JP2843860B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP2843860B2
JP2843860B2 JP5144894A JP14489493A JP2843860B2 JP 2843860 B2 JP2843860 B2 JP 2843860B2 JP 5144894 A JP5144894 A JP 5144894A JP 14489493 A JP14489493 A JP 14489493A JP 2843860 B2 JP2843860 B2 JP 2843860B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光源からの光を液晶表示
パネルに入射させて表示を行なう液晶表示装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device which performs display by causing light from a light source to enter a liquid crystal display panel.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示パネルを用いて画像を表示する
液晶表示装置として、光源からの光を液晶表示パネルに
入射させて表示を行なうものがある。図4はこの種の液
晶表示装置として従来知られているものを示したもの
で、ここでは液晶表示パネルの表示画像をスクリーン面
に投影表示するプロジェクタ型の液晶表示装置を示して
いる。
2. Description of the Related Art As a liquid crystal display device for displaying an image using a liquid crystal display panel, there is a liquid crystal display device in which light from a light source is incident on the liquid crystal display panel for display. FIG. 4 shows a conventionally known liquid crystal display device of this type. Here, a projector-type liquid crystal display device which projects and displays a display image of a liquid crystal display panel on a screen surface is shown.

【0003】図4において、1はテレビジョン画像等を
表示するドットマトリックス型の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、TN(ツ
イステッド・ネマティック)型またはSTN(スーパー
・ツイステッド・ネマティック)型のものが使用されて
いる。2は前記液晶表示パネル1の後方に配置された光
源であり、この光源2は、ハロゲンランプやキセノンラ
ンプ等の高輝度光源ランプ3と、この光源ランプ3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4とからなっている。なお、このリフレクタ4は、
光源ランプ3からの放射光を平行光線として反射させる
放物面リフレクタとされている。
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a dot matrix type liquid crystal display panel for displaying a television image or the like. As this liquid crystal display panel 1, a TN (twisted nematic) type or STN (super twisted type) is generally used. Nematic) type is used. Reference numeral 2 denotes a light source disposed behind the liquid crystal display panel 1. The light source 2 includes a high-intensity light source lamp 3 such as a halogen lamp or a xenon lamp, and radiated light from the light source lamp 3 to the liquid crystal display panel 1. And a reflector 4 for reflecting light toward the light source. In addition, this reflector 4
The reflector is a parabolic reflector that reflects light emitted from the light source lamp 3 as parallel rays.

【0004】また、前記液晶表示パネル1の前方には、
投影レンズ5が配置されており、光源2から液晶表示パ
ネル1に入射してこの液晶表示パネル1を透過した光、
つまり液晶表示パネル1によって表示された画像光は、
投影レンズ5により拡大されてスクリーン6面に投影表
示される。
Further, in front of the liquid crystal display panel 1,
A projection lens 5 is disposed, and light incident on the liquid crystal display panel 1 from the light source 2 and transmitted through the liquid crystal display panel 1;
That is, the image light displayed by the liquid crystal display panel 1 is
The image is enlarged and projected on the screen 6 by the projection lens 5.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶表示装置は、光源2からの光Lを直接液晶表示パネ
ル1に入射させるものであるため、光源2からの光を液
晶表示パネル1での表示に効率よく利用することができ
ないという問題をもっていた。
However, in the conventional liquid crystal display device, since the light L from the light source 2 is directly incident on the liquid crystal display panel 1, the light from the light source 2 is applied to the liquid crystal display panel 1. There was a problem that it could not be used efficiently for display.

【0006】これは、一般に使用されるTN型やSTN
型の液晶表示パネルは、その入射側と出射側に偏光板を
配置したものであるためであり、光源2からの光(種々
の振動方向の光を含む自然光)Lのうち実際に液晶表示
パネル1に入射する光は、図4のV−V線に沿う断面を
示した図5のように、入射側偏光板の透過軸Aに沿う振
動方向Pの光だけであって、これと直交する振動方向S
の光は入射側偏光板によって吸収されてしまうから、光
源2からの光のうち実際に液晶表示パネル1での表示に
利用できる光は、理論上で最大50%(実際は40%程度)
だけである。
[0006] This is a commonly used TN type or STN.
This is because the liquid crystal display panel of the type has polarizers disposed on the incident side and the output side thereof, and actually includes the liquid crystal display panel out of the light (natural light including light in various vibration directions) L from the light source 2. The light incident on 1 is only light in the vibration direction P along the transmission axis A of the incident-side polarizing plate as shown in FIG. 5 showing a cross section along the line VV in FIG. Vibration direction S
Is absorbed by the incident-side polarizing plate, so that, out of the light from the light source 2, the light that can be actually used for display on the liquid crystal display panel 1 is a maximum of 50% in theory (actually about 40%).
Only.

【0007】したがって従来の液晶表示装置では、光源
2からの光量に比べて液晶表示パネル1を透過する光量
が大幅に少なくなってしまうから、液晶表示パネル1に
高輝度の画像を表示させることができなかった。
Therefore, in the conventional liquid crystal display device, the amount of light transmitted through the liquid crystal display panel 1 is significantly smaller than the amount of light from the light source 2, so that a high-luminance image can be displayed on the liquid crystal display panel 1. could not.

【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
らの光を効率よく液晶表示パネルでの表示に利用して液
晶表示パネルに高輝度の画像を表示させることができる
液晶表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to efficiently utilize light from a light source for display on a liquid crystal display panel. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can display an image with luminance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、光源からの光を偏光方向が互いに直交する2つの直
線偏光に分離する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビ
ームスプリッタで分離された2つの直線偏光のうちの一
方の直線偏光の偏光方向をπ/2ラジアン回転させる旋
光素子と、前記偏光ビームスプリッタで分離された2つ
の直線偏光のうちの他方の直線偏光と前記旋光素子で偏
光方向をπ/2ラジアン回転された前記一方の直線偏光
とをそれぞれ反射させる反射手段と、 この反射手段によ
って反射された2つの直線偏光を1つの光束に合成して
前記液晶表示パネルに入射させる光合成部とを備え、か
つ前記液晶表示パネルの入射側偏光板の透過軸を、前記
光合成部で合成された直線偏光の振動方向と平行にする
とともに、前記光合成部は、一面に多数の三角柱状プリ
ズムを互いに連続させて平行に形成した光合成用プリズ
ム板と、前記一方の直線偏光と他方の直線偏光とを前記
光合成用プリズム板に入射させる光路とから構成し、
記偏光ビームスプリッタから前記液晶表示パネルまでの
光路の条件を前記2つの直線偏光においてほぼ同一にし
たことを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a polarizing beam splitter for separating light from a light source into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other; and two light beams separated by the polarizing beam splitter. and optical rotation element for one rotation [pi / 2 radians the polarization direction of linearly polarized light of the linearly polarized light, polarized in the other linear polarized light before Symbol rotator of the two linearly polarized light separated by the polarization beam splitter
The one linearly polarized light whose light direction is rotated by π / 2 radians
And reflection means for reflecting each of the door, to the reflection means
And combine the two reflected linearly polarized lights into one luminous flux
And a combining unit to be incident on the liquid crystal Display panel, and the transmission axis of the incident side polarizing plate of the liquid crystal display panel, as well as parallel to the vibration direction of the synthesized linearly polarized light by the combining unit, the combining section Is composed of a prism plate for photosynthesis in which a large number of triangular prisms are formed in parallel with each other on one surface, and an optical path for causing the one linearly polarized light and the other linearly polarized light to enter the prism plate for photosynthesis , Previous
From the polarizing beam splitter to the liquid crystal display panel.
The conditions of the optical path are almost the same for the two linearly polarized lights.
It is characterized by having.

【0010】[0010]

【作用】すなわち、本発明の液晶表示装置は、光源から
の光を偏光ビームスプリッタにより偏光方向が互いに直
交する2つの直線偏光に分離するとともに、この偏光ビ
ームスプリッタで分離した2つの直線偏光のうちの一方
の直線偏光の偏光方向を旋光素子によりπ/2 ラジアン
回転させることによって、この一方の直線偏光の偏光方
向を、前記偏光ビームスプリッタで分離された2つの直
線偏光のうちの他方の直線偏光の偏光方向と同じにし、
この後、偏光方向が同じになった上記一方と他方の2つ
の直線偏光を光合成部において1つの光束に合成して液
晶表示パネルに入射させるようにしたものである。
That is, in the liquid crystal display device of the present invention, the light from the light source is separated into two linearly polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other by the polarizing beam splitter, and of the two linearly polarized light beams separated by the polarizing beam splitter. The polarization direction of one of the linearly polarized lights is rotated by π / 2 radians by the optical rotation element, so that the polarization direction of the one linearly polarized light is changed to the other linearly polarized light of the two linearly polarized lights separated by the polarization beam splitter. With the same polarization direction as
Thereafter, the two linearly polarized lights, one of which has the same polarization direction and the other, are combined into one luminous flux in the light combining section and made incident on the liquid crystal display panel.

【0011】この液晶表示装置によれば、光源からの光
のほとんどを同じ振動方向の直線偏光として液晶表示パ
ネルに入射させることができるから、液晶表示パネルの
入射側偏光板の透過軸を前記光合成部で合成された直線
偏光の振動方向と平行にしておけば、光源からの光のほ
とんどを上記入射側偏光板を透過させて液晶表示パネル
に入射させてやることができる。
According to this liquid crystal display device, most of the light from the light source can be incident on the liquid crystal display panel as linearly polarized light having the same vibration direction. By making the direction parallel to the vibration direction of the linearly polarized light synthesized in the section, most of the light from the light source can be transmitted through the incident side polarizing plate and incident on the liquid crystal display panel.

【0012】しかも、この液晶表示装置では、前記光合
成部を、一面に多数の三角柱状プリズムを互いに連続さ
せて平行に形成した光合成用プリズム板と、前記一方の
直線偏光と他方の直線偏光とを前記光合成用プリズム板
に入射させる光路とから構成しているため、前記一方の
直線偏光と他方の直線偏光とを光合成用プリズム板によ
って互いに重なり合った1つの光束に合成することがで
き、したがって、液晶表示パネルに入射する光の輝度
は、前記偏光ビームスプリッタで分離された2つの直線
偏光のそれぞれの輝度を合わせた輝度となる。
Further, in this liquid crystal display device, the light synthesizing section is composed of a light synthesizing prism plate in which a large number of triangular prisms are continuously formed in parallel on one surface, and the one linearly polarized light and the other linearly polarized light. Since it is composed of the optical path to be incident on the prism plate for photosynthesis, the one linearly polarized light and the other linearly polarized light can be combined into one light flux overlapping each other by the prism plate for photosynthesis. The brightness of the light incident on the display panel is a brightness obtained by combining the brightnesses of the two linearly polarized lights separated by the polarizing beam splitter.

【0013】その上、この液晶表示装置では、偏光ビー
ムスプリッタで分離された2つの直線偏光のうちの他方
の直線偏光と前記旋光素子で偏光方向をπ/2ラジアン
回転された前記一方の直線偏光とをそれぞれ反射させる
反射手段をそなえ、偏光ビームスプリッタから前記液晶
表示パネルまでの光路の条件を前記2つの直線偏光にお
いてほぼ同一にしたので、2つの直線偏光はほぼ同一の
強度で均一に合成される。 したがって、本発明の液晶表
示装置によれば、光源からの光を効率よくかつ均一な光
としてに液晶表示パネルでの表示に利用して、液晶表示
パネルに高輝度の画像を表示させることができる。
In addition, in this liquid crystal display device, the polarizing beam
The other of the two linearly polarized lights separated by the musplitter
The polarization direction is π / 2 radian with the linearly polarized light and the optical rotation element.
Reflect the one of the rotated linearly polarized lights, respectively.
With a reflection means, the polarizing liquid splitter
The condition of the optical path to the display panel is set to the two linearly polarized lights.
So that the two linearly polarized lights are almost the same.
Synthesized uniformly with strength. Therefore, according to the liquid crystal display device of the present invention, the light from the light source is efficiently and uniformly emitted.
In addition , a high-luminance image can be displayed on the liquid crystal display panel by utilizing the display on the liquid crystal display panel.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例をプロジェクタ型の
液晶表示装置について図1〜図3を参照して説明する。
図1において、10はTN型またはSTNの液晶表示パ
ネル、12は光源である。この光源12は、高輝度光源
ランプ13と放物面リフレクタ14とからなっており、
この光源12は、液晶表示パネル10面に対してほぼ45
°の角度で配置されている。また、上記光源12の前方
には、光源12からの平行光束を集束するシリンドリカ
ル凸レンズ15が配置され、さらにその前方には、上記
シリンドリカル凸レンズ15で集束された光束を再び平
行光束とするシリンドリカル凹レンズ16が配置されて
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 for a projector type liquid crystal display device.
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a TN or STN liquid crystal display panel, and reference numeral 12 denotes a light source. The light source 12 includes a high-intensity light source lamp 13 and a parabolic reflector 14,
The light source 12 is approximately 45
° are arranged at an angle. In front of the light source 12, a cylindrical convex lens 15 for converging a parallel light beam from the light source 12 is disposed, and further in front of the cylindrical convex lens 15, a light beam condensed by the cylindrical convex lens 15 is converted into a parallel light beam again. Is arranged.

【0015】17は上記シリンドリカル凹レンズ16の
出射側に配置された偏光ビームスプリッタ17である。
この偏光ビームスプリッタ17は、2つの直角三角柱状
プリズム17a,17bをその傾斜面を対向させて貼り
合わせるとともにこの両プリズム17a,17bの貼り
合わせ面を偏光ビームスプリッタ面18としたもので、
この偏光ビームスプリッタ17は、その偏光ビームスプ
リッタ面18を上記シリンドリカル凹レンズ16から出
射する平行光束の光軸に対してほぼ45°の角度で対向さ
せて配置されている。
Reference numeral 17 denotes a polarizing beam splitter 17 disposed on the exit side of the cylindrical concave lens 16.
The polarizing beam splitter 17 is configured such that two right-angled triangular prisms 17a and 17b are bonded with their inclined surfaces facing each other and a bonding surface of the two prisms 17a and 17b is used as a polarizing beam splitter surface 18.
The polarization beam splitter 17 is arranged so that its polarization beam splitter surface 18 is opposed to the optical axis of the parallel light beam emitted from the cylindrical concave lens 16 at an angle of approximately 45 °.

【0016】この偏光ビームスプリッタ17は、上記シ
リンドリカル凸レンズ15およびシリンドリカル凹レン
ズ16を通ってこの偏光ビームスプリッタ17に入射す
る光源12からの光(種々の振動方向の光を含む自然
光)Lを、偏光方向が互いに直交する2つの直線偏光、
すなわちP偏光成分の光LP とS偏光成分の光LS とに
分離するもので、光源12からの光Lのうち、P偏光成
分の光(以下P偏光という)LP は、偏光ビームスプリ
ッタ面18を透過して入射側境界面と対向する出射側境
界面から出射し、S偏光成分の光(以下S偏光という)
S は、偏光ビームスプリッタ面18で反射されて、上
記P偏光LP の出射側境界面と直角な出射側境界面から
出射する。なお、図では便宜上、偏光ビームスプリッタ
17で分離された光の一方を実線で示し、他方を一点鎖
線で示している。
The polarization beam splitter 17 converts light (natural light including light in various vibration directions) L from the light source 12 incident on the polarization beam splitter 17 through the cylindrical convex lens 15 and the cylindrical concave lens 16 into the polarization direction. Are orthogonal to each other,
That intended to separate the light L S of the light L P and the S polarization component of the P-polarized component, of light L from the light source 12, light (hereinafter P referred polarized light) L P of the P-polarized light component, polarization beam splitter S-polarized light (hereinafter referred to as S-polarized light) transmitted through the surface 18 and emitted from the emission-side boundary surface facing the incidence-side boundary surface
L S is reflected by the polarization beam splitter surface 18 and exits from the exit-side boundary surface perpendicular to the exit-side boundary surface of the P-polarized light L P. In the drawing, for convenience, one of the lights separated by the polarization beam splitter 17 is indicated by a solid line, and the other is indicated by a chain line.

【0017】また、19は上記偏光ビームスプリッタ1
7の2つの出射側境界面のうちの一方、例えばS偏光L
S の出射側境界面に対して平行に対向配置された旋光素
子であり、この旋光素子19は例えば 1/2波長板とされ
ている。この 1/2波長板19は、上記S偏光LS をその
偏光方向をπ/2 ラジアン回転させて出射させるもの
で、S偏光LS を 1/2波長板19に通すと、このS偏光
S は、偏光ビームスプリッタ17を透過したP偏光L
P の偏光方向と同じ偏光方向のP偏光LP ′となる。
Reference numeral 19 denotes the polarizing beam splitter 1
7, one of the two output-side boundary surfaces, for example, the S-polarized light L
The optical rotation element is disposed in parallel with the output-side boundary surface of S , and the optical rotation element 19 is, for example, a half-wave plate. The half-wave plate 19 emits the S-polarized light L S by rotating its polarization direction by π / 2 radians. When the S-polarized light L S passes through the half-wave plate 19, the S-polarized light L S S is the P-polarized light L transmitted through the polarizing beam splitter 17
The same polarization direction of the P-polarized light L P 'to the polarization direction of the P.

【0018】また、20は前記偏光ビームスプリッタ1
7を透過したP偏光(以下第1のP偏光という)LP
と、上記 1/2波長板19により偏光方向をπ/2 ラジア
ン回転されてS偏光からP偏光に変換された光(以下第
2のP偏光という)LP ′とを1つの光束に合成する光
合成部であり、この光合成部20は、光合成用プリズム
板21と、前記第1のP偏光LP と第2のP偏光LP
とを上記光合成用プリズム板21に入射させる光路23
a,23bとから構成されている。
Reference numeral 20 denotes the polarization beam splitter 1
7 (hereinafter referred to as first P-polarized light) L P
And light L P ′ whose polarization direction has been rotated by π / 2 radians by the half-wave plate 19 and has been converted from S-polarized light to P-polarized light (hereinafter referred to as second P-polarized light) LP ′. a light combining unit, the combining unit 20 includes a light combining prism plate 21, the first P-polarized light L P and the second P-polarized light L P '
Optical path 23 for allowing the light to enter the photosynthetic prism plate 21
a and 23b.

【0019】上記光合成用プリズム板21は、ガラス板
等の透明板の一面に多数の二等辺三角柱状マイクロプリ
ズム22を互いに連続させて平行に形成したもので、こ
の光合成用プリズム板21は、マイクロプリズム22を
形成した入射側境界面を前記偏光ビームスプリッタ17
側に向け、平面状の出射側境界面を前記液晶表示パネル
10に対向させて、液晶表示パネル10面と平行に配置
されている。
The photosynthesis prism plate 21 is formed by forming a large number of isosceles triangular prism-shaped microprisms 22 on one surface of a transparent plate such as a glass plate so as to be continuous and parallel to each other. The incident-side boundary surface on which the prism 22 is formed is connected to the polarizing beam splitter 17.
The liquid crystal display panel 10 is disposed parallel to the surface of the liquid crystal display panel 10 such that a plane emission-side boundary surface faces the liquid crystal display panel 10.

【0020】また、上記第1のP偏光LP と第2のP偏
光LP ′とを光合成用プリズム板21に入射させる光路
23a,23bは、それぞれ、ミラー24a、24bを
備えた屈折光路とされている。
Further, the first P-polarized light L P and the second P-polarized light L P 'and the optical path 23a to be incident on light combining prism plate 21 a, 23b, respectively, the mirror 24a, the refractive optical path having a 24b Have been.

【0021】このミラー24a、24bは、上記第1の
P偏光LP と第2のP偏光LP ′とをそれぞれ光合成用
プリズム板21の入射側境界面のほぼ全域に向けて反射
させるもので、このミラー24a、24bと光合成用プ
リズム板21の入射側境界面との角度はそれぞれ、光合
成用プリズム板21に入射し、その入射側境界面の各マ
イクロプリズム22により図2に示すように屈折されて
出射側境界面から出射するP偏光LP ,LP ′の出射方
向が、互いに平行でかつ液晶表示パネル10面に対して
ほぼ垂直になるような角度に設定されている。
The mirrors 24a and 24b reflect the first P-polarized light L P and the second P-polarized light L P ′, respectively, toward substantially the entire boundary surface of the light combining prism plate 21 on the incident side. The angles between the mirrors 24a and 24b and the incidence-side boundary surface of the photosynthesis prism plate 21 are incident on the photosynthesis prism plate 21 and refracted by the microprisms 22 at the incidence-side boundaries as shown in FIG. has been P-polarized light L P emitted from the emitting side boundary surface, emission direction of L P 'is set to an angle such that substantially perpendicular to the parallel to and 10 face liquid crystal display panel to each other.

【0022】そして、前記液晶表示パネル10は、図3
に示すように、その入射側偏光板の透過軸Aを、前記光
合成部20の光合成用プリズム板21で合成されたP偏
光LP ,LP ′の振動方向Pと平行にして配置されてい
る。
The liquid crystal display panel 10 is shown in FIG.
As shown in, the transmission axis A of the incident side polarizing plate, P polarized light L P has been synthesized by combining a prism plate 21 of the optical coupling portion 20 is disposed in parallel to the vibration direction P of L P ' .

【0023】この実施例のプロジェクタ型液晶表示装置
は、光源12からの光Lを偏光ビームスプリッタ17に
より偏光方向が互いに直交するP偏光LP とS偏光LS
とに分離するとともに、この偏光ビームスプリッタ17
で分離した2つの直線偏光のうちのS偏光LS の偏光方
向を 1/2波長板19によりπ/2 ラジアン回転させるこ
とによって、このS偏光LS の偏光方向を、前記偏光ビ
ームスプリッタ17で分離されたP偏光LP の偏光方向
と同じにし、この後、偏光方向が同じになった2つの直
線偏光(P偏光)LP ,LP ′を光合成部20において
1つの光束に合成して液晶表示パネル10に入射させる
ようにしたものであり、液晶表示パネル10に入射して
この液晶表示パネル10を透過した光、つまり液晶表示
パネル10によって表示された画像光は、前記液晶表示
パネル10の前方配置されている図示しない投影レンズ
により拡大されて、図示しないスクリーン面に投影表示
される。
The projector-type liquid crystal display device of this embodiment, P-polarized light L P whose polarization directions are perpendicular to each other by the polarizing beam splitter 17 the light L from the light source 12 and the S-polarized light L S
And the polarization beam splitter 17
By rotating the polarization direction of the S-polarized light L S of the two linearly polarized lights separated by π / 2 radians by the half-wave plate 19, the polarization direction of the S-polarized light L S is changed by the polarization beam splitter 17. The polarization direction of the separated P-polarized light L P is made the same, and then the two linearly polarized light (P-polarized light) L P and L P ′ having the same polarization direction are combined into one light beam in the light combining unit 20. The light incident on the liquid crystal display panel 10 and transmitted through the liquid crystal display panel 10, that is, the image light displayed by the liquid crystal display panel 10, is transmitted to the liquid crystal display panel 10. Are magnified by a projection lens (not shown) arranged in front of the camera and projected and displayed on a screen surface (not shown).

【0024】しかして、この実施例のプロジェクタ型液
晶表示装置においては、上記のように、光源12からの
光LをP偏光LP とS偏光LS とに分離し、この2つの
直線偏光のうちのS偏光LS をP偏光LP ′に変換し
て、このP偏光(第2のP偏光)LP ′と、偏光ビーム
スプリッタ17で分離されたP偏光(第1のP偏光)L
P とを1つの光束に合成して液晶表示パネル10に入射
させるようにしているから、光源12からの光のほとん
どを同じ振動方向の直線偏光(P偏光)として液晶表示
パネル10に入射させることができる。
Thus, in the projector type liquid crystal display device of this embodiment, as described above, the light L from the light source 12 is separated into the P-polarized light L P and the S-polarized light L S, and The S-polarized light L S is converted into the P-polarized light L P ′, and the P-polarized light (second P-polarized light) L P ′ and the P-polarized light (first P-polarized light) L separated by the polarization beam splitter 17 are output.
Since P and P are combined into one light beam to be incident on the liquid crystal display panel 10, most of the light from the light source 12 is incident on the liquid crystal display panel 10 as linearly polarized light (P-polarized light) having the same vibration direction. Can be.

【0025】したがって、上記液晶表示パネル10の入
射側偏光板の透過軸Aを前記光合成部20で合成された
P偏光LP ,LP ′の振動方向Pと平行にしておけば、
光源12からの光のほとんどを上記入射側偏光板を透過
させて液晶表示パネル10に入射させてやることができ
る。
Therefore, if the transmission axis A of the incident-side polarizing plate of the liquid crystal display panel 10 is set parallel to the vibration direction P of the P-polarized light L P and L P 'synthesized by the light synthesizing unit 20,
Most of the light from the light source 12 can be transmitted through the incident side polarizing plate and made incident on the liquid crystal display panel 10.

【0026】しかも、このプロジェクタ型液晶表示装置
では、前記光合成部20を、一面に多数の二等辺三角柱
状マイクロプリズム22を互いに連続させて平行に形成
した光合成用プリズム板21と、前記第1のP偏光LP
と第2のP偏光LP ′とを前記光合成用プリズム板21
に入射させる光路23a,23bとから構成しているた
め、前記第1のP偏光LP と第2のP偏光LP ′とを光
合成用プリズム板21によって互いに重なり合った1つ
の光束に合成することができ、したがって、液晶表示パ
ネル10に入射する光の輝度は、前記偏光ビームスプリ
ッタ17で分離された2つの直線偏光のそれぞれの輝度
を合わせた輝度となる。
Moreover, in this projector type liquid crystal display device, the light synthesizing section 20 is composed of a plurality of isosceles triangular prism-shaped microprisms 22 formed on one surface thereof in parallel with each other, and P polarized light L P
And the second P-polarized light L P ′ and the prism plate 21 for photosynthesis.
Due to the configuration of the optical path 23a, 23b to be incident on, be synthesized in the first P-polarized light L P and one of the light beams overlap each other by a second P-polarized light L P 'and combining prism plate 21 Therefore, the brightness of the light incident on the liquid crystal display panel 10 is a brightness obtained by combining the brightnesses of the two linearly polarized lights separated by the polarizing beam splitter 17.

【0027】したがって、このプロジェクタ型液晶表示
装置によれば、光源12からの光を効率よく液晶表示パ
ネル10での表示に利用して、液晶表示パネル10に高
輝度の画像を表示させ、この高輝度の画像をスクリーン
面に投影表示することができる。
Therefore, according to the projector type liquid crystal display device, the light from the light source 12 is efficiently used for display on the liquid crystal display panel 10 to display a high-luminance image on the liquid crystal display panel 10. The image of the brightness can be projected and displayed on the screen surface.

【0028】しかも、上記実施例では、光源12からの
平行光束をシリンドリカル凸レンズ15により集束した
後に、この光束をシリンドリカル凹レンズ16により再
び平行光束として前記偏光ビームスプリッタ17に入射
させるようにしているから、光源12からの光束の集束
によりこの光束の単位面積辺りの光線密度を高くするこ
とができ、したがって、偏光ビームスプリッタ17に入
射する光の輝度を光源12からの光の輝度より高くする
ことができるから、液晶表示パネル10の表示画像の輝
度をさらに上げることができる。
Further, in the above embodiment, after the parallel light beam from the light source 12 is focused by the cylindrical convex lens 15, this light beam is again incident on the polarization beam splitter 17 as a parallel light beam by the cylindrical concave lens 16. The light beam density per unit area of the light beam can be increased by converging the light beam from the light source 12, and therefore, the brightness of the light incident on the polarization beam splitter 17 can be higher than the brightness of the light from the light source 12. Accordingly, the brightness of the display image on the liquid crystal display panel 10 can be further increased.

【0029】なお、上記実施例では、偏光ビームスプリ
ッタ17により分離した2つの直線偏光のうちのS偏光
S をP偏光LP ′に変換して、P偏光を液晶表示パネ
ル10に入射させるようにしているが、これと逆に、偏
光ビームスプリッタ17により分離した2つの直線偏光
のうちのP偏光をS偏光に変換して、S偏光を液晶表示
パネル10に入射させるようにしてもよく、その場合
は、液晶表示パネル10の入射側偏光板の透過軸AをS
偏光の振動方向と平行にしておけばよい。
In the above embodiment, the S-polarized light L S of the two linearly polarized lights separated by the polarizing beam splitter 17 is converted into the P-polarized light L P ′, and the P-polarized light enters the liquid crystal display panel 10. However, conversely, the P-polarized light of the two linearly polarized lights separated by the polarization beam splitter 17 may be converted to the S-polarized light, and the S-polarized light may be incident on the liquid crystal display panel 10. In this case, the transmission axis A of the incident side polarizing plate of the liquid crystal display panel 10 is set to S.
What is necessary is just to make it parallel to the oscillation direction of polarized light.

【0030】また、上記実施例では、偏光ビームスプリ
ッタ17で分離された2つの直線偏光のうちの一方の直
線偏光の偏光方向をπ/2 ラジアン回転させる旋光素子
19として 1/2波長板を使用しているが、この旋光素子
は、例えば一対の透明基板間に液晶分子をほぼ90°ツイ
スト配向させて封入したTN型液晶パネル等を使用して
もよい。
In the above embodiment, a half-wave plate is used as the optical rotation element 19 for rotating the polarization direction of one of the two linearly polarized lights separated by the polarization beam splitter 17 by π / 2 radians. However, as the optical rotation element, for example, a TN type liquid crystal panel or the like in which liquid crystal molecules are twisted and aligned by approximately 90 ° between a pair of transparent substrates and sealed may be used.

【0031】さらに、上記実施例では、液晶表示パネル
10の表示画像をスクリーン面に投影表示するプロジェ
クタ型液晶表示装置について説明したが、本発明は、プ
ロジェクタ型に限らず、液晶表示パネル10の光出射面
を画面とする液晶テレビジョン受像機等の液晶表示装置
にも適用できることはもちろんである。
Further, in the above-described embodiment, the projector type liquid crystal display device for projecting and displaying the display image of the liquid crystal display panel 10 on the screen surface has been described. It is needless to say that the present invention can be applied to a liquid crystal display device such as a liquid crystal television receiver having an emission surface as a screen.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、光源からの光
を偏光方向が互いに直交する2つの直線偏光に分離する
偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで
分離された2つの直線偏光のうちの一方の直線偏光の偏
光方向をπ/2ラジアン回転させる旋光素子と、前記偏
光ビームスプリッタで分離された2つの直線偏光のうち
の他方の直線偏光と前記旋光素子で偏光方向をπ/2ラ
ジアン回転された前記一方の直線偏光とをそれぞれ反射
させる反射手段と、この反射手段によって反射された2
つの直線偏光を1つの光束に合成して前記液晶表示パネ
ルに入射させる光合成部とを備え、かつ前記液晶表示パ
ネルの入射側偏光板の透過軸を、前記光合成部で合成さ
れた直線偏光の振動方向と平行にするとともに、前記光
合成部は、一面に多数の三角柱状プリズムを互いに連続
させて平行に形成した光合成用プリズム板と、前記一方
の直線偏光と他方の直線偏光とを前記光合成用プリズム
板に入射させる光路とから構成し、前記偏光ビームスプ
リッタから前記液晶表示パネルまでの光路の条件を前記
2つの直線偏光においてほぼ同一にしたことを特徴とす
るものであるから、光源からの光を効率よくかつ均一な
光として液晶表示パネルでの表示に利用して、液晶表示
パネルに高輝度の画像を表示させることができる。
According to the liquid crystal display of the present invention, there is provided a polarizing beam splitter for separating light from a light source into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and of the two linearly polarized lights separated by the polarizing beam splitter. while the optical rotation element to the polarization direction of the linearly polarized light is rotated [pi / 2 radians of the polarization the polarization direction in the other linear polarized light before Symbol rotator of the beam splitter separated two linearly polarized light [pi / 2 La
Reflects one of the diagonally rotated linearly polarized lights
Reflecting means for causing
One of the linearly polarized light synthesis to the one light beam and a light combining unit to be incident on the liquid crystal Display panel, and the transmission axis of the incident side polarizing plate of the liquid crystal display panel, has been linearly polarized light combined by the combining unit Along with being parallel to the vibration direction, the light synthesizing unit is a light synthesizing prism plate in which a large number of triangular prisms are connected to each other and formed in parallel to each other, It consists of an optical path to be incident on the prism plate, the polarizing Bimusupu
The condition of the optical path from the liter to the liquid crystal display panel is
Since the two linearly polarized lights are almost identical , the light from the light source can be efficiently and uniformly emitted.
Utilizing the light as display on the liquid crystal display panel, a high-luminance image can be displayed on the liquid crystal display panel.

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

【図1】本発明の一実施例を示す液晶表示装置の側面
図。
FIG. 1 is a side view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく光合成用プリズム板の一部分の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a part of a prism plate for photosynthesis.

【図3】同じく液晶表示パネルに入射する直線偏光の振
動方向と液晶表示パネルの入射側偏光板の透過軸とを示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing a vibration direction of linearly polarized light incident on the liquid crystal display panel and a transmission axis of an incident side polarizing plate of the liquid crystal display panel.

【図4】従来のプロジェクタ型液晶表示装置の側面図。FIG. 4 is a side view of a conventional projector-type liquid crystal display device.

【図5】図4のV−V線に沿う断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…液晶表示パネル 12…光源 13…光源ランプ 14…リフレクタ 15…シリンドリカル凸レンズ 16…シリンドリカル凹レンズ L…光源からの光(自然光) 17…偏光ビームスプリッタ LP …第1のP偏光 LS …S偏光 19…旋光素子( 1/2波長板) LP ′…第2のP偏光(S偏光の偏光方向をπ/2 ラジ
アン回転させた光) 20…光合成部 21…光合成用プリズム板 22…マイクロプリズム 23a,23b…光路 24a,24b…ミラー
10 ... liquid crystal display panel 12 ... light source 13 ... light source lamp 14 ... reflector 15 ... cylindrical convex lens 16 ... light from cylindrical concave lens L ... light source (natural light) 17 ... polarizing beam splitter L P ... first P-polarized light L S ... S-polarized light 19 ... optical rotation element (1/2 wavelength plate) L P '... second P-polarized light (S light the polarization direction of the polarized light is rotated [pi / 2 radians) 20 ... combining portion 21 ... combining prism plate 22 ... microprism 23a, 23b ... optical path 24a, 24b ... mirror

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源からの光を液晶表示パネルに入射させ
て表示を行なう液晶表示装置において、 光源からの光を偏光方向が互いに直交する2つの直線偏
光に分離する偏光ビームスプリッタと、 この偏光ビームスプリッタで分離された2つの直線偏光
のうちの一方の直線偏光の偏光方向をπ/2ラジアン回
転させる旋光素子と、 前記偏光ビームスプリッタで分離された2つの直線偏光
のうちの他方の直線偏光と前記旋光素子で偏光方向をπ
/2ラジアン回転された前記一方の直線偏光とをそれぞ
れ反射させる反射手段と、 この反射手段によって反射された2つの直線偏光を1つ
の光束に合成して前記液晶表 示パネルに入射させる光合
成部とを備え、 かつ前記液晶表示パネルの入射側偏光板の透過軸を、前
記光合成部で合成された直線偏光の振動方向と平行にす
るとともに、 前記光合成部は、一面に多数の三角柱状プリズムを互い
に連続させて平行に形成した光合成用プリズム板と、前
記一方の直線偏光と他方の直線偏光とを前記光合成用プ
リズム板に入射させる光路とから構成し、 前記偏光ビームスプリッタから前記液晶表示パネルまで
の光路の条件を前記2つの直線偏光においてほぼ同一に
したこと を特徴とする液晶表示装置。
A light from a light source is incident on a liquid crystal display panel.
In a liquid crystal display device that performs display by using two linearly polarized light beams whose polarization directions are orthogonal to each other,
A polarizing beam splitter that separates light into two light beams, and two linearly polarized light beams separated by the polarizing beam splitter
The polarization direction of one of the linearly polarized light is π / 2 radians times
Optical rotation element to be rotated, and two linearly polarized lights separated by the polarization beam splitter
Linear polarization and the other ofPolarization direction by π
And the one linearly polarized light rotated by / 2 radians.
Reflection means for reflecting and reflecting; One of the two linearly polarized lights reflected by this reflecting means
Of the liquid crystal table Light incident on the display panel
And a transmission axis of the incident-side polarizing plate of the liquid crystal display panel.
The direction parallel to the vibration direction of the linearly polarized light synthesized by the light
In addition, the photosynthesis unit includes a large number of triangular prisms on one surface.
And a prism plate for photosynthesis formed in parallel
The one linearly polarized light and the other linearly polarized light
From the optical path that enters the rhythm plateMake up, From the polarizing beam splitter to the liquid crystal display panel
Conditions for the two linearly polarized lights are almost the same.
Did A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
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