(57)【要約】【課題】小型で輝度ムラの無い反射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】光源７側において偏光板９と対向する位置に光源側偏光ビームスプリッター１４を光源７に対して斜めに配置し、この光源側偏光ビームスプリッター１４を挟んで偏光板９と対向する筐体１１の壁面に１／４位相差板１５と反射板１６を配置し、更に、光源７の前面に光源側偏光板１３を配置する。光源７から出射された光は、光源側偏光板１３を通過することで偏光Ｐ２のみとなり、光源側偏光ビームスプリッター１４で反射されて１／４位相差板１５へ入射し、１／４位相差板１５を透過して反射板１６で反射され、再び１／４位相差板１５を透過することで偏光Ｐ１へと変換され、光源側偏光ビームスプリッター１４を透過して拡散板８へと入射する。光源７から出射された光は、それらの過程で拡散されるため、最終的に液晶パネル１に照射される光の輝度ムラが減少する。【選択図】図１
2013213865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型の液晶パネルと、
当該液晶パネルに光を供給する光源と、
当該光源から出射された光のうち特定の偏光軸を有する第一の偏光のみを透過させる偏光板と、
当該第一の偏光板を透過した前記第一の偏光を前記液晶パネルに向けて反射するように、偏光軸が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するように配置された偏光ビームスプリッターとを備えた反射型液晶表示装置において、
前記光源側において前記偏光板と対向する位置に、第二の偏光ビームスプリッターを、偏光軸が前記偏光板の偏光軸と平行となり、且つ、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板に近接するように前記光源に対して傾けて配置し、
当該第二の偏光ビームスプリッターを挟んで前記偏光板と対向する位置に、１／４位相差板と反射板を前記第二の偏光ビームスプリッター側からこの順番で配置したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
反射型の液晶パネルと、
当該液晶パネルに光を供給する光源と、
当該光源から出射された光のうち特定の偏光軸を有する第一の偏光のみを透過させる偏光板と、
当該第一の偏光板を透過した前記第一の偏光を前記液晶パネルに向けて反射するように、偏光軸が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するように配置された偏光ビームスプリッターとを備えた反射型液晶表示装置において、
前記光源側において前記偏光板と対向する位置に、第二の偏光ビームスプリッターを、偏光軸が前記偏光板の偏光軸と平行となり、且つ、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板から離反するように前記光源に対して傾けて配置し、
当該第二の偏光ビームスプリッターを挟んで前記偏光板と対向する位置、及び、当該第二の偏光ビームスプリッターを挟んで前記光源と対向する位置に、１／４位相差板と反射板を前記第二の偏光ビームスプリッター側からこの順番で配置したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記第二の偏光ビームスプリッターと前記光源との間に、偏光軸が前記第二の偏光ビームスプリッターの偏光軸と直交するように偏光板を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
反射型の液晶パネルと、
当該液晶パネルに光を供給する光源と、
当該光源から出射された光のうち特定の偏光軸を有する第一の偏光のみを透過させる偏光板と、
当該第一の偏光板を透過した前記第一の偏光を前記液晶パネルに向けて反射するように、偏光軸が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するように配置された偏光ビームスプリッターとを備えた反射型液晶表示装置において、
前記光源側において前記偏光板と対向する位置に、ハーフミラーを前記光源に対して傾けて配置し、
当該ハーフミラーを挟んで前記偏光板と対向する位置、及び、当該ハーフミラーを挟んで前記光源と対向する位置に、反射板を配置したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項５】
前記ハーフミラーは、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板に近接するように傾けて配置されていることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項６】
前記ハーフミラーは、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板から離反するように傾けて配置されていることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
反射型液晶表示装置は、小型化ができること、低消費電力で駆動できること等々の利点があることから、あらゆる表示機器に使用されている。その中でも近年では電子ビューファインダー等に多く用いられ、民生用の小型デジタルカメラや業務用の大型高精細カメラなどに幅広く使用されている。
【０００３】
図５は従来技術による反射型液晶表示装置を模式的に示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図である。液晶パネル１は、第一電極基板２と第二電極基板３とが枠状の周辺接着剤４を介して接着されることで形成された空間に液晶５が封入されてなる反射型液晶パネルで、第一電極基板２には透明電極（対向電極）と配向膜が形成され、第二電極基板３には反射電極（画素電極）と配向膜が形成されている。液晶パネル１は、回路基板６上に搭載され、第一電極基板２と回路基板６とが導電接着剤を介して、また、第二電極基板３と回路基板６とがボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。
【０００４】
回路基板６上には、光源７、拡散板８、偏光板９、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１０を筐体１１に一体的に組み付けてなるイルミネーター１２が、液晶パネル１を覆うように搭載されている。光源７は、例えば赤、緑、青の各色の光を発する３つのＬＥＤで構成され、出射する光の光軸が液晶パネル１の主面と平行となるように筐体１１の後部に設置されている。拡散板８は、光源７から一定の距離Ａを隔てた位置に主面が光源７の光出射面と平行となるように設置され、偏光板９は、拡散板８と近接乃至は密着するように拡散板８と同様の姿勢で設置されており、偏光ビームスプリッター１０は、それら拡散板８と偏光板９に対して前端側が液晶パネル１に向けて傾くように斜めに設置されている。偏光ビームスプリッター１０は、偏光軸が互いに直交する関係にある二種類の直線偏光である偏光Ｐ１、Ｐ２のうち偏光Ｐ２のみを透過させ、偏光Ｐ１を反射するもので、偏光軸の関係が偏光板９とクロスニコルの関係（同じ偏光を透過させない位置関係）となるように配置されている。
【０００５】
以上の反射型液晶表示装置において、光源７より発せられた光は、拡散板８を通り拡散された後、偏光板９を通ることで一方のみの偏光Ｐ１となり、偏光ビームスプリッター１０で反射されて液晶パネル１に入射する。液晶パネル１に入射した偏光Ｐ１は、第一電極基板２と液晶５を透過し、第二電極基板３上の反射電極に垂直に入射して逆方向へと反射される。逆方向へ反射された偏光Ｐ１は、液晶５と第一電極基板２を再度透過し、その過程で偏光Ｐ１の一部が液晶５の光変調により他方の偏光Ｐ２へと変換され、偏光ビームスプリッター１０を透過して観察者の目に画像として表示される。（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２２５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、光源７より発せられた光はそこから一定の距離Ａを隔てた先にある拡散板８を通ることである程度拡散されるが、距離Ａが短いと、光源７の光が十分拡散されず、結果的に液晶パネル１へ照射される光の面内輝度分布にムラが生じてしまう。また、液晶パネルのサイズが大きい場合には、液晶パネル全面に光が行き届かないといったことにもなる。
【０００８】
これを回避する為に光源７の位置を拡散板８から遠ざけて距離Ａを長くすれば、液晶パネル１へ照射される光の面内輝度分布のムラは改善されるが、光源７を遠ざけた分、筐体１１の後部が更に突出することとなり、イルミネーター１２の外形が大きくなるという問題が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、小型で輝度ムラの無い反射型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】
【００１０】
反射型の液晶パネルと、当該液晶パネルに光を供給する光源と、当該光源から出射された光のうち特定の偏光軸を有する第一の偏光のみを透過させる偏光板と、当該第一の偏光板を透過した前記第一の偏光を前記液晶パネルに向けて反射するように、偏光軸が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するように配置された偏光ビームスプリッターとを備えた反射型液晶表示装置において、前記光源側において前記偏光板と対向する位置に、第二の偏光ビームスプリッターを、偏光軸が前記偏光板の偏光軸と平行となり、且つ、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板に近接するように前記光源に対して傾けて配置し、当該第二の偏光ビームスプリッターを挟んで前記偏光板と対向する位置に、１／４位相差板と反射板を前記第二の偏光ビームスプリッター側からこの順番で配置した反射型液晶表示装置とする。
【００１１】
反射型の液晶パネルと、当該液晶パネルに光を供給する光源と、当該光源から出射された光のうち特定の偏光軸を有する第一の偏光のみを透過させる偏光板と、当該第一の偏光板を透過した前記第一の偏光を前記液晶パネルに向けて反射するように、偏光軸が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するように配置された偏光ビームスプリッターとを備えた反射型液晶表示装置において、前記光源側において前記偏光板と対向する位置に、第二の偏光ビームスプリッターを、偏光軸が前記偏光板の偏光軸と平行となり、且つ、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板から離反するように前記光源に対して傾けて配置し、当該第二の偏光ビームスプリッターを挟んで前記偏光板と対向する位置、及び、当該第二の偏光ビームスプリッターを挟んで前記光源と対向する位置に、１／４位相差板と反射板を前記第二の偏光ビームスプリッター側からこの順番で配置した反射型液晶表示装置とする。
【００１２】
前記第二の偏光ビームスプリッターと前記光源との間に、偏光軸が前記第二の偏光ビームスプリッターの偏光軸と直交するように偏光板を配置した反射型液晶表示装置とする。
【００１３】
反射型の液晶パネルと、当該液晶パネルに光を供給する光源と、当該光源から出射された光のうち特定の偏光軸を有する第一の偏光のみを透過させる偏光板と、当該第一の偏光板を透過した前記第一の偏光を前記液晶パネルに向けて反射するように、偏光軸が前記第一の偏光板の偏光軸と直交するように配置された偏光ビームスプリッターとを備えた反射型液晶表示装置において、前記光源側において前記偏光板と対向する位置に、ハーフミラーを前記光源に対して傾けて配置し、当該ハーフミラーを挟んで前記偏光板と対向する位置、及び、当該ハーフミラーを挟んで前記光源と対向する位置に、反射板を配置した反射型液晶表示装置とする。
【００１４】
前記ハーフミラーは、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板に近接するように傾けて配置されている反射型液晶表示装置とする。
【００１５】
前記ハーフミラーは、前記光源に近接する側の一端が前記偏光板から離反するように傾けて配置されている反射型液晶表示装置とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、光源の前方に偏光ビームスプリッター又はハーフミラーを斜めに設置することで、限られた空間内で光の光路を延長することができるため、大型化を抑えつつ、光源から発せられた光を十分に拡散して液晶パネルに照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図（実施例１）
【図２】光路の長さと光の拡散性との関係を示す概念図
【図３】本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図（実施例２）
【図４】本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図（実施例３）
【図５】従来技術による反射型液晶表示装置を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図である。液晶パネル１は、第一電極基板２と第二電極基板３とが枠状の周辺接着剤４を介して接着されることで形成された空間に液晶５が封入されてなる反射型液晶パネルで、第一電極基板２には透明電極（対向電極）と配向膜が形成され、第二電極基板３には反射電極（画素電極）と配向膜が形成されている。液晶パネル１は、回路基板６上に搭載され、第一電極基板２と回路基板６とが導電接着剤を介して、また、第二電極基板３と回路基板６とがボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。
【００１９】
回路基板６上には、光源７、拡散板８、偏光板９、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１０を筐体１１に一体的に組み付けてなるイルミネーター１２が、液晶パネル１を覆うように搭載されている。
【００２０】
光源７は、例えば赤、緑、青の各色の光を発する３つのＬＥＤで構成され、出射する光の光軸が液晶パネル１の主面と直交する方向となるように、回路基板６上に液晶パネル１と並べて配置されている。
【００２１】
拡散板８は、主面が光源７の光出射面と直交する方向となるように、光源７と液晶パネル１との間に配置され、偏光板９は、光源７とは反対側の拡散板８の表面に近接乃至は密着するように拡散板８と同様の姿勢で配置されている。
【００２２】
偏光ビームスプリッター（第一の偏光ビームスプリッター）１０は、拡散板８と偏光板９に対して前端が液晶パネル１に向けて傾くように斜めに配置されている。偏光ビームスプリッター１０は、偏光軸が互いに直交する関係にある二種類の直線偏光である偏光Ｐ１、Ｐ２のうち偏光Ｐ２のみを透過させ、偏光Ｐ１を反射するもので、偏光軸の関係が偏光板９とクロスニコルの関係（同じ偏光を透過させない位置関係）となるように配置されている。
【００２３】
本実施例においては以上の構成に加え、まず光源７の前方に光源側偏光板１３が配置されている。光源側偏光板１３は、例えば偏光板９と同様の吸収型偏光板で構成され、偏光軸の関係が偏光板９とクロスニコルの関係となるように配置されている。
【００２４】
更に光源側偏光板１３の前方には、光源側偏光ビームスプリッター（第二の偏光ビームスプリッター）１４が配置されている。光源側偏光ビームスプリッター１４は、偏光ビームスプリッター１０と同様の反射型偏光板で構成され、偏光軸の関係が光源側偏光板１３とクロスニコルの関係（偏光板９とはパラレルニコルの関係）となるように配置されると共に、光源７に近接する側の一端が偏光板９に近接するように傾けて配置され、光源７から出射された光を偏光板９と対向する筐体１１の壁面に向けて反射するようになっている。
【００２５】
更に偏光板９と対向する筐体１１の壁面には、１／４位相差板１５と反射板１６が、光源側偏光ビームスプリッター１４側からこの順番で配置されている。
【００２６】
以上の構成において光源７より発せられた光の経路を光路順に説明すると、まず光源７より発せられた光は、光源側偏光板１３を通過することで偏光Ｐ１が遮断されて偏光Ｐ２のみとなり、光源側偏光ビームスプリッター１４で反射されて１／４位相差板１５に入射する。１／４位相差板１５に入射した偏光Ｐ２は、位相差板１５を通過することで円偏光となり、反射板１６で反射された後、再び位相差板１５を通過することで直線偏光の偏光Ｐ１へと変換される。偏光Ｐ１は光源側偏光ビームスプリッター１４を通り抜け、拡散板８→偏光板９→偏光ビームスプリッター１０→液晶パネル１→偏光ビームスプリッター１０→観察者という経路で観察者側へ出射される。
【００２７】
図２は光路の長さと光の拡散性との関係を示す概念図である。光源７から拡散板８までの光路距離を本実施例と従来技術とで比較すると、距離Ａ（＝距離Ｃ＋距離Ｄ）＜距離Ａ＋距離Ｂ＋距離Ｃという不等式が成り立ち、図２に示すように、従来技術では距離Ａしかないのに対し、本実施例では距離Ａ＋距離Ｂ＋距離Ｃとなり、従来技術に比べて距離Ｂ＋距離Ｃの分だけ光路距離が長くなる。これにより、光源７から発せられた光は液晶パネル１に照射されるまでに十分に拡散し、輝度分布の良い光となって液晶パネル１に照射される。また、光の照射範囲も広がるため、液晶パネル１の大きさが多少大きくなっても全体を照射することができる。
【実施例２】
【００２８】
図３は本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図である。本実施例において、イルミネーター１２の基本構成は実施例１と同じであり、実施例１と異なるのは、光源７の前方に光源側偏光板１３が無いことである。
【００２９】
光源７より発せられた光の経路を光路順に説明すると、まず光源７より発せられた光に含まれる偏光Ｐ２は、光源側偏光ビームスプリッター１４で反射されて１／４位相差板１５に入射する。１／４位相差板１５に入射した偏光Ｐ２は、位相差板１５を通過することで円偏光となり、反射板１６で反射された後、再び位相差板１５を通過することで直線偏光の偏光Ｐ１へと変換される。偏光Ｐ１は光源側偏光ビームスプリッター１４を通り抜け、拡散板８→偏光板９→偏光ビームスプリッター１０→液晶パネル１→偏光ビームスプリッター１０→観察者という経路で観察者側へ出射される。
【００３０】
一方、光源７より発せられた光に含まれる偏光Ｐ１は、光源側偏光ビームスプリッター１４を透過して一部が筐体１１の壁面で乱反射し、また、他の一部が光源側偏光ビームスプリッター１４を透過してそのまま出射し、拡散板８→偏光板９→偏光ビームスプリッター１０→液晶パネル１→偏光ビームスプリッター１０→観察者という経路で観察者側へ出射される。
【００３１】
本実施例においては、実施例１では光源側偏光板１３で遮断していた偏光Ｐ１の一部を照明光として利用しているため、実施例１に比べて輝度が向上する。
【００３２】
また、本実施例の変形例として、光源側偏光ビームスプリッター１４を、光源７に近接する側の一端が偏光板９から離反するように逆方向へ傾けて配置すると共に、光源７と対向する筐体１１の壁面にも１／４位相差板１５と反射板１６を配置する構成としても良い。この場合、光源７から出射されて光源側偏光ビームスプリッター１４を透過した偏光Ｐ１は、光源７と対向する筐体１１の壁面に配置された１／４位相差板１５と反射板１６を経由することで偏光Ｐ２へと変換され、その後、光源側偏光ビームスプリッター１４により偏光板９と対向する筐体１１の壁面に向けて反射され、そこに配置されている１／４位相差板１５と反射板１６を経由することで再び偏光Ｐ１へと変換され、光源側偏光ビームスプリッター１４を透過して拡散板８に入射することとなる。
【実施例３】
【００３３】
図４は本発明による反射型液晶表示装置の実施形態を示す（ａ）上面図、（ｂ）断面図である。本実施例において、イルミネーター１２の基本構成は実施例１と同じであり、実施例１と異なるのは、光源側偏光板１３と１／４位相差板１５を省略し、光源側偏光ビームスプリッター１４の代わりにハーフミラー１７を配置すると共に、光源７と対向する筐体１１の壁面に反射板１８を配置したことである。
【００３４】
光源７より発せられた光の経路を光路順に説明すると、まず光源７より発せられた光はハーフミラー１７に入射し、そのうち半分の光Ｌ１がハーフミラー１７で反射されて反射板１６に入射すると共に、もう半分の光Ｌ２がハーフミラー１７を透過して反射板１８に入射する。
【００３５】
ハーフミラー１７で反射されて反射板１６に入射した光Ｌ１は、反射板１６で反射されてハーフミラー１７に再度入射し、そのうち半分の光がハーフミラー１７を透過して拡散板８へ入射し、そこに含まれる偏光Ｐ１のみが偏光板９→偏光ビームスプリッター１０→液晶パネル１→偏光ビームスプリッター１０→観察者という経路で観察者側へ出射される。尚、ハーフミラー１７に再度入射し、そこで反射されたもう半分の光は、光源７に入射して乱反射し、光源７の光として再利用される。
【００３６】
一方、ハーフミラー１７を透過して反射板１８に入射した光Ｌ２は、反射板１８で反射されてハーフミラー１７に再度入射し、そのうち半分の光がハーフミラー１７で反射されて拡散板８へ入射し、そこに含まれる偏光Ｐ１のみが偏光板９→偏光ビームスプリッター１０→液晶パネル１→偏光ビームスプリッター１０→観察者という経路で観察者側へ出射される。尚、ハーフミラー１７に再度入射し、そこを透過したもう半分の光は、光源７に入射して乱反射し、光源７の光として再利用される。
【００３７】
光源７から拡散板８までの光路距離を本実施例と従来技術とで比較すると、光Ｌ１については、距離Ａ（＝距離Ｃ＋距離Ｄ）＜距離Ｂ＋距離Ｃ＋距離Ｃ＋距離Ｄ、光Ｌ２については、距離Ａ（＝距離Ｃ＋距離Ｄ）＜距離Ｂ＋距離Ｅ＋距離Ｅ＋距離Ｄという不等式が成り立ち、従来技術に比べて光路距離が長くなる。
【００３８】
尚、本実施例においては、ハーフミラー１７を、光源７に近接する側の一端が偏光板９に近接するように傾けて配置しているが、それとは逆に、光源７に近接する側の一端が偏光板９から離反するように傾けて配置しても良い。
【００３９】
また、以上の実施例１〜３においては、光源側偏光ビームスプリッター１４やハーフミラー１７等を設けることにより光源５の光を十分拡散できるのであれば、拡散板８は省略しても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１    液晶パネル
２    第一電極基板
３    第二電極基板
４    周辺接着剤
５    液晶
６    回路基板
７    光源
８    拡散板
９    偏光板
１０  偏光ビームスプリッター（第一の偏光ビームスプリッター）
１１  筐体
１２  イルミネーター
１３  光源側偏光板
１４  光源側偏光ビームスプリッター（第二の偏光ビームスプリッター）
１５  １／４位相差板
１６  反射板
１７  ハーフミラー
１８  反射板
【図１】
2013213865.tif 000003
【図２】
2013213865.tif 000004
【図３】
2013213865.tif 000005
【図４】
2013213865.tif 000006
【図５】
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