(57)【要約】【課題】２枚の液晶パネルを重ねた場合に、表示応答速度の低下を抑え動画性能を向上させつつ、コントラストの向上を実現し、表示品位の高い液晶表示装置を実現する。【解決手段】本発明の液晶表示装置１００は、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを光学的に重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが映像ソースに基づいた画像を出力する。液晶表示装置１００の第１の液晶パネルおよび第２の液晶パネルには、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換部（１）４０２ａ・階調変換部（２）４０２ｂ（階調変換手段）がそれぞれ備えられている。【選択図】図１９
2008111877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、
上記複数の液晶パネルのうち少なくとも１つの液晶パネルが、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換手段を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記閾値は、液晶表示装置のコントラスト比がＸ：１のとき、輝度が（１／Ｘ）×１００（％）となる階調値であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記閾値は、輝度が０．０５％以下となるときの階調値であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
上記階調変換手段は、入力される階調値と出力される階調値とをそれぞれ対応付けたルックアップテーブルを有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を、１．０以上２．０以下に設定することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置の駆動方法であって、
上記複数の液晶パネルのうち少なくとも１つの液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換を行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、
上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を、１．０以上２．０以下に設定することを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
上記液晶表示装置は、２枚の液晶パネルで構成されており、
上記階調輝度比設定手段は、上記２枚の液晶パネルのγ値をともに１．４８に設定することを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントラストを向上させ、かつ高速応答性を有する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
特許文献３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。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。
【０００７】
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の液晶表示素子が開示されている。この特許文献４では、コントラスト比が１０１との記載がある。
【０００８】
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。
【０００９】
また、特許文献５および特許文献６には、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。
【００１０】
特許文献５では、ＳＴＮ方式において表示用セルと差光学補償用の液晶セルとリタデーションのコントラスト比を１４から３５に改善している。
【００１１】
また、特許文献６では、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コントラス比を８から１００に改善している。
【００１２】
しかしながら、上記の各特許文献に開示された技術では、１．２倍〜１０倍強のコントラスト比改善効果が得られているが、コントラスト比の絶対値としては３５〜４２０程度である。
【００１３】
また、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。この特許文献７では、１枚のパネルにおけるコントラスト比が１００であったものを、２枚のパネルを重ね合わせることでコントラスト比を３〜４桁程度にまで拡大できることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１８８１２０号公報（公開日：２００１年７月１０日）
【特許文献２】特開２００２−９０５３６号公報（公開日：２００２年３月２７日）
【特許文献３】特開昭６３−２５６２９公報（公開日：１９８８年２月３日）
【特許文献４】特開平５−２１９４公報（公開日：１９９３年１月８日）
【特許文献５】特開平１−４９０２１公報（公開日：１９８９年２月２３日）
【特許文献６】特開平２−２３公報（公開日：１９９０年１月５日）
【特許文献７】特開平５−８８１９７号公報（公開日：１９９３年４月９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、特許文献７は、２枚の液晶パネルを重ねることで、それぞれの液晶パネルの階調を上げずに、高階調化を図ることを目的としてなされたものであるので、表示応答速度の低下の対策が施されていない。このため、表示品位が著しく低下する虞があった。また、ＭＶＡモードなどのノーマリーブラックモードの透過型液晶ディスプレイは、特に低階調側で応答速度が遅く、表示上問題となっていた。
【００１５】
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、複数の液晶パネルを重ねた場合に、表示応答速度の低下を抑え動画性能を向上させつつ、コントラストの向上を実現し、表示品位の高い液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも１つの液晶パネルが、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換手段を有していることを特徴としている。
【００１７】
本発明の液晶表示装置は、ノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成されたものである。ノーマリーブラックモードの液晶表示装置とは、電圧を印加しない場合、あるいは閾値電圧以下の電圧しか印加しない場合に、黒表示となるように光学的に構成された液晶表示装置である。ノーマリーブラックモードの液晶表示装置は、もともと黒輝度が低くコントラストが高いという特性を有している。
【００１８】
上記の構成によれば、液晶パネルを２枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、上記の構成によれば、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換されることによって、閾値以下の階調値を表示画像から排除することができる。言い換えれば、階調値が閾値以上の高階調領域内に存在するように階調値を変換することによって、表示応答の遅い低階調部分が表示画像から除去されるため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。
【００１９】
なお、本発明の液晶表示装置においては、装置を構成する複数の液晶パネルの少なくとも１枚が上記階調変換手段を有していればよいが、より表示応答速度を早くするためには、装置を構成する全ての液晶パネルが上記階調変換手段を有していることが好ましい。
【００２０】
また、上記閾値は、表示装置の目的とするコントラスト比から決定されることが好ましい。
【００２１】
上記のようにして閾値を決定すれば、閾値以下の低階調領域は、目的とするコントラスト比とするために必要でない階調領域となる。そのため、階調変換手段は、パネルを２枚以上重ねたときに得られるコントラスト比が、目的のコントラスト比となるために不要な閾値以下の低階調領域を表示画像から排除し、階調値が目的のコントラスト比になるために最低限必要な閾値以上の階調値のみからなるように、階調値を変換することができる。
【００２２】
なお、上記閾値は、動画性能を向上させるために所望される表示応答速度から決定してもよい。
【００２３】
本発明の液晶表示装置において、上記閾値は、液晶表示装置のコントラスト比がＸ：１のとき、輝度が（１／Ｘ）×１００（％）となる階調値であることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、複数の液晶パネルを重ね合わせて構成される本液晶表示装置のコントラスト比を目的とする値に設定し、その目的値に基づいて閾値を決定することができる。したがって、適度なコントラスト比を保ちつつ、表示応答速度の低下を防ぐことができる。
【００２５】
ここで、上記輝度は白表示時の輝度を１００％として規定されるものである。
【００２６】
なお、コントラスト比として具体的には、２０００：１以上とすることが好ましい。
【００２７】
本発明の液晶表示装置において、上記閾値は、輝度が０．０５％以下となるときの階調値であることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、低階調部分を表示画像から除去してもコントラスト比を２０００：１以上に保つことができる。このようにコントラスト比が２０００：１以上となれば、より良好な表示を行うことができる。
【００２９】
例えば、液晶表示装置をＴＶ用途に使用する場合、黒の表現力がＰＤＰ（プラズマディスプレイ）と比較してやや劣ることが問題となっていた。また、液晶表示装置を車載用途に使用する場合、黒表示時には、ディスプレイがあることをユーザーに意識させたくないという意図がある。そのため、これらの分野では特に表示の高コントラスト化が求められている。コントラスト比が２０００：１以上であれば、ＴＶ用、車載用双方でユーザーが満足するような確実な黒表示を行うことができる。
【００３０】
なお、ここで輝度が０．０５％となる階調値とは、液晶パネルの駆動部への入力階調値に対する出力輝度（液晶パネルへ出力される輝度）が０．０５％となる場合の階調値を意味する。
【００３１】
本発明の液晶表示装置において、上記階調変換手段は、入力される階調値と出力される階調値とをそれぞれ対応付けたルックアップテーブルを有していることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、ルックアップテーブルを用いることによって、階調変換を容易に行うことができる。これにより、複雑な演算処理を行う回路などを設ける必要がなくなるため、コストを削減することができる。
【００３３】
本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段をさらに有していることが好ましい。
【００３４】
２枚以上の液晶パネルを重ねて液晶表示装置を構成した場合、液晶表示装置全体としてのγ特性は、１枚の液晶パネルで構成される液晶表示装置のγ特性よりも深くなってしまう。つまり、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値（すなわち、液晶パネルを複数枚重ね合わせた場合に得られるγ値）は、１枚の液晶パネルのγ値よりも大きくなってしまう。
【００３５】
具体的には、通常の１枚のパネル構成の液晶ディスプレイのγ特性はγ＝２．２であるが、このままの状態で２枚のパネルを重ね合わせた構造をとった場合、γ＝４．８４とγ値が非常に大きくなってしまう。つまり、非常に深いγ特性になってしまう（γカーブが深い形状になってしまう）。
【００３６】
通常、γ値が２．０〜３．０（好ましくはγ＝２．２）であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができる。そこで、上記のように、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定することによって、液晶表示装置全体としてのγ特性を所望のγ特性とすることができる。なお、合成階調の階調輝度特性を示すγ値を２．０以上３．０以下とするためには、少なくとも１枚の液晶パネルのγ値は、この目標とするγ値（２．０〜３．０）よりも小さい値に設定される。
【００３７】
例えば、本発明の液晶表示装置を構成する各パネルのγ値をともにγ＝１．４８と小さくすると、液晶表示装置全体としてのγ特性を、γ＝２．２に近づけることができ、所望のγ特性とすることができる。
【００３８】
本発明の液晶表示装置において、上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を、１．０以上２．０以下に設定することが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、液晶表示装置全体としてのγ値（すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値）を、２．０以上３．０以下とすることができる。通常、γ値が２．０〜３．０（好ましくはγ＝２．２）であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができるため、少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を上記のような範囲とすることが好ましい。
【００４０】
なお、液晶の応答速度は、その状態遷移間の電圧差が大きいほど速くなる。つまり、電圧差は輝度差と正の相関があり、状態遷移間の輝度差が大きいほど応答速度は速くなる。
【００４１】
ここで、γ＝２．２およびγ＝１．８という各液晶ディスプレイで０−３２階調（６ビット）の階調遷移の輝度差を計算すると、
γ＝２．２のとき：２２．５
γ＝１．８のとき：２９．５
となり、約７の輝度差が生ずる。γ＝１．８の液晶ディスプレイは、γ＝２．２のディスプレイと比較して、輝度差７の分だけ電圧差が大きくなっていることになり、この分が高速応答化に寄与することになる。
【００４２】
それゆえ、上記少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を、１．０以上２．０以下に設定することにより、中間階調での階調遷移の輝度差が大きくなり、中間階調での応答速度を改善させることもできる。したがって、上記の構成によれば、応答速度をより向上させることができる。
【００４３】
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、上記の課題を解決するために、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置の駆動方法であって、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも１つの液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換を行うことを特徴としている。
【００４４】
上記の方法によれば、ノーマリーブラックモードの液晶パネルを２枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、上記の方法によれば、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換されることによって、表示応答の遅い低階調部分である閾値以下の階調値を表示画像から排除することができる。そのため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。
【００４５】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段を有していることを特徴としている。
【００４６】
２枚以上の液晶パネルを重ねて液晶表示装置を構成した場合、液晶表示装置全体としてのγ特性は、１枚の液晶パネルで構成される液晶表示装置のγ特性よりも深くなってしまう。つまり、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値は、１枚の液晶パネルのγ値よりも大きくなってしまう。
【００４７】
具体的には、通常の１枚のパネル構成の液晶ディスプレイのγ特性はγ＝２．２であるが、このままの状態で２枚のパネルを重ね合わせた構造をとった場合、γ＝４．８４とγ値が非常に大きくなってしまう。つまり、非常に深いγ特性になってしまう（γカーブが深い形状になってしまう）。
【００４８】
通常、γ値が２．０〜３．０（好ましくはγ＝２．２）であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができる。そこで、上記のように、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定することによって、液晶表示装置全体としてのγ特性を所望のγ特性とすることができる。なお、合成階調の階調輝度特性を示すγ値を２．０以上３．０以下とするためには、少なくとも１枚の液晶パネルのγ値は、この目標とするγ値（２．０〜３．０）よりも小さい値に設定される。
【００４９】
さらに、上記の構成によれば、液晶パネルを２枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。
【００５０】
本発明の液晶表示装置において、上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を、１．０以上２．０以下に設定することが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、液晶表示装置全体としてのγ値（すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値）を、２．０以上３．０以下とすることができる。通常、γ値が２．０〜３．０（好ましくはγ＝２．２）であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができるため、少なくとも１枚の液晶パネルのγ値を上記のような範囲とすることが好ましい。また、上記のようなγ値とすることによって、γカーブの形状が浅くなるため、中間階調での応答速度を改善させることもできる。ここで、γカーブの形状が浅くなるとは、曲線の形状が直線に近くなること、つまりγ値が１に近くなることをいう。
【００５２】
また、上記液晶表示装置は、２枚の液晶パネルで構成されており、上記階調輝度比設定手段は、上記２枚の液晶パネルのγ値をともに１．４８に設定することが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、液晶表示装置全体としてのγ特性をγ＝２．２により近づけることができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも１つの液晶パネルが、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換手段を有していることを特徴としている。
【００５５】
本発明の液晶表示装置の駆動方法は、以上のように、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも１つの液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換を行うことを特徴としている。
【００５６】
したがって、本発明によれば、液晶パネルを２枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、本発明によれば、閾値以下の階調値を表示画像から排除することによって、表示応答の遅い低階調部分が表示画像から除去されるため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。
【００５７】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段を有していることを特徴としている。
【００５８】
本発明によれば、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定することによって、液晶表示装置全体としてのγ特性を所望のγ特性とすることができる。さらに、本発明によれば、液晶パネルを２枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。つまり、図８に示す液晶表示装置は、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置である。ＭＶＡ方式では、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。
【００６２】
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。
【００６３】
コントラスト改善の原理について以下に説明する。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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）とでは似た傾向にあることが分かる。
【００７０】
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）とでは似た傾向にあることが分かる。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
【表１】
2008111877.tif 000003
【００７７】
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。
【００７８】
表１から、構成（２）における正面のコントラストは、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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交して構成される。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。
【００９７】
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。
【００９８】
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（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方式が適している。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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。表示コントローラ４００は、第１、第２のパネル駆動回路（１）（２）に、映像ソース信号を分配する信号分配部４０１などを有している。表示コントローラ４００の詳細については後述する。
【０１０６】
ここで、入力信号とは、ＴＶ受信機、ＶＴＲ、ＤＶＤなどからの映像信号だけではなく、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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ー法で形成する。層間絶縁膜２０７の膜厚は、約３μｍである。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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し、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。
【０１２２】
以上により、アクティブマトリクス基板２３０を得る。
【０１２３】
なお、図３に示す符号２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ，２１２ｅ，２１２ｆは、画素電極８に形成さ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、ＴＦＴ素子２０３をオン状態に動作させるためにゲート配線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ゲート配線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、配向異常に加えて、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
以上により、カラーフィルタ基板２２０が形成される。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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、配向膜塗布を行う。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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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、用途に応じて、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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
ここで、上記構成の液晶表示装置１００の表示コントローラ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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
ところで、ＭＶＡモードなどのノーマリーブラックモードの液晶表示装置は、黒輝度が低く、コントラストの高い画像表示を実現できる反面、低階調側で応答速度が遅いことにより、特に動画像表示を行う場合に表示品位が低下することが問題となっていた。そこで、本発明では、モーマリーブラックモードの液晶パネルを２枚以上重ね合わせた構成と刷ることで、コントラストのさらなる向上を図るとともに、表示応答速度の向上をも実現させている。これを実現するための構成について、以下の実施形態で説明する。
【０１６５】
〔実施の形態１〕
実施の形態１では、表示応答速度を向上させるために、各液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させることによって、画像全体の階調値を閾値以上の高階調領域側へ移行させ、閾値以下の低階調領域側の階調値を表示画像から排除している。
【０１６６】
本実施の形態の液晶表示装置は、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。そして、本液晶表示装置は、図１９に示すように、２枚の液晶パネル（第１のパネル４２０ａ及び第２のパネル４２０ｂ）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。
【０１６７】
表示コントローラ４００は、同じ映像ソース信号を第１のパネル４２０ａ用および第２のパネル４２０ｂ用にそれぞれ分配する信号分配部４０１を備えている。また、第１のパネル４２０ａ用に分配された映像ソース信号に対して処理を行うブロックとして、階調変換部（１）（階調変換手段）４０２ａ、擬似多階調化部（１）４０３ａ、パネル駆動回路（１）４０４ａを備えている。また、第２のパネル４２０ｂ用に分配された映像ソース信号に対して処理を行うブロックとして、階調変換部（２）（階調変換手段）４０２ｂ、擬似多階調化部（２）４０３ｂ、パネル駆動回路（２）４０４ｂを備えている。
【０１６８】
なお、パネル駆動回路（１）４０４ａ、パネル駆動回路（２）４０４ｂは、液晶コントローラ４１０内に配置されている。
【０１６９】
階調変換部（１）４０２ａおよび階調変換部（２）４０２ｂは、入力された階調値が予め設定された閾値以上となるように階調変換を行う。これにより、画像全体の階調値が閾値以上の高階調領域側へ移行される。擬似多階調化部（１）４０３ａおよび擬似多階調化部（２）４０３ｂは、フレームレートコントロール（ＦＲＣ）などの多階調化技術を用いて、上記の階調変換を行ったことに起因した階調つぶれが起きないように映像ソース信号を擬似多階調化する。
【０１７０】
ここで、擬似多階調化処理の原理について、図２２を用いて説明する。
図２２（ａ）には、１マス画素とし、２×２画素の領域に６ビット階調で３２階調の画像が表示されている場合を示す。また、図２２（ｂ）には、（ａ）と同様に、６ビット階調で３３階調の画像が表示されている場合を示す。６ビット階調では、当然のことながら、３２階調と３３階調の間の階調を表現することは不可能である。
【０１７１】
そこで、図２２（ｃ）に示すように、６ビット階調で１階調の大きさのノイズパターンを印加することにする。３２階調表示時に、上記のノイズパターンを重畳したときの表示状態は、図２２（ｄ）のようになる。そして、これらの１画素の４フレームでの平均階調は、（３２×３＋３３）／４＝３２．２５となり、あたかも本来表現できない３２階調と３３階調の間の階調が表現できていることになる。
【０１７２】
このように、擬似多階調化処理は、人間の目が、時間および空間を平均して輝度を認識するという性質を利用して、限られた階調数において、人間の目にはあたかも表現できる階調数が増えたかのように見える処理を行うものである。擬似多階調化処理には、単位となる画素領域をどの程度の大きさにするか、あるいは、ノイズパターンをどのように設計するか（すなわち、各フレームでのノイズパターン、周期フレームの数など）によって、ＦＲＣなどの様々な方式がある。
【０１７３】
実際に擬似多階調化処理を行う場合には、例えば、図２３に示すように、８ビット入力信号（入力データ）を、６ビットドライバーを用いて上位６ビットと下位２ビットに分離し、下位２ビットの情報をもとに１ビットのノイズパターンを作成し、各画素にこのノイズパターンを重畳する（上位６ビット＋１ビットノイズパターン）という処理手順で行うことができる。
【０１７４】
パネル駆動回路（１）４０４ａおよびパネル駆動回路（２）４０４ｂは、上述したように、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回路である。
【０１７５】
さらに、表示コントローラ４００は、第１の液晶パネル４２０ａ及び第２の液晶パネル４２０ｂのγ特性をそれぞれγ＝１．４８とするための階調輝度比設定手段として、階調基準電圧生成回路（１）４０５ａ、階調基準電圧生成回路（２）４０５ｂを備えている。
【０１７６】
これらの階調基準電圧生成回路には、所望とするγ特性に適合するようにラダー抵抗を設計した液晶ドライバーが設けられている。このドライバーを使用して、通常のγ設定方法に基づいて、基準電圧を調整することにより、γ特性を上記のような値にすることができる。
【０１７７】
また、ドライバーのラダー抵抗はそのままで、ＬＵＴによる階調変換でデジタル処理することによって所望のγ特性にすることもできる。この場合は、階調つぶれを防ぐため、擬似多階調化処理を併せて行うことが好ましい。
【０１７８】
次に、表示コントローラ４００による液晶表示装置１００の駆動方法を説明する。
表示コントローラ４００に入力された映像ソース信号は、先ず信号分配部４０１において、第１のパネル４２０ａ用の映像ソース信号、および、第２のパネル４２０ｂ用の映像ソース信号にそれぞれ分配される。その後、映像ソース信号は、階調変換部（１）４０２ａまたは階調変換部（２）４０２ｂに送られ、ここで階調変換処理が行われる。そして、入力された映像ソース信号の階調値が、予め設定された閾値以上の階調値に変換される。
【０１７９】
ここで、予め設定された閾値は、液晶表示装置ごとに適宜決めることができるが、目的とするコントラスト比（液晶表示装置から得られる画像に必要とされるコントラスト比）から決定されることが好ましい。
【０１８０】
具体的には、上記閾値は、２枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置１００のコントラスト比がＸ：１のとき、輝度が（１／Ｘ）×１００（％）となる階調値である。
【０１８１】
これにより、閾値以下の低階調領域は、目的とするコントラスト比とするために必要でない階調領域となる。そして、階調変換部（１）および（２）は、不要な閾値以下の低階調領域を表示画像から排除し、階調値が目的のコントラスト比になるために最低限必要な高階調領域内の階調値のみからなるように、階調値を高階調領域側へ移行させることができる。
【０１８２】
このようにして階調変換された映像ソース信号は、擬似多階調化部（１）４０３ａまたは擬似多階調化部（２）４０３ｂでそれぞれ擬似多階調化処理され、パネル駆動回路（１）４０４ａまたはパネル駆動回路（２）４０４ｂにそれぞれ送られる。パネル駆動回路（１）および（２）では、映像ソース信号に基づいて第１のパネル４２０ａ及び第２のパネル４２０ｂに画像を表示させるための駆動信号を生成し、ソースドライバー４２１ａ・４２１ｂおよびゲートドライバー４２２ａ・４２２ｂへ送信する。
【０１８３】
以下に、本実施の形態の液晶表示装置において、コントラストを適切に維持しつつ、表示応答速度を向上させることができる原理を説明する。
【０１８４】
図１７には、ノーマリーブラックモードの液晶パネル（γ値は２．２）１枚構成の液晶表示装置、および、ノーマリーブラックモードの液晶パネル（γ値はともに１．４）２枚構成の液晶表示装置において、低階調領域における階調と透過率との関係を示す。また、図１８には、液晶パネル１枚構成の液晶表示装置、および、液晶パネル２枚構成の液晶表示装置において、全階調領域における階調と透過率との関係を示す。なお、これらの図では、白表示時の輝度を１００％で規定した透過率（％）で表している。
【０１８５】
図１８に示されるように、本発明のような２枚の液晶パネルからなる液晶表示装置は、１枚の液晶パネルからなる液晶表示装置と比較して、特に低輝度（黒輝度）領域における輝度を非常に低くすることができる。
【０１８６】
これは、ノーマリーブラックモードの液晶パネルはもともと黒輝度が低くコントラストが高いという特性があるが、これを２枚重ねることによりパネル透過率が低下し、黒輝度がきわめて低くなることによる。そして、パネル構造、偏光板構成などを最適化し、バックライト輝度を上げると、輝度を保ったまま黒輝度のみを低下させた、極めてコントラストの高い（例えば、コントラスト比１００万：１）液晶表示装置が得られる。
【０１８７】
ここで、液晶表示装置に要求されるコントラスト比（目的とするコントラスト比）を、例えば１０００：１とする場合、本発明のような２枚以上の液晶パネルからなる液晶表示装置においては、極めて低い輝度の領域（例えば、６３階調中４階調未満の領域）は使用しないで済むことになる。そして、この領域はノーマリーブラックモードにおいて応答速度が遅く問題になっている領域である。そこで、この領域を表示画像から排除することによって液晶表示装置全体としての応答速度を向上させることができる。
【０１８８】
例えば、図１７および図１８に示すような階調輝度特性を有する液晶パネル２枚構成の液晶表示装置では、６４階調中４階調未満の領域（図中Ａで示す領域）を表示画像から排除しても１枚構成の液晶パネルと同等のコントラストが得られる。そして、４階調未満の領域を表示画像から排除する前の応答速度は、例えば０から１６階調へ階調が変化する場合、７０ｍｓである。これに対し、４階調未満の領域を表示画像から排除した後の応答速度は、例えば４から１６階調へ階調が変化する場合、４５ｍｓである。このように、低階調領域を表示画像から排除することによって、応答速度を向上させることができる。
【０１８９】
以上のように、階調変換部（１）および（２）において移行される高階調領域は、本液晶表示装置に要求されるコントラスト比がＸ：１のとき、輝度が（１／Ｘ）×１００（％）以上となる階調領域であればよい。
【０１９０】
したがって、図１８に示す階調輝度特性を有する液晶表示装置では、例えば目標とするコントラスト比を１０００：１とすると、透過率（輝度）が（１／１０００）×１００＝０．１（％）以上となる階調領域が高階調領域となる。つまり、透過率（輝度）が（１／１０００）×１００＝０．１（％）となるときの階調値が、上記閾値となる。図１７より、透過率が０．１％以上となる階調領域は２階調以上の領域であるため、２階調未満の領域については排除することができる。それゆえ、階調変換部（１）および（２）では、入力された階調値を２階調以上の高階調領域側へ移行させる階調変換を行う。
【０１９１】
ところで、本発明の液晶表示装置を、テレビジョン受像機または映画用や放送用のモニタ等に適用した場合、目標とするコントラスト比は２０００：１である。このコントラスト比以上のコントラスト比が得られれば、良好な表示を行うことができる。したがって、たとえば目標のコントラスト比が２０００：１であれば、輝度が（１／２０００）×１００＝０．０５％以上となる階調領域を高階調領域とすればよい。
【０１９２】
例えば、図１７に示すような階調輝度特性を有する液晶パネルであれば、コントラスト比を２０００：１とするためには、２階調以上を高階調領域とすればよい。但し、図１７は、６ビット階調の場合であり、８ビット階調に直せば、８階調以上が高階調領域となる。
【０１９３】
また、本実施の形態の液晶表示装置１００における階調変換処理は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）などを用いて、たとえば０階調→３２階調、１階調→３５階調というように、各信号の階調値をそれぞれ読み替えることによって行われる。つまり、階調変換部（１）４０２ａおよび階調変換部（２）４０２ｂは、入力される階調値と出力される階調値とをそれぞれ対応付けたルックアップテーブルを有している。これにより、複雑な演算処理を行う回路などを設ける必要がなく、階調変換を容易に行うことができる。
【０１９４】
図２４には、８階調以下の階調値を低階調領域を排除する場合に使用されるルックアップテーブルの一例を示す。この図において出力される８ビットデータは、擬似多階調化処理によって６ビットデータとして、最終的に出力される。
【０１９５】
以上のようにして、階調変換処理が行われた映像ソース信号は、階調輝度比設定手段としての階調基準電圧生成回路においてγ値の変更が行われてもよい。この場合、階調変換処理が行われた第１パネル用の映像ソース信号および第２パネル用の映像ソース信号は、液晶コントローラ４１０だけではなく、表示コントローラ４００に備えられた階調基準電圧生成回路（１）４０５ａ、階調基準電圧生成回路（２）４０５ｂへもそれぞれ送信される。なお、ＬＵＴを用いて階調変換を行えば、低階調領域の排除およびγ値の変更の各処理を同時に行うこともできる。
【０１９６】
階調基準電圧生成回路（１）４０５ａ、および、階調基準電圧生成回路（２）４０５ｂは、各液晶パネル（第１のパネルおよび第２のパネル）に出力する画像の階調を合成して得られる合成階調のγ値（すなわち、液晶パネルを２数枚重ね合わせた場合に得られるγ値）が２．０以上３．０以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定するものである。具体的には、合成階調のγ値が２．０以上３．０以下となるように、液晶パネルのγ値を、上記目標のγ値よりも小さい値に設定する。
【０１９７】
ここで、γ値とは、入力階調と出力輝度との関係を示す階調輝度特性の指標となる値である。γ値は、表示輝度をＬ、入力信号値をＥとした場合、Ｌ＝ＫＥγ（Ｋは定数）で決定される。
【０１９８】
以下に、階調基準電圧生成回路において行われるγ値の変更の原理を説明する。
【０１９９】
本発明の液晶表示装置のように、複数枚の液晶パネルを重ね合わせたことによって、液晶ディスプレイとしてのγ特性が本来よりも深くなってしまう。ここで、γ特性が深くなるとは、γカーブが深い形状になることであるが、γ値が非常に大きな値になることを意味する。そこで、複数の液晶パネルのうちの少なくとも１枚の液晶パネルのγ特性を所望のγ特性よりも浅くする（すなわち、１枚の液晶パネルγ値を目的とするγ値よりも小さい値に設定する）ことで、液晶パネルを複数重ね合わせて構成される液晶表示装置のγ特性を補償することができる。
【０２００】
具体例を挙げれば、液晶パネル１枚で構成される液晶表示装置のγ特性は、通常γ＝２．２であるが、このままの状態で２枚のパネルを重ね合わせた構造をとった場合、γ＝４．８４とγ値が非常に大きくなってしまう。
【０２０１】
図２０には、本実施形態にかかる液晶表示装置において、階調基準電圧生成回路（階調輝度比設定手段）によってγ特性を変更する前の階調と透過率との関係を示す。この図では、γ＝２．２の液晶パネル１枚で液晶表示装置を構成した場合の階調と透過率との関係（すなわち、階調輝度特性）を実線で示し、γ＝２．２の液晶パネルを２枚使用して液晶表示装置を構成した場合の階調輝度特性を破線で示す。図２０に示すように、γ＝２．２の液晶パネルを２枚使用して液晶表示装置を構成すると、γが沈んでしまう。
【０２０２】
そこで、液晶表示装置を構成する１枚１枚の液晶パネルのγ特性をともにγ＝１．４８と浅くしてみる。すると、この液晶パネルを２枚重ね合わせて構成された液晶表示装置全体としてのγ特性はγ＝２．２に近い値となり、所望のγ特性とすることができる。
【０２０３】
図２１には、本実施形態にかかる液晶表示装置において、階調基準電圧生成回路（階調輝度比設定手段）によってγ特性を変更した後の階調と透過率との関係を示す。この図では、階調基準電圧生成回路によってγ＝１．４８に変換した液晶パネル１枚で液晶表示装置を構成した場合の階調と透過率との関係（すなわち、階調輝度特性）を実線で示し、階調基準電圧生成回路によってγ＝１．４８に変換した液晶パネルを２枚使用して液晶表示装置を構成した場合の階調輝度特性を破線で示す。図２１に示すように、各液晶パネルのγ特性をγ＝１．４８に変更すると、２枚重ねた状態で得られるγ特性（すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値）を、目標のγ値であるγ＝２．２に近い値にすることができる。
【０２０４】
なお、上記の例では、２枚の液晶パネルのγ特性を同一の値としたが、例えば、１枚目の液晶パネルのγ特性をγ＝２．２とし、２枚目の液晶パネルのγ特性をγ＝１とし、２枚重ねた状態で得られるγ特性をγ＝約２．２としてもよい。このように、２枚の液晶パネルのγ特性を異なる値に設定し、２枚重ねた状態で得られるγ特性が所望のγ特性になるようにしてもよい。
【０２０５】
このように、本実施の形態では、２枚の液晶パネルにそれぞれ備えられた階調基準電圧生成回路が、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調のγ値が２．２に近くなるように、各液晶パネルのγ値を設定する。そして、合成階調のγ値を約２．２とするためには、少なくとも１枚の液晶パネルのγ値は、この目標とするγ値よりも小さい値に設定される。このように、各液晶パネルのγ値が目標のγ値よりも小さくなるように設定されることにより、応答速度が遅い領域の階調遷移を避けることができるため、特に液晶表示装置全体としての透過応答特性が改善されることになる。
【０２０６】
例えば、γ特性を変更する前（図２０の破線で示される場合）の応答速度は、例えば０から１６階調へ階調が変化する場合、７０ｍｓである。これに対し、γ特性を変更した後（図２１の破線で示される場合）の応答速度は、例えば０から１６階調へ階調が変化する場合、４０ｍｓである。
【０２０７】
なお、通常、目標のγ値が２．２付近であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができるため、液晶表示装置全体としてのγ値（すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値）は、２．０以上３．０以下とする。そのためには、各液晶パネルのγ値を、１．０以上２．０以下に設定することが好ましい。
【０２０８】
さらに、液晶表示装置が２枚の液晶パネルで構成されている場合、階調輝度比設定手段は、２枚の液晶パネルのγ値をともに１．４８に設定することがより好ましい。これによれば、目標のγ値を２．２により近づけることができる。
【０２０９】
階調基準電圧生成回路（１）および（２）では、上記のようなγ値の設定を行うために、ドライバーのラダー設計を変更し、目的のγ特性になるように基準電圧を調整する。
【０２１０】
なお、上記のようなγ値の設定は、デジタルデータ処理によって、または、階調電圧設定とデジタルデータ処理とを組み合わせて行ってもよい。デジタルデータ処理によってγ値の設定を行う場合は、ＬＵＴで目的のγ値になるようにデータを変換し、かつ、階調つぶれが起きないように擬似多階調化処理を行えばよい。
【０２１１】
また、本実施の形態では、階調基準電圧生成回路は、合成階調のγ値が約２．２となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定していたが、本発明はこれに限定はされず、合成階調のγ値が２．０以上３．０以下となるように各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定するものであればよい。
【０２１２】
本実施の形態の液晶表示装置によれば、ノーマリーブラックモードの液晶パネルを２枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、本実施の形態の液晶表示装置によれば、階調値を高階調領域側に移行させることによって、表示応答の遅い低階調部分が表示画像から除去されるため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。
【０２１３】
特に、低階調領域側において表示応答速度が遅く、動画性能を低下させることが問題となっていた、ＭＶＡモードなどのノーマリーブラックモード透過型液晶表示装置において本発明の駆動方法を適用すれば、表示品位の向上を実現することができる。さらに、ＭＶＡモードなどのＶＡ方式のノーマリーブラックモード透過型液晶表示装置においてＯＳ駆動を適用した場合に、角応答の発生を抑制することができる。
【０２１４】
ＯＳ駆動とは一般には「オーバードライブ」、「オーバーシュート駆動」などと呼ばれる駆動方法で、１フレーム期間に液晶に過剰電圧を印加して遅い応答速度領域を高速化する手法である。このＯＳ駆動をノーマリーブラックモードの液晶ディスプレイに対して行った際、低階調領域で角応答と呼ばれる異常応答が発生する。
【０２１５】
ここで、ＶＡ方式のひとつであるＭＶＡ方式の液晶パネルを用いて、角応答の発生の原理を説明する。図２５には、ＭＶＡ方式の液晶パネルの画素を模式的に示す。ＭＶＡ方式などの垂直配向方式では、電圧印加時に液晶が倒れる方向は、リブや電極スリットなどの構造物（Ｄ）で規定される。
【０２１６】
このときの液晶の応答の順序は、次のようになる。（１）電圧を印加すると、まず構造物Ｄに近い領域Ｉの液晶分子が先に応答し、液晶が倒れる方向を規定する。（２）その後、ドミノ倒しの要領でそれ以外の領域ＩＩの液晶分子が上記（１）で規定された方向へ倒れる。このような順序で液晶分子が倒れ、応答が完了する。
【０２１７】
したがって、領域Ｉは速く応答し、領域ＩＩは遅れて応答する。この状態でＯＳ駆動を行った場合、領域Ｉは敏感に反応するが、領域ＩＩはＯＳ駆動といえどもあまり敏感には反応しない。その結果、領域Ｉと領域ＩＩとの間で応答特性の格差が増大する。
【０２１８】
そのため、例えば、ＯＳ駆動により６３階調分の電圧を印加した後に、２４階調分の電圧を印加し２４階調に階調値を表示する場合、応答波形は図２６に示すような角を持つ波形となってしまう。つまり、１フレーム目（図２６の１で示す部分）では、６３階調分の電圧に対する応答が開始し、応答の速い領域Ｉでは、２４階調以上に立ち上がる一方、応答の遅い領域ＩＩでは、２４階調に到達しない。そのため、絵素全体では２４階調に立ち上がるよう見える。２フレーム目（図２６の２で示す部分）では、ＯＳ駆動が終了し、２４階調分の電圧に切り替わり、応答の速い領域Ｉでは２４階調以上の状態から２４階調に戻る一方、応答の遅い領域ＩＩでは２４階調を目指し引き続き立ち上がりを続ける。そのため、絵素全体では２４階調を下回る。３フレーム目（図２６の３で示す部分）では、引き続き２４階調分の電圧がかかるため、絵素全体としては、ゆっくりと２４階調に到達するように見える。
【０２１９】
このような角応答を発生させる階調遷移は、低輝度側の輝度遷移での応答に限られるので、本実施の形態では、その輝度遷移領域を極力使わないような階調設定を行うことよって、角応答の発生を抑制することができる。
【０２２０】
本実施の形態においては、階調変換手段および階調輝度比設定手段をともに備えている構成を例に挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限定されず、上記の何れかを少なくとも備えていればよい。これにより、表示応答速度を向上させ、動画性能の優れた液晶表示装置を実現することができる。なお、応答速度をより効果的に向上させるためには、階調変換手段を少なくとも備えていることが好ましい。また、階調輝度比設定手段によって、応答速度の遅い領域を使用しないようにγ特性の設定を行えば、さらなる応答速度の高速化を図ることができる。したがって、階調変換手段および階調輝度比設定手段をともに備えていることによって、相乗効果により応答速度を一層速くすることが期待できる。
【０２２１】
また、本実施の形態においては、２枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、３枚以上の液晶パネルを重ね合わせて構成してもよい。
【０２２２】
さらに、本発明の液晶表示装置においては、装置を構成する複数の液晶パネルの少なくとも１枚が階調変換手段を有していればよく、本実施の形態のように２枚の液晶パネルがともに階調変換手段を有している構成には限定されない。しかしながら、より表示応答速度を早くするためには、装置を構成する全ての液晶パネルが階調変換手段を有していることが好ましい。
【０２２３】
また、本発明の液晶表示装置においては、装置を構成する複数の液晶パネルの少なくとも１枚が階調輝度比設定手段を有していればよく、本実施の形態のように２枚の液晶パネルがともに階調輝度比設定手段を有している構成には限定されない。しかしながら、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を所望とする値である２．０≦γ≦３．０により近づけるためには、装置を構成する全ての液晶パネルが階調輝度比設定手段を有していることが好ましい。
【０２２４】
〔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２７〜図２９を参照しながら以下に説明する。
【０２２５】
図２７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。
【０２２６】
液晶表示装置６０１は、図２７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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
さらに、図２８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。
【０２３１】
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２９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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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、コントラストが高く、応答速度が速く、表示品位の高い映像を表示することが可能となる。
【０２３５】
但し、本発明の液晶表示装置の用途は、上記したようなテレビジョン受信機に限定されることはない。本発明の液晶表示装置は、高コントラスト化が望まれるあらゆる用途の表示装置に利用することができる。
【０２３６】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２３７】
本発明の液晶表示装置は、表示応答速度の低下を抑え動画性能を向上させつつ、コントラストを向上させることができるので、表示の高コントラスト化が望まれる、テレビジョン受信機、映画用や放送用のモニタ、カーナビゲーションやスピードメーター表示などに利用される車載用液晶ディスプレイ等に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３８】
【図１】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２】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３】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４】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５】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６】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７】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。
【図８】液晶パネル１枚の液晶表示装置の概略断面図である。
【図９】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。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１６】（ａ）（ｂ）は、コントラスト向上の原理を説明する図である。
【図１７】液晶パネル１枚構成の液晶表示装置、および、液晶パネル２枚構成の液晶表示装置において、低階調領域における階調と透過率との関係を示すグラフである。
【図１８】液晶パネル１枚構成の液晶表示装置、および、液晶パネル２枚構成の液晶表示装置において、全階調領域における階調と透過率との関係を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の表示コントローラの構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置において、階調輝度比設定手段によるγ特性の変更前の階調と透過率との関係を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置において、階調輝度比設定手段によるγ特性の変更後の階調と透過率との関係を示すグラフである。
【図２２】（ａ）〜（ｄ）は、擬似多階調化処理を説明するためのものであり、単位画素領域の階調値を示す模式図である。
【図２３】擬似多階調化処理の手順を示す模式図である。
【図２４】階調変換処理に用いられるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図２５】ＭＶＡ方式の液晶パネルの画素を示す模式図である。
【図２６】ＭＶＡ方式の液晶パネルにおける角応答の例を示す図である。
【図２７】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２８】図２７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２９】図２７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】
【０２３９】
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〜１２ｆ  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
２２７  透明層
２２８  平坦化膜
２３０  アクティブマトリクス基板
１００  液晶表示装置
１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ  偏光板
４０２ａ  階調変換部（１）（階調変換手段）
４０２ｂ  階調変換部（２）（階調変換手段）
４０５ａ  階調基準電圧生成回路（１）（階調輝度比設定手段）
４０５ｂ  階調基準電圧生成回路（２）（階調輝度比設定手段）
６００  チューナ部
６０１  液晶表示装置
【図１】
2008111877.tif 000004
【図２】
2008111877.tif 000005
【図３】
2008111877.tif 000006
【図４】
2008111877.tif 000007
【図５】
2008111877.tif 000008
【図６】
2008111877.tif 000009
【図７】
2008111877.tif 000010
【図８】
2008111877.tif 000011
【図９】
2008111877.tif 000012
【図１０】
2008111877.tif 000013
【図１１】
2008111877.tif 000014
【図１２】
2008111877.tif 000015
【図１３】
2008111877.tif 000016
【図１４】
2008111877.tif 000017
【図１７】
2008111877.tif 000018
【図１８】
2008111877.tif 000019
【図１９】
2008111877.tif 000020
【図２０】
2008111877.tif 000021
【図２１】
2008111877.tif 000022
【図２２】
2008111877.tif 000023
【図２３】
2008111877.tif 000024
【図２４】
2008111877.tif 000025
【図２５】
2008111877.tif 000026
【図２６】
2008111877.tif 000027
【図２７】
2008111877.tif 000028
【図２８】
2008111877.tif 000029
【図２９】
2008111877.tif 000030
【図１５】
2008111877.tif 000031
【図１６】
2008111877.tif 000032