DE4435450A1

DE4435450A1 - Flüssigkristalleinheit und Projektionsanzeige unter Verwendung einer Flüssigkristalleinheit

Info

Publication number: DE4435450A1
Application number: DE4435450A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Takahara; Hideki Ohmae; Yoshito Miyatake; Mitsuhiro Wada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1995-04-06
Also published as: US5875008A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristalleinheit und Projektionsanzeige, welche die Flüssigkristalleinheit als Licht modulator bzw. Lichtventil verwendet.

Flüssigkristalleinheiten sind intensiv entwickelt worden, weil sie viele Vorteile wie geringes Gewicht und Kompaktheit aufweisen. Es bestehen jedoch nach wie vor viele Probleme. Es ist z. B. schwierig, die Größe des Anzeigebereichs zu vergrößern. Dann hat eine Projek tionsanzeige Aufmerksamkeit erregt, bei der ein Anzeigebild einer kleinflächigen Flüssigkristalleinheit durch Projektion mit einer Projektionslinse o. dgl. auf eine Leinwand vergrößert wird. Eine Flüssigkristalleinheit, die in einem Projektionsfernsehempfänger benutzt wird, muß kompakt sein. Andererseits steigt die Größe der Projektionslinsen an und die Systemabmessungen werden ebenso groß, und dies resultiert in hohen Kosten und einer schlechten Tragbar keit.

Ein handelsüblicher Flüssigkristallprojektionsfernsehempfänger verwendet eine verdrehte nematische Flüssigkristalleinheit, welche die optische Drehungseigenschaft von Flüssigkristallen ausnutzt. Der Flüssigkristallprojektionsfernsehempfänger benötigt einen Polari sator und einen Analysator. Wenn ein Öffnungsverhältnis der Bild punkte von 100% vorausgesetzt wird und eine Lichtmenge von Eins angenommen wird, beträgt die Lichtmenge, die den Polarisator durch tritt, etwa 40% und der Transmissionsgrad des Analysators etwa 80% und der gesamte Transmissionsgrad dann 0.4×0.8 = 0.32. Nur kann etwa 30% des Lichts effektiv ausgenutzt werden. Daher weist ein Bild in einer Anzeige eine geringe Helligkeit auf. Außerdem werden fast alle Lichtverluste in dem Polarisator und Analysator in Wärme umgewandelt und der Bildschirm wird durch Strahlung erwärmt. Weil sich die Lichteinfallsmenge auf einer Flüssigkristalleinheit auf etwa einige Zehntausend Lux beläuft, werden die Polarisatoren und der Bildschirm auf eine hohe Temperatur erwärmt und dies verschlech tert diese innerhalb kurzer Zeit.

Weiter ist eine Projektionsflüssigkristallanzeige vorgeschlagen worden, bei der ein Polarisator und ein Analysator nicht benötigt werden. Z.B. kann ein Polymer/Harz-Verbundstoff-Flüssigkristall o. dgl. für solch eine Flüssigkristallanzeige verwendet werden. Ein Flüssigkristall/Harz-Verbundstoff ist ein Verbundwirkstoff mit einer Flüssigkristallkomponente und einer Harzkomponente, und die Flüssig kristallkomponente liegt in der Matrix der Harz-(Polymer)Komponente. Neben der Polymer/Harz-Verbundstoff-Flüssigkristalleinheit benötigen eine Lichtstrahl-Leuchtschrifttyp-Einheit (z. B. gemäß JP-A-2-93519/1990) und ein Spiegelbildschirm, wie er z. B. aus US-4,566,935 bekannt ist, keinen Polarisator und Analysator.

Fig. 4 ist ein Beispiel einer Projektionsanzeige. Licht, das von einem optischen Kollimationssystem ausgestrahlt wird, wird durch ein optisches Farbzerlegungssystem - auch Farbtrennungssystem genannt - und optisches Farbaufbausystem - auch Farbverbindungs- oder Farb synthesesystem genannt - geführt, indem weißes Licht in rotes, grünes und blaues Licht aufgeteilt wird und dieses nach Durchgang durch die Flüssigkristalleinheit wieder zusammengesetzt wird. Das System weist Spiegel 322a, 322b, drei Polymerdispersions-Flüssig kristalleinheiten 323a bis 323c und dichroitische Spiegel 324a bis 324d auf. Die dichroitischen Spiegel 324a bis 324d sind so angeord net, daß sie einen Einfallswinkel von 45° aufweisen. Dann wird das Licht über eine Projektionslinse 325 durch eine Öffnung 326 auf den Bildschirm 19 projiziert.

Diese Projektionsanzeige hat jedoch einen Nachteil darin, daß die spektrale Verteilungscharakteristik in dem optischen Farbtrennungs- und Aufbausystem verschlechtert wird, weil dichroitische Spiegel oder dichroitische Prismen darin für weiße oder Streu-Farbe ver wendet werden. Ein optischer Mehrschichtfilm aus dielektrischen Schichten ist an einer Farbtrennebene eines dichroitischen Spiegels oder Prismas ausgebildet. Es ist bekannt, daß ein Unterschied in einer spektralen Verteilungscharakteristik zwischen P- und S-Polari sationslicht mit steigendem Einfallswinkel zum optischen Mehr schichtfilm anwächst. Dann wird durch die dichroitischen Spiegel und Prismen ein Durchschnitt aus P- und S-Polarisationslicht erzeugt. Deshalb kann eine scharf begrenzte Frequenzbegrenzung nicht umge setzt werden. Dies bedeutet, daß die Farbreinheit ausgehenden Lichts gegenüber der des einfallenden Lichts verschlechtert wird.

Dagegen weist eine Projektionsanzeige, welche ein verdreht-nemati sches Flüssigkristall benutzt, eine bessere spektrale Verteilungs charakteristik auf, weil nur P- oder S-Polarisationslicht durch die dichroitischen Spiegel und Prismen übertragen wird. Daher wird gerade, wenn die Polarisationsabhängigkeit des Lichts existiert, eine steile Farbtrennungscharakteristik erreicht und eine Färbung in einem projizierten Bild besser.

Fig. 2 zeigt eine in US-A-5,245,449 offenbarte Projektions-Polymer streu-Flüssigkristallanzeige, welche dieses Problem löst. In der Projektionsanzeige ist der Einfallswinkel in dem dichroitischen Spiegel auf zwischen 15 und 35° beschränkt, um die Farbverschlechte rung zu vermindern. Die Projektionsanzeige hat jedoch Nachteile wegen des Einfallswinkels von 35° oder weniger.

Ein erster Nachteil ist der, daß der hintere Brennpunkt der Projek tionslinse lang wird. Damit werden die Abstände zwischen den Projek tionslinsen und den Einheiten länger als bei den in Fig. 1 gezeigten Gegenstücken. Dann wird die Ausbildung der Projektionslinse schwie rig. Außerdem weisen die dichroitischen Spiegel 324 größere Flächen auf und dies vergrößert ihre Kosten. Ein zweiter Nachteil ist der, daß die Systemgröße anwächst. Wenn die zwei, in Fig. 4 und 2 gezeig ten Systeme miteinander verglichen werden, liegt es auf der Hand, daß Platz, der von dem optischen Farbtrenn- und Aufbausystem benö tigt wird, bei der in Fig. 2 dargestellten Anzeigeeinheit größer wird. Die Größe des optischen Systems spiegelt sich direkt in der Systemgröße wieder und eine größere Systemgröße vermindert den Vorteil einer Projektionsflüssigkristallanzeige oder seine Kompakt heit.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Projek tionsflüssigkristalleinheit von hoher Farbqualität durch Verwendung von Flüssigkristalleinheiten ohne Polarisatoren auszubilden.

Wenn optische Modulationsanzeigeeinheiten, die optische Modulations schichten verwenden, welche ein Bild als Wechsel oder Veränderung von Lichtstreuung ausbilden, als Lichtmodulator in einer Projek tionsanzeige verwendet werden, ist die Helligkeit eines Bildes groß. Weil jedoch beide S- und P-Polarisationen zur gleichen Zeit zer streut werden, wird die Farbreinheit oder Färbung wegen zu unter schiedlicher Bandbreite der S- und P-Polarisationen, die durch das optische System verursacht werden, das die elektrische Mehrfach schichtfilme der Projektionsanzeige verwendet, verschlechtert. Dieses Problem wird durch geeignetes Anordnen von Phasenmitteln wie einer λ/2-Einheit oder λ/4-Einheit in einem optischen System in der Projektionsanzeige gelöst, um so S-Polarisation in P-Polarisation und umgekehrt zu verwandeln. In einer Projektionsanzeige wird Licht durch ein optisches Farbtrennsystem zerlegt, das dichroitische Spiegel oder ein dichroitisches Prisma mit einem dielektrischen Vielfachschichtfilm aufweist, in drei Primärfarben zerlegt, und die drei Farben werden durch optische Modulationselemente moduliert. Dann wird das modulierte Licht durch ein optisches Farbsynthese system aufgebaut und durch ein Projektionselement auf eine Leinwand geworfen. Wenn Phaseneinrichtungen in dem optischen System der Projektionsanzeige geeignet eingesetzt werden, tritt die Umwandlung zwischen S- und P-Polarisation ein und die optische Bandbreite wird gering und dieses verbessert die Farbreinheit. Wenn die optischen Modulationselemente vom Reflektionstyp sind, werden die Phasenmittel in optischen Wegen von drei Farben zwischen einem optischen Farb trennsystem und einem optischen Farbsynthesesystem angeordnet. Wenn die optischen Modulationselemente vom Transmissionstyp sind, werden Phasenmittel in einem optischen Weg in einer Position der "Reflek tion-Reflektion" oder "Transmission-Transmission" (Durchgang-Durch gang) zwischen einem optischen Farbtrennsystem und einem optischen Farbsynthesesystem angeordnet. Um den Kontrast zu verbessern, wird eine lichtdurchlässige Platte o. dgl. auf das optische Modulations element geklebt. Das Phasenmittel wird vorzugsweise zwischen einem optischen Modulationselement und einer transparenten Einheit o.dgl. eingesetzt. Die Erfindung kann bei Flüssigkristalleinheiten wie einer Flüssigkristall/Harz-Anzeigeeinheit, Lichtstrahl-Laufschrift typen-Einheit oder Mikro-Spiegelanzeigeeinheit eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Phasenmittel eingesetzt, die drehbar sind, um so den Kontrast geeignet zu regeln.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß die Farbqualität durch Verwendung eines einfachen Mittels gut gehalten wird.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist auch der, daß die System größe klein gehalten werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß Flüssigkristalleinheiten ohne Polarisatoren verwendet werden, so daß ein helleres Bild als mit gedrehten nematischen Flüssigkristallein heiten projiziert werden kann und die Lebensdauer der Einheiten verbessert werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß der Bildkontrast durch Anordnung einer lichtdurchlässigen Platte o. dgl. verbessert werden kann.

Ebenso ist es bei der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, daß die wirksame Beleuchtungsstärke von Beleuchtungslicht und einem Projek tionselement einfach angepaßt werden können, um Streulicht in dem Projektionselement zu verringern und den Bildkontrast ohne anstei genden Lichtverlust zu verbessern.

Ein weiterer davon zu unterscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Helligkeit eines projizierten Bildes und der Weißabgleich einfach, ohne Verschlechterung der Bildqualität, geregelt werden kann.

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden verständlich durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf begleitende Zeichnungen, in welcher:

Fig. 1 ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform einer Projektionsanzeige gemäß der Erfindung ist;

Fig. 2 ein Schaubild einer bekannten Projektionsanzeige mit einem Polymer-zerstreuten Kristall ist;

Fig. 3a und 3b Schaubilder zum Erklären der P- und S-Polarisation des Lichts sind;

Fig. 4 ein Schaubild einer bekannten Projektionsanzeige mit einem Flüssigkristalldisplay mit einem nematischen Flüs sigkristall ist;

Fig. 5a und 5b schematische Schnittansichten eines Polymer-zerstreuten Flüssigkristalls sind;

Fig. 6 ein Schaubild zum Erläutern des Betriebs einer bekannten Projektionsanzeige ist;

Fig. 7 ein Schaubild zum Erläutern des Betriebs einer Projek tionsanzeige gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;

Fig. 8 ein Schaubild eines optischen Modellsystems ist;

Fig. 9 ein Diagramm der spektralen Verteilungscharakteristik von Rot ist;

Fig. 10 ein Diagramm der spektralen Verteilungscharakteristik von Grün ist;

Fig. 11 ein Diagramm der spektralen Verteilungscharakteristik von Blau ist;

Fig. 12 ein Schaubild eines veränderten optischen Systems ist, bei dem Einheiten mit Rücksicht auf eine optische Achse schräg angeordnet sind;

Fig. 13 ein Schaubild einer Projektionsanzeige ist, bei dem λ/4-Einheiten auf Oberflächen der Anzeigeeinheiten geklebt sind;

Fig. 14 ein Schaubild eines modifizierten Beispiels ist, bei dem eine λ/4-Einheit auf die transparente Einheit geklebt ist;

Fig. 15 eine Schnittansicht eines modifizierten Beispiels einer Anzeigeeinheit ist, bei dem eine λ/4-Einheit zwischen einer Anzeigeeinheit und einer transparenten Einheit angeordnet ist;

Fig. 16 ein Schaubild einer Anzeigeeinheit ist, das zur Erklärung eines Vorteils einer transparenten Einheit verwendet wird;

Fig. 17a eine Schnittansicht einer Anzeigeeinheit und

Fig. 17b eine Grundrißansicht einer effektiven Anzeigefläche der Anzeigeeinheit ist;

Fig. 18a eine Schnittansicht einer Anzeigeeinheit mit einem dicken Substrat und

Fig. 18b eine Grundrißansicht eines effektiven Anzeigebereichs der Anzeigeeinheit ist;

Fig. 19a ein Schaubild einer Anzeigeeinheit ist, welche die glei che ist, wie die in Fig. 16 gezeigte Anzeigeeinheit, außer, daß eine austretende Ebene eines Trägers konvex ist;

Fig. 20a eine schematische Schnittansicht einer Anzeigeeinheit und

Fig. 20b ein Diagramm des Helligkeitsverhältnisses B₈, das über der relativen Dicke (t/d) der transparenten Einheit aufgetragen ist;

Fig. 21a bis 21d verschiedene schematische Schnittansichten von modifi zierten Beispielen von Lichtmodulatoren sind, welche eine λ/4-Einheit oder eine transparente Einheit mit einer Flüssigkristallzelle kombinieren;

Fig. 22 ein Diagramm eines spektralen Reflektionsfaktors in einem Beispiel eines Antireflektionsfilms ist;

Fig. 23 ein Diagramm eines spektralen Reflektionsfaktors in einem anderen Beispiel eines Antireflektionsfilms ist;

Fig. 24 ein Diagramm eines spektralen Reflektionsfaktors in einem weiteren Beispiel eines Antireflektionsfilms ist;

Fig. 25 ein Diagramm eines spektralen Reflektionsfaktors in noch einem weiteren Beispiel eines Antireflektionsfilms ist;

Fig. 26 ein Schaubild einer Projektionsanzeige ist, in der ein dichroitisches Prisma verwendet wird;

Fig. 27 eine Aufsicht auf ein dichroitisches Prisma ist;

Fig. 28 ein schematisches Schaubild einer Projektionsanzeige ist, in der Spiegelanzeigeeinheiten verwendet werden;

Fig. 29 ein schematisches Schaubild einer Projektionsanzeige ist, in der Anzeigeeinheiten vom Transmissionstyp verwendet werden;

Fig. 30 ein Schaubild zur Erläuterung des Betriebs einer opti schen Farbtrennung und einer optischen Farbsynthese ohne eine λ/4-Einheit ist;

Fig. 31 ein Schaubild zur Erläuterung des Betriebs einer Farb trennung und Farbsynthese mit einer λ/4-Einheit ist.

Fig. 32a bis 32h schematische Schnittansichten von modifizierten Beispielen von Lichtmodulatoren sind, welche eine λ/2-Einheit oder eine transparente Einheit mit einer Flüssigkristall zelle kombinieren;

Fig. 33 eine schematische Schnittansicht eines in Fig. 32 gezeig ten Lichtmodulators ist;

Fig. 34 ein schematisches Schaubild einer Projektionsanzeige ist, die Anzeigeeinheiten vom Transmissionstyp verwendet;

Fig. 35 ein schematisches Schaubild einer Modellprojektionsan zeige ist, die Anzeigeeinheiten vom Transmissionstyp ver wendet;

Fig. 36 eine Grundrißansicht eines Beispiels von zweiten Licht strahler in einem zweiten Konvergenzlinsenfeld ist;

Fig. 37 eine schematische Grundrißansicht eines Beispiels von zweiten Lichtstrahler in dem zweiten Konvergenzlinsenfeld ist;

Fig. 38 eine schematische Grundrißansicht einer Öffnung einer Blende;

Fig. 39 eine Grundrißansicht einer Struktur eines zweiten Projek tionslinsenfeldes;

Fig. 40 eine Grundrißansicht einer Blende ist; und

Fig. 41 ein schematisches Schaubild einer Projektionsanzeige ist, bei der Anzeigeeinheiten vom Reflektionstyp verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Teile bezeichnen, werden nachfolgend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt. Als erstes werden Ausdrücke wie P- und S-Polarisation des Lichts unter Be zugnahme auf Fig. 3a und b erklärt. Die P-Polarisation ist definiert als ein Licht 387, welches in einer Ebene, die eine normale 382 eines dichroitischen Spiegels 14 oder eines dichroitischen Prismas (oder eine Lichttrennebene 386 davon) und eine Ausbreitungsrichtung 381 des einfallenden Lichts einschließt, schwingt. Die Ebene 388 ist einer P-Polarisationsebene zugeordnet und eine Achse senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung ist als P-Polarisationsachse zugeordnet. Auf der anderen Seite wird die S-Polarisation als ein Licht definiert, welches senkrecht zu der Oszillationsrichtung 383 der P-Polarisation schwingt. Eine Ebene 388, in welcher S-Polarisation schwingt, ist als S-Polarisationsebene zugeordnet und eine Achse, senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung, die in der Ebene existiert, ist als S-Polari sationsachse zugeordnet. Die P-Polarisationsachse ist senkrecht zu der S-Polarisationsachse. Eine Polarisationsachse, welche nicht als S- oder P-Polarisationsachse einzeln angegeben ist, wird einfach als Polarisationsachse benannt.

Eine Umwandlung von P-Polarisation zu S-Polarisation ist gleichwer tig einer Phasendifferenz einer halben Wellenlänge. Wenn deshalb eine Phase ankommenden Lichts bei einer Wellenlängeneinheit (oder Phaseneinheit) sich um 90° von der des austretenden Lichts unter scheidet, bedeutet dies, daß P-Polarisation in S-Polarisation oder umgekehrt umgewandelt wird.

Eine Wellenlängeneinheit bezeichnet ein optisches Element, welches eine Phase eintretenden Lichts von der austretenden Lichts umwan delt. Wenn eine Phaseneinheit eine Dicke aufweist, um eine Phasen differenz von 1/4 Wellenlänge zu bewirken, wird sie als erstrangige Viertel-Welleneinheit bezeichnet. Wenn eine Phaseneinheit eine Dicke aufweist, um eine Phasendifferenz einer halben Wellenlänge bei der austretenden Ebene zu bewirken, wird sie als eine erstrangige Halbwelleneinheit bezeichnet. Wenn eine Phaseneinheit eine Dicke aufweist, um eine Phasendifferenz eines Vielfachen einer 1/2 oder 1/4 Wellenlänge zu bewirken, wird sie als eine mehrfachrangige oder höherrangige Einheit bezeichnet. Diese Ausdrücke beziehen sich nicht auf die physikalische Dicke, sondern auf die Phasendifferenz. In der Beschreibung bezeichnen λ/2-Einheit und λ/4-Einheit Wellenlängen platten, welche eine Phasendifferenz einer 1/4 und 1/2 Wellenlänge bewirkt, unabhängig ob erstrangig oder vielfachrangig. Ein "Phasen mittel" bezeichnet allgemein ein Mittel zum Bewirken einer Phasen differenz zwischen eintretendem Licht und austretendem Licht, das eine Wellenlängeneinheit einschließt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Projek tionsanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der drei Flüssig kristalleinheiten 15a, 15b und 15c vom Reflektionstyp als Licht modulator bzw. Lichtventil verwendet werden. Es wird hier erwähnt, daß nicht notwendige Komponenten aus Erläuterungszwecken weggelassen sind. Eine Lichtquelle 12 enthält eine Lampe 12a, einen konkaven Spiegel 12b und einen Filter 12c. Vorzugsweise ist die Lampe 12a eine Halogen-Metalldampflampe bzw. Halogen-Lampe oder eine Xenon-Lampe, und sie strahlt ein Licht aus, das Farbkomponenten von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) enthält. Der konkave Spiegel 12b ist aus Glas und ein Vielfachschichtfilm ist darauf abgeschieden, um sicht bares Licht zu reflektieren und Infrarotbestandteile zu übertragen. Der Filter 12c weist ebenso einen Vielfachschichtfilm auf und ist auf einer Glaseinheit abgeschieden, um sichtbares Licht zu über tragen und Ultraviolett- und Infrarot-Bestandteile zu reflektieren. Ein Teil des sichtbaren Lichts, das von der Lampe 12 ausgestrahlt wird, wird durch den konkaven Spiegel 12b reflektiert und der Filter 12c entfernt Infrarot- und Ultraviolett-Bestandteile aus dem reflek tierten Licht.

Die Flüssigkristalleinheiten 15a, 15b und 15c, die als Lichtmodula toren verwendet werden, sind jene Flüssigkristallplatten, welche beide S- und P-Lichtpolarisationen modulieren. Als jene Anzeigeein heiten, welche ein optisches Bild als Veränderung der Lichtstreuung ausbilden, können Flüssigkristalleinheiten 15a, 15b und 15c, wie z. B. eine Flüssigkristall/Harz-Verbundstoff-Einheit, die z. B. in US-A-5,245,449 offenbart ist, oder ein optischer Lichtstrahl-Lauf schrifttyp-Modulator, der z. B. in JP-B-2-93519/1990 veröffentlicht ist, verwendet werden. Ferner kann eine Anzeigeeinheit, welche ein optisches Bild als Wechsel des Beugungszustandes ausbildet, wie auch eine Beugungsanzeigeeinheit verwendet werden, die z. B. in JP-A-49-104659/1974, JP-A-62-237424/1987 veröffentlicht ist, oder als eine Anzeigeeinheit, welche ein optisches Bild als eine Änderung in der Inklination von Mikro-Spiegeln, wie sie z. B. in US-A-4,566,935 offenbart ist, ausbildet. In den Ausführungsformen werden Flüssig kristall/Harz-Verbundstoff-Einheiten unter dem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit und optischen Modulationseigenschaften verwendet. Andererseits werden verdrehte nematische Flüssigkristallanzeige einheiten nicht verwendet.

Die Projektionslinse 11 weist eine erste Linsengruppe 11b auf, die auf einer Seite der Flüssigkristalleinheiten 15 angeordnet ist, und eine zweite Linsengruppe 11a, die auf der Seite eines Bildschirms oder Leinwand 19 angeordnet ist. Ein ebener Spiegel 13 ist zwischen der ersten und zweiten Linsengruppe 11a und 11b vorgesehen. Streu licht, das von einem Bildpunkt, der in dem Zentrum einer jeden Flüssigkristalleinheit 15 liegt, ausgestrahlt wird, wird durch die erste Linsengruppe 11b übertragen, wo eine untere Hälfte des Lichts mit Rücksicht auf eine optische Achse 16 in der Zeichnung auf den ebenen Spiegel 13 trifft, und das übrige Licht fällt auf die zweite Linsengruppe 11a anstatt auf den ebenen Spiegel 13. Die Normale des ebenen Spiegels 13 ist um einen Winkel von 45°, bezogen auf die optische Achse 16 der Projektionslinse 11, schräg gestellt.

Bezugszeichen 14a, 14b und 14c kennzeichnen dichroitische Spiegel und Bezugszeichen 17a, 17b und 17c bezeichnen λ/4-Einheiten. Diese dienen beide in gleicher Weise als ein optisches Farbtrennungssystem und ein optisches Farbsynthesesystem. Das Licht, das von der Licht quelle 12 ausgestrahlt wird, wird von dem ebenen Spiegel 13 reflek tiert und durch die erste Linsengruppe 11b übertragen. Dann wird es durch die dichroitischen Spiegel 14a, 14b und 14c übertragen oder reflektiert. Der dichroitische Spiegel 14a reflektiert den Rotanteil und läßt die Grün- und Blauanteile durch. Der Rotanteil wird durch den dichroitischen Spiegel 14c weiter reflektiert, durch die λ/4-Einheit 17a übertragen, um auf die Flüssigkristalleinheit 15a zu treffen. Andererseits überläßt der dichroitische Spiegel 14b den Blauanteil durch und reflektiert den Grünanteil. Dann wird der Grünanteil über die λ/4-Einheit 17b übertragen, um auf die Flüssig kristalleinheit 15b zu treffen, während der Blauanteil über die λ/4-Einheit 17c übertragen wird, um auf die Flüssigkristalleinheit 15c zu treffen. Die Phasenwinkel der λ/4-Einheiten 17a, 17b und 17c sind so festgelegt, daß sie einen Winkel β von etwa 45° (oder Ò/4, wenn Ò ein Verhältnis des Kreisumfangs zu seinem Durchmesser bezeichnet) mit Rücksicht auf die Polarisationslichtachse 386 (s. Fig. 3b) auf weisen. Die Flüssigkristalleinheiten 15a, 15b und 15c modulieren entsprechend Rot-, Grün- und Blauanteile. Licht, das von den Flüssigkristalleinheiten 15a, 15b und 15c reflektiert wird, wird durch die erste Linsengruppe 11b und die zweite Linsengruppe 11a hintereinander übertragen, um den Schirm 19 zu erreichen. Dadurch bildet jede Flüssigkristalleinheit 15 ein optisches Bild durch Änderung der Lichtstreuung gemäß den Videosignalen aus. Optische Bilder, die durch die Einheiten 15 der drei Farben gebildet werden, werden durch die dichroitischen Spiegel 14a und 14b zusammenge setzt - also aufgebaut - und dann durch die Projektionslinse 11 vergrößert und auf die Leinwand 19 geworfen. Das optische System ist so ausgelegt, daß ein Lichtstrahl, der vom Zentrum der Projektions linse 11 ausgestrahlt wird und entlang der optischen Achse 16 gelenkt wird, nahezu senkrecht z. B. in einer telezentrischen Weise, auf eine Flüssigkristallschicht in der Einheit 15 trifft.

In dem in Fig. 4 gezeigten optischen System weist der Bandpaß bzw. Grenzfilter 12c eine Bandbreite auf, die einen Halb-Bandbreiten-Wert von 430 bis 690 nm hat. Eine Bandbreite ist nachfolgend als eine Halbbandbreite angegeben. Die Bandbreiten von Rot-, Grün- und Blau anteilen einfallenden Lichts werden entsprechend mit 600 bis 690 nm, 510 bis 570 nm und 430 bis 490 nm festgelegt.

Es ist hier zu beachten, daß ein Licht, das die λ/4-Einheiten 17a, 17b und 17c durchtritt, durch die Flüssigkristalleinheiten 15a, 15b und 15c reflektiert wird, um wieder durch die gleichen λ/4-Einheiten 17a, 17b und 17c zu treten. Dies bedeutet, daß die Phase um eine halbe Wellenlänge verschoben oder daß S-Polarisation in P-Polarisa tion oder umgekehrt umgewandelt wird.

Phasenplatten, wie die λ/4-Einheiten 17 und die später verwendeten λ/2-Einheiten sind aus einem Material wie z. B. einem optischen Quarzkristall, Glimmer o. dgl., einem transparenten Harzfilm aus Vinylidenfluorid, Triacetat, Diacetat, Polyethersulfon (PES), Polyetheräthersulfon (PEES), Polysulfon, Polycarbonat, Polyäthylen- Telephtalat (PET), Polyvinylalkohol (PVA), Saran, Polyarylat o. dgl., oder eine gedrehte nematische Flüssigkristalleinheit. Ein optisches Kristall ist im allgemeinen sehr teuer und üblicherweise wird ein lichtdurchlässiger Harzfilm verwendet. Die Phaseneinheit kann ein Film sein oder eine Einheit aus dem oben erwähnten Material, oder ein Glasträger, auf welchem ein Film für die Phasendifferenz liegt. Unter dem Gesichtspunkt der Gestaltung, Lebensdauer und gleich bleibende Eigenschaften sind Polycarbonat, Polyethersulfon und Poly vinylalkohol bevorzugt. Weiter können mehrere Schichten aus transpa renten Harzfilmen kombiniert werden.

Wie in Fig. 4 gezeigt, werden die dichroitischen Spiegel 14 zur Farbtrennung und Zusammensetzung verwendet. Es können jedoch auch dichroitische Prismen anstatt der dichroitischen Spiegel verwendet werden. Aus Gründen der verkürzten Darstellung werden in der Be schreibung nachfolgend hauptsächlich nur dichroitische Spiegel 14 erklärt.

Die in der Ausführungsform verwendeten Flüssigkristallanzeigeein heiten 15a, 15b und 15c sind Anzeigeeinheiten, die eine Flüssig kristall/Harz-Verbundwirkstoffschicht für optische Modulation enthalten. Der Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff ist ein Ver bundstoff mit einem Flüssigkristallbestandteil und einem Harzbe standteil und der Flüssigkristallbestandteil liegt in dem Matrix des Harz- (Polymer)-Bestandteils. Die Struktur des Flüssigkristall/Harz- Verbundstoffes ändert sich gemäß einem Verhältnis des Flüssig kristallbestandteils und des Harzbestandteils und sie wird typischerweise in zwei Typen gemäß dem Verhältnis eingestuft. In einem Typ des Verbundwerkstoffs (polymer-dispergierter Flüssigkristall), der ein geringes Verhältnis aufweist, sind kleine Tropfen des Flüssigkristalls in Fehlstellen der Harzmatrix disper giert oder der Flüssigkristallanteil ist diskontinuierlich vorhan den. Wenn die Menge des Flüssigkristallanteils vergrößert wird, berühren sich die Tröpfchen gegenseitig. In dem anderen Typ (Poly mer-Netzwerk-Flüssigkristall), der ein großes Verhältnis aufweist, ist ein Netzwerk aus dem Harzanteil gebildet, während der Flüssig kristallanteil nicht als Tropfen vorhanden ist, sondern sich kon tinuierlich in dem Netzwerk der Harzkomponente ausdehnt.

Der Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff weist weiter eine Struktur auf, bei der die Harzkomponente Schichten bildet (s. z. B. JP-6-208126/1994 und 6-2085/1994) und eine Struktur aufweist, bei der die Flüssigkristalle in Kapseln (s. JP-3-52843/1991) gehalten werden. Weiter umfaßt der Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff einen Aufbau, wo dichroitische oder polychroitische Pigmente in einer Flüssigkristallkomponente 301 oder in einer Harzkomponente 302 enthalten sind.

Eine Flüssigkristalleinheit unter Verwendung eines polymer-disper gierten Flüssigkristalls, nutzt die Eigenschaft, daß die Brechungs zahl des Flüssigkristalls mit der Ausrichtungsrichtung der Flüssig kristallmoleküle variiert. In einer in den Fig. 5a und 5b gezeigten Einheit ist eine Flüssigkristallschicht 180, die aus Flüssigkri stalltröpfchen 301 und einem Harz 302 besteht, zwischen einem Gegenträger 171 und einer Feldelektrode 172, die eine Gegenelektrode 281 als eine Reflektionselektrode und Pixelelektroden 282 aufweist, gesetzt. Die Orientierungsrichtung der Moleküle in den Tröpfchen 301, die in dem Harz dispergiert sind, variiert mit einer zwischen der Pixelelektrode 282 und der Gegenelektrode 281 angelegten Span nung, um dadurch das einfallende Licht zu modulieren. Üblicherweise wird, wenn keine Spannung angelegt wird, das Licht wie in Fig. 5a gezeigt nicht durchgelassen (Streumodus), während, wenn eine Span nung an den Flüssigkristall angelegt wird, das Licht durchgelassen wird (Transmissionsmodus) oder die Flüssigkristallmoleküle in eine Richtung, wie in Fig. 5b gezeigt, ausrichten.

In den drei Anzeigeeinheiten ist vorzugsweise die optische Modula tionsschicht 180 in der Anzeigeeinheit 15a für Rot ausgelegt, um Tröpfchen von größeren Ausmaßen in der optischen Modulationsschicht 180 aufzuweisen oder um eine größere Dicke der Schicht 180 als die Anzeigeeinheiten 15b und 15c für Grün und Blau aufzuweisen. Dies kompensiert eine Verminderung im Streulicht mit ansteigender Wellen länge.

Vorzugsweise enthält der Flüssigkristallanteil für die Einheit ein nematisches Flüssigkristall, ein smektisches Flüssigkristall oder cholesterisches Flüssigkristall. Der Flüssigkristall kann aus einem einzigen Gemisch oder aus einem Gemisch von zwei oder mehreren Flüssigkristallen oder einem Gemisch, das eine andere Substanz als Flüssigkristallbestandteile enthält, bestehen. Unter den oben erwähnten Flüssigkristallmaterialien werden nematische Flüssig kristalle der Zyanbivinylgruppe bevorzugt, weil diese einen großen Unterschied zwischen der ordinären Brechungszahl n₀ und der extra ordinären Brechungszahl n₈ aufweisen. Ferner ist ein nematisches Flüssigkristall aus Fluorid und insbesondere aus Chlorid für einen stabilen säkularen Wechsel bevorzugt. Zweckmäßigerweise ist das Harzmaterial ein lichtdurchlässiges Harz und jene thermoplastischen Harze, hitzehärtbaren Harze und Photosatzharze können verwendet werden. Ein Ultraviolettsatzharz (Ultraviolett-setting-Harz), ein Ultralviolett-setting-Acrylharz wird bevorzugt, weil es einfach hergestellt und von der Flüssigkristallphase abgesondert werden kann. Insbesondere ist ein Ultraviolett-setting-Harz bevorzugt, welches Acrylmonomere oder Acrylogilomere enthält, welche poly merisieren können und durch Ultraviolettstrahlung erstarren. Ins besondere werden Ultraviolett-setting-Acrylharze, die Fluorgruppen aufweisen, wegen der Streueigenschaften bevorzugt. Ein Flüssig kristallmaterial hat eine ordinäre Brechungszahl n₀ vorzugsweise von 1.49 bis 1.54, oder besser von 1.50 bis 1.53. Es wird ebenso bevor zugt, daß Δ zwischen 0.15 und 0.25 liegt. Wenn n₀ und Δn ansteigen, wird der Wärmewiderstand und Lichtwiderstand schlechter, während wenn n₀ und Δn sinken, obgleich der Wärmewiderstand und der Licht widerstand verbessert werden, die Streueigenschaften sich ver schlechtern und der Anzeigekontrast unzulänglich wird. Dann wird es bevorzugt, daß die Lichtmodulationsschicht 17 einen nematischen Flüssigkristall eines Chlorides, das eine ordinäre Brechungszahl n₀ von 1.50 bis 1.53 und Δn von 0.15 bis 0.25 aufweist, wie ein Flüs sigkristallmaterial und ein Photosatz-Acrylharz, das Fluorgruppen wie ein Harzmaterial aufweist.

Ein Monomer für die Polymerphase (Harz) kann ein 2-Äthylhexyl acrylat, ein 2-Hydroxyäthylacrylat, Neopenthylglycoldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Diäthylenglycoldiacrylat, Tripropylenglycol diacrylat, Polyäthylenglycoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Penta-Erythritoacrylat o.dgl. sein. Ein Oligomer oder Prepolymer für die Polymerphase kann ein Polyesteracrylat, Epoxyacrylat, Poly urethanacrylat o. dgl. sein.

Um die Polymerisationsrate zu erhöhen, kann ein Polymerisations initiator (eine Substanz, die eine Polymerisations-Kettenreaktion einleitet) wie z. B. ein 2-Hydroxy-2-Methyl-1-Phenylpropan-1-on ("DAROCURE 1173" erhältlich von Merck & Corp. Inc.), 1-(4-Isopropyl phenyl)-2-Hydroxy-2-Methylpropan-1-on ("DAROCURE 1116" erhältlich von Merck & Corp. Inc.), 1-Hydroxycyclohexylphenylketon ("Irgacure 651" erhältlich von Ciba-Geigy AG) o. dgl. Darüber hinaus kann ein Kettentransfermittel, ein Lichtempfindlichkeitssteigerer, ein Farbwirkstoff, ein Vernetzungswirkstoff o. dgl. zweckmäßigerweise als ein zusätzlicher Bestandteil eingebaut werden.

Ein Flüssigkristall wird in einem Ultraviolettstrahl-erstarrendem (setting)Harz aufgelöst, um ein flüssiges oder viskoses Gemisch zu bilden. Das Gemisch wird zwischen zwei Träger injiziert und danach wird es mit ultravioletten Strahlen bestrahlt. Dadurch wird nur das Harzmaterial abgeschieden, um ein Flüssigkristall/Harz-Verbundstoff zu bilden.

Das Verhältnis des Flüssigkristallbestandteils zum Harzbestandteil in dem Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff ist im allgemeinen 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 85 Gew.-%. Wenn das Verhältnis weniger als 20 Gew.-% ist, ist die Menge der Flüssigkristalltröpfchen so gering, daß der Effekt einer Brechungsindexveränderung gering ist. Andererseits, wenn das Verhältnis größer als 90 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, daß der Harzbestandteil und der Flüssig kristallbestandteil voneinander getrennt werden in Kopf- und Fuß schichten, so daß das Verhältnis der Grenzfläche abnimmt, um die Streueigenschaft der Flüssigkristallschicht zu verringern. Die Struktur des Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoffs hängt von dem Verhältnis ab. Wenn das Verhältnis weniger als 50 Gew.-% beträgt, liegt der Flüssigkristallbestandteil als Tröpfchen vor, während wenn er 50 Gew.-% oder mehr beträgt, eine kontinuierliche Phase eintritt, bei der die Harz- und Flüssigkristallbestandteile miteinander verflochten sind.

Die Dicke der Flüssigkristallschicht wird zwischen 5 bis 25 µm gewählt, vorzugsweise 8 bis 20 µm für die Streueigenschaften und die an die Flüssigkristallschicht angelegte Spannung.

Der durchschnittliche Durchmesser der Tröpfchen des Polymer-disper gierten Flüssigkristalls oder die durchschnittliche Porengröße des Polymernetzwerkflüssigkristalls liegt vorzugsweise zwischen 0.5 und 3 µm, besser noch zwischen 0.8 und 2 µm. Der durchschnittliche Durchmesser oder die durchschnittliche Porengröße wird zur Licht modulation kurzwelligeren Lichts, wie z. B. blauem Licht, vermindert oder sie wird für Licht mit einer längeren Wellenlänge, wie z. B. rotes Licht, vergrößert. Wenn der durchschnittliche Durchmesser oder die durchschnittliche Porengröße groß ist, wird die benötigte Spannung, um den Kristall in einen Transmissionsstatus auszurichten, gering, aber die Streueigenschaften werden verschlechtert. Wenn andererseits der durchschnittliche Durchmesser oder die durch schnittliche Porengröße gering ist, werden die Streueigenschaften verbessert, aber die Spannung, die benötigt wird, um die Moleküle in einen Transmissionsstatus zu versetzen, wird groß.

Es ist bekannt, daß S-Polarisation eine größere Bandbreite als P-Polarisation in Licht aufweist, das durch einen dichroitischen Spiegel reflektiert wird, während S-Polarisation eine geringe Bandbreite als P-Polarisation in einem Licht aufweist, das von einem dichroitischen Spiegel durchgelassen wird. Z.B. enthält nach einer Reflektion ein S-Polarisationsbestandteil von rotem Licht einen Bestandteil nahe einer Bandbreite von grünem Licht, während P-Polarisations-Bestandteile von rotem Licht einen Bestandteil nahe einer Bandbreite von grünem Licht enthalten. Daher kann ein di chroitischer Spiegel Licht nicht gut trennen, und dies bewirkt eine Verschlechterung der Färbung oder Farbreinheit eines projizierten Bildes. In anderen Worten, weil Licht, welches in eine Anzeige einheit zum Modulieren eines Rotbestandteils eindringt, einen Grünbestandteil aufweist, moduliert die Anzeigeeinheit beide Rot- und Grünkomponenten und eine Originalfarbe kann nicht mehr wie dergegeben werden. Dieses Problem besteht bei der Anzeigeeinheit, welche beide S- und P-Polarisationen moduliert, im Gegensatz zu einer verdrehten nematischen Flüssigkristalleinheit.

Die Ausführungsform, die dieses Problem löst, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 erläutert. Zunächst wird eine Funktionsweise einer Projektionsanzeige ohne die λ/4-Einheiten 17 aus Gründen einer vereinfachten Erklärung unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert. In Fig. 6 sind (a) bis (e) Diagramme spektraler Ver teilung, die über der Wellenlänge (nm) aufgetragen sind, wobei eine durchgezogene Linie den P-Polarisations-Bestandteil bezeichnet, während eine gestrichelte Linie den S-Polarisations-Bestandteil bezeichnet. In den spektralen Verteilungen werden die Bandbreiten nicht realistisch wiedergegeben, sondern als ein Modell zum leichte ren Verständnis.

Der Spiegel 14 (s. Fig. 1) reflektiert ein von der Lampe 12a reflek tiertes Licht. Die spektrale Verteilung des Lichts ist in (a) dargestellt. Der dichroitische Spiegel 14a reflektiert den Rot anteil, wie in der spektralen Verteilung (b) des Rotanteils gezeigt. Der dichroitische Spiegel 14b reflektiert den Grünanteil, wie in der spektralen Verteilung (c) des Grünanteils gezeigt, während es den Blauanteil durchläßt, wie in der spektralen Verteilung (d) des Blauanteils dargestellt ist. Der dichroitische Spiegel 14c weist eine schmale Bandbreite für Rot auf, um die Farbreinheit zu verbes sern.

Wenn die dichroitischen Spiegel 14 mit einem Einfallswinkel von 45° relativ zu der optischen Achse angeordnet sind, hat die spektrale Verteilung des reflektierten Lichts eine größere Bandbreite für S-Polarisation als für P-Polarisation, wie in den spektralen Vertei lungen (b) bis (d) dargestellt ist. Wenn der Einfallswinkel α (s. Fig. 3a) verringert wird, wird das optische System für die Farb trennung und -verbindung groß, obgleich die Bandbreiten der P- und S-Polarisationen dazu neigen, miteinander übereinzustimmen.

Wenn die Flüssigkristallschicht der Anzeigeeinheit 15 sich im Trans missionszustand befindet, werden Lichtanteile, die durch die di chroitischen Spiegel 14a, 14b und 14c getrennt wurden, durch die Reflektionselektrode 281 (s. Fig. 5b) reflektiert und treffen wieder auf die dichroitischen Spiegel 14a, 14b, um ein Licht bzw. einen Lichtstrahl aufzubauen. Daher werden die in (b) bis (d) gezeigten spektralen Verteilungen für die gleichen gehalten, wie in der spektralen Verteilung (e). Dann wird das aufgebaute Licht durch die Projektionslinse auf die Leinwand 19 projiziert.

Die spektrale Verteilung (e) zeigt, daß die Wellenlängen-Bünder von Rot, Grün und Blau miteinander überlappen. Dies ist der oben erwähn ten Differenz der Bandbreiten der S- und P-Polarisationen zuzu schreiben. Z.B. enthält die S-Polarisation in dem Licht, das auf die Anzeigeeinheit 15b zum Modulieren des Grünanteils trifft, Komponen ten, die in den Wellenlängenbändern von Rot und Blau enthalten sind. Dann moduliert die Anzeigeeinheit 15b auch Anteile anderer als des grünen, der zu modulieren ist, und dies verschlechtert die Färbung eines projizierten Bildes.

Fig. 7 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Betriebs einer Projektionsanzeige gemäß der Ausführungsform der Erfindung, bei dem λ/4-Einheiten 17 vor den Einfallsebenen der Anzeigeeinheiten 15 angeordnet sind. Der Winkel β der Phasenachse 384 bezieht sich auf die Polarisationsachse 385 und beträgt ca. 45° bezüglich der opti schen Achse. In diesem Falle wird die Farbreinheit oder Färbung, wie nachfolgend erklärt wird, durch Verwendung der λ/4-Einheiten 17 verbessert. Wenn auf die Anzeigeeinheiten 15 Licht trifft, wird dessen Phase durch eine λ/4-Einheit 17 um ein Viertel Wellenlänge verschoben und nachdem durch die Anzeigeeinheit 15 das Licht reflek tiert wird, wird dessen Phase wiederum durch die λ/4-Einheit 17 um ein Viertel Wellenlänge verschoben. Dadurch wird die Phase des Lichts insgesamt um eine halbe Wellenlänge verschoben. Dies be deutet, daß ein S-Polarisationsanteil in ein P-Polarisationsanteil und umgekehrt umgewandelt wird. In dem Rotanteil, der durch den dichroitischen Spiegel 14a reflektiert wird, hat der S-Polarisa tionsanteil eine größere Bandbreite, während der P-Polarisations anteil eine schmalere Bandbreite aufweist. Deshalb hat die P-Pola risation eine bessere Farbreinheit. Wenn der Rotanteil durch die Anzeigeeinheit 15a reflektiert wird und wieder durch den dichroiti schen Spiegel 14a reflektiert wird, wird die S-Polarisation in P-Polarisation umgewandelt. Daher ist die Bandbreite der S-Polarisa tion begrenzt und dessen Farbreinheit verbessert. Andererseits hat die P-Polarisation, welche wieder auf den dichroitischen Spiegel 14a trifft, schon eine geringere Bandbreite, und es verringert die Farbreinheit nicht, wenn es danach durch den dichroitischen Spiegel 14 reflektiert wird. In ähnlicher Weise wird S-Polarisation des Grünanteils, der durch den dichroitischen Spiegel 14b reflektiert wird, durch die λ/4-Einheit 17b in P-Polarisation umgewandelt, um dessen Bandbreite zu begrenzen. Folglich wird auch die Farbtönung des durch die Anzeigeeinheit 15b modulierten Lichts verbessert. Ferner wird die Bandbreite der P-Polarisation des Blauanteils, der durch den dichroitischen Spiegel 14b tritt, durch die λ/4-Einheit 17c begrenzt. In dem Licht, das durch einen dichroitischen Spiegel tritt, hat S-Polarisation eine größere Bandbreite als P-Polarisation im Gegensatz zum Fall der Reflektion. Die P-Polarisation des Blau anteils wird, nachdem es durch die Anzeigeeinheit 15c reflektiert ist, in S-Polarisation durch λ/4-Einheiten 17c umgewandelt und der dichroitische Spiegel 17b begrenzt die Bandbreite der S-Polari sation. Daher hat auch die P-Polarisation eine verbesserte Farbrein heit (Färbung). Eine spektrale Verteilung des aufgebauten Lichts durch die dichroitischen Spiegel 14a, 14b ist in (e) gezeigt. Es ist eindeutig, daß sich die Bandbreiten von Rot, Grün und Blau nicht überlappen und die Färbung verbessert werden kann.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten optischen System ist es nicht einfach, einen Vorteil der Wellenlängen-Bandbreitenbegrenzung zu erklären, weil die Funktionen der dichroitischen Spiegel sich miteinander auf Lichttrennung und Lichtaufbau beziehen. Diese werden zunächst, bevor Fig. 7 erläutert wird, unter Bezugnahme auf Fig. 8, welches ein optisches Modellsystem darstellt, erläutert. Eine Spannung wird an eine Flüssigkristallschicht in einer Anzeigeeinheit 15 angelegt, um sie in einen Transmissionszustand zu bringen. Lichtquelle (nicht gezeigt) ist eine Xenonlampe und Infrarot- und Ultraviolettanteile werden aus einem von der Lichtquelle ausgestrahlten Licht herausge filtert. Ankommendes Licht "A" wird durch einen dichroitischen Spie gel 14 reflektiert und das reflektierte Licht durchtritt eine λ/4-Einheit 17, um auf die Anzeigeeinheit 15 zu treffen. Das Licht wird durch eine Reflektionselektrode in der Anzeigeeinheit 15 reflektiert und durchtritt wiederum die λ/4-Einheit 17. Dann wird das Licht wiederum durch den dichroitischen Spiegel 14 reflektiert, um so als ein austretendes Licht "B" das System zu verlassen.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen spektrale Verteilungen austretenden Lichts von Rot-, Grün- und Blauanteilen. Fig. 9 zeigt einen Fall von Reflektion roten Lichts durch den dichroitischen Spiegel 14. Eine durchgezogene Linie kennzeichnet einen Fall ohne die λ/4-Einheit 17, während eine gestrichelte Linie einen Fall unter Verwendung der λ/4-Einheit 17 kennzeichnet. Die Phasendifferenz beträgt bei der λ/4-Einheit 17 165 nm. In UV-Farbkoordinaten sind u = 0.5084 und v = 0.3467 im Fall ohne die λ/4-Einheit, während u = 0.5176 und v = 0.3467 im Fall mit der λ/4-Einheit 17 sind. Wenn eine Phasendif ferenz bei der λ/4-Einheit 150 nm beträgt, ist u = 0.5185 und v = 0.3465 und diese Werte verändern sich größtenteils nicht. Es wird versichert, daß die Umwandlung zwischen P- und S-Polarisationen gut erfüllt wird und daß der Umwandlungswirkungsgrad durch die Phasen differenz der λ/4-Einheit 17 größtenteils nicht beeinträchtigt wird.

Fig. 10 zeigt einen Fall von Reflektion grünen Lichts durch den dichroitischen Spiegel 14. Eine durchgezogene Linie kennzeichnet einen Fall ohne die λ/4-Einheit 17, während eine gestrichelte Linie einen Fall unter Verwendung der λ/4-Einheit 17 zeigt. Eine Phasen differenz bei der λ/4-Einheit 17 beträgt 135 nm. In UV-Farbkoor dinaten beträgt u = 0.1197 und v = 0.3847 im Falle ohne die λ/4-Einheit 17, während u = 0.1187 und v = 0.3851 im Falle der Ver wendung der λ/4-Einheit 17 sind. Wenn eine Phasendifferenz an der λ/4-Einheit 17 150 nm beträgt ist u = 0.1191 und v = 0.3851.

Fig. 11 zeigt einen Fall von Reflektion blauen Lichts durch den dichroitischen Spiegel 14. Eine durchgezogene Linie kennzeichnet einen Fall ohne die λ/4-Einheit 17, während eine gestrichelte Linie einen Fall unter Verwendung der λ/4-Einheit 17 kennzeichnet. Eine Phasendifferenz an der λ/4-Einheit 17 beträgt 115 nm. In UV-Koor dinaten beträgt u = 0.0999 und v = 0.2233 im Falle ohne die λ/4-Einheit 17, während u = 0.1055 und v = 0.2053 im Fall unter Ver wendung der λ/4-Einheit 17 ist. Wenn eine Phasendifferenz an der λ/4-Einheit 17 130 nm beträgt, ist u = 0.1061 und v = 0.2035.

Diese Werte zeigen, daß die optische Bandbreite durch die λ/4-Einheit 17 begrenzt werden kann. Wie oben erläutert, ist die λ/4-Einheit 17 zwischen der Anzeigeeinheit 15 und dem dichroitischen Spiegel 14 angeordnet, so daß die optische Bandbreite begrenzt werden kann und dies verbessert Farbgebung eines projizierten Bildes.

In der oben erwähnten Projektionsanzeige ist der dichroitische Spiegel 14 so angeordnet, daß er einen Winkel von etwa 45° mit Rücksicht auf eine optische Achse 16 oder einen Einfallswinkel von 45° aufweist. Deshalb kann die Größe des optischen Systems kompakter als die des in Fig. 2 gezeigten bekannten Systems gemacht werden.

Weil Anzeigeeinheiten vom Reflektionstyp verwendet werden, ist der Kontrast besser als bei denen vom Transmissionstyp. Die Anzeigeeinh eiten können einfach auf der Rückseite gekühlt werden.

Wenn Anzeigeeinheiten vom Transmissionstyp für die optische Modula tion in einer Projektionsanzeige verwendet werden, wird weißes Licht in drei Farben mit dichroitischen Spiegeln zerlegt, um auf die Anzeigeeinheiten entlang einem ersten optischen Weg zu treffen und Licht, das die Anzeigeeinheiten durchtritt, wird mit dichroitischen Spiegeln zu einem einzigen Licht entlang einem zweiten optischen Weg aufgebaut, um auf einen Bildschirm projiziert zu werden. Dann kann durch zweckmäßige Anordnung von λ/2-Einheiten in dem ersten und zweiten optischen Weg die optische Bandbreite begrenzt werden. Wie später erläutert wird, sind die Positionen der Wellenlängeneinheit, welche die Begrenzung der optischen Bandbreite bewirken, in einem ersten optischen Weg, wo durch einen dichroitischen Spiegel zur Zer legung reflektiertes Licht durch andere dichroitische Spiegel zur Synthese reflektiert wird, oder in einem zweiten optischen Weg, wo Licht, das durch einen dichroitischen Spiegel für die Zerlegung tritt, durch einen anderen dichroitischen Spiegel für den Aufbau tritt.

In der oben erwähnten Projektionsanzeige werden die Anzeigeeinheiten 15 vom Reflektionstyp verwendet und die dichroitischen Spiegel 14 werden für beide Funktionen der Zerlegung und des Aufbaus verwendet. Mit anderen Worten wird Licht, das durch die Anzeigeeinheiten reflektiert wird, durch die gleichen dichroitischen Spiegel durch gelassen oder reflektiert oder das Licht kehrt auf dem gleichen optischen Weg zurück. Dann durchtritt das Licht, wenn eine Wellen längeneinheit in dem optischen Weg ausgebildet ist, zweimal die Wellenlängeneinheit. Dann können die λ/4-Einheiten 14 ausgebildet werden, um eine Phasendifferenz einer halben Wellenlänge zu bewir ken. Die dichroitischen Spiegel können durch dichroitische Prismen ersetzt werden.

Wenn Anzeigeeinheiten vom Reflektionstyp verwendet werden, ist es notwendig, Oberflächenreflektion bei jedem optischen Element zu verhindern. Licht, das an der Oberfläche einer Anzeigeeinheit o. dgl. reflektiert wird, ist nicht durch die Anzeigeeinheiten moduliertes Licht und es verschlechtert den Kontrast eines projizierten Bildes. Daher ist ein Anti-Reflektionsfilm wünschenswert, der auf der Oberfläche der λ/4-Einheiten o. dgl. angeordnet wird.

Ein Anti-Reflektionsfilm zur Verhinderung der Reflektion an einer Grenzfläche zwischen einem Medium und Umgebungsluft ist aus einem drei- oder zwei-schichtigen Film. Ein drei-schichtiger Film wird als Mehrfach-Schutzschicht-Antireflektionsfilm bezeichnet, während ein zwei-schichtiger Film als V-Schutzschicht-Antireflektionsfilm bezeichnet wird.

Im Falle der Vielfachschutzschicht sind ein Dünnfilm aus Aluminium oxid Al₂O₃ einer optischen Dicke nd von λ/4, ein Dünnfilm aus Zirkon (ZrO₂) einer optischen Dicke von λ/2 und ein Dünnfilm aus Magnesium fluorid (MgF₂) einer optischen Dicke von λ/4 aufeinandergeschichtet, worin λ die Wellenlänge kennzeichnet, n den Brechungsindex eines Dünnfilms und d eine physikalische Dicke des Dünnfilms bezeichnet. Für grünes Licht wird gewöhnlicherweise λ etwa als 520 nm angenom men. Im Falle einer V-Schutzschicht sind ein Dünnfilm aus Silikat (SiO) optischer Dicke von λ/4 und ein Dünnfilm aus Magnesiumfluorid (MgF₂) optischer Dicke von λ/4, oder ein Dünnfilm aus Yttriumoxid (V₂O₃) optischer Dicke von λ/4 und ein Dünnfilm aus Magnesiumfluorid (MgF₂) optischer Dicke von λ/4 aufeinandergeschichtet. Wenn blaues Licht moduliert wird, wird Yttriumoxid (Y₂O₃) bevorzugt, weil Sili ziumoxid ein Absorptionsseitenband von Blau aufweist. Die Formgebung beruht vorzugsweise auch auf der Stabilität des Materials.

Fig. 12 zeigt ein modifiziertes optisches System zur Verhinderung von Oberflächenreflektion auf der λ/4-Einheit, bei der die Einheiten 17 schräg mit Rücksicht auf eine optische Achse 16 angeordnet sind. Die Phasendifferenz der Einheiten 17 ist festgelegt, um einen vor geschriebenen Wert entlang der Schrägrichtung zu erfüllen. In der in Fig. 12 gezeigten Anordnung wird Licht, das von der Oberfläche reflektiert wird, durch die Projektionslinse 11 ohne einen Anti- Reflektionsfilm nicht kondensiert. Deshalb kann der Kontrast der Bildanzeige verbessert werden.

In der in Fig. 4 gezeigten Projektionsanzeige sind λ/4-Einheiten zwischen dem dichroitischen Spiegel 14 und der Anzeigeeinheit 15 angeordnet. Eine λ/4-Einheit kann jedoch auch auf einer Oberfläche der Anzeigeeinheit 15 kleben oder innerhalb der Anzeigeeinheit angeordnet sein.

Fig. 13 zeigt eine Projektionsanzeige, bei der λ/4-Einheiten auf Oberflächen der Anzeigeeinheiten geklebt sind. Diese Projektions anzeige unterscheidet sich von der in Fig. 4 gezeigten in dem Punkt, daß eine λ/4-Einheit 17d, 17e und 17f auf eine Oberfläche aus einer transparenten/lichtdurchlässigen, auf einer Anzeigeeinheit 15 aufgeklebten Einheit 179 geklebt sind. Die transparente Einheit 179, die auch als transparente Platte bezeichnet werden kann, ist vor gesehen, um den Bildkontrast zu verbessern, wie nachfolgend erklärt wird. Ein Lichtabsorptionsfilm 191 aus einem schwarzen Anstrich o. dgl. ist auf dem nicht-wirksamen Bereich der lichtdurchlässigen Einheit 179 außerhalb eines wirksamen Anzeigebereichs der für die Anzeige benötigt wird, ausgebildet. Wenn die lichtdurchlässige Einheit 179 nicht verwendet wird, werden die λ/4-Einheiten 17d, 17e und 17f direkt auf der Anzeigeeinheit 15 angebracht.

Fig. 14 zeigt ein Beispiel, bei dem eine lichtdurchlässige Einheit 179 auf eine Anzeigeeinheit 15 mit einem optischen Kupplungsmedium 181a geklebt ist, und eine λ/4-Einheit 17 auf die lichtdurchlässige Einheit 179 mit einem optischen Kupplungsmedium 181b geklebt ist. "Optische Kupplung" bedeutet, daß zwei Einheiten mit einem licht durchlässigen Material zusammengeklebt oder befestigt sind, das einen Brechungsindex aufweist, der nahezu gleich dem ist der zwei Platten. Ein Anti-Reflektionsfilm 177, wie eine V-Schutzschicht ist auf der Oberfläche der λ/4-Einheiten 17 ausgebildet. Das optische Kupplungsmedium 181a, 181b kann klebrig werden, wenn es Ultra violettstrahlen ausgesetzt wird. Der Kleber ist zweckmäßig, weil er gewöhnlich einen Brechungsindex aufweist, der nahe der von Glas trägern 171, 172 der Anzeigeeinheit 15 liegt. Darüber hinaus können lichtdurchlässige Silikonharze o. dgl., oder eine Flüssigkeit aus Epoxid-lichtdurchlässigem Kleber oder Äthylenglykol ebenfalls verwendet werden. Es ist notwendig, Luft zwischen der Anzeigeeinheit 15 und den λ/4-Einheiten 17 zu beseitigen, um einen Bildqualitäts verlust wegen eines Unterschiedes von Brechungszahlen zu vermeiden. Wenn die lichtdurchlässige Einheit 179 nicht verwendet wird, ist die λ/4-Einheit 17 direkt auf die Anzeigeeinheit 15 unter Verwendung eines optischen Kupplungsmediums zwischen ihnen geklebt.

Fig. 15 zeigt ein Beispiel, wo eine λ/4-Einheit zwischen einer Anzeigeeinheit 15 und einer lichtdurchlässigen Einheit 179 angeord net ist. In ähnlicher Weise wie beim in Fig. 14 gezeigten Beispiel, ist die λ/4-Einheit 17 auf die Anzeigeeinheit 15 mit einem optischen Kupplungsmedium 181a geklebt und die lichtdurchlässige Einheit 179 ist mit einem optischen Kupplungsmedium 181b auf die λ/4-Einheit 17 geklebt. Ein Anti-Reflektionsfilm 177, wie z. B. eine V-Schutz schicht, ist über einen effektiven Anzeigebereich auf der Oberfläche der lichtdurchlässigen Schichteinheit 179 ausgebildet. Wenn die lichtdurchlässige Einheit 179 nicht verwendet wird, ist die λ/4-Einheit 17 direkt auf die Anzeigeeinheit 15 unter Verwendung eines optischen Kupplungsmediums zwischen diesen geklebt.

Nachfolgend wird kurz erläutert, weshalb die lichtdurchlässige Einheit 179 den Anzeigekontrast verbessert. Zur Vereinfachung der Erklärung, wird angenommen, daß eine Anzeigeeinheit vom Transmis sionstyp verwendet wird. Ein Unterschied zwischen Anzeigeeinheiten vom Transmissionstyp und Reflektionstyp bezieht sich nur auf die Ausbreitung des Lichts. In einer Anzeigeeinheit vom Transmissionstyp stimmt die Richtung des einfallenden Lichts mit der des austretenden Lichts überein, während in einer Anzeigeeinheit vom Reflektionstyp eine Richtung des austretenden Lichts von der des eintretenden Lichts umgedreht wird. Daher besteht kein Unterschied in der Wirkung auf die Verbesserung des Anzeigekontrasts zwischen den beiden Typen.

Fig. 16 zeigt ein Schaubild einer Anzeigeeinheit, die zur Erläute rung eines Vorteils einer lichtdurchlässigen bzw. transparenten Einheit verwendet wird. Eine Anzeigeeinheit besteht aus zwei Trägern 368 und 369 und eine optische Modulationsschicht 180 ist zwischen den beiden Trägern 368 und 369 gelegt. Der Träger 369, der an einer Seite des einfallenden Lichts vorgesehen ist, wird als eine Kom bination aus einem Träger der Anzeigeeinheit und einer lichtdurch lässigen Einheit 179, die auf den Träger mit einem optischen Kupp lungsmedium 181 geklebt ist, angenommen.

Es wird hier vorausgesetzt, daß schmales in zwei Linien zusammen fallendes Licht - Kollimationslicht - nur ein sehr kleiner Bereich 362 um einen Punkt "A" herum in einem Anzeigebereich, wenn keine Spannung an die Anzeigeeinheit angelegt ist, bestrahlt. Dieses Licht wird als Streulicht 363a verbreitert, welches an einer austretenden Oberfläche 366 des Trägers 369 einen Punkt "B" erreicht. Wenn der Einfallswinkel R₀ des Streulichts 363a an der austretenden Ober fläche 366 kleiner ist als ein kritischer Winkel, tritt das Licht als Licht 364 aus, andernfalls wird das Licht als reflektiertes Licht 365 reflektiert. Das Licht 365 wird wieder an einer anderen Grenzschicht als ein reflektiertes Licht 363b reflektiert. Dies bedeutet, daß eine zweite Lichtquelle in der Lichtmodulationsschicht 180 ausgebildet wird. Diese Zerstreuung von reflektiertem Licht wird als Nachstreuung bezeichnet, und das reflektierte Licht an der Grenzfläche wird als Nachstreuungslicht bezeichnet. Die Existenz von solcher Nachstreuung ist ein Problem von Flüssigkristallen wie auch Flüssigkristall/Harz-Verbundstoffe, welche Anzeigebilder gemäß einem Wechsel von Lichtstreuung modulieren.

Die Verteilung der Helligkeit auf das Nachstreulicht weist eine Liniensymmetrie mit Rücksicht auf ein Zentrum beim Punkt "A" auf, wie es als Lichtring 399 in Fig. 17b gezeigt ist. Wenn der Bre chungsindex "n" des Trägers 369 als 1.52 und ein Brechungsindex der Luft von 1.0 angenommen wird, wird ein kritischer Winkel R als Sinus^-1(1/n) = Sinus^-1(1/1.52) = 42° berechnet.

Wenn die Dicke des Substrats 369 wie in den Fig. 17a und 17b gezeigt relativ gering ist, ist der Durchmesser "2R" des Lichtrings 391 geringer als die Länge der Diagonale "D" des Trägers 369. Daher erscheint der Lichtring 391 in dem wirksamen Anzeigebereich 392 und dies verringert den Anzeigekontrast. Wenn andererseits die Dicke des Trägers 369 wie in Fig. 18a und 18b gezeigt eher dick ist, ist der Durchmesser "2R" des Lichtrings 391 größer als die Diagonalenlänge "D" des Trägers 369. Daher erscheint der Lichtring 391 außerhalb dem wirksamen Anzeigebereich 392 und trifft auf den Lichtabsorptionsfilm 191 außerhalb dem wirksamen Anzeigebereich 392, um dort absorbiert zu werden. Eine Bedingung, daß ein Durchmesser "2R" des Lichtrings 391 größer ist als die Diagonalenlänge "D" des Substrats 369 besteht wie folgt:

t/d (1/4)(n²-1)^1/2 (1)

wenn n = 1.52, t/d = 0.3 ist. Daher wird die in den Fig. 13 bis 15 gezeigte lichtdurchlässige Einheit 179 ausgebildet, um die Licht ringe zu entfernen und den Anzeigekontrast zu verbessern.

Nachfolgend wird ein Fall erläutert, wo eine Austrittsebene des Trägers 369 konkav ist. Fig. 19 zeigt den Fall, welcher der gleiche wie die in Fig. 16 gezeigte Anzeigeeinheit ist, außer daß eine Austrittsebene 366′ eines Substrats 369′ konkav ist.

Es wird hier vorausgesetzt, daß ein schmales in zwei Linien zu sammentreffendes Licht - Kollimationslicht - nur einen sehr kleinen Bereich 362 um einen Punkt "A" herum in eine Anzeigefläche be strahlt, wenn keine Spannung an die Anzeigeeinheit gelegt ist. Das Licht wird als ein Streulicht 363a′ verbreitert, welches die Aus trittsfläche 366′ beim Punkt "B" erreicht. Weil die Fläche 366′ konkav ist, wird der Eintrittswinkel beim Punkt "B" größer als bei der flachen Oberfläche 366 in Fig. 16. Daher wird ein Durchmesser eines Lichtringes, der durch Nachstreuung bewirkt wird, größer. Deshalb verringert sich die Helligkeit von Nachstreulicht und dies verbessert den Kontrast eines projizierten Bildes. Das bedeutet, daß durch Ausbildung einer lichtdurchlässigen Einheit mit einer konvexen Oberfläche, der Kontrast verbessert werden kann, ohne wie durch Gleichung (1) beschränkt zu sein.

Vorzugsweise ist die lichtdurchlässige Einheit 369, 369′ aus einem Glasmaterial, welches das gleiche ist wie der Gegenträger 172 der Anzeigeeinheit 15, die mit der lichtdurchlässigen Einheit 369, 369′ verbunden ist. Weiter kann auch ein lichtdurchlässiges Harz wie Acrylharz oder Polycarbonatharz verwendet werden. Sie haben einen Brechungsindex nahezu gleich dem von Glas, sind relativ günstig und können einfach gestaltet werden, um eine gewünschte Form aufzuwei sen.

Fig. 20a und 20b zeigen Versuchsdaten für 62673 00070 552 001000280000000200012000285916256200040 0002004435450 00004 62554 den Effekt auf der flachen lichtdurchlässigen Einheit 179. Wie in Fig. 20a gezeigt, bestrahlt ein in zwei Linien zusammenfallendes Licht - Kollimationslicht - eine Anzeigeeinheit 171, 172 und 180 und die Helligkeit einer Lichtmodulationsschicht 180 wird an der Austrittsseite gemessen. Fig. 20b zeigt ein Diagramm des Helligkeitsverhältnisses b₈, das über der relativen Dicke (t/d) der durchlässigen Einheit 179 aufge tragen ist. Die Helligkeit "B" bedeutet ein Fall ohne die tran sparente Einheit 179. Wie in Fig. 20b gezeigt geht daraus eindeutig hervor, daß die Helligkeit mit ansteigender Trägerdicke abnimmt. Es ist daher wünschenswert, daß eine lichtdurchlässige Einheit 179 eine große Dicke aufweist. Das Helligkeitsverhältnis bleibt im wesentli chen konstant ab einer relativen Dicke von 0.3 oder mehr. Das geringe Helligkeitsverhältnis bedeutet großen Anzeigekontrast.

Gerade wenn t/d = 0.15 ist, sinkt die Helligkeit auf etwa 80% der endgültigen Abschwächung und kann praktischerweise benutzt werden. Die Bedingung von Gleichung (1) lautet faktisch dann wie folgt:

t/d (1/8)(n²-1)^1/2 (2)

Wenn die Dicke einer lichtdurchlässigen Einheit ansteigt, wird ein Anstieg wegen der Nachstreuung vermindert. Dann kann ein Kontrast des Anzeigebildes durch Verstärkung der lichtdurchlässigen Einheit verbessert werden.

Wie oben erläutert, werden, wenn gestreutes Licht von einem Bildpunkt andere Bildpunkte erreicht, Senkundärlichtquellen wegen abweichender Streuung gebildet und Helligkeit von anderen Bildpunkten erhöht. Dann wird das Sekundärstreulicht durch einen schwarzen Anstrich 191 absorbiert, um den Anzeigekontrast zu verbessern. Dann wird ein lichtabsorbierender Film 191 auf einem nichtwirksamen Bereich der lichtdurchlässigen Einheit 179 o. dgl. angeordnet.

Fig. 21A bis 21D zeigen verschiedene modifizierte Beispiele von Lichtmodulatoren, welche eine λ/4-Einheit oder eine lichtdurch lässige Einheit mit einer Flüssigkristallzelle kombinieren. Dies macht es einfach, optische Bestandteile als ein Lichtmodulator wie einen selbsttragenden Körper zu verwenden und sie in einer Projek tionsanzeige einzubauen. Es ist auch vorteilhaft, daß ein hinterer Brennpunkt verkürzt werden kann und dies macht es einfach, die Projektionslinse 11 auszubilden. Weiter kann wie bereits oben erläutert die Reflektion an den Oberflächen einfach verhindert wer den. Bei einem in Fig. 21a gezeigten Grundbeispiel, bei dem ein Lichtmodulator eine Flüssigkristallzelle 15 (die zwei Träger 171 und 172 enthält) eine λ/4-Einheit 17, die mittels eines optischen Kupplungsmediums 181 auf den Träger 172 geklebt ist und einen Antireflektionsfilm 177 aufweist, der auf der λ/4-Einheit 17 ge bildet ist. Fig. 21b zeigt ein Beispiel, wo eine lichtdurchlässige Einheit 179 mittels eines optischen Kupplungsmediums 181 auf eine λ/4-Einheit 17 geklebt ist und auf der lichtdurchlässigen Einheit 179 ein Antireflektionsfilm 177 ausgebildet ist. Fig. 21c zeigt ein Beispiel, wo eine lichtdurchlässige Einheit 192, die eine konkave Ebene aufweist, mit einem optischen Kupplungsmedium 181 auf eine λ/4-Einheit 17 geklebt ist, und eine Linse 193, die eine Form in Übereinstimmung mit der konvexen Ebene aufweist, ist auf die licht durchlässige Ebene 192 geklebt ist. Fig. 21d zeigt ein Beispiel, wo ein Gegenträger 172′ einer Flüssigkristallzelle sehr dick ist, um Gleichung (2) zu erfüllen und eine λ/4-Einheit 17, die mittels eines optischen Kupplungsmediums 181 auf den Träger 172′ geklebt ist und einen Antireflektionsfilm 177, der auf der λ/4-Einheit 17 ausgebil det ist.

Eine Anzeigeeinheit vom Reflektionstyp gemäß dieser Ausführungsform wird weiter unter Bezugnahme auf die Fig. 14 und 15 erläutert. Ein Glassubstrat 172 als ein Gegenträger weist eine Dicke von 0.6 bis 1.1 mm auf. Dünnfilmtransistoren 173 u. dgl. sind auf dem Feldsub strat 171 ausgebildet. Die Dünnfilmtransistoren 173 sind mit einer Isolationsschicht 174 aus Polyimid, SiO o. dgl. überzogen, während Bildpunkt- bzw. Pixelelektroden 175 aus Aluminium, welche auch als Reflektionselektroden dienen, auf der Isolationsschicht 174 über den Dünnfilmtransistoren 173 ausgebildet sind. Wenn dort ein elektrischer Potentialunterschied zwischen benachbarten Bildpunkten besteht, entsteht ein transversales elektrisches Feld. Wenn dieses transversal-elektrische Feld zustande kommt, richten sich die Flüssigkristallmoleküle entlang dem transversalen elektrischen Feld aus und sie zerstreuen entweder S- oder P-Polarisation. Diese Polarisationsabhängigkeit verschlechtert den Anzeigekontrast. Daher werden Filme 182 einer niedrigen dielektrischen Konstante zwischen den Bildpunktelektroden 175 ausgebildet, die eine elektrische Konstante aufweisen, die niedriger ist als ein Flüssigkristall einer optischen Modulationsschicht 180.

Die dielektrischen Filme 182 sind z. B. aus SiO_x oder einem Harz, das für die Polymerkomponente 302 verwendet wird. Die spezifische dielektrische Konstante von SiO_x und des Harzes liegt bei etwa 4 bis 5, was erheblich niedriger ist als die dielektrische Konstante von Flüssigkristall, die bei etwa 15 bis 30 liegt. Ein elektrisches Feld zwischen den Reflektionselektroden 175 wird durch Ausbildung des dielektrischen Films 182 unterdrückt, weil elektrische Kraftlinien schwer durch den dielektrischen Film 182 zu übertragen sind. Weil deshalb die dielektrischen Filme 182 die oben erwähnten elektrischen Querfelder unterdrücken, so daß Lichtverluste zwischen den Bild punktelektroden verhindert werden und eine gute Bildanzeige vor gesehen werden kann. Es wird bevorzugt, die dielektrischen Filme 182 mit einem Harz auszubilden und die Pigmente in dem Harz zu im prägnieren, so daß die Pigmente durch die Lichtmodulationsschicht 180 moduliertes Licht aufnehmen können. Dies kann Lichtausbreitung unter den Reflektionselektroden 185, um das Photoleiter-Phänomen zu bewirken, verhindern.

In den zwei Strukturen sind die Dünnfilmtransistoren 173 unter den Reflektionselektroden so ausgebildet, daß das Fotoleiter-Phänomen o. dgl. des Dünnfilmtransistors 173 verhindert werden kann. Weiter kann das Öffnungsverhältnis verbessert werden. Eine optische Modula tionsschicht 180 aus Flüssigkristall/Harz-Verbundwerkstoff ist zwischen die beiden Träger 171 und 172 gelegt. Es wird bevorzugt, daß die Dicke der optischen Modulationsschicht 180 zwischen 5 und 25 µm liegt, bevorzugterweise zwischen 8 und 20 µm.

Der in Fig. 15 gezeigte dreilagige Antireflektionsfilm 178 besteht aus einem ersten dielektrischen Dünnfilm 178a, einem Indium-Zinn- Oxyd (ITO)-Film 178b und einem zweiten dielektrischen Dünnfilm 178c. Der Indium-Zinn-Oxyd-Film 178b, welcher auch als Gegenelektrode dient, ist zwischen die zwei dielektrischen Filme 178a und 178c gelegt, um so Reflektion an der Grenzfläche zu verhindern. Die optische Dicke nd des Indium-Zinn-Oxyd-Films 178b beträgt λ/2, während diejenige von den zwei dielektrischen Filmen 178a, 178c λ/4 beträgt.

Tabelle I zeigt ein Beispiel eines konkreten Ausbaus eines Antire flektionsfilms 178, während Fig. 22 einen spektralen Reflektionsgrad in einem Beispiel zeigt. Fig. 22 zeigt deutlich, daß ein Reflek tionsgrad von 0.1% oder weniger über ein Wellenlängenband von 200 nm erreicht werden kann und eine sehr hohe Antireflexwirkung erzielt werden kann. Die Brechungszahl von Flüssigkristall hängt von dem Flüssigkristallmaterial und dem Polymermaterial ab, wenn es auch in Tabelle I mit 1.6 angegeben ist. Wenn die Brechungszahl von Flüssig kristall bei Streulicht als n₁ bezeichnet wird, wird die Brechungs zahl des ersten und zweiten dielektrischen Dünnfilms als n₁ bezeich net und die Brechungszahl des ITO-Dünnfilms als n₂ bezeichnet, wobei diese so gewählt sind, daß sie eine Bedingung n_x < n₁ < n₂ erfüllen.

Tabelle I

Anti-Reflektionsstruktur

Es ist wünschenswert, daß die Brechungszahlen des ersten und zweiten Dünnfilms 178a und 178b zwischen 1.60 und 1.80 liegen. In den in Tabelle I gezeigten Beispielen sind sie alle aus SiO. Wenigstens eine von diesen jedoch kann aus Al₂O₃, Y₂O₃, MgO, CeF₃, WO₃ oder PbF₂ sein.

Tabelle II zeigt ein Beispiel, wo der erste und zweite Dünnfilm aus Y₂O₃ (Yttriumoxid) ist. Fig. 23 zeigt einen spektralen Reflektions grad dieses Beispiels. Es besteht die Neigung, daß der in Fig. 23 gezeigte spektrale Reflektionsgrad ein wenig größer wird für Blau und Rot, wenn das mit dem in Fig. 22 gezeigten verglichen wird.

Tabelle II

Anti-Reflektionsstruktur

In ähnlicher Weise zeigt Tabelle III ein Beispiel, wo die ersten Dünnfilme 178a aus Siliziumoxid und die zweiten Dünnfilme 178b aus Y₂O₃ bestehen. Fig. 24 zeigt einen spektralen Reflektionsgrad für dieses Beispiel. Es kann eine sehr vortreffliche Anti-Reflektions wirkung von 0.1% oder weniger realisiert werden.

Tabelle III

Anti-Reflektionsstruktur

Tabelle IV zeigt ein Beispiel, wo der erste Dünnfilm 178a aus Al₂O₃ besteht und der zweite Dünnfilm 178c aus SiO besteht. Fig. 25 zeigt einen spektralen Reflektionsgrad für dieses Beispiel. Im Bereich von Rot und Blau übersteigt der Reflektionsgrad unerwünscht 0.5%

Tabelle IV

Anti-Reflektionsstruktur

Wie oben erläutert, kann Antireflektion durch Ausbildung eines Drei schichtfilms 178 erzielt werden. Der in den Fig. 22 bis 25 darge stellte spektrale Reflektionsgrad hängt vom Brechungsindex der Flüssigkristall/Harz-Verbundschicht 180 ab. Wenn ein Indium-Zinn- Oxyd-Film die Flüssigkristall/Harz-Verbundschicht 180 direkt be rührt, wird die Schicht 180 diesem ausgesetzt, um allmählich ver schlechtert zu werden. Wenn die dielektrische Schicht 178a jedoch die Indium-Zinn-Oxyd-Schicht 178b bedeckt, wird die Verschlechterung unterdrückt.

Wenngleich in den oben erwähnten Beispielen die optische Dicke nd des Indium-Zinn-Oxyd-Films 178b λ/2 ist, während diejenige der zwei dielektrischen Filme 178a und 178b λ/4 beträgt, kann jedoch die optische Dicke der drei Schichten 178a bis 178c als λ/4 festgelegt werden.

Theoretisch kann die optische Dicke nd des Indium-Zinn-Oxyd-Films 178b als (N·λ)/4 festgesetzt werden, während diejenige der zwei dielektrischen Filme 178a, 178c als (N·λ)/4 festgesetzt werden kann, worin n eine positive ungerade Zahl kennzeichnet. Die optische Dicke nd des Indium-Zinn-Oxyd-Films 178b kann weiter als (M·λ)/2 festge legt werden, während diejenige der zwei dielektrischen Filme 178a und 178c als (N·λ)/4 festgelegt werden kann, worin N eine positive natürliche Zahl kennzeichnet.

Einer der dielektrischen Dünnfilme 178a und 178c kann ausgelassen werden. In solch einem Fall wird die Anti-Reflektionseigenschaft ein wenig schlechter, aber solch ein Anti-Reflektionsfilm kann praktisch benutzt werden. In diesem Fall kann die oben genannte Theorie auch angewendet werden.

In der oben erwähnten Ausführungsform wird ein Flüssigkristall/Harz- Verbundstoff für die Anzeigeneinheiten 15 verwendet. Wie jedoch schon in Fig. 12 gezeigt, können Lichtmodulatoren vom Lichtstrahl schreibtyp 31a bis 31c (s. z. B. US-A-5,148,298) auch anstatt der Anzeigeneinheiten 15 verwendet werden. Kathodenstrahlröhren 32a bis 32c sind angeordnet, um Anzeigebilder zu den Lichtmodulatoren 31a bis 31c zu übertragen. Der Lichtmodulator 31a bis 31c weist einen Träger auf, auf welchem eine Basiselektrode, eine Lichtanregungs schicht, Bildabschattungsschicht und ein dielektrischer Spiegel nacheinander aufgeschichtet sind, ein anderer Träger, auf welchem eine Gegenelektrode ausgebildet ist, und eine Flüssigkristall/Harz-Verbund schicht ist zwischen die beiden Träger gelegt. Andere Be standteile in einer in Fig. 12 gezeigten Projektionsanzeige sind die gleichen, wie die in Fig. 4 gezeigten Gegenstücke. Veränderungen an Projektionsanzeigen, die die Anzeigeneinheiten 15 verwenden, können ebenfalls übernommen werden.

Ein dichroitisches Prisma kann anstatt der dichroitischen Spiegel 14, die in den oben erwähnten Ausführungsformen erläutert wurden, verwendet werden. Fig. 26 zeigt eine Projektionsanzeige, bei der ein dichroitisches Prisma 341 verwendet wird. Das Prisma 341 weist zwei Lichttrennebenen 386a und 386b auf. Weißes Licht wird an den Licht trennebenen 386a und 386 in drei Hauptfarben - rot, grün und blau - zerlegt. Drei λ/4-Einheiten 17a bis 17c sind mittels eines optischen Kupplungsmediums auf das dichroitische Prisma 341 geklebt bzw. befestigt und drei Anzeigeneinheiten 15a bis 15c sind mittels eines optischen Kupplungsmediums wiederum auf die λ/4-Einheiten 17a bis 17c geklebt. Eine Hilfslinse 342 ist nahe dem dichroitischen Prisma 341 angeordnet.

Phasenmittel wie die λ/4-Einheiten 17a, 17b und 17c verbessern die Färbung der Anzeigebilder wegen der Umwandlung zwischen S- und P-Polarisationen, wie oben erläutert wurde. Die Wirkung der Phasen mittel ist besonders für ein dichroitisches Prisma groß, weil seine Reflektionsgrade der S- und P-Polarisationen sich deutlich vonein ander unterscheiden.

Vorzugsweise werden, wie in Fig. 27 gezeigt, lichtabsorbierende Filme 352a, 352b und 352c u. dgl. (mit Strichelung dargestellt) an Flächen des dichroitischen Prismas 341 angelegt, um Licht, das durch die Anzeigeneinheiten 15 gestreut wird, aufzunehmen, außer in Bereichen, die sich an Anzeigeneinheiten 15a, 15b und 15c anschlie ßen und ein Bereich 351, durch welchen Licht durchtritt. Die Filme 352 sind aus einem Material wie z. B. schwarzem Anstrich, wie er für Licht-aufnehmende Filme 191 der lichtdurchlässigen Einheit 192 ver wendet wird.

Ein von einer Lichtquelle 11 ausgestrahlter Lichtstrahl bzw. ausge strahltes Licht tritt durch die Linse 342 in das dichroitische Prisma 341 und Rotanteile werden an der Lichttrennebene 386b reflek tiert, um in eine Anzeigeneinheit 15a einzutreten, welche Zerstreu ung von rotem Licht moduliert. Licht, das durch die Anzeigeneinheit 15a übertragen wird und davon reflektiert wird, wird wieder an der Lichttrennebene 386b reflektiert und tritt durch den Bereich 351 aus. Ein Großteil des Lichts, das durch die Anzeigeneinheit 15b zer streut wird, wird durch den Film 352 eingefangen und wird keine Nachstreuungen erzeugen. Zusammengefaßt hat das dichroitische Prisma 341 eine Verhinderungsfunktion der Erzeugung von Nachstreuungen neben einer Funktion der Lichtzerlegung und Lichtaufbau.

In Fig. 26 können die Anzeigeeinheiten 15 Lichtstrahl-Laufschrift typ-Einheiten, wie in US-A-5,148,298 offenbart, sein. Die λ/4-Einheiten 17 sind nicht notwendigerweise zwischen den Anzeigeein heiten 15 und dem Prisma 341 angeordnet. Eine λ/4-Einheit kann nur in einem optischen Weg angeordnet sein, entlang welchem meistens die Farbwiedergabe wegen zu unterschiedlicher Wellenlängenbänder zwi schen P- und S-Polarisationen verschlechtert wird, um eine gute Farbreinheit zu erreichen. In der in Fig. 26 gezeigten Ausführungs form hat das Prisma die Funktion Licht in Rot, Grün und Blau zu zerlegen. In einem modifizierten Beispiel kann Licht aber auch in zwei optische Wege für Rot und für Grün und Blau zerlegt werden.

In Fig. 27 ist der Lichtabsorptionsfilm 352 aus schwarzem Anstrich. Jenes Material, welches von der Anzeigeeinheit 15 moduliertes Licht aufnehmen kann, kann jedoch für den Film 352 verwendet werden. Es ist ebenfalls zu beachten, daß der Begriff "Lichtabsorptionsfilm" verwendet wird, um jegliche Lichtabsorptionsmittel zu umfassen. Z.B. kann ein Dünnfilm als Lichtabsorptionsfilm auf einem nicht-wirksamen Bereich des Prismas 341 mit einer Abscheidungstechnik ausgebildet werden. Eine Platte oder ein Film, welche Licht aufnehmen können, können auf den nicht-wirksamen Bereich des Prismas 341 aufgeklebt werden. In einem Beispiel wird eine Flüssigkeit wie z. B. Äthylen glykol, in ein Licht-absorbierendes Gefäß gefüllt und ein Prisma 341 in die Flüssigkeit getaucht.

In Fig. 26 wird das dichroitische Prisma 341 als Mittel zur Licht zerlegung verwendet. In einem modifizierten Beispiel können jedoch dichroitische Spiegel, die wie ein Buchstabe X verbunden sind, in eine Flüssigkeit wie Äthylenglykol, das einen Brechungsindex ähnlich wie den von Glas aufweist, eingetaucht werden. Deshalb muß der Begriff "Prisma" so interpretiert werden, daß er eine Komponente, die eine in eine Flüssigkeit oder Gel eingetauchte Licht-Trennungs ebene aufweist, umfaßt. Wenn ein dichroitisches Prisma oder ein dichroitischer Spiegel in eine Flüssigkeit o. dgl. eingetaucht wird, wird keine optische Kupplung zwischen dem Prisma 341, der λ/4-Einheit und der Anzeigeeinheit 15 benötigt, weil die Flüssigkeit die Rolle der optischen Kupplung spielt.

Neben der oben erwähnten Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff- Anzeigeneinheit und der Lichtstrahlschreibtyp-Anzeigeneinheit, können eine Anzeigeneinheit, welche ein optisches Bild als eine Veränderung im Einfallswinkel von Mikro-Spiegeln wie z. B. in US-A-4,566,935 offenbart wird, ebenso ausgebildet werden, wie auch eine Anzeigeneinheit verwendet werden, welche diffuses Licht moduliert. Solch eine Anzeigeneinheit wird hiernach als Spiegelanzeigeeinheit bezeichnet. Fig. 28 zeigt schematisch eine Projektionsanzeige, bei der Spiegelanzeigeeinheiten 63, 63b und 63c verwendet werden. Ein optisches Farbzerlegungs- und Aufbausystem umfaßt drei Prismen 61a, 61b und 61c und es zerlegt eintretendes Licht in drei Hauptfarben von Rot, Grün und Blau. Drei λ/4-Einheiten 62a, 62b und 62c sind in den optischen Wegen zu den Anzeigeneinheiten 63a, 63b und 63c vor gesehen. Die λ/4-Einheiten 62a, 62b und 62c sind mittels eines optischen Kupplungsmediums an die Prismen 61a, 61b und 61c geklebt. Es wird bevorzugt, daß ein lichtneutralisierender Film ähnlich dem Fig. 27 gezeigten Film 352 im unwirksamen Bereich des Prismas ausgebildet ist. Ähnlich wie bei den oben erläuterten Ausführungs formen verändern die λ/4-Einheiten 62a, 62b und 62c eine Lichtphase um eine halbe Wellenlänge oder wandeln S-Polarisation in P-Polarisa tion und umgekehrt um.

In den oben erwähnten Ausführungsformen werden die Anzeigeneinheiten vom Reflektionstyp, welche diffuses Licht oder S- und P-Polarisa tionen gleichzeitig modulieren, als Lichtmodulatoren verwendet. Anzeigeneinheiten vom Transmissionstyp jedoch, welche ein diffuses Licht modulieren, können auch für eine Projektionsanzeige verwendet werden. Die Projektionsanzeige umfaßt ein optisches Farbzerlegungs system und ein optisches Farbaufbausystem.

Fig. 29 zeigt ein Beispiel einer Projektionsanzeige, bei der Anzei geneinheiten vom Transmissionstyp 77a, 77b und 77c zum Modulieren von Rot, Grün und Blau verwendet werden. Die Anzeigeneinheiten 77a, 77b und 77c sind z. B. Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff-Anzei geneinheiten. Ein dichroitischer Spiegel 75a reflektiert rot und läßt grün und blau durch. Ein dichroitischer Spiegel 75b reflektiert grün und läßt blau durch. Die Spiegel 73a und 73b reflektieren jedes Licht einschließlich rot und blau. Ein dichroitischer Spiegel 75c läßt rot durch und reflektiert grün, während ein dichroitischer Spiegel 75d grün und rot durchläßt und blau reflektiert.

Von einer Metallhalogendampflampe 12a ausgestrahltes Licht tritt durch einen Filter 12c, um Infrarot- und Ultraviolettanteile auszu filtern. Dann wird das Licht in drei optische Wege von rot, grün und blau durch die Spiegel 75a, 75b und 73a zerlegt, und rotes, grünes und blaues Licht trifft entsprechend auf Feldlinsen 76, 76b und 76c. Die Feldlinsen 76a, 76b und 76c kondensieren Licht und die Anzeigen einheiten 77a, 77b und 77c modulieren das kondensierte Licht durch Veränderung von Lichtstreuung gemäß den Videosignalen. Das modulier te Licht wird durch die Spiegel 73b, 75c und 75d aufgebaut und durch eine Projektionslinse 72 auf einen Bildschirm (nicht dargestellt) projiziert. Dichroitische Prismen können anstatt von dichroitischen Spiegeln verwendet werden.

Es ist eine Eigenschaft dieser Ausführungsform, daß eine λ/2-Einheit 74 im optischen Weg von grün angeordnet ist. Der Aufbau und das Material der λ/2-Einheit 74 ist ähnlich denjenigen oben erläuterten λ/4-Einheiten und werden deshalb hier nicht weiter erläutert. Ein Winkel β eines Phasenwinkels 384 und eine Polarisationsachse ist mit 45° (oder π/4 wenn π das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser bezeichnet) (s. Fig. 3b) festgelegt.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Projektionsanzeige erläu tert. Zunächst wird die Funktionsweise der Projektionsanzeige ohne die λ/2-Einheit 74 aus Gründen der vereinfachten Erläuterung unter Bezugnahme auf Fig. 30 beschrieben. In Fig. 30 sind (a) bis (e) Diagramme spektraler Verteilungen, die nur über der Wellenlänge (nm) aufgetragen sind, wobei eine durchgezogene Linie den P-Polarisa tionsanteil kennzeichnet, während eine gestrichelte Linie den S-Polarisationsbestandteil kennzeichnet. In den spektralen Verteilun gen sind die Bandbreiten nicht der Wirklichkeit entsprechend darge stellt, sondern als ein Modell zur Verständniserleichterung.

Von einer Lampe 12a ausgestrahltes weißes Licht durchtritt einen Filter 12c, um Ultraviolett- und Infrarotanteile herauszufiltern. Dann reflektiert der dichroitische Spiegel 75a den Rotanteil, wie in der spektralen Verteilung (a) gezeigt ist, während es grüne und blaue Anteile durchläßt, wie in der spektralen Verteilung (b) gezeigt. Es ist zu beachten, daß eine Bandbreite von S-Polarisation eines reflektierten Rotanteils breiter ist als der von P-Polari sation, während eine Bandbreite von S-Polarisation von durchgelasse nem Grünlicht schmaler ist als die von P-Polarisation. Der dichroi tische Spiegel 75b reflektiert den Grünanteil eines durch den dichroitischen Spiegel 75a durchgelassenen Lichts, wie in der spektralen Verteilung (c) des Grünanteils gezeigt, während er einen Blauanteil, wie in der spektralen Verteilung (d) des blauen Teils gezeigt, durchläßt. Es ist zu beachten, daß eine Bandbreite von S-Polarisation eines reflektierten Grünanteils breiter ist, als der von P-Polarisation, während eine Bandbreite von S-Polarisation von durchgelassenem blauen Licht schmaler ist als die der von P-Polari sation. Der dichroitische Spiegel 75c läßt den Rotanteil durch und reflektiert den Grünanteil. Eine Bandbreite von S-Polarisation von einem durch den dichroitischen Spiegel 75a durchgelassenen Licht ist schmal. Daher wird die S-Polarisation von rotem Licht nahe dem grünen Licht herausgefiltert, während eine Bandbreite von reflek tiertem Grünanteil als der gleiche, wie in (e) gezeigt, erhalten wird. Dann hat durch den dichroitischen Spiegel 75d aufgebautes Licht eine in (f) gezeigte spektrale Verteilung. Es ist offenbar, daß nur die Bandbreite der S-Polarisation von grün größer wird.

Fig. 31 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Funktion einer Projek tionsanzeige gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welche sich von der in Fig. 30 gezeigten nur durch die λ/2-Einheit 74, die in dem optischen Weg zwischen den dichroitischen Spiegel 75b und 75c angeordnet ist, unterscheidet. Die Funktion der λ/2-Einheit 74 wird nun hauptsächlich beschrieben. Die λ/2-Einheit 74 wandelt P-Polari sation in S-Polarisation und umgekehrt um. Der Grünanteil hat nach dem Durchtreten der λ/2-Einheit 74 eine in (c) gezeigte spektrale Verteilung, wobei P-Polarisation eine größere Bandbreite aufweist als S-Polarisation. Dann durchtritt der Grünanteil die Anzeigen einheit 77b und die λ/2-Einheit 74, welche S-Polarisation in P-Polarisation und umgekehrt verändert. Weil eine Bandbreite von P-Polarisation schmaler wird, wenn sie durch einen dichroitischen Spiegel reflektiert wird, weist P-Polarisation eines Grünanteils, das durch den dichroitischen Spiegel 75c reflektiert ist, eine schmalere Bandbreite, wie in der spektralen Verteilung (e) von Grün- und Rotanteilen gezeigt, auf und Licht, das durch den dichroitischen Spiegel 75d aufgebaut wird, weist eine in (f) gezeigte spektrale Verteilung auf. Es ist deutlich, daß die Färbung verbessert werden kann, weil Bandbreiten von rot, grün und blau schmaler werden und sich nicht gegenseitig überlappen.

Eine λ/2-Einheit kann zwischen einem optischen Farbzerlegungssystem und einem optischen Farbaufbausystem angeordnet werden. Eine λ/2- Einheit kann eine Bandbreite von S-Polarisation durch seine Anord nung in einem optischen Wege zwischen einem dichroitischen Spiegel zur Reflektion für die Farbzerlegung und einen weiteren dichroiti schen Spiegel für die Reflektion für den Farbaufbau beschränken. Andererseits kann eine λ/2-Einheit eine Bandbreite von P-Polarisa tion durch seine Anordnung in einem optischen Wege zwischen einem dichroitischen Spiegel zum Durchlaß für Farbzerlegung und einen weiteren dichroitischen Spiegel zum Durchlaß für Farbaufbau be schränken. Deshalb kann eine λ/2-Einheit in einer Position von "Re flektion-Reflektion" oder "Transmission-Transmission" ("Durchlaß- Durchlaß") zwischen einem optischen Farbzerlegsystem und einem optischen Farbaufbausystem eingesetzt werden. Deshalb ist in der in Fig. 31 gezeigten optischen Anordnung die λ/2-Einheit 74 zwischen dem dichroitischen Spiegel 75b, der ein optisches Farbzerlegsystem umfaßt, und dem dichroitischen Spiegel 75c, der ein optisches Farbaufbausystem umfaßt, angeordnet.

Obgleich λ/2-Einheit die 74 auf der Lichtaustrittsseite der Anzei geneinheit 77b angeordnet ist, kann es auch auf deren Lichtein trittsseite angeordnet werden. Es kann ebenso direkt auf die Anzei geneinheit 77b geklebt werden. Wenn weiter eine Feldlinse 76b, wie in Fig. 30 gezeigt, zur Verdichtung von Licht in dem oben erwähnten optischen Weg für Grünlicht angeordnet ist, kann die λ/2-Einheit 74 auf die Feldlinse 76b geklebt werden. Dann kann die Halteeinrichtung für die λ/2-Einheit 74 weggelassen werden. Wenn die Feldlinse 76b so angeordnet ist, daß sie drehbar ist, ist sie geeignet, die Phasen achse 384 der Phaseneinheit 74 relativ an die Polarisationsachse 385 auszurichten. Mit Aufkleben der λ/2-Einheit 74 ist die Phasenachse um etwa 45° relativ zu der Polarisationsachse 385 geneigt. Es wird bevorzugt, daß der Phasenunterschied an der λ/2-Einheit 74 eine halbe Wellenlänge der Spitzenwellenlänge von Licht ist, das durch die Anzeigeneinheit 77b zu modulieren ist. Die Versuchsdaten für die Phasenachse zeigen jedoch, daß der Phasenunterschied nicht benötigt wird, um genau mit einer halben Wellenlänge übereinzustimmen. Gerade wenn z. B. die Phasendifferenz um 30 nm von einem bevorzugten Wert abweicht, ist die Umwandlung zwischen P- und S-Polarisationen noch gut.

Fig. 32a bis 32h zeigen Beispiele für Lichtmodulatoren mit einer daran angebrachten λ/2-Einheit. Diese Lichtmodulatoren haben gemein same Merkmale mit den in Fig. 21a bis 21d gezeigten, und die Unter schiede zu den in Fig. 21a bis 21d gezeigten Modellen werden hier nach beschrieben. Fig. 32a und 32b zeigen Beispiele zum Festhalten/Ankleben einer λ/2-Einheit 74 an einer Seite einer Anzeigeneinheit 77 mit einem optischen Kupplungsmedium 181. Die Fig. 32c und 32d zeigen Beispiele, wo eine λ/2-Einheit 74 an eine Anzei geneinheit 77 geklebt ist, welche ihrerseits an eine lichtdurch lässige Einheit 179 geklebt ist und wo eine λ/2-Einheit an eine lichtdurchlässige Einheit 179, die ihrerseits an eine Anzeigen einheit 77 geklebt ist, geklebt ist. Wie in Fig. 32e gezeigt, können die lichtdurchlässigen Einheiten 179c und 179d an beiden Seiten der Anzeigeneinheit 77 aufgeklebt werden. Die Fig. 32f bis 32h zeigen Beispiele, wo eine konkave Linse 192 oder eine Kombination aus einer konkaven Linse 192 und einer konvexen Linse 193 anstatt einer lichtdurchlässigen Einheit 191 verwendet werden.

Fig. 33 zeigt eine Schnittansicht eines in Fig. 32e gezeigten Beispiels. Bildpunktelektroden 281 aus Indium-Zinn-Oxyd und Dünn filmtransistoren (TFT) 173 sind auf einem Träger 171 ausgebildet und Abschattungsfilme 283 sind auf den Dünnfilmtransistoren 173 ausge bildet. Eine Gegenelektrode 282 ist auf einem anderen Träger 172 ausgebildet und eine Lichtmodulationsschicht 180 ist zwischen die beiden Träger 171 und 172 gelegt. Eine λ/2-Einheit 74 und eine lichtdurchlässige Einheit 179c sind nacheinander auf den Träger 172 mit optischen Kupplungsmedien 181a und 181b geklebt. Eine weitere lichtdurchlässige Einheit 179d ist auf den Träger 171 mit einem optischen Kupplungsmedium 181c geklebt.

Obgleich Fig. 29 ein Beispiel zeigt, bei dem die λ/2-Einheit 74 als eine Phaseneinrichtung verwendet wird, ist die Phaseneinrichtung nicht auf die λ/2-Einheit 74 beschränkt. Z.B. kann eine Kombination aus zwei λ/4-Einheiten verwendet werden.

Ähnlich wie bei den Projektionsanzeigen vom Reflektionstyp können dichroitische Spiegel auch durch dichroitische Prismen in den Projektionsanzeigen vom Transmissionstyp ersetzt werden. Es ist auch vorteilhaft, daß die Dicke der Flüssigkristall/Harz-Verbundstoff schicht 180 und/oder Größen der Flüssigkristalltröpfchen in Überein stimmung mit einer Wellenlänge von zu modulierendem Licht angepaßt werden.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer Projektionsanzeige mit einem verbesserten optischen Projektionssystem erläutert. Eine Projektionsanzeige, bei der Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoff anzeigeeinheiten o. dgl. als Lichtmodulatoren verwendet werden, haben den Vorteil, ein Projektionsbild von großer Helligkeit zu projizie ren. Wenn jedoch eine Projektionslinse mit einer geringen wirksamen Beleuchtungsstärke verwendet wird, wird ein Großteil des Streulichts in einem Zustand zur Schwarzanzeige durch die Projektionslinse kon densiert und der Kontrast eines projizierten Bildes verschlechtert. Wenn andererseits eine Projektionslinse einer großen effektiven Beleuchtungsstärke verwendet wird, wird ein scharfkontrastiges Bild erzielt, jedoch wird Licht, welches nicht kondensiert wird, in einem Status zur Weißanzeige erzeugt oder Lichtverluste treten ein. Um Lichtverluste zu unterdrücken, muß die wirksame Beleuchtungsstärke eines Beleuchtungslichts in Übereinstimmung mit einem Anstieg der wirksamen Beleuchtungsstärke einer Projektionslinse ansteigen.

Wenn ein Beleuchtungslicht von großer wirksamer Beleuchtungsstärke ausgebildet wird oder ein Beleuchtungslicht von guter Kollimation ausgebildet wird, muß ein Lichtstrahler in einer Lichtquelle, welche allgemein als eine Punktlichtquelle bezeichnet werden kann, ver wendet werden. Ein Lichtstrahler in einer Metall-Halogendampflampe jedoch, die als Kurzlichtbogentyp bekannt ist, weist eine Länge von etwa 5 bis 10 mm auf, und ein Lichtstrahler in einer Xenonlampe, die allgemein als Punktlichtquelle bekannt ist, weist eine Länge von etwa 2 bis 4 mm auf. Wenn von solch einem Lichtstrahler ausgestrahl tes Licht wirksam kondensiert wird, um ein Beleuchtungslicht für einen Lichtmodulator auszubilden, haben sie irgendeinen Beleuch tungswinkel und es ist notwendig, die wirksame Beleuchtungsstärke der Projektionslinse anzupassen.

Wenn die Größe eines Lichtstrahlers anwächst, damit eine effektive Beleuchtungsstärke des Beleuchtungslichts ohne Anwachsen eines Lichtverlusts ansteigt, wird die Lichtstrahleigenschaft wie auch die Lebensdauer einer üblichen Lampe in hohem Maße verschlechtert. Auch wenn es weiter vorteilhaft ist, einen Lichtmodulator zu verwenden, der einen großen Anzeigebereich bezogen auf den Lichtstrahler hat, kann eine kompakte Projektionsanzeige nicht hergestellt werden und seine Kosten werden größer.

Wie oben beschrieben, ist es notwendig eine wirksame Beleuchtungs stärke (F-Number) eines Beleuchtungslichts an die der Projektions linse anzupassen. Wenn die Anpassung erreicht ist, ist die Projek tionslinse mit einer Öffnung notwendiger aber kleinster Größe versehen und dies vermindert Streulicht in der Projektionslinse, um ein hochkontrastiges Projektionsbild abzugeben.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Anpassung einer wirksamen Beleuchtungsstärke des Beleuchtungslichts der Projektionslinse über jeden Punkt in einer Anzeigeebene des Lichtmodulators gut ist. Besonders wenn eine Flüssigkristall/Harz-Verbundwirkstoffschicht in einem Lichtmodulator verwendet wird, wird dies benötigt, um einen einheitlichen Kontrast über die ganze Fläche der Anzeigefläche des Lichtmodulators abzugeben. Um die Anpassung über jeden Punkt der Anzeigefläche zu erreichen, ist es notwendig, einen Beleuchtungs winkel des Lichtmodulators zu steuern und einen Kondensationswinkel der Projektionslinse nicht auf einer Achse des Lichtmodulators, sondern auch über jeden Punkt außerhalb der Achse zu steuern. Es war jedoch vorher schwierig, die effektive Beleuchtungsstärke des Beleuchtungslichts und die effektive Beleuchtungsstärke der Projek tionslinse zu steuern.

Fig. 34 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsanzeige, welche dieses Problem löst. Die Projektionsanzeige weist einen Licht strahler als eine Lichtquelle auf, ein Kondensationsmittel zur Kondensation eines durch den Lichtstrahler ausgestrahlten Lichts, ein optisches Mittel zur Lichtbereitstellung von dem Kondensations mittel, einen Lichtmodulator als ein optisches Modulationsmittel, das durch Licht von dem Ausbreitungsmittel beleuchtet wird, ein Projektionsmittel als ein Projektionsmittel zum Projizieren eines optischen Bildes des Lichtmodulators auf einen Bildschirm, ein erstes Blenden(Iris)-Element, welches an der Lichteintrittsseite eines Lichtmodulators angeordnet ist, und ein zweites Blenden(Iris)- Element, das an einer Lichtaustrittsseite des Lichtmodulators angeordnet ist. Das optische System weist ein erstes Konvergenzlin senfeld, das eine Vielzahl von Konvergenzlinsen umfaßt, die in einer zweidimensionalen Matrix liegen, ein zweites Konvergenzlinsenfeld, das Konvergenzlinsen der gleichen Anzahl wie die Konvergenzlinsen des ersten Konvergenzlinsenfeldes aufweist und ebenfalls in einer zweidimensionalen Matrix liegen, und eine dritte Konvergenzlinse auf. Jede der Konvergenzlinsen in dem ersten Konvergenzlinsenfeld bildet mehrere Nebenlichtstrahler um eine Hauptebene in jeder entsprechenden Konvergenzlinse in dem zweiten Konvergenzlinsenfeld. Jede der Konvergenzlinse in dem zweiten Konvergenzlinsenfeld bildet ein Bild um einen wirksamen Anzeigebereich des Lichtmodulators aus und das Bild ist eine Überlagerung von Bildern um die Hauptebenen der Konvergenzlinsen des ersten Konvergenzlinsenfeldes. Die dritte Konvergenzlinse versorgt die Projektionslinse mit Licht von dem Nebenlichtstrahler.

Das erste Blenden-Element ist um die Nebenlichtstrahler angeordnet und optische Elemente zwischen dem ersten und zweiten Blenden- Element bewirken deren gegenseitige Kopplung. Das erste Blenden- Element weist Öffnungen auf, durch welche abgestimmtes Licht, das im wirksamen Bereich der Nebenlichtstrahler passiert, durchgeht. Das zweite Blenden-Element weist Öffnungen auf, durch welche abgestimm tes Licht, das das erste Blenden-Element im Durchgang oder Weiß zustand des Lichtmodulators passiert, durchgeht.

Zunächst wird eine Grundstruktur eines optischen Systems einer Projektionsanzeige unter Bezugnahme auf Fig. 35 beschrieben. Die Projektionsanzeige umfaßt hauptsächlich eine Metall-Halogenitlampe 12a, einen parabolischen konkaven Spiegel 12b, einen Grenzfilter 12c zum Entfernen von Ultraviolett- und Infrarotlicht, ein erstes Konvergenzlinsenfeld 104, ein zweites Konvergenzlinsenfeld 105, eine Blende 106, eine dritte Konvergenzlinse 107, eine Flüssigkristall/Harz-Ver bundwirkstoff-Anzeigeneinheit 77, eine Projektionslinse 101 als ein Projektionsmittel und eine Blende 108. Die Projektionslinse 101 weist eine Vorderlinsengruppe 101a, eine Hinterlinsengruppe 101b auf und die Blende 108 ist zwischen diesen angeordnet. Die zwei Blenden 106 und 108 sind miteinander gekoppelt.

Das erste Konvergenzlinsenfeld 104 weist Konvergenzlinsen 109 auf, die in einer zweidimensionalen Ebene liegen. Fig. 36 zeigt ein Beispiel für eine zweidimensionale Anordnung von zehn Konvergenzlin sen 109, die rechtwinklige Öffnungen und die gleiche Größe in einer Kreisfläche aufweisen. Die Linsen 109 sind Flach-Konvexlinsen, die eine flache Ebene und eine konvexe Ebene auf ihren beiden Seiten aufweisen. Die rechtwinkligen Öffnungen haben ein Verhältnis der langen Seite zur kurzen Seite von 4 : 3, welches mit der eines wirk samen Anzeigebereichs des Lichtmodulators 77 übereinstimmt. Wenn der wirksame Anzeigebereich ein Verhältnis 16 : 9 aufweist, werden die Konvergenzlinsen 109 auch so ausgebildet, um das gleiche Verhältnis aufzuweisen.

Eine Zahl von Konvergenzlinsen 110 in dem zweiten Konvergenzlinsen feld 105 ist gleich der der Konvergenzlinsen 109 in dem ersten Konvergenzlinsenfeld 104 und die Konvergenzlinsen 110 sind auch in einer zweidimensionalen Ebene ähnlich den Konvergenzlinsen 109 angeordnet.

Nachfolgend wird die Beleuchtung in einer Projektionsanzeige erläu tert. Ein von dem Lichtstrahler 102 in der Metall-Halogenitlampe 12a ausgestrahltes Licht wird durch den Spiegel 12b reflektiert um sich parallel auszubreiten, und um in das erste Konvergenzlinsenfeld 104 einzutreten. Eine Schnittansicht von durch den Spiegel 12b reflek tiertem Licht hat allgemein die Form eines Kreises und die Konver genzlinsen 109 sind angeordnet, um ihre Öffnungen in den Kreis einzuschreiben. Dann wird Licht, das das erste Konvergenzlinsenfeld 104 durchtritt, in optische Teil-Ströme einer gleichen Anzahl wie die der Konvergenzlinsen 109 aufgeteilt, und die optischen Teil- Ströme beleuchten den Anzeigebereich des Lichtmodulators 77.

Licht, das die Konvergenzlinsen 109 an der Eintrittsseite durch tritt, wird zu den Öffnungen der Konvergenzlinsen 110 im Zentrum geführt und gebündelt. Zweite Lichtstrahler, wie sie z. B. mit Bezugsziffern 111a und 111b gezeigt sind, werden in jeder Öffnung der Konvergenzlinse 110 ausgebildet. Fig. 37 zeigt schematisch ein Beispiel von Nebenlichtstrahlern in dem zweiten Konvergenzlinsenfeld 105. Die Konvergenzlinsen 110 betreiben eine effektive Lichtaus breitung zum Anzeigebereich der Anzeigeneinheiten 77. Z.B. wird in einem wirklichen Bild eines Objekts in der Hauptebene der Konver genzlinsen 109, z. B. die Nebenlichtstrahler 111a, 111b u. dgl. um den Anzeigebereich der Anzeigeneinheit 77 ausgebildet. Die Konvergenz linsen 110 sind zweckmäßigerweise exzentrisch, um so mehrere Bilder zu überlagern und das reelle Bild 113 zu bilden.

In dem oben erwähnten Aufbau sind der Anzeigebereich der Anzeigen einheit 77 und jede Öffnung der Konvergenzlinsen 109 allgemein miteinander gekoppelt. Wenn deshalb die Öffnungen der Konvergenzlin sen 109 in dem ersten Konvergenzlinsenfeld 104 ähnliche Formen aufweisen, um einen Bereich der Anzeigeneinheit 77 sichtbar zu machen, werden ein Abschnitt/Teil eines Beleuchtungslichts und eine Gestalt des Anzeigebereichs aufeinander abgestimmt und Lichtverluste können unterdrückt werden. Es ist dann vorteilhaft, daß das in Fig. 36 gezeigte erste Konvergenzlinsenfeld 104 mit der Anzeigeneinheit 77 zur Anzeige eines Bildes mit einem 4 : 3 Ansichtsverhältnis in Übereinstimmung mit dem NTSC-Standard kombiniert wird.

Allgemein hat Licht, das aus einem konkaven Spiegel wie einem parabolischen Spiegel austritt, eine relativ große Helligkeits diffusität. Wenn solch ein Licht verbreitert wird, verringert sich die Helligkeitsuniformität des projizierten Bildes. Nur ein Bereich von relativ gleichförmiger Helligkeit wird andererseits verwendet, der nicht-wirksame Lichtanteil steigt an und der Lichtausnutzungs wirkungsgrad nimmt ab. Andererseits nutzt die Ausführungsform Licht wirksam aus und bildet ein Bild von guter Gleichförmigkeit großer Helligkeit. Dies wird nachfolgend beschrieben.

Das erste Konvergenzlinsenfeld 104 teilt Licht bzw. ein Lichtstrahl, mit relativ großer Helligkeitsdiffusität in optische Teil-Ströme. Helligkeitsdiffusität der partiellen optischen Ströme an den Öff nungen bzw. Öffnungsflächen der Konvergenzlinsen 109 ist geringer als in einem Teil des Beleuchtungslichts vor dem Eintritt in das Konvergenzlinsenfeld 104. Die Konvergenzlinsen 105 erweitern im Zentrum die optischen Teil-Ströme auf eine geeignete Größe, um diese in dem Anzeigebereich der Anzeigeneinheit 77 zu überlagern. Deshalb kann die Beleuchtung mit guter Helligkeitsgleichförmigkeit erzielt werden.

Weil eine Summe von Öffnungen der Konvergenzlinsen 109 an einem Abschnitt eines optischen Stroms beteiligt sind, ist ein Lichtver lust im ersten Konvergenzlinsenfeld 104 gering. Jede Öffnung der Konvergenzlinsen 110 weist weiter in der Mitte eine ausreichende Größe mit Rücksicht auf die Nebenlichtstrahler 111 auf. Deshalb sind Lichtverluste an dem zweiten Konvergenzlinsenfeld 105 gering. Deshalb wird ein großer Teil des von dem Lichtstrahl 102 ausge strahlten Lichts durch den parabolischen Spiegel 12b reflektiert und geht durch das erste Konvergenzlinsenfeld 104, das zweite Konver genzlinsenfeld 105 und die dritte Konvergenzlinse 107 und die Anzeigeneinheit 77, um die Projektionslinse 101 zu erreichen. Wenn ein Lichtverlust an der Projektionslinse 101 unterdrückt wird, kann ein hoher Lichtausnutzungswirkungsgrad erzielt werden und ein helles Bild mit guter Helligkeitsgleichförmigkeit projiziert werden.

Weil Nebenlichtstrahler 111 einzeln in dem zweiten Konvergenzlinsen feld 105 ausgebildet sind, muß die effektive Beleuchtungsstärke von einem Beleuchtungswinkel, der gleichwertig aus einer Summe von zweiten Nebenlichtstrahlerbereichen 111 umgerechnet wird, festgelegt werden. Andererseits wird ein Kondensationswinkel, welcher einen größten Winkel relativ zu einer optischen Achse 14 von austretendem Licht aus der Anzeigeneinheit 77 bezeichnet, größer als der äquiva lente Beleuchtungswinkel. Deshalb ist es, um Lichtverluste zu unterdrücken, notwendig, die effektive Beleuchtungsstärke der Projektionslinse 110 kleiner zu machen, als die wirksame Beleuch tungsstärke des Beleuchtungslichts. Dies jedoch bewirkt das Problem, daß der Kontrast eines projizierten Bildes für die Flüssig kristall/Harz-Verbundanzeigeeinheit verringert wird.

Die Projektionsanzeige gemäß der Ausführungsform kann jedoch die Kontrastverminderung unterdrücken, weil die Blenden 106 und 108 die Größe der Öffnungen auf beiden Seiten von Beleuchtungslicht und Projektionslinse auf ein notwendiges und kleinstes Maß bringen. Eine Öffnung der Blende 106 hat faktisch eine in Fig. 38 gezeigte Form in Übereinstimmung mit dem wirksamen Bereich der getrennt ausgebildeten Nebenlichtstrahler 111. In Fig. 38 stellen gestrichelte Linien Öffnungen der Konvergenzlinsen 110 in der Mitte dar. Weil reelle Bilder der Nebenlichtstrahler 111 an Öffnungen der Blende 108 an der Seite der Projektionslinse gebildet werden, weist eine Öffnung der Blende 108 eine in Fig. 38 gezeigte Gestalt in Übereinstimmung mit dem wirksamen Bereich der getrennt ausgebildeten Nebenlichtstrahler 111 auf. Deshalb geht Licht, das durch die Blende 106 geht, in die andere Blende 108 und der Lichtausnutzungswirkungsgrad kann verbes sert werden. Zur gleichen Zeit wird die Projektionslinse 111 mit der Öffnung einer geringsten Größe, die für das Beleuchtungslicht notwendig ist, versehen, und ein Anzeigebild mit einem großen Kon trast kann erzeugt werden. Deshalb kann ein helles Projektionsbild von hoher Qualität erzielt werden. Dies ist ein sehr großer Vorteil der Ausführungsform.

Vorzugsweise sind das erste Projektionslinsenfeld 104, das zweite Projektionslinsenfeld 105 und die Blenden 106, 108 wie nachstehend beschrieben aufgebaut. Fig. 39 zeigt einen Aufbau des zweiten Projektionslinsenfeldes 105. Die Größe eines Nebenlichtstrahlers 111 ist gewöhnlich größer für eine Konvergenzlinse 109 nahe der opti schen Achse. Daher können die Konvergenzlinsen 110 Öffnungen unter schiedlicher Größe aufweisen, die ausreichend und notwendig für die entsprechenden Nebenlichtstrahler 111 sind. Wenn Projektionslinsen 110, die in der Mitte effektiv unterschiedliche Öffnungen aufweisen, zusammengesetzt sind, ist es ein Vorteil, daß eine Summe der Öff nungsflächen vermindert werden kann. Das erste Konvergenzlinsenfeld 104, das mit dem zweiten 105 zu kombinieren ist, ist wie in Fig. 38 gezeigt ausgebildet und die Konvergenzlinsen 109 sind zweckmäßi gerweise exzentrisch hergestellt, um so Nebenlichtstrahler 111 an deren Öffnungen auszubilden.

In diesem Falle wird eine in Fig. 40 gezeigte Blende 117 vorzugs weise anstatt der Blende 106 auf der Seite des Beleuchtungslichts verwendet. Sie kann auch anstatt der anderen Blende 108 verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß die Größe der Öffnung des zweiten Konvergenzlinsenfeldes 105 vermindert werden kann, und daß die Linsengröße der Projektionslinse 101 vermindert werden kann.

Wie oben beschrieben, hat die Projektionsanzeige gemäß der Erfindung einen großen Wirkungsgrad, wenn Nebenlichtstrahler ausgebildet sind, um die plattenförmige Anzeigeneinheit zu beleuchten. Gerade wenn eine Projektionslinse eines großen maximalen Kondensationswinkels verwendet wird, können Öffnungen mit notwendigen und kleinsten Öffnungen für das austretende Licht aus der Anzeigeneinheit unter Verwendung von Blenden, die getrennte Öffnungen aufweisen, angeord net werden. Dadurch kann ein helles Projektionsbild mit hohem Kontrast erzeugt werden.

Fig. 34 zeigt eine Projektionsanzeige, bei das in Fig. 35 gezeigte optische System mit dem mit der in Fig. 29 gezeigten Projektions anzeige kombiniert ist. Die λ/4-Einheit 74 ist auf die Feldlinse 107b geklebt und die Feldlinse 107b ist so eingesetzt, daß sie drehbar ist, um es zu ermöglichen, sie an die Phasenachse anzupas sen. Drei Anzeigeneinheiten werden in Übereinstimmung mit den drei Hauptfarben verwendet.

Eine Metall-Halogenitlampe 12a weist einen Lichtstrahler auf, welcher ein die drei Hauptfarben enthaltendes Licht aussendet. Dann wird in ähnlicher Weise wie bei der Fig. 35 gezeigten Projektions anzeige das von der Lampe 12a ausgestrahlte Licht in drei Haupt farben durch die dichroitischen Spiegel 75a, 75b und einen ebenen Spiegel 73b zerlegt und es beleuchtet Anzeigebereiche der Anzeigen einheiten 77a, 77b und 77c, welche optische Bilder gemäß von außen angelieferten Bildsignalen ausbilden. Lichtstrahlen, die durch die Anzeigeneinheiten 77a reflektiert werden, werden durch die dichroi tischen Spiegel 75c, 75d und den ebenen Spiegel 73a in einem ein zigen optischen Weg aufgebaut und eine Projektionslinse 11, die eine Vorderlinsengruppe 11a und eine Hinterlinsengruppe 11b aufweist, wirft ein aufgebautes Bild aus den drei Farben auf den Bildschirm 19. Eine Blende 106 an der Seite eines Beleuchtungslichts und eine andere Blende 108 an der Seite der Projektionslinse sind ähnlich wie zu den in Fig. 40 gezeigten sind für die gleichen Zwecke vorgesehen. Konvergenzlinsen 107a, 107b und 107c und die Hinterlinsengruppe 101b sind so aufgebaut, daß sie miteinander gekoppelt sind. Dann weist eine Projektionsfarbanzeige eine große Helligkeit und einen großen Kontrast auf.

Fig. 41 zeigt eine Projektionsanzeige, bei der Anzeigeneinheiten 15a, 15b und 15c vom Reflektionstyp in Kombination mit dem oben erwähnten optischen System, das ein erstes Konvergenzlinsenfeld 109, ein zweites Konvergenzlinsenfeld 110, und Blenden 106 und 108 aufweist, verwendet wird. Diese Projektionsanzeige ist ähnlich der, bei der Anzeigeneinheiten vom Transmissionstyp verwendet werden, außer daß das optische Farbzerlegungs- und Aufbausystem unterschied lich ist. Die Funktion bzw. der Betrieb der in Fig. 41 gezeigten Projektionsanzeige wird einfach auch ohne eine detaillierte Er klärung verstanden.

Wie oben erläutert können die in den Fig. 34 und 41 gezeigten Projektionsanzeigen den wirksamen Beleuchtungsstärken der Beleuch tung und der Projektionslinse einfach und effektiv angepaßt werden, so daß Streulicht in der Projektionslinse reduziert werden kann, um den Kontrast eines projizierten Bildes zu verbessern.

Besonders wenn plattenförmige Anzeigeeinheiten, bei denen optische Modulation mit einer Veränderung in Lichtstreuung verwendet werden, als Lichtmodulatoren verwendet werden, kann ein Projektionsbild mit einem großen Kontrast ohne ansteigenden Lichtverlust erzeugt werden. Weiter kann in den Projektionsanzeigen Helligkeit und Weißabgleich eines projizierten Bildes einfach geregelt werden.

Beschreibungen der Projektionsanzeigen mit dem oben erwähnten optischen System werden weiter mit wichtigen Punkten erläutert, wenn die Anzeigeneinheit, die optische Modulation mit einer Veränderung einer Lichtstreuung ausnutzt, als Lichtmodulatoren verwendet wird. Folgende Punkte sind dabei Rechnung zu beachten.

Unter dem Gesichtspunkt eines Lichtausnutzungswirkungsgrades muß, wenn eine wirksame Anzeigebereichsgröße einer Anzeigeneinheit sich verringert, die Beleuchtungsstärke des Beleuchtungslichts vergrößert werden. Wenn eine wirksame Anzeigebereichsgröße vergrößert wird, kann die Beleuchtungsstärke verringert werden und ein helles Bild erzielt werden. Ein Anstieg in der effektiven Anzeigebereichsgröße ist jedoch nicht wünschenswert, weil eine Systemgröße des Projek tionsdisplays dann nicht kompakt gemacht werden kann. Wenn ande rerseits die effektive Anzeigegröße sich verringert, steigen die optischen Ströme pro Einheitsfläche in dem Anzeigebereich an und dies ist wegen der Erwärmung der Anzeigeneinheiten nicht wünschens wert.

Eine Lichtbogenlänge einer Lampe wird als proportional zu deren Ver lustleistung eingeschätzt, wenn eine Helligkeit eines Lichtstrahlers der Lampe als 1.2 _* 10⁸ nt durch Betrachtung der Lampenbetriebs lebensdauer angenommen wird. Z.B. verschwenden Lampen mit 3, 4 und 5 mm Lichtbogenlänge entsprechend 50, 100 und 150 Watt elektrische Leistung. Der Wirkungsgrad von Metallhalogenitlampen beträgt 80 lm/W, während der gesamte optische Strom der Lampen von 50, 100 und 150 Watt 4000, 8000 und 12 000 lm beträgt. Die Lichtbogenlänge besitzt eine Wechselbeziehung mit der Energieverschwendung der Lampe und auch mit der Beleuchtungsstärke.

Zweckmäßige Angaben für Projektionsanzeigen werden durch Betrachtung der oben erwähnten Fakten bestimmt. Für eine Projektionsanzeige für ein projiziertes Bild von 40 Zoll oder mehr Anzeigegröße wird 300-400 lm oder mehr eines optischen Stroms für einen Blickwinkel und einer zweckmäßigerweise zu erzielenden Bildhelligkeit benötigt. Wenn daher der Lichtausnutzungswirkungsgrad einer Lampe etwa 4% ist, muß eine Lampe von 100 Watt oder mehr, um eine ausreichende Helligkeit wie auch Kontrastverhältnis des projizierten Bildes zu erzeugen, verwendet werden, obschon eine Lampe von 50 Watt, für ein Bild mit einem guten Kontrastverhältnis bei einer niedrigen Helligkeit verwendet werden kann.

Wenn eine wirksame Einheitsgröße der Anzeigeneinheit klein ist, kann eine ausreichende Helligkeit des Anzeigebildes nicht erreicht werden. Wenn die Lichtbogenlänge 5 mm beträgt und der wirksame Beleuchtungsstärkewert des Beleuchtungslichts 7 ist, wird etwa 3.5 Zoll der wirksamen Plattengröße der Anzeigeeinheit benötigt. Wenn die Lichtbogenlänge 5 mm beträgt und die wirksame Einheitsgröße der Anzeigeneinheit etwa 2 Zoll beträgt, ist der wirksame Beleuchtungs stärkewert des Beleuchtungslichts etwa 5 und obgleich die Helligkeit des Anzeigebildes ausreichend groß genug ist, um praktisch einge setzt zu werden, kann ein gutes Kontrastverhältnis nicht erreicht werden.

Daher ist wie bei einer praktischen Helligkeit die wirksame Beleuch tungsstärke des Beleuchtungslichts vorzugsweise 5 oder mehr. Um jedoch eine gute Anzeigehelligkeit, ein gutes Kontrastverhältnis, einen vertretbaren Energieverbrauch und eine hohe Lampenlebensdauer zu erzielen, ist es vorteilhaft, daß die wirksame Beleuchtungsstärke des Beleuchtungslichts (oder des Projektionslichts) etwa 7 ist, die Lichtbogenlänge der Lampe etwa 5 mm beträgt und die Verlustleistung der Lampe etwa 150 Watt beträgt.

Wenn die Beleuchtungsstärke der Projektionslinse klein wird, wird ein optischer Strom, der den Bildschirm erreicht, groß. Dann muß die Verlustleistung der Lampe ansteigen. Wenn weiter die Verlustleistung ansteigt, wird eine große Lichtbogenlänge benötigt, um eine lange Lebensdauer zu erzielen, wenn die Helligkeit konstant festgelegt wird. Der Anzeigekontrast wird natürlich schlechter mit sinkender wirksamer Beleuchtungsstärke. Wenn andererseits die Beleuchtungs stärke des optischen Projektionssystems ansteigt, steigt das Kon trastverhältnis an, aber der optische Strom auf dem Bildschirm wird klein. Daher liegt wie bei den Lampen die Lichtbogenlänge vorzugs weise zwischen 3 und 6 mm für einen guten Anzeigekontrast. Die Verlustleistung der Lampe liegt vorzugsweise bei 250 Watt oder darunter, während er vorzugsweise bei 100 Watt oder mehr für eine gute Helligkeit auf dem Bildschirm liegt.

Die Diagonale eines wirksamen Anzeigebereichs der Anzeigeeinheiten liegt vorzugsweise bei 4.5 Zoll oder weniger als bei der Systemgröße der Projektionsanzeige. Weiter ist es zweckmäßig, daß die diagonale Länge der wirksamen Anzeigefläche 1.5 Zoll oder mehr unter dem Gesichtspunkt des Lichtausnutzungswirkungsgrads beträgt und weiter vorzugsweise zwischen 3 und 4 Zoll für einen guten Wirkungsgrad von gebündeltem Licht und zur Kompaktheit der Anzeigeneinheit liegt.

Die wirksame Beleuchtungsstärke der Projektionslinse oder die des optischen Projektionssystems in einem allgemeineren Sinne liegt vorzugsweise bei 5 oder mehr, um ein gutes Kontrastverhältnis vorzusehen. Wenn die effektive Beleuchtungsstärke weniger als 5 ist, liegt der Anzeigekontrast nicht so niedrig, daß er praktischerweise verwendet wird, obgleich die Helligkeit groß ist. Die effektive Beleuchtungsstärke ist vorzugsweise 9 oder weniger für gute Hel ligkeit auf dem Bildschirm. Wenn die Beleuchtungsstärke größer als 9 ist, ist der Anzeigekontrast gut, jedoch ist die Helligkeit so gering, daß das praktisch nicht verwendet werden kann. Am zweck mäßigsten liegt die Beleuchtungsstärke zwischen 6 und 8 unter Be trachtung der oben erwähnten Bogenlänge der Lampe.

Die Beleuchtungsstärke des Beleuchtungslichts wird vom Standpunkt des Lichtausnutzungswirkungsgrades wie die der Projektionslinse ausgeglichen. Wenn die zwei Beleuchtungsstärken nicht miteinander gleich sind, wird der Wirkungsgrad durch die kleinere Beleuchtungs stärke unter diesen verringert und wird niedrig.

In der obigen Beschreibung sind die Werte der Lichtbogenlänge und der Beleuchtungsstärke als effektive Zahlen angenommen. Gerade wenn die Lichtbogenlänge 8 mm beträgt, und die Projektionslinse nur Licht projiziert, das von einer Mitte des Lichtbogens von 5 mm Länge ausgestrahlt wird, liegt die wirksame Lichtbogenlänge bei 5 mm. Gerade wenn die Beleuchtungsstärke der Projektionslinse 4 ist, ist in ähnlicher Weise, wenn das Licht nur durch eine Mitte der Pupille der Projektionslinse tritt, die wirksame Beleuchtungsstärke größer als 4.

Obgleich die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, wird angemerkt, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen einem Fachmann naheliegen. Solche Änderungen und Modifikationen werden als im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, verstanden.

Claims

1. Projektionsanzeige, die enthält:
eine Lichtquelle (12);
ein optisches Farbzerlegungssystem, das von der Lichtquelle (12) ausgesendetes Licht in mehrere optische Wege zerlegt;
ein optisches Farbaufbausystem, das Licht, das durch Lichtmodula tionselemente (15, 15a, 15b, 15c; 77) tritt, zu einem Licht, vor zugsweise entlang einem einzelnen optischen Weg, aufbaut;
eine Vielzahl von Lichtmodulationselementen (15a, 15b, 15c; 77), bei dem jedes Element in einem optischen Weg zwischen dem optischen Farbzerlegungssystem und dem optischen Farbaufbausystem angeordnet ist;
ein Phasenmittel (17) zur Erzeugung einer Phasendifferenz von etwa einer halben Wellenlänge zwischen einem in das Phasenmittel (17) eintretenden Licht und einem austretenden Licht, wobei das Phasen mittel (17) in einem ersten optischen Weg untergebracht ist, bei dem der erste optische Weg einen optischen Weg umfaßt, entlang welchem von der Lichtquelle (12) ausgestrahltes Licht durch das optische Farbzerlegungssystem reflektiert wird und durch das optische Farb aufbausystem reflektiert wird oder einem optischen Pfad entlang welchem ein von der Lichtquelle (12) ausgestrahltes Licht das optische Farbzerlegungssystem durchtritt und das optische Farb aufbausystem durchtritt; und
ein Projektionselement (11), das ein optisches durch eine Vielzahl von Lichtmodulationselementen (15a, 15b, 15c; 77) moduliertes Bild (113) projiziert.

2. Projektionsanzeige nach Anspruch 1, bei dem das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) umfaßt eine Anzeigeeinheit, welche einen ersten Träger (172) aufweist, auf welchem Bildpunktelektroden (282) als eine Matrix ausgebildet sind, einen zweiten Träger (171), auf welchem eine Gegenelektrode (281) ausgebildet ist, und eine Lichtmodulationsschicht (180), die zwi schen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) liegt, wobei die Lichtmodulationsschicht (180) ein Bild (113) als Veränderung in der Lichtstreuung ausbildet.

3. Projektionsanzeige nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das optische Farbzerlegungssystem oder das optische Farb aufbausystem ein oder mehrere dichroitische Spiegel (14a, 14b, 14c) oder ein oder mehrere dichroitische Prismen aufweist.

4. Projektionsanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Phasenmittel (17) einen Film oder eine Einheit aus Poly carbonat, Polyether-Sulfon oder Polyvinylalkohol (PVA) aufweist.

5. Projektionsanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lichtquelle (12) ein Licht, das Rot, Grün und Blau enthält, ausstrahlt;
das optische Farbzerlegsystem erste Lichtzerlegungselemente auf weist, welche das Licht in rot, grün und blau entlang einem der optischen Wege zerlegen;
das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) drei Flüssigkristall/Harz-Verbundstoffeinheiten aufweist, die jeweils in einem der optischen Wege liegen;
die Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) die Flüssigkristall/Harz-Verbundstoff-Anzeigeeinheiten aufweisen;
das optische Farbaufbausystem weist zweite Lichtaufbauelemente zum Aufbauen von durch die Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) moduliertes Licht in ein Licht entlang des einzelnen optischen Weges auf; und
das Phasenmittel (17) weist eine Wellenlängeneinheit auf, welche eine Phasendifferenz von etwa einer halben Wellenlänge zwischen eintretendem Licht und austretendem Licht an der Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) erzeugt und eine Phasenachse der Wellenlänge, die mit etwa π/4 des Winkels, der relativ zu einer Ebene, die eine Normale (382) oder eine Lichttrennebene des Lichtzerlegungselements und eine Ausbreitungsrichtung (381) von einfallendem Licht in die Lichttrennebene umfaßt festgelegt wird, wobei π ein Verhältnis des Kreisumfangs zu seinem Durchmesser ist.

6. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiter ein lichtdurchlässiges Element (179) enthält, wobei das Element einen lichtdurchlässigen Träger oder eine flach-konvexe Linse aufweist, die optisch an die Eintrittsebene und/oder an die Austrittsebene eines jeden Lichtmodulationselementes (15a, 15b, 15c; 77) gekoppelt ist.

7. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Projektionselement (11) eine Projektionslinse aufweist, die eine effektive Beleuchtungsstärke zwischen 5 und 9 aufweist.

8. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem ein lichtaufnehmender Film (191) auf einem nicht-wirksamen Bereich des lichtdurchlässigen Elements (179) ausgebildet wird.

9. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 5 bis 8, die ein weiteres lichtdurchlässiges Element (179) aufweist, wobei das Element einen lichtdurchlässigen Träger oder eine flach-konvexe Linse, die optisch an die Eintrittsebene und/oder an die Austritts ebene eines jeden Lichtmodulationselementes gekoppelt ist, enthält.

10. Projektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiter enthält:
ein erstes Blenden-Element (106), das an der Eintrittsseite eines der Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) angeordnet ist;
ein zweites Blenden-Element (108), das an der Austrittsseite eines der Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) angeordnet ist,
wobei das zweite Blenden-Element (108) mit dem ersten Blenden- Element (106) gekoppelt ist;
ein erstes Konvergenzlinsenfeld (104), das eine Vielzahl von ersten Konvergenzlinsen (109) aufweist, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind;
ein zweites Konvergenzlinsenfeld (105), das eine Vielzahl von zweiten Konvergenzlinsen (110) aufweist, die in einer zweidimen sionalen Matrix ausgebildet sind; und
eine dritte Konvergenzlinse (107);
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Konvergenzlinsenfeld (104), das zweite Konvergenzlinsenfeld (105) und die dritte Konvergenzlinse (107) so angeordnet sind, daß von der Lichtquelle (12) ausgestrahl tes Licht sich durch das erste Konvergenzlinsenfeld (104), das zweite Konvergenzlinsenfeld (105) und die dritte Konvergenzlinse (107) nacheinander ausbreitet zu den optischen Modulationselementen;
jede der ersten Konvergenzlinsen (109) in dem ersten Konvergenzlin senfeld (104) bildet einen Nebenlichtstrahler (111a, 111b) um eine Hauptebene in jeder entsprechenden zweiten Konvergenzlinse in dem zweiten Konvergenzlinsenfeld (105);
jede der zweiten Konvergenzlinsen (110) in dem zweiten Konvergenz linsenfeld (105) bildet ein Bild (113) in einem wirksamen Anzeigebe reich eines jeden der optischen Modulationselemente aus, wobei das Bild (113) als eine Überlagerung von Bildern (113) um die Haupt ebenen der ersten Konvergenzlinsen (109) des ersten Konvergenzlin senfeldes (104) gebildet wird;
die dritte Konvergenzlinse (107) Licht von den Nebenlichtstrahler (111a, 111b), zu dem Projektionselement (11) liefert;
das erste Blenden-Element (106) um die Nebenlichtstrahler (111a, 111b) angeordnet ist und Öffnungen zum abgestimmten Durchgang von Licht, das das erste Blenden-Element (106) in einem Durchtritts zustand des optischen Modulationselements passiert, aufweist.

11. Projektionsanzeige nach Anspruch 10, bei der die Öffnungen der ersten Blendenmittel Muster ähnlich zu den Gegenstücken der zweiten Blendenmittel mit einem Faktor des Kupp lungsverhältnisses des ersten und zweiten Blendenmittels aufweisen.

12. Projektionseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Phasenmittel (17) drehbar eingebaut ist.

13. Eine Projektionsanzeige die aufweist:
eine Lichtquelle;
ein Reflektionselement, das eine Reflektionsebene hat, die einen dielektrischen Mehrfachschichtfilm enthält, welcher ein von der Lichtquelle (12) ausgestrahltes Licht reflektiert;
Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) vom Reflektionstyp, welche ein durch das Reflektionselement reflektiertes Licht modu liert und moduliertes Licht zu den Reflektionselementen reflektiert;
Phasenmittel (17), die in optischen Wegen zwischen dem Reflektions element und dem Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) zur Erzeugung einer Phasendifferenz von etwa einer halben Wellenlänge zwischen eintretendem und austretendem Licht an dem Phasenmittel (17) ausgebildet sind; und
ein Projektionselement (11) zur Projizierung optischer Bilder (113), die durch die Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) moduliert werden, wobei das Projektionselement (11) so angeordnet ist, um das von dem Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) modulierte und reflektierte Licht zu projizieren.

14. Projektionsanzeige nach Anspruch 13,
bei dem das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) eine An zeigeeinheit aufweist, wobei die Anzeigeeinheit enthält;
einen ersten Träger (172), auf welchem Bildpunktelektroden (282) ausgebildet sind;
einen zweiten Träger (171), auf welchem eine Gegenelektrode (281) ausgebildet ist; und
eine Lichtmodulationsschicht (180), welche ein Bild (113) als Wechsel von Lichtstreuung ausbildet, wobei die Schicht zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist.

15. Projektionsanzeige nach Anspruch 13, bei dem jedes der Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) aufweist:
einen ersten Träger (172, 368), auf welchem eine Elektrode, eine Lichterregungsschicht, eine Lichtabschottungsschicht und ein dielek trischer Reflektionsspiegel nacheinander aufgeschichtet sind;
einen zweiten Träger (171, 369), auf welchem eine Gegenelektrode (281) ausgebildet ist; und
eine Lichtmodulationsschicht (180), welche ein optisches Bild (113) als Wechsel von Lichtstreuung ausbildet, wobei die Schicht zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172, 368, 369) gelegt ist.

16. Projektionsanzeige nach Anspruch 13, bei dem die Reflektionsmittel (177) einen dichroitischen Spiegel (14) oder ein dichroitisches Prisma (341) aufweisen.

17. Projektionsanzeige nach Anspruch 13, bei dem die Phasenmittel (17) einen Film oder eine Einheit aus Poly carbonat, Polyethersulfon (PES) oder Polyvinylalkohol (PVA) auf weisen.

18. Projektionsanzeige nach Anspruch 13,
bei der die Lichtquelle (12) ein Licht, das Rot, Grün und Blau enthält ausstrahlt;
das Reflektionselement eine Lichtstreuebene aus einem dielektrischen Mehrfachschichtfilm aufweist, welcher von der Lichtquelle (12) ausgestrahltes Licht reflektiert, um es in drei Wege für Rot, Grün und Blau zu zerlegen;
das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) drei Flüssig kristall/Harz-Verbundstoffeinheiten aufweist, wobei jede in einem der optischen Wege angeordnet ist;
das Phasenmittel (17) eine Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) aufweist, welche eine Phasendifferenz von etwa einer 1/4 Wellenlänge zwischen eintretendem und austretendem Licht an der Wellenlängen einheit (17a, 17b, 17c) erzeugt, und eine Phasenachse der Wellenlän geneinheit (17a, 17b, 17c) so festgelegt ist, daß sie etwa λ/4 des Winkels, relativ zu einer Ebene, die eine Normale (382) einer Lichttrennebene des Lichtreflexionselements und einer Ausbreitungs richtung (381) eines einfallenden Lichts aufweist, wobei λ das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Radius ist.

19. Anzeige nach Anspruch 13, die ferner ein lichtdurchlässiges Element (179) enthält, wobei das lichtdurchlässige Element (179) einen lichtdurchlässigen Träger oder eine flach-konvexe Linse, die optisch an einer Eintrittsebene und/oder Austrittsebene eines jeden der Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) gekoppelt ist, umfaßt.

20. Projektionsanzeige nach Anspruch 19, bei der das Projektionselement (11) eine Projektionslinse aufweist, die eine effektive Beleuchtungsstärke zwischen 5 und 9 hat.

21. Projektionsanzeige nach Anspruch 19, bei der ein lichtaufnehmender Film (191) auf einem unwirksamen Bereich des lichtdurchlässigen Elements (179) ausgebildet ist.

22. Projektionsanzeige nach Anspruch 13, bei der das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) eine Flüs sigkristall/Harz-Verbundstoffanzeigeeinheit aufweist.

23. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 13 bis 22, die ferner enthält:
ein erstes Blenden-Element (106), das an einer Eintrittsseite eines der Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) angeordnet ist;
ein zweites Blenden-Element (108), das an einer Austrittsseite eines der Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) angeordnet ist, wobei das zweite Blenden-Element (108) mit dem ersten Blenden- Element (106) gekoppelt wird;
ein erstes Konvergenzlinsenfeld (104), das eine Vielzahl von ersten Konvergenzlinsen (109), die in einer zweidimensionalen Matrix liegen, aufweist;
ein zweites Konvergenzlinsenfeld (105), das eine Vielzahl von zweiten Konvergenzlinsen (110), die in einer zweidimensionalen Matrix liegen, aufweist; und
eine dritte Konvergenzlinse (107);
wobei das erste Konvergenzlinsenfeld (104), das zweite Konvergenz linsenfeld (105) und die dritte Konvergenzlinse (107) so angeordnet sind, daß von der Lichtquelle (12) ausgesendetes Licht sich durch das erste Konvergenzlinsenfeld (104), das zweite Konvergenzlinsen feld (105) und die dritte Konvergenzlinse (107) nacheinander zu den optischen Modulationselementen ausbreitet;
jede der ersten Konvergenzlinsen (109) in dem ersten Konvergenzlin senfeld (104) einen Nebenlichtstrahler (111a, 111b) um eine Haupt achse in jeder entsprechenden zweiten Konvergenzlinse in dem zweiten Konvergenzlinsenfeld (105) bildet;
jede der zweiten Konvergenzlinsen (110) in dem zweiten Konvergenz linsenfeld (105) ein Bild (113) in einem wirksamen Anzeigebereich einer jeden der optischen Modulationselemente bilden, wobei eine Überlagerung von Bildern (113) um Hauptachsen der ersten Konver genzlinsen (109) des ersten Konvergenzlinsenfeldes (104) abgebildet wird;
die dritte Konvergenzlinse (107) Licht von den Nebenlichtstrahlern (111a, 111b) zu dem Projektionselement (11) durchläßt;
das erste Blenden-Element (106) in der Nähe der Nebenlichtstrahler (111a, 111b) angeordnet ist und Öffnungen zum abgestimmten Durch tritt von Licht, das einen wirksamen Bereich der Nebenlichtstrahler (111a, 111b) passiert; und
das zweite Blenden-Element (108) Öffnungen zum Durchtritt von Licht aufweist, das das erste Blenden-Element (106) in einem Durchtritts zustand des optischen Modulationselements passiert.

24. Projektionsanzeige nach Anspruch 23, bei der die Öffnungen des ersten Blenden-Elements (106) ein ähn liches Muster wie die Gegenstücke des zweiten Blenden-Element (108) mit einem Kupplungsverhältnisfaktor des ersten und zweiten Blenden- Elements (106, 108) aufweist.

25. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 13 bis 24, bei der das Phasenmittel (17) drehbar angeordnet ist.

26. Projektionsanzeige die enthält:
eine Lichtquelle (12) zum Aussenden eines Lichts, das Rot, Grün und Blau enthält;
Prismen, die das von der Lichtquelle (12) ausgesendete Licht in drei optische Wege für Rot, Grün und Blau zerlegen;
drei Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) vom Reflektions typ, welche Licht in drei optischen Wegen modulieren und Licht zu den Prismen entsprechend reflektieren;
drei Phasenmittel (17), die jeweils in einem der optischen Wege zwischen den Reflektionsmitteln und den Lichtmodulationselementen (15a, 15b, 15c; 77) zum Erzeugen einer Phasendifferenz von etwa einer halben Wellenlänge zwischen einem von der Lichtquelle (12) kommenden Licht und einem von den Lichtmodulationselementen (15a, 15b, 15c; 77) reflektierten und aus dem Phasenmittel (17) austreten den Licht aufweisen; und
ein Projektionselement (11) zur Projizierung optischer Bilder (113), die durch die Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) moduliert werden, wobei das Projektionselement (11) so angeordnet wird, um so von den Lichtmodulationselementen (15a, 15b, 15c; 77) moduliertes und durch die Prismen reflektiertes Licht zu projizieren.

27. Projektionsanzeige nach Anspruch 26, bei der das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) eine An zeigeeinheit aufweist und die Anzeigeeinheit umfaßt:
einen ersten Träger (172), auf welchem Bildpunktelektroden (282) als eine Matrix ausgebildet sind;
einen zweiten Träger (171), auf welchem eine Gegenelektrode (281) ausgebildet ist; und
eine Lichtmodulationsschicht (180), welche ein Bild (113) als Wechsel von Lichtstreuung ausbildet, wobei die Schicht zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist.

28. Projektionsanzeige nach Anspruch 26 oder 27, bei der das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) umfaßt:
einen ersten Träger (172), auf welchem eine Elektrode, eine Licht erregungsschicht, eine Lichtabschottungsschicht und ein dielek trischer Reflektionsspiegel übereinander gelegt sind;
ein zweiter Träger (171), auf welchem eine Gegenelektrode (281) ausgebildet ist; und
eine Lichtmodulationsschicht (180), welche ein optisches Bild (113) als einen Wechsel von Lichtstreuung ausbildet, die Schicht zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist.

29. Projektionsanzeige nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei der das Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) eine An zeigeeinheit aufweist, die kleinste Spiegel, die in einer Matrix liegen, umfaßt, wobei Licht durch Einfallen auf die kleinsten Spiegel moduliert wird.

30. Anzeigeeinheit oder Anzeigeschirm der umfaßt:
einen ersten Elektrodenträger (172), auf welchem Bildpunktelektroden (282) in einer Matrix ausgebildet sind;
einen zweiten Träger (171), auf welchem eine lichtdurchlässige Gegenelektrode (281) ausgebildet ist;
eine Lichtmodulationsschicht (180), die zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist, wobei die Lichtmodulations schicht (180) ein Bild (113) als einen Wechsel von Lichtstreuung ausbildet;
ein lichtdurchlässiges Element (179), das eine lichtdurchlässige Einheit (179) oder eine flach-konkave Linse aufweist; und
ein Phasenmittel (17a, 17b, 17c), die zwischen dem lichtdurchlässi gen Element (179) und einem der ersten und zweiten Träger (171, 172) liegt, wobei das Phasenmittel (17a, 17b, 17c) eine Phasendifferenz von etwa einer halben Wellenlänge zwischen in das Phasenmittel (17a, 17b, 17c) eintretendem Licht und austretendem Licht erzeugt;
wobei das lichtdurchlässige Element (179) optisch mit dem Phasen mittel (17a, 17b, 17c) durch ein optisches Kupplungsmedium (181b) gekoppelt ist und das Phasenmittel (17a, 17b, 17c) mit einem der ersten und zweiten Träger (171, 172) durch ein optisches Kupplungs medium (181a) optisch gekoppelt ist.

31. Anzeigeeinheit nach Anspruch 30, bei der die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) einen Film oder eine Einheit aus Polycarbonat, Polyethersulfon (PES) oder Polyvinyl alkohol (PVA) aufweist.

32. Eine Anzeigeeinheit die aufweist:
einen ersten Träger (172), auf welchem ein Reflektionselement ausgebildet ist;
einen lichtdurchlässigen zweiten Träger;
eine Lichtmodulationsschicht (180), die zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) liegt, wobei die Lichtmodulationsschicht (180) ein Bild (113) aus einem Wechsel von Lichtstreuung ausbildet;
ein lichtdurchlässiges Element (179), das eine lichtdurchlässige Einheit (179) oder eine flach-konvexe Linse aufweist; und
eine Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c), die zwischen dem licht durchlässigen Element (179) und einem der ersten und zweiten Träger (171, 172) liegt, wobei die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) eine Phasendifferenz von etwa einer viertel Wellenlänge zwischen einem eintretenden Licht und austretendem Licht an der Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) erzeugt;
wobei das lichtdurchlässige Element (179) optisch mit der Wellenlän geneinheit (17a, 17b, 17c) durch ein optisches Kupplungsmedium (181b) gekoppelt ist und die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) mit einem der ersten und zweiten Träger (171, 172) durch ein optisches Kupplungsmedium (181a) optisch gekoppelt ist.

33. Anzeigeeinheit nach Anspruch 32, bei der die Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) Flüssig kristall/ Harz-Verbundwirkstoffanzeigeeinheiten aufweisen.

34. Anzeigeeinheit nach Anspruch 32, bei der die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) einen Film oder eine Einheit aus Polycarbonat, Polyethersulfon (PES) oder Polyvinyl alkohol (PVA) aufweist.

35. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 32 bis 34, bei der der Vielfachschichtfilm auf dem zweiten Träger (171) ausge bildet ist, wobei der Vielfachschichtfilm einen ersten Film, einen lichtdurchlässigen und elektrisch leitenden Film und einen zweiten Film umfaßt, die optische Dicke des ersten und zweiten Films (n×λ)/4 ist, eine optische Dicke des lichtdurchlässigen und elektrisch leitenden Films (m×λ)/4 beträgt, wobei m eine ungerade Zahl < 0, n eine natürliche Zahl < 0 kennzeichnet und λ eine Hauptwellenlänge für die Auslegung kennzeichnet und die Brechungszahlen des ersten und zweiten Films zwischen 1.6 und 1.8 liegen.

36. Projektionsanzeige die umfaßt:
eine Lichtquelle (12);
ein optisches Farbzerlegungssystem, das von der Lichtquelle (12) ausgestrahltes Licht in eine Vielzahl von optischen Wegen zerlegt;
eine Vielzahl von Anzeigeplatten, die jeweils aufweisen einen ersten Träger (172), auf welchem lichtdurchlässige Bildpunkt elektroden (282) als eine Matrix ausgebildet sind,
einen zweiten Träger (171), auf welchem eine lichtdurchlässige Elektrode ausgebildet ist,
eine Lichtmodulationsschicht (180), die zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist,
wobei die Lichtmodulationsschicht (180) ein Bild (113) als Wechsel von Lichtstreuung ausbildet,
ein lichtdurchlässiges Element (179), das eine lichtdurchlässige Einheit (179) oder eine flach-konvexe Linse enthält, und
eine Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c), die zwischen dem licht durchlässigen Element (179) und einem der ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist,
wobei die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) eine Phasendifferenz von etwa einer halben Wellenlänge zwischen einem in die Wellenlän geneinheit (17a, 17b, 17c) eintretendem und daraus heraustretendem Licht erzeugt,
das lichtdurchlässige Element (179) mit der Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) durch ein lichtdurchlässiges Kupplungsmedium (181b) optisch gekoppelt wird
und die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) mit einem der ersten und zweiten Träger (171, 172) durch ein lichtdurchlässiges Kupplungs medium (181b) optisch gekoppelt wird,
wobei die Anzeigeeinheiten von dem optischen Farbzerlegungssystem zerlegtes Licht übertragen;
ein optisches Farbaufbausystem, das von den Anzeigeeinheiten modu liertes Licht aufbaut; und
ein Projektionselement (11) zum Projizieren eines optischen Bildes (113), das von einer Vielzahl von Lichtmodulationselementen (15a, 15b, 15c; 77) moduliert ist.

37. Projektionsanzeige nach Anspruch 36, bei der das optische Farbzerlegungssystem oder das optische Farb aufbausystem einen dichroitischen Spiegel (14) oder ein dichroiti sches Prisma (341) aufweisen.

38. Anzeigeeinheit für eine Projektionsanzeige nach Anspruch 36, bei der die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) einen Film oder eine Einheit aus Polycarbonat, Polyethersulfon (PES) oder Polyvinyl alkohol (PVA) aufweist.

39. Eine Projektionsanzeige die umfaßt:
eine Lichtquelle (12);
Anzeigeplatten, die jeweils aufweisen
einen ersten Träger (172) mit Reflektionsmitteln,
einen zweiten Träger (171), auf welchem ein Vielfachschichtfilm, der wenigstens eine lichtdurchlässige Schicht enthält, ausgebildet ist,
eine Lichtmodulationsschicht (180), die zwischen dem ersten und zweiten Träger (171, 172) gelegt ist,
wobei die Lichtmodulationsschicht (180) ein Bild (113) als einen Wechsel von Lichtstreuung ausbildet,
ein lichtdurchlässiges Element (179), das eine lichtdurchlässige Einheit (179) oder eine flach-konvexe Linse enthält, und eine Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c), die zwischen dem licht durchlässigen Element (179) und dem zweiten Träger (171) gelegt ist,
wobei die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) eine Phasendifferenz von etwa einer viertel Wellenlänge zwischen eintretendem und aus tretendem Licht an der Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) erzeugt, das lichtdurchlässige Element (179) mit der Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) durch ein lichtdurchlässiges Kupplungsmedium (18b) optisch gekoppelt wird, und die Wellenlängeneinheit (17a, 17b, 17c) mit dem zweiten Träger (171) durch ein lichtdurchlässiges Kupplungs medium (181b) optisch gekoppelt wird;
Reflektionsmittel mit jeweils einer Reflektionsebene, die einen dielektrischen Vielfachschichtfilm, welcher von den Anzeigeeinheiten ausgesendetes Licht reflektiert; und
ein Projektionselement (11), das ein optisches Bild (113), das durch die Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) moduliert ist, projiziert, wobei das Projektionselement (11) so angeordnet ist, um ein von den Reflektionsmitteln reflektiertes Licht zu projizieren.

40. Anzeigeeinheit nach Anspruch 39, bei der das Phasenmittel (17) einen Film oder eine Einheit aus Poly carbonat, Polyethersulfon (PES) oder Polyvinylalkohol (PVA) auf weist.

41. Eine Projektionsanzeige die enthält:
eine Lichtquelle (12), die ein Licht, das Rot-, Grün- und Blau anteile enthält, ausstrahlt;
ein dichroitisches Prisma (341), das das von der Lichtquelle (12) ausgesendete Licht in drei optische Wege von drei voneinander unterschiedlichen Wellenlängenbänder zerlegt;
drei Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) vom Reflektions typ, welche auf das dichroitische Prisma in drei optischen Wegen geklebt sind, wobei die Elemente Licht in den Wegen modulieren; und
eine Projektionselement (11) angeordnet ist, um von den Lichtmodula tionselementen (15a, 15b, 15c; 77) moduliertes Licht zu projizieren.

42. Projektionsanzeige nach Anspruch 41, bei der ein Licht aufnehmendes Mittel (191) in einem unwirksamen Bereich des dichroitischen Prismas (141) ausgebildet ist.

43. Anzeigeeinheit nach Anspruch 41, bei der die Lichtmodulationselemente aus Flüssigkristall/Harz-Verbund stoffanzeigeeinheiten bestehen.

44. Projektionsanzeige die enthält:
eine Lichtquelle (12), die ein Licht, das Rot-, Grün- und Blau anteile enthält, ausstrahlt;
ein dichroitisches Prisma (341), das von der Lichtquelle (12) ausgestrahltes Licht in drei optische Wege von voneinander unter schiedlichen Wellenlängenbändern zerlegt;
drei Lichtmodulationselemente (15a, 15b, 15c; 77) vom Reflektions typ, welche auf das dichroitische Prisma in den drei optischen Wegen geklebt sind, wobei die Elemente das Licht in den Wegen modulieren;
drei Phasenmittel (17a, 17b, 17c) zwischen dem dichroitischen Prisma (341) und dem Lichtmodulationselement (15a, 15b, 15c; 77) angeordnet sind, wobei die Phasenmittel (17a, 17b, 17c) eine Phasendifferenz von einer viertel Wellenlänge zwischen eintretendem und austretendem Licht an dem Phasenmittel (17a, 17b, 17c) erzeugen; und
ein Projektionselement (11) angeordnet ist, um von den Lichtmodula tionselementen (15a, 15b, 15c; 77) moduliertes Licht zu projizie ren;
wobei das dichroitische Prisma mit dem Phasenmittel (17a, 17b, 17c) durch ein lichtdurchlässiges Kupplungsmedium (181a) optisch gekop pelt wird und das Phasenmittel (17a, 17b, 17c) mit dem optischen Modulationselement durch ein lichtdurchlässiges Kupplungsmedium (181b) optisch gekoppelt wird.

45. Projektionsanzeige nach Anspruch 44, bei der ein Lichtabsorptionsfilm bzw. lichtaufnehmender Film (191) in einem unwirksamen Bereich des dichroitischen Prismas (341) ausgebildet ist.

46. Projektionsanzeige nach Anspruch 44, bei der das Phasenmittel einen Film oder eine Einheit/Platte aus Polycarbonat, Polyethersulfon oder Polyvinylalkohol aufweist.

47. Projektionsanzeige nach Anspruch 44, bei der das Projektionselement eine Projektionslinse (11), die eine wirksame Beleuchtungsstärke zwischen 5 und 9 aufweist, enthält.