JP2008039936A - 液晶表示装置、液晶駆動装置及びテレビジョン受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】視角特性の影響を受けない表示品位の高い液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、第１のパネルと第２のパネルとを光学的に重ね合わせ、該パネルのそれぞれが一つの映像信号に基づいて階調表示を行う液晶表示装置において、上記階調表示における最大階調に対応する輝度に対する任意の階調に対応する輝度の割合を輝度比としたとき、第１のパネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調で階調表示させる信号分配分４０１を備えている。
【選択図】図１７

Description

本発明は、コントラストを向上させる液晶表示装置及び液晶駆動装置並びにテレビジョン受信機に関するものである。

液晶表示装置のコントラストを向上させる技術として、以下の特許文献１〜７に開示されているような種々の技術がある。

特許文献１には、カラーフィルタの顔料成分中の黄顔料の含有率および比表面積を適切にすることでコントラスト比を向上する技術が開示されている。これにより、カラーフィルタの顔料分子が偏光を散乱して消偏させることで液晶表示装置のコントラスト比が低下する課題を改善することができる。この特許文献１に開示された技術によれば、液晶表示装置のコントラスト比は２８０から４２０に向上している。

また、特許文献２には、偏光板の透過率および偏光度を上げることでコントラスト比を改善する技術が開示されている。この特許文献２に開示された技術によれば、液晶表示装置のコントラスト比は２００から２５０に向上している。

さらに、特許文献３および特許文献４には、二色性色素の光吸収性を用いるゲストホスト方式におけるコントラスト向上の技術が開示されている。つまり、特許文献３および特許文献４には、ゲストホスト液晶セルを２層とし、２層のセルの間に１／４波長板を挟む構造によって、コントラストを向上させる方法が記載されている。

ここで、特許文献３では、偏光板を用いないことが開示されている。また、特許文献４には、分散型液晶方式で用いる液晶に二色性色素を混ぜるタイプであり、コントラスト比が９８との記載がある。

しかしながら、特許文献３および特許文献４に開示された技術は、他の方式に比べコントラストは低く、さらにコントラストを改善するには、二色性色素の光吸収性の向上、色素含有量の増加、ゲストホスト液晶セルの厚みを大きくするなどが必要であるが、いずれも技術上の問題、信頼性低下や応答特性が悪くなるという新たな課題が生じる。

また、特許文献５および特許文献６は、１対の偏光板の間に液晶表示パネルと光学補償用の液晶パネルを有する、光学補償方式によるコントラスト改善方法が開示されている。

特許文献５は、ＳＴＮ方式において表示用セルと光学補償用の液晶セルとのリタデーションのコントラスト比１４から３５に改善している。

また、特許文献６は、ＴＮ方式などの液晶表示用セルの黒表示時における波長依存性を補償するための光学補償用の液晶セルを設置している。

しかしながら、上記の各特許文献に開示された技術では、２倍弱のコントラスト比改善効果しか得られない。

そこで、コントラストを向上させるための技術として、例えば特許文献７には、２枚の液晶パネルを重ね合わせて、各偏光板が互いにクロスニコルを形成するようにした複合化液晶表示装置が開示されている。
特開２００１−１８８１２０号公報（公開日：２００１年７月１０日） 特開２００２−９０５３６号公報（公開日：２００２年３月２７日） 特開昭６３−２５６２９公報（公開日：１９８８年２月３日） 特開平５−２１９４公報（公開日：１９９３年１月８日） 特開平１−４９０２１公報（公開日：１９８９年２月２３日） 特開平２−２３公報（公開日：１９９０年１月５日） 特開平５−８８１９７号公報（公開日：１９９３年４月９日）

ところで、特許文献７は、コントラストを向上させる点について記載があるものの、２枚の液晶パネルを重ね合わせた際の、視野角特性の影響を無くすための技術については開示も示唆もされていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントラストの向上と視野角特性の向上との両立を図った表示品位の高い液晶表示装置を提供することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、複数の液晶パネルを光学的に重ね合わせ、該液晶パネルのそれぞれが一つの映像信号に基づいて階調表示を行う液晶表示装置において、上記階調表示における最大階調に対応する輝度に対する、任意の階調に対応する輝度の割合を輝度比としたとき、少なくとも最表面に配置された液晶パネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調で階調表示させる表示制御手段を備えていることを特徴としている。

通常、複数の液晶パネルを光学的に重ね合わせたときの全体での視角特性は、最表面の液晶パネルの視角特性に影響される。

従って、上記の構成のように、表示制御手段によって、少なくとも最表面に配置された液晶パネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調で階調表示させることで、視角特性の影響のない表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。

しかも、液晶パネルを複数枚光学的に重ねあわせることで、それぞれの液晶パネルがシャッターとしての機能を有するようになり、黒表示時の光漏れを低減できる。これにより、１枚の液晶パネルに比べて黒浮きのないコントラストの高い表示を行うことができる。

以上のことから、コントラストの向上と視角特性の向上との両立を図ることができるので、非常に表示品位の高い画像を表示することのできる液晶表示装置を提供することができる。

上記表示制御手段は、入力された映像信号の階調を輝度比に変換し、変換した輝度比から得られる上記最表面に配置された液晶パネルの輝度比に対応付けられた階調で該最表面に配置された液晶パネルを表示させてもよい。

この場合、入力された映像信号の階調を輝度比に変換する際には、階調と輝度比との関係を示すルックアップテーブルを使用してもよいし、さらに、変換した輝度比から最表面に配置された液晶パネルの輝度比を求める際にも、上述のようなルックアップテーブルを使用してもよい。あるいは、これらの輝度比を求めるのに演算式を用いてもよい。

具体的には、上記表示制御手段は、入力された映像信号の階調を、階調と輝度比との関係を示す関係式から得られる輝度比に変換する階調輝度比変換手段と、上記階調輝度比変換手段によって変換された輝度比から、最表面の液晶パネルに対応付けられた輝度比を、上記関係式から導かれる別の関係式によって算出する算出する輝度比算出手段とを備え、上記最表面の液晶パネルを、上記輝度比算出手段によって算出された輝度比に対応付けられた階調で表示させるようになっている。

また、上記階調表示における階調域が、０〜２５５の場合、上記最表面の液晶パネルに対応付けられた輝度比が０．１以下、且つ、０．９以上であるとき、０〜０．１までの輝度比に対応付けられた階調は、０〜１２７階調であり、０．９〜１．０までの輝度比に対応付けられた階調は、１２８〜２５５階調であることが好ましい。

また、偏光吸収層が液晶パネルを挟んでクロスニコルの関係に設けられていてもよい。

この場合、正面方向においては、偏光吸収層の透過軸方向の漏れ光が次の偏光吸収層の吸収軸により漏れ光をカットすることが可能となる。また、斜め方向においては、隣接する偏光吸収層の偏光軸の交差角であるニコル角が崩れても、光漏れによる光量の増加が見られない。つまり、斜め視角でのニコル角の拡がりに対して黒が浮きにくくなる。

このように、２枚以上の液晶パネルを重ね合わせ、偏光吸収層が液晶パネルを挟んでクロスニコルの関係に設けられている場合、少なくとも、偏光吸収層は３層備えていることになる。つまり、偏光吸収層を３層構成にし、それぞれをクロスニコルに配置することで、正面・斜め方向ともにシャッター性能の大幅な向上を図ることが可能となる。これにより、コントラストを大幅に向上させることができる。

本発明の液晶駆動装置は、上記の課題を解決するために、液晶パネル２枚以上を光学的に重ね合わせ、該液晶パネルのそれぞれを、映像信号に基づいて階調表示させる液晶駆動装置において、上記階調表示における最大階調に対応する輝度に対する任意の階調に対応する輝度の割合を輝度比としたとき、最表面に配置された液晶パネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調により駆動する第１駆動回路と、上記最表面に配置された液晶パネル以外の液晶パネルを、輝度比に対応付けられた階調により駆動する第２駆動回路とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１駆動回路により、最表面に配置された液晶パネルが、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調により駆動され、第２駆動回路により、最表面に配置された液晶パネル以外の液晶パネルが、輝度比に対応付けられた階調により駆動されるので、視野角特性の影響のない表示品位の高い表示を行わせることができる。

本発明のテレビジョン受信機は、テレビジョン放送を受信するチューナ部と、該チューナ部で受信したテレビジョン放送を表示する表示装置とを備えたテレビジョン受信機において、上記表示装置に、上述した液晶表示装置を用いたことを特徴としている。

この場合、視野角特性の影響のない表示品位の高い表示が可能なテレビジョン受信機を提供できる。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、液晶パネル２枚以上を光学的に重ね合わせ、該液晶パネルのそれぞれが一つの映像信号に基づいて階調表示を行う液晶表示装置において、上記階調表示における最大階調に対応する輝度に対する任意の階調に対応する輝度の割合を輝度比としたとき、少なくとも最表面に配置された液晶パネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調で階調表示させる表示制御手段を備えていることで、視野角特性の影響のない表示品位の高い液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について説明すれば以下の通りである。

一般的な液晶表示装置は、図８に示すように、カラーフィルタおよび駆動用基板を備えた液晶パネルに偏光板Ａ、Ｂを貼り合せて構成される。ここではＭＶＡ（Multidomain Vertical Alignment）方式の液晶表示装置について説明する。

偏光板Ａ、Ｂは、図９に示すように、偏光軸が直交しており、画素電極８（図８）に閾値電圧を印加した場合に液晶が傾いて配向する方向は、偏光板Ａ，Ｂの偏光軸と方位角４５度に設定してある。このとき、偏光板Ａを通った入射偏光が液晶パネルの液晶層を通るときに、偏光軸が回転するため、偏光板Ｂから光が出射される。また、画素電極に閾値電圧以下の電圧しか印加されない場合は、液晶は基板に対して垂直に配向しており、入射偏光の偏向角の変化しないため、黒表示となる。ＭＶＡ方式はでは、電圧印加時の液晶の倒れる方向を４つに分割（Multidomain）することによって、高視野角を実現している。

しかしながら、２枚偏光板構成の場合には、コントラストの向上に限界があった。そこで、本願発明者らは、液晶表示パネル２枚に対して、偏光板３枚構成（それぞれをクロスニコルに設置）とすることで、正面・斜め方向ともにシャッター性能が向上することを見出した。

コントラスト改善の原理について以下に説明する。

本願発明者等は、具体的には、
（１）正面方向について
パネル内の偏光解消（ＣＦ等の散乱）により、クロスニコルの透過軸方向から漏れ光が発生していたが、上記の偏光板三枚構成にすることで、二枚目の偏光板の透過軸方向漏れ光に対し、三枚目の偏光板吸収軸を一致させて漏れ光をカットすることができることを見出した。

（２）斜め方向について
偏光板ニコル角φの崩れに対し、漏れ光量変化が鈍感になること、すなわち、斜め視角でのニコル角φの広がりに対して黒が浮きにくいことを見出した。

以上のことから、本願発明者等は、液晶表示装置においてコントラストが大幅に向上することを見出した。以下において、コントラスト向上の原理について、図１０〜図１６および表１を参照しながら以下に説明する。ここでは、二枚偏光板構成を構成（１）、三枚偏光板構成を構成（２）として説明する。斜め方向のコントラスト向上は、本質的には偏光板の構成が要因となっているため、ここでは液晶パネルを用いずに、偏光板のみによってモデル化して説明している。

図１０（ａ）は、構成（１）において、一枚の液晶表示パネルがある場合を想定しており、二枚の偏光板１０１ａ・１０１ｂがクロスニコルに配置された例を示し、図１０（ｂ）は、構成（２）において、三枚の偏光板１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃが互いにクロスニコルに配置された例を示す図である。つまり、構成（２）では、液晶表示パネルが二枚である場合を想定しているので、クロスニコルに配置されている偏光板は２対となる。図１０（ｃ）は、対向する偏光板１０１ａと偏光板１０１ｂとをクロスニコルに配置し、それぞれの偏光板の外側に偏光方向が同じ偏光板を重ね合わせた例を示す図である。なお、図１０（ｃ）では、四枚の偏光板の構成を示しているが、クロスニコルの関係にある偏光板は１枚の液晶表示パネルを挟持する場合を想定している１対となる。

液晶表示パネルが黒表示をする場合の透過率を、液晶表示パネルの無い場合の偏光板をクロスニコル配置したときの透過率すなわちクロス透過率としてモデル化し黒表示と呼ぶことにし、液晶表示パネルが白表示をする場合の透過率を、液晶表示パネルの無い場合の偏光板をパラレルニコル配置したときの透過率すなわちパラレル透過率としてモデル化し白表示と呼ぶことにしたとき、偏光板を正面からみたときの透過スペクトルの波長と透過率の関係と、偏光板を斜めからみたときの透過スペクトルの波長と透過率の関係とを示した例が、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すグラフである。なお、上記モデル化した透過率は偏光板をクロスニコル配置し液晶表示パネルを狭持する方式の、白表示、黒表示の透過率の理想値にあたるものである。

図１１（ａ）は、偏光板を正面からみたときの透過スペクトルの波長とクロス透過率との関係を、上記の構成（１）と構成（２）とで比較した場合のグラフである。このグラフから、黒表示の正面での透過率特性は、構成（１）と構成（２）とは似た傾向にあることが分かる。

図１１（ｂ）は、偏光板を正面からみたときの透過スペクトルの波長とパラレル透過率の関係を、上記の構成（１）と構成（２）とで比較した場合のグラフである。このグラフから、白表示の正面での透過率特性は、構成（１）と構成（２）とは似た傾向にあることが分かる。

図１１（ｃ）は、偏光板を斜め（方位角４５°−極角６０°）からみたときの透過スペクトルの波長とクロス透過率の関係を、上記の構成（１）と構成（２）とで比較した場合のグラフである。このグラフから、黒表示の斜めでの透過率特性は、構成（２）では、ほとんどの波長域で透過率がほぼ０を示し、構成（１）では、ほとんどの波長域で若干の光の透過が見られることが分かる。つまり、偏光板二枚構成では、黒表示時に斜め視野角で光もれ（黒の締まりの悪化）が生じていることが分かり、逆に、偏光板三枚構成では、黒表示時に斜め視野角で光もれ（黒の締まりの悪化）が抑えられていることが分かる。

図１１（ｄ）は、偏光板を斜め（方位角４５°−極角６０°）からみたときの透過スペクトルの波長とパラレル透過率の関係を、上記の構成（１）と構成（２）とで比較した場合のグラフである。このグラフから、白表示の斜めでの透過率特性は、構成（１）と構成（２）とで似た傾向にあることが分かる。

以上のことから、白表示時では、図１１（ｂ）、図１１（ｄ）に示すように、偏光板の枚数、すなわち偏光板のニコルクロス対の数による差はほとんどなく、正面であっても斜めであってもほとんど同じ透過率特性を示すことが分かる。

しかしながら、黒表示時では、図１１（ｃ）に示すように、クロスニコル対が１の構成（１）の場合では、斜め視野角で黒の締まりの悪化が生じ、クロスニコル対が２の構成（２）の場合では、斜め視野角での黒の締まりの悪化を抑えていることが分かる。

例えば、透過スペクトルの波長が５５０ｎｍのときの、正面、斜め（方位角４５°−極角６０°）のからみたときの透過率の関係は、以下の表１に示すようになる。

ここで、表１において、パラレルとは、パラレル透過率を示し、白表示時の透過率を示す。また、クロスとは、クロス透過率を示し、黒表示時の透過率を示す。従って、パラレル／クロスは、コントラストを示す。

表１から、構成（２）における正面のコントラスは、構成（１）に対して約２倍となり、構成（２）における斜めのコントラストは、構成（１）に対して約２２倍となり、斜めのコントラストが大幅に向上していることが分かる。

また、白表示時と黒表示時とにおける視野角特性について、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）を参照しながら以下に説明する。ここでは、偏光板に対する方位角が４５°で、透過スペクトルの波長が５５０ｎｍの場合について説明する。

図１２（ａ）は、白表示時の極角と透過率との関係を示すグラフである。このグラフから、構成（２）の方が構成（１）の場合よりも透過率が全体的に低くなっているが、この場合の視野角特性（パラレル視野角特性）は構成（２）と構成（１）とでは似た傾向にあることが分かる。

図１２（ｂ）は、黒表示時の極角と透過率との関係を示すグラフである。このグラフから、構成（２）の場合、斜め視野角（極角±８０°付近）での透過率を抑えていることが分かる。逆に、構成（１）の場合、斜め視野角での透過率が上がっていることが分かる。つまり、構成（１）の方が、構成（２）の場合に比べて、斜め視野角における黒の締まりの悪化が顕著であることを示している。

図１２（ｃ）は、極角とコントラストとの関係を示したグラフである。このグラフから、構成（２）の方が構成（１）の場合よりもコントラストが格段によくなっていることが分かる。なお、図１２（ｃ）の構成２の０度付近が平坦となっているのは、黒の透過率が小さいため桁落ちして計算が出来ないためであり、実際は滑らかな曲線となる。

次に、偏光板ニコル角φの崩れに対し、漏れ光量変化が鈍感になること、すなわち、斜め視角でのニコル角φの広がりに対して黒の締まりの悪化が生じにくくなることについて、図１３（ａ）（ｂ）を参照しながら以下に説明する。ここで、偏光板ニコル角φとは、図１３（ａ）に示すように、対向する偏光板の偏光軸同士がねじれの関係にある状態での角度をいう。図１３（ａ）は偏光板をクロスニコル配置したものを斜視したものであり、ニコル角φが９０°から変化している。（上記ニコル角の崩れに対応）
図１３（ｂ）は、ニコル角φとクロス透過率との関係を示すグラフである。理想的な偏光子（パラレルニコル透過率５０％、クロスニコル透過率０％）を用いて計算している。このグラフから、黒表示時において、ニコル角φの変化に対する透過率の変化の度合いは、構成（２）の方が構成（１）の場合よりも少ないことが分かる。つまり、偏光板三枚構成の方が、偏光板二枚構成よりもニコル角φの変化の影響を受け難いことが分かる。

次に、偏光板の厚み依存性について、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）を参照しながら以下に説明する。ここでは、偏光板の厚み調整は、図１０（ｃ）に示すように、１対のクロスニコル配置された偏光板に対して、１枚ずつ同じ偏光軸の偏光板を重ね合わせた構成（３）のようにすることで行う。図１０（ｃ）では、１対のクロスニコル配置された偏光板１０１ａ・１０１ｂのそれぞれに対して、同じ偏光方向の偏光軸を有する偏光板１０１ａ・１０１ｂをそれぞれ重ね合わせて例を示している。この場合、１対のクロスニコル配置された偏光板二枚の他に、二枚の偏光板を有した構成となっているので、クロス一対−２とする。同様に、重ね合わせる偏光板が増えれば、クロス一対−３、−４、…とする。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示すグラフでは、各値を方位角４５°，極角６０°で測定している。

図１４（ａ）は、黒表示時において、１対のクロスニコル配置された偏光板の偏光板厚みと透過率（クロス透過率）との関係を示すグラフである。なお、このグラフには、比較のために、２対のクロスニコル配置された偏光板を有する場合の透過率を示している。

図１４（ｂ）は、白表示時において、１対のクロスニコルに配置された偏光板の厚みと透過率（パラレル透過率）との関係を示すグラフである。なお、このグラフには、比較のために、２対のクロスニコル配置された偏光板を有する場合の透過率を示している。

図１４（ａ）に示すグラフから、偏光板を重ね合わせれば、黒表示時の透過率を小さくすることができることが分かるが、図１４（ｂ）に示すグラフから、偏光板を重ね合わせれば、白表示時の透過率が小さくなることが分かる。つまり、黒表示時の黒の締まりの悪化を抑えるために、偏光板を重ねただけでは、白表示時の透過率が低下することになる。

また、１対のクロスニコルに配置された偏光板の厚みとコントラストとの関係を示すグラフは、図１４（ｃ）に示すようになる。なお、このグラフには、比較のために、２対のクロスニコル配置された偏光板を有する場合のコントラストを示している。

以上、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示すグラフから、２対のクロスニコル配置された偏光板の構成であれば、黒表示時の黒の締まりの悪化を抑え、且つ白表示時の透過率の低下を防ぐことができることが分かる。しかも、２対のクロスニコル配置された偏光板は、合計３枚の偏光板からなっているので、液晶表示装置全体の厚みを厚くすることもなく、さらに、コントラストも大幅に向上できることが分かる。

クロスニコル透過率の視野角特性を具体的に示したものとして、図１５（ａ）（ｂ）がある。図１５（ａ）は、構成（１）の場合、すなわち、クロスニコル一対の偏光板２枚構成のクロスニコル視野角特性を示す図であり、図１５（ｂ）は、構成（２）の場合、すなわちクロスニコル二対の偏光板３枚構成のクロスニコル視野角特性を示す図である。

図１５（ａ）（ｂ）に示す図から、クロスニコル二対の構成では、黒の締まりの悪化（黒表示時の透過率の上昇に相当）がほとんど見られないことがわかる。（特に４５°、１３５°、２２５°、３１５°方向）
また、コントラスト視野角特性（パラレル／クロス輝度）を具体的に示したものとして、図１６（ａ）（ｂ）がある。図１６（ａ）は、構成（１）の場合、すなわち、クロスニコル一対の偏光板２枚構成のコントラスト視野角特性を示す図であり、図１６（ｂ）は、構成（２）の場合、すなわちクロスニコル二対の偏光板３枚構成のコントラスト視野角特性を示す図である。

図１６（ａ）（ｂ）に示す図から、クロスニコル二対の構成では、クロスニコル一対の構成よりもコントラストが向上していることが分かる。

ここで、上述したコントラスト向上の原理を利用した液晶表示装置について、図１〜図７を参照しながら以下に説明する。
ここでは簡単のため、２枚の液晶パネルを用いた場合について説明する。

図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の概略断面を示す図である。

上記液晶表示装置１００は、図１に示すように、第１のパネルと第２のパネルと偏光板Ａ、Ｂ、Ｃを交互に貼り合せて構成されている。

図２は、図１に示す液晶表示装置１００における偏光板と液晶パネルと配置を示した図である。図２では、偏光板ＡとＢ、偏光板ＢとＣはそれぞれ偏光軸が直行して構成される。すなわち、偏光板ＡとＢ、偏光板ＢとＣは、それぞれクロスニコルに配置されている。

第１のパネルおよび第２のパネルは、それぞれ１対の透明基板（カラーフィルタ基板２２０とアクティブマトリクス基板２３０）間に液晶を封入してなり、電気的に液晶の配向を変化させることによって、光源から偏光板Ａに入射した偏光を約９０度回転させる状態と、偏光を回転させない状態と、その中間状態とを任意に変化させる手段を備える。

また、第１のパネルおよび第２のパネルは、それぞれカラーフィルタを備え、複数の画素により画像を表示できる機能を有している。このような機能を有する表示方式は、ＴＮ（TwistedNematic）方式、ＶＡ（VerticalAlignment）方式、ＩＰＳ（InPlainSwitching
）方式、ＦＦＳ方式（ＦｒｉｎｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式またはそれぞれの組み合わせによる方法があるが、単独でも高いコントラストを有するＶＡ方式が適しており、ここではＭＶＡ（MultidomainVerticalAlignment）方式を用いて説明するが、ＩＰＳ方式、ＦＦＳ方式もノーマリブラック方式であるため、十分な効果がある。駆動方式はＴＦＴ（ThinFilmTransistor）によるアクティブマトリックス駆動を用いる。ＭＶＡの製造方法についての詳細は、特開平２００１−８３５２３などに開示されている。

上記液晶表示装置１００における第１および第２のパネルは、同じ構造であり、上述のように、それぞれ互いに対向するカラーフィルタ基板２２０とアクティブマトリクス基板２３０とを有し、プラスチックビーズや、カラーフィルタ基板２２０上などに設けた柱状樹脂構造物をスペーサ（図示せず）として用い基板間隔を一定に保持した構造となっている。１対の基板（カラーフィルタ基板２２０とアクティブマトリクス基板２３０）間に液晶を封入し、各基板の液晶に接する表面には垂直配向膜２２５が形成されている。液晶は、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶を使用する。

カラーフィルタ基板２２０は、透明基板２１０上にカラーフィルタ２２１、ブラックマトリクス２２４等が形成されたものである。液晶の配向方向を規定する配向制御用の突起２２２が形成されている。

アクティブマトリクス基板２３０は、図３に示すように、透明基板２１０上に、ＴＦＴ素子２０３、画素電極２０８等が形成され、さらに、液晶の配向方向を規定する配向制御用スリットパターン２１１を有する。図３に示した配向規制用の突起２２２や表示品位を低下させる不要光を遮光するためのブラックマトリックス２２４はカラーフィルタ基板２２０に形成したパターンをアクティブマトリックス基板２３０に投影した図である。画素電極２０８に閾値以上の電圧が印加された場合、液晶分子は突起２２２およびスリットパターン２１１に対して垂直な方向に倒れる。本実施の形態では、偏光板の偏光軸に対して方位角４５度方向に液晶が配向するように、突起２２２およびスリットパターン２１１を形成している。

以上のように、第１のパネルと第２のパネルとは、それぞれのカラーフィルタ２２１の赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の画素がそれぞれ鉛直方向から見た位置が一致するように構成されている。具体的には、第１のパネルのＲ画素は、第２のパネルのＲ画素に、第１のパネルのＧ画素は第２のパネルのＧ画素に、第１のパネルのＢ画素は、第２のパネルのＢ画素に、それぞれ鉛直方向から見た位置が一致するように構成されている。

上記構成の液晶表示装置１００の駆動システムの概略を、図４に示す。

上記駆動システムは、液晶表示装置１００に映像を表示するために必要な表示コントローラ４００を有している。この結果、液晶表示装置１００に対して、入力信号に基づいた適切な画像データが出力されることになる。

上記表示コントローラ４００は、第１のパネル、第２のパネルを所定の信号でそれぞれ駆動する第１、第２のパネル駆動回路（１）（２）を有する。さらに、第１、第２のパネル駆動回路（１）（２）に、映像ソースの輝度比（後述する）から、各パネルに対応付けられた輝度比に分配し、分配された輝度比それぞれに対応付けられた階調で表示させる表示制御手段としての信号分配部４０１を有している。この信号分配部４０１の詳細については後述する。

ここで、入力信号とは、ＴＶ受信機、ＶＴＲ、ＤＶＤなどからの映像ソース信号だけではなく、これらの信号を処理した信号も表している
従って、表示コントローラ４００は、液晶表示装置１００に適切な画像を表示できるような信号を各パネルに伝送するようになっている。

上記の第１、第２のパネルと、それぞれのパネル駆動回路との接続関係を、図５に示す。図５では、偏光板を省略している。

上記第１のパネル駆動回路（１）は、ドライバ（ＴＣＰ）（１）を介して第１のパネルの回路基板（１）に設けられた端子（１）に接続されている。すなわち、第１のパネルにドライバ（ＴＣＰ）（１）を接続し、回路基板（１）で連結し、パネル駆動回路（１）に接続している。

なお、第２のパネルにおける第２のパネル駆動回路（２）の接続も上記の第１のパネルと同じであるので、その説明を省略する。

次に、上記構成の液晶表示装置１００の動作について説明する。

上記第１のパネルの画素は、表示信号に基づいて駆動され、該第１のパネルの画素とパネルの鉛直方向から見た位置が一致する対応する第２のパネルの画素は、第１のパネルに対応して駆動される。偏光板Ａと第１のパネルと偏光板Ｂとで構成される部分（構成部１）が透過状態の場合は、偏光板Ｂと第２のパネルと偏光板Ｃにより構成される部分（構成部２）も透過状態となり、構成部１が非透過状態の時は構成部２も非透過状態となるよう駆動される。

第１、第２のパネルには同一の画像信号を入力しても良いし、第１、第２のパネルに互いに連関した別々の信号を入力しても良い。

ここで、上記アクティブマトリクス基板２３０およびカラーフィルタ基板２２０の製造方法について説明する。

はじめに、アクティブマトリクス基板２３０の製造方法について説明する。

まず、透明基板１０上に、図３に示すように、走査信号用配線（ゲート配線、ゲートライン、ゲート電圧ラインまたはゲートバスライン）２０１と補助容量配線２０２とを形成するためにスパッタリングによりTi/Al/Ti積層膜などの金属を成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成、塩素系ガスなどのエッチングガスを用いてドライエッチングし、レジストを剥離する。これにより、透明基板２１０上に、走査信号用配線２０１と補助容量配線２０２とが同時に形成される。

その後、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などからなるゲート絶縁膜、アモルファスシリコン等からなる活性半導体層、リンなどをドープしたアモルファスシリコン等からなる低抵抗半導体層をＣＶＤにて成膜、その後、データ信号用配線（ソース配線、ソースライン、ソース電圧ラインまたはソースバスライン）２０４、ドレイン引き出し配線２０５、補助容量形成用電極２０６を形成するためにスパッタリングによりＡｌ／Ｔｉなどの金属を成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成、塩素系ガスなどのエッチングガスを用いてドライエッチングし、レジストを剥離する。これにより、データ信号用配線２０４、ドレイン引き出し配線２０５、補助容量形成用電極２０６が同時に形成される。

なお、補助容量は補助容量配線２０２と補助容量形成用電極２０６の間に約４０００Åのゲート絶縁膜をはさんで形成されている。

その後、ソースドレイン分離のために低抵抗半導体層を、塩素ガスなどを用いてドライエッチングしＴＦＴ素子２０３を形成する。

次に、アクリル系感光性樹脂などからなる層間絶縁膜２０７をスピンコートにより塗布し、ドレイン引き出し配線２０５と画素電極２０８を電気的にコンタクトするためのコンタクトホール（図示せず）をフォトリソグラフィ−法で形成する。層間絶縁膜２０７の膜厚は、約３μｍである。

さらに、画素電極２０８、および垂直配向膜（図示せず）をこの順に形成して構成される。

なお、本実施形態は、上述したように、ＭＶＡ型液晶表示装置であり、ＩＴＯなどからなる画素電極２０８にスリットパターン２１１が設けられている。具体的には、スパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成、塩化第二鉄などのエッチング液によりエッチングし、図３に示すような画素電極パターンを得る。

以上により、アクティブマトリクス基板２３０を得る。

なお、図３に示す符号２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆは、画素電極８に形成れたスリットの電気的接続部を示す。このスリットにおける電気的接続部分では配向が乱れ配向異常が発生する。ただし、スリット２１２ａ〜２１２ｄについては、配向異常に加えて、ゲート配線に供給される電圧が、ＴＦＴ素子２０３をオン状態に動作させるために供給されるプラス電位が印加される時間が通常μ秒オーダーであり、ＴＦＴ素子２０３をオフ状態に動作させるために供給されるマイナス電位が印加される時間が通常ｍ秒オーダーであるため、マイナス電位が印加される時間が支配的である。このため、スリット２１２ａ〜２１２ｄをゲート配線上に位置させるとゲートマイナスＤＣ印加成分により液晶中に含まれる不純物イオンが集まるため、表示ムラとして視認される場合がある。よって、スリット２１２ａ〜２１２ｄはゲート配線と平面的に重ならない領域に設ける必要があるため、図３に示すように、ブラックマトリクス２２４で隠すほうが望ましい。

続いて、カラーフィルタ基板２２０の製造方法について説明する。

上記カラーフィルタ基板２２０は、透明基板２１０上に、３原色（赤、緑、青）のカラーフィルタ２２１およびブラックマトリクス（ＢＭ）２２４などからなるカラーフィルタ層、対向電極２２３、垂直配向膜２２５、および配向制御用の突起２２２を有する。

まず、透明基板２１０上に、スピンコートによりカーボンの微粒子を分散したネガ型のアクリル系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、黒色感光性樹脂層を形成する。続いて、フォトマスクを介して黒色感光性樹脂層を露光した後、現像を行って、ブラックマトリクス（ＢＭ）２２４を形成する。このとき第１着色層（例えば赤色層）、第２着色層（例えば緑色層）、および第３着色層（例えば青色層）が形成される領域に、それぞれ第１着色層用の開口部、第２着色層用の開口部、第３着色層用の開口部（それぞれの開口部は各画素電極に対応）が形成されるようにＢＭを形成する。より具体的には、図３に示すように、画素電極２０８に形成されたスリット２１２ａ〜２１２ｆにおける電気的接続部分のスリット２１２ａ〜２１２ｄに生じる配向異常領域を遮光するＢＭパターンを島状に形成し、また、ＴＦＴ素子２０３に外光が入射することにより光励起されるリーク電流の増加を防ぐためにＴＦＴ素子２０３上に遮光部（ＢＭ）を形成する。

次に、スピンコートにより顔料を分散したネガ型のアクリル系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用いて露光および現像を行い赤色層を形成する。

その後、第２色層用（例えば緑色層）、および第３色層用（例えば青色層）についても同様に形成し、カラーフィルタ２２１が完成する。

さらに、ＩＴＯなどの透明電極からなる対向電極２２３をスパッタリングにより形成し、その後、スピンコートによりポジ型のフェノールノボラック系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用いて露光および現像を行い垂直配向制御用の突起２２２を形成する。さらに、液晶パネルのセルギャップを規定するための柱状スペーサ（図示せず）を、アクリル系感光性樹脂液を塗布しフォトマスクで露光、現像、硬化して形成する。

以上により、カラーフィルタ基板２２０が形成される。

また、本実施形態では樹脂からなるＢＭの場合を示したが、金属からなるＢＭでも構わない。また、３原色の着色層は、赤、緑、青、に限られることはなく、シアン、マゼンタ、イエローなどの着色層があってもよく、またホワイト層が含まれていても良い。

上述のように製造されたカラーフィルタ基板２２０とアクティブマトリクス基板２３０とで液晶パネル（第１のパネル、第２のパネル）を製造する方法について以下に説明する。

まず、上記カラーフィルタ基板２２０およびアクティブマトリクス基板２３０の、液晶と接する面に、垂直配向膜２２５を形成する。具体的には、配向膜塗布前に脱ガス処理として焼成を行いその後、基板洗浄、配向膜塗布行う。配向膜塗布後には配向膜焼成を行う。配向膜塗布後洗浄を行った後、脱ガス処理としてさらに焼成を行う。垂直配向膜２２５は液晶２２６の配向方向を規定する。

次に、アクティブマトリクス基板２３０とカラーフィルタ基板２２０との間に液晶を封入する方法について説明する。

液晶の封入方法については、たとえば熱硬化型シール樹脂を基板周辺に一部液晶注入のため注入口を設け、真空で注入口を液晶に浸し、大気開放することによって液晶を注入し、その後ＵＶ硬化樹脂などで注入口を封止する、真空注入法などの方法で行ってもよい。しかしながら、垂直配向の液晶パネルでは、水平配向パネルに比べ注入時間が非常に長くなる欠点がある。ここでは液晶滴下貼り合せ法による説明を行う。

アクティブマトリクス基板側の周囲にＵＶ硬化型シール樹脂を塗布し、カラーフィルタ基板に滴下法により液晶の滴下を行う。液晶滴下法により液晶によって所望のセルギャップとなるよう最適な液晶量をシールの内側部分に規則的に滴下する。

さらに、上記のようにシール描画および液晶滴下を行ったカラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板を貼合せるため、貼り合わせ装置内の雰囲気を1Ｐａまで減圧を行い
、この減圧下において基板の貼合せを行った後、雰囲気を大気圧にしてシール部分が押しつぶされ、所望のシール部のギャップが得られる。

次に、シール部分の所望のセルギャップを得た構造体について、ＵＶ硬化装置にてＵＶ照射を行いシール樹脂の仮硬化を行う。さらに、シール樹脂の最終硬化を行う為にベークを行う。この時点でシール樹脂の内側に液晶が行き渡り液晶がセル内に充填された状態に至る。ベーク完了後に構造体を液晶パネル単位に分断することで液晶パネルが完成する。

本実施の形態では、第１のパネルも第２のパネルも同一のプロセスで製造される。

続いて、上述の製造方法により製造された第１のパネルと第２のパネルとの実装方法について説明する。

ここでは、第１のパネルおよび第２のパネルを洗浄後、それぞれのパネルに偏光板を貼り付ける。具体的には、図４に示すように、第１のパネルの表面および裏面にそれぞれ偏光板ＡおよびＢを貼り付ける。また、第２のパネルの裏面に偏光板Ｃを貼り付ける。なお、偏光板には必要に応じて、光学補償シート等を積層してもよい。

次に、ドライバ（液晶駆動用ＬＳＩ）を接続する。ここでは、ドライバをＴＣＰ（TapeCareerPackage）方式による接続について説明する。

例えば、図５に示すように、第１のパネルの端子部（１）にＡＣＦ（ArisotoropiConduktiveFilm）を仮圧着後、ドライバが乗せられたＴＣＰ（１）を、キャリアテープから打
ち抜き、パネル端子電極に位置合せし、加熱、本圧着する。その後、ドライバＴＣＰ（１）同士を連結するための回路基板（１）とＴＣＰ（１）の入力端子（１）をＡＣＦで接続する。

次に、２枚のパネルを貼り合せる。偏光板Ｂは両面に粘着層を供えている。第２のパネルの表面を洗浄し、第１のパネルに貼り付けられた偏光板Ｂの粘着層のラミネートをはがし、精密に位置合せし、第１のパネルおよび第２のパネルを貼り合せる。このとき、パネルと粘着層の間に気泡が残る場合があるので、真空下で貼り合せることが望ましい。

また、別の貼り合せ方法としては、常温またはパネルの耐熱温度以下で硬化する接着剤たとえばエポキシ接着剤などをパネルの周辺部に塗布し、プラスチックスペーサを散布し、たとえばフッ素油などを封入しても良い。光学的に等方性で、ガラス基板と同程度の屈折率を持ち、液晶と同程度の安定性な液体が望ましい。

なお、本実施形態では、図４および図５に記載されているように、第１のパネルの端子面と第２のパネルの端子面が同じ位置にあるような場合にも適用できる。また、パネルに対する端子の方向や貼り合せ方法は特に限定するものではない。たとえば接着によらず機械的な固定方法でもよい。

なお、内側のガラスの厚みによる視差を減らすため、２枚のパネルの対面する内側の基板をなるべく薄くするほうが良い。

ガラス基板を用いた場合、初めから、薄い基板を用いることができる。可能な基板の厚みについては、製造ラインや液晶パネルの大きさなどによって変わるが、０．４ｍｍのガラスを内側の基板として用いることができる。

また、ガラスを研磨やエッチングする方法もある。ガラスのエッチング方法については公知の技術（特許３５２４５４０号、特許３５２３２３９号等の公報）があるが、たとえば１５％フッ酸水溶液などの化学加工液を使う。端子面等のエッチングをしたくない部分は、耐酸性の保護材で皮膜し、前記化学加工液に浸しガラスをエッチングしたあと、保護材を除去する。エッチングによりガラスは０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度まで薄くする。
２枚のパネルを貼り合せた後、バックライトと呼ばれる照明装置と一体化することで、液晶表示装置１００となる。

ここで、本願発明に好適な照明装置の具体例について、以下に説明する。但し、本発明は、以下にあげる照明装置の形態に限られるものではなく適宜変更可能である。

本発明の液晶表示装置１００は表示原理により、従来のパネルより多くの光の量を提供する能力がバックライトには求められる。しかも、波長領域でも短波長の吸収がより顕著になるので照明装置側にはより波長の短い青い光源を用いる必要性がある。これらの条件を満たす照明装置の一例を図６に示す。

本発明における液晶表示装置１００では、従来と同様の輝度を出すために、今回は熱陰極ランプを使用する。熱陰極ランプは、一般的仕様で用いられている冷陰極ランプより光の量が６倍程度出力できることを特徴とする。

標準的液晶表示装置として対角３７インチＷＸＧＡを例にあげると、外径φ１５ｍｍのランプ１８本をアルミニウムで出来たハウジングの上に配置する。本ハウジングにはランプから背面方向に出射された光を効率よく利用するために、発泡樹脂を用いた白色反射シートを配置する。本ランプの駆動電源は該ハウジングの背面に配置され、家庭用電源から供給される電力でランプの駆動を行う。

次に、本ハウジングにランプを複数並べる直下型バックライトにおいてランプイメージを消すために乳白色の樹脂板が必要になる。今回は２ｍｍ厚の、吸湿反り及び熱変形に強いポリカーボネイトをベースにした板部材をランプ上のハウジングに配置し、さらにその上面に所定の光学効果を得るための光学シート類、具体的には今回は下から拡散シート、レンズシート、レンズシート、偏光反射シートを配置する。本仕様により一般的な、冷陰極ランプφ４ｍｍの１８灯、拡散シート２枚と偏光反射シートの仕様に対して１０倍程度のバックライト輝度を得ることが可能になる。それにより、本発明の３７インチの液晶表示装置は、４００ｃｄ／ｍ２程度の輝度を得ることが可能となる。

ただし、本バックライトの発熱量は従来のものの５倍にいたるためバックシャーシの背面には空気への放熱を促すフィンと、空気の流れを強制的に行うファンを設置する。

本照明装置の機構部材は、モジュール全体の主要機構部材をかねていて、本バックライトに前記実装済みパネルを配置し、パネル駆動回路や信号分配器を備えた液晶表示用コントローラ、光源用電源、場合によっては家庭用一般電源を取り付け、液晶モジュールが完成する。本バックライトに前記実装済みパネルを配置し、パネルを押える枠体を設置することで本発明の液晶表示装置となる。

本実施の形態では、熱陰極管を用いた直下方式の照明装置を示したが、用途の応じて、投射方式やエッジライト方式でも良く、光源は冷陰極管或いはＬＥＤ、ＯＥＬ、電子線蛍光管などを用いてもよく、光学シートなどの組み合わせにおいても適宜選択することが可能である。

さらに、他の実施形態として、液晶の垂直配向液晶分子の配向方向を制御する方法として、以上に説明した実施形態ではアクティブマトリクス基板の画素電極にスリットを設けカラーフィルタ基板側に配向制御用の突起を設けたが、それらが逆の場合でもよく、また、両基板の電極にスリットを持たせた構造や、両基板の電極表面に配向制御用の突起を設けたＭＶＡ型液晶パネルであっても構わない。

加えて、上記ＭＶＡ型ではなく、一対の配向膜によって規定されるプレチルト方向（配向処理方向）が互いに直交する垂直配向膜を用いる方法でも良い。また、液晶分子がツイスト配向となるＶＡモードであってもよく、ＶＡＴＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードと呼ばれることもある。ＶＡＴＮ方式は、配向制御用突起の部分での光漏れによるコントラストの低下が無いことから、本願発明においてはより好ましい。プレチルトは、光配向等により形成される。

ここで、上記構成の液晶表示装置１００の表示コントローラ４００における駆動方法の具体例について、図７を参照しなが以下に説明する。ここでは、入力８ｂｉｔ（２５６階調）、液晶ドライバ８ｂｉｔの場合について説明する。

表示コントローラ部のパネル駆動回路（１）において、入力信号（映像ソース）に対し、γ変換、オーバーシュートなどの駆動信号処理を行って第一のパネルのソースドライバ（ソース駆動手段）に対し８ｂｉｔ階調データを出力する。

一方、パネル駆動回路（２）において、γ変換、オーバーシュートなどの信号処理を行って第２のパネルのソースドライバ（ソース駆動手段）に対し８ｂｉｔ階調データを出力する。

第１のパネル、第２のパネルおよびその結果出力される出力画像は８ｂｉｔとなり、入力信号に対し１対１に対応し、入力画像に忠実な画像となる。

ところで、一般に液晶パネルでは、階調によって視角特性が異なる。特に、中間調では、輝度が大きくなる白浮き現象が生じる。本実施の形態では、２枚の液晶パネルを用いて、それぞれの液晶パネルを輝度比に対応付けられた階調で階調表示させることで、斜めからの視角特性を改善させている。このための駆動装置（液晶駆動装置）について、以下に説明する。

また、２枚の液晶パネルを重ね合わせた場合、パネル全体の視角特性は、最表面に配置された液晶パネル（図１では第１のパネル）の視角特性に影響される。したがって、第１のパネルに対しては、視野角に影響されない輝度比に対応付けられた階調で階調表示させるようにし、第２のパネルに対してでは、残りの輝度比に対応付けられた階調で階調表示させるようにすればよい。

上記視角特性を考慮した表示を行わせるために、本実施の形態では、液晶表示装置１００は、図４に示すように、２枚の液晶パネル（第１のパネル及び第２のパネル）をそれぞれ独立して駆動するための表示コントローラ４００を有している。

この表示コントローラ４００は、各パネルへの駆動信号を生成するパネル駆動部（１）、パネル駆動部（２）の他に、入力信号としての映像ソース信号を階調に応じて各パネルに分配する信号分配部４０１を有している。

上記信号分配部４０１は、図１７に示すように、階調輝度比変換手段としての階調輝度比変換ブロック１、輝度比算出手段としての第１のパネル用輝度比算出部２及び第２のパネル用輝度比算出部３、輝度比階調変換手段としての輝度比階調変換ブロック４ａ・４ｂを有している。

上記階調輝度比変換ブロック１では、入力信号の階調データを輝度比に変換する。

一般的に、ＩＴＵ準拠の場合、階調ｎに対する輝度比Ｆ（ｎ）の値は下記のように設定される。ただし、Ｎは最大階調とする。つまり、輝度比とは、任意の階調ｎと液晶パネルにおける最大階調Ｎとの関係から得られる比を示す。

Ｆ（ｎ）＝（ｎ／Ｎ）^2.2 ………（１）
本実施の形態では、輝度の加算をするために、階調の入力データを上式によって輝度比に変換する必要がある。この階調輝度比変換ブロック１は、その演算を行う。

同様に、輝度比階調変換ブロック４ａ・４ｂでは、各パネルの輝度比データを表示する第１のパネル及び第２のパネルの階調輝度比特性に合せて変換を行い、階調データに戻す。なお、この関数は、各パネルの特性に依存する。各パネルがＩＴＵ準拠の液晶パネルであれば、階調輝度比変換ブロック１の演算の逆関数になる。

一方、階調輝度比変換ブロック１と輝度比階調変換ブロック４との間にある第１のパネル用輝度比算出部２及び第２のパネル用輝度比算出部３では、輝度比データから、２枚のパネルのそれぞれの輝度比を計算によって算出する。

第１のパネル用輝度比算出部２及び第２のパネル用輝度比算出部３における輝度比算出の方法について説明する。ここでは、最大階調（白表示時）を２５５とし、さらに、２枚のパネルを重ね合わせた時の黒表示時（階調ｎ＝０）の輝度比をＦ（０）としたとき、上記（１）式の輝度比Ｆ（ｎ）は、以下の（２）式に示すようになる。

Ｆ（ｎ）＝（ｎ／２５５）^2.2 ＋Ｆ（０）………（２）
Ｆ（０）は、以下の（３）式で示すように、各パネル固有の輝度比で求められる。

Ｆ（０）＝ｆａ（０）・ｆｂ（０）………（３）
ここで、ｆａ（０）は、第１のパネルの黒表示時の輝度比、ｆｂ（０）は、第２のパネルの黒表示時の輝度比を示している。

上記（２）式で示される輝度比Ｆ（ｎ）は、以下の（４）式に示すように、２枚のパネルを重ね合わせた場合のモジュール輝度比を表し、このモジュール輝度比が上記階調輝度変換ブロック１で得られた輝度比データとなる。

Ｆ（ｎ）＝ｆａ（ｎ）・ｆｂ（ｎ）………（４）
本実施の形態で使用するパネルの固有の輝度比（図１８に示す階調輝度比特性）を考慮した場合、上記（４）式で示されるモジュール輝度比と、各パネルの輝度比と、階調との関係は、図１９に示す表のようになる。この表において、上パネル輝度比は、第１のパネル輝度比に相当し、下パネル輝度比は、第２のパネル輝度比に相当し、モジュール輝度比は、入力信号の輝度比に相当している。

ここで、上述のように、２枚のパネルを重ね合わせた場合、パネル全体の視角特性は、表示面側に配置される第１のパネル（上パネル）の前後で視角特性に影響される。従って、第１のパネルにおいて、中間調（階調＝１２７，１２８）の前後において視角特性の影響を受けない輝度比に切り替えるようにすればよい。

一般に、液晶パネルの正面の階調輝度比カーブと斜め４５度から見たときの階調輝度比カーブの最大誤差が１０％以上である場合に、階調輝度比カーブの補正が必要なる。

ここで、階調輝度比は、黒輝度を０、白輝度を１として正規化を行って求める。そして、液晶パネルを正面と斜め４５度から見たときの各階調で誤差を比で計算し、その最大値を最大誤差と規定する。

つまり、上記の最大誤差が１０％未満である輝度比が、視角特性の影響を受けない輝度比ということになる。

図１９に示す表では、第１のパネルは、視角特性の影響を受けない輝度比が０．１以下、輝度比が０．９以上に設定されており、それぞれの輝度比に階調が対応付けられている。また、第２のパネルの輝度比は、各階調におけるモジュール輝度比と第１のパネルの輝度比との関係から求められたものである。この図１９に示すデータから、実際の輝度比と階調との関係を示したのが、図２０に示すグラフである。このグラフから、図１８に示すグラフとは異なり、視角特性の影響を受けていないことが分かる。

具体的には、上記第１のパネル用輝度比算出部２は、階調輝度比変換ブロック１からの輝度比データＦ（ｎ）から、第１のパネル用輝度比ｆａ（ｎ）を算出する。

上記ｆａ（ｎ）は、上記（２）式と同じ式、すなわち以下の（５）式にて求めることになる。

ｆａ（ｎ）＝（ｎ／２５５）^2.2 ＋ｆａ（０）………（５）
第１のパネル用輝度比算出部２は、上述の演算により、第１のパネルに出力すべき輝度比ｆａ（ｎ）を求めて、第２のパネル用輝度比算出部３及び輝度比階調ブロック４aに出力する。

上記第２のパネル用輝度比算出部３は、第１のパネル用輝度比算出部２からの輝度比
ｆａ（ｎ）と、階調輝度比変換ブロック１からの輝度比データＦ（ｎ）とから、第２のパネル用輝度比ｆｂ（ｎ）を算出する。

具体的には、上記の（４）式から、以下の（６）式によって算出する。

ｆｂ（ｎ）＝Ｆ（ｎ）／ｆａ（ｎ）………（６）
第２のパネル用輝度比算出部３は、上述の演算により、第２のパネルに出力すべき輝度比ｆｂ（ｎ）を求めて、輝度比階調ブロック４ｂに出力する。

以上のように、上記第１のパネル用輝度比算出部２及び第２のパネル用輝度比算出部３によって算出された各パネル（第１のパネル、第２のパネル）の輝度比は、それぞれ輝度比階調変換ブロック４ａ・４ｂによって、階調データに変換される。

輝度比階調変換ブロック４ａにて変換された階調データは、第１のパネルを駆動するためのパネル駆動回路（１）に出力され、輝度比階調変換ブロック４ｂにて変換された階調データは、第２のパネルを駆動するためのパネル駆動回路（２）に出力される。

このようにして、上記構成の液晶表示装置１００では、第１のパネルに視角特性の影響のない階調の入力信号が入力され、第２のパネルに上記第１のパネルに入力される信号の階調以外の階調の入力信号が入力され、パネル全体としてひとつの階調表示を行う。

これにより、視角特性の影響を受ける一番上のパネル（第１のパネル）に、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調の信号のみが入力されるようになるので、中間調における白浮き現象が生じない表示品位の高い画像を表示することが可能となる。

また、２枚のパネルを重ねて表示させるようにしているので、上述したように、１枚のパネルの場合に比べてコントラストを大幅に向上させることができる。

よって、上記構成の液晶表示装置１００によれば、視角特性に優れ、且つ、コントラストの高い表示を行うことができるという効果を奏する。

なお、本実施の形態では、各液晶パネルの輝度比を求めるために、各種演算式を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、図１９に示すような階調と輝度比との関係をルックアップテーブルとして用いて、各液晶パネルの輝度比を求めてもよい。

〔実施の形態２〕
本発明の液晶表示装置を適用したテレビジョン受信機について、図２１〜図２３を参照しながら以下に説明する。

図２１は、テレビジョン受信機用の液晶表示装置６０１の回路ブロックを示す。

液晶表示装置６０１は、図２１に示すように、Ｙ/Ｃ分離回路５００、ビデオクロマ回
路５０１、Ａ/Ｄコンバータ５０２、液晶コントローラ５０３、液晶パネル５０４、バッ
クライト駆動回路５０５、バックライト５０６、マイコン５０７、階調回路５０８を備えた構成となっている。

上記液晶パネル５０４は、第１の液晶パネルと第２の液晶パネルの２枚構成であり、上述した各実施の形態で説明した何れの構成であってもよい。
上記構成の液晶表示装置６０１において、まず、テレビ信号の入力映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路５００に入力され、輝度信号と色信号に分離される。輝度信号と色信号はビデオクロマ回路５０１にて光の３原色である、Ｒ、Ｇ、Ｂ に変換され、さらに、このアナログＲＧＢ信号はＡ／Ｄコンバータ５０２により、デジタルＲＧＢ信号に変換され、液晶コントローラ５０３に入力される。

液晶パネル５０４では液晶コントローラ５０３からのＲＧＢ信号が所定のタイミングで入力されると共に、階調回路５０８からのＲＧＢそれぞれの階調電圧が供給され、画像が表示されることになる。これらの処理を含め、システム全体の制御はマイコン５０７が行うことになる。

なお、映像信号として、テレビジョン放送に基づく映像信号、カメラにより撮像された映像信号、インターネット回線を介して供給される映像信号、ＤＶＤに記録された映像信号など、様々な映像信号に基づいて表示可能である。

さらに、図２２に示すチューナ部６００ではテレビジョン放送を受信して映像信号を出力し、液晶表示装置６０１ではチューナ部６００から出力された映像信号に基づいて画像（映像）表示を行う。

また、上記構成の液晶表示装置をテレビジョン受信機とするとき、例えば、図２３に示すように、液晶表示装置６０１を第１筐体３０１と第２筐体３０６とで包み込むようにして挟持した構成となっている。

第１筐体３０１は、液晶表示装置６０１で表示される映像を透過させる開口部３０１ａが形成されている。

また、第２筐体３０６は、液晶表示装置６０１の背面側を覆うものであり、該液晶表示装置６０１を操作するための操作用回路３０５が設けられるとともに、下方に支持用部材３０８が取り付けられている。

以上のように、上記構成のテレビジョン受信機や映像モニタにおいて、表示装置に本願発明の液晶表示装置を用いることで、視角特性に優れ、且つコントラストが高い表示品位の高い映像を表示することが可能となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の液晶表示装置は、視角特性の影響が少なく、且つコントラストの高い表示品位の高い画像を得ることができるので、テレビジョン受信機、映画用や放送用のモニタ等に適用できる。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の概略断面図である。 図１に示す液晶表示装置における偏光板とパネルとの配置関係を示す図である。 図１に示す液晶表示装置の画素電極近傍の平面図である。 図１に示す液晶表示装置を駆動する駆動システムの概略構成図である。 図１に示す液晶表示装置のドライバとパネル駆動回路との接続関係を示す図である。 図１に示す液晶表示装置が備えているバックライトの概略構成図である。 図１に示す液晶表示装置を駆動する駆動回路である表示コントローラのブロック図である。 液晶パネル１枚の液晶表示装置の概略断面図である。 図８に示す液晶表示装置における偏光板とパネルとの配置関係を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 （ａ）〜（ｄ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 （ａ）（ｂ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 （ａ）（ｂ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 （ａ）（ｂ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。 本発明の実施形態を示すものであり、図７に示す表示コントローラ内の信号分配部内を示すブロック図である。 パネルの視角特性を示すグラフの一例であり、輝度比と階調との関係を示すグラフである、 各パネルの輝度比と、これら輝度比に対応付けられた階調との関係を示す図である。 図１９に示す図をグラフ化した輝度比と階調との関係を示すグラフである。 本発明の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信機の概略ブロック図である。 図２１に示すテレビジョン受信機におけるチューナ部と液晶表示装置との関係を示すブロック図である。 図２１に示すテレビジョン受信機の分解斜視図である。

符号の説明

１ 階調輝度比変換ブロック（階調輝度比変換手段）
２ 第１のパネル用輝度比算出部
３ 第２のパネル用輝度比算出部
４ａ・４ｂ 輝度比階調変換ブロック（輝度比階調変換手段）
８ 画素電極
１０ 透明基板
１００ 液晶表示装置
１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ 偏光板
２０１ 走査信号用配線
２０２ 補助容量配線
２０３ ＴＦＴ素子
２０４ データ信号用配線
２０５ ドレイン引き出し配線
２０６ 補助容量形成用電極
２０７ 層間絶縁膜
２０８ 画素電極
２１０ 透明基板
２１１ スリットパターン
２１２ａ〜２１２ｆ スリット
２２０ カラーフィルタ基板
２２１ カラーフィルタ
２２２ 突起
２２３ 対向電極
２２４ ブラックマトリクス
２２５ 垂直配向膜
２２６ 液晶
２３０ アクティブマトリクス基板
３０１ 第１筐体
３０１ａ 開口部
３０５ 操作用回路
３０６ 第２筐体
３０８ 支持用部材
４００ 表示コントローラ（表示制御手段）
４０１ 信号分配部
５００ Ｙ／Ｃ分離回路
５０１ ビデオクロマ回路
５０２ Ａ／Ｄコンバータ
５０３ 液晶コントローラ
５０４ 液晶パネル
５０５ クライト駆動回路
５０６ バックライト
５０７ マイコン
５０８ 階調回路
６００ チューナ部
６０１ 液晶表示装置
Ａ 偏光板
Ｂ 偏光板
Ｃ 偏光板

Claims (8)

1. 複数の液晶パネルを光学的に重ね合わせ、該液晶パネルのそれぞれが一つの映像信号に基づいて階調表示を行う液晶表示装置において、
   上記階調表示における最大階調に対応する輝度に対する、任意の階調に対応する輝度の割合を輝度比としたとき、
   少なくとも最表面に配置された液晶パネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調で階調表示させる表示制御手段を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記表示制御手段は、
   入力された映像信号の階調を輝度比に変換し、変換した輝度比から得られる上記最表面に配置された液晶パネルの輝度比に対応付けられた階調で該最表面に配置された液晶パネルを階調表示させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記表示制御手段は、
   入力された映像信号の階調を、階調と輝度比との関係を示す関係式から得られる輝度比に変換する階調輝度比変換手段と、
   上記階調輝度比変換手段によって変換された輝度比から、最表面の液晶パネルに対応付けられた輝度比を上記関係式から導かれる別の関係式によって算出する輝度比算出手段とを備え、
   上記最表面の液晶パネルを、上記輝度比算出手段によって算出された輝度比に対応付けられた階調で表示させることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 上記階調表示における階調域が、０〜２５５の場合、
   上記最表面の液晶パネルに対応付けられた輝度比が０．１以下、且つ、０．９以上であるとき、
   ０〜０．１までの輝度比に対応付けられた階調は、０〜１２７階調であり、
   ０．９〜１．０までの輝度比に対応付けられた階調は、１２８〜２５５階調であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 偏光吸収層が液晶パネルを挟んでクロスニコルの関係に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
6. 液晶パネル２枚以上を光学的に重ね合わせ、該液晶パネルのそれぞれを、映像信号に基づいて階調表示させる液晶駆動装置において、
   上記階調表示における最大階調に対応する輝度に対する任意の階調に対応する輝度の割合を輝度比としたとき、
   最表面に配置された液晶パネルを、視角特性の影響を受けない輝度比に対応付けられた階調により駆動する第１駆動回路を備えていることを特徴とする液晶駆動装置。
7. さらに、上記最表面に配置された液晶パネル以外の液晶パネルを、該液晶パネルで使用する輝度比に対応付けられた階調により駆動する第２駆動回路を備えていることを特徴とする請求項６に記載の液晶駆動装置。
8. テレビジョン放送を受信するチューナ部と、該チューナ部で受信したテレビジョン放送を表示する請求項１〜５の何れか１項に記載の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信機。

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