DE69122677T2

DE69122677T2 - Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69122677T2
Application number: DE69122677T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hamada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2011-06-29
Also published as: KR950006359B1; KR920001415A; JP2622185B2; US5161042A; EP0465171A3; DE69122677D1; EP0465171B1; JPH0460538A; EP0465171A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit einem einzelnen Flüssigkristalldisplay-Element, in dem, nachdem eine Anzahl von Strahlen in verschiedenen wellenlängenbereichen auf dieses aus jeweils verschiedenen Richtungen aufgestrahlt wurden, diese Strahlen zum Anzeigen eines Farbbildes kombiniert werden, und speziell betrifft sie eine derartige Vorrichtung, die in kleine Farbfernseh(TV)-Systeme vom Projektionstyp und Informationsanzeigesysteme eingebaut wird.

2. Detaillierte Beschreibung des Stands der Technik

Es werden allgemeine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtungen (nachfolgend als Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen bezeichnet) vom Projektionstyp beschrieben.
Alsalternative zum herkömmlichen sogenannten Projektions- TV, bei dem ein auf einer Kathodenstrahlröhre dargestelltes Bild auf einen Schirm projiziert wird, wurde ein Projektions-TV mit einem Flüssigkristalldisplay-Element entwickelt. Ein derartiges TV-Gerät ist bereits im Handel verfügbar. Da das Flüssigkristalldisplay-Element nicht selbst leuchtet, ist es erforderlich, für eine gesonderte Lichtquelle zu sorgen. Jedoch zeichnet sich ein Flüssigkristalldisplay-Element im Prinzip dadurch aus, daß es entsprechend der Helligkeit der Lichtquelle ein möglichst helles Bild anzeigen kann. Auch kann ein Farb-TV unter Verwendung eines Flüssigkristalldisplay-Elements im Vergleich mit einem Projektionsfarb-TV mit einem Schirm derselben Größe, aber unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre, bemerkenswert klein und leicht hergestellt werden. Demgemäß existieren große Erwartungen hinsichtlich der zukünftigen Entwicklung von Flüssigkristalldisplay-Elementen.
Abhängig vom jeweiligen Ansteuerverfahren existieren Flüssigkristalldisplay-Elemente mit Einfachmatrix und solche mit Aktivmatrix. Die Erfindung kann auf beide Typen von Flüssigkristalldisplay-Elementen angewandt werden. Ferner sind als Farbbild-Projektionsanzeigeverfahren unter Verwendung von Flüssigkristalldisplay-Elementen ein Anzeigeverfahren mit drei Elementen, bei dem drei Flüssigkristalldisplay-Elemente entsprechend drei Primärfarben verwendet werden, und ein Einzelelement-Anzeigeverfahren bekannt, bei dem ein einzelnes Flüssigkristalldisplay-Element verwendet wird. Beim Anzeigeverfahren mit drei Elementen sind optische Systeme zum Durchlassen jeweiliger farbiger Lichtstrahlen in den drei Primärfarben und Anzeigeelemente zum Erzeugen eines Bilds durch Steuern jeweils farbiger Lichtstrahlen paarweise unabhängig voneinander vorhanden. Die Bilder der jeweiligen Farben werden optisch überlagert, um ein Vollfarbenbild anzuzeigen. Die Veröffentlichung JP-A- 60-169827 zu einem ungeprüften Japanischen Patent offenbart eine Anzeigevorrichtung mit drei individuellen Lichtquellen und Farbfiltern, die als jeweilige Strahlen in den Farben rot, grün und blau emittierende Quellen dienen. Jedoch ist es auch möglich, daß das von einer einzelnen weißen Licht quelle emittierte Licht durch dichroitische Spiegel in Farbstrahlen in den drei Primärfarben, d.h., rot, grün und blau, aufgeteiltwird und die jeweiligen farbigen Strahlen auf die den jeweiligen Farben entsprechenden Flüssigkristalldisplay- Elemente projiziert werden. Eine derartige Anzeigevorrichtung ist in der Veröffentlichung JP-A-60-169827 zu einem ungeprüften Japanischen Patent der Anmelderin offenbart. Als weißlichtquelle kann eine Halogenlampe, eine Xenonlampe, eine Metallhalogenidlampe oder dergleichen verwendet werden. Das Emissionsspektrum der Weißlichtquelle kann ein kontinuierliches Spektrum oder ein Weißlichtspektrum sein. Durch diesen Aufbau sind, da das von der gemeinsamen Lichtquelle emittierte Licht wirkungsvoll genutzt werden kann, Bilder dreimal so hell wie solche, die beim herkömmlichen Einzelelement-Anzeigeaufbau erhalten werden, wie er unten beschrieben wird, vorausgesetzt, daß andere Bedingungen gleich sind. Jedoch sind mehr Teile erforderlich als beim Einzelelement-Anzeigeaufbau. Demgemäß ist die vorstehend angegebene Anzeigevorrichtung hinsichtlich der Kosten und der Größe allgemein gesehen nachteilig im Vergleich zu einer Einzelelement-Anzeigevorrichtung. Ferner wird darauf hingewiesen, daß ein dichroitischer Spiegel dadurch hergestellt wird, daß ein dielektrischer Mehrschicht-Dünnfilm so durch eine bekannte Dünnfilm-Herstellungstechnik auf einem transparenten Substrat wie einem solchen aus Glas ausgebildet wird, daß er nur Licht mit ausgewählten wellenlängenbereichen reflektiert oder durchläßt. Alternativ kann der dichroitische Spiegel in einem Prisma wie einem dichroitischen Prisma kombiniert werden, wie es in Bildaufnahme-Bauteilen für Farb-TV verwendet wird, wobei auf der Oberfläche des Prismasein ähnlicher dielektrischer Mehrschicht-Dünnfilm zum Auswählen der wellenlänge ausgebildet ist. Nachfolgend werden die beiden Typen von Spiegeln einfach als dichroitische Spiegel bezeichnet.
Andererseits wird beim erstgenannten Aufbau, bei dem nur ein Flüssigkristalldisplay-Element verwendet wird, ähnlich wie bei einem direkt betrachteten Flüssigkristall-TV, das Licht unter Verwendung eines optischen Systems, ähnlich dem bei einem Diaprojektor, auf ein Flüssigkristalldisplay-Element mit einem mosaikförmigen Farbfiltermuster in drei Primärfarben projiziert. Ein derartiger Aufbau ist z.B. in den Veröffentlichungen JP-A-59-131278 und JP-A-59-230383 zu ungeprüften Japanischen Patenten offenbart. Wenn dieses Einzelelement-Anzeigeverfahren verwendet wird, kann das optische System einfachen Aufbau aufweisen und es wird nur ein Flüssigkristalldisplay-Element verwendet. Demgemäß ist das Einzelelement-Anzeigeverfahren dazu geeignet, bei einem kleinen Projektionssystem verwendet zu werden.
Jedoch werden beim Einzelelement-Anzeigeverfahren ungefähr zwei Drittel des auf das Flüssigkristalldisplay-Element projizierten Lichts durch die Farbfilter absorbiert oder reflektiert. Z.B. ist ein Rotfarbfilter auf einem Bildelement zum Anzeigen von rot angeordnet, durch das jedoch grünes und blaues Licht ausgeblendet werden. Demgemäß kann nur ein Drittel des auf das Flüssigkristalldisplay-Element treffenden Lichts genutzt werden. Daher ist die Helligkeit des Schirms im Vergleich zum Fall, bei dem drei Flüssigkristall display-Elemente bei derselben Lichtquelle verwendet werden, auf ungefähr ein Drittel verringert.
Die herkömmliche Flüssigkristall-Farbprojektionsanzeigevorrichtung ist oben zusammengefaßt beschrieben. Bei der Einzelelement-Anzeigevorrichtung wird weißes Licht auf das Flüssigkristalldisplay-Element gestrahlt und eine Farbanzeige wird dadurch erzielt, daß ein dichroitischer Mikrospiegel, ein Mikroprismenarray oder ein Beugungsgitter für die entsprechende Gruppe angebracht wird, wobei jede Gruppe aus Bildelementen aus drei Primärfarben besteht. Ein derartiger Aufbau ist in den Veröffentlichungen JP-A-61-210328, JP-A- 62-293222, JP-A-62-293223 und JP-A-63-118125 zu ungeprüften Japanischen Patenten offenbart. Jedoch ist es tatsächlich sehr schwierig, einen dichroitischen Mikrospiegel von ungefähr 100 µm herzustellen. Auch dann, wenn ein Verfahren zum spektralen Auflösen des projizierten Lichts unter Verwendung eines Mikroprismenarrays oder eines Beugungsgitters verwendet wird, ist es derzeit schwierig, den Aperturwirkungsgrad des Bildelements ausreichend hoch einzustellen. Demgemäß kann aufgrund von Mängeln beim obigen Verfahren nur ein Teil der aufgelösten Spektralzusammensetzung verwendet werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Helligkeit eines Bilds auf dem Schirm einer Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung zu verbessern.
Die Erfindung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, schafft eine Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit einer einzelnen Flüssigkristalldisplay-Tafel, einer Lichtquelle, die paralleles, weißes Licht liefert, einer Lichtprojektionseinrichtung, die das parallele, weiße-Licht empfängt, um Lichtstrahlen (R, G, B) mit jeweils verschiedener Wellenlänge unter jeweils verschiedenem Winkel auf die Tafel zu strahlen, wobei die Tafel jeweilige Sätze von Bildmodulationselementen, die für Lichtmodulation entsprechend der jeweiligen Farbkomponenten eines durch die Vorrichtung zu projizierenden Bilds steuerbar sind, und eine optische Einrichtung aufweist, die auf - der Lichtempfangsseite der Flüssigkristalldisplay-Tafelangeordnet ist, um das Licht der Lichtstrahlen auf die jeweils entsprechenden Sätze von Bildmodulationselementen zu konvergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtprojektionseinrichtung eine Anzahl dichroitischer Spiegel aufweist, die unter voneinander verschiedenen Winkeln in bezug auf die Richtung des empfangenen parallelen, weißen Lichts angeordnet sind, um die Lichtstrahlen als Strahlen mit jeweils vorbestimmten Projektionswinkeln dadurch zu erzeugen, daß sie Licht innerhalb jeweiliger diskreter Wellenlängenbereiche reflektieren.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 spiegelt den Stand der Technik gemäß der oben genannten Veröffentlichung Nr. JP-A- 63-118125 zu einem ungeprüften Japanischen Patent wieder.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine kleine Farbbild- Anzeigevorrichtung zu erzeugen, deren Schirm sehr hell ist, wobei aus der Einzelelementstruktur Nutzen gezogen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm einer Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung zum Darstellen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 2(A) ist ein Schnittdiagramm, das ein Flüssigkristall display-Element und ein Mikrolinsenarray zeigt, wie beim Ausführungsbeispiel verwendet;
Fig. 2(B) ist eine Draufsicht auf ein Arraymuster von Signalelektroden;
Fig. 2(C) ist eine perspektivische Ansicht des Mikrolinsenarrays;
Fig. 3(A), 3(B) sind Draufsichten auf ein Bildelementelektrodenarray und ein Mikrolinsenarray, und sie zeigen jeweils andere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 ist ein Diagramm einer Lichtquelle einer Einzelelement-Farbbildanzeigevorrichtung vom Projektionstyp, um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu veranschaulichen. Mit 1 ist eine Weißlichtquelle gekennzeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Metallhalogenidlampe von 150 W als Lichtquelle verwendet, wobei der Bogen der Lampe rechtwinklig zur Fläche von Fig. 1 ausgerichtet ist. Die Bogenlänge AL und der Bogenradius Aφ der Lampe betragen 5 mm bzw. 2,2 mm. Es wird darauf hingewiesen, daß als Weißlichtquelle auch eine Halogenlampe oder eine Xenonlampe verwendet werden kann. Hinter der Lichtquelle 1 ist ein Kugelspiegel 2 angeordnet. Vor der Weißlichtquelle 1 ist eine Kondensorlinse 3 mit einer Apertur von 80 mmφ und einer Brennweite fc von 60 mm angeordnet. Der Kugelspiegel 2 ist so angeordnet, daß sein Zentrum dem Zentrum des Lichtemissionsabschnitts der Weißlichtquelle 1 entspricht. Ferner ist die Weißlichtquelle 1 so angeordnet, daß das Zentrum ihres Lichtemissionsabschnitts mit dem Brennpunkt der Kondensorlinse 3 zusammenfällt. Bei dieser Anordnung wird das von der Weißlichtquelle 1 auf die Kondensorlinse 3 projizierte Licht zu Weißlichtstrahlen, die nach dem Durchlaufen der Kondensorlinse 3 im wesentlichen parallel zueinander sind. Dabei beträgt der Parallelitätsgrad der Strahlen ungefähr 2,2º in der Längsrichtung des Bogens der Weißlichtquelle 1, d.h. in der Richtung rechtwinklig zur Fläche von Fig. 1, und ungefähr 1º in der radialen Richtung des Bogens, d.h. in der Richtung parallel zur Fläche von Fig. 1. Vor der Kondensorlinse 3 sind drei Arten dichroitischer Spiegel 4R, 4G und 4B angeordnet. Diese dichroitischen Spiegel 4R, 4G und 4B weisen die Eigenschaft auf, daß sie Licht in den jeweiligen Wellen längenbereichen von rotem, grünem und blauem Licht selektiv reflektieren oder durchlassen. Die dichroitischen Spiegel sind in der Reihenfolge 4R, 4G und 4B auf einer optischen Achse angeordnet. Nachfolgend betreffen R, G und B rot, grün bzw. blau. Diese dichroitischen Spiegel werden unter Verwendung einer bekannten Beschichtungstechnik für Mehrschicht-Dünnfilme hergestellt. Die jeweiligen dichroitischen Spiegel sind so mit einem Mehrschicht-Dünnfilm beschichtet, daß sie den folgenden Bedingungen genügen. Der dichroitische Spiegel für rot reflektiert sichtbares Licht mit Wellenlängen nicht unter ungefähr 600 nm. Der dichroitische Spiegel für blau reflektiert sichtbares Licht mit Wellenlängen nicht über ungefähr 500 nm. Der dichroitische Spiegel für grün reflektiert sichtbares Licht im Wellenlängenbereich zwischen ungefähr 500 nm und ungefähr 570 nm. Es reicht aus, daß der am weitesten von der Weißlichtquelle 1 entfernte dichroitische Spiegel (bei diesem Ausführungsbeispiel 4B) das sichtbare Licht reflektiert, das nach dem Durchstrahlen der dichroitischen Spiegel 4R und 4G noch vorhanden ist. Demgemäß muß der dichroitische Spiegel 4R kein Licht in anderen Wellenlängenbereichen reflektieren. Wenn einer der dichroitischen Spiegel 4R, 4G und 4B so konzipiert ist, daß er Infrarotstrahlen durchläßt, kann eine Zunahme der Temperatur des Flüssigkristalldisplay-Elements wirkungsvoll unterdrückt werden.
Die dichroitischen Spiegel 4R, 4G und 4B sind bei diesem Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß der Eintrittswinkel in den dichroitischen Spiegel 4R ungefähr 30º zur optischen Achse beträgt, und die dichroitischen Spiegel 4G und 4B sind in der Richtung normal zur Oberfläche von Fig. 1 um Winkel von einigen Grad ausgehend von ihren jeweiligen Positionen parallel zum dichroitischen Spiegel 4R nach links verdreht. Dabei ist der dichroitische Spiegel 4B mehr nach links verdreht als der dichroitische Spiegel 4G. Die Differenz zwischen den Einfallswinkeln für die zwei dichroitischen Spiegel wird auf Grundlage der Arrayschrittweite P der Bildelemente eines Flüssigkristalldisplay-Elements 20 und der Brennweite fµ von Mikrolinsen 10 berechnet. Bei dieser Anordnung des optischen Systems wird z.B. das Licht im Wellenlängenbereich roten Lichts durch den dichroitischen Spiegel 4R reflektiert und fällt auf das Mikrolinsenarray 10, das am Flüssigkristalldisplay-Element 20 angebracht ist, das im optischen Pfad des durch den dichroitischen Spiegel 4R reflektierten Lichts liegt. Das Licht im wellenlängenbereich grünen Lichts wird durch den dichroitischen Spiegel 4G reflektiert, nachdem es durch den dichroitischen Spiegel 4R gelaufen ist, und es fällt auf ähnliche Weise unter einem anderen Winkel auf das Mikrolinsenarray 10, nach erneutem Durchlauf durch den dichroitischen Spiegel 4R. Das Licht im Wellenlängenbereich für blau wird durch den dichroitischen Spiegel 4B nach seinem Durchlaufen durch die beiden dichroitischen Spiegel 4R und 4G reflektiert und es trifft auf ähnliche Weise unter einem anderen Winkel auf das Mikrolinsenarray 10, nachdem es erneut durch die beiden dichroitischen Spiegel 4R und 4G gelaufen ist. Auf diese Weise wird das Licht von der einzelnen Weißlichtquelle 1 in Strahlen von drei Farben aufgeteilt, die ihrerseits aus drei verschiedenen Richtungen auf das Mikrolinsenarray 10 fallen. Es wird darauf hingewiesen, daß der Auftreffwinkel des weißen Lichts auf die dichroitischen Spiegel 4R, 4G und 4B herkömmlich auf 45º eingestellt ist, jedoch ist es nicht erforderlich, den Auftreffwinkel auf ungefähr 45º einzustellen. Es ist eher so, daß dann, wenn der Auftreffwinkel wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner eingestellt wird, Verschiebungen im Reflexionsspektrum aufgrund Streuungen des Auftreffwinkels kleiner gemacht werden können.
Fig. 2(A) ist ein Schnittdiagramm durch das Flüssigkristalldisplay-Element 20 und das Mikrolinsenarray 10, wie sie beim Ausführungsbeispiel verwendet werden. Wie es in Fig. 2(A) dargestellt ist, umfaßt das Flüssigkristalldisplay-Element 20 zwei Glassubstrate 24, 25, eine zwischen die zwei Substrate 24 und 25 eingefüllte Flüssigkristallschicht 23, Signalelektroden 21R, 21G und 21B sowie eine Abrasterelektrode 22. Die Signalelektroden 21R, 21G, 21B und die Abrasterelektrode 22 bilden einen Matrixelektrodenaufbau, um den Flüssigkristall 23 gemäß dem Einfachmatrix-Ansteuerverfahren zu betreiben, und sie sind jeweils auf den Innenflächen der Substrate 25 und 24 angeordnet. Die Signalelektroden 21R, 21G, 21B sowie die Abrasterelektrode 22 bestehen alle aus einem transparenten, leitenden Film. An die Signalelektroden 21R, 21G und 21B werden Signale R, G und B angelegt. Ferner wird das durch den dichroitischen Spiegel 4R reflektierte rote Licht über die Signalelektrode 21R durch das Mikrolinsenarray 10 hindurchgestrahlt. Auf ähnliche Weise wird das durch den dichroitischen Spiegel 4G reflektierte grüne Licht über die Signalelektrode 21G durch das Mikrolinsenarray 10 hindurchgestrahlt. Ferner wird auf ähnliche Weise das vom dichroitischen Spiegel 4B reflektierte blaue Licht über die Signalelektrode 21B durch das Mikrolinsenarray 10 hindurchgestrahlt.
Fig. 2(B) ist eine Draufsicht auf ein Arraymuster der Signalelektroden 21R, 21G und 21B. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird kein herkömmliches Mosaikfarbfilter verwendet, sondern die von der einzelnen Lichtquelle projizierten weissen Strahlen werden in mehrere Farbstrahlen aufgeteilt, z.B. in Strahlen in drei Primärfarben Diese aufgetrennten Strahlen treffen aus verschiedenen Richtungen auf das Mikrolinsenarray 10, das an derjenigen Oberfläche des Flüssigkristalldisplay-Elements 20 angeordnet ist, die der Lichtquelle zugewandt ist. Die Strahlen der jeweiligen Farben werden an verschiedenen Positionen auf das Mikrolinsenarray 10 konvergiert. Dabei kann dafür gesorgt werden, daß, wenn die Auftreffwinkel der jeweiligen Farbstrahlen auf das Mikrolinsenarray 10 geeignet so gewählt sind, daß sie einer unten angegebenen Bedingung genügen, Konvergenzflecke der jeweih gen Farbstrahlen auf verschiedene Öffnungen der jeweiligen Bildelemente treffen. Die Bedinung ist dergestalt, daß dann, wenn ein feines Loch im Zentrum der Mikrolinse angeordnet würde, das durch das feine Loch laufende Licht durch das Zentrum der Öffnung des entsprechenden Bildelements liefe. Diese Bedingung kann wie folgt ausgedrückt werden:
tanθ = p/fµ,
wobei θ die Differenz der Auftreffwinkel beliebiger zweier Strahlen aus mehreren Strahlen ist, fµ die Brennweite der Mikrolinsen an Luft ist und p die Schrittweite zwischen den entsprechenden Farbbildelementen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, um die von der einzelnen Weißlichtquelle 1 abgestrahlten weißen Strahlen in eine Anzahl von Farbstrahlen, z.B. in Strahlen in drei Primärfarben aufzuteilen und dafür zu sorgen, daß die mehreren Farbstrahlen aus verschiedenen Richtungen auf das Mikrolinsenarray 10 treffen, die dem Spektrum der abgetrennten Farbstrahlen entsprechenden dichroitischen Spiegel 4R, 4G und 4B leicht gegen ihre jeweiligen parallelen Positionen gegeneinander geneigt, um den oben angegebenen Bedingungen betreffend den Auftreffwinkel zu genügen. Ferner sind die dichroitischen Spiegel 4R, 4G und 4B in solcher Weise gegeneinander beabstandet, daß die durch diese jeweiligen dichroitischen Spiegel reflektierten Strahlen in einem Anzeigebereich auf dem Flüssigkristalldisplay-Element 20 überlappen.
Nachfolgend wird ein wesentliches Element beim Ausführungsbeispiel, nämlich das Mikrolinsenarray 10 beschrieben. Gemäß dem vorstehend angegebenen Aktivmatrix-Ansteuerverfahren ist für jedes Bildelement zum Liefern einer Versorgungsspannung zum unabhängigen Ansteuern jedes Bildelements ein Element wie ein Dünnfilmtransisttor oder ein MIN (Metall-Isolator- Metall) vorhanden. Jedoch ist eine Verdrahtung zwischen den Bildelementen erforderlich, um die Ansteuersignale an die Bildelemente zu liefern. Auch dann, wenn Licht auf andere Bereiche als die Bildelementbereiche trifft, fehlt der Schwarzpegel des Bilds auf dem Anzeigeschirm, mit dem Ergebnis, daß der Bildkontrast verringert ist. Um dies zu verhindem, werden normalerweise Abschattungsmasken in den Nicht- Bildelementbereichen angebracht, um Licht zu absorbieren oder zu reflektieren, das zum Anzeigen des Bilds nicht verwendet wird. Demgemäß besteht die Tendenz, daß der Schirm umso dunkler ist, je kleiner der Öffnungswirkungsgrad der Anzeigetafel ist, wenn Anzeigetafeln jeweils mit derselben Leuchtstärke beleuchtet werden. Um dieses Problem zu überwinden, offenbaren die Veröffentlichungen Nr. JP-A- 60-165621 bis 165624 zu ungeprüften Japanischen Patenten einen Aufbau, bei dem ein Mikrolinsenarray näher an einer Lichtquelle als einer Anzeigetafel angebracht ist und Beleuchtungslicht in die jeweiligen Bildelementbereiche konvergiert werden, um den Nutzungswirkungsgrad des eingestrahlten Lichts zu verbessern. Jedoch geben diese Veröffentlichungen weder etwas Spezielles zur Art der Lichtquelle noch zum Parallelitätsgrad des Beleuchtungslichts an. Ferner spezifizieren sie die Bildprojektion nicht. Wenn jedoch ihre Konstruktionen betrachtet werden, kann der Schluß gezogen werden, daß der Blickwinkel aufgeweitet ist. Auch offenbart die veröffentlichung JP-A-60-262131 zu einem ungeprüften Japanischen Patent einen Aufbau, bei dem zu beiden Seiten einer Anzeigetafel für jedes Bildelement ein Paar Linsenelemente vorhanden ist, wobei das auf die Anzeigetafel fallende Beleuchtungslicht durch die erste Linse in einen Bildelementbereich konvergiert wird und dann durch den Anzeigebereich hindurchläuft Dann wird das unter einem durch die Aperturzahl bestimmten Winkel divergierende Licht erneut durch die zweite Linse zu einer Anzahl von im wesentlichen zueinander parallelen Strahlen konvergiert.
Andererseits werden bei einer Projektionsbildanzeigevorrichtung dann, wenn ein Mikrolinsenarray nur auf derjenigen Fläche eines Flüssigkristalldisplay-Elements, die der Lichtquelle zugewandt ist, vorhanden ist, Strahlen, die im wesentlichen zueinander laufen und auf das Mikrolinsenarray treffen, konvergiert, durch einen Bildelementbereich des Flüssigkristalldisplay-Elements hindurchgestrahlt und gemäß einem Bildsignal moduliert. Dann divergieren die konvergierten Strahlen innerhalb eines Raumwinkels, der durch die Apertur (NA) der Mikrolinse bestimmt ist. Wenn jedoch die Apertur der Projektionslinse so ausgewählt ist, daß sie die Strahlen aufnimmt, unterliegt das durch die Flüssigkristalldisplay-Tafel hindurchgelaufene Licht keiner Beschränkung. Genauer gesagt, wird das auf die Flüssigkristalldisplay- Tafel treffende und durch den Bildelementbereich hindurchgestrahlte Licht wirkungsvoll genutzt. Demgemäß kann im Vergleich zu einer Projektionsbildanzeigevorrichtung ohne Mikrolinse ein helleres Bild erhalten werden.
Als Herstellverfahren für ein zu diesen Zwecken verwendetes Mikrolinsenarray können die folgenden Verfahren betrachtet werden.
(1) Ein Verfahren zum Auswählen einer Linse vom Typ mit Brechungsindexverteilung durch selektive Ionendiffusion. Gemäß diesem Verfahren wird eine Wirtsglasplatte in geschmolzenes Salz eingetaucht und verschiedene Alkaliionen oder dergleichen werden zwischen der Glasplatte und dem geschmolzenen Salz durch eine auf der Glasplatte vorhandene Maske hindurch ausgetauscht, so daß eine Glasplatte mit einer dem Maskenmuster entsprechenden Brechungsindexverteilung erhalten werden kann (Electronics Letters, Vol 17, No. 18, S. 452 (1981)).
Wenn die Mikrolinse durch dieses Verfahren hergestellt wird, weist sie an ihrer Außenfläche keine Unregelmäßigkeiten auf. Demgemäß kann eine derartige Mikrolinse unter Verwendung von Kanada-Balsam oder lichthärtendem Harz mit der Flüssigkristalldisplay-Tafel verbunden werden, ohne daß sich Luft dazwischen befindet. Daher können die Reflexionsverluste an der Oberfläche des Substrats auf ein nahezu vernachlässigbares Ausmaß verringert werden.
(2) Ein Verfahren zum Herstellen einer Mikrolinse durch Bearbeiten von Kunststoff oder Glas oder durch Formen derselben durch ein Metallmuster. Außer durch direkte Verarbeitung kann das Metallmuster dadurch hergestellt werden, daß als Originalmuster ein Muster verwendet wird, das durch eines der im folgenden beschriebenen Verfahren (3) bis (7) erhalten wurde, mit einer Übertragung desselben unter Verwendung einer Elektroformungstechnik oder dergleichen.
(3) Ein Verfahren zum Herstellen einer konvexen Linse unter Verwendung eines Effekts, gemäß dem, wenn ein beliebiges Harz unter einer bestimmten Art photoempfindlicher Harze in der Form eines Muster belichtet wird, Monomere, die nicht reagiert haben, von einem unbelichteten Abschnitt zu einem belichteten Abschnitt laufen, wodurch die belichteten Abschnitte erhaben werden (Applied Physics Society Optics Meeting Microoptics Study Group Journal, Vol 5, No. 2, S. 118 (1987) , ibid, Vol 6, No. 2, S. 87 (1988).
(4) Ein Verfahren zum Erhalten einer konvexen Linse durch Mustern eines thermoplastischen Harzes in die flache Form der Linse unter Verwendung einer bekannten Photographietechnik oder dergleichen mit anschließendem Erwärmen desselben auf eine Temperatur nicht unter dem Erweichungspunkt, um Fluidität zu erzeugen, um das Auftreten von Bearbeitungswerkzeugabnutzung an der Kante des Musters zu erleichtern. In diesem Fall kann das thermoplastische Harz, wenn es photoempfindlich ist, alleine durch Belichten desselben gemustert werden (Veröffentlichungen JP-A-60-38989, JP-A- 60-165623 und JP-A-61-67003 zu ungepreüften Japanischen Patenten).
(5) Ein Verfahren zum Erhalten einer konvexen Linse durch Anwenden von Annäherungsbelichtung (ein Belichtungsverfahren, bei dem eine Photomaske nicht in Kontakt gebracht wird) auf ein photoempfindliches Harz, wobei dafür gesorgt wird, daß das Harz Photoreaktionsprodukte enthält, die entsprechend einer Verringerung der Beleuchtungsintensität nahe der Musterkante verteilt ist (Veröffentlichung JP-A- 61-153602) zu einem ungeprüften Japanischen Patent).
(6) Ein Verfahren zum Erhalten einer Linse durch Projizieren von Licht mit Intensitätsverteilung auf ein photoempfindliches Harz und durch Ausbilden eines Brechungsindexmusters entsprechend der Lichtintensität (Veröffentlichung JP-A- 60-72927 zu einem ungeprüften Japanischen Patent).
(Ein Material, dessen Brechungsindex abhängig vom projizierten Licht variabel ist, ist in der Veröffentlichung JP-A- 60-166946 zu einem ungeprüften Japanischen Patent offenbart.
(7) Ein Verfahren zum Erhalten einer konvexen Linse durch Projizieren gemusterten Lichts auf photoempfindliches Glas, dessen Photoempfindlichkeit durch Anwendung von Silbersalz auf das Glas gegeben ist, wodurch die so erzeugten Silberkristallkeime durch eine Wärmebehandlung zum Wachstum gebracht werden, mit Verwendung der Volumenschrumpfung, zu der es durch die induzierte Kristallisation des Glases kommt (Applied Optics, Vol 24, No. 16, S. 2520 (1985).
Ferner wurde in den Veröffentlichungen JP-A-61-208080, JP-A-62-94826, JP-A-62-203126, JP-A-62-267791 und JP-A- 62-267723 zu ungeprüften Japanischen Patenten offenbart, daß ein Mikrolinsenarray und ein Mosaikfarbfilter kombiniert werden, um bei einem Flüssigkristalldisplay-Element angewandt zu werden. Jedoch geben diese Veröffentlichungen nicht speziell an, daß ein derartiger Aufbau bei einer Projektionsanzeigevorrichtung verwendet werden könnte. Ferner entsprechen bei den ersten vier Veröffentlichungen ein Bildelement, ein Farbfilter und eine Mikrolinse einander, um eine Gruppe zu bilden. Bei der letztgenannten Veröffentlichung ist die Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß eine konvexe Mikrolinse aus transparentem Harz mit einem solchen Radius, daß drei in einer Reihe angeordnete Farbpixel überdeckt sind, auf einem Farbfilter vorhanden ist.
In Fig. 2(A) sind der Einfachheit halber eine Ablenkplatte, ein Ausrichtungsfilm und dergleichen, die Elemente des Flüssigkristalldisplay-Elements 20 sind, weggelassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Flüssigkristalldisplay-Element vom Einfachmatrixtyp verwendet, das in einem superverdrillt-nematischen (STN) Modus betrieben wird, wobei die Anzahl von Abrasterelektroden 220 beträgt, die Schrittweite zwischen den Abrasterelektroden 200 µm beträgt, die Anzahl von Signalelektroden 600 beträgt und die Schrittweite zwischen den Signalelektroden 100 µm beträgt. Im Gegensatz zum Fall bei einer herkömmlichen Einzelelement-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist es gemäß der Erfindung nicht erforderlich, daß das Flüssigkristalldisplay-Element mit einem Farbfilter versehen ist. Jedoch entsprechen die Farbzuordnungen der Ansteuersignale Längsstreifen, und es werden jeweilige Farbsignale an die Signalelektroden 21R, 21G und 21B angelegt. Als entsprechendes Mikrolinsenarray 10 ist ein Rasterlinsensubstrat verwendet, bei dem eine Längsrasterlinse mit einer den drei Signalelektroden 21R, 21G und 21B entsprechenden Breite von 300 µm durch ein Ionenaustauschverfahren auf einem transparenten Substrat angeordnet ist. Die Rasterlinse umfaßt halbzylindrische Linsen, die parallel zueinander angeordnet sind. Die Brennweite des Rastersubstrats ist so eingestellt, daß sie im wesentlichen der Dicke t (t= 1,1 mm) des Glassubstrats 24 des Flüssigkristalldisplayelements 20 entspricht. Wenn jedoch die Brennweite der Mikrolinse an Luft gemessen wird, wird sie gemäß dem folgenden Ausdruck zu 0,72 mm berechnet:
t/n = 1,1 mm/ 1,53 = 0,72 mm,
wobei n der Brechungsindex des Flüssigkristalldisplay-Elements ist. Das Rasterlinsensubstrat wird so an der Oberfläche des Flüssigkristalldisplay-Elements, auf die das Licht trifft, befestigt, daß die axiale Richtung der Rasterlinse und die Längsrichtung der Signalelektrode des Flüssigkristalldisplay-Elements parallel zueinander verlaufen.
Fig. 2(C) ist eine perspektivische Ansicht, die das Mikrolinsenarray 10 zeigt. Wenn parallele Strahlen aus einer vorbestimmten Richtung auf das Mikrolinsenarray 19 gestrahlt werden, werden die jeweiligen Strahlen an Positionen konvergiert, an denen die optischen Achsen der jeweiligen Mikrolinsen die Flüssigkristallschicht schneiden, was mit Intervallen von 300 µm der Fall ist, entsprechend der Schrittweite der in Linienform vorliegenden Rasterlinsen. Die Breite W der Konvergenzlinie ist die folgende:
W = AΦ x fµ/fc = 2,2 mm x 0,72 mm/60 mm = 26,4 µm,
wobei AΦ der Radius eines Bogens der Lichtquelle ist, fµ die Brennweite einer Mikrolinse ist und fc die Brennweite einer Kondensorlinse ist. Daher kann die Konvergenzlinie innerhalb der Breite der streifenförmigen Signalelektrode enthalten sein.
Wenn parallele Strahlen aus einer um einen Winkel θ (θ = tan&supmin;¹(100/720)) = 8º gegen die ursprüngliche Richtung geneigten Richtung auf das Mikrolinsenarray 10 gestrahlt werden, verschieben sich die Konvergenzlinien in Querrichtung jeweils um 100 µm in bezug auf die ursprünglichen, wodurch sie innerhalb der benachbarten Signalelektrode liegen. Demgemäß werden die parallelen Strahlen der drei Primärfarben aus drei verschiedenen Richtungen auf das Mikrolinsenarray 10 gestrahlt, wobei die zwei angrenzenden Richtungen um 8º abweichen, so daß Konvergenzlinien aus drei Primärfarben der Reihe nach auf drei benachbarte Signalelektroden mit Intervallen von 100 µm erzeugt werden.
Wenn die jeweiligen Signalelektroden durch Videosignale betrieben werden, die den Farben der auf ihnen ausgebildeten jeweiligen Konvergenzlinie entsprechen, werden die Intensitäten des Lichts der jeweiligen Farben entsprechend den Videosignalen moduliert. Das modulierte Licht wird ferner durch eine Projektionslinse 6 auf einen Schirm 7 projiziert, um auf diesem ein Farbbild anzuzeigen (siehe Fig. 1). Um die Öffnung der Projektionslinse 6 kleiner zu machen, kann es zweckdienlich sein, daß eine Feldlinse 5 unmittelbar hinter dem Flüssigkristalldisplay-Element 20 angeordnet wird, um das divergierende Licht nach dem Hindurchstrahlen durch das Flüssigkristalldisplay-Element 20 zu konvergieren.
Beim herkömmlichen einzelnen Flüssigkristalldisplay-Element, das mit einem Mosaikfarbfilter oder einem Streifenfarbfilter versehen ist, ist eines der Farbfilter der drei Primärfarben an der Ober- oder Unterseite einer Bildelementelektrode ausgebildet. Demgemäß werden ungefähr zwei Drittel des auf das Flüssigkristalldisplay-Element treffenden Lichts ausgeblendet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch, da das gesamte auftreffende Licht verwendbar ist, die Helligkeit des Anzeigeschirms auf das Dreifache der herkömmlichen Helligkeit verbessert.
Statt des beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Flüssigkristalldisplay-Elements mit Einfachmatrix wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem ein Flüssigkristalldisplay-Element mit Aktivmatrix verwendet ist. Dieses Flüssigkristalldisplay-Element in verdrillt-nematischem (TN) Modus wird für dynamische Anzeige mittels eines Halbleiterdünnfilms aus amorphem Silicium angesteuert, um rechteckige Bildelemente zu schalten, die matrixförmig angeordnet sind. Es wird ein Dreiecksarray verwendet. Die Bildelement- Schrittweiten betragen 100 µm sowohl in Längs- als auch Querrichtung. Die Öffnungsgröße eines Bildelements beträgt 50 µm x 70 µm. Die Anzahl von Bildelementen beträgt 450 auf 600 (in vertikaler Richtung sind Bildelemente in 450 Zeilen angeordnet und in horizontaler Richtung sind Bildelemente in 600 Spalten angeordnet). Der Öffnungswirkungsgrad der Bildelemente beträgt 35%. Obwohl eine Lichtquelle und dichroitische Spiegel auf ähnliche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sind, ist eine als Lichtquelle dienende Metallhalogenidlampe so angeordnet, daß ihr Bogen parallel zur Fläche von Fig. 1 verläuft. Wenn das Bildelementarray ein Dreiecksarray ist, ist die Verwendung von Rasterlinsen nicht zweckdienlich. Die Form jeweils einzelner Mikrolinsen ist nicht notwendigerweise der der entsprechenden Gruppe von Bildelementen ähnlich. Demgemäß wird durch ein Ionenaustauschverfahren ein Mikrolinsenarray so hergestellt, daß sechseckige Mikrolinsen genau angeordnet sind. Die sechseckigen Mikrolinsen werden dadurch hergestellt, daß jeweilige Umfangsabschnitte von Kugellinsen aufgeschmolzen werden. Fig. 3(a) zeigt ein Beispiel für die relative Positionsbeziehung zwischen dem Bildelementarray und dem Mikrolinsenarray. In Fig. 3(a) sind die Bildelemente so angeordnet, wie quadratische Ziegel angeordnet werden. Die sechseckigen Mikrolinsen sind in Form eines Wabenmusters angeordnet, um das Nikrolinsenarray zu bilden. Grünes Licht wird aus rechtwinkliger Richtung sowohl auf das Flüssigkristalldisplay- Element als auch das Mikrolinsenarray gestrahlt (d.h. aus der Richtung rechtwinklig zur Oberfläche von Fig. 3(a)), und es bilden sich Konvergenzflecke innerhalb der auf den optischen Achsen der jeweiligen Mikrolinsen angeordneten grünen Bildelemente. Das rote und das blaue Licht werden aus einer Richtung eingestrahlt, die um 8º nach links bzw. rechts verdreht ist, und Konvergenzflecke der jeweiligen Farben werden innerhalb der roten und blauen Bildelemente erzeugt. Auf diese Weise werden die Strahlen jeweiliger Farben auf die roten, grünen und blauen Bildelemente konvergiert. Die Größe des Konvergenzflecks kann durch eine ähnliche Berechnung erhalten werden, wie sie in bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, d.h. 60 µm x 26,4 µm. Daher kann der Konvergenzfleck innerhalb der Öffnung des Bildelements enthalten sein.
Ferner sind beim in Fig. 3(a) dargestellten Beispiel drei Konvergenzflecke zu drei Primärfarben, wie durch eine Mikrolinse konvergiert, in Querrichtung angeordnet. Es kann zweckdienlich sein, daß drei Bildelemente als Gruppe behandelt werden, wie es in Fig. 3(b) dargestellt ist, und die entsprechenden Farbstrahlen auf die jeweiligen Bildelemente konvergiert werden. Im letzteren Fall ist es erforderlich, daß die Richtung rechtwinklig zur Oberfläche der in Fig. 1 dargestellten dichroitischen Spiegel gegen die Richtung der Fläche von Fig. 1 geneigt ist. Jedoch werden die Winkel zwi schen den optischen Achsen der Mikrolinsen und dem Beleuchtungslicht der jeweiligen Farben kleiner. Demgemäß kann die Aberration der Mikrolinse verringert werden.
Darüber hinaus ist die Reihenfolge der Farbabtrennung durch die dichroitischen Spiegel nicht auf die oben bei diesem Ausführungsbeispiel beschriebene begrenzt. Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein Beispiel veranschaulicht, bei dem weißes Licht in Strahlen dreier Primärfarben aufgeteilt wird. Jedoch kann die Erfindung bei einem Aufbau verwendet werden, bei dem weißes Licht in Strahlen von vier oder mehr Farben für graphische Anzeige aufgeteilt wird.
Die Technik zum Herstellen des genauen Arrays der Mikrolinsen ist in der Veröffentlichung JP-A-1-275410 zu einer ungeprüften Japanischen Patentanmeldung offenbart. Gemäß dieser Technik dienen Grenzlinien der Mikrolinsen als vertikale Halbierungslinien betreffend Liniensegmente, die die Mitten benachbarter Mikrolinsen verbinden.
Die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele sind hinsichtlich einer Projektions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben. Wenn ein Anzeigeschirm auf der Oberfläche einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ausgebildet wird, auf die Licht durch eine streuende Transmissionsplatte fällt, so daß die jeweils hindurchgestrahlten Strahlen in kombinierter Weise gestreut werden, um ein Farbbild auf dem Anzeigeschirm zu erzeugen, kann die Erfindung in einer direkt betrachteten Anzeigevorrichtung, also keiner Projektionsvorrichtung, enthalten sein. Ferner werden die aus den verschiedenen Richtungen aufgestrahlten Farbstrahlen unter Verwendung der Mikrolinsen verteilt in Einheiten jeweils eines Strahls auf die Signalelektroden projiziert, wobei die Farbanzeigevorrichtung den jeweiligen Farbstrahlen entsprechende Farbsignale empfängt. Ferner kann die Signalelektrode ferner mit der Funktion versehen sein, daß sie Licht führt, um nur diejenigen Strahlen durchzulassen, die aus einer vorbestimmten Richtung eingestrahlt wurden, während sie aus anderen Richtungen projizierte Strahlen reflektiert oder absorbiert. Daher werden nur unter entsprechenden Winkeln eingestrahlte Farbstrahlen durch die Signalelektrode hindurchgelassen.
Wenn eine projizierende Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit Einzelelement, wie beim obigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht, mit einer herkömmlichen projizierenden Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit Einzelelement verglichen wird, mit einem Mosaikfarbfilter anstelle eines Mikrolinsenarrays, ist die Helligkeit des Anzeigeschirms der ersteren Anzeigevorrichtung das 7,5-fache derjenigen der letzteren. Die Helligkeitsverbesserung des Anzeigeschirms wird aus den folgenden zwei Gründen erzielt. Ein Grund ist der, daß bei der herkömmlichen Anzeigevorrichtung ungefähr zwei Drittel des Lichts durch das Mosaikfilter ausgeblendet werden. Jedoch wird bei der Anzeigevorrichtung des Ausführungsbeispiels beinahe das gesamte Licht wirkungsvoll genutzt, wodurch die Helligkeit des Anzeigeschirms ungefähr auf das 3-fache erhöht ist. Der andere Grund ist der, daß bei der herkömmlichen Anzeigevorrichtung der Öffnungwirkungsgrad eines Bildelements 35% beträgt, so daß 65% des auf das Flüssigkristalldisplay-Element fallenden Lichts dadurch vergeudet werden, daß sie durch die Schattenmaske ausgeblendet werden. Bei der Anzeigevorrichtung des Ausführungsbeispiels wird jedoch das auftreffende Licht in die Öffnung des Bildelements konvergiert, so daß das meiste des auftreffenden Lichts wirkungsvoll genutzt werden kann. Dadurch wird die Helligkeit des Anzeigeschirms auf ungefähr das 2,5-fache erhöht. Daher beträgt die Helligkeit des Anzeigeschirms bei der Anzeigevorrichtung des Ausführungsbeispiels das 7,5 (3x2,5)-fache derjenigen der herkömmlichen Anzeigevorrichtung.
Gemäß der Erfindung besteht dann, wenn der Parallelitätsgrad des Beleuchtungslichts schlecht ist und das Licht aus einer anderen Richtung als der vorbestimmten Richtung auf das Flüssigkristalldisplay-Element fällt, d.h. als Streulicht, die Möglichkeit, daß es zu einer Verringerung des Kontrasts auf dem Anzeigeschirm und auch hinsichtlich der Farbreinheit kommt. Demgemäß kann es zweckdienlich sein, daß das weiße Licht von der Lichtquelle zeitweilig durch die Kondensorlinse zu Flecken konvergiert wird und überflüssiges Licht durch eine Schlitz- oder Lochblende ausgeblendet wird.
Die Erfindung kann auf andere Formen realisiert werden, ohne von ihrem Schutzbereich abzuweichen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung mit einer einzelnen Flüssigkristalldisplay-Tafel (20), einer Lichtquelle (1, 2, 3), die paralleles, weißes Licht liefert, einer Lichtprojektionseinrichtung (4R, 4G, 4B), die das parallele, weiße Licht empfängt, um Lichtstrahlen (R, G, B) mit jeweils verschiedener Wellenlänge unter jeweils verschiedenem Winkel auf die Tafel zu strahlen, wobei die Tafel jeweilige Sätze von Bildmodulationselementen (21R, 21G, 21B), die für Lichtmodulation entsprechend der jeweiligen Farbkomponenten eines durch die Vorrichtung zu projizierenden Bilds steuerbar sind, und eine optische Einrichtung (10) aufweist, die auf der Lichtempfangsseite der Flüssigkristalldisplay-Tafel (20) angeordnet ist, um das Licht der Lichtstrahlen (R, G, B) auf die jeweils entsprechenden Sätze von Bildmodulationselementen (21R, 21G, 21B) zu konvergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtprojektionseinrichtung eine Anzahl dichroitischer Spiegel (4R, 4G, 4B) aufweist, die unter voneinander verschiedenen Winkeln in bezug auf die Richtung des empfangenen parallelen, weißen Lichts angeordnet sind, um die Lichtstrahlen (R, G, B) als Strahlen mit jeweils vorbestimmten Projektionswinkeln dadurch zu erzeugen, daß sie Licht innerhalb jeweiliger diskreter Wellenlängenbereiche reflektieren.

2. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtprojektionseinrichtung drei der genannten dichroitischen Spiegel (4R, 4G, 4B) aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie das weiße Licht in Strahlen in den drei Primärfarben aufteilen.

3. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der drei Lichtstrahlen (R, G, B) einen ersten Wellenlängenbereich von mindestens 600 nm, einen zweiten Wellenlängenbereich zwischen 500 nm und 570 nm bzw. einen dritten Wellenlängenbereich von höchstens 500 nm aufweisen.

4. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Flüssigkristalldisplay-Tafel (20) eine Anzahl von Signalelektroden (21R, 21G, 21B) aufweist, an die jeweils unabhängig ein Anzeigesignal für eine Farbe gegeben wird, um die Pixel der Anzeigetafel zu betreiben, wobei jedes Pixel einem der Bildmodulationselemente entspricht, und wobei die optische Einrichtung (10) ein Mikrolinsenarray aufweist, um die jeweiligen Lichtstrahlen auf entsprechende Pixel zu konvergieren.

5. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Projektionswinkel der jeweiligen auf das Mikrolinsenarray (10) treffenden Lichtstrahlen die folgende Bedingung erfüllen:

θ = tan&supmin;¹ (p/fµ),

wobei θ die Differenz der Einfallswinkel jeweils zweier Lichtstrahlen unter den mehreren Lichtstrahlen ist, fµ die Brennweite der Mikrolinse an Luft ist und p die Schrittweite zwischen den entsprechenden Pixeln ist.

6. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Mikrolinsenarray (10) aus bearbeitetem Glas oder Kunststoff mit gleichmäßigem Brechungsindex besteht.

7. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Nikrolinsenarray (10) aus einer Anzahl von Linsen besteht, wobei jede Linse eine durch ein selektives Ionenaustauschverfahren erzeugte Brechungsindexverteilung aufweist.

8. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Mikrolinsenarray (10) aus einer Anzahl Rasterlinsen besteht und die mehreren Signalelektroden (21R, 21G, 21B) in Form von Streifen vorliegen.

9. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Mikrolinsenarray aus einer Anzahl bienenwabenförmiger Linsen besteht und die Pixel der Anzeigetafel eine Mosaik- oder Dreiecksanordnung bilden.

10. Flüssigkristall-Farbanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 9, bei der die Flüssigkristalldisplay- Tafel vom Aktivmatrixtyp ist.