JP2746267B2 - 投写型カラー表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚の画像形成
のためのライトバルブを用いた投写型カラー表示装置の
製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、複数枚の液晶ライトバルブを用い
た投写型カラー表示装置は、ＳＩＤ８６ダイジェスト発
表番号２０．４＜１９８６年５月発表＞に記載されるよ
うに、白色光を三原色の赤，緑，青の色光に分離し、そ
の色光を液晶ライトバルブで画像変調し、次に各色光を
合成し、投写レンズで投写するものがある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、それぞれの液晶ライトバルブが投写レンズのバ
ックフォーカスの位置に必ずなくてはならず、また、１
個の表示画素は、赤，緑，青の三原色の加法混色により
表示されるので、それぞれの画素の位置が、三枚の液晶
ライトバルブをスクリーン上の画素が同じ位置になるよ
うに固定されなければならない。そのため、ネジ等の機
械的手法で微調整用の機構を持たざるをえず、また、振
動や熱等により画素がずれてしまい、色ズレやコントラ
ストが低下し、画質が低下するという問題点を有する。
さらには、ずれが生じるたびに何度も再調整を行なわな
くてはならず、非常にわずらわしいといった問題点を有
する。そこで本発明は、このような問題点を解決するも
ので、その目的とするところは、機械的微調整用の機構
を必要とせず、位置ずれもなく、色ずれやコントラスト
の劣下が起こらず、画質が良好な状態でいつまでも投写
が行なえる投写型カラー表示装置の製造方法を提供する
ところにある。 【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、機械的微調整用
の機構を必要とせず、位置ずれもなく、色ずれやコント
ラストの劣下が起こらず、画質が良好な状態でいつまで
も投写が行なえる投写型カラー表示装置を提供するとこ
ろにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、光源と、前記
光源からの光を複数色の色光に分離する色光分離手段
と、前記色光分離手段により分離されたそれぞれの色光
をそれぞれ変調する複数の液晶ライトバルブと、前記複
数の液晶ライトバルブのそれぞれにより変調された色光
を合成する色光合成手段とを有し、前記液晶ライトバル
ブはマトリクス状に配置された複数の画素を有し、前記
色光合成手段は内部に選択反射膜を有するプリズムから
なる投写型カラー表示装置の製造方法であって、前記複
数の液晶ライトバルブのそれぞれの前記画素がスクリー
ン上で重なり合うようにアライメントを行った状態で、
前記プリズムの面に前記複数の液晶ライトバルブを固着
することを特徴とする。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
沿って説明する。 【０００７】図１は、本発明の投写型カラー表示装置の
平面図であり、光路図も同時に描かれている。 【０００８】ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタル
ハライドランプ等の光源１より出射される白色光は、球
面リフレクタ２と集光レンズ３により集光される。集光
レンズ３は、口径比の大きな焦点距離の短いレンズを用
いて、光源１との立体角を大きくすることで集光効率を
高め、光源１を集光レンズ３の焦点位置に配置すること
で、平行光を得る。出射光は、吸熱フィルター４にて熱
線を減少させてから色分離を行う。 【０００９】色分離は、ダイクロイックミラーで行い、
赤反射ダイクロイックミラー５は、４５度で入射した白
色光の波長成分のみを反射し、青反射ダイクロイックミ
ラー６は、４５度で入射した白色光の青の波長成分のみ
を反射する。赤反射ダイクロイックミラー5と青反射ダ
イクロイックミラー６を透過した光は、緑の波長成分の
光となる。図２は、それぞれのダイクロイックミラーの
分光図で、Ａが赤反射ダイクロイックミラー５、Ｂが青
反射ダイクロイックミラー６の特性を示す。なお、後述
のダイクロイックプリズム９を用いて色分離してもかま
わない。 【００１０】こうして、三原色に分離された色光のう
ち、赤と青の色光は、反射ミラー７により光路を曲げ、
縁の色光はそのままで液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８
Ｂに入射する。 【００１１】次に液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに
ついて詳しく述べる。 【００１２】液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂとし
て、本発明の実施例ではアクティブマトリクスの液晶パ
ネルを用いている。図３は液晶パネルの構造を示す断面
図、図４は液晶パネルの等価回路図であり、液晶パネル
を説明するものである。 【００１３】石英ガラス基板２０には、マトリクス状に
ＩＴＯ膜等による透明な画素電極２４が形成され、画素
電極２４には１個ないしは２個の薄膜トランジスタ２３
が接続されている。ゲート線２１は薄膜トランジスタ２
３のゲートに接続され、マトリクス状の薄膜トランジス
タ２３の１つの行を選択するものである。ソース線２２
は薄膜トランジスタ２３のソースに接続され、画像信号
に応じた電気量を薄膜トランジスタ２３を介して、画素
電極２４と対向電極２６とで構成される容量に書き込む
ものである。 【００１４】ガラス基板２５には、やはりＩＴＯ膜等に
よる透明な対向電極２６が形成され、画素電極２４と対
似する開口部２９以外の部分は、ニッケル等の不透明な
金属等による遮光層２８で遮光される。 【００１５】一般に、透過型で液晶パネルを用いる場合
に、光がガラス基板２５側から入光し、石英ガラス基板
２０側に出光するようにすると、薄膜トランジスタ２３
は、光の影響による性能劣下を押さえることができる。
３０は偏光板である。 【００１６】薄膜トランジスタ２３を一画素ごとにアク
ティブ素子として配置することにより、表示データを薄
膜トランジスタ２５がＯＮした時、画素電極２４と対向
電極２６で構成される容量に書き込み、薄膜トランジス
タ２３がＯＦＦしている時は、表示データが電荷の形で
容量に蓄積されて、メモリー動作をしているので、コン
トラスト特性の良好な表示を行なうことができる。な
お、液晶パネルは、アクティブマトリクスに限定される
ものではなく、例えば、時分割駆動の単純マトリクスパ
ネルであってもかまわない。 【００１７】ダイクロイックプリズム９は、直角二等辺
三角形の面を２つ持つ直角プリズムの直角をはさんだ両
面に、それぞれ赤色反射層１０，青色反射層１１を蒸着
したもので、これを４個直角部分を中心に貼り合わせた
ものである。赤色反射層１０及ぴ青色反射層１１の特性
は、ダイクロイックミラ一の特性とほぼ同様で、図２に
示された特性を持つ。 【００１８】このダイクロイックプリズム９に、前述の
液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを図１に示す様に接
着する。 【００１９】接着方法としては、バルサム，エボキシ系
合成接着剤，ボリエステル系合成接着剤，紫外線硬化型
合成接着剤等により貼り合わせる。接着剤は高透過率で
屈折率は、貼り合わせる２つの物質の屈折率の値をこえ
ない値をとることによって、境界面においての光の反射
を減少させることができ、結果的に明るい画像を得るこ
とができる。ダイクロイックプリズム９の接着方法も同
様である。 【００２０】アライメントとして、４個の直角プリズム
のサイズがそろっていることで、投写レンズ１２から液
晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂまでの距離が一定とな
り、投写レンズ１２のバックフォーカスの位置に配置さ
れる。上下，左右の画素間の位置関係は、光源１の光を
当てたり、レーザー光により位置合わせを行う。液晶ラ
イトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂのそれぞれの画素がスクリ
ーン上で重なり合うようにし、前述の方法で接着を行な
い固定することにより、以後、画素ずれによる色ズレ色
ムラ等が発生せず、メインテナンスも不用となる。また
従来では、アライメントのための機構を必要としていた
が、製造工程でアライメントをするだけでよいので、構
造は簡単になる。 【００２１】液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで画像
形成された各色光は、ダイクロイックプリズム９で、赤
光及び青光は反射し、緑光は透過して、フルカラー画像
が合成される。合成された画像は、ブラウン管等の並置
加法混色と異なり、本来の加法混色によって色表現され
るため、非常に彩度の高い画像表示が行なわれる。また
ミラーとプリズムの２回の波長選択が行なわれるため、
色純度の高い画像が得られる。 【００２２】投写レンズ１２は、口径比の大きなレンズ
を用いることで明るい画像表示が行なえる。 【００２３】回路部１４は、テレビジョン回路や、液晶
ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの駆動回路及び電源回路
等であり、冷却アァン１３は、光源２１より発生する熱
を外部に排出するものである。 【００２４】次に、本発明の投写型カラー表示装置の他
の実施例の平面図を示したのが図５である。 【００２５】全体の構成は、前述の実施例と同様である
が、液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの偏光板５０を
とり、一枚は色分離のダイクロイックミラーの前に置
き、他の一枚は、ダイクロイックプリズム９の出光面
に、接着される。 【００２６】接着方法も前述した方法と同様にすること
ができる。この場合には、偏光された白色光を色分離
し、画像変調し、合成する方法で、前述の実施例では偏
光板が６枚必要であるのを、２枚に減少することができ
る。 【００２７】光の入射側の偏光板５０では、光の透過量
が４５％程度以下で、その他の光は吸収され熱となり、
液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに悪影響を及ぼし、
熱リークによるコントラスト悪化等により、画質か低下
する。しかし、液晶ライトバルブ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから
分離した位置に配置することで、熱の影響を減少させる
ことができる。 【００２８】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば以下の
ような効果を有する。前記複数の液晶ライトバルブのそ
れぞれの前記画素がスクリーン上で重なり合うようにア
ライメントを行った状態で、前記プリズムの面に前記複
数の液晶ライトバルブを固着することにより、プリズム
の面に液晶ライトバルブを固着した後に微調整を行う必
要がなくなり、構造が簡単になり、コストも下がり、メ
インテナンスが不用となる。 【００２９】液品ライトバルブをダイクロイックプリズ
ムに光学的に接着することで、アライメントのための微
調整用の機構を必要としなくなるし、微調整もいらなく
なり、構造が簡単になり、コストも下がり、メインテナ
ンスが不用となる。 【００３０】また、光の境界面での反射が減少するの
で、明るく、コントラストの良い画像を得ることができ
る。 【００３１】さらに、２番目の実施例では、上述の効果
の他ににも、偏光板を液晶パネルと分離することで、液
晶パネルの温度上昇が軽減され、熱リーク等の熱による
液晶パネルの劣下がなくなり、高画質の画像を得ること
かできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の投写型カラー表示装置の一実施例を示
す平面図である。 【図２】ダイクロイックミラー及びプリズムの分光透過
特性図である。 【図３】液晶ライトバルブの構造を示す断面図である。 【図４】液晶ライトバルブの等価回路図である。 【図５】本発明の投写型カラー表示装置の他の実施例を
示す平面図である。 【符号の説明】 ５・・・赤反射ダイクロイックミラー ６・・・青反射ダイクロイックミラー ８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ・・・液晶ライトバルブ ９・・・ダイクロイックプリズム １０・・・赤色反射層 １１・・・青色反射層

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．光源と、前記光源からの光を複数色の色光に分離す
   る色光分離手段と、前記色光分離手段により分離された
   それぞれの色光をそれぞれ変調する複数の液晶ライトバ
   ルブと、前記複数の液晶ライトバルブのそれぞれにより
   変調された色光を合成する色光合成手段とを有し、 前記液晶ライトバルブはマトリクス状に配置された複数
   の画素を有し、 前記色光合成手段は内部に選択反射膜を有するプリズム
   からなる投写型カラー表示装置の製造方法であって、 前記複数の液晶ライトバルブのそれぞれの前記画素がス
   クリーン上で重なり合うようにアライメントを行った状
   態で、前記プリズムの面に前記複数の液晶ライトバルブ
   を固着することを特徴とする投写型カラー表示装置の製
   造方法。