專利名稱：投影式液晶顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用三個(gè)透射式液晶顯示面板(例如光閥)的投影式液晶顯示設(shè)備。
迄今，舉例說，這種投影式液晶顯示設(shè)備都建議采用三個(gè)透射式液晶顯示面板作為光閥，由三基色照射光照射這三個(gè)面板，再用四部分二向色棱鏡合成發(fā)光率經(jīng)液晶顯示面板調(diào)制過的三通道透射光像，用投影透鏡投射出去。
圖1示出了這種光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。參看圖1，圖中配置有三個(gè)液晶顯示面板調(diào)制紅光的透射式液晶顯示面板51R，調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板51B，和調(diào)制綠光的液晶顯示面板51G。紅(R)、藍(lán)(B)、綠(G)三基色的圖像信號(hào)分別提供給液晶顯示面板51R至51G。
此外，各個(gè)具有垂直偏振軸線的偏振板52R、52B和52G安置在液晶顯示面板51R至51G的輸出側(cè)，從而使各輸出光可成為垂直偏振光。各個(gè)液晶顯示面板的輸出光之所以是垂直軸線是因?yàn)楣馐钠褫S線由垂直軸線組成可以提高二向色棱鏡的屏蔽性能。
例如，紅色照射光53R的發(fā)光率經(jīng)調(diào)制紅光的液晶顯示面板51R調(diào)制之后，只有通過偏振板52R的垂直偏振紅輸出光入射由粘接的玻璃塊54a、54b、54c和54d組成的四部分二向色棱鏡54中。只有入射光的紅光帶為玻璃塊54a、54b上形成的紅光反射表面55a、55b有選擇地反射，然后由投影透鏡56投射出去。
此外，藍(lán)色照射光53B的發(fā)光率經(jīng)調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板51B調(diào)制之后，只有通過偏振板52B的垂直偏振藍(lán)輸出光入射上述四部分二向色棱鏡54。只有入射光的藍(lán)光帶被玻璃塊54c、54d上形成的藍(lán)光反射表面55c、55d有選擇地反射，從而由投影透鏡56投射出去。
此外，綠色照射光53G的發(fā)光率經(jīng)調(diào)制綠光的液晶顯示面板51G調(diào)制之后，只有通過偏振板52G的垂直偏振綠輸出光入射四部分二向色棱鏡54中。入射光通過上述紅光反射表面55a、55b，從而使其長波長衰減。入射光通過藍(lán)光反射表面55c、55d，從而使其短波長衰減。結(jié)果，只有綠光帶有選擇地透過。
這樣，紅、藍(lán)、綠透射像光彼此組合之后由投影透鏡56投射并顯示出來。二向色棱鏡54反射表面的屏蔽特性之所以以綠光帶作為透射通道是因?yàn)榭梢蕴岣叨蛏忡R的整個(gè)透射比。下面具體說明通道的配置情況。
附帶說一下，圖1所示投影式液晶顯示設(shè)備通過二向色棱鏡54紅光反射表面55a、55b的藍(lán)光的透射特性如例如圖2中的曲線61所示。此外，通過藍(lán)光反射表面55c、55d的紅光的透射特性如圖2中的曲線62所示。
光帶如圖2中曲線63所示的綠光照射光入射二向色棱鏡中時(shí)，如圖2中的陰影部分64所示，綠色照射光63的長波長成分中有些光成分的透射特性如曲線61所示。
反射光成了從綠光通道通到藍(lán)光通道的漏泄光，照射到調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板51B輸出側(cè)形成的晶體管元件上。于是產(chǎn)生了晶體管電流漏泄等現(xiàn)象，從而使圖像諸如反差等之類的質(zhì)量變壞。
同樣，如圖2中的陰影部分65所示，綠色照射光63的短波長成分中為藍(lán)光反射表面55c、55d所反射，透射特性如曲線62所示的漏泄光成分照射著調(diào)制紅光的液晶顯示面板51R輸出側(cè)的晶體管。于是，圖像諸如反差等之類的質(zhì)量變壞。
另一方面，為使綠色照射光長短波長側(cè)的漏光成分不致照射到調(diào)制藍(lán)光和紅光的液晶顯示面板的輸出側(cè)，建議采用下述系統(tǒng)。即，如圖3中所示，在調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板51B的輸出側(cè)的偏振板52B背面設(shè)置一個(gè)讓藍(lán)光透過的濾光57B?；蛟谡{(diào)制液晶顯示面板51R輸出側(cè)的偏振板52R背面設(shè)置一個(gè)讓紅光透過的濾光片57R。然而，在任何系統(tǒng)中，由于透射比下降，因而投射光量減少。
此外，為使綠色照射光的漏泄光成分不致照射其它兩個(gè)通道液晶顯示面板的輸出側(cè)，大幅縮小綠色照射光的光帶，使漏泄光成分不致產(chǎn)生。然而，由于綠色成分的量減小了，因而減少了投射光的量。
此外，按照上述設(shè)備，紅光反射表面55a、55b是在不同的玻璃塊54a、54b上形成的，藍(lán)光反射表面55c、55d也是在不同的玻璃塊54c、54d上形成的，因而由于各反射表面的特性不同，所以綠色透射光在投影屏右側(cè)的色調(diào)不同，從而使圖像諸如彩色均勻性之類的質(zhì)量變壞。
基于上述見解，本發(fā)明的目的是解決上述問題，即上述設(shè)備中綠色照射光長波長側(cè)的漏泄光成分照射調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板的輸出側(cè)，且綠色照射光短波側(cè)的漏泄光成分照射調(diào)制紅光的液晶顯示器面板的輸出側(cè)從而使液晶顯示面板輸出側(cè)的晶體管元件等漏電從而使圖像諸如反差等之類的質(zhì)量變壞的問題。
為達(dá)到此目的，令一個(gè)透射通道液晶面板輸出側(cè)的偏振軸線與其它兩個(gè)反射通道液晶面板輸出側(cè)的偏振軸線垂直，從而可以避免透射通道的漏泄光照射到其它兩個(gè)反射通道的液晶面板上。
此外，因此可以擴(kuò)大透射通道的透射光帶，從而可以增加投射光的量。此外，透射通道的投射光量增加，從而使二向色棱鏡各反射表面在特性上的差異明顯減小，進(jìn)而可以提高圖像諸如彩色均勻性之類的質(zhì)量。
圖1是投影式液晶顯示設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1所示投影式液晶顯示設(shè)備的反射膜特性和漏泄光成分；圖3是隔離漏泄光成分措施的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明投影式液晶顯示設(shè)備一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖5A至5D是說明液晶顯示設(shè)備工作過程的示意圖；圖6A至6C是部明另一個(gè)實(shí)例的示意圖7是用以說明另一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。
按照本發(fā)明的投影式液晶顯示設(shè)備，二向色棱鏡讓透射圖像光的一個(gè)通道通過，另兩個(gè)通道則為二向色棱鏡所反射，從而使透射像光合成或組成。通過二向色棱鏡的透射像光，其一個(gè)通道的偏振軸線定為第一軸線，透射像光為二向色棱鏡所反射的另兩個(gè)通道的偏振軸線定為第二軸線。第一和第二軸線彼此垂直。
下面參看


本發(fā)明的內(nèi)容。圖4是本發(fā)明投影式液晶顯示設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。
參看圖4，來自光源1的光為讓藍(lán)光透過的二向色棱鏡2分成兩部分藍(lán)色照射光11B和其余基色的照射光11X。藍(lán)色照射光11B為全反射鏡3所反射，入射調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板4B中。讓藍(lán)光透過的二向色棱鏡2的透射特性如圖5A中的曲線21所示。
另一方面，其余基色的照射光11X被反射綠光的二向色棱鏡5所入射分成綠色照射光11G和其余紅色照射光11R。綠色照射光11G入射調(diào)制綠光的液晶顯示面板4G中。此外，紅色照射光11R為全反射鏡6、7所反射，入射調(diào)制紅光的液晶顯示面板4R中。反射綠光的二向色棱鏡5的透射特性如圖5A中的曲線22所示。
此外，調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板5B、調(diào)制紅光的液晶顯示面板4R和位于其各輸出側(cè)且偏振軸線垂直的偏振板8B、8R，都構(gòu)制得使其輸出光的偏振軸線變得垂直。因此，輸出的光變?yōu)樗{(lán)色和紅色的透射像光，分別具有垂直的偏轉(zhuǎn)軸線。
在液晶顯示面板4B和4R輸出光的光帶中，藍(lán)光的成分如圖8B中的曲線23所示，紅光的成分如圖5B中的曲線24所示，這與二向色棱鏡2和5的特性曲線一致(圖5A中的曲線21和22)。
另一方面，調(diào)制綠光的液晶顯示面板4G和位于其輸出側(cè)且偏振軸線呈水平的偏振板8G都構(gòu)制得使其輸出光取水平方向。因此，其輸出光成為偏振軸線取水平方向且發(fā)綠的綠色透射像光。在液晶顯示面板4G輸出光的光帶中，綠光的成分如圖5B中的曲線25所示，這與二向色棱鏡2和5的特性曲線一致(圖5A中的曲線21和22一致)。
就是說，在上述投影式液晶顯示設(shè)備中，一個(gè)透射通道液晶顯示面板輸出光側(cè)的第一偏振軸線由水平軸線組成。兩反射通道液晶顯示面板輸出光側(cè)的第二偏振軸線由垂直軸線組成。第一和第二偏振軸線構(gòu)制得彼此相互垂直。
此外，三個(gè)液晶顯示面板4B、4R、4G輸出的偏振光入射到例如四部分二向色棱鏡9中。調(diào)制紅光的液晶顯示面板4R輸出的紅色像光為二向色棱鏡9的紅光反射膜9a、9b所反射，入射投影透鏡10中，然后投射出去。
此外，調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板4B為二向色棱鏡9的藍(lán)光反射膜9c、9d所反射，入射投影透鏡10上，然后投射出去。此外，調(diào)制綠光的液晶顯示面板4G輸出的綠色像光通過二向色棱鏡9的紅光反射膜9a、9b和藍(lán)光反射膜9c、9d，再入射投影透鏡10中，然后投射出去。
在此情況下，藍(lán)光反射膜9c、9d對(duì)垂直偏振光的反射特性如圖5C中的曲線26所示。紅光反射膜9a、9b對(duì)垂直偏振光的反射特性如圖5C中的曲線27所示。將上述兩曲線加起來就可以求出透射通道對(duì)垂直偏振光的透射特性，如圖5C中的曲線28所示。在此情況下，水平偏振光的透射特性如圖5C中的曲線29(虛線)所示，這與二向色棱鏡在屏蔽特性上的不同相適應(yīng)。
參看圖5B和5C。將曲線23和26彼此加起來，從而得出最后投射出的藍(lán)色像光成分，如圖5D中的曲線31所示。將曲線24和27彼此加起來，從而得出紅色像光成分，如圖5D中的曲線32所示。
另一方面，將曲線25和29彼此加起來，從而得出水平偏振的綠色像光。在此情況下，由于綠色像光畢竟不為二向色棱鏡9所屏蔽，因而綠色像光的成分如圖5D中的曲線33所示。就是說，在此情況下，綠色像光不為二向色棱鏡9所屏蔽(反射)，因而其余因屏蔽(反射)所產(chǎn)生的光沒有漏泄到其它兩個(gè)通道。
此外，即使產(chǎn)生輕微的漏泄光，但由于漏泄光的成分是調(diào)制綠光的液晶顯示面板4G來的輸出光，因而其偏振軸線水平取向。因此，水平偏振軸線在紅光和藍(lán)光液晶顯示面板4R、4B的輸出側(cè)垂直于偏振板8R、8B的垂直軸線。這樣，漏泄光由于被吸收入偏振板8R、8B中，因而沒有抵達(dá)液晶顯示面板4R、4B輸出側(cè)的晶體管。
因此，由于本發(fā)明的設(shè)備系構(gòu)制得使一個(gè)透射通道液晶顯示面板輸出側(cè)的偏振軸線垂直于另兩個(gè)反射通道液晶顯示面板輸出側(cè)的偏振軸線，因而可以避免透射通道的漏泄光照射到另兩個(gè)反射通道的液晶顯示面板上。
就是說，本發(fā)明設(shè)備中二向色棱鏡一個(gè)透射通道透射特性的光帶極寬。由于綠色照射光的光帶成分不為二向色棱鏡的透射特性所屏蔽，因而漏泄到另兩個(gè)反射通道液晶顯示面板的光少了。
此外，殘留量極微的漏泄光抵達(dá)兩反射通道液晶顯示面板的輸出側(cè)時(shí)，漏泄光的偏振軸線垂直于位于兩反射通道液晶顯示面板輸出側(cè)的偏振板的偏振軸線，因而漏泄光被吸收入偏振板中沒有到達(dá)偏振板背面的晶體管。
這樣，在本發(fā)明的設(shè)備中，透射通道的漏泄光沒有照射到另兩個(gè)反射通道液晶顯示面板的輸出側(cè)，因而可以解決漏泄光照射液晶顯示面板輸出側(cè)形成的晶體管從而產(chǎn)生漏電等而使圖像諸如反差之類的質(zhì)量變壞的傳統(tǒng)問題。
此外，按照上述設(shè)備，舉例說，若調(diào)節(jié)綠光的液晶顯示面板4G的輸出光含垂直偏振軸線，則將上述曲線25和28彼此加起來從而得出圖5D中所示的綠光像光成分的曲線34。在此情況下，由于綠色像光25為曲線28所屏蔽的其余光漏泄到紅色和藍(lán)色光帶上，因而其余的光是漏泄到另兩個(gè)通道的光。
就是說，漏泄到紅光通道的光為紅光反射膜9a和9b所反射，因而漏泄光的成分如圖5D中的陰影區(qū)36所示。漏泄到藍(lán)光通道的光為藍(lán)光反射膜9c和9d所反射，因而漏泄光的成分如圖5D中的陰影區(qū)35所示。漏泄光的成分為垂直偏振光，且與兩反射通道液晶顯示面板輸出側(cè)偏振板的偏振軸線吻合。因此，漏泄光通過輸出側(cè)的偏振板并照射液晶顯示面板的晶體管，對(duì)晶體管產(chǎn)生不良的影響。
相反，本發(fā)明的設(shè)備系構(gòu)制得使一個(gè)透射通道液晶顯示面板輸出側(cè)的偏振軸線垂直于另兩個(gè)反射通道液晶顯示面板輸出側(cè)的偏振軸線，因而可以避免一個(gè)透射通道的漏泄光照射另兩個(gè)透射通道液晶顯示面板從而可以解決圖像因液晶顯示面板輸出側(cè)形成的晶體管元件受光照射引起的變質(zhì)之類的問題。
按照本發(fā)明的設(shè)備，通過比較圖5D中的曲線33和34可知，曲線33所示的綠色像光光帶比曲線34所示的寬，因而從二向色棱鏡9輸出的綠色像光的投射量增加，從而可以提高顯示屏的亮度。
此外，按照上述設(shè)備，若二向色棱鏡9紅光反射膜9a和9b的透射特性彼此不同，例如當(dāng)各通道含垂直軸線時(shí)，則紅光反射膜9a和9b曲線28的右肩部分彼此偏移。這看起來就象曲線34右肩部分處屏蔽特性曲線原來的樣子。
同時(shí)，如上所述，當(dāng)透射通道含水平軸線時(shí)，曲線29右肩部分的屏蔽特性受到影響。綠色像光25在從前曲線29右肩部分短波側(cè)右肩部分的特性曲線受的影響較小。因此，結(jié)果在曲線33右肩部分不產(chǎn)生特性偏差。
在藍(lán)光反射膜9c和9d處發(fā)生同樣的情況。在此情況下，受影響的是曲線29左肩部分的屏蔽特性。透射通道含水平軸線時(shí)，綠色像光25在從前曲線左肩部分長波側(cè)的左肩部分受影響的程度較小。因此，結(jié)果在曲線部分33左肩部分不產(chǎn)生特性偏差。
這樣，即使紅光反射膜9a和9b之間和藍(lán)光反射膜9c和9d之間有偏差產(chǎn)生，這個(gè)偏差對(duì)綠色像光25特性的影響也較小，因而可以提高顯示屏彩色的均勻性。
構(gòu)成調(diào)制紅光的液晶顯示面板4R的紅光通道、其輸出側(cè)的偏振板8R和紅光反射膜9a和9b可用構(gòu)成調(diào)制藍(lán)光的液晶顯示面板4b的藍(lán)光通道、其輸出側(cè)的偏振板8b和藍(lán)光反射膜9c和9d代替，如本說明書中所述的圖4中所示。因此，即使紅光通道和藍(lán)光通道沒有像本說明書附圖4所示那樣配置也同樣可以達(dá)到本發(fā)明的效果。
此外，圖6A示出了圖4所示實(shí)施例各通道從輸出側(cè)看去的偏振軸線。圖6B和6C示出了液晶顯示面板的偏振軸線按其它角度配置從而使一透射通道與兩反射通道各自的偏振軸線彼此垂直。
就是說，在此情況下，第一軸線為相對(duì)于水平軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)θ度角的軸線，第二軸線為相對(duì)于水平軸線反時(shí)針轉(zhuǎn)90-θ度角的軸線。因此，在這些實(shí)例中，由于漏泄光為輸出側(cè)的偏振板所屏蔽，因而可以避免液晶顯示面板的晶體管漏電。
此外，按照上述設(shè)備，舉例說，若各通道的偏振軸線是固定的，則用諸如叫做波長板之類的偏振軸線轉(zhuǎn)動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)偏振軸線，從而可以使上述第一和第二偏振軸線彼此垂直。
圖7示出了所有通道都含垂直軸線的情況。這樣，在此情況下，舉例說，1/2波長板12配置在位于調(diào)制綠光的液晶顯示板4G輸出側(cè)(偏振軸線取垂直方向的)偏振板8G的輸出側(cè)。因此將偏振板8G輸出的綠色像光的偏振軸線從水平方向轉(zhuǎn)到垂直方向，于是可以形成水平偏振綠色像光。
這樣，按照上述那種投影式液晶顯示設(shè)備，通過二向色棱鏡的透射像光一個(gè)通道的偏振軸線定為第一軸線，二向色棱鏡反射的透射像光另兩個(gè)通道的偏振軸線定為第二軸線。第一和第二軸線構(gòu)制得使它們彼此垂直。這樣就可以避免一個(gè)透射通道的漏泄光照射另兩個(gè)反射通道的液晶顯示面板。
此外，因此可以擴(kuò)展一個(gè)透射通道的透射光帶從而增加投射光量。另外，透射通道的投射光量增加了，因而可以顯然減小二向色棱鏡各反射表面在特性上的差別，從而提高圖像諸如彩色均勻性等之類的質(zhì)量。
就是說，按照本發(fā)明的投影式液晶顯示設(shè)備，由于二向色棱鏡一個(gè)透射通道的透射特性的光帶變得極寬，且綠色照射光的光帶成分不為二向色棱鏡的透射特性所屏蔽，因而漏泄到另兩個(gè)反射通道液晶顯示面板的光減少了。
此外，殘留的微量漏泄光到達(dá)兩反射通道液晶顯示面板的輸出側(cè)時(shí)，漏泄光的偏振軸線垂直于位于兩反射通道液晶顯示板輸出側(cè)的偏振板的偏振軸線，因而漏泄光被吸收入輸出側(cè)的偏振板中，從而不產(chǎn)生漏泄，而且避免諸如反差之類質(zhì)量上的變壞。
此外，由于取一透射通道液晶顯示面板輸出的光的偏振軸線為水平軸線，因而擴(kuò)展了二向色棱鏡綠色像光的透射光帶。這樣，綠色照射光因反射表面特性不同的玻璃塊而為最終不同的光帶所屏蔽，因而不產(chǎn)生色調(diào)上的差別，從而可以避免產(chǎn)生彩色均勻性變壞的情況，防止彩色均勻性變壞。此外，由于綠色像光的光帶基本上擴(kuò)展了，因而可以增加投射光的量。
綜上所述，按照本發(fā)明，無需減少投射光量就可以避免光從一個(gè)透射通道漏泄到兩反射通道中。此外，由于一透射通道的透射光帶擴(kuò)大了，因而增加了投射光量。另外，最后，由于二向色棱鏡左右膜的特性沒有影響像光的特性，因而彩色均勻性得到提高。
上面已參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。不言而喻，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明在所附權(quán)利要求書中所述的精神實(shí)質(zhì)或范圍的前提下，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行種種更改和修改的。
權(quán)利要求
1.一種投影式液晶顯示設(shè)備，包括至少三個(gè)透射式液晶顯示面板；和一個(gè)四部分二向色棱鏡；其中，所述三個(gè)液晶顯示面板分別由三基色的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)，且所述三個(gè)液晶顯示面板分別由三基色光照射從而得出三通道的發(fā)光率經(jīng)過調(diào)制的透射像光，所述二向色棱鏡用以合成透射像光，合成出的光則經(jīng)投影透鏡投射出去，此外所述透射像光的一個(gè)通道通過所述二向色棱鏡，另兩個(gè)通道為所述二向色棱鏡所反射，從而合成所述透射像光，另外，一個(gè)通道通過所述二向色棱鏡的透射像光的偏振軸線定為第一軸線，另兩個(gè)通道為所述二向色棱鏡所反射的透射像光的偏振軸線定為第二軸線，且第一和第二偏振軸線彼此相互垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的投影式液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述第一軸線為水平軸線，所述第二軸線為垂直軸線。
3.如權(quán)利要求1所述的投影式液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述第一軸線為相對(duì)于水平軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)θ度角的軸線，所述第二軸線為相對(duì)于水平軸線反時(shí)針轉(zhuǎn)90-θ度角的軸線。
4.如權(quán)利要求1所述的投影式液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述第一軸線用所述第二軸線代替。
5.如權(quán)利要求1所述的投影式液晶顯示設(shè)備，其特征在于，在所述液晶顯示面板的輸出側(cè)配置了一個(gè)偏振軸線轉(zhuǎn)動(dòng)元件；且所述偏振軸線轉(zhuǎn)動(dòng)元件用來使通過所述二向色棱鏡的一個(gè)通道道的透射像光的偏振軸線垂直于為所述二向色棱鏡所反射的另兩通道透射像光的偏振軸線。
全文摘要
一種投影式液晶顯示設(shè)備,含至少三個(gè)透射式液晶顯示面板和四部分二向色棱鏡。三個(gè)液晶顯示面板各由三基色圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng),且分別由三基色光照射而得出三通道亮度經(jīng)調(diào)制的透射像光。二向色棱鏡用以合成透射像光,合成像光經(jīng)投影透鏡投射。透射像光的一個(gè)通道通過二向色棱鏡,另兩個(gè)通道則為二向色棱鏡所反射,從而合成透射像光,通過二向色棱鏡的一個(gè)通道透射像光的偏振軸線與為二向色棱鏡所反射的另兩個(gè)通道透射像光的偏振軸線相垂直。
文檔編號(hào)H04N5/74GK1170144SQ9710543
公開日1998年1月14日 申請(qǐng)日期1997年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月24日
發(fā)明者石野裕久 申請(qǐng)人:索尼公司