JP2008241759A - 表示装置 - Google Patents
表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008241759A JP2008241759A JP2007077934A JP2007077934A JP2008241759A JP 2008241759 A JP2008241759 A JP 2008241759A JP 2007077934 A JP2007077934 A JP 2007077934A JP 2007077934 A JP2007077934 A JP 2007077934A JP 2008241759 A JP2008241759 A JP 2008241759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- display device
- light
- liquid crystal
- crystal display
- display surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】高コントラスト、かつ、高精細の高品位な映像表示を行う反射型の液晶表示デバイスを有する表示装置において、装置構成の小型化、軽量化を可能とし、また、製造コストの低廉化を可能とする。
【解決手段】反射型液晶表示デバイス2の表示面3の側方位置に配置され偏光方向が表示面3に平行な方向に揃えられた照明光を表示面にほぼ平行な光として射出する光源部5と、表示面3の前方に表示面3より離間して配置され照明光が側面部より入射される透明支持体7と、この透明支持体7中に存在し照明光を反射させ表示面3にほぼ垂直に入射させる複数の反射部材6とを備える。表示面3に入射され表示面3により反射された変調光は、透明支持体7を透過して、結像光学系4に入射される。各反射部材6は、S偏光の照明光のみを反射させ、P偏光の変調光を透過させる。
【選択図】図1
【解決手段】反射型液晶表示デバイス2の表示面3の側方位置に配置され偏光方向が表示面3に平行な方向に揃えられた照明光を表示面にほぼ平行な光として射出する光源部5と、表示面3の前方に表示面3より離間して配置され照明光が側面部より入射される透明支持体7と、この透明支持体7中に存在し照明光を反射させ表示面3にほぼ垂直に入射させる複数の反射部材6とを備える。表示面3に入射され表示面3により反射された変調光は、透明支持体7を透過して、結像光学系4に入射される。各反射部材6は、S偏光の照明光のみを反射させ、P偏光の変調光を透過させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、反射型液晶表示デバイスを用いて構成されるプロジェクタ、電子ビューファインダ(EVF)、または、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)などの表示装置に関する。
従来、映像等を表示するための種々の表示装置が提案されており、近年においては、表示画面の大型化への要望が高まっている。表示画面の大型化は、特に、屋外における公衆向け表示(いわゆるパブリックビュー)や、管制業務用表示、または、ハイビジョン等の高精細映像の表示を行う表示装置において要望が高い。そして、大画面の映像表示が行える表示装置として、投射型の表示装置(プロジェクタ)が提案されている。
投射型の表示装置としては、特許文献1及び特許文献2に記載されているように、透過型の液晶表示デバイス(LCD:Liquid Crystal Display)を用いた透過方式のものと、反射型の液晶表示デバイスを用いた反射方式のものとが提案されている。これらいずれの方式の表示装置ともに、液晶表示デバイスを用いて構成され、この液晶表示デバイスを照明光により照明し、この照明光を液晶表示デバイスにより映像信号に対応させて画素単位で変調し、この液晶表示デバイスを経た変調光を結像させて、表示映像を得るようにしている。
図8は、反射型の液晶表示デバイスを用いた従来の表示装置の構成を示す側面図である。
反射型の液晶表示デバイスを用いた従来の表示装置は、図8に示すように、照明光Lを発生する光源101を有している。光源101から発せられた照明光Lは、偏光ビームスプリッタ102の反射膜によって反射されて、反射型の液晶表示デバイス103に入射される。この液晶表示デバイス103は、内部に液晶が封入されて構成され、入射された照明光Lを映像信号に応じて偏光変調して反射する。液晶表示デバイス103により変調されて反射された変調光Lは、偏光ビームスプリッタ102に戻り、反射膜を透過し、投射レンズ104に入射される。投射レンズ104は、変調光Lをスクリーン105上に投射し結像させることにより、このスクリーン105上に映像を表示する。
液晶表示デバイス103は、駆動基板106と透明な対向電極107との間に液晶LCを封入して構成されている。駆動基板106の表面には、複数の反射型の画素電極(反射電極)108がマトリックス状に形成されている。この液晶表示デバイス103においては、各画素電極108が所定の画素間幅だけ離間されて縦横方向へマトリックス状に配列されていることにより、複数の画素がマトリックス状に縦横方向に配列されていることになる。
図9は、液晶表示デバイスにおける1つの画素を示す等価回路図である。
液晶表示デバイス103における1つの画素は、図9の等価回路図に示すように、例えば、MOSトランジスタよりなるスイッチングトランジスタTrと、このスイッチングトランジスタTrのドレインDに接続される保持容量Cとを有し、ドレインDが画素電極108にも接続されて構成されている。また、スイッチングトランジスタTrは、ソースSが映像信号が伝送される信号線109に接続され、ゲートGがゲート線110に接続されている。
この液晶表示デバイス103においては、信号線109に映像信号を印加した状態で、ゲート線110によりゲートGをオンしてこの画素を周期的に選択することにより、映像信号が保持容量Cに蓄積される。すると、ゲートGをオフしても、所定時間に亘って保持容量Cに蓄積された電荷が画素電極108に供給され、この画素の液晶LCが駆動されることになる。
図10は、液晶表示デバイスの要部の構成を示す拡大断面図である。
前述したように、液晶表示デバイス4は、図10に示すように、駆動基板106と、対向電極107と、これらの間に封入された液晶LCとを有して構成されている。駆動基板106は、例えばP型シリコン基板よりなる半導体基板111を有しており、この表面上にソースS、ドレインD及びゲートGよりなるスイッチングトランジスタTrが形成されている。このトランジスタTrに隣接して保持容量Cが形成され、これらトランジスタTr及び保持容量Cにより、画素電極108を駆動する駆動回路が構成されている。
駆動基板106の上層部にマトリックス状に配置された複数の画素電極108は、隣り合う画素電極108同士間に僅かな隙間112が形成されていることにより、互いに絶縁状態となっている。この隙間112の幅は、画素間幅となる。
そして、画素電極108と半導体基板111との間には、例えばSiO2よりなる絶縁層113を介して配線も兼ねる遮光層114が設けられている。この遮光層114は、隙間112を介して半導体基板111側へ入ってくる侵入光をできるだけ遮断するようになっている。この遮光層114は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金により形成される。
また、遮光層114と半導体基板111との間には、例えばSiO2よりなる絶縁層115を介して配線層116が形成されている。この配線層116は、複数に分割されており、一部は信号線としてスイッチングトランジスタTrのソースSに接続され、他の一部はドレインDと保持容量Cとを接続するとともに、遮光層114を介して画素電極108へも接続されている。そして、画素電極108の上面には、配向膜117が形成されている。
一方、対向電極107は、例えば、透明なガラス板よりなる透明基板118の下面に形成されており、この対向電極107の下面にも、配向膜119が形成されている。そして、駆動基板106と対向電極107付きの透明基板118との間に図示しないスペーサを介して、液晶LCが封入されることにより、液晶表示デバイス103が構成される。
このような反射型の液晶表示デバイス103は、スイッチングトランジスタTr及び保持容量Cからなる駆動回路を画素電極108の下方(裏側)に形成することができるため、透過式の液晶表示デバイスと比較して、開口率を大きくとることができるという効果がある。開口率とは、光変調に係わる画素領域が表示領域全面に対して占める割合である。なお、この効果は、画素の大きさが小さくなるほど、顕著になる。したがって、反射型の液晶表示デバイス103は、透過型の液晶表示デバイスに比較して、より小さい面積で高解像度の映像表示が可能となるという利点がある。このような反射型の液晶表示デバイス103は、投射型の表示装置(プロジェクタ)やヘッドマウントディスプレイ(HMD)などに用いた場合に、極めて高精細な映像を表示することができる。
ところで、特許文献3及び特許文献4に記載されているように、携帯電話などに用いるいわゆる直視型の表示装置においては、反射型の液晶表示デバイスが使用されている場合がある。この表示装置においては、外光だけでは表示が見え難いときの補助光として、光源(フロントライトシステム)を備えたものが提案されている。
この表示装置においては、光源からの照明光を導光板により導入し、例えば、V溝やドット形状をした反射部により照明光を反射させて液晶表示デバイスの方向に偏向させ、液晶表示デバイスを照明するようになっている。
ただし、このような表示装置は、文字や図形などの情報表示を目的としたものであり、結像光学系を介さずに液晶表示デバイスを直接肉眼で観察するように構成されている。また、このような表示装置においては、表示映像のコントラスト比が、実使用時で数10:1と小さく、使用している液晶表示デバイスの画素の大きさが数100ミクロンから1ミリメートルと大きいものであり、本発明において想定されている高精細、かつ、高コントラストの高品位映像の表示を行うことはできない。
前述のような表示装置(プロジェクタやHMD)に用いる反射型の液晶表示デバイスは、いわゆるマイクロデバイスと称され、画素の大きさが10マイクロメートル前後と極めて小さい。また、このような液晶表示デバイスは、映画鑑賞などに使用目的に堪えうるため、表示映像のコントラスト比は、実使用時において数100:1乃至数1000:1と極めて高いものとなっている。
ところで、前述の表示装置の光学系においては、液晶表示デバイスへの入射光と反射光とが同一の光路上を通るため、偏光ビームスプリッタによって光路を分ける必要がある。偏光ビームスプリッタは、45°程度に傾斜された反射膜を有して、立方体形状に構成されたものであるので、液晶表示デバイスと投射レンズとの間において、大きな体積を占有することになり、また、その重量も大きい。
そのため、このような表示装置においては、装置構成の小型化、軽量化が困難であり、また、液晶表示デバイスと投射レンズとの間の距離を偏光ビームスプリッタの大きさ分だけ離す必要があるため、投射レンズが高価なものになってしまうという問題がある。また、偏光ビームスプリッタは、これ自体が光学部品として高価なものであり、表示装置のコストアップの大きな要因となっている。
また、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)や電子ビューファインダ(EVF)など、ルーペで拡大して見る構成、すなわち、結像レンズにより虚像を形成して映像表示を行う構成の表示装置においても、偏光ビームスプリッタを用いることが、装置構成の小型化の阻害要因及びコストアップの要因となっている。
なお、前述したように、導光板を用いた表示装置(フロントライトシステム)が提案されているが、このような表示装置を画素が極めて小さい液晶表示デバイスを用いて構成すると、導光板の反射部が妨害になり、正常な映像表示を行うことができない。また、このような表示装置においては、照明光が導光板内において繰り返し反射されることにより、偏光状態が変化してしまうので、高コントラスト比の映像表示を行うことができない。
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、高コントラスト、かつ、高精細の高品位な映像表示を行う反射型の液晶表示デバイスを有する表示装置であって、装置構成の小型化、軽量化が可能となされ、また、製造コストの低廉化が可能となされた表示装置を提供することを目的とする。
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
〔構成1〕
反射型液晶表示デバイスと、この反射型液晶表示デバイスの表示面の側方位置に配置され偏光方向が表示面に平行な方向に揃えられた照明光を表示面にほぼ平行な方向に射出する光源部と、反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置され照明光が側面部より入射される透明支持体と、この透明支持体中に存在し照明光を反射させ反射させた照明光を表示面に対してほぼ垂直に入射させる複数の反射部材と、反射型液晶表示デバイスの表示面に入射された照明光がこの反射型液晶表示デバイスにより偏光変調されて反射された変調光が透明支持体を透過して該表示面の前方側に射出されて入射される結像光学系とを備え、各反射部材は、光源部からの照明光がS偏光の光として入射され、このS偏光のみを反射させ、反射型液晶表示デバイスにより変調されたP偏光の変調光を透過させることを特徴とするものである。
反射型液晶表示デバイスと、この反射型液晶表示デバイスの表示面の側方位置に配置され偏光方向が表示面に平行な方向に揃えられた照明光を表示面にほぼ平行な方向に射出する光源部と、反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置され照明光が側面部より入射される透明支持体と、この透明支持体中に存在し照明光を反射させ反射させた照明光を表示面に対してほぼ垂直に入射させる複数の反射部材と、反射型液晶表示デバイスの表示面に入射された照明光がこの反射型液晶表示デバイスにより偏光変調されて反射された変調光が透明支持体を透過して該表示面の前方側に射出されて入射される結像光学系とを備え、各反射部材は、光源部からの照明光がS偏光の光として入射され、このS偏光のみを反射させ、反射型液晶表示デバイスにより変調されたP偏光の変調光を透過させることを特徴とするものである。
〔構成2〕
構成1を有する表示装置において、反射部材は、P偏光の光に対する透過率が95%以上であることを特徴とするものである。
構成1を有する表示装置において、反射部材は、P偏光の光に対する透過率が95%以上であることを特徴とするものである。
〔構成3〕
構成1、または、構成2を有する表示装置において、反射部材は、誘電体ミラーであることを特徴とするものである。
構成1、または、構成2を有する表示装置において、反射部材は、誘電体ミラーであることを特徴とするものである。
〔構成4〕
構成1乃至構成3のいずれか一を有する表示装置において、透明支持体は、片面に複数のV溝部が平行に形成された平板状の透明部材と各V溝部内を満たした透明部材とほぼ等しい屈折率を有する透明材料とからなり、各反射部材は、各V溝部内が透明材料により満たされる前に各V溝部内の一方側の側面部に形成された反射膜からなることを特徴とするものである。
構成1乃至構成3のいずれか一を有する表示装置において、透明支持体は、片面に複数のV溝部が平行に形成された平板状の透明部材と各V溝部内を満たした透明部材とほぼ等しい屈折率を有する透明材料とからなり、各反射部材は、各V溝部内が透明材料により満たされる前に各V溝部内の一方側の側面部に形成された反射膜からなることを特徴とするものである。
〔構成5〕
構成4を有する表示装置において、各V溝部は、両側面部のなす角度が90度未満であり、反射部材となる反射膜は、透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で蒸着により成膜されたことを特徴とするものである。
構成4を有する表示装置において、各V溝部は、両側面部のなす角度が90度未満であり、反射部材となる反射膜は、透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で蒸着により成膜されたことを特徴とするものである。
本発明に係る表示装置においては、構成1を有することにより、反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置された透明支持体中に存在する複数の反射部材により、光源部からの照明光と反射型液晶表示デバイスにより変調された変調光とが分離されるので、小型化及び軽量化が可能で、低コストで製造でき、高コントラスト、高精細、かつ、高輝度の映像表示を行うことができる。
なお、この表示装置は、投射型の表示装置(プロジェクタ)、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)、または、電子ビューファインダ(EVF)等、種々の方式のものとして構成することができる。
また、本発明に係る表示装置は、構成2を有することにより、反射部材は、P偏光の光に対する透過率が95%以上であるので、光源部からの照明光と反射型液晶表示デバイスにより変調された変調光とを良好に分離させることができ、高コントラスト、高精細、かつ、高輝度の映像表示を行うことが可能である。
本発明に係る表示装置は、構成3を有することにより、反射部材は、誘電体ミラーであるので、S偏光の照明光のみを反射させP偏光の変調光を透過させるという特性を良好に実現することができる。
本発明に係る表示装置は、構成4を有することにより、各反射部材は、透明材料により満たされる各V溝部内の一方側の側面部に各V溝部内が透明材料により満たされる前に形成された反射膜からなるので、透明支持体中の所定の位置に容易に形成することができる。
本発明に係る表示装置は、構成5を有することにより、各V溝部の両側面部のなす角度が90度未満であって、反射部材となる反射膜が透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で蒸着により成膜されたものであるので、反射部材を透明支持体中の所定の位置に容易に形成することができる。
すなわち、本発明は、高コントラスト、かつ、高精細の高品位な映像表示を行う反射型の液晶表示デバイスを有する表示装置であって、装置構成の小型化、軽量化が可能となされ、また、製造コストの低廉化が可能となされた表示装置を提供することができるものである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態〕
本発明に係る表示装置は、反射型液晶表示デバイスの表示面を照明し、この反射型表示デバイスにより変調された変調光を結像させることによって、映像等の表示を行う装置である。
本発明に係る表示装置は、反射型液晶表示デバイスの表示面を照明し、この反射型表示デバイスにより変調された変調光を結像させることによって、映像等の表示を行う装置である。
図1は、本発明に係る第1の実施の形態における表示装置の構成を示す断面図である。
本発明に係る表示装置は、図1に示すように、照明部1により照明される反射型液晶表示デバイス2と、反射型液晶表示デバイス2により反射された変調光が入射され反射型液晶表示デバイス2の表示面3の実像、または、虚像を結像させる結像光学系4とを備えて構成される。
この表示装置は、結像光学系4が図示しないスクリーン上に反射型液晶表示デバイス2の表示面3の実像を結像させる場合には、投射型の表示装置(プロジェクタ)となり、結像光学系4が反射型液晶表示デバイス2の表示面3の虚像を結像させる場合には、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)や電子ビューファインダ(EVF)等となる。
反射型液晶表示デバイス2は、前述した従来の表示装置において使用されているものと同様のものであり、駆動基板と透明な対向電極との間に液晶を封入して構成されている。駆動基板の表面には、複数の反射型の画素電極(反射電極)がマトリックス状に形成されている。この反射型液晶表示デバイスにおいては、各画素電極が所定の画素間幅だけ離間されて縦横方向へマトリックス状に配列されていることにより、複数の画素がマトリックス状に縦横方向に配列されていることになる。
この表示装置において、反射型液晶表示デバイス2の表示面3の照明を行う照明部1は、反射型液晶表示デバイス2の表示面3の側方位置に配置された光源部5を有している。この光源部5は、照明光を表示面3にほぼ平行な方向に射出する。この光源部5は、光源として、レーザダイオードや、または、LED等を有している。光源としてレーザダイオードを使用する場合には、この光源から射出される照明光は、直線偏光となっている。また、光源としてLEDを使用する場合には、光源から射出された照明光を偏光フィルタ等に通すことにより、直線偏光とする。この照明光の偏光方向は、反射型液晶表示デバイス2の表示面3に平行な方向となっている。
図2は、本発明に係る第1の実施の形態における表示装置の要部の構成を示す断面図である。
そして、この表示装置は、図2に示すように、光源部5から射出された照明光を反射させて、この照明光を反射型液晶表示デバイス2の表示面3に入射させる複数の反射部材6を有している。これら反射部材6は、反射型液晶表示デバイス2の表示面3の前方に表示面3より離間されて配置された透明支持体7の内部に設けられている。透明支持体7は、ガラスの如き透明材料からなり、反射型液晶表示デバイス2の表示面3の前方にこの表示面3に平行に配置されている。
各反射部材6は、後述するように、光源部5からの照明光の入射方向に直交する方向を長手方向として配列された短冊状に形成され、かつ、反射面が照明光の入射方向に対してほぼ50°程度の傾斜を有している。すなわち、光源部5から射出された照明光は、各反射部材6に対して、S偏光となっている。これら反射部材6は、反射型液晶表示デバイス2の表示面3のほぼ全面に亘って配置されている。
光源部5は、図1に示すように、透明支持体7中の各反射部材6に向けて、ビーム形状を最適として照明光を照射するように、照明光学系を含んで構成されている。光源部5からの照明光は、透明支持体7の側面部より入射され、この透明支持体7内を透過して、各反射部材6に向かって所定の入射角θで照射される。
光源部5から入射したほぼ平行な照明光は、各反射部材6によって反射され、反射型液晶表示デバイス2の表示面3に入射される。なお、各反射部材6の反射率は100%未満であるため、照明光の一部は反射部材6を透過する。反射部材6によって反射されず透過した照明光は、次の隣接する反射部材によって反射される。
反射型液晶表示デバイス2に入射された照明光は、反射型液晶表示デバイス2の表示面(液晶層)3において、映像信号に応じて偏光変調されて反射される。すなわち、反射型液晶表示デバイス2に入射したS偏光は、反射型液晶表示デバイス2により変調されてP偏光となった変調光は、再び透明支持体7に向かい、この透明支持体7内に戻る。このとき、反射部材6は、光源部5から入射された所定の偏光方向(S偏光)の照明光を高い効率で反射させるのに対し、この偏光方向に直交する偏光方向(P偏光)の変調光については、ほとんど反射させずに、ほぼ100%を透過させる。
したがって、反射型液晶表示デバイス2により変調されて反射された変調光は、反射部材6及び透明支持体7をそのまま透過して、透明支持体7の前方側に設置された偏光板9を透過する。この偏光板9は、光源部5からの照明光と偏光方向が直交する向きの偏光(P偏光)のみを透過させるように設置されている。反射型液晶表示デバイス2において偏光変調されて反射され、反射部材6、透明支持体7及び偏光板9を透過した変調光は、結像光学系4に入射される。結像光学系4に入射された変調光は、前述したように、実像、または、虚像として結像され、表示映像を形成する。
なお、反射型液晶表示デバイス2において変調されなかった照明光(S偏光)の一部が、反射部材6のない部分をすり抜けて透明支持体7を透過する可能性があるが、そのような光は、偏光板9によってカットされるため、表示映像の品質が劣化することはない。
ところで、この表示装置においては、透明支持体7に入射された照明光は、図2に示すように、各反射部材6の反射率が60%である場合において、第1の反射部材6において60%が反射される。第1の反射部材6を透過した40%の照明光は、第2の反射部材6において、その60%、すなわち、24%が反射され、40%、すなわち、16%が透過する。第2の反射部材6を透過した16%の照明光は、第3の反射部材6において、その60%、すなわち、9.6%が反射される。このようにして、照明光の93.6%(=0%+24%+9.6%)が反射型液晶表示デバイス2側に反射され、利用される。
従来の表示装置における偏光ビームスプリッタは、所定の入射角度範囲内でS偏光の反射率をほぼ100%にするために、数10層の誘電体膜を積層して作成されていたが、本発明に係る表示装置においては、反射部材6の反射率が低くても、この反射部材6を透過した照明光が他の反射部材6によって順次反射されるため、トータルの反射率を高くすることができる。したがって、この表示装置においては、反射部材6を少ない層数からなる誘電体膜としても十分な照明効率が得られ、製造コストの低廉化を図ることができる。
また、この表示装置における照明光は、透明支持体7に対する入射角度を調整することにより、より多くの反射部材6を透過させるように設定することができ、照明光のほぼ100%を反射型液晶表示デバイス2側に反射させて利用することができる。また、照明光を完全な平行光束ではなく、僅かに広がり角を有する光束とすることにより、反射型液晶表示デバイス2の表示面3上における照度ムラを改善することができる。
図3は、本発明に係る表示装置における各反射部材6のS偏光及びP偏光に対する透過率を示すグラフである。
この表示装置における各反射部材6においては、図3に示すように、曲線P+7及び曲線P−7で示すP偏光の透過率はほぼ100%であり、曲線Sで示すS偏光の透過率は50%乃至35%程度である。図3において、曲線P+7は、反射部材6に対して+7°の入射角でP偏光が入射した場合の透過率を示し、曲線P−7は、反射部材6に対して−7°の入射角でP偏光が入射した場合の透過率を示す。この反射部材6においては、入射角が±7°内のP偏光に対しては、透過率は95%以上となっている。P偏光に対する透過率が90%程度となると、表示映像の画質低下の虞があるため、P偏光に対する透過率は、95%以上であることが好ましい。
従来の表示装置における偏光ビームスプリッタでは、入射角が設計角度(例えば、45°)から外れると特性が大きく劣化するが、この表示装置における反射部材6は、±7°程度という広い入射角の範囲内において良好な透過率を示すので、反射型液晶表示デバイス2からの変調光がある程度の広がり角を有していても、表示映像の画質低下がない。なお、結像光学系4も、入射光が一定の角度範囲内の変調光を取り込むことができるように設計しておくことが望ましい。
なお、この実施の形態においては、反射部材6の反射面が照明光の入射方向に対して50°程度の角度を有しているため、この反射部材6による反射光は、透明支持体7の表面に対して約80°の方向に反射され、反射型液晶表示デバイス2の表示面3に対してほぼ垂直に入射する。なお、図3においては、透明支持体7の表面における反射成分を含めずに表示している。
図4は、本発明に係る表示装置における透明支持体及び反射部材の作成方法を示す工程図である。
次に、この表示装置における透明支持体7及び各反射部材6の作製方法について、図4を用いて説明する。
まず、図4中の(A)に示すように、透明部材となる、例えば、ガラス板7aの表面に、プレス成型機により鋸歯状の複数のV溝部7bを形成する。ガラス板7aの厚みは、例えば、2mm程度、V溝部7bは、ガラス板7aの表面に対する一側面の傾斜θ1を50°、V溝部7bの両側面のなす角度である頂角αを80°、深さを20μmとする。ガラス板7aをなす材料としては、成型が容易なガラスでよいが、成型後ひずみを十分に緩和する必要がある。
次に、真空蒸着法により、V溝部7bの一側面のみに誘電体膜を成膜して、反射部材6を形成する。
図5は、真空蒸着法による反射部材6の形成を示す側面図である。
反射部材6の形成は、図5に示すように、蒸発源201に対してガラス板7aを傾けて設置して行う。このときのガラス板7aの傾斜角θ2は、V溝部7bの他側面に成膜がなされないように、他側面が蒸発源201からの蒸気流の影となる程度の角度とする。このような傾斜角θ2は、V溝部7bの頂角αを90°未満とすることにより、容易に設定可能である。
この実施の形態においては、V溝部の頂角αを80°とし、ガラス板7aの蒸発源201に対する傾斜角θ2を50°とした。また、誘電体膜としては、Ta2O5を膜厚121nm、SiO2を膜厚211nm、Ta2O5を膜厚35nm、SiO2を膜厚189nm、Υa2O5を膜厚179nmとして、順次積層させて成膜した。
このようにして、この表示装置においては、図4中の(B)に示すように、フォトレジストによるマスキングやドライエッチングなどの微細加工プロセスを用いることなく、微細な反射部材6を形成することができる。
次に、図4中の(C)に示すように、薄いガラス板からなるカバーガラス7cをガラス板7aのV溝部7b上に設置し、透明材料となるエポキシ系接着剤により、ガラス板7aに対して接着する。このとき、各V溝部7b内は、屈折率がガラス板7a及びカバーガラス7cをなすガラス材料とほぼ等しい接着剤により充填される。
そして、図4中の(D)に示すように、各V溝部7b内が接着剤により充填されることにより、ガラス板7a、カバーガラス7c及び接着剤がほぼ一様の屈折率を有する一体の部材として形成され、透明支持体7となる。各反射部材6は、この透明支持体7内に存在する状態となる。なお、透明支持体7の両面には、反射防止コーティングを施すことが好ましい。
各V溝部7bの形状は、図4により示した実施の形態においては、頂角αが80°で、両側面の傾斜角がともに50°で等しく左右対称の形状としているが、左右対称ではない形状としてもよい。すなわち、反射部材6の透明支持体7に対する傾斜角度は、必要に応じて、適宜変更することができる。ただし、各V溝部7bの頂角αは、90°未満とすることが好ましい。これは、反射部材6を形成しない各V溝部7bの他側面への蒸着膜の成膜の防止を容易とするためである。各V溝部7bの他側面が蒸発源201からの蒸気流の影となっていれば、たとえ成膜物質の回り込みによって成膜がなされてしまってもわずかなものとなる。また、反射部材6を形成する各V溝部7bの一側面は、蒸発源201からの蒸気流に対してほぼ垂直とすることができ、良好な成膜効率が得られる。
なお、反射部材6を形成しない各V溝部7bの他側面に成膜がなされた場合には、この不要膜においても照明光の反射が生じ、この反射光は有効に使うことができない光線となるため、照明効率のロスとなる。また、変調光も、この不要膜によって反射される可能性があり、この場合には、表示映像の明るさの低下やコントラスト比の悪化が招来される。各V溝部7bの他側面への成膜物質の回り込みが10%程度以上存在して不要膜が成膜されると、この不要膜による反射が生じて表示映像の品質が劣化するため、成膜時のガス圧コントロールが重要である。
なお、前述の実施の形態においては、反射部材6の成膜を真空蒸着法により行なっているが、より成膜物質の回り込みが少ないロングスロースパッタリング法などを用いてもよい。さらに、前述のような成膜後において、追加プロセスとして、反射部材6を形成しない各V溝部7bの他側面に成膜された不要膜をイオンピームエッチング法などにより除去してもよい。
前述の実施の形態においては、誘電体膜として、SiO2及びTa2O5からなる5層膜を用いているが、誘電体膜をなす成膜材料や層数は、光源の特性や透明支持体7の屈折率及び設計入射角度などに応じて、適宜変更することができる。ただし、P偏光に対する透過率はできるだけ高いことが望ましい。これは、P偏光が反射されると、隣接する反射部材6において変調光が繰返し反射された後に、スクリーンに到達する可能性があるからである。このような多重反射は、表示映像のコントラスト比の低下や、ゴーストの発生など、映像品質を低下させる要因となる。
また、前述の実施の形態においては、各V溝部7bを接着剤によって充填しているが、透明フィラを含む接着剤によって充填するようにしてもよい。また、平板状のカバーガラス7cに代えて、各V溝部7bに対してネガポジ関係にある形状を形成したガラス板を用いてもよい。このようなガラス板を用いることにより、接着剤の使用量を減らすことができ、表示映像の品質や信頼性をより向上させることができる。
〔プロジェクタとしての実施の形態〕
図6は、本発明に係る表示装置を投射型の表示装置(プロジェクタ)として構成した場合の構成を示す側面図である。
図6は、本発明に係る表示装置を投射型の表示装置(プロジェクタ)として構成した場合の構成を示す側面図である。
この表示装置をカラー表示を行う投射型の表示装置(プロジェクタ)として構成するには、図6に示すように、それぞれ3原色の一であるR(赤色)の照明光を発する光源部5R、G(緑色)の照明光を発する光源部5G、及びB(青色)の照明光を発する光源部5Bを有する照明部1R,1G,1Bを用いて、これら照明部1R,1G,1Bに対応させて反射型液晶表示デバイス2R,2G,2Bを配置する。これら光源部5R,5G,5Bとしては、例えば、3原色のレーザアレイを用いることができる。なお、各反射型液晶表示デバイス2R,2G,2Bと、対応する透明支持体7とは、密着せずに、一定の空気層を介して配置されている。
各反射型液晶表示デバイス2R,2G,2Bを経た各色の変調光は、それぞれ透明支持体7及び偏光板9を経て、クロスダイクロイックプリズム11に両側面及び後面の3方向から入射され、このクロスダイクロイックプリズム11において色合成されて、前面から射出される。偏光板9は、レーザアレイから射出された直線偏光の偏光方向に直交する方向の直線偏光を透過させるように配置される。
クロスダイクロイックプリズム11から射出された変調光は、結像光学系である投射レンズ4に入射される。この投射レンズ4は、入射された変調光を、図示しないスクリーン上に結像させ、映像表示を行う。
この表示装置は、装置構成を小型化することが可能であり、かつ、高輝度、高コントラスト、高精細の映像表示を行うことができる。
〔電子ビューファインダとしての実施の形態〕
図7は、本発明に係る表示装置を電子ビューファインダ(EVF)として構成した場合の構成を示す側面図である。
図7は、本発明に係る表示装置を電子ビューファインダ(EVF)として構成した場合の構成を示す側面図である。
この表示装置をカラー表示を行う電子ビューファインダ(EVF)として構成するには、図7に示すように、3原色(R(赤色)、G(緑色)及びB(青色))の照明光を発する光源部5を有する照明部1を用いて、この照明部1に対応させて反射型液晶表示デバイス2を配置する。
このような3原色の照明光を発する光源部5としては、例えば、3原色のLEDが複数個交互に配列されて構成されたLEDアレイを用いることができる。このLEDアレイから射出された照明光は、ビーム整形用レンズを経て、偏光板12を介して、透明支持体7に入射される。この透明支持体7と反射型液晶表示デバイス2とは、密着せずに、一定の空気層を介して配置されている。
反射型液晶表示デバイス2を経た各色の変調光は、透明支持体7及び偏光板9を経て、結像光学系である拡大レンズ4に入射される。偏光板9は、照明部の偏光板12が透過させる直線偏光の偏光方向に直交する方向の直線偏光を透過させるように配置される。そして、拡大レンズ4は、入射された変調光をの虚像を形成して、映像表示を行う。
この表示装置においては、LEDアレイにおいて3原色を順次的に点滅させることにより、フィールドシーケンシャル(時分割)方式のカラー映像の表示が行える。なお、モノクローム映像を表示する場合には、光源として白色LEDを用いればよい。
なお、光源として用いるLEDは、射出する光束が無偏光であり、平行度も良くないため、光利用率は高くない。しかし、電子ビューファインダのように、拡大レンズによる拡大像(虚像)を直接観察する用途であれば、十分な明るさの映像を表示することができる。
この電子ビューファインダの構成において、光源としてレーザ光源を用いてフィールドシーケンシャル(時分割)動作を行い、結像光学系として投射レンズ4を使用すれば、プロジェクタとしても使用することができる。
1 照明部
1R (R用)照明部
1G (G用)照明部
1B (B用)照明部
2 反射型液晶表示デバイス
2R (R用)反射型液晶表示デバイス
2G (G用)反射型液晶表示デバイス
2B (B用)反射型液晶表示デバイス
3 表示面
4 結像光学系
5 光源部
5R (R用)光源部
5G (G用)光源部
5B (B用)光源部
6 反射部材
7 平行平面板
1R (R用)照明部
1G (G用)照明部
1B (B用)照明部
2 反射型液晶表示デバイス
2R (R用)反射型液晶表示デバイス
2G (G用)反射型液晶表示デバイス
2B (B用)反射型液晶表示デバイス
3 表示面
4 結像光学系
5 光源部
5R (R用)光源部
5G (G用)光源部
5B (B用)光源部
6 反射部材
7 平行平面板
Claims (5)
- 反射型液晶表示デバイスと、
前記反射型液晶表示デバイスの表示面の側方位置に配置され、偏光方向が前記表示面に平行な方向に揃えられた照明光を前記表示面にほぼ平行な方向に射出する光源部と、
前記反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置され、前記照明光が側面部より入射される透明支持体と、
前記透明支持体中に存在し、前記照明光を反射させ、反射させた照明光を前記表示面に対してほぼ垂直に入射させる複数の反射部材と、
前記反射型液晶表示デバイスの表示面に入射された照明光がこの反射型液晶表示デバイスにより偏光変調されて反射された変調光が、前記透明支持体を透過して該表示面の前方側に射出されて入射される結像光学系と、
を備え、
前記各反射部材は、前記光源部からの照明光がS偏光の光として入射され、このS偏光のみを反射させ、前記反射型液晶表示デバイスにより変調されたP偏光の変調光を透過させる
ことを特徴とする表示装置。 - 前記反射部材は、P偏光の光に対する透過率が、95%以上である
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記反射部材は、誘電体ミラーである
ことを特徴とする請求項1、または、請求項2記載の表示装置。 - 前記透明支持体は、片面に複数のV溝部が平行に形成された平板状の透明部材と、前記各V溝部内を満たした前記透明部材とほぼ等しい屈折率を有する透明材料とからなり、
前記各反射部材は、前記各V溝部内が前記透明材料により満たされる前に、前記各V溝部内の一方側の側面部に形成された反射膜からなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の表示装置。 - 前記各V溝部は、両側面部のなす角度が90度未満であり、
前記反射部材となる反射膜は、前記透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で、蒸着により成膜されたものである
ことを特徴とする請求項4記載の表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007077934A JP2008241759A (ja) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007077934A JP2008241759A (ja) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | 表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008241759A true JP2008241759A (ja) | 2008-10-09 |
Family
ID=39913247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007077934A Pending JP2008241759A (ja) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | 表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008241759A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012009300A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Seiko Epson Corp | 導光板の製造方法及び導光板 |
WO2012167484A1 (zh) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模块及液晶显示装置 |
WO2013180231A1 (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | 凸版印刷株式会社 | 異方性反射表示体、並びに異方性反射表示体を用いた情報記録体 |
WO2017094493A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | シャープ株式会社 | 導光板、ライトガイドおよび虚像表示装置 |
CN111433512A (zh) * | 2017-12-08 | 2020-07-17 | 麦克赛尔株式会社 | 前灯装置 |
-
2007
- 2007-03-23 JP JP2007077934A patent/JP2008241759A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012009300A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Seiko Epson Corp | 導光板の製造方法及び導光板 |
WO2012167484A1 (zh) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 背光模块及液晶显示装置 |
WO2013180231A1 (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | 凸版印刷株式会社 | 異方性反射表示体、並びに異方性反射表示体を用いた情報記録体 |
JPWO2013180231A1 (ja) * | 2012-06-01 | 2016-01-21 | 凸版印刷株式会社 | 異方性反射表示体、並びに異方性反射表示体を用いた情報記録体 |
US9889699B2 (en) | 2012-06-01 | 2018-02-13 | Toppan Printing Co., Ltd. | Unisometric reflection display, information holder using unisometric reflection display |
US10654308B2 (en) | 2012-06-01 | 2020-05-19 | Toppan Printing Co., Ltd. | Unisometric reflection display, information holder using unisometric reflection display |
WO2017094493A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | シャープ株式会社 | 導光板、ライトガイドおよび虚像表示装置 |
CN108369346A (zh) * | 2015-12-03 | 2018-08-03 | 夏普株式会社 | 导光板、光导及虚像显示装置 |
CN111433512A (zh) * | 2017-12-08 | 2020-07-17 | 麦克赛尔株式会社 | 前灯装置 |
CN111433512B (zh) * | 2017-12-08 | 2022-07-26 | 麦克赛尔株式会社 | 前灯装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6379010B1 (en) | Projection type display | |
US20080117491A1 (en) | Illumination systems for visual displays | |
JP5047735B2 (ja) | 照明装置および画像表示装置 | |
JPH11143404A (ja) | 反射型液晶表示装置及びそれを用いた投射型液晶表示装置 | |
JP2008026654A (ja) | 立体表示装置 | |
JP5239361B2 (ja) | 投射型表示装置および映像表示方法 | |
US6328447B1 (en) | Projection device | |
JP5386815B2 (ja) | 投射型表示装置および映像表示方法 | |
JP2008241759A (ja) | 表示装置 | |
WO2006001183A1 (ja) | 液晶表示装置及び液晶表示層を用いた投射型表示装置 | |
WO2016042952A1 (ja) | 照明装置および投射型表示装置 | |
JP4846940B2 (ja) | 画像表示装置 | |
US8643793B2 (en) | Projector | |
JP2004347692A (ja) | 空間光変調装置及びプロジェクタ | |
JP4752490B2 (ja) | Ps偏光分離変換素子及び液晶表示装置組立体 | |
JP2011257645A (ja) | プロジェクター | |
JP2007328336A (ja) | 照明装置及び表示装置 | |
JP2007333793A (ja) | 照明装置及び表示装置 | |
JP2005070353A (ja) | 画像表示装置 | |
JP2006330143A (ja) | マイクロレンズ、空間光変調装置及び画像表示装置 | |
JP2015145934A (ja) | プロジェクター | |
US11676738B2 (en) | Electro-optical device with ion-adsorbing adsorption film in contact with sealing material and electronic apparatus having the same | |
JP2005181607A (ja) | 空間光変調装置及びプロジェクタ | |
JPH1020270A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP3019825B2 (ja) | 投射型カラー液晶表示装置 |