JP4861793B2 - テレビ - Google Patents

Description

本発明は、コントラスト比を高めるための表示装置の構成に関する。

従来のブラウン管と比べて、非常に薄型、軽量化を図った表示装置、所謂フラットパネルディスプレイにつき、開発が進められている。そのフラットパネルディスプレイにおいて、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、電子線を利用したＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）等が競合しており、付加価値を高め、他製品と差別化するために低消費電力化、高コントラスト比化が求められている。

一般的に、液晶表示装置には、互いの基板にそれぞれ一枚の偏光板が設けられており、コントラスト比を維持している。コントラスト比が高まるにつれ、きれいな黒表示を行うことができ、ホームシアターのように暗室で映像を見る場合に、高い表示品質を提供することができる。

例えば、偏光板の偏光度不足および偏光度の不均一分布により発生する表示の不均一性とコントラスト比を改善するため、液晶セルの視認側にある基板の外側に第１の偏光板を設け、視認側と反対の基板の外側に第２の偏光板を設け、当該基板側に設けられた補助光源からの光を第２の偏光板を通して偏光させて液晶セルを通過する際、その偏光度を高めるために第３の偏光板を設ける構成が提案されている（特許文献１参照）。
国際公開第００／３４８２１号パンフレット

前記のとおりではあるものの、その後もコントラスト比を高める要求は留まることはなく、液晶表示装置においてコントラスト向上の研究がされている。また偏光度の高い偏光板は、その価格が高いことが問題となる。

上記課題を鑑み本発明は、互いに対向するように配置された透光性基板に、それぞれ複数の偏光板を重ねた偏光板積層構造体を設けることを特徴とする。その偏光板積層構造体は、複数の偏光板を重ねた積層構造を有するものであり、その偏光板積層構造体と基板間には波長板、位相差板を有してもよい。

以下に本発明の具体的な構成を示す。
本発明の一形態は、互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、前記第１の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、前記第２の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有することを特徴とする表示装置である。

本発明の別形態は、互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、前記第１の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、前記第２の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有し、前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と、前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とがクロスニコルとなるように配置されたことを特徴とする表示装置である。

本発明の別形態は、互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の間に挟持された表示素子と、前記第１の透光性基板、又は前記第２の透光性基板の内側に設けられたカラーフィルターと、前記第１の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、前記第２の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有し、前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と、前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とがクロスニコルとなるように配置されたことを特徴とする表示装置である。

本発明の別形態は、互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、前記第１の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、前記第２の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有し、しかも前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と、前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とがクロスニコルとなるように配置され、かつその際における透過率変化が前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とをパラレルニコルに配置した際の透過率変化よりも小さいことを特徴とする表示装置である。

本発明の別形態は、互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、前記第１の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、前記第２の透光性基板の外側に複数の偏光板が重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有し、しかも前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と、前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とがクロスニコルとなるように配置され、かつ前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とをパラレルニコルに配置した際の透過率と、前記クロスニコルとなるように配置された際の透過率の比が、第１の透光性基板の外側及び第２の透光性基板の外側に、それぞれ単層の偏光板をパラレルニコルに配置した際の透過率と、第１の透光性基板の外側及び第２の透光性基板の外側に、それぞれ単層の偏光板をクロスニコルに配置した際の透過率の比よりも高いことを特徴とする表示装置である。

本発明において、偏光板積層構造体とは、複数の偏光板の光透過面が接するように重ねて配置されていることをいい、例えば２枚の偏光板の場合には、第１の偏光板と、第２の偏光板の光透過面が接するように重ねて配置されていることをいう。
本発明において、表示素子は液晶素子であることが好ましい。
前記のとおりではあるが、表示素子は液晶素子に限定されるわけではなく、自発光素子であってもよい。

本発明において、１つの透光性基板上に、複数の偏光板の光透過面を重ねて設けるといった簡便な構造により、表示装置のコントラスト比を高めることができる。

以下において、本発明について、発明を実施するための最良の形態を含む、各種実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の表示装置の概念について説明する。
図１（Ａ）には、偏光板積層構造体を設けた表示装置の断面図、図１（Ｂ）には該表示装置の斜視図を示す。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置を例にして説明する。

図１（Ａ）に示すように、互いに対向するように配置された第１の基板１０１及び第２の基板１０２に、液晶素子を有する層１００が挟持されている。それら基板は、透光性を有する絶縁基板（以下、透光性基板とも記す）とする。それには、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板等を用いることができる。さらには、ポリエチレン−テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック基板、アクリル等の可撓性を有する基板を適用することもできる。

基板の外側、つまり液晶素子を有する層と接しない側には、偏光板の光透過面が積層された偏光板積層構造体が設けられている。すなわち、第１の基板１０１側には、第１の偏光板１０３及び第２の偏光板１０４の光透過面が重ねられた偏光板積層構造体１３６が設けられ、第２の基板１０２側には、第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６が同様に重ねられた偏光板積層構造体１３７が設けられている。

これら偏光板は、公知の材料から形成することができ、例えば基板側から接着層、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とヨウ素の混合層、ＴＡＣが順に積層された構成を用いることができる。ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とヨウ素の混合層により、偏光度を制御することができる。また偏光板とは、その形状から偏光フィルムと呼ぶこともある。

図１（Ｂ）に示すように、第１の偏光板１０３の吸収軸と、第２の偏光板１０４の吸収軸とを平行となるように積層する。この平行状態を、パラレルニコルと呼ぶ。同様に、第３の偏光板１０５の吸収軸と、第４の偏光板１０６の吸収軸とを平行となるように、つまりパラレルニコルとなるように積層する。

このように複数の偏光板が積層された構造のものを、本発明では偏光板積層構造体といい、２つの偏光板積層構造体は、それらを形成する偏光板の吸収軸が直交をなすように配置される。
すなわち、第１の基板１０１に配置された偏光板積層構造体１３６を形成する偏光板１０３、１０４の吸収軸と、第２の基板１０２に配置された偏光板積層構造体１３７を形成する偏光板１０５、１０６の吸収軸が直交をなすように配置され、この直交状態をクロスニコルと呼ぶ。

なお、偏光板の特性上、吸収軸と直交方向には透過軸がある。そのため、透過軸同士が平行となる場合もパラレルニコルと呼ぶことができる。また、透過軸同士が直交となる場合もクロスニコルと呼ぶことができる。

このように偏光板同士の吸収軸がパラレルニコルとなるように積層された偏光板積層構造体を用いることにより、吸収軸方向の光漏れを低減することができる。そして、一方の側の偏光板積層構造体の偏光板と、他方側の偏光板積層構造体の偏光板をクロスニコルとなるように基板に配置することにより、２つの基板にそれぞれ単層の偏光板を設け、両偏光板をクロスニコルとなるように配置した場合と比べて光漏れを低減でき、その結果表示装置のコントラスト比を高めることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、具体的な液晶表示装置の構成について図２を用いて説明する。
その図２には、積層構造を有する偏光板を設けた液晶表示装置の断面図を示す。

その液晶表示装置は、画素部２０５、及び駆動回路部２０８を有する。画素部２０５、及び駆動回路部２０８において、基板３０１上に、下地膜３０２が設けられている。基板３０１には、上記実施の形態１と同様の絶縁基板を適用することができる。また、一般的に合成樹脂からなる基板は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後、転置することによっても採用することが可能となる。

画素部２０５には、該下地膜３０２を介してスイッチング素子となるトランジスタが設けられている。本実施の形態では、該トランジスタに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い、これをスイッチングＴＦＴ３０３と呼び、そのＴＦＴは、多くの方法で作製することができる。例えば、活性層として、結晶性半導体膜を適用する。結晶性半導体膜上には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられる。該ゲート電極を用いて該活性層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極は、単層構造、又は積層構造を有することができる。

その不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有するＴＦＴを、ＬＤＤ（Light doped drain）構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このようなＴＦＴを、ＧＯＬＤ（Gate Overlaped LDD）構造と呼ぶ。図２においては、ＧＯＬＤ構造を有するスイッチングＴＦＴ３０３を示す。またスイッチングＴＦＴ３０３の極性は、不純物領域にリン（Ｐ）等を用いることによりｎ型とする。ｐ型とする場合は、ボロン（Ｂ）等を添加すればよい。

その後、ゲート電極等を覆う保護膜を形成する。保護膜に混入された水素元素により、結晶性半導体膜のダングリングボンドを終端することができる。さらに平坦性を高めるため、層間絶縁膜３０５を形成してもよい。層間絶縁膜３０５には、有機材料もしくは無機材料、又はそれらの積層構造を用いることができる。そして、層間絶縁膜３０５、保護膜、ゲート絶縁膜に開口部を形成し、不純物領域と接続された配線を形成する。このようにして、スイッチングＴＦＴ３０３を形成することができる。なお、本発明は、スイッチングＴＦＴ３０３の構成に限定されるものではない。

そして、配線に接続された画素電極３０６を形成する。
さらに、スイッチングＴＦＴ３０３と同時に、容量素子３０４を形成することができる。本実施の形態では、ゲート電極と同時に形成された導電膜、保護膜及び層間絶縁膜３０５、画素電極３０６の積層体により、容量素子３０４を形成する。

また、結晶性半導体膜を用いることにより、画素部と駆動回路部を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素部のトランジスタと、駆動回路部２０８のトランジスタとは同時に形成される。駆動回路部２０８に用いるトランジスタは、ＣＭＯＳ回路を構成するため、ＣＭＯＳ回路３５４と呼ぶ。ＣＭＯＳ回路３５４を構成するＴＦＴは、スイッチングＴＦＴ３０３と同様の構成とすることができる。またＧＯＬＤ構造に変えて、ＬＤＤ構造を用いることができ、必ずしも同様の構成とする必要はない。

画素電極３０６を覆うように配向膜３０８を形成する。配向膜３０８にはラビング処理を施す。このラビング処理は特定の液晶のモードのとき行わないことがある。例えばＶＡモードのときには処理を行わなくてもよい。

次に、対向基板３２０を用意する。対向基板３２０の内側、つまり液晶に接する側には、カラーフィルター３２２、及びブラックマトリクス（ＢＭ）３２４を設けることができる。これらは公知の方法で作製することができるが、所定の材料が滴下される液滴吐出法（代表的にはインクジェット法）により形成すると、材料の無駄をなくすことができる。カラーフィルター等は、スイッチングＴＦＴ３０３が配置されない領域に設ける。すなわち、光の透過領域、つまり開口領域と対向するようにカラーフィルターを設ける。

なお、カラーフィルター等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。液晶素子は、一対の電極間の電圧により液晶の配向をかえることができる素子であって、本実施の形態では画素電極３０６と、対向電極３２３と、これらの間にある液晶層とを指す。

なお、バックライトにＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルターを設けない場合がある。ブラックマトリクス３２４は、スイッチングＴＦＴ３０３やＣＭＯＳ回路３５４の配線による外光の反射を低減するためにも設けられている。そのためスイッチングＴＦＴ３０３やＣＭＯＳ回路３５４と重なるように設ける。なお、ブラックマトリクス３２４は、容量素子３０４に重なるように形成してもよい。容量素子３０４を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。

そして、対向電極３２３、配向膜３２６を設ける。配向膜３２６にはラビング処理を施す。このラビング処理は、特定の液晶のモードによっては処理を行わないことがある。例えばＶＡモードのときにはラビング処理を行わなくともよい。

なお、ＴＦＴが有する配線、ゲート電極、画素電極３０６、対向電極３２３は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（indium zinc oxide）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ₂）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物から選ぶことができる。

このようなものが設けられた対向基板３２０を、封止材３２８を用いて、基板３０１に貼り合わせる。封止材３２８は、ディスペンサ等を用いて、基板３０１上または対向基板３２０上に描画することができる。また基板３０１と、対向基板３２０との間隔を保持するため、画素部２０５、駆動回路部２０８の一部にスペーサ３２５を設ける。スペーサ３２５は、柱状、又は球状といった形状を有する。

このように貼り合わされた基板３０１及び対向基板３２０間に、液晶３１１を注入する。液晶を注入する場合、真空中で行うとよい。また液晶３１１は、注入法以外の方法により形成することができる。例えば、液晶３１１を滴下し、その後対向基板３２０を貼り合わせてもよい。このような滴下法は、注入法を適用しづらい大型基板を扱うときに適用するとよい。

液晶３１１は、液晶分子を有しており、液晶分子の傾きを画素電極３０６、及び対向電極３２３により制御する。具体的には、画素電極３０６と、対向電極３２３とに印加される電圧により制御する。このような制御は、駆動回路部２０８に設けられた制御回路を用いる。なお制御回路は、必ずしも基板３０１上に形成される必要はなく、接続端子３１０を介して接続された回路を用いてもよい。このとき、接続端子３１０と接続するために、導電性微粒子を有する異方性導電膜を用いることができる。また接続端子３１０の一部には、対向電極３２３が導通しており、対向電極３２３の電位をコモンとすることができる。例えば、バンプ３３７を用いて導通をとることができる。

次いで、バックライトユニット３５２の構成について説明する。バックライトユニット３５２は、蛍光を発する光源３３１として冷陰極管、熱陰極管、ダイオード、無機ＥＬ、有機ＥＬ、蛍光を効率よく導光板３３５に導くためのランプリフレクタ３３２、蛍光が全反射しながら全面に光を導くための導光板３３５、明度のムラを低減するための拡散板３３６、導光板３３５の下に漏れた光を再利用するための反射板３３４を有するように構成されている。そのバックライトユニット３５２には、光源３３１の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源３３１の輝度を制御することができる。

さらに、基板３０１とバックライトユニット３５２の間には偏光板積層構造体３１６が設けられ、対向基板３２０にも偏光板積層構造体３２１が設けられている。両偏光板積層構造体３１６、３２１は、位相差フィルムを有した状態で積層してもよく、基板３０１、対向基板３２０に接着されている。
このような液晶表示装置に対して、偏光板積層構造体を設けたことにより、偏光板単層のときと比べて黒表示の透過率の減少が白表示よりも大きいためコントラスト比を高めることができる。

また、本実施の形態２では、液晶素子を有する表示装置を用いて説明したが、自発光素子を有する発光装置にも適用することができる。その発光装置における表示素子は、一対の電極間の電圧や電流により発光が制御される素子であって、陽極と、陰極と、これらの間にある発光層等とを指す。その発光装置において、対向する一対の基板を共に透明基板とし、両方向へ光を発光させる構成を用いるとき、該基板の外側にそれぞれ偏光板積層構造体を設け、コントラスト比を高めることができる。しかも、発光装置は、液晶表示装置と比べて動画応答速度が高く、より薄型化された表示装置とすることができる。

さらに、偏光板積層構造体と位相差板を組み合わせることにより、広視野角化または円偏光板による反射防止として機能させることができる。本発明は、偏光板を積層した偏光板積層構造体を用いることを特徴としており、偏光板積層構造体と基板間に位相差板を設ける構成であっても、コントラスト比を高めることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態でも、偏光板積層構造体を有するが、上記実施の形態２と異なり、非晶質半導体膜を有するＴＦＴを用いた液晶表示装置について説明する。

図３には、スイッチング用素子に非晶質半導体膜を用いたトランジスタ（以下、非晶質ＴＦＴと呼ぶ）の液晶表示装置の構成について説明する。画素部２０５には、非晶質ＴＦＴからなるスイッチングＴＦＴ３０３が設けられている。非晶質ＴＦＴは、公知の方法により形成することができるが、例えばチャネルエッチ型の場合、下地膜３０２上にゲート電極を形成し、ゲート電極を覆ってゲート絶縁膜、非晶質半導体膜、ｎ型半導体膜、ソース電極及びドレイン電極を形成する。

その後、そのソース電極及びドレイン電極を用いて、ｎ型半導体膜に開口部を形成する。このとき、非晶質半導体膜の一部も除去されるため、チャネルエッチ型と呼ぶ。さらに、保護膜を形成して、非晶質ＴＦＴを形成することができる。また、非晶質ＴＦＴは、チャネル保護型もあり、その場合にはソース電極及びドレイン電極を用いて、ｎ型半導体膜に開口部を形成するとき、非晶質半導体膜が除去されないように保護膜を設ける。その他の構成は、チャネルエッチ型と同様とすることができる。

そして、図２と同様に配向膜３０８を形成し、ラビング処理を施す。このラビング処理は特定の液晶のモードによっては処理を行わないことがある。例えばＶＡモードのときには処理を行わなくてもよい。
さらに、図２と同様に対向基板３２０を用意し、封止材３２８により貼り合わせる。これらの間に、液晶３１１を封入することにより液晶表示装置を形成することができる。

また、図２と同様に、基板３０１とバックライトユニット３５２の間には偏光板積層構造体３１６が設けられ、対向基板３２０にも偏光板積層構造体３２１が設けられている。偏光板積層構造体３１６、３２１は、位相差フィルムを有した状態で積層してもよく、基板３０１、対向基板３２０に接着されている。

このようにスイッチングＴＦＴ３０３として非晶質ＴＦＴを用いて、液晶表示装置を形成する場合、動作性能を考慮して、駆動回路部２０８には、シリコンウェハから形成されるＩＣ４２１をドライバとして実装することができる。例えば、ＩＣ４２１が有する配線と、スイッチングＴＦＴ３０３に接続される配線とを、導電性微粒子４２２を有する異方性導電体を用いて、接続することにより、スイッチングＴＦＴ３０３を制御する信号を供給することができる。なお、ＩＣの実装方法はこれに限定されず、ワイヤボンディング法により実装することもできる。

また、さらに接続端子３１０を介して、制御回路と接続することができる。このとき、接続端子３１０と接続するために、導電性微粒子４２２を有する異方性導電膜を用いることができる。
その他の構成は、図２と同様であるため、説明を省略する。

このような液晶表示装置に対して、偏光板積層構造体を設けたことにより、偏光板単層のときと比べて黒表示の透過率の減少が白表示よりも大きいためコントラスト比を高めることができる。

（実施の形態４）
液晶表示装置における液晶の駆動方法には、基板に対して直交方向に電圧を印加する縦電界方式、基板に対して平行方向に電圧を印加する横電界方式がある。本発明の偏光板積層構造体を設ける構成は、縦電界方式であっても、横電界方式であっても適用することができる。そこで、本実施の形態４では、本発明の偏光板積層構造体を、各種液晶モードに適用した形態について説明する。

まず、図６にはＴＮモードの液晶表示装置の模式図を示す。
図１（Ａ）と同様に、互いに対向するように配置された第１の基板１０１及び第２の基板１０２に、液晶素子を有する層１００が挟持されている。そして第１の基板１０１側には、第１の偏光板１０３及び第２の偏光板１０４が重ねられた偏光板積層構造体１３６が設けられ、第２の基板１０２側には、第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６が重ねられた偏光板積層構造体１３７が設けられている。

それらの偏光板積層構造体においては、第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４はパラレルニコルとなるように配置されており、第３の偏光板１０５と第４の偏光板１０６もパラレルニコルとなるように配置されており、かつ両偏光板積層構造体に設けられている第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。 また、第１の基板１０１及び第２の基板１０２上には、それぞれ第１の電極１０８、第２の電極１０９が設けられている。さらに、バックライトと反対側、つまり表示面側の電極、例えば第２の電極１０９は、少なくとも透光性を有するように形成する。

このような構成を有する液晶表示装置において、ノーマリーホワイトモードの場合、第１の電極１０８及び第２の電極１０９に電圧が印加（縦電界方式と呼ぶ）されると、図６（Ａ）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。

そして、図６（Ｂ）に示すように、第１の電極１０８及び第２の電極１０９の間に電圧が印加されていないときは白色表示となる。このとき、液晶分子は横に並び、平面内で捩れている状態となる。その結果、バックライトからの光は積層された偏光板を具備する偏光板積層構造体が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。
なお、ＴＮモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。

図７にはＶＡモードの液晶表示装置の模式図を示す。ＶＡモードは、無電界の時に液晶分子が基板に垂直となるように配向されているモードである。

図６と同様に、第１の基板１０１、及び第２の基板１０２上には、それぞれ第１の電極１０８及び第２の電極１０９が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり表示面側の電極、例えば第２の電極１０９は、少なくとも透光性を有するように形成する。第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４は、偏光板積層構造体１３６を形成しパラレルニコルとなるように配置され、第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６も偏光板積層構造体１３７を形成しパラレルニコルとなるように配置されており、しかも第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

このような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０８及び第２の電極１０９に電圧が印加される（縦電界方式）と、図７（Ａ）に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。そうすると、バックライトからの光は、偏光板積層構造体が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。

そして、図７（Ｂ）に示すように、第１の電極１０８及び第２の電極１０９の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。

このようにオフ状態では、液晶分子が基板に対して垂直に立ち上がって、黒表示となり、逆にオン状態では液晶分子が基板に対して水平に倒れて白表示となる。オフ状態では液晶分子が立ち上がっているため、偏光されたバックライトからの光は、液晶分子の複屈折の影響を受けることなくセル内を通過し、対向基板側の偏光板積層構造体を形成する偏光板で完全に遮断することができる。そのため、積層された偏光板、すなわち偏光板積層構造体を設けることにより、さらなるコントラストの向上が見込まれる。また液晶が対称になるよう配向したＭＶＡモードに、本発明の偏光板積層構造体を適用することもできる。
なお、ＶＡモード、又はＭＶＡモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。

図８にはＯＣＢモードの液晶表示装置の模式図を示す。ＯＣＢモードは、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償状態を形成しており、これはベンド配向と呼ばれる。

図６と同様に、第１の基板１０１、及び第２の基板１０２上には、それぞれ第１の電極１０８、第２の電極１０９が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり表示面側の電極、例えば第２の電極１０９は、少なくとも透光性を有するように形成する。第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４は偏光板積層構造体１３６を形成しパラレルニコルとなるように配置され、第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６も偏光板積層構造体１３７を形成しパラレルニコルとなるように配置されており、しかも両偏光板積層構造体を形成する第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

このような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０８及び第２の電極１０９に電圧が印加される（縦電界方式）と、図８（Ａ）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず、黒色表示となる。

そして、図８（Ｂ）に示すように、第１の電極１０８及び第２の電極１０９の間に電圧が印加されていないときは白色表示となる。このとき、液晶分子は弓状に曲がって並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は偏光板が積層された偏光板積層構造体が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。

このようなＯＣＢモードでは、液晶層で生じる複屈折を、積層された偏光板により形成された偏光板積層構造体で補償することにより、広視野角を実現することができ、勿論コントラストを高めることができる。

図９にはＩＰＳモードの液晶表示装置の模式図を示す。ＩＰＳモードは、液晶分子を基板に対して常に平面内で回転させるモードであり、電極は一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。

ＩＰＳモードは一方の基板に設けられた一対の電極により液晶を制御することを特徴とする。そのため、第２の基板１０２上に一対の電極１１１、１１２が設けられている。一対の電極１１１、１１２は、それぞれ透光性を有するとよい。偏光板積層構造体１３６を形成する第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４はパラレルニコルとなるように配置され、同様に偏光板積層構造体１３７を形成する第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６もパラレルニコルとなるように配置されており、しかも両偏光板積層構造体を形成する第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

このような構成を有する液晶表示装置において、一対の電極１１１、１１２に電圧が印加されると、図９（Ａ）に示すように白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、偏光板積層構造体が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。

そして、図９（Ｂ）に示すように、一対の電極１１１、１１２の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、ラビング方向に沿って並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
なお、ＩＰＳモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。

本発明の偏光板積層構造体を縦電界方式の液晶表示装置に適用すると、さらなる高コントラスト比の表示を行うことができる。このような縦電界方式は、室内で用いるコンピュータ用表示装置や大型テレビとして好適である。
また、本発明の偏光板積層構造体を横電界方式の液晶表示装置に適用すると、広視野角に加えて、高コントラスト比の表示とすることができる。このような横電界方式は、携帯用の表示装置に好適である。

なお、本発明はＦＬＣ（強誘電性液晶）モード、ＡＦＬＣ（反強誘電性液晶）モードにおいても適用できる。
図１０には、ＦＬＣモード及びＡＦＬＣモードの液晶表示装置の模式図を示す。

図６と同様に、第１の基板１０１及び第２の基板１０２上には、それぞれ第１の電極１０８、第２の電極１０９が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり表示面側の電極、例えば第２の電極１０９は、少なくとも透光性を有するように形成する。偏光板積層構造体１３６を形成する第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４はパラレルニコルとなるように配置され、同様に偏光板積層構造体１３７を形成する第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６もパラレルニコルとなるように配置されており、しかも両偏光板積層構造体を形成する第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

このような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０８及び第２の電極１０９に電圧が印加（縦電界方式と呼ぶ）されると、図１０（Ａ）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。

そして、図１０（Ｂ）に示すように、第１の電極１０８及び第２の電極１０９の間に電圧が印加されていないときは白色表示となる。このとき、液晶分子は電圧印加時とは異なる角度で横に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は偏光板積層構造体が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。

なお、ＦＬＣモード及びＡＦＬＣモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。
その他、本発明は、旋光モード、散乱モード、複屈折モードの液晶表示装置、偏光板を基板の両側に配置する表示装置において適用できる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、バックライトの構成について説明する。バックライトは光源を有するバックライトユニットとして表示装置に設けられ、バックライトユニットは効率よく光を散乱させるため、光源は反射板により囲まれている。

図５（Ａ）に示すように、バックライトユニット２５２は、光源として冷陰極管４０１を用いることができる。また、冷陰極管４０１からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。冷陰極管４０１は、大型表示装置に用いることが多い。これは冷陰極管からの輝度の強度のためである。そのため、冷陰極管を有するバックライトユニットは、パーソナルコンピュータのディスプレイに用いることができる。

図５（Ｂ）に示すように、バックライトユニット２５２は、光源としてダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。例えば、白色に発するダイオード（Ｗ）４０２を所定の間隔に配置する。また、ダイオード（Ｗ）４０２からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。

また、図５（Ｃ）に示すように、バックライトユニット２５２は、光源として各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５を用いることができる。各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５を用いることにより、白色を発するダイオード（Ｗ）４０２のみと比較して、色再現性を高くすることができる。また、各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０２からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。

また、さらに図５（Ｄ）に示すように、光源として各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５を用いる場合、それらの数や配置を同じとする必要はない。例えば、発光強度の低い色（例えば緑）を複数配置してもよい。
さらに、白色を発するダイオード４０２（Ｗ）と、各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５とを組み合わせて用いてもよい。
なお、ＲＧＢのダイオードを有する場合、フィールドシーケンシャルモードを適用すると、時間に応じて、ダイオードを順次点灯させることによりカラー表示を行うことができる。

このようにダイオードを用いると、輝度が高いため、大型表示装置に適する。また、ＲＧＢ各色の色純度が良いため冷陰極管と比べて色再現性に優れており、配置面積を小さくすることができるため、小型表示装置に適応すると、狭額縁化を図ることができる。

また、光源を必ずしも図５に示すバックライトユニットとして配置する必要はない。例えば、大型表示装置にダイオードを有するバックライトを搭載する場合、ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このときダイオードは、所定の間隔を維持し、各色のダイオードを順に配置させることができる。ダイオードの配置により、色再現性を高めることができる。

このようなバックライトを用いた表示装置に対し、偏光板積層構造体を設けることにより、コントラスト比の高い映像を提供することができる。特に、ダイオードを有するバックライトは、大型表示装置に適しており、大型表示装置のコントラスト比を高めることにより、暗所でも質の高い映像を提供することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、液晶表示装置が有する各回路等の動作について説明する。
図４には、液晶表示装置の画素部２０５及び駆動回路部２０８のシステムブロック図を示す。

画素部２０５は、複数の画素を有し、信号線２１２と、走査線２１０との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。スイッチング素子により液晶分子の傾きを制御するための電圧の印加を制御することができる。このように各交差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブ型と呼ぶ。本発明の画素部は、このようなアクティブ型に限定されず、パッシブ型の構成を有してもよい。パッシブ型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。

駆動回路部２０８は、制御回路２０２、信号線駆動回路２０３、走査線駆動回路２０４を有する。制御回路２０２は、画素部２０５の表示内容に応じて、階調制御を行う機能を有する。そのため、制御回路２０２は、映像信号２０１に基づき生成された信号を信号線駆動回路２０３、及び走査線駆動回路２０４に入力する。そして、走査線駆動回路２０４に基づき、走査線２１０を介してスイッチング素子が選択されると、選択された交差領域の画素電極に電圧が印加される。この電圧の値は、信号線駆動回路２０３から信号線を介して入力される信号に基づき決定される。

さらに、制御回路２０２では、照明手段２０６へ供給する電力を制御する信号が生成され、該信号は、照明手段２０６の電源２０７に入力される。照明手段には、上記実施の形態で示したバックライトユニットを用いることができる。なお、照明手段はバックライト以外にフロントライトもある。フロントライトとは、画素部の前面側に取りつけ、全体を照らす発光体及び導光体で構成された板状のライトユニットである。このような照明手段により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。

図４（Ｂ）に示すように走査線駆動回路２０４は、シフトレジスタ２４１、レベルシフタ２４２、バッファ２４３として機能する回路を有する。シフトレジスタ２４１にはゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートクロック信号（ＧＣＫ）等の信号が入力される。なお、本発明の走査線駆動回路は、図４（Ｂ）に示す構成に限定されない。

また、図４（Ｃ）に示すように信号線駆動回路２０３は、シフトレジスタ２３１、第１のラッチ２３２、第２のラッチ２３３、レベルシフタ２３４、バッファ２３５として機能する回路を有する。バッファ２３５として機能する回路とは、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。シフトレジスタ２３１には、スタートパルス（ＳＳＰ）、クロック信号（ＳＣＫ）等の信号が、第１のラッチ２３２にはビデオ信号等のデータ（ＤＡＴＡ）が入力される。第２のラッチ２３３にはラッチ（ＬＡＴ）信号を一時保持することができ、一斉に画素部２０５へ入力させる。これを線順次駆動と呼ぶ。そのため、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う画素であれば、第２のラッチは不要とすることができる。このように、本発明の信号線駆動回路は図４（Ｃ）に示す構成に限定されない。

このような信号線駆動回路２０３、走査線駆動回路２０４、画素部２０５は、同一基板状に設けられた半導体素子によって形成することができる。半導体素子は、ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。この場合、半導体素子には結晶性半導体膜を適用するとよい（上記実施の形態２参照）。結晶性半導体膜は、電気特性、特に移動度が高いため、駆動回路部が有する回路を構成することができる。また、信号線駆動回路２０３や走査線駆動回路２０４は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップを用いて、基板上に実装することもできる。この場合、画素部の半導体素子には非晶質半導体膜を適用することができる（上記実施の形態３参照）。

このような液晶表示装置において、偏光板を積層した偏光板積層構造体を設けることにより、コントラスト比を高めることができる。すなわち、偏光板積層構造体により、制御回路により制御される照明手段からの光のコントラスト比を高めることができる。

本実施例１では、偏光板を用いた実験及びその結果について説明する。

まず偏光板を積層した偏光板積層構造体を用いると、通常の偏光板（単層の偏光板）と比べてコントラスト比が高まることを示す実験を行った。図１１に示すように、バックライト（ＢＬ）上に偏光板（Ｐｏｌ）を配置して、色彩輝度計ＢＭ５Ａにより透過光を測定した。偏光板には、ＮＰＦ−ＥＧ１４２５ＤＵ（日東電工社）を使用し、バックライトの面積は３ｃｍ×５ｃｍとした。

表１には、偏光板の配置条件、及び透過率の結果を示す。この表１において、「配置」の欄における、記号「ＢＬ」及び「Ｐｏｌ」は、それぞれバックライト及び偏光板を示す。さらに、２つの記号「Ｐｏｌ」の間に配置されている記号「＼」は、２つの偏光板が吸収軸を平行状態（パラレルニコル状態）で配置されていることを示す。記号「＊」は２つの偏光板が吸収軸を直交状態（クロスニコル状態）とする箇所を示す。

表１に示すように、条件ＡからＩとして、偏光板を光透過面が接するように積層し、その積層枚数を順に０枚から８枚とした。具体的な偏光板の配置は、例えば条件Ｂでバックライト側に偏光板を配置したら、次は条件Ｃとして視認側に偏光板を配置していった。詳細な配置は、表１の配置欄に記載される。このとき偏光板は、ガラス基板に貼り付けられた状態で積層させていった。なおガラス基板の透過率は高く、本実験の結果に影響を与えるものではない。

本実験において、条件Ｂのように１枚の偏光板を配置すると、バックライトからの透過率が約半分（４９．８６％）となった。偏光板を配置すると、透過率がこのように低下することは知られている。

条件Ｃ以降は、偏光板が２枚以上となるため、それらの吸収軸が平行状態（パラレルニコル状態）の輝度と、直交状態（クロスニコル状態）の輝度を測定し、それらの測定された輝度から、それぞれのバックライトの輝度に対する透過率を算出した。
例えば、２枚の偏光板が吸収軸をパラレルニコル状態に配置されている場合の透過率は下記の式で求められる。
透過率＝条件Ｃの平行状態の輝度／条件Ａの平行状態の輝度
＝１３８７／３１６１×１００＝４３．８８

透過率が偏光板を１枚増やすごとにどれだけ減少（又は増加）するか、つまり直前の条件における透過率の変化、すなわち変化率を、平行状態の輝度と、直交状態の輝度から求めた。
例えば、条件Ｅのとき平行状態の変化率は、（１０７３／１２２２）×１００＝８８（％）となり、直行状態の変化率は、（０．０７８３１／０．５３７００）×１００＝１５（％）となる。

以上より、変化率とは、その値が大きいほど前条件の透過率に対する変化が小さく、その値が小さいほど前条件の透過率に対する変化が大きいことを示す値となる。
なお、変化率が１００（％）未満のときは透過率が低下したことを示し、変化率が１００（％）より大きいときは透過率が高くなったことを示す。
その変化率については、表１においては、平行状態の場合には偏光板２以上となる条件Ｃより、直交状態の場合には偏光板３枚以上となる条件Ｄより、その結果を示す。

また、さらに平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比（平行状態の輝度／直交状態の輝度）として、偏光板が２枚以上となる条件Ｃ以降について結果を示す。なお、平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比は、表示装置における白表示が行われる状態と、黒表示が行われる状態との輝度の比に相関をもつ。そのため、平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比は、コントラスト比として評価することもできる。

表１の結果より、偏光板を増やしていくと、平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比は偏光板が４枚及び５枚の際に急激に高くなり、偏光板４枚のときが最高で、それを境に、減少していることがわかる。すなわち、偏光板が４枚及び５枚のとき、平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比が高くなる。

また、偏光板を積層していくと、透過率が徐々に低下し、表示装置に適用すると全体として暗い表示となってしまうことが懸念される。しかしながら、表１の結果をみると、白表示に相当する平行状態の透過率は、積層する偏光板の数を増やしていっても、さほど低下していない。これを変化率でみると、偏光板を一枚増やしても８８％を維持していることがわかる。すなわち、積層された偏光板は平行状態の透過率の変化率（表１、２では「平行状態の変化率」と表記する）を８５％以上に維持する。

他方、黒表示に相当する直交状態の透過率は、偏光板を３枚から４枚に増やすと、急激に減少する。これを変化率でみると、４枚積層された偏光板は、直交状態の透過率の変化率（表１、２では「直交状態の変化率」と表記する）が１５％以下となり、該透過率の変化率は平行状態の透過率の変化率の８８％よりも小さく、透過率が大きく低下したことがわかる。その結果、コントラスト比が高くなることを特徴とする。

このように平行状態の透過率の変化率（例えば条件Ｅのとき８８％）は、直行状態の透過率の変化率（例えば条件Ｅのとき１５％）よりも大きいため、平行状態の透過率と、直行状態の透過率との比として評価されるコントラスト比は高くなる。
なお、平行状態の透過率の変化率は、直行状態の透過率の変化率よりも大きいとは、直行状態の透過率の変化率は、平行状態の透過率の変化率よりも小さいと同義である。
その後、特に偏光板６枚以上では、直交状態の透過率の変化率は変化せず、または増加してしまった。

以上を踏まえると、偏光板は合計で４枚又は５枚設けるとよく、白表示をさほど暗くすることなく、黒表示をより一層暗くすることができる。すなわち、偏光板は４枚又は５枚設けると表示装置のコントラスト比を高めることができることがわかる。

このように積層された偏光板は、コントラスト比を高めるといった効果を奏することがわかった。但し、多くの偏光板を積層すればよいのではなく、合計して４枚又は５枚の偏光板を積層するとコントラスト比を高める顕著な効果が現れることがわかった。
しかも、その場合には４枚又は５枚の偏光板を単に積層するのではなく、偏光板を２組に分けて偏光板積層構造体を形成し、それぞれの組の偏光板積層構造体の偏光板が吸収軸をパラレルニコルに配置し、かつ両組の偏光板積層構造体の偏光板がクロスニコルとなるように配置されるとコントラスト比を高める顕著な効果が現れることがわかった。

本実施例では、偏光板及び輝度上昇フィルムを用いた実験及びその結果について説明する。輝度上昇フィルムは、バックライトからの光を視認側に向かって集光させるため、視認側正面での輝度を向上することができる。このような輝度上昇フィルムを設ける場合であっても、積層された偏光板によりコントラスト比を高めることができるかを確認した。

輝度上昇フィルムには、住友スリーエム社のＢＥＦII９０／５０（以下、ＢＥＦと記す）を用い、バックライト、第１のＢＥＦ、第２のＢＥＦの順に配置させ、偏光板は上記実施例１と同様に積層させていった。なお第１のＢＥＦと第２のＢＥＦは、それらのプリズム縞が互いに直交するように重ねた。しかしながら、ＢＥＦは単数でも輝度を上昇させることができるため、その枚数は限定されるものではない。表２には、偏光板とＢＥＦの配置条件及び透過率の結果を示す。
なお、表２中における、記号「ＢＬ」、「Ｐｏｌ」、「＼」及び「＊」の意味は表１の場合と同様である。

表２に示すように、条件ＡからＩとして、偏光板を光透過面が接するように積層し、その積層枚数を順に０枚から８枚とした。偏光板の配置は、上記実施例１と同様であり、詳細な配置は表２の配置欄に記載される。

本実験において、条件Ｂのように１枚の偏光板を配置すると、バックライトからの透過率が約半分（４９％）となった。このようにＢＥＦを用いる場合であっても、偏光板により透過率は下がってしまう。

そして、上記実施例１と同様に、平行状態の透過率の変化率、直交状態の透過率の変化率、平行状態の輝度／直交状態の輝度を表２に示す。
表２の結果により、偏光板を増やしていくと、平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比は偏光板４枚において急激に上昇し、それを境に、枚数が増加するに従い次第に減少していることがわかる。特に、偏光板が４枚のとき、平行状態の輝度と、直交状態の輝度との比が最も高くなる。

また、偏光板を積層していくと、透過率が徐々に低下し、表示装置に適用すると全体として暗い表示となってしまうことが懸念される。しかしながら、表２の結果をみると、白表示に相当する平行状態の透過率は、偏光板を積層し、増やしていっても、さほど低下していかず、変化率として８８％程度を維持している。このように積層された偏光板は、平行状態の透過率の変化率が８５％以上を維持する。

一方、黒表示に相当する直交状態の透過率の変化率は、偏光板を３枚から４枚に増やすと、急激に減少する。すなわち４枚積層された偏光板は、直交状態の透過率の変化率が１６％以下となり、該透過率の変化率は平行状態の透過率の変化率よりも小さく、透過率が大きく低下したことがわかる。その結果、コントラスト比が高くなることを特徴とする。
その後、偏光板５枚、７枚のときでは、直交状態の透過率の変化率は変化せず、さらには増加しており、透過率が高くなってしまったことがわかる。

以上を踏まえると、ＢＥＦを設けた場合であっても、偏光板は４枚又は５枚設けるとよく、白表示をさほど暗くすることなく、黒表示をより一層暗くすることができる。すなわち、偏光板は４枚又は５枚設けると、ＢＥＦを備えた表示装置のコントラスト比を高めることができることがわかる。

このように積層された偏光板は、コントラスト比を高めるといった効果を奏することがわかった。但し、単に多くの偏光板を積層すればよいのではなく、合計して４枚又は５枚の偏光板を積層するとＢＥＦを備えた表示装置に対してもコントラスト比を高める顕著な効果が現れることがわかった。
しかも、その場合には実施例１の場合と同様に、４枚又は５枚の偏光板を単に積層するのではなく、偏光板を２組に分けて偏光板積層構造体を形成し、それぞれの組の偏光板積層構造体の偏光板が吸収軸をパラレルニコルに配置し、かつ両組の偏光板積層構造体の偏光板がクロスニコルとなるように配置することによりコントラスト比を高めることがことがわかったのである。

本実施例では、偏光板及びＶＡモードの液晶素子を用いた実験及びその結果について説明する。実際の液晶素子を偏光板間に挟持し、積層された偏光板によりコントラスト比を高めることができるかを確認した。

液晶素子としては、ＶＡモード液晶素子（ＶＡセル）を用い、バックライト、偏光板、ＶＡセル、偏光板の順に配置させた。ＶＡセルを挟んでいる偏光板同士はクロスニコルとなるように配置し、偏光板を上記実施例１と同様に積層させていった。そして、周波数６０Ｈｚ、振幅が−１０Ｖから＋１０Ｖの矩形電圧を印加したときと印加しないときの輝度を測定し、電圧印加状態での透過率の変化率、電圧無印加状態での透過率の変化率を算出した。また、バックライトの輝度を１００％としたときの電圧印加状態の透過率と電圧無印加時の透過率の比（電圧印加状態の透過率／電圧無印加時の透過率）も算出した。表３には、ＶＡセルと偏光板の配置条件、及び透過率の結果を示す。平行状態と、直交状態とは、表３中配置欄の「ＶＡセル」を中心として、一対の偏光板の配置が平行状態となる場合と、直交状態となる場合とを指す。

表３に示すように、条件ＡからＧとして、偏光板枚数をそれぞれ２枚から８枚とした。偏光板の配置は、表３の配置欄に記載される。
表３の結果により、偏光板を増やしていくと、電圧印加状態の輝度と、電圧無印加状態の輝度との比が徐々に高くなり、偏光板４枚の時を境に、緩やかに減少していることが分かる。特に、偏光板が４枚のとき、電圧印加状態の輝度と、電圧無印加状態の輝度との比が最も高くなる。

また、偏光板を積層していくと、透過率が徐々に低下し、表示装置に適用すると全体として暗い表示となってしまうことが懸念される。しかしながら、表３の結果をみると、白表示に相当する電圧印加状態の透過率の変化率は、偏光板を積層し、増やしていっても、さほど低下していかず、８２から９０％程度を維持している。このように積層された偏光板は、電圧印加状態の透過率の変化率が８２％以上を維持し、該透過率がさほど下がらないことを特徴とする。

一方、黒表示に相当する電圧無印加状態の透過率の変化率は、偏光板を３枚から４枚に増やすと、５０％まで減少する。その後、偏光板６枚以上では、電圧無印加状態の透過率の変化率は変化せず、さらに増加してしまった。すなわち４枚積層された偏光板は、電圧無印加状態の透過率の変化率が５０％以下となり、該透過率の変化率は電圧印加状態の透過率よりも小さくなり、透過率が低下することを特徴とする。

以上を踏まえると、ＶＡセルを挟持した場合であっても、偏光板は４枚又は５枚設けるとよく、白表示をさほど暗くすることなく、黒表示をより一層暗くすることができる。すなわち、偏光板は４枚又は５枚設けると、ＶＡセルを挟持した表示装置のコントラスト比を高めることができることがわかる。

このように積層された偏光板は、コントラスト比を高めるといった効果を奏することがわかった。但し、単に多くの偏光板を積層すればよいのではなく、合計して４枚又は５枚の偏光板を積層するとＶＡセルを挟持した表示装置に対してもコントラスト比を高める顕著な効果が現れることがわかった。
しかも、その場合には実施例１及び２の場合と同様に、４枚又は５枚の偏光板を単に積層するのではなく、偏光板を２組に分けて偏光板積層構造体を形成し、それぞれの組の偏光板積層構造体の偏光板が吸収軸をパラレルニコルに配置し、かつ両組の偏光板積層構造体の偏光板がクロスニコルとなるように配置することによりコントラスト比を高めることがことがわかったのである。

本発明の表示装置を示した図である 本発明の表示装置を示した断面図である 本発明の表示装置を示した断面図である 本発明の表示装置を示したブロック図である 本発明の表示装置が有する照明手段を示した図である 本発明の表示装置のモードを示した図である 本発明の表示装置のモードを示した図である 本発明の表示装置のモードを示した図である 本発明の表示装置のモードを示した図である 本発明の表示装置のモードを示した図である 測定系を示した図である

符号の説明

１００ 液晶素子を有する層
１０１ 第１の基板
１０２ 第２の基板
１０３ 第１の偏光板
１０４ 第２の偏光板
１０５ 第３の偏光板
１０６ 第４の偏光板
１３６ 偏光板積層構造体
１３７ 偏光板積層構造体

Claims (3)

1. 互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、
   前記第１の透光性基板側に設けられた光源と、
   前記第１の透光性基板の外側に第１の偏光板、第２の偏光板及び第３の偏光板が接して重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、
   前記第２の透光性基板の外側に第４の偏光板、及び第５の偏光板が接して重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有することを特徴とするテレビ。
2. 互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、
   前記第１の透光性基板側に設けられた光源と、
   前記第１の透光性基板の外側に第１の偏光板、第２の偏光板及び第３の偏光板が接して重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、
   前記第２の透光性基板の外側に第４の偏光板、及び第５の偏光板が接して重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有し、
   前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と、前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とがクロスニコルとなるように配置されたことを特徴とするテレビ。
3. 互いに対向配置された、第１の透光性基板及び第２の透光性基板の内側に挟持された表示素子と、
   前記第１の透光性基板、又は前記第２の透光性基板の内側に設けられたカラーフィルターと、
   前記第１の透光性基板側に設けられた光源と、
   前記第１の透光性基板の外側に第１の偏光板、第２の偏光板及び第３の偏光板が接して重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第１の偏光板積層構造体、
   前記第２の透光性基板の外側に第４の偏光板、及び第５の偏光板が接して重ねられ、かつそれらの吸収軸がパラレルニコルに配置された第２の偏光板積層構造体を有し、
   前記第１の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸と、前記第２の偏光板積層構造体の偏光板の吸収軸とがクロスニコルとなるように配置されたことを特徴とするテレビ。

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