JPH06337415A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH06337415A
JPH06337415A JP5127150A JP12715093A JPH06337415A JP H06337415 A JPH06337415 A JP H06337415A JP 5127150 A JP5127150 A JP 5127150A JP 12715093 A JP12715093 A JP 12715093A JP H06337415 A JPH06337415 A JP H06337415A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
display device
plate
crystal panel
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Pending
Application number
JP5127150A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Tanaka
義規 田中
Toshihiro Suzuki
敏弘 鈴木
Tetsuya Hamada
哲也 浜田
Tetsuya Kobayashi
哲也 小林
Takeshi Goto
猛 後藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は投射型の液晶表示装置に関し、小型
かつ広範囲な色再現を図ると共に、液晶パネルの特性変
化の抑制を図ることを目的とする。 【構成】 第1の偏光板23により光源22からの光よ
りP偏光の第1の光24を生成し、位相差板25a及び
ダイクロイックミラー26に入射させる。位相差板25
a及びダイクロイックミラー26では色分離したR色の
偏光状態を変化させてS偏光の第2の光27を生成し、
S偏光のみを通過させる第2の偏光板29を介して液晶
パネル30Rに入射させる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投写型の液晶表示装置
に関する。
【0002】近年、投射型の表示装置でカラー表示を行
うものとして、ライトバルブに液晶パネルを用いた液晶
表示装置が注目されており、小型かつ性能向上が望まれ
ている。
【0003】
【従来の技術】図8に、従来の液晶表示装置の構成図を
示す。図8(A)の液晶表示装置11Aは、R(赤)、
G(緑)、B(青)用の各液晶パネル12a〜12c
と、光源13と、4枚のダイクロイックミラー(又はダ
イクロイックプリズム)14a〜14dと、2枚の反射
ミラー15a,15bと、投射レンズ16により構成さ
れる。
【0004】このような液晶表示装置11Aは、光源1
3からの光がダイクロイックミラー14aにより、最初
にR光の色分離が行われ、R光が反射ミラー15aを介
してR用の液晶パネル12aを入射する。ダイクロイッ
クミラー14aを透過したG,B光はダイクロイックミ
ラー14bでG光及びB光に色分離され、G光がG用の
液晶パネル12bに入射し、B光がB用の液晶パネル1
2cに入射する。
【0005】液晶パネル12aではR光の画像変調を行
い、また液晶パネル12bではG光の画像変調を行っ
て、ダイクロイックミラー14cで合成される。そし
て、液晶パネル12cでB光の画像変調を行い、反射ミ
ラー15bを介して、ダイクロイックミラー14dによ
り液晶パネル12a,12bからのR,G画像と合成さ
れて、投写レンズ16より投写されるものである。
【0006】ところで、図8(A)の液晶表示装置11
Aは、光源13からの光が完全な平行光ではなく広がり
をもつことから、一部の光が最初のダイクロイックミラ
ー14aに入射されずに直接液晶パネル12aに迷光と
して入射する。この迷光は、液晶パネル12aが必要と
される波長範囲のR光のみでなく、G,B光を含むもの
である。
【0007】従って、液晶パネル12aにおける画像変
調の色純度が低下し、結局、色合成された画像の色純度
が低下することになる。
【0008】そこで、図8(B)の液晶表示装置11B
のように、光源13とダイクロイックミラー14aとの
間に遮光板17を設け、光源13からの広がり角の大き
い光を遮光するものが考えられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図8(B)に
示す液晶表示装置11Bでは遮光板17により光学系サ
イズが大きくなり、装置の小型化の妨げになるという問
題がある。
【0010】また、図8(A),(B)の液晶表示装置
11A,11Bのように、光源13からの熱が液晶パネ
ル12a〜12cに伝えられて温度上昇させることによ
り、特性劣化を生じさせるという問題がある。
【0011】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、小型かつ広範囲な色再現を図ると共に、液晶パ
ネルの特性変化の抑制を図る液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題は、光源からの
光より色分離された各色に対応するそれぞれの液晶パネ
ルにより画像変調を行い、合成して投写する液晶表示装
置において、前記光源からの光を偏光して第1の光を生
成する第1の偏光手段と、該第1の光より所定の色分離
を行うと共に、該第1の光と偏光方向の異なる第2の光
を生成する分離位相差手段と、該第2の光のみを透過さ
せて対応する前記所定の液晶パネルに入射させる第2の
偏光手段と、を有する構成とすることにより解決され
る。
【0013】
【作用】上述のように、第1の偏光手段により光源から
の光から所定偏光状態の第1の光を生成して分離位相差
手段に入射させる。分離位相差手段では、色分離した所
定色の第1の光の偏光状態を変化させて第2の光を生成
し、第2の偏光手段を透過させて対応する液晶パネルに
入射させる。
【0014】従って、液晶パネルは、分離位相差手段で
生成された第2の光のみが入射することになる。すなわ
ち、光源や第1の偏光手段から出射される第2の光以外
の迷光が第2の偏光手段に入射されても吸収されて対応
する液晶パネルには入射されないことになる。
【0015】これにより、遮光板等を設ける必要がない
ことから小型化が図られ、当該液晶パネル、ひいては装
置における広範囲な色再現を図ることが可能となる。ま
た、光源からの熱が第1の偏光手段、分離位相差手段、
第2の偏光手段で低減されて当該液晶パネルへの影響が
軽減されることから、液晶パネルの特性変化の抑制を図
ることが可能となる。
【0016】
【実施例】図1に、本発明の第1実施例の構成図を示
す。図1において、液晶表示装置21は、光源体22a
及び反射体22bで構成される光源22の前面に、第1
の偏光手段である第1の偏光板23が設けられ、光源2
2からの光よりP(又はS)偏光を透過させて第1の光
24を生成する。
【0017】第1の偏光板23の垂直方向前方には、位
相差板(又は位相差フィルム)25aとその背面に位置
されるダイクロイックミラー26とが、第1の光24の
光軸(第1の偏光板23の垂直方向)に対して45度の
角度で設けられる。この位相差板25aとダイクロイッ
クミラー26により分離位相差手段を構成するもので、
ダイクロイックミラー26は位相差板25aに貼り合わ
され、又は平行に近接配置される。
【0018】位相差板25aは、後述するが、第1の光
24を異なる偏光方向のS偏光に回転させて第2の光2
7を生成するもので、ダイクロイックミラー26は第1
の光24よりRとG,Bとの色分離を行う。
【0019】また、第2の光27の光軸方向であって、
位相差板25aと平行に反射ミラー28aが配置され、
該反射ミラー28aで反射した第2の光27の光軸の垂
直方向に第2の偏光手段である第2の偏光板29が設け
られる。第2の偏光板29は、第2の光27のみを透過
させるS(又はP)偏光透過の偏光板である。この第2
の偏光板29の背面にR用の液晶パネル30Rが配置さ
れる。
【0020】一方、第1の光24の光軸方向(第1の偏
光板23の垂直方向)であって、ダイクロイックミラー
26と平行にG光を反射させるダイクロイックミラー3
1が配設され、その反射軸に垂直方向にG用の液晶パネ
ル30Gが設けられる。
【0021】また、ダイクロイックミラー31の後方に
おける第1の光24の光軸方向(第1の偏光板23の垂
直方向)に対して垂直方向にB用の液晶パネル30Bが
設けられ、その後方に、ダイクロイックミラー31と平
行な反射ミラー28bが配置される。
【0022】また、液晶パネル30R,30Gからの光
軸に対して角度45度でダイクロイックミラー32が配
置され、これと平行であって液晶パネル30Rの光軸方
向にダイクロイックミラー33が配置される。そして、
ダイクロイックミラー32,33の合成方向に投写レン
ズ34が設けられる。
【0023】このような液晶表示装置21の動作を説明
すると、光源22からの光が第1の偏光板23で偏光状
態の第1の光24が出射され、位相差板25aでS偏光
状態の第2の光27に偏光すると共に、ダイクロイック
ミラー26でRの色分離を行う。すなわち、R光は反射
ミラー28aに向い、G,B光はダイクロイックミラー
31に向う。
【0024】S偏光のR光である第2の光27は、反射
ミラー28aを介して第2の偏光板29を透過して液晶
パネル30Rに入射する。液晶パネル30RではR光の
画像変調を行う。
【0025】一方、ダイクロイックミラー26を透過し
たG,B光は、ダイクロイックミラー31でG光とB光
に色分離され、反射したG光が液晶パネル30Gに入射
する。液晶パネル30GではG光の画像変調を行う。
【0026】また、ダイクロイックミラー31を透過し
たB光は液晶パネル30Bに入射し、液晶パネル30B
ではB光の画像変調を行う。
【0027】そして、ダイクロイックミラー32で液晶
パネル30R,30Gのそれぞれの画像を合成し、この
合成画像と液晶パネル30Bから反射ミラー28bを介
する画像とがダイクロイックミラー33で合成される。
この全合成されたカラー表示画像が投写レンズ34によ
り投写されるものである。
【0028】ここで、図2に図1の位相差板を説明する
ための図を示すと共に、図3に図2の偏光方向を説明す
るための図を示し、図4に図2の位相差板の厚さを説明
するための図を示す。図2に示す位相差板25aは、一
軸性複屈折率材料を有する半波長板(半波長フィルム)
であり、複屈折率方向に振動する光成分の位相差によっ
て生じる2つの光の光路差が半波長(λ/2)になるよ
うに板厚(後述する)が設定される。
【0029】すなわち、位相差板25aは、図3(A)
に示すように、複屈折率ne ,n0の屈折率楕円体25
1 の長軸の方向が入射光軸の垂直な内面にあり、かつ
ダイクロイックミラー26による反射光の光軸に対して
45度の方向になるように設定される。
【0030】このときの入射光軸A側(入射光軸に垂直
な面)方向からの屈折率楕円体25a1 が図3(B)に
示され、出射光軸B側(ダイクロイックミラー26に反
射した出射光軸に垂直な面)方向からの屈折率楕円体2
5a1 が図3(C)に示される。
【0031】そして、図2に示すように、位相差板25
aは、屈折率楕円体25a1 に対して入射角45度で入
る直線偏光(P偏光の第1の光24)に対して半波長板
として機能し、偏光方向を90度回転させてS偏光とす
る。この光のうち、ダイクロイックミラー26で反射す
るR光(S偏光)は再び位相差板25aに戻る。このと
きの光は異常光成分ne のみとなることから偏光方向は
変化せずに通過して第2の光(S偏光)27として出射
される。
【0032】すなわち、位相差板25aを通りダイクロ
イックミラー26で反射された直線偏光光は、偏光方向
が90度回転することになるものである。
【0033】また、位相差板25aを半波長板とする場
合の波長λと板厚dとの関係は、図4に示すように、屈
折率ne 中を進む光路(実線)の長さをL1 、屈折率n
0 中を進む光路(破線)の長さをL2 とすると、二つの
光の位相差(光学長差)tは、 t=(n0 2 +L0 )−(ne 1 )=2mπ+(π/2) …(1) で表わされる。このとき、L1 cos θ1 =L2 cos θ2
=d、sin θin=n0 sin θ2 =ne sin θ1 であるか
ら、 n0 2 d/{±√(n0 2 − sin2 θin)} +L−[ne 2 d/{±√ne 2 − sin2 θin)}] =2mπ+(π/2) (m=0,1,2,…) …(2) で表わされる。
【0034】このように、光源22からの液晶パネル3
0Rに不必要な光(迷光)による色純度の低下を抑制さ
せることができることから、色再現範囲が広く表示品質
の向上を図ることができる。また、第1の偏光板23に
より直線偏光とすることから、液晶パネル30R前段の
第2の偏光板での熱吸収が少なく、これによる特性変化
を抑制することができ、同様に表示品質の向上が図られ
るものである。さらに、遮光板等を必要としないことか
ら、小型化を図ることができる。
【0035】次に、図5に本発明の第2実施例の説明図
を示し、図6に図5の偏光方向を説明するための図を示
す。第1実施例では位相差板25aを半波長板としての
機能をもたせた場合を示したが、図5の第2実施例では
1/4波長板の機能を有する位相差板25bで構成した
ものである。
【0036】この位相差板25bは、図6(A)に示す
ように、屈折率楕円体25b1 が入射光軸A側面(入射
軸に対し垂直な面)と、出射光軸B側面(出射光軸に対
し垂直な面)によって構成される単位立方体の対角線の
方向に長軸がくるように設けられる。このときのA側方
向からの屈折率楕円体25b1 が図6(B)に示され、
B側方向からの屈折率楕円体25b1 が図6(C)に示
される。
【0037】そこで、複屈折率n1 (=ne sin
θ1 )、n0 方向に振動する光成分の位相差によって生
じる二つの光の光路差がλ/4(1/4波長)になるよ
うに位相差板25bの板厚を設定すると、屈折率楕円体
25b1 に対して入射光軸45度で入る直線偏光が位相
差板25b1 を通過することにより円偏光となり、さら
にダイクロイックミラー26によって反射された光が通
過して円偏光が再び直線偏光となる。
【0038】従って、出射される直線偏光はλ/4の位
相ずれが2回生じることになってλ/2の位相ずれを生
じることになる。すなわち、入射光と出射光とで偏光方
向が90度回転することになるもので、結果的に図1と
同様になるものである。ここで、図4に示すような位相
差板25b1 の厚さと波長との関係は上述の(2)式と
同様に表わされる。
【0039】次に、図7に、本発明の第3実施例の説明
図を示す。図7(A)は、図1及び図6における位相差
板25a,25bに代えて液晶板35を用いた場合を示
している。この場合、液晶分子方向がそのまま屈折率楕
円体(35a,35b)となる。
【0040】液晶板35が、半波長板としての機能をも
たせる場合の液晶分子35aは図7(B)に示すように
配列され、1/4波長板としての機能をもたせる場合の
液晶分子35bは図7(C)に示すように配列される。
【0041】すなわち、液晶分子の配列は、液晶ラビン
グ方向、プレチルト角、液晶層への印加信号により制御
する。また、二つの複屈折率方向に振動する光の光路差
がそれぞれλ/2,λ/4によるように液晶のセル厚
((2)式)が制御される。これにより、結果的に図1
及び図6と同様になるものである。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光源から
の光を第1の偏光手段で偏光した第1の光を、分離位相
差手段で色分離を行うと共に、第1の光の偏光状態を変
化させた第2の光を生成し、該第2の光のみを第2の偏
光手段で通過させて所定の液晶パネルに入射させること
により、小型かつ広範囲な色再現を図ることができると
共に、液晶パネルの特性変化の抑制を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成図である。
【図2】図1の位相差板を説明するための図である。
【図3】図2の偏光方向を説明するための図である。
【図4】図2の位相差板の厚さと波長との関係を説明す
るための図である。
【図5】本発明の第2実施例の説明図である。
【図6】図5の偏光方向を説明するための図である。
【図7】本発明の第3実施例の説明図である。
【図8】従来の液晶表示装置の構成図である。
【符号の説明】
21 液晶表示装置 22 光源 22a 光源体 22b 反射体 24 第1の光 25a,25b 位相差板 26,31〜33 ダイクロイックミラー 27 第2の光 28a,28b 反射ミラー 29 第2の偏光板 30R,30G,30B 液晶パネル 34 投写レンズ 35 液晶板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 後藤 猛 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光より色分離された各色に対
    応するそれぞれの液晶パネルにより画像変調を行い、合
    成して投写する液晶表示装置において、 前記光源からの光を偏光して第1の光を生成する第1の
    偏光手段と、 該第1の光より所定の色分離を行うと共に、該第1の光
    と偏光方向の異なる第2の光を生成する分離位相差手段
    と、 該第2の光のみを透過させて対応する前記所定の液晶パ
    ネルに入射させる第2の偏光手段と、 を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記分離位相差手段は、屈折率楕円体の
    複屈折性を有し、該屈折率楕円体に対して入射角45度
    で前記第1の光が入射されることを特徴とする請求項1
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記分離位相差手段は、位相差板、位相
    差フィルム、液晶板の何れかを含んで構成されることを
    特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。
JP5127150A 1993-05-28 1993-05-28 液晶表示装置 Pending JPH06337415A (ja)

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JP5127150A JPH06337415A (ja) 1993-05-28 1993-05-28 液晶表示装置

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04104681U (ja) * 1991-02-15 1992-09-09 沖電気工業株式会社 投射型液晶デイスプレイ
JPH052149A (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 Canon Inc 投写表示装置
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