JP2010026410A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることの可能な表示装置を提供する。
【解決手段】偏光子２０Ａの裏面に偏光制御素子３６を備える。偏光制御素子３６の透過軸ｂは、駆動回路４０（図１，図５参照）からの制御信号に応じて、黒表示の画素位置に対応する部位において偏光子２０Ａの透過軸ｃと交差（直交）する方向を向き、白表示の画素位置に対応する部位において偏光子２０Ａの透過軸ｃと平行となる方向を向く。
【選択図】図７

Description

本発明は、光源と表示パネルとの間に、制御信号による偏光制御の可能な偏光制御素子を備えた表示装置に関する。

従来から、パーソナルコンピュータや、テレビジョン、携帯電話などの表示装置として液晶表示装置が用いられている。一般に、液晶表示装置は、透明電極の形成された一対の透明電極で液晶セルを挟み込んだ液晶表示パネルを、透過軸が互いに直交する一対の偏光板で挟み込んだ構造となっており、液晶セル内の液晶分子の角度を変化させバックライト光量を調整することにより画像を表示するようになっている。

ところで、液晶表示装置では、コントラストを高くすることが商品価値を高める上で極めて重要である。そのため、現在では、液晶表示パネルの両側に設けられている偏光板には、透過軸と平行な偏光光の輝度透過率が７５〜８５％程度となっており、かつ透過軸と直交する偏光光の輝度透過率が０．００５％以下となっているものが一般的に用いられている。また、高級機種においては、上記輝度透過率が０．００１％以下となっているものが市場に登場している。このような輝度透過率を有する偏光板を液晶表示パネルの両側に設けた場合には、コントラストは、理想的には輝度透過率の比と等しく、少なくとも２万〜３万：１以上になるはずである。

しかし、実際には、液晶セル内の光散乱、カラーフィルタ等や顔料微粒子の散乱、位相差フィルムの複屈折の影響を受け、液晶表示パネルに入射した偏光光の偏光解消がわずかながら起こる。そのため、液晶表示パネルに入射した偏光光の偏光方向が乱され、黒表示時のセル全体の透過率が、透過軸が互いに直交するように重ね合せた２枚の偏光板の透過率よりも高くなる。その結果、コントラストは１０００：１〜３０００：１程度となり、偏光板の偏光度からはほど遠い値となっている。

ところで、コントラストを向上させる方法として、光源の局所的な点灯、非点灯を利用する方策が提案されている。これは映像の明るさに応じて光源の出力を調整するもので、偏光板の偏向度を大きくしたり、液晶セルの偏光解消を低減したりするといった方法よりもコントラストを大幅に向上させることができる。特に、バックライトとして、多数のＬＥＤを液晶表示パネルの直下に並べたものを用いる場合には、部分的な点灯、非点灯が容易であり、応答時間も早いことから、上記の方法を用いることによってコントラストを容易に改善することが可能である。

しかし、上記の方法は、光源が冷陰極管である場合や、導光板を用いたエッジライト方式である場合には用いることができない。前者では、冷陰極管の延在方向と平行な方向においてオンオフ制御をすることができず、また一般的な蛍光体の発光速度ではＬＥＤよりも応答速度が遅くなる。また、後者では、構造上局所的に点灯することができない。そのため、これらの方式の光源においてもコントラストを大幅に改善する方法が求められていた。

そこで、光源の方式に依らずにコントラストを向上させる方法として、例えば、特許文献１，２，３，４などでは、透過軸が互いに直交する一対の偏光板で液晶表示パネルを挟み込んだものをさらにもう一枚用意し、これを光シャッタ用として用いることが開示されている。

特開２００８−５１９１２号公報 特開２００８−１５２８９号公報 特開平３−０５５９２号公報 特開平３−１１３４２７号公報

しかし、上記の方法では、光シャッタ用の液晶表示パネルの両面に一枚ずつ偏光板が配置されているので、２枚の偏光板を設けた分だけ、黒表示時の輝度を低く抑えることができるものの、白表示時の輝度までもが大幅に低下してしまうという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることの可能な表示装置を提供することにある。

本発明の第１の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルを備えている。表示パネルの一の面側には第１偏光子が設けられており、表示パネルの他の面側には第２偏光子が設けられている。この表示装置には、第１偏光子側から表示パネルを照明する面発光源が設けられており、第１偏光子と面発光源との間に、第３偏光子と、制御信号に応じて透過軸の向きが変化する偏光制御素子とが第１偏光子側から順に配置されている。この表示装置は、さらに、制御信号を出力する制御部を備えている。この制御部は、偏光制御素子の透過光の偏光軸が、黒表示の画素位置に対応する部位において第１偏光子の透過軸と交差する方向を向き、白表示の画素位置に対応する部位において第１偏光子の透過軸と平行となる方向を向くように偏光制御素子の透過軸の向きを制御する制御信号を出力するようになっている。

本発明の第１の表示装置では、偏光制御素子の透過光の偏光軸が、黒表示の画素位置に対応する部位において第１偏光子の透過軸と交差する方向を向き、白表示の画素位置に対応する部位において第１偏光子の透過軸と平行となる方向を向く。これにより、偏光制御素子のうち黒表示の画素位置に対応する部位を透過した光は第１偏光子に吸収されるので、第１偏光子で吸収されずに第１偏光子を透過した場合と比べて、表示パネルのうち黒表示の画素位置に入射する光量が減少する。また、偏光制御素子では、偏光制御素子を透過する際に偏光軸の向きが調整されるだけであり、光吸収はほとんど起こらないので、偏光制御素子のうち白表示の画素位置に対応する部位に入射した光はほとんど減衰せずに偏光制御素子および第１偏光子を透過して、表示パネルのうち白表示の画素位置に入射する。

本発明の第２の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルを備えている。表示パネルの一の面側には第１偏光子が設けられており、表示パネルの他の面側には第２偏光子が設けられている。この表示装置には、第１偏光子側から表示パネルを照明する面発光源が設けられており、第１偏光子と面発光源との間に、第３偏光子と、制御信号に応じて第３偏光子の透過光を散乱または透過する偏光制御素子とが第１偏光子側から順に配置されている。この表示装置は、さらに、制御信号を出力する制御部を備えている。この制御部は、第３偏光子の透過光を黒表示の画素位置に対応する部位において散乱し、白表示の画素位置に対応する部位において透過させるように偏光制御素子を制御する制御信号を出力するようになっている。

本発明の第２の表示装置では、偏光制御素子によって、第３偏光子の透過光が黒表示の画素位置に対応する部位において散乱され、白表示の画素位置に対応する部位において透過する。これにより、偏光制御素子のうち黒表示の画素位置に対応する部位で散乱された光は第１偏光子に吸収されるので、第１偏光子で吸収されずに第１偏光子を透過した場合と比べて、表示パネルのうち黒表示の画素位置に入射する光量が減少する。また、偏光制御素子では、偏光制御素子を透過する際に光損失はほとんどないので、偏光制御素子のうち白表示の画素位置に対応する部位に入射した光はほとんど減衰せずに偏光制御素子および第１偏光子を透過して、表示パネルのうち白表示の画素位置に入射する。

本発明の第１の表示装置によれば、偏光制御素子の透過光の偏光軸が、黒表示の画素位置に対応する部位において第１偏光子の透過軸と交差する方向を向き、白表示の画素位置に対応する部位において第１偏光子の透過軸と平行となる方向を向くようにしたので、表示パネルのうち黒表示の画素位置に入射する光量が減少し、表示パネル内で生じる偏光解消を低減することができる。さらに、偏光制御素子のうち白表示の画素位置に対応する部位に入射した光はほとんど減衰せずに偏光制御素子および第１偏光子を透過して、表示パネルのうち白表示の画素位置に入射するので、白表示時の輝度の低下を抑えることができる。従って、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることができる。

本発明の第２の表示装置によれば、偏光制御素子によって、第３偏光子の透過光を黒表示の画素位置に対応する部位において散乱し、白表示の画素位置に対応する部位において透過させるようにしたので、表示パネルのうち黒表示の画素位置に入射する光量が減少し、表示パネル内で生じる偏光解消を低減することができる。さらに、偏光制御素子のうち白表示の画素位置に対応する部位に入射した光はほとんど減衰せずに偏光制御素子および第１偏光子を透過して、表示パネルのうち白表示の画素位置に入射するので、白表示時の輝度の低下を抑えることができる。従って、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表示装置１の概略構成の一例を表したものである。この表示装置１は、液晶表示パネル１０（表示パネル）と、この液晶表示パネル１０を挟む偏光子２０Ａ（第１偏光子）および偏光子２０Ｂ（第２偏光子）と、偏光子２０Ｂの背後に配置された照明装置３０と、液晶表示パネル１０を駆動して映像を表示させる駆動回路４０とを備えており、偏光子２０Ａの表面が観察者（図示せず）側に向けられている。

液晶パネル１０は、映像を表示するためのものである。この液晶パネル１０は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、液晶パネル１０は、図２に示したように、照明装置３０側から順に、透明基板１１、画素電極１２、配向膜１３、液晶層１４、配向膜１５、共通電極１６、カラーフィルタ１７および透明基板１８を有している。

透明基板１１，１８は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、照明装置３０側の透明基板１１には、図示しないが、画素電極１２に電気的に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。

画素電極１２および共通電極１６は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなる。画素電極１２は、透明基板１１上に格子配列またはデルタ配列されたものであり、画素ごとの電極として機能する。他方、共通電極１６は、カラーフィルタ１７上に一面に形成されたものであり、各画素電極１２に対して対向する共通電極として機能する。

配向膜１３，１５は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。

液晶層１４は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、後述するように、駆動回路４０からの印加電圧により、照明装置３０からの射出光の偏光軸の向きを画素ごとに変える機能を有する。なお、液晶の配列を多段階で変えることにより画素ごとの透過軸の向きが多段階で調整される。

カラーフィルタ１７は、液晶層１４を透過してきた光を、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離したり、または、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白（Ｗ）などの四色にそれぞれ色分離したりするカラーフィルタを、画素電極１２の配列と対応させて配列したものである。フィルタ配列（画素配列）としては、一般的に、ストライプ配列や、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列のようなものがある。

偏光子２０Ａは、液晶表示パネル１０の光入射側に配置された偏光子であり、偏光子２０Ｂは液晶表示パネル１０の光射出側に配置された偏光子である。偏光子２０Ａ，２０Ｂは、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。なお、偏光子２０Ａは、透過軸以外の振動方向の光（偏光）を吸収する吸収型の偏光素子であってもよいが、照明装置３０側に反射する反射型の偏光素子であることが輝度向上の観点から好ましい。偏光子２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置３０からの射出光が液晶層１４を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

偏光子２０Ａの透過軸は、後述の反射型偏光子３５の透過軸と平行となっているか、または反射型偏光子３５の透過軸と交差（直交）している。

照明装置３０は、光源３１を有している。この照明装置では、例えば、図１に示したように、光源３１の液晶表示パネル１０側に、拡散板３２、拡散シート３３、プリズムシート３４、反射型偏光素子３５（第３偏光子）および偏光制御素子３６が光源３１側から順に配置されており、他方、光源３１の背後に、反射シート３７が配置されている。このように、照明装置３０はいわゆる直下型となっていることが好ましいが、例えば、図３に示したように、導光板３８を使用するサイドエッジ型となっていてもよい。

なお、図１における光源３１および反射シート３７が、本発明の「面発光源」の一具体例に相当する。また、図３においては、光源３１、導光板３８および反射シート３７が、本発明の「面発光源」の一具体例に相当する。

光源３１は、例えば、図１に示したように、複数の線状光源が等間隔（例えば２０ｍｍ間隔）で並列配置されたものである。線状光源は、典型的には、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）と呼ばれる冷陰極蛍光ランプであるが、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの点状光源を直線状に配置したものであってもよい。なお、光源３１は、例えば上記の点状光源を格子状に等間隔で配置したものであってもよい。

反射シート３７は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）およびポリカーボネートを光源３１側から順に積層したものであり、光源３１からの射出光の一部を、液晶表示パネル１０の方向へ反射するようになっている。これにより、光源３１からの射出光を効率的に利用することができる。

拡散板３２は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に拡散材（フィラ）を分散させることにより形成されたものである。拡散シート３３は、例えば、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に拡散材を含む透明樹脂（バインダ）を塗布することにより形成されたものである。板状またはフィルム状の透明樹脂には、例えばＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられる。拡散材には、例えば、ＳｉＯ_２などの無機フィラや、アクリルなどの有機フィラなどが用いられる。

プリズムシート３４は、例えば、透光性を有する樹脂材料からなり、プリズムシート３４を含む面が液晶表示パネル１０の表面と平行となるように配置されている。このプリズムシート３４の光射出側の面（表面）には、複数の凸部３４ａが形成されている。また、この輝度向上フィルム３３の光入射側の面（裏面）は、例えば鏡面となっている。

複数の凸部３４ａは、線状または錐体状の立体形状を有している。各凸部３４ａが線状の立体形状を有しており、かつ光源３１が線状光源である場合には、当該各凸部３４ａの延在方向が光源３１の延在方向と平行となるように並列配置されていることが好ましい。ただし、その場合に、各凸部３４ａは、光源３１の延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。

反射型偏光素子３５は、例えば屈折率の互いに異なる層を交互に積層した多層構造（図示せず）を有しており、プリズムシート３４によって指向性の高められた光をｐｓ分離すると共にｐ波だけを透過させ、ｓ波を選択的に反射するようになっている。反射されたｓ波は、光源３１の背後に配置された反射シート３７などで再び反射され、その際にp波とs波に分かれるので、反射型偏光素子３５で反射されたｓ波を再利用することができる。なお、反射型偏光素子３５は、上記多層構造を一対の拡散シートで挟み込んだ構造となっていてもよい。その場合には、その多層構造を透過したｐ波が反射型偏光素子３５内の拡散シートで拡散されるので、視野角が広がる。

偏光制御素子３６は、映像に含まれる黒表示部分の黒輝度を極力抑えるためのものである。この偏光制御素子３６は、例えば、制御信号に応じて各画素が駆動される透過型のパネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、偏光制御素子３６は、図４に示したように、照明装置３０側から順に、透明基板５１、Ｘ電極５２、配向膜５３、液晶層５４、配向膜５５、Ｙ電極５６および透明基板５７を有している。

透明基板５１，５７は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、本実施の形態では、照明装置３０側の透明基板５１にはＴＦＴなどの駆動回路は形成されていない。

Ｘ電極５２およびＹ電極５６は、例えばＩＴＯからなる。Ｘ電極５２は、透明基板５１上に、一の方向に延在して形成されており、Ｙ電極５６は、透明基板５７上に、Ｘ電極５２と直交する方向に延在して形成されている。Ｘ電極５２およびＹ電極５６の対向部分が画素ごとの電極として機能する。つまり、偏光制御素子３６は、単純マトリクス駆動型のパネルである。

偏光制御素子３６の画素ピッチＰ２は、液晶表示パネル１０の画素ピッチＰ１と等しいか、それよりも広くなっており、偏光制御素子３６の画素が液晶表示パネル１０の１または複数の画素ごとに一つずつ対応して配置されている。通常、液晶表示パネル１０において互いに隣接する画素間の輝度差はあまりないことから、偏光制御素子３６の画素ピッチＰ２が、液晶表示パネル１０の画素ピッチＰ１よりも多少広くなっていても映像表示上、特に問題となることはない。また、通常、映像において黒表示部分の輝度を極力低く抑える必要があるのは映像に占める黒表示部分が広範囲に渡る場合であることから、偏光制御素子３６の画素ピッチＰ２が、液晶表示パネル１０の画素ピッチＰ１よりもかなり広くなっていても、映像に占める黒表示部分が広範囲に渡る場合においては、映像表示上、特に問題となることはない。

配向膜５３，５５は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。

液晶層５４は、例えば、ＴＮモード、ＶＡモードまたはＩＰＳモードなどの配向液晶からなり、後述するように、駆動回路４０からの印加電圧により、反射型偏光素子３５を透過してきた光の偏光軸の向きを画素ごとに変える機能を有する。この液晶層５４は、液晶の配列を２段階もしくは多段階で変えることにより画素ごとの透過軸の向きを２段階もしくは多段階で調整可能となっている。なお、偏光面を回転させた際に波長分散などの影響を少なくできることから、ＴＮモードの配向液晶を液晶層５４に用いることが好ましい。また、必要に応じて、斜め方向の色づきを抑制する位相差補償層を液晶層５４の光射出側の面に接して設けてもよい。

ここで、偏光制御素子３６の透過軸（偏光制御素子３６の透過光の偏光軸）は、駆動回路４０からの制御信号（後述の駆動電圧４６ａ）に応じて、偏光子２０Ａの透過軸と平行となる方向を向いたり、偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）する方向を向いたりするようになっている。

例えば、偏光子２０Ａの透過軸が反射型偏光子３５の透過軸と平行となっている場合には、制御信号がオフしている時（例えば駆動電圧４６ａがゼロボルトとなっている時）に偏光制御素子３６の透過軸が偏光子２０Ａの透過軸と平行となっており、制御信号がオンすると（例えば、駆動電圧４６ａが、偏光制御素子３６へ入射した光の偏光軸を９０°回転させる値になると）、偏光制御素子３６の透過軸は回転し、偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）する。

また、例えば、偏光子２０Ａの透過軸が反射型偏光子３５の透過軸と交差（直交）している場合には、制御信号がオフしている時に偏光制御素子３６の透過光の偏光軸が偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）し、制御信号がオンすると、偏光制御素子３６の透過軸が回転し、偏光子２０Ａの透過軸と平行となる。

図５は、駆動回路４０の機能ブロックを表したものである。駆動回路４０は、外部からの映像信号を処理してＲＧＢ信号４１ａを生成すると共にＲＧＢ信号を二値化もしくは多値化することによって得られる階調信号４１ｂを生成する映像処理部４１と、この映像処理部４１からのＲＧＢ信号４１ａを記憶するフレームメモリである映像メモリ４２と、映像処理部４１からの階調信号４１ｂを記憶するフレームメモリである階調メモリ４３と、液晶表示パネル１０内の各画素電極１２へ、一ライン分のＲＧＢ信号４２ａに基づく駆動電圧４４ａを供給するＸドライバ４４と、液晶表示パネル１０内の走査線（図示せず）を順次走査するＹスキャナ４５と、偏光制御素子３６内のＸ電極５２へ、画素ごとの階調信号４１ｂに基づく駆動電圧４６ａを順次供給するＸドライバ４６と、偏光制御素子３６内のＹ電極５６を順次走査するＹスキャナ４７と、これらＸドライバ４４、Ｙドライバ４５、Ｘドライバ４６およびＹスキャナ４７を制御する制御部４８とによって構成されている。

ここで、映像処理部４１における二値化処理は、例えば、ＲＧＢ信号４１ａのうち中間階調および高階調（白表示）に対応する信号を１とし、ＲＧＢ信号４１ａのうち低階調（黒表示）に対応する信号を０とするような処理のことを指す。また、映像処理部４１における多値化処理は、例えば、ＲＧＢ信号４１ａに対して、ＲＧＢ信号４１ａの輝度レベルに応じた正数を割り当てる処理のことを指す。

Ｘドライバ４６は、偏光制御素子３６の透過軸（偏光制御素子３６の透過光の偏光軸）を偏光子２０Ａの透過軸と平行となる方向に向けたり、偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）する方向に向けたりする制御を行うものである。

例えば、偏光子２０Ａの透過軸が反射型偏光子３５の透過軸と平行となっており、かつ、偏光制御素子３６が、制御信号がオフしている時に偏光制御素子３６の透過軸が偏光子２０Ａの透過軸と平行となるように構成されている場合には、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する画素に対して、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力しない。つまり、Ｘドライバ４６は、ゼロボルトを出力する。このとき、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素に対しては、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力する。つまり、Ｘドライバ４６は、偏光制御素子３６へ入射した光の偏光軸を９０°回転させるような値の電圧を出力する。図６（Ａ）に、このときの、偏光制御素子３６のオンオフ動作と液晶表示パネル１０の白表示および黒表示との関係をまとめておく。

また、例えば、偏光子２０Ａの透過軸が反射型偏光子３５の透過軸と平行となっており、かつ、偏光制御素子３６が、制御信号がオフしている時に偏光制御素子３６の透過軸が偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）するように構成されている場合には、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する画素に対して、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力する。つまり、Ｘドライバ４６は、偏光制御素子３６へ入射した光の偏光軸を９０°回転させるような値の電圧を出力する。このとき、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素に対しては、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力しない。つまり、Ｘドライバ４６は、ゼロボルトを出力する。図６（Ｂ）に、このときの、偏光制御素子３６のオンオフ動作と液晶表示パネル１０の白表示および黒表示との関係をまとめておく。

また、例えば、偏光子２０Ａの透過軸が反射型偏光子３５の透過軸と交差（直交）しており、かつ、偏光制御素子３６が、制御信号がオフしている時に偏光制御素子３６の透過軸が偏光子２０Ａの透過軸と平行となるように構成されている場合には、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する画素に対して、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力しない。つまり、Ｘドライバ４６は、ゼロボルトを出力する。このとき、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素に対しては、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力する。つまり、Ｘドライバ４６は、偏光制御素子３６へ入射した光の偏光軸を９０°回転させるような値の電圧を出力する。図６（Ａ）に、このときの、偏光制御素子３６のオンオフ動作と液晶表示パネル１０の白表示および黒表示との関係をまとめておく。

また、例えば、偏光子２０Ａの透過軸が反射型偏光子３５の透過軸と交差（直交）しており、かつ、偏光制御素子３６が、制御信号がオフしている時に偏光制御素子３６の透過軸が偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）するように構成されている場合には、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する画素に対して、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力する。つまり、Ｘドライバ４６は、偏光制御素子３６へ入射した光の偏光軸を９０°回転させるような値の電圧を出力する。このとき、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素に対しては、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力しない。つまり、Ｘドライバ４６は、ゼロボルトを出力する。図６（Ｂ）に、このときの、偏光制御素子３６のオンオフ動作と液晶表示パネル１０の白表示および黒表示との関係をまとめておく。

次に、本実施の形態の表示装置１の作用および効果について、図７（Ａ），（Ｂ）、図８（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ説明する。なお、図７（Ａ），（Ｂ）、図８（Ａ），（Ｂ）は、表示装置１内における偏光状態の一例を模式的に表したものである。

光源３１から照射され、拡散板３２、拡散シート３３およびプリズムシート３４を透過した無偏光の光は、反射型偏光素子３５の裏面に入射する。反射型偏光素子３５の裏面に入射した光のうち反射型偏光素子３５の透過軸ａと平行な偏光成分は、反射型偏光素子３５を透過し、偏光制御素子３６の裏面に入射する。一方、反射型偏光素子３５の裏面に入射した光のうち反射型偏光素子３５の透過軸ａと交差する偏光成分は、反射型偏光素子３５で反射され、その反射光は、拡散板３２、拡散シート３３およびプリズムシート３４の表面、あるいは反射シート３７で反射され、無偏光となって再び反射型偏光素子３５へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、光の取出し効率が高まり、正面輝度が向上する。

偏光制御素子３６の裏面に入射した偏光光の偏光軸は、偏光制御素子３６によって、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する部位において偏光子２０Ａの透過軸と交差（直交）する方向に制御され、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する部位において偏光子２０Ａの透過軸と平行となる方向に制御される。

例えば、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、偏光子２０Ａの透過軸ｃが反射型偏光子３５の透過軸ａと平行となっている場合には、白表示の画素位置に対応する部位において、図７（Ａ）に示したように、偏光制御素子３６の透過軸ｂが偏光子２０Ａの透過軸ｃと平行となるように、制御信号（駆動電圧４６ａ）によって偏光制御素子３６の透過軸ｂが制御され、黒表示の画素位置に対応する部位において、図７（Ｂ）に示したように、偏光制御素子３６の透過軸ｂが偏光子２０Ａの透過軸ｃと交差（直交）するように、制御信号（駆動電圧４６ａ）によって偏光制御素子３６の透過軸ｂが制御される。

また、例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、偏光子２０Ａの透過軸ｃが反射型偏光子３５の透過軸ａと交差（直交）している場合には、白表示の画素位置に対応する部位において、図８（Ａ）に示したように、偏光制御素子３６の透過軸ｂが偏光子２０Ａの透過軸ｃと交差（直交）するように、制御信号（駆動電圧４６ａ）によって偏光制御素子３６の透過軸ｂが制御され、黒表示の画素位置に対応する部位において、図８（Ｂ）に示したように、偏光制御素子３６の透過軸ｂが偏光子２０Ａの透過軸ｃと平行となるように、制御信号（駆動電圧４６ａ）によって偏光制御素子３６の透過軸ｂが制御される。

偏光制御素子３６を透過してきた偏光光は偏光子２０Ａへ入射する。偏光子２０Ａへ入射した光のうち、偏光子２０Ａの偏光軸ｃと交差する偏光成分は偏光子２０Ａで吸収または反射され、偏光軸ｃと平行な偏光成分は偏光子２０Ａを透過する。偏光子２０Ａを透過した光は、液晶表示パネル１０において画素ごとに印加された電圧の大きさ応じて偏光制御がなされ、カラーフィルタ１７（図２参照）によって色分離されたのち偏光子２０Ｂへ入射し、偏光子２０Ｂの透過軸ｄと平行な偏光成分だけが偏光子２０Ｂを透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置１において画像が表示される。

ところで、従来では、入射した偏光光が液晶表示パネルの内部を通過して射出側の偏光板で吸収されるようになっていた。そのため、非常に大きな光強度の偏光光が液晶表示パネルの内部を通過していたので、偏光解消によって偏光面が乱れ、射出側の偏光板で吸収されずに漏れる光量が多く、黒表示の輝度を暗くすることが難しかった。

一方、本実施の形態では、偏光子２０Ａの裏面に偏光制御素子３６を設け、偏光制御素子３６の透過軸ｂが、駆動回路４０からの制御信号（駆動電圧４６ａ）に応じて、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する部位において偏光子２０Ａの透過軸ｃと交差（直交）する方向を向くようになっている。これにより、偏光制御素子３６のうち黒表示の画素位置に対応する部位を透過した光は液晶表示パネル１０に入射する前に、液晶表示パネル１０の裏面に配置された偏光子２０Ａに吸収または反射される。その結果、液晶表示パネル１０の偏光解消によって偏光面が乱されてしまう光自身を小さくすることができるので、黒表示の輝度をより暗くすることができる。

また、従来では、コントラストを向上させるために、透過軸が互いに直交する一対の偏光板で液晶表示パネルを挟み込んだものをさらにもう一枚用意し、これを光シャッタ用として用いることがあった。しかし、その方法では、光シャッタ用の液晶表示パネルの両面に一枚ずつ偏光板が配置されているので、２枚の偏光板を設けた分だけ、黒表示時の輝度を低く抑えることができるものの、白表示時の輝度までもが大幅に低下してしまうという問題があった。

一方、本実施の形態では、偏光子２０Ａの裏面に偏光制御素子３６を設け、偏光制御素子３６の透過軸ｂが、駆動回路４０からの制御信号（駆動電圧４６ａ）に応じて、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する部位において偏光子２０Ａの透過軸ｃと平行となる方向を向くようになっている。このとき、偏光制御素子３６では、偏光制御素子３６を透過する際に偏光軸ｂの向きが調整されるだけであり、反射型偏光子３５における光損失はあまりない。特に、図７（Ａ）に示したように、偏光子２０Ａの透過軸ｃが反射型偏光子３５の透過軸ａと平行となっており、かつ、偏光制御素子３６への入射光の偏光軸を偏光制御素子３６内で回転させずに、偏光制御素子３６への入射光を単に透過させるようになっている場合には、反射型偏光子３５における光損失はほとんどない。そのため、偏光制御素子３６のうち白表示の画素位置に対応する部位に入射した光はほとんど減衰せずに偏光制御素子３６および偏光子２０Ａを透過して、液晶表示パネル１０のうち白表示の画素位置に入射する。その結果、白表示時の輝度の低下を抑えることができ、偏光制御素子３６を設けていない従来のものとほとんど変わらない白表示の輝度を得ることができる。

従って、本実施の形態では、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることができる。

また、本実施の形態では、照明装置３０内に偏光制御素子３６を設けるにあたって、照明装置３０の方式（例えば、直下型、サイドエッジ型）が限定さることはないことから、照明装置３０の方式に依らずに、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることができる。

［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置２の概略構成の一例を表したものである。この表示装置２は、上記実施の形態の偏光制御素子３６の代わりに偏光制御素子６１を有する照明装置６０を備えている点で、上記実施の形態の表示装置１の構成と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。

偏光制御素子６１は、上記実施の形態の偏光制御素子３６と同様、映像に含まれる黒表示部分の黒輝度を極力抑えるためのものである。この偏光制御素子６１は、例えば、制御信号に応じて各画素が駆動される透過型のパネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、偏光制御素子６１は、図１０に示したように、照明装置３０側から順に、透明基板５１、Ｘ電極５２、配向膜５３、液晶層６２、配向膜５５、Ｙ電極５６および透明基板５７を有している。

液晶層６２は、いわゆるポリマー分散型液晶によって構成されており、具体的には、高分子によって主に形成されたバルク６２Ａと、バルク６２Ａ内に分散されると共にモノマーによって主に形成された微粒子状の複数の微粒子６２Ｂとを含んだ複合層となっている。このポリマー分散型液晶は、例えば、光硬化型や熱硬化型のモノマーと液晶との混合液体を２枚の透明基板間に注入した後、熱印加や紫外線照射によりモノマーのみを硬化させることにより作成可能なものである。なお、実際に、上記したようにしてポリマー分散型液晶を作製すると、微粒子６２Ｂが完全に独立した微粒子ではなく、ネットワーク状（スポンジ状）になっており、微粒子６２Ｂとバルク６２Ａとを完全に切り分けることが難しい場合もある。

このポリマー分散型液晶では、電圧が印加されていな場合には、カプセル化された微粒子６２Ｂがランダムな方向を向いている（図１１（Ａ）参照）。そのため、微粒子６２Ｂは屈折率に異方性を有さず、全方位の屈折率の値がバルク６２Ａの屈折率よりも高くなる。この時に、液晶層６２に光が入射すると、バルク６２Ａと微粒子６２Ｂの屈折率差により光はバルク６２Ａと微粒子６２Ｂとの界面によって散乱される。また、所定の電圧が印加さている場合には、微粒子６２Ｂ内の液晶が電圧印加方向（液晶層６２の厚さ方向）に沿って並ぶ（図１１（Ｂ）参照）。そのため、微粒子６２Ｂに屈折率異方性が発現し、電圧印加方向と平行な方向の屈折率が電圧印加方向と直交する方向の屈折率よりも低くなる。このとき、電圧印加方向と平行な方向の屈折率とバルク６２Ａの屈折率がほぼ一致するようになっている場合には、界面での屈折率差がないので液晶層６２内に入射した光は散乱されずに液晶層６２を透過することができる。このように、液晶層６２は、制御信号（駆動電圧４６ａ）に応じて、入射光（偏光光）を透過、または散乱させることができる。

図１２は、ポリマー分散型液晶として日本板硝子ウムプロダクツ株式会社製のウムフィルム（登録商標）を用いた場合の印加交流電圧Ｖｐｐと、直線透過率との関係を表したものである。図１２から、印加交流電圧Ｖｐｐを小さくすることにより入射光（偏光光）を散乱させ、印加交流電圧Ｖｐｐを大きくすることにより入射光（偏光光）を透過させることができることがわかる。

本実施の形態では、Ｘドライバ４６は、反射型偏光子３５の透過光を液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素において散乱したり、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する部位において透過させたりする制御を行うものである。

例えば、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する画素に対して制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力し、微粒子６２Ｂ内のモノマーを電圧印加方向（液晶層６２の厚さ方向）に沿って並ばせる。また、Ｘドライバ４６は、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素に対しては、制御信号（駆動電圧４６ａ）を出力せず、微粒子６２Ｂ内の液晶をランダムな方向に向かせておく。図１３（Ａ）に、このときの、偏光制御素子６１のオンオフ動作と液晶表示パネル１０の白表示および黒表示との関係をまとめておく。

次に、本実施の形態の表示装置２の作用および効果について、図１４（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ説明する。なお、図１４（Ａ），（Ｂ）は、表示装置２内における偏光状態の一例を模式的に表したものである。

光源３１から照射され、拡散板３２、拡散シート３３およびプリズムシート３４を透過した無偏光の光は、反射型偏光素子３５の裏面に入射する。反射型偏光素子３５の裏面に入射した光のうち反射型偏光素子３５の透過軸ａと平行な偏光成分は、反射型偏光素子３５を透過し、偏光制御素子６１の裏面に入射する。一方、反射型偏光素子３５の裏面に入射した光のうち反射型偏光素子３５の透過軸ａと交差する偏光成分は、反射型偏光素子３５で反射され、その反射光は、拡散板３２、拡散シート３３およびプリズムシート３４の表面、あるいは反射シート３７で反射され、無偏光となって再び反射型偏光素子３５へ入射する。このようなリサイクルが繰り返されることにより、光の取出し効率が高まり、正面輝度が向上する。

偏光制御素子６１の裏面に入射した偏光光は、偏光制御素子６１によって、液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する部位において散乱され、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する部位において透過するように制御される。

例えば、白表示の画素位置に対応する部位において、図１１（Ｂ）に示したように、微粒子６２Ｂ内のモノマーが電圧印加方向（液晶層６２の厚さ方向）に沿って並ぶように、制御信号（駆動電圧４６ａ）によって微粒子６２Ｂ内の液晶の配列が制御され、黒表示の画素位置に対応する部位において、図１１（Ａ）に示したように、微粒子６２Ｂ内のモノマーがランダムな方向に向くように、制御信号（駆動電圧４６ａ）によって微粒子６２Ｂ内のモノマーの配列が制御される。

偏光制御素子６１を透過してきた偏光光は偏光子２０Ａへ入射する。偏光子２０Ａへ入射した光のうち、偏光子２０Ａの偏光軸ｃと交差する偏光成分は偏光子２０Ａで吸収または反射され、偏光軸ｃと平行な偏光成分は偏光子２０Ａを透過する。偏光子２０Ａを透過した光は、液晶表示パネル１０において画素ごとに印加された電圧の大きさ応じて偏光制御がなされ、カラーフィルタ１７によって色分離されたのち偏光子２０Ｂへ入射し、偏光子２０Ｂの透過軸ｄと平行な偏光成分だけが偏光子２０Ｂを透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置２において画像が表示される。

ところで、従来では、入射した偏光光が液晶表示パネルの内部を通過して射出側の偏光板で吸収されるようになっていた。そのため、非常に大きな光強度の偏光光が液晶表示パネルの内部を通過していたので、偏光解消によって偏光面が乱れ、射出側の偏光板で吸収されずに漏れる光量が多く、黒表示の輝度を暗くすることが難しかった。

一方、本実施の形態では、偏光子２０Ａの裏面に偏光制御素子６１を設け、反射型偏光子３５の透過光を液晶表示パネル１０における低階調（黒表示）の画素位置に対応する画素において散乱したり、液晶表示パネル１０における中間階調および高階調（白表示）の画素位置に対応する部位において透過させたりするようになっている。これにより、偏光制御素子６１のうち黒表示の画素位置に対応する部位に入射した光は、偏光子２０Ａおよび液晶表示パネル１０に入射する前に、偏光制御素子６１で散乱される。その結果、液晶表示パネル１０の偏光解消によって偏光面が乱されてしまう光自身を小さくすることができる。さらに、偏光制御素子６１のうち黒表示の画素位置に対応する部位から漏れ出た光は、液晶表示パネル１０の表側に配置された偏光子２０Ｂによって吸収される（図１４（Ｂ）参照）。従って、黒表示の輝度をより暗くすることができる。

また、従来では、コントラストを向上させるために、透過軸が互いに直交する一対の偏光板で液晶表示パネルを挟み込んだものをさらにもう一枚用意し、これを光シャッタ用として用いることがあった。しかし、その方法では、光シャッタ用の液晶表示パネルの両面に一枚ずつ偏光板が配置されているので、２枚の偏光板を設けた分だけ、黒表示時の輝度を低く抑えることができるものの、白表示時の輝度までもが大幅に低下してしまうという問題があった。

一方、本実施の形態において、偏光子２０Ａの裏面に偏光制御素子３６を設け、駆動回路４０からの制御信号（駆動電圧４６ａ）に応じて微粒子６２Ｂ内の液晶を電圧印加方向（液晶層６２の厚さ方向）に沿って並ばせて、微粒子６２Ｂの、電圧印加方向と平行な方向の屈折率とバルク６２Ａの屈折率がほぼ一致するようにした場合には、液晶層６２内に入射した光は偏光軸を回転させずに液晶層６２を透過することができる。このとき、偏光制御素子６１では、偏光制御素子６１を透過する際に微粒子６２Ｂ内のモノマーの向き調整されるだけであり、反射型偏光子６１における光損失はほとんどない。そのため、偏光制御素子６１のうち白表示の画素位置に対応する部位に入射した光はほとんど減衰せずに偏光制御素子６１および偏光子２０Ａを透過して、液晶表示パネル１０のうち白表示の画素位置に入射する。その結果、白表示時の輝度の低下を抑えることができ、偏光制御素子６１を設けていない従来のものとほとんど変わらない白表示の輝度を得ることができる。

従って、本実施の形態では、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることができる。

また、本実施の形態においても、照明装置３０内に偏光制御素子６１を設けるにあたって、照明装置３０の方式（例えば、直下型、サイドエッジ型）が限定さることはないことから、照明装置３０の方式に依らずに、白表示時の輝度の低下を抑えつつ、コントラストを向上させることができる。

［第１および第２の実施の形態の変形例］

第１の実施の形態では、偏光制御素子３６は単純マトリクス駆動型のパネルとなっていたが、スタティック駆動型やＴＦＴ駆動型のパネルとなっていてもよい。なお、スタティック駆動とは、画素ごとに上下に単独で配線パターンを形成し、時分割せずに駆動するものである。

また、上記第１および第２の実施の形態において、偏光子２０Ａが、透過軸以外の振動方向の光（偏光）を吸収する吸収型の偏光素子となっている場合には、照明装置３０の上面（例えば、図１５に示したように、偏光子２０Ａと偏光制御素子３６との間）に、偏光子２０Ａの透過軸と平行な透過軸を有する反射型偏光素子３９を設けることが好ましい。この場合、反射型偏光素子３９の透過軸は、偏光子２０Ａの透過軸と平行となっていることが好ましい。このようにした場合には、偏光子２０Ａで吸収される光の割合を低減することができるので、光の利用効率が高まり正面輝度が向上する。

また、上記第２の実施の形態において、図１６に示したように、照明装置３０が導光板３８を使用するサイドエッジ型となっていてもよい。

また、上記第１および第２の実施の形態では、プリズムシートの凸部３４ａが形状異方性を有するのみで、屈折率異方性を有していない場合が例示されていたが、プリズムシート３４の凸部３４ａが形状異方性だけでなく、屈折率異方性も有していてもよい。例えば、凸部３４ａの延在方向の屈折率が凸部３４ａの配列方向の屈折率よりも小さくなっていてもよいし、その逆に、凸部３４ａの配列方向の屈折率が凸部３４ａの延在方向の屈折率よりも小さくなっていてもよい。ただし、屈折率の小さな方向がプリズムシート３４の透過軸となるので、プリズムシート３４の透過軸が反射型偏光素子３５の透過軸と平行となるようにプリズムシート３４を配置することが好ましい。

プリズムシート３４の凸部３４ａが屈折率異方性を有している場合には、プリズムシート３４は、プリズムシート３４へ入射する光の透過特性を偏光状態に応じて変えることができる。従って、この場合には、プリズムシート３４に対して反射型偏光素子３５の機能を付与したことと等価になるので、反射型偏光素子３５をなくすることも可能である。なお、反射型偏光素子３５をなくした場合には、記第１の実施の形態では、偏光子２０Ａの透過軸は、偏光制御素子３６の構成に応じて、プリズムシート３４の透過軸と平行となっているか、またはプリズムシート３４の透過軸と交差（直交）することになる。

［実施例］
次に、本発明の実施例１，２について、比較例１，２と対比して説明する。実施例１の表示装置は、上記第１の実施の形態に係る表示装置１の一具体例に対応しており、ソニー株式会社製の４０インチ液晶テレビ「ブラビア２５００」（ブラビアはソニー株式会社の登録商標）において、液晶パネルと反射型偏光素子の間に、５インチのＴＮ型液晶パネルを偏光制御素子として画面中央に設置したものである。実施例１において、反射型偏光子の透過軸と、制御信号が印加されていない時の偏光制御素子（ＴＮ型液晶パネル）偏光軸と、液晶表示パネルの裏面側の偏光子の透過軸とを互いに平行にしておいた。実施例２の表示装置は、上記第２の実施の形態に係る表示装置２の一具体例に対応しており、実施例１の表示装置におけるＴＮ型液晶パネルの代わりに、日本板硝子ウムプロダクツ株式会社製の「ウムフィルム」（ウムフィルムは日本板硝子ウムプロダクツ株式会社の登録商標）を偏光制御素子として設置したものである。比較例１の表示装置は、実施例１の表示装置においてＴＮ型液晶パネルをなくしたものである。比較例２の表示装置は、実施例１の表示装置においてＴＮ型液晶パネルの両面に、透過軸が互いに直交する２枚の偏光子を１枚ずつ設けたものである。

実施例１，２、比較例１，２の表示装置の輝度、具体的には、画面全体を白表示にしたときの輝度（白輝度）と、画面全体を黒表示にしたときの輝度（黒輝度）をトプコン株式会社製の分光放射輝度計ＳＲ−ＵＬ１を用いて計測した。図１７に、白輝度を黒輝度で規格化した値をコントラストとして表し、白輝度を最大輝度として表した。なお、実施例１の白輝度についてはＴＮ型液晶パネルに電圧を印加せずに計測した（この場合には、ＴＮ型液晶パネルによって偏光面が９０°回転する）。また、実施例１の黒輝度についてはＴＮ型液晶パネルに、入射偏光が９０°回転しないように３０Ｖｐｐという大きな電圧を印加した状態で計測した。実施例２の白輝度についてはウムフィルム（登録商標）に、周波数1ｋＨｚ、電圧４０Ｖｐｐの電圧を印加した状態で計測した。また、実施例２の黒輝度についてはウムフィルム（登録商標）に電圧を印加しないで計測した。

図１７の実施例１および比較例１の結果から、液晶パネルと反射型偏光素子の間にＴＮ型液晶パネルを偏光制御素子として設け、それを駆動させることにより、ＴＮ型液晶パネルを設けていない場合と比べて、コントラストを約３．８倍に向上させることができ、かつ、最大輝度の低下を３％以下にすることができることがわかった。

また、図１７の実施例２および比較例１の結果から、液晶パネルと反射型偏光素子の間にウムフィルム（登録商標）を偏光制御素子として設け、それを駆動させることにより、ウムフィルム（登録商標）を設けていない場合と比べて、コントラストを約２倍に向上させることができ、かつ、最大輝度の低下を１０％以下にすることができることがわかった。

また、図１７の比較例１，２の結果から、ＴＮ型液晶パネルの両面に、透過軸が互いに直交する２枚の偏光子を１枚ずつ設けることにより、ＴＮ型液晶パネルおよび２枚の偏光子のいずれも設けていない場合と比べて、コントラストを約７倍に向上させることができるが、最大輝度が約４７％も低下してしまうことがわかった。

以上、実施の形態、変形例および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、照明装置３０内に拡散板３２、拡散シート３３、プリズムシート３４、反射型偏光素子３５および偏光制御素子３６などの光学シートを設けていたが、必要に応じて、それ以外の光学シートを設けてもよいし、拡散板３２、拡散シート３３またはプリズムシート３４をなくしてもよい。

また、上記実施の形態等では、表示装置１内に液晶表示パネル１０を設けている場合を例示して説明したが、液晶表示パネル１０と同様の機能を有する他の表示パネルを設けてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す断面図である。 図１の液晶表示パネルの構成の一例を表す断面図である。 図１の表示装置の構成の他の例を表す断面図である。 図１の偏光制御素子の構成の一例を表す断面図である。 図１の駆動回路の構成を機能ブロックごとに表す概略図である。 図１の偏光制御素子のオンオフ動作と液晶表示パネルの白表示および黒表示との関係の一例について表す関係図である。 図１の表示装置内の偏光状態の一例について説明するための模式図である。 図１の表示装置内の偏光状態の他の例について説明するための模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す断面図である。 図９の偏光制御素子の構成の一例を表す断面図である。 図９の偏光制御素子内の作用について説明するため模式図である。 図９の偏光制御素子における印加交流電圧と直線透過率との関係の一例を表す関係図である。 図９の偏光制御素子のオンオフ動作と液晶表示パネルの白表示および黒表示との関係の一例について表す関係図である。 図９の表示装置内の偏光状態の一例について説明するための模式図である。 図１の表示装置の構成のその他の例を表す断面図である。 図９の表示装置の構成の他の例を表す断面図である。 実施例および比較例に係る表示装置のコントラストおよび最大輝度を表す対比図である。

符号の説明

１，２…表示装置、１０…液晶表示パネル、１１，１８，５１，５７…透明基板、１２…画素電極、１３，１５，５３，５５…配向膜、１４，５４，６２…液晶層、１６…共通電極、１７…カラーフィルタ、２０Ａ，２０Ｂ…偏光子、３０，６０…照明装置、３１…光源、３２…拡散板、３３…拡散シート、３４…プリズムシート、３４ａ…凸部、３５，３９…反射型偏光素子、３６，６１…偏光制御素子、３７…反射シート、３８…導光板、４０…駆動回路、４１…映像処理部、４２…映像メモリ、４３…二値メモリ、４４，４６…Ｘドライバ、４４ａ，４６ａ…駆動電圧、４５，３７…Ｙスキャナ、４８…制御部、５２…Ｘ電極、５６…Ｙ電極、６２Ａ…バルク、６２Ｂ…微粒子。

Claims (15)

1. マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
   前記表示パネルの一の面側に設けられた第１偏光子と、
   前記表示パネルの他の面側に設けられた第２偏光子と、
   前記第１偏光子側から前記表示パネルを照明する面発光源と、
   前記第１偏光子と前記面発光源との間に設けられた第３偏光子と、
   前記第１偏光子と前記第３偏光子との間に設けられ、制御信号に応じて透過軸の向きが変化する偏光制御素子と、
   前記偏光制御素子の透過光の偏光軸が、黒表示の画素位置に対応する部位において前記第１偏光子の透過軸と交差する方向を向き、白表示の画素位置に対応する部位において前記第１偏光子の透過軸と平行となる方向を向くように前記偏光制御素子の透過軸の向きを制御する制御信号を出力する制御部と
   を備えた表示装置。
2. 前記第１偏光子の透過軸は、前記第３偏光子の透過軸と平行となっており、
   前記偏光制御素子は、前記制御信号が印加されていない時に前記偏光制御素子の透過光の偏光軸が前記第１偏光子の透過軸と平行となり、前記制御信号が印加されている時に前記偏光制御素子の透過光の偏光軸が前記第１偏光子の透過軸と交差するように構成されている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１偏光子の透過軸は、前記第３偏光子の透過軸と交差しており、
   前記偏光制御素子は、前記制御信号が印加されていない時に前記偏光制御素子の透過光の偏光軸が前記第１偏光子の透過軸と交差し、前記制御信号が印加されている時に前記偏光制御素子の透過光の偏光軸が前記第１偏光子の透過軸と平行となるように構成されている請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第３偏光子は反射型偏光素子である請求項１に記載の表示装置。
5. 前記第１偏光子は反射型偏光素子である請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１偏光子と前記偏光制御素子との間に反射型偏光素子を備える請求項１に記載の表示装置。
7. 前記反射型偏光素子の透過軸は、前記第１偏光子の透過軸と平行となっている請求項６に記載の表示装置。
8. 前記偏光制御素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向面にそれぞれ設けられた一対の透明電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた液晶層とを有する請求項１に記載の表示装置。
9. 前記一対の透明電極のうち少なくとも一方は、前記表示パネルの画素ピッチよりも広いピッチでマトリクス状に配置された複数の画素電極を有する請求項８に記載の表示装置。
10. 前記面発光源はエッジライト型である請求項１に記載の表示装置。
11. 前記面発光源は直下型である請求項１に記載の表示装置。
12. マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
    前記表示パネルの一の面側に設けられた第１偏光子と、
    前記表示パネルの他の面側に設けられた第２偏光子と、
    前記第１偏光子側から前記表示パネルを照明する面発光源と、
    前記第１偏光子と前記面発光源との間に設けられた第３偏光子と、
    前記第１偏光子と前記第３偏光子との間に設けられ、制御信号に応じて前記第３偏光子の透過光を散乱または透過する偏光制御素子と、
    前記第３偏光子の透過光を黒表示の画素位置に対応する部位において散乱し、白表示の画素位置に対応する部位において透過させるように前記偏光制御素子を制御する制御信号を出力する制御部と
    を備えた表示装置。
13. 前記第１偏光子の透過軸は、前記第３偏光子の透過軸と平行となっており、
    前記偏光制御素子は、前記制御信号が印加されていない時に、前記第３偏光子の透過光を散乱し、前記制御信号が印加されている時に、前記第３偏光子の透過光を、偏光軸を変化させずに透過させる請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記偏光制御素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向面にそれぞれ設けられた一対の透明電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた液晶層とを有し、
    前記液晶層は高分子と液晶を含んだ複合層となっており、前記複合層内の液晶部分が微粒子状となっている請求項１２に記載の表示装置。
15. 前記複数の微粒子は、前記制御信号が印加されていない時に、当該微粒子の、前記液晶層の厚さ方向の屈折率が前記バルクの、前記液晶層の厚さ方向の屈折率とは異なる値となり、前記制御信号が印加されている時に、当該微粒子の、前記液晶層の厚さ方向の屈折率が前記バルクの、前記液晶層の厚さ方向の屈折率と等しい値となるように構成されている請求項１４に記載の表示装置。

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