(57)【要約】【課題】製造コストを抑制することが可能であり、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】照明装置と、前記照明装置から入射する光のうち特定の偏光成分を透過させる第１偏光素子と、前記第１偏光素子から入射する光の偏光を維持又は変化させて透過させる表示パネルと、第１直線偏光を透過させる透過軸を有し、前記表示パネルから入射する光を透過又は反射する光学素子と、前記光学素子で反射された光を再帰反射する反射素子と、を備え、前記表示パネル及び前記反射素子は、前記光学素子の一方の面と向かい合う、表示装置。【選択図】      図１
2018018003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置と、
前記照明装置から入射する光のうち特定の偏光成分を透過させる第１偏光素子と、
前記第１偏光素子から入射する光の偏光を維持又は変化させて透過させる表示パネルと、
第１直線偏光を透過させる透過軸を有し、前記表示パネルから入射する光を透過又は反射する光学素子と、
前記光学素子で反射された光を再帰反射する反射素子と、を備え、
前記表示パネル及び前記反射素子は、前記光学素子の一方の面と向かい合う、表示装置。
【請求項２】
さらに、前記反射素子の前記光学素子と対向する側に配置され透過する光に位相差を付与する第１位相差板を備えている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
さらに、前記光学素子の前記表示パネル及び前記反射素子と対向する側に配置され透過する光に位相差を付与する第２位相差板と、
前記表示パネルの前記光学素子１０と対向する側に配置され透過する光に位相差を付与する第３位相差板と、を備えている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
さらに、前記光学素子の前記表示パネル及び前記反射素子と対向する側に配置され透過する光に位相差を付与する第２位相差板と、
前記第１偏光素子と前記表示パネルとの間に配置され透過する光に位相差を付与する第４位相差板と、を備えている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルは、第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、
光透過性を有する画素電極と、
前記画素電極と対向する光透過性を有する共通電極と、を備えている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルは、さらに、光反射性を有する反射層を備えている、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
光を反射する反射体と、
前記反射体からの反射光を透過又は反射させる光学素子と、
前記光学素子で反射された光を再帰反射する反射素子と、を備え、
前記反射体及び前記反射素子は、前記光学素子の一方の面と向かい合う、表示装置。
【請求項８】
前記反射体は、第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、
前記第２基板に配置された光反射性の反射層と、を備え、
前記光学素子は、第１直線偏光を透過させる透過軸を有し、前記透過軸と直交する第２直線偏光を反射する、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
光を反射する反射体と、
前記反射体からの反射光を反射させる光学素子と、備え、
前記光学素子は、一方側から入射した光を、前記光学素子を対称面として、他方側における入射方向と対称な方向へ反射する、表示装置。
【請求項１０】
前記反射体は、前記光学素子と対向する側とは反対側に位置し、前記光学素子から入射する光を再帰反射する再帰反射面を備えている、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空中に空中像を結像する表示装置として、再帰反射部材を備えた構成が提案されている。例えば、透過軸に平行な偏光成分を透過して透過軸に垂直な偏光成分を反射する偏光フィルタを備えた構成や、ハーフミラーを備えた構成が検討されている。前者は、偏光フィルタや位相差板などの光学フィルムを具備する必要である。後者は、外光が表示装置に侵入してコントラストを低下させる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５３１２８号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態の目的は、製造コストを抑制することが可能であり、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態によれば、  
照明装置と、前記照明装置から入射する光のうち特定の偏光成分を透過させる第１偏光素子と、前記第１偏光素子から入射する光の偏光を維持又は変化させて透過させる表示パネルと、第１直線偏光を透過させる透過軸を有し、前記表示パネルから入射する光を透過又は反射する光学素子と、前記光学素子で反射された光を再帰反射する反射素子と、を備え、前記表示パネル及び前記反射素子は、前記光学素子の一方の面と向かい合う、表示装置、が提供される。
【０００６】
本実施形態によれば、  
光を反射する反射体と、前記反射体からの反射光を透過又は反射させる光学素子と、前記光学素子で反射された光を再帰反射する反射素子と、を備え、前記光学素子は、前記反射体及び前記反射素子と向かい合う内面を有している、表示装置、が提供される。
【０００７】
本実施形態によれば、  
光を反射する反射体と、前記反射体からの反射光を反射させる光学素子と、備え、前記光学素子は、一方側から入射した光を、前記光学素子を対称面として、他方側における入射方向と対称な方向へ反射する、表示装置、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した表示パネルＰＮＬの断面の一構成例を示す図である。
【図４】図４は、反射素子２０の一構成例を示す平面図である。
【図５】図５は、図４に示したＶ−Ｖ’線に沿った反射素子２０の断面構造の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、図１に示した表示装置１における光Ｌ１及びＬ２の光路を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【図８】図８は、図７に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。
【図９】図９は、図７に示した表示装置１における光Ｌ３及びＬ４の光路を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第２の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した表示装置１における光Ｌ５及びＬ６の光路を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１０に示した表示装置１における光Ｌ７及びＬ８の光路を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第３の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した表示装置１における光Ｌ９及びＬ１０の光路を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、図１３に示した表示装置１における光Ｌ１１及びＬ１２の光路を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第２の実施形態における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、第４の変形例における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。
【図１８】図１８は、第５の変形例における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。
【図１９】図１９は、第６の変形例における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第３の実施形態に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、第７の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、第８の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、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、実際の態様に比べて、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一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る表示装置１の一構成例を示す図である。  
表示装置１は、表示画像Ｉ１を空中に結像する空中結像装置である。表示部ＤＳＰに表示した表示画像Ｉ０は、表示画像Ｉ１の実像に相当する。表示画像Ｉ１は、光学素子１０を対称面として、表示画像Ｉ０と対称な位置に結像される。表示装置１は、表示部ＤＳＰ、光学素子１０、反射素子２０、位相差板ＲＡ、などを備えている。
【００１１】
表示部ＤＳＰは、照明装置ＬＳ１、光学部材ＯＤ１、表示パネルＰＮＬ、光学部材ＯＤ２、などを備えている。照明装置ＬＳ１は、表示パネルＰＮＬに光を照射するものであれば、その構成は特に限定されるものではない。詳細な説明は省略するが、照明装置ＬＳ１は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を導光板の端部に備えた所謂エッジライト型バックライトや、ＬＥＤを拡散板の直下に備えた所謂直下型バックライトを適用可能である。照明装置ＬＳ１から出射される光は、無偏光の自然光でもよく、また、偏光素子ＰＬ１の透過軸を透過する直線偏光でもよい。
【００１２】
光学部材ＯＤ１は、照明装置ＬＳ１と対向配置されており、偏光素子ＰＬ１を備えている。偏光素子ＰＬ１は、照明装置ＬＳ１から入射する光のうち、特定の偏光成分を透過させる。例えば、偏光素子ＰＬ１は、透過軸と直交する偏光成分を吸収する吸収型偏光板である。偏光素子ＰＬ１は、透過軸と直交する偏光成分を反射する反射型偏光板であってもよく、吸収型偏光板と反射型偏光板とを積層した多層体であってもよい。
【００１３】
表示パネルＰＮＬは、偏光素子ＰＬ１から入射する光の偏光を維持又は変化させて透過させる光学変調素子であれば特に限定されるものではなく、図示した例では、液晶組成物の配向を印加電圧によって制御して透過する光の偏光方向を変化させる透過型の液晶表示パネルである。表示パネルＰＮＬは、光学素子１０及び反射素子２０と対向する側に表面ＰＮＬａを有し、表示画像Ｉ０を表現する光は、表面ＰＮＬａから出射される。表示パネルＰＮＬは、偏光素子ＰＬ１と平行に配置され、光学部材ＯＤ１（偏光素子ＰＬ１）と光学素子１０（偏光素子ＰＬ２）との間に位置している。液晶表示パネルである表示パネルＰＮＬは、一例としては、一対の基板間に液晶層を保持している。表示パネルＰＮＬの詳細な構成については後述する。なお、後述する様に、表示パネルＰＮＬは、外部光源からの光の偏光を維持又は変化させて反射する反射型であってもよいし、透過型及び反射型の双方の機能を兼ね備えた半透過型であってもよい。
【００１４】
光学部材ＯＤ２は、表示パネルＰＮＬと光学素子１０との間に位置している。図示した例では、光学部材ＯＤ２は、表示パネルＰＮＬの表面ＰＮＬａに対して平行に配置されている。光学部材ＯＤ２は、一例では、表面ＰＮＬａに感圧性接着剤を介して貼り付けられている。光学部材ＯＤ２は、例えば、散乱層ＦＳ２、反射抑制層ＡＧ２、などを備えている。但し、光学部材ＯＤ２は、偏光素子を備えておらず、光学部材ＯＤ２に入射する光は、その偏光方向を殆ど維持したまま光学素子ＯＤ２を透過する。なお、表示部ＤＳＰは、光学部材ＯＤ２を備えていない構成であってもよい。
【００１５】
散乱層ＦＳ２は、透過光を散乱させるものであれば、その構成は特に限定されるものではない。散乱層ＦＳ２は、例えば、異方性散乱層や等方性散乱層である。  
異方性散乱層は、特定方向からの入射光を散乱させるものであり、例えば、表示パネルＰＮＬ側から光学部材ＯＤ２へ入射する光を散乱させ、表示パネルＰＮＬが位置する側とは反対側から光学部材ＯＤ２へ入射する光を殆ど散乱させずに透過させる。異方性散乱層は、例えば、互いに屈折率の異なる板状部材を交互に配列させたルーバー構造や、円柱状部材を屈折率の異なる支持体中に配列させたピラー構造を有する部材である。異方性散乱層は、拡散範囲の拡大、虹色の防止などの目的のために複数枚を積層することが望ましい。  
等方性散乱層は、どの方向からの入射光でも散乱させるものであり、例えば、表示パネルＰＮＬ側から光学部材ＯＤ２へ入射する光を散乱させ、且つ、表示パネルＰＮＬが位置する側とは反対側から光学部材ＯＤ２へ入射する光も散乱させる。等方性散乱層は、例えば、複数の微粒子を、その微粒子とは屈折率が異なる樹脂組成物に分散配置させた光拡散性粘着剤である。散乱層ＦＳ２は、表示パネルＰＮＬの表面ＰＮＬａから出射される光を拡散させることで、表示画像Ｉ１を視認可能な角度範囲（視野角）を拡大し、表示画像Ｉ１の視認性を向上させることができる。
【００１６】
反射抑制層ＡＧ２は、入射光の反射を抑制するものであれば、その構成は特に限定されるものではなく、例えば、誘電率の異なる層を積層した誘電体多層膜や、微細な凹凸形状を表面に備えた樹脂膜などを備えている。反射抑制層ＡＧ２は、光学素子１０や反射素子２０から光学部材ＯＤ２へ入射する光の反射を抑制する。このため、反射抑制層ＡＧ２を備えている場合、表示装置１は、表示装置１内での迷光を抑制し、表示画像Ｉ１の結像に寄与しない光が表示装置１から出射されることによる表示画像Ｉ１の周辺輝度の上昇を抑制することができる。
【００１７】
光学素子１０は、表示パネルＰＮＬから入射する光を透過又は反射する。光学素子１０は、表示画像Ｉ１側に位置する外面１０Ｂと、外面１０Ｂとは反対側に位置する内面１０Ａと、を有している。内面１０Ａは、表示パネルＰＮＬ及び反射素子２０と向かい合っている。光学素子１０は、偏光素子ＰＬ２を備えている。図示した例では、偏光素子ＰＬ２の表面ＰＮＬａ及び再帰反射面２０Ａと対向する側に位置する主面が、内面１０Ａに相当する。
【００１８】
偏光素子ＰＬ２は、図示した例では、第１直線偏光を透過する透過軸を有し、透過軸と直交する第２直線偏光を反射する反射型偏光板である。例えば、第１直線偏光は入射面に平行なＰ波であり、第２直線偏光は入射面に垂直なＳ波である。このような偏光素子ＰＬ２は、例えば、ワイヤグリッド偏光フィルタや、輝度上昇フィルムを適用した反射型偏光フィルムや、この反射型偏光フィルムと吸収型偏光板とを重ねた多層体などによって構成されている。偏光素子ＰＬ２が上記の多層体によって構成される場合、吸収型偏光板は、反射型偏光フィルムの上（すなわち表示部ＤＳＰ及び反射素子２０と対向する側とは反対側）に配置され、しかも、反射型偏光フィルムの透過軸と平行な透過軸を有する。偏光素子ＰＬ２が吸収型偏光板を備えている場合、偏光素子ＰＬ２に表示部ＤＳＰと対向する側とは反対側から入射する外光の反射を抑制し、表示品位の劣化を抑制することができる。また、偏光素子ＰＬ２が反射型偏光板よりも偏光度の高い吸収型偏光板を備えている場合、表示画像Ｉ１のコントラストを向上させることができる。
【００１９】
反射素子２０は、光学素子１０で反射された光を再帰反射する。反射素子２０は、表示部ＤＳＰ及び光学素子１０と対向する側に、再帰反射面２０Ａを有している。再帰反射面２０Ａは、凹凸状の表面を有し、入射光を再帰反射する。反射素子２０は、基材２１、及び、金属薄膜２２を備えている。基材２１は、例えば樹脂材料によって形成されている。図示した例では、基材２１の表面２１Ａは、再帰反射面２０Ａを象った凹凸面である。なお、図示した例では、反射素子２０の裏面２０Ｂ（図示した例では基材２１の裏面）は、平坦面である。金属薄膜２２は、例えば蒸着などによって形成され、基材２１の表面２１Ａを覆っている。金属薄膜２２は、ほぼ均一の膜厚を有している。金属薄膜２２は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金などの光反射性を呈する材料によって形成されている。
【００２０】
図示した例では、金属薄膜２２が、再帰反射面２０Ａを形成している。つまり、図示した例では、反射素子２０は、位相差板などの各種光学部材が配置される表示装置１の内側に再帰反射面２０Ａに相当する凹凸面を有し、表示装置１の外側に裏面２０Ｂに相当する平坦面を有している。なお、金属薄膜２２は、その腐食や損傷を防止するための表面処理が施されてもよい。また、金属薄膜２２は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）などの無機系材料や光透過性樹脂などの有機系材料によってコーティングされてもよい。この場合、反射素子２０は、表示装置１の内側に、再帰反射面２０Ａに対応する領域であっても平坦面を有していてもよい。
【００２１】
基材２１が光反射性を呈する材料によって形成されている場合には、基材２１の表面２１Ａが再帰反射面２０Ａを形成していてもよい。この場合、製造工程において、金属薄膜などの光反射性を有する層を形成する工程を省略することができる。
【００２２】
光学素子１０から反射素子２０へ入射する光の再帰反射面２０Ａにおける透過率はほぼゼロであり、再帰反射面２０Ａに入射した入射光のほとんどは、反射素子２０の裏面２０Ｂに到達することはない。すなわち、本構成例によれば、裏面２０Ｂでの光反射によるゴーストの発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、反射素子２０は、表示装置１の内側に基材２１を備え、表示装置１の外側に金属薄膜２２を備えていてもよい。この場合、反射素子２０は、表示装置１の内側に平坦面（裏面２０Ｂ）を有する。また、この場合は、表示装置１の外側に、再帰反射面２０Ａに相当する凹凸面を有する。
【００２４】
基材２１が表面２１Ａで屈折率の異なる材料（空気層、など）と隣接する場合、反射素子２０は、金属薄膜２２を備えていなくてもよい。この場合、反射素子２０に入射する光は、基材２１の表面２１Ａにおける界面反射によって再帰反射されるため、再帰反射面２０Ａには表面２１Ａが相当する。
【００２５】
図示した例では、反射素子２０の光学素子１０と対向する側に、位相差板ＲＡが配置されている。位相差板ＲＡは、例えば、裏面２０Ｂと略平行に配置されている。位相差板ＲＡは、例えば、透過光に約λ／４の位相差を付与するλ／４板である。ここで、λは、透過光の波長である。位相差板ＲＡは、位相差値や波長分散性が異なる複数の位相差フィルムの積層体であってもよい。例えば、位相差板ＲＡは、波長依存性を緩和するなどの目的で、λ／２板及びλ／４板を組み合わせて構成してもよい。詳細については省略するが、位相差板ＲＡは、その遅相軸が位相差板ＲＡに入射する直線偏光の偏光面に対して４５°の角度で交差するように配置される。従って、位相差板ＲＡを透過する際、直線偏光は円偏光に変換され、円偏光は直線偏光に変換される。なお、ここでいう円偏光には楕円偏光も含まれる。
【００２６】
透過光に約λ／４の位相差を付与する位相差板は、本構成例や変形例において後述する様に、光学素子１０と反射素子２０との間に少なくとも１つ備えられている。より具体的には、光学素子１０で反射された光が反射素子２０に入射するまでの光路上に、奇数個のλ／４板が配置される。この様な構成によれば、光学素子１０で反射された第１直線偏光は、反射素子２０で再帰反射され再び光学素子１０に入射する際には第２直線偏光に変換されている。また、偏光素子ＰＬ１から偏光素子ＰＬ２までの光路上にはλ／４板が配置されない。若しくは、偏光素子ＰＬ１から偏光素子ＰＬ２までの光路上には、偶数個のλ／４板が配置される。この様な構成によれば、偏光素子ＰＬ１を透過した後に円偏光に変換された光は、偏光素子ＰＬ２へ入射する際には直線偏光へ変換されており、偏光素子ＰＬ２を偏光フィルタとして機能させることができる。後述する変形例を構成する位相差板ＲＢ，ＲＣ，ＲＤも、この様なλ／４板に相当する。
【００２７】
光学素子１０は、表示パネルＰＮＬに対して、角度θ１を成す様に配置されている。角度θ１は、例えば、表示パネルＰＮＬの表面ＰＮＬａと、偏光素子ＰＬ２の内面１０Ａとが成す角度に相当する。つまり、偏光素子ＰＬ２は、偏光素子ＰＬ１及び表示パネルＰＮＬに対して、斜めに配置されている。反射素子２０は、光学素子１０に対して、角度θ２を成す様に配置されている。角度θ２は、例えば、反射素子２０の裏面２０Ｂと、偏光素子ＰＬ２の内面１０Ａとが成す角度に相当する。つまり、位相差板ＲＡは、偏光素子ＰＬ２に対して、斜めに配置されている。  
角度θ１は、表示部ＤＳＰから出射された光が光学素子１０に入射する角度であれば特に限定されるものではない。一例では、角度θ１は、０°より大きく９０°より小さい鋭角に設定される。角度θ１が４５°未満であれば、表示部ＤＳＰから出射される光を効率的に光学素子１０へ入射させることができる。但し、角度θ１が大きければ、表示部ＤＳＰで反射され表示画像Ｉ１の結像に寄与せずに発散する光（後述する光Ｌ４に相当）の、表示画像Ｉ１の位置する方向への反射を抑制することができ、表示画像Ｉ１の周辺輝度の上昇を抑制することができる。上記の観点からすると、角度θ１は、例えば４５°以上に設定されることが好ましい。角度θ２は、光学素子１０で反射された光が再帰反射面２０Ａに入射する角度であればよく、特に限定されるものではない。但し、再帰反射面２０Ａにおける再帰反射の効率の観点から、角度θ２は、４５°以上１３５°以下に設定されることが望ましい。
【００２８】
次に、図１に図示した表示パネルＰＮＬの一例として、アクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示パネルについて、図２及び図３を参照して説明する。
【００２９】
図２は、図１に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。  
図示した例では、表示パネルＰＮＬは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在する端部を備えている。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、互いに交差する方向であり、図示した例では互いに直交している。
【００３０】
表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わせられている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数のサブピクセルＰＸを有している。
【００３１】
表示エリアＤＡは、サブピクセルＰＸとして、例えば赤色を表示する赤画素ＰＸＲ、緑色を表示する緑画素ＰＸＧ、及び青色を表示する青画素ＰＸＢを有している。なお、表示エリアＤＡは、さらに、赤、緑、青とは異なる色のサブピクセル（例えば白色を表示する白画素）を有していてもよい。カラー表示を実現するための画素は、これらの複数の異なる色のサブピクセルＰＸによって構成されている。すなわち、ここでの画素とは、カラー画像を構成する最小単位である。図示した例では、画素は、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢによって構成されている。
【００３２】
赤画素ＰＸＲは、赤色カラーフィルタを備え、照明装置からの白色光のうち主として赤色光を透過可能に構成されている。緑画素ＰＸＧは、緑色カラーフィルタを備え、照明装置からの白色光のうち主として緑色光を透過可能に構成されている。青画素ＰＸＢは、青色カラーフィルタを備え、照明装置からの白色光のうち主として青色光を透過可能に構成されている。なお、詳述しないが、カラーフィルタは、第１基板ＳＵＢ１に形成されていてもよいし、第２基板ＳＵＢ２に形成されていてもよい。
【００３３】
第１基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｄ１に沿って延出した複数のゲート配線Ｇ、及び、第２方向Ｄ２に沿って延出しゲート配線Ｇと交差する複数のソース配線Ｓを備えている。各ゲート配線Ｇは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、表示エリアＤＡの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤは、コントローラＣＮＴに接続されている。コントローラＣＮＴは、映像信号に基づいて制御信号を生成して、ゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤを制御する。
【００３４】
各サブピクセルＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。スイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓに電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥとそれぞれ対向している。
【００３５】
なお、表示パネルＰＮＬの詳細な構成については説明を省略するが、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、あるいは、基板主面の法線に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥが第１基板ＳＵＢ１に備えられる一方で、共通電極ＣＥが第２基板ＳＵＢ２に備えられる。また、基板主面に沿った横電界を利用する表示モードでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が第１基板ＳＵＢ１に備えられている。さらには、表示パネルＰＮＬは、上記の縦電界、横電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応した構成を有していてもよい。なお、図示した例では、基板主面とは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２によって規定される平面に相当する。
【００３６】
図３は、図２に示した表示パネルＰＮＬの断面の一構成例を示す図である。  
ここでは、横電界を利用する表示モードの一つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードを適用した表示パネルＰＮＬの断面構造について簡単に説明する。
【００３７】
第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１００、第１絶縁膜１１０、共通電極ＣＥ、第２絶縁膜１２０、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。共通電極ＣＥは、液晶層ＬＱと対向し、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢに亘って延在している。赤画素ＰＸＲの画素電極ＰＥ１、緑画素ＰＸＧの画素電極ＰＥ２、及び青画素ＰＸＢの画素電極ＰＥ３は、それぞれ共通電極ＣＥと対向し、それぞれスリットＳＬＡを有している。図示した例では、共通電極ＣＥは第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置している。なお、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３が第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、共通電極ＣＥが第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置していてもよい。この場合、スリットＳＬＡは、共通電極ＣＥに形成される。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、及び共通電極ＣＥは、光透過性を有し、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。
【００３８】
第２基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２００、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。第１絶縁基板１００及び第２絶縁基板２００は、光透過性を有し、例えばガラス基板や樹脂基板によって形成されている。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、それぞれ液晶層ＬＱと対向し、液晶層ＬＱを挟んで画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と対向している。カラーフィルタＣＦＲは赤色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＧは緑色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＢは青色のカラーフィルタである。なお、図示した例では、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、第２基板ＳＵＢ２に形成されているが、第１基板ＳＵＢ１に形成されてもよい。
【００３９】
液晶層ＬＱは、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に封入されている。照明装置ＬＳ１は、第１基板ＳＵＢ１と対向している。偏光板素子ＰＬ１を含む光学部材ＯＤ１は、第１絶縁基板１００の外面に配置されている。反射抑制層ＡＧ２を含む光学部材ＯＤ２は、第２絶縁基板２００の外面に配置されている。例えば、光学部材ＯＤ１及びＯＤ２は、感圧接着剤を介して、第１絶縁基板１００及び第２絶縁基板２００にそれぞれ貼合されている。
【００４０】
赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢによって構成された画素は、ピッチＰ１で配列されている。
【００４１】
図４は、反射素子２０の一構成例を示す平面図である。  
本図は、再帰反射面２０Ａを平面視した図である。再帰反射面２０Ａは、互いに交差する第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４によって規定されるＤ３−Ｄ４平面に延在している。なお、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４は、図示した例では互いに直交している。
【００４２】
反射素子２０は、複数の反射体２３を備えている。図示した平面図においては、反射体２３は、正三角形状に形成されている。反射体２３に対応する領域を囲む３辺には頂部２０Ｈが位置し、反射体２３の中心には底部２０Ｌが位置している。反射体２３は、底部２０Ｌが紙面の奥に向かって窪み、底部２０Ｌから放射状に延在する３つの反射面Ｍ１乃至Ｍ３を備えている。反射面Ｍ１乃至Ｍ３は、それぞれ異なる方向に延在する頂部２０Ｈの１辺と、底部２０Ｌとを結んだ三角形状の領域に位置している。
【００４３】
反射面Ｍ１乃至Ｍ３は、いずれも同一形状であり、互いに隣接している。例えば、反射面Ｍ１とＭ２とは、境界Ｂ１で互いに隣接し、境界Ｂ１を挟んで対称な形状である。反射面Ｍ２とＭ３とは、第４方向Ｄ４に延在する境界Ｂ２で互いに隣接し、境界Ｂ２を挟んで対称な形状である。反射面Ｍ３とＭ１とは、境界Ｂ３で互いに隣接し、境界Ｂ３を挟んで対称な形状である。反射面Ｍ１乃至Ｍ３は、それぞれ底部２０Ｌで直角となる角部を有している。また、これらの反射面Ｍ１乃至Ｍ３は、互いに直交している。このような形状の反射面Ｍ１乃至Ｍ３で構成される再帰反射面２０Ａは、コーナーキューブ、あるいは、コーナーリフレクタなどと称される。３つの反射面Ｍ１乃至Ｍ３によって囲まれた内側には空気層、若しくは反射面Ｍ１乃至Ｍ３を保護する保護部材が位置している。反射体２３では、入射光が３つの反射面Ｍ１乃至Ｍ３でそれぞれ反射されることによって、入射光とほぼ同一の光路に反射する再帰反射を実現している。
【００４４】
図示した例では、反射体２３は、第３方向Ｄ３に配列されている。また、反射体２３は、第４方向Ｄ４にピッチＰ２で配列されている。但し、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４でそれぞれ隣り合う反射体２３は、互いに１８０度反転した形状を有している。
【００４５】
表示画像Ｉ１の解像度は、反射体２３のピッチＰ２に依存する。解像度の劣化を抑制するためには、ピッチＰ２は、図３に示した表示パネルＰＮＬにおける画素のピッチＰ１よりも小さいことが望ましい。
【００４６】
図５は、図４に示したＶ−Ｖ’線に沿った反射素子２０の断面構造の一例を示す断面図である。  
図示した例では、頂部２０Ｈは、底部２０Ｌよりも表示装置１の内側に位置している。再帰反射面２０Ａの反射面Ｍ１乃至Ｍ３によって形成されるコーナーリフレクタは、図中の破線で示した水平面（Ｄ３−Ｄ４平面と平行な面）Ｈに対して窪んでいる。水平面Ｈは、頂部２０Ｈを含む面である。底部２０Ｌは、水平面Ｈよりも裏面２０Ｂに近接する側に位置している。但し、基材２１が表示装置１の内側に位置する構成である場合、コーナーリフレクタは、水平面Ｈに対して突出していると見なすこともできる。つまり、この様な場合には、底部２０Ｌが、頂部２０Ｈよりも表示装置１の内側に位置する。水平面Ｈと再帰反射面２０Ａとで形成される断面は、直角三角形である。反射面Ｍ１と境界Ｂ２とが成す角度が９０°であり、水平面Ｈが斜辺に相当する。反射面Ｍ１と水平面Ｈとが成す角度θαは、約５４．７°である。
【００４７】
一例では、表示パネルＰＮＬにおける画素のピッチＰ１が２００μｍである場合、反射素子２０における再帰反射体のピッチＰ２は１８０μｍであり、ピッチＰ２はピッチＰ１よりも小さい。また、再帰反射面２０Ａは、水平面Ｈの法線方向に相当する第５方向Ｄ５に沿って深さｄを有している。一例では、深さｄは７３．５μｍである。なお、金属薄膜２２の膜厚ｔは、再帰反射面２０Ａの全面に亘って略均一であり、深さｄと比べて十分に小さく、一例では１５０ｎｍである。このため、金属薄膜２２が形成された際に、再帰反射面２０Ａを象った基材２１の表面２１Ａが金属薄膜２２によって埋まる、あるいは、再帰反射面２０Ａを崩すことはない。
【００４８】
図６は、図１に示した表示装置１における光Ｌ１及びＬ２の光路を示すフローチャートである。  
照明装置ＬＳ１から出射される光の挙動の一例について説明する。光Ｌ１及びＬ２は、表示パネルＰＮＬを透過する光である。光Ｌ１は、表示画像Ｉ１の結像に寄与する光であり、光Ｌ２は、発散する光である。
【００４９】
光Ｌ１及びＬ２が表示パネルＰＮＬを透過した後に偏光素子ＰＬ２に入射する直前までの挙動を第１段階ＰＨ１、光Ｌ１及びＬ２が表示パネルＰＮＬを透過した後の挙動を第２段階ＰＨ２とし、順番に説明する。  
第１段階ＰＨ１において、最初に、無偏光の光Ｌ１及びＬ２が照明装置ＬＳ１から出射される。無偏光の光Ｌ１及びＬ２は、偏光素子ＰＬ１を透過して第１直線偏光に変換される。次に、光Ｌ１は、表示パネルＰＮＬを透過する際に第２直線偏光に変換される。一方で、光Ｌ２は、第１直線偏光に維持されたまま表示パネルＰＮＬを透過する。  
第２段階ＰＨ２において、表示パネルＰＮＬから出射された第２直線偏光の光Ｌ１は、偏光素子ＰＬ２で反射され、位相差板ＲＡを透過して円偏光に変換される。次に、円偏光の光Ｌ１は、再帰反射面２０Ａで再帰反射され、再び位相差板ＲＡを透過して第１直線偏光に変換される。その後、第１直線偏光の光Ｌ１は、偏光素子ＰＬ２を透過して、表示画像Ｉ１を結像する。一方、表示パネルＰＮＬから出射された第１直線偏光の光Ｌ２は、偏光素子ＰＬ２を透過して表示装置１の外側へ発散する。
【００５０】
本構成例によれば、表示装置１は、偏光素子ＰＬ１及び表示パネルＰＮＬを備えた表示部ＤＳＰと、偏光素子ＰＬ２を備えた光学素子１０と、を備えている。表示パネルＰＮＬから出射した直線偏光は、偏光フィルタに相当する光学素子１０において透過又は反射されるので、表示装置１は、偏光素子ＰＬ１と対を成す偏光フィルタを光学部材ＯＤ２に配置しなくとも、表示画像Ｉ１を結像することができる。従って、表示装置１は、表示部ＤＳＰの部材点数の削減による製造コストの抑制が可能となる。
【００５１】
本構成例においては、反射素子２０の光学素子１０と対向する側に、位相差板ＲＡが配置されている。これによって、光学素子１０で反射された光Ｌ１は、偏光方向が変換され、再帰反射面２０Ａで反射した後に光学素子１０を透過して表示画像Ｉ１の結像に寄与することができる。また、表示装置１の外側（光学素子１０の表示部ＤＳＰ及び反射素子２０と対向する側とは反対側）から外光が表示装置１内部に入射した場合であっても、光学素子１０を透過して再帰反射面２０Ａで反射された外光は、光学素子１０で反射されるため、表示画像Ｉ１の周辺輝度の上昇を抑制することができる。従って、表示画像Ｉ１の相対的な輝度の低下を抑制し、表示品位の劣化を抑制することができる。
【００５２】
以上の様に、本実施形態によれば、製造コストを抑制することが可能であり、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
【００５３】
［第１の変形例］
次に、表示画像Ｉ１の結像に外部光源ＬＳ２を利用可能な形態について、図７乃至図９を用いて説明する。外部光源ＬＳ２は、表示装置１の外部に存在する環境光源や表示装置１に備え付けられた補助光源であり、例えば、室内照明や太陽光である。本変形例においては、照明装置ＬＳ１から出射されて表示パネルＰＮＬを透過した光と、外部光源ＬＳ２から入射して表示パネルＰＮＬで反射された光と、の両方が表示画像Ｉ１の結像に寄与する。
【００５４】
図７は、第１の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。  
本変形例は、光学素子１０が反射抑制層ＡＧ１及び散乱層ＦＳ１を備えている点、及び表示パネルＰＮＬが半透過型の液晶表示パネルである点で、図１に示した構成例と相違している。なお、反射抑制層ＡＧ１及び散乱層ＦＳ１は省略されてもよい。
【００５５】
反射抑制層ＡＧ１は、偏光素子ＰＬ２の表示部ＤＳＰ及び反射素子２０と対向する側とは反対側に配置されている。散乱層ＦＳ１は、偏光素子ＰＬ２と反射抑制層ＡＧ１との間に位置している。例えば、散乱層ＦＳ１は偏光素子ＰＬ２に接着され、反射抑制層ＡＧ１は散乱層ＦＳ１に接着されている。反射抑制層ＡＧ１は反射抑制層ＡＧ２と同様の構成であってよく、散乱層ＦＳ１は散乱層ＦＳ２と同様の構成であってよい。但し、散乱層ＦＳ１は、外部光源ＬＳ２から入射する光を散乱させ、反射素子２０から入射する光を略散乱させずに透過させる、異方性散乱層であることが望ましい。これにより、表示装置１は、光Ｌ１及びＬ３の散乱による表示画像Ｉ１のぼやけを抑制しながら、外部光源ＬＳ２から表示パネルＰＮＬへ入射する光の輝度を表面ＰＮＬａの面内で均一化し、表示画像Ｉ１の結像ムラを抑制することができる。
【００５６】
図８は、図７に示した表示パネルＰＮＬの一構成例を示す図である。  
表示部ＤＳＰの断面構成の一例として、青画素ＰＸＢに対応する領域を図示する。本変形例は、反射層ＲＥ及び突出部ＰＪを備えている点で、図３に図示した構成例と相違している。また、画素電極ＰＥ３は第１基板ＳＵＢ１に配置され、共通電極ＣＥは第２基板ＳＵＢ２に配置されている点も、図３に図示した構成例と相違している。本構成例では、画素電極ＰＥ３は、第１絶縁膜１１０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置している。共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣと第２配向膜ＡＬ２との間に位置している。なお図示を省略しているが、他の副画素（赤画素ＰＸＲ及び緑画素ＰＸＧ）も、青画素ＰＸＢと同様の構成を備えている。
【００５７】
青画素ＰＸＢは、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを有している。第１領域Ｒ１に入射した光は反射され、第２領域Ｒ２に入射した光は透過する。カラーフィルタＣＦＢは、第１領域Ｒ１に対応する領域に配置されたカラーフィルタＣＦＢ１と、第２領域Ｒ２に対応する領域に配置されたカラーフィルタＣＦＢ２を、を備えている。カラーフィルタＣＦＢ１及びＣＦＢ２は、同じ青色のカラーフィルタＣＦＢである。  
カラーフィルタＣＦＢ１の透過率は、カラーフィルタＣＦＢ２の透過率と異なっていてもよい。第１領域Ｒ１で反射される光はカラーフィルタＣＦＢ１を２回透過し、第２領域Ｒ２を透過する光はカラーフィルタＣＦＢ２を１回透過する。このため、カラーフィルタＣＦＢ１の透過率をカラーフィルタＣＦＢ２の透過率よりも高くすることで、青画素ＰＸＢの色味を均一にすることができる。カラーフィルタＣＦＢの透過率は、色材の濃度やカラーフィルタの膜厚などによって制御することができる。例えば、ハーフトーン露光によれば、膜厚の異なるカラーフィルタＣＦＢ１及びカラーフィルタＣＦＢ２を、一括で形成することができる。
【００５８】
第１領域Ｒ１に対応する領域には、反射層ＲＥが配置されている。反射層ＲＥは、カラーフィルタＣＦＢ１と対向している。反射層ＲＥは、第１基板ＳＵＢ１に配置され、画素電極ＰＥ３よりも液晶層ＬＱから離間している。図示した例では、反射層ＲＥは、第１絶縁膜１１０と画素電極ＰＥ３との間に位置し、画素電極ＰＥ３に覆われている。反射層ＲＥは、光反射特性を有しており、例えばＡｇ、Ａｌなどの光反射性を呈する材料によって形成されている。反射層ＲＥが透明導電材料よりも導電性の高い金属材料で形成されている場合、反射層ＲＥが画素電極ＰＥ３に接触する構成によれば、画素電極ＰＥ３への印加電圧のムラを抑制することができる。なお、第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥ３と共通電極ＣＥとの両方が配置される構成の場合、反射層ＲＥは、画素電極ＰＥ３及び共通電極ＣＥのいずれよりも、液晶層ＬＱから離間して配置される。
【００５９】
第１領域Ｒ１に対応する領域には、突出部ＰＪも配置されている。突出部ＰＪは、例えば、オーバーコート層ＯＣと第２配向膜ＡＬ２との間に配置され、共通電極ＣＥに覆われている。突出部ＰＪは、例えば、オーバーコート層ＯＣと同じ材料を用いて形成され、オーバーコート層ＯＣと連続していてもよい。
【００６０】
液晶層ＬＱは、第１領域Ｒ１で厚みＴ１を有し、第２領域Ｒ２で厚みＴ２を有する。厚みＴ１は、厚みＴ２よりも薄い。例えば、厚みＴ２は、厚みＴ１の略２倍である。厚みＴ１は、突出部ＰＪの厚みによって制御される。本構成例においては、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に亘って画素電極ＰＥ３が配置されている。従って、第１領域Ｒ１に対応する液晶層ＬＱを透過する偏光と、第２領域Ｒ２に対応する液晶層ＬＱを透過する偏光と、に異なる位相差を付与するために、厚みＴ１と厚みＴ２とが互いに異なる液晶層ＬＱを配置している。しかし、例えば、第１領域Ｒ１の画素電極が、第２領域Ｒ２の画素電極から離間しており、第１領域Ｒ１の液晶層ＬＱに形成される電界と第２領域Ｒ２の液晶層ＬＱに形成される電界とが互いに異なる強さで形成可能であるならば、厚みＴ１は厚みＴ２と略同等であってもよい。
【００６１】
図９は、図７に示した表示装置１における光Ｌ３及びＬ４の光路を示すフローチャートである。  
外部光源ＬＳ２から表示装置１へ入射する光の挙動の一例について説明する。光Ｌ３及びＬ４は、外部光源ＬＳ２から表示装置１へ入射し、表示パネルＰＮＬで反射される光である。光Ｌ３は、表示画像Ｉ１の結像に寄与する光であり、光Ｌ４は、発散する光である。
【００６２】
光Ｌ３及びＬ４が表示パネルＰＮＬで反射された後に偏光素子ＰＬ２に入射する直前までの挙動を、第１’段階ＰＨ１’として説明する。なお、表示パネルＰＮＬで反射された後の光Ｌ３及びＬ４の挙動は、それぞれ、図６に図示した第２段階ＰＨ２における光Ｌ１及びＬ２と同様であるため、説明を省略する。  
第１’段階ＰＨ１’において、無偏光の光Ｌ３及びＬ４は、外部光源ＬＳ２から出射され、偏光素子ＰＬ２を透過して第１直線偏光に変換される。次に、光Ｌ３は、液晶層ＬＱを透過して円偏光に変換され、反射層ＲＥで反射され、再び液晶層ＬＱを透過して第２直線偏光に変換される。一方で、光Ｌ４は、第１直線偏光を維持したまま、液晶層ＬＱを透過し、反射層ＲＥで反射され、再び液晶層ＬＱを透過する。
【００６３】
第１の変形例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、本構成例によれば、外部光源ＬＳ２から照射される光を利用して表示画像Ｉ１を結像することができるので、照明装置ＬＳ１の消費電力を低減することができる。
【００６４】
次に、第２及び第３の変形例について、図１０乃至図１５を用いて説明する。第２及び第３の変形例において、表示パネルＰＮＬは、透過型液晶表示パネル及び半透過型液晶表示パネルのいずれであっても適用可能である。以下では、図８に示す表示パネルＰＮＬを備え、外部光源ＬＳ２が存在する場合での、表示装置１について説明する。
【００６５】
［第２の変形例］
図１０は、第２の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。  
本変形例は、位相差板ＲＢ及びＲＣが配置され、位相差板ＲＡが配置されていない点で、図７に図示した構成例と相違している。位相差板ＲＢ及びＲＣは、透過光に約λ／４の位相差を付与するλ／４板であり、例えば位相差板ＲＡと同様の構成を有している。位相差板ＲＢは、光学素子１０に配置され、偏光素子ＰＬ２の表示部ＤＳＰ及び反射素子２０と対向する側に配置されている。位相差板ＲＣは、光学部材ＯＤ２に配置されており、例えば表示パネルＰＮＬと散乱層ＦＳ２との間に位置している。位相差板ＲＣは、散乱層ＦＳ２と反射抑制層ＡＧ２との間や、光学部材ＯＤ２の光学素子１０と対向する側に配置されてもよい。
【００６６】
図１１は、図１０に示した表示装置１における光Ｌ５及びＬ６の光路を示すフローチャートである。  
光Ｌ５及びＬ６は、それぞれ、照明装置ＬＳ１から出射されて表示パネルＰＮＬを透過する光の一例である。光Ｌ５は、表示画像Ｉ１の結像に寄与する光であり、光Ｌ６は、発散する光である。
【００６７】
光Ｌ５及びＬ６が表示パネルＰＮＬを透過して位相差板ＲＣに入射する直前までの挙動を第３段階ＰＨ３、光Ｌ５及びＬ６が表示パネルＰＮＬを透過した後の挙動を第４段階ＰＨ４とし、順番に説明する。  
第３段階ＰＨ３において、最初に、無偏光の光Ｌ５及びＬ６が照明装置ＬＳ１から出射される。無偏光の光Ｌ５及びＬ６は、偏光素子ＰＬ１を透過して第２直線偏光に変換される。次に、光Ｌ５は、表示パネルＰＮＬを透過する際に第１直線偏光に変換される。一方で、光Ｌ６は、第２直線偏光に維持されたまま表示パネルＰＮＬを透過する。  
第４段階ＰＨ４において、第１直線偏光の光Ｌ５は、位相差板ＲＣを透過して円偏光に変換され、位相差板ＲＢを透過して第２直線偏光に変換される。第２直線偏光の光Ｌ５は、偏光素子ＰＬ２で反射され、位相差板ＲＢを透過して円偏光に変換される。次に、光Ｌ５は、再帰反射面２０Ａで再帰反射され、再び位相差板ＲＢを透過して第１直線偏光に変換される。その後、第１直線偏光の光Ｌ５は、偏光素子ＰＬ２を透過して、表示画像Ｉ１を結像する。一方、表示パネルＰＮＬから出射された第２直線偏光の光Ｌ６は、位相差板ＲＣを透過して円偏光に変換され、位相差板ＲＢを透過して第１直線偏光に変換される。その後、第１直線偏光の光Ｌ６は、偏光素子ＰＬ２を透過して、表示装置１の外側へ発散する。
【００６８】
図１２は、図１０に示した表示装置１における光Ｌ７及びＬ８の光路を示すフローチャートである。  
光Ｌ７及びＬ８は、それぞれ、外部光源ＬＳ２から表示装置１へ入射し、表示パネルＰＮＬで反射される光の一例である。光Ｌ７は、表示画像Ｉ１の結像に寄与する光であり、光Ｌ８は、発散する光である。
【００６９】
光Ｌ７及びＬ８が表示パネルＰＮＬで反射された後に位相差板ＲＣに入射する直前までの挙動を、第３’段階ＰＨ３’として説明する。表示パネルＰＮＬで反射された後の光Ｌ７及びＬ８の挙動は、それぞれ、図１１に図示した第４段階ＰＨ４における光Ｌ５及びＬ６と同様であるため、説明を省略する。  
第３’段階ＰＨ３’において、無偏光の光Ｌ７及びＬ８は、外部光源ＬＳ２から出射され、偏光素子ＰＬ２を透過して第１直線偏光に変換される。第１直線偏光の光Ｌ７は、位相差板ＲＢを透過して円偏光に変換され、位相差板ＲＣを透過して第２直線偏光に変換される。次に、光Ｌ７は、液晶層ＬＱを透過して円偏光に変換され、反射層ＲＥで反射され、再び液晶層ＬＱを透過して第１直線偏光に変換される。一方で、偏光素子ＰＬ２を透過した第１直線偏光の光Ｌ８は、位相差板ＲＢを透過して円偏光に変換され、位相差板ＲＣを透過して第２直線偏光に変換される。次に、光Ｌ８は、第２直線偏光を維持したまま、液晶層ＬＱを透過し、反射層ＲＥで反射され、再び液晶層ＬＱを透過する。
【００７０】
［第３の変形例］
図１３は、第３の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。  
本変形例は、位相差板ＲＢ及びＲＤが配置され、位相差板ＲＡが配置されていない点で、図７に図示した構成例と相違している。位相差板ＲＢの構成及び位置は、図１０で示した第２の変形例と同様である。位相差板ＲＤは、透過光に約λ／４の位相差を付与するλ／４板であり、例えば位相差板ＲＡと同様の構成を有している。位相差板ＲＤは、偏光素子ＰＬ１と表示パネルＰＮＬとの間に配置され、例えば光学部材ＯＤ１に備えられている。
【００７１】
図１４は、図１３に示した表示装置１における光Ｌ９及びＬ１０の光路を示すフローチャートである。  
光Ｌ９及びＬ１０は、それぞれ、照明装置ＬＳ１から出射されて表示パネルＰＮＬを透過する光の一例である。光Ｌ９は、表示画像Ｉ１の結像に寄与する光であり、光Ｌ１０は、発散する光である。
【００７２】
光Ｌ９及びＬ１０が表示パネルＰＮＬを透過して位相差板ＲＢに入射する直前までの挙動を第５段階ＰＨ５、光Ｌ９及びＬ１０が表示パネルＰＮＬを透過した後の挙動を第６段階ＰＨ６とし、順番に説明する。  
第５段階ＰＨ５において、最初に、無偏光の光Ｌ９及びＬ１０が照明装置ＬＳ１から出射される。無偏光の光Ｌ９及びＬ１０は、偏光素子ＰＬ１を透過して第２直線偏光に変換される。次に、光Ｌ９及びＬ１０は、位相差板ＲＤを透過して円偏光に変換される。その後、光Ｌ９は、表示パネルＰＮＬを透過して逆回転の円偏光に変換される。一方で、光Ｌ１０は、円偏光の回転方向を維持されたまま表示パネルＰＮＬを透過する。  
第６段階ＰＨ６において、円偏光の光Ｌ９は、位相差板ＲＢを透過して第２直線偏光に変換され、反射素子ＰＬ２で反射され、位相差板ＲＢを透過して円偏光に変換される。次に、光Ｌ９は、再帰反射面２０Ａで再帰反射され、再び位相差板ＲＢを透過して第１直線偏光に変換さる。その後、第１直線偏光の光Ｌ９は、偏光素子ＰＬ２を透過して、表示画像Ｉ１を結像する。一方で、光Ｌ９とは逆回転の円偏光の光Ｌ１０は、位相差板ＲＢを透過して第１直線偏光に変換され、偏光素子ＰＬ２を透過して、表示装置１の外側へ発散する。
【００７３】
図１５は、図１３に示した表示装置１における光Ｌ１１及びＬ１２の光路を示すフローチャートである。  
光Ｌ１１及びＬ１２は、それぞれ、外部光源ＬＳ２から表示装置１へ入射し、表示パネルＰＮＬで反射される光の一例である。光Ｌ１１は、表示画像Ｉ１の結像に寄与する光であり、光Ｌ１２は、発散する光である。
【００７４】
光Ｌ１１及びＬ１２が表示パネルＰＮＬで反射された後に位相差板ＲＢに入射する直前までの挙動を、第５’段階ＰＨ５’として説明する。表示パネルＰＮＬで反射された後の光Ｌ１１及びＬ１２の挙動は、それぞれ、図１４に図示した第６段階ＰＨ６における光Ｌ５及びＬ６と同様であるため、説明を省略する。  
第５’段階ＰＨ５’において、無偏光の光Ｌ１１及びＬ１２は、外部光源ＬＳ２から出射され、偏光素子ＰＬ２を透過して第１直線偏光に変換され、位相差板ＲＢを透過して円偏光に変換される。次に、円偏光の光Ｌ１１は、液晶層ＬＱを透過して第２直線偏光に変換され、反射層ＲＥで反射され、再び液晶層ＬＱを透過して円偏光に変換される。一方で、位相差板ＲＢを透過した光Ｌ１２は、円偏光を維持したまま、液晶層ＬＱと透過し、反射層ＲＥで反射され、再び液晶層ＬＱを透過する。
【００７５】
このような第２及び第３の変形例においても、上記したのと同様の効果を得ることができる。
【００７６】
［第２の実施形態］
次に、照明装置ＬＳ１を備えておらず、外部光源ＬＳ２を利用して表示画像Ｉ１を結像する表示装置１の構成例について説明する。第２の実施形態は、表示部ＤＳＰが光を反射する反射体であり、表示部ＤＳＰが照明装置ＬＳ１を備えていない点を除けば、第１の実施形態と同様の構成をとることが可能である。例えば、図７、図１０、及び図１０の表示部ＤＳＰを反射型の液晶表示装置に置換することで第２の実施形態の構成例とすることができる。表示装置１の外側から表示部ＤＳＰへ入射する光Ｌｏｕｔの挙動としては、図９で説明した光Ｌ３及びＬ４、図１２で説明した光Ｌ７及びＬ８、図１５で説明した光Ｌ１１及びＬ１２を参照可能である。
【００７７】
図１６は、第２の実施形態における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。  
本構成例の表示パネルＰＮＬは、突出部ＰＪを備えておらず、反射層ＲＥが画素電極ＰＥの全面に亘って配置されている点を除けば、図８に図示した表示パネルＰＮＬと同等の構成を備えている。光学部材ＯＤ２は、偏光素子を備えておらず、光Ｌｏｕｔは、偏光を維持したまま光学部材ＯＤ２を透過する。表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１に配置された画素電極ＰＥと、第２基板ＳＵＢ２に配置された共通電極ＣＥと、を備えている。画素電極ＰＥは、それぞれ反射層ＲＥを備えている。反射層ＲＥは、各画素の遮光層ＢＭによって囲まれた開口部の全面に亘って配置されている。ここでは、縦電界を利用する表示モードを適用した表示パネルＰＮＬを例に挙げ説明しているが、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥが両方とも第１基板ＳＵＢ１に配置される横電界方式の表示パネルＰＮＬの場合、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥのうち液晶層ＬＱから離間した方の電極に、反射層ＲＥが備えられていればよい。例えば、図３に図示したＦＦＳモードの表示パネルＰＮＬであれば、反射層ＲＥは、共通電極ＣＥに備えられ、複数の画素電極ＰＥに亘って対向する。
【００７８】
本構成例によれば、照明装置ＬＳ１及び偏光素子ＰＬ１を省略することができる。従って、第２の実施形態によれば、表示装置１の製造コストを抑制し、消費電力を低減することが可能である。また、光学素子１０が反射型偏光板に相当する偏光素子ＰＬ２を備えているため、光学素子１０は、外部光源ＬＳ２からの光Ｌｏｕｔを効率的に透過させつつも、表示部ＤＳＰで反射された光を効率的に反射又は透過させることができる。従って、表示装置１の表示品位の劣化を抑制することができる。
【００７９】
なお、表示部ＤＳＰは、反射体であれば液晶表示装置に限定されるものではなく、ポスターや立体物などの表示媒体であってもよい。その場合、光学素子１０は、偏光フィルタとしての機能を有さず、入射光を透過又は反射させるハーフミラーなどのビームスプリッタであってもよい。
【００８０】
［第４の変形例］
図１７は、第４の変形例における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。  
本変形例は、第２の実施形態に適用可能な表示パネルＰＮＬの変形例である。反射層ＲＥの液晶層ＬＱと対向する側の表面は、複数の凸曲面を有している。この反射層ＲＥの凸曲面同士のピッチは、副画素の幅よりも小さいことが望ましい。  
本変形例は、反射層ＲＥで反射される光Ｌｏｕｔを散乱させ、表示パネルＰＮＬから出射される光を拡散させることができる。なお、本変形例は、第１の実施形態にも適用可能である。その場合、凹凸形状は反射層ＲＥだけではなく、共通電極ＣＥや画素電極ＰＥにも備えられていてもよく、これによって表示パネルＰＮＬを透過する光も拡散させることができる。
【００８１】
［第５の変形例］
図１８は、第５の変形例における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。  
本変形例は、散乱層ＦＳがカラーフィルタＣＦと液晶層ＬＱとの間に位置している点で、図１６に図示した構成例と相違している。なお、本変形例は、第１の実施形態にも適用可能である。その場合、散乱層ＦＳ２は、光学部材ＯＤ２から離間し、表示パネルＰＮＬに内蔵される。本変形例によれば、表示パネルＰＮＬから出射する光を拡散させることができる。
【００８２】
［第６の変形例］
図１９は、第６の変形例における表示パネルＰＮＬの一構成例を示す断面図である。  
本変形例は、反射層に相当する再帰反射性の反射素子３０が表示パネルＰＮＬの光学素子１０と対向する側とは反対側に配置されている点で、図１６に図示した構成例と相違している。反射素子３０は、表示パネルＰＮＬと対向する側に再帰反射面３０Ａを有している。表示パネルＰＮＬに入射する光Ｌｏｕｔは、表示パネルＰＮＬを透過して、再帰反射面３０Ａで再帰反射され、再び表示パネルＰＮＬを透過した後、表示パネルＰＮＬから出射される。この様な構成によれば、表示部ＤＳＰが光Ｌｏｕｔを特定の方向に反射することができるため、光Ｌｏｕｔが光学素子１０の位置する方向へ反射されないことによる光Ｌｏｕｔのロスを低減し、光Ｌｏｕｔの利用効率を向上させることができる。  
なお、本変形例における表示部ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬを備える構成に限定されるものではなく、光透過性の表示物と、光学素子１０と対向する側とは反対側に位置する再帰反射面３０Ａと、を備えた反射体であればよい。
【００８３】
［第３の実施形態］
図１６乃至図１９に図示した表示部ＤＳＰ（反射体）を備えた第３の実施形態の一構成例として、図１９に図示した表示部ＤＳＰを備え、光学素子１０としてミラーアレイＭＰを備えた表示装置１について説明する。なお、本実施形態は、第２の実施形態で用いられる表示部ＤＳＰであれば、特に限定されることなく適用可能である。
【００８４】
図２０は、第３の実施形態に係る表示装置１の一構成例を示す図である。  
表示装置１は、表示部ＤＳＰと、光学素子１０と、を備えている。ミラーアレイＭＰは、光学素子１０に備えられている。ミラーアレイＭＰは、一方側から入射した光を、ミラーアレイＭＰ自身を対称面として、他方側における入射方向と対称な方向に反射する。ミラーアレイＭＰは、表示画像Ｉ１側に位置する外面１０Ｂと、外面１０Ｂとは反対側に位置し表示部ＤＳＰと対向する内面１０Ａと、を備えており、表示部ＤＳＰからミラーアレイＭＰへ入射する光は、内面１０Ａへ入射して、ミラーアレイＭＰ内で反射され、外面１０Ｂから出射される。
【００８５】
この様なミラーアレイＭＰは、直交する２つの鏡面を有する２面コーナーリフレクタを複数備えており、入射光を２回反射して出射する。ミラーアレイＭＰは、図示した例では、角柱状のガラス材料７０の長手方向の一面を鏡面７０Ａとして、鏡面が同じ方向を向くように複数のガラス材料７０を並べたものを２組作り、鏡面７０Ａが互いに直交する様に積層したものである。ミラーアレイＭＰは、これに限定されるものではなく、例えば、両面もしくは片面が反射面となった金属もしくはガラスなどの複数の板材を互いに直交するように格子状に組み合わせたものであってもよい。
【００８６】
この様な構成例によれば、外光を利用することによる低消費電力な表示装置１を提供することができる。また、反射素子２０による虚像が視認されないため、表示画像Ｉ１の表示品位の劣化を抑制することができる。
【００８７】
［第７の変形例］
光学素子１０は、吸収型偏光板に相当する偏光素子ＰＬ２とビームスプリッタＨＭとの組み合わせであってもよい。ビームスプリッタＨＭを備えた光学素子１０は、第１及び第２の実施形態のいずれの構成例にも適用可能である。この様な光学素子１０を備えた構成の一例を、図２１に示す。
【００８８】
図２１は、第７の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。  
ビームスプリッタＨＭは、例えばハーフミラーである。ビームスプリッタＨＭは、偏光素子ＰＬ２の表示部ＤＳＰや反射素子２０と対向する側に配置されている。偏光素子ＰＬ２は、第１直線偏光を透過する透過軸を有し、透過軸と直交する第２直線偏光を吸収する。ビームスプリッタＨＭは、偏光に因らず、入射光の一部を反射し、その他の入射光を透過させる。すなわち、表示部ＤＳＰから第１直線偏光が光学素子１０に入射した場合、一部の第１直線偏光はビームスプリッタＨＭで反射され、その他の第１直線偏光は偏光素子ＰＬ２を透過する。また、表示部ＤＳＰから第２直線偏光が光学素子１０に入射した場合、一部の第２直線偏光はビームスプリッタＨＭで反射され、その他の第２直線偏光は偏光素子ＰＬ２で吸収される。この様な変形例であっても、上記したものと同様の効果を得ることができる。
【００８９】
［第８の変形例］
なお、反射素子２０は、湾曲していてもよい。湾曲した再帰反射面２０Ａを有する反射素子２０は、第１及び第２の実施形態のいずれの構成例にも適用可能である。この様な反射素子２０を備えた構成の一例を、図２２に示す。
【００９０】
図２２は、第８の変形例に係る表示装置１の一構成例を示す図である。
反射素子２０は、表示部ＤＳＰ及び光学素子１０と対向する側の面に、湾曲した再帰反射面２０Ａを有している。反射素子２０は端部２０１及び２０２を備え、端部２０１は表示部ＤＳＰに近接する側に位置し、端部２０２は端部２０１とは反対側に位置している。反射素子２０は、端部２０１と端部２０２との間に接続部ＣＮを備えている。反射素子２０は第１部分ＣＣ及び第２部分ＣＶを備え、第１部分ＣＣは端部２０１と接続部ＣＮとの間に位置し、第２部分ＣＶは端部２０２と接続部ＣＮとの間に位置している。光学素子１０との位置関係でみた場合、第１部分ＣＣは、第２部分ＣＶよりも光学素子１０から離間している。
【００９１】
第１部分ＣＣは凹状に形成され、第２部分ＣＶは凸状に形成されている。なお、本構成において、凹状とは、再帰反射面２０Ａが表示部ＤＳＰ及び光学素子１０から離間する側に窪んだ形状を意味する。また、凸状とは、反射面６０Ａが表示部ＤＳＰ及び光学素子１０に近接する側に突出した形状を意味する。すなわち、再帰反射面２０Ａは、第１部分ＣＣに相当する凹曲面と、第２部分ＣＶに相当する凸曲面を有しており、図示した例では、反射素子２０は略Ｓ字状の断面を有している。図示した例では、第１部分ＣＣ及び第２部分ＣＶは連続しており、反射素子２０は１つの部材で形成されている。但し、反射素子２０は、第１部分ＣＣと第２部分ＣＶとを個別部材で形成し、これらを接続部ＣＮで互いに接続することで形成されていてもよい。
【００９２】
第１部分ＣＣ及び第２部分ＣＶが湾曲形状を有しているため、角度θ２の大きさは、反射素子２０内の位置によって変化する。図示した例では、第１部分ＣＣにおいては、端部２０１で角度θ２は最小となり、接続部ＣＮで角度θ２は最大となる。また、第２部分ＣＶにおいては、端部２０２で角度θ２は最小となり、接続部ＣＮで角度θ２は最大となる。再帰反射の効率の観点から、角度θ２は、０°よりも大きく且つ９０°より小さい角度範囲に収まることが望ましい。但し、個別の第１部分ＣＣ及び第２部分ＣＶが接続部ＣＮで接続される構成の場合、接続部ＣＮ近傍における角度θ２が９０°よりも大きな鈍角となることが望ましい。接続部ＣＮにおいて再帰反射面２０Ａが光学素子１０と対向する側とは反対側を向くことで、表示装置１は、再帰反射率が低い接続部ＣＮへの光の入射を抑制し、表示品位の劣化を抑制することができる。
【００９３】
本変形例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、この変形例によれば、反射素子２０における不所望な反射に起因したゴーストの発生を抑制することができ、表示画像Ｉ１の視認性を向上させることができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、製造コストを抑制することが可能であり、表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
【００９５】
なお、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。これらの新規な実施形態は、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。これらの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。
【符号の説明】
【００９６】
１…表示装置  ＤＳＰ…表示部  ＬＳ１…照明装置  ＯＤ１，ＯＤ２…光学部材  
ＰＬ１，ＰＬ２…偏光素子  ＰＮＬ…表示パネル  １０…光学素子  ２０…反射素子  
２１…基材  ２２…金属薄膜  ２０Ａ…再帰反射面  
ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ…位相差板
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2018018003.tif 000021
【図２０】
2018018003.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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