JP2017181930A - 液晶表示装置及び液晶表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の向上を図ることのできる液晶表示装置及び液晶表示システムを提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、光学部材ＯＰと、液晶表示パネルと、照明ユニットＬＵと、を備える。光学部材ＯＰは、吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂを有する偏光板ＰＯＬを含んでいる。液晶表示パネルは、光反射層と、上記光反射層と光学部材ＯＰとの間に位置した液晶層と、を有する。照明ユニットＬＵは、液晶表示パネルに対して光学部材ＯＰの反対側に位置し、偏光板ＰＯＬを透過する直線偏光Ｌ１ａを偏光板ＰＯＬ側に放出する。
【選択図】図１２

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置及び液晶表示システムに関する。

近年、表示装置として、反射型の液晶表示装置が注目されている。上記液晶表示装置は、バックライトユニットを必要としないため、薄型化を図ることができる。また、上記液晶表示装置は、バックライトユニットを使用する場合に液晶表示パネルに及ぼし得る熱的な影響を考慮する必要がないものである。

特開２００３−５１７７号公報 特開２００２−２２９０１９号公報

本実施形態は、表示品位の向上を図ることのできる液晶表示装置及び液晶表示システムを提供する。

一実施形態に係る液晶表示装置は、
吸収軸及び透過軸を有する偏光板を含む光学部材と、
光反射層と、前記光反射層と前記光学部材との間に位置した液晶層と、を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルに対して前記光学部材の反対側に位置し、前記偏光板を透過する直線偏光を前記偏光板側に放出する照明ユニットと、を備える、液晶表示装置。

図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す縦断面図である。 図２は、上記液晶表示装置の一部を示す平面図であり、液晶表示パネル、信号線駆動回路、制御部、及び接続部を示す図である。 図３は、上記液晶表示パネルの一部を示す概略断面図である。 図４は、図２及び図３に示したアレイ基板を示す平面図である。 図５は、図４に示した単位画素を示す等価回路である。 図６は、上記液晶表示パネルの一部を示す拡大断面図である。 図７は、上記液晶表示装置の液晶表示パネル及び光学部材を示す断面図である。 図８は、上記液晶表示装置の光学部材及び液晶表示パネルにおける光路を説明するための図である。 図９は、図１に示した照明ユニットの実施例１を示す断面図である。 図１０は、図１に示した照明ユニットの実施例２を示す断面図である。 図１１は、図１に示した照明ユニットの実施例３を示す断面図である。 図１２は、上記液晶表示装置を示す正面図であり、照明ユニットから放出される直線偏光、偏光板の吸収軸及び透過軸などを示す図である。 図１３は、比較例の液晶表示装置の照明ユニット、光学部材及び液晶表示パネルを示す断面図であり、比較例の照明ユニットから放出される光のエネルギの変化について説明するための図である。 図１４は、上記実施形態の液晶表示装置の照明ユニット、光学部材及び液晶表示パネルを示す断面図であり、上記実施形態の照明ユニットから放出される光のエネルギの変化について説明するための図である。 図１５は、任意の媒質への入射角に対する光反射率の変化をグラフで示す図である。 図１６は、第２の実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板の一部を示す断面図であり、第５絶縁膜、画素電極、配向膜、及び液晶層を示す図である。 図１７は、上記第２の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル及び光学部材を示す断面図である。 図１８は、第３の実施形態に係る液晶表示装置を示す正面図であり、照明ユニットから放出される直線偏光、偏光板の吸収軸及び透過軸などを示す図である。 図１９は、第４の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル及び光学部材を示す断面図である。 図２０は、第５の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル及び光学部材を示す断面図である。 図２１は、図２０に示した第２の光拡散膜を示す断面図である。 図２２は、第６の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル及び光学部材を示す断面図である。 図２３は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例１を示す縦断面図である。 図２４は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例２を示す縦断面図である。 図２５は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例３を示す縦断面図である。 図２６は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例４の一部を示す正面図である。 図２７は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例５の一部を示す正面図である。 図２８は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例６を示す正面図である。 図２９は、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例７を示す正面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰを示す縦断面図である。
図１に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、光学部材ＯＰと、液晶表示パネルＰＮＬと、照明ユニットＬＵと、筐体Ｈ１と、スタンドＳと、を備えている。スタンドＳは、筐体Ｈ１を保持している。

光学部材ＯＰの詳細は後述するが、光学部材ＯＰは少なくとも吸収軸及び透過軸を有する偏光板を含んでいる。光学部材ＯＰは、液晶表示パネルＰＮＬの表示面側に位置している。本実施形態において、光学部材ＯＰは、液晶表示パネルＰＮＬの表示面に配置されている。液晶表示パネルＰＮＬの詳細は後述するが、液晶表示パネルＰＮＬは、少なくとも、光反射層と、光反射層と光学部材ＯＰとの間に位置した液晶層と、を有している。

照明ユニットＬＵは、液晶表示パネルＰＮＬに対して光学部材ＯＰの反対側に位置している。言い換えると、照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰの液晶表示パネルＰＮＬと面していない側に位置している。照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰに距離を置いて位置していてもよく、光学部材ＯＰに接していてもよい。このため、照明ユニットＬＵをフロントライトユニットと称することができる。照明ユニットＬＵの詳細は後述するが、照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰの偏光板を透過する直線偏光を上記偏光板側に放出するように構成されている。このため、照明ユニットＬＵが放出した直線偏光は、光学部材ＯＰの偏光板を透過するなどした後、液晶表示パネルＰＮＬに入射される。

光学部材ＯＰ、液晶表示パネルＰＮＬ及び照明ユニットＬＵは筐体Ｈ１に収容され、これらの相対的な位置が固定されている。本実施形態において、照明ユニットＬＵは、筐体Ｈ１の上部であり、光学部材ＯＰの前方上側に配置されている。このため、照明ユニットＬＵは、下方向に直線偏光を放出し、液晶表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。ここで、筐体Ｈ１の上部とは、筐体Ｈ１のうち、液晶表示パネルＰＮＬより、第２方向Ｙの逆方向側に位置する部分を言う。また、上記下方向とは、照明ユニットＬＵから照明ユニットＬＵより第２方向Ｙの前方側に向かう方向であり、照明ユニットＬＵから光学部材ＯＰに向かう方向を言う。

図２は、上記液晶表示装置ＤＳＰの一部を示す平面図であり、液晶表示パネルＰＮＬ、信号線駆動回路９０、制御部１００、及び接続部１１０を示す図である。図３は、上記液晶表示パネルＰＮＬの一部を示す概略断面図である。
図２及び図３に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、液晶表示パネルＰＮＬを備えている。本実施形態において、液晶表示パネルＰＮＬは、ＴＮ（Twisted Nematic）モードを採用している。液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１と、アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板２と、これら両基板間に挟持された液晶層３とを備えている。その他、液晶表示装置ＤＳＰは、映像信号出力部としての信号線駆動回路９０と、制御部１００と、接続部１１０とを備えている。接続部１１０としては、ＦＰＣ（flexible printed circuit）又はＴＣＰ（tape carrier package）を利用することができる。液晶表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡを有している。表示領域ＤＡは非表示領域で囲まれている。

図４は、図２及び図３に示したアレイ基板１を示す平面図である。図５は、図４に示した単位画素ＵＰＸを示す等価回路である。
図２乃至図５に示すように、アレイ基板１は、透明な絶縁性の基板として、例えばガラス基板４ａを備えている。表示領域ＤＡにおいて、ガラス基板４ａ上にはマトリクス状に配置された複数の単位画素ＵＰＸが形成されている。

各単位画素ＵＰＸは、複数の画素ＰＸを備えている。ここでは、各単位画素ＵＰＸは、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄを備えている。第２画素ＰＸｂは、第２方向Ｙに向かって第１画素ＰＸａに隣接して配置されている。第３画素ＰＸｃは、第１方向Ｘに向かって第１画素ＰＸａに隣接して配置されている。第４画素ＰＸｄは、第１方向Ｘに向かって第２画素ＰＸｂに隣接して配置され、第２方向Ｙに向かって第３画素ＰＸｃに隣接して配置されている。本実施形態において、第１方向Ｘと第２方向Ｙは、直交しているが、これに限定されるものではなく、９０°以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとに直交している。
なお、上記単位画素ＵＰＸを絵素と言い換えることができる。又は、単位画素ＵＰＸを画素と言い換えることができ、この場合、上記画素ＰＸを副画素と言い換えることができる。なお、ここで示した画素ＰＸの配列は、一例であり、種々変形可能である。

表示領域ＤＡの外側において、ガラス基板４ａの上方に、駆動回路９及びアウタリードボンディング（outer lead bonding）のパッド群（以下、ＯＬＢパッド群と称する）ＰＧが形成されている。本実施形態において、駆動回路９は、走査線駆動回路として利用される。

以下、本明細書において、第１部材の上の第２部材、及び第１部材の上方の第２部材と言う場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。表示領域ＤＡにおいて、ガラス基板４ａの上方には、複数本の走査線１５及び複数本の信号線１７が配置されている。信号線１７は、信号線駆動回路９０に接続されている。信号線１７は、第２方向Ｙに延在し第１方向Ｘに互いに間隔を置いて設けられている。信号線１７は、それぞれ一列の複数の画素ＰＸに電気的に接続されている。走査線１５は、駆動回路９（走査線駆動回路）に接続されている。走査線１５は、第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに互いに間隔を置いて設けられている。走査線１５は、それぞれ一行の複数の画素ＰＸに電気的に接続されている。

次に、単位画素ＵＰＸを１つ取り出して説明する。
図４及び図５に示すように、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、互いに異なる色の画素である。この実施形態において、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び白色（Ｗ）の画素である。単位画素ＵＰＸは、いわゆるＲＧＢＷ正方画素（ＲＧＢＷの４個の正方形の画素が正方配列化された画素）で構成されている。但し、本実施形態と異なり、画素ＰＸは、長方形など、正方形以外の形状を有していてもよい。第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄの面積は、互いに異なっていてもよい。単位画素ＵＰＸは、ＲＧＢＷの４色の画素ＰＸで構成されていなくともよく、種々変形可能である。例えば、単位画素ＵＰＸは、ＲＧＢの３色の画素ＰＸで構成されていてもよく、他の複数色の画素ＰＸで構成されていてもよい。

第１画素ＰＸａは、第１画素電極５２ａと、第１スイッチング素子１２ａと、を有する赤色（Ｒ）の画素である。この実施形態において、第１スイッチング素子１２ａは、薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）で形成されている。第１スイッチング素子１２ａは、走査線１５に電気的に接続された第１電極と、信号線１７に電気的に接続された第２電極と、第１画素電極５２ａに電気的に接続された第３電極と、を有している。 ここで、第１スイッチング素子１２ａにおいて、上記第１電極がゲート電極として機能し、第２及び第３電極の一方がソース電極として機能し、第２及び第３電極の他方がドレイン電極として機能する。なお、これら第１乃至第３電極の機能に関しては、後述する第２乃至第４スイッチング素子１２ｂ乃至１２ｄにおいても同様である。
第２画素ＰＸｂは、第２画素電極５２ｂと、第２スイッチング素子１２ｂと、を有する青色（Ｂ）の画素である。第２画素ＰＸｂは、第１画素ＰＸａとともに同一の信号線１７に接続されている。

第３画素ＰＸｃは、第３画素電極５２ｃと、第３スイッチング素子１２ｃと、を有する緑色（Ｇ）の画素である。第３画素ＰＸｃは、第１画素ＰＸａとともに同一の走査線１５に接続されている。
第４画素ＰＸｄは、第４画素電極５２ｄと、第４スイッチング素子１２ｄと、を有する白色（Ｗ）の画素である。第４画素ＰＸｄは、第２画素ＰＸｂとともに同一の走査線１５に接続され、第３画素ＰＸｃとともに同一の信号線１７に接続されている。

上記のように、本実施形態において、各単位画素ＵＰＸには、２本の信号線１７と２本の走査線１５とが接続されている。但し、各単位画素ＵＰＸには、４本の信号線１７と１本の走査線１５とが接続されていてもよい。この場合、単位画素ＵＰＸの第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、同一の走査線１５に電気的に接続されている。そして、単位画素ＵＰＸの第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、互いに異なる信号線１７に電気的に接続されている。

次に、液晶表示パネルＰＮＬの断面構造について説明する。図６は、液晶表示パネルＰＮＬの一部を示す拡大断面図である。
図６に示すように、ガラス基板４ａ上には第１絶縁膜１１が形成されている。第１絶縁膜１１の上方に、複数のスイッチング素子１２（１２ａ乃至１２ｄ）が形成されている。

詳しくは、第１絶縁膜１１上に半導体層１３が形成されている。言い換えると、半導体層１３は、第１絶縁膜１１の液晶層３側に位置している。第１絶縁膜１１及び半導体層１３上に、第２絶縁膜１４が形成されている。第２絶縁膜１４上には、複数の走査線１５が形成されている。走査線１５は、半導体層１３の第１領域（チャネル領域）と対向した複数の第１電極（ゲート電極）１５ａを有している。第２絶縁膜１４及び走査線１５（第１電極１５ａ）上に、第３絶縁膜１６が形成されている。

第３絶縁膜１６上に、複数の信号線１７、複数の第２電極１８ａ及び複数の第３電極１８ｂが形成されている。信号線１７、第２電極１８ａ及び第３電極１８ｂは、同一材料を利用し、同時に形成されている。信号線１７は、第２電極１８ａと一体に形成されている。第２電極１８ａは、第２絶縁膜１４及び第３絶縁膜１６に形成されたコンタクトホールを通り半導体層１３の第２領域にコンタクトしている。第３電極１８ｂは、第２絶縁膜１４及び第３絶縁膜１６に形成された他のコンタクトホールを通り半導体層１３の第３領域にコンタクトしている。なお、第２及び第３領域の一方がソース領域として機能し、第２及び第３領域の他方がドレイン領域として機能する。上記のように、スイッチング素子１２が形成されている。

第３絶縁膜１６、信号線１７、第２電極１８ａ及び第３電極１８ｂ上に、第４絶縁膜１９が形成されている。第４絶縁膜１９上に、第５絶縁膜５１が形成されている。本実施形態において、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１４、第３絶縁膜１６及び第４絶縁膜１９は無機絶縁材料で形成され、第５絶縁膜５１は、有機絶縁材料で形成されている。なお、上記第１乃至第５絶縁膜は、それぞれ、電気的に絶縁可能な材料で形成されていればよく、無機絶縁材料及び有機絶縁材料の何れの材料で形成されていてもよい。

第５絶縁膜５１上に、複数の画素電極５２（５２ａ乃至５２ｄ）が形成されている。画素電極５２は、光反射導電層、透明導電層、又はこれらの積層体で形成されている。光反射導電層は、アルミニウム（aluminum：Ａｌ）等の金属材料を利用して形成することができる。透明導電層は、インジウム錫酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、（indium zinc oxide：ＩＺＯ）などの透明な導電材料を利用して形成することができる。

本実施形態において、画素電極５２は、光反射導電層と透明導電層との積層体で形成された光反射型の画素電極である。液晶表示パネルＰＮＬは光反射型の液晶表示パネルである。画素電極５２は、光反射層としても機能し、表示面（対向基板２の外面）側から入射された光を上記表示面側に反射することができる。

例えば、透明導電層は画素電極５２の最上層に位置している。透明導電層のサイズは光反射導電層のサイズと同一であり、透明導電層は光反射導電層に完全に重なって形成されていてもよい。この場合、１回のフォトリソグラフィ工程で、積層された光反射導電膜及び透明導電膜にパターニングを施すことにより、光反射導電層及び透明導電層を同時に形成することができる。
また、本実施形態において、画素電極５２は、液晶層３と対向した側に平坦な光反射面を有している。但し、本実施形態と異なり、画素電極５２は、凹凸状の光反射面を有していてもよい。なお、本実施形態異なり、画素電極５２は、透明導電層無しに形成されていてもよい。

なお、画素電極５２が透明導電層の単一層で形成され光透過性を有している場合、液晶表示パネルＰＮＬは、画素電極５２とは別に光反射層を備えていればよい。この場合、画素電極５２は、上記光反射層と液晶層３との間に位置している。

第５絶縁膜５１及び画素電極５２上には、配向膜５３が設けられている。配向膜５３は液晶層３に接している。
上記のように、アレイ基板１が形成されている。

一方、対向基板２は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板４ｂを備えている。ガラス基板４ｂのアレイ基板１と対向する側には、カラーフィルタ３０が設けられている。カラーフィルタ３０は、ブラックマトリクス３１と、複数色の着色層（又は無着色層）３２とを有している。ブラックマトリクス３１は、複数の画素ＰＸを区画するように格子状に形成されている。但し、本実施形態と異なり、カラーフィルタ３０は、ブラックマトリクス３１無しに形成されていてもよい。ブラックマトリクス３１は、格子状にではなく、ストライプ状に形成されていてもよい。ストライプ状の場合、ブラックマトリクス３１をストライプ状の遮光部と称することができる。

この実施形態において、カラーフィルタ３０は、第１画素ＰＸａを形成する赤色の着色層３２（３２Ｒ）、第２画素ＰＸｂを形成する青色の着色層３２（３２Ｂ）、第３画素ＰＸｃを形成する緑色の着色層３２、及び第４画素ＰＸｄを形成する透明な無着色層３２を有している。なお、上記カラーフィルタ３０は、無着色層３２無しに形成することができ得る。また、第４画素ＰＸｄは、透明な無着色層３２の替わりに、薄く色付いた着色層を有していてもよい。なお、本実施形態と異なり、第４画素ＰＸｄが白色以外の色の画素である場合、第４画素ＰＸｄは、対応する色の着色層を有していてもよい。

また、この実施形態において、カラーフィルタ３０のアレイ基板１と対向する側に、オーバーコート膜４１が設けられている。オーバーコート膜４１は、対向基板２の液晶層３に接する側の表面の凹凸を低減する機能を有するものであり、必要に応じて設けられていればよい。オーバーコート膜４１のアレイ基板１と対向する側には、上には、対向電極（共通電極）４２及び配向膜４３が順に設けられている。

この実施形態において、対向電極４２は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明な導電材料を利用して形成されている。配向膜４３は液晶層３に接している。
上記のように、対向基板２が形成されている。

図３に示すように、アレイ基板１と対向基板２との間の隙間は柱状スペーサ５により保持されている。アレイ基板１及び対向基板２は、これら両基板の周縁部に配置されたシール材６により接合されている。液晶層３は、アレイ基板１、対向基板２及びシール材６で囲まれた空間に形成されている。本実施形態において、液晶層３は、ポジ型の液晶材料で形成されている。
上記のように液晶表示パネルＰＮＬが形成されている。

図７は、液晶表示装置ＤＳＰの液晶表示パネルＰＮＬ及び光学部材ＯＰを示す断面図である。
図７に示すように、光学部材ＯＰは、少なくとも液晶表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡに対向している。光学部材ＯＰは、第１の光拡散膜としての光拡散膜ＤＩＦ１、第１のλ／４波長板としてのλ／４波長板ＱＷ１、偏光板ＰＯＬ、及び光反射防止層ＡＲを備えている。

光拡散膜ＤＩＦ１は、偏光板ＰＯＬと液晶表示パネルＰＮＬとの間に位置している。本実施形態において、光拡散膜ＤＩＦ１は、異方性拡散層で形成されている。但し、光拡散膜ＤＩＦ１は、本実施形態と異なり等方性拡散層で形成されていてもよい。光拡散膜ＤＩＦ１を利用することにより、液晶表示パネルＰＮＬで反射された光を拡散してλ／４波長板ＱＷ１側に出射させることができる。

λ／４波長板ＱＷ１は、偏光板ＰＯＬと液晶表示パネルＰＮＬ（光拡散膜ＤＩＦ１）との間に位置している。λ／４波長板ＱＷ１は、偏光板ＰＯＬ側から入射される直線偏光の位相を１／４波長ずらし、円偏光として液晶表示パネルＰＮＬに出射させる。偏光板ＰＯＬは、吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂを有している。本実施形態において、吸収軸ＡＸａは第１方向Ｘに平行であり、透過軸ＡＸｂは第２方向Ｙに平行である。
光反射防止層ＡＲは、光学部材ＯＰのうち液晶表示パネルＰＮＬから最も離れて位置している。光反射防止層ＡＲは、照明ユニットＬＵから放出された直線偏光や、外光などの環境光が最初に入射される層であり、これらの光の反射を抑制するものである。

上記の光学部材ＯＰは、図示しない接着層を利用して液晶表示パネルＰＮＬに貼り付けられている。光学部材ＯＰにおいても図示しない接着層を利用し、光拡散膜ＤＩＦ１、λ／４波長板ＱＷ１、偏光板ＰＯＬ、及び光反射防止層ＡＲは、一体に形成されている。このため、本実施形態において、光学部材ＯＰと液晶表示パネルＰＮＬとの間や、光学部材ＯＰの内部に、空気層は形成されていない。
上記のように光学部材ＯＰが形成されている。

次に、液晶表示装置ＤＳＰにおける光路の例について説明する。ここでは、液晶表示パネルＰＮＬがノーマリホワイトモードを利用する場合を例示的に示している。ここで、ノーマリホワイトモードは、液晶層３に電圧が印加されていないオフ状態で液晶表示パネルＰＮＬが白表示となるモードである。
図８は、液晶表示装置ＤＳＰの光学部材ＯＰ及び液晶表示パネルＰＮＬにおける光路を説明するための図である。図には、光学部材ＯＰ及び液晶表示パネルＰＮＬのうち、偏光板ＰＯＬ、λ／４波長板ＱＷ１、液晶層３、及び画素電極５２（光反射層）を取り出して示している。

図８に示すように、偏光板ＰＯＬには、照明ユニットＬＵが放出した直線偏光が入射される。上記直線偏光の偏波面（振動面）は、第２方向Ｙに平行である。このため、上記直線偏光は偏光板ＰＯＬを透過する。なお、偏光板ＰＯＬには、環境光である散乱光も入射される。上記環境光に関しては、散乱光のうち第２方向Ｙに平行な直線偏光が偏光板ＰＯＬを透過する。λ／４波長板ＱＷ１は、偏光板ＰＯＬから入射される第２方向Ｙの直線偏光の位相を１／４ずらし、右回りの円偏光（以下、右円偏光と称する）として液晶層３に出射させる。

液晶層３に電圧が印加されていない場合、液晶層３は、λ／４波長板ＱＷ１から入射される右円偏光の位相を１／４波長ずらし、第２方向Ｙの直線偏光を画素電極５２に出射させる。ここで、液晶層３は、その位相差が可視光波長のうち視感度の高い５５０ｎｍの波長にて略１／４波長となるように形成されている。
上記の直線偏光は、画素電極５２で反射されて再び液晶層３に入射される。すると、液晶層３は、入射される偏光の位相を１／４波長ずらし、右円偏光としてλ／４波長板ＱＷ１に出射させる。λ／４波長板ＱＷ１は、液晶層３から入射される右円偏光の位相をさらに１／４波長ずらし、第２方向Ｙの直線偏光を偏光板ＰＯＬに出射させる。その直線偏光と偏光板ＰＯＬの透過軸ＡＸｂは平行である。このため、オフ状態においては、照明ユニットＬＵなどから取り込み画素電極５２で反射した光は、偏光板ＰＯＬを透過する（白表示）。

一方、液晶層３に電圧が印加されている場合、液晶層３は、λ／４波長板ＱＷ１から入射される光の偏光状態を維持して画素電極５２に出射させる。右円偏光が画素電極５２に入射すると反射されて左回りの円偏光（以下、左円偏光と称する）となり、再び液晶層３に入射される。すると、液晶層３は、入射される光の偏光状態を維持し、左円偏光としてλ／４波長板ＱＷ１に出射させる。λ／４波長板ＱＷ１は、液晶層３から入射される左円偏光の位相を１／４波長ずらし、第１方向Ｘの直線偏光を偏光板ＰＯＬに出射させる。その直線偏光と偏光板ＰＯＬの透過軸ＡＸｂは直交するものである。このため、オン状態においては、照明ユニットＬＵなどから取り込み画素電極５２で反射した光は、偏光板ＰＯＬで吸収される（黒表示）。
なお、本実施形態と異なり、液晶表示パネルＰＮＬはノーマリブラックモードを利用するものであってもよい。ここで、ノーマリブラックモードは、液晶層３に電圧が印加されていないオフ状態で液晶表示パネルＰＮＬが黒表示となるモードである。

次に、照明ユニットＬＵについて説明する。以下に、本実施形態の照明ユニットＬＵに採用可能な照明ユニットとして、３種類の照明ユニットについて例示的に説明する。
図９は、照明ユニットＬＵの実施例１を示す断面図である。
図９に示すように、照明ユニットＬＵは、リフレクタ方式の照明ユニットである。照明ユニットＬＵは、光源ＬＳと、筐体Ｈ２と、反射型偏光板ＲＰと、光放出面ＬＭＳと、を備えている。光源ＬＳとしては、光を放射するものであり、発光ダイオードなどの一般に知られている光源を利用することができる。筐体Ｈ２は、光源ＬＳを収容している。筐体Ｈ２は、光源ＬＳを取囲む側の面に光反射面ＲＳを有している。

反射型偏光板ＲＰは、透過軸ＡＸｃと、透過軸ＡＸｃに直交する軸ＡＸｄと、を有している。反射型偏光板ＲＰとしては、ＤＢＥＦ（Dual Brightness Enhancement Film）や、ワイヤーグリッド偏光板などを利用することができる。反射型偏光板ＲＰは、光源ＬＳ側から入射される光のうち、透過軸ＡＸｃに平行な直線偏光を透過し、軸ＡＸｄに平行な直線偏光を反射する。反射型偏光板ＲＰは、光源ＬＳ側から入射される光のうち、さらに、円偏光を反射するものであってもよい。照明ユニットＬＵが放出する直線偏光の偏波面（振動面）は、透過軸ＡＸｃと、反射型偏光板ＲＰの法線方向とを含む平面に平行である。

照明ユニットＬＵは、反射型偏光板ＲＰで反射した光を光源ＬＳ側に戻して再利用するように構成されている。これにより、照明ユニットＬＵにおける光の利用効率の改善を図ることができる。反射型偏光板ＲＰは、光源ＬＳから光放出面ＬＭＳに向かう光路の途中に位置している。
本実施例１において、反射型偏光板ＲＰは筐体Ｈ２の外側に位置し、反射型偏光板ＲＰの光学部材ＯＰに近い側の面が光放出面ＬＭＳである。但し、反射型偏光板ＲＰの位置は、本実施例１に限定されるものではなく、種々変形可能であり、上記光路の途中に位置していればよい。例えば、反射型偏光板ＲＰは、図に２点鎖線で示したように、筐体Ｈ２の外側ではなく、筐体Ｈ２の内側に配置され、光源ＬＳの前方に配置されていてもよい。この場合、光源ＬＳと反射型偏光板ＲＰとの間に、空気層が介在していても、空気層が介在していなくともよい。

図１０は、照明ユニットＬＵの実施例２を示す断面図である。
図１０に示すように、照明ユニットＬＵは、レンズ方式の照明ユニットである。照明ユニットＬＵは、光源ＬＳと、筐体Ｈ２と、光学レンズＯＬと、反射型偏光板ＲＰと、光放出面ＬＭＳと、を備えている。筐体Ｈ２は、光源ＬＳ及び光学レンズＯＬを収容している。
反射型偏光板ＲＰは、透過軸ＡＸｃと、透過軸ＡＸｃに直交する軸ＡＸｄと、を有している。照明ユニットＬＵが放出する直線偏光の偏波面は、透過軸ＡＸｃと、反射型偏光板ＲＰの法線方向とを含む平面に平行である。

照明ユニットＬＵは、反射型偏光板ＲＰで反射した光を光源ＬＳ側に戻して再利用するように構成されている。反射型偏光板ＲＰは、光源ＬＳから光放出面ＬＭＳに向かう光路の途中に位置している。
本実施例２において、反射型偏光板ＲＰは筐体Ｈ２の外側に位置し、反射型偏光板ＲＰの光学部材ＯＰに近い側の面が光放出面ＬＭＳである。但し、反射型偏光板ＲＰの位置は、本実施例２に限定されるものではなく、種々変形可能であり、上記光路の途中に位置していればよい。例えば、反射型偏光板ＲＰは、図に２点鎖線で示したように、筐体Ｈ２の内側に配置され、光源ＬＳと光学レンズＯＬとの間に配置されていてもよい。

図１１は、照明ユニットＬＵの実施例３を示す断面図である。
図１１に示すように、照明ユニットＬＵは、リフレクタ方式の照明ユニットである。照明ユニットＬＵは、光源ＬＳと、筐体Ｈ２と、反射型偏光板ＲＰと、光放出面ＬＭＳと、を備えている。筐体Ｈ２は、光源ＬＳを収容している。筐体Ｈ２は、光源ＬＳを収容している。筐体Ｈ２は、光源ＬＳから光が放射される側の面に光反射面ＲＳを有している。このため、光反射面ＲＳで反射した光が光放出面ＬＭＳに向けて出射される。

反射型偏光板ＲＰは、透過軸ＡＸｃと、透過軸ＡＸｃに直交する軸ＡＸｄと、を有している。反射型偏光板ＲＰは、光反射面ＲＳ側から入射される光のうち、透過軸ＡＸｃに平行な直線偏光を透過し、軸ＡＸｄに平行な直線偏光を反射する。

照明ユニットＬＵは、反射型偏光板ＲＰで反射した光を光源ＬＳ側に戻して再利用するように構成されている。反射型偏光板ＲＰは、光源ＬＳから光放出面ＬＭＳに向かう光路の途中に位置している。
本実施例３において、反射型偏光板ＲＰは筐体Ｈ２の外側に位置し、反射型偏光板ＲＰの光学部材ＯＰに近い側の面が光放出面ＬＭＳである。但し、反射型偏光板ＲＰの位置は、本実施例１に限定されるものではなく、種々変形可能であり、上記光路の途中に位置していればよい。例えば、反射型偏光板ＲＰは、図に２点鎖線で示したように、筐体Ｈ２の外側ではなく、筐体Ｈ２の内側に配置され、光源ＬＳと光反射面ＲＳとの間に配置されていてもよい。

上述したように、３種類の照明ユニットＬＵは、何れも反射型偏光板ＲＰを備えている。但し、照明ユニットＬＵは、反射型偏光板ＲＰの替わりに、透過軸ＡＸｃと、透過軸ＡＸｃに直交する吸収軸とを有する偏光板を備えていてもよい。言い換えると、照明ユニットＬＵは、偏光板で光を反射させて光の再利用するように構成されていなくともよい。

次に、照明ユニットＬＵが放出する直線偏光、偏光板ＰＯＬの吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂの関係について説明する。図１２は、液晶表示装置ＤＳＰを示す正面図であり、照明ユニットＬＵから放出される直線偏光Ｌ１ａ、偏光板ＰＯＬの吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂなどを示す図である。

図１２に示すように、照明ユニットＬＵが放出する直線偏光Ｌ１ａの偏波面は、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚを含む平面に平行である。直線偏光Ｌ１ａの偏波面が偏光板ＰＯＬに交わる仮想上の軸を軸ＡＸｅとする。軸ＡＸｅは、吸収軸ＡＸａより透過軸ＡＸｂ側を向いていればよい。本実施形態において、軸ＡＸｅは透過軸ＡＸｂと平行である。言い換えると、直線偏光Ｌ１ａの偏波面は、透過軸ＡＸｂに平行である。

照明ユニットＬＵの光放出面ＬＭＳは、光学部材ＯＰに対してどの方位に位置していてもよい。本実施形態において、光放出面ＬＭＳは、光学部材ＯＰの前方上側に位置している。そして、光放出面ＬＭＳは、光学部材ＯＰ（偏光板ＰＯＬ）の法線と透過軸ＡＸｂとを含む平面上に位置している。液晶表示装置ＤＳＰを正面からみた場合、照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰや液晶表示パネルＰＮＬを遮らないように、位置している。なお、液晶表示装置ＤＳＰを観測者の目線でみた場合に、照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰや液晶表示パネルＰＮＬを遮らないように、位置していればよい。

次に、照明ユニットＬＵから放出される光のエネルギ（光量）の変化について説明する。ここでは、本実施形態の照明ユニットＬＵから放出される光のエネルギの変化について説明する。また、本実施形態と比較するため、比較例の照明ユニットＬＵｃから放出される光のエネルギの変化についても説明する。

まず、比較例の照明ユニットＬＵｃを使用した場合について説明する。
図１３は、比較例の液晶表示装置の照明ユニットＬＵｃ、光学部材ＯＰ及び液晶表示パネルＰＮＬを示す断面図であり、照明ユニットＬＵｃから放出される光のエネルギの変化について説明するための図である。
図１３に示すように、照明ユニットＬＵｃは、本実施形態の照明ユニットＬＵと比較して、反射型偏光板ＲＰなどの偏光板を備えていない点で相違している。なお、比較例の光学部材ＯＰ及び液晶表示パネルＰＮＬは、本実施形態の光学部材ＯＰ及び液晶表示パネルＰＮＬと同一である。

照明ユニットＬＵｃからは、ある角度範囲の指向性のある光が放出（出射）される。面内で反射率を調整する為に、照明ユニットＬＵｃにエネルギ分布を意図的に持たせている。光源効率と表示の均一性を保つ為である。照明ユニットＬＵｃは、無偏光の光である散乱光Ｌ２ａを放出する。ここで、散乱光Ｌ２ａのエネルギを１００％とする。散乱光Ｌ２ａは、透過軸ＡＸｂに平行な偏光成分は偏光板ＰＯＬを透過するが、それ以外の成分は偏光板ＰＯＬで吸収される。散乱光Ｌ２ａの５０％が偏光板ＰＯＬで吸収されるため、散乱光Ｌ２ａのうち偏光板ＰＯＬを透過する透過光Ｌ２ｂのエネルギは、５０％となる。

また、散乱光Ｌ２ａの光学部材ＯＰの表面における散乱成分は、入射光の偏光状態によらないものである。例えば、散乱光Ｌ２ａのうち光学部材ＯＰの表面で反射した第１反射光Ｌ２ｃのエネルギを１％とする。これは、散乱光Ｌ２ａの光学部材ＯＰの表面における反射率が１％であり、画像を表示する側に光が拡散することを意味している。つまり、照明ユニットＬＵｃから放出される散乱光Ｌ２ａのエネルギが高い程、光学部材ＯＰの表面に垂直な方向から見た場合に反射される第１反射光Ｌ２ｃのエネルギが高くなることを意味している。

透過光Ｌ２ｂが画素電極５２で反射し、光学部材ＯＰを透過した第２反射光Ｌ２ｄのエネルギを２．５％とする。第２反射光Ｌ２ｄは、散乱光Ｌ２ａのうちの正反射成分である。上述した照明ユニットＬＵｃから放出される光のエネルギの変化をまとめると次の通りである。
散乱光Ｌ２ａのエネルギ… １００％
透過光Ｌ２ｂのエネルギ… ５０％
第１反射光Ｌ２ｃのエネルギ… １％
第２反射光Ｌ２ｄのエネルギ… ５．０％（白表示時）
第２反射光Ｌ２ｄのエネルギ… ０．２５％（黒表示時）
第１反射光Ｌ２ｃ及び第２反射光Ｌ２ｄに基づいたコントラスト比は４．８となる。なお、第１反射光Ｌ２ｃのエネルギは、白表示及び黒表示にかかってくるものである。

次に、本実施形態の照明ユニットＬＵを使用した場合について説明する。
図１４は、本実施形態の液晶表示装置の照明ユニットＬＵ、光学部材ＯＰ及び液晶表示パネルＰＮＬを示す断面図であり、照明ユニットＬＵから放出される光のエネルギの変化について説明するための図である。
図１４に示すように、照明ユニットＬＵは、直線偏光Ｌ１ａを放出する。ここで、散乱光Ｌ２ａのエネルギを１００％としたため、直線偏光Ｌ１ａのエネルギは５０％となる。直線偏光Ｌ１ａは、透過軸ＡＸｂに平行な偏光成分であるため、偏光板ＰＯＬを透過する。偏光板ＰＯＬを透過する透過光Ｌ１ｂのエネルギは、５０％となる。

また、第１反射光Ｌ２ｃのエネルギを１％としたため、直線偏光Ｌ１ａのうち光学部材ＯＰの表面で反射した第１反射光Ｌ１ｃのエネルギは０．５％となる。そして、第２反射光Ｌ２ｄのエネルギを２．５％としたため、透過光Ｌ１ｂが画素電極５２で反射し、光学部材ＯＰを透過した第２反射光Ｌ１ｄのエネルギも２．５％となる。
上述した照明ユニットＬＵから放出される光のエネルギの変化をまとめると次の通りである。
直線偏光Ｌ１ａのエネルギ… ５０％
透過光Ｌ１ｂのエネルギ… ５０％
第１反射光Ｌ１ｃのエネルギ… ０．５％
第２反射光Ｌ１ｄのエネルギ… ５．０％（白表示時）
第２反射光Ｌ１ｄのエネルギ… ０．２５％（黒表示時）
第１反射光Ｌ１ｃ及び第２反射光Ｌ１ｄに基づいたコントラスト比は７．３となる。

上述したことから、第２反射光Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄが同じエネルギを得るため、直線偏光Ｌ１ａのエネルギは、散乱光Ｌ２ａのエネルギの半分で済むことが分かる。そして、第１反射光Ｌ１ｃのエネルギは第１反射光Ｌ２ｃのエネルギの半分になることが分かる。本実施形態では、照明ユニットＬＵが放出する光（直線偏光Ｌ１ａ）のエネルギを低く抑えることができる分、観測者側に反射される光（第１反射光Ｌ１ｃ）のエネルギを低くすることができる。このため、本実施形態の方が、比較例より、良好な黒表示を行うことができ、コントラスト特性が優れているものである。

また、光学部材ＯＰの表面に輝点（点欠陥）となる異物が付着している場合においても、照明ユニットＬＵから放出される光のエネルギは低い方が、異物で散乱する光のエネルギを低く抑えられ、異物が視認され難くなるため望ましい。

次に、任意の媒質に光を入射した場合における、入射角と光反射率との関係について説明する。図１５は、任意の媒質への入射角に対する光反射率の変化をグラフで示す図である。
図１５に示すように、媒質としては、屈折率ｎが１．５の媒質を挙げている。横軸の角度は、媒質の入射面の法線からの傾き角である。Ｒｐは媒質で反射した光のｐ偏光の反射率、Ｒｓは媒質で反射した光のｓ偏光の反射率である。

図１５から分かるように、ｐ偏光の方が、ｓ偏光よりも、広い角度範囲で光反射率の変動が小さく、反射が抑制されている。上記の観点からも、本実施形態にように、照明ユニットＬＵの光放出面ＬＭＳの位置を調整したり、直線偏光Ｌ１ａの方向を調整したり、した方が望ましい。すなわち、光放出面ＬＭＳと光学部材ＯＰとが、図１及び図１２に示したような位置関係にある場合、直線偏光Ｌ１ａの偏波面は、第１方向Ｘではなく第２方向Ｙに平行である方が望ましいものである。これにより、光学部材ＯＰの表面における光反射率を抑制することができる。

上記のように構成された第１の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置ＤＳＰは、光学部材ＯＰと、液晶表示パネルＰＮＬと、照明ユニットＬＵと、を備えている。光学部材ＯＰは、吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂを有する偏光板ＰＯＬを含んでいる。液晶表示パネルＰＮＬは、画素電極５２（光反射層）と、画素電極５２と光学部材ＯＰとの間に位置した液晶層３と、を有している。照明ユニットＬＵは、液晶表示パネルＰＮＬに対して光学部材ＯＰの反対側に位置し、偏光板ＰＯＬを透過する直線偏光Ｌ１ａを偏光板ＰＯＬ側に放出する。直線偏光Ｌ１ａの偏波面は、偏光板ＰＯＬの透過軸ＡＸｂに平行である。

このため、照明ユニットＬＵ使用時において、表示品位の向上を図ることのできる液晶表示装置ＤＳＰを得ることができる。例えば、コントラスト特性の向上を図ることができ、光学部材ＯＰの前方に異物が存在している場合においては輝点（点欠陥）を目立たなくすることができる。照明ユニットＬＵが光を再利用するように構成されている場合においては、照明ユニットＬＵにおける光の利用効率の改善を図ることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰは、画素電極５２が凹凸状に形成されている点と、光学部材ＯＰが光拡散膜ＤＩＦ１無しに形成されている点で、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と相違している。図１６は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰのアレイ基板１の一部を示す断面図であり、第５絶縁膜５１、画素電極５２、配向膜５３、及び液晶層３を示す図である。

図１６に示すように、画素電極５２（光反射層）は、液晶層３と対向した側に凹凸状の光反射面Ｓ５２を有している。このため、画素電極５２は、入射される光を拡散して反射することができる。上記のような画素電極５２を得るため、本実施形態では、下地の第５絶縁膜５１を形成する際に、凹凸状にパターニングを施して形成している。

図１７は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの液晶表示パネルＰＮＬ及び光学部材ＯＰを示す断面図である。
図１７に示すように、光学部材ＯＰは、λ／４波長板ＱＷ１、偏光板ＰＯＬ、及び光反射防止層ＡＲを備えている。本実施形態の光学部材ＯＰは、図７に示した光学部材ＯＰと異なり、上記光拡散膜ＤＩＦ１無しに形成されている。

上記のように構成された第２の実施形態に係る液晶表示装置においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、画素電極５２は凹凸状の光反射面Ｓ５２を有しているため、液晶表示パネルＰＮＬ自体が光を拡散して反射することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰは、直線偏光Ｌ１ａの方向と、偏光板ＰＯＬの吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂとが、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と相違している。図１８は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰを示す正面図であり、照明ユニットＬＵから放出される直線偏光Ｌ１ａ、偏光板ＰＯＬの吸収軸ＡＸａ及び透過軸ＡＸｂなどを示す図である。

図１８に示すように、吸収軸ＡＸａは第２方向Ｙに平行であり、透過軸ＡＸｂは第１方向Ｘに平行である。照明ユニットＬＵが放出する直線偏光Ｌ１ａの偏波面は、第１方向Ｘを含む平面に平行である。軸ＡＸｅは、吸収軸ＡＸａより透過軸ＡＸｂ側を向いていればよい。本実施形態において、軸ＡＸｅは透過軸ＡＸｂと平行である。言い換えると、直線偏光Ｌ１ａの偏波面は、透過軸ＡＸｂに平行である。

照明ユニットＬＵの光放出面ＬＭＳは、光学部材ＯＰに対してどの方位に位置していてもよい。本実施形態において、光放出面ＬＭＳは、光学部材ＯＰの前方上側に位置している。そして、光放出面ＬＭＳは、光学部材ＯＰ（偏光板ＰＯＬ）の法線と吸収軸ＡＸａとを含む平面上に位置している。

上記のように構成された第３の実施形態に係る液晶表示装置においても、照明ユニットＬＵは偏光板ＰＯＬを透過する直線偏光Ｌ１ａを偏光板ＰＯＬ側に放出することができるため、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰは、光学部材ＯＰが第２のλ／４波長板をさらに含んでいる点で、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と相違している。図１９は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの液晶表示パネルＰＮＬ及び光学部材ＯＰを示す断面図である。

図１９に示すように、光学部材ＯＰは、第２のλ／４波長板としてのλ／４波長板ＱＷ２をさらに含んでいてもよい。λ／４波長板ＱＷ２は、偏光板ＰＯＬに対して液晶表示パネルＰＮＬの反対側に位置している。本実施形態において、λ／４波長板ＱＷ２は、偏光板ＰＯＬに隣合って設けられている。λ／４波長板ＱＷ２は、直線偏光Ｌ１ａを偏光状態を変えて偏光板ＰＯＬに出射させたり、偏光板ＰＯＬ側から入射される光の偏光状態を変えて観察者側に出射させたり、することができる。

例えば、図１８に示した液晶表示装置ＤＳＰに本実施形態のλ／４波長板ＱＷ２を適用することにより、偏光メガネを掛けた観察者にも画像を視認させることが可能となる。なお、図１８に示した液晶表示装置ＤＳＰに本実施形態のλ／４波長板ＱＷ２を適用しない場合、偏光板ＰＯＬの透過軸ＡＸｂと偏光メガネの吸収軸が第１方向Ｘに一致し易くなる。このため、偏光メガネを掛けた観察者が画像を視認することが困難となる。
上記のように構成された第４の実施形態に係る液晶表示装置においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰは、光学部材ＯＰが第２の光拡散膜をさらに含んでいる点で、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と相違している。図２０は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの液晶表示パネルＰＮＬ及び光学部材ＯＰを示す断面図である。

図２０に示すように、光学部材ＯＰは、第２の光拡散膜としての光拡散層２４をさらに含んでいる。光拡散層２４は、偏光板ＰＯＬに対して液晶表示パネルＰＮＬの反対側に位置している。

図２１は、図２０に示した光拡散層２４を示す断面図である。
図２１に示すように、光拡散層２４は、照明ユニットＬＵの光放出面ＬＭＳが位置する特定の方位から特定の角度範囲で入射する光を強く拡散し、それ以外の角度範囲で入射する光を相対的に弱く拡散する異方性拡散層である。光拡散層２４としては、特開２０１３−４１１０７号公報に開示されている「光拡散層２４」を利用することができる。

光拡散層２４は、例えば、光拡散層２４の上面側から入射する光Ｌ７のうち、特定の方位から特定の角度範囲φ４±α４で入射する成分の光を相対的に強く拡散し、それ以外の成分の光（例えば図中の光Ｌ８）を相対的に弱く拡散する異方性拡散層である。光拡散層２４は、さらに、特定の角度範囲φ４±α４内の特定角度に対応する拡散中心軸を有している。例えば、光拡散層２４は、光拡散層２４の上面側から光Ｌ７が入射角φ４で入射したときにその光Ｌ７の拡散がピークとなる拡散中心軸ＡＸ４を有している。

なお、「光Ｌ７が入射角ψ４で入射したときにその光Ｌ７の拡散がピークとなる」とは、光Ｌ７が光拡散層２４によって拡散されて光拡散層２４の上面に出射したときに、その拡散光の拡散範囲が極大となる光Ｌ７の入射角がψ４であることを意味している。従って、拡散中心軸ＡＸ４は、角度ψ４で光拡散層２４の法線と交差する方向に延在する軸を指している。拡散中心軸ＡＸ４の角度ψ４は、７０°程度である。

光拡散層２４は、例えば、屈折率の互いに異なる２種類の領域（第１領域２４Ａ，第２領域２４Ｂ）を含んで構成されている。光拡散層２４は、図示しないが、ルーバー構造となっていてもよいし、柱状構造となっていてもよい。第１領域２４Ａおよび第２領域２４Ｂは、光拡散層２４の厚さ方向に延在するとともに所定の方向に傾斜して形成されている。光拡散層２４は、例えば、屈折率の互いに異なる２種類以上の光重合可能なモノマーまたはオリゴマーの混合物である樹脂シートに、紫外線を斜め方向から照射することにより形成されたものである。なお、光拡散層２４は、上記とは異なる構造となっていてもよく、また、上記とは異なる方法で製造されたものであってもよい。

本実施形態に係る第２の光拡散膜は、光拡散層２４であるが、これに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、第２の光拡散膜は、積層された複数の光拡散層であってもよい。例えば、上記複数の光拡散層としては、特開２０１３−４１１０７号公報に開示されている「光拡散層２１〜２４」を利用することができる。

上記のように構成された第５の実施形態に係る液晶表示装置においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。光拡散層２４を利用することにより、例えば、表示領域ＤＡのうち光放出面ＬＭＳから離れて位置し直線偏光Ｌ１ａが７０°位の入射角で光学部材ＯＰに入射される領域においても、表示画像の輝度レベルの低下を抑制することができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰは、光学部材ＯＰが透明基板ＳＵをさらに含んでいる点で、上記第５の実施形態に係る液晶表示装置と相違している。図２２は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの液晶表示パネルＰＮＬ及び光学部材ＯＰを示す断面図である。

図２２に示すように、光学部材ＯＰは、透明基板ＳＵをさらに含んでいてもよい。透明基板ＳＵは、ガラスなどの透明な材料で形成されている。光学部材ＯＰにおける透明基板ＳＵの位置は、特に限定されるものではない。例えば、透明基板ＳＵは、光反射防止層ＡＲと光拡散層２４との間に介在していてもよい。但し、透明基板ＳＵは、光拡散層２４と偏光板ＰＯＬとの間に介在していた方が望ましい。
上記のように構成された第６の実施形態に係る液晶表示装置においても、上記第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、図２３に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、カバー部材ＣＯを備えていてもよい。カバー部材ＣＯは、ガラスなどの透明な材料で形成されている。光学部材ＯＰとカバー部材ＣＯとの間の空間は空気層であり、直線偏光Ｌ１ａの光路である。なお、光学部材ＯＰと空気層との界面や、カバー部材ＣＯと空気層との界面には、光学特性を向上させるため（光反射を抑制するため）の機能性膜が形成されていてもよい。カバー部材ＣＯを利用することにより、カバー部材ＣＯや液晶表示パネルＰＮＬを保護することができる。

照明ユニットＬＵは、筐体Ｈ１に取り付けられていなくともよい。例えば、照明ユニットＬＵは、図２４に示すように、筐体Ｈ１ではなく、アーム６０に取り付けられ支持されていてもよい。アーム６０を利用する場合においても、図２５に示すように、カバー部材ＣＯを利用してもよい。図に示す例では、光学部材ＯＰにカバー部材ＣＯが貼り付けられ、光学部材ＯＰとカバー部材ＣＯとの間に空気層が存在していない。

液晶表示装置ＤＳＰは、図２６に示すように単個の照明ユニットＬＵを備えていてもよく、図２７に示すように２個の照明ユニットＬＵを備えていてもよい。又は、液晶表示装置ＤＳＰは、３個以上の照明ユニットＬＵを備えていてもよい。
照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰの前方上側に配置されていなくともよく、種々変形可能である。例えば、図２８に示すように、照明ユニットＬＵは、光学部材ＯＰの前方左側に配置されていてもよい。この場合、照明ユニットＬＵは、左方向に直線偏光を放出し、液晶表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。

照明ユニットＬＵは、液晶表示装置ＤＳＰとは独立していてもよい。照明ユニットＬＵは、筐体Ｈ１やスタンドＳとは独立して設置されていてもよい。例えば、照明ユニットＬＵは、液晶表示装置ＤＳＰが設置されている周囲の天井や壁などに設置されていてもよい。この場合、液晶表示装置ＤＳＰと、照明ユニットＬＵなどの照明手段とは、液晶表示システムを構成することができる。
液晶表示装置ＤＳＰの照明ユニットＬＵ（照明手段）の光源は、外光であってもよい。例えば、図２９に示すように、屋外で採光した光を光ファイバＣＡで照明ユニットＬＵまで案内してもよい。この場合、照明ユニットＬＵは、反射型偏光板ＲＰなどの偏光板を備えている。これにより、屋内や外光が入り難い屋外で液晶表示装置ＤＳＰや液晶表示システムを使用する場合であっても、上記液晶表示装置ＤＳＰは、日中に、外光を利用することにより、画像を表示することができる。外光を採光する場所は、特に限定されるものではなく、ビルでも住宅でも、場合によっては電柱等でも可能である。

上述した液晶表示パネルＰＮＬは、表示モードとしてＴＮモードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示パネルＰＮＬは、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード、ＶＡ（Vertical Aligned）モード等の主として基板主面間に生じる縦電界を利用するモードに対応した構成を有していてもよい。縦電界を利用する表示モードでは、例えばアレイ基板１に画素電極５２が備えられ、対向基板２に対向電極４２が備えられた構成が適用可能である。又は、液晶表示パネルＰＮＬは、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するＩＰＳ（In-Plane Switching）モードに対応した構成を有していてもよい。横電界を利用する表示モードでは、例えばアレイ基板１に画素電極５２及び対向電極４２の双方が備えられた構成が適用可能である。
液晶表示パネルＰＮＬは反射型の液晶表示パネルに限定されるものではなく、半透過型の液晶表示パネルであってもよい。この場合、液晶表示装置ＤＳＰは、バックライトユニットを備えている。半透過型の液晶表示パネルＰＮＬは、バックライトユニットからの光を選択的に透過することで画像を表示する透過表示機能と、照明ユニットＬＵ（照明手段）からの光を選択的に反射することで画像を表示する反射表示機能と、を備えている。
上述した実施形態及び変形例は、上述した液晶表示装置ＤＳＰ及び液晶表示システムだけでなく、各種の液晶表示装置ＤＳＰ及び液晶表示システムに適用可能である。また、上述した実施形態は、中小型の液晶表示装置から大型の液晶表示装置まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。

ＤＳＰ…液晶表示装置、ＰＮＬ…液晶表示パネル、１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、１２…スイッチング素子、１５…走査線、１７…信号線、５２…画素電極、Ｓ５２…光反射面、ＬＵ…照明ユニット、ＬＳ…光源、Ｈ２…筐体、ＲＰ…反射型偏光板、ＬＭＳ…光放出面、ＲＳ…光反射面、ＯＰ…光学部材、ＤＩＦ１…光拡散膜、ＱＷ１…λ／４波長板、ＰＯＬ…偏光板、ＡＲ…光反射防止層、２４…光拡散層、ＱＷ２…λ／４波長板、ＤＡ…表示領域、ＡＸａ…吸収軸、ＡＸｂ…透過軸、ＡＸｃ…透過軸、ＡＸｄ…軸、ＡＸｅ…軸、Ｌ１ａ…直線偏光、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。

Claims (12)

1. 吸収軸及び透過軸を有する偏光板を含む光学部材と、
   光反射層と、前記光反射層と前記光学部材との間に位置した液晶層と、を有する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルに対して前記光学部材の反対側に位置し、前記偏光板を透過する直線偏光を前記偏光板側に放出する照明ユニットと、を備える、液晶表示装置。
2. 前記直線偏光の偏波面が前記偏光板に交わる仮想上の軸は、前記吸収軸より前記透過軸側を向いている、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記直線偏光の偏波面は、前記透過軸に平行である、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記照明ユニットの光放出面は、前記偏光板の法線と前記透過軸とを含む平面上に位置している、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記光学部材は、前記偏光板に対して前記液晶表示パネルの反対側に位置した第２のλ／４波長板をさらに含んでいる、請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記光学部材は、前記偏光板に対して前記液晶表示パネルの反対側に位置した第２の光拡散膜をさらに含み、
   前記第２の光拡散膜は、前記照明ユニットの光放出面が位置する特定の方位から特定の角度範囲で入射する光を強く拡散し、それ以外の角度範囲で入射する光を相対的に弱く拡散する異方性拡散層である、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記照明ユニットは、光を放射する光源と、光放出面と、前記光源から前記光放出面に向かう光路の途中に位置した反射型偏光板と、を有し、前記反射型偏光板で反射した光を前記光源側に戻して再利用するように構成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記光反射層は、前記液晶層と対向した側に凹凸状の光反射面を有している、請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記液晶表示パネルは、走査線と、信号線と、前記走査線と前記信号線とに接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、をさらに有し、
   前記画素電極は、前記光反射層である、請求項１又は８に記載の液晶表示装置。
10. 前記光学部材は、前記偏光板と前記液晶表示パネルとの間に位置した第１の光拡散膜をさらに含み、
    前記第１の光拡散膜は、等方性拡散層又は異方性拡散層である、請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記光学部材は、前記偏光板と前記液晶表示パネルとの間に位置した第１のλ／４波長板をさらに含んでいる、請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 吸収軸及び透過軸を有する偏光板を含む光学部材と、光反射層と、前記光反射層と前記光学部材との間に位置した液晶層と、を有する液晶表示パネルと、を備える液晶表示装置と、
    液晶表示装置と独立して設けられ、前記液晶表示パネルに対して前記光学部材の反対側に位置し、前記偏光板を透過する直線偏光を前記偏光板側に放出する照明手段と、を備える、液晶表示システム。

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