JP2720730B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶表示パネルを用いてテレビジ
ョン画像等を表示する液晶表示装置として、たとえば投
影型液晶表示装置が考えられている。

【０００３】図５は従来の投影型液晶表示装置を示した
もので、図中１は液晶表示パネルであり、この液晶表示
パネル１としては一般に、液晶分子をツイスト配列させ
るとともに光入射側と出射側とにそれぞれ偏光板２ａ，
２ｂを配置したＴＮ（ツィステッド・ネマティック）型
のものが使用されている。

【０００４】３は前記液晶表示パネル１に光入射面に対
向させて配置された光源である。この光源３は、ハロゲ
ンランプやキセノンランプ等の高輝度の光源ランプ４
と、この光源ランプ４からの放射光を液晶表示パネル１
に向けて反射させるリフレクタ５とからなっており、上
記リフレクタ５は、光源ランプ４からの放射光をリフレ
クタ光軸に平行な平行光として反射させる放物面リフレ
クタとされている。また、６は液晶表示パネル１の光出
射面に対向させて配置された投影レンズ、７はスクリー
ンである。

【０００５】この投影型液晶表示装置は、光源３からの
照射光を液晶表示パネル１に入射させ、この液晶表示パ
ネル１を通った画像光を投影レンズ６により拡大してス
クリーン７面に投影するもので、この投影型液晶表示装
置によれば、表示画面が小さい液晶表示パネル１の表示
画像を大きく拡大して見ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示装置では、光源３からの照射光をそのまま
液晶表示パネル１に入射させているために、光源３から
の照射光のうちのほぼ半分の光だけしか液晶表示パネル
１での表示に利用することができず、そのために、液晶
表示パネル１の表示画像の輝度が低くて、スクリーン７
面に拡大投影された投影画像がコントラストの悪い暗い
画像となってしまうという問題をもっていた。

【０００７】これは、光源３からの照射光が様々な振動
方向のランダム光であるのに対して、液晶表示パネル１
が、その入射側偏光板２ａを透過した直線偏光光だけを
使用して表示を行なうものであるためであり、光源３か
らの照射光のうち上記入射側偏光板２ａの透過軸方向に
沿う振動方向の光は入射側偏光板２ａを透過して液晶表
示パネル１に入射するが、入射側偏光板２ａの透過軸方
向に対して直交する振動方向の光は入射側偏光板２ａで
吸収されてしまうから、実際に液晶表示パネル１に入射
する光の量は、光源３からの照射光量のほぼ半分となっ
てしまう。

【０００８】本発明は上記のような実情にかんがみてな
されたものであって、その目的とするところは、光源か
らの照射光のほとんどを無駄なく液晶表示パネルでの表
示に利用して液晶表示パネルに輝度の高い画像を表示さ
せ、高輝度でコントラストの高い画像とすることができ
る液晶表示装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、液晶表示パネルと、光源ランプおよびこの
光源ランプからの放射光を前記液晶表示パネルに向けて
反射させるリフレクタとからなる光源とを備えた液晶表
示装置において、前記光源と液晶表示パネルとの間に、
前記光源からの照射光のうちＰ偏光成分の光を透過さ
せ、Ｓ偏光成分の光は前記光源側に反射させる偏光ビー
ムスプリッタを配置するとともに、この偏光ビームスプ
リッタと前記光源との間に、透過光を旋光させる旋光体
を設けたものである。

【００１０】

【作用】すなわち、本発明の液晶表示装置は、光源から
の照射光を旋光体を介して偏光ビームスプリッタに入射
させることにより、光源からの照射光のうち偏光ビーム
スプリッタを透過するＰ偏光成分の光はそのまま液晶表
示パネルに入射させ、残りの光つまり偏光ビームスプリ
ッタにより光源側に反射されたＳ偏光成分の光は、旋光
体により旋光させて一旦円偏光光とし、この円偏光光を
光源のリフレクタで反射させて再度旋光体に通すことに
よりさらにほぼ４５°旋光させてＰ偏光光としてから、
このＰ偏光光を偏光ビームスプリッタに入射させてやる
ようにしたものである。

【００１１】このように、偏光ビームスプリッタにより
光源側に反射されたＳ偏光成分の光をＰ偏光光として再
び偏光ビームスプリッタに入射させてやれば、この光も
偏光ビームスプリッタを透過させて液晶表示パネルに入
射させることができる。

【００１２】そして、偏光ビームスプリッタを透過して
液晶表示パネルに入射する光はＰ偏光成分の光であるか
ら、ＴＮ型液晶表示パネルをＰ偏光成分の直線偏光光を
入射光として表示を行なうものとしておけば、偏光ビー
ムスプリッタを透過した光の全てを液晶表示パネルでの
表示に利用にすることができる。

【００１３】したがって、本発明の液晶表示装置によれ
ば、光源からの照射光のほとんどを無駄なく液晶表示パ
ネルでの表示に利用して液晶表示パネルに輝度の高い画
像を表示させ、スクリーン面に拡大投影される投影画像
をコントラストの高い明るい画像とすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１および図
２を参照して説明する。

【００１５】図１および図２において、１は光入射面と
出射面とにそれぞれ偏光板２ａ，２ｂを備えたＴＮ型液
晶表示パネル、３は光源ランプ４と放物面リフレクタ５
とからなる光源、６は投影レンズ、７はスクリーンであ
り、これらは図５に示した従来の投影型液晶表示装置と
同じものである。

【００１６】８は光源３と液晶表示パネル１との間に配
置された偏光ビームスプリッタである。この偏光ビーム
スプリッタ８は、光源３からのランダムな振動方向の照
射光のうちＳ偏光成分の光を透過させ、Ｐ偏光成分の光
は光源側３に反射させるもので、この偏光ビームスプリ
ッタ８は、図示のように３枚のプリズム８ａ，８ｂ，８
ｃを組合わせて構成されている。

【００１７】また、９は上記偏光ビームスプリッタ８と
光源３との間に設けられた、透過光をほぼ４５°旋光さ
せる１／４波長板であり、この１／４波長板９は、その
光学軸を上記Ｓ偏光成分の光の振動方向に対しほぼ４５
°の方向に合せて配置されている。

【００１８】この投影型液晶表示装置は、光源３からの
照射光を１／４波長板９および偏光ビームスプリッタ８
を介して液晶表示パネル１に入射させ、この液晶表示パ
ネル１を通った画像光を投影レンズ６により拡大してス
クリーン７面に投影するもので、光源３からの照射光は
図２に示すような経路で液晶表示パネル１に入射する。

【００１９】すなわち、光源３から照射される様々な振
動方向のランダム光Ａ0 は、まず１／４波長板９を通っ
て偏光ビームスプリッタ８に入射する。この場合、１／
４波長板９を透過する光はこの１／４波長板９による旋
光作用を受けるが、光源３からの照射光はランダム光Ａ
0 であるために、１／４波長板９を透過した光もランダ
ム光のままである。

【００２０】そして、偏光ビームスプリッタ８に入射し
たランダム光Ａ0 は、この偏光ビームスプリッタ８のビ
ームスプリッタ面（入射側プリズム８ａと出射側プリズ
ム８ｂ，８ｃとの境界面）でＰ偏光光（図上紙面に平行
な振動方向の直線偏光光）Ａp とＳ偏光光（図上紙面に
対して垂直な振動方向の直線偏光光）Ａs とに分離さ
れ、Ｐ偏光光Ａp はそのまま偏光ビームスプリッタ８を
透過して液晶表示パネル１に入射する。また、残りの光
つまりＳ偏光光Ａs は、偏光ビームスプリッタ８のビー
ムスプリッタ面で反射され、さらに逆向きに傾斜してい
るビームスプリッタ面で反射されて光源３側に向かう。

【００２１】偏光ビームスプリッタ８によって光源３側
に反射されたＳ偏光光Ａs は、まず１／４波長板９を通
り、この１／４波長板９の旋光作用によりほぼ４５°旋
光されて円偏光光Ａr となる。この円偏光光Ａr は、光
源３の放物面リフレクタ５で反射されてこのリフレクタ
５の中心（光源ランプ４の中心）を通り、さらに放物面
リフレクタ５で再び反射されて再度１／４波長板９に入
射する。

【００２２】そして、上記円偏光光Ａr は、１／４波長
板９の旋光作用によりさらにほぼ４５°旋光されてＰ偏
光光Ａp となり、このＰ偏光光Ａp は偏光ビームスプリ
ッタ８に入射する。この偏光ビームスプリッタ８に入射
した光はＰ偏光光Ａp であるために、そのまま偏光ビー
ムスプリッタ８を透過して液晶表示パネル１に入射す
る。

【００２３】すなわち、上記投影型液晶表示装置は、光
源３からの照射光を１／４波長板９を介して偏光ビーム
スプリッタ８に入射させることにより、光源３からの照
射光のうち偏光ビームスプリッタ８を透過するＰ偏光成
分の光Ａp はそのまま液晶表示パネル１に入射させ、残
りの光つまり偏光ビームスプリッタ８により光源２側に
反射されたＳ偏光成分の光Ａs は、１／４波長板９によ
り一旦円偏光光Ａr とし、この円偏光光Ａr を光源３の
リフレクタ５で反射させて再度１／４波長板９に通すこ
とによってＳ偏光光Ａs としてから、このＳ偏光光Ａs
を偏光ビームスプリッタ８に入射させてやるようにした
ものである。

【００２４】このように、偏光ビームスプリッタ８によ
り光源３側に反射されたＳ偏光成分の光Ａs をＰ偏光光
Ａp として再び偏光ビームスプリッタ８に入射させてや
れば、この光も偏光ビームスプリッタ８を透過させて液
晶表示パネル１に入射させることができる。

【００２５】そして、偏光ビームスプリッタ８を透過し
て液晶表示パネル１に入射する光はＰ偏光成分の光Ａp
であるから、ＴＮ型液晶表示パネル１をＰ偏光成分の直
線偏光光を入射光として表示を行なうものとしておけ
ば、偏光ビームスプリッタ８を透過したＰ偏光成分の光
Ａp は全て液晶表示パネル１の入射側偏光板２ａを透過
して液晶表示パネル１に入射することになり、したがっ
て偏光ビームスプリッタ８を透過した光Ａp の全てを液
晶表示パネル１での表示に利用にすることができる。

【００２６】したがって、上記投影型液晶表示装置によ
れば、光源３からの照射光のほとんどを無駄なく液晶表
示パネル１での表示に利用して液晶表示パネル１に輝度
の高い画像を表示させ、スクリーン７面に拡大投影され
る投影画像をコントラストの高い明るい画像とすること
ができる。

【００２７】なお、上記実施例では、液晶表示パネル１
の光入射面に入射側偏光板２ａを設けているが、偏光ビ
ームスプリッタ８を透過して液晶表示パネル１に入射す
る光は上記のようにＰ偏光成分の光Ａp だけであるか
ら、液晶表示パネル１の光入射面に入射側偏光板２ａを
設けておかなくても、上記入射側偏光板２ａを透過した
光と同じ直線偏光光を液晶表示パネル１に入射させてこ
の液晶表示パネル１に表示を行なわせることができる。

【００２８】また、上記実施例では、偏光ビームスプリ
ッタ８として３枚のプリズム８ａ，８ｂ，８ｃを組合わ
せたものを使用しているが、偏光ビームスプリッタ８
は、図３に示す第２の実施例のように、多数ストライプ
状プリズム部を形成した２枚のプリズム８ｄ，８ｅを組
合わせたものとしても、図４に示す第３の実施例のよう
に、２枚の三角プリズム８ｆ，８ｇを組合わせるととも
に入射側プリズム８ｆの側面にミラー１０を設けたもの
としてもよい。

【００２９】さらに上記実施例では、偏光ビームスプリ
ッタ８と光源３との間に設ける旋光体として波長板９を
使用しているが、この旋光体としては、液晶分子をツイ
スト配向させた液晶パネルを使用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、光源と液晶表
示パネルとの間に、光源からの照射光のうちＰ偏光成分
の光を透過させ、Ｓ偏光成分の光は前記光源側に反射さ
せる偏光ビームスプリッタを配置するとともに、この偏
光ビームスプリッタと光源との間に、透過光を旋光させ
る旋光体を設けることによって、偏光ビームスプリッタ
により光源側に反射されたＳ偏光成分の光もＰ偏光光と
して液晶表示パネルに入射させてやるようにしたもので
あるから、光源からの照射光のほとんどを無駄なく液晶
表示パネルでの表示に利用して液晶表示パネルに輝度の
高い画像を表示させ、高輝度でコントラストの高い画像
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の側
面図。

【図２】図１の光源部の拡大図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の光
源部の側面図。

【図４】本発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の光
源部の側面図。

【図５】従来の液晶表示装置の側面図。

【符号の説明】

１…ＴＮ型液晶表示パネル ２ａ，２ｂ…偏光板 ３…光源 ４…光源ランプ ５…放物面リフレクタ ６…投影レンズ ７…スクリーン ８…偏光ビームスプリッタ ９…１／４波長板（旋光体） １０…ミラー Ａ0 …ランダム光 Ａp …Ｐ偏光光 Ａs …Ｓ偏光光 Ａr …円偏光光

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示パネルと、光源ランプおよびこの
   光源ランプからの放射光を液晶表示パネルに向けて反射
   させるリフレクタとからなる光源とを備えた液晶表示装
   置において、 前記光源と液晶表示パネルとの間に、前記光源からの照
   射光のうちＰ偏光成分の光を透過させ、Ｓ偏光成分の光
   は前記光源側に反射させる偏光ビームスプリッタを配置
   するとともに、この偏光ビームスプリッタと前記光源と
   の間に、透過光を旋光させる旋光体を設けたことを特徴
   とする液晶表示装置。