JP2005338160A - 偏光板及び液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 保持板と偏光体との接合に手間がかからず、低コストで、しかも光透過性と放熱性に優れた偏光板、及びそれを用いた液晶プロジェクタを提供する。
【解決手段】 液晶プロジェクタ１は、照明光学系１００と、照明光学系１００から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の３色の光に分離する色光分離光学系２００と、各色光束を変調する液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、変調された色光束を合成するプリズム５００と、合成された光束を拡大投写する投写レンズユニット１２を備える。入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、光学異方性のない等方性の結晶構造を有する透光性セラミックス（透光性イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ））の焼結体基板からなる保持板の表面に偏光体が接合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶パネルの画像を投写表示する液晶プロジェクタに用いる偏光板及び液晶プロジェクタに関する。

従来、プレゼンテーションあるいはホームシアター用途の画像表示装置として、光変調作用を有する液晶パネル、およびこの液晶パネルに光を照射する光源ランプとから構成され、液晶パネルによって変調された光をスクリーン上に拡大し投影して画像を表示する液晶プロジェクタが広く知られている。こうした液晶プロジェクタにおいて、小型化、高精細化、高輝度化に対応するために、強い光を照射する光源ランプが用いられるようになってきている。

このような液晶プロジェクタは、通常、液晶パネルの光入射面側と光射出面側に偏光板を供えている。偏光板は偏光軸方向の光成分のみを透過し、他の光成分を遮断する機能を有している。そのため、偏光軸方向の光成分以外の光を遮断する際に発熱する。この発熱により偏光板の温度が上昇すると、偏光板自体の歪や劣化が生じ、遮断すべき光を透過してしまったり、遮断すべきでない光を遮断してしまったりして、スクリーン上に投影する画像の鮮明さがそこなわれるという課題がある。また、液晶パネルも同様に熱には弱く、高温になると特性に支障をきたしてしまう。

このような熱に対応するために、サファイア基板からなる保持板の表面に偏光体を接合した偏光板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３４４３５４９号公報

しかしながら、上記の特許文献１の偏光板は、偏光体を接合する保持板にサファイア基板を用いることにより、充分な放熱効果を得ることができるものの、単結晶サファイア基板を生成した後の削り出し工程（研磨工程）時に、Ｘ線回析などによりＣ軸の傾き角の測定を繰り返しながら研磨する必要があると共に、保持板と偏光体の接合時に、偏光体の透過偏光軸と保持板（サファイア基板）のＣ軸とを精密に制御する必要があるなど、手間がかかりコスト的に課題があった。

そこで、本発明は、保持板と偏光体との接合に手間がかからず、低コストで、しかも光透過性と放熱性に優れた偏光板、及びそれを用いた液晶プロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の偏光板は、等方性の結晶構造を有する透光性セラミックスにより形成された基板からなる保持板の表面に偏光体を接合したことを特徴とする。

この構成によれば、保持板が等方性の結晶構造（等軸晶系）を有する透光性セラミックスにより形成された基板からなることにより、保持板と偏光体との接合時に、偏光体の偏光軸と保持板の偏光軸を合わせる手間が必要なく、低コストで、しかも光透過性と放熱性に優れた偏光板を提供することができる。

また、本発明の偏光板は、透光性セラミックスが多結晶焼結体からなることを特徴とする。

この構成によれば、保持板が等方性の結晶構造を有する多結晶焼結体基板で形成されることにより、保持板と偏光体との接合時に、偏光体の偏光軸と保持板の偏光軸を合わせる手間が必要なく、低コストで、しかも光透過性と放熱性に優れた偏光板を提供することができる。また、焼結体なので単結晶のものに比べ短時間に製造でき、偏光板の製造時間を短くできる。

また、本発明の偏光板は、多結晶焼結体が多結晶透明イットリウムアルミニウムガーネットセラミックスからなることを特徴とする。

この構成によれば、保持板が等方性の結晶構造を有する多結晶透明イットリウムアルミニウムガーネットセラミックス基板で形成されることにより、保持板と偏光体との接合時に、偏光体の偏光軸と保持板の偏光軸を合わせる手間が必要なく、低コストで、しかも光透過性と放熱性に優れた偏光板を提供することができる。さらに、液晶プロジェクタの使用にも適した放熱性が得られる。

また、本発明の偏光板は、多結晶焼結体が多結晶透明スピネルからなることを特徴とする。

この構成によれば、保持板が等方性の結晶構造を有する多結晶スピネル基板で形成されることにより、保持板と偏光体との接合時に、偏光体の偏光軸と保持板の偏光軸を合わせる手間が必要なく、低コストで、しかも光透過性と放熱性に優れた偏光板を提供することができる。さらに、液晶プロジェクタの使用にも適した放熱性が得られる。

また、本発明の電気光学ユニットは、画像情報に応じて変調する電気光学装置と、保持板の表面に偏光体を接合した偏光板と、前記電気光学装置と前記偏光板とが対向した状態に保持する保持体とを備えた電気光学ユニットであって、前記電気光学装置の光入射面側と光射出面側とのうちの少なくともどちらか一方に、前述の偏光板を、前記電気光学装置と０．１〜１０ｍｍの間隔を設けて保持したことを特徴とする。

この構成によれば、光透過性と放熱性に優れると共に、電気光学装置の表面にゴミ等が付着することがなく、偏光板の表面にゴミ等が付着した場合でも、ゴミが電気光学装置の表示面から離れていることによって焦点が合い難く、投写される画像の品位を損なうことを防止した電気光学ユニットを得ることができる。偏光板と電気光学装置と間隔は０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．５〜５ｍｍがより好ましい。偏光板と電気光学装置との間隔は０．１ｍｍより狭いと両者の間で蓄積した熱が十分に放熱されにくくなり、その結果、電気光学装置が熱変形しやすくなる。また１０ｍｍより間隔が大きくなると、電気光学ユニットの厚みが増すため、場所をとるようになり、小型化を実現できない。また、保持体が焼結体なので単結晶のものに比べ短時間に製造でき、偏光板の製造時間を短くできる。

また、本発明の液晶プロジェクタは、照明光を射出する照明光学系と、前記照明光学系からの光を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、前記電気光学装置で得られる変調光束を投写する投写光学系とを備え、前記電気光学装置の光入射面側と光射出面側とのうちの少なくともどちらか一方に、前記偏光板を前記電気光学装置と０．１〜１０ｍｍの間隔を設けて備えたことを特徴とする。

この構成によれば、電気光学装置の光入射面側と光射出面側とのうちの少なくともどちらか一方に、保持板が透光性セラミックス基板で形成された偏光板を備えることにより、光透過性と放熱性に優れると共に電気光学装置から射出される変調光（画像光）のコントラストの低下を抑制し、スクリーン上に投影する画像の鮮明な液晶プロジェクタを提供することができる。偏光板と電気光学装置と間隔は０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．５〜５ｍｍがより好ましい。偏光板と電気光学装置との間隔は０．１ｍｍより狭いと両者の間で蓄積した熱が十分に放熱されにくくなり、祖の結果、電気光学装置が熱変形しやすくなる。また１０ｍｍより間隔が大きくなると、電気光学ユニットの厚みが増すため、場所をとるようになり、小型化を実現できない。また、保持体が焼結体なので単結晶のものに比べ短時間に製造でき、偏光板の製造時間を短くできる。

本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、本発明を適用した液晶プロジェクタを示す説明図であり、図２は、本発明の偏光板の説明図である。

先ず、図１に基づいて液晶プロジェクタ１の構成について説明する。
図１において、液晶プロジェクタ１は、照明光学系１００と、照明光学系１００から射出される照明光を、それぞれ異なる波長域の３色の光に分離する色光分離光学系２００と、各色光束を変調する電気光学装置としての液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、変調された色光束を合成する色合成光学系としてのプリズム（ダイクロイックプリズム）５００と、合成された光束を拡大投写する投写光学系としての投写レンズユニット１２を備えている。

また、色光分離光学系２００によって分離された各色光束のうち青色光束Ｂを、液晶パネル４００Ｂに導く光変調系３００を備えている。さらに、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射面側および光射出面側に入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂと射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂを備えている。

照明光学系１００は、光源ランプユニット１１からの射出光の光軸１ａを装置前方向に向けて直角に折り曲げる反射ミラー１０１と、この反射ミラー１０１を挟んで前後に直交する状態に均一照明光学素子であるインテグレータレンズ１０２，１０３とを備えている。なお、光源ランプユニット１１は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀ランプ等の高輝度ランプ光源である。

インテグレータレンズ１０２，１０３は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、インテグレータレンズ１０２は、光源ランプユニット１１から射出された射出光の光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束をインテグレータレンズ１０３の近傍で集光させる。インテグレータレンズ１０３は、インテグレータレンズ１０２から射出された各部分光束を、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ上に重畳させる機能を有している。

色光分離光学系２００は、青緑反射ダイクロイックミラー２０１と、緑反射ダイクロイックミラー２０２と、反射ミラー２０３とから構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー２０１において、均一照明光学素子（インテグレータレンズ１０２，１０３）を通過した光束Ｗのうち光束Ｗに含まれる赤色光束Ｒを透過させるとともに、青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射する。反射した青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー２０２の側に向かう。

青緑反射ダイクロイックミラー２０１を通過した赤色光束Ｒは、後方の反射ミラー２０３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの射出部２０４からプリズム５００の側に射出される。次に、青緑反射ダイクロイックミラー２０１において反射された青色光束Ｂ及び緑色光束Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが、緑反射ダイクロイックミラー２０２において直角に反射されて、緑色光束Ｇの射出部２０５からプリズム５００の側に射出される。緑反射ダイクロイックミラー２０２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの射出部２０５から光変調系３００の側に射出される。このように構成された照明光学系１００から各色光束の射出部２０４，２０５，２０６までの距離が全て等しくなるように設定されている。

色光分離光学系の赤色光束Ｒ及び緑色光束Ｇの射出部２０４，２０５の射出側には、それぞれ集光レンズ２５１，２５２が配置されている。したがって、各射出部から射出された赤色光束Ｒ及び緑色光束Ｇは、これらの集光レンズ２５１，２５２に入射して平行化される。

平行化された赤色光束Ｒ及び緑色光束Ｇは、入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇによって偏光方向が揃えられる（偏光軸と同じ方向の光成分のみが透過される）。入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇを透過された光束は、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇは、駆動手段（図示せず）によって画像情報に対応する画像信号によってスイッチング制御されて、これによりここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は公知の手段を使用することができる。

一方、青色光束Ｂは、光変調系３００を介し、さらに入射側偏光板２６０Ｂによって偏光方向が揃えられた後、対応する液晶パネル４００Ｂに入射して、液晶パネル４００Ｂにおいて画像情報に応じて変調が施される。なお、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとしては、例えばポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを採用することができる。なお、入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから、例えば０．１〜１０ｍｍの間隔を開けて各々セットされている。

光変調系３００は、集光レンズ３０１と、入射側反射ミラー３０２と、射出側反射ミラー３０３と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ３０４と、液晶パネル４００Ｂの手前側に配置した集光レンズ３０５とから構成される。各色光束の光路の長さ、すなわち光源ランプユニット１１から各液晶パネルまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなる。したがって、この光束の光量損失が最も多いが、光変調系３００を介在させることにより、光量損失を抑制できる。青色光束Ｂの経路中に光変調系３００を設けない場合には、青色光束Ｂが照明する液晶パネル４００Ｂの照明領域は、他の色光束が照明する液晶パネルの照明領域に比べて大きくなり、照明効率が低下する。

各液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを通って変調された各色光束は、射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂに入射する。この射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂの偏光軸は、変調されて入射する直線偏光光の所定の偏光方向と同じになるように設定され、プリズム５００の各入射面の表面に直接透明接着剤を用いて偏光体が貼られている。この射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂを透過した光がプリズム５００に入射して合成される。

プリズム５００は、Ｒ光を反射するＲ光反射ダイクロイック面５０１と、Ｂ光を反射するＢ光反射ダイクロイック面５０２とを備えている。Ｒ光反射ダイクロイック面５０１とＢ光反射ダイクロイック面５０２とは、Ｒ光を反射する誘電体多層膜と、Ｂ光を反射する誘電体多層膜とを４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成することにより設けられる。２つのダイクロイック面５０１，５０２によって３色の変換光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。

そして、プリズム５００によって合成されたカラー画像は、投写レンズユニット１２を介して、所定の位置にあるスクリーン１３の投写面上に拡大投写される。

次に偏光板について、図２に基づいて説明する。同図（ａ）は、入射側偏光板の概略平面図であり、同図（ｂ）は、入射側偏光板の概略断面図である。

なお、図２に示す偏光板は、入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂの説明図である。液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光射出面側に備えた射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂは、入射する変調光のほとんどを透過させるが、液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射面側に備えた入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、入射する直線偏光光の一部を遮断するために発熱（温度上昇）が大きくなる。本実施形態では、この温度上昇を低減するために、温度上昇の大きな入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂのみに保持板を適用している。なお、液晶プロジェクタ用として必要な放熱性を確保できる放熱板（保持板）の熱伝導率は、約５．０Ｗ／ｍＫ以上が必要である。また、偏光板の透過率は、一般的に４０％程度と低い透過率である。

入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、等方性（異方性がない、あるいは立方晶である）の結晶構造（等軸晶系）を有する透光性セラミックスの多結晶透明イットリウム・アルミニウム・ガーネットセラミックス（以下ＹＡＧと表記する）から形成された保持板ＭＢと、偏光体ＰＯとで構成され、保持板ＭＢの表面に、偏光体ＰＯがシリコン系接着剤やアクリル系接着剤などの透明接着剤（図示せず）で気泡が発生しないように貼り合わせ（接合）されている。保持板ＭＢおよび偏光体ＰＯは、略矩形形状を有する液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの有効表示領域に対応して形成されるため、共に略矩形形状を有している。

偏光体ＰＯは、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素を吸着・分散させてフィルム状にした後に、このフィルム状のものを一定方向に延伸し、延伸されたフィルムの両面にアセテートセルロース系のフィルムを接着剤で積層された偏光体である。

このように構成された偏光板は、保持板ＭＢが等方性の結晶構造（等軸晶系）を有するＹＡＧで形成されていることにより、偏光軸を制御する等の手間を掛けることなく所定の形状に加工ができる。この保持板ＭＢへの偏光体ＰＯの貼り合せは、偏光体ＰＯの透過偏光軸ａｘが、保持板ＭＢの直交する２つの辺ｓ１，ｓ２の内の、例えば、辺ｓ１に沿う方向に貼り合わされている。

この貼り合せの際、保持板ＭＢが等方性の結晶構造のＹＡＧで形成されていることにより、保持板ＭＢと偏光体ＰＯの光学軸合せが不要である。また、保持板ＭＢは無色透明（可視光の波長帯域において）なＹＡＧで形成されていることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のどの偏光板にも保持板として使用できる。なお、保持板ＭＢを形成するＹＡＧについての説明は後述する。

保持板ＭＢと偏光体ＰＯとが貼り合わされた偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、対応する液晶パネル４００，４００Ｇ，４００Ｂの入射側に、偏光体ＰＯを液晶パネル側にして、液晶パネルから、例えば１〜５ｍｍの間隔を開けてセットされる。なお、入射側偏光板の偏光体ＰＯを各液晶パネル側にして配置することにより、偏光特性の変化をできる限り抑えることができる。

このように構成された入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、偏光体ＰＯを透過できなかった光の吸収による発熱を保持板ＭＢに伝導し、その熱を効率よく放熱させることができ、偏光板及び液晶パネルの特性を維持することにより、照度ムラのない投写画像を得ることができる。なお、入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂを構成する保持板ＭＢをＹＡＧで構成することにより、各液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ面において、サファイアに劣るが液晶プロジェクタ用の偏光板（保持板ＭＢ）として使用するのに充分な温度低下効果（放熱性）が得られた。

次に、本発明の保持板に用いる多結晶イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）について説明する。

ＹＡＧの生成は、Ａｌ（ＮＨ₄）・（ＳＯ₄）₃とＹＣｌ₃とを所定のモル比で秤量し、ボールミル粉砕の後、空気中１２００℃で３時間仮焼成し、平均粒径１μｍ以下のイットリウム・アルミニウム・ガーネットの原料粉末を得る。仮焼成前に、焼成助剤としてフッ素化合物のＬｉＦを所定の重量添加し均一に混合する。

材料はＡｌ（ＮＨ₄）・（ＳＯ₄）₃とＹＣｌ₃とに限らず、ＡｌやＹの水酸化物、炭酸塩、その他５００〜１３００℃で熱分解しＹＡＧに転化する物質であれば、任意の材料を用いることができる。仮焼成雰囲気は任意であるが、空気中や酸素中等の含酸素雰囲気が好ましい。

また、焼結助剤は、ＬｉＦの他に、ＮａＦ、ＭｇＦ₂、ＮＨ₄Ｆ、テトラフルオロエチレン樹脂等の任意のフッ素原料を用い得ることができる。好ましい添加量は、Ｆイオン換算で仮焼成後のＹＡＧの全重量に対し１００〜４０００ｗｔｐｐｍとする。Ｆイオンの添加量が不足の場合には、後の焼結時の焼結性が低下し、過剰の場合には焼結時に異相が析出し、いずれも透明度が低下する。

そして、仮焼結生成物のＹＡＧ粉末を粉砕後、１００メッシュパスに造粒し、石膏製の鋳型に流し込んで（スリップ鋳造法）所定の形状に成型する。この成形では、ＹＡＧが偏光学異方性を有しないので焼結体で保持板ＭＢを形成できることから、所定の形状（平面外形状）が完成後の保持板ＭＢの外形状とすることができる。

次に、成型後のＹＡＧを、真空中、水素中、Ａｒ中、Ｈｅ中等の、無酸素雰囲気で焼結する。空気中や酸素中では透明な焼結体は得られない。焼結は１次焼成と２次焼結との２段階で行い、１次焼成ではＹＡＧをある程度焼結させると共に、ＹＡＧ粒子の活性を抑え焼結（２次焼成）でのＹＡＧ粒子の異常成長を防止する。ＹＡＧ粒子の異常成長が生じると、焼結体は不透明となる。

１次焼成温度は最高温度を１３００〜１５５０℃とし、これ以下では焼結体の緻密化が不十分で、これ以上ではＹＡＧ粒子の異常成長による不透明化が生じる。１次焼成と２次焼結とは好ましくは連続して行い、その間の昇温速度は好ましくは１２０℃／時間以下とする。昇温速度を高めると、均一な粒成長が得られず透明度が低下する。２次焼結温度は最高温度を１６５０〜１９００℃とし、１６５０℃未満では焼結が不十分で透明度が低下し、１９００℃超えるとＹＡＧの溶融や蒸発が顕著となる。

そののち、焼結体をダイヤモンド砥粒等を用いラッピング加工を行うことにより、光透過性に優れた多結晶透明イットリウム・アルミニウム・ガーネットセラミックス（ＹＡＧセラミックス）からなる基板（保持板）が完成する。

こうしたＹＡＧと、他の透明材料である石英ガラス（ＳｉＯ₂）、サファイア、水晶との特性値の比較を表１に示す。

表１に示すように、多結晶透明イットリウム・アルミニウム・ガーネットセラミックス（ＹＡＧ）は、熱伝導率（１４．０Ｗ／ｍＫ）はサファイア（４２．０Ｗ／ｍＫ）に比べて劣るが、石英ガラス（１．３０Ｗ／ｍＫ）や水晶（６．２〜１０．４Ｗ／ｍＫ）に比べて優れており、液晶プロジェクタ用の偏光板（保持板ＭＢ）として用いるのには充分な放熱性を有する。また、透過率も他と比べて遜色がなく高く、偏光板として用いるのに適した特性を有している。さらに、高強度であるため、他の材料（石英ガラスや水晶）と比較して薄く設計することも可能である。

そして、各入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂを構成する保持板ＭＢをＹＡＧで形成することにより、放熱性の面でサファイアに劣るが、ＹＡＧが異方性でない（偏光に対し旋光性がない）ことにより、保持板ＭＢと偏光体ＰＯとの接合時に、偏光体ＰＯの偏光軸と保持板ＭＢの偏光軸を合わせる必要がない。しかも、サファイアが光学異方性を有する結晶構造なため、単結晶で製造しなければならないが、これに対しＹＡＧは光学異方性のない結晶構造なため、焼結体で保持板を形成可能であり、サファイアを用いた場合に比べて、コスト的に優れた偏光板、あるいは、この偏光板を用いた液晶プロジェクタ１を得ることができる。

また、保持板ＭＢ構成する基板材料が単結晶であると、数週間〜数箇月かけてインゴットに成長させる必要がある。これに対しＹＡＧは、焼結体で提供できることで、保持板ＭＢを数日で製造することができる。さらに、単結晶であると、インゴットをスライスなどの加工に手間とコストがかかるが、ＹＡＧは焼結体であるので、成形時に予め所望の形状に成形でき、加工の手間とコストを低減できる。

また、一般に熱伝導率（放熱性）がよいと言われるセラミックスの中でも、光学異方性のない結晶構造で、かつ熱伝導率の比較的よいＹＡＧを採用したので、液晶プロジェクタに採用しても充分な放熱性が得られる。

なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
（変形例１）

上記の実施形態では、保持板ＭＢが透光性セラミックスとしての多結晶透明イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）から形成された場合で説明したが、多結晶透明スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）で形成した場合でも、ＹＡＧと同等の効果が得られる。多結晶透明スピネルは、尖晶石とも呼ばれ、光透過性および熱伝導性に優れている。

多結晶透明スピネルは、アルミナとマグネシアの粉末原料を１０００〜１４００℃に加熱する固相反応で生成される。この時、約８％の体積膨張を伴うため、生成されたスピネルを微粉砕して、これを原料のスピネル紛体として、改めて所定の形状に成形した後、焼結し直して形成される。こうした多結晶透明スピネルの特性値を表２に示す。

表２に示すように、多結晶透明スピネルは、熱伝導率はサファイアに比べて劣るが、石英ガラスや水晶に比べて優れており（表１の比較表を参照）、液晶プロジェクタ用の偏光板（保持板ＭＢ）として用いるのには充分な放熱性を有する。また、透過率（光学透過率）も他と比べて遜色がなく高く、偏光板として用いるのに適した特性を有している。

（変形例２）
実施形態では、入射側偏光板２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂのみが透光性セラミックス（多結晶ＹＡＧ、あるいは多結晶スピネル）から形成される保持板ＭＢの表面に偏光体ＰＯが貼り付けされた構成であるが、同様に、射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂも、透光性セラミックスから形成される保持板ＭＢの表面に偏光体ＰＯが貼り付けされた構成でもよい。この場合にも、各射出側偏光板を液晶パネル４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから１〜５ｍｍの間隔を開けて各々セットするのが好ましい。これにより、より効率良く放熱することが可能となる。

また、射出側偏光板２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂのみが透光性セラミックスから形成される保持板ＭＢと偏光体ＰＯとから構成する偏光板であってもよい。この場合には、各射出側偏光板の偏光軸を、変調されて入射する直線偏光光の所定の偏光方向と同じになるように設定して、対応する各液晶パネルの、例えば光入射面に貼り付ければよい。
（変形例３）

実施形態では、入射側偏光板２６０（２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂ）及び射出側偏光板２７０（２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂ）を、液晶パネル４００（４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ）の光入射面側および光射出面側に個別に配置した場合で説明したが、入射側偏光板２６０と射出側偏光板２７０とのうちの少なくともどちらか一方を、液晶パネル４００と間隔を開けて対向保持した一体構成の電気光学ユニットとしてもよい。この実施形態を、図３に示す電気光学ユニットの概略断面図で説明する。

電気光学ユニット２０は、四角筒状の保持体２１内に、液晶パネル４００と、入射側偏光板２６０とが、例えば０．１〜１０ｍｍの間隔ｉを設けて対向保持されている。保持体２１は、アルミニウムなどの高熱伝導性材料からなり、液晶パネル４００と入射側偏光板２６０との間隔ｉの外周面を覆うように構成されている。

このように構成された電気光学ユニット２０は、光透過性と放熱性に優れると共に、液晶パネルの表面にゴミ等が付着してゴミを拡大表示することが防げる。また、偏光板２６０の表面にゴミ等が付着した場合でも、ゴミが液晶パネル４００の表示面から離れていることによって焦点が合い難く、投写される画像の品位を損なうことが防げる。この実施形態では、液晶パネル４００の片面（光入射側）に、入射側偏光板２６０を対向保持する電気光学ユニット２０の場合で説明したが、液晶パネル４００の両面（光入射側と光射出側）に偏光板を配置する構成であってもよい。

（変形例４）
光学異方性（等方性）の結晶構造を有する透光性セラミックスは、多結晶（焼結体）に限定されず単結晶で形成する場合であってもよい。例えば、偏光板の保持板を単結晶ＹＡＧ、あるいは単結晶スピネルにより形成することができる。この場合には、保持板を単結晶の透光性セラミックスとしても光学異方性の結晶構造であれば、保持板と偏光体との結合時に偏光体の偏光軸の向きを考慮する必要がない。

（変形例５）
実施形態では、偏光体ＰＯを透光性セラミックスから形成される保持板ＭＢの表面に貼り付けることによって偏光板の温度上昇を低減させているが、これに加えて、偏光板を強制的に冷却する冷却装置、例えば、冷却ファンを用いてもよい。冷却装置を用いることで、偏光板の温度上昇をかなり低減することができる。

（変形例６）
実施形態において、偏光板の保持板ＭＢは、片面（光入射面）もしくは両面に、界面における光の反射を防止するための反射防止膜を施した場合であってもよい。反射防止膜を施すことにより、更に保持板ＭＢの光透過性を高めることができる。

（変形例７）
実施形態では、光変調手段としての液晶パネルに光が透過する、いわゆる透過型の液晶パネルを用いた透過型液晶プロジェクタの場合で説明したが、液晶パネルが光を反射する、いわゆる反射型の液晶パネルを用いた反射型液晶プロジェクタの場合であってもよい。反射型液晶プロジェクタに本発明を適用した場合にも、透過型液晶プロジェクタとほぼ同じ効果が得られる。

（変形例８）
前記実施形態では、偏光板の保持板として、合成ガーネット（等軸晶系）の１種であるＹＡＧの焼結体を採用したが、その他の合成ガーネットとして例えばＹＡＬＧ（イットリウム・アルミニウム・ガリウム・ガーネット）Ｙ₃（ＡｌＧａ）₂（ＡｌＧａＯ₄）₃の焼結体を採用することもできる。

（変形例９）
保持板として使用される等方性（等軸）結晶構造を有する透光性セラミックス焼結体は、無色透明であることに限定されない。例えば有色透明であっても構わない。この場合、保持板としてＲＧＢ３色共通の基板を使用することはできなくなるが、可視光の波長帯域のうち透過が必要な色（ＲＧＢのうちの１色）の波長帯の透過率が十分高ければ、その色専用の偏光板においてその保持板として使用することはできる。

本発明を適用した液晶プロジェクタを示す説明図。 （ａ）は偏光板の概略平面図であり、（ｂ）は偏光板の概略断面図。 電気光学ユニットの概略断面図。

符号の説明

１…液晶プロジェクタ、１１…光源ランプユニット、１２…投写光学系としての投写レンズユニット、１３…スクリーン、２０…光学ユニット、２１…保持体、１００…照明光学系、２００…色光分離光学系、２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂ…偏光板としての入射側偏光板、２７０Ｒ，２７０Ｇ，２７０Ｂ…射出側偏光板、３００…光変調系、４００…色合成光学系、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…電気光学装置としての液晶パネル、５００…プリズム、ＭＢ…偏光板を構成する保持板、ＰＯ…偏光板を構成する偏光体。

Claims (6)

1. 等方性の結晶構造を有する透光性セラミックスにより形成された基板からなる保持板の表面に偏光体を接合したことを特徴とする偏光板。
2. 請求項１に記載の偏光板において、
   前記透光性セラミックスが多結晶焼結体からなることを特徴とする偏光板。
3. 請求項２に記載の偏光板において、
   前記多結晶焼結体が多結晶透明イットリウムアルミニウムガーネットセラミックスからなることを特徴とする偏光板。
4. 請求項２に記載の偏光板において、
   前記多結晶焼結体が多結晶透明スピネルからなることを特徴とする偏光板。
5. 画像情報に応じて変調する電気光学装置と、保持板の表面に偏光体を接合した偏光板と、前記電気光学装置と前記偏光板とが対向した状態に保持する保持体とを備えた電気光学ユニットであって、
   前記電気光学装置の光入射面側と光射出面側とのうちの少なくともどちらか一方側に、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の偏光板を、前記電気光学装置と０．１〜１０ｍｍの間隔を設けて保持した電気光学ユニット。
6. 照明光を射出する照明光学系と、
   前記照明光学系からの光を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、
   前記電気光学装置で得られる変調光束を投写する投写光学系と
   を備え、前記電気光学装置の光入射面側と光射出面側とのうちの少なくともどちらか一方に、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の偏光板を前記電気光学装置と０．１〜１０ｍｍの間隔を設けて備えた液晶プロジェクタ。
   

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