JPH07104232A - 直線偏光装置および液晶表示装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１８】

【作用】以下図２により本発明の作用について説明す
る。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４３】Ｒの透過率は９７．０％であり、偏光度は
９９．３４％。

【００４４】Ｇの透過率は９６．５％であり、偏光度は
９９．５０％。

【００４５】Ｂの透過率は９６．０％であり、偏光度は
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を説明する配置図。

【図２】本発明の光制御の作用を説明する配置図。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。