JP3545391B2 - Projection display device - Google Patents

Projection display device Download PDF

Info

Publication number
JP3545391B2
JP3545391B2 JP2002307761A JP2002307761A JP3545391B2 JP 3545391 B2 JP3545391 B2 JP 3545391B2 JP 2002307761 A JP2002307761 A JP 2002307761A JP 2002307761 A JP2002307761 A JP 2002307761A JP 3545391 B2 JP3545391 B2 JP 3545391B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screen
liquid crystal
light
crystal electro
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002307761A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003207848A (en
Inventor
利光 小沼
毅 西
舜平 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2002307761A priority Critical patent/JP3545391B2/en
Publication of JP2003207848A publication Critical patent/JP2003207848A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3545391B2 publication Critical patent/JP3545391B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型液晶電気光学装置を用いた情報入出力装置に関する。
本発明は、表示面上への接触、発光等より指示された表示面上の位置を情報入力可能な情報入出力装置に関する。
また、表示面上に配置された図面等の画像情報を読み取る、または読み取った画像情報を表示する情報入出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、CRTや液晶電気光学装置等の表示装置の表示面に表示した情報に対して、表示面上に、紙に筆記具で文字などを記すのと同じ感覚で外部から情報信号を入力し、入力された情報信号に対応した画像を表示面に表示させる装置が知られている。
【0003】
表示装置への情報信号入力方法は、表示面に表示面上の位置を検出する位置検出手段を設け、表示面上のある点に圧力、磁力、光等の何らかの外力を加えると、外力の加わった位置を検出して情報信号として表示装置に伝達し、表示する画像を変化させる構成となっている。
【0004】
表示面上の位置を検出する手段は、透光性抵抗膜や透明電極マトリクスなどを用いたタッチパネル、或いは赤外線センサー等が用いられている。
【0005】
このような情報入出力装置は、最近では、画像情報を表示する手段として液晶電気光学装置を使用したものが一般的となっている。
【0006】
このような構成とすることで、操作者は表示装置の表示内容をそのまま操作するような感覚で入力を行なえる。あるいは入力された情報をリアルタイムで同じ座標系を設定した表示装置に表示することにより、紙に筆記具で書き込むような感覚で文字、画像を入力することができる。
【0007】
〔従来技術の問題点〕
しかし、液晶電気光学装置を用いて従来の構成を取る場合、様々な問題が発生した。
例えば、液晶電気光学装置の表示面上に対して圧力が加わると、液晶電気光学装置内の液晶材料の配向性が乱れ、表示不能となる場合があった。
さらに、表示面上に位置を指示する際の磁気や静電気等により表示内容が変化したり、液晶電気光学装置に形成した素子が破壊し、以後表示不能となる問題があった。また、情報を入力する方法としてもペンや指などで表示面をなぞる形式のものがほとんどであって、書面や画像などの情報を一括して入力する事は出来なかった。
【0008】
このため、表示面への外力に対し液晶電気光学素子が何ら影響を受けないような構成とる事で解決に結びつくようになる。
このような構成が可能な液晶電気光学装置としては、投射型液晶電気光学装置(液晶プロジェクタ)が知られている。
投射型液晶電気光学装置は、対角40インチ以上の大画面表示が可能でありながら小型、軽量、調整不要であり、CRTにおいて大画面化を行ったときに問題となる地磁気の影響を受けないなどといった利点があり、大画面CRTに変わる表示装置として期待されている。
【0009】
投射型液晶電気光学装置の基本的な構成は、透過型または反射型の液晶電気光学装置を表示し、この液晶電気光学装置に光を照射してその透過光または反射光を光学系を通して拡大し、表示面であるスクリーン上に画像を投影し、表示するものである。
この投射型液晶電気光学装置については、スクリーンの表示面側(表側)に向かって投射して反射光を画像として視認するフロント型と、スクリーンの表示面側とは反対面(スクリーンの裏側)に投射して透過散乱光を画像として視認するリア型に区別することが出来る。
【0010】
しかし、投射型液晶電気光学装置は大画面の表示を行うことは可能でも、画像の表示面であるスクリーン面上から、任意に指定した表示面上の位置を情報信号として表示装置に伝達し、表示内容を変化させる装置は存在しなかった。
【0011】
このため、投射型の液晶電気光学装置は映画、TV等の画像を表示することは可能でも、CADやワークステーション等作業の簡便化のために大画面を要する分野には利用されなかった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、投射型の液晶電気光学装置のスクリーン上をペン、指などで指示して、スクリーン上の位置の情報を入力し、液晶電気光学装置の表示内容を変化させることが可能な情報入出力装置を提供することを目的とする。
【0013】
また、本発明は、多数の人が視認可能な大きさの大面積の画面に画像の表示を行なう表示装置の、表示面上に対して直接入力された情報により、表示装置の表示内容を変化させる情報入出力装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下の構成とした。即ち本発明は、
表示装置と、
該表示装置に表示された画像が拡大されて投影されるスクリーンと、
任意に指示された前記スクリーン上の特定点の位置を検出する位置検出手段と、
を有することを特徴とする情報入出力装置である。
【0015】
また、本発明は、
液晶電気光学装置と、スクリーンと、撮像装置とを有し、
前記スクリーンは、前記液晶電気光学装置に表示された画像が拡大されて裏側に投影され、
前記撮像装置は、前記スクリーンの裏側に設けられ、前記スクリーンの表側より裏側に向かって入射する光を受光する
ことを特徴とする情報入出力装置である。
【0016】
また、本発明は、
液晶電気光学装置と、スクリーンと、撮像装置とを有し、
前記スクリーンは、前記液晶電気光学装置に表示された画像が拡大されて裏側に投影され、
前記撮像装置は、前記スクリーンの裏側に設けられ、前記スクリーンの表側に存在する画像を読み取る
ことを特徴とする情報入出力装置である。
【0017】
また、本発明は、
液晶電気光学装置と、スクリーンと、撮像装置と、位置検出手段とを有し、
前記スクリーンは、前記液晶電気光学装置に表示された画像が拡大されて裏側に投影され、
前記撮像装置は、前記スクリーンの裏側に設けられ、前記スクリーンの表側に存在する画像を読み取り、
前記位置検出手段は、前記スクリーンの表側に設けられ、任意に指示された前記スクリーン上の特定点の位置を検出する
ことを特徴とする情報入出力装置である。
【0018】
本発明は、画像を表示するスクリーンと、該スクリーン上に任意に指示された特定点の位置を検出する手段よりなる情報入出力媒介手段を有する情報入出力装置である。
図1に本発明の情報入出力装置の概念図を示す。図1において、1は情報入出力装置の本体、2は光源、3は液晶電気光学装置、4は光学系、5はスクリーン、6は位置検出手段である。
以下に具体的な構成を説明する。
【0019】
図1においては光学系はリア型とした。光源2にはキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等がを利用することができるが、高輝度で発光効率が高いこと、RGB色成分がバランス良く配分されていること、さらに長寿命であること等の条件を満たすものとして、メタルハライドランプを使用するのが望ましい。
【0020】
光源から出た光は集光光学系(図示せず)を経て、液晶電気光学装置3へ照射される。液晶電気光学装置3を透過した光は、光学系4により拡大され、スクリーン5に投射され、スクリーン5には液晶電気光学装置3に表示された画像が拡大して投影される。
【0021】
液晶電気光学装置の動作モードとしては、TN型、STN型、散乱型等を利用することができる。液晶電気光学装置に使用する液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶或いはそれらが高分子樹脂中に含有されたPDLC(ポリマー分散型液晶)等が使用できる。
【0022】
また、駆動方式としては単純マトリクス方式、アクティブマトリクス型を利用することが出来るが、高速かつ高画質であることから基板上の各画素毎にスイッチング素子、特に結晶性薄膜トランジスタを設けたアクティブマトリックス型が望ましい。
【0023】
特に結晶性薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置の場合、各画素に連結されているスイッチング用の薄膜トランジスタと、液晶電気光学装置として駆動するための駆動用周辺回路を同一基板上に設ける、いわゆるモノリシック構造とすることができるため、装置の小型化、低価格化等を実現でき、好ましい。
【0024】
図1においては、光源からの光を液晶電気光学装置の後方から透過させているが、液晶電気光学装置を反射型として表示面側に光を照射し、その反射光を光学系4を通してスクリーンに投影してもよい。
【0025】
さらにカラー表示を行う場合には、液晶電気光学装置を構成する一対の基板のうち何れか一方に、各画素に対応したRGB3色のカラーフィルターを設けるか、液晶電気光学装置を3つ用意し、光源からの光を一度RGB3色の内いずれか一色のみを反射する、ダイクロイックミラー等で3色に分光し、各色の光をそれぞれ異なる液晶電気光学装置に入射し、液晶電気光学装置を透過した光を再びダイクロイックミラーで合成し、スクリーンに投影してもよい。
【0026】
この分光する方法の場合、強誘電性液晶電気光学装置であって、透過型で全表示面が1画素で構成される高速なシャッター機能のみ有するものを3つ用意し、画像表示のみを行う強誘電性液晶電気光学装置を1つ用意し、1フレーム内でシャッターにより3色を切り換える形式の表示方法であってもよい。
【0027】
表示装置としてブラウン管等の自発光型のものを用いることもできる。
【0028】
次にスクリーン5について説明する。スクリーンの基本構成としては、厚さ3.0mmの、光の透過性および散乱性を有する基板を使用した。基板はガラス、プラスチック等が利用できるが、装置の軽量化という点ではプラスチック基板を用いることが望ましい。また、画像の輝度を向上させるには、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズを組み合わせたもの等を使用するとよい。さらに外光によるコントラストの低下が予想される場合には、基板に偏光シートを貼り付ければ良い。
【0029】
また、スクリーン5上において、液晶電気光学装置からの光が回折し、各画素の輪郭がぼやける場合には、表示面の開口率を極端に低減させない程度に、スクリーンの表側または裏側に格子状にブラックマトリクスを形成すればよい。
【0030】
また、図1においては、スクリーン5上に位置検出手段6を設けた。図5に位置検出手段の代表的な構成を示す。
図5(A)は表面にITO(酸化インジューム・スズ)等よりなる帯状の透光性電極を複数設けた弾性を有する透光性基板を電極が直交するようにしてスペーサーを介して重ね合わせたものである。基板面から特定の箇所に圧力を加えると、その点において対向する帯状電極同士が接触し導通する。対向する帯状の透光性電極に対し順次電流を印加して走査を行なうことで導通点の位置を検出する。
【0031】
図5(B)は対向する弾性を有する透光性基板の内側面のほぼ全面に透光性電極を形成し、その透光性電極に対し、一方の基板においては横方向の両端に端子を設け、他方の基板においては縦方向の両端に端子を設け、スペーサーを介して対向させたものである。
【0032】
図5(A)の位置検出手段と同じく、基板面から特定の箇所に圧力を加えると、その点において対向する電極同士が接触し導通する。このとき、双方の基板において両端子間の抵抗値を測定することで、導通点の位置が検出できる。
図5(A)および図5(B)の位置検出手段としての基板にはポリエチレンテレフタレート等が使用できる。一方の基板をガラスやプラスチックの板としてもよい。
【0033】
図5(C)はガラスあるいはプラスチック等のペンなどの先端にコイルを巻いた入力ペンに電界を印加し、この入力ペンによって発生する磁界による、透光性基板上に設けた透明電極との間に発生する電磁誘導作用により入力を行った位置に関する情報を発生させることが可能となる。
【0034】
図5(A)〜(B)の位置検出手段は、スクリーンの表側(視認する側)の面に設ける。スクリーンの材質が柔軟性を有するものであれば、スクリーンの裏側の面に設けてもよい。図5(C)の位置検出手段は入力位置が検出できればスクリーンの裏側でも表側でもかまわない。
【0035】
この他、位置検出手段として、図5(D)に示す、スクリーンの縦横の両辺に赤外光発生源と赤外線センサーを対向させて設けることで、赤外線が何らかの遮蔽物によって遮られた位置を入力位置として検出できる。表示面に対し、指などで入力を行うことが可能となる。
【0036】
いずれにしろ、上記のような位置検出手段より入力されたスクリーン上の位置に関する情報は、液晶電気光学装置の駆動回路やそれに連結しているコンピュータ等に入力され、この情報に対応する画像がスクリーン上に表示される。
【0037】
なお、位置検出手段によって検出されたスクリーン上5の位置と、液晶電気光学装置3により表示される画像を正確に対応させるために、液晶電気光学装置からの画像をスクリーン上の位置検出手段にずれること無く結像させるための方法が求められる。その一例として、液晶電気光学装置の表示面に表示画素とは異なる位置合わせ用の画素を形成し、スクリーン上の対応する位置にも同様の位置合わせ用のマーカーを形成し、実際に画像を表示させる前に位置合わせ用の画素を透過した光が、スクリーン上マーカーに合うように液晶電気光学装置の傾き角、光学系のレンズの焦点等を調整すればよい。液晶電気光学装置の表示部の特定画素(例えば表示部の中心および4隅)にて位置あわせを行なってもよい。
【0038】
図2に本発明の情報入出力装置の他の概念図を示す。
また、図2に示すように、本体1内に撮像装置8を設け、位置検出手段としてもよい。この場合、スクリーン5の表側から裏側に向かって発光ペン等を用いて光を照射し、その位置を撮像装置8で検出してもよい。このようにすることで、例えスクリーンが大きい場合であっても、その大きさに対応するには光学系を調整するだけでよく、撮像装置8自体の受光面の大きさを変える必要はない。
【0039】
したがって図5(A)〜(C)のような、スクリーンと同程度の大きさの基板を用いる位置検出手段に比較して、大画面への対応が極めて容易となる。さらに撮像装置自体に画面の分解能が高い物を用いることで、容易に高解像度化できる。さらに発光ペンの如き光照射装置の発光色を変化させた場合、撮像装置にカラーフィルターを設けることで発光色の違い(光の波長の違い)を検出することも可能である。
【0040】
したがって、多数の人々が視認できる大きさの大面積の画面に対し、画像表示を行い、かつ画面(スクリーン)上に発光ペン等で直接情報入力を行なって、その情報に対応した表示を行なうといった使用が可能であり、従来の黒板やホワイトボードに代わる、電子式黒板とすることができる。もちろん、コンピュータ等を利用して、入力された情報に基づき、計算や文字認識等を行なってもよい。
【0041】
撮像装置としては、電荷結合素子(CCD)や、光導電素子を用いることができる。
図2においては、光学系4と液晶電気光学装置3との間にハーフミラー7を設け、スクリーンの表側から裏側に向かって入射する光を光学系4を通して撮像装置8に入射させて読み取らせている。もちろん、光学系4とは異なる光学系を用いて撮像装置8にスクリーンの表側から裏側に向かって入射する光を読み取ってもよい。
【0042】
またスクリーン5を光の散乱状態から、高い透光性を有するように可変制御できるようにし、スクリーンの表側に存在する、原稿や物体などを画像として読み取ってもよい。読み取りのための、原稿に向かって照射されるライトを本体1内に設けてもよい。すなわち、撮像装置8をイメージセンサ的に使用する。
読み取った画像情報を、記憶装置に記憶させ、スクリーンに表示させることも可能である。
【0043】
膨大な情報量を有する画像の入出力を瞬時に行う利用方法も可能となる。
スクリーン5を透光状態と散乱状態に可変制御するためには、スクリーン5として、電極を有する一対の透光性基板間に液晶材料を挟持させ、電極間に印加する電界により透過と散乱状態間をスイッチングさせることが可能な素子を使用してもよい。この場合、画像をスクリーンに表示させる場合には散乱状態とし、外部より画像を読み取る場合には透過状態とすればよい。強誘電性液晶電気光学装置やポリマー分散型液晶電気光学装置を用いればよい。
以下に実施例を示す。
【0044】
【実施例】
〔実施例1〕
図1に本実施例の情報入出力装置の構成を示す。本体1内に設けられた、画像を表示した液晶電気光学装置3にハロゲンランプ2からの光が入射し、液晶電気光学装置3を透過した光が光学系4を通して拡大されてスクリーン5に投射し、画像がスクリーン5上に投影される。スクリーン5上に位置検出手段6が設けてあり、スクリーンに入力ペン(図示せず)を接触させると、駆動回路にスクリーンの上の座標に対応した信号が液晶電気光学装置の駆動回路に伝達され、駆動回路より前記入力信号に対応する信号が前記表示装置に出力される。
【0045】
図6に本実施例により作製した液晶電気光学装置の概念図を示した。液晶電気光学装置は各画素毎に結晶性薄膜トランジスタ(TFT)よりなるスイッチング素子が形成された、アクティブマトリクス駆動型である。また、同一基板上にこの液晶電気光学装置を駆動するための周辺駆動回路も設けたモノリシック構成とした。
【0046】
以下、図3および図4に薄膜トランジスタの作製工程を示す。図3は、図4中の一点鎖点線で示された部分の断面である。まず、基板(コーニング7059、対角1.6インチ)201上に下地酸化膜202として厚さ100〜300nm、例えば、200nmの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しかし、より量産性を高めるには、TEOSをプラズマCVD法で分解・堆積した膜を用いてもよい。
【0047】
その後、プラズマCVD法やLPCVD法によってアモルファスシリコン膜を30〜500nm、好ましくは50〜100nm堆積し、これを、550〜600℃の還元雰囲気に24時間放置して、結晶化せしめた。この工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。そして、このようにして結晶化させた珪素膜をパターニングして島状の活性層領域203および204を形成した。さらに、この上にスパッタ法によって厚さ70〜150nmの酸化珪素膜205を形成した。
【0048】
その後、厚さ100nm〜3μm、例えば、600nmのアルミニウム膜(1wt%のSi、もしくは0.1〜0.3wt%のScを含む)を電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法によって形成した。そして、フォトレジスト(例えば、東京応化製、OFPR800/30cp)をスピンコート法によって形成した。フォトレジストの形成前に、アルミニウム膜の全表面に陽極酸化法によって厚さ10〜100nmの酸化アルミニウム膜を表面に形成しておくと、フォトレジストとの密着性が良く、また、フォトレジストからの電流のリークを抑制することにより、後の陽極酸化工程において、多孔質陽極酸化物を側面のみに形成するうえで有効であった。その後、フォトレジストとアルミニウム膜をパターニングして、アルミニウム膜と一緒にエッチングし、配線部206、209、ゲイト電極部207、208、210を形成した。(図3(A))
【0049】
これらの配線、ゲイト電極の上には前記のフォトレジストが残されており、これは後の陽極酸化工程において陽極酸化防止のマスクとして機能する。この状態を上から見た様子を図4に示す。この場合も、実施例1と同様に、ゲイト電極207、208および配線209と、配線206とゲイト電極210とは電気的に独立しており、前者をA系列、後者をB系列と称する。(図4(A))
【0050】
そして、上記の配線、ゲイト電極のうち、B系列にのみ電解液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ300nm〜25μm、例えば、厚さ0.5μmの陽極酸化物211、212を配線、ゲイト電極の側面に形成した。陽極酸化は、3〜20%のクエン酸もしくはショウ酸、燐酸、クロム酸、硫酸等の酸性水溶液を用いておこない、5〜30V、例えば、8Vの一定電流をゲイト電極に印加しておこなった。このようにして形成された陽極酸化物は多孔質なものであった。本実施例では、シュウ酸溶液(30〜80℃)中で電圧を8Vとし、20〜240分、陽極酸化した。陽極酸化物の厚さは陽極酸化時間および温度によって制御した。この際、A系列には電流が流されていないのでゲイト電極207、208、配線209には陽極酸化物は形成されなかった。(図3(B)、図4(B))
【0051】
次に、マスクを除去し、再び電解溶液中において、ゲイト電極・配線に電流を印加した。今回は、3〜10%の酒石液、硼酸、硝酸が含まれたPH≒7のエチレングルコール溶液を用い、A系列、B系列ともに通電した。溶液の温度は10℃前後の室温より低い方が良好な酸化膜が得られた。このため、ゲイト電極・配線206〜210の上面および側面にバリヤ型の陽極酸化物213〜217が形成された。陽極酸化物213〜217の厚さは印加電圧に比例し、例えば、印加電圧が100Vで120nmの陽極酸化物が形成された。本実施例では、電圧は100Vまで上昇させたので、得られた陽極酸化物の厚さが120nmであった。バリヤ型の陽極酸化物の厚さは任意であるが、あまり薄いと、後で多孔質陽極酸化物をエッチングする際に、アルミニウムを溶出させてしまう危険があるので、50nm以上が好ましかった。
【0052】
注目すべきは、バリヤ型の陽極酸化物は後の工程で得られるにもかかわらず、多孔質の陽極酸化物の外側にバリヤ型の陽極酸化物ができるのではなく、多孔質陽極酸化物とゲイト電極の間にバリヤ型の陽極酸化物が形成されることである。(図3(C))
その後、イオンドーピング法によって、TFTの活性層203、204に、ゲイト電極部(すなわちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)およびゲイト絶縁膜をマスクとして自己整合的に不純物を注入し、不純物(ソース/ドレイン)領域218、219、220を形成した。ドーピングガスとしてはフォスフィン(PH)およびジボラン(B)を用いた。ドーズ量は5×1014〜5×1015cm−2、加速エネルギーは50〜90keVとした。領域218および220はN型、領域219はP型となるように不純物を導入した。領域218により、NTFT228、領域219によりPTFT229、領域220により、NTFT230が作られる。
【0053】
この結果、図の左側の2つのTFT(これらは相補型TFTである)228、229では、ゲイト電極の側面の陽極酸化物214、215の厚さが約120nmであるので、ゲイト電極と不純物領域の重ならない領域(オフセット領域)の幅x、xは、イオンドーピングの際の回りこみを考慮して約100nmであった。一方、右側のTFT230では、陽極酸化物212および217の厚さが合わせて約620nmなので、オフセット幅xは約600nmであった。
【0054】
その後、燐酸、酢酸、硝酸の混酸を用いて多孔質陽極酸化物211、213をエッチングした。このエッチングでは陽極酸化物211、213のみがエッチングされ、エッチングレートは約60nm/分であった。バリヤ型陽極酸化物213〜217や酸化珪素膜205はそのまま残存した。その後、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パルス幅20nsec)を照射して、活性層中に導入された不純物イオンの活性化をおこなった。(図3(E))
【0055】
そして、ゲイト電極・配線を分断して、必要とする大きさ、形状とした。(図4(C)。
さらに、全面に層間絶縁物221として、CVD法によって酸化珪素膜を厚さ600nm形成した。次いで、厚さ80nmのITO膜をスパッタ法によって形成し、これをパターニングして、画素電極222を形成した。そして、層間絶縁物221およびゲイト絶縁膜205をエッチングして、TFTのソース/ドレインにコンタクトホールを形成し、同時に、層間絶縁物221および陽極酸化物213〜217をエッチングして、ゲイト電極・配線にコンタクトホールを形成した。本実施例では、陽極酸化物はA系列、B系列のいずれもほぼ同じ厚さであるので、これらを同時にエッチングすることができる。最後に、アルミニウム配線・電極223〜226を形成し、200〜400℃で水素アニールをおこなった。
【0056】
なお、配線223は配線206と相補型TFTのNチャネル型TFTのソースを接続し、配線225は相補型TFTのTFTのPチャネル型TFTのソースと配線209を接続する。また、配線224(すなわち226)は相補型TFTの出力端子(すなわち、Nチャネル型TFTとPチャネル型TFTのドレイン)と右のTFTのドレインとを接続する。さらに、配線227は右のTFTのドレインと画素電極222とを接続する。以上によって、TFTを有する集積回路が完成された。(図3(F))
【0057】
また、特にA系列において、実施例に示したごとく、ドライバーは大電流駆動となるため、PTFT(高抵抗領域幅をxとする )、NTFT(高抵抗領域幅をxとする)とも劣化が少ない。また、デコーダー、CPU、シフトレジスタ、メモリーその他の駆動回路は小消費電力であり、かつ、高周波動作のため、チャネル幅、チャネル長とも小さく、ホットキャリヤによる劣化が発生しやすい。これらの回路に用いられるNTFTの高抵抗領域の幅xは、PTFTの高抵抗領域の幅xよりも大なることが必要である。また、大電圧の印加されるアクティブマトリクス回路中のNTFT(高抵抗領域幅をxとする)は、必要とされる移動度も小さいため、劣化が非常に発生しやすく、結果として、信頼性向上のためには、x>x>x≧xであることが求められる。例えば、xは0.5〜1μm、xは0.2〜0.3μm、xは0〜0.2μm、xは0〜0.1μmである。かくすると、シフトレジスタは1〜50MHzで動作させることができた。
本実施例では、画素電極の制御をおこなうTFT(右のTFT)のオフセットの幅が十分に大きいでのリーク電流を抑える効果が大である。
【0058】
次いで、図6において、対向する基板301上には全面にITOよりなる透明電極302を形成した。
次に基板201、301上に配向膜としてポリイミドからなる配向膜303形成した。
次に配向膜を通常の方法によりラビングした。この時ラビングの方向は上下の基板で90°の角度をなすような方向で行なった。
次に直径5μmの酸化珪素より成るスペーサーを基板の配向膜を塗布した基板上に散布した(図示せず)。
次に、基板201上にシール剤(図示せず)を印刷し、基板201、301を重ね合わせ、固定した。
次に液晶材料304を上記セルに真空注入法で注入した。使用した液晶材料はメルク社製ネマチック液晶ZLI−4792(商品名)であった。
こうして、図1の液晶電気光学装置3が形成された。画素数は640×480個形成された。画素数を1280×1024個としてもよい。
【0059】
光源2にはメタルハライドランプを使用した。光源の出力は250W、液晶電気光学装置の周辺温度は50℃であった。
スクリーン5は800×600mmの物を用いた。またレンズ、ミラー等よりなる光学系を設けた。
次に、スクリーンとほぼ同じ大きさの厚さ0.5mmのポリエチレンテレフタレート基板2枚においてその上面にITOより成る透明電極を通常のプロセスで形成し、2枚の基板を重ねて透明電極は図5(C)に示すパターニングとした。また電極面上にポリエチレンテレフタレートよりなる保護膜を形成した。位置検出手段6が完成した。透明電極のマトリックス規模は液晶表示装置と同じ640×480であった。
この様にして図1に示す情報入出力装置が完成した。
【0060】
図5(C)下側に入力ペンを示した。入力ペンはアクリル、硝子等よりなり一方の先端にはコイルが巻いてある。
スクリーン上に形成した電極に電界を印加しておき、更に入力ペンにも電界を印加しておく。スクリーン上の任意の位置に入力ペンを接触させると、入力ペンのコイルから発生する磁界とスクリーン上の透明電極に印加された電界との相互作用で、入力ペンが接触している部分と其以外の部分とで電流値が異なるので、各行列毎に形成した電流検出回路からペンが接触している部分を検出する。次に、電流検出回路より駆動回路にスクリーンのペンが接触している座標に関する信号を入力し、駆動回路より前記座標に関する信号を、液晶電気光学装置の前記座標と同座標のマトリクス上に表示信号を出力する。この結果、スクリーン上の入力ペンを接触させた位置に画像が表示される。
【0061】
入力ペンにより文字を描く場合には、ペンが接触してから変化させた表示内容を保持させるような駆動を液晶表示装置に対して行なえばよい。
また、スクリーンにブラックマトリクスを形成した。これにより回折のためにドットの輪郭がぼやけずに表示することが可能となった。
【0062】
〔実施例2〕
実施例2では実施例1で作製した情報入出力装置の位置検出手段6を赤外線センサーを用いたものに変えた情報入出力装置を作製した。
スクリーン5の縦横周縁には図5(D)に示すように赤外線発生源501と赤外線センサー502を配置した。赤外線センサー502は開口部が底辺3mm、高さ5mmの三角形状になっており、縦横各辺に1cm間隔で形成した。また、他方の辺には赤外線センサー501に対応して赤外線発生源を設けた。
【0063】
スクリーン上の任意の位置に指、若しくはペンなどを接触させると、その座標に対応する赤外線が遮られ、センサーに光が届かなくなる。本実施例のように縦横に赤外線発生源及びセンサーを配置しておけば、指などを置いた位置を、縦横の座標として検出することが出来た。この様にして検出された座標信号を液晶表示装置の駆動回路に入力し、液晶表示装置のマトリクスの同じ座標に表示状態を変化させる信号を入力させれば、スクリーン上に情報が入力されたことを示すことが可能となる。
【0064】
また、スクリーンに各画素の周囲を囲うブラックマトリクスを形成した。これにより回折のために画素の輪郭がぼやけずに表示することが可能となった。
【0065】
〔実施例3〕
実施例3では実施例1で作製した情報入出力装置の位置検出手段6を図5(A)に示すタッチパネルに変えた情報入出力装置を作製した。
タッチパネルは弾性を有する800×600mmのポリエチレンテレフタレート基板上に複数のストライプ状のITO(酸化インジウム・スズ)よりなる透明電極を成膜し、この基板上に直径40μmのゴム製スペーサーを縦横300μmピッチで設け、さらに複数のストライプ状のITOよりなる透明電極が形成されたポリエチレンテレフタレート基板を電極が直交するように重ね合わせたものを使用した。このタッチパネルを指あるいはペンなどで押すと、上下の基板が接触し、ストライプ電極が構成するマトリクス上の押した部分に対応した位置に入力信号を発生することが出来た。
【0066】
この座標信号は液晶表示装置の駆動回路またはコンピューター回路に入力されるようにタッチパネルと接続されており、スクリーン5上にペン等で圧力を加えた位置に点を表示することができた。また圧力を加える位置を移動すると線を描くことができた。スクリーン上にボタンを表示させ、該ボタン上に圧力を加えると、そのボタンの有する機能、例えば、表示内容の全てを消去するといったことが可能となった。
このように、画面上でタブレットを構成することもできた。
【0067】
また、スクリーンに各画素の周囲を囲うブラックマトリクスを形成した。これにより回折のために画素の輪郭がぼやけずに表示することが可能となった。
【0068】
〔実施例4〕
実施例4では実施例3で作製した情報入出力装置において、液晶電気光学装置3を、強誘電性液晶を用いたシャッター用液晶電気光学装置3つと、強誘電性液晶を用いたアクティブマトリクス型の画像表示用液晶電気光学装置により構成した。
【0069】
シャッター用液晶電気光学装置に使用した液晶材料について説明する。液晶材料はフェニルピリミジン系の強誘電性液晶で、その相系列はIso−SmA−SmCであって、その相転移温度はIso−SmAが85℃、SmA−SmCが55℃であった。また自発分極の大きさは20nC/cmであった。
【0070】
透光性電極が全面に形成された透光性基板をスペーサ、シール材を介して対向させてセルを形成し、このセルにIso相を示す温度で前記液晶を注入した。さらに、良好な配向状態とするためこの温度から5℃/hrのレートで室温までパネルを徐冷した。室温でのパネルのコントラストは電圧±20V、5Hzの矩形波で駆動して測定したところ、80であった。
上記シャッター用液晶電気光学装置は赤(R)、緑(G)、青(B)に対応して、3つ作製した。
【0071】
また、画像表示用の液晶電気光学装置は、図6に示す構造を有するアクティブ駆動型液晶電気光学装置であり、両基板において反平行ラビングが施され、直径1.6μmのスペーサにより基板間隔を維持した液晶セル内に、シャッター用液晶電気光学装置に用いたものと同じ強誘電性液晶材料を、同じ工程で基板間に注入して作製した。
【0072】
次に本実施例の液晶電気光学装置部を図7に示す。光源からの光はハーフミラーにより3通りに分光され赤、緑、青色を表示するシャッターへ入射される。外部よりシャッターを所望の表示色を示すように駆動し、シャッターを透過した光はハーフミラーにより混ぜられ画像表示用パネルへ入射される。画像表示用パネルを透過した透過光700は光学系を通ってスクリーンを照射しスクリーン上にカラー表示を行なう。
【0073】
シャッターは、第一の期間には赤色用をONにし、第二の期間には緑色用をONにし、第三の期間には青色用をONにして、光の三原色に従い、時系列的に第一の装置に供給する色を変化させた。
これによって、3色8段階の階調表示つまり、512色の表示を可能にした。実施例3に示すのと同様な、マトリクス配置した透光性電極を用いた位置検出装置6を用いた。
【0074】
また、スクリーンに各画素の周囲を囲うブラックマトリクスを形成した。これにより回折のために画素の輪郭がぼやけずに表示することが可能となった。
【0075】
〔実施例5〕
図2に本実施例の情報入出力装置を示した。
本実施例においては、本体1内部、すなわちスクリーン5の裏側に、スクリーン5の表側から裏側に向かって入射する光を受光する撮像装置8を設けたものを示す。またスクリーンの大きさは、1000×750mmとした。
【0076】
ここでは撮像装置8として、カラー読み取りが可能な電荷結合素子(CCD)を設けた。図示していないが、光学系4とは別の光学系を用い、スクリーン5よりの入射光を受光できる構成とした。光学系4とハーフミラー7を用いてもよい。
この光学系において、ある程度以上の明るさを有する光のみを透過するフィルターを設けてもよい。
【0077】
撮像装置で読み取った入射光の信号は、図示していないコンピュータ回路に入力されるように接続させている。
コンピュータ回路からの出力映像が液晶電気光学装置3に表示され、光源2、光学系4より拡大されてスクリーン5上に投影されている。
【0078】
発光ペンはスクリーンに接するとスイッチが入り、特定の色の光をスクリーン裏側(本体内部)に向けて照射する。ここでは発光色は赤、青、緑の3色のうちの何れか1色を、スクリーン5の裏側に向かって発光できるペンを用いた。
【0079】
赤色光を発光するように設定した発光ペンを用いてスクリーン5上(表側)の特定箇所を指示すると、スクリーン5の裏側に向かって赤色光が発光された。
発光した赤色光は、光学系を通って撮像装置8に入射し、撮像装置8においてスクリーン上の位置と、発光色を検出し、その情報信号をコンピュータ回路また液晶電気光学装置3の駆動回路に対し伝達された。
【0080】
スクリーン5上には、発光ペンの発光色と同じく赤色で点が表示された。スクリーン5上で発光ペンを移動すると、その軌跡にしたがって赤色で線が表示された。おなじようにして、発光ペンの発光色を緑色にすると、緑色で、青色にすると青色で点または線が表示された。当然のことながら、ここでは入射光の色と、表示される色が同じとなるような駆動方法、プログラミングがなされている。
表示画面の一部にボタン状の領域を単数または複数表示させ、その領域を発光ペンで指示すると、表示状態を大きく変化させるような設定も可能である。
また点や線のみならず、例えばスクリーン上の二点を指示すると、それを対角線とする長方形が表示されたり、その領域内が特定の色で塗り潰されるようにしてもよい。
さらに、文字を入力する際に、入力された文字を認識し、その文字に対応するコンピューター回路内に内蔵されている、形の整った文字を表示するようにしてもよい。
その他、表計算、グラフィック描画等、様々な応用が可能である。
【0081】
また本実施例の情報入出力装置は、スクリーンが充分大きいため、発光ぺンを用いてスクリーン5上に描いた文字や図形を、数十〜数百人という数多くの人が視認することができ、電子式の黒板の如くに使用することができた。
【0082】
また、スクリーン5上に各画素の周囲を囲うブラックマトリクスを形成してもよい。
【0083】
〔実施例6〕
本実施例においては、図2に示す情報入出力装置において、スクリーン5の表側に存在する原稿や物体を、撮像装置8により画像データとして読み込む構成を示す。液晶電気光学装置、光学系、光源は実施例1と同じ物を用いた。
スクリーン5の表側にある原稿や物体を画像データとして読み込むためには、スクリーン5が光を透過する状態と、散乱する状態を可変制御できる必要がある。それに適したスクリーン5の構成として、散乱モードの強誘電性液晶電気光学装置または、ポリマー分散型液晶電気光学装置を用いることができる。
【0084】
散乱モードの強誘電液晶電気光学装置は、偏光板を用いず、かつ透過率を90パーセント程度に高めることができ、また散乱状態に、電界印加により可変できる。ポリマー分散型液晶電気光学装置においても、80パーセント以上の透過率を有し、同様の効果が得られる。
ここではスクリーン5として、散乱モードの強誘電性液晶電気光学装置を用いた。
【0085】
一方の面全面に透光性電極が設けられている、大きさ800×600mmの基板二枚を、電極面を内側にして、直径50μmのスペーサ、およびシール材を介して相対向て設けてセルを構成し、このセル内に強誘電性液晶を注入し、スクリーン5となる液晶電気光学装置を構成した。
【0086】
このスクリーンを用いて情報入出力装置を構成し、スクリーン5の表側にある画像を読み込んだ。
また、読み取った画像の質を向上させるため、原稿等の被写体に向かって照射されるライトを本体1内に設けた。
【0087】
まず、スクリーン5の表側に、図面が描かれた原稿を張りつけ、スクリーン5を構成する液晶電気光学装置の両基板の電極間に直流電圧を印加すると、90パーセントの透過率を有してスクリーン5が透明になった。
ライトにより原稿に向かって光を照射し、その反射光を撮像装置8で読み取って、記憶装置に画像データを記憶させた。
【0088】
つづいて、スクリーン5を構成する液晶電気光学装置に、交流電圧を印加してスクリーン5を散乱状態にし、液晶電気光学装置3に表示されている、先程読み取った画像データをスクリーンに表示させた。
本実施例の装置において、撮像装置8で読み取る対象は、スクリーン5上の原稿のみならず、光学系を工夫することで、スクリーン5の表側に存在する被写体、例えばスクリーンに表示されている画像を眺めている人自身の顔を読み取り、次の瞬間にスクリーンに表示する、といったことも可能である。
【0089】
また、スクリーン5上に位置検出手段6を設けてもよい。
また、スクリーン5上に各画素の周囲を囲うブラックマトリクスを形成してもよい。
【0090】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明により、投射型の液晶電気光学装置のスクリーン上をペン、指などで指示して、スクリーン上の位置の情報を入力し、液晶電気光学装置の表示内容を変化させることが可能な情報入出力装置を提供することができた。
【0091】
また、本発明は、多数の人が視認可能な大きさの大面積の画面に画像の表示を行なう表示装置の、表示面上に対して直接入力された情報により、表示装置の表示内容を変化させる情報入出力装置を提供することができた。
【0092】
また、スクリーンに投影される画像の品質を何ら損ねることも無く、スクリーン上にペン等で指示した位置を検出、およびそれに対応する表示を行なう情報入出力装置とすることができた。
【0093】
さらに、スクリーンの表側に存在する原稿や、被写体を画像データとして読み取ることも可能となった。
【0094】
このように、本発明により、スクリーン上において、紙に文字や絵を書くのと同じ感覚で情報を入力することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の情報入出力装置の概念図の一例を示す。
【図2】本発明の情報入出力装置の他の概念図の一例を示す。
【図3】薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図4】薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図5】位置検出手段の代表的な構成を示す
【図6】実施例で作製した液晶電気光学装置の概念図のを示す。
【図7】実施例における液晶電気光学装置部の構成を示す。
【符号の説明】
1 本体
2 光源
3 液晶電気光学装置
4 光学系
5 スクリーン
6 位置検出手段
7 ハーフミラー
8 撮像装置
201 基板
222 画素電極
230 薄膜トランジスタ
301 基板
302 対向電極
303 配向膜
304 液晶材料
501 赤外線発生源
502 赤外線センサー
700 透過光
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an information input / output device using a projection type liquid crystal electro-optical device.
The present invention relates to an information input / output device capable of inputting information on a position on a display surface specified by contact, light emission, or the like on the display surface.
Further, the present invention relates to an information input / output device that reads image information such as a drawing arranged on a display surface or displays the read image information.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for information displayed on a display surface of a display device such as a CRT or a liquid crystal electro-optical device, an information signal is externally input on the display surface in the same sense as writing a character or the like with a writing instrument on paper, A device that displays an image corresponding to an input information signal on a display surface is known.
[0003]
An information signal input method to a display device is such that a position detection means for detecting a position on the display surface is provided on the display surface, and when an external force such as pressure, magnetic force, or light is applied to a certain point on the display surface, the external force is applied. The detected position is transmitted to the display device as an information signal, and the displayed image is changed.
[0004]
As a means for detecting a position on the display surface, a touch panel using a light-transmitting resistive film or a transparent electrode matrix, an infrared sensor, or the like is used.
[0005]
In recent years, such an information input / output device generally uses a liquid crystal electro-optical device as a means for displaying image information.
[0006]
With such a configuration, the operator can perform an input as if he / she operates the display content of the display device as it is. Alternatively, by displaying the input information on a display device in which the same coordinate system is set in real time, characters and images can be input as if they were written on paper with a writing instrument.
[0007]
[Problems of the prior art]
However, when the conventional configuration is used using the liquid crystal electro-optical device, various problems occur.
For example, when pressure is applied to the display surface of the liquid crystal electro-optical device, the orientation of the liquid crystal material in the liquid crystal electro-optical device may be disturbed, and display may not be possible.
Further, there has been a problem that display contents change due to magnetism, static electricity, or the like when indicating a position on the display surface, or elements formed in the liquid crystal electro-optical device are destroyed, so that display becomes impossible thereafter. In most cases, information can be input by tracing the display surface with a pen or a finger, and it has not been possible to collectively input information such as a document and an image.
[0008]
For this reason, a solution can be achieved by adopting a configuration in which the liquid crystal electro-optical element is not affected at all by an external force applied to the display surface.
As a liquid crystal electro-optical device capable of such a configuration, a projection type liquid crystal electro-optical device (liquid crystal projector) is known.
The projection type liquid crystal electro-optical device is capable of displaying a large screen with a diagonal of 40 inches or more, but is small, light, requires no adjustment, and is not affected by terrestrial magnetism which is a problem when a large screen is used in a CRT. It is expected to be used as a display device replacing a large screen CRT.
[0009]
The basic configuration of a projection type liquid crystal electro-optical device is to display a transmissive or reflective liquid crystal electro-optical device, irradiate the liquid crystal electro-optical device with light, and expand the transmitted or reflected light through an optical system. An image is projected and displayed on a screen as a display surface.
This projection-type liquid crystal electro-optical device has a front type in which light is projected toward the display surface side (front side) of the screen and reflected light is visually recognized as an image, and a surface opposite to the display surface side of the screen (back side of the screen). It can be distinguished into a rear type in which the transmitted scattered light is projected and visually recognized as an image.
[0010]
However, the projection type liquid crystal electro-optical device can display a large screen, but transmits a position on the display surface arbitrarily designated as an information signal to the display device from a screen surface which is a display surface of an image, There was no device for changing the display content.
[0011]
For this reason, the projection type liquid crystal electro-optical device can display an image such as a movie or a TV, but has not been used in a field requiring a large screen such as a CAD or a work station to simplify the operation.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides an information input device capable of instructing the screen of a projection type liquid crystal electro-optical device with a pen, a finger, or the like, inputting information on a position on the screen, and changing display contents of the liquid crystal electro-optical device. It is an object to provide an output device.
[0013]
Further, according to the present invention, the display content of a display device that displays an image on a large-area screen large enough to be viewed by many people is changed by information directly input on the display surface. It is an object of the present invention to provide an information input / output device that allows the user to input / output information.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configurations in order to solve the above problems. That is, the present invention
A display device;
A screen on which the image displayed on the display device is enlarged and projected,
Position detecting means for detecting a position of a specific point on the screen arbitrarily designated;
An information input / output device characterized by having:
[0015]
Also, the present invention
Having a liquid crystal electro-optical device, a screen, and an imaging device,
The screen, the image displayed on the liquid crystal electro-optical device is enlarged and projected on the back side,
The imaging device is provided on the back side of the screen and receives light incident from the front side to the back side of the screen.
An information input / output device characterized in that:
[0016]
Also, the present invention
Having a liquid crystal electro-optical device, a screen, and an imaging device,
The screen, the image displayed on the liquid crystal electro-optical device is enlarged and projected on the back side,
The imaging device is provided on the back side of the screen and reads an image present on the front side of the screen.
An information input / output device characterized in that:
[0017]
Also, the present invention
A liquid crystal electro-optical device, a screen, an imaging device, and a position detecting unit,
The screen, the image displayed on the liquid crystal electro-optical device is enlarged and projected on the back side,
The imaging device is provided on the back side of the screen, reads an image present on the front side of the screen,
The position detecting means is provided on a front side of the screen, and detects a position of a specific point arbitrarily designated on the screen.
An information input / output device characterized in that:
[0018]
The present invention is an information input / output device having a screen for displaying an image, and an information input / output mediating means including means for detecting the position of a specific point arbitrarily designated on the screen.
FIG. 1 shows a conceptual diagram of the information input / output device of the present invention. In FIG. 1, 1 is a main body of the information input / output device, 2 is a light source, 3 is a liquid crystal electro-optical device, 4 is an optical system, 5 is a screen, and 6 is position detecting means.
The specific configuration will be described below.
[0019]
In FIG. 1, the optical system is of a rear type. A xenon lamp, a halogen lamp, a metal halide lamp, or the like can be used as the light source 2. The light source 2 has high luminance, high luminous efficiency, RGB color components are distributed in a well-balanced manner, and has a long life. It is desirable to use a metal halide lamp as satisfying the above condition.
[0020]
The light emitted from the light source is applied to the liquid crystal electro-optical device 3 via a condensing optical system (not shown). The light transmitted through the liquid crystal electro-optical device 3 is magnified by the optical system 4 and is projected on a screen 5, and an image displayed on the liquid crystal electro-optical device 3 is magnified and projected on the screen 5.
[0021]
As the operation mode of the liquid crystal electro-optical device, a TN type, an STN type, a scattering type, or the like can be used. As the liquid crystal material used in the liquid crystal electro-optical device, nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, PDLC (polymer dispersed liquid crystal) containing them in a polymer resin, or the like can be used.
[0022]
As the driving method, a simple matrix method or an active matrix type can be used. However, because of high speed and high image quality, an active matrix type in which a switching element, particularly a crystalline thin film transistor is provided for each pixel on a substrate is used. desirable.
[0023]
In particular, in the case of an active matrix type liquid crystal electro-optical device using a crystalline thin film transistor, a switching thin film transistor connected to each pixel and a driving peripheral circuit for driving the liquid crystal electro-optical device are provided on the same substrate. Since a so-called monolithic structure can be used, the size and cost of the device can be reduced, which is preferable.
[0024]
In FIG. 1, the light from the light source is transmitted from the rear of the liquid crystal electro-optical device. However, the liquid crystal electro-optical device is of a reflective type and the display surface side is irradiated with light, and the reflected light is passed through the optical system 4 to the screen. It may be projected.
[0025]
In order to further perform color display, a color filter of three colors of RGB corresponding to each pixel is provided on one of a pair of substrates constituting the liquid crystal electro-optical device, or three liquid crystal electro-optical devices are prepared. The light from the light source is once separated into three colors by a dichroic mirror or the like that reflects only one of the three colors RGB, and the light of each color is incident on a different liquid crystal electro-optical device and transmitted through the liquid crystal electro-optical device. May be synthesized again with a dichroic mirror and projected onto a screen.
[0026]
In the case of this spectroscopic method, three ferroelectric liquid crystal electro-optical devices which are only transmissive and have only a high-speed shutter function in which the entire display surface is composed of one pixel are prepared, and a ferroelectric device which performs only image display is prepared. A display method in which one dielectric liquid crystal electro-optical device is prepared and three colors are switched by a shutter within one frame may be used.
[0027]
A self-luminous display such as a cathode ray tube can be used as the display device.
[0028]
Next, the screen 5 will be described. As a basic configuration of the screen, a substrate having a thickness of 3.0 mm and having light transmitting and scattering properties was used. As the substrate, glass, plastic, or the like can be used, but it is preferable to use a plastic substrate in terms of reducing the weight of the device. In order to improve the brightness of an image, a combination of a Fresnel lens and a lenticular lens may be used. Further, when the contrast is expected to decrease due to external light, a polarizing sheet may be attached to the substrate.
[0029]
When the light from the liquid crystal electro-optical device is diffracted on the screen 5 and the outline of each pixel is blurred, a grid pattern is formed on the front side or the back side of the screen so that the aperture ratio of the display surface is not extremely reduced. What is necessary is just to form a black matrix.
[0030]
In FIG. 1, a position detecting means 6 is provided on the screen 5. FIG. 5 shows a typical configuration of the position detecting means.
FIG. 5 (A) shows an elastic translucent substrate having a plurality of strip-shaped translucent electrodes made of ITO (indium tin oxide) or the like on the surface thereof, which are superposed via a spacer such that the electrodes are orthogonal to each other. It is a thing. When pressure is applied to a specific location from the substrate surface, the opposing strip electrodes at that point come into contact and conduct. A current is sequentially applied to the opposing strip-shaped translucent electrodes and scanning is performed to detect the position of the conduction point.
[0031]
In FIG. 5B, a light-transmitting electrode is formed on substantially the entire inner surface of the opposing elastic light-transmitting substrate, and terminals are provided at both ends in the lateral direction of one substrate with respect to the light-transmitting electrode. On the other substrate, terminals are provided at both ends in the vertical direction and are opposed to each other via a spacer.
[0032]
When pressure is applied to a specific portion from the substrate surface as in the case of the position detecting means in FIG. 5A, the electrodes facing each other at that point come into contact and conduct. At this time, the position of the conduction point can be detected by measuring the resistance value between both terminals on both substrates.
Polyethylene terephthalate or the like can be used for the substrate as the position detecting means in FIGS. 5A and 5B. One of the substrates may be a glass or plastic plate.
[0033]
FIG. 5C shows an example in which an electric field is applied to an input pen in which a coil is wound around a tip of a pen such as a glass or plastic, and a magnetic field generated by the input pen causes a gap between the input pen and a transparent electrode provided on a light-transmitting substrate. It is possible to generate information on the position where the input has been performed by the electromagnetic induction effect generated in the above.
[0034]
The position detecting means in FIGS. 5A and 5B is provided on the front side (viewing side) of the screen. If the material of the screen is flexible, it may be provided on the back surface of the screen. The position detecting means in FIG. 5C may be on the back side or the front side of the screen as long as the input position can be detected.
[0035]
In addition, by providing an infrared light source and an infrared sensor on both sides of the screen as shown in FIG. 5 (D) as a position detecting means, the position where the infrared light is blocked by some shield is input. It can be detected as a position. Input can be performed on the display surface with a finger or the like.
[0036]
In any case, the information on the position on the screen input from the position detecting means as described above is input to a drive circuit of the liquid crystal electro-optical device or a computer connected thereto, and an image corresponding to this information is displayed on the screen. Displayed above.
[0037]
In order to accurately correspond the position on the screen 5 detected by the position detecting means to the image displayed by the liquid crystal electro-optical device 3, the image from the liquid crystal electro-optical device is shifted to the position detecting means on the screen. There is a need for a method for forming an image without any problem. As an example, an alignment pixel different from the display pixel is formed on the display surface of the liquid crystal electro-optical device, and a similar alignment marker is formed at a corresponding position on the screen to actually display an image. Before the adjustment, the tilt angle of the liquid crystal electro-optical device, the focal point of the lens of the optical system, and the like may be adjusted so that the light transmitted through the alignment pixel matches the marker on the screen. The alignment may be performed at specific pixels (for example, at the center and four corners of the display unit) of the display unit of the liquid crystal electro-optical device.
[0038]
FIG. 2 shows another conceptual diagram of the information input / output device of the present invention.
Further, as shown in FIG. 2, an imaging device 8 may be provided in the main body 1 to serve as a position detecting unit. In this case, light may be emitted from the front side to the back side of the screen 5 using a light emitting pen or the like, and the position may be detected by the imaging device 8. By doing so, even if the screen is large, it is only necessary to adjust the optical system to cope with the size, and it is not necessary to change the size of the light receiving surface of the imaging device 8 itself.
[0039]
Therefore, it is extremely easy to deal with a large screen as compared with the position detection means using a substrate having a size similar to a screen as shown in FIGS. Furthermore, by using an object having a high screen resolution for the imaging device itself, the resolution can be easily increased. Further, when the light emission color of a light irradiation device such as a light emitting pen is changed, it is possible to detect a difference in light emission color (a difference in light wavelength) by providing a color filter in the imaging device.
[0040]
Therefore, an image is displayed on a large area screen large enough to be viewed by many people, and information is directly input on the screen (screen) with a light emitting pen or the like, and a display corresponding to the information is performed. It can be used and can be an electronic blackboard that replaces conventional blackboards and whiteboards. Of course, a computer or the like may be used to perform calculations, character recognition, and the like based on the input information.
[0041]
As the imaging device, a charge-coupled device (CCD) or a photoconductive device can be used.
In FIG. 2, a half mirror 7 is provided between the optical system 4 and the liquid crystal electro-optical device 3, and light incident from the front side to the back side of the screen is made incident on the imaging device 8 through the optical system 4 to be read. I have. Of course, light entering the imaging device 8 from the front side to the back side of the screen may be read using an optical system different from the optical system 4.
[0042]
Alternatively, the screen 5 may be variably controlled so as to have high translucency from a light scattering state, and a document, an object, or the like existing on the front side of the screen may be read as an image. A light illuminating the document for reading may be provided in the main body 1. That is, the imaging device 8 is used as an image sensor.
The read image information can be stored in a storage device and displayed on a screen.
[0043]
It is also possible to use a method of instantly inputting and outputting an image having a huge amount of information.
In order to variably control the screen 5 between the light-transmitting state and the scattering state, a liquid crystal material is sandwiched between a pair of light-transmitting substrates having electrodes as the screen 5, and the screen 5 is switched between the transmission and scattering states by an electric field applied between the electrodes. May be used. In this case, when an image is displayed on a screen, the image may be in a scattering state, and when an image is read from the outside, the image may be in a transmission state. A ferroelectric liquid crystal electro-optical device or a polymer dispersed liquid crystal electro-optical device may be used.
Examples will be described below.
[0044]
【Example】
[Example 1]
FIG. 1 shows the configuration of the information input / output device of this embodiment. Light from the halogen lamp 2 is incident on a liquid crystal electro-optical device 3 provided in the main body 1 and displaying an image, and the light transmitted through the liquid crystal electro-optical device 3 is enlarged through an optical system 4 and projected on a screen 5. , The image is projected on the screen 5. A position detecting means 6 is provided on the screen 5, and when an input pen (not shown) is brought into contact with the screen, a signal corresponding to coordinates on the screen is transmitted to the drive circuit of the liquid crystal electro-optical device. And a signal corresponding to the input signal is output from the driving circuit to the display device.
[0045]
FIG. 6 shows a conceptual diagram of a liquid crystal electro-optical device manufactured according to this example. The liquid crystal electro-optical device is an active matrix driving type in which a switching element formed of a crystalline thin film transistor (TFT) is formed for each pixel. Further, a monolithic configuration in which a peripheral driving circuit for driving the liquid crystal electro-optical device is provided on the same substrate is also provided.
[0046]
Hereinafter, a manufacturing process of the thin film transistor is illustrated in FIGS. FIG. 3 is a cross section of a portion shown by a dashed dotted line in FIG. First, a silicon oxide film having a thickness of 100 to 300 nm, for example, 200 nm was formed as a base oxide film 202 on a substrate (Corning 7059, diagonal 1.6 inches) 201. As a method of forming the oxide film, a sputtering method in an oxygen atmosphere was used. However, in order to further improve mass productivity, a film in which TEOS is decomposed and deposited by a plasma CVD method may be used.
[0047]
Thereafter, an amorphous silicon film was deposited in a thickness of 30 to 500 nm, preferably 50 to 100 nm by a plasma CVD method or an LPCVD method, and was left in a reducing atmosphere at 550 to 600 ° C. for 24 hours to be crystallized. This step may be performed by laser irradiation. Then, the silicon film crystallized in this manner was patterned to form island-like active layer regions 203 and 204. Further, a silicon oxide film 205 having a thickness of 70 to 150 nm was formed thereon by sputtering.
[0048]
Thereafter, an aluminum film (containing 1 wt% Si or 0.1 to 0.3 wt% Sc) having a thickness of 100 nm to 3 μm, for example, 600 nm was formed by electron beam evaporation or sputtering. Then, a photoresist (for example, OFPR800 / 30cp, manufactured by Tokyo Ohka) was formed by spin coating. If an aluminum oxide film having a thickness of 10 to 100 nm is formed on the entire surface of the aluminum film by anodic oxidation before forming the photoresist, adhesion to the photoresist is good, and By suppressing the current leakage, it was effective in forming the porous anodic oxide only on the side surface in the subsequent anodic oxidation step. Thereafter, the photoresist and the aluminum film were patterned and etched together with the aluminum film to form wiring portions 206 and 209 and gate electrode portions 207, 208 and 210. (FIG. 3 (A))
[0049]
The photoresist is left on these wirings and gate electrodes, and functions as a mask for preventing anodic oxidation in a subsequent anodic oxidation step. FIG. 4 shows this state viewed from above. Also in this case, as in the first embodiment, the gate electrodes 207 and 208 and the wiring 209 are electrically independent from the wiring 206 and the gate electrode 210, and the former is referred to as an A series and the latter as a B series. (FIG. 4A)
[0050]
Then, of the above wirings and gate electrodes, only the B series is anodized by passing an electric current in an electrolytic solution, and the anodic oxides 211 and 212 having a thickness of 300 nm to 25 μm, for example, 0.5 μm, are formed by wiring and gate electrodes. Formed on the side. The anodization was performed using a 3 to 20% aqueous solution of citric acid or oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, sulfuric acid, or the like, and a constant current of 5 to 30 V, for example, 8 V, was applied to the gate electrode. The anodic oxide thus formed was porous. In this example, the voltage was set to 8 V in the oxalic acid solution (30 to 80 ° C.), and the anodization was performed for 20 to 240 minutes. The thickness of the anodized oxide was controlled by the anodizing time and temperature. At this time, no anodic oxide was formed on the gate electrodes 207 and 208 and the wiring 209 because no current was passed through the A series. (FIG. 3 (B), FIG. 4 (B))
[0051]
Next, the mask was removed, and a current was again applied to the gate electrode and wiring in the electrolytic solution. In this case, using an ethylene glycol solution having a pH of 7 containing 3 to 10% tartaric acid, boric acid, and nitric acid, electricity was supplied to both the A series and the B series. A better oxide film was obtained when the temperature of the solution was lower than room temperature around 10 ° C. For this reason, barrier type anodic oxides 213 to 217 were formed on the upper surfaces and side surfaces of the gate electrodes / wirings 206 to 210. The thickness of the anodic oxides 213 to 217 is proportional to the applied voltage. For example, an anodic oxide having an applied voltage of 100 V and a thickness of 120 nm was formed. In this example, since the voltage was increased to 100 V, the thickness of the obtained anodic oxide was 120 nm. The thickness of the barrier type anodic oxide is arbitrary, but if it is too thin, there is a risk that aluminum will be eluted when the porous anodic oxide is etched later. .
[0052]
It should be noted that although barrier-type anodic oxide can be obtained in a later step, a barrier-type anodic oxide is not formed outside the porous anodic oxide, but instead of porous anodic oxide. A barrier-type anodic oxide is formed between the gate electrodes. (FIG. 3 (C))
Thereafter, an impurity is implanted into the active layers 203 and 204 of the TFT in a self-aligned manner using the gate electrode portion (that is, the gate electrode and the anodic oxide film around the gate electrode) and the gate insulating film as a mask by ion doping, and the impurity (source) is formed. / Drain) regions 218, 219 and 220 were formed. Phosphine (PH 3 ) And diborane (B 2 H 6 ) Was used. Dose amount is 5 × 10 14 ~ 5 × 10 Fifteen cm -2 , And the acceleration energy was 50 to 90 keV. Impurities are introduced so that the regions 218 and 220 become N-type and the region 219 becomes P-type. The region 218 forms the NTFT 228, the region 219 forms the PTFT 229, and the region 220 forms the NTFT 230.
[0053]
As a result, in the two TFTs 228 and 229 on the left side of the figure (these are complementary TFTs), since the thickness of the anodic oxides 214 and 215 on the side surfaces of the gate electrode is about 120 nm, the gate electrode and the impurity region Of non-overlapping area (offset area) x 1 , X 3 Was about 100 nm in consideration of the wraparound during ion doping. On the other hand, in the TFT 230 on the right side, since the total thickness of the anodic oxides 212 and 217 is about 620 nm, the offset width x 2 Was about 600 nm.
[0054]
Thereafter, the porous anodic oxides 211 and 213 were etched using a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid. In this etching, only the anodic oxides 211 and 213 were etched, and the etching rate was about 60 nm / min. The barrier type anodic oxides 213 to 217 and the silicon oxide film 205 remained as they were. Thereafter, irradiation with a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm, pulse width: 20 nsec) was performed to activate the impurity ions introduced into the active layer. (FIG. 3 (E))
[0055]
Then, the gate electrode and the wiring were divided to have the required size and shape. (FIG. 4C).
Further, a silicon oxide film having a thickness of 600 nm was formed as an interlayer insulator 221 over the entire surface by a CVD method. Next, an ITO film having a thickness of 80 nm was formed by a sputtering method, and this was patterned to form a pixel electrode 222. Then, the interlayer insulator 221 and the gate insulating film 205 are etched to form contact holes in the source / drain of the TFT, and at the same time, the interlayer insulator 221 and the anodic oxides 213 to 217 are etched to form a gate electrode / wiring. A contact hole was formed. In this embodiment, since the anodic oxide has substantially the same thickness in both the A-series and the B-series, they can be etched simultaneously. Finally, aluminum wiring / electrodes 223 to 226 were formed, and hydrogen annealing was performed at 200 to 400 ° C.
[0056]
Note that the wiring 223 connects the wiring 206 to the source of the N-channel TFT of the complementary TFT, and the wiring 225 connects the source of the P-channel TFT of the TFT of the complementary TFT to the wiring 209. The wiring 224 (that is, 226) connects the output terminal of the complementary TFT (that is, the drain of the N-channel TFT and the drain of the P-channel TFT) to the drain of the right TFT. Further, the wiring 227 connects the drain of the right TFT and the pixel electrode 222. Thus, an integrated circuit having a TFT is completed. (FIG. 3 (F))
[0057]
Also, particularly in the A series, as shown in the embodiment, the driver is driven by a large current, so that the PTFT (the width of the high resistance region is x 1 ), NTFT (the high resistance region width is x 4 ) And there is little deterioration. Further, a decoder, a CPU, a shift register, a memory, and other driving circuits consume low power and operate at high frequency, so that both channel width and channel length are small, and deterioration due to hot carriers is likely to occur. The width x of the high resistance region of the NTFT used in these circuits 3 Is the width x of the high resistance region of the PTFT 1 It needs to be bigger. In addition, NTFT in the active matrix circuit to which a large voltage is applied (the width of the high resistance region is x 2 ), The required mobility is also small, so that deterioration is very likely to occur. As a result, x 2 > X 3 > X 4 ≧ x 1 Is required. For example, x 2 Is 0.5-1 μm, x 3 Is 0.2-0.3 μm, x 4 Is 0 to 0.2 μm, x 1 Is from 0 to 0.1 μm. Thus, the shift register could operate at 1 to 50 MHz.
In the present embodiment, the effect of suppressing the leak current when the width of the offset of the TFT (right TFT) for controlling the pixel electrode is sufficiently large is great.
[0058]
Next, in FIG. 6, a transparent electrode 302 made of ITO was formed on the entire surface of the opposing substrate 301.
Next, an alignment film 303 made of polyimide was formed as an alignment film on the substrates 201 and 301.
Next, the alignment film was rubbed by an ordinary method. At this time, the rubbing direction was such that the upper and lower substrates formed an angle of 90 °.
Next, a spacer made of silicon oxide having a diameter of 5 μm was sprayed on the substrate coated with the alignment film of the substrate (not shown).
Next, a sealant (not shown) was printed on the substrate 201, and the substrates 201 and 301 were overlapped and fixed.
Next, a liquid crystal material 304 was injected into the cell by a vacuum injection method. The liquid crystal material used was a nematic liquid crystal ZLI-4792 (trade name) manufactured by Merck.
Thus, the liquid crystal electro-optical device 3 of FIG. 1 was formed. The number of pixels was 640 × 480. The number of pixels may be 1280 × 1024.
[0059]
As the light source 2, a metal halide lamp was used. The output of the light source was 250 W, and the ambient temperature of the liquid crystal electro-optical device was 50 ° C.
The screen 5 used was 800 × 600 mm. An optical system including a lens, a mirror, and the like was provided.
Next, on two polyethylene terephthalate substrates of about the same size as the screen and having a thickness of 0.5 mm, a transparent electrode made of ITO was formed on the upper surface of the substrate by a normal process, and the two substrates were overlapped to form a transparent electrode as shown in FIG. The patterning shown in FIG. A protective film made of polyethylene terephthalate was formed on the electrode surface. The position detecting means 6 is completed. The matrix size of the transparent electrode was 640 × 480, which is the same as that of the liquid crystal display device.
Thus, the information input / output device shown in FIG. 1 was completed.
[0060]
The input pen is shown on the lower side of FIG. The input pen is made of acrylic, glass, or the like, and has a coil wound at one end.
An electric field is applied to the electrodes formed on the screen, and the electric field is also applied to the input pen. When the input pen is brought into contact with an arbitrary position on the screen, the interaction between the magnetic field generated from the input pen coil and the electric field applied to the transparent electrode on the screen causes the input pen to touch Since the current value is different between the above-mentioned portions, the portion where the pen is in contact is detected from the current detection circuits formed for each matrix. Next, a signal relating to coordinates at which the pen of the screen is in contact with the drive circuit is input from the current detection circuit, and a signal relating to the coordinates is input from the drive circuit to a display signal on a matrix having the same coordinates as the coordinates of the liquid crystal electro-optical device. Is output. As a result, an image is displayed on the screen at the position where the input pen is touched.
[0061]
When drawing characters with an input pen, the liquid crystal display device may be driven so as to maintain the display contents changed after the pen touches.
Further, a black matrix was formed on the screen. This makes it possible to display the outline of the dot without being blurred due to diffraction.
[0062]
[Example 2]
In the second embodiment, an information input / output device was manufactured in which the position detection means 6 of the information input / output device manufactured in the first embodiment was changed to a device using an infrared sensor.
As shown in FIG. 5D, an infrared ray source 501 and an infrared ray sensor 502 are arranged on the vertical and horizontal edges of the screen 5. The infrared sensor 502 has a triangular shape with an opening of 3 mm at the bottom and 5 mm in height, and is formed at 1 cm intervals on each side in the vertical and horizontal directions. On the other side, an infrared light source was provided corresponding to the infrared sensor 501.
[0063]
When a finger or a pen is brought into contact with an arbitrary position on the screen, infrared rays corresponding to the coordinates are blocked, and light does not reach the sensor. By arranging the infrared source and the sensor in the vertical and horizontal directions as in the present embodiment, the position where the finger or the like is placed can be detected as the vertical and horizontal coordinates. By inputting the coordinate signals detected in this way to the drive circuit of the liquid crystal display device and inputting a signal for changing the display state to the same coordinates of the matrix of the liquid crystal display device, information is input on the screen. Can be shown.
[0064]
In addition, a black matrix surrounding each pixel was formed on the screen. This makes it possible to display the outline of the pixel without blurring due to diffraction.
[0065]
[Example 3]
In the third embodiment, an information input / output device in which the position detection means 6 of the information input / output device manufactured in the first embodiment is replaced with a touch panel shown in FIG.
For the touch panel, a plurality of stripe-shaped transparent electrodes made of ITO (indium tin oxide) are formed on an 800 × 600 mm polyethylene terephthalate substrate having elasticity, and rubber spacers having a diameter of 40 μm are formed on this substrate at a pitch of 300 μm vertically and horizontally. Further, a polyethylene terephthalate substrate on which a plurality of stripe-shaped transparent electrodes made of ITO were formed and laminated so that the electrodes were orthogonal to each other was used. When the touch panel was pressed with a finger or a pen or the like, the upper and lower substrates were brought into contact, and an input signal could be generated at a position corresponding to the pressed portion on the matrix formed by the stripe electrodes.
[0066]
This coordinate signal was connected to a touch panel so as to be input to a drive circuit or a computer circuit of the liquid crystal display device, and a point could be displayed on the screen 5 at a position where pressure was applied with a pen or the like. In addition, moving the position where pressure was applied could draw a line. When a button is displayed on the screen and pressure is applied to the button, it becomes possible to delete the function of the button, for example, to delete all the displayed contents.
Thus, the tablet could be configured on the screen.
[0067]
In addition, a black matrix surrounding each pixel was formed on the screen. This makes it possible to display the outline of the pixel without blurring due to diffraction.
[0068]
[Example 4]
In the fourth embodiment, in the information input / output device manufactured in the third embodiment, the liquid crystal electro-optical device 3 is composed of three shutter liquid crystal electro-optical devices using ferroelectric liquid crystal and an active matrix type liquid crystal electro-optical device using ferroelectric liquid crystal. It was composed of a liquid crystal electro-optical device for image display.
[0069]
The liquid crystal material used for the liquid crystal electro-optical device for a shutter will be described. The liquid crystal material is a phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal, and its phase series is Iso-SmA-SmC. * And its phase transition temperature is 85 ° C. for Iso-SmA and SmA-SmC * Was 55 ° C. The magnitude of spontaneous polarization is 20 nC / cm 2 Met.
[0070]
A cell was formed by opposing a light-transmitting substrate having a light-transmitting electrode formed on the entire surface thereof via a spacer and a sealing material, and the liquid crystal was injected into the cell at a temperature indicating an Iso phase. Further, the panel was gradually cooled from this temperature to room temperature at a rate of 5 ° C./hr in order to obtain a favorable alignment state. The contrast of the panel at room temperature was 80 when measured by driving with a voltage of ± 20 V and a rectangular wave of 5 Hz.
Three liquid crystal electro-optical devices for shutters were produced corresponding to red (R), green (G), and blue (B).
[0071]
The liquid crystal electro-optical device for image display is an active drive type liquid crystal electro-optical device having a structure shown in FIG. 6, in which anti-parallel rubbing is performed on both substrates, and a space between substrates is maintained by a spacer having a diameter of 1.6 μm. The same ferroelectric liquid crystal material as that used in the liquid crystal electro-optical device for shutter was injected into the liquid crystal cell between the substrates in the same process.
[0072]
Next, FIG. 7 shows a liquid crystal electro-optical device according to this embodiment. Light from the light source is split into three types by a half mirror and is incident on a shutter that displays red, green, and blue. A shutter is driven from the outside so as to show a desired display color, and light transmitted through the shutter is mixed by a half mirror and is incident on an image display panel. The transmitted light 700 transmitted through the image display panel passes through an optical system and irradiates the screen to perform color display on the screen.
[0073]
The shutter is turned on for red in the first period, turned on for green in the second period, turned on for blue in the third period, and sequentially turned on in the time series according to the three primary colors of light. The color supplied to one device was changed.
As a result, three-color, eight-step gradation display, that is, display of 512 colors is made possible. A position detecting device 6 using translucent electrodes arranged in a matrix similar to that shown in Example 3 was used.
[0074]
In addition, a black matrix surrounding each pixel was formed on the screen. This makes it possible to display the outline of the pixel without blurring due to diffraction.
[0075]
[Example 5]
FIG. 2 shows the information input / output device of this embodiment.
In this embodiment, an image pickup device 8 that receives light incident from the front side to the back side of the screen 5 is provided inside the main body 1, that is, on the back side of the screen 5. The size of the screen was 1000 × 750 mm.
[0076]
Here, a charge-coupled device (CCD) capable of reading color is provided as the imaging device 8. Although not shown, an optical system different from the optical system 4 was used to receive light incident on the screen 5. The optical system 4 and the half mirror 7 may be used.
In this optical system, a filter that transmits only light having a certain level of brightness or more may be provided.
[0077]
The signal of the incident light read by the imaging device is connected so as to be input to a computer circuit (not shown).
An output image from the computer circuit is displayed on the liquid crystal electro-optical device 3, enlarged by the light source 2 and the optical system 4, and projected on a screen 5.
[0078]
When the light-emitting pen contacts the screen, it is turned on and emits light of a specific color toward the back of the screen (inside the body). Here, a pen capable of emitting any one of three colors of red, blue, and green toward the back side of the screen 5 was used.
[0079]
When a specific location on the screen 5 (front side) was designated using a light emitting pen set to emit red light, red light was emitted toward the back side of the screen 5.
The emitted red light enters the imaging device 8 through the optical system, detects the position on the screen and the emission color in the imaging device 8, and transmits the information signal to a computer circuit or a driving circuit of the liquid crystal electro-optical device 3. It was transmitted to.
[0080]
A dot was displayed on the screen 5 in red in the same color as the light emission color of the light emitting pen. When the light-emitting pen was moved on the screen 5, a line was displayed in red according to the trajectory. Similarly, when the color of the light-emitting pen is green, a point or a line is displayed in green when the color is green, and in blue when the color is blue. As a matter of course, here, the driving method and programming are performed so that the color of the incident light and the displayed color are the same.
One or more button-shaped areas may be displayed on a part of the display screen, and a setting can be made such that when the area is indicated by a light emitting pen, the display state is greatly changed.
When not only points and lines but also two points on the screen are designated, for example, a rectangle whose diagonal line is indicated may be displayed, or the area may be filled with a specific color.
Further, when a character is input, the input character may be recognized and a well-formed character incorporated in a computer circuit corresponding to the input character may be displayed.
In addition, various applications such as spreadsheets and graphic drawing are possible.
[0081]
In addition, since the information input / output device of the present embodiment has a sufficiently large screen, a large number of tens to hundreds of people can visually recognize characters and figures drawn on the screen 5 using the light emitting device. , Could be used like an electronic blackboard.
[0082]
Further, a black matrix surrounding the periphery of each pixel may be formed on the screen 5.
[0083]
[Example 6]
In the present embodiment, a configuration in which a document or an object existing on the front side of the screen 5 is read as image data by the imaging device 8 in the information input / output device shown in FIG. The same liquid crystal electro-optical device, optical system, and light source as in Example 1 were used.
In order to read a document or an object on the front side of the screen 5 as image data, it is necessary to variably control the state in which the screen 5 transmits light and the state in which light is scattered. As a configuration of the screen 5 suitable for this, a scattering mode ferroelectric liquid crystal electro-optical device or a polymer dispersed liquid crystal electro-optical device can be used.
[0084]
In the scattering mode ferroelectric liquid crystal electro-optical device, the transmittance can be increased to about 90% without using a polarizing plate, and the scattering state can be changed by applying an electric field. The polymer dispersed liquid crystal electro-optical device also has a transmittance of 80% or more, and the same effect can be obtained.
Here, a scattering mode ferroelectric liquid crystal electro-optical device was used as the screen 5.
[0085]
Two 800 × 600 mm substrates having a translucent electrode provided on the entire surface of one surface are provided facing each other with a 50 μm diameter spacer and a sealing material with the electrode surface inside. And a ferroelectric liquid crystal was injected into the cell to form a liquid crystal electro-optical device serving as the screen 5.
[0086]
An information input / output device was constructed using this screen, and an image on the front side of the screen 5 was read.
Further, in order to improve the quality of the read image, a light for irradiating a subject such as a document is provided in the main body 1.
[0087]
First, an original on which a drawing is drawn is attached to the front side of the screen 5, and when a DC voltage is applied between the electrodes of both substrates of the liquid crystal electro-optical device constituting the screen 5, the screen 5 has 90% transmittance. Became transparent.
The light was irradiated toward the original by the light, and the reflected light was read by the imaging device 8, and the image data was stored in the storage device.
[0088]
Subsequently, an AC voltage was applied to the liquid crystal electro-optical device constituting the screen 5 to make the screen 5 in a scattering state, and the image data previously read and displayed on the liquid crystal electro-optical device 3 was displayed on the screen.
In the apparatus of the present embodiment, the object to be read by the imaging device 8 is not only a document on the screen 5 but also a subject existing on the front side of the screen 5, for example, an image displayed on the screen 5 by modifying the optical system. It is also possible to read the face of the viewer and display it on the screen at the next moment.
[0089]
Further, the position detecting means 6 may be provided on the screen 5.
Further, a black matrix surrounding the periphery of each pixel may be formed on the screen 5.
[0090]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a pen, a finger or the like instructs on the screen of the projection type liquid crystal electro-optical device, inputs information on the position on the screen, and displays the display contents of the liquid crystal electro-optical device. An information input / output device that can be changed can be provided.
[0091]
Further, according to the present invention, the display content of a display device that displays an image on a large-area screen large enough to be viewed by many people is changed by information directly input on the display surface. An information input / output device that allows the information to be input is provided.
[0092]
Further, the information input / output device can detect a position pointed by a pen or the like on the screen and display corresponding to the position without impairing the quality of an image projected on the screen.
[0093]
Further, it has become possible to read a document or a subject existing on the front side of the screen as image data.
[0094]
As described above, according to the present invention, it is possible to input information on a screen with the same feeling as writing a character or a picture on paper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a conceptual diagram of an information input / output device of the present invention.
FIG. 2 shows an example of another conceptual diagram of the information input / output device of the present invention.
FIG. 3 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor.
FIG. 4 illustrates a manufacturing process of a thin film transistor.
FIG. 5 shows a typical configuration of a position detecting means.
FIG. 6 is a conceptual diagram of a liquid crystal electro-optical device manufactured in an example.
FIG. 7 shows a configuration of a liquid crystal electro-optical device in an embodiment.
[Explanation of symbols]
1 body
2 Light source
3 Liquid crystal electro-optical device
4 Optical system
5 screen
6 Position detection means
7 Half mirror
8 Imaging device
201 substrate
222 pixel electrode
230 thin film transistor
301 substrate
302 Counter electrode
303 alignment film
304 liquid crystal material
501 Infrared source
502 Infrared sensor
700 transmitted light

Claims (5)

本体の内部に、表示装置と、スクリーンと、前記表示装置の画像を前記スクリーンに投射する第1の光学系と、撮像装置と、前記スクリーンからの光を前記撮像装置に入射する第2の光学系とを有し、
前記スクリーン上の光量が変化した位置を前記撮像装置で検出し、
前記撮像装置で検出した位置に対応する前記表示装置の画像の書き換えを行う投射型表示装置であって、
前記スクリーンは液晶電気光学装置でなり、
前記スクリーンを光が透過する状態に前記液晶電気光学装置を制御したときに、前記撮像装置により前記スクリーンの表示面側に存在する被写体から前記スクリーンの非表示面側に入射する光学画像の読み取りを行い、読み取った画像を本体の内部の前記表示装置に表示させ、
前記スクリーンを光が散乱する状態に前記液晶電気光学装置を制御することにより、前記読み取った画像を前記スクリーンに表示させ、
発光機能を有するペンにより前記スクリーン上の特定の位置に前記スクリーンの表示面側から非表示面側に光を入射して前記スクリーン上の特定の位置の光量を変化させ、
前記スクリーン上の光量が変化した位置を前記撮像装置で検出し、前記撮像装置で検出した位置に対応する前記表示装置の画像の書き換えを行うことを特徴とする投射型表示装置。
A display device, a screen, a first optical system that projects an image of the display device onto the screen, an imaging device, and a second optical device that emits light from the screen to the imaging device inside the main body. Having a system,
Detecting the position on the screen where the light amount has changed by the imaging device,
A projection display device that rewrites an image of the display device corresponding to a position detected by the imaging device,
The screen is a liquid crystal electro-optical device,
When controlling the liquid crystal electro-optical device in a state where light is transmitted through the screen, the imaging device reads an optical image incident on the non-display surface side of the screen from a subject present on the display surface side of the screen. Performed, the read image is displayed on the display device inside the main body,
By controlling the liquid crystal electro-optical device in a state where light is scattered on the screen, the read image is displayed on the screen,
A pen having a light-emitting function causes light to be incident on a specific position on the screen from a display surface side of the screen to a non-display surface side to change the amount of light at a specific position on the screen,
A projection display device, wherein a position on the screen at which the light amount changes is detected by the imaging device, and an image of the display device corresponding to the position detected by the imaging device is rewritten.
請求項1において、前記撮像装置は光導電素子であることを特徴とする投射型表示装置。2. The projection display device according to claim 1, wherein the imaging device is a photoconductive element. 請求項1において、前記撮像装置は電荷結合素子であることを特徴とする投射型表示装置。2. The projection display device according to claim 1, wherein the imaging device is a charge-coupled device. 請求項1乃至3のいずれか一において、前記表示装置はアクティブマトリクス型液晶表示装置と光源とを有することを特徴とする投射型表示装置。4. The projection display device according to claim 1, wherein the display device has an active matrix liquid crystal display device and a light source. 請求項1乃至4のいずれか一において、前記スクリーンにブラックマトリクスが設けられていることを特徴とする投射型表示装置。The projection type display device according to claim 1, wherein a black matrix is provided on the screen.
JP2002307761A 2002-10-23 2002-10-23 Projection display device Expired - Fee Related JP3545391B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002307761A JP3545391B2 (en) 2002-10-23 2002-10-23 Projection display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002307761A JP3545391B2 (en) 2002-10-23 2002-10-23 Projection display device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10562898A Division JP3652498B2 (en) 1998-03-31 1998-03-31 Projection display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003207848A JP2003207848A (en) 2003-07-25
JP3545391B2 true JP3545391B2 (en) 2004-07-21

Family

ID=27655748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002307761A Expired - Fee Related JP3545391B2 (en) 2002-10-23 2002-10-23 Projection display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3545391B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003595A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Sharp Corp Projection display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003207848A (en) 2003-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6628263B1 (en) Information input/output apparatus
CN101515099B (en) Electro-optical device and electronic apparatus
JP4539760B2 (en) Electronics
TWI312143B (en)
US20180067367A1 (en) Ltps display panel and manufacture method thereof
WO2012004922A1 (en) Liquid-crystal display system and method for controlling a liquid-crystal display system
JP5790256B2 (en) Electro-optical device, driving method of electro-optical device, electronic apparatus, projector
US9436043B2 (en) Array substrate and liquid crystal display panel
JP2019008200A (en) Electronic device
US7764254B2 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
WO2021031314A1 (en) Display panel, display device thereof, and mobile terminal
JP6741628B2 (en) Display device, electronic device, and method of driving display device
JP2010066537A (en) Electrooptical apparatus and electronic device
JP3545391B2 (en) Projection display device
JP3715178B2 (en) Rear type projector
JP3652498B2 (en) Projection display
JP2008134489A (en) Display device
JP2005128424A (en) Display apparatus
CN111258118A (en) Display substrate, control method thereof and display device
JP2009204899A (en) Electrooptical device, elecronic equipment and driving method of electrooptical device
CN217954879U (en) Liquid crystal display screen for medical CT machine
KR20030045455A (en) Liquid crystal display
JP2006267471A (en) Display device
KR20060110143A (en) Thin film transistor and liquid crystal display device having the same
CN220105950U (en) Display device and electronic equipment for realizing dual display

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040407

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees