JP2000206481A - Projection type display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶パネルによ
り構成される液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置
(液晶プロジェクタともいう)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device (also called a liquid crystal projector) using a liquid crystal light valve constituted by a liquid crystal panel.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8に示す液晶プロジェクタ1100
は、一般的な、透過型液晶パネルをライトバルブとして
用いた投写型プロジェクタの例である。図8において、
光源であるランプユニット1102から射出された出射
光は、ミラー11061で反射されてライトガイド11
04に入射し、その内部で2枚のダイクロイックミラー
11081,11082によって赤、緑、青の3原色光
R,G,Bに分離される。ダイクロイックミラー110
82により分離された青の色光Bは、ミラー11062
によって反射され、液晶ライトバルブ1110Bに入射
する。また、ダイクロイックミラー11081により反
射された緑の色光Gは、液晶ライトバルブ1110Gに
入射する。また、ダイクロイックミラー11081を透
過した赤の色光Rは、2枚のミラー11063により反
射されて、液晶ライトバルブ1110Rに入射する。2. Description of the Related Art A liquid crystal projector 1100 shown in FIG.
Is an example of a general projection type projector using a transmission type liquid crystal panel as a light valve. In FIG.
Light emitted from a lamp unit 1102, which is a light source, is reflected by a mirror 11061 to form a light guide 11
The light is incident on the light source 04 and is separated into three primary color lights R, G and B of red, green and blue by two dichroic mirrors 11081 and 11082 inside. Dichroic mirror 110
The blue color light B separated by 82 is
And enters the liquid crystal light valve 1110B. The green light G reflected by the dichroic mirror 11081 enters the liquid crystal light valve 1110G. The red color light R transmitted through the dichroic mirror 11081 is reflected by the two mirrors 11063 and enters the liquid crystal light valve 1110R.
【0003】3つの液晶ライトバルブ1110R,11
10G,1110Bは、各色の画像情報に応じて入射光
を変調して画像を形成するものである。それぞれの液晶
ライトバルブ1110R、1110Gおよび1110B
によって変調された光は、ダイクロイックプリズム11
12に3方向から入射する。ダイクロイックプリズム1
112は、4つの直角プリズムの頂角を合わせるように
接着剤で貼り合わされ、その貼り合わせ面に沿って2種
類の波長選択反射膜がX字状に形成されたものである。
従って、赤の色光Rは、一方の波長選択反射膜により投
写レンズ1114に向けて反射される。また、青の色光
Bは他方の波長選択反射膜により投写レンズ1114に
向けて反射される。一方、緑Gの色光Gは、2種類の波
長選択反射膜を透過し、投写レンズ1114に到達す
る。すなわち、3つの液晶ライトバルブ1110R,1
110G,1110Bによって形成された画像は、ダイ
クロイックプリズム1112によって合成され、投写レ
ンズ1114を通してスクリーン等の投写面上に投写さ
れる。[0003] Three liquid crystal light valves 1110R, 11
10G and 1110B form an image by modulating incident light according to image information of each color. The respective liquid crystal light valves 1110R, 1110G and 1110B
The light modulated by the dichroic prism 11
It is incident on 12 from three directions. Dichroic prism 1
Numeral 112 denotes an X-shaped two-wavelength reflecting film that is bonded with an adhesive so that the vertical angles of the four right-angle prisms are aligned with each other, and along the bonding surface.
Therefore, the red color light R is reflected toward the projection lens 1114 by the one wavelength selective reflection film. Further, the blue color light B is reflected toward the projection lens 1114 by the other wavelength selective reflection film. On the other hand, the green G color light G passes through the two types of wavelength selective reflection films and reaches the projection lens 1114. That is, three liquid crystal light valves 1110R, 1
Images formed by 110G and 1110B are combined by a dichroic prism 1112 and projected on a projection surface such as a screen through a projection lens 1114.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図9に液晶ライトバル
ブの模式図を示す。従来、液晶ライトバルブ1110
R,1110G,1110Bは、図9に示すように、液
晶パネル804の光入射面から離間して入射偏光板が8
03が配置され、出射側偏光板805は液晶パネル80
4の光出射面に配置される構成を成していた。FIG. 9 is a schematic view of a liquid crystal light valve. Conventionally, a liquid crystal light valve 1110
As shown in FIG. 9, R, 1110G, and 1110B are spaced apart from the light incident surface of the liquid crystal panel 804, and the number of incident polarizers is eight.
03, and the output side polarizing plate 805 is connected to the liquid crystal panel 80.
4 on the light exit surface.
【0005】図9において、入射側偏光板803は例え
ばP偏光軸成分の光801(図中の記号はP偏光軸を示
す。)を透過するが、入射光のうちのS偏光軸成分の光
802(図中の記号はS偏光軸を示す。)は吸収する。
偏光板803を透過したP偏光光801は、液晶パネル
804に入射される。液晶パネル804は、TN型の液
晶を用いており、液晶に電圧印加されていない画素に入
射した光(P偏光光801)は、略90°偏光軸が回転
されてS偏光光809として出射される。一方、液晶に
電圧印加された画素に入射した光(P偏光光801)
は、そのままのP偏光光808として出射される。80
5は出射側偏光板である。この偏光板805の透過軸
を、S偏光に設定しておけば、液晶パネル804からS
偏光光として出射された光809は、そのまま透過す
る。一方、P偏光光として液晶パネル804から出射さ
れた光808は、偏光板805に吸収されてしまう。液
晶パネル804においては、各色の画像情報に基づき画
素毎に液晶への印加電圧値を制御することにより、液晶
のねじれの程度が制御でき、それにより入射側偏光板8
03を透過して入射する光801の偏光軸の回転量を制
御することができる。これにより、出射側偏光板805
を透過する光量が画素毎に制御でき、画像が形成され
る。In FIG. 9, the incident side polarizing plate 803 transmits, for example, light 801 having a P-polarization axis component (the symbol in the drawing indicates a P-polarization axis), but light having an S-polarization axis component of the incident light. 802 (the symbol in the figure indicates the S polarization axis) absorbs.
The P-polarized light 801 transmitted through the polarizing plate 803 is incident on the liquid crystal panel 804. The liquid crystal panel 804 uses TN-type liquid crystal. Light (P-polarized light 801) incident on a pixel to which no voltage is applied to the liquid crystal is emitted as S-polarized light 809 after the polarization axis is rotated by approximately 90 °. You. On the other hand, light (P-polarized light 801) incident on a pixel applied with a voltage to the liquid crystal
Is emitted as P-polarized light 808 as it is. 80
Reference numeral 5 denotes an output side polarizing plate. If the transmission axis of the polarizing plate 805 is set to S-polarized light,
Light 809 emitted as polarized light is transmitted as it is. On the other hand, light 808 emitted from the liquid crystal panel 804 as P-polarized light is absorbed by the polarizing plate 805. In the liquid crystal panel 804, the degree of twist of the liquid crystal can be controlled by controlling the voltage applied to the liquid crystal for each pixel based on the image information of each color.
It is possible to control the amount of rotation of the polarization axis of the light 801 that is transmitted through and incident on the optical axis 801. Thus, the output side polarizing plate 805
Can be controlled for each pixel, and an image is formed.
【0006】ところで、液晶パネルからP偏光光として
出射された光808は出射側偏光板805によって吸収
される。The light 808 emitted from the liquid crystal panel as P-polarized light is absorbed by the emission-side polarizing plate 805.
【0007】従来は偏光板が不透過偏光軸を吸収するタ
イプの偏光板(以下、吸収型偏光板という)であったた
め、液晶パネル804から出射された光の内の約半分程
度が偏光板に吸収されてしまい、これが熱に変換され、
この熱により偏光板の偏光特性を劣化させてしまう問題
があった。また、偏光板で発生した熱が液晶パネル80
4に伝わると、液晶の特性が変化したり、液晶パネルの
画素に配置される薄膜トランジスタ(TFT)のリーク
電流が多くなったりするので、画面内に表示ムラが発生
したり、コントラストが劣化したりする問題もあった。Conventionally, the polarizing plate is of a type that absorbs an opaque polarization axis (hereinafter, referred to as an absorption type polarizing plate), so that about half of the light emitted from the liquid crystal panel 804 is converted to the polarizing plate. Is absorbed and converted to heat,
There is a problem that the heat degrades the polarization characteristics of the polarizing plate. In addition, the heat generated by the polarizing plate is
In this case, the characteristics of the liquid crystal are changed, and the leakage current of the thin film transistor (TFT) disposed in the pixel of the liquid crystal panel is increased, so that display unevenness occurs in the screen or the contrast is deteriorated. There was also a problem to do.
【0008】従って、従来の投写型表示装置では、液晶
ライトバルブの出射側偏光板が入射した光の約半分程度
を吸収し発熱してしまうために、耐熱性の高い液晶を使
うなどの対策が必要であった。つまり、液晶の屈折率及
び誘電率異方性並びに弾性係数などの物性は温度で変化
し、等方相への相転移点(N−I点)に近づくほどその
変化が大きくなるので、N−I点の高い液晶を用いるよ
うにしていた。また、高N−I点材料を十数種類混合す
ることにより、閾値電圧、応答速度等は十分な性能をも
つ範囲内で、N−I点は100℃以上に高い液晶材料を
得ている状況であった。このため、液晶のコストが高
く、液晶パネルのコストアップを引き起こしていた。Therefore, in the conventional projection display device, since the exit side polarizing plate of the liquid crystal light valve absorbs about half of the incident light and generates heat, measures such as using a liquid crystal having high heat resistance are taken. Was needed. That is, the physical properties of the liquid crystal, such as the refractive index, the dielectric anisotropy, and the elastic coefficient, change with temperature, and the change becomes larger as it approaches the phase transition point (NI point) to the isotropic phase. A liquid crystal having a high I point is used. In addition, by mixing dozens of high NI point materials, the threshold voltage, response speed, etc. are within a range having sufficient performance, and the NI point is in a state where a liquid crystal material higher than 100 ° C. is obtained. there were. Therefore, the cost of the liquid crystal is high, and the cost of the liquid crystal panel has been increased.
【0009】また、近年、スクリーン上に投写する画像
を明るくするために、光源ランプの輝度を上げる傾向に
あり、それにより液晶ライトバルブでの熱発生が大きく
なっている。この液晶ライトバルブでの熱を冷却するた
めに、出射側偏光板及び液晶パネルを冷却する冷却ファ
ンなどが設けられ、ファンの回転数を上げる、ファンを
大きくする等の冷却効率を高める複雑な工夫が必要にな
っていた。In recent years, there has been a tendency to increase the brightness of a light source lamp in order to brighten an image projected on a screen, thereby increasing heat generation in a liquid crystal light valve. In order to cool the heat generated by the liquid crystal light valve, a cooling fan that cools the output side polarizing plate and the liquid crystal panel is provided. Was needed.
【0010】さらに、液晶パネルから出射光の約半分程
度を出射側偏光板が吸収して熱に変換してしまうため、
光の利用効率が非常に悪く、明るい表示を得ることがで
きなかった。Further, since about half of the light emitted from the liquid crystal panel is absorbed by the exit-side polarizing plate and converted into heat,
Light utilization efficiency was very poor, and a bright display could not be obtained.
【0011】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、液晶ライトバル
ブの偏光手段の発熱を抑え、液晶ライトバルブの特性を
良好に保った投写型表示装置を提供することを目的とす
る。また、光源ランプからの光の利用効率を高めた投写
型表示装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and there is provided a projection display apparatus which suppresses heat generation of a polarizing means of a liquid crystal light valve and maintains good characteristics of the liquid crystal light valve. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a projection display device in which the efficiency of using light from a light source lamp is improved.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる第1の投
写型表示装置は、 光源と、前記光源からの光を一の偏
光軸成分の光に揃えて出射可能な偏光変換手段と、前記
偏光変換手段から出射した光を変調するライトバルブ
と、該ライトバルブにより変調された光を投写する投写
光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネル
と、該液晶パネルの少なくとも光出射側に配置され、一
方の偏光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光
を主に反射する偏光手段を有することを特徴とする。A first projection type display device according to the present invention comprises: a light source; a polarization conversion means capable of aligning light from the light source with light having one polarization axis component and emitting the light; A light valve for modulating light emitted from the polarization conversion means, and projection optical means for projecting light modulated by the light valve, wherein the light valve includes a liquid crystal panel, and at least a light exit side of the liquid crystal panel. It is characterized by having a polarizing means arranged and mainly transmitting light of one polarization axis component and mainly reflecting light of the other polarization axis component.
【0013】本発明に係わる第2の投写型表示装置は、
光源と、前記光源からの光をを変調するライトバルブ
と、該ライトバルブにより変調された光を投写する投写
光学手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネル
と、該液晶パネルの光出射側に配置され、一方の偏光軸
成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に反射
する反射偏光板及び、該液晶パネルの光入射側に配置さ
れ、一方の偏光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成
分の光を主に吸収する偏光手段を具備することを特徴と
する。A second projection type display device according to the present invention comprises:
A light source, a light valve for modulating light from the light source, and projection optical means for projecting light modulated by the light valve, the light valve comprising: a liquid crystal panel; and a light emitting side of the liquid crystal panel. And a reflective polarizing plate that mainly transmits light of one polarization axis component and mainly reflects light of the other polarization axis component, and is disposed on the light incident side of the liquid crystal panel. It is characterized by comprising polarizing means for mainly transmitting light and mainly absorbing light of the other polarization axis component.
【0014】本発明に関わる第3の投写型表示装置は、
光源と、前記光源からの光を変調するライトバルブと、
該ライトバルブにより変調された光を投写する投写光学
手段とを備え、前記ライトバルブは、液晶パネルと、該
液晶パネルの少なくとも光出射側に配置され、一方の偏
光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に
反射する反射手段を有し、前記液晶パネルは一対の基板
間に液晶を挟持してなり、光入射側に配置される一方の
前記基板内面上に、スイッチング素子とそれに接続され
た画素電極とがマトリクス状に形成され、前記他方の基
板上の前記スイッチング素子に対応する位置には遮光層
が設けられていることを特徴とする。A third projection type display device according to the present invention comprises:
A light source, and a light valve that modulates light from the light source,
Projection optical means for projecting light modulated by the light valve, wherein the light valve is disposed on a liquid crystal panel and at least on a light emission side of the liquid crystal panel, and mainly transmits light of one polarization axis component. The liquid crystal panel has a reflection means for mainly reflecting light of the other polarization axis component, the liquid crystal panel sandwiches liquid crystal between a pair of substrates, and on one of the substrate inner surfaces arranged on the light incident side, A switching element and a pixel electrode connected thereto are formed in a matrix, and a light-shielding layer is provided on the other substrate at a position corresponding to the switching element.
【0015】本発明に係わる第1乃至第3の投写型表示
装置によれば、液晶パネルの出射側に一方の偏光軸成分
の光を主に透過し、他方の偏光軸成分の光を主に反射す
る偏光手段偏光板が設けられていること特徴としてい
る。尚、このような偏光手段は、一般に「反射偏光板」
として知られている。この偏光手段は、従来の光吸収型
偏光板に比べて光吸収による発熱が少ないので、偏光手
段の偏光特性が熱により劣化することや液晶パネルが熱
の影響を受けることを防ぐことができる。 また、発熱
が激減するため、場合によっては、冷却手段を無くす、
または冷却手段の冷却効率を高める複雑な工夫をしなく
とも良くなるなど、冷却機構を簡単化することができ
る。また、偏光手段で反射された他方の偏光軸成分の光
のうち少なくとも一部は、偏光手段と光源側とで再反射
を繰り返すうちその光路に若干のずれが生じる。そのた
め、再び液晶パネルに入射するときには最初とは異なる
領域に入射することとなり、つまり、いつかは液晶パネ
ルを透過することによって偏光手段を透過する偏光軸方
向の光となる。よって、光の利用効率を従来よりも高め
ることができる。According to the first to third projection display devices according to the present invention, light of one polarization axis component is mainly transmitted to the emission side of the liquid crystal panel, and light of the other polarization axis component is mainly transmitted. It is characterized in that a polarizing means for reflecting light is provided with a polarizing plate. Incidentally, such a polarizing means is generally referred to as a “reflective polarizing plate”.
Also known as Since the polarizing means generates less heat due to light absorption than a conventional light absorbing polarizing plate, it is possible to prevent the polarization characteristics of the polarizing means from deteriorating due to heat and to prevent the liquid crystal panel from being affected by heat. In addition, since heat generation is drastically reduced, in some cases, cooling means may be eliminated.
Alternatively, the cooling mechanism can be simplified, for example, it is not necessary to take complicated measures to increase the cooling efficiency of the cooling means. In addition, at least a part of the light of the other polarization axis component reflected by the polarizing means has a slight shift in its optical path as re-reflection is repeated between the polarizing means and the light source. Therefore, when the light again enters the liquid crystal panel, the light is incident on a region different from the first region. In other words, the light is transmitted through the liquid crystal panel and eventually becomes light in the polarization axis direction that is transmitted through the polarizing means. Therefore, the light use efficiency can be increased as compared with the related art.
【0016】本発明の第1の投写型表示装置の一の態様
においては、前記偏光手段と前記投写手段との間に設け
られており、前記一方の偏光軸成分の光を主に透過し、
前記一方の偏光軸成分とは異なる偏光軸成分の光を主に
吸収する偏光板(以下吸収型偏光板と称す)を有するこ
とを特徴とする。In one embodiment of the first projection type display device of the present invention, the projection type display device is provided between the polarization means and the projection means, and mainly transmits the light of the one polarization axis component,
A polarizing plate (hereinafter, referred to as an absorption polarizing plate) mainly absorbing light having a polarization axis component different from the one polarization axis component is provided.
【0017】この態様によれば、偏光手段によって反射
しきれなかった他方の偏光軸成分の光を吸収型偏光板で
吸収させることができる。そのため、ライトバルブから
出射する光がより偏光度が高い偏光軸成分の光となるの
で、投写光学手段から投写される画像のコントラスト特
性が向上する。尚、本態様は第2及び第3の投写型表示
装置にも採用可能である。According to this aspect, the light of the other polarization axis component that has not been completely reflected by the polarizing means can be absorbed by the absorption type polarizing plate. Therefore, the light emitted from the light valve becomes light having a polarization axis component having a higher degree of polarization, so that the contrast characteristics of an image projected from the projection optical unit are improved. Note that this aspect can also be adopted for the second and third projection display devices.
【0018】また、本発明の第1の投写型表示装置の他
の態様においては、 前記ライトバルブは、該液晶パネ
ルの光入射側に配置され、前記偏光変換手段から出射す
る偏光軸成分の光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を
主に吸収する偏光板を更に具備することを特徴とする。In another aspect of the first projection type display device of the present invention, the light valve is disposed on a light incident side of the liquid crystal panel, and a light of a polarization axis component emitted from the polarization conversion means. And a polarizing plate mainly transmitting light of the other polarization axis component and mainly absorbing light of the other polarization axis component.
【0019】この態様によれば、この態様によれば、偏
光変換装置によって偏光変換しきれなかった光成分が吸
収型偏光板で吸収される。そのため、液晶パネルに入射
する光がより偏光度が高い偏光軸成分の光となり、投写
光学手段から投写される画像のコントラスト特性が向上
する。According to this aspect, according to this aspect, the light component which has not been completely converted by the polarization conversion device is absorbed by the absorption type polarizing plate. Therefore, light incident on the liquid crystal panel becomes light of a polarization axis component having a higher degree of polarization, and the contrast characteristic of an image projected from the projection optical unit is improved.
【0020】また、本発明の第1の投写型表示装置の他
の態様においては、前記光源は、光を発する光源ランプ
と、前記光源ランプから発した光及び前記偏光手段によ
って反射された光を前記偏光手段側に反射する反射ミラ
ーとを具備することを特徴とする。In another aspect of the first projection type display device of the present invention, the light source comprises a light source lamp for emitting light, a light emitted from the light source lamp, and a light reflected by the polarizing means. A reflecting mirror for reflecting the light toward the polarizing means.
【0021】この態様においては、偏光手段で反射され
た他方の偏光軸成分の光は反射ミラーによって再反射さ
れ、偏光手段と反射ミラーを往復するうちにその光路に
若干のずれが生じる。そのため、再び液晶パネルに入射
するときには最初とは異なる液晶パネルの領域に入射す
ることとなり、つまり、いつかは液晶パネルによって偏
光手段を透過する偏光軸方向の光となる。よって、光の
利用効率を従来よりも高めることができる。尚、本態様
は第2及び第3の投写型表示装置にも採用可能である。In this aspect, the light of the other polarization axis component reflected by the polarizing means is re-reflected by the reflecting mirror, and a slight shift occurs in the optical path while reciprocating between the polarizing means and the reflecting mirror. Therefore, when the light is again incident on the liquid crystal panel, the light is incident on a region of the liquid crystal panel different from the first one, that is, the light is transmitted in the polarization axis direction by the liquid crystal panel sometime. Therefore, the light use efficiency can be increased as compared with the related art. Note that this aspect can also be adopted for the second and third projection display devices.
【0022】また、本発明の第1の投写型表示装置の他
の様態においては、前記光源からの光を複数の色光に分
離する分離手段と、 該分離手段手段により分離された
色光をそれぞれ変調する複数の前記ライトバルブと、
前記複数のライトバルブによって変調された色光を合成
する合成手段と、を更に具備することを特徴とする。According to another aspect of the first projection type display device of the present invention, a separating means for separating the light from the light source into a plurality of color lights, and modulating the color lights separated by the separating means respectively. A plurality of said light valves,
Synthesizing means for synthesizing the color lights modulated by the plurality of light valves.
【0023】この様態においては、各ライトバルブの出
射側に偏光手段が設けられているので、分離されたすべ
ての色光の光を有効利用できる。尚、本態様は第2及び
第3の投写型表示装置にも採用可能である。In this embodiment, since the polarizing means is provided on the emission side of each light valve, all the separated color lights can be used effectively. Note that this aspect can also be adopted for the second and third projection display devices.
【0024】本発明の第1、第2及び第3の投写型表示
装置並びにそれら各態様においては、前記偏光手段は、
第1の軸方向とこれと直交する第2の軸方向の屈折率が
互いに異なる第1のフィルムと、前記第1の軸方向と前
記第2の軸方向の屈折率が前記第1のフィルムの第2軸
方向の屈折率とほぼ等しい第2のフィルムとが交互に積
層された多層構造フィルムであることを特徴とする。In the first, second, and third projection display devices of the present invention, and in each of these aspects, the polarizing means is:
A first film having different refractive indices in a first axial direction and a second axial direction orthogonal to the first film, and a first film having a refractive index in the first axial direction and a refractive index in the second axial direction which are different from each other; It is a multilayer structure film in which a second film having a refractive index substantially equal to the refractive index in the second axial direction is alternately laminated.
【0025】こうすることにより、平板状の偏光手段を
構成でき、投写型表示装置を大型化することがない。ま
た、本発明における上記偏光手段となる多層構造フィル
ムは、前記液晶パネルの基板の外面に密着又は貼付ける
ことができる。このようにすると、偏光手段を保持する
保持部材が不要となる。なお、この偏光手段は上述のよ
うに光吸収が少なく熱を発生しにくいので、液晶パネル
に対する熱の影響は心配がない。By doing so, a flat polarizing means can be formed, and the projection display device does not become large. Further, the multilayer structure film serving as the polarizing means in the present invention can be adhered or stuck to the outer surface of the substrate of the liquid crystal panel. This eliminates the need for a holding member for holding the polarizing means. Note that, as described above, since the polarizing means has little light absorption and hardly generates heat, there is no concern about the influence of heat on the liquid crystal panel.
【0026】また、本発明の第3の投写型表示装置にお
いては、偏光手段から液晶パネル側に光反射する場合
に、スイッチング素子、特には薄膜トランジスタに光入
射しないように、スイッチング素子の出射側の位置に遮
光膜が配置されるので、液晶パネルの特性劣化を抑える
ことができる。すなわち、液晶パネルの光出射側に偏光
手段を配置しても、液晶パネル内の薄膜トランジスタの
シリコン層に光リーク電流が流れ、各画素の電荷保持特
性が劣化して、液晶パネルのコントラストが低減してし
まうことを防ぐことができる。よって、光利用効率を向
上させながらも、液晶パネルの特性劣化を防ぐことがで
きる。Further, in the third projection type display device of the present invention, when light is reflected from the polarizing means toward the liquid crystal panel, the light is emitted from the output side of the switching element so as not to enter the switching element, especially the thin film transistor. Since the light-shielding film is disposed at the position, the deterioration of the characteristics of the liquid crystal panel can be suppressed. That is, even if the polarizing means is arranged on the light emission side of the liquid crystal panel, a light leak current flows through the silicon layer of the thin film transistor in the liquid crystal panel, and the charge retention characteristics of each pixel are deteriorated, and the contrast of the liquid crystal panel is reduced. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the characteristic deterioration of the liquid crystal panel while improving the light use efficiency.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】〔第1の実施例〕 (投写型表示装置の構成の説明)図1は、第1の実施例
にかかわる投写型表示装置の要部を示す概略構成図であ
る。この投写型表示装置は、光源10と、ダイクロイッ
クミラー13,14と、反射ミラー15,16,17
と、リレーレンズ18,19,20と、3つの液晶ライ
トバルブ(23,29,30),(24,31,3
2),(25,33,34)と、クロスダイクロイック
プリズム26と、投写レンズ27とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment (Description of Configuration of Projection Display Device) FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a projection display device according to a first embodiment. This projection display device includes a light source 10, dichroic mirrors 13 and 14, and reflection mirrors 15, 16, and 17.
, Relay lenses 18, 19, 20 and three liquid crystal light valves (23, 29, 30), (24, 31, 3).
2), (25, 33, 34), a cross dichroic prism 26, and a projection lens 27.
【0028】光源10は、2つの電極間にアーク放電さ
せるメタルハライドランプや水銀灯等の光源ランプ11
と、そのアーク放電により発生した光が略平行光の状態
になるように、ダイクロイックミラー13側へ反射させ
る半円形状あるいは半楕円形状等などの放物面を有する
反射ミラー(リフレクタ)12とからなる。The light source 10 is a light source lamp 11 such as a metal halide lamp or a mercury lamp that causes an arc discharge between two electrodes.
And a reflecting mirror (reflector) 12 having a parabolic surface such as a semicircular shape or a semi-elliptical shape for reflecting toward the dichroic mirror 13 so that the light generated by the arc discharge becomes substantially parallel light. Become.
【0029】ダイクロイックミラー13,14は、光源
からの光束を赤、青、緑の3色の色光に分離する色光分
離手段としての機能を有する。The dichroic mirrors 13 and 14 have a function as color light separating means for separating a light beam from a light source into three color lights of red, blue and green.
【0030】赤色光の分離機能を有する第1のダイクロ
イックミラー13は、光源10から出射された光束のう
ちの赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑
色光成分とを反射する。透過した赤色光は、反射ミラー
17で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ(23,
29,30)に入射される。一方、第1のダイクロイッ
クミラー13で反射された青色光と緑色光のうちで、緑
色光は緑色光反射の第2のダイクロイックミラー14に
よって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ(24,3
1,32)に入射される。一方、青色光は、第2のダイ
クロイックミラー14も透過する。The first dichroic mirror 13 having the function of separating red light transmits the red light component of the light beam emitted from the light source 10 and reflects the blue light component and the green light component. The transmitted red light is reflected by the reflecting mirror 17, and the liquid crystal light valve for red light (23,
29, 30). On the other hand, of the blue light and the green light reflected by the first dichroic mirror 13, the green light is reflected by the second dichroic mirror 14 which reflects green light, and the liquid crystal light valves for green light (24, 3).
1, 32). On the other hand, the blue light also passes through the second dichroic mirror 14.
【0031】この実施例では、青色光の光路長が3つの
色光のうちで最も長くなる。そこで、青色光に対して
は、第2のダイクロイックミラー14の後に、入射レン
ズ18と、リレーレンズ19と、出射レンズ20とを含
むリレーレンズ系で構成された導光手段22が設けられ
ており、これにより光学的距離を短くして光損失を抑え
ている。すなわち、青色光は、緑色光反射の第2のダイ
クロイックミラー14を透過した後に、まず、入射レン
ズ18及び反射ミラー15を経て、リレーレンズ19に
導かれる。さらに、反射ミラー16によって反射されて
出射レンズ20に導かれ、青色光用液晶ライトバルブ
(25,33,34)に入射される。In this embodiment, the optical path length of blue light is the longest of the three color lights. Therefore, for blue light, a light guide means 22 composed of a relay lens system including an incident lens 18, a relay lens 19, and an exit lens 20 is provided after the second dichroic mirror 14. Thus, the optical distance is shortened to suppress the light loss. That is, the blue light is transmitted through the green light-reflecting second dichroic mirror 14 and then guided to the relay lens 19 via the incident lens 18 and the reflection mirror 15. Further, the light is reflected by the reflection mirror 16, guided to the emission lens 20, and is incident on the liquid crystal light valve for blue light (25, 33, 34).
【0032】次に、各ライトバルブに入射された3つの
色光は、図示しない外部の制御回路から与えられた画像
信号(画像情報)に従って、それぞれのライトバルブに
よって変調され、それぞれの色成分の画像情報に応じた
光強度を画素毎に有する色光束として出射される。Next, the three color lights incident on each light valve are modulated by each light valve according to an image signal (image information) given from an external control circuit (not shown), and an image of each color component is formed. The light is emitted as a color light flux having a light intensity corresponding to the information for each pixel.
【0033】液晶ライトバルブのうち、液晶パネル2
3,24,25は、与えられた画像信号(画像情報)に
従って、3色の色光をそれぞれ変調して画像を形成する
光変調手段としての機能を有する。なお、各液晶パネル
は、TN(Twisted Nematic)型の液晶が一対の基板間に
封入された液晶パネルであり、マトリクス状に形成され
た各画素には、薄膜トランジスタ(TFT)もしくは二
端子素子(例えばMIM)などのスイッチング素子と、
これに接続された画素電極が配置される。TFTを用い
た液晶パネルをより詳細に説明すれば、一方の基板に
は、走査信号線とデータ信号線がマトリクス状に交差し
て配置され、それによって区画された画素領域には、走
査信号線にゲート、データ信号線にソースが接続された
TFTと、TFTのドレインに接続された画素電極とが
形成されている。一方、他方の基板には、対向電極が形
成されており、走査信号によって導通されたTFTを介
してデータ信号線から画像信号が画素電極に印加され、
画素電極と対向電極に挾まれた液晶層に画像信号に基づ
く電圧が印加される。印加した電圧に応じて液晶分子の
配向が制御され、これにより入射した色光の偏光軸の回
転が制御されて変調が行われる。この液晶パネルの基本
的な構成及びその駆動方法は、従来より知られたアクテ
ィブマトリクス型液晶パネルの構成及び駆動方法と同様
である。Among the liquid crystal light valves, the liquid crystal panel 2
Each of the light modulators 3, 24, and 25 has a function as a light modulator that forms an image by modulating three color lights in accordance with a given image signal (image information). Each liquid crystal panel is a liquid crystal panel in which TN (Twisted Nematic) liquid crystal is sealed between a pair of substrates. Each pixel formed in a matrix has a thin film transistor (TFT) or a two-terminal element (for example, Switching elements such as MIM)
A pixel electrode connected thereto is arranged. A liquid crystal panel using a TFT will be described in more detail. On one substrate, scanning signal lines and data signal lines are arranged so as to intersect in a matrix, and a pixel region partitioned thereby has scanning signal lines. A TFT whose source is connected to the gate and the data signal line, and a pixel electrode which is connected to the drain of the TFT. On the other hand, a counter electrode is formed on the other substrate, and an image signal is applied to a pixel electrode from a data signal line through a TFT that is turned on by a scanning signal,
A voltage based on an image signal is applied to a liquid crystal layer sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode. The orientation of the liquid crystal molecules is controlled in accordance with the applied voltage, whereby the rotation of the polarization axis of the incident color light is controlled and modulation is performed. The basic configuration and driving method of this liquid crystal panel are the same as the configuration and driving method of a conventionally known active matrix type liquid crystal panel.
【0034】この液晶パネル23,24,25の前後に
はそれぞれ吸収型偏光板および偏光手段としての反射偏
光板(29,30),(31,32),(33,34)
が配置され、液晶パネルの光入射側基板の外面に吸収型
偏光板が、光出射側基板の外面に反射偏光板が、密着又
は貼り付けられている。入射側の吸収型偏光板29,3
1,33は光源10から出射されたランダム光のうちの
所定方向の光(例えば、図の紙面に平行方向に振動する
P偏光光を透過し、これと略直交する偏光成分の光(例
えば、図の紙面に垂直方向に振動するS偏光光)を吸収
する吸収型反射偏光板であり、液晶パネル23,24,
25がこの吸収型偏光板を透過した光の偏光軸を画像信
号に応じて回転制御する。例えば、吸収型偏光板をP偏
光光が透過する場合は、TN型液晶を用いた液晶パネル
により、P偏光の偏光軸がほぼ0°〜90°に回転制御
される。Before and after the liquid crystal panels 23, 24, and 25, respectively, absorption polarizers and reflective polarizers (29, 30), (31, 32), and (33, 34) as polarizing means.
Are arranged, and an absorption-type polarizing plate is adhered or adhered to the outer surface of the light-incident side substrate of the liquid crystal panel, and a reflective polarizer is adhered or adhered to the outer surface of the light-exiting-side substrate. Incident type polarizing plate 29, 3 on the incident side
Reference numerals 1 and 33 denote light in a predetermined direction of random light emitted from the light source 10 (for example, light of a polarization component that transmits P-polarized light vibrating in a direction parallel to the plane of the drawing of FIG. It is an absorption-type reflective polarizing plate that absorbs (S-polarized light that vibrates in the direction perpendicular to the plane of the paper of the drawing).
Reference numeral 25 controls the rotation of the polarization axis of the light transmitted through the absorption polarizer according to the image signal. For example, when P-polarized light is transmitted through an absorption-type polarizing plate, the rotation of the polarization axis of P-polarized light is controlled to approximately 0 ° to 90 ° by a liquid crystal panel using a TN type liquid crystal.
【0035】一方、反射偏光板30、32、34はS偏
光光を主に透過し、P偏光光を主に反射するように制御
する。その結果、反射偏光板30、32、34を透過す
る光は画像信号により光強度が画素毎に変調された光と
なって、プリズム26に入射する。On the other hand, the reflective polarizers 30, 32, and 34 are controlled so that S-polarized light is mainly transmitted and P-polarized light is mainly reflected. As a result, the light transmitted through the reflective polarizers 30, 32, and 34 becomes light whose light intensity is modulated for each pixel by an image signal, and enters the prism 26.
【0036】従来の投写型表示装置においては、出射側
に一方の偏光軸成分を主に透過し他方の偏光軸成分を主
に吸収する吸収型偏光板を設けていたために、吸収型偏
光板に吸収されたP偏光光が熱に変換され、熱が発生し
てしまっていたが、本発明においては吸収型偏光板と同
様なフィルムでありながら、他方の偏光軸成分の光を反
射する反射偏光板を採用しているので光吸収がわずかで
あり熱の発生が抑制されている。この反射型の偏光板
は、後に詳述するような多層構造フィルムから構成され
る。In the conventional projection type display device, an absorption type polarizing plate mainly transmitting one polarization axis component and mainly absorbing the other polarization axis component is provided on the emission side. The absorbed P-polarized light was converted to heat, and heat was generated. In the present invention, although the film is the same as the absorption type polarizing plate, the reflected polarized light reflects the light of the other polarization axis component. Since the plate is used, the light absorption is small and the generation of heat is suppressed. This reflection type polarizing plate is composed of a multilayer structure film as described later in detail.
【0037】なお、入射側に設ける吸収型偏光板の透過
軸と吸収軸の設定は、透過をS偏光、吸収をP偏光とし
ても良く。さらに、出射側反射偏光板の透過軸と反射軸
の設定は、透過をP偏光、吸収をS偏光としても良いこ
とは言うまでもない。また、液晶パネルの液晶はTN型
のような捻れ配向の液晶でなくともよく、水平配向や垂
直配向などの液晶でも構わない。The transmission axis and absorption axis of the absorption type polarizing plate provided on the incident side may be set such that transmission is S-polarized light and absorption is P-polarized light. Further, it goes without saying that the transmission axis and the reflection axis of the exit-side reflection polarizing plate may be set so that transmission is P-polarized light and absorption is S-polarized light. Further, the liquid crystal of the liquid crystal panel does not have to be a liquid crystal having a twisted alignment such as a TN type, and may be a liquid crystal having a horizontal alignment or a vertical alignment.
【0038】さらに、クロスダイクロイックプリズム2
6は、3色の色光を合成してカラー画像を形成する色光
合成手段としての機能を有する。クロスダイクロイック
プリズム26は、4つの直角プリズムの頂角を合わせる
ように接着剤により貼り合わされたものであり、その貼
り合わせする内面に沿って、赤色光を反射する誘電体多
層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とがX字状に形
成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色
光束が同一光軸上に合成されて、カラー画像を表す光が
形成される。投写レンズ27は、合成されたカラー画像
を表す光をスクリーン28上に拡大投写する投写光学系
としての機能を有する。Further, the cross dichroic prism 2
Reference numeral 6 has a function as color light combining means for combining three color lights to form a color image. The cross dichroic prism 26 is bonded with an adhesive so that the apex angles of the four right-angle prisms are matched, and along the inner surface to be bonded, a dielectric multilayer film that reflects red light and a blue light are formed. The reflecting dielectric multilayer film is formed in an X shape. The three color light beams are combined on the same optical axis by these dielectric multilayer films to form light representing a color image. The projection lens 27 has a function as a projection optical system for enlarging and projecting the light representing the synthesized color image on the screen 28.
【0039】以上に説明した投写型表示装置では、光変
調手段として、特定の偏光方向の光束(S偏光光または
P偏光光)を入射し、光変調するタイプの液晶ライトバ
ルブが用いられている。従って、液晶パネルを透過した
光束のうちの約半分は、液晶パネルの出射側に設けた吸
収型偏光手段で吸収されて熱に変わってしまう。この結
果、光の利用効率が低く、また、入射側偏光手段が発熱
するという問題が生じていた。In the projection type display device described above, a liquid crystal light valve of a type in which a light beam (S-polarized light or P-polarized light) having a specific polarization direction is incident and light modulated is used as the light modulating means. . Therefore, about half of the luminous flux transmitted through the liquid crystal panel is absorbed by the absorption type polarizing means provided on the emission side of the liquid crystal panel and converted into heat. As a result, there has been a problem that the light use efficiency is low and the incident side polarizing means generates heat.
【0040】しかし、本発明の投写型表示装置では、前
述したように、反射偏光板30、32、34はは、2種
類の偏光軸のうち一方の偏光軸成分の光を主に透過する
が、他方の透過軸成分の光は主に反射する機能を有する
ので光の吸収による光利用効率の悪さや反射偏光板の発
熱等の問題が大幅に改善されている。また、反射偏光板
は、後述するように、延伸形成された多層構造のフィル
ムであるため、従来の吸収型偏光板を置き換えることで
済み、光学系が大型化することもない。また、発熱が激
減するため、冷却手段を無くす或いは冷却手段の冷却効
率を高める特別な工夫をしなくとも良くなるなど、冷却
機構を簡単化することができる。さらに、従来は吸収型
偏光板の発熱が大きいので、液晶パネルから吸収型偏光
板を離間して保持させていたが、本発明では反射偏光板
の発熱が少ないので、多層構造フィルムを液晶パネルの
光入射側基板の外面に密着させる又は貼り付けることが
でき、反射偏光板の保持部材を設けなくともよい。However, in the projection display device of the present invention, as described above, the reflective polarizers 30, 32, and 34 mainly transmit light of one of the two types of polarization axes. On the other hand, light having the other transmission axis component is mainly reflected, so that problems such as poor light utilization efficiency due to light absorption and heat generation of the reflective polarizing plate are greatly improved. Further, as described later, since the reflective polarizing plate is a film having a multilayer structure stretched and formed, it is sufficient to replace the conventional absorption-type polarizing plate, and the optical system does not increase in size. Further, since the heat generation is drastically reduced, the cooling mechanism can be simplified, for example, it is not necessary to eliminate the cooling means or take special measures to increase the cooling efficiency of the cooling means. Further, conventionally, the absorption type polarizing plate generates a large amount of heat, so that the absorption type polarizing plate is separated from the liquid crystal panel and held.However, in the present invention, since the reflection polarizing plate generates little heat, the multilayer structure film is used for the liquid crystal panel. It can be adhered or attached to the outer surface of the light incident side substrate, and it is not necessary to provide a holding member for the reflective polarizing plate.
【0041】なお、本発明の構成によれば、反射偏光板
30、32、34で反射された光は、ミラー等を経由し
て光源10のリフレクタ12まで至り、そこで再反射さ
れることになる。反射偏光板で反射された光は反射リフ
レクタ12によって再反射されることによってその光路
に若干のずれが生じる。そのため、再び液晶パネルに入
射するときには最初とは異なる液晶パネルの領域に入射
することとなり、つまり、いつかは液晶パネルによって
反射偏光板を透過する偏光軸方向の光となる。According to the configuration of the present invention, the light reflected by the reflective polarizers 30, 32, and 34 reaches the reflector 12 of the light source 10 via a mirror or the like, and is reflected there again. . The light reflected by the reflective polarizer is re-reflected by the reflective reflector 12, causing a slight shift in the optical path. Therefore, when the light is again incident on the liquid crystal panel, the light is incident on a region of the liquid crystal panel different from the first one, that is, the light in the direction of the polarization axis which is transmitted by the liquid crystal panel through the reflective polarizing plate someday.
【0042】このように、本発明は、液晶ライトバルブ
における出射側反射偏光板を透過する光量は従来よりも
増やすことができ、光源光の利用効率を従来よりも高め
ることができる。As described above, according to the present invention, the amount of light transmitted through the exit-side reflective polarizer in the liquid crystal light valve can be increased as compared with the conventional case, and the efficiency of use of light from the light source can be increased as compared with the conventional case.
【0043】また、上記実施例においては、入射側には
吸収型偏光板29,31,33を設けたが、この入射側
の吸収型偏光手板を一方の偏光軸成分の光を主に透過
し、これと略直交する他方の偏光軸成分の光を主に反射
する反射偏光手段に置き換えることができる。このよう
にすると、入射側反射偏光板から反射された光が光源1
0側へ戻り、そこで再反射されて、再び液晶ライトバル
ブにて光利用することができる。また、従来、吸収され
ていた偏光軸成分の光を反射するので、入射側偏光手段
の発熱の問題も解消される。In the above embodiment, the absorption-type polarizing plates 29, 31, and 33 are provided on the incident side. However, the absorption-type polarizing hand plate on the incidence side mainly transmits light of one polarization axis component. , Can be replaced with a reflection polarization means that mainly reflects the light of the other polarization axis component that is substantially orthogonal to this. In this case, the light reflected from the incident-side reflective polarizer is emitted from the light source 1.
It returns to the 0 side, where it is re-reflected and light is again available at the liquid crystal light valve. In addition, since the light of the polarization axis component which has been absorbed in the past is reflected, the problem of heat generation of the incident-side polarization means is also solved.
【0044】さらに、反射偏光板の出射側すなわち、投
写レンズと反射偏光板との間に吸収型の偏光板を設けて
もよい。その場合においては、吸収型の偏光板の透過軸
と、反射偏光板によって主透過される光の偏光軸方向と
が概ね一致するように吸収型の偏光板を配置する。こう
することによって、反射偏光板の偏光度が十分でない場
合においても、余分な光を吸収型偏光板によって吸収さ
せることが可能となるため、コントラスト特性が良好な
投写画像が実現する。さらに、本発明は、反射偏光板か
らの反射光を、光源にて反射してライトバルブ側へ戻す
ものであるが、この場合は光源部の構成として次の構成
を採用することが必要である。すなわち、(1)光源部
のリフレクタを、分離手段側から戻ってきた光を反射し
て略平行光にして射出するパラボラ形状の反射ミラーを
有するか、或いは、(2)分離手段側から戻ってきた光
を反射する球面形状のリフレクタのような反射ミラー
と、該反射ミラーからの光を略平行光にして射出するコ
ンデンサーレンズのような集光手段とを有することが好
ましい。Further, an absorption type polarizing plate may be provided on the exit side of the reflecting polarizing plate, that is, between the projection lens and the reflecting polarizing plate. In that case, the absorption-type polarizing plate is arranged such that the transmission axis of the absorption-type polarizing plate and the polarization axis direction of the light mainly transmitted by the reflection polarizing plate substantially coincide with each other. By doing so, even when the degree of polarization of the reflective polarizer is not sufficient, it is possible to absorb excess light by the absorption polarizer, thereby realizing a projected image with good contrast characteristics. Further, in the present invention, the reflected light from the reflective polarizing plate is reflected by the light source and returned to the light valve side. In this case, it is necessary to employ the following configuration as the configuration of the light source section. . That is, (1) the reflector of the light source unit has a parabolic reflecting mirror that reflects the light returned from the separating means and makes it substantially parallel light and emits the light, or (2) returns from the separating means. It is preferable to have a reflecting mirror such as a spherical reflector that reflects the reflected light, and a condensing unit such as a condenser lens that converts the light from the reflecting mirror into substantially parallel light and emits the light.
【0045】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist thereof.
For example, the following modifications are possible.
【0046】例えば、白黒画像を投写する投写型表示装
置に本発明を適用する場合には、図1の装置において、
液晶パネルが1枚と一対の偏光手段で済み、光束を3色
に分離する色光分離手段と、3色の光束を合成する色光
合成手段とを省略できる。また、1枚の液晶パネルの内
面に3原色の色光を透過するカラーフィルタを配置させ
単板の液晶パネルによりカラー表示させる場合には、1
枚の液晶パネルと一対の偏光手段でカラー画像表示する
ことができる。For example, when the present invention is applied to a projection display device that projects a black-and-white image, the device shown in FIG.
One liquid crystal panel and a pair of polarizing means are sufficient, and the color light separating means for separating light beams into three colors and the color light combining means for combining light beams of three colors can be omitted. When a color filter that transmits three primary color lights is arranged on the inner surface of one liquid crystal panel and color display is performed by a single liquid crystal panel, 1
A color image can be displayed with one liquid crystal panel and a pair of polarizing means.
【0047】また、実施例においては、入射側偏光手段
及び出射側偏光手段を各液晶パネルのそれぞれの基板外
面に貼り付けて構成したが、両方または一方を液晶パネ
ルと離間して配置しても構わない。その場合、偏光手段
を保持する保持部材が別途必要となる。なお、離間して
配置した場合でも、偏光手段の入射面に垂直方向から光
入射するように偏光手段を配置しなければならない。In the embodiment, the incident-side polarizing means and the outgoing-side polarizing means are adhered to the outer surfaces of the respective substrates of the respective liquid crystal panels. However, both or one of them may be arranged separately from the liquid crystal panel. I do not care. In that case, a holding member for holding the polarizing means is separately required. In addition, even if it arrange | positions at a distance, the polarizing means must be arrange | positioned so that light may enter from the perpendicular direction to the incidence surface of a polarizing means.
【0048】さらに、光源10と第1のダイクロイック
ミラー13との間に、インテグレータレンズを配置し
て、光源からの光を均一な照明光に変換する構成を採用
することにより、光源から拡散する光を効率良く利用す
るようにしても良い。Further, an integrator lens is disposed between the light source 10 and the first dichroic mirror 13 to convert light from the light source into uniform illumination light. May be used efficiently.
【0049】また、光源10からのランダム光のうち、
入射側偏光板の反射軸の光成分を透過軸成分に偏光変換
し、一方の偏光軸成分の光として出射する偏光変換器
(後述する図4及びその説明を参照)を、光源と第1の
ダイクロイックミラー13との間に配置して、光源10
からの光の偏光軸を揃えるようにしてもよい。但し、偏
光変換器は、光源光を完全に一偏光軸成分に変換するこ
とはできないので、変換できなかった光成分は、入射側
の吸収型偏光板により反射される。Also, of the random light from the light source 10,
The polarization converter (see FIG. 4 and its description, which will be described later) converts the light component of the reflection axis of the incident-side polarizing plate into a transmission axis component and emits the light as light of one polarization axis component. The light source 10 is disposed between the light source 10 and the dichroic mirror 13.
May be arranged so that the polarization axes of the lights from the light sources are aligned. However, since the polarization converter cannot completely convert the light source light into one polarization axis component, the light component that could not be converted is reflected by the incident-side absorption polarizing plate.
【0050】尚この場合にあっては、入射側の吸収型偏
光板を設けなくても画像形成は可能である。In this case, an image can be formed without providing an absorption type polarizing plate on the incident side.
【0051】また、実施例における色光の分離順序・方
法と合成の光路はこれに限られるものではなく、例えば
導光手段22を経由する色光は赤色光でも構わない。ま
た、色光の分離・合成手段はダイクロイックミラーとダ
イクロイックプリズムのどちらを用いても構わない。Further, the order and method of separating the color light and the optical path of the synthesis in the embodiment are not limited to those described above. For example, the color light passing through the light guiding means 22 may be red light. In addition, any of a dichroic mirror and a dichroic prism may be used as the color light separating / combining means.
【0052】以上のような変形例の場合でも、出射型
に、一方の偏光軸成分を主に透過、他方の偏光軸成分を
主に反射とする機能の多層構造フィルムを設けることに
より、上述のような効果を得ることができる。Even in the case of the above-mentioned modification, the above-mentioned multi-layered film having the function of mainly transmitting one polarization axis component and mainly reflecting the other polarization axis component is provided in the emission type. Such effects can be obtained.
【0053】(反射偏光板の説明)さて次に、本実施例
に用いた反射偏光板30,32,34(さらには吸収型
偏光板29,31,33)の具体的構成について、図
5,図6を用いて説明する。本実施例の反射偏光板は、
一方の偏光軸成分の光を主に透過し、他方の偏光軸成分
の光を主に反射する機能を有する延伸形成された多層構
造フィルムである。図5は多層構造のフィルムを液晶パ
ネルの出射側に設け、吸収型偏光板を液晶パネルの出射
側に設けたた場合の液晶ライトバルブにおける光の偏光
軸成分の透過/反射を説明する図である。図6は、図5
において用いられる反射偏光板としての多層構造フィル
ムを示す構成図である。(Explanation of Reflective Polarizing Plates) Next, the specific structure of the reflective polarizing plates 30, 32, and 34 (and the absorption polarizing plates 29, 31, and 33) used in this embodiment will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. The reflective polarizing plate of the present embodiment,
This is a stretch-formed multilayer structure film having a function of mainly transmitting light of one polarization axis component and mainly reflecting light of the other polarization axis component. FIG. 5 is a view for explaining transmission / reflection of a polarization axis component of light in a liquid crystal light valve in a case where a film having a multilayer structure is provided on an emission side of a liquid crystal panel and an absorption type polarizing plate is provided on an emission side of the liquid crystal panel. is there. FIG. 6 shows FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a multilayer structure film as a reflective polarizing plate used in.
【0054】図5において、光源側からの光は、入射光
501及び502としてもたらされる。入射光には互い
に略直交するS偏光軸成分とP偏光軸成分の光が含まれ
ている。但し、光源側に偏光変換器を挿入して、光源か
らの光のうちの例えばS偏光軸成分の光をP偏光軸成分
の光に変換し、P偏光光に揃えて出射している場合は、
入射側偏光板に入射する光の比率はP偏光軸成分の光が
ほとんどで、S偏光軸成分の光はわずかとなる。In FIG. 5, light from the light source side is provided as incident lights 501 and 502. The incident light includes light of an S-polarization axis component and a P-polarization axis component that are substantially orthogonal to each other. However, in the case where a polarization converter is inserted on the light source side, for example, the light of the S-polarization axis component of the light from the light source is converted into the light of the P-polarization axis component, and the light is emitted in alignment with the P-polarization light. ,
The ratio of the light incident on the incident side polarizing plate is almost the light of the P-polarization axis component, and the light of the S-polarization axis component is slight.
【0055】503は吸収型偏光板であり、入射光のう
ちの例えばP偏光成分の光を主に透過するが、S偏光の
光は主に吸収する。吸収型偏光板503を透過したP偏
光光501は液晶パネル504に入射する。液晶パネル
504は、TN型の液晶を用いており、液晶に電圧印加
されていない画素(図5中の点線より左側)に入射した
光(P偏光光)は、略90°偏光軸が回転されてS偏光
光509として出射される。一方、液晶に飽和電圧が印
加された画素(図5中点線より右側)に入射した光(P
偏光光)は、そのままの偏光軸成分の光508として出
射される。Numeral 503 denotes an absorption type polarizing plate which mainly transmits, for example, P-polarized component light of incident light, but mainly absorbs S-polarized light. The P-polarized light 501 transmitted through the absorption polarizer 503 enters the liquid crystal panel 504. The liquid crystal panel 504 uses TN type liquid crystal, and light (P-polarized light) incident on a pixel to which no voltage is applied to the liquid crystal (on the left side of the dotted line in FIG. 5) has its polarization axis rotated by approximately 90 °. The light is emitted as S-polarized light 509. On the other hand, the light (P) incident on a pixel (right side from the dotted line in FIG. 5) where a saturation voltage is applied to the liquid crystal
The polarized light is emitted as the light 508 of the polarization axis component as it is.
【0056】505は反射偏光板であり、入射光のうち
の例えばP偏光軸成分の光を主に透過するが、S偏光軸
成分の光は主に反射する。液晶ライトバルブをノーマリ
ーホワイトモードとして使う場合は、この偏光板505
の透過軸をS偏光軸に設定し、液晶パネル504からS
偏光光として出射された光509を、そのまま透過させ
る。一方、P偏光光として液晶パネル504から出射さ
れた光508は、反射偏光板505によって反射され再
び液晶層及び反射偏光板503透過する。そしてリフレ
クタ510等に再反射されて吸収型偏光板503に戻っ
てくる。再反射された光はその光路が若干ずれているの
で、その一部は液晶に電圧印加されていない画素(図中
点線より左側)に入射し、略90°偏光軸が回転されて
S偏光光509として出射され、反射偏光板505を透
過可能となる。Reference numeral 505 denotes a reflective polarizing plate which mainly transmits, for example, light of a P-polarized light axis component of incident light, but mainly reflects light of an S-polarized light axis component. When the liquid crystal light valve is used in the normally white mode, the polarizing plate 505 is used.
Is set to the S polarization axis, and the liquid crystal panel
The light 509 emitted as polarized light is transmitted as it is. On the other hand, the light 508 emitted from the liquid crystal panel 504 as P-polarized light is reflected by the reflective polarizing plate 505, and passes through the liquid crystal layer and the reflective polarizing plate 503 again. Then, the light is re-reflected by the reflector 510 and the like and returns to the absorption polarizer 503. Since the light path of the re-reflected light is slightly shifted, a part of the light is incident on the pixel (left side from the dotted line in the figure) to which no voltage is applied to the liquid crystal, and the polarization axis is rotated by about 90 ° to make the S-polarized light. The light is emitted as 509 and can be transmitted through the reflective polarizing plate 505.
【0057】液晶パネル504において画素毎に入射光
の偏光軸の回転量を制御することにより、反射偏光板5
05を透過する光量が画素毎に制御され、画像が形成さ
れる。In the liquid crystal panel 504, by controlling the amount of rotation of the polarization axis of the incident light for each pixel, the reflection polarizing plate 5 is controlled.
The amount of light transmitted through the pixel 05 is controlled for each pixel, and an image is formed.
【0058】一方S偏光光502は、吸収型偏光板50
3において吸収される。On the other hand, the S-polarized light 502 is
Absorbed at 3.
【0059】なお、前にも述べたように、入射側の吸収
型偏光板503を、出射側と同様な、一方の偏光軸成分
を主に透過、他方の偏光軸成分を主に反射とする反射偏
光板にしてもよい。そうすると、S偏光光502は図示
のように吸収型偏光板に吸収されるのではなく、光源側
に反射されることになる。このような本発明に用いられ
る反射偏光板は、特表平9−506985号公報に「反
射偏光子」としてその詳細が開示されている。As described above, the absorption-type polarizing plate 503 on the incident side is made to mainly transmit one polarization axis component and to mainly reflect the other polarization axis component, similarly to the emission side. A reflective polarizing plate may be used. Then, the S-polarized light 502 is reflected by the light source side instead of being absorbed by the absorption type polarizing plate as shown in the figure. The details of such a reflective polarizer used in the present invention are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-506985 as "reflective polarizer".
【0060】図6には、この多層構造フィルムからなる
反射偏光板の詳細が示される。多層構造フィルムは、重
合体を延伸形成したフィルムの積層からなるものであ
り、異なる2種類の層601(A層)と602(B層)
が交互にZ軸方向に積層された多層構造を有している。
この反射偏光板のA層601には例えば、ポリエチレン
ナフタレート(PEN;polyethylene napthalate)を
延伸したものを用い、B層602には、ナフサレン・ジ
・カルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル(co
PEN; copolyester of napthalene dicarboxylic a
cid and terephthallic or isothalic acid)を用いる
ことができる。もちろん、本発明に用いる反射偏光板の
材質はこれに限定されるものではなく、適宜その材質を
選択できる。FIG. 6 shows details of the reflective polarizing plate made of the multilayer structure film. The multilayer structure film is composed of a laminate of films formed by stretching a polymer, and has two different types of layers 601 (layer A) and 602 (layer B).
Have a multilayer structure alternately stacked in the Z-axis direction.
For example, a layer obtained by stretching polyethylene naphthalate (PEN) is used for the A layer 601 of the reflective polarizing plate, and a copolyester (co) of naphsalen dicarboxylic acid and terephthalic acid is used for the B layer 602.
PEN; copolyester of napthalene dicarboxylic a
cid and terephthallic or isothalic acid). Of course, the material of the reflective polarizing plate used in the present invention is not limited to this, and the material can be appropriately selected.
【0061】A層601のX軸方向の屈折率(nAX)
とY軸方向の屈折率(nAY)は互いに異なる。一方、
B層602のX軸方向の屈折率(nBX)とY軸方向の
屈折率(nBY)とはほぼ等しくなるように設定してい
る。また、A層601のY軸方向の屈折率(nAY)と
B層602のY軸方向の屈折率(nBY)とはほぼ等し
くなるように設定されている。つまり、これをまとめる
と、(nAX)≠(nAY),(nBX)≒(nBY)
≒(nAY)となる。The refractive index (n AX ) of the A layer 601 in the X-axis direction
And the refractive index (n AY ) in the Y-axis direction are different from each other. on the other hand,
The refractive index in the X-axis direction (n BX ) of the B layer 602 is set to be substantially equal to the refractive index in the Y-axis direction (n BY ). Further, the refractive index (n AY ) of the A layer 601 in the Y-axis direction and the refractive index (n BY ) of the B layer 602 in the Y-axis direction are set to be substantially equal. In other words, to summarize this, (n AX ) {(n AY ), (n BX )} (n BY )
≒ (n AY ).
【0062】このように、多層構造フィルムに入射した
光のうちY軸方向の直線偏光(実施例においてはP偏
光)の光は、各積層間に屈折率の差が実質的に無い状態
であるため、この多層構造フィルムを、その偏光軸のま
ま透過する。As described above, the linearly polarized light in the Y-axis direction (P-polarized light in the embodiment) of the light incident on the multilayer structure film is in a state in which there is substantially no difference in the refractive index between the laminations. Therefore, this multilayer structure film is transmitted as it is with its polarization axis.
【0063】一方、A層601のZ軸方向の層厚を
tA、B層602のZ軸方向の膜厚をtBとし、入射光
の波長をλとしたとき、tA・nAX+tB・nBX≒
λ/2・・・(1)となるように設定することによっ
て、波長λの光のうちX軸方向の直線偏光(実施例にお
いてはS偏光)の光は、隣接するA層とB層の界面に
て、X軸方向の偏光の光として反射されることになる。
A層601とB層602の層厚tA,tBを種々変化さ
せ、それを積層し、全可視光の波長の広範囲にわたって
上記(1)式が成立するようにして、透過波長帯域を広
げれば、X軸方向の直線偏光(S偏光)の白色光を反射
することができる。尚、多層構造フィルムは、厚みの異
なる層を順次積層させて形成するようにしても良いし、
互いに厚みの等しい層が数層積層された積層体を複数積
層することによって形成するようにしても良い。また、
符号≒で示した式は、完全に等しい屈折率とできるので
あれば、その方が好ましい。[0063] On the other hand, when the Z-axis direction of the layer thickness of t A of the A layer 601, the thickness in the Z-axis direction of the B layer 602 and t B, the wavelength of the incident light λ, t A · n AX + t B · n BX ≒
By setting so as to be λ / 2 (1), linearly polarized light in the X-axis direction (S-polarized light in the embodiment) out of the light having the wavelength λ can be used for the adjacent A layer and B layer. At the interface, the light is reflected as polarized light in the X-axis direction.
By changing the layer thicknesses t A and t B of the A layer 601 and the B layer 602 variously and laminating them, the transmission wavelength band can be widened so that the above equation (1) is satisfied over a wide range of all visible light wavelengths. For example, white light of linearly polarized light (S-polarized light) in the X-axis direction can be reflected. Incidentally, the multilayer structure film may be formed by sequentially laminating layers having different thicknesses,
It may be formed by laminating a plurality of laminated bodies in which several layers having the same thickness are laminated. Also,
The expression indicated by the symbol ≒ is more preferable if it is possible to obtain completely equal refractive indices.
【0064】また、以上の多層構造フィルムによる反射
偏光板の偏光精度が低い場合は、複数の反射偏光板を光
軸上に配置し、複数枚構成の反射偏光板を構成して偏光
精度を向上させてもよい。When the polarization accuracy of the reflective polarizing plate of the above multilayer structure film is low, a plurality of reflective polarizing plates are arranged on the optical axis, and a plurality of reflective polarizing plates are formed to improve the polarizing accuracy. May be.
【0065】ここで、反射偏光板の波長選択透過特性
は、3つの液晶ライトバルブの全てにおいて共通である
必要はなく、それぞれ、各ライトバルブが変調する色光
を選択的に透過するように設定するようにしてもよい。
すなわち、図7に示したように、赤色光用のライトバル
ブの反射偏光板30の波長選択透過特性510は、赤色
の波長帯域(約600nm〜700nmの帯域)の光を
選択的に透過するように設定し、緑色光用のライトバル
ブの反射偏光板32の波長選択透過特性520は、緑色
の波長帯域(約500〜600nmの帯域)の光を選択
的に透過するように設定し、青色光用のライトバルブの
反射偏光板34の波長選択透過特性530は、青色の波
長帯域(約400〜500nmの帯域)の光を選択的に
透過するように設定するようにしてもよい。この場合、
反射偏光板は干渉カラーフィルタと同じような機能を有
し、その波長帯域から外れた波長の光は透過せずに反射
されることになる。よって、ダイクロイックミラーの色
分離特性が十分でなくとも、3つのライトバルブに色純
度の高い色光を入射させることができ、3つのライトバ
ルブにより変調された光を合成してなる合成光は色純度
の高い光となるので、色再現性の高い投写型表示装置を
得ることが可能となる。具体的には、図6における、A
層601とB層602における膜厚及び屈折率の設定を
上記設定とは異ならせた第2の多層構造フィルムをさら
に重ねて積層すればよい。この第2の多層構造フィルム
は、Y軸方向の直線偏光(上記の例ではP偏光)の透過
波長帯域を、可視光波長帯域のうちの一部とするように
設定するものである。Here, the wavelength selective transmission characteristics of the reflective polarizing plate need not be common to all three liquid crystal light valves, and are set so as to selectively transmit the color light modulated by each light valve. You may do so.
That is, as shown in FIG. 7, the wavelength selective transmission characteristic 510 of the reflective polarizing plate 30 of the light valve for red light is such that light in a red wavelength band (a band of about 600 nm to 700 nm) is selectively transmitted. And the wavelength selective transmission characteristic 520 of the reflective polarizing plate 32 of the light valve for green light is set so as to selectively transmit light in a green wavelength band (a band of about 500 to 600 nm). The wavelength selective transmission characteristic 530 of the reflective polarizing plate 34 of the light valve may be set so as to selectively transmit light in a blue wavelength band (a band of about 400 to 500 nm). in this case,
The reflective polarizer has a function similar to that of the interference color filter, and light having a wavelength outside the wavelength band is reflected without being transmitted. Therefore, even if the color separation characteristics of the dichroic mirror are not sufficient, color light with high color purity can be made incident on the three light valves, and the combined light obtained by combining the light modulated by the three light valves has color purity. , It is possible to obtain a projection display device with high color reproducibility. Specifically, A in FIG.
What is necessary is just to laminate | stack and laminate | stack the 2nd multilayer structure film which made the setting of the film thickness and the refractive index in the layer 601 and the B layer 602 different from the said setting. This second multilayer structure film sets the transmission wavelength band of the linearly polarized light in the Y-axis direction (P-polarized light in the above example) to be a part of the visible light wavelength band.
【0066】すなわち、(nAX)≠(nAY),(n
BY)≒(nBX)≒(nAX)として屈折率を設定
し、tA・nAY+tB・nBY≒λ/2・・・(2)
となるように膜厚を設定する。ここで波長λは、反射偏
光手段を透過しない波長帯域に設定する。例えば、赤色
光用のライトバルブの偏光手段30が波長選択透過特性
510を持つようにするには、赤色の波長帯域を除く波
長帯域を上記式(2)のλとするように設定し、同様
に、緑色光用のライトバルブの偏光手段32、青色光用
のライトバルブの偏光手段34も、波長選択透過特性5
20と波長選択透過特性530を除く波長帯域をλとし
て各々設定すればよい。このようにすると、各ライトバ
ルブどうしで、第2の多層構造フィルムのフィルム膜厚
をそれぞれが反射する波長帯域に合わせて異ならせて設
定すると、各ライトバルブが変調する色光の波長を有す
るP偏光光が透過されることになる。なお、S偏光光
は、先に説明した第1の多層構造フィルムにおいてその
ほとんどが反射される。また、第2の多層構造フィルム
は、第1の多層構造フィルムの入射側、出射側のいずれ
に配置してもよい。That is, (n AX ) ≠ (n AY ), (n
( BY ) 設定 (n BX ) (n AX ), the refractive index is set, and t A · n AY + t B · n BY ≒ λ / 2 (2)
The film thickness is set so that Here, the wavelength λ is set to a wavelength band that does not pass through the reflective polarizing means. For example, in order for the polarizing means 30 of the light valve for red light to have the wavelength selective transmission characteristic 510, the wavelength band excluding the red wavelength band is set to be λ in the above equation (2). The polarization means 32 of the light valve for green light and the polarization means 34 of the light valve for blue light also have wavelength selective transmission characteristics 5.
A wavelength band excluding 20 and the wavelength selective transmission characteristic 530 may be set as λ. In this manner, when the film thickness of the second multilayer structure film is set to be different between the respective light valves according to the wavelength band in which each of the light valves is reflected, the P-polarized light having the wavelength of the color light modulated by each light valve is set. Light will be transmitted. Most of the S-polarized light is reflected on the first multilayer structure film described above. Further, the second multilayer structure film may be arranged on either the entrance side or the exit side of the first multilayer structure film.
【0067】なお、それぞれの偏光手段の波長選択透過
帯域を、それぞれのダイクロイックミラーが透過または
反射する光の波長分離帯域よりも狭めれば、液晶パネル
には極めて色純度の高い色光を入射させることができる
ので、さらに、色再現性の高い投写型表示装置を得るこ
とが可能となる。If the wavelength selective transmission band of each polarizing means is made narrower than the wavelength separation band of the light transmitted or reflected by each dichroic mirror, color light having extremely high color purity can be incident on the liquid crystal panel. Therefore, it is possible to obtain a projection display device with high color reproducibility.
【0068】一方、それぞれの反射偏光板の波長選択透
過帯域を、それぞれのダイクロイックミラーが透過また
は反射する光の波長分離帯域と同等、あるいはそれより
も広いものとしてもよい。特に、ダイクロイックミラー
では完全な波長分離ができるわけではなく、分離された
3つの色光には本来の色光成分とは異なる波長成分も含
まれている。しかし、本発明の反射偏光板が、ダイクロ
イックミラーの波長分離特性と同等あるいはそれよりも
ブロードな波長選択透過特性を有していれば、ダイクロ
イックミラーにより分離された波長帯域は反射偏光板を
そのまま透過し、本来の色光の波長から離れた波長帯域
成分のみを、反射偏光板により反射させて不透過とする
ことができる。これにより、ある程度の色再現性を確保
しつつ、光の利用効率を向上させるた投写型表示装置を
得ることが可能となる。On the other hand, the wavelength selective transmission band of each reflective polarizing plate may be equal to or wider than the wavelength separation band of light transmitted or reflected by each dichroic mirror. In particular, a dichroic mirror cannot completely separate wavelengths, and the separated three color lights include wavelength components different from the original color light components. However, if the reflective polarizing plate of the present invention has a wavelength selective transmission characteristic equal to or broader than the wavelength separation characteristic of the dichroic mirror, the wavelength band separated by the dichroic mirror passes through the reflection polarizing plate as it is. However, only the wavelength band component that is distant from the wavelength of the original color light can be reflected by the reflective polarizing plate to be opaque. As a result, it is possible to obtain a projection display device in which the light use efficiency is improved while securing a certain degree of color reproducibility.
【0069】上記の説明において、出射側に設ける反射
偏光板の透過軸と反射軸の設定は、透過をS偏光光、反
射をP偏光光としても良く。さらに、入射側偏光板の透
過軸と吸収軸(又は反射軸)の設定は、逆としても良い
ことは言うまでもない。In the above description, the transmission axis and the reflection axis of the reflection polarizing plate provided on the emission side may be set such that transmission is S-polarized light and reflection is P-polarized light. Further, it goes without saying that the setting of the transmission axis and the absorption axis (or the reflection axis) of the incident-side polarizing plate may be reversed.
【0070】なお、以上の反射偏光板についての構成
は、以降の各実施例についても同様に適用するものとす
る。The configuration of the reflective polarizer described above is applied to each of the following embodiments in the same manner.
【0071】〔第2の実施例〕次に、第2の実施例を図
面を用いて説明する。図2は本実施例にかかわる投写型
表示装置の要部を示す概略構成図である。本実施例の投
写型表示装置は、基本的な構成は第1の実施例と同様で
あるが、光源100、均一照明光学系101から構成さ
れる照明光学系103と、集光レンズ118,130,
131とを有する点で第1の実施例と相違している。な
お、本実施例にて特段説明しない箇所においては、第1
の実施例での説明と同様である。[Second Embodiment] Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the projection display apparatus according to the present embodiment. The basic configuration of the projection display apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but an illumination optical system 103 including a light source 100 and a uniform illumination optical system 101, and condenser lenses 118 and 130. ,
131 from the first embodiment. In addition, in the part which is not described in this embodiment, the first
This is the same as described in the embodiment.
【0072】照明光学系103からの光束は、赤色光を
透過し、緑・青色光を反射する第1のダイクロイックミ
ラー113により、赤色光(R)と緑・青色光とに分離
される。第1のダイクロイックミラー113により反射
された緑・青色光は、緑色光(G)を反射し、青色光
(B)を透過する第2のダイクロイックミラー114に
より、緑色光と青色光に分離される。2つのダイクロイ
ックミラーにより色光分離手段は構成され、分離された
3つの色光は、それぞれの液晶ライトバルブ123,1
24,125に入射される。The light beam from the illumination optical system 103 is separated into red light (R) and green / blue light by a first dichroic mirror 113 that transmits red light and reflects green / blue light. The green / blue light reflected by the first dichroic mirror 113 is separated into green light and blue light by the second dichroic mirror 114 that reflects the green light (G) and transmits the blue light (B). . The color light separating means is constituted by two dichroic mirrors, and the separated three color lights are supplied to the respective liquid crystal light valves 123, 1
24, 125.
【0073】第1のダイクロイックミラー113を透過
した赤色光は、ミラー117により反射され、平凸レン
ズからなる集光レンズ131に入射し、平行光にされて
液晶ライトバルブ123に入射される。また、第2のダ
イクロイックミラー114により反射された緑色光は、
131と同様な平凸レンズからなる集光レンズ130に
より平行光にされて液晶ライトバルブ124に入射され
る。また、第2のダイクロイックミラー114を透過し
た青色光は、平凸レンズからなる集光レンズ118によ
り平行光にされ、ミラー115により反射され、リレー
レンズ119を介して再び平行光となり、ミラー116
により反射されて、青色用液晶ライトバルブ125に平
行光化された状態で入射する。リレーレンズ119は、
光源103から各液晶ライトバルブまでの光路長におい
て、青色光の光路長だけが赤色光及び緑色光の場合より
も長くなって光損失するのを防ぐために、介在させたも
のである。このリレーレンズ119の焦点距離は、集光
レンズ118の出射点から液晶ライトバルブ125まで
の光路長にほぼ等しく設定してなる。それにより、各色
光の光源からライトバルブまでの距離を、実質的に等価
としている。The red light transmitted through the first dichroic mirror 113 is reflected by the mirror 117, is incident on the condensing lens 131 composed of a plano-convex lens, is converted into parallel light, and is incident on the liquid crystal light valve 123. The green light reflected by the second dichroic mirror 114 is
The light is collimated by a condenser lens 130 composed of a plano-convex lens similar to 131 and is incident on a liquid crystal light valve 124. Further, the blue light transmitted through the second dichroic mirror 114 is converted into parallel light by a condensing lens 118 formed of a plano-convex lens, reflected by the mirror 115, becomes parallel light again via a relay lens 119, and becomes a parallel light again.
And is incident on the blue liquid crystal light valve 125 in a parallel light state. The relay lens 119 is
In the optical path length from the light source 103 to each of the liquid crystal light valves, only the optical path length of the blue light is longer than that of the red light and the green light to prevent light loss. The focal length of the relay lens 119 is set substantially equal to the optical path length from the exit point of the condenser lens 118 to the liquid crystal light valve 125. Thereby, the distance from the light source of each color light to the light valve is substantially equivalent.
【0074】液晶ライトバルブ123,124,125
は、第1の実施例と同一構成及び同一機能の、入射側偏
光板、液晶パネル、出射側反射偏光板からなる。液晶パ
ネルの構造は、第1の実施例と同様に、各画素に、TF
Tとそれに接続された画素電極を有するアクティブマト
リックス型の透過型液晶パネルからなる。液晶ライトバ
ルブにおける光の透過/反射の作用は、図5で説明した
通りであって第1の実施例と同一である。Liquid crystal light valves 123, 124, 125
Comprises an incident-side polarizing plate, a liquid crystal panel, and an output-side reflective polarizing plate having the same configuration and the same function as those of the first embodiment. The structure of the liquid crystal panel is similar to that of the first embodiment.
It is composed of an active matrix transmission type liquid crystal panel having a T and a pixel electrode connected thereto. The operation of transmitting / reflecting light in the liquid crystal light valve is as described with reference to FIG. 5, and is the same as in the first embodiment.
【0075】また、第1の実施例と同様に、入射側偏光
板は、上記した従来通りの吸収型偏光板でもよく、また
出射側と同様に反射偏光板としてもよい。Further, similarly to the first embodiment, the incident-side polarizing plate may be the above-mentioned conventional absorption-type polarizing plate, or may be a reflective polarizing plate similarly to the exit-side.
【0076】出射側に設ける反射偏光板は、一方の偏光
軸成分の光(例えばP偏光光)を主に透過し、他方の偏
光軸成分の光(例えばS偏光光)を主に反射する第1実
施例にて説明した多層構造フィルム(図6参照)からな
る。各液晶ライトバルブにおいては、出射側に設ける反
射偏光板となる図6にて説明した多層構造フィルムは、
液晶パネルを構成する一対の基板の外面に密着又は貼り
付けられている。The reflection polarizing plate provided on the output side mainly transmits light of one polarization axis component (for example, P-polarized light) and reflects light of the other polarization axis component (for example, S-polarized light). It is composed of the multilayer structure film described in the first embodiment (see FIG. 6). In each liquid crystal light valve, the multilayer structure film described with reference to FIG.
The liquid crystal panel is in close contact with or attached to the outer surfaces of a pair of substrates.
【0077】3つの液晶ライトバルブ123,124,
125により各々変調された色光は、第1の実施例と同
様なクロスダイクロイックプリズム126により同一光
軸上に合成されて、投写レンズ127に導かれる。投写
レンズ127により投写されたカラー合成光は、スクリ
ーン128に結像されて画像表示される。The three liquid crystal light valves 123, 124,
The color lights modulated by the respective lenses 125 are combined on the same optical axis by the same cross dichroic prism 126 as in the first embodiment, and guided to the projection lens 127. The combined color light projected by the projection lens 127 is imaged on the screen 128 and displayed as an image.
【0078】以上の説明において、入射側の吸収型偏光
板の透過軸と吸収軸の設定は、透過をS偏光軸、吸収を
P偏光軸としても良く。さらに、出射側の反射偏光板の
透過軸と吸収軸(又は反射軸)の設定は、逆としても良
いことは言うまでもない。また、本発明に用いる反射偏
光板を、第1の実施例にて説明したような波長選択透過
特性を持つように設定しても構わない。その場合の反射
偏光板の構成及び作用は第1の実施例と同様である。In the above description, the transmission axis and the absorption axis of the absorption polarizer on the incident side may be set such that transmission is the S polarization axis and absorption is the P polarization axis. Further, it goes without saying that the setting of the transmission axis and the absorption axis (or the reflection axis) of the reflection polarizer on the emission side may be reversed. Further, the reflective polarizer used in the present invention may be set to have the wavelength selective transmission characteristics as described in the first embodiment. The configuration and operation of the reflective polarizing plate in that case are the same as in the first embodiment.
【0079】以上のように、本実施例によれば、液晶ラ
イトバルブの少なくとも出射側偏光手段は、2種類の偏
光軸のうち一方の偏光軸成分の光は透過するが、他方の
透過軸成分の光は反射する機能を有しているので、出射
側の反射偏光板における発熱の問題が大幅に改善されて
いる。入射側偏光板を、出射側偏光手段と同様な反射偏
光板とすれば、第1の実施例で説明したように出射側偏
光手段における発熱も問題も改善され、光利用効率は更
に向上する。また、このような偏光手段は、図6に説明
したような多層構造のフィルムであるため、従来の偏光
板を置き換えることで済み、光学系が大型化することも
ない。また、発熱が激減するため、冷却手段を無くす、
または冷却手段の冷却効率を高める特別な工夫をしなく
とも良くなるなど、冷却機構を簡単化することができ
る。さらに、このような反射偏光板であれば、反射偏光
板を液晶パネルの基板の外面に密着又は貼り付けること
もできる。As described above, according to the present embodiment, at least the emission side polarization means of the liquid crystal light valve transmits light of one polarization axis component of the two types of polarization axes, but transmits the other transmission axis component. Has a function of reflecting light, so that the problem of heat generation in the reflective polarizing plate on the emission side is greatly improved. If the incident-side polarizing plate is a reflective polarizing plate similar to the emitting-side polarizing means, as described in the first embodiment, both the heat generation and the problem in the emitting-side polarizing means are improved, and the light use efficiency is further improved. Further, since such a polarizing means is a film having a multilayer structure as described in FIG. 6, it is sufficient to replace a conventional polarizing plate, and the optical system does not become large. In addition, heat generation is drastically reduced, so there is no need for cooling means.
Alternatively, the cooling mechanism can be simplified, for example, without having to take special measures to increase the cooling efficiency of the cooling means. Furthermore, with such a reflective polarizer, the reflective polarizer can be closely attached or attached to the outer surface of the substrate of the liquid crystal panel.
【0080】なお、均一照明光学系101は、照明光学
系の中心軸102に垂直な平面上に平行配置された第1
のレンズ板132と第2のレンズ板133により構成さ
れている。第1のレンズ板132は、複数の矩形レンズ
をマトリクス状に配置した構成となっており、第2のレ
ンズ板133も複数の矩形レンズをマトリクス状に配置
した構成となっている。第1のレンズ板132の各矩形
レンズの形状が液晶パネルの形状と相似形状となるた
め、第1のレンズ板132の各矩形レンズの像が、第2
のレンズ板133の各矩形レンズによりそれぞれ液晶パ
ネルに重畳して照射される。そもそも光源100からの
光束は、中心付近では光強度が強く、周辺では弱いもの
であるが、第1のレンズ板のマトリクス配置された各箇
所の矩形レンズにより、光束の中心付近から周辺までの
各部分の光がそれぞれ集光され、さらに第2のレンズ板
の矩形レンズにより、液晶パネルに重畳されるように照
射されるため、明るさが画面内で均一化する。The uniform illumination optical system 101 is a first illumination optical system which is arranged in parallel on a plane perpendicular to the central axis 102 of the illumination optical system.
And a second lens plate 133. The first lens plate 132 has a configuration in which a plurality of rectangular lenses are arranged in a matrix, and the second lens plate 133 has a configuration in which a plurality of rectangular lenses are arranged in a matrix. Since the shape of each rectangular lens of the first lens plate 132 is similar to the shape of the liquid crystal panel, the image of each rectangular lens of the first lens plate 132 is
The light is superimposed on the liquid crystal panel by the respective rectangular lenses of the lens plate 133. In the first place, the luminous flux from the light source 100 has a high light intensity near the center and a low intensity around the periphery. Since the light of each part is condensed and further irradiated by the rectangular lens of the second lens plate so as to be superimposed on the liquid crystal panel, the brightness becomes uniform within the screen.
【0081】以上、本実施例においては、液晶ライトバ
ルブ123,124,125の偏光手段として、図6に
説明した多層構造のフィルムが配置されており、フィル
ムの入射面のいずれの位置にも、均一照明光学系103
により均一な明るさの光が照射され、一方の偏光軸成分
の光が透過、他方の偏光軸成分の光が反射されるので、
液晶パネルには面内の光強度分布が均一な、一方の偏光
軸成分の光束が入射することになる。また、光源からの
光を平行化する集光レンズ118,130,131によ
り、入射側偏光板(さらには出射側の反射偏光板)の入
射面に対して実質的に垂直に光入射するので、反射偏光
板により光を反射しても、均一照明光学系103へ光軸
に沿って反射することができる。光源は光源ランプ11
1の発した光や偏光手段から反射された反射光を、略平
行光として第1のレンズ板へ出射するリフレクタ112
を有する。従って、第1の実施例にて説明したように、
この反射光は、光源側のリフレクタ112にて再反射さ
れて、再び液晶ライトバルブ123,124,125の
入射側偏光板に再入射する。さらに、反射偏光板の出射
側すなわち、投写レンズと反射偏光板との間に吸収型の
偏光板を設けてもよい。その場合においては、吸収型の
偏光板の透過軸と、反射偏光板によって主透過される光
の偏光軸方向とが概ね一致するように吸収型の偏光板を
配置する。こうすることによって、反射偏光板の偏光度
が十分でない場合においても、余分な光を吸収型偏光板
によって吸収させることが可能となるため、コントラス
ト特性が良好な投写画像が実現する。As described above, in the present embodiment, the multi-layered film described in FIG. 6 is disposed as the polarizing means of the liquid crystal light valves 123, 124, and 125. Uniform illumination optical system 103
Since light of uniform brightness is irradiated, light of one polarization axis component is transmitted, and light of the other polarization axis component is reflected,
A light beam having one polarization axis component, in which the in-plane light intensity distribution is uniform, enters the liquid crystal panel. In addition, since the light from the light source is collimated by the condenser lenses 118, 130, and 131, the light is incident substantially perpendicularly to the incident surface of the incident-side polarizing plate (and the exit-side reflective polarizing plate). Even if light is reflected by the reflective polarizing plate, it can be reflected to the uniform illumination optical system 103 along the optical axis. The light source is a light source lamp 11
A reflector 112 that emits the light emitted from the light source 1 and the reflected light reflected from the polarizing means to the first lens plate as substantially parallel light.
Having. Therefore, as described in the first embodiment,
The reflected light is re-reflected by the reflector 112 on the light source side, and re-enters the incident-side polarizing plates of the liquid crystal light valves 123, 124, and 125 again. Further, an absorption type polarizing plate may be provided on the emission side of the reflective polarizing plate, that is, between the projection lens and the reflective polarizing plate. In that case, the absorption-type polarizing plate is arranged such that the transmission axis of the absorption-type polarizing plate and the polarization axis direction of the light mainly transmitted by the reflection polarizing plate substantially coincide with each other. By doing so, even when the degree of polarization of the reflective polarizer is not sufficient, it is possible to absorb excess light by the absorption polarizer, thereby realizing a projected image with good contrast characteristics.
【0082】さらに、本発明は、反射偏光板からの反射
光を、光源にて反射してライトバルブ側へ戻すものであ
るが、この場合は光源部の構成として次の構成を採用す
ることが必要である。すなわち、(1)光源部のリフレ
クタを、分離手段側から戻ってきた光を反射して略平行
光にして射出するパラボラ形状の反射ミラーを有する
か、或いは、(2)分離手段側から戻ってきた光を反射
する球面形状のリフレクタのような反射ミラーと、該反
射ミラーからの光を略平行光にして射出するコンデンサ
ーレンズのような集光手段とを有することが好ましい。Further, in the present invention, the reflected light from the reflective polarizing plate is reflected by the light source and returned to the light valve side. In this case, the following configuration may be adopted as the configuration of the light source section. is necessary. That is, (1) the reflector of the light source unit has a parabolic reflecting mirror that reflects the light returned from the separating means and makes it substantially parallel light and emits the light, or (2) returns from the separating means. It is preferable to have a reflecting mirror such as a spherical reflector that reflects the reflected light, and a condensing unit such as a condenser lens that converts the light from the reflecting mirror into substantially parallel light and emits the light.
【0083】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。The present invention is not limited to the above examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist of the invention.
For example, the following modifications are possible.
【0084】例えば、白黒画像を投写する投写型表示装
置に本発明を適用する場合には、液晶パネルが1枚と一
対の偏光手段で済み、光束を3色に分離する色光分離手
段と、3色の光束を合成する色光合成手段とを省略でき
る。また、1枚の液晶パネルの内面に3原色の色光を透
過するカラーフィルタを配置させ単板の液晶パネルによ
りカラー表示させる場合には、1枚の液晶パネルと一対
の偏光手段でカラー画像表示することができる。For example, when the present invention is applied to a projection display device that projects a black-and-white image, one liquid crystal panel and a pair of polarizing means are sufficient, and a color light separating means for separating a light beam into three colors is provided. A color light synthesizing means for synthesizing a color light beam can be omitted. When a color filter that transmits the three primary colors is disposed on the inner surface of one liquid crystal panel and color display is performed by a single liquid crystal panel, a color image is displayed by one liquid crystal panel and a pair of polarizing means. be able to.
【0085】また、光源からのランダム光のうち、入射
側偏光手段の反射軸の光成分を透過軸成分に偏光変換す
る偏光変換器(後述する図4及びその説明を参照)を、
光源100と第1のダイクロイックミラー113との間
に配置して、光源からの光の偏光軸を揃えるようにして
もよい。但し、偏光変換器は、光源光を完全に一偏光軸
成分に変換することはできないので、変換できなかった
光成分は、入射側偏光板により吸収される。Further, of the random light from the light source, a polarization converter (see FIG. 4 and its description, which will be described later) that converts the light component of the reflection axis of the incident side polarization means into the transmission axis component is provided.
It may be arranged between the light source 100 and the first dichroic mirror 113 so that the polarization axes of the light from the light source are aligned. However, since the polarization converter cannot completely convert the light source light into one polarization axis component, the light component that could not be converted is absorbed by the incident-side polarizing plate.
【0086】また、実施例における色光の分離順序・方
法と合成の光路はこれに限られるものではなく、例えば
導光手段を経由する色光は赤色光でも構わない。The separation order / method of the color light and the optical path of the combination in the embodiment are not limited to those described above. For example, the color light passing through the light guide means may be red light.
【0087】〔第3の実施例〕次に、第3の実施例を図
面を用いて説明する。図3は本実施例にかかわる投写型
表示装置の要部を示す概略構成図である。本実施例の投
写型表示装置は、基本的な構成は第1の実施例と同様で
あるが、光源部200、偏光照明光学系201から構成
される照明光学系203を有する点で相違している。な
お、本実施例にて特段説明しない箇所においては、第1
の実施例での説明と同様である。Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the projection display apparatus according to the present embodiment. The basic configuration of the projection display apparatus of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the projection display apparatus includes an illumination optical system 203 including a light source unit 200 and a polarized illumination optical system 201. I have. In addition, in the part which is not described in this embodiment, the first
This is the same as described in the embodiment.
【0088】この投写型表示装置は、光源200と、ダ
イクロイックミラー213,214と、反射ミラー21
5,216,217と、入射レンズ218,リレーレン
ズ219,出射レンズ220と、3つの液晶ライトバル
ブ223,224,225と、クロスダイクロイックプ
リズム226と、投写レンズ227とを備えている。な
お、入射レンズ218、リレーレンズ219、出射レン
ズ220、反射ミラー215,216は導光手段222
を構成している。This projection type display device comprises a light source 200, dichroic mirrors 213, 214, and a reflection mirror 21.
5, 216, 217, an entrance lens 218, a relay lens 219, an exit lens 220, three liquid crystal light valves 223, 224, 225, a cross dichroic prism 226, and a projection lens 227. Note that the input lens 218, the relay lens 219, the output lens 220, and the reflection mirrors 215 and 216
Is composed.
【0089】図3において、光源部200は、第1の実
施例と同様な構成である。ダイクロイックミラー21
3,214は、第1の実施例と同様に、光源からの光束
を赤、青、緑の3色の色光に分離する色光分離手段とし
ての機能を有する。光源200らの光束は、赤色光を透
過し、緑・青色光を反射する第1のダイクロイックミラ
ー213により、赤色光(R)と緑・青色光とに分離さ
れる。第1のダイクロイックミラー213により反射さ
れた緑・青色光は、緑色光(G)を反射し、青色光
(B)を透過する第2のダイクロイックミラー214に
より、緑色光と青色光に分離される。2つのダイクロイ
ックミラーにより色光分離手段は構成され、分離された
3つの色光は、それぞれの液晶ライトバルブ223,2
24,225に入射される。In FIG. 3, the light source unit 200 has the same configuration as that of the first embodiment. Dichroic mirror 21
3, 214, as in the first embodiment, has a function as a color light separation unit that separates a light beam from a light source into three color lights of red, blue, and green. The light beams from the light sources 200 are separated into red light (R) and green / blue light by a first dichroic mirror 213 that transmits red light and reflects green / blue light. The green and blue lights reflected by the first dichroic mirror 213 are separated into green light and blue light by the second dichroic mirror 214 that reflects the green light (G) and transmits the blue light (B). . The color light separating means is constituted by two dichroic mirrors, and the separated three color lights are respectively supplied to the liquid crystal light valves 223, 2
24, 225.
【0090】なお、本実施例では、青色光の光路長が3
つの色光のうちで最も長くなる。そこで、青色光に対し
ては、ダイクロイックミラー14の後に、入射レンズ2
18と、リレーレンズ219と、出射レンズ220とを
含むリレーレンズ系で構成された導光手段222が設け
られている。すなわち、青色光は、緑光反射ダイクロイ
ックミラー214を透過した後に、まず、入射レンズ2
18及び反射ミラー215を経て、リレーレンズ219
に導かれる。さらに、反射ミラー216によって反射さ
れて出射レンズ220に導かれ、青色光用液晶ライトバ
ルブ225に入射される。In this embodiment, the optical path length of blue light is 3
It is the longest of the two colored lights. Therefore, for blue light, after the dichroic mirror 14, the incident lens 2
18, a relay lens system including a relay lens system including a relay lens 219 and an emission lens 220 is provided. That is, after transmitting the blue light through the green light reflecting dichroic mirror 214, first, the incident lens 2
18 and the reflection mirror 215, the relay lens 219
It is led to. Further, the light is reflected by the reflection mirror 216, guided to the emission lens 220, and made incident on the liquid crystal light valve 225 for blue light.
【0091】また、液晶ライトバルブ223,224,
225は、第1の実施例と同一構成及び同一機能の、入
射側偏光板、液晶パネル、出射側の反射偏光板からな
る。液晶パネルの構造は、第1の実施例と同様に、各画
素に、TFTとそれに接続された画素電極を有するアク
ティブマトリックス型の透過型液晶パネルからなる。液
晶ライトバルブにおける光の透過/反射の作用は、図5
で説明した通りであって第1の実施例と同一である。入
射側偏光板は、一方の偏光軸成分の光(例えばP偏光
光)を透過し、他方の偏光軸成分の光(例えばS偏光
光)を吸収吸収型偏光板である。また、出射側の反射偏
光板は、他方の偏光軸成分の光(例えばS偏光光)を透
過し、一方の偏光軸成分の光(例えばP偏光光)を反射
偏光板であり、第1の実施例で説明した多層構造フィル
ム(図6参照)からなる。また、各液晶ライトバルブに
おいては、入射側偏光板と出射側の偏光偏光板となる図
6にて説明した多層構造フィルムは、液晶パネルを構成
する一対の基板の外面に密着又は貼り付けられている。The liquid crystal light valves 223, 224
Reference numeral 225 includes an incident-side polarizing plate, a liquid crystal panel, and an output-side reflective polarizing plate having the same configuration and the same function as those of the first embodiment. As in the first embodiment, the structure of the liquid crystal panel is constituted by an active matrix transmission type liquid crystal panel having a TFT and a pixel electrode connected thereto in each pixel. The effect of light transmission / reflection in the liquid crystal light valve is shown in FIG.
And is the same as that of the first embodiment. The incident-side polarizing plate is a polarizing plate that transmits light of one polarization axis component (for example, P-polarized light) and absorbs light of the other polarization axis component (for example, S-polarized light). Further, the reflection polarizer on the emission side transmits the light of the other polarization axis component (for example, S-polarized light) and transmits the light of one polarization axis component (for example, P-polarized light) as a reflection polarizer. It consists of the multilayer structure film described in the examples (see FIG. 6). Further, in each liquid crystal light valve, the multilayer structure film described in FIG. 6, which becomes the incident side polarizing plate and the outgoing side polarizing polarizer, is adhered or attached to the outer surfaces of a pair of substrates constituting the liquid crystal panel. I have.
【0092】3つの液晶ライトバルブ223,224,
225により各々変調された色光は、第1の実施例と同
様なクロスダイクロイックプリズム226により同一光
軸上に合成されて、投写レンズ227に導かれる。投写
レンズ227により投写されたカラー合成光は、スクリ
ーン228に結像されて画像表示される。The three liquid crystal light valves 223, 224,
The color lights modulated by 225 are combined on the same optical axis by the same cross dichroic prism 226 as in the first embodiment, and guided to the projection lens 227. The combined color light projected by the projection lens 227 is imaged on a screen 228 and displayed as an image.
【0093】以上の説明において、入射側偏光板の透過
軸と吸収軸の設定は、透過をS偏光軸、反射をP偏光軸
としても良く。さらに、出射側偏光板の透過軸と反射軸
の設定は、逆としても良いことは言うまでもない。ま
た、本発明に用いる反射偏光板を、第1の実施例にて説
明したような波長選択透過特性を持つように設定しても
構わない。その場合の偏光手段の構成及び作用は第1の
実施例と同様である。In the above description, the transmission axis and the absorption axis of the incident-side polarizing plate may be set such that transmission is the S-polarization axis and reflection is the P-polarization axis. Further, it goes without saying that the setting of the transmission axis and the reflection axis of the exit-side polarizing plate may be reversed. Further, the reflective polarizer used in the present invention may be set to have the wavelength selective transmission characteristics as described in the first embodiment. The configuration and operation of the polarizing means in that case are the same as in the first embodiment.
【0094】なお、本実施例おいては、偏光照明光学系
201を含む照明光学系203を備えた点で、第1の実
施例及び第2の実施例と相違している。この偏光照明光
学系201は光源部200から出射されるランダムな偏
光光を、偏光方向がほぼ揃った一種類の直線偏光に変換
して出射するものである。This embodiment is different from the first and second embodiments in that an illumination optical system 203 including a polarized illumination optical system 201 is provided. The polarized illumination optical system 201 converts the randomly polarized light emitted from the light source unit 200 into one type of linearly polarized light having almost the same polarization direction and emits it.
【0095】以下、この照明光学系203について詳細
に説明する。光源部200は、ランプとパラボラ形状を
有するリフレクタとを備えており、ランプから放射され
た光は、リフレクタによって一方向に反射され、略平行
な光束となって偏光照明光学系201に入射する。光源
部200の光源光の光軸は、照明光学系203の出射光
軸に対して一定距離だけ平行にシフトしている。なお、
リフレクタを球面形状とし、リフレクタからの反射光を
集光して略平行光にするコンデンサーレンズを後述する
第1の光学要素232の光源側に配置してもよい。Hereinafter, the illumination optical system 203 will be described in detail. The light source unit 200 includes a lamp and a reflector having a parabolic shape. Light emitted from the lamp is reflected in one direction by the reflector, enters a polarization illumination optical system 201 as a substantially parallel light flux. The optical axis of the light source light of the light source unit 200 is shifted parallel to the output optical axis of the illumination optical system 203 by a certain distance. In addition,
The reflector may have a spherical shape, and a condenser lens that condenses the reflected light from the reflector and converts the reflected light into substantially parallel light may be disposed on a light source side of a first optical element 232 described later.
【0096】偏光照明光学系201は、第1の光学要素
232と第2の光学要素233を備える。第1の光学要
素232はレンズ板からなり、そこには複数の矩形レン
ズがマトリクス状に形成される。光源部200の光軸は
第1の光学要素232の中心軸に一致するように配置さ
れている。この第1の光学要素232は、図2の第1の
レンズ板132と同様に、各矩形レンズが液晶パネルと
相似形状となっている。次に、第2の光学要素233
は、集光レンズアレイ234と、偏光ビームスプリッタ
アレイ235と、波長板236と、出射側レンズ237
から構成される。集光レンズアレイ234には、図2の
第2のレンズ板133と同様に、複数の矩形レンズが形
成されている。この第2のレンズ板の矩形レンズは、第
2の実施例と同様に、第1の光学要素の各矩形レンズの
像を液晶パネルに重畳照射する働きをするので、2つの
矩形レンズアレイにより、液晶パネルを均一な明るさで
照明することができる。The polarized illumination optical system 201 has a first optical element 232 and a second optical element 233. The first optical element 232 is formed of a lens plate, on which a plurality of rectangular lenses are formed in a matrix. The optical axis of the light source unit 200 is arranged so as to coincide with the central axis of the first optical element 232. In the first optical element 232, similarly to the first lens plate 132 in FIG. 2, each rectangular lens has a shape similar to a liquid crystal panel. Next, the second optical element 233
Are a condenser lens array 234, a polarizing beam splitter array 235, a wave plate 236, and an emission side lens 237.
Consists of A plurality of rectangular lenses are formed in the condenser lens array 234, similarly to the second lens plate 133 in FIG. As in the second embodiment, the rectangular lens of the second lens plate has a function of superimposing and irradiating the image of each rectangular lens of the first optical element onto the liquid crystal panel. The liquid crystal panel can be illuminated with uniform brightness.
【0097】次に、偏光ビームスプリッタアレイ235
は、一方の偏光軸(例えばS偏光)の光を他方の偏光軸
(例えばP偏光)の光に変換し、一方の偏光軸(この場
合P偏光)に揃えて出射する偏光変換器としての機能を
有する。Next, the polarization beam splitter array 235
Functions as a polarization converter that converts light of one polarization axis (for example, S-polarized light) into light of the other polarization axis (for example, P-polarized light), and emits light aligned with one of the polarization axes (in this case, P-polarized light). Having.
【0098】この偏光ビームスプリッタアレイ235の
詳細を図4に示す。FIG. 4 shows details of the polarization beam splitter array 235.
【0099】同図(A)に第1の構成例を示す。偏光ビ
ームスプリッタアレイ235は、断面が平行四辺形の透
光性部材(ガラス等)322が複数個、平行な面を接着
剤325a,325bで貼り合わせて板状に構成された
偏光分離手段320を有する。光源部200はランダム
偏光であるので、偏光ビームスプリッタアレイ235の
前段に配置される集光レンズ234により集光された光
(P偏光光とS偏光光を含む)が、まず光透過部342
と遮光部341からなる光学部材に入射する。この光透
過部342を透過した光は、各透光性部材322の各入
射面327から入射する。但し、直前に配置される集光
レンズ234により、入射光を光透過部342に集光し
ている。遮光部341に面する入射面327には遮光部
により光遮断されるので、光入射しない。遮光部341
には若干、光入射するが、この遮光部が反射ミラー機能
を有しているので、ここへ入射された光は光源部200
のリフレクタへ反射され、そこで反射されて再び戻って
くる。FIG. 14A shows a first configuration example. The polarization beam splitter array 235 includes a polarization separating unit 320 formed in a plate shape by bonding a plurality of light-transmissive members (glass or the like) 322 having a parallelogram cross section and bonding parallel surfaces with adhesives 325a and 325b. Have. Since the light source unit 200 is a randomly polarized light, the light (including the P-polarized light and the S-polarized light) condensed by the condensing lens 234 disposed in front of the polarization beam splitter array 235 is first transmitted to the light transmitting unit 342.
Incident on the optical member formed of the light shielding portion 341. The light transmitted through the light transmitting portion 342 enters from each of the incident surfaces 327 of each of the light transmitting members 322. However, the incident light is condensed on the light transmitting portion 342 by the condensing lens 234 disposed immediately before. Since the light is blocked by the light-shielding portion on the incident surface 327 facing the light-shielding portion 341, no light is incident. Light shielding part 341
Light is slightly incident on the light source unit 200 because the light shielding unit has a reflecting mirror function.
Is reflected to the reflector, where it is reflected and returns again.
【0100】入射したS偏光光とP偏光光のうちP偏光
成分は偏光分離膜331aにより反射される。この膜
は、透光性部材322の一方の面に蒸着形成された干渉
多層膜であり、この膜形成後に各透光性部材を接着剤3
25で貼り合わせてなる。偏光分離膜透過したS偏光の
成分は、偏光変換膜(1/4波長板)381(図3の2
36に相当)により、S偏光光の偏光軸が略90°回転
されてP偏光光に変換される。一方、反射されたP偏光
光は、反射膜332bにより反射される。従って、偏光
ビームスプリッタアレイからは、P偏光にほぼ揃った光
が偏光照明光学系201の光軸方向に向けて反射され
る。The P-polarized light component of the incident S-polarized light and P-polarized light is reflected by the polarization splitting film 331a. This film is an interference multilayer film formed by vapor deposition on one surface of the translucent member 322. After this film is formed, each translucent member is bonded to the adhesive 3
25. The component of S-polarized light transmitted through the polarization separation film is converted into a polarization conversion film (1/4 wavelength plate) 381 (2 in FIG. 3).
36), the polarization axis of the S-polarized light is rotated by about 90 ° and converted to P-polarized light. On the other hand, the reflected P-polarized light is reflected by the reflection film 332b. Therefore, the light substantially aligned with the P-polarized light is reflected from the polarization beam splitter array toward the optical axis direction of the polarization illumination optical system 201.
【0101】以上の構成により、偏光ビームスプリッタ
アレイからの出射光は、偏光照明光学系201の光軸方
向に、光源のランダムな偏光をP偏光の光に揃えた光束
が出射される。なお、現実的には、偏光変換膜381で
は、ほとんどのS偏光成分をP偏光に変換できるが、偏
光変換しきれずにP偏光以外の成分(S偏光成分)の光
も出射されてしまっている。With the above configuration, the light emitted from the polarizing beam splitter array is emitted in the direction of the optical axis of the polarized light illumination optical system 201, in which the randomly polarized light of the light source is aligned with the P-polarized light. Note that, in reality, the polarization conversion film 381 can convert most S-polarized light components to P-polarized light, but light of a component other than P-polarized light (S-polarized light component) is also emitted without being completely converted. .
【0102】また、図4(B)は、第2の構成例を示
す。図に示すように、偏光ビームスプリッタアレイ23
5は、断面が平行四辺形の透光性部材(ガラス等)32
2が複数個、平行な面を接着剤325で貼り合わせて板
状に構成された偏光分離手段320を有する。この偏光
分離手段320は、光源部200はランダム偏光である
ので、集光レンズ234により集光された光(P偏光光
とS偏光光を含む)が各透光性部材322の各入射面3
27から入射する。この入射したS偏光とP偏光の成分
は反射膜332により反射される。反射されたP偏光と
S偏光の成分は、偏光分離膜331により、P偏光とS
偏光に分離される。偏光分離膜331は、S偏光光を反
射、P偏光光を透過する膜である。従って、偏光分離膜
331を透過したP偏光光は反射膜332bにより反射
され出射される。さらに、透光性部材327の出射面3
26には、透光性部材の一つ置きに1/4波長板である
波長板381(図3の236)が配置され、S偏光が略
90°回転されてP偏光に変換され出射される。なお、
この第2の構成例では、集光レンズ234により入射面
327に集光しているが、入射面327以外の入射面に
も若干の光が入る。その光は偏光変換されずにS偏光光
として出射されてしまう。FIG. 4B shows a second configuration example. As shown, the polarization beam splitter array 23
5 is a translucent member (glass or the like) 32 whose cross section is a parallelogram.
2 has a polarization separating means 320 formed in a plate shape by bonding a plurality of parallel surfaces with an adhesive 325. Since the light source unit 200 is a randomly polarized light, the light (including the P-polarized light and the S-polarized light) condensed by the condensing lens 234 is transmitted to each of the incident surfaces 3 of the translucent members 322.
Light enters from 27. The incident S-polarized light and P-polarized light components are reflected by the reflection film 332. The reflected P-polarized light and S-polarized light components are separated by the polarization separation film 331 into the P-polarized light and the S-polarized light.
Separated into polarized light. The polarization separation film 331 is a film that reflects S-polarized light and transmits P-polarized light. Therefore, the P-polarized light transmitted through the polarization separation film 331 is reflected and emitted by the reflection film 332b. Further, the light exit surface 3 of the light transmitting member 327
At 26, a wave plate 381 (236 in FIG. 3), which is a quarter wave plate, is disposed every other translucent member, and the S-polarized light is rotated by approximately 90 °, converted into P-polarized light, and emitted. . In addition,
In the second configuration example, the light is condensed on the incident surface 327 by the condensing lens 234, but a small amount of light also enters incident surfaces other than the incident surface 327. The light is emitted as S-polarized light without polarization conversion.
【0103】以上の2つの構成例により説明したよう
に、偏光ビームスプリッタアレイからは、偏光照明光学
系201の光軸方向に、光源のランダムな偏光をほぼP
偏光の光に揃えて出射することができる。出射された光
束は、出射側レンズ237により平行化されて、ダイク
ロイックミラー213に向けて出射される。As described in connection with the above-described two configuration examples, the polarization beam splitter array transmits the random polarized light of the light source almost in the direction of the optical axis of the polarized illumination optical system 201.
The light can be emitted in alignment with the polarized light. The emitted light beam is collimated by the emission side lens 237 and emitted toward the dichroic mirror 213.
【0104】なお、現実的には、上述のように、偏光変
換膜381においてほとんどのS偏光成分をP偏光に変
換できるが、偏光変換しきれずにS偏光の成分の光も出
射されてしまっている。また、偏光変換膜381の配置
されない透光性部材の入射面に、光入射があると、偏光
分離膜331によりP偏光及びS偏光が共に反射され、
反射膜332bで反射されて、偏光軸が揃わないまま出
射されてしまっている。In reality, as described above, most of the S-polarized light component can be converted to P-polarized light in the polarization conversion film 381, but the light of the S-polarized light component is also emitted without being completely converted. I have. Further, when light is incident on the incident surface of the translucent member on which the polarization conversion film 381 is not disposed, both the P-polarized light and the S-polarized light are reflected by the polarization separation film 331,
The light is reflected by the reflection film 332b and is emitted without the polarization axes being aligned.
【0105】先に説明した第1及び第2の実施例におい
ては、液晶ライトバルブの入射側偏光板として、一方の
偏光軸(例えばP偏光)の光を主に透過し、他方の偏光
軸(例えばS偏光)の光を主に吸収する吸収型偏光板に
対して、光源から発せされたランダム偏光の光(P偏光
とS偏光を共に含む)が入射しているため、入射光の約
半分の光は吸収されており入射側偏光板の発熱の原因と
なる場合がある。In the first and second embodiments described above, as the incident-side polarizing plate of the liquid crystal light valve, light having one polarization axis (for example, P-polarized light) is mainly transmitted and the other polarization axis (for example, P-polarized light) is transmitted. Randomly polarized light (including both P-polarized light and S-polarized light) emitted from a light source is incident on an absorption polarizer that mainly absorbs light of, for example, S-polarized light, and thus is about half of the incident light. Is absorbed and may cause heat generation of the incident side polarizing plate.
【0106】しかし、本実施例においては、光源からの
ランダム偏光光のほとんどを、偏光照明光学系201に
より、入射側偏光手板の透過軸に揃えることができるの
で、液晶ライトバルブの入射側偏光手段を、光源光のう
ちのほとんどの光が透過し、偏光変換が充分にできなか
った残りの偏光成分が入射側偏光板において吸収され
る。However, in the present embodiment, most of the randomly polarized light from the light source can be aligned with the transmission axis of the incident side polarizing hand plate by the polarized light illumination optical system 201. , Most of the light from the light source is transmitted, and the remaining polarized light components, which have not been sufficiently converted in polarization, are absorbed by the incident-side polarizing plate.
【0107】ところで、出射側の反射偏光板によって反
射された光は光源のリフレクタ等によって再反射され、
その一部がさらに入射側偏光板を透過して、投写光とし
て利用することができるようになる。By the way, the light reflected by the reflection polarizer on the emission side is re-reflected by the reflector of the light source, etc.
Part of the light further passes through the incident-side polarizing plate, and can be used as projection light.
【0108】以上のように、本実施例によれば、液晶ラ
イトバルブの少なくとも出射の反射偏光板は、2種類の
偏光軸のうち一方の偏光軸成分の光は透過するが、他方
の透過軸成分の光は反射する機能を有しているので、出
射側の反射偏光板における発熱の問題が大幅に改善され
ている。入射側偏光手段を、入射側偏光手段と同様な反
射偏光板とすれば、第1の実施例で説明したように出射
側偏光手段における発熱も問題も改善され、光利用効率
は更に向上する。As described above, according to this embodiment, at least the outgoing reflective polarizing plate of the liquid crystal light valve transmits light of one polarization axis component of the two types of polarization axes but transmits the other transmission axis. Since the component light has a function of reflecting light, the problem of heat generation in the reflective polarizing plate on the emission side is greatly improved. If the incident-side polarizing means is a reflective polarizing plate similar to the incident-side polarizing means, as described in the first embodiment, both the heat generation and the problem in the emitting-side polarizing means are improved, and the light use efficiency is further improved.
【0109】尚、本実施例においては、偏光変換器によ
って光源から出射する光を一方向の偏光軸方向の光に変
換しているので、入射側偏光板を省略してもライトバル
ブによる画像形成は可能である。In this embodiment, since the light emitted from the light source is converted into the light in one direction of the polarization axis by the polarization converter, the image formation by the light valve can be performed even if the incident side polarizing plate is omitted. Is possible.
【0110】また、このような偏光手段は、図6にて説
明したような多層構造のフィルムであるため、従来の偏
光板を置き換えることで済み、光学系が大型化すること
もない。また、発熱が激減するため、冷却手段を無く
す、または冷却手段の冷却効率を高める特別な工夫をし
なくとも良くなるなど、冷却機構を簡単化することがで
きる。さらに、このような反射偏光板であれば、偏光板
を液晶パネルの基板の外面に密着又は貼り付けることも
できる。Further, since such a polarizing means is a film having a multilayer structure as described with reference to FIG. 6, it is sufficient to replace the conventional polarizing plate, and the optical system is not enlarged. Further, since the heat generation is drastically reduced, the cooling mechanism can be simplified, for example, eliminating the need for the cooling means or special measures for increasing the cooling efficiency of the cooling means. Furthermore, with such a reflective polarizing plate, the polarizing plate can be closely attached or attached to the outer surface of the substrate of the liquid crystal panel.
【0111】さらに、反射偏光板の出射側すなわち、投
写レンズと反射偏光板との間に吸収型の偏光板を設けて
もよい。その場合においては、吸収型の偏光板の透過軸
と、反射偏光板によって主透過される光の偏光軸方向と
が概ね一致するように吸収型の偏光板を配置する。こう
することによって、反射偏光板の偏光度が十分でない場
合においても、余分な光を吸収型偏光板によって吸収さ
せることが可能となるため、コントラスト特性が良好な
投写画像が実現する。Further, an absorption type polarizing plate may be provided on the exit side of the reflecting polarizing plate, that is, between the projection lens and the reflecting polarizing plate. In that case, the absorption-type polarizing plate is arranged such that the transmission axis of the absorption-type polarizing plate and the polarization axis direction of the light mainly transmitted by the reflection polarizing plate substantially coincide with each other. By doing so, even when the degree of polarization of the reflective polarizer is not sufficient, it is possible to absorb excess light by the absorption polarizer, thereby realizing a projected image with good contrast characteristics.
【0112】以上の説明において、入射側偏光板の透過
軸と吸収軸の設定は、透過をS偏光軸、吸収をP偏光軸
としても良く。さらに、偏光変換器において出射する偏
光軸をS偏光に揃える構成としても構わない。また、出
射側反射偏光板の透過軸と反射軸の設定は、逆としても
良いことは言うまでもない。また、本発明に用いる反射
偏光板を、第1の実施例にて説明したような波長選択透
過特性を持つように設定しても構わない。その場合の偏
光手段の構成及び作用は第1の実施例と同様である。In the above description, the transmission axis and the absorption axis of the incident side polarizing plate may be set such that transmission is the S polarization axis and absorption is the P polarization axis. Further, a configuration may be adopted in which the polarization axis emitted from the polarization converter is aligned with S-polarized light. It goes without saying that the setting of the transmission axis and the reflection axis of the exit-side reflective polarizing plate may be reversed. Further, the reflective polarizer used in the present invention may be set to have the wavelength selective transmission characteristics as described in the first embodiment. The configuration and operation of the polarizing means in that case are the same as in the first embodiment.
【0113】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。It should be noted that the present invention is not limited to the above Examples and Embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist of the invention.
For example, the following modifications are possible.
【0114】例えば、白黒画像を投写する投写型表示装
置に本発明を適用する場合には、液晶パネルが1枚と一
対の偏光手段で済み、光束を3色に分離する色光分離手
段と、3色の光束を合成する色光合成手段とを省略でき
る。また、1枚の液晶パネルの内面に3原色の色光を透
過するカラーフィルタを配置させ単板の液晶パネルによ
りカラー表示させる場合には、1枚の液晶パネルと一対
の偏光手段でカラー画像表示することができる。For example, when the present invention is applied to a projection display device that projects a black-and-white image, one liquid crystal panel and a pair of polarizing means are sufficient, and a color light separating means for separating a light beam into three colors is provided. A color light synthesizing means for synthesizing a color light beam can be omitted. When a color filter that transmits the three primary colors is disposed on the inner surface of one liquid crystal panel and color display is performed by a single liquid crystal panel, a color image is displayed by one liquid crystal panel and a pair of polarizing means. be able to.
【0115】また、実施例においては、入射側偏光板及
び出射側の反射偏光板を各液晶パネルの基板外面に貼り
付けて構成したが、両方または一方を液晶パネルと離間
して配置しても構わない。その場合、偏光板または反射
偏光板を保持する保持部材が別途必要となる。 また、
実施例における色光の分離と合成の光路はこれに限られ
るものではなく、例えば導光手段222を経由する色光
は赤色光でも構わない。In the embodiment, the incident-side polarizing plate and the outgoing-side reflecting polarizing plate are attached to the outer surface of the substrate of each liquid crystal panel. However, both or one of them may be disposed apart from the liquid crystal panel. I do not care. In that case, a separate holding member for holding the polarizing plate or the reflective polarizing plate is required. Also,
The optical path for separating and synthesizing the color light in the embodiment is not limited to this. For example, the color light passing through the light guide 222 may be red light.
【0116】〔液晶パネルの実施例〕以上の第1乃至第
3の実施例の液晶ライトバルブにて用いられる液晶パネ
ルの実施例を図面を用いて以下に説明する。図10は各
液晶パネルの断面図、図11(A)は各液晶パネルの光
出射側基板の平面図を示す。図10は図11(A)のA
−A’の断面図を示している。本実施例における特徴
は、液晶パネルの光出射側基板701に、薄膜トランジ
スタの下層遮光膜703を形成していることにある。[Embodiment of Liquid Crystal Panel] An embodiment of a liquid crystal panel used in the liquid crystal light valves of the first to third embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a sectional view of each liquid crystal panel, and FIG. 11A is a plan view of a light emission side substrate of each liquid crystal panel. FIG. 10 shows A in FIG.
It shows a cross-sectional view of -A '. A feature of this embodiment is that a lower light-shielding film 703 of a thin film transistor is formed on a light emission side substrate 701 of a liquid crystal panel.
【0117】図10において、各液晶パネルは、光出射
側基板700と光入射側基板701の一対の基板間に、
TN型などの液晶702を挟持する。なお、液晶はTN
型だけでなく、水平配向型、垂直配向型、高分子分散
型、強誘電などのメモリー型など、適宜用いることがで
きる。光入射側基板701の内面には、例えばクロムあ
るいはチタン等の金属から形成される遮光膜703がマ
トリクス状に形成され、その上には窒化シリコンあるい
は酸化シリコン等から形成される第1の層間絶縁膜70
4が全面に形成され、その上に、多結晶シリコンあるい
は非晶質シリコンからなるシリコン層が島状に形成され
る。このシリコン層は、後に、チャネル707,ソース
705,ドレイン706となるものである。シリコン層
の表面には熱酸化やCVD法等によりシリコン酸化膜か
らなるゲート絶縁膜708が形成され、その上にゲート
電極709がチャネル707に対向して形成される。ゲ
ート電極709は液晶パネルの画素領域にマトリクス状
に形成される走査線ともなり、多結晶シリコンや、アル
ミニウム,タンタル等の金属などにより形成される。な
お、多結晶シリコンを用いた場合はこの上に高融点金属
が積層されてもよい。In FIG. 10, each liquid crystal panel is provided between a pair of substrates of a light emitting side substrate 700 and a light incident side substrate 701.
A liquid crystal 702 such as a TN type is sandwiched. The liquid crystal is TN
Not only a mold, but also a memory type such as a horizontal alignment type, a vertical alignment type, a polymer dispersion type, and a ferroelectric can be used as appropriate. A light-shielding film 703 formed of a metal such as chromium or titanium is formed in a matrix on the inner surface of the light incident side substrate 701, and a first interlayer insulating film formed of silicon nitride or silicon oxide is formed thereon. Membrane 70
4 is formed on the entire surface, and a silicon layer made of polycrystalline silicon or amorphous silicon is formed thereon in an island shape. This silicon layer is to be a channel 707, a source 705, and a drain 706 later. A gate insulating film 708 made of a silicon oxide film is formed on the surface of the silicon layer by thermal oxidation, CVD, or the like, and a gate electrode 709 is formed facing the channel 707 thereon. The gate electrode 709 also serves as a scanning line formed in a matrix in a pixel region of the liquid crystal panel, and is formed of polycrystalline silicon, a metal such as aluminum or tantalum, or the like. When polycrystalline silicon is used, a high melting point metal may be laminated thereon.
【0118】図においては、ゲート電極709に金属を
用い、その表面を陽極酸化して形成した絶縁膜がゲート
電極を覆った後、ゲート電極及びこの陽極酸化膜をマス
クとして不純物イオンをシリコン層に注入し、ソース7
05,ドレイン706を自己整合的に形成している。な
お、チャネル707とソース705,ドレイン706と
の間のシリコン層に、ソース・ドレインより低不純物濃
度の領域を前もって形成すれば、LDD構造とすること
ができる。以上説明したように、各画素ごとにスイッチ
ング素子となる薄膜トランジスタが構成される。In the figure, after a metal is used for the gate electrode 709 and an insulating film formed by anodic oxidation of the surface covers the gate electrode, impurity ions are formed on the silicon layer using the gate electrode and the anodic oxide film as a mask. Inject and sauce 7
05, the drain 706 is formed in a self-aligned manner. Note that an LDD structure can be obtained by forming a region having a lower impurity concentration than the source / drain in the silicon layer between the channel 707, the source 705, and the drain 706 in advance. As described above, a thin film transistor serving as a switching element is configured for each pixel.
【0119】次に、薄膜トランジスタの上に全面に窒化
シリコンあるいは酸化シリコン等からなる第2の層間絶
縁膜710が形成される。ここにコンタクトホール71
2が形成され、アルミニウム等の金属からなるデータ信
号線711が、コンタクトホール712を介してソース
705に接続されるように形成される。次に、窒化シリ
コンあるいは酸化シリコン等からなる第3の層間絶縁膜
714が形成され、第2及び第3の層間絶縁膜に同時に
コンタクトホール713が形成される。そして、ITO
等の透明導電膜からなる画素電極715がコンタクトホ
ール712を介してドレイン706に接続されるように
形成される。なお、図示しないが、この後、最上層とし
て配向膜が形成され、この膜にラビング処理がなされ
る。Next, a second interlayer insulating film 710 made of silicon nitride, silicon oxide or the like is formed on the entire surface of the thin film transistor. Here contact hole 71
2 is formed, and a data signal line 711 made of a metal such as aluminum is formed to be connected to the source 705 via the contact hole 712. Next, a third interlayer insulating film 714 made of silicon nitride, silicon oxide, or the like is formed, and a contact hole 713 is formed in the second and third interlayer insulating films at the same time. And ITO
A pixel electrode 715 made of a transparent conductive film, such as, for example, is connected to the drain 706 via the contact hole 712. Although not shown, an alignment film is thereafter formed as the uppermost layer, and this film is subjected to a rubbing process.
【0120】一方、光出射側基板700の内面には、ク
ロム等の金属や黒色樹脂などからなる遮光膜717が形
成される。この遮光膜717は、光出射側基板701の
遮光膜703より平面的に内側に、マトリクス状に形成
することができる。さらに遮光膜703の上には全面に
ITO等の透明導電膜からなる対向電極716が形成さ
れる。なお、図示しないが、この後、最上層として配向
膜が形成され、この膜にもラビング処理がなされる。On the other hand, a light-shielding film 717 made of a metal such as chromium or a black resin is formed on the inner surface of the light emitting side substrate 700. The light-shielding film 717 can be formed in a matrix shape inside the light-shielding film 703 of the light-emitting side substrate 701 in a plane. Further, a counter electrode 716 made of a transparent conductive film such as ITO is formed on the entire surface of the light-shielding film 703. Although not shown, an alignment film is thereafter formed as the uppermost layer, and this film is also subjected to a rubbing process.
【0121】さて、液晶パネルは、走査線709とデー
タ信号線711がマトリクス状に形成され、各画素に
は、走査線にゲート電極、データ信号線にソース705
が接続された薄膜トランジスタ(以下、TFT)と、T
FTのドレイン706に接続された画素電極715とか
ら構成される。各画素は、TFTをスイッチング素子と
してデータ信号線から画像信号を画素電極715に与
え、画素電極715と対向電極716により挟持する液
晶層702に電圧を印加し、印加電圧に応じて液晶分子
の向きを制御する。さらには各画素には、TFTが非導
通となった非選択期間においても、液晶への印加電圧を
保持できるように、ドレイン706のシリコン層を延在
して、前段の走査線709(一つ前の水平走査期間に選
択電位が印加された走査線。本画素の選択時から一垂直
走査期間は非選択電位のままに維持される。)にとゲー
ト絶縁膜を介して積層することにより、非選択電位との
間で蓄積容量718が形成されている。なお、蓄積容量
718は、ドレインのシリコン層と走査線で形成するの
ではなく、新たに、走査線に平行配置される容量線を設
け、これと層間絶縁膜を介して対向する画素電極715
により形成しても構わない。In the liquid crystal panel, scanning lines 709 and data signal lines 711 are formed in a matrix, and each pixel has a gate electrode as a scanning line and a source 705 as a data signal line.
Is connected to a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT).
A pixel electrode 715 connected to the drain 706 of the FT. Each pixel applies an image signal from a data signal line to a pixel electrode 715 using a TFT as a switching element, applies a voltage to a liquid crystal layer 702 sandwiched between the pixel electrode 715 and a counter electrode 716, and adjusts the orientation of liquid crystal molecules according to the applied voltage. Control. Further, in each pixel, the silicon layer of the drain 706 is extended so that the voltage applied to the liquid crystal can be held even in the non-selection period in which the TFT is turned off, and the scanning line 709 (one A scanning line to which a selection potential is applied in the previous horizontal scanning period. The pixel is kept at a non-selection potential for one vertical scanning period from the time of selection of this pixel via a gate insulating film. A storage capacitor 718 is formed between the storage capacitor 718 and the non-selection potential. Note that the storage capacitor 718 is not formed by a drain silicon layer and a scanning line, but is provided with a new capacitor line arranged in parallel with the scanning line, and a pixel electrode 715 opposed to this via an interlayer insulating film.
May be formed.
【0122】以上の、液晶パネルにおいて、TFTの特
にチャネル707に光入射すると、非導通状態時(非選
択時)にもTFTはリークしてしまう。そうすると、蓄
積された電荷はTFTを介して放電してしまい、液晶へ
の印加電圧が変化する。このようになると、液晶パネル
のコントラストは大きく低下することになる。上記第1
乃至第3の実施例の各ライトバルブにおいては、出射側
に反射偏光板を用いる場合を説明した。この場合、出射
側偏光板は、いずれかの偏光軸(上記実施例ではS偏
光)の光は透過するが、他の偏光軸(上記実施例ではP
偏光)の光は反射する構成となる。反射偏光板は、各画
素の液晶への印加電圧に応じて、S偏光もP偏光も入射
することになるため、反射偏光板からの反射光は光量が
多くなる。この光がTFTに入射すると、液晶パネルと
しては特性劣化する。In the above-described liquid crystal panel, when light is incident on the TFT, particularly the channel 707, the TFT leaks even in a non-conductive state (when not selected). Then, the accumulated charges are discharged through the TFT, and the voltage applied to the liquid crystal changes. In such a case, the contrast of the liquid crystal panel is greatly reduced. The first
In each of the light valves of the third to third embodiments, the case where the reflection polarizing plate is used on the emission side has been described. In this case, the exit-side polarizing plate transmits light of any one of the polarization axes (S-polarized light in the above embodiment), but transmits the other polarization axis (P in the above embodiment).
(Polarized light) is reflected. The reflective polarizer receives both the S-polarized light and the P-polarized light according to the voltage applied to the liquid crystal of each pixel, so that the amount of light reflected from the reflective polarizer increases. When this light enters the TFT, the characteristics of the liquid crystal panel deteriorate.
【0123】本実施例においては、光出射側の反射偏光
手段からも反射光を、TFTに入射しないように、光出
射側の基板に遮光膜717を形成することによって、反
射偏光板からスイッチング素子に入射するの反射光を遮
っているなお、TFTは光入射側からは遮光膜703
と、データ線711のTFT上へのオーバーラップとに
より遮光されている。従って、TFTは、光入射側から
も、光出射側からも遮光されることとなる。In this embodiment, a light-shielding film 717 is formed on the light-emitting side substrate so that reflected light from the light-emitting side reflective polarizing means does not enter the TFT. In addition, the TFT blocks light reflected from the light incident side from the light incident side.
And the data line 711 overlaps the TFT. Therefore, the TFT is shielded from both the light incident side and the light emitting side.
【0124】以上のような液晶パネルの構成により、液
晶ライトバルブにおける液晶パネルの光出射側偏光手段
を、上記の各実施例で説明したような反射偏光板とする
ことが可能となった。With the configuration of the liquid crystal panel as described above, the light-outgoing-side polarizing means of the liquid crystal panel in the liquid crystal light valve can be a reflective polarizing plate as described in each of the above embodiments.
【0125】なお、以上の液晶パネルにおける一画素の
等価回路図を図11(B)に示す。この画素の走査期間
が到来すると、図示しない走査側ドライバから走査線7
09に供給される走査信号に応じてTFTが選択されて
導通する。一方、図示しないデータ線側ドライバから
は、選択された画素に書き込む画像信号が供給され、導
通したTFTを介して液晶702及び蓄積容量718に
画像信号の電圧を印加する。この後、TFTは非選択と
なって非導通となると、液晶702の容量と蓄積容量7
18の容量に保持された電荷に基づき、次の走査期間ま
で液晶702に電圧印加が継続される。なお、蓄積容量
718は、前述のように専用の容量線との間に容量を形
成しても構わない。FIG. 11B shows an equivalent circuit diagram of one pixel in the above liquid crystal panel. When the scanning period of the pixel arrives, the scanning line driver (not shown) supplies the scanning line 7.
The TFT is selected and turned on in accordance with the scanning signal supplied to the switch 09. On the other hand, an image signal to be written to the selected pixel is supplied from a data line side driver (not shown), and a voltage of the image signal is applied to the liquid crystal 702 and the storage capacitor 718 via the conductive TFT. Thereafter, when the TFT is deselected and becomes non-conductive, the capacitance of the liquid crystal 702 and the storage capacitance 7 are reduced.
Based on the electric charge held in the capacitance of No. 18, the voltage application to the liquid crystal 702 is continued until the next scanning period. Note that the storage capacitor 718 may form a capacitor between the storage capacitor 718 and a dedicated capacitor line as described above.
【0126】なお、図示しないが、入射側偏光板及び/
又は出射側の反射偏光板は、それぞれの基板701,7
00の外面に、必要に応じて密着又は貼り付けられる。Although not shown, the incident side polarizing plate and / or
Alternatively, the reflective polarizing plate on the emission side is provided on each of the substrates 701, 7
00 is adhered to or adhered to the outer surface as needed.
【0127】〔その他の実施形態〕以上に説明した各実
施例において、偏光軸の設定は、実施例に限定されるこ
となく、本発明の趣旨を変更しない範囲で適宜設定する
ことができる。[Other Embodiments] In each of the embodiments described above, the setting of the polarization axis is not limited to the embodiment, but can be set as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
【0128】また、上述した各実施例において、多層構
造フィルムのかわりに、例えばコレステリック液晶層を
λ/4板で挟んだもの、ブリュースターの角度を利用す
るもの(SID 92DIGEST 第427頁乃至4
29頁)、ホログラムを利用するものを用いてもよい。
これらも上述した実施形態における多層構造フィルムと
同様の機能を有することが知られている。In each of the above-mentioned embodiments, for example, a cholesteric liquid crystal layer sandwiched between λ / 4 plates and a Brewster angle-based film (SID 92DIGEST pp. 427 to 4) are used instead of the multilayer structure film.
29), and those utilizing holograms may be used.
It is known that these also have the same function as the multilayer structure film in the above-described embodiment.
【0129】また、投写型表示装置としては、投写面を
観察する側から投写を行う前面投写型のものと、投写面
を観察する方向とは逆側から投写を行う背面投写型のも
のとがあるが、上述した各実施形態に係る投写型表示装
置は、いずれのタイプにも適用可能である。As the projection type display device, there are a front projection type in which projection is performed from the side where the projection surface is observed, and a rear projection type in which projection is performed from the side opposite to the direction in which the projection surface is observed. However, the projection display devices according to the above-described embodiments can be applied to any type.
【0130】[0130]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、投
写型表示装置のライトバルブにおける液晶パネルの偏光
手段が、従来の偏光板のように光吸収して発熱しないの
で、偏光板の偏光特性が劣化したり、液晶パネルが熱の
影響を受けてしまうことを防ぐことができる。また、偏
光手段は多層構造のフィルムであるため、光学系が大型
化することもない。また、発熱が激減するため、冷却手
段を無くす或いは冷却手段の冷却効率を高める特別な工
夫をしなくとも良くなるなど、冷却機構を簡単化するこ
とができる。また、フィルムで反射された光は、光源側
で再反射され、光の利用効率を高めることができる。As described above, according to the present invention, the polarizing means of the liquid crystal panel in the light valve of the projection display absorbs light and does not generate heat unlike the conventional polarizing plate. It is possible to prevent the polarization characteristics from deteriorating and the liquid crystal panel from being affected by heat. Further, since the polarizing means is a film having a multilayer structure, the optical system does not increase in size. Further, since the heat generation is drastically reduced, the cooling mechanism can be simplified, for example, it is not necessary to eliminate the cooling means or take special measures to increase the cooling efficiency of the cooling means. Further, the light reflected by the film is re-reflected on the light source side, so that the light use efficiency can be improved.
【図1】本発明の第1の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a projection display apparatus showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a projection display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例を示す投写型表示装置の
構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a projection display apparatus showing a third embodiment of the present invention.
【図4】(A)(B)図3における偏光ビームスプリッ
タアレイ(偏光変換器)を示す図。4A and 4B are views showing a polarization beam splitter array (polarization converter) in FIG.
【図5】本発明の液晶ライトバルブにおける動作を説明
する図。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the liquid crystal light valve of the present invention.
【図6】本発明に用いられる偏光手段の詳細を示す図。FIG. 6 is a diagram showing details of a polarizing means used in the present invention.
【図7】各液晶ライトバルブの偏光手段の波長選択透過
特性を示す図。FIG. 7 is a view showing wavelength selective transmission characteristics of a polarizing means of each liquid crystal light valve.
【図8】従来の投写型表示装置の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional projection display device.
【図9】従来の液晶ライトバルブにおける動作を説明す
る図。FIG. 9 is a view for explaining the operation of a conventional liquid crystal light valve.
【図10】本発明に係わる液晶パネルの断面図。FIG. 10 is a sectional view of a liquid crystal panel according to the present invention.
【図11】本発明に係わる液晶パネルの平面図(A)及
び等価回路図(B)。FIG. 11 is a plan view (A) and an equivalent circuit diagram (B) of a liquid crystal panel according to the present invention.
10・・・光源部 11・・・ランプ 12・・・リフレクタ 13,14・・・ダイクロイックミラー 15,16,17・・・反射ミラー 18・・・入射レンズ 19・・・リレーレンズ 20・・・出射レンズ 22・・・導光手段 23,24,25・・・液晶パネル 29,31,33・・・入射側偏光板 30,32,34・・・出射側反射偏光板 26・・・クロスダイクロイックプリズム 27・・・投写レンズ 28・・・スクリーン 501,502・・・入射光 503・・・入射側偏光板 504・・・液晶パネル 505・・・出射側反射偏光板 510・・・赤色光用のライトバルブの偏光手段の波長
選択透過特性 520・・・緑色光用のライトバルブの偏光手段の波長
選択透過特性 530・・・青色光用のライトバルブの偏光手段の波長
選択透過特性DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source part 11 ... Lamp 12 ... Reflector 13, 14 ... Dichroic mirror 15, 16, 17 ... Reflection mirror 18 ... Incident lens 19 ... Relay lens 20 ... Outgoing lens 22 ... Light guide means 23, 24, 25 ... Liquid crystal panel 29, 31, 33 ... Incident side polarizing plate 30, 32, 34 ... Outgoing side reflective polarizing plate 26 ... Cross dichroic Prism 27 Projection lens 28 Screen 501 502 Incident light 503 Incident side polarizing plate 504 Liquid crystal panel 505 Outgoing side reflective polarizing plate 510 Red light 520: wavelength selective transmission characteristics of the polarization means of the light valve for green light 520: wavelength selective transmission characteristics of the polarization means of the light valve for green light 530: wavelength selection transmission characteristics of the light valve for blue light Long permselective properties
Claims (9)
成分の光に揃えて出射可能な偏光変換手段と、前記偏光
変換手段から出射した光を変調するライトバルブと、該
ライトバルブにより変調された光を投写する投写光学手
段とを備え、 前記ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの少
なくとも光出射側に配置され、一方の偏光軸成分の光を
主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に反射する偏光手
段を有することを特徴とする投写型表示装置。1. A light source, a polarization conversion unit capable of aligning light from the light source with light having one polarization axis component and emitting the light, a light valve for modulating light emitted from the polarization conversion unit, and the light valve And a projection optical unit for projecting light modulated by the light valve, the light valve is disposed on a liquid crystal panel and at least a light emission side of the liquid crystal panel, and mainly transmits light of one polarization axis component and transmits the other light. A projection display device comprising a polarizing means for mainly reflecting light of a polarization axis component.
て、 前記反射偏光板と前記投写手段との間に設けられてお
り、一方の偏光軸成分の光を主に透過し、前記一方の偏
光軸成分とは異なる偏光軸成分の光を主に吸収する偏光
板を有することを特徴とする投写型表示装置。2. The projection type display device according to claim 1, wherein said projection type display device is provided between said reflection polarizing plate and said projection means, and mainly transmits light of one polarization axis component. A projection display device comprising a polarizing plate that mainly absorbs light having a polarization axis component different from one polarization axis component.
記載の投写型表示装置であって、 前記ライトバルブは、該液晶パネルの光入射側に配置さ
れ、前記偏光変換手段から出射する偏光軸成分の光を主
に透過し他方の偏光軸成分の光を主に吸収する偏光板を
更に具備することを特徴とする投写型表示装置。3. The projection display device according to claim 1, wherein the light valve is disposed on a light incident side of the liquid crystal panel, and emits light from the polarization conversion unit. A projection display device, further comprising a polarizing plate that mainly transmits light of the other polarization axis component and mainly absorbs light of the other polarization axis component.
記載の投写型表示装置において、 前記光源は、 光を発する光源ランプと、前記光源ランプから発した光
及び前記偏光手段によって反射された光を前記反射偏光
板側に反射する反射ミラーとを具備することを特徴とす
る投写型表示装置。4. The projection display device according to claim 1, wherein the light source is a light source lamp that emits light, and is reflected by the light emitted from the light source lamp and the polarizing unit. And a reflection mirror for reflecting the reflected light to the reflective polarizing plate side.
投写型表示装置であって、 前記光源からの光を複数の色光に分離する分離手段と、 該分離手段手段により分離された色光をそれぞれ変調す
る複数の前記ライトバルブと、 前記複数のライトバルブによって変調された色光を合成
する合成手段と、を更に具備することを特徴とする投写
型表示装置。5. The projection type display device according to claim 1, wherein the light from the light source is separated into a plurality of color lights, and the light is separated by the separation means. A projection display device, further comprising: a plurality of the light valves that respectively modulate color lights; and a combining unit that combines the color lights modulated by the plurality of light valves.
投写型表示装置であって、 前記偏光手段は、第1の軸方向とこれと直交する第2の
軸方向の屈折率が互いに異なる第1のフィルムと、前記
第1の軸方向と前記第2の軸方向の屈折率が前記第1の
フィルムの第2軸方向の屈折率とほぼ等しい第2のフィ
ルムとが交互に積層された多層構造フィルムであること
を特徴とする投写型表示装置。 と前記投写手段との間に設けられており、前記一方の偏
光軸成分の光を主に透過し、前記一方の偏光軸成分とは
異なる偏光軸成分の光を主に吸収する偏光板を有するこ
とを特徴とする投写型表示装置。6. The projection display device according to claim 1, wherein said polarizing means has a refractive index in a first axial direction and a refractive index in a second axial direction orthogonal to the first axial direction. First films different from each other, and second films having a refractive index in the first axial direction and a refractive index in the second axial direction substantially equal to a refractive index in the second axial direction of the first film are alternately laminated. A projection type display device characterized in that the projection type display device is a multi-layer structure film. A polarizing plate that is provided between the light source and the projection means and mainly transmits light of the one polarization axis component and mainly absorbs light of a polarization axis component different from the one polarization axis component. A projection display device characterized by the above-mentioned.
投写型表示装置であって、 前記光源からの光を複数の色光に分離する分離手段と、 該分離手段手段により分離された色光をそれぞれ変調す
る複数の前記ライトバルブと、 前記複数のライトバルブによって変調された色光を合成
する合成手段と、を更に具備することを特徴とする投写
型表示装置。7. The projection type display device according to claim 1, wherein the light from the light source is separated into a plurality of color lights, and the light is separated by the separation means. A projection display device, further comprising: a plurality of the light valves that respectively modulate color lights; and a combining unit that combines the color lights modulated by the plurality of light valves.
ライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光を
投写する投写光学手段とを備え、 前記ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの光
出射側に配置され、一方の偏光軸成分の光を主に透過し
他方の偏光軸成分の光を主に反射する偏光手段及び、該
液晶パネルの光入射側に配置され、一方の偏光軸成分の
光を主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に吸収する偏
光板を具備することを特徴とする投写型表示装置。8. A light source, a light valve for modulating light from the light source, and projection optical means for projecting light modulated by the light valve, the light valve comprising: a liquid crystal panel; A polarizing means that is arranged on the light emission side of the panel, mainly transmits light of one polarization axis component and mainly reflects light of the other polarization axis component, and is arranged on the light incidence side of the liquid crystal panel; A projection display device comprising: a polarizing plate mainly transmitting light of a polarization axis component and mainly absorbing light of the other polarization axis component.
イトバルブと、該ライトバルブにより変調された光を投
写する投写光学手段とを備え、 前記ライトバルブは、液晶パネルと、該液晶パネルの少
なくとも光出射側に配置され、一方の偏光軸成分の光を
主に透過し他方の偏光軸成分の光を主に反射する偏光手
段を有し、 前記液晶パネルは一対の基板間に液晶を挟持してなり、
光入射側に配置される一方の前記基板内面上に、スイッ
チング素子とそれに接続された画素電極とがマトリクス
状に形成され、前記他方の基板上の前記スイッチング素
子に対応する位置には遮光層が設けられていることを特
徴とする投写型表示装置。9. A light source, a light valve for modulating light from the light source, and projection optical means for projecting light modulated by the light valve, the light valve comprising: a liquid crystal panel; and the liquid crystal panel. At least on the light emission side of the liquid crystal panel. Pinched,
A switching element and a pixel electrode connected thereto are formed in a matrix on one inner surface of the substrate arranged on the light incident side, and a light-shielding layer is provided at a position corresponding to the switching element on the other substrate. A projection display device, wherein the projection display device is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11006549A JP2000206481A (en) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | Projection type display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11006549A JP2000206481A (en) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | Projection type display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000206481A true JP2000206481A (en) | 2000-07-28 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11006549A Withdrawn JP2000206481A (en) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | Projection type display device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000206481A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003091792A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nitto Denko Corporation | Viewing angle magnification liquid crystal display unit |
CN112041701A (en) * | 2018-04-19 | 2020-12-04 | 罗伯特·博世有限公司 | Device and method for determining the position of at least one object |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP11006549A patent/JP2000206481A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003091792A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nitto Denko Corporation | Viewing angle magnification liquid crystal display unit |
US7317498B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-01-08 | Nitto Denko Corporation | Viewing angle magnification liquid crystal display unit |
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