JP3261583B2

JP3261583B2 - 反射型液晶パネル

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Publication number: JP3261583B2
Application number: JP2000131901A
Authority: JP
Inventors: 守宮脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JP2001004996A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字、静止画、動
画等の映像情報を表示する装置に用いる反射型液晶パネ
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディアと称され、映像情
報を手軽に取り扱うことにできる機器が開発され、利用
され始めている。その一つに、携帯用端末やラップトッ
プコンピュター等が挙げられる。これらの機器は、自分
のオフィス以外の場所でも必要な情報を獲得することが
でき、また、加工、伝送を行なうこともできる。

【０００３】しかしながら、その使用方法は、個人使用
であり、複数の使用者がある情報のもとで議論を行なう
ような会議には不向きである。従って、上記機器が普及
しても会議の削減は進まず、労働生産性を高める上で問
題となっている。

【０００４】会議における電子化としては、テレビジョ
ン会議システムに関するいくつかの提案がなされてい
る。これらのシステムは、主に、遠隔地の実務者間の打
ち合わせを円滑に図るためのもので、テレビジョンを利
用し、出席者の表情や必要な情報を表示するものであ
り、当該システムにおいて個々の情報を共有し、書込み
等情報の加工を行なうことは難しい。これはオーバーヘ
ッドプロジェクター（ＯＨＰ）並みの解像力と明るさ、
及び低価格を実現する技術が現状得られていないためと
考えられる。

【０００５】投影表示装置としては、特開昭５４−１３
９５６９号公報に、ライトバルブに光照射しシュリーレ
ン光学系を用いて投射する技術が開示されている。この
方式は、液晶層に空間的周期的構造を電圧印加により形
成し、ライトバルブに入射した光束を回折させるもので
ある。

【０００６】上記ライトバルブサイズが大きく、且つ解
像度がそれほど要求されず、１画素セルサイズが大きい
場合には回折現象は有効である。しかしながら、高解像
度でしかもサイズが小さく、１画素セルサイズが数１０
μｍレベルとなると、回折を生じる領域が狭くなり十分
な回折光が得られず、光量低下並びにコントラスト低下
という表示特性の低下が避けられない。

【０００７】また、複数の液晶パネルを多重に配置し、
同じスクリーン上に投影し、明るい表示を図る装置が特
開昭６１−１６７２９７号公報に開示されている。しか
しながら、赤、緑、青３原色を重畳するもので、絶対的
な明るさは不十分である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、会議での各
出席者の情報をオープンに扱うことのできるシステムを
提供することを目的とし、上記システムに用いる表示装
置を構成する液晶パネルを提供するものである。即ち本
発明は、ＯＨＰ並みの解像度と明るさを有し、且つ低価
格な表示装置を構成しうる液晶パネルを提供することに
ある。具体的には、大画面で高精細であり、複数の情報
ソースを重ねて表示し、所望の領域を拡大、モノクロ・
カラー選択が可能な高機能の表示装置に用いる液晶パネ
ルを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、ａ．
多結晶Ｓｉ薄膜トランジスタ、該薄膜トランジスタを覆
い、基板の面方向に対して傾斜させた傾斜面を持って配
置した第１の層間膜、該第１の層間膜の傾斜面に沿って
配置した反射用電極、該反射用電極を覆い、表面を平坦
化して配置した第２の層間膜、該第２の層間膜上に配置
し、該第２の層間膜に設けられたコンタクトホールを介
して上記反射用電極に電気的に接続された透明電極、該
透明電極を覆う配向膜、を有する基板、ｂ．表面に対向電極と配向膜とを有し、上記基板に対し
て間隔を置いて配置した対向基板、並びにｃ．上記基板と対向基板とで形成された間隔に配置した
高分子分散液晶を備えたことを特徴とする反射型液晶パ
ネルである。

【００１０】また本発明においては、液晶パネルの画素
部を多結晶Ｓｉ薄膜トランジスタにより構成し、周辺回
路部をバルクＳｉトランジスタにより構成することによ
り、パネルの小型化、低コスト化を図ることができる。

【００１１】本発明は、光源、反射型液晶パネル、光学
系からなる複数の表示系と、該複数の表示系のうちの少
なくとも１つの系を選択して表示する手段と、これら表
示手段の切り換え手段と、少なくとも１つの情報端末と
のインターフェース、及び画像処理回路部とを有する表
示装置に用いる反射型液晶パネルである。

【００１２】本発明の反射型液晶パネルを用いて構成さ
れる表示装置においては、上記複数の表示系のうち１つ
の系でモノクロ表示を行ない、他の表示系でカラー表示
を行ない、同一スクリーン上に重ねて表示することによ
りモノクロ・カラー混在表示を同時に行うことができ
る。

【００１３】更にカラー表示系の経路に配置するカラー
フィルターをセット／非セット切り換え可能に設置する
ことにより、該カラー表示系をモノクロ・カラーいずれ
の表示も行なうことができる。また、カラー・モノクロ
混在表示においては、モノクロ表示系にはカラー表示領
域に黒信号を有するモノクロ信号、カラー表示系にはモ
ノクロ表示領域に黒信号を有するカラー信号を生成し表
示を行なう。

【００１４】また、係る表示装置においては、モノク
ロ、カラー表示領域近傍のみ光源からの照明光を液晶パ
ネルに照射して投影像の向上を図ることができる。

【００１５】さらに、係る表示装置において、表示系の
光学系としてはシュリーレン系であり、更に液晶パネル
上に設けられたレンズの焦点距離上にミラーとピンホー
ルを設けた構成が好ましく用いられる。

【００１６】またさらに、係る表示装置の光学系におい
て、光学系の光軸と像を投影するスクリーンとが傾きを
有する場合には、該光軸上で光学系の出射瞳から最も遠
いスクリーンまでの距離をｂ₂、近いスクリーンまでの
距離をｂ₁とし、一方、上記光軸上で光学系の入射瞳か
ら最も遠い液晶パネルまでの距離をａ₂、最も近い液晶
パネルまでの距離をａ₁とした場合、ｂ₁／ａ₁、ｂ₂／ａ
₂の値がより近くなるように液晶パネルの向きを調整す
ることにより像の歪みやぼけが防止され好ましい。

【００１７】係る表示装置においては、表示画像情報を
情報端末へ伝送する手段を設け、また画像処理回路部が
少なくともメモリ、更には圧縮、伸長、エンコード、デ
コード部が設けられることが望ましい。また、該画像処
理回路部より、隣り合う奇数行と偶数行の１組のビデオ
信号を同時に液晶パネルへ、好ましくは同時に伝送する
ことが好ましく、隣り合う奇数行と偶数行との間に駆動
線を設け奇数行用信号線と偶数行用信号線を交互に配置
する構成が好ましい。

【００１８】また、係る表示装置においては、インター
フェースを無線で実行することも好適である。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を挙げて本発明を具体的
に説明する。

【００２０】［参考例１］図２に本発明の反射型液晶パ
ネルを用いて構成される表示装置の一参考例を示すブロ
ック図を示す。係る表示装置は大別して次の６つのブロ
ックに分けられる。１１はアナログ系入力インターフェ
ース、１２はアナログデータのエンコード部、１３はデ
ジタル系入出力インターフェース、１４はデコーダー・
画像合成処理部、１５は表示部、１６は装置全体の管
理、即ち初期化、エンコーダー、デコーダー等の実行時
のタスク管理、外部装置との入出力制御、表示部の制御
等を行なうＣＰＵである。

【００２１】アナログ系インターフェース１１には、複
数のカメラ２１、２２からの映像データを映像用インタ
ーフェース２３、２４を介して入力ビデオ信号処理部２
５に送り、一方、カメラ２１、２２のマイクからの音声
データを音声用インターフェース２９、３０により入力
音声処理部３１へ送る。

【００２２】２８はリモコン、２７はリモコンインター
フェースで、例えば赤外線検出器、２６はシステムコン
トローラである。リモコン２８は本表示装置を操作する
ためのもので、必要な制御を全て行なうことができる。
従ってシステムコントローラはＣＰＵ１６に接続されて
いる。主な制御項目は、表示データの選別（アナログデ
ータ、デジタルデータも含めて）光量、色選択、カメラ
の制御、音声制御等である。

【００２３】信号処理部２５、２６では、複数のデータ
の選別を行ない、それぞれエンコード部１２内のＡ／Ｄ
変換器へ送る。このように、映像データ処理と音声デー
タ処理等がそれぞれ独立に実行できるため、それぞれ異
なる映像と音声との合成等が可能になっている。

【００２４】次に、エンコード部１２について説明す
る。３２、３３はＡ／Ｄ変換器であり、３４は例えばＮ
ＴＳＣ信号をＣＩＦ信号に、ＨＤＴＶ信号をＮＴＳＣ信
号に変換するフォーマット変換である。例えば、ＮＴＳ
Ｃ信号をＣＩＦ信号へ変換し、ＣＣＩＴＴの標準となっ
ているＨ２６１方式にならってエンコード、もしくはＭ
ＰＥＧ方式にならってエンコードする箇所が圧縮・エン
コーダー３５である。同様に音声も圧縮・エンコーダー
３６によりＧ７２２方式にならってエンコードする。次
にデータ多重化処理ブロック３７を介して符号語を１ワ
ード単位で外部バッファー３８、３９へ転送する。

【００２５】次にデジタル系入出力インターフェース１
３について説明する。

【００２６】インターフェース１３には、通信用インタ
ーフェース４１、蓄積装置インターフェース４２、各情
報端末と光通信で接続するインターフェース４３、４
４、及び制御端末とのインターフェース４５が設けてあ
る。通信用インターフェース４１は、Ｎ−ＩＳＤＮ、Ｂ
−ＩＳＤＮ及びＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インター
フェース等を用い、また、蓄積装置インターフェース４
２には最も一般的であるＳＣＳＩを用いる。光通信イン
ターフェース４３、４４及び制御端末とのインターフェ
ース４５は制御用とデータ転送用の２つを有している。
インターフェースには１．８Ｍｂｙｔｅｓ／ｓｅｃ以上
の高速転送が可能であることより、トランスピュータの
リンクインターフェースを用いる。これによりエンコー
ド部１２とデコード部１４と各種端末との間での符号化
データ転送が可能になっている。

【００２７】インターフェース４５には、パーソナルコ
ンピューター、ワークステーション４６が接続され、イ
ンターフェース４３にはペン入力可能なパーソナルコン
ピュータ４７、インターフェース４４には同じくパーソ
ナルコンピュータ４８、インターフェース４２にはＣＤ
−ＲＯＭ、光磁気ディスク等のメモリディスク４９が、
通信用インターフェースには海底ケーブル５０を介して
パーソナルコンピュータ５１の端末が接続されている。

【００２８】次にデコード部１４について説明する。バ
ス４０に送られた符号化データを１ワード単位で外部バ
ッファー５２、５３から取り込む。データ分離処理ブロ
ック５４により映像信号部と音声信号部に分離した後、
前述した標準に従い、デコード、伸長処理をそれぞれ伸
長・デコーダー５５、５６にて行なう。映像データはフ
ォーマット変換５７、フレームメモリ用バス５８を介し
て表示の基本となる映像データを出力フレームメモリａ
５９へ、それに合成する映像データを出力フレームメモ
リｂ６０へ書き込む。例えば、メモリサイズは各々輝度
１０２４（Ｈ）×５１２（Ｖ）８ｂｉｔ／画素、色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ各々５１２（Ｈ）×５１２（Ｖ）８ｂ
ｉｔ／画素等である。

【００２９】画像合成回路では、基本表示がモノクロの
場合とカラー表示の場合があるため、輝度Ｙ信号と、
Ｒ、Ｇ、Ｂコンポーネント信号を同時に出力する時、出
力フレームメモリａ５９のみにデータがある時はそのデ
ータのみ出力し、出力フレームメモリｂ６０にもデータ
がある時には、それらを合成した出力を形成する。具体
的には、例えばパーソナルコンピュタ４８から提供され
た情報を表示する場合には、該情報はフレームメモリａ
５９に格納され、この場合、輝度信号が出される。次に
パーソナルコンピューター４７により上記情報に新たな
情報が書き加えられた場合、該情報はフレームメモリｂ
６０に格納され、この場合、合成されたＲＧＢコンポー
ネント信号として出力される。音声、映像データは共に
Ｄ／Ａ変換器６２、６４を介してアナログ出力される。
音声データはスピーカー６３に接続され、映像データは
表示部１５に送られる。

【００３０】次に表示部１５について説明する。表示部
１５には本発明の反射型液晶パネルを用いた表示系であ
る、多重連に配置された液晶投影表示器があり、本参考
例においては、モノクロ用表示器６５及び赤・モノクロ
表示器６６、緑・モノクロ表示器６７、青・モノクロ表
示器６８から構成されている。

【００３１】表示がモノクロの時、表示器６６〜６８の
カラーフィルターを全てモノクロに切り換え、４表示器
全てモノクロ表示を行なう。また、モノクロ画面にカラ
ー表示を一部書き込む場合には、モノクロ表示を表示器
６５でのみ行ない、表示器６６〜６８によりカラー表示
を行なう。

【００３２】またカラー表示が赤、緑、青の単純３原色
でモノクロ表示と赤色のみで表示する場合、表示器６６
のみ赤色を表示し、他の３表字器はモノクロ表示として
使用することもできる。

【００３３】これらの制御はＣＰＵ１６及び画像合成回
路６１を介して液晶表示素子（ＬＣＤ）駆動系６９によ
り実行できる。また、モノクロと赤色表示の時、モノク
ロ表示が明るく赤色が見えにくい時にはモノクロ表示を
表示器６５でのみ行ない、一方表示器６６〜６８のカラ
ーフィルターを全色表示できるように回転式にして表示
器６６〜６８全てで赤色を表示し、輝度を調整すること
もできる。

【００３４】本参考例では、全て合成データを一括ＬＣ
Ｄ駆動系へ入力する系を示したが、輝度信号は直接６５
のモノクロ表示器へ、ＲＧＢコンポーネント信号は各
Ｒ、Ｇ、Ｂ表示器へ送る等の組み合わせも可能であるこ
とは言うまでもない。

【００３５】オフィス内で使用するデータは依然モノク
ロ表示が多く、且つ高精細である。従来のカラー表示装
置では、カラーフィルターが組み込まれた分、光量が１
／３以下に減衰している。従って明るい表示を行なうた
めには、光源の光量を高くしたり、又はモノクロ専用機
になってしまうという問題点があった。

【００３６】本発明の液晶パネルを用いた表示装置で
は、モノクロはモノクロ用で表示し、カラーはカラー用
で表示とそれぞれに適した使用方法が可能で、光源等の
付加に頼らず明るい表示を行なうことができる。従って
ＲＧＢ用をフルに使用すれば、標準フルカラー表示でき
ることは言うまでもない。

【００３７】図２に示した構成では、４表示器で一組の
組み合わせを示したが、赤・モノクロ、緑・モノクロ、
青・モノクロで一組の組み合わせ、また、赤・緑・青・
モノクロを複数連設ける等の組み合わせも好適である。

【００３８】図１に本発明の反射型液晶パネルを用いて
構成した表示装置を用いた具体例を概念図で示す。今、
Ａ地点では当該表示装置１を用い、出席者Ｐ₁〜Ｐ₅がそ
れぞれの情報を格納したペン入力型のパーソナルコンピ
ュータ２ａ〜２ｅを使用して会議に出席している。一
方、遠隔地（例えば海外）のＢ地点においても出席者Ｐ
₆が同様のコンピュータ２ｆを海底ケーブルを利用して
表示装置１にアクセスし、会議に出席している。ここで
コンピュータ２ａ、２ｅ、２ｆは図２におけるコンピュ
ータ４７、４８、５１にそれぞれ相当する。

【００３９】例えば、Ｐ₁がコンピュータ２ａに格納し
た情報を表示装置１によりスクリーン３にモノクロ表示
し、これにＰ₅がコンピュータ２ｅの画面上で赤色を用
いて新たに情報を書き加え、これら情報を表示装置１に
よりコンピュータ２ａ〜２ｆに表示することができる。
即ち、各コンピュータ２ａ〜２ｆに格納された情報をオ
ープンに表示し、いずれのコンピュータからも自由に書
込みを行なうことができる。また、Ｐ₁は赤、Ｐ₂は緑と
いうように、色を変えて書込みを行なうことも可能であ
り、これら情報の制御は図２に示したリモコン２８で操
作される。

【００４０】本発明の反射型液晶パネルを用いた表示装
置の特徴は、文字等の階調を必要としない情報の表示に
は、明るく且つ高精細なモードを用いることである。ま
た、係る表示装置は、映像のソースとは分離しており、
図１の場合、無線等の手段により伝送され表示されてい
ることである。

【００４１】係る表示装置は従来に比較して、非常に明
るく高精細である。従って、ＯＨＰを用いた場合のよう
に室内を暗くする必要がなく、他の資料の検討や、ま
た、出席者の表情を伺うこともできる。

【００４２】当該表示装置のように多重連表示の場合、
コスト高になることが予想されるが、本発明の反射型液
晶パネルを用いた表示系を用いることにより、１連表示
系のコストが従来に比較して極めて安価になり、且つ表
示性能が高くなる。これについて図３を用いて説明す
る。

【００４３】図３は本発明の反射型液晶パネルを用いた
表示装置の表示系を示す図である。（ａ）はカラー表示
系、（ｂ）はモノクロ表示系であり、ずらせて示してい
るが、装置内ではこの状態で重ねた位置に配置されてい
る。

【００４４】図３中１０２は照明用光源と光源からの出
射光をコリメートするための反射板である。光源として
は、光源サイズとして１ｍｍ前後と小さいメタルハライ
ドランプ、ハロゲンランプを用いることができる。従
来、明るい表示を実現するために３００〜４００Ｗとい
う電力を印加して使用する場合が多く、光源の周辺のガ
ラスが失透し、更に光源サイズが５〜６ｍｍから約１０
ｍｍ程度大きくなり、光利用効率を悪化させ、光源自身
の寿命も短いという性能上の問題を有していた。

【００４５】また、３００〜４００Ｗという高電力を供
給する電源も当然大きく且つ重くなり、持ち運びが困難
となる。本構成では光源サイズを１ｍｍ前後と小さく
し、従来よりも印加する電力を数分の１に低下させて使
用することにより熱、光等によるガラスの失透も防止で
き、光利用効率を著しく向上させてよりコリメートした
光をＬＣＤパネルに入射させることができる。

【００４６】１０４は赤外カットフィルターで、ＬＣＤ
パネルに当たる不要な光をカットし、該光による発熱を
防止する。また、１０５はカラーフィルターで、（ａ）
に示す側の表示系はモノクロ・カラー変更可能なものと
なっている。カラーフィルター１０５は赤、緑、青それ
ぞれ一色からなり、オンチップ型でないため、簡単で且
つ低コストが実現できる。

【００４７】図３にはカラーフィルター１０５と赤外カ
ットフィルター１０４との切り換えは１０６に示す矢印
の如くスライド式のものを示したが、これを回転式のも
のとし、赤、緑、青のフィルターを全て使用できる構成
にすることも可能である。

【００４８】赤外カットフィルター１０４又はカラーフ
ィルター１０６を透過した光は、液晶パネル１０８へ斜
めに入射し、反射される。これらの液晶パネル構造につ
いては後述する。

【００４９】図３に示す如く、通常ミラーが配置される
箇所に液晶パネルが設置され、光学部品点数が削減され
ており、低コスト下が実現されるだけでなく、ミラーが
ない分、更に数％の光利用効率が向上する。

【００５０】次にレンズ１１０とピンホール１１２によ
りシュリーレン光学系が組まれている。液晶パネル１０
８に電圧を印加しない場合、液晶はランダムな状態とな
っており、光は散乱され、ピンホール１１２から照明光
は通過できない。一方、液晶パネルに徐々に電圧を印加
していく（イオンの焼きつき防止のため、反転電圧を印
加する）と、液晶分子は一方に配向し始めるため、散乱
される割合が減り、平行光の成分はピンホール１１２か
ら出射し、投影レンズ１１４によりスクリーン１１５上
に像を結ぶ。液晶パネル１０８を傾けて配置したことに
より、結像性能が悪化する場合には角度を調整したり、
プリズムを光学系の間に設ければ良い。

【００５１】図３に示す構成では、モノクロ用、カラー
用それぞれ光源、光学レンズ等を設けた場合を示した
が、カラー用は１光源とし、該１光源からの光を色分解
し、赤、緑、青用のそれぞれのパネルに入射しその後そ
れぞれ投写しても、また、合成し投写しても良い事は言
うまでもない。

【００５２】以上説明したように、本発明の反射型液晶
パネルを用いた表示装置の光学系は、従来の光学系より
部品点数が極めて少なく、これにより光利用効率が向上
し、低コスト化が図られ、また小型化が実現する。

【００５３】従来、投影パネルサイズは３〜５インチ程
度である。これにより光学系自体も大型化され、重く且
つ高価格になっていた。本発明においては、後述するよ
うにパネルは従来の数分の１のサイズになり、実効開口
面積もほぼ同等のものが達成される。これにより光学部
品のコスト、重さは３乗分の１に削減される。従って、
これら光学部品を複数多重連に配置しても、多重連倍し
かコスト、重さは増加しないため、高性能、低コストが
実現する。

【００５４】次に図４に液晶パネル１０８の参考例の基
本構成の断面構造を示す。図中、１２０はＳｉ基板、１
２１はフィールド酸化膜、１２２はＬＣＤ駆動用バルク
Ｓｉトランジスタのウェル層、１２３は画素部薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）を形成する多結晶Ｓｉ層、１２４、
１２５はそれぞれ駆動用バルクＳｉトランジスタのソー
ス、ドレイン部、１２６は駆動用バルクＳｉトランジス
タのゲート部、１２７、１２８はそれぞれ画素部ＴＦＴ
のソース、ドレイン部、１２９は画素部ＴＦＴのゲート
部、１３０は画素部ＴＦＴのソース部と接続される信号
線用配線層、１３１は画素部反射用電極、１３２はパッ
シベーション膜、１３３、１３５は配向膜、１３４は高
分子分散液晶、１３６は透明電極、１３７は無反射型の
遮光層、１３８は対向基板となるガラス板、１３９は反
射防止膜である。

【００５５】上記配向膜は高分子分散液晶の場合、特に
必要としなくても良い。図４に示すように、設けること
により配向特性を変更し、反射方向に散乱しにくい特性
をもたすことができ消光比が向上できる。又、１３７の
遮光層も入射角、散乱成分の有無に応じて配置しない構
成も有効である。

【００５６】本液晶パネルにおいて液晶層１３４には、
透明電極１３６と反射電極１３１の間に電圧が印加され
る。対向基板側から入射する平行光１４０は反射防止膜
１３９により表面反射をせずに液晶層１３４に１４１に
示す如く入射される。光束１４１は反射電極１３１で１
４２に示す如く反射され、液晶パネルから１４３に示す
方向に出射する。

【００５７】図４に示す如く、対向基板表面等での反射
成分は、反射防止膜１３９により抑制されているため、
これが液晶層１３４内部での反射光に混入することは抑
制されている。また、本参考例では、画素部に多結晶Ｓ
ｉＴＦＴを使用し、且つ該多結晶Ｓｉの膜厚が２００〜
５００Åと極めて薄く画素部に段差を生じることがな
く、更に周辺回路にバルク単結晶Ｓｉから構成される回
路を用いているため、高速駆動が実現でき、数１０〜数
１００万画素の高精細表示も実現しうる。

【００５８】本参考例の液晶パネルの駆動方法について
図５の等価回路により説明する。図５中、２０１、２０
２は水平シフトレジスタ、２０３は垂直シフトレジス
タ、２０４、２０５はビデオ信号線、２０６、２０７は
ビデオ信号を水平シフトレジスタからの走査パルスに応
じてサンプリングするためのサンプリングトランジス
タ、２０８、２０９は信号線、２１０は駆動線、２１３
は画素部ＴＦＴ、２１９は付加容量の一方の電極に印加
する電源、２２０は付加容量である。

【００５９】本参考例の基本構成は、フレームメモリか
らビデオ信号を読み出し、図２のＬＣＤ駆動系６９でク
ランプ、増幅、δ補正、極性反転をし、図５に示すビデ
オ信号線２０４、２０５に供給する。従ってノンインタ
ーレス信号を２行分まとめてフレームメモリから読み出
し、奇数行信号を２０４のビデオ線へ、偶数行信号を２
０５のビデオ信号線へ供給する。

【００６０】入力されたビデオ信号は、水平シフトレジ
スタ２０１、２０２によりサンプリングするが、図５に
示す如く、奇数行と偶数行は位置をずらさず配置されて
いる。従って、同一パルスによりサンプリングができ、
サンプリング時に他のパルスのフィールドスルーノイズ
が混入することがなく、良好な画像表示が実現できる。

【００６１】更に、第１行と第２行、第３行と第４行と
いうように、ノンインターレス駆動でも２行同時に書込
みができるため、水平走査周波数を通常の半分で済ます
ことができる。特に画素数が増大するとそのサンプリン
グ周波数が急増するため、サンプリング用トランジスタ
２０６、２０７はドライブ能力が高くなるため、従来は
大型のトランジスタを使用することになっていた。

【００６２】本参考例では上記構成をとることにより液
晶パネルを大型化することなく、周辺回路が従来より小
さくなり、チップサイズが小さくなり、液晶パネルの低
コスト化及び小型化が実現する。

【００６３】図５に示した構成では、ビデオ線を各１本
ずつ配置しているが、これを複数本及びシストレジスタ
を複数本にすれば更にサンプリング周波数を低くするこ
とができる。また、図５に示したように、駆動線は第１
行目と第２行目との間、第３行目と第４行目との間に配
置でき、付加容量配線２２１は第２行目と第３行目との
間、第４行目と第５行目との間に配置される。これによ
り、付加容量も電圧ふられ等がなく、所望の電圧を保持
でき良好な画像表示が可能になった。

【００６４】また、上記説明で明らかなように、垂直方
向は、ノンインターレス駆動で走査線本数、水平方向は
画素ずらし配列がないため画素数分の高解像度表示がで
きる利点を有する。

【００６５】次に図６を用いて、本参考例の液晶パネル
の具体的な画素部のレイアウトについて説明する。図中
２０８、２０９は信号線用配線、２１０は駆動線、２２
１は付加容量への電源接続用配線、２３０は信号線とＴ
ＦＴとソース領域とのコンタクト部、２３１はＴＦＴゲ
ートで、図６では２つのゲートを設けている。２３２の
点線で示した部分はＴＦＴのソース、チャネル、ドレイ
ンを形成する多結晶Ｓｉ層で膜厚は２００〜６００Åと
薄い。

【００６６】２３３はドレイン部と電極２３４とのコン
タクト部で、電極２３４はゲート２３１と信号線２０
８、２０９以外の領域に設けてある。これにより、表面
が平坦化され、上部に来る反射用電極（不図示）が平坦
に形成できる。

【００６７】２３５は上記電極２３４と反射用電極との
コンタクト領域、２３６はドレイン部が延長された多結
晶Ｓｉ上に配置された電極層で、配線２１０、ゲート２
３１と同一層の多結晶Ｓｉから形成された付加容量部、
２３７は上記電極とドレイン部が延長された多結晶Ｓｉ
層にコンタクトを取る部分で、コンタクト部２３３と同
じ働きをする。ドレイン部が延長された多結晶Ｓｉ層は
上述の通り極めて薄いため高抵抗であるが、ドレインと
同電位の電極２３４がメタルから形成され、本図に示す
通り、複数箇所でコンタクトが形成されているため、ド
レイン電圧が場所によらず一定に保たれるという利点を
有しいる。

【００６８】図６のＸ−Ｘ’断面図を図７に示す。図６
と同一箇所は同一符号で示し、説明を省略する。図中２
５１はｎ⁺拡散層からなるＴＦＴのソース領域、２５２
はｎ⁺拡散層からなるドレイン領域、２５３は反射用画
素電極である。

【００６９】本図からわかるように、反射用画素電極２
５３の下部はほぼ同様の層構成となり、平坦化が図られ
ている。また、反射用画素電極２５３と電極２３４との
コンタクト部２３５近傍は平坦化が難しいが、Ｗ等の選
択成長を用いれば、本図に示す通り平坦化が可能であ
る。

【００７０】また、本参考例においては、多結晶Ｓｉで
あるゲート２３１及び付加容量部２３６の表面にはＷ
が、電極２３４、配線２０９、表面にはＴａＮ２５４等
通常のメタルより黒色の層が設けてある。また画素電極
間のすき間２５５の下部にも以上説明したＴａＮ層が設
けてあり、ＴＦＴに光が当たってリークし、画質が低下
するのが防止されている。

【００７１】以上説明したように、本参考例では液晶パ
ネルの画素部がより平坦化された構造となり、反射用画
素電極で不要な散乱成分を生じないため、光利用効率が
高く明るい表示が実現される。また、画素駆動用周辺回
路はバルクＳｉトランジスタからなり、駆動能力が高く
高精細画素にも対応でき、またパネルの回路構成により
その水平走査スピードをかなり落とすこともでき、安定
した表示が低消費電力で且つ小チップで実現する。

【００７２】また、水平走査クロックが少なく駆動で
き、サンプリング時にクロックフィードスルーノイズが
混入されず、高Ｓ／Ｎの画素表示ができる。

【００７３】また更に、反射用電極間のすき間下部にＴ
ａＮ等遮光材を配置することにより、反射光へのノイズ
成分も減り、同時にＴＦＴ内部への光のもれを防止し、
高コントラストな表示ができる。また対向基板表面から
の反射光も反射防止材を設けたことでかなり減少し、高
コントラストな表示が実現する。

【００７４】次に反射型液晶パネルの別の参考例を図８
を用いて説明する。尚、図４と共通する箇所については
同一符号を記し、説明を省略する。

【００７５】本参考例の特徴は、対向基板をブレーズド
型に形成し、反射用電極１３１に対し傾きを持たせた点
である。本構成をとることにより、遮光層２６１も反射
用電極１３１とはある所望の角度を有する。従って、遮
光層２６１、透明領域２６２からの正反射成分は反射用
電極からの反射成分と完全に分離され、更に高コントラ
ストな表示特性が得られる。

【００７６】［実施例１］本発明の実施例を図９に示
す。

【００７７】本実施例も、図４と同一箇所に関しては同
一番号を記し説明を省略する。

【００７８】本発明の特徴は、反射用電極２７１を傾斜
して設けた点にある。これにより対向基板１３８の表
面、裏面からの正反射成分と完全に分離でき、高コント
ラストな表示ができる。

【００７９】また図９からも明らかなように、対向基板
には反射防止膜を設ける必要がなく、低コスト化が図
れ、且つ、遮光層も設ける必要がなく、高開口率が図
れ、明るい表示が実現する。

【００８０】図９において、反射用電極２７１にＴＦＴ
のドレインとの接続は示されていないが、この断面と異
なる部分において接続されている。接続は反射用電極用
金属を直接ドレインに接続しても、信号線用金属を介し
て接続しても良い。

【００８１】本実施例における傾斜電極を形成するため
には、多結晶Ｓｉ層１２３と、ゲートの多結晶Ｓｉ層１
２９、信号線用配線層１３０を図９に示す通り順番に配
置すると、傾斜した段差が形成される。その後局所的段
差をレジストエッチバック等で滑らかにすると層間膜２
７５は図９に示す形状となる。

【００８２】本実施例では反射用電極２７１のすき間か
らＴＦＴの多結晶Ｓｉ層１２３へ光がもれるのを防止す
るため、表面を金属層で覆われた多結晶Ｓｉ層２７４を
設けてある。この多結晶Ｓｉ層は、１２９のゲート多結
晶Ｓｉ層と同一層でよく、特にマスク枚数が増えたり工
程が複雑になることもない。この多結晶Ｓｉ層により駆
動線の抵抗も低くなり、高速駆動が実現する。

【００８３】反射用電極２７１形成後、異なる層間膜２
７６により平坦化し、反射用電極２７１とはスルーホー
ル２７２を介してＩＴＯ等からなる透明電極２７３とコ
ンタクトを取る。反射用電極２７１表面には数１００〜
数１０００Å厚の薄いＴｉ系金属、例えばＴｉＮ等を設
けることにより平坦で透明電極２７３と良好なコンタク
トをとることができる。図９の構成では、平坦化し、対
向電極１３６との間に液晶層が注入されているので、電
界は一様にかかり、分布的むらは生じない。

【００８４】［参考例２］次に本発明の反射型液晶パネ
ルを用いて構成される表示装置の第２の参考例について
図１０を用いて説明する。

【００８５】本参考例は歪み、ぼけの少ない像をスクリ
ーン上に投影するもので、図中２８１は光源、２８２は
集光レンズ、２８３はマイクロミラー、２８４は遮光
板、２８５はピンホール、２８６はレンズで、このレン
ズの焦点距離にレンズ２８６と遮光層２８４、マイクロ
ミラー２８３、ピンホール２８５とが配置されテレセン
トリック光学系を形成している。２８７は本発明の反射
型液晶パネルである。

【００８６】２８８は赤外カットフィルター、２８９は
カラーフィルター切り換え装置で、カラーフィルターな
しの状態もしくは各カラーフィルター（赤、緑もしくは
青）等を選択できる。２９０は投影レンズ、２９１はス
クリーンである。本図から明らかなように、反射用電極
面とスクリーン面とがほぼ平行に配置されており、２９
０の投影レンズに特別な性能のものを使用しなくても、
スクリーン周辺部でもしくはスクリーン上下左右で像の
歪みやぼけが少ない。

【００８７】本参考例において、光源から出射した光束
２９２は、赤外カットフィルター２８８と、場合によっ
ては切り換え装置２８９によりセットされたカラーフィ
ルターを通過してレンズ２８２によりマイクロミラー２
８３に集光される。マイクロミラー２８３はレンズ２８
６の物点となるため、小さく形成し、その領域にレンズ
２８２で集光する。マイクロミラー２８３により反射し
た光束は２９４に示す如くレンズ２８６に入射する。前
述したようにレンズの焦点位置にマイクロミラー２８３
が配置されるので、レンズ２８６からは平行光２９５が
液晶パネル２８７に入射する。液晶パネルでの反射光は
２９６に示す如くわずかに角度をつけて出射される。こ
の光束２９６はレンズ２８６により２９７に示す如くピ
ンホール２８５のところに集光する。

【００８８】以上は液晶パネル２８７で光束が散乱され
ない場合で、一方散乱された場合はパネルからの反射光
の中にはほとんど平行光成分がなくなるため、遮光板２
８４でカットされ、ピンホール２８５を通過しない。ピ
ンホール２８５を通過した光束２９８は投影レンズ２９
０によりスクリーン２９１に投影される。

【００８９】以上本参考例では簡単な光学系で歪みやぼ
けの少ない像の投影を行なうことができる。

【００９０】［参考例３］図１１に本発明の反射型液晶
パネルを用いる表示装置の第３の参考例の表示系を示
す。図中３０１は平行光に整形する光学系を含む光源、
３０２は赤外カットフィルターもしくはカラーフィルタ
ー、３０３は反射型液晶パネル、３０４はシュリーレン
光学系、投影光学系を含む全光学系、３０５はスクリー
ンである。

【００９１】図１１に示した通り、通常投影表示装置は
机上もしくは天井から懸架して設ける。従ってスクリー
ンから見ると、スクリーンを傾けても光学系３０４の光
軸と直交する面には設けられない。従って図１１の３１
３に示す如くある角度θを有することになる。そのため
スクリーン上部と下部では投影倍率が異なり像が歪んで
しまう。

【００９２】本参考例はこの問題を解決したもので、３
１４に示す液晶パネルの角度ψを所望の角度に設定す
る。その設定方法について説明する。

【００９３】３０６は全光学系３０４の入射瞳、３０７
は出射瞳である。全光学系３０４の光軸３１５を基準に
して、スクリーン３０５上部から出射瞳までの距離ｂ₂
（３０９）、スクリーン下部から出射瞳までの距離ｂ₁
（３０８）とし、一方液晶パネル３０３の上部から全光
学系の入射瞳までの距離ａ₁（３１１）、液晶パネル下
部から全光学系の入射瞳までの距離ａ₂（３１２）とす
る。この時、液晶パネル３０３上部の像の倍率はｂ₂／
ａ₂で、下部の像の倍率はｂ₁／ａ₁となる。この倍率が
極力近くなり、且つ像がスクリーン上で焦点深度以内に
入るようにパネル角度ψを決めることによりスクリーン
上で良好な画像が得られる。更に上記所望のパネル角度
に適するように光源３０１等を配置すれば良い。

【００９４】［参考例４］図１２に本発明の反射型液晶
パネルを用いた表示装置の第４の参考例を示す。図１２
（ａ）はモノクロ表示とカラー表示とを合成する場合の
表示装置の構成図、（ｂ）は上記表示装置の光学系の一
部の構成を示す図、（ｃ）はスクリーン上での合成投影
図、（ｄ）スクリーン上でのモノクロ投影像、（ｅ）は
スクリーン上でのカラー投影像を示す図である。図中３
２１は図２の１４に対応するデコーダー及び画像合成処
理部、３２２は輝度信号出力ライン、３２３〜３２５は
それぞれ赤、緑、青のコンポジット信号出力ライン、３
２６はモノクロ及びカラー表示領域指定信号出力ライン
である。３２７〜３３０はモノクロ、赤、緑、青専用表
示系で、液晶用ドライバーも含まれる。３３１はスクリ
ーンである。

【００９５】以上のように４つの表示系により出射した
光束を１枚の同じスクリーン上に結像させ、図１２
（ｃ）に示すように、スクリーンの周縁部３４２にモノ
クロ表示、例えば文字や図表を表示し、スクリーン中央
部３４１にはカラー表示、例えば動画映像を表示する場
合を考える。

【００９６】この場合、モノクロ表示系３２７には、信
号出力ライン３２２へのモノクロ信号として図１２
（ｄ）に示す如く、カラー表示される中央部３４１には
黒信号を、周辺部３４２には表示用信号を送り表示す
る。一方カラー表示系３２８〜３３０へは（ｅ）に示す
通り中央部３４１へカラー表示信号を送り、周縁部３４
２には黒信号を送る。こうして（ｄ）と（ｅ）とを合成
した画面が（ｃ）となる。

【００９７】一般にカラー表示はモノクロ表示に比較し
て輝度が低くなる恐れがあるが、図１２に示すように部
分的にカラー表示する場合には、（ｂ）に示す如く、光
源３３２から出射した光をレンズ３３３、３３４により
受け、３３５に示す通り、後のレンズ３３４を前後に移
動させると、３３６、３３７に示すように、液晶パネル
へ照射する光束幅を変化させ、集中させることもでき
る。

【００９８】また、表示領域が中心でなく、スクリーン
周縁部にある場合でもミラーの配置を変化させることに
より、輝度の調整が容易に実現できる。

【００９９】以上本参考例を用いるとモノクロとカラー
表示が混在していても両者とも明るく且つ高コントラス
トな表示が実現する。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射型液
晶パネルを用いて構成される表示装置はモノクロ・カラ
ー表示を自由に選択し、他の情報端末と相互に情報をや
り取りし、且つ情報を加工することができるため、会議
において、出席者個々の情報をオープンに取り扱い検討
することができ、効率的に会議を行なって生産性の向上
を図ることができる。しかも係る表示装置は小型で且つ
低価格で提供できるため、一般のオフィスレベルで用い
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶パネルを用いて構成される
表示装置の第１の参考例の使用例を示す図である。

【図２】図１の参考例の表示装置のブロック図である。

【図３】図１の参考例の表示装置の表示系を示す図であ
る。

【図４】反射型液晶パネルの参考例の基本構成を示す断
面図である。

【図５】図４の参考例の液晶パネルの駆動方法を示す等
価回路図である。

【図６】図４の参考例の液晶パネルの具体的なレイアウ
トを示す図である。

【図７】図６に示したＸ−Ｘ’断面図である。

【図８】反射型液晶パネルの第２の参考例の断面図であ
る。

【図９】本発明の反射型液晶パネルの実施例の断面図で
ある。

【図１０】本発明の反射型液晶パネルを用いて構成され
る表示装置の第２の参考例の表示系を示す図である。

【図１１】本発明の反射型液晶パネルを用いて構成され
る表示装置の第３の参考例の表示系を示す図である。

【図１２】本発明の反射型液晶パネルを用いて構成され
る表示装置の第４の参考例の表示系を示す図である。

【符号の説明】

１表示装置２ａ〜２ｆパーソナルコンピュータ３スクリーン１１アナログ系入力インターフェース１２アナログデータのエンコード部１３デジタル系入出力インターフェース１４デコーダー・画像合成処理部１５表示部１６ＣＰＵ２１、２２カメラ２３、２４映像用インターフェース２５入力ビデオ信号処理部２６システムコントローラ２７リモコン異端フェース２８リモコン３２、３３Ａ／Ｄ変換器３４フォーマット変換３５、３６圧縮・エンコーダー３７データ多重化処理ブロック３８、３９外部バッファー４１通信用インターフェース４２蓄積装置インターフェース４３、４４情報端末用インターフェース４５制御端末用インターフェース４６パーソナルコンピュータ又はワークステーション４７、４８パーソナルコンピュータ４９メモリディスク５０海底ケーブル５２、５３外部バッファー５４データ分離処理ブロック５５、５６伸長・エンコーダー５７フォーマット変換５８フレームメモリ用バス５９、６０出力フレームメモリ６２、６４Ｄ／Ａ変換器６３スピーカー６５モノクロ用表示器６６赤・モノクロ表示器６７緑・モノクロ表示器６８青・モノクロ表示器６９ＬＣＤ駆動系１０２光源１０４赤外カットフィルター１０５カラーフィルター１０８液晶パネル１１０レンズ１１２ピンホール１１４投影レンズ１１５スクリーン１２０Ｓｉ基板１２１フィールド酸化膜１２２ＬＣＤ駆動用バルクＳｉトランジスタのウェル
層１２３多結晶Ｓｉ層１２４、１２５バルクＳｉトランジスタのソース、ド
レイン部１２６バルクＳｉトランジスタのゲート部１２７、１２８画素部ＴＦＴのソース、ドレイン部１２９画素部ＴＦＴのゲート部１３０信号線用配線層１３１画素部反射電極１３２パッシベーション膜１３３、１３５配向膜１３４高分子分散液晶１３６透明電極１３７無反射型遮光層１３８ガラス板１３９反射防止膜１４１〜１４３光束２０１、２０２水平シフトレジスタ２０３垂直シフトレジスタ２０４、２０５ビデオ信号線２０６、２０７はサンプリングトランジスタ２０８、２０９信号線２１０駆動線２１３画素部ＴＦＴ２１９付加容量用電源２２０付加容量２２１電源接続用配線２３０、２３３、２３５、２３７コンタクト部２３１ＴＦＴゲート２３２多結晶Ｓｉ層２３４電極２３６電極層２５１ＴＦＴソース領域２５２ＴＦＴドレイン領域２５３反射用画素電極２５４黒色層２６１遮光層２６２透明領域２７１反射用電極２７２スルホール２７３透明電極２７４多結晶Ｓｉ層２７５、２７６層間膜２８１光源２８２集光レンズ２８３マイクロミラー２８４遮光板２８５ピンホール２８６レンズ２８７反射型液晶パネル２８８赤外カットフィルター２８９カラーフィルター切り換え装置２９０投影レンズ２９１スクリーン２９２〜２９７光束３０１光源３０２赤外カットフィルター又はカラーフィルター３０３反射型液晶パネル３０４光学系３０５スクリーン３０６入射瞳３０７出射瞳３２１デコーダー・画像合成処理部３２２輝度信号出力ライン３２３〜３２５コンポジット信号出力ライン３２６モノクロ・カラー表示領域指定信号出力ライン３２７〜３３０表示系３３１スクリーン３３２光源３３３、３３４レンズ３３６、３３７光束３４１中央部３４２周縁部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/30 ３３８Ｇ０９Ｆ 9/35 9/35 Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 520 G02F 1/1333 505 G02F 1/1334 G02F 1/1343 G02F 1/1368 G09F 9/30 338 G09F 9/35 H01L 29/786

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ．多結晶Ｓｉ薄膜トランジスタ、該薄
膜トランジスタを覆い、基板の面方向に対して傾斜させ
た傾斜面を持って配置した第１の層間膜、該第１の層間
膜の傾斜面に沿って配置した反射用電極、該反射用電極
を覆い、表面を平坦化して配置した第２の層間膜、該第
２の層間膜上に配置し、該第２の層間膜に設けられたコ
ンタクトホールを介して上記反射用電極に電気的に接続
された透明電極、該透明電極を覆う配向膜、を有する基
板、ｂ．表面に対向電極と配向膜とを有し、上記基板に対し
て間隔を置いて配置した対向基板、並びにｃ．上記基板と対向基板とで形成された間隔に配置した
高分子分散液晶を備えたことを特徴とする反射型液晶パ
ネル。