[发明专利]偏光转换元件及使用此偏光转换元件的投射型液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种适用于投射型液晶显示装置的偏光转换元件，以及使用此偏光转换元件的投射型液晶显示装置。

背景技术

投射型液晶显示装置，也称为液晶放映机(projector)，其为可放大个人计算机及电视等的画面并将其写到屏幕的装置，目前已被广泛地使用。

投射型液晶显示装置结构的一例是根据图6概略地说明，投射型液晶显示装置一般具有光源系统、反射◆分光系统及放大投射系统。光源系统具有白色光源11、集光透镜13以及UV◆IR滤镜(cut filter)14。以透镜13把从白色光源11而来的白色光集光，再以UV◆IR滤镜14去除紫外线和红外线，并往分色镜(dichroic mirror)1传送。白色光源11通常采用金属卤素灯(metal halide lamp)或是高压水银灯等。

反光◆分光系统具有：4种分光镜1、2、3、4，2个全反射镜5、6，分别对应红光R、绿光G、蓝光B的液晶单元(cell)7R、7G、7B、入射侧偏光转换元件8R、8G、8B、出射侧偏光转换元件9R、9G、9B，以及集光透镜10R、10G及10B。公知的偏光转换元件采用，直线偏光板、在直线偏光板上叠合1片光学补偿板，还有采用在此些板上叠合相位差板。

然后，第一分光镜1仅透过绿光G及蓝光B，且透过的绿光G和蓝光B，往第二分光镜2传送。第一分光镜1反射的红光R往第一全反射镜5传送，并在此反射后，透过红光的集光透镜10R、入射侧偏光转换元件8R、液晶单元7R及出射侧偏光转换元件9R，往第三分光镜3传送。一方面，第二分光镜2仅透过蓝光B，在透过第一分光镜1的绿光G和蓝光R中，透过第二分光镜2的蓝光B，通过蓝光的集光透镜10B、入射侧偏光转换元件8B、液晶单元7B及出射侧偏光转换元件9B，往第二全反射镜6传送。又，第二分光镜2反射的绿光G，通过绿光的集光透镜10G、入射侧偏光转换元件8G、液晶单元7G及出射侧偏光转换元件9G，往第三分光镜3传送。第三分光镜3为仅透过红光R的，透过由第一全反射镜5而来的红光集光透镜10R、入射侧偏光转换元件8R、液晶单元7R及出射侧偏光转换元件9R的红光R，原封不动地透过第三分光镜3，而透过从第二分光镜2而来的绿光集光透镜10G、入射侧偏光转换元件8G、液晶单元7G及出射侧偏光转换元件9G的绿光G，被第三分光镜3反射而往第四分光镜4传送。第四分光镜4仅透过红光R及绿光G，从第三分光镜3而来的红光R及绿光G原封不动地透过此第四分光镜4，且从第二全反射镜6而来的蓝光B在此处被反射而分别往投射透镜16传送。

放大投射系统具有投射透镜16，以在此处把对应各个光的影像放大并把放大的影像往屏幕17投影。又，对应各色的液晶单元7R、7G、7B的入射侧偏光转换元件8R、8G、8B及出射侧偏光转换元件9R、9G、9B虽也有采用贴合到液晶单元7R、7G、7B的，然而，一般和液晶单元7R、7G、7B间隔配置，此间隔作为冷却用的通风路。而且，入射侧偏光转换元件8R、8G、8B也和集光透镜10R、10G、10B保持间隔。以此方式，将偏光转换元件8R、8G、8B、9R、9G、9B离开液晶单元7R、7G、7B及集光透镜以配置时，直线偏光板采用贴合到玻璃等的补强材料。

像这样的投射型液晶显示装置，各液晶单元7R、7G、7B分别配置在2片的偏光转换元件，即入射侧偏光转换元件8R、8G、8B及出射侧偏光转换元件9R、9G、9B之间。这些偏光转换元件8、9因需透过必要的光量以把影像放大并投射到屏幕上，发热量极大。又，在红光R、绿光G以及/或是蓝光B偏光的场合，当入射到液晶单元7R、7G、7B时会使偏光面产生多次的旋转。而且，从液晶单元7R、7G、7B出射的偏光亦会再旋转到偏光面。

为了旋转偏光面，可使用相位差板，相位差板一般是配置在入射侧偏光转换元件8R、8G、8B的光源11侧，或是出射侧偏光转换元件9R、9G、9B的投射透镜16侧。相位差板具有容易取得及价格等的优点，一般使用树脂制的。此相位差板，在入射侧偏光转换元件8R、8G、8B或是出射侧偏光转换元件9R、9G、9B中，采用贴合到直线偏光板者。(例如，日本专利申请号2000-137202及2000-352615A)

像这样的投影型液晶显示装置，因液晶单元的复屈折性和光源而来的光的广度并不十分配合，投影到屏幕的影像的对比(contrast)不高，因黑显示的画面不均而有显示品质不良的问题。

发明内容