JP2002244100A - 偏光板、ライトバルブ、光学エンジン及び画像表示装置 - Google Patents

偏光板、ライトバルブ、光学エンジン及び画像表示装置

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JP2002244100A
JP2002244100A JP2001038305A JP2001038305A JP2002244100A JP 2002244100 A JP2002244100 A JP 2002244100A JP 2001038305 A JP2001038305 A JP 2001038305A JP 2001038305 A JP2001038305 A JP 2001038305A JP 2002244100 A JP2002244100 A JP 2002244100A
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JP
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light
light valve
polarizing plate
polarizing
dielectric film
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JP2001038305A
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Takuya Shiaki
卓也 仕明
Futoshi Yamazaki
太志 山崎
Fukuoku Abe
福億 阿部
Yutaka Matsuda
裕 松田
Tsutomu Nakajima
努 中島
Eiji Yamaguchi
英治 山口
Kazuo Hoden
和夫 鋪田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】画像表示用のライトバルブにおいて、偏光板の
放熱特性の改善とともに、画像の輝度改善が可能な技術
を提供する。 【解決手段】偏光板を、光透過性の基板と偏光フィルム
との間に誘電体膜を有する構成とし、該誘電体膜で光の
界面反射量を減らす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるライトバ
ルブを用いて画像形成を行う表示技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶を用いたライトバルブ技術と
して、液晶を保持した透明基板(液晶部)の前後に、各
々の偏光方向を互いに略90°異ならせるための偏光板
を配したものがある。図3に従来のライトバルブの偏光
板近傍部の構成例を示す。図3において、1は液晶が透
明基板間に保持された液晶部、2は偏光板、23は光透
過性部材、24は粘着材層、25は偏光フィルムであ
る。偏光板2は、ガラス等の光透過性部材23上に、偏
光フィルム25が粘着材層24により固定された構成を
有し、液晶部26の両側に設けられる。ライトバルブ
は、偏光板と、液晶部と、該液晶部を駆動する薄膜トラ
ンジスタ等の駆動部(図示せず)を備えている。図3にお
いては、便宜上、入射側の偏光板のみを示す。本構成に
おいて、光透過性部材23と粘着材層24と偏光フィル
ム25の光屈折率は略同じ(略1.5)になるようにさ
れ、光透過性部材23と粘着材層24との界面、及び粘
着材層24と偏光フィルム25との界面のそれぞれの界
面での光の反射量を抑えるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置も画素の
高密度化と併せ、小型で明るい画像のものが要求されて
いる。これに伴って、光源からの光量も増加され、ライ
トバルブが受ける単位面積当たりの光量はますます増加
し、その温度上昇も増大する方向にある。この温度上昇
を抑えるために最近は、ライトバルブの偏光板の偏光フ
ィルム部の放熱を良くするために、基板である光透過性
部材23として熱伝達率の高い部材、例えばサファイヤ
等が使われるようになっている。ところが、これらの部
材は、光の屈折率がガラス及び偏光フィルムと比較して
高いために、粘着材層24と偏光フィルム25との屈折
率を略同じにした場合でも、光透過性部材23と粘着材
層24の界面においては屈折率の差が大きくなり、該界
面において光の反射量(界面反射量)が多くなって画像
の輝度が低下する。また、高屈折率の光透過性部材23
と粘着材層24とを屈折率が略同じになるようにした場
合は、粘着材層24と偏光フィルム25との界面での光
の反射量が増え、やはり画像の輝度が低下する。本発明
の課題点は、かかる従来技術に鑑み、ライトバルブの偏
光板に屈折率の高い光透過性部材を使った構成において
も、該偏光板内部の界面反射量を抑えて画像の輝度を改
善できるようにすること、である。本発明の目的は、上
記課題点を解決できる技術を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに、本発明では、 (1)照射光を画像信号に応じて変調するライトバルブ
として、液晶部と、該液晶部の前後に配された偏光手段
とを備えて成り、該両偏光手段のいずれか一方または両
方が、光透過性の基板と偏光フィルムとの間に誘電体膜
を有した構成とする。 (2)上記(1)において、上記誘電体膜を、上記基板
上に設ける構成とする。 (3)上記(1)において、上記誘電体膜を、上記偏光
フィルム上に設ける構成とする。 (4)上記(1)、(2)または(3)において、上記
光透過性の基板を、光の屈折率が略1.6以上であるよ
うにする。 (5)上記(1)において、上記誘電体膜を、上記基板
上に設けた粘着材層と上記偏光フィルムとの間に設け
る。 (6)照射光を画像信号に応じ変調するライトバルブ用
の偏光板として、光透過性の基板と偏光フィルムとの間
に誘電体膜を設けた構成とする。 (7)上記(6)において、上記誘電体膜を、上記基板
上に設けた構成とする。 (8)上記(6)において、上記誘電体膜を、上記偏光
フィルム上に設けた構成とする。 (9)光学エンジンとして、上記(1)から(5)のい
ずれかに記載のライトバルブと、該ライトバルブに光を
照射する照明光学系と、該ライトバルブからの出射光を
スクリーンに投射する投射光学系とを備えて成る構成と
する。 (10)画像表示装置として、上記(1)から(5)の
いずれかに記載のライトバルブと、該ライトバルブに光
を照射する照明光学系と、該ライトバルブを制御する制
御回路と、該ライトバルブからの出射光をスクリーンに
投射する投射光学系を備えて成る構成とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例につき図面
を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施例を示
す。図1において、1は透明基板間に液晶を保持した液
晶部、2は偏光板(偏光手段)、27は光透過性部材、
28は誘電体膜、29は粘着材層、30は偏光フィルム
である。上記光透過性部材27としてはガラスより放熱
効果が高い材質を用いる。放熱効果が高いものは一般に
光の屈折率も高く、放熱効果が実用範囲にあるものは該
屈折率は略1.6以上となる。例えばサファイヤでは該
屈折率が略1.8である。また、本実施例では、光の屈
折率として、光透過性部材27は略1.6以上、偏光フ
ィルム30は略1.5であり、粘着材層29は偏光フィ
ルム30と略等しくして略1.5にしている。誘電体膜
28は、光透過性部材27側にコーティング等により形
成され、該光透過性部材27と粘着材層29との間にあ
って、該両者の光の屈折率の差に基づく光の界面反射量
を減らすようにするもので、例えば、弗化水素、アルミ
ナ、酸化チタン、または酸化ケイ素等により、単層また
は多層の構造にされる。液晶部1と偏光板2は離間状態
で配され、該離間部3には冷却用の空気が通されるよう
になっている。図1では、偏光板2は液晶部1に対し入
射側にあるもののみを示す。かかる構成において、偏光
板に対し略直角に光が入射されると、該光は光透過性部
材27を通って、さらに誘電体膜28、粘着材層29を
通り、偏光フィルム30で所定の方向のものが選択さ
れ、該選択された光が液晶部2に照射される。誘電体2
8は光透過性部材27と粘着材層29の間にあって両者
の界面部をなくすように作用し、光透過性部材27に対
しては出射面での光の反射量を減らし、また、粘着材層
29に対しては入射面での光の反射量を減らすようにす
る。本第1の実施例では、液晶部1の出射側に設ける偏
光板も上記と同様の構成・作用を有するものを用いる。
液晶部1には液晶を駆動するための薄膜トランジスタ等
も含まれる。上記第1の実施例によれば、ライトバルブ
の偏光板2に高い屈折率の光透過部材を使った構成にお
いても、該偏光板2内部の光の反射量を抑え、液晶部1
によって形成される画像の輝度を改善できる。
【0006】図2は本発明の第2の実施例を示す。図2
において、1は透明基板間に液晶を保持した液晶部、2
は偏光板(偏光手段)、31は光透過性部材、33は誘
電体膜、32は粘着材層、34は偏光フィルムである。
本第2の実施例においても、上記光透過性部材31とし
てはガラスより放熱効果が高く、光の屈折率も略1.6
以上のものを用いる。また、光の屈折率としては、本第
2の実施例でも、偏光フィルム34は略1.5、粘着材
層32は光透過性部材31と略等しくして略1.6にし
ている。誘電体膜33は、偏光フィルム34側にコーテ
ィング等により形成され、該偏光フィルム34と粘着材
層29との間にあって、該両者の光の屈折率の差に基づ
く光の界面反射量を減らすようにするもので、例えば、
弗化水素、アルミナ、酸化チタン、または酸化ケイ素等
により、単層または多層構造にされる。また、液晶部1
と偏光板2は離間状態で配され、該離間部3には冷却用
の空気が通される。図2においても、偏光板2は液晶部
1に対し入射側にあるもののみを示す。かかる構成にお
いて、偏光板2に対し略直角に光が入射されると、該光
は光透過性部材31を通って、さらに粘着材層32、誘
電体膜33を通り、次に偏光フィルム34で所定の方向
のものが選択され、該選択された光が液晶部1に照射さ
れる。該誘電体33は粘着材層32と偏光フィルム34
の間にあって両者の界面部をなくすように作用し、粘着
材層32に対しては出射面での光の反射量を、また、偏
光フィルム34に対しては入射面での光の反射量を減ら
すようにする。本第2の実施例でも、液晶部1に対し出
射側に設ける偏光板も上記と同様の構成・作用を有する
ものとする。液晶部1には液晶を駆動するための薄膜ト
ランジスタ等も含まれる。上記第2の実施例によれば、
ライトバルブの偏光板2に高い屈折率の光透過部材を使
った構成においても、該偏光板2内部の光の反射量を抑
えて画像の輝度を改善できる。
【0007】図4は、本発明による投射型の画像表示装
置の構成例を示す図である。図4において、41はラン
プ等の光源、42は円形または多角形の出射開口を有し
光源1からの光を反射する反射鏡、43は第1のアレイ
レンズ、44は第2のアレイレンズで、ともに照明手段
のインテグレータを形成する。45は偏光変換手段で、
偏光ビームスプリッタアレイと出射側に選択位相差板を
備えて成る。該偏光変換手段は、第1のアレイレンズ4
3と第2のアレイレンズ44と偏光変換手段45とで偏
光照明装置を構成する。46は全反射ミラー、47、4
8はダイクロイックミラー、49、50、51は全反射
ミラー、2a1、2b1、2c1は入射側偏光板、2a
2、2b2、2c2は出射側偏光板、1a、1b、1c
は透明基板間に液晶が保持されて成る液晶部、55は色
合成を行うダイクロイックプリズム、56は投射レンズ
である。光源1から出射した光は、反射鏡2で反射され
る。光源41と反射鏡42を合わせて光源ユニットと呼
ぶ。光源ユニットからの出射光は、第1のアレイレンズ
43、第2のアレイレンズ44、偏光変換手段45から
成る偏光照明装置を通過し、全反射ミラー46にて光線
方向を90°曲げられ、ダイクロイックミラー47とダ
イクロイックミラー48によってR(赤色)、G(緑
色)、B(青色)に色分離される。色分離された後、そ
れぞれの光は、全反射ミラー49、50、51により光
線方向を曲げられ、それぞれR、G、Bに対応する入射
側偏光板2a1、2b1、2c1に入射し、さらにそれ
ぞれが、対応する液晶部12、13、14に入射(照
射)する。該液晶部では画像信号に基づく液晶駆動によ
り偏光が変調され、該液晶部から出射する光は、それぞ
れ出射側偏光板2a2、2b2、2c2を通過する際に
検光され画像光が形成される。その後、ダイクロイック
プリズム55によって色合成され、投射レンズ56によ
ってスクリーン(図示せず)に投射され、スクリーン上
にカラー画像を形成する。本構成において、上記入射側
偏光板2a1、2b1、2c1と、上記液晶部1a、1
b、1cと、上記出射側偏光板2a2、2b2、2c2
とは、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)に対応した
ライトバルブを形成している。各ライトバルブは上記図
1または図2に示す構成を有するものとする。上記構成
の画像表示装置によれば、各ライトバルブの偏光板にお
ける界面反射を抑え明るい画像を得ることができる。
【0008】なお、上記実施例では、ライトバルブにお
いて、液晶部に対し光入射側と光出射側の両方に本発明
の偏光板(偏光手段)を備える構成としたが、本発明は
これに限定されず、液晶部の光入射側と光出射側のいず
れか一方に本発明の偏光板を設ける構成でもよい。ま
た、両側に本発明の偏光板を設ける場合も、入射側と出
射側で偏光板の構成を異ならせてもよい。さらに、偏光
板自体の構成も上記図1、図2に示した構成に限定され
ない。
【0009】特許請求の範囲に記載の発明に関連した発
明で、上記実施例に記載された発明としては、(1)ラ
イトバルブ用の偏光板として、光の屈折率が略1.6以
上の光透過性の基板と偏光フィルムとの間に誘電体膜を
設けた構成、(2)ライトバルブ用の偏光板として、誘
電体膜を、光の屈折率が略1.6以上の光透過性の基板
上に設けた粘着材層と偏光フィルムとの間に設けた構
成、(3)ライトバルブ用の偏光板の製法であって、光
透過性の基板上に誘電体膜を設けるステップと、該誘電
体膜の上に粘着材層を設けるステップと、該粘着材層の
上に偏光フィルムを設けるステップと、を経て、偏光板
を形成する方法、(4)ライトバルブ用の偏光板の製法
であって、偏光フィルム上に誘電体膜を設けるステップ
と、光透過性の基板上に粘着材層を設けるステップと、
該粘着材層の上に上記誘電体膜及び偏光フィルムを設け
るステップと、を経て、偏光板を形成する方法、等があ
る。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、ライトバルブにおける
偏光板の放熱、特に偏光フィルムの放熱を改善した状態
で、画像の輝度も改善可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図3】従来例を示す図である。
【図4】本発明による画像表示装置の構成例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1、1a、1b、1c…液晶部、 2、2a1、2b
1、2c1、2a2、2b2、2c2…偏光板、 3…
離間部、 23、27、31…光透過性部材、24、2
9、32…粘着材層、 25、30、34…偏光フィル
ム、 28、33…誘電体膜、 56…投射レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/74 G02B 1/10 A (72)発明者 阿部 福億 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 松田 裕 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 中島 努 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 山口 英治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 鋪田 和夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Fターム(参考) 2H049 BA02 BB51 BB65 BC22 2H088 EA15 HA13 HA18 HA24 HA28 MA06 2H091 FA05X FA05Z FA08Z FA14Z FA26X FA26Z FA37Z FA41Z FB06 FD06 LA16 LA30 MA07 2K009 AA04 CC03 CC21 DD02 5C058 BA05 BA30 EA11 EA26

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】照射光を画像信号に応じて変調するライト
    バルブであって、 液晶部と、該液晶部の前後に配された偏光手段とを備え
    て成り、 該両偏光手段のいずれか一方または両方が、光透過性の
    基板と偏光フィルムとの間に誘電体膜を有する構成であ
    ることを特徴とするライトバルブ。
  2. 【請求項2】上記誘電体膜は、上記基板上に設けられる
    請求項1に記載のライトバルブ。
  3. 【請求項3】上記誘電体膜は、上記偏光フィルム上に設
    けられる請求項1に記載のライトバルブ。
  4. 【請求項4】上記光透過性の基板は、光の屈折率が略
    1.6以上である請求項1、2または3に記載のライト
    バルブ。
  5. 【請求項5】上記誘電体膜は、上記基板上に設けた粘着
    材層と上記偏光フィルムとの間に設けられる請求項1に
    記載のライトバルブ。
  6. 【請求項6】照射光を画像信号に応じ変調するライトバ
    ルブ用の偏光板であって、 光透過性の基板と偏光フィルムとの間に誘電体膜を設け
    た構成を特徴とする偏光板。
  7. 【請求項7】上記誘電体膜は、上記基板上に設けられる
    請求項6に記載の偏光板。
  8. 【請求項8】上記誘電体膜は、上記偏光フィルム上に設
    けられる請求項6に記載の偏光板。
  9. 【請求項9】請求項1から5のいずれかに記載のライト
    バルブと、該ライトバルブに光を照射する照明光学系
    と、該ライトバルブからの出射光をスクリーンに投射す
    る投射光学系とを備えて成ることを特徴とする光学エン
    ジン。
  10. 【請求項10】請求項1から5のいずれかに記載のライ
    トバルブと、該ライトバルブに光を照射する照明光学系
    と、該ライトバルブを制御する制御回路と、該ライトバ
    ルブからの出射光をスクリーンに投射する投射光学系と
    を備えて成ることを特徴とする画像表示装置。
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