JPH08304606A

JPH08304606A - 反射光吸収板および表示パネルとそれを用いた表示装置

Info

Publication number: JPH08304606A
Application number: JP7178478A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahara; 博司高原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】主として高分子分散液晶表示パネルをライト
バルブとして用いる投射型表示装置に関するものであ
り、高輝度かつ高コントラスト表示を実現することを目
的とする【構成】反射光吸収板２３は光吸収壁２０により複数
の領域に区別されており、１つの区分の幅ｄと厚さｔお
よび吸収板の屈折率をｎとしたとき、ｔ≧（ｄ／８）√（ｎ²−１）の関係となるようにしている。前記反射光吸収板２３は
光変調層１６として高分子分散液晶を有する表示パネル
１３４に光結合層１４を介して貼りつけられている。反
射光吸収板２３と光変調層１６とはＭＴＦを考慮して所
定間隔ｈ離す。微小領域Ａで散乱した光１７ａは空気と
の界面２１で反射するが、前記光は光吸収膜２０で吸収
もしくは減衰され、再び光変調層１６にもどることがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】基板内に入射光が乱反射すること
を防止もしくは、反射光を減少させる反射防止構成もし
くは反射光吸収板と、光変調層で光散乱が発生する表示
パネルにおいて、前記反射防止構成を採用した表示パネ
ルおよび、前記表示パネルをライトバルブとして用いる
投射型表示装置、また前記表示パネルをビデオカメラの
撮像画像のモニタとして用いる表示装置（以後、ビュー
ファインダと呼ぶ）等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルはＣＲＴに比較して軽
量、薄型などの数多くの特徴を有するため、研究開発が
盛んである。また、近年ではポケットテレビあるいはビ
デオカメラのビューファインダの表示部として用いられ
ている。しかし、大画面化が困難であるなどの問題点も
多い。そこで近年、小型の表示パネルの表示画像を投射
レンズなどにより拡大投射し、大画面の表示画像を得る
投射型表示装置が注目をあつめている。なお、現在、商
品化されている投射型表示装置およびビューファインダ
には液晶の旋光特性を利用したツイストネマティック
（以後、ＴＮと呼ぶ）表示パネルが用いられている。

【０００３】ＴＮ液晶を用いた表示パネルは、偏光板
（偏光子）を用いて入射光を直線偏光にする必要があ
る。また、表示パネルの出射側にも液晶表示パネルで変
調された光を検出するため、偏光板（検光子）を配置す
る必要がある。つまり、ＴＮ表示パネルの前後には光を
直線偏光にするための偏光子と、変調された光を検出す
るための検光子の２枚の偏光板を配置する必要がある。
液晶表示パネルの画素開口率を１００％とし、偏光子に
入射する光量を１００とすると、偏光子より出射する光
量は４０％、表示パネルの透過率は８０％、検光子の透
過率は８０％であるから、全体としての透過率は０．４
×０．８×０．８＝約２５％となり、２５％の光しか有
効に利用できない。したがって、ＴＮ表示パネルでは低
輝度画像表示しか実現できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】偏光板等で損失した光
はほとんどが偏光板に吸収されて熱に変換される。熱は
偏光板自身および輻射熱等により表示パネルを加熱す
る。投射型表示装置の場合、偏光板に入射する光量は数
万ルクス以上となる。したがって、投射型表示装置のラ
イトバルブとしてＴＮ表示パネルを用いた場合、偏光板
およびパネル等は高温状態となり、短期間で著しい性能
劣化をひきおこす。

【０００５】また、ＴＮ表示パネルは配向膜を塗布し、
ラビング処理が必要である。ラビング処理等は工程数を
増加させ、製造コストの増大をひきおこす。また、近
年、投射型表示装置に用いる表示パネルの画素数は３０
万画素以上と大容量となり、画素サイズは微細化の傾向
にある。画素の微細化は信号線、ＴＦＴ１４等による凹
凸を単位面積あたり多数形成することになる。前記凹凸
により良好にラビング処理を行なえなくなることは明ら
かである。また、画素サイズの微細化は１つの画素に占
めるＴＦＴおよび信号線の形成面積が大きくなり画素開
口率を低減させる。一例として、対角３インチの表示パ
ネルで３５万画素形成した場合、画素開口率は約３０％
である。１５０万画素形成した場合は１０％弱という予
測値もある。これらの画素開口率の低減は表示画像の低
輝度化にとどまらず、入射光開口部以外に照射された光
により、さらに表示パネルは加熱されることになりＴＮ
表示パネルの性能劣化を加速する。

【０００６】ＴＮ液晶は、画素電極に印加した電圧によ
り液晶の配向状態を変化させ光変調を行なう。ＴＮ表示
パネルの入射側と出射側にはそれぞれ偏光板が配置さ
れ、前記偏光子と検光子の偏光軸は直交させている。一
般的に、ＴＮ表示パネルは電圧印加状態で黒表示を行え
るモード（ＮＷモード）で使用する。

【０００７】ＮＷモードの表示パネルの表示画像は色再
現性はよいが、課題として、画素周辺部からの光もれが
ある。これは液晶分子が、正規の方向に配向せず、逆方
向に配向することからおきる。この配向状態を逆チルド
・ドメインと呼ぶ。これは画素電極とソース信号線間等
に発生する電界により液晶分子の立ち上がり方向が、部
分的に逆になることより生じる。液晶分子の立ち上がり
方向が逆になった部分は、電圧が印加されているにもか
かわらず、光はパネルの光出射面の検光子を通過する。
つまり、光もれが生じる。正常な液晶の立ち上がり方向
であれば光もれは生じない。

【０００８】光もれを防止する方法として、対向電極上
に形成するブラックマトリックス（ＢＭ）の幅を太くす
る方法があるが、これも画素閉口面積を低下させること
となり、表示輝度を低下させることから、有効な方法と
は言えない。

【０００９】以下のようにＴＮ液晶を用いる表示パネル
は、偏光板を用いる必要がある。また、画素周辺部に光
ぬけが発生しやすいため、ＢＭを太くしなければならな
い。したがって、光利用率が悪く、表示輝度は低い。Ｂ
Ｍに照射された光は表示パネルを加熱することになり、
パネル温度を上昇させ、パネルの寿命を短くする。

【００１０】同様に、ＴＮ表示パネルをライトバルブと
して用いる投射型表示装置も、光利用率が悪く、投射画
像のスクリーン輝度は低い。そこで、偏光板を用いない
高分子分散（ＰＤ）表示パネルを用いた投射型表示装置
が提案されている。一例として、特開平３−９４２２５
号公報に記載のものがあげられる。投射型表示装置に用
いるライトバルブとしてのＰＤ表示パネルは、入射光を
散乱あるいは透過させることにより光変調を行なう。

【００１１】ＰＤ表示パネルの動作について（図７０
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に説明する。（図７０
（ａ）（ｂ））はＰＤ表示パネルの動作の説明図であ
る。（図７０（ａ）（ｂ））において、ポリマー６９２
中には水滴状の液晶（以後、水滴状液晶６９１と呼ぶ）
が分散されている。画素電極１０１にはＴＦＴ（図示せ
ず）等が接続され、ＴＦＴのオン、オフにより画素電極
１０１に電圧が印加されて、画素電極１０１上の液晶配
向方向を可変させて光を変調する。（図７０（ａ））に
示すように電圧を印加していない状態では、それぞれの
水滴状液晶６９１は不規則な方向に配向している。この
状態ではポリマー６９２と水滴状液晶６９１とに屈折率
差が生じ、入射光は散乱する。

【００１２】ここで（図７０（ｂ））に示すように、画
素電極１０１に電圧を印加すると液晶分子の方向がそろ
う。液晶分子が一定方向に配向したときの屈折率をあら
かじめポリマー６９２の屈折率と合わせておくと、入射
光は散乱せずにアレイ基板１２より出射する。

【００１３】ＰＤ表示パネルにも課題がある。液晶層１
６で散乱した光が、アレイ基板１２と空気との界面、対
向基板１１と空気との界面で反射し、液晶層１６と基板
１１、１２間で乱反射して表示コントラストが低下する
ことである。

【００１４】前記乱反射による表示コントラスト低下を
防止する方法は、特願平４−１４５２７７号に記載され
ている。表示パネルに厚い透明基板等を貼り付け、前記
透明基板の側面に光吸収膜を形成することにより乱反射
を防止するのである。

【００１５】しかし、特願平４−１４５２７７号に開示
されている技術的思想では透明基板等の厚みを厚くする
必要がある。特に表示領域が大きい大型表示パネルでは
非常に透明基板の厚みを厚くせざるおえない。なぜなら
ば、透明基板の厚みは有効表示領域の対向長に比例する
からである。

【００１６】透明基板の厚みが厚くなると表示装置の重
量が大きくなる。したがって、携帯に不便である。また
投射型表示装置にライトバルブとして前記透明基板を取
り付けた表示パネルを用いる場合は大きすぎて光学ブロ
ック内に配置できない。なぜならば、限られたスペース
（色分離用ダイクロイックミラーと色合成用のダイクロ
イックミラー間）にライトバルブを配置する必要があ
り、前記スペースは投射レンズのバックフォーカス等に
制限を受けるからである。投射レンズのバックフォーカ
スが長くするためには、通常投射レンズの使用枚数が多
くなる。これはコスト増に直結する。また、十分な透明
基板のスペースを得るためには光学ブロックが大きくな
り、これはシステムサイズの大型化、重量化に直結す
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、基
板的には表示パネルの光の入出射面に反射防止膜を貼り
付けた構成である。表示パネルを構成する基板の屈折率
と等しい透明媒体（たとえばシリコンゲル）で、前記反
射光吸収板と表示パネルとを貼り付ける。

【００１８】反射光吸収板は、光透過性を有する部材
が、厚み方向に形成された光吸収膜により複数の領域に
区切られている。前記光吸収膜により区切られた領域の
最大幅をｄ、前記光吸収膜の高さをｔ、前記部材の屈折
率をｎとした時、次の条件を満足する。

【００１９】

【数１０】

【００２０】好ましくは、前記反射光吸収板は、光吸収
膜が形成された領域と、透明板の領域との２層に形成さ
れた構成を採用する。したがって表示パネルに透明板の
領域および光吸収膜が形成された領域を順次重ねた構成
となる。また、反射光吸収板の無効領域（光が入出射し
ない領域）には黒色等の塗料を塗布する。

【００２１】本発明の投射型表示装置およびビューファ
インダなどは、前記本発明の表示装置をライトバルブと
して用いたものである。光分離手段として、ダイクロイ
ックプリズムもしくは偏光ビームスプリッタ（以下、Ｐ
ＢＳと呼ぶ）等のプリズムを用いる場合は、前記プリズ
ムに表示パネルを貼り付ける。さらにプリズムの無効領
域に黒色等の塗料を塗布する。

【００２２】また、表示コントラストをより良好なもの
とするために、照明光学系の出射側に第１の絞りを配置
し、かつ、投射レンズ内に第２の絞りを配置する。前記
第１の絞りと第２の絞りとは互いに共役となるようにす
る。

【００２３】

【作用】液晶層で散乱した光は反射光吸収板に入射し、
前記反射光吸収板と空気との界面に、臨界角以上の角度
で入射した光は全反射する。反射光吸収板内には、光吸
収膜がついたて状に形成されている。前記ついたての高
さとついたてで囲まれた領域の対角長等とが（数１０）
の関係が保たれていると、前記反射した光は前記光吸収
膜に吸収される。そのため、再び液晶層にもどる光は減
少もしくは削減する。

【００２４】投射型表示装置に本発明の表示装置をライ
トバルブとして用いると、前記表示装置の反射光吸収板
内の光吸収膜は液晶層から出射した光も遮光する。液晶
層から光吸収膜が形成されている領域までの距離を一定
値以上とすると、前記光吸収膜は投射画像にあらわれに
くくなる。つまり、モシ゛ュレーショントランスファーファンクション（modul
ation transfer function（ＭＴＦ））が低下する。Ｍ
ＴＦが２０％以下となればほとんど投射画像では、前記
光吸収膜はみえない。以上のように光吸収膜を見えにく
くするため、表示パネルと反射光吸収板内に透明基板を
配置する。

【００２５】

【実施例】特願平４−１４５２７７号に記載している
が、ＰＤ表示パネルで表示コントラストが低下する原因
の１つはは２次散乱光の発生である。２次散乱光とは、
液晶層で散乱した光が、対向基板等と空気との界面で反
射し、前記反射した光が再び液晶層に入射し散乱（２次
散乱）する光を言う。２次散乱光はＰＤ表示パネルの表
示コントラストを大幅に低下させる。

【００２６】前記２次散乱により表示コントラストが低
下するという課題に対して、所定の関係で光吸収膜を形
成した反射光吸収板を用いる。

【００２７】まず、理解を容易にするため本発明の表示
装置のモデルについて説明をしよう。本発明の一実施例
である表示装置の説明図を（図１）に示す。入射側基板
１１と出射側基板１２の間に光変調層１６が狭持されて
いるものとする。出射側基板１４はアレイ基板に透明板
（ガラス基板など）を光学的結合させたものと考えても
よい。なお、光学的に結合とは、基板と基板間を、前記
基板の屈折率とほぼ等しい透明材料で接着あるいは接合
することをいう。つまり、基板界面での反射光がほぼな
くなる状態にすることである。

【００２８】（図１）において光変調層１６に電圧を印
加しないで、表示領域内の点Ａを中心とする微小領域１
３だけに細い平行光を照射する場合について考える。微
小領域１３に入射した光は散乱光１７ａとなり散乱す
る。散乱光１７ａは出射面２１に達する。出射面２１と
散乱光１７ａとの角度θ₀が臨界角以下の時は透過光線
１８となる。臨界角以上の時は反射光線１９となる。反
射光線１９が再び光変調層１６に入射すれば、前記光１
９は再び散乱し、散乱光１７ｂとなり前方に出射する。
これは光変調層１６に２次光源が形成されたことに相当
する。このように反射光線１９が、再び光変調層１６に
入射し、散乱することを２次散乱と呼び、その光を２次
散乱光と呼ぶ。

【００２９】入射角θ₀が全反射角以上となれば、界面
２１で光は全反射する。全反射する角度θは次式であら
わされる。

【００３０】

【数１１】

【００３１】ただし、ｎは基板１２もしくは反射光吸収
板２３の屈折率である。前記板の屈折率ｎを一般的なガ
ラスの屈折率１．５２とすれば（数１１）により全反射
角θ＝４２度となる。今、（図１）に示すように光吸収
膜２０がないとなれば、光変調層１６からの角出射光の
輝度分布は特開平４−１４５２７７号公報の（図３）の
光リング４３となり、また同公報の（図２）のように輝
度分布が生じる。

【００３２】反射光吸収板２３が配置されていると反射
光１９は光吸収膜２０に入射し吸収される。反射光吸収
板２３は、具体的には（図２）もしくは（図３）の形状
が例示される。（図２）は透明柱１５の周辺部に光吸収
膜２０を塗布したものである。透明柱１５としてはガラ
ス、アクリル、ポリカーボネートが例示され、光吸収膜
としては黒色の塗料が例示される。黒色の塗料の塗布形
態としては、蒸着技術、厚膜技術等で形成された状態が
例示される。なお、光吸収膜としては黒色のみに限定す
るものではなく、表示パネル１３４で変調する光を吸収
するものであれば何でもよい。たとえば表示パネルが青
色の光を変調する場合は青色の光を吸収する色素を混入
させた樹脂等を用いることができる。

【００３３】（図３）のように６角形状のついたてから
なる光吸収膜２０をあらかじめ形成し、前記穴内にシリ
コンゲル、アクリル樹脂あるいはガラス等の透明体を充
填したものでもよい。

【００３４】（図２）（図３）において光吸収膜２０の
膜厚Ｓは極力薄くする。なぜならば膜厚Ｓが厚いと、光
が入出射する面積が低下（開口率）するため、表示輝度
が低下するからである。しかし、光吸収膜の光吸収効率
は高く維持しなければならない。反射光１９が光吸収膜
に入射し、出射する際には、入射光の強度に対して出射
光は２０％以下となるようにしなれければならない。出
射光は２次散乱光を引き起こし、表示コントラストを低
下させるからである。

【００３５】特願平４−１４５２７７号の表示装置は、
アレイ基板等を厚く（もしくはアレイ基板に厚い透明基
板を貼り付けて厚く）構成し、前記透明基板等の無効領
域に光吸収膜を形成したものである。それに比較して本
発明の表示装置は、（図１）に示すようにアレイ基板１
２に反射光吸収板２３を貼り付けた構成である。前記反
射光吸収板２３は（図２）に示すように光吸収膜２０で
小領域に区分している。前記小領域の対角長をｄ、光吸
収膜２０の高さをｔ、透明体１５の屈折率をｎとしたと
き、次式の関係を満足するようにする。

【００３６】

【数１２】

【００３７】（数１２）の式は、特願平４−１４５２７
７号中の（数２９）と同一である。つまり、前記公報の
（図１）もしくは（図５（ａ））の透明基板の厚みｔ、
表示領域の有効対角長ｄ、透明基板の屈折率ｎ、光吸収
膜４６、本発明の（図２）の透明体１５の高さｔ、透明
体１５の対角長ｄ、透明体の屈折率ｎ、光吸収膜２０に
おきかえたものと考えればよい。

【００３８】特願平４−１４５２７７号の（数２９）で
も理解できるようにｔとｄとは比例の関係にある。した
がって、対角長ｄが小さければ高さｄも小さくすること
ができる。本発明は透明基板の厚みを薄くするために基
板を小領域に区切り、小領域ごとに光吸収膜を形成した
ものである。つまり、小領域に区切るほど小領域の対角
長ｄは小さくなるから、透明体１５の高さｔは低くで
き、したがって、反射光吸収板２３も薄くできるのであ
る。

【００３９】以上のことから、特願平４−１４５２７７
号において（図１）説明した内容は、本明細書の（図
２）の透明体１５の説明に置き換えて考えることができ
る。したがって前記公報の理論、内容、効果等が、本発
明にそのまま適用できるのである。

【００４０】反射光吸収板２３と光変調層１６とは一定
の距離を離す必要がある。光吸収膜が光変調層１６の一
部を遮光してしまうからである。この問題は本発明の表
示装置を投射型表示装置のライトバルブとして用いた時
に重要な点である。光吸収膜２０が光変調層１６（つま
り、結像面）に近接していると、投射画像に影となって
あらわれるからである。

【００４１】前記影のあらわれ度合いはＭＴＦ（modula
tion transfer function）により異なる。つまり投射レ
ンズの設計により異なってくる。（図４）は縦軸をＭＴ
Ｆ（％）、横軸を最適結像点からの位置を示している。
最適結合点が最も解像度が高く、前記点からはなれるご
とに（焦点ずれを生じるごとに）、ＭＴＦは低下する。

【００４２】投射型表示装置に用いる投射レンズは、
（図４）のａで示すようにＭＴＦが高く焦点から少しで
もずれると急激にＭＴＦが低下する設計でもよし（たと
えば、ハイビジョン対応の投射レンズ）、ｂで示すよう
に焦点位置から多少ずれてもＭＴＦがあまり変化しない
設計もできる。

【００４３】本発明は、光吸収膜２０により透明基板を
小領域に区切ることにより反射光吸収板２３を薄くでき
る。しかし、光吸収膜２０が投射画像に影となって出現
したのでは画像品位を低下させる。そこで光吸収膜２０
と光変調層１６（結像面）とを一定距離離れるように構
成するのである。その距離が（図１）（図４）に示すｈ
である。距離ｈはＭＴＦが２０％以下となる点が一つの
目安である。好ましくは１０％以下となるようにすれば
よい。ＭＴＦが２０％以下となれば、普通には視覚的に
認識されにくい領域と考えられる。

【００４４】以上のように距離ｈは投射レンズの設計に
より変化する値である。言い換えれば本発明の表示装置
の画素ピッチあるいは要求される解像度により、投射レ
ンズに要求されるＭＴＦが定まり、前記ＭＴＦから距離
ｈが定まる。距離ｈは、アレイ基板１２の厚みあるいは
アレイ基板にガラス基板を貼り付けて厚く構成すること
により所定値とする。

【００４５】反射光吸収板２３の光吸収壁２０と表示パ
ネル１３４の画素電極１０１があまり近接すると表示パ
ネルの画素電極１０１あるいは信号線１０３と光吸収膜
２０の周期構造の干渉によってモアレが発生し、表示品
位が下がる。

【００４６】モアレについては液晶表示パネル４３の画
素ピッチをＰ_d、ルーバのピッチをＰ_rとすると、発生
するモアレのピッチＰは

【００４７】

【数１３】

【００４８】とあらわせる。最大モアレピッチが最小と
なるのは、

【００４９】

【数１４】

【００５０】のときであり、ｎが大きいほどモアレの変
調度が小さくなる。（数１４）を満たすようにＰ_r／Ｐ
_dを決めるとよい。

【００５１】当然のことながら、光吸収壁２０形成位置
と光変調層１６を離すことによってもモアレの影響は軽
減できる。

【００５２】反射光吸収板２３、対向基板１１とアレイ
基板１２のうち少なくとも一方と光結合層１４で光学的
結合されている。光結合層材料としては紫外線硬化型接
着剤が例示される。前記接着剤は対向基板１１等を構成
するガラスの屈折率に近いものが多く、この用途に十分
である。また、紫外線硬化型接着剤だけに限定されるも
のではなく、透明シリコーン樹脂なども用いることがで
きる。他にエボキシ系透明接着剤、エチレングリコール
等の液体等も用いることができる。留意すべき点は対向
基板１１等に反射光吸収板２３を接着する際、光結合層
１４に空気が混入しないようにすることである。空気層
があると屈折率差により画質異常を生じる。なお、反射
光吸収板２３と対向基板１１等とを光学的に結合させる
ことをオプティカルカップリングと呼ぶ。

【００５３】なお、光吸収膜２０を形成した板を反射光
吸収板２３としたが、反射光吸収板２３と透明基板２４
とを貼り合わせたもの、あるいは一体とした構成のもの
を含めて反射光吸収板２３と呼ぶ。なぜならば、透明基
板２４は光変調層１６から一定の距離を保つ手段として
機能しており、また、一つの透明基板２４の一定の深さ
まで加工を施し、前記加工により光吸収膜２０を形成す
ることも考えられるからである。

【００５４】今、（数１２）に透明体１５の屈折率１．
５２を代入するとｔ／ｄ≒０．３となる。

【００５５】実際に光吸収膜２０の効果をたしかめた結
果を（図５）に示す。（図５（ａ））に示すようにパネ
ルに平行光線を照射し、出射側から光変調層の輝度を測
定する。輝度Ｂとは出射側基板１２の厚みｔが、有効表
示領域の対角長に対して極めて薄く、かつ、光吸収膜２
０がない時に測定した輝度である。具体的にはｄ＝５０
（ｍｍ）に対して出射側基板の厚みが１（ｍｍ）（ｔ＝
０、ｈ＝１）である。ＢｅはＭＴＦが１０％以下となる
ｈとし、反射光吸収板２３の厚みｔを変化させた時の輝
度である。（図５（ｂ））は縦軸を輝度比（Ｂｅ／Ｂ）
とし、横軸を相対基板厚（ｔ／ｄ）としている。（図５
（ｂ））よりｔ／ｄ＝０．３で一定となり、ｔ／ｄ＜
０．３の時、輝度比（Ｂｅ／Ｂ）の低下割合が大きいこ
とがわかる。

【００５６】輝度比が小さいことは表示コントラストが
高いことを示す。（図５（ｂ））によればｔ／ｄ＝０．
２５〜０．３以上でコントラスト向上効果は十分であ
り、先のｔ／ｄの１／２であるｔ／ｄ＝０．１５でも実
用域であることがわかる。したがって、基板の屈折率ｎ
＝１．５２の時ｔ／ｄは０．１５以上が好ましく、さら
には（ｔ／ｄ）は０．３以上が好ましい。以上のことか
ら（数１２）の条件の１／２であっても実用上支障がな
い。したがって反射光吸収板のの厚みｔと透明体の対角
長ｄの関係は次の（数１５）を満たせばよい。

【００５７】

【数１５】

【００５８】なお、反射光吸収板２３、アレイ基板等の
無効領域（表示パネルへの入出射光の通り道でない領
域）には極力特願平４−１４５２７７号の（図５
（ａ））で示す光吸収膜４６（本明細書では（図５
（ａ））の光吸収膜５１）を形成しておくことが好まし
い。より確実に２次散乱光の発生を抑制できるからであ
る。

【００５９】（図５（ｂ））に示すように、相対基板厚
ｔ／ｄと輝度比Ｂｅ／Ｂとは所定の関係があり（数１
５）の関係を満たせば実用上は十分であり、さらには
（数１２）の関係を満たすことが好ましい。反射光吸収
板２３の厚さが大きくなれば、光学ブロック内にはいり
きらなくなる。あまり反射光吸収板２３を薄くすると２
次散乱光の防止効果が低下する。また光吸収膜２０が光
変調層１６に近接し、投射画像に前記光吸収膜２０の像
が投映される。したがって、透明基板２４により光変調
層１６から光吸収膜２０の形成位置までに一定の距離を
確保する必要があり、前記距離はＭＴＦにより決定され
る。ＭＴＦは２０％以下とし、好ましくは１０％以下と
する。さらに好ましくは５％以下とする。５％以下では
通常は、投射画像に光吸収膜２０の像が結像されている
とは認識できないであろう。

【００６０】（図２）（図３）では表示領域６１を光吸
収膜２０でかなり微小領域に細分化したように図示して
いるが、これに限定されるものではない。たとえば、
（図６（ａ））に示すように、表示領域６１を２分割し
た構成、（図６（ｂ））のように４分割した構成あるい
は（図６（ｃ））のように円形の光吸収膜２０で２つの
領域に分割した構成も考えられる。表示領域６１を光吸
収膜２０により細分化するか否かは、（図５（ｂ））の
輝度比Ｂｅ／Ｂの効果をいくらに設定し、かつ、反射光
吸収板２３の厚みがどの程度まで許容できるかにより決
定される。反射光吸収膜２３の厚みが十分許容できる時
は、当然光吸収膜２０が影となり投映されることを防止
する観点および輝度比Ｂｅ／Ｂの効果を十分得るために
も光吸収膜２０の分割数が少ない方が好ましいであろ
う。逆に光吸収膜２０が影となり投映されることが許容
でき、光学ブロック内にライトバルブを配置するスペー
スが限られている場合は、光吸収膜２０による分割数を
多くするべきであろう。

【００６１】（図１）は光変調層１６に高分子分散液晶
等の光散乱状態の変化として画像を表示する表示パネル
について説明した。しかし、本発明の技術的思想は反射
光吸収板２３により空気との界面で反射する光を吸収
し、再び変調層に入射しないようにするものである。し
たがって、光変調層１６は、光散乱状態の変化として画
像を表示するものに限定されるべきではない。たとえば
回折状態の変化として光学像を形成するものであっても
よい。前記回折状態の変化として光学像を形成する表示
パネルとしては、特開昭４８−２２０４７号公報，特開
昭５４−１５７６４３号公報，特開昭６０−１６５０２
９号公報，特開昭６１−１３２２３号公報，特開昭６１
−８６７２７号公報，特開昭６２−２３５９２５号公
報，米国特許公報５２９９２８９号などが例示される。
一般的に前記表示パネルは２つの電極基板の一方に回折
格子を形成し、かつ前記両基板間に液晶を充填した構造
である。

【００６２】（図７）は回折により光変調を行なう表示
パネル１３４に反射光吸収膜２３を配置したライトバル
ブの説明図である。ガラス基板７５ｂの透明電極７２ｂ
上に回折格子７４が形成されている。一方のガラス基板
７５ｂには透明電極７２ａのみが形成されている。透明
電極７２ａと７２ｂ間にはツイストネマティック液晶も
しくは高分子分散液晶７３が狭持されている。液晶層７
３の屈折率は、電極７２ａと７２ｂ間に電圧が印加さ
れ、液晶分子が垂直方向に配向した時に示す屈折率をｎ
_oとし、電圧が無印加の時の屈折率をｎｘとする。ま
た、回折格子の屈折率ｎ_pとし、ｎ_o≒ｎ_pとする。液晶
層７３に強い電圧が印加されれば、液晶層７３の屈折率
はｎ_oとなりｎ_o≒ｎ_pとなって、液晶層１６内での屈折
率分布はなくなる。液晶層に電圧が印加されていない場
合は液晶層７３の屈折率はｎ_xであり、ｎ_x≠ｎ_pである
から、液晶層１６内で周期的な屈折率分布が生じ、入射
光２２は回折される。液晶層１６に印加される電圧を変
化させれば回折光の強度を変化できる。以上のようにし
て入射光２２の回折状態を変化でき、光学像を形成でき
る。

【００６３】回折格子７４には１次元回折格子と２次元
回折格子の２種類がある。１次元回折格子とは回折格子
がストライプ状に形成されたものであり２次元回折格子
はドット状の回折格子がマトリックス状に形成されたも
のである。１次元回折格子は（図８（ａ））に示すよう
に、光スポット８１ａを照射すると左右方向に多次の光
スポット８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ・・・・・が出現す
る。２次元回折格子は（図８（ｂ））に示すように光ス
ポット８１ａを照射すると左右、上下（および斜め方
向）方向に多次の光スポット８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ・
・・・・，８１ｅ，８１ｆ，８１ｇ・・・・・が出現す
る。

【００６４】（図７）で示すように、多次の回折光７１
は空気との界面２１で反射し、再び変調層１６にもどろ
うとする。しかし、反射光吸収板２３が配置されている
ため、前記回折光７１は光吸収膜２０に入射して吸収さ
れ消滅する。この場合、反射光吸収板２３は２次散乱光
を抑制するのではなく、光変調層１６に回折光が入射
し、再び回折する現象（再回折光）を抑制するものとし
て考えなければならない。その他の事項は（図１）で説
明した内容がそのまま適用される。また（図５）で示し
た効果あるいは（数１２）（数１５）の関係等もそのま
ま（図７）の構成に適用される。

【００６５】（図８（ａ））に示すように１次元回折格
子は左右方向（もしくは上下方向）のみに光を回折する
ものであるから光吸収膜２０の形成方向は（図９
（ａ））に示すように一方向のみでよい。したがって、
反射光吸収板２３に形成する光吸収膜２０により表示領
域６１の分割は（図９（ａ））に示すようにストライプ
状でもよい。ただし、（図８（ｂ））に示す２次元回折
格子の場合は（図９（ｂ））に示すようにマトリックス
状に光吸収膜２０を形成すべきである。

【００６６】反射光吸収膜２３は、（図１４）に示すよ
うに板状のものに限定するものではなく、たとえば（図
１５）に示すように凹レンズ状のものでもよい。凹レン
ズ状にする効果は特願平４−１４５２７７号の（図４）
で説明している。また、前記凹レンズを取り付けたライ
トバルブを用いた投射型表示装置の構成も前記公報の
（図８）（図９）に示している。さらには対向基板１２
と透明基板２４とを一体として（図１６）のように構成
してもよい。なお、反射光吸収膜２３と空気が接する面
での反射光を防止するため界面２１には反射防止膜１４
１を形成する。また、当然のことながら、（図１７）に
示すように表示パネル１３４に透明基板２４を光結合層
１４ａで貼り付け、さらに前記透明基板２４に反射光吸
収膜２３を光結合層２４ｂで貼り付けた構成でもよい。

【００６７】反射防止膜１４１は３層の構成あるいは２
層構成がある。なお、３層の場合は広い可視光の波長帯
域での反射を防止するために用いられ、これをマルチコ
ートと呼ぶものとする。２層の場合は特定の可視光の波
長帯域での反射を防止するために用いられ、これをＶコ
ートと呼ぶものとする。マルチコートとＶコートは表示
パネルの用途に応じて使い分ける。通常Ｖコートは投射
型表示装置のライトバルブとして表示パネルを用いる場
合に採用され、マルチコートは表示パネルを直視型パネ
ルとして用いる時に採用される。

【００６８】マルチコートの場合は酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）を光学的膜厚がｎｄ＝λ／４、ジルコニウ
ム（ＺｒＯ₂）をｎｄ₁＝λ／２、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ ₂）をｎｄ₁＝λ／４積層して形成する。通常、
λとして５２０ｎｍもしくはその近傍の値として薄膜は
形成される。Ｖコートの場合は一酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ）を光学的膜厚ｎｄ₁＝λ／４とフッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ₁＝λ／４、もしくは酸化イットリウ
ム（Ｙ₂Ｏ₃）とフッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）をｎｄ₁
＝λ／４積層して形成する。なお、ＳｉＯは青色側に吸
収帯域があるため青色光を変調する場合はＹ₂Ｏ₃を用い
た方がよい。また、物質の安定性からもＹ₂Ｏ₃の方が安
定しているため好ましい。また先のｎは各薄膜の屈折
率、ｄ₁は前記薄膜の物理的膜厚、λは設計主波長であ
る。

【００６９】（図１４）（図１５）等は表示パネル１３
４に反射光吸収板２３を貼り付けるもしくは配置する構
成であった。さらには、（図１８）に示すように表示パ
ネル１３４の対向基板１２もしくはアレイ基板１１に直
接光吸収膜２０を形成してもよい。（図１８（ａ））は
対向基板２０のみに光吸収膜２０ａを形成した実施例で
あり（図１８（ｂ））はアレイ基板１１と対向基板１２
の両方に光吸収膜２０を形成した実施例である。

【００７０】（図１８）のように構成すれば反射光吸収
膜２３は必要がない。対向基板１２等が反射光吸収板２
３として機能するからである。でも、視界方向により光
変調層１６が光吸収膜２０によりさえぎられるという課
題がでる。しかし、用途は十分ある。視界方向が固定さ
れる表示装置があるからである。たとえば後に（図６
１）で示すビューファインダである。

【００７１】また、光吸収膜２０の形成位置は反射光吸
収板２３内において、空気との界面２１のみに限定され
るものではない。たとえば（図１９）において空気との
界面２１に近接した位置ａのみでなく、中間位置ｂでも
よく、また、対向基板１２等に近接した位置ｃでもよ
い。これらの位置は、光吸収膜２０の形成の容易さと
（図４）で示すＭＴＦとの関係を考慮して決定すればよ
いからである。

【００７２】さらに本発明の表示パネルには（図２０）
に示すように種々の変形が考えられる。この説明は特願
平４−１４５２７７号の（図１１）の説明で行なってい
るので前記出願の内容を参照されたい。

【００７３】以下、本発明の表示パネルの変調層１６と
して高分子分散液晶を用いたものを中心として（図１
３）等を参照しながらさらに説明する。

【００７４】（図１３）は本発明の表示パネルの断面図
である。対向基板１１およびアレイ基板１２はガラス基
板であり、厚みは１．１ｍｍ、また、前記ガラス基板の
屈折率ｎは１．５２である。アレイ基板１２上にＩＴＯ
からなる画素電極１０１、および画素電極１０１に信号
を印加するスイッチング素子としてのＴＦＴ１３１、お
よび各種信号線（図示せず）等が形成されている。スイ
ッチング素子としては、前記ＴＦＴの他、リングダイオ
ード、ＭＩＭ等の２端子素子、あるいはバリキャップ、
サイリスタ素子等でもよい。

【００７５】なお、本明細書中あるいは請求項におい
て、基板（たとえば、基板１１、１２、２３、２４）と
は、ガラス基板に限定するものではない。たとえば、ア
クリル、ポリカーボネートなどの樹脂からなる板でもよ
い。また、前記樹脂などからなるフィルムあるいはシー
トでもよい。

【００７６】ＴＦＴ１３１には遮光膜１３２が形成され
ている。遮光膜１３２は主として、液晶層１６で散乱し
た光がＴＦＴ１３１の半導体層に入射することを防止す
る。光が半導体層に入射すると、ＴＦＴ１３１がオフ状
態とならない、あるいはＴＦＴ１３１のオフ抵抗が低下
するホトコンダクタ現象（以後、ホトコンと呼ぶ）が発
生する。遮光膜１３２の形成材料としては、アクリル樹
脂にカーボンを分散させたものが例示される。また、各
種原色顔料（赤、緑、青、シアン、マゼンダ、イエロー
の色素）を最適に混合したもの、ＴＦＴ１３１上にＳｉ
Ｏ₂などで絶縁薄膜を形成し、前記絶縁薄膜上に遮光膜
としての金属薄膜をパターニングして形成する方法も例
示される。また、アモルファスシリコンを厚く蒸着し遮
光膜とする方法もある。また、ＴＦＴ１３１はゲートの
下に半導体層を形成する逆スタッガ構造を採用すること
が好ましい。

【００７７】なお、ＰＤ表示パネルでは、ＴＦＴ１３１
はホトコンが発生しにくいようにポリシリコン技術で形
成することが好ましい。ポリシリコン技術とは通常のＩ
Ｃを作製する半導体技術である高温ポリシリコン技術、
また近年開発が盛んなアモルファスシリコン膜を形成
し、前記膜を結晶化させる低温ポリシリコン技術を含
む。特に、ドライブ回路を内蔵出来、かつ、低価格でパ
ネルを製造できる可能性のある低温ポリシリコン技術で
ＴＦＴ１３１を形成することが好ましい。前記技術で形
成したＴＦＴ１３１はホトコンダクタ現象の発生が現在
ポケットテレビなどで実用化されているアモルファスシ
リコン技術で形成したＴＦＴに比較して格段に発生しに
くい。そのため、散乱−透過で光変調をおこなう高分子
分散液晶表示パネルに最適である。

【００７８】遮光膜１３２を樹脂で形成する場合におい
て、樹脂に含有させる光吸収材料としては電気絶縁性が
高く、液晶層１６に悪影響を与えない材料であれば何で
もよい。例えば、黒色の色素あるいは顔料を樹脂中に分
散したものを用いても良いし、カラーフィルターの様
に、ゼラチンやカゼインを黒色の酸性染料で染色しても
よい。黒色色素の例としては、単一で黒色となるフルオ
ラン系色素を発色させて用いることもし、緑色系色素と
赤色系色素とを混合した配色ブラックを用いることもで
きる。

【００７９】以上の材料はすべて黒色の材料であるが、
本発明の表示パネルを投射型表示装置のライトバルブと
して用いる場合はこれに限定されるものではない。投射
型表示装置は３枚の表示パネルでＲ，Ｇ，Ｂの３色の光
をそれぞれ変調するものである。Ｒ光を変調する表示パ
ネルの遮光膜１３２としてはＲ光を吸収させれば良い。
つまり特定波長を吸収できるように、例えば、カラーフ
ィルタ用の光吸収材料を望ましい光吸収特性が得られる
ように改良して用いれば良い。基本的には前記した黒色
吸収材料と同様に、色素を用いて天然樹脂を染色した
り、色素を合成樹脂中に分散した材料を用いることがで
きる。色素の選択の範囲は黒色色素よりもむしろ幅広
く、アゾ染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染
料、トリフェニルメタン染料などから適切な１種、もし
くはそれらのうち２種類以上の組み合わせでも良い。ま
た、光吸収膜の不純物の対策としては、色素（顔料）中
のアルカリ金属を取り除くことにより対策できる。

【００８０】カーボン等の黒色色素は液晶層１６に悪影
響を与える材料が多い。そのため、使用は好ましくな
い。そこで、前述のように特定波長を吸収できる色素を
光吸収薄膜の含有色素として採用することが好ましい。

【００８１】Ｒ光用、Ｂ光用およびＧ光用の３枚の表示
パネルをライトバルブとして用いる投射型表示装置では
採用が容易である。つまり、変調する光の色に対して、
補色の関係にある色素を遮光膜１３２中に含有させれば
よい。補色の関係とは、たとえば、Ｂ光に対しては黄色
である。黄色に着色された光吸収薄膜はＢ光を吸収す
る。したがって、Ｂ光を変調する表示パネルは黄色の遮
光膜１３２を形成する。

【００８２】遮光膜１３２を樹脂で形成すれば、液晶層
１６とアレイ基板１１との密着性がよくなる。高分子分
散液晶層１６は樹脂成分を含有しているためである。液
晶層１６ととくに画素電極１０１等を構成するＩＴＯと
は剥離が生じやすい。ＴＦＴ１３１等に樹脂からなる遮
光膜１３２を形成すれば、前記遮光膜１３２が緩衝層と
なり剥離するということがなくなる。この点から、樹脂
からなる遮光膜を採用することが好ましい。

【００８３】対向電極１０２と画素電極１０１間にはＰ
Ｄ液晶１６が挟持されている。本発明の表示パネルに用
いる液晶材料としてはネマティック液晶、スメクティッ
ク液晶、コレステリック液晶が好ましく、単一もしくは
２種類以上の液晶性化合物や液晶性化合物以外の物質も
含んだ混合物であってもよい。

【００８４】なお、先に述べた液晶材料のうち、異常光
屈折率ｎ_eと常光屈折率ｎ_oの差の比較的大きいシアノビ
フェニル系のネマティック液晶、または、経時変化に安
定なフッ素系、クロル系のネマティク液晶が好ましく、
中でもクロル系のネマティック液晶が散乱特性も良好で
かつ、経時変化も生じ難く最も好ましい。

【００８５】高分子マトリックス材料としては透明なポ
リマーが好ましく、ポリマーとしては、製造工程の容易
さ、液晶相との分離等の点より光硬化タイプの樹脂を用
いる。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系樹脂が
例示され、特に紫外線照射によって重合硬化するアクリ
ルモノマー、アクリルオリゴマーを含有するものが好ま
しい。中でもフッ素基を有する光硬化性アクリル樹脂は
散乱特性が良好な光変調層１６を作製でき、経時変化も
生じ難く好ましい。

【００８６】また、前記液晶材料は、常光屈折率ｎ₀が
１．４９から１．５４のものを用いることがこのまし
く、中でも、常光屈折率ｎ₀が１．５０から１．５３の
ものを用いることがこのましい。また、屈折率差△ｎが
０．１５以上０．３０以下のものとを用いることが好ま
しい。ｎ₀，△ｎが大きくなると耐熱、耐光性が悪くな
る。ｎ₀，△ｎが小さければ耐熱、耐光性はよくなる
が、散乱特性が低くなり、表示コントラストが十分でな
くなる。

【００８７】以上のことから、光変調層１６の構成材料
として、常光屈折率ｎ₀が１．５０から１．５３、か
つ、△ｎが０．２０以上０．３０以下のクロル系のネマ
ティック液晶を用い、樹脂材料としてフッ素基を有する
光硬化性アクリル樹脂を採用することが好ましい。

【００８８】このような高分子形成モノマーとしては、
２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、ネオペンチルグリコールドアクリレー
ト、ヘキサンジオールジアクリート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリス
リトールアクリレート等々である。

【００８９】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。

【００９０】また、重合を速やかに行なう為に重合開始
剤を用いても良く、この例として、２−ヒドロキシ−２
−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（メルク社
製「ダロキュア１１７３」）、１−（４−イソプロピル
フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１
−オン（メルク社製「ダロキュア１１１６」）、１−ビ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイキー
社製「イルガキュア１８４」）、ベンジルメチルケター
ル（チバガイギー社製「イルガキュア６５１」）等が掲
げられる。その他に任意成分として連鎖移動剤、光増感
剤、染料、架橋剤等を適宜併用することができる。

【００９１】なお、樹脂材料が硬化した時の屈折率ｎ_p
と、液晶の常光屈折率ｎ_oとは略一致するようにする。
液晶層に電界が印加された時に液晶分子が一方向に配向
し、液晶層の屈折率がｎ_oとなる。したがって、樹脂の
屈折率ｎ_pと一致し、液晶層は光透過状態となる。屈折
率ｎ_pとｎ_oとの差異が大きいと液晶層に電圧を印加して
も完全に液晶層が透明状態とならず、表示輝度は低下す
る。屈折率ｎ_pとｎ_oとの屈折率差は０．１以内が好まし
く、さらには０．０５以内が好ましい。

【００９２】ＰＤ液晶層中の液晶材料の割合はここで規
定していないが、一般には３０重量％〜９０重量％程度
がよく、好ましくは６０重量％〜９０重量％程度がよ
い。３０重量％以下であると液晶滴の量が少なく、散乱
の効果が乏しい。また９０重量％以上となると高分子と
液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、界面の割合
は小さくなり散乱特性は低下する。高分子分散液晶層の
構造は液晶分率によって変わり、だいたい５０重量％以
下では液晶滴は独立したドロップレト状として存在し、
５０重量％以上となると高分子と液晶が互いに入り組ん
だ連続層となる。

【００９３】水滴状液晶の平均粒子径または、ポリマー
ネットワークの平均孔径は、０．５μｍ以上３．０μｍ
以下にすることが好ましい。中でも、０．８μｍ以上２
μｍ以下が好ましい。ＰＤ表示パネルが変調する光が短
波長（たとえば、Ｂ光）の場合は小さく、長波長（たと
えば、Ｒ光）の場合は大きくする。水滴状液晶の平均粒
子径もしくはポリマー・ネットワークの平均孔径が大き
いと、透過状態にする電圧は低くなるが散乱特性は低下
する。小さいと、散乱特性は向上するが、透過状態にす
る電圧は高くなる。

【００９４】本発明の表示パネルに高分子分散液晶を用
いる場合は、青色光を変調する表示パネルの水滴状液晶
の平均粒子径もしくはポリマー・ネットワークの平均孔
径がは、赤色光を変調する表示パネルのそれよりも小さ
くしている。

【００９５】本発明にいう高分子分散液晶とは、液晶が
水滴状に樹脂中に分散されたもの（図７０参照）、樹脂
がスポンジ状（ポリマーネットワーク）となり、そのス
ポンジ状間に液晶が充填されたもの等が該当し、他に三
星電子（株）が出願している特開平６−２０８１２６号
公報、特開平６−２０２０８５号公報、特開平６−３４
７８１８号公報に開示されているような樹脂が層状とな
っているのも包含する。また、特公平３−５２８４３号
公報のように液晶がカプセル状の収容媒体に封入されて
いるものも含む。さらには、液晶または樹脂６９２中に
二色性、多色性色素を含有されたものも含む。また、類
似の構成として、特開平６ー３４７７６５号公報もあ
る。

【００９６】本発明で採用したＰＤ液晶表示パネルの一
実施例として、特開平４ー２１３８７４号公報に記載し
ているので参照されたい。

【００９７】液晶層１６の膜厚は５〜２０μｍの範囲が
好ましく、さらには８〜１５μｍの範囲が好ましい。膜
厚が薄いと散乱特性が悪くコントラストがとれず、逆に
厚いと高電圧駆動を行わなければならなくなり、ゲート
信号線にＴＦＴ１３１をオンオフさせる信号を発生する
ゲートドライブ回路、ソース信号線に映像信号を印加す
るソースドライブ回路の設計などが困難となる。

【００９８】液晶層１６の膜厚制御としては、黒色のガ
ラスビーズ１２１または黒色のガラスファイバー、もし
くは、黒色の樹脂ビーズ１２１または黒色の樹脂ファイ
バーを用いる。特に、黒色のガラスビーズまたは黒色の
ガラスファイバーは、非常に光吸収性が高く、かつ、硬
質のため液晶層１６に散布する個数が少なくてすむので
好ましい。

【００９９】以上の説明においてビーズ、ファイバーは
黒色としたが、本発明の表示パネルを投射型表示装置の
ライトバルブとして用いる場合はこれに限定されるもの
ではない。投射型表示装置は３枚の表示パネルでＲ，
Ｇ，Ｂの３色の光をそれぞれ変調するものである。Ｒ光
を変調する表示パネルに用いるビーズ１２１などは、Ｒ
光を吸収させれば良い。つまり、変調する光の色に対し
て、補色の関係にある色素を含有したビーズ１２１を用
いればよい。

【０１００】液晶層１６は、電圧無印加状態で入射光を
散乱（黒表示）する。透明のビーズを用いると黒表示で
あっても、前記ビーズの箇所から光漏れが生じ、表示コ
ントラストを低下させる。本発明の表示パネルのよう
に、黒色のガラスビーズまたは黒色のガラスファイバー
を用いれば光漏れは生じず、良好な表示コントラストを
実現できる。

【０１０１】（図１２）に示すように画素電極１０１と
対向電極１０２のうち少なくとも一方に絶縁膜１２３を
形成することは有効である。絶縁膜１２３としてはＴＮ
液晶表示パネル等に用いられるポリイミド等の配向膜、
ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）等の有機物、ＳｉＯ
₂等の無機物が例示される。好ましくは、密着性等の観
点からポリイミド等の有機物がよい。

【０１０２】高分子分散液晶１６は比較的、比抵抗が低
い。そのため画素電極１０１に印加された電荷を１フィ
ールド（１／３０または１／６０秒）の時間のあいだ完
全に保持できない場合がある。保持できないと液晶層１
６が完全に透明状態とならず、表示輝度が低下する。ポ
リイミド等の有機物からなる薄膜は比抵抗が非常に高
い。したがって、有機物からなる薄膜を電極上に形成す
ることにより電荷の保持率を向上できる。そのため、高
輝度表示および高コントラスト表示を実現できる。

【０１０３】絶縁膜１２３は液晶層１６を電極とが剥離
するのを防止する効果もある。それは液晶層１６を構成
する材料の約半分近くは樹脂からなる有機物であるから
である。そのため、前記絶縁膜１２３が接着層の役割を
はたし、基板１１、１２と液晶層１６との剥離が発生し
にくくなる。

【０１０４】また、有機物からなる絶縁膜１２３を形成
すれば、液晶層１６のポリマーネットワークの孔径ある
いは水滴状液晶の粒子径がほぼ均一になるという効果も
ある。対向電極１０２上に有機残留物がのこっていても
絶縁膜１２３で被覆するためと考えられる。その効果は
ポリイミドよりもＰＶＡの方が良好である。これはポリ
イミドよりもＰＶＡの方がぬれ性が高いためと考えられ
る。しかし、パネルに各種の絶縁膜１２３を作製して実
施した信頼性（耐光性、耐熱性など）試験の結果では、
ＴＮ液晶の配向膜等に用いるポリイミドが、経時変化が
ほとんど発生せず良好である。そのため、ポリイミドを
絶縁膜１２３として用いることが好ましい。

【０１０５】なお、有機物で絶縁膜を形成する際、その
膜厚は０．０２μｍ以上の０．１μｍの範囲が好まし
く、さらには０．０３μｍ以上０．０８μｍ以下が好ま
しい。

【０１０６】ＰＤ液晶表示パネルでは信号線と画素電極
間の電磁的結合を防止することも重要である。説明図を
（図１０）に示す。ソース信号線１０３にはたえず交流
電流が印加されている。したがって、画素電極１０１と
ソース信号線１０３間には電気力線が発生し、前記電気
力線に液晶分子が配向して、画素電極１０１周辺部等か
ら“光ぬけ”が発生する。

【０１０７】対策としてはソース信号線１０３およびゲ
ート信号線上、および前記信号線の近傍を液晶層１６の
比誘電率よりも低い材料（以下、低誘電体材料と呼ぶ）
でシールドする。低誘電体材料とはＳｉＯ₂、ＳｉＮｘ
などの無機材料、液晶層１６のポリマー６９２、レジス
ト、ＰＶＡなどの有機材料が例示される。前記低誘電体
材料を（図１０）の如く厚膜状に形成することにより信
号線１０３と画素電極１０１間の電磁結合を防止するこ
とができる。当然信号線１０３と対向電極１０２間の電
磁結合も防止できるから、低誘電体膜１０４上の液晶層
１６は常時散乱状態となる。

【０１０８】（図１０）において、低誘電体膜１０４の
比誘電体率をε₂、液晶層１６の比誘電体率をε₁、液晶
層１６の膜厚をｄ₁、低誘電体膜１０４の膜厚をｄ₂と
し、対向電極１０２とソース信号線１０３間に印加され
る電圧をＶとすると、液晶層１６のｄ₁に印加される電
圧Ｅは、以下の（数１６）で表される。

【０１０９】

【数１６】

【０１１０】液晶層１６のｄ₁に印加される電圧Ｅが、
液晶の立ち上がり電圧（液晶が電圧により配向し、液晶
層の透過率が変化しはじめる電圧）以下となるように、
低誘電体膜１０４の膜厚を設定すれば光漏れが生じるこ
とはなくなり最も好ましい。しかし、実用上は多少液晶
が配向しても差し支えない場合が多い。一般的に液晶層
１６が完全に透過状態となったときを１００％としたと
き、３０％の透過量であれば許容できる。つまり、液晶
層１６に印加される電圧Ｅが透過率３０％以下となるよ
うに低誘電体膜１０４の膜厚を規定する。

【０１１１】（図１０）は低誘電体材料を膜状に形成す
るとしたが、これに限定されるものではなく、（図１
１）に示すように柱状に形成してもよい。（図１１）の
ように低誘電体材料を柱状に形成したものを低誘電体柱
１１１と呼ぶ。

【０１１２】前記低誘電体柱１１１は対向基板１１側に
形成することが好ましい。対向基板１１側は対向電極１
０２以外は形成されておらず、基板面に平滑性があり、
かつ、ＴＦＴ１３１などの静電気による破壊などが生じ
るおそれがないからである。

【０１１３】低誘電体柱１１１のように柱状の形成すれ
ば、前記柱で液晶層１６の膜厚を一定に保つことができ
る。したがって、黒ビーズ１２１の散布が必要でない。
そのため、表示パネルの製造工程が簡略化される。ま
た、画素電極１０１上に黒ビーズ１２１などの障害物が
なくなるため、良好な画像表示を実現できる。

【０１１４】このように低誘電体柱１１１、低誘電体膜
１０４を容易に形成できるのは、ＰＤ表示パネルは、Ｔ
Ｎ表示パネルのようにラビングという配向処理が不要な
ためてある。低誘電体柱１１１、低誘電体膜１０４が形
成されていればラビングという配向処理は不可能であ
る。低誘電体柱１１１または低誘電体膜１０４にラビン
グ布が引っかかってうまく基板１１、１２面をこすれな
いためである。

【０１１５】低誘電体膜１０４および低誘電体柱１１１
は、着色してもよい。着色すれば、液晶層１６内で乱反
射する光を吸収でき画像品位は向上する。遮光膜１３２
でも説明したように、例えば、黒色の色素あるいは顔料
を樹脂中に分散したものを用いても良いし、カラーフィ
ルターの様に、ゼラチンやカゼインを黒色の酸性染料で
染色してもよい。黒色色素の例としては、単一で黒色と
なるフルオラン系色素を発色させて用いることもし、緑
色系色素と赤色系色素とを混合した配色ブラックを用い
ることもできる。

【０１１６】以上の材料はすべて黒色の材料であるが、
本発明の表示パネルを投射型表示装置のライトバルブと
して用いる場合はこれに限定されるものではなく、Ｒ光
を変調する表示パネルの低誘電体柱１１１としてはＲ光
を吸収させれば良い。したがって、色素を用いて天然樹
脂を染色したり、色素を合成樹脂中に分散した材料を用
いることができる。たとえば、アゾ染料、アントラキノ
ン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料
などから適切な１種、もしくはそれらのうち２種類以上
を組み合わせればよい。

【０１１７】（図１３）は反射光吸収板２３の効果を具
体的に示した図である。入射光Ｃは液晶層１６内で散乱
される。散乱した光は散乱光Ａまたは散乱光Ｂとなる。
散乱光Ａ２、Ｂ２は反射光吸収板がない場合の一例であ
る。散乱光Ａ２は対向電極１０２と基板１１が空気と接
する面２１ａ間で多重反射する。多重反射した光Ａ２の
一部は周辺部の画素に再び入射して散乱する（２次散
乱）。前記２次散乱の発生により画像輪郭線がぼやける
と現象が発生する。もちろん、画面全体の表示コントラ
ストも低下する。散乱光Ｂ２はアレイ基板１２の空気と
の界面２１ｂで反射し、反射した光の一部はＴＦＴ１３
１の半導体層に入射してホトコンダクタ現象を引き起こ
す。前記ホトコンダクタ現象の発生したＴＦＴ１３１は
オフ特性が悪くなり、画素電極１０１に充電された電荷
を１フィールド期間（１Ｆ）保持できなくなる。したが
って表示輝度が低くする。

【０１１８】反射光吸収板２３ｂ，２３ａが表示パネル
１３４に貼り付けられていると散乱光Ａ２およびＢ２は
発生せず、散乱光Ａ１およびＢ１となる。なお、反射光
吸収板２３は光結合層１４で表示パネル１３４に貼り付
ける。散乱光Ａ１は反射光吸収板２３ｂと空気との界面
２１ｃで反射されるが、前記反射した光は光吸収膜２０
ｂで吸収される。また散乱光Ｂ１は、反射光吸収板２３
ａと空気との界面２１ｄで反射されるが、前記反射した
光は光吸収膜２０ａで吸収される。したがって、２次散
乱、画像の輪郭のにじみ、ホトコンダクタ現象は全く発
生しない。なお、反射光吸収板２３の無効領域には光吸
収膜５０を形成しておくことが望ましい。無効領域と
は、有効表示領域（光を変調する領域＝画素電極１０１
が形成されている領域）に光が入出射しない経路を総称
した部分である。したがって、光吸収膜５１は反射光吸
収板２３の側面だけでなく、表示パネル１３４の側面等
にも形成しておくことが望ましい。

【０１１９】（図１３）等は透過型の表示パネルの構成
であった。本発明の技術的思想は反射型の表示パネルに
も適用できる。（図２７）は本発明の反射型の表示パネ
ルの構成の断面図である。

【０１２０】ＴＦＴ１３１上には絶縁膜２７５を介して
反射電極２７３が形成されている。反射電極２７３とＴ
ＦＴ１３１とは接続部２７４で電気的に接続されてい
る。絶縁膜２７５の材料としてはポリイミド等を代表と
する有機材料あるいはＳｉＯ₂，ＳｉＮｘなどの無機材
料が用いられる。反射電極２７３は表面をＡｌの薄膜で
形成される。Ｃｒ等を用いて形成してもよいが、反射率
がＡｌより低く、また硬質のため反射電極２７３周辺部
の破れなどが生じやすい。

【０１２１】（図２７）等に示す本発明の表示パネルで
は、反射電極２７３の下層にＴＦＴ１３１を形成してい
る。つまり、反射電極１３１は高分子分散液晶層１６で
散乱した入射光がＴＦＴ１３１の半導体層に入射するこ
とを防止する遮光膜（ＢＭ）の機能と、液晶層１６に電
圧を印加する電極としての機能とを合わせもっている。
反射電極２７３は金属材料で形成され、遮光効果も十分
であり、また、構造も簡単であるため、低コスト化を実
現できる。

【０１２２】アレイ基板１２にはソース信号線等（図示
せず）が形成されている。反射電極２７３は、前記信号
線から放射される電気力線が液晶層１６に達するのをシ
ールドするという機能もある。したがって、前記ソース
信号線からの電気力線による画像ノイズが発生しない。

【０１２３】反射電極２７３とＴＦＴ１３１とは接続部
２７４で電気的に接続をとる。接続をとるためには絶縁
膜２７５の膜厚以上に金属薄膜（反射電極）２７３を蒸
着する必要がある。絶縁膜２７５の膜厚は１μｍ程度で
ある。そのため、接続部２７４に１μｍの段差が生じ
る。また、反射電極２７３の膜厚も１μｍとなるため、
隣接した反射電極間には１μｍの谷間が生じる。本発明
の表示パネルは高分子分散液晶を用いているため、ラビ
ングが必要でないため、前記段差があってもなんら障害
はなく、高い製造歩留で液晶表示パネルを製造できる。

【０１２４】接続端子部２７４には１μｍの段差が生じ
る。また、ＴＦＴ１３１の形状が反射電極２７３にパタ
ーニングされ、１μｍ程度の凹凸が生じる。本発明の表
示パネルは高分子分散液晶を用いているため、散乱状態
の変化として光変調を行う。したがって、前記段差およ
びＴＦＴ１３１の凹凸による液晶膜厚の１μｍ程度変化
は、ほとんど光変調に影響を与えない。ＴＮ液晶等のよ
うに旋光特性を光変調に応用する表示パネルでは前記凹
凸は光変調に致命傷となるであろう。また、本発明の液
晶層膜厚は８μｍ以上と厚いことも液晶層１６の膜厚む
らに対して、よい方向の作用する（ＴＮ液晶表示パネル
の液晶層膜厚は５μｍ弱）。

【０１２５】対向基板１１には反射光吸収板２３が光結
合層１４を介して接続されている。また、反射光吸収板
２３が空気と接する面には反射防止膜１４１が形成され
ている。

【０１２６】対向電極１２５は、対向基板１１側から順
に第１の誘電体薄膜２７１ａ、ＩＴＯ薄膜２７１ｂ、第
２の誘電体薄膜２７１ｃで構成される３層構成であり、
ＩＴＯ薄膜２７１ｂの光学的膜厚はλ／２、第１の薄膜
２７１ａ、および第２の薄膜２７１ｃの光学的膜厚はそ
れぞれλ／４である。なお、ＩＴＯ薄膜２７１ｂは“対
向電極”として機能する。

【０１２７】第１の薄膜２７１ａおよび第２の薄膜２７
１ｃの屈折率は１．６０以上１．８０以下が望ましい。
一例としてＳｉＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＦ
₃、ＷＯ₃、ＰｂＦ₂が例示される。

【０１２８】具体的な構成の一実施例を（表１）に、ま
た、その分光反射率を（図２８）に示す。（図２８）か
らわかるように、（表１）の構成によると波長帯域幅２
００ｎｍ以上にわたり反射率０．１％以下の特性を実現
でき、極めて高い反射防止効果を得ることができる。な
お、本発明の名表において、散乱状態での液晶層１６の
屈折率は１．６としているが、液晶材料およびポリマー
材料が変化すればこの値は変化する。散乱状態の液晶の
屈折率をｎ_x、第１および第２の誘電体薄膜の屈折率を
ｎ₁、ＩＴＯ薄膜の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ_x＜ｎ₁＜
ｎ₂の条件を満足するようにすればよい。

【０１２９】

【表１】

【０１３０】第１の薄膜２７１ａおよび第２の薄膜２７
１ｃの屈折率は１．６０以上１．８０以下が望ましい。
（表１）の実施例ではいずれもＳｉＯを用いたが、どち
らか一方、または両方の薄膜を、他にＡｌ₂Ｏ₃、Ｙ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＦ₃、ＷＯ₃、ＰｂＦ₂のいずれかを
用いても良い。

【０１３１】（表２）に第１の薄膜２７１ａ、第２の薄
膜２７１ｃをＹ₂Ｏ₃にした場合を示す。また、その分光
反射率を（図２９）に示す。

【０１３２】

【表２】

【０１３３】（図２９）の分光反射率は（図２８）の場
合に比較してＢ光およびＲ光で反射率が多少高くなる傾
向がある。

【０１３４】同様に（表３）に第１の薄膜２７１ａをＳ
ｉＯに、第２の薄膜２７１ｃをＹ₂Ｏ₃した場合を示す。
また、その分光反射率を（図３０）に示す。可視光領域
全般にわたり０．１％以下の極めてすぐれた反射防止効
果を実現している。

【０１３５】

【表３】

【０１３６】（表４）に第１の薄膜２７１ａをＡｌ₂Ｏ₃
に、第２の薄膜２７１ｃをＳｉＯにした場合を示す。ま
た、その分光反射率を（図３１）に示す。Ｒ光およびＢ
光の領域では反射率が０．５％を越え、適当とは言えな
い。

【０１３７】

【表４】

【０１３８】以上のようにＩＴＯ薄膜２７１ｂの両面に
誘電体薄膜２７１ａおよび２７１ｃを３層に形成するこ
とにより反射光防止効果をもたせることができる。な
お、（図２８）から（図３１）に示す分光反射率は液晶
層１６の屈折率が変化すると変化する。つまり液晶材料
等に左右されるので最適化設計が重要である。

【０１３９】液晶層１６とＩＴＯ薄膜２７１ｂが直接接
していると液晶層１６の劣化が進みやすい。これはＩＴ
Ｏ薄膜２７１ｂ中の不純物等が液晶層１６に溶出するた
めと考えられる。前述の３層構成のように、ＩＴＯ薄膜
２７１ｂと液晶層１６との間に誘電体薄膜２７１ｃを形
成すると液晶層１６の劣化することがなくなる。特に誘
電体薄膜２７１ｃがＡｌ₂Ｏ₃あるいはＹ₂Ｏ₃の時に良好
である。

【０１４０】誘電体薄膜２７１ｃがＳｉＯの時はＳｉＯ
の屈折率が低下する傾向がみられる。これは液晶１６中
に微量に含まれたＨ₂Ｏ、Ｏ₂等の酸素原子とＳｉＯが結
びつき、ＳｉＯがＳｉＯ₂に変化していくためと考えら
れる。その意味では（表１）および（表４）の構成はふ
さわしくない。しかし、ＳｉＯは短期間でＳｉＯ₂に変
化することはなく、実用上は採用できることが多い。

【０１４１】なお、対向電極２７１は、第１および第２
の誘電体薄膜の光学的膜厚をλ／４、ＩＴＯ薄膜の光学
的膜厚をλ／２としたが、第１および第２の誘電体薄膜
の光学的膜厚をλ／４、ＩＴＯ薄膜２７１ｂの光学的膜
厚をλ／４としてもよい。

【０１４２】さらに、反射防止膜の理論で述べれば、Ｎ
を１以上の奇数、Ｍを１以上の整数としたとき、第１お
よび第２の誘電体薄膜の光学的膜厚は（Ｎ・λ）／４、
ＩＴＯ薄膜２７１ｂの光学的膜厚は（Ｎ・λ）／４であ
ればよい。もしくは、第１および第２の誘電体薄膜の光
学的膜厚は（Ｎ・λ）／４、ＩＴＯ薄膜の光学的膜厚は
（Ｍ・λ）／２であればよい。

【０１４３】さらには、第１および第２の誘電体薄膜の
うち一方は省略することができる。その場合は、多少反
射防止としての性能は低下するが、実用上は十分である
ことが多い。この場合も、さきの反射防止の理論を適用
する事ができる。

【０１４４】対向電極２７１の形成により液晶層１６に
入射せずに、反射する光を防止できるから、表示コント
ラストを大幅に向上できる。

【０１４５】また、（図３２）に示すように表示パネル
の裏面に放熱板３２２をシリコン材料等からなる接着剤
３２３を貼り付ければ放熱を良好にすることができる。
これは反射型の表示パネルに特有の事項である。

【０１４６】反射型の表示パネルも、（図２０）に示す
ように透過型の表示パネルと同様に種々の構成が考えら
れるのは当然である。たとえば（図３３（ａ））に示す
ように表示パネル１３４に反射光吸収板２３ａを取り付
けた構成、（図３３（ｃ））のように表示パネル１３４
に凹レンズ状の反射光吸収板２３ｂを取り付けた構成、
さらに（図３３（ｂ））のように（図３３（ｃ））の構
成にさらに正レンズ２０１を付加した構成、あるいは
（図３３（ｄ））のように対向基板を反射光吸収板２３
ｃとした構成等である。

【０１４７】以上の実施例は表示パネル等に反射光吸収
板２３を取り付ける構成あるいは光吸収壁２０を表示パ
ネル等の内部に形成もしくは配置する構成を中心にして
説明した。しかし、実用上は反射光を完成に吸収させる
必要がない場合も多い。その場合は以下の構成等でもよ
い。

【０１４８】まず、（図７７（ａ））は光吸収壁２０を
透明部材７７１内に形成せず、透明部材７７１そのもの
全体にわたり光吸収剤を添加（透明部材７７１を着色）
した構成である。たとえば色付きアクリル樹脂、色ガラ
ス等を想定すればよい。以下、（図７７（ａ））の構成
において、反射光を吸収するメカニズムについて説明を
する。

【０１４９】表示パネル１３４の光変調層１６に入射し
た光２２は散乱をし、散乱光１７ａもしくは回折光とな
る。その散乱光もしくは回折光の一部は透過光１８ａと
なりパネル１３４から出射されるが、一部の光は反射光
１９となる。反射光１９が出射面２１の法線との角度が
臨界角以上のとき、全反射される。透明基板７７１の厚
みが特願平４−１４５２７７号の（数２９）を満足して
おれば、反射光１９は再び液晶層１６にもどることはな
いが、薄いと液晶層１６に入射し、２次散乱が発生す
る。

【０１５０】先にも述べたように光学設計上、透明基板
７７１の厚みを厚くするということは、投写レンズ２１
４等のバックフォーカスを長くしなければならず、投写
レンズ２１４等の光学設計への制約が大きくなる。ま
た、投写型表示装置のコンパクト化の実現にも障害とな
る。そのため、透明基板７７１厚みを薄く、かつ、実用
上十分な表示コントラストを得たいというのがシステム
設計の意図するところである。しかし、あまり、透明基
板７７１をうすくすると（図７７（ａ））に示すように
有効表示領域の一端部に入射し、前記入射した光が散乱
し、その散乱した光の一部は反射光となり前記有効表示
領域の他の端部に入射する割合が高くなる。したがっ
て、表示コントラストが低下する。

【０１５１】（図７７（ａ））でもわかるように、反射
光１９が再び液晶層１６に入射するまでに要する光路
は、出射面２１で反射せずに出射する透過光１８ａに比
較して長い。

【０１５２】臨界角を約４５度とすると、反射光１９の
光路は透過光１８ａの光路の約３倍である。したがっ
て、反射光１９の光路が長いことを利用して、再び液晶
層１６に入射するまでに減衰させれば２次散乱光の割合
は減少し、表示コントラストを向上させることができ
る。たとえば、液晶層１６から出射された時、透過光１
９の強度を１として、前記透過光が出射面２１を出射し
た時には０．９に減衰（透過率η＝０．９）とするとす
れば、反射光１９は光路が前記透過光１８ａの３倍であ
るから、再び液晶層１６に入射する際には０．９の３乗
＝０．７となっている。同様にη＝０．８では０．５と
なる。さらに２次散乱光が透過光１８ｂとなるに要する
光路も考慮にいれればさらに小さくなる。

【０１５３】以上のように透明基板７７１自身を着色し
て散乱光もしくは回折光を吸収させる機能をもたせるこ
とにより、２次散乱光の発生の割合を低下させることが
でき、表示コントラストは向上する。

【０１５４】透明基板７７１に吸収させる機能をもたせ
ることは、透明基板７７１に着色剤等を添加することに
より容易に実現できる。たとえば、着色されたアクリル
樹脂、カーボネート樹脂等である。着色の色は、好まし
くは光変調層１６で変調する光色と補色の関係であれば
よい。たとえば、光変調層出変調される光色が青色の場
合は黄色である。もちろん、着色は黒色でもよいが、着
色材料の選定の幅を狭める。着色の色を適性に選定する
事により、所定の範囲の波長の光を透過させる色フィル
タの機能を持たせることができる。これは、（図８１）
で説明するダイクロイックミラー等のＰＳ依存性の対策
として効果があり重要点である。なお透明基板７７１に
着色をほどこすとしたが、アレイ基板１２または対向基
板１１に直接着色しても上記効果が発揮されることはい
うまでもない。つまり着色した部分は光変調層１６と出
射面２１間に存在すればよい。

【０１５５】以上の（図７７（ａ））実施例は透明基板
７７１全体を着色させる構成であった。他の実施例とし
て（図７７（ｂ））に示す透明基板７７１に光吸収基板
７７２を光学的に接着する方法がある。光吸収基板７７
２として色フィルタが例示される。色フィルタとしては
数多くのものが市販されているため、それ以上の説明は
要さないであろう。この場合も先の実施例と同様に光吸
収基板７７２を通過する光路が、透過光１８ａと反射光
１９と異なるだけであるから、同様の効果を得ることが
できる。

【０１５６】なお、色フィルタはこの場合、光変調層１
６で変調する光の一部を吸収するフィルタの意味である
が、これはローパスフィルタ、ハイパスフィルタあるい
はバンドパスフィルタとして応用してもよい。例えば一
定の帯域の光だけを狭帯域フィルタの効果と２次散乱を
防止するために光変調層出変調する光の一部を吸収する
効果を合わせ持った構成のフィルタが考えられる。

【０１５７】また、（図７７）の実施例は透過基板とし
て説明したが、透明基板は平凹レンズに置き換えしても
その効果は同様である。ただし、（図７７（ｂ））の場
合は平凹レンズとアレイ基板間に光吸収基板７７２をオ
プティカルカップリングさせて狭持させる必要があるこ
とは言うまでもない。

【０１５８】（図１）等は光吸収壁２０を形成する構成
であったが、光吸収壁２０は完全に光を吸収するものだ
けに限定するものではない。たとえば、光を減衰させる
ものでもよい。たとえば、（図２（ａ））と同様に透明
柱１５を複数個用い、前記透明柱１５間に光吸収材７８
１を充填した構成でもよい。その構成例を（図７８）に
示す。複数の透明柱１５で’透明基板’を構成してい
る。透明柱１５の材料としてはガラス、アクリル等の樹
脂が例示され、光吸収材７８１として着色した接着剤等
が例示される。その他、着色したエチレングリコール等
の液体を用いてもよい。ただし、完全に光を吸収するも
のではない。光の一部を吸収もしくは減衰させるもので
ある。

【０１５９】入射光２２は光変調層１６で散乱または回
折され、回折または散乱された光の一部は反射光１９と
なる。光変調層１６を出射した反射光１９が再び光変調
層１６に戻るまでに光吸収剤の壁７８１ｉ、７８１ｈ，
７８１ｇ，７８１ｆ，７８１ｅの５つ壁を通過する。そ
れぞれの透過率が０．９であれば、反射光１９は０．９
の５乗＝０。６に減衰する。もし、光透過率が０．８で
あれば、０．８の５乗＝０．３２に減衰する。したがっ
て、２次散乱光の割合を低下させることができる。この
ように構成すれば透明柱１５の高さ（透明基板の厚み）
が低くても２次散乱光の発生割合を十分に低減できる。

【０１６０】（図７８（ｂ））は透明基板２４に透明柱
１５をオプティカルカップリングした実施例である。他
の構成等は（図７８（ａ））と同様である。光吸収材７
８１は光を吸収する機能があるため、光変調層１６（結
像面）に近い位置に配置されていると、光吸収剤７８１
のパターンがスクリーンに投影されることがある。（図
７８（ｂ））のように構成すれば、光吸収材７８１は結
像面から離す個とができ、前記弊害が発生する事がなく
なる。

【０１６１】なお、（図７８）において四角の透明柱を
用いるとしたがこれに限定するものではなく例えは六角
柱、円柱であってもよい。一例として、ガラスファイバ
ーを束ねてファイバー間に光吸収剤７８１を充填した構
成が例示される。たとえば、旭化成工業株式会社が販売
しているファイバープレート（ＭＣ−１０００）も応用
できるであろう。

【０１６２】なお、（図７７（ｂ））の構成において着
色基板７７２を透明基板２４に貼りつけるとしたが、着
色基板７７２に限定するものではない。たとえば着色基
板は着色シートでもよいし、透明基板２４に塗料等を塗
布した構成でもよい。

【０１６３】なお、投射型表示装置あるいはビューファ
インダ等の光変調素子に用いる表示パネルをライトバル
ブ１３５と呼ぶ。前記ライトバルブとしては、表示パネ
ル＝ライトバルブと呼ぶこともあるし（たとえば、（図
１８）の構成）、（図１３）（図１）あるいは（図２
０）のように表示パネル１３４に反射光吸収板２３を取
り付けたものをライトバルブ１３５と呼ぶこともある。
また、（図７７）（図７８）の構成も用いることができ
る。

【０１６４】以下、図面を参照しながら本発明の投射型
表示装置について説明する。まず、本発明の投射型表示
装置に共通する仕様について記載する。なお、以下の値
あるいは値の範囲は、特に高分子分散液晶を光変調層と
する表示パネルをライトバルブとして用いる投射型表示
装置として重要な事項である。

【０１６５】本発明の投射型表示装置において、光利用
率の向上の観点から、パネル有効表示サイズ（パネルの
表示領域）を小さくなれば、照明光のＦナンバーは大き
くする必要がある。パネル有効表示サイズｄを大きくす
れば、照明光のＦナンバーは小さくでき、結果として明
るい大画面表示を実現できる。しかし、パネル有効表示
サイズが大きくなると投射型表示装置のシステムサイズ
は大きくなり好ましくない。また、パネル有効表示サイ
ズが小さくなればパネルの表示領域に入射する単位面積
あたりの光束が増大し、パネルを加熱して好ましくな
い。

【０１６６】また、発光体輝度をランプ寿命を考慮して
１．２×１０⁸（ｎｔ）と一定とする。また、アーク長
とランプの消費電力はおよそ比例すると考えられる。メ
タルハライドランプの効率は８０（ｌｍ／Ｗ）である。
５０（Ｗ）のランプの全光束は４０００（ｌｍ）、１０
０（Ｗ）のランプの全光束は８０００（ｌｍ）、１５０
（Ｗ）のランプの全光束は１２０００（ｌｍ）となる。
ランプのアーク長とランプ消費電力には相関があり、ア
ーク長とＦナンバーとは相関がある。

【０１６７】投射型表示装置において投射画像の画面サ
イズが４０インチ以上で、かつ実用域の視角および画像
の明るさを得るためには３００〜４００（ｌｍ）以上の
光束が必要である。したがって、仮に、ランプの光利用
率が４％程度とすると、１００（Ｗ）以上のランプを用
いなければならない。

【０１６８】また、パネル有効表示サイズも小さいと十
分な表示輝度を得ることができない。パネル有効表示サ
イズはアーク長が５（ｍｍ）、照明光の有効Ｆ値を７と
すると、３．５インチ前後の大きさが必要である。アー
ク長が５（ｍｍ）程度、パネル有効表示サイズが２イン
チ強であれば、照明光の有効Ｆ値は５弱となる。この場
合、表示輝度は実用域となるが、良好な表示コントラス
ト（ＣＲ）は望めない。

【０１６９】各種の実験と検討の結果、照明光の有効Ｆ
値が５以上であれば実用域の表示輝度が得られる。しか
し、良好な表示輝度と表示コントラストおよび適正な消
費電力かつランプ寿命を得るためには照明光の有効Ｆ値
（＝投射光の有効Ｆ値）は７前後、ランプのアーク長は
５（ｍｍ）前後、ランプのＷは１５０Ｗ前後を用いなけ
ればならないという結果を得た。

【０１７０】投射レンズのＦナンバーを低下させるとス
クリーンに到達するスクリーン光束は高くなる。それに
ともない、ランプの消費電力も大きくしなければならな
い。また、ランプの長寿命化の観点からランプの消費電
力が大きくなると、アーク輝度を一定と考えると長アー
クになる。当然、表示コントラスト（ＣＲ）はＦナンバ
ーが小さくなると表示コントラストは悪くなる。逆に投
射光学系のＦナンバーを大きくすると表示コントラスト
は高くなるが、スクリーン光束は小さくなる。

【０１７１】各種の実験と検討の結果、ランプに関して
はアーク長は良好な表示コントラストを得るために２．
５（ｍｍ）以上６（ｍｍ）以下でなければならない。ま
た、消費電力の点から２５０（Ｗ）以下でなければなら
ない。かつ、スクリーン輝度を得るために１００（Ｗ）
以上のメタルハラドランプを用いなければならない。

【０１７２】パネルの有効表示領域の対角長はシステム
サイズの点から５インチ以下でなければならない。ま
た、光利用効率の点から２インチ以上でなければならな
い。中でも十分な光集光効率を得、かつコンパクトにす
るためには好ましくは３インチ以上４。５インチ以下に
しなければならない。

【０１７３】投射レンズのＦナンバー、広義には投射光
学系のＦナンバーは、良好なコントラスト（ＣＲ）を得
るために５以上でなければならない。また、十分なスク
リーン輝度を得るために１０以下でなければならない。
さらに前述のランプのアーク長を考慮すればＦナンバー
は６以上９以下でなければならない。

【０１７４】また、照明光の光の広がり角（Ｆナンバ
ー）を投射レンズの集光角（Ｆナンバー）は略一致させ
なければ光利用率は低下する。これは、Ｆナンバーが大
きい方に制約を受けるからである。本発明の投射型表示
装置の照明光のＦナンバーと投射レンズのＦナンバーは
一致させている。

【０１７５】なお、以上の記載において、たとえばラン
プのアーク長が５ｍｍとは、”実質的に５ｍｍ”である
ことを意味する。実質的に５ｍｍとは、アーク長が８ｍ
ｍであっても、前記アークから放射された光の内、投射
レンズが、アークの中央部の５ｍｍ付近から放射した光
しか集光できなければ、実質的にアーク長は５ｍｍとな
る。同様にＦナンバーとは有効Ｆナンバーを意味する。
たとえ物理的なＦナンバーが４でも、光が投射レンズの
瞳の中央付近しか通過していなければ、当然Ｆナンバー
は４以上である。

【０１７６】（図２１）は第１の実施例における本発明
の投射型表示装置の構成図である。ただし、説明に不要
な構成要素は省略している。光源２１１は内部に凹面鏡
２１１ｂおよび光発生手段２１１ａとしてのメタルハラ
イドランプあるいはキセノンランプを配置している。ま
た、光の出射側には紫外線（ＵＶ）および赤外線（Ｉ
Ｒ）をカットするＵＶＩＲカットフィルタ２１１ｃが配
置されている。凹面鏡２１１ｂはランプ２１１ａのアー
ク長にあわせて適正値に設計する。凹面鏡２１１ｂは楕
円面鏡あるいは放物面鏡を用いる。また、２１３ａはＢ
光を反射させるダイクロイックミラー（ＢＤＭ）、２１
３ｂはＧ光を反射させるダイクロイックミラー（ＧＤ
Ｍ）、２１３ｃはＲ光を反射させるダイクロイックミラ
ー（ＲＤＭ）である。なお、ＢＤＭ２１３ａからＲＤＭ
２１３ｃの配置は同図の順序に限定するものではない。
また、最後のＲＤＭ２１３ｃは全反射ミラーにおきかえ
てもよいことは言うまでもない。

【０１７７】Ｒ光を変調する表示パネル１３４ｃの液晶
層の膜厚１６を他のＧおよびＢ光を変調する表示パネル
１３４ａ、１３４ｂの液晶層の膜厚１６に比較して厚め
にして構成する。また、変調する光の波長に応じて、液
晶の水滴状液晶の平均粒子径またはポリマーネットワー
クの平均孔径を変化させている。変調の光の波長が長く
なるほど前記平均粒子径または平均孔径は大きくする。
これは光が長波長になるほど散乱特性が低下しコントラ
ストが低くなる傾向があるからである。２１５、２１６
はレンズ、２１４は投射レンズ、２１７はしぼりとして
のアパーチャである。なお、アパーチャ２１７は、投射
型表示装置の動作の説明上図示したものである。アパー
チャ２１７は投射光学系の集光角を規定するものである
から、投射光学系の機能に含まれるものとして考えれば
よい。つまり投射光学系のＦ値が大きければアパーチャ
２１７の穴径は小さいと考えることができる。高コント
ラスト表示を得るためには投射光学系のＦ値は大きいほ
どよい。しかし、大きくなると白表示の輝度は低下す
る。具体的にはアパーチャは用いず、投射レンズ２１４
の機能にアパーチャの機能は含まれる。なお、２１２は
リレーレンズである。

【０１７８】（図２２）は（図２１）をより具体的に表
すために斜視図で図示したものである。ただし、リレー
レンズ２１２などの説明に不要な部品は省略している。
また、（図２２）に示した投射器２３１を用いた投射型
表示装置のキャビネット２３２の構成を（図２３）に示
す。キャビネット２３２の前側上部に透過型のスクリー
ン２５３を配置し、下部後方に投射器２３１を配置し、
下部前方に平面ミラー２４１ａを配置し、スクリーン２
５３の後方に平面ミラー２４１ｂを配置している。投射
距離（投射レンズからスクリーン中心までの光路長）を
短くし、投射器２３１を小型にすることにより、キャビ
ネット２３２をコンパクトにすることができる。

【０１７９】以下、本発明の投射型表示装置の動作につ
いて説明する。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ光のそれぞれの変調系
については、ほぼ同一動作であるのでＢ光の変調系につ
いて例にあげて説明する。

【０１８０】光源２１１から白色光が照射され、この白
色光のＢ光成分はＢＤＭ２１３ａにより反射される。こ
のＢ光は表示パネル１３４ａに入射する。表示パネル１
３４ａは、（図７０（ａ）（ｂ））に示すように画素電
極１０１に印加された信号により入射した光の散乱と透
過状態とを制御し光を変調する。

【０１８１】散乱した光はアパーチャ２１７ａで遮光さ
れ、逆に平行光または所定角度内の光はアパーチャ２１
７ａを通過する。変調された光は投射レンズ２１４ａに
よりスクリーン（図示せず）に拡大投映される。以上の
ようにして、スクリーンには画像のＢ光成分が表示され
る。同様に表示パネル１３４ｂはＧ光成分の光を変調
し、また、表示パネル１３４ｃはＲ光成分の光を変調し
て、スクリーン上にはカラー画像が表示される。

【０１８２】（図２１）は３つの投射レンズ２１４によ
りスクリーンに拡大投映する方式であるが、一つの投射
レンズで拡大投映する方式もある。その構成図を（図２
４）に示す。表示パネル１３４は前述の本発明の表示パ
ネルを用いる。

【０１８３】ここでは説明を容易にするため、１３４ｂ
をＧ光の映像を表示する表示パネル、１３４ａをＲ光の
映像を表示する表示パネル、１３４ｃをＢ光の映像を表
示する表示パネルとする。したがって、各ダイクロイッ
クミラー２１３を透過および反射する波長は、ダイクロ
イックミラー２１３ａはＲ光を反射し、Ｇ光とＢ光を透
過する。ダイクロイックミラー２１３ｂはＧ光を反射
し、Ｂ光を透過させる。ダイクロイックミラー２１３ｃ
はＲ光を透過し、Ｇ光を反射させる。また、ダイクロイ
ックミラー２１３ｄはＲおよびＧ光を透過させ、Ｂ光を
反射する。

【０１８４】メタルハライドランプ２１１ａから出射さ
れた光は全反射ミラー２４１ａにより反射され、光の方
向を変化させられる。前記光はダイクロイックミラー２
１３ａ、２１３ｂによりＲ・Ｇ・Ｂ光の３原色の光路に
分離され、Ｒ光はフィールドレンズ２２２ａに、Ｇ光は
フィールドレンズ２２２ｂに、Ｂ光はフィールドレンズ
２２２ｃに入射する。各フィールドレンズ２２２は各光
を集光し、表示パネル１３４はそれぞれ映像信号に対応
して液晶の配向を変化させ、光を変調する。このように
変調されたＲ・Ｇ・Ｂ光はダイクロイックミラー２１３
ｃ、２１３ｄにより合成され、投射レンズ２１４により
スクリーン（図示せず）に拡大投映される。

【０１８５】本発明の投射型表示装置を構成するにあた
り、光吸収壁（膜）２０の像がスクリーン等に投映され
ないように（図４）で説明したようにＭＴＦを考慮する
必要がある。そのため、光吸収壁２０と光変調層１６と
の間を一定距離ｈ離す必要がある。表示パネルＢ４がＮ
ＴＳＣ信号を表示するものである時は比較的ＭＴＦを一
定値以下とすることは容易である。表示パネル１３４が
ハイビジョン信号を表示するものであるときはＭＴＦを
一定値以下とすることが困難である。しかし、投射レン
ズ２０４の設計で対応できる。

【０１８６】ＭＴＦを一定値以下とする前記距離ｈを定
める。ＭＴＦは２０％以下が第１の目安でする。好まし
くは１０％以下とする。さらに好ましくは５％以下とな
るように距離ｈを定める。そのため反射光吸収板２３に
形成する光吸収壁２０による領域の分割は細かくし、か
つ距離ｈを長くなる必要がある。また光吸収壁２０によ
る領域の分割が、表示パネル１３４の画素ピッチと干渉
してモアレを生じないように注意する必要があることは
言うまでもない。

【０１８７】なお、本発明の投射型表示装置において単
純マトリックス型表示パネルも、ライトバルブとして採
用できることは言うまでもない。たとえば、単純マトリ
ックス型表示パネルに反射光吸収板２３を貼り付けた構
成が例示される。また、（図２４）に示す構成を投射器
２３１としてキャビネット２３２に配置すれば、（図２
３）に示すリア型の投射型表示装置を構成できる。

【０１８８】（図２２）ではライトバルブ１３５（表示
パネル１３４）を横一列にならべる構成であった。しか
し、（図７５）に示すように表示パネル１３５を縦一列
にならべてもよい。表示パネルの有効表示画面は４：３
もしくは１６：９であるから横長である。そのため（図
７５）に示すように縦一列にならべる方が、表示パネル
を配置するのに必要とする空間が小さくなる。したがっ
て（図２３）に示すリア型投射型表示装置ではセットサ
イズ（キャビネットサイズ）を小さくできる。

【０１８９】（図７５）の配置の場合は（図７６）に示
すように上位置もしくは下位置に光源２１１を配置し、
前記光源２１１から放射される白色光をダイクロイック
ミラー（ダイクロイックプリズム）２１３を用いてＲ、
Ｇ、Ｂの三原色光に分離する。各光は表示パネル１３４
に入射し、前記表示パネル１３４で変調されて投射レン
ズ２１４でスクリーン２５３に投映される。表示パネル
１３４はＰＤ表示パネルを用い、また前記表示パネルの
光出射面には反射光吸収板２３を配置することが好まし
い。

【０１９０】また、（図７６）の構成は投射画像の横手
方向に光むらが生じない。ダイクロイックミラー２１３
に入射する光がテレセントリックであれば前記色むらは
生じない。しかし、前記テレセントリックを実現するの
は投射レンズ２１４の設計上困難であることが多い。通
常、ダイクロイックミラー２１３に入射する光は収束光
となる。つまり表示画面に入射する光（図７５参照）は
Ｃ点では垂直であるが、Ａ、Ｂ点では斜めとなる。もち
ろん、Ｄ、Ｅ点でも斜めとなる。Ｄ、Ｅ点ではダイクロ
イックミラーが反射する光の分光分布が変化する方向に
対し、Ａ、Ｂ点は変化しない方向である。しかし、Ｄ、
Ｅ点は中点Ｃからの距離が短いため、光分離面の法線に
対する角度は小さいため、光むらは発生するがわずかで
ある。Ａ、Ｂ点は入射角は大きいが光むらは発生しな
い。以上のように（図７６）の構成は光むらをも考慮し
て構成している。

【０１９１】以下、（図２７）などに示す反射型の表示
パネルをライトバルブとして用いる本発明の投射型表示
装置の構成について説明する。（図２５）は反射型の投
射型表示装置の一実施例の構成図である。

【０１９２】投射レンズ２１４は表示パネル側の第１レ
ンズ群２１５ｂとスクリーン側の第２レンズ群２１５ａ
とで構成され、第１レンズ群２１５ａと第２レンズ群２
１５ｂとの間には平面ミラー２４１が配置されている。
表示パネル１３４の画面中心にある画素から出射する散
乱光は、第１レンズ群２１５ｂを透過した後、約半分が
平面ミラー２４１に入射し、残りが平面ミラー２４１に
入射せずに第２レンズ群２１５ａに入射する。平面ミラ
ー２４１の反射面の法線は投射レンズ２１４の光軸２５
１に対して４５°傾いている。光源２１１からの光は平
面ミラー２４１で反射されて第１レンズ群２１５ｂを透
過し、表示パネル１３４に入射する。表示パネル１３４
からの反射光は、第１レンズ群２１５ｂ、第２レンズ群
２１５ａの順に透過してスクリーンに到達する。投射レ
ンズ２１４の絞りの中心から出て表示パネル１３４に向
かう光線は、液晶層１６にほぼ垂直に入射するように、
つまりテレセントリックとしている。

【０１９３】ここでは説明を容易にするために、１３４
ａをＲ光を変調する表示パネル、１３４ｂをＧ光を変調
する表示パネル、１３４ｃをＢ光を変調する表示パネル
であるとして説明する。

【０１９４】（図２５）においてダイクロイックミラー
２１３は色合成系と色分離系を兼用している。光源から
の出射された白色光は平面ミラー２４１によりおりまげ
られ、投射レンズ２１４の第１群２１５ｂに入射する。
フィルタ２１１ｃの帯域は半値の値で４３０ｎｍ〜６９
０ｎｍである。以後、光の帯域を記述する際は半値で表
現する。ダイクロイックミラー２１３ａはＲ光を反射
し、Ｂ光およびＧ光を透過させる。Ｒ光はダイクロイッ
クミラー２１３ｃで帯域制限され表示パネル１３４ａに
入射する。Ｒ光の帯域は６００〜６９０ｎｍとする。一
方、ダイクロイックミラー２１３ｂはＢ光を反射し、Ｇ
光を透過させる。Ｂ光は表示パネル１３４ｂに、Ｒ光は
表示パネル２６４ａに入射する。入射するＢ光の帯域は
４３０ｎｍ〜４９０ｎｍ、Ｇ光の帯域は５１０ｎｍ〜５
７０ｎｍである。これらの光の帯域は本発明の他の投射
型表示装置についても同様である。各表示パネル１３４
はそれぞれの映像信号に応じて散乱状態の変化として光
学像が形成する。各表示パネル１３４で形成された光学
系はダイクロイックミラー２１３で色合成され、投射レ
ンズ２１４に入射し、スクリーン２５３上に拡大投射さ
れる。

【０１９５】また、表示パネル１３４に入射する光は、
対向電極２７１から反射電極２７３（入射経路）、反射
電極２７３から対向電極２７１（出射経路）と、２回に
わたり、液晶層１６を通過することになる。したがっ
て、見かけ上、透過型の表示パネルに比較して液晶膜厚
が２倍に形成したのと同等になる。そのため、透過型の
表示パネルに比較して、散乱性能が向上し、高コントラ
スト表示を実現できる。

【０１９６】ダイクロイックミラー２１３は、特定の波
長の光を反射（透過）させるフィルタとして機能する。
たとえば、ダイクロイックミラー２１３ｂは、光源２１
１からの光が、表示パネル１３４ｂに入射する際に、特
定の波長の光を反射する。また、表示パネル１３４ｂで
反射した光が、投射レンズ２１４に入射する際に、特定
の波長の光を反射する。

【０１９７】１つのダイクロイックミラー２１３は、表
示パネルに入射する際と、出射する際の２回光を反射す
る。（図２５）の構成では、１つのダイクロイックミラ
ーで、２回、光の波長の帯域制限をする。つまり、ダイ
クロイックミラーは２次のフィルタとして機能してい
る。（図２４）のダイクロイックミラー２１３に比較し
て、帯域制限をするカットオフ特性が急峻となる。その
ため、各表示パネル１３４に入射する光の帯域にオーバ
ーラップが生じない。したがって、色再現性が良好とな
り、高品位の画像表示を実現できる。

【０１９８】また、ダイクロイックミラー２１３を色分
離機能と色合成機能とを、兼用することにより、投射型
表示装置のシステムサイズの小型化を実現している。

【０１９９】さらに、ダイクロイックミラーを用いて色
分離および色合成光学系をコンパクトにするためには
（図２６）のように構成すればよい。なお、（図２６）
において２２２は補助レンズである。３枚のダイクロイ
ックミラー２１３ａ、２１３ｂおよび２１３ｃはＸ字状
に組み合わされて配置される。入射光２５２ａは前記３
枚のダイクロイックミラー２１３ａ、２１３ｂおよび２
１３ｃによりＲ、ＧおよびＢの３原色の光に分離され
る。たとえば、ダイクロイックミラー２１３ａはＲ光を
反射し、ダイクロイックミラー２１３ｂおよび２１３ｃ
はＢ光を反射する。Ｇ光は３枚のダイクロイックミラー
を透過して、表示パネル１３４ｂに到達する。各分離さ
れた光は本発明の表示パネル１３４ａ、１３４ｂおよび
１３４ｃによって変調される。変調された光は出射光２
５２ｂとなり、投射レンズ２１４により投射される。

【０２００】ダイクロイックプリズム３４２は、すべて
がガラスもしくは樹脂で形成されたものが例示される。
その他、ガラスなどで枠（容器）を作製し、前記枠内
に、光分離面３４１を形成した板などを挿入し、前記枠
の空間内をエチレングリコール等の枠の材質の屈折率と
略一致する液体などを充填したものでもよい。エチレン
グリコールの他に、シリコン樹脂などのゲルでもよい。
枠と、前記液体もしくはゲルとの屈折率との差は０．１
５以内し、また、屈折率の範囲は１．３８以上１．５５
以下にすることが望ましい。

【０２０１】ダイクロイックプリズム３４２の無効領域
（光入出射面３５２および表示パネル１３４がとりつけ
られた面以外の領域）には、（図３５）に示すように光
吸収膜（黒色塗料など）３５１が塗布されている。材料
としては（図１３）等に示す光吸収膜５１と同様のもの
が用いられる。前記光吸収膜３５１は表示パネル１３４
で散乱した光を吸収する機能を有する。つまり、表示パ
ネル１３４で散乱した光を吸収する機能を有すればよ
く、黒色に限定するものではない。たとえば、光変調層
１６で変調する光色にたいして補色の塗料でもよい。

【０２０２】さらには、光吸収膜という語は他の光吸収
手段をも含むと解するべきである。たとえば、蒸着技術
により薄膜をプリズム３４２の無効領域に形成して光吸
収膜３５１とする構成、光吸収する板またはフィルムを
プリズム３４２の無効領域に張り付ける構成、プリズム
３４２の無効領域を研磨し散乱状態にした構成が例示さ
れる。

【０２０３】光結合層１４としては、アクリル樹脂など
の接着剤、シリコン樹脂を成分をするゲル、エチレング
リコールなどの液体などが例示される。これらの光結合
層１４は屈折率が表示パネルの基板の屈折率に近いもの
が多く、実用上充分である。具体的には信越化学工業
（株）製の透明シリコーン樹脂ＫＥ１０５１であり、厚
さは１ｍｍ以下、屈折率は１．４０である。これは、２
種類の液体で供給されており、２液を混合して室温放置
または加熱すると、付加重合反応によりゲル状に硬化す
る。

【０２０４】その他、エチレングリコールなどの液体、
エポキシ系透明接着剤、紫外線照射によりゲル状に硬化
する透明シリコーン樹脂などを用いることができる。い
ずれの場合も、対向基板１１と、張り付ける対象物との
間に空気層があるとそこで画質異常を生じるので、空気
層を含まないようにする必要がある。

【０２０５】（図３４）はダイクロイックプリズム３４
２を用いて色分離色合成を行こなう投射型表示装置の構
成図である。ダイクロイックプリズム３４２には２つの
光分離面３４１ａ、３４１ｂを有しており、前記光分離
面３４１で白色光２５２ａをＲ・ＧおよびＢの３原色光
に分離する。各表示パネル１３４は反射光吸収板２３を
介してダイクロイックプリズム３４２に取りつけられて
いる。つまり、ダイクロイックプリズム３４２に反射光
吸収板２３が光結合層１４でオプティカティカルカップ
リングされ、また、前記反射光吸収板２３に表示パネル
１３４が光結合層１４でオプティカルカップリングされ
て貼り付けられている。

【０２０６】表示パネル１３４は反射光吸収板２３を介
してプリズム３４２に取り付けられている。反射光吸収
板２３とプリズム３４２とは光結合層１４で貼りつけら
れている。プリズム３４２の無効領域には光吸収膜３５
１が塗布されている。

【０２０７】たとえば、（図４２）において表示パネル
１３４ｃはＲ光を変調し、光分離面３４１ａはＲ光を反
射するとする。入射光２５２ａは光反射面３４１ａで反
射して反射光吸収板２３を通過して表示パネル１３４ｃ
の光変調層１６に入射する。光変調層１６に入射した光
は反射電極２７３に印加された電圧の大きさに応じて散
乱させる。散乱されなかった光は反射光吸収板２３を通
過し、再び光分離面３４１ａで反射して出射光となる。
一方、散乱した光の一部は、反射光吸収板２３を通過す
る際、前記反射光吸収板２３の光吸収壁２０で吸収され
る。散乱した光の一部は前記反射光吸収板２３を通過す
るがそのほとんどはプリズム３４２の無効領域に形成さ
れた光吸収膜３５１に入射して吸収される。また、散乱
した光の一部は光分離面３４１ａで反射して再び液晶層
１６に入射しようとすることもある。しかし、前記反射
光吸収板２３で吸収されてしまう。以上のようにして液
晶層１６で散乱された光のほとんどは光吸収膜３５１お
よび光吸収壁２０で吸収される。したがって散乱光は出
射光２５２ｂとなることはない。

【０２０８】なお、散乱光をプリズム等で吸収する構成
は種々の構成が考えられる。以下、その構成例について
簡単に示す。

【０２０９】まず、（図３６）に示す構成が考えられ
る。表示パネル１３４とプリズム３４２間には反射光吸
収板２３を配置していない。かわりに、光入出射面３５
２に凹レンズ３６１を光吸収層１４を介して貼りつけて
ある。凹レンズ３６１の無効領域には光吸収膜５１が形
成されている。凹レンズ３６１に近接させて正レンズ２
０１が配置されている。したがって、（図３３（ｂ））
において凹レンズ状の反射光吸収板２３ｂを、通常の凹
レンズに交換し、かつ前記凹レンズ３６１と表示パネル
１３４間にプリズム３４２を配置した構成となる。プリ
ズム３４２は相対的に透明基板２４とみなせる。つま
り、表示パネル１３４に厚い透明基板２４（プリズム）
を貼りつけ、前記透明基板２４に凹レンズ３６１を配置
したのと同等である。表示パネル１３４の液晶層１６内
で散乱した光はプリズム３４２の無効領域に形成された
光吸収膜３５１に吸収され、さらに光入出射面３５２に
配置された凹レンズの無効領域に形成された光吸収膜５
１で吸収される。そのため、２次散乱等は全く生じず、
極めて良好な表示コントラストを実現できる。

【０２１０】（図３７）はプリズム３４２内に光吸収壁
（膜）２０を形成した構成である。前記光吸収壁は少な
くとも表示パネル１３４が貼りつけられた位置に形成さ
れている。丁度、反射光吸収板２３をプリズム３４２内
に埋め込んだと考えればよい。効果等は（図４２）で説
明したのと同様である。

【０２１１】（図３８）はプリズム３４２に表示パネル
を貼りつけ、光入出射面３５２に反射光吸収板２３を貼
りつけた構成である。つまり、表示パネル１３４の各々
に反射光吸収板２３をプリズム１３４に１個用いた構成
である。したがって、（図４２）では反射光吸収板３４
２を３つ用いているが、（図３８）では１個ですむので
低コストが望める。各表示パネル１３４で散乱した光は
プリズム１３４の無効領域に形成された光吸収膜３５１
および凹状もしくは板状の反射光吸収板２３ｂの光吸収
壁２０で吸収される。

【０２１２】（図３９）は（図３８）に対し、凹レンズ
状の反射光吸収板２３ｂを板状の反射光吸収板２３に変
換し、かつ、反射光吸収板２３の前面に正レンズもしく
は平凸レンズ２０１を配置した構成である。レンズ２０
１は表示パネル１３４の液晶層を直進した光（透過光）
を投射レンズ２１４に導く機能を有する。反射光吸収板
２３の機能は（図３８）の場合と同様である。また（図
３８）（図３９）の構成では表示パネル１３４の光変調
層１６と反射光吸収板２３間に距離があるので（図４）
で説明したＭＴＦの効果は容易になる。つまり光吸収壁
２０が投射画像に結増されることがなくなり良好な画質
を再現できる。

【０２１３】また、（図４０）の構成も考えられるであ
ろう。立方体状の容器４０２中に反射光吸収板２３およ
び表示パネル１３４が配置されている。容器４０２の内
面もしくは外面に光吸収手段としての光吸収膜３５１が
形成されている。容器４０２の空間部にはエチレングリ
コールなどの液体もしくはゲル４０３が充填されてい
る。

【０２１４】以上のように構成すれば反射光吸収膜２３
と表示パネル１３４とはオプティカルカップリングをと
る必要はなくなる（光結合層１４は不要である）。（図
４０）の光吸収膜３５１が、（図３５）に示す光吸収膜
３５１として機能する。また、液体もしくはゲル４０３
が表示パネル１３４を液体冷却する機能を有することか
ら、表示パネル１３４の冷却が容易である。

【０２１５】（図２５）、（図２６）、（図２７）、
（図３３）から（図４０）の構成は反射型の投射型表示
装置もしくは表示パネルであった。しかし、反射型だけ
でなく、透過型の投射型表示装置にも本発明の技術的思
想は適用できる。

【０２１６】（図４１）は透過型の本発明の投射型表示
装置の構成図である。ダイクロイックプリズム３４２ａ
には３枚の表示パネル１３４が光結合層１４により光学
的に接続されている。光結合層１４はゲル状のものをも
ちいることが好ましい。なぜならば、３枚の表示パネル
１３４がスクリーン（図示せず）上で丁度重なるように
位置あわせを行う必要があるからである。完全に表示パ
ネル１３４の位置が固定されておれば位置合わせは不可
能である。ゲル状であれば、多少の位置変更が可能であ
る。本発明の投射型表示装置において、プリズムに表示
パネルを張り付ける構成を採用する時は表示パネルの位
置変更機構を付加する。

【０２１７】メタルハライドランプから出射された白色
光はダイクロイックプリズム１４２ａの光分離面３４１
ａおよび３４１ｂによりＲ，Ｇ，Ｂの３原色光の光路に
分離される。Ｒ光は表示パネル１３４ｃで変調し、変調
された光はミラー２４１ｃおよび２４１ｄで反射されダ
イクロイックプリズム３４２ｂに入射する。この際散乱
光は反射光吸収板２３により吸収されて、２次散乱光の
発生は防止される。Ｇ光は直進し、表示パネル１３４ｂ
に入射する。一方、Ｂ光は光分離面３４１ａで反射され
表示パネル１３４ａに入射し、次にミラー２４１ａおよ
び２４１ｂで反射され、ダイクロイックプリズム３４２
ｂに入射する。ＲおよびＢ光の光路長はＧ光の光路長に
比較して長いため、ＲおよびＢ光の光路にリレーレンズ
２１２を配置する事が好ましい。プリズム３４２ｂの光
分離面３４１ｃはＲ光を反射し、光分離面３４１ｄはＢ
光を反射する。前記光分離面３４１で合成した光は投射
レンズ２１４に入射し、投映される。なお、（図４１）
の構成に限定するものではなく、光分離面４４２ｄはＢ
光を反射し、光分離面４４２ｃはＧ光を反射する構成等
を採用してもよい（表示パネル１３４ａはＢ光を、１３
４ｂはＧ光を変調する構成に限定するものではない）。

【０２１８】プリズム３４２ａの無効面には光吸収膜３
５１が塗布されており、表示パネル１３４で散乱された
光は、前記光吸収膜３５１および反射光吸収板２３で吸
収されるため、２次散乱光の発生は抑制され、良好な表
示コントラストを実現できる。

【０２１９】なお、（図４１）においてプリズム３４２
ａに表示パネル１３４を貼りつけるとしたが、これに限
定するものではなく、光を合成するプリズム３４２ｂに
表示パネル１３４を貼りつけた構成であってもよいこと
は言うまでもない。

【０２２０】また、（図４１）もしくは（図３６）から
（図３９）の構成において、プリズム３４２に表示パネ
ルを、光結合層１４を介して貼りつけるとしたがこれに
限定するものではない。つまり光結合層１４を用いず表
示パネル１３４とプリズム３４２間に空気層があっても
よい。この構成であっても、プリズム３４２内で乱反射
する光を光吸収膜３５１で吸収し表示コントラストを向
上できる効果、反射光吸収板２３で反射光を吸収する効
果が発揮されることにはかわりがないからである。また
（図３４）において反射光吸収板２３をプリズム３４２
と光結合層１４を介して貼りつけるとしたがこれに限定
されるものではない。つまり光結合層１４を用いず、反
射光吸収板２３とプリズム３４２間に空気層があっても
よい。この場合であっても反射光吸収板２３で散乱光を
吸収し、２次散乱光を防止できる効果が発揮されるから
である。

【０２２１】また、本発明の投射型表示装置において、
ＰＤ表示パネルを用いるとしたがこれに限定するもので
はなく（図７）に示すような回折方式の表示パネルを用
いてもよい。反射光吸収板等で散乱光吸収するという技
術的思想の効果は同じだからである。このことは（図４
３）の投射型表示装置でも同様である。

【０２２２】以上は、ダイクロイックプリズム３４２を
用いて光の合成・分離をする投射型表示装置の構成であ
った。しかし、本発明の技術的思想は、反射光吸収板２
３を表示パネルに接続すること等により２次散乱の発生
等を防止し、表示コントラスト等を向上させることにあ
る。したがって、ダイクロイックプリズム３４２に限定
されるべきではなく、以下に示す光分離面でＰ偏光とＳ
偏光とを分離するプリズム（以下、ＰＢＳと呼ぶ）であ
ってもよい。以下、ＰＢＳ４３１を用いた本発明の投射
型表示装置について説明する。

【０２２３】（図４３）はＰＢＳ４３１を用いた本発明
の投射型表示装置の一実施例における構成図である。ラ
ンプ２１１ａからの可視光はミラー２４１ａにより反射
され、ＰＢＳ４３１ａに入射する。ＰＢＳ４３１は、一
対の直角プリズムの斜面どうしを接着したキューブ状の
偏光子であり、斜面に誘電体多層膜（光分離面３４１）
が形成されている。前記光分離面３４１入射光をＰ偏光
とＳ偏光に分離する。ＰＢＳ４３１には２つの表示パネ
ル１３４ａ、１３４ｂが取り付けられている。

【０２２４】画素電極１０１上には（図４６）などに示
すようにカラーフィルタ４６１を形成している。前記カ
ラーフィルタ４６１はＲ、Ｇ、Ｂの３原色の種類があ
り、それぞれの画素４５２に対応させてモザイク状のカ
ラーフィルタとしている。従来のＴＮ液晶表示パネルの
ように対向電極１０２上に形成してもよいが、その場
合、ＰＤ表示パネルの製造時、液晶と樹脂成分とを相分
離させることが困難である。

【０２２５】樹脂６９２は一般的に紫外線硬化樹脂（以
後、ＵＶ樹脂と呼ぶ）が用いられる。製造時、未硬化の
ＵＶ樹脂６９２と液晶６９１とを混合させたものを対向
電極１０２と画素電極１０１間に挟持させた後、紫外線
を照射する。しかし、カラーフィルタ４６１は紫外線を
透過しない。したがって、対向電極１０２上にカラーフ
ィルタ４６１が形成されている場合、紫外線を対向電極
１０２側から入射させたのでは、液晶６９１と樹脂６９
２を相分離させることはできない。そこで、アレイ基板
１２側から紫外線を入射させることとなる。しかし、Ｔ
ＦＴ１３１、信号線１０３等は紫外線を遮光するため、
ＴＦＴ１３１および信号線１０３上の樹脂６９２は硬化
しない。未硬化の樹脂が残るとパネルの安定性が悪くな
り、信頼性が低下する。そのため、カラーフィルタ４６
１は画素電極１０１上に形成し、対向電極１０２上には
遮光物を形成せず、紫外線は対向電極１０２側から照射
する。このようにすることにより、全樹脂６９２を硬化
できる。

【０２２６】表示パネル１３４の出射側には、光結合層
１４を介して反射光吸収板２３が結合されている。アレ
イ基板１２と反射光吸収板２３との間には周囲にスペー
サ（図示せず）が設けられており、このスペーサにより
光結合層１６の厚さを規制している。（図１３）と同様
に反射吸収板２３の無効面には黒色塗料５１が塗布さ
れ、反射光吸収板２３の出射面の有効領域２１には反射
防止膜１４１が施されている。

【０２２７】ＰＢＳ４３１に表示パネル１３４を取り付
けた構成として、（図１４）の構成が考えられ、（図１
５）のように凹レンズ２３ｂを用いた構成、（図１６）
のようにアレイ基板１２もしくは対向基板１１を反射光
吸収板２３とした構成などが例示される。

【０２２８】ダイクロイックプリズム３４２とＰＢＳ４
３１とは機能が異なるので、ＰＢＳ４３１に表示パネル
１３４を取りつけた効果について、（図４４）を参照し
ながら説明をする。

【０２２９】表示パネル１３４ａにはＳ偏光が入射する
と仮定し、表示パネル１３４ｂにはＰ偏光が入射すると
する。前記表示パネル１３４ａに入射したＳ偏光は液晶
層１６で散乱する。散乱するとＰ偏光の成分が生じる。
散乱し、かつ反射された光（Ｓ偏光およびＰ偏光）は、
再び、対向基板１１に入射し、ＰＢＳ４３１にもどって
くる。もどってきた光のうちＳ偏光は再び光分離面３４
１ａで反射し、ａ方向にもどる。つまり、光源側にもど
っていく。Ｐ偏光は光分離面３４１ａを通過し、ｂ方向
に出射する。これは対向基板１１側に透明基板２４を接
続したのと同等の効果が得られる。ＰＢＳの無効領域に
は（図３５）に示すような光吸収膜３５１が形成されて
いる。

【０２３０】ＰＢＳ４３１と対向基板１１が光学的に結
合されていなければ、散乱光は対向基板１１と空気との
界面で反射され、再び液晶層１６にもどり２次散乱を引
きおこす。ＰＢＳ４３１が厚い透明基板とみなせること
により、反射光に対してはほとんど生じず、そのため２
次散乱がほとんど生じないから、表示コントラストは向
上する。

【０２３１】表示パネル１３４の出射側には反射光吸収
板２３が光結合層１４を介して貼り付けられている。液
晶層１６で散乱し、空気との界面２１で反射する光は反
射光吸収板２３で吸収されるから、出射光に対しても２
次散乱が生じない。以上のようにして散乱した光（出射
光、反射光）のほとんどが吸収されるための表示コント
ラストは向上し、良好な画像表示を行なえる。

【０２３２】２つの表示パネル１３４ａ、１３４ｂを透
過した光はＰＢＳ３４１ｂで合成され投射レンズ２１４
により略同一位置に拡大投射され、画像が表示される。

【０２３３】以上説明したように、本発明の実施例の投
射型表示装置は、光源２１１からの出射光をＰＢＳ４３
１ａによりＰ偏光とＳ偏光の光路に分離し、前記それぞ
れの光路に表示パネル１３４を配置したものである。つ
まり、表示パネル１３４は２枚使用している。また、投
射レンズ２１４を具備し、投射レンズ２１４は前記表示
パネル１３４で変調された光をスクリーンに拡大投射す
る。２枚の表示パネル１３４ａ、１３４ｂとの像は重ね
あわせて、投射される。ただし、像の重ねあわせは、た
とえば一画素行以上あるいは一画列以上ずらして重ねあ
わされることが好ましい。なぜならば各表示パネル１３
４はＲ、Ｇ、Ｂ色の３原色のカラーフィルタを有してお
り、一画素ずらすことにより、２色がスクリーン上に加
法混色され、精細度が向上するからである。

【０２３４】表示パネル１３４ａと１３４ｂはスクリー
ン（図示せず）上で重ねて投射されるが、重ね方は（図
４５）のように行なう。（図４５（ａ））は、投射画像
４５１ａと４５１ｂを一画素列ずらせて重ねあわせた場
合である。投像画像４５１ａと４５１ｂのカラーフィル
タの配置が（図４６）に示すものと仮定すれば、画素Ａ
はＲ色とＧ色が重なった色が、画素ＢはＧ色とＢ色が重
なった色が、画素ＣはＢ色とＲ色が重なった色が表示さ
れる。当然のことながら、表示パネル１３４ａと１３４
ｂでは映像信号のサンプリングも一画素列分ずらせて行
なう必要がある。

【０２３５】以上のように重ねて投射すれば、投射画像
の解像度は１枚の表示パネル１３４を用いた投射型表示
装置（（図４９）参照）の投射画像と比較して、解像度
もあがるし、スクリーン輝度も向上する。また、２枚の
表示パネル１３４のうち、一方の表示パネル１３４に画
素欠陥があっても画素欠陥が認識されにくい。たとえ
ば、投射画像４５１ｂのＡの画素が点欠陥であっても、
投射画像４５１ａの画素Ａと重ね合わされる表示パネル
の画素も欠陥であることは極めてまれである。したがっ
て、一方の表示パネルの画素が正常であれば画像が正常
に表示されるから欠陥とはみえない。しかし、画素欠陥
は黒欠陥（たえず黒表示の画素欠陥）でなければならな
い。そのためには、ＴＦＴの形成プロセスで白欠陥（た
えず白表示となる画素欠陥）が発生しにくいようにプロ
セス制御を行わねばならない。また、レーザ光などを用
いて白欠陥を黒欠陥となるように欠陥修正を行っても良
い。

【０２３６】当然のことながら、（図４５（ｂ））に示
すように、投射画像４５１ａと４５１ｂを一画素行ずら
せて重ねあわせて投射する方法もある。画素のカラーフ
ィルタの設置が（図４６）の如くならば、画素Ｄの位置
ではＲ色とＧ色が、Ｅの位置ではＧ色とＢ色が、Ｆの位
置ではＢ色とＲ色が重なった表示となる。効果等は先と
同様であるので省略する。

【０２３７】なお、前述の実施例では一画素行または一
画素列ずらせて投射画像を重ねあわすとしたがこれに限
定するものではなく、たとえば２画素ずらせて投射画像
を重ねあわせていもよい。なお、重ねあわされない領域
の投射画像は表示されないようにマスク等などの手段を
用いて遮光すればよい。

【０２３８】また、一画素単位ではなく、半画素ずらす
方法もある。半画素ずらせば、表示パネル１３４ａの画
素間に表示パネル１３４ｂの画素の像が投射されること
になる。したがって、画素輪郭が目立たず、なめらかな
投射画像となる効果がでる。

【０２３９】さらに、以上は２枚の表示パネル１３４ａ
および１３４ｂに対し、同一のカラーフィルタ４６１を
取り付ける場合である。しかし、カラーフィルタ４６１
に対策をほどこせば、画素ずらしを行なわず画像を重ね
あわせてもよい。つまり、表示パネル１３４ａと１３４
ｂの投射画像を一致させて投射してもよい。たとえば、
表示パネル１３４ｂのカラーフィルタ４６１の左上の画
素がＲ色のカラーフィルタ４６１であれば、表示パネル
１３４ａのカラーフィルタ４６１の左上の画素をＧ色と
する場合である。つまり、カラーフィルタ４６１が表示
パネル１３４ａと１３４ｂで異なった色配置に形成され
ている。この場合は２つの投射画像を完全に一致させ
る。もちろん、一致させたときに表示パネル１３４ａの
Ｒ色が表示パネルＧ色というように、異なる２色が加色
混合されるようにカラーフィルタ４６１は形成されてい
なければならない。また、映像信号のサンプリングも２
の表示パネル１３４は共通のタイミングでよい。したが
って、本発明の画素をずらして投射するとは、前述のカ
ラーフィルタ４６１のＲＧＢ色をずらして形成する場合
も含めて考えるべきである。

【０２４０】本発明の投射型表示装置では、フリッカの
発生を防止するため、表示パネルに１行あるいは１列ご
とに極性の異なる信号を印加している。その説明を（図
４７）および（図４８）に示す。

【０２４１】（図４８）は１カラム反転駆動と呼ぶ駆動
方法である。図では正極性の信号が書き込まれた画素を
‘＋’、負極性の信号が書き込まれた画素を‘−’で表
示している。（図４８（ａ））はある時刻のフィールド
で画素に書き込まれた信号の極性を示している。隣接し
た画素列は互いに逆極性の信号が書き込まれている。次
のフィールドでは（図４８（ｂ））に示す極性となる。
つまり、正極性の信号が書き込まれた画素は次のフィー
ルドで負極性の信号が、負極性の信号が書き込まれた画
素は次のフィールドで正極性の信号が書き込まれる。

【０２４２】（図４７）は１Ｈ反転駆動と呼ぶ駆動方法
である。（図４７（ａ））はある時刻のフィールド画素
に書き込まれた信号の状態を示しており、一行ごとに正
極性と負極性の信号が書き込まれている。次のフィール
ドでは（図４７（ｂ））に示すようになる。つまり、先
の駆動方法と同様に信号の極性は反転する。

【０２４３】本発明の投射型表示装置では重ねあわさっ
た画素では、正極性と負極性が重ね合わさるようにして
いる。（図４５）で、投射画像４５１ｂの画素Ａが正極
性の信号により光変調されているならば、画素Ａと重な
る投射画像４５１ａの画素は負極性の信号により光変調
されるようにする。以上のように駆動を行なうことによ
り、フリッカを大幅に低減できる。

【０２４４】以上のことから明らかであるが、（図４５
（ａ））のように投射画像を重ねあわす時は１カラム反
転駆動を行なう。また（図４５（ｂ））のように投射画
像を重ねあわす時は１Ｈ反転駆動を行なう。以上のどち
らの組み合わせでもよいが、ソースドライブＩＣのドラ
イブ能力などの問題から１コラム反転を行い、画素１列
ずらしを採用する方がシステム性能は良好となる場合が
多い。

【０２４５】（図４７）および（図４８）に示す駆動方
法の他に、疑似インタレース駆動方式と呼ばれる方法が
ある。前記方式は（図４７）に示す一Ｈ反転駆動方式に
類似しているが、２画素行ごとに同一極性の信号を書き
込む方法である。より正確には、２画素行を同一の映像
表示を行う。フリッカを低減するには（図４５（ｂ））
に示すように画素行をずらす。ただし、２画素行分ずら
せて画素を重ね合わせる。

【０２４６】なお、（図４５）に示すように、２つの画
素を重ね合わす技術的思想、あるいは略半画素ずらせて
重ねて投射する技術的思想、（図４７）（図４８）を用
いて説明した重ね合わす画素の信号極性を互いに反対極
性とする技術的思想は、（図２１）（図２４）（図２
５）（図２６）（図３４）（図４１）および後に説明す
る（図５７）の本発明の投射型表示装置にも、多少の変
更を施すことにより適用できることは言うまでもない。
たとえば、これらの投射型表示装置は、それぞれ、３枚
の表示パネルを具備するが、このうち、２枚に前述の技
術的思想を適用すればよい。

【０２４７】また、（図４３）（図３４）または（図２
４）の構成を（図２３）に示すキャビネット２３２内に
収容すれば、リア型の投射型表示装置を構成できる。

【０２４８】また、ＰＢＳ４３１は（図４０）に示すよ
うに、液体中４０３に光分離面３４１を有する構成とし
てもよいことは言うまでもない。

【０２４９】また、（図４３）の実施例では、表示パネ
ルは透過型の表示パネルのように表現したが、本発明は
これに限定するものではなく、反射型の表示パネルであ
ってもよい。その場合は、画素電極１０１をアルミニウ
ムなどの金属を用いて反射電極に構成すればよい。投射
型表示装置の構成は（図３４）の構成に多少の設計変更
を加えればよい。（たとえば（図３４）においてプリズ
ム３４２をＰＢＳ４３１とし、表示パネルを２板とした
構成等）また、カラーフィルタはＲ，Ｇ，Ｂ色の３原色を有する
としたがこれに限定するものではなく、２色であっても
よい。さらにカラーフィルタがなくてもよい。本発明２
つの像を重ね合わせて投射することにより、解像度を向
上させる、フリッカを低減させる、スクリーン輝度を向
上させるという効果を得るものである。この効果はカラ
ーフィルタの有無には左右されない。

【０２５０】また、一枚の本発明の表示パネル１３４を
用いてカラー表示を実現するためには、（図４９）（図
５０）のように構成すればよい。（図４９）はカラーフ
ィルタを具備する構成である。（図５０）はカラーフィ
ルタを具備せず、フルカラー表示を実現する構成であ
る。（図４９）は図およびいままでの説明から説明不要
であろう。ここでは（図５０）について説明する。

【０２５１】（図５０）において表示パネル１３４の対
向基板１１にはマイクロレンズアレイ５０１が紫外線硬
化性の接着剤で張り付けられている。マイクロレンズア
レイ５０１にはマトリックス状にマイクロレンズ５０２
が形成されている。表示パネル１３４のアレイ基板１２
側には反射光吸収板２３が光結合層１４を介して光学的
に接着されている。

【０２５２】ランプ２１１ａから放射された白色光はダ
イクロイックミラー２１３でＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分離
される。つまり、ダイクロイックミラー２１３ｃでＲ光
が反射され、ダイクロイックミラー２１３ｂでＧ光が反
射されダイクロイックミラー２１３ａでＢ光が反射され
て表示パネル１３４に入射する。

【０２５３】表示パネル１３４には各画素電極１０１に
対応した位置にマイクロレンズが配置されている。前記
レンズ５０２は３原色の光を表示パネル１３４の特定画
素へ集めて画像を形成する。各画素を通過した光は、投
射レンズ２１４に入射し、スクリーンに投影される。反
射光吸収板２３は（図１）を用いて説明したように２次
散乱の発生を防止する機能を有する。

【０２５４】以上のように構成すれば光利用率が向上
し、高輝度表示を実現できる。また、ＰＤ表示パネル
は、パネル製造時、紫外線を液晶層１６に照射して液晶
成分と樹脂成分を相分離される必要がある。この際表示
パネルにカラーフィルタ４６１が形成されていると、前
記カラーフィルタ４６１は紫外線を透過せず、相分離の
条件を見いだしにくい。（図５０）の構成であれば、カ
ラーフィルタ４６１が形成されておらず、ＰＤ表示パネ
ル１３４の製造が容易となる。また、カラーフィルタ４
６１が必要でない分だけ、表示パネル１３４の低コスト
化が望める。

【０２５５】その他、一枚の反射型の表示パネルを用い
てカラー表示を実現するには、（図２５）のＲＧＢのう
ち一色の光を変調する光学系を取りだし、かつライトバ
ルブとして（図２７）に示す本発明の反射型の表示パネ
ルにカラーフィルタ４６１を取りつけたものを用いれば
よいことは言うまでもないであろう。

【０２５６】次にさらに投射型表示装置において高輝度
表示を維持しながら、表示コントラストを高くする方法
について説明する。（図５１）は、前記方法を実現する
ための第１の実施例である。投射レンズ２１４は、前レ
ンズ群５１１ａと後レンズ群５１１ｂから構成される。
出力部収束レンズ５１７と後群レンズ５１１ｂは、絞り
５１６と絞り５１８を互いに共役の関係とする。

【０２５７】入力部収束レンズアレイ５１４は、複数の
入力部収束レンズ５１９を二次元状に配列して構成す
る。その構成の一例を（図５２）に示す。矩形の開口を
有する１０個の入力部収束レンズ５１９を正円の領域に
内接するように配列している。１０個の入力部収束レン
ズ５１９は、同一開口形状の平凸レンズであり、矩形開
口の長辺と短辺の比を４：３としている。

【０２５８】同様に中央部収束レンズアレイ５１５は、
複数の中央部収束レンズ５２０を二次元状に配列して構
成する。入力部収束レンズ５１９と同数で同一開口を有
する中央部収束レンズ５２０を、入力部収束レンズアレ
イ５１４と同様に配列している。

【０２５９】投射型表示装置における照明の手順を説明
する。メタルハライドランプ２１１ａの発光体５１２か
ら放射される光は、放物面鏡２１１ｂにより反射されて
光軸５２４とおよそ平行に進行し、入力部収束レンズア
レイ５１４に入射する。放物面鏡２１１ｂから出射する
光の断面形状は一般に正円となるので、入力部収束レン
ズ５１９の開口の総和がこれに内接するように入力部収
束レンズアレイ５１４を構成する。入力部収束レンズア
レイ５１４を通過した光は、入力部収束レンズ５１９と
同数の部分光束に分割され、各部分光束は、ＰＤ表示パ
ネル１３４の表示領域を照明する。

【０２６０】入力部収束レンズ５１９を通過した光は、
各々、対応する中央部収束レンズ５２０の開口に導かれ
て収斂される。中央部収束レンズ５２０の各々の開口上
には、二次発光体、例えば５２１Ａ、５２１Ｂが形成さ
れる。中央部収束レンズアレイ５１５上に形成される複
数の二次発光体５２１の一例を、（図５３）に模式的に
示す。中央部収束レンズ５２０は、各々、対応する光を
ＰＤ表示パネル１３４の表示領域上に有効に伝達する。
具体的に、対応する入力部収束レンズ５１９の主平面上
の物体、例えば、５２２Ａ、５２２Ｂ、の実像５１３を
ＰＤ表示パネル１３４の表示領域近傍に形成する。ただ
し、各々の中央部収束レンズ５２０は適当に偏心させて
おり、複数の像を重畳させて１つの実像５１３を形成す
る。

【０２６１】以上の構成によれば、ＰＤ表示パネル１３
４の表示領域と入力部収束レンズ５１９の各々の開口と
は、互いにおよそ共役の関係となる。従って、入力部収
束レンズ５１９の開口をＰＤ表示パネル１３４の表示領
域と相似形状とすれば、照明光の断面と表示領域の形状
を整合させて、光損失を抑制できる。従って、（図５
２）に示した入力部収束レンズアレイ５１４は、ＮＴＳ
Ｃに対応したアスペクト比が４：３の映像を表示するＰ
Ｄ表示パネル１３４と組み合わせて用いるとよい。

【０２６２】一般に、放物面鏡などの凹面鏡から出射す
る光には、比較的大きな明るさむらがある。明るさむら
の大きい光をそのまま伝達してＰＤ表示パネル１３４を
照明すると、投射画像の明るさの均一性が低下する。明
るさが比較的均一な領域のみを利用して照明すると、利
用できない光が増加するので光利用効率が低下する。こ
れに対し、本発明の投射型表示装置は、高い光利用効率
を得ると共に、明るさの均一性の優れた投射画像を得る
ことができる利点がある。その理由を以下に述べる。

【０２６３】入力部収束レンズアレイ５１４は、明るさ
むらの大きな光を複数の部分光束に分割する。各部分光
束の入力部収束レンズ５１９の開口上における明るさむ
らは、分割前の光束断面の明るさむらと比較して小さ
い。中央部収束レンズ５１５の各々は、明るさむらの少
ない部分光束を適当な大きさに拡大し、ＰＤ表示パネル
１３４の表示領域上に重畳させる。従って、明るさの均
一性の良好な照明を実現できる。

【０２６４】入力部収束レンズ５１９の開口の総和を入
射する光束の断面に内接させるので、入力部収束レンズ
アレイ５１４における光損失は少ない。また、中央部収
束レンズ５２０の開口の各々を二次発光体５２１に対し
て十分な大きさとするので、中央部収束レンズアレイ５
１５における光損失は少ない。さらに、ＰＤ表示パネル
１３４に入射する光の断面を表示領域の形状に整合させ
るので、ＰＤ表示パネル１３４における光損失は少な
い。従って、発光体５１２から放射される光の大部分
は、放物面鏡２１１ｂにより反射され、入力部収束レン
ズアレイ５１４、中央部収束レンズアレイ５１５、出力
部収束レンズ５１７、ＰＤ表示パネル１３４、を通過し
て投射レンズ２１４に到達する。従って、投射レンズ２
１４における光損失を抑制すれば、高い光利用効率を実
現し、明るく、明るさの均一性の優れた投射画像を得
る。

【０２６５】ところで、中央部収束レンズアレイ５１５
上には離散的に複数の二次発光体５２１が形成されるの
で、この場合の照明光の有効Ｆナンバーは、二次発光体
５２１の面積の総和から等価的に換算される照射角から
定める必要がある。一方、ＰＤ表示パネル１３４から光
軸５２４と最も角度を成して出射する光の集光角は、こ
の等価的な照射角よりも大きな値となる。従って、光損
失を抑制するためには、投射レンズ２１４の有効Ｆナン
バーを照明光の実効的な有効Ｆナンバーよりも小さくす
る必要がある。これは、ＰＤ表示パネルの場合に、投射
画像のコントラストを低下させるので問題がある。

【０２６６】これに対し、本実施例の投射型表示装置
は、絞り５１６と絞り５１８の働きにより、光損失を増
加させることなく照明光側と投射レンズ側の開口をいず
れも必要最小限の大きさにできるので、コントラストの
低下を抑制できる。具体的には、離散的に形成される二
次発光体５２１の有効領域に合わせて、照明光側の絞り
５１６の開口を（図５４）に示すような形状とする。破
線は（図５３）の中央部収束レンズ５２０の各々の開口
に対応する。また、投射レンズ側の絞り５１８の開口上
には二次発光体５２１の実像が形成されるので、絞り５
１８の開口形状も、絞り５１６の開口形状と同様にす
る。これにより、絞り５１６を通過した光は絞り５１８
を通過するので、高い光利用効率を実現できる。同時
に、投射レンズ２１４は照明光が必要とする必要最小限
の開口を提供するので、コントラストの高い表示画像を
実現できる。その結果、明るく高画質の投射画像を提供
できるので、非常に大きな効果を得ることができる。

【０２６７】本発明の投射型表示装置に用いる入力部収
束レンズアレイ５１４、中央部収束レンズアレイ５１
５、絞り５１６、絞り５１８は、以下のように構成する
となお良い。（図５５）は、この場合の中央部収束レン
ズアレイ５１５の構成を示す。一般に、二次発光体５２
１の大きさは、光軸近傍に位置する入力部収束レンズ５
１９の形成するものほど大きい。従って、中央部収束レ
ンズ５２０の各々の開口は必ずしも同一である必要はな
く、二次発光体５２１の各々に対して必要十分な大きさ
とすればよい。開口を有効に異ならせた複数の中央部収
束レンズ５２０を凝集して配列し、中央部収束レンズア
レイ５１５を構成すれば、開口領域の総和を小さくでき
る利点がある。中央部収束レンズアレイ５１５と組み合
わせる入力部収束レンズアレイは、（図５４）に示した
ものと同様に構成し、入力部収束レンズの各々を適当に
偏心させ、対応する中央部収束レンズ５２０の開口中心
に二次発光体５２１を形成すればよい。

【０２６８】この場合、照明光側の絞り５１６の代わり
に（図５６）に示す開口形状の絞り５１８を用いるとよ
い。投射レンズ側の絞り５１８についても同様である。
これにより、光損失を生じることなく、中央部収束レン
ズアレイ５１５の開口径を小さくでき、かつ、投射レン
ズ２１４のレンズ径を小さくできる利点がある。

【０２６９】本実施例の投射型表示装置は、以上述べた
ように離散的に複数の二次発光体を形成してライトバル
ブ１３５を照明する場合に、より大きな効果を得る。最
大集光角の大きな投射レンズ２１４を用いたとしても、
離散的に複数の開口を有する絞りを備えることで、ライ
トバルブ１３５から出射する光に対して必要最小限の開
口を提供できる。その結果、明るくコントラストの高い
投射画像を得ることができる。

【０２７０】なお、ＰＤ表示パネル１３４にモザイク状
のカラーフィルタ４６１を取り付ければ、１枚の表示パ
ネルでカラー画像を表示できる。

【０２７１】（図５７）は、（図５１）の投射型表示装
置を発展させ、３枚の表示パネルを用いてフルカラー表
示を行なう投射型表示装置の構成図である。なお、以下
の実施例に関しては、主として第１の実施例との差異を
中心として説明する。三原色に対応した３枚のＰＤ表示
パネルを用いている。放物面鏡２１１ｂ、入力部収束レ
ンズアレイ５１４、中央部収束レンズアレイ５１５、出
力部収束レンズ５１７は、（図５１）に示したものと同
様であり、また、（図５１）で説明したのと同様の手順
により、ＰＤ表示パネル１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃ
の各表示領域を照明する。ただし、ダイクロイックミラ
ー２１３ａ、２１３ｂと、平面ミラー２４１ｂの働きに
より、照明光は三原色の色光に分解され、それぞれ対応
するＰＤ表示パネル１３４の表示領域上に導かれる。

【０２７２】ＰＤ表示パネル１３４は、各々の表示領域
上には外部から供給される映像信号に応じて、三原色に
対応した光学像が形成される。投射レンズ２１４は、前
レンズ群５１１ａ、後レンズ群５１１ｂから構成され、
三原色の光学像をスクリーン上に拡大投影する。ＰＤ表
示パネル１３４から出射する光は、ダイクロイックミラ
ー２１３ｃ、２１３ｄと、平面ミラー２４１ａの働きに
より一つの光路が合成されるので、フルカラーの投射画
像を得る。

【０２７３】照明光側の絞り５１６と投射レンズ側の絞
り５１８は、（図５１）に示したものと同様のものを、
同様の目的で用いる。絞り５１８と絞り５１６が互いに
共役の関係となるように、出力部収束レンズ５１７と後
群レンズ５１１ｂを適切に構成する。

【０２７４】ＰＤ表示パネル１３４の出射側には透明接
着剤を用い凹面を出射側に向けて平凹レンズ状の反射光
吸収板２３を結合し、前記板２３の側面には黒色塗料５
１を塗布し、凹面には反射防止膜１４１を蒸着してい
る。反射光吸収板２３はアクリル樹脂を用い、成型加工
により作成している。成型加工は金型があれば、同一の
レンズを作成できるので、量産性がよい。

【０２７５】反射光吸収板２３の出射側には、正レンズ
２０１が近接して配置されている。正レンズ２０１の凸
面の曲率半径は、反射光吸収板２３凹面の曲率半径と等
しい。両レンズの凸面の間に薄い空気間隔を設けてい
る。正レンズ２０１の両面は平凹レンズと同様に反射防
止膜１４１が蒸着されている。また、投射レンズ２１４
は、反射光吸収板２３、正レンズ２０１を組み合わせた
状態で、液晶層１６上の光学像がスクリーン上に結像す
るようにしている。投射画像のフォーカス調整は投射レ
ンズを光軸５１４に沿って移動することにより行なう。
また、この設計の際、（図４）で説明したＭＴＦを考慮
することを忘れてはならない。

【０２７６】ＰＤ表示パネル１３４は、ＴＮ表示パネル
ほど光学特性の入射角依存性が強くないが、入射光の入
射角があまり大きい場合には、液晶層１６を通過すると
きの光路長が長くなるために散乱特性が変化する。つま
り、ＰＤ表示パネル１３４に入射する光線の入射角が場
所により異なれば、投射画像の画質が不均一となる。一
方、反射光吸収板２３の凹面の曲率半径を小さくしよう
とすると、ＰＤ表示パネル１３４に収束角の大きな収束
光を入射させるか、または投射レンズ２１４の有効径を
大きくする必要がある。前者はＰＤ表示パネル１３４上
の場所により画質が均一でないために、投射画像の画質
が不均一となり、後者は投射レンズ２１４が大型化しコ
スト高になるという問題がある。ＰＤ表示パネル１３４
の散乱特性の入射角依存性が大きい場合、（図５７）に
示したように、凹レンズ２３とに正レンズ２０１を組み
合わせれば、投射レンズ２１４を大型化することなく、
ＰＤ表示パネル１３４に平行に近い光を入射させること
ができるので、投射画像の画質均一性を確保しやすい。

【０２７７】（図５１）および（図５７）は透過型の表
示パネル１３４をライトバルブ１３５として用いる構成
であったが、（図５１）の絞り５１６等を用いて表示コ
ントラストを向上させるという技術的思想は反射型の投
射型表示装置にも適用できる。

【０２７８】（図５８）は、（図２５）の構成におい
て、（図５１）の構成を適用した実施例である。なお、
（図５８）において反射光吸収板２３は凹レンズ状のも
のに限定されるものではなく、たとえば（図１）に示す
ような板状のものでもよい。

【０２７９】反射型の投射型表示装置では投射レンズ２
１４の上位置（（図５８）において）に絞り５１８を配
置する。下位置は入射光の経路だからである。その他の
構成の説明は（図２５）および（図５１）で説明してい
るので説明は省略をする。

【０２８０】なお、（図５８）ではライトバルブ１３５
として光書き込み型の表示パネルを用いた例を示してい
る。前記光書き込み型の表示パネルとして特開平２−９
３５１９号公報に例示されるものがある。光書き込み型
の表示パネルは、基板電極、光励起層、光遮光膜、誘電
体ミラーが順次積層された基板と、対向電極が形成され
た基板にＰＤ液晶を狭持させた構成である。表示パネル
１３４にはＣＲＴ５８１の画像を転写し、前記転写され
た画像を拡大投映する。

【０２８１】（図５８）は色分離色合成光学系にダイク
ロイックミラー２１３を用いた構成、（図５９）はプリ
ズム５９１を用いた構成である。（図５９）のプリズム
の構成は、業務用ビデオカメラのＣＣＤ部に採用されて
いるものでフィリップス社の発明であった構成であるか
ら説明を要さないであろう。（図５９）の３つのプリズ
ム５９１に表示パネル１３４および反射光吸収板２３を
配置した構成である。なお、反射光吸収板２３とプリズ
ム５９１とは光結合層１４で貼り付けた方が好ましい。
板２３等で反射するハレーションを防止できるからであ
る。

【０２８２】なお、光変調層１６としてＰＤ液晶を用い
るとしたが、その他、光散乱状態の変化として光学像を
形成させるものでもよい。たとえば、ＰＮ液晶、動的散
乱モード（ＤＳＭ）、ＰＬＺＴなどを用いてもよい。

【０２８３】本発明の反射方式の投射型表示装置（（図
２５）、（図２６）、（図３４）、（図５８）、（図５
９））において光分離面に入射する光の入射方向と出射
方向に注意する必要がある。具体的には（図２５）は
（図７１）の如くする必要がある。（図２５）、（図２
６）等は図示および説明を容易にするために表示したの
にすぎない。以下、（図７１）のようにすべき理由につ
いて説明をする。

【０２８４】（図２５）に示した構成の場合、光源２１
１からの出射光とが表示パネル１３４上を照明する照明
光の光軸２５１ａと、表示パネル１３４によって反射さ
れ投射レンズ２１４を経てスクリーン２５３に到達する
投射光の光軸２５２ｂは、ダイクロイックミラー２１３
に入射する角度が互いに異なる。ダイクロイックミラー
２１３は一般に透明基板上に誘電体多層膜を蒸着し、特
定の波長帯域の光を透過、または反射するものが用いら
れる。このタイプのダイクロイックミラーは、光線の入
射角依存により分光性能がシフトするという特性を持
ち、（図２５）のように光軸２５２ａと光軸２５２ｂが
異なる角度で入射する場合は、色分離する分光特性と色
合成する分光特性が互いに異なるため、所望の色純度の
投射画像を得ることは困難である。

【０２８５】（図７１）の投射型表示装置の構成では、
照明光の光軸２５２ａと、表示パネル１３４によって反
射され、投射レンズ２１４により投射される投射光の光
軸２５２ｂとが、表示パネルの中心法線とダイクロイッ
クミラー等の光分離面の中心法線とを含む平面に対し対
称にできる。したがって、光分離面への入射角を互いに
等しくすることができる。従って、色分離後の分光性能
と色合成後の分光性能が一致し、スクリーン２５３上に
表示される投射画像は所望の色純度を得ることができ
る。

【０２８６】このように、（図７１）の投射型表示装置
の利点は明らかなように、自然光を利用した反射型液晶
表示パネルを用いた場合の色純度が良好で、かつ色均一
性に優れた投射画像の表示を容易に実現できることであ
る。

【０２８７】ダイクロイックミラー２１３ａ，２１３ｂ
はガラス基板に低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層
した誘電体多層膜を蒸着したものであり、色分離合成面
（光分離面３４１）はいずれも表示パネル１３４ａ，１
３４ｂ，１３４ｃの光変調層１６に対して４５゜の角度
で配置されている。

【０２８８】ランプ２１１ａから出射した光はコールド
ミラー２１１ｂ、ミラー２４１を経てダイクロイックミ
ラー２１３ａ，２１３ｂに順次入射する。ダイクロイッ
クミラー２１３ａ，２１３ｂに入射した光はＲ、Ｇ、Ｂ
の３原色光に分離され、それぞれ対応する３つの表示パ
ネル１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃに入射し、その反射
光は再びダイクロイックミラー２１３ａ，２１３ｂに入
射する。Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色光はダイクロイックミラー
２１３ａ，２１３ｂによって合成され、開口絞りを透過
した後、投射レンズ２１４によってスクーリーン（図示
せず）上に拡大投射される。

【０２８９】表示パネル１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ
に入射した光のうち、散乱状態の画素に入射し、散乱光
となって反射された光は投射レンズ２１４の開口絞り、
またはレンズ鏡筒（図示せず）の内壁によってその大部
分が遮光されて黒表示となる。一方、非散乱状態の画素
に入射し、正反射されて進行する光は投射レンズ２１４
の開口絞り、及び投射レンズ２１４を構成するレンズ群
を透過し、白表示としてスクリーン２５３に到達する。
このようにして表示パネル１３４ａ，１３４ｂ，１３４
ｃ上で散乱モード、非散乱モードとして変調された光学
像がスクリーン上に投射画像として表示される。

【０２９０】（図７１）に示す構成では、光源２１１か
ら出射する照明光の光軸２５２ａと表示パネル１３４に
よって反射された投射光の光軸２５２ｂとを含む平面
が、表示パネル１３４の中心法線とダイクロイックミラ
ー２１３ａ，２１３ｂの中心法線とを含む平面に対して
垂直に配置されているので、光軸２５２ａと光軸２５２
ｂを含む面はダイクロイックミラー２１３ａ，２１３ｂ
の色分離合成面と４５゜の角度をなしている。従って、
照明光、投射光ともに同じ入射角４５゜でダイクロイッ
クミラー２１３ａ，２１３ｂに入射させることができ
る。

【０２９１】ダイクロイックミラー２１３ａ，２１３ｂ
の分光透過率を（図７２（ａ）（ｂ））に示す。（図７
２（ａ））はダイクロイイクミラー２１３ａへの光線入
射角が４５゜の場合の分光透過率を示すもので、ダイク
ロイイクミラー２１３ａはＲ光を反射し、Ｇ光、Ｂ光を
透過するタイプである。また、（図７２（ｂ））はダイ
クロイイクミラー２１３ｂへの光線入射角が４５゜の場
合の分光透過率を示すもので、ダイクロイックミラー２
１３ｂはＢ光を反射し、Ｇ光を透過するタイプである。

【０２９２】本実施例の構成によれば、色分離の場合の
分光性能の、色合成した場合の分光性能が一致するた
め、（図７２（ａ）（ｂ））に示した分光性能をそのま
ま投射画像に反映することができる。

【０２９３】比較のため、以下に（図７１）の実施例と
同じダイクロイックミラーを用いて従来例で示した（図
２５）のように構成した場合について説明する。照明光
の光軸２５２ａが表示パネル１３４ａ，１３４ｂ，１３
４ｃへ仮に５゜で入射するように構成すると照明光の光
軸２５２ａと投射光の光軸２５２ｂは１０゜の角度をな
し、照明光のダイクロイックミラー２１３ａ，２１３ｂ
への入射角は４０゜、投射光のダイクロイックミアー２
１３ａ，２１３ｂへの入射角は５０゜となる。入射角が
４０゜の場合と入射角が５０゜の場合の分光透過率を
（図７３（ａ）（ｂ））に示す。（図７３（ａ））はダ
イクロイックミラー２１３ａ、（図７３（ｂ））はダイ
クロイックミラー２１３ｂの分光透過率を示したもの
で、図中の実線は光線の入射角が４０゜の場合、点線は
光線の入射角が５０゜の場合を示している。（図７３
（ａ）（ｂ））より、入射角依存による波長シフトのた
め照明光の分光性能と投射光の分光性能が大幅に異な
り、光の利用効率を低下させずに所望の色純度を得るこ
とは困難であることがわかる。

【０２９４】同様に、投射光と照明光のダイクロイック
ミラー２１３に入射する角度を考慮するという技術的思
想は（図２６）（図５８）にそのまま適用でき、（図３
４）、（図５９）のようにダイクロイックミラー２１３
がダイクロイックプリズム５９１におきかえられても同
様に適用できることは言うまでもない。

【０２９５】（図７７）の本発明の表示パネルをライト
バルブとして用いれば、（図７１）の構成を採用しなく
とも（（図２５）の配置の状態で）所望の色純度を得る
ことができる。以下、この方法について（図８１）を参
照しながら説明をする。

【０２９６】（図８１）中の（ａ）〜（ｅ）は（図２
５）の光学配置の状態での光の分光分布を示し、点線は
Ｐ偏光成分を、実線はＳ偏光成分を示している。ただ
し、分光分布は理解を容易にするために、波長帯域等は
モデル的に図示している。

【０２９７】まず、Ｐ偏光とＳ偏光を定義しておく。Ｐ
偏光とは、ダイクロイックミラーの平面の法線（ダイク
ロイックプリズムの場合は光分離面の法線）と光線の進
行方向を含む面上で振動する光を言う。Ｓ偏光とは前記
Ｐ光の振動方向と垂直な方向に振動する光を言う。

【０２９８】ダイクロイックミラーで反射した光はＳ偏
光の方がＰ偏光より帯域が広くなることが知られてい
る。逆にダイクロイックミラーを透過する光はＰ偏光の
方がＳ偏光の帯域より広くなる。

【０２９９】たとえば、前記ダイクロイックミラーがＲ
光を反射するダイクロイックミラーであれば、前記Ｒ光
のＳ偏光成分は広い帯域の波長の光が反射され、Ｒ光の
Ｐ偏光成分は広い帯域の波長の光が透過する。したがっ
て、Ｓ偏光のＲ光はＧ光の帯域に近い光も反射し、Ｐ偏
光のＲ光はＧ光の帯域に近い光も透過する。つまり、ダ
イクロイックミラーでＲ光の分離が良好に行なえないこ
とを意味する。従来例でも示したようにこれが色相を劣
化させる要因である。ＴＮ液晶表示パネル等では偏光板
を用い、ＰまたはＳ偏光の一方のみを用いて光変調を行
なうから課題とならないが、偏光を用いない方式の表示
パネルでは課題となる。

【０３００】ランプ２１１ａから反射した光はミラー２
４１で反射される。その光の分光分布を（図８１
（ａ））で示す。（図８１（ａ））〜（図８１（ｅ））
のグラフの横軸は光の波長（ｎｍ）である。ダイクロイ
ックミラー２１３ａはＲ光の光を反射し、その分光分布
を（図８１（ｂ））に示す。ダイクロイックミラー２１
３ｂはＢ光の光を反射し、Ｇ光の光を透過する。反射さ
れたＢ光の分光分布を（図８１（ｃ））に、透過したＧ
光の分光分布を（図８１（ｄ））に示す。なお、ダイク
ロイックミラー２１３ｃはＲ光の帯域を狭くし、色純度
を向上させている。

【０３０１】（図８１）に示すようにダイクロイックミ
ラーを光軸２５１に対して略４５°に傾けて配置した
時、反射する光の分光分布は理論的にＳ軸光の方が帯域
が広く、Ｐ偏光の方が狭くなる。入射角度が小さくなれ
ば、Ｐ偏光とＳ偏光の帯域は一致してくるが、色分離色
合成の光学系は大きくなってしまう。この現象に対処す
る一方法が（図７１）の構成であった。

【０３０２】液晶表示パネル１３４の液晶層１６が透過
状態の時、ダイクロイックミラー２１３ａ、２１３ｂで
色分離された光（図８１（ｂ）（ｃ）（ｄ））は液晶表
示パネル１３４の反射電極２７３で反射され、再びダイ
クロイックミラー２１３ａ、２１３ｂに入射して色合成
される。つまり、（図８１（ｂ）（ｃ）（ｄ））の分光
分布はそのまま維持される。前記ダイクロイックミラー
で合成された光の分光分布を（図８１（ｅ））に示す。
前記分光分布の光は投写レンズ２１４に入射し、スクリ
ーンに投映される。

【０３０３】（図８１（ｅ））でわかるとおり、Ｒ、
Ｇ、Ｂ光の波長帯域はオーバーラップしていることがわ
かる。これはダイクロイックミラーを反射する光の帯域
がＰ偏光とＳ偏光で異なるために生じる。Ｇ光を変調す
る表示パネル１３４ｃに入射する光のうちＳ偏光の光
は、Ｒ光およびＢ光の帯域の光を含んでいる。したがっ
て、表示パネル１３４ｃは本来Ｇ光のみを変調する必要
があるのに、Ｒ光およびＢ光をも変調することになる。
したがって、投写型画像の色相が低下することになる。

【０３０４】この課題を解決するため、本発明では（図
７７）で説明したように透明基板７７１に光の帯域制限
機能をもたせている。つまり、透明基板７７１に入射し
た光（光吸収フィルタの機能を透明基板が具備する時）
が液晶層１６で変調され、再び透明基板７７１から出射
される際に光の帯域を制限する。なお、透明基板７７１
に誘電体薄膜からなる干渉膜が形成されて干渉フィルタ
を構成する時は液晶層１６に光が入射する前に入射光の
一部の帯域反射されて帯域制限される。帯域制限はライ
トバルブ１３５に入射するＰ偏光とＳ偏光のうち帯域の
狭い方を帯域幅として制限する。このように構成すれば
（図８１（ｅ））に示すような光の帯域のオーバーラッ
プはなくなり、色純度のよい表示画像を実現できる。

【０３０５】また（図８０）は表示パネル１３４の入射
側に平凹レンズ８０１をオプティカルカップリングした
構成である。さらに平凹レンズ８０１に近接させて正レ
ンズ８０２を配置している。そして、平凹レンズ８０１
と正レンズ８０２とで全体として凸レンズとして機能さ
せ、前記凸レンズ８０２は出力部収束レンズ５１７とし
て作用させている。つまり、（図８０）の構成では（図
５７）で示す出力部収束レンズ５１７を用いず、平凹レ
ンズ８０１と正レンズ及び後群レンズ５１１ａとで、絞
り５１６と絞り５１８をお互いに共役の関係としてい
る。

【０３０６】平凹レンズ８０１及び８０２は２次散乱光
を防止する機能を有して表示コントラストを向上させて
いる。また、正レンズ８０２は平凹レンズ８０１に近接
させてはめ込み、かつ、前記２つのレンズで出力部収束
レンズ５１７として機能させているのでスペースをとら
ない。したがって、投写レンズあるいは照明光学系のバ
ックフオーカスを長くする必要がなく光学設計が容易と
なる。以上のことは本発明の他の実施例においても適用
される。もちろん平凹レンズは（図１５）に示すような
反射光吸収板２３ａの構成でよく、また、（図７７）の
ように透明基板２４を着色等した構成あるいは（図７
８）の光吸収部７８１を有する構成でもよい。

【０３０７】また、レンズアレイ５１４等を用いる構成
は、（図２１）のように３つの投写レンズ２１４をもつ
投写型表示装置にも適用できる。その構成図を（図７
９）に示す。（図５２）の構成が３系統あると考えれば
よいであろう。したがって説明は省略する。

【０３０８】本発明の反射光吸収板２３に関する技術的
思想は投射型表示装置のライトバルブとしてのみでな
く、たとえばビデオカメラに用いる表示装置（ビューフ
ァインダと呼ぶ）にも採用できる。以下、本発明の表示
パネルをビューファインダのライトバルブとして採用し
た実施例を説明する。

【０３０９】（図６０）は本発明のビューファインダの
外観図であり、（図６１）および（図６２）は（図６
０）の断面図である。ボデー６０１の内部には、集光レ
ンズ６１４および表示パネル１３４を取り付けた取り付
けホルダー６１７が配置されている。また、取り付けホ
ルダー６１７の内部には拡大レンズ６１５を有する接眼
リング６１６が配置されている。６１１は蛍光発光管で
あり、蛍光発光管６１１が放射する光は遮光板６１２の
中央部の穴６１３から出射される。ボデー６０１、取り
付けホルダー６１７等は不要光を吸収するために、内面
を黒色あるいは暗色に塗装している。なお、蛍光発光管
６１１は発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光発光素子（Ｖ
ＦＤ）等を用いてもよい。あるいは、面発生源等を用い
ることもできる。

【０３１０】取り付けホルダー６１８を観察者側に引っ
ぱることにより、取り付けホルダー６１７が引っぱら
れ、（図６２）の配置となる。（図６１）はビューファ
インダを用いない時、つまり収納した状態を示してい
る。（図６２）の状態のときに、集光レンズ６１４の焦
点位置が発光素子６１１の発光面となるようにしてい
る。取り付けホルダー６１７を移動することにより、収
納時にビューファインダの体積を小さくでき、また全長
を短くすることができる。

【０３１１】一例として、表示パネル１３４の表示領域
の対角長は２８ｍｍであり、集光レンズ６１４は有効直
径が３０ｍｍ、焦点距離が１５ｍｍとする。集光レンズ
６１４は平凸レンズであり、平面を発光素子６１１側に
向けている。なお、集光レンズ６１４、拡大レンズ６１
５はフレネルレンズに置き換えてもよい。フレネルレン
ズにすればビューファインダの体積を小さくでき、ま
た、軽量化できる。表示パネル１３４には反射光吸収板
２３が貼り付けられている。６１２は中央部に円形の穴
６１３のあいた遮光板である。発光素子６１１から光が
放射される領域を小領域にする機能を有している。穴６
１３の面積が大きくなると表示パネル１３４の表示画像
は明るくなるが、コントラストは低下する。これは集光
レンズで６１４に入射する光量は多くなるが、入射光の
指向性が悪くなるためである。

【０３１２】発光素子６１１から広い立体角に放射され
た光は、集光レンズ６１４により平行に近く、指向性の
狭い光に変換され、表示パネル１３４の対向電極（図示
せず）側から入射する。観察者は接眼カバー６０２に眼
を密着させて、表示パネル１３４の表示画像を見ること
になる。つまり、観察者の瞳の位置はほぼ固定されてい
る。表示パネル１３４の全画素が光を直進させる場合を
仮定した時、集光レンズ６１４は発光素子６１１から放
射され、集光レンズ６１４の有効領域に入射する光が拡
大レンズ６１５を透過した後にすべて観察者の瞳に入射
するようにしている。このようにして観察者は、表示パ
ネル１３４の小さな表示画像を拡大して見ることができ
る。つまり、拡大した虚像を見ることができる。

【０３１３】ビューファインダは観察者の瞳の位置が接
眼カバー６０２によりほぼ固定されるため、その背後に
配置する光源は指向性が狭くてもよい。光源として蛍光
管を用いたライトボックスを用いる従来のビューファイ
ンダでは、表示パネル１３４の表示領域とほぼ同じ大き
さの領域から、ある方向の微小立体角内に進む光だけが
利用され、他の方向に進む光は利用されない。つまり、
光利用効率が非常に悪い。

【０３１４】本発明では、発光体の小さな光源を用い、
その発光体から広い立体角に放射される光を集光レンズ
６１４により平行に近い光に変換する。こうすると、集
光レンズ６１４からの出射光は指向性が狭くなる。観察
者の視点が固定されておれば前述の狭い指向性の光でも
ビューファインダの用途に十分となる。発光体の大きさ
が小さければ、当然、消費電力も少ない。以上のよう
に、本発明のビューファインダは観察者が視点を固定し
て表示画像を見ることを利用している。通常の直視表示
パネルでは一定の視野角が必要であるが、ビューファイ
ンダは所定方向から表示画像を良好に観察できれば用途
として十分である。なお、本発明のビューファインダと
ビデオカメラとも取り付け金具６０３でビデオカメラに
固定される。

【０３１５】表示パネル１３４には（図４６）に示すよ
うにカラーフィルタ４６１が取り付けられている。画素
配置はいわゆる正方配置である。なお、デルタ配置でも
よい。カラーフィルタ４６１はＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの
色を透過させる。カラーフィルタ４６１の構成物により
各色の膜厚を制御してもよい。カラーフィルタ４６１の
膜厚は、カラーフィルタの作製時に調整して形成する。
つまり、カラーフィルタ４６１の膜厚をＲ、Ｇ、Ｂで変
化させる。カラーフィルタ４６１の膜厚により、各画素
上の液晶の膜厚１６はそれぞれのカラーフィルタ４６１
色に応じて調整する事ができる。Ｒの画素は液晶層の膜
厚１６を厚くする。ＰＤ表示パネルではＲ光において散
乱特性が悪いからである。

【０３１６】接眼リング６１６のボデー６０１への挿入
度合を調整することにより、観察者の視力に合わせてピ
ント調整を行なうことができる。なお、接眼カバー６０
２により観察者の眼の位置が固定されるので、ビューフ
ァインダの使用中に視点位置がずれることはほとんどな
い。視点が固定されておれば、表示パネル１３４への光
の指向性が狭くても観察者は良好な画像を見ることがで
きる。さらに良好に見えるようにするには、発光素子６
１１からの光の放射方向を最適な方向に移動させればよ
い。

【０３１７】（図６３）は本発明のビューファインダに
用いる発光素子６１１の一実施例としての蛍光発光管の
断面図である。（図６３）に示すように、蛍光発光管は
外観としては豆電球状の形状である。６３１はガラスか
らなるケースであり、直径は５ｍｍ〜２０ｍｍである。
６３３はフィラメントである。直流４Ｖ〜８Ｖ程度の電
圧を印加することによりフィラメント６３３はを加熱さ
れる。６３４はアノードであり、印加電圧は直流１５〜
２５Ｖ程度である。アノード電圧により、フィラメント
６３３の加熱により放出された電子は加速される。ケー
ス６３１内には水銀分子（図示せず）が封入されてお
り、前記加速された電子は水銀分子と衝突する事により
紫外線を放出する。この紫外線が蛍光体６３２を励起し
可視光が発生する。このような発光素子６１１としてミ
ニパイロ電機社製の蛍光発光管（ルナライト０７シリー
ズ）がある。発光管の直径は７ｍｍであり、ヒーター電
圧５Ｖ、アノード電圧２３Ｖの直流を印加して用いる。

【０３１８】駆動はパルス駆動を行うことにより、放射
する光量を調整できる。パルスの周期は３０ヘルツ以上
とし、好ましくは６０ヘルツ以上とする。アノードに印
加する電圧をパルス信号とすることにより、パルス幅に
比例して放射光量を可変できる。

【０３１９】なお、（図６３（ｂ））で示すように、ケ
ース６３１上に遮光膜６３５を形成し、発光素子からで
る光の放射面積を小さくすれば、（図６１）に示すよう
な遮光板６１２は必要でなくなる。

【０３２０】以上のように、本発明のビューファインダ
は発光素子６１１の小さな発光体から広い立体角に放射
される光を、集光レンズ６１４により効率良く集光する
ので、蛍光管を用いた面光源のバックライトを用いる場
合に比較して、光源の消費電力を大幅に低減することが
できる。また、反射光吸収板２３もごく薄いので十分な
ハレーション防止効果を得ることができ、ライトバルブ
１３５が大きくなることもなく、高コントラスト表示を
実現できる。

【０３２１】また、集光レンズ６１４と発光素子６１１
との距離を可変可能に構成しているため、ビューファイ
ンダを用いる時には、ビューファインダの体積および全
長を短くすることができる。ビデオカメラはコンパクト
さが望まれており、本発明のビューファインダを用いれ
ば、低消費電力およびコンパクト化の両方を実現でき
る。

【０３２２】本発明の技術的思想はビューファインダの
他にも適用できる。たとえば（図６４）に図示した直視
モニターがある。（図６２）から拡大レンズ６１５等を
とりのぞき、かつ集光レンズ６１４をフレネルレンズ６
４１にしたものが該当する。フレネルレンズを用いるの
は、表示パネルのサイズが３インチ以上と比較的大き
く、凸レンズ６１４であれば大きくなり、また重量も重
くなってしまうからである。フレネルレンズ６４１を用
いれば大口径のレンズを容易に作製でき、かつ軽量化を
図れる。しかし、フレネルレンズのピッチと表示パネル
１３４の画素とが干渉し、モアレが発生することがあ
る。モアレの効果は（数１８）（数１９）を考慮すれば
実用上十分な程度に軽減できる。

【０３２３】発光素子６１１から放射された光はミラー
２４１で反射されて、表示パネル６４１に入射する。表
示パネル１３４は前記白色光を映像信号に応じて変調さ
せる。反射光吸収板２３は光結合層１４を介して表示パ
ネル１３４に貼りつけられている。前記反射光吸収板２
３は前記表示パネル１３４が散乱する光が、２次散乱光
となるのを防止する。

【０３２４】（図６４）は点光源６１１を用いるもので
あった。光源は面光源であってもよい。たとえば（図６
５）が例示される。導光板６５２の一端には棒状の蛍光
管６５１が取り付けられており、前記蛍光管６５１から
放射される光が導光板６５２内で乱反射し、導光板６５
２が面光源となる。

【０３２５】プリズム板６５３はあらゆる方向に導光板
６５２から出射する光線を一定の角度範囲内の光だけ
を、表示パネル１３４に照射するように制御する。表示
パネル１３４は映像信号に応じて散乱状態の変化として
光学像を形成する。プリズム板６５３はプリズムの頂角
が表示パネル１３４側に向くように配置する。

【０３２６】プリズム６６１によって拡散光の指向性が
制御される様子を（図６６（ａ））を用いて説明する。
（図６６（ａ））において光の進行方向を矢印で示す。
プリズム６６１の平面側から拡散光を入射すると、プリ
ズム６６１の平面上の点Ａにはあらゆる角度から光が入
り込んでくる。プリズム６６１に入射すると光線はスネ
ルの法則にしたがって空気とガラスの屈折率差に応じて
曲がる。ガラスの屈折率のほうが空気と比べて大きいの
でガラス内では曲がる角度は小さくなる。プリズム６６
１から出射する光線はプリズム６６１の側面から、入射
したときと同様にスネルの法則にしたがって曲がって出
射する。出射するときは反対に空気中に出ると曲がる角
度は大きくなるが、プリズム６６１の側面が傾いている
のでプリズム板に垂直な方向からすれば角度は小さく指
向性が高くなったといえる。さらにはこのプリズム６６
１の頭頂角の角度を大きくする、すなわち側面の傾きを
大きくするほど出射光線の指向性は高くなる。

【０３２７】（図６５）におけるプリズム板６５３の斜
視図を（図６６（ｂ））に示す。プリズム板６５３はプ
リズム６６１をストライプ状に並べた構成のシートにな
ったものである。（図６６（ｂ））に示すようなプリズ
ム板６５３はプリズムを並べた方向には光の指向性を高
められるが、それと直交する方向には全く効果がない。
両方向に光の指向性を高めるには（図６７）に示すよう
な四角錐を並べたような構造のプリズム板６７１を用い
るとよい。

【０３２８】（図６１）（図６５）に示す表示装置はポ
ケットテレビ、携帯端末のモニタ、ラップトップパーソ
ナルコンピュータなどの表示モニタ、テレビ電話の画像
表示モニタ、ヘッドマウントディスプレイなどにも採用
できることは言うまでもない。

【０３２９】光変調手段１３４はＰＤ表示パネルあるい
は（図７）等に示す回折表示パネルのみに限定されるも
のではない。たとえば（図７４）に示すようなプラズマ
ディスプレイ（ＰＤＰ）７５１であってもよい。ＰＤＰ
は裏面ガラス基板７５０にデータ電極７４９、白色誘電
体層７４８、白隔壁７４７、蛍光体層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が
形成されている。前面ガラス基板７４１に面放電電極７
４２、透明誘電体層７４３、黒隔壁７４５が形成されは
りあわされている。

【０３３０】ＰＤＰ７５１には直流方式（ＤＣ）と交流
方式（ＡＣ）の２種類があるが、どちらでもよい。ＰＤ
Ｐ７５１は蛍光体層７４６を有しており、前記蛍光体層
７４６は発光の際、光を散乱させる。本発明ではＰＤＰ
７５１の前面ガラス基板７４１に反射光吸収板２３を配
置する。前記反射板２３により散乱光によるハレーショ
ンを防止することができる。

【０３３１】その他、通常の直視テレビあるいは投射型
テレビのブラウン管（ＣＲＴ）６８１にも本発明の技術
的思想は適用できる。ＣＲＴ６８１も蛍光面６８３を有
しており、前記蛍光面６８３は電子ビーム６８２があた
ることにより発光し、発光により発生した光は散乱光６
８５となる。

【０３３２】投射型テレビのＣＲＴ６８１の光出射面に
は凹レンズ６８６が配置されている。凹レンズ６８６内
に反射光吸収板２３を配置することにより、もしくは反
射光吸収板２３と類似構成を形成することにより、不要
な散乱光を吸収することができる。したがって、表示コ
ントラスト特にウィンドウコントラストを向上できる。
なお、直視テレビではフェイスガラス面に反射光吸収板
２３を配置もしくは貼りつければよい。

【０３３３】また、（図２３）に示すような投射型テレ
ビに用いるスクリーン２５３にも応用できる。応用した
構成の説明図を（図６９）に示す。一般的に、スクリー
ン２５３はレンチキュラ板７０１とフレネルレンズ７０
２が貼りあわされた構成である。前記レンチキュラ板に
反射光吸収板２３を配置すれば不要な反射光を防止でき
る。

【０３３４】反射光吸収板２３は、レンチキュラ板７０
１の平面部あるいはフレネルレンズ７０２の平面部に貼
りつけてもよい。同様に、不要な反射光を防止できると
いう効果が発揮できるからである。

【０３３５】なお、フレネルレンズ７０２のレンズとレ
ンズの間には遮光膜７０３を形成することが好ましい。
前記レンズとレンズ間は光の集光あるいは拡散に寄与せ
ず、前記間を通過する光は表示画像に悪影響を与えるた
めである。遮光膜７０３を形成すれば、前記レンズ間を
通過する光を吸収あるいは反射でき、表示画像に悪影響
を与えることを抑制できる。

【０３３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光吸収壁
２０により透明板を、複数の領域に所定の関係となるよ
うに区分することにより、空気との界面で反射し、ハレ
ーションまたは２次散乱となる光を防止することができ
る。また、この透明板（反射光吸収板）を表示パネル等
に用いることにより表示コントラストが高く、かつ高輝
度の投射型表示装置を構成できる。

【０３３７】また、透明基板２４等に色フィルタの機能
をもたせることにより、２次散乱の発生割合を防止で
き、表示コントラストを向上できる。また、透明基板２
４等に光帯域制限の機能をもたせることにより（図８
１）で説明したように、各色のオーバーラップを防止で
き、色純度の高い画像表示を実現できる。これらの本発
明の表示装置を本発明の投写型表示装置に用いることに
より良好な画像表示を行えることは言うまでもない。ま
た、（図８０）に示すように平凹レンズ８０２と正レン
ズ８０３とを組み合わせ、フィールドレンズとして機能
させれば、色合成系のダイクロイックミラーの配置設計
及び絞り５１６と５１８との共役設計がやりやすくなる
という効果もある。さらに（図３２）のように出力部収
束レンズ５１７のかわりに平凹レンズ８０１と正レンズ
８０２の組み合わせればさらに光学設計は容易になり、
全体として、光学部品数を低減でき低コスト化を実現で
きる。

【０３３８】以上述べたように、本発明の投写型表示装
置は、照明光と投写レンズの有効Ｆナンバーを有益かつ
容易に整合させることができるため、投写レンズ内の迷
光を低減させて投写画像のコントラストを向上できる。
特に高分子分散液晶表示パネルを用いた場合、光損失を
増加させることなくコントラストの優れた投写画像を提
供できる。また，画質を低下させることなく、容易に投
写画像の明るさとホワイトバランスを調整できる投写型
表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射光吸収板および表示パネルの説明
図

【図２】本発明の反射光吸収板の説明図

【図３】本発明の他の実施例における反射光吸収板の説
明図

【図４】ＭＴＦの説明図

【図５】本発明の表示パネルの効果の説明図

【図６】本発明の反射光吸収板および表示パネルの説明
図

【図７】本発明の表示パネルの説明図

【図８】本発明の表示パネルの説明図

【図９】本発明の表示パネルの説明図

【図１０】本発明の表示パネルの説明図

【図１１】本発明の表示パネルの断面図

【図１２】本発明の表示パネルの断面図

【図１３】本発明の表示パネルの説明図

【図１４】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図１５】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図１６】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図１７】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図１８】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図１９】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図２０】本発明の表示パネルの他の実施例における説
明図

【図２１】本発明の投射型表示装置の構成図

【図２２】本発明の投射型表示装置の斜視図

【図２３】リア型投射型表示装置の構成図

【図２４】透過型の表示パネルをライトバルブとして用
いる投射型表示装置の構成図

【図２５】反射型の表示パネルをライトバルブとして用
いる投射型表示装置の構成図

【図２６】本発明の表示パネルをライトバルブとして用
いる投射型表示装置の構成図

【図２７】本発明の反射型の表示パネルの断面図

【図２８】本発明の反射型の表示パネルの特性図

【図２９】本発明の反射型の表示パネルの特性図

【図３０】本発明の反射型の表示パネルの特性図

【図３１】本発明の反射型の表示パネルの特性図

【図３２】本発明の反射型の表示パネルの断面図

【図３３】本発明の反射型の投射型表示装置の構成図

【図３４】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の斜視図

【図３５】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の構成図

【図３６】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の構成図

【図３７】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の構成図

【図３８】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の構成図

【図３９】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の構成図

【図４０】本発明の投射型表示装置に用いる光分離（合
成）素子の構成図

【図４１】本発明の他の実施例における投射型表示装置
の構成図

【図４２】本発明の投射型表示装置の説明図

【図４３】偏光を用いる本発明の投射型表示装置の構成
図

【図４４】（図４３）の投射型表示装置の説明図

【図４５】（図４３）の投射型表示装置の説明図

【図４６】カラーフィルタの説明図

【図４７】本発明の表示パネルの駆動方法の説明図

【図４８】本発明の表示パネルの駆動方法の説明図

【図４９】一枚の表示パネルでカラー画像を表示する投
射型表示装置の構成図

【図５０】一枚の表示パネルでカラー画像を表示する投
射型表示装置の構成図

【図５１】本発明の他の実施例における投射型表示装置
の構成図

【図５２】（図５１）の投射型表示装置の光学部品の説
明図

【図５３】（図５１）の投射型表示装置の光学部品の説
明図

【図５４】（図５１）の投射型表示装置の光学部品の説
明図

【図５５】（図５１）の投射型表示装置の光学部品の説
明図

【図５６】（図５１）の投射型表示装置の光学部品の説
明図

【図５７】（図５１）の基本構成でカラー表示できるよ
うにした投射型表示装置の構成図

【図５８】光書き込み型表示パネルをライトバルブとし
て用いた投射型表示装置の構成図

【図５９】プリズムを用いた投射型表示装置の構成図

【図６０】本発明のビューファインダの外観図

【図６１】本発明のビューファインダの断面図（不使用
時）

【図６２】本発明のビューファインダの断面図（使用
時）

【図６３】本発明のビューファインダに用いる発光素子
の構成図

【図６４】本発明の表示装置の断面図

【図６５】直視型の本発明の表示装置の断面図

【図６６】本発明の表示装置に用いるプリズムの説明図

【図６７】プリズム板の説明図

【図６８】本発明の反射光吸収板をＣＲＴに適用した際
の構成図

【図６９】本発明の反射光吸収板をスクリーンに適用し
た際の構成図

【図７０】高分子分散液晶の動作の説明図

【図７１】本発明の反射型投射型表示装置の斜視図

【図７２】ダイクロイックミラーの分光特性図

【図７３】ダイクロイックミラーの分光特性図

【図７４】本発明のＰＤＰ表示パネルの説明図

【図７５】本発明の投射型表示装置の説明図

【図７６】本発明の投射型表示装置の説明図

【図７７】本発明の表示装置の断面図

【図７８】本発明の表示装置の断面図

【図７９】本発明の投射型表示装置の構成図

【図８０】本発明の投射型表示装置の構成図

【図８１】本発明の投射型表示装置の説明図

【符号の説明】

１１対向基板１２アレイ基板１３微小領域１４光結合層１５透明部材１６光変調層１７散乱光１８透過光１９反射光線２０光吸収膜（壁）２１光出射面２２入射光線２３反射光吸収板２４透明基板５１光吸収膜６１表示領域７１回折光７２透明電極７３液晶７４回折格子７５ガラス基板８１光スポット１０１画素電極１０２対向電極１０３ソース信号線１０４低誘電体膜１０５電気力線１１１低誘電体柱１２１黒色ビーズ１２２ＢＭ１２３絶縁膜１３１ＴＦＴ１３２遮光膜１３３封止樹脂１３４表示パネル１３５ライトバルブ１４１反射防止膜２０１正レンズ２１１光源２１１ａランプ２１１ｂ凹面鏡２１１ｃＵＶＩＲカットフィルタ２１２リレーレンズ２１３ダイクロイックミラー２１５、２１６レンズ２１４投射レンズ２１７アパーチャ２２２フィールドレンズ２３１光学系ブロック２３２キャビネット２４１ミラー２５１光軸２５２ａ入射光線（照明光軸）２５２ｂ出射光線（投射光軸）２７５絶縁体膜２７１対向電極２７２低誘電体膜２７３反射電極２７４接続部３２２放熱板３２３接着剤３４１光分離面３４２ダイクロイックプリズム３５１光吸収膜３５２光入出射面３６１凹レンズ４０２容器４０３エチレングリコール液４３１偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４５１投射画面４５２画素４６１カラーフィルタ５０１マイクロレンズアレイ５０２マイクロレンズ５１１ａ後群レンズ５１１ｂ前群レンズ５１２発光体５１３実像５１４入力部収束レンズアレイ５１５中央部収束レンズアレイ５１６絞り（照明光側）５１７出力部収束レンズ５１８絞り（投射レンズ側）５１９入力部収束レンズ５２０中央部収束レンズ５２１二次発光体５２４光軸５８１ＣＲＴ５９１プリズム６０１ボデー６０２接眼カバー６０３取り付け金具６１１蛍光発光管６１２遮光板６１３穴６１４集光レンズ６１５拡大レンズ６１６レンズ取付ホルダー６１７取付ホルダー６３１ケース６３２蛍光体６３３フィラメント６３４アノード６３５遮光膜６４１フレネルレンズ６４２光線６５１蛍光管６５２導光板６５３、６７１プリズム板６６１プリズム６８１ＣＲＴ６８２電子ビーム６８３蛍光面６８４光出射面６８５散乱光６８６凹レンズ６９１水滴状液晶６９２ポリマー７０１レンチキュラ板７０２フレネルレンズ７０３遮光膜７４１前面ガラス基板７４２面放電電極（バス電極付透明電極）７４３透明誘電体層７４５黒隔壁７４６蛍光体層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）７４７白隔壁７４８白色誘電体層７４９データ電極７５０裏面ガラス基板７７１着色基板７７２光吸収基板７８１減光壁８０１凹レンズ８０２、８０３凸レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極を有する第１の部材と、第２の電極を有する第２部材と、前記第１の部材と第２の部材間に狭持された光変調層と
を具備し、前記第１と第２の部材のうち少なくとも一方の部材にお
いて、前記部材が空気と接する面と光変調層間に、前記
光変調層で変調した光を吸収する光吸収手段が配置もし
くは形成されていることを特徴とする表示パネル。
【請求項２】光変調層は、入射光を散乱もしくは回折さ
せて光学像を形成することを特徴とする請求項１記載の
表示パネル。
【請求項３】光吸収手段は光変調層と対面する位置に、
かつ略全域にわたり形成もしくは配置されていることを
特徴とする請求項１記載の表示パネル。
【請求項４】第１の電極を有する第１の部材と、第２の電極を有する第２の部材と、前記第１の部材と第２の部材間に狭持された光変調層と
を具備し、前記第１の部材と第２の部材のうち少なくとも一方の部
材において、前記部材が複数の領域に区切られ、前記領
域間に、かつ、前記部材の厚み方向に略壁状に光吸収手
段が配置もしくは充填されていることを特徴とする表示
パネル。
【請求項５】光変調層は、入射光を散乱もしくは回折さ
せて光学像を形成することを特徴とする請求項４記載の
表示装置。
【請求項６】光透過性を有する部材が、光吸収手段によ
り複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記部材
の厚み方向に略壁状に形成もしくは配置されており、前
記光吸収手段により区切られた領域の最大幅をｄ、前記
光吸収手段の高さをｔ、前記部材の屈折率をｎとした
時、次の条件を満足することを特徴とする反射光吸収
板。【数１】
【請求項７】部材は、厚み方向に光吸収膜もしくは光吸
収手段が形成された領域と、形成されていない領域の２
層構成であることを特徴とする請求項１または請求項６
記載の反射光吸収板。
【請求項８】第１の電極が形成された第１の基板と、第
２の電極が形成された第２の基板との間に液晶を狭持さ
せた光変調手段と、光透過性を有する部材が、光吸収手段により複数の領域
に区切られ、前記光吸収手段は、前記部材の厚み方向に
略壁状に形成もしくは配置されており、前記光吸収手段
により区切られた領域の最大幅をｄ、前記光吸収手段の
高さをｔ、前記部材の屈折率をｎとした時、次の条件を
満足することを特徴とする反射防止手段とを具備し、【数２】前記光変調手段の第１の基板と第２の基板のうち少なく
とも一方に、前記反射防止手段が配置されていることを
特徴とする表示装置。
【請求項９】第１の基板と第２の基板のうち少なくとも
一方に、反射防止手段が、光結合層を介して接続されて
いることを特徴とする請求項８記載の表示装置。
【請求項１０】反射防止手段は、厚み方向に光吸収手段
が形成された領域と、形成されていない領域の２層構成
であることを特徴とする請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】光変調手段は光散乱状態の変化として光
変調をおこなうことを特徴とする請求項９記載の表示装
置。
【請求項１２】光変調手段は回折状態の変化として光変
調をおこなうことを特徴とする請求項９記載の表示装
置。
【請求項１３】ＣＲＴにあって、前記ＣＲＴの蛍光面と
光出射面間に、反射防止手段が形成もしくは配置されて
おり、前記反射防止手段は、前記蛍光面に略垂直に形成もしく
は配置された光吸収手段により複数の領域に区切られた
構成であり、前記光吸収手段により区切られた領域の最
大幅をｄ、前記光吸収手段の高さをｔ、前記部材の屈折
率をｎとした時、次の条件を満足することを特徴とする
反射光吸収板。【数３】
【請求項１４】マトリックス状に配置された画素電極が
形成された第１の基板と、対向電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板間に狭持された高分子分散
液晶層と、光透過性を有する部材であって、前記部材が光吸収手段
により複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記
部材の厚み方向に略壁状に形成もしくは配置された反射
防止手段と、光結合層とを具備し、前記高分子分散液晶層への光入射面もしくは光出射面の
うち少なくとも一方に、前反射防止手段が光結合層を介
して配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】光吸収手段により区切られた領域の最大
幅をｄ、前記光吸収手段の高さをｔ、前記部材の屈折率
をｎとした時、次の条件を満足することを特徴とする請
求項１４記載の表示装置。【数４】
【請求項１６】光発生手段と、前記光発生手段から放射される光を略平行光に変換する
集光手段と、前記集光手段からの出射光を変調する高分子分散液晶表
示パネルと、反射防止手段と、前記表示パネルの光学像を拡大し、かつ拡大した光学像
を観察者に見えるようにする拡大表示手段をと具備し、前記反射防止手段は、光透過性を有する部材であって前
記部材が光吸収手段により複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記部材の厚み方向に略壁状に形成
もしくは配置され、光吸収手段により区切られた領域の最大幅をｄ、前記光
吸収手段の高さをｔ、前記部材の屈折率をｎとした時、
次の条件を満足することを特徴とするビューファイン
ダ。【数５】
【請求項１７】集光手段はフレネルレンズであることを
特徴とする請求項１６記載のビューファインダ。
【請求項１８】集光手段と光発生手段との距離を変化で
きることを特徴とする請求項１６記載のビューファイン
ダ。
【請求項１９】光透過性を有する部材が、光吸収手段に
より複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記部
材の厚み方向に略壁状に形成もしくは配置されており、
前記光吸収手段により区切られた領域の最大幅をｄ、前
記光吸収手段の高さをｔ、前記部材の屈折率をｎとした
時、次の条件を満足する反射防止手段と、【数６】フレネルレンズと、レンチキュラとを具備することを特
徴とする表示装置。
【請求項２０】光発生手段と、前記光発生手段から放射される光を変調する光変調手段
と、光透過性を有する部材であって前記部材が光吸収手段に
より複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記部
材の厚み方向に略壁状に形成もしくは配置されている反
射防止手段と、前記光変調手段で変調された光を投射する投射手段とを
具備し、前記投射手段により投射された、前記光変調手
段の光学像のモシ゛ュレーショントランスファーファンクションが２０％以下
をなるように、前記反射防止手段と前記光変調手段との
距離が規定されていることを特徴とする投射型表示装
置。
【請求項２１】光発生手段と、前記光発生手段から放射される光を変調する光変調手段
と、光透過性を有する部材であって前記部材が光吸収手段に
より複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記部
材の厚み方向に略壁状に形成もしくは配置されている反
射防止手段と、前記光変調手段で変調された光を投射する投射手段と、前記光変調手段と前記反射防止手段とを光学的に結合す
る光結合材とを具備し、前記吸収手段により区切られた領域の最大幅をｄ、前記
光吸収手段の高さをｔ、前記部材の屈折率をｎとした
時、次の条件を満足することを特徴とする投射型表示。【数７】
【請求項２２】光変調手段は、光散乱状態の変化として
光変調をおこなう表示パネルであることを特徴とする請
求項２１記載の投射型表示装置。
【請求項２３】光変調手段は、回折状態の変化として光
変調をおこなう表示パネルであることを特徴とする請求
項２１記載の投射型表示装置。
【請求項２４】光透過性を有する部材が、光吸収手段に
より複数の領域に区切られ、前記光吸収手段は、前記部
材の厚み方向に略壁状に形成もしくは配置されている反
射光吸収板と、蛍光板が発光することにより画像を表示する表示手段
と、前記表示手段の光出射面に、前記反射光吸収板が配
置もしくは、光結合層を介して前記光出射面に接続され
ていることを特徴とする表示装置。
【請求項２５】表示手段はプラズマ表示装置であること
を特徴とする請求項２４記載の表示装置。
【請求項２６】反射防止手段において、前記吸収手段に
より区切られた領域の最大幅をｄ、前記光吸収手段の高
さをｔ、前記部材の屈折率をｎとした時、次の条件を満
足することを特徴とする請求項２４記載の表示装置。【数８】
【請求項２７】マトリックス状に配置された画素電極が
形成された第１の電極基板と、対向電極が形成された第２の電極基板と、前記第１と第２の基板間に狭持された光散乱状態の変化
として光学像を形成する光変調層と、前記光変調層に入射する光の帯域を制限する光学的フィ
ルタと、透明部材とを具備し、第１の基板と第２の電極基板のうち少なくとも一方に、
前記電極基板と前記光学的フィルタとが光学的に接続さ
れ、前記光学的フィルタと透明部材とが光学的に接続され手
いることを特徴とする表示装置。
【請求項２８】前記透明部材は平凹レンズであり、前記平凹レンズは、光変調層から出射された光の一部を
吸収する機能を有することを特徴とする請求項２７記載
の表示装置。
【請求項２９】発光体を有する光発生手段と、光散乱状態の変化として光学像を形成する光変調手段
と、前記発光体の放射する光を集光かつ収斂せしめて二次発
光体を形成する二次発光体形成手段と、前記光変調手段が形成する光学像を投写する投写手段
と、前記光変調手段の光入射側に配置される第１の絞り手段
と、前記光変調手段の光出射側に配置される第２の絞り手段
とを具備し、前記光変調手段は前記二次発光体の放射する光により照
明され、前記第１の絞り手段と前記第２の絞り手段とは略共役の
関係であり、前記第１の絞り手段は主として前記二次発光体の有効領
域を通過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有
し、前記第２の絞り手段は前記光変調手段の光変調層が光透
過状態において、前記第１の絞りを通過した光を選択的
に通過せしめる開口形状を有し、前記発光体の発光体長が２．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下
であることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項３０】第１の電極基板と第２の電極基板間に光
散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層が狭持
された光変調手段と、透明基板と、発光体を有する光発生手段と、光散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層を有
する光変調手段と、前記発光体の放射する光を集光かつ収斂せしめて二次発
光体を形成する二次発光体形成手段と、前記光変調手段が形成する光学像を投写する投写手段
と、前記光変調手段の光入射側に配置される第１の絞り手段
と、前記光変調手段の光出射側に配置される第２の絞り手段
とを具備し、第１の基板と第２の電極基板のうち少なくとも一方に前
記透明基板が光学的に接続され、前記光変調手段は前記二次発光体の放射する光により照
明され、前記第１の絞り手段と前記第２の絞り手段とは略共役の
関係であり、前記第１の絞り手段は主として前記二次発光体の有効領
域を通過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有
し、前記第２の絞り手段は前記光変調手段の光変調層が光透
過状態において、前記第１の絞りを通過した光を選択的
に通過せしめる開口形状を有することを特徴とする投写
型表示装置。
【請求項３１】第１の絞り手段は二次発光体の近傍に配
置することを特徴とする請求項３０記載の投写型表示装
置。
【請求項３２】二次発光体形成手段は、離散的に位置す
る複数の二次発光体を形成し、第１の絞り手段と第２の
絞り手段のうち少なくとも一方は、離散的に位置する複
数の開口を有することを特徴とする請求項３０記載の投
写型表示装置。
【請求項３３】投写手段のＦナンバーは、略５以上９以
下であることを特徴とする請求項３０記載の投写型表示
装置。
【請求項３４】透明基板は前記光変調層から出射された
光の一部を吸収することを特徴とする請求項３０記載の
投写型表示装置。
【請求項３５】透明基板の屈折率をｎ、光変調層の有効
表示領域の最大径をｄ、光変調層から前記透明基板が空
気と接する面までの距離をｔとしたとき、次式を満足す
ることを特徴とする請求項３０記載の投写型表示装置。【数９】
【請求項３６】第１の電極基板と第２の電極基板間に光
散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層が狭持
された光変調手段と、平凹レンズと、発光体を有する光発生手段と、光散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層を有
する光変調手段と、前記発光体の放射する光を集光かつ収斂せしめて二次発
光体を形成する二次発光体形成手段と、前記光変調手段が形成する光学像を投写する投写手段
と、前記光変調手段の光入射側に配置される第１の絞り手段
と、前記光変調手段の光出射側に配置される第２の絞り手段
とを具備し、第１の基板と第２の電極基板のうち少なくとも一方に前
記電極基板と前記平凹レンズの平滑面とが光学的に接続
され、前記光変調手段は前記二次発光体の放射する光により照
明され、前記第１の絞り手段と前記第２の絞り手段とは略共役の
関係であり、前記第１の絞り手段は主として前記二次発光体の有効領
域を通過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有
し、前記第２の絞り手段は前記光変調手段の光変調層が光透
過状態において、前記第１の絞りを通過した光を選択的
に通過せしめる開口形状を有することを特徴とする投写
型表示装置。
【請求項３７】二次発光体形成手段は、離散的に位置す
る複数の二次発光体を形成し、第１の絞り手段と第２の
絞り手段のうち少なくとも一方は、離散的に位置する複
数の開口を有することを特徴とする請求項３５記載の投
写型表示装置。
【請求項３８】平凹レンズに近接させて正レンズが配置
されていることを特徴とする請求項３６記載の投写型表
示装置。
【請求項３９】平凹レンズの無効面に光吸収手段を形成
されていることを特徴とする請求項３６記載の投写型表
示装置。
【請求項４０】電極、光励起層、光遮蔽層、誘電体反射
ミラーが順次積層された第１の基板と、対向電極が形成
された第２の基板との間に光散乱状態の変化として光学
像を形成する光変調層が狭持された光変調手段と、発光体を有する光発生手段と、前記発光体の放射する光を集光する集光手段と、前記光変調手段が形成する光学像を投写する投写手段
と、前記光変調手段の光入射側に配置される第１の絞り手段
と、前記光変調手段の光出射側に配置される第２の絞り手段
と、複数の入力部収束レンズを二次元状に配列してなる入力
部収束レンズアレイと、前記複数の入力部収束レンズと同数で対を成す複数の中
央部収束レンズを二次元状に配列してなる中央部収束レ
ンズアレイと、出力部収束レンズとを具備し、前記集光手段から出射する光は、前記入力部収束レンズ
アレイ、中央部収束レンズアレイ、出力部収束レンズを
介して前記光変調手段に入射し、前記第１の絞り手段は主として前記二次発光体の有効領
域を通過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有
し、前記入力部収束レンズの各々は対応する前記中央部収束
レンズの各々の主平面近傍に複数の二次発光体を形成
し、前記中央部収束レンズの各々は前記出力部収束レンズと
相まって対応する前記入力部収束レンズの各々の主平面
近傍の物体の像の各々を重畳形態として前記ライトバル
ブの有効表示領域近傍に形成し、前記出力部収束レンズは前記複数の二次発光体から出射
する光を前記投写手段に有効に到達せしめ、前記第１の絞り手段は前記複数の二次発光体の近傍に配
置し、前記第１の絞り手段と前記第２の絞り手段とは略共役の
関係であり、前記第１の絞り手段は前記二次発光体の略有効領域を通
過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有し、前記第２の絞り手段は前記光変調手段の光変調層が光透
過状態において、前記第１の絞りを通過した光を選択的
に通過せしめる開口形状を有することを特徴とする投写
型表示装置。
【請求項４１】第１の電極基板と第２の電極基板間に光
散乱状態の変化として光学像を形成する光変調層が狭持
された光変調手段と、平凹レンズと、前記平凹レンズに近接して配置された正レンズと、発光体を有する光発生手段と、前記発光体の放射する光を集光する集光手段と、前記光変調手段が形成する光学像を投写する投写手段
と、前記光変調手段の光入射側に配置される第１の絞り手段
と、前記光変調手段の光出射側に配置される第２の絞り手段
と、複数の入力部収束レンズを二次元状に配列してなる入力
部収束レンズアレイと、前記複数の入力部収束レンズと同数で対を成す複数の中
央部収束レンズを二次元状に配列してなる中央部収束レ
ンズアレイと、出力部収束レンズとを具備し、光変調手段の光出射側である第２の電極基板に前記平凹
レンズが光学的に接続され、前記平凹レンズと正レンズでフィールドレンズとして作
用し、前記集光手段から出射する光は、前記入力部収束レンズ
アレイ、中央部収束レンズアレイ、出力部収束レンズを
介して前記光変調手段に入射し、前記第１の絞り手段は主として前記二次発光体の有効領
域を通過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有
し、前記入力部収束レンズの各々は対応する前記中央部収束
レンズの各々の主平面近傍に複数の二次発光体を形成
し、前記中央部収束レンズの各々は前記出力部収束レンズと
相まって対応する前記入力部収束レンズの各々の主平面
近傍の物体の像の各々を重畳形態として前記ライトバル
ブの有効表示領域近傍に形成し、前記出力部収束レンズは前記複数の二次発光体から出射
する光を前記投写手段に有効に到達せしめ、前記第１の絞り手段は前記複数の二次発光体の近傍に配
置し、前記第１の絞り手段と前記第２の絞り手段とは略共役の
関係であり、前記第１の絞り手段は前記二次発光体の略有効領域を通
過する光を選択的に通過せしめる開口形状を有し、前記第２の絞り手段は前記光変調手段の光変調層が光透
過状態において、前記第１の絞りを通過した光を選択的
に通過せしめる開口形状を有することを特徴とする投写
型表示装置。