JP2004245871A - 電気光学変調装置及びその製造方法並びにプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】光吸収による寿命の低下が少なく、光学設計の自由度を低下させたり、部品コストが増大したりすることのない電気光学変調装置を提供する。
【解決手段】ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４には、透明基板８１０上に細長いエレメント８２０が光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板が一体化されてなり、ＴＦＴ型液晶パネルのＴＦＴ基板５４２には、防塵ガラス５５４が一体化されてなることを特徴とする電気光学変調装置。
【選択図】 図１
【解決手段】ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４には、透明基板８１０上に細長いエレメント８２０が光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板が一体化されてなり、ＴＦＴ型液晶パネルのＴＦＴ基板５４２には、防塵ガラス５５４が一体化されてなることを特徴とする電気光学変調装置。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、カラー画像をスクリーンなどに投写するプロジェクタに好適に用いられる電気光学変調装置及びその製造方法並びにかかる電気光学変調装置を用いたプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のプロジェクタの光学系を示す図である。図７に示すように、このプロジェクタ９０は、照明光学系１００と、色分離光学系２００と、リレー光学系２４０と、反射ミラー２２０と、２つのフィールドレンズ３００Ｒ、３００Ｇと、電気光学変調装置９００Ｒ，９００Ｇ，９００Ｂと、ダイクロイックプリズム４００と、投写レンズ４２０とを備えている。
照明光学系１００は、光源１１０及びインテグレーター光学系１２０，１３０，１５０を有している。色分離光学系２００は、２枚のダイクロイックミラー２１０、２１２を有している。リレー光学系２４０は、反射ミラー２５２、２５４、入射側レンズ２６２、リレーレンズ２６４及びフィールドレンズ２６６を有している。
【０００３】
このプロジェクタ９０は、照明光学系１００から射出された光を色分離光学系２００によって赤、緑及び青の３つの色光に分離し、それぞれの色光を３つの電気光学変調装置９００Ｒ、９００Ｇ、９００Ｂによって変調し、ダイクロイックプリズム４００によって合成し、この合成光を投写レンズ４２０を介してスクリーンＳ上などに投写する。
【０００４】
ところで、このプロジェクタ９０においては、電気光学変調装置９００Ｒ，９００Ｇ，９００Ｂは、図７（破線で示された楕円内）及び図８に示されたような構造を有している。
図８は、従来の電気光学変調装置の断面図である。各色光用の電気光学変調装置９００Ｒ，９００Ｇ，９００Ｂは、基本的には同じ構造を有しているため、図８では、これらの電気光学変調装置を符号９００で表すこととする。
【０００５】
電気光学変調装置９００は、図７及び図８に示されるように、光の進行方向に沿って順に、透明基板９２２に有機偏光膜９２４が貼り合わされた入射側偏光板９２０、ＴＦＴ型液晶パネル９４０、及び透明基板９６２に有機偏光膜９６４が貼り合わされた射出側偏光板９６０を備えている。そして、これらの入射側偏光板９２０、ＴＦＴ型液晶パネル９４０及び射出側偏光板９６０は、光吸収によるこれら入射側偏光板９２０，射出側偏光板９６０の発熱を放散させるために相互に離間して配置されている。
【０００６】
図７及び図８においては、入射側偏光板９２０及び射出側偏光板９６０は１枚の偏光板として示されているが、これには限られず２枚以上の偏光板を組み合わせた偏光板も用いられている。この場合は、光吸収によるこれら２枚以上の偏光板の発熱等を放散させるため、これら２枚以上の偏光板も、相互に離間して配置されている。
【０００７】
液晶パネル９４０は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型液晶パネルである。表面に画素電極９４２Ｅ、ＴＦＴ素子（図示せず）などが形成されたＴＦＴ基板９４２と、表面にブラックマトリクス（図示せず）、共通電極９４４Ｅなどが形成された対向基板９４４との間隙に液晶層９４８が配置された構造を有している。
【０００８】
この液晶パネル９４０は、ＴＦＴ素子の働きによって、画素電極９４２Ｅと共通電極９４４Ｅと間に印加される電圧の大きさを画素ごとに制御することにより、対向基板９４４側から入射した入射光の透過率を画素ごとに制御することができる。
【０００９】
そして、この液晶パネル９４０においては、対向基板９４４の入射側表面とＴＦＴ基板９４２の射出側表面とには、塵埃付着による投射画像の劣化を防ぐため、それぞれ防塵ガラス９５０、９５４が貼り合わせられている。また空気と防塵ガラスとの界面における反射を防ぐため、それぞれの防塵ガラス９５０，９５４には、誘電体多層膜からなるＡＲ層９５４ＡＲ、９５０ＡＲが形成されている。
【００１０】
このように、従来から実用的に使用されている偏光板は、透明基板に有機偏光膜が貼り合わされたいわゆる有機偏光板である。この有機偏光板は、高分子フィルムを一方向延伸することにより沃素、染料等の異方性を有する吸光性分子が特定の方向に配向した構造を有しており、これらの分子が特定の振動方向成分の光を吸収して偏光板としての機能を発揮する。このため、この偏光板は、光吸収による発熱により劣化し易く、寿命が短いという問題点がある。
【００１１】
このため、上記した吸収型の偏光板とは異なり、特定の振動方向成分の光を反射して他の振動方向成分の光を透過する反射型の偏光板、いわゆる反射型無機偏光板が提案されている。この反射型無機偏光板は、透明基板上に無機材料からなる細長いエレメントが光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列されたワイヤグリッド構造を有している。この反射型無機偏光板は、上記したエレメントの長さ方向に直角な振動方向を有する偏光を透過させる一方、エレメントの長さ方向に平行な振動方向を有する偏光を反射することにより、偏光板としての機能を発揮する（例えば、特許文献１〜４参照。）。
【００１２】
図９は、特許文献１（ＦＩＧ．２）に開示された反射型無機偏光板の構造を示す図である。この反射型無機偏光板７００は、図９に示されるように、透明基板７１０上に、細長いエレメント７２０（幅Ｗ、厚さｔ）が光の波長より短い間隔（ピッチＰ）をおいて略平行に配列されたいわゆるワイヤグリッド構造を有している。そして、この反射型無機偏光板７２０は、上記したエレメント７２０の長さ方向に直角な振動方向を有する偏光を透過させる一方、エレメント７２０の長さ方向に平行な振動方向を有する偏光を反射する。
【００１３】
そこで、図７及び図８に示された従来の電気光学変調装置９００の一部を構成する有機偏光板９２０を、上記した反射型無機偏光板に代えることによって、上記した光吸収による発熱を抑制して偏光板の寿命を延ばすことが考えられる。図１０は、従来の電気光学変調装置の有機偏光板を反射型無機偏光板に代えた電気光学変調装置の構造を示す図である。
【００１４】
この電気光学変調装置９００Ａに用いられる反射型無機偏光板８００は、図１０に示されるように、ガラス基板８１０上にアルミ製の相互に平行なエレメント８２０が配列された構造を有しており、さらにエレメントの上部には（高さ方向に適当な間隔を置いて）カバーガラス８３０がガラス基板８１０の周縁にシール剤８４０を固化することにより固定されている。このカバーガラス８３０は、塵埃付着による偏光性能の劣化を防ぐための防塵ガラスとしての機能も有している。ガラス基板８１０とカバーガラス８３０との間は低光学密度の空気、ガス等からなる媒質の層又は真空である。
【００１５】
ところで、プロジェクタにおいては近年小型化が進み、このため液晶パネルのインチサイズは年々小さくなってきている。しかしながら、上記したガラス基板９１０やカバーガラス８３０は、防塵という目的からしても極端な薄型化は容易ではない。このため、液晶パネル９４０のＴＦＴ基板９４２、対向基板９４４、２枚の防塵ガラス９５０，９５４の厚さとあいまって、電気光学変調装置全体の厚さを薄くすることは容易ではなく、そのため、光学設計の自由度が低下したり、部品コストが増大したりするという問題がある。
【００１６】
【特許文献１】
米国特許ＵＳ６２４３１９９Ｂ１号
【特許文献２】
米国特許ＵＳ６２８８８４０Ｂ１号
【特許文献３】
米国特許ＵＳ６３４８９９５Ｂ１号
【特許文献４】
特表２００２−５１４７８１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、光吸収による寿命の低下が少なく、光学設計の自由度を低下させたり、部品コストが増大したりすることのない電気光学変調装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる優れた電気光学変調装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の電気光学変調装置は、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることを特徴とする。
【００１９】
このため、本発明の電気光学変調装置によれば、反射型無機偏光板が液晶パネルの一方の基板の防塵ガラスを兼ねるとともに、液晶パネルが反射型無機偏光板のカバーガラスを兼ねるため、つごう２枚のガラスを削減することが可能になる。このため、本発明の電気光学変調装置は薄型化が容易となり、光学設計の自由度が高まるとるとともに、部品コストを低下することができる。
また、これらのガラスを削減できるため、これらのガラスと他の基板との間の接着層も不要となり、画質も向上する。
さらにまた、誘電体多層膜からなるＡＲ層の層数も削減できるため、製造コストが低下するとともに、画質も向上する。
【００２０】
反射型無機偏光板は、ガラス、ポリマー、結晶材（例えば、サファイア、水晶）等の透明基板上に光の波長より短い間隔をおいて、通常の方法によりエレメントが形成される。エレメントの間隔は、赤、青、緑等の光の光路ごとに当該光の波長より短かければよい。エレメントの幅、高さ、形状、光学密度としては、エレメントの長さ方向に直角の振動方向を有する偏光を透過させ、エレメントの長さ方向に平行の振動方向を有する偏光を反射するように適宜選択する。また、エレメントの材料としても、エレメントの長さ方向に直角の振動方向を有する偏光を透過させ、エレメントの長さ方向に平行の振動方向を有する偏光を反射するように構成できるもののなかから適宜選択する。なかでも、銀、アルミニウム等の無機導電材料が偏光板の寿命からも特に好ましい。エレメントは、全体としてワイヤーグリッド構造を形成していることが好ましい。
【００２１】
なお、エレメントと周囲の媒体との光学密度差を大きくするため、エレメントの基板と接する面以外の周囲は真空となっていてもよいし、空気等の気体で覆われていてもよい。この場合、液晶パネルの一方の基板の入射側面との間に反射が生じるため、この液晶パネルの一方の基板の入射側面には、ＡＲ層が設けられていることが好ましい。
一体化の方法は、相互の位置関係を保持するとともにこれらの間に空気等との界面を形成しないことが好ましく、通常は光透過性の接着剤等で接着することが好ましい。接着剤の硬化には光等の放射線、熱、化学反応等各種のものが用いられる。
【００２２】
（２）上記（１）に記載の電気光学変調装置においては、前記反射型無機偏光板が、透明基板上に細長いエレメントが光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板であることが好ましい。
このように、反射型無機偏光板として優れた性能の反射型無機偏光板を用いるため、光吸収による発熱を効果的に抑制して偏光板の寿命を延ばすことができる。
【００２３】
（３）上記（１）又は（２）に記載の電気光学変調装置においては、前記液晶パネルがＴＦＴ型液晶パネルであって、このＴＦＴ型液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることが好ましい。
【００２４】
このように構成することにより、液晶パネルとしてＴＦＴ型液晶パネルを用いるため、コンスラスト特性、視野角特性、応答特性、色再現特性などに優れた電気光学変調装置となる。
ＴＦＴ素子は光に弱いため、ＴＦＴ基板の一方の基板として対向基板を選び、この対向基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることが好ましい。
【００２５】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電気光学変調装置においては、前記液晶パネルの他方の基板に防塵ガラスが一体化されてなることが好ましい。
【００２６】
上記したように、前記液晶パネルの一方の基板は前記反射型無機偏光板と一体化されているため防塵ガラスを不要とすることができるが、前記液晶パネルの他方の基板には前記反射型無機偏光板が一体化されていないので、塵埃付着による画質劣化防止のため、防塵ガラスが一体化されてなることが好ましい。
【００２７】
（５）本発明の電気光学変調装置の製造方法は、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電気光学変調装置の製造方法であって、
光源からの光束中に、入射側から前記反射型無機偏光板、前記液晶パネル及び光量計を順に配置し、前記光量計で計測される光量が最大又は最小になるように前記液晶パネルに対する前記反射型無機偏光板の位置決めをしながら前記液晶パネルの一方の基板と前記反射型無機偏光板とを一体化することを特徴とする。
【００２８】
このため、本発明の電気光学変調装置の製造方法によれば、光量計の計測された光量を観察しながら液晶パネルと反射型無機偏光板の位置関係を調整するだけで、液晶パネルと反射型無機偏光板の位置決めを高精度かつ容易にできる。そして、その相対位置関係を保持した状態で一体化することにより、外形合わせではなく、明るく、コントラストの高い電気光学変調装置が得られる。
【００２９】
光量計で計測される光量が最大になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うのか、光量計で計測される光量が最小になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うかは、液晶パネルのモード（ノーマリー白、ノーマリー黒）、電気光学変調装置の射出側の偏光板の有無、その偏光軸の方向等により、適宜決定することができる。本方法はエレメントの長さ方向が外形上不明の場合に特に利益がある。
【００３０】
（６）本発明の電気光学変調装置の製造方法は、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電気光学変調装置の製造方法であって、
前記液晶パネルの一方の基板に形成された配向膜の配向方向に対して、前記反射型無機偏光板のエレメントの長さ方向を直交させて、前記液晶パネルの一方の基板と前記反射型無機偏光板とを一体化することを特徴とする。
【００３１】
このため、本発明の電気光学変調装置の製造方法によれば、反射型無機偏光板にエレメントの長さ方向等をマークしておけば、エレメントの長さ方向等が外形上識別できるため、液晶パネルの配向膜の配向方向に対応して反射型無機偏光板のエレメントの長さ方向等を正確に配置することができる。本方法は位置決めの際に光量計を用いる必要がないので、簡単かつ迅速に位置決めをすることができる。
【００３２】
（７）本発明のプロジェクタは、光源と、この光源からの光を変調するための電気光学変調装置と、この電気光学変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置が、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電気光学変調装置であることを特徴とする。
【００３３】
このため、本発明のプロジェクタによれば、有機偏光板に代えて反射型無機偏光板を有する電気光学変調装置を備えているので、光吸収による発熱が少ないため、偏光板の寿命を長くすることができるとともに高輝度化が容易である。また、本発明のプロジェクタによれば、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されガラス枚数の少ない電気光学変調装置を備えているので、光学設計の自由度が高く、部品コストや製造コストも低減され、画質も高いものとなる。
【００３４】
（８）本発明のプロジェクタは、光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置が、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電気光学変調装置であることを特徴とする。
【００３５】
このため、本発明のプロジェクタによれば、上記した（７）のプロジェクタと同様の効果を有するカラープロジェクタとなる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
（実施形態１）
実施形態１は、電気光学変調装置である。
図１は、本発明の実施形態１に係る電気光学変調装置の断面図である。この電気光学変調装置５４０は、液晶パネルと反射型偏光装置が一体化された電気光学変調装置である。
【００３８】
反射型無機偏光板は、図１に示されるように、ガラス基板８１０上に細長いエレメント８２０が光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板である。ガラス基板８１０の厚さは、例えば０．７ｍｍである。エレメント８２０の配列ピッチは、例えば１５０〜２００ｎｍである。エレメント８２０の幅は、例えばピッチの４０〜５０％である。エレメント８２０の高さは、例えば１００〜１５０ｎｍである。エレメント８２０の長さはガラス基板８１０の長さと同じ長さである。ガラス基板８１０のエレメント８２０が形成された面と反対の面にはＡＲ層８１０ＡＲが形成されている。エレメント８２０の長さ方向は紙面に垂直である。
従って、この反射型無機偏光板は、図１において左から右に進む光がガラス基板８１０に対し垂直な方向から入射された場合には、紙面に平行な振動方向を有する偏光を透過させ、紙面に垂直な方向の振動方向を有する偏光を反射する。
【００３９】
このため、この電気光学変調装置５４０によれば、反射型無機偏光板として優れた性能の反射型無機偏光板を用いるため、光吸収による発熱を効果的に抑制して偏光板の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る液晶パネルは、ＴＦＴ型液晶パネルであって、このＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４と反射型無機偏光板とが一体化されている。このため、液晶パネルとしてＴＦＴ型液晶パネルを用いているため、コンスラスト特性、視野角特性、応答特性、色再現特性などに優れた電気光学変調装置となる。ＴＦＴ素子は光に弱いため、ＴＦＴ基板５４２の一方の基板として対向基板５４４を選び、この対向基板５４４と反射型無機偏光板とが一体化されてなるように構成している。
【００４１】
この電気光学変調装置５４０においては、ＴＦＴ基板５４２の射出面に防塵ガラス５５４が一体化されている。このため、塵埃付着による画質劣化が防止されている。
【００４２】
この電気光学変調装置５４０によれば、反射型無機偏光板がＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４の防塵ガラスを兼ねるとともに、このＴＦＴ型液晶パネルが反射型無機偏光板のカバーガラスをも兼ねるため、つごう２枚のガラスを削減することが可能になる。このため、この電気光学変調装置５４０は薄型化が容易となり、光学設計の自由度が高まるとるとともに、部品コストを低下することができる。また、この電気光学変調装置５４０においては、２枚のガラスを削減できるため、防塵ガラスと他の基板との間の接着層も不要となり、画質も向上する。さらにまた、この電気光学変調装置５４０においては、誘電体多層膜からなるＡＲ層の層数も削減できるため、製造コストが低下するとともに、画質も向上する。
【００４３】
図２は、電気光学変調装置５４０における、偏光軸と配向膜との関係を示す図である。図２に示されるように、電気光学変調装置５４０においては、反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向は、対向基板５４４上に形成された配向膜５４４ＡＬの配向方向と直交している。また、ＴＦＴ基板５４２上に形成された配向膜５４２ＡＬの配向方向は、対向基板５４４上に形成された配向膜５４４ＡＬの配向方向と直交している。また、出射側偏光板９６０上の偏光膜９６４の偏光軸の方向は、反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向と平行である。
【００４４】
再び図１を参照して、対向基板５４４と反射型無機偏光板との固定は、シール剤８４０によって行う。また、反射型無機偏光板のガラス基板８１０の入射面には誘電体多層膜からなるＡＲ層８１０ＡＲが形成され、ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４の入射面にも誘電体多層膜からなるＡＲ層５４４ＡＲが形成されている。
【００４５】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１に記載した電気光学変調装置の製造方法である。
図３は、本発明の実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法を説明するための図である。
図３に示されるように、実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法は、光源からの光束中に、入射側から反射型無機偏光板、ＴＦＴ型液晶パネル及び光量計Ａを順に配置し、光量計Ａで計測される光量が最大又は最小になるようにＴＦＴ型液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めをしながらＴＦＴ型液晶パネルの対向基板と反射型無機偏光板とを一体化する方法である。
位置決めは、ＴＦＴ型液晶パネルに対しガラス基板８１０を透過光束に垂直な平面内で回転させることにより行う。一体化は、エレメント８２０の高さよりも高い所定の間隔をあけるよう位置決めした状態を保持するように、シール剤を固化させることにより行う。この場合、シール剤は予めガラス基板８１０又はＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４の周縁に塗布等により設置しておき、紫外線、熱等により固化させる。所定の間隔を確保するためのスペーサーを挟んだ状態で固化して一体化させてもよい。
位置決め精度を向上させるため、電気光学変調装置と光量計Ａとの間に他の偏光板を配置してもよい。
【００４６】
実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法によれば、光量計Ａの計測された光量を観察しながらＴＦＴ型液晶パネルと反射型無機偏光板の位置関係を調整するだけで、ＴＦＴ型液晶パネルと反射型無機偏光板の位置決めを高精度かつ容易に行うことができる。そして、その相対位置関係を保持した状態で一体化することにより、外形合わせではなく、明るく、コントラストの高い電気光学変調装置が得られる。
【００４７】
光量計Ａで計測される光量が最大になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うのか、光量計Ａで計測される光量が最小になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うかは、液晶パネルのモード（ノーマリー白、ノーマリー黒）、電気光学変調装置の射出側の偏光板の有無、その偏光軸の方向等により、適宜決定することができる。本方法はエレメントの長さ方向が外形上不明の場合に特に利益がある。
【００４８】
（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１に記載した電気光学変調装置の製造方法である。
実施形態３に係る電気光学変調装置の製造方法は、ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４に形成された配向膜の配向方向に対して、反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向を直交させて、ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４と反射型無機偏光板とを一体化する方法である。
【００４９】
このため、実施形態３に係る電気光学変調装置の製造方法によれば、反射型無機偏光板にエレメント８２０の長さ方向等をマークしておけば、エレメント８２０の長さ方向等が外形上識別できるため、ＴＦＴ型液晶パネルの配向膜の配向方向に対応して反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向等を正確に配置することができる。本方法は位置決めの際に光量計を用いる必要がないので、簡単かつ迅速に位置決めをすることができる。
【００５０】
（実施形態４）
実施形態４は、実施形態１に記載した電気光学変調装置を備えたプロジェクタである。
図４は、本発明の実施形態４に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ１０は、従来のプロジェクタ９０と基本的には同じ構造を有している。すなわち、光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えた構造を有している。
【００５１】
実施形態４に係るプロジェクタ１０が従来のプロジェクタ９０と異なるのは、電気光学変調装置である。すなわち、従来のプロジェクタ９０の電気光学変調装置９００においては入射側偏光板９２０Ｒ，９２０Ｇ，９２０Ｂが有機偏光板であるのに対して、実施形態４に係るプロジェクタ１０の電気光学変調装置５００においては、入射側偏光板が反射型無機偏光板であって、これがＴＦＴ型液晶パネルに一体化されている。
【００５２】
このため、本発明のプロジェクタによれば、有機偏光板に代えて反射型無機偏光板を有する電気光学変調装置を備えているので、光吸収による発熱が少ないため、偏光板の寿命を長くすることができるとともに高輝度化が容易である。また、本発明のプロジェクタによれば、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されガラス枚数の少ない電気光学変調装置を備えているので、光学設計の自由度が高く、部品コストや製造コストも低減され、画質も高いものとなる。
【００５３】
図５は、実施形態４に係るプロジェクタにおける偏光板の寿命（コントラスト寿命）を示す図である。図５中、Ｂは従来のプロジェクタ（入射側偏光板として有機偏光板を用いたプロジェクタ９０（図７参照））における偏光板のコントラスト寿命であり、Ａは実施形態４に係るプロジェクタ１０における反射型無機偏光板のコントラスト寿命である。図５に示されるように、実施形態４に係る反射型無機偏光板を用いることによって、同じ明るさで比較すれば、寿命を約１．５倍に延ばすことができる。同じ寿命で比較すれば、明るさを約１．５倍にすることができる。
【００５４】
（実施形態５）
実施形態５は、実施形態１に記載した電気光学変調装置を備えたプロジェクタである。
図６は、本発明の実施形態５に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ２０は、実施形態４に係るプロジェクタ１０と基本的には同じ構造を有している。すなわち、光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えた構造を有している。
【００５５】
実施形態５に係るプロジェクタ１０が実施形態４に係るプロジェクタ１０と異なるのは、照明装置である。すなわち、実施形態５に係るプロジェクタ２０の照明装置１００Ａは、実施形態４に係るプロジェクタ１０の照明装置１００の第２のレンズアレイ１３０と重畳レンズ１５０との間に偏光変換素子１４０をさらに有しているのである。このため、電気光学変調装置に照射される光はほぼ一方の偏光成分を有する偏光光である。
【００５６】
この場合であっても、プロジェクタのコンストラストを保証するためには、入射側の偏光板はやはり必要である。また、近年ではプロジェクタの高輝度化の要請が高いので、偏光変換素子を用いたとしても、入射側偏光板で取り除くべき偏光の量は増大している。
このため、実施形態５に係るプロジェクタ２０によっても、有機偏光板に代えて反射型無機偏光板を有する電気光学変調装置を備えているので、光吸収による発熱が少ないため、偏光板の寿命を長くすることができるとともに高輝度化が容易である。また、本発明のプロジェクタによれば、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されガラス枚数の少ない電気光学変調装置を備えているので、光学設計の自由度が高く、部品コストや製造コストも低減され、画質も高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る電気光学変調装置の構造を示す図である。
【図２】偏光軸と配向膜との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態４に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図５】本発明の実施形態４に係るプロジェクタにおける偏光板の寿命（コントラスト寿命）を示す図である。
【図６】本発明の実施形態５に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図７】従来のプロジェクタの光学系を示す図である。
【図８】従来の電気光学変調装置の構造を示す図である。
【図９】反射型無機偏光板の構造を示す図である。
【図１０】従来の電気光学変調装置の入射側偏光板を反射型無機偏光板に代替した電気光学変調装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０、２０、９０ プロジェクタ、１００ 照明光学系、２００ 色分離光学系、２４０ リレー光学系、３００Ｒ、３００Ｇ、２６６ フィールドレンズ、５００Ｒ、５００Ｇ、５００Ｂ 液晶パネル、５４０ ＴＦＴ型液晶パネル、５４４ 対向基板、５４６ ＴＦＴ基板、５５４ 防塵ガラス、４００ ダイクロイックプリズム、４２０ 投写レンズ、８１０ ガラス基板、８２０ エレメント、８３０ カバーガラス、Ｓ スクリーン
【発明が属する技術分野】
本発明は、カラー画像をスクリーンなどに投写するプロジェクタに好適に用いられる電気光学変調装置及びその製造方法並びにかかる電気光学変調装置を用いたプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のプロジェクタの光学系を示す図である。図７に示すように、このプロジェクタ９０は、照明光学系１００と、色分離光学系２００と、リレー光学系２４０と、反射ミラー２２０と、２つのフィールドレンズ３００Ｒ、３００Ｇと、電気光学変調装置９００Ｒ，９００Ｇ，９００Ｂと、ダイクロイックプリズム４００と、投写レンズ４２０とを備えている。
照明光学系１００は、光源１１０及びインテグレーター光学系１２０，１３０，１５０を有している。色分離光学系２００は、２枚のダイクロイックミラー２１０、２１２を有している。リレー光学系２４０は、反射ミラー２５２、２５４、入射側レンズ２６２、リレーレンズ２６４及びフィールドレンズ２６６を有している。
【０００３】
このプロジェクタ９０は、照明光学系１００から射出された光を色分離光学系２００によって赤、緑及び青の３つの色光に分離し、それぞれの色光を３つの電気光学変調装置９００Ｒ、９００Ｇ、９００Ｂによって変調し、ダイクロイックプリズム４００によって合成し、この合成光を投写レンズ４２０を介してスクリーンＳ上などに投写する。
【０００４】
ところで、このプロジェクタ９０においては、電気光学変調装置９００Ｒ，９００Ｇ，９００Ｂは、図７（破線で示された楕円内）及び図８に示されたような構造を有している。
図８は、従来の電気光学変調装置の断面図である。各色光用の電気光学変調装置９００Ｒ，９００Ｇ，９００Ｂは、基本的には同じ構造を有しているため、図８では、これらの電気光学変調装置を符号９００で表すこととする。
【０００５】
電気光学変調装置９００は、図７及び図８に示されるように、光の進行方向に沿って順に、透明基板９２２に有機偏光膜９２４が貼り合わされた入射側偏光板９２０、ＴＦＴ型液晶パネル９４０、及び透明基板９６２に有機偏光膜９６４が貼り合わされた射出側偏光板９６０を備えている。そして、これらの入射側偏光板９２０、ＴＦＴ型液晶パネル９４０及び射出側偏光板９６０は、光吸収によるこれら入射側偏光板９２０，射出側偏光板９６０の発熱を放散させるために相互に離間して配置されている。
【０００６】
図７及び図８においては、入射側偏光板９２０及び射出側偏光板９６０は１枚の偏光板として示されているが、これには限られず２枚以上の偏光板を組み合わせた偏光板も用いられている。この場合は、光吸収によるこれら２枚以上の偏光板の発熱等を放散させるため、これら２枚以上の偏光板も、相互に離間して配置されている。
【０００７】
液晶パネル９４０は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型液晶パネルである。表面に画素電極９４２Ｅ、ＴＦＴ素子（図示せず）などが形成されたＴＦＴ基板９４２と、表面にブラックマトリクス（図示せず）、共通電極９４４Ｅなどが形成された対向基板９４４との間隙に液晶層９４８が配置された構造を有している。
【０００８】
この液晶パネル９４０は、ＴＦＴ素子の働きによって、画素電極９４２Ｅと共通電極９４４Ｅと間に印加される電圧の大きさを画素ごとに制御することにより、対向基板９４４側から入射した入射光の透過率を画素ごとに制御することができる。
【０００９】
そして、この液晶パネル９４０においては、対向基板９４４の入射側表面とＴＦＴ基板９４２の射出側表面とには、塵埃付着による投射画像の劣化を防ぐため、それぞれ防塵ガラス９５０、９５４が貼り合わせられている。また空気と防塵ガラスとの界面における反射を防ぐため、それぞれの防塵ガラス９５０，９５４には、誘電体多層膜からなるＡＲ層９５４ＡＲ、９５０ＡＲが形成されている。
【００１０】
このように、従来から実用的に使用されている偏光板は、透明基板に有機偏光膜が貼り合わされたいわゆる有機偏光板である。この有機偏光板は、高分子フィルムを一方向延伸することにより沃素、染料等の異方性を有する吸光性分子が特定の方向に配向した構造を有しており、これらの分子が特定の振動方向成分の光を吸収して偏光板としての機能を発揮する。このため、この偏光板は、光吸収による発熱により劣化し易く、寿命が短いという問題点がある。
【００１１】
このため、上記した吸収型の偏光板とは異なり、特定の振動方向成分の光を反射して他の振動方向成分の光を透過する反射型の偏光板、いわゆる反射型無機偏光板が提案されている。この反射型無機偏光板は、透明基板上に無機材料からなる細長いエレメントが光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列されたワイヤグリッド構造を有している。この反射型無機偏光板は、上記したエレメントの長さ方向に直角な振動方向を有する偏光を透過させる一方、エレメントの長さ方向に平行な振動方向を有する偏光を反射することにより、偏光板としての機能を発揮する（例えば、特許文献１〜４参照。）。
【００１２】
図９は、特許文献１（ＦＩＧ．２）に開示された反射型無機偏光板の構造を示す図である。この反射型無機偏光板７００は、図９に示されるように、透明基板７１０上に、細長いエレメント７２０（幅Ｗ、厚さｔ）が光の波長より短い間隔（ピッチＰ）をおいて略平行に配列されたいわゆるワイヤグリッド構造を有している。そして、この反射型無機偏光板７２０は、上記したエレメント７２０の長さ方向に直角な振動方向を有する偏光を透過させる一方、エレメント７２０の長さ方向に平行な振動方向を有する偏光を反射する。
【００１３】
そこで、図７及び図８に示された従来の電気光学変調装置９００の一部を構成する有機偏光板９２０を、上記した反射型無機偏光板に代えることによって、上記した光吸収による発熱を抑制して偏光板の寿命を延ばすことが考えられる。図１０は、従来の電気光学変調装置の有機偏光板を反射型無機偏光板に代えた電気光学変調装置の構造を示す図である。
【００１４】
この電気光学変調装置９００Ａに用いられる反射型無機偏光板８００は、図１０に示されるように、ガラス基板８１０上にアルミ製の相互に平行なエレメント８２０が配列された構造を有しており、さらにエレメントの上部には（高さ方向に適当な間隔を置いて）カバーガラス８３０がガラス基板８１０の周縁にシール剤８４０を固化することにより固定されている。このカバーガラス８３０は、塵埃付着による偏光性能の劣化を防ぐための防塵ガラスとしての機能も有している。ガラス基板８１０とカバーガラス８３０との間は低光学密度の空気、ガス等からなる媒質の層又は真空である。
【００１５】
ところで、プロジェクタにおいては近年小型化が進み、このため液晶パネルのインチサイズは年々小さくなってきている。しかしながら、上記したガラス基板９１０やカバーガラス８３０は、防塵という目的からしても極端な薄型化は容易ではない。このため、液晶パネル９４０のＴＦＴ基板９４２、対向基板９４４、２枚の防塵ガラス９５０，９５４の厚さとあいまって、電気光学変調装置全体の厚さを薄くすることは容易ではなく、そのため、光学設計の自由度が低下したり、部品コストが増大したりするという問題がある。
【００１６】
【特許文献１】
米国特許ＵＳ６２４３１９９Ｂ１号
【特許文献２】
米国特許ＵＳ６２８８８４０Ｂ１号
【特許文献３】
米国特許ＵＳ６３４８９９５Ｂ１号
【特許文献４】
特表２００２−５１４７８１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、光吸収による寿命の低下が少なく、光学設計の自由度を低下させたり、部品コストが増大したりすることのない電気光学変調装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる優れた電気光学変調装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の電気光学変調装置は、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることを特徴とする。
【００１９】
このため、本発明の電気光学変調装置によれば、反射型無機偏光板が液晶パネルの一方の基板の防塵ガラスを兼ねるとともに、液晶パネルが反射型無機偏光板のカバーガラスを兼ねるため、つごう２枚のガラスを削減することが可能になる。このため、本発明の電気光学変調装置は薄型化が容易となり、光学設計の自由度が高まるとるとともに、部品コストを低下することができる。
また、これらのガラスを削減できるため、これらのガラスと他の基板との間の接着層も不要となり、画質も向上する。
さらにまた、誘電体多層膜からなるＡＲ層の層数も削減できるため、製造コストが低下するとともに、画質も向上する。
【００２０】
反射型無機偏光板は、ガラス、ポリマー、結晶材（例えば、サファイア、水晶）等の透明基板上に光の波長より短い間隔をおいて、通常の方法によりエレメントが形成される。エレメントの間隔は、赤、青、緑等の光の光路ごとに当該光の波長より短かければよい。エレメントの幅、高さ、形状、光学密度としては、エレメントの長さ方向に直角の振動方向を有する偏光を透過させ、エレメントの長さ方向に平行の振動方向を有する偏光を反射するように適宜選択する。また、エレメントの材料としても、エレメントの長さ方向に直角の振動方向を有する偏光を透過させ、エレメントの長さ方向に平行の振動方向を有する偏光を反射するように構成できるもののなかから適宜選択する。なかでも、銀、アルミニウム等の無機導電材料が偏光板の寿命からも特に好ましい。エレメントは、全体としてワイヤーグリッド構造を形成していることが好ましい。
【００２１】
なお、エレメントと周囲の媒体との光学密度差を大きくするため、エレメントの基板と接する面以外の周囲は真空となっていてもよいし、空気等の気体で覆われていてもよい。この場合、液晶パネルの一方の基板の入射側面との間に反射が生じるため、この液晶パネルの一方の基板の入射側面には、ＡＲ層が設けられていることが好ましい。
一体化の方法は、相互の位置関係を保持するとともにこれらの間に空気等との界面を形成しないことが好ましく、通常は光透過性の接着剤等で接着することが好ましい。接着剤の硬化には光等の放射線、熱、化学反応等各種のものが用いられる。
【００２２】
（２）上記（１）に記載の電気光学変調装置においては、前記反射型無機偏光板が、透明基板上に細長いエレメントが光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板であることが好ましい。
このように、反射型無機偏光板として優れた性能の反射型無機偏光板を用いるため、光吸収による発熱を効果的に抑制して偏光板の寿命を延ばすことができる。
【００２３】
（３）上記（１）又は（２）に記載の電気光学変調装置においては、前記液晶パネルがＴＦＴ型液晶パネルであって、このＴＦＴ型液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることが好ましい。
【００２４】
このように構成することにより、液晶パネルとしてＴＦＴ型液晶パネルを用いるため、コンスラスト特性、視野角特性、応答特性、色再現特性などに優れた電気光学変調装置となる。
ＴＦＴ素子は光に弱いため、ＴＦＴ基板の一方の基板として対向基板を選び、この対向基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることが好ましい。
【００２５】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電気光学変調装置においては、前記液晶パネルの他方の基板に防塵ガラスが一体化されてなることが好ましい。
【００２６】
上記したように、前記液晶パネルの一方の基板は前記反射型無機偏光板と一体化されているため防塵ガラスを不要とすることができるが、前記液晶パネルの他方の基板には前記反射型無機偏光板が一体化されていないので、塵埃付着による画質劣化防止のため、防塵ガラスが一体化されてなることが好ましい。
【００２７】
（５）本発明の電気光学変調装置の製造方法は、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電気光学変調装置の製造方法であって、
光源からの光束中に、入射側から前記反射型無機偏光板、前記液晶パネル及び光量計を順に配置し、前記光量計で計測される光量が最大又は最小になるように前記液晶パネルに対する前記反射型無機偏光板の位置決めをしながら前記液晶パネルの一方の基板と前記反射型無機偏光板とを一体化することを特徴とする。
【００２８】
このため、本発明の電気光学変調装置の製造方法によれば、光量計の計測された光量を観察しながら液晶パネルと反射型無機偏光板の位置関係を調整するだけで、液晶パネルと反射型無機偏光板の位置決めを高精度かつ容易にできる。そして、その相対位置関係を保持した状態で一体化することにより、外形合わせではなく、明るく、コントラストの高い電気光学変調装置が得られる。
【００２９】
光量計で計測される光量が最大になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うのか、光量計で計測される光量が最小になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うかは、液晶パネルのモード（ノーマリー白、ノーマリー黒）、電気光学変調装置の射出側の偏光板の有無、その偏光軸の方向等により、適宜決定することができる。本方法はエレメントの長さ方向が外形上不明の場合に特に利益がある。
【００３０】
（６）本発明の電気光学変調装置の製造方法は、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電気光学変調装置の製造方法であって、
前記液晶パネルの一方の基板に形成された配向膜の配向方向に対して、前記反射型無機偏光板のエレメントの長さ方向を直交させて、前記液晶パネルの一方の基板と前記反射型無機偏光板とを一体化することを特徴とする。
【００３１】
このため、本発明の電気光学変調装置の製造方法によれば、反射型無機偏光板にエレメントの長さ方向等をマークしておけば、エレメントの長さ方向等が外形上識別できるため、液晶パネルの配向膜の配向方向に対応して反射型無機偏光板のエレメントの長さ方向等を正確に配置することができる。本方法は位置決めの際に光量計を用いる必要がないので、簡単かつ迅速に位置決めをすることができる。
【００３２】
（７）本発明のプロジェクタは、光源と、この光源からの光を変調するための電気光学変調装置と、この電気光学変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置が、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電気光学変調装置であることを特徴とする。
【００３３】
このため、本発明のプロジェクタによれば、有機偏光板に代えて反射型無機偏光板を有する電気光学変調装置を備えているので、光吸収による発熱が少ないため、偏光板の寿命を長くすることができるとともに高輝度化が容易である。また、本発明のプロジェクタによれば、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されガラス枚数の少ない電気光学変調装置を備えているので、光学設計の自由度が高く、部品コストや製造コストも低減され、画質も高いものとなる。
【００３４】
（８）本発明のプロジェクタは、光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置が、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電気光学変調装置であることを特徴とする。
【００３５】
このため、本発明のプロジェクタによれば、上記した（７）のプロジェクタと同様の効果を有するカラープロジェクタとなる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００３７】
（実施形態１）
実施形態１は、電気光学変調装置である。
図１は、本発明の実施形態１に係る電気光学変調装置の断面図である。この電気光学変調装置５４０は、液晶パネルと反射型偏光装置が一体化された電気光学変調装置である。
【００３８】
反射型無機偏光板は、図１に示されるように、ガラス基板８１０上に細長いエレメント８２０が光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板である。ガラス基板８１０の厚さは、例えば０．７ｍｍである。エレメント８２０の配列ピッチは、例えば１５０〜２００ｎｍである。エレメント８２０の幅は、例えばピッチの４０〜５０％である。エレメント８２０の高さは、例えば１００〜１５０ｎｍである。エレメント８２０の長さはガラス基板８１０の長さと同じ長さである。ガラス基板８１０のエレメント８２０が形成された面と反対の面にはＡＲ層８１０ＡＲが形成されている。エレメント８２０の長さ方向は紙面に垂直である。
従って、この反射型無機偏光板は、図１において左から右に進む光がガラス基板８１０に対し垂直な方向から入射された場合には、紙面に平行な振動方向を有する偏光を透過させ、紙面に垂直な方向の振動方向を有する偏光を反射する。
【００３９】
このため、この電気光学変調装置５４０によれば、反射型無機偏光板として優れた性能の反射型無機偏光板を用いるため、光吸収による発熱を効果的に抑制して偏光板の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る液晶パネルは、ＴＦＴ型液晶パネルであって、このＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４と反射型無機偏光板とが一体化されている。このため、液晶パネルとしてＴＦＴ型液晶パネルを用いているため、コンスラスト特性、視野角特性、応答特性、色再現特性などに優れた電気光学変調装置となる。ＴＦＴ素子は光に弱いため、ＴＦＴ基板５４２の一方の基板として対向基板５４４を選び、この対向基板５４４と反射型無機偏光板とが一体化されてなるように構成している。
【００４１】
この電気光学変調装置５４０においては、ＴＦＴ基板５４２の射出面に防塵ガラス５５４が一体化されている。このため、塵埃付着による画質劣化が防止されている。
【００４２】
この電気光学変調装置５４０によれば、反射型無機偏光板がＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４の防塵ガラスを兼ねるとともに、このＴＦＴ型液晶パネルが反射型無機偏光板のカバーガラスをも兼ねるため、つごう２枚のガラスを削減することが可能になる。このため、この電気光学変調装置５４０は薄型化が容易となり、光学設計の自由度が高まるとるとともに、部品コストを低下することができる。また、この電気光学変調装置５４０においては、２枚のガラスを削減できるため、防塵ガラスと他の基板との間の接着層も不要となり、画質も向上する。さらにまた、この電気光学変調装置５４０においては、誘電体多層膜からなるＡＲ層の層数も削減できるため、製造コストが低下するとともに、画質も向上する。
【００４３】
図２は、電気光学変調装置５４０における、偏光軸と配向膜との関係を示す図である。図２に示されるように、電気光学変調装置５４０においては、反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向は、対向基板５４４上に形成された配向膜５４４ＡＬの配向方向と直交している。また、ＴＦＴ基板５４２上に形成された配向膜５４２ＡＬの配向方向は、対向基板５４４上に形成された配向膜５４４ＡＬの配向方向と直交している。また、出射側偏光板９６０上の偏光膜９６４の偏光軸の方向は、反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向と平行である。
【００４４】
再び図１を参照して、対向基板５４４と反射型無機偏光板との固定は、シール剤８４０によって行う。また、反射型無機偏光板のガラス基板８１０の入射面には誘電体多層膜からなるＡＲ層８１０ＡＲが形成され、ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４の入射面にも誘電体多層膜からなるＡＲ層５４４ＡＲが形成されている。
【００４５】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１に記載した電気光学変調装置の製造方法である。
図３は、本発明の実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法を説明するための図である。
図３に示されるように、実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法は、光源からの光束中に、入射側から反射型無機偏光板、ＴＦＴ型液晶パネル及び光量計Ａを順に配置し、光量計Ａで計測される光量が最大又は最小になるようにＴＦＴ型液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めをしながらＴＦＴ型液晶パネルの対向基板と反射型無機偏光板とを一体化する方法である。
位置決めは、ＴＦＴ型液晶パネルに対しガラス基板８１０を透過光束に垂直な平面内で回転させることにより行う。一体化は、エレメント８２０の高さよりも高い所定の間隔をあけるよう位置決めした状態を保持するように、シール剤を固化させることにより行う。この場合、シール剤は予めガラス基板８１０又はＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４の周縁に塗布等により設置しておき、紫外線、熱等により固化させる。所定の間隔を確保するためのスペーサーを挟んだ状態で固化して一体化させてもよい。
位置決め精度を向上させるため、電気光学変調装置と光量計Ａとの間に他の偏光板を配置してもよい。
【００４６】
実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法によれば、光量計Ａの計測された光量を観察しながらＴＦＴ型液晶パネルと反射型無機偏光板の位置関係を調整するだけで、ＴＦＴ型液晶パネルと反射型無機偏光板の位置決めを高精度かつ容易に行うことができる。そして、その相対位置関係を保持した状態で一体化することにより、外形合わせではなく、明るく、コントラストの高い電気光学変調装置が得られる。
【００４７】
光量計Ａで計測される光量が最大になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うのか、光量計Ａで計測される光量が最小になるように液晶パネルに対する反射型無機偏光板の位置決めを行うかは、液晶パネルのモード（ノーマリー白、ノーマリー黒）、電気光学変調装置の射出側の偏光板の有無、その偏光軸の方向等により、適宜決定することができる。本方法はエレメントの長さ方向が外形上不明の場合に特に利益がある。
【００４８】
（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１に記載した電気光学変調装置の製造方法である。
実施形態３に係る電気光学変調装置の製造方法は、ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４に形成された配向膜の配向方向に対して、反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向を直交させて、ＴＦＴ型液晶パネルの対向基板５４４と反射型無機偏光板とを一体化する方法である。
【００４９】
このため、実施形態３に係る電気光学変調装置の製造方法によれば、反射型無機偏光板にエレメント８２０の長さ方向等をマークしておけば、エレメント８２０の長さ方向等が外形上識別できるため、ＴＦＴ型液晶パネルの配向膜の配向方向に対応して反射型無機偏光板のエレメント８２０の長さ方向等を正確に配置することができる。本方法は位置決めの際に光量計を用いる必要がないので、簡単かつ迅速に位置決めをすることができる。
【００５０】
（実施形態４）
実施形態４は、実施形態１に記載した電気光学変調装置を備えたプロジェクタである。
図４は、本発明の実施形態４に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ１０は、従来のプロジェクタ９０と基本的には同じ構造を有している。すなわち、光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えた構造を有している。
【００５１】
実施形態４に係るプロジェクタ１０が従来のプロジェクタ９０と異なるのは、電気光学変調装置である。すなわち、従来のプロジェクタ９０の電気光学変調装置９００においては入射側偏光板９２０Ｒ，９２０Ｇ，９２０Ｂが有機偏光板であるのに対して、実施形態４に係るプロジェクタ１０の電気光学変調装置５００においては、入射側偏光板が反射型無機偏光板であって、これがＴＦＴ型液晶パネルに一体化されている。
【００５２】
このため、本発明のプロジェクタによれば、有機偏光板に代えて反射型無機偏光板を有する電気光学変調装置を備えているので、光吸収による発熱が少ないため、偏光板の寿命を長くすることができるとともに高輝度化が容易である。また、本発明のプロジェクタによれば、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されガラス枚数の少ない電気光学変調装置を備えているので、光学設計の自由度が高く、部品コストや製造コストも低減され、画質も高いものとなる。
【００５３】
図５は、実施形態４に係るプロジェクタにおける偏光板の寿命（コントラスト寿命）を示す図である。図５中、Ｂは従来のプロジェクタ（入射側偏光板として有機偏光板を用いたプロジェクタ９０（図７参照））における偏光板のコントラスト寿命であり、Ａは実施形態４に係るプロジェクタ１０における反射型無機偏光板のコントラスト寿命である。図５に示されるように、実施形態４に係る反射型無機偏光板を用いることによって、同じ明るさで比較すれば、寿命を約１．５倍に延ばすことができる。同じ寿命で比較すれば、明るさを約１．５倍にすることができる。
【００５４】
（実施形態５）
実施形態５は、実施形態１に記載した電気光学変調装置を備えたプロジェクタである。
図６は、本発明の実施形態５に係るプロジェクタの光学系を示す図である。このプロジェクタ２０は、実施形態４に係るプロジェクタ１０と基本的には同じ構造を有している。すなわち、光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えた構造を有している。
【００５５】
実施形態５に係るプロジェクタ１０が実施形態４に係るプロジェクタ１０と異なるのは、照明装置である。すなわち、実施形態５に係るプロジェクタ２０の照明装置１００Ａは、実施形態４に係るプロジェクタ１０の照明装置１００の第２のレンズアレイ１３０と重畳レンズ１５０との間に偏光変換素子１４０をさらに有しているのである。このため、電気光学変調装置に照射される光はほぼ一方の偏光成分を有する偏光光である。
【００５６】
この場合であっても、プロジェクタのコンストラストを保証するためには、入射側の偏光板はやはり必要である。また、近年ではプロジェクタの高輝度化の要請が高いので、偏光変換素子を用いたとしても、入射側偏光板で取り除くべき偏光の量は増大している。
このため、実施形態５に係るプロジェクタ２０によっても、有機偏光板に代えて反射型無機偏光板を有する電気光学変調装置を備えているので、光吸収による発熱が少ないため、偏光板の寿命を長くすることができるとともに高輝度化が容易である。また、本発明のプロジェクタによれば、液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されガラス枚数の少ない電気光学変調装置を備えているので、光学設計の自由度が高く、部品コストや製造コストも低減され、画質も高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る電気光学変調装置の構造を示す図である。
【図２】偏光軸と配向膜との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る電気光学変調装置の製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態４に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図５】本発明の実施形態４に係るプロジェクタにおける偏光板の寿命（コントラスト寿命）を示す図である。
【図６】本発明の実施形態５に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【図７】従来のプロジェクタの光学系を示す図である。
【図８】従来の電気光学変調装置の構造を示す図である。
【図９】反射型無機偏光板の構造を示す図である。
【図１０】従来の電気光学変調装置の入射側偏光板を反射型無機偏光板に代替した電気光学変調装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０、２０、９０ プロジェクタ、１００ 照明光学系、２００ 色分離光学系、２４０ リレー光学系、３００Ｒ、３００Ｇ、２６６ フィールドレンズ、５００Ｒ、５００Ｇ、５００Ｂ 液晶パネル、５４０ ＴＦＴ型液晶パネル、５４４ 対向基板、５４６ ＴＦＴ基板、５５４ 防塵ガラス、４００ ダイクロイックプリズム、４２０ 投写レンズ、８１０ ガラス基板、８２０ エレメント、８３０ カバーガラス、Ｓ スクリーン
Claims (8)
- 液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることを特徴とする電気光学変調装置。
- 請求項１に記載の電気光学変調装置において、前記反射型無機偏光板が、透明基板上に細長いエレメントが光の波長より短い間隔をおいて略平行に配列された構造を有する反射型無機偏光板であることを特徴とする電気光学変調装置。
- 請求項１又は２記載の電気光学変調装置において、前記液晶パネルがＴＦＴ型液晶パネルであって、このＴＦＴ型液晶パネルの一方の基板と反射型無機偏光板とが一体化されてなることを特徴とする電気光学変調装置。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の電気光学変調装置において、前記液晶パネルの他方の基板に防塵ガラスが一体化されてなることを特徴とする電気光学変調装置。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の電気光学変調装置の製造方法であって、
光源からの光束中に、入射側から前記反射型無機偏光板、前記液晶パネル及び光量計を順に配置し、前記光量計で計測される光量が最大又は最小になるように前記液晶パネルに対する前記反射型無機偏光板の位置決めをしながら前記液晶パネルの一方の基板と前記反射型無機偏光板とを一体化することを特徴とする電気光学変調装置の製造方法。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の電気光学変調装置の製造方法であって、
前記液晶パネルの一方の基板に形成された配向膜の配向方向に対して、前記反射型無機偏光板のエレメントの長さ方向を直交させて、前記液晶パネルの一方の基板と前記反射型無機偏光板とを一体化することを特徴とする電気光学変調装置の製造方法。 - 光源と、この光源からの光を変調するための電気光学変調装置と、この電気光学変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置が、請求項１〜４のいずれかに記載の電気光学変調装置であることを特徴とするプロジェクタ。 - 光源と、この光源からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、これら複数の色光をそれぞれ変調するための複数の電気光学変調装置と、これら複数の電気光学変調装置で変調された光を合成する色合成光学系と、この合成された光を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置が、請求項１〜４のいずれかに記載の電気光学変調装置であることを特徴とするプロジェクタ。
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