JPH035786A - 投影型液晶表示装置 - 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］ 本発明は反射鏡を使い、映像や、文字を表示する投影型
液晶表示装置に関する。

〔従来の技術］ ・従来技術での映像や、文字を表示する装置はＣＲＴが
ある。最近それに代わる液晶表示ノｆネル、ＥＬパネル
、さらには液晶表示パネルに対して一方向で一回のみ透
過させた投影型液晶表示装置がある。

例えば公開特許公報（Ａ）昭６３−９３９６等がある。

これらは構成が大がかりになり扱いが難しい等の難点が
あって、極めて限られた用途のみ実用されているにすぎ
ない。つまり第１０図の様な従来技術の基本的な例とし
て、液晶表示パネルに対して一方向で一回のみ透過させ
た投影型液晶表示装置がある。以下第１０図で説明する
。

照明光学系の光源１の近くに、集光用レンズ５１と、液
晶表示パネル５２と投影用レンズ５３を第１０図の様に
設置する。液晶表示パネル５２の裏と表には偏光板５４
を設置した。液晶表示パネルには必ず冷却袋！！！５５
を設置していた。そして照明光学系の光源１により液晶
表示パネル５２の画像を、スクリーンｌＯに投影してい
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記の従来技術のＣＲＴにおいては、大画面は
装置が大型になり移動や持ち運びが困難であり高価な商
品となる。

又、液晶表示パネル、ＥＬパネルにおいては、大画面は
製造上困難である。

さらには液晶表示パネルに対して一方向で一回のみ透過
させた投影型液晶表示装置があるが、光源の熱により液
晶表示パネルの温度が上がり液晶表示パネルの動作不良
となる。そして液晶表示パネルの温度を下げるには、大
がかりの冷却装置が必要の為装置が大型になり、移動や
持ち運びが困難で且つ、高価な商品となる。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、明るく大画面であるが軽量の為、
移動時の携帯性が良好で且つ、安価な投影型液晶表示装
置を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ （１）薄膜トランジスターアレイ又は、薄膜ダイオード
アレイを集積した液晶表示パネルを照明する照明光学系
と、該液晶表示パネルによる表示を拡大投影する投影光
学系を具備した投影型液晶表示装置に於て、該液晶表示
パネルに対して照明光学系の光源と反対側である背面電
極側に背面反射鏡を密着設置し、該照明光学系の照明光
が該液晶表示パネルを透過後該背面反射鏡に反射し再度
該液晶表示パネルを透過した投影光の映像を、拡大投影
する構成とした事を特徴とする。

（２）該背面反射鏡の反射部は、該液晶表示パネルの液
晶に対して１０ｍｍ以内に近づけ設置した事を特徴とす
る。

（３）該背面反射鏡は単体か、あるいは照明光用偏光板
、液晶カラー表示パネル用カラーフィルタ該背面電極及
び、背面ガラスパネルの少なくとも一つとの組合せであ
ることを特徴とする。

（４）フレネル型の凹面鏡、凸面鏡、もしくは平面型の
該背面反射鏡であることを特徴とする。

（５）該液晶表示パネルは照明光学系の該光源と１ｃｍ
以上から２００ｃｍ以下離れていることを特徴とする。

（６）該照明光用偏光板は、該光源からの該照明光と、
該液晶表示パネルを透過した該照明光が該背面反射鏡に
反射し再度該液晶表示パネルを透過した該投影光とが交
わる領域以外の光源側か、該背面反射鏡と該背面電極と
の間に設置した事を特徴とする。

［作用］ 本発明の上記構成によれば、光源より出た照明光と、集
光鏡で集めた照明光で液晶表示パネルの全面を照明する
。すると照明光は液晶表示パネルを透過して背面反射鏡
に反射し、もう−度液晶表示パネルを透過し投影光とな
る。投影光は投影用レンズに集まり、投影用反射鏡に反
射してスクリーンに投影される。

そこで液晶表示パネルを光源から離し、光源の熱の影響
を弱め、且つ液晶表示パネル全面に分散する事で、液晶
表示パネルの温度の上昇をさけ、熱によって特性が劣化
しやすい液晶表示パネル（ＭＩＭ素子）であっても、特
性の劣化を無くす事ができる。

さらに液晶表示パネル及び２枚の偏光板は、照明光学系
の光源と光分離れている為、液晶表示パネル及び２枚の
偏光板の温度を上昇させず光源の輝度を上げ、映像を明
るくできる。

しかし、光源と投影用レンズは同じ位置に設置できない
ので液晶表示パネルに対しての照明光と、背面反射鏡に
反射した投影光の角度がズレる。そこで背面反射鏡は、
照明光用偏光板、液晶カラー表示パネル用カラーフィル
ター　背面電極及び、背面ガラスパネルの少なくとも一
つとの組合せであることで、液晶表示パネルの液晶と背
面反射鏡との距離を極力小さくできる。それによって、
照明光が背面反射鏡に反射した時、隣の画素への混入が
な（、映像が明るく又は、コントラストが良くなる。又
、２度カラーフィルターを光が通過する為、鮮かな色彩
となる。

又、偏光板に耐熱性があれば当然光源近くに設置できる
が、−船釣な偏光板は耐熱性が無い。そこで照明光用偏
光板は、照明光と、液晶表示パネルを透過した照明光が
背面反射鏡に反射し液晶表示パネルを再度透過した投影
光とが交わる領域以外の光源側に設置する。あるいは、
液晶表示パネルに対して照明光学系の光源と反対側の背
面反射鏡と背面電極間に設置する、２つの方法がある。

後者の方法では照明充用偏光板を再度照明光が透過する
が、液晶表示パネルの液晶と背面反射鏡との距離が小さ
い為何ら問題は無いし、照明用光源の熱の影響を受けな
い。前者は液晶表示パネルの液晶と背面反射鏡との距離
をより小さくできる。

さらに、これらの反射鏡はフレネル型の凹面鏡、凸面鏡
又は、平面鏡を使った場合は組立式が可能となり、コン
パクトな装置となる。

［実施例１］ 本発明の具体的応用分野の実施例１は光源と液晶表示パ
ネルを離し、単体の照明光用偏光板と、単体のフレネル
型で凹面の背面反射鏡を光源と反対側の液晶表示パネル
に密着設置させた場合である。

本発明の実施例１の基本構成を第１図に示して詳述する
。東１図は、本発明の基本構成である。

照明光学系の光源１と液晶表示パネル２を第１図の様に
約３０ｃｍ離した所に設置し、液晶表示パネル２に対し
て光源１と反対側の背面電極側に単体の照明光用偏光板
３と、単体のフレネル型で凹面の背面反射鏡４を密着設
置した。又、照明光学系の光源１と並べて投影用レンズ
５を設置した。

さらにその上側に、スクリーンｌＯに投影できるように
平面型の投影用反射鏡６を設置した。投影光用偏光板７
は、投影用レンズ５の下に設置した。

又、光源ｌを効率良く液晶表示パネル２を照明する為に
凹面集光鏡８を設置する。さらに照明光と、投影光の回
りに遮光板９を設置した。

第２図は実施例１の液晶表示パネル２近傍の拡大図であ
る。液晶１４は表面ガラスパネル１１と背面ガラスパネ
ル１６で保持されている。表面ガラスパネル１１には、
表面電極１２とカラーフィルター１３があり、背面ガラ
スパネル１６には画素２８となるＭＩＭ素子の背面電極
１５がある。

光源１の反対側の液晶表示パネル２の背面電極１５側に
単体の照明光用偏光板３と、単体の背面反射鏡４を密着
設置させである。

・そして本発明の実施例１では、液晶表示パネル２の裏
表を反対にしても効果は同じである。

［実施例２］ 本発明の具体的応用分野の実施例２は光源と液晶表示パ
ネルを離し、単体の背面反射鏡を、光源と反対側の液晶
表示パネルに密着設置させた所までは実施例１と同じで
ある。しかし照明光用偏光板を照明光と、投影光とが交
わる領域以外の光源側に設置した場合である。

本発明の実施例２の基本構成を第３図に示して詳述する
。第３図は、本発明の実施例２の基本構成である。

照明光用偏光板１７は、光源１からの照明光と、液晶表
示パネル２を透過した照明光が背面反射鏡４に反射し、
液晶表示パネル２を再度透過した投影光とが交わる領域
以外の光源１側に設置したものである。その他の構成は
実施例１と同じなので省略する。

第４図は実施例２の液晶表示パネル２近傍の拡六回であ
る。液晶１４は表面ガラスパネル１１と背面ガラスパネ
ル１６で保持されている。表面ガラスパネル１１には、
表面電極１２とカラーフィルター１３があり、背面ガラ
スパネル１６には画素２８となるＭＩＭ素子の背面電極
１５がある。

光源ｌの反対側の液晶表示パネル２の背面電極１５側に
、単体の背面反射鏡４を、密着設置させである。

そして、本発明の実施例２では、液晶表示パネル２の裏
表を反対にしても効果は同じである。

［実施例３］ 本発明の具体的応用分野の実施例３は、背面反射鏡の構
成が違うもので、フレネル型凹面のプラスチックにアル
ミニウム（ＡＩ）の反射膜を成膜、その面を使い、液晶
表示パネルの液晶と背面反射鏡との距離を極力小さくし
、光源の反対側の液晶表示パネルの背面電極側に密着設
置させた場合である。

本発明の実施例３の基本構成は第３図と同じなので省略
する。本発明の実施例３は、液晶表示パネル２近傍の拡
大図である第５図に示して詳述する。

第５図の様に単体の背面反射鏡２０を、光源ｌの反対側
の背面電極１５側に密着設置させである。

そして背面反射鏡２０は、フレネル型凹面のプラスチッ
クにＡ１反射膜１８を成膜し、さらにＡｌ保護層１９を
成形し、その面を背面ガラスパネル１６に密着設置させ
た場合である。

そして本発明の実施例３では、照明光用偏光板は、照明
光と、投影光とが交わる領域以外の光源側に設置した場
合であるが、背面反射鏡２０と背面ガラスパネル１６間
に設置しても効果は同じである。

［実施例４］ 本発明の具体的応用分野の実施例４では、背面反射鏡と
照明光用偏光板を組合せて一体にした背面反射鏡を、光
源の反対側の液晶パネルの背面電極側に密着設置させた
場合である。

本発明の実施例４の基本構成は第１図と同じなので省略
する。本発明の実施例４は、液晶表示パネル２近傍の拡
大図である第６図に示して詳述する。

第６図の様に実施例３と同じ様に成形した、背面反射鏡
２３と照明充用偏光板２１を紫外線硬化樹脂２２で一体
にした背面反射鏡２３を、液晶表示パネルの背面電極側
に密着設置した。

そして本発明の実施例４での偏光板２１と、背面反射鏡
２３の接着剤は紫外線硬化樹脂であるが、エポ牛シ等他
のものでも目的が達成されれば効果は同じである。

［実施例５］ 本発明の具体的応用分野の実施例５では、背面反射鏡及
び、背面電極を背面ガラスパネル上に成形した背面ガラ
スパネルを、使った液晶表示パネルの場合である。

本発明の実施例５の基本構成は第３図と同じなので省略
する。本発明の実施例５は、液晶表示パネル２近傍の拡
大図である第７図に示して詳述する。

背面反射鏡２６及び、背面電極２４を背面ガラスパネル
２７上に成形した背面ガラスパネルを使って液晶表示パ
ネルを製造し設置した。平坦化コート剤２５はフレネル
型背面反射鏡の凸凹を平坦化するものである。

尚、本発明の実施例５では、背面電極２４とフレネル型
の凹面反射鏡２６を背面ガラスパネル２７と一体にして
液晶表示パネルの一部としたが、照明充用偏光板、カラ
ーフィルター１３、表面電極１２、背面電極２４、フレ
ネル型で凹面の背面反射鏡２７等の色々な組合せでの、
背面の液晶表示パネルの一部として一体にしても効果は
同じである。

さらに、本発明の実施例５では液晶カラー表示パネル用
カラーフィルターは表面ガラスパネル側にあるが、背面
ガラスパネル側にあっても効果は同じである。

そして、本発明では薄膜ダイオードアレイを集積したＭ
ＩＭ素子を使った液晶カラー表示パネルであるが、薄膜
トランジスターアレイを集積したＴＰＴ素子等、液晶に
よる表示パネルであればどんな方式でも効果は同じであ
る。

又、単体の背面反射鏡、単体の照明光用偏光板、単体の
液晶カラー表示パネル用カラーフィルターの場合は、背
面ガラスパネルと接着剤を使って一体にしても効果は同
じである。

又、本発明で投影光用偏光板は、投影用レンズの下に設
置したが、光源からの照明光と、液晶表示パネルを透過
した照明光が背面反射鏡４に反射し再度該液晶表示パネ
ル２を透過した投影光とが交わる領域以外の投影側にあ
れば効果は同じである。つまり第８図の様に平面型の投
影用反射鏡６の後に設置したり、・第９図の様に平面型
の投影用反射鏡６に直接密着貼り合わせる方法等がある
。

又、本発明での背面反射鏡の反射部は液晶表示パネルの
液晶に対して１０ｍｍ以内に近づけ設置したが、１０ｍ
ｍ以上であっても若干映像の質が劣化するが、安価で、
液晶表示パネルの着脱ができるもの等にも応用できる。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本説明により、反射鏡を使い映像
や、文字を表示する反射型投影表示装置で、背面電極側
に背面反射鏡を密着設置させ、拡大投影した事により光
源側の光学系を大幅に簡素化できた。そして液晶表示パ
ネル及び２枚の偏光板は、照明光学系の光源と光分離れ
ている為、液晶表示パネル及び２枚の偏光板の温度を上
昇させず光源の輝度を上げ映像を明るくすることに成功
した。

又、２度カラーフィルターを光が通過する為、鮮かな色
彩の映像が実現できた。これにより、明るく大画面であ
るが軽量で移動時の携帯性が良好で且つ、安価な表示装
置を提供する事が可能となった。

さらに他の効果として、反射鏡にフレネル型の凹面鏡、
凸面鏡又は平面鏡を使った場合は組立式が可能となり、
コンパクトな装置となった。

【図面の簡単な説明】

第１図が、本発明の実施例１における投影型液晶表示装
置の基本概略図。 第２図が、本発明の実施例１における液晶表示パネル近
傍の拡大図。 第３図が、本発明の実施例２における投影型液晶表示装
置の基本概略図。 第４図が、本発明の実施例２における液晶表示パネル近
傍の拡大図。 第５図が、本発明の実施例３における液晶表示パネル近
傍の拡大図。 第６図が、本発明の実施例４における液晶表示パネル近
傍の拡大図。 第７図が、本発明の実施例５における液晶表示パネル近
傍の拡大図。 第８図が、本発明における投影型液晶表示装置の基本概
略図。 第９図が、本発明における投影型液晶表示装置の基本概
略図。 第１０図は、従来技術の透過方式の基本的な投影型液晶
表示装置の概略図。 ｌ・・・光源 ２・・・本発明の実施例１と２の 液晶表示パネル ３・・・本発明の実施例工の照明光用偏光板４・・・本
発明のフレネル型で凹面の 背面反射鏡 ５　・　・ ６　・　・ ７　・　・ ８　・　・ ９　・　・ １０　・ １１　・ ｌ　２　・ ｌ　３　・ １４　・ １５　・ ｌ　６　・ １７　・ ｌ　８　拳 １９　・ ２０　・ ２１　・ 本発明の投影用レンズ 本発明の投影用反射鏡 本発明の投影光用偏光板 凹面集光鏡 遮光板 スクリーン 表面ガラスパネル 表面電極 カラーフィルター 液晶 背面電極 背面ガラスパネル 本発明の実施例２の照明光用偏光板 本発明の実施例３のＡ１反射膜 本発明の実施例３のＡＩ保護層 本発明の実施例３の背面反射鏡 本発明の実施例４の偏光板 本発明の実施例４の紫外線硬化樹脂 本発明の実施例４の背面反射鏡 本発明の実施例５の背面電極 本発明の実施例５の平坦化コート剤 本発明の実施例５の背面反射鏡 本発明の実施例５の背面ガラスパネル 画素 従来技術の集光用レンズ 従来技術の液晶表示パネル 従来技術の投影用レンズ 従来技術の偏光板 従来技術の冷却装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄膜トランジスターアレイ又は、薄膜ダイオード
   アレイを集積した液晶表示パネルを照明する照明光学系
   と、該液晶表示パネルによる表示を拡大投影する投影光
   学系を具備した投影型液晶表示装置に於て、該液晶表示
   パネルに対して照明光学系の光源と反対側である背面電
   極側に背面反射鏡を密着設置し、該照明光学系の照明光
   が該液晶表示パネルを透過後該背面反射鏡に反射し再度
   該液晶表示パネルを透過した投影光の映像を、拡大投影
   する構成とした事を特徴とする投影型液晶表示装置。
2. （２）該背面反射鏡の反射部は、該液晶表示パネルの液
   晶に対して１０ｍｍ以内に近づけ設置した事を特徴とす
   る請求項１記載の投影型液晶表示装置。
3. （３）該背面反射鏡は単体か、あるいは照明光用偏光板
   、液晶カラー表示パネル用カラーフィルター、該背面電
   極及び、背面ガラスパネルの少なくとも一つとの組合せ
   であることを特徴とする請求項１記載の投影型液晶表示
   装置。
4. （４）フレネル型の凹面鏡、凸面鏡、もしくは平面型の
   該背面反射鏡であることを特徴とする請求項１記載の投
   影型液晶表示装置。
5. （５）該液晶表示パネルは照明光学系の該光源と１ｃｍ
   以上から２００ｃｍ以下離れていることを特徴とする請
   求項１記載の投影型液晶表示装置。
6. （６）該照明光用偏光板は、該光源からの該照明光と、
   該液晶表示パネルを透過した該照明光が該背面反射鏡に
   反射し再度該液晶表示パネルを透過した該投影光とが交
   わる領域以外の光源側か、該背面反射鏡と該背面電極と
   の間に設置した事を特徴とする請求項１記載の投影型液
   晶表示装置。