KR940000589B1 - 투사형 영상 표시장치 - Google Patents

투사형 영상 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR940000589B1
KR940000589B1 KR1019900010988A KR900010988A KR940000589B1 KR 940000589 B1 KR940000589 B1 KR 940000589B1 KR 1019900010988 A KR1019900010988 A KR 1019900010988A KR 900010988 A KR900010988 A KR 900010988A KR 940000589 B1 KR940000589 B1 KR 940000589B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
light
microlens array
display
projection
Prior art date
Application number
KR1019900010988A
Other languages
English (en)
Other versions
KR910003553A (ko
Inventor
하마다 히로시
후나다 후미아끼
Original Assignee
샤프 가부시끼가이샤
쓰지 하루오
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16210890&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR940000589(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 샤프 가부시끼가이샤, 쓰지 하루오 filed Critical 샤프 가부시끼가이샤
Publication of KR910003553A publication Critical patent/KR910003553A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR940000589B1 publication Critical patent/KR940000589B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00Illuminated signs; Luminous advertising
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0037Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/208Homogenising, shaping of the illumination light
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
    • H04N5/7441Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

투사형 영상 표시장치
제1도는 단일판 시스템의 본 발명에 따른 투사형 영상표시장치에 통합된 광 시스템을 표시하는 선도.
제2도는 본 발명의 집중수단으로서 사용가능한 마이크로렌즈 어레이를 표시하는 사시도.
제3도와 제4도는 각각 마이크로렌즈 어레이와 공동으로 사용되는 액정표시소자를 표시하는 평면도.
제5도는 본 발명의 집중수단으로서 사용가능한 수정체렌즈를 표시하는 사시도.
제6도는 제5도의 수정체렌즈와 공동으로 사용되는 액정표시장치를 표시하는 약평면도.
제7도는 표시장치와 마이크로렌즈 어레이의 복합층을 표시하는 단면도.
제8도는 가열될때 제7도의 복합층을 표시하는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 반사경 5 : 콘덴서렌즈
6 : 투사렌즈 7 : 투사스크린
2 : 마이크로렌즈 어레이 3 : 광원
10 : 프라이아이렌즈 11 : 전극
15 : 박막트렌지스터 (FTFT) 8 : 마이크로렌즈
9 : 기판 16 : 수정체렌즈
본 발명은 일반적으로 표시장치에 관한 것이고, 특히 칼라 영상이 매트릭스로 배열된 다중화소로 구성되는 액정표시장치와 같은 투과성 표시장치에서 렌즈를 통하여 투사칼라 영상을 표시하는 투사형 표시장치에 관한 것이다.
이 형의 표시장치는 대형 스크린 투사 TV(텔레비젼), 정보표시시스템등에 특히 적용가능하다.
본 발명에서 사용되는 표시장치는 그들자체 광을 이미트하지 않는 형이나, 그러나 그의 투과성은 광원에서 광의 휘도를 변조함으로서 영상 그리고/또는 문자를 표시하도록 구동신호에 응답으로 변화한다.
전기크로믹(electro-chromic), PLZT와 같은 투광성 시라믹을 사용하는 표시단위를 포함하고, 그중 액정표시장치가 포켓트형 TV와 워드 프로세서에 가장 넓게 사용되고 있다.
보기와 같이 액정표시판을 가지고, 본 발명의 배경을 설명한다.
일반적으로 불리우는“매트릭스형 액정표시장치”는 영상 그리고/또는 문자를 만들어 내도록 액정의 광 특성을 변화하게 구동전압에 의해 개별적으로 구동되는 매트릭스로 배열된 화소를 포함한다.
구동전압이 여러가지 수단, 예를들면 단일 매트릭스 시스템 또는 바람직하게 MIM(metal-insulating layer-metal) 또는 TFT(박막트랜지스터)와 같은 3-터미널 스위칭소자와 같은 비라이너 2-터미널 소자가 각 화소를 위해 배치되는 액티브 매트릭스 시스템에 의해 개별화소에 인가될 수가 있다.
본 발명은 이러한 시스템중의 어느 하나에 적용될 수가 있고 그러나, 가장 큰 효과는 액티브 매트릭스 시스템에 이것이 적용될때 성취된다.
투광성형 표시소자가 관찰될 수 있는 적어도 2개 방법이 있다.
하나는 직접 표시판을 관찰하는 것이고, 그리고 다른 하나는 렌즈를 통하여 투사된 확대영상을 관찰하는 것이다. 투사형은 2개 카테고리로 분류되고, 하나는 원색(적 ·녹·청)의 모자익 칼라필터로 장치된 단일 액정표시판을 사용하는 것이고 그리고 또다른 하나는 혹백영상을 표시하는 3개 액정포시판을 사용하는 것이다.
문자 투사 시스템에 있어서는 각 표시판은 원색의 광에 의해 발광되고, 그리고 발광의 칼라에 대응하는 흑·백의 영상을 표시하는 것에 의해 원색의 영상을 만들어낸다.
원색의 3개 영상을 구성하기 위해 스크린상에 개별적으로 영상을 투사하고 그리고 거기에 그들을 구성하는 것이 한가지 방법이고, 그리고 또 다른 방법은 색선별 울에 의해 그들을 구성하고 그리고 그 구성된 영상을 사용에 공통 루사렌즈를 통하여 투사하는 것이다.
상기 단일판 시스템은 특개소 49-74438(공고 54-18886)에 개지되었다.
이 선행기술은 박막트랜지스터가 개별적으로 화소를 제어하는 것을 개지하고, 그리고 한 영상이 모자익의 원색의 필터로 장치된 칼라액정표시판을 통하여 투사되고 그리고 관찰된다.
3개 액정표시판의 사용이 특개소 60-179723에 개지되었다 .
액티브 매트릭스 액정표시 (LCD)는 MIM(metal-insulating layer-metal) 또는 각 화소를 위해 배치된 TFT(박막트랜지스터)와 같은 3-터미널 스위칭소자와 같은 비라이너 2-터미널 소자를 구동하도록 화소사이의 신호선을 사용해야 한다.
신호선의 양식은 공간을 요구하나, 그러나 그 허용된 공간은 전기성능과 제조편의의 관점에서 제한된다.
화소피치가 과도하게 최소하게 되면, 개구비(각 화소 또는 총영역에 광의 통과를 허용하는 영역에 의해 지배되는 효과적인 개방의 비율)가 축소된다.
화소와는 다른 영역에의 일부의 입사광선 표시신호에 의해 변조에 의존되지 않고, 그리고 이 부분의 광선은 정상적은 혹색모드(전체가 액정층에 적용되지 않을때 광선은 통과가 거의 되지 않은 모드)에서만 표시하기 위해 설계된 표시소자를 통하여 통과하지 않는다.
이 부분의 광선이 정상적인 백색모드(전계가 액정표시판에 적용되지 않을때 광선이 통과하게 하는 모드)에서만 표시하기 위해 설계된 표시판을 통하여 통과될때, 영상을 통한 색농도의 대비는 증가된 흑색레벨 때문에 축소된다.
빈약한 대비를 피하기 위해, 화소와는 다른 영역은 영상의 표시에 기여하지 않는 광을 흡수하거나 또는 반사하도록 마스크된다.
어느한 경우에 있어서도, 영상은 표시소자를 통하여 축소된 개구 때문에 검게 된다.
이 결점이 직접 관찰형 또는 투사형에서도 동일하다.
대부분의 종래 영사기와 스라이트 투사기의 경우에는 투사형 액정표시장치는 코러(Kohler)의 발광을 사용한다. 이 발광을 사용하기 위해, 광 시스템은 콘덴서렌즈 (condensing lens)를 통하여 광원의 영상이 투사 렌즈의 지름을 최소화되게 투사렌즈를 만들어 내도록 구성된다.
이러한 광 시스템하에서 각 화소를 위한 마이크로렌즈를 가지는 마이크로렌즈 어레이가 사용되면 표시장치에 들어온 광선은 각 화소영역에서 집중되고 그리고 표시신호에 응답으로 변조되나, 그러나 표시 영역을 통하여 통과한 후 그들은 마이크로렌즈의 개구수(NA)에 의지하는 각에서 발산한다.
이 각이 과도하게 클때, 표시소자를 통하여 통과하는 일부 광선은 투사렌즈의 입구에 들어오지 않고 그것에 의해 암흑영상으로 귀착한다.
개구수(NA)는 NA=R/f=1/2f……… (1)
에 의해 표시된다.
R은 마이크로렌즈의 반지름이고 그리고 f는 마이크로렌즈의 촛점길이이고, 그리고 F는 마이크로렌즈의 F번호이다.
특개소 60-262131은 표시장치의 각 측면에 배치된 한쌍의 마이크로렌즈 어레이를 공개한다.
제1마이크로렌즈 어레이는 거기의 화소영역에서 표시장치에 들어가는 광을 집중하고 제2마이크로렌즈 어레이는 마이크로렌즈 어레이의 병렬광에 표시판을 통하여 통과하는 발산광을 변환하고 그 광은 개구수에 의해 결정된 각에서 발산한다.
이 장치는 표시장치와 마이크로렌즈 어레이의 정밀한 정렬을 요구한다.
더욱, 표시장치를 통하여 통과하는 광은 마이크로렌즈 어레이의 가능한 수차 때문에 병렬광속으로 변환하기가 곤란하다.
게다가, 인터페이스의 증가된 수는 반사손과 광의 산란을 발생하기 쉽다.
선행기술의 상기 논의된 것과 많은 다른 결점과 결함을 능가하는 본 발명의 투사형 표시장치는 광원, 많은 화소를 가지는 투광성 표시장치, 하나 또는 그 이상의 화소에 대응하는 광선을 집중하는 광 집중수단, 스크린상에 표시소자에 의해 표시되는 영상을 투사하도록 표시소자의 뒤쪽에 배치된 투사렌즈 그리고 집중 수단의 그것보다도 더 큰 개구수를 가지는 투사렌즈를 포함한다
또 다른 실시예에서는 집중수단은 마이크로렌즈 어레이와 콘덴싱렌즈를 포함한다.
더욱 다른 실시예에서는 집중수단은 마이크로렌즈 어레이와 콘덴싱렌즈를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 마이크로렌즈 어레이는 마이크로렌즈 어레이가 만들어지는 재료와 100에서 2000CPS의 점성도의 것에 0.1의 차이범위내에서 가까운 굴절율을 가지는 물질에서 선택된 접착제로 표시소자에 접착된다. 이리하여 여기에서 설명된 발명은 최소손실로 효과적으로 표시장치에 입사광을 투사할 수 있는 투사형 표시장치를 제공하고 그것에 의해 영상의 휘도를 향상하고(1), 그 용이하게 경제적 생산을 할 수 있는(2) 목적을 가능하게 한다.
[실시예]
제1도를 참조하여, 액정층의 유리시트와 같은 한쌍의 투과성층 또는 기판(la)과, 화소영역(1b), 그리고 그곳 사이의 광차폐영역(1c)을 가지는 액정표시판 또는 장치(1) (이후, 표시장치로 한다)가 제공된다.
화소영역(1b)은 한쌍의 투과성 전극으로 구성되고, 고리고 광차폐영역(Ic)은 전기신호를 투과성 전극에 전송하는 금속콘닥터를 포함한다.
표시장치(1)의 영역은 75mm의 다이어고널, 190㎛(가로)와 161㎛(가로)의 화소피치를 가진다.
화소영역(Ib)은 30% 개구비율 가진 104㎛(세로)×88㎛(가로)의 영역을 가진다.
각 기판(la)은 1.53의 굴절율(n)과 1.1mm의 두께를 가진다.
액정은 표시장치 꼬인 네마틱모드에서 작동되고 그러나 액정표시의 다른 모드도 또한 이용되어진다.
편광이 부가적으로 사용될 수 있다.
이 경우에는 편광은 표시장치(1)에 접착될 수 있으나 그러나 높은 휘도를 가지는 광원하에서 온도상승 예상에는 표시장치(1)에 편광의 직접 접촉은 추천할 수 없다.
편광은 편광특성에 영향을 주기 쉬운 물질이 없는 것을 제공한 표시장치와 광원사이에 위치할 수가 있다.
예를들면, 마이크로렌즈는 그들 사이에 삽입될 수가 있다.
참조번호 2는 볼록렌즈로서 기능을 하는 마이크로렌즈 어레이를 표시한다.
마이크로렌즈 어레이(2)는 볼록렌즈로서 각각 기능하는 많은 마이크로렌즈(8)를 포함한다.
마이크로렌즈 어레이는 복안렌즈와 수정체렌즈를 포함하고 그리고 그것은 아래에서 설명된다.
마이크로렌즈의 피치는 표시소자(1)에서의 그러한 화소에 대응하고, 그리고 각 마이크로렌즈는 160㎛의 지름과 기판(1a)의 두께에 동일한 촛점길이(공기중에서는 1 1/1.53=0.72mm)를 가진다.
따라서 마이크로렌즈의 개구수(NA)는 80/720=1/9이다.
마이크로렌즈 어레이(2)는 화소(1b)에 대응하는 그러한 방법으로 투명접착제로 표시소자(1)에 접착된다.
예를들면, 백색광원(3)은 하로겐 램프, 금속하라이드(halaide)램프, 크세논 램프등으로 제공된다.
광원의 대향 방향으로 광을 반사하기 위해 설계된 반사경 (4), 콘덴서렌즈(5), 투사렌즈(6) 그리고 투사스크린 (7)이 제공된다.
광원에서의 광은 반사경(4)과 큰덴서렌즈(5)를 통하여 투사렌즈(6)에 향하여 전진하도록 집중된다.
광속은 제1도에 표시한 것과 같이 마이크로렌즈 어레이(2)를 통하여 집중되고, 그리고 화소영역(1b)을 통하여 통과하고 그리고 그것에 의해 휘도가 화소신호전압의 인가에 응답으로 변조된다.
그리고나서, 광은 투사렌즈(6)를 통하여 스크린(7)상에 투사된다.
제1도에서 표시된 실시예에서는 킬러(kohler)발광이 사용되어, 그것에 의해 투사렌즈(6)의 센터를 향해 전진하기 위해 마이크로렌즈의 센터를 통하여 통과하는 광에 능력을 준다.
콘덴서렌즈(5)를 위해 180mm의 촛점길이 (f)를 가지는 한쌍의 플랫(flat)볼록렌즈는 서로 직면하는 각 볼록면으로 사용된다.
제1도에 있어, 마이크로렌즈 어레이(2)가 사용되지 않고 그리고 광원(3)이 표시한 것과 같이 왼쪽렌즈의 입사광측으로 향하여 위치되면, 광원의 영상은 오른쪽 초점에서 형성된다.
제1도에 표시소자(1)가 콘덴서렌즈(5)에서 오른쪽으로 10mm 떨어져 위치하면 전원(8)과 표시소자(1)사이의 거리는 170mm가 된다.
이러한 위치에서 마이크로렌즈 어레이 (2)가 제1도에 표시된 장소에 위치되면 마이크로렌즈 어레이 (2)의 뒤쪽(오른쪽에) 170mm 사실상 광원의 배치에 실질적으로 동일하다.
이러한 경우에 있어서 마이크로렌즈 어레이 (2)를 통한 집중된 광원의 영상이 다음 방법으로 결정된 장소에 형성된다.
렌즈의 식에서 1/f=1/a+1/b
a=-170mm 그리고 f=0.72mn이 식에 표시되고,
그러면,
b= 1/ (1/0.72+1/170) =0.717mm
계산에서 분명한 것과 같이, 콘덴서렌즈(5)의 촛점길이는 마이크로렌즈의 그것보다 더 크므로, 마이크로렌즈를 통한 광원의 영상은 마이크로렌즈의 촛점에 형성되는 것을 생각할 수 있다.
광원의 영상은 사이즈에 있어 기하학적으로 오그라진다(아이크로렌즈(2)의 촛점길이/콘덴싱렌즈(5)의 촛점 길이 ) .
이 예에서 그 사이즈는 0.72/180으로 축소된다.
광원(3)이 지름에 있어 10mm의 발광영역을 가지면 광원의 축소된 영상은 지름에서 40mm가 될 것이고 그리고 그것은 거기를 통하여 통과하기 위해 마이크로렌즈에 모든 광선이 들어오게 하도록 화소영역(1b)보다 더 작다.
화소영역(1b)을 통하여 통과하는 광선은 각 마이크로렌즈의 센터를 통하여 통과하는 광선주변 tanθ≤± 1/9의 각도범위내에서 원뿔형으로 분산하고 그리고 투사렌즈(6)를 향하여 전진한다.
표시소자(1)와 투사렌즈(6) 사이의 거리는
L=fP(1+1/m)…………………………………………………………(2)
에 의해 제공된다.
fP는 투사렌즈(6)의 촛점길이이고 그리고 m은 투사의 확대율이다.
투사렌즈(6)의 촛점길이(fp)가 150mm이고, 그리고 그 확대율이 5 : 30인 경우, L은 155와 180mm 사이의 범위에 있게 된다.
L이 180mm와 동일할때, 표시소자를 통하여 통과하는 광선은 투사렌즈(6)에서 20mm의 반지름을 가지는 사이클 범위내에서 발산한다.
투광렌즈(6)가 40mm 또는 그 이상의 지름의 입구를 가지면 표시장치(1)를 통하여 통과하는 모든 광선은 잡힐 수가 있다.
투사렌즈(6)가 20/150=1/7.5의 개구수(NA)를 가지기 때문에 그것은 마이크로렌즈의 개구수(NA)보다 20% 더 커진다.
마이크로렌즈(2)의 개구수(NA)가 바람직하게 20%로 투사렌즈(6) 또는 중금속이온의 그것보다 더 크다는 상태를 만족하는 것은 본질적인 것이다.
마이크로렌즈 어레이(2)는 적당한 마스크(표시되지 않음)를 통하여 선택적으로 거기에서 기판(9)의 굴절율을 그러한 재료를 확산할 수 있게 만들어지는 마이크로렌즈 (8)를 굴절율을 만들어지는 마이크로렌즈(8)를 포함한다.
각 마이크로렌즈(8)는 반구면이고 그리고 높은 굴절율 영역을 가진다.
알카리성이온 또는 중금속 이온물질은 기판(9)이 유리일때 사용될 수가 있고, 그리고 기판(9)이 합성수지로 만들어질때, 이 분자 분극률을 가지는 유기분자가 사용될 수가 있다.
제2도는 투광성 물질로 만들어지고 그리고 많은 볼록부면을 가지는 프라이아이 (fly eye)렌즈(10)의 형성에 있어서 집중수단의 또 다른 보기를 표시한다.
이러한 프라이아이렌즈(10)에서는 각 렌즈는 화소영역에 대응한다.
마이크로렌즈 어레이(2)와 프라이아이렌즈(10)는 제3도에 표시한 표시장치와 공동으로 사용된다.
이 표시소자는 화소영역을 형성하는 투명전극(11)을 가진다. 전극(11)은 금속콘닥터(12,13)에서의 전기신호에 응답하여 박막트랜지스터(TFT) (15)에 의해 온으로 스위치되고, 그것에 의해 투명전극(11) (화소영역 1b)에 인접하는 액정을 활성화 한다.
제4도는 각 화소(1b)가 복수의 전극(11)을 포함하는 다른 보기를 표시한다.
이 보기에서 마이크로렌즈(8)와 프라이아이렌즈(10) (제2도)의 렌즈는 각 전극(11)에 쌍으로 배치될 수 있다
제5도는 수정체렌즈(16)가 집중수단으로서 사용되는 보기를 표시한다.
이 수정체렌즈(16)는 제5도에 표시된 것과 같이 한쪽에 볼록부면을 가지고, 그러한 화소로서 같은 피치에 또는 그들의 피치에 두번 배열되고, 그리고 1방향에서만 광을 집중한다.
수정체렌즈(16)는 제6도에 표시된 표시장치와 공동으로 사용될 수가 있다.
이 표시장치는 금속콘닥터(13) 사이의 화소영역(1b)을 형성하는 전극(11)이 갖추어져 있다.
전극(11)은 비라이너소자를 통하여 온으로 스위치된다.
수정체렌즈(16)의 렌즈는 각 화소영역 (1b)에 배열된다.
마이크로렌즈 어레이(2)가 제1도에 표시된 것과 같이 사용될때, 표시영상의 휘도는 이중으로 된 것을 실험이 증명하였다.
실험은 또한 투사렌즈(6)의 반지름이 20mm 이하이고 휘도는 반지름을 따라 변화한 것을 증명하였으나, 그러나 그것이 20mm 이상일때는 그 휘도는 반지름의 변화에 불구하고 일정하였다.
본 발명은 쾰러(kohler)의 발광하에서 적용가능하고 그러나 비판적인 발광과 테레센트릭(telecentric)시스템과 같은 다른 발광하에서도 역시 적용가능하였다.
본 발명은 단일 표시판 시스템뿐만 아니라 3개 표시판에도 역시 적용가능하다.
접착제가 형편없게 거기의 광특성에 영향을 주기 때문에 액정소자(1)에 마이크로렌즈 어레이 (2)를 접착하는데에는 어려움이 있다.
게다가, 접착제는 그것에 의해 총두께를 증가하는 층을 형성한다.
두께의 변화는 형편없게 각 구성부분의 촛점길이의 고정에 영향을 주고, 그리고 불필요한 반사와 확산을 일으킨다.
제7도와 제8도를 참조하여, 액정판 또는 소자(1)는 봉합재료(27)에 의해 봉합된 액정을 포함하는 내부층(la)과 외부층(la')을 포함한다.
접착제는 마이크로렌즈 어레이가 만들어지는 유리의 그것과 그리고 100에서 2000cps의 점성도에 가까운 굴절율(1.4에서 1.6까지)을 가지는 물질에서 선택된다.
예를들면 아크릴 또 에폭시수지로 만든 감광수지이다(Threebond 회사제 AVR-100 Sonychemical사제 UV-1003, 그리고 Norlnad사제 NOA-61.63.65) 이러한 접착제는 자외선에 노출로 굳어지는 경향이 있으나, 그러나 그들대신에 열경화수지가 사용될 수가 있다.
접착제는 10에서 100㎛의 두께로 액정소자(1)에 피복된다.
접착제 피복이 두꺼울때, 더욱 강화된 램프 숙성시간을 짧게 하도록 사용될 수가 있다.
예를들면, 피복이 100㎛ 두께일때, 6cm의 높이에서 250W의 고압수은등이 어떠한 문제도 발생함이 없이 사용될 수가 있고, 그리고 작동도 20초내에 종료될 수가 있다.
참조번호(23)는 평탄표면을 유지하도록 접착층에서 함유된 스페이서를 표시한다.
스페이서는 10에서 100㎛까지의 지름과 그리고 1.4에서 1.6까지의 굴절율, 그리고 접착제의 아래에 있게 되는 것과 같은 탄성을 가지는 프라스틱보올이다.
바람직하게 몇개의 부분은 1㎣마다 가해진다.
참조번호 25는 액정판(1)과 마이크로렌즈 어레이(2) 사이의 접착이 유지되는 접착층의 압출된 부분을 표시 한다.
제8도는 액정판(1)과 마이크로렌즈 어레이(2)가 그들이 가열될때 만곡되나, 그러나 스페이서(23)와 접착층(24)은 똑같이 만곡되어, 그것에 의해 분리되는 내부층 (la)과 마이크로렌즈 어레이(2)를 방지한다.
실험이 소다-석회유리의 마이크로렌즈 어레이 (2)와 내부충(la)이 100㎛의 접착층(24)에 의해 접착된 것을 증명했다.
투광성이 400에서 700mm에 검사되었다.
반사에 의해 발생된 손실은 0.1% 이하였고, 그리고 스페이서(23)의 존재에 기인하는 광의 실질적인 산란도 식별되지 않았다.
스페이서가 사용되지 않았을때, 내부층(la)과 마이크로렌즈 어레이(2)는 가열온도가 l00℃ 이하이면 분리되었다.
대비에 있어 30㎛의 스페이서(3)가 사용되었을때, 분리는 150℃의 온도에서는 발생하지 않았다.
게다가, 내부층(la)과 마이크로렌즈 어레이 단위는 25℃와 80℃(100사이클) 사이에서 열충격 테스트를 억제하였다.
마이크로렌즈 어레이(2)는 다음과 같은 방법에 의해 만들어질 수 있다.
(1) 금속주형 합성수지재료 또는 유리를 마이크로렌즈 어레이로 형성하기 위해 사용되는 주형법.
(2) 아이크로렌즈 어레이에서의 볼록렌즈가 감광수지의 일정한 형이 마이크로렌즈 어레이에 대응하는 패턴에서 광에 노출되고, 비반응 감광수지가 비노출 영역에서 노출영역에 이동하고 그리고 노출 영역이 볼록렌즈를 형성하기 위해 팽창하는 현상을 이용하는 것에 의해 형성되는 방법.
(3) 마이크로렌즈 어레이에서의 볼록렌즈가 마이크로렌즈 어레이에 대웅하는 판 형상에서 열가소성 수지를 패턴하기 위해 알려진 포토리소그래픽 기술을 사용하여 형성되고, 그리고나서 분산성을 주고 그리고 표면장력에 의해 반구면을 발생하기 위해 그의 연화점 이상의 온도에 수지를 가열하는 방법
(4) 마이크로렌즈 어레이에서의 볼록렌즈가 근접노출에서 사용되는 마스크의 단부에서 감광두지상에 전환영상의 불분명한 것에 따라 광반응 재료의 량을 분배하고 감광수지상에 근접노출을 실행하는 것에 의해 형성되는 방법.
(5) 마이크로렌즈 어레이에 동등한 구성이 광의 휘도에 대응하는 굴절율을 형성하기 위해 감광수지상에 휘도분배의 광을 조사하는 것에 의해 얻게 되는 방법.
(6) 마이크로렌즈 어레이에 동등한 구성이 유리나 또는 선택이온교환기술을 사용하는 다른 투명기판상에 굴절율 분배를 형성하는 것에 의해 얻게되는 방법.
(7) 마이크로렌즈 어레이에서의 볼록렌즈는 광이 감광유리에 적용될때 결정화를 수반하는 수출을 이용하는 것에 의해 형성되는 방법.
각종 다른 변형은 이 발명의 범위와 정신에 이탈함이 없이 기술에 익숙한 그러한 사람들에게는 명백하고 그리고 그들에 의해 즉시 만들게 될 수가 있는 것이 이해된다.
따라서, 여기에 첨부된 청구범위는 여기에서 설명한 것에 한정된다는 것을 의도하지 않았고, 그러나 그 청구범위는 이 발명이 속하는 기술에 익숙한 사람들에 의해 동등한 것으로 취급되는 모든 특성을 포함하여 본 발명에 존재하는 특허가능 신규성의 특징 모두를 망나하는 것으로 해석된다.

Claims (4)

  1. 광원과 많은 화소를 가지는 투광성 표시장치와 화소의 1 또는 그 이상에 대응하는 광의 광선을 집중하는 광 집중수단과, 스크린상에 표시장치에 의해 표시되는 영상을 투사하도록 표시장치의 뒤쪽에 배치된 투사렌즈와, 집중수단의 그것보다 더욱 많은 개구수를 가지는 투사렌즈로 구성되는 투사형 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서 집중수단은 아이크로렌즈 어레이를 포함하는 투사형 영상표시장치.
  3. 제1항에 있어서 집중수단은 마이크로렌즈 어레이와 콘덴서렌즈를 포함하는 투사형 영상표시장치.
  4. 제2항에 있어서 마이크로렌즈 어레이는 마이크로렌즈 어레이가 만들어진 재료의 그것에 대략 0.1의차이 범위내의 굴절율을 가지는 물질에서 선택된 접착제에 의해 표시장치에 접착된 투사형 영상표시장치.
KR1019900010988A 1989-07-19 1990-07-19 투사형 영상 표시장치 KR940000589B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-187714 1989-07-19
JP1187714A JP2815910B2 (ja) 1989-07-19 1989-07-19 投影形画像表示装置
JP89-187714 1989-07-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR910003553A KR910003553A (ko) 1991-02-27
KR940000589B1 true KR940000589B1 (ko) 1994-01-26

Family

ID=16210890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900010988A KR940000589B1 (ko) 1989-07-19 1990-07-19 투사형 영상 표시장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5056912A (ko)
EP (1) EP0409619B1 (ko)
JP (1) JP2815910B2 (ko)
KR (1) KR940000589B1 (ko)
DE (1) DE69022505T2 (ko)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000590B1 (ko) * 1989-07-19 1994-01-26 샤프 가부시끼가이샤 영상표시장치
US5187599A (en) * 1990-02-01 1993-02-16 Sharp Kabushiki Kaisha Display including two microlens arrays with unequal focal lengths and congruent focal points
US5396304A (en) * 1990-12-31 1995-03-07 Kopin Corporation Slide projector mountable light valve display
US5317436A (en) * 1990-12-31 1994-05-31 Kopin Corporation A slide assembly for projector with active matrix moveably mounted to housing
US5666175A (en) * 1990-12-31 1997-09-09 Kopin Corporation Optical systems for displays
JP2831510B2 (ja) * 1991-03-14 1998-12-02 株式会社日立製作所 液晶表示素子及びこれを用いた液晶表示装置
EP0507599B1 (en) * 1991-04-03 1997-10-15 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus for assembling an optical device
US5299289A (en) * 1991-06-11 1994-03-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer dispersed liquid crystal panel with diffraction grating
JPH0527114A (ja) * 1991-07-25 1993-02-05 Sharp Corp 有機カラーフイルタアレイの製造方法ならびに投影形カラー液晶表示装置
EP0534426B1 (en) * 1991-09-26 1997-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal display panel and projector utilizing the same
JPH05341269A (ja) * 1992-06-05 1993-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd ライトバルブ装置および該装置を用いた表示装置
JPH06102509A (ja) * 1992-06-17 1994-04-15 Xerox Corp 光カップリング・レンズアレイ付きフルカラー表示装置
JP2528420B2 (ja) * 1992-07-02 1996-08-28 信号電材株式会社 信号灯の外光反射防止装置
US5689315A (en) * 1992-07-15 1997-11-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light valve apparatus which is employed in a projection display system and in a view-finder system
JP3207022B2 (ja) * 1992-11-24 2001-09-10 株式会社日立製作所 投射型表示装置用光源、照明装置および液晶投射型表示装置
US5583396A (en) * 1993-03-18 1996-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical device with metal halide discharge lamp having enhanced starting property
US5706062A (en) * 1993-06-20 1998-01-06 Unic View Ltd. Projector system including keystone correction
US5617152A (en) * 1993-06-20 1997-04-01 Unic View Ltd. Projector system for video and computer generated information
US5398125A (en) * 1993-11-10 1995-03-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Liquid crystal projection panel having microlens arrays, on each side of the liquid crystal, with a focus beyond the liquid crystal
KR0131570B1 (ko) * 1993-11-30 1998-04-16 배순훈 투사형 화상표시 장치의 광로 조절 장치구조
JPH07225303A (ja) * 1993-12-16 1995-08-22 Sharp Corp マイクロレンズ基板及びそれを用いた液晶表示素子ならびに液晶プロジェクタ装置
JP3344635B2 (ja) * 1993-12-27 2002-11-11 シャープ株式会社 カラー液晶表示装置
US5664859A (en) * 1994-01-03 1997-09-09 Kopin Corporation Projection display docking system
KR100220673B1 (ko) * 1994-01-18 1999-09-15 전주범 투사형 화상 표시장치
US5806950A (en) * 1994-06-03 1998-09-15 Kopin Corporation Compact high resolution light valve projector
US5550604A (en) * 1994-06-03 1996-08-27 Kopin Corporation Compact high resolution light valve projector
US6545653B1 (en) * 1994-07-14 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and device for displaying image signals and viewfinder
US5630659A (en) * 1994-09-28 1997-05-20 Kopin Corporation Compact high resolution light valve projector
US5719706A (en) * 1995-03-15 1998-02-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illuminating apparatus, projection lens, and display apparatus including the illumination apparatus and the projection lens
US5576599A (en) * 1995-06-07 1996-11-19 Hughes Aircraft Company Low EMI high intensity discharge RF driven lamp
JPH0990337A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Sharp Corp 透過型液晶表示装置
US6124974A (en) * 1996-01-26 2000-09-26 Proxemics Lenslet array systems and methods
US5973844A (en) * 1996-01-26 1999-10-26 Proxemics Lenslet array systems and methods
JPH09230321A (ja) * 1996-02-20 1997-09-05 Denso Corp カラー液晶表示装置
US5836096A (en) * 1996-03-04 1998-11-17 Brauer; William R. Apparatus for illuminating medical diagnostic imaging film with enhanced viewability
JP3195238B2 (ja) * 1996-06-18 2001-08-06 シャープ株式会社 投影型カラー液晶表示装置
US5880887A (en) * 1996-08-16 1999-03-09 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Lenticular lens sheet, display front plate and transmission type projection screen
US5940998A (en) * 1996-09-06 1999-08-24 Brauer; William R. Illuminating apparatus for use with medical diagnostic imaging film
JPH10104663A (ja) * 1996-09-27 1998-04-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 電気光学装置およびその作製方法
JPH10254370A (ja) * 1997-03-10 1998-09-25 Canon Inc 表示パネル及びそれを用いた投射型表示装置
US5990992A (en) * 1997-03-18 1999-11-23 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Image display device with plural planar microlens arrays
US6137555A (en) * 1997-03-26 2000-10-24 Matsushita Electronics Corporation Liquid crystal panel with uniform adhesive layer and method of manufacturing
US6798390B1 (en) * 1997-08-29 2004-09-28 Canon Kabushiki Kaisha 3D image reconstructing apparatus and 3D object inputting apparatus
AU764904B2 (en) * 1997-10-09 2003-09-04 Seiko Epson Corporation Projection display device
TW408229B (en) * 1997-10-09 2000-10-11 Seiko Epson Corp Projection display apparatus
JPH11202313A (ja) * 1998-01-19 1999-07-30 Matsushita Electron Corp 液晶表示素子
JPH11231314A (ja) * 1998-02-16 1999-08-27 Micro Opt:Kk 液晶表示素子
JP2001188107A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Seiko Epson Corp マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板、液晶パネル用対向基板、液晶パネルおよび投射型表示装置
JP2002122707A (ja) * 2000-10-13 2002-04-26 Canon Inc 非球面マイクロ構造体、及びその作製方法
JP2004118153A (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Mitsubishi Electric Corp 投写型表示装置
JP4379056B2 (ja) * 2003-08-12 2009-12-09 富士ゼロックス株式会社 三次元画像撮像装置および方法
EP1521479A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-06 Thomson Licensing S.A. Projector device with lens array
KR101263697B1 (ko) * 2006-06-27 2013-05-10 엘지디스플레이 주식회사 렌티큘러 어레이 및 이를 포함하는 영상표시장치
KR101627724B1 (ko) * 2007-12-03 2016-06-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시장치
US8724040B2 (en) * 2011-11-02 2014-05-13 Chimei Innolux Corporation Pixel structures of 3D display devices
CN104021732B (zh) * 2014-05-22 2017-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
US11307351B2 (en) * 2018-12-07 2022-04-19 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for shaping optical waveform

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840695A (en) * 1972-10-10 1974-10-08 Westinghouse Electric Corp Liquid crystal image display panel with integrated addressing circuitry
US3877801A (en) * 1973-12-20 1975-04-15 Itek Corp Image translation apparatus
US4082438A (en) * 1975-05-30 1978-04-04 Rca Corporation Zero-order diffractive subtractive filter projector
JPS5418886A (en) * 1977-07-12 1979-02-13 Mitsubishi Chem Ind Ltd Production of olefin polymer
JPS58147708A (ja) * 1982-02-26 1983-09-02 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 照明用光学装置
US4428647A (en) * 1982-11-04 1984-01-31 Xerox Corporation Multi-beam optical system using lens array
JPS6014220A (ja) * 1983-07-06 1985-01-24 Canon Inc カラ−表示装置及びその表示法
JPS60177788A (ja) * 1984-02-23 1985-09-11 Seiko Epson Corp 二眼式立体画像表示装置
JPS60179723A (ja) * 1984-02-27 1985-09-13 Sharp Corp 液晶プロジエクシヨン装置
JPS60262131A (ja) * 1984-06-08 1985-12-25 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH0623817B2 (ja) * 1985-07-18 1994-03-30 旭光学工業株式会社 液晶投写型画像表示装置
JPS6435416A (en) * 1987-07-30 1989-02-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal panel
GB8804402D0 (en) * 1988-02-25 1988-03-23 Emi Plc Thorn Display device
JPH0255384A (ja) * 1988-08-22 1990-02-23 Seiko Epson Corp 投写型表示装置
US4952026A (en) * 1988-10-14 1990-08-28 Corning Incorporated Integral optical element and method
JPH02262185A (ja) * 1989-03-31 1990-10-24 Sharp Corp 投影型表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69022505T2 (de) 1996-04-18
EP0409619A3 (en) 1991-09-25
DE69022505D1 (de) 1995-10-26
US5056912A (en) 1991-10-15
EP0409619B1 (en) 1995-09-20
JP2815910B2 (ja) 1998-10-27
KR910003553A (ko) 1991-02-27
EP0409619A2 (en) 1991-01-23
JPH0351882A (ja) 1991-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940000589B1 (ko) 투사형 영상 표시장치
KR940000590B1 (ko) 영상표시장치
KR920006179B1 (ko) 투영형 화상 표시장치
US5337186A (en) Transmissive image display device
US5150138A (en) Projection type image display apparatus
JPH06102509A (ja) 光カップリング・レンズアレイ付きフルカラー表示装置
US5359440A (en) Image display apparatus with microlens plate having mutually fused together lenses resulting in hexagonal shaped microlenses
JP2849492B2 (ja) 投影型液晶表示装置
US5546206A (en) Concealing a bright defect using light blocking means to block only the wavelength band shed onto the defective pixel
KR940006985B1 (ko) 영상표시장치
JPH0430140A (ja) 投影型カラー液晶表示装置
KR101213104B1 (ko) 마이크로렌즈 어레이 시트 및 이를 이용한 액정 표시 장치
JPH04251221A (ja) 液晶表示装置及びこれを用いる投写型表示装置
JPH049922A (ja) 投影型カラー液晶表示装置
JPH06208112A (ja) 直視型表示装置
KR940000591B1 (ko) 투사형 칼라 영상표시장치
JP2003005164A (ja) 液晶表示装置
JP4329141B2 (ja) 液晶表示装置用マイクロレンズ基板
JPH0363626A (ja) 投影型カラー液晶表示装置
JPH06222355A (ja) ライトバルブ装置および該装置を用いた表示装置
JPH06242411A (ja) ライトバルブ装置および該装置を用いた表示装置
JPH03187593A (ja) カラー画像表示装置
JPH0534817A (ja) 投影型カラー画像表示装置
JPH05143004A (ja) 液晶表示装置
JP2000155310A (ja) 液晶表示装置用マイクロレンズ基板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100125

Year of fee payment: 17

EXPY Expiration of term