(57)【要約】      （修正有）【課題】小型軽量の単板式液晶投射装置を実現できる、高輝度、高分解能、高コントラストで高速応答の液晶パネルを提供する。【解決手段】第１の透明電極層は第１の基板の表面に配置される。第２の基板は第１の基板と対向し、第２の透明電極層は第２の基板の表面に配置される。複数の液晶分子を含む液晶層が、第１の透明電極層と第２の透明電極層の間に配置される。第１の基板、および／または、第２の基板は高温ポリシリコン基板からなり、液晶層は垂直配向ネマチック液晶層からなる。さらに、複数のマイクロカラーフィルタを有するマイクロカラーフィルタアレイが、第１の基板の別の表面に配置される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板の表面に配置される第１の透明電極層と、
前記第１の基板と対向する第２の基板と、
前記第２の基板の表面に配置される第２の透明電極層と、
複数の液晶分子を含み、前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の間に配置される液晶層と、からなる液晶パネルであって、
前記第１の基板、および／または、前記第２の基板が高温ポリシリコン基板からなり、前記液晶層が垂直配向ネマチック液晶層からなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶パネルにおいて、さらに、複数のマイクロカラーフィルタからなり、前記第１の基板の別の表面に配置されるマイクロカラーフィルタアレイを有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶パネルにおいて、前記マイクロカラーフィルタが、ダイクロイックマイクロカラーフィルタからなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項４】
請求項２に記載の液晶パネルにおいて、前記マイクロカラーフィルタアレイの材料が、無機材料からなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項５】
請求項２に記載の液晶パネルにおいて、前記マイクロカラーフィルタが、円形の形状を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項６】
請求項２に記載の液晶パネルにおいて、前記マイクロカラーフィルタが、丸みを帯びた長方形の形状を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項７】
請求項１に記載の液晶パネルにおいて、さらに、前記液晶分子を整列させるために、前記第１の透明電極層、および／または、前記第２の電極層に配置される複数の突出物を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項８】
請求項１に記載の液晶パネルにおいて、前記液晶パネルが、単一パネルの液晶パネルからなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項９】
請求項４に記載の液晶パネルにおいて、前記単一パネルの液晶パネルの画素が、複数のカラーサブ画素からなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶パネルにおいて、前記カラーサブ画素が、赤色、緑色、および青色の画素からなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１１】
請求項９に記載の液晶パネルにおいて、前記カラーサブ画素が、赤色、緑色、青色、および白色の画素からなることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１２】
請求項１に記載の液晶パネルにおいて、前記液晶パネルが、液晶投射装置に好適であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項１３】
光を供給する光源と、
前記光の経路上に配置される偏光板と、
前記光の経路上で、前記偏光板の後に配置され、
第１の基板と、
前記第１の基板の表面に配置される第１の透明電極層と、
前記第１の基板と対向して配置される第２の基板と、
前記第２の基板の表面に配置される第２の透明電極層と、
複数の液晶分子を含み、前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の    間に配置される液晶層と、からなる液晶パネルであって、
前記第１の基板、および／または、前記第２の基板が高温ポリシリコン基    板からなり、前記液晶層が垂直配向ネマチック液晶層からなることを特徴と    する液晶パネルと、
前記光の経路上で、前記液晶パネルの後に配置される解析装置と、
前記光の経路上で、前記解析装置の後に配置される映写レンズと、からなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、さらに、複数のマイクロカラーフィルタからなり、前記第１の基板の別の表面に配置されるマイクロカラーフィルタアレイを有することを特徴とする液晶投射装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の液晶投射装置において、前記マイクロカラーフィルタが、ダイクロイックマイクロカラーフィルタからなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の液晶投射装置において、前記マイクロカラーフィルタアレイの材料が、無機材料からなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の液晶投射装置において、前記マイクロカラーフィルタが、円形の形状を有することを特徴とする液晶投射装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の液晶投射装置において、前記マイクロカラーフィルタが、丸みを帯びた長方形の形状を有することを特徴とする液晶投射装置。
【請求項１９】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、さらに、前記液晶分子を整列させるために、前記第１の透明電極層、および／または、前記第２の電極層に配置される複数の突出物を有することを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２０】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、前記液晶パネルが、単一パネルの液晶パネルからなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２１】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、前記単一パネルの液晶パネルの画素が、複数のカラーサブ画素からなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の液晶投射装置において、前記カラーサブ画素が、赤色、緑色、および青色の画素からなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の液晶投射装置において、前記カラーサブ画素が、赤色、緑色、青色、および白色の画素からなることを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２４】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、さらに、前記光の経路上で、前記光源と前記偏光板の間に配置される偏光度変換システムを有することを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２５】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、さらに、前記光の経路上で、前記光源と前記偏光板の間に配置されるレンズを有することを特徴とする液晶投射装置。
【請求項２６】
請求項１３に記載の液晶投射装置において、前記第１の基板または前記第２の基板の材料が、水晶からなることを特徴とする液晶投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、液晶パネルに関する。より詳しくは、本発明は、液晶パネル、および液晶パネルを用いる液晶投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来の光学プロジェクタは、光学エンジンの構造に従って、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクタ、デジタル光処理（ＤＬＰ）プロジェクタ、およびリキッドクリスタルオンシリコン（ＬＣＯＳ）プロジェクタに分類できる。従来、前記ＤＬＰプロジェクタの光学エンジンは、デジタル微細ミラーデバイス（ＤＭＤ）パネルとカラーホイールによって構成される。前記ＤＭＤパネルは、主にイメージを生成して、イメージの輝度を制御する。前記カラーホイールは、イメージをカラー化するために用いられる。一般に、ＤＬＰプロジェクタの光学エンジンは、ただ１つの単一パネルを有するので、ＤＬＰプロジェクタのサイズおよび重さは、比較的小型であり、軽い。
【０００３】
従来、ＬＣＤプロジェクタの光学エンジンは、主にＬＣＤパネルを有する。前記ＬＣＤパネルは、ＬＣＤパネルの製造プロセスに従って、アモルファスシリコンＬＣＤパネル、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ＬＣＤパネル、および高温ポリシリコン（ＨＴＰＳ）ＬＣＤパネルに分類できる。一般に、前記アモルファスシリコンＬＣＤパネルは、ＬＣＤディスプレイには適するが、しかし、ＬＣＤプロジェクタには不向きである。その理由は、小型のアモルファスシリコンＬＣＤパネルの分解能が、ＬＣＤプロジェクタ用としては十分ではないためである。さらに、前記ＬＣＤパネルの画素用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの駆動回路が、前記ＬＴＰＳまたはＨＴＰＳ  ＬＣＤパネル上に直接構成される。したがって、前記ＬＴＰＳまたはＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルはＬＣＤプロジェクタに採用される。
【０００４】
図１は従来の３パネルＬＣＤプロジェクタの概略図である。図１について説明する。前記従来の３パネルＬＣＤプロジェクタ１００は、ランプ１０２と、偏光度変換システム（ＰＣＳ）１０４と、反射鏡１０６、１１２、１１４、１１６と、青色のダイクロイックミラー１０８と、緑色のダイクロイックミラー１１０と、緑色のＬＣＤパネル１２２と、赤色のＬＣＤパネル１２４と、青色のＬＣＤパネル１２６と、Ｘ−キューブ１２８と、映写レンズ１３０と、を有する。前記ランプ１０２は光１３２を供給する。前記光１３２は前記ＰＣＳ１０４によって偏光され、偏光１３４を生成する。前記光１３４は、前記反射鏡１０６によって青色のダイクロイックミラー１０８の方向に反射される。その後、前記光１３４の前記青色の光１３６は、前記青色のダイクロイックミラー１０８を通過することができ、前記光１３４の他の成分は、前記緑色のダイクロイックミラー１１０の方向に反射される。前記光１３４の赤色の光１３８は、前記緑色のダイクロイックミラー１１０を通過することができ、前記光１３４の前記緑色の光１４０は、前記緑色のＬＣＤパネル１２２の方向に反射される。さらに前記光１３４の青色の光１３６および赤色の光１３８は、それぞれ前記反射鏡１１６および１１４によって、前記青色のＬＣＤパネル１２６および前記赤色のＬＣＤパネル１２４の方向に反射される。
【０００５】
前記青色、赤色、および緑色の光１３６、１３８、および１４０は、前記青色、赤色、および緑色のＬＣＤパネル１２６、１２４、および１２２を通過し、そこで、前記青色、赤色、および緑色の光１３６、１３８、および１４０の前記偏光度が変えられ、それぞれ青色、赤色、および緑色のイメージを生成することができる。前記青色、赤色、および緑色のイメージは、前記Ｘ−キューブ１２８によって合成され、前記映写レンズ１３０で投影されて、映像１４２を生成する。
【０００６】
一般に、前記従来の３パネルＬＣＤプロジェクタは、他の種類の従来のプロジェクタと比較し、高い輝度およびカラフルなイメージを提供できる。しかしながら、図１で示されるように、前記映像１４２が、光１３６、１３８および１４０を合成することによって生成されるので、青色、赤色、および緑色の光１３６、１３８、および１４０の経路の精密な位置合せが重要である。換言すれば、前記映像１４２の前記分解能の安定性は、前記ＬＣＤパネル１２６、１２４、および１２２、ならびに前記Ｘ−キューブ１２８の熱的信頼性に大きく依存している。一般に、前記映像１４２の前記分解能の低下は、ＬＣＤパネル１２６、１２４、１２２、またはＸ−キューブ１２８の熱変形によって生じる、青色、赤色、および緑色の光１３６、１３８、および１４０の経路の変動のために起こる。
【０００７】
さらに、前記３パネルＬＣＤプロジェクタの前記光学エンジンの前記ＬＣＤパネルから、いくらかの光が漏れる可能性があるために、前記３パネルＬＣＤプロジェクタのコントラスト比は、従来のＤＬＰプロジェクタより低い。これは、特に前記映像のフレームが完全に暗い時に著しい。その上に、前記３パネルＬＣＤプロジェクタは、他の従来のＤＬＰプロジェクタに比べて、より重く、より大きく、より複雑である。それは、前記３パネルＬＣＤプロジェクタの前記光学エンジンが、３つのパネルと３面の反射鏡を含んでいるためである。したがって、高輝度、高コントラスト比、優れた分解能を有し、小型、軽量、シンプル、および低廉なＬＣＤプロジェクタの新しい技術が強く望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、高温ポリシリコン基板および垂直配向ネマチック液晶層を有する液晶パネルに関する。したがって、前記液晶パネルは、単一パネルであることが可能であり、高輝度、高コントラスト比、高応答時間、高分解能を提供でき、小型、軽量、シンプル、および低廉である。
【０００９】
さらに、本発明は、高温ポリシリコン基板および垂直配向ネマチック液晶層を有する液晶パネルを備えた液晶投射装置に関する。したがって、前記液晶パネルは、単一パネルであることが可能であり、高輝度、高コントラスト比、高応答時間、高分解能を提供でき、小型、軽量、シンプル、および低廉である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の前記液晶パネルは、例えば、第１および第２の基板、第１および第２の透明電極層、ならびに液晶層からなるが、しかしこれに限定するものではない。前記第１の透明電極層は、前記第１の基板の表面に配置される。前記第２の基板は前記第１の基板と対向し、前記第２の透明電極層は前記第２の基板の表面に配置される。複数の液晶分子を含む前記液晶層は、前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の間に配置される。さらに、前記第１の基板、および／または、前記第２の基板は高温ポリシリコン基板からなり、前記液晶層は垂直配向ネマチック液晶層からなる。
【００１１】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは、さらに、複数のマイクロカラーフィルタを有するマイクロカラーフィルタアレイからなり、前記マイクロカラーフィルタアレイは、前記第１の基板の別の表面に配置される。さらに、前記マイクロカラーフィルタはダイクロイックマイクロカラーフィルタからなる。本発明の別の実施例では、前記マイクロカラーフィルタアレイの材料は無機材料からなる。本発明の別の実施例では、前記マイクロカラーフィルタは、円形、または丸みを帯びた長方形の形状を有する。
【００１２】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは、さらに、前記液晶分子を整列させるために、前記第１の透明電極層、および／または、前記第２の電極層に配置される複数の突出物を有する。
【００１３】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは単一パネルの液晶パネルである。さらに、前記単一パネルの液晶パネルの各画素は複数のカラーサブ画素からなる。
【００１４】
本発明の一実施例では、前記カラーサブ画素は、赤色、緑色、および青色の画素からなるか、または赤色、緑色、青色、および白色の画素からなる。
【００１５】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは液晶投射装置に適する。
【００１６】
本発明の前記液晶投射装置は、例えば、光源と、偏光板と、液晶パネルと、解析装置と、映写レンズと、からなるが、しかしこれに限定するものではない。前記光源は、光を供給するために用いられる。前記偏光板は、前記光の経路に配置される。前記液晶パネルは、前記光の経路上の前記偏光板の後に配置される。前記解析装置は、前記光の経路上の前記液晶パネルの後に配置される。前記映写レンズは、前記光の経路上の前記解析装置の後に配置される。さらに、本発明の前記液晶パネルは、例えば、第１および第２の基板、第１および第２の透明電極層、ならびに液晶層からなるが、しかしこれに限定するものではない。前記第１の透明電極層は、前記第１の基板の表面に配置される。前記第２の基板は、前記第１の基板と対向し、前記第２の透明電極層は、前記第２の基板の表面に配置される。複数の液晶分子を含む前記液晶層は、前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の間に配置される。さらに、前記第１の基板、および／または、前記第２の基板は高温ポリシリコン基板からなり、前記液晶層は垂直配向ネマチック液晶層からなる。
【００１７】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは、さらに、複数のマイクロカラーフィルタを有するマイクロカラーフィルタアレイからなり、前記マイクロカラーフィルタアレイは、前記第１の基板の別の表面に配置される。さらに、前記マイクロカラーフィルタはダイクロイックマイクロカラーフィルタからなる。本発明の別の実施例では、前記マイクロカラーフィルタアレイの材料は無機材料からなる。本発明の別の実施例では、前記マイクロカラーフィルタは、円形、または丸みを帯びた長方形の形状を有する。
【００１８】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは、さらに、前記液晶分子を整列させるために、前記第１の透明電極層、および／または、前記第２の電極層に配置される複数の突出物を有する。
【００１９】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは単一パネルの液晶パネルである。さらに、前記単一パネルの液晶パネルの各画素は複数のカラーサブ画素からなる。
【００２０】
本発明の一実施例では、前記カラーサブ画素は、赤色、緑色、および青色の画素からなるか、または赤色、緑色、青色、および白色の画素からなる。
【００２１】
本発明の一実施例では、前記液晶パネルは液晶投射装置に適する。
【００２２】
本発明の一実施例では、前記液晶投射装置は、さらに、前記光の経路上で、前記光源と前記偏光板の間に配置される偏光度変換システムを有する。
【００２３】
本発明の一実施例では、前記液晶投射装置は、さらに、前記光路上の前記光源と前記偏光板の間に配置されるレンズを有する。
【００２４】
本発明の一実施例では、前記第１の基板または前記第２の基板の材料は水晶からなる。
【発明の効果】
【００２５】
したがって、本発明では、前記液晶パネルが高温ポリシリコン基板を有するので、前記液晶パネルは、単一パネルであることが可能であり、高輝度、高分解能を提供でき、小型、軽量、シンプル、および低廉である。さらに、前記液晶パネルの液晶層が垂直配向ネマチック液晶層であるので、前記液晶パネルは高コントラスト比および高応答時間を提供できる。さらに、本発明の前記マイクロカラーフィルタの材料が無機材料からなるので、本発明の前記マイクロカラーフィルタは熱的安定性および耐熱性に優れている。
【００２６】
本発明の特徴および利点の一つ、または一部、またはすべて、および本発明の他の特徴および利点が、以下の説明から、当業者にとって容易に明らかとなるであろう。以下の説明では、本発明の一実施例が、単に本発明を実施するために最適な形態の１つの例としてのみ示され、説明される。了知されるように、本発明は種々の実施例が可能であり、本発明のいくつかの細目は、多様で明白な態様すべてにおいて本発明を逸脱することなく変更可能である。したがって、前記図面および説明は本質的に説明に役立つものとして見なされるものであり、制限として見なされるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明は、添付図面を参照し、本発明の実施例を示しつつ、以下で、より完全に説明される。しかしながら、本発明は多くの異なった形態で実施可能であり、本明細書に示される実施例に制限されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例は、本開示が詳細で完全なものとなるようにするために提供されるものであり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるであろう。類似の番号は、完全に類似の要素を示す。
【００２８】
図２は、本発明の一実施例の単一パネルＬＣＤ投射装置について図解する概略図である。図２について説明する。単一パネルＬＣＤ投射装置２００は、例えば、光源２０２と、偏光度変換システム（ＰＣＳ）２０４と、レンズ２０６と、偏光板２０８と、ＬＣＤパネル２１０と、前記ＬＣＤパネル２１０上のマイクロカラーフィルタアレイ２１２と、解析装置２１４と、映写レンズ２１６と、からなるが、しかしこれに限定するものではない。光源２０２は、光２２２を供給するために用いられる。すべての構成部品２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、および２１６は、光２２２の経路上に配置されることに注意すること。本発明の一実施例では、フィルタ２０３は、光２２２の経路上で、光源２０２とＰＣＳ２０４の間に任意に配置される。したがって、紫外線、赤外線、または遠赤外線などの可視光線以外の光２２２の成分は、フィルタで除外できる。
【００２９】
図２に示すように、光２２２はＰＣＳ２０４によって偏光され、偏光２２４を生成する。また、さらに、偏光２２４の偏光方向は、ＰＣＳ２０４によって一様にされる。そして、偏光２２４はレンズ２０６によって偏光板２０８に集束され、ある特定の偏光方向を有する偏光２２４のほんの一部だけ（すなわち、光２２６）が、偏光板２０８を通過して、ＬＣＤパネル２１０に入射できる。
【００３０】
図３は、本発明の一実施例の単一パネルのＬＣＤパネルの図式的な平面図である。図３について説明する。単一パネルのＬＣＤパネル３００は、例えば、複数の画素３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃなどからなり、画素３０２ａなどの個々の画素は、サブ画素３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃからなるが、しかしこれに限定するものではない。さらに、サブ画素３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃなどの個々のサブ画素は、それぞれ薄膜トランジスタ３０６ａ、３０６ｂ、および３０６ｃなどの駆動回路を有することができる。本発明の一実施例では、サブ画素３０４ａ、３０４ｂ、および３０４ｃは、それぞれ３原色を有する。３原色は、赤色、緑色、および青色からなる。サブ画素の数は３色だけに制限されないことに注意するべきである。また、本発明の別の実施例では、各画素は、例えば、それぞれ赤色、緑色、青色、および白色を有する４つのサブ画素からなる。
【００３１】
図４Ａから図４Ｃまでは、本発明の一実施例の単一パネルのＬＣＤパネルのサブ画素の配置方法を図示する概略図である。図４Ａでは、ＬＣＤパネルのサブ画素は、ストリップ配置方式で配置される。図４Ｂでは、ＬＣＤパネルのサブ画素は、モザイク配置方式で配置される。図４Ｃでは、ＬＣＤパネルのサブ画素は、デルタ配置方式で配置される。図４Ａから図４Ｃまでの図で示された配置方式は例として図解されたものであり、本発明の範囲を制限するために用いることができないことに注意するべきである。換言すれば、単一ＬＣＤパネルに適したサブ画素の他の好適の配置方式もまた本発明の目的を達成するために採用できる。
【００３２】
本発明の一実施例では、ＬＣＤパネル２１０はＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルからなる。ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの材料は、例えば水晶からなる。一般に、ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルではＬＴＰＳ  ＬＣＤパネルより電子が速く移動でき、その結果、ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの駆動回路のサイズは、はるかに小さくできる。したがって、ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルは、より高い口径比、およびより高い分解能を有し、ＬＣＤプロジェクタのサイズを小さくすることができる。また、さらに、ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルは、ＬＴＰＳ  ＬＣＤパネルより高い熱的安定性および耐熱性を有する。したがって、ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルは、単一パネルＬＣＤプロジェクタに適用可能であり、より高い分解能、より高い輝度、より高い熱的安定性、および、より小型のサイズを達成できる。
【００３３】
さらに、単一パネルＬＣＤプロジェクタの３色の光のイメージの合成、すなわち本発明は、すべてのサブ画素が同一の単一ＬＣＤパネル上に形成されるので、３パネルＬＣＤプロジェクタより安定している。
【００３４】
本発明の一実施例では、本発明のＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルは、さらに、垂直配向ネマチック  （ＶＡＮ）  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルからなる。図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の一実施例のＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの図式的な横断面図である。図５Ａについて説明する。ＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネル５００は、例えば、第１の基板５０２と、第１の透明電極層５０４と、複数の液晶分子を含む液晶層５０６と、第２の透明電極層５０８と、第２の基板５１０と、複数のマイクロカラーフィルタ５１２と、からなる。本発明の一実施例では、第１の基板５０２、および／または、第２の基板５１０は、ＨＴＰＳ基板からなる。さらに、第１の透明電極層５０４および第２の透明電極層５０８の材料は、インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）からなる。図５Ａについて説明する。第１の透明電極層５０４と第２の透明電極層５０８の間に電圧が印加されていない時には、液晶層５０６の液晶分子の長軸は、基板５０２または５１０に対して略垂直である。
【００３５】
図５Ｂでは、電圧５２２が、ＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネル５００の透明電極層５０４と５０８の間に印加される。その間、液晶層５０６の中の液晶分子は歪み、その結果、液晶層５０６を透過した色彩光の偏光度が変化する。液晶層５０６を通過する光のグレースケールのレベルは、液晶層５０６の液晶分子の方向を変えるために電圧５２２のレベルを調整することによって調整される。
【００３６】
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の別の実施例のＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの横断面図である。図６Ａについて説明する。ＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネル６００は、例えば、第１の基板６０２と、第１の透明電極層６０４と、複数の液晶分子を含む液晶層６０６と、第２の透明電極層６０８と、第２の基板６１０と、複数のマイクロカラーフィルタ６１２と、複数の突出物６２２および６２４と、からなる。本発明の一実施例では、第１の基板６０２、および／または、第２の基板６１０は、ＨＴＰＳ基板からなる。さらに、第１の透明電極層６０４および第２の透明電極層６０８の材料は、インジウムすず酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）からなる。図６Ａについて説明する。第１の透明電極層６０４と第２の透明電極層６０８の間に電圧が印加されていない時には、液晶層６０６の液晶分子は、突出物６２２および６２４によって一列に並べられ、基板６０２または６１０に対して略垂直である。
【００３７】
図６Ｂでは、電圧６３２が、ＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネル６００の透明電極層６０４と６０８の間に印加される。その結果、液晶層６０６の中の液晶分子は歪み、液晶層６０６を透過した色彩光の偏光度が変化する。液晶層６０６を通過する光のグレースケールのレベルは、液晶層６０６の方向を変えるために電圧６３２のレベルを調整することによって調整される。
【００３８】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、または図６Ｂについて説明する。マイクロカラーフィルタ５１２または６１２が、ＬＣＤパネル５００または６００の個々のサブ画素を通過する光をカラー化し、集束させるために採用される。本発明の一実施例では、マイクロカラーフィルタ５１２または６１２は、ダイクロイックマイクロカラーフィルタからなる。例えば、赤色、緑色、および青色のサブ画素は、それぞれ赤色、緑色、および青色のダイクロイックマイクロフィルタからなる。本発明の別の実施例では、マイクロカラーフィルタの材料は無機材料からなる。したがって、マイクロカラーフィルタが無機材料からなるので、マイクロカラーフィルタは高温の下で安定している。その結果、本発明のマイクロカラーフィルタは熱的安定性および耐熱性に優れている。
【００３９】
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施例のＬＣＤパネル上のマイクロカラーフィルタアレイの形状について例示する図式的な平面図である。図７Ａでは、ＬＣＤパネル７０２ａ上のマイクロカラーフィルタ７０４ａは、円形の形状を有する。また、図７Ｂでは、ＬＣＤパネル７０２ｂ上のマイクロカラーフィルタ７０４ｂは、丸みを帯びた長方形の形状を有する。本発明の一実施例では、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、または図６Ｂにおいて示されるマイクロカラーフィルタ５１２または６１２は、円形、丸みを帯びた長方形、または光を集束させることが可能なその他の形状を有する。さらに、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、または図６Ｂにおいて示されるマイクロカラーフィルタ５１２または６１２の配置、または、図７Ａまたは図７Ｂにおいて示されるマイクロカラーフィルタ７０４ａまたは７０４ｂの配置は、図４Ａから図４Ｃまでにおいて示される配置方式、またはその他の配置方式においても利用することが可能である。
【００４０】
本発明の一実施例では、図５Ａまたは図５Ｂにおいて示されるＬＣＤパネル５００、または、図６Ａまたは図６Ｂにおいて示されるＬＣＤパネル６００は、図２において示されるＬＣＤパネル２１０、およびマイクロカラーフィルタアレイ２１２に採用できる。したがって、ＬＣＤパネルに対して電圧無印加時には（図５Ａまたは図６Ａにおいて示されるように）、液晶分子がＬＣＤパネルの表面に対して略垂直であるので、本発明のＬＣＤパネルは高コントラスト比を有する。その結果、図２において、ＬＣＤパネルに対して電圧無印加時には（図５Ａまたは図６Ａにおいて示されるように）、ＬＣＤパネル２１０およびマイクロカラーフィルタアレイ２１２を通過する光は、解析装置２１４を通過できない。したがって、たとえＬＣＤパネル２１０がブラックフレームを表示している時でさえ、ＬＣＤパネル２１０を通した光の漏出は抜本的に軽減され、それ故に、ＬＣＤパネル２１０のコントラスト比を向上させることができる。さらに、図５Ａを図５Ｂと比較、または図６Ａを図６Ｂと比較すると、電圧無印加時には、液晶層５０６または６０６の液晶分子が、ＬＣＤパネル５００または６００に対して略垂直であり、電圧印加時には、液晶分子が小さな角度で傾けられるだけなので、ＬＣＤパネル５００または６００の応答時間は従来のＬＣＤパネルより速い。
【００４１】
したがって、本発明では、液晶パネルが高温ポリシリコン基板を含んでいるので、液晶パネルは、単一パネルであることが可能であり、高輝度、高分解能を提供でき、小型、軽量、シンプル、および低廉である。さらに、液晶パネルの液晶層が垂直配向ネマチック液晶層であるので、液晶パネルは高コントラスト比および高応答時間を提供できる。さらに、本発明のマイクロカラーフィルタの材料が無機材料からなるので、本発明のマイクロカラーフィルタは熱的安定性および耐熱性に優れている。
【００４２】
本発明の実施例の以上の記述は、例示と説明の目的で提示されたものである。それは網羅的なものではなく、また、本発明を厳密な形に制限する、または開示された模範的実施例に制限するものではない。したがって、以上の記述は、制限と見なされるより、むしろ、説明に役立つものとして見なされるべきである。多くの変更および変形は当業者にとって明らかであろう。実施例は、本発明の原理およびその最良の形態における実用的適用について、最もよく説明するために選ばれ、記述される。それによって、当業者が、多様な実施例に対して本発明を理解し、特定の用途または想定された実用化に適した多様な変更を行なうことを可能とする。本発明の範囲は、本明細書に添付されたクレーム、およびそれらの同等物で定義されるものとし、すべての用語は、示される場合を除き、それらの最も広い合理的な意味で用いられる。説明された実施例において、以下のクレームで定義される本発明の範囲を逸脱することなく、当業者による変形が可能である。その上、構成要素または構成部品が以下のクレームにおいて明白に述べられるかどうかにかかわらず、本開示における構成要素および構成部品を公衆に捧げることを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
添付図面は、本発明のさらなる理解を提供するために備えられており、本明細書の一部に組み込まれ、その一部を構成する。前記図面は、本発明の実施例を図示し、前記説明とともに本発明の原理について説明するのに役立つ。
【図１】従来の３パネルＬＣＤプロジェクタの概略図である。
【図２】本発明の一実施例の単一パネルＬＣＤ投射装置を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施例の単一パネルのＬＣＤパネルの図式的な平面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施例の単一パネルのＬＣＤパネルのサブ画素の配置方法を図示する概略図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施例の単一パネルのＬＣＤパネルのサブ画素の配置方法を図示する概略図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施例の単一パネルのＬＣＤパネルのサブ画素の配置方法を図示する概略図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例のＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの図式的な横断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例のＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの図式的な横断面図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施例のＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの横断面図である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施例のＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネルの横断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施例のＬＣＤパネルのマイクロカラーフィルタアレイの形状について図解する図式的な平面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施例のＬＣＤパネルのマイクロカラーフィルタアレイの形状について図解する図式的な平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００ プロジェクタ
１０２ ランプ
１０４ 偏光度変換システム（ＰＣＳ）
１０６、１１２、１１４、１１６     反射鏡
１０８ 青色のダイクロイックミラー
１１０ 緑色のダイクロイックミラー
１２２ 緑色のＬＣＤパネル
１２４ 赤色のＬＣＤパネル
１２６ 青色のＬＣＤパネル
１２８ Ｘ−キューブ
１３０ 映写レンズ
１３２ 光
１３４ 偏光
１３６、１３８、１４０      光
１４２ 映像
２００ 投射装置
２０２ 光源
２０３ フィルタ
２０４ 偏光度変換システム（ＰＣＳ）
２０６ レンズ
２０８ 偏光板
２１０ ＬＣＤパネル
２１２ マイクロカラーフィルタアレイ
２１４ 解析装置
２１６ 映写レンズ
２２２ 光
２２４ 偏光
２２６ 光
３００ パネル
３０２ａ      画素
３０４ａ      サブ画素
３０６ａ      薄膜トランジスタ
５００ パネル
５０２ 基板
５０４ 透明電極層
５０６ 液晶層
５０８ 透明電極層
５１０ 第２の基板
５１２ マイクロカラーフィルタ
５２２ 電圧
６００ ＶＡＮ  ＨＴＰＳ  ＬＣＤパネル
６０２ 第１の基板
６０４ 透明電極層
６０６ 液晶層
６０８ 透明電極層
６１０ 第２の基板
６１２ マイクロカラーフィルタ
６２２ 突出物
６３２ 電圧
７０２ａ      ＬＣＤパネル
７０２ｂ      ＬＣＤパネル
７０４ａ      マイクロカラーフィルタ
７０４ｂ      マイクロカラーフィルタ
【図１】
2006215515.tif 000002
【図２】
2006215515.tif 000003
【図３】
2006215515.tif 000004
【図４Ａ】
2006215515.tif 000005
【図４Ｂ】
2006215515.tif 000006
【図４Ｃ】
2006215515.tif 000007
【図５Ａ】
2006215515.tif 000008
【図５Ｂ】
2006215515.tif 000009
【図６Ａ】
2006215515.tif 000010
【図６Ｂ】
2006215515.tif 000011
【図７Ａ】
2006215515.tif 000012
【図７Ｂ】
2006215515.tif 000013