JP2003337301A - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
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- JP2003337301A JP2003337301A JP2002145822A JP2002145822A JP2003337301A JP 2003337301 A JP2003337301 A JP 2003337301A JP 2002145822 A JP2002145822 A JP 2002145822A JP 2002145822 A JP2002145822 A JP 2002145822A JP 2003337301 A JP2003337301 A JP 2003337301A
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- liquid crystal
- optical phase
- light valve
- crystal light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 湿度や温度の環境変化に対して、投写画像の
輝度むら、色むらを生じない投写型表示装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 光源30と、入射側の偏光子33と、液
晶ライトバルブ35と、出射側の偏光子36と、投写レ
ンズ73と、吸放湿性の高い、低膜密度の反射防止膜4
1を形成した光学位相補償板39とを備えて、投写型表
示装置を構成している。
輝度むら、色むらを生じない投写型表示装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 光源30と、入射側の偏光子33と、液
晶ライトバルブ35と、出射側の偏光子36と、投写レ
ンズ73と、吸放湿性の高い、低膜密度の反射防止膜4
1を形成した光学位相補償板39とを備えて、投写型表
示装置を構成している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はライトバルブ上に形
成される画像を照明光で照射し、投写レンズによりスク
リーン上に拡大投写する投写型表示装置に関するもので
ある。
成される画像を照明光で照射し、投写レンズによりスク
リーン上に拡大投写する投写型表示装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】大画面の画像を得るために、映像信号に
応じた画像を形成する小型のライトバルブに、光源から
の光を照明し、投写レンズによりその光学像をスクリー
ン上に投写、拡大する投写型表示装置が用いられてい
る。ライトバルブには、アクティブマトリクス方式であ
って、偏光を利用して光を変調する透過型の液晶ライト
バルブが広く実用的に用いられている。液晶ライトバル
ブは、対向する2枚のガラス基板に、配向方向が90度
ねじれたネマチック液晶を封入した液晶セルと、その両
側に透過軸が互いに直交するように配置した2枚の偏光
フィルムとから構成される。液晶層に電圧を印加しない
場合には、入射光側の偏光フィルムを透過した直線偏光
は液晶分子のねじれに沿って進み、偏光方向が90度回
転し、出射光側偏光フィルムを透過する(白表示モー
ド)。一方、液晶セルにしきい値より十分高い電圧を印
加した場合には、入射光側の偏光フィルムを透過した直
線偏光は、液晶セル基板付近を除く、大部分の液晶分子
が電界方向に並んだホメオトロピック配向となり、偏光
方向が回転せず、出射光側の偏光フィルムで吸収される
(黒表示モード)。このようにして、印加電圧により液
晶のねじれ配向を変化させ、透過率を制御することによ
り画像を形成している。このような液晶ライトバルブを
用いた投写型表示装置は小型で、高輝度な大画面の画像
が得られるようになってきたが、投写画像の高画質化、
特に、高コントラスト化が要求されてきた。
応じた画像を形成する小型のライトバルブに、光源から
の光を照明し、投写レンズによりその光学像をスクリー
ン上に投写、拡大する投写型表示装置が用いられてい
る。ライトバルブには、アクティブマトリクス方式であ
って、偏光を利用して光を変調する透過型の液晶ライト
バルブが広く実用的に用いられている。液晶ライトバル
ブは、対向する2枚のガラス基板に、配向方向が90度
ねじれたネマチック液晶を封入した液晶セルと、その両
側に透過軸が互いに直交するように配置した2枚の偏光
フィルムとから構成される。液晶層に電圧を印加しない
場合には、入射光側の偏光フィルムを透過した直線偏光
は液晶分子のねじれに沿って進み、偏光方向が90度回
転し、出射光側偏光フィルムを透過する(白表示モー
ド)。一方、液晶セルにしきい値より十分高い電圧を印
加した場合には、入射光側の偏光フィルムを透過した直
線偏光は、液晶セル基板付近を除く、大部分の液晶分子
が電界方向に並んだホメオトロピック配向となり、偏光
方向が回転せず、出射光側の偏光フィルムで吸収される
(黒表示モード)。このようにして、印加電圧により液
晶のねじれ配向を変化させ、透過率を制御することによ
り画像を形成している。このような液晶ライトバルブを
用いた投写型表示装置は小型で、高輝度な大画面の画像
が得られるようになってきたが、投写画像の高画質化、
特に、高コントラスト化が要求されてきた。
【0003】コントラスト比の低下要因としては、液晶
パネルへの光入射角依存性と液晶パネルの画素周辺部の
液晶配向乱れによる光漏れがある。画素周辺部の液晶配
向乱れは、液晶層の平坦化や画素遮光構造により改善さ
れる。液晶セルのネマチック液晶は光学的に正の一軸性
であり、光軸に対して斜めに入射した光は、その入射角
度に応じた一方向の屈折率が増加することによる複屈折
が生じる。このため、液晶セルに入射した直線偏光は複
屈折により位相差を生じて楕円偏光となり、一部出射光
側の偏光子を透過する。したがって、黒表示モードでの
光漏れとなり、コントラスト比が低下する。また、黒表
示モードでの液晶分子の配向は液晶セル基板面から厚み
方向に連続的に変化したハイブリッド配向となってお
り、液晶セルの法線方向から入射する光についても複屈
折を生じる。さらに、液晶パネルへの入射角が大きくな
る程、複屈折が非常に大きくなり、コントラスト比が大
幅に低下する。コントラスト比を向上させるため、その
複屈折による残留位相差を補償する光学位相補償フィル
ムが用いられる(例えば、特許願2000−32862
7)。
パネルへの光入射角依存性と液晶パネルの画素周辺部の
液晶配向乱れによる光漏れがある。画素周辺部の液晶配
向乱れは、液晶層の平坦化や画素遮光構造により改善さ
れる。液晶セルのネマチック液晶は光学的に正の一軸性
であり、光軸に対して斜めに入射した光は、その入射角
度に応じた一方向の屈折率が増加することによる複屈折
が生じる。このため、液晶セルに入射した直線偏光は複
屈折により位相差を生じて楕円偏光となり、一部出射光
側の偏光子を透過する。したがって、黒表示モードでの
光漏れとなり、コントラスト比が低下する。また、黒表
示モードでの液晶分子の配向は液晶セル基板面から厚み
方向に連続的に変化したハイブリッド配向となってお
り、液晶セルの法線方向から入射する光についても複屈
折を生じる。さらに、液晶パネルへの入射角が大きくな
る程、複屈折が非常に大きくなり、コントラスト比が大
幅に低下する。コントラスト比を向上させるため、その
複屈折による残留位相差を補償する光学位相補償フィル
ムが用いられる(例えば、特許願2000−32862
7)。
【0004】光学位相補償フィルムは、入射側と出射側
の偏光フィルムの間に配置され、支持体である透明樹脂
フィルムの上に、光学位相補償用の液晶を配向させて構
成される。片面には粘着剤によりガラス基板と貼合させ
ている。ガラス基板側が透明樹脂フィルムであっても、
位相補償用液晶であってもよい。もう一方の面は空気と
の界面となるため、光損失を低減する反射防止膜が形成
される。反射防止膜は二酸化珪素、酸化チタンや酸化ジ
ルコニウムなどの物質を真空蒸着などにより形成され
る。一方、直視型の液晶表示素子の技術では、コントラ
ストの視野角特性の改善するための光学位相補償フィル
ムや、温度、湿度が変化しても、補償する位相差の変化
が小さい透明樹脂フィルムを用いた光学位相補償フィル
ムが開示されている(例えば、特許願2001−100
036)。
の偏光フィルムの間に配置され、支持体である透明樹脂
フィルムの上に、光学位相補償用の液晶を配向させて構
成される。片面には粘着剤によりガラス基板と貼合させ
ている。ガラス基板側が透明樹脂フィルムであっても、
位相補償用液晶であってもよい。もう一方の面は空気と
の界面となるため、光損失を低減する反射防止膜が形成
される。反射防止膜は二酸化珪素、酸化チタンや酸化ジ
ルコニウムなどの物質を真空蒸着などにより形成され
る。一方、直視型の液晶表示素子の技術では、コントラ
ストの視野角特性の改善するための光学位相補償フィル
ムや、温度、湿度が変化しても、補償する位相差の変化
が小さい透明樹脂フィルムを用いた光学位相補償フィル
ムが開示されている(例えば、特許願2001−100
036)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光学位相補償フィルム
は、支持体である透明樹脂フィルム上に光学位相補償用
液晶を配向させて構成したものが用いられている。投写
型表示装置用の光学素子は、ランプ消灯時の雰囲気環境
での温度、湿度の環境下から、ランプ点灯時の高温、乾
燥環境下という、非常に環境変化が大きい状態で用いら
れる。このように環境変化が大きい場合、光学位相補償
フィルムの透明樹脂フィルムは、湿度や温度変化による
膨張、収縮で、部分的に複屈折の変化を生じ、位相ずれ
が生じる。このような位相ずれは、光学位相補償量が変
化するため、黒から低輝度階調の表示で部分的な光漏れ
を招き、投写画像に輝度むら、色むらを生じるという問
題があった。また、光学位相補償フィルムは、ランプ点
灯時には、一定の高温状態となるが、湿度に関しては、
透明樹脂フィルムよりも吸湿性が非常に低い反射防止膜
を形成しているため、光学位相補償板の吸放湿性が低
く、吸湿状態から乾燥状態まで非常に緩やかに変化する
状態となる。このため、湿度環境変化に対して、投写画
像に輝度むらや色むらを生じるという問題があった。ま
た、3つのライトバルブを用いた投写型表示装置では、
3原色光をスクリーン上で合成するため、各色光の投写
画像でむらの様相が異なると、大きな色むらを生じるこ
とになる。
は、支持体である透明樹脂フィルム上に光学位相補償用
液晶を配向させて構成したものが用いられている。投写
型表示装置用の光学素子は、ランプ消灯時の雰囲気環境
での温度、湿度の環境下から、ランプ点灯時の高温、乾
燥環境下という、非常に環境変化が大きい状態で用いら
れる。このように環境変化が大きい場合、光学位相補償
フィルムの透明樹脂フィルムは、湿度や温度変化による
膨張、収縮で、部分的に複屈折の変化を生じ、位相ずれ
が生じる。このような位相ずれは、光学位相補償量が変
化するため、黒から低輝度階調の表示で部分的な光漏れ
を招き、投写画像に輝度むら、色むらを生じるという問
題があった。また、光学位相補償フィルムは、ランプ点
灯時には、一定の高温状態となるが、湿度に関しては、
透明樹脂フィルムよりも吸湿性が非常に低い反射防止膜
を形成しているため、光学位相補償板の吸放湿性が低
く、吸湿状態から乾燥状態まで非常に緩やかに変化する
状態となる。このため、湿度環境変化に対して、投写画
像に輝度むらや色むらを生じるという問題があった。ま
た、3つのライトバルブを用いた投写型表示装置では、
3原色光をスクリーン上で合成するため、各色光の投写
画像でむらの様相が異なると、大きな色むらを生じるこ
とになる。
【0006】したがって、湿度、温度の変化が大きい環
境、特に、湿度変化の大きい環境下であっても、投写画
像の輝度むら、色むらを生じない光学位相補償板とその
光学位相補償板を用いた投写型表示装置が必要であっ
た。
境、特に、湿度変化の大きい環境下であっても、投写画
像の輝度むら、色むらを生じない光学位相補償板とその
光学位相補償板を用いた投写型表示装置が必要であっ
た。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の投写型表示装置は、光源と、前記光
源からの光が照明され画像を形成する液晶ライトバルブ
と、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側にそれぞれ
配置される偏光子と、前記入射側または出射側の偏光子
と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、前記液晶ラ
イトバルブの黒表示画像における液晶層の残留位相差を
補償する光学位相補償板と、前記液晶ライトバルブ上の
画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズとを備え
たものであって、前記光学位相補償板は支持体となる透
明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上に配向させ
た光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位相補償板に
は吸放湿性の高い、低膜密度の反射防止膜を形成したも
のである。
に、本発明の第1の投写型表示装置は、光源と、前記光
源からの光が照明され画像を形成する液晶ライトバルブ
と、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側にそれぞれ
配置される偏光子と、前記入射側または出射側の偏光子
と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、前記液晶ラ
イトバルブの黒表示画像における液晶層の残留位相差を
補償する光学位相補償板と、前記液晶ライトバルブ上の
画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズとを備え
たものであって、前記光学位相補償板は支持体となる透
明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上に配向させ
た光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位相補償板に
は吸放湿性の高い、低膜密度の反射防止膜を形成したも
のである。
【0008】本発明の第2の投写型表示装置は、光源
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となる透明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上
に配向させた光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位
相補償板には反射防止膜を形成し、前記光学位相補償板
の周辺部には吸湿防止の封止したものである。
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となる透明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上
に配向させた光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位
相補償板には反射防止膜を形成し、前記光学位相補償板
の周辺部には吸湿防止の封止したものである。
【0009】本発明の第3の投写型表示装置は、光源
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となる透明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上
に配向させた光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位
相補償板には反射防止膜を形成しないものである。
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となる透明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上
に配向させた光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位
相補償板には反射防止膜を形成しないものである。
【0010】本発明の第4の投写型表示装置は、光源
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となる透明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上
に配向させた光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位
相補償板はガラス基板で挟持された構造である。
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となる透明樹脂フィルムと、前記透明樹脂フィルム上
に配向させた光学位相補償用液晶とを備え、前記光学位
相補償板はガラス基板で挟持された構造である。
【0011】本発明の第5の投写型表示装置は、光源
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となるガラス基板と、ガラス基板上に配向させた光学
位相補償用液晶とを備えたものである。
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、前記光学位相補償板は支持
体となるガラス基板と、ガラス基板上に配向させた光学
位相補償用液晶とを備えたものである。
【0012】本発明の第6の投写型表示装置は、光源
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、光学位相補償板は透明電極
を形成した一対のガラス基板に、光学位相補償用液晶を
配向させ、印加電圧により前記光学位相補償用液晶層の
複屈折を制御するようにした光学位相補償板とを備えた
ものである。
と、前記光源からの光が照明され画像を形成する液晶ラ
イトバルブと、前記液晶ライトバルブの入射側と出射側
にそれぞれ配置される偏光子と、前記入射側または出射
側の偏光子と前記液晶ライトバルブとの間に配置され、
前記液晶ライトバルブの黒表示画像における液晶層の残
留位相差を補償する光学位相補償板と、前記液晶ライト
バルブ上の画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズとを備えたものであって、光学位相補償板は透明電極
を形成した一対のガラス基板に、光学位相補償用液晶を
配向させ、印加電圧により前記光学位相補償用液晶層の
複屈折を制御するようにした光学位相補償板とを備えた
ものである。
【0013】本発明の第7の投写型表示装置は、光源
と、前記光源からの光を集光し被照明領域に照明する照
明光学手段と、前記光源からの白色光を青・緑・赤の3
原色光に分離する色分離光学手段と、前記色分離光学手
段からの光が照明され、映像信号に応じて画像を形成す
る3つの液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバルブの
入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前記液
晶ライトバルブからの青・緑・赤の出射光を受け青・緑
・赤の色光を合成する色合成光学手段と、前記液晶ライ
トバルブ上の画像をスクリーン上に投写する投写レンズ
と、前記液晶ライトバルブの黒表示画像における前記液
晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板とを備え、
前記光学位相補償板が第1乃至第6の本発明である光学
位相補償板から構成されるものである。
と、前記光源からの光を集光し被照明領域に照明する照
明光学手段と、前記光源からの白色光を青・緑・赤の3
原色光に分離する色分離光学手段と、前記色分離光学手
段からの光が照明され、映像信号に応じて画像を形成す
る3つの液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバルブの
入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前記液
晶ライトバルブからの青・緑・赤の出射光を受け青・緑
・赤の色光を合成する色合成光学手段と、前記液晶ライ
トバルブ上の画像をスクリーン上に投写する投写レンズ
と、前記液晶ライトバルブの黒表示画像における前記液
晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板とを備え、
前記光学位相補償板が第1乃至第6の本発明である光学
位相補償板から構成されるものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例の投写型表示
装置について図面を参照しながら説明する。
装置について図面を参照しながら説明する。
【0015】(発明の実施の形態1)図1は本発明にお
ける第1の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には特定の偏光成分を選択的に吸収する二色性の偏光
フィルムを用いている。
ける第1の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には特定の偏光成分を選択的に吸収する二色性の偏光
フィルムを用いている。
【0016】30は光源である放電ランプ、31は放物
面鏡、32はフィールドレンズ、33はガラス基板34
上に貼合される入射側偏光フィルム、35は透過型の液
晶ライトバルブ、36はガラス基板37上に貼合される
出射側偏光フィルム、38は投写レンズ、39は光学位
相補償板である。光学位相補償板39はガラス基板40
に貼合される。光学位相補償板39上には低膜密度の反
射防止膜41が形成される。
面鏡、32はフィールドレンズ、33はガラス基板34
上に貼合される入射側偏光フィルム、35は透過型の液
晶ライトバルブ、36はガラス基板37上に貼合される
出射側偏光フィルム、38は投写レンズ、39は光学位
相補償板である。光学位相補償板39はガラス基板40
に貼合される。光学位相補償板39上には低膜密度の反
射防止膜41が形成される。
【0017】メタルハライドランプ、超高圧水銀ラン
プ、キセノンランプ等のランプ30から放射される光は
放物面鏡31により集光され、略平行光に変換される。
略平行光に変換された光は、フィールドレンズ32、入
射側偏光フィルム33、位相補償フィルム39を透過し
て、液晶ライトバルブ35に入射する。液晶ライトバル
ブ35はアクティブマトリックス方式であって、映像信
号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の
偏光状態を変化させ、液晶ライトバルブ35の両側に透
過軸を直交するように配置した入射側偏光フィルム33
および出射側偏光フィルム36とを組み合わせて光を変
調し、画像を形成する。出射側偏光フィルム36を透過
した光は、投写レンズ38によりスクリーン(図示せ
ず)上に拡大投写される。
プ、キセノンランプ等のランプ30から放射される光は
放物面鏡31により集光され、略平行光に変換される。
略平行光に変換された光は、フィールドレンズ32、入
射側偏光フィルム33、位相補償フィルム39を透過し
て、液晶ライトバルブ35に入射する。液晶ライトバル
ブ35はアクティブマトリックス方式であって、映像信
号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の
偏光状態を変化させ、液晶ライトバルブ35の両側に透
過軸を直交するように配置した入射側偏光フィルム33
および出射側偏光フィルム36とを組み合わせて光を変
調し、画像を形成する。出射側偏光フィルム36を透過
した光は、投写レンズ38によりスクリーン(図示せ
ず)上に拡大投写される。
【0018】光学位相補償板39の構成について説明す
る。図1の部分拡大図には、光学位相補償板39、液晶
ライトバルブ35を示している。光学位相補償板39は
支持体となる厚みが約100μmの透明樹脂フィルムで
あるトリアセチルセルロース42,44の上に、光学的
に負の一軸性をもつ光学位相補償用液晶分子(ディスコ
ティック液晶)46を配向角度が厚み方向に連続的に変
化するように配向させ、紫外線による光重合反応により
その配向状態を固定し、熱的に安定な液晶層43,45
を形成したものである。光学位相補償用液晶43,45
の厚みは約2μmとなる。光学位相補償板39は、黒表
示画像での液晶ライドバルブ35の複屈折による残留位
相差を補償する。残留位相差は液晶ライトバルブ35の
入射側の配向膜近傍と出射側の配向膜近傍の液晶分子で
のそれぞれでの複屈折により生じる。このため、光学位
相補償板39として、それぞれに対応して、配向方向が
異なる2つの光学位相補償用液晶43,45を積層させ
て構成している。光学位相補償用液晶43,45の配向
角は略4度から略68度まで厚み方向に連続的に変化
し、その平均的な配向角は略40度で、平均的な位相差
は60〜80nm程度である。
る。図1の部分拡大図には、光学位相補償板39、液晶
ライトバルブ35を示している。光学位相補償板39は
支持体となる厚みが約100μmの透明樹脂フィルムで
あるトリアセチルセルロース42,44の上に、光学的
に負の一軸性をもつ光学位相補償用液晶分子(ディスコ
ティック液晶)46を配向角度が厚み方向に連続的に変
化するように配向させ、紫外線による光重合反応により
その配向状態を固定し、熱的に安定な液晶層43,45
を形成したものである。光学位相補償用液晶43,45
の厚みは約2μmとなる。光学位相補償板39は、黒表
示画像での液晶ライドバルブ35の複屈折による残留位
相差を補償する。残留位相差は液晶ライトバルブ35の
入射側の配向膜近傍と出射側の配向膜近傍の液晶分子で
のそれぞれでの複屈折により生じる。このため、光学位
相補償板39として、それぞれに対応して、配向方向が
異なる2つの光学位相補償用液晶43,45を積層させ
て構成している。光学位相補償用液晶43,45の配向
角は略4度から略68度まで厚み方向に連続的に変化
し、その平均的な配向角は略40度で、平均的な位相差
は60〜80nm程度である。
【0019】光学位相補償用液晶43,45の支持体と
しては、トリアセチルセルロースのほかポリスチレン、
ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどが
挙げられるが、これらの透明樹脂よりも、機械的強度が
高い、比較的温度、湿度変化に対しての寸法安定性が高
い、複屈折性が小さい、などの理由から主に、トリアセ
チルセルロースを用いている。空気側界面となるトリア
セチルセルロースである透明樹脂フィルム42には、光
損失を低減するため、反射防止膜41を形成している。
しては、トリアセチルセルロースのほかポリスチレン、
ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどが
挙げられるが、これらの透明樹脂よりも、機械的強度が
高い、比較的温度、湿度変化に対しての寸法安定性が高
い、複屈折性が小さい、などの理由から主に、トリアセ
チルセルロースを用いている。空気側界面となるトリア
セチルセルロースである透明樹脂フィルム42には、光
損失を低減するため、反射防止膜41を形成している。
【0020】光学位相補償板39が空気と接している面
には、反射防止膜41、厚み方向周辺部47がある。反
射防止膜41が、通常の真空蒸着やスパッタリングによ
り形成された膜の場合には、光学薄膜よりも樹脂フィル
ムの吸水率が高いため、ほとんど、厚み方向周辺部47
から吸湿する。厚み方向周辺部47からの吸水レベル
は、吸水面積が小さいため、ランプ消灯時の放置環境や
放置時間によって大幅に変化する。また、ランプ点灯後
には、光学位相補償板39が高温となるため、ランプ点
灯時間とともに、徐々に厚み方向周辺部47より、放湿
されることになる。このように、光学位相補償板39の
吸放湿性が変化することにより、トリアセチルセルロー
スの部分的な複屈折が変化し、黒から低輝度階調表示で
の投写画像に輝度むらや色むらの変化を招くことにな
る。
には、反射防止膜41、厚み方向周辺部47がある。反
射防止膜41が、通常の真空蒸着やスパッタリングによ
り形成された膜の場合には、光学薄膜よりも樹脂フィル
ムの吸水率が高いため、ほとんど、厚み方向周辺部47
から吸湿する。厚み方向周辺部47からの吸水レベル
は、吸水面積が小さいため、ランプ消灯時の放置環境や
放置時間によって大幅に変化する。また、ランプ点灯後
には、光学位相補償板39が高温となるため、ランプ点
灯時間とともに、徐々に厚み方向周辺部47より、放湿
されることになる。このように、光学位相補償板39の
吸放湿性が変化することにより、トリアセチルセルロー
スの部分的な複屈折が変化し、黒から低輝度階調表示で
の投写画像に輝度むらや色むらの変化を招くことにな
る。
【0021】このため、反射防止膜41は、通常成膜よ
りも吸放湿性が高くなるように低膜密度の反射防止膜を
形成している。低膜密度の反射防止膜は、蒸着装置のア
ルゴンガスやSiO2のガス量を多くするなどにより、
真空度を下げて形成できる。低膜密度で密着性が良好な
反射防止膜は、通常の成膜より、約50〜60倍の高い
吸放湿性が得られた。このため、光学位相補償板39
は、厚み方向周辺部47のみではなく、反射防止膜41
面全体から吸放湿することになる。光学位相補償板39
の吸湿レベルがランプ消灯時の放置環境や放置時間によ
って大幅に変化したとしても、ランプ点灯後には、直ち
に、放湿されることになる。ランプ点灯直後は、多少色
むらが変化するものの、黒から低輝度階調表示で輝度む
らや色むらは生じない。
りも吸放湿性が高くなるように低膜密度の反射防止膜を
形成している。低膜密度の反射防止膜は、蒸着装置のア
ルゴンガスやSiO2のガス量を多くするなどにより、
真空度を下げて形成できる。低膜密度で密着性が良好な
反射防止膜は、通常の成膜より、約50〜60倍の高い
吸放湿性が得られた。このため、光学位相補償板39
は、厚み方向周辺部47のみではなく、反射防止膜41
面全体から吸放湿することになる。光学位相補償板39
の吸湿レベルがランプ消灯時の放置環境や放置時間によ
って大幅に変化したとしても、ランプ点灯後には、直ち
に、放湿されることになる。ランプ点灯直後は、多少色
むらが変化するものの、黒から低輝度階調表示で輝度む
らや色むらは生じない。
【0022】このように、光学位相補償板39上に吸放
湿性の高い、低膜密度の反射防止膜41を備えることに
より、湿度変化に対して、投写画像の輝度むらや色むら
を生じない投写型表示装置を構成することができる。
湿性の高い、低膜密度の反射防止膜41を備えることに
より、湿度変化に対して、投写画像の輝度むらや色むら
を生じない投写型表示装置を構成することができる。
【0023】また、光学位相補償板39は、強力な光が
入射するため、高温となるが、光学位相補償板39が一
定の温度以上にならないよう、通常、偏光フィルム3
3,36や液晶ライトバルブ35とともに冷却してい
る。したがって、光学位相補償板39は一定の高温下の
環境で用いられることになり、温度に対しては、トリア
セチルセルロースの部分的な複屈折変化のほかに、光学
位相補償用液晶43,45とトリアセチルセルロースと
の粘着貼合時の残存応力による液晶配向乱れに起因する
輝度むらや色むらが生じる。この残存応力を開放するた
めに、光学位相補償板39は約70度で約40〜70時
間のアニール処理を行っている。このアニール処理によ
り、光学位相補償板39は、高温環境下に対して、黒表
示での輝度むらや色むらを生じない投写型表示装置が構
成できる。
入射するため、高温となるが、光学位相補償板39が一
定の温度以上にならないよう、通常、偏光フィルム3
3,36や液晶ライトバルブ35とともに冷却してい
る。したがって、光学位相補償板39は一定の高温下の
環境で用いられることになり、温度に対しては、トリア
セチルセルロースの部分的な複屈折変化のほかに、光学
位相補償用液晶43,45とトリアセチルセルロースと
の粘着貼合時の残存応力による液晶配向乱れに起因する
輝度むらや色むらが生じる。この残存応力を開放するた
めに、光学位相補償板39は約70度で約40〜70時
間のアニール処理を行っている。このアニール処理によ
り、光学位相補償板39は、高温環境下に対して、黒表
示での輝度むらや色むらを生じない投写型表示装置が構
成できる。
【0024】光学位相補償板39が貼合されるガラス基
板40には、光学位相補償板39の温度上昇を低下する
ため、熱伝導率の高いサファイアガラスを用いてもよ
い。この場合、温度変化に対する輝度むらや色むらがさ
らに改善される。
板40には、光学位相補償板39の温度上昇を低下する
ため、熱伝導率の高いサファイアガラスを用いてもよ
い。この場合、温度変化に対する輝度むらや色むらがさ
らに改善される。
【0025】光学位相補償板39は、液晶ライトバルブ
と出射側の偏光フィルムの間に配置しているが、入射側
の偏光フィルムと液晶ライトバルブとの間に配置しても
よい。
と出射側の偏光フィルムの間に配置しているが、入射側
の偏光フィルムと液晶ライトバルブとの間に配置しても
よい。
【0026】光学位相補償板は、入射側もしくは出射側
の偏光フィルムの支持基板に貼合一体化構成すれば、小
型化できる。
の偏光フィルムの支持基板に貼合一体化構成すれば、小
型化できる。
【0027】(発明の実施の形態2)図2は本発明にお
ける第2の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。
ける第2の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。
【0028】30は放電ランプ、31は放物面鏡、32
はフィールドレンズ、33はガラス基板34上に貼合さ
れる入射側偏光フィルム、35は透過型の液晶ライトバ
ルブ、36はガラス基板37上に貼合される出射側偏光
フィルム、38は投写レンズ、50は光学位相補償板で
あり、ガラス基板51上に貼合される。以上は本発明第
1の実施の形態と同様である。図1と異なるのは、光学
位相補償板50には、通常の膜密度の反射防止膜52が
形成され、さらに厚み方向周辺部をシール53を配して
いる点である。
はフィールドレンズ、33はガラス基板34上に貼合さ
れる入射側偏光フィルム、35は透過型の液晶ライトバ
ルブ、36はガラス基板37上に貼合される出射側偏光
フィルム、38は投写レンズ、50は光学位相補償板で
あり、ガラス基板51上に貼合される。以上は本発明第
1の実施の形態と同様である。図1と異なるのは、光学
位相補償板50には、通常の膜密度の反射防止膜52が
形成され、さらに厚み方向周辺部をシール53を配して
いる点である。
【0029】通常膜密度の反射防止膜52と厚み方向周
辺部をシール材53とにより、光学位相補償板50の吸
湿が防止される。このため、湿度変化に対しても、黒か
ら低輝度階調表示での輝度むらや色むらを生じない。
辺部をシール材53とにより、光学位相補償板50の吸
湿が防止される。このため、湿度変化に対しても、黒か
ら低輝度階調表示での輝度むらや色むらを生じない。
【0030】図1は、湿度変化に対する、黒表示での投
写画像の輝度むらや色むらを改善するため、吸放湿性を
高めた低膜密度の反射防止膜52を形成した光学位相補
償板50を示した。しかしながら、低膜密度の反射防止
膜52は密着性が低下するため、反射防止膜52が剥離
しやすい。本発明第2の実施の形態では、光学位相補償
板50の吸湿性を防止する構成であり、反射防止膜の信
頼性も確保できる。
写画像の輝度むらや色むらを改善するため、吸放湿性を
高めた低膜密度の反射防止膜52を形成した光学位相補
償板50を示した。しかしながら、低膜密度の反射防止
膜52は密着性が低下するため、反射防止膜52が剥離
しやすい。本発明第2の実施の形態では、光学位相補償
板50の吸湿性を防止する構成であり、反射防止膜の信
頼性も確保できる。
【0031】以上のように、光学位相補償板50の厚み
方向周辺部に吸湿防止シール材53と、吸湿性のない反
射防止膜52を備えることにより、湿度変化に対して、
黒から低輝度階調表示での輝度むらや色むらがなく、光
学位相補償板50の信頼性の高い投写型表示装置を構成
することができる。
方向周辺部に吸湿防止シール材53と、吸湿性のない反
射防止膜52を備えることにより、湿度変化に対して、
黒から低輝度階調表示での輝度むらや色むらがなく、光
学位相補償板50の信頼性の高い投写型表示装置を構成
することができる。
【0032】(発明の実施の形態3)図3は本発明にお
ける第3の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。
ける第3の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。
【0033】30は放電ランプ、31は放物面鏡、32
はフィールドレンズ、33はガラス基板34上に貼合さ
れる入射側偏光フィルム、35は透過型の液晶ライトバ
ルブ、36はガラス基板37上に貼合される出射側偏光
フィルム、38は投写レンズであり、60は光学位相補
償板であり、ガラス基板61上に貼合される。以上は本
発明第1、第2の発明の実施形態と同様である。図1〜
図2と異なるのは、光学位相補償板60には、反射防止
膜を形成しない点である。このように反射防止膜を形成
しないため、4%の光損失は生じるものの、図1と同様
に、光学位相補償板全体の吸放湿性が高くなる光学位相
補償板60が構成できる。
はフィールドレンズ、33はガラス基板34上に貼合さ
れる入射側偏光フィルム、35は透過型の液晶ライトバ
ルブ、36はガラス基板37上に貼合される出射側偏光
フィルム、38は投写レンズであり、60は光学位相補
償板であり、ガラス基板61上に貼合される。以上は本
発明第1、第2の発明の実施形態と同様である。図1〜
図2と異なるのは、光学位相補償板60には、反射防止
膜を形成しない点である。このように反射防止膜を形成
しないため、4%の光損失は生じるものの、図1と同様
に、光学位相補償板全体の吸放湿性が高くなる光学位相
補償板60が構成できる。
【0034】以上のように、湿度変化に対して、黒から
低輝度階調表示での輝度むらや色むらを生じない投写型
表示装置を構成することができる。また、光学位相補償
板には反射防止膜を形成しないため、低コストな投写型
表示装置が構成できる。
低輝度階調表示での輝度むらや色むらを生じない投写型
表示装置を構成することができる。また、光学位相補償
板には反射防止膜を形成しないため、低コストな投写型
表示装置が構成できる。
【0035】(発明の実施の形態4)図4は本発明にお
ける第4の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。30は放電
ランプ、31は放物面鏡、32はフィールドレンズ、3
3はガラス基板34上に貼合される入射側偏光フィル
ム、35は透過型の液晶ライトバルブ、36はガラス基
板37上に貼合される出射側偏光フィルム、38は投写
レンズであり以上は本発明第1から第3の発明の実施形
態と同様である。図1〜図3と異なるのは、トリアセチ
ルセルロース42,44と光学位相補償用液晶43,4
5から構成される光学位相補償板62の両側をガラス基
板63,64で挟持し、厚み方向周辺部にシール材65
を配している点である。
ける第4の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。30は放電
ランプ、31は放物面鏡、32はフィールドレンズ、3
3はガラス基板34上に貼合される入射側偏光フィル
ム、35は透過型の液晶ライトバルブ、36はガラス基
板37上に貼合される出射側偏光フィルム、38は投写
レンズであり以上は本発明第1から第3の発明の実施形
態と同様である。図1〜図3と異なるのは、トリアセチ
ルセルロース42,44と光学位相補償用液晶43,4
5から構成される光学位相補償板62の両側をガラス基
板63,64で挟持し、厚み方向周辺部にシール材65
を配している点である。
【0036】光学位相補償板62の両側にガラス基板6
3,64を配置し、厚み方向周辺部をシール65してい
るため、吸湿を防止できる。ガラス基板63,64の空
気界面には反射防止膜を形成している。ガラス基板への
反射防止膜形成は樹脂フィルムに形成する反射防止膜に
比べて、密着性も高く、反射率も低い。
3,64を配置し、厚み方向周辺部をシール65してい
るため、吸湿を防止できる。ガラス基板63,64の空
気界面には反射防止膜を形成している。ガラス基板への
反射防止膜形成は樹脂フィルムに形成する反射防止膜に
比べて、密着性も高く、反射率も低い。
【0037】以上のように、光学位相補償板62をガラ
ス基板63,64で挟持する構成としているため、吸湿
防止ができ、湿度変化に対して黒から低輝度階調表示で
の輝度むらや色むらがなく、信頼性および光利用効率が
高い投写型表示装置を構成することができる。
ス基板63,64で挟持する構成としているため、吸湿
防止ができ、湿度変化に対して黒から低輝度階調表示で
の輝度むらや色むらがなく、信頼性および光利用効率が
高い投写型表示装置を構成することができる。
【0038】(発明の実施の形態5)図5は本発明にお
ける第5の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。30は放電
ランプ、31は放物面鏡、32はフィールドレンズ、3
3はガラス基板34上に貼合される入射側偏光フィル
ム、35は透過型の液晶ライトバルブ、36はガラス基
板37上に貼合される出射側偏光フィルム、38は投写
レンズであり、以上は本発明第1〜第4の発明の実施形
態と同様である。図1〜図4と異なるのは、光学位相補
償板70は支持体としてガラス基板72,74を用い、
ガラス基板上72,74に、それぞれ光学位相補償用液
晶73,75を配向形成している点である。
ける第5の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。30は放電
ランプ、31は放物面鏡、32はフィールドレンズ、3
3はガラス基板34上に貼合される入射側偏光フィル
ム、35は透過型の液晶ライトバルブ、36はガラス基
板37上に貼合される出射側偏光フィルム、38は投写
レンズであり、以上は本発明第1〜第4の発明の実施形
態と同様である。図1〜図4と異なるのは、光学位相補
償板70は支持体としてガラス基板72,74を用い、
ガラス基板上72,74に、それぞれ光学位相補償用液
晶73,75を配向形成している点である。
【0039】ガラス基板72,74は厚み0.5〜1.
1mmである。光学位相補償液晶73,75はガラス基
板72,74上にそれぞれ配向され、重合反応により固
定される。光学位相補償液晶73,75の片側はガラス
基板72,74に貼合される。光学位相補償用液晶を形
成する支持体としての透明樹脂フィルムは、0.1mm
程度と薄く、比較的安価である。また、入射側または出
射側偏光フィルムや偏光フィルムを貼合するガラス板な
どに、粘着剤を介して貼合できる。このため、投写型表
示装置の小型化、低コスト化などに有効である。しかし
ながら、透明樹脂フィルムは湿度や温度変化に対して部
分的に複屈折を生じ、黒から低輝度階調表示での輝度む
らや色むらを生じるという問題を抱える。ガラス基板に
光学補償用液晶を配向しているため、透明樹脂フィルム
に起因する輝度むらや色むらの問題が解決される。
1mmである。光学位相補償液晶73,75はガラス基
板72,74上にそれぞれ配向され、重合反応により固
定される。光学位相補償液晶73,75の片側はガラス
基板72,74に貼合される。光学位相補償用液晶を形
成する支持体としての透明樹脂フィルムは、0.1mm
程度と薄く、比較的安価である。また、入射側または出
射側偏光フィルムや偏光フィルムを貼合するガラス板な
どに、粘着剤を介して貼合できる。このため、投写型表
示装置の小型化、低コスト化などに有効である。しかし
ながら、透明樹脂フィルムは湿度や温度変化に対して部
分的に複屈折を生じ、黒から低輝度階調表示での輝度む
らや色むらを生じるという問題を抱える。ガラス基板に
光学補償用液晶を配向しているため、透明樹脂フィルム
に起因する輝度むらや色むらの問題が解決される。
【0040】このように、光学位相補償板70が光学位
相補償用液晶73,75をガラス基板72,74上に配
向させ、固定させた構成としているため、吸湿防止がで
き、湿度変化に対して黒から低輝度階調表示での輝度む
らや色むらがなく、信頼性および光利用効率が高い投写
型表示装置を構成することができる。
相補償用液晶73,75をガラス基板72,74上に配
向させ、固定させた構成としているため、吸湿防止がで
き、湿度変化に対して黒から低輝度階調表示での輝度む
らや色むらがなく、信頼性および光利用効率が高い投写
型表示装置を構成することができる。
【0041】(発明の実施の形態6)図6は本発明にお
ける第6の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。30は放電
ランプ、31は放物面鏡、32はフィールドレンズ、3
3はガラス基板34上に貼合される入射側偏光フィル
ム、35は透過型の液晶ライトバルブ、36はガラス基
板37上に貼合される出射側偏光フィルム、38は投写
レンズであり、以上は本発明第1から第5の発明の実施
形態と同様である。図1〜図6と異なるのは、光学位相
補償板80は透明電極83,84を形成した一対のガラ
ス基板81,82に光学位相補償用液晶86を配向させ
ている点である。
ける第6の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブは透過型の液晶ライトバルブで、偏光
子には二色性の偏光フィルムを用いている。30は放電
ランプ、31は放物面鏡、32はフィールドレンズ、3
3はガラス基板34上に貼合される入射側偏光フィル
ム、35は透過型の液晶ライトバルブ、36はガラス基
板37上に貼合される出射側偏光フィルム、38は投写
レンズであり、以上は本発明第1から第5の発明の実施
形態と同様である。図1〜図6と異なるのは、光学位相
補償板80は透明電極83,84を形成した一対のガラ
ス基板81,82に光学位相補償用液晶86を配向させ
ている点である。
【0042】光学補償用液晶80は光重合による固定は
せず、透明電極83,84への印加電圧の制御により、
光学位相補償用液晶86の状態を変化させて、画像形成
用液晶の残留位相差を補償する。ガラス基板81側配向
膜近傍の液晶と、ガラス基板82側近傍配向膜の液晶と
で、それぞれ液晶ライトバルブ35の入射側近傍と出射
側近傍の液晶の残留位相差を補償するようにしている。
このため、透明樹脂フィルムに起因する湿度や温度変化
に対する輝度むらや色むらの問題が解決される。
せず、透明電極83,84への印加電圧の制御により、
光学位相補償用液晶86の状態を変化させて、画像形成
用液晶の残留位相差を補償する。ガラス基板81側配向
膜近傍の液晶と、ガラス基板82側近傍配向膜の液晶と
で、それぞれ液晶ライトバルブ35の入射側近傍と出射
側近傍の液晶の残留位相差を補償するようにしている。
このため、透明樹脂フィルムに起因する湿度や温度変化
に対する輝度むらや色むらの問題が解決される。
【0043】光学位相補償用液晶86を紫外線による光
重合反応で架橋を形成し固定する場合、強力な光、特
に、強力な紫外線が入射すると、架橋がくずれ、光学補
償用液晶の配向乱れを生じる。この場合には、補償に必
要な光学位相差が得られず、輝度むらや色むらを招く。
しかしながら、図6に示す光学位相補償板80は電気的
な制御により、光学位相補償用液晶86の複屈折を制御
するため、強力な光が入射しても、配向乱れを生じるこ
となく、光学補償できる。
重合反応で架橋を形成し固定する場合、強力な光、特
に、強力な紫外線が入射すると、架橋がくずれ、光学補
償用液晶の配向乱れを生じる。この場合には、補償に必
要な光学位相差が得られず、輝度むらや色むらを招く。
しかしながら、図6に示す光学位相補償板80は電気的
な制御により、光学位相補償用液晶86の複屈折を制御
するため、強力な光が入射しても、配向乱れを生じるこ
となく、光学補償できる。
【0044】このように、光学位相補償板80が光学位
相補償用液晶86をガラス基板に配向させ、電気的に光
学位相補償用液晶86の複屈折を制御する構成としてい
るため、吸湿防止ができ、湿度変化に対して黒から低輝
度階調表示での輝度むらや色むらがなく、さらには、耐
光性に優れた投写型表示装置を構成することができる。
相補償用液晶86をガラス基板に配向させ、電気的に光
学位相補償用液晶86の複屈折を制御する構成としてい
るため、吸湿防止ができ、湿度変化に対して黒から低輝
度階調表示での輝度むらや色むらがなく、さらには、耐
光性に優れた投写型表示装置を構成することができる。
【0045】(発明の実施の形態7)図7は本発明にお
ける第6の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブとして、透過型の液晶ライトバルを3
枚用い、偏光子には二色性の偏光フィルムを用いてい
る。100は光源である放電ランプ、101は放物面
鏡、102は第1のレンズアレイ板、103は第2のレ
ンズアレイ板、104は集光レンズ、105は光路を折
り曲げるための反射ミラー、106は照明光学手段であ
る。107は赤透過のダイクロイックミラー、108は
緑反射のダイクロイックミラー、109は107、10
8のダイクロイックミラーから構成される色分離光学手
段である。110、111,112は反射ミラー、11
3、114はリレーレンズ、115,116,117は
フィールドレンズ、118,119,120は入射側偏
光フィルム、121,122,123は支持ガラス基
板、124,125,126は液晶ライトバルブ、12
7、128、129は光学位相補償板、133,13
4,135は出射側偏光フィルム、130,131,1
32は支持ガラス基板、138は赤反射のダイクロイッ
クミラー136と青反射のダイクロイックミラー137
から構成される色合成光学手段であるダイクロイックプ
リズム、139は投写レンズである。
ける第6の投写型表示装置の構成を示したものである。
液晶ライトバルブとして、透過型の液晶ライトバルを3
枚用い、偏光子には二色性の偏光フィルムを用いてい
る。100は光源である放電ランプ、101は放物面
鏡、102は第1のレンズアレイ板、103は第2のレ
ンズアレイ板、104は集光レンズ、105は光路を折
り曲げるための反射ミラー、106は照明光学手段であ
る。107は赤透過のダイクロイックミラー、108は
緑反射のダイクロイックミラー、109は107、10
8のダイクロイックミラーから構成される色分離光学手
段である。110、111,112は反射ミラー、11
3、114はリレーレンズ、115,116,117は
フィールドレンズ、118,119,120は入射側偏
光フィルム、121,122,123は支持ガラス基
板、124,125,126は液晶ライトバルブ、12
7、128、129は光学位相補償板、133,13
4,135は出射側偏光フィルム、130,131,1
32は支持ガラス基板、138は赤反射のダイクロイッ
クミラー136と青反射のダイクロイックミラー137
から構成される色合成光学手段であるダイクロイックプ
リズム、139は投写レンズである。
【0046】メタルハライドランプ、超高圧水銀ラン
プ、キセノンランプ等のランプ100から放射される光
は放物面鏡101により集光され、略平行光に変換され
る。略平行光に変換された光は、複数のレンズ素子から
構成される第1のレンズアレイ板102に入射する。第
1のレンズアレイ板102に入射した光束は多数の光束
に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズ
から構成される第2のレンズアレイ板103に収束す
る。第1のレンズアレイ板102のレンズ素子の焦点距
離は、第1のレンズアレイ板102と第2のレンズアレ
イ板103の距離としている。第1のレンズアレイ板1
02のレンズ素子は液晶ライトバルブと相似形の開口形
状である。第2のレンズアレイ板103のレンズ素子は
第1のレンズアレイ板102と液晶ライトバルブ124
とが略共役関係となるように焦点距離を決めている。第
2のレンズアレイ板103から出射した光は集光レンズ
104に入射する。集光レンズ104は第2のレンズア
レイ板103の各レンズ素子からの出射した光を液晶ラ
イトバルブ124,125,126上に重畳照明するた
めのレンズである。
プ、キセノンランプ等のランプ100から放射される光
は放物面鏡101により集光され、略平行光に変換され
る。略平行光に変換された光は、複数のレンズ素子から
構成される第1のレンズアレイ板102に入射する。第
1のレンズアレイ板102に入射した光束は多数の光束
に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズ
から構成される第2のレンズアレイ板103に収束す
る。第1のレンズアレイ板102のレンズ素子の焦点距
離は、第1のレンズアレイ板102と第2のレンズアレ
イ板103の距離としている。第1のレンズアレイ板1
02のレンズ素子は液晶ライトバルブと相似形の開口形
状である。第2のレンズアレイ板103のレンズ素子は
第1のレンズアレイ板102と液晶ライトバルブ124
とが略共役関係となるように焦点距離を決めている。第
2のレンズアレイ板103から出射した光は集光レンズ
104に入射する。集光レンズ104は第2のレンズア
レイ板103の各レンズ素子からの出射した光を液晶ラ
イトバルブ124,125,126上に重畳照明するた
めのレンズである。
【0047】照明光学手段106から出射した光は、色
分離光学手段109に入射する。色分離光学手段109
に入射した光は、赤透過のダイクロイックミラー10
7、緑反射のダイクロイックミラー108により青・緑
・赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ
115、支持ガラス基板121、入射側偏光フィルム1
18、を透過して、液晶ライトバルブ124に入射す
る。赤の色光は反射ミラー110で反射した後、フィー
ルドレンズ116、支持ガラス基板122、入射側偏光
フィルム119を透過して液晶ライトバルブ125に入
射する。青の色光はリレーレンズ113、114や反射
ミラー111,112を透過屈折および反射して、フィ
ールドレンズ117、支持ガラス基板123、入射側偏
光フィルム120を透過して、液晶ライトバルブ126
に入射する。3枚の液晶ライトバルブ124、125、
126はアクティブマトリックス方式であって、映像信
号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の
偏光状態を変化させ、それぞれの液晶ライトバルブ12
4,125,126の両側に透過軸を直交するように配
置したそれぞれの入射側偏光フィルム118,119,
120および出射側偏光フィルム133,134,13
5とを組み合わせて光を変調し、それぞれ緑・赤・青の
画像を形成する。液晶ライトバルブ124、125、1
26を出射した光は、それぞれ光学位相補償板127、
128、129、出射側偏光フィルム133,134,
135を透過し、色合成光学手段であるダイクロイック
プリズム138により赤・青の各色光がそれぞれ赤反射
のダイクロイックミラー136、青反射のダイクロイッ
クミラー137によって反射し、緑の色光と合成され、
投写レンズ139によりスクリーン(図示せず)上に拡
大投写される。このような投写型表示装置は、光源から
の自然光を効率よく、均一に液晶ライトバルブに照明す
る照明光学手段と、3枚の液晶ライトバルブを用いてい
るため、明るく、解像度の高い投写画像を得ることがで
きる。
分離光学手段109に入射する。色分離光学手段109
に入射した光は、赤透過のダイクロイックミラー10
7、緑反射のダイクロイックミラー108により青・緑
・赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ
115、支持ガラス基板121、入射側偏光フィルム1
18、を透過して、液晶ライトバルブ124に入射す
る。赤の色光は反射ミラー110で反射した後、フィー
ルドレンズ116、支持ガラス基板122、入射側偏光
フィルム119を透過して液晶ライトバルブ125に入
射する。青の色光はリレーレンズ113、114や反射
ミラー111,112を透過屈折および反射して、フィ
ールドレンズ117、支持ガラス基板123、入射側偏
光フィルム120を透過して、液晶ライトバルブ126
に入射する。3枚の液晶ライトバルブ124、125、
126はアクティブマトリックス方式であって、映像信
号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の
偏光状態を変化させ、それぞれの液晶ライトバルブ12
4,125,126の両側に透過軸を直交するように配
置したそれぞれの入射側偏光フィルム118,119,
120および出射側偏光フィルム133,134,13
5とを組み合わせて光を変調し、それぞれ緑・赤・青の
画像を形成する。液晶ライトバルブ124、125、1
26を出射した光は、それぞれ光学位相補償板127、
128、129、出射側偏光フィルム133,134,
135を透過し、色合成光学手段であるダイクロイック
プリズム138により赤・青の各色光がそれぞれ赤反射
のダイクロイックミラー136、青反射のダイクロイッ
クミラー137によって反射し、緑の色光と合成され、
投写レンズ139によりスクリーン(図示せず)上に拡
大投写される。このような投写型表示装置は、光源から
の自然光を効率よく、均一に液晶ライトバルブに照明す
る照明光学手段と、3枚の液晶ライトバルブを用いてい
るため、明るく、解像度の高い投写画像を得ることがで
きる。
【0048】光学位相補償板127、128、129
は、それぞれ出射側偏光フィルム133,134,13
5の支持ガラス基板130,131,132に貼合して
いる。光学位相補償板は、液晶ライトバルブと出射側の
偏光フィルムの間に配置しているが、入射側の偏光フィ
ルムと液晶ライトバルブとの間に配置してもよい。
は、それぞれ出射側偏光フィルム133,134,13
5の支持ガラス基板130,131,132に貼合して
いる。光学位相補償板は、液晶ライトバルブと出射側の
偏光フィルムの間に配置しているが、入射側の偏光フィ
ルムと液晶ライトバルブとの間に配置してもよい。
【0049】入射側または出射側偏光フィルムと液晶ラ
イトバルブの間に、黒表示での液晶層の複屈折による残
留位相差を補償する光学位相補償板を配置することによ
り、黒表示でのむらのない、高コントラストな投写画像
を実現できる。さらに、3枚の液晶パネルを用いて投写
型表示装置を構成するため、したがって、明るく、均一
で、高解像度、高コントラストな投写型表示装置が実現
できる。
イトバルブの間に、黒表示での液晶層の複屈折による残
留位相差を補償する光学位相補償板を配置することによ
り、黒表示でのむらのない、高コントラストな投写画像
を実現できる。さらに、3枚の液晶パネルを用いて投写
型表示装置を構成するため、したがって、明るく、均一
で、高解像度、高コントラストな投写型表示装置が実現
できる。
【0050】光学位相補償板には、本発明の第1から第
6に示すいずれかの光学位相補償板を用いている。この
ため、湿度や温度変化に対して、黒表示から低輝度階調
表示における輝度むらや色むら様相が変化しない投写型
表示装置を実現できるという非常に大きな効果がある。
6に示すいずれかの光学位相補償板を用いている。この
ため、湿度や温度変化に対して、黒表示から低輝度階調
表示における輝度むらや色むら様相が変化しない投写型
表示装置を実現できるという非常に大きな効果がある。
【0051】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、吸放湿性
が高い反射防止膜を形成、もしくは、吸放湿性を防止し
た光学位相補償板を備えことにより、湿度や温度変化に
対しても、黒表示から低輝度階調表示における輝度む
ら、色むらを生じない投写画像を実現するという非常に
大きな効果がある。
が高い反射防止膜を形成、もしくは、吸放湿性を防止し
た光学位相補償板を備えことにより、湿度や温度変化に
対しても、黒表示から低輝度階調表示における輝度む
ら、色むらを生じない投写画像を実現するという非常に
大きな効果がある。
【図1】本発明の第1の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
【図2】本発明の第2の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
【図3】本発明の第3の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
【図4】本発明の第4の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
【図5】本発明の第5の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
【図6】本発明の第6の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
【図7】本発明の第7の実施の形態における投写型表示
装置の構成図
装置の構成図
30、100 ランプ
31、101 放物面鏡
32、115、116、117 フィールドレンズ
33、118、119、120 入射側偏光フィルム
34、37、40、51、61、63、64、71、7
2、74、81、82、121、122、123、13
0、131、132 ガラス基板 35、124、125、126 液晶ライトバルブ 36、133、134、135 出射側偏光フィルム 38、139 投写レンズ 39、50、60、62、70、80 光学位相補償板 41、52 反射防止膜 42、44 透明樹脂フィルム、 43、45、73、75、86 光学位相補償用液晶 46、76、85 光学位相補償用液晶分子 47 光学位相補償板厚み方向周辺部 53、65 シール材 83、84 透明電極、 102 第1のレンズアレイ板 103 第2のレンズアレイ板 104 集光レンズ 105、110、111、112 反射ミラー 106 照明光学手段 107 赤透過のダイクロイックミラー 108 緑反射のダイクロイックミラー 109 色分離光学手段 113、114 リレーレンズ 136 赤反射のダイクロイックミラー 137 青反射のダイクロイックミラー 138 ダイクロイックプリズム
2、74、81、82、121、122、123、13
0、131、132 ガラス基板 35、124、125、126 液晶ライトバルブ 36、133、134、135 出射側偏光フィルム 38、139 投写レンズ 39、50、60、62、70、80 光学位相補償板 41、52 反射防止膜 42、44 透明樹脂フィルム、 43、45、73、75、86 光学位相補償用液晶 46、76、85 光学位相補償用液晶分子 47 光学位相補償板厚み方向周辺部 53、65 シール材 83、84 透明電極、 102 第1のレンズアレイ板 103 第2のレンズアレイ板 104 集光レンズ 105、110、111、112 反射ミラー 106 照明光学手段 107 赤透過のダイクロイックミラー 108 緑反射のダイクロイックミラー 109 色分離光学手段 113、114 リレーレンズ 136 赤反射のダイクロイックミラー 137 青反射のダイクロイックミラー 138 ダイクロイックプリズム
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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)
G03B 21/00 G03B 21/00 E
H04N 5/74 H04N 5/74 K
(72)発明者 岡田 武博
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Fターム(参考) 2H088 EA13 EA19 EA20 GA02 HA04
HA06 JA05 MA02 MA04 MA16
MA18
2H091 FA08X FA11 FA37 FB02
FB07 FC29 FC30 FD10 FD12
FD22 LA03 LA04 LA06 LA11
LA12 LA13 LA17 LA18 MA07
2H099 AA12 BA09 CA11
2K103 AA01 AA05 AB05 AB06 BB02
BC11 BC16 CA18 CA75 CA76
CA78
5C058 BA06 DA01 DA06 EA01 EA02
EA11 EA26
Claims (12)
- 【請求項1】 光源と、前記光源からの光が照明され画
像を形成する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバル
ブの入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前
記入射側または出射側の偏光子と前記液晶ライトバルブ
との間に配置され、前記液晶ライトバルブの黒表示画像
における液晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板
と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡
大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、前記光学位相補償板は支持体となる透明樹脂フィル
ムと、前記透明樹脂フィルム上に配向させた光学位相補
償用液晶とを備え、前記光学位相補償板には吸放湿性の
高い、低膜密度の反射防止膜を形成した投写型表示装
置。 - 【請求項2】 光源と、前記光源からの光が照明され画
像を形成する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバル
ブの入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前
記入射側または出射側の偏光子と前記液晶ライトバルブ
との間に配置され、前記液晶ライトバルブの黒表示画像
における液晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板
と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡
大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、前記光学位相補償板は支持体となる透明樹脂フィル
ムと、前記透明樹脂フィルム上に配向させた光学位相補
償用液晶とを備え、前記光学位相補償板には反射防止膜
を形成し、前記光学位相補償板の周辺部には吸湿防止の
封止をした投写型表示装置。 - 【請求項3】 光源と、前記光源からの光が照明され画
像を形成する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバル
ブの入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前
記入射側または出射側の偏光子と前記液晶ライトバルブ
との間に配置され、前記液晶ライトバルブの黒表示画像
における液晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板
と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡
大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、前記光学位相補償板は支持体となる透明樹脂フィル
ムと、前記透明樹脂フィルム上に配向させた光学位相補
償用液晶とを備え、前記光学位相補償板には反射防止膜
を形成しない投写型表示装置。 - 【請求項4】 光源と、前記光源からの光が照明され画
像を形成する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバル
ブの入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前
記入射側または出射側の偏光子と前記液晶ライトバルブ
との間に配置され、前記液晶ライトバルブの黒表示画像
における液晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板
と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡
大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、前記光学位相補償板は支持体となる透明樹脂フィル
ムと、前記透明樹脂フィルム上に配向させた光学位相補
償用液晶とを備え、前記光学位相補償板はガラス基板で
挟持された構造である投写型表示装置。 - 【請求項5】 前記透明樹脂フィルムがトリアセチルセ
ルロースである請求項1乃至4記載の投写型表示装置。 - 【請求項6】 光源と、前記光源からの光が照明され画
像を形成する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバル
ブの入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前
記入射側または出射側の偏光子と前記液晶ライトバルブ
との間に配置され、前記液晶ライトバルブの黒表示画像
における液晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板
と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡
大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、前記光学位相補償板は支持体となるガラス基板と、
ガラス基板上に配向させた光学位相補償用液晶とを備え
た投写型表示装置。 - 【請求項7】 光学位相補償板は光学位相補償用液晶を
ガラス基板で挟持した構成である請求項6記載の投写型
表示装置。 - 【請求項8】 光源と、前記光源からの光が照明され画
像を形成する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバル
ブの入射側と出射側にそれぞれ配置される偏光子と、前
記入射側または出射側の偏光子と前記液晶ライトバルブ
との間に配置され、前記液晶ライトバルブの黒表示画像
における液晶層の残留位相差を補償する光学位相補償板
と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上に拡
大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、光学位相補償板は透明電極を形成した一対のガラス
基板に、光学位相補償用液晶を配向させ、印加電圧によ
り前記光学位相補償用液晶層の複屈折を制御するように
した光学位相補償板とを備えた投写型表示装置。 - 【請求項9】 光学位相補償板は黒表示画像における液
晶ライトバルブの液晶層の入射側配向膜近傍液晶と出射
側配向膜近傍液晶の残留位相を補償する液晶である請求
項1乃至4、6、8記載の投写型表示装置。 - 【請求項10】 光学位相補償用液晶は負の一軸性の化
合物であって、液晶ライトバルブの液晶層の液晶分子に
合わせて厚み方向で配向角度を連続的に変化させたハイ
ブリッド配向を有するディスコティック液晶から構成さ
れる請求項1乃至4、6、8記載の投写型表示装置。 - 【請求項11】 光源と、前記光源からの光を集光し被
照明領域に照明する照明光学手段と、前記光源からの白
色光を青・緑・赤の3原色光に分離する色分離光学手段
と、前記色分離光学手段からの光が照明され、映像信号
に応じて画像を形成する3つの液晶ライトバルブと、前
記液晶ライトバルブの入射側と出射側にそれぞれ配置さ
れる偏光子と、前記液晶ライトバルブからの青・緑・赤
の出射光を受け青・緑・赤の色光を合成する色合成光学
手段と、前記液晶ライトバルブ上の画像をスクリーン上
に投写する投写レンズと、前記液晶ライトバルブの黒表
示画像における前記液晶層の残留位相差を補償する光学
位相補償板とを備え、前記光学位相補償板が請求項1乃
至4、6、8記載の投写型表示装置。 - 【請求項12】 光学位相補償板は入射側または出射側
の偏光子を貼合した支持基板に貼合された請求項1乃至
4、6、8、11記載の投写型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002145822A JP2003337301A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002145822A JP2003337301A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 投写型表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003337301A true JP2003337301A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29704983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002145822A Pending JP2003337301A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 投写型表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003337301A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005345864A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置、プロジェクタ、偏光補償光学系 |
JP2008134655A (ja) * | 2008-02-01 | 2008-06-12 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置、プロジェクタ、偏光補償光学系 |
WO2012001495A2 (en) | 2010-06-29 | 2012-01-05 | Imax Corporation | Spatially modifying polarization state of light |
CN110082941A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-08-02 | 长沙湘计海盾科技有限公司 | 一种液晶显示器光加热组件及光加热方法 |
CN110888290A (zh) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 光源系统及投影系统 |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002145822A patent/JP2003337301A/ja active Pending
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