KR20090096302A - 액정 표시 장치 및 투사형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광자(偏光子)에 의한 화질 열화를 억제하고, 내광성(耐光性)의 향상을 도모하고자 한 것으로서, 구동 트랜지스터(5), 화소 전극(6) 및 배향막이 형성되는 구동측 기판(1)과, 대향 전극 및 배향막이 형성되는 대향측 기판(2)과, 구동측 기판(1)의 화소 전극(6)과 대향측 기판(2)의 대향 전극 사이에 밀봉되는 액정(4)과, 구동측 기판(1)에 있어서의 구동 트랜지스터(5)와 화소 전극(6) 사이에 형성되는 반사형 무기(無機) 편광자(3)를 구비하는 액정 표시 장치이다. 또, 이 액정 표시 장치를 적용한 투사형 표시 장치이기도 하다.

액정 표시 장치, 투사형 표시 장치, 편광자,

Description

액정 표시 장치 및 투사형 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND PROJECTION DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 구동측 기판과 대향측 기판 사이에 액정이 밀봉된 액정 표시 장치 및 이것을 사용한 투사형 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치를 사용한 투사형 표시 장치(프로젝터)에 있어서는, 액정 표시 장치의 광입사측 및 출사측에 흡수형의 유기(有機) 편광판(偏光板)을 사용하고 있다. 즉, 도 7은 종래의 액정 표시 장치를 설명하는 모식 단면도이다. 이 액정 표시 장치에서는, 구동측 기판(1)에 구동 트랜지스터(5), 화소 전극(6) 및 배향막이 형성되고, 대향측 기판(2)에 대향 전극 및 배향막이 형성되어 있고, 이들 구동측 기판(1) 및 대향측 기판(2)을 소정의 갭으로 접합시켜, 구동측 기판(1)의 화소 전극(6)과 대향측 기판(2)의 대향 전극 사이에 액정(4)을 밀봉함으로써 형성된다. 또, 이 대향측 기판(2)의 외측에 입사측 유기 편광판(11)을 배치하고, 구동측 기판(1)의 외측에 출사측 유기 편광판(12)을 배치하고 있다.

그러나, 입사측 및 출사측에 설치되는 유기 편광판(11, 12)은, 광량이 강해짐에 따라 유기 편광판 내의 염료·옥소 분자가 파괴되는 것에 의한 퇴색이나 보호층이 타버리는 것에 의한 화질 열화가 문제로 된다. 그래서, 일본국 특개평 10- 133196에 개시된 기술에서는, 출사측 편광판의 광스트레스 완화를 위하여, 유기의 프리 편광판을 설치하고, 스트레스를 분산시키도록 하고 있다.

여기서, 유기 재료로부터 편광판에서는, 상기와 같은 내광성(耐光性) 등의 문제가 있으므로, 무기(無機)의 편광판을 사용하는 액정 표시 장치도 있다. 그러나, 반사형의 무기 편광판을 사용한 경우, 입사측은 사용 가능하지만, 도 8에 나타낸 바와 같이, 출사측, 즉 구동측 기판(1)의 외측에 반사형 무기 편광자(偏光子)(3)를 배치하면, 편광판으로부터의 귀환광이 구동 트랜지스터(5)에 닿는 것에 의해 화질에의 악영향이 발생하게 된다.

이 귀환광의 영향을 피하기 위하여, 도 9에 나타낸 바와 같이, 출사측의 반사형 무기 편광자(3)를 구동측 기판(1)에 대하여 경사지게 배치하는 것이 고려되고 있지만, 장치 구성이 커져 버리는 문제가 생긴다.

또, 흡수형의 무기 편광판은, 가시광선 영역(특히 청색광 영역)에서는 특성의 문제로 인하여 실용적인 레벨에는 달하지 않는다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 구동 트랜지스터, 화소 전극 및 배향막이 형성되는 구동측 기판과, 대향 전극 및 배향막이 형성되는 대향측 기판과, 구동측 기판의 화소 전극과 대향측 기판의 대향 전극 사이에 밀봉되는 액정과, 구동측 기판에서의 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 형성되는 반사형 무기 편광자를 구비하는 액정 표시 장치이다.

이와 같은 본 발명에서는, 구동측 기판에서의 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 반사형 무기 편광자가 설치되어 있으므로, 편광자를 외측에 설치할 필요가 없어진다. 또, 반사형 무기 편광자라도 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 배치함으로써 반사형 무기 편광자에서의 귀환광이 구동 트랜지스터로 입사하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명은, 광원과, 이 광원으로부터 출사된 광을 액정 표시 장치에 안내하는 집광 광학계와, 액정 표시 장치로 광변조한 광을 확대하여 투사하는 투사 광학계를 구비하고, 액정 표시 장치로서, 액정을 배향시키기 위한 배향막이 대면하도록 하여 구동측 기판과 대향측 기판이 평행하게 위치되어 있고, 구동측 기판과 대향측 기판 사이에 액정을 충전하여 밀봉하여 이루어지는 것으로서, 액정 표시 장치에 있어서, 구동측 기판에는, 액정을 구동시키기 위한 구동 트랜지스터와 화소 전극이 설치되고, 그 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 반사형 무기 편광자가 형성되어 있는 투사형 표시 장치이다.

또, 본 발명은, 광원과, 이 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 색광(色光)으로 분리하고, 각 색광에 대응한 복수개의 액정 표시 장치에 안내하는 집광 광학계와, 액정 표시 장치로 광변조한 광을 확대하여 투사하는 투사 광학계를 구비하고, 액정 표시 장치로서 액정을 배향시키기 위한 배향막이 대면하도록 하여 구동측 기판과 대향측 기판이 평행하게 위치되어 있고, 구동측 기판과 대향측 기판 사이에 액정을 충전하여 밀봉하여 이루어지는 것으로서, 복수개의 액정 표시 장치의 각각에 있어서, 구동측 기판에는, 액정을 구동시키기 위한 구동 트랜지스터와 화소 전극이 설치되고, 그 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 반사형 무기 편광자가 형성되어 있는 투사형 표시 장치이다.

이와 같은 본 발명에서는, 투사형 표시 장치에서 사용되는 액정 표시 장치의 구동측 기판에서의 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 반사형 무기 편광자가 설치되어 있으므로, 편광자를 외측에 설치할 필요가 없어져, 투사형 표시 장치의 구성 부품수를 줄일 수가 있다. 또, 반사형 무기 편광자라도 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 배치함으로써 반사형 무기 편광자에서의 귀환광이 구동 트랜지스터로 입사하는 것을 방지할 수 있어, 투사형 표시 장치의 화질 향상을 도모할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. 즉, 반사형 편광자를 광의 출사측에서 화질 열화없이 사용할 수 있으므로, 고내광화(高耐光化)·패널 고부가 가치화를 도모하는 것이 가능해진다. 또, 입출사와 함께 사용한 경우, 별도의 편광판이 필요없게 되어, 세트의 대폭적인 소형화를 실현하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 실시예에 관한 액정 표시 장치를 설명하는 모식 단면도이다.

도 2는 본 실시예의 다른 예에 관한 액정 표시 장치를 설명하는 모식 단면도이다.

도 3은 본 실시예에 관한 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 모식 단면도(그 1)이다.

도 4는 본 실시예에 관한 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 모식 단면도(그 2)이다.

도 5는 본 실시예에 관한 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 모식 단면도(그 3)이다.

도 6은 본 실시예에 관한 투사형 표시 장치를 설명하는 개략 구성상(構成像)이다.

도 7은 종래예를 설명하는 도면(그 1)이다.

도 8은 종래예를 설명하는 도면(그 2)이다.

도 9는 종래예를 설명하는 도면(그 3)이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시예에 관한 액정 표시 장치를 설명하는 모식 단면도이다. 즉, 본 실시예에 관한 액정 표시 장치는, 구동 트랜지스터(5), 화소 전극(6) 및 배향막이 형성되는 구동측 기판(1)과, 대향 전극 및 배향막이 형성되는 대향측 기판(2)과, 구동측 기판(1)과 대향측 기판(2)을 소정 간격으로 접합시킨 상태로 화소 전극(6)과 대향 전극 사이에 밀봉되는 액정(4)과, 구동측 기판(1)에 있어서의 구동 트랜지스터(5)와 화소 전극(6) 사이에 형성되는 반사형 무기 편광자(3)를 구비하고 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 액정 표시 장치에서는, 구동측 기판(1) 및 대향측 기판(2)의 각 대향면에 배향막이 형성되어 있지만, 설명을 알기 쉽게 하기 위해 이것을 생략하고 있다.

구동측 기판(1)에는, 유리 기판 상에 구동 트랜지스터(5)를 구성하기 위한 활성층이나 절연층이 적층되어 있고, 소정의 포토리소그래피, 이온 주입 등에 의해 구동 트랜지스터(5)가 화소마다 형성되어 있다.

이 구동 트랜지스터(5)와 도통하는 화소 전극(6)은, 구동 트랜지스터(5)의 ON/OFF에 따라서 제어되고, 액정(4)에의 인가 전압의 제어가 행해지게 된다. 또, 불필요한 광이 구동 트랜지스터(5)에 입사하는 것을 방지하기 위해서, 구동 트랜지스터(5)의 위쪽에는 차광막(61)이 형성되어 있다.

종래의 구성에서는, 구동 트랜지스터 상에 절연막 및 차광막을 통하여 화소 전극이 형성되어 있지만, 본 실시예에서는, 구동 트랜지스터(5)와 화소 전극(6) 사이에 반사형 무기 편광자(3)가 형성되어 있다. 즉, 광의 출사측에 배치되는 편광자가 무기 재료로 구성되며, 또한 구동측 기판(1) 내에 만들어 넣어진 것으로 되어 있다.

이 반사형 무기 편광자(3)를 배치하는 층은 특히 한정되지 않지만, 구동 트랜지스터(5) 상(광입사측)에 평탄화층(51)을 형성하고, 그 위에 설치하는 것이 바람직하다. 또, 반사형 무기 편광자(3)의 층도 보호막(31)으로 완전하게 매립한 상태로 평탄화함으로써, 상층에 영향을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.

반사형 무기 편광자를 구성하는 데는, 유리·수정·폴리머 등의 투명 기판 상에 세선(細線)을 형성한다. 세선은 각 색의 파장(적색광·녹색광·청색광)에 따라 선폭·높이·형상을 최적의 것으로 하면 된다.

세선의 재료로서는, 피치는 100nm~ 500nm으로서 가시광선 영역을 망라할 수 있는 협(狹)피치 가공이 가능한 재료이며, 또한 반사형 편광자로서 기능하도록 한 것 중에서 선택하는 것으로 한다. 또한, 광에 대한 내구성 등을 감안하여, 알루미 늄 등의 무기 도전 재료가 특히 바람직하다.

또, 세선의 주위를 매립하는 매체(보호막(31))는, 제조상 및 실현성을 고려한데 더하여 가능한 한 저굴절률의 재료를 사용한다. 예를 들면, 불화 마그네슘(굴절률 n= 1.38)과 같이 일반적인 광학 박막 재료를 적용할 수 있다.

여기서, 구동측 기판(1) 내에 만들어 넣는 반사형 무기 편광자(3) 및 세선의 주위에 매립하는 매체(보호막(31))의 재질 등에 따라 편광자로서의 소광비(消光比)가 충분히 취해지지 않는 경우, 이 반사형 무기 편광자(3)를 프리 편광판으로 하고, 입출사 편광판을 별도 배치해도 된다. 이와 같이, 구동측 기판(1) 내에 만들어 넣는 반사형 무기 편광자(3)를 프리 편광판으로서 사용한 경우라도, 구동 트랜지스터(5)로부터 액정(4) 측으로 반사형 무기 편광자(3)를 설치함으로써, 화질 열화를 억제할 수 있어, 출사측에 별도 배치하는 유기 편광판으로의 광스트레스를 대폭 억제할 수 있다.

또, 반사형 무기 편광자(3)의 소광비 특성을 양호하게 설계, 제조할 수 있는 경우에는, 이것을 메인의 편광자로서 다른 편광판을 사용할 필요가 없어진다.

예를 들면, 도 2는 입사측, 출사측 모두 반사형 무기 편광자(7, 3)를 만들어 넣는 예를 설명하는 모식 단면도이다. 이 예에서는, 출사측에 있는 구동측 기판(1)에는 먼저 설명한 반사형 무기 편광자(3)가 구동 트랜지스터(5)와 화소 전극(6) 사이에 배치되어 있고, 입사측에는 대향측 기판(2)의 액정(4) 측의 면에 반사형 무기 편광자(7)가 형성되어 있다.

대향측 기판(2)에 형성되는 반사형 무기 편광자(7)는, 대향측 기판(2)의 기 판 표면과 배향막 사이의 층에 형성한다. 이 반사형 무기 편광자(7)는, 같은 모양으로 형성된 기판 표면 또는 대향 전극의 표면에 설치되므로, 별도 형성된 필름 타입의 반사형 무기 편광자(7)를 접착하여 구성할 수도 있다. 또, 증착 및 포토리소그래피 기술에 의해 형성해도 된다. 그리고, 구동측 기판(1) 및 대향측 기판(2)에 설치되는 양 반사형 무기 편광자(3, 7) 각각의 세선 방향은 실제로는 직교하고 있지만, 설명을 알기 쉽게 하기 위해 도 2에서는 같은 방향으로 나타내고 있다.

이와 같이, 구동측 기판(1) 및 대향측 기판(2)의 양쪽에 반사형 무기 편광자(3, 7)가 만들어 넣어짐으로써, 별도 편광판을 필요로 하지 않아, 편광 부재와 액정 부재를 완전 패널 일체형으로 구성하는 것이 가능해진다.

다음에, 본 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법을 도 3~도 5의 모식 단면도에 따라 설명한다. 먼저, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 구동측 기판인 유리 기판(10) 상에 소정의 막을 형성하고, 포토리소그래피 기술 및 이온 주입 기술 등에 의해 구동 트랜지스터(5)를 형성한다.

다음에, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 구동 트랜지스터(5) 상에 절연막(예를 들면, 산화 실리콘막)을 형성하고, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등에 의해 평탄화하여, 평탄화층(51)을 형성한다. 그리고, 여기서의 평탄화는 다음에 형성할 반사형 무기 편광자의 세선을 소정 피치로 정확하게 형성하는 데 있어서 중요하다.

이어서, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 평탄화층(51) 상에 반사형 무기 편광자로 이루어지는 세선(30)을 형성한다. 세선(30)을 형성하는 데는, 미리 감광체 재료를 도포하고, 세선을 형성하는 부분만 포토리소그래피에 의해 제거하고, 그 위로부터 알루미늄 등의 무기 도전 재료를 증착 등에 의해 형성한다. 그 후, 감광체 재료를 제거함으로써, 소정 피치의 세선(30)을 형성할 수 있다.

다음에, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 세선의 사이에 불화 마그네슘 등의 광학 박막 재료를 매립하는 보호막(31)을 형성하고, 표면을 평탄화한다. 이로써, 반사형 무기 편광자(3)가 구성된다.

이어서, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 평탄화된 반사형 무기 편광자(3) 상에서의 구동 트랜지스터(5)와 대응하는 부분에 차광막(61)을 형성하는 동시에, 구동 트랜지스터(5)와 도통하는 도통 전극(60)을 형성한다.

그리고, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 차광막(61) 상에 산화 실리콘막 등의 절연막(62)을 형성하고, 그 위에 화소 전극(6)을 형성한다. 화소 전극(6)은 투명 전극(ITO: Indium Tin Oxide)이며, 먼저 형성한 도통 전극(60)과 접속되고, 구동 트랜지스터(5)와 도통하는 상태로 된다. 그 후, 도시하지 않은 배향막을 형성하고, 필요에 따라 러빙 처리를 행한다.

다음에, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 대향측 기판(2)으로서 유리 기판(20)에 대향 전극 및 도시하지 않은 배향막을 형성한 후, 구동측 기판(1)과 대향측 기판(2)을 소정 간격으로 대향 배치한다. 소정 간격은, 예를 들면, 접합시키기 위한 시일제에 혼입한 스페이서에 의해 제어한다. 또, 필요에 따라 OCS를 형성하여 갭 제어를 행해도 된다.

그리고, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 구동측 기판(1)과 대향측 기판(2) 사이에 형성된 간격(갭)에 액정(4)을 주입한다. 이로써, 액정 표시 장치가 완성된다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같은 대향측 기판(2)에 반사형 무기 편광자(7)를 만들어 넣는 경우에는, 대향측 기판(2)의 형성 시에 미리 반사형 무기 편광자(7)를 설치하여 두고, 이 상태에서 구동측 기판(1)과 중첩시키고, 그리고 액정 주입을 행하면 된다.

또, 도 2에 나타낸 대향측 기판(2)에 반사형 무기 편광자(7)를 만들어 넣는 경우에는, 미광(迷光) 대책으로서 세선 패턴을 일부 뽑지 않고(세선을 만들지 않고 소정 패턴 형상으로 하고), 대향측 기판(2)에 설치되는 차광막과 겸용으로 되도록 하거나, 일부 세선 방향을 90도 회전시켜 불필요한 광이 스크린에 전달되지 않도록 구성할 수도 있다. 또, 불필요한 전계가 생기지 않도록, 반사형 무기 편광자(3, 7)의 패턴을 전기적으로 접지해도 된다.

본 실시예의 액정 표시 장치는, 도 6에 나타낸 바와 같은 투사형 표시 장치에 적용된다.

일례로서, 도 6에 나타낸 바와 같은 투사형의 액정 프로젝터에 사용된다.

도 6에 도시한 액정 프로젝터(100)는, 광원으로부터의 광을 적색, 청색, 녹색의 3원색으로 분리하고, 각각의 색에 대하여 LCD(액정 표시 장치)를 1개씩 사용하여 컬러 화상 표시를 행하는, 이른바 3판 방식의 프로젝터이다. 3원색에 각각 대응하는 액정 라이트 밸브가 도 1에 기재된 LCD에 상당한다. 이하에서는, 편의상, 적색광이 입사하는 LCD(125R), 녹색광이 입사하는 LCD(125G), 그리고, 청색광이 입 사하는 LCD(125B)로 규정한다.

LCD(125R) 및 LCD(125B)는, 예를 들면, 무기 시일제로 실링함으로써 액정층이 형성되고, 액정층을 소정 두께로 제어하기 위한 OCS(On Chip Spacer)도 없다. 한편, 시인성에 민감한 녹색광에 대응하는 125G는 예를 들면, 유기 시일제로 실링함으로써 액정층이 형성되고, OCS를 설치하여 정밀한 Gap 제어를 행한다.

도 6의 액정 프로젝터(100)의 구성은, 광을 발하는 광원(111)과, 광원(111)으로부터의 광의 출사측에 배치되는 제1 렌즈 어레이(112)와, 제1 렌즈 어레이(112)로부터의 출사광을 반사하고, 출사광의 광로(광축(110))를 90도 변경하는 미러(1114)와, 미러(114)로부터의 반사광이 입사하는 제2 렌즈 어레이(113)를 구비하고 있다.

여기서, 미러(114)는, 바람직하게는 전반사 미러이다. 또, 제1 렌즈 어레이(112)와 제2 렌즈 어레이(113)에는, 각각 복수개의 마이크로 렌즈(112M, 113M)가 2차원적으로 배열되어 있다.

제1 렌즈 어레이(112), 제2 렌즈 어레이(113)는, 광의 조도(照度) 분포를 균일화하기 위한 것이며, 입사한 광을 복수개의 소광속(小光束)으로 분할하는 기능을 가지고 있다. 그리고, 광원(111)과 제1 렌즈 어레이(112) 사이에, 도시하지 않은 UV(Ultra Violet)/IR(Infrared) 컷 필터를 설치해도 된다.

광원(111)은, 컬러 화상 표시에 필요한, 적색광, 청색광 및 녹색광을 포함한 백색광을 발한다. 광원(111)은, 백색광을 발하는 발광체(도시하지 않음)와, 발광체로부터 발해진 광을 반사, 집광하는 반사경을 포함하여 구성되어 있다.

발광체로서는, 예를 들면, 초고압 수은 램프, 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프 또는 크세논램프 등의 램프가 사용된다. 리플렉터(1)는, 집광 효율이 양호한 형상인 것이 바람직하고, 예를 들면, 회전 타원경이나 회전 방물면(放物面) 등의 회전 대칭인 요면(凹面) 형상으로 되어 있다. 또, 발광체의 발광점은, 요면 형상의 리플렉터의 초점 위치에 배치된다.

광원(111)의 발광체로부터 출사된 백색광은, 반사경에 의해 대략 평행광으로 되고, 제1 렌즈 어레이(112)를 통과하여 전반사(全反射) 미러(114)에 입사한다. 전반사 미러(114)에 의해 광축(110)이 90도 휜 백색광은, 제2 렌즈 어레이(113)에 입사한다.

도 6에 나타낸 액정 프로젝터(100)는, 제2 렌즈 어레이(113)로부터의 광의 출사측에, PS 변환 소자(115)와, 컨덴서 렌즈(116)와, 다이크로익 미러(1117)를 가진다.

편광 변환 소자의 일례인 PS 변환 소자(115)에는, 제2 렌즈 어레이(113)에 있어서의 인접하는 마이크로 렌즈 사이에 대응하는 위치에, 복수개의 위상차판(115A)이 설치되어 있다. 1/2 파장판이, 위상차판(115A)의 일례이다.

PS 변환 소자(115)는, 입사한 광을 P 편광 성분 및 S 편광 성분의 편광으로 분리하고, 분리한 2개의 편광 중, 한쪽 편광을, 그 편광 방향(예를 들면, P 편광)을 유지한 채로 출사하고, 다른 쪽 편광(예를 들면, S 편광 성분)을, 1/2 파장판(115A)의 작용에 의해, 다른 편광 성분(예를 들면, P 편광 성분)으로 변환하여 출사한다.

PS 변환 소자(115)로부터 출사한 광은, 컨덴서 렌즈(116)에 의해 집광되어 다이크로익 미러(117)에 입사한다. 다이크로익 미러(117)는, 입사한 광 중, 예를 들면, 적색광 LR을 반사하고, 그 외의 색의 광을 투과함으로써, 입사광을 적색광 LR과 그 외의 색으로 색분해한다.

또한, 액정 프로젝터(100)는, 다이크로익 미러(117)에 의해 색분해된 적색광 LR의 광로에 따라 미러(118)와, 필드 렌즈(124R)와, 입사측 편광판(130I)과, LCD(125R)와, 출사측 편광판(130S)을 가진다.

여기서, 미러(118)로서는, 바람직하게는 전반사 미러가 사용된다. 전반사 미러(118)는, 다이크로익 미러(1117)에 의해 색분해된 적색광 LR을, 입사측 편광판(130I) 및 LCD(125R)를 향해 반사한다.

입사측 편광판(13OI)은, 전술한 바와 같이, 전반사 미러(118)로부터 입사하는 적색광 LR 중, 편광축(130a)과 일치하는 방향의 광을 통과시킨다.

LCD(125R)는, 전술한 액정 표시 장치와 같은 구조를 하고 있고, 필요에 따라 설치되어 입사측 편광판(130I)을 통하여 입사한 적색광 LR을, 입력되는 화상 데이터에 따라 공간적으로 변조한다.

또, 필요에 따라 설치되는 출사측 편광판(130S)은, LCD(125R)로부터의 변조 된 적색광 LR 중, 편광축(130b)과 일치하는 방향의 광을 통과시킨다.

액정 프로젝터(100)는, 다이크로익 미러(117)에 의해 색분해된 다른 색의 광의 광로에 따라 다이크로익 미러(119)를 가지고 있다. 다이크로익 미러(119)는, 입사한 광 중, 예를 들면, 녹색광 LG를 반사하여 청색광 LB를 투과함으로써, 입사 한 광을 녹색광 LG와 청색광 LB로 색분해한다.

다이크로익 미러(119)에 의해 색분해된 녹색광 LG의 광로에는, 필드 렌즈(124G)와, 입사측 편광판(130I)과, LCD(125G)와, 출사측 편광판(130S)이 설치되어 있다. 그리고, 입사측 편광판(130I) 및 출사측 편광판(130S)은 필요에 따라 설치되는 것이다.

입사측 편광판(130I)은, 다이크로익 미러(119)로부터 입사하는 녹색광 LG 중, 편광축(130a)과 일치하는 방향의 광을 통과시킨다. LCD(125G)는, 입사측 편광판(130I)을 통하여 입사한 녹색광 LG를, 입력되는 화상 데이터에 따라 공간적으로 변조한다. 출사측 편광판(130S)은, LCD(125G)로부터의 변조된 녹색광 LG 중, 편광축(130b)과 일치하는 방향의 광을 통과시킨다.

또한, 다이크로익 미러(119)에 의해 색분해된 청색광 LB의 광로에 따라 릴레이 렌즈(120)와, 미러(121)와, 릴레이 렌즈(122)와, 미러(123)와, 필드 렌즈(124B)와, 입사측 편광판(130I)과, LCD(125B)와, 출사측 편광판(130S)이 설치되어 있다. 그리고, 입사측 편광판(130I) 및 출사측 편광판(130S)은 필요에 따라 설치되는 것이다.

미러(121, 123)는, 바람직하게는 전반사 미러이다. 전반사 미러(121)는, 릴레이 렌즈(120)를 통하여 입사한 청색광 LB를, 전반사 미러(123)를 향해 반사한다. 전반사 미러(123)는, 전반사 미러(121)에 의해 반사되어 릴레이 렌즈(122)를 통하여 입사한 청색광 LB를, 입사측 편광판(130I) 및 LCD(125B)를 향해 반사한다.

입사측 편광판(130I)은, 전반사 미러(123)로부터 입사하는 녹색광 LG 중, 편 광축(130a)과 일치하는 방향의 광을 통과시킨다. LCD(125B)는, 전반사 미러(123)에 의해 반사되어, 필드 렌즈(124B) 및 입사측 편광판(130I)을 통하여 입사한 청색광 LB를, 입력되는 화상 데이터에 따라 공간적으로 변조한다.

출사측 편광판(130S)은, LCD(125B)로부터의 변조된 청색광 LB 중, 편광축(130b)과 일치하는 방향의 광을 통과시킨다. 적색광 LR, 녹색광 LG 및 청색광 LB의 광로가 교차하는 위치에는, 이들 3개의 색광을 합성하는 기능을 가진 크로스 프리즘(126)이 설치되어 있다.

크로스 프리즘(126)은, 일례로서, 적색광 LR, 녹색광 LG, 청색광 LB가 각각 입사하는 입사면(126R, 126G, 126B), 및 적색광 LR, 녹색광 LG, 청색광 LB가 합성된 광이 출사하는 출사면(126T)을 각각 가지는 4개의 직각 프리즘을 접합하여 구성되어 있다.

액정 프로젝터(100)에 있어서는, 크로스 프리즘(126) 내에 입사한 녹색광 LG를 출사면(126T) 측을 향해 투과하고, 크로스 프리즘(126) 내에 입사한 적색광 LR 및 청색광 LB를 출사면(126T) 측을 향해 반사하도록, 다이크로익막이 각 직각 프리즘의 접합면에 코팅되어 있다. 이상에 의해, 크로스 프리즘(126)은, 입사면(126R, 126G, 126B)에 입사한 3개의 색광을 합성하여 출사면(126T)으로부터 출사한다.

또, 액정 프로젝터(100)는, 크로스 프리즘(126)으로부터 출사된 합성광을, 스크린(128)을 향해 투사하기 위한 투사 렌즈(127)를 가지고 있다. 투사 렌즈(127)는, 바람직하게는 복수개의 렌즈로 이루어지고, 스크린(128)에 투사하는 화상의 크기를 조정하는 줌 기능이나, 핀트 조작 기능을 가진다.

이와 같은 액정 프로젝터(100)에서는, LCD에 본 실시예의 액정 표시 장치를 적용함으로써, 액정 표시 장치 내에 반사형 무기 편광자가 내장되므로, 이 반사형 무기 편광자를 프리 편광판으로서 사용함으로써 입사측 편광판(130I) 및 출사측 편광판(130S)에의 광스트레스를 대폭 억제할 수 있어, 액정 프로젝터(100) 전체의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 반사형 무기 편광자(3)의 소광비 특성을 양호하게 설계, 제조할 수 있는 경우에는, 이것을 메인의 편광자로 하여, 입사측 편광판(130I)이나 출사측 편광판(130S)을 사용할 필요가 없어져, 액정 프로젝터(100)의 부품수의 저감 및 소형화를 달성하는 것이 가능해진다.

이상, 투과형 LCD와 그에 대응한 투사형 표시 장치의 실시예에 따라서, 본 발명을 설명하였으나, 반사형 LCD와 투사형 표시 장치의 조합이라도 상관없다. 또, RGB의 각 색에 대응하여 액정 표시 장치를 적용하는 투사형 표시 장치 외에, 단색용으로서 액정 표시 장치를 1개만 사용한 투사형 표시 장치라도 적용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반사형 편광자를 광의 출사측에서 화질 열화없이 사용할 수 있으므로, 고내광화(高耐光化)·패널 고부가 가치화를 도모하는 것이 가능해진다. 또, 입출사와 함께 사용한 경우, 별도의 편광판이 필요없게 되어, 세트의 대폭적인 소형화를 실현하는 것이 가능해진다.

Claims (6)

1. 구동 트랜지스터, 화소 전극 및 배향막이 형성되는 구동측 기판과,

   대향 전극 및 배향막이 형성되는 대향측 기판과,

   상기 구동측 기판의 화소 전극과 상기 대향측 기판의 대향 전극 사이에 밀봉되는 액정과,

   상기 구동측 기판에 있어서의 상기 구동 트랜지스터와 상기 화소 전극 사이에 형성되는 반사형 무기(無機) 편광자(偏光子)

   를 구비하는, 액정 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 대향측 기판에 입사측의 반사형 무기 편광자를 구비하는, 액정 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 입사측의 반사형 무기 편광자를 상기 대향측 기판의 상기 액정 측에 배치한, 액정 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 반사형 무기 편광자의 일부와 상기 구동 트랜지스터에 대한 차광막이 겸용으로 되어 있는, 액정 표시 장치.
5. 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 액정 표시 장치에 안내하는 집광 광학계와, 상기 액정 표시 장치로 광변조한 광을 확대하여 투사하는 투사 광학계를 구비하고, 상기 액정 표시 장치로서, 액정을 배향시키기 위한 배향막이 대면하도록 하여 구동측 기판과 대향측 기판이 평행하게 위치되어 있고, 상기 구동측 기판과 대향측 기판 사이에 액정을 충전하여 밀봉하여 이루어지는 것으로서,

   상기 액정 표시 장치에 있어서, 상기 구동측 기판에는, 상기 액정을 구동시키기 위한 구동 트랜지스터와 화소 전극이 설치되고, 상기 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 반사형 무기 편광자가 형성되어 있는, 투사형 표시 장치.
6. 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 색광으로 분리하고, 각 색광에 대응한 복수개의 액정 표시 장치에 안내하는 집광 광학계와, 상기 액정 표시 장치로 광변조한 광을 확대하여 투사하는 투사 광학계를 구비하고, 상기 액정 표시 장치로서, 액정을 배향시키기 위한 배향막이 대면하도록 하여 구동측 기판과 대향측 기판이 평행하게 위치되어 있고, 상기 구동측 기판과 대향측 기판 사이에 액정을 충전하여 밀봉하여 이루어지는 것으로서,

   상기 복수개의 액정 표시 장치의 각각에 있어서, 상기 구동측 기판에는, 상기 액정을 구동시키기 위한 구동 트랜지스터와 화소 전극이 설치되고, 상기 구동 트랜지스터와 화소 전극 사이에 반사형 무기 편광자가 형성되어 있는, 투사형 표시 장치.

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