JP2002182214A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明光のうち、液晶表示部の背面側偏光板の
偏光軸に平行な光成分であるＰ波だけでなく、背面側偏
光板の偏光軸に垂直な光成分であるＳ波も液晶表示部を
照らし出すために活用する液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 この液晶表示装置１は、液晶表示部３の
液晶層１２の背面側に、その背面１６ｂが反射面状に形
成された反射型偏光板１６が配置され、液晶表示部３と
照明装置７との間に１／４波長板５が介装されると共
に、照明装置７の背面電極層２４の前面２４ａが鏡面状
に形成されているため、照明装置７から照射されて１／
４波長板を透過した照明光２３のうち、反射型偏光板１
６の偏光軸１６ａに直交した光成分であるＳ波２６を、
反射型偏光板１６の背面１６ａで反射させて、順に１／
４波長板５、背面電極層２４の前面２４ａ、１／４波長
板５を通過させることで、その位相を９０度回転させて
反射型偏光板１６の偏光軸１６ａに平行な光成分である
Ｐ波２６ｃに変換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背面側から液晶表
示部に照射された照明光のうち、液晶表示部の背面側偏
光板で遮断された光成分を照明光として再利用する液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置１００は、図３に示
す如く、液晶表示部１０１と、液晶表示部１０１の背面
側から液晶表示部１０１に照明光を照射する照明装置１
０２とを備える。

【０００３】液晶表示部１０１は、互いに並行に配置さ
れた一対の透明電極板１０３，１０４の間に液晶層１０
５が形成され、その前面側の透明電極板１０３の前面と
その背面側の透明電極板１０４の背面とにそれぞれ偏光
板１０６，１０７が配設されて主構成される。

【０００４】偏光板１０６，１０７は、互いの偏光軸１
０６ａ，１０７ａが直交するように配置される。そし
て、ともに、その偏光板１０６，１０７に入射した光の
うち、その偏光軸１０６ａ，１０７ａに平行な偏光面を
有するＰ波を透過して、その偏光軸１０６ａ，１０７ａ
に垂直な偏光面を有するＳ波を遮断する。

【０００５】液晶層１０５は、透明電極板１０３，１０
４を介して電圧が印加され、例えば、電圧が印加されて
いない状態では、その液晶層１０５内の液晶分子が液晶
層１０５の背面から前面に向かって連続的に９０度ねじ
れた分子配向をとり、これにより、この液晶層１０５を
通過する直線偏光の偏光面を分子配列に沿って９０度回
転させる。一方、電圧が印加された状態では、その液晶
層１０５内の液晶分子が一様に電界方向に向いた分子配
列をとり、偏光面を回転させずに直線偏光を通過させる
特性をもつ。

【０００６】そして、図４に示す如く、照明装置１０２
から液晶表示部１０１に向けて照明光が照射されると、
その照明光のうち、背面側偏光板１０７の偏光軸１０７
ａに平行な偏光面を有するＰ波１０８だけが、背面側偏
光板１０７を通過し、背面側偏光板１０７の偏光軸１０
７ａに直交する偏光面を有するＳ波１０９は、背面側偏
光板１０７で遮断される。

【０００７】そして、背面側偏光板１０７を通過したＰ
波１０８は、液晶層１０５に電圧が印加されていない状
態では、その液晶層１０５を通過することで、その偏光
面が９０度回転されて前面側偏光板１０６の偏光軸１０
６ａ方向に偏光され、そのまま前面側偏光板１０６を通
過して前面側へ射出される（即ち、液晶表示部１０１が
照らし出される）。一方、液晶層１０５に電圧が印加さ
れている状態では、そのＰ波は、その液晶層１０５を通
過しても、その偏光面が回転されない為、前面側偏光板
１０６の背面で遮断される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、照明装置からの照明光のうち、背面側偏光板
１０７の偏光軸１０７ａに平行な光成分であるＰ波に相
当する光量分しか、液晶表示部１０１を照らし出す為に
活用されておらず、背面側偏光板１０７の偏光軸１０７
ａに垂直な光成分であるＳ波に相当する光量分が無駄に
費やされている。

【０００９】そこで、この発明の課題は、照明光のうち
液晶表示部の背面側偏光板の偏光軸に平行な光成分であ
るＰ波だけでなく、背面側偏光板の偏光軸に垂直な光成
分であるＳ波も液晶表示部を照らし出すために活用して
照明輝度を向上させた液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、この請求項１に記載の発明は、液晶層の前面側及
び背面側にそれぞれ配置された前面側偏光板及び背面側
偏光板のうち前記背面側偏光板が直交する偏光のうち一
方を透過し他方を反射する機能を有するように形成され
た液晶表示部と、前記背面側偏光板の背面側に配置され
た１／４波長板と、前記１／４波長板の背面側に配置さ
れ、前記１／４波長板を介して前記液晶表示部へ照明光
を照射する照明源と、前記照明源の背面側に配置され、
前記照明源から前記１／４波長板を介して前記液晶表示
部に照射された照明光のうち、前記背面側偏光板の背面
に入射して反射され、前記１／４波長板を介して前記照
明源側に戻ってきた反射光を前記液晶表示部側へ反射し
て照明光に変換する反射部と、を備えるものである。

【００１１】請求項２の発明は、有機ＥＬ層の前面及び
背面にそれぞれ透明電極層及び非透明性の金属製の背面
電極層が形成された有機ＥＬ素子が、その有機ＥＬ層を
前記照明源として機能させると共に、前記背面電極層の
前面を前記反射部として機能させて用いられるものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本発明の
第１の実施の形態に係る液晶表示装置の要部の分解斜視
図であり、図２は、照明光がその要部内を伝搬する様子
を説明する図である。

【００１３】この実施の形態に係る液晶表示装置１は、
図１に示す如く、液晶表示部３と、液晶表示部３の背面
側に配置された１／４波長板５と、１／４波長板５の背
面側に配置された照明装置７とを備える。

【００１４】液晶表示部３は、互いに並行に配置された
一対の透明電極板１０３，１０４の間に、ネマチック又
はスメクチック等の液晶層１０５が形成され、その前面
側の透明電極板１０３の前面に偏光板（前面側偏光板）
１０６が配設されると共に、その背面側の透明電極板１
０４の背面に反射型偏光板（背面側偏光板）１６が配設
されて構成される。

【００１５】この液晶表示部３は、従来の液晶表示部１
０１において、その背面側偏光板１０７に代わりに反射
型偏光板１６を用いたものなので、従来の液晶表示部１
０１と同一部分は同じ参照符号を付してその説明を省略
して異なる部分のみ説明する。

【００１６】偏光板１０６及び反射型偏光板１６は、そ
れらの偏光軸１０６ａ，１６ａが互いに直交するように
配置される。

【００１７】ここで、偏光板１０６は、その偏光板１０
６に入射した光のうち、その偏光板１０６の偏光軸１０
６ａに平行な光成分のみを透過し、その偏光軸１０６ａ
に垂直な光成分を遮断するものである。他方、反射型偏
光板１６は、偏光板１０６の上記の作用と同様の作用を
有する他に、その背面１６ｂに入射した光に対して、そ
の偏光軸１６ａに平行な光成分を透過し、その偏光軸１
６ａに直交する光成分を反射する機能を有するように形
成されている。このような反射型偏光板１６としては、
例えば３Ｍ社製のＤＢＥＦフィルムが用いられる。

【００１８】１／４波長板５は、反射型偏光板１６の背
面１６ｂに例えば接着により配設される。その際、１／
４波長板５の光軸５ａは、例えば反射型偏光板１６の偏
光軸１６ａ方向に対して４５度の角度をなすように配置
される。

【００１９】照明装置７は、ガラス基板等で形成された
透明基板１８の背面上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化
物）等で形成された陽極としての透明電極層２０が、背
面側から液晶表示部３を覆うようにして一面に積層さ
れ、その背面全面上に有機ＥＬ層２２として高分子から
成るホール輸送層及び発光層が順次積層され（図示省
略）、その背面全面上に陰極として背面電極層２４が積
層されて有機ＥＬ素子として主構成される。そして、こ
の照明装置７は、照明光が射出される透明基板１８側を
１／４波長板５の背面に向けて１／４波長板５の背面に
例えば接着により配設される。

【００２０】背面電極層２４は、Ａｌ，Ｍｇ-Ａｇ等の
非透明な金属により形成される。これにより、その前面
２４ａ（図２参照）が鏡面（反射部）として機能して、
その前面２４ａに入射した光を１／４波長板５側へ鏡面
反射する。

【００２１】透明電極層２０及び背面電極層２４にはそ
れぞれ、駆動電源（図示省略）の正極及び負極が電気接
続され、その駆動電源の出力電圧が、所定の制御手段に
よりオンオフ制御されることで、透明電極層２０と背面
電極層２４とに印加される電圧が制御される。そして、
透明電極層２０と背面電極層２４との間に電圧が印加さ
れると有機ＥＬ層２２が面発光し、その光が照明光とし
て透明電極層２０の前方側へ照射される。

【００２２】次に、上記の液晶表示装置１内を照明光が
伝搬する様子を図２に基づいて説明する。

【００２３】照明装置７から照明光２３が照射される
と、その照明光２３は１／４波長板５を透過し、その透
過した照明光２３のうち、反射型偏光板１６の偏光軸１
６ａに平行な光成分であるＰ波２５だけが反射型偏光板
１６を透過し、反射型偏光板１６の偏光軸１６ａに垂直
な光成分であるＳ波２６は、反射型偏光板１６の背面１
６ｂで遮断される。

【００２４】そして、反射型偏光板１６を透過したＰ波
２５は、液晶層１０５に電圧が印加されていない状態で
は、その液晶層１０５を通過することで、その偏光面が
９０度回転されて偏光板１０６の偏光軸１０６ａ方向に
偏光され、そのまま前面側偏光板１０６を通過して前面
側へ射出される（即ち、液晶表示部３が照らし出され
る）。一方、液晶層１０５に電圧が印加されている状態
では、そのＰ波２５は、その液晶層１０５を通過して
も、その偏光面が回転されない為、偏光板１０６の背面
で遮断される。

【００２５】他方、反射型偏光板１６の背面１６ｂ側で
遮断されたＳ波２６は、その反射型偏光板１６により１
／４波長板５側へ反射され、その１／４波長板５を透過
することで、左円偏光（又右円偏光）２６ａに変換され
て、照明装置７内の透明基板１８、透明電極層２０及び
有機ＥＬ層２２を順に透過して、背面電極層２４の前面
２４ａで鏡面反射される。その左円偏光（又は右円偏
光）２６ａは、その鏡面反射により右円偏光（又は左円
偏光）２６ｂに変換されて液晶表示部３側へ伝搬する。

【００２６】そして、その右円偏光（又は左円偏光）２
６ｂは、１／４波長板５を透過することで、反射型偏光
板１６の偏光軸１６ａに平行な光２６ｃ、即ちＰ波に変
換され、上記のＰ波２５と同様の過程を経て液晶表示部
３を照らし出す。

【００２７】以上のように構成された液晶表示装置１に
よれば、液晶表示部３の液晶層１２の背面側に、その背
面１６ｂに入射した光に対して、その偏光軸１６ａに平
行な光成分を透過し、その偏光軸１６ａに直交する光成
分を反射する機能を有する反射型偏光板１６が配置さ
れ、液晶表示部３と照明装置７との間に１／４波長板５
が介装されると共に、照明装置７の背面電極層２４の前
面２４ａが鏡面状に形成されているため、照明装置７か
ら照射されて１／４波長板５を透過した照明光のうち、
反射型偏光板１６の偏光軸１６ａに直交した光成分であ
るＳ波を、反射型偏光板１６の背面１６ａ側で反射させ
て、順に１／４波長板５、背面電極層２４の前面２４
ａ、１／４波長板５を通過させることで、その偏光面を
９０度回転させて反射型偏光板１６の偏光軸１６ａに平
行な光成分であるＰ波に変換することができる。故に、
照明装置７から照射されて１／４波長板５を透過した照
明光のうち、反射型偏光板１６の偏光軸１６ａに平行な
成分であるＰ波だけでなく、反射型偏光板１６の偏光軸
１６ａに直交した成分であるＳ波も、液晶表示部３を照
らし出すために活用できる。

【００２８】また、照明装置７として、有機ＥＬ素子が
用いられているため、照明装置７の構造が簡素化できる
と共にその取り付け構造（ここでは例えば接着で取り付
ける場合で説明した）も簡素化できる利点がある。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、液晶表
示部の液晶層の背面側に配置された背面側偏光板が、直
交する偏光のうち一方を透過し他方を反射する機能を有
するように形成されると共に、その背面側偏光板と照明
源との間に１／４波長板が介装され、そして照明源の背
面側に反射部が配置されているため、照明源から照射さ
れて１／４波長板を透過した照明光のうち、背面側偏光
板の偏光軸に直交した光成分であるＳ波を、背面側偏光
板の背面側で反射させて、順に１／４波長板、反射部、
１／４波長板を経由させることで、その偏光面を９０度
回転させて背面側偏光板の偏光軸に平行な光成分である
Ｐ波に変換することができる。故に、照明装置から照射
されて１／４波長板を透過した照明光のうち、背面側偏
光板の偏光軸に平行な光成分であるＰ波だけでなく、背
面側偏光板の偏光軸に直交するＳ波も、液晶表示部３を
照らし出すために活用できる。

【００３０】請求項２に記載の発明によれば、照明源と
して、有機ＥＬ素子が用いられているため、照明源の構
造が簡素化できると共にその取り付け構造も簡素化でき
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係る液
晶表示装置の液晶表示部及び照明装置の分解斜視図であ
る。

【図２】図２は、この発明の第１の実施の形態に係る液
晶表示装置における照明光の伝搬する様子を説明する図
である。

【図３】図３は、従来の液晶表示装置の液晶表示部及び
照明装置の分解斜視図である。

【図４】図４は、従来の液晶表示装置における照明光の
伝搬する様子を説明する図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 ３ 液晶表示部 ５ １／４波長板 ７ 照明装置 １２ 液晶層 １０６ 偏光板 １６ 反射型偏光板 １６ａ 背面 １８ 透明基板 ２０ 透明電極層 ２２ 有機ＥＬ層 ２３ 照明光 ２４ 背面電極層 ２４ａ 前面 ２５，２６ｃ Ｐ波 ２６ Ｓ波 ２６ａ 左円偏光（又右円偏光） ２６ｂ 右円偏光（又左円偏光）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 小野 純一 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA07 BA43 BB03 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11Z FA44Z LA17 LA18 5G435 AA03 AA17 BB12 BB15 EE26 FF03 FF05 GG25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層の前面側及び背面側にそれぞれ配
   置された前面側偏光板及び背面側偏光板のうち前記背面
   側偏光板が直交する偏光のうち一方を透過し他方を反射
   する機能を有するように形成された液晶表示部と、 前記背面側偏光板の背面側に配置された１／４波長板
   と、 前記１／４波長板の背面側に配置され、前記１／４波長
   板を介して前記液晶表示部へ照明光を照射する照明源
   と、 前記照明源の背面側に配置され、前記照明源から前記１
   ／４波長板を介して前記液晶表示部に照射された照明光
   のうち、前記背面側偏光板の背面に入射して反射され、
   前記１／４波長板を介して前記照明源側に戻ってきた反
   射光を前記液晶表示部側へ反射して照明光に変換する反
   射部と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 有機ＥＬ層の前面及び背面にそれぞれ透
   明電極層及び非透明性の金属製の背面電極層が形成され
   た有機ＥＬ素子が、その有機ＥＬ層を前記照明源として
   機能させると共に、前記背面電極層の前面を前記反射部
   として機能させて用いられることを特徴とする請求項１
   に記載の液晶表示装置。