專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示裝置。
背景技術：
近來，人們正在開展高分子穩(wěn)定化藍相的研究(例如，參見非專利文獻1)。藍相是在手性向列相(chiral nematic phase)和各向同性相之間的較窄溫度范圍內表現(xiàn)的光學各向同性的液晶相，因為通過目視大多看得見藍色，所以有該通稱。藍相因為其溫度范圍的狹窄，所以很長時間沒有怎么引起重視。對此，最近發(fā)現(xiàn)通過對藍相導入少量的高分子，藍相就戲劇性地得以穩(wěn)定化。還有，所謂利用高分子的“穩(wěn)定化”指的是，在不損失原來就有的液晶活躍分子運動性的狀況下，擴大藍相的表現(xiàn)溫度范圍。
藍相表現(xiàn)Kerr(克爾)效應，已得到確認。所謂的Kerr效應是指，在對各向同性的有極性物質施加電場時，以電場的方向為光軸激發(fā)與電場強度的平方成比例的雙折射性的現(xiàn)象。也就是說，藍相是通過從光學各向同性的狀態(tài)施加電場來表現(xiàn)折射率各向異性的。另外，藍相響應速度非?？欤训玫酱_認。
圖10是表示使用藍相的液晶面板概略結構的剖面圖。還有，圖10(a)是無電場施加時的狀態(tài)，圖10(b)是電場施加時的狀態(tài)。就由一對基板夾持液晶的液晶面板而言，要利用液晶的雙折射性(折射率各向異性)來控制(調制)入射光的透射率。因此，如圖10(b)所示，對于使用藍相的液晶面板40來說，要在一方基板49的內面形成一對電極47、48，按和基板49水平的方向施加電場。據(jù)此，能調制從基板49的法線方向入射的光91。
非專利文獻1菊池裕嗣，“高分子和手性效應得到擴展的液晶新世界-各向同性液晶的異常Kerr效應-”，液晶，日本液晶學會，2005年4月25日，第9卷，第2號，p82(14)-95(27)但是，就上述的液晶面板40而言，存在開口率和施加電壓處于此消彼長的關系這樣的問題。也就是說，若為了降低施加電壓，縮小了電極47、48的間隔，則開口率下降，若為了使開口率提高，擴大了電極47、48的間隔，則為施加預定的電場而需要較大的電壓。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的為提供一種圖像顯示裝置，當使用上述電光材料進行光調制時，能夠使開口率得到提高，并且可以減低功率消耗量。
為了達到上述目的，本發(fā)明所涉及的圖像顯示裝置具備照明裝置；和光閥，用來調制從上述照明裝置所入射的光；其特征為，上述光閥具備將下述電光材料夾持于一對基板間的電光面板，該電光材料因從光學各向同性的狀態(tài)施加電場而表現(xiàn)折射率各向異性；上述電光面板構成為，對上述一對基板間施加上述電場；上述照明裝置構成為，使對上述光閥按預定的入射角入射的光的光量比從上述光閥的法線方向入射的光的光量大。
另外，其特征為，上述電光材料至少是因上述電場的施加而成為液晶狀態(tài)的材料。
由于其構成為，使對光閥按預定的入射角入射的光的光量比從上述光閥的法線方向入射的光的光量大，因而可以對夾持上述電光材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。由于按和基板垂直的方向施加電場，因而與按和基板水平的方向施加電場的情形進行比較，能夠使開口率得到提高，并且可以減低功率消耗量。而且，由于該電光材料響應速度快，因而可以提供動態(tài)圖像顯示特性優(yōu)良的圖像顯示裝置。
另外，優(yōu)選的是，上述光閥具備一對偏振板，該偏振板配置于上述照明裝置光軸方向的上述電光面板前后；上述一對偏振板配置為，各自的偏振軸大致正交；上述照明裝置構成為，使向上述光閥入射的光之中從下述方向入射的光的光量為最大，該方向是相對上述偏振板的上述偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。
對于在電光面板的前后只配置一對偏振板的光閥來說，從偏振板的偏振軸方向入射的光的透射率最低，從相對其偏振軸方向的方位角為大致45°的方向入射的光的透射率最高。因此，通過按下述方式構成照明裝置，就可以使照明光的利用效率得到提高，該方式為使從下述方向入射的光的光量為最大，該方向是相對偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。
另外，優(yōu)選的是，上述照明裝置具備光源；第1蠅眼透鏡，將來自上述光源的光分割成多個光束，并進行聚光；第2蠅眼透鏡，使上述各光束的主光線平行化；以及重疊透鏡，使上述各光束在上述光閥上重疊；構成上述第2蠅眼透鏡的多個小透鏡從上述照明裝置的光軸離開配置。
根據(jù)這種結構，可以對光閥從傾斜方向使光入射。也就是說，可以使對光閥按預定的入射角入射的光的光量，比從光閥的法線方向入射的光的光量大。據(jù)此，可以對夾持上述電光材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。
另外，上述照明裝置還可以具備多個小光源，構成光源；第1蠅眼透鏡，對來自上述各小光源的光束進行聚光；第2蠅眼透鏡，使上述各光束的主光線平行化；以及重疊透鏡，使上述各光束在上述光閥上重疊；上述各小光源、構成上述第1蠅眼透鏡的多個第1小透鏡及構成上述第2蠅眼透鏡的多個第2小透鏡從上述照明裝置的光軸離開配置。
即便采用這種結構，也可以對光閥從傾斜方向使光入射。也就是說，可以使對光閥按預定的入射角入射的光的光量，比從光閥的法線方向入射的光的光量大。據(jù)此，能夠對夾持上述電光材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。
在此，優(yōu)選的是，上述各小光源、上述各第1小透鏡及上述各第2小透鏡以下述方向為中心進行配置，該方向是相對上述光閥的偏振板的偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。
根據(jù)這種結構，可以主要從下述方向使照明光向光閥入射，該方向是相對偏振板的偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。因而，可以使照明光的利用效率得到提高。
另外，上述照明裝置還可以具備光源；和導光體，將來自上述光源的光引導到上述光閥；上述導光體從上述光源一直到上述光閥呈前端越來越細的形狀。
即便采用這種結構，也可以對光閥從傾斜方向使光入射。也就是說，可以使對光閥按預定的入射角入射的光的光量，比從光閥的法線方向入射的光的光量大。據(jù)此，可以對夾持上述電光材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。
另外，上述照明裝置還可以具備多個小光源，構成光源；和多個導光體，將來自上述各小光源的光引導到上述光閥；上述各導光體從上述各小光源一直到上述光閥呈前端越來越細的形狀。
即便采用這種結構，也可以對光閥從傾斜方向使光入射。也就是說，可以使對光閥按預定的入射角入射的光的光量，比從光閥的法線方向入射的光的光量大。據(jù)此，可以對夾持上述電光材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。
另外，優(yōu)選的是，上述照明裝置的光軸配置為，和上述電光面板的法線方向交叉。
根據(jù)這種結構，可以對光閥從傾斜方向使光入射。也就是說，可以使對光閥按預定的入射角入射的光的光量，比從光閥的法線方向入射的光的光量大。據(jù)此，可以對夾持上述電光材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。而且，能夠利用一般的照明裝置，可以提供低成本的圖像顯示裝置。
在此，優(yōu)選的是，上述照明裝置的光軸配置為，相對上述光閥的偏振板的偏振軸方向的方位角為大致45°。
根據(jù)這種結構，可以主要從下述方向使照明光向光閥入射，該方向是相對偏振板的偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。因而，可以使照明光的利用效率得到提高。
在此，優(yōu)選的是，上述電光面板是反射型的電光面板。
采用反射型的電光面板，能夠縮小一對基板間的距離，可以減低功率消耗量。另外，還能夠使電光材料的響應速度得到提高，可以提供動態(tài)圖像顯示特性優(yōu)良的圖像顯示裝置。
另外，優(yōu)選的是，上述光閥具備一對圓偏振板，該圓偏振板配置于上述照明裝置的光軸方向的上述電光面板前后。
根據(jù)這種結構，使從偏振板的偏振軸方向向光閥入射的光的透射率和從其他方向入射的光的透射率相等。據(jù)此，能夠擴大亮態(tài)顯示范圍，可以提供顯示品質優(yōu)良的圖像顯示裝置。
在此，優(yōu)選的是，上述圓偏振板在上述電光面板和上述偏振板之間配置相位差板來構成，該相位差板對可見光的波長具有大致1/4波長的相位差。
根據(jù)這種結構，能夠以低成本來構成圓偏振板。


圖1是第1實施方式所涉及的圖像顯示裝置的概略結構圖。
圖2是表示光閥概略結構的剖面圖。
圖3是光閥的分解立體圖。
圖4是亮態(tài)顯示中的等透射率曲線。
圖5是第1實施方式中照明裝置的概略結構圖。
圖6是第1實施方式的第1變形例中照明裝置的概略結構圖。
圖7是第1實施方式的第2變形例中照明裝置的概略結構圖。
圖8是第1實施方式的第3變形例中照明裝置的概略結構圖。
圖9是第2實施方式所涉及的圖像顯示裝置的概略結構圖。
圖10是表示以往液晶面板概略結構的剖面圖。
符號說明1…圖像顯示裝置 11…照明裝置 11a…光軸 12…光源 12s…小光源 15…第1蠅眼透鏡 15s…第1小透鏡 16…第2蠅眼透鏡 16s…第2小透鏡 17…重疊透鏡 20…導光體 30、50…偏振板 31、51…偏振軸 35、55…相位差板 40…液晶面板(電光面板) 41、49…一對基板 45…液晶(電光材料) 60…光閥具體實施方式
下面，對于本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行說明。還有，在下面的說明中使用的各附圖中，為了將各部件取為可辨認的大小，所以適當變更了各部件的比例尺。
(第1實施方式)首先，對于本發(fā)明第1實施方式所涉及的圖像顯示裝置，使用圖1至圖5進行說明。圖1是第1實施方式所涉及的圖像顯示裝置的概略結構圖。
(圖像顯示裝置)如圖1所示，本實施方式所涉及的圖像顯示裝置1是投影型的圖像顯示裝置(投影機)。在其中央部，配置有矩形的十字分色棱鏡2。在其周圍的3個方向上，配置紅色光學系統(tǒng)10R、綠色光學系統(tǒng)10G及藍色光學系統(tǒng)10B，在剩下的1個方向上配置投影透鏡系統(tǒng)4。如下所述，由于向投影透鏡系統(tǒng)4的入射光的入射角度變大，因而如果投影透鏡的F值較小，則是較為理想的。
在十字分色棱鏡2，反射紅色光的電介質多層膜和反射藍色光的電介質多層膜形成于4個直角棱鏡的界面，呈大致X字狀。而且，從各色光學系統(tǒng)10R、10G、10B所出射的各色圖像光在十字分色棱鏡2進行合成，朝向投影透鏡系統(tǒng)4予以出射。投影透鏡系統(tǒng)4將合成后的圖像光朝向屏幕8進行放大投影。借此，在屏幕8顯示彩色圖像。
(光閥)各色光學系統(tǒng)10包括照明裝置11，對光閥60進行照明；和光閥60，將來自照明裝置11的出射光調制成圖像光。
圖2是表示光閥概略結構的剖面圖，圖2(a)是無電場施加時的狀態(tài)，圖2(b)是電場施加時的狀態(tài)。如圖2(a)所示，光閥60包括液晶面板40；和一對偏振板30、50，配置于液晶面板的前后。該液晶面板40采用由玻璃等透明材料構成的一對基板41、49夾持液晶45來構成。作為該液晶45，一般采用所謂藍相的液晶。
藍相是在手性向列相和各向同性相之間的較窄溫度范圍內表現(xiàn)的光學性各向同性的液晶相(例如，參見非專利文獻1)。藍相因為其溫度范圍的狹窄(1K左右)，所以很長時間沒有怎么引起重視。對此，最近發(fā)現(xiàn)通過對藍相中導入少量的高分子，藍相戲劇性地得以穩(wěn)定化的現(xiàn)象。還有，所謂利用高分子的“穩(wěn)定化”指的是，在不損壞原來就有的液晶活躍分子運動性的狀況下，擴大藍相的表現(xiàn)溫度范圍(100K左右)。
藍相的形成是對一般的向列液晶以適當量添加使之激發(fā)扭曲的手性摻雜劑。再者，還對該低分子液晶材料，添加單體(例如，2-ethylhexyl acrylate；EHA，2-乙基己基丙烯酸酯)及光聚合引發(fā)劑(例如，2，2-dimethoxy-2-phenyl acetophenone；DMPAP，2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)。而且，在慎重進行溫度控制并保持藍相的同時，進行光聚合。據(jù)此，藍相的表現(xiàn)溫度范圍擴大到100K以上，形成高分子穩(wěn)定化藍相。
該藍相表現(xiàn)Kerr效應，已得到確認。所謂的Kerr效應是指，在給各向同性的有極性物質施加電場時，以電場的方向為光軸激發(fā)與電場強度的平方成比例的雙折射性的現(xiàn)象。也就是說，若給藍相施加了電場，則幾乎不伴隨晶格結構的變化，而相應于電場強度在局部上分子進行再取向，激發(fā)與電場強度的平方成比例的雙折射性。還有，已經(jīng)報告，高分子穩(wěn)定化藍相的Kerr系數(shù)是3.7×10-10mV-2，成為硝基苯的約170倍的大小。
另外，已經(jīng)確認，高分子穩(wěn)定化藍相的Kerr效應升高及降低的響應時間全都是10～100μs左右。若考慮到一般的向列液晶響應時間是10ms左右，則可知高分子穩(wěn)定化藍相的響應非?？?。
如圖2(b)所示，對于本實施方式所涉及的液晶面板40，要給一對基板41、49之間施加電場。因此，在一對基板41、49的內側分別形成電極42、48。這些電極42、48由ITO等的透明導電性材料構成，并且連接到外部電源44。雖然詳細情況予以省略，但是一對電極42、48之中的一方的電極是按每個像素細化后的像素電極，另一方的電極是共用電極。該像素電極通過控制通電的薄膜晶體管(Thin Film Transistor；TFT)等開關元件，連接到外部電源44。
還有，像素間距是10μm左右，與此相對一對基板41、49的間隔是2～3μm左右。因此，和圖10(b)所示的那樣在像素的兩個端部形成一對電極47、48的情形相比，如圖2(b)所示在一對基板41、49的內側分別形成電極42、48的情況的一方，電極間距離變短。因而，通過給一對基板41、49之間施加電壓，就能夠以相同的電壓使之發(fā)生較大的電場。因而，可以減低功率消耗量。
一般來說，液晶面板利用液晶的雙折射性(折射率各向異性)來控制(調制)入射光的透射率。不過，就本實施方式所涉及的液晶面板40而言，由于給一對基板間施加電場，因而單軸雙折射橢圓體45b的主軸相對基板垂直。因此，對于來自基板法線方向的入射光91來說，沒有雙折射性。因而，不能調制來自基板法線方向的入射光91。但是，對于來自基板傾斜方向的入射光92來說，卻具有雙折射性。因此，在本實施方式中，按下述方式構成了下述的照明裝置，該方式為使來自照明裝置的出射光對光閥60按預定的入射角度從傾斜方向入射。
圖3(a)是光閥的分解立體圖。在液晶面板40的前后，配置有一對偏振板30、50。偏振板30、50只透射直線偏振光，該直線偏振光按和各自的偏振軸31、51相同的方向產(chǎn)生振動。一對偏振板30、50配置為，一方的偏振板30的偏振軸31和另一方的偏振板50的偏振軸51大致正交。
在圖2(a)中，透射偏振板30后的直線偏振光向液晶面板40入射。這里，因為無電場施加時的液晶相的折射率橢圓體45a是各向同性，所以直線偏振光按原狀透射液晶面板40。但是，因為該直線偏振光的振動方向和偏振板50的偏振軸方向正交，所以直線偏振光不透射偏振板50。因而，在無電場施加時進行暗態(tài)顯示。
另一方面，在圖2(b)所示的電場施加時，折射率橢圓體45b具有雙折射性。因此，透射偏振板30后的直線偏振光在透射液晶面板40的過程中轉換成橢圓偏振光。該橢圓偏振光的一部分透射偏振板50。因而在電場施加時進行亮態(tài)顯示。
圖4是亮態(tài)顯示中的等透射率曲線。圖4(a)表示出，如圖3(a)所示在液晶面板40的前后只配置一對偏振板30、50的光閥60的情形。此時，如圖4(a)所示，從光閥的法線方向入射的光的透射率為最低，隨著入射角變大，透射率變大。還有，透射率為最大的入射角是根據(jù)液晶層延遲(雙折射的大小×液晶層的厚度)的不同而變化的。另外，從偏振板的偏振軸方向入射到光閥的光，不受雙折射的影響，而不轉換成橢圓偏振光。因此，從偏振板的偏振軸方向入射的光的透射率為最低，從下述方向入射的光的透射率為最高，該方向是相對其偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。
圖3(b)是光閥變形例的分解立體圖。優(yōu)選的是，如圖3(b)所示，在液晶面板40和一對偏振板30、50之間配置相位差板35、55。相位差板35、55的滯相軸36、56配置為，和偏振板30、50的偏振軸31、51約成45°。特別優(yōu)選的是，作為相位差板35、55，采用λ/4板，該λ/4板對可見光的波長具有大致1/4波長的相位差。這種情況下，由偏振板30、50及相位差板35、55來構成圓偏振板。
從偏振板30、50的偏振軸31、51方向入射到光閥60的光通過相位差板35被轉換成圓偏振光。該圓偏振光由于受到雙折射的影響，因而轉換成橢圓偏振光。因此，從偏振板30、50的偏振軸31、51方向入射到光閥60的光也和從其他方向所入射的光相同，要透射光閥60。據(jù)此，如圖4(b)的等透射率曲線所示，可以擴大亮態(tài)顯示區(qū)域。因而，可以提供顯示品質優(yōu)良的圖像顯示裝置。
(照明裝置)回到圖1，各色光學系統(tǒng)10具備對光閥60進行照明的照明裝置11。
該照明裝置11具備光源12和透鏡組13。
圖5(a)是第1實施方式中照明裝置的概略結構圖。光源12用來照射各色光，并且除了放電燈之外，還由發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；LED)或半導體激光器(Laser Diode；LD)之類的固體光源等來構成。還有，也可以由分色鏡將來自白色光源的出射光分離成各色光，使之向各色光學系統(tǒng)的光閥入射。另外，透鏡組13從光源12側依次配置第1蠅眼透鏡15、第2蠅眼透鏡16及重疊透鏡17來構成。
第1蠅眼透鏡15具有第1小透鏡15s排列成矩陣狀的結構，該第1小透鏡具有大致矩形狀的輪廓。各第1小透鏡15s設定為，將從光源12所入射的平行光束分割成多個光束，使各光束在第2蠅眼透鏡16的附近成像。還有，從光軸11a方向看到的各第1小透鏡15s的外形設定為，呈和光閥60大致相似的形狀。例如，在光閥60的縱橫尺寸比(縱橫比)為4∶3時，各第1小透鏡15s的縱橫尺寸比也設定為4∶3左右。
第2蠅眼透鏡16具有下述功能，即，使從第1蠅眼透鏡15所出射的各光束的主光線相對重疊透鏡17的入射面垂直入射地一致。
圖5(b)是第2蠅眼透鏡的正面圖。第2蠅眼透鏡16由多個第2小透鏡16s來構成。但是，該第2小透鏡16s未配置在相當于光閥60中央部的位置。也就是說，第2小透鏡16s從照明裝置的光軸離開，配置到相當于光閥60周邊部的位置。
另外，第2小透鏡16s未配置在光閥60的偏振板的偏振軸31、51的方向上。也就是說，第2小透鏡16s以下述方向為中心進行配置，該方向是相對偏振板之偏振軸31、51方向的方位角為大致45°的方向。根據(jù)這種結構，可以主要從相對偏振板之偏振軸方向的方位角為大致45°的方向使照明光向光閥60入射。因而，可以使照明光的利用效率得到提高。這種情況下，由于不需要采用上述的相位差板，因而可以提供低成本的圖像顯示裝置。
回到圖5(a)，重疊透鏡17具有使從第2蠅眼透鏡16所出射的各光束在光閥60上重疊的功能。借此，光閥60的大致整個面被均勻照明。
如上所述，構成第2蠅眼透鏡16的多個第2小透鏡16s從照明裝置11的光軸離開配置。因此，來自照明裝置11的出射光對光閥60從傾斜方向入射。也就是說，對光閥60按預定的入射角入射的光的光量變得比從光閥60的法線方向入射的光的光量大。因此，能夠對夾持藍相的液晶材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。由于按和基板垂直的方向施加電場，因而和按基板面內方向施加電場的情形相比，可以使開口率得到提高，并且能夠減低功率消耗量。另外，由于藍相的液晶材料響應速度快，因而可以提供動態(tài)特性優(yōu)良的圖像顯示裝置。再者，由于藍相的液晶材料不需要取向膜，因而可以使光閥的耐光性得到提高，能夠提供可靠性優(yōu)良的圖像顯示裝置。除此之外，由于對光閥60從傾斜方向使照明光入射，因而能夠使照明光的利用效率得到提高，并且可以使光閥小型化。
(第1變形例)圖6是第1實施方式的第1變形例中照明裝置的概略結構圖。第1變形例所涉及的照明裝置11具備光源12；和導光體(棒狀積分器)20，將來自光源12的光引導到光閥60。該導光體20采用玻璃或石英、透明樹脂等的透明材料，形成為圓錐臺形或棱錐臺形等的前端越來越細的形狀(錐狀)。而且，使之從光源12朝向光閥60變得前端越來越細地配置導光體20。
從光源12出射且入射到導光體20的光在導光體20的側面反復進行全反射。由于該導光體20呈前端越來越細的形狀，因而反射光的行進方向和導光體20的光軸11a之間所成的角度逐漸變大。其結果為，來自照明裝置11的出射光對光閥60從傾斜方向入射。借此，對光閥60按預定的入射角入射的光的光量變得比從光閥的法線方向入射的光的光量大。因而，可以產(chǎn)生和第1實施方式相同的效果。
(第2變形例)圖7(a)是第1實施方式的第2變形例中照明裝置的概略結構圖。第2變形例所涉及的照明裝置11具備多個小光源12s，構成光源12；第1蠅眼透鏡15，對來自各小光源的光束進行聚光；第2蠅眼透鏡16，使各光束的主光線平行化；以及重疊透鏡17，使各光束在光閥60上重疊。
圖7(b)是照明裝置的正面圖。各小光源12s、構成第1蠅眼透鏡的多個第1小透鏡15s及構成第2蠅眼透鏡的多個第2小透鏡16s從照明裝置的光軸離開配置。因此，來自照明裝置的出射光對光閥60從傾斜方向入射。也就是說，對光閥60按預定的入射角入射的光的光量變得比從光閥60的法線方向入射的光的光量大。借此，可以產(chǎn)生和第1實施方式相同的效果。還有，由于主要從光閥60的傾斜方向使照明光入射，因而和主要從光閥60的法線方向使照明光入射的情形相比，易于并排配置多個小光源12s。
如第1實施方式所述，在光閥60的前后只配置一對偏振板時，來自偏振板之偏振軸31、51方向的入射光不透射光閥60。這種情況下，優(yōu)選的是，以下述方向為中心來配置各小光源12s、各第1小透鏡15s及各第2小透鏡16s，該方向是相對偏振板之偏振軸31、51方向的方位角為大致45°的方向。根據(jù)這種結構，能夠主要從相對偏振板之偏振軸31、51方向的方位角為大致45°的方向，使照明光向光閥60入射。因而，可以使照明光的利用效率得到提高。
(第3變形例)圖8是本實施方式第3變形例中照明裝置的概略結構圖。第3變形例所涉及的照明裝置11具備多個小光源12s，構成光源12；和多個導光體20s，將來自各小光源的光引導到光閥60。各導光體20s從各小光源12s一直到光閥60呈前端越來越細的形狀。而且，各小光源12s及各導光體20s從照明裝置11的光軸11a離開配置。借此，來自各導光體20s的出射光對光閥60從傾斜方向入射。也就是說，對光閥60按預定的入射角入射的光的光量變得比從光閥60的法線方向入射的光的光量大。據(jù)此，可以產(chǎn)生和第1實施方式相同的效果。
還有，在光閥60的前后只配置一對偏振板時，優(yōu)選的是，以下述方向為中心來配置各小光源12s及各導光體20s，該方向是相對偏振板之偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。根據(jù)這種結構，能夠主要從相對偏振板之偏振軸方向的方位角為大致45°的方向，使照明光向光閥60入射。因而，可以使照明光的利用效率得到提高。
(第2實施方式)下面，對于本發(fā)明第2實施方式所涉及的圖像顯示裝置，使用圖9進行說明。
圖9(a)是第2實施方式所涉及的圖像顯示裝置的側面圖，圖9(b)是平面圖。如圖9(b)所示，第2實施方式所涉及的圖像顯示裝置和第1實施方式的不同之處為，照明裝置11的光軸配置為，和光閥60的法線方向交叉。還有，對于和第1實施方式相同結構的部分，省略其詳細的說明。
在第2實施方式中，可以采用和以往相同的照明裝置11。照明裝置11其詳細結構未圖示，具備光源；第1蠅眼透鏡，將來自光源的光分割成多個光束并進行聚光；第2蠅眼透鏡，使各光束的主光線平行化；以及重疊透鏡，使各光束在光閥60上重疊。構成第2蠅眼透鏡的第2小透鏡和第1實施方式不同，無間隙地排列成矩陣狀。因此，來自照明裝置11的出射光成為大致平行光。
還有，也可以取代第1蠅眼透鏡、第2蠅眼透鏡及重疊透鏡，而采用導光體。該導光體和第1實施方式的第1變形例不同，從光源一直到光閥60呈大致相同的形狀。因此，來自照明裝置11的出射光成為大致平行光。
光閥60由液晶面板40及一對偏振板30、50來構成。液晶面板40如圖2所示，利用一對基板41、49來夾持藍相的液晶45。但是，在第1實施方式中采用了透射型的液晶面板，與此相對在第2實施方式中采用反射型的液晶面板。這種情況下，如圖2(b)所示，入射光92的入射側相反側的基板41的電極42由Al等光反射率高的金屬材料等來構成。
而且，從基板49所入射的光透射液晶層45，通過電極42進行反射，并再透射液晶層45，從基板49予以出射。這樣，采用反射型的液晶面板40，由于入射光2次透射液晶層45，因而與透射型的液晶面板相比，可以使液晶層的厚度減少到一半左右。借此，由于一對電極42、48之間的距離變短，因而能夠以相同的電壓使之發(fā)生較大的電場，可以減低功率消耗量。另外，由于液晶的響應速度得到提高，因而可以提供動態(tài)特性優(yōu)良的圖像顯示裝置。還有，作為第2實施方式的液晶面板，也可以采用透射型的液晶面板。
回到圖9(b)，照明裝置11的光軸11a配置為，和液晶面板40的法線方向交叉。另外，在照明裝置11和液晶面板40之間配置入射側的偏振板30，在液晶面板40和投影透鏡4之間配置出射側的偏振板50。這些偏振板30、50配置到照明裝置的光軸上。還有，偏振板30、50既可以相對液晶面板40平行配置，也可以相對照明裝置11的光軸11a垂直配置。
如圖9(a)所示，其配置為，入射側偏振板30的偏振軸31和出射側偏振板50的偏振軸大致正交。還有，在光閥60只由液晶面板40及一對偏振板30、50來構成時，優(yōu)選的是其配置為，相對偏振板30、50之偏振軸31、51方向的、照明裝置的光軸11a的方位角為大致45°。借此，可以使來自照明裝置的出射光利用效率得到提高。
對于如圖9(b)所示地構成的第2實施方式所涉及的圖像顯示裝置來說，從照明裝置11所照射的平行光對液晶面板40從傾斜方向入射。特別是，在第2實施方式中可以專門從光閥的透射率為最大的方向使照明光入射。也就是說，對光閥60按預定的入射角入射的光的光量變得比從光閥的法線方向入射的光的光量大。借此，可以對夾持藍相液晶材料的一對基板間施加電場，來進行光調制。由于按和基板垂直的方向施加電場，因而與按和基板水平的方向施加電場的情形進行比較，可以使開口率得到提高，并且能夠減低功率消耗量。另外，由于藍相的液晶材料響應速度快，因而可以提供動態(tài)圖像顯示特性優(yōu)良的圖像顯示裝置。特別是，在第2實施方式中，由于采用了反射型的液晶面板，因而可以使動態(tài)特性得到顯著提高。再者，由于藍相的液晶材料不需要取向膜，因而能夠使光閥的耐光性得到提高，可以提供可靠性優(yōu)良的圖像顯示裝置。
除此之外，在第2實施方式中，由于可以采用和以往相同的照明裝置，因而可以提供低成本的圖像顯示裝置。
還有，本發(fā)明的技術范圍并不限定為上述的各實施方式，而包括在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內對上述的各實施方式施加各種變更后的方式。也就是說，各實施方式中所舉出的具體材料和結構等只不過是主要的一例，可以進行適當變更。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，其具備照明裝置；和光閥，其對從上述照明裝置所入射的光進行調制；其特征為上述光閥具備將下述電光材料夾持于一對基板間的電光面板，該電光材料因從光學各向同性的狀態(tài)施加電場而表現(xiàn)折射率各向異性，上述電光面板構成為，對上述一對基板間施加上述電場，上述照明裝置構成為，使得對上述光閥按預定的入射角入射的光的光量，比從上述光閥的法線方向入射的光的光量大。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征為上述電光材料至少是因上述電場的施加而成為液晶狀態(tài)的材料。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征為上述光閥具備一對偏振板，該一對偏振板配置于上述照明裝置的光軸方向上的上述電光面板前后，上述一對偏振板配置為，各自的偏振軸大致正交，上述照明裝置構成為，使得向上述光閥入射的光之中的、從下述方向入射的光的光量為最大，該方向是相對上述偏振板的上述偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的圖像顯示裝置，其特征為上述照明裝置具備光源；第1蠅眼透鏡，其將來自上述光源的光分割成多個光束、進行聚光；第2蠅眼透鏡，其使上述各光束的主光線平行化；以及重疊透鏡，其使上述各光束在上述光閥上重疊；構成上述第2蠅眼透鏡的多個小透鏡從上述照明裝置的光軸離開配置。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的圖像顯示裝置，其特征為上述照明裝置具備多個小光源，其構成光源；第1蠅眼透鏡，其對來自上述各小光源的光束進行聚光；第2蠅眼透鏡，其使上述各光束的主光線平行化；以及重疊透鏡，其使上述各光束在上述光閥上重疊；上述各小光源、構成上述第1蠅眼透鏡的多個第1小透鏡及構成上述第2蠅眼透鏡的多個第2小透鏡，從上述照明裝置的光軸離開配置。
6.根據(jù)權利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征為上述各小光源、上述各第1小透鏡及上述各第2小透鏡以下述方向為中心配置，該方向是相對上述光閥的偏振板的偏振軸方向的方位角為大致45°的方向。
7.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的圖像顯示裝置，其特征為上述照明裝置具備光源；和導光體，其將來自上述光源的光引導到上述光閥；上述導光體從上述光源到上述光閥呈前端越來越細的形狀。
8.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的圖像顯示裝置，其特征為上述照明裝置具備多個小光源，其構成光源；和多個導光體，其將來自上述各小光源的光引導到上述光閥；上述各導光體從上述各小光源到上述光閥呈前端越來越細的形狀。
9.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的圖像顯示裝置，其特征為上述照明裝置的光軸配置為，與上述電光面板的法線方向交叉。
10.根據(jù)權利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征為上述照明裝置的光軸配置為，相對上述光閥的偏振板的偏振軸方向的方位角為大致45°。
11.根據(jù)權利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征為上述電光面板是反射型的電光面板。
12.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的圖像顯示裝置，其特征為上述光閥具備一對圓偏振板，該一對圓偏振板配置于上述照明裝置的光軸方向上的上述電光面板前后。
13.根據(jù)權利要求12所述的圖像顯示裝置，其特征為上述圓偏振板是在上述電光面板和上述偏振板之間配置相位差板來構成的，該相位差板對可見光的波長具有大致1/4波長的相位差。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像顯示裝置，當使用下述藍相的液晶材料進行光調制時，可以使開口率得到提高，并且能夠減低功率消耗，該藍相的液晶材料因從光學各向同性的狀態(tài)施加電場而表現(xiàn)折射率各向異性。圖像顯示裝置具備照明裝置(11)；和光閥(60)，對從照明裝置(11)所入射的光進行調制；光閥(60)具備液晶面板(40)，將藍相的液晶材料夾持于一對基板間；液晶面板(40)構成為，對一對基板間施加電場，照明裝置(11)構成為，使得對光閥(60)按預定的入射角入射的光的光量比從光閥(60)的法線方向入射的光的光量大。
文檔編號G02B5/30GK1945403SQ20061014124
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權日2005年10月5日
發(fā)明者吉田升平 申請人:精工愛普生株式會社