(57)【要約】【課題】各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた透過表示と外光を用いた反射表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネル１０が、第１の偏光板１４を通過した光を円偏光にする第１の位相差発生手段と、第２の偏光板１５を通過した光を円偏光にする第２の位相差発生手段と、第１の位相差発生手段と第１の基板１１との間に配置された拡散層１７とを備え、バックライトが、液晶パネル１０と導光板３１とを順に通過してきた光を反射する反射層３２を備え、液晶パネル１０における液晶層が、誘電率異方性が負の液晶からなり、第１の電極と第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されている。【選択図】      図１
2011100051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、
導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、
前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように配置された第１のλ／４板と、
前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように且つ第１のλ／４板の遅相軸に対して直交するように配置された第２のλ／４板と、
前記第１のλ／４板と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、
を備え、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、
前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
同一領域の液晶層により反射による表示制御と透過による表示制御とを行う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】
前記拡散層は粘着層となっており、該粘着層を介して前記第１のλ／４板と前記第１の基板とが接着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】
前記第１の偏光板における外光が入射側の表面は、該表面で光が拡散しないように平坦に形成されているとともに反射防止コートが施されてい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５】
前記第２の電極に対応する領域に開口部を有した遮光層が前記第１の基板に形成され、
前記開口部に重なる領域の前記第２の電極の全てが透明電極として形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の偏光板と前記導光板との間に遅相軸が前記第１のλ／４板の遅相軸に対して平行または直交するように第３のλ／４板が配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の偏光板と第３のλ／４板との間に反射軸が前記第３のλ／４板の遅相軸に対して４５°の角度となるように反射偏光板が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の偏光板と反射偏光板との間に拡散板が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、
導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、
前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に配置され、前記第１の偏光板を通過した光を円偏光にする第１の位相差発生手段と、
前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の偏光板を通過した光を円偏光にする第２の位相差発生手段と、
前記第１の位相差発生手段と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、
を備え、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、
前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドライト型のバックライトを備え、このサイドライト型のバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルの後方に配置されたバックライトからの照明光を利用して表示を行う透過表示と、液晶パネルの前方から入射され液晶パネルの液晶層を一旦通過した外光を反射させ、再度液晶層を介して液晶パネルの前方から射出させて表示を行う反射表示と、を兼用可能にした液晶表示装置が開発されている。例えば、特許文献１では、各表示画素をそれぞれ２つの領域に区分し、一方の領域における画素電極を透明性の材料のみで形成するとともに他方の領域における画素電極を反射性の材料が含まれるように形成することにより、各表示画素で透過表示と反射表示とを可能に形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けした場合には、互いの表示に利用可能な表示面積が半減するため利用可能な光も半減し、互いに暗い表示になり、表示品位が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置は、第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルは、前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように配置された第１のλ／４板と、前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように且つ第１のλ／４板の遅相軸に対して直交するように配置された第２のλ／４板と、前記第１のλ／４板と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、を備え、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の液晶表示装置は、請求項１に記載の液晶表示装置において、同一領域の液晶層により反射による表示制御と透過による表示制御とを行うことを特徴とする。
また、請求項３に記載の液晶表示装置は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記拡散層は粘着層となっており、該粘着層を介して前記第１のλ／４板と前記第１の基板とが接着されていることを特徴とする。
また、請求項４に記載の液晶表示装置は、請求項３に記載の液晶表示装置において、前記第１の偏光板における外光が入射側の表面は、該表面で光が拡散しないように平坦に形成されているとともに反射防止コートが施されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の液晶表示装置は、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第２の電極に対応する領域に開口部を有した遮光層が前記第１の基板に形成され、前記開口部に重なる領域の前記第２の電極の全てが透明電極として形成されていることを特徴とする。
また、請求項６に記載の液晶表示装置は、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第２の偏光板と前記導光板との間に遅相軸が前記第１のλ／４板の遅相軸に対して平行または直交するように第３のλ／４板が配置されていることを特徴とする。
また、請求項７に記載の液晶表示装置は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記第２の偏光板と第３のλ／４板との間に反射軸が前記第３のλ／４板の遅相軸に対して４５°の角度となるように反射偏光板が配置されていることを特徴とする。
また、請求項８に記載の液晶表示装置は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記第２の偏光板と反射偏光板との間に拡散板が配置されていることを特徴とする。
また、請求項９に記載の液晶表示装置は、第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルは、前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に配置され、前記第１の偏光板を通過した光を円偏光にする第１の位相差発生手段と、前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の偏光板を通過した光を円偏光にする第２の位相差発生手段と、前記第１の位相差発生手段と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、を備え、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなくバックライトが発光する光を用いた表示と外光を用いた表示とが可能になるとともに、高い表示品位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】液晶パネルの拡大断面図。
【図３】各光学軸間の関係の説明図。
【図４】画素電極の配置を示す模式図。
【図５】カラーフィルタの配置例。
【図６】液晶分子の配向状態の説明図であり、（ａ）は０Ｖの電圧を印加した場合、（ｂ）は所定値以上の電圧を印加した場合。
【図７】導光板によって導かれる発光素子からの光の軌跡の説明図。
【図８】拡散板で生じる後方散乱の説明図。
【図９】プリズム部の拡大断面図。
【図１０】プリズム部で反射される光の軌跡の説明図。
【図１１】太陽が表示画面に写りこむように観察したときの太陽光による反射表示の例であり、（ａ）は拡散層を設けていない場合、（ｂ）はヘイズ値４５％の拡散層を設けている場合、（ｃ）はヘイズ値７８％の拡散層１７を設けている場合。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明にかかる液晶表示装置１は、サイドライト型のバックライトを発光させて表示を行う発光表示に加え、このサイドライト型のバックライトで外光を反射させて外光による表示をも可能にするものであり、図１に示すように液晶パネル１０と、液晶パネル１０の一方の面に向けて照明光を照射する光源部３０と、光源部３０と液晶パネル１０との間に配置された集光部４０と、集光部４０と液晶パネル１０との間に配置された第１の位相差板５０と、第１の位相差板５０と液晶パネル１０との間に配置された反射偏光板５１と、反射偏光板５１と液晶パネル１０との間に配置された第１の拡散板５２と、集光部４０と光源部３０との間に配置された第２の拡散板５３と、を備えている。
【００１０】
液晶パネル１０は、図２に示すように、予め定めた間隙を設けて互いに対向するように配置された第１の透明基板１１及び第２の透明基板１２と、第１の透明基板１１と第２の透明基板１２との間の間隙に封入された液晶からなる液晶層１３と、第１の透明基板１１と第２の透明基板１２を挟持するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された第１の偏光板１４及び第２の偏光板１５と、第１の偏光板１４と第１の透明基板１１との間に配置された第２の位相差板１６と、第２の位相差板１６と第１の透明基板１１との間に配置された拡散層１７と、第２の透明基板１２と第２の偏光板１５との間に配置された第３の位相差板１８と、を備えている。なお、拡散層１７は、後述するように所定の光を拡散させるものであり、第２の位相差板１６を該拡散層１７を介して第１の透明基板１１に接着させる粘着層を兼ねている。
【００１１】
第２の位相差板１６は、図３に示すように、互いに直交する方向に遅相軸１６ａと進相軸１６ｂとを有し、第１の偏光板１４の透過軸１４ａに対して遅相軸１６ａが４５°の角度になるように配置されている。そして、第２の位相差板１６は、遅相軸１６ａに対して平行な偏光成分の光と進相軸１６ｂに対して平行な偏光成分の光との間に１／４波長の位相差を与えるように光学定数が設定されている。即ち、第２の位相差板１６は、所謂λ／４板であり、第１の偏光板１４に対して上述したように配置されることで、第１の偏光板１４とともに一体的に円偏光板として機能する。
【００１２】
第３の位相差板１８は、図３に示すように、互いに直交する方向に遅相軸１８ａと進相軸１８ｂとを有し、第２の偏光板１５の透過軸１５ａに対して遅相軸１８ａが４５°の角度になるように且つ第２の位相差板１６における遅相軸１６ａに対して遅相軸１８ａが９０°の角度になるように配置されている。そして、第２の位相差板１８は、遅相軸１８ａに対して平行な偏光成分の光と進相軸１８ｂに対して平行な偏光成分の光との間に１／４波長の位相差を与えるように光学定数が設定されている。即ち、第３の位相差板１８は、第２の位相差板１６と同様な所謂λ／４板であり、第２の偏光板１５に対して上述したように配置されることで、第２の偏光板１５とともに一体的に円偏光板として機能する。また、第２の偏光板１５及び第３の位相差板１８が第１の偏光板１４及び第２の位相差板１６に対して上述したように配置されることで、第１の偏光板１４と第２の位相差板１６とを順に通過して所定方向回りの円偏光になった光がそのままの状態で第３の位相差板１８に入射された場合に、該光が第３の位相差板１８及び第２の偏光板１５によって遮断可能に構成されている。また、このような配置は、第２の偏光板１５と第３の位相差板１８とを順に通過することで所定方向回りの円偏光になった光がそのままの状態で第２の位相差板１６に入射された場合においても、該光が第２の位相差板１６及び第１の偏光板１５によって遮断される。
【００１３】
第２の透明基板１２には、第１の透明基板１１との対向面側に、図４に示すように、互いに平行となるように延伸配設された複数の信号線１９と、この複数の信号線１９と交差するように延伸配設された複数の走査線２０と、それぞれが信号線１９と走査線２０との交点に対応するように配置されたＩＴＯ等の透明性の導電膜からなる複数の画素電極２１と、これらの画素電極２１にそれぞれが対応するように配置された複数の薄膜トランジスタ２２とが形成されている。即ち、１つの表示画素に１つの画素電極２１及び薄膜トランジスタ２２が対応するように複数の表示画素が画像表示エリアにマトリックス状に配列されている。そして、画素行毎に薄膜トランジスタ２２にゲート信号が供給可能なように各画素行に対応させて走査線２０が形成されているとともに、薄膜トランジスタ２２を介して画素電極２１に表示信号電圧が供給可能なように各画素列に対応させて信号線１９が形成されている。
【００１４】
また、第２の透明基板１２には、各画素行に対応させて補助容量線２３が形成され、この補助容量線２３と画素電極２１の間に配置された絶縁膜によって表示画素毎に補助容量Ｃｓが形成されている。補助容量線２３は、後述する対向電極２６と等しい電位に設定される。
【００１５】
なお、各薄膜トランジスタ２２は、第２の透明基板１２の基板面上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆うように成膜された透明性の絶縁物からなるゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向するように当該ゲート絶縁膜上に形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両側部の上にそれぞれｎ型半導体膜を介して形成されたドレイン電極及びソース電極とを有している。そして、各薄膜トランジスタ２２は、対応する画素電極２２にソース電極が接続され、対応する走査線２０にゲート電極が接続され、対応する信号線２１にドレイン電極が接続されている。
【００１６】
一方、第１の透明基板１１には、図２に示すように、第２の透明基板１２との対向面側に、画素電極２２に大凡対応する領域が開口部になっている遮光層２４と、カラーフィルタ２５と、対向電極２６とが、該第１の透明基板１１における基板面側から順に形成されている。遮光層２４は遮光性の金属膜または樹脂膜により形成することができ、光を透過させる開口部の面積が表示画素毎に等しくなるように形成されている。なお、前記開口部に重なる領域の画素電極２２は、その全域にわたってＩＴＯ等の透明性の導電膜により形成されており、該液晶表示装置１では、透過表示時と反射表示時とにおいて同一の領域を通過する光を用いて表示を行うことが可能に構成されている。即ち、前記開口部の全域を透過表示と反射表示とに用いることが可能に構成されている。
【００１７】
カラーフィルタ２５は、赤色成分に対応した赤色カラーフィルタ２５Ｒと、緑色成分に対応した緑色カラーフィルタ２５Ｇと、青色成分に対応した青色カラーフィルタ２５Ｂとからなり、例えば図５に示すように、表示画素毎に、対応する色成分のカラーフィルタが配置されている。対向電極２６は、ＩＴＯ等の透明性の導電膜からなり、各表示画素間で互いに等しい電位に設定可能なように形成されている。例えば、対向電極２６は、各表示画素におけるカラーフィルタ２５を覆い尽くすように一枚膜状に形成されている。
【００１８】
ここで、各表示画素において画素電極２１上及び対向電極２６上には、それぞれ、液晶層１３における液晶分子の初期配向状態を制御するための配向膜２７、２８が塗布されている。そして、この配向膜２７、２８は、図６（ａ）に示すように、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が０Ｖのときに液晶層１３の液晶分子１３ｍを基板面に対して垂直に配向させる垂直配向膜である。また、液晶層１３は誘電率異方性が負の液晶からなり、画素電極２１と対向電極２６との間に所定値以上の電圧が印加されることによって、図６（ｂ）に示すように、液晶分子１３ｍが所定の方向に向かって傾斜する。このとき、画素電極２１と対向電極２６との間に印加する電圧が大きくなるほど、液晶分子１３ｍは基板面に対してより平行に近づくように傾斜する。
【００１９】
即ち、液晶パネル１０は、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が０Ｖのときに基板面内で複屈折が発生しないように、また、画素電極２１と対向電極２６との間に所定値以上の電圧を印加することによって基板面内で複屈折が発生するように、さらには、この印加される電圧が大きくなるほど基板面内で発生する複屈折が大きくなるように、構成されている。そして、このような液晶層１３に、第１の偏光板１４及び第２の位相差板１６によってまたは第２の偏光板１５及び第３の位相差板１８によって円偏光状態にされた光が入射されると、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が０Ｖのときには、光はそのままの状態で射出され、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が所定値以上の電圧のときには、楕円偏光状態または直線偏光状態になって射出される。したがって、液晶パネル１０は、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が０Ｖのときに光を遮断するとともに、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が所定値以上の電圧のときに光を透過させることができる。ところで、画素電極２１と対向電極２６との間に印加される電圧が所定値以上の電圧のときに液晶分子１３ｍは、図６（ｂ）に示すように、所定の方向に向かって傾斜するが、液晶層１３に入射される光は円偏光状態になっているため、液晶分子１３ｍの傾斜方向にかかわらず等しい値の複屈折を発生させることができる。したがって、本実施の形態では、傾斜方向のバラツキによる表示状態のざらつき感を発生させることなく高品位な表示を得ることができる。
【００２０】
なお、第１の透明基板１１と第２の透明基板１２は、複数の表示画素が配列された画像表示エリアを囲むように配置された枠状のシール材２９によって接合され、この枠状のシール材２９によって囲まれた領域に液晶が封入されて上述した液晶層１３が形成されている。
【００２１】
また、液晶パネル１０は、図１に示すように、第２の透明基板１２が第１の透明基板１１の一辺から張り出すように対向配置され、この張出部１２ａにドライバ回路４８が搭載されている。ドライバ回路４８は、張出部１２ａに形成された複数の端子に電気的に接続され、これらの端子を介して各走査線２０に走査信号を供給するとともに各信号線１９に表示信号電圧を供給し、更には、各補助容量線２３や対向電極２６にコモン電圧を供給する。
【００２２】
そしてドライバ回路４８は、画素電極２１及び対向電極２６を介して液晶層１３に印加する電圧を制御することによって、上述したように液晶分子１３ｍの傾斜角を変化させ、表示画素毎に当該液晶パネル１を透過する光量を制御する。
【００２３】
また、表示パネル１０は、第２の透明基板１２が配置されている側から液晶層１３に向かって光源部３０からの光が入射されるように配置されている。
【００２４】
光源部３０は、図１に示すように、所謂サイドライト型のバックライトであり、液晶パネル１０に対向するように配置され液晶パネル１０における画像表示エリアよりも大きい面積を有した板状の透明部材からなる導光板３１と、導光板３１に対して対向するように配置された反射板３２と、導光板３１の何れかの端面に向けて光を照射する複数の発光素子３３とを備えている。
【００２５】
複数の発光素子３３は、当該液晶表示装置が光源部３０からの照射光を用いた透過表示を行う際に発光させるものであり、それぞれが、赤色成分の光を発光する赤色ＬＥＤと、緑色成分の光を発光する緑色ＬＥＤと、青色成分の光を発光する青色ＬＥＤとを備えている。なお、複数の発光素子３３は、当該液晶表示装置の使用環境での明るさに応じて、適宜、光の発光／非発光が制御可能に構成されていることが好ましい。
【００２６】
導光板３１は、図７に示すように、発光素子３３から当該導光板３１の端面３１ａに向けて照射された各色成分の光を導いて液晶パネル１０との対向面側の主面３１ｂ（以下、「第１の主面３１ｂ」と記す）から液晶パネル１０に向けて当該光を照射するものである。ここで、例えば第１の主面３１ｂに対向するもう一方の主面３１ｃ（以下、「第２の主面３１ｃ」と記す）には、例えばライン状の複数の溝ＧＢが、発光素子３３により光が照射される端面３１ａに対して平行に沿うように形成されている。この溝ＧＢの断面形状は、例えば頂角を挟む２辺ＧＢ１，ＧＢ２が当該導光板３１の第１の主面３１ｂに対して互いに異なる傾斜角になるように形成されている。具体的には、発光素子３３の配置側に位置する一辺ＧＢ１の傾斜角が他方の一辺ＧＢ２よりも大きな傾斜角になるように形成されている。
【００２７】
そして、導光板３１は、図７中に破線で示すように、端面３１ａから入射された発光素子３３からの光を内面反射させて、当該導光板３１の第１の主面３１ｂから液晶パネル１０へ向けて射出する。なお、導光板３１は、空気よりも大きな屈性率、例えば、１．５程度の屈折率を有するアクリル等の透明材料により形成することができる。
【００２８】
反射板３２は、発光素子３３からの光のうち導光板３１の第２の主面３１ｃから漏れ出てきた光を導光板３１に向けて反射させるとともに、液晶パネル１０や導光板３１を通過してきた外光を再度導光板３１や液晶パネル１０に向けて反射させるものである。即ち、反射板３２は、当該液晶表示装置が発光素子３３から発光される光を利用した透過表示を行う際に当該光の利用効率を向上させる一方で、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際には外光を反射させる反射板として機能する。なお、反射板３２は、例えば、ガラス基板やプラスチック基板上に銀やアルミニウム等の金属が蒸着されたものを用いることができる。
【００２９】
第２の拡散板５３は、導光板３１の第１の主面３１ｂから射出された光を拡散することにより導光板３１からの射出光の面内バラツキを低減させるもので、ヘイズ値が５５〜８５％になるように光散乱粒子が分散された透明性のシートからなっている。なお、第２の拡散板５３は、図８に示すように、液晶パネル１０を通過してきた外光Ｌの一部を後方散乱させるため、この第２の拡散板５３は、当該液晶表示装置１が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。
【００３０】
集光部４０は、導光板３１から液晶パネル１０に向けて射出され第２の拡散板５３により拡散された光が液晶パネル１０により効率よく向かうように光を集光させるもので、アクリル樹脂等からなる透明なシート状部材からなる第１のプリズムアレイ４１及び第２のプリズムアレイ４２により構成されている。第１のプリズムアレイ４１は、一方の面に直線状の複数のプリズム部４１ａが互いに平行になるように形成されている。そして、第１のプリズムアレイ４１は、複数のプリズム部４１ａの延伸方向が例えば導光板３１に形成された複数の溝ＧＢの延伸方向に対して直交する方向になるように配置されている。また、第２のプリズムアレイ４２は、一方の面に直線状の複数のプリズム部４２ａが互いに平行になるように形成されている。そして、第２のプリズムアレイ４２は、複数のプリズム部４２ａの延伸方向が例えば導光板３１に形成された複数の溝ＧＢの延伸方向に対して平行な方向になるように配置されている。なお、各プリズム部４１ａ，４２ａは、図８に示すように、それぞれ、液晶パネル１０の法線ＨＤに対して左右が対称な二等辺三角形状で、且つ頂角が８０°〜１００°の範囲、好ましくは９０°に設定された断面形状を有している。
【００３１】
なお、プリズムアレイ４１，４２は、図１０に示すように、液晶パネル１０を通過してきた外光Ｌの一部を、各プリズム部４１ａ，４２ａを構成する各傾斜面で順次反射させるため、このプリズムアレイ４１，４２は、当該液晶表示装置が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。
【００３２】
反射偏光板５１は、図３に示すように、互いに直交する方向に透過軸５１ａと反射軸５１ｂとを有し、入射光のうちの透過軸５１ａと平行な偏光成分の光を透過させ、反射軸５１ｂと平行な偏光成分の光を反射させる。なお、反射偏光板５１は、第２の偏光板１５の透過軸１５ａに対して該反射偏光板５１の透過軸５１ａが平行になるように配置されている。
【００３３】
第１の位相差板５０は、互いに直交する方向に遅相軸５０ａと進相軸５０ｂとを有し、反射偏光板５１の透過軸５１ａ及び反射軸５１ｂに対して遅相軸５０ａ及び進相軸５０ｂが４５°の角度になるように配置されている。そして、第１の位相差板５０は、遅相軸５０ａに対して平行な偏光成分の光と進相軸５０ｂに対して平行な偏光成分の光との間に１／４波長の位相差を与えるように光学定数が設定された所謂λ／４板である。
【００３４】
上述のように反射偏光板５１と第１の位相差板５０を、さらには反射板３２を配置することにより、導光板３１を介した発光素子３３からの光のうち、第２の偏光板１５の透過軸１５ａに対して直交する方向に偏光面を持って液晶パネル１０に向かうように照射された光を反射偏光板５１で一旦反射させ第２の偏光板１５の透過軸１５ａに対して平行な光に変換して再度液晶パネル１０に照射することができ、発光素子３３からの光の利用効率を向上させることができる。なお、第１の位相差板５０は、該第１の位相差板５０の遅相軸５０ａが第２の位相差板１６の遅相軸１６ａまたは第３の位相差板１８の遅相軸１８ａに対して平行となるように配置してもよいし、直交するように配置してもよい。
【００３５】
第１の拡散板５２は、液晶パネル１０における表示画素と集光部４０における各プリズムアレイ４１，４２との間のモアレの発生を防止するためのもので、ヘイズ値が６０〜８５％になるように光散乱粒子が分散された透明性のシートからなっている。なお、第１の拡散板５２は、第２の拡散板５３と同様に、液晶パネル１０を通過してきた外光の一部を後方散乱させるため、この第１の拡散板５２は、当該液晶表示装置１が外光を利用した反射表示を行う際の補助的な反射板としても機能する。また、第１の拡散板５２は、反射偏光板５１と液晶パネル１０とを接着する粘着層として配置する構成としてもよい。
【００３６】
上述したような液晶表示装置１では、液晶パネル１０における液晶層１３が光を透過可能に印加電圧が制御されているときには、外光は、発光素子３３の発光の有無にかかわらず、液晶パネル１０を通過して導光板３１に向かって入射可能になるが、この導光板３１に向かって入射されてきた外光は、導光板３１の第１の主面３１ｂと第２の主面３１ｃとを順に通過して反射板３２により反射され、その後、導光板３１の第２の主面３１ｃと第１の主面３１ｂとを順に通過して、再び液晶パネル１０へ戻ることになる。即ち、上述したような液晶表示装置１では、各表示画素を透過表示領域と反射表示領域とに区分けすることなく、各発光素子３３が発光する光を用いた透過表示に加え、外光を用いた表示、即ち、反射表示を行うことも可能になる。
【００３７】
また、上述したような液晶表示装置１では、光源部３０における反射板３２での外光反射に加え、第１の拡散板５２や、第２の拡散板５３、各プリズムアレイ４１，４２等により外光の一部が補助的に反射される。このため、液晶パネル１０と反射板３２との間に複数の反射面が存在することになり、外光によって反射板３２に投影される液晶パネル１０の画像にボケを生じさせることができる。従って、たとえ液晶パネル１０と反射板３２との間にある程度の距離があったとしても、液晶パネル１０に表示される画像が二重映りとして視認されてしまうことを防止でき、表示品位を向上させることができる。
【００３８】
また、上述したような液晶表示装置１では、第１の偏光板１４と第２の位相差板１６とを通過した外光Ｌの一部が、例えば第１の基板１１における第１の偏光板１４側の表面のような液晶層１３に入射される前の界面で反射されたような場合であっても、円偏光の状態で反射された光が第１の偏光板１４に戻るまでの間に第２の位相差板１６によって第１の偏光板１４の透過軸１４ａに対して直交する方向の偏光成分からなる直線偏光に変換されるため、この光は第１の偏光板１４によって遮断される。つまり、上述したような液晶表示装置１では、第１の偏光板１４と第２の位相差板１６とによって、液晶層１３を通過することなく反射されて戻ってくる外光を遮断することができ、より視認性のよい反射表示を得ることができる。
【００３９】
また、液晶層１３の前後に拡散板５２，５３または拡散層１７を配置していることから、発光素子３３からの光を効率よく液晶パネル１０側に反射させるために反射板３２の表面を鏡面に仕上げた場合であっても、外光からの入射されてくる光を十分に拡散させて射出することができ、より視認性のよい反射表示を得ることができる。例えば、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）は、ともに、白表示を太陽が表示画面に写りこむように観察したときの太陽光による反射表示状態であり、図１１（ａ）は拡散層１７を設けていない場合、図１１（ｂ）はヘイズ値４５％の拡散層１７を設けている場合、図１１（ｃ）はヘイズ値７８％の拡散層１７を設けている場合である。少なくともヘイズ値が４５％以上の拡散層１７を設ければ、十字状に視認されてしまう太陽光の鏡面反射を抑制することができ、より視認性のよい反射表示が得られることがわかる。なお、拡散層１７は、第１の偏光板１４と第２の位相差板１６との間に配置する構成としてもよいが、発光素子３３からの光を用いた表示を行う際に画像の精細度を維持するためには表示画素の開口パターンに対応している遮光層２４に近い位置に拡散層１７が配置されていることが好ましいため、拡散層１７は第２の位相差板１６と第１の基板１１との間に配置されている方が好ましい。そして、第１の偏光板１４における外光が入射される側の表面は、該表面では光が拡散しないように平坦に形成することが好ましく、更には、反射防止コートが施されていることが好ましい。
【００４０】
なお、上述の実施の形態では、各発光素子３３が、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとを備えている場合について説明したが、各発光素子３３は、擬似白色ＬＥＤ（青色ＬＥＤ＋黄色蛍光体）や高演色ＬＥＤ（青色ＬＥＤ＋赤色／緑色蛍光体）であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１    液晶表示装置
１０  表示パネル
１１、１２    透明基板
１３    液晶層
１４、１５    偏光板
１６、１８、５０    位相差板
１７    拡散層
２１    画素電極
２５    カラーフィルタ
２６    対向電極
２７、２８    配向膜
３０    光源部
３１    導光板
３２    反射板
３３    発光素子
５２、５３  拡散板
【図１】
2011100051.tif 000003
【図２】
2011100051.tif 000004
【図３】
2011100051.tif 000005
【図４】
2011100051.tif 000006
【図５】
2011100051.tif 000007
【図６】
2011100051.tif 000008
【図７】
2011100051.tif 000009
【図８】
2011100051.tif 000010
【図９】
2011100051.tif 000011
【図１０】
2011100051.tif 000012
【図１１】
2011100051.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月21日(2011.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルは、前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように配置された第１のλ／４板と、前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に遅相軸が前記第２の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように且つ前記第１のλ／４板の遅相軸に対して直交するように配置された第２のλ／４板と、前記第１のλ／４板と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、を備え、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、同一領域の液晶層により反射による表示制御と透過による表示制御とを行うことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記拡散層は粘着層となっており、該粘着層を介して前記第１のλ／４板と前記第１の基板とが接着されていることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液晶表示装置において、前記第１の偏光板における外光が入射される側の表面は、該表面で光が拡散しないように平坦に形成されているとともに反射防止コートが施されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第２の電極に対応する領域に開口部を有した遮光層が前記第１の基板に形成され、前記開口部に重なる領域の前記第２の電極の全てが透明電極として形成されていることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記第２の偏光板と前記導光板との間に遅相軸が前記第１のλ／４板の遅相軸に対して平行または直交するように第３のλ／４板が配置されていることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記第２の偏光板と前記第３のλ／４板との間に反射軸が前記第３のλ／４板の遅相軸に対して４５°の角度となるように反射偏光板が配置されていることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記第２の偏光板と前記反射偏光板との間に拡散板が配置されていることを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の液晶表示装置において、前記拡散板はヘイズ値が６０〜８５％に設定されていることを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記拡散層は４５％以上に設定されていることを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルは、前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に配置され、前記第１の偏光板を通過した光を円偏光にする第１の位相差発生手段と、前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に配置され、前記第２の偏光板を通過した光を円偏光にする第２の位相差発生手段と、前記第１の位相差発生手段と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、を備え、前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、
導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に遅相軸が前記第１の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように配置された第１のλ／４板と、前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に遅相軸が前記第２の偏光板の透過軸に対して４５°の角度となるように且つ前記第１のλ／４板の遅相軸に対して直交するように配置された第２のλ／４板と、前記第１のλ／４板と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、を備え、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、
前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
同一領域の液晶層により反射による表示制御と透過による表示制御とを行う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】
前記拡散層は粘着層となっており、該粘着層を介して前記第１のλ／４板と前記第１の基板とが接着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】
前記第１の偏光板における外光が入射される側の表面は、該表面で光が拡散しないように平坦に形成されているとともに反射防止コートが施されてい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５】
前記第２の電極に対応する領域に開口部を有した遮光層が前記第１の基板に形成され、前記開口部に重なる領域の前記第２の電極の全てが透明電極として形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の偏光板と前記導光板との間に遅相軸が前記第１のλ／４板の遅相軸に対して平行または直交するように第３のλ／４板が配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の偏光板と前記第３のλ／４板との間に反射軸が前記第３のλ／４板の遅相軸に対して４５°の角度となるように反射偏光板が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の偏光板と前記反射偏光板との間に拡散板が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記拡散板はヘイズ値が６０〜８５％に設定されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記拡散層は４５％以上に設定されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
第１の電極が設けられた第１の基板が第２の電極が設けられた第２の基板に対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極との間に液晶層が設けられ、第１の偏光板と第２の偏光板とが互いの間に前記第１の基板と前記第２の基板とが介在するように且つ互いの透過軸が直交するように配置された液晶パネルと、
導光板により光を導いて前記液晶パネルに照射するサイドライト型のバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、
前記第１の偏光板と前記第１の基板との間に配置され、前記第１の偏光板を通過した光を円偏光にする第１の位相差発生手段と、
前記第２の偏光板と前記第２の基板との間に配置され、前記第２の偏光板を通過した光を円偏光にする第２の位相差発生手段と、
前記第１の位相差発生手段と前記第１の基板との間に配置された拡散層と、
を備え、
前記バックライトは、前記液晶パネルとの間に前記導光板を介在させるようにして配置され前記液晶パネルと前記導光板とを順に通過してきた光を反射する反射層を備え、
前記液晶層は、誘電率異方性が負の液晶からなり、前記第１の電極と前記第２の電極との間に０Ｖの電圧が印加されたときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向するように且つ所定の値以上の電圧を印加されたときに液晶分子が所定の方向に傾斜するように設定されていることを特徴とする液晶表示装置。