(57)【要約】【課題】液晶表示装置の暗所での黒輝度は、発光素子の非発光状態での黒輝度と比べると高いため、結果的にコントラスト比が低いという問題があり、コントラスト比を向上させる要求が高い。そこで液晶表示装置のコントラスト比を向上し、加えて広視野角な液晶表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】表示素子を挟持する透光性基板に、位相差フィルムと、積層された偏光板を設ける。位相差フィルムには、液晶をハイブリッド配向させたフィルム、液晶を捻れ配向させたフィルム、１軸性位相差フィルム、又は２軸性位相差フィルムを用いることができる。また積層された偏光板は、２枚の偏光板からなると好ましい。【選択図】図１
2007183584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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液晶材料と、
前記第１の透光性基板の外側、又は第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、を有し、
前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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液晶材料と、
前記第１の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、
前記第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、偏光板とを有し、
前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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の透光性基板の外側、及び第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、をそれぞれ有し、
前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置され、
且つ前記第１の透光性基板に設けられた積層された偏光板の吸収軸と、前記第２の透光性基板に設けられた積層された偏光板の吸収軸とは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液晶表示装置。
【請求項４】
第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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液晶材料と、
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、及び前記第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、をそれぞれ有し、
前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置され、
且つ前記第１の透光性基板に設けられた積層された偏光板の吸収軸と、前記第２の透光性基板に設けられた積層された偏光板の吸収軸とは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液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記積層された偏光板は、２枚の偏光板からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記位相差フィルムは、液晶をハイブリッド配向させたフィルム、液晶を捻れ配向させたフィルム、１軸性位相差フィルム、又は２軸性位相差フィルムであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の透光性基板に第１の電極を有し、
前記第２の透光性基板に第２の電極を有し、
前記液晶表示装置は、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されるとき白色表示を行い、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されないとき黒色表示を行う液晶素子であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の透光性基板に第１の電極を有し、
前記第２の透光性基板に第２の電極を有し、
前記液晶表示装置は、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されないとき白色表示を行い、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されるとき黒色表示を行う液晶素子であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコントラスト比の高い表示を行う液晶表示装置のような表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、ＴＶとして利用されており、高い表示品質を映しだすために、視野角が広く、かつコントラスト比の高い表示装置が求められている。
【０００３】
コントラスト比は、視野角依存性が発生してしまうことが問題とされている。視野角依存が発生する要因は、液晶分子の長軸方向と短軸方向とで光学異方性があるためである。光学異方性により、液晶表示装置を正面から見たときの液晶分子の見え方と、斜め方向から見たときの見え方が異なってしまう。したがって、白色表示のときの輝度と黒色表示のときの輝度は、視野角によって変わってしまい、コントラスト比に視野角依存性が発生してしまう。
【０００４】
コントラスト比の視野角依存性を改善するためには位相差フィルムを挿入する構成が提案されている。例えば垂直配向モード（ＶＡモード）においては、３方向での屈折率が異なる２軸性位相差フィルムを、液晶層を挟むように設置することで、視野角の改善が行われている（非特許文献１参照）。
【０００５】
また、捩れネマティックモード（ＴＮモード）においては、ディスコティック液晶化合物をハイブリッド配向させたワイドビュー（ＷＶ）フィルムを積層させたものを用いる構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、コントラスト比を改善する方法としては、偏光板の偏光度不足により発生する表示の低い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２参照）。
【非特許文献１】Ｏｐｔｉｍｕｍ  Ｆｉｌｍ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ＴＮ  ａｎｄ  ＶＡ  ＬＣＤｓ  ＳＩＤ９８  ＤＩＧＥＳＴ  Ｐ．３１５−３１８
【特許文献１】特開平６−２６５７２８号公報
【特許文献２】国際公開第００／３４８２１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、液晶表示装置の暗所での黒輝度は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネルのような発光素子の非発光状態での黒輝度と比べると高いため、結果的にコントラスト比が低いという問題があり、コントラスト比を向上させる要求は高い。
【０００８】
そこで、本発明は液晶表示装置のコントラスト比を向上することを課題とする。さらに、広視野角な液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を鑑み本発明は、表示素子を挟持する透光性基板に、位相差フィルムと、積層された偏光板を設けることを特徴とする。好ましくは、表示素子を挟持するよう対向配置された透光性基板のそれぞれに、位相差フィルムと、積層された偏光板を設けるとよい。また位相差フィルムには、液晶をハイブリッド配向させたフィルム、又は液晶を捻れ配向させたフィルム、又は１軸性位相差フィルム、又は２軸性位相差フィルムを用いることができる。積層された偏光板は、２枚の偏光板からなると好ましい。
【００１０】
本発明の一形態は、第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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の透光性基板の外側、又は第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、を有し、前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１１】
本発明の別形態は、第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、前記第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、偏光板とを有し、前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置されたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１２】
本発明の別形態は、第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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の透光性基板の外側、及び第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、をそれぞれ有し、前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置され、且つ前記第１の透光性基板に設けられた偏光板の吸収軸と、前記第２の透光性基板に設けられた偏光板の吸収軸とは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液晶表示装置である。
【００１３】
本発明の別形態は、第１の透光性基板及び第２の透光性基板が対向するように配置され、当該第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、及び前記第２の透光性基板の外側に順に配置された、位相差フィルムと、積層された偏光板と、をそれぞれ有し、前記積層された偏光板は、互いの吸収軸がパラレルニコルとなるように配置され、且つ前記第１の透光性基板に設けられた偏光板の吸収軸と、前記第２の透光性基板に設けられた偏光板の吸収軸とは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液晶表示装置である。
【００１４】
本発明において、前記積層された偏光板は、２枚の偏光板からなると好ましい。
【００１５】
本発明において、前記位相差フィルムは、液晶をハイブリッド配向させたフィルム、液晶を捻れ配向させたフィルム、１軸性位相差フィルム、又は２軸性位相差フィルムである。
【００１６】
本発明において、前記第１の透光性基板に第１の電極を有し、前記第２の透光性基板に第２の電極を有し、前記表示装置は、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されるとき白色表示を行い、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されないとき黒色表示を行う液晶装置である。
【００１７】
本発明において、前記第１の透光性基板に第１の電極を有し、前記第２の透光性基板に第２の電極を有し、前記表示装置は、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されないとき白色表示を行い、前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されるとき黒色表示を行う液晶装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、液晶表示装置のコントラスト比を高めることができる。同時に、位相差フィルムによって、視野角を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の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。
【００２０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置の概念について説明する。
【００２１】
図１１（Ａ）には、積層された偏光板を設けた表示装置の断面図、図１１（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。
【００２２】
図１１（Ａ）に示すように、互いに対向するように配置された第１の透光性基板１０１及び第２の透光性基板１０２に、表示素子となる液晶素子となる材料１００が挟持されている。透光性基板には、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。また透光性基板には、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や、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を適用することができる。
【００２３】
透光性基板の外側、つまり液晶素子を有する層と接しない側には、順に位相差フィルム、積層された偏光板が設けられている。第１の透光性基板１０１側には、順に第１の位相差フィルム１２１、第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４が設けられている。第２の透光性基板１０２側には、順に第２の位相差フィルム１２２、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が設けられている。
【００２４】
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。
【００２５】
位相差フィルムは、液晶をハイブリッド配向させたフィルム、液晶を捻れ配向させたフィルム、１軸性位相差フィルム、又は２軸性位相差フィルムが挙げられる。このような位相差フィルムは表示装置の広視野角化を図ることができる。
【００２６】
１軸性位相差フィルムは、樹脂を一方向に延伸させて形成される。また２軸性位相差フィルムは、樹脂を横方向に１軸延伸させた後、縦方向に弱く１軸延伸させて形成される。ここで用いられる樹脂にはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）やポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、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）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。
【００２７】
なお液晶をハイブリッド配向させたフィルムは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを支持体としディスコティック液晶又はネマティック液晶をハイブリッド配向させて形成させたフィルムである。位相差フィルムは、偏光板と貼り合わせた状態で、透光性基板に貼り付けることができる。
【００２８】
次に図１１（Ｂ）に示す斜視図をみると、第１の偏光板１０３の吸収軸と、第２の偏光板１０４の吸収軸とは平行となるように積層されている。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。
【００２９】
このように積層された偏光板は、パラレルニコルとなるように配置される。
【００３０】
積層された偏光板同士、つまり対向する偏光板同士は、吸収軸は直交をなすように配置する。この直交状態を、クロスニコルと呼ぶ。
【００３１】
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。
【００３２】
このように積層された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することにより、吸収軸方向の光漏れを低減することができる。そして対向する積層された偏光板同士をクロスニコルとなるように配置することにより、偏光板単層同士のクロスニコルと比べて光漏れを低減できる。このため表示装置のコントラスト比を高めることができる。
【００３３】
さらに本発明は位相差フィルムを有するため、広視野角な表示装置を提供することできる。また、位相差板として１／４波長板を使用したときは反射防止膜としても機能する。
【００３４】
（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説明する。
【００３５】
図１２には、積層された偏光板を設けた液晶表示装置の断面図を示す。
【００３６】
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。
【００３７】
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と呼ぶ。ＴＦＴは、いろいろな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。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１２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、又は無機材料、若しく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。
【００３８】
そして、配線に接続された画素電極３０６を形成する。
【００３９】
またスイッチング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。
【００４０】
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。
【００４１】
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液晶のモード、例えばＶＡモードのときには処理を行わないときがある。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、若しくはその金属化合物から選ぶことができる。
【００４６】
このような対向基板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。
【００４７】
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を基板に滴下し、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。
【００４８】
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。表示素子は、基板３０１と、対向基板３２０とで挟持される素子であり、液晶３１１が含まれ、図１２で示すようなアクティブ型表示装置であればスイッチングＴＦＴ３０３も含まれる。
【００４９】
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が、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。
【００５０】
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。
【００５１】
基板３０１とバックライトユニット３５２の間には、基板側から順に、位相差フィルム３１６、積層された偏光板３１７、３１８が設けられている。また対向基板３２０側にも、基板側から順に、位相差フィルム３４１、積層された偏光板３４２、３４３が設けられている。積層された偏光板と、位相差フィルムとは貼り合わされた状態で、基板３０１、３２０に接着することができる。このとき積層された偏光板同士、つまり対向する偏光板は、クロスニコル状態となるように貼り合わされる。
【００５２】
積層された偏光板を有することにより、コントラスト比を高めることができる。また位相差フィルムにより、広視野角の表示装置を提供することができる。また、位相差板として１／４波長板を使用したときは反射防止膜としても機能する。
【００５３】
また本実施の形態では、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。発光装置において、対向する一対の基板を共に透光性基板とし、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積層された偏光板を設け、コントラスト比を高めることができる。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。
【００５４】
（実施の形態３）
本実施の形態では、積層された偏光板を有するが、上記実施の形態と異なり、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。
【００５５】
図１３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）を備えた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、ｎ型半導体膜、非晶質半導体膜、ソース電極及びドレイン電極を形成する。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。その後、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、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。
【００５６】
そして、図１２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液晶のモードによって、処理を行わないときがある。
【００５７】
また図１２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。
【００５８】
また図１２と同様に、基板３０１とバックライトユニット３５２の間には、基板側から順に、位相差フィルム３１６、積層された偏光板３１７、３１８が設けられている。また対向基板３２０側にも、基板側から順に、位相差フィルム３４１、積層された偏光板３４２、３４３が設けられている。積層された偏光板と、位相差フィルムとは貼り合わされた状態で、基板３０１、３２０に接着することができる。このとき積層された偏光板同士、つまり対向する偏光板は、クロスニコル状態となるように貼り合わされる。
【００５９】
積層された偏光板を有することにより、コントラスト比を高めることができる。また位相差フィルムにより、広視野角の表示装置を提供することができる。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
その他の構成は、図１２と同様であるため、説明を省略する。
【００６３】
また本実施の形態では、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。
【００６４】
（実施の形態４）
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。
【００６５】
図１５（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。
【００６６】
図１５（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）４０２を用いることができる。例えば、白色を発するダイオード（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。
【００６７】
また図１５（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、ダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５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。
【００６８】
またさらに図１５（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、互い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。
【００６９】
さらに白色を発するダイオード４０２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。
【００７０】
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ＲＧＢの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。
【００７１】
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。
【００７２】
また、光源を必ずしも図１５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。
【００７３】
このようなバックライトを用いた表示装置に対し、積層された偏光板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。
【００７４】
（実施の形態５）
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。
【００７５】
図１４（Ａ）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。
【００７６】
画素部２０５は、複数の画素を有し、各画素となる信号線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。
【００７７】
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、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２１２を介して入力される信号に基づき決定される。
【００７８】
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およ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。
【００７９】
図１４（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１４（Ｂ）に示す構成に限定されない。
【００８０】
また図１４（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。レベルシフタ２３４には、スタートパルス（ＳＳＰ）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１４（Ｃ）に示す構成に限定されない。
【００８１】
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、同一基板上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）。
【００８２】
このような液晶表示装置において、積層された偏光板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、積層された偏光板により、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。
【００８３】
（実施の形態６）
液晶表示装置には、液晶の駆動方法に、基板に対して直交に電圧を印加する縦電界方式、基板に対して平行に電圧を印加する横電界方式がある。本発明の積層された偏光板を設ける構成は、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。具体的には、本発明はＴＮモード、ＶＡモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、ＳＴＮモードにも適用できる。そこで、本実施の形態では、本発明の積層された偏光板を適用しうる各種液晶モード例について説明する。
【００８４】
まず図１６にはＴＮモードの液晶表示装置の模式図を示す。
【００８５】
互いに対向するように配置された第１の透光性基板１０１及び第２の透光性基板１０２に、液晶素子となる材料１００が挟持されている。そして第１の透光性基板１０１側には、第１の位相差フィルム１２１、第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４が設けられている。また、第２の透光性基板１０２側には、第２の位相差フィルム１２２、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が設けられている。積層された偏光板、つまり第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いる。また積層された偏光板、つまり第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いる。そして対向する偏光板、つまり第１の偏光板１０３、又は第２の偏光板１０４と、第３の偏光板１０５、又は第４の偏光板１０６はクロスニコルとなるように配置されている。第１の透光性基板１０１、及び第２の透光性基板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。第１の電極１０８、第２の電極１０９は透光性を有する。
【００８６】
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１６（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。
【００８７】
そして図１６（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。
【００８８】
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の透光性基板１０１側、又は第２の透光性基板１０２側のいずれかに設けることができる。
【００８９】
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。
【００９０】
次に図１７を用いて、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。
【００９１】
図１６と同様に、第１の透光性基板１０１側には、第１の位相差フィルム１２１、第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４が設けられている。また、第２の透光性基板１０２側には、第２の位相差フィルム１２２、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が設けられている。積層された偏光板、つまり第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いる。また積層された偏光板、つまり第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いる。そして対向する偏光板、つまり第１の偏光板１０３、又は第２の偏光板１０４と、第３の偏光板１０５、又は第４の偏光板１０６はクロスニコルとなるように配置されている。第１の透光性基板１０１、及び第２の透光性基板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。第１の電極１０８、第２の電極１０９は透光性を有する。
【００９２】
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１７（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。すると、バックライトからの光は、積層された偏光板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の透光性基板１０１側、又は第２の透光性基板１０２側のいずれかに設けることができる。
【００９３】
そして図１７（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。
【００９４】
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、黒色表示となり、オン状態では液晶分子が基板に対して水平に倒れて白色表示となる。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。
【００９５】
また本発明の位相差フィルムと、積層された偏光板とを貼り合わせる構成は、液晶の配向が分割されたＭＶＡモードに適用することもできる。
【００９６】
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。
【００９７】
図１８（Ａ）は白色表示となるオン状態のＩＰＳモードの形態であり、図１８（Ｂ）は黒色表示となるオフ状態のＩＰＳモードの形態を示す。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の透光性基板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。その他の構成は、図１６や図１７と同様な符号を用いて説明される。このように本発明の位相差フィルムと、積層された偏光板とを貼り合わせる構成は、ＩＰＳモードに適用することができる。
【００９８】
図１９（Ａ）は白色表示となるオン状態のＯＣＢモードの形態であり、図１９（Ｂ）は黒色表示となるオフ状態のＯＣＢモードの形態である。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。第１の透光性基板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とよい。その他の構成は、図１６や図１７と同様な符号を用いて説明される。このように本発明の位相差フィルムと、積層された偏光板とを貼り合わせる構成は、ＯＣＢモードに適用することができる。
【実施例１】
【００９９】
本実施例では、ＶＡモードで偏光板と位相差フィルムを用いた光学計算及びその結果について説明する。
【０１００】
まず位相差フィルムが挿入されたＶＡモードに、積層された偏光板を用いると、コントラスト比が高まることを液晶用光学計算シミュレータＬＣＤ  ＭＡＳＴＥＲ（シンテック株式会社製）を用いて示す。
【０１０１】
波長に対する透過率の計算をＬＣＤ  ＭＡＳＴＥＲで光学計算を行う際、各要素間の反射光の往復による多重干渉を考慮した４×４マトリックスの光学計算アルゴリズムで行い、光源波長は３８０ｎｍから７８０ｎｍの１０ｎｍ間隔として求めた。
【０１０２】
測定試料のデバイス構造を表１に示す。
【０１０３】
【表１】
2007183584.tif 000003
【０１０４】
構造１から５において、液晶を挟んだガラス基板の外側両方に同じ２軸性位相差フィルムを配置し、さらにその外側に偏光板を配置した。構造１から５では、偏光板の枚数が異なっており、構造１は２軸性位相差フィルムの両側に偏光板を１枚ずつ、構造２は、両側に偏光板を２枚ずつ積層、構造３は、両側に偏光板を３枚ずつ積層、構造４は、視認側に偏光板を１枚、バックライト側に偏光板を３枚積層、構造５は、視認側に偏光板を３枚積層、バックライト側に偏光板を１枚、配置した。また構造６では、液晶を挟んだガラス基板の外側両方に偏光板のみを配置した。偏光板の合計枚数は、構造１では２枚、構造２では４枚、構造３では６枚、構造４では４枚、構造５では４枚、構造６では２枚となる。
【０１０５】
構造１から６において、積層された偏光板の透過軸はパラレルニコルとなるように積層した。また構造１から６において、対向する偏光板の透過軸はクロスニコル状態となるように配置した。
【０１０６】
このような測定試料において、液晶に印加する電圧を０Ｖ時（暗状態とも記す）と７Ｖ時（明状態とも記す）としたときの液晶表示装置の正面から見たときの透過率を計算した。電圧７Ｖ時の透過率と、電圧０Ｖ時の透過率の比（７Ｖ時の透過率／０Ｖ時の透過率）をコントラスト比とし、各波長についてコントラスト比を算出した。
【０１０７】
偏光板の吸収軸方向は、バックライト側が４５度、視認側が１３５度とした。液晶は誘電率の異方性Δε＝−４．３、複屈折Δｎ＝０．１３（５９０ｎｍ）とした。そして、液晶のセル厚は、２．４μｍとした。
【０１０８】
図１は、２軸性位相差フィルムの両側の偏光板の枚数が等しい構造１、２、３（それぞれ、偏光板の合計枚数が２枚、４枚、６枚）のコントラスト比の結果を示す。図１より、偏光板の枚数を増やすにつれて、コントラスト比が高まる効果を有することがわかる。構造１と構造２とを比較すると構造２の方が全波長領域でのコントラスト比は上がっていることが分かる。但し、偏光板の枚数をさらに増やした構造３では、構造２とほぼ同じコントラストを示す。すなわち、偏光板の枚数を増やし続けると、コントラスト比は飽和状態になってしまう。
【０１０９】
図２は、構造２と、構造４及び構造５とを比較したものを示す。偏光板の合計枚数が同じ構造であって、視認側又はバックライト側に配置された偏光板の枚数が単数のときと、両側にそれぞれ複数枚配置したときの全波長領域におけるコントラスト比を示す。構造４と構造５をみると、視認側の偏光板の枚数と、バックライト側の偏光板の枚数とを入れ替えた場合では、コントラスト比の違いは見られない。但し、構造２のように配置することでコントラスト比は、構造４及び構造５より高まっていることがわかる。このことから両側にそれぞれ偏光板が積層されると、コントラスト比は高まることがわかる。
【０１１０】
続いて、コントラスト比（７Ｖ時の透過率／０Ｖ時の透過率）の視野角依存性についての光学計算を行った。視野角の範囲は、方位角は３６０度で、極角方向は８０度まで計算を行った。また視野角の光学計算では、要素間の多重干渉を考慮していない２×２マトリックスの光学計算アルゴリズムで行い、光源波長は５５０ｎｍに固定して求めた。そして、コントラスト比が１５０以上の領域と１０未満の領域について計算を行った。
【０１１１】
図３に偏光板をバックライト側と視認側で各々１枚ずつ入れ、２軸性位相差フィルムが含まれない構造６のときのコントラスト比の視野角依存を示す。また、図４には、構造６に、２軸性位相差フィルムを加えた構造１のコントラスト比（図中、ＣＲと記す）の視野角依存を示す。図３と図４とのコントラスト比の視野角依存を比較すると、２軸性位相差フィルムを加えた構造１は、コントラスト比１０未満（図中、ＣＲ１０未満と記す）の領域が狭まり、コントラスト比１５０以上（図中、ＣＲ１５０以上と記す）の領域が広がっているのが分かる。つまり、２軸性位相差フィルムを加えたことにより、視野角は向上していることが言える。
【０１１２】
図５では、バックライト側と視認側で各々偏光板を２枚ずつ入れた構造２で光学計算を行った結果を示す。図５と図４とのコントラスト比の視野角依存を比較すると、偏光板を増やしても視野角に問題ないことがわかる。積層された偏光板を有する構造２では、むしろコントラスト比１５０以上の領域が偏光板吸収軸方向である方位角４５度と１３５度、２２５度、３１５度で広がっている。すなわち、積層された偏光板は、視野角向上にも寄与していることが分かる。
【０１１３】
このように２軸性位相差板を挿入することで視野角が広がったＶＡモードに、偏光板を複数枚挿入することにより、コントラスト比が向上し、さらに広視野角化が行えることがわかる。また、バックライト側と視認側の偏光板の枚数がそれぞれ２枚以上あるときに、コントラスト比向上の効果が高いことがわかる。
【実施例２】
【０１１４】
本実施例では、ＴＮモードで偏光板と位相差板フィルムを用いた光学計算の結果について説明する。
【０１１５】
位相差フィルムとして、ディスコティック液晶をハイブリッド配向させ、ＴＡＣフィルムに貼り合せたフィルムを用意する。このような位相差フィルムが挿入されたＴＮモードに対して、積層された偏光板を用いると、コントラスト比が高まることを、上記実施例と同様にシミュレータを用いて示す。
【０１１６】
測定試料のデバイス構造を表２に示す。表２中では、液晶をハイブリッド配向させたフィルムを単に「フィルム」と記す。
【０１１７】
【表２】
2007183584.tif 000004
【０１１８】
構造７から１１において、液晶を挟んだガラス基板の外側両方に同じ液晶をハイブリッド配向させたフィルムを配置し、さらにその外側に偏光板を配置した。構造７から１１では、偏光板の枚数が異なっており、構造７は液晶をハイブリッド配向させたフィルムの両側に偏光板を１枚ずつ、構造８は、両側に偏光板を２枚ずつ、構造９は、両側に偏光板を３枚ずつ、構造１０は、視認側に偏光板を１枚、バックライト側に偏光板を３枚、構造１１は、視認側に偏光板を３枚、バックライト側に偏光板を１枚、配置した。また構造１２では、液晶を挟んだガラス基板の外側両方に偏光板のみを配置した。偏光板の合計枚数は、構造７では２枚、構造８では４枚、構造９では６枚、構造１０では４枚、構造１１では４枚、構造１２では２枚となる。
【０１１９】
なお、液晶をハイブリッド配向させたフィルムと偏光板は、貼り合わされた状態であり、該偏光板の透過軸がパラレルニコルとなるように偏光板を積層させていく。そして偏光板の吸収軸と、ディスコティック液晶のプレチルト角が倒れる方向とが、真上からみて平行となるように貼り合わせた。
【０１２０】
構造７から１２において、積層された偏光板の透過軸はパラレルニコルとなるように積層した。また構造７から１２において、対向する偏光板の透過軸はクロスニコル状態となるように配置した。
【０１２１】
このような測定試料において、液晶に印加する電圧を０Ｖ時（明状態とも記す）と７Ｖ時（暗状態とも記す）としたときの液晶表示装置の正面から見たときの透過率を計算した。電圧０Ｖ時の透過率と、電圧７Ｖ時の透過率の比（０Ｖ時の透過率／７Ｖ時の透過率）をコントラスト比とし、各波長についてコントラスト比を算出した。
【０１２２】
偏光板の吸収軸方向は、バックライト側が１３５度、視認側を４５度とした。ラビング方向はバックライト側、視認側において、それぞれ偏光板吸収軸方向と同じとし、ノーマリーホワイトモードとした。液晶は誘電率の異方性Δε＝５．２、複屈折Δｎ＝０．０９７（５９０ｎｍ）とした。そして、液晶のセル厚は、４．０μｍとした。
【０１２３】
図６に、液晶をハイブリッド配向させたフィルムの両側の偏光板の枚数が等しい構造７、８、９（それぞれ、偏光板の合計枚数が２枚、４枚、６枚）のコントラスト比の結果を示す。図６より、ＴＮモードの場合であっても、偏光板の枚数を増やすにつれて、コントラスト比が高まる効果を有することがわかる。構造７と、構造８とを比較すると、構造８の方が全波長領域でのコントラスト比は上がっていることがわかる。これは偏光板のバックライト側に積層させる枚数と視認側に積層させる枚数を同じにした場合であり、両側の枚数を増やすことでコントラスト比が高まる効果を示している。但し、偏光板の枚数をさらに増やした構造９では、構造８とほぼ同じコントラストを示す。すなわち、偏光板の枚数を増やし続けると、コントラスト比は飽和状態になってしまう。これはＴＮモード、ＶＡモードに関係なく同様である。
【０１２４】
図７では、構造８と、構造１０及び構造１１とを比較したものを示す。偏光板の合計枚数が同じ構造であって、視認側又はバックライト側に配置された偏光板の枚数が単数のときと、両側にそれぞれ複数枚配置したときの全波長領域におけるコントラスト比を示す。構造１０と構造１１をみると、視認側の偏光板の枚数と、バックライト側の偏光板の枚数とを入れ替えた場合では、コントラスト比の違いは見られない。但し、構造８のように配置することでコントラスト比は、構造１０及び構造１１より上がっていることがわかる。このことからＴＮモードであっても、両側それぞれに偏光板が積層されたとき、コントラスト比は高まることがわかる。
【０１２５】
続いて、コントラスト比（０Ｖ時の透過率／５Ｖ時の透過率）の視野角依存性についての光学計算を行った。視野角の範囲は実施例１と同様であって、方位角を３６０度の全方位とし、極角方向は８０度まで計算を行った。そして、コントラスト比が１５０以上の領域と１０未満の領域について計算を行った。
【０１２６】
図８に偏光板をバックライト側と視認側で各々１枚ずつ入れ、液晶をハイブリッド配向させたフィルムが含まれない構造１２のときのコントラスト比の視野角依存を示す。また、図９には、構造１２に、液晶をハイブリッド配向させたフィルムを加えた構造７のコントラスト比の視野角依存を示す。図８と図９とのコントラスト比の視野角依存を比較すると、液晶をハイブリッド配向させたフィルムを含む構造７のコントラスト比の分布はコントラスト比１０未満の領域が狭まり、コントラスト比１５０以上の領域が広がっていることが分かる。つまり、液晶をハイブリッド配向させたフィルムを有することにより、視野角は向上していると言える。
【０１２７】
図１０では、バックライト側と視認側で各々偏光板を２枚ずつ入れた構造８で光学計算を行った結果を示す。図１０を図９と比較すると、偏光板の枚数を増やすことにより、偏光板吸収軸方向の視野角が改善していることがわかる。
【０１２８】
このように液晶をハイブリッド配向させたフィルムを挿入することで視野角が拡がったＴＮモードにおいても、偏光板を複数枚挿入することにより、さらに広視野角化が行え、コントラスト比の向上に寄与することがわかる。また、バックライト側と視認側の偏光板の枚数がそれぞれ２枚以上あるときに、コントラスト比向上の効果が高いことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の構造のコントラスト比を示した実験結果である
【図２】本発明の構造のコントラスト比を示した実験結果である
【図３】偏光板を有する構造の視野角依存を示した実験結果である
【図４】本発明の構造の視野角依存を示した実験結果である
【図５】本発明の構造の視野角依存を示した実験結果である
【図６】本発明の構造のコントラスト比を示した実験結果である
【図７】本発明の構造のコントラスト比を示した実験結果である
【図８】偏光板を有する構造の視野角依存を示した実験結果である
【図９】本発明の構造の視野角依存を示した実験結果である
【図１０】本発明の構造の視野角依存を示した実験結果である
【図１１】本発明の液晶表示装置を示した断面図及び斜視図である
【図１２】本発明の液晶表示装置を示した断面図である
【図１３】本発明の液晶表示装置を示した断面図である
【図１４】本発明の液晶表示装置を示したブロック図である
【図１５】本発明の液晶表示装置が有する照射手段を示した断面図である
【図１６】本発明の液晶モードを示した断面図である
【図１７】本発明の液晶モードを示した断面図である
【図１８】本発明の液晶モードを示した断面図である
【図１９】本発明の液晶モードを示した断面図である
【図１】
2007183584.tif 000005
【図２】
2007183584.tif 000006
【図３】
2007183584.tif 000007
【図４】
2007183584.tif 000008
【図５】
2007183584.tif 000009
【図６】
2007183584.tif 000010
【図７】
2007183584.tif 000011
【図８】
2007183584.tif 000012
【図９】
2007183584.tif 000013
【図１０】
2007183584.tif 000014
【図１１】
2007183584.tif 000015
【図１２】
2007183584.tif 000016
【図１３】
2007183584.tif 000017
【図１４】
2007183584.tif 000018
【図１５】
2007183584.tif 000019
【図１６】
2007183584.tif 000020
【図１７】
2007183584.tif 000021
【図１８】
2007183584.tif 000022
【図１９】
2007183584.tif 000023