JPH08234182A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH08234182A JPH08234182A JP7035011A JP3501195A JPH08234182A JP H08234182 A JPH08234182 A JP H08234182A JP 7035011 A JP7035011 A JP 7035011A JP 3501195 A JP3501195 A JP 3501195A JP H08234182 A JPH08234182 A JP H08234182A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】薄型で、高輝度な液晶表示装置を提供する。
【構成】第１の偏光ビームスプリッタ２ａ，２ｂは光源
１からの出射光Ｂ２，Ｂ３をｐ偏光光とｓ偏光光に分離
し、ｐ偏光光Ｂp 2 ，Ｂp 3 を透過させて前記液晶パネ
ル１５へと出射すると共にｓ偏光光Ｂs 2 ，Ｂs 3 を反
射する。第１の反射体７ａ，７ｂは第１の偏光ビームス
プリッタ２ａ，２ｂから出射されたｓ偏光光Ｂs 2 ，Ｂ
s 3 を反射して前記液晶パネル１５へと出射する。第２
の反射体８ａ，８ｂおよび第３の反射体１０ａ，１０ｂ
も同じく液晶パネル１５へと出射する。λ／２偏光板１
１ａ，１１ｂ，１２は液晶パネル１５へと出射されたｐ
偏光光Ｂp 1 乃至Ｂp 4 の光路中に配置され、その偏光
面を９０°回転する。
１からの出射光Ｂ２，Ｂ３をｐ偏光光とｓ偏光光に分離
し、ｐ偏光光Ｂp 2 ，Ｂp 3 を透過させて前記液晶パネ
ル１５へと出射すると共にｓ偏光光Ｂs 2 ，Ｂs 3 を反
射する。第１の反射体７ａ，７ｂは第１の偏光ビームス
プリッタ２ａ，２ｂから出射されたｓ偏光光Ｂs 2 ，Ｂ
s 3 を反射して前記液晶パネル１５へと出射する。第２
の反射体８ａ，８ｂおよび第３の反射体１０ａ，１０ｂ
も同じく液晶パネル１５へと出射する。λ／２偏光板１
１ａ，１１ｂ，１２は液晶パネル１５へと出射されたｐ
偏光光Ｂp 1 乃至Ｂp 4 の光路中に配置され、その偏光
面を９０°回転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透過型の液晶表示パネル
と光源とを備えた液晶表示装置に関し、特に、小型で高
輝度な液晶表示装置に関する。
と光源とを備えた液晶表示装置に関し、特に、小型で高
輝度な液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、透過型の液晶表示パネルに光
源からの光を照射して、画像の表示を行う液晶表示装置
が知られている。この液晶表示装置には、液晶表示パネ
ルの表示面を画面とするタイプのものと、液晶表示パネ
ルを透過した画像光を投射レンズによりスクリーンに拡
大投影するタイプのものとがある。
源からの光を照射して、画像の表示を行う液晶表示装置
が知られている。この液晶表示装置には、液晶表示パネ
ルの表示面を画面とするタイプのものと、液晶表示パネ
ルを透過した画像光を投射レンズによりスクリーンに拡
大投影するタイプのものとがある。
【０００３】従来、上記の両タイプのものはいずれも光
源からの光をそのまま液晶表示パネルに入射させる構成
となっている。しかしながら、上記構成では、光源から
の光の輝度に比して表示画像の輝度が著しく低くなると
いう問題がある。これは、液晶表示パネルが入射面と出
射面とに偏光板を具備しており、入射面側の偏光板を透
過する直線偏光光のみが液晶表示パネルに入射するた
め、不定偏光光である光源からの光は、入射面側の偏光
板が理想的なものであったとしても、最大で５０％しか
利用されないことに起因している。
源からの光をそのまま液晶表示パネルに入射させる構成
となっている。しかしながら、上記構成では、光源から
の光の輝度に比して表示画像の輝度が著しく低くなると
いう問題がある。これは、液晶表示パネルが入射面と出
射面とに偏光板を具備しており、入射面側の偏光板を透
過する直線偏光光のみが液晶表示パネルに入射するた
め、不定偏光光である光源からの光は、入射面側の偏光
板が理想的なものであったとしても、最大で５０％しか
利用されないことに起因している。
【０００４】上記の問題点を解決するものとして、光源
の不定偏光光を高い偏光変換効率で直線偏光光に変換す
る偏光変換光学系を用いた液晶表示装置が知られている
（特開平５−２４１１０３号公報）。図６は、この液晶
表示装置を示す構成図である。本装置は、光源５１、偏
光変換光学系５７、液晶表示パネル５６とで構成されて
おり、偏光変換光学系５７は、プリズム型の偏光ビーム
スプリッタ５２ａ，５２ｂ、光反射素子５３ａ，５３
ｂ、λ／２偏光板５４ａ，５４ｂとで構成されている。
光反射素子５３ａ，偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２
ｂ，光反射素子５３ｂは、この順に、光源からの入射光
Ｂ５，Ｂ６の進行方向と垂直な方向（紙面の横方向、以
下、単に横方向と記す）に並べられている。
の不定偏光光を高い偏光変換効率で直線偏光光に変換す
る偏光変換光学系を用いた液晶表示装置が知られている
（特開平５−２４１１０３号公報）。図６は、この液晶
表示装置を示す構成図である。本装置は、光源５１、偏
光変換光学系５７、液晶表示パネル５６とで構成されて
おり、偏光変換光学系５７は、プリズム型の偏光ビーム
スプリッタ５２ａ，５２ｂ、光反射素子５３ａ，５３
ｂ、λ／２偏光板５４ａ，５４ｂとで構成されている。
光反射素子５３ａ，偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２
ｂ，光反射素子５３ｂは、この順に、光源からの入射光
Ｂ５，Ｂ６の進行方向と垂直な方向（紙面の横方向、以
下、単に横方向と記す）に並べられている。
【０００５】光源５１から出射された不定偏光光の平行
光束Ｂ５，Ｂ６は偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２ｂ
の偏光分離面５５ａ，５５ｂにおいて、偏光方向が互い
に直交する２つの直線偏光光であるｐ偏光光Ｂp 5 ，Ｂ
p 6 とｓ偏光光Ｂs 5 ，Ｂs 6 とに分離される。偏光分
離面５５ａ，５５ｂを透過してくるｐ偏光光Ｂp 5 ，Ｂ
p 6 は、そのまま直進し、液晶表示パネル５６を照明す
る。偏光分離面５５ａ，５５ｂで反射され横方向に進行
するｓ偏光光Ｂs 5 ，Ｂs 6 は、光反射素子５３ａ，５
３ｂにより進行方向を変えられ、λ／２偏光板５４ａ，
５４ｂを透過した後、液晶表示パネル５６を照明する。
λ／２偏光板５４ａ，５４ｂは直線偏光光の偏光方向を
９０゜回転する機能を持つため、λ／２偏光板５４ａ，
５４ｂに入射したｓ偏光光Ｂs 5 ，Ｂs 6 は、ｐ偏光光
Ｂ’p 5 ，Ｂ’p 6 に変換され、液晶表示パネル５６を
照明することになる。
光束Ｂ５，Ｂ６は偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２ｂ
の偏光分離面５５ａ，５５ｂにおいて、偏光方向が互い
に直交する２つの直線偏光光であるｐ偏光光Ｂp 5 ，Ｂ
p 6 とｓ偏光光Ｂs 5 ，Ｂs 6 とに分離される。偏光分
離面５５ａ，５５ｂを透過してくるｐ偏光光Ｂp 5 ，Ｂ
p 6 は、そのまま直進し、液晶表示パネル５６を照明す
る。偏光分離面５５ａ，５５ｂで反射され横方向に進行
するｓ偏光光Ｂs 5 ，Ｂs 6 は、光反射素子５３ａ，５
３ｂにより進行方向を変えられ、λ／２偏光板５４ａ，
５４ｂを透過した後、液晶表示パネル５６を照明する。
λ／２偏光板５４ａ，５４ｂは直線偏光光の偏光方向を
９０゜回転する機能を持つため、λ／２偏光板５４ａ，
５４ｂに入射したｓ偏光光Ｂs 5 ，Ｂs 6 は、ｐ偏光光
Ｂ’p 5 ，Ｂ’p 6 に変換され、液晶表示パネル５６を
照明することになる。
【０００６】以上のように、図６の構成によれば、光源
１から放射された光束のうちのほとんど全てを、偏光方
向の等しい直線偏光光に変換して、液晶表示パネル５６
に照射させることができる。
１から放射された光束のうちのほとんど全てを、偏光方
向の等しい直線偏光光に変換して、液晶表示パネル５６
に照射させることができる。
【０００７】図７は従来の液晶表示装置に使用する偏光
変換光学系の他の例を示す構成図である。この偏光変換
光学系６４は、図６のプリズム型の偏光ビームスプリッ
タ５２ａ，５２ｂの代わりに、プレート型の偏光ビーム
スプリッタ６１ａ，６１ｂを使用している。プレート型
の偏光ビームスプリッタは、プリズム型の偏光ビームス
プリッタよりも体積が小さく安価である。従って、この
液晶表示装置は図６の液晶表示装置よりも安価に作製す
ることができる。
変換光学系の他の例を示す構成図である。この偏光変換
光学系６４は、図６のプリズム型の偏光ビームスプリッ
タ５２ａ，５２ｂの代わりに、プレート型の偏光ビーム
スプリッタ６１ａ，６１ｂを使用している。プレート型
の偏光ビームスプリッタは、プリズム型の偏光ビームス
プリッタよりも体積が小さく安価である。従って、この
液晶表示装置は図６の液晶表示装置よりも安価に作製す
ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した液晶表示
装置の偏光変換光学系５７では、偏光ビームスプリッタ
５２ａ，５２ｂの光入射面５２ａｓ，５２ｂｓに入射し
た光が横方向に２倍に広がって液晶表示パネル５６を照
明する。従って、光入射面５２ａｓ，５２ｂｓの一つあ
たりの面積は、液晶表示パネル５６の表示画面５６ｓの
面積の１／４程度でなければならない。このため、液晶
表示パネル５６が３インチ〜４インチであるとすると、
偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２ｂもかなり大きなも
のとなってしまう。
装置の偏光変換光学系５７では、偏光ビームスプリッタ
５２ａ，５２ｂの光入射面５２ａｓ，５２ｂｓに入射し
た光が横方向に２倍に広がって液晶表示パネル５６を照
明する。従って、光入射面５２ａｓ，５２ｂｓの一つあ
たりの面積は、液晶表示パネル５６の表示画面５６ｓの
面積の１／４程度でなければならない。このため、液晶
表示パネル５６が３インチ〜４インチであるとすると、
偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２ｂもかなり大きなも
のとなってしまう。
【０００９】偏光ビームスプリッター５２ａ，５２ｂが
大型化すると、偏光分離面５５ａ，５５ｂに均一な偏光
分離性能を持たせることが困難となり、偏光ビームスプ
リッタ５２ａ，５２ｂでの光の偏光変換効率が低下し、
ひいては、液晶表示装置の輝度を減少させる。
大型化すると、偏光分離面５５ａ，５５ｂに均一な偏光
分離性能を持たせることが困難となり、偏光ビームスプ
リッタ５２ａ，５２ｂでの光の偏光変換効率が低下し、
ひいては、液晶表示装置の輝度を減少させる。
【００１０】また、偏光ビームスプリッタ５２ａ，５２
ｂの大型化は、液晶表示装置の大型化及びコストアップ
を引き起こすため問題である。
ｂの大型化は、液晶表示装置の大型化及びコストアップ
を引き起こすため問題である。
【００１１】図７に示した偏光変換光学系６４では、プ
レート型の偏光ビームスプリッタ６１ａ，６１ｂへの光
の入射角を大きくしなければならないため、図６の偏光
変換光学系５７よりも更に偏光変換光学系６４が大型化
してしまうという問題がある。
レート型の偏光ビームスプリッタ６１ａ，６１ｂへの光
の入射角を大きくしなければならないため、図６の偏光
変換光学系５７よりも更に偏光変換光学系６４が大型化
してしまうという問題がある。
【００１２】本発明は、以上の点に鑑み、薄型で、高輝
度な液晶表示装置を提供することを目的とする。
度な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の液晶表示装置は、光源からの出射
光をｐ偏光光とｓ偏光光に分離し、ｐ偏光光を透過させ
て液晶パネルへと出射すると共にｓ偏光光を反射する偏
光分離面を有し、そのｓ偏光光を互いに相反する側に反
射するように隣接して配置された一対の第１の偏光ビー
ムスプリッタと、その第１の偏光ビームスプリッタを両
側から挟むように配置され、第１の偏光ビームスプリッ
タから出射されたｓ偏光光を反射して液晶パネルへと出
射する一対の第１の反射体と、第１の反射体に平行にそ
の裏側に配置され、光源からの出射光を反射する一対の
第２の反射体と、第２の反射体を両側から挟むように配
置され、第２の反射体で反射された光をｐ偏光光とｓ偏
光光に分離し、ｐ偏光光を透過させると共にｓ偏光光を
反射して液晶パネルへと出射する偏光分離面を有する一
対の第２の偏光ビームスプリッタと、第２の偏光ビーム
スプリッタを両側から挟むように配置され、第２の偏光
ビームスプリッタを透過したｐ偏光光を反射して液晶パ
ネルへと出射する第３の反射体と、液晶パネルに入射す
るｐ偏光光あるいはｓ偏光光のどちらか一方の光路中に
配置され、偏光面を９０°回転するλ／２偏光板と、か
らなる偏光変換光学系を備えてなる。
め、請求項１に記載の液晶表示装置は、光源からの出射
光をｐ偏光光とｓ偏光光に分離し、ｐ偏光光を透過させ
て液晶パネルへと出射すると共にｓ偏光光を反射する偏
光分離面を有し、そのｓ偏光光を互いに相反する側に反
射するように隣接して配置された一対の第１の偏光ビー
ムスプリッタと、その第１の偏光ビームスプリッタを両
側から挟むように配置され、第１の偏光ビームスプリッ
タから出射されたｓ偏光光を反射して液晶パネルへと出
射する一対の第１の反射体と、第１の反射体に平行にそ
の裏側に配置され、光源からの出射光を反射する一対の
第２の反射体と、第２の反射体を両側から挟むように配
置され、第２の反射体で反射された光をｐ偏光光とｓ偏
光光に分離し、ｐ偏光光を透過させると共にｓ偏光光を
反射して液晶パネルへと出射する偏光分離面を有する一
対の第２の偏光ビームスプリッタと、第２の偏光ビーム
スプリッタを両側から挟むように配置され、第２の偏光
ビームスプリッタを透過したｐ偏光光を反射して液晶パ
ネルへと出射する第３の反射体と、液晶パネルに入射す
るｐ偏光光あるいはｓ偏光光のどちらか一方の光路中に
配置され、偏光面を９０°回転するλ／２偏光板と、か
らなる偏光変換光学系を備えてなる。
【００１４】請求項２に記載の液晶表示装置は、上記の
第１乃至第３の反射体が、プリズムの全反射面で構成さ
れてなる。
第１乃至第３の反射体が、プリズムの全反射面で構成さ
れてなる。
【００１５】請求項３に記載の液晶表示装置は、上記の
第１の偏光ビームスプリッタと第１の反射体とが一体に
形成され、第２の反射体と第２の偏光ビームスプリッタ
と第３の反射体とが一体に形成されてなる。
第１の偏光ビームスプリッタと第１の反射体とが一体に
形成され、第２の反射体と第２の偏光ビームスプリッタ
と第３の反射体とが一体に形成されてなる。
【００１６】
【作用】上記した従来例においては、光源からの光が２
分されて２個の偏光ビームスプリッタに入射し、偏光変
換光学系において横方向に２倍程度広げられて液晶表示
パネルを照明するが、請求項１に記載の液晶表示装置で
は、光源からの光は一対の第１の偏光ビームスプリッタ
と一対の第２の反射体の４箇所に分かれて入射し、偏光
変換光学系において横方向に２倍程度広げられて液晶表
示パネルを照明する。このため、本発明の第１の偏光ビ
ームスプリッタに入射する光束の断面積は、従来の偏光
ビームスプリッタに入射する光束の断面積の略１／２倍
となる。従って、偏光分離面の一つあたりの面積は従来
使用していた偏光分離面の面積の略１／２倍でよくな
る。また、第２の反射体により反射された光が入射する
第２の偏光ビームスプリッタの偏光分離面の一つあたり
の面積も、同様に、従来のものの略１／２倍でよくな
る。従って、均一な偏光分離性能を持った偏光分離面を
作製することが容易となる。
分されて２個の偏光ビームスプリッタに入射し、偏光変
換光学系において横方向に２倍程度広げられて液晶表示
パネルを照明するが、請求項１に記載の液晶表示装置で
は、光源からの光は一対の第１の偏光ビームスプリッタ
と一対の第２の反射体の４箇所に分かれて入射し、偏光
変換光学系において横方向に２倍程度広げられて液晶表
示パネルを照明する。このため、本発明の第１の偏光ビ
ームスプリッタに入射する光束の断面積は、従来の偏光
ビームスプリッタに入射する光束の断面積の略１／２倍
となる。従って、偏光分離面の一つあたりの面積は従来
使用していた偏光分離面の面積の略１／２倍でよくな
る。また、第２の反射体により反射された光が入射する
第２の偏光ビームスプリッタの偏光分離面の一つあたり
の面積も、同様に、従来のものの略１／２倍でよくな
る。従って、均一な偏光分離性能を持った偏光分離面を
作製することが容易となる。
【００１７】また、同様の理由により、偏光変換光学系
の厚さを薄くすることが可能となり、液晶表示装置の薄
型化を実現することができる。
の厚さを薄くすることが可能となり、液晶表示装置の薄
型化を実現することができる。
【００１８】請求項２に記載の液晶表示装置では、第１
乃至第３の反射体をプリズムの全反射面で構成するた
め、そこでの光の吸収が発生しなくなり、光の利用効率
が増大する。
乃至第３の反射体をプリズムの全反射面で構成するた
め、そこでの光の吸収が発生しなくなり、光の利用効率
が増大する。
【００１９】請求項３に記載の液晶表示装置では、組み
立て公差等により構成部品が歪んで配置された場合にお
いても、第１の偏光ビームスプリッタと第１の反射体と
の位置関係、及び、第２の反射体と第２の偏光ビームス
プリッタと第３の反射体の位置関係が変わらないため、
偏光変換光学系からの出射光の進行方向は常に一定方向
となる。
立て公差等により構成部品が歪んで配置された場合にお
いても、第１の偏光ビームスプリッタと第１の反射体と
の位置関係、及び、第２の反射体と第２の偏光ビームス
プリッタと第３の反射体の位置関係が変わらないため、
偏光変換光学系からの出射光の進行方向は常に一定方向
となる。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。
する。
【００２１】図１は、本発明の液晶表示装置の一例を示
す構成図である。本装置は光源１，偏光変換光学系１
３，液晶表示パネル１５により構成される。偏光変換光
学系１３はプリズム型の第１の偏光ビームスプリッタ２
ａ，２ｂ、ミラー３ａ，３ｂ、プリズム型の第２の偏光
ビームスプリッタ４ａ，４ｂ、ミラー５ａ，５ｂ、λ／
２偏光板１１ａ，１１ｂ，１２で構成されている。ミラ
ー３ａ，３ｂの片方の面は第１の反射体７ａ，７ｂを構
成し、もう一方の面は第２の反射体８ａ，８ｂを構成し
ている。また、ミラー５ａ，５ｂの片側の面は第３の反
射体１０ａ，１０ｂを構成している。
す構成図である。本装置は光源１，偏光変換光学系１
３，液晶表示パネル１５により構成される。偏光変換光
学系１３はプリズム型の第１の偏光ビームスプリッタ２
ａ，２ｂ、ミラー３ａ，３ｂ、プリズム型の第２の偏光
ビームスプリッタ４ａ，４ｂ、ミラー５ａ，５ｂ、λ／
２偏光板１１ａ，１１ｂ，１２で構成されている。ミラ
ー３ａ，３ｂの片方の面は第１の反射体７ａ，７ｂを構
成し、もう一方の面は第２の反射体８ａ，８ｂを構成し
ている。また、ミラー５ａ，５ｂの片側の面は第３の反
射体１０ａ，１０ｂを構成している。
【００２２】光源１から出射した不定偏光の平行光束
は、４つの入射光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に分かれて、
ミラー３ａ，３ｂ、第１の偏光ビームスプリッタ２ａ，
２ｂに入射する。
は、４つの入射光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に分かれて、
ミラー３ａ，３ｂ、第１の偏光ビームスプリッタ２ａ，
２ｂに入射する。
【００２３】第１の偏光ビームスプリッタ２ａ，２ｂへ
の入射光Ｂ２，Ｂ３は偏光分離面６ａ，６ｂにおいて、
その偏光分離面６ａ，６ｂを透過するｐ偏光光Ｂp 2 ，
Ｂp 3 と、偏光分離面６ａ，６ｂで反射されるｓ偏光光
Ｂs 2 ，Ｂs 3 に分離される。ｐ偏光光Ｂp 2 ，Ｂp 3
はλ／２偏光板１２によって、偏光面が９０゜回転され
てｓ偏光光Ｂ’s 2 ，Ｂ’s 3 に変換され、偏光変換光
学系１３から出射する。ｓ偏光光Ｂs 2 ，Ｂs 3 は第１
の反射体７ａ，７ｂにより、進行方向を変えられて偏光
変換光学系１３から出射する。
の入射光Ｂ２，Ｂ３は偏光分離面６ａ，６ｂにおいて、
その偏光分離面６ａ，６ｂを透過するｐ偏光光Ｂp 2 ，
Ｂp 3 と、偏光分離面６ａ，６ｂで反射されるｓ偏光光
Ｂs 2 ，Ｂs 3 に分離される。ｐ偏光光Ｂp 2 ，Ｂp 3
はλ／２偏光板１２によって、偏光面が９０゜回転され
てｓ偏光光Ｂ’s 2 ，Ｂ’s 3 に変換され、偏光変換光
学系１３から出射する。ｓ偏光光Ｂs 2 ，Ｂs 3 は第１
の反射体７ａ，７ｂにより、進行方向を変えられて偏光
変換光学系１３から出射する。
【００２４】ミラー３ａ，３ｂへの入射光Ｂ１，Ｂ４は
第２の反射体８ａ，８ｂで反射され、それぞれ第２の偏
光ビームスプリッタ４ａ，４ｂに入射する。そして、偏
光分離面９ａ，９ｂにて、透過するｐ偏光光Ｂp 1 ，Ｂ
p 4 と、反射するｓ偏光光Ｂs 1 ，Ｂs 4 とに分離され
る。ｓ偏光光Ｂs 1 ，Ｂs 4 はそのまま偏光変換光学系
１３から出射する。ｐ偏光光Ｂp 1 ，Ｂp 4 はミラー５
ａ，５ｂに入射し、その反射体１０ａ，１０ｂで入射光
と同一方向に進行方向を変えられた後、λ／２偏光板１
１ａ，１１ｂにおいて、偏光面を９０゜回転され、ｓ偏
光光Ｂ’s 1 ，Ｂ’s 4 となって、偏光変換光学系１３
から出射する。
第２の反射体８ａ，８ｂで反射され、それぞれ第２の偏
光ビームスプリッタ４ａ，４ｂに入射する。そして、偏
光分離面９ａ，９ｂにて、透過するｐ偏光光Ｂp 1 ，Ｂ
p 4 と、反射するｓ偏光光Ｂs 1 ，Ｂs 4 とに分離され
る。ｓ偏光光Ｂs 1 ，Ｂs 4 はそのまま偏光変換光学系
１３から出射する。ｐ偏光光Ｂp 1 ，Ｂp 4 はミラー５
ａ，５ｂに入射し、その反射体１０ａ，１０ｂで入射光
と同一方向に進行方向を変えられた後、λ／２偏光板１
１ａ，１１ｂにおいて、偏光面を９０゜回転され、ｓ偏
光光Ｂ’s 1 ，Ｂ’s 4 となって、偏光変換光学系１３
から出射する。
【００２５】以上により、光源１から出射した不定偏光
光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４はすべてｓ偏光光となって偏
光変換光学系１３を出射し、液晶表示パネル１５に入射
し、画像を表示することとなる。
光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４はすべてｓ偏光光となって偏
光変換光学系１３を出射し、液晶表示パネル１５に入射
し、画像を表示することとなる。
【００２６】上記構成の液晶表示装置の偏光変換光学系
１３では、第１の偏光ビームスプリッタ２ａ，２ｂ，第
２の偏光ビームスプリッタ４ａ，４ｂの光入射面２ａ
ｓ，２ｂｓ，４ａｓ，４ｂｓの一つあたりの面積は液晶
表示パネル１５の表示面１５ｓの面積の１／８倍程度で
あるため、偏光分離面６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂの一つあ
たりの面積は図６に示した従来例の１／２倍程度とな
り、均一な偏光分離性能を持たせるように作製すること
が容易となる。従って、偏光変換効率が向上し、より多
くの光を液晶表示パネル１５に入射させることが可能と
なる。
１３では、第１の偏光ビームスプリッタ２ａ，２ｂ，第
２の偏光ビームスプリッタ４ａ，４ｂの光入射面２ａ
ｓ，２ｂｓ，４ａｓ，４ｂｓの一つあたりの面積は液晶
表示パネル１５の表示面１５ｓの面積の１／８倍程度で
あるため、偏光分離面６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂの一つあ
たりの面積は図６に示した従来例の１／２倍程度とな
り、均一な偏光分離性能を持たせるように作製すること
が容易となる。従って、偏光変換効率が向上し、より多
くの光を液晶表示パネル１５に入射させることが可能と
なる。
【００２７】また、偏光変換光学系１３の厚さも図６に
示した従来例の略１／２程度となり、液晶表示装置を小
型化することが可能となる。
示した従来例の略１／２程度となり、液晶表示装置を小
型化することが可能となる。
【００２８】更に、使用する偏光ビームスプリッタ２
ａ，２ｂ，４ａ，４ｂの体積の総計は図６に示した従来
例の１／２程度となるため、低コストでの作製が可能と
なる。
ａ，２ｂ，４ａ，４ｂの体積の総計は図６に示した従来
例の１／２程度となるため、低コストでの作製が可能と
なる。
【００２９】図２は偏光変換光学系の他の例を示す構成
図である。ここでは、図１における偏光ビームスプリッ
タ２ａ，２ｂを一体化した偏光ビームスプリッタ１７を
使用している。このため、偏光ビームスプリッタ２ａ，
２ｂの継ぎ目において、光が乱反射するようなことがな
くなり、入射光をより有効に利用することができる。
図である。ここでは、図１における偏光ビームスプリッ
タ２ａ，２ｂを一体化した偏光ビームスプリッタ１７を
使用している。このため、偏光ビームスプリッタ２ａ，
２ｂの継ぎ目において、光が乱反射するようなことがな
くなり、入射光をより有効に利用することができる。
【００３０】図３（ａ）は偏光変換光学系の更に他の例
を示す構造図である。ここでは、図１における第１の偏
光ビームスプリッタ２ａ，２ｂと第１の反射体７ａ，７
ｂを一体化したプリズム素子１８ａ，１８ｂ、及び、第
２の反射体８ａ，８ｂと第２の偏光ビームスプリッタ４
ａ，４ｂと第３の反射体１０ａ，１０ｂを一体化したプ
リズム素子１９ａ，１９ｂを使用している。図３（ａ）
において、２０ａ，２０ｂは第１の反射体を，２１ａ，
２１ｂは第２の反射体を，２２ａ，２２ｂは第３の反射
体を構成しており、すべてプリズム素子１９ａ，１９
ｂ，２０ａ，２０ｂの全反射面で構成されている。図１
のように反射体としてミラーを使用する場合には、ミラ
ーでの光の吸収により、そこでの反射率を１００％近く
にすることは困難であるが、プリズムの全反射面を使用
する場合には反射率を略１００％にすることが可能であ
る。従って、本例では、反射体２０ａ，２０ｂ，２１
ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに入射してくる光をほぼ１
００％の効率で、液晶表示パネル１５に入射させること
が可能となり、液晶表示装置の輝度を一層高めることが
可能となる。また、部品数が少なくなるため、作製に必
要なコストを低減することも可能となる。
を示す構造図である。ここでは、図１における第１の偏
光ビームスプリッタ２ａ，２ｂと第１の反射体７ａ，７
ｂを一体化したプリズム素子１８ａ，１８ｂ、及び、第
２の反射体８ａ，８ｂと第２の偏光ビームスプリッタ４
ａ，４ｂと第３の反射体１０ａ，１０ｂを一体化したプ
リズム素子１９ａ，１９ｂを使用している。図３（ａ）
において、２０ａ，２０ｂは第１の反射体を，２１ａ，
２１ｂは第２の反射体を，２２ａ，２２ｂは第３の反射
体を構成しており、すべてプリズム素子１９ａ，１９
ｂ，２０ａ，２０ｂの全反射面で構成されている。図１
のように反射体としてミラーを使用する場合には、ミラ
ーでの光の吸収により、そこでの反射率を１００％近く
にすることは困難であるが、プリズムの全反射面を使用
する場合には反射率を略１００％にすることが可能であ
る。従って、本例では、反射体２０ａ，２０ｂ，２１
ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに入射してくる光をほぼ１
００％の効率で、液晶表示パネル１５に入射させること
が可能となり、液晶表示装置の輝度を一層高めることが
可能となる。また、部品数が少なくなるため、作製に必
要なコストを低減することも可能となる。
【００３１】プリズム素子１８ａ，１８ｂとプリズム素
子１９ａ，１９ｂは、その間に、薄い空気層ができるよ
うに若干離して配置することが望ましい。なぜなら、空
気とガラスとの屈折率差により、反射体２０ａ，２０
ｂ，２１ａ，２１ｂを反射率１００％の反射体とするこ
とが容易となるからである。
子１９ａ，１９ｂは、その間に、薄い空気層ができるよ
うに若干離して配置することが望ましい。なぜなら、空
気とガラスとの屈折率差により、反射体２０ａ，２０
ｂ，２１ａ，２１ｂを反射率１００％の反射体とするこ
とが容易となるからである。
【００３２】また、プリズム素子１８ａ，１８ｂを一体
化したプリズム素子２３を使用してもよい。図３（ｂ）
は、その構成図である。
化したプリズム素子２３を使用してもよい。図３（ｂ）
は、その構成図である。
【００３３】上記の図３の構成では、組み立て公差によ
り各プリズム素子の配置がずれてしまったときでも、偏
光変換光学系１３’，１３’’からの出射光の進行方向
が一定方向となるため、無調整での組み立てが可能とな
り、作製が容易になると共に、コストを抑えることがで
きる。図４は図３（ｂ）の偏光変換光学系１３’’の配
置が組み立て公差によりずれた例を示す図である。図に
示すように、偏光分離面６ａ，６ｂと第１の反射体２０
ａ，２０ｂの位置関係と、第２の反射体２１ａ，２１ｂ
と偏光分離面９ａ，９ｂと第３の反射体２２ａ，２２ｂ
との間の位置関係が変わらないため、偏光変換光学系１
３’’からの出射光Ｂ’ｓ１乃至Ｂ’ｓ４は、プリズム
素子１９ａ，１９ｂ，２３の配置のずれによらず、入射
光Ｂ１乃至Ｂ４の進行方向と同一方向に進行する。
り各プリズム素子の配置がずれてしまったときでも、偏
光変換光学系１３’，１３’’からの出射光の進行方向
が一定方向となるため、無調整での組み立てが可能とな
り、作製が容易になると共に、コストを抑えることがで
きる。図４は図３（ｂ）の偏光変換光学系１３’’の配
置が組み立て公差によりずれた例を示す図である。図に
示すように、偏光分離面６ａ，６ｂと第１の反射体２０
ａ，２０ｂの位置関係と、第２の反射体２１ａ，２１ｂ
と偏光分離面９ａ，９ｂと第３の反射体２２ａ，２２ｂ
との間の位置関係が変わらないため、偏光変換光学系１
３’’からの出射光Ｂ’ｓ１乃至Ｂ’ｓ４は、プリズム
素子１９ａ，１９ｂ，２３の配置のずれによらず、入射
光Ｂ１乃至Ｂ４の進行方向と同一方向に進行する。
【００３４】図５は偏光変換光学系の更に他の例を示す
構成図である。ここでは、図１乃至図４に記載したプリ
ズム型の偏光ビームスプリッタの代わりに、比較的製作
の容易なプレート型偏光ビームスプリッタを使用してい
る。即ち、プレート型の第１の偏光ビームスプリッタ２
４ａ，２４ｂ、第２の偏光ビームスプリッタ２７ａ，２
７ｂを使用している。尚、２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２
６ｂ，２８ａ，２８ｂは片面に反射体の形成されたミラ
ーである。
構成図である。ここでは、図１乃至図４に記載したプリ
ズム型の偏光ビームスプリッタの代わりに、比較的製作
の容易なプレート型偏光ビームスプリッタを使用してい
る。即ち、プレート型の第１の偏光ビームスプリッタ２
４ａ，２４ｂ、第２の偏光ビームスプリッタ２７ａ，２
７ｂを使用している。尚、２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２
６ｂ，２８ａ，２８ｂは片面に反射体の形成されたミラ
ーである。
【００３５】通常、プレート型の偏光ビームスプリッタ
へは大きな入射角で光を入射させなければならないた
め、図５の偏光変換光学系３０の厚さは図１に示したも
のよりも厚くなってしまう。しかしながら、偏光ビーム
スプリッタ２４ａ，２４ｂ，２７ａ，２７ｂの体積が小
さいため、偏光変換光学系３０の作製を安価に行うこと
ができる。
へは大きな入射角で光を入射させなければならないた
め、図５の偏光変換光学系３０の厚さは図１に示したも
のよりも厚くなってしまう。しかしながら、偏光ビーム
スプリッタ２４ａ，２４ｂ，２７ａ，２７ｂの体積が小
さいため、偏光変換光学系３０の作製を安価に行うこと
ができる。
【００３６】尚、上記の図１乃至図５に記載した偏光変
換光学系では、入射光をｓ偏光光に揃えているが、λ／
２偏光板の配置を変えることにより、ｐ偏光光に揃える
ことも可能であることはいうまでもない。
換光学系では、入射光をｓ偏光光に揃えているが、λ／
２偏光板の配置を変えることにより、ｐ偏光光に揃える
ことも可能であることはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に記載の液晶表示装置によれ
ば、偏光変換光学系に使用する偏光ビームスプリッタの
小型化が実現できるため、偏光分離面での偏光分離性能
が均一となり、液晶表示パネルに供給できる光量を増大
させることができる。また、偏光変換光学系が薄型化す
るため、液晶表示装置を小型にすることが可能となる。
ば、偏光変換光学系に使用する偏光ビームスプリッタの
小型化が実現できるため、偏光分離面での偏光分離性能
が均一となり、液晶表示パネルに供給できる光量を増大
させることができる。また、偏光変換光学系が薄型化す
るため、液晶表示装置を小型にすることが可能となる。
【００３８】請求項２に記載の液晶表示装置によれば、
反射体での光の吸収が抑制され、光の利用効率が増大す
る。
反射体での光の吸収が抑制され、光の利用効率が増大す
る。
【００３９】請求項３に記載の液晶表示装置によれば、
構成部品の傾きによらず、偏光変換光学系からの出射光
の進行方向が一定となるため、偏光変換光学系の組み立
てを高精度で行う必要がなく、組み立て工程の簡素化及
びコストダウンを図ることができる。
構成部品の傾きによらず、偏光変換光学系からの出射光
の進行方向が一定となるため、偏光変換光学系の組み立
てを高精度で行う必要がなく、組み立て工程の簡素化及
びコストダウンを図ることができる。
【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
【図２】偏光変換光学系の他の例を示す構成図である。
【図３】偏光変換光学系の更に他の例を示す構成図であ
る。
る。
【図４】図３の偏光変換光学系の構成部品の配置がずれ
た例を示す図である。
た例を示す図である。
【図５】偏光変換光学系の更に他の例を示す構成図であ
る。
る。
【図６】従来の液晶表示装置を示す構成図である。
【図７】従来の偏光変換光学系の他の例を示す構成図で
ある。
ある。
１ 光源 ２ａ，２ｂ，２４ａ，２４ｂ 第１の偏光ビームスプリ
ッタ ４ａ，４ｂ，２７ａ，２７ｂ 第２の偏光ビームスプリ
ッタ ７ａ，７ｂ，２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ 第１の
反射体 ８ａ，８ｂ，２１ａ，２１ｂ，２６ａ，２６ｂ 第２の
反射体 １０ａ，１０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２８ａ，２８ｂ 第
３の反射体 １１ａ，１１ｂ，１２ λ／２偏光板 １５ 液晶表示パネル Ｂp 1 〜Ｂp 4 ｐ偏光光 Ｂs 1 〜Ｂs 4 ，Ｂ’s 1 〜Ｂ’s 4 ｓ偏光光
ッタ ４ａ，４ｂ，２７ａ，２７ｂ 第２の偏光ビームスプリ
ッタ ７ａ，７ｂ，２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ 第１の
反射体 ８ａ，８ｂ，２１ａ，２１ｂ，２６ａ，２６ｂ 第２の
反射体 １０ａ，１０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２８ａ，２８ｂ 第
３の反射体 １１ａ，１１ｂ，１２ λ／２偏光板 １５ 液晶表示パネル Ｂp 1 〜Ｂp 4 ｐ偏光光 Ｂs 1 〜Ｂs 4 ，Ｂ’s 1 〜Ｂ’s 4 ｓ偏光光
Claims (3)
- 【請求項１】液晶表示パネルと、該液晶表示パネルを照
明する光源と、を備えた液晶表示装置において、 前記光源からの出射光をｐ偏光光とｓ偏光光に分離し、
ｐ偏光光を透過させて前記液晶パネルへ出射すると共に
ｓ偏光光を反射する偏光分離面を有し、前記ｓ偏光光を
互いに相反する側に反射するように隣接して配置された
一対の第１の偏光ビームスプリッタと、 該一対の第１の偏光ビームスプリッタを両側から挟むよ
うに配置され、前記第１の偏光ビームスプリッタから出
射されたｓ偏光光を反射して前記液晶パネルへと出射す
る一対の第１の反射体と、 該第１の反射体の裏側に、該第１の反射体に略平行に配
置され、前記光源からの出射光を反射する一対の第２の
反射体と、 該一対の第２の反射体を両側から挟むように配置され、
前記第２の反射体で反射された光をｐ偏光光とｓ偏光光
に分離し、ｐ偏光光を透過させると共にｓ偏光光を反射
して前記液晶パネルへと出射する偏光分離面を有する一
対の第２の偏光ビームスプリッタと、 該一対の第２の偏光ビームスプリッタを両側から挟むよ
うに配置され、前記第２の偏光ビームスプリッタを透過
したｐ偏光光を反射して前記液晶パネルへと出射する一
対の第３の反射体と、 前記液晶パネルに入射するｐ偏光光あるいはｓ偏光光の
どちらか一方の光路中に配置され、偏光面を９０°回転
するλ／２偏光板と、からなる偏光変換光学系を備えた
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の液晶表示装置において、 前記第１乃至第３の反射体はプリズムの全反射面で構成
されてなることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の液晶表示装置において、 前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第１の反射体と
が一体に形成され、 前記第２の反射体と前記第２の偏光ビームスプリッタと
前記第３の反射体とが一体に形成されてなることを特徴
とする液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03501195A JP3170428B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 液晶表示装置 |
| US08/536,779 US5729306A (en) | 1994-09-30 | 1995-09-29 | Light splitting and synthesizing device and liquid crystal display apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03501195A JP3170428B2 (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08234182A true JPH08234182A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3170428B2 JP3170428B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=12430147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03501195A Expired - Fee Related JP3170428B2 (ja) | 1994-09-30 | 1995-02-23 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3170428B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0895428A1 (en) * | 1997-07-29 | 1999-02-03 | Sony Corporation | Projection display |
| KR20000065313A (ko) * | 1999-04-01 | 2000-11-15 | 이익주 | 주사선의 분리, 굴절을 이용한 박형 브라운관 |
| EP0849619B1 (en) * | 1996-12-18 | 2003-11-05 | Seiko Epson Corporation | Optical element and uses thereof |
| CN104090423A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 透明显示装置 |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP03501195A patent/JP3170428B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0849619B1 (en) * | 1996-12-18 | 2003-11-05 | Seiko Epson Corporation | Optical element and uses thereof |
| USRE39243E1 (en) | 1996-12-18 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
| USRE40251E1 (en) | 1996-12-18 | 2008-04-22 | Seiko Epson Corporation | Optical element, polarization illumination device, and projector |
| EP0895428A1 (en) * | 1997-07-29 | 1999-02-03 | Sony Corporation | Projection display |
| KR20000065313A (ko) * | 1999-04-01 | 2000-11-15 | 이익주 | 주사선의 분리, 굴절을 이용한 박형 브라운관 |
| CN104090423A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 透明显示装置 |
| US10031369B2 (en) | 2014-06-23 | 2018-07-24 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Transparent display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3170428B2 (ja) | 2001-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |