JP3329473B2 - 偏光光源、該光源を用いた表示装置 - Google Patents
偏光光源、該光源を用いた表示装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏光光を生み出す光源
に関し、特に明るさにおいて優れた偏光光源およびそれ
を用いた表示装置に関する。
に関し、特に明るさにおいて優れた偏光光源およびそれ
を用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶表示装置等に使用される偏光
光源においては、偏光を生み出す素子として光吸収の二
色性を有する偏光板（二色性偏光板）が用いられてい
た。ここで云う偏光光は、無偏光の外光が上記偏光板を
透過する際に、２種の互いに直交する偏光のうち一方は
透過し、他方は吸収することで得ることができる。
光源においては、偏光を生み出す素子として光吸収の二
色性を有する偏光板（二色性偏光板）が用いられてい
た。ここで云う偏光光は、無偏光の外光が上記偏光板を
透過する際に、２種の互いに直交する偏光のうち一方は
透過し、他方は吸収することで得ることができる。
【０００３】しかし、この方法では一方の偏光成分を吸
収してしまうため、光を半分以上捨てることになる。従
って、通常用いられている偏光板の実質的な光透過率は
４０％程度で、明るさが要求される光学装置のネックと
なっている。
収してしまうため、光を半分以上捨てることになる。従
って、通常用いられている偏光板の実質的な光透過率は
４０％程度で、明るさが要求される光学装置のネックと
なっている。
【０００４】更に、この二色性偏光板によって得られる
光の偏光度（偏りの度合い）を上げ、高コントラストの
表示を得るには、同時に光吸収率も上げる必要があり、
最近の高コントラスト表示装置に使われる偏光板の透過
率は益々低下する傾向にある。
光の偏光度（偏りの度合い）を上げ、高コントラストの
表示を得るには、同時に光吸収率も上げる必要があり、
最近の高コントラスト表示装置に使われる偏光板の透過
率は益々低下する傾向にある。
【０００５】前記のような光損失をより低く抑制する試
みとして、例えば、ビームスプリッタにより透過光と反
射光を直交する直線偏光光束に分離させた後、一方を半
波長板に透過させて同一偏光方向にした両光束を、更に
鏡面で反射させて平行に出射させることで光の吸収現象
を伴わずに偏光度を上げ、光の損失を減らす試みがなさ
れている（特開平２−６９７１５号公報）。
みとして、例えば、ビームスプリッタにより透過光と反
射光を直交する直線偏光光束に分離させた後、一方を半
波長板に透過させて同一偏光方向にした両光束を、更に
鏡面で反射させて平行に出射させることで光の吸収現象
を伴わずに偏光度を上げ、光の損失を減らす試みがなさ
れている（特開平２−６９７１５号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】現在実用化されている
前記二色性偏光板においては、偏光板での光の損失を抑
制することができず、それに伴い種々の問題が発生して
いる。
前記二色性偏光板においては、偏光板での光の損失を抑
制することができず、それに伴い種々の問題が発生して
いる。
【０００７】例えば、自然光を利用した反射型液晶表示
装置では、より明るい状態を表示した場合でも、偏光板
での光のロスによって白色ではなく灰色の表示しか得ら
れないと云う問題がある。一方、光源を設けた透過型液
晶表示装置では、より十分な明るさを得るには光源の照
度を上げざるを得ず、それに伴う消費電力の増大、発熱
等が問題となっている。特に、色フィルタが必要なカラ
ー表示装置においては深刻な問題である。
装置では、より明るい状態を表示した場合でも、偏光板
での光のロスによって白色ではなく灰色の表示しか得ら
れないと云う問題がある。一方、光源を設けた透過型液
晶表示装置では、より十分な明るさを得るには光源の照
度を上げざるを得ず、それに伴う消費電力の増大、発熱
等が問題となっている。特に、色フィルタが必要なカラ
ー表示装置においては深刻な問題である。
【０００８】また、前記特開平２−６９７１５号により
提案されているものにおいては、ビームスプリッタ、反
射鏡等の光学素子が必要で、装置が大型化する割に大面
積の光源を得ることが困難である。
提案されているものにおいては、ビームスプリッタ、反
射鏡等の光学素子が必要で、装置が大型化する割に大面
積の光源を得ることが困難である。
【０００９】本発明の目的は、偏光板での光吸収を低減
した光透過率の高い偏光素子を用いた大面積化が可能な
偏光光源を提供することにある。
した光透過率の高い偏光素子を用いた大面積化が可能な
偏光光源を提供することにある。
【００１０】更に、本発明の他の目的は前記偏光光源を
用いた表示装置を提供することにある。
用いた表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は、無偏光または偏光度が低い光を生ずる光源
と、該光を入射、透過させることで高偏光度の偏光を生
ずる偏光素子とからなり、前記偏光素子が２つまたは３
つの屈折率の異なる偏光モードを生ずる複屈折性を備え
た媒質Ｉと、前記媒質Ｉの２つまたは３つの屈折率のう
ち最も大きな屈折率より低い屈折率の表面あるいは表面
層と、旋光性を備えた媒質IIとから構成され、前記媒質
Ｉと媒質IIとが交互に複数層積層されており、前記媒質
Ｉ中を伝播した光が前記媒質IIとの境界面において偏光
の一方はほゞ反射、他方は媒質II中をほゞ透過させる角
度に前記積層境界面が構成されていることを特徴とする
偏光光源およびこれを用いた表示装置にある。
明の要旨は、無偏光または偏光度が低い光を生ずる光源
と、該光を入射、透過させることで高偏光度の偏光を生
ずる偏光素子とからなり、前記偏光素子が２つまたは３
つの屈折率の異なる偏光モードを生ずる複屈折性を備え
た媒質Ｉと、前記媒質Ｉの２つまたは３つの屈折率のう
ち最も大きな屈折率より低い屈折率の表面あるいは表面
層と、旋光性を備えた媒質IIとから構成され、前記媒質
Ｉと媒質IIとが交互に複数層積層されており、前記媒質
Ｉ中を伝播した光が前記媒質IIとの境界面において偏光
の一方はほゞ反射、他方は媒質II中をほゞ透過させる角
度に前記積層境界面が構成されていることを特徴とする
偏光光源およびこれを用いた表示装置にある。
【００１２】一般に無偏光あるいは偏りの小さな偏光か
ら、より偏りの大きな偏光を生み出す物理現象として
は、 １．複屈折 ２．吸収の二色性 ３．誘電体からの反射 が知られている。そして、それぞれの現象を用いた偏光
を生み出す素子（偏光子またはポラライザと称される）
が考案されている。
ら、より偏りの大きな偏光を生み出す物理現象として
は、 １．複屈折 ２．吸収の二色性 ３．誘電体からの反射 が知られている。そして、それぞれの現象を用いた偏光
を生み出す素子（偏光子またはポラライザと称される）
が考案されている。
【００１３】例えば、複屈折を利用したポラライザで
は、光学的異方性媒質内では光は２つの偏光に分離する
という性質を利用し、一方の偏向のみを取り出してい
る。また、吸収二色性を用いた二色性ポラライザでは一
方の偏光のみが吸収されるという性質を利用している。
これは現在の液晶ディスプレイのほとんどに使用されて
いるものである。
は、光学的異方性媒質内では光は２つの偏光に分離する
という性質を利用し、一方の偏向のみを取り出してい
る。また、吸収二色性を用いた二色性ポラライザでは一
方の偏光のみが吸収されるという性質を利用している。
これは現在の液晶ディスプレイのほとんどに使用されて
いるものである。
【００１４】誘電体からの反射光は、入射角がある特定
の角度（Brewster角）になったとき、一方の偏光のみと
なる。この性質を利用したものとしては、大別して反射
ポラライザと透過ポラライザの二種がある。本発明は、
前記複屈折現象を用いたものである。
の角度（Brewster角）になったとき、一方の偏光のみと
なる。この性質を利用したものとしては、大別して反射
ポラライザと透過ポラライザの二種がある。本発明は、
前記複屈折現象を用いたものである。
【００１５】前記媒質Ｉとしては、例えば方解石のよう
な大きな複屈折性を有する結晶が用いられる。また、
な大きな複屈折性を有する結晶が用いられる。また、
【００１６】
【化１】
【００１７】（但し、ｎ，ｍは１以上の整数を表す）等
を含有する有機高分子を配向させたものが用いられる。
を含有する有機高分子を配向させたものが用いられる。
【００１８】前記媒質IIとしては、前記媒質Ｉのように
必ずしも大きな複屈折性を有していなくともよく、例え
ばポリカーボネート、ポリエステル、ナイロン等のフィ
ルムが用いられる。但し、旋光性を有するものでなけれ
ばいけない。前記媒質Ｉ、ＩＩは配向処理された有機高
分子フィルムが好ましい。
必ずしも大きな複屈折性を有していなくともよく、例え
ばポリカーボネート、ポリエステル、ナイロン等のフィ
ルムが用いられる。但し、旋光性を有するものでなけれ
ばいけない。前記媒質Ｉ、ＩＩは配向処理された有機高
分子フィルムが好ましい。
【００１９】前記媒質ＩとＩＩは、後述するように交互
に複数層積層接合し、接合境界面に対して、所定の傾斜
角度でスライスしてフィルム化することにより得られ
る。なお、前記媒質ＩとIIとの接合には、媒質IIの表面
層に所定の屈折率の接着層を有するものを用いて接着す
るのがよい。
に複数層積層接合し、接合境界面に対して、所定の傾斜
角度でスライスしてフィルム化することにより得られ
る。なお、前記媒質ＩとIIとの接合には、媒質IIの表面
層に所定の屈折率の接着層を有するものを用いて接着す
るのがよい。
【００２０】
【作用】本発明の作用を図３により説明する。光学特性
を有する二種の媒質Ｉと媒質IIとが積層され、かつ積層
面が偏光素子の界面ＡＡ´に対して傾斜（傾斜角をφと
する）した構造になっている。光が該偏光素子の界面Ａ
Ａ´にほゞ垂直に入射する場合について説明する。
を有する二種の媒質Ｉと媒質IIとが積層され、かつ積層
面が偏光素子の界面ＡＡ´に対して傾斜（傾斜角をφと
する）した構造になっている。光が該偏光素子の界面Ａ
Ａ´にほゞ垂直に入射する場合について説明する。
【００２１】界面ＡＡ´に垂直に入射した光は媒質Ｉ中
を伝播し、媒質IIとの境界面に達する。ここで、前記媒
質の該境界面との傾斜角φが十分に大きく、かつ、媒質
IIの屈折率ｎIIが、媒質Ｉの屈折率ｎＩより十分に小さ
い場合、傾斜した境界面で光は図３(ａ)で示すように全
反射する。該反射光は直進し媒質II´の境界面に達する
と同様に全反射し、その後界面ＢＢ´を透過して出射す
る。
を伝播し、媒質IIとの境界面に達する。ここで、前記媒
質の該境界面との傾斜角φが十分に大きく、かつ、媒質
IIの屈折率ｎIIが、媒質Ｉの屈折率ｎＩより十分に小さ
い場合、傾斜した境界面で光は図３(ａ)で示すように全
反射する。該反射光は直進し媒質II´の境界面に達する
と同様に全反射し、その後界面ＢＢ´を透過して出射す
る。
【００２２】この時の全反射条件は、
【００２３】
【数２】 φ＞sin~1（ｎII／ｎＩ） ……（２） で表される。
【００２４】一方、ｎIIがｎＩより大きいか、あるいは
その差が小さく、全反射条件を満たさないような場合に
は、光は図３(ｂ)で示すように媒質Ｉから媒質IIへ伝播
し、更に媒質Ｉ´を経て出射する。
その差が小さく、全反射条件を満たさないような場合に
は、光は図３(ｂ)で示すように媒質Ｉから媒質IIへ伝播
し、更に媒質Ｉ´を経て出射する。
【００２５】ここで、媒質Ｉとして複屈折性を有し、か
つ、一方の屈折率のみ全反射条件を満たすようなものを
用い、媒質IIに旋光性（ここでは偏光々が入射し透過す
る際、入射前の偏光軸に対して垂直な偏光成分を出射さ
せる性質を意味する）を持たせた場合を考えると、該素
子に入射する光のうち全反射する偏光成分〔図３(ａ)〕
は偏光面を変えずに出射する。それに対し透過する偏光
成分〔図３(ｂ)〕は偏光面を変えて出射する。即ち、全
反射して出射した偏光光と同じ偏光面を持って出射す
る。こうすれば、吸収現象による光の強度の低下を伴わ
ずに、偏光の偏りの度合いを上げることができる。
つ、一方の屈折率のみ全反射条件を満たすようなものを
用い、媒質IIに旋光性（ここでは偏光々が入射し透過す
る際、入射前の偏光軸に対して垂直な偏光成分を出射さ
せる性質を意味する）を持たせた場合を考えると、該素
子に入射する光のうち全反射する偏光成分〔図３(ａ)〕
は偏光面を変えずに出射する。それに対し透過する偏光
成分〔図３(ｂ)〕は偏光面を変えて出射する。即ち、全
反射して出射した偏光光と同じ偏光面を持って出射す
る。こうすれば、吸収現象による光の強度の低下を伴わ
ずに、偏光の偏りの度合いを上げることができる。
【００２６】なお、前記のように直交する２つの偏光の
一方を全反射、他方を透過させるには、次式（１）を満
足させればよい。
一方を全反射、他方を透過させるには、次式（１）を満
足させればよい。
【００２７】
【数３】 sin~1(ｎII／ｎＩ1）＜φ＜ sin~1(ｎII／ｎＩ2） ……（１） （但し、ｎＩ1、ｎＩ2は媒質Ｉの屈折率でｎＩ1＞ｎＩ2
であり、ｎIIは前記積層境界面近傍の媒質IIの屈折率を
表す。）式（１）から分かるように媒質Ｉの複屈折Δｎ
＝(ｎＩ1−ｎＩ2)が大きいほど傾斜角φの許容範囲が広
がり、偏光素子の構造上のバラツキを許容できるマージ
ンが広がる。また、視野角も同時に広がる。
であり、ｎIIは前記積層境界面近傍の媒質IIの屈折率を
表す。）式（１）から分かるように媒質Ｉの複屈折Δｎ
＝(ｎＩ1−ｎＩ2)が大きいほど傾斜角φの許容範囲が広
がり、偏光素子の構造上のバラツキを許容できるマージ
ンが広がる。また、視野角も同時に広がる。
【００２８】上記は媒質Ｉに入射する光について説明し
たが、直接媒質IIに入射する光については前記の効果は
ない。しかし、媒質Ｉを媒質IIに比べて十分に厚くすれ
ば、入射光の大半を前記の様に活用することができ本発
明の効果は顕著である。
たが、直接媒質IIに入射する光については前記の効果は
ない。しかし、媒質Ｉを媒質IIに比べて十分に厚くすれ
ば、入射光の大半を前記の様に活用することができ本発
明の効果は顕著である。
【００２９】また、図４の模式図に示すように、媒質Ｉ
と媒質IIとの両方の厚さ（ピッチｐ）を素子の厚さｔに
比べて十分に薄くすれば、直接媒質IIに入射した光や、
媒質Ｉに入射後媒質IIを透過した光は、媒質Ｉと媒質II
との境界面を何回も反射（あるいは透過）することにな
る。この様に媒質Ｉと媒質II境界面に達する回数を増す
ことにより偏光度を上げることができる。
と媒質IIとの両方の厚さ（ピッチｐ）を素子の厚さｔに
比べて十分に薄くすれば、直接媒質IIに入射した光や、
媒質Ｉに入射後媒質IIを透過した光は、媒質Ｉと媒質II
との境界面を何回も反射（あるいは透過）することにな
る。この様に媒質Ｉと媒質II境界面に達する回数を増す
ことにより偏光度を上げることができる。
【００３０】以上の説明は偏光素子１に垂直に入射した
光について述べたが、図３に示すような全反射および透
過の条件を両方満たすものであれば、斜めに入射した光
に対しても同様の効果が得られる。
光について述べたが、図３に示すような全反射および透
過の条件を両方満たすものであれば、斜めに入射した光
に対しても同様の効果が得られる。
【００３１】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００３２】〔実施例 １〕本発明の第１の目的である
光透過率の高い偏光素子を用い光利用効率の高い偏光光
源の実施例を図１に示す。図１は該偏光光源の模式側断
面図の一部を、また、図２は該偏光光源の模式斜視図示
す。
光透過率の高い偏光素子を用い光利用効率の高い偏光光
源の実施例を図１に示す。図１は該偏光光源の模式側断
面図の一部を、また、図２は該偏光光源の模式斜視図示
す。
【００３３】該偏光光源は、無偏光または偏光度の低い
光を生ずる光源と偏光度を上げる偏光素子により構成さ
れている。図３は偏光素子のみの拡大断面図である。
光を生ずる光源と偏光度を上げる偏光素子により構成さ
れている。図３は偏光素子のみの拡大断面図である。
【００３４】偏光素子は光学的性質の異なる媒質Ιおよ
び媒質IIで構成され、前記両者が積層構造をとってい
る。前記媒質Ｉは光学研磨した方解石からなり、その光
軸は紙面に対して垂直である。なお、屈折率は異常光線
に対するものｎ1が１.４８６、常光線に対するものｎ2
が１.６５８である。
び媒質IIで構成され、前記両者が積層構造をとってい
る。前記媒質Ｉは光学研磨した方解石からなり、その光
軸は紙面に対して垂直である。なお、屈折率は異常光線
に対するものｎ1が１.４８６、常光線に対するものｎ2
が１.６５８である。
【００３５】また媒質IIはポリカーボネートの延伸フィ
ルムと接着剤（カナダバルサム）とで構成されている。
ポリカーボネートフィルムの屈折率は異常光線、常光線
のそれぞれに対し１.５９０、１.５８５で、接着剤の屈
折率は１.５５０であり、いずれも媒質Ｉの前記ｎＩ2よ
りも小さい。また、傾斜角φは７５度、偏光素子の厚さ
ｔは１０ｍｍである。一方、光源は棒状の蛍光管２とア
クリル樹脂製の導光体３とで構成され、偏光度の低い面
光源を形成している。
ルムと接着剤（カナダバルサム）とで構成されている。
ポリカーボネートフィルムの屈折率は異常光線、常光線
のそれぞれに対し１.５９０、１.５８５で、接着剤の屈
折率は１.５５０であり、いずれも媒質Ｉの前記ｎＩ2よ
りも小さい。また、傾斜角φは７５度、偏光素子の厚さ
ｔは１０ｍｍである。一方、光源は棒状の蛍光管２とア
クリル樹脂製の導光体３とで構成され、偏光度の低い面
光源を形成している。
【００３６】さて、前記光源で発生した光のうち偏光素
子の界面ＡＡ´に対し垂直に入射した光は、媒質Ｉと媒
質IIの境界面で傾斜角φで入射する。この時、常光線に
ついては全反射条件を満たし、異常光線については満た
さないので、後者のみ媒質II中に進入する。ここで媒質
IIのうちポリカーボネートフィルムは光軸が紙面に対し
ほゞ４５度となるように配置している。また、その厚さ
はこのようにして進入、伝播する光に対し２分の１波長
板として働くような値に設定してある。即ち、媒質IIを
通過した時の位相差ｄΔｎが０.２７５μｍとなるよう
にしてある（ｄは光路長を表す)。従って、媒質IIを透
過することで偏光面はほゞ９０度回転される。
子の界面ＡＡ´に対し垂直に入射した光は、媒質Ｉと媒
質IIの境界面で傾斜角φで入射する。この時、常光線に
ついては全反射条件を満たし、異常光線については満た
さないので、後者のみ媒質II中に進入する。ここで媒質
IIのうちポリカーボネートフィルムは光軸が紙面に対し
ほゞ４５度となるように配置している。また、その厚さ
はこのようにして進入、伝播する光に対し２分の１波長
板として働くような値に設定してある。即ち、媒質IIを
通過した時の位相差ｄΔｎが０.２７５μｍとなるよう
にしてある（ｄは光路長を表す)。従って、媒質IIを透
過することで偏光面はほゞ９０度回転される。
【００３７】なお、本実施例では媒質Ｉとして無機の結
晶を用いたが、光学的物性値として本発明の効果が実現
できるような値を有するのであれば有機、無機を問わな
い。本発明の媒質IIと同様に、延伸した高分子フィルム
を用いることも可能である。また、図１の本実施例では
偏光素子の厚さは１０ｍｍで、従来の二色性偏光板の１
ｍｍ以下に比べてかなり厚いが、薄く延伸した高分子フ
ィルムを多数積層するなどすれば、全体としてかなり薄
くすることが可能である。
晶を用いたが、光学的物性値として本発明の効果が実現
できるような値を有するのであれば有機、無機を問わな
い。本発明の媒質IIと同様に、延伸した高分子フィルム
を用いることも可能である。また、図１の本実施例では
偏光素子の厚さは１０ｍｍで、従来の二色性偏光板の１
ｍｍ以下に比べてかなり厚いが、薄く延伸した高分子フ
ィルムを多数積層するなどすれば、全体としてかなり薄
くすることが可能である。
【００３８】更にまた、図１では平面状のものを示した
が、必ずしも平面である必要はなく、目的に応じて、例
えば曲面状あるいは球面状の表面を有するものであって
もよい。
が、必ずしも平面である必要はなく、目的に応じて、例
えば曲面状あるいは球面状の表面を有するものであって
もよい。
【００３９】〔実施例 ２〕本発明の偏光光源はこの光
のロスが極めて少ないので、自動車等のヘッドライトと
して使用することができる。
のロスが極めて少ないので、自動車等のヘッドライトと
して使用することができる。
【００４０】前記偏光素子を備えた光源からなるヘッド
ライトの照射光の偏光方向を、例えば右４５度に傾斜し
ておく。運転者は上記照射光と同じ偏光方向の偏光を透
過する偏光眼鏡（吸収の二色性あり）を着用する。これ
によって前記ヘッドライトによって照射される被照射体
の識別には支障なく、かつ対向車のヘッドライトの強度
をかなり低減することができるので、安全性の向上に役
立つ。なお、前記偏光眼鏡の代わりに車のフロントガラ
スに上記偏光眼鏡と同じ偏光方向の二色性偏光フィルム
を貼付けてもよい。
ライトの照射光の偏光方向を、例えば右４５度に傾斜し
ておく。運転者は上記照射光と同じ偏光方向の偏光を透
過する偏光眼鏡（吸収の二色性あり）を着用する。これ
によって前記ヘッドライトによって照射される被照射体
の識別には支障なく、かつ対向車のヘッドライトの強度
をかなり低減することができるので、安全性の向上に役
立つ。なお、前記偏光眼鏡の代わりに車のフロントガラ
スに上記偏光眼鏡と同じ偏光方向の二色性偏光フィルム
を貼付けてもよい。
【００４１】また、後方の窓ガラスあるいはバックミラ
ーにも、二色性偏光フィルムを貼付けてもよい。特に、
後方の車が本発明と同じヘッドライトを用いている場
合、後方の窓ガラスあるいはバックミラーに偏光方向を
右４５度または左４５度に傾斜したものをそれぞれ選択
すれば、後方車のヘッドライトの防眩効果は顕著であ
る。
ーにも、二色性偏光フィルムを貼付けてもよい。特に、
後方の車が本発明と同じヘッドライトを用いている場
合、後方の窓ガラスあるいはバックミラーに偏光方向を
右４５度または左４５度に傾斜したものをそれぞれ選択
すれば、後方車のヘッドライトの防眩効果は顕著であ
る。
【００４２】〔実施例 ３〕本発明の目的を達成する他
の実施例を図４に示す。
の実施例を図４に示す。
【００４３】実施例１に比べて前記偏光素子の厚さ(ｔ)
に対する媒質のピッチ(ｐ)の比（ｐ／ｔ）をかなり小さ
く（≪１）した。即ち、ｔ＝５ｍｍ，ｐ＝０.５ｍｍと
した。また、媒質Ｉの材料としては下記の構造を示す液
晶性化合物を、紫外光照射により重合した液晶性高分子
材料を用いた。
に対する媒質のピッチ(ｐ)の比（ｐ／ｔ）をかなり小さ
く（≪１）した。即ち、ｔ＝５ｍｍ，ｐ＝０.５ｍｍと
した。また、媒質Ｉの材料としては下記の構造を示す液
晶性化合物を、紫外光照射により重合した液晶性高分子
材料を用いた。
【００４４】
【化２】
【００４５】該高分子膜（媒質Ｉ）の配向方法は、ラビ
ング処理したガラス基板間に液晶化合物を入れ、８０℃
に加熱してネマチック液晶相とし、８０℃で保持したま
ゝ紫外光を当てゝ光重合により固化し、均一に配向させ
た。その後、ガラス基板から剥がしたフィルム状態のも
のを積層した。得られたフィルムの異常光線、常光線の
それぞれに対する屈折率は、１.７２，１.４９であっ
た。
ング処理したガラス基板間に液晶化合物を入れ、８０℃
に加熱してネマチック液晶相とし、８０℃で保持したま
ゝ紫外光を当てゝ光重合により固化し、均一に配向させ
た。その後、ガラス基板から剥がしたフィルム状態のも
のを積層した。得られたフィルムの異常光線、常光線の
それぞれに対する屈折率は、１.７２，１.４９であっ
た。
【００４６】媒質IIおよび接着剤は実施例１と同じもの
を用いた。また、傾斜角φは７０度とした。
を用いた。また、傾斜角φは７０度とした。
【００４７】前記、実施例１および３の偏光光源は従来
のものに比べて、その明るさは約１.５倍である。
のものに比べて、その明るさは約１.５倍である。
【００４８】〔実施例 ４〕図５は本発明の偏光光源を
用いたオーバヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）の一例を示
すものである。本発明の偏光光源１０はＯＨＰ本体の下
部に配置されている。
用いたオーバヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）の一例を示
すものである。本発明の偏光光源１０はＯＨＰ本体の下
部に配置されている。
【００４９】偏光光は液晶パネル１１を透過し、拡大レ
ンズ１２と反射ミラー１３とを経てスクリーン１４に投
影される。従来のものと同じ明るさで使用すると光源の
電力を３０％以上節減することができる。
ンズ１２と反射ミラー１３とを経てスクリーン１４に投
影される。従来のものと同じ明るさで使用すると光源の
電力を３０％以上節減することができる。
【００５０】なお、偏光光源は目的に応じて上部に配置
し、偏光光源の下方に配置した液晶パネルを照射し、該
液晶パネルを透過した光を拡大レンズ１２と反射ミラー
１３で投射する方式でもよい。
し、偏光光源の下方に配置した液晶パネルを照射し、該
液晶パネルを透過した光を拡大レンズ１２と反射ミラー
１３で投射する方式でもよい。
【００５１】図６は前記ＯＨＰと同様に本発明の偏光光
源を液晶プロジェクタに用いた場合を示す。この場合も
前記ＯＨＰの場合と同様に従来のものと同じ明るさで使
用すると光源の電力を３０％以上節減することができ
る。
源を液晶プロジェクタに用いた場合を示す。この場合も
前記ＯＨＰの場合と同様に従来のものと同じ明るさで使
用すると光源の電力を３０％以上節減することができ
る。
【００５２】なお、本発明の偏光光源に用いる前記偏光
素子の製法の一例を次に説明する。図７（ａ）の様に媒
質Ｉと媒質IIを積層して巻取り、層間を接着，固化し
て、図７（ｂ）のようなロール状の積層体１５を形成す
る。
素子の製法の一例を次に説明する。図７（ａ）の様に媒
質Ｉと媒質IIを積層して巻取り、層間を接着，固化し
て、図７（ｂ）のようなロール状の積層体１５を形成す
る。
【００５３】次に、媒質Ｉ，IIの境界面と切断面とが所
定の角度（φ）となるように切断面１６、１６´を設定
してスライスする。なお、その時の剪断力の方向が光軸
４の方向と一致するようにして切断する。こうすること
によって、切断時の剪断力により光軸方向の変形を少な
く抑えることができる。
定の角度（φ）となるように切断面１６、１６´を設定
してスライスする。なお、その時の剪断力の方向が光軸
４の方向と一致するようにして切断する。こうすること
によって、切断時の剪断力により光軸方向の変形を少な
く抑えることができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、光透過率の高い偏光光
源を提供することができる。該偏光光源は、従来と同じ
明るさで使用すれば光源の電力を大巾に節減でき、光源
の寿命を向上することができる。
源を提供することができる。該偏光光源は、従来と同じ
明るさで使用すれば光源の電力を大巾に節減でき、光源
の寿命を向上することができる。
【図１】本発明の偏光光源を模式的に示した側断面図で
ある。
ある。
【図２】図１の偏光光源の模式斜視図である。
【図３】本発明の作用を説明する模式図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明する模式図である。
【図５】本発明の偏光光源を用いたオーバヘッドプロジ
ェクタの模式斜視図である。
ェクタの模式斜視図である。
【図６】本発明の光源を用いた液晶プロジェクタの斜視
図である。
図である。
【図７】本発明の偏光光源に用いる偏光素子の製法を示
す模式図である。
す模式図である。
Ｉ…媒質Ｉ、II…媒質II、１…偏光素子、２…光源、３
…導光体、４…光軸、５…偏光面、１０…偏光光源、１
１…液晶パネル、１２…拡大レンズ、１３…反射ミラ
ー、１４…スクリーン、１５…積層体、１６…切断面。
…導光体、４…光軸、５…偏光面、１０…偏光光源、１
１…液晶パネル、１２…拡大レンズ、１３…反射ミラ
ー、１４…スクリーン、１５…積層体、１６…切断面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 理 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 菊地 直樹 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 審査官 山村 浩 (56)参考文献 特開 昭51−118450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−97105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−9303（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−165105（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−308106（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/30 G03B 21/132
Claims (9)
- 【請求項１】 光源と偏光素子を有する偏光光源であっ
て、前記偏光素子が光源からの光を入射，透過させる少
なくとも２つの屈折率を有する複屈折性の媒質Ｉと、偏
光光が入射し透過する際、入射前の偏光軸に対して垂直
な偏光成分を出射させる性質の旋光性を有する媒質IIと
を、偏光素子面に対し傾斜角度φを持たせて交互に積層
構成し、前記媒質Ｉ中を伝播した光が前記媒質IIとの界
面において偏光の一方はほぼ反射、他方は媒質II中をほ
ぼ透過させる角度に前記積層境界面が構成されているこ
とを特徴とする偏光光源。 - 【請求項２】 前記媒質Ｉ中を伝播した光の進行方向
と、前記傾斜角度φとが、式（１）の関係を満すよう構
成されている請求項１に記載の偏光光源。 〔数１〕 sin-1(ｎII／ｎＩ1)＜φ＜ sin-1(ｎII／ｎＩ2) ……（１） （但し、ｎＩ1、ｎＩ2は媒質Ｉの最大と最小の屈折率で
ｎＩ1＞ｎＩ2であり、ｎIIは、前記積層面近傍の媒質II
の屈折率を示す。） - 【請求項３】 前記媒質IIが、所定の屈折率と旋光性を
有する層、および、所定の屈折率と接着性を有する層で
構成されている請求項１または２に記載の偏光光源。 - 【請求項４】 前記媒質Ｉの層が前記媒質IIの層よりも
厚く形成されている請求項１，２または３に記載の偏光
光源。 - 【請求項５】 前記媒質Ｉおよび／または前記媒質IIが
配向処理された有機高分子フィルムである請求項１，２
または３に記載の偏光光源。 - 【請求項６】 前記媒質Ｉが液晶性高分子フィルムであ
る請求項１，２または３に記載の偏光光源。 - 【請求項７】 少なくとも２つの屈折率を有する複屈折
性媒質である媒質Ｉおよび偏光光が入射し透過する際、
入射前の偏光軸に対して垂直な偏光成分を出射させる性
質の旋光性を有する媒質IIを交互に積層した偏光素子で
あって、 該偏光素子の表面に対し、前記媒質Ｉおよび媒質IIの積
層面が傾斜するよう配置され、該積層面が、前記媒質Ｉ
中を伝播した光が前記媒質IIとの界面において偏光の一
方はほぼ反射、他方は媒質II中をほぼ透過させる角度に
なるよう構成されていることを特徴とする偏光素子。 - 【請求項８】 光源と、該光源からの光を入射，透過さ
せる少なくとも２つの屈折率を有する複屈折性の媒質Ｉ
と、偏光光が入射し透過する際、入射前の偏光軸に対し
て垂直な偏光成分を出射させる性質の旋光性を有する媒
質IIとを交互に複数層積層して構成された偏光素子の表
面に対し、前記媒質Ｉと媒質IIとの積層面が前記媒質Ｉ
中を伝播した光が前記媒質IIとの界面において偏光の一
方はほぼ反射、他方は媒質II中をほぼ透過させる角度に
なるよう構成した液晶表示素子を備え、該液晶表示素子
によって形成されたイメージ像をスクリーン上に結像さ
せる手段を備えたことを特徴とする表示装置。 - 【請求項９】 前記媒質Ｉ中を伝播した光の進行方向
と、前記傾斜角度φとが、前記式（１）の関係を満たす
よう構成されている請求項８に記載の表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04166491A JP3329473B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 偏光光源、該光源を用いた表示装置 |
| US07/723,964 US5157526A (en) | 1990-07-06 | 1991-07-01 | Unabsorbing type polarizer, method for manufacturing the same, polarized light source using the same, and apparatus for liquid crystal display using the same |
| DE4121861A DE4121861C2 (de) | 1990-07-06 | 1991-07-02 | Gering absorbierender Polarisator |
| KR1019910011448A KR940008668B1 (ko) | 1990-07-06 | 1991-07-06 | 비흡광형 편광소자, 이 편광소자의 제조방법, 그리고 이 편광소자를 이용한 편광광원, 액정표시장치 및 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04166491A JP3329473B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 偏光光源、該光源を用いた表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04278903A JPH04278903A (ja) | 1992-10-05 |
| JP3329473B2 true JP3329473B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=12614654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04166491A Expired - Fee Related JP3329473B2 (ja) | 1990-07-06 | 1991-03-07 | 偏光光源、該光源を用いた表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329473B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1434795A (en) * | 1993-12-21 | 1995-07-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Reflective polarizer display |
| EP0753785B1 (de) * | 1995-07-11 | 2016-05-11 | Rolic AG | Übertragung von Polarisationsmustern auf polarisationsempfindliche Photoschichten |
| JP3802658B2 (ja) * | 1997-08-07 | 2006-07-26 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示装置及びそれを用いた電子機器 |
| US20060268418A1 (en) * | 2005-05-05 | 2006-11-30 | Kim Jong M | Optical films, method of making and method of using |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP04166491A patent/JP3329473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04278903A (ja) | 1992-10-05 |
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|---|---|---|---|
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