(57)【要約】【課題】高コントラスト、かつ、高精細の高品位な映像表示を行う反射型の液晶表示デバイスを有する表示装置において、装置構成の小型化、軽量化を可能とし、また、製造コストの低廉化を可能とする。【解決手段】反射型液晶表示デバイス２の表示面３の側方位置に配置され偏光方向が表示面３に平行な方向に揃えられた照明光を表示面にほぼ平行な光として射出する光源部５と、表示面３の前方に表示面３より離間して配置され照明光が側面部より入射される透明支持体７と、この透明支持体７中に存在し照明光を反射させ表示面３にほぼ垂直に入射させる複数の反射部材６とを備える。表示面３に入射され表示面３により反射された変調光は、透明支持体７を透過して、結像光学系４に入射される。各反射部材６は、Ｓ偏光の照明光のみを反射させ、Ｐ偏光の変調光を透過させる。【選択図】図１
2008241759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型液晶表示デバイスと、
前記反射型液晶表示デバイスの表示面の側方位置に配置され、偏光方向が前記表示面に平行な方向に揃えられた照明光を前記表示面にほぼ平行な方向に射出する光源部と、
前記反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置され、前記照明光が側面部より入射される透明支持体と、
前記透明支持体中に存在し、前記照明光を反射させ、反射させた照明光を前記表示面に対してほぼ垂直に入射させる複数の反射部材と、
前記反射型液晶表示デバイスの表示面に入射された照明光がこの反射型液晶表示デバイスにより偏光変調されて反射された変調光が、前記透明支持体を透過して該表示面の前方側に射出されて入射される結像光学系と、
を備え、
前記各反射部材は、前記光源部からの照明光がＳ偏光の光として入射され、このＳ偏光のみを反射させ、前記反射型液晶表示デバイスにより変調されたＰ偏光の変調光を透過させる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記反射部材は、Ｐ偏光の光に対する透過率が、９５％以上である
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記反射部材は、誘電体ミラーである
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記透明支持体は、片面に複数のＶ溝部が平行に形成された平板状の透明部材と、前記各Ｖ溝部内を満たした前記透明部材とほぼ等しい屈折率を有する透明材料とからなり、
前記各反射部材は、前記各Ｖ溝部内が前記透明材料により満たされる前に、前記各Ｖ溝部内の一方側の側面部に形成された反射膜からなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の表示装置。
【請求項５】
前記各Ｖ溝部は、両側面部のなす角度が９０度未満であり、
前記反射部材となる反射膜は、前記透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で、蒸着により成膜されたものである
ことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示デバイスを用いて構成されるプロジェクタ、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）、または、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像等を表示するための種々の表示装置が提案されており、近年においては、表示画面の大型化への要望が高まっている。表示画面の大型化は、特に、屋外における公衆向け表示（いわゆるパブリックビュー）や、管制業務用表示、または、ハイビジョン等の高精細映像の表示を行う表示装置において要望が高い。そして、大画面の映像表示が行える表示装置として、投射型の表示装置（プロジェクタ）が提案されている。
【０００３】
投射型の表示装置としては、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、透過型の液晶表示デバイス（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）を用いた透過方式のものと、反射型の液晶表示デバイスを用いた反射方式のものとが提案されている。これらいずれの方式の表示装置ともに、液晶表示デバイスを用いて構成され、この液晶表示デバイスを照明光により照明し、この照明光を液晶表示デバイスにより映像信号に対応させて画素単位で変調し、この液晶表示デバイスを経た変調光を結像させて、表示映像を得るようにしている。
【０００４】
図８は、反射型の液晶表示デバイスを用いた従来の表示装置の構成を示す側面図である。
【０００５】
反射型の液晶表示デバイスを用いた従来の表示装置は、図８に示すように、照明光Ｌを発生する光源１０１を有している。光源１０１から発せられた照明光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１０２の反射膜によって反射されて、反射型の液晶表示デバイス１０３に入射される。この液晶表示デバイス１０３は、内部に液晶が封入されて構成され、入射された照明光Ｌを映像信号に応じて偏光変調して反射する。液晶表示デバイス１０３により変調されて反射された変調光Ｌは、偏光ビームスプリッタ１０２に戻り、反射膜を透過し、投射レンズ１０４に入射される。投射レンズ１０４は、変調光Ｌをスクリーン１０５上に投射し結像させることにより、このスクリーン１０５上に映像を表示する。
【０００６】
液晶表示デバイス１０３は、駆動基板１０６と透明な対向電極１０７との間に液晶ＬＣを封入して構成されている。駆動基板１０６の表面には、複数の反射型の画素電極（反射電極）１０８がマトリックス状に形成されている。この液晶表示デバイス１０３においては、各画素電極１０８が所定の画素間幅だけ離間されて縦横方向へマトリックス状に配列されていることにより、複数の画素がマトリックス状に縦横方向に配列されていることになる。
【０００７】
図９は、液晶表示デバイスにおける１つの画素を示す等価回路図である。
【０００８】
液晶表示デバイス１０３における１つの画素は、図９の等価回路図に示すように、例えば、ＭＯＳトランジスタよりなるスイッチングトランジスタＴｒと、このスイッチングトランジスタＴｒのドレインＤに接続される保持容量Ｃとを有し、ドレインＤが画素電極１０８にも接続されて構成されている。また、スイッチングトランジスタＴｒは、ソースＳが映像信号が伝送される信号線１０９に接続され、ゲートＧがゲート線１１０に接続されている。
【０００９】
この液晶表示デバイス１０３においては、信号線１０９に映像信号を印加した状態で、ゲート線１１０によりゲートＧをオンしてこの画素を周期的に選択することにより、映像信号が保持容量Ｃに蓄積される。すると、ゲートＧをオフしても、所定時間に亘って保持容量Ｃに蓄積された電荷が画素電極１０８に供給され、この画素の液晶ＬＣが駆動されることになる。
【００１０】
図１０は、液晶表示デバイスの要部の構成を示す拡大断面図である。
【００１１】
前述したように、液晶表示デバイス４は、図１０に示すように、駆動基板１０６と、対向電極１０７と、これらの間に封入された液晶ＬＣとを有して構成されている。駆動基板１０６は、例えばＰ型シリコン基板よりなる半導体基板１１１を有しており、この表面上にソースＳ、ドレインＤ及びゲートＧよりなるスイッチングトランジスタＴｒが形成されている。このトランジスタＴｒに隣接して保持容量Ｃが形成され、これらトランジスタＴｒ及び保持容量Ｃにより、画素電極１０８を駆動する駆動回路が構成されている。
【００１２】
駆動基板１０６の上層部にマトリックス状に配置された複数の画素電極１０８は、隣り合う画素電極１０８同士間に僅かな隙間１１２が形成されていることにより、互いに絶縁状態となっている。この隙間１１２の幅は、画素間幅となる。
【００１３】
そして、画素電極１０８と半導体基板１１１との間には、例えばＳｉＯ２よりなる絶縁層１１３を介して配線も兼ねる遮光層１１４が設けられている。この遮光層１１４は、隙間１１２を介して半導体基板１１１側へ入ってくる侵入光をできるだけ遮断するようになっている。この遮光層１１４は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金により形成される。
【００１４】
また、遮光層１１４と半導体基板１１１との間には、例えばＳｉＯ２よりなる絶縁層１１５を介して配線層１１６が形成されている。この配線層１１６は、複数に分割されており、一部は信号線としてスイッチングトランジスタＴｒのソースＳに接続され、他の一部はドレインＤと保持容量Ｃとを接続するとともに、遮光層１１４を介して画素電極１０８へも接続されている。そして、画素電極１０８の上面には、配向膜１１７が形成されている。
【００１５】
一方、対向電極１０７は、例えば、透明なガラス板よりなる透明基板１１８の下面に形成されており、この対向電極１０７の下面にも、配向膜１１９が形成されている。そして、駆動基板１０６と対向電極１０７付きの透明基板１１８との間に図示しないスペーサを介して、液晶ＬＣが封入されることにより、液晶表示デバイス１０３が構成される。
【００１６】
このような反射型の液晶表示デバイス１０３は、スイッチングトランジスタＴｒ及び保持容量Ｃからなる駆動回路を画素電極１０８の下方（裏側）に形成することができるため、透過式の液晶表示デバイスと比較して、開口率を大きくとることができるという効果がある。開口率とは、光変調に係わる画素領域が表示領域全面に対して占める割合である。なお、この効果は、画素の大きさが小さくなるほど、顕著になる。したがって、反射型の液晶表示デバイス１０３は、透過型の液晶表示デバイスに比較して、より小さい面積で高解像度の映像表示が可能となるという利点がある。このような反射型の液晶表示デバイス１０３は、投射型の表示装置（プロジェクタ）やヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などに用いた場合に、極めて高精細な映像を表示することができる。
【００１７】
ところで、特許文献３及び特許文献４に記載されているように、携帯電話などに用いるいわゆる直視型の表示装置においては、反射型の液晶表示デバイスが使用されている場合がある。この表示装置においては、外光だけでは表示が見え難いときの補助光として、光源（フロントライトシステム）を備えたものが提案されている。
【００１８】
この表示装置においては、光源からの照明光を導光板により導入し、例えば、Ｖ溝やドット形状をした反射部により照明光を反射させて液晶表示デバイスの方向に偏向させ、液晶表示デバイスを照明するようになっている。
【００１９】
ただし、このような表示装置は、文字や図形などの情報表示を目的としたものであり、結像光学系を介さずに液晶表示デバイスを直接肉眼で観察するように構成されている。また、このような表示装置においては、表示映像のコントラスト比が、実使用時で数１０：１と小さく、使用している液晶表示デバイスの画素の大きさが数１００ミクロンから１ミリメートルと大きいものであり、本発明において想定されている高精細、かつ、高コントラストの高品位映像の表示を行うことはできない。
【００２０】
【特許文献１】特開２０００−１９３９９４公報
【特許文献２】特開２００３−１８５９７２公報
【特許文献３】特許第３３９４４６０号公報
【特許文献４】特開平１１−２０２７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
前述のような表示装置（プロジェクタやＨＭＤ）に用いる反射型の液晶表示デバイスは、いわゆるマイクロデバイスと称され、画素の大きさが１０マイクロメートル前後と極めて小さい。また、このような液晶表示デバイスは、映画鑑賞などに使用目的に堪えうるため、表示映像のコントラスト比は、実使用時において数１００：１乃至数１０００：１と極めて高いものとなっている。
【００２２】
ところで、前述の表示装置の光学系においては、液晶表示デバイスへの入射光と反射光とが同一の光路上を通るため、偏光ビームスプリッタによって光路を分ける必要がある。偏光ビームスプリッタは、４５°程度に傾斜された反射膜を有して、立方体形状に構成されたものであるので、液晶表示デバイスと投射レンズとの間において、大きな体積を占有することになり、また、その重量も大きい。
【００２３】
そのため、このような表示装置においては、装置構成の小型化、軽量化が困難であり、また、液晶表示デバイスと投射レンズとの間の距離を偏光ビームスプリッタの大きさ分だけ離す必要があるため、投射レンズが高価なものになってしまうという問題がある。また、偏光ビームスプリッタは、これ自体が光学部品として高価なものであり、表示装置のコストアップの大きな要因となっている。
【００２４】
また、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）や電子ビューファインダ（ＥＶＦ）など、ルーペで拡大して見る構成、すなわち、結像レンズにより虚像を形成して映像表示を行う構成の表示装置においても、偏光ビームスプリッタを用いることが、装置構成の小型化の阻害要因及びコストアップの要因となっている。
【００２５】
なお、前述したように、導光板を用いた表示装置（フロントライトシステム）が提案されているが、このような表示装置を画素が極めて小さい液晶表示デバイスを用いて構成すると、導光板の反射部が妨害になり、正常な映像表示を行うことができない。また、このような表示装置においては、照明光が導光板内において繰り返し反射されることにより、偏光状態が変化してしまうので、高コントラスト比の映像表示を行うことができない。
【００２６】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、高コントラスト、かつ、高精細の高品位な映像表示を行う反射型の液晶表示デバイスを有する表示装置であって、装置構成の小型化、軽量化が可能となされ、また、製造コストの低廉化が可能となされた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００２８】
〔構成１〕
反射型液晶表示デバイスと、この反射型液晶表示デバイスの表示面の側方位置に配置され偏光方向が表示面に平行な方向に揃えられた照明光を表示面にほぼ平行な方向に射出する光源部と、反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置され照明光が側面部より入射される透明支持体と、この透明支持体中に存在し照明光を反射させ反射させた照明光を表示面に対してほぼ垂直に入射させる複数の反射部材と、反射型液晶表示デバイスの表示面に入射された照明光がこの反射型液晶表示デバイスにより偏光変調されて反射された変調光が透明支持体を透過して該表示面の前方側に射出されて入射される結像光学系とを備え、各反射部材は、光源部からの照明光がＳ偏光の光として入射され、このＳ偏光のみを反射させ、反射型液晶表示デバイスにより変調されたＰ偏光の変調光を透過させることを特徴とするものである。
【００２９】
〔構成２〕
構成１を有する表示装置において、反射部材は、Ｐ偏光の光に対する透過率が９５％以上であることを特徴とするものである。
【００３０】
〔構成３〕
構成１、または、構成２を有する表示装置において、反射部材は、誘電体ミラーであることを特徴とするものである。
【００３１】
〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有する表示装置において、透明支持体は、片面に複数のＶ溝部が平行に形成された平板状の透明部材と各Ｖ溝部内を満たした透明部材とほぼ等しい屈折率を有する透明材料とからなり、各反射部材は、各Ｖ溝部内が透明材料により満たされる前に各Ｖ溝部内の一方側の側面部に形成された反射膜からなることを特徴とするものである。
【００３２】
〔構成５〕
構成４を有する表示装置において、各Ｖ溝部は、両側面部のなす角度が９０度未満であり、反射部材となる反射膜は、透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で蒸着により成膜されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る表示装置においては、構成１を有することにより、反射型液晶表示デバイスの表示面の前方にこの表示面より離間して配置された透明支持体中に存在する複数の反射部材により、光源部からの照明光と反射型液晶表示デバイスにより変調された変調光とが分離されるので、小型化及び軽量化が可能で、低コストで製造でき、高コントラスト、高精細、かつ、高輝度の映像表示を行うことができる。
【００３４】
なお、この表示装置は、投射型の表示装置（プロジェクタ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、または、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）等、種々の方式のものとして構成することができる。
【００３５】
また、本発明に係る表示装置は、構成２を有することにより、反射部材は、Ｐ偏光の光に対する透過率が９５％以上であるので、光源部からの照明光と反射型液晶表示デバイスにより変調された変調光とを良好に分離させることができ、高コントラスト、高精細、かつ、高輝度の映像表示を行うことが可能である。
【００３６】
本発明に係る表示装置は、構成３を有することにより、反射部材は、誘電体ミラーであるので、Ｓ偏光の照明光のみを反射させＰ偏光の変調光を透過させるという特性を良好に実現することができる。
【００３７】
本発明に係る表示装置は、構成４を有することにより、各反射部材は、透明材料により満たされる各Ｖ溝部内の一方側の側面部に各Ｖ溝部内が透明材料により満たされる前に形成された反射膜からなるので、透明支持体中の所定の位置に容易に形成することができる。
【００３８】
本発明に係る表示装置は、構成５を有することにより、各Ｖ溝部の両側面部のなす角度が９０度未満であって、反射部材となる反射膜が透明部材を蒸発源に対して傾斜させた状態で蒸着により成膜されたものであるので、反射部材を透明支持体中の所定の位置に容易に形成することができる。
【００３９】
すなわち、本発明は、高コントラスト、かつ、高精細の高品位な映像表示を行う反射型の液晶表示デバイスを有する表示装置であって、装置構成の小型化、軽量化が可能となされ、また、製造コストの低廉化が可能となされた表示装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００４１】
〔第１の実施の形態〕
本発明に係る表示装置は、反射型液晶表示デバイスの表示面を照明し、この反射型表示デバイスにより変調された変調光を結像させることによって、映像等の表示を行う装置である。
【００４２】
図１は、本発明に係る第１の実施の形態における表示装置の構成を示す断面図である。
【００４３】
本発明に係る表示装置は、図１に示すように、照明部１により照明される反射型液晶表示デバイス２と、反射型液晶表示デバイス２により反射された変調光が入射され反射型液晶表示デバイス２の表示面３の実像、または、虚像を結像させる結像光学系４とを備えて構成される。
【００４４】
この表示装置は、結像光学系４が図示しないスクリーン上に反射型液晶表示デバイス２の表示面３の実像を結像させる場合には、投射型の表示装置（プロジェクタ）となり、結像光学系４が反射型液晶表示デバイス２の表示面３の虚像を結像させる場合には、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）や電子ビューファインダ（ＥＶＦ）等となる。
【００４５】
反射型液晶表示デバイス２は、前述した従来の表示装置において使用されているものと同様のものであり、駆動基板と透明な対向電極との間に液晶を封入して構成されている。駆動基板の表面には、複数の反射型の画素電極（反射電極）がマトリックス状に形成されている。この反射型液晶表示デバイスにおいては、各画素電極が所定の画素間幅だけ離間されて縦横方向へマトリックス状に配列されていることにより、複数の画素がマトリックス状に縦横方向に配列されていることになる。
【００４６】
この表示装置において、反射型液晶表示デバイス２の表示面３の照明を行う照明部１は、反射型液晶表示デバイス２の表示面３の側方位置に配置された光源部５を有している。この光源部５は、照明光を表示面３にほぼ平行な方向に射出する。この光源部５は、光源として、レーザダイオードや、または、ＬＥＤ等を有している。光源としてレーザダイオードを使用する場合には、この光源から射出される照明光は、直線偏光となっている。また、光源としてＬＥＤを使用する場合には、光源から射出された照明光を偏光フィルタ等に通すことにより、直線偏光とする。この照明光の偏光方向は、反射型液晶表示デバイス２の表示面３に平行な方向となっている。
【００４７】
図２は、本発明に係る第１の実施の形態における表示装置の要部の構成を示す断面図である。
【００４８】
そして、この表示装置は、図２に示すように、光源部５から射出された照明光を反射させて、この照明光を反射型液晶表示デバイス２の表示面３に入射させる複数の反射部材６を有している。これら反射部材６は、反射型液晶表示デバイス２の表示面３の前方に表示面３より離間されて配置された透明支持体７の内部に設けられている。透明支持体７は、ガラスの如き透明材料からなり、反射型液晶表示デバイス２の表示面３の前方にこの表示面３に平行に配置されている。
【００４９】
各反射部材６は、後述するように、光源部５からの照明光の入射方向に直交する方向を長手方向として配列された短冊状に形成され、かつ、反射面が照明光の入射方向に対してほぼ５０°程度の傾斜を有している。すなわち、光源部５から射出された照明光は、各反射部材６に対して、Ｓ偏光となっている。これら反射部材６は、反射型液晶表示デバイス２の表示面３のほぼ全面に亘って配置されている。
【００５０】
光源部５は、図１に示すように、透明支持体７中の各反射部材６に向けて、ビーム形状を最適として照明光を照射するように、照明光学系を含んで構成されている。光源部５からの照明光は、透明支持体７の側面部より入射され、この透明支持体７内を透過して、各反射部材６に向かって所定の入射角θで照射される。
【００５１】
光源部５から入射したほぼ平行な照明光は、各反射部材６によって反射され、反射型液晶表示デバイス２の表示面３に入射される。なお、各反射部材６の反射率は１００％未満であるため、照明光の一部は反射部材６を透過する。反射部材６によって反射されず透過した照明光は、次の隣接する反射部材によって反射される。
【００５２】
反射型液晶表示デバイス２に入射された照明光は、反射型液晶表示デバイス２の表示面（液晶層）３において、映像信号に応じて偏光変調されて反射される。すなわち、反射型液晶表示デバイス２に入射したＳ偏光は、反射型液晶表示デバイス２により変調されてＰ偏光となった変調光は、再び透明支持体７に向かい、この透明支持体７内に戻る。このとき、反射部材６は、光源部５から入射された所定の偏光方向（Ｓ偏光）の照明光を高い効率で反射させるのに対し、この偏光方向に直交する偏光方向（Ｐ偏光）の変調光については、ほとんど反射させずに、ほぼ１００％を透過させる。
【００５３】
したがって、反射型液晶表示デバイス２により変調されて反射された変調光は、反射部材６及び透明支持体７をそのまま透過して、透明支持体７の前方側に設置された偏光板９を透過する。この偏光板９は、光源部５からの照明光と偏光方向が直交する向きの偏光（Ｐ偏光）のみを透過させるように設置されている。反射型液晶表示デバイス２において偏光変調されて反射され、反射部材６、透明支持体７及び偏光板９を透過した変調光は、結像光学系４に入射される。結像光学系４に入射された変調光は、前述したように、実像、または、虚像として結像され、表示映像を形成する。
【００５４】
なお、反射型液晶表示デバイス２において変調されなかった照明光（Ｓ偏光）の一部が、反射部材６のない部分をすり抜けて透明支持体７を透過する可能性があるが、そのような光は、偏光板９によってカットされるため、表示映像の品質が劣化することはない。
【００５５】
ところで、この表示装置においては、透明支持体７に入射された照明光は、図２に示すように、各反射部材６の反射率が６０％である場合において、第１の反射部材６において６０％が反射される。第１の反射部材６を透過した４０％の照明光は、第２の反射部材６において、その６０％、すなわち、２４％が反射され、４０％、すなわち、１６％が透過する。第２の反射部材６を透過した１６％の照明光は、第３の反射部材６において、その６０％、すなわち、９．６％が反射される。このようにして、照明光の９３．６％（＝０％＋２４％＋９．６％）が反射型液晶表示デバイス２側に反射され、利用される。
【００５６】
従来の表示装置における偏光ビームスプリッタは、所定の入射角度範囲内でＳ偏光の反射率をほぼ１００％にするために、数１０層の誘電体膜を積層して作成されていたが、本発明に係る表示装置においては、反射部材６の反射率が低くても、この反射部材６を透過した照明光が他の反射部材６によって順次反射されるため、トータルの反射率を高くすることができる。したがって、この表示装置においては、反射部材６を少ない層数からなる誘電体膜としても十分な照明効率が得られ、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００５７】
また、この表示装置における照明光は、透明支持体７に対する入射角度を調整することにより、より多くの反射部材６を透過させるように設定することができ、照明光のほぼ１００％を反射型液晶表示デバイス２側に反射させて利用することができる。また、照明光を完全な平行光束ではなく、僅かに広がり角を有する光束とすることにより、反射型液晶表示デバイス２の表示面３上における照度ムラを改善することができる。
【００５８】
図３は、本発明に係る表示装置における各反射部材６のＳ偏光及びＰ偏光に対する透過率を示すグラフである。
【００５９】
この表示装置における各反射部材６においては、図３に示すように、曲線Ｐ＋７及び曲線Ｐ−７で示すＰ偏光の透過率はほぼ１００％であり、曲線Ｓで示すＳ偏光の透過率は５０％乃至３５％程度である。図３において、曲線Ｐ＋７は、反射部材６に対して＋７°の入射角でＰ偏光が入射した場合の透過率を示し、曲線Ｐ−７は、反射部材６に対して−７°の入射角でＰ偏光が入射した場合の透過率を示す。この反射部材６においては、入射角が±７°内のＰ偏光に対しては、透過率は９５％以上となっている。Ｐ偏光に対する透過率が９０％程度となると、表示映像の画質低下の虞があるため、Ｐ偏光に対する透過率は、９５％以上であることが好ましい。
【００６０】
従来の表示装置における偏光ビームスプリッタでは、入射角が設計角度（例えば、４５°）から外れると特性が大きく劣化するが、この表示装置における反射部材６は、±７°程度という広い入射角の範囲内において良好な透過率を示すので、反射型液晶表示デバイス２からの変調光がある程度の広がり角を有していても、表示映像の画質低下がない。なお、結像光学系４も、入射光が一定の角度範囲内の変調光を取り込むことができるように設計しておくことが望ましい。
【００６１】
なお、この実施の形態においては、反射部材６の反射面が照明光の入射方向に対して５０°程度の角度を有しているため、この反射部材６による反射光は、透明支持体７の表面に対して約８０°の方向に反射され、反射型液晶表示デバイス２の表示面３に対してほぼ垂直に入射する。なお、図３においては、透明支持体７の表面における反射成分を含めずに表示している。
【００６２】
図４は、本発明に係る表示装置における透明支持体及び反射部材の作成方法を示す工程図である。
【００６３】
次に、この表示装置における透明支持体７及び各反射部材６の作製方法について、図４を用いて説明する。
【００６４】
まず、図４中の（Ａ）に示すように、透明部材となる、例えば、ガラス板７ａの表面に、プレス成型機により鋸歯状の複数のＶ溝部７ｂを形成する。ガラス板７ａの厚みは、例えば、２ｍｍ程度、Ｖ溝部７ｂは、ガラス板７ａの表面に対する一側面の傾斜θ１を５０°、Ｖ溝部７ｂの両側面のなす角度である頂角αを８０°、深さを２０μｍとする。ガラス板７ａをなす材料としては、成型が容易なガラスでよいが、成型後ひずみを十分に緩和する必要がある。
【００６５】
次に、真空蒸着法により、Ｖ溝部７ｂの一側面のみに誘電体膜を成膜して、反射部材６を形成する。
【００６６】
図５は、真空蒸着法による反射部材６の形成を示す側面図である。
【００６７】
反射部材６の形成は、図５に示すように、蒸発源２０１に対してガラス板７ａを傾けて設置して行う。このときのガラス板７ａの傾斜角θ２は、Ｖ溝部７ｂの他側面に成膜がなされないように、他側面が蒸発源２０１からの蒸気流の影となる程度の角度とする。このような傾斜角θ２は、Ｖ溝部７ｂの頂角αを９０°未満とすることにより、容易に設定可能である。
【００６８】
この実施の形態においては、Ｖ溝部の頂角αを８０°とし、ガラス板７ａの蒸発源２０１に対する傾斜角θ２を５０°とした。また、誘電体膜としては、Ｔａ２Ｏ５を膜厚１２１ｎｍ、ＳｉＯ２を膜厚２１１ｎｍ、Ｔａ２Ｏ５を膜厚３５ｎｍ、ＳｉＯ２を膜厚１８９ｎｍ、Υａ２Ｏ５を膜厚１７９ｎｍとして、順次積層させて成膜した。
【００６９】
このようにして、この表示装置においては、図４中の（Ｂ）に示すように、フォトレジストによるマスキングやドライエッチングなどの微細加工プロセスを用いることなく、微細な反射部材６を形成することができる。
【００７０】
次に、図４中の（Ｃ）に示すように、薄いガラス板からなるカバーガラス７ｃをガラス板７ａのＶ溝部７ｂ上に設置し、透明材料となるエポキシ系接着剤により、ガラス板７ａに対して接着する。このとき、各Ｖ溝部７ｂ内は、屈折率がガラス板７ａ及びカバーガラス７ｃをなすガラス材料とほぼ等しい接着剤により充填される。
【００７１】
そして、図４中の（Ｄ）に示すように、各Ｖ溝部７ｂ内が接着剤により充填されることにより、ガラス板７ａ、カバーガラス７ｃ及び接着剤がほぼ一様の屈折率を有する一体の部材として形成され、透明支持体７となる。各反射部材６は、この透明支持体７内に存在する状態となる。なお、透明支持体７の両面には、反射防止コーティングを施すことが好ましい。
【００７２】
各Ｖ溝部７ｂの形状は、図４により示した実施の形態においては、頂角αが８０°で、両側面の傾斜角がともに５０°で等しく左右対称の形状としているが、左右対称ではない形状としてもよい。すなわち、反射部材６の透明支持体７に対する傾斜角度は、必要に応じて、適宜変更することができる。ただし、各Ｖ溝部７ｂの頂角αは、９０°未満とすることが好ましい。これは、反射部材６を形成しない各Ｖ溝部７ｂの他側面への蒸着膜の成膜の防止を容易とするためである。各Ｖ溝部７ｂの他側面が蒸発源２０１からの蒸気流の影となっていれば、たとえ成膜物質の回り込みによって成膜がなされてしまってもわずかなものとなる。また、反射部材６を形成する各Ｖ溝部７ｂの一側面は、蒸発源２０１からの蒸気流に対してほぼ垂直とすることができ、良好な成膜効率が得られる。
【００７３】
なお、反射部材６を形成しない各Ｖ溝部７ｂの他側面に成膜がなされた場合には、この不要膜においても照明光の反射が生じ、この反射光は有効に使うことができない光線となるため、照明効率のロスとなる。また、変調光も、この不要膜によって反射される可能性があり、この場合には、表示映像の明るさの低下やコントラスト比の悪化が招来される。各Ｖ溝部７ｂの他側面への成膜物質の回り込みが１０％程度以上存在して不要膜が成膜されると、この不要膜による反射が生じて表示映像の品質が劣化するため、成膜時のガス圧コントロールが重要である。
【００７４】
なお、前述の実施の形態においては、反射部材６の成膜を真空蒸着法により行なっているが、より成膜物質の回り込みが少ないロングスロースパッタリング法などを用いてもよい。さらに、前述のような成膜後において、追加プロセスとして、反射部材６を形成しない各Ｖ溝部７ｂの他側面に成膜された不要膜をイオンピームエッチング法などにより除去してもよい。
【００７５】
前述の実施の形態においては、誘電体膜として、ＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５からなる５層膜を用いているが、誘電体膜をなす成膜材料や層数は、光源の特性や透明支持体７の屈折率及び設計入射角度などに応じて、適宜変更することができる。ただし、Ｐ偏光に対する透過率はできるだけ高いことが望ましい。これは、Ｐ偏光が反射されると、隣接する反射部材６において変調光が繰返し反射された後に、スクリーンに到達する可能性があるからである。このような多重反射は、表示映像のコントラスト比の低下や、ゴーストの発生など、映像品質を低下させる要因となる。
【００７６】
また、前述の実施の形態においては、各Ｖ溝部７ｂを接着剤によって充填しているが、透明フィラを含む接着剤によって充填するようにしてもよい。また、平板状のカバーガラス７ｃに代えて、各Ｖ溝部７ｂに対してネガポジ関係にある形状を形成したガラス板を用いてもよい。このようなガラス板を用いることにより、接着剤の使用量を減らすことができ、表示映像の品質や信頼性をより向上させることができる。
【００７７】
〔プロジェクタとしての実施の形態〕
図６は、本発明に係る表示装置を投射型の表示装置（プロジェクタ）として構成した場合の構成を示す側面図である。
【００７８】
この表示装置をカラー表示を行う投射型の表示装置（プロジェクタ）として構成するには、図６に示すように、それぞれ３原色の一であるＲ（赤色）の照明光を発する光源部５Ｒ、Ｇ（緑色）の照明光を発する光源部５Ｇ、及びＢ（青色）の照明光を発する光源部５Ｂを有する照明部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを用いて、これら照明部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに対応させて反射型液晶表示デバイス２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを配置する。これら光源部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとしては、例えば、３原色のレーザアレイを用いることができる。なお、各反射型液晶表示デバイス２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと、対応する透明支持体７とは、密着せずに、一定の空気層を介して配置されている。
【００７９】
各反射型液晶表示デバイス２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを経た各色の変調光は、それぞれ透明支持体７及び偏光板９を経て、クロスダイクロイックプリズム１１に両側面及び後面の３方向から入射され、このクロスダイクロイックプリズム１１において色合成されて、前面から射出される。偏光板９は、レーザアレイから射出された直線偏光の偏光方向に直交する方向の直線偏光を透過させるように配置される。
【００８０】
クロスダイクロイックプリズム１１から射出された変調光は、結像光学系である投射レンズ４に入射される。この投射レンズ４は、入射された変調光を、図示しないスクリーン上に結像させ、映像表示を行う。
【００８１】
この表示装置は、装置構成を小型化することが可能であり、かつ、高輝度、高コントラスト、高精細の映像表示を行うことができる。
【００８２】
〔電子ビューファインダとしての実施の形態〕
図７は、本発明に係る表示装置を電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として構成した場合の構成を示す側面図である。
【００８３】
この表示装置をカラー表示を行う電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として構成するには、図７に示すように、３原色（Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色））の照明光を発する光源部５を有する照明部１を用いて、この照明部１に対応させて反射型液晶表示デバイス２を配置する。
【００８４】
このような３原色の照明光を発する光源部５としては、例えば、３原色のＬＥＤが複数個交互に配列されて構成されたＬＥＤアレイを用いることができる。このＬＥＤアレイから射出された照明光は、ビーム整形用レンズを経て、偏光板１２を介して、透明支持体７に入射される。この透明支持体７と反射型液晶表示デバイス２とは、密着せずに、一定の空気層を介して配置されている。
【００８５】
反射型液晶表示デバイス２を経た各色の変調光は、透明支持体７及び偏光板９を経て、結像光学系である拡大レンズ４に入射される。偏光板９は、照明部の偏光板１２が透過させる直線偏光の偏光方向に直交する方向の直線偏光を透過させるように配置される。そして、拡大レンズ４は、入射された変調光をの虚像を形成して、映像表示を行う。
【００８６】
この表示装置においては、ＬＥＤアレイにおいて３原色を順次的に点滅させることにより、フィールドシーケンシャル（時分割）方式のカラー映像の表示が行える。なお、モノクローム映像を表示する場合には、光源として白色ＬＥＤを用いればよい。
【００８７】
なお、光源として用いるＬＥＤは、射出する光束が無偏光であり、平行度も良くないため、光利用率は高くない。しかし、電子ビューファインダのように、拡大レンズによる拡大像（虚像）を直接観察する用途であれば、十分な明るさの映像を表示することができる。
【００８８】
この電子ビューファインダの構成において、光源としてレーザ光源を用いてフィールドシーケンシャル（時分割）動作を行い、結像光学系として投射レンズ４を使用すれば、プロジェクタとしても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態における表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態における表示装置の要部の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る表示装置における各反射部材のＳ偏光及びＰ偏光に対する透過率を示すグラフである。
【図４】本発明に係る表示装置における透明支持体及び反射部材の作成方法を示す工程図である。
【図５】真空蒸着法による反射部材の形成を示す側面図である。
【図６】本発明に係る表示装置を投射型の表示装置（プロジェクタ）として構成した場合の構成を示す側面図である。
【図７】本発明に係る表示装置を電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として構成した場合の構成を示す側面図である。
【図８】反射型の液晶表示デバイスを用いた従来の表示装置の構成を示す側面図である。
【図９】液晶表示デバイスにおける１つの画素を示す等価回路図である。
【図１０】液晶表示デバイスの要部の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１    照明部
１Ｒ  （Ｒ用）照明部
１Ｇ  （Ｇ用）照明部
１Ｂ  （Ｂ用）照明部
２    反射型液晶表示デバイス
２Ｒ  （Ｒ用）反射型液晶表示デバイス
２Ｇ  （Ｇ用）反射型液晶表示デバイス
２Ｂ  （Ｂ用）反射型液晶表示デバイス
３    表示面
４    結像光学系
５    光源部
５Ｒ  （Ｒ用）光源部
５Ｇ  （Ｇ用）光源部
５Ｂ  （Ｂ用）光源部
６    反射部材
７    平行平面板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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