JPH11326890A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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Publication number
JPH11326890A
JPH11326890A JP10313227A JP31322798A JPH11326890A JP H11326890 A JPH11326890 A JP H11326890A JP 10313227 A JP10313227 A JP 10313227A JP 31322798 A JP31322798 A JP 31322798A JP H11326890 A JPH11326890 A JP H11326890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
polarized light
layer
light
circularly polarized
Prior art date
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Pending
Application number
JP10313227A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kajima
啓二 鹿島
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively utilize light from a light source and to control the decrease of a contrast due to external light in a liquid crystal display. SOLUTION: Unpolarized light from a light source device 12 is made incident on a liquid crystal cell 16 via a circularly polarized light separating layer 14. The liquid crystal cell 16 varies the retardation value corresponding to the application of an electric field and essentially shifts the phase of the light from π/2 to -π/2 or from -π/2 to π/2, modulating the circularly polarized incident light into a linearly polarized light, making the resulting light incident on the dichroic linearly polarizing layer 18 on the surface and making only the component which coincides with its polarizing transmission axis exit outwards. The dichroic linearly polarizing layer 18 transmits 50% of the incident external light and absorbs the remainder.

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】この発明は、一方の偏光成分
を透過し、他方の偏光成分を反射する偏光分離層と、電
界によってレタデ−ション値が変化する液晶セルとを用
いた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 liquid crystal display device using a polarization separation layer that transmits one polarized light component and reflects the other polarized light component, and a liquid crystal cell whose retardation value changes by an electric field. .

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、偏光板に光を透過させ
ることによって得られた偏光光を液晶層で変調するもの
であり、例えば、図9に示されるように、従来の代表的
な液晶表示装置1は、光源装置2から出射された光を光
吸収タイプの2色性直線偏光板3に入射させ、ここで得
られた直線偏光光を液晶セル4に入射させるようにして
いる。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device modulates polarized light obtained by transmitting light through a polarizing plate by a liquid crystal layer. For example, as shown in FIG. The display device 1 causes the light emitted from the light source device 2 to enter a dichroic linear polarizing plate 3 of a light absorption type, and causes the linearly polarized light obtained here to enter a liquid crystal cell 4.

【0003】この液晶表示装置1では、前記液晶セル4
に入射し、これを通過した偏光光が、液晶セル4に設け
られている電極に電圧を印加し、セル内の液晶層を電界
によって変化させることにより変調され、あるいは無電
界で変調されることなく、液晶セル4から出射し、その
外側に配置された光吸収タイプの2色性直線偏光板5に
より、特定方向の偏光光のみが透過されるようになって
いる。
In this liquid crystal display device 1, the liquid crystal cell 4
The polarized light that has entered and passed through is modulated by applying a voltage to the electrodes provided in the liquid crystal cell 4 and changing the liquid crystal layer in the cell with an electric field, or modulated without an electric field. Instead, the light is emitted from the liquid crystal cell 4 and only the polarized light in a specific direction is transmitted by the light-absorbing dichroic linear polarizing plate 5 disposed outside the liquid crystal cell 4.

【0004】前記光吸収タイプの2色性直線偏光板3、
5は、透過軸方向の偏光光を透過し、透過軸と直交方向
の偏光光のほとんどを吸収するものであり、従って、光
源装置2から出射された光(無偏光光)の約50%が2
色性直線偏光板3で吸収され、このため、液晶表示装置
1全体としての光の利用効率が低下し、液晶画面におけ
る十分な明るさを得るためには、より多くの光源光を2
色性直線偏光板3に入射させる必要があった。
[0004] The dichroic linear polarizing plate 3 of the light absorption type,
Numeral 5 transmits polarized light in the transmission axis direction and absorbs most of the polarized light in the direction perpendicular to the transmission axis. Therefore, about 50% of the light (non-polarized light) emitted from the light source device 2 is emitted. 2
The light is absorbed by the chromatic linearly polarizing plate 3, so that the light use efficiency of the liquid crystal display device 1 as a whole is lowered.
It was necessary to make the light enter the chromatic linear polarizing plate 3.

【0005】しかしながら、このように、光源装置2の
光出射量を増大すれば、消費電力が増大するのみなら
ず、光源装置2の発熱量も増大して、液晶セル4におけ
る液晶に悪影響を与えてしまうという問題点を生じる。
However, when the light emission amount of the light source device 2 is increased as described above, not only power consumption is increased, but also the heat generation amount of the light source device 2 is increased, which adversely affects the liquid crystal in the liquid crystal cell 4. The problem arises.

【0006】これに対して、例えば、特表平4−502
524号公報、及び、特開平6−130424号公報等
に開示されるように、光源からの無偏光光をコレステリ
ック液晶層を用いて右または左の旋回方向の円偏光光を
透過または反射することにより分離し、透過した一方の
旋回方向の円偏光光を液晶セルに入射させ、反射された
他方の旋回方向の円偏光板は、反射板によって反射さ
せ、旋回方向を逆向きにしてコレステリック液晶層を透
過させ、光利用効率を向上させる液晶表示装置が提案さ
れている。
On the other hand, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-502
As disclosed in JP-A-524-524 and JP-A-6-130424, the use of a cholesteric liquid crystal layer to transmit or reflect unpolarized light from a light source to circularly polarized light in the right or left turning direction. The circularly polarized light in one of the directions of rotation that has been separated and transmitted by the cholesteric liquid crystal layer is incident on the liquid crystal cell, and the reflected circularly polarizing plate in the other direction of rotation is reflected by the reflector, and the direction of rotation is reversed. There has been proposed a liquid crystal display device that transmits light and improves light use efficiency.

【0007】又、特表平9−506985号公報に開示
されるように、光源からの無偏光光を延伸多層フィルム
を用いて透過または反射により2つの直線偏光光に分離
し、透過した一方の直線偏光光を液晶セルに入射し、反
射された、前記と直交方向の直線偏光光を反射板により
偏光方向を転換してから、再度延伸多層フィルムに導い
て、光利用効率を向上させるようにした液晶表示装置が
提案されている。
Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 9-506985, unpolarized light from a light source is separated into two linearly polarized lights by transmission or reflection using a stretched multilayer film, and one of the transmitted ones is transmitted. Linearly polarized light is incident on the liquid crystal cell, and the reflected, linearly polarized light in the direction orthogonal to the above is changed in the polarization direction by a reflector, and then guided again to the stretched multilayer film so as to improve the light use efficiency. A liquid crystal display device has been proposed.

【0008】前記特表平4−502524号公報及び前
記特開平6−130424号公報に開示された液晶表示
装置における液晶層は、電界が印加されていないときに
光の位相をπ(λ/2)又はπ/2(λ/4)だけシフ
トし、電界が印加されたときには光の位相をシフトしな
いようにしたものであり、この液晶層から出射した光
は、外側に配置された円偏光板に入射し、ここで、その
入射光の偏光度合いによって透過され、あるいは反射さ
れるようになっている。
[0008] The liquid crystal layer in the liquid crystal display device disclosed in JP-A-4-502524 and JP-A-6-130424 has a light phase of π (λ / 2) when no electric field is applied. ) Or π / 2 (λ / 4) so that the phase of light is not shifted when an electric field is applied. Light emitted from this liquid crystal layer is a circularly polarizing plate disposed outside. , Where the light is transmitted or reflected depending on the degree of polarization of the incident light.

【0009】又、前記特表平9−506985号公報に
開示された液晶表示装置においては、延伸多層フィルム
を透過した一方の直線偏光光を液晶セルに入射させるも
のであるが、その液晶層のレタデーションについては開
示がない。
In the liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-506985, one of the linearly polarized lights transmitted through the stretched multilayer film is incident on a liquid crystal cell. There is no disclosure of retardation.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前記特表平4−502
524号公報及び特開平6−130424号公報に開示
された液晶表示装置は、次のような理由により、液晶デ
ィスプレイの視認性の極度な悪化、大幅なコントラスト
の低下があり、表示品質が不十分であるという問題点が
あった。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese translation of PCT application No. Hei 4-502
The liquid crystal display devices disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 524 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-130424 have extreme deterioration in the visibility of the liquid crystal display and a significant decrease in contrast due to the following reasons, and display quality is insufficient. There was a problem that it is.

【0011】すなわち、前記特開平4−502524号
公報の液晶表示装置においては、液晶層の外側に配置さ
れ、外部から直接視認される円偏光板が波長選択反射性
の低ピッチ・コレステリック塗膜からなるので、この円
偏光板に入射した外光の約50%が反射され、これが観
察者の目に直接入って、視認性を極度に低下してしま
う。
That is, in the liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-502524, a circularly polarizing plate disposed outside a liquid crystal layer and directly visible from the outside is formed of a low-pitch cholesteric coating film having wavelength selective reflection. As a result, about 50% of the external light incident on the circularly polarizing plate is reflected, which directly enters the observer's eyes, and extremely deteriorates the visibility.

【0012】同様に、前記特開平6−130424号公
報の液晶表示装置においても、外部から直接視認される
色選択層が例えばコレステリック液晶からなる円偏光板
であり、これも、前記と同様に、入射した外光の約50
%が直接反射され、視認性が極度に低下してしまう。
Similarly, in the liquid crystal display device described in JP-A-6-130424, the color selection layer directly visible from the outside is a circular polarizer made of, for example, cholesteric liquid crystal. About 50 of external light
% Is directly reflected, and visibility is extremely reduced.

【0013】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、簡単な構成で、外光に起因する視
認性の悪化及び大幅なコントラストの低下がなく、特
に、透過型液晶表示装置の場合は、光の利用効率を大幅
に向上することができ、反射型液晶表示装置の場合は高
コントラストで、且つ、液晶層による複屈折を利用した
カラー化が可能な液晶表示装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has a simple structure without a decrease in visibility and a significant decrease in contrast due to external light. In the case of a display device, the use efficiency of light can be significantly improved, and in the case of a reflection type liquid crystal display device, a liquid crystal display device which has high contrast and can perform colorization using birefringence by a liquid crystal layer. The purpose is to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1のよ
うに、光源と、この光源から出射される光のうち、右ま
たは左の旋回方向のうち一方の円偏光成分を透過し、他
方の円偏光成分を反射する円偏光分離層と、液晶層及び
この液晶層に電界を印加する電極を含んでなり、前記液
晶層に前記電極から電界を印加して液晶のレタデ−ショ
ン値を変化させ、これにより前記円偏光分離層を透過し
て入射する円偏光光の位相を実質的に−π/2〜π/2
シフトする作用を有する液晶セルと、この液晶セルの前
記円偏光分離層と反対側に配置され、液晶セルから入射
した直線偏光光のうち、一方の直線偏光成分を透過し、
これと直交方向の直線偏光成分を吸収する光吸収型の2
色性直線偏光層と、を備えたことを特徴とする液晶表示
装置により上記目的を達成するものである。
According to the present invention, a light source and a circularly polarized light component of one of right and left turning directions of light emitted from the light source are transmitted. It comprises a circularly polarized light separating layer for reflecting the other circularly polarized light component, a liquid crystal layer, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. The electric field is applied to the liquid crystal layer from the electrode to reduce the retardation value of the liquid crystal. And thereby the phase of the circularly polarized light transmitted through the circularly polarized light separating layer and incident is substantially from -π / 2 to π / 2.
A liquid crystal cell having a shifting function, disposed on the opposite side of the liquid crystal cell from the circularly polarized light separating layer, transmits one of the linearly polarized light components of the linearly polarized light incident from the liquid crystal cell,
A light absorption type 2 that absorbs a linear polarization component in a direction orthogonal to this.
The above object is achieved by a liquid crystal display device comprising a chromatic linearly polarizing layer.

【0015】第2発明は、請求項2のように、光源と、
この光源から出射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を反射する直
線偏光分離層と、液晶層及びこの液晶層に電界を印加す
る電極を含んでなり、前記液晶層に前記電極から電界を
印加して液晶のレタデ−ション値を変化させ、これによ
り前記直線偏光分離層を透過して入射する直線偏光光の
位相を実質的に−π/2〜π/2シフトする作用を有す
る液晶セルと、この液晶セルの前記直線偏光分離層と反
対側に配置され、液晶セルから入射した円偏光光のう
ち、右または左の旋回方向のうち一方の円偏光成分を透
過し、他方の円偏光成分を反射吸収する光吸収型の2色
性円偏光層と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置
により上記目的を達成するものである。
According to a second aspect of the present invention, a light source includes:
It includes a linearly polarized light separating layer that transmits one linearly polarized light component of the light emitted from the light source and reflects a linearly polarized light component in a direction orthogonal to the linearly polarized light component, a liquid crystal layer, and an electrode that applies an electric field to the liquid crystal layer. An electric field is applied to the liquid crystal layer from the electrode to change the retardation value of the liquid crystal, whereby the phase of the linearly polarized light transmitted through the linearly polarized light separating layer and incident is substantially -π / A liquid crystal cell having a function of shifting by 2 to π / 2, and one of rightward and leftward turning directions of circularly polarized light incident from the liquid crystal cell, which is disposed on the liquid crystal cell on the side opposite to the linearly polarized light separating layer. The above object is achieved by a liquid crystal display device comprising: a light absorption type dichroic circularly polarizing layer that transmits a circularly polarized light component and reflects and absorbs the other circularly polarized light component.

【0016】第3発明は、請求項3のように、外部から
の光のうち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交
方向の直線偏光成分を吸収する光吸収型の2色性直線偏
光層と、液晶層及びこの液晶層に電界を印加する電極を
含んでなり、前記液晶層に前記電極から電界を印加して
液晶のレタデ−ション値を変化させ、これにより前記2
色性直線偏光層を透過して入射する直線偏光光の位相を
実質的に−π/2〜π/2シフトする作用を有する液晶
セルと、この液晶セルの前記2色性直線偏光層と反対側
に配置され、液晶セルから入射した円偏光光の、右また
は左の旋回方向のうち一方の円偏光成分を透過し、他方
の円偏光成分を反射する円偏光分離層と、前記円偏光分
離層を透過した円偏光を吸収する吸収層と、を備えたこ
ととする液晶表示装置により上記目的を達成するもので
ある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a light-absorbing dichroic linear line which transmits one linearly polarized light component of external light and absorbs a linearly polarized light component in a direction orthogonal thereto. A polarizing layer; a liquid crystal layer; and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. The electric field is applied to the liquid crystal layer from the electrode to change the retardation value of the liquid crystal, thereby obtaining the liquid crystal layer.
A liquid crystal cell having a function of substantially shifting the phase of linearly polarized light transmitted through the chromatic linearly polarizing layer and incident thereon by -π / 2 to π / 2, and opposite to the dichroic linearly polarizing layer of the liquid crystal cell A circularly-polarized light separating layer, which is disposed on the side and transmits one circularly-polarized light component in the right or left turning direction of the circularly-polarized light incident from the liquid crystal cell and reflects the other circularly-polarized light component; The above object is achieved by a liquid crystal display device comprising: an absorption layer that absorbs circularly polarized light transmitted through the layer.

【0017】また、前記円偏光分離層をコレステリック
液晶層からなる旋光選択層から構成してもよい。
Further, the circularly polarized light separating layer may be constituted by an optical rotation selecting layer composed of a cholesteric liquid crystal layer.

【0018】更に、前記直線偏光分離層を、複屈折性を
有するフィルムを3層以上に積層してなる平面状多層構
造とし、各層の平面内で互いに垂直な振動方向を持つ2
つの光のうちの、一方の光に対する厚さ方向に隣接する
層間における屈折率の差と、他方の光に対する厚さ方向
に隣接する層間における屈折率の差とが異なるようにし
てもよい。
Further, the linearly polarized light separating layer has a planar multilayer structure in which three or more birefringent films are laminated, and has a vibration direction perpendicular to each other in the plane of each layer.
Of the two lights, the difference in refractive index between layers adjacent in the thickness direction with respect to one light may be different from the difference in refractive index between layers adjacent in the thickness direction with respect to the other light.

【0019】また、前記円偏光分離層を、透過する光の
位相を実質的にπ/2シフトさせるレタデーション値を
有する位相差層と、複屈折性を有するフィルムを3層以
上に積層してなり、各層の平面内で互いに垂直な振動方
向を持つ2つの光のうちの、一方の光に対する厚さ方向
に隣接する層間における屈折率の差と、他方の光に対す
る厚さ方向に隣接する層間における屈折率の差とが異な
るようにした平面状多層構造とから構成し、前記平面状
多層構造を透過及び/又は反射した直線偏光が、円偏光
に変換されるようにしてもよい。
The circularly polarized light separating layer is formed by laminating a retardation layer having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2 and a birefringent film into three or more layers. Of two lights having vibration directions perpendicular to each other in the plane of each layer, a difference in refractive index between layers adjacent to each other in the thickness direction for one light, and a difference between the layers adjacent to each other in the thickness direction for the other light. And a planar multilayer structure having a different refractive index difference, and linearly polarized light transmitted and / or reflected by the planar multilayer structure may be converted into circularly polarized light.

【0020】更に、前記直線偏光分離層を、透過する光
の位相を実質的にπ/2シフトさせるレタデーション値
を有する位相差異と、コレステリック液晶層からなる旋
光選択層とから構成し、前記コレステリック液晶層を透
過及び/又は反射した円偏光が、直線偏光に変換される
ようにしてもよい。
Further, the linearly polarized light separating layer comprises a phase difference having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2, and an optical rotation selecting layer composed of a cholesteric liquid crystal layer. Circularly polarized light transmitted and / or reflected by the layer may be converted to linearly polarized light.

【0021】更にまた、前記液晶セルは、その液晶層が
2枚の基板に挟持され、前記電極が、前記層液晶を間に
して前記2枚の基板に配置され、前記電極に電圧を印加
したとき、層液晶内の液晶分子の前記基板面に対する角
度が変化するモ−ドであり、これによって前記液晶のレ
タデ−ション値を変化させるようにしてもよい。
Further, in the liquid crystal cell, the liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, the electrodes are arranged on the two substrates with the layer liquid crystal interposed therebetween, and a voltage is applied to the electrodes. In this case, the angle of the liquid crystal molecules in the layer liquid crystal with respect to the substrate surface changes, and the retardation value of the liquid crystal may be changed.

【0022】この発明においては、外部から視認される
表記面に光吸収タイプの2色性偏光板を用いると共に、
この2色性偏光板に合わせて、液晶層のレタデーション
値の変化を選択し、これにより、光利用効率を低下させ
ることなく、外光に起因する大幅なコントラストの低
下、視認性の悪化を防止し、且つ、液晶層の複屈折を利
用することにより、コントラストの良好なカラー液晶表
示装置を得ることもできる。
According to the present invention, a dichroic polarizing plate of a light absorption type is used for a notation surface which is visually recognized from the outside,
A change in the retardation value of the liquid crystal layer is selected in accordance with the dichroic polarizing plate, thereby preventing a significant decrease in contrast and deterioration in visibility due to external light without lowering light use efficiency. In addition, by using the birefringence of the liquid crystal layer, a color liquid crystal display device having good contrast can be obtained.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を図
面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】図1に示されるように、本発明の実施の形
態の第1例に係る液晶表示装置10は、無偏光光を出射
する光源12と、この光源12から出射される光のう
ち、右又は左の旋回方向のうち一方の(楕)円偏光成分
を透過し、他方の(楕)円偏光成分を反射する円偏光分
離層14と、電界の印加により液晶のレタデ−ション値
を変化させ、前記円偏光分離層14を透過して入射する
円偏光光の位相を実質的に−π/2〜π/2シフトする
作用を有する液晶セル16と、この液晶セル16の前記
円偏光分離層14と反対側に配置され、液晶セル16を
透過した前記直線偏光光を受光する光吸収型の2色性直
線偏光層18と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, a liquid crystal display device 10 according to a first embodiment of the present invention has a light source 12 that emits unpolarized light, and a light source 12 that emits unpolarized light. A circularly polarized light separating layer 14 that transmits one (elliptical) circularly polarized light component and reflects the other (elliptically polarized light) component in the right or left turning direction, and changes the retardation value of the liquid crystal by applying an electric field. A liquid crystal cell 16 having a function of substantially shifting the phase of the circularly polarized light transmitted through the circularly polarized light separating layer 14 and incident thereon by -π / 2 to π / 2, and the circularly polarized light separation of the liquid crystal cell 16 A light-absorbing dichroic linearly polarizing layer 18 disposed on the side opposite to the layer 14 and receiving the linearly polarized light transmitted through the liquid crystal cell 16.

【0025】なお図1、図5〜8において、「←→」、
「・」はそれぞれ直線偏光の電場振動ベクトルを示して
おり、「←→」は紙面面内方向(平行)、「・」は紙面
に垂直な方向である。又、R、Lは右円偏光、左円偏光
を図示している。
In FIGS. 1 and 5 to 8, “← →”,
“•” indicates an electric field vibration vector of linearly polarized light, “← →” indicates an in-plane direction (parallel), and “•” indicates a direction perpendicular to the paper plane. R and L show right circularly polarized light and left circularly polarized light.

【0026】前記光源装置12の背面(図1において下
側面)には反射層12Aが形成されている。反射層12
Aは、光源装置12から出射し、偏光分離層14におい
て反射された偏光成分を再度円偏光分離層14方向に反
射し、このとき円偏光成分の位相を反転させ、円偏光分
離層14を透過できるようにして、光利用率を向上させ
ている。
A reflection layer 12A is formed on the back surface (the lower surface in FIG. 1) of the light source device 12. Reflective layer 12
A reflects the polarized light component emitted from the light source device 12 and reflected by the polarized light separating layer 14 in the direction of the circularly polarized light separating layer 14 again, inverting the phase of the circularly polarized light component at this time, and transmitting through the circularly polarized light separating layer 14. As a result, the light utilization rate is improved.

【0027】前記円偏光分離層14は、例えばコレステ
リック液晶層から構成され、又、前記光吸収タイプの2
色性直線偏光層18は、透過軸方向の偏光光を透過し、
透過軸と直交する方向の偏光光のほとんどを吸収するも
のであり、PVA(ポリビニルアルコール)フィルムを
ヨウ化カリウム−ヨウ素水溶液に浸し、次にPVAフィ
ルムをほう酸水溶液中で一方向に延伸することによっ
て、PVAフィルムに吸収されたヨウ素の分子を一方向
に配列して保護フィルムをラミネートしたいわゆるヨウ
素系偏光板や、染料系偏光板等の2色性の偏光材から構
成されている。
The circularly polarized light separating layer 14 is composed of, for example, a cholesteric liquid crystal layer.
The chromatic linear polarization layer 18 transmits polarized light in the transmission axis direction,
It absorbs most of the polarized light in the direction perpendicular to the transmission axis. By immersing a PVA (polyvinyl alcohol) film in a potassium iodide-iodine aqueous solution, and then stretching the PVA film in one direction in a boric acid aqueous solution, And a dichroic polarizing material such as a so-called iodine-based polarizing plate in which iodine molecules absorbed in the PVA film are arranged in one direction and a protective film is laminated, or a dye-based polarizing plate.

【0028】前記液晶セル16は、図2に示されるよう
に、2枚の基板20A、20Bに挟持された液晶層22
と、図2において上側の基板20Aの下側面および下側
の基板20Bの上側面に配置され、液晶層22を厚さ方
向に挟み込む一対の画素電極24A、24Bと、を備え
て構成されている。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal cell 16 includes a liquid crystal layer 22 sandwiched between two substrates 20A and 20B.
And a pair of pixel electrodes 24A and 24B arranged on the lower surface of the upper substrate 20A and the upper surface of the lower substrate 20B in FIG. 2 and sandwiching the liquid crystal layer 22 in the thickness direction. .

【0029】前記液晶セル16における液晶層22は、
前記画素電極24A,24Bから電界を印加して液晶の
レタデ−ション値を変化させ、これにより前記円偏光分
離層14を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に
−π/2〜π/2シフトする作用を有するように調整さ
れている。
The liquid crystal layer 22 in the liquid crystal cell 16 is
An electric field is applied from the pixel electrodes 24A and 24B to change the retardation value of the liquid crystal, thereby changing the phase of the circularly polarized light transmitted through the circularly polarized light separating layer 14 to substantially −π / 2 to −2. It is adjusted to have a function of shifting by π / 2.

【0030】この調整は、液晶層22の複屈折及び厚さ
を制御することによって既知の様々な液晶により行うこ
とができる。
This adjustment can be performed with various known liquid crystals by controlling the birefringence and the thickness of the liquid crystal layer 22.

【0031】このような液晶は、ECB(Electrikally
Controlled Briefringence )方式として知られてお
り、DAP(Deformation of vertical Aligned Phase
s)モ−ド、HAN(Hybrid Aligned Nematic)モ−
ド、STN(Super Twisted Nematic )モ−ド、SBE
(Super Twisted Briefringence Effect)SSFLC
(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal
)モ−ド、OCB(OpticcallyCompensated Bend )モ
ード、VAN(Vertically-aligned nematic)モード等
がある。
Such a liquid crystal is ECB (Electrikally
Controlled Briefringence (DAP) is known as the Deformation of vertical Aligned Phase
s) mode, HAN (Hybrid Aligned Nematic) mode
Mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, SBE
(Super Twisted Briefringence Effect) SSFLC
(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal
) Mode, OCB (Optically Compensated Bend) mode, VAN (Vertically-aligned nematic) mode, and the like.

【0032】OCBモードは通常、ベンド配向の液晶セ
ルと2軸性位相差板を、光吸収軸が直交関係にある光吸
収型の2色性直線偏光板の間に挟んだ構成を言うが、本
発明に於いては、ベンド配向の液晶セルのみを言う。
The OCB mode usually has a structure in which a bend-aligned liquid crystal cell and a biaxial retardation plate are sandwiched between light absorption type dichroic linear polarizers whose light absorption axes are orthogonal to each other. In the above, only the bend-aligned liquid crystal cell is described.

【0033】VANモードは通常、Nn (ネマティッ
ク)液晶を垂直に挟んだVAN配列セルを、光吸収軸が
直交関係にある光吸収型の2色性直線偏光板の間に挟ん
だ構成を言うが、本発明に於いては、VAN配向の液晶
セルのみを言う。
The VAN mode usually has a configuration in which a VAN array cell vertically sandwiching an Nn (nematic) liquid crystal is sandwiched between light-absorbing dichroic linear polarizers whose light absorption axes are orthogonal to each other. In the present invention, it refers only to a VAN-aligned liquid crystal cell.

【0034】他モードも同様である。The same applies to other modes.

【0035】尚、ECB方式という表現は複屈折を利用
したカラー表示方式としての意味で用いられる場合が多
いが、本発明に於いては、液晶層の複屈折の値が変化す
るモードという意味で用いている。
The expression ECB is often used as a color display system utilizing birefringence, but in the present invention, it is a mode in which the value of the birefringence of the liquid crystal layer changes. Used.

【0036】なお、前記「実質的に−π/2〜π/2シ
フトする」は、液晶層22自体で位相を実質的に変化さ
せ、あるいは、液晶セル16とは別の位相差層を、液晶
セル16と前記2色性円偏光層18円との間、および/
または液晶セル16と前記円偏光分離層14との間に形
成して、液晶層22と位相差層との相互作用によりこれ
らを透過する光の位相を実質的に−π/2〜π/2シフ
トする意味である。
The “substantially shift by −π / 2 to π / 2” means that the phase is substantially changed by the liquid crystal layer 22 itself, or a phase difference layer different from the liquid crystal cell 16 is formed. Between the liquid crystal cell 16 and the dichroic circularly polarizing layer 18 circle, and / or
Alternatively, it is formed between the liquid crystal cell 16 and the circularly polarized light separating layer 14 to substantially change the phase of light transmitted therethrough by the interaction between the liquid crystal layer 22 and the retardation layer from −π / 2 to π / 2. It means to shift.

【0037】例えば、前記液晶層22自体でのレタデー
ション値を、0〜πまで変化させ、前記液晶層22の前
記2色性円偏光層18との間、および/または前記円偏
光分離層14側に別に設けたレタデーション値が実質的
にπ/2である位相差異との相互作用によって、これら
を透過する光の位相を実質的に−π/2〜π/2シフト
させることを包含する。
For example, the retardation value of the liquid crystal layer 22 itself is changed from 0 to π so that the liquid crystal layer 22 is between the dichroic circularly polarizing layer 18 and / or the circularly polarized light separating layer 14 side. And the phase shift of light transmitted therethrough is substantially shifted by -π / 2 to π / 2 by interaction with a phase difference having a retardation value of substantially π / 2.

【0038】前記相互作用とは、液晶層のレタデーショ
ン値がπを示す時の進相軸又は遅相軸に対して、レタデ
ーション値が実質的にπ/2である位相差層の進相軸又
は遅相軸を直交させる等した場合に起こる作用のこと
で、例えば、0−π/2=−π/2、π−π/2=π/
2、のように計算することが出来る。
The interaction means the fast axis or retard axis of the retardation layer whose retardation value is substantially π / 2 with respect to the fast axis or slow axis when the retardation value of the liquid crystal layer shows π. The action that occurs when the slow axes are orthogonalized, for example, 0-π / 2 = -π / 2, π-π / 2 = π /
2, it can be calculated.

【0039】なお、位相を実質的にπ/2〜−π/2シ
フトする作用を有する液晶セルを用いることも本発明の
範囲に入ることは言うまでもない。
It is needless to say that the use of a liquid crystal cell having an action of shifting the phase substantially by π / 2 to -π / 2 also falls within the scope of the present invention.

【0040】円偏光光の位相がπ/2シフトすると直線
偏光光になり、−π/2シフトすると前記と直交する方
向の直線偏光光になる。また、直線偏光光の位相がπ/
2シフトすると円偏光光になり、−π/2シフトすると
前記とは逆回りの旋回方向の円偏光光になる。
When the phase of the circularly polarized light is shifted by π / 2, the light becomes linearly polarized light, and when the phase of the circularly polarized light is shifted by −π / 2, the light becomes linearly polarized light in a direction orthogonal to the above. The phase of the linearly polarized light is π /
When the light is shifted by two, the light becomes circularly polarized light, and when the light is shifted by -π / 2, the light becomes circularly polarized light having a turning direction opposite to the above.

【0041】上記シフトについて、図3のポアンカレの
球を用いて説明する。ポアンカレの球は、偏光を記述し
たり、位相が変化したときの偏光の形がどのように変わ
るかを調べたりするときに用いるものであり、図3にお
いて、球の上下の両極はそれぞれ左円偏光と、右円偏光
とを表わし、赤道上の点は直線偏光、その他の点は楕円
偏光をそれぞれ示す。
The shift will be described with reference to the Poincare sphere in FIG. The Poincare sphere is used to describe the polarization and to examine how the shape of the polarization changes when the phase changes. In FIG. 3, both the upper and lower poles of the sphere are left circles, respectively. Polarized light and right-handed circularly polarized light are shown. Points on the equator indicate linearly polarized light, and the other points indicate elliptically polarized light.

【0042】又、赤道上の任意の点Hは水平偏光を示
し、点Hを通る直径の反対側にある赤道上の点Vは垂直
偏光を示す。互いに垂直な偏光は1つの直径の両端の点
で表わされることになり、一般に球の半径は1であると
仮定するが、光線の強度に比例するようにとってもよ
い。
An arbitrary point H on the equator indicates horizontal polarization, and a point V on the equator opposite to the diameter passing through the point H indicates vertical polarization. Polarizations perpendicular to each other will be represented by points at one end of a diameter, and generally assume that the radius of the sphere is 1, but may be proportional to the intensity of the light beam.

【0043】又、単位の半径を持つポアンカレの球の表
面にある任意の点Pは、経度2λ及び緯度2ωで表わさ
れる。但し、−180°<2λ<180°、−90°<
2ω<90°である。
An arbitrary point P on the surface of a Poincare sphere having a unit radius is represented by a longitude 2λ and a latitude 2ω. However, -180 ° <2λ <180 °, -90 ° <
2ω <90 °.

【0044】前記経度は点Hから時計回りに測ったとき
正であり、緯度は赤道から下向きに測ったとき、即ち右
円偏光を表わす極に向かって測ったとき正である。従っ
て、図3の点Pの座標は正である。
The longitude is positive when measured clockwise from point H, and the latitude is positive when measured downward from the equator, that is, when measured toward the pole representing right-handed circularly polarized light. Therefore, the coordinates of the point P in FIG. 3 are positive.

【0045】任意の点Pは、楕円の方位角λで、楕円率
がtan|ω|の完全楕円偏光を表わす。又、点Pが上
半球にあるか下半球にあるかによって、左回りであるか
右回りであるかが決定される。これらのことをまとめる
と、点Pの表わす楕円偏光の断面図について、次の
(1)式及び(2)式が成立する。
An arbitrary point P represents perfect elliptically polarized light having an azimuthal angle λ of the ellipse and an ellipticity of tan | ω |. Further, whether the point P is counterclockwise or clockwise is determined depending on whether the point P is in the upper hemisphere or the lower hemisphere. In summary, the following equations (1) and (2) hold for the cross-sectional view of the elliptically polarized light represented by the point P.

【0046】α=λ …(1) b/a=tan|ω| …(2)Α = λ (1) b / a = tan | ω | (2)

【0047】単色光の断面図は一般的に楕円であるが、
図3に示す記号を使ってこの楕円を表わすことができ
る。半長軸とX軸との間の角αをその断面図の方位角と
いい、90°≧α≧−90°である。二つの半軸の比b
/aを楕円率とよび、tan -1b/a=βとおくと90°
≧β≧−90°である。
The cross section of monochromatic light is generally elliptical,
This ellipse can be represented using the symbols shown in FIG. The angle α between the semi-major axis and the X axis is called the azimuth angle of the sectional view, and 90 ° ≧ α ≧ −90 °. Ratio of two half axes b
/ A is called ellipticity, and if tan -1 b / a = β, 90 °
≧ β ≧ −90 °.

【0048】偏光の向きは2ωが正であれば右回り、負
であれば左回りである。前記により、ポアンカレの球の
上の1つ1つの点は異なった偏光の形を表わすことにな
る。即ち、1つの偏光の形は、ポアンカレの球上の1つ
の点で表わすことができる。
The direction of polarization is clockwise if 2ω is positive, and counterclockwise if 2ω is negative. Thus, each point on the Poincare sphere represents a different polarization shape. That is, one polarization shape can be represented by one point on the Poincare sphere.

【0049】従って、例えばポアンカレの球の上極の点
の左回りの完全円偏光を、方位角λ=0でπ/2だけ正
方向にシフトさせると、ポアンカレの球における赤道上
の点Hに到達する。即ち、円偏光はπ/2シフトされる
ことによって水平な直線偏光になる。同様にπ正方向に
πシフトさせると下極に到達し右回りの完全円偏光とな
る。
Accordingly, for example, if the counterclockwise perfect circularly polarized light of the point of the upper pole of the Poincare sphere is shifted in the positive direction by π / 2 at the azimuth λ = 0, the point H on the equator in the Poincare sphere becomes To reach. That is, the circularly polarized light becomes horizontal linearly polarized light by being shifted by π / 2. Similarly, if it is shifted by π in the π-positive direction, it reaches the lower pole and becomes clockwise perfect circularly polarized light.

【0050】又、ポアンカレの球における下極位置にお
ける右回りの完全円偏光を方位角λ=0でπ/2シフト
させると、赤道上の点Vに到達し、垂直の直線偏光とな
りπシフトさせると上極に到達し左回りの完全円偏光と
なる。シフト量がπ/2又はπでないときは楕円偏光と
なる。
Further, when the clockwise complete circularly polarized light at the lower pole position of the Poincare sphere is shifted by π / 2 at the azimuth λ = 0, it reaches the point V on the equator and becomes π-shifted as vertical linearly polarized light. Then, the light reaches the upper pole and becomes fully circularly polarized counterclockwise. When the shift amount is not π / 2 or π, the light is elliptically polarized light.

【0051】前述の如く、前記円偏光分離層14は、例
えばコレステリック液晶層から構成される。このコレス
テリック液晶層は、一般的に、フィジカルな分子配列に
基づいて、一方向の旋光成分と、これと逆回りの旋光成
分とを分離する旋光選択特性を発現するが、プレーナ配
列のヘリカル軸に入射した光は右旋光光と左旋光光の2
つの円偏光光に分かれ、一方は透過し他方は反射され
る。
As described above, the circularly polarized light separating layer 14 is composed of, for example, a cholesteric liquid crystal layer. The cholesteric liquid crystal layer generally exhibits an optical rotation selection characteristic that separates an optical rotation component in one direction and an optical rotation component in the opposite direction based on a physical molecular arrangement, but the cholesteric liquid crystal layer has a helical axis in a planar arrangement. The incident light is a right-handed rotation light and a left-handed rotation light.
The light is split into two circularly polarized lights, one is transmitted and the other is reflected.

【0052】この現象は、円偏光2色性として知られ、
円偏光の旋光方向を入射光に対して適宜選択すると、コ
レステリック液晶のヘルカル軸方向と同一の旋光方向を
持つ円偏光が選択的に散乱反射される。
This phenomenon is known as circular dichroism.
When the optical rotation direction of the circularly polarized light is appropriately selected with respect to the incident light, the circularly polarized light having the same optical rotation direction as the helical axis direction of the cholesteric liquid crystal is selectively scattered and reflected.

【0053】この場合の最大旋光光散乱は、次の(3)
式の波長λ0 で生じる。
The maximum optical rotation scattering in this case is expressed by the following (3)
It occurs at the wavelength λ0 in the equation.

【0054】λ0 =nav・p …(3)Λ 0 = nav · p (3)

【0055】ここで、pはヘリカルピッチ、navはヘ
リカル軸に直交する平面内の平均屈折率である。
Here, p is a helical pitch, and nav is an average refractive index in a plane orthogonal to the helical axis.

【0056】このときの反射光の波長バンド幅Δλは、
次の(4)式で示される。
At this time, the wavelength bandwidth Δλ of the reflected light is
It is expressed by the following equation (4).

【0057】Δλ=Δn・p …(4)Δλ = Δn · p (4)

【0058】ここで、Δn=n(‖)−n(直角)であ
り、n(‖)はヘリカル軸に直交する面内における最大
の屈折率、n(直角)はヘリカル軸に平行な面内におけ
る最大の屈折率である。
Here, Δn = n (‖) -n (perpendicular), where n (‖) is the maximum refractive index in a plane perpendicular to the helical axis, and n (perpendicular) is in a plane parallel to the helical axis. Is the maximum refractive index.

【0059】なお、波長バンド幅Δλを広帯域にする方
法として、ヘリカルピッチを変化させる方法(例えば、
USP5、691、789)、pが異なるコレステリッ
ク液晶層を数層重ねる(例えば、特開平9−30477
0)等の方法がある。
As a method for widening the wavelength bandwidth Δλ, a method of changing the helical pitch (for example,
US Pat. No. 5,691,789), several cholesteric liquid crystal layers having different p are stacked (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-30467).
0) and the like.

【0060】又、プレーナ配列のヘリカル軸に対して斜
めに入射した光の選択散乱光の波長λφは、λ0 に比べ
て短波長側にシフトすることが知られている。
It is also known that the wavelength λφ of the selectively scattered light of the light obliquely incident on the helical axis of the planar arrangement shifts to a shorter wavelength side than λ0.

【0061】コレステリック液晶の材料としては、シッ
フ塩基、アゾ系、エステル系、ビフェニル系等のネマチ
ック液晶化合物の末端基に光学活性の2−メチルブチル
基、2−メチルブトキシ基、4−メチルヘキチル基を結
合したカイラルネマチック液晶化合物が望ましい。
As a material of the cholesteric liquid crystal, an optically active 2-methylbutyl group, 2-methylbutoxy group or 4-methylhexyl group is bonded to a terminal group of a nematic liquid crystal compound such as a Schiff base, an azo type, an ester type or a biphenyl type. Preferred are chiral nematic liquid crystal compounds.

【0062】又、一般に高分子液晶は、液晶を呈するメ
ソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の位置に
導入した高分子であるが、高分子コレステリック液晶
も、例えばコレステリル基を側鎖に導入することで得ら
れる。
In general, a polymer liquid crystal is a polymer in which a mesogen group exhibiting a liquid crystal is introduced into a main chain, a side chain, or positions of a main chain and a side chain. A polymer cholesteric liquid crystal also has, for example, a cholesteryl group. It can be obtained by introduction into the side chain.

【0063】コレステリック液晶による偏光分離作用
は、コレステリック液晶で一方の円偏光成分(右又は左
回り)が透過され、他方の円偏光成分が反射される。反
射の際、右(左)円偏光は右(左)円偏光のまま反射さ
れる。
The polarization separation effect of the cholesteric liquid crystal is such that one circularly polarized light component (clockwise or counterclockwise) is transmitted by the cholesteric liquid crystal and the other circularly polarized light component is reflected. Upon reflection, right (left) circularly polarized light is reflected as right (left) circularly polarized light.

【0064】前記光源装置12は、例えば、透明電極を
有した透明樹脂シートに挟持された薄膜状のエレクトロ
ルミネッセンス等からなる透明薄膜状白色面光源であっ
て、前述の如く、例えば金属薄膜からなる反射層12A
がその背面に設けられている。
The light source device 12 is, for example, a transparent thin film white surface light source made of thin film electroluminescence sandwiched between transparent resin sheets having transparent electrodes, and is made of, for example, a metal thin film as described above. Reflective layer 12A
Is provided on the back.

【0065】また、前記光源装置12は、例えば、導光
板に線状光源を配置したいわゆるエッジライト型の白色
面光源であっても良い。
The light source device 12 may be, for example, a so-called edge light type white surface light source in which a linear light source is disposed on a light guide plate.

【0066】上記のような液晶表示装置10において、
光源装置12から出射した無偏光光は、その光のうちの
一方の旋回方向の円偏光成分、例えば図1に示されるよ
うに左回りの円偏光成分Lのみが円偏光分離層14を透
過して液晶セル16に到達する。
In the liquid crystal display device 10 described above,
In the non-polarized light emitted from the light source device 12, only the circularly polarized light component in one of the turning directions of the light, for example, only the left-handed circularly polarized light component L as shown in FIG. To reach the liquid crystal cell 16.

【0067】他方の右旋回方向の円偏光成分Rは、円偏
光分離層14において反射され、光源装置12の反射層
12Aで反射される際に又は光路中の光拡散板によって
位相が逆転、又は、無偏光な状態となり、円偏光分離層
14を透過する左旋回方向の円偏光光Lが増加し、液晶
セル16に入射する。
The other right-handed circularly polarized light component R is reflected by the circularly polarized light separation layer 14, and its phase is reversed when reflected by the reflection layer 12 A of the light source device 12 or by the light diffusion plate in the optical path. Alternatively, the light is in a non-polarized state, and the left-handed circularly polarized light L transmitted through the circularly polarized light separating layer 14 increases and enters the liquid crystal cell 16.

【0068】液晶セル16における液晶層22に画素電
極24A、24Bから電圧を印加することによって、液
晶のレタデ−ション値を変化させ、これによって液晶セ
ル16を通過する円偏光光は、電界の印加により位相を
実質的に−π/2〜π/2シフトされる。
By applying a voltage to the liquid crystal layer 22 in the liquid crystal cell 16 from the pixel electrodes 24A and 24B, the retardation value of the liquid crystal is changed, whereby the circularly polarized light passing through the liquid crystal cell 16 is applied with an electric field. Shifts the phase substantially by -π / 2 to π / 2.

【0069】従って、前述のように、液晶セル16に入
射した円偏光光は、その位相がπ/2シフトされると直
線偏光光になり、−π/2シフトされると前記と直交す
る方向の直線偏光光になって液晶セル16から出射す
る。
Therefore, as described above, the circularly polarized light incident on the liquid crystal cell 16 becomes linearly polarized light when its phase is shifted by π / 2, and becomes orthogonally polarized when it is shifted by -π / 2. Out of the liquid crystal cell 16 as linearly polarized light.

【0070】前記2色性直線偏光層18の偏光透過軸を
前記2つの偏向方向の一方に一致させておけば、液晶層
22に印加する電界を制御することによって、2色性直
線偏光層18を透過する光の量を調整することができ、
液晶表示機能を持たせることができる。又、当然、階調
表示もすることができる。
If the polarization transmission axis of the dichroic linear polarizing layer 18 is made coincident with one of the two deflection directions, the electric field applied to the liquid crystal layer 22 is controlled to thereby control the dichroic linear polarizing layer 18. You can adjust the amount of light transmitted through
A liquid crystal display function can be provided. Also, of course, gradation display can be performed.

【0071】これを図3のポアンカレの球によって説明
すると、ポアンカレの球の上極の点から方位角λ=0で
赤道上の点Hまで0〜π/2シフトされることによっ
て、左回りの円偏光は左回りの楕円偏光→水平な直線偏
光となり、又、赤道上の点Vまで0〜−π/2シフトさ
れることによって左回りの楕円偏光→垂直な直線偏光と
なる。
This will be described with reference to the Poincare sphere shown in FIG. 3. By shifting from the upper pole point of the Poincare sphere to a point H on the equator at an azimuth λ = 0 by 0 to π / 2, Circularly polarized light becomes left-handed elliptically polarized light → horizontal linearly polarized light, and is shifted from 0 to −π / 2 to point V on the equator to become left-handed elliptically polarized light → vertical linearly polarized light.

【0072】従って、シフト量が0〜π/2の範囲で
は、シフト量が大きい程2色性直線偏光層18を透過す
る光量が大きくなり、0〜−π/2の範囲ではシフト量
が大きい程暗くなり、最終的には図5に示されるように
暗表示となる。
Accordingly, when the shift amount is in the range of 0 to π / 2, the larger the shift amount, the larger the amount of light transmitted through the dichroic linear polarizing layer 18, and in the range of 0 to -π / 2, the shift amount is large. The darker the image becomes, the darker the display finally becomes as shown in FIG.

【0073】前記2色性直線偏光層18は、光吸収タイ
プの2色性偏光板から構成されているので、外光(無偏
光光)が2色性直線偏光層18の表面に入射しても、そ
の50%が吸収され、残りの50%が透過し、反射成分
がほとんどないので、液晶表示装置10における画面の
コントラストの低下を大幅に抑制することができる。
Since the dichroic linear polarizing layer 18 is composed of a dichroic polarizing plate of a light absorption type, external light (non-polarized light) is incident on the surface of the dichroic linear polarizing layer 18. Also, since 50% of the light is absorbed and the remaining 50% is transmitted, and there is almost no reflection component, a decrease in the contrast of the screen of the liquid crystal display device 10 can be significantly suppressed.

【0074】また、液晶層22の複屈折を利用している
ので、別途カラ−フィルタ−を用いることなくカラ−液
晶表示機能を持たせることも可能である。
Since the birefringence of the liquid crystal layer 22 is utilized, it is possible to provide a color liquid crystal display function without using a separate color filter.

【0075】次に、図6に示される本発明の実施の形態
の第2例に係る液晶表示装置30について説明する。
Next, a liquid crystal display device 30 according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 will be described.

【0076】なお、図6において、前記図1に示される
液晶表示装置10におけると同一部分には図1と同一の
符号を付することにより、説明を省略するものとする。
In FIG. 6, the same parts as those in the liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description will be omitted.

【0077】この液晶表示装置30は、光源装置12
と、この光源装置12から出射される光のうち、一方
の、例えば紙面面内(以下水平とする)直線偏光成分を
透過し、これと直交方向の直線偏光成分を反射する直線
偏光分離層32と、液晶セル16と、この液晶セル16
を透過した偏光光を受光する光吸収型の2色性円偏光層
34と、を備えて構成されている。
The liquid crystal display device 30 includes the light source device 12
Of the light emitted from the light source device 12, for example, a linearly polarized light separating layer 32 that transmits a linearly polarized light component in the plane of the paper (hereinafter referred to as horizontal) and reflects a linearly polarized light component in a direction orthogonal to this. , A liquid crystal cell 16 and the liquid crystal cell 16
And a light-absorbing dichroic circularly polarizing layer 34 for receiving polarized light transmitted therethrough.

【0078】前記直線偏光分離層32は、複屈折性を有
するフィルムを3層以上に積層してなる平面状多層構造
とされ、各層の平面内で互いに垂直な振動方向を持つ2
つの光のうちの、一方の光に対する厚さ方向に隣接する
層間における屈折率の差と、他方の光に対する厚さ方向
に隣接する層間における屈折率の差とが異なるようにし
て、前記一方の光を透過し、他方の光を反射するように
したものである。
The linearly polarized light separating layer 32 has a planar multilayer structure in which three or more birefringent films are laminated, and has a vibration direction perpendicular to each other in the plane of each layer.
Of the two lights, the difference in the refractive index between the layers adjacent in the thickness direction for one light is different from the difference in the refractive index between the layers adjacent in the thickness direction for the other light, The light is transmitted and the other light is reflected.

【0079】上記のような、複屈折性を有するフィルム
は、例えば特開平3−75705号公報、特表平9−5
06837号公報等に開示されているように、ポリカー
ボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂(例えば結晶性ナ
フタレンジカルボン酸ポリエステル)、ポリビニルアル
コール系樹脂、酢酸セルロース系樹脂等の面内複屈折性
(屈折率異方性)を示す物質を延伸等の方法によって得
ることができる。
The film having birefringence as described above is disclosed in, for example, JP-A-3-75705, and
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06837 and the like, in-plane birefringence (refractive index anisotropy) of polycarbonate resin, polyester resin (for example, crystalline naphthalenedicarboxylic acid polyester), polyvinyl alcohol resin, cellulose acetate resin, and the like. ) Can be obtained by a method such as stretching.

【0080】例えば、隣り合う複屈折性層(フィルム)
のX軸方向に振動する光線に対する屈折率は実質的にn
xで同じであり、X軸方向での隣接する層間の屈折率差
Δnx(=|nx−nx|)は実質的に0である。
For example, adjacent birefringent layers (films)
Has a refractive index of substantially n for a light beam oscillating in the X-axis direction.
x, and the refractive index difference Δnx (= | nx−nx |) between adjacent layers in the X-axis direction is substantially zero.

【0081】これに対して、例えば、3層の複屈折性層
のうち第1層と第3層のY軸方向に振動する光線に対す
る屈折率を共にny1 とし、第2層における同方向の屈
折率をny2 (≠ny1 )とすると、Y軸方向での隣接
する層間の屈折率Δnyは実質的に0でない。
On the other hand, for example, among the three birefringent layers, the refractive indices of the first layer and the third layer with respect to the light oscillating in the Y-axis direction are both ny 1 and the refractive index of the second layer in the same direction is the same. Assuming that the refractive index is ny 2 (≠ ny 1 ), the refractive index Δny between adjacent layers in the Y-axis direction is not substantially zero.

【0082】前記屈折率差の大きい方向(Y軸方向)に
振動する光の反射は、屈折率差の小さい方向(X軸方
向)に振動する光の反射よりも大きく、又、X軸方向の
光の透過はY軸方向の光透過よりも大きくなる。
The reflection of light oscillating in the direction with a large refractive index difference (Y-axis direction) is greater than the reflection of light oscillating in the direction with a small refractive index difference (X-axis direction). Light transmission is greater than light transmission in the Y-axis direction.

【0083】このため、X軸方向に振動する光にとっ
て、直線偏光分離層32が、平面状多層構造であって
も、屈折率が実質的に同一であるので、直線偏光分離層
32への入射面及び出射面の2箇所でわずかな表面反射
が生じるのみである。
For the light oscillating in the X-axis direction, even if the linearly polarized light separating layer 32 has a planar multilayer structure, the refractive index is substantially the same. Only a slight surface reflection occurs at two points, the surface and the exit surface.

【0084】これに対して、Y軸方向に振動する光にと
っては、平面状多層構造体内の屈折率が各層間で異なる
ので、直線偏光分離層32全体への入射面及び出射面の
みならず、各層間で表面(界面)反射が起こり、複屈折
率層の層数が多いほどY軸方向に振動する光の反射回数
が多くなる。
On the other hand, for the light oscillating in the Y-axis direction, the refractive index in the planar multilayer structure is different between the respective layers. Surface (interface) reflection occurs between the layers, and the greater the number of birefringent layers, the greater the number of times of reflection of light vibrating in the Y-axis direction.

【0085】前記2色性円偏光層34は、前記図1に示
される液晶表示装置10における2色性直線偏光層18
にλ/4位相差層(板)35を、直線偏光がλ/4位相
差層35面内の遅相軸又は進相軸方向に対して45度の
角度で入射するように液晶セル16側に積層する等の方
法によって形成され、入射する光のうちの右又は左廻り
の円偏光成分のうち一方を透過し、他方をほとんど吸収
するものである。
The dichroic circularly polarizing layer 34 is the same as the dichroic linear polarizing layer 18 in the liquid crystal display device 10 shown in FIG.
The λ / 4 retardation layer (plate) 35 is placed on the liquid crystal cell 16 side such that linearly polarized light is incident at an angle of 45 degrees with respect to the slow axis or fast axis direction in the plane of the λ / 4 retardation layer 35. It is formed by a method such as lamination on the right, transmits one of the right or left-handed circularly polarized light components of the incident light, and almost absorbs the other.

【0086】なお、前記λ/4位相差層(板)35は、
光の位相をλ/4シフトさせる作用があれば良く、液晶
材料や無機材料から形成しても良いが、PC、PVA、
CAB、PS、PMMA、ノルボルネン樹脂等の高分子
からなるフィルムを延伸(延伸倍率1.3〜4倍程度)
して得られる延伸フィルムを使用することが量産性の点
で好ましい。
The λ / 4 retardation layer (plate) 35 is
Any function that shifts the phase of light by λ / 4 is sufficient, and it may be formed from a liquid crystal material or an inorganic material.
Stretching a film made of a polymer such as CAB, PS, PMMA, norbornene resin (stretching ratio of 1.3 to 4 times)
It is preferable to use a stretched film obtained from the viewpoint of mass productivity.

【0087】又、可視光全域の波長帯域に渡って光の位
相をλ/1シフトさせる、広帯域λ/4位相差板を得る
ためには、λ/4位相差板とλ/2位相差板の進相軸又
は遅相軸を60度±10度の角度で交差させλ/2位相
差板を偏光板側になるように配置させると良い。その時
の偏光板の透過軸とλ/2位相差板の進相軸又は遅相軸
との関係は、λ/4位相差板に入射した円偏光の透過光
量が最大となるように、又は、前記円偏光とは逆回りの
円偏光の透過光量が最小となるように適宜調整される。
Further, in order to obtain a broadband λ / 4 retarder that shifts the phase of light λ / 1 over the entire wavelength band of visible light, a λ / 4 retarder and a λ / 2 retarder are required. It is preferable to arrange the λ / 2 phase difference plate on the polarizing plate side by crossing the fast axis or the slow axis at an angle of 60 ° ± 10 °. At that time, the relationship between the transmission axis of the polarizing plate and the fast axis or slow axis of the λ / 2 phase difference plate is such that the amount of transmitted circularly polarized light incident on the λ / 4 phase difference plate is maximized, or It is appropriately adjusted so that the amount of transmitted circularly polarized light that is opposite to the circularly polarized light is minimized.

【0088】この液晶表示装置30においては、光源装
置12からの無偏光光は、直線偏光分離層32において
水平の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の直線
偏光成分が反射される。
In the liquid crystal display device 30, the unpolarized light from the light source device 12 is transmitted through the linearly polarized light separating layer 32 by a horizontal linearly polarized light component, and is reflected by the linearly polarized light component in a direction orthogonal to the horizontal direction.

【0089】反射された直線偏光成分は、光源装置12
における反射層12A、又は、光源装置内(の例えば光
拡散機能等により)で反射されることにより位相が乱れ
て、直線偏光分離層32を透過する成分が増大する。
The reflected linearly polarized light component is
The phase is disturbed by being reflected in the reflection layer 12A or in the light source device (for example, by the light diffusion function), and the component transmitted through the linearly polarized light separating layer 32 increases.

【0090】直線偏光分離層32を透過した直線偏光光
は、液晶セル16に入射して、ここに印加される電界に
より、その位相がシフトされる。
The linearly polarized light transmitted through the linearly polarized light separating layer 32 enters the liquid crystal cell 16 and its phase is shifted by an electric field applied thereto.

【0091】液晶セル16における液晶層22に、画素
電極24A、24Bから電圧が印加することによって、
液晶のレタデ−ション値が変化され、これによって液晶
セル16を通過する直線偏光光は、電界の印加により位
相を実質的に−π/2〜π/2シフトされる。
By applying a voltage to the liquid crystal layer 22 in the liquid crystal cell 16 from the pixel electrodes 24A and 24B,
The retardation value of the liquid crystal is changed, so that the phase of the linearly polarized light passing through the liquid crystal cell 16 is substantially shifted by -π / 2 to π / 2 by applying an electric field.

【0092】前述のように、液晶セル16に入射した直
線偏光光は、その位相がπ/2シフトされると円偏光光
になり、−π/2シフトされると前記とは逆回りの旋回
方向の円偏光光になって液晶セル16から出射する。
As described above, when the phase of the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell 16 is shifted by π / 2, it becomes circularly polarized light, and when the phase of the linearly polarized light is shifted by −π / 2, the light rotates in the opposite direction. The light is emitted from the liquid crystal cell 16 as circularly polarized light in the direction.

【0093】これを図3のポアンカレの球によって説明
すると、ポアンカレの球の赤道上の点Hから方位角λ=
0で0〜π/2シフトされることによって、水平な直線
偏光は右回りの楕円偏光→右回りの円偏光Rとなる。従
って、シフト量が大きい程、2色性円偏光層34を透過
する光量が大きくなる。又、前記点Hから0〜πシフト
されるとき、シフト量に応じて暗くなり、―π/2のと
きは、図7に示されるように暗表示となる。
This will be described with reference to the Poincare sphere of FIG. 3. From the point H on the equator of the Poincare sphere, the azimuth λ =
By being shifted from 0 to π / 2 at 0, the horizontal linearly polarized light becomes clockwise elliptically polarized light → clockwise circularly polarized light R. Therefore, the larger the shift amount is, the larger the light amount transmitted through the dichroic circularly polarizing layer 34 is. When the point H is shifted from the point H by 0 to π, the image becomes darker in accordance with the shift amount. When the point H is −π / 2, the display becomes dark as shown in FIG.

【0094】前記2色性円偏光層34の偏光透過軸を前
記2つの旋回方向の一方の右回りに一致させておけば、
液晶層22に印加する電界を制御することによって、2
色性円偏光層18を透過する光の量を調整することがで
き、液晶表示機能を持たせることができ、階調表示が可
能である。
If the polarization transmission axis of the dichroic circularly polarizing layer 34 is set to be clockwise in one of the two rotation directions,
By controlling the electric field applied to the liquid crystal layer 22, 2
The amount of light transmitted through the chromatic circularly polarizing layer 18 can be adjusted, a liquid crystal display function can be provided, and gradation display is possible.

【0095】このことは、次の(5)式で表される。This is expressed by the following equation (5).

【0096】 I=I0 sin2 2θsin 2 (πdΔn(V)/λ) …(5)I = I 0 sin 2 2θ sin 2 (πdΔn (V) / λ) (5)

【0097】ここで、Iは2色性直線偏光層34を透過
する光の強度、I0 は入射光の強度、θは入射偏光方向
と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角度、Δn
(V)とdはそれぞれ印加電圧Vでの液晶の複屈折率と
セル厚、λは入射光の波長を示す。なお、2色性円偏光
層34を透過しない左回り円偏光光Lは、これに吸収さ
れる。
Here, I is the intensity of light transmitted through the dichroic linear polarizing layer 34, I 0 is the intensity of incident light, θ is the angle between the incident polarization direction and the vibration direction of normal light in the liquid crystal cell, Δn
(V) and d indicate the birefringence of the liquid crystal and the cell thickness at the applied voltage V, respectively, and λ indicates the wavelength of the incident light. Note that the counterclockwise circularly polarized light L that does not pass through the dichroic circularly polarized light layer 34 is absorbed thereby.

【0098】又、この液晶表示装置30においては、2
色性円偏光層34が、無偏光光である外光が入射した場
合でも、その50%を吸収するので、反射による画面の
コントラストの低下を抑制することができる。
In the liquid crystal display device 30,
Even when external light that is unpolarized light is incident on the chromatic circularly polarizing layer 34, 50% of the light is absorbed, so that a decrease in screen contrast due to reflection can be suppressed.

【0099】次に、図8に示される本発明の実施の形態
の第3例に係る液晶表示装置40について説明する。
Next, a liquid crystal display device 40 according to a third embodiment of the present invention shown in FIG. 8 will be described.

【0100】なお、図8において、前記図1に示される
液晶表示装置10におけると同一部分には図1と同一の
符号を付することにより、説明を省略するものとする。
In FIG. 8, the same parts as those in the liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, and the description will be omitted.

【0101】図8の液晶表示装置40は、図1の液晶表
示装置10を反射型にしたものであり、図1における光
源装置12に代えて、光吸収層36を設けている。
The liquid crystal display device 40 of FIG. 8 is a reflection type of the liquid crystal display device 10 of FIG. 1, and has a light absorbing layer 36 instead of the light source device 12 of FIG.

【0102】他の構成は、図1の液晶表示装置10と同
一であるので、同一部分に同一符号を付することによ
り、説明を省略するものとする。
Since the other structure is the same as that of the liquid crystal display device 10 of FIG. 1, the description will be omitted by giving the same reference numerals to the same parts.

【0103】ここで、前記光吸収層36は、例えば黒色
の紙、表面をマット化して反射が生じないようにした樹
脂板、フィルム、薄膜等から構成される。
Here, the light absorption layer 36 is made of, for example, black paper, a resin plate, a film, a thin film, or the like whose surface is matted to prevent reflection.

【0104】この反射型の液晶表示装置40において
は、外光(無偏光光)は、2色性直線偏光層18に入射
し、設定された透過軸と一致する方向のみの水平の直線
偏光光が液晶セル16に入射する。外光の他方の直線偏
光成分は2色性直線偏光層18によって吸収されるの
で、反射光により画面のコントラストを低下させること
がない。
In the reflection type liquid crystal display device 40, external light (non-polarized light) is incident on the dichroic linearly polarized light layer 18 and horizontal linearly polarized light only in the direction coinciding with the set transmission axis. Enters the liquid crystal cell 16. Since the other linearly polarized light component of the external light is absorbed by the dichroic linearly polarizing layer 18, the reflected light does not lower the contrast of the screen.

【0105】液晶層22に入射した水平の直線偏光光
は、ここに存在する液晶層に印加される電界により、そ
の位相がシフトされる。
The phase of the horizontal linearly polarized light incident on the liquid crystal layer 22 is shifted by the electric field applied to the liquid crystal layer existing here.

【0106】即ち、液晶セル16における液晶層22
に、画素電極24A、24Bから電圧が印加することに
よって、液晶のレタデ−ション値が変化され、これによ
って液晶セル16を通過する直線偏光光は、電界の印加
により位相を実質的に−π/2〜π/2シフトされる。
That is, the liquid crystal layer 22 in the liquid crystal cell 16
In addition, when a voltage is applied from the pixel electrodes 24A and 24B, the retardation value of the liquid crystal is changed. As a result, the phase of the linearly polarized light passing through the liquid crystal cell 16 is substantially -π / It is shifted by 2 to π / 2.

【0107】前述のように、液晶セル16に入射した直
線偏光光は、その位相がπ/2シフトされると円偏光光
になり、−π/2シフトされると前記とは逆回りの旋回
方向の円偏光光になって液晶セル16から出射する。
As described above, the linearly polarized light that has entered the liquid crystal cell 16 becomes circularly polarized light when its phase is shifted by π / 2, and rotates in the opposite direction when it is shifted by −π / 2. The light is emitted from the liquid crystal cell 16 as circularly polarized light in the direction.

【0108】液晶セル16から出射した円偏光光は、そ
の光のうちの一方の旋回方向の円偏光成分、例えば図1
に示されるように左回りの円偏光成分Lのみが円偏光分
離層14を透過して前記光吸収層36に到達する。
The circularly polarized light emitted from the liquid crystal cell 16 is a circularly polarized light component in one of the turning directions of the light, for example, as shown in FIG.
As shown in (2), only the counterclockwise circularly polarized light component L passes through the circularly polarized light separation layer 14 and reaches the light absorption layer 36.

【0109】他方の右旋回方向の円偏光成分Rは、円偏
光分離層14において反射され、位相が逆転することな
くそのまま液晶セル16に入射する。
The other right-handed circularly polarized light component R is reflected by the circularly polarized light separation layer 14 and directly enters the liquid crystal cell 16 without reversing the phase.

【0110】液晶セル16における液晶層22に画素電
極24A、24Bには前述のように電圧が印加されてい
るので、液晶のレタデ−ション値の変化によって液晶セ
ル16を通過する円偏光光は、電界の印加により位相を
実質的に−π/2〜π/2シフトされる。
Since the voltage is applied to the pixel electrodes 24A and 24B to the liquid crystal layer 22 in the liquid crystal cell 16 as described above, the circularly polarized light passing through the liquid crystal cell 16 due to the change in the retardation value of the liquid crystal is: The phase is substantially shifted by -π / 2 to π / 2 by application of the electric field.

【0111】従って、前述のように、液晶セル16に入
射した円偏光光は、その位相がπ/2シフトされると直
線偏光光になり、−π/2シフトされると前記と直交す
る方向の直線偏光光になって液晶セル16から出射す
る。
Therefore, as described above, the circularly polarized light incident on the liquid crystal cell 16 becomes a linearly polarized light when the phase is shifted by π / 2, and becomes a direction orthogonal to the above when the phase is shifted by −π / 2. Out of the liquid crystal cell 16 as linearly polarized light.

【0112】前記2色性直線偏光層18の偏光透過軸
は、前述のように前記2つの偏向方向の一方に一致させ
てあるので、液晶セル16から出射した直線偏光光の偏
光軸の傾きに応じて2色性直線偏光層18を透過して表
示光になる。従って、液晶層22に印加する電界を制御
することによって、2色性直線偏光層18を透過する光
の量を調整することができ、液晶表示機能を持たせるこ
とができる。又、当然、階調表示もすることができる。
Since the polarization transmission axis of the dichroic linear polarization layer 18 coincides with one of the two deflection directions as described above, the inclination of the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal cell 16 varies. Accordingly, the light passes through the dichroic linear polarizing layer 18 to become display light. Therefore, by controlling the electric field applied to the liquid crystal layer 22, the amount of light transmitted through the dichroic linear polarizing layer 18 can be adjusted, and a liquid crystal display function can be provided. Also, of course, gradation display can be performed.

【0113】なお、上記各実施の形態の第1及び第2例
において、前記光源装置12は、透明電極を有した透明
樹脂シートに挟持された薄膜状のエレクトロルミネッセ
ンス等からなる透明薄膜状白色面光源であって、背面
に、例えば金属薄膜からなる反射層12Aを設けたもの
であるが、本発明はこれに限定されることなく、導光板
の側端面から入射した光源光を、導光板の一方の面から
出射させるもの等であってもよい。この場合、前記導光
板の他方の面には金属薄膜等からなる反射層が設けられ
るが、白色PET(ポリエチレンテレフタレート)を用
いてもよい。
In the first and second examples of each of the above embodiments, the light source device 12 is a transparent thin-film white surface made of thin-film electroluminescence or the like sandwiched between transparent resin sheets having transparent electrodes. The light source is provided with a reflective layer 12A made of, for example, a metal thin film on the back surface. However, the present invention is not limited to this, and the light source light incident from the side end surface of the light guide plate may be used as a light guide plate. The light may be emitted from one surface. In this case, a reflective layer made of a metal thin film or the like is provided on the other surface of the light guide plate, but white PET (polyethylene terephthalate) may be used.

【0114】また、円偏光分離層又は直線偏光分離層
に、透過する光の位相を実質的にπ/2シフトさせるレ
タデーション値を有する位相差層を積層して、結果的
に、直線偏光分離層又は円偏光分離層と同一の作用を有
するようにしてもよい。
A phase difference layer having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2 is laminated on the circularly polarized light separating layer or the linearly polarized light separating layer. Alternatively, it may have the same function as the circularly polarized light separating layer.

【0115】なお、液晶セルの液晶層に画素電極から電
圧を印加されない時に、液晶セルを通過する光の位相が
実質的にπ/2シフトし、前記電極に電圧を印加した場
合に、液晶セルを通過する光の位相が実質的にシフトし
なくなる様にしてもよい。
When a voltage is not applied from the pixel electrode to the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, the phase of light passing through the liquid crystal cell is substantially shifted by π / 2. May not substantially shift the phase of the light passing therethrough.

【0116】[0116]

【実施例】図1に示される液晶表示装置10を、円偏光
分離層14としてコレステリック液晶層を用い、電圧の
印加によりレタデーション値を変化させ、光の位相を実
質的に−π/2〜π/2シフトする液晶セル16、2色
性直線偏光層18を積層して作成した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1, a cholesteric liquid crystal layer is used as a circularly polarized light separating layer 14, a retardation value is changed by applying a voltage, and the phase of light is substantially -π / 2 to π. The liquid crystal cell 16 and the dichroic linearly polarizing layer 18 that shift by a factor of 2 were laminated.

【0117】液晶セル16に電界を印加して、液晶のレ
タデーション値を変化させたところ、外光に起因する大
幅なコントラストの低下がなく、光の利用効率を向上さ
せることができた。図7の反射型の液晶表示装置40に
おいても同様であった。
When an electric field was applied to the liquid crystal cell 16 to change the retardation value of the liquid crystal, no significant reduction in contrast due to external light was observed, and the light use efficiency was improved. The same applies to the reflection type liquid crystal display device 40 of FIG.

【0118】図5に示される液晶表示装置30は、直線
偏光分離層32として延伸多層層を用い、更に、前記と
同様の液晶セル16、光吸収タイプの2色性円偏光層3
4を積層して構成したところ、前記と同様に、外光に起
因する大幅なコントラストの低下がなく、光の利用効率
を向上させることができた。
The liquid crystal display device 30 shown in FIG. 5 uses a stretched multilayer layer as the linearly polarized light separating layer 32, and further includes a liquid crystal cell 16 similar to the above, and a light absorption type dichroic circularly polarizing layer 3.
As a result, as in the case described above, there was no significant decrease in contrast due to external light, and the light use efficiency was improved.

【0119】[0119]

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、光
の利用効率を大幅に向上できると共に、外光に起因する
大幅なコントラストの低下がなく、更に、液晶層の複屈
折を利用して表示することによりコントラストの良い表
示状態を得ることができるという優れた効果を有する。
According to the present invention, as described above, the light utilization efficiency can be greatly improved, there is no significant decrease in contrast due to external light, and the birefringence of the liquid crystal layer can be utilized. Display has an excellent effect that a display state with good contrast can be obtained.

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

【図1】本発明の実施の形態の第1例に係る液晶表示装
置の要部を分解して示す略示断面図
FIG. 1 is an exploded schematic sectional view showing a main part of a liquid crystal display device according to a first example of an embodiment of the present invention.

【図2】同液晶表示装置における液晶セルを拡大して示
す断面図
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a liquid crystal cell in the liquid crystal display device.

【図3】光の偏光状態を説明するためのポアンカレの球
を示す線図
FIG. 3 is a diagram showing a Poincare sphere for explaining a polarization state of light.

【図4】図1の液晶表示装置における暗表示の状態を示
す略示断面図
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a state of dark display in the liquid crystal display device of FIG. 1;

【図5】楕円偏光を記述するための記号と楕円偏光の断
面を示す線図
FIG. 5 is a diagram showing a symbol for describing elliptically polarized light and a cross section of elliptically polarized light.

【図6】本発明の実施の形態の第2例に係る液晶表示装
置の要部を分解して示す略示断面図
FIG. 6 is an exploded schematic cross-sectional view showing a main part of a liquid crystal display device according to a second example of the embodiment of the present invention.

【図7】液晶表示装置における暗表示の状態を示す図1
と同様の断面図
FIG. 7 is a diagram showing a state of dark display in the liquid crystal display device.
Cross section similar to

【図8】本発明の実施の形態の第3例に係る液晶表示装
置の要部を分解して示す略示断面図
FIG. 8 is an exploded schematic cross-sectional view showing a main part of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来の液晶表示装置を示す図1と同様の断面図FIG. 9 is a sectional view similar to FIG. 1, showing a conventional liquid crystal display device;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、30、40…液晶表示装置 12…光源装置 12A…反射層 14…円偏光分離層 16…液晶セル 18…2色性直線偏光層 20A、20B…基板 22…液晶層 24A、24B…画素電極 32…直線偏光分離層 34…2色性円偏光層 36…光吸収層 10, 30, 40: Liquid crystal display device 12: Light source device 12A: Reflective layer 14: Circularly polarized light separating layer 16: Liquid crystal cell 18: Dichroic linearly polarizing layer 20A, 20B: Substrate 22: Liquid crystal layer 24A, 24B: Pixel electrode 32: linearly polarized light separating layer 34: dichroic circularly polarizing layer 36: light absorbing layer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、この光源から出射される光のう
ち、右または左の旋回方向のうち一方の円偏光成分を透
過し、他方の円偏光成分を反射する円偏光分離層と、液
晶層及びこの液晶層に電界を印加する電極を含んでな
り、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のレ
タデ−ション値を変化させ、これにより前記円偏光分離
層を透過して入射する円偏光光の位相を実質的に−π/
2〜π/2シフトする作用を有する液晶セルと、この液
晶セルの前記円偏光分離層と反対側に配置され、液晶セ
ルから入射した直線偏光光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を吸収する光
吸収型の2色性直線偏光層と、を備えたことを特徴とす
る液晶表示装置。
1. A light source, a circularly polarized light separating layer that transmits one circularly polarized light component in the right or left turning direction of light emitted from the light source and reflects the other circularly polarized light component, and a liquid crystal. A liquid crystal layer, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. The electric field is applied to the liquid crystal layer from the electrode to change the retardation value of the liquid crystal. The phase of the circularly polarized light is substantially -π /
A liquid crystal cell having a function of shifting by 2 to π / 2; and a liquid crystal cell disposed on a side of the liquid crystal cell opposite to the circularly polarized light separating layer and transmitting one linearly polarized light component of linearly polarized light incident from the liquid crystal cell; A liquid crystal display device comprising: a light absorption type dichroic linear polarization layer that absorbs a linear polarization component in a direction orthogonal to the above.
【請求項2】光源と、この光源から出射される光のう
ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
線偏光成分を反射する直線偏光分離層と、液晶層及びこ
の液晶層に電界を印加する電極を含んでなり、前記液晶
層に前記電極から電界を印加して液晶のレタデ−ション
値を変化させ、これにより前記直線偏光分離層を透過し
て入射する直線偏光光の位相を実質的に−π/2〜π/
2シフトする作用を有する液晶セルと、この液晶セルの
前記直線偏光分離層と反対側に配置され、液晶セルから
入射した円偏光光のうち、右または左の旋回方向のうち
一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を反射吸
収する光吸収型の2色性円偏光層と、を備えたことを特
徴とする液晶表示装置。
2. A light source, a linearly polarized light separating layer that transmits one linearly polarized light component of light emitted from the light source and reflects a linearly polarized light component in a direction perpendicular to the light, a liquid crystal layer, and the liquid crystal layer And an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer to change the retardation value of the liquid crystal by applying an electric field from the electrode to thereby change the retardation value of the linearly polarized light transmitted through the linearly polarized light separating layer. The phase is substantially -π / 2 to π /
A liquid crystal cell having a two-shift function, and one circularly polarized light component of the right or left rotation direction of the circularly polarized light incident from the liquid crystal cell, which is disposed on the opposite side of the liquid crystal cell from the linearly polarized light separating layer. And a light absorption type dichroic circularly polarizing layer that transmits light and reflects and absorbs the other circularly polarized light component.
【請求項3】外部からの光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を吸収する光
吸収型の2色性直線偏光層と、液晶層及びこの液晶層に
電界を印加する電極を含んでなり、前記液晶層に前記電
極から電界を印加して液晶のレタデ−ション値を変化さ
せ、これにより前記2色性直線偏光層を透過して入射す
る直線偏光光の位相を実質的に−π/2〜π/2シフト
する作用を有する液晶セルと、この液晶セルの前記2色
性直線偏光層と反対側に配置され、液晶セルから入射し
た円偏光光の、右または左の旋回方向のうち一方の円偏
光成分を透過し、他方の円偏光成分を反射する円偏光分
離層と、前記円偏光分離層を透過した円偏光を吸収する
吸収層と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
3. A light-absorbing dichroic linearly polarizing layer that transmits one linearly polarized light component of external light and absorbs a linearly polarized light component in a direction orthogonal thereto, a liquid crystal layer, and the liquid crystal layer. And an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer to change the retardation value of the liquid crystal by applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer. A liquid crystal cell having a function of substantially shifting the phase of light by -π / 2 to π / 2; and a circularly polarized light which is disposed on the liquid crystal cell on the side opposite to the dichroic linear polarizing layer and is incident from the liquid crystal cell. A circularly polarized light separating layer that transmits one circularly polarized light component in the right or left turning direction and reflects the other circularly polarized light component, and an absorbing layer that absorbs circularly polarized light transmitted through the circularly polarized light separating layer, A liquid crystal display device comprising:
【請求項4】請求項1又は3において、前記円偏光分離
層をコレステリック液晶層からなる旋光選択層から構成
したことを特徴とする液晶表示装置。
4. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein said circularly polarized light separating layer is constituted by an optical rotation selecting layer comprising a cholesteric liquid crystal layer.
【請求項5】請求項2において、前記直線偏光分離層
を、複屈折性を有するフィルムを3層以上に積層してな
る平面状多層構造とし、各層の平面内で互いに垂直な振
動方向を持つ2つの光のうちの、一方の光に対する厚さ
方向に隣接する層間における屈折率の差と、他方の光に
対する厚さ方向に隣接する層間における屈折率の差とが
異なるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
5. The linearly polarized light separating layer according to claim 2, wherein the linearly polarized light separating layer has a planar multilayer structure in which three or more birefringent films are laminated, and has a vibration direction perpendicular to each other in the plane of each layer. The difference in the refractive index between the layers adjacent to each other in the thickness direction with respect to one of the two lights is different from the difference in the refractive index between the layers adjacent to each other in the thickness direction with respect to the other light. Liquid crystal display device.
【請求項6】請求項1又は3において、前記円偏光分離
層を、透過する光の位相を実質的にπ/2シフトさせる
レタデーション値を有する位相差層と、複屈折性を有す
るフィルムを3層以上に積層してなり、各層の平面内で
互いに垂直な振動方向を持つ2つの光のうちの、一方の
光に対する厚さ方向に隣接する層間における屈折率の差
と、他方の光に対する厚さ方向に隣接する層間における
屈折率の差とが異なるようにした平面状多層構造とから
構成し、前記平面状多層構造を透過及び/又は反射した
直線偏光が、円偏光に変換されるようにしたことを特徴
とする液晶表示装置。
6. The method according to claim 1, wherein the circularly polarized light separating layer comprises a retardation layer having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2, and a birefringent film. Of two lights having vibration directions perpendicular to each other in the plane of each layer, the difference in the refractive index between adjacent layers in the thickness direction for one light, and the thickness for the other light. And a planar multilayer structure in which the difference in the refractive index between adjacent layers in the vertical direction is different from each other, so that linearly polarized light transmitted and / or reflected by the planar multilayer structure is converted into circularly polarized light. A liquid crystal display device characterized in that:
【請求項7】請求項2において、前記直線偏光分離層
を、透過する光の位相を実質的にπ/2シフトさせるレ
タデーション値を有する位相差異と、コレステリック液
晶層からなる旋光選択層とから構成し、前記コレステリ
ック液晶層を透過及び/又は反射した円偏光が、直線偏
光に変換されるようにしたことを特徴とする液晶表示装
置。
7. A linearly polarized light separating layer according to claim 2, wherein said linearly polarized light separating layer comprises a phase difference having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2, and an optical rotation selecting layer comprising a cholesteric liquid crystal layer. A liquid crystal display device wherein circularly polarized light transmitted and / or reflected by the cholesteric liquid crystal layer is converted into linearly polarized light.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれかにおいて、前記
液晶セルは、その液晶層が2枚の基板に挟持され、前記
電極が、前記層液晶を間にして前記2枚の基板に配置さ
れ、前記電極に電圧を印加したとき、層液晶内の液晶分
子の前記基板面に対する角度が変化するモ−ドであり、
これによって前記液晶のレタデ−ション値を変化させる
ことを特徴とする液晶表示装置。
8. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, and the electrodes are arranged on the two substrates with the layer liquid crystal interposed therebetween. A mode in which the angle of the liquid crystal molecules in the layer liquid crystal with respect to the substrate surface changes when a voltage is applied to the electrode;
Thus, a retardation value of the liquid crystal is changed.
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JP2010079288A (en) * 2008-08-28 2010-04-08 Fujifilm Corp Optical compensation film, polarizing plate and liquid crystal display
CN101881902A (en) * 2010-06-08 2010-11-10 中国科学院上海光学精密机械研究所 Amplitude light-addressed liquid crystal light valve device and preparation method thereof

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