WO2006104159A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

　本発明の表示装置は、互いに対向する第１主面と第２主面とを有する液晶層１２と、複数の電極１４ａおよび１４ｂと、液晶層の第１主面側に設けられた蛍光体層と、液晶層の第２主面に向けて蛍光体層を励起する光を出射する照明装置とを備える。液晶層は、所定の電圧が印加されたときに、第２主面近傍のアンカリング層の液晶分子と異なる方向に配向した液晶分子を含む中間層を形成し、第２主面近傍の前記アンカリング層を透過した直線偏光を、中間層内またはその近傍において第２主面に向けて屈折し、液晶層に電圧を印加していない状態で蛍光体層が発光する光を用いて表示を行い、液晶層に電圧を印加した状態で黒表示を行う。

Description

明 細 書

表示装置

技術分野

[0001] 本発明は表示装置に関し、特に液晶層を用いた表示装置に関する。

背景技術

[0002] 近来、液晶表示装置は、薄型、軽量等の特徴を有するフラットパネルディスプレイと して、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに広く利用されている。し力しながら、現 在最も広く利用されている液晶表示装置は、偏光板を 2枚もしくは 1枚用いた方式で あり、光の利用効率が低いという問題がある。

[0003] これまでも、偏光板を使用しな 、表示方式として、ゲストホスト液晶を利用する方式 や高分子分散液晶を利用する方式が提案されているが、コントラスト比が低い、ある いは駆動電圧が高 、などの欠点から実用化されるに至って!/ヽな 、。

[0004] 更に、偏光板を使用しない他の表示方式として、液晶層と基板または導光板との界 面における全反射 Z透過を制御する方式 (以下、「全反射方式」という。）が提案され ている。

[0005] 例えば、特許文献 1は、液晶層の配向状態を変化させることによって、液晶層と隣 接して配置された導光板内を伝播する光が液晶層と導光板との界面で全反射される 状態と透過する状態とを切り替え、全反射状態で黒表示を行い、透過状態で白表示 を行う表示装置を開示している。白表示は、導光板力 出射された光を散乱板で散 乱させることによって行われている。また、特許文献 2に開示されている液晶表示装 置は、導光体、液晶層および反射膜をこの順に備え、液晶層の配向状態を変化させ ることよって、導光体力 液晶層に入射する光が導光体と液晶層との界面で全反射さ れる状態と透過する状態とを切り替え、上記界面を透過した光を反射膜で観察者側 に反射することにより白表示を行う。さらに、特許文献 3は、蛍光体を含む透明基板を 導光板として用い、上記特許文献 1と同様にして、導光板から出射される蛍光を全反 射する状態と透過する状態とをスイッチングすることによって表示を行う表示装置を開 示している。 特許文献 1 :特開昭 59— 58421号公報

特許文献 2：特開 2000 - 171813号公報

特許文献 3 :特開昭 63— 116121号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 上記特許文献 1から 3に開示されている全反射方式の表示装置は、液晶層の配向 状態を変えることによって、液晶層と液晶層に隣接する導光体との界面において光 が全反射する状態と透過する状態とを切り替えるので、駆動電圧が高いという問題が ある。液晶層の界面近傍の液晶分子は、それが接する表面 (典型的には配向膜）に よって配向規制されており比較的高い電圧を印カロしないと配向が変化しない。一般 に、電圧に応答し難い界面近傍の液晶分子が構成する層 (厚さが数百 nm程度）は アンカリング層と呼ばれ、アンカリング層の液晶分子の配向を変化させるためには、 例えば、数十ボルト〜数百ボルトの電圧が必要である。

[0007] このような高 、電圧で動作するトランジスタを用いてアクティブマトリクス型の表示装 置を工業的に生産することは不可能である。

[0008] 本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、本発明の主な目的は、従来の全 反射方式の表示装置のような高い駆動電圧を必要とせず、液晶層の配向状態を変 化させることによって、液晶層に入射する光に対する透過状態 Z非透過状態を切り 替えて、表示を行う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

[0009] 本発明の表示装置は、互いに対向する第 1主面と第 2主面とを有する液晶層と、前 記液晶層に電圧を印加する複数の電極と、前記液晶層の前記第 1主面側に設けら れた蛍光体層と、前記液晶層の前記第 2主面に向けて、前記蛍光体層を励起する光 を出射する照明装置とを備え、前記液晶層は、所定の電圧が印加されたときに、第 2 主面近傍のアンカリング層の液晶分子と異なる方向に配向した液晶分子を含む中間 層を形成し、第 2主面近傍の前記アンカリング層を透過した直線偏光を、前記中間層 内またはその近傍において前記第 2主面に向けて屈折し、前記液晶層に電圧を印 加して!/、な!/、状態で前記蛍光体層が発光する光を用いて表示を行!、、前記液晶層 に電圧を印加した状態で黒表示を行うことを特徴とする。

[0010] ある実施形態において、前記アンカリング層を透過した前記直線偏光に対する前 記中間層の屈折率は、前記アンカリング層の屈折率よりも小さい。

[0011] ある実施形態において、前記照明装置から前記第 2主面に向けて出射される前記 直線偏光は、前記アンカリング層の液晶分子の長軸と平行な成分を有する。

[0012] ある実施形態において、前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む垂直 配向型液晶層であり、前記複数の電極は、前記液晶層に横電界を印加する複数の 電極であって、前記直線偏光は p偏光である。

[0013] ある実施形態において、前記液晶層は誘電率異方性が負の液晶分子を含む垂直 配向型液晶層であり、前記複数の電極は、前記液晶層を介して互いに対向するよう に配置された複数の電極であって、前記直線偏光は p偏光である。

[0014] ある実施形態において、前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む水平 配向型液晶層であり、前記複数の電極は、前記液晶層に横電界を印加する複数の 電極であって、前記直線偏光は s偏光である。

[0015] ある実施形態において、前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む水平 配向型液晶層であり、前記複数の電極は、前記液晶層を介して互いに対向するよう に配置された複数の電極であって、前記直線偏光は s偏光である。

[0016] ある実施形態において、前記蛍光体層の前記液晶層とは反対側に反射層を有す る。

[0017] ある実施形態において、前記反射層は、再帰反射層である。

[0018] ある実施形態において、前記蛍光体層の前記液晶層とは反対側に光吸収層をさら に有する。

[0019] ある実施形態において、前記照明装置は、光源と導光板とを備える。

[0020] ある実施形態において、前記照明装置は、前記光源と前記導光板との間に偏光選 択膜をさらに備える。

[0021] ある実施形態において、前記照明装置は、前記導光板を介して前記光源に対向す るように配置された反射層をさらに有する。

[0022] ある実施形態において、前記照明装置は、前記反射層と前記導光板との間に 4分 の 1波長板をさらに備える。

[0023] ある実施形態において、前記蛍光体層は前記液晶層の前面側に配置されており、 前記照明装置は前記液晶層の背面側に配置されている。

[0024] ある実施形態において、前記照明装置は、複数のあなを背面に有する平行平板型 の導光板と、前記複数のあなのそれぞれに設けられた反射構造体と、それぞれが前 記反射構造体に向かって光を出射する複数の光源とを備える。

[0025] ある実施形態において、前記導光板の背面側にさらに光吸収層を有する。

[0026] ある実施形態において、前記導光板と前記光吸収層との間に、前記導光板よりも屈 折率の低 、層が設けられて 、る。

発明の効果

[0027] 本発明の表示装置が有する液晶層は、所定の電圧が印加された状態で、アンカリ ング層を透過した直線偏光を中間層で屈折し、光を入射してきた方向に屈折させる。 液晶層は、入射した直線偏光を見かけ上全反射しているかのように作用する。本発 明の表示装置においては、液晶層の中間層の当該直線偏光に対する屈折率がアン 力リング層の屈折率と異なればよぐすなわち、アンカリング層の配向状態が変化する 必要が無い。従って、本発明の表示装置は、従来のトランジスタを利用できる程度の 低電圧で、液晶層に入射する光に対する透過状態 Z非透過状態を切り替えて表示 を行うことができる。

[0028] 本発明の表示装置は、液晶層の上述の機能を利用して、蛍光体層に入射する励 起光を制御することによって、蛍光を利用した表示を行う。

図面の簡単な説明

[0029] [図 1A]本発明による実施形態の液晶表示装置 10の構成と動作を説明するための模 式図である。

[図 1B]本発明による実施形態の液晶表示装置 10の駆動電圧に対する明るさを示す グラフである。

[図 2]本発明による他の実施形態の液晶表示装置 20の構成と動作を説明するための 模式図である。

[図 3]本発明による更に他の実施形態の液晶表示装置 30の構成と動作を説明する ための模式図である。

圆 4]参考例の液晶表示装置 40の構成と動作を説明するための模式図である。 圆 5A]本発明による実施形態の垂直配向型液晶層を備える液晶表示装置 100の構 成と動作を説明するための図である。

圆 5B]本発明による実施形態の垂直配向型液晶層を備える液晶表示装置 100の構 成と動作を説明するための他の図である。

[図 6]本発明による実施形態の垂直配向型液晶層を備える他の液晶表示装置 200の 構成と動作を説明するための図である。

圆 7]本発明による実施形態の水平配向型液晶層を備える液晶表示装置 300の構 成と動作を説明するための図である。

[図 8]本発明による実施形態の水平配向型液晶層を備える他の液晶表示装置 400の 構成と動作を説明するための図である。

圆 9]本発明による実施形態の蛍光表示装置 500の構成と動作を説明するための図 である。

圆 10]本発明による実施形態の他の蛍光表示装置 600の構成と動作を説明するた めの図である。

圆 11]本発明による実施形態の更に他の蛍光表示装置 700の構成と動作を説明す るための図である。

[図 12]蛍光表示装置 700に用いられる反射層 717の構成を示す模式的な断面図で ある。

圆 13]本発明による実施形態のさらに他の蛍光表示装置 800の構成と動作を説明す るための模式図である。

圆 14]本発明による実施形態のさらに他の蛍光表示装置 900の構成と動作を説明す るための模式図である。

[図 15] (a)および (b)は、蛍光表示装置 900に用いられる反射構造体 935の構成を 説明するための模式図である。

圆 16]従来の全反射方式の液晶表示装置 80の動作を説明するための模式図である [図 17]従来の全反射方式の他の液晶表示装置 90の動作を説明するための模式図 である。

符号の説明

[0030] 12、 512 液晶層

12aゝ 512a アンカリング層

12b、 512b 中間層

14a、 14b、 514a, 414b 電極

16 導光板

18 反射板

18a 傾斜反射層

116 前面基板 (導光板）

117 背面基板

120 光吸収層

518 蛍光体層

530 照明装置

532 光源

発明を実施するための最良の形態

[0031] 以下に、図面を参照しながら、本発明による実施形態の表示装置の構成と動作を 説明する。

[0032] まず、上述した従来技術の全反射方式の液晶表示装置と対比しながら、本発明の 表示装置の動作原理を説明する。

[0033] 図 16は従来の全反射方式の液晶表示装置 80の動作を説明するための模式図で あり、左側が電圧無印加状態 (電圧 OFF)、右側が電圧印加状態 (電圧 ON)を示し ている。上述した特許文献 1に記載の液晶表示装置はこの液晶表示装置 80と同様 に動作するものである。

[0034] 液晶表示装置 80は、水平配向型の液晶層 82と、液晶層 82に電圧を印加するため の電極 84aおよび 84bと、液晶層 82の観察者側（「前面側」ということがある。 )に液晶 層 82に隣接して配置された導光板 86と、液晶層 82の観察者側とは反対側 (「背面 側」ということがある。）に配置された反射板 88とを有している。反射板 88は表示面（ 液晶層面）に対して傾斜した傾斜反射層 88aを有しており、液晶層 82を透過した光 を前面側に反射する。

[0035] 光源 (不図示)から出射された光 (p偏光と s偏光とを含む）は、導光板 86内を伝播 する。ここで、導光板 86の屈折率 nsは、液晶層 82を構成する液晶分子の異常光屈 折率 ne (=n ||：液晶分子の長軸に平行な方向の屈折率)と略一致するように設定さ れている（ns^ne)。液晶層 82を構成する液晶分子は正の誘電率異方性（Δ ε >0) を有し、 1^ > 110 (110は常光屈折率（= 11丄：液晶分子の長軸に直交する方向の屈折 率)）の関係を有している。

[0036] ρ偏光に着目する。導光板 86内を伝播する ρ偏光に対する液晶層 82の屈折率は、 電圧無印加状態（図中左側）では noであるので、 p偏光は、 ns≠noの関係にある導 光板 86と液晶層 82との界面で全反射され、液晶層 82内に入射することなぐ導光板 86内を伝播する。一方、電圧印加状態（図中右側）では、導光板 86内を伝播する p 偏光に対する液晶層 82の屈折率は略 neとなるので、 ns^neの関係にある導光板 8 6と液晶層 82との界面で全反射されることなく液晶層 82を透過する。液晶層 82を透 過した光は、傾斜反射層 88aで反射されて観察者側に出射される。このように p偏光 を用いると、電圧 OFF状態において黒表示を、電圧 ON状態において白表示を行う ことができる。

[0037] し力しながら、導光板 86と液晶層 82との界面での反射をなくすためには、液晶層 8 2の厚さ方向の中間に位置する中間層 82bの液晶分子の配向だけでなく、導光板 8 6側の界面近傍のアンカリング層 82aの液晶分子をほぼ垂直に配向させる必要があ る。アンカリング層 82aの液晶分子の配向を変化させるために数十ボルト以上の高い 電圧が必要であるので、トランジスタを用いるアクティブマトリクス型の表示装置をェ 業的に生産することは不可能である。

[0038] なお、 s偏光に着目すると、導光板 86内を伝播する s偏光に対する液晶層 82の屈 折率は、電圧無印加状態では neであるので、 s偏光は、 ns^neの関係にある導光板 86と液晶層 82との界面で全反射されることなく液晶層 82を透過した後、傾斜反射層 88aで反射されて観察者側に出射される。一方、電圧印加時には、 s偏光に対する液 晶層 82の屈折率は no (≠ns)となるので、導光板 86と液晶層 82との界面で全反射さ れることになる。これは、上述した p偏光の振る舞いと逆である。従って、特許文献 1に は記載されていないが、 p偏光を用いて上述の表示動作を行うためには、 s偏光を除 去する必要がある。

[0039] 次に、図 17を参照して従来の他の全反射方式の液晶表示装置 90の動作を説明す る。上述した特許文献 2および 3に記載の液晶表示装置はこの液晶表示装置 90と同 様に動作するものである。

[0040] 液晶表示装置 90は、液晶層として垂直配向型液晶層 92を備える点で、液晶表示 装置 80と異なる。図 17において、液晶表示装置 80の構成要素と同じ機能を有する 構成要素は共通の参照符号で示し、ここでは説明を省略する。

[0041] 液晶層 92の液晶分子は、液晶層 82の液晶分子と同じ屈折率 (neおよび no)を有し ており、導光板 86の屈折率 nsは液晶層 82を構成する液晶分子の異常光屈折率 ne ( =n II )と略一致するように設定されている（ns^ne)。但し、液晶層 92の液晶分子の 誘電率異方性は負である。

[0042] 図 17の左側に示したように、電圧無印加状態において、液晶層 92の液晶分子は 垂直に配向しており、導光板 86内を伝播する s偏光に対する液晶層 92の屈折率は、 電圧無印加状態では noであるので、 s偏光は、 ns≠ noの関係にある導光板 86と液 晶層 92との界面で全反射され、液晶層 92内に入射することなぐ導光板 86内を伝 播する。一方、電圧印加状態（図中右側)では、導光板 86内を伝播する s偏光に対 する液晶層 92の屈折率は略 neとなるので、 ns^neの関係にある導光板 86と液晶層 92との界面で全反射されることなく液晶層 92を透過する。液晶層 92を透過した光は 、傾斜反射層 88aで反射されて観察者側に出射される。このように、 s偏光を用いると 電圧 OFF状態において黒表示、電圧 ON状態において白表示を行うことができる。

[0043] この液晶表示装置 90においても、導光板 86と液晶層 92との界面での反射をなく すためには、液晶層 92の厚さ方向の中間に位置する中間層 92bの液晶分子の配向 だけでなぐ導光板 86側の界面近傍のアンカリング層 92aの液晶分子をほぼ水平に 配向させる必要がある。アンカリング層 92aの液晶分子の配向を変化させるために数 十ボルト以上の高い電圧が必要であるので、トランジスタを用いるアクティブマトリクス 型の表示装置を工業的に生産することは不可能である。

[0044] なお、 p偏光に着目すると、導光板 86内を伝播する p偏光に対する液晶層 92の屈 折率は、電圧無印加状態では neであるので、 p偏光は、 ns^neの関係にある導光板 86と液晶層 92との界面で全反射されることなく液晶層 92を透過した後、傾斜反射層 88aで反射されて観察者側に出射される。一方、電圧印加時には、 p偏光に対する 液晶層 92の屈折率は no (≠ns)となるので、導光板 86と液晶層 92との界面で全反 射されることになる。これは、上述した s偏光の振る舞いと逆である。従って、特許文献 2および 3には記載されて 、な 、が、 s偏光を用いて上述の表示動作を行うためには p 偏光を除去する必要がある。

[0045] 本発明による実施形態の液晶表示装置は、上記従来の全反射方式の液晶表示装 置とは異なり、液晶層は、所定の電圧が印加された状態で、アンカリング層を透過し た直線偏光を中間層で屈折し、光を入射してきた方向に屈折させる。液晶層は、入 射した直線偏光を見かけ上全反射して 、るかのように作用する。本発明による実施 形態の液晶表示装置においては、液晶層の中間層の当該直線偏光に対する屈折 率がアンカリング層の屈折率と異なればよぐすなわち、アンカリング層の配向状態が 変化する必要が無いので、従来のトランジスタを利用できる程度の低電圧で駆動す ることができる。また、本発明の液晶表示装置は、液晶層に電圧を印加していない状 態で白を表示し、液晶層に電圧を印加した状態で黒表示を行う。

[0046] 図 1A、図 1B、図 2および図 3を参照して、本発明による実施形態の液晶表示装置 の構成と動作を詳細に説明する。

[0047] 図 1Aに示す実施形態の液晶表示装置 10は、垂直配向型の液晶層 12と、液晶層 12に電圧を印加するための電極 14aおよび 14bと、液晶層 12の前面側に液晶層 12 に隣接して配置された導光板 16と、液晶層 12の背面側に配置された反射板 18とを 有している。反射板 18は表示面 (液晶層面）に対して傾斜した傾斜反射層 18aを有 しており、液晶層 12を透過した光を前面側に反射する。

[0048] 光源 (不図示)から出射された光 (p偏光と s偏光とを含む）は、導光板 16内を伝播 する。ここで、導光板 16の屈折率 nsは、液晶層 12を構成する液晶分子の異常光屈 折率 ne (=n || )と略一致するように設定されている（ns^ne)。液晶層 12を構成する 液晶分子は負の誘電率異方性（Δ ε < 0)を有し、かつ、正の屈折率異方性 (ne>n o)を有している。

[0049] p偏光に着目する。導光板 16内を伝播する p偏光に対する液晶層 12の屈折率は、 電圧無印加状態（図中左側）では略 neなので、 p偏光は、 ns^neの関係にある導光 板 16と液晶層 12との界面で全反射されることなく液晶層 12を透過する。液晶層 12 を透過した光は、傾斜反射層 18aで反射されて観察者側に出射される。

[0050] 一方、電圧印加状態（図中右側)では、上記従来技術よりも低い電圧を印加するの で、アンカリング層 12aの配向状態は変化せず、中間層 12bの配向状態だけが変化 する。従って、電圧印加状態においても、 p偏光に対するアンカリング層 12aの屈折 率は略 neであり、 p偏光は、 ns^neの関係にある導光板 16と液晶層 12との界面で 全反射されることなく液晶層 12に入射する。 p偏光に対する屈折率は、アンカリング 層 12aから中間層 12bに向力つて次第に小さくなり noに近づく。屈折率が変化する 中間層 12b内またはその近傍で、 p偏光は連続的に屈折され、前面側に向けられる。 この液晶層 12の作用は、 p偏光を液晶層 12内で全反射して 、るかのように見える（こ の現象は、蜃気楼が見えるのと同じである。 ) o液晶層 12内で屈折し導光板 16側に 向けられた光は導光板 16内を伝播し、観察者側に出射されない。なお、表示に用い られる光の入射角は界面に対して 0° 〜20° の傾き（ほぼ水平)であるため、液晶分 子の傾斜方向は図示した方向でなくても、同様に作用する。

[0051] このように、液晶表示装置 10は、 p偏光を用いて、電圧 OFF状態において白表示、 電圧 ON状態において黒表示を行うことができる。

[0052] なお、液晶表示装置 10において、 s偏光は、電圧の ONZOFFに拘わらず、導光 板 16と液晶層 12との界面で全反射される。液晶層 12のアンカリング層 12aの s偏光 に対する屈折率は、電圧の ONZOFFに拘わらず no (≠ns)であるためである。従つ て、上述の従来技術のように、表示に用いない偏光を除去するための構成を別途設 ける必要がない。

[0053] 図 1Bに、図 1Aに示した液晶表示装置 10の駆動電圧と明るさとの関係を示す。図 1 Bから明らかなように、液晶表示装置 10は、 4ボルト以下の電圧で駆動することができ る。このように、液晶表示装置 10では、アンカリング層 12aの配向状態が変わらない ような電圧を印加して、液晶層 12内における「屈折」を利用して表示を行うので、従来 のトランジスタを利用できる程度の低電圧で駆動することができる。

[0054] 次に、図 2を参照しながら、本発明による実施形態の他の液晶表示装置 20の構成 と動作を説明する。以下の図において、図 1Aに示した液晶表示装置 10の構成要素 と同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略する。

[0055] 液晶表示装置 20の液晶層 22は、液晶表示装置 10の液晶層 12と同じ液晶分子か ら構成される。但し、電圧を印加したときに液晶分子が倒れる方向力 液晶層 12では 導光板 16内の光の伝播方向に平行であつたのに対して、液晶層 22においては導光 板 16内の光の伝播方向に直交する方向になっている。液晶分子が倒れる方向は例 えば垂直配向膜をラビングすることによって規定することができる。

[0056] p偏光に着目する。導光板 16内を伝播する p偏光に対する液晶層 22の屈折率は、 電圧無印加状態（図中左側）では略 neなので、 p偏光は、 ns^neの関係にある導光 板 16と液晶層 22との界面で全反射されることなく液晶層 22を透過する。液晶層 22 を透過した光は、傾斜反射層 18aで反射されて観察者側に出射される。

[0057] 一方、電圧印加状態（図中右側)では、上記従来技術よりも低い電圧を印加するの で、アンカリング層 22aの配向状態は変化せず、中間層 22bの配向状態だけが変化 する。従って、電圧印加状態においても、 p偏光に対するアンカリング層 22aの屈折 率は略 neであり、 p偏光は、 ns^neの関係にある導光板 16と液晶層 22との界面で 全反射されることなく液晶層 22に入射する。 p偏光に対する屈折率は、アンカリング 層 22aから中間層 22bに向力つて次第に小さくなり noに近づく。屈折率が変化する 中間層 22b内またはその近傍で、 p偏光は連続的に屈折され、前面側に向けられる。 この液晶層 22の作用は、 p偏光を液晶層 22内で全反射して 、るかのように見える。 液晶層 22内で屈折し導光板 16側に向けられた光は、導光板 16内を伝播し、観察者 側に出射されない。

[0058] このように、液晶表示装置 20は、液晶表示装置 10と同様に、 p偏光を用いて、電圧 OFF状態において白表示、電圧 ON状態において黒表示を行うことができる。

[0059] 図 1Aおよび図 2においては、垂直配向型の液晶層 12および 22にカイラル剤を含 んで 、な 、液晶層を示したが、液晶層にカイラル剤を添加することによって視角特性 を改善することができる。

[0060] 次に、図 3を参照しながら、本発明による実施形態のさらに他の液晶表示装置 30の 構成と動作を説明する。

[0061] 液晶表示装置 30の液晶層 32は、水平配向型の液晶層であり、誘電率異方性は正

( Δ ε >0)である。導光板 16の屈折率 nsは、先の例と同様に、液晶層 32を構成する 液晶分子の異常光屈折率 ne (=n || >no=n丄）と略一致するように設定されている nsane

[0062] ここでは、 s偏光に着目する。導光板 16内を伝播する s偏光に対する液晶層 32の屈 折率は、電圧無印加状態（図中左側）では略 neなので、 s偏光は、 ns^neの関係に ある導光板 16と液晶層 32との界面で全反射されることなく液晶層 32を透過する。液 晶層 32を透過した光は、傾斜反射層 18aで反射されて観察者側に出射される。

[0063] 一方、電圧印加状態（図中右側)では、上記従来技術よりも低い電圧を印加するの で、アンカリング層 32aの配向状態は変化せず、中間層 32bの配向状態だけが変化 する。従って、電圧印加状態においても、 s偏光に対するアンカリング層 32aの屈折 率は略 neであり、 s偏光は、 ns^neの関係にある導光板 16と液晶層 32との界面で全 反射されることなく液晶層 32に入射する。 s偏光に対する屈折率は、アンカリング層 3 2aから中間層 32bに向力つて次第に小さくなり noに近づく。屈折率が変化する中間 層 32b内またはその近傍で、 s偏光は連続的に屈折され、前面側に向けられる。この 液晶層 32の作用は、 s偏光を液晶層 32内で全反射しているかのように見える。液晶 層 32内で屈折し導光板 16側に向けられた光は、導光板 16内を伝播し、観察者側に 出射されない。

[0064] このように、水平配向型の液晶層 32を有する液晶表示装置 30は、 s偏光を用いて、 電圧 OFF状態において白表示、電圧 ON状態において黒表示を行うことができる。

[0065] なお、液晶表示装置 30にお 、て、 p偏光は、電圧の ONZOFFに拘わらず、導光 板 16と液晶層 32との界面で全反射される。液晶層 32のアンカリング層 32aの p偏光 に対する屈折率は、電圧の ONZOFFに拘わらず no (≠ns)であるためである。従つ て、上述の従来技術のように、表示に用いない偏光を除去するための構成を別途設 ける必要がない。 [0066] ただし、水平配向型の液晶層を用いる場合は、アンカリング層 32aの液晶分子の配 向方向（例えばラビング方向）は、図 3に示したように、導光板 16内の光の伝播方向 に略直交する方向にする必要がある。図 4に示す液晶表示装置 40の液晶層 42のよ うに、アンカリング層 42aの液晶分子の配向方向が導光板 16内の光の伝播方向に平 行であると、電圧の印加の有無によって中間層 42bの配向状態が変化してもアンカリ ング層 42aの配向状態は変化しないので、 s偏光も p偏光もともに常に全反射されるこ とになり、表示を行うことができない。また、図 1Aおよび図 2に示した液晶表示装置で は、垂直配向型液晶層にカイラル剤を添加してもよいが、水平配向型液晶層を用い る場合にはカイラル剤を添加することは好ましくない。液晶層のツイスト角が大きくなり 過ぎると、アンカリング層を透過した s偏光が電圧の ONZOFFに拘わらず中間層で 屈折されること〖こなる力らである。

[0067] 上述の説明では、液晶層に電圧を印加する電極として、液晶層の上下 (前面側と 背面側）に設けた電極 (典型的には画素電極と対向電極)を例示したが、本発明によ る実施形態の液晶表示装置の構成はこれに限られない。以下に、本発明による実施 形態の液晶表示装置のより具体的な構成を説明する。

[0068] まず、図 5A、図 5Bおよび図 6を参照して、垂直配向型液晶層を備える表示装置の 構成と動作を具体的に説明する。

[0069] 図 5Aおよび図 5Bに示す液晶表示装置 100は、誘電率異方性が正の液晶分子か ら構成された垂直配向型液晶層 112を備え、 p偏光を利用して表示を行う。液晶分子 の誘電率異方性と液晶層に印加する電界の方向が異なるものの、液晶表示装置 10 0の動作原理は図 1Aに示した液晶表示装置 10と同様である。

[0070] 液晶表示装置 100は、液晶層 112と、液晶層 112に電圧を印加する複数の電極 1 14aおよび 114bと、液晶層 112の一方の主面に向けて光を出射する照明装置 130 とを備えている。電極 114aおよび 114bは、液晶層面内に配置されており、液晶表示 装置 100は、いわゆる横電界モードの液晶表示装置である。

[0071] 液晶表示装置 100の液晶層 112は、前面基板 116と背面基板 117との間に設けら れており、前面基板 116は照明装置 130の導光板を兼ねている。また、背面基板 11 7の液晶層 112側には反射板 118が設けられており、反射板 118は表示面 (液晶層 面）に対して傾斜した傾斜反射層 118aを有しており、液晶層 112を透過した光を前 面側に反射する（図 5A)。さらに、背面基板 117の背面側には光吸収層 120が設け られており、光吸収層 120は、反射板 118の傾斜反射層 118aを支持する側面から 透過した不要な光を吸収する（図 5B)。光吸収層 120が吸収する光は、周囲光であり 、この光吸収層 120を設けることによって直視型の表示が可能となる。なお、これを省 略しても、例えば投影型表示装置用の液晶表示パネルとして用いることができる。

[0072] 照明装置 130は、白色光源 132と、偏光選択膜 134と、導光板として機能する前面 基板 116とを有する。白色光源 132から出射された光（s偏光と p偏光とを含む）は偏 光選択膜 134に入射し、 p偏光だけが前面基板 116に向けて出射される。このような 偏光選択膜 134としては、例えば 3M社製の DBEFを用いることができる。 DBEFの 透過方向を縦（図の紙面に対して平行）にして配置することにより、 p偏光のみを前面 基板 116に導入することができる。図 1A等を参照しながら説明したように偏光選択膜 を省略しても p偏光だけを前面基板 116から液晶層 112に向けて出射させることがで きるが、偏光選択膜 134を用いることによって光の利用効率を向上できる。さらに、光 源 132が配置された前面基板 116の側面に対向する側面に反射層（不図示）を設け ることによって更に光の利用効率を向上することができる。この場合、前面基板 116 の側面と反射層との間に 4分の 1波長板 (不図示)を設けることが好ま 、。導光板と しても機能する前面基板 116としては、例えば屈折率 (ns)が 1. 62のガラス基板を用 いる。なお、背面基板 117にも同様のガラス基板を用いることができるが、屈折率に 制限はない。また、前面基板 116および背面基板 117はガラス基板に限られず、透 明で光学的に等方的な材料力もなる基板であればよぐ高分子フィルムを用いること ちでさる。

[0073] 液晶層 112を構成する液晶材料は、正の屈折率異方性 (ne= l. 6170、 no = 1. 4 896)を有し、かつ、正の誘電率異方性（Δ ε >0)を有するネマチック液晶材料を用 いる。液晶層 112の両側に公知の垂直配向膜 (不図示）を設けることによって、液晶 分子を垂直配向させることができる。

[0074] 液晶層 112に電圧を印加するための電極 114aおよび 114bは、例えば公知の IPS モードの液晶表示装置と同様の構成を採用することができる。電極 114aおよび Zま たは 114bは、例えば TFTなどのスイッチング素子 (不図示）を介して所定の電圧が 供給される。ここで、電極 114aおよび 114bは、前面基板 116内の光の伝播方向に 沿って互いに対向するように配置されている。すなわち、電極 114aおよび 114b間に 生成される電界の向きが光の伝播方向と平行になるように配置されている。従って、 液晶層 112に電圧を印加した際に液晶分子が倒れる (傾斜する)方向は、前面基板 116内の光の伝播方向にほぼ平行となる。

[0075] このように横電界モードを採用すると、前面基板 116と液晶層 112との間に透明電 極 (典型的には ITO層）を設ける必要が無いので、透明電極との界面における光の 透過率のロスがな 、と 、う利点が得られる。

[0076] 反射板 118としては、公知の傾斜反射板を用いることができる。例えば、所定の形 状に加工したレジスト層の傾斜面上に、例えば Aほたは A1合金を用いて傾斜反射層 118aを形成することによって得られる。傾斜反射層 118aの傾斜角（基板面に対する 角度、図では水平方向からの角度）は、 26度以上 53度以下の範囲が好ましぐ例え ば 39度に設定される。

[0077] 背面基板 117の背面に設けられる光吸収層 120は、例えば黒色榭脂層である。

[0078] 図 5Aの左側を参照しながら、電圧無印加状態の動作を説明する。

[0079] 前面基板 116を導光している p偏光に対する液晶層 112の屈折率は、電圧無印加 状態では略 neなので、 p偏光は、 ns^neの関係にある前面基板 116と液晶層 112と の界面で全反射されることなく液晶層 112を透過する。液晶層 112を透過した光は、 傾斜反射層 118aで反射されて観察者側に出射される。

[0080] 図 5Aの右側を参照しながら、電圧印加状態の動作を説明する。

[0081] 電圧印加状態（図中右側）では、アンカリング層 112aの配向状態は変化せず、中 間層 112bの配向状態だけが変化する。したがって、電圧印加状態においても、 p偏 光に対するアンカリング層 112aの屈折率は略 neであり、 p偏光は、 ns^neの関係に ある前面基板 116と液晶層 112との界面で全反射されることなく液晶層 112に入射 する。 P偏光に対する屈折率は、アンカリング層 112aから中間層 112bに向力つて次 第に小さくなり noに近づく。屈折率が変化する中間層 112b内またはその近傍で、 p 偏光は連続的に屈折され、前面側に向けられる。この液晶層 112の作用は、 p偏光 を液晶層 112内で全反射して 、るかのように見える。液晶層 112内で屈折し前面基 板 116側に向けられた光は、前面基板 116内を伝播し、観察者側に出射されない。

[0082] このように、液晶表示装置 100は、液晶層 112に電圧を印加していない状態で白を 表示し、液晶層 112に電圧を印加した状態で黒表示を行う。

[0083] 図 6に示す液晶表示装置 200は、垂直配向型の液晶層 212が誘電率異方性が負 の液晶分子力も構成されている点、および、液晶層 212に電圧を印加するための電 極 214aおよび 214bが液晶層 212の背面側と前面側に配置されている点において、 図 5Aに示した液晶表示装置 100と異なる。以下の図において、液晶表示装置 100 の構成要素と同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略す る。

[0084] 液晶表示装置 200も、液晶表示装置 100と同様の動作原理に基づいて、 p偏光を 用いて表示を行う。アンカリング層 212aの配向状態は電圧の印加によって変化せず P偏光を透過し、電圧印加によって中間層 212bの配向状態だけが変化し p偏光を前 面基板 116側に屈折することによって、電圧無印加時に白、電圧印加時に黒を表示 する。

[0085] 電極 214aおよび 214bの構成としては、例えば公知の TFT型液晶表示装置と同様 の構成を採用することができる。例えば、電極 214aはマトリクス状に配置された画素 電極であり、電極 214bは対向電極（共通電極）である。典型的には、いずれも ITOな どの透明導電膜で形成される。この構成を採用すると、前面基板 116と液晶層 212と の間に設けられた電極 214aによる光のロスがあるものの、横電界モードのように画素 内に遮光性の材料で形成された電極を設けることによる画素開口率の低下がない。

[0086] 次に、図 7および図 8を参照して、水平配向型液晶層を備える表示装置の構成と動 作を具体的に説明する。

[0087] 図 7に示す液晶表示装置 300は、誘電率異方性が正の液晶分子から構成された 水平配向型の液晶層 312を有する点、および照明装置 330が s偏光を液晶層 312に 出射するように構成されて 、る点にぉ 、て、図 5Aに示した液晶表示装置 100と異な る。液晶表示装置 300は、図 3に示した液晶表示装置 30と同様の動作原理に基づ いて、 s偏光を用いて表示を行う。但し、液晶表示装置 300は以下に説明するように、 横電界モードで動作する。

[0088] 照明装置 330は、白色光源 332と、偏光選択膜 334と、導光板として機能する前面 基板 116とを有している。白色光源 332から出射された光（s偏光と p偏光とを含む） は偏光選択膜 334に入射し、 s偏光だけが前面基板 116に向けて出射される。このよ うな偏光選択膜 334としては、例えば 3M社製の DBEFを用いることができる。 DBEF の透過方向を横（図の紙面に対して垂直）にして配置することにより、 s偏光のみを前 面基板 116に導入することができる。前面基板 116の屈折率 nsは、液晶層 312を構 成する液晶分子の異常光屈折率 ne (=n || >no=n丄）と略一致するように設定され て ヽる ns^ne^

[0089] 前面基板 116内を伝播する s偏光に対する液晶層 312の屈折率は、電圧無印加状 態（図中左側）では略 neなので、 s偏光は、 ns^neの関係にある前面基板 116と液 晶層 312との界面で全反射されることなく液晶層 312を透過する。液晶層 312を透過 した光は、傾斜反射層 118aで反射されて観察者側に出射される。

[0090] 一方、電圧印加状態（図中右側）では、アンカリング層 312aの配向状態は変化せ ず、中間層 312bの配向状態だけが変化する。従って、電圧印加状態においても、 s 偏光に対するアンカリング層 312aの屈折率は略 neであり、 s偏光は、 ns^neの関係 にある前面基板 116と液晶層 312との界面で全反射されることなく液晶層 312に入 射する。 s偏光に対する屈折率は、アンカリング層 312aから中間層 312bに向力つて 次第に小さくなり noに近づく。屈折率が変化する中間層 312b内またはその近傍で、 s偏光は連続的に屈折され、前面側に向けられる。この液晶層 312の作用は、 s偏光 を液晶層 312内で全反射しているかのように見える。液晶層 312内で屈折し前面基 板 116側に向けられた光は、前面基板 116内を伝播し、観察者側に出射されない。

[0091] このように、水平配向型の液晶層 312を有する液晶表示装置 300は、 s偏光を用い て、電圧 OFF状態において白表示、電圧 ON状態において黒表示を行うことができ る。また、横電界モードを採用すると、前面基板 116と液晶層 312との間に透明電極 (典型的には ITO層）を設ける必要が無いので、透明電極との界面における光の透 過率のロスがな 、と 、う利点が得られる。

[0092] なお、図 7に示した液晶表示装置において、水平配向型の液晶層 312を構成する 液晶分子の誘電率異方性を負として、液晶層 312に電圧を印加するための電極 31 4aおよび 314bを、前面基板 116内の光の伝播方向に直交する方向（図 7に紙面に 垂直な方向）に配列しても、図 7に示した配向を得ることができる。

[0093] 図 8に示す液晶表示装置 400は、液晶層 412に電圧を印加するための電極 414a および 414bが液晶層 412の背面側と前面側に配置されている点において、図 7に 示した液晶表示装置 300と異なる。液晶層 412は正の誘電率異方性を有する液晶 分子カゝら構成されている。

[0094] 液晶表示装置 400は、図 3に示した液晶表示装置 30と同様の動作原理で、 s偏光 を用いて表示を行う。アンカリング層 412aの配向状態は電圧の印加によって変化せ ず s偏光を透過し、電圧印加によって中間層 412bの配向状態だけが変化し s偏光を 前面基板 116側に屈折することによって、電圧無印加時に白、電圧印加時に黒を表 示する。

[0095] 本発明の表示装置は、上述の反射型の液晶表示装置に限られず、蛍光を表示に 用いる蛍光表示装置とすることもできる。

[0096] 例えば、図 9に示す蛍光表示装置 500は、図 6を参照しながら説明した液晶表示装 置 200と同じ動作原理で、 p偏光が液晶層 512を透過する状態と、透過しない状態と を切り替える。

[0097] 蛍光表示装置 500は、液晶層 512と、液晶層 512に電圧を印加する複数の電極 5 14aおよび 514bと、液晶層 512の一方の主面に向けて光を出射する照明装置 530 とを備えている。

[0098] 液晶層 512は、前面基板 116と背面基板 117との間に設けられており、前面基板 1 16は照明装置 530の導光板を兼ねている。また、背面基板 117の液晶層 512側に は蛍光体層 518が設けられている。さらに、背面基板 117の背面側には光吸収層 12 0が設けられており、光吸収層 120は周囲光を吸収し、この光吸収層 120を設けるこ とによって良好な暗表示が可能となる。

[0099] 照明装置 530が有する光源 532は、蛍光体層 518の蛍光体を励起する光を出射 する。励起光は、典型的には近紫外力も紫外 (波長 350ηπ！〜 420nm)の光である。 蛍光体層 518として、カドミウムテルライドを用いる場合には、励起光の波長は 405η mである。必要に応じて、波長選択フィルターを光源 532と前面基板 116の入射側面 との間に設ければよい。蛍光体層 518は、公知の方法で形成することができる。

[0100] 光源 532から出射された励起光 (p偏光と s偏光とを含む）は、前面基板 116内を伝 播する。ここで、前面基板 116の屈折率 nsは、液晶層 512を構成する液晶分子の異 常光屈折率 ne (=n || )と略一致するように設定されている（ns^ne)。液晶層 512を 構成する液晶分子は負の誘電率異方性（Δ ε < 0)を有し、かつ、正の屈折率異方 性 (ne> no)を有している。

[0101] 図 1Aを参照しながら説明したように、前面基板 116内を伝播する p偏光に対する液 晶層 512の屈折率は、電圧無印加状態（図中左側）では略 neなので、 p偏光は、 ns ^neの関係にある前面基板 116と液晶層 512との界面で全反射されることなく液晶 層 512を透過する。液晶層 512を透過した光は、蛍光体層 518に入射し、蛍光体を 励起する。蛍光体層 518は蛍光発光し、この蛍光が液晶層 512を透過して観察者側 に出射され、明表示を行う。このときの表示色は蛍光の波長による。蛍光体を適宜選 択することによって、所定の色を表示することができる。また、白色光を発光する構成 とカラーフィルタとを組み合わせてもよい。但し、カラーフィルタを用いると光の利用効 率が低減するので、所定の色光を発光する蛍光体を用いてカラー表示することが好 ましい。蛍光体の発光色は、例えば、赤、緑および青であるがこれに限られず、 3種 類以上の蛍光体を用いて 3種類以上の色光を用いてカラー表示を行ってもょ 、。ま た、蛍光表示装置 500が表示に利用する蛍光発光は等方的であるため、視野角依 存性のな!/、表示が得られる。

[0102] 一方、電圧印加状態（図中右側）では、アンカリング層 512aの配向状態は変化せ ず、中間層 512bの配向状態だけが変化する。従って、電圧印加状態においても、 p 偏光に対するアンカリング層 512aの屈折率は略 neであり、 p偏光は、 ns^neの関係 にある前面基板 116と液晶層 512との界面で全反射されることなく液晶層 512に入 射する。 P偏光に対する屈折率は、アンカリング層 512aから中間層 512bに向力つて 次第に小さくなり noに近づく。屈折率が変化する中間層 512b内またはその近傍で、 P偏光は連続的に屈折され、前面側に向けられる。液晶層 512内で屈折し前面基板 116側に向けられた光は、前面基板 116内を伝播し、観察者側に出射されない。 [0103] また、周囲から入射する光は、液晶層 512および蛍光体層 518を通過し、光吸収 層 120で吸収される。光吸収層 120を設けることによって表示品位が向上する。

[0104] このように、液晶表示装置 500は、 p偏光を用いて、電圧 OFF状態において白表示

(明表示）、電圧 ON状態にぉ ヽて黒表示（暗表示)を行うことができる。

[0105] なお、液晶表示装置 500において、 s偏光は、電圧の ONZOFFに拘わらず、前面 基板 116と液晶層 512との界面で全反射され、液晶層 512に入射することがない。垂 直配向型の液晶層を用いると、前面基板 116の 4つの側面のいずれに光源を配置し ても s偏光は液晶層 512に入射することが無 、ので、光源を複数の側面に配置するこ とによって輝度を向上させることができる。

[0106] 次に、図 10を参照して、本発明による実施形態の他の蛍光表示装置 600の構成と 動作を説明する。以下の図において、図 9に示した蛍光表示装置 500の構成要素と 同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略する。図 10の左 側は電圧無印加状態、右側は電圧印加状態を示して!/ヽる。

[0107] 蛍光表示装置 600が有する照明装置 630は、蛍光体層 518を励起する光を出射 する光源 632と、導光体としても機能する前面基板 116と、光源 632が配置された前 面基板 116の側面に対向する側面に設けられた反射層 634と、前面基板 116の側 面と反射層 634との間に設けられた 4分の 1波長板 636とを有している。

[0108] 光源 632から出射され前面基板 116内を伝播する s偏光は、 4分の 1波長板 636を 透過した後、反射層 634で反射され、再び 4分の 1波長板 636を透過することによつ て P偏光に変換される。従って、上述の蛍光表示装置 500では利用されな力つた s偏 光を利用できる。反射層 634および 4分の 1波長板 636を設ける代わりに、上述した 偏光選択膜 (例えば DBEF)を光源 632と前面基板 116の入射端面との間に設けて も良い。もちろん、逆に、上述の液晶表示装置において偏光選択膜を設ける代わり に、反射層および 4分の 1波長板を設けても良い。

[0109] 蛍光表示装置 600は、前面基板 116の観察者側に更に励起光カットフィルタ 640 を有する。励起光カットフィルタ 640は、周囲光に含まれる励起光を吸収し、蛍光体 層 518が周囲光によって励起され発光するのを防止する。励起光カットフィルタは光 源 632から出射される波長の励起光だけでなぐ周囲光 (太陽光や屋内照明光）に 含まれる蛍光体層 518を励起できる全ての波長範囲の光を吸収することが好ましく、 蛍光体層 518に含まれる蛍光体の種類に応じて適宜選択されるが、典型的には近 紫外〜紫外領域 (波長 350ηπ！〜 420nm)の光を吸収するフィルターが好まし 、。励 起光カットフィルタ 640を設けることによって、液晶層 512によって透過/非透過が制 御されない周囲光による蛍光発光が抑制されるので、暗表示の品位やコントラスト比 を向上することができる。

[0110] なお、照明装置 630のように、前面基板 116の対向する 2つの側面の内の一方に 光源 632を配置し、他方に反射層 634を配置した構成を有する照明装置を用いると 、光源 632に近い側では光量が多ぐ光の伝播方向に進むに連れて光量が減少し、 前面基板 116の中央付近において光量が少なくなる。このように、照明装置の構成（ 導光板の構成）によって供給される励起光の光量に分布ができ、これに起因して、例 えば、表示面の端部が明るぐ中央部が暗いといった輝度ムラが生じることがある。こ れを防止するために、供給される励起光の光量に応じて、表示装置の画素の開口率 (蛍光体層に励起光が入射する面積)を変化させることが好ましい。例えば、表示画 面の中央付近の画素開口率を大きくし、両端に近づくほど画素開口率を小さくするこ とによって、輝度むらを低減できる。

[0111] 次に、図 11を参照して、本発明による実施形態の更に他の蛍光表示装置 700の構 成と動作を説明する。図 11の左側は電圧無印加状態、右側は電圧印加状態を示し ている。

[0112] 蛍光表示装置 700は、背面基板 117と蛍光体層 718との間に反射層 717を有して V、る。蛍光体層 718から出射される蛍光の内で背面側に出射された光を反射層 717 で前面側に向けることによって、蛍光の利用効率を向上することができる。

[0113] 反射層 717としては、図 11および図 12に示すように複数の凹部 717aを有し、凹部 717aの内側の傾斜面 717bに反射特性を有するものが好まし!/、。反射層 717の全 体を反射特性を有する材料で形成しても良 、し、凹部 717aの傾斜面 717bにのみ反 射特性を有する膜を形成してもよい。凹部 717aの傾斜面 717bが反射特性を有する 構成を採用すると、表示装置 700の周囲力も入射した光を傾斜面 717bで多重反射 することによって、観察者側に出射され難くできるので、暗表示の品位を向上できると V、う効果をも得ることができる。

[0114] 例えば図 12に示すように、頂角が 70度の四角錘の凹部 717aの傾斜面 717bに 30 %程度の反射率の金属からなる反射膜を有する反射層 717と、反射層 717の凹部 7 17a内に蛍光材料を充填することによって形成された複数の蛍光体部 718aから構 成された蛍光体層 718とを設けた構成を考える。蛍光材料は、例えば屈折率が 1. 7 の榭脂に蛍光体粉末を分散することによって得られ、蛍光体層 718の表面を平坦ィ匕 する。

[0115] 表示装置の外部力も入射した光は、反射膜が形成された傾斜面 717bで 4回以上 反射された後に表示装置の外部へ出射されることになる。ここで、反射膜の反射率は 約 30%なので、反射層 717の見かけの反射率はその 4乗の 0. 8%となる。従って、 表示装置の外部力 入射した光はほぼ表示装置内部で吸収され、外部に出射され ることはない。

[0116] 次に、蛍光体が発した光の出射効率を考える。

[0117] 凹部 717aの中央力も発光された蛍光を、表示面法線方向（背面基板 117の基板 法線方向）を基準にした角度 (ここでは絶対値)で表した出射方向に基づ 、て分類す ると、出射角度が 0度力も 36度の光 (L1)は、反射膜で反射されることなく直接蛍光 体層 718から出射される。出射角度が 36度から 90度の光 (L2)は、傾斜面 717bによ つて 1回反射されてから蛍光体層 718から出射される。出射角度が 90度から 180度 の光 (L3)は、傾斜面 717bによって 2回以上反射されるので、蛍光体層 718から出 射される比率は小さい。従って、蛍光体層 718から出射される光は、主に、出射角度 力 SO度から 36度の光 (L1)と、出射角度が 36度から 90度の光 (L2)の 30%とである。

[0118] さらに、反射層として、コーナーキューブアレイを用いると、良好な暗表示を維持し つつ、明表示の輝度を向上することができる。コーナーキューブアレイは、立方体の 一隅に対応する形状を持ち、互いに直交する 3面を有するコーナーキューブが規則 的に配列されたものである。コーナーキューブアレイは、入射された光を複数の反射 面で反射することによって入射方向にかかわらず光を元の方向に反射させる再帰性 反射層の 1つである。従って、コーナーキューブアレイを用いると、周囲光が反射され た光が観察者の眼に入ることにより暗表示の明るさが上昇してしまうといういわゆる黒 浮きの現象を回避することができる。コーナーキューブアレイを観察するとき、観察者 は、自分の瞳から出た光を観察することになるのである。コーナーキューブアレイを用 いると周囲光は原理的に暗表示の品位に影響しないので、コーナーキューブの内側 の傾斜面の反射率を高く設定することができる。従って、明表示の輝度を向上するこ とちでさる。

[0119] 次に、図 13を参照して、本発明による実施形態の他の蛍光表示装置 800の構成と 動作を説明する。蛍光表示装置 800は、上述の蛍光表示装置 600と同様の動作に よって蛍光を利用して表示を行うとともに、反射型の液晶表示装置としても動作する。 図 13の左側は電圧無印加状態、右側は電圧印加状態を示している。

[0120] 蛍光表示装置 800は、蛍光体層 518と背面基板 117との間に設けられた反射層 8 20と、前面基板 116の観察者側に配置された偏光板 850とをさらに有する点で、蛍 光表示装置 600と異なる。

[0121] 電圧無印加時（図中左側）には液晶層 512は垂直配向状態にあるので、偏光板 85 0を透過した直線偏光は、液晶層 512を直線偏光のまま通過し、反射板 820で反射 された後も直線偏光のまま再び液晶層 512および偏光板 850を通過し、観察者側に 出射するので、明表示となる。

[0122] 電圧印加時（図中右側）には液晶層 512の中間層 512bの液晶分子は傾斜した配 向をとり、波長の 4分の 1のリタデーシヨンを有すると、直線偏光に 90° の位相差を与 え円偏光 (例えば右回り円偏光）に変換する。円偏光は反射層 820で反射され、左 右反対回りの円偏光 (例えば左回り円偏光）となり、再び液晶層 512を通過する過程 で直線偏光に変換される。このとき、直線偏光の偏光方向は、偏光板 850の透過軸（ 入射直線偏光の偏光軸）と直交する方向なので、偏光板 850で吸収され、暗表示と なる。

[0123] このように、蛍光表示装置 800は、電圧無印加時に明表示、電圧印加時に暗表示 を行う反射型液晶表示装置としても機能する。また、蛍光表示装置 800は、上述の蛍 光表示装置 600と同様にして、蛍光を用いて電圧無印加時に明表示、電圧印加時 に暗表示を行う。即ち蛍光表示装置 800は、自発光型の蛍光表示装置でありかつ反 射型液晶表示装置であり、同時に蛍光を利用した表示と周囲光を利用した表示を同 時に行うことができる。

[0124] なお、反射モードでペーパーホワイトの表示を行うために、反射板 820に拡散反射 板 (散乱性反射板)を用いることが好ましい。拡散反射板を用いる代わりに、反射板と は別に拡散板を設けても良いし、カラーフィルタに光拡散性を付与しても良 ヽ。

[0125] 上述した蛍光を利用して表示を行う表示装置 500から 800は、図 6に示した液晶表 示装置 200と同様に、誘電率異方性が負の液晶分子から構成された垂直配向型液 晶層を用い、液晶層の前面と背面に設けた一対の電極で電圧を印加する構成を有 しているが、これに限られず、図 5Aに示した液晶表示装置の様に、誘電率異方性が 正の液晶分子から構成された垂直配向型液晶層を用い、横電界を印加する構成とし ても良 、し、図 7や図 8に示したように水平配向型液晶層を用いても良!、。

[0126] 以下、実施例を示して本発明を説明する。以下の実施例では、対角 2インチの TF T型表示装置を作製した。 TFT基板を背面基板とした。

[0127] (実施例 1)

図 10に示した蛍光表示装置 600を以下の様にして作製した。

[0128] 前面基板 116は屈折率が 1. 6のガラス基板を用いた。光源 632として、 405nmの 光を発する LED光源を用いた。励起光カットフィルタとして、 405nmの光のみを吸収 するフィルムを用いた。光吸収層 120として黒色榭脂層を用いた。

[0129] 液晶層 512の厚さ（セル厚）は 5 mとし、液晶材料としては、 Δ η=0. 13のネガ型 液晶材料 MS— 011105 (メルク社製）に、ツイスト角が 180° となるようにカイラル剤 を混合したものを用いた。

[0130] 蛍光体層 518は、ガオら、ジャーナル ォブ フィジカル ケミストリー、ビー、 102卷 、 8360ページ（1998)に記載されている水溶液法によって作製した。

[0131] 赤色発光を示す超微粒子を含むガラス前駆体溶液としては、テトラエトキシシランを 含む乳濁液にカドミウムテルライド溶液を加えて 1時間攪拌した状態の溶液を用いた

[0132] 緑色発光を示す超微粒子を含むガラス前駆体溶液としては、上記文献に記載した カドミウムテルライド溶液の製造方法にぉ ヽて、還流時間を 10分程度に短縮すること によって得た粒径 3nm程度のカドミウムテルライドを含む溶液を用いる以外は、上述 した赤色発光を示す超微粒子を含むガラス前駆体溶液の製造方法と同様にして得 たガラス前駆体溶液を用いた。

[0133] 青色発光を示す超微粒子を含むガラス前駆体溶液としては、カドミウムテルライドの 代わりに亜鉛ィ匕セレナイドを用いて、同様の方法で作製したものを用いた。また、作 製の際の還流時間は 20時間程度必要であった。

[0134] 次 ヽで、上記ガラス前駆体溶液をディスペンサーでガラス基板 (背面基板)上に塗 布し、不活性雰囲気下 200°Cで 100時間熱処理をすることによって、蛍光体の超微 粒子が均一に分散されたガラスカゝら形成された蛍光体層 518を得た。

[0135] (実施例 2)

図 11に示した蛍光表示装置 700を作製した。

[0136] 反射層 717として、図 12に示したように、頂角が 70度の四角錘の凹部 717aの傾斜 面 717bに 30%程度の反射率の金属からなる反射膜を有する反射層 717を以下の 方法で形成した。

[0137] まず、シリコン（100)基板にウエットエッチングを施すことにより、所定の形状の型を 作製した。

[0138] 次に、背面基板 117上にネガ型レジスト（三菱レーヨン社製 MP107)を用いて榭脂 層を形成し、この榭脂層に上記型を用いて転写することによって、頂角が 70度の四 角錘の凹部を形成した。

[0139] その後、榭脂層上に厚さ 300nmのタンタル膜を形成し、その上に厚さ 50nmのシリ コン窒化膜を形成することによって、反射率 30%の反射膜を得た。

[0140] (比較例）

従来の透過型液晶表示装置を比較例の表示装置とした。エッジライト方式のバック ライト用の光源には白色 LED光源を 1つ用いた。

[0141] 実施例 2および比較例の表示装置は、いずれも対角 2インチで、それぞれの照 明装置の光源である LEDに流す電流を 20mA、電圧を 4Vとした。

[0142] 各表示装置の正面輝度を評価した結果を表 1に示す。白および赤、緑、青の各色 で全面表示 (ベた表示）とした場合と、面積 50%の枠で内側を白、外側を黒の表示（ 白枠表示)とした場合の正面輝度を評価した。 [0143] 表 1の結果から、実施例 1の表示装置は、全面白表示では、比較例の表示装置に 比べて輝度向上の効果は殆どな!/、が、これ以外の表示では輝度向上の効果が認め られた。

[0144] 実施例 2の表示装置は、いずれの表示においても、比較例の表示装置に比べ輝度 向上効果が認められ、また、実施例 1の表示装置と比較しても 1. 5倍強の輝度向上 効果が認められた。

[0145] [表 1]

(実施例 3)

図 13に示した蛍光表示装置 800を作製した。

[0146] 液晶層 512の厚さは 5. 6 mとした。反射層 820として拡散反射板を用いた。その 他の構成は実施例 1の表示装置と同じ液晶表示装置を得て、その最表面に偏光板 8 50を配置した。

[0147] 得られた蛍光表示装置 800は、蛍光を用いた表示と、周囲光を用いた表示とを同 時に行えることを確認した。

[0148] 上述の蛍光表示装置 500〜800は前面基板を導光板とした表示装置 (以下、「フロ ントライト方式」という。）であるが、背面基板を導光板とする表示装置 (以下、「バック ライト方式」という。）を構成することもできる。フロントライト方式の場合、光源は表示パ ネルの端面に配置するエッジライト型の照明装置しか用いることができないため、光 量の観点力も大型の表示装置への適用は難しいが、バックライト方式を採用すると、 表示パネルの面内に光源を配置することが可能となり、光源の数に対する制限が大 幅に緩和されるので光量の観点で有利である。

[0149] 以下、図 14および図 15を参照しながら、本発明による実施形態のノ ックライト方式 の蛍光表示装置 900の構造と動作を説明する。

[0150] 図 14は、蛍光表示装置 900の構成と動作を説明するための模式図である。図 15 ( a)および (b)は、蛍光表示装置 900に用いられる反射構造体 935の構成を説明する ための模式図である。ここでは、先の実施例と同様に、誘電率異方性が負の液晶分 子力 構成された垂直配向型液晶層を用い、液晶層の前面と背面に設けた一対の 電極で電圧を印加する構成を例示するが、これに限られず、図 5Aに示した液晶表 示装置の様に、誘電率異方性が正の液晶分子から構成された垂直配向型液晶層を 用い、横電界を印加する構成としても良いし、図 7や図 8に示したように水平配向型 液晶層を用いても良い。

[0151] 図 14に示すように、蛍光表示装置 900は、液晶層 912と、液晶層 912に電圧を印 加する画素電極 914aおよび対向電極 914bと、液晶層 912の背面側 (観察者側と反 対側）の主面に向けて光を出射する照明装置 (バックライト） 930とを備えている。液 晶層 912は、前面基板 916と背面基板 917との間に設けられており、背面基板 917 は照明装置 930の導光板を兼ねている。前面基板 916および背面基板 917の厚さ は例えば 0. 7mmであり、背面基板 917の屈折率は例えば約 1. 6である。前面基板 916の液晶層 912側には蛍光体層 918が設けられており、ノ ックライト 930から出射 された光が蛍光体層 918に入射する Z入射しな ヽかを液晶層 912によって制御する 。蛍光体層 918および液晶層 912は例えば上述の実施例と同様に、赤色、緑色およ び青色の蛍光を発光する蛍光体層を形成することができる。また、前面基板 916の 前面には、励起光 (例えば 405nmの紫外線)を吸収するカットフィルタ 940が配置さ れている。照明装置 930の構成は後述する。

[0152] 前面基板 916は、液晶層 912に印加する電圧を制御するための回路要素 (TFT素 子および配線など） 913を備え、これらが形成されていない領域に蛍光体層 918が 設けられている。

[0153] 蛍光体層 918の液晶層 912側には榭脂構造体 902が設けられている。榭脂構造 体 902は、屈折率が液晶層 912の液晶材料の異常光屈折率 neと略等しい (例えば、 1. 6〜1. 7)榭脂で形成されており、さらに微粒子を含んでも良い。榭脂構造体 902 の厚さ 5 m〜15 m (例えば 10um)で、表示面内の大きさ（蛍光体層 918側面の大 きさ）は、一辺の長さが 10 μ m〜40 μ mの矩形（例えば 25 m X 25 mの正方形） であり、蛍光体層 918に底面を有し、液晶層 912側に頂面を有する四角錘台の形状 を有している。

[0154] 榭脂構造体 902の側面は、表示面に対して傾斜角 α (45° ± 5° 以内、好ましく は 45° ± 3° 以内）で傾斜している。榭脂構造体 902は、例えば感光性榭脂を用い て公知のフォトリソグラフィー技術により作製することができる。榭脂構造体 902は、 1 つの画素（例えば、 R、 G、 Bの各画素）内に 1つまたは 2つ以上形成される。図 14に おいては、画素の行方向に対して 1つの榭脂構造体 902が形成されている例を示し ている。

[0155] 榭脂構造体 902の傾斜側面の上には、反射層 903が設けられている。反射層 903 は、例えばアルミニウム膜で形成される。導電性を有する材料を用いて反射層 903を 形成すれば、回路要素 913 (例えば TFTのドレイン電極）と画素電極 914aとの電気 的な接続配線を兼ねることができる。反射層 903は公知の薄膜堆積技術およびフォト リソグラフィ技術を用いて形成することができる。

[0156] 回路要素 913の液晶層 912側には平坦ィ匕層 904が形成されている。平坦化層 90 4は、例えば、榭脂構造体 902の傾斜側面上に反射層 903を形成した後に、透明榭 脂を塗布することによって形成される。この際、透明樹脂が樹脂構造体 902の頂面上 の反射層 903を覆うと、この後に形成される画素電極 914aと反射層 903との電気的 な接続が阻害されるので、榭脂構造体 902の頂面上の反射層 903を覆う透明榭脂を 除去する。

[0157] 榭脂構造体 902の頂面上に、透明導電層からなる画素電極 914aを公知の方法で 形成する。透明導電層としては、 ITOや IZOを用いることができる。平坦ィ匕層 904の 液晶層 912側上に、液晶層 912の液晶材料の異常光屈折率 neよりも低い屈折率を 有する層、例えば酸ィ匕シリコン層 915を形成する。酸ィ匕シリコン層 915は、液晶層 91 2を通過した光が回路要素 913に入射することを防止する (液晶層 912を通過した光 を界面で反射する）。特に、ノーマリーホワイトモード (NWモード)の表示装置とする 場合には、回路要素 913が形成されている領域を光が透過するとコントラスト比が低 下するので、酸ィ匕シリコン層 915を設けて遮光することが好ましい。また、酸化シリコ ン層 915と画素電極 914aとの間に間隙があっても良い。但し、画素電極 914aは表 示装置の開口率 (光の利用効率)の観点力 大きい方が好ましぐ榭脂構造体 902 の頂面のほぼ全面に形成することが好ましい。なお、画素電極 914aおよび酸化シリ コン層 915、対向電極 914bの液晶層 912側の表面には、所定の配向膜 (不図示）が 形成されている。

[0158] 次に、バックライト 930の構成を説明する。

[0159] ノ ックライト 930は、導光板として機能する背面基板 917と、その背面に設けられた 導光板 920とを有する。ここでは、導光板 920の屈折率は背面基板 917の屈折率と 同じ約 1. 6としており、導光板 920と背面基板 917とは低い屈折率物質を介さず密 着されており、これらが一体として導光板として機能する。背面基板 917と導光板 92 0は同じ材料で形成されて 、てもよく、一体に形成されて 、ても良 、。

[0160] 導光板 920は、略垂直な側面を有するあな（凹部） 921を背面に有する平行平板型 の導光板である。導光板 920のあな 921の内部には反射構造体 935が設けられてい る。また、導光板 920の背面側には、光吸収層 937が配置されている。導光板 920と 光吸収層 937とは、屈折率の低い接着層 938を介して配置されている。接着層 938 に変えて空気層を形成してもよい。導光板 920内を伝播する光を接着層（空気層） 9 38との界面で全反射することによって、光の利用効率を高めることが出来る。同様の 目的で、導光板 920および背面基板 917の端面に反射性の界面を形成することが 好ましい。例えば、導光板 920および背面基板 917の端面に反射層を設けても良い 。また、光吸収層 937は周囲光を吸収し、この光吸収層 937を設けることによって良 好な暗表示が可能となる。

[0161] 光吸収層 937は、導光板 920の背面側のあな 921に対応する位置に孔を有する。

光吸収層 937の背面側には、導光板 920のあな 921内の反射構造体 935に向けて 、蛍光体層 918の励起光 (例えば 405nmの紫外線)を出射する複数の光源 (例えば LED) 932が配置されている。光源 932と反射構造体 935との間は例えば空気であ る。光源 932の配置密度は、要求される光量などに応じて適宜設定されるが、例えば 、隣接する光源 932間の距離は 50mm〜 100mm程度が好ましい。これは、導光板 9 20および背面基板 917内を伝播する光の割合を適度な範囲にするためである。

[0162] 反射構造体 935は、図 15に示すように、光吸収機能を有する本体部 935aと、本体 部 935aの表面に設けられた反射層 935bとを有している。本体部 935aは、円錐状の 側面を有し、側面上に設けられた反射層 935bは、光源 932から出射された励起光を 導光板 920内に導光させるように反射する。液晶層 912側には反射構造体 935の光 吸収機能を有する本体部 935aが向けられており、前面基板 916から観察した際に は黒く見える。反射構造体 935は、例えば屈折率が約 1. 5の無色透明な接着剤 (不 図示)で導光板 920 (屈折率約 1. 6)に接着される。

[0163] 反射構造体 935の反射層 935bの表示面に対する傾斜角 |8は 45° ± 5° 程度に 設定されており、光源 932から出射された励起光を表示面にほぼ平行に反射する。 導光板 920のあな 921の側面の表示面に対する傾斜角 γは約 90° に設定されてお り、反射層 935bで反射された励起光の主光線はあな 921の側面にほぼ直角に入射 する。このとき、励起光は、空気 (屈折率が小さい媒体)から導光板 920に入射するの で、励起光はあまり広がることなぐ導光板 920に入射する。導光板 920に入射した 励起光は、導光板 920と接着層（空気層） 938との界面や、導光板 920および背面 基板 917の端面、および背面基板 917の液晶層 912側の主面と空気との界面、さら には、反射構造体 935と導光板 920とを接着する接着層 (屈折率が 1. 5程度)と導光 板 920との間の界面で反射を繰り返しながら、導光板 920および背面基板 917内を 伝播する。

[0164] 導光板 920の厚さは、例えば 0. 7mmであり、導光板 920に設けられたあな 921は 、例えば深さが約 0. 6mmであり、直径が 0. 7mmの円形である。光吸収層 937に設 けられた孔の径は、光源 932の発光部よりもやや大きいことが好ましい。光源 932とし て、例えば発光部の径が 0. 3mmの LEDを用いる場合、光吸収層 937の孔（貫通孔 )の直径は約 0. 5mmである。

[0165] 反射構造体 935は、例えば、図 15 (a)および (b)に示すような構造を有している。

本体部 935aは、例えば、黒色顔料を含んだアクリル榭脂を成型することによって作 製されており、その形状は、直径 0. 5mm、厚さ 0. 15mmの円盤の上に、高さ 0. 2m m、傾斜角が 45度程度 (45° ± 5° )の円錐体が積み重ねられた形状である。図 15 (b)に示すように、本体部 935aの円錐体を有する側の表面に、例えば銀やアルミ二 ゥムなどの反射率の高い金属膜を蒸着することによって、反射層 935bを有する反射 構造体 935が得られる。励起光を表示面内において等方的に反射するためには、円 錐が好ましいが、多角錐体としてもよい。この場合、あな 921の側面は、反射面に対 向するように配置することが好ま 、。

[0166] 蛍光表示装置 900の基本的な動作原理は、先の実施例の蛍光表示装置と同様で あるので、簡単に説明する。

[0167] 導光板 920および背面基板 917を伝播している励起光は、電圧が印加されていな い液晶層 912に入射し、液晶層 912を通過する（例えば図 5A)。液晶層 912を通過 した励起光（図中の光線 1)は、榭脂構造体 902に入射し、その一部は反射層 903に よって反射され、蛍光体層 918に入射し、可視光に変換さ;^察者側に出射される（ 図中の光線 1 ' )。榭脂構造体 902に入射した励起光の一部は、榭脂構造体 902と蛍 光体層 918との界面で反射された後、反射層 903で反射され、蛍光体層 918に入射 する。一方、電圧が印加されている液晶層 912に入射した励起光は、液晶層 912内 で反射され (例えば図 5A)、再び、背面基板 917および導光板 920内を伝播する（ 図中の光線 3)。また、酸ィ匕シリコン層 915に入射した光は、酸ィ匕シリコン層 915と液 晶層 912との界面で反射され、再び、背面基板 917および導光板 920内を伝播する (図中の光線 2)。このように、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料力 なる垂直 配向型の液晶層 912を用 、ると NWモードの表示を行うことが出来る。

[0168] 液晶層と偏光との組み合わせは上述のいずれでも適用できる力 特に、垂直配向 型液晶層を用いた NWモードの表示装置を構成することが好ま 、。垂直配向型液 晶層を用いると、液晶分子の見掛け上の屈折率が液晶層に入射する励起光の方向（ 表示面内における方向）に無関係になる結果、励起光の透過状態 Z非透過状態の 切り替えが、励起光の方向の影響を受け難いからである。

[0169] また、ここでは、光源 932として、紫外線を出射する LEDを用い、この紫外線を用い て赤色、緑色および青色の蛍光体を発光させたが、これに限らない。例えば、青色 L EDを用いて、緑色、赤色を発光する蛍光体を励起し、青色については、青色光を適 度に散乱する材料を用いてもよい。

産業上の利用可能性

[0170] 本発明によると、従来のトランジスタを利用できる程度の低電圧で、液晶層に入射 する光に対する透過状態 Z非透過状態を切り替えて表示を行うことができる表示装 置が提供される。本発明の表示装置は、直視型表示装置として用いることもできる。

Claims

請求の範囲

[1] 互いに対向する第 1主面と第 2主面とを有する液晶層と、

前記液晶層に電圧を印加する複数の電極と、

前記液晶層の前記第 1主面側に設けられた蛍光体層と、

前記液晶層の前記第 2主面に向けて、前記蛍光体層を励起する光を出射する照明 装置とを備え、

前記液晶層は、所定の電圧が印加されたときに、第 2主面近傍のアンカリング層の 液晶分子と異なる方向に配向した液晶分子を含む中間層を形成し、第 2主面近傍の 前記アンカリング層を透過した直線偏光を、前記中間層内またはその近傍において 前記第 2主面に向けて屈折し、

前記液晶層に電圧を印加して!/、な!、状態で前記蛍光体層が発光する光を用いて 表示を行い、前記液晶層に電圧を印加した状態で黒表示を行う、表示装置。

[2] 前記アンカリング層を透過した前記直線偏光に対する前記中間層の屈折率は、前 記アンカリング層の屈折率よりも小さい、請求項 1に記載の表示装置。

[3] 前記照明装置から前記第 2主面に向けて出射される前記直線偏光は、前記アンカ リング層の液晶分子の長軸と平行な成分を有する、請求項 1または 2に記載の表示 装置。

[4] 前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む垂直配向型液晶層であり、 前記複数の電極は、前記液晶層に横電界を印加する複数の電極であって、 前記直線偏光は p偏光である、請求項 1に記載の表示装置。

[5] 前記液晶層は誘電率異方性が負の液晶分子を含む垂直配向型液晶層であり、 前記複数の電極は、前記液晶層を介して互いに対向するように配置された複数の 電極であって、

前記直線偏光は p偏光である、請求項 1から 3のいずれかに記載の表示装置。

[6] 前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む水平配向型液晶層であり、 前記複数の電極は、前記液晶層に横電界を印加する複数の電極であって、 前記直線偏光は s偏光である、請求項 1から 3の 、ずれかに記載の表示装置。

[7] 前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む水平配向型液晶層であり、 前記複数の電極は、前記液晶層を介して互いに対向するように配置された複数の 電極であって、

前記直線偏光は s偏光である、請求項 1から 3の 、ずれかに記載の表示装置。

[8] 前記蛍光体層の前記液晶層とは反対側に反射層を有する、請求項 1から 7のいず れかに記載の表示装置。

[9] 前記反射層は、再帰反射層である、請求項 8に記載の表示装置。

[10] 前記蛍光体層の前記液晶層とは反対側に光吸収層をさらに有する、請求項 1から

9の 、ずれかに記載の表示装置。

[11] 前記照明装置は、光源と導光板とを備える、請求項 1から 10のいずれかに記載の 表示装置。

[12] 前記照明装置は、前記光源と前記導光板との間に偏光選択膜をさらに備える、請 求項 11に記載の表示装置。

[13] 前記照明装置は、前記導光板を介して前記光源に対向するように配置された反射 層をさらに有する、請求項 11または 12に記載の表示装置。

[14] 前記照明装置は、前記反射層と前記導光板との間に 4分の 1波長板をさらに備える

、請求項 13に記載の表示装置。

[15] 前記蛍光体層は前記液晶層の前面側に配置されており、前記照明装置は前記液 晶層の背面側に配置されている、請求項 1から 7のいずれかに記載の表示装置。

[16] 前記照明装置は、複数のあなを背面に有する平行平板型の導光板と、

前記複数のあなのそれぞれに設けられた反射構造体と、

それぞれが前記反射構造体に向かって光を出射する複数の光源と

を備える、請求項 15に記載の表示装置。

[17] 前記導光板の背面側にさらに光吸収層を有する、請求項 16に記載の表示装置。

[18] 前記導光板と前記光吸収層との間に、前記導光板よりも屈折率の低い層が設けら れている、請求項 17に記載の表示装置。