(57)【要約】【課題】光の利用効率が高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、液晶層３０を有した液晶表示パネル１と、液晶層に対向配置された偏光板４ａと、液晶層に対して偏光板の反対側に位置し、液晶層に対向配置され、液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層５と、を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、を備えている液晶表示装置。
【請求項２】
前記偏光板に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光板に対向配置され、前記偏光板の吸収軸方向に平行な直線偏光を反射する他の偏光反射層をさらに備えている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層および偏光板間に配置され、前記偏光板の透過軸方向に平行な直線偏光を反射する他の偏光反射層をさらに備えている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶層および偏光板間に配置され、前記偏光板の透過軸方向に平行な直線偏光を反射する他の偏光反射層と、
前記偏光板に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光板に対向配置され、前記偏光板の吸収軸方向に平行な直線偏光を反射する第３の偏光反射層と、をさらに備えている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記他の偏光反射層の反射率は、１０％以上９０％以下である請求項３または４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記偏光反射層は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記他の偏光反射層は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項２ないし４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第３の偏光反射層は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記偏光反射層は、４分の１波長板と、前記４分の１波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記他の偏光反射層は、４分の１波長板と、前記４分の１波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項２ないし４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第３の偏光反射層は、４分の１波長板と、前記４分の１波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶層は、前記第１基板および第２基板間に印加される電圧の有無により、
複数の液晶分子が前記平面の法線方向に配向した第１状態、および前記複数の液晶分子が前記法線方向から傾斜した複数方向複数方向に配向した第２状態の何れかの配向状態を採る請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、を備えている液晶表示装置。
【請求項１４】
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、
前記液晶層および偏光板間に配置された４分の１波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の４分の１波長板と、
前記液晶層および４分の１波長板間に配置され、前記４分の１波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている液晶表示装置。
【請求項１５】
前記他の偏光反射層の反射率は、１０％以上９０％以下である請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記他の偏光反射層は、コレステリック液晶をポリマ化して形成されている請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記他の偏光反射層は、カイラルネマティック液晶をポリマ化して形成されている請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記偏光反射層および他の偏光反射層は、それぞれ等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記偏光反射層および他の偏光反射層は、それぞれ４分の１波長板と、前記４分の１波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記液晶層は、前記第１基板および第２基板間に印加される電圧の有無により、
複数の液晶分子が前記平面の法線方向に配向した第１状態、および前記複数の液晶分子が前記法線方向から傾斜した複数方向複数方向に配向した第２状態の何れかの配向状態を採る請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記液晶層および偏光板間に配置された４分の１波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の４分の１波長板と、
前記液晶層および４分の１波長板間に配置され、前記４分の１波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている液晶表示装置。
【請求項２２】
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置されたカラーフィルタをさらに備えている請求項１、１３、１４および２１の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記偏光板に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光板に対向配置されたバックライトユニットをさらに備えている請求項１、１３、１４および２１の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記他の偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記他の偏光反射層に対向配置されたバックライトユニットを備えている請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記第３の偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記第３の偏光反射層に対向配置されたバックライトユニットを備えている請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記液晶表示パネルは、前記液晶表示パネルの平面に沿った方向に複数に分割され、それぞれ薄膜トランジスタを有した複数の画素部を備えている請求項１、１３、１４および２１の何れか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】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に、透過型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像表示装置として、液晶表示装置が知られている。液晶表示装置は、ノートパソコン、モニタ、カーナビゲーションシステム、関数電卓、中小型ＴＶ等の表示部に用いられている。液晶表示装置は、アレイ基板、対向基板および液晶層を備えている。液晶表示装置の内、バックライトユニットを備えた透過型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置は、高いコントラスト特性を有している。このため、液晶表示装置は、複数の画素部を設けた大表示容量向けに用いられ、具体的には、ノートパソコン、モニタ、カーナビゲーションシステム、ＴＶ等の表示部に用いられている。
【０００３】
液晶表示装置の殆どは高いコントラスト特性を得るため、液晶表示装置に、偏光板、並びにＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）等のスイッチング素子を用いたり、カラー表示のためにカラーフィルタを設けている。しかしながら、この場合、光の利用効率および透過率は悪化してしまう。このため、バックライトユニットの消費電力が大きくなってしまい、十分な表示輝度が得られなくなってしまう。
【０００４】
一方、表示モードとしては、ツイステッドネマティック（ＴＮ）モードや、バーティカルアラインＶＡ（Vertical Alignment）モード（以下、ＶＡモードと称する）が採用されている。これらのモードは、液晶層に電界を印加しない状態で液晶分子を一様に配列させ、液晶層に電界を印加した状態でも液晶分子の配列を一様に変化させるモードである。
【０００５】
近年、液晶層に印加する電界を制御し、液晶分子を画素内で複数方向（２種以上）に配列させている。すなわち、画素配向分割を行っている（例えば、特許文献１参照）。これにより、液晶分子の配列方向に依存した視角依存性を平均化することができ、ＴＮモードおよびＶＡモードで問題であった視角特性を改善することができる。
【特許文献１】特開２００４−３５５０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記画素配向分割を行った場合、画素内に液晶分子の配列方向が異なる領域が存在する。このため、白表示画素においてもバックライトの位相差が異なり、バックライトの一部は偏光板で吸収されてしまう。特に、マルチドメイン型ＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード（以下、ＭＶＡモードと称する）では、シュリーレン配向、すなわち、液晶分子が一様に配列しない領域が十字形状に必然的に発生してしまう。このため、上記したように、白表示画素においてもバックライトの位相差が異なり、バックライトの一部は偏光板で吸収されてしまう。上記したことから、画素配向分割を行った液晶表示装置は、画素配向分割を行わない液晶表示装置と比較して光の利用効率が低下してしまう。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、光の利用効率が高い液晶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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、を備えている。
【０００８】
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、を備えている。
【０００９】
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、
前記液晶層および偏光板間に配置された４分の１波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の４分の１波長板と、
前記液晶層および４分の１波長板間に配置され、前記４分の１波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている。
【００１０】
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置は、
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板および第２基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記液晶層および偏光板間に配置された４分の１波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の４分の１波長板と、
前記液晶層および４分の１波長板間に配置され、前記４分の１波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、光の利用効率が高い液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。  
図１乃至図４に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、カラーフィルタ２と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５と、制御部９とを備えている。
【００１３】
液晶表示パネル１は、アレイ基板１０と、このアレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板２０と、これらアレイ基板および対向基板間に挟持された液晶層３０とを備えている。液晶表示パネル１は、矩形状の表示領域Ｒを備えている。
【００１４】
第１基板としてのアレイ基板１０は、矩形状のガラス基板１１を有している。第２基板としての対向基板２０は、矩形状のガラス基板２１を有している。ガラス基板１１、２１は、コーニング製の無アルカリガラスを用いて形成されている。アレイ基板１０および対向基板２０は、ガラス基板に限らず、透明な絶縁基板を有していれば良い。表示領域Ｒにおいて、液晶表示パネル１は、この液晶表示パネルの平面に沿った方向に複数に分割され、マトリクス状に配置された複数の画素部Ｐを備えている。画素部Ｐは、液晶表示パネル１の平面に沿った第１方向ｄ１および第１方向に直交した第２方向ｄ２に配置されている。
【００１５】
アレイ基板１０において、ガラス基板１１上に、第２方向ｄ２に延びた複数の信号線１２と、これら信号線に交差し、第１方向ｄ１に延びた複数の走査線１３とが格子状に配置されている。各画素部Ｐは、隣合う２本の信号線１２および隣合う２本の走査線１３で囲まれた領域に重なって設けられている。
【００１６】
ガラス基板１１上の信号線１２および走査線１３の交差部近傍に、複数のスイッチング素子として、例えば複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１４が設けられている。ＴＦＴ１４は、走査線１３の一部を延出したゲート電極１４ａ、ゲート電極上に設けられた図示しないゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜を介してゲート電極と対向したチャネル層１４ｃ、チャネル層の一方の領域接続されたソース電極１４ｄおよびチャネル層の他の領域に接続されたドレイン電極１４ｅを有している。
【００１７】
ソース電極１４ｄは信号線１２に接続され、ドレイン電極１４ｅは後述する画素電極１６に接続されている。図示しないが、ＴＦＴ１４は共通のゲート絶縁膜で形成されている。ＴＦＴ１４は、画素部Ｐに１つずつ設けられ、画素部を構成している。
【００１８】
ガラス基板１１、信号線１２、走査線１３およびＴＦＴ１４上に、層間絶縁膜１５が形成されている。表示領域Ｒにおいて、層間絶縁膜１５上に、複数の画素電極１６がマトリクス状に設けられている。画素電極１６は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により形成されている。各画素電極１６は、層間絶縁膜１５に形成されたコンタクトホール１５ｈを介して対応するＴＦＴ１４のドレイン電極１４ｅと電気的に接続されている。画素電極１６は画素部Ｐに１つずつ設けられ、画素部を構成している。
【００１９】
層間絶縁膜１５および画素電極１６上に、配向制御部として複数の突起１７が形成されている。突起１７は、層間絶縁膜１５および画素電極１６の表面から対向基板２０側に突出している。突起１７は、ほぼ３角形の断面を有し、所定の方向に延出している。突起１７は、画素電極１６に重なっている。突起１７は対向した液晶層３０の液晶分子３ｍの傾く方向を制御する機能を有している。この実施の形態において、突起１７は、第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に延出している。なお、第３方向ｄ３および第４方向ｄ４は、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２から４５°傾斜した方向である。
【００２０】
また、図示しないが、画素電極１６上に、複数のスペーサとして、複数の柱状スペーサが形成されている。これら柱状スペーサは、突起１７から外れて位置している。なお、スペーサとしては、柱状スペーサに限られるものではなく、球状スペーサ等他のスペーサであっても良い。層間絶縁膜１５、画素電極１６および突起１７上に、配向膜１８が成膜されている。この実施の形態において、配向膜１８は垂直配向膜で形成されている。配向膜１８は、ＪＡＬＳ−２０４−Ｒ１４（ＪＳＲ製）を用いて形成されている。
【００２１】
対向基板２０において、ガラス基板２１上に、カラーフィルタ２が配設されている。カラーフィルタ２は、赤色の複数の着色層２Ｒと、緑色の複数の着色層２Ｇと、青色の複数の着色層２Ｂとを有している。この実施の形態において、カラーフィルタ２は基板内面に配設されている。
【００２２】
着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、第１方向ｄ１に延出し、ストライプ状に形成されている。各着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、第１方向ｄ１に並んだ複数の画素電極１６に重なっている。各着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの周縁部は、信号線１２に重なっている。着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、第２方向ｄ２に互いに隣接し、交互に並んでいる。
【００２３】
カラーフィルタ２上には、ＩＴＯ等の透明な導電材料からなる対向電極２２が形成されている。対向電極２２上に、配向制御部として複数の突起２３が形成されている。突起２３は対向電極２２の表面からアレイ基板１０側に突出している。突起２３は、ほぼ３角形の断面を有し、所定の方向に延出している。この実施の形態において、突起２３は、第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に延出している。
【００２４】
突起２３は対向した液晶層３０の液晶分子３ｍの傾く方向を制御する機能を有している。対向電極２２および突起２３上に、配向膜２４が成膜されている。この実施の形態において、配向膜２４は垂直配向膜で形成されている。配向膜２４は、ＪＡＬＳ−２０４−Ｒ１４（ＪＳＲ製）を用いて形成されている。
【００２５】
アレイ基板１０および対向基板２０は、上記複数の柱状スペーサにより所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板１０および対向基板２０は、両基板の周縁部に配設されたシール材３１により、互いに接合されている。
【００２６】
液晶層３０は、アレイ基板１０および対向基板２０間に挟持されている。シール材３１の一部には液晶注入口３２が形成され、この液晶注入口は封止材３３で封止されている。液晶層３０は、誘電率異方性が負のネマティック液晶で形成されている。この実施の形態において、液晶層３０はＭＬＣ２０３８（メルクジャパン製）を用いて形成されている。
【００２７】
液晶層３０のΔｎｄは、５５０ｎｍの波長にて３５０ｎｍに設定されている。液晶層３０に電界を印加しない状態で、液晶層の位相差量は０、液晶層に電界を十分印加した状態で、液晶層の位相差量は入射光波長の２分の１波長である。
【００２８】
上記したように、液晶表示パネル１の表示モードは、画素配向分割型のＶＡモードである。液晶層３０に電界を印加していない状態で、液晶分子３ｍは液晶表示パネル１の平面に垂直な方向に配向している。液晶層３０に電界を印加している状態で、液晶分子３ｍが液晶表示パネル１の平面に平行な多方向に傾斜するよう配向制御されている。より詳しくは、液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に傾斜するよう配向制御されている。但し、液晶分子３ｍは、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２にも傾斜している。上記したように、突起１７、２３は、液晶層３０に電界を印加している状態で、各画素部Ｐの液晶分子３ｍを多方向に配向するために形成されている。
【００２９】
バックライトユニット３は、アレイ基板１０の外面に対向配置されている。バックライトユニット３は、アレイ基板１０の外面に対向配置された導光体３ａ、この導光体の一側縁に対向配置された光源３ｄおよび反射板３ｅを備えている。導光体３ａは、導光板３ｂと、導光板およびアレイ基板１０間に位置し、導光板上に設けられた光拡散層３ｃとを有している。
【００３０】
偏光板４ａは液晶層３０に対向配置されている。より詳しくは、偏光板４ａは、アレイ基板１０およびバックライトユニット３間に位置し、アレイ基板の外面に対向配置されている。偏光板４ａは第１方向ｄ１に平行な吸収軸を有している。この実施の形態において、偏光板４ａは、アレイ基板の外面に貼り合わされている。偏光板４ａはＳＥＧ１４２５（日東電工製）を用いて形成されている。
【００３１】
偏光反射層５は液晶層３０に対して偏光板４ａの反対側に位置している。より詳しくは、偏光反射層５は、液晶表示パネル１に対して偏光板４ａの反対側に位置し、対向基板２０に対向配置されている。偏光反射層５は液晶表示パネル１の平面に平行な一方向の直線偏光を反射する。この実施の形態において、偏光反射層５は、対向基板２０の外面に貼り合わされ、第２方向ｄ２に平行な反射軸を有している。このため、偏光反射層５は第２方向ｄ２の直線偏光を反射する。偏光反射層５は、位相差が殆どないベースフィルムを用いたＤＢＥＦ（３Ｍ製）で形成されている。なお、偏光反射層５は、偏光板４ｂにＤＢＥＦの母材を直接貼り付けるなどし、ベースフィルム無しの構成としても良い。
【００３２】
他の偏光板としての偏光板４ｂは偏光反射層５に対して液晶層３０の反対側に位置し手いる。偏光板４ｂは、偏光反射層５に対して液晶表示パネル１の反対側に位置し、偏光反射層５に対向配置されている。偏光板４ｂは、偏光反射層５が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有している。この実施の形態において、偏光板４ｂは偏光反射層５の外面に貼り合わされ、第１方向ｄ１に平行な吸収軸を有している。偏光板４ｂはＳＥＧ１４２５（日東電工製）を用いて形成されている。
【００３３】
制御部９は、液晶表示パネル１に電気的に接続されている。制御部９は、液晶表示パネル１の表示状態に対応し、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧を印加する。上記駆動電圧を印加することで、液晶層３０に電界が印加される。液晶表示パネル１が黒表示状態の場合、制御部９は液晶表示パネルに駆動電圧を印加していない。液晶表示パネル１が白表示状態の場合、制御部９は液晶表示パネルに駆動電圧を印加している。
【００３４】
次に、液晶層３０の液晶分子３ｍの配向状態について説明する。  
一般に、液晶表示装置は、黒表示時の面内輝度ムラや輝度の温度依存性を避けるため、液晶層の位相差や旋光性が０若しくは０に近い値で黒表示となるよう設計されている。逆に言えば、液晶表示装置は、液晶層の位相差が４分の１波長、２分の１波長若しくは９０°の旋光角度をなした状態で白表示となるよう設計されている。
【００３５】
この実施の形態において、液晶層３０の位相差を電界により０から２分の１波長まで変化させることにより、黒表示、白表示およびその中間状態を得る設計が仮定されている。白表示は、液晶分子３ｍが面内方向に配列したときに得られる。白表示および中間状態において、液晶分子３ｍの傾く方向が一様であると視覚特性にばらつきが生じる。このばらつきを完全に解消するため、少なくとも４方向（例えば、表示画面の上下左右方向）に液晶分子を配向させる必要がある。ただし、この場合、４方向の中間の方向にも液晶分子が配向せざるを得ない。
【００３６】
もし、液晶分子の配向方向を４方向のみとし、画素部Ｐ内に液晶分子の配向が不連続となる境界を設けると、ディスクリネーション欠陥が生じ、画像表示に悪影響を及ぼすことになる。これを避けるため、上記境界を遮光することも考えられるが、この場合、光利用効率は悪くなる。
【００３７】
液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に配向した領域の液晶層３０の位相差を２分の１波長とした場合、液晶分子３ｍが第１方向ｄ１および第２方向ｄ２に配向した領域の液晶層３０の位相差は発生しない。つまり、位相差量は０となる。偏光反射層５を設けない従来の液晶表示装置の場合、位相差量が０となる領域の液晶層３０を透過する光は、偏光板４ｂで吸収される。
【００３８】
しかしながら、この実施の形態の液晶表示装置の場合、位相差量が０となる領域の液晶層３０を透過する光は、偏光反射層５で反射される。偏光反射層５で反射された光はバックライトユニット３に戻り、リサイクルされる。このため、表示画像の輝度を向上させることができる。この実施の形態のように、画素配向分割を行った液晶表示装置の場合、表示パターンに関係なく黒表示となる領域が画素部Ｐ内に生じるため、偏光反射層５を設けた効果は絶大となる。
【００３９】
ここで、配向制御部について説明する。配向制御部は、画素部Ｐ内の液晶分子を複数方向に配向させることができれば良く、突起１７、２３に限定されるものではない。配向制御部は、例えば、画素電極１６形状の工夫、配向制御する配向膜１８、２４の工夫、配向処理方法の工夫等により、形成しても良い。
【００４０】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されていない（液晶層３０に電界が印加されていない）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。  
図５および図７に示すように、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向に配向している。
【００４１】
図５に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として液晶表示パネル１に出射させる。
【００４２】
液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層で反射される。このため、偏光反射層５は、液晶層３０からこの偏光反射層に入射される光を遮光することができる。
【００４３】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されている（液晶層３０に電界が印加されている）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。  
図６および図８に示すように、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶分子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのように、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向から第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に傾斜した方向に配向している。なお、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶分子Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈのように、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向から第１方向ｄ１および第２方向ｄ２にも傾斜している。
【００４４】
図６に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として液晶表示パネル１に出射させる。
【００４５】
液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の第２方向ｄ２の直線偏光を第１方向ｄ１に９０°反転させ、第１方向の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第１方向ｄ１の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸および偏光板４ｂの吸収軸と直交するため、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。
【００４６】
液晶分子３ｍが第１方向ｄ１および第２方向ｄ２に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層５で反射される。偏光反射層５で反射された光はバックライトユニット３に戻り、このバックライトユニット内で再び反射される。反射した光は、再びバックライトユニット３を出射するため、偏光反射層５は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００４７】
ここで、本願発明者は、上記液晶表示装置と比較例の液晶表示装置との光学特性を調査し、比較した。ここで言う比較例の液晶表示装置は、この実施の形態の液晶表示装置から偏光反射層５を除いて形成されている。光学特性としては、黒べた表示透過率（Ｋ）、白べた表示透過率（Ｗ）、コントラスト比（Ｗ／Ｋ）、黒５０％白５０％表示時黒透過率（Ｋ５０）、黒５０％白５０％表示時白透過率（Ｗ５０）および黒５０％白５０％表示時コントラスト比（Ｗ５０／Ｋ５０）である。なお、黒５０％白５０％表示は、例えば、一辺の長さが表示領域各辺の７％の長さの長方形からなるウインドウパタンにより行う。  
図９に示すように、この実施の形態の液晶表示装置の透過率およびコントラスト比は、比較例の液晶表示装置に比べ格段に良いことが分かる。
【００４８】
上記したように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５とを有している。偏光板４ｂは、入射した光を偏光状態に応じて透過するかどうか選択する機能を持つ検光子として作用する。
【００４９】
比較例の液晶表示装置の場合、黒表示を選択した画素部Ｐは、偏光板４ｂで光を吸収し、黒表示としている。この実施の形態の液晶表示装置の場合、白表示を選択した画素部Ｐを出射した偏光は偏光反射層５を透過し、黒表示を選択した画素部Ｐを出射した偏光は偏光反射層５で反射される。なお、偏光反射層５の偏光反射率が仮に１００％でないとしても、偏光は偏光板４ｂで吸収される。このため、偏光反射層５を持っていない液晶表示装置に比べコントラスト特性が低下することはない。
【００５０】
偏光反射層５で反射された偏光は偏光板４ａを透過し、バックライトユニット３に戻る。バックライトユニット３に戻った光はバックライトユニット内で反射し、再び液晶表示パネル１に出射される。上記したように、偏光反射層５で反射された光はリサイクルされる。
【００５１】
バックライトユニット３を出射する光は、光拡散層３ｃ等で拡散される。このため、黒表示を選択した画素部Ｐの分だけ、黒表示の表示パタンに関係なく、面内一様にリサイクル機能が作用し、面内一様に表示画像の輝度が向上する。
【００５２】
また、観察者側から液晶表示パネル１に入射した光（外光）に対して、偏光板４ｂは、入射した光を意図する直線偏光、円偏光等に変換する機能を持つ偏光子として作用する。偏光板４ｂを透過する光は第１方向ｄ１の直線偏光であり、偏光反射層５も透過する。逆に言えば、偏光反射層５で反射し得る偏光成分（第２方向ｄ２の直線偏光）は偏光板４ｂで吸収される。外光が反射されることはないため、コントラストの低下は生じない。
【００５３】
さらに、光路上、液晶表示装置は、２色性の偏光板４ｂを有している。偏光反射層５の検光子としての偏光度が多少悪くても、偏光板４ｂが検光子として作用する。このため、コントラストの低下は生じない。  
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００５４】
次に、上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例について説明する。  
図１０および図１１に示すように、この変形例において、カラーフィルタ２は、偏光反射層５に対して液晶層３０の反対側に位置し、偏光反射層５に対向配置されている。カラーフィルタ２は、偏光板４ｂおよび偏光反射層５間に設けられている。なお、この変形例において、液晶表示装置の他の構成は上記第１の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
まず、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されていない（液晶層３０に電界が印加されていない）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【００５６】
図１０に示すようにバックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として液晶表示パネル１に出射させる。
【００５７】
液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層で反射される。このため、偏光反射層５は、液晶層３０からこの偏光反射層に入射される光を遮光することができる。
【００５８】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第１方向ｄ１の偏光（直線偏光）としてカラーフィルタ２に出射させる。カラーフィルタ２、偏光反射層５および液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第１方向ｄ１の直線偏光を偏光板４ａに出射させる。このため、偏光板４ａは、液晶層３０からこの偏光板に入射される光を遮光することができる。
【００５９】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されている（液晶層３０に電界が印加されている）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【００６０】
図１１に示すように、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向から第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に傾斜した方向に配向している。なお、図１１に示していないが、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向から第１方向ｄ１および第２方向ｄ２にも傾斜している。
【００６１】
バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として液晶表示パネル１に出射させる。
【００６２】
液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の第２方向ｄ２の直線偏光を第１方向ｄ１に９０°反転させ、第１方向の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第１方向ｄ１の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸および偏光板４ｂの吸収軸と直交するため、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。
【００６３】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第１方向ｄ１の偏光（直線偏光）としてカラーフィルタ２に出射させる。カラーフィルタ２および偏光反射層５は、入射される光の偏光状態を維持し、第１方向ｄ１の直線偏光を液晶表示パネル１に出射させる。液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の第１方向ｄ１の直線偏光を第２方向ｄ２に９０°反転させ、第２方向の直線偏光として偏光板４ａに出射させる。
【００６４】
第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光板４ａの吸収軸と直交するため、偏光板４ａを透過し、バックライトユニット３に入射され、このバックライトユニット内で反射される。反射した光は、バックライトユニット３を出射するため、液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００６５】
図示しないが、液晶分子３ｍが第１方向ｄ１および第２方向ｄ２に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層５で反射される。偏光反射層５で反射された光はバックライトユニット３に戻り、このバックライトユニット内で再び反射される。反射した光は、再びバックライトユニット３を出射するため、偏光反射層５は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００６６】
ここで、本願発明者は、変形例の液晶表示装置の光学特性を調査した。調査した結果、変形例の液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置と同等以上の光学特性、すなわち、図９に示す値と同等以上の光学特性を得ていることが分かる。
【００６７】
次に、カラーフィルタ２を偏光板４ｂおよび偏光反射層５間に設けたことによる効果を、従来の問題点と併せて説明する。  
まず、カラーフィルタ２が偏光子、検光子間に設けられている場合、カラーフィルタに入射した偏光は、このカラーフィルタである程度破壊される。これにより、コントラスト特性は低下してしまう。カラーフィルタ２は、顔料を分散させたものであるが、偏光の破壊現象（以下、消偏と称する）は、１０００分の１〜２０００分の１程度である。消偏が１０００分の１の場合、カラーフィルタ２を設けていない液晶表示装置のコントラスト比を１０００：１とすると、カラーフィルタ２を設けた液晶表示装置のコントラスト比は、１／１０００＋１／１０００の逆数となり、５００：１となる。
【００６８】
この消偏の問題を解決するため、この変形例の液晶表示装置は、偏光子、検光子の外側にカラーフィルタ２を設けている。
【００６９】
上記したように構成された変形例の液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、カラーフィルタ２と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５とを有している。このため、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
カラーフィルタ２は、偏光板４ｂおよび偏光反射層５間に設けられている。このため、カラーフィルタ２は、光路上、検光子として機能する偏光反射層５の外側に位置している。このため、カラーフィルタ２に入射偏光を破壊する消偏の作用があっても黒表示の特性には悪影響を与えない。これにより、コントラスト特性の低下を抑制することができる。  
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００７１】
次に、上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置の他の変形例について説明する。  
図１２および図１３に示すように、この変形例において、液晶表示装置は、他の偏光反射層として偏光反射層６をさらに備えている。
【００７２】
偏光反射層６は、偏光板４ａに対して液晶層３０の反対側に位置し、偏光板４ａに対向配置されている。偏光反射層６は、偏光板４ａの吸収軸方向に平行な直線偏光を反射する。偏光反射層６は、偏光板４ａおよびバックライトユニット３間に配置されている。
【００７３】
この変形例において、偏光反射層６は、偏光板４ａの外面に貼り合わされ、第１方向ｄ１に平行な反射軸を有している。このため、偏光反射層５は第１方向ｄ１の直線偏光を反射する。偏光反射層６は、位相差が殆どないベースフィルムを用いたＤＢＥＦ（３Ｍ製）で形成されている。なお、偏光反射層６は、偏光板４ａにＤＢＥＦの母材を直接貼り付けるなどし、ベースフィルム無しの構成としても良い。
【００７４】
なお、この変形例において、液晶表示装置の他の構成は上記第１の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７５】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されていない（液晶層３０に電界が印加されていない）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【００７６】
図１２に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光反射層６は、光を透過させるとともに反射させる。すなわち、偏光反射層６は、第２方向ｄ２の直線偏光を透過して偏光板４ａに出射させるとともに、第１方向ｄ１の直線偏光を反射してバックライトユニット３に戻す。バックライトユニット３に戻った光は、このバックライトユニット内で反射され、再びバックライトユニット３を出射する。このため、偏光反射層６は、液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００７７】
偏光板４ａおよび液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層で反射される。このため、偏光反射層５は、液晶層３０からこの偏光反射層に入射される光を遮光することができる。
【００７８】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第１方向ｄ１の偏光（直線偏光）として偏光反射層５に出射させる。偏光反射層５および液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第１方向ｄ１の直線偏光を偏光板４ａに出射させる。このため、偏光板４ａは、液晶層３０からこの偏光板に入射される光を遮光することができる。
【００７９】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されている（液晶層３０に電界が印加されている）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【００８０】
図１３に示すように、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向から第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に傾斜した方向に配向している。なお、図１３に示していないが、液晶層３０の液晶分子３ｍは、液晶表示パネル１の平面に垂直な方向から第１方向ｄ１および第２方向ｄ２にも傾斜している。
【００８１】
バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光反射層６は、第２方向ｄ２の直線偏光を透過して偏光板４ａに出射させるとともに、第１方向ｄ１の直線偏光を反射してバックライトユニット３に戻す。偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として液晶表示パネル１に出射させる。
【００８２】
液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の第２方向ｄ２の直線偏光を第１方向ｄ１に９０°反転させ、第１方向の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第１方向ｄ１の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸および偏光板４ｂの吸収軸と直交するため、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。
【００８３】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第１方向ｄ１の偏光（直線偏光）として偏光反射層５に出射させる。偏光反射層５は、入射される光の偏光状態を維持し、第１方向ｄ１の直線偏光を液晶表示パネル１に出射させる。液晶分子３ｍが第３方向ｄ３および第４方向ｄ４に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の第１方向ｄ１の直線偏光を第２方向ｄ２に９０°反転させ、第２方向の直線偏光として偏光板４ａに出射させる。
【００８４】
第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光板４ａの吸収軸および偏光反射層６の反射軸と直交するため、偏光板４ａおよび偏光反射層６を透過し、バックライトユニット３に入射され、このバックライトユニット内で反射される。反射した光は、バックライトユニット３を出射するため、液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００８５】
図示しないが、液晶分子３ｍが第１方向ｄ１および第２方向ｄ２に配向した領域において、偏光反射層６は、第２方向ｄ２の直線偏光を透過して偏光板４ａに出射させるとともに、第１方向ｄ１の直線偏光を反射してバックライトユニット３に戻す。また、液晶分子３ｍが第１方向ｄ１および第２方向ｄ２に配向した領域において、液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。
【００８６】
第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層５で反射される。偏光反射層５で反射された光はバックライトユニット３に戻り、このバックライトユニット内で再び反射される。反射した光は、再びバックライトユニット３を出射する。上記したことから、偏光反射層５および偏光反射層６は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【００８７】
ここで、本願発明者は、他の変形例の液晶表示装置の光学特性を調査した。調査した結果、この変形例の液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置と同等以上の光学特性、すなわち、図９に示す値と同等以上の光学特性を得ていることが分かる。より詳しくは、この変形例の液晶表示装置において、白べた表示の透過率は１４．０２％、黒べた表示の透過率は０．０３１％であり、コントラスト比は、偏光反射層６を設けない第１の実施の形態の液晶表示装置のコントラスト比と同等であった。これにより、この変形例の液晶表示装置は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置より白の透過率がおよそ１．５倍向上することが分かる。
【００８８】
次に、偏光反射層６を設けたことによる効果について説明する。  
偏光板４ａは、本来、偏光子として作用するものであり、偏光を得るために入射した光の半分以上を吸収する。しかし、この変形例において、バックライトユニット３を出射した光のうち偏光板４ａの吸収軸方向の直線偏光成分は、偏光反射層６にて反射され、リサイクルされる。偏光反射層５のリサイクル機能に偏光反射層６のリサイクル機能が加わるため、光利用効率を一層向上できる。
【００８９】
上記したように構成された他の変形例の液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５と、偏光反射層６とを有している。このため、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
偏光反射層６は、バックライトユニット３および偏光板４ａ間に設けられている。このため、偏光反射層６は光利用効率を一層向上させることができる  
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００９１】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。  
図１４に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、カラーフィルタ２と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５と、制御部９と、他の偏光反射層としての偏光反射層７とを備えている。
【００９２】
この実施の形態において、配向膜１８および配向膜２４は水平配向膜で形成されている。配向膜１８および配向膜２４は、それぞれＡＬ３４５６（ＪＳＲ製）を用いて形成されている。配向膜１８には、第１方向ｄ１にラビングが施されている。配向膜２４には第２方向ｄ２にラビングが施されている。液晶層３０は、誘電率異方性が正のネマティック液晶で形成されている。この実施の形態において、液晶層３０はＺＬＩ４７９２（メルクジャパン製）にカイラル材としてＳ８１１（メルクジャパン製）を０．１ｗｔ％添加したものを用いて形成されている。
【００９３】
液晶層３０のΔｎｄは、５５０ｎｍの波長にて４７０ｎｍに設定されている。液晶層３０に電界を印加しない状態で、液晶層の旋光角はおよそ９０°、液晶層に電界を十分印加した状態で、液晶層の旋光角は０°である。
【００９４】
上記したように、液晶表示パネル１の表示モードは、ＴＮモードである。液晶層３０に電圧を印加していない状態で、液晶分子３ｍは９０°捩れて配向している。液晶層３０に電圧を印加している状態で、液晶分子３ｍは液晶表示パネル１の平面に垂直な方向に配向している。
【００９５】
偏光反射層５は、上述した第１の実施の形態と同様に形成されている。偏光反射層５において、可視光波長に対する偏光反射率はほぼ１００％である。
【００９６】
偏光反射層７は、液晶表示パネル１および偏光板４ａ間に配置されている。偏光反射層７は、偏光板４ａの透過軸方向に平行な直線偏光を反射する。偏光反射層７は、アレイ基板１０の外面にＤＢＥＦ（３Ｍ製）を糊を介して貼り付けることで形成されている。この実施の形態において、偏光反射層７は第２方向ｄ２に平行な反射軸を有している。このため、偏光反射層７は第２方向ｄ２の直線偏光を反射する。ここで、偏光反射層７において、可視光波長に対する偏光反射率は７０％である。なお、偏光反射層７は位相差が殆どないベースフィルムを用いて形成されても良い。
【００９７】
制御部９は、液晶表示パネル１の表示状態に対応し、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧を印加する。液晶表示パネル１が黒表示状態の場合、制御部９は液晶表示パネルに駆動電圧を印加している。液晶表示パネル１が白表示状態の場合、制御部９は液晶表示パネルに駆動電圧を印加していない。
【００９８】
その他、この実施の形態において、突起１７、２３を用いずに液晶表示装置を形成した以外、液晶表示装置の他の構成は上記第１の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９９】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されている（液晶層３０に電界が印加されている）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【０１００】
図１５に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として偏光反射層７に出射させる。偏光反射層７は、第２方向ｄ２の直線偏光を透過させ、液晶表示パネル１に出射させるとともに反射させる。このため、偏光反射層７は、この偏光反射層から液晶層３０に入射される光を一部遮光することができる。
【０１０１】
第２方向ｄ２の直線偏光が入射されると、液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、第２方向ｄ２の直線偏光を偏光反射層５に出射させる。第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層で反射される。このため、偏光反射層５は、液晶層３０からこの偏光反射層に入射される光を遮光することができる。
【０１０２】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第１方向ｄ１の偏光（直線偏光）として偏光反射層５に出射させる。偏光反射層５、液晶層３０および偏光反射層７は、入射される光の偏光状態を維持し、第１方向ｄ１の直線偏光を偏光板４ａに出射させる。このため、偏光板４ａは、液晶層３０からこの偏光板に入射される光を遮光することができる。
【０１０３】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されていない（液晶層３０に電界が印加されていない）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【０１０４】
図１６に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第２方向ｄ２の偏光（直線偏光）として偏光反射層７に出射させる。偏光反射層７は、第２方向ｄ２の直線偏光を透過させ、液晶表示パネル１に出射させるとともに反射させる。反射した光は、偏光板４ａを介してバックライトユニット３に戻り、再びバックライトユニット３を出射するため、偏光反射層７は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【０１０５】
液晶層３０は、入射される光の第２方向ｄ２の直線偏光を第１方向ｄ１に９０°反転させ、第１方向の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第１方向ｄ１の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸および偏光板４ｂの吸収軸と直交するため、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。
【０１０６】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第１方向ｄ１の偏光（直線偏光）として偏光反射層５に出射させる。偏光反射層５は、入射される光の偏光状態を維持し、第１方向ｄ１の直線偏光を液晶表示パネル１に出射させる。液晶層３０は、入射される光の第１方向ｄ１の直線偏光を第２方向ｄ２に９０°反転させ、第２方向の直線偏光として偏光反射層７に出射させる。
【０１０７】
第２方向ｄ２の直線偏光は、偏光反射層７の反射軸と平行であるため、再び液晶表示パネル１に出射され、第１方向ｄ１の直線偏光となり、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。第２方向ｄ２の直線偏光の一部は、偏光反射層７を透過し、偏光板４ａを介してバックライトユニット３に入射される。バックライトユニット３に入射された光は、再びバックライトユニット３を出射する。上記したことからも分かるように、偏光反射層５および偏光反射層７は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【０１０８】
ここで、本願発明者は、上記液晶表示装置と比較例の液晶表示装置との光学特性を調査し、比較した。ここで言う比較例の液晶表示装置は、この実施の形態の液晶表示装置から偏光反射層５を除いて形成されている。光学特性としては、黒べた表示透過率（Ｋ）、白べた表示透過率（Ｗ）、透過モードコントラスト比（Ｗ／Ｋ）、黒べた表示反射率（ＲＫ）、白べた表示反射率（ＲＷ）および反射モードコントラスト比（ＲＷ／ＲＫ）である。なお、黒べた表示透過率、白べた表示透過率および透過モードコントラスト比は透過モードでの値であり、黒べた表示反射率、白べた表示反射率および反射モードコントラスト比は反射モードでの値である。  
図１７に示すように、この実施の形態の液晶表示装置の透過率およびコントラスト比は、比較例の液晶表示装置に比べ格段に良いことが分かる。
【０１０９】
次に、偏光反射層５および偏光反射層７を設けたことによる効果について説明する。  
この実施の形態の液晶表示装置は、偏光反射層５および偏光反射層７を有しているため、半透過型の液晶表示装置に適用した場合の最適な構成である。
【０１１０】
偏光反射層７は、バックライトユニット３を出射し、偏光板４ａを透過した第２方向ｄ２の直線偏光を反射する。この反射率を１００％としない限り、光の一部は偏光反射層７を透過する。透過した光は、液晶層３０の位相差量および旋光角度の量に応じ、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過するか、偏光反射層５で反射される。偏光反射層５で反射した光はリサイクルされるため、液晶表示装置の光利用効率は向上される。偏光反射層７で反射された光も偏光板４ａを透過し、リサイクルされるため、液晶表示装置の光利用効率は向上される。
【０１１１】
外光が入射された場合、偏光反射層５を透過した光は、バックライトユニット３を出射し偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する光と逆の光路となる。白表示とする場合、バックライトユニット３から偏光反射層７に入射する光の偏光状態は偏光反射層７にて反射される直線偏光となるので、偏光反射層７で反射される。反射された偏光は直線偏光であり位相は変化しないので、バックライトユニット３を出射し、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する場合と同様の光路をたどる。これにより、白表示となる。
【０１１２】
外光が偏光反射層７を透過した成分は、バックライトユニット３に入射され、バックライトユニット３内で反射され、バックライトの光強度を高めるよう作用する。
【０１１３】
光がバックライトユニット３を出射し、偏光反射層５にて反射される状態の画素部Ｐにおいて、偏光反射層５を透過した光は、液晶層３０を透過しても偏光反射層７を透過する直線偏光のままであり、偏光板４ａで吸収される。
【０１１４】
上記したことから、黒表示とした画素部Ｐでは、バックライトユニット３を出射した光も入射される外光も遮光され、表示画面に出射されない。白表示とした画素部Ｐでは、リサイクル機能が作用した状態で、バックライトユニット３を出射した光も入射される外光も表示画面に出射される。
【０１１５】
上記したように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５と、偏光反射層７とを有している。このため、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。偏光反射層７は、液晶表示パネル１および偏光板４ａ間に設けられている。半透過型の液晶表示装置に最適な構成を得ることができる。
【０１１６】
偏光反射層７の可視光波長に対する偏光反射率は７０％であるが、これに限らず、偏光反射層７の可視光波長に対する偏光反射率は１０％以上９０％以下であれば上述した効果を得ることができる。
【０１１７】
白表示とした画素部Ｐで、偏光反射層７は、外光を反射させ、且つ、バックライトユニット３を出射した光の一部を透過させる必要がある。光が偏光反射層７を透過または偏光反射層７で反射してバックライトユニット３に戻るリサイクル機能を十分に作用させるには、バックライトユニット内での光吸収による減衰をなるべく抑える必要があり、また、偏光反射層７の反射率を必要以上に高めることができない。
【０１１８】
逆に、偏光反射層７の反射率が低すぎると、外光に対する反射率が低くなり、照度の高い環境下での表示画像の明るさが不十分となる。ここで、本願発明者が主観的な評価を行ったところ、偏光反射層７の反射率は、少なくとも１０％必要であることが分かった。
【０１１９】
また、バックライトユニット内での減衰量は、界面反射等を含めて１０％程度は少なくともある。上記したことからも、偏光反射層７の反射率を１０％以上とし、１回の透過光量を少なくとも１０％以上とすることが望ましい。上記したことから、偏光反射層７の偏光反射率は１０％以上９０％以下が最適である。  
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１２０】
次に、上記第２の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例について説明する。  
図１８に示すように、この変形例において、液晶表示装置は上述した偏光反射層６を備えている。すなわち、液晶表示装置は、偏光板として液晶層３０および偏光板４ｂ間に位置した偏光反射層５と、他の偏光反射層として前記液晶層３０および偏光板４ａ間に位置した偏光反射層７と、第３の偏光反射層としてバックライトユニット３および偏光板４ａ間に位置した偏光反射層６とを有している。
【０１２１】
この変形例において、液晶表示装置の他の構成は上記第２の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。  
上記した変形例においても、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１２２】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。  
図１９に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、カラーフィルタ２と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５と、他の偏光反射層としての偏光反射層７と、４分の１波長板８ａと、他の４分の１波長板としての４分の１波長板８ｂと、制御部９と、を備えている。
【０１２３】
アレイ基板１０において、層間絶縁膜１５上に偏光反射層７が形成され、画素電極１６は偏光反射層７上に形成されている。画素電極１６は、層間絶縁膜１５および偏光反射層７に形成されたコンタクトホール１５ｈを介して対応するＴＦＴ１４のドレイン電極１４ｅと電気的に接続されている。なお、偏光反射層７については後で詳しく説明する。
【０１２４】
また、この実施の形態において、配向膜１８および配向膜２４はそれぞれ垂直配向膜で形成されている。配向膜１８、２４は、それぞれＪＡＬＳ−２０４−Ｒ１４（ＪＳＲ製）を用いて形成されている。配向膜１８、２４には、第２方向ｄ２にラビングが施されている。ラビング方向は反平行であり、言い換えると逆方向である。
【０１２５】
液晶層３０は、誘電率異方性が負のネマティック液晶で形成されている。この実施の形態において、液晶層３０はＭＬＣ２０３８（メルクジャパン製）を用いて形成されている。液晶層３０のΔｎｄは、５５０ｎｍの波長にて３５０ｎｍに設定されている。液晶層３０に電界を印加しない状態で、液晶層の位相差量は０、液晶層に電界を十分印加した状態で、液晶層の位相差量は入射光波長の２分の１波長である。
【０１２６】
上記したように、液晶表示パネル１の表示モードは、画素配向分割型のＶＡモードである。液晶層３０に電界を印加していない状態で、液晶分子３ｍは液晶表示パネル１の平面に垂直な方向に配向している。液晶層３０に電界を印加している状態で、液晶分子３ｍが液晶表示パネル１の平面に平行な方向に傾斜するよう配向制御されている。より詳しくは、液晶分子３ｍが第２方向ｄ２に傾斜するよう配向制御されている。
【０１２７】
偏光板４ａは、液晶層３０に対向配置されている。偏光板４ａは、アレイ基板１０およびバックライトユニット３間に位置し、アレイ基板の外面に対向配置されている。偏光板４ａは、ラビング方向に対し左回りに４５°の方向に平行な吸収軸を有している。この実施の形態において、偏光板４ａは第３方向ｄ３に吸収軸を有している。偏光板４ａは、４分の１波長板８ａの外面に貼り合わされている。偏光板４ａはＳＥＧ１４２５（日東電工製）を用いて形成されている。
【０１２８】
偏光反射層５は、液晶層３０に対して偏光板４ａの反対側に位置し、液晶層に対向配置されている。より詳しくは、偏光反射層５は、液晶表示パネル１に対して偏光板４ａの反対側に位置し、対向基板２０に対向配置されている。偏光反射層５は液晶表示パネル１の平面に平行な一方向の直線偏光を反射する。この実施の形態において、偏光反射層５は、４分の１波長板８ｂの外面に貼り合わされ、第４方向ｄ４に平行な反射軸を有している。このため、偏光反射層５は第４方向ｄ４の直線偏光を反射する。偏光反射層５は、位相差が殆どないベースフィルムを用いたＤＢＥＦ（３Ｍ製）で形成されている。
【０１２９】
偏光板４ｂは、偏光反射層５に対して液晶層３０（液晶表示パネル１）の反対側に位置し、偏光反射層５に対向配置されている。偏光板４ｂは、偏光反射層５が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有している。偏光板４ｂは、ラビング方向に対し右回りに４５°の方向に平行な吸収軸を有している。この実施の形態において、偏光板４ｂは偏光反射層５の外面に貼り合わされ、第４方向ｄ４に平行な吸収軸を有している。偏光板４ｂはＳＥＧ１４２５（日東電工製）を用いて形成されている。
【０１３０】
４分の１波長板８ａは、液晶層３０および偏光板４ａ間に配置されている。より詳しくは、４分の１波長板８ａは、アレイ基板１０および偏光板４ａ間に配置されている。４分の１波長板８ａは、リタデーション値が２７０ｎｍのアートン樹脂製の一軸延伸フィルムと、リタデーション値が１４０ｎｍのアートン樹脂製の一軸延伸フィルムとを複数回積層し、可視光波長域全体の波長に対して４分の１波長の位相差が得られるフィルム（日東電工製）で形成されている。
【０１３１】
４分の１波長板８ａは、偏光板４ａの透過軸に対し右回りに４５°の方向に合成光軸（積層された一軸延伸フィルムトータルの光軸）を有している。この実施の形態において、４分の１波長板８ａはアレイ基板１０の外面に貼り合わされ、第１方向ｄ１に平行な合成光軸を有している。４分の１波長板８ａは、偏光板４ａと合わせて右円偏光板として機能する。
【０１３２】
他の４分の１波長板としての４分の１波長板８ｂは、液晶層３０および偏光反射層５間に配置されている。より詳しくは、４分の１波長板８ｂは、対向基板２０および偏光反射層５間に配置されている。４分の１波長板８ｂは、リタデーション値が２７０ｎｍのアートン樹脂製の一軸延伸フィルムと、リタデーション値が１４０ｎｍのアートン樹脂製の一軸延伸フィルムとを複数回積層し、可視光波長域全体の波長に対して４分の１波長の位相差が得られるフィルム（日東電工製）で形成されている。
【０１３３】
４分の１波長板８ｂは、偏光板４ｂの透過軸に対し左回りに４５°の方向に合成光軸（積層された一軸延伸フィルムトータルの光軸）を有している。この実施の形態において、４分の１波長板８ｂは対向基板２０の外面に貼り合わされ、第１方向ｄ１に平行な合成光軸を有している。４分の１波長板８ｂは、偏光板４ｂと合わせて左円偏光板として機能する。
【０１３４】
偏光反射層７は、液晶層３０および４分の１波長板８ａ間に配置されている。より詳しくは、偏光反射層７は、層間絶縁膜１５および画素電極１６間に位置している。偏光反射層７は、円偏光反射層であり、４分の１波長板８ａを透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する。この実施の形態において、偏光反射層７は、可視光波長全域に対して右旋円偏光（右回りの円偏光）を７０％反射する。なお、偏光反射層７は、必要に応じて右旋円偏光または左旋円偏光（左回りの円偏光）を反射するよう形成されていれば良い。
【０１３５】
偏光反射層７は、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００ｎｍの波長を中心として、バンド幅５０ｎｍ程度の右円偏光選択反射を得るコレステリック液晶ポリマ（メルク製）をプレーナ配向にて積層させたものである。偏光反射層７において、反射率を７０％に制御するため、各層とも捩れ角が３６００°（１０回転）になるように膜厚が制御されている。また、偏光反射層７は、基板内面に形成されるため、光架橋性の材料にて配向させ、ＵＶ照射によりポリマ化されている。
【０１３６】
制御部９は、液晶表示パネル１に電気的に接続されている。制御部９は、液晶表示パネル１の表示状態に対応し、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧を印加する。上記駆動電圧を印加することで、液晶層３０に電界が印加される。液晶表示パネル１が黒表示状態の場合、制御部９は液晶表示パネルに駆動電圧を印加していない。液晶表示パネル１が白表示状態の場合、制御部９は液晶表示パネルに駆動電圧を印加している。
【０１３７】
その他、この実施の形態において、突起１７、２３を用いずに液晶表示装置を形成した以外、液晶表示装置の他の構成は上記第１の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１３８】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されていない（液晶層３０に電界が印加されていない）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【０１３９】
図２０に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第４方向ｄ４の偏光（直線偏光）として４分の１波長板８ａに出射させる。４分の１波長板８ａは、第４方向ｄ４の直線偏光を右旋円偏光として偏光反射層７に出射させる。偏光反射層７は、右旋円偏光を透過させ、液晶表示パネル１に出射させるとともに反射させる。このため、偏光反射層７は、この偏光反射層から液晶層３０に入射される光を一部遮光することができる。
【０１４０】
右旋円偏光が入射されると、液晶層３０は、入射される光の偏光状態を維持し、右旋円偏光を４分の１波長板８ｂに出射させる。４分の１波長板８ｂは、右旋円偏光を第４方向ｄ４の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第４方向ｄ４の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸と平行であるため、偏光反射層で反射される。このため、偏光反射層５は、液晶層３０からこの偏光反射層に入射される光を遮光することができる。
【０１４１】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第３方向ｄ３の偏光（直線偏光）として偏光反射層５に出射させる。偏光反射層５は、光の偏光状態を維持し、第３方向ｄ３の直線偏光を４分の１波長板８ｂに出射させる。４分の１波長板８ｂは、第３方向ｄ３の直線偏光を左旋円偏光として液晶層３０に出射させる。液晶層３０、偏光反射層７は、入射される光の偏光状態を維持し、左旋円偏光を４分の１波長板８ａに出射させる。
【０１４２】
４分の１波長板８ａは、左旋円偏光を第３方向ｄ３の直線偏光として偏光板４ａに出射させる。このため、偏光板４ａは、液晶層３０からこの偏光板に入射される光を遮光することができる。
【０１４３】
次に、画素電極１６および対向電極２２間に駆動電圧が印加されている（液晶層３０に電界が印加されている）状態での液晶表示装置の光学特性を、バックライトユニット３から出射した光の光路と併せて説明する。
【０１４４】
図２１に示すように、バックライトユニット３の光拡散層３ｃから拡散した光が出射されると、偏光板４ａは光を第４方向ｄ４の偏光（直線偏光）として４分の１波長板８ａに出射させる。４分の１波長板８ａは、第４方向ｄ４の直線偏光を右旋円偏光として偏光反射層７に出射させる。偏光反射層７は、右旋円偏光を透過させ、液晶表示パネル１に出射させるとともに反射させる。反射した光は、偏光板４ａを介してバックライトユニット３に戻り、再びバックライトユニット３を出射するため、偏光反射層７は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【０１４５】
液晶層３０は、入射される右旋円偏光を左旋円偏光をとして４分の１波長板８ｂに出射させる。４分の１波長板８ｂは、左旋円偏光を第３方向ｄ３の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第３方向ｄ３の直線偏光は、偏光反射層５の反射軸および偏光板４ｂの吸収軸と直交するため、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。
【０１４６】
また、液晶表示装置に外光が入射されると、偏光板４ｂは、光を第３方向ｄ３の偏光（直線偏光）として偏光反射層５に出射させる。偏光反射層５は、入射される光の偏光状態を維持し、第３方向ｄ３の直線偏光を４分の１波長板８ｂに出射させる。４分の１波長板８ｂは、第３方向ｄ３の直線偏光を左旋円偏光として液晶表示パネル１に出射させる。液晶層３０は、入射される左旋円偏光を右旋円偏光をとして偏光反射層７に出射させる。
【０１４７】
偏光反射層７は、入射される光の偏光状態を維持し、右旋円偏光を４分の１波長板８ａに出射させる。右旋円偏光は偏光反射層７で反射されるため、再び液晶表示パネル１に出射され左旋円偏光となり、４分の１波長板８ｂに出射される。４分の１波長板８ｂは、第３方向ｄ３の直線偏光として偏光反射層５に出射させる。第３方向ｄ３の直線偏光は、偏光反射層５および偏光板４ｂを透過する。
【０１４８】
右旋円偏光の一部は、偏光反射層７を透過し、４分の１波長板８ａに出射される。４分の１波長板８ａは、第４方向ｄ４の直線偏光を偏光板４ａに出射させる。第４方向ｄ４の直線偏光は、偏光板４ａを透過し、バックライトユニット３に入射される。バックライトユニット３に入射された光は、再びバックライトユニット３を出射する。上記したことからも分かるように、偏光反射層５および偏光反射層７は液晶表示装置の輝度の向上に寄与している。
【０１４９】
ここで、本願発明者は、上記液晶表示装置と比較例の液晶表示装置との光学特性を調査し、比較した。ここで言う比較例の液晶表示装置は、この実施の形態の液晶表示装置から偏光反射層５を除いて形成されている。光学特性としては、黒べた表示透過率（Ｋ）、白べた表示透過率（Ｗ）、透過モードコントラスト比（Ｗ／Ｋ）、黒べた表示反射率（ＲＫ）、白べた表示反射率（ＲＷ）および反射モードコントラスト比（ＲＷ／ＲＫ）である。なお、黒べた表示透過率、白べた表示透過率および透過モードコントラスト比は透過モードでの値であり、黒べた表示反射率、白べた表示反射率および反射モードコントラスト比は反射モードでの値である。  
図２２に示すように、この実施の形態の液晶表示装置の透過率およびコントラスト比は、比較例の液晶表示装置に比べ格段に良いことが分かる。その他、円偏光反射層として偏光反射層７を液晶表示パネル１の内面に形成したことにより、液晶表示装置は、視差が無く、精細度が高く、表示品位に優れていることが分かった。
【０１５０】
次に、偏光反射層５および偏光反射層７を設けたことによる効果について説明する。  
この実施の形態の液晶表示装置は、偏光反射層５および偏光反射層７を有しているため、半透過型の液晶表示装置に適用した場合の最適な構成である。特に、偏光反射層５は、日本国特許第３０１５７９２号の液晶表示装置に最適な構成部でもある。これにより、偏光反射層５は、日本国特許第３０１５７９２号に記載されている右旋円偏光または左旋円偏光を選択的に反射することができ、光の利用効率の向上に寄与することができる。
【０１５１】
この実施の形態において、液晶表示装置は、４分の１波長板８ａおよび４分の１波長板８ｂを有し、偏光反射層７は円偏光反射層である。このため、偏光反射層７をコレステリック液晶またはカイラルネマティック液晶をポリマ化したもので形成することができる。さらに、ガラス基板上への偏光反射層７の形成が容易になる。従って、偏光反射層７を液晶表示パネル１の内面に形成することができ、液晶層３０に近接させることができる。これにより、反射モードでの視差による表示２重現象を防ぐことが容易となる。
【０１５２】
偏光反射層７を円偏光反射層とする場合、偏光反射層７に入射する光を円偏光とする必要があるので、偏光反射層７および偏光板４ａ間に４分の１波長板８ａが必要となる。４分の１波長板を液晶層３０に隣接させることは容易でなく、液晶ポリマ等を用いて４分の１波長板を実現してもコストが高くなる。このため、４分の１波長板８ａは偏光反射層７と偏光板４ａの間、４分の１波長板８ｂは偏光反射層５と液晶層３０の間に設けている。
【０１５３】
また、液晶層３０は円偏光を主導する方式とすることが望ましく、そのために、液晶層３０は入射した光の位相のずれ量を電界にて制御する表示モードを用いた方が良い。表示モードとして、具体的には、ＶＡモード、ホモジニアス（ＨＯＭＯ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、強誘電性液晶（ＦＬＣ）モード、ハイブリッドアライン（ＨＡＮ）モード、ツイステッドネマティックエレクトリカリイコントロールドバイリフリジェンス（ＴＮ−ＥＣＢ）モード等が挙げられる。
【０１５４】
次に、コレステリック液晶をポリマ化することで偏光反射層７を形成できる効果について説明する。  
液晶表示装置を形成する基板（ガラス基板１１、２１）の外面に偏光子、検光子を設けた場合、基板を含めてそれらの厚みの分だけ視差が生じる。また、画素部Ｐのサイズが小さいと、表示画面の正面と斜めとで異なった色表示となる。
【０１５５】
この視差の問題を回避するため、偏光反射層（検光子）を基板内面に形成すれば良い。この実施の形態において、光学特性を低下させることなく偏光反射層７を基板内面に形成できるため、表示品位を高めることができる。
【０１５６】
上記したように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、バックライトユニット３と、偏光板４ａと、偏光板４ｂと、偏光反射層５と、偏光反射層７とを有している。このため、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。偏光反射層７は、液晶表示パネル１および偏光板４ａ間に設けられている。半透過型の液晶表示装置に最適な構成を得ることができる。偏光反射層７を液晶表示パネル１の内面に形成したことにより、視差が無く、精細度が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１５７】
偏光反射層７の可視光波長全域に対する偏光反射率は７０％であるが、これに限らず、偏光反射層７の可視光波長全域に対する偏光反射率は１０％以上９０％以下であれば上述した効果を得ることができる。
【０１５８】
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１５９】
次に、上記第３の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例について説明する。  
図２３に示すように、この変形例において、カラーフィルタ２はアレイ基板１０のガラス基板１１上に配置されている。偏光反射層７は対向基板２０のガラス基板２１上に配置されている。対向基板２０は第１基板としてバックライトユニット３側に位置し、アレイ基板１０は第２基板として表示面側に位置している。４分の１波長板８ａおよび偏光板４ａは、アレイ基板１０の外面側に位置している。４分の１波長板８ｂ、偏光反射層５および偏光板４ｂは、対向基板２０の外面側に位置している。
【０１６０】
この変形例において、液晶表示装置の他の構成は上記第３の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。  
上記した変形例においても、第３の実施の形態の液晶表示装置と同様、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１６１】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１６２】
例えば、液晶表示装置を外光が入射しないような環境でしか使用しない場合、液晶表示装置が偏光板４ｂを持たない構成としても良い。これにより、部材を削減することができ、製造コストを削減することができる。
【０１６３】
偏光反射層において、少なくとも偏光反射層５は液晶層３０および偏光板４ｂ間に設けられ、偏光反射層６、７は必要に応じて設けられていれば良い。この場合、偏光反射層６は偏光板４ａおよびバックライトユニット３間に設けられ、偏光反射層７は偏光板４ａおよび液晶層３０間に設けられれば良い。
【０１６４】
図２４に示すように、偏光反射層５、６、７が直線偏光を反射する偏光反射層として機能する場合、偏光反射層５、６、７は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層４０と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層５０とを備え、複数の等方性媒体層４０と複数の異方性媒体層５０とが積層して形成されていても良い。ここでは、等方性媒体層４０および異方性媒体層５０は交互に積層されている。
【０１６５】
異方性媒体層５０の常光屈折率は等方性媒体層４０の屈折率と等しく、積層された異方性媒体層５０の遅相軸は互いに平行である。このため、遅相軸に平行な直線偏光のみ各層で界面反射が発生される。これにより、所望の直線偏光反射を得ることができる。この直線偏光反射は製造上においても容易に得ることができる。
【０１６６】
図２５に示すように、偏光反射層５、６、７が円偏光を反射する反射層として機能する場合、偏光反射層５、６、７は、４分の１波長板６０と、円偏光反射層７０とを備え、これらが積層して形成されても良い。円偏光を反射させる円偏光反射層７０と、円偏光を直線偏光に変換する４分の１波長板６０とを組合せ、上述した円偏光反射層（第３の実施の形態の偏光反射層７）同様の手法を液晶表示装置に適用させる方法も有効である。
【０１６７】
スイッチング素子としてＴＦＴ１４を用いたが、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）を用いても上述した効果と同様の効果を得ることができる。また、マルチプレックス駆動による単純マトリクス方式としても上述した効果と同様の効果を得ることができる。液晶表示パネル１において、アレイ基板１０および対向基板２０の何れかが表示面側に配置されれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図２】図１に示した液晶表示パネルを示す斜視図であり、且つ、制御部を示す図。
【図３】図１、２に示した液晶表示パネルの概略平面図。
【図４】図１、２、３に示した液晶表示パネルの配線構造を概略的に示す平面図。
【図５】図１に示した液晶表示パネルに電圧が印加されていない状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図６】図１に示した液晶表示パネルに電圧が印加されている状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図７】図５に示した液晶層を備えた液晶表示パネルの概略平面図であり、液晶分子の配向状態を示す図。
【図８】図６に示した液晶層を備えた液晶表示パネルの概略平面図であり、液晶分子の配向状態を示す図。
【図９】上記第１の実施の形態およびこの比較例において、黒べた表示透過率、白べた表示透過率、コントラスト比、黒５０％白５０％表示時黒透過率、黒５０％白５０％表示時白透過率および黒５０％白５０％表示時コントラスト比の測定値を表で示した図。
【図１０】上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図であり、液晶表示パネルに電圧が印加されていない状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図１１】図１０と同様、上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例を示す図であり、液晶表示パネルに電圧が印加されている状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図１２】上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置の他の変形例を示す図であり、液晶表示パネルに電圧が印加されていない状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図１３】図１２と同様、上記第１の実施の形態に係る液晶表示装置の他の変形例を示す図であり、液晶表示パネルに電圧が印加されている状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図１４】この発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図１５】図１４に示した液晶表示パネルに電圧が印加されている状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図１６】図１４に示した液晶表示パネルに電圧が印加されていない状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図１７】上記第２の実施の形態およびこの比較例において、黒べた表示透過率、白べた表示透過率、透過モードコントラスト比、黒べた表示反射率、白べた表示反射率および反射モードコントラスト比の測定値を表で示した図。
【図１８】上記第２の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【図１９】この発明の第３の実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図２０】図１９に示した液晶表示パネルに電圧が印加されていない状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図２１】図１９に示した液晶表示パネルに電圧が印加されている状態における光学特性および光路を説明するための図。
【図２２】上記第３の実施の形態およびこの比較例において、黒べた表示透過率、白べた表示透過率、透過モードコントラスト比、黒べた表示反射率、白べた表示反射率および反射モードコントラスト比の測定値を表で示した図。
【図２３】上記第３の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例を示す断面図。
【図２４】この発明の偏光反射層が直線偏光反射機能を有する場合の偏光反射層の変形例を示す断面図。
【図２５】この発明の偏光反射層が円偏光反射機能を有する場合の偏光反射層の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【０１６９】
１…液晶表示パネル、２…カラーフィルタ、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ…着色層、３…バックライトユニット、３ｍ…液晶分子、４ａ，４ｂ…偏光板、５，６，７…偏光反射層、８ａ，８ｂ…４分の１波長板、９…制御部、１０…アレイ基板、１１…ガラス基板、１４…ＴＦＴ、１６…画素電極、１７…突起、１８…配向膜、２０…対向基板、２１…ガラス基板、２２…対向電極、２３…突起、２４…配向膜、３０…液晶層、４０…等方性媒体層、５０…異方性媒体層、６０…４分の１波長板、７０…円偏光反射層、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４…方向、Ｐ…画素部。
【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】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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