JP2001166292A - Projection display device - Google Patents

Projection display device

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JP2001166292A
JP2001166292A JP35264999A JP35264999A JP2001166292A JP 2001166292 A JP2001166292 A JP 2001166292A JP 35264999 A JP35264999 A JP 35264999A JP 35264999 A JP35264999 A JP 35264999A JP 2001166292 A JP2001166292 A JP 2001166292A
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JP
Japan
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display panel
liquid crystal
polarizing plate
crystal display
phase plate
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Application number
JP35264999A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Konno
賢治 金野
Shuichi Fujii
秀一 藤井
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection display device having such a structure that a phase plate is disposed between a polarizing plate and a reflection type liquid crystal display panel, in which changes in the phase plate with temperature are prevented, high efficiency and low cost are obtained with a compact structure and moreover, high contrast is obtained. SOLUTION: The projection display device consists of a display part having a reflection type liquid crystal display panel, a polarizing plate as a polarizer and analyzer and disposed in the front side of the reflection type liquid crystal panel, and at least one phase plate disposed between the polarizing plate and the reflection type liquid crystal display panel, and of an illumination optical system to illuminate the reflection type liquid crystal display panel, and of an projection optical system to project the light from the reflection type liquid crystal display panel. In this device, the polarizing plate and the phase plate are disposed at a specified distance so that the heat from the polarizing plate is not transferred to the phase plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示素
子等のいわゆる反射型表示パネルを用いた、プロジェク
ター表示装置等のいわゆる投影型ディスプレイ装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called projection type display device such as a projector display device using a so-called reflection type display panel such as a reflection type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、反射型液晶表示素子等のいわ
ゆる反射型表示パネルを用いた、プロジェクター表示装
置等のいわゆる投影型ディスプレイ装置に関しては、種
々の光学系の構成が提案されている。例えば、照明光学
系,空間変調素子としての表示パネル,投影光学系より
成り、更に表示パネルの直前に偏光板を配置した構成の
ものがある。これは、この偏光板を通過した特定の偏光
軸を持つ入射光が、表示パネルの各画素により変調され
て或いは変調されずに反射され、再び偏光板に戻ってこ
こで遮断されるか或いはここを透過する事により、所望
の画像表示を行うものである。
2. Description of the Related Art Various types of optical systems have been proposed for a so-called projection display device such as a projector display device using a so-called reflective display panel such as a reflective liquid crystal display device. For example, there is a configuration that includes an illumination optical system, a display panel as a spatial modulation element, and a projection optical system, and further includes a polarizing plate disposed immediately before the display panel. This is because incident light having a specific polarization axis that has passed through the polarizing plate is modulated or reflected without being modulated by each pixel of the display panel, returns to the polarizing plate again, and is blocked or changed. Is transmitted, thereby displaying a desired image.

【0003】この場合、例えばいわゆる照明光学系から
の照明光を、表示パネルの法線方向より若干斜め方向か
らその表示パネルに入射させ、ここで正反射したものを
投影光としていわゆる投影光学系に導くといった構成が
とられる。また、表示パネルへの入射光に対応する偏光
板(偏光子)と、表示パネルからの射出光に対応する偏
光板(検光子)とが分離した構成のものが提案されてい
る。なお、その他の構成として、表示パネルの直前にP
BS(偏光ビームスプリッター)プリズムを配置し、い
わゆるクロスニコル変調を行う構成のものがある。
In this case, for example, illumination light from a so-called illumination optical system is made to enter the display panel from a direction slightly oblique to the normal direction of the display panel, and what is specularly reflected here is used as projection light to the so-called projection optical system. A configuration such as guiding is adopted. Further, a configuration has been proposed in which a polarizing plate (polarizer) corresponding to light incident on a display panel and a polarizing plate (analyzer) corresponding to light emitted from the display panel are separated. In addition, as another configuration, P
There is a configuration in which a BS (polarization beam splitter) prism is arranged to perform so-called crossed Nicols modulation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、偏光子と検光子とが分離した構成のものでは、入射
光と反射光の分離を行うためのスペースを非常に大きく
取る必要があり、投影光学系が大型化してしまい、コス
ト高となる。また、上述したその他の構成として、表示
パネルの直前にPBSプリズムを配置し、いわゆるクロ
スニコル変調を行う場合、一般にPBSプリズムは高価
であり、いわゆる3板式の投影型ディスプレイ装置とも
なると、各表示パネル毎にPBSプリズムが必要とな
り、非常なコスト高となる。
However, in the above-mentioned configuration in which the polarizer and the analyzer are separated, it is necessary to take a very large space for separating the incident light and the reflected light, and the projection is required. The size of the optical system is increased, and the cost is increased. In addition, as another configuration described above, when a PBS prism is arranged immediately before a display panel to perform so-called crossed Nicols modulation, the PBS prism is generally expensive, and when a so-called three-panel projection display device is used, each of the display panels is required. Each time, a PBS prism is required, resulting in a very high cost.

【0005】そこで、偏光子と検光子とを同一の偏光板
で兼用した構成とすると、スペース効率が良く、またコ
ストダウンを図る事ができる。このとき、一般に、表示
パネルとして反射型液晶表示素子を用いた場合、良好な
画像のコントラストを達成するためには、液晶の各画素
において電圧を印加しない状態を画像表示のOFF状態
とする、いわゆるノーマリブラック使用が望ましい。本
構成でこれを実現するためには、偏光板と反射型液晶表
示パネルとの間に位相板を配置する必要がある。
Therefore, if the same polarizer is used for both the polarizer and the analyzer, the space efficiency is improved and the cost can be reduced. At this time, in general, when a reflective liquid crystal display element is used as a display panel, in order to achieve good image contrast, a state where no voltage is applied to each pixel of the liquid crystal is set to an OFF state of image display, that is, a so-called OFF state. It is desirable to use normally black. In order to realize this in this configuration, it is necessary to arrange a phase plate between the polarizing plate and the reflective liquid crystal display panel.

【0006】具体的には、表示パネルとその直前に配置
された偏光板との間に、その偏光板の偏光軸(透過軸)
と45度を成す関係の遅相軸或いは進相軸を持つ1/4
波長板を位相板として配置した構成とする。これは、こ
の偏光板を通過した特定の偏光軸を持つ入射光が、表示
パネルにより変調されない場合は、1/4波長板を往復
通過する事により1/2波長板としての働きを受け、偏
光軸が90度回転し、再び偏光板に戻ってここで遮断さ
れて、黒表示を行うものである。
Specifically, a polarizing axis (transmission axis) of a polarizing plate is provided between a display panel and a polarizing plate disposed immediately before the display panel.
1/4 having a slow axis or fast axis of 45 degrees
The configuration is such that the wave plate is arranged as a phase plate. This is because, when the incident light having a specific polarization axis that has passed through the polarizing plate is not modulated by the display panel, the light reciprocates and passes through the quarter-wave plate to act as a half-wave plate. The axis is rotated by 90 degrees, returns to the polarizing plate again and is blocked here, and black display is performed.

【0007】入射光が表示パネルにより変調されると、
これにより、その偏光軸と45度を成す関係の遅相軸或
いは進相軸を持つ1/4波長板を往復通過したときと同
等の1/2波長板としての働きを受け、さらに実際に上
述の1/4波長板そのものを往復通過する事によって1
/2波長板としての働きを受ける。これにより最終的に
1波長板を通過したときと同等となって、偏光軸は元の
方向となり(実際は180度回転)、偏光板を通過して
白表示、或いはいわゆる多板方式の場合は各表示パネル
の色表示を行う。
When the incident light is modulated by the display panel,
Thereby, it receives a function as a half-wave plate equivalent to that when the light beam reciprocates through a quarter-wave plate having a slow axis or a fast axis having a relation of 45 degrees with the polarization axis, and furthermore, actually By reciprocating the 1/4 wavelength plate itself
Receives the function as a / 2 wavelength plate. As a result, the polarization axis is returned to the original direction (actually rotated by 180 degrees) after passing through the one-wavelength plate. The color of the display panel is displayed.

【0008】ところが、画像表示がOFF即ち黒表示を
行う状態では、偏光板で全ての光を吸収するために、こ
こで非常に多くの熱を発生してしまう。このとき、偏光
板に位相板が接着されていたり、或いは互いに近接した
構成であると、偏光板から位相板へと熱が伝わり、位相
板の温度が上昇して、その温度変化により屈折率差が変
化し、位相特性が変化する。そうすると、画像表示がO
FFの状態でも、位相板を往復通過した光の偏光軸が、
偏光板の偏光軸(透過軸)に対して正確に90度を成さ
なくなり、完全には遮断されなくなるので、良好なコン
トラストを得る事が困難となってしまう。
However, when the image display is OFF, that is, when black display is performed, all the light is absorbed by the polarizing plate, so that much heat is generated here. At this time, if the phase plate is adhered to the polarizing plate or has a configuration close to each other, heat is transmitted from the polarizing plate to the phase plate, and the temperature of the phase plate rises. Changes, and the phase characteristics change. Then, the image display is O
Even in the FF state, the polarization axis of light that has reciprocated through the phase plate is
Since the angle does not form exactly 90 degrees with respect to the polarization axis (transmission axis) of the polarizing plate and the light is not completely blocked, it is difficult to obtain good contrast.

【0009】本発明は、このような問題点に鑑み、偏光
板と反射型液晶表示パネルとの間に位相板を配置した構
成において、位相板の温度変化を防止し、コンパクトな
構成で効率が良く、しかも低コストであり、さらには高
コントラストが得られる投影型ディスプレイ装置を提供
する事を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and in a configuration in which a phase plate is disposed between a polarizing plate and a reflection type liquid crystal display panel, a temperature change of the phase plate is prevented, and the efficiency is reduced by a compact configuration. It is an object of the present invention to provide a projection type display device which is good, low cost, and can obtain high contrast.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、反射型液晶表示パネルと、その反射型
液晶表示パネルの前方に配置され、偏光子と検光子とを
兼ねた偏光板と、その偏光板と前記反射型液晶表示パネ
ルとの間に少なくとも1枚配置された位相板とを有する
表示部と、前記反射型液晶表示パネルを照明する照明光
学系と、その反射型液晶表示パネルからの光を投影する
投影光学系と、から成る投影型ディスプレイ装置におい
て、前記偏光板からの熱が前記位相板に伝達しないよう
に、その偏光板とその位相板とを所定の間隔だけあけた
事を特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a reflective liquid crystal display panel, and a polarizing plate disposed in front of the reflective liquid crystal display panel and serving as a polarizer and an analyzer. Display unit having a plate, at least one phase plate disposed between the polarizing plate and the reflective liquid crystal display panel, an illumination optical system for illuminating the reflective liquid crystal display panel, and the reflective liquid crystal A projection optical system for projecting light from a display panel, wherein the polarizing plate and the phase plate are separated by a predetermined distance so that heat from the polarizing plate is not transmitted to the phase plate. It is characterized by opening.

【0011】また、以下の条件式を満足する事を特徴と
する。 0.3<d<20 但し、 d:偏光板と位相板の間隔(mm) である。
Further, the present invention is characterized in that the following conditional expression is satisfied. 0.3 <d <20, where d is a distance (mm) between the polarizing plate and the phase plate.

【0012】さらに、前記偏光板と前記位相板との間に
流体を流す事を特徴とする。また、流体を流す方向は、
前記反射型液晶表示パネルの接続基板が接続される辺と
略平行である事を特徴とする。
Further, a fluid is caused to flow between the polarizing plate and the phase plate. Also, the direction of flowing the fluid is
The reflection type liquid crystal display panel is characterized by being substantially parallel to a side to which a connection substrate is connected.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一
実施形態の投影型ディスプレイ装置の光学系の主な構成
を模式的に示す側面図である。同図において、1は光源
であり、2は光源1を取り囲むように配置され、光源1
からの光を反射する傘状のリフレクターである。また、
リフレクター2の後方には、光が進む順に集光レンズ
3、第1レンズアレイ4、少し離れて第2レンズアレイ
5が配置されている。第1レンズアレイ4は、格子状に
組み合わされた各セルを有しており、第2レンズアレイ
5は、第1レンズアレイ4とは別の格子状に組み合わさ
れた各セルを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a main configuration of an optical system of a projection display apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a light source, 2 denotes a light source, and 2 denotes a light source.
This is an umbrella-shaped reflector that reflects light from the umbrella. Also,
Behind the reflector 2, a condenser lens 3, a first lens array 4, and a second lens array 5 are arranged a little apart in the order in which light travels. The first lens array 4 has cells combined in a lattice shape, and the second lens array 5 has cells combined in a different lattice shape from the first lens array 4. .

【0014】集光レンズ3は、光源1及びリフレクター
2からの光を、第1レンズアレイ4を介して第2レンズ
アレイ5に集光する。また、第2レンズアレイ5さらに
は図示しない重ね合わせレンズにより、第1レンズアレ
イ4の各セルの像が照明光として重なり合うようにして
いる。以上の構成を照明光学系と呼ぶ。さらに、第2レ
ンズアレイ5の後方には、照明光を表示パネルに入射光
として集光し、表示パネルからの反射光を投影光として
投影光学系に導く、軸が上方へ偏心したコンデンサーレ
ンズ6が配置されている。また、コンデンサーレンズ6
の後方には、偏光板7,位相板8,及び反射型液晶表示
素子を用いた表示パネル9が配置されている。
The condenser lens 3 condenses the light from the light source 1 and the reflector 2 to the second lens array 5 via the first lens array 4. Further, the images of the cells of the first lens array 4 are overlapped as illumination light by the second lens array 5 and a superimposed lens (not shown). The above configuration is called an illumination optical system. Further, behind the second lens array 5, a condenser lens 6 whose light axis is decentered upward, condenses illumination light as incident light on the display panel and guides reflected light from the display panel as projection light to a projection optical system. Is arranged. The condenser lens 6
A display panel 9 using a polarizing plate 7, a phase plate 8, and a reflective liquid crystal display element is disposed behind the display panel.

【0015】光源1及びリフレクター2からの光は、照
明光学系を経て、各光学部材6〜8を通過し、若干斜め
上方より光軸Lに沿って表示パネル9に入射する。表示
パネル9は図の鉛直方向より若干右に傾いて配置されて
いる。表示パネル9に入射した入射光は、水平前方(図
の左方)に反射光として反射され、光軸Zに沿って上記
各光学部材を、8〜6と逆方向に再び通過し、投影光学
系10に導かれ、これにより投影光として画像投影され
る。
Light from the light source 1 and the reflector 2 passes through the optical members 6 to 8 via the illumination optical system, and is incident on the display panel 9 along the optical axis L from slightly obliquely above. The display panel 9 is disposed slightly inclined rightward from the vertical direction in the figure. The incident light that has entered the display panel 9 is reflected horizontally forward (to the left in the figure) as reflected light, passes through the above optical members again along the optical axis Z in the direction opposite to the direction of 8 to 6, and is projected by the projection optical system. The light is guided to the system 10, whereby the image is projected as projection light.

【0016】このように、表示パネル9に対して斜めに
照明を行う事で、入射光と反射光の分離を行う事ができ
る。また、表示パネル9は各光軸に対して傾いて配置さ
れており、コンデンサーレンズ6も各光軸に対して傾い
ているとともに大きく偏心しているので、これらにより
発生する非軸対称な収差を補正するために、投影光学系
10は、各レンズ群10a,10b,10c,10dが
互いに偏心した構成になっている。
By illuminating the display panel 9 obliquely, incident light and reflected light can be separated. Further, the display panel 9 is arranged to be inclined with respect to each optical axis, and the condenser lens 6 is also inclined with respect to each optical axis and is largely decentered. For this purpose, the projection optical system 10 has a configuration in which the lens groups 10a, 10b, 10c, and 10d are decentered from each other.

【0017】さらに、本実施形態では、偏光板7と位相
板8との間の空間に、例えば上方より冷却ファン11で
空気を強制的に流す事により、偏光板7からの放熱を促
し、更にその熱を位相板8に伝える事なく外部へ放出し
ている。詳しくは後述する。
Further, in the present embodiment, for example, the cooling fan 11 forcibly flows air from above into the space between the polarizing plate 7 and the phase plate 8, thereby promoting heat radiation from the polarizing plate 7. The heat is released to the outside without being transmitted to the phase plate 8. Details will be described later.

【0018】図2は、コンデンサーレンズ6から表示パ
ネル9までの表示部を示した部分拡大図である。同図に
示すように、コンデンサーレンズ6の後方には、偏光板
7,位相板8,及び反射型液晶表示素子を用いた表示パ
ネル9が配置されている。このうち、位相板8は1/4
波長板であり、また表示パネル9は、電圧印加時に往復
で1/2波長板としての作用を示し、電圧無印加時には
波長板として作用しないという特性を有する。
FIG. 2 is a partially enlarged view showing a display section from the condenser lens 6 to the display panel 9. As shown in FIG. 1, a polarizing plate 7, a phase plate 8, and a display panel 9 using a reflective liquid crystal display element are arranged behind the condenser lens 6. Of these, the phase plate 8 is 1/4
The display panel 9 is a wave plate, and has a characteristic that it functions as a half-wave plate in a reciprocating manner when a voltage is applied and does not function as a wave plate when no voltage is applied.

【0019】このような反射型液晶表示素子を用いた表
示パネル(以下、反射型液晶表示パネルと呼ぶ)による
画像表示の構成を改めて説明する。一般に、反射型液晶
表示パネルを使用する場合、上述したように、電圧を印
加しないときに黒表示を行う方が、高いコントラストが
得られる事が知られている。特に、電圧を印加しないと
きに垂直配向となる液晶を用いると、コントラストが高
くなる。ところが、本実施形態のように、偏光子と検光
子とを兼用した一枚の偏光板を、反射型液晶表示パネル
の直前に配置する場合、そのままでは電圧を印加しない
ときに白表示となり、いわゆるノーマリホワイトと呼ば
れる表示方式となってしまう。
The configuration of image display by a display panel using such a reflective liquid crystal display device (hereinafter referred to as a reflective liquid crystal display panel) will be described again. In general, when a reflective liquid crystal display panel is used, as described above, it is known that higher contrast is obtained by performing black display when no voltage is applied. In particular, when liquid crystal that is vertically aligned when no voltage is applied is used, the contrast is increased. However, as in the present embodiment, when a single polarizing plate that also serves as a polarizer and an analyzer is disposed immediately before a reflection-type liquid crystal display panel, white display is obtained when no voltage is applied as it is. This results in a display method called normally white.

【0020】そこで、本実施形態では、往復通過により
偏光方向が90度回転する1/4波長板を、位相板とし
て偏光板と反射型液晶表示パネルとの間に配置する。こ
れにより、電圧を印加しないときに黒状態を表示する、
いわゆるノーマリブラックの状態を実現し、高いコント
ラストを達成する事ができる。
Therefore, in the present embodiment, a quarter-wave plate whose polarization direction is rotated by 90 degrees due to reciprocal passage is disposed between the polarizer and the reflective liquid crystal display panel as a phase plate. With this, a black state is displayed when no voltage is applied,
A so-called normally black state can be realized, and high contrast can be achieved.

【0021】図3は、本実施形態における反射型液晶表
示パネルの電圧印加状態と、各光学要素通過後の偏光状
態との関係を示す図表である。ここでは電圧を印加した
とき及び電圧を印加しないときの、それぞれの偏光状態
の推移を表している。また同図において、LCDは反射
型液晶表示パネルを示している。まず、光源から出た光
はランダム偏光の状態であるが、通常は、図示しない偏
光変換手段により、或程度の一様な直線偏光状態に整え
られる。同図ではこれを縦方向の矢印で表している。
FIG. 3 is a table showing the relationship between the voltage application state of the reflection type liquid crystal display panel in this embodiment and the polarization state after passing through each optical element. Here, the transition of each polarization state when a voltage is applied and when no voltage is applied is shown. In the same figure, the LCD indicates a reflection type liquid crystal display panel. First, the light emitted from the light source is in a state of random polarization, but is usually adjusted to a certain degree of uniform linear polarization by polarization conversion means (not shown). In the figure, this is indicated by a vertical arrow.

【0022】次に、この状態で偏光板に入射した光は、
偏光板の偏光軸(透過軸)方向の偏光成分のみ透過し
て、ほぼ完全な直線偏光状態となる。そして、偏光板を
出た光は位相板に入射する。ここで、位相板の遅相軸或
いは進相軸と偏光板の偏光軸(透過軸)とが所定の角度
(例えば45度)を成すように配置しておくと、位相板
を透過した光は円偏光となる。
Next, the light incident on the polarizing plate in this state is
Only the polarized light component in the direction of the polarizing axis (transmission axis) of the polarizing plate is transmitted, and almost completely linearly polarized. Then, the light exiting the polarizing plate enters the phase plate. Here, if the slow axis or fast axis of the phase plate and the polarization axis (transmission axis) of the polarizing plate are arranged so as to form a predetermined angle (for example, 45 degrees), light transmitted through the phase plate becomes It becomes circularly polarized light.

【0023】このとき、位相板の軸を所望の角度に正確
に配置する事ができるように、位相板の保持部材に回転
調整機構を設けている事が望ましい。これにより、反射
型液晶表示パネルに存在するプレチルトにより生じる若
干の位相差をキャンセルして、更に高いコントラストを
達成する事ができる。このプレチルトとは、一般に反射
型液晶表示パネルに僅かに存在する、電圧を印加しない
ときの配向のばらつきの事である。
At this time, it is desirable to provide a rotation adjusting mechanism on the holding member of the phase plate so that the axis of the phase plate can be accurately arranged at a desired angle. As a result, a slight phase difference caused by pretilt existing in the reflection type liquid crystal display panel can be canceled, and higher contrast can be achieved. The pretilt is a slight variation in the alignment when no voltage is applied, which is generally present in a reflection type liquid crystal display panel.

【0024】位相板を透過して円偏光となった光は、反
射型液晶表示パネルに入射する。反射型液晶表示パネル
は、電圧を印加したときには位相板として作用し、即ち
入射,射出の往復で1/2波長板の働きをするので、同
図の上段に示すように、例えば位相板からの右回りの円
偏光が入射すると、左回りの円偏光として射出する。一
方、反射型液晶表示パネルに電圧を印加しないときに
は、位相板として作用せず、即ち偏光状態を変化させな
いので、同図の下段に示すように、例えば位相板からの
右回りの円偏光が入射すると、右回りの円偏光のまま射
出する。
The circularly polarized light transmitted through the phase plate is incident on the reflection type liquid crystal display panel. The reflection type liquid crystal display panel functions as a phase plate when a voltage is applied, that is, functions as a half-wave plate in reciprocation of incidence and emission. Therefore, as shown in the upper part of FIG. When clockwise circularly polarized light enters, it is emitted as counterclockwise circularly polarized light. On the other hand, when no voltage is applied to the reflective liquid crystal display panel, it does not act as a phase plate, that is, does not change the polarization state, so that, for example, clockwise circularly polarized light from the phase plate is incident as shown in the lower part of FIG. Then, the light is emitted as clockwise circularly polarized light.

【0025】反射型液晶表示パネルから射出した光は、
再び位相板に入射する。このとき、反射型液晶表示パネ
ルの電圧印加状態により、位相板を透過した後の偏光状
態が異なる。即ち、反射型液晶表示パネルに電圧を印加
した状態であると、上述のように左回りの円偏光として
射出するので、これが位相板を透過すると、偏光板の偏
光軸(透過軸)に対してほぼ平行な直線偏光となる。故
に、最終的に偏光板を透過し、結果として画像表示がO
Nの状態となる。
The light emitted from the reflection type liquid crystal display panel is
The light enters the phase plate again. At this time, the polarization state after passing through the phase plate differs depending on the voltage application state of the reflective liquid crystal display panel. That is, when a voltage is applied to the reflective liquid crystal display panel, the light is emitted as left-handed circularly polarized light as described above. Therefore, when this is transmitted through the phase plate, it is shifted with respect to the polarization axis (transmission axis) of the polarizing plate. The light becomes substantially parallel linearly polarized light. Therefore, the light finally passes through the polarizing plate, and as a result, the image display becomes O
The state becomes N.

【0026】一方、反射型液晶表示パネルに電圧を印加
しない状態であると、上述のように右回りの円偏光のま
ま射出するので、これが位相板を透過すると、偏光板の
偏光軸(透過軸)に対してほぼ垂直な直線偏光となる。
同図ではこれを横方向の矢印で表している。故に、最終
的に偏光板で遮断され、結果として画像表示がOFFの
状態となる。
On the other hand, when no voltage is applied to the reflection type liquid crystal display panel, the light is emitted as clockwise circularly polarized light as described above. When this is transmitted through the phase plate, the polarization axis (transmission axis) of the polarizing plate is transmitted. ) Is linearly polarized light that is almost perpendicular to the above.
In the figure, this is indicated by a horizontal arrow. Therefore, the light is finally blocked by the polarizing plate, and as a result, the image display is turned off.

【0027】また、図示しないが、反射型液晶表示パネ
ルに印加する電圧を調節する事により、ここから射出す
る光、ひいては位相板を透過した光を楕円偏光とする事
ができる。これにより、最終的に偏光板を透過する光の
量を制御する事ができ、画像表示において階調表現を行
う事ができる。
Although not shown, by adjusting the voltage applied to the reflection type liquid crystal display panel, light emitted from the reflection type liquid crystal display panel, and furthermore, light transmitted through the phase plate can be converted into elliptically polarized light. Thus, the amount of light that finally passes through the polarizing plate can be controlled, and gradation can be expressed in image display.

【0028】以上示したように、本実施形態の構成で
は、位相板及び反射型液晶表示パネルのそれぞれの位相
差により、画像表示がONの状態とOFFの状態とを決
めており、言い換えれば偏光板における最終的な光の透
過,遮断を制御している。従って、何らかの原因で位相
板の位相差が変化すると、画像の明るさやコントラスト
が低下する事となる。
As described above, in the configuration of the present embodiment, the ON state and the OFF state of the image display are determined by the respective phase differences of the phase plate and the reflection type liquid crystal display panel. It controls the final transmission and blocking of light in the plate. Therefore, if the phase difference of the phase plate changes for some reason, the brightness and contrast of the image will be reduced.

【0029】ここで、図3における画像表示がOFFの
状態では、偏光板に最終的に入射した光の殆どをここで
吸収する事になるので、偏光板は大きな熱源となる。一
般に、位相板は温度によりその屈折率差即ち位相特性が
変化する事が知られており、偏光板からの熱により温度
が上昇すると、上述したように、画像の明るさやコント
ラストが低下する。
Here, when the image display in FIG. 3 is OFF, most of the light finally incident on the polarizing plate is absorbed here, so that the polarizing plate becomes a large heat source. In general, it is known that the phase plate changes its refractive index difference, that is, phase characteristics, depending on the temperature. When the temperature rises due to heat from the polarizing plate, the brightness and contrast of an image decrease as described above.

【0030】そこで、本実施形態では、図2に示すよう
に、偏光板7と位相板8とを所定の間隔だけあける事に
より、偏光板7から位相板8への直接の熱伝導を断つ構
成としている。このとき、以下の条件式を満足する事が
望ましい。 0.3<d<20 但し、 d:偏光板と位相板の間隔(mm) である。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, a direct heat conduction from the polarizing plate 7 to the phase plate 8 is cut off by separating the polarizing plate 7 and the phase plate 8 by a predetermined distance. And At this time, it is desirable to satisfy the following conditional expressions. 0.3 <d <20, where d is a distance (mm) between the polarizing plate and the phase plate.

【0031】上記条件式の下限値以下になると、偏光板
と位相板の距離が近くなりすぎ、偏光板の熱が位相板に
伝わってしまうので、位相板の位相特性が変化し、画像
の明るさとコントラストが低下するので好ましくない。
逆に、上限値以上になると、熱の遮断に関しては有利と
なるが、装置全体が大型化するので好ましくない。ま
た、更にコンパクトで高性能な投影型ディスプレイ装置
とするには、下限値を1mm、上限値を10mmとする
事が望ましい。一方、偏光板と位相板とが接着されてい
たり、同一の保持部材で保持されていたりすると、偏光
板の熱が直接或いは保持部材を介して位相板に伝わるの
で、好ましくない。
Below the lower limit of the above conditional expression, the distance between the polarizing plate and the phase plate becomes too short, and the heat of the polarizing plate is transmitted to the phase plate, so that the phase characteristics of the phase plate change and the brightness of the image changes. And the contrast is lowered.
Conversely, if the temperature is higher than the upper limit value, it is advantageous in terms of blocking heat, but it is not preferable because the size of the entire apparatus is increased. Further, in order to obtain a more compact and high-performance projection display device, it is desirable to set the lower limit to 1 mm and the upper limit to 10 mm. On the other hand, if the polarizing plate and the phase plate are bonded or held by the same holding member, heat of the polarizing plate is transmitted to the phase plate directly or via the holding member, which is not preferable.

【0032】さらに、本実施形態では、図2に矢印Aで
示すように、偏光板7と位相板8との間の空間に、上方
より冷却ファン11で流体(ここでは空気)を強制的に
流している。これにより偏光板7からの放熱を促し、更
にその熱を位相板8に伝える事なく外部へ放出してい
る。その結果、位相板の温度上昇を低減する事ができる
ので好ましい。また、偏光板7の両面や位相板8の両面
にも流体が流れるような構成にすると、より放熱を促す
事ができるので好ましい。
Further, in this embodiment, as shown by an arrow A in FIG. 2, a cooling fan 11 forcibly supplies a fluid (here, air) from above to a space between the polarizing plate 7 and the phase plate 8. Shedding. Thereby, heat radiation from the polarizing plate 7 is promoted, and the heat is radiated to the outside without being transmitted to the phase plate 8. As a result, the temperature rise of the phase plate can be reduced, which is preferable. In addition, it is preferable to make the structure such that the fluid flows on both surfaces of the polarizing plate 7 and both surfaces of the phase plate 8 because heat can be further promoted.

【0033】また、流体を流す方向としては、図4に矢
印Aで示すように、接続基板の一例としてのフレキシブ
ル基板12が接続される反射型液晶表示パネル9の辺9
aと略平行な方向である事が望ましい。こうする事によ
り、流体を流す手段(ここでは冷却ファン11)の配置
スペースを確保するのに都合が良く、また流体が流れる
空間をより広く取る事ができるので好ましい。なお、温
度変化の影響が問題となるのは主に位相板であるが、偏
光板も温度変化によりその偏光特性が若干変化するの
で、これを防ぐために偏光板自身も冷却されるような構
成とする事が望ましい。
As shown by an arrow A in FIG. 4, the direction in which the fluid flows is the side 9 of the reflective liquid crystal display panel 9 to which the flexible substrate 12 as an example of the connection substrate is connected.
It is desirable that the direction be substantially parallel to a. By doing so, it is convenient to secure an arrangement space for the means for flowing the fluid (here, the cooling fan 11), and it is preferable because the space for the fluid to flow can be made wider. It is to be noted that the phase plate is mainly affected by the effect of the temperature change.However, since the polarization characteristics of the polarizing plate slightly change due to the temperature change, the polarizing plate itself is also cooled to prevent this. It is desirable to do.

【0034】その他、流体の別の例としては、エチレン
グリコールが挙げられる。これは、揮発性がなく無色透
明で人畜無害の液体である。具体的には、位相板及びそ
の周囲の空間をこのエチレングリコールで満たし、ポン
プ等で循環させるか、或いはプロペラ等で撹拌する事に
より、より効率の良い冷却を行う事ができる。
Another example of the fluid is ethylene glycol. It is a colorless, transparent, non-human animal harmless liquid. More specifically, more efficient cooling can be performed by filling the phase plate and its surrounding space with this ethylene glycol and circulating it with a pump or the like, or stirring with a propeller or the like.

【0035】なお、反射型表示パネルがいわゆる多板式
の場合は、各反射型液晶表示パネルに対応したそれぞれ
の表示部において、以上説明したものと同様の構成をと
る事ができる。
When the reflection type display panel is of a so-called multi-panel type, each display section corresponding to each reflection type liquid crystal display panel can have the same configuration as that described above.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏光板と反射型液晶表示パネルとの間に位相板を配置し
た構成において、位相板の温度変化を防止し、コンパク
トな構成で効率が良く、しかも低コストであり、さらに
は高コントラストが得られる投影型ディスプレイ装置を
提供する事ができる。
As described above, according to the present invention,
In a configuration in which a phase plate is arranged between a polarizing plate and a reflection type liquid crystal display panel, a temperature change of the phase plate is prevented, a compact configuration is efficient, and the cost is low, and a high contrast can be obtained. A projection display device can be provided.

【0037】具体的には、偏光板と位相板とを所定の間
隔だけあける事により、偏光板からの熱が位相板に伝達
しないようにして、位相板の位相特性の変動を防止し、
高効率,高コントラストの画像表示を行う事ができる。
More specifically, by providing a predetermined distance between the polarizing plate and the phase plate, heat from the polarizing plate is prevented from being transmitted to the phase plate, thereby preventing a change in phase characteristics of the phase plate.
High-efficiency, high-contrast image display can be performed.

【0038】また、偏光板と位相板との間に流体を流す
事により、更に位相板の温度上昇を低減する事ができ
る。さらに、流体を流す方向を反射型液晶表示パネルの
接続基板が接続される辺と略平行とする事により、流体
を流す手段の配置スペースを確保する事ができ、また流
体が流れる空間をより広く取る事ができる。
Further, by flowing a fluid between the polarizing plate and the phase plate, the temperature rise of the phase plate can be further reduced. Further, by setting the direction of flowing the fluid to be substantially parallel to the side to which the connection substrate of the reflective liquid crystal display panel is connected, it is possible to secure a space for disposing the means for flowing the fluid, and to make the space in which the fluid flows wider. You can take it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態の投影型ディスプレイ装置
の光学系の主な構成を模式的に示す側面図。
FIG. 1 is a side view schematically showing a main configuration of an optical system of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】コンデンサーレンズから表示パネルまでの表示
部を示した部分拡大図。
FIG. 2 is a partially enlarged view showing a display unit from a condenser lens to a display panel.

【図3】反射型液晶表示パネルの電圧印加状態と各光学
要素通過後の偏光状態との関係を示す図表。
FIG. 3 is a table showing a relationship between a voltage application state of a reflection type liquid crystal display panel and a polarization state after passing through each optical element.

【図4】流体を流す方向を模式的に示す図。FIG. 4 is a diagram schematically showing a direction in which a fluid flows.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 リフレクター 3 集光レンズ 4 第1レンズアレイ 5 第2レンズアレイ 6 コンデンサーレンズ 7 偏光板 8 位相板 9 表示パネル 10 投影光学系 11 冷却ファン Reference Signs List 1 light source 2 reflector 3 condenser lens 4 first lens array 5 second lens array 6 condenser lens 7 polarizing plate 8 phase plate 9 display panel 10 projection optical system 11 cooling fan

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA12 HA16 HA18 HA20 HA21 HA23 HA24 HA28 MA02 MA20 2H091 FA08X FA08Z FA10X FA11X FA14Z FA21X FA26X FA41Z LA04 LA17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H088 EA12 HA16 HA18 HA20 HA21 HA23 HA24 HA28 MA02 MA20 2H091 FA08X FA08Z FA10X FA11X FA14Z FA21X FA26X FA41Z LA04 LA17

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反射型液晶表示パネルと、該反射型液晶
表示パネルの前方に配置され、偏光子と検光子とを兼ね
た偏光板と、該偏光板と前記反射型液晶表示パネルとの
間に少なくとも1枚配置された位相板とを有する表示部
と、 前記反射型液晶表示パネルを照明する照明光学系と、 該反射型液晶表示パネルからの光を投影する投影光学系
と、から成る投影型ディスプレイ装置において、 前記偏光板からの熱が前記位相板に伝達しないように、
該偏光板と該位相板とを所定の間隔だけあけた事を特徴
とする投影型ディスプレイ装置。
1. A reflective liquid crystal display panel, a polarizing plate disposed in front of the reflective liquid crystal display panel and serving also as a polarizer and an analyzer, and between the polarizer and the reflective liquid crystal display panel. A projection unit comprising: a display unit having at least one phase plate disposed therein; an illumination optical system for illuminating the reflective liquid crystal display panel; and a projection optical system for projecting light from the reflective liquid crystal display panel. In the display device, so that heat from the polarizing plate is not transmitted to the phase plate,
A projection-type display device, wherein the polarizing plate and the phase plate are separated by a predetermined distance.
【請求項2】 以下の条件式を満足する事を特徴とする
請求項1に記載の投影型ディスプレイ装置。 0.3<d<20 但し、 d:偏光板と位相板の間隔(mm) である。
2. The projection display device according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied. 0.3 <d <20, where d is a distance (mm) between the polarizing plate and the phase plate.
【請求項3】 前記偏光板と前記位相板との間に流体を
流す事を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の投影
型ディスプレイ装置。
3. The projection type display device according to claim 1, wherein a fluid is caused to flow between the polarizing plate and the phase plate.
【請求項4】 前記流体を流す方向は、前記反射型液晶
表示パネルの接続基板が接続される辺と略平行である事
を特徴とする請求項3に記載の投影型ディスプレイ装
置。
4. The projection display device according to claim 3, wherein a direction in which the fluid flows is substantially parallel to a side of the reflection type liquid crystal display panel to which a connection substrate is connected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003075089A1 (en) * 2001-02-26 2003-09-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection display device
US7204613B2 (en) 2002-03-07 2007-04-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection display device

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WO2003075089A1 (en) * 2001-02-26 2003-09-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection display device
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