JP3347461B2

JP3347461B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP3347461B2
Application number: JP6897694A
Authority: JP
Inventors: 守宮脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JPH07253571A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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の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
プコンピュー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、光
源、反射型液晶パネル、光学系からなる複数の表示系
と、該複数の表示系からの像を重畳させて表示する手段
と、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し、上記複数の表示系のうちの１
つがモノクロ表示を行い、その他の表示系がカラー表示
を行い、該カラー表示系の経路にカラーフィルターをセ
ット／非セット切り換え可能に設け、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、カラー・モノクロ混在表示を行うことを
特徴とする表示装置である。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】本発明の表示装置において、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、また液晶パネルとしては高分子型が好ま
しく用いられる。また、液晶パネルに光源からの照明光
が入射する側の透明基板表面及び対向する裏面に反射防
止膜を設けてノイズの削減を図るのが好ましい。

【００１４】

【００１５】また本発明の表示装置において、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、周辺
回路部をバルクＳｉトランジスタにより構成してパネル
の小型化、低コスト化を図ることができる。

【００１６】本発明の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
路部に少なくともメモリ、さらには圧縮、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、
該画像情報処理回路部より、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伝送し、好まし
くは同時に書き込み、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用信号線を交互に
配置する構成が好ましい。

【００１７】また本発明の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。

【００１８】

【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。

【００１９】［実施例１］図２に本発明の表示装置の一
実施例を示すブロック図を示す。本発明の表示装置は大
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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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４２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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】次に表示部１５について説明する。表示部
１５には本発明に係る表示系である、多重連に配置され
た液晶投影表示器があり、本実施例においては、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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】本実施例では、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。

【００３４】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。

【００３５】本発明の表示装置では、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。

【００３６】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。

【００３７】図１に本発明の表示装置を用いた具体例を
概念図で示す。今、Ａ地点では本発明の表示装置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Ｐ₆ 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。

【００３８】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。

【００３９】本発明の表示装置の特徴は、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、本発明の第２の特徴
は、映像のソースが本発明の表示装置とは分離してお
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。

【００４０】本発明の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。

【００４１】本発明の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、本発明に係る
表示系の構成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。

【００４２】図３は本発明の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。

【００４３】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。

【００４４】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。本発明では光源サイズを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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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
いては後述するが、散乱−非散乱型のもので、例えば高
分子分散型のものが好適である。

【００４８】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、低コスト化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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】以上説明したように、本発明の表示装置の
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。

【００５２】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。

【００５３】次に図４に本発明に用いる液晶パネル１０
８の基本構成の断面構造を示す。図中、１２０はＳｉ基
板、１２１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、１
２４、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ＴＦＴＮ
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は画素部反射電極、１３２
はパッシベーション膜、１３３、１３５は配向膜、１３
４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、１３
９は反射防止膜である。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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、本発明では、画素部に多結晶Ｓｉ
ＴＦＴを使用し、且つ該多結晶Ｓｉの膜厚が２００〜５
００Å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１０
０万画素の高精細表示も実現しうる。

【００５７】本実施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。

【００５８】本実施例の基本構成は、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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】本発明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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】次に図６を用いて、本実施例の液晶パネル
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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】また、本実施例においては、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。

【００７０】以上説明したように、本実施例では液晶パ
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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】［実施例２］次に本発明第２の実施例を図
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。

【００７４】本実施例の特徴は、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。

【００７５】［実施例３］本発明第３の実施例を図９に
示す。

【００７６】本実施例もパネル構造に関するもので、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。

【００７７】本実施例の特徴は、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。

【００７８】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。

【００７９】図９において、反射電極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。

【００８０】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、信号線配線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２７５
は図９に示す形状となる。

【００８１】本実施例では反射用電極２７１のすき間か
らＴＦＴの多結晶Ｓｉ１２３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。

【００８２】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。しかし傾斜
角がわずかでもあれば対向基板表面からの反射成分と分
離できるので、傾斜角が小さく電界分布が無視できる場
合には、透明電極２７３を設ける必要はない。

【００８３】［実施例４］次に本発明第４の実施例につ
いて図１０を用いて説明する。

【００８４】本実施例は歪み、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は反射型液晶パ
ネルで、例えば実施例３に示した画素電極傾斜型の液晶
パネルを好適に用いることができる。

【００８５】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。

【００８６】本実施例において、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。

【００８７】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。

【００８８】以上本実施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。

【００８９】［実施例５］図１１に本発明第５の実施例
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、３０
５はスクリーンである。

【００９０】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。

【００９１】本実施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。

【００９２】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。

【００９３】［実施例６］図１２に本発明第６の実施例
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３２１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、３
２３〜３２５はそれぞれ赤、緑、青のコンポジット信号
出力ライン、３２６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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】以上本実施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。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示装置
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。しかも本発明の表
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】本発明第１の実施例の表示装置の使用例を示す
図である。

【図２】本発明第１の実施例の表示装置のブロック図で
ある。

【図３】本発明第１の実施例の表示装置の表示系を示す
図である。

【図４】本発明の表示装置に用いる液晶パネルの基本構
成を示す断面図である。

【図５】本発明第１の実施例の表示装置の液晶パネルの
駆動方法を示す等価回路図である。

【図６】本発明第１の実施例の表示装置の液晶パネルの
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】本発明第２の実施例の表示装置の液晶パネルの
断面図である。

【図９】本発明第３の実施例の表示装置の液晶パネルの
断面図である。

【図１０】本発明第４の実施例の表示装置の表示系を示
す図である。

【図１１】本発明第５の実施例の表示装置の表示系を示
す図である。

【図１２】本発明第６の実施例を示す図である。

【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 (56)参考文献特開昭58−136011（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−25196（ＪＰ，Ａ) 特開平６−62438（ＪＰ，Ａ) 特開平５−181213（ＪＰ，Ａ) 特開平５−45635（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−240936（ＪＰ，Ａ) 特開平２−226135（ＪＰ，Ａ) 特開平１−149089（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−176266（ＪＰ，Ａ) 特開平５−134272（ＪＰ，Ａ) 実開平３−43698（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 21/00 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 520 G09G 3/20 680 G09G 5/00 510

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源、反射型液晶パネル、光学系からな
る複数の表示系と、該複数の表示系からの像を重畳させ
て表示する手段と、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し、上記複数の表
示系のうちの１つがモノクロ表示を行い、その他の表示
系がカラー表示を行い、該カラー表示系の経路にカラー
フィルターをセット／非セット切り換え可能に設け、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、カラー・モノクロ混在表
示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】光学系がシュリーレン系を含むことを特
徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】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有することを特徴とする
請求項２記載の表示装置。
【請求項４】液晶パネルが高分子型であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】液晶パネルに光源からの照明光が入射す
る側の透明基板表面及び対向する裏面に反射防止膜が設
けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の表示装置。
【請求項６】液晶パネルにおいて、照明光が入射する
側の透明基板表面と電極とが角度を有して設けられてい
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表
示装置。
【請求項７】液晶パネルの画素部が多結晶Ｓｉ薄膜ト
ランジスタにより、周辺回路部がバルクＳｉトランジス
タによりそれぞれ構成されていることを特徴とする請求
項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】表示画像情報を上記情報端末へ伝送する
手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか
に記載の表示装置。
【請求項９】画像処理回路部が少なくともメモリを有
することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の
表示装置。
【請求項１０】画像処理回路部に圧縮、伸長、エンコ
ード、デコード部を有することを特徴とする請求項１〜
９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１１】画像処理回路より、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伝送す
ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の
表示装置。
【請求項１２】１組のビデオ信号を同一タイミングに
より液晶パネルへ書き込むことを特徴とする請求項１１
に記載の表示装置。
【請求項１３】隣り合う奇数行と偶数行との間に駆動
線を設け、奇数行用及び偶数行用信号線が交互に配置さ
れていることを特徴とする請求項１１または１２に記載
の表示装置。
【請求項１４】インターフェースが無線により実行さ
れることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載
の表示装置。