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JP2001318371A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

Info

Publication number
JP2001318371A
JP2001318371A JP2000134927A JP2000134927A JP2001318371A JP 2001318371 A JP2001318371 A JP 2001318371A JP 2000134927 A JP2000134927 A JP 2000134927A JP 2000134927 A JP2000134927 A JP 2000134927A JP 2001318371 A JP2001318371 A JP 2001318371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal layer
light
crystal display
quarter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000134927A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuharu Tanaka
康晴 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000134927A priority Critical patent/JP2001318371A/en
Publication of JP2001318371A publication Critical patent/JP2001318371A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶分子の配向方向が偏光部の光学軸に一致し
ない場合に生じる最大光透過率の低下を防止する。 【解決手段】液晶表示装置は液晶層LQが透明絶縁基板
G1,G2間に挟持される液晶表示パネル3と、液晶層
LQとは反対側において基板G1,G2上に配置される
入射用および出射用偏光部PL1,PL2と、偏光部P
L1の背後に配置されるバックライト1とを備える。基
板G1,G2は複数の表示画素のマトリクスアレイを液
晶層LQと共に構成する複数の透明電極と、これら透明
電極を覆って液晶層LQに接触する第1および第2配向
膜とを含む。特に、偏光部PL1はバックライト1から
液晶パネル3に入射する光を円偏光する円偏光子2を含
み、偏光部PL2は液晶パネル3から出射する光を直線
偏光に変換する1/4波長板4、および1/4波長板4
の出力光を直線偏光する直線偏光子5を含む。
(57) Abstract: To prevent a decrease in maximum light transmittance which occurs when an alignment direction of liquid crystal molecules does not coincide with an optical axis of a polarizing section. A liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel (3) having a liquid crystal layer (LQ) sandwiched between transparent insulating substrates (G1) and (G2), and an incident and outgoing light disposed on the substrates (G1, G2) on the side opposite to the liquid crystal layer (LQ). Polarizing parts PL1 and PL2 and polarizing part P
And a backlight 1 disposed behind the L1. The substrates G1 and G2 include a plurality of transparent electrodes forming a matrix array of a plurality of display pixels together with the liquid crystal layer LQ, and first and second alignment films covering the transparent electrodes and contacting the liquid crystal layer LQ. In particular, the polarizing section PL1 includes a circular polarizer 2 that circularly polarizes light incident on the liquid crystal panel 3 from the backlight 1, and the polarizing section PL2 converts a light emitted from the liquid crystal panel 3 into linearly polarized light. 4, and quarter-wave plate 4
And a linear polarizer 5 that linearly polarizes the output light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はバックライトからの
光を選択的に透過させることにより画像を表示する液晶
表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device for displaying an image by selectively transmitting light from a backlight.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年では、液晶表示装置が軽量・薄型・
低消費電力という特徴を持つことからノート型パーソナ
ルコンピュータや携帯用情報機器、小型TV等のモニタ
ディスプレイとして広く用いられている。特に薄膜トラ
ンジスタが画素のスイッチング素子として付加されたア
クティブマトリクス方式の液晶表示装置は急激な発展を
遂げている。液晶表示装置の画面サイズは比較的小さ
く、最大で対角20インチ程度であるが、液晶表示装置
を光源として画像を投射する投射型表示装置を用いると
対角100インチくらいまでの大画面を得ることができ
る。このため、投射型表示装置も次第に普及しつつあ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have become lighter and thinner.
Because of its characteristic of low power consumption, it is widely used as a monitor display for notebook personal computers, portable information devices, small TVs, and the like. Particularly, an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor is added as a switching element of a pixel is rapidly developing. Although the screen size of the liquid crystal display device is relatively small and is about 20 inches diagonally at the maximum, a large screen up to about 100 inches diagonal is obtained by using a projection display device that projects an image using the liquid crystal display device as a light source. be able to. For this reason, projection type display devices are also becoming increasingly popular.

【0003】典型的な液晶表示装置(LCD)は、液晶
層が2枚のガラス基板間に挟持される液晶パネルを有す
る。これら基板には、複数の透明電極が液晶層と一緒に
表示画素のマトリクスアレイを構成するよう対向して形
成される。液晶層はこれらガラス基板の間隙をシール材
で囲んだセルに液晶組成物を注入し封止することにより
得られ、各表示画素の透明電極間に印加される画素電圧
に応じた光透過率に設定される。液晶パネルがカラー表
示用であれば、3原色(RGB)の着色層がこれらガラ
ス基板の一方にカラーフィルタとして形成される。液晶
層の表示方式としては、例えばツイストネマティック
(TN)形、スーパツイスト(ST)形、ゲストホスト
(GH)形、あるいは複屈折制御(ECB)形や強誘電
性(FLC)形などが用いられる。
A typical liquid crystal display (LCD) has a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between two glass substrates. On these substrates, a plurality of transparent electrodes are formed facing each other so as to form a matrix array of display pixels together with a liquid crystal layer. The liquid crystal layer is obtained by injecting and sealing a liquid crystal composition into a cell in which the gap between these glass substrates is surrounded by a sealing material, and has a light transmittance corresponding to a pixel voltage applied between transparent electrodes of each display pixel. Is set. If the liquid crystal panel is for color display, a colored layer of three primary colors (RGB) is formed as a color filter on one of these glass substrates. As a display method of the liquid crystal layer, for example, a twist nematic (TN) type, a super twist (ST) type, a guest host (GH) type, a birefringence control (ECB) type, a ferroelectric (FLC) type, or the like is used. .

【0004】ところで、このような液晶表示装置は一般
に視野角が狭いという欠点がある。この視野角を広げる
方策としては、例えばインプレーンスイッチング(lP
S)、光学補償板の追加、配向方向の領域分割、アモル
ファス配向、あるいはこれらの組み合わせが知られてい
る。配向方向の領域分割では、液晶分子が表示画素の分
割領域毎に異なる方向に配向される。液晶分子の配向方
向は液晶層とは反対側においてこれらガラス基板にそれ
ぞれ貼り付けられる偏光部の光学軸に一致することが望
ましい。液晶分子の配向方向がこの光学軸からずれる
と、最大光透過率が低下する。
[0004] Such a liquid crystal display device generally has a disadvantage that the viewing angle is narrow. As a measure for widening the viewing angle, for example, in-plane switching (1P
S), addition of an optical compensator, division of a region in an orientation direction, amorphous orientation, or a combination thereof are known. In the region division in the orientation direction, the liquid crystal molecules are oriented in different directions for each divided region of the display pixel. It is desirable that the alignment direction of the liquid crystal molecules coincides with the optical axes of the polarizing parts attached to these glass substrates on the side opposite to the liquid crystal layer. When the alignment direction of the liquid crystal molecules is shifted from this optical axis, the maximum light transmittance is reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、配向方向の分
割領域数が多い場合または配向方向が各分割領域で一定
でない場合、液晶分子の配向方向を偏光部の光学軸に一
致させることができない。また、アモルファス配向やA
SMモードの場合も本質的に偏光部の光学軸と一致させ
ることができない。
However, when the number of divided regions in the alignment direction is large or when the alignment direction is not constant in each divided region, the alignment direction of the liquid crystal molecules cannot be made coincident with the optical axis of the polarizing section. In addition, amorphous orientation and A
Also in the case of the SM mode, it cannot be essentially made to coincide with the optical axis of the polarizing section.

【0006】本発明の目的は、上記課題を解決しようと
するものであり、液晶分子の配向方向が偏光部の光学軸
に一致しない場合に生じる最大光透過率の低下を防止で
きる液晶表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can prevent a decrease in maximum light transmittance which occurs when the alignment direction of liquid crystal molecules does not coincide with the optical axis of a polarizing section. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第1観点によれ
ば、液晶層が第1および第2透明絶縁基板間に挟持され
る液晶表示パネルと、液晶層に対して反対側において第
1および第2透明絶縁基板上にそれぞれ配置される入射
用および出射用偏光部と、入射用偏光部の背後に配置さ
れるバックライトとを備え、第1および第2透明絶縁基
板は複数の表示画素のマトリクスアレイを液晶層と共に
構成するよう液晶層を介して対向する複数の透明電極、
およびこれら複数の透明電極をそれぞれ覆って液晶層に
接触する第1および第2配向膜を含み、入射用偏光部は
バックライトから液晶パネルに入射する光を円偏光する
円偏光子を含み、出射用偏光部は液晶パネルから出射す
る光を直線偏光に変換する1/4波長板、およびこの1
/4波長板の出力光を直線偏光する直線偏光子を含む液
晶表示装置が提供される。 本発明の第2観点によれば、さらに第1および第2透明
絶縁基板の一方において前記複数の表示画素の透明電極
にそれぞれ接続される複数のスイッチング素子を備える
第1観点に記載の液晶表示装置が提供される。 本発明の第3観点によれば、円偏光子が入射光を直線偏
光する直線偏光子とこの直線偏光子の出力光を変偏光に
変換する1/4波長板とからなる第1観点に記載の液晶
表示装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, a liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between first and second transparent insulating substrates, and a first liquid crystal layer on a side opposite to the liquid crystal layer. And a polarizing part for incidence and a light emitting part respectively arranged on the second transparent insulating substrate, and a backlight arranged behind the polarizing part for incident light, wherein the first and second transparent insulating substrates have a plurality of display pixels. A plurality of transparent electrodes facing each other via the liquid crystal layer so as to form a matrix array with the liquid crystal layer,
And a first and a second alignment film that respectively cover the plurality of transparent electrodes and are in contact with the liquid crystal layer. The incident polarization unit includes a circular polarizer that circularly polarizes light incident on the liquid crystal panel from the backlight. A polarizing plate for converting a light emitted from the liquid crystal panel into linearly polarized light;
There is provided a liquid crystal display device including a linear polarizer that linearly polarizes output light of a / 4 wavelength plate. According to a second aspect of the present invention, the liquid crystal display device according to the first aspect, further comprising a plurality of switching elements connected to the transparent electrodes of the plurality of display pixels on one of the first and second transparent insulating substrates. Is provided. According to a third aspect of the present invention, the circular polarizer includes a linear polarizer that linearly polarizes incident light and a quarter-wave plate that converts output light of the linear polarizer into variable polarization. Is provided.

【0008】本発明の第4観点によれば、入射側偏光部
の1/4波長板の光学軸が出射側偏光部の1/4波長板
の光学軸と直交する第3観点に記載の液晶表示装置。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal according to the third aspect, wherein the optical axis of the quarter-wave plate of the incident-side polarization section is orthogonal to the optical axis of the quarter-wave plate of the emission-side polarization section. Display device.

【0009】本発明の第5観点によれば、液晶層は電圧
無印加状態で垂直配向される液晶分子を含む第4観点に
記載の液晶表示装置が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device according to the fourth aspect, wherein the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules which are vertically aligned in the absence of a voltage.

【0010】これら液晶表示装置では、円偏光子がバッ
クライトから第1透明絶縁基板を介して液晶層に入射す
る光を偏光する。このため、液晶分子が液晶層内で様々
な方位角を持つ場合でも、円偏光した光は同様に液晶層
内を伝播する。液晶層の透過光は1/4波長板で円偏光
から直線偏光に変換される。このため、直線偏光子は直
線偏光の光を液晶層に入射させた場合と同様な状態で液
晶層の透過光を偏光することができる。ここで、円偏光
の光は第1および第2偏光部の光学軸に対する液晶分子
の配向方向のずれに影響されずに液晶層を透過するた
め、最大光透過率の低下を防止することができる。
In these liquid crystal display devices, the circular polarizer polarizes light incident on the liquid crystal layer from the backlight via the first transparent insulating substrate. For this reason, even when the liquid crystal molecules have various azimuths in the liquid crystal layer, the circularly polarized light similarly propagates in the liquid crystal layer. Light transmitted through the liquid crystal layer is converted from circularly polarized light into linearly polarized light by a quarter wavelength plate. Therefore, the linear polarizer can polarize the light transmitted through the liquid crystal layer in the same state as when linearly polarized light is incident on the liquid crystal layer. Here, since the circularly polarized light passes through the liquid crystal layer without being affected by the shift of the orientation direction of the liquid crystal molecules with respect to the optical axes of the first and second polarizing portions, a decrease in the maximum light transmittance can be prevented. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態に係
る液晶表示装置を、図1を参照して説明する。図1はこ
の液晶表示装置のコンポーネント配置を示す。この液晶
表示装置はバックライト1、円偏光子2、液晶パネル
3、1/4波長板4、直線偏光子5をコンポーネントと
して備える。液晶パネル3はガラス板等からなる2枚の
透明絶縁基板G1およびG2、およびこれら透明絶縁基
板G1およびG2間に挟持される液晶層LQで構成され
る。透明絶縁基板G1およびG2は、複数の表示画素の
マトリクスアレイを液晶層LQと共に構成するよう液晶
層LQを介して対向する複数の透明電極、およびこれら
複数の透明電極をそれぞれ覆って液晶層LQに接触する
第1および第2配向膜を含む。液晶層LQは透明絶縁基
板G1およびG2の間隙をシール材で囲んだセルに液晶
組成物を注入し封止することにより得られ、各表示画素
の透明電極間に印加される画素電圧に応じた光透過率に
設定される。バックライト1は入射用偏光部の円偏光子
2の背後に配置される。円偏光子2は液晶層LQに対し
て反対側において透明絶縁基板G1上に配置される入射
用偏光部PL1であり、1/4波長板4および直線偏光
子5は液晶層LQに対して反対側において透明絶縁基板
G2上に配置される出射用偏光部PL2である。1/4
波長板4の光学軸と偏光子5の光学軸は45度の角度を
なすように設定される。円偏光子2はバックライト1か
ら液晶パネル3に入射する光を円偏光し、1/4波長板
4は液晶パネル3から出射する光を直線偏光に変換し、
直線偏光子5は1/4波長板4の出力光を直線偏光す
る。ここで、液晶パネル3はバックライト1からの光を
変調する光シャッタとして用いられる。この液晶パネル
3がカラー表示用であれば、3原色(RGB)の着色層
がさらに透明絶縁基板G1およびG2の一方にカラーフ
ィルタとして形成される。 液晶パネル3の駆動方式が単純マトリクス型である場
合、例えば複数のY電極が表示画素の行に沿った帯状の
透明電極として透明絶縁基板G1に形成され、複数のX
電極が表示画素の列に沿った帯状の透明電極として透明
絶縁基板G2に形成される。RGB着色層はこれらX電
極の下に配置される。 また、液晶パネル3の駆動方式がアクティブマトリクス
型である場合、例えば複数の画素電極が複数の表示画素
に対応してマトリクス状に配置される透明電極として透
明絶縁基板G1に形成され、単一の対向電極が複数の画
素電極に対向する透明電極として透明絶縁基板G2に形
成され、複数の走査線が複数の画素電極の行に沿って透
明絶縁基板G1に形成され、複数の信号線が複数の画素
電極の列に沿って透明絶縁基板G1に形成され、さらに
複数の薄膜トランジスタが透明絶縁基板G1においてこ
れら走査線および信号線の交差位置近傍にスイッチング
素子として形成される。各薄膜トランジスタは例えばア
モルファスシリコン(a−Si)の半導体薄膜を用いて
構成され、各々対応走査線を介して駆動され対応信号線
の電位を対応画素電極に印加するよう接続される。RG
B着色層は透明絶縁基板G2側に形成される。透明絶縁
基板G1およびG2はさらに一方から他方に電圧を供給
するために画面周辺部に配置される銀ペースト等の電極
転移材(トランスファー)を介して電気的に接続され
る。 図1に示す液晶表示装置では、バックライト1から出た
光が円偏光子2を通って円偏光となって液晶パネル3に
入射し、この液晶パネル3から1/4波長板4と偏光子
5を通って出てくる。液晶層LQの表示モードとしては
TN、πセル、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、ホ
モジニアスあるいはASMなどが使用可能であるが、こ
こではアモルファス配向のTNモードであるとする。 液晶層LQの入射光は、円偏光であるため場所によって
様々な方位角を持つ液晶分子に対してどの方向であって
も同様に液晶層LQ内を伝播する。液晶層LQを透過し
た光が1/4波長板4を通ると、あたかも通常のTN配
列に直線偏光の光を入射させた場合と同じ偏光状態が得
られ、直線偏光子5を通ることになる。このような液晶
表示装置では、バックライト1からの光が円偏光せずに
液晶層LQに入射する場合に比べて透過率の損失が少な
く、良好な表示画像を得ることができる。また、出射用
偏光部PL2側から入射する周囲光が液晶層LQの各界
面でのフレネル反射を低減する効果も得られ、画像品質
が向上する。 図2は本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置のコン
ポーネント配置を示す。図2において、第1実施形態と
同様な部分は同一参照符号で表し、相違点について詳細
に説明する。この実施形態では、液晶層LQの表示モー
ドに配向分割で垂直配向のECBモードを用いている。
また、入射側偏光部PL1はバックライト1と液晶パネ
ル3との間に配置された直線偏光子6および1/4波長
板7により構成される。1/4波長板7の光学軸は直線
偏光子6の光学軸に対して45度をずれている。バック
ライト1を出た光は直線偏光子6を通過して直線偏光と
なり、さらに1/4波長板7によって円偏光に変換され
て液晶バネる3に入射する。液晶層LQは、電圧無印加
時に液晶分子が基板G1およびG2に対してほぼ垂直に
配向した状態にあり、液晶層LQを正面から見た場合に
光学異方性を持たない。従って、電圧無印加時は液晶層
に入射した円偏光の光はそのままの偏光状態で液晶層L
Qを通過して1/4波長板4に入射する。円偏光の光は
1/4波長板4を通ることで、1/4波長板4の光学軸
に対して45度の角度の直線偏光となり、直線偏光子5
に入射する。また、1/4波長板7の光学軸は1/4波
長板4の光学軸は平行であり、直線偏光子5の光学軸は
1/4波長板4の光学軸に対して45度の角度をなす。
この場合、1/4波長板4から出てくる直線偏光の光の
振動方向と直線偏光子5の吸収軸を一致させると、ノー
マリブラックの表示となる。また、1/4波長板4から
出てくる直線偏光の光の振動方向と直線偏光子5の透過
軸を一致させると、ノーマリホワイトの表示となる。次
に、電圧が液晶層LQに印加されると、液晶分子はいく
つかの方向に倒れるが、円偏光となって入射している光
は液晶分子の方位角には依存せず、どの方向の分子に対
しても同じ楕円率の楕円偏光となる偏光状態に変化す
る。このような液晶表示装置では、通常の直線偏光子の
みを用いた場合に比べて透過率の損失が少なく、良好な
表示画像を得ることができる。 図3は本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置のコン
ポーネント配置を示す。図3において、第2実施形態と
同様な部分は同一参照符号で表し、相違点について詳細
に説明する。出射側偏光部PL2は視野角特性の改善を
図るために液晶パネル3と1/4波長板4との間に配置
される負の光学補償板8を持つ。負の光学補償板8のリ
タデーションは、液晶層LQのリタデーションと概略等
しくすることが好ましい。このような液晶表示装置で
は、通常の直線偏光子のみを用いた場合に比べて透過率
の損失が少ないという効果を維持して、さらに視野角特
性も改善できる。 図4は本発明の第4実施形態に係る液晶表示装置のコン
ポーネント配置を示す。図4において、第2実施形態と
同様な部分は同一参照符号で表し、相違点について詳細
に説明する。この実施形態では、入射側偏光部PL1お
よび出射側偏光部PL2が互いに直交する光学軸を持つ
1/4波長板7’および4’をそれぞれ含む。このよう
な液晶表示装置では、2枚の1/4波長板7’および
4’をひとまとめに見た場合、負の光学異方性が得ら
れ。この結果、図3に示すような負の光学補償板を必要
とせずに、第3実施形態と同様の原理で視野角特性を改
善することができる。この場合、直線偏光子6の光学軸
と直線偏光子5の光学軸と関係をクロスニコルにすると
ノーマリブラックとなり、パラレルニコルにするとノー
マリホワイトとなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the component arrangement of the liquid crystal display device. This liquid crystal display device includes a backlight 1, a circular polarizer 2, a liquid crystal panel 3, a quarter-wave plate 4, and a linear polarizer 5 as components. The liquid crystal panel 3 includes two transparent insulating substrates G1 and G2 made of a glass plate or the like, and a liquid crystal layer LQ sandwiched between the transparent insulating substrates G1 and G2. The transparent insulating substrates G1 and G2 include a plurality of transparent electrodes facing each other via the liquid crystal layer LQ so as to form a matrix array of a plurality of display pixels together with the liquid crystal layer LQ, and cover the plurality of transparent electrodes with the liquid crystal layer LQ. First and second alignment films in contact with each other are included. The liquid crystal layer LQ is obtained by injecting and sealing a liquid crystal composition into a cell in which the gap between the transparent insulating substrates G1 and G2 is surrounded by a sealing material, and according to the pixel voltage applied between the transparent electrodes of each display pixel. Light transmittance is set. The backlight 1 is arranged behind the circular polarizer 2 in the incident polarizer. The circular polarizer 2 is an incident polarizer PL1 disposed on the transparent insulating substrate G1 on the side opposite to the liquid crystal layer LQ, and the quarter-wave plate 4 and the linear polarizer 5 are opposite to the liquid crystal layer LQ. The output polarizing part PL2 disposed on the transparent insulating substrate G2 on the side. 1/4
The optical axis of the wave plate 4 and the optical axis of the polarizer 5 are set to form an angle of 45 degrees. The circular polarizer 2 circularly polarizes light incident on the liquid crystal panel 3 from the backlight 1, the quarter-wave plate 4 converts light emitted from the liquid crystal panel 3 into linearly polarized light,
The linear polarizer 5 linearly polarizes the output light of the quarter-wave plate 4. Here, the liquid crystal panel 3 is used as an optical shutter for modulating light from the backlight 1. If the liquid crystal panel 3 is for color display, a color layer of three primary colors (RGB) is further formed as a color filter on one of the transparent insulating substrates G1 and G2. When the driving method of the liquid crystal panel 3 is a simple matrix type, for example, a plurality of Y electrodes are formed on the transparent insulating substrate G1 as band-shaped transparent electrodes along a row of display pixels, and a plurality of X electrodes are formed.
The electrode is formed on the transparent insulating substrate G2 as a strip-shaped transparent electrode along the column of the display pixels. The RGB color layers are arranged below these X electrodes. When the driving method of the liquid crystal panel 3 is an active matrix type, for example, a plurality of pixel electrodes are formed on the transparent insulating substrate G1 as transparent electrodes arranged in a matrix corresponding to a plurality of display pixels. A counter electrode is formed on the transparent insulating substrate G2 as a transparent electrode facing the plurality of pixel electrodes, a plurality of scanning lines are formed on the transparent insulating substrate G1 along rows of the plurality of pixel electrodes, and a plurality of signal lines are formed on the transparent insulating substrate G1. A plurality of thin film transistors are formed on the transparent insulating substrate G1 along the columns of the pixel electrodes, and a plurality of thin film transistors are formed as switching elements in the transparent insulating substrate G1 near intersections of these scanning lines and signal lines. Each thin film transistor is formed using a semiconductor thin film of, for example, amorphous silicon (a-Si), and is driven via a corresponding scanning line and connected so as to apply a potential of a corresponding signal line to a corresponding pixel electrode. RG
The B colored layer is formed on the transparent insulating substrate G2 side. The transparent insulating substrates G1 and G2 are further electrically connected to each other via an electrode transfer material (transfer) such as a silver paste disposed at the periphery of the screen in order to supply a voltage from one to the other. In the liquid crystal display device shown in FIG. 1, light emitted from a backlight 1 passes through a circular polarizer 2 to become a circularly polarized light and is incident on a liquid crystal panel 3, from which a quarter-wave plate 4 and a polarizer are formed. Come out through 5. As the display mode of the liquid crystal layer LQ, TN, π cell, HAN (Hybrid Aligned Nematic), homogeneous or ASM can be used. Here, it is assumed that the TN mode is amorphous alignment. Since the incident light of the liquid crystal layer LQ is circularly polarized light, the incident light propagates in the liquid crystal layer LQ similarly in any direction with respect to liquid crystal molecules having various azimuth angles depending on locations. When the light transmitted through the liquid crystal layer LQ passes through the 波長 wavelength plate 4, the same polarization state as when linearly polarized light enters the normal TN arrangement is obtained, and the light passes through the linear polarizer 5. . In such a liquid crystal display device, a loss in transmittance is smaller than when light from the backlight 1 enters the liquid crystal layer LQ without being circularly polarized, and a good display image can be obtained. In addition, an effect of reducing the Fresnel reflection at each interface of the liquid crystal layer LQ due to ambient light incident from the exit polarizing part PL2 side is obtained, and the image quality is improved. FIG. 2 shows a component arrangement of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be described in detail. In this embodiment, a vertical alignment ECB mode is used as the display mode of the liquid crystal layer LQ by alignment division.
The incident-side polarizing section PL1 includes a linear polarizer 6 and a quarter-wave plate 7 arranged between the backlight 1 and the liquid crystal panel 3. The optical axis of the quarter-wave plate 7 is shifted from the optical axis of the linear polarizer 6 by 45 degrees. The light exiting the backlight 1 passes through the linear polarizer 6 and becomes linearly polarized light. The light is further converted into circularly polarized light by the 板 wavelength plate 7 and enters the liquid crystal spring 3. The liquid crystal layer LQ is in a state where liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrates G1 and G2 when no voltage is applied, and does not have optical anisotropy when the liquid crystal layer LQ is viewed from the front. Therefore, when no voltage is applied, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer remains in the same polarization state as the liquid crystal layer L.
The light passes through Q and enters the quarter-wave plate 4. The circularly polarized light passes through the 波長 wavelength plate 4 to become linearly polarized light at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the 波長 wavelength plate 4, and
Incident on. The optical axis of the quarter-wave plate 7 is parallel to the optical axis of the quarter-wave plate 4, and the optical axis of the linear polarizer 5 is at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the quarter-wave plate 4. Make
In this case, when the oscillation direction of the linearly polarized light emitted from the quarter-wave plate 4 and the absorption axis of the linear polarizer 5 are matched, a normally black display is obtained. When the oscillation direction of the linearly polarized light coming out of the quarter-wave plate 4 and the transmission axis of the linear polarizer 5 are matched, a normally white display is obtained. Next, when a voltage is applied to the liquid crystal layer LQ, the liquid crystal molecules fall in several directions, but the light incident as circularly polarized light does not depend on the azimuth of the liquid crystal molecules, and in any direction. The polarization state of the molecule changes to elliptically polarized light having the same ellipticity. In such a liquid crystal display device, a loss in transmittance is smaller than in a case where only a normal linear polarizer is used, and a good display image can be obtained. FIG. 3 shows a component arrangement of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, parts similar to those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be described in detail. The emission-side polarization section PL2 has a negative optical compensator 8 disposed between the liquid crystal panel 3 and the quarter-wave plate 4 in order to improve viewing angle characteristics. It is preferable that the retardation of the negative optical compensator 8 be substantially equal to the retardation of the liquid crystal layer LQ. In such a liquid crystal display device, the effect that the loss of transmittance is small as compared with the case where only a normal linear polarizer is used is maintained, and the viewing angle characteristics can be further improved. FIG. 4 shows a component arrangement of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be described in detail. In this embodiment, the entrance-side polarization section PL1 and the exit-side polarization section PL2 include quarter-wave plates 7 'and 4' having optical axes orthogonal to each other. In such a liquid crystal display device, when the two quarter-wave plates 7 'and 4' are viewed together, a negative optical anisotropy is obtained. As a result, the viewing angle characteristics can be improved on the same principle as in the third embodiment without the necessity of the negative optical compensator as shown in FIG. In this case, the relationship between the optical axis of the linear polarizer 6 and the optical axis of the linear polarizer 5 is normally black when the relationship is cross Nicol, and normally white when the relationship is parallel nicol.

【0012】図5は本発明の第5実施形態に係る三板式
のプロジェクションシステムの構造を示す。このプロジ
ェクションシステムは、実質的に図2に示す構造の赤
色、緑色および青色用液晶表示装置を備える。ただし、
バックライト1および直線偏光子6はこれら液晶表示装
置において共用され、赤色、緑色、および青色用入射ミ
ラー10(R),10(G),10(B)および赤色、
緑色、および青色用出射ミラー11(R),11
(G),11(B)が追加される。光源となるバックラ
イト1を出た光は直線変更板6を通って入射ミラー10
(R),10(G),10(B)で反射される。入射ミ
ラー10(R)の反射光は1/4波長板7(R)、液晶
パネル3(R)、1/4波長板4(R)、および直線偏
光子5(R)を通過して出射ミラー11(R)で反射さ
れる。入射ミラー10(G)の反射光は1/4波長板7
(G)、液晶パネル3(G)、1/4波長板4(G)、
および直線偏光子5(G)を通過して出射ミラー11
(G)で反射される。入射ミラー10(B)の反射光は
入射ミラー10(B)で反射されて1/4波長板7
(B)、液晶パネル3(B)、1/4波長板4(B)、
および直線偏光子5(B)を通過して出射ミラー11
(B)で反射される。出射ミラー11(R)の反射光は
出射ミラー11(G)および11(B)を介して外部ス
クリーンに投射され、出射ミラー11(G)の反射光は
出射ミラー11(B)を介して外部スクリーンに投射さ
れ、出射ミラー11(B)の反射光は直接外部スクリー
ンに投射される。このような構成のプロジェクションシ
ステムでは、図2に示す液晶表示装置の透過率改善効果
に加えて、入射ミラー10(R),10(G),10
(B)および出射ミラー11(R),11(G),11
(B)で光を反射する場合の直線偏光の反射効率が最も
良い偏光方向に直線偏光子6および5(R),5
(G),5(B)の透過軸を合わせることができるの
で、更に光利用効率を改善することができる。
FIG. 5 shows the structure of a three-panel projection system according to a fifth embodiment of the present invention. This projection system includes a liquid crystal display device for red, green and blue having a structure substantially as shown in FIG. However,
The backlight 1 and the linear polarizer 6 are commonly used in these liquid crystal display devices, and the red, green, and blue incident mirrors 10 (R), 10 (G), 10 (B) and red,
Exit mirrors 11 (R), 11 for green and blue
(G) and 11 (B) are added. Light emitted from the backlight 1 serving as a light source passes through the straight-line changing plate 6 and enters the incident mirror 10.
(R), 10 (G) and 10 (B) are reflected. The reflected light from the incident mirror 10 (R) passes through the quarter-wave plate 7 (R), the liquid crystal panel 3 (R), the quarter-wave plate 4 (R), and the linear polarizer 5 (R) and exits. The light is reflected by the mirror 11 (R). The reflected light of the incident mirror 10 (G) is a 波長 wavelength plate 7
(G), liquid crystal panel 3 (G), quarter-wave plate 4 (G),
And the output mirror 11 passing through the linear polarizer 5 (G).
(G) is reflected. The reflected light from the incident mirror 10 (B) is reflected by the incident mirror 10 (B) and
(B), liquid crystal panel 3 (B), quarter-wave plate 4 (B),
And the exit mirror 11 passing through the linear polarizer 5 (B).
It is reflected at (B). The reflected light from the output mirror 11 (R) is projected onto an external screen via the output mirrors 11 (G) and 11 (B), and the reflected light from the output mirror 11 (G) is externally output via the output mirror 11 (B). The light is projected on the screen, and the reflected light from the emission mirror 11 (B) is directly projected on the external screen. In the projection system having such a configuration, in addition to the transmittance improving effect of the liquid crystal display device shown in FIG. 2, the incidence mirrors 10 (R), 10 (G),
(B) and output mirrors 11 (R), 11 (G), 11
The linear polarizers 6 and 5 (R), 5 are set in the polarization direction in which the reflection efficiency of the linearly polarized light when the light is reflected in (B) is the best.
Since the transmission axes of (G) and 5 (B) can be matched, the light use efficiency can be further improved.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、円偏光子
がバックライトから第1透明絶縁基板を介して液晶層に
入射する光を偏光する。このため、液晶分子が液晶層内
で様々な方位角を持つ場合でも、円偏光した光は同様に
液晶層内を伝播する。液晶層の透過光は1/4波長板で
円偏光から直線偏光に変換される。このため、直線偏光
子は直線偏光の光を液晶層に入射させた場合と同様な状
態で液晶層の透過光を偏光することができる。ここで、
円偏光の光は第1および第2偏光部の光学軸に対する液
晶分子の配向方向のずれに影響されずに液晶層を透過す
るため、最大光透過率の低下を防止することができる。
従って、液晶分子の配向方向が偏光部の光学軸に一致し
ない場合に生じる最大光透過率の低下を防止できる液晶
表示装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, the circular polarizer polarizes the light incident on the liquid crystal layer from the backlight via the first transparent insulating substrate. For this reason, even when the liquid crystal molecules have various azimuths in the liquid crystal layer, the circularly polarized light similarly propagates in the liquid crystal layer. Light transmitted through the liquid crystal layer is converted from circularly polarized light into linearly polarized light by a quarter wavelength plate. Therefore, the linear polarizer can polarize the light transmitted through the liquid crystal layer in the same state as when linearly polarized light is incident on the liquid crystal layer. here,
Since the circularly polarized light passes through the liquid crystal layer without being affected by the shift in the orientation direction of the liquid crystal molecules with respect to the optical axes of the first and second polarizing portions, it is possible to prevent a decrease in the maximum light transmittance.
Therefore, it is possible to provide a liquid crystal display device that can prevent a decrease in the maximum light transmittance that occurs when the orientation direction of the liquid crystal molecules does not coincide with the optical axis of the polarizing section.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置のコ
ンポーネント配置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a component arrangement of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置のコ
ンポーネント配置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a component arrangement of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置のコ
ンポーネント配置を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a component arrangement of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施形態に係る液晶表示装置のコ
ンポーネント配置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a component arrangement of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施形態に係る三板式のプロジェ
クションシステムの構造を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a three-panel projection system according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バックライト 2…円偏光子 3…液晶パネル 4…1/4波長板 5…直線偏光子 6…直線偏光子 7…1/4波長板 8…負の光学補償板 PL1…入射用偏光部 PL2…出射用変更部 G1,G2…透明絶縁基板 LQ…液晶層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Back light 2 ... Circular polarizer 3 ... Liquid crystal panel 4 ... 1/4 wavelength plate 5 ... Linear polarizer 6 ... Linear polarizer 7 ... 1/4 wavelength plate 8 ... Negative optical compensator PL1 ... Polarization part for incidence PL2: emission changing portion G1, G2: transparent insulating substrate LQ: liquid crystal layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶層が第1および第2透明絶縁基板間
に挟持される液晶表示パネルと、前記液晶層に対して反
対側において前記第1および第2透明絶縁基板上にそれ
ぞれ配置される入射用および出射用偏光部と、前記入射
用偏光部の背後に配置されるバックライトとを備え、前
記第1および第2透明絶縁基板は複数の表示画素のマト
リクスアレイを前記液晶層と共に構成するよう前記液晶
層を介して対向する複数の透明電極、およびこれら複数
の透明電極をそれぞれ覆って前記液晶層に接触する第1
および第2配向膜を含み、前記入射用偏光部は前記バッ
クライトから前記液晶パネルに入射する光を円偏光する
円偏光子を含み、前記出射用偏光部は前記液晶パネルか
ら出射する光を直線偏光に変換する1/4波長板、およ
びこの1/4波長板の出力光を直線偏光する直線偏光子
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display panel having a liquid crystal layer sandwiched between first and second transparent insulating substrates, and disposed on the first and second transparent insulating substrates on opposite sides of the liquid crystal layer, respectively. An input / output polarization section; and a backlight disposed behind the input polarization section. The first and second transparent insulating substrates form a matrix array of a plurality of display pixels together with the liquid crystal layer. A plurality of transparent electrodes facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and a first electrode which covers the plurality of transparent electrodes and contacts the liquid crystal layer.
And the second alignment film, wherein the incident polarizer includes a circular polarizer that circularly polarizes light incident on the liquid crystal panel from the backlight, and the output polarizer linearly converts light emitted from the liquid crystal panel. A liquid crystal display device, comprising: a quarter-wave plate for converting to polarized light; and a linear polarizer for linearly polarizing output light of the quarter-wave plate.
【請求項2】 さらに前記第1および第2透明絶縁基板
の一方において前記複数の表示画素の透明電極にそれぞ
れ接続される複数のスイッチング素子を備えることを特
徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display according to claim 1, further comprising a plurality of switching elements respectively connected to the transparent electrodes of the plurality of display pixels on one of the first and second transparent insulating substrates. apparatus.
【請求項3】 前記円偏光子が入射光を直線偏光する直
線偏光子とこの直線偏光子の出力光を円偏光に変換する
1/4波長板とからなることを特徴とする請求項1に記
載の液晶表示装置。
3. The method according to claim 1, wherein the circular polarizer comprises a linear polarizer for linearly polarizing incident light and a quarter-wave plate for converting output light of the linear polarizer to circularly polarized light. The liquid crystal display device as described in the above.
【請求項4】 前記入射側偏光部の1/4波長板の光学
軸が前記出射側偏光部の1/4波長板の光学軸と直交す
ることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal display according to claim 3, wherein the optical axis of the quarter-wave plate of the incident-side polarization section is orthogonal to the optical axis of the quarter-wave plate of the emission-side polarization section. apparatus.
【請求項5】 前記液晶層は電圧無印加状態で垂直配向
される液晶分子を含むことを特徴とする請求項4に記載
の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules that are vertically aligned without applying a voltage.
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