JP5624014B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、反射表示を行うことができる液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置（Liquid Crystal Display）は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報機器、液晶モニタを備えたカメラ一体型ＶＴＲなどに広く用いられている。

液晶表示装置に代表される非発光型の表示装置では、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）および有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置などの自発光型の表示装置とは異なり、表示パネル自体は発光せずに、外部から照射された光の透過光量や反射光量を制御することによって文字や画像の表示が行われる。

上述した液晶表示装置は、透過型と反射型とに大別される。

透過型の液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面側に配置された照明装置の光を用いて表示を行い、反射型の液晶表示装置は、外光（周囲光）を用いて表示を行う。ただし、反射型液晶表示装置のなかには、暗所における視認性を確保するための照明装置を備えたものが知られており、この照明装置は、液晶表示パネルの前面側に配置されるので、透過型液晶表示装置の照明装置が「バックライト」と称されるのに対して、「フロントライト」と称される。

フロントライトを備えた反射型液晶表示装置では、暗所における視認性が確保されるものの、強い外光下では、最も観察者側に配置されたフロントライトにおける表面反射によってコントラスト比が低下するという問題がある。

また、近年、透過型と反射型の長所を併せ持つ液晶表示装置として、透過反射両用型（「半透過型」と呼ばれることもある）の液晶表示装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。透過反射両用型液晶表示装置では、各画素内に、外光を用いて反射モードの表示を行う領域（反射領域）と、バックライトからの光を用いて透過モードの表示を行う領域（透過領域）とが設けられている。

しかしながら、透過反射両用型液晶表示装置では、各画素が光の利用態様の異なる２つの領域に分割されるので、反射モードの表示においても透過モードの表示においても、１つの画素全体を表示に寄与させることはできない。そのため、いずれの表示モードにおいても表示が暗くなってしまう。

フロントライトを備えた反射型液晶表示装置における上述した問題を解決する技術として、特許文献２は、液晶パネル（「液晶セル」とも呼ばれる）内に光源が設けられた反射型液晶表示装置を開示している。

図１１に、特許文献２に開示されている表示装置８００を示す。表示装置８００は、図１１に示すように、背面側に配置された第１基板８１０と、前面側（観察者側）に配置された第２基板８２０と、これらの間に封入された液晶８３０とを備える。

第１基板８１０は、ガラス等から形成された透光性基板８１１と、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等を含む回路が形成された回路層８１２と、アルミニウム等の光を反射する導電性材料から形成された反射電極８１３とを有する。反射電極８１３は、画素ごとに設けられており、反射電極８１３の電位は、回路層８１２の回路によって制御される。

第２基板８２０は、ガラス等から形成された透光性基板８２１と、酸化クロム等の光を吸収する材料を含んで形成された遮光層８２２と、光源としての有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）層８２３とを有する。有機ＥＬ層８２３は、透光性基板８２１よりも液晶８３０側に配置されており、白色光を発する。遮光層８２２は、透光性基板８２１と有機ＥＬ層８２３との間に設けられており、有機ＥＬ層８２３から発せられた光が透光性基板８２１側に漏れるのを防止する役割を果たす。

第２基板８２０は、さらに、有機ＥＬ層８２３を覆う絶縁層８２４と、絶縁層８２４上にこの順で積層されたカラーフィルタ８２５、偏光層８２６、位相差層８２７および共通電極８２８とを有する。

カラーフィルタ８２５は、画素ごとに設けられており、各画素のカラーフィルタ８２５の色は、対応する画素が表示すべき色に設定されている。

偏光層８２６は、所定の方向に設定された偏光軸を有し、入射光から偏光方向が偏光軸に平行な直線偏光を取り出す。特許文献２には、染料系の偏光層８２６が好ましいことが記載されている。染料系の偏光層８２６は、偏光方向が偏光軸に平行な直線偏光成分を透過させ、それ以外の偏光成分を吸収する。

位相差層８２７は、位相差層８２７を通過する光に対して所定の位相差を与えるものであり、例えば１／４波長板である。

共通電極８２８は、ＩＴＯ等の透明な導電材料から形成されている。共通電極８２８は、反射電極８１３に対向するように設けられている。

表示装置８００では、有機ＥＬ層８２３から第１基板８１０側に向けて発せられた光Ｌ８２３は、カラーフィルタ８２５、偏光層８２６、位相差層８２７および液晶８３０を通過した後、反射電極８１３で第２基板８２０へ向けて反射され、液晶８３０、位相差層８２７、偏光層８２６およびカラーフィルタ８２５を再度通過して観察者側へ出射する。また、第２基板８２０側から表示装置８００に入射した外光Ｌｏも、カラーフィルタ８２５、偏光層８２６、位相差層８２７および液晶８３０を通過した後、反射電極８１３で第２基板８２０へ向けて反射され、液晶８３０、位相差層８２７、偏光層８２６およびカラーフィルタ８２５を再度通過して観察者側へ出射する。

特許文献２の表示装置８００では、フロントライトが設けられていないので、フロントライトの表面反射に起因したコントラスト比の低下が発生しない。また、この表示装置８００では、１つの画素のうち、遮光層８２２が設けられている領域以外の領域が、有機ＥＬ層８２３からの光Ｌ８２３を用いた表示と、外光Ｌｏを用いた表示の両方に寄与するので、透過反射両用型液晶表示装置における表示が暗くなるという問題も発生しない。

特開平１１−３１６３８２号公報 特開２００８−２６３８２号公報

しかしながら、特許文献２に開示されている表示装置８００では、２枚の透光性基板８１１、８２１間に設けられる構成要素が多く、構成が複雑となるので、そのことが歩留り低下の原因となる。また、特許文献２の表示装置８００は、偏光層８２６および位相差層８２７を液晶セル内に有するので、製造プロセス上の耐性が低い。具体的には、共通電極８２８の形成、配向膜の形成、シール部の形成などの際の加熱プロセスが問題となる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射モードの表示を好適に行うことができ、且つ、比較的簡易な構造で高いプロセス耐性を有する液晶表示装置を提供することにある。

本発明による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対して観察者とは反対側に配置された第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、を備え、前記第１基板は、第１透光性基板と、前記第１透光性基板よりも観察者側に配置された偏光板と、前記第１透光性基板よりも前記液晶層側に配置された光源と、を有し、前記第２基板は、第２透光性基板と、第１の偏光状態の光を透過し、且つ、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態の光を反射する偏光選択反射層と、前記偏光選択反射層に対して観察者とは反対側に配置された光吸収層と、を有する。

ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記第１透光性基板と前記光源との間に設けられた遮光層をさらに有する。

ある好適な実施形態において、前記光源は、有機エレクトロルミネッセンス素子である。

ある好適な実施形態において、黒表示時に前記液晶層が前記液晶層内を通過する光に対して与える位相差と、白表示時に前記液晶層が前記液晶層内を通過する光に対して与える位相差との差が略πである。

ある好適な実施形態において、前記偏光板の透過軸と、前記偏光選択反射層の透過軸とは略平行である。

ある好適な実施形態において、前記偏光板の透過軸と、前記偏光選択反射層の透過軸とは略直交する。

ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記第１透光性基板と前記光源との間に設けられたカラーフィルタ層をさらに有する。

ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記液晶層と前記偏光選択反射層との間に設けられたカラーフィルタ層をさらに有する。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有し、前記光源は、前記複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されており、前記光源は、白色光を発する。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有し、前記光源は、前記複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されており、前記光源は、白色光ではなく、前記２つの画素のいずれかが表示する色の波長域内にスペクトルピークを有する光を発する。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有し、前記光源は、前記複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部以外の領域に各画素に対応して配置されており、前記光源は、白色光を発する。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有し、前記光源は、前記複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部以外の領域に各画素に対応して配置されており、前記光源は、白色光ではなく、対応する画素が表示する色の波長域内にスペクトルピークを有する光を発する。

ある好適な実施形態において、前記偏光選択反射層および前記光吸収層は、前記第２透光性基板に対して前記液晶層とは反対側に配置されている。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、複数の画素を有し、前記第２透光性基板の厚さは、前記複数の画素の配列ピッチの２倍以下である。

ある好適な実施形態において、前記第２透光性基板は、前記偏光選択反射層として機能する。

ある好適な実施形態において、前記偏光選択反射層は、前記第２透光性基板に対して前記液晶層側に配置されている。

ある好適な実施形態において、前記偏光選択反射層は、輝度上昇フィルムまたはワイヤーグリッド型偏光子である。

ある好適な実施形態において、前記偏光選択反射層の偏光度は９３％以上である。

ある好適な実施形態において、前記偏光選択反射層の偏光度は９６％以上である。

本発明によると、反射モードの表示を好適に行うことができ、且つ、比較的簡易な構造で高いプロセス耐性を有する液晶表示装置が提供される。

本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００の表示原理を説明するための図であり、（ａ）は、暗表示時の表示状態（暗状態）を模式的に示し、（ｂ）は、明表示時の表示状態（明状態）を模式的に示している。 （ａ）および（ｂ）は、比較例の液晶表示装置９００の表示原理を説明するための図であり、（ａ）は、暗表示を行うべき状態を模式的に示し、（ｂ）は、明表示を行うべき状態を模式的に示している。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の好適な実施形態における液晶表示装置２００の表示原理を説明するための図であり、（ａ）は、明表示時の表示状態（明状態）を模式的に示し、（ｂ）は、暗表示時の表示状態（暗状態）を模式的に示している。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置４００を模式的に示す断面図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置５００を模式的に示す断面図である。 本発明の好適な実施形態における液晶表示装置３００、４００および５００の前面基板１０が有する光源１３の他の配置例を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、偏光選択反射層２２の配置のバリエーションを示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、背面基板２０が有する第２透光性基板２１の厚さの影響を説明するための図であり、（ａ）は、第２透光性基板２１の厚さが無視できるほどに十分小さい場合を示し、（ｂ）は、第２透光性基板２１の厚さが画素ピッチよりも著しく大きい場合を示している。 特許文献２に開示されている表示装置８００を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。

液晶表示装置１００は、図１に示すように、第１基板１０と、第１基板１０に対して観察者とは反対側に配置された第２基板２０と、第１基板１０および第２基板２０の間に設けられた液晶層３０とを備えており、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。以下では、相対的に前面側（観察者側）に位置する第１基板１０を「前面基板」と呼び、相対的に背面側（観察者とは反対側）に位置する第２基板２０を「背面基板」と呼ぶ。

前面基板１０は、第１透光性基板１１と、偏光板１２と、光源１３と、遮光層１４と、第１電極１５とを有する。

第１透光性基板１１は、透明で絶縁性を有する材料から形成されている。第１透光性基板１１は、例えば、ガラス基板である。

偏光板１２は、第１透光性基板１１よりも観察者側に（つまり第１透光性基板１１に対して液晶層３０とは反対側に）配置されている。偏光板１２としては、公知の吸収型偏光板を広く用いることができる。吸収型偏光板は、所定の方向に平行な透過軸（偏光軸）を有し、偏光方向（電場の振動方向）が透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、偏光方向が透過軸に直交する直線偏光成分を吸収する。

光源１３は、第１透光性基板１１よりも液晶層３０側に配置されている。つまり、光源１３は、液晶セル内に配置されたセル内光源である。図１には、光源１３が、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子である場合が例示されている。有機ＥＬ素子である光源１３は、有機ＥＬ層１３ａと、有機ＥＬ層１３ａに電圧を印加するための陽極１３ｂおよび陰極とを有する。有機ＥＬ層１３ａは、電子輸送層、正孔輸送層および発光層を含む。陽極１３ｂは、例えば、金属材料から形成されている。また、ここでは、第１電極１５が、陰極として機能する。後述するように、第１電極１５は、液晶層３０に電圧を印加するための電極である。

遮光層１４は、第１透光性基板１１と光源１３との間に設けられている。遮光層１４の材料としては、一般的な液晶表示装置のカラーフィルタ基板に設けられるブラックマトリクスの材料として公知の種々の材料を用いることができる。

第１電極１５は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。第１電極１５は、後述する第２電極２５とともに、液晶層３０に所定の電圧を印加するために用いられる。また、既に述べたように、図１に示す例では、第１電極１５は、光源１３の有機ＥＬ層１３ａに電圧を印加するための陰極としても機能する。

第２基板２０は、第２透光性基板２１と、偏光選択反射層２２と、光吸収層２３と、第２電極２５とを有する。また、本実施形態における第２基板２０は、さらに、支持基板２９を有する。

第２透光性基板２１は、透明で絶縁性を有する材料から形成されている。第２透光性基板２１は、例えば、ガラス基板である。

偏光選択反射層２２は、第１の偏光状態の光を透過し、且つ、第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態の光を反射する。より具体的には、偏光選択反射層２２は、所定の方向に平行な透過軸と、透過軸に直交する反射軸とを有し、偏光方向が透過軸に平行な直線偏光成分を透過させ、偏光方向が反射軸に平行な（つまり透過軸に直交する）直線偏光成分を反射する。

光吸収層２３は、偏光選択反射層２２に対して観察者とは反対側に配置されている。光吸収層２３は、偏光選択反射層２２を透過した光を吸収する。光吸収層２３の材料としては、黒色の材料を広く用いることができ、例えばカーボンブラックを用いることができる。また、光吸収層２３は、層全体として光を弱くすることができればよく、多層薄膜による干渉現象を利用してもよい。

第２電極２５は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。第２電極２５の電位と第１電極１５の電位との差に相当する電圧が液晶層３０に印加され、印加された電圧に応じて液晶層３０の配向状態が変化する。液晶表示装置１００がアクティブマトリクス方式で駆動される場合、第１電極１５および第２電極２５のうちの一方の電極は、画素ごとに設けられたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ）に電気的に接続され、画素ごとに独立に電位を与えられる画素電極であり、他方の電極は、共通の電位を与えられる共通電極である。

支持基板２９は、光吸収層２３や偏光選択反射層２２などを支持するために設けられており、例えばガラス基板である。なお、第２透光性基板２１のみで光吸収層２３や偏光選択反射層２２などを十分に支持できる場合には、支持基板２９を省略してもよい。以降の図面では、支持基板２９は省略されている。

液晶層３０は、黒表示時に液晶層３０内を通過する光に対して与える位相差と、白表示時に液晶層３０内を通過する光に対して与える位相差との差が略π（つまり略λ／２）であるようにその配向状態を制御される。典型的には、液晶層３０のプレチルト方向を規定するために、前面基板１０および背面基板２０のそれぞれの液晶層３０側の表面に、配向膜（水平配向膜や垂直配向膜）が設けられている（ここでは不図示）。

続いて、図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００の表示原理を説明する。図２（ａ）は、暗表示（最低階調表示）時の表示状態（暗状態）を模式的に示す図であり、図２（ｂ）は、明表示（最高階調表示）時の表示状態（明状態）を模式的に示す図である。なお、図２（ａ）および（ｂ）に示す例では、偏光板１２の透過軸１２ｔａと、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａとが略平行である。具体的には、表示面を時計の文字盤に見立て、方位角の０°を３時方向とし、反時計回りを正とすると、偏光板１２の透過軸１２ｔａは０°方向である。これに対し、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａは０°方向であり、偏光選択反射層２２の反射軸２２ｒａは＋９０°方向である。

まず、外光（周囲光）Ｌｏを用いた反射表示の原理を説明する。

暗状態において、図２（ａ）の右側に示すように、まず、無偏光である外光Ｌｏが偏光板１２を通過することによって直線偏光となる。ここで、偏光板１２の透過軸１２ｔａは０°方向であるので、外光Ｌｏは、偏光板１２を通過することによって、偏光方向が０°方向に平行な直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、２ｍπ（ｍは０以上の整数）の位相差を与えるような配向状態をとっている。例えばｍが０の場合、液晶層３０は、液晶層３０を通過する直線偏光に対してほとんど位相差を与えない。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°方向の直線偏光のままである）。この０°方向の直線偏光は、０°方向の透過軸２２ｔａを有する偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

明状態において、図２（ｂ）の右側に示すように、まず、無偏光である外光Ｌｏが偏光板１２を通過することによって直線偏光となる。ここでも、偏光板１２の透過軸１２ｔａは０°方向であるので、外光Ｌｏは、偏光板１２を通過することによって、偏光方向が０°方向に平行な直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、（２ｍ＋１）πの位相差を与えるような配向状態をとっている。例えばｍが０の場合、液晶層３０が液晶層３０を通過する直線偏光に対して与える位相差はπである。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過することによって偏光方向が＋９０°方向に平行な直線偏光となる。この＋９０°方向の直線偏光は、＋９０°方向の反射軸２２ｒａを有する偏光選択反射層２２で反射され、再び液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光は、０°方向の透過軸１２ｔａを有する偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

次に、光源（セル内光源）１３から発せられた光Ｌｉを用いた反射表示の原理を説明する。

暗状態において、図２（ａ）の左側に示すように、まず、光源１３から、無偏光である光Ｌｉが液晶表示装置１００の背面側に向けて（つまり液晶層３０に向けて）出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり＋９０°方向の直線偏光のままである）ので、偏光板１２で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

明状態において、図２（ｂ）の左側に示すように、まず、光源１３から、無偏光である光Ｌｉが液晶表示装置１００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光は、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

上述した原理により、外光Ｌｏを用いた反射表示と、セル内光源１３から発せられた光Ｌｉを用いた反射表示とを行うことができる。

本実施形態における液晶表示装置１００では、光源１３が設けられていることにより、暗所での視認性を確保することができる。また、光源１３は、前面基板１０の第１透光性基板１１よりも液晶層３０側に配置されている。つまり、光源１３は、液晶セル内に配置されている。そのため、液晶表示装置１００では、フロントライトを備えた反射型液晶表示装置において発生する、フロントライトの表面反射に起因したコントラスト比の低下が発生しないので、強い外光下でも高品位の反射表示を行うことができる。

また、特許文献２の表示装置８００では、偏光層８２６および位相差層８２７を液晶セル内に配置する必要がある。これに対し、液晶表示装置１００では、偏光板１２を液晶セル内に配置する必要はなく、また、位相差補償素子（例えば位相差板）が設けられる必要もない。そのため、液晶表示装置１００は、比較的簡易な構造で高いプロセス耐性を有する。

なお、従来の反射型液晶表示装置に単純にセル内光源を設けると、外光を用いた反射表示の明暗と、セル内光源からの光を用いた反射表示の明暗とを一致させることができない。以下、この理由を具体的に説明する。

図３（ａ）および（ｂ）に、比較例の液晶表示装置９００を示す。比較例の液晶表示装置９００は、従来の反射型液晶表示装置の液晶セル内に光源９１３が設けられた構成を有する。図３（ａ）および（ｂ）においては、液晶表示装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素には同じ参照符号が付されている。

液晶表示装置９００では、背面基板２０が光反射層９０１を有する。図３（ａ）および（ｂ）に示す例では、光反射層９０１は、第２透光性基板２１に対して液晶層３０とは反対側に配置されている。また、液晶表示装置９００の背面基板２０は、偏光選択反射層や光吸収層を有していない。

液晶表示装置９００における、外光（周囲光）Ｌｏを用いた反射表示の原理を説明する。

暗状態において、図３（ａ）の右側に示すように、まず、無偏光である外光Ｌｏが偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この直線偏光に対して、液晶層３０は、π／２の位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過することによって円偏光となる。この円偏光は、光反射層９０１で反射されて再び液晶層３０を通過し、＋９０°方向の直線偏光となる。この＋９０°方向の直線偏光は、偏光板１２で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

明状態において、図３（ｂ）の右側に示すように、まず、無偏光である外光Ｌｏが偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、ほとんど位相差を与えない（つまり位相差がほぼ０である）ような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°の直線偏光のままである）。この０°方向の直線偏光は、光反射層９０１で反射されて再び液晶層３０を通過し、０°方向の直線偏光のまま偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

次に、光源（セル内光源）９１３から発せられた光Ｌｉを用いた反射表示の原理を説明する。

液晶表示装置９００では、偏光選択反射層が設けられていない。そのため、図３（ａ）および（ｂ）の左側に示しているように、暗表示を行うべき状態においても、明表示を行うべき状態においても、光源９１３から発せられた無偏光である光Ｌｉは、液晶層３０を通過した後に光反射層９０１で反射され、再び液晶層３０を通過して偏光板１２に到達し、偏光板１２に到達した光Ｌｉのうちの０°方向の直線偏光成分が偏光板１２を透過する。従って、暗表示を行うべき状態においても、明表示を行うべき状態においても、光が観察者側に出射されてしまう。そのため、光源９１３からの光Ｌｉを用いた反射表示の明暗を制御することはできず、外光Ｌｏを用いた反射表示と、光源９１３からの光Ｌｉを用いた反射表示とで明暗を一致させることができない。なお、図３（ａ）および（ｂ）には、光反射層９０１が第２透光性基板２１に対して液晶層３０とは反対側に配置されている例を示したが、光反射層９０１が第２透光性基板２１に対して液晶層３０側に配置されている場合についても同様である。

これに対し、本実施形態における液晶表示装置１００では、背面基板２０が偏光選択反射層２２および光吸収層２３を有していることにより、既に説明したように、外光Ｌｏを用いた反射表示と、光源１３からの光Ｌｉを用いた反射表示とで明暗を一致させることができる。

なお、本実施形態では、第１電極１５が、有機ＥＬ素子である光源１３の陰極としても機能する構成を例示したが、第１電極１５とは別途に陰極が設けられていてもよい。本実施形態のように、第１電極１５が有機ＥＬ素子である光源１３の陰極を兼ねることにより、構成の簡略化を図ることができる。なお、第１電極１５は、液晶層３０に電圧を印加するための電極であるので、通常交流駆動される。第１電極１５を光源１３の陰極として用いる場合には、陽極１３ｂを、第１電極１５よりも常に高電位で交流駆動すればよい。また、陽極１３ｂを直流駆動しても、光源１３の発光強度が第１電極１５の周波数に応じて増減するもののほとんど問題とはならない。

また、本実施形態では、光源１３として有機ＥＬ素子を例示したが、光源１３として有機ＥＬ素子以外の発光素子を用いてもよい。例えば、光源１３として、無機ＥＬ素子やその他の薄膜発光素子を用いてもよい。有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比べて発光効率が高い、寿命が長いなどの点で、液晶セル内に設ける光源１３として優れている。

また、本実施形態のように、前面基板１０が、第１透光性基板１１と光源１３との間に設けられた遮光層１４を有していると、観察者側にも光を出射し得るような光源１３を用いた場合でも、観察者側への光漏れを防止することができる。

（実施形態２）
図２（ａ）および（ｂ）には、偏光板１２の透過軸１２ｔａと、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａとが略平行である例を示した。しかしながら、偏光板１２の透過軸１２ｔａおよび偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａの配置は、この例に限定されるものではない。図４（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示装置２００のように、偏光板１２の透過軸１２ｔａと、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａとが略直交していてもよい。

図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置２００の表示原理を説明する。図４（ａ）は、明表示時の表示状態（明状態）を模式的に示す図であり、図４（ｂ）は、暗表示時の表示状態（暗状態）を模式的に示す図である。なお、図４（ａ）および（ｂ）に示す例では、偏光板１２の透過軸１２ｔａは０°方向である。これに対し、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａは＋９０°方向であり、偏光選択反射層２２の反射軸２２ｒａは０°方向である。

まず、外光（周囲光）Ｌｏを用いた反射表示の原理を説明する。

明状態において、図４（ａ）の右側に示すように、まず、無偏光である外光Ｌｏが偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、２ｍπの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°方向の直線偏光のままである）。この０°方向の直線偏光は、０°方向の反射軸２２ｒａを有する偏光選択反射層２２で反射され、再び液晶層３０を通過して０°方向の直線偏光のまま偏光板１２に到達して偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

暗状態において、図４（ｂ）の右側に示すように、まず、無偏光である外光Ｌｏが偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、（２ｍ＋１）πの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過することによって偏光方向が＋９０°方向の直線偏光となる。この＋９０°方向の直線偏光は、＋９０°方向の透過軸２２ｔａを有する偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

次に、光源（セル内光源）１３から発せられた光Ｌｉを用いた反射表示の原理を説明する。

明状態において、図４（ａ）の左側に示すように、まず、光源１３から、無偏光である光Ｌｉが液晶表示装置２００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°方向の直線偏光のままである）ので、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

暗状態において、図４（ｂ）の左側に示すように、まず、光源１３から、無偏光である光Ｌｉが液晶表示装置２００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過することによって＋９０°方向の直線偏光となる 。この＋９０°方向の直線偏光は、偏光板１２で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

上述した原理により、液晶表示装置２００では、外光Ｌｏを用いた反射表示と、セル内光源１３から発せられた光Ｌｉを用いた反射表示とを行うことができる。

図４（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置２００のように、偏光板１２の透過軸１２ｔａと、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａとが略直交している配置を採用すると、暗状態においては、光源１３から発せられた光Ｌｉおよび外光Ｌｏの両方とも液晶層３０の波長依存性の影響を受けて（波長分散と呼ばれる）光漏れが生じやすくコントラスト比が低くなるものの、明状態においては、波長分散が小さいので反射率が高くなるという利点が得られる。一方、図２（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置１００のように、偏光板１２の透過軸１２ｔａと、偏光選択反射層２２の透過軸２２ｔａとが略平行である配置を採用すると、明状態においては、光源１３から発せられた光Ｌｉおよび外光Ｌｏの両方とも液晶層３０の波長依存性の影響を受けて反射率が低下するものの、暗状態においては、波長分散が小さいので光漏れが生じ難く、コントラスト比が向上するという利点が得られる。

（実施形態３）
図５に、本実施形態における液晶表示装置３００を示す。図５は、液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。

本実施形態における液晶表示装置３００は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有する。図５の左側には、明状態における赤画素が示されており、図５の右側には、暗状態における緑画素が示されている。

液晶表示装置３００の前面基板１０は、第１透光性基板１１と光源１３との間に設けられたカラーフィルタ層１６を有する。カラーフィルタ層１６は、赤画素に対応して設けられた赤カラーフィルタ１６Ｒと、緑画素に対応して設けられた緑カラーフィルタ１６Ｇと、青画素に対応して設けられた青カラーフィルタ（不図示）とを含む。

光源１３は、複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されている。また、光源１３は、白色光を発する。

明状態における赤画素では、無偏光である外光Ｌｏ（白色光でもある）は、０°方向の透過軸１２ｔａを有する偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となり、さらに赤カラーフィルタ１６Ｒを通過することによって赤色光となる。この０°方向の直線偏光（赤色光）に対して、液晶層３０は、（２ｍ＋１）πの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過することによって＋９０°方向の直線偏光となる。この＋９０°方向の直線偏光は、＋９０°方向の反射軸２２ｒａを有する偏光選択反射層２２で反射され、再び液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光は、赤カラーフィルタ１６Ｒを通過し、その後、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

また、明状態における赤画素では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３から、無偏光である光Ｌｉ（白色光でもある）が液晶表示装置３００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、０°方向の透過軸２２ｔａを有する偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となり、さらに赤カラーフィルタ１６Ｒを通過することによって赤色光となる。この０°方向の直線偏光（赤色光）は、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

暗状態における緑画素では、無偏光である外光Ｌｏ（白色光でもある）が偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となり、さらに緑カラーフィルタ１６Ｇを通過することによって緑色光となる。この０°方向の直線偏光（緑色光）に対して、液晶層３０は、２ｍπの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°方向の直線偏光のままである）。この０°方向の直線偏光は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

また、暗状態における緑画素では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３から、無偏光である光Ｌｉ（白色光でもある）が液晶表示装置３００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化せず（つまり＋９０°方向の直線偏光のままであり）、さらに、緑カラーフィルタ１６Ｇを通過して緑色光となる。この＋９０°の直線偏光（緑色光）は、偏光板１２で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

このように、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３からは、赤画素および緑画素の両方の液晶層３０に白色光が出射されるが、赤画素および緑画素のそれぞれで独立に暗表示および明表示を（つまり明暗の制御を）行うことができる。

（実施形態４）
図６に、本実施形態における液晶表示装置４００を示す。図６は、液晶表示装置４００を模式的に示す断面図である。

本実施形態における液晶表示装置４００は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有する。図６の左側には、明状態における赤画素が示されており、図６の右側には、暗状態における緑画素が示されている。

液晶表示装置４００の背面基板２０は、液晶層３０と偏光選択反射層２２との間に設けられたカラーフィルタ層２６を有する。なお、ここでは、カラーフィルタ層２６は、第２透光性基板２１に対して液晶層３０側に配置されているが、第２透光性基板２１に対して液晶層３０とは反対側に配置されていてもよい。カラーフィルタ層２６は、赤画素に対応して設けられた赤カラーフィルタ２６Ｒと、緑画素に対応して設けられた緑カラーフィルタ２６Ｇと、青画素に対応して設けられた青カラーフィルタ（不図示）とを含む。

光源１３は、複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されている。また、光源１３は、白色光を発する。

明状態における赤画素では、無偏光である外光Ｌｏ（白色光でもある）は、０°方向の透過軸１２ｔａを有する偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、（２ｍ＋１）πの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過することによって＋９０°方向の直線偏光となり、さらに赤カラーフィルタ２６Ｒを通過することによって赤色光となる。この＋９０°方向の直線偏光（赤色光）は、＋９０°方向の反射軸２２ｒａを有する偏光選択反射層２２で反射され、再び液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光は、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

また、明状態における赤画素では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３から、無偏光である光Ｌｉ（白色光でもある）が液晶表示装置４００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過した光Ｌｉは、赤カラーフィルタ２６Ｒを通過して赤色光となり、偏光選択反射層２２に到達する。偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、０°方向の透過軸２２ｔａを有する偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、赤カラーフィルタ２６Ｒを通過し、その後、液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光は、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

暗状態における緑画素では、無偏光である外光Ｌｏ（白色光でもある）が偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光に対して、液晶層３０は、２ｍπの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°方向の直線偏光のままである）。この０°方向の直線偏光は、緑カラーフィルタ２６Ｇを通過して緑色光となり、偏光選択反射層２２を透過して光吸収層２３で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

また、暗状態における緑画素では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３から、無偏光である光Ｌｉ（白色光でもある）が液晶表示装置４００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過した光は、緑カラーフィルタ２６Ｇを通過して緑色光となり、偏光選択反射層２２に到達する。偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、緑カラーフィルタ２６Ｇを通過し、その後、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり＋９０°方向の直線偏光のままである）。この＋９０°の直線偏光は、偏光板１２で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

このように、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３からは、赤画素および緑画素の両方の液晶層３０に白色光が出射されるが、赤画素および緑画素のそれぞれで独立に暗表示および明表示を（つまり明暗の制御を）行うことができる。

また、本実施形態における液晶表示装置４００は、実施形態３における液晶表示装置３００に比べ、以下の利点を有する。

実施形態３の液晶表示装置３００では、明状態において、外光Ｌｏがカラーフィルタ層１６を２回通過するのに対し、光源１３からの光Ｌｉはカラーフィルタ層１６を１回だけ通過する。そのため、光源１３からの光Ｌｉを用いた反射表示の色再現範囲は、外光Ｌｏを用いた反射表示の色再現範囲よりも狭くなる。

これに対し、本実施形態の液晶表示装置４００では、背面基板２０が、液晶層３０と偏光選択反射層２２との間に設けられたカラーフィルタ層２６を有していることにより、明状態において外光Ｌｏおよび光源１３からの光Ｌｉのいずれもがカラーフィルタ層２６を２回通過することになる。そのため、外光Ｌｏを用いた反射表示と、光源１３からの光Ｌｉを用いた反射表示とでほぼ同じ色再現範囲を実現することができる。

（実施形態５）
図７に、本実施形態における液晶表示装置５００を示す。図７は、液晶表示装置５００を模式的に示す断面図である。

液晶表示装置５００は、互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置された光源１３から発せられる光Ｌｉが白色光ではない点において、実施形態３における液晶表示装置３００と異なる。

液晶表示装置５００の光源１３は、その両側に位置する２つの画素のいずれかが表示する色の波長域内にスペクトルピークを有する。具体的には、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３は、赤色光または緑色光を発する。また、緑画素と青画素との境界部に配置された光源１３は、緑色光または青色光を発し、青画素と赤画素との境界部に配置された光源１３は、青色光または赤色光を発する。

図７の左側には、明状態における赤画素が示されており、図７の右側には、暗状態における緑画素が示されている。また、図７では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３が赤色光を発する場合を例示している。

明状態における赤画素では、無偏光である外光Ｌｏ（白色光でもある）は、０°方向の透過軸１２ｔａを有する偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となり、さらに赤カラーフィルタ１６Ｒを通過することによって赤色光となる。この０°方向の直線偏光（赤色光）に対して、液晶層３０は、（２ｍ＋１）πの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過することによって＋９０°方向の直線偏光となる。この＋９０°方向の直線偏光は、＋９０°方向の反射軸２２ｒａを有する偏光選択反射層２２で反射され、再び液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となる。この０°方向の直線偏光は、赤カラーフィルタ１６Ｒを通過し、その後、偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

また、明状態における赤画素では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３から、無偏光である光Ｌｉ（赤色光でもある）が液晶表示装置５００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、０°方向の透過軸２２ｔａを有する偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過することによって０°方向の直線偏光となり、さらに赤カラーフィルタ１６Ｒを通過した後に偏光板１２を透過する。そのため、明表示が行われる。

暗状態における緑画素では、無偏光である外光Ｌｏ（白色光でもある）が偏光板１２を通過することによって０°方向の直線偏光となり、さらに緑カラーフィルタ１６Ｇを通過することによって緑色光となる。この０°方向の直線偏光（緑色光）に対して、液晶層３０は、２ｍπの位相差を与えるような配向状態をとっている。従って、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化しない（つまり０°方向の直線偏光のままである）。この０°方向の直線偏光は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

また、暗状態における緑画素では、赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３から、無偏光である光Ｌｉ（赤色光でもある）が液晶表示装置５００の背面側に向けて出射する。液晶層３０を通過して偏光選択反射層２２に到達した光のうち、０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２を透過して、光吸収層２３で吸収される。また、偏光選択反射層２２に到達した光のうちの＋９０°方向の直線偏光成分は、偏光選択反射層２２で観察者側に反射される。観察者側に反射された＋９０°方向の直線偏光成分は、液晶層３０を通過しても偏光状態が変化せず（つまり＋９０°方向の直線偏光のままであり）、緑カラーフィルタ１６Ｇを通過した後に偏光板１２で吸収される。そのため、暗表示が行われる。

本実施形態における液晶表示装置５００では、明状態において、外光Ｌｏがカラーフィルタ層１６を２回通過するのに対し、光源１３からの光Ｌｉはカラーフィルタ層１６を１回しか通過しない。しかしながら、光源１３から発せられる光自体が発色しているので、光源１３からの光Ｌｉを用いた反射表示の色再現範囲を広くすることができる。

なお、互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置された光源１３から発せられる光Ｌｉは、その光Ｌｉと同色の表示を行う一方の画素の液晶層３０だけでなく、異なる色の表示を行う他方の画素の液晶層３０にも入射する。しかしながら、図７を参照しながら行った説明からもわかるように、他方の画素が暗状態であれば、その光Ｌｉは他方の画素から観察者側にはほとんど出射しないので、混色の発生を防止することが可能である。

また、図７に示したように赤画素と緑画素との境界部に配置された光源１３が赤色光を発する場合、緑画素と青画素との境界部に配置された光源１３は、緑色光を発し、緑画素は、その緑色光または外光Ｌｏを用いて明表示を行う。

（セル内光源の配置）
実施形態３、４および５における液晶表示装置３００、４００および５００では、光源１３は、複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されている。しかしながら、光源１３の配置は、これに限定されるものではない。

光源１３は、互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部以外の領域に各画素に対応して配置されていてもよい。そのような領域の例を図８に示す。

図８には、行方向に並ぶ３つの画素（赤画素、緑画素および青画素）が示されており、さらに、異なる色を表示する２つの画素（行方向に隣接する２つの画素）の境界部に位置する第１の遮光領域ＳＲ１、同じ色を表示する２つの画素（列方向に隣接する２つの画素）の境界部に位置する第２の遮光領域ＳＲ２および各画素の中央に位置する第３の遮光領域ＳＲ３が示されている。光源１３は、第１の遮光領域ＳＲ１ではなく、第２の遮光領域ＳＲ２や、第３の遮光領域ＳＲ３に配置されてもよい。その場合、光源１３は、白色光を発してもよいし、対応する画素が表示する色の波長域内にスペクトルピークを有する光を発してもよい。

光源１３が、互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されていると、偏光選択反射層２２が十分な性能を有していない（つまり偏光選択反射層２２の偏光度がそれほど高くない）場合、偏光選択反射層２２で反射された本来とは異なる偏光方向の直線偏光成分により表示品位が低下するおそれがある。同じ色の画素内での不必要な光漏れは、表示色の彩度への影響はあるものの、色相への影響は小さいのに対し、異なる色の画素への不必要な光漏れは、彩度だけでなく色相への影響も大きくなるからである。

これに対し、光源１３を、互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部以外の領域（例えば上述した第２の遮光領域ＳＲ２および第３の遮光領域ＳＲ３）に配置することにより、上述した問題を回避することができる。

第１の遮光領域ＳＲ１、第２の遮光領域ＳＲ２および第３の遮光領域ＳＲ３は、例えば、カラーフィルタが設けられている基板に形成されたブラックマトリクスによって遮光されている。アクティブマトリクス方式の場合、例えば、第１の遮光領域ＳＲ１は信号配線に重なる領域であり、第２の遮光領域ＳＲ２は走査配線に重なる領域であり、第３の遮光領域ＳＲ３は補助容量配線に重なる領域である。

（偏光選択反射層の配置）
図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、偏光選択反射層２２の配置のバリエーションや、偏光選択反射層２２の具体例を説明する。

図９（ａ）に示す液晶表示装置１００Ａでは、図１に示した液晶表示装置１００などと同様に、偏光選択反射層２２および光吸収層２３は、第２透光性基板２１に対して液晶層３０とは反対側に配置されている。

このように配置されている偏光選択反射層２２としては、例えば、偏光をリサイクルするタイプの輝度上昇フィルムを用いることができる。偏光をリサイクルするタイプの輝度上昇フィルムは、例えば、異なる屈折率特性を有する複数の誘電体層が積層された構造を有する。このような輝度上昇フィルムとしては、具体的には、住友３Ｍ社製ＤＢＥＦを用いることができる。

また、図９（ｂ）に示す液晶表示装置１００Ｂでは、第２透光性基板２１Ａが偏光選択反射層として機能する。例えば、第２透光性基板２１Ａは、偏光選択反射機能を付与されたプラスチックフィルム基板やガラス基板である。例えば、旭化成イーマテリアル社製のAsahi Kasei ＷＧＦを用いることによって、プラスチックフィルム基板やガラス基板に偏光選択反射機能を付与することができる。

また、図９（ｃ）に示す液晶表示装置１００Ｃでは、偏光選択反射層２２は、第２透光性基板２１に対して液晶層３０側に配置されている。このように配置されている偏光選択反射層２２としては、例えば、ワイヤーグリッド型偏光子を用いることができる。ワイヤーグリッド型偏光子は、光反射性を有する金属材料（例えばアルミニウム）で形成されたワイヤーグリッドを含む。ワイヤーグリッドを構成する複数のワイヤーは、表示に用いられる光の波長以下の間隔（例えば１５０ｎｍ）で周期的に配置されている。

なお、図９（ａ）に示したように偏光選択反射層２２を配置する場合には、第２透光性基板２１の厚さは、以下の理由から、複数の画素の配列ピッチ（画素ピッチ）の２倍以下であることが好ましい。ここでいう画素ピッチは、行方向に沿った画素ピッチと列方向に沿った画素ピッチとが異なる場合には、行方向の画素ピッチである。

第２透光性基板２１の厚さが無視できるほどに十分小さい場合、図１０（ａ）に示すように、第２透光性基板２１の遮光部（配線等が形成された領域）２１ｂ以外の領域（開口部）２１ａを通過した光は、偏光選択反射層２２によって反射されても、遮光部２１ｂで遮られることがない。そのため、第２透光性基板２１の開口率と、偏光選択反射層２２の開口率とがほぼ同じとなる。

これに対し、第２透光性基板２１の厚さが画素ピッチよりも著しく大きいと、図１０（ｂ）に示すように、第２透光性基板２１の開口部２１ａを通過した光は、偏光選択反射層２２によって反射した後、その一部が遮光部２１ｂにより遮られてしまうので、偏光選択反射層２２による反射率が低下してしまう。

そのため、偏光選択反射層２２が第２透光性基板２１に対して液晶層３０とは反対側に配置されている場合には、第２透光性基板２１の厚さは、ある程度小さいことが好ましく、具体的には、画素ピッチの２倍以下であることが好ましい。第２透光性基板２１の厚さが画素ピッチの２倍を超えると、偏光選択反射層２２の反射率がほぼ開口率（第２透光性基板２１の開口率）の二乗となり、暗い反射表示となってしまう。

また、図９（ｂ）に示したように、液晶表示装置１００Ｂが、偏光選択反射層として機能する第２透光性基板２１Ａを備えていると、第２透光性基板２１の厚さを無視できる場合と同様に反射率の低下を抑制できるという利点が得られる。

また、図９（ｃ）に示したように、偏光選択反射層２２が第２透光性基板２１に対して液晶層３０側に配置されている構成を採用すると、第２透光性基板２１に形成された遮光性を有する構成要素（配線等：図１０（ａ）および（ｂ）における遮光部２１ｂに相当）の上に偏光選択反射層２２を設けることができるので、偏光選択反射層２２の開口率を高くすることができる。例えば偏光選択反射層２２としてワイヤーグリッド型偏光子を用いる場合、配線等を覆うように絶縁層を形成し、その上にワイヤーグリッドを形成すればよい。

偏光選択反射層２２の偏光度Ｐは、２つの同じ偏光選択反射層２２を用意して、それらを直交位（それぞれの透過軸２２ｔａが直交する配置）にしたときの透過率Ｔｐと、平行位（それぞれの透過軸２２ｔａが平行になる配置）にしたときの透過率Ｔｃとを用いて、下記式で表される。
Ｐ＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝^0.50×１００（％）

反射表示の表示品位を向上させる観点からは、偏光選択反射層２２の偏光度は９３％以上であることが好ましく、偏光選択反射層２２の偏光度は９６％以上であることがより好ましい。

本発明によると、反射モードの表示を好適に行うことができ、且つ、比較的簡易な構造で高いプロセス耐性を有する液晶表示装置が提供される。本発明による液晶表示装置は、小型化・薄型化にも適しているので、モバイル用途の電子機器に好適に用いられる。

１０ 第１基板（前面基板）
１１ 第１透光性基板
１２ 偏光板
１２ｔａ 偏光板の透過軸
１３ 光源（セル内光源）
１３ａ 有機ＥＬ層
１３ｂ 陽極
１４ 遮光層
１５ 第１電極
１６、２６ カラーフィルタ層
１６Ｒ、２６Ｒ 赤カラーフィルタ
１６Ｇ、２６Ｇ 緑カラーフィルタ
２０ 第２基板（背面基板）
２１ 第２透光性基板
２１Ａ 偏光選択反射層として機能する第２透光性基板
２１ａ 第２透光性基板の開口部
２１ｂ 第２透光性基板の遮光部
２２ 偏光選択反射層
２２ｔａ 偏光選択反射層の透過軸
２２ｒａ 偏光選択反射層の反射軸
２３ 光吸収層
２５ 第２電極
２９ 支持基板
３０ 液晶層
１００、２００、３００、４００、５００ 液晶表示装置
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 液晶表示装置
Ｌｏ 外光
Ｌｉ 光源から発せられた光
ＳＲ１ 第１の遮光領域
ＳＲ２ 第２の遮光領域
ＳＲ３ 第３の遮光領域

Claims (15)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対して観察者とは反対側に配置された第２基板と、
   前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、
   を備え、
   赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含む複数の画素を有し、
   前記第１基板は、第１透光性基板と、前記第１透光性基板よりも観察者側に配置された偏光板と、前記第１透光性基板よりも前記液晶層側に配置された光源と、を有し、
   前記第２基板は、第２透光性基板と、第１の偏光状態の光を透過し、且つ、前記第１の偏光状態とは異なる第２の偏光状態の光を反射する偏光選択反射層と、前記偏光選択反射層に対して観察者とは反対側に配置された光吸収層と、を有し、
   前記光源は、前記複数の画素のうちの互いに異なる色を表示する２つの画素の境界部に配置されており、
   前記光源は、白色光ではなく、前記２つの画素のいずれかが表示する色の波長域内にスペクトルピークを有する光を発する液晶表示装置。
2. 前記第１基板は、前記第１透光性基板と前記光源との間に設けられた遮光層をさらに有する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光源は、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 黒表示時に前記液晶層が前記液晶層内を通過する光に対して与える位相差と、白表示時に前記液晶層が前記液晶層内を通過する光に対して与える位相差との差が略πである請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記偏光板の透過軸と、前記偏光選択反射層の透過軸とが略平行である請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記偏光板の透過軸と、前記偏光選択反射層の透過軸とが略直交する請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記第１基板は、前記第１透光性基板と前記光源との間に設けられたカラーフィルタ層をさらに有する請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記第２基板は、前記液晶層と前記偏光選択反射層との間に設けられたカラーフィルタ層をさらに有する請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記偏光選択反射層および前記光吸収層は、前記第２透光性基板に対して前記液晶層とは反対側に配置されている請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 複数の画素を有し、
    前記第２透光性基板の厚さは、前記複数の画素の配列ピッチの２倍以下である請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２透光性基板は、前記偏光選択反射層として機能する請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記偏光選択反射層は、前記第２透光性基板に対して前記液晶層側に配置されている請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記偏光選択反射層は、輝度上昇フィルムまたはワイヤーグリッド型偏光子である請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
14. 前記偏光選択反射層の偏光度は９３％以上である請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
15. 前記偏光選択反射層の偏光度は９６％以上である請求項１４に記載の液晶表示装置。

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