JPH11190832A - 反射型液晶装置 - Google Patents
反射型液晶装置Info
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- JPH11190832A JPH11190832A JP10291199A JP29119998A JPH11190832A JP H11190832 A JPH11190832 A JP H11190832A JP 10291199 A JP10291199 A JP 10291199A JP 29119998 A JP29119998 A JP 29119998A JP H11190832 A JPH11190832 A JP H11190832A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】反射型液晶装置において、良好な無彩色性によ
り高コントラストおよび高明度の表示を実現する。 【解決手段】反射型液晶装置は、偏光ビームスプリッタ
３０とミラー２とを有し、リターダ３１、３２、および
３３がそれらの間に配置される。リターダ３２の少なく
とも１つは、可変性のリタデーションを有するか、また
はスイッチング可能な光学軸を有する液晶層である。装
置の「暗」状態では、リターダを組み合わせて、偏光ビ
ームスプリッタ３０によってリフレクタ２に向かって方
向づけられた光の偏光面をｎ×１８０°回転させる。こ
こで、ｎは整数である。それゆえ、偏光ビームスプリッ
タに戻された光は、光源に戻るように方向づけられる。
装置の「明」状態では、リターダ配列が、偏光ビームス
プリッタ３０によって方向づけられた光の偏光面を９０
°回転させ、そしてこの光が偏光ビームスプリッタを透
過する。
り高コントラストおよび高明度の表示を実現する。 【解決手段】反射型液晶装置は、偏光ビームスプリッタ
３０とミラー２とを有し、リターダ３１、３２、および
３３がそれらの間に配置される。リターダ３２の少なく
とも１つは、可変性のリタデーションを有するか、また
はスイッチング可能な光学軸を有する液晶層である。装
置の「暗」状態では、リターダを組み合わせて、偏光ビ
ームスプリッタ３０によってリフレクタ２に向かって方
向づけられた光の偏光面をｎ×１８０°回転させる。こ
こで、ｎは整数である。それゆえ、偏光ビームスプリッ
タに戻された光は、光源に戻るように方向づけられる。
装置の「明」状態では、リターダ配列が、偏光ビームス
プリッタ３０によって方向づけられた光の偏光面を９０
°回転させ、そしてこの光が偏光ビームスプリッタを透
過する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光ビームスプリ
ッタを利用する反射型液晶装置に関する。そのような装
置は、例えば投写型液晶装置に使用され得る。
ッタを利用する反射型液晶装置に関する。そのような装
置は、例えば投写型液晶装置に使用され得る。
【０００２】
【従来の技術】Ｐｒｏｃ． Ｉｎｄ． Ａｃａｄ． Ｓ
ｃｉ．，１９５５，４１Ａ １３０および１３７は、改
善された無彩色性を提供するために複屈折板の組合わせ
により製造される、円偏光板および四分の一波長板を開
示している。個々のリターダがそれらの光学軸の異なる
方位角上の方向（azimuthal orientaions）と組み合わ
されて、無彩色性能における改善を達成する。
ｃｉ．，１９５５，４１Ａ １３０および１３７は、改
善された無彩色性を提供するために複屈折板の組合わせ
により製造される、円偏光板および四分の一波長板を開
示している。個々のリターダがそれらの光学軸の異なる
方位角上の方向（azimuthal orientaions）と組み合わ
されて、無彩色性能における改善を達成する。
【０００３】ＳｅｋｉらのＭｏｌ． Ｃｒｙｓｔ． Ｌ
ｉｑ． Ｃｒｙｓｔ．，１９９５，２６３，４９９およ
びＳｅｋｉらのＥｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ，１９９６，４
６４は、ネマチック液晶および四分の一波長板を有す
る、反射型電界制御複屈折（ＥＣＢ）型の液晶装置（Ｌ
ＣＤ）を開示している。四分の一波長板の光学軸は、ネ
マチック液晶の光学軸と交差し、且つネマチック液晶の
片側に配置された偏光板に対して４５°である。ねじれ
のない液晶および四分の一波長板が偏光板とミラーとの
間に配置され、ノーマリホワイト状態は、液晶がλ／４
のリタデーションを有する状態において達成される。黒
色表示状態は、リタデーションがゼロとなるように液晶
を制御することによって達成される。この黒色表示状態
は、四分の一波長板によって有効に提供され、且つ四分
の一波長板が無彩色な程度に無彩色であるにすぎない。
その平面に対して垂直の光学軸を有する、負の複屈折性
のさらなるリターダが、視野角性能を改善するために含
まれ得る。
ｉｑ． Ｃｒｙｓｔ．，１９９５，２６３，４９９およ
びＳｅｋｉらのＥｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ，１９９６，４
６４は、ネマチック液晶および四分の一波長板を有す
る、反射型電界制御複屈折（ＥＣＢ）型の液晶装置（Ｌ
ＣＤ）を開示している。四分の一波長板の光学軸は、ネ
マチック液晶の光学軸と交差し、且つネマチック液晶の
片側に配置された偏光板に対して４５°である。ねじれ
のない液晶および四分の一波長板が偏光板とミラーとの
間に配置され、ノーマリホワイト状態は、液晶がλ／４
のリタデーションを有する状態において達成される。黒
色表示状態は、リタデーションがゼロとなるように液晶
を制御することによって達成される。この黒色表示状態
は、四分の一波長板によって有効に提供され、且つ四分
の一波長板が無彩色な程度に無彩色であるにすぎない。
その平面に対して垂直の光学軸を有する、負の複屈折性
のさらなるリターダが、視野角性能を改善するために含
まれ得る。
【０００４】Ｕｃｈｉｄａらの、Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌ
ａｙ，１９９５，５９９は、偏光板およびミラーが「ハ
イブリッド配列ネマチック液晶（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉ
ｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔ
ａｌ）」および「リターダ」の反対側に配置される、反
射型ディスプレイを開示している。リターダは二軸性で
あり、面外の視野角を改善する光学軸と、液晶層のリタ
デーションと協働してブラックおよび白色表示状態を提
供する面内光学軸とを有する。リターダ面内光学軸は、
偏光板の偏光軸に対して４５°であり、且つ液晶層の光
学軸と交差する。ノーマリブラック状態は、液晶層およ
びリターダの正味のリタデーションがλ／４に等しいと
きに提供される。白色表示状態は、液晶のリタデーショ
ンがリターダのリタデーションを相殺するようなもので
あるときに提供される。そのようなディスプレイは、無
彩色性に関して光学要素の分散の最適化に依存する。
ａｙ，１９９５，５９９は、偏光板およびミラーが「ハ
イブリッド配列ネマチック液晶（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉ
ｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔ
ａｌ）」および「リターダ」の反対側に配置される、反
射型ディスプレイを開示している。リターダは二軸性で
あり、面外の視野角を改善する光学軸と、液晶層のリタ
デーションと協働してブラックおよび白色表示状態を提
供する面内光学軸とを有する。リターダ面内光学軸は、
偏光板の偏光軸に対して４５°であり、且つ液晶層の光
学軸と交差する。ノーマリブラック状態は、液晶層およ
びリターダの正味のリタデーションがλ／４に等しいと
きに提供される。白色表示状態は、液晶のリタデーショ
ンがリターダのリタデーションを相殺するようなもので
あるときに提供される。そのようなディスプレイは、無
彩色性に関して光学要素の分散の最適化に依存する。
【０００５】Ｉｓｈｉｎａｂｅらの、Ｅｕｒｏｄｉｓｐ
ｌａｙ，１９９６，１９９は、ＨＡＮ（ハイブリッド配
列ネマチック）液晶層および二軸性リターダが直線偏光
板とミラーとの間に配置されるフルカラー反射型ＬＣＤ
を開示している。ＨＡＮ層の光学軸は、リターダの光学
軸と交差し、且つ偏光板の偏光軸に対して４５°であ
る。ノーマリブラック状態は、液晶層とリターダとのリ
タデーションの差をλ／４に等しくすることによって達
成される。無彩色性は、複屈折が部分的に互いに補償す
るように、液晶層およびリターダの材料の分散を調整す
ることによって改善される。
ｌａｙ，１９９６，１９９は、ＨＡＮ（ハイブリッド配
列ネマチック）液晶層および二軸性リターダが直線偏光
板とミラーとの間に配置されるフルカラー反射型ＬＣＤ
を開示している。ＨＡＮ層の光学軸は、リターダの光学
軸と交差し、且つ偏光板の偏光軸に対して４５°であ
る。ノーマリブラック状態は、液晶層とリターダとのリ
タデーションの差をλ／４に等しくすることによって達
成される。無彩色性は、複屈折が部分的に互いに補償す
るように、液晶層およびリターダの材料の分散を調整す
ることによって改善される。
【０００６】Ｋｕｏらの、Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ，
１９９５，１３５もまた、ＨＡＮ液晶層および二軸性リ
ターダが直線偏光板とミラーとの間に配置されるＬＣＤ
を開示している。暗状態は、トータルのリタデーション
が四分の一波長の奇数に等しいときに提供される。リタ
ーダは、液晶の軸と交差し且つ偏光板の軸に対して４５
°の面内光学軸を有する。ディスプレイは、前述のよう
に、ノーマリブラックモードで、または大きなパッシブ
リターダを使用するノーマリホワイトモードで動作させ
られ得る。無彩色性は、要素の分散を最適化することに
よって、または、複屈折が互いに補償するように、分散
を調整することによって改善され得る。
１９９５，１３５もまた、ＨＡＮ液晶層および二軸性リ
ターダが直線偏光板とミラーとの間に配置されるＬＣＤ
を開示している。暗状態は、トータルのリタデーション
が四分の一波長の奇数に等しいときに提供される。リタ
ーダは、液晶の軸と交差し且つ偏光板の軸に対して４５
°の面内光学軸を有する。ディスプレイは、前述のよう
に、ノーマリブラックモードで、または大きなパッシブ
リターダを使用するノーマリホワイトモードで動作させ
られ得る。無彩色性は、要素の分散を最適化することに
よって、または、複屈折が互いに補償するように、分散
を調整することによって改善され得る。
【０００７】Ｗｕらの、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９６，６８，１４５５は、ね
じれネマチック液晶セルおよびリターダが偏光子とミラ
ーとの間に配置される反射型ＬＣＤを開示している。ね
じれネマチック液晶セルは、９０°のツイスト角を有
し、比較的薄く、且つ偏光板の軸に対して２０°の角度
をなす光入射側の液晶分子のディレクタを有する。リタ
ーダは、λ／４のリタデーションを提供し、且つ偏光軸
に対して４５°の角度をなす光学軸を有する。セルは、
液晶セルおよびリターダのリタデーションが白色表示状
態において互いに相殺し合うノーマリホワイトモードで
動作し、黒色表示状態は、液晶セルのリタデーションを
０まで低減させることによって得られる。従って、無彩
色性は、リターダの無彩色性に依存する。
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９６，６８，１４５５は、ね
じれネマチック液晶セルおよびリターダが偏光子とミラ
ーとの間に配置される反射型ＬＣＤを開示している。ね
じれネマチック液晶セルは、９０°のツイスト角を有
し、比較的薄く、且つ偏光板の軸に対して２０°の角度
をなす光入射側の液晶分子のディレクタを有する。リタ
ーダは、λ／４のリタデーションを提供し、且つ偏光軸
に対して４５°の角度をなす光学軸を有する。セルは、
液晶セルおよびリターダのリタデーションが白色表示状
態において互いに相殺し合うノーマリホワイトモードで
動作し、黒色表示状態は、液晶セルのリタデーションを
０まで低減させることによって得られる。従って、無彩
色性は、リターダの無彩色性に依存する。
【０００８】Ｋｕｏらの、Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ，１
９９６，３８７は、ノーマリホワイトモードで動作させ
られ、これもまた無彩色性がリターダの無彩色性に依存
する黒色表示状態を達成する、同様のネマチックディス
プレイを開示している。
９９６，３８７は、ノーマリホワイトモードで動作させ
られ、これもまた無彩色性がリターダの無彩色性に依存
する黒色表示状態を達成する、同様のネマチックディス
プレイを開示している。
【０００９】Ｆｕｋｕｄａらは、３つの誌上（ＩＤＲ
Ｃ，１９９４，２０１；ＳＩＤ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９
９５，３，８３；Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ １９９
５，８８１）で、単一の偏光板と単一のリタデーション
膜を有する反射型超ねじれネマチック（ＳＴＮ）ＬＣＤ
を開示している。液晶のねじれは２２０゜と２６０°の
間であり、この装置はノーマリホワイトモードで動作す
る。ＳＴＮ液晶は、高い多重化率を実現するために、す
なわち、オンおよびオフの電圧間の電圧差を小さく、且
つそれゆえに液晶のｄΔｎの値を大きく、例えば０．６
マイクロメータよりも大きくするために使用される。無
彩色性は、液晶およびリターダの分散特性を変化させる
ことによって、改善される。
Ｃ，１９９４，２０１；ＳＩＤ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９
９５，３，８３；Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ １９９
５，８８１）で、単一の偏光板と単一のリタデーション
膜を有する反射型超ねじれネマチック（ＳＴＮ）ＬＣＤ
を開示している。液晶のねじれは２２０゜と２６０°の
間であり、この装置はノーマリホワイトモードで動作す
る。ＳＴＮ液晶は、高い多重化率を実現するために、す
なわち、オンおよびオフの電圧間の電圧差を小さく、且
つそれゆえに液晶のｄΔｎの値を大きく、例えば０．６
マイクロメータよりも大きくするために使用される。無
彩色性は、液晶およびリターダの分散特性を変化させる
ことによって、改善される。
【００１０】請求項１の前提部が基礎にしているＥＰ−
Ａ−０ ３８９ ２４０は、偏光ビームスプリッタを使
用する投写型システムを開示している。偏光ビームスプ
リッタへの入射光は、反射型液晶装置に向かって方向づ
けられる。λ／４リターダは、偏光ビームスプリッタと
反射型液晶装置との間に配置される。
Ａ−０ ３８９ ２４０は、偏光ビームスプリッタを使
用する投写型システムを開示している。偏光ビームスプ
リッタへの入射光は、反射型液晶装置に向かって方向づ
けられる。λ／４リターダは、偏光ビームスプリッタと
反射型液晶装置との間に配置される。
【００１１】ＥＰ−Ａ−０ ３８９ ２４０はまた、白
色光が赤色、緑色、および青色の成分に分割される、フ
ルカラー投写型システムも開示している。３つの偏光ビ
ームスプリッタが設けられて、各々が赤色光、緑色光、
青色光を受け取る。それぞれの偏光ビームスプリッタへ
の入射光は、λ／４リターダを介して、それぞれの反射
型液晶装置に方向づけられる。
色光が赤色、緑色、および青色の成分に分割される、フ
ルカラー投写型システムも開示している。３つの偏光ビ
ームスプリッタが設けられて、各々が赤色光、緑色光、
青色光を受け取る。それぞれの偏光ビームスプリッタへ
の入射光は、λ／４リターダを介して、それぞれの反射
型液晶装置に方向づけられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、広範囲
の視覚可能（acceptance）な角度と高速の応答時間とを
有する反射型の単一偏光板ディスプレイにおいて、高い
明度およびコントラストを実現することが課題であっ
た。
の視覚可能（acceptance）な角度と高速の応答時間とを
有する反射型の単一偏光板ディスプレイにおいて、高い
明度およびコントラストを実現することが課題であっ
た。
【００１３】よって本発明の目的は、良好な無彩色性に
より高コントラストおよび高明度を実現する、反射型デ
ィスプレイにおける使用に適したＬＣＤを提供すること
である。
より高コントラストおよび高明度を実現する、反射型デ
ィスプレイにおける使用に適したＬＣＤを提供すること
である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面は、
偏光ビームスプリッタと、偏光維持リフレクタと、少な
くとも２つのリターダを含むリターダ配列とを有する、
反射型液晶装置を提供する。第１のリターダはビームス
プリッタとリフレクタとの間に配置され、そして第２の
リターダは第１のリターダとリフレクタとの間に配置さ
れる。第１および第２のリターダの少なくとも１つは、
ビームスプリッタによってリフレクタに向かって方向づ
けられた平面偏光の偏光面を、リターダ配列が実質的に
ｎ×１８０°回転させる暗装置状態と、明装置状態との
間でスイッチング可能な液晶を含む。ここで、ｎは整数
である。この反射型液晶装置は、明装置状態において、
第１のリターダが実質的にλ／２のリタデーションを有
し、且つ第２のリターダが実質的にλ／４のリタデーシ
ョンを有することを特徴とする。
偏光ビームスプリッタと、偏光維持リフレクタと、少な
くとも２つのリターダを含むリターダ配列とを有する、
反射型液晶装置を提供する。第１のリターダはビームス
プリッタとリフレクタとの間に配置され、そして第２の
リターダは第１のリターダとリフレクタとの間に配置さ
れる。第１および第２のリターダの少なくとも１つは、
ビームスプリッタによってリフレクタに向かって方向づ
けられた平面偏光の偏光面を、リターダ配列が実質的に
ｎ×１８０°回転させる暗装置状態と、明装置状態との
間でスイッチング可能な液晶を含む。ここで、ｎは整数
である。この反射型液晶装置は、明装置状態において、
第１のリターダが実質的にλ／２のリタデーションを有
し、且つ第２のリターダが実質的にλ／４のリタデーシ
ョンを有することを特徴とする。
【００１５】実質的にλ／４リターダを実質的にλ／２
リターダとリフレクタとの間に配置することにより、Ｅ
Ｐ−Ａ−０ ３８９ ２４０の装置と比較して改善され
た性能が提供される。
リターダとリフレクタとの間に配置することにより、Ｅ
Ｐ−Ａ−０ ３８９ ２４０の装置と比較して改善され
た性能が提供される。
【００１６】実質的にλ／４リターダを実質的にλ／２
リターダとリフレクタとの間に配置することによって、
ＥＰ−Ａ−０ ３８９ ２４０に優る２つの利点が得ら
れる。
リターダとリフレクタとの間に配置することによって、
ＥＰ−Ａ−０ ３８９ ２４０に優る２つの利点が得ら
れる。
【００１７】第１に、本発明の装置の明状態は、ＥＰ−
Ａ−０ ３８９ ２４０の装置よりも波長依存性が低
い。これは、より効率的な装置につながる。
Ａ−０ ３８９ ２４０の装置よりも波長依存性が低
い。これは、より効率的な装置につながる。
【００１８】第２に、実質的にλ／２リターダが面内ス
イッチング液晶材料（反強誘電性液晶または同様の液晶
など）を含む場合には、本発明では、液晶材料は、明状
態を得るために±２２．５°だけスイッチングしなけれ
ばならない。対照的に、そのような面内スイッチング液
晶材料が、ＥＰ−Ａ−０ ３８９ ２４０のように、実
質的にλ／２リターダと偏光ビームスプリッタとの間に
実質的にλ／４リターダを備えた実質的にλ／２リター
ダに使用された場合には、面内スイッチング液晶は、最
大の明状態を得るために±４５°スイッチングしなけれ
ばならない。±２２．５°までスイッチングすることが
可能な公知の面内スイッチングスメクティック液晶（例
えば、反強誘電性液晶または同様の液晶材料）は多数存
在するが、±４５°までスイッチングすることが可能な
公知の材料はほとんどない。それゆえ、本発明では、最
大の明状態を得るのに十分にスイッチングする液晶材料
を見出すことが率直なところであり、またこれは、ＥＰ
−Ａ−０ ３８９ ２４０で開示された装置よりも効率
的な装置につながる。
イッチング液晶材料（反強誘電性液晶または同様の液晶
など）を含む場合には、本発明では、液晶材料は、明状
態を得るために±２２．５°だけスイッチングしなけれ
ばならない。対照的に、そのような面内スイッチング液
晶材料が、ＥＰ−Ａ−０ ３８９ ２４０のように、実
質的にλ／２リターダと偏光ビームスプリッタとの間に
実質的にλ／４リターダを備えた実質的にλ／２リター
ダに使用された場合には、面内スイッチング液晶は、最
大の明状態を得るために±４５°スイッチングしなけれ
ばならない。±２２．５°までスイッチングすることが
可能な公知の面内スイッチングスメクティック液晶（例
えば、反強誘電性液晶または同様の液晶材料）は多数存
在するが、±４５°までスイッチングすることが可能な
公知の材料はほとんどない。それゆえ、本発明では、最
大の明状態を得るのに十分にスイッチングする液晶材料
を見出すことが率直なところであり、またこれは、ＥＰ
−Ａ−０ ３８９ ２４０で開示された装置よりも効率
的な装置につながる。
【００１９】リターダ配列は、ビームスプリッタによっ
てリフレクタに向かって方向づけられた平面偏光の偏光
面を、明装置状態において実質的に９０°回転させ得
る。
てリフレクタに向かって方向づけられた平面偏光の偏光
面を、明装置状態において実質的に９０°回転させ得
る。
【００２０】明装置状態では、第１のリターダは、ビー
ムスプリッタによってリフレクタに向かって方向づけら
れた平面偏光の偏光面に対してαの角度をなす光学軸を
有し得、第２のリターダは、ビームスプリッタによって
リフレクタに向かって方向づけられた平面偏光の偏光面
に対して２α＋４５°の角度をなす光学軸を有し得る。
ムスプリッタによってリフレクタに向かって方向づけら
れた平面偏光の偏光面に対してαの角度をなす光学軸を
有し得、第２のリターダは、ビームスプリッタによって
リフレクタに向かって方向づけられた平面偏光の偏光面
に対して２α＋４５°の角度をなす光学軸を有し得る。
【００２１】角度αは、実質的に２２．５°と同等であ
り得る。
り得る。
【００２２】あるいは、第１および第２のリターダはそ
れぞれ液晶層を含み得、αは１５°と同等であり得る。
れぞれ液晶層を含み得、αは１５°と同等であり得る。
【００２３】第１のリターダは液晶層を含み得、この液
晶層の光学軸は、スイッチング中に光の通過方向のまわ
りを実質的に２２．５°に等しい角度だけ回転する。
晶層の光学軸は、スイッチング中に光の通過方向のまわ
りを実質的に２２．５°に等しい角度だけ回転する。
【００２４】第１のリターダは液晶層を含み得、且つ実
質的にｐλ／２と実質的に（ｐ＋１）λ／２との間でス
イッチ可能なリタデーションを有し得る。ここで、ｐは
整数である。
質的にｐλ／２と実質的に（ｐ＋１）λ／２との間でス
イッチ可能なリタデーションを有し得る。ここで、ｐは
整数である。
【００２５】整数ｐは、０または１と同等であり得る。
【００２６】液晶層は、面外スイッチングネマチック液
晶であり得る。
晶であり得る。
【００２７】液晶層は、強誘電性液晶であり得る。
【００２８】あるいは、液晶層は、反強誘電性液晶であ
り得る。
り得る。
【００２９】あるいは、液晶層は、エレクトロクリニッ
ク（electroclinic）液晶であり得る。
ク（electroclinic）液晶であり得る。
【００３０】あるいは、液晶層は、面内スイッチングネ
マチック液晶であり得る。
マチック液晶であり得る。
【００３１】本装置は、第２の偏光維持リフレクタと、
別のリターダ配列とをさらに有し得る。この別のリター
ダ配列は、ビームスプリッタと第２のリフレクタとの間
に配置された第３のリターダと、第３のリターダとリフ
レクタとの間に配置された第４のリターダとを含む。第
３および第４のリターダの少なくとも１つは、ビームス
プリッタによって別のリフレクタに向かって方向づけら
れた、平面偏光の偏光面を別のリターダ配列がｎ×１８
０°回転させる暗装置状態と明装置状態との間でスイッ
チング可能な別の液晶層を含む。ここで、ｎは整数であ
る。
別のリターダ配列とをさらに有し得る。この別のリター
ダ配列は、ビームスプリッタと第２のリフレクタとの間
に配置された第３のリターダと、第３のリターダとリフ
レクタとの間に配置された第４のリターダとを含む。第
３および第４のリターダの少なくとも１つは、ビームス
プリッタによって別のリフレクタに向かって方向づけら
れた、平面偏光の偏光面を別のリターダ配列がｎ×１８
０°回転させる暗装置状態と明装置状態との間でスイッ
チング可能な別の液晶層を含む。ここで、ｎは整数であ
る。
【００３２】本発明の第２の局面は、光を波長セパレー
タに向かって方向づける偏光ビームスプリッタと、第１
および第２の偏光維持リフレクタと、第１の波長の光を
第１のリフレクタに向かって方向づけ、且つ第１の波長
と異なる第２の波長の光を第２のリフレクタに向かって
方向づける波長セパレータと、ビームスプリッタと第１
のリフレクタとの間の光路に配置された第１のリターダ
配列と、ビームスプリッタと第２のリターダとの間の光
路に配置された第２のリターダ配列とを有する、反射型
液晶装置を提供する。
タに向かって方向づける偏光ビームスプリッタと、第１
および第２の偏光維持リフレクタと、第１の波長の光を
第１のリフレクタに向かって方向づけ、且つ第１の波長
と異なる第２の波長の光を第２のリフレクタに向かって
方向づける波長セパレータと、ビームスプリッタと第１
のリフレクタとの間の光路に配置された第１のリターダ
配列と、ビームスプリッタと第２のリターダとの間の光
路に配置された第２のリターダ配列とを有する、反射型
液晶装置を提供する。
【００３３】第１のリターダ配列は、ビームスプリッタ
によって波長セパレータを介して第１のリフレクタに向
かって方向づけられた、第１の波長の平面偏光の偏光面
を第１のリターダ配列が実質的にｎ×１８０°（ｎは整
数）回転させる暗状態と明状態との間でスイッチング可
能である。
によって波長セパレータを介して第１のリフレクタに向
かって方向づけられた、第１の波長の平面偏光の偏光面
を第１のリターダ配列が実質的にｎ×１８０°（ｎは整
数）回転させる暗状態と明状態との間でスイッチング可
能である。
【００３４】第２のリターダ配列は、ビームスプリッタ
によって波長セパレータを介して第２のリフレクタに向
かって方向づけられた、第２の波長の平面偏光の偏光面
を第２のリターダ配列が実質的にｎ×１８０°（ｎは整
数）回転させる暗状態と明状態との間でスイッチング可
能である。
によって波長セパレータを介して第２のリフレクタに向
かって方向づけられた、第２の波長の平面偏光の偏光面
を第２のリターダ配列が実質的にｎ×１８０°（ｎは整
数）回転させる暗状態と明状態との間でスイッチング可
能である。
【００３５】この反射型液晶装置は、第１のリターダ配
列が、明状態において、ビームスプリッタと第１のリフ
レクタとの間に配置された実質的にλ／２のリタデーシ
ョンを有する第１のリターダと、第１のリターダと第１
のリフレクタとの間に配置された実質的にλ／４のリタ
デーションを有する第２のリターダとを含むことを特徴
とする。
列が、明状態において、ビームスプリッタと第１のリフ
レクタとの間に配置された実質的にλ／２のリタデーシ
ョンを有する第１のリターダと、第１のリターダと第１
のリフレクタとの間に配置された実質的にλ／４のリタ
デーションを有する第２のリターダとを含むことを特徴
とする。
【００３６】また、この反射型液晶装置は、第２のリタ
ーダ配列が、明状態において、ビームスプリッタと第２
のリフレクタとの間に配置された実質的にλ／２のリタ
デーションを有する第３のリターダと、第３のリターダ
と第２のリフレクタとの間に配置された実質的にλ／４
のリタデーションを有する第４のリターダとを含むこと
を特徴とする。
ーダ配列が、明状態において、ビームスプリッタと第２
のリフレクタとの間に配置された実質的にλ／２のリタ
デーションを有する第３のリターダと、第３のリターダ
と第２のリフレクタとの間に配置された実質的にλ／４
のリタデーションを有する第４のリターダとを含むこと
を特徴とする。
【００３７】第１のリターダは第１の液晶層を含み得、
そして第３のリターダは第２の液晶層を含み得る。
そして第３のリターダは第２の液晶層を含み得る。
【００３８】第１の液晶層は、第２の液晶層であり得
る。
る。
【００３９】
【発明の実施の形態】図１（ａ）、図１（ｂ）、および
図２（ｂ）は、本発明の実施形態を説明する模式図であ
る。これは、本出願の優先権主張の基礎となる英国特許
出願題９７２１９０６．７号と同時係属中の英国特許出
願第９６２２７３３．５号に記載の装置に幾つかの類似
点を有するが、直線偏光板の代わりに偏光ビームスプリ
ッタを使用する。
図２（ｂ）は、本発明の実施形態を説明する模式図であ
る。これは、本出願の優先権主張の基礎となる英国特許
出願題９７２１９０６．７号と同時係属中の英国特許出
願第９６２２７３３．５号に記載の装置に幾つかの類似
点を有するが、直線偏光板の代わりに偏光ビームスプリ
ッタを使用する。
【００４０】記号ＴＭおよびＴＥは、平面偏光の２つの
直交する状態を示す。ＴＭ状態では、光は紙面内の電界
ベクトルに一致して偏光され、またＴＥ状態では、光は
紙に対して垂直な電界ベクトルに一致して偏光される。
偏光ビームスプリッタ３０に、ＴＭおよびＴＥの両方の
成分を含む光を照射する。ＴＥ成分がビームスプリッタ
３０によって偏光維持リフレクタ２に向かって方向づけ
られるのに対して、ＴＭ成分はビームスプリッタ３０を
通過し、そしてこの実施形態では消光する。
直交する状態を示す。ＴＭ状態では、光は紙面内の電界
ベクトルに一致して偏光され、またＴＥ状態では、光は
紙に対して垂直な電界ベクトルに一致して偏光される。
偏光ビームスプリッタ３０に、ＴＭおよびＴＥの両方の
成分を含む光を照射する。ＴＥ成分がビームスプリッタ
３０によって偏光維持リフレクタ２に向かって方向づけ
られるのに対して、ＴＭ成分はビームスプリッタ３０を
通過し、そしてこの実施形態では消光する。
【００４１】光学部品３１および３２を、ビームスプリ
ッタ３０とリフレクタ２との間の光路上に設ける。ビー
ムスプリッタ３０に向かって反射された光が依然として
ＴＥ偏光状態にあるようにこれらの光学部品が選択され
る場合には、光は、入射光の光路に沿って戻るように方
向づけられる（図１（ａ））。しかし、ビームスプリッ
タ３０とリフレクタ２との間の光路内の光学部品が、ビ
ームスプリッタ３０への反射された入射光が今度はＴＭ
偏光状態であるようなものである場合には、反射光は、
光源に向かって戻るように方向づけられず、ビームスプ
リッタ３０を通過する（図１（ｂ））。
ッタ３０とリフレクタ２との間の光路上に設ける。ビー
ムスプリッタ３０に向かって反射された光が依然として
ＴＥ偏光状態にあるようにこれらの光学部品が選択され
る場合には、光は、入射光の光路に沿って戻るように方
向づけられる（図１（ａ））。しかし、ビームスプリッ
タ３０とリフレクタ２との間の光路内の光学部品が、ビ
ームスプリッタ３０への反射された入射光が今度はＴＭ
偏光状態であるようなものである場合には、反射光は、
光源に向かって戻るように方向づけられず、ビームスプ
リッタ３０を通過する（図１（ｂ））。
【００４２】本出願の優先権主張の基礎となる英国特許
出願題９７２１９０６．７号と同時係属中の英国特許出
願第９６２２７３３．５号に記載のもののような直視反
射型ディスプレイでは、「入射」光および「反射」光の
光路のみを考慮に入れることが普通である。しかし、本
発明の実施形態を説明するためには、「イメージング」
光の光路を考慮に入れることも必要である。直視反射型
ディスプレイでは、「入射」、「イメージング」、およ
び「反射」光路は共線的である（図２（ａ））。しか
し、これは、偏光ビームスプリッタに基づく装置に関す
る事例−すなわち、「入射」および「反射」光路のみが
共線的である事例ではない（図２（ｂ））。さらに、
「反射」光路が明るい場合には「イメージング」光路は
暗く、そして逆もまた同じである。
出願題９７２１９０６．７号と同時係属中の英国特許出
願第９６２２７３３．５号に記載のもののような直視反
射型ディスプレイでは、「入射」光および「反射」光の
光路のみを考慮に入れることが普通である。しかし、本
発明の実施形態を説明するためには、「イメージング」
光の光路を考慮に入れることも必要である。直視反射型
ディスプレイでは、「入射」、「イメージング」、およ
び「反射」光路は共線的である（図２（ａ））。しか
し、これは、偏光ビームスプリッタに基づく装置に関す
る事例−すなわち、「入射」および「反射」光路のみが
共線的である事例ではない（図２（ｂ））。さらに、
「反射」光路が明るい場合には「イメージング」光路は
暗く、そして逆もまた同じである。
【００４３】図１（ａ）および図１（ｂ）に示す実施形
態では、３１で示す部品はλ／４リターダである。この
リターダの光学軸は、ビームスプリッタ３０によってリ
フレクタ２に向かって方向づけられた光の偏光面に対し
て４５＋２α°（すなわち、ＴＥ成分の偏光面に対して
４５＋２α°）である。
態では、３１で示す部品はλ／４リターダである。この
リターダの光学軸は、ビームスプリッタ３０によってリ
フレクタ２に向かって方向づけられた光の偏光面に対し
て４５＋２α°（すなわち、ＴＥ成分の偏光面に対して
４５＋２α°）である。
【００４４】参照番号３２は、ネマチック液晶セルを示
す。「明」状態では、図１（ｂ）に示すように、液晶セ
ルはλ／２リターダであり、ＴＥ光の偏光面に対してα
°の光学軸を有する。
す。「明」状態では、図１（ｂ）に示すように、液晶セ
ルはλ／２リターダであり、ＴＥ光の偏光面に対してα
°の光学軸を有する。
【００４５】この状態の装置の動作を図３に示す。直線
偏光は“Ｌ”で示され、左回り円偏光は“ＣL”で示さ
れ、そして右回り円偏光は“ＣR”で示される。
偏光は“Ｌ”で示され、左回り円偏光は“ＣL”で示さ
れ、そして右回り円偏光は“ＣR”で示される。
【００４６】図３では、便宜上、ビームスプリッタ３０
を直線偏光板として表す。偏光されていない光が光源
（図３に示さず）からビームスプリッタ３０に入射する
と、ビームスプリッタ３０が平面偏光したＴＥ光を液晶
セル３２に向かって方向づける。「明」状態では、液晶
セル３２はλ／２リターダであり、ＴＥ光の偏光面を２
α°回転させる。
を直線偏光板として表す。偏光されていない光が光源
（図３に示さず）からビームスプリッタ３０に入射する
と、ビームスプリッタ３０が平面偏光したＴＥ光を液晶
セル３２に向かって方向づける。「明」状態では、液晶
セル３２はλ／２リターダであり、ＴＥ光の偏光面を２
α°回転させる。
【００４７】光がλ／４プレート３１に入射するときに
は、その偏光面は、λ／４プレート３１の光学軸に対し
て４５°である。このようにして、光は、λ／４プレー
ト３１によって円偏光に変換される。
は、その偏光面は、λ／４プレート３１の光学軸に対し
て４５°である。このようにして、光は、λ／４プレー
ト３１によって円偏光に変換される。
【００４８】リフレクタ２による反射の際、光は反対方
向の円偏光に変換される。それゆえ、λ／４プレート３
１は、その円偏光を、ＴＥ光の偏光面に対して−２α°
の偏光面を有する平面偏光に変換する。この平面偏光
を、液晶セル３２によって４α°まで回転させる。それ
ゆえ、ビームスプリッタまで戻った光は、ＴＥおよびＴ
Ｍ偏光状態の組合わせとして見なされ得、ＴＭ成分は、
イメージング光路に沿ってビームスプリッタ３０を通過
する。
向の円偏光に変換される。それゆえ、λ／４プレート３
１は、その円偏光を、ＴＥ光の偏光面に対して−２α°
の偏光面を有する平面偏光に変換する。この平面偏光
を、液晶セル３２によって４α°まで回転させる。それ
ゆえ、ビームスプリッタまで戻った光は、ＴＥおよびＴ
Ｍ偏光状態の組合わせとして見なされ得、ＴＭ成分は、
イメージング光路に沿ってビームスプリッタ３０を通過
する。
【００４９】装置の「暗」状態を得るために、α＝２
２．５°である場合にＴＥ光の偏光がリターダ３１およ
び３２のいずれによっても変化させられないように、液
晶セルをスイッチングして０リタデーションを提供す
る。ビームスプリッタ３０まで戻った光は、依然として
ＴＥ状態であり、「反射」光路に沿って方向づけられ
る。
２．５°である場合にＴＥ光の偏光がリターダ３１およ
び３２のいずれによっても変化させられないように、液
晶セルをスイッチングして０リタデーションを提供す
る。ビームスプリッタ３０まで戻った光は、依然として
ＴＥ状態であり、「反射」光路に沿って方向づけられ
る。
【００５０】平面配向されたネマチック液晶を０リタデ
ーションを提供する状態にするためには、通常は、高い
電圧が要求される。それゆえ、図４に示す本発明の別の
実施形態では、さらなるリターダ３３を、ビームスプリ
ッタ３０とリフレクタ２との間の光路上に設ける。この
さらなるリターダ３３は、ネマチック液晶のラビング方
向と交差する光学軸を有する。さらなるリターダ３３と
液晶パネル３２との組合わせによって、液晶パネル３２
全域に印加された低い電圧において０リタデーションが
提供される。さらなるリターダ３３は、図４では液晶パ
ネル３２とλ／４プレート３１との間に示されている
が、さらなるリターダ３３と液晶パネル３２との位置を
入れ替えることが可能である。
ーションを提供する状態にするためには、通常は、高い
電圧が要求される。それゆえ、図４に示す本発明の別の
実施形態では、さらなるリターダ３３を、ビームスプリ
ッタ３０とリフレクタ２との間の光路上に設ける。この
さらなるリターダ３３は、ネマチック液晶のラビング方
向と交差する光学軸を有する。さらなるリターダ３３と
液晶パネル３２との組合わせによって、液晶パネル３２
全域に印加された低い電圧において０リタデーションが
提供される。さらなるリターダ３３は、図４では液晶パ
ネル３２とλ／４プレート３１との間に示されている
が、さらなるリターダ３３と液晶パネル３２との位置を
入れ替えることが可能である。
【００５１】さらなるリターダ３３を設けることの代替
案としては、λ／４リターダ３１に二軸性λ／４リター
ダを使用することがある。あるいは、負のΔΕホメオト
ロピック配向したネマチック液晶パネルを使用すること
が可能である。
案としては、λ／４リターダ３１に二軸性λ／４リター
ダを使用することがある。あるいは、負のΔΕホメオト
ロピック配向したネマチック液晶パネルを使用すること
が可能である。
【００５２】好適には、部品３１が固定リターダであり
且つ部品３２がスイッチング可能液晶セルである場合に
は、αは２２．５°である。部品３１および３２の両方
がスイッチング可能液晶セルである場合には、好適に
は、「明」状態においてα＝１５°である。この場合、
ビームスプリッタ３０に戻される光はＴＭ成分のみを含
むので、ビームスプリッタ３０に戻される光は、（ビー
ムスプリッタ３０での吸収減衰を無視すると）全てイメ
ージング光路に沿ってビームスプリッタ３０を通過す
る。
且つ部品３２がスイッチング可能液晶セルである場合に
は、αは２２．５°である。部品３１および３２の両方
がスイッチング可能液晶セルである場合には、好適に
は、「明」状態においてα＝１５°である。この場合、
ビームスプリッタ３０に戻される光はＴＭ成分のみを含
むので、ビームスプリッタ３０に戻される光は、（ビー
ムスプリッタ３０での吸収減衰を無視すると）全てイメ
ージング光路に沿ってビームスプリッタ３０を通過す
る。
【００５３】本発明の代替的な実施形態では、液晶パネ
ル３２はλ／２リターダである。このλ／２リターダの
光学軸の方向は、入射するＴＥ光の偏光面に対して０°
〜ＴＥ光の偏光面に対して±２２．５°の間でスイッチ
ング可能である。
ル３２はλ／２リターダである。このλ／２リターダの
光学軸の方向は、入射するＴＥ光の偏光面に対して０°
〜ＴＥ光の偏光面に対して±２２．５°の間でスイッチ
ング可能である。
【００５４】装置の「明」状態では、液晶パネル３２の
光学軸は、ＴＥ光の偏向面に対して±２２．５°までス
イッチングされる。図１（ａ）および図１（ｂ）の実施
形態に関して上述したように、液晶パネル３２とλ／４
リターダ３１とを組み合わせて入射光の偏光面を９０°
回転させるので、ビームスプリッタ３０に戻される光
は、イメージング光路に沿ってビームスプリッタ３０を
通過する。
光学軸は、ＴＥ光の偏向面に対して±２２．５°までス
イッチングされる。図１（ａ）および図１（ｂ）の実施
形態に関して上述したように、液晶パネル３２とλ／４
リターダ３１とを組み合わせて入射光の偏光面を９０°
回転させるので、ビームスプリッタ３０に戻される光
は、イメージング光路に沿ってビームスプリッタ３０を
通過する。
【００５５】装置の「暗」状態を得るために、液晶パネ
ル３２の光学軸は、ＴＥ光の偏光面に対して０°までス
イッチングされる。光の偏光は液晶パネル３２またはλ
／４リターダ３１のいずれによっても影響されず、光は
ＴＥ偏光状態でビームスプリッタ３０に戻り、そして
「反射」光路に沿って方向づけられる。
ル３２の光学軸は、ＴＥ光の偏光面に対して０°までス
イッチングされる。光の偏光は液晶パネル３２またはλ
／４リターダ３１のいずれによっても影響されず、光は
ＴＥ偏光状態でビームスプリッタ３０に戻り、そして
「反射」光路に沿って方向づけられる。
【００５６】この実施形態では、液晶パネル３２は、強
誘電性液晶（ＦＬＣ）、歪曲らせん強誘電性液晶（dist
orted helix ferroelectric liquid crystal）（ＤＨ
Ｆ）、短ピッチ双安定性強誘電性液晶（ＳＢＦ）、反強
誘電性液晶（ＡＦＬＣ）、または面内スイッチング可能
ネマチック液晶（ＩＰＳＮ）を含むことが可能である。
好適な液晶は、反強誘電性液晶（ＳＢＦまたはＤＨＦ）
である。これを用いると、液晶パネルに電圧を印加して
いないときには、液晶パネルはＴＥ光の偏光面に対して
０°の光学軸を有し、そして電圧の印加により光学軸を
±２２．５°までスイッチングする。このように、本装
置は「ノーマリブラック」装置である（すなわち、電圧
無印加時には「暗」状態である。） 図５は、図１（ａ）、図１（ｂ）、または図４の装置に
関する波長の関数としての、「明」状態における（完全
な偏光を前提とする）反射率の理論的計算を実線で示
す。破線は、偏光板の方向に対して４５°の光学軸を有
するλ／４のリタデーションの単一の複屈折要素を用い
て得られる透過率を示す（ＺＬ１−２２９３材料）。本
発明の装置の反射率は、より無彩色性であり、その結
果、装置は全体的に高い明度を有する。ＣＩＥｘ／ｙ座
標および明度に関する数値を下記に示す。
誘電性液晶（ＦＬＣ）、歪曲らせん強誘電性液晶（dist
orted helix ferroelectric liquid crystal）（ＤＨ
Ｆ）、短ピッチ双安定性強誘電性液晶（ＳＢＦ）、反強
誘電性液晶（ＡＦＬＣ）、または面内スイッチング可能
ネマチック液晶（ＩＰＳＮ）を含むことが可能である。
好適な液晶は、反強誘電性液晶（ＳＢＦまたはＤＨＦ）
である。これを用いると、液晶パネルに電圧を印加して
いないときには、液晶パネルはＴＥ光の偏光面に対して
０°の光学軸を有し、そして電圧の印加により光学軸を
±２２．５°までスイッチングする。このように、本装
置は「ノーマリブラック」装置である（すなわち、電圧
無印加時には「暗」状態である。） 図５は、図１（ａ）、図１（ｂ）、または図４の装置に
関する波長の関数としての、「明」状態における（完全
な偏光を前提とする）反射率の理論的計算を実線で示
す。破線は、偏光板の方向に対して４５°の光学軸を有
するλ／４のリタデーションの単一の複屈折要素を用い
て得られる透過率を示す（ＺＬ１−２２９３材料）。本
発明の装置の反射率は、より無彩色性であり、その結
果、装置は全体的に高い明度を有する。ＣＩＥｘ／ｙ座
標および明度に関する数値を下記に示す。
【００５７】
【表１】 フルカラー表示は、液晶パネル内にカラーフィルタを設
けることによって、または時分割法を用いることによっ
て、得ることが可能である。
けることによって、または時分割法を用いることによっ
て、得ることが可能である。
【００５８】図６は、第２の液晶パネル３２′、第２の
λ／４リターダ３１′、および第２のリフレクタ２′が
ビームスプリッタへの入射光のＴＭ偏光成分の光路上に
設けられる、二パネルシステムを示す。第２の液晶パネ
ル３２′と第２のλ／４リターダ３１′とを組み合わせ
て、第２のリフレクタによってビームスプリッタに戻さ
れる光の偏光をＴＭからＴＥに変更する場合には、第２
のリフレクタによってビームスプリッタに戻される光
は、図６に示すように、ビームスプリッタによってイメ
ージング光路に沿って方向づけられる。
λ／４リターダ３１′、および第２のリフレクタ２′が
ビームスプリッタへの入射光のＴＭ偏光成分の光路上に
設けられる、二パネルシステムを示す。第２の液晶パネ
ル３２′と第２のλ／４リターダ３１′とを組み合わせ
て、第２のリフレクタによってビームスプリッタに戻さ
れる光の偏光をＴＭからＴＥに変更する場合には、第２
のリフレクタによってビームスプリッタに戻される光
は、図６に示すように、ビームスプリッタによってイメ
ージング光路に沿って方向づけられる。
【００５９】２つの液晶パネル上に異なる情報が示され
る場合には、本システムを用いて３−Ｄ投写型システム
を提供することが可能である。あるいは、本システム
は、グレーレベルの負荷を２つのパネルに分配するよう
に配置され得る。２つのパネルが同一の情報を表示する
場合には、表示の明度が増大される。
る場合には、本システムを用いて３−Ｄ投写型システム
を提供することが可能である。あるいは、本システム
は、グレーレベルの負荷を２つのパネルに分配するよう
に配置され得る。２つのパネルが同一の情報を表示する
場合には、表示の明度が増大される。
【００６０】図７は、三パネルシステムを示す。このシ
ステムでは、ビームスプリッタは、入射光のＴＥ偏光成
分を、赤色、緑色、および青色光を互いに異なる三方向
に分割する二色プリズムなどの、波長セパレータ３４に
向かって方向づける。３つのリフレクタ２Ｂ、２Ｇ、２
Ｒを、それぞれ青色、緑色、赤色光用に設ける。液晶パ
ネル３２Ｂ、３２Ｇ、３２Ｒとλ／４リターダ３１Ｂ、
３１Ｇ、３１Ｒとの３つの組が提供され、１組を波長セ
パレータ３４と「青色」リフレクタ２Ｂとの間の光路上
に配置し、１組を波長セパレータと「緑色」リフレクタ
２Ｇとの間の光路上に配置し、そして１組を波長セパレ
ータと「赤色」リフレクタ２Ｒとの間の光路上に配置す
る。液晶パネルとλ／４との組合わせのそれぞれを、各
原色の中心波長用に最適化することが可能である。
ステムでは、ビームスプリッタは、入射光のＴＥ偏光成
分を、赤色、緑色、および青色光を互いに異なる三方向
に分割する二色プリズムなどの、波長セパレータ３４に
向かって方向づける。３つのリフレクタ２Ｂ、２Ｇ、２
Ｒを、それぞれ青色、緑色、赤色光用に設ける。液晶パ
ネル３２Ｂ、３２Ｇ、３２Ｒとλ／４リターダ３１Ｂ、
３１Ｇ、３１Ｒとの３つの組が提供され、１組を波長セ
パレータ３４と「青色」リフレクタ２Ｂとの間の光路上
に配置し、１組を波長セパレータと「緑色」リフレクタ
２Ｇとの間の光路上に配置し、そして１組を波長セパレ
ータと「赤色」リフレクタ２Ｒとの間の光路上に配置す
る。液晶パネルとλ／４との組合わせのそれぞれを、各
原色の中心波長用に最適化することが可能である。
【００６１】図８は、図７の実施形態の改変例を示す。
この改変例では、図７の３つの液晶パネルを、偏光ビー
ムスプリッタと波長セパレータ３４との間の光路に配置
された単一の液晶パネルに置き換える。３つのλ／４リ
ターダを、赤色、緑色、および青色光用にそれぞれ最適
化する。フルカラー表示は、カラー画素化液晶パネルを
用いることによって、または時分割法を用いることによ
って提供される。好適には、液晶パネルは、必要な色用
に最適化される液晶パネルのリタデーションを可能にす
るような、面外スイッチングネマチック液晶パネルであ
る。
この改変例では、図７の３つの液晶パネルを、偏光ビー
ムスプリッタと波長セパレータ３４との間の光路に配置
された単一の液晶パネルに置き換える。３つのλ／４リ
ターダを、赤色、緑色、および青色光用にそれぞれ最適
化する。フルカラー表示は、カラー画素化液晶パネルを
用いることによって、または時分割法を用いることによ
って提供される。好適には、液晶パネルは、必要な色用
に最適化される液晶パネルのリタデーションを可能にす
るような、面外スイッチングネマチック液晶パネルであ
る。
【００６２】図９は、本発明のさらなる実施形態を示
す。この実施形態では、図６の装置の液晶パネルとλ／
４リターダとの組合わせは、図７に示したような三パネ
ルシステムに置き換えられる。
す。この実施形態では、図６の装置の液晶パネルとλ／
４リターダとの組合わせは、図７に示したような三パネ
ルシステムに置き換えられる。
【００６３】図１０に示す本発明のさらなる実施形態で
は、図６の装置の液晶パネルとλ／４リターダとの組合
わせは、図８に示したような三パネルシステムにそれぞ
れ置き換えられる。
は、図６の装置の液晶パネルとλ／４リターダとの組合
わせは、図８に示したような三パネルシステムにそれぞ
れ置き換えられる。
【００６４】図９および図１０の実施形態は、図６の実
施形態の利点と図７および図８の利点とを合わせ持つ。
２つの液晶パネル（図１０）または２組の液晶パネル
（図９）を設けることにより、図６を参照して上述した
ように、３−Ｄ投写型システムの提供が可能になる。あ
るいは、このシステムは、グレーレベルの負荷を２つの
パネルに（または２組のパネルに）分配するように配置
され得る。２つのパネル（または２組のパネル）が同一
の情報を表示する場合には、表示の明度が増大される。
施形態の利点と図７および図８の利点とを合わせ持つ。
２つの液晶パネル（図１０）または２組の液晶パネル
（図９）を設けることにより、図６を参照して上述した
ように、３−Ｄ投写型システムの提供が可能になる。あ
るいは、このシステムは、グレーレベルの負荷を２つの
パネルに（または２組のパネルに）分配するように配置
され得る。２つのパネル（または２組のパネル）が同一
の情報を表示する場合には、表示の明度が増大される。
【００６５】各原色用に別個のリターダを使用すること
により、リタデーションが各原色の中心波長用に最適化
され得る。
により、リタデーションが各原色の中心波長用に最適化
され得る。
【００６６】図７〜図１０に示す波長セパレータは、光
を３つの成分に分割するが、本発明はこれに限定されな
い。例えば、波長セパレータに関しては、可視光を原色
およびその補色などの２つの成分に分割することが可能
である。この場合、２つのリフレクタおよび２つのリタ
ーダ配列のみが必要である。
を３つの成分に分割するが、本発明はこれに限定されな
い。例えば、波長セパレータに関しては、可視光を原色
およびその補色などの２つの成分に分割することが可能
である。この場合、２つのリフレクタおよび２つのリタ
ーダ配列のみが必要である。
【００６７】固定λ／４リターダは、液晶ポリマーまた
はポリマーを形成するために架橋される反応性メソゲン
などの、任意の適切な光学的異方性材料から製造され得
る。英国特許出願番号第９６２２７３３．５号に記載の
もののような、任意の適切な従来の液晶セルを使用する
ことが可能である。ネマチック型の場合には、液晶セル
は、フレデリクスセル、ＨＡＮセル、またはＰｉセルで
あり得る。
はポリマーを形成するために架橋される反応性メソゲン
などの、任意の適切な光学的異方性材料から製造され得
る。英国特許出願番号第９６２２７３３．５号に記載の
もののような、任意の適切な従来の液晶セルを使用する
ことが可能である。ネマチック型の場合には、液晶セル
は、フレデリクスセル、ＨＡＮセル、またはＰｉセルで
あり得る。
【００６８】
【発明の効果】このように、反射型ディスプレイにおけ
る使用に適したＬＣＤを提供することが可能である。高
い明度およびコントラストが、広範囲の視覚可能（acce
ptance）な角度と高速の応答時間とを有する反射型の単
一偏光板装置において達成される。公知の単一偏光板お
よびリフレクタ型のディスプレイと比較して、実質的に
改善されている程度の無彩色度を有する明状態を達成す
ることが、さらに可能である。リターダの光学軸は、明
状態において、組合わせることによって、偏光板から入
力された偏光用のλ／４のリタデーションが、広範囲の
波長に亘って与えられるように配向される。それゆえ、
明状態は非常に明るく且つ無彩色であり、次いで、これ
により、暗状態との結合時に高いコントラストが与えら
れる。リターダを同一の材料により製造する必要はな
く、リターダ材料の分散特性は無彩色性の達成に実質的
に重要ではないが、最良のディスプレイは、可能な限り
分散が低い同一の材料を用いることによって得られる。
る使用に適したＬＣＤを提供することが可能である。高
い明度およびコントラストが、広範囲の視覚可能（acce
ptance）な角度と高速の応答時間とを有する反射型の単
一偏光板装置において達成される。公知の単一偏光板お
よびリフレクタ型のディスプレイと比較して、実質的に
改善されている程度の無彩色度を有する明状態を達成す
ることが、さらに可能である。リターダの光学軸は、明
状態において、組合わせることによって、偏光板から入
力された偏光用のλ／４のリタデーションが、広範囲の
波長に亘って与えられるように配向される。それゆえ、
明状態は非常に明るく且つ無彩色であり、次いで、これ
により、暗状態との結合時に高いコントラストが与えら
れる。リターダを同一の材料により製造する必要はな
く、リターダ材料の分散特性は無彩色性の達成に実質的
に重要ではないが、最良のディスプレイは、可能な限り
分散が低い同一の材料を用いることによって得られる。
【００６９】このように、単一の偏光ビームスプリッタ
を使用するので、高明度の装置が提供される。良好な無
彩色性により、高コントラストが達成される。光学的に
薄い層の使用により、広範囲の視覚可能な角度が実現す
る。
を使用するので、高明度の装置が提供される。良好な無
彩色性により、高コントラストが達成される。光学的に
薄い層の使用により、広範囲の視覚可能な角度が実現す
る。
【図１】本発明の第１の実施形態を構成するディスプレ
イの図であり、（ａ）は「暗」状態、（ｂ）は「明」状
態を示す。
イの図であり、（ａ）は「暗」状態、（ｂ）は「明」状
態を示す。
【図２】本出願の優先権主張の基礎となる英国特許出願
題９７２１９０６．７号と同時係属中の英国特許出願第
９６２２７３３．５号に記載の、比較のディスプレイ装
置に関し、（ｂ）は本発明によるディスプレイ装置に関
する。
題９７２１９０６．７号と同時係属中の英国特許出願第
９６２２７３３．５号に記載の、比較のディスプレイ装
置に関し、（ｂ）は本発明によるディスプレイ装置に関
する。
【図３】「明」状態における、本発明の第１の実施形態
によるディスプレイの動作に関する偏光状態を説明す
る。
によるディスプレイの動作に関する偏光状態を説明す
る。
【図４】本発明の第２の実施形態を構成するディスプレ
イの図である。
イの図である。
【図５】本発明の第１または第２の実施形態によるディ
スプレイ装置の、「明」状態における、反射率の理論的
な計算を示す。
スプレイ装置の、「明」状態における、反射率の理論的
な計算を示す。
【図６】本発明の第３の実施形態によるディスプレイの
図である。
図である。
【図７】本発明の第４の実施形態によるディスプレイの
図である。
図である。
【図８】本発明の第５の実施形態によるディスプレイの
図である。
図である。
【図９】本発明の第６の実施形態によるディスプレイの
図である。
図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態によるディスプレイ
の図である。
の図である。
２、２′ 偏光維持リフレクタ ３０ 偏光ビームスプリッタ ３１、３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒ、３１′、３１Ｂ′、３
１Ｇ′、３１Ｒ′、３３リターダ ３２、３２Ｂ、３２Ｇ、３２Ｒ、３２′、３２Ｂ′、３
２Ｇ′、３２Ｒ′ 液晶パネル ３４、３４′ 波長セパレータ
１Ｇ′、３１Ｒ′、３３リターダ ３２、３２Ｂ、３２Ｇ、３２Ｒ、３２′、３２Ｂ′、３
２Ｇ′、３２Ｒ′ 液晶パネル ３４、３４′ 波長セパレータ
フロントページの続き (72)発明者 マイケル ジョン タウラー イギリス国 オーエックス２ ９エイエ ル， オックスフォード， ボトレイ， ザ ガース 20
Claims (17)
- 【請求項１】 偏光ビームスプリッタと、偏光維持リフ
レクタと、少なくとも２つのリターダを含むリターダ配
列とを有する反射型液晶装置であって、第１のリターダ
が該ビームスプリッタと該リフレクタとの間に配置さ
れ、第２のリターダが該第１のリターダと該リフレクタ
との間に配置され、該第１および第２のリターダの少な
くとも１つが、該ビームスプリッタによって該リフレク
タに向かって方向づけられた平面偏光の偏光面を該リタ
ーダ配列が実質的にｎ×１８０°（ｎは整数）回転させ
る暗装置状態と、明装置状態との間でスイッチング可能
な液晶を含み、明装置状態において、該第１のリターダ
が実質的にλ／２のリタデーションを有し、且つ該第２
のリターダが実質的にλ／４のリタデーションを有する
ことを特徴とする、反射型液晶装置。 - 【請求項２】 前記リターダ配列が、前記ビームスプリ
ッタによって前記リフレクタに向かって方向づけられた
平面偏光の偏光面を、明装置状態において、実質的に９
０°回転させる、請求項１に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項３】 明装置状態において、前記第１のリター
ダが、前記ビームスプリッタによって前記リフレクタに
向かって方向づけられた平面偏光の偏光面に対してαの
角度をなす光学軸を有し、前記第２のリターダが、該ビ
ームスプリッタによって該リフレクタに向かって方向づ
けられた平面偏光の偏光面に対して２α＋４５°の角度
をなす光学軸を有する、請求項１または２に記載の反射
型液晶装置。 - 【請求項４】 αが実質的に２２．５°に等しい、請求
項３に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項５】 前記第１および第２のリターダが液晶層
をそれぞれ有し、且つαが実質的に１５°に等しい、請
求項３に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項６】 前記第１のリターダが液晶層を有し、該
液晶層の光学軸が、スイッチング中に光の通過方向のま
わりを実質的に２２．５°に等しい角度だけ回転する、
請求項１から４のいずれかに記載の反射型液晶装置。 - 【請求項７】 前記第１のリターダが液晶層を有し、且
つ実質的にｐλ／２と実質的に（ｐ＋１）λ／２（ｐは
整数）との間でスイッチング可能であるリタデーション
を有する、請求項１から４のいずれかに記載の反射型液
晶装置。 - 【請求項８】 ｐが０または１に等しい、請求項７に記
載の反射型液晶装置。 - 【請求項９】 前記液晶層が面外スイッチングネマチッ
ク液晶である、請求項７または８に記載の反射型液晶装
置。 - 【請求項１０】 前記液晶層が強誘電性液晶である、請
求項６に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項１１】 前記液晶層が反強誘電性液晶である、
請求項６に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項１２】 前記液晶層がエレクトロクリニック液
晶である、請求項６に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項１３】 前記液晶層が面内スイッチングネマチ
ック液晶である、請求項６に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項１４】 第２の偏光維持リフレクタと、別のリ
ターダ配列とをさらに有し、該別のリターダ配列が、前
記ビームスプリッタと該第２のリフレクタとの間に配置
された第３のリターダと、該第３のリターダと該第２の
リフレクタとの間に配置された第４のリターダとを有
し、該第３および第４のリターダの少なくとも１つが、
該ビームスプリッタによって該第２のリフレクタに向か
って方向づけられた平面偏光の偏光面を該別のリターダ
配列が実質的にｎ×１８０°（ｎは整数）回転させる暗
装置状態と、明装置状態との間でスイッチング可能な別
の液晶層を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の
反射型液晶装置。 - 【請求項１５】 光を波長セパレータに向かって方向づ
ける偏光ビームスプリッタと、第１および第２の偏光維
持リフレクタと、第１の波長の光を該第１のリフレクタ
に向かって方向づけ、且つ第１の波長と異なる第２の波
長の光を該第２のリフレクタに向かって方向づける波長
セパレータと、該ビームスプリッタと該第１のリフレク
タとの間の光路に配置された第１のリターダ配列と、該
ビームスプリッタと第２のリフレクタとの間の光路に配
置された第２のリターダ配列とを有する、反射型液晶装
置であって、 該第１のリターダ配列が、該ビームスプリッタによって
波長セパレータを介して該第１のリフレクタに向かって
方向づけられた、平面偏光された第１の波長の光の偏光
面を該第１のリターダ配列が実質的にｎ×１８０°（ｎ
は整数）回転させる暗状態と明状態との間でスイッチン
グ可能であり、 そして、該第２のリターダ配列が、該ビームスプリッタ
によって該波長セパレータを介して該第２のリフレクタ
に向かって方向づけられた、平面偏光された第２の波長
の光の偏光面を該第２のリターダ配列が実質的にｎ×１
８０°（ｎは整数）回転させる暗状態と明状態との間で
スイッチング可能であって、 該第１のリターダ配列が、明状態において、該ビームス
プリッタと該第１のリフレクタとの間に配置された実質
的にλ／２のリタデーションを有する第１のリターダ
と、該第１のリターダと該第１のリフレクタとの間に配
置された実質的にλ／４のリタデーションを有する第２
のリターダとを有し、 且つ該第２のリターダ配列が、明状態において、該ビー
ムスプリッタと該第２のリフレクタとの間に配置された
実質的にλ／２のリタデーションを有する第３のリター
ダと、該第３のリターダと該第２のリフレクタとの間に
配置された実質的にλ／４のリタデーションを有する第
４のリターダとを有することを特徴とする、反射型液晶
装置。 - 【請求項１６】 前記第１のリターダが第１の液晶層を
有し、 そして前記第３のリターダが第２の液晶層を有する、請
求項１５に記載の反射型液晶装置。 - 【請求項１７】 前記第１の液晶層が前記第２の液晶層
である、請求項１６に記載の反射型液晶装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9721906A GB2330422A (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Reflective liquid crystal device |
| GB9721906.7 | 1997-10-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190832A true JPH11190832A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=10820634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10291199A Pending JPH11190832A (ja) | 1997-10-17 | 1998-10-13 | 反射型液晶装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6122028A (ja) |
| EP (1) | EP0909974A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11190832A (ja) |
| KR (1) | KR100277325B1 (ja) |
| GB (1) | GB2330422A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001100029A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Fujitsu General Ltd | 偏光カラーフィルタ及びこのフィルタを用いた映像投影装置 |
| JP2012508907A (ja) * | 2008-11-14 | 2012-04-12 | ケンブリッジ エンタープライズ リミテッド | 光ビームステアリング装置 |
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| US6233084B1 (en) * | 1999-07-28 | 2001-05-15 | Hewlett-Packard Company | Optical display system including an achromatized ferroelectric light valve |
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-
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- 1997-10-17 GB GB9721906A patent/GB2330422A/en not_active Withdrawn
-
1998
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