JPS63316590A - 投射形デイスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、透過形平面ディスプレイを用いた、投射形デ
ィスプレイに関し、特にカラー表示をしく１） た時に、画質が低下しないような構造に関する。

〔従来の技術〕

液晶平面ディスプレイに背面から光を投射して拡大像を
スクリーン上に結像させる投射形ディスプレイがある。

第２図は従来の液晶平面ディスプレイの断面構造である
。

透明基板１１上に薄膜トランジスタ１２に接続して透明
電極１３が形成され、配向膜１４を介して液晶１５に接
している。−力士側は透明基板１６にカラーフィルタ１
７，１８．１９があり、透明電極２０および配向膜１４
を介して液晶１５に接している。カラーフィルタは、三
原色、赤１７、緑１８．青１９の三種類があり、その三
つで一つの画素を構成している。すなわち、二次元平面
内で色を三原色に分解し、人間の眼の分解能の悪さを利
用して、色を混合している。そのため、一つの画素を構
成するために三つの液晶セルを必要とすることから個々
の液晶セルが小さくなるという欠点がある。これは、画
素の数を多くして高精細のディスプレイを作る場合、ま
たは、投射形に用いる透過形平面ディスプレイ（スライ
ドでいえばフィルムに当る部分）を小形化する場合に、
特に個々の液晶セルが小さくなる。

第３図は、−画数の平面構造を示す。走査線２１と信号
線２２が交差しており、その交点の部分に薄膜トランジ
スタ２３があり、薄膜トランジスタ２３のソース領域に
接続して透明電極２４がある。配線２１．２２の中心の
点線に囲まれた領域を液晶セルの領域である。光が通過
する領域は、透明電極２４の領域であるから、液晶セル
領域の面積に対する透明電極２４の領域の面積比を開口
率と呼ぶ。開口率が大きくなれば、光を通過させる時の
光量が多くなるので、ディスプレイとしての光のコント
ラストが大きくなる。

透明電極２４の面積は、配線２１．２２の幅。

配線と透明電極との間隔、および薄膜トランジスタ２３
の面積で決まる。これらの寸法は、液晶セルの大小によ
らないため、液晶セルの面積が小さくなると開口率は小
さくなる。すなわち、液晶セルが小さい場合の第１の問
題点は、開口率が小さく３） くなリコントラストが悪くなることである。

薄膜トランジスタを用いて液晶ディスプレイを動作する
場合、ある一定周期で薄膜トランジスタ２４を駆動し、
透明電極２５に接する液晶領域に電荷を蓄積させ、次の
周期で薄膜トランジスタを駆動させるまで、保持させて
いる。その間に、薄膜トランジスタにリーク電流があれ
ば、蓄積された電荷の一部が逃げてしまう。透明電極２
５の面積が小さいと蓄積される電荷量が少なくなるため
、薄膜トランジスタのリーク電流が大きい場合には、蓄
積されている電荷量が減少し、保持しきれなくなる。す
なわち、液晶セルが小さい場合の第２の問題点は、電荷
を保持しきれず、画面がちらつくことが起りやすくなる
ことである。

複数のカラーフィルタを液晶ディスプレイ上に平面（２
次元）的に配置したものの例として、特公昭５４−１８
８８６号公報に記載のものが挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、カラー表示する場合に、従来の平面デ
ィスプレイでは、赤、緑、青の三原色を三つのセルに分
解し、すなわち平面的に分解していたので液晶セルの面
積が一画素の面積の１／３になり、開口率および蓄積電
荷量が少なくなり、表示画面のコントラストや、画面ち
らつき等、画質を低下させる問題があった。

本発明の目的は、投射形液晶ディスプレイにおいて、カ
ラー表示をしても画素となる液晶セルの面積を小さくさ
せず、画質を良好に保つことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は一画素を一液晶セルで構成し、投射する光（
光源の光）の色を時間によって変えて、すなわち、時間
的に分解することにより、カラー表示することにより、
達成される。

〔作用〕

本発明の手段は、平面液晶ディスプレイに投射する光の
色を、赤、緑、青の三原色に分け、その各々の単色光を
、人間の眼の時間に対する分解能より速い周波数で切り
代え、例えば、赤の光が投射されている間は、平面ディ
スプレイが赤の部分のみを作画させることである。この
ようにすれば画素自体は単色を考えた画素でよく、液晶
セルを一画素分の大きさにできることから、開口率を大
きくし、蓄積電荷量を大きくすることができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の投射ディスプレイの栂成図を示す。

１は白色光源であり、２はカラーフィルタである。カラ
ーフィルタ２は、赤、緑、青の三色が、ある一定幅で配
列しており、一定速度で回転することにより、透過光の
色が変わる。３は液晶平面ディスプレイであり、カラー
フィルタの入らないもので、一画素を一液晶セルで構成
している。平面ディスプレイ３を通過した光はレンズ系
４で集光され、スクリーン５の上に結像される。

平面ディスプレイの各液晶セルは、上から順々に新しい
画面に書き代えられていく。一方平面デイスプレイに投
射される光は、カラーフィルタの色のつなぎ目の移動に
従って、上から下に色が変わっていく。この色のつなぎ
目の移動に同期して、平面ディスプレイの画面を書き代
えていけば、常に投射される光の色に対応して、新しい
色の像をディスプレイ上に書き代えていけば、各々の色
に対応した画面が、常にディスプレイ上に表示すること
ができる。

しかし、光源が完全な点光源でない場合は、光源の色は
、完全に分離されず、つなぎ目付近では色が混合するこ
ともありうる。その場合には、フィルタの色のつなぎ目
部分に黒色の光を完く通過させない細い帯状の領域を設
けておき、黒色の部分が通過する時間に同期させて、画
面を書き代えておけば、色が混合することなく、さらに
コントラストの良い画面を結像させることができる。

また、一つの単色が投射されている間に、１回の画面書
き代えでなく、多数回の平面ディスプレイの書き代えで
あっても良い。

人間の眼の時間に対する分解能はあまり速くないので、
色の切り替えは、比較的ゆっくりしていてもよい。一方
平面デイスプレイの方は、構成する液晶セルの数は、従
来の構成に比較して１／３になるので、書き替えの周期
は速くできる。従つて書き替え数回に対して、色の書き
替えを１回することにより、より鮮明な画面を作ること
ができる。

またカラーフィルタ２を、単なるカラーフィルタでなく
、カラー偏光板で形成すれば、平面ディスプレイにつけ
る偏光板を一枚ぬくことができ、透過光量を増加するこ
ともできる。

本実施例では、カラーフィルタ２を回転円板で示したが
、フィルム状のフィルタを無限軌道状に回転すること、
三個の単色光源を回転させること、分光用プリズム、ミ
ラー等を回転させること、光源自体の発光波長を切り替
えること等で同等の効果を出すことができる。

また平面ディスプレイも、薄膜トランジスタで駆動する
液晶ディスプレイで示したが、何らかの光シヤツタ効果
を利用した単色の透過形ディスプレイを使用することが
できる。

また、投射形ディスプレイの場合、投射光量が大きくな
るため、光吸収による透過形平面ディスプレイの温度上
昇が問題になる。本実施例では、フィルタを前段（透過
形平面ディスプレイに対して光源側）に設けており、フ
ィルタでも光（主として赤外線）が吸収されるため、平
面ディスプレイでの吸収量が低減し、温度上昇を低減で
きる。

またフィルタ板を回転させる方式を採る場合には、フィ
ルタ板の周辺に羽根を設けておけば、風が送られ平面デ
ィスプレイを空冷することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各単色光に対する透過光量を増加させ
ることができる。

従来方式の透過光量＝光源の光量 Ｘ偏光板、液晶の吸収率 Ｘカラーフィルタの吸収率 Ｘｉ／３　（画素の分割数） Ｘ開口率 本発明の透過光量＝光源の光量 ×偏光板、液晶の吸収率 Ｘカラーフィルタの吸収率 Ｘｉ／３　（時間の分割数） Ｘ開口率 となる。この場合、最後の開口率が異なる。従来方式の
場合、１画素を３つの液晶セルに分解するため、各々の
液晶セルを取り囲むように配線領域を必要とするのに対
し、本発明の場合は、一画素を一液晶セルで構成するた
め、１個の液晶セルを取り囲むように配線領域をとれば
よく、中心の透明電極の面積を大きくできる。

同様に透明電極の面積を大きくとれることから蓄積電荷
量を大きくでき、薄膜トランジスタのリーク電流の影響
を受けにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す構成図である。第２図は従来のカ
ラー表示する液晶ディスプレイの断面図、第３図はその
平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透過形平面ディスプレイに光源からの光を当て、レ
   ンズ系で集光し、スクリーン上に結像させる投射形ディ
   スプレイにおいて、上記平面ディスプレイはモノクロ表
   示用のものとし、光源から投射される光の色を、人間の
   眼の分解能より速い周期で光の三原色に切り替えること
   を特徴とする投射形ディスプレイ。 ２、請求範囲第１項の投射形ディスプレイにおいて、投
   射される色の切り替えが、平面ディスプレイの上から下
   に移動するようにし、それに同期させて、平面ディスプ
   レイ上の画を書き替えることを特徴とする投射形ディス
   プレイ。