JPH0973083A - Illuminator and liquid crystal display device - Google Patents

Illuminator and liquid crystal display device

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JPH0973083A
JPH0973083A JP7227988A JP22798895A JPH0973083A JP H0973083 A JPH0973083 A JP H0973083A JP 7227988 A JP7227988 A JP 7227988A JP 22798895 A JP22798895 A JP 22798895A JP H0973083 A JPH0973083 A JP H0973083A
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JP
Japan
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polarized light
light
circularly polarized
liquid crystal
light source
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JP7227988A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Taira
和樹 平
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminator for which a light source is efficiently made use of, generating a compact linearly polarized light and to provide a liquid crystal display device with a high luminosity, a less power consumption, and a high utilization factor of light. SOLUTION: This device is provided with a light source 501, a polarized light separation means 503 by helical structure molecule which separates the light from the light source 501 into a first circularly polarized light and a second circularly polarized light of which the rotation direction of the vibration planes are in the reverse direction to each other, namely, the first circularly polarized light is separated by transmission, the second circularly polarized light by reflection, a circularly polarized light conversion means to convert the second circularly polarized light into the first circularly polarized light and a polarized light conversion means 504 to convert the first circularly polarized light having passed through the polarized light separation means into linearly polarized light, and an light guide means to make the light from the light source or the first circularly polarized light incident to the polarized light separation means with a prescribed incident angle. The device is also provided with a vibration plane conversion means to convert the vibration plane of the linearly polarized light so that it passes through the polarization plate on the side of the liquid crystal panel side and a second light guide means to guide the linearly polarized light to the liquid crystal panel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は偏光を生ずる照明装
置及びこれを用いた表示装置に関し、特に液晶表示装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device that produces polarized light and a display device using the same, and more particularly to a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】偏光を生ずる照明装置は、偏光顕微鏡の
光源をはじめとして偏光を用いる光学系に広く用いられ
ている。このような偏光を用いる光学系としては、例え
ば液晶表示装置や投射型表示装置が近年注目されてい
る。
2. Description of the Related Art Illumination devices that generate polarized light are widely used in optical systems that use polarized light, including the light source of a polarization microscope. As an optical system using such polarized light, for example, a liquid crystal display device or a projection type display device has been attracting attention in recent years.

【0003】液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力で
あるという特徴を有し、幅広い利用がなされている。現
在最も多く採用されている液晶表示装置の表示方式は液
晶を狭持したガラス基板の両側に偏光板を設け、液晶の
配向状態を電磁気的に制御することで入射した光の偏光
状態を変化させるものである。すなわち液晶パネルへの
光の透過、非透過により明暗表示を行う方式であり、液
晶そのものは発光しない受動表示である。したがって、
画面輝度を確保し良好な画質を得るためには照明装置を
備えて液晶パネルの背面から照明する必要がある。
Liquid crystal display devices are widely used because they are thin, lightweight, and have low power consumption. The most commonly used display method of liquid crystal display devices is to provide polarizing plates on both sides of a glass substrate holding a liquid crystal and electromagnetically control the alignment state of the liquid crystal to change the polarization state of incident light. It is a thing. That is, this is a method of performing bright / dark display by transmitting or not transmitting light to the liquid crystal panel, and the liquid crystal itself is passive display that does not emit light. Therefore,
In order to secure screen brightness and obtain good image quality, it is necessary to provide an illuminating device and illuminate from the back of the liquid crystal panel.

【0004】従来の表示装置における照明装置において
は、冷陰極管などの蛍光管発光体を光源としたものが主
流である。構造としては、図26に示すように液晶パネ
ル2601の下側に導光板2602、光源2603を配
設し、導光板2602の端面から光源光を入射させて照
明するエッジライト方式の他に、図27に示すように液
晶パネル2701の下側に光源2702を配設し、液晶
パネルの直下から照明する直下方式などが知られてい
る。エッジライト方式による照明は装置を薄型にでき、
また輝度の均整度が高いという特徴があるが、光の利用
率が低く高輝度化が課題であり、また同時に低消費電力
化も課題となっている。
In the conventional illuminating device of the display device, the one using a fluorescent tube luminous body such as a cold cathode tube as a light source is the mainstream. As the structure, as shown in FIG. 26, a light guide plate 2602 and a light source 2603 are arranged below the liquid crystal panel 2601, and an edge light system in which the light source light is incident from the end face of the light guide plate 2602 to illuminate the light is also used. As shown in FIG. 27, there is known a direct system in which a light source 2702 is arranged below the liquid crystal panel 2701 and the light is illuminated from directly under the liquid crystal panel. Lighting by edge light method can make the device thin,
Further, it has a characteristic that the brightness is highly balanced, but there is a problem that the utilization rate of light is low and the brightness is high, and at the same time, the power consumption is also a problem.

【0005】導光板は光源光を液晶パネル全体にわたっ
て取り出すためのもので、光源光を直接またはリフレク
タによる反射後に導光板の端面から入射させる。導光板
内に入射した光は全反射を生じほとんど減衰することな
く反射を繰り返す。導光板の上面または下面には白色の
印刷、アルミ蒸着、フレネルミラーなどの反射または散
乱を生ずるような処理が施されており、光が処理面に入
射した場合、拡散反射効果により反射方向が変化して導
光板から照明方向に出射する。導光板の上部には液晶パ
ネルへの照明光の分布を均一化するための拡散板、出射
方向を適正な角度に制御するためのプリズムシートを備
え、また導光板の下部には白色の反射板を備えている装
置が多い。このような照明装置を液晶パネルの下部に備
えることで明るくコントラストの高い液晶表示装置を実
現している。
The light guide plate is for taking out the light source light over the entire liquid crystal panel, and allows the light source light to enter from the end surface of the light guide plate directly or after being reflected by the reflector. The light that has entered the light guide plate undergoes total reflection and is repeatedly reflected with almost no attenuation. The upper or lower surface of the light guide plate is treated with white printing, aluminum vapor deposition, Fresnel mirror, etc. to cause reflection or scattering.When light is incident on the treated surface, the reflection direction changes due to the diffuse reflection effect. Then, the light is emitted from the light guide plate in the illumination direction. The light guide plate is equipped with a diffuser plate for equalizing the distribution of illumination light to the liquid crystal panel, a prism sheet for controlling the emission direction to an appropriate angle, and a white reflector plate under the light guide plate. Many devices are equipped with. By providing such an illuminating device below the liquid crystal panel, a bright and high-contrast liquid crystal display device is realized.

【0006】ところが、光源である発光体からの光は一
般に非偏光であるため、従来の照明装置から出射した光
は液晶パネルの光入射側に設けられた偏光板を透過する
際に偏光板の透過軸に一致しない約半分の成分の光が吸
収されてしまい、有効に利用される照明光は照明装置の
光源から照射される光の1/2以下となり光利用効率が
低いという問題がある。このため、十分に輝度の高い液
晶表示装置を実現するためには照明装置の光源の発光量
を増加させる必要があり、結果として消費電力の増大を
招くという問題がある。
However, since the light from the light emitting body which is the light source is generally non-polarized light, when the light emitted from the conventional lighting device passes through the polarizing plate provided on the light incident side of the liquid crystal panel, About half of the light that does not coincide with the transmission axis is absorbed, and the illumination light that is effectively used becomes half or less of the light emitted from the light source of the illumination device, resulting in a low light utilization efficiency. Therefore, in order to realize a liquid crystal display device with sufficiently high brightness, it is necessary to increase the amount of light emitted from the light source of the lighting device, resulting in an increase in power consumption.

【0007】この問題を解決する手段の一つとして、直
視型ではなく投射型液晶表示装置に適用されるような照
明装置において、光源光を二つの直交する直線偏光に分
割して、一方の偏光成分を他方の偏光成分に変換したの
ち偏光板に入射させる方法が提案されている。しかし、
このような方法で偏光変換を行うためには、原理的に3
次元的な広い空間を新たに必要となり装置が大型化して
しまう。このような照明装置は投射型液晶表示装置など
平面性をさほど必要としない液晶表示装置では適用も可
能であるが、直視型液晶表示装置などに適用した場合、
薄型、軽量といった液晶表示装置の持つ大きな特徴が失
われてしまうという問題がある。
As one of means for solving this problem, in a lighting device applied to a projection type liquid crystal display device instead of a direct view type, the light source light is divided into two orthogonal linearly polarized lights, and one of the polarized lights is polarized. A method has been proposed in which a component is converted into the other polarized component and then incident on a polarizing plate. But,
In order to perform polarization conversion by such a method, in principle
A large dimensional space is newly required and the device becomes large. Such an illuminating device can be applied to a liquid crystal display device such as a projection type liquid crystal display device which does not require much flatness, but when applied to a direct view type liquid crystal display device,
There is a problem that major characteristics of the liquid crystal display device such as thinness and lightness are lost.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたものである。すなわち、本
発明は光源光を有効に利用でき、かつコンパクトな同一
極性の偏光を生ずる照明装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a lighting device that can effectively use the light from the light source and that produces polarized light of the same polarity.

【0009】本発明は輝度が高く消費電力の少ない、光
源光の利用率の高い液晶表示装置を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high brightness and low power consumption and high utilization rate of light from a light source.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、光
源と、光源からの光源光を互いに振動面の回転方向が逆
向きな第1の円偏光と第2の円偏光とに、第1の円偏光
は透過し第2の円偏光は反射することにより分離するら
せん構造分子による偏光分離手段と、第2の円偏光を第
1の円偏光に変換する円偏光変換手段と、光源光または
第1の円偏光を所定の入射角で偏光分離手段へ入射させ
る光ガイド手段と、偏光分離手段を透過した第1の円偏
光を直線偏光に変換する位相変換手段とを具備すること
を特徴とする。
An illuminating device of the present invention includes a light source, a first circularly polarized light and a second circularly polarized light whose light source light from the light source are opposite to each other in directions of rotation of oscillating planes. Polarization separation means by a helical structure molecule that separates by transmitting the first circularly polarized light and reflecting the second circularly polarized light; a circularly polarized light converting means that converts the second circularly polarized light into the first circularly polarized light; Alternatively, it is provided with a light guide means for making the first circularly polarized light incident on the polarized light separating means at a predetermined incident angle, and a phase converting means for converting the first circularly polarized light transmitted through the polarized light separating means into linearly polarized light. And

【0011】また、光源と、光源からの光源光を互いに
振動面の回転方向が逆向きな第1の円偏光と第2の円偏
光とに、第1の円偏光は透過し第2の円偏光は反射する
ことにより分離するらせん構造分子による偏光分離手段
と、第2の円偏光を第1の円偏光に変換する円偏光変換
手段と、光源光または第1の円偏光を所定の入射角で偏
光分離手段へ入射させる第1の光ガイド手段と、偏光分
離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に変換する位
相変換手段と、偏光分離手段を透過した光を所定の方向
へ導く第2の光ガイド手段を具備することを特徴とす
る。
Further, the light source and the light source light from the light source are transmitted to the first circularly polarized light and the second circularly polarized light whose vibrating surfaces are opposite to each other in the rotation directions, and the first circularly polarized light is transmitted to the second circularly polarized light. The polarized light is separated by reflecting the polarized light, and the polarized light is separated by a spiral structure molecule. The circularly polarized light is converted into the first circularly polarized light. The source light or the first circularly polarized light is incident at a predetermined incident angle. First light guide means for making the light incident on the polarized light separating means, phase conversion means for converting the first circularly polarized light transmitted through the polarized light separating means into linearly polarized light, and guiding the light transmitted through the polarized light separating means in a predetermined direction. It is characterized by comprising a second light guide means.

【0012】また、偏光分離手段は少なくとも420〜
450nm、520〜570nm、590〜630nm
に円偏光選択反射の干渉波長領域をもつことを特徴とす
る。また、光源の主発光スペクトルは偏光分離手段の干
渉波長領域に含まれることを特徴とする。光源の主発光
スペクトルは偏光分離手段の干渉波長領域の中心波長と
短波長側干渉端波長との間に含まれるようにしてもよ
い。
The polarized light separating means is at least 420-
450nm, 520-570nm, 590-630nm
Is characterized by having an interference wavelength region of circularly polarized light selective reflection. Further, the main emission spectrum of the light source is included in the interference wavelength region of the polarization separation means. The main emission spectrum of the light source may be included between the center wavelength of the interference wavelength region of the polarization splitting means and the short wavelength side interference edge wavelength.

【0013】本発明の液晶表示装置は液晶層と偏光板を
有する液晶パネルと、光源と、光源からの光源光を互い
に振動面の回転方向が逆向きな第1の円偏光と第2の円
偏光とに第1の円偏光は透過し第2の円偏光は反射する
ことにより分離するらせん構造分子による偏光分離手段
と、第2の円偏光を第1の円偏光に変換する円偏光変換
手段と、光源光または第1の円偏光を所定の入射角で偏
光分離手段へ入射させる第1の光ガイド手段と、偏光分
離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に変換する位
相変換手段と、直線偏光を保ったまま液晶パネルへ導く
第2の光ガイド手段とを具備することを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer and a polarizing plate, a light source, and a first circularly polarized light and a second circularly polarized light whose source vibrations are opposite to each other. A polarized light separating means using a helical structure molecule that separates the first circularly polarized light by transmitting it and the second circularly polarized light by reflecting it, and a circularly polarized light converting means that converts the second circularly polarized light into the first circularly polarized light. A first light guide means for making the light source light or the first circularly polarized light incident on the polarized light separating means at a predetermined incident angle; and a phase converting means for converting the first circularly polarized light transmitted through the polarized light separating means into linearly polarized light. And a second light guide means for guiding the light to the liquid crystal panel while maintaining the linearly polarized light.

【0014】また、本発明の液晶表示装置は、液晶層と
偏光板を有する液晶パネルと、光源と、光源からの光源
光を互いに振動面の回転方向が逆向きな第1の円偏光と
第2の円偏光とに第1の円偏光は透過し第2の円偏光は
反射することにより分離するらせん構造分子による偏光
分離手段と、第2の円偏光を第1の円偏光に変換する円
偏光変換手段と、光源光または第1の円偏光を所定の入
射角で偏光分離手段へ入射させる第1の光ガイド手段
と、偏光分離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に
変換する位相変換手段と、直線偏光の振動面を前記液晶
パネルの光入射側偏光板を透過するように変換する振動
面変換手段と、直線偏光を液晶パネルへ導く第2の光ガ
イド手段とを具備することを特徴とする。
Further, the liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer and a polarizing plate, a light source, and first circularly polarized light whose vibrating planes have opposite rotation directions. Polarization separating means by a helical structure molecule that separates the second circularly polarized light by transmitting the first circularly polarized light and reflecting the second circularly polarized light, and a circle that converts the second circularly polarized light into the first circularly polarized light Polarization conversion means, first light guide means for making the source light or first circularly polarized light incident on the polarization separation means at a predetermined incident angle, and first circularly polarized light transmitted through the polarization separation means for conversion to linearly polarized light. It comprises a phase conversion means, a vibrating surface conversion means for converting a vibrating surface of linearly polarized light so as to pass through a light incident side polarizing plate of the liquid crystal panel, and a second light guide means for guiding the linearly polarized light to the liquid crystal panel. It is characterized by

【0015】本発明の照明装置は、光源から照射される
光源光の実質的にほぼすべての部分を、極性のそろった
円偏光、または直線偏光として取り出すことのできるも
のである。
The illuminating device of the present invention is capable of taking out substantially all of the light from the light source emitted from the light source as circularly polarized light or linearly polarized light having uniform polarity.

【0016】ここで、円偏光には互いに極性の異なる振
動面の回転方向が時計回りの円偏光と反時計回りの円偏
光とがあるが、第1の円偏光が時計回りの円偏光に、第
2の円偏光が反時計回りの円偏光に対応するようにして
もよいし、また第1の円偏光が反時計回りの円偏光に、
第2の円偏光が時計回りの円偏光に対応するようにして
もよい。以下特に説明しない場合にも全く同様である。
Here, the circularly polarized light includes circularly polarized light in which the vibrating planes of different polarities rotate in the clockwise direction and circularly polarized light in the counterclockwise direction. The first circularly polarized light is circularly polarized light in the clockwise direction. The second circularly polarized light may correspond to the counterclockwise circularly polarized light, or the first circularly polarized light may correspond to the counterclockwise circularly polarized light.
The second circularly polarized light may correspond to the clockwise circularly polarized light. The same applies to the case where no particular description is given below.

【0017】本発明においては、光源からの光を反射に
より互いに性質の入れ替わる第1の円偏光と第2の円偏
光とに分離して第1の円偏光は透過し前記第2の円偏光
は反射するらせん構造分子による偏光分離手段を用いて
いる。このような、らせん構造を有する分子による偏光
分離手段としては、所定の波長において光学的な干渉を
生じる微視的にらせん構造をもつ透光性を有する物質で
あればよく、好ましくは、第1の円偏光のみを選択的に
完全に透過し、第2の円偏光は吸収せずに選択的に全反
射するものがよい。例えばコレステリック液晶などを用
いるようにしてもよい。
In the present invention, the light from the light source is separated into the first circularly polarized light and the second circularly polarized light whose properties are interchanged by reflection, the first circularly polarized light is transmitted, and the second circularly polarized light is A polarized light separating means using a helical structure molecule that reflects light is used. Such polarized light separating means using molecules having a helical structure may be a substance having a light-transmitting property having a microscopically helical structure that causes optical interference at a predetermined wavelength, and preferably the first It is preferable that only the circularly polarized light of (2) is selectively and completely transmitted, and the second circularly polarized light is not absorbed and is totally reflected. For example, cholesteric liquid crystal may be used.

【0018】コレステリック液晶を用いる場合には、セ
ルに注入して用いるようにしてもよいし、干渉性を保っ
たまま例えばUV硬化樹脂や熱硬化性樹脂とともにポリ
マー化するようにしてもよい。形状としては、光学的に
干渉するのに十分な厚みを有するシート状のコレステリ
ック液晶シートを作成して用いるようにしてもよい。ま
た、たとえば複数のコレステリック液晶シートを積層し
て用いる場合には、各シートの干渉波長域において同じ
極性をもつ円偏光成分が透過、あるいは反射するように
配置するようにすればよい。
When the cholesteric liquid crystal is used, it may be used by injecting it into the cell, or it may be polymerized with the UV curable resin or the thermosetting resin while maintaining the coherence. As a shape, a sheet-shaped cholesteric liquid crystal sheet having a thickness sufficient for optical interference may be prepared and used. Also, for example, when a plurality of cholesteric liquid crystal sheets are laminated and used, the circular polarization components having the same polarity may be transmitted or reflected in the interference wavelength range of each sheet.

【0019】円偏光分離手段の干渉域は光源光の発光ス
ペクトル波長領域を含むことが必要である。光源として
例えば蛍光管を用いた場合、三波長管の発光スペクトル
における青緑赤各色の主発光スペクトルピークを含むよ
うなそれぞれ420〜450nm、520〜570n
m、590〜630nmの波長領域に干渉領域を持つよ
うな偏光分離手段を用いるようにすればよい。
The interference region of the circularly polarized light separating means needs to include the emission spectrum wavelength region of the light source light. When a fluorescent tube is used as a light source, for example, 420 to 450 nm and 520 to 570 n are included so as to include main emission spectrum peaks of each color of blue, green and red in the emission spectrum of the three-wavelength tube.
It is sufficient to use a polarized light separating means having an interference region in the wavelength region of m, 590 to 630 nm.

【0020】これらの偏光分離手段の干渉波長領域は、
光が斜め入射する場合にはその干渉波長領域が短波長側
にシフトする。したがって、干渉波長領域は垂直光入射
の条件で、光源の発光スペクトルが十分干渉波長領域に
含まれる範囲内で発光スペクトルのピークに対して長波
長側に干渉領域が設けられるようにしてもよい。偏光分
離手段に入射する光の入射角度が垂直になるように管理
されている場合には、干渉波長領域の中心が光源の発光
スペクトルのピークの中心に一致するようにしてもよ
い。
The interference wavelength range of these polarized light separating means is
When light is obliquely incident, the interference wavelength region shifts to the short wavelength side. Therefore, the interference wavelength region may be provided on the long wavelength side with respect to the peak of the emission spectrum within a range in which the emission spectrum of the light source is sufficiently included under the condition of vertical light incidence. When the incident angle of the light entering the polarization splitting means is controlled to be vertical, the center of the interference wavelength region may coincide with the center of the peak of the emission spectrum of the light source.

【0021】また偏光分離手段として十分な円偏光選択
性を保つために、光入射条件として垂直入射から±20
°以内の角度に集光して入射させるようにしてもよい。
Further, in order to maintain sufficient circularly polarized light selectivity as the polarized light separating means, the light incident condition is ± 20 from vertical incidence.
The light may be condensed and incident at an angle of less than °.

【0022】また、各々の波長領域に対し干渉波長領域
をもつコレステリック液晶層を複数層積層して用いるよ
うにしてもよい。
A plurality of cholesteric liquid crystal layers each having an interference wavelength region for each wavelength region may be laminated and used.

【0023】また、複数の偏光分離手段を積層して用い
る場合には、それぞれの波長干渉領域で同じ極性を持つ
円偏光成分が透過、あるいは反射するように各波長にお
ける干渉材料が同じ極性の円偏光に対して干渉能を持つ
ようにする。すなわち、各偏光分離手段において、らせ
ん構造分子のc軸は光の入射方向にたいして平行にそろ
っているようにするとともに、それぞれの偏光分離手段
内または偏光分離手段間でらせんの方向がそろっている
ようにする。つまりシート状の偏光分離手段を用いた場
合、すべてのらせん分子のc軸はシート面に対して垂直
に、かつらせんは右巻きか左巻きかにそろえるように配
向させる。複数の偏光分離手段を用いる場合にはそれぞ
れの偏光分離手段間でらせん分子の方向が右巻きか左巻
きかにそ統一されるようにする。
Further, when a plurality of polarization separating means are laminated and used, the interference materials at the respective wavelengths have the same polarity so that circular polarization components having the same polarity are transmitted or reflected in the respective wavelength interference regions. It has an ability to interfere with polarized light. That is, in each polarization separation means, the c-axes of the spiral structure molecules are aligned parallel to the incident direction of light, and the spiral directions are aligned within each polarization separation means or between polarization separation means. To That is, when a sheet-shaped polarized light separating means is used, the c-axes of all helical molecules are oriented perpendicular to the sheet surface, and the helices are aligned so as to be right-handed or left-handed. When using a plurality of polarized light separating means, the directions of the spiral molecules are unified between the respective polarized light separating means, that is, right-handed or left-handed.

【0024】コレステリック液晶を積層化して用いる場
合、例えばガラス基板やプラスチックシート基板を各々
のコレステリック液晶層間に用いてシート化するように
してもよい。また、スピンコートもしくは印刷法などに
よりコレステリック液晶を直接基板上に塗布、硬化する
工程を繰り返すことによって作成するようにしてもよ
い。基板材料としては透明性、屈折率が高く、複屈折
性、分散性が低いものがよい。例えば、ガラスや、PM
MA、PC、CR−39、MS樹脂、AS樹脂、TPX
などの樹脂を用いるようにしてもよい。
When the cholesteric liquid crystals are laminated and used, for example, a glass substrate or a plastic sheet substrate may be used between the respective cholesteric liquid crystal layers to form a sheet. Alternatively, the cholesteric liquid crystal may be directly applied onto the substrate by spin coating or a printing method, and may be prepared by repeating the step of curing. As the substrate material, those having high transparency and high refractive index and low birefringence and dispersibility are preferable. For example, glass or PM
MA, PC, CR-39, MS resin, AS resin, TPX
You may make it use resin such as.

【0025】偏光分離手段は例えばエッジライト方式の
照明装置に本発明を適用する場合には、光源と導光板の
間に配設するようにしてもよいし、また導光板の光出射
側に配設するようにしてもよい。直下方式の照明装置に
適用する場合には、光源と拡散板の間に配設するように
してもよい。このように、偏光分離手段を照明装置の光
学系のどこに配設するかは、用途や必要に応じて設計す
るようにすればよい。また、本発明の照明装置は光源か
らの光源光または偏光分離手段により反射された第2の
円偏光を、偏光分離手段へ導くための光ガイド手段と、
第2の円偏光と第1の円偏光とを変換するための偏光変
換手段を備えている。
When the present invention is applied to, for example, an edge-light type illumination device, the polarized light separating means may be arranged between the light source and the light guide plate, or on the light emitting side of the light guide plate. You may do it. When it is applied to a direct type illumination device, it may be arranged between the light source and the diffusion plate. In this way, where to arrange the polarized light separating means in the optical system of the illuminating device may be designed according to the application and need. Further, the illuminating device of the present invention comprises light guide means for guiding the light source light from the light source or the second circularly polarized light reflected by the polarization separating means to the polarization separating means,
A polarization conversion means for converting the second circularly polarized light and the first circularly polarized light is provided.

【0026】第1、第2の光ガイド手段としては反射
鏡、導光板、プリズム、光ファイバー等の導波管、ホロ
グラフィック光学素子(HOE)、拡散板、ARコート
などを用いるようにすればよい。また、これらの光ガイ
ド手段を複数組み合わせて用いるようにしてもよい。反
射鏡やプリズムなどの反射手段を第1の光ガイド手段に
する場合には、この光ガイド手段は偏光変換手段として
も機能することになる。偏光変換手段としては鏡面、非
線形光学素子などを用いるようにすればよい。偏光変換
手段として鏡面を用いる場合は例えばリフレクタ、光源
の表面、導光板の反射板などの反射面をもちいるように
してもよい。これらの偏光変換手段を複数組み合わせて
用いるようにしてもよい。また、光源光を反射するリフ
レクタと兼ねるようにしてもよい。
As the first and second light guide means, a reflecting mirror, a light guide plate, a prism, a waveguide such as an optical fiber, a holographic optical element (HOE), a diffusion plate, an AR coat, etc. may be used. . Also, a plurality of these light guide means may be combined and used. When the reflecting means such as a reflecting mirror or prism is used as the first light guide means, this light guide means also functions as the polarization conversion means. A mirror surface, a non-linear optical element, or the like may be used as the polarization conversion means. When a mirror surface is used as the polarization conversion means, for example, a reflector, a surface of a light source, a reflection surface such as a reflection plate of a light guide plate may be used. You may make it use combining these polarization conversion means in plurality. It may also serve as a reflector that reflects the light from the light source.

【0027】鏡面により第2の円偏光を反射することで
第1の偏光に変換する場合には、この偏光変換手段は光
ガイド手段としても機能することになる。偏光分離手段
を透過できずに反射される第2の円偏光は、偏光変換手
段により第1の偏光に変換され、この第1の偏光は偏光
分離手段を透過する。
When the second circularly polarized light is reflected by the mirror surface to be converted into the first polarized light, this polarization conversion means also functions as a light guide means. The second circularly polarized light which cannot be transmitted through the polarized light separating means and is reflected is converted into the first polarized light by the polarization converting means, and the first polarized light is transmitted through the polarized light separating means.

【0028】また、例えば図8、9、10、11に示す
ような補助導光板を偏光変換手段、光ガイド手段として
用いれば、偏光分離能力が向上する。
Further, if an auxiliary light guide plate as shown in FIGS. 8, 9, 10 and 11 is used as the polarization converting means and the light guiding means, the polarization separation ability is improved.

【0029】これらの光ガイド手段、偏光変換手段の配
置は必要に応じて設計するようにすればよい。例えば、
光源と偏光分離手段との間に光ガイド手段、偏光変換手
段を配設して、偏光を導光板に入射するようにしてもよ
い。また例えば、光源と偏光分離手段の間に配設する光
ガイド手段、偏光変換手段として導光板を用いるように
して、導光板の光出射側に偏光分離手段を配設するよう
にしてもよい。導光板には反射手段を備えるようにして
もよい。
The arrangement of these light guide means and polarization conversion means may be designed as necessary. For example,
A light guide unit and a polarization conversion unit may be arranged between the light source and the polarization separation unit so that the polarized light is incident on the light guide plate. Further, for example, a light guide plate may be used as a light guide unit and a polarization conversion unit arranged between the light source and the polarization separation unit, and the polarization separation unit may be arranged on the light emission side of the light guide plate. The light guide plate may be provided with a reflection means.

【0030】これら偏光分離手段、光ガイド手段、偏光
変換手段によって、実質的に光源光はすべて第1の円偏
光として偏光分離手段から出射されることになる。
By these polarized light separating means, light guide means and polarized light converting means, substantially all the light source light is emitted from the polarized light separating means as the first circularly polarized light.

【0031】この照明装置に例えば1/4波長板などの
位相変換手段を備えれば、ただちに直線偏光を取り出す
ことができる。
If this illuminating device is provided with a phase converting means such as a quarter-wave plate, linearly polarized light can be immediately extracted.

【0032】円偏光を直線偏光に変換するための位相変
換手段としては例えば1/4波長板としてPVAなどか
らなる位相差フィルムを使用するようにしてもよい。1
/4波長板を配設する方向は、例えば偏光分離手段が光
源と導光板との間に設けられる場合には導光板の上下反
射面間で反射を繰り返しても偏光状態が保存されるよう
に、導光板の反射面に対し水平もしくは垂直方向の直線
偏光に変換されるよう進相軸が導光板の辺方向に対し4
5°となるようにする。
As a phase conversion means for converting circularly polarized light into linearly polarized light, for example, a retardation film made of PVA or the like may be used as a quarter wavelength plate. 1
The direction in which the / 4 wavelength plate is arranged is such that the polarization state is preserved even if reflection is repeated between the upper and lower reflection surfaces of the light guide plate when the polarization separation means is provided between the light source and the light guide plate. , The fast axis is 4 with respect to the side direction of the light guide plate so as to be converted into linearly polarized light which is horizontal or vertical to the reflection surface of the light guide plate.
Set to 5 °.

【0033】また、例えば偏光分離手段が導光体の上面
すなわち導光板と表示画面との間に設けられる場合には
変換された直線偏光が所望の方向となるような進相軸の
方位とすれば良い。
Further, for example, when the polarization separating means is provided on the upper surface of the light guide body, that is, between the light guide plate and the display screen, the direction of the fast axis is set so that the converted linearly polarized light has a desired direction. Good.

【0034】直視型の液晶表示装置を考えると、通常視
角の問題から偏光板透過軸方向は表示画面辺方向に対し
45°方向にある。従って導光板側から照明光として出
射される直線偏光が偏光板透過軸方向に平行となるため
には、偏光分子素子が光源と導光板間にある場合は導光
板を出射する偏光は画面辺方向に対し水平もしくは垂直
方向となるので導光板と液晶パネル間に振動面変換手段
として1/2波長フィルムを新たに付加するようにすれ
ばよい。その際1/2波長フィルムの進相軸を偏光方向
と偏光板透過軸の鋭角をなす角を2分する位置に配置す
るようにすれば偏光回転により直線偏光と偏光板透過軸
の方位を一致させることができる。
Considering a direct-viewing type liquid crystal display device, the polarizing plate transmission axis direction is usually 45 ° with respect to the display screen side direction due to the problem of viewing angle. Therefore, in order for the linearly polarized light emitted as illumination light from the light guide plate side to be parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate, when the polarizing molecular element is between the light source and the light guide plate, the polarized light emitted from the light guide plate is the screen side direction. On the other hand, since it is in the horizontal or vertical direction, a ½ wavelength film may be newly added between the light guide plate and the liquid crystal panel as a vibration plane conversion means. At that time, if the fast axis of the ½ wavelength film is arranged at a position that bisects an angle that makes an acute angle between the polarization direction and the transmission axis of the polarizing plate, the azimuths of the linearly polarized light and the transmission axis of the polarizing plate are matched by polarization rotation. Can be made.

【0035】偏光分離手段が導光板と液晶パネル間にあ
る場合は円偏光を直線偏光に変換する際に方位を一致さ
せれば良いので1/4波長フィルムの進相軸を出射する
円偏光の回転方向と偏光板透過軸の関係に従って画面上
下辺方向あるいは左右辺方向に平行となるよう配置する
ようにすればよい。
When the polarized light separating means is between the light guide plate and the liquid crystal panel, it is only necessary to match the directions when converting the circularly polarized light into the linearly polarized light. According to the relationship between the rotation direction and the polarizing plate transmission axis, they may be arranged so as to be parallel to the upper and lower sides of the screen or the left and right sides of the screen.

【0036】導光板に求められる材質としては前述した
基板材料と同様であり、ガラス、PMMA、PCなどを
用いるようにしてもよい。また、光の偏光度を保つため
に偏光解消性ができるだけ小さいことが求められる。従
って導光板は複屈折性△nが小さいことが要求され、好
ましい複屈折性は△n<10-5、より好ましくは△n<
10-7がよい。そのために導光板は射出成型で製造して
もよいし、また熱可塑成型後十分なアニールを行って内
部応力を取り除くようにしてもよい。
The material required for the light guide plate is the same as the above-mentioned substrate material, and glass, PMMA, PC or the like may be used. In addition, the depolarization property is required to be as small as possible in order to maintain the polarization degree of light. Therefore, the light guide plate is required to have a small birefringence Δn, and the preferable birefringence is Δn <10 −5, more preferably Δn <
10-7 is good. For that purpose, the light guide plate may be manufactured by injection molding, or sufficient annealing may be performed after thermoplastic molding to remove the internal stress.

【0037】また、導光板の全反射を解消し導光板上面
へ光を射出するための反射面としては拡散反射ではなく
鏡面反射を生じるような面を備えることが必要である。
従って、導光板の反射面として輝度が面内で均一化され
るように例えばくさび状の凹凸を設け反射角度を変化さ
せ臨界角外にとることで導光板外へ射出するようにして
もよい。また、導光体の下部に例えば反射シートなどの
反射手段を備えるようにしてもよい。反射シートはアル
ミニウム等の高反射率金属鏡面とするようにしてもよ
い。
Further, it is necessary to provide a surface which causes specular reflection instead of diffuse reflection as a reflection surface for eliminating total reflection of the light guide plate and for emitting light to the upper surface of the light guide plate.
Therefore, for example, wedge-shaped concavities and convexities may be provided as the reflection surface of the light guide plate to change the reflection angle so that the light is emitted outside the light guide plate. Further, a reflection means such as a reflection sheet may be provided below the light guide. The reflecting sheet may be a mirror surface of a metal having a high reflectance such as aluminum.

【0038】本発明の照明装置には光ガイド手段の一部
として、照明光の出射方向を均一化し、集光し、もしく
は屈折率を調節する手段などの、より適切かつ効率よく
光源からの光を表示画面まで導くための手段を設けるよ
うにしてもよい。
In the illuminating device of the present invention, as a part of the light guide means, more appropriate and efficient light from the light source such as means for uniformizing the emitting direction of the illuminating light, condensing the light, or adjusting the refractive index. You may make it provide the means for leading to the display screen.

【0039】出射光を均一化する手段としては例えば拡
散板を用いるようにしてもよい。拡散板には偏光解消性
の少ないすりガラス、もしくはホログラフィック光学素
子を使用するようにしてもよい。
As a means for making the emitted light uniform, for example, a diffusion plate may be used. A frosted glass or a holographic optical element having a low depolarizing property may be used for the diffusion plate.

【0040】また出射光を集光する手段としては、例え
ばプリズムシート、補助導光板、マイクロレンズ、ホロ
グラフィックレンズアレイ等を使用するようにしてもよ
い。屈折率を調節する手段としては、導光板など空気層
から光が入射する光学系の界面反射成分を減らすよう
に、例えばARコートを施すようにしてもよい。また例
えばARコートフィルムを貼着するようにしてもよい。
As the means for collecting the emitted light, for example, a prism sheet, an auxiliary light guide plate, a microlens, a holographic lens array or the like may be used. As a means for adjusting the refractive index, for example, an AR coat may be applied so as to reduce an interface reflection component of an optical system such as a light guide plate into which light enters from an air layer. Alternatively, for example, an AR coat film may be attached.

【0041】本発明の照明装置においては光源から照射
された光源光は、第1の光ガイド手段により偏光分離手
段へ入射する。偏光分離手段に入射した光源光は、第1
の円偏光と第2の円偏光に分離され、第1の円偏光は偏
光分離手段を透過して光源と反対側に出射する。第2の
円偏光は光源側へ反射される。この第2の円偏光は、偏
光変換手段により第1の円偏光に変換され、第1の光ガ
イド手段により再び偏光分離手段へ導かれる。
In the illumination device of the present invention, the light source light emitted from the light source is incident on the polarization splitting means by the first light guide means. The light from the light source incident on the polarized light separating means is
Of the first circularly polarized light and the second circularly polarized light of which the first circularly polarized light is transmitted through the polarized light separating means and is emitted to the side opposite to the light source. The second circularly polarized light is reflected to the light source side. The second circularly polarized light is converted into the first circularly polarized light by the polarization conversion means, and is guided to the polarization separation means again by the first light guide means.

【0042】本発明の照明装置によれば、光源から出射
した光をほとんど損失させることなく第1の円偏光とし
て出射する。
According to the illumination device of the present invention, the light emitted from the light source is emitted as the first circularly polarized light with almost no loss.

【0043】また、位相変換手段を備えれば光源から出
射した光をほとんど損失させることなく直線偏光として
出射する。
If the phase conversion means is provided, the light emitted from the light source is emitted as linearly polarized light with almost no loss.

【0044】さらに第1の偏光変換手段、光ガイド手段
として補助導光板を用いれば偏光分離能が向上する。
Further, when the auxiliary light guide plate is used as the first polarization conversion means and the light guide means, the polarization separation ability is improved.

【0045】本発明の液晶表示装置においては、光源か
ら出射する無偏光の光源光は、偏光分離手段に入射し
て、第1の円偏光と第2の円偏光に分離される。光源側
に反射された第2の円偏光は偏光変換手段により円偏光
の極性が反転し偏光分離手段透過光となる。
In the liquid crystal display device of the present invention, the unpolarized light source light emitted from the light source is incident on the polarization splitting means and split into the first circularly polarized light and the second circularly polarized light. The polarity of the circularly polarized light of the second circularly polarized light reflected on the light source side is inverted by the polarization conversion means and becomes the transmitted light of the polarized light separation means.

【0046】極性のそろった円偏光は位相変換手段を透
過する際に直線偏光に変換される。直線偏光は第2の光
ガイド手段により偏光状態を保ちつつ出射方向を変え、
振動面変換手段に入射し、液晶パネルの入射側偏光板を
透過するような振動面に変換されて、液晶パネルに入射
する。
Circularly polarized light of uniform polarity is converted into linearly polarized light when passing through the phase conversion means. For the linearly polarized light, the emission direction is changed while maintaining the polarization state by the second light guide means,
The light enters the vibrating surface conversion means, is converted into a vibrating surface that passes through the incident side polarization plate of the liquid crystal panel, and enters the liquid crystal panel.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】図1は本発明の照明装置の1例を
概略的に示す斜視図である。
1 is a perspective view schematically showing an example of a lighting device of the present invention.

【0048】この照明装置は光源としては冷陰極蛍光管
101を用いている。この冷陰極蛍光管101は青緑赤
の各色に対応するそれぞれ420〜450nm、520
〜570nm、590〜630nmに主発光スペクトル
を含む三波長管である。この冷陰極蛍光管101を取り
囲むように、断面がU字型のリフレクタ102が配設さ
れており光を所定の方向に反射するようになっている。
This illuminating device uses a cold cathode fluorescent tube 101 as a light source. The cold-cathode fluorescent tube 101 corresponds to each of blue, green, and red, and has a wavelength of 420 to 450 nm and 520
It is a three-wavelength tube having a main emission spectrum at 570 nm and 590 to 630 nm. A reflector 102 having a U-shaped cross section is provided so as to surround the cold cathode fluorescent tube 101 and reflects light in a predetermined direction.

【0049】リフレクタ102の開口部側には第1の偏
光は透過し、第2の偏光は反射する偏光分離手段が配設
されている。偏光分離手段としては光源の主発光スペク
トルの波長領域に対応して干渉波長領域を持つ3層のコ
レステリック液晶シート103、104、105を積層
してガラス基板106、107に挟持させて用いてい
る。
A polarized light separating means for transmitting the first polarized light and reflecting the second polarized light is disposed on the opening side of the reflector 102. As the polarized light separating means, three layers of cholesteric liquid crystal sheets 103, 104 and 105 having an interference wavelength region corresponding to the wavelength region of the main light emission spectrum of the light source are laminated and sandwiched between glass substrates 106 and 107.

【0050】偏光分離手段として、それぞれのコレステ
リック液晶層の間にガラス層を設けて用いるようにして
もよい。さらに、これらコレステリック液晶層をガラス
間に挟んでそれぞれ別体に作製して張り合わせるように
してもよく、この場合ガラス間の屈折率マッチングをと
るようにすればよい。これらのガラス層は少なくとも1
mm以下にすることが望ましい。
A glass layer may be provided between the respective cholesteric liquid crystal layers as the polarized light separating means. Further, these cholesteric liquid crystal layers may be sandwiched between the glasses to be separately manufactured and bonded to each other. In this case, the refractive index matching between the glasses may be performed. At least 1 of these glass layers
mm or less.

【0051】これらコレステリック液晶シート103、
104、105は、同一極性をもつ円偏光が透過、ある
いは反射されるように配置している。また、コレステリ
ック液晶シートの枚数は、光源の主発光スペクトルの
数、波長領域など応じて用いるようにすればよい。
These cholesteric liquid crystal sheets 103,
104 and 105 are arranged so that circularly polarized light having the same polarity is transmitted or reflected. Further, the number of cholesteric liquid crystal sheets may be used according to the number of main emission spectra of the light source, the wavelength region, and the like.

【0052】これらのコレステリック液晶シートは非偏
光入射に対しそれぞれの干渉波長領域で50%の透過
(第1の円偏光成分)と、50%の反射(第2の円偏光
成分)とを生じ、実質的に光の損失はほとんどない。ま
た、干渉波長領域以外では100%透過となる。したが
って、このような特性を有するコレステリック液晶シー
トからなる偏光分離手段に非偏光の白色光を入射すれ
ば、非常に効率よく2つの円偏光に分離することができ
る。
These cholesteric liquid crystal sheets produce 50% transmission (first circularly polarized light component) and 50% reflection (second circularly polarized light component) in each interference wavelength region for non-polarized light incident, Virtually no light loss. In addition, the light is 100% transmitted outside the interference wavelength region. Therefore, when non-polarized white light is incident on the polarized light separating means composed of the cholesteric liquid crystal sheet having such characteristics, it can be separated into two circularly polarized lights very efficiently.

【0053】図1に示した照明装置においては冷陰極蛍
光管101の表面、リフレクタ102、ガラス基板10
6は、光ガイド手段または偏光変換手段として機能す
る。
In the illumination device shown in FIG. 1, the surface of the cold cathode fluorescent tube 101, the reflector 102, and the glass substrate 10 are provided.
6 functions as a light guide unit or a polarization conversion unit.

【0054】冷陰極蛍光管101から照射された光は、
直接またはリフレクタ102により反射されて偏光分離
手段であるコレステリック液晶シート103、104、
105へ入射する。偏光分離手段に入射した光源光は第
1の円偏光と第2の円偏光に分離され、第1の円偏光は
偏光分離手段を透過して光源と反対側に出射する。第2
の円偏光は光源側へ反射される。この第2の円偏光は、
冷陰極蛍光管101の表面、リフレクタ102、ガラス
基板106により反射され再び偏光分離手段へ導かれ
る。反射の際に円偏光の極性は変換されるから、第2の
円偏光は第1の円偏光に変換される。第1の円偏光が第
2の円偏光に変換される場合もあるが、第2の円偏光は
偏光分離手段を透過できずに反射される。したがって、
本実施例の照明装置によれば、光源である冷陰極蛍光管
101から出射した光をほとんど損失させることなく第
1の円偏光としてガラス基板107側へ出射することが
できる。
The light emitted from the cold cathode fluorescent tube 101 is
Cholesteric liquid crystal sheets 103, 104, which are polarization separating means directly or reflected by the reflector 102,
It enters 105. The light source light that has entered the polarization separation means is separated into first circularly polarized light and second circularly polarized light, and the first circularly polarized light passes through the polarization separation means and is emitted to the side opposite to the light source. Second
The circularly polarized light of is reflected to the light source side. This second circularly polarized light is
The light is reflected by the surface of the cold-cathode fluorescent tube 101, the reflector 102, and the glass substrate 106 and is guided again to the polarized light separating means. Since the polarity of the circularly polarized light is converted upon reflection, the second circularly polarized light is converted into the first circularly polarized light. The first circularly polarized light may be converted into the second circularly polarized light, but the second circularly polarized light cannot be transmitted through the polarization separating means and is reflected. Therefore,
According to the illumination device of the present embodiment, the light emitted from the cold cathode fluorescent tube 101, which is the light source, can be emitted to the glass substrate 107 side as the first circularly polarized light with almost no loss.

【0055】図2は偏光分離手段としてコレステリック
液晶シートを用いた場合の光源と、コレステリック液晶
シートの光学特性の関係を示したものである。
FIG. 2 shows the relationship between the light source and the optical characteristics of the cholesteric liquid crystal sheet when the cholesteric liquid crystal sheet is used as the polarized light separating means.

【0056】光源は主発光スペクトルが3つある3波長
蛍光管を使用している。それぞれの発光スペクトルは4
40nmの青(B)色発光スペクトル201、550n
mの緑(G)色発光スペクトル202、610nmの赤
(R)色発光スペクトル203であり、それぞれのスペ
クトルの半値幅は10nm程度となっている。
The light source uses a three-wavelength fluorescent tube having three main emission spectra. Each emission spectrum is 4
40 nm blue (B) emission spectrum 201, 550n
m is a green (G) color emission spectrum 202 and 610 nm is a red (R) color emission spectrum 203, and the half width of each spectrum is about 10 nm.

【0057】一方、BGRそれぞれの発光スペクトルに
対応するコレステリック液晶シートの非偏光入射の条件
での透過率特性は、青色に干渉波長領域を持つ204、
緑色に干渉波長領域を持つ205、赤色に干渉波長領域
を持つ206のようになっている。これらの干渉波長領
域は先に述べた光源の主発光スペクトルのピークを十分
に含むようにする。また後述するように、干渉波長領域
の中心よりも短波長側に主発光スペクトルのピークがあ
るように、干渉波長領域と主発光スペクトルの相対的関
係を定めるようにしてもよい。
On the other hand, the transmittance characteristic of the cholesteric liquid crystal sheet corresponding to each emission spectrum of BGR under the condition of non-polarized incidence is 204, which has an interference wavelength region in blue,
205 has an interference wavelength region in green and 206 has an interference wavelength region in red. These interference wavelength regions should sufficiently include the peak of the main emission spectrum of the light source described above. Further, as will be described later, the relative relationship between the interference wavelength region and the main emission spectrum may be determined so that the peak of the main emission spectrum is on the shorter wavelength side than the center of the interference wavelength region.

【0058】図3は光の入射角度とコレステリック液晶
の干渉特性の関係を示す図である。コレステリック液晶
の干渉波長領域は図3(a)に示すように光が垂直に入
射する場合と、図3(b)に示すように光が斜めに入射
する場合とでは異なった領域となる。すなわち図3
(c)に示すように、垂直入射時の干渉波長領域301
を基準とすると、光が斜めに入射する条件では短波長側
にシフトした干渉波長領域302となる。このため、斜
め入射する光に対しても発光スペクトル303が干渉波
長領域に含まれるように、長波長側に干渉波長領域を広
くとっておくようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the incident angle of light and the interference characteristic of the cholesteric liquid crystal. The interference wavelength region of the cholesteric liquid crystal is a different region when the light is vertically incident as shown in FIG. 3A and when the light is obliquely incident as shown in FIG. That is, FIG.
As shown in (c), the interference wavelength region 301 at the time of vertical incidence
, The interference wavelength region 302 is shifted to the short wavelength side under the condition that light is obliquely incident. Therefore, the interference wavelength region may be wide on the long wavelength side so that the emission spectrum 303 is included in the interference wavelength region even for obliquely incident light.

【0059】また、光源の発光スペクトルのピーク波長
はコレステリック液晶の短波長側の干渉端波長との差2
07よりも長波長側の干渉端波長との差208が大きく
なるようにしてもよい。
The peak wavelength of the emission spectrum of the light source is different from the short wavelength side interference edge wavelength of the cholesteric liquid crystal by 2
The difference 208 from the interference edge wavelength on the longer wavelength side than 07 may be increased.

【0060】図4は偏光分離手段の光源と反対側に位相
変換手段を備えた図1の実施例の変形例とその光学系を
示す図である。図4(a)に例示したこの照明装置では
位相変換手段としてPVAからなる1/4波長フィルム
を、コレステリック液晶シートを挟持する光源と反対側
のガラス基板に貼着して用いている。この偏光分離手段
の後段に位相変換手段を配設すれば直線偏光を取り出す
ことができる。位相変換手段は取り出したい直線偏光の
方位に応じて貼着の向きを調節するようにすればよい。
図4(b)にこの照明装置の光学系と偏光の関係とを示
した。
FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the embodiment of FIG. 1 in which a phase converting means is provided on the side opposite to the light source of the polarization separating means and its optical system. In this illuminating device illustrated in FIG. 4A, a quarter wavelength film made of PVA is used as a phase conversion means by being attached to a glass substrate opposite to the light source holding the cholesteric liquid crystal sheet. Linearly polarized light can be extracted by arranging the phase conversion means after the polarized light separation means. The phase conversion means may adjust the sticking direction according to the azimuth of the linearly polarized light to be taken out.
FIG. 4B shows the relationship between the optical system of this lighting device and the polarization.

【0061】光源401から出射する無偏光(図中N)
の光源光は、偏光分離手段402に入射して、透過側す
なわち光に正対して見たときに極性が時計回り(C+)
の円偏光と反時計回り(C−)の円偏光に分離される。
ここでは、時計回りの円偏光を第1の円偏光とし反時計
回りの円偏光を第2の円偏光としているが、逆の場合も
全く同様である。
Non-polarized light emitted from the light source 401 (N in the figure)
The light source light enters the polarized light separating unit 402 and has a clockwise polarity (C +) when viewed on the transmission side, that is, when facing the light.
And circularly polarized light of counterclockwise (C-).
Here, the clockwise circularly polarized light is the first circularly polarized light and the counterclockwise circularly polarized light is the second circularly polarized light, but the opposite case is exactly the same.

【0062】第2の円偏光(C−)は反射されて光源側
に戻るが、光源表面、リフレクタ、ガラス界面、鏡面等
の偏光変換手段403により円偏光の極性が反転(C
+)し偏光分離手段透過光となる。極性のそろった円偏
光は位相変換手段404を透過する際に直線偏光(図中
S)に変換される。
The second circularly polarized light (C-) is reflected and returned to the light source side, but the polarity of the circularly polarized light is reversed (C) by the polarization conversion means 403 such as the light source surface, the reflector, the glass interface, and the mirror surface.
+) And becomes the light transmitted through the polarized light separating means. Circularly polarized light with uniform polarity is converted into linearly polarized light (S in the figure) when passing through the phase conversion means 404.

【0063】図5は偏光変換手段、位相変換手段の後段
にさらに第2の光ガイド手段を備えた照明装置の1例を
概略的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of an illuminating device further including a second light guide means after the polarization conversion means and the phase conversion means.

【0064】光源501、リフレクタ502、コレステ
リック液晶シートからなる偏光分離手段503、PVA
1/4波長フィルムからなる位相変換手段504により
直線偏光を導光板506側へ出射する。また後述する図
9に示すような補助導光板505を第1の光ガイド手段
の一部として光源と、偏光分離手段との間に配設してい
る。
A light source 501, a reflector 502, a polarized light separating means 503 composed of a cholesteric liquid crystal sheet, and a PVA.
Linearly polarized light is emitted to the light guide plate 506 side by the phase conversion means 504 made of a quarter wavelength film. Further, an auxiliary light guide plate 505 as shown in FIG. 9 described later is arranged between the light source and the polarized light separating means as a part of the first light guide means.

【0065】第2の光ガイド手段は、PMMAの導光板
506、アルミニウム蒸着により作製された鏡面反射シ
ート507、プリズムシート508からその主要部が構
成されている。導光板506の端面から入射した直線偏
光は導光板界面で全反射を受けながら進行する。この場
合、直線偏光の振動面が反射面に対しS偏光入射の条件
となるように位相変換手段504を配設している。した
がって導光板506内で直線偏光の振動面の回転、偏光
解消が生じることはない。また、導光板506の複屈折
は無視できるほど小さいので導光板506内を進行する
ことによる偏光解消も生じず光の偏光状態は保存され
る。
The second light guide means is mainly composed of a PMMA light guide plate 506, a specular reflection sheet 507 produced by aluminum vapor deposition, and a prism sheet 508. The linearly polarized light incident from the end surface of the light guide plate 506 proceeds while undergoing total reflection at the interface of the light guide plate. In this case, the phase converting means 504 is arranged so that the vibrating surface of the linearly polarized light satisfies the condition of the S-polarized light incident on the reflecting surface. Therefore, the vibration plane of the linearly polarized light does not rotate or depolarize in the light guide plate 506. Further, since the birefringence of the light guide plate 506 is so small as to be negligible, depolarization due to traveling in the light guide plate 506 does not occur and the polarization state of light is preserved.

【0066】導光板506にはV字溝509が施されア
ルミニウム反射面が形成されている。この部分で反射さ
れると反射角が変化し全反射条件から外れるために導光
板506から光が出射する。V字溝509も直線偏光の
振動面に対しS偏光入射条件となるように形成している
ため偏光成分は保たれる。したがって、光源から出射し
た光をほとんど損失させることなく振動面のそろった直
線偏光として導光板上側主面から出射することができ
る。
The light guide plate 506 is provided with a V-shaped groove 509 to form an aluminum reflecting surface. When reflected at this portion, the reflection angle changes and the condition for total reflection deviates, so that light is emitted from the light guide plate 506. The V-shaped groove 509 is also formed so that the S-polarized light enters the vibration plane of the linearly polarized light, so that the polarization component is maintained. Therefore, the light emitted from the light source can be emitted from the upper main surface of the light guide plate as linearly polarized light having a uniform vibrating surface with almost no loss.

【0067】導光板506を出射した光を集光し輝度を
向上するためのプリズムシート508を設けるようにし
てもよい。また、プリズムシート508は1枚だけでな
く2枚使用するようにしてもよい。
A prism sheet 508 may be provided to collect the light emitted from the light guide plate 506 and improve the brightness. Further, the number of prism sheets 508 may be two instead of one.

【0068】導光板506のV字溝509は出射する光
の輝度を均一化するため光源に近い側を疎、遠い側を密
とするようにしてもよい。また、V字溝509にアルミ
ニウム反射面を形成せず、一度導光板の下側に出射させ
て鏡面反射シート507で反射させるようにしても同様
の効果を得られる。さらにはV字溝509に替えてV字
型の突起を設けることで反射角度を変えるようにしても
よい。また、例えば1/2波長フィルムなどの位相変換
手段509を設けるようにすれば直線偏光の振動面を変
えることができる。
The V-shaped groove 509 of the light guide plate 506 may be sparse on the side close to the light source and dense on the side far from the light source in order to make the brightness of the emitted light uniform. The same effect can be obtained even if the aluminum reflection surface is not formed in the V-shaped groove 509 and the light is once emitted to the lower side of the light guide plate and reflected by the specular reflection sheet 507. Further, the reflection angle may be changed by providing a V-shaped projection instead of the V-shaped groove 509. Further, by providing the phase conversion means 509 such as a 1/2 wavelength film, the vibration plane of the linearly polarized light can be changed.

【0069】図6は光源と偏光変換手段との間に導光板
を備えた照明装置の1例を示す図である。このような配
置にした場合は、図5に示した照明装置における第2の
光ガイド手段に対応する部分、すなわち導光板601、
鏡面反射シート602は、例えばリフレクタ603とと
もに同様に第1の光ガイド手段または偏光変換手段を構
成する。図6に示した照明装置においてはコレステリッ
ク液晶シートからなる偏光分離手段604を導光板60
1の上側の主面全面に設けてある。導光板601の構成
については図3の実施例と同様である。
FIG. 6 is a view showing an example of an illuminating device provided with a light guide plate between a light source and a polarization converting means. In the case of such an arrangement, a portion corresponding to the second light guide unit in the lighting device shown in FIG. 5, that is, the light guide plate 601,
The specular reflection sheet 602 similarly constitutes a first light guide unit or a polarization conversion unit together with the reflector 603, for example. In the illumination device shown in FIG. 6, the light guide plate 60 is provided with the polarization separation means 604 made of a cholesteric liquid crystal sheet.
1 is provided on the entire main surface on the upper side. The structure of the light guide plate 601 is the same as that of the embodiment of FIG.

【0070】光源605から出射した無偏光光(図中
N)は直接またはリフレクタ603で反射して導光板6
01の端面から入射し、導光板501内を全反射により
進行する。この光は導光板601内または導光板601
の下側に形成されたV字溝606の反射面により反射さ
れ導光板601から出射し、偏光分離手段604に入射
する。
The non-polarized light (N in the figure) emitted from the light source 605 is reflected directly or by the reflector 603, and the light guide plate 6 is obtained.
The light enters from the end face 01 and travels in the light guide plate 501 by total reflection. This light is emitted into the light guide plate 601 or the light guide plate 601.
The light is reflected by the reflection surface of the V-shaped groove 606 formed on the lower side, is emitted from the light guide plate 601, and is incident on the polarization separation unit 604.

【0071】偏光分離手段604に入射した無偏光光で
ある光源光は第1の円偏光と第2の円偏光に分離され、
第1の円偏光は偏光分離手段604を透過して導光板と
反対側に出射する。第2の円偏光(図中C−)は導光板
601側に反射され、導光板601を通過しアルミニウ
ム蒸着により形成された鏡面反射シート602で反射さ
れる。このとき第2の円偏光は第1の円偏光に変換され
て偏光分離手段透過光となる。したがって、光源から照
射される光のほとんどすべての部分はすべて第1の円偏
光として偏光分離手段604から出射する。
The unpolarized light source light that has entered the polarized light separating means 604 is separated into first circularly polarized light and second circularly polarized light,
The first circularly polarized light passes through the polarized light separating means 604 and is emitted to the side opposite to the light guide plate. The second circularly polarized light (C- in the figure) is reflected toward the light guide plate 601, passes through the light guide plate 601, and is reflected by the specular reflection sheet 602 formed by aluminum vapor deposition. At this time, the second circularly polarized light is converted into the first circularly polarized light and becomes the light transmitted through the polarized light separating means. Therefore, almost all of the light emitted from the light source is emitted from the polarization splitting means 604 as the first circularly polarized light.

【0072】偏光分離手段604の後段に例えば1/4
波長フィルムなどの位相変換手段を設ければ直線偏光と
して取り出すことができるのは前述同様である。
For example, 1/4 is provided after the polarization separation means 604.
As described above, linearly polarized light can be extracted by providing a phase conversion means such as a wavelength film.

【0073】また、偏光分離手段604の前後に例えば
すりガラス、ホログラフィック光学素子、プリズムシー
ト、補助導光板、マイクロレンズ、ホログラフィックレ
ンズアレイ、ARコートフィルムなどの第1または第2
の光ガイド手段の一部として設けるようにしてもよい。
Before and after the polarized light separating means 604, for example, first or second frosted glass, holographic optical element, prism sheet, auxiliary light guide plate, microlens, holographic lens array, AR coat film, or the like.
It may be provided as a part of the light guiding means.

【0074】図7は、直下方式の照明装置に本発明を適
用した図6に示した照明装置の1変形例である。導光板
701の下側に光源702、リフレクタ703とを備え
ている。導光板として例えば図9に示すような補助導光
板を用いるようにしすれば、偏光分離手段704へ効率
よく光を導き、また円偏光の極性を変換することができ
る。
FIG. 7 shows a modification of the illumination device shown in FIG. 6 in which the present invention is applied to a direct type illumination device. A light source 702 and a reflector 703 are provided below the light guide plate 701. If an auxiliary light guide plate as shown in FIG. 9 is used as the light guide plate, it is possible to efficiently guide light to the polarization splitting means 704 and convert the polarity of circularly polarized light.

【0075】図8は光ガイド手段または偏光変換手段と
して機能する補助導光板の1例を概略的に示す断面図で
ある。補助導光板801にはアルミニウム蒸着反射面8
02が周期的に配列されており、光源側からの拡散光は
反射面802で反射を繰り返しながら出射し、プリズム
状シート803により平行光化され偏光分離手段804
に入射する。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing an example of an auxiliary light guide plate which functions as a light guide means or a polarization conversion means. The auxiliary light guide plate 801 has an aluminum vapor deposition reflection surface 8
02 are arranged periodically, and diffused light from the light source side is emitted while being repeatedly reflected by the reflecting surface 802, and is collimated by the prismatic sheet 803 to be polarized light separating means 804.
Incident on.

【0076】図9は補助導光板の別の1例を概略的に示
す断面図である。補助導光板901は透明な導光体90
2と鏡面903の組み合わせにより構成されている。補
助導光体を進行する光は突起部904で平行光化され、
偏光分離手段905に入射する。一方、偏光分離手段9
05から反射された第2の円偏光は鏡面903で再度反
射され、このとき第1の円偏光に変換される。このよう
に鏡面903を設けることで光が乱反射されることがな
くなり、効率よく偏光分離手段905へ導くことができ
る。
FIG. 9 is a sectional view schematically showing another example of the auxiliary light guide plate. The auxiliary light guide plate 901 is a transparent light guide 90.
2 and the mirror surface 903. The light traveling through the auxiliary light guide is collimated by the protrusion 904,
It is incident on the polarized light separating means 905. On the other hand, the polarized light separating means 9
The second circularly polarized light reflected from 05 is reflected again on the mirror surface 903, and is converted into the first circularly polarized light at this time. By providing the mirror surface 903 in this way, light is not irregularly reflected and can be efficiently guided to the polarization splitting means 905.

【0077】図10は補助導光板のまた別の1例を概略
的に示す断面図である。補助導光板1001は全反射に
より多重反射を生じるような角度に形成されており、光
源からの拡散光は全反射により集光され、あるいは全反
射を外れた角度で屈折されて平行光化される。この場
合、鏡面反射がないので多重反射による光損失はほとん
ど生じることなく、光源光を偏光分離手段側1002へ
導くことができる。
FIG. 10 is a sectional view schematically showing another example of the auxiliary light guide plate. The auxiliary light guide plate 1001 is formed at an angle such that multiple reflection occurs due to total reflection, and diffused light from the light source is condensed by total reflection or refracted at an angle outside total reflection to be parallel light. . In this case, since there is no specular reflection, the light source light can be guided to the polarization separation unit side 1002 with almost no light loss due to multiple reflection.

【0078】図11は補助導光板のさらに別の1例を概
略的に示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view schematically showing still another example of the auxiliary light guide plate.

【0079】補助導光板1101には円柱状の複数の径
の異なる穴1102が形成されており、光出射側には反
射面1103が形成されている。光源からの拡散光は円
柱穴1102を反射界面とし、全反射もしくは屈折を生
じながら進行する。穴の大きさ、形状を最適化すること
で光は反射面1103を設けてある以外の部分から効率
よく偏光分離手段1104に入射することができる。偏
光分離手段1104から反射された光は反射面1103
で鏡面反射されるので効率よく第2の円偏光を第1の円
偏光に変換することができる。
A plurality of cylindrical holes 1102 having different diameters are formed in the auxiliary light guide plate 1101, and a reflecting surface 1103 is formed on the light emitting side. The diffused light from the light source travels while causing total reflection or refraction by using the cylindrical hole 1102 as a reflection interface. By optimizing the size and shape of the hole, the light can be efficiently incident on the polarized light separating means 1104 from the portion other than the portion where the reflecting surface 1103 is provided. The light reflected from the polarization splitting means 1104 has a reflecting surface 1103.
The second circularly polarized light can be efficiently converted into the first circularly polarized light because it is specularly reflected by.

【0080】図12は偏光分離手段への光入射角度と偏
光度との関係を示した図である。光入射角度が大きくな
るに従って偏光度が低下、すなわち第1の円偏光と第2
の円偏光の分離性能が劣化する。従って、上で述べたよ
うな補助導光板を設けることにより、小さい入射角で光
を入射させるようにすれば光の利用率は高いものとな
り、照明装置の輝度が向上する。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the incident angle of light on the polarization splitting means and the degree of polarization. The degree of polarization decreases as the incident angle of light increases, that is, the first circularly polarized light and the second circularly polarized light
The performance of separating the circularly polarized light deteriorates. Therefore, by providing the auxiliary light guide plate as described above so that the light is incident at a small incident angle, the light utilization rate becomes high and the brightness of the illuminating device is improved.

【0081】図13は偏光分離手段とともに補助導光板
を用いた場合と用いない場合の偏光分離手段の偏光分離
能を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the polarization splitting ability of the polarization splitting means with and without the use of the auxiliary light guide plate together with the polarization splitting means.

【0082】図14は補助導光板を備えた照明装置の1
例を概略的に示す図である。偏光分離手段1401の機
能を十分に発揮させるために、偏光分離手段1401の
光入射側に光ガイド手段または偏光変換手段として機能
する補助導光板1402を設けたものである。偏光分離
手段1401を光源1403およびリフレクタ1404
と導光板1405との間に設けた照明装置の、光源14
03と偏光分離手段1401との間に補助導光板を配設
している。
FIG. 14 shows a lighting device 1 having an auxiliary light guide plate.
It is a figure which shows an example schematically. In order to fully exhibit the function of the polarization splitting means 1401, an auxiliary light guide plate 1402 functioning as a light guide means or a polarization converting means is provided on the light incident side of the polarization splitting means 1401. The polarized light separating means 1401 is connected to the light source 1403 and the reflector 1404.
Of the lighting device provided between the light guide plate 1405 and the light guide plate 1405.
An auxiliary light guide plate is arranged between the light guide plate 03 and the polarization splitting means 1401.

【0083】図15は偏光分離手段1501を導光板1
502の光出射面全面に設けた照明装置の、導光板15
02と偏光分離手段1501との間に補助導光板150
3を配設している。
FIG. 15 shows the polarization splitting means 1501 as the light guide plate 1.
The light guide plate 15 of the illumination device provided on the entire light emitting surface of 502.
02 and the polarization separation means 1501 between the auxiliary light guide plate 150.
3 are arranged.

【0084】以上説明した照明装置は、偏光顕微鏡をは
じめとして、偏光を用いる光学系に広く適用できるもの
である。例えば、液晶表示装置、投射型表示装置の光学
系に適用することができる。
The illumination device described above can be widely applied to an optical system using polarized light, including a polarization microscope. For example, it can be applied to an optical system of a liquid crystal display device or a projection type display device.

【0085】図16は本発明の液晶表示装置の1例を概
略的に示した断面図である。この液晶表示装置は、液晶
層1601の光入射側と出射側にそれぞれ偏光板160
2、1603を有する液晶パネル1604と、光源16
05と、偏光分離手段である複数のコレステリック液晶
シート1606と、円偏光変換手段1607と、補助導
光板1608と、位相変換手段であるPVA1/4波長
フィルム1609と、直線偏光の振動面変換手段である
PVA1/2波長フィルム1610と、偏光分離手段透
過光を液晶パネルへ導く第2の光ガイド手段として導光
板1611、鏡面反射シート1612、プリズムシート
1613とを備えたものである。また、この液晶表示装
置の液晶動作モードはTNであるが、他の動作モードを
用いた液晶表示装置に適用するようにしてもよい。
FIG. 16 is a sectional view schematically showing an example of the liquid crystal display device of the present invention. This liquid crystal display device has polarizing plates 160 on the light incident side and the light emitting side of the liquid crystal layer 1601, respectively.
2, a liquid crystal panel 1604 having 1603, and a light source 16
05, a plurality of cholesteric liquid crystal sheets 1606 which are polarization separation means, a circular polarization conversion means 1607, an auxiliary light guide plate 1608, a PVA1 / 4 wavelength film 1609 which is a phase conversion means, and a vibration plane conversion means for linearly polarized light. It is provided with a certain PVA 1/2 wavelength film 1610 and a light guide plate 1611, a specular reflection sheet 1612, and a prism sheet 1613 as second light guide means for guiding the light transmitted through the polarized light separating means to the liquid crystal panel. Further, although the liquid crystal operation mode of this liquid crystal display device is TN, it may be applied to a liquid crystal display device using another operation mode.

【0086】この液晶表示装置の照明装置に対応する部
分の基本的構成は、前述の各照明装置同様である。すな
わち、光源から発射された光源光は、第1の光ガイド手
段、偏光変換手段であるリフレクタ1614、補助導光
板1608とコレステリック液晶シート1606により
極性のそろった第1の円偏光となる。
The basic structure of the portion of the liquid crystal display device corresponding to the lighting device is the same as that of the above-mentioned lighting devices. That is, the light source light emitted from the light source becomes the first circularly polarized light having the same polarity by the first light guide unit, the reflector 1614 which is the polarization conversion unit, the auxiliary light guide plate 1608 and the cholesteric liquid crystal sheet 1606.

【0087】極性のそろった第1の円偏光はPVA1/
4波長フィルム1609によって直線偏光(図中S)に
変換され、PMMA導光板1611に入射する。このと
き導光板の上下全反射面に対し偏光方向をS偏光入射と
なるように1/4波長フィルムを配設している。導光板
の下側主面の下部にはアルミニウム蒸着により作製され
た鏡面反射シート1612が配設され、上側主面の上部
にはプリズムシート1613が配設されている。
The first circularly polarized light with uniform polarity is PVA1 /
It is converted into linearly polarized light (S in the figure) by the four-wavelength film 1609 and enters the PMMA light guide plate 1611. At this time, a quarter-wave film is arranged so that the polarization direction is S-polarized incidence on the upper and lower total reflection surfaces of the light guide plate. A specular reflection sheet 1612 made by vapor deposition of aluminum is provided below the lower main surface of the light guide plate, and a prism sheet 1613 is provided above the upper main surface.

【0088】振動面変換手段であるPVA1/2波長フ
ィルム1610は、プリズムシート1613と、液晶パ
ネル1604との間に配設されている。この振動面変換
手段は、位相変換手段によって得られた直線偏光の振動
面を液晶パネルの入射側偏光板の光透過軸と一致させる
ための手段であるから、位相変換手段と入射側偏光板の
間のいずれの位置に配設してもよい。また、複数配設す
るようにしてもよい。
The PVA 1/2 wavelength film 1610 which is the vibration surface converting means is arranged between the prism sheet 1613 and the liquid crystal panel 1604. The vibrating surface converting means is a means for matching the vibrating surface of the linearly polarized light obtained by the phase converting means with the light transmission axis of the incident side polarizing plate of the liquid crystal panel. It may be arranged at any position. Moreover, you may make it arrange | position a plurality.

【0089】導光板1611に入射した直線偏光は導光
板1611界面で全反射を受けながら進行するが、直線
偏光の振動面が反射面に対しS偏光入射の条件となって
いるので振動面の回転、偏光解消は生じない。また、導
光板1611の複屈折は無視できるほど小さいので導光
板1611内を進行することによる偏光解消も生じずに
光の偏光状態は保存される。
The linearly polarized light incident on the light guide plate 1611 proceeds while undergoing total reflection at the interface of the light guide plate 1611. However, since the vibrating surface of the linearly polarized light is the condition of S polarized light incidence on the reflecting surface, the vibrating surface is rotated. , Depolarization does not occur. In addition, since the birefringence of the light guide plate 1611 is so small that it can be ignored, the polarization state of light is preserved without depolarization caused by traveling in the light guide plate 1611.

【0090】導光板1611を出射した光はプリズムシ
ート1613によって出射方向が整えられPVA1/2
波長フィルム1610に入射する。
The light emitted from the light guide plate 1611 is adjusted in its emission direction by the prism sheet 1613 and PVA1 / 2.
It is incident on the wavelength film 1610.

【0091】導光板1611、プリズムシート1613
を出射した直線偏光の振動方向はこの場合液晶パネル1
604の表示画面の上下辺方向に垂直な方向となってい
る。この液晶パネル1604の偏光板透過軸は表示画面
の上下辺方向から45°傾いているため、直線偏光の振
動方向と偏光板透過軸を一致させるために1/2波長フ
ィルム1610によって偏光方向を45°回転(図中S
+45°)させて液晶パネルの入射側偏光板1602に
導く。回転させる直線偏光の振動方向は45°に限らず
液晶パネルの偏光板透過軸に一致させるように1/2波
長フィルムを配設すればよい。
Light guide plate 1611 and prism sheet 1613
In this case, the vibration direction of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal panel 1
It is a direction perpendicular to the upper and lower sides of the display screen 604. Since the polarizing plate transmission axis of the liquid crystal panel 1604 is inclined by 45 ° from the vertical direction of the display screen, the polarization direction is set to 45 by the ½ wavelength film 1610 in order to match the vibration direction of the linearly polarized light with the polarizing plate transmission axis. Rotation (S in the figure
+ 45 °) and guide it to the incident side polarization plate 1602 of the liquid crystal panel. The vibrating direction of the linearly polarized light to be rotated is not limited to 45 °, and the ½ wavelength film may be arranged so as to match the transmission axis of the polarizing plate of the liquid crystal panel.

【0092】プリズムシートを1613配設する向き
は、入射光がS偏光の場合には図16に示した向きから
90°回転させるようにしてもよい。P偏光の場合は図
16に示した向きとするのが好ましい。
The prism sheet 1613 may be arranged in a direction rotated by 90 ° from the direction shown in FIG. 16 when the incident light is S-polarized light. In the case of P-polarized light, the orientation shown in FIG. 16 is preferable.

【0093】また、プリズムシート1613と1/2波
長フィルム1610の順序を入れ替えるようにしてもよ
い。
The order of the prism sheet 1613 and the half-wave film 1610 may be exchanged.

【0094】このような構成により、装置を大型化する
ことなく、従来は液晶パネルの入射側偏光板によって吸
収され照明光として利用されていなかった光成分を吸収
されることなく有効な照明光として利用することができ
るため、光利用効率の向上した輝度の高い液晶表示装置
となる。また、消費電力も低くなる。
With such a structure, an effective illumination light can be obtained without increasing the size of the device and without absorbing a light component which was conventionally absorbed by the incident side polarization plate of the liquid crystal panel and was not used as illumination light. Since the liquid crystal display device can be used, the liquid crystal display device has high brightness and high light utilization efficiency. In addition, power consumption is also reduced.

【0095】図16に例示した液晶表示装置に対応する
光学系の光学部品の配置と偏光の関係を図17に示し
た。ここで例示する偏光分離手段1702は第1の円偏
光を透過し第2の円偏光を反射するものを用いている。
FIG. 17 shows the relationship between the arrangement of the optical components of the optical system corresponding to the liquid crystal display device illustrated in FIG. 16 and the polarization. The polarized light separating means 1702 exemplified here is one that transmits the first circularly polarized light and reflects the second circularly polarized light.

【0096】光源1701から出射する無偏光(図中
N)の光源光は、偏光分離手段1702に入射して、透
過側すなわち光に正対して見たときに極性が時計回り
(C+)の円偏光と反時計回り(C−)の円偏光に分離
される。ここでは、時計回りの円偏光を第1の円偏光と
し反時計回りの円偏光を第2の円偏光としているが、逆
の場合も全く同様である。
Non-polarized (N in the figure) light source light emitted from the light source 1701 is incident on the polarization separation means 1702 and is a circle having a clockwise (C +) polarity when viewed on the transmission side, that is, when facing the light. It is separated into polarized light and counterclockwise (C-) circularly polarized light. Here, the clockwise circularly polarized light is the first circularly polarized light and the counterclockwise circularly polarized light is the second circularly polarized light, but the opposite case is exactly the same.

【0097】第2の円偏光(C−)は反射されて光源側
に戻るが、光源表面、リフレクタ、ガラス界面、鏡面等
の偏光変換手段1703により円偏光の極性が反転(C
+)し偏光分離手段透過光となる。これまでも説明して
きたように、これらの偏光変換手段1702は第1の光
ガイド手段と兼用するようにしてもよい。
The second circularly polarized light (C-) is reflected and returns to the light source side, but the polarity of the circularly polarized light is reversed (C) by the polarization conversion means 1703 such as the light source surface, the reflector, the glass interface, and the mirror surface.
+) And becomes the light transmitted through the polarized light separating means. As described above, these polarization conversion means 1702 may also be used as the first light guide means.

【0098】極性のそろった円偏光は位相変換手段17
04を透過する際に直線偏光(図中S)に変換される。
その際の進相軸(F)と入射円偏光(C+)、出射直線
偏光(S)の関係は図18に示した通りである。
Circularly polarized light of uniform polarity is phase conversion means 17
When transmitted through 04, it is converted into linearly polarized light (S in the figure).
The relationship between the fast axis (F) and the incident circularly polarized light (C +) and the outgoing linearly polarized light (S) at that time is as shown in FIG.

【0099】直線偏光は、例えば図16に例示した液晶
表示装置では第2の光ガイド手段の一部である導光板反
射面で偏光状態を保ちつつ出射方向を変え、振動面変換
手段1705に入射する。液晶パネルの入射側偏光板1
706の透過軸(T)が、例えば図19に示すようにS
偏光方向から45°回転した位置にある場合には、図2
0に示すように振動面変換手段の進相軸を偏光板透過軸
と直線偏光成分の角度を2分する22.5°とすれば偏
光板透過光(S+45°)となる。
In the liquid crystal display device illustrated in FIG. 16, for example, the linearly polarized light is incident on the vibration surface conversion means 1705 while changing the emission direction while maintaining the polarization state on the reflection surface of the light guide plate which is a part of the second light guide means. To do. Polarizing plate 1 for liquid crystal panel
The transmission axis (T) of 706 is S as shown in FIG.
When it is rotated by 45 ° from the polarization direction,
As shown in 0, if the fast axis of the vibrating surface conversion means is 22.5 ° that bisects the angle of the linearly polarized light component with the polarizing plate transmission axis, the polarizing plate transmitted light (S + 45 °) is obtained.

【0100】偏光分離手段1702を透過する円偏光の
極性は、反射され、あるいは透過される偏光の極性がそ
ろっていればよく、時計回りの円偏光(第1の円偏光)
が反射され、反時計回りの円偏光(第2の円偏光)が透
過されるようにしてもよい。また、導光板に入射する直
線偏光がS偏光ではなくP偏光であっても良い。これら
の条件に合わせて1/4波長フィルム、1/2波長フィ
ルムの進相軸を調整して最終的に液晶パネルの偏光板透
過軸を透過するようにすればよい。
The polarities of the circularly polarized light transmitted through the polarized light separating means 1702 may be the same as the polarities of the polarized light reflected or transmitted, and the clockwise circularly polarized light (first circularly polarized light).
May be reflected, and counterclockwise circularly polarized light (second circularly polarized light) may be transmitted. Further, the linearly polarized light incident on the light guide plate may be P polarized light instead of S polarized light. The fast axes of the quarter-wave film and the half-wave film may be adjusted according to these conditions so that they finally pass through the transmission axis of the polarizing plate of the liquid crystal panel.

【0101】図21は本発明の液晶表示装置の別の1例
の構成を説明する図である。この液晶表示装置では偏光
分離手段は導光板上側主面全面に配設してある。また、
液晶の動作モードはSTNであるが、他の動作モードを
用いた液晶表示装置に適用するようにしてもよい。
FIG. 21 is a diagram for explaining the structure of another example of the liquid crystal display device of the present invention. In this liquid crystal display device, the polarized light separating means is arranged on the entire upper main surface of the light guide plate. Also,
Although the operation mode of the liquid crystal is STN, it may be applied to a liquid crystal display device using another operation mode.

【0102】冷陰極蛍光管2101リフレクタ2102
からなる光源部から出射した無偏光の光源光(図中N)
は導光板2103内を全反射により進行する。導光板の
V字溝2104での反射により複数のコレステリック液
晶シートが透明フィルム基板に挟持された偏光分離手段
2104に入射する。
Cold cathode fluorescent tube 2101 reflector 2102
Non-polarized light source light emitted from the light source part (N in the figure)
Travels in the light guide plate 2103 by total reflection. A plurality of cholesteric liquid crystal sheets enter the polarization separation means 2104 sandwiched by the transparent film substrates due to reflection at the V-shaped groove 2104 of the light guide plate.

【0103】偏光分離手段2104に入射した無偏光の
光源光は極性の異なる第1の円偏光と第2の円偏光の2
つの円偏光成分に分離される。反射光成分(図中C−)
である第2の円偏光は導光板2103を通過しアルミニ
ウム蒸着反射面2105での反射により偏光成分が反転
(C+)し偏光分離手段透過光となる。
The non-polarized light source light incident on the polarized light separating means 2104 is divided into the first circularly polarized light and the second circularly polarized light having different polarities.
It is separated into two circularly polarized light components. Reflected light component (C- in the figure)
The second circularly polarized light passing through the light guide plate 2103 is reflected by the aluminum vapor deposition reflection surface 2105 so that the polarization component is inverted (C +) and becomes the light transmitted by the polarized light separating means.

【0104】偏光分離手段を透過した円偏光成分は位相
変換手段である1/4波長フィルム2105により液晶
パネル2106の入射側偏光板2107の偏光板透過軸
に一致する直線偏光に変換されたうえで、液晶パネルの
入射側偏光板2107に入射する。したがって、これま
で用いることができなかった光源光の半分の成分を利用
することができ、輝度が高く消費電力が少ない光利用率
の高い液晶表示装置となる。
The circularly polarized light component transmitted through the polarized light separating means is converted into linearly polarized light which coincides with the polarizing plate transmission axis of the incident side polarizing plate 2107 of the liquid crystal panel 2106 by the quarter wavelength film 2105 which is the phase converting means. , Enters the incident side polarization plate 2107 of the liquid crystal panel. Therefore, it is possible to use half the components of the light source light that could not be used until now, and the liquid crystal display device has a high light utilization rate and a high luminance and a low power consumption.

【0105】また、プリズムシート2108により集光
してから液晶パネル2106の入射側偏光板2107に
入射するようにしてもよい。また、プリズムシート21
07は複数用いるようにしてもよい。さらに偏光分離手
段2104の前段に配設するようにしてもよい、この場
合プリズムシートは第1の光ガイド手段の一部を構成す
ることになる。
Alternatively, the light may be condensed by the prism sheet 2108 and then incident on the incident side polarization plate 2107 of the liquid crystal panel 2106. In addition, the prism sheet 21
A plurality of 07 may be used. Further, it may be arranged before the polarization separation means 2104. In this case, the prism sheet constitutes a part of the first light guide means.

【0106】図22は本発明の液晶表示装置のまた別の
1例の構成を概略的に説明する断面図である。この液晶
表示装置においては図16に例示した液晶表示装置にお
いて導光板2201の下部に設けられていたV字溝22
02を上面側に設けるようにしている。このV字溝22
02はV字型突起とするようにしてもよい。
FIG. 22 is a sectional view for schematically explaining the constitution of another example of the liquid crystal display device of the present invention. In this liquid crystal display device, the V-shaped groove 22 provided below the light guide plate 2201 in the liquid crystal display device illustrated in FIG.
02 is provided on the upper surface side. This V-shaped groove 22
02 may be a V-shaped projection.

【0107】このような構成にした場合、金属反射シー
トを用いる必要がなく、全反射条件を外れて導光板22
01を出射する光は金属反射による損失を受けない。こ
のためより高い効率で光を出射することができる。しか
しながら導光板2201を出射する光は斜め方向に出射
する成分が大部分を占めるため、図23に示すように最
大輝度方向が画面垂直方向を外れてしまう。HOE(ホ
ログラフィック光学素子)2203を新たに加えること
で偏光を保存したままに示すように最大輝度方向と画面
垂直方向を一致させるているものである。
In the case of such a structure, it is not necessary to use a metal reflection sheet, and the light guide plate 22 is out of the condition of total reflection.
The light emitted from 01 does not suffer the loss due to metal reflection. Therefore, light can be emitted with higher efficiency. However, most of the light emitted from the light guide plate 2201 is a component emitted in an oblique direction, so that the maximum luminance direction deviates from the screen vertical direction as shown in FIG. By newly adding a HOE (holographic optical element) 2203, the maximum brightness direction and the vertical direction of the screen are made to coincide with each other as shown while keeping the polarization.

【0108】HOE2203は図22に例示した液晶表
示装置だけでなく、他の液晶表示装置や照明装置におい
て、輝度方向を最適化する目的で第2の光ガイド手段と
して用いるようにしてもよい。また、HOE2203を
配設する位置もプリズムシート2204、1/2波長フ
ィルム2205と入れ替えて配設するようにしてもよ
い。
The HOE 2203 may be used not only in the liquid crystal display device illustrated in FIG. 22 but also in other liquid crystal display devices and lighting devices as the second light guide means for the purpose of optimizing the luminance direction. Further, the position where the HOE 2203 is provided may be replaced with the prism sheet 2204 and the half-wave film 2205.

【0109】図24は本発明の液晶表示装置のさらに別
の1例の構成を概略的に示す断面図である。この液晶表
示装置では液晶パネル2401の視角を改善する目的で
第2の光ガイド手段の一部として拡散板を用いるように
したものである。拡散板としては例えばHOE拡散板2
402を用いるようにしてもよい。
FIG. 24 is a sectional view schematically showing the structure of still another example of the liquid crystal display device of the present invention. In this liquid crystal display device, a diffusing plate is used as a part of the second light guide means for the purpose of improving the viewing angle of the liquid crystal panel 2401. As the diffusion plate, for example, the HOE diffusion plate 2
You may make it use 402.

【0110】この液晶表示装置において1/2波長フィ
ルム2403を出射した光はHOE拡散板2402によ
って偏光状態を保存したまま表示画面の斜め方向に拡散
される。このため図25に示すように液晶パネル240
1を通過した後の画面輝度分布は、HOE拡散板240
2を設けていない状態に比較して斜め方向の輝度が均一
化される。さらに、出射した光の偏光状態を保存するこ
とができるため、通常の白色拡散板を使用した場合に比
較して液晶パネル2401の偏光板での光の吸収を少な
く、すなわち画面全体の輝度を向上することができる。
In this liquid crystal display device, the light emitted from the ½ wavelength film 2403 is diffused by the HOE diffusion plate 2402 in the oblique direction of the display screen while maintaining the polarization state. Therefore, as shown in FIG.
The screen brightness distribution after passing 1 is the HOE diffusion plate 240
The luminance in the oblique direction is made uniform as compared with the state in which 2 is not provided. Further, since the polarization state of the emitted light can be preserved, the light absorption by the polarizing plate of the liquid crystal panel 2401 is less than that in the case of using a normal white diffuser, that is, the brightness of the entire screen is improved. can do.

【0111】なお、この拡散シートは図24に例示した
液晶表示装置だけでなく、他の液晶表示装置や照明装置
において、輝度方向を最適化する目的で第2の光ガイド
手段として用いるようにしてもよい。また、プリズムシ
ート2404、1/2波長フィルム2403と入れ換え
て配設するようにしてもよい。
The diffusion sheet is used not only in the liquid crystal display device illustrated in FIG. 24 but also in other liquid crystal display devices and lighting devices as the second light guide means for the purpose of optimizing the luminance direction. Good. Further, the prism sheet 2404 and the ½ wavelength film 2403 may be replaced with each other.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上のように本発明の照明装置によれ
ば、光源光を効率よく極性のそろった円偏光として出射
することができる。また光源光を効率よく振動面のそろ
った直線偏光として出射することができる。
As described above, according to the illumination device of the present invention, the light from the light source can be efficiently emitted as circularly polarized light with uniform polarity. Further, the light from the light source can be efficiently emitted as linearly polarized light having a uniform vibrating surface.

【0113】本発明の液晶表示装置によれば、装置を大
型化することなく光源光の利用率を向上し、表示輝度を
高くすることができる。また消費電力を小さくすること
ができる。
According to the liquid crystal display device of the present invention, the utilization factor of the light source light can be improved and the display brightness can be increased without increasing the size of the device. In addition, power consumption can be reduced.

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

【図1】 本発明の照明装置の1例を概略的に示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a lighting device of the present invention.

【図2】 光源と偏光分離手段の光学特性の関係を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between optical characteristics of a light source and a polarization splitting means.

【図3】 光の入射角度とコレステリック液晶の干渉特
性の関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an incident angle of light and an interference characteristic of a cholesteric liquid crystal.

【図4】 本発明の照明装置の1例とその光学系を概略
的に示す図。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of an illumination device of the present invention and its optical system.

【図5】 本発明の照明装置の1例を概略的に示す断面
図。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of a lighting device of the present invention.

【図6】 本発明の照明装置の1例を概略的に示す断面
図。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing an example of a lighting device of the present invention.

【図7】 本発明の照明装置の1例を概略的に示す断面
図。
FIG. 7 is a sectional view schematically showing an example of a lighting device of the present invention.

【図8】 補助導光板の1例を概略的に示す断面図。FIG. 8 is a sectional view schematically showing an example of an auxiliary light guide plate.

【図9】 補助導光板の1例を概略的に示す断面図。FIG. 9 is a sectional view schematically showing an example of an auxiliary light guide plate.

【図10】 補助導光板の1例を概略的に示す断面図。FIG. 10 is a sectional view schematically showing an example of an auxiliary light guide plate.

【図11】 補助導光板の1例を概略的に示す断面図。FIG. 11 is a sectional view schematically showing an example of an auxiliary light guide plate.

【図12】 偏光分離手段への入射角と偏光分離能の関
係を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between an incident angle to a polarized light separating means and a polarized light separating ability.

【図13】 補助導光板の有無と偏光分離能の関係を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the presence / absence of an auxiliary light guide plate and the polarization separation ability.

【図14】 補助導光板を備えた照明装置の1例を示す
断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a lighting device including an auxiliary light guide plate.

【図15】 補助導光板を備えた照明装置の1例を示す
断面図。
FIG. 15 is a sectional view showing an example of a lighting device including an auxiliary light guide plate.

【図16】 本発明の液晶表示装置を概略的に示す断面
図。
FIG. 16 is a sectional view schematically showing a liquid crystal display device of the present invention.

【図17】 図16の液晶表示装置の光学系と偏光の関
係を模式的に示す図。
17 is a diagram schematically showing the relationship between the optical system and polarized light of the liquid crystal display device of FIG.

【図18】 偏光の様子を模式的に示す図。FIG. 18 is a diagram schematically showing the state of polarization.

【図19】 偏光の様子を模式的に示す図。FIG. 19 is a diagram schematically showing the state of polarized light.

【図20】 偏光の様子を模式的に示す図。FIG. 20 is a diagram schematically showing the state of polarization.

【図21】 本発明の液晶表示装置の1例を概略的に示
す断面図。
FIG. 21 is a sectional view schematically showing an example of a liquid crystal display device of the present invention.

【図22】 本発明の液晶表示装置の1例を概略的に示
す断面図。
FIG. 22 is a sectional view schematically showing an example of a liquid crystal display device of the present invention.

【図23】 HOEの有無と出射光の最大輝度方向の関
係を示す図。
FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the presence or absence of HOE and the maximum luminance direction of emitted light.

【図24】 本発明の液晶表示装置の1例を概略的に示
す断面図。
FIG. 24 is a sectional view schematically showing an example of a liquid crystal display device of the present invention.

【図25】 拡散板の有無と画面輝度分布の関係を示す
図。
FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the presence or absence of a diffusion plate and the screen brightness distribution.

【図26】 エッジライト方式の照明装置の1例を示す
斜視図。
FIG. 26 is a perspective view showing an example of an edge light type illumination device.

【図27】 直下方式の照明装置の1例を示す斜視図。FIG. 27 is a perspective view showing an example of a direct type illumination device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101……冷陰極蛍光管、102……リフレクタ、10
3、104、105……コレステリック液晶シート 106、107……ガラス基板、501……光源、50
2……リフレクタ 503……偏光分離手段、504……位相変換手段、5
05……補助導光板 506……導光板、507……鏡面反射シート、508
……プリズムシート 509……V字溝、601……導光板、602……鏡面
反射シート 603……リフレクタ、604……偏光分離手段、70
1……導光板 702……光源、703……リフレクタ、801……補
助導光板 802……アルミニウム蒸着反射面、803……プリズ
ム状シート 901……補助導光板、902……導光体、903……
鏡面、904……突起部 905……偏光分離手段、1601……液晶層、160
2、1603……偏光板 1604……液晶パネル、1605……光源、1606
……偏光分離手段 1607……偏光変換手段、1608……補助導光板 1609……1/4波長フィルム、1610……1/2
波長フィルム 1611……導光板、1612……鏡面反射シート 1613……プリズムシート、1614……リフレク
タ,1701……光源 1702……偏光分離手段、1703……偏光変換手段 1704……位相変換手段、1705……振動面変換手
段 1706入射側偏光板、2201……導光板、2202
……V字溝 2203……ホログラフィック光学素子、2204……
プリズムシート 2205……1/2波長フィルム、2401……液晶パ
ネル 2402……HOE拡散板、2403……1/2波長フ
ィルム 2404……プリズムシート
101 ... Cold cathode fluorescent tube, 102 ... Reflector, 10
3, 104, 105 ... Cholesteric liquid crystal sheet 106, 107 ... Glass substrate, 501 ... Light source, 50
2 ... Reflector 503 ... Polarization separation means, 504 ... Phase conversion means, 5
05 ... auxiliary light guide plate 506 ... light guide plate, 507 ... specular reflection sheet, 508
...... Prism sheet 509 V-shaped groove 601, light guide plate 602 specular reflection sheet 603 reflector 604 polarization splitting means 70
1 ... Light guide plate 702 ... Light source, 703 ... Reflector, 801 ... Auxiliary light guide plate 802 ... Aluminum vapor deposition reflection surface, 803 ... Prism sheet 901 ... Auxiliary light guide plate, 902 ... Light guide body, 903 ......
Mirror surface, 904 ... Projection portion 905 ... Polarization separating means, 1601 ... Liquid crystal layer, 160
2, 1603 ... Polarizing plate 1604 ... Liquid crystal panel, 1605 ... Light source, 1606
...... Polarization separation means 1607 ...... Polarization conversion means 1608 ...... Auxiliary light guide plate 1609 ...... 1/4 wavelength film, 1610 ...... 1/2
Wavelength film 1611 ... Light guide plate, 1612 ... Specular reflection sheet 1613 ... Prism sheet, 1614 ... Reflector, 1701 ... Light source 1702 ... Polarization separation means 1703 ... Polarization conversion means 1704 ... Phase conversion means, 1705 ...... Vibration surface conversion means 1706 Incident side polarization plate 2201 ...... Light guide plate 2202
V-shaped groove 2203 holographic optical element 2204
Prism sheet 2205 …… 1/2 wavelength film 2401 …… Liquid crystal panel 2402 …… HOE diffuser plate, 2403 …… 1/2 wavelength film 2404 …… Prism sheet

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、 前記光源からの光源光を互いに振動面の回転方向が逆向
きな第1の円偏光と第2の円偏光とに前記第1の円偏光
は透過し前記第2の円偏光は反射することにより分離す
るらせん構造分子による偏光分離手段と、 前記第2の円偏光を前記第1の円偏光に変換する円偏光
変換手段と、 前記光源光または前記第1の円偏光を所定の入射角で偏
光分離手段へ入射させる光ガイド手段と、 前記偏光分離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に
変換する位相変換手段とを具備することを特徴とする照
明装置。
1. A light source, and a first circularly polarized light and a second circularly polarized light of which light source light from the light source is oscillated in opposite directions of rotation, and the first circularly polarized light is transmitted through the second circularly polarized light. Polarized light separating means by a helical structure molecule that separates the circularly polarized light by reflecting, circularly polarized light converting means for converting the second circularly polarized light into the first circularly polarized light, the source light or the first circularly polarized light An illuminating device comprising: a light guide means for making polarized light incident on the polarized light separating means at a predetermined incident angle; and a phase converting means for converting the first circularly polarized light transmitted through the polarized light separating means into linearly polarized light. .
【請求項2】 光源と、 前記光源からの光源光を互いに振動面の回転方向が逆向
きな第1の円偏光と第2の円偏光とに前記第1の円偏光
は透過し前記第2の円偏光は反射することにより分離す
るらせん構造分子による偏光分離手段と、 前記第2の円偏光を前記第1の円偏光に変換する円偏光
変換手段と、 前記光源光または前記第1の円偏光を所定の入射角で偏
光分離手段へ入射させる第1の光ガイド手段と、 前記偏光分離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に
変換する位相変換手段と、 前記偏光分離手段を透過した光を所定の方向へ導く第2
の光ガイド手段を具備することを特徴とする照明装置。
2. The light source, and the first circularly polarized light and the second circularly polarized light of which the light source light is emitted from the light source, are transmitted through the first circularly polarized light and the second circularly polarized light whose vibration directions are opposite to each other. Polarized light separating means by a helical structure molecule that separates the circularly polarized light by reflecting, circularly polarized light converting means for converting the second circularly polarized light into the first circularly polarized light, the source light or the first circularly polarized light First light guide means for making polarized light incident on the polarized light separating means at a predetermined incident angle, phase conversion means for converting the first circularly polarized light transmitted through the polarized light separating means into linearly polarized light, and transmitting through the polarized light separating means. The second that guides the emitted light in a predetermined direction
An illuminating device comprising the light guiding means of.
【請求項3】 前記偏光分離手段は少なくとも420〜
450nm、520〜570nm、590〜630nm
に円偏光選択反射の干渉波長領域をもつことを特徴とす
る請求項1乃至2のいずれかに記載の照明装置。
3. The polarization splitting means is at least 420-
450nm, 520-570nm, 590-630nm
3. The illuminating device according to claim 1, wherein the illuminating device has an interference wavelength region of circularly polarized light selective reflection.
【請求項4】 前記光源の主発光スペクトルは前記偏光
分離手段の干渉波長領域に含まれることを特徴とする請
求項1記載の照明装置。
4. The illuminating device according to claim 1, wherein the main emission spectrum of the light source is included in an interference wavelength region of the polarized light separating means.
【請求項5】 前記光源の主発光スペクトルは前記偏光
分離手段の干渉波長領域の中心波長と短波長側干渉端波
長との間に含まれることを特徴とする請求項1乃至2の
いずれかに記載の照明装置。
5. The main emission spectrum of the light source is included between the center wavelength of the interference wavelength region of the polarization separation means and the short wavelength side interference edge wavelength. Illumination device described.
【請求項6】 液晶層と偏光板を有する液晶パネルと、 光源と、 前記光源からの光源光を互いに振動面の回転方向が逆向
きな第1の円偏光と第2の円偏光とに前記第1の円偏光
は透過し前記第2の円偏光は反射することにより分離す
るらせん構造分子による偏光分離手段と、 前記第2の円偏光を前記第1の円偏光に変換する円偏光
変換手段と、 前記光源光または前記第1の円偏光を所定の入射角で偏
光分離手段へ入射させる第1の光ガイド手段と、 前記偏光分離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に
変換する位相変換手段と、 前記直線偏光を保ったまま前記液晶パネルへ導く第2の
光ガイド手段とを具備することを特徴とする液晶表示装
置。
6. A liquid crystal panel having a liquid crystal layer and a polarizing plate, a light source, and light source light from the light source into a first circularly polarized light and a second circularly polarized light whose vibrating surfaces have opposite rotation directions. Polarization separation means by a helical structure molecule that separates by transmitting the first circularly polarized light and reflecting the second circularly polarized light; and circularly polarized light conversion means for converting the second circularly polarized light into the first circularly polarized light. A first light guide means for causing the light source light or the first circularly polarized light to enter the polarization splitting means at a predetermined incident angle; and a first circularly polarized light transmitted through the polarization splitting means to be linearly polarized light. A liquid crystal display device comprising: phase conversion means; and second light guide means for guiding the linearly polarized light to the liquid crystal panel while maintaining the linearly polarized light.
【請求項7】 液晶層と偏光板を有する液晶パネルと、 光源と、 前記光源からの光源光を互いに振動面の回転方向が逆向
きな第1の円偏光と第2の円偏光とに前記第1の円偏光
は透過し前記第2の円偏光は反射することにより分離す
るらせん構造分子による偏光分離手段と、 前記第2の円偏光を前記第1の円偏光に変換する円偏光
変換手段と、 前記光源光または前記第1の円偏光を所定の入射角で偏
光分離手段へ入射させる第1の光ガイド手段と、 前記偏光分離手段を透過した第1の円偏光を直線偏光に
変換する位相変換手段と、 前記直線偏光の振動面を前記液晶パネルの光入射側偏光
板を透過するように変換する振動面変換手段と、 前記直線偏光を前記液晶パネルへ導く第2の光ガイド手
段とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
7. A liquid crystal panel having a liquid crystal layer and a polarizing plate, a light source, and light source light from the light source into a first circularly polarized light and a second circularly polarized light whose vibrating surfaces have opposite rotation directions. Polarization separation means by a helical structure molecule that separates by transmitting the first circularly polarized light and reflecting the second circularly polarized light; and circularly polarized light conversion means for converting the second circularly polarized light into the first circularly polarized light. A first light guide means for causing the light source light or the first circularly polarized light to enter the polarization splitting means at a predetermined incident angle; and a first circularly polarized light transmitted through the polarization splitting means to be linearly polarized light. Phase conversion means, vibration plane conversion means for converting the vibration surface of the linearly polarized light so as to pass through the light incident side polarization plate of the liquid crystal panel, and second light guide means for guiding the linearly polarized light to the liquid crystal panel. A liquid crystal display device comprising:
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