JP2005062787A - Liquid crystal display device and projection display device - Google Patents

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Yasuhiro Shirasaka
康弘 白坂
Yumiko Tatemori
由美子 舘森
Hitoshi Inukai
仁 犬飼
Takanori Nakamura
貴紀 中村
Hisashi Kadota
久志 門田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an excellent picture display by reducing deterioration of the optical characteristics of a quarter-wave plate in a liquid crystal display device used for a projection display device. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device used for the projection display device comprises a transmissive liquid crystal panel 11, comprising a liquid crystal layer for displaying information interposed between a pair of transparent insulating substrates placed opposite to each other, a pair of optical retardation plates 13a, 13b disposed so as to pinch the liquid crystal panel 11 and consisting of a birefringent crystal having the function of a quarter-wave retardation and a pair of polarizing plates 14a, 14b disposed so as to pinch the pair of optical retardation plates 13a, 13b. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置を用いた投写型表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a projection display device using the liquid crystal display device.

近年、光源から出射された光を、液晶表示装置を用いて選択的に透過させ、その透過光をスクリーン上に投写することで、大画面の画像表示を実現する、いわゆるプロジェクタと呼ばれる投写型表示装置が利用されつつある。
投写型表示装置に用いられる液晶表示装置としては、対向する一対の透明絶縁基板間に情報を表示するための液晶層が挟持される透過型の液晶パネルを備えたものが知られているが、その中でも液晶層が電圧無印加状態で垂直配向される液晶分子を含むものである、いわゆるVA(Vertically Aligned)型のものが考案され実用化されている。ただし、このようなVA型の液晶表示装置を用いる場合には、垂直配向モードのディスクリネーション対策として1/4波長板を用いて、液晶分子の配向方向が偏光部の偏光軸と45°の角をなさないときに生じる最大光透過率の低下を防止することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。1/4波長板とは、入射光に1/4波長の位相差を生じさせる機能を持った波長板のことをいう。1/4波長板に、直線偏光化された入射光が、その振動方向が1/4波長板の光軸方向に対してθ=+45゜の角度で入射したとき、出射光は右回りの円偏光となる。また、入射光の振動方向と1/4波長板の光軸方向とがθ=−45゜の角度をなすときは左回りの円偏光となる。したがって、VA型の液晶表示装置を投写型表示装置に用いる場合、その投写型表示装置は、光源からの光路順に、入射側偏光板、入射する光を円偏光に変換するための1/4波長板、透過型の液晶パネル、その液晶パネルから出射する光を直線偏光に変換する入射側と同じ設計の1/4波長板、出射側偏光板という構成になる。
このうち、1/4波長板としては、通常、有機材料系の位相差フィルムが用いられる。具体的には、PC(ポリカーボネイト)、PVA(ポリビニルアルコール)、PS(ポリスルフォン)等を延伸したフィルムが挙げられる。
In recent years, a so-called projector type projection display that realizes large-screen image display by selectively transmitting light emitted from a light source using a liquid crystal display device and projecting the transmitted light on a screen. The device is being used.
As a liquid crystal display device used for a projection display device, a liquid crystal display device including a transmissive liquid crystal panel in which a liquid crystal layer for displaying information is sandwiched between a pair of opposed transparent insulating substrates is known. Among them, a so-called VA (Vertically Aligned) type liquid crystal layer including liquid crystal molecules that are vertically aligned in a state where no voltage is applied has been devised and put into practical use. However, when such a VA liquid crystal display device is used, a quarter-wave plate is used as a countermeasure for disclination in the vertical alignment mode, and the alignment direction of the liquid crystal molecules is 45 ° with respect to the polarization axis of the polarizing portion. It has been proposed to prevent a decrease in maximum light transmittance that occurs when a corner is not formed (see, for example, Patent Document 1). The quarter wave plate refers to a wave plate having a function of causing a quarter wavelength phase difference in incident light. When the linearly polarized incident light is incident on the quarter-wave plate at an angle of θ = + 45 ° with respect to the optical axis direction of the quarter-wave plate, the emitted light is a clockwise circle. It becomes polarized light. Further, when the vibration direction of the incident light and the optical axis direction of the quarter wavelength plate form an angle of θ = −45 °, it becomes counterclockwise circularly polarized light. Therefore, when a VA liquid crystal display device is used for a projection display device, the projection display device has an incident side polarizing plate and a quarter wavelength for converting incident light into circularly polarized light in the order of the optical path from the light source. A plate, a transmissive liquid crystal panel, a quarter-wave plate having the same design as the incident side for converting light emitted from the liquid crystal panel into linearly polarized light, and an output side polarizing plate.
Of these, an organic material retardation film is usually used as the quarter-wave plate. Specific examples include films obtained by stretching PC (polycarbonate), PVA (polyvinyl alcohol), PS (polysulfone), and the like.

特開2001−318371号公報JP 2001-318371 A

しかしながら、上述したような有機材料系の位相差フィルムを1/4波長板として用いる場合には、位相差フィルムを光が透過することによって、その位相差フィルムが発熱してしまい、これにより位相差フィルムにおける光学特性が劣化してしまうおそれがある。特に、投写型表示装置においては、光源から出射される光の強度が高く、1/4波長板等を透過する光の強度(輝度)も相当に高いことから、光学特性の劣化が問題となる可能性が高い。   However, when an organic material-based retardation film as described above is used as a ¼ wavelength plate, the retardation film generates heat when light is transmitted through the retardation film. There exists a possibility that the optical characteristic in a film may deteriorate. In particular, in a projection display device, the intensity of light emitted from a light source is high, and the intensity (luminance) of light transmitted through a quarter-wave plate or the like is considerably high. Probability is high.

また、上述したような有機材料系の位相差フィルムは、必ずしも屈折率異方性の面内均一性が良好であるとはいえない。したがって、1/4波長板として有機材料系の位相差フィルムを用いる場合には、液晶表示装置の上下に直交した状態で配置した1/4波長板のリタデーションが面内および入射側と出射側で均一でなかったり、あるいは直交した状態からずれたりすると、入射側偏光板を通り液晶パネルに入射する光が部分的に楕円偏光になったり、また液晶パネルから出射する光を直線偏光に変換することができなかったりして、出射光にわずかながら楕円偏光になる部分が生じてしまうおそれがある。このことは、出射側偏光板が楕円偏光を完全にはカットできないことに繋がるため、電圧がかかっていない状態の液晶パネルにおいても透過率がゼロにならず、投写型表示装置による表示像上での黒浮きの発生等を招くため、回避すべきである。   Moreover, it cannot be said that the in-plane uniformity of refractive index anisotropy is necessarily good in the organic material type retardation film as described above. Therefore, when an organic material retardation film is used as the quarter wavelength plate, the retardation of the quarter wavelength plate arranged in a state perpendicular to the top and bottom of the liquid crystal display device is in-plane and on the incident side and the emission side. If it is not uniform or deviates from the orthogonal state, the light incident on the liquid crystal panel through the polarizing plate on the incident side partially becomes elliptically polarized light, or the light emitted from the liquid crystal panel is converted into linearly polarized light. There is a possibility that a part of the emitted light becomes slightly elliptically polarized light. This leads to the fact that the output side polarizing plate cannot completely cut the elliptically polarized light, so that the transmittance does not become zero even in a liquid crystal panel in a state where no voltage is applied, and on the display image by the projection display device. Should be avoided because it causes the occurrence of black float.

そこで、本発明は、従来技術における上述の課題を解決すべく、投写型表示装置に用いられる液晶表示装置における1/4波長板の光学特性の劣化を低減することで、良好な画像表示を実現することのできる液晶表示装置および投写型表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, in order to solve the above-described problems in the prior art, the present invention realizes a good image display by reducing the deterioration of the optical characteristics of the quarter-wave plate in the liquid crystal display device used in the projection display device. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a projection display device that can be used.

本発明は、上記目的を達成するために案出された液晶表示装置で、対向する一対の透明絶縁基板間に情報を表示するための液晶層が挟持される透過型の液晶パネルと、前記液晶パネルを挟むように配置された、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶からなる一対の位相差板と、前記一対の位相差板を挟むように配置された一対の偏光板とを備えることを特徴とするものである。   The present invention provides a liquid crystal display device devised to achieve the above object, a transmissive liquid crystal panel in which a liquid crystal layer for displaying information is sandwiched between a pair of opposed transparent insulating substrates, and the liquid crystal A pair of retardation plates made of a birefringent crystal having a quarter-wave phase difference function, and a pair of polarizing plates arranged to sandwich the pair of retardation plates; It is characterized by providing.

また、本発明は、上記目的を達成するために案出された投写型表示装置で、対向する一対の透明絶縁基板間に情報を表示するための液晶層が挟持される透過型の液晶パネルと、前記液晶パネルを挟むように配置された、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶からなる一対の位相差板と、前記一対の位相差板を挟むように配置された一対の偏光板とを備える液晶表示装置と、前記液晶表示装置における前記一対の偏光板の一方に入射させる光を発する光源と、前記液晶表示装置における前記一対の偏光板の他方を出射した光で画像投影を行う投写レンズとを備えることを特徴とするものである。   The present invention also provides a transmissive liquid crystal panel in which a liquid crystal layer for displaying information is sandwiched between a pair of opposed transparent insulating substrates, in a projection display device devised to achieve the above object. A pair of retardation plates made of a birefringent crystal having a quarter-wave phase difference function and a pair of retardation plates arranged to sandwich the pair of retardation plates. A liquid crystal display device including a polarizing plate, a light source that emits light incident on one of the pair of polarizing plates in the liquid crystal display device, and an image projection with light emitted from the other of the pair of polarizing plates in the liquid crystal display device And a projection lens for performing the above.

上記構成の液晶表示装置および上記の投写型表示装置を構成する液晶表示装置では、液晶パネルと偏光板との間に配される位相差板が、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶によって形成されている。
ここで、1/4波長位相差機能とは、入射光に1/4波長の位相差を生じさせる機能のことをいう。そのため、1/4波長位相差機能を有した一対の位相差板を、液晶パネルを透過する光路に沿って配置すれば、直線偏光化された入射光が入射側の位相差板にて円偏光に変換され、出射側の位相差板にて再び直線偏光に変換されることになる。
また、複屈折性とは、光が通過するときに、光の振動方向により速度が変化すること、つまり方位によって屈折率が変化することをいい、複屈折性結晶とは、そのような性質を持つ結晶のことをいう。複屈折性結晶としては、例えば水晶やサファイア等が挙げられるが、いずれも有機材料系の位相差フィルム等に比べて耐熱性、放熱性および耐光性に優れ、また屈折率異方性の面内均一性がよい。その他複屈折性結晶には、ウルツ鉱、金紅石、チリ硝石、電気石、硫化カドミウム等も知られている。
したがって、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶によって位相差板を形成すれば、その1/4波長位相差機能により、液晶パネルにおける配向方向が偏光板の偏光軸と45°の角をなさないときに生じる最大光透過率の低下を防止しつつ(垂直配向モードのディスクリネーション対策)、その複屈折性結晶の耐熱性、放熱性および耐光性により、光の吸収による発熱が生じたり劣化により光学特性が変化してしまうのを抑制し得るようになる。さらには、複屈折性結晶の屈折率異方性の面内均一性により、位相差ズレの抑制が容易となり、出射光に楕円偏光等が生じてしまうのを回避し得るようになる。
In the liquid crystal display device configured as described above and the liquid crystal display device included in the projection display device described above, the phase difference plate disposed between the liquid crystal panel and the polarizing plate is a birefringence having a 1/4 wavelength phase difference function. It is formed by sex crystals.
Here, the 1/4 wavelength phase difference function refers to a function that causes a 1/4 wavelength phase difference in incident light. Therefore, if a pair of phase difference plates having a quarter wavelength phase difference function is arranged along an optical path that passes through the liquid crystal panel, the linearly polarized incident light is circularly polarized by the incident side phase difference plate. And converted into linearly polarized light again by the phase difference plate on the output side.
Birefringence means that when light passes, the speed changes according to the vibration direction of the light, that is, the refractive index changes depending on the orientation. A birefringent crystal has such properties. It refers to the crystals that have. Examples of the birefringent crystal include quartz and sapphire, all of which are superior in heat resistance, heat dissipation and light resistance compared to an organic phase retardation film, etc., and have an in-plane refractive index anisotropy. Good uniformity. Other known birefringent crystals include wurtzite, gold olivine, chili nitrate, tourmaline, and cadmium sulfide.
Therefore, if the retardation plate is formed of a birefringent crystal having a 1/4 wavelength phase difference function, the alignment direction in the liquid crystal panel is 45 ° with respect to the polarization axis of the polarizing plate due to the 1/4 wavelength phase difference function. While preventing the decrease of the maximum light transmittance that occurs when the corner is not formed (measures for disclination in the vertical alignment mode), the heat resistance, heat dissipation and light resistance of the birefringent crystal prevents heat generation due to light absorption. It can suppress that an optical characteristic changes with generation | occurrence | production or deterioration. Furthermore, due to the in-plane uniformity of the refractive index anisotropy of the birefringent crystal, it becomes easy to suppress the phase shift, and it is possible to avoid the occurrence of elliptically polarized light or the like in the emitted light.

本発明の液晶表示装置およびその液晶表示装置を用いた投写型表示装置によれば、以下のような技術的効果が得られる。すなわち、液晶表示装置において、最大光透過率の低下を防止しつつ、出射光に楕円偏光等が生じてしまうのを回避し得るので、結果として良好な画像表示を実現することが可能となる。しかも、発熱や光学特性変化等を抑制し得るので、透過する光の強度が高い投写型表示装置に用いる場合であっても、液晶表示装置の信頼性向上が図れるようになる。   According to the liquid crystal display device and the projection display device using the liquid crystal display device of the present invention, the following technical effects can be obtained. That is, in the liquid crystal display device, it is possible to avoid the occurrence of elliptically polarized light or the like in the emitted light while preventing a decrease in the maximum light transmittance, and as a result, it is possible to realize a good image display. In addition, since heat generation, changes in optical characteristics, and the like can be suppressed, the reliability of the liquid crystal display device can be improved even when used in a projection display device with high intensity of transmitted light.

以下、図面に基づき本発明に係る液晶表示装置および投写型表示装置を説明する。   Hereinafter, a liquid crystal display device and a projection display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、投写型表示装置の概略構成について説明する。図1は、投写型表示装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、投写型表示装置では、光源1から出射される光が、赤外線や紫外線をカットするフィルタ2と、無偏光波を偏光波に変換するPS分離合成器3とを経た後に、必要に応じて全反射ミラー4やコンデンサー・レンズ5等を利用しつつ、特定の波長帯域の光だけを反射することで色分解手段として機能するダイクロイック・ミラー6によってRGBの各色成分光に分離され、RGBの各色に対応して設けられた液晶表示装置7R,7G,7Bに入射される。そして、各液晶表示装置7R,7G,7Bにて映像信号に応じた光変調が行われた後に、光変調された各色成分光が色合成手段として機能するダイクロイック・プリズム8によって合成され、投写レンズ9によってスクリーン上へ拡大投影されるようになっている。このように構成されることで、投写型表示装置では、スクリーン上へのカラー画像の表示を行うのである。   First, a schematic configuration of the projection display device will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of a projection display device. As shown in the figure, in the projection display device, the light emitted from the light source 1 passes through a filter 2 that cuts infrared rays and ultraviolet rays, and a PS separation synthesizer 3 that converts a non-polarized wave into a polarized wave. The dichroic mirror 6 functions as a color separation means by reflecting only light in a specific wavelength band using the total reflection mirror 4 and the condenser lens 5 as necessary, and separated into RGB color component lights. The liquid crystal display devices 7R, 7G, and 7B are provided corresponding to the respective colors of RGB. Then, after light modulation according to the video signal is performed in each of the liquid crystal display devices 7R, 7G, and 7B, each of the light-modulated color component lights is synthesized by the dichroic prism 8 that functions as a color synthesizing unit, and the projection lens 9 is enlarged and projected onto the screen. With this configuration, the projection display device displays a color image on the screen.

次に、以上のような構成の投写型表示装置にて用いられる液晶表示装置7R,7G,7B、すなわち本発明に係る液晶表示装置について説明する。図2は、本発明に係る液晶表示装置の要部構成例を示す説明図である。
図例のように、ここで説明する液晶表示装置は、透過型の液晶パネル11と、その液晶パネル11を挟むように配置された一対の防塵板12a,12bと、その一対の防塵板12a,12bを挟むように配置された一対の位相差板13a,13bと、その一対の位相差板13a,13bを挟むように配置された一対の偏光板14a,14bとを備えて構成されている。つまり、投写型表示装置の光源1からの光路に沿って、偏光板14a、位相差板13a、防塵板12a、液晶パネル11、防塵板12b、位相差板13bおよび偏光板14bが順に重なることになる。なお、後述するように、位相差板13a,13bと防塵板12a、12bとは、その配置順が入れ替わっていてもよい。
Next, the liquid crystal display devices 7R, 7G, and 7B used in the projection display device configured as described above, that is, the liquid crystal display device according to the present invention will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of a main part of the liquid crystal display device according to the present invention.
As illustrated, the liquid crystal display device described here includes a transmissive liquid crystal panel 11, a pair of dustproof plates 12a and 12b arranged so as to sandwich the liquid crystal panel 11, and the pair of dustproof plates 12a, A pair of retardation plates 13a and 13b arranged so as to sandwich 12b, and a pair of polarizing plates 14a and 14b arranged so as to sandwich the pair of retardation plates 13a and 13b. That is, the polarizing plate 14a, the phase difference plate 13a, the dustproof plate 12a, the liquid crystal panel 11, the dustproof plate 12b, the phase difference plate 13b, and the polarizing plate 14b sequentially overlap along the optical path from the light source 1 of the projection display device. Become. In addition, as will be described later, the arrangement order of the phase difference plates 13a and 13b and the dustproof plates 12a and 12b may be switched.

液晶パネル11は、対向する一対の透明絶縁基板間に情報を表示するための液晶層が挟持されるものであり、液晶層が電圧無印加状態で垂直配向される液晶分子を含むVA型のものである。したがって、液晶パネル11では、対向した電極間に電圧を印加した場合に、液晶分子のダイレクタ配向方向が一方向になり、一軸性の複屈折率異方性を発現する。このような仕組みにより、液晶パネル11では、投写型表示装置の光源1からの入射光に対して、映像信号に応じた光変調を行うようになっている。   The liquid crystal panel 11 is a VA type in which a liquid crystal layer for displaying information is sandwiched between a pair of opposing transparent insulating substrates, and the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules that are vertically aligned in a state in which no voltage is applied. It is. Therefore, in the liquid crystal panel 11, when a voltage is applied between the opposed electrodes, the director alignment direction of the liquid crystal molecules is unidirectional, and the uniaxial birefringence anisotropy is expressed. With such a mechanism, the liquid crystal panel 11 performs light modulation according to the video signal with respect to the incident light from the light source 1 of the projection display device.

防塵板12a,12bは、液晶パネル11の表面に付着した異物による投写画質の劣化を防ぐべく、液晶パネル11による表示画像とその液晶パネル11の表面付着異物との焦点距離を一致させないようにするものである。そのために、防塵板12a,12bは、ある厚みを持った透明盤状材からなるもので、液晶パネル11と一対の偏光板14a,14bとの間に配置されている。
防塵板12a,12bを形成する透明盤状材としては、例えばガラス板が挙げられる。ただし、後述する位相差板13a,13bと同様に、耐熱性、放熱性および耐光性に優れ、屈折率異方性の面内均一性がよい複屈折性結晶を用いることも考えられる。複屈折性結晶を用いる場合、防塵板12a,12bは、位相差板13a,13bと同一または異なる複屈折性結晶を用い、その位相差板13a,13bとは別体に形成することが考えられるが、位相差板13a,13bと同一の複屈折性結晶によって当該位相差板13a,13bと一体に形成されたものであっても構わない。
The dust-proof plates 12a and 12b prevent the display image from the liquid crystal panel 11 and the focal length of the surface-attached foreign matter of the liquid crystal panel 11 from matching with each other in order to prevent deterioration of the projected image quality due to the foreign matter attached to the surface of the liquid crystal panel 11. Is. For this purpose, the dustproof plates 12a and 12b are made of a transparent plate-like material having a certain thickness, and are disposed between the liquid crystal panel 11 and the pair of polarizing plates 14a and 14b.
An example of the transparent plate-like material forming the dustproof plates 12a and 12b is a glass plate. However, it is also conceivable to use a birefringent crystal that is excellent in heat resistance, heat dissipation and light resistance and has good in-plane uniformity of refractive index anisotropy, as in the later-described retardation plates 13a and 13b. When using a birefringent crystal, the dustproof plates 12a and 12b may be the same or different from the phase difference plates 13a and 13b, and may be formed separately from the phase difference plates 13a and 13b. However, it may be formed integrally with the retardation plates 13a and 13b by the same birefringent crystal as the retardation plates 13a and 13b.

位相差板13a,13bは、液晶パネル11がVA型のものであることから、そのディスクリネーション対策のために設けられたものである。すなわち、位相差板13a,13bは、入射光に1/4波長の位相差を生じさせる機能である1/4波長位相差機能を有したものである。この1/4波長位相差機能により、直線偏光化された入射光が入射側の位相差板13aにて円偏光に変換され、出射側の位相差板13bにて再び直線偏光に変換されることになる。
また、位相差板13a,13bは、1/4波長位相差機能を有しているだけではなく、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶によって形成されたものである。複屈折性とは、光が通過するときに、光の振動方向により速度が変化すること、つまり方位によって屈折率が変化することをいい、複屈折性結晶とは、そのような性質を持つ結晶のことをいう。このような複屈折性結晶としては、例えば水晶やサファイア等が挙げられるが、いずれも従来用いられていた有機材料系の位相差フィルム等に比べて耐熱性、放熱性および耐光性に優れ、また屈折率異方性の面内均一性がよいという特徴を有している。
The phase difference plates 13a and 13b are provided as countermeasures for disclination because the liquid crystal panel 11 is of the VA type. That is, the phase difference plates 13a and 13b have a ¼ wavelength phase difference function that is a function of causing a ¼ wavelength phase difference in incident light. By this ¼ wavelength phase difference function, incident light that has been linearly polarized is converted into circularly polarized light by the phase difference plate 13a on the incident side, and converted into linearly polarized light again by the phase difference plate 13b on the output side. become.
The retardation films 13a and 13b are formed of a birefringent crystal having not only a quarter wavelength phase difference function but also a quarter wavelength phase difference function. Birefringence means that when light passes, the speed changes according to the vibration direction of the light, that is, the refractive index changes depending on the orientation. A birefringent crystal is a crystal with such properties. I mean. Examples of such birefringent crystals include quartz and sapphire, all of which are superior in heat resistance, heat dissipation, and light resistance as compared to conventionally used organic material-based retardation films, etc. In-plane uniformity of refractive index anisotropy is good.

偏光板14a,14bは、入射側と出射側とで互いの光学軸が直交するように配置されたものである。ただし、偏光板14a,14bは、液晶パネル11との間に位相差板13a,13bが存在していることから、一方の偏光板14aの偏光軸とその偏光板14a側に配置されている位相差板13aの光学軸とのなす角が45°であり、他方の偏光板14bの偏光軸とその偏光板14b側に配置されている位相差板13bの光学軸とのなす角も45°となるように配置されている。   The polarizing plates 14a and 14b are arranged so that their optical axes are orthogonal to each other on the incident side and the emission side. However, since the polarizing plates 14a and 14b are provided with the retardation plates 13a and 13b between the polarizing plates 14a and 14b, the polarizing axis of one polarizing plate 14a and the position where it is disposed on the polarizing plate 14a side. The angle formed by the optical axis of the phase difference plate 13a is 45 °, and the angle formed by the polarization axis of the other polarizing plate 14b and the optical axis of the phase difference plate 13b arranged on the polarizing plate 14b side is also 45 °. It is arranged to be.

これら液晶パネル11、防塵板12a,12b、位相差板13a,13bおよび偏光板14a,14bにおけるそれぞれの表面、またはこれらの表面の少なくとも一つには、界面の迷光の原因となる反射光を低減すべく、界面の反射を低減するための反射防止膜15を貼付しておくことが考えられる。また、反射防止膜15を貼付しても、わずかな反射光が戻り光として存在するため、特に、液晶パネル11と位相差板13a,13bとの間、位相差板13a,13b(または防塵板12a,12b)と偏光板14a,14bとの間においては、空気層が存在するのを排除することが望ましい。このことから、少なくとも位相差板13a,13b(または防塵板12a,12b)と偏光板14a,14bとの間は、空気層を排除すべく、例えば複屈折性結晶や偏光板基材とを屈折率が大きく異ならない接着剤等を用いて固定することが考えられる。   Reflective light that causes stray light at the interface is reduced on each surface of the liquid crystal panel 11, the dustproof plates 12a and 12b, the phase difference plates 13a and 13b, and the polarizing plates 14a and 14b, or at least one of these surfaces. Therefore, it is conceivable to apply an antireflection film 15 for reducing the reflection at the interface. In addition, even if the antireflection film 15 is applied, a slight amount of reflected light exists as return light, so that the phase difference plates 13a and 13b (or dust proof plates) are particularly provided between the liquid crystal panel 11 and the phase difference plates 13a and 13b. 12a, 12b) and the polarizing plates 14a, 14b, it is desirable to exclude the presence of an air layer. From this, at least between the retardation plates 13a and 13b (or the dustproof plates 12a and 12b) and the polarizing plates 14a and 14b, for example, a birefringent crystal or a polarizing plate base material is refracted in order to eliminate the air layer. It is conceivable to fix using an adhesive or the like that does not greatly differ in rate.

以上のように構成された液晶表示装置では、その液晶表示装置に光源1からの光が入射すると、偏光板14aにより直線偏光化された光が、位相差板13aにて円偏光に変換され、液晶パネル11にて映像信号に応じた光変調が行われる。そして、その液晶パネル11から出射する光が、位相差板13bにて直線偏光に変換され後に、偏光板14bを経て出射され、これにより結果として入射側とは直交する光学軸の光が出射されることになる。したがって、位相差板13a,13bにおける1/4波長位相差機能によって、VA型の液晶パネル11における配向方向が偏光板14a,14bの偏光軸と45°の角をなさないときに生じる最大光透過率の低下を防止し得るようになる。   In the liquid crystal display device configured as described above, when light from the light source 1 enters the liquid crystal display device, the light linearly polarized by the polarizing plate 14a is converted into circularly polarized light by the retardation plate 13a, The liquid crystal panel 11 performs optical modulation according to the video signal. The light emitted from the liquid crystal panel 11 is converted into linearly polarized light by the phase difference plate 13b and then emitted through the polarizing plate 14b. As a result, light having an optical axis orthogonal to the incident side is emitted. Will be. Therefore, the maximum light transmission that occurs when the alignment direction in the VA liquid crystal panel 11 does not form a 45 ° angle with the polarization axes of the polarizing plates 14a and 14b by the ¼ wavelength phase difference function in the phase difference plates 13a and 13b. It becomes possible to prevent a decrease in rate.

しかも、このとき、位相差板13bが1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶によって形成されているので、その複屈折性結晶の屈折率異方性の面内均一性により、位相差ズレの抑制が容易となり、出射光に楕円偏光等が生じてしまうのを回避し得るようになる。すなわち、例えばリタデーションが面内および入射側と出射側で均一でなかったり、あるいは直交した状態からずれて、液晶パネル11に入射する光が部分的に楕円偏光になったり、また液晶パネル11から出射する光を直線偏光に変換することができなかったりするのを未然に回避することができ、出射光に楕円偏光等が生じてしまうことがなくなる。したがって、出射側の偏光板14bにて直線偏光を完全にカットできるようになるため、電圧がかかっていない状態の液晶パネル11における透過率がゼロにすることができ、結果として投写型表示装置による表示画像上での黒浮きの発生等を招くことがない。   In addition, at this time, since the retardation plate 13b is formed of a birefringent crystal having a 1/4 wavelength phase difference function, the phase difference due to the in-plane uniformity of the refractive index anisotropy of the birefringent crystal is reduced. It becomes easy to suppress the phase difference, and it is possible to avoid the occurrence of elliptically polarized light or the like in the emitted light. That is, for example, the retardation is not uniform in the plane and on the incident side and the emission side, or deviates from the orthogonal state, so that the light incident on the liquid crystal panel 11 is partially elliptically polarized, or is emitted from the liquid crystal panel 11. It is possible to avoid the fact that the light to be converted cannot be converted into linearly polarized light, and elliptical polarized light or the like does not occur in the emitted light. Accordingly, since the linearly polarized light can be completely cut by the polarizing plate 14b on the emission side, the transmittance in the liquid crystal panel 11 in a state where no voltage is applied can be made zero. There is no occurrence of black float on the display image.

さらには、位相差板13a,13bが1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶によって形成されているので、その複屈折性結晶の耐熱性、放熱性および耐光性により、光の吸収による発熱が生じたり劣化により光学特性が変化してしまうのを抑制し得るようになる。すなわち、例えば光が位相差板13a,13bを透過することによって、その位相差板13a,13bが発熱してしまい、これにより位相差板13a,13bにおける光学特性が劣化してしまう、といったことがない。このことは、特に、光源1から出射される光の強度が高い投写型表示装置に用いる場合に非常に有効である。   Furthermore, since the phase difference plates 13a and 13b are formed of a birefringent crystal having a 1/4 wavelength phase difference function, light absorption due to the heat resistance, heat dissipation and light resistance of the birefringent crystal. It is possible to suppress the generation of heat due to or the change in optical characteristics due to deterioration. That is, for example, when light passes through the phase difference plates 13a and 13b, the phase difference plates 13a and 13b generate heat, thereby deteriorating optical characteristics of the phase difference plates 13a and 13b. Absent. This is very effective particularly when used in a projection display device in which the intensity of light emitted from the light source 1 is high.

以上のように、ここで説明した液晶表示装置およびその液晶表示装置を用いた投写型表示装置によれば、位相差板13a,13bが1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶によって形成されているので、従来のように有機材料系の位相差フィルム等を用いた場合に比べて、屈折率異方性の面内均一性が良く、位相差のズレによる黒照度の上昇を抑制できる。また、光の吸収による発熱や劣化による光学特性の変化を低減することができ、液晶表示装置または投写型表示装置の信頼性を向上させることができる。さらには、複屈折性結晶は通常のガラス等と比較して熱伝導率が高いので、位相差板13a,13bに接して設置されている液晶パネル11に対する放熱効果により、液晶パネル11の光吸収による温度上昇を軽減することも期待でき、これによっても液晶表示装置または投写型表示装置の信頼性を向上させることができる。   As described above, according to the liquid crystal display device described here and the projection display device using the liquid crystal display device, the retardation plates 13a and 13b are made of a birefringent crystal having a 1/4 wavelength phase difference function. As it is formed, the in-plane uniformity of refractive index anisotropy is better than when using an organic material phase difference film as in the past, and the increase in black illuminance due to phase difference is suppressed. it can. In addition, changes in optical characteristics due to heat generation and deterioration due to light absorption can be reduced, and the reliability of the liquid crystal display device or the projection display device can be improved. Furthermore, since the birefringent crystal has a higher thermal conductivity than ordinary glass or the like, the light absorption of the liquid crystal panel 11 due to the heat dissipation effect on the liquid crystal panel 11 placed in contact with the phase difference plates 13a and 13b. It can also be expected to reduce the temperature rise due to the above, and this can also improve the reliability of the liquid crystal display device or the projection display device.

また、ここで説明した液晶表示装置およびその液晶表示装置を用いた投写型表示装置のように、防塵板12a,12bを設ければ、液晶パネル11による表示画像とその液晶パネル11の表面付着異物との焦点距離を一致させないため、液晶パネル11の表面に異物が付着した場合であっても、その異物による投写画質の劣化を極力防ぐことが可能となる。
さらに、ここで説明した液晶表示装置およびその液晶表示装置を用いた投写型表示装置のように、界面の反射を低減するための反射防止膜15を貼付すれば、反射光の位相反転による迷光を抑制し、液晶表示装置における特性低下を抑制することができるようになる。
Further, as in the liquid crystal display device described here and the projection display device using the liquid crystal display device, if dustproof plates 12a and 12b are provided, the display image by the liquid crystal panel 11 and the foreign matter adhered to the surface of the liquid crystal panel 11 are provided. Therefore, even when a foreign object adheres to the surface of the liquid crystal panel 11, it is possible to prevent the deterioration of the projected image quality due to the foreign object as much as possible.
Further, if the antireflection film 15 for reducing the reflection at the interface is attached as in the liquid crystal display device described here and the projection display device using the liquid crystal display device, stray light due to the phase inversion of the reflected light is prevented. It is possible to suppress the deterioration of characteristics in the liquid crystal display device.

ところで、以上のような液晶表示装置において、位相差板13a,13bの光学軸と偏光板14a,14bの偏光軸とは、極めて正確に設定角度を実現することが、所望の透過率とコントラスト特性を得る上で非常に重要である。そのため、互いに隣接して配置される位相差板13aと偏光板14aとの間、および位相差板13bと偏光板14bとの間には、それぞれの光学軸と偏光軸とのなす角を調整するための角度調整機構を設けておくことが望ましい。   By the way, in the liquid crystal display device as described above, it is desired that the set angle between the optical axes of the phase difference plates 13a and 13b and the polarization axes of the polarizing plates 14a and 14b be realized with extremely high accuracy. Is very important in getting. Therefore, the angle between the optical axis and the polarization axis is adjusted between the phase difference plate 13a and the polarizing plate 14a arranged adjacent to each other and between the phase difference plate 13b and the polarizing plate 14b. It is desirable to provide an angle adjustment mechanism for this purpose.

ここで、この角度調整機構について簡単に説明する。角度調整機構は、上述のように、位相差板13aと偏光板14aとの間および位相差板13bと偏光板14bとの間のそれぞれに設けられるものであるが、ここでは位相差板13aと偏光板14aとの間に設けられた角度調整機構を例に挙げて説明する。なお、位相差板13bと偏光板14bとの間に設けられた角度調整機構も全く同様に構成されているものとする。
図3は、角度調整機構の概略構成例を示す斜視図である。図例のように、角度調整機構は、偏光板14aに取り付けられた骨格である枠体部16を有するとともに、その枠体部16にスプリングやゴム等の弾性体17を介して位相差板13aが支持され、さらに例えば枠体部16の対向する2箇所には微調整ネジ18が配設されている。そして、微調整ネジ18が位相差板13aの端縁を押圧することで、その位相差板13aの枠体部16内における支持位置を移動させる構造となっている。この微調整ネジ18を利用して位相差板13aを移動させることにより、角度調整機構では、位相差板13aの光学軸と偏光板14aの偏光軸との設定角度の微調整を行うのである。
Here, the angle adjustment mechanism will be briefly described. As described above, the angle adjusting mechanism is provided between the phase difference plate 13a and the polarizing plate 14a and between the phase difference plate 13b and the polarizing plate 14b. The angle adjusting mechanism provided between the polarizing plate 14a will be described as an example. It is assumed that the angle adjustment mechanism provided between the phase difference plate 13b and the polarizing plate 14b is configured in exactly the same manner.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration example of the angle adjustment mechanism. As shown in the figure, the angle adjustment mechanism includes a frame body portion 16 that is a skeleton attached to the polarizing plate 14a, and a phase difference plate 13a via an elastic body 17 such as a spring or rubber. Further, for example, fine adjustment screws 18 are disposed at two opposing positions of the frame body portion 16, for example. The fine adjustment screw 18 presses the edge of the phase difference plate 13a, thereby moving the support position of the phase difference plate 13a in the frame body portion 16. By moving the retardation plate 13a using the fine adjustment screw 18, the angle adjustment mechanism finely adjusts the set angle between the optical axis of the retardation plate 13a and the polarization axis of the polarizing plate 14a.

このような角度調整機構を設けることにより、液晶表示装置およびその液晶表示装置を用いた投写型表示装置では、位相差板13bの光学軸を最適角度に正確に設定できるようになる。したがって、所望の透過率とコントラスト特性を得ることが実現可能となり、光学軸のズレによる液晶表示装置の特性低下を抑制する上で非常に有効なものとなる。   By providing such an angle adjustment mechanism, in the liquid crystal display device and the projection display device using the liquid crystal display device, the optical axis of the retardation plate 13b can be accurately set to the optimum angle. Accordingly, it is possible to obtain desired transmittance and contrast characteristics, which is very effective in suppressing the deterioration of the characteristics of the liquid crystal display device due to the deviation of the optical axis.

次に、液晶表示装置の具体的な構成例について、実施例1〜7を例に挙げて説明する。図4は、本発明に係る液晶表示装置の具体的な構成例を示す説明図である。   Next, specific configuration examples of the liquid crystal display device will be described using Examples 1 to 7 as examples. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific configuration example of the liquid crystal display device according to the present invention.

実施例1で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.1の欄に示すように、光の入射側から順に、偏光板14a、位相差板13a、防塵板12a、液晶パネル11、防塵板12b、位相差板13bおよび偏光板14bが順に配置されている。そして、位相差板13a,13bは、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶であるサファイアを用いて形成され、防塵板12a,12bは、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶である水晶を用いて形成されている。つまり、液晶パネル11を挟んで偏光軸が直交するように配置された偏光板14a,14bに対して、入射光側では、偏光板14a−サファイアからなる位相差板13a−水晶からなる防塵板12a−液晶パネル11の順になるように配置され、出射光側では、その逆となるように配置されている。このとき、共に複屈折性結晶であるサファイアと水晶との遅相軸は可能な限り一致させ、また液晶パネル11を挟む入射光側と出射光側とでそれぞれの遅相軸が直交するようにし、さらにそれぞれの遅相軸は隣接する偏光板14a,14bの透過軸と45°をなすように配置されるものとする。   The liquid crystal display device described in Example 1 is No. 1 in FIG. As shown in the column 1, a polarizing plate 14a, a retardation plate 13a, a dustproof plate 12a, a liquid crystal panel 11, a dustproof plate 12b, a retardation plate 13b, and a polarizing plate 14b are arranged in this order from the light incident side. . And the phase difference plates 13a and 13b are formed using sapphire which is a birefringent crystal having a quarter wavelength phase difference function, and the dustproof plates 12a and 12b have a quarter wavelength phase difference function. It is formed using quartz which is a birefringent crystal. That is, with respect to the polarizing plates 14a and 14b arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other with the liquid crystal panel 11 interposed therebetween, on the incident light side, the polarizing plate 14a-the retardation plate 13a made of sapphire-the dustproof plate 12a made of crystal. -It arrange | positions so that it may become the order of the liquid crystal panel 11, and is arrange | positioned so that it may become the reverse on the emitted light side. At this time, the slow axes of sapphire and quartz that are both birefringent crystals are matched as much as possible, and the slow axes of the incident light side and the outgoing light side sandwiching the liquid crystal panel 11 are orthogonal to each other. Further, it is assumed that the respective slow axes are arranged at 45 ° with the transmission axes of the adjacent polarizing plates 14a and 14b.

位相差板13a,13bおよび防塵板12a,12bを形成するサファイアおよび水晶の厚みは、0.2〜0.6mmであればよく、特に0.3〜0.5mmとすることが望ましい。さらに、最も望ましくは、サファイア=0.468mm、水晶=0.400mmとすることが考えられる。この厚さで形成すれば、位相差板13a,13bに円偏光機能を持たせつつ、入射光側および出射光側のそれぞれで2枚の合計厚が1mm弱となるため、液晶表示装置全体の厚形化を招くことなく、防塵板としての機能を持たせることが可能となるからである。   The thicknesses of sapphire and quartz forming the phase difference plates 13a and 13b and the dustproof plates 12a and 12b may be 0.2 to 0.6 mm, and particularly preferably 0.3 to 0.5 mm. Further, it is most preferable that sapphire = 0.468 mm and quartz = 0.400 mm. If formed with this thickness, the total thickness of the two sheets on each of the incident light side and the outgoing light side becomes less than 1 mm while giving the retardation plates 13a and 13b a circular polarization function. This is because it is possible to provide a function as a dustproof plate without causing an increase in thickness.

実施例2で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.2の欄に示すように、光の入射側から順に、偏光板14a、位相差板13a、防塵板12a、液晶パネル11、防塵板12b、位相差板13bおよび偏光板14bが順に配置されている。そして、位相差板13a,13bは、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶であるサファイアを用いて形成され、防塵板12a,12bは、ガラスを用いて形成されている。そして、例えば1mm厚程度のガラス板が防塵板12a,12bとして設けられた液晶パネル11を挟んで互いに偏光軸が直交するように配置された偏光板14a,14bに対して、液晶パネル11を挟む入射光側と出射光側とで複屈折性結晶であるサファイアの遅相軸が互いに直交し、さらにそれぞれの遅相軸は隣接する偏光板14a,14bの透過軸と45°をなすように配置されている。   The liquid crystal display device described in Example 2 is No. 1 in FIG. As shown in the column 2, the polarizing plate 14a, the phase difference plate 13a, the dustproof plate 12a, the liquid crystal panel 11, the dustproof plate 12b, the phase difference plate 13b, and the polarizing plate 14b are sequentially arranged from the light incident side. . And the phase difference plates 13a and 13b are formed using sapphire which is a birefringent crystal having a quarter wavelength phase difference function, and the dustproof plates 12a and 12b are formed using glass. Then, for example, a glass plate of about 1 mm thickness sandwiches the liquid crystal panel 11 with respect to the polarizing plates 14a and 14b arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other with the liquid crystal panel 11 provided as the dustproof plates 12a and 12b interposed therebetween. The slow axis of sapphire, which is a birefringent crystal, is orthogonal to each other on the incident light side and the outgoing light side, and each slow axis is disposed at 45 ° with the transmission axis of the adjacent polarizing plates 14a and 14b. Has been.

位相差板13a,13bを形成するサファイアの厚みは、その厚みをds、透過光の波長をλ、サファイアの屈折率異方性をΔnsとした場合に、以下の(1)式が成り立つように設定することが望ましい。 Sapphire thickness to form the phase difference plate 13a, and 13b is the thickness d s, the wavelength of the transmitted light lambda, the refractive index anisotropy of sapphire when the [Delta] n s, holds the following equation (1) It is desirable to set as follows.

Δns・ds=λ/4+Nλ(N=0,1,2・・・)……(1) Δn s · d s = λ / 4 + Nλ (N = 0, 1, 2,...) (1)

具体的には、N=0である場合において、ds=0.016mmとすることが考えられる。 Specifically, when N = 0, it is conceivable that d s = 0.016 mm.

実施例3で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.3の欄に示すように、光の入射側から順に、偏光板14a、位相差板13a、防塵板12a、液晶パネル11、防塵板12b、位相差板13bおよび偏光板14bが順に配置されている。そして、位相差板13a,13bは、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶である水晶を用いて形成され、防塵板12a,12bは、ガラスを用いて形成されている。そして、例えば1mm厚程度のガラス板が防塵板12a,12bとして設けられた液晶パネル11を挟んで互いに偏光軸が直交するように配置された偏光板14a,14bに対して、液晶パネル11を挟む入射光側と出射光側とで複屈折性結晶である水晶の遅相軸が互いに直交し、さらにそれぞれの遅相軸は隣接する偏光板14a,14bの透過軸と45°をなすように配置されている。   The liquid crystal display device described in Example 3 is No. 1 in FIG. As shown in the column 3, the polarizing plate 14a, the phase difference plate 13a, the dustproof plate 12a, the liquid crystal panel 11, the dustproof plate 12b, the phase difference plate 13b, and the polarizing plate 14b are sequentially arranged from the light incident side. . And the phase difference plates 13a and 13b are formed using the crystal | crystallization which is a birefringent crystal | crystallization which has a 1/4 wavelength phase difference function, and the dustproof plates 12a and 12b are formed using glass. Then, for example, a glass plate of about 1 mm thickness sandwiches the liquid crystal panel 11 with respect to the polarizing plates 14a and 14b arranged so that the polarization axes are orthogonal to each other with the liquid crystal panel 11 provided as the dustproof plates 12a and 12b interposed therebetween. The slow axis of the quartz crystal, which is a birefringent crystal, is orthogonal to each other on the incident light side and the outgoing light side, and each slow axis is disposed at 45 ° with the transmission axis of the adjacent polarizing plates 14a and 14b. Has been.

位相差板13a,13bを形成する水晶の厚みは、その厚みをdn、透過光の波長をλ、水晶の屈折率異方性をΔnnとした場合に、以下の(2)式が成り立つように設定することが望ましい。 The thickness of the crystal forming the phase difference plates 13a and 13b is expressed by the following equation (2), where d n is the thickness, λ is the wavelength of transmitted light, and Δn n is the refractive index anisotropy of the crystal. It is desirable to set as follows.

Δnn・dn=λ/4+Nλ(N=0,1,2・・・)……(2) Δn n · d n = λ / 4 + Nλ (N = 0, 1, 2,...) (2)

具体的には、N=0である場合において、dn=0.014mmとすることが考えられる。 Specifically, it is conceivable that d n = 0.014 mm when N = 0.

実施例4で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.4の欄に示すように、実施例3で説明した入射光側の位相差板13aと防塵板12aとの配置順を入れ替えたものである。すなわち、入射光側では、偏光板14a−ガラスからなる防塵板12a−水晶からなる位相差板13a−液晶パネル11の順になるように配置されている。このような配置順であっても、液晶表示装置における防塵板12aとしての機能および位相差板13aによる円偏光機能には、全く影響を及ぼさない。   The liquid crystal display device described in Example 4 is No. 1 in FIG. As shown in the column 4, the arrangement order of the phase difference plate 13a and the dustproof plate 12a on the incident light side described in the third embodiment is switched. That is, on the incident light side, the polarizing plate 14a, the dustproof plate 12a made of glass, the retardation plate 13a made of crystal, and the liquid crystal panel 11 are arranged in this order. Even in such an arrangement order, the function as the dust-proof plate 12a and the circular polarization function by the retardation plate 13a in the liquid crystal display device are not affected at all.

実施例5で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.5の欄に示すように、入射光側において、偏光板14a−水晶からなる位相差板13a−サファイアからなる防塵板12a−液晶パネル11の順になるように配置されたものである。このような配置順であっても、液晶表示装置における防塵板12aとしての機能および位相差板13aによる円偏光機能には、全く影響を及ぼさない。そして、共に複屈折性結晶であるサファイアと水晶との遅相軸は可能な限り一致させ、また液晶パネル11を挟む入射光側と出射光側とでそれぞれの遅相軸が直交するようにし、さらにそれぞれの遅相軸は隣接する偏光板14a,14bの透過軸と45°をなすように配置されている。   The liquid crystal display device described in Example 5 is No. 1 in FIG. As shown in the column 5, on the incident light side, the polarizing plate 14a, the phase difference plate 13a made of quartz, the dustproof plate 12a made of sapphire, and the liquid crystal panel 11 are arranged in this order. Even in such an arrangement order, the function as the dust-proof plate 12a and the circular polarization function by the retardation plate 13a in the liquid crystal display device are not affected at all. The slow axes of sapphire and quartz, which are both birefringent crystals, are matched as much as possible, and the slow axes of the incident light side and the outgoing light side sandwiching the liquid crystal panel 11 are orthogonal to each other, Furthermore, each slow axis is arrange | positioned so that 45 degree may be made with the transmission axis of adjacent polarizing plate 14a, 14b.

このような構成においても、実施例1の場合と同様に、位相差板13aおよび防塵板12aを形成する水晶およびサファイアの厚みは、0.2〜0.6mmであればよく、特に0.3〜0.5mmとすることが望ましい。さらに、最も望ましくは、サファイア=0.468mm、水晶=0.400mmとすることが考えられる。この厚さで形成すれば、位相差板13aに円偏光機能を持たせつつ、位相差板13aと防塵板12aの合計厚が1mm弱となるため、液晶表示装置全体の厚形化を招くことなく、防塵板としての機能を持たせることが可能となるからである。また、サファイアを完全な防塵板として1mm程度の厚さとし、水晶を実施例3にあるような厚み、具体的には式(2)においてN=0である場合のdn=0.014mmとしてもよい。この場合は、さらに放熱効率が上がるため、液晶パネル11や位相差板12aに対する劣化を軽減することができる。 Even in such a configuration, the thickness of the crystal and sapphire forming the phase difference plate 13a and the dustproof plate 12a may be 0.2 to 0.6 mm as in the case of the first embodiment, and particularly 0.3. It is desirable to set it to -0.5 mm. Further, it is most preferable that sapphire = 0.468 mm and quartz = 0.400 mm. If formed with this thickness, the total thickness of the phase difference plate 13a and the dust-proof plate 12a becomes less than 1 mm while giving the phase difference plate 13a a circular polarization function, leading to an increase in the thickness of the entire liquid crystal display device. This is because it becomes possible to provide a function as a dustproof plate. Further, sapphire is used as a complete dust-proof plate and has a thickness of about 1 mm, and the crystal has a thickness as in Example 3. Specifically, d n = 0.014 mm when N = 0 in Equation (2). Good. In this case, since the heat dissipation efficiency is further increased, the deterioration of the liquid crystal panel 11 and the phase difference plate 12a can be reduced.

実施例6で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.6の欄に示すように、実施例5で説明した入射光側の位相差板13aと防塵板12aとの配置順を入れ替えたものである。すなわち、入射光側では、偏光板14a−サファイアからなる防塵板12a−水晶からなる位相差板13a−液晶パネル11の順になるように配置されている。このような配置順であっても、液晶表示装置における防塵板12aとしての機能および位相差板13aによる円偏光機能には、全く影響を及ぼさない。
ただし、入射光側では、光の強度が高い入射光による熱の影響を大きく受ける。したがって、光源1に近い側に、水晶に比べて熱伝導率のよいサファイアを配置すれば、入射光による熱の影響を抑制し得るようになる点で好ましいものとなる。
The liquid crystal display device described in Example 6 is No. 1 in FIG. As shown in the column 6, the arrangement order of the phase difference plate 13a and the dustproof plate 12a on the incident light side described in the fifth embodiment is switched. That is, on the incident light side, the polarizing plate 14a, the dustproof plate 12a made of sapphire, the retardation plate 13a made of crystal, and the liquid crystal panel 11 are arranged in this order. Even in such an arrangement order, the function as the dust-proof plate 12a and the circular polarization function by the retardation plate 13a in the liquid crystal display device are not affected at all.
However, the incident light side is greatly affected by heat due to incident light having a high light intensity. Therefore, if sapphire having better thermal conductivity than quartz is disposed on the side closer to the light source 1, it is preferable in that the influence of heat by incident light can be suppressed.

実施例7で説明する液晶表示装置は、図4中におけるNo.7の欄に示すように、位相差板13aおよび防塵板12a、並びに、防塵板12bおよび位相差板13bを、それぞれ同一の複屈折性結晶であるサファイアによって一体に形成したものである。
例えば、実施例2で説明した(1)式において、Nを17以上とした場合には、サファイアの厚さdsが1mmを超えることになるため、その厚さで形成した位相差板13a,13bが、防塵板12a,12bとしての機能を兼用し得るようになる。つまり、このような場合に、防塵板12a,12bは、位相差板13a,13bと同一の複屈折性結晶によって当該位相差板13a,13bと一体に形成することが可能となる。なお、この場合における複屈折性結晶の遅相軸は、実施例2の場合と全く同様である。
このように、位相差板13a,13bと防塵板12a,12bとを同一の複屈折性結晶によって一体に形成した場合には、位相差板13a,13bが防塵板12a,12bとしての機能を兼ねることになるので、部品点数を増やさず構成の簡素化を実現しつつ、黒表示の上昇に起因したコントラスト低下を回避して、液晶表示装置の信頼性向上を図ることが可能となる。
The liquid crystal display device described in Example 7 is No. 1 in FIG. As shown in the column 7, the retardation plate 13a and the dust-proof plate 12a, and the dust-proof plate 12b and the retardation plate 13b are integrally formed of sapphire that is the same birefringent crystal.
For example, in the formula (1) described in the second embodiment, when N is 17 or more, the thickness d s of sapphire exceeds 1 mm. Therefore, the retardation plate 13a formed with that thickness, 13b can also serve as the dustproof plates 12a and 12b. That is, in such a case, the dustproof plates 12a and 12b can be formed integrally with the retardation plates 13a and 13b by the same birefringent crystal as the retardation plates 13a and 13b. In this case, the slow axis of the birefringent crystal is exactly the same as in Example 2.
Thus, when the retardation plates 13a and 13b and the dustproof plates 12a and 12b are integrally formed of the same birefringent crystal, the retardation plates 13a and 13b also function as the dustproof plates 12a and 12b. As a result, it is possible to improve the reliability of the liquid crystal display device by avoiding a decrease in contrast due to an increase in black display, while simplifying the configuration without increasing the number of components.

なお、当然のことではあるが、上述した実施例1〜7は、本発明の好適な一実施具体例に過ぎず、本発明がこれに限定されるものでないことは勿論である。例えば、出射光側においても、液晶パネル11−防塵板12b−位相差板13bの順を、液晶パネル11−位相差板13b−防塵板12bの順に入れ替えても、全く問題はない。つまり、実施例1〜7で挙げた位相差板と防塵板の配置順や、これらの形成材料の種類等については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせ、幾通りにも選択することが可能である。   Needless to say, the above-described first to seventh embodiments are merely specific examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto. For example, on the outgoing light side, there is no problem if the order of the liquid crystal panel 11 -the dustproof plate 12 b -the retardation plate 13 b is changed in the order of the liquid crystal panel 11 -the retardation plate 13 b -the dustproof plate 12 b. That is, the order of arrangement of the phase difference plate and the dustproof plate described in Examples 1 to 7, the types of these forming materials, and the like are appropriately combined and selected in various ways without departing from the spirit of the present invention. Is possible.

投写型表示装置の概略構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structural example of a projection type display apparatus. 本発明に係る液晶表示装置の要部構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part structural example of the liquid crystal display device which concerns on this invention. 角度調整機構の概略構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structural example of an angle adjustment mechanism. 本発明に係る液晶表示装置の具体的な構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific structural example of the liquid crystal display device which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…光源、6…ダイクロイック・ミラー、7R,7G,7B…液晶表示装置、8…ダイクロイック・プリズム、9…投写レンズ、11…液晶パネル、12a,12b…防塵板、13a,13b…位相差板、14a,14b…偏光板、15…反射防止膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 6 ... Dichroic mirror, 7R, 7G, 7B ... Liquid crystal display device, 8 ... Dichroic prism, 9 ... Projection lens, 11 ... Liquid crystal panel, 12a, 12b ... Dustproof plate, 13a, 13b ... Phase difference plate 14a, 14b ... Polarizing plate, 15 ... Antireflection film

Claims (9)

対向する一対の透明絶縁基板間に情報を表示するための液晶層が挟持される透過型の液晶パネルと、
前記液晶パネルを挟むように配置された、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶からなる一対の位相差板と、
前記一対の位相差板を挟むように配置された一対の偏光板と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
A transmissive liquid crystal panel in which a liquid crystal layer for displaying information is sandwiched between a pair of opposing transparent insulating substrates;
A pair of retardation plates made of birefringent crystals having a quarter-wave phase difference function, arranged so as to sandwich the liquid crystal panel;
A liquid crystal display device comprising: a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the pair of retardation plates.
前記位相差板は、前記複屈折性結晶であり面内均一性のあるサファイアまたは水晶を形成材料として用いたものである
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the retardation plate is made of sapphire or quartz crystal that is the birefringent crystal and has in-plane uniformity.
前記一対の位相差板と前記一対の偏光板とのうち、互いに隣接して配置される位相差板と偏光板とについて、当該位相差板間の光学軸と当該偏光板の偏光軸とのなす角を調整するための角度調整機構
が設けられていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
Of the pair of retardation plates and the pair of polarizing plates, the retardation plate and the polarizing plate arranged adjacent to each other are formed by the optical axis between the retardation plates and the polarization axis of the polarizing plate. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising an angle adjusting mechanism for adjusting the angle.
前記液晶パネルにおける前記液晶層は、電圧無印加状態で垂直配向される液晶分子を含むものである
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer in the liquid crystal panel includes liquid crystal molecules that are vertically aligned in a state in which no voltage is applied.
前記液晶パネルと前記偏光板との間に、当該液晶パネルによる表示像と当該液晶パネルの表面付着異物との焦点距離を一致させないための防塵板が配置されるとともに、
前記防塵板は、複屈折性結晶によって形成されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
Between the liquid crystal panel and the polarizing plate is disposed a dustproof plate for preventing the display image by the liquid crystal panel and the focal length of the surface adhering foreign matter of the liquid crystal panel to coincide with each other,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the dustproof plate is made of a birefringent crystal.
前記防塵板は、前記位相差板と同一の複屈折性結晶によって当該位相差板と一体に形成されたものである
ことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the dustproof plate is formed integrally with the retardation plate using the same birefringent crystal as the retardation plate.
前記液晶パネルの表面、前記位相差板の表面、前記偏光板の表面または前記防塵板の表面の少なくとも一つには、界面の反射を低減するための反射防止膜が貼付されている
ことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
At least one of the surface of the liquid crystal panel, the surface of the retardation plate, the surface of the polarizing plate, or the surface of the dustproof plate is provided with an antireflection film for reducing interface reflection. The liquid crystal display device according to claim 5.
対向する一対の透明絶縁基板間に情報を表示するための液晶層が挟持される透過型の液晶パネルと、前記液晶パネルを挟むように配置された、1/4波長位相差機能を有した複屈折性結晶からなる一対の位相差板と、前記一対の位相差板を挟むように配置された一対の偏光板とを備える液晶表示装置と、
前記液晶表示装置における前記一対の偏光板の一方に入射させる光を発する光源と、
前記液晶表示装置における前記一対の偏光板の他方を出射した光で画像投影を行う投写レンズと
を備えることを特徴とする投写型表示装置。
A transmissive liquid crystal panel in which a liquid crystal layer for displaying information is sandwiched between a pair of opposing transparent insulating substrates, and a multiple wavelength quarter phase difference function disposed so as to sandwich the liquid crystal panel. A liquid crystal display device comprising a pair of retardation plates made of a refractive crystal and a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the pair of retardation plates;
A light source that emits light to be incident on one of the pair of polarizing plates in the liquid crystal display device;
A projection display device comprising: a projection lens that projects an image with light emitted from the other of the pair of polarizing plates in the liquid crystal display device.
前記光源と前記一対の偏光板のうち光入射側の偏光板との間の光路上に配置され、当該光源からの入射光をRGBの各色成分光に色分解する色分解手段と、
前記一対の偏光板のうち光出射側の偏光板と前記前記投写レンズとの間の光路上に配置され、前記RGBの各色成分光を一つに色合成する色合成手段と
を備えることを特徴とする請求項8記載の投写型表示装置。
A color separation means arranged on an optical path between the light source and the polarizing plate on the light incident side of the pair of polarizing plates, and color-separating incident light from the light source into RGB color component lights;
A color synthesizing unit arranged on an optical path between a polarizing plate on a light emitting side of the pair of polarizing plates and the projection lens, and color-synthesizing the RGB color component lights into one. The projection display device according to claim 8.
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