JPH11326897A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JPH11326897A
JPH11326897A JP10311141A JP31114198A JPH11326897A JP H11326897 A JPH11326897 A JP H11326897A JP 10311141 A JP10311141 A JP 10311141A JP 31114198 A JP31114198 A JP 31114198A JP H11326897 A JPH11326897 A JP H11326897A
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JP
Japan
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liquid crystal
polarized light
layer
light
linearly polarized
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Application number
JP10311141A
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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 direction of a director corresponding to the application of an electric field, transforming the direction of the axis of polarization of the circularly polarized incident 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 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
界によって液晶のダイレクタの方向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 in which the direction of a liquid crystal director is changed by an electric field. About.

【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14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 with 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 polarizing plate made of, for example, cholesteric liquid crystal. About 50% of the outside light
Is directly reflected, and the visibility is extremely reduced.

【0013】更に、前記特開平4−502524号公報
及び特開平6−130424号公報の液晶表示装置は、
共に、コレステリック液晶層における光の位相ずれ量の
制御が必ずしも設計通りにならないため、コントラスト
の低下が避けられない。
Further, the liquid crystal display devices disclosed in the above-mentioned JP-A-4-502524 and JP-A-6-130424 have
In both cases, since the control of the amount of phase shift of light in the cholesteric liquid crystal layer is not always as designed, a decrease in contrast is inevitable.

【0014】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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has a simple structure without deterioration 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.

【0015】[0015]

【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、透過する光
の位相を実質的にπ/2シフトさせるレタデ−ション値
を有する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、前記円偏光分離層を透過して入射する円偏
光光を、前記円偏光分離層と反対方向に出射するまでの
間に直線偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極
から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化さ
せ、これにより前記直線偏光光の偏光軸を変化させる液
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前記直線偏光光のう
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 having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. Converting the circularly polarized light transmitted through the circularly polarized light separating layer into linearly polarized light until the circularly polarized light separating layer emits light in the opposite direction, and applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer. A liquid crystal cell that changes the direction of the director of the liquid crystal by applying the same, thereby changing the polarization axis of the linearly polarized light, and the liquid crystal cell is disposed on the side opposite to the circularly polarized light separating layer, and is incident from the liquid crystal cell. One of the linearly polarized light components Transmitted through, the liquid crystal display device which is characterized in that a this perpendicular direction light absorbing dichroic linear polarizing layer which absorbs linearly polarized light component of the is to achieve the above object.

【0016】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、透過する光の位相を実質的にπ/2シ
フトさせるレタデ−ション値を有する液晶層及びこの液
晶層に電界を印加する電極を含んでなり、前記直線偏光
分離層を透過して入射する直線偏光光を、前記直線偏光
分離層と反対方向に出射するまでの間に円偏光光に変換
し、且つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液
晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記円偏
光光の楕円率を変化させる液晶セルと、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
入射した前記円偏光光のうち、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,
Of the light emitted from the light source, a linearly polarized light separating layer that transmits one linearly polarized light component and reflects a linearly polarized light component in a direction orthogonal to the linearly polarized light component, and substantially shifts the phase of the transmitted light by π / 2. It comprises a liquid crystal layer having a retardation value and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and emits linearly polarized light transmitted through and incident on the linearly polarized light separating layer in a direction opposite to the linearly polarized light separating layer. A liquid crystal cell that converts the direction of the director of liquid crystal by applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer, thereby changing the ellipticity of the circularly polarized light, The liquid crystal cell is disposed on the side opposite to the linearly polarized light separating layer, and among the circularly polarized light incident from the liquid crystal cell, transmits one circularly polarized light component in a right or left turning direction, and transmits the other circularly polarized light component. Absorbs light It is intended to achieve the above object by the liquid crystal display device characterized by comprising a color-circular polarization layer.

【0017】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、透過する光の位相を実質的にπ/2シフトする
レタデ−ション値を有する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2色性直線偏光層を
透過して入射する直線偏光光を、前記2色性直線偏光層
と反対方向に出射するまでの間に円偏光光に変換し、且
つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液晶のダ
イレクタの方向を変化させ、これにより前記円偏光光の
楕円率を変化させるように液晶セルと、この液晶セルを
透過した光のうち、右または左の旋回方向一方の円偏光
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、この円偏光分離層の前記液晶セルの反対側に配置
され、前記円偏光分離層を透過した光を吸収する光吸収
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 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 having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. And converts the incident linearly polarized light into circularly polarized light until the light exits in the opposite direction to the dichroic linearly polarizing layer, and applies an electric field to the liquid crystal layer from the electrode to provide a liquid crystal director. And the liquid crystal cell so as to change the ellipticity of the circularly polarized light, thereby transmitting the circularly polarized light component in one of the right and left turning directions of the light transmitted through the liquid crystal cell and the other. Circularly polarized light separating layer that reflects the circularly polarized light component of A light absorbing layer disposed on the opposite side of the separated layer to the liquid crystal cell and absorbing light transmitted through the circularly polarized light separating layer, the above object is achieved by a liquid crystal display device. .

【0018】第4発明は、請求項4のように、外部から
の光のうち、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吸収する光吸収型の
2色性円偏光層と、透過する光の位相を実質的にπ/2
シフトするレタデ−ション値を有する液晶層及びこの液
晶層に電界を印加する電極を含んでなり、前記2色性円
偏光層を透過して入射する円偏光光を、前記2色性円偏
光層と反対方向に出射するまでの間に直線偏光光に変換
し、且つ、前記液晶層に前記電極から電界を印加して液
晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記直線
偏光光の偏光軸を変化させる液晶セルと、この液晶セル
を透過した光のうちの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、この直線偏光分離層の前記液晶セルと反対側に配置
され、前記直線偏光分離層を透過した光を吸収する光吸
収層と、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 fourth aspect of the present invention, there is provided a light absorbing type that transmits one circularly polarized light component in the right or left turning direction and absorbs the other circularly polarized light component of the external light. And the phase of transmitted light is substantially π / 2
A liquid crystal layer having a shifting retardation value; and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. The circularly polarized light transmitted through the dichroic circularly polarizing layer and incident thereon is converted into the dichroic circularly polarizing layer. Is converted to linearly polarized light until it is emitted in the opposite direction, and the direction of the director of the liquid crystal is changed by applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer, thereby changing the polarization axis of the linearly polarized light. A liquid crystal cell to be changed, a linearly polarized light separating layer that transmits one linearly polarized light component of light transmitted through the liquid crystal cell and reflects a linearly polarized light component in a direction orthogonal to the liquid crystal cell, and the liquid crystal of the linearly polarized light separating layer The above object is achieved by a liquid crystal display device comprising: a light absorption layer disposed on the side opposite to the cell and absorbing light transmitted through the linearly polarized light separation layer.

【0019】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 comprising a cholesteric liquid crystal layer.

【0020】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.

【0021】又、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
層構造を透過した直線偏光が、円偏光に変換されるよう
にしてもよい。
Further, 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. A planar multilayer structure having a different refractive index may be used, and linearly polarized light transmitted through the planar multilayer structure may be converted into circularly polarized light.

【0022】更に又、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
値を有する位相差層と、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 retardation layer 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. The circularly polarized light transmitted through the cholesteric liquid crystal layer may be converted to linearly polarized light.

【0023】又、液晶層に入射する光が円偏光の場合
は、前記液晶のダイレクタの方向を、2色性直線偏光層
の光透過軸を基準として実質的に−45〜45度まで変
化させるように、前記電極間の電圧を制御する回路を設
けてもよい。
When the light incident on the liquid crystal layer is circularly polarized light, the direction of the director of the liquid crystal is changed to substantially -45 to 45 degrees with respect to the light transmission axis of the dichroic linearly polarizing layer. As described above, a circuit for controlling the voltage between the electrodes may be provided.

【0024】更に、液晶層に入射する光が円偏光の場合
は、前記液晶のダイレクタの方向を、入射直線偏光の電
場ベクトルの方向を基準として実質的に−45〜45度
まで変化させるように、前記電極間の電圧を制御する回
路を設けてもよい。
Further, when the light incident on the liquid crystal layer is circularly polarized, the direction of the director of the liquid crystal is changed to substantially -45 to 45 degrees with respect to the direction of the electric field vector of the incident linearly polarized light. And a circuit for controlling the voltage between the electrodes.

【0025】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、前記電極が一方の電極上に形成
され、前記電極に電圧を印加したときの電界方向が、前
記基板面と実質的に平行な部分を有し、液晶層内の大部
分の液晶分子の方向が前記基板面と実質的に平行なまま
回転するモ−ドとしてもよい。
Further, in the liquid crystal cell, the liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, the electrodes are formed on one of the electrodes, and the direction of the electric field when a voltage is applied to the electrodes is adjusted to the direction of the substrate surface. The liquid crystal layer may have a portion substantially parallel to the liquid crystal layer and rotate in a direction in which most of the directions of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are substantially parallel to the substrate surface.

【0026】この発明においては、外部から視認される
表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
及び液晶のダイレクタの方向の変化を選択し、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、液晶層の複屈折を実質的に一定に保ったまま利用す
ることにより、コントラストの良好なカラー液晶表示装
置を得ることができる。
In the present invention, a dichroic polarizing plate of a light absorption type is used on the surface viewed from the outside, and the retardation value of the liquid crystal layer and the direction of the director of the liquid crystal are adjusted in accordance with the dichroic polarizing plate. Change, thereby preventing a significant decrease in contrast and visibility due to external light without lowering the light use efficiency, and keeping the birefringence of the liquid crystal layer substantially constant. By using it as it is, a color liquid crystal display device with good contrast can be obtained.

【0027】[0027]

【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.

【0028】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1
4と、透過する光の位相を実質的にπ/2シフトするレ
タデーション値を有する液晶層22(図2参照)及びこ
の液晶層22に電界を印加する画素電極24A,24B
を含んでなり、前記円偏光分離層14を透過して入射す
る円偏光光を、前記円偏光分離層14と反対方向に出射
するまでの間に直線偏光光に変換し、且つ、前記液晶層
22に前記画素電極24A,24Bから電界を印加して
液晶のダイレクタの方向を変化させ、これにより前記直
線偏光光の偏光軸を変化させる液晶セル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. Circularly polarized light separating layer 1 that transmits one (elliptical) circularly polarized light component and reflects the other (elliptically) polarized light component in the right or left turning direction.
4 and a liquid crystal layer 22 (see FIG. 2) having a retardation value that substantially shifts the phase of transmitted light by π / 2, and pixel electrodes 24A and 24B for applying an electric field to the liquid crystal layer 22.
And converts the circularly polarized light entering through the circularly polarized light separating layer 14 into linearly polarized light before exiting in the opposite direction to the circularly polarized light separating layer 14, and the liquid crystal layer An electric field is applied to the pixel electrodes 24 from the pixel electrodes 24A and 24B to change the direction of the liquid crystal director, thereby changing the polarization axis of the linearly polarized light, and the circularly polarized light separating layer of the liquid crystal cell 16. And a light-absorbing dichroic linearly polarizing layer 18 that receives the linearly polarized light transmitted through the liquid crystal cell 16 and is disposed on the side opposite to the liquid crystal cell 16.

【0029】図1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、「・」は紙面に垂直な方向である。
又、「R」、「L」はそれぞれ、右円偏光、左円偏光を
示している。
In FIG. 1, “← →” and “•” indicate electric field vibration vectors of linearly polarized light, respectively.
Is the direction in the plane of the paper, and “•” is the direction perpendicular to the paper.
“R” and “L” indicate right circularly polarized light and left circularly polarized light, respectively.

【0030】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、円偏光分離層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いる。
A reflection layer 12A is formed on the back surface (lower side 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 circularly polarized light separating layer 14 again in the direction of the circularly polarized light separating layer 14, inverting the phase of the circularly polarized light component at this time, and It allows transmission.

【0031】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.

【0032】前記液晶セル16における液晶層は、透過
する光の位相を、電界の印加の有無に拘らず実質的にπ
/2シフトさせるレタデーション値を有するように調整
されている。
The liquid crystal layer in the liquid crystal cell 16 makes the phase of transmitted light substantially π regardless of the application of an electric field.
It is adjusted so as to have a retardation value for shifting by 2.

【0033】この調整は、液晶層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、例えばネマチッ
ク(Nn)液晶により行うことができる。
This adjustment can be performed with various known liquid crystals, for example, a nematic (Nn) liquid crystal by controlling the birefringence and thickness of the liquid crystal layer.

【0034】ポアンカレの球を用いて説明する。A description will be given using a Poincare sphere.

【0035】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2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 Poincare sphere is used to describe the polarization or to examine how the shape of the polarization changes when the phase changes. In FIG. 2, the upper and lower poles of the sphere are Each point represents left circularly polarized light and right circularly polarized light. Points on the equator indicate linearly polarized light, and the other points indicate elliptically polarized light.

【0036】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.

【0037】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 °.

【0038】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2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, toward the pole representing right-handed circularly polarized light. Therefore, the coordinates of the point P in FIG. 2 are positive.

【0039】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 azimuth 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.

【0040】α=λ …(1) b/a=tan|ω| …(2)Α = λ (1) b / a = tan | ω | (2)

【0041】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 °.

【0042】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 polarized light is clockwise when 2ω is positive, and counterclockwise when 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.

【0043】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。
Thus, for example, if the counterclockwise perfect circularly polarized light at 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.

【0044】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
る。
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 a vertical linearly polarized light.

【0045】前記液晶セル16の構成を、図4、図5を
参照して更に詳細に説明する。
The structure of the liquid crystal cell 16 will be described in more detail with reference to FIGS.

【0046】液晶セル16は、図4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4において下側の基板20Aの上側面にこれと平行方
向に離間して配置された画素電極24A、24B、を備
えて構成され、画素電極24A、24B間に回路26か
ら電圧を印加したときの電界方向が、基板面に実質的に
平行で、液晶層22内の大部分の液晶分子のダイレクタ
Dの方向が基板面に実質的に平行なまま回転するモード
(一般的にIPS(In Plain Switching)モードと呼ば
れている。)で作動するようにされている。
The liquid crystal cell 16 is, as shown in FIG.
A liquid crystal layer 22 sandwiched between two substrates 20A and 20B;
In FIG. 4, when a voltage is applied from the circuit 26 to the upper side surface of the lower substrate 20A, the pixel electrodes 24A and 24B are disposed apart from each other in a direction parallel to the lower surface of the substrate 20A. Is a direction in which the direction of the electric field is substantially parallel to the substrate surface and the direction of the director D of most of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 22 is substantially parallel to the substrate surface (in general, IPS (In Plain)). Switching) mode.)

【0047】更に、前記液晶層22内における液晶のダ
イレクタDの方向について詳述する。図5示されるよう
に、前記画素電極24A、24B間に電界が印加されて
いない状態では、液晶のダイレクタDの方向が紙面に対
して実質的に垂直な方向となり、図6に示されるよう
に、画素電極24A、24B間に電界が印加された状態
では、液晶のダイレクタDは紙面に対して実質的に平行
な方向へ動くようにされている。
Further, the direction of the director D of the liquid crystal in the liquid crystal layer 22 will be described in detail. As shown in FIG. 5, when no electric field is applied between the pixel electrodes 24A and 24B, the direction of the director D of the liquid crystal is substantially perpendicular to the plane of the paper, as shown in FIG. When an electric field is applied between the pixel electrodes 24A and 24B, the director D of the liquid crystal moves in a direction substantially parallel to the paper surface.

【0048】図5における液晶は誘電率異方性Δεが正
の場合を図示したが、誘電率異方性Δεが負の場合は、
前記画素電極24A、24B間に電界が印加されていな
い状態では、液晶のダイレクタDの方向が紙面に対して
実質的に平行な方向となり、画素電極24A、24B間
に電界が印加された状態では、液晶のダイレクタDは紙
面に対して実質的に垂直な方向へ動くようにされてい
る。
FIG. 5 shows a case where the dielectric anisotropy Δε is positive for the liquid crystal, but when the dielectric anisotropy Δε is negative,
In the state where no electric field is applied between the pixel electrodes 24A and 24B, the direction of the director D of the liquid crystal is substantially parallel to the paper surface, and in the state where the electric field is applied between the pixel electrodes 24A and 24B. The liquid crystal director D is adapted to move in a direction substantially perpendicular to the plane of the paper.

【0049】液晶のダイレクタDの変化は図1の例で
は、液晶セル16に入射する円偏光光の偏光状態を直線
偏光にシフトさせる際に直線偏光の直線偏光軸を変化さ
せるものであり、これは図2のポアンカレの球上での方
位角λ方向、即ち、経度方向の変化となる。
In the example shown in FIG. 1, the change in the director D of the liquid crystal changes the linear polarization axis of the linearly polarized light when the polarization state of the circularly polarized light incident on the liquid crystal cell 16 is shifted to the linearly polarized light. Is the change in the azimuth angle λ direction on the sphere of Poincare in FIG. 2, that is, the longitude direction.

【0050】従って、例えばポアンカレの球における赤
道上の点Hで表わされる水平方向の直線偏光は、液晶の
ダイレクタDが変化することによって赤道上を移動した
点で表わされるように偏光軸の傾きが変化される。
Therefore, for example, the horizontal linearly polarized light represented by the point H on the equator in the Poincare sphere has a tilt of the polarization axis as represented by the point moved on the equator by the change of the director D of the liquid crystal. Be changed.

【0051】円偏光について、液晶のダイレクタDの変
化により偏光軸が変化するが、これは、例えばポアンカ
レの球における上極点で示される左回りの円偏光は、液
晶のダイレクタDの変化により、方位角λが変化して、
緯度方向に移動した赤道上の点で表わされることにな
る。
With respect to the circularly polarized light, the polarization axis changes due to the change in the director D of the liquid crystal. For example, the left-handed circularly polarized light indicated by the upper pole point in the Poincare sphere is changed in the direction by the change in the director D of the liquid crystal. The angle λ changes,
It will be represented by a point on the equator that has moved in the latitude direction.

【0052】ここで、前記液晶層22は、透過する光の
位相を実質的にπ/2シフトするレタデーション値を有
するように調整されており、画素電極24A、24B間
の電界の印加の有無に拘らず、レタデーション値がほと
んど同一である。この調整は液晶層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、例えば、ネマ
チック(Nn)液晶により、行うことができる。又液晶
のダイレクタDの方向は共に、実質的に基板20A、2
0Bに対して平行である。
Here, the liquid crystal layer 22 is adjusted so as to have a retardation value that substantially shifts the phase of transmitted light by π / 2, and determines whether or not an electric field is applied between the pixel electrodes 24A and 24B. Regardless, the retardation values are almost the same. This adjustment can be performed with various known liquid crystals, for example, a nematic (Nn) liquid crystal by controlling the birefringence and thickness of the liquid crystal layer. The directions of the directors D of the liquid crystal are substantially the same as those of the substrates 20A, 2A and 2B.
It is parallel to 0B.

【0053】なお、前記「実質的にπ/2シフトす
る」、及び「実質的に基板20A、20Bと平行」にお
ける「実質的に」は、例えば、液晶のプレチルト角や、
種々の外乱等で理想的な状態から若干ずれる場合も包含
する意味である。
The term “substantially” in the above “substantially shift by π / 2” and “substantially parallel to the substrates 20A and 20B” means, for example, a pretilt angle of a liquid crystal,
It is meant to include a case where the ideal state slightly deviates due to various disturbances or the like.

【0054】なお、「R.Kiefer,B.Weber,F.Windscheid,
G.Baur, Proceedings of the 12th International D
isplay Reserch Conference, Japan Display ’92.547
(1992)」で開示されているようなIPSモードもある
が、このIPSモードでは液晶のツイスト角が変化する
ものの、液晶層が光の位相をπ/2シフトする作用を保
有したまま液晶のダイレクタの方向が変化していない。
従って、このIPSモードと、上記液晶セル16とは液
晶層の特性が若干相違する。
Note that "R. Kiefer, B. Weber, F. Windscheid,
G. Baur, Proceedings of the 12th International D
isplay Reserch Conference, Japan Display '92 .547
(1992), there is a IPS mode. In this IPS mode, although the twist angle of the liquid crystal changes, the director of the liquid crystal retains the function of shifting the phase of light by π / 2. Direction has not changed.
Therefore, the IPS mode and the liquid crystal cell 16 have slightly different characteristics of the liquid crystal layer.

【0055】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、これと逆廻りの旋光成
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. This 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 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.

【0056】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.

【0057】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.

【0058】λ0 =nav・p …(3)Λ 0 = nav · p (3)

【0059】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 perpendicular to the helical axis.

【0060】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).

【0061】Δλ=Δn・p …(4)Δλ = Δn · p (4)

【0062】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.

【0063】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 broadening 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.

【0064】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 known that the wavelength λφ of the selectively scattered light of the light obliquely incident on the helical axis of the planar array shifts to a shorter wavelength side than λ0.

【0065】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.

【0066】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 a position 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.

【0067】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
廻り)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)円偏光そのまま反射
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 it is right (left) circularly polarized light.

【0068】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 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.

【0069】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
光源であってもよい。
The light source device 12 may be a so-called edge light type white surface light source in which a linear light source is disposed on a light guide plate, for example.

【0070】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 as 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 passes through the circularly polarized light separation layer 14 and reaches the liquid crystal cell 16.

【0071】例えば、図1に示されるように左円偏光成
分のみが透過するように設定すると、他方の右円偏光成
分は、円偏光分離層14において反射され、光源装置1
2の反射層12Aで反射される際に位相が逆転して、又
は、光源装置内(の例えば光拡散機能等で)で位相が乱
れて円偏光分離層14を透過する左旋回方向の円偏光光
となり、液晶セル16に入射する。
For example, if only the left circularly polarized light component is set to be transmitted as shown in FIG. 1, the other right circularly polarized light component is reflected by the circularly polarized light separating layer 14 and
Circularly polarized light in the left-handed direction that transmits through the circularly polarized light separating layer 14 because the phase is inverted when reflected by the second reflective layer 12A or the light is transmitted through the circularly polarized light separating layer 14 because the phase is disturbed in the light source device (for example, by the light diffusion function). It becomes light and enters the liquid crystal cell 16.

【0072】液晶セル16を通過する左回りの円偏光光
は、これを通過する際に、電界の印加の有無に拘らず位
相が実質的にπ/2シフトされる。従って、液晶セル1
6に入射した円偏光光は、直線偏光となって液晶セル1
6から出射する。
The phase of the counterclockwise circularly polarized light passing through the liquid crystal cell 16 is substantially shifted by π / 2, regardless of whether or not an electric field is applied. Therefore, the liquid crystal cell 1
Circularly polarized light incident on the liquid crystal cell 6 becomes linearly polarized light.
6 out.

【0073】これを図2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、例えば、方位
角λ=0でシフトされると、左回りの円偏光光は水平な
直線偏光(点H)となり、方位角λ=90°でシフトさ
れると、垂直な直線偏光(点V)となる。
This will be described with reference to the Poincare sphere of FIG. 2. When the azimuth λ = 0 is shifted from the point of the upper pole of the Poincare sphere, for example, the left-handed circularly polarized light becomes horizontal linearly polarized light ( Point H), and when shifted at an azimuth angle λ = 90 °, the light becomes perpendicular linearly polarized light (point V).

【0074】この様に、液晶セル16における液晶層2
2に画素電極24A、24Bから電圧を印加することに
よって、前記レタデ−ション値を維持したまま液晶のダ
イレクタDの方向を変化させることによって通過する偏
光光の偏光軸を変調することができる。
As described above, the liquid crystal layer 2 in the liquid crystal cell 16
By applying a voltage to the pixel 2 from the pixel electrodes 24A and 24B, the polarization axis of the passing polarized light can be modulated by changing the direction of the director D of the liquid crystal while maintaining the retardation value.

【0075】図2のポアンカレの球上では、位相がπ/
2シフトした結果、赤道上の点Vで示される垂直の直線
偏光光が、赤道上を移動した点で示される傾きをもった
直線偏光光になることを示す。
On the Poincare sphere of FIG. 2, the phase is π /
As a result of the two shifts, the vertical linearly polarized light indicated by a point V on the equator becomes linearly polarized light having an inclination indicated by a point moved on the equator.

【0076】液晶層22に円偏光が入射する場合は、前
記液晶のダイレクタの方向を2色性直線偏光層の光透過
軸を基準として実質的に−45〜45度まで変化させる
ように、前記電極間の電圧を制御する回路26を設ける
ことが好ましい。
When circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer 22, the direction of the director of the liquid crystal is changed to substantially -45 to 45 degrees with respect to the light transmission axis of the dichroic linearly polarizing layer. Preferably, a circuit 26 for controlling the voltage between the electrodes is provided.

【0077】前記2色性直線偏光層18の偏光透過軸を
前記液晶セル16から出射する直線偏光の偏光軸に一致
又は直交させておけば、液晶層22に印加する電界を前
記回路26により制御し、特に前記液晶のダイレクタの
方向を2色性直線偏光板18の直線偏光透過軸を基準と
して実質的に−45〜45度まで変化させるように電界
を制御することによって、2色性直線偏光層18を透過
する光の量を最大値から最小値まで調整することがで
き、良好な液晶表示機能、例えば階調表示機能を持たせ
ることができる。
The electric field applied to the liquid crystal layer 22 is controlled by the circuit 26 by setting the polarization transmission axis of the dichroic linear polarization layer 18 to coincide with or orthogonal to the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal cell 16. In particular, by controlling the electric field so as to change the direction of the director of the liquid crystal substantially from -45 to 45 degrees with respect to the linearly polarized light transmission axis of the dichroic linearly polarizing plate 18, the dichroic linearly polarized light is controlled. The amount of light transmitted through the layer 18 can be adjusted from the maximum value to the minimum value, and a good liquid crystal display function, for example, a gradation display function can be provided.

【0078】このことは、次ぎの(5)式で表される。This is expressed by the following equation (5).

【0079】 I=I0 sin2 2θ(V)sin 2 (πdΔn/λ) …(5)I = I 0 sin 2 2θ (V) sin 2 (πdΔn / λ) (5)

【0080】ここで、θ(V)は液晶分子の回転角、I
は2色性直線偏光層18を透過する光の強度、I0 は入
射光の強度、θは液晶分子長軸(光軸)と入射偏光方向
とのなす角度、Δnとdはそれぞれ液晶の複屈折率とセ
ル厚、λは入射光の波長を示す。
Here, θ (V) is the rotation angle of the liquid crystal molecules, I
Is the intensity of light transmitted through the dichroic linear polarizing layer 18, I 0 is the intensity of the incident light, θ is the angle between the long axis (optical axis) of the liquid crystal molecule and the incident polarization direction, and Δn and d are the multiples of the liquid crystal, respectively. The refractive index, cell thickness, and λ indicate the wavelength of the incident light.

【0081】なお、図1は直線偏光光が2色性直線偏光
層から出射する状態の、いわゆる明表示の場合を示すも
のであるが、図7に示されるように、前記液晶セル16
内における液晶のダイレクタDの方向を液晶セル16か
ら出射する直線偏光光の偏光方向が図1の場合と直交す
る方向にすると、いわゆる暗表示となる。
FIG. 1 shows a so-called bright display in which the linearly polarized light is emitted from the dichroic linearly polarizing layer. As shown in FIG.
If the direction of the director D of the liquid crystal in the inside is set to the direction in which the polarization direction of the linearly polarized light emitted from the liquid crystal cell 16 is orthogonal to the case of FIG. 1, a so-called dark display is obtained.

【0082】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 light absorbing type dichroic polarizing plate, 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.

【0083】又、液晶層22の複屈折を利用しているの
で、別途カラーフィルターを設けることなく、カラー液
晶表示をすることも可能である。
Since the birefringence of the liquid crystal layer 22 is used, a color liquid crystal display can be performed without providing a separate color filter.

【0084】次に、図8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. 8 will be described.

【0085】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 those in FIG. 1, and description thereof will be omitted.

【0086】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
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
A linearly polarized light separating layer 32 that transmits one linearly polarized light component of the light emitted from the light source device 12 and reflects a linearly polarized light component in a direction perpendicular to the linearly polarized light component; a liquid crystal cell 16; And a light-absorbing dichroic circularly polarizing layer 34 for receiving polarized light transmitted therethrough.

【0087】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.

【0088】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, JP-T-Hei 9-5-5.
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.

【0089】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.

【0090】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.

【0091】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.

【0092】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。
Therefore, even if the linearly polarized light separating layer 32 has a planar multilayer structure, the refractive index is substantially the same for the light oscillating in the X-axis direction. Only a slight surface reflection occurs at two points, the surface and the exit surface.

【0093】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.

【0094】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.

【0095】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.

【0096】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。
In order to obtain a wide-band λ / 4 retardation plate that shifts the phase of light λ / 1 over the entire wavelength band of visible light, a λ / 4 retardation plate and a λ / 2 retardation plate 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.

【0097】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
一方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, one linearly polarized light component of the unpolarized light from the light source device 12 is transmitted through the linearly polarized light separating layer 32, and a linearly polarized light component in a direction orthogonal to this is reflected.

【0098】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.

【0099】直線偏光分離層32に入射した直線偏光光
は、液晶層22において、前記直線偏光の電場ベクトル
の方向が液晶層のダイレクタの方向と実質的に45度の
角度をなす場合、(即ち、直線偏光が液晶層の遅相軸方
向又は進相軸方向に対して45度の角度で入射した場
合)その位相が実質的にπ/2シフトされ、円偏光光と
なる。
When the direction of the electric field vector of the linearly polarized light in the liquid crystal layer 22 makes an angle of substantially 45 degrees with the direction of the director of the liquid crystal layer, the linearly polarized light incident on the linearly polarized light separating layer 32 (ie, When the linearly polarized light is incident at an angle of 45 degrees with respect to the slow axis direction or the fast axis direction of the liquid crystal layer), the phase thereof is substantially shifted by π / 2 to become circularly polarized light.

【0100】これを、図2のポアンカレの球を利用して
説明すると、例えば赤道上の点Vの位置で示される垂直
の直線偏光光は、π/2正方向にシフトされることによ
って左回りの円偏光光となり、又、赤道上の点Hで示さ
れる水平の直線偏光光は、正方向にπ/2シフトされる
ことによって、球の下極点上の点で表わされる右回りの
円偏光光となる。
This will be described with reference to the Poincare sphere in FIG. 2. For example, a vertically linearly polarized light indicated by a point V on the equator is counterclockwise shifted by π / 2 positive direction. The horizontal linearly polarized light indicated by the point H on the equator is shifted by π / 2 in the positive direction, so that the clockwise circularly polarized light represented by the point on the lower pole of the sphere is obtained. It becomes light.

【0101】又、液晶層22に印加される電界によっ
て、直線偏光が液晶層の遅相軸方向又は進相軸方向に対
して入射する角度が変化して前記円偏光光の楕円率が変
調される。これを図2のポアンカレの球を用いて説明す
ると、直線偏光光が円偏光光に変化する際に、ポアンカ
レの球上において経度方向に変調し、円偏光光の楕円率
が変化することになる。
The angle at which linearly polarized light enters the liquid crystal layer with respect to the slow axis direction or the fast axis direction is changed by the electric field applied to the liquid crystal layer 22, and the ellipticity of the circularly polarized light is modulated. You. This will be described with reference to the Poincare sphere in FIG. 2. When the linearly polarized light changes to circularly polarized light, the light is modulated in the longitudinal direction on the Poincare sphere, and the ellipticity of the circularly polarized light changes. .

【0102】例えば、直線偏光が液晶層の遅相軸方向又
は進相軸方向に対して入射する角度が0度の場合は、液
晶層に入射した直線偏光は直線偏光のままとなり、ま
た、直線偏光が液晶層の遅相軸方向又は進相軸方向に対
して入射する角度が−45度の場合は、液晶層に入射し
た直線偏光は前記円偏光とは逆回りの円偏光となる。
For example, when the angle at which the linearly polarized light enters the liquid crystal layer with respect to the slow axis direction or the fast axis direction is 0 degrees, the linearly polarized light incident on the liquid crystal layer remains linearly polarized light. When the angle at which the polarized light enters the liquid crystal layer with respect to the slow axis direction or the fast axis direction is -45 degrees, the linearly polarized light that has entered the liquid crystal layer is circularly polarized light that is opposite to the circularly polarized light.

【0103】即ち、回路26は、液晶層22に直線偏光
が入射する場合は、前記液晶のダイレクタの方向を、入
射直線偏光の電場ベクトルの方向を基準として実質的に
−45〜45度まで変化させるべく、前記電極間の電圧
を制御するように構成されることが好ましい。
That is, when linearly polarized light is incident on the liquid crystal layer 22, the circuit 26 changes the direction of the director of the liquid crystal to substantially -45 to 45 degrees with respect to the direction of the electric field vector of the incident linearly polarized light. In order to achieve this, it is preferable to control the voltage between the electrodes.

【0104】従って、液晶層22に、画素電極24A、
24Bから印加する電圧を制御することによって、2色
性円偏光層34を透過する光の量を調整することがで
き、これによって階調表示も可能となる。このとき、2
色性円偏光層34を透過しない円偏光光、例えば図8に
示されるように左回りの円偏光光は、これに吸収され
る。
Accordingly, the pixel electrodes 24A,
By controlling the voltage applied from 24B, it is possible to adjust the amount of light transmitted through the dichroic circularly polarizing layer 34, thereby enabling gradation display. At this time, 2
Circularly polarized light that does not pass through the chromatic circularly polarized light layer 34, for example, counterclockwise circularly polarized light as shown in FIG. 8, is absorbed by this.

【0105】なお、この液晶表示装置30においては、
液晶セル16における液晶層22に電界を印加しない場
合、図9に示されるように、液晶セル16に入射した直
線偏光光は、左円偏光に変調されるので、いわゆる暗表
示となる。
In this liquid crystal display device 30,
When no electric field is applied to the liquid crystal layer 22 in the liquid crystal cell 16, as shown in FIG. 9, linearly polarized light incident on the liquid crystal cell 16 is modulated into left-handed circularly polarized light, resulting in a so-called dark display.

【0106】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。
Further, 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.

【0107】又、液晶層22の複屈折を利用しているの
で、別途カラーフィルターを設けることなく、カラー液
晶表示をすることも可能である。
Since the birefringence of the liquid crystal layer 22 is used, a color liquid crystal display can be performed without providing a separate color filter.

【0108】上記液晶表示装置10、30は、いずれも
透過型であるが、本発明はこれに限定されるものでな
く、反射型の液晶表示装置にも適用されるものである。
The liquid crystal display devices 10 and 30 are both transmissive types, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a reflective type liquid crystal display device.

【0109】図10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 shown in FIG. 10 is a reflection type of the liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1, and is provided with a light absorbing layer 36 instead of the light source device 12 shown in FIG.

【0110】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 same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0111】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 absorbing 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.

【0112】この反射型の液晶表示装置40において
は、外光(無偏光光)のうち一方向の直線偏光成分、例
えば水平の直線偏光光のみが、2色性直線偏光層18を
透過して、液晶セル16に入射する。
In the reflection type liquid crystal display device 40, only linearly polarized light components in one direction, for example, horizontal linearly polarized light, of the external light (non-polarized light) are transmitted through the dichroic linearly polarizing layer 18. Incident on the liquid crystal cell 16.

【0113】外光のうち、前記2色性直線偏光層18を
透過できない垂直の直線偏光成分はこれに吸収される。
従って、反射光が生じないので、反射光によるコントラ
ストの低下を抑制することができる。
Of the external light, a vertical linearly polarized light component which cannot pass through the dichroic linearly polarizing layer 18 is absorbed by this.
Therefore, since no reflected light is generated, a decrease in contrast due to the reflected light can be suppressed.

【0114】前記2色性直線偏光層18から入射した直
線偏光光は、液晶セル16に印加される電界の変化によ
って偏光軸が変調される。一方、液晶層22は前述の如
く、透過光の位相を実質的にπ/2シフトさせるレタデ
ーション値を有しているので、直線偏光を円偏光へとシ
フトする作用を有している。
The polarization axis of the linearly polarized light incident from the dichroic linearly polarizing layer 18 is modulated by a change in the electric field applied to the liquid crystal cell 16. On the other hand, since the liquid crystal layer 22 has a retardation value that substantially shifts the phase of transmitted light by π / 2 as described above, it has the function of shifting linearly polarized light to circularly polarized light.

【0115】この円偏光光の旋回方向は、前述の、偏光
軸の変調により決定され、円偏光分離層14に入射した
とき、旋回方向が左のときに反射され、右のときに透過
される。
The turning direction of the circularly polarized light is determined by the above-described modulation of the polarization axis. When the light enters the circularly polarized light separating layer 14, the light is reflected when the turning direction is left and transmitted when it is right. .

【0116】図2のポアンカレの球で説明すると、入射
した水平の直線偏光光は、液晶のダイレクタDを−45
〜45度変化させることにより、赤道上の点Hから、−
45〜0度の場合は、上極点から点Hまで移動して左回
りの円偏光光から直線偏光の状態になり、又、0〜45
度の場合は下極点から点Hまで移動して右回りの円偏光
光から直線偏光の状態になる。
Explaining with reference to the Poincare sphere in FIG. 2, the incident horizontal linearly polarized light changes the director D of the liquid crystal by -45.
By changing it by ~ 45 degrees, from the point H on the equator,-
In the case of 45 to 0 degrees, the light moves from the upper pole point to the point H to change from counterclockwise circularly polarized light to linearly polarized light.
In the case of the degree, the light moves from the lower pole point to the point H and changes from clockwise circularly polarized light to linearly polarized light.

【0117】円偏光分離層14で反射された左回りの円
偏光光Lは液晶セル16に、前記とは逆方向に戻り、こ
の液晶セル16を透過するとき、図1の液晶表示装置1
0におけると同様に、直線偏光光となって出射するが、
その偏光軸は液晶のダイレクタDの方向により変調さ
れ、2色性直線偏光層18を通って表示光となる。従っ
て、円偏光分離層14で反射して液晶セル16を透過す
る光の量を、液晶層22に印加する電圧によって調整す
ることができる。即ち、階調表示をすることができる。
The counterclockwise circularly-polarized light L reflected by the circularly-polarized light separating layer 14 returns to the liquid crystal cell 16 in the opposite direction to that described above, and when transmitted through the liquid crystal cell 16, the liquid crystal display device 1 of FIG.
As in the case of 0, it is emitted as linearly polarized light,
The polarization axis is modulated by the direction of the director D of the liquid crystal and passes through the dichroic linear polarization layer 18 to become display light. Therefore, the amount of light reflected by the circularly polarized light separating layer 14 and transmitted through the liquid crystal cell 16 can be adjusted by the voltage applied to the liquid crystal layer 22. That is, gradation display can be performed.

【0118】又、液晶層22において、右回りの円偏光
光とされた場合、液晶層22から出射して円偏光分離層
14を透過した後、前記光吸収層36によって吸収、除
去され、図11に示されるように暗表示となる。このた
め、円偏光分離層14で反射され、液晶セル16を透過
する左回りの円偏光光L(表示光)との対比において極
めてコントラストの良い表示状態を得ることができる。
In the case where the liquid crystal layer 22 produces clockwise circularly polarized light, the light is emitted from the liquid crystal layer 22, passes through the circularly polarized light separating layer 14, and is absorbed and removed by the light absorbing layer 36. As shown in FIG. For this reason, a display state with very good contrast can be obtained in comparison with the counterclockwise circularly polarized light L (display light) reflected by the circularly polarized light separating layer 14 and transmitted through the liquid crystal cell 16.

【0119】又、液晶層22の複屈折を利用しているの
で、別途カラーフィルターを設けることなく、カラー液
晶表示をすることができる。
Since the birefringence of the liquid crystal layer 22 is used, a color liquid crystal display can be performed without providing a separate color filter.

【0120】次に、図12に示される反射型の液晶表示
装置50について説明する。
Next, the reflection type liquid crystal display device 50 shown in FIG. 12 will be described.

【0121】この液晶表示装置50は、前記図8に示さ
れる液晶表示装置30における光源装置12に代えて、
前記と同様の光吸収層36を配置し、2色性円偏光層3
4を工夫したものである。
The liquid crystal display device 50 is different from the liquid crystal display device 30 shown in FIG.
A light absorbing layer 36 similar to the above is disposed, and the dichroic circularly
4 is devised.

【0122】前記2色性円偏光層34は、前記図8に示
される液晶表示装置10における2色性円偏光層34の
2色性直線偏光層の液晶セル16側とは反射側にもλ/
4位相差層を進相軸又は遅相軸が、2色性直線偏光板の
透過軸に対して45度の角度になるように積層したもの
である。
The dichroic circularly polarizing layer 34 is also provided with a λ on the reflection side of the dichroic linearly polarizing layer 34 of the liquid crystal display device 10 shown in FIG. /
The four phase difference layers are laminated such that the fast axis or the slow axis is at an angle of 45 degrees to the transmission axis of the dichroic linear polarizing plate.

【0123】この液晶表示装置50において、外光(無
偏光光)は、2色性円偏光層34に入射し、右回りの円
偏光光Rのみが液晶セル16に入射する。外光の他方の
左回りの円偏光成分Lは2色性円偏光層34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が低下
されることがない。
In the liquid crystal display device 50, external light (non-polarized light) enters the dichroic circularly polarized light layer 34, and only clockwise circularly polarized light R enters the liquid crystal cell 16. Since the other counterclockwise circularly polarized light component L of the external light is absorbed by the dichroic circularly polarized light layer 34, the contrast of the screen is not reduced by the reflected light.

【0124】液晶層22に入射した右回りの円偏光光R
は、液晶層22が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しているので、図2のポアンカ
レの球においては、液晶層22に印加する電界によって
液晶層のダイレクタDの方向が変化されることにより、
下極点から赤道上の点V又は点Hで示される直線偏光ま
での状態となり、円偏光の楕円率が変調される。
Clockwise circularly polarized light R incident on the liquid crystal layer 22
Since the liquid crystal layer 22 has a retardation value that substantially shifts the phase of light by π / 2, the electric field applied to the liquid crystal layer 22 in the Poincare sphere of FIG. By changing the direction,
The state is from the lower pole point to linearly polarized light indicated by point V or point H on the equator, and the ellipticity of circularly polarized light is modulated.

【0125】従って、液晶セル16から出射した直線偏
光光は、その偏光状態によって、直線偏光分離層32に
おいて反射され、又はこれを透過する。
Accordingly, the linearly polarized light emitted from the liquid crystal cell 16 is reflected or transmitted by the linearly polarized light separating layer 32 depending on the polarization state.

【0126】図12の例では、直線偏光分離層32では
垂直の直線偏光成分のみが反射されて、液晶セル16に
入射し、液晶層により、左回りの円偏光光となり、2色
性円偏光層34を透過できないので、明表示がない。
In the example of FIG. 12, only the vertical linearly polarized light component is reflected by the linearly polarized light separating layer 32, enters the liquid crystal cell 16, and is converted into left-handed circularly polarized light by the liquid crystal layer. There is no bright indication because the light cannot pass through the layer 34.

【0127】図13に示されるように、液晶セル16か
ら、垂直の直線偏光光のみが出射したときは全て直線偏
光分離層32を透過して吸収層36に吸収されるので暗
表示となる。
As shown in FIG. 13, when only vertically linearly polarized light is emitted from the liquid crystal cell 16, all of the light passes through the linearly polarized light separating layer 32 and is absorbed by the absorbing layer 36, so that a dark display is obtained.

【0128】なお、上記実施の形態の例において、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)を用いても良い。
In the above embodiment, the light source device 12 is a transparent thin-film white surface light source made of thin-film electroluminescence and the like sandwiched between transparent resin sheets having transparent electrodes. 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 is emitted from one surface of the light guide plate. Or the like. In this case, a reflection layer made of a metal thin film or the like is provided on the other surface of the light guide plate.
(Polyethylene terephthalate) may be used.

【0129】又、円偏光分離層又は直線偏光分離層の液
晶層側に、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良い。
Further, on the liquid crystal layer side of the circularly polarized light separating layer or the linearly polarized light separating layer, a retardation layer having a retardation value for substantially shifting the phase of transmitted light by π / 2 is laminated. You may make it have the same effect as a linearly polarized light separation layer or a circularly polarized light separation layer.

【0130】なお、一般に、液晶パネルのモードは、2
色性偏光板の透過軸を液晶に対してどういった角度(方
位角)で配置するかによって、液晶に電圧が印加されて
いないときに光が透過する「ノーマリーホワイト」モー
ドと、液晶に電圧が印可されていないときに光が透過し
ない「ノーマリーブラック」モードの2種類があるが、
本発明は「ノーマリーホワイト」モード及び「ノーマリ
ーブラック」モードの両方に適用されるものである。
Generally, the mode of the liquid crystal panel is 2
Depending on the angle (azimuth) at which the transmission axis of the chromatic polarizer is arranged with respect to the liquid crystal, a "normally white" mode, in which light is transmitted when no voltage is applied to the liquid crystal, and a liquid crystal, There are two types of "normally black" mode, in which light does not pass when no voltage is applied,
The invention applies to both "normally white" mode and "normally black" mode.

【0131】[0131]

【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としてプレーナ配向したコレステリック液晶
層を用い、光の位相を実質的にπ/2シフトするレタデ
ーション値を有する液晶セル16、光吸収タイプの2色
性直線偏光層18を積層して作成した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 uses a cholesteric liquid crystal layer having a planar orientation as a circularly polarized light separating layer 14 and a liquid crystal cell 16 having a retardation value that substantially shifts the phase of light by π / 2; The light-absorbing type dichroic linear polarizing layer 18 was formed by lamination.

【0132】液晶セル16に電界を印加して、液晶のレ
タデーション値を一定のまま、液晶層22のダイレクタ
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。
When the electric field was applied to the liquid crystal cell 16 and the director of the liquid crystal layer 22 was changed while the retardation value of the liquid crystal was kept constant, there was no significant decrease in contrast due to external light, and the light utilization efficiency was reduced. Could be improved.

【0133】図8に示される液晶表示装置30は、直線
偏光分離層32として延伸多層を用い、更に、光の位相
を実質的にπ/2シフトするレタデーション値を有する
液晶セル16、2色性円偏光層34として光吸収タイプ
の2色性直線偏光層にλ/4位相差層を積層して構成し
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. 8 uses a stretched multilayer as the linearly polarized light separating layer 32, and further has a liquid crystal cell 16 having a retardation value that substantially shifts the phase of light by π / 2, When the λ / 4 retardation layer is laminated on the light absorption type dichroic linear polarization layer as the circular polarization layer 34, similar to the above, there is no significant decrease in contrast due to external light, and The usage efficiency could be improved.

【0134】又、図10に示される反射型の液晶表示装
置40については、円偏光分離層14としてコレステリ
ック液晶層を用い、黒色の光吸収層36、光の位相を実
質的にπ/2シフトするレタデーション値を有する液晶
セル16、光吸収タイプの2色性直線偏光層18を積層
して構成した。この場合も、外光に起因する大幅なコン
トラストの低下がなかった。又、液晶セルを透過して完
全な円偏光になり切れなかった偏光成分を、黒色の光吸
収層36で吸収、除去することができるので、極めてコ
ントラストの良い表示状態となった。
In the reflection type liquid crystal display device 40 shown in FIG. 10, a cholesteric liquid crystal layer is used as the circularly polarized light separating layer 14, the black light absorbing layer 36, and the phase of light are substantially shifted by π / 2. And a dichroic linearly polarizing layer 18 of a light absorption type. Also in this case, there was no significant decrease in contrast due to external light. In addition, since the polarized light component that has not been converted into perfect circularly polarized light after passing through the liquid crystal cell can be absorbed and removed by the black light absorbing layer 36, a display state with extremely high contrast is obtained.

【0135】図12に示される反射型の液晶表示装置5
0においては、同様に作成し、極めてコントラストの良
い暗表示状態を得ることができた。
The reflection type liquid crystal display device 5 shown in FIG.
In the case of 0, a dark display state with very good contrast could be obtained in the same manner.

【0136】[0136]

【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
折を実質的に同一に保ったまま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, the light utilization efficiency can be greatly improved, the contrast is not greatly reduced due to external light, and the birefringence of the liquid crystal layer is substantially reduced. In addition, there is an excellent effect that a display state with good contrast can be obtained by performing display while maintaining the same.

【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】各種偏光の関係を説明するためのポアンカレの
球を示す線図
FIG. 2 is a diagram showing a Poincare sphere for explaining the relationship between various types of polarized light;

【図3】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. 3 is a diagram showing a symbol for describing elliptically polarized light and a cross section of elliptically polarized light.

【図4】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. 4 is an enlarged sectional view showing a liquid crystal cell in the liquid crystal display device.

【図5】同液晶セルにおける液晶のダイレクタの方向を
示す拡大断面図
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing directions of directors of liquid crystal in the liquid crystal cell.

【図6】同電界を印加した場合の液晶のダイレクタを示
す拡大断面図
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a director of a liquid crystal when the same electric field is applied.

【図7】上記液晶表示装置での暗表示の機能を示す図1
と同様の断面図
FIG. 7 is a diagram showing a dark display function of the liquid crystal display device.
Cross section similar to

【図8】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. 8 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9】同液晶表示装置での暗表示の場合を示す図7と
同様の断面図
FIG. 9 is a sectional view similar to FIG. 7, showing a case of dark display in the liquid crystal display device.

【図10】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. 10 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11】同液晶表示装置での暗表示の場合を示す図1
0と同様の断面図
FIG. 11 shows a case of dark display in the liquid crystal display device.
Sectional view similar to 0

【図12】同実施の形態の第4例に係る液晶表示装置を
示す図6と同様の断面図
FIG. 12 is a sectional view similar to FIG. 6, illustrating a liquid crystal display device according to a fourth example of the embodiment.

【図13】同液晶表示装置での暗表示の場合を示す図1
2と同様の断面図
FIG. 13 is a diagram showing a case of dark display on the liquid crystal display device.
Sectional view similar to 2

【図14】従来の液晶表示装置を示す図1と同様の断面
FIG. 14 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、50…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 26…回路 32…直線偏光分離層 34…2色性円偏光層 36…光吸収層 D…ダイレクタ 10, 30, 40, 50: 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 layers 24A, 24B ... Pixel electrode 26 ... Circuit 32 ... Linearly polarized light separating layer 34 ... Dichroic circularly polarizing layer 36 ... Light absorbing layer D ... Director

Claims (11)

【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、透
過する光の位相を実質的にπ/2シフトさせるレタデ−
ション値を有する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、前記円偏光分離層を透過して入射
する円偏光光を、前記円偏光分離層と反対方向に出射す
るまでの間に直線偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に
前記電極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を
変化させ、これにより前記直線偏光光の偏光軸を変化さ
せる液晶セルと、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前記直線偏光光
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 and reflects the other circularly polarized light component of light emitted from the light source, That shifts the phase of the incident light substantially by π / 2.
A liquid crystal layer having a liquid crystal layer having an application value and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, until the circularly polarized light incident through the circularly polarized light separation layer is emitted in a direction opposite to the circularly polarized light separation layer. A liquid crystal cell which converts the direction of the director of the liquid crystal by changing the director of the liquid crystal by applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer, thereby changing the polarization axis of the linearly polarized light; A light-absorbing type that is disposed on the side opposite to the circularly polarized light separating layer of the cell and transmits one linearly polarized light component of the linearly polarized light incident from the liquid crystal cell and absorbs a linearly polarized light component in a direction orthogonal to this. A liquid crystal display device comprising: a dichroic linear polarizing layer.
【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、透過する光の
位相を実質的にπ/2シフトさせるレタデ−ション値を
有する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、前記直線偏光分離層を透過して入射する直線
偏光光を、前記直線偏光分離層と反対方向に出射するま
での間に円偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電
極から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化さ
せ、これにより前記円偏光光の楕円率を変化させる液晶
セルと、この液晶セルの前記直線偏向分離層と反対側に
配置され、液晶セルから入射した前記円偏光光のうち、
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 the light emitted from the light source and reflects a linearly polarized light component in a direction perpendicular to the light, and a phase of the transmitted light. A liquid crystal layer having a retardation value for substantially shifting by π / 2, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, wherein the linearly polarized light transmitted through the linearly polarized light separating layer and incident thereon is converted into the linearly polarized light. The light is converted into circularly polarized light before being emitted in the direction opposite to the separation layer, and the direction of the director of the liquid crystal is changed by applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer. A liquid crystal cell for changing the rate, disposed on the side of the liquid crystal cell opposite to the linearly polarized light separating layer, of the circularly polarized light incident from the liquid crystal cell,
A liquid crystal display device comprising: a light absorbing dichroic circularly polarizing layer that transmits one circularly polarized light component in the right or left turning direction 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、透過する光の位相を実質
的にπ/2シフトするレタデ−ション値を有する液晶層
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2色性直線偏光層を透過して入射する直線偏光光を、
前記2色性直線偏光層と反対方向に出射するまでの間に
円偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極から電
界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化させ、これ
により前記円偏光光の楕円率を変化させる液晶セルと、
この液晶セルを透過した光のうち、右または左の旋回方
向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、この円偏光分離層の前記液晶セル
の反対側に配置され、前記円偏光分離層を透過した光を
吸収する光吸収層と、を備えたことを特徴とする液晶表
示装置。
3. A light-absorbing dichroic linear polarization layer that transmits one linearly polarized light component and absorbs a linearly polarized light component in a direction perpendicular to the linearly polarized light component. A liquid crystal layer having a retardation value substantially shifted by π / 2, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer.
The light is converted into circularly polarized light before being emitted in the opposite direction to the dichroic linearly polarizing layer, and the direction of the director of the liquid crystal is changed by applying an electric field from the electrode to the liquid crystal layer. A liquid crystal cell that changes the ellipticity of circularly polarized light,
Among the light transmitted through the liquid crystal cell, a circularly polarized light separating layer that transmits one circularly polarized light component in one of the right and left turning directions and reflects the other circularly polarized light component, and the circularly polarized light separating layer is opposite to the liquid crystal cell. A light-absorbing layer disposed on the side and absorbing light transmitted through the circularly-polarized light separating layer.
【請求項4】外部からの光のうち、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
を吸収する光吸収型の2色性円偏光層と、透過する光の
位相を実質的にπ/2シフトするレタデ−ション値を有
する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2色性円偏光層を透過して入射する円偏光
光を、前記2色性円偏光層と反対方向に出射するまでの
間に直線偏光光に変換し、且つ、前記液晶層に前記電極
から電界を印加して液晶のダイレクタの方向を変化さ
せ、これにより前記直線偏光光の偏光軸を変化させる液
晶セルと、この液晶セルを透過した光のうちの一方の直
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、この直線偏光分離層の前記
液晶セルと反対側に配置され、前記直線偏光分離層を透
過した光を吸収する光吸収層と、を備えたことを特徴と
する液晶表示装置。
4. A light-absorbing dichroic circularly polarizing layer that transmits one circularly polarized light component in the right or left turning direction and absorbs the other circularly polarized light component from outside light. A liquid crystal layer having a retardation value that substantially shifts the phase of the incident light by π / 2, and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer. The polarized light is converted into linearly polarized light before being emitted in the opposite direction to the dichroic circularly polarizing layer, and an electric field is applied to the liquid crystal layer from the electrode to change the direction of the director of the liquid crystal. A liquid crystal cell for changing the polarization axis of the linearly polarized light, and a linearly polarized light separation for transmitting one linearly polarized light component of the light transmitted through the liquid crystal cell and reflecting a linearly polarized light component in a direction orthogonal to the liquid crystal cell. Layer, on the opposite side of the linearly polarized light separating layer from the liquid crystal cell. Is location, the liquid crystal display device characterized by comprising a light absorbing layer that absorbs light transmitted through the linear polarization separation layer.
【請求項5】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。
5. 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 circularly polarized light separating layer 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 the two lights having the vibration directions 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 for one light and the thickness for the other light A planar multilayer structure in which the difference in the refractive index between adjacent layers in the direction is different from each other, wherein linearly polarized light transmitted through the planar multilayer structure is converted into circularly polarized light. Liquid crystal display device.
【請求項7】請求項2又は4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。
7. 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 vibration directions 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 having a difference in the refractive index between the layers adjacent to each other in the thickness direction with respect to the other light. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
【請求項8】請求項2又は4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層と、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。
8. The optical rotation selecting layer according to claim 2, wherein the linearly 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 cholesteric liquid crystal layer. Wherein the circularly polarized light transmitted through the cholesteric liquid crystal layer is converted into linearly polarized light.
【請求項9】請求項1、3、5又は6において、前記液
晶のダイレクタの方向を、2色性直線偏光層の光透過軸
を基準として実質的に−45〜45度まで変化させるよ
うに、前記電極間の電圧を制御する回路を設けたことを
特徴とする液晶表示装置。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the direction of the director of the liquid crystal is changed to substantially −45 to 45 degrees with respect to the light transmission axis of the dichroic linear polarizing layer. And a circuit for controlling a voltage between the electrodes.
【請求項10】請求項2、4、7又は8において、前記
液晶のダイレクタの方向を、入射直線偏光の電場ベクト
ルの方向を基準として実質的に−45〜45度まで変化
させるように、前記電極間の電圧を制御する回路を設け
たことを特徴とする液晶表示装置。
10. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the direction of the director of the liquid crystal is changed from −45 ° to 45 ° with respect to the direction of the electric field vector of the incident linearly polarized light. A liquid crystal display device comprising a circuit for controlling a voltage between electrodes.
【請求項11】請求項1乃至10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、
前記電極が一方の電極上に形成され、前記電極に電圧を
印加したときの電界方向が、前記基板面と実質的に平行
な部分を有し、液晶層内の大部分の液晶分子の方向が前
記基板面と実質的に平行なまま回転するモードであるこ
とを特徴とする液晶表示装置。
11. The method according to claim 1, wherein
In the liquid crystal cell, the liquid crystal layer is sandwiched between two substrates,
The electrode is formed on one of the electrodes, the direction of the electric field when a voltage is applied to the electrode has a portion substantially parallel to the substrate surface, and the direction of most of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is The liquid crystal display device is in a mode of rotating while being substantially parallel to the substrate surface.
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