JPH0827599B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH0827599B2
JPH0827599B2 JP62267458A JP26745887A JPH0827599B2 JP H0827599 B2 JPH0827599 B2 JP H0827599B2 JP 62267458 A JP62267458 A JP 62267458A JP 26745887 A JP26745887 A JP 26745887A JP H0827599 B2 JPH0827599 B2 JP H0827599B2
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裕 高藤
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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3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,…が形成さ
れ、その上にITO(透明導電膜)等からなる透明電極20
1、さらにその上にポリイミド膜等からなる分子配向膜3
01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,200b,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300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
圧の印刷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301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,5
00b,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、光源と、表示画素電極を透過する前記光源
からの光の透過率が電気信号により制御されて単色の表
示を行う電気光学セルと、前記電気光学セルの単色の表
示画像を拡大投映するための投映レンズと、該投映レン
ズによって拡大された画像を結像して投映するスクリー
ンとを備えた表示装置において、前記投映レンズによっ
て拡大された前記電気光学セルの単色表示画像の拡大投
映像が結像されるスクリーンの視認側に、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前
記投映レンズによる拡大比率に応じて拡大して配列形成
されてなるカラーフィルタを配設したことを特徴とす
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
画像の単色の表示画像の拡大映像が結像されるスクリー
ンの視認する側に、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前記投映レンズによる拡
大比率に応じて拡大して配列形成されてなるカラーフィ
ルタを配設することにより、電気光学セルの単色の表示
画像がスクリーン上に拡大された後、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。
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TFT(薄膜トランジ
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。このカラーヘィルタ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ー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1mm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4図)における表示と同等の色再現性が認
められ、しかも、周囲光によるコントラストの低下は減
少した。
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、その光出射面に赤、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。
以上の2つの実施例のいずれにおいても、光源20,21
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、PLZT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よい。
<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、カラーフィルタは光源か
ら離れた位置に配置され、またその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、従って、
カラーフィルタを投映面に一枚配置するだけでよいか
ら、光源は1つで済み、構造が簡単になるとともに、機
器もコンパクトにできる。また、視認する側のスクリー
ン面上にカラーフィルタを配列しているため、投映光以
外にスクリーンに照射される周囲光による余分な反射光
も、カラーフィルタにより光量が1/3に減少する。従っ
て、周囲光によらず高いコントラストを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の実施例の構成を示す図、 第3図は従来例のカラー液晶表示セルの構造を示す図、 第4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 70,71,72……カラーフィルタ 75,80……スクリーン 81,82……透過型スクリーン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、表示画素電極を透過する前記光源
    からの光の透過率が電気信号により制御されて単色の表
    示を行う電気光学セルと、前記電気光学セルの単色の表
    示画像を拡大投映するための投映レンズと、該投映レン
    ズによって拡大された画像を結像して投映するスクリー
    ンとを備えた表示装置において、前記投映レンズによっ
    て拡大された前記電気光学セルの単色表示画像の拡大投
    映像が結像されるスクリーンの視認側に、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前
    記投映レンズによる拡大比率に応じて拡大して配列形成
    されてなるカラーフィルタを配設したことを特徴とする
    表示装置。
JP62267458A 1987-10-21 1987-10-21 表示装置 Expired - Lifetime JPH0827599B2 (ja)

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