JPH0333890A - 画像表示装置 - Google Patents

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、大画面及び高精細画像を有する画像表示装置
に関する。

〔従来の技術〕

近年、旅客用航空機、−船室内において白色のスクリー
ンに対して、赤色、緑色７青色からなる情報を有する光
線の投影場所を移動（スキャンニング）することによっ
て、画像が構成され画像の表示が行われている。

又、ＣＲＴ画面を反射鏡により拡大投影することにより
、大画面を得ている。

さらに最近では、複数本×複数本のマトリクス電極を有
する液晶表示装置をレンズ系で拡大投影することにより
、大画面を得ている。また前記液晶表示装置として、薄
膜半導体能動素子（Ｔ　Ｐ　Ｔ）を各画素に有するタイ
プ、強誘電性液晶表示装置を使用するタイプ等が提案さ
れている。

（従来の技術の間朋点〕 しかしながらＣＲＴ画面を反射鏡により拡大投影するタ
イプでは、ＣＲＴ画面の輝度を向上させるには限界があ
り、そのため画面全体が非常に暗くなるという問題点を
有している。

また光の３原色である赤色、緑色、青色からなる光線（
ビーム）に階調情報をのせて、該光線を高速移動させて
、任意の画面を構成するタイプは、光線の微細化に限界
を有し、高精細画像には向いていない。そして光線を高
速移動させる手段が複雑となるため、製造コストの上昇
をまねいている。

複数本×複数本のマトリクス電極を有する液晶表示をレ
ンズ系で拡大投影するタイプのうち、ＴＰＴを使用する
タイプでは、構成要素であるＴＰＴを作製するのに複雑
なプロセスを必要とするため、コスト上昇をまねいてい
る。強誘電性液晶を使用するタイプではパネル作製のコ
ストは安いものの、強誘電性液晶のもつ物性からマトリ
クスにした場合、階調表示ができない。又、装置の基板
間距離が２μｍ程度と小さいため、画素を＋１１威−Ｊ
る一対の電極間での電気的ショートが発生し易く、歩留
りをおとしている。従って小面積で１つの装置を構成せ
ねばならない。

本発明はこれらの従来ある大画面を得るための様々な方
法における種々の問題点を解決して大画面を簡便な方法
により得ることを目的とするものである。

〔問題を解決するための手段］ そのため、本発明は透光性の基板上に複数本の透過性の
４電膜よりなる電極と、導電性のリードとを有する第１
の基板と、透過性の基板上に一個の電極及びリードとを
有する第２の基板とを電極が内側になるように、かつ第
１の基板上の電極と第２の基板上の電極が互いに概略直
角に交差する様に向かい合わせ、その内側に強誘電性液
晶を示す液晶と、液晶分子を任意の方向に並べるための
手段を有する液晶装置を準備する。つまり、単数×複数
のドツトからなる液晶装置に、本来なら複数×複数のド
ツトで構成される１画面を複数個に分割したものを順次
表示させる液晶装置とするのである。そして、前記液晶
装置を３個用いて、それぞれ赤色の表示をするもの、緑
色の表示をするもの、青色の表示をするものと決めてお
き、それぞれの液晶装置の基板面に対して垂直方向に光
源を置き、光源からの光を前記それぞれの色の表示に対
応させて赤色のフィルター、緑色のフィルタ、青色のフ
ィルターを通して前記各々の液晶装置に入射させ、通過
させて得られた表示光を少なくとも二つ以上のハーフ珈
う−（反射面に半透鏡膜を施すことによって、光の分割
や重合わせを行う反射鏡）によって合成して反射または
屈折する手段に照射させるものとした。

このようにして得られる反射または屈折した表示光をス
クリーンに投影することによりカラーの投影像を得るも
のである。

例えば、白黒表示を考えた場合画像として３０００Ｘ　
３０００画素の表示を得ようとした場合、Ｉ　Ｘ３００
０ドツトよりなる液晶装置を使用する。一画面を表示す
るには、−列分の表示を行うのに同期させて光を反射又
は屈折させる手段の角度を連続して変化させていくこと
で、反射された一列分の表示を順次３０００回投影位置
を移動させて、スクリーンに投影することによって一画
面を構成させる。

スクリーンと液晶装置及び光源の位置関係の調整によっ
て、ピント及び画面の大きさを決定する。

本発明は、単数×複数のドツトでマトリクスを構成させ
ているため、１ドツト当たりに必要とする情報１つに対
して１つの位相からなるパルスで信号を構成できる。ま
た、ｌＸ３０００ドツトのマトリクスであることからパ
ルスの高さによって液晶分子の回転量を制御できる。

反射又は屈折させる手段は、液晶装置からの表示を反射
又は屈折してスクリーンに投影させるもので、液晶装置
の表示の動きに同期させて、反射又は屈折させる方向を
変化させて、線状の光線である表示を面状の表示すなわ
ち画像の表示に変換する機能を有するものである。

従来のカラー表示では赤色、緑色、青色の３色で白黒表
示の１画面を構成するため、白黒表示のｌ画素はカラー
表示では三つの画素に相当する。

そのため同じ面積の基板に白黒表示の画素数に相当する
カラー表示のための画素を設けようとすると３倍の画素
が必要になり、緻密になりすぎて作製が困難であり、反
対に白黒表示と同じ画素数でカラー表示を行おうとする
と緻密な表示ができなかった。しかしながら本発明によ
れば複数本×複数本のマトリクス液晶装置に表示させた
と同様の表示を単数本×複数本の細長い液晶装置を３個
組み合わせることにより表示させることができるため１
画素に相当する場所に同時に赤色、緑色、青色の３色を
重ねて表示することが可能であり、その結果、カラー表
示においても緻密な画面が得られるのである。

以下に本発明を実施例とともに詳細に説明する。

「実施例１」 先ず本発明の画像表示装置に使用する液晶装置の概略を
第１図に示す。

液晶装置（１）は、以下の様に作製した。

１．１ｍｍ厚のソーダライム硝子上に、スパッタ法によ
りＩＴＯ膜を１５００人成膜する。公知のパターニング
法によって、２０００本の電極及びリード（２）を作製
し、第１の基板（３）とした。同様な方法で１本の電極
及びリード（４）を有する第２の基板（５）とした。第
２の基板上にポリイミド前駆体溶液（ＮＭＰ溶材）をオ
フセット法により散布し、２５０°Ｃで１時間、Ｎｚガ
ス中で焼成することで、２００人のポリイミド膜を得た
。この膜を公知のラヒンク法にて、一定方向にミクロの
傷をつけた。

その後２．５μｍの径を有する粒子を介して、周囲をエ
ポキシ系の接着剤で第１と第２の黄を接着させた。その
後周知の真空法により、強講電性を示す液晶を注入し、
その後注入口をＵＶ樹脂により、封止した。

この様にして、液晶装置（１）を１写る。

次に本実施例の画像表示装置の概略図を第２図に示す。

本実施例の画像表示装置は、光源（６）、液晶装置（１
）、偏光板（７）、カラーフィルター（５０）を−組と
する液晶表示系をカラーフィルターの色に対応させて三
組配置した。即ち赤色フィルター（５ｏ）、緑色フィル
ター（５１）、青色フィルター（５２）に対応させてい
る。

その他（５３）　（５４）はハ−フミラー、液晶装置か
らの光を反射するための手段（８）そして表示を拡大し
てスクリーン（９）に投影するためのレンズ（１０）で
構成されている。

各液晶表示系では、光源からの光は例えば赤色フィルタ
ー（５０）を通りその後液晶装置に入射し、液晶装置（
１）からの表示光は偏光板（７）を通り、ハーフミラ−
（５３）で他の二つの液晶表示系からの表示光と合成さ
れた後反射するための手段（８）を通りここで反射され
レンズ（１０）で拡大されスクリーン（９）に到る。

同様に緑色の表示もハーフミラ−（５４）により青色の
表示と合成、最後にはハーフミラ−（５３〉で赤色の表
示と合成される。

このようにしてスクリーン（９〉上にカラーの表示が投
影されるのである。

光源（６）には冷陰極管を用いた。偏光板（７）は液晶
表示装置の外側両面に貼りつけた。フィルター　（５０
）　（５１）　（５２）はそれぞれの色に対応した液晶
装置の基板の一方の外側に、エポキシ樹脂に赤色、緑色
、青色の顔料を混合させたものを塗布して作製した。反
射する手段（８）は、３０面を有する筒状の多面鏡であ
る。ただし図面は円で示した。３０面とした理由は、１
秒間に筒状の多面鏡を１回転させて、１面で１画面を構
成させ、１秒間に３０画面を表示させることを考えての
ことである。従って１秒間に表示したい画面数を決める
ことで多面鏡の面の数が決まる。多面鏡の回転にはステ
ンピングモーターとギアの組み合わせによって同期パル
スがＩ回加わる毎に、６　Ｘｌ０−”ｄｅｇだけ回転す
る様にした。同期パルスは液晶装置の表示が変化するの
と同時に発生している。つまり、液晶表示装置の１表示
に対応させて多面鏡が６’Ｘ　１０−’ｄｅｇ回転する
ことによって、１表示に対応するスクリーン上に投影さ
れる投影像の場所が動いていき、１つの画面をスクリー
ン上に作りだすことができる。

液晶装置からの表示光は多面鏡の１面に入射、そこで反
射されてスクリーン（９）上に投影されるのである。

一つの面で一画面の投影が終わると次の面により二両面
目の投影が始まる。このように順次投影が行われスクリ
ーン上に連続したカラー画面となって写し出されるので
ある。

スクリーンに投影する必要から像を拡大するためのレン
ズは多面鏡で反射した光が、入射する位置に置いた。こ
のレンズをズームレンズとして投影像の拡大倍率を連続
的に変化させるようにすることは、スクリーンの大きさ
や、スクリーンと画像表示装置の距離を任意に選択でき
るため有効である。

本実施例では表示光を反射する手段に鏡を使用したが入
射光を反射させることができ単体で一画面を形成し、か
つ一画面を投影し終わった時、次の画面を構成する表示
光が入射できるようにすることが可能なものであれば鏡
に限らず任意に選択することができる。

以上の如く本発明によれば小さな画像表示装置によりカ
ラーの大画面が得られるとともに、単数本×複数本の電
極を有する液晶装置を組み合わせることで大画面を構成
することができるため従来のように大型の液晶装置を作
る必要がないため製造が容易であり、製造歩止まりが向
上し、しかもカラー画面でありながら緻密な画面が得ら
れる。

「実施例２Ｊ 本実施例の画像表示装置の概略を、第３図に示す。

第３図では液晶表示系を赤色、緑色、青色用に三組用い
たが簡略化して示した。即ち実施例１の装置において赤
色、緑色、青色の３色を合成した表示光を得る部分、つ
まり第２図における点線で囲まれた部分（５５）を省略
して示した。

本実施例の装置は表示光をプリズムを配置した多面体（
１１）で屈折させる構造としたものである。

ただし、プリズムは、省略する。

実施例１と同様の方法で作製した液晶装置（１）からの
赤色、緑色、青色の表示光は実施例１と同様の原理で３
色が合成され、プリズムに入射し、プリズムで屈折され
、その後レンズ（１０）を通って拡大され、スクリーン
（９）上に投影される。プリズムの数は、多面体を１秒
間に１回転させる場合であれば、１秒間に投影させる画
面の数に対応させて選択される。多面体は、例えば１秒
間に３０画面を投影させる時はプリズムを３０個設けた
３０面体として、スティビングモーターとギアの組み合
わせによって同期パルスが１回加わる毎に多面体が回転
する。それによって、表示光がプリズムに入射する時の
角度が変わるため、スクリーン上へ投影される投影像の
位置が動いていき、１つの画面をスクリーン上に作り出
すことができるものである。この時１画面を１つのプリ
ズムが形威し、かつ１画面を投影し終わった時、次のプ
リズムに表示光が入射するようにプリズムの屈折率やプ
リズムの全体の大きさを調整しておく必要がある。

本実施例では表示光を屈折させる手段としてプリズムを
使用したが入射光を屈折させることができ単体で一画面
を形成し、かつ一画面を投影し終わった時、次の画面を
構成する表示光が入射できるようにすることが可能なも
のであればプリズムに限らず任意に選択することができ
る。

本実施例の場合も、実施例１と同様にレンズをズームレ
ンズにすることは効果的である。

以上の如く本発明によれば小さな画像表示装置によりカ
ラーの大画面が得られるとともに、単数木×複数本の電
極を有する液晶装置を組み合わせることで大画面を構成
することができるため従来のように大型の液晶装置を作
る必要がないため製造が容易であり、製造歩止まりが向
上し、しかもカラー画面でありながら緻密な画面が得ら
れる。

ｒ実施例３ｊ 本実施例は、実施例１あるいは実施例２に示す画像表示
装置内の赤色、緑色、青色の３色を合成した表示光を得
る部分（５５）を２つ用いて、立体画像をスクリーン上
に映し出す画像表示装置としたものである。

本実施例では画像表示装置内に第４図のように実施例１
に示した装置の前記合成した表示光を得る部分（５５）
を２組用いて左眼用の画面、右眼用の画面をそれぞれ作
るように光学系を予め設定する。左眼用の赤色、緑色、
青色のそれぞれに対応する液晶表示系には装置内に左眼
用の表示とするための偏光板（１２）を配置しておき、
他方右眼用の液晶表示系にも左眼用と同様各色に対応し
て装置内に右眼用の表示とするための偏光板（１３〉を
配置しておく。これらの偏光板は、液晶表示装置（１）
の上面に設けられたものが有する機能と、同一の機能を
果たす。また左眼用、右眼用の偏光板（１２）　（１３
）は互いに偏光軸を直交させたものを配置した。

（１４）はスクリーンに投影された画面を観察する為の
観察用眼鏡であり、画像表示装置内の左眼用の偏光板（
１２）、右眼用の偏光板（１３）と同方向の偏光軸をも
つ２板の偏光板（１５）　（１６）がそれぞれ左眼用及
び右眼用として組み込まれている。

ここで、左眼用、右眼用の光学系に設けられた液晶装置
に、それぞれ左眼用及び右眼用に作製された表示をさせ
て、スクリーン（９）に投影された左眼用及び右眼用の
投影像を眼鏡（１４）を通して観察すれば、観察者の前
に立体像が現出されているように感しられるのである。

ここで、左眼用の偏光板（１２）と眼鏡の偏光板（１５
）の偏光軸が同一方向であり、右眼用の偏光板（１３）
と眼鏡の偏光板（１６）の偏光軸が同一方向であり、か
つ偏光板（１２）　（１５）と偏光板（１３）　（１６
）の偏光軸が互いに直交しているため、上記した左眼で
見た投影像と、右眼で見た投影像とは別々に左眼及び右
眼に映し出されるのである。

本実施例では眼鏡に偏光板を使用したが、偏光板の代わ
りに液晶シャッターを用いて、液晶シャッターを左右交
互に開閉する方式にして左眼のシャッターが開けば左眼
用の映像が、右眼のシャッターが開けば右眼用の映像が
観察者の脳に送られ、左右の像が合成されることにより
観察者の前に立体像が現出されているような感じにする
ことも可能である。

本実施例によれば小さな画像表示装置により大画面が得
られるとともに、単数水×複数本の電極を有する液晶装
置で大画面を構成することができる等実施例１及び実施
例２と同様な効果を有する他、従来であれば大画面の映
像を二重に投影する、もしくは二つの画面を別に投影す
る等をしなければ得られなかった立体映像が、単数水×
複数本の電極を有する液晶装置を二組用いるのみで大画
面の立体映像が簡単に得られるという大きな特徴を有す
る。

〔効果〕

従来のカラー表示では赤色、緑色、青色の３色で白黒表
示の１画面を構成するため、白黒表示の１画素はカラー
表示では三つの画素に相当する。

そのため同じ面積の基板に白黒表示の画素数に相当する
カラー表示のための画素を設けようとすると３倍の画素
が必要になり、緻密になりすぎて作製が困難であり、反
対に白黒表示と同じ画素数でカラー表示を行おうとする
と緻密な表示ができなかった。しかしながら本発明によ
れば複数本×複数本のマトリクス液晶装置に表示させた
と同様の表示を単数水×複数本の細長い液晶装置を３個
組み合わせることにより表示させることができるため１
画素に相当する場所に同時に赤色、緑色、青色の３色を
重ねて表示することが可能であり、その結果、カラー表
示においても緻密な画面が得られるのである。

また単数×複数からなるマトリクスによる液晶装置は、
その形状を細長く、複数×複数マトリクスの液晶装置よ
り面積を小さくすることが出来る。これによって、１枚
の基板より多数本の液晶を得ることができ、歩留りの点
でも優位であり、コス１−を下げることができた。

しかも本発明は従来からのＣＲＴ技術の大半を流用する
ことができるため、構成が簡易という利点を有している
。

動画を表示するには、１秒間に３０画面を必要とする。

本発明によれば、１ドツトの情報を表示するのに、１つ
の位相からなる信号で構成することができるので、例え
ば、高精細ＴＶとして必要な３０００　ｘ　３０００画
素を動画表示するにも強誘電性液晶材料の応答速度は、
１０μｓｅｅ程度ですむ。

複数×複数ドツトの強誘電性液晶表示では、不可能であ
った階調表示が可能になった。液晶分子はパルス幅が一
定の時、パルス高さによって分子の回転度合を調整する
ことができ、階調表示ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する液晶装置の概略を示す図。 第２図乃至第４図は本発明の画像表示装置の概略を示す
図。 ｌ・・・液晶装置 ２．４・・・電極及びリード ３・・・第１の基板 ５・・・第２の基板 ６・・・光源 ７・・・偏光板 ８・・・反射させるための手段 ９・・・スクリーン １０・・・レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数本からなる電極及びリードを有する第１の基板
   と、１本の電極及びリードを有する第２の基板との間に
   強誘電性を示す液晶及び液晶分子を任意の方向に並べる
   ための手段を有する液晶装置を３個有し、その３個の液
   晶装置の各々に対して、赤色のフィルターを通過した光
   、緑色のフィルターを通過した光、青色のフィルターを
   通過した光が入射するようにフィルターと液晶装置を設
   け、前記３個の液晶装置を通過して出射した前記各色に
   対応した光が少なくとも２枚のハーフミラーによって合
   成されるようにハーフミラーを設け、前記ハーフミラー
   によって合成された光を任意の方向に反射または屈折さ
   せるための手段を設けたことを特徴とする画像表示装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項において反射するための手段
   は該液晶装置の駆動に同期させて反射または屈折させる
   方向を変化させることを特徴とする画像表示装置。