、緑、青のカラーフィルタ画素５００ａ、５００ｂ。

５００ｃ、・・・を透過する光の透過率を制御してカラ
ー画像表示が行われる。

〈発明が解決しようとする問題点〉上述のカラー液晶表示セルの構造においては、モザイク
状のカラーフィルタ画素５００ａ、５００ｂ。

５００ｃ、・、・を形成するのに表示画素電極２００ａ
。

２００ｂ、２００ｃ、・・・とほぼ同程度の加工精度が
要求される。従って、カラーフィルタ５００ａ。

５００ｂ、５００ｃ、−・・は、通常、ゼラチン等の基
質をフォトリソグラフィにより必要な部分だけ開口部を
設けたレジスト層で覆っておき、これを染料で染色する
工程を３回繰り返すという方法によって作製される。こ
の様な煩雑な方法により作製されるため、カラーフィル
タは非常に高価なものとなる。また、ゼラチン等の基質
の耐熱性、耐薬品性等の点によって、洗浄、透明電極の
形成、　　。

分子配向膜の形成の各工程が大きな制約を受けるという
問題もあった。

この様な液晶表示セルの用途として、第５図に示すよう
に、上述の構造の液晶表示セル４３に反射鏡１３、光源
２３並びに集光レンズ３３により光を照射し、液晶表示
セル４３に表示された画像をレンズ５３によってスクリ
ーン７６へ拡大投映するようにした投映型カラー表示装
置がある。しかるにこの場合、液晶表示セル４３が光源
２３に近接しているため、液晶表示セル４３に強い光が
入射し、この結果、カラーフィルタ５００ａ。

５００ｂ、５００ｃ、・・・に退色が生じるという問題
があった。

〈問題点を解決するための手段〉本発明は、表示画素電極の透過率が電気信号により制御
されて単色の表示を行なう電気光学セル及びこの電気光
学セルの表示画像を拡大投映するための光源、投映レン
ズ並びにスクリーンを具備した表示装置において、電気
光学セルの表示画像の拡大投映の結像面近傍に、赤、緑
、青のカラーフィルタ画素が配列したカラーフィルタを
備える。

〈作用〉本発明に係る表示装置は、電気光学セルに表示された画
像の単色の画像光が、拡大投映の結像面近傍に配設され
た赤、緑、青の画素からなるカラーフィルタを透過する
ことにより、電気光学セルの表示画像が拡大されカラー
画像として投映される。

〈実施例〉第１図は本実施例の表示装置の光学的な配置構成を示す
。図において、１０は反射鏡、２０は光源、３０はコン
デンサレンズ、４０は液晶表示セル、５０は投映レンズ
、７０はカラーフィルタ、８０はスクリーンである。

反射鏡１０、光源２０、コンデンサレンズ３０並びに投
映レンズ５０は、液晶表示セル４０に形成された画像を
スクリーン８０に拡大投映する光学系である。

５一液晶表示セル４０は、表示画素電極を透過する光の透過
率が電気信号により制御されて単色の画像表示を行なう
ものである。この液晶表示セル４０はＴ　Ｆ　Ｔ　Ｃｍ
膜トランジスタ）によるアクティブマトリックス駆動に
より、一方の基板上にマトリックス状に配列形成された
表示画素電極ともう一方の基板上に全面に形成された対
向電極との間に印加される電圧が制御され、偏光板と２
枚の基板間の液晶層の電気光学特性とにより、白黒の階
調パターンを表示す”る。この液晶表示セル４０は、単
色の画像を形成するものであり、第４図に示すカラー液
晶表示セルにおけるカラーフィルタを有しない。この液
晶表示セル４０は、マルチプレックス駆動により白黒階
調パターンを表示するものであってもよい。

カラーフィルタ７０は、拡大投映の結像面であるスクリ
ーン８０に接して配設されている。このカラーフィルタ
７０は、赤、緑、青の３原色の光を選択的に透過するカ
ラーフィルタ画素がモザイク状に配列したものである。

動作を説明すると、光源２０から出た光と反射鏡１０の
反射光は、コンデンサレンズ３０により集光され、液晶
表示セル４０に入る。液晶表示セル４０を光が透過する
ことにより発生した白黒の画像光は、投映レンズ５０を
透過し、さらにカラーフィルタ７０を透過して着色され
る。そして、スクリーン８０上には、液晶表示セル４０
に形成された白黒画像が拡大され、カラー画像として投
映される。

この構成においては、液晶表示セル４０の画素パターン
が拡大されてスクリーン８０に結像するため、スクリー
ン８０に接しているカラーフィルタ７０は、赤、緑、青
の３原色の画素の配列ピッチが投映レンズ５０による拡
大率の分だけ大きくすることができる。したがって、カ
ラーフィルタ７０の作製において加工精度に対する要求
が大幅に緩和され、カラーフィルタ７０を印刷法によっ
て作製することができる。例えば、ポリエステルシート
の表面にオフセット印刷によりカラーフィルタ画素を縦
横１１１のピッチで印刷することによりカラーフィルタ
７０が作製できる。

上述の方法で作製したカラーフィルタ７０をスクリーン
８０に貼り付け、縦横のピッチが２００μｍである表示
画素電極を有する液晶表示セル４０の表示画像を５倍に
拡大してスクリーン８０に投映したところ、従来のカラ
ーフィルタを内蔵した構造の液晶表示セルを用いた投映
型カラー表示装置（第５図）における表示と同等の色再
現性と表示コントラストが得られた。

第２図は他の実施例を示す。図中、１１は反射鏡、２１
は光源、３１はコンデンサレンズ、４１は液晶表示セル
、５１は投映レンズ、６１は反射鏡、７１はカラーフィ
ルタ、８１は透過型スクリーンである。

液晶表示セル４１は、上述の実施例の液晶表示セル４０
と同様の構造である。反射鏡６１は、投映レンズ５１を
透過した画像光を反射して透過型スクリーン８１へ導く
。

透過型スクリーン８１は、その光入射面に赤、緑、青の
３原色のモザイク状カラーフィルタ画素からなるカラー
フィルタ７１が印刷されている。

光源２１及び反射鏡１１からの光は、コンデンサレンズ
３１で集光され、液晶表示セル４１に照射される。液晶
表示セル４１を透過して発生した白黒の画像光は、投映
レンズ５１を透過しさらに反射鏡６１において反射し、
透過型スクリーン８１上のカラーフィルタ７１へ導かれ
る。白黒の画像光は、このカラーフィルタ７１において
着色され、透過型スクリーン８１には、カラー画像が拡
大投映される。人間は、スクリーン８１の図中右側から
画像を視認する。この場合、カラーフィルタ７１とスク
リーン８１の順序は、必ずしも第２図のとおりでなく、
逆でもよい。又、カラーフィルタ７１は、スクリーン８
１に配置する以外に、反射鏡６１の反射面に装着する構
成としても良い。

第３図はさらに他の実施例を示す。図中、１２は反射鏡
、２２は光源、３２はコンデンサレンズ、４２は液晶表
示セル、５２は投映レンズ、７２はカラーフィルタ、８
２は透過型スクリーン、９２は投映レンズ、７５はスク
リーンである。

９一液晶表示セル４２の構造は、前述の液晶表示セル４０と
同様である。透過型スクリーン８２の表面には、赤、緑
、青の３原色のモザイク状カラーフィルタ画素からなる
カラーフィルタ７２が印刷により形成されている。ここ
で、カラーフィルタ７２とスクリーン８２の順序は、必
ずしも第３図のとおりでなく、逆でもよい。透過型スク
リーン８２に近接して投映レンズ９２が配設されている
。

この投映レンズ９２の図中右側にスクリーン７５が配設
されている。反射鏡１２、光源２２、コンデンサレンズ
３２、液晶表示セル４２、投映レンズ５２からなる構成
は、前述の実施例の反射鏡１０、光源２０、コンデンサ
レンズ３０、液晶表示セル４０、投映レンズ５０からな
る構成と同様である。

液晶表示セル４２の表示画像は、投映レンズ５２により
透過型スクリーン８２に拡大投映される。

投映レンズ５２を透過した白黒の画像光はカラーフィル
タ７２を透過して着色され、スクリーン８２にはカラー
画像が結像する。透過型スクリーン８２に形成されたカ
ラー画像は、さらに投映レンズ９２ニヨリスクリーン７
５に拡大投映される。この例では、スクリーン８２上の
カラー画像をスクリーン７５に投映する投映レンズ９２
を設けたことにより、任意の寸法に拡大投映が可能であ
る。もちろん、カラーフィルタをスクリーン７５上に設
けてもよいが、この場合には投映時の拡大率は変えられ
ない。しかし、周囲光によるコントラストの低下は減少
する。

以上の３つの実施例のいずれにおいても、光源２０．２
１．２２としては、ハロゲンランプ、蛍光灯、キセノン
アークランプ、メタルハライドランプ、螢光水銀ランプ
等が使用可能である。また、画像を形成する電気光学セ
ルとしては、液晶表示セルに限られるものではなく、Ｐ
ＬＺＴ表示パネル（透光性セラミック表示パネル）やメ
カニカルシャッタによるライトバルブを用いたものでも
い。

〈発明の効果〉以上のように本発明によれば、従来ではフォトリソグラ
フィにより形成していたカラーフィルタを印刷により安
価に製造することが可能となる。

また、電気光学表示セルのひとつである液晶表示セルの
作成において、２枚の基板を貼り合わせる場合に、一方
の基板上のカラーフィルタ画素ともう一方の基板上の表
示電極との相互の位置合わせという従来の工程が不要と
なり、液晶表示セルの作成時の歩留りが大幅に向上する
という利点がある。さらに、カラーフィルタ層の洗浄、
カラーフィルタ上での配向膜の形成あるいは透明電極の
形成といった煩雑な工程も無くなる。さらにまた、カラ
ーフィルタに入射する光は、電気光学表示セル上に形成
された表示画像の拡大像の光であるので、その強度は小
さく、したがってカラーフィルタの退色の問題を解消す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明実施例の構成を示す図
、第４図は従来例のカラー液晶表示セルの構造を示す図、第５図は従来例の投映型表示装置の構成を示す図である
。１０．１１．１２・・・反射鏡２０．２１．２２・・・光源３０．３１．３２・・・コンデンサレンズ４０．４１．
４２・・・液晶表示セル５０．５１，５２．９２・・・投映レンズ６１・・・反
射鏡？０，７１．７２・・・カラーフィルタ７５．８０・・
・スクリーン８１．８２・・・透過型スクリーン特許出願人　　　　シャープ株式会社代　理　人　　　　弁理士　西１）新

Claims

【特許請求の範囲】

表示画素電極を透過する光の透過率が電気信号により制
御されて単色の表示を行なう電気光学セルと、前記電気
光学セルの表示画像を拡大投映するための少くとも１組
の光源、投映レンズ及びスクリーンを具備した表示装置
において、前記電気光学セルの表示画像の拡大投映像の
結像面近傍に赤、緑、青の３原色の光を選択的に透過す
るカラーフィルタ画素が配列されていることを特徴とす
る表示装置。