(57)【要約】【課題】表示されている画像が明るい場合には、明るさが暗い場合に比べて、液晶パネルの前面に届く光の光量を大きくすることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル１と、光源部２と、画像解析部３と、輝度調整機構４とを備えている。輝度調整機構４は、画像解析部３によって算出されたその画像の明るさを代表するデータ値に基づいて、光源部２から出射して液晶パネル１の前面側に届く光の光量を増減させることによって、表示輝度を変えることができ、輝度調整機構４は、液晶パネルの前面側に届く光の光量を増大させるほど、光源部２から出射して液晶パネル１の背面側から当該液晶パネルに入射する光の偏光率を低減させるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、当該液晶パネルの背面側に配された光源部とを備えた液晶表示装置であって、
入力画像データからその画像の明るさを代表する代表値を算出する画像解析部と、
上記光源部から出射して上記液晶パネルの背面側から当該液晶パネルに入射する光の偏光率を、上記画像解析部によって算出された代表値に応じた値に制御する偏光制御機構とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記偏光制御機構は、
上記液晶パネルの前面側及び背面側に配された、偏光率を可変する透過偏光部と、
上記画像解析部によって算出された上記代表値に基づいて、上記透過偏光部の偏光率を制御する制御部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記透過偏光部は、
透明電極をストライプ状に配列した電極層と、
上記透明電極に電圧を印加する電源と、
複数の粒子が或る方向にストライプ状に配列することにより直線偏光性を示すことができる、負電荷に帯電した当該粒子が、絶縁性液体に分散しているか、あるいは、当該粒子を封入したカプセルが、絶縁性液体に分散している泳動層とを有しており、
上記電極層と上記泳動層とは、上記透明電極が上記泳動層の表面に位置するように隣接しており、
上記電源を用いて上記透明電極に電圧が印加されることによって上記泳動層に電界が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
上記透過偏光部は、
透明電極をストライプ状に配列した電極層と、
上記透明電極に電圧を印加する電源と、
負電荷に帯電したヨウ素イオンが、絶縁性液体に分散している泳動層とを有しており、
上記電極層と上記泳動層とは、上記透明電極が上記泳動層の表面に位置するように隣接しており、
上記電源を用いて上記透明電極に電圧が印加されることによって上記泳動層に電界が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
上記粒子は、光吸収性を有した表面もしくは材料からなることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
上記偏光制御機構は、
互いに偏光率が異なるように構成された複数の透過偏光板を有した透過偏光部と、
上記画像解析部によって算出された上記代表値に基づいて、上記複数の透過偏光板のうちの少なくとも１枚を選択する制御部とを有しており、
上記透過偏光部は、上記液晶パネルの前面側及び背面側それぞれにおいて、上記制御部によって選択された上記透過偏光板を上記液晶パネルの前面側及び背面側に配することができるように構成されていることを特徴とする請求項１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、液晶表示装置に関し、特に、白画像の表示時に透過光の光量を増加させることができる液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来ある液晶パネルを用いた投写型表示装置の光学系を図９に示す。図９は、特許文献１の構成である。図９に示すように、カラー画像を投写スクリーンに投写する投写型表示装置においては、光源１０１から出射された光束はレフレクタ１０２で反射され、インテグレータ１３１，１３２及びフィールドレンズ１０５により均一な光束とされる。また、光はフィールドレンズ１０５に入射する前に、偏光変換素子４により偏光分離と偏光変換されてＳ偏光の光束となる。
【０００３】
フィールドレンズ１０５から出射された白の光束は、ダイクロイックミラー１５１，１６２により構成される色分離光学系により赤色光（Ｒ）と、緑色光（Ｇ）・青色光（Ｂ）とに分離される。まず、ダイクロイックミラー１５１で赤色光（Ｒ）が分離され、さらにダイクロイックミラー１６２で緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とが分離される。各色光のうち、赤色光（Ｒ）は反射ミラー１７１とコンデンサレンズ１０９Ｒとにより赤色液晶パネル１１１Ｒに入射する。緑色光（Ｇ）はコンデンサレンズにより緑色液晶パネル１１１Ｇに入射する。青色光（Ｂ）はリレーレンズ１８１，１８２と反射ミラー１７２，１７３から構成されるリレー光学系を経て、青色液晶パネル１１１Ｂに向けて入射する。
【０００４】
各色液晶パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂの入射側には入射側偏光板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂが配置されており、これらの偏光板により各色液晶パネルに入射する偏光はその偏光面が揃ったものとなる。また、各色液晶パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂの出射側にも出射側偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂが配置され、これらの偏光板により各色液晶パネルで変調された偏光はその偏光面が揃ったものとなる。なお、入射側偏光板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂと出射側偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの透過軸は直交するように設定されており、出射側偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの透過軸に等しい方向の光のみを透過させ、それ以外の偏光方向を持つ光は出射側偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂで吸収される。各色光は各色液晶パネルにより光変調をうけ、変調された各色光はクロスダイクロイックプリズム１１３で色合成され、投写レンズ１１４で投写スクリーン（不図示）上に結像される。
【０００５】
更に、図９に示す投写型表示装置には、投写する画像の見た目のコントラストを高くするために、出射側偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの出射側に偏光制御素子１００が設けられている。この偏光制御素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにより、照明光の輝度を変化させて、表示されている画像が暗いときには表示輝度を下げ、明るいときには表示輝度を高くして、見た目のコントラストを高くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５６６１１号公報（２００５年６月１６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９に示した構成では、例えば白画像のように明るい表示内容を表示する場合には、偏光板による透過光のロスが輝度の上昇の妨げになっている。
【０００８】
一般的に、偏光板は、直線偏光の振動方向を示す光のみを透過し、直線偏光以外の振動方向を示す光は吸収する特性を有していることが知られている。また、この偏光板は、液晶パネルを有した一般的な液晶表示装置において当該液晶パネルを挟むかたちで設けられていることが多い。これは液晶パネルに透過する光を直線偏光に限定することにより、液晶パネルによる偏光を精度良く実現するためである。図９の構成においても、液晶パネル１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂが、偏光板（入射側偏光板１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ及び出射側偏光板１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ）によって挟まれた構成となっている。
【０００９】
ところが、このように偏光板を備えている構成においては、透過率をできるだけ大きくしたい状況（白画像を表示する状況）であっても、偏光板によって入射する光のうち凡そ５０％の光がカットされてしまう。すなわち、偏光板によって光の透過量が無駄に制限されてしまっている。このような構成において白画像を表示する場合には、バックライト輝度を高くすることによって輝度を補う必要があり、消費電力の増大を招くことになる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、液晶表示装置の最表面側（視聴者がいる側）に届く光の光量を従来構成の液晶パネルより大きくできる液晶表示装置を提供することである。
【００１１】
すなわち、本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、液晶パネルと、当該液晶パネルの背面側に配された光源部とを備えた液晶表示装置であって、
入力画像データからその画像の明るさを代表する代表値を算出する画像解析部と、
上記光源部から出射して上記液晶パネルの背面側から当該液晶パネルに入射する光の偏光率を、上記画像解析部によって算出された代表値に応じた値に制御する偏光制御機構ことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、入力画像データからその画像の明るさを代表する代表値（例えば、入力画像データである階調データの平均値や、階調データの最大値）に基づいて、表示輝度を明るくしたい場合（例えば白画像を表示する場合）には偏光率を下げて透過率を上げることができる。すなわち、従来のように光が偏光板を通過する構成と比較して、偏光による光量のロスを低減することができる。よって、ロスが無いため、光源部の輝度（バックライト輝度）を従来構成のものと比較して下げることができるので、消費電力の抑制に寄与することができる。
【００１３】
ここで本明細書において「透過率」とは、入射する光の量（強度）を１００としたときの、出射する光の量（強度）の割合のことを意味する。例えば、ある構造物に入射する光の量を１００としたとき、当該入射光のうち、当該構造物から出射する光の量が５０であった場合、透過率は５０％である。
【００１４】
また、本明細書において「偏光率」とは、振動方向を問わずあらゆる振動方向をもった光が入射してそのまま出射した場合、偏光率は０％であるといえ、振動方向を問わずあらゆる振動方向をもった光が入射して、或る１つの偏光面を有する直線偏光のみが出射した場合、偏光率は１００％である。
【００１５】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の構成に加えて、上記偏光制御機構が、
上記液晶パネルの前面側及び背面側に配された、偏光率を可変する透過偏光部と、
上記画像解析部によって算出された上記代表値に基づいて、上記透過偏光部の上記透過率を制御する制御部とを有しており、
上記透過偏光部は、上記液晶パネルの前面側及び背面側に配されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、従来構成の偏光板に代えて、上記透過偏光部を配置し、制御部による制御を受けて、例えば白画像を表示する場合には偏光率を下げて偏光によるロスを抑え、透過率を上げることができるので、液晶表示装置の最表面側に届く光量を増大させることにできる。これにより、本発明に係る液晶表示装置は、光源部の輝度（バックライト輝度）を従来構成のものと比較して下げることができるので、従来構成に比べて消費電力の抑制に寄与することができる。一方、暗い画像を表示する場合には、上記制御部によって、上記透過偏光部の偏光率を従来構成の偏光板の偏光率と同等になるように制御することによって、従来構成の偏光板と同じ機能を実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の構成に加えて、上記透過偏光部は、
透明電極をストライプ状に配列した電極層と、
上記透明電極に電圧を印加する電源と、
複数の粒子が或る方向にストライプ状に配列することにより直線偏光性を示すことができる、負電荷に帯電した当該粒子が、絶縁性液体に分散しているか、あるいは、当該粒子を封入したカプセルが、絶縁性液体に分散している泳動層とを有しており、
上記電極層と上記泳動層とは、上記透明電極が上記泳動層の表面に位置するように隣接しており、
上記電源を用いて上記透明電極に電圧が印加されることによって上記泳動層に電界が形成されるように構成されていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、電極層に設けられた透明電極に電圧が印加されて泳動層に電界が生じることによって、絶縁性液体に分散している上記粒子もしくは当該粒子を封入したカプセルが透明電極に引き寄せられ、上記粒子同士が或る方向にストライプ状に配列して、直線偏光性を示すことができる。配列している全ての透明電極に電圧が印加されれば、粒子もしくはカプセルが透過偏光部の全面においてストライプ状に配列する。このストライプ状に粒子が配列した透過偏光部は、従来構成の偏光板と同じ原理で、入射した光のうち特定の振動方向を有する光のみを透過させることになり、偏光特性を有することになる。一方、例えば、ストライプ状に形成されている透明電極のうちの一部（好ましくは、配列した透明電極のうちの端部の透明電極）のみに電圧を印加すれば、その透明電極のみに粒子もしくはカプセルが引き寄せられ、他の透明電極が配されている領域には粒子もしくはカプセルが配列しない状態となるので、当該領域においては光が偏光することなく、そのまま透過する。このように構成することにより、表示される画像の明るさに応じて、偏光率と透過率とを調整することができる。
【００１９】
また、本発明に係る液晶表示装置は、
上記透過偏光部が、
透明電極をストライプ状に配列した電極層と、
上記透明電極に電圧を印加する電源と、
負電荷に帯電したヨウ素イオンが、絶縁性液体に分散している泳動層とを有しており、
上記電極層と上記泳動層とは、上記透明電極が上記泳動層の表面に位置するように隣接しており、
上記電源を用いて上記透明電極に電圧が印加されることによって上記泳動層に電界が形成されるように構成されていることが好ましい。
【００２０】
ヨウ素イオンは負電荷に帯電するイオンであって、光を吸収する特性を有する。そのため、ヨウ素イオンを泳動層に分散させ、これを透明電極に引き寄せることによってヨウ素イオンを配列させ、一般的な偏光板と同じ偏光特性を実現することができる。
【００２１】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の構成に加えて上記粒子は、光吸収性を有した表面もしくは材料からなることが好ましい。
【００２２】
これにより、上記粒子を泳動層に分散させ、これを透明電極に引き寄せることによって、粒子を配列させ、一般的な偏光板と同じ偏光特性を実現することができる。
【００２３】
また、本発明に係る液晶表示装置は、上記の構成に加えて、上記偏光制御機構は、
複数の透過偏光板を有した透過偏光部を有しており、
上記複数の透過偏光板は互いに光の透過率及び偏光率が異なるように構成されており、
上記画像解析部によって算出された上記代表値に基づいて、上記複数の透過偏光板のうちの少なくとも１枚を選択する制御部とを有しており、
上記透過偏光部は、上記液晶パネルの前面側及び背面側それぞれにおいて、上記制御部によって選択された上記透過偏光板を上記液晶パネルの前面側及び背面側に配することができるように構成されていることが好ましい。
【００２４】
これにより、透過率及び偏光率が所望のものになる透過偏光板を選択して、液晶パネルの前面側及び背面側に配することができる。また、例えば液晶パネルの前面側において、２枚以上の透過偏光板を組み合わせて配することも可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、液晶パネルと、当該液晶パネルの背面側に配された光源部とを備えた液晶表示装置であって、
入力画像データからその画像の明るさを代表する代表値を算出する画像解析部と、
上記光源部から出射して上記液晶パネルの背面側から当該液晶パネルに入射する光の偏光率を、上記画像解析部によって算出された代表値に応じた値に制御する偏光制御機構とを備えていることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、従来のように光が偏光板を通過する構成と比較して、液晶表示装置の最表面側に届く光量を増大させることができる。これにより、本発明に係る液晶表示装置は、光源部の輝度（バックライト輝度）を従来構成のものと比較して下げることができるので、従来構成に比べて消費電力の抑制に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の主要な構成を示した斜視図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の構成要素である透過偏光部の平面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の構成要素である透過偏光部の平面図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の構成要素である透過偏光部の変形例を示した図である。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の構成要素である透過偏光部の変形例を示した図である。
【図７】本発明に係る液晶表示装置の別の実施形態の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の更に別の実施形態の構成を示す図である。
【図９】従来構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
〔実施の形態１〕
以下、本発明に係る液晶表示装置の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。尚、以下では、各画素（サブピクセル）毎にスイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置の例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
液晶表示装置は、テレビ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ディスクトップ型ＰＣ、ＰＤＡ（携帯端末）及び携帯電話など、種々の電子機器に使用されている。特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、駆動能力が高いことから、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）にも匹敵する程の優れた表示特性を示す。それゆえ、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、ディスクトップ型ＰＣやテレビなど、従来ＣＲＴが使用されていた分野にも広く使用されている。
【００３０】
図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成を示す図である。液晶表示装置１０は、液晶パネル１と、光源部２と、画像解析部３と、輝度調整機構４（偏光制御機構）とを備えている。以下、これらの構成についてそれぞれ説明する。
【００３１】
＜液晶パネル＞
上記液晶パネル１は、２枚の基板と、これらの基板間に封入された液晶とにより構成されている。
【００３２】
一方の基板には、ゲートバスライン及びデータバスラインが、交差するように設けられている。ゲートバスラインとデータバスラインとによって区画された個々の領域が画素であり、一方の基板上には、画素毎に画素電極およびＴＦＴが設けられており、この画素電極にはＴＦＴを介して電圧が印加される。
【００３３】
他方の基板には、上記画素電極に対向するカラーフィルター（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と、各画素共通のコモン（共通）電極とが形成されている。カラーフィルターには赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３種類があり、画素毎にいずれか１色のカラーフィルターが配置されている。そして、隣接して配置された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３つの画素で１つのピクセル（Ｐｉｘｅｌ）を構成する。液晶には画素電極とコモン電極によって電圧が印加され画像を形成する。
【００３４】
このような構成を備えているものを本明細書においては液晶パネルというが、液晶パネルのより具体的な構成は、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば配向膜が配されているなど、従来周知の構成を採用することができる。
【００３５】
＜光源部＞
上記光源部２は、上記液晶パネル１の背面側にあって、液晶パネル１に向けて光を照射する、いわゆるバックライトである。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、投影型である。光源部２の具体的な構成は特に限定されるものではなく、従来周知のバックライトを採用することができる。
【００３６】
＜画像解析部＞
上記画像解析部３は、外部からの入力画像データを入力し、当該入力画像データに基づいてその画像の明るさを代表するデータ値（以下、代表値）を算出するために設けられている。ここで、入力画像データは、各ピクセルにおけるＲ、Ｇ、Ｂ各画素の階調データを挙げることができる。尚、入力画像データとしては、形式によらず画像を意味するデータと考えれば、階調データ以外であってもよい。
【００３７】
代表値としては、入力画像データである階調データの平均値を算出して用いることができる。平均値を用いることにより、比較的算出が容易になる（必要な演算回路が小さくて良い）という長所がある。しかしながら、平均値に限定されるものではなく、階調データの最大値、階調データの最小値、ヒストグラム解析、これらの併用などがある。画像解析部３は、算出した代表値を上記輝度調整機構４へ出力する。
【００３８】
＜輝度調整機構＞
上記輝度調整機構４は、図１に示すように、透過偏光部４１及び偏光制御回路４０（制御部）により構成されていて、上記画像解析部３によって算出された画面輝度の代表値（表示しようとする輝度の代表値）に基づいて、表示輝度を変えるために設けられている。尚、表示輝度とは、液晶表示装置の最表面の輝度（視聴者が感じる明るさ）を意味する。
【００３９】
上記偏光制御回路４０は、画像解析部３によって算出された代表値を入力する。偏光制御回路４０には、代表値とその代表値に対して一つの表示輝度が関連付けられたテーブルが予め格納されており、入力した画面データから所定の表示輝度を決定すると、当該所定の表示輝度を実現するための、光源部２から出射して液晶表示装置の最表面（表示面）側まで届く光の量（強度）を決定する。具体的には、光源部２から液晶表示装置の最表面（表示面）側に届く光の量は、光源部２から液晶表示装置の最表面（表示面）側までの光の透過率（以下、単に透過率と称する）として表すことができる。換言すれば、光源部２から出射した光が、液晶表示装置の最表面（表示面）側に届くまでに、偏光による光量のロスをできるだけ小さくする光源部２から液晶表示装置の最表面（表示面）までの光の偏光率（以下、単に偏光率と称する）を決定することができる。そのため、偏光制御回路４０に、透過率と偏光率とを関係付けたテーブルを格納し、当該所定の表示輝度を実現するための偏光率を導出する。具体的には、偏光制御回路４０は、後述する透過偏光部４１に印加する電圧を、導出した偏光率となるように制御する。そのため、偏光制御回路４０には、電源回路が設けられている。尚、電源回路は、偏光制御回路４０に設けず、液晶パネルを駆動するための駆動用電源を共有するように構成してもよい。
【００４０】
尚、「透過率」とは、入射した光の量（強度）を１００としたときの、出射する光の量（強度）の割合のことを意味する。例えば、ある構造物に入射する光の量を１００としたとき、当該入射光のうち、当該構造物から出射する光の量が５０であった場合、当該構造物の透過率は５０％である。また、「偏光率」とは、振動方向を問わずあらゆる振動方向をもった光が入射してそのまま出射した場合を１００としたとき、偏光率は０％であるといえ、振動方向を問わずあらゆる振動方向をもった光が入射して、或る１つの振動方向をもった光のみが出射した場合を、偏光率が１００％である。ここで、偏光率をＰとしたとき、出射光の強度成分Ｉｘ、Ｉｙとすると、偏光率Ｐは次の一般式；
Ｐ＝（Ｉｘ−Ｉｙ）／（Ｉｘ＋Ｉｙ）
にて定義することができる。尚、Ｉｘで定義されているｘ軸とは、光の進行方向に垂直な平面（ｘｙ平面）内の偏光軸（直線偏光させようとする方向の軸）のことであり、Ｉｙで定義されているｙ軸とは、同じくｘｙ平面内のｘ軸に垂直な軸である。
【００４１】
上記透過偏光部４１は、偏光制御回路４０による制御を受けて、光源部２から出射した光を透過及び偏光するように構成されている。透過偏光部４１は、図１に示すように、液晶パネル１の背面側及び前面側にそれぞれ設けられている。液晶パネル１の背面側に配された透過偏光部４１と、液晶パネル１の前面側に配された透過偏光部４１とは、同じ構成である。透過偏光部４１について、図２〜図４を用いて詳述する。
【００４２】
図２は、透過偏光部４１の斜視図である。尚、図２には説明の便宜上、偏光制御回路４０についても示している。図３及び図４は共に透過偏光部４１の一部の構成を示した平面図である。
【００４３】
図２に示すように、透過偏光部４１は、積層構造になった電極層４２及び泳動層４３を有したパネル状の構造を有している。透過偏光部４１は、液晶パネル１の前面側と背面側とのそれぞれに、液晶パネル１に対面するように設けられている。
【００４４】
上記電極層４２は複数の細長い帯状の透明電極４２ａを有しており、帯状の透明電極４２ａが、泳動層４３の一方の基板表面において互いに平行に配列してストライプ状を形成している。
【００４５】
偏光制御回路４０は、上述した電源回路から、透過偏光部４１が所望の偏光率（上記導出した偏光率）を示すように、電圧を電極層４２に印加する。
【００４６】
上記泳動層４３は、対向する２枚の基板の間に、遮光性を有した負電荷に帯電したイオンが絶縁性液体に分散していた分散液を封止した層である。
【００４７】
上記負電荷に帯電したイオンとしては、例えばヨウ素イオンがある。ヨウ素イオンは光を吸収する特性を有するため好ましい。しかしながら、本発明はヨウ素イオンに限定されるものではない。また、絶縁性液体としては、上記負電荷に帯電したイオンに合ったものを使用すればよく、例えば、当該イオンがヨウ素イオンであれば、イソパラフィンを絶縁性液体として用いることができる。
【００４８】
次に、図３及び図４を用いて、透過偏光部４１（電極層４２及び泳動層４３）の機能を説明する。図３及び図４は、電極層４２及び泳動層４３の平面図である。図３と図４との違いは、複数の細長い帯状の透明電極４２ａのうち、電圧を印加する透明電極４２ａが異なっている。
【００４９】
図３は、透過率を下げて、且つ、偏光率を上げる状態を示している。図３では、全ての帯状の透明電極４２ａに電圧を印加している。電圧を印加して泳動層４３に電界を形成して正極となった透明電極４２ａには、泳動層４３の分散液に分散しているイオンが引き寄せられる。そのため、全ての透明電極４２ａに沿ってイオンが引き寄せられる。上述したように上記イオンは、遮光性を有しているため、図３に示すようにイオンが帯状にストライプを形成することにより、光は帯状になったイオンの縞の間からのみ透過することができる。すなわち、ある特定の振動方向を有する光のみを透過できることになり（直線偏光性を示す）、一般的な偏光板と同じ機能を果たすことになる。この状態とすることで、図３の状態は、表示輝度が比較的低い場合に実現される。
【００５０】
一方、図４の状態は、白画像を表示する場合など、表示輝度が比較的高い場合に実現される。図４では、ストライプ状に配列した帯状の透明電極４２ａのうち、端部に位置する帯状の透明電極４２ａのみに電圧を印加している。これにより、図４に示すように、端部に位置する帯状の透明電極４２ａのみにイオンが引き寄せられる。ここで、電圧が印加されている帯状の透明電極４２ａは、表示エリア外に位置していることが好ましい。このような印加状態を実現することにより、泳動層の中央部分（表示エリア内）には遮光する部材が無いため、その領域においては、光源部２からの光は偏光されることなくそのまま透過して、液晶パネル１の前面側、より具体的には液晶パネル１の前面側に配された透過偏光部４１の前面側に届く。これにより、光源部２からの光の大部分を用いて表示を行うことができるため、光路の途中に偏光部材がある場合に比較して、偏光に伴う光のロスを著しく低減することができる。そのため、光路の途中に在る偏光部材を通じて白画像を表示する構成の場合は、ロスを見越して、光源部２（バックライト）の輝度を上げる必要があるが、図４の構成を実現できる本実施形態の場合は、光源部２の輝度を上げる必要がない。よって、消費電力を抑えることができる。
【００５１】
尚、電極層４２及び泳動層４３のどちらが液晶パネル１に対向するように透過偏光部４１を配するかは問わない。
【００５２】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置によれば、従来構成の偏光板に代えて、透過偏光部４１を配置し、例えば白画像を表示する場合には偏光率を下げて偏光によるロスを抑え、透過率を上げることができるので、液晶パネル１の前面側に届く光量を増大させることができる。
【００５３】
尚、本実施形態においては、泳動層４３に、光吸収性を有したイオン４３ａを分散した構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、光反射性を有したイオンを用いてもよい。また、イオンに限定されるものでもなく、正または負電荷に帯電した粒子が絶縁性液体に分散している泳動層であってもよい。当該粒子としては、例えば、２色性染料を用いることができる。
【００５４】
また別の変形例として、透過偏光部４１を、図５に示す構成のものとしても良い。図５は、マイクロカプセル４５を絶縁性液体に分散させた泳動層４６を、１対の電極４７で挟んだ構造の透過偏光部４１を示している。このマイクロカプセル４５には、例えば、図５の（ａ）及び（ｂ）のように、電圧印加により偏光を制御できる物質４５ａが封入されており、１対の電極４７に電圧が印加されている状態と印加されていない状態とで、光の透過・偏光を実現する泳動層であってもよい。ここで、「電圧印加により光の透過・不透過を制御できる物質」とは、例えば、液晶分子や、ヨウ素錯体などの偏光子が挙げられる。
【００５５】
更に、別の変形例として、透過偏光部４１に代えて、液晶を含む液晶帯４９ａと、透明材料からなる透明材料帯４９ｂとを交互に配列して当該液晶帯４９ａを液晶パネル１の面方向にストライプ状に配置してなる透過偏光層を、上述した電極層４２で挟持したものを用いても良い。図６に、この構成を示す。電極層４２の透明電極４２ａに上記液晶帯が重畳するように透過偏光層を配置することにより、透明電極４２ａへの電圧の印加の有無により、液晶帯が偏光特性を有した状態と偏光特性が無く光をそのまま透過させる状態とに制御することができる。
【００５６】
〔実施の形態２〕
本発明に係る他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
図７は、本発明に係る液晶表示装置の第２形態の構成のうち、特徴となる構成のみを示した図である。
【００５８】
本実施形態では、実施の形態１における輝度調整機構４（図１）の構成が異なる。以下に、その構成を説明する。
【００５９】
＜輝度調整機構＞
図７に示す本実施形態においては、輝度調整機構４´が、複数の透過偏光板４４を有した透過偏光部４１´と、偏光制御回路４０´とを有している。
【００６０】
上記複数の透過偏光板４４は、偏光率（すなわち透過率）が互い異なっている。偏光率が異なる透過偏光板は、偏光子（例えばヨウ素）の濃度を異ならせて実現することができる。
【００６１】
上記偏光制御回路４０´は、画像解析部３によって算出された代表値に基づいて、表示輝度を変えるために上記複数の透過偏光板４４のうちの１枚を選択し、選択した透過偏光板４４を液晶パネル１の背面側及び前面側にそれぞれ配設させるために設けられている。
【００６２】
偏光制御回路４０´には、代表値とその代表値に対して一つの表示輝度が関連付けられたテーブルが格納されている。加えて、偏光制御回路４０´には、各透過偏光板４４と偏光率とが関連付けられたテーブルが格納されている。
【００６３】
そのため、偏光制御回路４０´は、上述した実施の形態１と同じ手法で所望の表示輝度を実現するための偏光率を導出すると、当該偏光率から１枚の透過偏光板４４を選択し、当該透過偏光板４４を駆動させて液晶パネル１の背面側及び前面側にそれぞれ配設させるように構成されている。
【００６４】
すなわち、白画像のように表示輝度が高い状態を実現するためには、偏光制御回路４０´が、複数の透過偏光板４４のうち、偏光率が最も低い（換言すれば、透過率が最も高い）透過偏光板４４を選択するように構成されている。一方、表示輝度が低い状態を実現する場合には、複数の透過偏光板４４のうち、透過率が最も低い（換言すれば、偏光率が最も高い）透過偏光板４４が選択される。
【００６５】
選択された透過偏光板４４を液晶パネル１の背面側及び前面側に配設する手法としては特に限定されるものではない。例えば、エアシリンダや単軸ステージなどを用いたスライド機構を採用することができる。
【００６６】
以上のように本実施形態によれば、従来構成の偏光板に代えて、透過偏光部４１を配置し、例えば白画像を表示する場合には偏光率を下げて偏光によるロスを抑え、透過率を上げることができるので、液晶パネル１の前面側に届く光量を増大させることにできる。
【００６７】
尚、本実施形態では、複数の透過偏光板４４のうちの１枚を選択する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２枚以上を選択して、それらの組み合わせによって所望の偏光率を実現させてもよい。
【００６８】
〔実施の形態３〕
本発明に係る他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
図８は、本発明に係る液晶表示装置の第３形態の構成のうち、特徴となる構成のみを示した図である。
【００７０】
本実施形態では、実施の形態１の構成には無かった偏光板を備えており、且つ、実施の形態１における輝度調整機構４（図１）の構成とは異なる輝度調整機構を備えている。
【００７１】
＜偏光板＞
図８に示す本実施形態においては、偏光板５が、液晶パネル１の前面側及び背面側に設けられている。上記偏光板５は、従来周知の液晶表示装置において液晶パネルの前面側及び背面側に設けられているものと同じ構成である。
【００７２】
＜輝度調整機構＞
図８に示す本実施形態においては、輝度調整機構４´´が、光路制御レンズ４１ａ及び反射板４１ｂを有した透過偏光部４１´´と、偏光制御回路４０´´とを有している。
【００７３】
上記光路制御レンズ４１ａは、上記偏光板５と光源部２との間に配されており、光源部２から出射された光の光路を、偏光板５に向かう方向と、当該方向から外側にずらして偏光板５に入射せずに液晶パネル１の前面側に向かう方向とに切り替えることができる。具体的には、図７において、実線で示す状態の光路制御レンズ４１ａが基本形であり、この状態の光路制御レンズ４１ａは、入射した光を偏光板５に向けて出射する。ここで、光路制御レンズ４１ａは、中央付近で左右に分断できるように構成されている。そこで、光路制御レンズ４１ａは、図７において破線で示すように、基本形の光路制御レンズ４１ａが分断して、分断した個々の光路制御レンズ４１ａにおける互いに遠い側の端部が光源部２に近づくように傾斜した形となる。この破線で示す状態の光路制御レンズ４１ａに光源部２から出射された光が入射すると、その光路が偏光板５の端部及び当該端部よりも外側に向けて出射する光路となる。すなわち、破線で示す状態の光路制御レンズ４１ａから出射した光のほとんどは、偏光板５及び液晶パネル１に入射しない構成となる。
【００７４】
破線で示す状態の光路制御レンズ４１ａから出射して外側に向けて広がった光は、図７に示す反射板４１ｂによって反射されて、液晶パネル１の前面側、より具体的には、液晶パネル１の前面側に設けられた偏光板５の前面側に届くように光路が変わる。このような光路制御レンズ４１ａによる光路の変更は、偏光制御回路４０´による制御によっておこなわれる。
【００７５】
すなわち、偏光制御回路４０´には、代表値とその代表値に対して一つの表示輝度が関連付けられたテーブルが格納されているのに加えて、表示輝度と偏光率とが関連付けられたテーブルが格納されている。
【００７６】
そのため、偏光制御回路４０´は、上述した実施の形態１と同じ手法で所望の表示輝度を実現するための偏光率を導出すると、当該偏光率から光路制御レンズ４１ａの傾斜角度を算出し、光路制御レンズ４１ａを移動させるように構成されている。
【００７７】
すなわち、白画像のように表示輝度が高い状態を実現するためには、偏光制御回路４０´が、光路制御レンズ４１ａを最大の傾斜角度に傾斜させて、偏光率が低く（換言すれば、透過率が高く）し、反対に、表示輝度が低い状態を実現する場合には、光路制御レンズ４１ａが傾斜していない状態、すなわち、光路制御レンズ４１ａからの光の光軸が偏光板５に垂直もしくは略垂直に入射する状態に、光路制御レンズ４１ａの位置を制御する。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、輝度調整機構として、上記液晶パネルの背面側であって当該液晶パネルと上記光源との間と、上記液晶パネルの前面側とにそれぞれ、入射した光のうち所定の振動方向を有する光のみを透過させる偏光板を配するとともに、画像解析部によって算出された代表値に基づいて、表示輝度を所定値よりも高くする場合のみ、光源部２から出射する光のほとんどを、液晶パネル１の背面側に配された偏光板５、液晶パネル１、液晶パネル１の前面側に配された偏光板５に入射させることなく、液晶パネルの前面側、及び、液晶パネル１の前面側に配された偏光板５の前面側に届くように、光源部２から出射した光の光路を調整する透過偏光部４１´´を有している。これにより、透過率を最大にしたい場合に、偏光板５を迂回するかたちで液晶パネル１の前面側に光を届けることができる。そのため、従来構成の偏光板に代えて、透過偏光部４１´´を配置し、例えば白画像を表示する場合には偏光率を下げて偏光によるロスを抑え、透過率を上げることができるので、液晶パネル１の前面側に届く光量を増大させることにできる。
【００７９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る液晶表示装置は、テレビ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ディスクトップ型ＰＣ、ＰＤＡ（携帯端末）及び携帯電話など、種々の電子機器の表示装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  液晶パネル
２  光源部
３  画像解析部
４  輝度調整機構（偏光制御機構）
５  偏光板
１０  液晶表示装置
４０  偏光制御回路（制御部）
４１、４１´、４１´´  透過偏光部
４１ａ  光路制御レンズ
４１ｂ  反射板
４２  電極層
４２ａ  透明電極
４３  泳動層
４３ａ  イオン
４４  透過偏光板
４５  マイクロカプセル
４６  泳動層
４７  電極
４９ａ  液晶帯
４９ｂ  透明材料帯
【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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