JP2002182216A - Video display unit - Google Patents
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Landscapes
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示装置、特
に、反射型液晶表示素子とフロントライトとして機能す
る面状照明装置とを組み合わせた映像表示装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, and more particularly to an image display device in which a reflective liquid crystal display element and a planar illumination device functioning as a front light are combined.
【0002】[0002]
【従来の技術と課題】近年、携帯電話やPDA(携帯情
報端末)などの普及に伴い、小型、軽量、薄型で、低消
費電力の映像表示装置の提供が望まれている。これを実
現可能な表示素子として、反射型液晶表示素子が注目さ
れている。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants), it has been desired to provide a small, light, thin and low power consumption video display device. As a display element capable of realizing this, attention has been paid to a reflective liquid crystal display element.
【0003】この種の反射型液晶表示素子は、明るい場
所では外光を照明光として利用するため、透過型液晶表
示素子や半透過型液晶表示素子には必要な補助光源(バ
ックライト)を必要としないことで、低消費電力化を達
成することができる。一方、反射型液晶表示素子は暗い
場所では視認性の向上のために表示素子の表示面を上方
から照明する補助光源(フロントライト)が必要とな
る。[0003] This type of reflective liquid crystal display element uses external light as illumination light in a bright place, so that a transmissive liquid crystal display element and a transflective liquid crystal display element require a necessary auxiliary light source (backlight). By not doing so, low power consumption can be achieved. On the other hand, a reflection type liquid crystal display element requires an auxiliary light source (front light) for illuminating the display surface of the display element from above in order to improve visibility in a dark place.
【0004】ところで、室温でコレステリック相を示す
液晶(その代表的なものとしてカイラルネマティック液
晶が知られている)は、特定波長の可視光を選択的に反
射する反射型液晶であり、反射率の高い明るい表示素子
を構成できる点で注目されている。さらに、カイラルネ
マティック液晶は、表示が完了した後は電力の供給を停
止しても表示を維持するメモリ性を有しているため、表
示映像の書換えの少ない用途では、他の反射型液晶と比
較してさらに低消費電力化を達成できる。また、カイラ
ルネマティック液晶は、その成分に応じて右回りの円偏
光(右円偏光)又は左回りの円偏光(左円偏光)のいず
れかを反射するか透過するかによって(即ち、いずれか
の円偏光をスイッチングすることによって)映像を表示
する。A liquid crystal exhibiting a cholesteric phase at room temperature (a chiral nematic liquid crystal is known as a representative example thereof) is a reflective liquid crystal that selectively reflects visible light of a specific wavelength, and has a high reflectance. Attention has been paid to the fact that a high bright display element can be formed. Furthermore, the chiral nematic liquid crystal has a memory property that maintains the display even after the power supply is stopped after the display is completed. As a result, lower power consumption can be achieved. In addition, the chiral nematic liquid crystal reflects or transmits either clockwise circularly polarized light (right circularly polarized light) or counterclockwise circularly polarized light (left circularly polarized light) depending on its component (that is, any one of them). Display the image (by switching the circular polarization).
【0005】従来、反射型液晶表示素子と組み合わされ
るフロントライトとしては、特開平11−218757
号公報に記載されているように、導光板の表面(観察者
眼側)をプリズムアレイで構成したものが知られてい
る。このフロントライトによる液晶表示素子への照明光
には右円偏光と左円偏光とがほぼ等量含まれているが、
コレステリック液晶は右回り又は左回りのいずれかの円
偏光を反射するため、光の利用効率は略50%である。Conventionally, a front light combined with a reflection type liquid crystal display device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-218575.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-209, there is known a light guide plate in which the surface (the observer's eye side) is configured by a prism array. The illumination light on the liquid crystal display element by the front light includes right circularly polarized light and left circularly polarized light in substantially equal amounts,
Since the cholesteric liquid crystal reflects either clockwise or counterclockwise circularly polarized light, the light use efficiency is approximately 50%.
【0006】そこで、本発明の目的は、照明光の利用効
率を向上させることのできる映像表示装置を提供するこ
とにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a video display device capable of improving the utilization efficiency of illumination light.
【0007】本発明の他の目的は、明るい表示が可能な
映像表示装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an image display device capable of bright display.
【0008】本発明のさらに他の目的は、漏れ光による
ゴーストが小さく、表示品位の良好な映像表示装置を提
供することにある。It is still another object of the present invention to provide an image display device which has a small ghost due to light leakage and has good display quality.
【0009】[0009]
【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る第1の映像表示装置は、可視光域に選
択反射波長を有するコレステリック相を示す液晶を一対
の基板間に挟持してなる少なくとも1層の液晶層を含む
液晶表示素子と、光源ユニットと導光板とを含み、導光
板は前記液晶表示素子の表示面側が平面をなし、該平面
に対向する面に光源ユニットから入射した光を該平面を
透過して表示面へ出射するためのプリズムアレイを有す
る面状照明装置と、前記導光板と前記液晶表示素子との
間に、遅相軸と前記プリズムアレイのプリズム稜線との
なす角が±45°となるように介在させたλ/4波長板
と、を備えている。In order to achieve the above objects, a first image display device according to the present invention sandwiches a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase having a selective reflection wavelength in a visible light region between a pair of substrates. A liquid crystal display element including at least one liquid crystal layer, and a light source unit and a light guide plate. The light guide plate has a flat surface on the display surface side of the liquid crystal display element, and has a light source unit on a surface facing the flat surface. A planar illuminating device having a prism array for transmitting incident light to the display surface through the plane, and a slow axis and a prism ridge line of the prism array between the light guide plate and the liquid crystal display element And a λ / 4 wavelength plate interposed therebetween so that the angle between them and becomes ± 45 °.
【0010】また、本発明に係る第2の映像表示装置
は、前記液晶表示素子と前記面状照明装置と、前記導光
板と液晶表示素子との間に介在されたλ/4波長板と、
を備え、該λ/4波長板は、遅相軸が前記プリズムアレ
イのプリズム稜線に対して傾いており、導光板から出射
される直線偏光を円偏光に変換する。A second image display device according to the present invention is characterized in that the liquid crystal display device, the planar illumination device, a λ / 4 wavelength plate interposed between the light guide plate and the liquid crystal display device,
The λ / 4 wavelength plate has a slow axis inclined with respect to the prism ridge line of the prism array, and converts linearly polarized light emitted from the light guide plate into circularly polarized light.
【0011】前記面状照明装置による液晶表示素子への
照明光には、プリズムアレイの素子への反射面において
プリズム稜線に平行な方向に振動する偏光光と、プリズ
ムアレイの反射面においてプリズム稜線に垂直な方向に
振動する偏光光(本明細書においては、前者をS偏光、
後者をP偏光と呼ぶ)とが含まれている。Illumination light on the liquid crystal display element by the planar illumination device includes polarized light vibrating in a direction parallel to the prism ridge line on the reflection surface to the element of the prism array, and illuminating light on the prism ridge line on the reflection surface of the prism array. Polarized light that oscillates in a vertical direction (herein, the former is called S-polarized light,
The latter is referred to as P-polarized light).
【0012】プリズムアレイの素子への反射面に対する
光の入射角は実質的に30〜50°が中心であり、この
入射角はブリュースター角付近であるから、前記反射面
での反射光においてはS偏光の反射強度がP偏光の反射
強度よりも強い。一方、コレステリック相を示す液晶は
右回り又は左回りのいずれかの円偏光のみを選択的に反
射する。λ/4波長板は、導光板と液晶表示素子との間
に、第1の映像表示装置においては、遅相軸とプリズム
アレイのプリズム稜線とのなす角が±45゜となるよう
に、第2の映像表示装置においては、導光板から出射さ
れる直線偏光を円偏光に変換するように遅相軸がプリズ
ムアレイのプリズム稜線に対して傾いた状態で介在され
ているため、S偏光を液晶が選択反射する円偏光に変換
する。The incident angle of light on the reflecting surface to the element of the prism array is substantially in the range of 30 to 50 °, and this incident angle is near the Brewster angle. The reflection intensity of S-polarized light is stronger than the reflection intensity of P-polarized light. On the other hand, liquid crystals exhibiting a cholesteric phase selectively reflect only clockwise or counterclockwise circularly polarized light. The λ / 4 wavelength plate is disposed between the light guide plate and the liquid crystal display element in the first image display device such that the angle between the slow axis and the prism ridge line of the prism array is ± 45 °. In the image display device of No. 2, since the slow axis is interposed in a state inclined with respect to the prism ridge line of the prism array so as to convert linearly polarized light emitted from the light guide plate into circularly polarized light, the S polarized light is Is converted into circularly polarized light that is selectively reflected.
【0013】前述の如く、本発明に係る第1及び第2の
映像表示装置によれば、P偏光成分よりも強度の強いS
偏光成分を液晶が選択反射する円偏光に変換するように
したため、光の利用効率が向上する。そのため、明るい
表示が可能となる。また、不要光(液晶が選択反射しな
い向きの円偏光)の強度が低下するため、不要光による
ゴーストの発生を抑えることができ、コントラストの向
上にもつながる。As described above, according to the first and second image display devices according to the present invention, S having a higher intensity than the P-polarized component is used.
Since the polarized light component is converted into circularly polarized light that is selectively reflected by the liquid crystal, light use efficiency is improved. Therefore, bright display becomes possible. In addition, since the intensity of unnecessary light (circularly polarized light in a direction in which liquid crystal is not selectively reflected) is reduced, generation of ghost due to unnecessary light can be suppressed, leading to improvement in contrast.
【0014】本発明に係る第1及び第2の映像表示装置
において、前記液晶表示素子は、それぞれ異なる選択反
射波長を有し、かつ、同じ向きの円偏光を反射する2層
以上の液晶層が積層されていてもよい。2層以上の液晶
層を積層することにより、表示を多色化できる。例え
ば、それぞれの選択反射光がR,G,Bの3層を積層す
れば、フルカラーでの表示が可能である。また、全ての
液晶層が同じ向きの円偏光を反射するように構成するこ
とで、全ての液晶層に対する照明効率の向上を図ること
ができ、同時にコントラストを高めることができる。In the first and second video display devices according to the present invention, the liquid crystal display element has two or more liquid crystal layers having different selective reflection wavelengths and reflecting circularly polarized light in the same direction. They may be stacked. By laminating two or more liquid crystal layers, the display can be multicolored. For example, full-color display is possible if three layers of selectively reflected light of R, G, and B are laminated. In addition, by configuring all the liquid crystal layers to reflect circularly polarized light in the same direction, it is possible to improve the illumination efficiency for all the liquid crystal layers, and at the same time, to increase the contrast.
【0015】前記λ/4波長板は液晶表示素子の表示面
に接着されていること及び/又は導光板の平面に接着さ
れているが好ましい。λ/4波長板と液晶表示面との間
での面間反射によるゴースト光の発生及び/又は導光板
とλ/4波長板との間での面間反射によるゴースト光の
発生を抑えることができる。It is preferable that the λ / 4 wavelength plate is bonded to a display surface of a liquid crystal display element and / or is bonded to a plane of a light guide plate. It is possible to suppress generation of ghost light due to inter-surface reflection between the λ / 4 wavelength plate and the liquid crystal display surface and / or generation of ghost light due to inter-surface reflection between the light guide plate and the λ / 4 wavelength plate. it can.
【0016】また、光源ユニットから光が入射される導
光板の端面に、S偏光を透過し、P偏光を反射する偏光
板を配置してもよい。P偏光は、導光板からの漏れ光と
して外部に出射してゴースト光となり、また、液晶表示
素子の照明光となっても液晶の選択反射光とは反対向き
の円偏光に変換されるため、液晶のコントラストを低下
させる原因となる。しかし、導光板の入射端面にS偏光
を透過しP偏光を反射する偏光板を配置すれば、不要光
であるP偏光が導光板に入射することをカットでき、ゴ
ースト光を減らして表示品位を良好なものとすることが
できる。Further, a polarizing plate transmitting S-polarized light and reflecting P-polarized light may be disposed on an end face of the light guide plate on which light is incident from the light source unit. The P-polarized light is emitted to the outside as leakage light from the light guide plate and becomes ghost light, and even when it becomes illumination light for the liquid crystal display element, it is converted into circularly polarized light in the opposite direction to the selectively reflected light of the liquid crystal. This causes the liquid crystal contrast to decrease. However, if a polarizing plate that transmits S-polarized light and reflects P-polarized light is disposed on the incident end face of the light guide plate, unnecessary light, P-polarized light, can be prevented from entering the light guide plate, thereby reducing ghost light and improving display quality. It can be good.
【0017】また、光源ユニットから光が入射される前
記導光板の端面に、S偏光を透過させる反射偏光板を配
置してもよい。この構成によって、照明光としては不要
なP偏光は光源ユニット内へ戻され、戻された光は光源
ユニット内で散乱する過程でS偏光に変換し、照明光と
して用いられる。従って、照明光の利用効率をより向上
させることができる。Further, a reflection polarizer for transmitting S-polarized light may be arranged on an end face of the light guide plate on which light is incident from the light source unit. With this configuration, P-polarized light unnecessary as illumination light is returned into the light source unit, and the returned light is converted into S-polarized light while being scattered in the light source unit, and is used as illumination light. Therefore, the utilization efficiency of the illumination light can be further improved.
【0018】さらに、光源ユニットは前記反射偏光板か
ら反射されるP偏光をS偏光に変換するための変換体を
備えていてもよい。この構成によって、光源ユニットへ
戻ってきたP偏光を確実にS偏光に変換することがで
き、照明光の利用効率をさらに向上させることができ
る。Further, the light source unit may include a converter for converting P-polarized light reflected from the reflective polarizing plate into S-polarized light. With this configuration, the P-polarized light returned to the light source unit can be reliably converted to S-polarized light, and the utilization efficiency of illumination light can be further improved.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る映像表示装置
の実施形態について、添付図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the video display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0020】(第1実施形態、図1〜3参照)図1に示
す映像表示装置1は、面状照明装置10と反射型液晶表
示素子50とを組み合わせたもので、両者の間にはλ/
4波長板30が介在されている。(First Embodiment, see FIGS. 1 to 3) An image display device 1 shown in FIG. 1 is a combination of a planar illumination device 10 and a reflection type liquid crystal display element 50, and a λ is provided between them. /
The four-wavelength plate 30 is interposed.
【0021】面状照明装置10は、線状光源ユニット1
1と導光板15とで構成されている。導光板15は、底
面15aが平面とされ、上面には傾きの小さい導光面1
5bと反射面15cとからなるプリズムアレイが断面鋸
歯状に形成されている。線状光源ユニット11は、導光
体12とその端部に配置された図示しない点光源(例え
ば、発光ダイオード)とで構成され、点光源から放射さ
れた光を導光体12内で拡散し、導光板15の入射面1
5dに向けて光を出射する。The planar lighting device 10 includes a linear light source unit 1.
1 and a light guide plate 15. The light guide plate 15 has a flat bottom surface 15a and a light guide surface 1 with a small inclination on the top surface.
A prism array composed of 5b and the reflecting surface 15c is formed in a sawtooth cross section. The linear light source unit 11 is composed of a light guide 12 and a point light source (for example, a light emitting diode) (not shown) disposed at an end thereof, and diffuses light emitted from the point light source in the light guide 12. Incident surface 1 of light guide plate 15
Light is emitted toward 5d.
【0022】この面状照明装置10は導光板15の底面
15aが液晶表示素子50の表示面に対向した状態でλ
/4波長板30を介して配置されている。The spread illuminating apparatus 10 has a λ with the bottom surface 15 a of the light guide plate 15 facing the display surface of the liquid crystal display element 50.
It is arranged via a 波長 wavelength plate 30.
【0023】一方、反射型液晶表示素子50は、室温で
コレステリック相を示す液晶、例えば、コレステリック
相を示すのに充分な量のカイラル剤をネマティック液晶
に添加してなるカイラルネマティック液晶を一対の基板
間に挟着した赤色表示層51R、緑色表示層51G、青
色表示層51Bを積層したフルカラー表示を可能とする
ものである。On the other hand, the reflection type liquid crystal display element 50 is composed of a pair of substrates having a cholesteric phase at room temperature, for example, a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a sufficient amount of a chiral agent to the nematic liquid crystal to exhibit a cholesteric phase. This enables full-color display in which a red display layer 51R, a green display layer 51G, and a blue display layer 51B sandwiched therebetween are stacked.
【0024】表示層51R,51G,51Bは、それぞ
れマトリクス状の複数の画素によって構成されている。
各画素(液晶)は各基板上に形成した走査電極と信号電
極から印加されるパルス電圧によって駆動され、透明状
態(フォーカルコニック状態)と可視光R,G,Bを選
択的に反射する選択反射状態(プレーナ状態)のいずれ
かに設定され、画像を表示する。各表示層51R,51
G,51Bに含まれる液晶は、同じ向きの円偏光を選択
反射するように調製されている。Each of the display layers 51R, 51G, and 51B is composed of a plurality of pixels in a matrix.
Each pixel (liquid crystal) is driven by a pulse voltage applied from a scanning electrode and a signal electrode formed on each substrate, and selectively reflects a transparent state (focal conic state) and visible light R, G, and B selectively. State (planar state) and display an image. Each display layer 51R, 51
The liquid crystals included in G and 51B are prepared so as to selectively reflect circularly polarized light in the same direction.
【0025】さらに、最下面には光吸収層52が配置さ
れ、各表示層51R,51G,51Bで反射されなかっ
た光を吸収する。Further, a light absorbing layer 52 is disposed on the lowermost surface, and absorbs light not reflected by each of the display layers 51R, 51G, 51B.
【0026】以上の構成からなる映像表示装置1におい
て、点光源から導光体12に入射した光が導光体12内
で全反射及び拡散することで疑似線状光源となり、出射
面12aの全面から導光板15の入射面15dを照射す
る。導光板15に入射した光は、プリズムアレイの導光
面15bで全反射すると共に、反射面15cで反射して
面状光として平面状の底面15aから出射し、λ/4波
長板30を介して液晶表示素子50の表示面を照明す
る。この照明光は各表示層51R,51G,51Bの表
示面で反射され、映像光として導光板15を透過する。In the image display apparatus 1 having the above structure, light incident on the light guide 12 from the point light source is totally reflected and diffused in the light guide 12, so that the light becomes a pseudo-linear light source. Irradiates the light incident surface 15d of the light guide plate 15 from above. The light that has entered the light guide plate 15 is totally reflected by the light guide surface 15b of the prism array, is reflected by the reflection surface 15c, emerges as planar light from the planar bottom surface 15a, and passes through the λ / 4 wavelength plate 30. To illuminate the display surface of the liquid crystal display element 50. This illumination light is reflected on the display surfaces of the display layers 51R, 51G, and 51B, and transmits through the light guide plate 15 as image light.
【0027】ここで、λ/4波長板30の作用(偏光状
態)を図2を参照して説明する。光源から放射された光
は無偏光であるから、等しい振幅強度を持ち、直交する
直線偏光に分解して考察することができる。即ち、図2
のA部に示すように、等しい振幅強度を持つS偏光成分
とP偏光成分とに分解できる。導光板15の反射面15
cで反射された光は、B部に示すように、S偏光の振幅
強度がP偏光の振幅強度に比べて大きくなる。ちなみ
に、反射面15cからの漏洩光は、C部に示すように、
P偏光の振幅強度がS偏光の振幅強度に比べて大きくな
る。Here, the operation (polarization state) of the λ / 4 wavelength plate 30 will be described with reference to FIG. Since the light emitted from the light source is unpolarized, it can be considered after being decomposed into orthogonal linearly polarized lights having equal amplitude intensities. That is, FIG.
As shown in part A, the light can be decomposed into an S-polarized component and a P-polarized component having the same amplitude intensity. Reflective surface 15 of light guide plate 15
In the light reflected by c, the amplitude intensity of the S-polarized light is greater than the amplitude intensity of the P-polarized light, as shown in part B. Incidentally, the leakage light from the reflection surface 15c is
The amplitude intensity of the P-polarized light is larger than the amplitude intensity of the S-polarized light.
【0028】図3は、導光板15の反射面15cにおけ
る入射角θ(図2参照)と反射率との関係を示してい
る。プリズムアレイの反射面15cに対する光の入射角
は実質的に30〜50゜が中心となるが、図3に示すよ
うに、この範囲の入射角ではS偏光の反射強度がP偏光
の反射強度より強いことがわかる。導光板15として
は、複屈折の小さい材料を使用すれば、偏光分離が確実
になるため、光の利用効率が向上する。FIG. 3 shows the relationship between the incident angle θ (see FIG. 2) on the reflection surface 15c of the light guide plate 15 and the reflectance. The incident angle of the light with respect to the reflecting surface 15c of the prism array is substantially 30 to 50 °. As shown in FIG. 3, at the incident angle in this range, the reflection intensity of the S-polarized light is smaller than that of the P-polarized light. It turns out to be strong. If a material having a small birefringence is used as the light guide plate 15, polarization separation is ensured, and the light use efficiency is improved.
【0029】ここで、λ/4波長板30の遅相軸がプリ
ズム稜線15eに対して45°傾くように挿入されてい
ると、反射光のS偏光成分とP偏光成分とがそれぞれ、
左回りの円偏光及び右回りの円偏光となる。左円偏光成
分の強度はS偏光成分の強度に対応し、右円偏光成分の
強度はP偏光成分の強度に対応する。つまり、左円偏光
成分の強度が右円偏光成分の強度よりも強くなる。Here, when the slow axis of the λ / 4 wavelength plate 30 is inserted so as to be inclined at 45 ° with respect to the prism ridge 15e, the S-polarized light component and the P-polarized light component of the reflected light are respectively
It becomes left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light. The intensity of the left circular polarization component corresponds to the intensity of the S polarization component, and the intensity of the right circular polarization component corresponds to the intensity of the P polarization component. That is, the intensity of the left circularly polarized light component is stronger than the intensity of the right circularly polarized light component.
【0030】従って、各液晶表示層51R,51G,5
1Bで選択反射する円偏光の向きを全て左円偏光に設定
すれば、照明光の50%以上が映像光として用いられる
ことになる。なお、右円偏光は最下面に配置された光吸
収層52で吸収される。また、光吸収層52はフォーカ
ルコニック状態の液晶(黒色表示)を透過した光も全て
吸収する。Therefore, each of the liquid crystal display layers 51R, 51G, 5
If all the directions of circularly polarized light selectively reflected in 1B are set to left circularly polarized light, 50% or more of the illumination light is used as image light. Note that the right circularly polarized light is absorbed by the light absorbing layer 52 disposed on the lowermost surface. Further, the light absorbing layer 52 also absorbs all the light transmitted through the liquid crystal (black display) in the focal conic state.
【0031】一方、λ/4波長板30をその遅相軸の向
きがさらに90°回転した状態で挿入するのであれば、
即ち、プリズム稜線15eに対して前記の例とは逆方向
に45゜回転(−45゜回転)するのであれば、反射光
のS偏光成分とP偏光成分とがそれぞれ、右回りの円偏
光及び左回りの円偏光となる。従って、各表示層51
R,51G,51Bで選択反射する円偏光の向きを全て
右円偏光に設定すればよい。On the other hand, if the λ / 4 wavelength plate 30 is inserted with its slow axis rotated by 90 °,
That is, if the prism ridge 15e is rotated by 45 ° (-45 °) in the opposite direction to the above example, the S-polarized light component and the P-polarized light component of the reflected light are clockwise circularly polarized light and It becomes counterclockwise circularly polarized light. Therefore, each display layer 51
The directions of circularly polarized light selectively reflected by R, 51G, and 51B may be set to right circularly polarized light.
【0032】なお、λ/4波長板30と導光板15及び
液晶表示素子50との間に空気層が存在する場合、λ/
4波長板30の空気層との界面に反射防止処理を施すこ
とが好ましい。When an air layer exists between the λ / 4 wavelength plate 30, the light guide plate 15, and the liquid crystal display element 50, the λ /
It is preferable to perform an antireflection treatment on the interface between the four-wavelength plate 30 and the air layer.
【0033】(第2実施形態、図4,5参照)本第2実
施形態である映像表示装置2は、前記第1実施形態と同
様に、面状照明装置10と液晶表示素子50とλ/4波
長板30とで構成されている。従って、図4,5では図
1,2と同じ部材に同じ符号が付されており、各部材の
作用は第1実施形態と同様である。(Second Embodiment, see FIGS. 4 and 5) The image display device 2 according to the second embodiment includes a planar illumination device 10, a liquid crystal display element 50, and a λ / And a four-wavelength plate 30. Therefore, in FIGS. 4 and 5, the same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the operation of each member is the same as in the first embodiment.
【0034】異なっているのは、λ/4波長板30が液
晶表示素子50の最上面に接着層31を介して接着され
ている点、及び導光体12と導光板15との間に、S偏
光を透過しP偏光を吸収する偏光板41を配置した点で
ある。接着層31はλ/4波長板30と液晶表示素子5
0との間で発生する面間反射を防止する作用を奏する。The difference is that the λ / 4 wavelength plate 30 is bonded to the uppermost surface of the liquid crystal display element 50 via the bonding layer 31 and that the light guide 12 and the light guide plate 15 are The point is that a polarizing plate 41 that transmits S-polarized light and absorbs P-polarized light is arranged. The adhesive layer 31 is composed of the λ / 4 wavelength plate 30 and the liquid crystal display element 5.
This has the effect of preventing inter-plane reflection occurring between zero.
【0035】ここで、本第2実施形態におけるλ/4波
長板30の作用(偏光状態)を図5を参照して説明す
る。Here, the operation (polarization state) of the λ / 4 wavelength plate 30 in the second embodiment will be described with reference to FIG.
【0036】偏光板41を介して出射された光はほぼ全
てS偏光であり、プリズムアレイの反射面15cではこ
のS偏光成分が反射され、遅相軸がプリズム稜線15e
に対して45°傾くように挿入されているλ/4波長板
30を透過することで、全て左回りの円偏光となる。従
って、各液晶表示層51R,51G,51Bで選択反射
する円偏光の向きを全て左円偏光に設定すれば、原理的
にスイッチングに寄与しない右円偏光が含まれないので
不要な散乱等がなく、ゴースト光の少ないコントラスト
の高い高品位な映像を表示することができる。また、P
偏光成分がほとんど導光板15に入射することがないの
で、導光板15からの漏洩光が減少する。Almost all the light emitted through the polarizing plate 41 is S-polarized light, and the S-polarized light component is reflected on the reflecting surface 15c of the prism array, and the slow axis is the prism ridge 15e.
Through the λ / 4 wave plate 30 inserted so as to be inclined at 45 ° with respect to, all of the light is turned to the left-handed circularly polarized light. Therefore, if all the directions of circularly polarized light selectively reflected by the liquid crystal display layers 51R, 51G, and 51B are set to left circularly polarized light, right circularly polarized light that does not contribute to switching is not included in principle, and unnecessary scattering or the like is eliminated. Accordingly, a high-contrast image with little ghost light and high contrast can be displayed. Also, P
Since almost no polarized light component is incident on the light guide plate 15, leakage light from the light guide plate 15 is reduced.
【0037】なお、前記偏光板41に代えて、S偏光を
透過しP偏光を反射する反射偏光板42(例えば、3M
社製D−BEF)を配置してもよい。反射偏光板42に
て導光体12に戻されたP偏光が導光体12内で散乱し
てS偏光に変換し、導光板15へ出射するため、さらに
光の利用効率の向上を図ることができる。Instead of the polarizing plate 41, a reflective polarizing plate 42 (for example, 3M) that transmits S-polarized light and reflects P-polarized light.
(D-BEF). Since the P-polarized light returned to the light guide 12 by the reflective polarizing plate 42 is scattered in the light guide 12 and converted into S-polarized light, and emitted to the light guide plate 15, the light use efficiency is further improved. Can be.
【0038】(第3実施形態、図6参照)本第3実施形
態である映像表示装置3は、前記第2実施形態と同様
に、面状照明装置10と液晶表示素子50とλ/4波長
板30と偏光板41とで構成されている。従って、図6
では図4と同じ部材に同じ符号が付されており、各部材
の作用は第2実施形態と同様である。(Refer to the third embodiment, FIG. 6) As in the second embodiment, the image display device 3 according to the third embodiment includes a spread illuminating device 10, a liquid crystal display element 50, and a λ / 4 wavelength. It is composed of a plate 30 and a polarizing plate 41. Therefore, FIG.
In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same members as in FIG.
【0039】異なっているのは、λ/4波長板30が導
光板15の底面15aに接着層32を介して接着されて
いる点である。接着層32はλ/4波長板30と導光板
15との間で発生する面間反射を防止する作用を奏す
る。この接着層32は、導光板15の全反射条件を確保
するため、屈折率が導光板15の屈折率よりも小さいこ
とが好ましい。The difference is that the λ / 4 wavelength plate 30 is bonded to the bottom surface 15a of the light guide plate 15 via the bonding layer 32. The adhesive layer 32 has an effect of preventing inter-plane reflection generated between the λ / 4 wavelength plate 30 and the light guide plate 15. It is preferable that the refractive index of the adhesive layer 32 is smaller than the refractive index of the light guide plate 15 in order to ensure the condition of total reflection of the light guide plate 15.
【0040】(第4実施形態、図7参照)本第4実施形
態である映像表示装置4は、前記第2実施形態と第3実
施形態とを合わせた構成を有している。従って、図7で
は図4,6と同じ部材に同じ符号が付されており、各部
材の作用は第2,3実施形態と同様である。(Refer to the fourth embodiment, FIG. 7) The video display device 4 according to the fourth embodiment has a configuration in which the second embodiment and the third embodiment are combined. Accordingly, in FIG. 7, the same members as those in FIGS. 4 and 6 are denoted by the same reference numerals, and the operation of each member is the same as in the second and third embodiments.
【0041】即ち、本第4実施形態では、λ/4波長板
30の上下面が接着層31,32を介して液晶表示素子
50の最上面及び導光板15の底面15aに接着されて
いる。接着層31,32の作用は前記第2,3実施形態
で説明したとおりである。That is, in the fourth embodiment, the upper and lower surfaces of the λ / 4 wavelength plate 30 are bonded to the uppermost surface of the liquid crystal display element 50 and the bottom surface 15 a of the light guide plate 15 via the adhesive layers 31 and 32. The functions of the adhesive layers 31 and 32 are as described in the second and third embodiments.
【0042】(第5実施形態、図8参照)本第5実施形
態である映像表示装置5は、光源ユニット11の構成に
特徴を有し、導光板15、液晶表示素子50及びλ/4
波長板30は前記第1,2,3,4実施形態のいずれの
構成を採用してもよい。(Fifth Embodiment, see FIG. 8) The video display device 5 of the fifth embodiment is characterized by the configuration of the light source unit 11, and includes a light guide plate 15, a liquid crystal display element 50, and a λ / 4.
The wave plate 30 may adopt any configuration of the first, second, third, and fourth embodiments.
【0043】即ち、導光体12の出射面12aに前記反
射偏光板42を配置すると共に、出射面12aと対向す
る面12bにλ/4波長板43及び反射板44を重ねて
配置した。That is, the reflection polarizing plate 42 was arranged on the emission surface 12a of the light guide 12, and the λ / 4 wavelength plate 43 and the reflection plate 44 were arranged on the surface 12b facing the emission surface 12a.
【0044】前述の如く、導光体12内を伝播するS偏
光は反射偏光板42を透過して導光板15へ入射され
る。一方、P偏光は反射偏光板42で反射し、さらに反
射板44で反射して再び反射偏光板42へ戻ってくる。
このとき、P偏光はλ/4波長板43を往復して透過す
ることになり、S偏光に変換されている。S偏光に変換
された光は、今度は反射偏光板42を透過して導光板1
5へ入射する。As described above, the S-polarized light propagating in the light guide 12 passes through the reflective polarizer 42 and enters the light guide 15. On the other hand, the P-polarized light is reflected by the reflection polarizing plate 42, further reflected by the reflection plate 44, and returns to the reflection polarizing plate 42 again.
At this time, the P-polarized light is transmitted back and forth through the λ / 4 wavelength plate 43 and is converted into S-polarized light. The light converted to S-polarized light is transmitted through the reflective polarizer 42 this time, and
5 is incident.
【0045】従って、本第5実施形態によれば、光源ユ
ニット11においてP偏光をS偏光に変換して略100
%の光を導光板15に入射させることができ、光の利用
効率がさらに向上する。Therefore, according to the fifth embodiment, the P-polarized light is converted into the S-polarized light by the
% Of the light can be incident on the light guide plate 15, and the light use efficiency is further improved.
【0046】(第6実施形態、図9参照)本第6実施形
態である映像表示装置6は、導光板15の構成に特徴を
有し、光源ユニット11、液晶表示素子50及びλ/4
波長板30は前記第1〜5実施形態のいずれの構成を採
用してもよい。(Sixth Embodiment, FIG. 9) The image display device 6 of the sixth embodiment is characterized by the configuration of the light guide plate 15, and includes a light source unit 11, a liquid crystal display element 50, and a λ / 4.
The wave plate 30 may adopt any configuration of the first to fifth embodiments.
【0047】即ち、プリズム稜線15eが光源ユニット
11からの光入射面15dに対して傾きを有している。
このようにプリズム稜線15eが傾きを有していること
により、モアレ縞の発生を抑制することができる。That is, the prism ridge 15e is inclined with respect to the light incident surface 15d from the light source unit 11.
Since the prism ridge 15e has an inclination as described above, generation of moiré fringes can be suppressed.
【0048】(他の実施形態)なお、本発明に係る映像
表示装置は前記各実施形態に限定するものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々に変更できる。(Other Embodiments) The video display device according to the present invention is not limited to the above embodiments, but can be variously modified within the scope of the gist.
【0049】例えば、光源ユニットや導光板の細部は任
意であり、反射型液晶表示素子は種々の構成のものを使
用できることは勿論である。For example, the details of the light source unit and the light guide plate are arbitrary, and it is a matter of course that the reflection type liquid crystal display device can have various structures.
【図1】映像表示装置の第1実施形態を示す概略斜視
図。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a video display device.
【図2】前記第1実施形態における光の偏光状態を示す
説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a polarization state of light in the first embodiment.
【図3】導光板の反射部における入射角と反射率との関
係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between an incident angle and a reflectance at a reflecting portion of the light guide plate.
【図4】映像表示装置の第2実施形態を示す概略側面
図。FIG. 4 is a schematic side view showing a second embodiment of the video display device.
【図5】前記第2実施形態における光の偏光状態を示す
説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a polarization state of light in the second embodiment.
【図6】映像表示装置の第3実施形態を示す概略側面
図。FIG. 6 is a schematic side view showing a third embodiment of the video display device.
【図7】映像表示装置の第4実施形態を示す概略側面
図。FIG. 7 is a schematic side view showing a fourth embodiment of the video display device.
【図8】映像表示装置の第5実施形態の要部を示す概略
側面図。FIG. 8 is a schematic side view showing a main part of a fifth embodiment of the video display device.
【図9】映像表示装置の第6実施形態を示す概略斜視
図。FIG. 9 is a schematic perspective view showing a sixth embodiment of the video display device.
1,2,3,4,5,6…映像表示装置 10…面状照明装置 11…光源ユニット 15…導光板 15e…プリズム稜線 30…λ/4波長板 31,32…接着層 41…偏光板 42…反射偏光板 43…λ/4波長板 44…反射板 50…液晶表示素子 1,2,3,4,5,6 image display device 10 planar illumination device 11 light source unit 15 light guide plate 15e prism ridge line 30 λ / 4 wavelength plate 31, 32 adhesive layer 41 polarizing plate 42 ... Reflection polarizing plate 43 ... λ / 4 wavelength plate 44 ... Reflection plate 50 ... Liquid crystal display element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/64 511 H04N 5/64 511Z Fターム(参考) 2H038 AA52 AA55 BA06 2H089 HA25 HA28 QA16 RA11 TA12 TA14 TA15 TA17 TA20 2H091 FA01Y FA08X FA11X FA14Y FA21X FA23X FA45X FD06 FD10 HA11 LA18 5G435 AA02 AA03 BB12 BB16 CC09 FF02 GG03 HH05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/64 511 H04N 5/64 511Z F term (Reference) 2H038 AA52 AA55 BA06 2H089 HA25 HA28 QA16 RA11 TA12 TA14 TA15 TA17 TA20 2H091 FA01Y FA08X FA11X FA14Y FA21X FA23X FA45X FD06 FD10 HA11 LA18 5G435 AA02 AA03 BB12 BB16 CC09 FF02 GG03 HH05
Claims (9)
テリック相を示す液晶を一対の基板間に挟持してなる少
なくとも1層の液晶層を含む液晶表示素子と、 光源ユニットと導光板とを含み、導光板は前記液晶表示
素子の表示面側が平面をなし、該平面に対向する面に光
源ユニットから入射した光を該平面を透過して表示面へ
出射するためのプリズムアレイを有する面状照明装置
と、 前記導光板と前記液晶表示素子との間に、遅相軸と前記
プリズムアレイのプリズム稜線とのなす角が±45゜と
なるように介在させたλ/4波長板と、 を備えたことを特徴とする映像表示装置。1. A liquid crystal display device comprising at least one liquid crystal layer sandwiching a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase having a selective reflection wavelength in a visible light region between a pair of substrates, a light source unit and a light guide plate. And a light guide plate having a planar surface on the display surface side of the liquid crystal display element, and a planar illumination having a prism array for transmitting light incident from the light source unit to the display surface through the flat surface on a surface facing the flat surface. And a λ / 4 wavelength plate interposed between the light guide plate and the liquid crystal display element such that the angle between the slow axis and the prism ridge line of the prism array is ± 45 °. An image display device characterized by the following.
テリック相を示す液晶を一対の基板間に挟持してなる少
なくとも1層の液晶層を含む液晶表示素子と、 光源ユニットと導光板とを含み、導光板は前記液晶表示
素子の表示面側が平面をなし、該平面に対向する面に光
源ユニットから入射した光を該平面を透過して表示面へ
出射するためのプリズムアレイを有する面状照明装置
と、 前記導光板と前記液晶表示素子との間に介在されたλ/
4波長板と、を備え、 前記λ/4波長板は、遅相軸が前記プリズムアレイのプ
リズム稜線に対して傾いており、導光板から出射される
直線偏光を円偏光に変換すること、 を特徴とする映像表示装置。2. A liquid crystal display device comprising at least one liquid crystal layer sandwiching a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase having a selective reflection wavelength in a visible region between a pair of substrates, a light source unit and a light guide plate, The light guide plate has a flat surface on the display surface side of the liquid crystal display element, and a planar illumination device having a prism array on a surface facing the flat surface for transmitting light incident from the light source unit to the display surface through the flat surface. And λ / interposed between the light guide plate and the liquid crystal display element.
A four-wave plate, wherein the λ / 4-wave plate has a slow axis inclined with respect to the prism ridge of the prism array, and converts linearly polarized light emitted from the light guide plate into circularly polarized light. Characteristic video display device.
択反射波長を有し、かつ、同じ向きの円偏光を反射する
2層以上の液晶層が積層されていることを特徴とする請
求項1又は請求項2記載の映像表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein two or more liquid crystal layers having different selective reflection wavelengths and reflecting circularly polarized light in the same direction are laminated. The image display device according to claim 2.
表示面に接着されていることを特徴とする請求項1、請
求項2又は請求項3記載の映像表示装置。4. The image display device according to claim 1, wherein the λ / 4 wavelength plate is adhered to a display surface of the liquid crystal display device.
接着されていることことを特徴とする請求項1、請求項
2又は請求項3記載の映像表示装置。5. The image display device according to claim 1, wherein the λ / 4 wavelength plate is adhered to a plane of the light guide plate.
素子の表示面に接着されていることを特徴とする請求項
5記載の映像表示装置。6. The image display device according to claim 5, wherein said λ / 4 wavelength plate is further adhered to a display surface of said liquid crystal display device.
光が入射される前記導光板の端面との間に、S偏光を透
過させる偏光板が配置されていることを特徴とする請求
項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5又は請
求項6記載の映像表示装置。7. A polarizing plate for transmitting S-polarized light is disposed between the light source unit and an end face of the light guide plate on which light is incident from the light source unit. 7. The video display device according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, or claim 6.
光が入射される前記導光板の端面との間に、S偏光を透
過し、P偏光を反射する反射偏光板が配置されているこ
とを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5又は請求項6記載の映像表示装置。8. A reflection polarizer that transmits S-polarized light and reflects P-polarized light is disposed between the light source unit and an end face of the light guide plate on which light is incident from the light source unit. The image display device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein
ら反射されるP偏光をS偏光に変換するための変換体を
備えていることを特徴とする請求項8記載の映像表示装
置。9. The image display device according to claim 8, wherein the light source unit includes a converter for converting P-polarized light reflected from the reflective polarizer to S-polarized light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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