ワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造及びこれを用いた投写型映像表示装置
【課題】ワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造を簡素化するとともに、高価なワイヤグリッド型の無機偏光板の有効活用を図ることを目的とする。
【解決手段】本発明に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造は、ホルダー３１Ｂの平面部３１Ｂａに光を通過させる開口部３１Ｂｂが設けられ、このホルダー３１Ｂの平面部３１Ｂａを、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａと、同偏光板の金属製エレメント３１Ａｂを保護する表面保護基材３１Ｃとで挟み付けるように取り付けられている。このようにして、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの金属製エレメント３１Ａｂが開口部３１Ｂｂ内に挿入されている。また、本発明に係る投写型映像表示装置は、このような構造で取り付けられているワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａが少なくとも１箇所に使用されている。
【解決手段】本発明に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造は、ホルダー３１Ｂの平面部３１Ｂａに光を通過させる開口部３１Ｂｂが設けられ、このホルダー３１Ｂの平面部３１Ｂａを、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａと、同偏光板の金属製エレメント３１Ａｂを保護する表面保護基材３１Ｃとで挟み付けるように取り付けられている。このようにして、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの金属製エレメント３１Ａｂが開口部３１Ｂｂ内に挿入されている。また、本発明に係る投写型映像表示装置は、このような構造で取り付けられているワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａが少なくとも１箇所に使用されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの前後に配置されるワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造及びこれを用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投写型映像表示装置の分野においては、高コントラスト化とともに画質の向上が重要課題となってきている。この対策として、投写型映像表示装置における液晶パネルに無機配向パネルが使用される他、液晶パネルの前後に配置される偏光板として従来の有機偏光板に代わるワイヤグリッド型の無機偏光板が採用されるようになってきている。
【０００３】
従来、偏光板としては、一般には沃素や染料系の高分子フィルムからなる吸収型の有機偏光板が用いられていた。しかし、吸収型の有機偏光板は、性能は高いが特定方向の直線偏光以外の光を吸収するため、紫外線等の短波長の光に対しての耐性（耐光性）が低く、現在の小型化及び高輝度化を実現する装置においては光による偏光板の性能劣化の問題が大きくなってきている。また、光束密度の大きな光がこの有機偏光板に入射されると、蓄熱されるため、偏光板が変形したり、熱により染料が消失して偏光性能が劣化したりするなどの耐熱性の問題があった。
【０００４】
一方、無機偏光板は、耐光性が高いことから有機偏光板に代わって用いられるようになってきた。その代表的なものとしてワイヤグリッド型の無機偏光板がある。
ワイヤグリッド型の無機偏光板は、特許文献１、特許文献２などに記載のように、透明なガラス基板上に細長い金属製エレメントが光の波長より短い間隔で略並行に配列されたいわゆるワイヤグリッド構造を有するものである。このエレメントは、機械的強度が弱く、布で擦ると表面が破壊され偏光機能が損なわれる。このため埃が付着しても拭き取ることができなかった。この対策として、表面保護コートを付加することが考えられるが、光透過率や吸収率の低下、或いは光反射率の増加などの特性劣化が生じていた。また、表面保護コートでは外部からの物体の衝撃を防止することができないため、金属製エレメントが破壊されるおそれがあった。このため、その使用に際しては、例えば、図５のような構造が採られていた。
【０００５】
偏光板は、一般に、製品への組み込み作業を容易にしたり、製品への組み込み時の取付角度を調整したりするためにホルダー１０１に取り付けられている。図５の従来例においては、ホルダー１０１には偏光板を取り付けるための開口枠部１０１ａが設けられ、この開口枠部１０１ａ内に、ワイヤグリッド型の無機偏光板１０２が挿入されていた。また、この挿入の向きは、ガラス基板１０２ａが挿入側の表面部材を兼ね、金属製エレメント１０２ｂが内側となるように配置される。そして、このガラス基板１０２ａの周縁にスペーサ１０３が配置され、このスペーサ１０３を挟んで反対側から開口枠部１０１ａを密封するように表面保護基材としての表面保護ガラス板１０４が固定されていた。
【０００６】
このような構造を採ると、金属製エレメント１０２ｂがガラス基板１０２ａと表面保護ガラス板１０４との間に密封されるので、金属製エレメント１０２ｂに埃が付着することが防止されていた。これにより、金属製エレメント１０２ｂ側の表面部を拭き取る必要がなく、また、金属製エレメント１０２ｂに対する外部からの物体の衝撃が防止されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０２１８３号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５のような構造では部品点数が増加するとともに、ホルダー１０１の開口枠部１０１ａにワイヤグリッド型の無機偏光板１０２及び表面保護ガラス板１０４を挿入したり、スペーサ１０３を挟み込んだりするなどの手間が掛かるという問題があった。このため、構造の簡略化が望まれていた。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板１０２は、高精度な加工を要することから高価であるとともに、偏光機能の点においては在来一般の有機偏光板の方が優れていた。
【０００９】
本発明は、従来技術におけるこのような問題点に鑑み成されたものであって、ワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造を簡素化するとともに、高価なワイヤグリッド型の無機偏光板の有効活用を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造は、平面部に光を通過させる開口部が形成されたホルダーに対し、ワイヤグリッド型の無機偏光板の金属製エレメントが前記開口部内に挿入されるように、同偏光板のガラス基板と前記金属製エレメントをカバーする表面保護基材とが前記ホルダーの平面部を挟んで取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成上の特徴を有する本発明のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造によれば、ホルダーの開口部が設けられている平面部を挟んでワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板と表面保護基材とが取り付けられている。したがって、従来のように、ワイヤグリッド型の無機偏光板や表面保護基材をホルダーの開口部内に取り付ける必要がなく、ワイヤグリッド型の無機偏光板の取付構造が簡略化される。また、従来のような専用のスペーサを設けなくてもホルダーをスペーサとして兼用することができるので、部品点数を削減することができる。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板及び表面保護基材をホルダー表面部に密着させることにより、前記開口部内への埃の侵入を防止することができる。
【００１２】
また、前記ホルダーは、前記開口部の厚さが、金属製エレメントと表面保護基材とが接触しない範囲で近接される程度に設定されていることが好ましい。このように前記開口部の厚さが設定されていると、この無機偏光板周りをコンパクトにすることができる。
【００１３】
また、前記表面保護基材は、ガラス単体又は主としてガラスから成ることが好ましい。このように構成すると、表面保護基材の光の透過率を高くするとともに、表面保護基材の耐熱性を高くし、さらに、表面保護基材の機械的強度を大きくすることができる。
【００１４】
また、前記表面保護基材は、外表面部に偏光機能補充用の偏光板が貼り付けられているようにしてもよい。このようにすると、ワイヤグリッド型の無機偏光板の偏光機能を表面保護基材に貼り付けられた偏光板により補充することにより、偏光機能を向上させることができる。
【００１５】
また、上記ワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造において、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が前記ホルダーの入射側に取り付けられ、透明ガラス板により形成された表面保護基材が前記ホルダーの出射側に取り付けられとともに、この表面保護基材の外表面部に有機偏光板が取り付けられているようにしてもよい。このように構成すると、ワイヤグリッド型の無機偏光板と有機偏光板とにより偏光機能を向上させることができる。また、有機偏光板が無機偏光板の出射側に配置されることにより、有機偏光板の耐光性不足をカバーすることができる。この結果、偏光機能及び耐光性に優れた偏光板を構成することができる。
【００１６】
前記表面保護基材は、外表面部に光学補償板が貼り付けられているようにしてもよい。従来、偏光板を用いた光変調装置において視野角拡大及び画質向上のために光学補償板が用いられるが、このように構成すると、表面保護基材を光学補償板の支持基材に兼用とすることができる。したがって、部品点数を削減しコンパクトにすることができる。
【００１７】
前記表面保護基材は、上部においてホルダーの開口部との間に熱気を逃がすことができる程度の小さな隙間が形成されるように取り付けられているようにしてもよい。このようにすると、偏光板に照射される光による熱気を前記隙間から逃がすことができる。これにより、前記開口部内に熱が籠もらないようにし、偏光板の温度上昇を軽減することができる。
【００１８】
また、本発明に係る投写型映像表示装置は、液晶パネルの入射側及び出射側に偏光板が配置される液晶ライトバルブを備えた投写型映像表示装置であって、前記液晶ライトバルブのうちの少なくとも一部の偏光板に、前記取付構造によりホルダーに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。このようにすると、従来、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板を使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、投写型映像表示装置における高コントラスト化、高輝度化に対応することができる。
【００１９】
また、この投写型映像表示装置は、赤色光用の液晶ライトバルブ、緑色光用の液晶ライトバルブ及び青色光用の液晶ライトバルブを用いた３板式液晶プロジェクタである場合には、これら液晶ライトバルブのうちの少なくとも何れかの液晶ライトバルブに前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。このようにすると、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板を使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、各色光の特性を勘案してワイヤグリッド型の無機偏光板を有効に使用することができる。
【００２０】
また、このように３板式液晶プロジェクタとして形成されている投写型映像表示装置において、前記青色光用の液晶ライトバルブにおける入射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。青色光は波長が短く光のエネルギが強力であるため、青色光用の液晶ライトバルブにおける入射側偏光板として有機偏光板が用いられている場合には、偏光フィルム焼けにより偏光機能が劣化しやすいという耐光性の問題があった。したがって、この部分にワイヤグリッド型の無機偏光板を用いることにより、このような耐光性の問題を解消することができる。
【００２１】
また、３板式液晶プロジェクタとして形成されている投写型映像表示装置において、前記緑色光用の液晶ライトバルブにおける出射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。緑色光の光量は赤色光及び青色光に比べて圧倒的に多い。このため、緑色光用の液晶ライトバルブにおける出射側偏光板に染料系の有機偏光板を使用すると、温度上昇により染料が抜けて透明になり偏光機能が劣化するという耐熱性の問題があった。したがって、この部分にワイヤグリッド型の無機偏光板を用いることにより、このような耐熱性の問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造によれば、ホルダーの開口部が設けられている平面部を挟んでワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板と表面保護基材とが取り付けられるので、取付構造が簡略化される。また、ホルダーをスペーサとして兼用することができるので、部品点数を削減することができる。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板及び表面保護基材をホルダー表面部に密着させることにより、前記開口部内への埃の侵入を防止することができる。また、本発明の投写型映像表示装置によれば、液晶パネルのうちの一部の偏光板を上記取付構造によりホルダーに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板とすることにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタの光学系の平面配置図である。
【図２】同３板式液晶プロジェクタにおける液晶ライトバルブの構成図である。
【図３】同液晶ライトバルブにおけるワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造図である。
【図４】変形例に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造図である。
【図５】従来例に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を適用した実施の形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る投写型映像表示装置は３板式液晶プロジェクタである。まず、その光学系を図１に基づき説明する。
【００２５】
光源ランプ１０は、メタルハライドランプ等からなる。光源ランプ１０から出射された白色光は、インテグレータレンズ１１及び集光レンズ１２を経た後、全反射ミラー１３によって光路が９０°変更されて、光分離光学系を構成する第１ダイクロイックミラー１４へと導かれる。上記インテグレータレンズ１１は、一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ部分が後述する液晶パネル３３の全面を照射するように設計されている。これにより、光源ランプ１０から出射された光に存在する部分的な輝度むらが平均化され、画面中央と周辺部とでの光量差が低減される。
【００２６】
第１ダイクロイックミラー１４は、赤色波長域の光を透過し、シアン（緑＋青）色波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー１４を透過した赤色波長域の光は、全反射ミラー１５にて反射されて光路が変更される。そして、赤色光用の液晶ライトバルブ２１ｒに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。
【００２７】
一方、第１ダイクロイックミラー１４にて反射したシアン色波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１６に導かれる。第２ダイクロイックミラー１６にて、青色波長帯域の光は透過され、緑色波長帯域の光は反射される。反射された緑色波長帯域の光は、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。
【００２８】
また、第２ダイクロイックミラー１６にて透過された青色波長域の光は、リレーレンズ１７、１９、全反射ミラー１８，２０を経て青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。本実施の形態において、光分離光学系は、第１ダイクロイックミラー１４及び第２ダイクロイックミラー１６、全反射ミラー１５、１８、１９、リレーレンズ１７、１９等より構成される。
【００２９】
各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂにおいて変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム２２によって合成されたカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ２３によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。
【００３０】
次に、図２に基づき各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの構成を説明する。なお、各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの構成は、基本的に同様の構成であるので、図２及び図３に基づきその代表例を示す。
【００３１】
液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、入射側偏光板３１と、光学補償板３２と、液晶パネル３３と、出射側偏光板３４などにより構成されている。
入射側偏光板３１は、無機偏光板と有機偏光板とが使用されており、入射した無偏光の入射光のうち、この入射側偏光板３１の光透過軸の方向に振動方向が一致する直線偏光を透過し、他の振動方向の直線偏光を反射又は吸収するように構成されている。この入射側偏光板３１の詳細構造は、本発明の特徴を成すものであって、その詳細は後述する。
【００３２】
光学補償板３２は、液晶パネル３３の複屈折を補償するものであって、コントラスト向上と黒表示むらの解消を目的に使用されている。
液晶パネル３３は、透過型のもので、動作モードとしてはＴＮモード、ＶＡモードなどが使用される。制御部（図示せず）からの制御信号に基づき赤色光、緑色光又は青色光を光変調し、変調光を出射するように構成されている。
【００３３】
出射側偏光板３４は、サファイア基板３４ａに有機偏光板３４ｂが貼り付けられたものである。また、この出射側偏光板３４は、液晶パネル３３による光変調機能を発揮させるべく、入射側偏光板３１の光透過軸と出射側偏光板３４の光透過軸とは、相互の角度が垂直又は平行となるように配置されている。この相対角度を水平とするか垂直とするかは、液晶パネル３３の動作モードによる。また、この相対角度がずれて組み込まれた場合は、十分な表示性能が得られなくなるので、入射側偏光板３１が図示しない回動機構により、図２に破線矢印で示す方向に組立時に回動調整されている。なお、図２の実施の形態においては、出射側偏光板３４としては、従来一般的のものと同様に有機偏光板が使用されている。
【００３４】
次に、本発明の特徴を成す入射側偏光板３１について図３に基づき詳細に説明する。
入射側偏光板３１は、本発明の特徴を成す構成部分であって、無機偏光板３１Ａと、偏光板を取り付けるためのホルダー３１Ｂと、無機偏光板３１Ａのエレメント側表面を覆う（カバーする）表面保護基材３１Ｃと、表面保護基材３１Ｃの外表面部に貼り付けられている有機偏光板３１Ｄとにより構成され、図示のような構造にて取り付けられている。
【００３５】
無機偏光板３１Ａは、透明なガラス基板３１Ａａ上に細長い金属製（例えば、アルミニウム製）エレメント３１Ａｂが光の波長より短い間隔で略並行に配列されたいわゆるワイヤグリッド構造を有するワイヤグリッド型の無機偏光板である。この無機偏光板３１Ａは、上記エレメントの長さ方向に直角な振動方向を有する偏光を透過させる一方、金属製エレメント３１Ａｂの長さ方向に平行な振動方向を有する偏光を反射するものである。そして、このワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａは耐光性が高いところに特徴がある。
【００３６】
ホルダー３１Ｂは、耐熱性樹脂又は金属材料から成るものであって、平面部３１Ｂａの中央部に光を通過させる開口部３１Ｂｂが設けられている。平面部３１Ｂａの厚みは、無機偏光板３１Ａにおける金属製エレメント３１Ａｂのガラス基板３１Ａａからの突出高さより若干大きく形成されている。すなわち、開口部３１Ｂｂの厚さが、金属製エレメント３１Ａｂと表面保護基材３１Ｃとが接触しない範囲で近接される程度に設定されている。これによりホルダー３１Ｂが、スペーサの機能を兼ね、ガラス基板３１Ａａと表面保護基材３１Ｃとの間に設けられていたスペーサを不要としている。
【００３７】
表面保護基材３１Ｃは、無機偏光板３１Ａにおける金属製エレメント３１Ａｂをカバーして保護するためのものであって、ガラス単体又は主としてガラスから成る材料により形成されている。このような材料を使用するのは、表面保護基材３１Ｃの光の透過率を高くするとともに、表面保護基材３１Ｃの耐熱性を高くし、さらに、表面保護基材３１Ｃの機械的強度を大きくするためである。
【００３８】
有機偏光板３１Ｄは、出射側偏光板３４と同様に在来一般に使用される有機偏光板であって、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの偏光性能を補足するためのものである。この有機偏光板３１Ｄは、沃素、染料等の異方性を有する吸光性分子が特定の方向に配向された構造を有するものであって、特定の振動方向成分の光を吸収して偏光板としての機能を発揮する。このため、この有機偏光板３１Ｄは、偏光機能は高いものの、特定方向の直線偏光以外の光を吸収するため紫外線等の短波長の光に対しての耐光性が低く、性能の劣化が問題となっている。また、光束密度の大きな光が入射すると蓄熱し、偏光板が変形したり、染料が消失したりする等の耐熱性の問題がある。
【００３９】
また、入射側偏光板３１におけるワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの取付構造は、図３のように、無機偏光板３１Ａの金属製エレメント３１Ａｂが開口部３１Ｂｂ内に挿入されるように、無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａと表面保護基材３１Ｃとがホルダー３１Ｂの平面部３１Ｂａを挟んで取り付けられている。また、有機偏光板３１Ｄが、表面保護基材３１Ｃの出射側の外表面部に貼り付けられている。
【００４０】
このように、入射側偏光板３１は、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを入射側に、有機偏光板３１Ｄを出射側に配置することにより、偏光性能が高く、耐光性に優れたハイブリッド型の偏光板として構成されている。
【００４１】
無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃのホルダー３１Ｂへの取り付け方法は、特に限定されるものではない。ガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃを、ホルダー３１Ｂに対し直接ネジ止めしてもよいし、押さえ部材（図示せず）を介して間接的にねじ止めしてよい。また、ホルダー３１Ｂに弾性係合部（図示せず）を形成し、この弾性係合部によりガラス基板３１Ａａ又は表面保護基材３１Ｃをそれぞれ係合固定するようにしてもよい。或いは、ガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃをホルダー３１Ｂに対し接着剤により貼り付けてもよい。
【００４２】
本発明に係る投写型映像表示装置においては、一部の偏光板（図２に示す代表例では入射側偏光板３１）にワイヤグリッド型の無機偏光板を使用し、他を在来一般に用いられている沃素系又は染料系の高分子フィルムからなる吸収型の有機偏光板のままとする。このようにするのは、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａが高精度な加工を必要とし高価であるため、必要度とコストとを勘案してワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの使用箇所を減らすためである。このような無機偏光板を必要とする度合いが高い箇所は、耐光性又は耐熱性を必要とする箇所である。
【００４３】
例えば、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおいては、入射側偏光板３１としてワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用すると効果がある。その理由は、青色光は波長が短く光のエネルギが強力であるため、有機偏光板を使用すると偏光フィルムが焼けて偏光機能が劣化しやすいという耐光性の問題があった。したがって、図２及び図３に示す配列及び取付構造は、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂに適用すると効果的である。なお、図２及び図３においては、入射側偏光板３１として有機偏光板３１Ｄも使用されているが、無機偏光板３１Ａの出射側に用いられているので、この有機偏光板に入射される光のエネルギは低減されている。
【００４４】
また、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおいては、出射側偏光板３４の耐熱性が問題であった。すなわち、緑色光は、他の青色光及び赤色光に比べて圧倒的に光量が大きくなるので、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側偏光板３４に染料系の有機偏光板を使用すると、吸熱により偏光板が変形したり、染料が抜けて透明になり偏光機能が劣化したり、などという耐熱性の問題があった。したがって、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇおいては、図２における入射側偏光板３１と出射側偏光板３４とを入れ換えた配列とすることが好ましい。つまり、入射側偏光板３１として図２に出射側偏光板として示すような有機偏光板を使用し、出射側偏光板３４として図２における入射側偏光板として示すような無機偏光板を使用したものとすることが好ましい。
【００４５】
また、赤色光用の液晶ライトバルブ２１ｒにおいては、光のエネルギが他の色光に比し小さく、さらに光量も緑色光のように多くはないので、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用する必要度は低いといえる。
【００４６】
このように、使用場所により有機偏光板をワイヤグリッド型の無機偏光板に変更する必要度が異なるので、必要度とコストとのバランスを考慮して、有機偏光板、ワイヤグリッド型の無機偏光板の何れを使用するか、或いは、図２の入射側偏光板３１のようなハイブリッド型にするか決めることが好ましい。
【００４７】
以上のように構成された実施の形態に係るワイヤグリッド型の無機偏光板の取り付け構造によれば、次の効果を奏することができる。
（１）従来のように、ワイヤグリッド型の無機偏光板や表面保護基材をホルダーの開口部内に取り付ける必要がなく、ホルダー３１Ｂの開口部３１Ｂｂが設けられている平面部３１Ｂａを挟んでワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａと表面保護基材３１Ｃとを取り付ければよいので取付構造が簡略化される。また、従来のような専用のスペーサを設けなくてもホルダー３１Ｂをスペーサとして兼用することができるので、部品点数を削減することができる。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃをホルダー３１Ｂの表面に密着させることにより、開口部３１Ｂｂ内への埃の侵入を防止することができる。
【００４８】
（２）ホルダー３１Ｂは、開口部３１Ｂｂの厚さが、金属製エレメント３１Ａｂと表面保護基材３１Ｃとが接触しない範囲で近接される程度に設定されているので、この無機偏光板３１Ａ周りをコンパクトにすることができる。
【００４９】
（３）表面保護基材３１Ｃは、ガラス単体又は主としてガラスから成るので、表面保護基材３１Ｃの光の透過率を高くするとともに、表面保護基材３１Ｃの耐熱性を高くし、さらに、表面保護基材３１Ｃの機械的強度を大きくすることができる。
【００５０】
（４）表面保護基材３１Ｃは、外表面に偏光機能を補充するための有機偏光板３１Ｄが貼り付けられているので、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの偏光機能を表面保護基材３１Ｃに貼り付けられた有機偏光板３１Ｄにより補充することにより、偏光機能を向上させることができる。
【００５１】
（５）ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａがホルダー３１Ｂの入射側に取り付けられ、透明ガラス板により形成された表面保護基材３１Ｃがホルダー３１Ｂの出射側に取り付けられるとともに、表面保護基材３１Ｃの外表面部に有機偏光板３１Ｄが取り付けられている。したがって、偏光機能および耐光性に優れた偏光板を形成することができる。
【００５２】
（６）本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、液晶パネル３３の入射側及び出射側に偏光板が配置される液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを備えた投写型映像表示装置であって、一部の偏光板に前記取付構造によりホルダー３１Ｂに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用するものである。したがって、従来、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、投写型映像表示装置における高コントラスト化、高輝度化に対応することができる。
【００５３】
（７）また、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを用いた３板式液晶プロジェクタであって、何れかの液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂに前述の取付構造によりホルダー３１Ｂに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用するものである。したがって、従来、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、各色光の特性を勘案してワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを有効に使用することができる。
【００５４】
（８）また、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを用いた３板式液晶プロジェクタであって、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおける入射側偏光板３１として、前述の取付構造のワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用したものとすることができる。青色光は波長が短く光のエネルギが強力であるため、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおける入射側偏光板３１として有機偏光板が用いられている場合には、偏光フィルム焼けにより偏光機能が劣化しやすいという耐光性の問題があった。したがって、この部分にワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを用いることにより、このような耐光性の問題を解消することができる。
【００５５】
（９）また、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを用いた３板式液晶プロジェクタであって、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側偏光板３４として、前述の取付構造のワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用したものとすることができる。緑色光の光量は赤色光及び青色光に比べて圧倒的に多い。このため、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側偏光板３４に染料系の有機偏光板を使用すると、温度上昇により染料が抜けて透明になり偏光機能が劣化するという耐熱性の問題があった。したがって、この箇所にワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを用いることにより、このような耐熱性の問題を解消することができる。
【００５６】
（変形例）
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・前記実施の形態においては、表面保護基材３１Ｃの外表面部に有機偏光板３１Ｄが貼り付けられていたが、この有機偏光板３１Ｄを設けることは本発明において必須の要件ではなく、省略したものとすることもできる。
【００５７】
・また、図２に示すように、先の実施の形態においては光学補償板３２を入射側偏光板３１とは別個に設けていたが、この光学補償板３２を表面保護基材３１Ｃの外表面部に貼り付けるようにしてもよい。このようにすれば、光学補償板３２の支持基材を省略することができる。なお、光学補償板３２は、前記有機偏光板３１Ｄに加えてその外表面部に貼り付けてもよいし、有機偏光板３１Ｄを無しにして表面保護基材３１Ｃの外表面部に貼り付けてもよい。
【００５８】
・また、前記実施の形態においては、有機偏光板３１Ｄを外表面部に貼り付けた表面保護基材３１Ｃが、ホルダー３１Ｂの開口部３１Ｂｂ内を完全密封するように貼り付けられていたが、図４に示すように、この表面保護基材３１Ｃの上部に、開口部３１Ｂｂに通じるわずかな隙間３１Ｅを設けるようにしてもよい。このように開口部３１Ｂｂ内にワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの金属製エレメント３１Ａｂを挿入した場合は、埃の侵入を防止するとともに、隙間３１Ｅから熱を放散することができるので、熱を籠もらせないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係るワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの取付構造は、透過型の液晶パネル３３の入射側及び出射側に偏光板を配置するようにした液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂに使用することができる。また、このような液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを使用した投写型映像表示装置は、ホームシアター、会議室、研修室、教室、娯楽場、各種展示室、スタジオなど多方面の施設における画像表示システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
２１ｒ…（赤色光用の）液晶ライトバルブ、２１ｇ…（緑色光用の）液晶ライトバルブ、２１ｂ…（青色光用の）液晶ライトバルブ、３１…入射側偏光板、３１Ａ…ワイヤグリッド型の無機偏光板、３１Ｂ…ホルダー、３１Ｃ…表面保護基材、３１Ｄ…有機偏光板、３１Ｅ…隙間、３１Ａａ…ガラス基板、３１Ａｂ…金属製エレメント、３１Ｂａ…平面部、３１Ｂｂ…開口部、３２…光学補償板、３３…液晶パネル、３４…出射側偏光板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの前後に配置されるワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造及びこれを用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投写型映像表示装置の分野においては、高コントラスト化とともに画質の向上が重要課題となってきている。この対策として、投写型映像表示装置における液晶パネルに無機配向パネルが使用される他、液晶パネルの前後に配置される偏光板として従来の有機偏光板に代わるワイヤグリッド型の無機偏光板が採用されるようになってきている。
【０００３】
従来、偏光板としては、一般には沃素や染料系の高分子フィルムからなる吸収型の有機偏光板が用いられていた。しかし、吸収型の有機偏光板は、性能は高いが特定方向の直線偏光以外の光を吸収するため、紫外線等の短波長の光に対しての耐性（耐光性）が低く、現在の小型化及び高輝度化を実現する装置においては光による偏光板の性能劣化の問題が大きくなってきている。また、光束密度の大きな光がこの有機偏光板に入射されると、蓄熱されるため、偏光板が変形したり、熱により染料が消失して偏光性能が劣化したりするなどの耐熱性の問題があった。
【０００４】
一方、無機偏光板は、耐光性が高いことから有機偏光板に代わって用いられるようになってきた。その代表的なものとしてワイヤグリッド型の無機偏光板がある。
ワイヤグリッド型の無機偏光板は、特許文献１、特許文献２などに記載のように、透明なガラス基板上に細長い金属製エレメントが光の波長より短い間隔で略並行に配列されたいわゆるワイヤグリッド構造を有するものである。このエレメントは、機械的強度が弱く、布で擦ると表面が破壊され偏光機能が損なわれる。このため埃が付着しても拭き取ることができなかった。この対策として、表面保護コートを付加することが考えられるが、光透過率や吸収率の低下、或いは光反射率の増加などの特性劣化が生じていた。また、表面保護コートでは外部からの物体の衝撃を防止することができないため、金属製エレメントが破壊されるおそれがあった。このため、その使用に際しては、例えば、図５のような構造が採られていた。
【０００５】
偏光板は、一般に、製品への組み込み作業を容易にしたり、製品への組み込み時の取付角度を調整したりするためにホルダー１０１に取り付けられている。図５の従来例においては、ホルダー１０１には偏光板を取り付けるための開口枠部１０１ａが設けられ、この開口枠部１０１ａ内に、ワイヤグリッド型の無機偏光板１０２が挿入されていた。また、この挿入の向きは、ガラス基板１０２ａが挿入側の表面部材を兼ね、金属製エレメント１０２ｂが内側となるように配置される。そして、このガラス基板１０２ａの周縁にスペーサ１０３が配置され、このスペーサ１０３を挟んで反対側から開口枠部１０１ａを密封するように表面保護基材としての表面保護ガラス板１０４が固定されていた。
【０００６】
このような構造を採ると、金属製エレメント１０２ｂがガラス基板１０２ａと表面保護ガラス板１０４との間に密封されるので、金属製エレメント１０２ｂに埃が付着することが防止されていた。これにより、金属製エレメント１０２ｂ側の表面部を拭き取る必要がなく、また、金属製エレメント１０２ｂに対する外部からの物体の衝撃が防止されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０２１８３号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５のような構造では部品点数が増加するとともに、ホルダー１０１の開口枠部１０１ａにワイヤグリッド型の無機偏光板１０２及び表面保護ガラス板１０４を挿入したり、スペーサ１０３を挟み込んだりするなどの手間が掛かるという問題があった。このため、構造の簡略化が望まれていた。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板１０２は、高精度な加工を要することから高価であるとともに、偏光機能の点においては在来一般の有機偏光板の方が優れていた。
【０００９】
本発明は、従来技術におけるこのような問題点に鑑み成されたものであって、ワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造を簡素化するとともに、高価なワイヤグリッド型の無機偏光板の有効活用を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造は、平面部に光を通過させる開口部が形成されたホルダーに対し、ワイヤグリッド型の無機偏光板の金属製エレメントが前記開口部内に挿入されるように、同偏光板のガラス基板と前記金属製エレメントをカバーする表面保護基材とが前記ホルダーの平面部を挟んで取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成上の特徴を有する本発明のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造によれば、ホルダーの開口部が設けられている平面部を挟んでワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板と表面保護基材とが取り付けられている。したがって、従来のように、ワイヤグリッド型の無機偏光板や表面保護基材をホルダーの開口部内に取り付ける必要がなく、ワイヤグリッド型の無機偏光板の取付構造が簡略化される。また、従来のような専用のスペーサを設けなくてもホルダーをスペーサとして兼用することができるので、部品点数を削減することができる。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板及び表面保護基材をホルダー表面部に密着させることにより、前記開口部内への埃の侵入を防止することができる。
【００１２】
また、前記ホルダーは、前記開口部の厚さが、金属製エレメントと表面保護基材とが接触しない範囲で近接される程度に設定されていることが好ましい。このように前記開口部の厚さが設定されていると、この無機偏光板周りをコンパクトにすることができる。
【００１３】
また、前記表面保護基材は、ガラス単体又は主としてガラスから成ることが好ましい。このように構成すると、表面保護基材の光の透過率を高くするとともに、表面保護基材の耐熱性を高くし、さらに、表面保護基材の機械的強度を大きくすることができる。
【００１４】
また、前記表面保護基材は、外表面部に偏光機能補充用の偏光板が貼り付けられているようにしてもよい。このようにすると、ワイヤグリッド型の無機偏光板の偏光機能を表面保護基材に貼り付けられた偏光板により補充することにより、偏光機能を向上させることができる。
【００１５】
また、上記ワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造において、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が前記ホルダーの入射側に取り付けられ、透明ガラス板により形成された表面保護基材が前記ホルダーの出射側に取り付けられとともに、この表面保護基材の外表面部に有機偏光板が取り付けられているようにしてもよい。このように構成すると、ワイヤグリッド型の無機偏光板と有機偏光板とにより偏光機能を向上させることができる。また、有機偏光板が無機偏光板の出射側に配置されることにより、有機偏光板の耐光性不足をカバーすることができる。この結果、偏光機能及び耐光性に優れた偏光板を構成することができる。
【００１６】
前記表面保護基材は、外表面部に光学補償板が貼り付けられているようにしてもよい。従来、偏光板を用いた光変調装置において視野角拡大及び画質向上のために光学補償板が用いられるが、このように構成すると、表面保護基材を光学補償板の支持基材に兼用とすることができる。したがって、部品点数を削減しコンパクトにすることができる。
【００１７】
前記表面保護基材は、上部においてホルダーの開口部との間に熱気を逃がすことができる程度の小さな隙間が形成されるように取り付けられているようにしてもよい。このようにすると、偏光板に照射される光による熱気を前記隙間から逃がすことができる。これにより、前記開口部内に熱が籠もらないようにし、偏光板の温度上昇を軽減することができる。
【００１８】
また、本発明に係る投写型映像表示装置は、液晶パネルの入射側及び出射側に偏光板が配置される液晶ライトバルブを備えた投写型映像表示装置であって、前記液晶ライトバルブのうちの少なくとも一部の偏光板に、前記取付構造によりホルダーに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。このようにすると、従来、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板を使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、投写型映像表示装置における高コントラスト化、高輝度化に対応することができる。
【００１９】
また、この投写型映像表示装置は、赤色光用の液晶ライトバルブ、緑色光用の液晶ライトバルブ及び青色光用の液晶ライトバルブを用いた３板式液晶プロジェクタである場合には、これら液晶ライトバルブのうちの少なくとも何れかの液晶ライトバルブに前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。このようにすると、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板を使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、各色光の特性を勘案してワイヤグリッド型の無機偏光板を有効に使用することができる。
【００２０】
また、このように３板式液晶プロジェクタとして形成されている投写型映像表示装置において、前記青色光用の液晶ライトバルブにおける入射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。青色光は波長が短く光のエネルギが強力であるため、青色光用の液晶ライトバルブにおける入射側偏光板として有機偏光板が用いられている場合には、偏光フィルム焼けにより偏光機能が劣化しやすいという耐光性の問題があった。したがって、この部分にワイヤグリッド型の無機偏光板を用いることにより、このような耐光性の問題を解消することができる。
【００２１】
また、３板式液晶プロジェクタとして形成されている投写型映像表示装置において、前記緑色光用の液晶ライトバルブにおける出射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されているものである。緑色光の光量は赤色光及び青色光に比べて圧倒的に多い。このため、緑色光用の液晶ライトバルブにおける出射側偏光板に染料系の有機偏光板を使用すると、温度上昇により染料が抜けて透明になり偏光機能が劣化するという耐熱性の問題があった。したがって、この部分にワイヤグリッド型の無機偏光板を用いることにより、このような耐熱性の問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造によれば、ホルダーの開口部が設けられている平面部を挟んでワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板と表面保護基材とが取り付けられるので、取付構造が簡略化される。また、ホルダーをスペーサとして兼用することができるので、部品点数を削減することができる。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板のガラス基板及び表面保護基材をホルダー表面部に密着させることにより、前記開口部内への埃の侵入を防止することができる。また、本発明の投写型映像表示装置によれば、液晶パネルのうちの一部の偏光板を上記取付構造によりホルダーに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板とすることにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る３板式液晶プロジェクタの光学系の平面配置図である。
【図２】同３板式液晶プロジェクタにおける液晶ライトバルブの構成図である。
【図３】同液晶ライトバルブにおけるワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造図である。
【図４】変形例に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造図である。
【図５】従来例に係るワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を適用した実施の形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る投写型映像表示装置は３板式液晶プロジェクタである。まず、その光学系を図１に基づき説明する。
【００２５】
光源ランプ１０は、メタルハライドランプ等からなる。光源ランプ１０から出射された白色光は、インテグレータレンズ１１及び集光レンズ１２を経た後、全反射ミラー１３によって光路が９０°変更されて、光分離光学系を構成する第１ダイクロイックミラー１４へと導かれる。上記インテグレータレンズ１１は、一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ部分が後述する液晶パネル３３の全面を照射するように設計されている。これにより、光源ランプ１０から出射された光に存在する部分的な輝度むらが平均化され、画面中央と周辺部とでの光量差が低減される。
【００２６】
第１ダイクロイックミラー１４は、赤色波長域の光を透過し、シアン（緑＋青）色波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー１４を透過した赤色波長域の光は、全反射ミラー１５にて反射されて光路が変更される。そして、赤色光用の液晶ライトバルブ２１ｒに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。
【００２７】
一方、第１ダイクロイックミラー１４にて反射したシアン色波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１６に導かれる。第２ダイクロイックミラー１６にて、青色波長帯域の光は透過され、緑色波長帯域の光は反射される。反射された緑色波長帯域の光は、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。
【００２８】
また、第２ダイクロイックミラー１６にて透過された青色波長域の光は、リレーレンズ１７、１９、全反射ミラー１８，２０を経て青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂに導かれ、ここで映像信号に基づき光変調される。本実施の形態において、光分離光学系は、第１ダイクロイックミラー１４及び第２ダイクロイックミラー１６、全反射ミラー１５、１８、１９、リレーレンズ１７、１９等より構成される。
【００２９】
各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂにおいて変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム２２によって合成されたカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ２３によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。
【００３０】
次に、図２に基づき各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの構成を説明する。なお、各液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂの構成は、基本的に同様の構成であるので、図２及び図３に基づきその代表例を示す。
【００３１】
液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂは、入射側偏光板３１と、光学補償板３２と、液晶パネル３３と、出射側偏光板３４などにより構成されている。
入射側偏光板３１は、無機偏光板と有機偏光板とが使用されており、入射した無偏光の入射光のうち、この入射側偏光板３１の光透過軸の方向に振動方向が一致する直線偏光を透過し、他の振動方向の直線偏光を反射又は吸収するように構成されている。この入射側偏光板３１の詳細構造は、本発明の特徴を成すものであって、その詳細は後述する。
【００３２】
光学補償板３２は、液晶パネル３３の複屈折を補償するものであって、コントラスト向上と黒表示むらの解消を目的に使用されている。
液晶パネル３３は、透過型のもので、動作モードとしてはＴＮモード、ＶＡモードなどが使用される。制御部（図示せず）からの制御信号に基づき赤色光、緑色光又は青色光を光変調し、変調光を出射するように構成されている。
【００３３】
出射側偏光板３４は、サファイア基板３４ａに有機偏光板３４ｂが貼り付けられたものである。また、この出射側偏光板３４は、液晶パネル３３による光変調機能を発揮させるべく、入射側偏光板３１の光透過軸と出射側偏光板３４の光透過軸とは、相互の角度が垂直又は平行となるように配置されている。この相対角度を水平とするか垂直とするかは、液晶パネル３３の動作モードによる。また、この相対角度がずれて組み込まれた場合は、十分な表示性能が得られなくなるので、入射側偏光板３１が図示しない回動機構により、図２に破線矢印で示す方向に組立時に回動調整されている。なお、図２の実施の形態においては、出射側偏光板３４としては、従来一般的のものと同様に有機偏光板が使用されている。
【００３４】
次に、本発明の特徴を成す入射側偏光板３１について図３に基づき詳細に説明する。
入射側偏光板３１は、本発明の特徴を成す構成部分であって、無機偏光板３１Ａと、偏光板を取り付けるためのホルダー３１Ｂと、無機偏光板３１Ａのエレメント側表面を覆う（カバーする）表面保護基材３１Ｃと、表面保護基材３１Ｃの外表面部に貼り付けられている有機偏光板３１Ｄとにより構成され、図示のような構造にて取り付けられている。
【００３５】
無機偏光板３１Ａは、透明なガラス基板３１Ａａ上に細長い金属製（例えば、アルミニウム製）エレメント３１Ａｂが光の波長より短い間隔で略並行に配列されたいわゆるワイヤグリッド構造を有するワイヤグリッド型の無機偏光板である。この無機偏光板３１Ａは、上記エレメントの長さ方向に直角な振動方向を有する偏光を透過させる一方、金属製エレメント３１Ａｂの長さ方向に平行な振動方向を有する偏光を反射するものである。そして、このワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａは耐光性が高いところに特徴がある。
【００３６】
ホルダー３１Ｂは、耐熱性樹脂又は金属材料から成るものであって、平面部３１Ｂａの中央部に光を通過させる開口部３１Ｂｂが設けられている。平面部３１Ｂａの厚みは、無機偏光板３１Ａにおける金属製エレメント３１Ａｂのガラス基板３１Ａａからの突出高さより若干大きく形成されている。すなわち、開口部３１Ｂｂの厚さが、金属製エレメント３１Ａｂと表面保護基材３１Ｃとが接触しない範囲で近接される程度に設定されている。これによりホルダー３１Ｂが、スペーサの機能を兼ね、ガラス基板３１Ａａと表面保護基材３１Ｃとの間に設けられていたスペーサを不要としている。
【００３７】
表面保護基材３１Ｃは、無機偏光板３１Ａにおける金属製エレメント３１Ａｂをカバーして保護するためのものであって、ガラス単体又は主としてガラスから成る材料により形成されている。このような材料を使用するのは、表面保護基材３１Ｃの光の透過率を高くするとともに、表面保護基材３１Ｃの耐熱性を高くし、さらに、表面保護基材３１Ｃの機械的強度を大きくするためである。
【００３８】
有機偏光板３１Ｄは、出射側偏光板３４と同様に在来一般に使用される有機偏光板であって、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの偏光性能を補足するためのものである。この有機偏光板３１Ｄは、沃素、染料等の異方性を有する吸光性分子が特定の方向に配向された構造を有するものであって、特定の振動方向成分の光を吸収して偏光板としての機能を発揮する。このため、この有機偏光板３１Ｄは、偏光機能は高いものの、特定方向の直線偏光以外の光を吸収するため紫外線等の短波長の光に対しての耐光性が低く、性能の劣化が問題となっている。また、光束密度の大きな光が入射すると蓄熱し、偏光板が変形したり、染料が消失したりする等の耐熱性の問題がある。
【００３９】
また、入射側偏光板３１におけるワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの取付構造は、図３のように、無機偏光板３１Ａの金属製エレメント３１Ａｂが開口部３１Ｂｂ内に挿入されるように、無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａと表面保護基材３１Ｃとがホルダー３１Ｂの平面部３１Ｂａを挟んで取り付けられている。また、有機偏光板３１Ｄが、表面保護基材３１Ｃの出射側の外表面部に貼り付けられている。
【００４０】
このように、入射側偏光板３１は、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを入射側に、有機偏光板３１Ｄを出射側に配置することにより、偏光性能が高く、耐光性に優れたハイブリッド型の偏光板として構成されている。
【００４１】
無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃのホルダー３１Ｂへの取り付け方法は、特に限定されるものではない。ガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃを、ホルダー３１Ｂに対し直接ネジ止めしてもよいし、押さえ部材（図示せず）を介して間接的にねじ止めしてよい。また、ホルダー３１Ｂに弾性係合部（図示せず）を形成し、この弾性係合部によりガラス基板３１Ａａ又は表面保護基材３１Ｃをそれぞれ係合固定するようにしてもよい。或いは、ガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃをホルダー３１Ｂに対し接着剤により貼り付けてもよい。
【００４２】
本発明に係る投写型映像表示装置においては、一部の偏光板（図２に示す代表例では入射側偏光板３１）にワイヤグリッド型の無機偏光板を使用し、他を在来一般に用いられている沃素系又は染料系の高分子フィルムからなる吸収型の有機偏光板のままとする。このようにするのは、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａが高精度な加工を必要とし高価であるため、必要度とコストとを勘案してワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの使用箇所を減らすためである。このような無機偏光板を必要とする度合いが高い箇所は、耐光性又は耐熱性を必要とする箇所である。
【００４３】
例えば、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおいては、入射側偏光板３１としてワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用すると効果がある。その理由は、青色光は波長が短く光のエネルギが強力であるため、有機偏光板を使用すると偏光フィルムが焼けて偏光機能が劣化しやすいという耐光性の問題があった。したがって、図２及び図３に示す配列及び取付構造は、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂに適用すると効果的である。なお、図２及び図３においては、入射側偏光板３１として有機偏光板３１Ｄも使用されているが、無機偏光板３１Ａの出射側に用いられているので、この有機偏光板に入射される光のエネルギは低減されている。
【００４４】
また、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおいては、出射側偏光板３４の耐熱性が問題であった。すなわち、緑色光は、他の青色光及び赤色光に比べて圧倒的に光量が大きくなるので、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側偏光板３４に染料系の有機偏光板を使用すると、吸熱により偏光板が変形したり、染料が抜けて透明になり偏光機能が劣化したり、などという耐熱性の問題があった。したがって、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇおいては、図２における入射側偏光板３１と出射側偏光板３４とを入れ換えた配列とすることが好ましい。つまり、入射側偏光板３１として図２に出射側偏光板として示すような有機偏光板を使用し、出射側偏光板３４として図２における入射側偏光板として示すような無機偏光板を使用したものとすることが好ましい。
【００４５】
また、赤色光用の液晶ライトバルブ２１ｒにおいては、光のエネルギが他の色光に比し小さく、さらに光量も緑色光のように多くはないので、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用する必要度は低いといえる。
【００４６】
このように、使用場所により有機偏光板をワイヤグリッド型の無機偏光板に変更する必要度が異なるので、必要度とコストとのバランスを考慮して、有機偏光板、ワイヤグリッド型の無機偏光板の何れを使用するか、或いは、図２の入射側偏光板３１のようなハイブリッド型にするか決めることが好ましい。
【００４７】
以上のように構成された実施の形態に係るワイヤグリッド型の無機偏光板の取り付け構造によれば、次の効果を奏することができる。
（１）従来のように、ワイヤグリッド型の無機偏光板や表面保護基材をホルダーの開口部内に取り付ける必要がなく、ホルダー３１Ｂの開口部３１Ｂｂが設けられている平面部３１Ｂａを挟んでワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａと表面保護基材３１Ｃとを取り付ければよいので取付構造が簡略化される。また、従来のような専用のスペーサを設けなくてもホルダー３１Ｂをスペーサとして兼用することができるので、部品点数を削減することができる。また、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａのガラス基板３１Ａａ及び表面保護基材３１Ｃをホルダー３１Ｂの表面に密着させることにより、開口部３１Ｂｂ内への埃の侵入を防止することができる。
【００４８】
（２）ホルダー３１Ｂは、開口部３１Ｂｂの厚さが、金属製エレメント３１Ａｂと表面保護基材３１Ｃとが接触しない範囲で近接される程度に設定されているので、この無機偏光板３１Ａ周りをコンパクトにすることができる。
【００４９】
（３）表面保護基材３１Ｃは、ガラス単体又は主としてガラスから成るので、表面保護基材３１Ｃの光の透過率を高くするとともに、表面保護基材３１Ｃの耐熱性を高くし、さらに、表面保護基材３１Ｃの機械的強度を大きくすることができる。
【００５０】
（４）表面保護基材３１Ｃは、外表面に偏光機能を補充するための有機偏光板３１Ｄが貼り付けられているので、ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの偏光機能を表面保護基材３１Ｃに貼り付けられた有機偏光板３１Ｄにより補充することにより、偏光機能を向上させることができる。
【００５１】
（５）ワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａがホルダー３１Ｂの入射側に取り付けられ、透明ガラス板により形成された表面保護基材３１Ｃがホルダー３１Ｂの出射側に取り付けられるとともに、表面保護基材３１Ｃの外表面部に有機偏光板３１Ｄが取り付けられている。したがって、偏光機能および耐光性に優れた偏光板を形成することができる。
【００５２】
（６）本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、液晶パネル３３の入射側及び出射側に偏光板が配置される液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを備えた投写型映像表示装置であって、一部の偏光板に前記取付構造によりホルダー３１Ｂに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用するものである。したがって、従来、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、投写型映像表示装置における高コントラスト化、高輝度化に対応することができる。
【００５３】
（７）また、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを用いた３板式液晶プロジェクタであって、何れかの液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂに前述の取付構造によりホルダー３１Ｂに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用するものである。したがって、従来、耐光性又は耐熱性が問題となっていた個所の有機偏光板に代えてワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用することにより、偏光板の耐光性及び耐熱性を向上させることができる。また、各色光の特性を勘案してワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを有効に使用することができる。
【００５４】
（８）また、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを用いた３板式液晶プロジェクタであって、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおける入射側偏光板３１として、前述の取付構造のワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用したものとすることができる。青色光は波長が短く光のエネルギが強力であるため、青色光用の液晶ライトバルブ２１ｂにおける入射側偏光板３１として有機偏光板が用いられている場合には、偏光フィルム焼けにより偏光機能が劣化しやすいという耐光性の問題があった。したがって、この部分にワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを用いることにより、このような耐光性の問題を解消することができる。
【００５５】
（９）また、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶ライトバルブ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを用いた３板式液晶プロジェクタであって、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側偏光板３４として、前述の取付構造のワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを使用したものとすることができる。緑色光の光量は赤色光及び青色光に比べて圧倒的に多い。このため、緑色光用の液晶ライトバルブ２１ｇにおける出射側偏光板３４に染料系の有機偏光板を使用すると、温度上昇により染料が抜けて透明になり偏光機能が劣化するという耐熱性の問題があった。したがって、この箇所にワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａを用いることにより、このような耐熱性の問題を解消することができる。
【００５６】
（変形例）
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・前記実施の形態においては、表面保護基材３１Ｃの外表面部に有機偏光板３１Ｄが貼り付けられていたが、この有機偏光板３１Ｄを設けることは本発明において必須の要件ではなく、省略したものとすることもできる。
【００５７】
・また、図２に示すように、先の実施の形態においては光学補償板３２を入射側偏光板３１とは別個に設けていたが、この光学補償板３２を表面保護基材３１Ｃの外表面部に貼り付けるようにしてもよい。このようにすれば、光学補償板３２の支持基材を省略することができる。なお、光学補償板３２は、前記有機偏光板３１Ｄに加えてその外表面部に貼り付けてもよいし、有機偏光板３１Ｄを無しにして表面保護基材３１Ｃの外表面部に貼り付けてもよい。
【００５８】
・また、前記実施の形態においては、有機偏光板３１Ｄを外表面部に貼り付けた表面保護基材３１Ｃが、ホルダー３１Ｂの開口部３１Ｂｂ内を完全密封するように貼り付けられていたが、図４に示すように、この表面保護基材３１Ｃの上部に、開口部３１Ｂｂに通じるわずかな隙間３１Ｅを設けるようにしてもよい。このように開口部３１Ｂｂ内にワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの金属製エレメント３１Ａｂを挿入した場合は、埃の侵入を防止するとともに、隙間３１Ｅから熱を放散することができるので、熱を籠もらせないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係るワイヤグリッド型の無機偏光板３１Ａの取付構造は、透過型の液晶パネル３３の入射側及び出射側に偏光板を配置するようにした液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂに使用することができる。また、このような液晶ライトバルブ２１ｒ，２１ｇ，２１ｂを使用した投写型映像表示装置は、ホームシアター、会議室、研修室、教室、娯楽場、各種展示室、スタジオなど多方面の施設における画像表示システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
２１ｒ…（赤色光用の）液晶ライトバルブ、２１ｇ…（緑色光用の）液晶ライトバルブ、２１ｂ…（青色光用の）液晶ライトバルブ、３１…入射側偏光板、３１Ａ…ワイヤグリッド型の無機偏光板、３１Ｂ…ホルダー、３１Ｃ…表面保護基材、３１Ｄ…有機偏光板、３１Ｅ…隙間、３１Ａａ…ガラス基板、３１Ａｂ…金属製エレメント、３１Ｂａ…平面部、３１Ｂｂ…開口部、３２…光学補償板、３３…液晶パネル、３４…出射側偏光板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部に光を通過させる開口部が形成されたホルダーに対し、
ワイヤグリッド型の無機偏光板の金属製エレメントが前記開口部内に挿入されるように、同偏光板のガラス基板と前記金属製エレメントをカバーする表面保護基材とが前記ホルダーの平面部を挟んで取り付けられている
ことを特徴とするワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項２】
前記ホルダーは、前記開口部の厚さが、金属製エレメントと表面保護基材とが接触しない範囲で近接される程度に設定されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項３】
前記表面保護基材は、ガラス単体又は主としてガラスから成ることを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項４】
前記表面保護基材は、外表面部に偏光機能補充用の偏光板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造において、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が前記ホルダーの入射側に取り付けられ、透明ガラス板により形成された表面保護基材が前記ホルダーの出射側に取り付けられとともに、この表面保護基材の外表面部に有機偏光板が取り付けられていることを特徴とするワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項６】
前記表面保護基材は、外表面部に光学補償板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項７】
前記表面保護基材は、上部においてホルダーの開口部との間に熱気を逃がすことができる程度の小さな隙間が形成されるように取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項８】
液晶パネルの入射側及び出射側に偏光板が配置される液晶ライトバルブを備えた投写型映像表示装置であって、
前記液晶ライトバルブのうちの少なくとも一部の偏光板が、請求項１〜７の何れか１項に記載の取付構造によりホルダーに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の投写型映像表示装置は、赤色光用の液晶ライトバルブ、緑色光用の液晶ライトバルブ及び青色光用の液晶ライトバルブを用いた３板式液晶プロジェクタであって、
これら液晶ライトバルブのうちの少なくとも何れかの液晶ライトバルブに前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の投写型映像表示装置において、
前記青色光用の液晶ライトバルブにおける入射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の投写型映像表示装置において、
前記緑色光用の液晶ライトバルブにおける出射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１】
平面部に光を通過させる開口部が形成されたホルダーに対し、
ワイヤグリッド型の無機偏光板の金属製エレメントが前記開口部内に挿入されるように、同偏光板のガラス基板と前記金属製エレメントをカバーする表面保護基材とが前記ホルダーの平面部を挟んで取り付けられている
ことを特徴とするワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項２】
前記ホルダーは、前記開口部の厚さが、金属製エレメントと表面保護基材とが接触しない範囲で近接される程度に設定されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項３】
前記表面保護基材は、ガラス単体又は主としてガラスから成ることを特徴とする請求項１又は２記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項４】
前記表面保護基材は、外表面部に偏光機能補充用の偏光板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造において、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が前記ホルダーの入射側に取り付けられ、透明ガラス板により形成された表面保護基材が前記ホルダーの出射側に取り付けられとともに、この表面保護基材の外表面部に有機偏光板が取り付けられていることを特徴とするワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項６】
前記表面保護基材は、外表面部に光学補償板が貼り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項７】
前記表面保護基材は、上部においてホルダーの開口部との間に熱気を逃がすことができる程度の小さな隙間が形成されるように取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のワイヤグリッド型無機偏光板の取付構造。
【請求項８】
液晶パネルの入射側及び出射側に偏光板が配置される液晶ライトバルブを備えた投写型映像表示装置であって、
前記液晶ライトバルブのうちの少なくとも一部の偏光板が、請求項１〜７の何れか１項に記載の取付構造によりホルダーに取り付けられたワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の投写型映像表示装置は、赤色光用の液晶ライトバルブ、緑色光用の液晶ライトバルブ及び青色光用の液晶ライトバルブを用いた３板式液晶プロジェクタであって、
これら液晶ライトバルブのうちの少なくとも何れかの液晶ライトバルブに前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の投写型映像表示装置において、
前記青色光用の液晶ライトバルブにおける入射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の投写型映像表示装置において、
前記緑色光用の液晶ライトバルブにおける出射側偏光板として、前記ワイヤグリッド型の無機偏光板が使用されている
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−４７８８０（Ｐ２０１２−４７８８０Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８３４９（Ｐ２０１０−１８８３４９）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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