JPH09113896A

JPH09113896A - 表示装置

Info

Publication number: JPH09113896A
Application number: JP7291761A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Hirakata; 吉晴平形; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Jun Koyama; 潤小山; Satoshi Teramoto; 聡寺本
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1995-10-14
Filing date: 1995-10-14
Publication date: 1997-05-02
Anticipated expiration: 2015-10-14
Also published as: JP3623563B2

Abstract

(57)【要約】【目的】同一の画面上に特定に観察者だけに見える画
像が表示される構成を提供する。【構成】アクティブマトリクス領域１０１〜１０４が
集積化された液晶パネルを用い、１０１〜１０３の領域
でＲＧＢでなる第１の画像を形成する。また１０４の領
域で隠蔽用の白色画像（第２の画像）を形成する。そし
て第１の画像には右回り円偏光を付与し、第２の画像に
は左回り円偏光を付与する。そしてこれらの画像を同一
画面に重ねて投影する。すると、白色画像にマスクされ
て普通に見た感じでは白画像が見える。この画面を右回
り円偏光を選択的に透過するフィルターを介して見るこ
とにより、特定に観察者だけに第１の画像を見せること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本明細書に開示する発明は、画面
上に特定に観察者だけに見える画像を表示できる構成に
関する。例えば、公共施設等で特定の人だけに画像情報
を伝える場合等に利用することができる構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に代表される表示装置が知
られている。このような表示装置においては、表示され
た表示を複数の観察者が同時に見るというのが普通であ
る。

【０００３】しかし、公の施設における業務用の表示で
あるとか、教育用の画像を表示する場合には、特定の観
察者だけに選択的に特定の情報を伝えたい場合がある。
このような目的に対しては、従来の表示装置を利用する
ことはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、同一の画面上に複数の表示を同時に行い、それを
複数の異なる観察者でもって個別に見ることができる構
成を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の一つは、複数のアクティブマトリクス領域と前記複数
のアクティブマトリクス領域の水平走査制御および／ま
たは垂直走査制御を共通に制御する周辺回路とが同一基
板上に形成された液晶パネルと、前記複数のアクティブ
マトリクス領域で形成された画像の少なくとも一つに対
して第１の偏光状態を与える手段と、前記第１の偏光状
態が与えられた画像以外の画像に対して第２の偏光状態
を与える手段と、前記液晶パネルの各アクティブマトリ
クス領域で形成された画像を投影面上に重ねて投影する
手段と、を有し、前記複数のアクティブマトリクス領域
で形成された画像の少なくとも一つは、全面が白表示で
あることを特徴とする。

【０００６】他の発明の構成は、複数のアクティブマト
リクス領域と前記複数のアクティブマトリクス領域の水
平走査制御および／または垂直走査制御を共通に制御す
る周辺回路とが同一基板上に形成された液晶パネルと、
前記複数のアクティブマトリクス領域で形成された画像
の少なくとも一つに対して第１の偏光状態を与える手段
と、前記第１の偏光状態が与えられた画像以外の画像に
対して第２の偏光状態を与える手段と、前記液晶パネル
の各アクティブマトリクス領域で形成された画像を投影
面上に重ねて投影する手段と、を有し、前記複数のアク
ティブマトリクス領域で形成された画像の少なくとも一
つは、他の画像の隠蔽したい領域に対応させて白表示が
なされていることを特徴とする。

【０００７】また本明細書で開示する発明は、上記構成
において、第１の偏光状態と第２の偏光状態とは、その
旋回方向が異なる円偏光であることを特徴とする。ま
た、第１の偏光状態と第２の偏光状態とは、その偏光方
向が９０°異なる直線偏光であることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】

〔実施例１〕図１に本実施例で利用する集積化された液
晶パネルの概要を示す。図１に示す構成は、同一のガラ
ス基板上にアクティブマトリクス領域１０１、１０２、
１０３、１０４と、この複数のアクティブマトリクス領
域の水平走査制御を共通に行う水平走査制御回路１０
５、さらにアクティブマトリクス領域１０１の垂直走査
制御を行う垂直走査制御回路１０６、アクティブマトリ
クス領域１０２の垂直走査制御を行う垂直走査制御回路
１０７、アクティブマトリクス領域１０３の垂直走査制
御を行う垂直走査制御回路１０８、アクティブマトリク
ス領域１０４の垂直走査制御を行う垂直走査制御回路１
０９を備えている。

【０００９】これらのアクティブマトリクス領域と水平
および垂直走査制御回路は、１枚のガラス基板（または
石英基板）上に薄膜トランジスタを利用して集積化した
構成を有している。薄膜トランジスタは、結晶性を有し
た珪素膜薄膜を利用して構成したものを用いることが好
ましい。

【００１０】このような同一基板上にアクティブマトリ
クス領域とその駆動回路（周辺回路）とを集積化して形
成することは、従来に周辺回路をＩＣで構成してＴＡＢ
配線等で基板上に配置する方法に比較して、その作製の
手間やコストを大きく削減することができる有意性があ
る。また、全体の構成をコンパクトにできるという有意
性がある。特に図１に示すように、一部の周辺回路を複
数のアクティブマトリクス領域に対して共通化して配置
する構成は、上記の有意性を助長する意味で非常に有用
である。

【００１１】各アクティブマトリクス領域１０１〜１０
４では、異なる画像を独立に形成することができる。ま
た各アクティブマトリクスの動作は、共通の水平走査制
御の動作クロック（ＣＬＫＨと称される）と共通の垂直
走査制御の動作クロック（ＣＬＫＶと称される）で同時
に制御される。

【００１２】図１に示す集積化された液晶パネルにおい
ては、アクティブマトリクス領域１０１〜１０３でＲＧ
Ｂでなるカラー画像が形成される。そして、アクティブ
マトリクス領域１０４で全面白の表示が行われる。

【００１３】そして後述するようにＲＧＢでなるカラー
画像とＷの白画像を一つのスクリーン上で重ねて投影す
る。

【００１４】図２に図１に示す集積化された液晶パネル
を用いた投影型の表示装置２００の概要を示す。図２に
おいて、光源２０１からの白色光がミラー２０２と２０
３で反射されＷ（白）の光として図１に示す集積化した
液晶パネルのアクティブマトリクス領域１０４に入射す
る。

【００１５】常に全面白の表示をする場合には、アクテ
ィブマトリクス領域１０４は必要ないが、アクティブマ
トリクス領域１０１〜１０３で形成される画像の一部分
を隠蔽した場合には、アクティブマトリクス領域１０４
によって選択的に白い表示を形成することが必要とな
る。

【００１６】一方光源２１２から発せられた白色光は、
ミラー２１３で反射されて、さらにダイクロイックミラ
ー２０６でＢ（青）の波長領域を有する光が分光され、
さらにダイクロイックミラー２０５でＧ（緑）の波長領
域を有する光が分光され、さらにダイクロイックミラー
２０４でＲ（赤）の波長領域を有する光が分光される。

【００１７】それぞれの光は図１に示す集積化された液
晶パネル２０７に入射し、そこで所定の光学変調を受け
る。液晶パネルは制御回路２１１から必要とする信号が
供給される。液晶パネル２０７で光学変調を受けて形成
された各画像は、光学系２０８で所定の偏光状態を付与
される。

【００１８】光学系２０８には、ＲＧＢの画像に対して
右回り円偏光を付与するような偏光付与手段が配置され
ている。この円偏光を付与する手段は、偏光板と１／４
波長板、または偏光板とπセルと１／４波長板とで構成
される。

【００１９】一方Ｗの画像に対しては、左回り円偏光を
付与するような偏光付与手段が光学系２０８の内部に配
置されている。

【００２０】そしてＲＧＢＷの画像は光学系２０８に内
蔵された投影レンズでもって、スクリーン２１０におい
て重なるように投影される。

【００２１】図３に図２に示す投影型の表示装置に画像
を表示する際の動作タイミングチャートを示す。図３に
示すように図１に示すアクティブマトリクス領域１０１
〜１０３で構成されるＲＧＢそれぞれの画像は、光学系
２０８において右回り円偏光を付与され、Ａという画像
としてスクリーン２１０に重ねて投影される。

【００２２】一方、アクティブマトリクス領域１０４で
形成される全面白の画像は、光学系２０８で左回り円偏
光を付与されやはりスクリーン２１０に先のＲＧＢの画
像に重ねて投影される。

【００２３】このスクリーンを普通に見た場合は、全面
白の表示にマスクされて画面は白く見えるだけである。
しかし、右回り円偏光を選択的に透過する光学フィルタ
ーを介して、スクリーン２１０を見ると、左回り円偏光
の全面白の画像はほとんど遮断され、Ａの画像だけが選
択的に見える状態となる。

【００２４】例えば、右回り円偏光を選択的に透過する
光学フィルターを備えた特殊な眼鏡を用いてスクリーン
２１０を見ると、カラー画像Ａを見ることができる。

【００２５】即ち、普通に画面を見ることができる不特
定多数の人に対しては、単に全面白の表示を見せるだけ
で、特定の光学フィルターを備えた眼鏡を掛けた人だけ
にカラー画像Ａを見せることができる。

【００２６】ここでは、画像Ａの全体を白画像で隠蔽す
る構成を示した。しかし、画像Ａの一部を隠蔽するよう
に、白画像を選択的なものとしてもよい。また白でな
く、事件的に求めたもとっも隠蔽効果の高い隠蔽画面を
利用するのでもよい。

【００２７】このような構成は、例えば飛行場や列車の
駅、さらにはショッピングセンター等において、関係者
だけに伝えたい表示を不特定多数の人が見ることができ
る画面上に表示する場合に利用することができる。この
場合、関係者が特定の偏光状態を透過する特殊な眼鏡を
掛けれてスクリーン２１０を見ればよい。

【００２８】以下に参考のため図１に示す液晶パネルの
動作方法について簡単に説明する。ここでは説明を簡単
にするためアクティブマトリクス領域１０１における動
作について説明する。なお、他のアクティブマトリクス
領域においても同様な動作が同じタイミングで行われ
る。

【００２９】図１において、１１０〜１１２で示される
のはフリップフロップ回路である。フリップフロップ回
路は、２つの安定状態をとることができる回路である。
例えば、フリップフロップ回路１１１の入力（Ｘ₀ の
点）がＨ（論理レベルでHigh)の状態で出力（Ｘ₁ の
点）がＬ（論理レベルでLow)の状態にあるとする。ここ
でＣＬＫＨ（水平走査制御回路の動作クロック）の立ち
上がりエッジが入力することで、その出力はＨレベルに
変化する。即ち、Ｘ₁ の点はＨレベルとなる。そしてこ
の状態は次のＣＬＫＨの立ち上がりエッジが入力しない
限り維持される。

【００３０】また例えば、フリップフロップ回路１１１
の入力がＬの状態で出力がＨの状態にあるとする。ここ
でＣＬＫＨの立ち上がりエッジが入力することで、その
出力はＬレベルに変化する。

【００３１】また、フリップフロップ回路１１１の入力
がＬの状態で出力もＬの状態にあるとする。ここでＣＬ
ＫＨの立ち上がりエッジが入力した場合、その出力はＬ
レベルのままで維持される。

【００３２】まず、ＣＬＫＶ（垂直走査制御回路の動作
クロック）の立ち上がりエッジが垂直走査制御回路１０
６のフリップフロップ回路１１２に入力する。ここで、
ＨＳＴＡ（水平走査タイミングイネーブル信号）がＣＬ
ＫＶによって打ち抜かれる。

【００３３】即ち、ＨＳＴＡのＨレベルの信号がフリッ
プフロップ回路１１２の入力に加わっている状態におい
て、ＣＬＫＶの立ち上がりエッジがフリップフロップ回
路１１２に入力することによって、フリップフロップ回
路１１２の出力がＨレベルとなる。結果的にＹ₀ 行の信
号レベルがＨ状態となる。

【００３４】Ｙ₀ 行の信号レベルがＨ状態となること
で、(0,0),(1,0),・・・(m,0) の番地で示される各画素
の薄膜トランジスタが全てＯＮとなる。

【００３５】この状態において、ＣＬＫＨ（水平走査制
御回路の動作クロック）の立ち上がりエッジがフリップ
フロップ回路１１０に入力し、ＣＬＫＨ（水平走査タイ
ミングイネーブル信号）が打ち抜かれる。この結果、Ｘ
₀ における信号レベルがＨとなる。

【００３６】上記のＣＬＫＨが入力した段階では、１１
１以降のフリップフロップ回路の入力は全てＬのレベル
であるから、この状態において１１１以降のフリップフ
ロップ回路の出力は全てＬのレベルである。

【００３７】そして画像サンプリング信号線１１６がＨ
レベルとなる。この結果、サンプリングホールド回路１
１４においてＢ画像の画像データが取り込まれる。そし
て画像信号線１１７に所定の画像データに対応した信号
が流れる。即ち、(0,0),(0,1),・・・(0,n) の番地で示
される各画素の薄膜トランジスタのソースに所定の画像
信号が加わる状態となる。

【００３８】この状態においては、(0,0),(1,0),・・・
(m,0) の番地で示される各画素の薄膜トランジスタが全
てＯＮ動作となっている。従って、(0,0) 番地の画素の
みに画像情報の書込みが行われる。

【００３９】次にＣＬＫＨの次の立ち上がりエッジによ
って、フリップフロップ回路１１０の出力はＬレベルへ
と変化する。またフリップフロップ回路１１１の出力は
Ｈレベルへと変化する。こうしてＸ₁ の点がＨレベルと
なる。この状態でＸ₁ 以外のＸ_mで示される点は全てＬ
レベルである。

【００４０】この結果、サンプリングホールド回路１１
５において所定の画像データが取り込まれ、(1,0) 番地
に対する情報の書込みが行われる。

【００４１】このようにして、(m,0) 番地までの情報の
書込みがＣＬＫＨのクロック信号に従って順次行われて
いく。

【００４２】Ｙ₀ 行に対する情報の書込みが終了した
ら、ＣＬＫＶの次の立ち上がりパルスによって、フリッ
プフロップ回路１１２の出力がＬレベルとなり、フリッ
プフロップ回路１１３の出力がＨレベルとなる。

【００４３】こうして、Ｙ₁ 行に対する情報の書込みが
行われる。このようにして順次情報の書込みが各画素に
対して行われ、最後に(m,n) 番地に対する情報の書込み
が終了した時点で１フレームの表示が終了する。このフ
レームは例えば１秒間に３０回繰り返される。こうして
画像の表示が行われる。

【００４４】〔実施例２〕本実施例は、実施例１に示し
た構成において、集積化された液晶パネルとして図４に
示すような構成を採用したことを特徴とする。図４に示
す構成は、図１に示す構成をさらに拡張したもので、Ｒ
ＧＢでなるカラー画像を２つ形成することができ、さら
に隠蔽用の白色画像を２つ形成することができるもので
ある。

【００４５】図４に示す構成においては、水平走査制御
回路４０９によって、アクティブマトリクス領域４０
１、４０２、４０３、４０４の水平走査が共通に制御さ
れる。また、水平走査制御回路４１０によって、アクテ
ィブマトリクス領域４０５、４０６、４０７、４０８の
水平走査が共通に制御される。

【００４６】また、垂直走査制御回路４１１によって、
アクティブマトリクス領域４０１と４０５の垂直走査が
共通に制御される。また、垂直走査制御回路４１２によ
って、アクティブマトリクス領域４０２と４０６の垂直
走査が共通に制御される。また、垂直走査制御回路４１
３によって、アクティブマトリクス領域４０３と４０７
の垂直走査が共通に制御される。また、垂直走査制御回
路４１４によって、アクティブマトリクス領域４０４と
４０８の垂直走査が共通に制御される。

【００４７】このような構成は、より輝度の高い画面や
立体画面の形成に利用できるものである。また、水平お
よび／または垂直走査制御回路を複数のアクティブマト
リクス領域に対して共通化しているので、小型化、生産
性の向上、信頼性の向上といった有意性を得ることがで
きる。

【００４８】〔実施例３〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、アクティブマトリクス領域１０１〜１０
３において、同一のモノクロ画像を形成する場合の例で
ある。このような構成とした場合、モノクロ画像ではあ
るが、同一の画像を３つ重ねるので非常に輝度の高い画
像を得ることができる。なお本実施例においては、高い
輝度得るために、図２に示す装置構成において、ダイク
ロイックミラー２０４〜２０６を用いずにハーフミラー
を用いる必要がある。また液晶パネル２０７の各アクテ
ィブマトリクス領域に対応させて光源を配置する構成と
してもよい。

【００４９】〔実施例４〕本実施例は、実施例１に示す
構成において、特定の偏光状態を付与する手段として、
単なる偏光板を用いる場合の例である。この場合、特定
の偏光方向を有する直線偏光と、それとは９０°異なる
偏光方向を有する直線偏光を選択すればよい。このよう
な構成は、特定の偏光状態を与える手段と特定の偏光状
態を選択的に透過する光学フィルターの構成を簡略化す
ることができる。

【００５０】

【発明の効果】本明細書に開示する発明を利用すること
により、特定の人だけに所定の画像情報を与えることが
できる表示装置を実現できる。この表示装置は、特に所
定の画像情報を与えることの必要がない人にとっては単
なる白表示の画面が表示されるので不特定多数の人が見
ることができる表示装置として、非常に利用価値の高い
ものとすることができる。

【００５１】また、上記のような有意性を有する表示装
置において、集積化された液晶パネルを用いて画像の形
成を行うことで、表示装置全体をコンパクトにすること
ができ、またその生産性を高くすることができる。また
その信頼性を高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】集積化された液晶パネルの概要を示す。

【図２】図１に示す液晶パネルを用いた投影型の表示
装置の概要を示す。

【図３】画像を表示する際の動作タイミングチャート
を示す。

【図４】集積化された液晶パネルの概要を示す。

【符号の説明】

１０１、１０２、１０３、１０４アクティブマトリ
クス領域１０５水平走査制御回路１０６、１０７、１０８、１０９垂直走査制御回路１１０、１１１、１１２フリップフロップ
回路２００装置の筐体２０１光源２０２、２０３ミラー２０４、２０５、２０６ダイクロイックミ
ラー２０７集積化された液晶
パネル２０８光学系２０９ミラー２１０スクリーン２１１制御回路２１２光源２１３ミラー

フロントページの続き (72)発明者寺本聡神奈川県厚木市長谷398番地株式会社半導体エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のアクティブマトリクス領域と前記複
数のアクティブマトリクス領域の水平走査制御および／
または垂直走査制御を共通に制御する周辺回路とが同一
基板上に形成された液晶パネルと、前記複数のアクティブマトリクス領域で形成された画像
の少なくとも一つに対して第１の偏光状態を与える手段
と、前記第１の偏光状態が与えられた画像以外の画像に対し
て第２の偏光状態を与える手段と、前記液晶パネルの各アクティブマトリクス領域で形成さ
れた画像を投影面上に重ねて投影する手段と、を有し、前記複数のアクティブマトリクス領域で形成された画像
の少なくとも一つは、全面が白表示であることを特徴と
する表示装置。
【請求項２】複数のアクティブマトリクス領域と前記複
数のアクティブマトリクス領域の水平走査制御および／
または垂直走査制御を共通に制御する周辺回路とが同一
基板上に形成された液晶パネルと、前記複数のアクティブマトリクス領域で形成された画像
の少なくとも一つに対して第１の偏光状態を与える手段
と、前記第１の偏光状態が与えられた画像以外の画像に対し
て第２の偏光状態を与える手段と、前記液晶パネルの各アクティブマトリクス領域で形成さ
れた画像を投影面上に重ねて投影する手段と、を有し、前記複数のアクティブマトリクス領域で形成された画像
の少なくとも一つは、他の画像の隠蔽したい領域に対応
させて白表示がなされていることを特徴とする表示装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、第１の
偏光状態と第２の偏光状態とは、その旋回方向が異なる
円偏光であることを特徴とする表示装置
【請求項４】請求項１または請求項２において、第１の
偏光状態と第２の偏光状態とは、その偏光方向が９０°
異なる直線偏光であることを特徴とする表示装置