JPS63168626A - 液晶表示体 - Google Patents

液晶表示体

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JPS63168626A
JPS63168626A JP62000874A JP87487A JPS63168626A JP S63168626 A JPS63168626 A JP S63168626A JP 62000874 A JP62000874 A JP 62000874A JP 87487 A JP87487 A JP 87487A JP S63168626 A JPS63168626 A JP S63168626A
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light
liquid crystal
polarization
polarizer
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JP62000874A
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Kenji Matsumoto
健志 松本
Shigeru Morokawa
滋 諸川
Mikinobu Hoshino
干野　幹信
Takayuki Waseda
隆行 和瀬田
Ichiro Koyakata
古館　一郎
Masayasu Kizaki
木崎　正康
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１．液晶表示体の光学系の構造に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来の液晶表示体の光学系を図面を用いて説明する。第
４図は、モノクロ液晶表示体の光学系を示す断面図であ
る。図中の矢印及び黒点は偏光方向を示す。液晶表示体
に入射する光をまず拡散板１により拡散し、偏光子２に
より直線偏光とする。
これを液晶パネル８に入射させ画素により偏光面を回転
させ検光子９を透過させることにより表示を行っている
。液晶パネル８はスペーサー７を介して２枚のガラス板
６．４の間に液晶を封入している。
又、２枚のガラス板６．４には液晶を駆動する透明電極
５．６を設けている。
従来は、偏光子としてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）
フィルムを１軸方向に３〜４倍程度延伸し、ヨウ素分子
や２色性色素分子を吸着させたものを利用している。こ
れにより分子の長軸に平行な偏光成分を吸収し入射光を
必要な直線偏光に変換している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら直線偏光を得るためにそれに垂直な偏光成
分を吸収しているため、自然光入射時で光利用効率は５
０％以下、実際には４０％未満となっており損失が大き
い。このため画面の輝度が低下しこれを補うためにバッ
クライトが必要となり、消費電力の増大、又、液晶テレ
ビなどにおいては電池の短寿命化などの問題が生じてい
る。
そこで本発明の目的は、偏光子での光の損失を減少させ
画面の輝度向上、消費電力の減少を行う光学系の構造を
供給するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は従来の偏光子では吸収していた偏光成分を利用
し、偏光子の光利用効率を高め画面の輝度向上を行うも
のである。これを達成するためにグリッド偏光子を利用
する。グリッド偏光子は、入射光を直交する２つの偏光
成分により透過と反射に分離する。透過光はそのまま液
晶パネルに入射させ、反射光は４分の１波長板を前面に
配置したミラーで反射させることにより偏光面を９０°
回転し偏光子を透過させ液晶パネルに入射させる。
又、反射光を利用する手段として４分の１波長板の替わ
りに拡散板を利用し、反射光の偏光面をランダムにし偏
光子を透過させる方法も用いる。
〔実施例〕
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例を示す液晶表示体の光
学系の断面図である。図中の偏光子２はグリッド偏光子
である。これは金属を平行に配列した非常に細かい格子
構造をしており、この格子間隔の２倍以上の波長を持つ
光が入射する場合、格子に平行な偏光成分は反射し、格
子に垂直な偏光成分は透過する。
光源１１より放射した自然光が拡散板１を透過し偏光子
２に入射し、このうち金属格子に垂直な偏光成分は透過
し、残りの偏光成分は反射する。
反射光は４分の１波長板１０を透過し円偏光となり、ミ
ラー１２で反射し再度４分の１波長板１０を透過するこ
とにより直線偏光に戻る。
このとき偏光面は入射光のそれに対して９０°回転して
おり、偏光子２を透過する。これにより直交する２つの
偏光成分両方を偏光面を合わせた後に液晶パネル８に入
射させることができる。次に液晶パネル８により偏光方
向を変調した光を検光子９に入射させ偏光方向を明暗に
対応させ表示を行う。液晶パネル８は、透明電極５．６
を設けた２枚のガラス板６．４０間にスペーサ７を介し
て液晶を封入している。
しかし、ここで４分の１波長板１０とミラー１２の組み
合わせにより偏光面が９０°回転する波長は特定の波長
に限定されるので、液晶パネル８に入射する光の強度は
特定の波長を最大とする分布となり、カラー表示におい
てはこの点を考慮せねばならない。すなわち適性なカラ
ー表示を行うためには、カラーフィルターの波長に対す
る透過率分布、または光源の波長に対する放射強度分布
を調整すれば良い。
同様の実施例として第２図に示す液晶表示体の光学系の
断面図のような構成が考えられる。これは偏光面を回転
させる素子として第１図における４分の１波長板１０の
代りに、光源１１と偏光子２の間の拡散板１を利用する
ものである。
すなわち拡散板１における透過率を多少犠牲にし、十分
な拡散を行わせ偏光子２で反射した直線偏光の偏光面を
ランダムにするのである。次に拡散板１を透過した光束
をミラー１２で反射させ再び偏光子２に入射させ画面の
輝度向上に利用する。
第３図は他の実施例を示す液晶表示体の光学系の断面図
で、外光利用時の構成例である。マイクロレンズアレイ
１６とその焦点面にピンホール板１４を配置している。
マイクロレンズアレイ１６により外部からの光を絞り、
その焦点でピンホール板１４を透過させ偏光子２に入射
させる。
さらに偏光子２からの反射光は、アルミニウムなどを蒸
着し鏡面としたピンポール板１４により反射させる。こ
の反射光は、拡散板１により自然光となっているので再
び偏光子２に入射させ利用することができる。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、従来吸収していた偏光成
分を利用することにより偏光子での損失を減少させるこ
とができる。その結果、従来と同じ明るさの画面を得る
のに必要なバックライトの消費電力をおよそ半分にする
ことができる。
又、消費電力を変えなければ、画面の輝度を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例である液晶表示体の光学系の断
面図、第２、第３図はともに本発明の別の実施例である
液晶表示体の光学系の断面図、第４図は従来の液晶表示
体の光学系の断面図である。 １・・・・・・拡散板、２・・・・・・偏光子、８・・
・・・・液晶パネル、１０・・・・・・４分の１波長板
、１２・・・・・・ミラー、１６・・・・・・マイクロ
レンズアレイ、１４・・・・・・ピンホール板。 第１図 第２図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）液晶パネルに直線偏光を入射させ液晶分子の配向
    方向を電気的に制御することにより表示を実現する液晶
    表示体において、前記直線偏光を得る素子として、入射
    する自然光を直交する２つの偏光成分に分離するグリッ
    ド偏光子と、一方の光束の偏光面を９０°回転させる素
    子とにより構成し、前記２つの偏光成分を前記液晶パネ
    ルに導き画面の輝度に寄与させることを特徴とする液晶
    表示体。
  2. （２）偏光面を９０°回転させる素子として４分の１波
    長板と反射板の組み合わせを用いることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の液晶表示体。
  3. （３）偏光面を９０°回転させる素子として拡散板を用
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶
    表示体。
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