JPH01191122A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば液晶表示装置やＰＬＺＴなとのよう
に表示素子の光軸方向両側に偏光板を配置して構成され
る表示装置に関する。

従来の技術 典型的な先行技術は、第３図に示されている。

第３図は、投映形の液晶表示装置の基本的な構成を示す
断面図である。光源１から発生した光は、集光レンズ２
，３などによって集光される。光源１に関連して反射鏡
１０が配設されており、集光レンズ２に対する光源光の
入射効率が向上されている。集光レンズ２と集光レンズ
３との間には、熱線除去フィルタ４が配設されており、
これによって実際の表示には寄与しない赤外線などが除
去される。

集光レンズ３を介した光は、偏光板５、液晶表示素子６
、および偏光板７を介して投映レンズ８に入射し、スク
リーン９に到達する。

液晶表示素子６は、たとえばツィステッドネマティック
型（以下、ＴＮ型と称する）の液晶表示素子であって、
２枚のガラス基板の間に液晶が封入された構成となって
おり、各透明基板上には透明電極が選択的に形成され、
これによってたとえばアクティブマトリックス駆動方式
による表示が行われる。

通常ＴＮ型の液晶表示素子では、その光軸方向両側には
それぞれ偏光板が配設され、この２枚の偏光板の偏光軸
（透過軸：以下偏光板の透過軸を偏光軸と記す）方向は
、たとえば平行に選ばれるかまたは垂直に選ばれる。ガ
ラス基板上に形成される透明電極に選択的に電圧を印加
すると、電圧が印加された箇所に対応する液晶の光学特
性が変化し、前述の偏光板の偏光軸方向の組合わせによ
って、透光性または遮光性となる。このようにして、た
とえば液晶表示素子６を映像信号に対応して表示駆動す
ることにより、スクリーン９上には、映像信号に対応す
る映像が表示されることになる。

第４図は、たとえば自動車などに搭載され、走行速度や
、エンジンの回転数などの表示を行う表示装置として用
いられる液晶表示装置の構成を簡略化して示す断面図で
あり、透反射型の液晶表示装置を示している。光源１１
から発生される光は、透反射板１２を介して偏光板１３
を照射する。Ｉｉ光板１３は、液晶表示素子１４の光源
側に配設されており、前記液晶表示素子１４の光源１１
とは反対側の表面には、偏光板１５が配設されている。

光源１１に関連して反射鏡１７が配設されており、光源
光の液晶表示素子１４に対する入射効率を向上している
。

液晶表示素子１４は、前述の第３図に示される液晶表示
素子６と同様に、たとえばＴＮ型の液晶表示素子であり
、通常偏光板１３．１５は、それぞれの偏光軸が互いに
平行となるか、あるいは互いに垂直となるように配設さ
れる。（Ｉ先板１５の液晶表示素子１４とは反対側の表
面には、紫外線除去フィルタ１６が配設されている。液
晶表示素子１４は、表示内容に対応して駆動制御され、
これによってたとえば自動車に乗車中の運転者などが、
第４図に示される液晶表示装置を矢符Ｒ１方向に見るこ
とによって、その表示内容を視認することができる。

第４図に示される液晶表示装置は、たとえば、太陽光線
などの外光などもまた光源として用いることができるよ
うに構成されている。すなわち、紫外線除去フィルタ１
６側から入射した光は５透反射板１２によって反射され
、この反射光が偏光板１３、液晶表示素子１４および偏
光板１５を介して、液晶表示装置外に選択的に出射する
ことにより、表示内容がたとえば運転者などによって視
認される。

発明が解決しようとする課題 第３図に示される液晶表示装置では、スクリーン９上で
高いコントラストの表示を得るために、偏光板５，７と
して、透過率が高く、また偏光度が高いヨウ素系偏光板
が用いられる。前記ヨウ素系偏光板とは、一方向に延伸
させたポリビニルアルコールをヨウ素で染色し、これに
アクリルや、セルローストリアセテートなどの保護フィ
ルムを、貼会わせて構成されたものである。

またスクリーン９上における表示を明るくするために、
光源１としては、比較的その光度が高い光源が用いられ
、これによってたとえば偏光板５上における照度が、数
１０万〜数１００万ルクスとなるようにされる。ところ
がこのように光度が高い光源１を用いているために、ヨ
ウ素系偏光板である偏光板５，７においては、その退色
が著しく、これによって偏光度が低下し、スクリーン９
上における表示コントラストが、比較的短い期間におい
て低下してしまうという問題点がある。

第４図に示される液晶表示装置では、該液晶表示装置が
太陽光線にさらされるため、紫外線除去フィルタ１６が
設けられており、また偏光板１３゜１５としては、前述
のヨウ素系偏光板は用いられない、第４Ｕ５！４に示さ
れる液晶表示装置においては、光に対する耐久性の観点
から偏光板１３．１５として、染料系偏光板が一般に使
用されている。前記染料系偏光板とは、通常一方向に延
伸させたポリビニルアルコールを２色性黒色染料で染色
し、これにアクリルや、セルローストリアセテートなど
の保護フィルムを貼会わせて作られる。

ところがこのような染料系の偏光板では、前述のヨウ素
系の偏光板に比較して、偏光度が比較的低く、高い表示
コントラストが得られないという問題点がある。また高
い表示コントラストを得るために染料濃度を上げると、
その偏光度は向上されるけれども、透過率が極端に低下
してしまう。

本発明の目的は、前述の問題点を解決し、光に対する耐
久性が向上され、また高い表示コントラストを得ること
ができる表示装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、偏光を制御して表示を行う表示手段と、表示
手段の光軸方向両側に設けられる偏光部材とを有する表
示装置において、 少なくとも一方の偏光部材は、偏光度と光透過率とが良
好な第１の偏光材料と、第１の偏光材料よりも光に対す
る耐性の大きい第２の偏光材料とを相互に偏光軸が平行
となるように積層して構成されていることを特徴とする
表示装置である。

作　　用 本発明においては、表示手段の光軸方向両側に設けられ
る偏光部材の少なくとも一方は、偏光度と光透過率とが
良好な第１の偏光材料と、第１の偏光材料よりも光に対
する耐性の大きい第２の偏光材料とが相互に偏光軸が平
行となるように積層されて構成される。これによってた
とえば強い光が表示装置に入射する場合において、この
入射しが表示装置に入射する場合において、この入射し
た光が先ず第２の偏光材料を通過するようにすることに
よって、偏光軸方向に偏光した光以外の大部分が除去さ
れる。この後に、第１の偏光材料に光が入射すると、そ
の偏光軸方向に偏光した光以外の光が充分に吸収され、
これによって表示コントラストを向上することができる
。

また第１の偏光材料には、第２の偏光材料によって、そ
の大部分が除去された入射光のみが入射するため、第１
の偏光材料により吸収される光はわずかであり、第１の
偏光材料が比較的短期間に退色することはなく、表示装
置の光に対する耐久性が向上される。

実施例 第１図は、本発明の一実施例である液晶表示装置２１の
基本的な構成を示す断面図である。液晶表示装置２１は
、投映形の液晶表示装置であって、その表示内容はスク
リーン３２上に投映されて表示される０本実施例におい
ては、第１の偏光材料としてヨウ素系偏光板が、第２の
偏光材料とじて染料系偏光板が用いられる。

光源２２から発生された光は、集光レンズ２３、熱線除
去フィルタ２４、および集光レンズ２５を介して偏光板
２６を照射する。光源２２に関連して反射鏡３０が配設
されており、光源光の集光レンズ２３に対する入射効率
の向上が図られている。

偏光板２６は、染料系偏光板２６ａおよびヨウ素系偏光
板２６ｂを含んで構成されており、染料系偏光板２６ａ
は、集光レンズ２５側に配設され、その偏光軸とヨウ素
系偏光板２６ｂの偏光軸とは、互いに平行に選ばれてい
る。これによって偏光板２６を照射する光のうち、前記
偏光軸方向に偏光した光が、該偏光板２６を透過するこ
とになる。

偏光板２６を透過した光は、表示手段である液晶表示素
子２７に入射する。

液晶表示素子２７は、たとえばＴＮ（ツィステッドネマ
ティック）型の液晶表示素子であって、２枚のガラス基
板の間に液晶が封止された構成となっており、この液晶
表示素子２７内で液晶分子は、たとえばその一方のガラ
ス基板の表面付近における配向方向と、他方のガラス基
板の表面付近における配向方向とが９０度の角度を成す
捩れ配向をしている。

また前記２枚のガラス基板の液晶側の表面には、たとえ
ばＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）　
Ｍなどの透明電極、および赤色、緑色、青色などのカラ
ーフィルタが選択的に形成されており、このような透明
電極およびカラーフィルタによって複数の表示絵素が構
成されている０個々の表示絵素に関連して、たとえば薄
膜トランジスタなどの能動素子が配設され、これによっ
て各絵素の透明電極に選択的に電圧が印加される。

電圧が印加された透明電極が構成する表示絵素では、液
晶の前記透明電極に挟まれる部分の分子捩れ配向が解消
され、このような表示絵素に入射した光は、液晶によっ
てその偏光方向が変化されることはない。

したがってたとえば、表示装置２７の両側にそれぞれの
偏光軸が平行となるように、偏光板を配設した場合にお
いては、電圧が印加された表示絵素に対応する部分は透
光性となり、電圧が印加されない表示絵素に対応する部
分は、液晶によって偏光方向が９０度回転されるため、
遮光性となる。

また液晶表示素子２７の両側に、それぞれの偏光軸が互
いに垂直となるように偏光板を配設した場合においては
、電圧を印加していない表示絵素に対応する部分が透光
性となり、電圧を印加した表示絵素に対応する部分が遮
光性となる。このようにして、液晶表示素子２７の表示
絵素に選択的に電圧を印加することにより、所望の表示
を行うことができる。

液晶表示素子２７の偏光板２６とは反対側には、偏光板
２８が配設されており、該偏光板２８の偏光軸はたとえ
ば、前述の偏光板２６の偏光軸に平行であるかまたは垂
直になるように選ばれる。偏光板２８は、染料系偏光板
２８ａおよびヨウ素系偏光板２８ｂを含んで構成されて
おり、染料系偏光板２８ａは、液晶表示素子２７側に配
設される。

また染料系偏光板２８ａの偏光軸と、ヨウ素系偏光板２
８ｂとの偏光軸とは、互いに平行になっている。

前述のヨウ素系偏光板２６ａ、２８ａは、たとえば一方
向に延伸させたポリビニルアルコールをヨウ素で染色し
、これにアクリルやセルローストリアセテートなどの保
護フィルムを貼会わせたものである。また染料系偏光板
２６ｂ、２８ｂは、たとえば一方向に延伸させたポリビ
ニルアルコールを２色性黒色染料で染色し、これにアク
リルやセルローストリアセテートなどの保護フィルムを
貼合わせたものである。

液晶表示素子２７が前述のように駆動されることによっ
て、選択的に偏光板２８を透過する光は、投映レンズ２
９を介してスクリーン３２上に到達する。

偏光板２６および偏光板２８は、いずれもその光源２２
側に、光に対する耐久性の高い染料系偏光板２６ａ、２
８ａが配設される。これによって、光源２２から発生す
る光の進行方向下流側に配設されるヨウ素系偏光板２６
ｂ、２８ｂには、染料系偏光板２６ａ、２８ａの偏光軸
方向に偏光した光以外の光は、僅かしか入射しないため
、該ヨウ素系偏光板２６ｂ、２８ｂの光に対する耐久性
が問題となることはない、また偏光板２６．２８として
染料系偏光板２６ａ、２８ａだけを用いても、所望の偏
光度を得ることができないけれども、偏光板２６．２８
はそれぞれヨウ素系偏光板２６ｂ。

２８ｂが、それぞれの偏光軸が染料系偏光板２６ａ、　
２１３ａの偏光軸とそれぞれ互いに平行となるように配
設されて構成されているため、全体として所望の偏光度
を得ることができ、したがってスクリーン３２上におけ
る表示コントラストを格段に向上することができる。ま
た染料系偏光板２６ａ、　２８ａにおいて、その染料濃
度を高くする必要がないため、偏光板２６．２８は充分
な透過率を有している。

第２図は、本発明の他の実施例である液晶表示装置４１
の基本的な構成を示す断面図である。液晶表示装置４１
は、たとえば自動車などに搭載され、その走行速度の表
示や、エンジンの回転数の表示などを行う表示装置とし
て用いられる０本実施例においても、前述の第１実施例
と同様に、第１の偏光材料としてヨウ素系（扁光板が用
いられ、第２の偏光材料として染料系偏光板が用いられ
る。

表示手段である液晶表示素子４２に関連して、その光源
４３側には、たとえばヨウ素系偏光板である偏光板４４
が配設され、また光源４３とは反対側には、偏光板４５
が配設される。偏光板４５は、染料系偏光板４５ａおよ
びヨウ素系偏光板４５ｂから構成されており、両者の偏
光軸は互いに平行に選ばれている。またヨウ素系偏光板
４５ｂは、液晶表示素子４２側に位置している。

偏光板４４の光源４３側には、透反射［４６が配設され
、また偏光板４５の液晶表示素子４２とは反対側には紫
外線除去フィルタ４７が配設されている。光源４３に関
連しては、反射鏡４８が設けられている。

光源４３から発生した光は、透反射板４６を透過し、偏
光板４４の表面を照射する。この光のうち、偏光板４４
の偏光軸の方向に平行な偏光成分を有する光だけが、該
偏光板４４を透過し、液晶表示素子４２に入射する。

液晶表示素子４２では、第１図の液晶表示素子２７と同
様に、表示内容に対応し選択的にその内部に含まれる液
晶の光学特性が変化されている。

偏光板４４の偏光軸と偏光板４５の偏光軸とは、たとえ
ば互いに平行または垂直に選ばれており、これによって
液晶表示素子４２において、液晶の光学特性が変化され
た部分が、透光性または遮光性となる。このようにして
、液晶表示素子４２がその表示内容に対応して駆動制御
されることにより、たとえば自動車に乗車中の運転者な
どは、液晶表示装置４１を矢符Ｒ２方向に見ることによ
って、その表示内容を視認することができる。

液晶表示装置ｉ４１は、またたとえば太陽光線などの外
光なども利用可能なように構成されている。

すなわち、紫外線除去フィルタ４７を介して入射する光
は、透反射板４６によって反射され、該反射光は、液晶
表示素子４２内の液晶の光学特性の状態に対応して、偏
光板４５を透過するかあるいは偏光板４５において吸収
される。このようにして外光がある場きにおいては、光
源４３を用いることなしに、液晶表示装置４１における
表示内容を視認することができる。

光源４３は、その光度が比較的低く、ヨウ素系偏光板を
用いた場合においても、その光に対する耐久性は問題と
ならない。自動車に搭載される液晶表示装置４１では、
むしろ強い太陽光線にさらされることの方が問題であり
、したがって本実施例では、染料系偏光板４５ａが紫外
線除去フィルタ４７側に設けられており、ヨウ素系偏光
板４５ｂが光源４３１１１に設けられている。

前述の第１実施例および第２実施例においては、液晶表
示装置を例にとって説明したけれども、本発明はたとえ
ばＰＬＺＴなどの偏光板を用いる表示装置に対して広〈
実施することができる。また液晶表示装置においても液
晶表示素子はＴＮ型の液晶表示素子のみに限られず、た
とえばＳＢＥ　（ＳｕｐｅｒｔｗｉｓＬｅｄ　Ｂｉｒｅ
ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　Ｅｆｆｅｃｔ）液晶を用いる液晶
表示素子であってもよい。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、偏光部材の光に対する耐
久性の問題を排除して、その偏光度を向上することが可
能となり、これによって表示装置において、その表示コ
ントラストが格段に向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である液晶表示装置２１の基
本的な構成を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例
である液晶表示装置４１の基本的な構成を示す断面図、
第３図および第４図は先行技術の基本的な構成を示す断
面図である。 ２１．４１・・・液晶表示装置、２２．４３・・・光源
、２６．２８，４４．４５・・・偏光板、２７．４２・
・・液晶表示素子、２６ａ、２８ａ、４５ａ・・・染料
系偏光板、２６ｂ、２８ｂ、４５ｂ・・・ヨウ素系偏光
板 代理人　　弁理士　画数　圭一部 ／ 第　１　図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 偏光を制御して表示を行う表示手段と、表示手段の光軸
   方向両側に設けられる偏光部材とを有する表示装置にお
   いて、 少なくとも一方の偏光部材は、偏光度と光透過率とが良
   好な第１の偏光材料と、第１の偏光材料よりも光に対す
   る耐性の大きい第２の偏光材料とを相互に偏光軸が平行
   となるように積層して構成されていることを特徴とする
   表示装置。