JPH07104232A - Linear polarization device and liquid crystal display device - Google Patents

Linear polarization device and liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH07104232A
JPH07104232A JP5243474A JP24347493A JPH07104232A JP H07104232 A JPH07104232 A JP H07104232A JP 5243474 A JP5243474 A JP 5243474A JP 24347493 A JP24347493 A JP 24347493A JP H07104232 A JPH07104232 A JP H07104232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
polarized light
linearly polarized
optical path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5243474A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Hisatake
雄三 久武
Makiko Satou
摩希子 佐藤
Masahito Ishikawa
正仁 石川
Nobuko Fukuoka
暢子 福岡
Hitoshi Hado
仁 羽藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5243474A priority Critical patent/JPH07104232A/en
Publication of JPH07104232A publication Critical patent/JPH07104232A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コレステリック液晶セルの選択反射液晶素子
1により特定の波長の光を選択反射して左円偏光光と右
円偏光光に分離し、それぞれが進む光路上に配置した1
/4波長位相差板2、4によってこれらを直線偏光にそ
れぞれ変換した後、他の選択反射液晶素子6により合成
した直線偏光光を得る。またこの構成とTN型などの偏
光制御型液晶セルと組み合わせて液晶表示装置とする。 【効果】 非偏光入射光を原理的に損失なく直線偏光に
変換して、変換効率の高い、したがって明るい偏光装置
が得られる。また製造コストが低く、軽くてコンパクト
な装置が得られる。
(57) [Summary] [Structure] The selective reflection liquid crystal element 1 of the cholesteric liquid crystal cell selectively reflects light of a specific wavelength to separate it into left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light, and arranges them on the optical path of each. 1
After they are converted into linearly polarized light by the / 4 wavelength retardation plates 2 and 4, respectively, linearly polarized light combined by the other selective reflection liquid crystal element 6 is obtained. A liquid crystal display device is obtained by combining this configuration with a polarization control type liquid crystal cell such as a TN type. [Effect] In principle, non-polarized incident light can be converted into linearly polarized light without loss, and a polarizing device with high conversion efficiency and therefore bright can be obtained. Further, the manufacturing cost is low, and a light and compact device can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は直線偏光装置およびこれ
を用いた液晶表示装置、特に投射型表示に適した液晶表
示装置に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear polarization device and a liquid crystal display device using the same, and more particularly to a liquid crystal display device suitable for projection type display.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置に用いる液晶セルは、一般
的に2枚の偏光板を用いる偏光制御型の液晶セル(例え
ばTN型LCD、STN型LCD、ECB型LCD、F
LC型LCD等)と偏光板を用いない、もしくは1枚用
いる散乱型、染料添加型の液晶セル(例えばポリマ−分
散型LCD、PC型LCD、GH型LCD等)の二つに
分類される。
2. Description of the Related Art Generally, a liquid crystal cell used in a liquid crystal display device is a polarization control type liquid crystal cell (eg, TN type LCD, STN type LCD, ECB type LCD, F type) which uses two polarizing plates.
(LC type LCD etc.) and a scattering type or dye addition type liquid crystal cell (for example, polymer dispersion type LCD, PC type LCD, GH type LCD etc.) which does not use a polarizing plate or uses one sheet.

【0003】偏光制御型の液晶セル及び偏光板を1枚用
いる散乱型、染料添加型の液晶セルは入力または出力光
を偏光する偏光板を用いるため、その最大透過率は少な
くとも50%以下となってしまう。これは、偏光制御型
の液晶セルは、その表示原理として入射させる光として
直線偏光を必要とし、このために偏光子として1枚の偏
光板を用い、また、光を出射させるか否かを制御するた
めの検光子として1枚の偏光板を用いており、また、染
料添加型の液晶セルは前記偏光子、検光子いずれかもし
くは双方の機能を染料によりまかなっている。いずれに
せよ、偏光子においては非偏光光を直線偏光にするため
に直交する光成分を吸収している。よって、液晶表示装
置の最大透過率は少なくとも50%以下となってしま
う。したがって、これらの液晶表示装置は表示が暗く、
特に投射形TV等に応用する場合、光源を強くしなけれ
ばならず、光源を強くしても光源からの光の偏光板によ
る吸収、分散に負担をかけ、問題となっていた。
Since a polarization control type liquid crystal cell and a scattering type or dye addition type liquid crystal cell using one polarizing plate use a polarizing plate for polarizing input or output light, its maximum transmittance is at least 50% or less. Will end up. This is because the polarization control type liquid crystal cell requires linearly polarized light as light to be incident as its display principle, and therefore one polarizing plate is used as a polarizer, and whether light is emitted or not is controlled. One polarizing plate is used as an analyzer for this purpose, and the dye-added type liquid crystal cell is provided with a dye to function as one or both of the polarizer and the analyzer. In any case, the polarizer absorbs the orthogonal light components in order to convert the unpolarized light into the linearly polarized light. Therefore, the maximum transmittance of the liquid crystal display device is at least 50% or less. Therefore, these liquid crystal display devices have a dark display,
In particular, when it is applied to a projection type TV or the like, the light source must be strengthened, and even if the light source is strengthened, the absorption and dispersion of light from the light source by the polarizing plate is burdened, which is a problem.

【0004】これに対し、偏光板を用いない散乱型の液
晶セル(例えばポリマ−分散型LCD)は偏光板を用い
ないため、その最大透過率は、およそ80%とすること
ができ(20%の吸収は基板など部材の光吸収によるも
のである。)、近年投射形TV等への応用が盛んに研究
されている。しかしながら、この散乱型の液晶セルは、
その光学特性に温度依存性を持つ他、また寿命も短く実
用化には至っていない。
On the other hand, a scattering type liquid crystal cell (for example, a polymer-dispersed LCD) which does not use a polarizing plate does not use a polarizing plate, and therefore its maximum transmittance can be set to about 80% (20%). The absorption of light is due to the light absorption of a member such as a substrate.) In recent years, its application to a projection TV has been actively studied. However, this scattering type liquid crystal cell
In addition to its optical characteristics having temperature dependence, it also has a short life and has not been put to practical use.

【0005】こうした背景のもと投射形TV等において
は、ビ−ムスプリッタ−やプリズムと位相差板を用い半
分の光を吸収させないで非偏光光を直線偏光にする手法
が近年盛んに研究されている。
Against this background, in projection type TVs and the like, a technique for making unpolarized light linearly polarized without absorbing half of the light by using a beam splitter, a prism and a phase difference plate has been actively studied in recent years. ing.

【0006】前者のビ−ムスプリッタ−を用いる方式
(M.Imai et.al.,JAPAN DISPLAY '92,P235)は、原理的に
高い偏光度が得られ、なおかつ透過率も明るくなるが、
この光学系は大きく且つ重く、また製造も困難でありコ
スト高にもなり実用的でない。
Method using the former beam splitter
(M.Imai et.al., JAPAN DISPLAY '92, P235), in principle, a high degree of polarization is obtained, and the transmittance is also bright,
This optical system is large and heavy, is difficult to manufacture, is expensive, and is not practical.

【0007】後者のプリズムと位相差板を用いる方式
(S.Sakai et.al.,S.I.D.'91,p301) は、高い透過率は得
られるが位相差板の波長依存性のために偏光度が悪く実
用的でない。
The latter method using a prism and a retardation plate
(S.Sakai et.al., SID'91, p301) has a high transmittance, but is not practical because the degree of polarization is poor due to the wavelength dependence of the retardation plate.

【0008】また、M.SchadtらはS.I.D.'90,p324におい
てコレステリック液晶の選択反射を利用して前記2方式
同様偏光子を得る方式を提案しているが、これは入射光
を50%ずつの光に分解しセルに入射させるため、光の
利用率は約100%であるがセルに入射される光として
は50%以下となるため、さほど明るくならず実用的で
ない。
Also, M. Schadt et al. Have proposed a method for obtaining a polarizer in SID'90, p324 by utilizing the selective reflection of cholesteric liquid crystal as in the case of the above two methods. Since the light is decomposed into light and is incident on the cell, the light utilization rate is about 100%, but the light incident on the cell is 50% or less, which is not so bright and not practical.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、代表
的な偏光制御型液晶装置は偏光板を偏光子として用いる
ため光損失が大きく、表示が暗くなる問題が生じる。ま
た、偏光子を用いない散乱型装置は動作および寿命の点
で実用化には至っていない。このため、非偏光光を直線
偏光にする偏光装置として、ビームスプリッタやプリズ
ムを利用する装置を用いて、偏光制御型液晶装置と組合
せることが提案されているが、このような偏光装置は複
雑かつ重量が大になり、また偏光特性が十分でないなど
の不都合がある。
As described above, since a typical polarization control type liquid crystal device uses a polarizing plate as a polarizer, there is a problem that the light loss is large and the display is dark. Further, a scattering type device that does not use a polarizer has not been put to practical use in terms of operation and life. Therefore, it has been proposed to combine a polarization control type liquid crystal device with a device using a beam splitter or a prism as a polarization device for converting unpolarized light into linearly polarized light, but such a polarization device is complicated. In addition, there is a problem that the weight becomes large and the polarization characteristic is not sufficient.

【0010】本発明は、上記した不都合を改善した非偏
光光を直線偏光にする直線偏光装置を得ることを目的と
するものである。
It is an object of the present invention to obtain a linear polarization device that converts unpolarized light into linearly polarized light, in which the above-mentioned disadvantages are improved.

【0011】さらに、この改善された直線偏光装置を用
いた液晶表示装置を得るものである。
Further, a liquid crystal display device using the improved linear polarization device is obtained.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明では、前述した課
題を解決する手段として、特定の波長の入射光を第1の
光路の方向に選択反射して、前記第1の光路を進む一方
向円偏光の第1の円偏光光と、前記入射光を第2の方向
に選択透過して第2の光路を進む他方向円偏光の第2の
円偏光光とに分離する第1の選択反射液晶素子と、前記
第1の光路上に位置して前記第1の円偏光光を第1の直
線偏光光に変換する第1の1/4波長位相差板と、前記
第2の光路上に位置して前記第2の円偏光光を第2の直
線偏光光に変換する第2の1/4波長位相差板と、前記
第1の光路からの第1の直線偏光光を透過し、前記第2
の光路からの第2の直線偏光光を反射してこれら直線偏
光光を合成し、第3の直線偏光光を得る第2の選択反射
液晶素子とからなる直線偏光装置を得るものである。
In the present invention, as a means for solving the above-mentioned problems, one direction in which the incident light of a specific wavelength is selectively reflected in the direction of the first optical path and travels in the first optical path. First selective reflection that separates circularly polarized first circularly polarized light and second incident circularly polarized light that selectively transmits the incident light in a second direction and travels in a second optical path A liquid crystal element, a first quarter-wave retardation plate located on the first optical path for converting the first circularly polarized light into first linearly polarized light, and a second optical path on the second optical path. A second quarter-wave retarder for locating and converting the second circularly polarized light into second linearly polarized light, and transmitting the first linearly polarized light from the first optical path, Second
Of the second selective reflection liquid crystal element for obtaining the third linearly polarized light by reflecting the second linearly polarized light from the optical path of (1) and synthesizing the linearly polarized light.

【0013】さらに、入射光が赤、緑、青のいずれかに
ピーク波長をもつ光である前記直線偏光装置を得るもの
である。
Further, the above-mentioned linear polarization device is obtained in which the incident light is light having a peak wavelength in any of red, green and blue.

【0014】さらに、入射光を選択反射して、第1の光
路を進む第1の円偏光光と、選択透過して第2の光路を
進む第2の円偏光光とに分離する第1の選択反射液晶素
子と、前記第1の光路上に位置して前記第1の円偏光光
を第1の直線偏光光に変換する第1の1/4波長位相差
板と、前記第2の光路上に位置して前記第2の円偏光光
を第2の直線偏光光に変換する第2の1/4波長位相差
板と、前記第1の光路からの第1の直線偏光光を透過
し、前記第2の光路からの第2の直線偏光光を反射して
これら直線偏光光を合成し、第3の直線偏光光を得る第
2の選択反射液晶素子とからなる直線偏光装置と、第3
の直線偏光が入射されその偏光を制御して出射光とする
偏光制御液晶装置と、前記出射光の光路上に配置され検
光子として動作する偏光装置とからなる液晶表示装置を
得るものである。
Further, the first circularly polarized light that selectively reflects the incident light and travels in the first optical path and the second circularly polarized light that selectively transmits and travels in the second optical path are separated. A selective reflection liquid crystal element, a first quarter-wave retarder that is located on the first optical path and converts the first circularly polarized light into first linearly polarized light, and the second light A second quarter-wave retarder that is located on the road and converts the second circularly polarized light into second linearly polarized light, and transmits the first linearly polarized light from the first optical path. A linear polarization device comprising a second selective reflection liquid crystal element for reflecting the second linearly polarized light from the second optical path and synthesizing the linearly polarized light to obtain a third linearly polarized light; Three
(2) A liquid crystal display device comprising a polarization control liquid crystal device which receives linearly polarized light and controls the polarized light to be emitted light, and a polarizing device which is arranged on the optical path of the emitted light and operates as an analyzer.

【0015】さらに、赤波長光、緑波長光、青波長光の
それぞれに対応する入射光偏光装置と偏光制御液晶装置
の組合せを3組有して、これらの組から出射する出射光
を合成して検光子として動作する出射光偏光装置を通過
させることを特徴とする前記液晶表示装置を得るもので
ある。
Further, three combinations of an incident light polarization device and a polarization control liquid crystal device corresponding to the red wavelength light, the green wavelength light and the blue wavelength light respectively are provided, and the emitted lights emitted from these sets are combined. The liquid crystal display device is characterized in that the liquid crystal display device is characterized in that it passes through an outgoing light polarization device that operates as an analyzer.

【0016】さらに、偏光制御液晶装置がTN型液晶装
置である前記液晶表示装置を得るものである。
Further, the above liquid crystal display device is obtained in which the polarization control liquid crystal device is a TN type liquid crystal device.

【0017】また、少なくとも1枚の偏光制御型液晶表
示セルと、前記偏光制御型液晶表示セルに直線偏光光を
入射させる直線偏光装置とを有する液晶表示装置におい
て、前記直線偏光装置は、入射する光のピーク波長λm
を選択反射させて円偏光の反射光および透過光を得るコ
レステリック液晶セルもしくは高分子液晶フィルムと、
ピーク波長λmの光を入射させて、[{(1+2k)/
4}λm](k=0,1,2,……)のリタデ−ション
として作用し前記円偏光の反射光および透過光をそれぞ
れ透過させ、それぞれの透過光を直線偏光とする1/4
波長位相差板と、これらの直線偏光のうち一方を選択反
射させ一方を透過させることにより、前記それぞれの直
線偏光を偏光軸の等しい直線偏光に合成する、ピーク波
長λmを選択反射するコレステリック液晶セルもしくは
高分子液晶フィルムとを具備して、前記合成した直線偏
光光を前記偏光制御型液晶表示セルに入射させることを
特徴とする液晶表示装置を得るものである。
Further, in a liquid crystal display device having at least one polarization control type liquid crystal display cell and a linear polarization device for making linear polarization light incident on the polarization control type liquid crystal display cell, the linear polarization device is made incident. Peak wavelength of light λm
A cholesteric liquid crystal cell or a polymer liquid crystal film that selectively reflects and obtains circularly polarized reflected light and transmitted light,
Light of a peak wavelength λm is made incident, and [{(1 + 2k) /
4} λm] (k = 0,1,2, ...) and acts as a retardation to transmit the reflected light and the transmitted light of the circularly polarized light, respectively, and make each of the transmitted light a linearly polarized light.
A wavelength phase difference plate and a cholesteric liquid crystal cell that selectively reflects one of these linearly polarized lights and transmits one of the linearly polarized lights to combine the respective linearly polarized lights into linearly polarized lights having the same polarization axis and selectively reflects the peak wavelength λm. Alternatively, the present invention provides a liquid crystal display device comprising a polymer liquid crystal film and allowing the synthesized linearly polarized light to enter the polarization control type liquid crystal display cell.

【0018】[0018]

【作用】以下図2により本発明の作用について説明す
る。
The operation of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0019】図2は本発明の一態様の直線偏光装置を示
し、第1の選択反射液晶素子1、第2の選択反射液晶素
子6、第1の1/4波長位相差板2、第2の1/4波長
位相差板4からなり、付属的に第1のミラー3、第2の
ミラー5を備えている。
FIG. 2 shows a linear polarization device according to one embodiment of the present invention, which comprises a first selective reflection liquid crystal element 1, a second selective reflection liquid crystal element 6, a first quarter-wave retarder 2 and a second selective reflection liquid crystal element 2. 1/4 wavelength retardation plate 4, and additionally includes a first mirror 3 and a second mirror 5.

【0020】フィルターまたはダイクロイックミラ−を
経て白色可視光からなる光源から出射した光をある程度
の幅約80nmを持った帯域幅の単色光に分離した後、
図に示す直線偏光装置による光制御により直線偏光に変
換する。
After the light emitted from the white visible light source through the filter or the dichroic mirror is separated into monochromatic light having a bandwidth having a width of about 80 nm to some extent,
It is converted into linearly polarized light by light control by the linearly polarizing device shown in the figure.

【0021】図において波長λm例えば赤色を示すλ1
にピ−ク波長がある場合の非偏光光を、光を入射させる
角度に例えば45°で選択反射するよう第1の選択反射
液晶素子1例えば捩じれピッチを制御したコレステリッ
ク液晶フィルムに照射させる。ここで用いたコレステリ
ック液晶フィルムの螺旋方向を左捩じれとした場合、選
択反射される光LCLは左円偏光となり第1の光路LAを
進む。逆に右円偏光LCRは透過し第2の光路LBを進
む。前記コレステリック液晶フィルムに用いる液晶材料
の複屈折と捩じれピッチを乗じた値を、前記光源から出
射した光の帯域幅(約80nm)以上としておけば、こ
の波長で入射する全ての非偏光光Lを選択反射および透
過させることができる。したがって、これらそれぞれの
円偏光は入射した光Lの50%の明るさとなっている。
In the figure, a wavelength λm, for example, λ1 indicating a red color
The first selective reflection liquid crystal element 1, for example, a cholesteric liquid crystal film whose twist pitch is controlled so as to selectively reflect at an incident angle of light, for example, at 45 °, is irradiated with non-polarized light having a peak wavelength. When the spiral direction of the cholesteric liquid crystal film used here is left-handed, the light LCL that is selectively reflected becomes left-handed circularly polarized light and travels along the first optical path LA. On the contrary, the right-hand circularly polarized light LCR is transmitted and travels along the second optical path LB. If the value obtained by multiplying the birefringence of the liquid crystal material used for the cholesteric liquid crystal film by the twist pitch is set to be equal to or more than the bandwidth (about 80 nm) of the light emitted from the light source, all the unpolarized light L incident at this wavelength can be obtained. It can be selectively reflected and transmitted. Therefore, the respective circularly polarized light has a brightness of 50% of the incident light L.

【0022】次にこれらそれぞれの円偏光LCL、LCRに
対し前記入射させた光の波長(ピーク波長λ1を中心に
コレステリック液晶フィルムに用いる液晶材料の複屈折
と捩じれピッチを乗じた値以下の帯域幅からなる)の光
の位相を1/4+k/2(k=0,1,2,……)ずら
す作用を示す位相差板(本発明で1/4波長位相差板と
称する)に入射させる。この1/4波長位相差板はその
リタデ−ションの値Rd 及びその波長依存性が前記光の
波長(λ1を中心に前記第1の選択反射液晶素子に用い
る液晶材料の複屈折と捩じれピッチを乗じた値以下の帯
域幅からなる)全域において1/4+k/2(k=0,
1,2,……)となっているものを用いる。すなわち光
路LA、LB上にそれぞれ第1、第2の1/4波長位相
差板2、4を配置することによって、これら位相差板に
入射したそれぞれの円偏光LCL、LCRは、いずれも完全
な直線偏光LDL、LDRに変換される。
Next, the wavelength of the incident light for each of these circularly polarized light LCL, LCR (a bandwidth equal to or less than the value obtained by multiplying the birefringence of the liquid crystal material used for the cholesteric liquid crystal film with the peak wavelength λ1 as the center and the twist pitch) Light) is made incident on a retardation plate (referred to as a quarter-wave retardation plate in the present invention) having a function of shifting the phase of 1/4 + k / 2 (k = 0, 1, 2, ...). The retardation value Rd and the wavelength dependence of the quarter-wave retarder are the birefringence and the twist pitch of the liquid crystal material used in the first selective reflection liquid crystal element around the wavelength of the light (λ1). 1/4 + k / 2 (k = 0, consisting of a bandwidth equal to or smaller than the multiplied value)
1, 2, ...) are used. That is, by arranging the first and second quarter-wave retarders 2 and 4 on the optical paths LA and LB, respectively, the circularly polarized lights LCL and LCR incident on these retarders are both perfect. It is converted into linearly polarized light LDL and LDR.

【0023】その後、ミラ−3、5を用いて、2つの直
線偏光の光LDL、LDRの進行方向(第1、第2の光路L
A、LB)が直交するようにしたのち、前記選択反射液
晶層1と同様、入射させた光の波長(λ1を中心に前記
コレステリック液晶フィルムに用いる液晶材料の複屈折
と捩じれピッチを乗じた値以下の帯域幅からなる)を選
択反射させるコレステリック液晶セルからなる第2の選
択反射液晶素子6に照射させる。ここでは、選択反射が
45゜の入射角で生じるよう条件設定して、2つの直線
偏光LDL、LDRがいずれも45゜の角度で照射されるよ
うに配置する。こうすることによって、一方の直線偏光
LDLは直進し透過し、もう一方の直線偏光LDRは直角に
曲り反射するため、2つの直線偏光は偏光軸が等しく同
じ偏光方向、同じ進行方向である1つの直線偏光LD と
なる。以上の光制御系においては原理的には光の吸収は
生じない(但し各部材の若干の吸収分はある)。また、
最終的に出射される光LD はともに入射光の50%の明
るさの2つの光の合成された光であるので、出射される
光の明るさはほぼ入射光の100%の明るさとなる。
After that, using the mirrors-3 and 5, the traveling directions of the two linearly polarized lights LDL and LDR (first and second optical paths L
(A, LB) are made orthogonal to each other, and, similarly to the selective reflection liquid crystal layer 1, a value obtained by multiplying the birefringence and the twist pitch of the liquid crystal material used for the cholesteric liquid crystal film around the wavelength of incident light (λ1 as a center). The second selective reflection liquid crystal element 6 composed of a cholesteric liquid crystal cell for selectively reflecting (the following bandwidth) is irradiated. Here, conditions are set so that selective reflection occurs at an incident angle of 45 °, and the two linearly polarized lights LDL and LDR are arranged so as to be irradiated at an angle of 45 °. By doing so, one linearly polarized light LDL goes straight and is transmitted, and the other linearly polarized light LDR is bent and reflected at a right angle, so that the two linearly polarized lights have the same polarization axis, the same polarization direction, and the same traveling direction. It becomes a linearly polarized light LD. In principle, the light control system described above does not absorb light (however, there is some absorption by each member). Also,
Since the finally emitted light LD is a combined light of two lights having a brightness of 50% of the incident light, the brightness of the emitted light is almost 100% of the incident light.

【0024】このような本発明による光学系を光の3原
色である赤R、緑G、青Bそれぞれに対して設けること
によって、およそフルカラ−表示に必要な波長の光を3
枚の偏光制御型液晶セルに入射させて表示制御すること
が可能となる。
By providing such an optical system according to the present invention for each of the three primary colors of light, red R, green G, and blue B, light having a wavelength required for approximately full-color display can be obtained.
It is possible to control the display by making the light incident on one polarization control type liquid crystal cell.

【0025】例えば偏光制御型液晶セルとしてTN型液
晶セルを用いた場合、それぞれセルに入射させる光は直
線偏光であり、TN型液晶セルを透過させた光は共通の
検光子である偏光装置に入射させることができる。TN
セルを通過した直線偏光が前記偏光板の透過軸を通過す
る場合、原理的には光吸収はないので、最終的な透過率
はほぼ100%となる。ただし前述したように各部材の
若干の吸収分があるため実質的には80%強となる。
For example, when a TN type liquid crystal cell is used as a polarization control type liquid crystal cell, the light incident on each cell is linearly polarized light, and the light transmitted through the TN type liquid crystal cell is a common analyzer which is a polarizing device. It can be made incident. TN
When the linearly polarized light passing through the cell passes through the transmission axis of the polarizing plate, there is no light absorption in principle, and the final transmittance is almost 100%. However, as described above, there is a slight amount of absorption in each member, so that it is substantially more than 80%.

【0026】[0026]

【実施例】以下本発明の実施例を図1により詳細に説明
する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

【0027】(実施例1)図1に投射型の液晶表示装置
を示す。光源10としてハロゲンランプを用い、RGB
の単色光を反射するダイクロイックミラ−を11R 、1
1G 、11B 連続して配置する。ここで、各ダイクロイ
ックミラ−にて反射される光の波長は、ミラー11R が
λ1=620nmをピ−ク波長とした、586nm〜6
74nmの帯域幅λR 、ミラー11G がλ2=550n
mをピ−ク波長とした、490nm〜570nmの帯域
幅λG 、ミラー11B がλ3=440nmをピ−ク波長
とした、400nm〜480nmの帯域幅λB 、からな
る。
Example 1 FIG. 1 shows a projection type liquid crystal display device. A halogen lamp is used as the light source 10, and RGB
Dichroic mirror that reflects monochromatic light of 11R, 1
Place 1G and 11B continuously. Here, the wavelength of the light reflected by each dichroic mirror is 586 nm to 6 when the mirror 11 R has a peak wavelength of λ1 = 620 nm.
74 nm bandwidth λ R, mirror 11G has λ2 = 550 n
It has a bandwidth λ G of 490 nm to 570 nm with m as a peak wavelength, and a bandwidth λ B of 400 nm to 480 nm with the mirror 11B having a peak wavelength of λ3 = 440 nm.

【0028】各ダイクロイックミラ−にて反射された光
を下記に示すそれぞれの直線偏光装置12R 、12G 、
12B に入射させる。
The light reflected by each dichroic mirror is shown in the following respective linear polarization devices 12R, 12G,
It is incident on 12B.

【0029】各直線偏光装置は図2に示すと同様の光学
系の構成でなり、取扱う波長に応じて、特性を異ならし
めている。この直線偏光装置を図2を参照して説明す
る。
Each linear polarization device has the same optical system configuration as shown in FIG. 2, and has different characteristics depending on the wavelength to be handled. This linear polarization device will be described with reference to FIG.

【0030】赤色光R用の第1の選択反射液晶素子1
は、2枚のガラス基板に配向膜としてポリイミド(商品
名AL−3046、日本合成ゴム製)を用い、これをラ
ビング配向処理(ラビング方向は上下基板で同一方向)
して液晶層厚が10μmとなるようにしてセル化して、
屈折率異方性がΔn=0.23のネマティック液晶(商
品名E−7、メルクジャパン製)に左捩じりカイラル剤
(商品名S−811、メルクジャパン製)を24wt%
混合し、液晶の螺旋ピッチを0.387μmとしたもの
を基板間に充填し液晶層として挟持して得ている。得ら
れる液晶セルとして選択反射液晶素子1はダイクロイッ
クミラー11R を経て45゜で入射した光のうち、波長
が586nm〜674nmの帯域幅λR の左円偏光成分
を選択反射し、右円偏光成分を透過させる機能を持つ。
First selective reflection liquid crystal element 1 for red light R
Uses polyimide (trade name AL-3046, made by Japan Synthetic Rubber) as an alignment film on two glass substrates, and uses rubbing alignment treatment (the rubbing direction is the same in the upper and lower substrates).
Then, the liquid crystal layer is made into a cell with a thickness of 10 μm,
24 wt% of a left-handed chiral agent (trade name S-811, made by Merck Japan) in a nematic liquid crystal (product name E-7, made by Merck Japan) having a refractive index anisotropy Δn = 0.23.
It is obtained by mixing and filling a liquid crystal having a spiral pitch of 0.387 μm between substrates and sandwiching it as a liquid crystal layer. As a liquid crystal cell to be obtained, the selective reflection liquid crystal element 1 selectively reflects a left circularly polarized light component having a bandwidth λR having a wavelength of 586 nm to 674 nm and transmits a right circularly polarized light component out of light incident at 45 ° through the dichroic mirror 11R. It has a function to let.

【0031】緑色光G用の第1の選択反射液晶素子1
は、2枚のガラス基板に配向膜としてポリイミド(商品
名AL−3046、日本合成ゴム製)を用い、これをラ
ビング配向処理(ラビング方向は上下基板で同一方向)
して液晶層厚が10μmとなるようにしてセル化して、
屈折率異方性がΔn=0.23のネマティック液晶(商
品名E−7、メルクジャパン製)に左捩じりカイラル剤
(商品名S−811、メルクジャパン製)を27wt%
混合し、液晶の螺旋ピッチを0.343μmとしたもの
を基板間に充填し液晶層として挟持して得ている。得ら
れる液晶セルはダイクロイックミラー11G から45゜
で入射した光のうち、波長が485nm〜574nmの
帯域幅λG の左円偏光成分を選択反射し、右円偏光成分
を透過させる機能を持つ。
First selective reflection liquid crystal element 1 for green light G
Uses polyimide (trade name AL-3046, made by Japan Synthetic Rubber) as an alignment film on two glass substrates, and uses rubbing alignment treatment (the rubbing direction is the same in the upper and lower substrates).
Then, the liquid crystal layer is made into a cell with a thickness of 10 μm,
27 wt% of a left-handed chiral agent (trade name S-811, manufactured by Merck Japan) in a nematic liquid crystal (product name E-7, manufactured by Merck Japan) having a refractive index anisotropy Δn = 0.23.
It is obtained by mixing and filling a liquid crystal having a helical pitch of 0.343 μm between substrates and sandwiching it as a liquid crystal layer. The obtained liquid crystal cell has a function of selectively reflecting the left circularly polarized light component having a bandwidth λG having a wavelength of 485 nm to 574 nm and transmitting the right circularly polarized light component of the light incident at 45 ° from the dichroic mirror 11G.

【0032】青色光B用の第1および第2の選択反射液
晶素子は、2枚のガラス基板に配向膜としてポリイミド
(商品名AL−3046、日本合成ゴム製)を用い、こ
れをラビング配向処理(ラビング方向は上下基板で同一
方向)して液晶層厚が10μmとなるようにしてセル化
して、屈折率異方性Δnが0.23のネマティック液晶
(商品名E−7、メルクジャパン製)に左捩じりカイラ
ル剤(商品名S−811、メルクジャパン製)を34w
t%混合し、液晶の螺旋ピッチを0.275μmとした
ものを基板間に充填し液晶層として挟持して得ている。
得られる液晶セルはダイクロイックミラー11B から4
5゜で入射した光のうち、波長が399nm〜488n
mの帯域幅λB の左円偏光成分を選択反射し、右円偏光
成分を透過させる機能を持つ。
In the first and second selective reflection liquid crystal elements for blue light B, polyimide (trade name AL-3046, made by Japan Synthetic Rubber) is used as an alignment film on two glass substrates, and this is subjected to rubbing alignment treatment. (The rubbing direction is the same for the upper and lower substrates), and a nematic liquid crystal having a refractive index anisotropy Δn of 0.23 (trade name E-7, manufactured by Merck Japan) is formed into a cell with a liquid crystal layer thickness of 10 μm. To the left twisted chiral agent (trade name S-811, made by Merck Japan) 34w
It was obtained by mixing t% and filling a liquid crystal having a helical pitch of 0.275 μm between substrates and sandwiching it as a liquid crystal layer.
The resulting liquid crystal cell is 4 from the dichroic mirror 11B.
Of the light incident at 5 °, the wavelength is 399 nm to 488n
It has the function of selectively reflecting the left-handed circularly polarized light component with a bandwidth λ B of m and transmitting the right-handed circularly polarized light component.

【0033】次いで、各円偏光を直線偏光に変換するた
めの1/4波長位相差板2、4としてポリカ−ボネイト
からなる位相差板を用い各直線偏光装置の第1、第2の
光路A、B上に配置した。ここで各直線偏光装置の1/
4波長位相差板のリタデ−ションは次のようになってい
る。
Next, as the quarter-wave retarders 2 and 4 for converting each circularly polarized light into linearly polarized light, a retardation plate made of polycarbonate is used as the first and second optical paths A of each linear polarization device. , B. 1 / of each linear polarization device
The retardation of the 4-wavelength phase difference plate is as follows.

【0034】赤色光R用の1/4波長位相差板のリタデ
−ションは、586nm〜674nmの波長の光λR に
対し、各波長に対するリタデ−ションRdR が、およそ
各波長の丁度0.25倍となる波長依存性の特性を有す
るものであり、緑色光G用の1/4波長位相差板のリタ
デ−ションは、490nm〜570nmの波長の光λG
に対し、各波長に対するリタデ−ションRdG が、およ
そ各波長の丁度0.25倍となる波長依存性の特性を有
するものであり、青色光B用の1/4波長位相差板のリ
タデ−ションは、400nm〜480nmの波長の光λ
B に対し、各波長に対するリタデ−ションRdB が、お
よそ各波長の丁度0.25倍となる波長依存性の特性を
持ったものである。
The retardation of the quarter-wave retarder for the red light R is such that the retardation RdR for each wavelength is about 0.25 times that of the light λR having a wavelength of 586 nm to 674 nm. The retardation of the quarter-wave retarder for the green light G is λG having a wavelength of 490 nm to 570 nm.
On the other hand, the retardation RdG for each wavelength has a wavelength-dependent characteristic that is approximately 0.25 times each wavelength, and the retardation of the quarter-wave retarder for the blue light B. Is light λ having a wavelength of 400 nm to 480 nm.
In contrast to B, the retardation RdB for each wavelength has a wavelength-dependent characteristic that is approximately 0.25 times each wavelength.

【0035】次いでこれらの直線偏光を合成させるため
の第2の選択反射液晶素子6に45゜の入射角にて入射
させる。
Next, the light is incident on the second selective reflection liquid crystal element 6 for combining these linearly polarized lights at an incident angle of 45 °.

【0036】各直線偏光装置の第2の選択反射液晶素子
6は、カイラル剤を除きそれぞれ第1の選択反射液晶素
子1と同一の構造になっている。
The second selective reflection liquid crystal element 6 of each linear polarization device has the same structure as the first selective reflection liquid crystal element 1 except for the chiral agent.

【0037】すなわち赤色光用の直線偏光装置12R の
第2の選択反射液晶素子は、2枚のガラス基板に配向膜
としてポリイミド(商品名AL−3046、日本合成ゴ
ム製)を用い、これをラビング配向処理(ラビング方向
は上下基板で同一方向)して液晶層厚が10μmとなる
ようにしてセル化して、屈折率異方性がΔn=0.23
のネマティック液晶(商品名E−7、メルクジャパン
製)に右捩じりカイラル剤(商品名R−811、メルク
ジャパン製)を24wt%混合し、液晶の螺旋ピッチを
0.387μmとしたものを基板間に充填し液晶層とし
て挟持して得ている。得られる液晶セルは第2の光路B
から45゜で入射した光のうち、波長が586nm〜6
74nmの帯域幅λR の右円偏光成分を選択反射し、左
円偏光成分を透過させる機能を持つ。
That is, the second selective reflection liquid crystal element of the linearly polarizing device 12R for red light uses polyimide (trade name AL-3046, made by Japan Synthetic Rubber) as an alignment film on two glass substrates and rubs it. Alignment treatment (the rubbing direction is the same in the upper and lower substrates) was performed to form a liquid crystal layer having a thickness of 10 μm, and the liquid crystal layer was made into a cell.
24% by weight of a right-handed chiral agent (trade name R-811, made by Merck Japan) was mixed with nematic liquid crystal (trade name: E-7, made by Merck Japan) of, and the spiral pitch of the liquid crystal was 0.387 μm. It is obtained by filling between the substrates and sandwiching them as a liquid crystal layer. The resulting liquid crystal cell has a second optical path B
Of light incident at 45 ° from 586 nm to 6 nm
It has a function of selectively reflecting the right circularly polarized light component having a bandwidth λ R of 74 nm and transmitting the left circularly polarized light component.

【0038】緑色光G用の第2の選択反射液晶素子と青
色光B用の第2の選択反射液晶素子も同様に、第1の選
択反射液晶素子のカイラル剤に代えて、右捩じりカイラ
ル剤(R−811)を添加して構成する。
Similarly, the second selective reflection liquid crystal element for the green light G and the second selective reflection liquid crystal element for the blue light B are twisted to the right instead of the chiral agent of the first selective reflection liquid crystal element. It is constituted by adding a chiral agent (R-811).

【0039】これにより、緑色光G用の第2の選択反射
液晶素子(液晶の螺旋ピッチは0.343μm)は45
゜で入射した光のうち、波長が485nm〜574nm
の光λG の右円偏光成分を選択反射し、左円偏光成分を
透過させる機能を持つ。
As a result, the second selective reflection liquid crystal element for the green light G (the liquid crystal has a spiral pitch of 0.343 μm) has 45 pixels.
Of the light incident at ゜, the wavelength is 485nm-574nm
It has the function of selectively reflecting the right circularly polarized light component of the light λ G and transmitting the left circularly polarized light component.

【0040】さらに青色光B用の第2の選択反射液晶素
子(液晶の螺旋ピッチは0.275μm)は45゜で入
射した光のうち、波長が399nm〜488nmの光λ
B の右円偏光成分を選択反射し、左円偏光成分を透過さ
せる機能を持つ。
Further, in the second selective reflection liquid crystal element for blue light B (the helical pitch of the liquid crystal is 0.275 μm), the light λ having a wavelength of 399 nm to 488 nm out of the light incident at 45 °.
It has the function of selectively reflecting the right circularly polarized light component of B and transmitting the left circularly polarized light component.

【0041】第2の選択反射液晶素子は、各直線偏光装
置の第1、第2の光路LA、LBが直交する位置に配置
され、ここに入射する直線偏光光を合成する。第1の光
路を進んで入射した直線偏光光は反射することなく第2
の選択反射液晶素子を透過し、第2の光路を進んで入射
した直線偏光光は透過することなく第2の選択反射液晶
素子で反射する。これら光は合成され、直線偏光光とし
て出射される。このようにして、各直線偏光装置12R
、12G 、12B から赤R、緑G、青Bの各直線偏光
LR 、LG 、LB を得た。
The second selective reflection liquid crystal element is arranged at a position where the first and second optical paths LA and LB of each linear polarization device are orthogonal to each other, and combines the linearly polarized light incident on this. The linearly polarized light that has entered the first optical path and is incident on the second
The linearly polarized light that has passed through the selective reflection liquid crystal element of No. 2 and travels along the second optical path and is incident is reflected by the second selective reflection liquid crystal element without being transmitted. These lights are combined and emitted as linearly polarized light. In this way, each linear polarization device 12R
, 12G and 12B, linearly polarized lights LR, LG and LB of red R, green G and blue B were obtained.

【0042】それぞれの直線偏光の偏光度及び透過率を
偏光板を用いて測定した。偏光板の透過軸を前記直線偏
光の偏光軸と平行とした場合の輝度は前記ダイクロイッ
クミラ−11R 、11G 、11B にて反射させた各RG
Bの光の輝度に対し、Rは97.0%であり、Gは9
6.5%でありBは96.0%であった。また、偏光板
の透過軸を前記直線偏光の偏光軸と直交とした場合の輝
度は前記ダイクロイックミラ−にて反射させた各RGB
の光の輝度に対し、Rは0.65%であり、Gは0.5
2%でありBは0.41%であった。よって、それぞれ
の透過率及び偏光度は次のようになっている。
The degree of polarization and the transmittance of each linearly polarized light were measured using a polarizing plate. The brightness when the transmission axis of the polarizing plate is parallel to the polarization axis of the linearly polarized light is the RG reflected by the dichroic mirrors 11R, 11G, and 11B.
R is 97.0% and G is 9 with respect to the brightness of the light of B.
It was 6.5% and B was 96.0%. In addition, the brightness when the transmission axis of the polarizing plate is orthogonal to the polarization axis of the linearly polarized light is the R, G, and B reflected by the dichroic mirror.
R is 0.65% and G is 0.5
2% and B was 0.41%. Therefore, the respective transmittances and degrees of polarization are as follows.

【0043】Rの透過率は97.0%であり、偏光度は
99.34%。
The transmittance of R is 97.0% and the degree of polarization is 99.34%.

【0044】Gの透過率は96.5%であり、偏光度は
99.50%。
The transmittance of G is 96.5% and the polarization degree is 99.50%.

【0045】Bの透過率は96.0%であり、偏光度は
99.61%。
The transmittance of B is 96.0% and the polarization degree is 99.61%.

【0046】以上により得られた直線偏光LR 、LG 、
LB を、図1に示すように偏光制御型液晶装置であるT
FTスイッチング素子を設けたTN型LCD13R 、1
3G、13B に入射させた。このTN型LCDは全て同
一条件で作成しており、画素数は640×480であ
る。また、リタデーション(Δnd)は0.475μm
に設定してある。これらTN型LCDから出射した光を
合成できるように図1に示すようにダイクロイックミラ
−14R 、14G 、14B を配置し、その光路の先に検
光子として動作する出射光偏光装置15を配置する。各
TN型LCD13R 、13G 、13B の表示モ−ドがノ
−マリ−ホワイトモ−ドとなるように設定し、レンズ1
6を用いて投射する。この投射した光の輝度を測定した
ところ各TN型LCDを全面オフ状態(光透過)とした
ときは、光源の輝度の65%と非常に明るい表示が得ら
れ、全面オン状態(光遮断)としたときは、光源の輝度
の0.31%と非常に暗い表示が得られた。概算したコ
ントラスト比は212:1であった。
The linearly polarized light LR, LG, obtained as described above,
LB is a polarization control type liquid crystal device T as shown in FIG.
TN type LCD 13R with FT switching element, 1
It was made incident on 3G and 13B. The TN LCDs are all manufactured under the same conditions and the number of pixels is 640 × 480. The retardation (Δnd) is 0.475 μm.
Is set to. As shown in FIG. 1, dichroic mirrors 14R, 14G, and 14B are arranged so that the light emitted from these TN type LCDs can be combined, and an outgoing light polarization device 15 that operates as an analyzer is arranged at the end of the optical path. The display mode of each TN type LCD 13R, 13G, 13B is set so as to be normally white mode, and the lens 1
Use 6 to project. When the brightness of this projected light was measured, when each TN LCD was turned off (light transmission) over the entire surface, a very bright display with 65% of the brightness of the light source was obtained, indicating that it was on (light cut off). When this was done, a very dark display of 0.31% of the brightness of the light source was obtained. The estimated contrast ratio was 212: 1.

【0047】(実施例2)実施例1における表示用のT
N型LCDをVAN型LCDとする以外実施例1同様の
条件、材料、製法にて本発明の液晶表示装置を作成し、
投射した光の輝度を測定したところ各VAN型LCDを
全面オフ状態としたときは、光源の輝度の57%と実施
例1同様、非常に明るい表示が得られ、全面オン状態と
したときは、光源の輝度の0.26%と実施例1同様、
非常に暗い表示が得られた。概算したコントラスト比は
219:1であった。
(Embodiment 2) T for display in Embodiment 1
A liquid crystal display device of the present invention was prepared under the same conditions, materials, and manufacturing methods as in Example 1 except that the N-type LCD was a VAN-type LCD.
When the brightness of the projected light was measured, when each VAN LCD was turned off, 57% of the brightness of the light source was obtained, and a very bright display was obtained as in the first embodiment. 0.26% of the brightness of the light source and the same as Example 1.
A very dark display was obtained. The estimated contrast ratio was 219: 1.

【0048】(実施例3)実施例1における表示用のT
N型LCDを1/4波長位相差板を用いた白黒モ−ドの
STN型LCDとする以外実施例1同様の条件、材料、
製法にて投射型液晶表示装置を作成し、マルチプレック
ス駆動にて、投射した光の輝度を測定したところ各ST
N型LCDを全面オフ状態としたときは、光源の輝度の
58%と実施例1同様、非常に明るい表示が得られ、全
面オン状態としたときは、光源の輝度の0.78%と実
施例1同様、非常に暗い表示が得られた。概算したコン
トラスト比は73:1であった。
(Third Embodiment) T for display in the first embodiment
Conditions and materials similar to those of Example 1 except that the N-type LCD is a STN type LCD in a monochrome mode using a quarter-wave retarder.
When a projection type liquid crystal display device was created by the manufacturing method and the brightness of the projected light was measured by multiplex drive, each ST
When the entire N-type LCD is turned off, the brightness of the light source is 58%, and a very bright display is obtained as in the first embodiment. When the entire-on is turned on, the brightness of the light source is 0.78%. As in Example 1, a very dark display was obtained. The estimated contrast ratio was 73: 1.

【0049】(実施例4)本実施例は図2に示す第2の
光路LB上に配置するミラー5を赤色光を選択的に反射
し、他の波長光を透過するダイクロイックミラーとした
他は実施例1の赤色光用直線偏光装置12R と同じ特性
の装置である。
(Embodiment 4) In this embodiment, the mirror 5 arranged on the second optical path LB shown in FIG. 2 is a dichroic mirror which selectively reflects red light and transmits light of other wavelengths. This is a device having the same characteristics as the red light linearly polarizing device 12R of the first embodiment.

【0050】入射する光Lを非偏光白色光とすると、第
1の光路LAには左円偏光赤色光λR が反射して進み、
第2の光路LB上に右円偏光赤色光λR および他の波長
光が透過して進む。これら透過光が第2の光路上に配置
したダイクロイックミラー5に入射すると、右円偏光赤
色光λR のみが反射され他の波長光は透過または吸収さ
れる。したがって実施例1の赤色光用直線偏光装置12
R と同様に赤色光の合成された直線偏光光を得ることが
できる。 また、変形例としてミラーを全反射ミラーと
しその光路の前または後に赤色光フィルターを配置して
も同様に作用する。
Assuming that the incident light L is unpolarized white light, the left circularly polarized red light λ R is reflected and proceeds in the first optical path LA,
The right circularly polarized red light λ R and other wavelength light are transmitted and proceed on the second optical path LB. When these transmitted lights are incident on the dichroic mirror 5 arranged on the second optical path, only the right circularly polarized red light λR is reflected and the other wavelength lights are transmitted or absorbed. Therefore, the linearly polarizing device 12 for red light according to the first embodiment is used.
Similar to R, it is possible to obtain linearly polarized light in which red light is combined. Further, as a modification, if the mirror is a total reflection mirror and a red light filter is arranged before or after the optical path of the mirror, the same effect can be obtained.

【0051】以上、上記実施例では特定の材料、製法に
て説明したが、本発明の作用を得るものであれば、他の
材料、製法を用いても同じ効果を得ることは言うまでも
ない。選択反射液晶素子としては、実施例のようなコレ
ステリック液晶セルの他、高分子液晶フィルムなどを使
用することができる。また、用いる液晶表示装置として
は本発明の作用を得るもの(偏光制御を行うもの)であ
れば、TN,VAN,STN型以外のものであっても同
じ効果を得ることができることはいうまでもない。
In the above embodiment, the specific material and manufacturing method have been described, but it is needless to say that the same effect can be obtained by using other materials and manufacturing methods as long as the effects of the present invention can be obtained. As the selective reflection liquid crystal element, a polymer liquid crystal film or the like can be used in addition to the cholesteric liquid crystal cell as in the embodiment. Further, it is needless to say that the same effect can be obtained even if the liquid crystal display device to be used is one other than the TN, VAN, and STN types as long as the liquid crystal display device obtains the action of the present invention (that controls polarization). Absent.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、素子、部材を、いずれ
もフィルム状の薄い板で作成することができるので、全
体的にコンパクトで軽い直線偏光装置と液晶表示装置が
実現できる。軽く小さくコンパクトな液晶表示装置が実
現できる。また、いずれも作成が容易で製造コストも安
い。さらに、必要な波長の光りは効率よく直線偏光に変
換されるので得られる表示特性(コントラスト比等)も
優れる。特に用いる液晶セルにTFT等のスイッチング
素子を設けた場合、大表示容量の優れた液晶表示装置が
実現できる。
According to the present invention, since the element and the member can be made of a thin film-like plate, it is possible to realize a linear polarizing device and a liquid crystal display device which are compact and lightweight as a whole. A light and small liquid crystal display device can be realized. In addition, both are easy to make and the manufacturing cost is low. Furthermore, since the light of the required wavelength is efficiently converted into linearly polarized light, the display characteristics (contrast ratio, etc.) obtained are excellent. In particular, when a switching element such as a TFT is provided in the liquid crystal cell used, a liquid crystal display device having a large display capacity can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の構成を説明する配置図。FIG. 1 is a layout diagram illustrating a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の光制御の作用を説明する配置図。FIG. 2 is a layout diagram for explaining the operation of light control of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の選択反射液晶素子 2…1/4波長位相差板 3…ミラー 4…1/4波長位相差板 5…ミラー 6…第2の選択反射液晶素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st selective reflection liquid crystal element 2 ... 1/4 wavelength phase difference plate 3 ... Mirror 4 ... 1/4 wavelength phase difference plate 5 ... Mirror 6 ... 2nd selective reflection liquid crystal element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福岡 暢子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuko Fukuoka 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock company, Toshiba Yokohama Works (72) Inventor Hitoshi Hato 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Company Toshiba Yokohama Office

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 特定の波長の入射光を第1の光路の方向
に選択反射して、前記第1の光路を進む一方向円偏光の
第1の円偏光光と、前記入射光を第2の方向に選択透過
して第2の光路を進む他方向円偏光の第2の円偏光光と
に分離する第1の選択反射液晶素子と、前記第1の光路
上に位置して前記第1の円偏光光を第1の直線偏光光に
変換する第1の1/4波長位相差板と、前記第2の光路
上に位置して前記第2の円偏光光を第2の直線偏光光に
変換する第2の1/4波長位相差板と、前記第1の光路
からの第1の直線偏光光を透過し、前記第2の光路から
の第2の直線偏光光を反射してこれら直線偏光光を合成
し、第3の直線偏光光を得る第2の選択反射液晶素子と
からなる直線偏光装置。
1. A unidirectional circularly polarized first circularly polarized light that selectively reflects incident light of a specific wavelength in the direction of the first optical path and travels along the first optical path, and the incident light as a second A first selective reflection liquid crystal element which selectively transmits in the direction of the second direction and travels in the second optical path to be separated into the second circularly polarized light of the other direction, and the first selective reflection liquid crystal element which is located on the first optical path First quarter-wave retarder for converting the circularly polarized light of the first linearly polarized light into the first linearly polarized light and the second linearly polarized light of the second circularly polarized light located on the second optical path. And a second quarter-wave retarder that converts the light into a first linearly polarized light from the first optical path and a second linearly polarized light from the second optical path that reflects the first linearly polarized light. A linear polarization device comprising a second selective reflection liquid crystal element for synthesizing linearly polarized light to obtain a third linearly polarized light.
【請求項2】 入射光が赤、緑、青のいずれかにピーク
波長をもつ光である請求項1記載の直線偏光装置。
2. The linear polarization device according to claim 1, wherein the incident light is light having a peak wavelength in any one of red, green and blue.
【請求項3】 入射光を選択反射して、第1の光路を進
む第1の円偏光光と、選択透過して第2の光路を進む第
2の円偏光光とに分離する第1の選択反射液晶素子と、
前記第1の光路上に位置して前記第1の円偏光光を第1
の直線偏光光に変換する第1の1/4波長位相差板と、
前記第2の光路上に位置して前記第2の円偏光光を第2
の直線偏光光に変換する第2の1/4波長位相差板と、
前記第1の光路からの第1の直線偏光光を透過し、前記
第2の光路からの第2の直線偏光光を反射してこれら直
線偏光光を合成し、第3の直線偏光光を得る第2の選択
反射液晶素子とからなる直線偏光装置と、第3の直線偏
光が入射されその偏光を制御して出射光とする偏光制御
液晶装置と、前記出射光の光路上に配置され検光子とし
て動作する偏光装置とからなる液晶表示装置。
3. A first circularly polarized light that selectively reflects incident light and travels along a first optical path and a second circularly polarized light that selectively transmits and travels through a second optical path. A selective reflection liquid crystal element,
The first circularly polarized light is located on the first optical path,
A first quarter-wave retarder that converts the linearly polarized light of
The second circularly polarized light is located on the second optical path and
A second quarter-wave retarder that converts the linearly polarized light of
The first linearly polarized light from the first optical path is transmitted, the second linearly polarized light from the second optical path is reflected, and the linearly polarized light is combined to obtain a third linearly polarized light. A linear polarization device including a second selective reflection liquid crystal element, a polarization control liquid crystal device that receives a third linearly polarized light and controls the polarized light to be emitted light, and an analyzer arranged on the optical path of the emitted light. A liquid crystal display device including a polarizing device that operates as a device.
【請求項4】 赤波長光、緑波長光、青波長光のそれぞ
れに対応する入射光偏光装置と偏光制御液晶装置の組合
せを3組有して、これらの組から出射する出射光を合成
して検光子として動作する出射光偏光装置を通過させる
ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
4. Three sets of combinations of an incident light polarization device and a polarization control liquid crystal device respectively corresponding to red wavelength light, green wavelength light and blue wavelength light are provided, and output lights emitted from these sets are combined. 4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the liquid crystal display device passes through an outgoing light polarization device that operates as an analyzer.
【請求項5】 偏光制御液晶装置がTN型液晶装置であ
る請求項3に記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the polarization control liquid crystal device is a TN type liquid crystal device.
【請求項6】 少なくとも1枚の偏光制御型液晶表示セ
ルと、前記偏光制御型液晶表示セルに直線偏光光を入射
させる直線偏光装置とを有する液晶表示装置において、
前記直線偏光装置は、入射する光のピーク波長λmを選
択反射させて円偏光の反射光および透過光を得るコレス
テリック液晶セルもしくは高分子液晶フィルムと、ピー
ク波長λmの光を入射させて、[{(1+2k)/4}
λm](k=0,1,2,……)のリタデ−ションとし
て作用し前記円偏光の反射光および透過光をそれぞれ透
過させ、それぞれの透過光を直線偏光とする1/4波長
位相差板と、これらの直線偏光のうち一方を選択反射さ
せ一方を透過させることにより、前記それぞれの直線偏
光を偏光軸の等しい直線偏光に合成する、ピーク波長λ
mを選択反射するコレステリック液晶セルもしくは高分
子液晶フィルムとを具備して、前記合成した直線偏光光
を前記偏光制御型液晶表示セルに入射させることを特徴
とする液晶表示装置。
6. A liquid crystal display device comprising at least one polarization control type liquid crystal display cell, and a linear polarization device which makes linearly polarized light incident on the polarization control type liquid crystal display cell,
The linear polarization device allows a cholesteric liquid crystal cell or a polymer liquid crystal film that selectively reflects the peak wavelength λm of incident light to obtain circularly polarized reflected light and transmitted light, and makes light having a peak wavelength λm enter, [{ (1 + 2k) / 4}
[lambda] m] (k = 0,1,2, ...) Acting as a retardation to transmit the circularly polarized reflected light and the transmitted light, respectively, and make the respective transmitted light into linearly polarized light, a 1/4 wavelength phase difference. A plate and one of these linearly polarized lights are selectively reflected and one of them is transmitted to combine the respective linearly polarized lights into linearly polarized lights having the same polarization axis.
A liquid crystal display device comprising: a cholesteric liquid crystal cell or a polymer liquid crystal film that selectively reflects m, and causes the synthesized linearly polarized light to enter the polarization control type liquid crystal display cell.
JP5243474A 1993-09-30 1993-09-30 Linear polarization device and liquid crystal display device Pending JPH07104232A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5243474A JPH07104232A (en) 1993-09-30 1993-09-30 Linear polarization device and liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5243474A JPH07104232A (en) 1993-09-30 1993-09-30 Linear polarization device and liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07104232A true JPH07104232A (en) 1995-04-21

Family

ID=17104431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5243474A Pending JPH07104232A (en) 1993-09-30 1993-09-30 Linear polarization device and liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07104232A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0677178B1 (en) Cholesteric polarizer for liquid crystal display and overhead projector
US5899551A (en) Display device having a diffusing display panel and a reflecting polarizer
US6452646B1 (en) Optical retarder stack formed of multiple retarder sheets
US6049367A (en) Polarization manipulating device modulator with retarder stack which preconditions light for modulation and isotropic states
EP0898841B1 (en) Color selective light modulators
US5929946A (en) Retarder stack for preconditioning light for a modulator having modulation and isotropic states of polarization
US6273571B1 (en) Display architectures using an electronically controlled optical retarder stack
JP2509372B2 (en) Polarizer
JPH08234192A (en) Color display continuously connected to the liquid crystal filter
JP2001056463A (en) Liquid crystal display
JP2000131684A (en) Liquid crystal display device
US7405787B2 (en) Liquid crystal display with offset viewing cone
WO2005106577A1 (en) Non-absorbing polarization color filter and liquid crystal display incorporating the same
JP3849923B2 (en) Liquid crystal display
KR100277325B1 (en) Reflective Liquid Crystal Device_
JPH11142838A (en) Color shutter using reflection type polarizer
US5717472A (en) Polarizing prism for panel type liquid crystal display front projector and optical system using the polarizing prism
JP2005534989A (en) Reflective transmission type liquid crystal display device
US6894743B1 (en) Liquid crystal optical modulation element, and color filter and liquid crystal display device using the same
US20080100758A1 (en) Image display device
JPH0836174A (en) Liquid crystal display device and laminated retardation plate used for the same
JPH0566503A (en) Projection type liquid crystal projection
Fünfschilling et al. Video‐compatible subtractive color projection with cholesteric liquid‐crystal band‐modulation filters
JPH01277282A (en) Projection type full-color liquid crystal display device
JPH04163490A (en) Picture display device