(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される第１の電圧により液晶分子の配向を変化させる第１の液晶層を有する液晶セル部材と、
前記液晶セル部材の表示面側に配置され、第２の電圧の印加状態で光の透過率が変化する調光部材と、
前記調光部材と前記第１の液晶層との間に配置され、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を反射する反射型偏光部材と、
前記第２の電圧の印加状態を変化させる制御部と
を備え、
前記第１の液晶層から前記反射型偏光部材に入射する光の偏光方向は、前記反射型偏光部材が透過する光の偏光方向と同じであり、
前記制御部は、バックライト部が点灯している場合の前記調光部材の透過率が、バックライト部が消灯している場合の前記調光部材の透過率より高くなるように前記第２の電圧の印加状態を変化させる液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の液晶層と前記反射型偏光部材との間に、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を吸収する偏光部材をさらに備え、
前記反射型偏光部材の偏光方向は、前記偏光部材の偏光方向と同じである請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記調光部材は、液晶がカプセル状に入ったポリマーフィルムを、複数の透明導電膜が挟み込んだ構造の液晶カプセル方式である請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記調光部材は、エレクトロクロミック物質を使用した請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記調光部材は、コレステリック液晶を使用した請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記反射型偏光部材と前記調光部材との間に配置される液晶シャッター部と
前記液晶シャッター部に印加される第３の電圧の電圧状態を変化させる液晶シャッター制御部とをさらに備え、
前記液晶シャッター部は、偏光層及び第２の液晶層を有し、
前記偏光層は、前記第２の液晶層よりも前記調光部材側に配置され、
前記偏光層は、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を吸収し、
前記第２の液晶層は、印加される第３の電圧により液晶分子の配向を変化させ、
前記バックライト部が点灯している場合には、前記液晶シャッター部は光を透過し、前記反射型偏光部材は光を透過し、
前記バックライト部が消灯している場合には、前記反射型偏光部材は、前記第２の液晶層内を進んだ光を反射する請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記液晶セル部材に映像を表示した後に前記調光部材の透過率を高め、前記液晶セル部材に映像を表示するのを止めると同時に前記調光部材の透過率が低くなるように前記第２の電圧の印加状態を変化させる請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の構造及び制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置は、液晶セル部とバックライトとを有する。バックライトは、液晶セル部に面状の光を与える面光源装置である。液晶セル部は、構成要素が層状に形成されている。液晶セル部の構成要素は、表示面側から、偏光板、ガラス基板、カラーフィルタ、液晶層、ガラス基板及び偏光板の順番に配置されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１７５６２（段落００１１、段落００１２、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の液晶表示装置における偏光板は、特定の方向の振幅成分を有する光のみを透過する。そして、残りの光は、偏光板の内部のヨウ素等で吸収される。従って、従来の液晶表示装置においてバックライトが点灯していない場合には、外光を偏光板の内部のヨウ素等で吸収するために、表示面は黒く見える。【０００５】
しかし、近年、液晶表示装置の大画面化が進んだ結果として、映像を表示していない時に黒い表示面となることは、インテリアデザインの観点から好ましく思われない傾向がある。【０００６】
本発明は、上記に鑑みて成されたものであって、映像を表示しないときには、表示面が黒くならない液晶表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、印加される第１の電圧により液晶分子の配向を変化させる第１の液晶層を有する液晶セル部材と、前記液晶セル部材の表示面側に配置され、第２の電圧の印加状態で光の透過率が変化する調光部材と、前記調光部材と前記第１の液晶層との間に配置され、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を反射する反射型偏光部材と、前記第２の電圧の印加状態を変化させる制御部とを備え、前記第１の液晶層から前記反射型偏光部材に入射する光の偏光方向は、前記反射型偏光部材が透過する光の偏光方向と同じであり、前記制御部は、バックライト部が点灯している場合の前記調光部材の透過率が、バックライト部が消灯している場合の前記調光部材の透過率より高くなるように前記第２の電圧の印加状態を変化させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液晶表示装置に映像を表示しない場合の表示面が黒くなる度合いを低減した液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の液晶表示装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１の液晶セル部を示す構成図である。
【図３】実施の形態１の調光フィルムを示す構成図である。
【図４】実施の形態１の調光フィルムを示す構成図である。
【図５】実施の形態２の液晶表示装置を示す構成図である。
【図６】実施の形態２のエレクトロクロミックフィルムを示す構成図である。
【図７】実施の形態２の液晶表示装置の別の例を示す構成図である。
【図８】実施の形態３の液晶表示装置を示す構成図である。
【図９】実施の形態３の調光フィルムを示す構成図である。
【図１０】実施の形態３の調光フィルムの駆動方法を示す図である。
【図１１】実施の形態３の液晶表示装置の別の例を示す構成図である。
【図１２】実施の形態４の液晶表示装置を示す構成図である。
【図１３】実施の形態４の液晶シャッター部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、図の説明を容易にするためにＸＹＺ座標を用いて説明する。液晶表示装置の表示面は、例えば矩形形状をしている。表示面の短辺方向をＸ軸方向とし、長辺方向をＹ軸方向とし、Ｘ−Ｙ平面に垂直な方向をＺ軸方向とする。液晶表示装置１００の表示面側を＋Ｚ軸方向とする。また、液晶表示装置の上方向を＋Ｘ軸方向とする。液晶表示装置１００の表示面を見て右側を＋Ｙ軸方向とする。「表示面を見て」とは、液晶表示装置の表示面に対して対向して表示面を見ることである。また、以下において、液晶表示装置の表示面を単に「表示面」という。＋Ｚ軸方向を「前面」とよぶ。−Ｚ軸方向を「背面」とよぶ。
【００１１】
図１は、本発明に係る実施の形態１の液晶表示装置１００の断面を模式的に示した構成図である。液晶表示装置１００は筐体１、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４を有する。
【００１２】
筐体１は、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４を内部に含む。バックライト部２は、筐体１の内部にあって、液晶セル部３の背面側（−Ｚ軸方向側）に位置する。液晶セル部３は、バックライト部２よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。調光部４は、液晶セル部３よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。つまり、背面側（−Ｚ軸方向側）から表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向側）に向けて、バックライト部２、液晶セル部３そして調光部４の順に配置されている。以下の各実施の形態において、「表面」とは、映像の表示される方向で、液晶表示装置の最も外側の面である。つまり、液晶表示装置の最も＋Ｚ軸方向側の面である。「表面側」とは、「前面側」という意味である。
【００１３】
バックライト部２は、光源５、導光板７及び反射型偏光フィルム１０ａを有する。また、バックライト部２は、反射シート６、拡散フィルム８又は輝度上昇フィルム９を有することができる。光源５は、液晶セル部３を照明する照明光を発するものである。光源５は、導光板７へ向けて光を出射する。光源５の位置については後述する。「偏光」とは、光が特定の方向にのみ振動する特性を表す。「偏光光」は、偏光特性を有する光を表す。偏光光の振動方向は規則的である。
【００１４】
反射シート６は、バックライト部２において最も背面側（−Ｚ軸方向）に位置する。導光板７は、反射シート６よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。反射シート６は、導光板７から背面側に出射された一部の光を、表面１７ａ側に反射する機能を有する。つまり、反射シート６は、光を表面１７ａ側に集める機能を有する。
【００１５】
拡散フィルム８は、導光板７よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。拡散フィルム８は、透過する光を拡散し均一化するという機能を有する。輝度上昇フィルム９は、拡散フィルム８よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。輝度上昇フィルム９は、光源５から照射された光を集光し、表面１７ａ側の正面での輝度を上昇させる機能を有する。反射型偏光フィルム１０ａは、輝度上昇フィルム９よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。反射型偏光フィルム１０ａは、ある方向に振動する光のみを透過して、他の方向に振動する光は反射する機能を有する。
【００１６】
調光部４は、反射型偏光フィルム１０ｂと調光フィルム１７とを有する。調光部４は、液晶セル部３が生成した画像光を透過する機能、減光する機能又は遮光する機能を有する。「減光」とは、光の強さを減らすことである。つまり、液晶表示装置に表示される映像を暗くすることである。実施の形態１では、調光フィルム１７の＋Ｚ軸方向側の面が表面１７ａである。「画像光」とは、画像情報を有する光のことである。画像光は、液晶セル部３で作られる。液晶セル部３の＋Ｚ軸方向側の面が映像の表示面となる。
【００１７】
調光フィルム１７は、反射型偏光フィルム１０ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。つまり、反射型偏光フィルム１０ｂは、調光フィルム１７よりも背面側（−Ｚ軸方向）に位置する。調光フィルム１７は、調光部４において最も表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。反射型偏光フィルム１０ｂは、ある方向に振動する光のみを透過して、他の方向に振動する光は反射する機能を有する。調光フィルム１７は、調光フィルムの内部の電界を制御することにより、光の透過量を可変できる機能を有する。
【００１８】
光源の配置方法については色々な方法が開示されているが、ここではサイドエッジ方式を例に説明を行う。「サイドエッジ方式」とは、透明素材の導光板の側面に光源が配置され、光源の発する光線が導光板の内部を、反射を繰り返しながら誘導され導光板の表面に出光する方式である。「出光」とは、光が出ていくことである。「表面に出光する」とは、表面から光が出ていくということである。「誘導」とは、さそい導くことである。ここでは、導光板の内部に入射した光が、導光板の内部に沿って進行することである。サイドエッジ方式は、エッジライト方式、サイドライト方式又は導光板方式とも呼ばれる。
【００１９】
筐体１は、＋Ｚ軸方向から見て、矩形形状をしている。サイドエッジ方式の場合には、筐体１の短辺側に複数の光源５が配置される。サイドエッジ方式は、複数の光源５を導光板７の短辺側の側面に対向して配置している。ここでは図示していないが、光源５は熱拡散作用を有する金属製の支持部材などで、筐体１に固定されている。「熱拡散作用」とは熱が高温領域から低温領域に拡散する現象をいう。光源５を金属製の支持部材を用いて筐体１に固定することで、液晶表示装置１００は、光源５の発生する熱を効率よく放熱する効果を有する。
【００２０】
近年では、青色の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）という。）の性能が飛躍的に向上した。これに伴い、バックライト装置は、青色ＬＥＤ素子を利用した白色ＬＥＤを光源に広く採用している。白色ＬＥＤは、青色のＬＥＤ素子と黄色の蛍光体を有している。黄色の蛍光体は、青色のＬＥＤ素子の発する青色の光を吸収して黄色の光を発する。黄色は、緑色と赤色とを含む色であり、青色の補色である。このため、白色ＬＥＤは、白い光を発する。
【００２１】
導光板７は、矩形形状をしている。光源５は、導光板７の短辺側の側面に対向して配置されている。また、光源５から出射された光は、導光板７の短辺側の側面から導光板７に入射する。なお、側面は、表面１７ａを正面とした場合には、表面１７ａに対して上下方向及び左右方向の面を言う。つまり、図１では、ＹＺ平面に平行な面及びＺＸ平面に平行な面である。導光板７は複数の光源５から入射した光を均一な面状の光に変換する。つまり、導光板７は、背面側（−Ｚ軸側）に配置されたプリズム構造を用いて、側面から入射した「線状の光」を「均一な面状の光」に変換して、表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に出射する。つまり、導光板７は、面光源として面状の光を出射する。なお、「面光源」とは、面から光を発する光源を意味する。
【００２２】
一般に界面において光線は反射され、屈折され、散乱され又は吸収される。界面における光線の反射を界面反射と言う。界面反射などで一部の光は導光板７から背面側（−Ｚ軸方向）に出射する。反射シート６は光を反射し、表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に光の進行方向を向け直す。反射シート６は、光を反射させて表面１７ａ側の正面に集めるという機能を有する。
【００２３】
導光板７から表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に出射された光は、拡散フィルム８、輝度上昇フィルム９及び反射型偏光フィルム１０ａを透過して、液晶セル部３に入射する。輝度上昇フィルム９は、導光板７の液晶セル部３側（＋Ｚ軸方向）に配置される。輝度上昇フィルム９は、光源５から照射された光を集光し、表面１７ａ側の正面での輝度を上昇させるものである。これにより、表面１７ａ側の正面での輝度を向上させることができる。「表示面側の正面での輝度を上昇させる」とは、拡散フィルム８で拡散した光の進行方向を輝度上昇フィルム９の出射面に垂直な方向（＋Ｚ軸方向）に向けることである。
【００２４】
輝度上昇フィルム９を透過した光は、反射型偏光フィルム１０ａに入る。反射型偏光フィルム１０ａは、ある１つの方向に振動する光のみを透過して、他の方向に振動する光は反射する。なお、一般的な偏光板は、ある１つの方向に振動する光のみを透過して、他の方向に振動する光は吸収する。反射型偏光フィルムとしては、例えば、米国の３Ｍ社の多層型のフィルムなどが知られている。
【００２５】
しかし、最近では金属ナノワイヤーグリッドを用いたものなどが新たに開発されている。ワイヤーグリッド偏光板は、基板上に金属材料を蒸着し、ナノメーターレベルでの微細エッチングによりワイヤー状のグリッドを形成した非吸収型偏光板である。有機材料を使用していないので、耐熱性及び耐光性に優れている。反射型偏光フィルム１０ａで反射した光は、バックライト部２の内部で反射を繰り返す。バックライト部２の内部での反射により、反射型偏光フィルム１０ａで反射した光は、偏光方向が変化して、反射型偏光フィルム１０ａを透過する。
【００２６】
図２は液晶セル部３の構成図である。液晶セル部３は、偏光板１１ａ，１１ｂ、ガラス板１２ａ，１２ｂ、配向膜１６ａ，１６ｂ、透明電極１３、液晶層１４及びカラーフィルタ１５を有する。透明電極１３は、透明電極１３ａ及び透明電極１３ｂを有する。
【００２７】
偏光板１１ａは、液晶セル部３において最も背面側（−Ｚ軸方向）に位置する。ガラス板１２ａは、偏光板１１ａよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。配向膜１６ａはガラス板１２ａよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。透明電極１３ａは、配向膜１６ａの層に位置する。液晶層１４は、配向膜１６ａよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。配向膜１６ｂは、液晶層１４よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。透明電極１３ｂは、配向膜１６ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。カラーフィルタ１５は、透明電極１３ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。ガラス板１２ｂは、カラーフィルタ１５よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。偏光板１１ｂは、ガラス板１２ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。偏光板１１ｂは、液晶セル部３において最も表面１７ａ寄りの側（＋Ｚ軸方向）に位置する。つまり、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向けて、偏光板１１ａ、ガラス板１２ａ、透明電極１３ａ、液晶層１４、配向膜１６ｂ、透明電極１３ｂ、カラーフィルタ１５、ガラス板１２ｂそして偏光板１１ｂの順番に配置されている。なお、配向膜１６ａは、透明電極１３と同じ層に位置している。
【００２８】
配向膜１６は、溝を刻んだ膜である。配向膜１６ａと配向膜１６ｂとをまとめて、配向膜１６として説明する。配向膜１６に液晶層１４の液晶分子を接触させると、液晶分子は溝に沿って並び方を変える。配向膜１６ａと配向膜１６ｂとを、溝の向きが９０度異なるように配置して液晶層１４を挟むと、液晶層１４の液晶分子は９０度ねじれて配列する。「配向」とは、液晶分子を一定方向に配列させることである。
【００２９】
透明電極１３は、液晶層１４に電圧をかける。透明電極１３は、透明電極１３ａと透明電極１３ｂの間で電圧をかける。透明電極１３ａ及び透明電極１３ｂをまとめて、透明電極１３として説明する。また、透明電極１３は、ガラスと同様に透明な材料で作製されている。そのため、透明電極１３は、光源５からの光を通すものである。なお、透明電極１３は、それ自体が透明でなくても、例えば電極の幅が大変細いため、液晶表示装置１００を鑑賞する鑑賞者から見えない場合も含まれる。
【００３０】
偏光板１１ａの偏光方向は、偏光板１１ｂの偏光方向に対してＸ−Ｙ平面上で９０度回転している。具体的には、例えば、偏光板１１ａの偏光方向がＸ軸方向に偏光している場合には、偏光板１１ｂの偏光方向はＹ軸方向に偏光している。なお、「偏光板」とは、特定方向に偏光した光に限って透過させる板である。ここで、「Ｘ軸方向に偏光」とは、垂直偏光である。「Ｙ軸方向に偏光」とは、水平偏光である。以下の説明において、例として、偏光板１１ａの偏光方向はＸ軸方向（垂直偏光）として、偏光板１１ｂの偏光方向はＹ軸方向（水平偏光）とする。
【００３１】
反射型偏光フィルム１０ａは、偏光板１１ａと同じ偏光方向の光を透過する。つまり、反射型偏光フィルム１０ａの偏光方向は、偏光板１１ａの偏光方向と同じ方向である。このため、反射型偏光フィルム１０ａの偏光方向は、Ｘ軸方向（垂直偏光）として説明する。反射型偏光フィルム１０ａは、バックライト部２の内部に配置されている。偏光板１１ａが垂直偏光であるならば、反射型偏光フィルム１０ａも垂直偏光である。以下、偏光板１１ａは垂直偏光であるとして説明する。バックライト部２の内部の反射型偏光フィルム１０ａを透過した光は偏光板１１ａも透過する。
【００３２】
偏光板１１ａを透過した光は、液晶層１４の配向に沿って進む。まず、液晶セル部３がＴＮ型（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ  ｍｏｄｅ、ねじれネマティック型）液晶である場合について示す。ＴＮ型液晶は、電圧が無印加の状態で、液晶分子の配向がＸ−Ｙ平面上で９０度ねじれるように、液晶分子を配列する。つまり、液晶分子の配向は、液晶セル部３の−Ｚ軸方向側ではＹ軸方向であり、液晶セル部３の＋Ｚ軸方向側ではＸ軸方向である。
【００３３】
透明電極１３に電圧が印加されていない場合には、液晶層１４の−Ｚ軸方向側の液晶分子の配向は、偏光板１１ａの偏光方向（Ｘ軸偏光）に対してＸ−Ｙ平面上で９０度回転した状態（Ｙ軸方向）になっている。また、液晶層１４の＋Ｚ軸方向側の液晶分子の配向は偏光板１１ｂの偏光方向（Ｙ軸偏光）に対してＸ−Ｙ平面上で９０度回転した状態（Ｘ軸方向）になっている。つまり、液晶層１４の中で、液晶分子の配向は水平方向（Ｙ軸方向）から垂直方向（Ｘ軸方向）にＸ−Ｙ平面上で９０度回転した状態になっている。
【００３４】
−Ｚ軸方向側から＋Ｚ軸方向側に液晶層１４の配向に沿って進んだ光は、液晶層１４内を進むにつれて偏光方向がＸ−Ｙ平面上で９０度回転される。このため、液晶層１４の配向に沿って進んだ光は調光部４側の偏光板１１ｂを透過することができる。垂直偏光の光は、水平配向の液晶層を透過できる。また、水平偏光の光は、垂直配向の液晶層を透過できる。
【００３５】
一方、透明電極１３に電圧が印加されている場合には、液晶層１４の液晶分子と光との間のねじれが取れる。つまり、液晶層１４の液晶分子がＸ−Ｙ平面上で９０度回転した状態ではなくなる。液晶層１４の液晶分子の配向はＺ軸方向に変わる。このため、−Ｚ軸方向側から液晶層１４に入射した光は、液晶分子の投影面積の小さい部分にしかあたらないため、光の振動方向はほとんど変化しない。このため、光は、偏光板１１ａ（Ｘ軸方向の偏光）に対してＸ−Ｙ平面上で９０度回転して配置された偏光板１１ｂ（Ｙ軸方向の偏光）を透過することができない。
【００３６】
次に、例えば液晶セル部がＶＡ型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｍｏｄｅ、垂直配向型）液晶である場合について示す。ＶＡ型液晶は、負の誘電率を持った液晶分子と垂直配向膜とを組み合わせている。これにより、電圧が無印加の状態では、液晶分子は偏光板１１ａ，１１ｂに対して垂直（Ｚ軸方向）に配置されている。
【００３７】
透明電極１３に電圧が印加されていない場合には、液晶層１４の液晶分子は配向膜１６ａ，１６ｂに対して垂直に配列している。このとき、入射された光は、液晶分子の投影面積の小さい部分にしかあたらないため、光の振動方向はほとんど変化しない。このため、光は液晶層１４内をそのまま進んでいき調光部４側に位置する偏光板１１ｂを透過することができない。つまり、光は振動方向を変えずに液晶層１４内を進行して偏光板１１ｂに到達する。このため、光は偏光板１１ｂを透過することができない。
【００３８】
一方、透明電極１３に電圧が印加されている場合には、液晶層１４の液晶分子は配向膜１６ａ，１６ｂに対して平行に配列する。つまり、液晶分子は配向膜１６ａ，１６ｂに対して寝ていく。なお、「寝ていく」とは、横になっていくことである。その結果、光に対する液晶分子の投影面積が大きくなる。そして、液晶の複屈折の影響により光の振動方向は変化する。このため、光は偏光板１１ａに対して偏光方向がＸ−Ｙ平面上で９０度異なる偏光板１１ｂを透過する。
【００３９】
なお、図２に示す液晶セル部３にＩＰＳ型液晶又はＯＣＢ型液晶などを用いても良い。ＩＰＳ型液晶は、透明電極１３が液晶層１４の片側だけに配置され、電圧の印加の有無により液晶分子の並びが表面１７ａに対して平行に回転することが特徴である。ＯＣＢ型液晶は、電圧を印加していないときに液晶が弓状に配置することが特徴である。
【００４０】
液晶セル部３を透過した光は調光部４に入射する。調光部４は、反射型偏光フィルム１０ｂと調光フィルム１７とを有する。反射型偏光フィルム１０ｂは、調光フィルム１７の背面側（−Ｚ軸方向）に配置されている。調光フィルム１７は、電圧の印加により光の透過量を変化させるものである。例えば、調光フィルム１７は、液晶カプセル方式を採用することができる。
【００４１】
また、反射型偏光フィルム１０ｂは、反射型偏光フィルム１０ａと同様のものである。反射型偏光フィルム１０ｂは、調光部４の内部に配置されている。反射型偏光フィルム１０ｂは、偏光方向が合致しない光を吸収せずに反射する特性を有するものである。液晶セル部３を透過して反射型偏光フィルム１０ｂに入射した光は、偏光板１１ｂを透過することで水平方向（Ｙ軸方向）に偏光されている。偏光板１１ｂは、液晶セル部３の調光部４側に位置している。
【００４２】
反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向は、偏光板１１ｂの偏光方向と一致している。偏光板１１ｂの偏光方向は、水平方向（Ｙ軸方向）である。反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向は、水平方向（Ｙ軸方向）である。液晶セル部３を透過し、反射型偏光フィルム１０ｂに入射した光は、反射型偏光フィルム１０ｂで反射されることなく透過する。
【００４３】
一方、外光は無偏光の光である。外光は、表面１７ａ側から調光フィルム１７を透過して反射型偏光フィルム１０ｂに入射する。「無偏光」とは、振動方向が規則的でない光であり、全ての方向に均一に振動する光のことである。全ての光が平均的に集まり、偏光に方向性がない。
【００４４】
よって、表面１７ａ側から反射型偏光フィルム１０ｂに入射した外光の内、５０％の光は、反射型偏光フィルム１０ｂで反射される。反射される５０％の光は、反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向と合致しない光である。残りの５０％の光は、液晶セル部３方向（−Ｚ軸方向）に進んで、反射型偏光フィルム１０ｂを透過する。
【００４５】
図３及び図４は、液晶カプセル方式の調光フィルム１７の構造の一例を示した図である。液晶カプセル方式の調光フィルム１７は、ポリマーフィルム１９を、透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとで挟んだ構造になっている。ポリマーフィルム１９は、液晶カプセル１８を含んでいる。液晶カプセル１８は、液晶分子を樹脂などのマイクロカプセルの中に入れたものである。透明導電膜２０ａは、背面側（−Ｚ軸方向）に位置している。透明導電膜２０ｂは、表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置している。
【００４６】
なお、透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとは、背面側（−Ｚ軸方向）の保護フィルム２１ａと表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）の保護フィルム２１ｂとにより挟まれている。つまり、保護フィルム２１ａは、透明導電膜２０ａの背面側（−Ｚ軸方向）に位置している。また、保護フィルム２１ｂは、透明導電膜２０ｂの表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置している。
【００４７】
透明電極２０は、液晶カプセル１８に電圧をかける。透明電極２０ａ及び透明電極２０ｂをまとめて、透明電極２０として説明する。また、透明電極２０は、ガラスと同様に透明な材料で作製されている。そのため、透明電極２０は、光源５からの光を通すものである。なお、透明電極２０は、それ自体が透明でなくても、例えば電極の幅が大変細いため、液晶表示装置１００を鑑賞する鑑賞者から見えない場合も含まれる。
【００４８】
保護フィルム２１ａ，２１ｂは、調光フィルム１７の内部を電気的に保護する目的のものである。また、保護フィルム２１ａ，２１ｂは、調光フィルム１７の内部を物理的に保護する目的のものである。電気的な保護として、例えば、保護フィルム２１ａ，２１ｂは、透明で絶縁性を有する樹脂からなる。物理的な保護として、樹脂は外部からの圧力に対する保護又は水分の浸入を防止することなどの役割がある。
【００４９】
図３は、調光フィルム１７の透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧が印加されていない場合を示している。制御部２３は、電源Ｖ及びスイッチＳを有する。図３において、電源Ｖに接続されたスイッチＳは切れている。電源Ｖの一端は、透明導電膜２０ａに接続されている。電源Ｖの他端は、スイッチＳの一端に接続されている。スイッチＳの他端は、透明導電膜２０ｂに接続されている。なお、図３では、スイッチＳにより電源Ｖを入れたり切ったりしている。しかし、電源Ｖは、電圧を連続的に変化させる機能を有している。
【００５０】
図３の場合には、つまり電圧が無印加のときには、液晶カプセル１８の中の液晶分子の方向は定まらず、液晶分子はランダムに配向している。よって、ポリマーフィルム１９と液晶カプセル１８の中の液晶分子との屈折率の違い又は液晶カプセル１８の中の液晶分子の複屈折性により、外光２２の大部分は直進できず散乱する。「複屈折」とは、入射する光の方向によって異なる屈折率を持つという性質を言う。
【００５１】
外光２２の一部の光は調光フィルム１７を透過する。つまり、外光２２の数パーセントの光は調光フィルム１７を透過する。つまり、調光フィルム１７で散乱せずに透過する外光は数パーセントである。「散乱せずに透過する外光」とは、調光フィルム１７に入射しても大きく光路を変えずにそのまま進行する外光である。内部の部品等で反射した外光のうち、数パーセントの外光は、大きく散乱せずに外に出てくる。このため、若干、調光フィルム１７の背面側（−Ｚ軸方向側）が透けて、筐体１の内部が見える。しかし、反射される光の量が相対的に多いため、調光フィルム１７は全体に白みがかった色に見える。つまり、調光フィルム１７は全体に白く見える。なお、透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧を印加した状態では、制御部２３は、調光フィルム１７内の電界の状態を変化させる。つまり、制御部２３は、透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間の電圧の印加状態を変化させる。
【００５２】
液晶セル部３の表面（＋Ｚ軸方向側の面）は一般的に黒い。これは、特定の偏光方向以外の光は、偏光板１１ｂのヨウ素分子等の偏光素子で吸収されてしまうためである。偏光板１１ｂは、液晶セル部３の表面に配置されている。よって、液晶セル部３の表面側に調光フィルム１７を直接配置すると、調光フィルム１７を透過した外光２２の一部は偏光板１１ｂで吸収される。このため、調光フィルム１７は暗い乳白色に見える。「乳白色」とは、わずかに黄色みのある乳のような白色のことである。
【００５３】
偏光板１１は、ある方向に振動する光のみを透過させて、他の方向に振動する光は吸収する。つまり、偏光板１１の外観は、黒っぽく見える。これに対して、反射型偏光フィルム１０は、ある方向に振動する光のみを透過させて、他の方向に振動する光は反射する。つまり、反射型偏光フィルム１０の外観は、鏡のように見える。
【００５４】
調光フィルム１７と液晶セル部３との間に反射型偏光フィルム１０ｂを配置すると、外光２２の一部は調光フィルム１７で直進できず散乱する。また、調光フィルム１７を透過した外光２２の多くが反射型偏光フィルム１０ｂで反射される。この散乱と反射により調光フィルム１７は明るい乳白色に見える。
【００５５】
図４は透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧が印加されている場合を示している。透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電位が印加されると、液晶カプセル１８の中の液晶分子は透明導電膜２０ａに対して垂直に配向される。このため、外光２２は散乱せずに直進できるようになる。つまり、調光フィルム１７は透明になる。これにより外光２２は散乱せずに直進できる。
【００５６】
反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向は、液晶セル部３の表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）の偏光板１１ｂと同じである。このため、液晶セル部３から出射した光は、ほぼロスが無く反射型偏光フィルム１０ｂを透過する。つまり、光は、損失を抑えながら反射型偏光フィルム１０ｂを透過する。これにより、液晶セル部３から出射した光は反射型偏光フィルム１０ｂを透過する。
【００５７】
透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧が印加されている場合には、調光部４おいては、多くの光が調光フィルム１７を透過できない。通常、平行光線が調光フィルム１７を透過する透過率は、７０パーセント以上となる。この透過率は、後述するハーフミラーの透過率に対して十分大きい。ハーフミラーの透過率は、約５０％である。このため、調光部４での輝度の低下を最小限に抑えることが可能である。
【００５８】
つまり、液晶セル部３に映像を表示させる場合には、調光フィルム１７に電圧を印加させ透明にすれば、通常通り画像を表示させることが可能である。液晶セル部に映像を表示させない場合には、調光フィルム１７に電圧を印加させないことで、表示面を乳白色にすることができる。「液晶セル部に映像を表示させない場合」とは、液晶表示装置１００を使用しない場合である。「乳白色」とは、わずかに黄色みのある乳のような白色のことである。
【００５９】
上述の結果として、大きな表示面の液晶表示装置を部屋に配置する場合において、液晶表示装置を使用していないときの存在感を減らし、インテリアとの調和を得ることが可能になる。また、調光部４での光の損失が少ないので、バックライト部２の光量を従来に比べて抑えることができる。
【００６０】
例えば、液晶表示装置の前にハーフミラーなどを配置し、液晶表示装置が表示されていないときは鏡とすることで、映像を表示していない時に黒い表示面となることを避ける液晶表示装置も開発されている。しかし、その場合には、ハーフミラーの透過率が低いために、所望の輝度を得るためにはバックライトの光量を多くする必要がある。なお、「ハーフミラー」とは、入射する光の一部を反射し、一部を透過する鏡のうち、反射光の光量と透過光の光量とがほぼ同じものを指す。本発明において、調光フィルム１７は、液晶表示装置１００を表示させない条件の下では鏡のように見える。また、調光フィルム１７は、液晶表示装置１００を表示させる条件の下ではガラスのように見える。省電力の観点において、バックライト部２の光量を多くする必要のない本発明の液晶表示装置１００の方が優位である。
【００６１】
また、液晶表示装置を使用していないときに鏡となる方式の場合には、液晶表示装置が大画面になると、大きな鏡になるため、設置する場所が制限される。インテリアデザインの観点においても、液晶表示装置を使用していないときに表示面を乳白色にする本発明の液晶表示装置１００の方がハーフミラーを配置した液晶表示装置よりも好ましい。
【００６２】
なお、本実施の形態１では、偏光板１１ｂと反射型偏光フィルム１０ｂとを用いる構成で説明をした。これは、液晶セル部３が一つの部品として取り扱われることが多く、新たに反射型偏光フィルム１０ｂを追加する構成が比較的実現しやすいためである。しかし、偏光板１１ｂを用いず、代わりに反射型偏光フィルム１０ｂをガラス板１２ｂの表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に配置してもよい。この場合には、反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向は、液晶層１４の液晶分子の配向方向と偏光板１１ａの偏光方向とで決まる。例えば、ＶＡ型液晶の場合には、反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向は、偏光板１１ａの偏光方向に対してＸＹ平面上で直角を成せばよい。
【００６３】
つまり、映像を表示する際に、液晶層１４から反射型偏光フィルム１０ｂに向けて出射する光の偏光方向が反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向と一致していれば良い。これにより、映像を表示する際の光は、損失することなく反射型偏光フィルム１０ｂを透過することができる。偏光方向が一致していない場合には、映像を表示する光（画像光）の一部は、反射型偏光フィルム１０ｂを透過できず、映像が暗くなってしまう。
【００６４】
偏光板１１ｂの代わりに反射型偏光フィルム１０ｂを用いることで、部品点数を低減できる。そして、組立性を改善できる。そして、製造コストを低減できる。また、光学部品が少なくなるので、光の吸収又は光の散乱による光の損失が減る。そして、省エネの効果が得られる。大きな画面の液晶表示装置を部屋に配置する場合において、液晶表示装置を使用していないときの存在感を減らし、インテリアとの調和を得ることが可能になる。
【００６５】
液晶表示装置１００は、液晶セル部材３、調光部材１７、反射型偏光部材１０ｂ及び制御部２３を備える。液晶セル部材３は、印加される第１の電圧により液晶分子の配向を変化させる第１の液晶層１４を有する。調光部材１７は、液晶セル部材３の表示面側に配置され、第２の電圧の印加状態で光の透過率が変化する。反射型偏光部材１０ｂは、調光部材１７と第１の液晶層１４との間に配置され、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を反射する。制御部２３は、第２の電圧の印加状態を変化させる。第１の液晶層１４から反射型偏光部材１０ｂに入射する光の偏光方向は、反射型偏光部材１０ｂが透過する光の偏光方向と同じである。制御部２３は、バックライト部２が点灯している場合の調光部材１７の透過率が、バックライト部２が消灯している場合の調光部材１７の透過率より高くなるように第２の電圧の印加状態を変化させる。
【００６６】
実施の形態１では、液晶セル部材３を、液晶セル部３として説明した。また、調光部材１７を、調光フィルム１７として説明した。しかし、調光部材１７は、必ずしもフィルムである必要は無い。調光部材１７は、例えば、板状の部材であっても構わない。また、反射型偏光部材１０ｂを、反射型偏光フィルム１０ｂとして説明した。しかし、反射型偏光部材１０ｂは、必ずしもフィルムである必要は無い。反射型偏光部材１０ｂは、例えば、板状の部材であっても構わない。
【００６７】
液晶表示装置１００は、第１の液晶層１４と反射型偏光部材１０ｂとの間に、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を吸収する偏光部材１１ｂをさらに備える。反射型偏光部材１０ｂの偏光方向は、偏光部材１１ｂの偏光方向と同じである。
【００６８】
調光部材１７は、液晶がカプセル状に入ったポリマーフィルムを、複数の透明導電膜が挟み込んだ構造の液晶カプセル方式である。
【００６９】
制御部２３は、液晶セル部材３に映像を表示した後に調光部材１７の透過率を高め、液晶セル部材３に映像を表示するのを止めると同時に調光部材１７の透過率が低くなるように第２の電圧の印加状態を変化させる。
【００７０】
実施の形態２．
図５は、本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置２００の断面を模式的に示した構成図である。液晶表示装置２００は筐体１、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４ａを有する。上述の実施の形態１の液晶表示装置１００の構成図と同様の構成要素については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。実施の形態１と同様の構成要素は、筐体１、バックライト部２、液晶セル部３である。また、実施の形態１の表面１７ａに相当する面は、実施の形態２では、表面３０ａである。「表面」とは、映像の表示される方向で、液晶表示装置の最も外側の面である。つまり、液晶表示装置の最も＋Ｚ軸方向側の面である。「表面側」とは、「前面側」という意味である。また、実施の形態１と同様のＸＹＺ座標を用いて説明する。
【００７１】
筐体１は、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４ａを内部に有する。バックライト部２は、筐体１の内部に配置されている。また、バックライト部２は、筐体１の背面側（−Ｚ軸方向側）に位置する。液晶セル部３は、バックライト部２よりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。調光部４ａは、液晶セル部３よりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。つまり、背面側（−Ｚ軸方向側）から表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に向けて、バックライト部２、液晶セル部３そして調光部４ａの順に配置されている。
【００７２】
バックライト部２及び液晶セル部３の各々の構造及び機能は、実施の形態１と同様である。このため、それらの説明を省略する。液晶セル部３を透過した光は、調光部４ａに入射する。調光部４ａは、調光フィルムとしてエレクトロクロミックフィルム３０を有する。エレクトロクロミックフィルム３０は、エレクトロクロミック物質を備えたものである。エレクトロクロミック物質は、電圧の印加により電気化学的な物質の酸化還元反応が起こり、酸化還元反応によって色が変化する特性を示す物質である。例えばエレクトロクロミックフィルム３０は、エレクトロクロミック物質として酸化タングステン（ＷＯ３）を用いる。
【００７３】
図６は、エレクトロクロミックフィルム３０の構造の一例を示した模式図である。ここでは、エレクトロクロミック物質３４として酸化タングステン（ＷＯ３）を使用する例を挙げる。エレクトロクロミックフィルム３０は、保護フィルム３２ａ、透明電極３１ａ、エレクトロクロミック物質３４、電解質３３、透明電極３１ｂ及び保護フィルム３２ｂを有する。保護フィルム３２ａは、エレクトロクロミックフィルム３０の背面側（−Ｚ軸方向側）に位置する。透明電極３１ａは、保護フィルム３２ａよりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。エレクトロクロミック物質３４は、透明電極３１ａよりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。電解質３３は、エレクトロクロミック物質３４よりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。透明電極３１ｂは、電解質３３よりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。保護フィルム３２ｂは、透明電極３１ｂよりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。つまり、背面側（−Ｚ軸方向側）から表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に向けて、保護フィルム３２ａ、透明電極３１ａ、エレクトロクロミック物質３４、電解質３３、透明電極３１ｂそして保護フィルム３２ｂの順に配置されている。
【００７４】
制御部３５は、エレクトロクロミックフィルム３０の透明電極３１ａ，３１ｂへの電圧の印加状態を変化させる。制御部３５は、電源Ｖ及びスイッチＳを有する。図６において、電源Ｖに接続されたスイッチＳは切れている。電源Ｖの一端は、透明導電膜３１ａに接続されている。電源Ｖの他端は、スイッチＳの一端に接続されている。スイッチＳの他端は、透明導電膜３１ｂに接続されている。なお、図６では、スイッチＳにより電源Ｖを入れたり切ったりしている。しかし、電源Ｖは、電圧を連続的に変化させる機能を有している。
【００７５】
また、透明電極３１ａ，３１ｂは、ガラスと同様に透明な材料で作製されている。そのため、透明電極３１ａ，３１ｂは、光源からの光を通す。なお、透明電極３１ａ，３１ｂは、それ自体が透明でない場合も含まれる。例えば、透明電極が透明でない場合とは、電極の幅が大変細いため、液晶表示装置２００を鑑賞する鑑賞者から見えないような場合のことをいう。
【００７６】
保護フィルム３２ａ，３２ｂは、エレクトロクロミックフィルム３０の内部を電気的に保護する目的のものである。また、保護フィルム３２ａ，３２ｂは、エレクトロクロミックフィルム３０の内部を物理的に保護する目的のものである。電気的な保護として、例えば、保護フィルム３２ａ，３２ｂは、透明で絶縁性を有する樹脂からなる。物理的な保護として、保護フィルム３２ａ，３２ｂは、外部からの圧力に対する保護の役割があり、又は水分の浸入を防止することなどの役割がある。
【００７７】
ここで、エレクトロクロミック物質３４として酸化タングステン（ＷＯ３）を用いた場合について説明する。酸化タングステン（ＷＯ３）は、酸化還元反応により色が変化する特性を示す。酸化タングステン（ＷＯ３）は、透明又は淡黄色であるが、電気的に還元することによってイオンを取り込み濃青色になる。
【００７８】
電解質３３は、エレクトロクロミック物質が酸化還元反応を行う際に、エレクトロクロミック物質３４にイオンを供給する。電解質は、液体電解質と固体電解質とに分類される。液体電解質は、応答性が高い反面、液漏れを起こすという問題がある。「液漏れ」とは、電解質がパッケージの外部に露出することである。液漏れを防止するには、複雑なパッケージ行程を有する必要がある。「パッケージ行程」とは、液体電解質を密封する工程である。固体電解質は、固体であるという性質上、イオン伝導度が低くなる。イオン伝導度が低いことは、電圧の印加状態の変化に対する応答性を悪くすることになる。ゲル状の電解質である高分子電解質を用いることにより、応答性は固体電解質の場合に比べ向上する。なお、ここでは、電解質３３は、固体電解質として説明する。
【００７９】
次に、酸化タングステン（ＷＯ３）を使用したエレクトロクロミックフィルム３０の特徴について図６を用いて説明する。制御部３５は、透明電極３１ａが透明電極３１ｂに対して負の電位になるような電圧を印加する。透明電極３１ａは、酸化タングステン（ＷＯ３）と接している。酸化タングステン（ＷＯ３）は、エレクトロクロミック物質３４である。透明電極３１ａは、電解質３３からイオンが供給される。つまり、イオンは、電解質３３から透明電極３１ａに向けて移動する。イオンは、正電荷を持っている。これにより、エレクトロクロミック物質３４は、還元反応を起こして発色し着色状態となる。
【００８０】
エレクトロクロミック物質３４が着色状態になった後に、回路をオープンにして、制御部３５による電圧の印加を止める。そうすると、エレクトロクロミック物質３４は、着色状態を維持する。エレクトロクロミック物質３４の着色状態は、メモリー特性を有する。「メモリー」とは、記憶するということである。「メモリー特性」とは、記憶する特性である。エレクトロクロミック物質３４に逆電圧を印加することにより、エレクトロクロミック物質３４は、酸化反応を起こして最初の状態（透明）に戻る。または、透明電極３１ａ，３１ｂ間を短絡することにより、エレクトロクロミック物質３４は、酸化反応を起こして最初の状態（透明）に戻る。
【００８１】
エレクトロクロミックフィルム３０の動作について説明する。バックライト部２の発する光が液晶セル３に照射されていない状態では、バックライト部２の電源のスイッチは切れている状態である。バックライト部２の電源のスイッチが切れている状態では、制御部３５は、エレクトロクロミックフィルム３０に対して還元反応を起こす電圧を印加する。エレクトロクロミックフィルム３０は、還元反応を起こす電圧が印加されることにより濃青色の着色状態となる。つまり、バックライト部２が消灯している状態では、エレクトロクロミックフィルム３０は、還元反応により濃青色の着色状態となる。
【００８２】
次に、バックライト部２の光が液晶セル３に照射される状態では、バックライト部２の電源のスイッチは入っている状態である。つまり、電圧は印加している状態である。バックライト部２の電源のスイッチが入っている状態では、制御部３５は、エレクトロクロミックフィルム３０に対して酸化反応を起こす電圧を印加する。エレクトロクロミックフィルム３０は、酸化反応を起こす電圧が印加されることにより透明の状態となる。つまり、バックライト部２が点灯している状態では、エレクトロクロミックフィルム３０は、酸化反応により透明の状態となる。
【００８３】
エレクトロクロミックフィルム３０を透明に変化させる電圧は、液晶セル部３に映像出力信号が入力されてから十秒から数十秒程度遅れて印加されることがのぞましい。なぜなら、このような遅延した電圧変化により、バックライト部２の電源のスイッチが入って、映像が表示された液晶セル部３を光が透過して調光部４に入射した後に、エレクトロクロミックフィルム３０が透明に変化することになる。つまり、調光部４に映像が表示される状態になった後に、エレクトロクロミックフィルム３０が透明に変化する。これにより、調光部４に映像が表示されない状態で、エレクトロクロミックフィルム３０が透明に変化することがなくなる。
【００８４】
「エレクトロクロミックフィルム３０が透明に変化する状態」とは、着色状態に対して透過率が上昇して、エレクトロクロミックフィルム３０が７０パーセント以上の透過率を有する状態を指す。つまり、エレクトロクロミックフィルム３０が透明の状態では、調光部４での輝度の低下を最小限に抑えることができる。よって、エレクトロクロミックフィルム３０が透明の状態では、通常通り液晶表示装置２００において映像を表示することが可能となる。
【００８５】
液晶セル部３に映像出力信号が入力されなくなった場合には、制御部３５は、映像出力信号が入力されなくなったと同時に、エレクトロクロミックフィルム３０に還元反応を起こす電圧を印加する。従って、調光部４ａへの入射光が切れると同時にエレクトロクロミックフィルム３０は、着色状態になる。「入射光が切れる」とは、バックライト部２が消灯することである。
【００８６】
上述の結果として、エレクトロクロミックフィルム３０は、実施の形態１に記載の調光フィルム１７と同様の調光機能を有する。「調光機能」とは、光を透過又は拡散する機能である。これから、大きな画面の液晶表示装置を部屋に配置する場合には、エレクトロクロミックフィルム３０を用いることで、液晶表示装置を使用していないときの存在感を減らすことが可能である。また、エレクトロクロミックフィルム３０を用いることで、液晶表示装置はインテリアとの調和を得ることが可能になる。
【００８７】
エレクトロクロミックフィルム３０は、着色時に濃青色を発色する。このため、実施の形態１に記載の暗い乳白色以外の色デザインにエレクトロクロミックフィルム３０を用いることが可能となる。つまり、反射型偏光フィルム１０ｂがエレクトロクロミックフィルム３０の背面側（−Ｚ軸方向側）にないので、表面３０ａは暗い色になる。一方、反射型偏光フィルム１０ｂがエレクトロクロミックフィルム３０の背面側（−Ｚ軸方向側）にある場合には、表面３０ａは明るい色になる。
【００８８】
上述の構成では、エレクトロクロミック物質３４として酸化タングステン（ＷＯ３）を使用する例を挙げた。しかし、エレクトロクロミック物質３４は酸化タングステン（ＷＯ３）に限るものではない。例えば、ビオロゲン系化合物の一例であるヘプチルビオロゲンは、還元状態において赤紫色となり、酸化状態において透明となる。
【００８９】
酸化タングステン（ＷＯ３）は、電圧を印加することで着色する。しかし、電圧を印加する状態で透明になるエレクトロクロミック物質を使用すれば、映像表示装置２００を使用しないときの電圧の印加が不要となる。
【００９０】
本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置２００は、エレクトロクロミック物質３４を変更することにより着色時の色を変更することが可能となる。また、液晶表示装置２００は、保護フィルム３２ａと保護フィルム３２ｂとの間に、透明電極３１ａ、エレクトロクロミック物質３４、電解質３３及び透明電極３１ｂを多層に構成している。これにより、任意の色を混色することが可能となる。
【００９１】
任意な色の混色により、インテリアのデザインの自由度を高めることが可能となる。電圧を印加した状態で透明になるエレクトロクロミック物質としては、例えば、酸化イリジウム又はプルシアンブルーがある。酸化イリジウムは、還元状態において透明となり、酸化状態において暗青色となる。プルシアンブルーは、還元状態において透明となり、酸化状態において青色となる。
【００９２】
上述の構成においては、電解質３３を固体電解質としている。しかし、電解質３３は、電解質はエレクトロクロミック物質との相性又は用途によって決定される。よって、電解質３３は、固体電解質に限るものではない。電解質３３は、応答性を高めるために液体電解質やゲル状の電解質とすることも可能である。
【００９３】
制御部３５の動作を上述のようにしているため、液晶セル部３が映像を表示してから調光部４ａが透明となる。そして、外部（＋Ｚ方向）から調光部４ａを通して映像を見ることができる。液晶セル部３の映像の表示を止めると同時に、調光部４は着色される。その結果、液晶表示装置２００は、インテリアと調和した外観となる。液晶セル部３に映像信号が表示される前に、バックライト部２が光を照射した場合には、液晶表示装置２００内部の構造が外部（＋Ｚ方向）から見えてしまう。調光部４が着色されることにより、液晶表示装置２００内部の構造が外部（＋Ｚ方向）から見えてしまう問題は生じない。液晶表示装置２００は、使用していない時には、過度に存在感を主張することなく、インテリアと調和することが可能となる。
【００９４】
図７は、液晶表示装置２００ａの構成図である。図７に示す液晶表示装置２００ａは、図６に示す液晶表示装置２００に対して反射型偏光フィルム１０ｂを有する点で異なる。液晶表示装置２００の構成では、調光部４ａは、遮光する手段としてエレクトロクロミックフィルム３０のみを用いていた。しかしながら、エレクトロクロミック物質３３には、着色時においても着色の度合いが十分でなく背面側（−Ｚ軸方向側）が透けて見えるような透明度の高い材料も存在する。つまり、エレクトロクロミックフィルム３０の光を反射する機能が低い場合である。
【００９５】
この対策として、図７に示す液晶表示装置２００ａは、実施の形態１で記載した反射型偏光フィルム１０ｂを、液晶セル部３とエレクトロクロミックフィルム３０との間に有している。つまり、反射型偏光フィルム１０ｂは、液晶セル部３より＋Ｚ側に位置している。そして、反射型偏光フィルム１０ｂは、エレクトロクロミックフィルム３０よりも−Ｚ側に位置している。この構成により、使用していない時の液晶表示装置２００ａは、過度に存在感を主張することなく、インテリアと調和することが可能となる。
【００９６】
なお、実施の形態１と同様に液晶セル部３内の偏光板１１ｂの代わりに反射型偏光フィルム１０ｂをガラス板１２ｂよりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向）に配置させる構成でも同様の効果が得られる。
【００９７】
液晶表示装置２００，２００ａの調光部材３０は、エレクトロクロミック物質を使用している。
【００９８】
実施の形態３．
図８は、本発明に係る実施の形態３の液晶表示装置３００の断面を模式的に示した構成図である。液晶表示装置３００は筐体１、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４ａを有する。上述の実施の形態１の液晶表示装置１００の構成図と同様の構成要素については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。実施の形態１と同様の構成要素は、筐体１、バックライト部２、液晶セル部３である。
【００９９】
また、実施の形態１の表面１７ａに相当する面は、実施の形態３では、表面３０ａである。「表面」とは、映像の表示される方向で、液晶表示装置の最も外側の面である。つまり、液晶表示装置の最も＋Ｚ軸方向側の面である。「表面側」とは、「前面側」という意味である。また、実施の形態１と同様のＸＹＺ座標を用いて説明する。
【０１００】
筐体１は、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４ａを内部に有する。バックライト部２は、筐体１の内部にあって、背面側（−Ｚ軸方向側）に位置する。液晶セル部３は、バックライト部２よりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。調光部４ａは、液晶セル部３よりも表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。つまり、背面側（−Ｚ軸方向側）から表面３０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に向けて、バックライト部２、液晶セル部３そして調光部４ａの順に配置されている。
【０１０１】
バックライト部２の構造及び機能は実施の形態１と同様である。また、液晶セル部３の構造及び機能は実施の形態１と同様である。このため、これらの説明を省略する。
【０１０２】
液晶セル部３を透過した光は、調光部４ａに入射する。調光部４ａは、調光フィルムとしてコレステリック液晶フィルム４０を有する。コレステリック液晶フィルム４０は、コレステリック液晶を備えている。
【０１０３】
コレステリック液晶は、層状に配置された分子の各層が規則的なねじれ構造をもつ液晶である。コレステリック液晶は、層構造を持たずに平行配列しているネマティック液晶に、カイラル剤と呼ばれる添加剤を加え、旋光性を持たせたものである。「旋光性」とは、旋光性物質が，その中を通過する直線偏光の偏光面を回転させる性質をいう。ここでは、コレステリック液晶が旋光性物質である。コレステリック液晶は、カイラルネマチック液晶とも呼ばれる。
【０１０４】
図９は、コレステリック液晶フィルム４０の構造の一例を示した模式図である。コレステリック液晶フィルム４０は、保護フィルム４２ａ、透明電極４１ａ、コレステリック液晶４３、透明電極４１ｂ及び保護フィルム４２ｂを有する。
【０１０５】
保護フィルム４２ａは、コレステリック液晶フィルム４０の背面側（−Ｚ軸方向側）に位置する。透明電極４１ａは、保護フィルム４２ａよりも表面４０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。コレステリック液晶４３は、透明電極４１ａよりも表面４０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。透明電極４１ｂは、コレステリック液晶４３よりも表面４０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。保護フィルム４２ｂは、透明電極４１ｂよりも表面４０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。つまり、背面側（−Ｚ軸方向側）から表面４０ａ側（＋Ｚ軸方向側）に向けて、保護フィルム４２ａ、透明電極４１ａ、コレステリック液晶４３、透明電極４１ｂそして保護フィルム４２ｂの順に配置されている。
【０１０６】
制御部４４は、コレステリック液晶フィルム４０の透明電極４１ａ，４１ｂへの電圧の印加状態を変化させる。制御部４４は、電源Ｖ及びスイッチＳを有する。図９において、電源Ｖに接続されたスイッチＳは切れている。電源Ｖの一端は、透明導電膜４１ａに接続されている。電源Ｖの他端は、スイッチＳの一端に接続されている。スイッチＳの他端は、透明導電膜４１ｂに接続されている。なお、図９では、スイッチＳにより電源Ｖを入れたり切ったりしている。しかし、電源Ｖは、電圧を連続的に変化させる機能を有している。
【０１０７】
また、透明電極４１ａ，４１ｂは、ガラスと同様に透明な材料で作製されている。そのため、透明電極４１ａ，４１ｂは、光源からの光を通す。なお、透明電極４１ａ，４１ｂは、それ自体が透明でない場合も含まれる。例えば、透明電極が透明でない場合とは、電極の幅が大変細いため、液晶表示装置３００を鑑賞する鑑賞者から見えないような場合のことをいう。
【０１０８】
保護フィルム４２ａ，４２ｂは、コレステリック液晶フィルム４０の内部を電気的に保護する目的のものである。また、保護フィルム４２ａ，４２ｂは、コレステリック液晶フィルム４０の内部を物理的に保護する目的のものである。電気的な保護として、例えば、保護フィルム４２ａ，４２ｂは、透明で絶縁性を有する樹脂からなる。物理的な保護として、保護フィルム４２ａ，４２ｂは、外部からの圧力に対する保護又は水分の浸入を防止することなどの役割がある。
【０１０９】
コレステリック液晶フィルム４０の動作について説明する。バックライト部２の発する光が液晶セル３に照射されていない状態は、バックライト部２の電源のスイッチが切れている状態である。バックライト部２の電源のスイッチが切れている状態では、制御部４４は、コレステリック液晶フィルム４０が光を反射するように電圧を印加する。つまり、バックライト部２が消灯している状態では、コレステリック液晶フィルム４０は光を反射する状態となる。コレステリック液晶フィルム４０が光を反射する状態は、プレーナ状態とよばれる。
【０１１０】
具体的には、制御部４４は、液晶分子がＸ−Ｙ平面上の方向に向くように電圧を印可する。液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面上の方向で、Ｚ軸方向に順次回転して螺線構造を形成している。この螺線構造の螺線軸は、Ｘ−Ｙ平面に垂直である。ただし、コレステリック液晶はメモリー特性がある。そのため、液晶分子に電圧を印加させつづけていなくても、その状態を維持させることが可能である。つまり、液晶分子に電圧を印加する時間は短くてよい。光を反射するプレーナ状態を維持するために、特別に、電力を供給し続ける必要はない。
【０１１１】
次に、バックライト部２の光が液晶セル３に照射される状態は、バックライト部２の電源のスイッチが入っている状態である。バックライト部２の電源のスイッチが入っている状態では、制御部４４は、コレステリック液晶フィルム４０が光を透過するように一瞬電圧を印加する。つまり、バックライト部２が点灯している状態では、コレステリック液晶フィルム４０は光を透過する状態となる。コレステリック液晶フィルム４０が光を透過する状態は、フォーカルコニック状態とよばれる。
【０１１２】
具体的には、液晶分子がＺ軸方向に向くように、制御部４４は、一瞬だけ液晶分子に電圧を印可する。
【０１１３】
図１０は、コレステリック液晶フィルム４０に印加する電圧と、液晶の反射率との関係を示した図である。図１０の横軸は電圧［V］であり、縦軸は反射率［％］である。横軸には、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が示されている。電圧は、電圧Ｖ１が最も小さい値である。電圧は、電圧Ｖ４が最も大きい値である。電圧は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３そして電圧Ｖ４の順に大きくなる。縦軸には、反射率Ｒ１，Ｒ２が示されている。反射率Ｒ２は反射率Ｒ１よりも高い値である。つまり、反射率Ｒ１の状態は、反射率Ｒ２の状態よりも多くの光を透過する。反射率Ｒ１の状態は、フォーカルコニック状態である。反射率Ｒ２の状態は、プレーナ状態である。
【０１１４】
コレステリック液晶は、メモリー特性を有する。このため、液晶分子に電圧を印加していない状態では、コレステリック液晶は、プレーナ状態、フォーカルコニック状態又はその中間の状態にある。プレーナ状態は、光を反射する状態である。フォーカルコニック状態は、光を透過する状態である。
【０１１５】
コレステリック液晶フィルム４０に印加される電圧が０からＶ１よりも低い場合には、液晶の状態は変化しない。この状態で、コレステリック液晶フィルム４０の反射率は、反射率Ｒ２である。コレステリック液晶フィルム４０は、プレーナ状態にある。
【０１１６】
コレステリック液晶フィルム４０に印加される電圧がＶ１とＶ２との間の場合には、プレーナ状態であった液晶は、プレーナ状態とフォーカルコルニック状態との中間状態に変化する。この状態で、コレステリック液晶フィルム４０の反射率は、反射率Ｒ２と反射率Ｒ１との間の値である。
【０１１７】
コレステリック液晶フィルム４０に印加される電圧がＶ２とＶ３との間の場合には、液晶は、フォーカルコルニック状態になる。この状態で、コレステリック液晶フィルム４０の反射率は、反射率Ｒ１である。
【０１１８】
コレステリック液晶フィルム４０に印加される電圧がＶ３とＶ４との間の場合には、フォーカルコルニック状態であった液晶は、フォーカルコルニック状態とプレーナ状態との中間状態に変化する。この状態で、コレステリック液晶フィルム４０の反射率は、反射率Ｒ１と反射率Ｒ２との間の値である。
【０１１９】
また、コレステリック液晶フィルム４０に印加される電圧がＶ４を超えた後に急激に電圧を０に落とすと、液晶はプレーナ状態になる。この状態で、コレステリック液晶フィルム４０の反射率は、反射率Ｒ２である。
【０１２０】
コレステリック液晶フィルム４０がプレーナ状態のときの反射光の色は、液晶層の平均屈折率とねじれ構造の螺旋ピッチとで決まる。液晶層の平均屈折率は、液晶材料とカイラル剤で決まる。螺旋ピッチは、カイラル剤の含有率で調整可能である。また、電圧を調整して、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態を作る。この中間状態を作ることで、コレステリック液晶フィルム４０の反射強度を変化させることも可能である。つまり、反射する色の濃度を変化させることが可能になる。
【０１２１】
コレステリック液晶フィルム４０を透明のフォーカルコニック状態に変化させる電圧は、液晶セル部３に映像信号が入力されてから十秒から数十秒程度遅れて印加されることがのぞましい。コレステリック液晶フィルム４０に電圧を一瞬だけ印加することで、コレステリック液晶フィルム４０は透明に変化する。バックライト部２が点灯を開始して、映像が表示された液晶セル部３を光が透過して、調光部４に入射してから、コレステリック液晶フィルム４０を透明に変化させる。
【０１２２】
「コレステリック液晶フィルム４０が透明に変化する状態」とは、液晶がフォーカルコルニック状態である状態を示す。つまり、コレステリック液晶フィルム４０が透明の状態では、調光部４での輝度の低下を最小限に抑えることができる。よって、コレステリック液晶フィルム４０が透明の状態では、通常通り、液晶表示装置３００に映像を表示することが可能となる。
【０１２３】
液晶セル部３に対する映像信号の入力を終了する時には、制御部４４は、映像信号の入力の終了と同時に、液晶がプレーナ状態に遷移する電圧をコレステリック液晶フィルム４０に一瞬だけ印加する。または、制御部４４は、液晶がプレーナ状態とフォーカルコルニック状態との中間状態に遷移する電圧をコレステリック液晶フィルム４０に一瞬だけ印加する。従って、調光部４ａへの光の照射が終了すると同時に、コレステリック液晶フィルム４０は着色状態になる。
【０１２４】
上述の結果として、コレステリック液晶フィルム４０は、実施の形態１に記載の調光フィルム１７と同様の調光機能を有する。「調光機能」とは、光を透過又は拡散する機能である。また、コレステリック液晶フィルム４０は、反射型偏光フィルム１０ｂの光を反射する機能も有する。これらのことから、大きな画面の液晶表示装置を部屋に配置する場合には、コレステリック液晶フィルム４０を用いることで、液晶表示装置を使用していないときの存在感を減らすことが可能である。また、コレステリック液晶フィルム４０を用いることで、液晶表示装置はインテリアとの調和を得ることが可能になる。
【０１２５】
コレステリック液晶フィルム４０は、液晶層の平均屈折率と螺旋ピッチとを調整することで、プレーナ状態で光を反射するときの色を任意に作ることが可能である。このため、液晶表示装置３００は、実施の形態１に記載の暗い乳白色以外の色デザインを設定することが可能となる。
【０１２６】
また、コレステリック液晶フィルム４０は、メモリー特性を有する。このため、光を透過させるフォーカルコルニック状態を維持させるために、特別に、電力を供給し続ける必要はない。コレステリック液晶フィルム４０を用いる液晶表示装置３００は、省エネルギーの点でも優れている。
【０１２７】
本発明に係る実施の形態３の液晶表示装置３００は、コレステリック液晶４３の組成を変更することにより、着色時の色を変更することが可能である。また、液晶表示装置３００は、保護フィルム４２ａと保護フィルム４２ｂとの間に、透明電極４１ａ、コレステリック液晶４３及び透明電極４１ｂを層状に構成している。これにより、液晶表示装置３００は、任意の色を混色することが可能となる。液晶表示装置３００は、任意な色の合成により、インテリアのデザインの自由度を高めることができる。
【０１２８】
制御部４４の動作を上述のようにすることで、液晶セル部３に映像が表示されてから調光部４ａが透明となる。これにより、液晶表示装置３００内部の構造を外部（＋Ｚ方向）から見ることなく、調光部４ａを通して映像を見ることができる。液晶セル部３での映像の表示が終了すると同時に、調光部４は着色される。その結果、液晶表示装置３００は、インテリアと調和した外観となる。液晶セル部３に映像が表示される前に、バックライト部２から光が照射された場合には、液晶表示装置３００内部の構造が外部（＋Ｚ方向）から見えてしまう。調光部４が着色されることにより、液晶表示装置３００内部の構造が外部（＋Ｚ方向）から見えてしまう問題は生じない。液晶表示装置３００は、使用していない時には、過度に存在感を主張することなく、インテリアと調和することが可能となる。
【０１２９】
図１１は、液晶表示装置３００ａの構成図である。図１１に示す液晶表示装置３００ａは、図８に示す液晶表示装置３００に対して反射型偏光フィルム１０ｂを有する点で異なる。液晶表示装置３００の構成では、調光部４ａは、遮光する手段としてコレステリック液晶フィルム４０のみを用いていた。しかしながら、コレステリック液晶４３には、プレーナ状態でも反射率が十分に高くなく、背面側（−Ｚ軸方向側）が透けて見えるような透明度の高い材料も存在する。反射率が十分に高くないということは、着色の度合いが十分でないということである。つまり、コレステリック液晶フィルム４０の光を反射する機能が低い場合である。
【０１３０】
この対策として、図１１に示す液晶表示装置３００ａは、実施の形態１で記載した反射型偏光フィルム１０ｂを、液晶セル部３とコレステリック液晶フィルム４０との間に有している。つまり、反射型偏光フィルム１０ｂは、液晶セル部３より＋Ｚ側に位置している。そして、反射型偏光フィルム１０ｂは、コレステリック液晶フィルム４０よりも−Ｚ側に位置している。この構成により、使用していない時の液晶表示装置３００ａは、過度に存在感を主張することなく、インテリアと調和することが可能となる。
【０１３１】
なお、実施の形態１又は実施の形態２と同様に、液晶セル部３内の偏光板１１ｂの代わりに反射型偏光フィルム１０ｂをガラス板１２ｂよりも表面４０ａ側（＋Ｚ軸方向）に配置させる構成でも同様の効果が得られる。
【０１３２】
液晶表示装置３００，３００ａの調光部材４０は、コレステリック液晶を使用している。
【０１３３】
実施の形態４．
図１２は、本発明に係る実施の形態４の液晶表示装置４００の断面を模式的に示した構成図である。液晶表示装置４００は筐体１、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４ｂを有する。上述の実施の形態１の液晶表示装置１００の構成図と同様の構成要素については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。実施の形態１と同様の構成要素は、筐体１、バックライト部２、液晶セル部３である。また、実施の形態１の表面１７ａに相当する面は、実施の形態４では、表面１７ａである。「表面」とは、映像の表示される方向で、液晶表示装置の最も外側の面である。つまり、液晶表示装置の最も＋Ｚ軸方向側の面である。「表面側」とは、「前面側」という意味である。また、実施の形態１と同様のＸＹＺ座標を用いて説明する。
【０１３４】
筐体１は、バックライト部２、液晶セル部３及び調光部４ｂを内部に有する。バックライト部２は、筐体１の内部にあって、背面側（−Ｚ軸方向側）に位置する。液晶セル部３は、バックライト部２よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。調光部４ａは、液晶セル部３よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向側）に位置する。つまり、背面側（−Ｚ軸方向側）から表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向側）に向けて、バックライト部２、液晶セル部３そして調光部４ｂの順に配置されている。
【０１３５】
バックライト部２の構造及び機能は実施の形態１と同様である。また、液晶セル部３の構造及び機能は実施の形態１と同様である。そのため、これらの説明を省略する。
【０１３６】
液晶セル部３を透過した光は、調光部４ｂに入射する。調光部４ｂは、反射型偏光フィルム１０ｂ、液晶シャッター部２４および調光フィルム１７を有する。反射型偏光フィルム１０ｂは、液晶シャッター部２４の背面側（−Ｚ軸方向）に配置されている。また、液晶シャッター部２４は、調光フィルム１７の背面側（−Ｚ軸方向）に配置されている。つまり、液晶シャッター部２４は、反射型偏光フィルム１０ｂと調光フィルム１７とに挟まれて配置されている。
【０１３７】
図１３は液晶シャッター部２４の構成図である。液晶シャッター部２４は、偏光板１１、ガラス板１２ａ，１２ｂ、透明電極１３ａ, １３ｂ、配向膜１６ａ，１６ｂ及び液晶層１４を有する。また、液晶シャッター部２４には液晶シャッター部制御部４５が接続されている。
【０１３８】
ガラス板１２ａは、液晶シャッター部２４において最も背面側（−Ｚ軸方向）に位置する。透明電極１３ａは、ガラス板１２ａよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。配向膜１６ａは、明電極１３ａよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。液晶層１４０は、配向膜１６ａよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。配向膜１６ｂは、液晶層１４０よりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。透明電極１３ｂは、配向膜１６ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。ガラス板１２ｂは、透明電極１３ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。偏光板１１は、ガラス板１２ｂよりも表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。偏光板１１は、液晶シャッター部２４において最も表面１７ａ側（＋Ｚ軸方向）に位置する。つまり、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向けて、ガラス板１２ａ、透明電極１３ａ、配向膜１６ａ、液晶層１４０、配向膜１６ｂ、透明電極１３ｂ、ガラス板１２ｂそして偏光板１１の順番に配置されている。
【０１３９】
なお、配向膜１６は、溝を刻んだ膜である。配向膜１６ａと配向膜１６ｂとをまとめて、配向膜１６として説明する。配向膜１６に液晶層１４０の液晶分子を接触させると、液晶分子は溝に沿って並び方を変える。液晶層１４０は、配向膜１６ａと配向膜１６ｂとに挟まれる。配向膜１６ａの溝の向きと配向膜１６ｂの溝の向きとは、Ｘ−Ｙ平面上で９０度異なる。そうすると、液晶層１４０の液晶分子はＸ−Ｙ平面上で９０度ねじれて配列する。
【０１４０】
ガラス板１２ａ，１２ｂは、透明な樹脂材などの場合も含まれる。透明電極１３ａ，１３ｂは、液晶層１４０に電圧をかける。また、透明電極１３ａ，１３ｂは、ガラスと同様に透明な材料で作製されている。そのため、透明電極１３ａ，１３ｂは、光源５からの光を通すものである。なお、透明電極１３ａ，１３ｂは、それ自体が透明でなくても、例えば、ワイヤー電極の幅が大変細いため、液晶表示装置４００を鑑賞する鑑賞者から見えない場合も含まれる。
【０１４１】
偏光板１１の偏光方向は、反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向と同じである。具体的には、反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向がＸ軸方向に偏光（垂直偏光）している場合には、偏光板１１の偏光方向もＸ軸方向に偏光（垂直偏光）している。ここでは、例として、反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向及び偏光板１１の偏光方向は、垂直偏光として説明する。
【０１４２】
液晶セル部３から出射された光は、反射型偏光フィルム１０ｂを透過して、液晶シャッター２４に入る。液晶シャッター２４に入った光は、液晶層１４０の配向に沿って進む。
【０１４３】
まず、液晶層１４０がＴＮ型（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ  ｍｏｄｅ、ねじれネマティック型）液晶である場合について示す。ＴＮ型液晶は、電圧が無印加の状態で、液晶分子の配向が９０度ねじれるように、液晶分子を配列する。
【０１４４】
透明電極１３ａ，１３ｂは、液晶シャッター制御部４５に接続されている。図１３は、透明電極１３ａと透明電極１３ｂとの間に電圧が印加されていない場合を示している。制御部４５は、電源Ｖ及びスイッチＳを有する。図１３において、電源Ｖに接続されたスイッチＳは切れている。電源Ｖの一端は、透明電極１３ａに接続されている。電源Ｖの他端は、スイッチＳの一端に接続されている。スイッチＳの他端は、透明電極１３ｂに接続されている。そして、液晶シャッター制御部４５は、透明電極１３ａ，１３ｂに対する電圧の印加状態を変化させることができる。つまり、図１３では、スイッチＳにより電源Ｖを入れたり切ったりしている。しかし、電源Ｖは、電圧を連続的に変化させる機能を有している。
【０１４５】
透明電極１３ａ，１３ｂに電圧が印加されていない場合には、液晶層１４０の液晶分子は、液晶分子の配向がＸ−Ｙ平面上で９０度ねじれた状態になっている。具体的には、液晶分子の配向は、液晶シャッター部２４の−Ｚ軸方向側ではＸ軸方向であり、液晶シャッター部２４の＋Ｚ軸方向側ではＹ軸方向である。つまり、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に進むにつれて、液晶分子の配向は垂直方向（Ｘ軸方向）から水平方向（Ｙ軸方向）に９０度回転した状態になっている。つまり、反射型偏光フィルム１０ｂから液晶シャッター部２４に入射する光は垂直偏光であるが、液晶層１４０の−Ｚ側の液晶の配向がＸ軸方向（垂直方向）である。このため、光は液晶層１４０の内部に侵入することができない。
【０１４６】
一方、透明電極１３ａ，１３ｂに電圧が印加されている場合には、液晶層１４０の液晶分子と光との間のねじれが取れる。つまり、液晶層１４０の液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面上で９０度回転した状態ではなくなる。液晶層１４０の液晶分子は、Ｚ軸方向を向く。このため、反射型偏光フィルム１０ｂから照射された光は、液晶層１４０に入射することができるようになる。また、液晶層１４０の配向に沿って進んだ光は、液晶層１４０内を進んでも偏光方向が９０度回転しない。
【０１４７】
偏光板１１は、反射型偏光フィルム１０ｂと同じ偏光方向（垂直偏光）である。光は、反射型偏光フィルム１０ｂを透過する際に偏光方向（垂直偏光）が揃えられる。光は、液晶層１４０内を進んでも偏光方向が回転しないため、偏光板１１を透過することができる。つまり、液晶層１４０内を進んだ光の偏光方向は、垂直偏光なので、偏光板１１（垂直偏光）を透過することができる。
【０１４８】
なお、図１３に示す液晶層１４０には、ＶＡ型液晶、ＴＮ型液晶、ＩＰＳ型液晶又はＯＣＢ型液晶などを用いても良い。偏光板１１の偏光方向と反射型偏光版１０ｂの偏光方向との関係は、使用する液晶の種類によって決められる。透明電極１３ａ，１３ｂに電圧を印加した場合のみ、反射型偏光フィルム１０ｂから液晶層１４０に進んだ光が偏光板１１を通過できるようにする。
【０１４９】
具体的には、透明電極１３ａ，１３ｂに電圧を印加したときに、液晶層１４０内で光の偏光方向がＸ−Ｙ平面上で回転する場合には、偏光板１１は反射型偏光フィルム１０ｂに対して偏光方向がＸ−Ｙ平面上で回転するように配置される。一方、透明電極１３ａ，１３ｂに電圧を印加したときに、液晶層１４０内で光の偏光方向が変化しない場合には、偏光板１１は反射型偏光フィルム１０ｂに対して偏光方向を揃えて配置される。
【０１５０】
透明電極１３ａ，１３ｂに電圧が印加されている場合にのみ、液晶セル部３から出射された光は、反射型偏光フィルム１０ｂを透過して、偏光方向を変えずに液晶シャッター部２４を通過することができる。液晶シャッター部２４を通過した光は、調光フィルム１７に入射する。調光フィルム１７の方式は、実施の形態１から実施の形態３で示すように、液晶カプセル方式、エレクトロクロミック方式又はコレステリック液晶方式などである。しかし、ここでは液晶カプセル方式を例に説明を行う。
【０１５１】
透明電極１３ａ，１３ｂに電圧が印加されることで、液晶セル部３から出射されて反射型偏光フィルム１０ｂを透過した光は、液晶シャッター部２４を通過して、調光フィルム１７に入射することができる。実施の形態１の図３および図４で説明したように、調光フィルム１７は、透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧が印加されている場合のみ光を透過する。このため、透明電極１３ａ，１３ｂ及び透明導電膜２０ａ，２０ｂの両方に電圧を印加することで、調光フィルム１７は光を透過することができる。つまり、液晶セル部３から出射された光は、液晶表示装置４００から外部に出ることが出来る。
【０１５２】
なお、透明電極１３ａ，１３ｂへの電圧の印加は、透明導電膜２０ａ，２０ｂへの電圧の印加とは別に行われる。液晶セル部３に映像が表示させるときには、液晶シャッター部２４及び調光フィルム１７に電圧を印加する。そして、液晶シャッター部２４及び調光フィルム１７を透明にすれば、液晶表示装置４００は、通常通り映像を表示できる。
【０１５３】
ここで、外部から液晶表示装置４００に照射された光（外光２２）について考える。調光フィルム１７が透明の状態では、外光２２の一部は調光フィルム１７と空気との界面で反射される。しかし、外光２２の多くは、調光フィルム１７に入射して、調光フィルム１７を透過する。
【０１５４】
実施の形態１に示すように液晶シャッター部２４が無い場合には、調光フィルム１７を透過した外光２２は、そのまま反射型偏光フィルム１０ｂに照射される。外光２２は無偏光であるため、反射型偏光フィルム１０ｂの特性から、反射型偏光フィルム１０ｂに照射された外光２２の５０％は反射される。外光２２の反射により、映像のコントラストは低下する可能性がある。
【０１５５】
しかし、本実施の形態４に示す液晶表示装置４００は、液晶シャッター部２４が調光フィルム１７と反射型偏光フィルム１０ｂとに挟まれて配置されている。このため、調光フィルム１７を通過した外光２２は、液晶シャッター部２４の偏光板１１に照射される。偏光板１１は、照射された外光２２のうち、定められた偏光方向の光（垂直偏光の光）のみを透過する。そして、偏光板１１は、定められた偏光方向以外の光（水平偏光の光）を吸収する。つまり、偏光板１１は、照射された外光２２の５０％の光を吸収する。そして、偏光板１１は、残りの５０％の光（垂直偏光の光）を透過する。偏光板１１を透過した光（垂直偏光の光）は、ガラス板１２ｂを透過して、液晶層１４０へ達する。
【０１５６】
液晶層１４０がＴＮ型で、透明電極１３ａと透明電極１３ｂとの間に電圧が印加されている場合には、液晶層１４０の液晶分子の偏光方向と光の偏光方向との間のねじれ関係がなくなる。つまり、液晶層１４０の液晶分子は、Ｘ−Ｙ平面上で９０度回転した状態ではなくなる。このため、液晶層１４０の配向に沿って進んだ光は、液晶層１４０内を進んでも偏光方向（垂直偏光）がＸ−Ｙ平面上で９０度回転しない。このため、光は反射型偏光フィルム１０ｂ（垂直偏光）をそのまま通過する。反射型偏光フィルム１０ｂの偏光方向は、偏光板１１の偏光方向と同じ向きである（垂直偏光）。つまり、外光２２は反射型偏光フィルム１０ｂで反射されない。このため、液晶表示装置４００は、映像が表示されている時のコントラスト低下を抑制することができる。
【０１５７】
一方、調光フィルム１７の透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧が印加されていない場合には、液晶カプセル１８の中の液晶分子はランダムに配向している。つまり、液晶カプセル１８の中の液晶分子の方向は定まらない。よって、ポリマーフィルム１９と液晶カプセル１８の中の液晶分子との屈折率の違いにより、外光２２の大部分は直進できず散乱する。また、液晶カプセル１８の中の液晶分子の複屈折性により、外光２２の大部分は直進できず散乱する。「複屈折」とは、入射する光の方向によって異なる屈折率を持つという性質をいう。外光２２の一部の光は、調光フィルム１７を透過する。つまり、外光２２の数パーセントの光は調光フィルム１７を透過する。このため、筐体１の内部が若干透けて見える。しかし、調光フィルム１７で反射される光の量が相対的に多いため、調光フィルム１７は全体的に白みがかった色に見える。
【０１５８】
照射された外光２２のうち、調光フィルム１７を透過した光は、−Ｚ軸方向に進み、液晶シャッター部２４の偏光板１１に照射される。偏光板１１は、照射された外光２２のうち、定められた偏光方向（垂直偏光）の光のみを透過する。そして、偏光板１１は、定められた偏光方向以外の偏光方向（水平偏光）の光を吸収する。無偏光である外光２２は、調光フィルム１７を透過しても無偏光のままである。結果として、偏光板１１に照射された外光２２の５０％は吸収される（水平偏光の光）。そして、残りの５０％の外光２２（垂直偏光の光）は、偏光板１１を透過してガラス板１２ｂへと達する。そして、ガラス板１２ｂを透過した外光２２は、液晶層１４０に達する。
【０１５９】
調光フィルム１７の透明導電膜２０ａと透明導電膜２０ｂとの間に電圧が印加されていない場合は、画像表示装置４００に映像が表示されていない場合である。この場合には、液晶シャッター部２４の透明電極１３ａ, １３ｂにも電圧は印加されていない。そして、液晶層１４０の液晶分子は、偏光板１１の偏光方向に対して同じ向きの状態になっている。つまり、−Ｚ軸方向に向けて、液晶分子の配向は水平方向（Ｙ軸方向）から垂直方向（Ｘ軸方向）にＸ−Ｙ平面上で９０度回転した状態になっている。
【０１６０】
外光２２は、液晶層１４０の配向に沿って−Ｚ軸方向に進む。そして、外光２２の偏光方向は、外光２２が液晶層１４０内を進むにつれて９０度回転する。このため、液晶層１４０の配向に沿って進んだ外光２２は、反射型偏光フィルム１０ｂを透過することができず全て反射される。
【０１６１】
反射型偏光フィルム１０ｂで反射された外光２２は、再び液晶層１４０を＋Ｚ軸方向に進む。そして、外光２２の偏光方向は再度Ｘ−Ｙ平面上で９０度回転する。このため、液晶層１４０の配向に沿って進んだ反射光（外光２２）は、偏光板１１を透過することができる。そして、外光２２は調光フィルム１７に入射する。結果として、調光フィルム１７は明るい乳白色に見える。
【０１６２】
つまり、液晶セル部３に映像を表示させる場合には、調光フィルム１７に電圧を印加して、調光フィルム１７を透明にする。それとともに、液晶シャッター部２４にも電圧を印加して、液晶シャッター部２４を透明にする。これにより、画像表示装置４００は、コントラストの低下を抑えて、画像を表示できる。
【０１６３】
また、液晶セル部３に映像を表示させない場合には、調光フィルム１７に電圧を印加しない。そして、液晶シャッター部２４にも電圧を印加しない。「液晶セル部３に映像を表示させない場合」とは、液晶表示装置４００を使用しない場合である。これにより、表面１７ａを乳白色にすることができる。「乳白色」とは、わずかに黄色みのある乳のような白色のことである。
【０１６４】
液晶表示装置４００は、液晶セル部材３、調光部材１７、反射型偏光部材１０ｂ及び制御部２３を備える。液晶表示装置４００は、液晶シャッター部２４及び液晶シャッター制御部４５をさらに備える。液晶シャッター部２４は反射型偏光部材１０ｂと調光部材１７との間に配置される。液晶シャッター制御部４５は、液晶シャッター部に印加される第３の電圧の電圧状態を変化させる。液晶シャッター部２４は、偏光層１１及び第２の液晶層１４０を有する。偏光層１１は、特定の偏光光を透過して、他の偏光光を吸収する。第２の液晶層１４０は、印加される第３の電圧により液晶分子の配向を変化させる。バックライト部２が点灯している場合には、液晶シャッター部２４は光を透過し、反射型偏光部材１０ｂは光を透過する。バックライト部２が消灯している場合には、液晶シャッター部２４は光を遮光し、反射型偏光部材１０ｂは光を反射する。実施の形態４では、偏光層を偏光板１１として説明した。しかし、偏光板１１は必ずしも板である必要はない。偏光板１１は、例えば、フィルム等であっても良い。
【０１６５】
以上の各実施の形態において、例えば、表示する映像の中に真っ暗な映像が含まれている場合が考えられる。「映像の表示」は、その真っ暗な映像を表示していると考えて、真っ暗な映像の表示を含む。
【０１６６】
また、例えは、ローカルディミング等の制御により、表示する映像の関係で、バックライトが消灯の状態となった場合が考えられる。「バックライトの点灯」は、その消灯の状態を含むものである。つまり、表示する映像の関係で、バックライトが消灯の状態になった場合も「バックライトの点灯」という。「ローカルディミング」とは、映像に応じて、部分的にバックライトの輝度を自動制御し、消費電力を抑えながら映像のコントラスト比を改善する機能である。
【０１６７】
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」、「垂直」、「直角」又は「平行」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載した場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。
【０１６８】
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
【符号の説明】
【０１６９】
１  筐体、  ２  バックライト部、  ３  液晶セル部、  ４，４ａ  調光部、  ５  光源、  ６  反射シート、  ７  導光板、  ８  拡散フィルム、  ９  輝度上昇フィルム、  １０  反射型偏光フィルム、  １１  偏光板、  １２  ガラス板、  １３  透明電極、  １４，１４０  液晶層、  １５  カラーフィルタ、  １６  配向膜、  １７  調光フィルム、  １７ａ，３０ａ，４０ａ  表面、  １８  液晶カプセル、  １９  ポリマーフィルム、  ２０，３１，４１  透明電極、  ２１，３２，４２  保護フィルム、  ２２  外光、  ２３，３５，４４  制御部、  ２４  液晶シャッター部、  ３０  エレクトロクロミックフィルム、  ３３  電解質、  ３４  エレクトロクロミック物質、  ４０  コレステリック液晶フィルム、  ４５  液晶シャッター制御部、  １００，２００，２００ａ，３００，４００  液晶表示装置、  Ｓ  スイッチ、  Ｖ  電源、  Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  電圧、  Ｒ１，Ｒ２  反射率。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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