JP4181821B2 - 反射型液晶表示パネルの保持装置、反射型液晶表示パネルを用いた光学ユニット、投射型表示光学系および投射型画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示パネルの保持装置およびこれを用いた投射型表示光学系および投射型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示パネルを使用した投射型画像表示装置が普及している。また、投射型画像表示装置には、反射型液晶表示パネルを用いたものがある。
【０００３】
反射型液晶表示パネルは、一般にＬＣＯＳと称されるものであり、透過型液晶表示パネルに比べて、画素ピッチを小さくすることができ、また、高い開口率が得られるため、多くの画素により高精細な画像を、かつ高開口率により滑らかな画像を表示できるという特徴を持つ。
【０００４】
このような反射型液晶表示パネルは、各画素に変調をかけるためのトランジスタ、画素電極および反射層が設けられたシリコン基板と、対向電極が設けられたガラス基板との間に液晶を満たした構造を有している。
【０００５】
反射型液晶表示パネルの具体的構造は、例えば特開平８−３３４７７０号公報や特開平７−７２４９１号公報等にて提案されている。
【０００６】
特開平８−３３４７７０号公報に示された反射型液晶表示パネルの構造は、液晶表示パネルの外周部にスペーサを設けてガラス基板とシリコン基板との間にギャップを形成し、このギャップ内に液晶を封止するものである。
【０００７】
また、特開平７−７２４９１号公報にて提案されている反射型液晶表示パネルの構造は、液晶表示パネルの画素毎にスペーサを設けてガラス基板とシリコン基板との間にギャップを形成し、外周部をシールしてギャップ内に液晶を封止するものである。
【０００８】
さらに、液晶表示パネルにおいて、基板間のギャップを作る技術としては、いわゆるビーズスペーサを所定の密度でギャップ内に散布する方法が知られている。
【０００９】
一方、反射型液晶表示パネルを保持する構造が、例えば特開平１０−９１１０２号公報にて提案されている。この特開平１０−９１１０２号公報にて提案の保持構造は、ガラス基板をホルダに接着固定し、ホルダに外力が加わっても液晶表示パネルには応力が加わらないようにしたものである。
【００１０】
また、特開平１０−９１１０２号公報には、従来技術として、ホルダに反射型液晶表示パネルを接着固定する例も提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス基板とシリコン基板を組み合わせた反射型液晶表示パネル、特開平８−３１４７７０号公報にて提案の反射型液晶表示パネルでは、ガラス基板とシリコン基板を接着してシールする際に１６０°程度の温度に加熱されるが、各基板の線膨張率（熱膨張率）が異なるために、通常使用される２０℃〜６０℃の温度での両者のひずみ量が異なり、図５に示すように、反射型液晶表示パネルが反り、セルギャップが不均一になると共に、ガラス基板に応力が発生し、光弾性の影響によりこれを透過する光の偏光方向が乱される。したがって、反射型液晶表示パネルからの光のコントラストが低下したり、明るさむらが発生したりする。
【００１２】
また、特開平７−７２４９１号公報にて提案の反射型液晶表示パネルのように、画素毎にギャップを確保するスペーサを設けた場合、前述のセルギャップの不均一や光弾性の影響は軽減されるが、投射型画像表示装置に使用されるような反射型液晶表示パネルの画素間隔は８μｍ〜１５μｍであるため、画素毎に設けたスペーサによって照明光が回折し、一部が投射レンズの瞳外に向かい、光利用効率が低下する。また、色分離光学系の一部に反射した回折光が混ざって偏光が乱れたり、回折光が色分離光学系で使用される偏光ビームスプリッタの角度特性によって黒表示状態でも投射レンズの瞳内に入射して、コントラストを低下させてしまうおそれがある。
【００１３】
さらに、前述したように、投射型画像投射装置に用いられるような反射型液晶表示パネルにおいては、画素が小さいために、ビーズスペーサを散布すると、ビーズスペーサが内部に存在する画素と存在しない画素とが生じ、これにより輝度むらが生じて高品位の画像を表示できない可能性がある。
【００１４】
一方、特開平１０−９１１０２号公報にて提案されている反射型液晶表示パネルの固定方法を用いても、前述したようにガラス基板とシリコン基板とを接着、シールする際の温度と実使用温度とが異なるために、反射型液晶表示パネルに図５に示すような変形（反り）が生じている状態で接着することになるため、コントラストの低下や明るさむらの発生を抑制できない。
【００１５】
そこで、本発明は、ガラス基板と半導体基板の熱膨張率の差に起因する反射型液晶表示パネルの反りを平坦化させることができ、反射型液晶表示パネルを高いコントラスト特性を有し、明るさむらがきわめて少ない状態で保持することができるようにした反射型液晶表示パネルの保持装置、投射型表示学系および投射型画像表示装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、ガラス基板と半導体基板との間に液晶を封入した反射型液晶表示パネルの保持装置を、平面部を有する保持部材と、矩形枠状に形成され、ガラス基板を半導体基板の側に押圧して該半導体基板を保持部材の平面部に押し付ける押圧部材と、矩形枠状に形成され、保持部材との間に押圧部材を挟む押さえ板とを用いて構成する。押圧部材の内側には、ばね部が形成されており、押さえ板がビスにより保持部材に固定されることで保持部材に対して固定された該押圧部材のばね部が、反射型液晶表示パネルの反りを小さくするように、ガラス基板の表面のうち周辺部分に当接して該周辺部分を押圧することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、画素毎にスペーサを設けたりビーズスペーサを設けたりすることなく、ガラス基板と半導体基板の熱膨張率の差に起因した反射型液晶表示パネルの反りを補正（小さく）して該反射型液晶表示パネルを平坦化し、反射型液晶表示パネルの反りによる特性変化を防止する。つまり、両基板間のギャップ（液晶）を均一にすると共に、ガラス基板に曲げ応力が発生しない状態に近づけて、光弾性の影響を軽減する。
【００１８】
これにより、画素毎に設けられたスペーサによる光の回折の影響やビーズスペーサによる遮光の影響を受けずに済み、光利用効率が高く、高いコントラストを有し、かつ明るさむらのない画像を表示できるようにする。
【００１９】
なお、上記他方の層と保持部材の平面部との間に伝熱部材を介在させることにより、放熱性を高めることが可能となる。
【００２０】
また、保持部材における反射型液晶表示パネルの中心を通ってパネル表面に平行な軸上に、この保持部材を他の部材に固定するための固定部を設けることにより、温度変化による反射型液晶表示パネルの位置ずれを防止することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は、本発明の実施形態である反射型液晶表示パネルの保持装置の断面図であり、図１（ｂ）は該保持装置の斜視図である。図１（ａ）は図１（ｂ）中に示すＡ−Ａ線で切断し、矢印の方向から見たときの断面図である。
【００２２】
これらの図において、１はホルダ（保持部材）であり、例えばメタルインジェクションで作られている。ホルダ１の表面１ｃには、反射型液晶表示パネルＬＣＤを保持するための矩形状の凹部１ａが設けられており、凹部１ａの底面相当部分には平面部１ｂが設けられている。
【００２３】
ホルダ１の両側面における、反射型液晶表示パネルＬＣＤの短辺方向中心を通ってパネル画面に平行な軸上には第１および第２の取り付け腕（固定部）１ｄ，１ｅが設けられている。これらの取り付け腕１ｄ，１ｅは、ホルダ１を後述する投射型画像表示装置の光学系を構成する液晶パネル取り付け板（図４中の１１７〜１１９）に固定するために用いられる。
【００２４】
さらに、ホルダ１には、凹部１ａにつながる溝部１ｆが形成されている。この溝部１ｆは、凹部１ａ内に収容された反射型液晶表示パネルＬＣＤに接続されて反射型液晶表示パネルＬＣＤを駆動する電気信号を伝達するフレキシブルプリント基板ＦＰＣを通すためのものである。
【００２５】
反射型液晶表示パネルＬＣＤは、シリコン基板（層）２と、ガラス基板（層）４と、これら基板２，４との間に所定のギャップを形成するためのスペーサ５と、該ギャップ内に封入された液晶３とにより構成されている。
【００２６】
シリコン基板２には、画素毎の偏光状態をコントロールするためのトランジスタや画素に印加する電圧信号をフレキシブルプリント基板ＦＰＣを介して外部の駆動回路から入力するための回路が設けられていると共に、光を反射するための反射層や液晶を制御するための配向膜などが設けられている。
【００２７】
ガラス基板４には、対向電極が設けられている。スペーサ５はシリコン基板２とガラス基板４の外周近傍に位置し、このスペーサ５により液晶３を封入するためのギャップを形成した状態で両基板２，４が接着固定される。
【００２８】
７は押圧板であり、例えばステンレス鋼板をプレス加工して矩形枠状に作られている。この押圧板７の内側には、第１〜第４のばね部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが形成されている。
【００２９】
８は押さえ板であり、例えばステンレス鋼板をプレス加工して矩形枠状に作られている。この押さえ板８とホルダ１の表面における凹部１ａの外側部分との間に押圧板７を挟み、押さえ板８をビス９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによってホルダ１に固定することにより、押圧板７は第１〜第４のばね部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを反射型液晶表示パネルＬＣＤのガラス基板４の表面のうち周辺部分（有効画面領域よりも外側の部分）に当接させた状態でホルダ１に固定される。
【００３０】
６は伝熱シートであり、反射型液晶表示パネルＬＣＤのシリコン基板２とホルダ１の平面部１ｂとの間に配置されている。
【００３１】
反射型液晶表示パネルＬＣＤ単体では、ガラス基板４とシリコン基板２とが接着される温度が高いことによって、反射型液晶表示パネルＬＣＤが組み立てられたり使用されたりする２０〜６０℃程度の温度において、ガラス基板４の熱膨張率Ａとシリコン基板の熱膨張率Ｂとの差（一般に、Ａ＜Ｂ）によって、例えば図５に示すように、ガラス基板の表面が凹形状となるような変形（反り）が生じる。
【００３２】
これにより、ガラス基板２には内部応力が発生し、光弾性の影響によりガラス基板２を透過する光の偏光状態が所定の割合で乱される状態となる。また、液晶３が封入されているギャップも変形し、偏光に対する作用も均一性を失った状態となる。
【００３３】
このような反射型液晶表示パネルＬＣＤをホルダー１の凹部１ａにはめ込み、押圧板７を押さえ板８を介してビス９ａ〜９ｄによってホルダ１に固定すると、押圧板７の第１〜第４のばね部７ａ〜７ｄが反射型液晶表示パネルＬＣＤのガラス基板４をシリコン基板２の側に押す。この押圧力によってシリコン基板２の略全面が伝熱シート６を介してホルダ１の平面部１ｂに押し付けられ、反射型液晶表示パネルＬＣＤ（シリコン基板２およびガラス基板４）が平坦な形状に戻される。これにより、シリコン基板２とガラス基板４との間のギャップも均一になる。
【００３４】
すなわち、ガラス基板４の熱膨張率とシリコン基板の熱膨張率との差によって反射型液晶表示パネルＬＣＤに生じた変形力を、押圧板７から受ける押圧力によってキャンセルし、反射型液晶表示パネルＬＣＤを本来の平坦な形状とするものである。
【００３５】
そしてこれにより、ガラス基板４に加わっていた応力も解消され、光弾性の影響も軽減される。厳密には、ガラス基板４には圧縮応力が作用し、これによる光弾性の影響が発生するがその量は少ない。
【００３６】
また、スペーサ５も圧縮力を受けるためにギャップの値は変化するが、スペーサ５の厚さは２〜５μｍと薄いために、変形する量は少なく、反射型液晶表示パネルＬＣＤの性能はギャップが均一になること、およびガラス基板４の光弾性の影響が軽減することによって改善する。
【００３７】
また、反射型液晶表示パネルＬＣＤを駆動するための電気的接続に必要なフレキシブルプリント基板ＦＰＣは、ホルダ１に形成された溝部１ｆを介してホルダ１の外部に導出され、反射型液晶表示パネルＬＣＤを駆動する駆動回路に接続されている。このような構造にすることで、フレキシブルプリント基板ＦＰＣをホルダ１の外部に導出する部分とそれ以外の部分での、押圧板７による反射型液晶表示パネルＬＣＤの押圧力のばらつきが発生することを防止できる。
【００３８】
次に、以上説明した保持装置による保持によって反射型液晶表示パネルＬＣＤの特性がどのように変化するかについて、図２（ａ），図２（ｂ），図３（ａ），図３（ｂ）を用いて説明する。
【００３９】
図２（ａ），図２（ｂ），図３（ａ），図３（ｂ）は、反射型液晶表示パネルＬＣＤの視野角特性を示す図であり、角度方向はパネル長辺方向を水平とし、真上を０°としたときの方位角を示し、グラフの径方向はコントラスト値を示している。また、パネル画面の法線方向からの傾き角を傾き角とし、上記各図には傾き角４°，８°，１２°のデータを示す。この傾き角は、反射型液晶表示パネルＬＣＤを投射型画像表示装置に使用した際に、どの程度のＦナンバーで照明するかに対応し、１２°は概ねＦ２．３に対応する。
【００４０】
また、図中のコントラスト値は、パネル短辺方向の偏光状態となっている照明光を光線として入射させ、反射した光を、パネル長辺方向に偏光方向を向けた偏光板で検光する方法で、黒表示時および白表示時の輝度をそれぞれ測定し、その比をコントラスト値として示したものである。また、方位角に関しては、２２．５°ごとに測定した。
【００４１】
図２（ａ）に示した特性は、反射型液晶表示パネル単体での常温（約２５℃）における測定値である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した特性の原点部分を拡大した図である。図２（ａ）から分かるように、最高のコントラスト値は傾き角１２°、方位角２４７．５°の条件のときであるが、その他の条件のコントラスト値は低い。特に、図２（ｂ）から分かるように、理想的な条件に近い傾き角の小さな条件である傾き角４度のときに、最高でもコントラスト値が１０００：１程度となっている。
【００４２】
また、傾き角１２°のときの方位角１３５°，３１５°のコントラスト値は非常に低い値になっている。反射型液晶表示パネルの場合、傾き角が大きい方がコントラストが高いということはなく、この測定結果から反射型液晶表示パネルが本来発揮すべき特性を発揮できていないことが分かる。
【００４３】
一方、図３（ａ）に示した特性は、反射型液晶表示パネルを、図２（ａ），図２（ｂ）に示した条件と同じ条件で本実施形態のホルダ１に組み込み、押圧板７によって押圧力を加えた際の特性である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した特性の原点部分を拡大した図である。
【００４４】
図３（ａ）から分かるように、傾き角４度のときのコントラスト値が最も高く、また、傾き角が８°や１２°の条件では、十字状のコントラスト特性となり、液晶表示パネルとして正常な動作をしていることが分かる。
【００４５】
また、図３（ｂ）から分かるように、傾き角８°の場合、最低でも１５００：１のコントラスト値が得られ、反射型液晶表示パネル単体の場合に比べてコントラスト特性が大幅に改善している。さらに、傾き角１２°においても、最もコントラスト値が低い方位角１３５°，３１５°の方向でも、コントラスト値は約３００：１に改善している。
【００４６】
このように、本実施形態の保持装置により反射型液晶表示パネルＬＣＤを保持し、基板２，４の熱膨張率の差に起因した反りを平坦化することで、反射型液晶表示パネルＬＣＤのコントラスト特性を改善することができる。
【００４７】
次に、上述した保持装置によって保持された反射型液晶表示パネルＬＣＤを用いた投射型画像表示装置の投射型表示光学系の構成について、図４を用いて説明する。
【００４８】
図４において、１０１は連続スペクトルで白色光を発光する光源、１０２は光を所定の方向に集光するリフレクタである。１０３ａは矩形のレンズをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズで、１０３ｂは第１のフライアイレンズ１０３ａの個々のレンズに対応したレンズアレイからなる第２のフライアイレンズである。
【００４９】
１０４は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子、１０５ａはコンデンサーレンズ、１０５ｂはフィールドレンズ、１０５ｃはミラーである。
【００５０】
１０６は青と赤の波長領域の光を反射し、緑の波長領域の光を透過するダイクロイックミラー、１０８ａ、１０８ｂは青の光の偏光方向を９０度変換し、赤の光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板および第２の色選択性位相差板である。
【００５１】
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃはＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第１の偏光ビームスプリッタ、第２の偏光ビームスプリッタおよび第３の偏光ビームスプリッタである。以上により、導光光学系としての色分解合成光学系が構成される。
【００５２】
Ｒ，Ｇ，Ｂは光を反射し、画像変調して画像を表示する赤用の反射型液晶表示パネル、緑用の反射型液晶表示パネルおよび青用の反射型液晶表示パネルである。これら反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂには上述したフレキシブルプリント基板ＦＰＣ（緑用液晶表示パネルＧ用のフレキシブルプリント基板ＦＰＣＧ、赤用液晶表示パネルＲ用のフレキシブルプリント基板ＦＰＣＲ、青用液晶表示パネルＢ用のフレキシブルプリント基板ＦＰＣＢ）を介して不図示の駆動回路が接続されており、駆動回路には、パーソナルコンピュータ、ビデオ、ＤＶＤプレーヤ等の画像情報供給装置からの画像信号が入力される。駆動回路は入力された画像信号に基づいて反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂを駆動し、画像信号に応じた画像を表示させる。
【００５３】
１１１は液晶表示パネルユニット（光学ユニット）であり、１１１ａは液晶表示パネルユニット１１１の基台、１１２，１１３，１１４は緑用、赤用、青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂを保持する、上述した保持装置である。なお、各保持装置のホルダ（１）は金属で作られている。
【００５４】
１１７は緑用パネル取り付け板、１１８は赤用パネル取り付け板、１１９は青用パネル取り付け板、１２０は導光ケース、１２１は外装ケース、１２２はランプケース、１２３は投射レンズである。
【００５５】
次に光学的な作用について説明する。光源１０１から発した光はリフレクタ１０２により所定の方向に集光される。ここで、リフレクタ１０２は放物面形状を有しており、その放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。ただし、光源１０１は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。
【００５６】
これらの集光光束は第１のフライアイレンズ１０３ａに入射する。第１のフライアイレンズ１０３ａは外形が矩形の正の屈折力を有するレンズをマトリックス状に組み合わせて構成されており、入射した光束はそれぞれのレンズに応じた複数の光束に分割、集光され、第２のフライアイレンズ１０３ｂを経て、マトリックス状に複数の光源像を偏光変換素子１０４の近傍に形成する。
【００５７】
偏光変換素子１０４は偏光分離面と反射面と１／２波長板とから構成されており、フライアイレンズ１０３ａ，１０３ｂによってマトリックス状に集光した複数の光束はその列に対応した偏光分離面に入射し、偏光分離面を透過するＰ偏光成分の光と偏光分離面で反射するＳ偏光成分の光とに分割される。
【００５８】
偏光分離面で反射したＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に射出する。一方、偏光分離面を透過したＰ偏光成分の光は１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換される。これにより、偏光変換素子１０４から射出する光はすべて偏光方向が揃った光となる。
【００５９】
偏光変換素子１０４によって偏光変換された複数の光束は、発散光束としてコンデンサーレンズ１０５ａとフィールドレンズ１０５ｂからなる集光光学系１０５に至る。なお、ミラー１０５ｃには屈折力はない。
【００６０】
また、フィールドレンズ１０５ｂから反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂに至る光路において、反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂ上に集光する光は、集光光学系１０５の光軸に対してほぼテレセントリックになっている。
【００６１】
ダイクロイックミラー１０６および偏光ビームスプリッタ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃは光学薄膜で構成されており、これらの光学薄膜に入射する角度によりその特性が変化する。このため、反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂに対する照明光束をテレセントリックに設定することにより、光学薄膜で発生する特性の変動が反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂ上で発生しない構成となっている。
【００６２】
ダイクロイックミラー１０６は青（４３０〜４９５ｎｍ）と赤（５９０〜６５０ｎｍ）の光は反射し、緑（５０５〜５８０ｎｍ）の光は透過する。ここで、緑色光のＳ偏光成分の透過率は、緑の波長範囲の中心波長である５５０ｎｍにおいて１％以下に設定されており，他の２つの色光の色純度の低下を防いでいる。
【００６３】
図４においては、偏光変換素子１０４においてＳ偏光であった光はダイクロイックミラー１０６に対してもＳ偏光である。
【００６４】
緑色光の光路において、ダイクロイックミラー１０６を透過した光は、第１の偏光ビームスプリッタ１１０ａに対してＳ偏光として入射し、第１の偏光ビームスプリッタ１１０ａの偏光分離面で反射され、不図示の１／４λ板を透過して緑用の反射型液晶表示パネルＧへと至る。緑用の反射型液晶表示パネルＧにおいて、緑色光が画像変調されて反射される。画像変調された緑色光（反射光）のＳ偏光成分は、再び偏光分離面で反射し、光源側に戻されて投射光から除去される。画像変調された緑色光のＰ偏光成分は偏光分離面を透過して投射光となる。
【００６５】
第１の偏光ビームスプリッタ１１０ａを透過した光は、第３の偏光ビームスプリッタ１１０ｃに対してもＰ偏光として入射し、偏光分離面を透過して、投射レンズ１２３へと至る。
【００６６】
ダイクロイックミラー１０６で反射した赤と青の光は、第１の色選択性位相差板１０８ａに入射する。第１の色選択性位相差板は、青色光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これにより青色光はＰ偏光として、赤色光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッタ１１０ｂに入射する。よって、第２の偏光ビームスプリッタ１１０ｂにおいて青色光は偏光分離面を透過して不図示の１／４λ板を透過し、青用の反射型液晶表示パネルＢに至る。また、赤色光は偏光分離面を反射して不図示の１／４λ板を透過し、赤用の反射型液晶表示パネルＲに至る。
【００６７】
青用の反射型液晶表示パネルＢにおいて青色光が画像変調されて反射される。画像変調された青色光（反射光）のＰ偏光成分は再び偏光分離面を透過し、光源側に戻されて投射光から除去される。画像変調された青色光のＳ偏光成分は偏光分離面で反射して投射光となる。
【００６８】
同様に赤用の反射型液晶表示パネルＲにおいて、赤色光が画像変調されて反射される。画像変調された赤色光（反射光）のＳ偏光成分は再び偏光分離面を反射し、光源側に戻されて投射光から除去される。画像変調された赤色光のＰ偏光成分は偏光分離面を透過して投射光となる。これにより、青と赤の投射光は１つの光束に合成される。
【００６９】
合成された赤と青の投射光は、第２の色選択性位相差板１０８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板１０８ｂは、赤色光の偏光方向のみを９０度回転させ、Ｓ偏光とする。こうしてともにＳ偏光となった赤色光と青色光は、第３の偏光ビームスプリッタ１１０ｃに入射し、その偏光分離面で反射することで緑色の投射光と合成される。
【００７０】
合成された赤、緑および青の投射光は、投射レンズ１２３によりスクリーンなどの被投射面に投射される。これにより、反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂに表示された原画に対応するフルカラー画像が投射表示される。
【００７１】
なお、図４には示していないが、反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂと偏光ビームスプリッタ１１０ａ，１１０ｂとの間に１／４波長板を入れる目的は、より高いコントラストを有する投射画像を得るためである。
【００７２】
第１の偏光ビームスプリッタ１１０ａには、緑用パネル取り付け板１１７が接着されており、緑用の反射型液晶表示パネルＧの保持装置１１２は、図１（ａ），（ｂ）に示した取り付け腕１ｄ，１ｅを緑用パネル取り付け板１１７に半田付けすることによって第１の偏光ビームスプリッタ１１０ａに対して固定される。
【００７３】
そして、前述したように、緑用の反射型液晶表示パネルＧのシリコン基板は、緑用固定装置１１２の平面部（１ｂ）に熱伝導性の良いシート（又はペースト）を介して押し付けられている。これにより、緑用の反射型液晶表示パネルＧでは、ガラス基板の応力が軽減され、かつギャップが均一になるように保持され、その結果、入射した照明光を高いコントラストで変調することができる。
【００７４】
また、緑用の反射型液晶表示パネルＧのシリコン基板と緑用保持装置１１２のホルダとが熱伝導性の良いシート（又はペースト）を介して熱的に接続されることにより、緑用の反射型液晶表示パネルＧの放熱性が高まり、強い光で緑用の反射型液晶表示パネルＧを照明しても、熱的な問題の発生を防止することができる。
【００７５】
第２の偏光ビームスプリッタ１１０ｂには、赤用パネル取り付け板１１８と青用パネル取り付け板１１９とが接着されており、それぞれの固定板１１８，１１９には、赤用および青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｂをそれぞれ保持した赤用保持装置１１３および青用保持装置１１４とが、緑用保持装置１１２と同様に、固定されている。
【００７６】
そして、赤用および青用保持装置１１３，１１４のホルダの平面部にはそれぞれ、赤用および青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｂのシリコン基板が熱伝導性の良いシート（又はペースト）を介して押し付けられている。これにより、赤用および青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｂでは、ガラス基板の応力が軽減され、かつギャップが均一になるように保持され、その結果、入射した照明光を高いコントラストで変調することができる。
【００７７】
また、赤用および青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｂのシリコン基板と赤用および青用保持装置１１３，１１４のホルダとが熱伝導性の良いシート（又はペースト）を介して熱的に接続されることにより、赤用および青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｂの放熱性が高まり、強い光で赤用および青用の反射型液晶表示パネルＲ，Ｂを照明しても、熱的な問題の発生を防止することができる。
【００７８】
緑用，赤用，青用保持装置１１２，１１３，１１４と緑用，赤用，青用パネル取り付け板１１７，１１８，１１９はそれぞれ金属で作られており、３つの反射型液晶表示パネルＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれ対応する画素が、スクリーン上で一致した位置に投影されるように位置調整されて、保持装置１１２，１１３，１１４がパネル取り付け板１１７，１１８，１１９に半田付け又は接着により固定されている。
【００７９】
光源１０１はリフレクタ１０２に固定され、リフレクタ１０２はランプケース１２２に固定されている。導光ケース１２０はプラスチックで作られ、導光ケース１２０には、ランプケース１２２が固定されている。
【００８０】
導光ケース１２０には、前述した、第１のフライアイレンズ１０３ａ、第２のフライアイレンズ１０３ｂ、偏光変換素子１０４、コンデンサーレンズ１０５ａ、フィールドレンズ１０５ｂおよびミラー１０５ｃが位置決め固定されている。
【００８１】
導光ケース１２０における第１のフライアイレンズ１０３ａからフィールドレンズ１０５ｂに沿った範囲は、不図示の蓋部材によって埃の進入が防止されるようになっているが、図４では説明のために蓋部材を外した状態を示している。
【００８２】
さらに、導光ケース１２０には、液晶表示パネルユニット１１１の基台１１１ａが、導光ケース１２０に設けられた第１および第２の位置決めピン１２０ｘ，１２０ｙと、基台１１１ａに設けられた第１および第２の位置決めピン１１１ｘ，１１１ｙとを嵌合させることにより位置決めされ、第１および第２のねじ１４０，１４１で固定されている。導光ケース１２０には、さらに投射レンズ１２３が固定されている。
【００８３】
また、基台１１１ａには、ダイクロイックミラー１０６と、第１，第２，第３の偏光ビームスプリッタ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃとがそれぞれ位置決め固定されており、第１の偏光ビームスプリッタ１１０ａには、緑用の反射型液晶表示パネルＧが前述したように位置決め固定され、また、第２の偏光ビームスプリッタ１１０ｂには、赤用の反射型液晶表示パネルＲと青用の反射型液晶表示パネルＢが同様に位置決め固定されている。
【００８４】
なお、上記実施形態では、ガラス基板４の周辺部分を押圧板７によりシリコン基板２側に押してシリコン基板２をホルダ１の平面部１ｂに押し付ける場合について説明したが、シリコン基板の中心部分を押圧部材によりガラス基板側に押して、ガラス基板の周面部分をホルダに矩形枠状に設けた平面部に押し付けるようにしても、反射型液晶表示パネルの反りを平坦化することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の保持装置によって反射型液晶表示パネルを保持することにより、画素毎にスペーサを設けたりビーズスペーサを設けたりすることなく、ガラス基板と半導体基板の熱膨張率の差に起因した反射型液晶表示パネルの反りを補正（小さく）して該反射型液晶表示パネルを平坦化し、反射型液晶表示パネルの反りによる特性変化を防止することができる。これにより、両基板間のギャップ（液晶）を均一にすると共に、ガラス基板に曲げ応力が発生しない状態に近づけて、光弾性の影響を軽減することができる。したがって、反射型液晶表示パネルの光利用効率を高めるとともに、反射型液晶表示パネルに高いコントラストを有し、かつ明るさむらのない画像を表示させることができる。
【００８６】
そして、本発明の保持装置により、投射型表示光学系や投射型画像表示装置に用いられる反射型液晶表示パネルを保持するようにすれば、明るく、高いコントラストを有し、かつ明るさむらのない投射画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態である反射型液晶表示パネルの保持装置の要部断面図、図１（ｂ）は上記保持装置の斜視図。
【図２】図２（ａ）は上記保持装置を用いないときの視野角−コントラスト特性を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）の中心部分の拡大図。
【図３】図３（ａ）は上記保持装置を用いたときの視野角−コントラスト特性を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）の中心部分の拡大図。
【図４】上記保持装置を用いた投射型画像表示装置の説明図。
【図５】反射型液晶表示パネルの反りを示す説明図。
【符号の説明】
１ ホルダ
１ｂ 平面部
１ｆ 溝部
２ シリコン基板
３ 液晶
４ ガラス基板
５ スペーサ
６ 伝熱シート
７ 押圧板
８ 押さえ板
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ ビス
ＦＰＣ フレキシブルプリント基板
１０１ 光源
１０２ リフレクタ
１０３ａ，１０３ｂ フライアイレンズ
１０４ 偏光変換素子、
１０５ａ コンデンサーレンズ
１０５ｂ フィールドレンズ
１０５ｃ ミラー
１０６ ダイクロイックミラー
１０８ａ，１０８ｂ 色選択性位相差板
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 偏光ビームスプリッタ
Ｒ，Ｇ，Ｂ 反射型液晶表示パネル
１１１ 液晶表示パネルユニット
１１１ａ 基台
１１２，１１３，１１４ 保持装置
１１７，１１８，１１９ パネル取り付け板
１２０ 導光ケース
１２１ 外装ケース
１２２ ランプケース
１２３ 投射レンズ
ＦＰＣＧ，ＦＰＣＲ，ＦＰＣＢ フレキシブルプリント基板

Claims (7)

1. ガラス基板と半導体基板との間に液晶を封入した反射型液晶表示パネルの保持装置であって、
   平面部を有する保持部材と、
   矩形枠状に形成され、前記ガラス基板を前記半導体基板の側に押圧して該半導体基板を前記保持部材の前記平面部に押し付ける押圧部材と、
   矩形枠状に形成され、前記保持部材との間に前記押圧部材を挟む押さえ板とを有し、
   前記押圧部材の内側にばね部が形成されており、
   前記押さえ板がビスにより前記保持部材に固定されることで前記保持部材に対して固定された該押圧部材の前記ばね部が、前記反射型液晶表示パネルの反りを小さくするように、前記ガラス基板の表面のうち周辺部分に当接して該周辺部分を押圧することを特徴とする反射型液晶表示パネルの保持装置。
2. 前記半導体基板と前記保持部材の平面部との間に伝熱部材が介在していることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示パネルの保持装置。
3. 前記保持部材に、前記反射型液晶表示パネルに接続されるフレキシブル配線基板を通すための溝部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型液晶表示パネルの保持装置。
4. 前記保持部材における前記反射型液晶表示パネルの中心を通ってパネル表面に平行な軸上に、前記保持部材を他の部材に固定するための固定部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の反射型液晶表示パネルの保持装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の保持装置と、該保持装置により保持された前記反射型液晶表示パネルと、前記反射型液晶表示パネルに入射する光の光路および前記反射型液晶表示パネルで反射した光の光路を形成するための光学系とを有することを特徴とする反射型液晶表示パネルを用いた光学ユニット。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の保持装置と、該保持装置により保持された前記反射型液晶表示パネルと、光を被投射面に投射する投射光学系と、光源からの光を前記反射型液晶表示パネルに導き、前記反射型液晶表示パネルで反射した光を前記投射光学系に導く導光光学系とを有することを特徴とする投射型表示光学系。
7. 請求項５に記載の光学ユニット又は請求項６に記載の投射型表示光学系を有することを特徴とする投射型画像表示装置。

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