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、本発明を用いた、積層された偏光子を含む層を一対設けた表示装置の概念について説明する。
図1(A)においては、パラレルニコルで積層された偏光子を含む層を一対有し、それぞれの層の偏光子の透過軸、すなわち表示素子を挟んで積層された複数の偏光子を含む一方の層の偏光子、及び積層された複数の偏光子を含む他方の層の偏光子の透過軸が、ズレを有するクロスニコルに配置された構成を有する表示装置の断面図を示し、図1(B)は当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。
本実施の形態において、一対の基板の外側、つまり液晶素子と接しない側には、それぞれパラレルニコルで積層された複数の偏光子を含む層が設けられている。具体的には、図1(A)に示すように、第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103の透過軸(以下においては、偏光子を含む層の偏光子の透過軸を前記のように「偏光子を含む層の透過軸」と略称することがある)、及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸がパラレルニコルに設けられている。
また、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、及び第2Bの偏光子を含む層106のそれぞれの透過軸が同様にパラレルニコルで設けられている。
さらに、本形態においては、液晶素子を有する層100を挟んで配置される一対の複数の偏光子を含む層は、一方の層の積層された偏光子及び他方の層の積層された偏光子の透過軸は、ズレを有するクロスニコルに配置されることを特徴とする。
具体的には、図1(B)に示すように、第1Aの偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第1Bの偏光子を含む層104の透過軸(B)とを平行状態となるように、つまりパラレルニコルとなるように積層する。同様に、第2Aの偏光子を含む層105の透過軸(C)と、第2Bの偏光子を含む層106の透過軸(D)とをパラレルニコルとなるように積層する。
さらに、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とはズレを有するクロスニコルに配置されている。
なお、本実施の形態においては、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の吸収軸の消衰係数は同じであり、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の吸収軸の消衰係数は同じである。
また、図1には図示しないが、バックライト等の照射手段は、第2Bの偏光子を含む層106の下方に配置される。
本実施の形態では、黒表示が最も暗くなるように、(つまりバックライトの黒透過率が低くなるように)、積層された複数の偏光子を含む層の一対を、それぞれの偏光子の透過軸をズレを有するクロスニコルに配置し、それにより高いコントラスト比を得る。
当該基板は、透光性を有する絶縁性基板(以下、透光性基板とも記す)とする。特に可視光の波長領域において透光性を有する。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。また、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)、ポリカーボネート(PC)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。また、フィルム(ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる)、無機蒸着フィルム等などを用いることもできる。
図5には、第1Aの偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第1Bの偏光子を含む層104の透過軸(B)と、第2Aの偏光子を含む層105の透過軸(C)と、第2Bの偏光子を含む層106の透過軸(D)とのなす角を上面から見た図を示す。パラレルニコルとなるように積層される第1Aの偏光子を含む層103の透過軸(A)及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸(B)と、同様にパラレルニコルとなるように積層される第2Aの偏光子を含む層105の透過軸(C)及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸(D)とは、ズレ角θを有するクロスニコルで配置される。
なお、図1では偏光子を含む層の偏光子の積層数は2であったが、本発明はこれに限定されずより多層の構造でもよい。第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の上にさらに第1Cの偏光子を含む層121を積層した例を図3に示す。図3において、第1Cの偏光子を含む層121の偏光子は透過軸(G)を有しており、その透過軸(G)は第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸(B)と平行である。
つまり、図6で示すように、第1Cの偏光子を含む層121は、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104とそれぞれの透過軸がパラレルニコルとなるように積層される。よって、第1Cの偏光子を含む層121も、第2ACの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とは「ズレ角θ」を持ってクロスニコルに積層される。
また、本実施の形態のような積層された複数の偏光子を含む層を一対で用いた場合には、フロントライトなどを用いて、基板の両側から光を取り出すことができる表示装置にも適用することができる。
このようにそれぞれパラレルニコルで積層された複数の偏光子を含む一対の層において、それぞれの層の積層された偏光子の透過軸が、表示素子を挟んでズレを有するクロスニコルで配置されることにより、透過軸方向の光漏れを低減することができ、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、実施の形態1とは異なり、積層された複数の偏光子を含む一対の層に加えて位相差膜を設けた表示装置の概念について説明する。
図2(A)には、パラレルニコルで積層された偏光子を含む層を一対有し、表示素子を挟んで一方の層の積層された偏光子及び他方の層の積層された偏光子の透過軸は、ズレを有するクロスニコルに配置された構成を持つ表示装置の断面図、図2(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2(A)に示すように、第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103、及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸がパラレルニコルで設けられている。また、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸がパラレルニコルで設けられている。
本実施の形態において、表示素子を挟んで一方の層の積層された偏光子及び他方の層の積層された偏光子の透過軸は、ズレを持ってクロスニコルに配置されることを特徴とする。本実施の形態において、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の吸収軸の消衰係数は同じであり、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の吸収軸の消衰係数も同じである。
図2(B)に示すように、第1Aの偏光子を含む層103と第1Bの偏光子を含む層104とは、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層される。さらに、これら積層された偏光子を含む層と、第1の基板101との間には、位相差膜113が設けられている。 また、図2(B)に示すように、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、第2Bの偏光子を含む層106が設けられており、第2Aの偏光子を含む層105と第2Bの偏光子を含む層106とは、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層される。さらに、これら積層された偏光子を含む層と、第2の基板102との間には、位相差膜114が設けられている。
そして、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とはズレを有するクロスニコルに配置されている。
また、図2には図示しないが、バックライト等の照射手段は、第2Bの偏光子を含む層106の下方に配置される。
その位相差膜には、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軸性位相差膜、又は2軸性位相差膜が挙げられる。このような位相差膜は表示装置の広視野角化を図ることができる。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、負の1軸性をもつディスコティック液晶、又は正の1軸性をもつネマティック液晶をハイブリッド配向させ光学異方性を設けた複合フィルムである。
1軸性位相差膜は、樹脂を一方向に延伸させて形成される。また、2軸性位相差膜は、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(COE)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)、ポリオ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。
それら位相差膜は、偏光子を含む層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。
位相差膜と、積層された偏光子とを組み合わすことによって、表示素子の視野角特性を向上させることができる。また、位相差膜は複数枚用いられる場合がある。位相差膜として1/4λ波長板を用いると、円偏光板として機能させることができる。一対の円偏光板を用いると、外部からの光の反射を低減することができ、よりコントラスト比が向上する。なお、位相差膜の特性上、遅相軸と直交する方向には進相軸がある。そのため、遅相軸の代わりに、進相軸に基づき配置を決定することができる。
なお、図2では偏光子を含む層の偏光子の積層は2層であったが、本発明はこれに限定されずより多層構造でもよい。第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104とパラレルニコルとなるように第1Cの偏光子を含む層121を積層して設けてもよい。第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の上にさらに第1Cの偏光子を含む層121を積層した例を図4に示す。
図4において、第1Cの偏光子を含む層121の偏光子は透過軸(G)を有しており、その透過軸(G)は第1Aの偏光子を含む層103の透過軸(A)及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸(B)と平行である。
したがって、第1Cの偏光子を含む層121も、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とはズレ角θを有するクロスニコルに積層される。
また、本実施の形態のような積層された偏光子を含む一対の層は、フロントライト等を用いて、基板の両側から光を取り出すことができる表示装置にも適用することができる。
このように積層された偏光子を含む一対の層と、位相差膜を有する構成において、積層された偏光子を含む層の一対のそれぞれの偏光子の透過軸がズレを有するクロスニコルに配置されることにより、透過軸方向の光漏れを低減することができ、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。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明で用いることのできる積層された偏光子の構造を、図13を用いて説明する。
本発明において、偏光子を含む層とは、少なくとも固有の透過軸を有する偏光子を含んでおればよく、偏光子単層であってもよいし、偏光子を挟むように保護層が設けられる構造であってもよい。図13に本発明における偏光子を含む層の積層構造の例を示す。
図13(A)では、保護層50a、第1Aの偏光子51、保護層50bよりなる偏光子を含む層と、保護層50c、第1Bの偏光子52、保護層50dよりなる偏光子を含む層とが積層しており、その図は積層された偏光子を含む層を示す。
このように、本願明細書において、積層された複数の偏光子とは、偏光子同士を直接接して積層せず、間に保護層を介して積層するものも含み、これを積層された偏光子と略称することもある。してみると、積層された複数の偏光子を含む層あるいは積層された偏光子を含む層とは、保護層50a、第1Aの偏光子51、保護層50bよりなる偏光子を含む層と、保護層50c、第1Bの偏光子52、保護層50dよりなる偏光子を含む層との積層構造体全体をも意味する。
また、本明細書における保護層50a、第1の偏光子51、保護層50bよりなる偏光子を含む層は、通常偏光板ともいう。してみると、図13(A)は偏光板の積層を示すとも言うことができる。図13(A)において、第1の偏光子51及び第2の偏光子52の透過軸は互いに平行でありパラレルニコルの状態で積層されている。また、第1の偏光子51と第2の偏光子52の消衰係数の値は等しい。
図13(B)は、保護層56a、第1Aの偏光子57、第1Bの偏光子58、及び保護層56bが積層された構造よりなる積層された偏光子を含む層を示す。この図の場合には、第1Aの偏光子57及び第1Bの偏光子58の偏光子の積層を間に挟むように一対の保護層56a及び保護層56bが設けられているとも言えるし、また保護層56a及び第1Aの偏光子57よりなる偏光子を含む層と、第1Bの偏光子58及び保護層56bよりなる偏光子を含む層との積層であるとも言える。
この図13(B)は、図13(A)において積層された偏光子同士が保護層を介さず、直接接して形成されている例であり、偏光手段である積層された偏光子を含む層を薄型化できる利点があり、また保護層の積層数が少なくてよいので低コストで工程を簡略化することができる。図13(B)において、第1Aの偏光子57及び第1Bの偏光子58の透過軸は互いに平行でありパラレルニコルの状態で積層されている。また、第1Aの偏光子57と第1Bの偏光子58の消衰係数の値は等しい。
図13(C)は、偏光子同士が一層の保護層を介して積層する例であり、図13(A)と図13(B)の中間に位置するような構造である。図13(C)は保護層60a、第1Aの偏光子61、保護層60b、第1Bの偏光子62、及び保護層60cが積層された構造よりなる積層された偏光子を含む層である。このように、保護層と偏光子とを互い違いに積層する構造でもよい。また本発明において偏光子は膜状であり、偏光膜、偏光層とも言える。図13(C)において、第1Aの偏光子61及び第1Bの偏光子62の透過軸は互いに平行でありパラレルニコルの状態で積層されている。また、第1Aの偏光子61と第1Bの偏光子62の消衰係数の値は等しい。
図13においては偏光子を2層積層する例を示すが、偏光子の積層は3層、それより多くの複数層でもよく、保護層の設け方も図13に限定されない。また、図13(A)の積層された偏光子を含む層に図13(B)の積層された偏光子を含む層を積層するといった構造でもよい。偏光子の材料によって、水分や温度変化によってより劣化しやすい偏光子の場合、図13(A)のように偏光子を保護層で覆うとより偏光子を保護することができ、信頼性を向上させることができる。
図1のように、表示素子を含む層を挟んで偏光子を設ける場合、視認側の偏光子の積層構造と、表示素子を挟んで反対側に位置する偏光子の積層構造とは同じでもよいし、異なっていても良い。このように、積層される偏光子の積層構造は、偏光子の特性や、表示装置に求められる機能によって適宜設定することができる。例えば、実施の形態1では偏光子を含む層103と104、偏光子を含む層105と106でそれぞれ積層された偏光子を含む層を構成しているが、その構造は図13(A)ないし(C)のいずれでもよく、また一方が図13(A)、他方が図13(B)というように異なった積層構造であってもよい。
なお、積層された偏光子を含む層として、保護層同士、偏光子同士、及び保護層と偏光子を接着するために接着層(粘着層)を設け、それを介して積層する構造としてもよいが、この場合には、接着層は保護層同様透光性を有する必要がある。
また、偏光子と積層して位相差膜を設けても良く、その際には位相差膜を一対の保護層の間に設ける構造として複数または単数の保護層を介して偏光子と積層する構造としてもよいし、直接偏光子と積層し、保護層、位相差膜、偏光子、及び保護層という順に積層する構造でもよい。
例えば、図13(B)において透光性基板側は保護層56aとすると、保護層56aと偏光子57との間に位相差膜を設け、透光性基板と偏光子との間に位相差膜を設ける構造としてもよい。さらに保護層50dの上、例えば表面保護層としてさらにより丈夫な保護フィルム等を設けても良いし、画面表面での外光による反射を防止する反射防止膜や画面のぎらつき、眩しさを防止する防眩膜を設けてもよい。また、偏光子を含む層(偏光板)を基板に貼合する際、アクリル系などの粘着層を用いることができる。
偏光子は一定方向に振動する光のみを通し、それ以外の光は吸収する役割を担う。それには一軸延伸された樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させて用いることができる。樹脂はPVA(ポリビニルアルコール)を用いることができ、PVAは、透明性も強度も高く、保護層(その形状から保護フィルムと呼ぶこともある)として用いられるTAC(トリアセチルセルロース)との貼り合わせも容易である。
色素としては、ヨウ素系と染料系を用いることができる。例えば、ヨウ素系色素は、PVA樹脂膜に二色性の強いヨウ素を高次のイオンとして吸着させ、ホウ酸水溶液中で延伸するとヨウ素は鎖状の重合体として配列し、偏光子は高い偏光特性を示す。一方染料系色素は、ヨウ素の代わりに二色性の高い染料を用いており、耐熱性、耐久性に優れている。また、ヨウ素系と染料系を混合して用いてもよい。
保護層は、偏光子を強度的に補強し、温度や湿度による劣化を防ぐ。その保護層としては、TAC(トリアセチルセルロース)、COP(環状オレフィンポリマー)系、PC(ポリカーボネート)などのフィルムを用いることができる。TACは透明性、低複屈折率であり、偏光子に用いられるPVAとの接着性も優れている。COP系は耐熱、防湿、耐久性の優れた樹脂フィルムである。
例えば、偏光子を含む層として、基板側から接着面、保護層であるTAC(トリアセチルセルロース)、偏光子であるPVA(ポリビニルアルコール)とヨウ素の混合層、保護層である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。また偏光子を含む層(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。
なお、本実施の形態は、上記した実施の形態1ないし2とそれぞれ組み合わせて用いることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を有し、表示素子を挟んで一方の層の積層された偏光子の透過軸と、他方の層の積層された偏光子の透過軸とが、ズレを有するクロスニコルに配置された構成を有する液晶表示装置の構成について説明する。
図16(A)は、本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板2700上に画素2702をマトリクス上に配列させた画素部2701、走査線側入力端子2703、信号線側入力端子2704が形成されている。
画素数は種々の規格に従って設ければ良く、XGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1024×768×3(RGB)、UXGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1600×1200×3(RGB)、フルスペックハイビジョンに対応させ、RGBを用いたフルカラー表示であれば1920×1080×3(RGB)とすれば良い。
画素2702は、走査線側入力端子2703から延在する走査線と、信号線側入力端子2704から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素部2701の画素それぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はTFTであり、それではTFTのゲート電極層側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
図16(A)は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図17(A)に示すように、COG(Chip on Glass)方式によりドライバIC2751を基板2700上に実装しても良い。 また、他の実装形態として、図17(B)に示すようなTAB(Tape Automated Bonding)方式を用いてもよい。ドライバICは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にTFTで回路を形成したものであっても良い。図17において、ドライバIC2751は、FPC(Flexible printed circuit)2750と接続している。
また、画素に設けるTFTを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図16(B)に示すように走査線側駆動回路3702を基板3700上に形成することもできる。図16(B)において、画素部3701は、信号線側入力端子3704と接続した図16(A)と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるTFTを移動度の高い、多結晶(微結晶)半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図16(C)に示すように、画素部4701、走査線駆動回路4702と、信号線駆動回路4704を基板4700上に形成することもできる。
図14(A)は、積層された偏光子を含む層を有する液晶表示装置の上面図であり、図14(B)は図14(A)における線C−Dにおける断面図である。
図14(A)で示すように、画素領域606、駆動回路領域608a、駆動回路領域608bが、シール材692によって、基板600と対向基板695との間に封止され、基板600上にICドライバによって形成された信号線駆動回路607が設けられている。
その画素領域606にはトランジスタ622及び容量素子623が設けられ、駆動回路領域608bにはトランジスタ620及びトランジスタ621を有する駆動回路が設けられている。基板600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。
さらに、画素領域606には、下地膜604a、下地膜604bを介してスイッチング素子となるトランジスタ622が設けられている。
本実施の形態では、トランジスタ622にマルチゲート型薄膜トランジスタ(TFT)を用い、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、2層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有し、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と画素電極層630に接して電気的に接続している。薄膜トランジスタは、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。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薄膜トランジスタを、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、このような薄膜トランジスタを、GOLD(Gate Overlaped LDD)構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、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絶縁膜611及び絶縁膜612を形成する。絶縁膜611(及び絶縁膜612)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、層間絶縁膜として絶縁膜615、絶縁膜616を形成してもよい。絶縁膜615、絶縁膜616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。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、ポリシラザン、窒素含有炭素(CN)、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。
また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、アリール基)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
また、結晶性半導体膜を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素領域のトランジスタと、駆動回路領域608bのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域608bに用いるトランジスタは、CMOS回路を構成する。CMOS回路を構成する薄膜トランジスタは、GOLD構造であるが、トランジスタ622のようなLDD構造を用いることもできる。
それらトランジスタは、本実施の形態に限定されず、画素領域の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
さらに、それらトランジスタは、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの構造及び作製方法に限らず、トップゲート型(例えば順スタガ型)、ボトムゲート型(例えば、逆スタガ型)、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造にも適用できる。
次に、画素電極層630及び絶縁膜616を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層631を形成する。なお、絶縁層631は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。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。配向膜として機能する絶縁層633も絶縁層631と同様である。続いて、シール材692を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
その後、配向膜として機能する絶縁層633、対向電極として機能する導電層634、カラーフィルタとして機能する着色層635が設けられた対向基板695と、TFT基板である基板600とをスペーサ637を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層632を設ける。その後、対向基板695の外側に第1Aの偏光子を含む層641及び第1Bの偏光子を含む層642の積層を設け、基板600の素子を有する面と反対側にも第2Aの偏光子を含む層643及び第2Bの偏光子を含む層644を設ける。
それら偏光子を含む層は、接着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板695には、遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成されていても良い。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、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
なお、バックライトにRGBの発光ダイオード(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は、トランジスタやCMOS回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやCMOS回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子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。
液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)や、素子を有する基板600と対向基板695とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。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。
その液晶層に介在させるスペーサについては、数μmの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では基板全面に樹脂膜を形成した後これをエッチング加工して形成する方法を採用した。
このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。
その後クリーンオーブンなどで150〜200℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。スペーサ材料の形状は、円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層678に、異方性導電体層696を介して、接続用の配線基板であるFPC694を設ける。FPC694は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
なお、トランジスタが有する配線、ゲート電極層、画素電極層630、対向電極である導電層634には、金属酸化物、有機金属化合物、金属あるいは合金等の各種導電材料を用いることができる。
その導電材料としては、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、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、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)、銀(Ag)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。
また、基板600には、第2Aの偏光子を含む層643及び第2Bの偏光子を含む層644が積層して設けられ、対向基板695にも第1Aの偏光子を含む層641及び第1Bの偏光子を含む層642が積層して設けられている。バックライト側に設けられた第2Aの偏光子を含む層643及び第2Bの偏光子を含む層644は互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、視認側に設けられた第1A偏光子を含む層641及び第1Bの偏光子を含む層642も互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置される。
他方、第2Aの偏光子を含む層643及び第2Bの偏光子を含む層644の透過軸と、視認側に設けられた第1Aの偏光子を含む層641及び第1Bの偏光子を含む層642の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置される。
本発明においては、積層された偏光子の一対の層は、それぞれの層の偏光子の透過軸が表示素子を挟んでズレを有するクロスニコルに配置されることを特徴とする。その結果、コントラスト比を高めることができる。
なお、本実施の形態において、第1Aの偏光子を含む層641及び第1Bの偏光子を含む層642の吸収軸の消衰係数は同じである。同様に第2Aの偏光子を含む層643及び第2Bの偏光子を含む層644の吸収軸の消衰係数も同じである。
積層された第2Aの偏光子を含む層643と第2Bの偏光子を含む層644及び積層された第1Aの偏光子を含む層641と第1Bの偏光子を含む層642は、それぞれ基板600、対向基板695に接着されている。
また、積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差膜を有した状態で積層してもよい。
本発明では、このように液晶表示装置に対して、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を設け、それぞれの層の偏光子の透過軸をズレを有するクロスニコルに配置したことにより、コントラスト比を高めることができる。
なお、本実施の形態4では、上記した実施の形態1ないし3と自由に組み合わせることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、積層構造を持つ偏光子を含む層を有するが、上記実施の形態4とは異なり、非晶質半導体膜を有する薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置について説明する。
図15に示す表示装置は、基板200上に、画素領域に逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ220、画素電極層201、絶縁層202、絶縁層203、液晶層204、スペーサ281、絶縁層205、対向電極層206、カラーフィルタ208、ブラックマトリクス207、対向基板210、第1Aの偏光子を含む層231、第1Bの偏光子を含む層232、更に基板200の反対面、すなわち下側面に第2Aの偏光子を含む層233、第2Bの偏光子を含む層234、封止領域にシール材282、端子電極層287、異方性導電層285、FPC286が設けられている。
本実施の形態で作製される逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ220のゲート電極層、ソース電極層、及びドレイン電極層は液滴吐出法によって形成されている。液滴吐出法は、液状の導電性材料を有する組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化し、導電層や電極層を形成する方法である。絶縁性材料を含む組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化すれば絶縁層も形成することができる。選択的に導電層や絶縁層などの表示装置の構成物を形成することができるので、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コストで生産性良く表示装置を作製することができる。
本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体を用いており、一導電性型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半導体層として非晶質n型半導体層を積層する。
また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、nチャネル型薄膜トランジスタ、Pチャネル型薄膜トランジスタを形成することもできる。n型半導体層を形成する代わりに、PH3ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
本実施の形態では、トランジスタ220はnチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
その半導体として、有機半導体材料を用い、蒸着法、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法、ディスペンサ法などで形成することができる。この場合、エッチング工程が必ずしも必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、ペンタセン等の低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
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、発光ダイオード、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。
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おり、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。
基板200とバックライトユニット352の間には、第2Aの偏光子を含む層233及び第2Bの偏光子を含む層234が積層して設けられ、対向基板210にも第1Aの偏光子を含む層231及び第1Bの偏光子を含む層232が積層して設けられている。バックライト側に設けられた第2Aの偏光子を含む層233及び第2Bの偏光子を含む層234は互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、視認側に設けられた第1A偏光子を含む層231及び第1Bの偏光子を含む層232も互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置される。
他方、第2Aの偏光子を含む層233及び第2Bの偏光子を含む層234の透過軸と、視認側に設けられた第1Aの偏光子を含む層231及び第1Bの偏光子を含む層232の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置される。
本発明においては、前記したとおり積層された偏光子を含む一対の層のそれぞれの層における偏光子の透過軸が、表示素子を挟んでズレを有するクロスニコルに配置されることを特徴とする。
その結果、コントラスト比を高めることができる。なお、本実施の形態において、第1Aの偏光子を含む層231及び第1Bの偏光子を含む層232の吸収軸の消衰係数は同じであり、同様に第2Aの偏光子を含む層233及び第2Bの偏光子を含む層234の吸収軸の消衰係数も同じである。
積層された第2Aの偏光子を含む層233及び第2Bの偏光子を含む層234、並びに積層された第1Aの偏光子を含む層231及び第1Bの偏光子を含む層232は、それぞれ基板200及び対向基板210に接着されている。また、積層された偏光子を含む層と基板との間に位相差膜を有した状態で積層してもよい。
本発明では、このように液晶表示装置に対して、透過軸がパラレルニコルに積層された複数の偏光子を含む層を一対設け、互いの層の偏光子の透過軸をズレを有するクロスニコルに配置したことにより、コントラスト比を高めることができる。
なお、本実施の形態5では、上記した実施の形態1ないし4と自由に組み合わせることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、表示装置が有する各回路等の動作について説明する。
図24には、表示装置の画素部505及び駆動回路部508のシステムブロック図を示す。
画素部505は、複数の画素を有し、各画素となる信号線512と、走査線510との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。
この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508は、制御回路502、信号線駆動回路503、走査線駆動回路504を有する。映像信号501が入力される制御回路502は、画素部505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502は、生成された信号を信号線駆動回路503、及び走査線駆動回路504に入力する。そして、走査線駆動回路504に基づき、走査線510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503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502では、照明手段506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506の電源507に入力される。照明手段には、上記実施の形態5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24(B)に示すように走査線駆動回路504は、シフトレジスタ541、レベルシフタ542、バッファ543として機能する回路を有する。シフトレジスタ541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24(B)に示す構成に限定されない。
また、図24(C)に示すように信号線駆動回路503は、シフトレジスタ531、第1のラッチ532、第2のラッチ533、レベルシフタ534、バッファ535として機能する回路を有する。
バッファ535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531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532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533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505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24(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503、走査線駆動回路504、画素部505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4参照)。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503や走査線駆動回路504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5参照)。
このような表示装置において、パラレルニコルで積層された偏光子を含む層を一対設け、それぞれの層の偏光子を表示素子を挟んでズレを有するクロスニコルに配置したことにより、コントラスト比を高めることができる。すなわち、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。
(実施の形態7)
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19(A)に示すように、バックライトユニット352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19(B)に示すように、バックライトユニット352は、光源として発光ダイオード(LED)402を用いることができる。例えば、白色に発する発光ダイオード(W)402を所定の間隔に配置する。また、発光ダイオード(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19(C)に示すように、バックライトユニット352は、光源として各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405を用いることができる。各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405を用いることにより、白色を発する発光ダイオード(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、発光ダイオード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19(D)に示すように、光源として各色RGBの発光ダイオード(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、白色を発する発光ダイオード402と、各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405とを組み合わせて用いてもよい。
なお、RGBの発光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の発光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。
先のように、発光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。
さらに、光源を必ずしも図19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、大型表示装置に発光ダイオードを有するバックライトを搭載する場合、発光ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このとき発光ダイオードは、所定の間隔を維持し、各色の発光ダイオードを順に配置させることができる。発光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、パラレルニコルで積層された偏光子を含む層を一対設け、それぞれの層の偏光子を表示素子を挟んで透過軸をズレを有するクロスニコルに配置することにより、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、発光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。
(実施の形態8)
液晶表示装置における液晶の駆動方法には、基板に対して直交にする方向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。積層された偏光子を含む一対の層を、それぞれの層における偏光子の透過軸をズレを有するクロスニコルに配置した構成は、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、本実施の形態では、パラレルニコルで積層された偏光子を含む層の一対、それぞれの層の偏光子がズレを有するクロスニコルに配置した、表示装置に適用しうる各種液晶モードについて説明する。
まず、図10(A1)(A2)にTNモードの液晶表示装置の模式図を示す。
前記した実施の形態1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、表示素子を有する層100が挟持されている。そして第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103、第1Bの偏光子を含む層104がパラレルニコルの状態で積層され、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、第2Bの偏光子を含む層106がパラレルニコルの状態で積層されている。
さらに、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とはズレを有するクロスニコルに配置されている。
また、図示しないが、バックライト等は、第2Bの偏光子を含む層の外側に配置され、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、つまり視認側の電極である第1の電極108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10(A1)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り、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。
また、逆に図10(A2)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、平面内で回転している状態となる。
その結果、バックライトからの光は、ズレを有するクロスニコルに配置された、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層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10(B1)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10(A1)(A2)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、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。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、表示素子を有する層100が挟持されている。
そして、第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103、第1Bの偏光子を含む層104がパラレルニコルで積層され、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、第2Bの偏光子を含む層106がパラレルニコルとなるように積層されている。
さらに、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とは、ズレを有してクロスニコルに配置されている。
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10(B1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。この際には液晶分子は横に並んだ状態となり、バックライトからの光は、ズレを持ってクロスニコルに配置されたパラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
なお、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、その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10(B2)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。
このようなオフ状態では、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、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。
前記した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、対向基板側の偏光子を含む層で完全に遮断することができる。そのため、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を有し、表示素子を挟んで一方の層の積層された偏光子及び他方の層の積層された偏光子の透過軸は、ズレを有するクロスニコルに配置されたことにより、さらなるコントラスト比の向上が見込まれる。
また、液晶の配向が分割されたMVAモードに、本発明で採用したところの積層された偏光子を含む層を適用する例を図10(C1)(C2)に示す。そのMVAモードは一画素を複数に分割し、それぞれの部分の視野角依存性を互いに補償する方法である。
図10(C1)に示すように、MVAモードでは、第1の電極108及び第2の電極109上に配向制御用に断面が三角の突起物158及び159が設けられている。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10(C1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。
その際に液晶分子は突起物158及び159に対して倒れて並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は、ズレを持ってクロスニコルに配置されたパラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
なお、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、その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10(C2)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。この際液晶分子は縦に並んだ状態となり、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。
MVAモードの他の例について上面図及び断面図を図7に示す。図7(A)において、第2の電極は、くの字型のように屈曲したパターンに形成されており、第2の電極109a、109b、109cとなっている。第2の電極109a、109b、109c上に配向膜である絶縁層162が形成されている。図7(B)で示すように第1の電極108上には突起物158が第2の電極109a、109b、109cと対応するような形状に形成されている。第2の電極109a、109b、109cの開口部が、突起物のように機能し、液晶分子を動かすことができる。
図11(A1)(A2)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10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。また図示しないが、バックライト等は第2Bの偏光子を含む層106の外側に配置される。そのバックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。
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、表示素子を有する層100が挟持されている。
そして、第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103、第1Bの偏光子を含む層104がパラレルニコルで積層され、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、第2Bの偏光子を含む層106がパラレルニコルとなるように積層されている。
さらに、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置されている。
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に一定のオン電圧が印加される(縦電界方式)と、図11(A1)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。
逆に、図11(A2)に示すように、第1の電極108及び第2の電極109の間に一定のオフ電圧が印加されるときは白色表示となる。このとき、液晶分子はベンド配向の状態となる。
その結果、バックライトからの光は、ズレを有するクロスニコルに配置されたパラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を通過することができ、所定の映像表示が行われる。なお、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。その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、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償できるため視野角依存が少なく、さらに、積層された偏光子を含む一対の層によりコントラスト比を高めることができる。
図11(B1)(B2)にはFLCモード及びAFLCモードの液晶の模式図を示す。
図10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。バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。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、表示素子を有する層100が挟持されている。
そして、第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103、第1Bの偏光子を含む層104がパラレルニコルで積層され、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、第2Bの偏光子を含む層106がパラレルニコルとなるように積層されている。
さらに、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置されている。
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11(B1)に示すように白色表示となる。このとき、液晶分子はラビング方向からずれた方向で横に並んでいる状態となる。その結果、バックライトからの光は、ズレを持ってクロスニコルに配置された、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
そして、図11(B2)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、黒色表示が行われる。このとき液晶分子はラビング方向に沿って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。
なお、この際に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、その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。
また、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。
図12(A1)(A2)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150、151が設けられている。一対の電極150、151は、それぞれ透光性を有するとよい。
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、表示素子を有する層100が挟持されている。その第1の基板101側には、第1Aの偏光子を含む層103、第1Bの偏光子を含む層104がパラレルニコルで積層され、第2の基板102側には、第2Aの偏光子を含む層105、第2Bの偏光子を含む層106がパラレルニコルとなるように積層されている。
さらに、第1Aの偏光子を含む層103及び第1Bの偏光子を含む層104の透過軸と、第2Aの偏光子を含む層105及び第2Bの偏光子を含む層106の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置されている。
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150、151に電圧が印加されると、図12(A1)に示すように液晶分子はラビング方向からずれた電気力線に沿って配向し白色表示が行われるオン状態となり、バックライトからの光は、ズレを有するクロスニコルに配置された、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
なお、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、その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。
また、図12(A2)に示すように、一対の電極150、151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。この際には液晶分子は、ラビング方向に沿った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基板を通過することができず、黒色表示となる。
IPSモードで用いることができる一対の電極150及び151の例を図8に示す。図8(A)ないし(D)の上面図に示すように、一対の電極150及び151は互い違いとなるように形成されており、図8(A)では電極150a及び電極151aはうねりを有する波状形状であり、図8(B)では電極150b及び電極151bは同心円状の開口部を有する形状であり、図8(C)では電極150c及び電極151cは櫛場状で一部重なっている形状であり、図8(D)では電極150d及び電極151dは櫛場状で電極同士がかみ合うような形状である。
IPSモードのほかにFFSモードも用いることができる。FFSモードは、IPSモードでは一対の電極が同一面に形成されているのに対し、一対の電極を同一面に形成せず、図12(B1)(B2)に示すように電極152上に絶縁膜を介して電極153が形成される構造である。
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152、153に電圧が印加されると、図12(B1)に示すように白色表示が行われるオン状態となり、バックライトからの光は、ズレを有するクロスニコルに配置された、パラレルニコルで積層された偏光子を含む一対の層を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
なお、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、その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。
逆に、図12(B2)に示すように、一対の電極152、153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、横に並び、且つ平面内で回転した状態となる。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。
FFSモードで用いることできる一対の電極152及び153の例を図9に示す。図9(A)ないし(D)の上面図に示すように、電極152上に様々なパターンに形成された電極153が形成されており、図9(A)では電極152a上の電極153aは屈曲したくの字形状であり、図9(B)では電極152b上の電極153bは同心円状の形状であり、図9(C)では電極152c上の電極153cは櫛場状で電極同士がかみ合うような形状であり、図9(D)では電極152d上の電極153dは櫛場状の形状である。
なお、IPSモード及びFFS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。
本発明で採用したところのパラレルニコルで積層された偏光子を含む層を一対有し、表示素子を挟んで一方の層の積層された偏光子及び他方の層の積層された偏光子の透過軸がズレを有するクロスニコルになるように配置する構成を、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。
そして、本発明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、テレビジョン装置などに好適である。
なお、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、偏光子を含む層を基板の両側に配置する表示装置において適用できる。
また、本実施の形態は、上記した実施の形態1ないし7と自由に組み合わせることができる。
(実施の形態9)
本実施の形態を図18(A)及び図18(B)を用いて説明する。図18(A)、図18(B)は、本発明を適用して作製されるTFT基板2600を用いて表示装置(液晶表示モジュール)を構成する一例を示している。
図18(A)は液晶表示モジュールの一例であり、TFT基板2600と対向基板2601がシール材2602により固着され、その間にTFT等を含む画素部2603と液晶層2604が設けられ表示領域を形成している。
着色層2605はカラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。TFT基板2600と対向基板2601の外側には、それぞれ第2Aの偏光子を含む層2607、第2Bの偏光子を含む層2627、拡散板2613、及び第1Aの偏光子を含む層2606、第1Bの偏光子を含む層2626が配設されている。光源は冷陰極管2610と反射板2611により構成され、回路基板2612は、フレキシブル配線基板2609によりTFT基板2600と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。
TFT基板2600と光源であるバックライトの間には第2Aの偏光子を含む層2607及び第2Bの偏光子を含む層2627が積層して設けられ、対向基板2601にも第1Aの偏光子を含む層2606及び第1Bの偏光子を含む層2626が積層して設けられている。
バックライト側に設けられた第2Aの偏光子を含む層2607及び第2Bの偏光子を含む層2627は互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、視認側に設けられた第1Aの偏光子を含む層2606及び第1Bの偏光子を含む層2626も互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置される。
そして、第2Aの偏光子を含む層2607及び第2Bの偏光子を含む層2627の透過軸と、視認側に設けられた第1Aの偏光子を含む層2606及び第1Bの偏光子を含む層2626の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置される。
前記したとおりであり、本発明においては、積層された偏光子を含む一対の層のそれぞれの層における偏光子の透過軸が、表示素子を挟んでズレを有するクロスニコルに配置されることを特徴とする。その結果、コントラスト比を高めることができる。なお、本実施の形態において、第1Aの偏光子を含む層2606及び第1Bの偏光子を含む層2626の吸収軸の消衰係数は同じである。同様に第2Aの偏光子を含む層2607及び第2Bの偏光子を含む層2627の吸収軸の消衰係数も同じである。
積層された第2Aの偏光子を含む層2607及び第2Bの偏光子を含む層2627、並びに積層された第1Aの偏光子を含む層2606及び第1Bの偏光子を含む層2626は、TFT基板2600、及び対向基板2601にそれぞれ接着されている。また積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差膜を有した状態で積層するとよい。また、必要に応じて、視認側に設けられた第1Bの偏光子を含む層2626には反射防止処理を施してもよい。
本発明の液晶表示モジュールに用いることができる液晶モードを以下に示す。それには、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、VA(Vertical Alignment)モード、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)モード、、PVA(Patterned Vertical Alignment)、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell)モード、OCB(Optical Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)などを用いることができる。
図18(B)は、図18(A)の液晶表示モジュールにOCBモードを適用した一例であり、FS−LCD(Field sequential-LCD)となっている。FS−LCDは、1フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオード又は冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。
したがって、3原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも3色全ての表示を行うことができる。一方、1フレーム期間に3色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、FS方式を用いたFLCモード、及びOCBモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
OCBモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、OCBモードにすると、従来のTNモードより約10倍速い高速応答性を実現できる。
また、FS方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶(FLC:Ferroelectric Liquid Crystal)を用いたHV(Half V)−FLC、SS(Surface Stabilized)−FLCなども用いることができる。OCBモードは粘度の比較的低いネマチック液晶を用い、HV−FLC、SS−FLCには、強誘電相を有するスメクチック液晶を用いることができる。
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、TNモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが30μm以下の場合に、より効果的である。また、印加電圧を一瞬だけ高く(または低く)するオーバードライブ法により、より高速化が可能である。
図18(B)の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として、赤色光源2910a、緑色光源2910b、青色光源2910cが設けられている。光源は赤色光源2910a、緑色光源2910b、青色光源2910cのそれぞれオンオフを制御するために、制御部2912が設置されている。制御部2912によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
本実施例9においても、前記したとおりパラレルニコルで積層された偏光子の一対の層が、それぞれの層の偏光子の透過軸がズレを有するクロスニコルに配置されることにより、透過軸方向の光漏れを低減することができる。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。よって、高性能及び高画質の表示装置を作製することができる。
なお、本実施の形態は、上記した実施の形態1ないし8とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
(実施の形態10)
本実施の形態を図23を用いて説明する。図23は、本発明を適用して作製されるTFT基板である基板813を用いて表示装置を構成する一例を示している。
図23は、基板813、TFT等を含む画素部814、液晶層815、対向基板816、第1Aの偏光子を含む層817、第1Bの偏光子を含む層818、第2Aの偏光子を含む層811、第2Bの偏光子を含む層812、スリット(格子)850、駆動回路819、及びFPC837を含む表示装置部801と、光源831、ランプリフレクタ832、反射板834、導光板835、拡散板836を含むバックライトユニット803を示す。
図23に示す本発明の表示装置は、眼鏡など特別な装備を使わずに3次元表示を行うことができる。バックライトユニット側に配置された開口部を有するスリット850は、光源より入射された光をストライプ状にして透過し、表示装置部801へ入射させる。このスリット850によって、視認側にいる視認者の両目に視差を作ることができ、視認者は右目では右目用の画素だけを、左目では左目用の画素だけを同時に見ることになる。
前記のとおりであり、視認者は3次元表示を見ることができる。つまり、表示装置部801において、スリット850によって特定の視野角を与えられた光が右目用画像及び左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで、右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、3次元表示が行われる。
基板813と光源であるバックライトとの間には、第2Aの偏光子を含む層811及び第2Bの偏光子を含む層812が積層して設けられ、対向基板816にも第1Aの偏光子を含む層817及び第1Bの偏光子を含む層818が積層して設けられている。
バックライト側に設けられた第2Aの偏光子を含む層811及び第2Bの偏光子を含む層812は互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、視認側に設けられた第1Aの偏光子を含む層817及び第1Bの偏光子を含む層818も互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置される。
そして、第2Aの偏光子を含む層811及び第2Bの偏光子を含む層812の透過軸と、視認側に設けられた第1Aの偏光子を含む層817及び第1Bの偏光子を含む層818の透過軸とは、ズレを有するクロスニコルに配置される。本発明においては、積層された偏光子の一対の層のそれぞれの層における偏光子の透過軸が、表示素子を挟んでズレを有するクロスニコルに配置されることを特徴とする。
その結果、コントラスト比を高めることができる。本発明の表示装置を用いて、テレビジョン装置、携帯電話などの電子機器を作製すれば、3次元表示を行うことができる高機能でかつ高画質の電子機器を提供することができる。
なお、本実施の形態において、第1Aの偏光子を含む層817及び第1Bの偏光子を含む層818の吸収軸の消衰係数は同じであり、同様に第2Aの偏光子を含む層811及び第2Bの偏光子を含む層812の吸収軸の消衰係数も同じである。
(実施の形態11)
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)を完成させることができる。図20はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。
表示パネルには、図16(A)で示すような構成として画素部701のみが形成されて走査線側駆動回路703と信号線側駆動回路702とが、図17(B)のようなTAB方式により実装される場合と、図17(A)のようなCOG方式により実装される場合と、図16(B)に示すようにTFTを形成し、画素部701と走査線側駆動回路703を基板上に一体形成し信号線側駆動回路702を別途ドライバICとして実装する場合があり、また図16(C)で示すように画素部701と信号線側駆動回路702と走査線側駆動回路703とを基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、映像信号を増幅する映像信号増幅回路705と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路706と、その映像信号をドライバICの入力仕様に変換するためのコントロール回路707などからなっている。コントロール回路707は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路708を設け、入力デジタル信号をm個に分割して供給する構成としても良い。
チューナ704で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路709に送られ、その出力は音声信号処理回路710を経てスピーカー713に供給される。制御回路711は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部712から受け、チューナ704や音声信号処理回路710に信号を送出する。
実施の形態9で作製したような液晶表示モジュールを、図21(A)、(B)、(C)に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。図18(A)、図18(B)のような液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完成することができる。また、実施の形態10のような3次元表示機能を有する表示装置を用いると、3次元表示を行うことができるテレビジョン装置を作製することができる。図21(A)において、表示モジュールにより主画面2003が形成され、その他付属設備としてスピーカー部2009、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
筐体2001に表示用パネル2002が組みこまれ、受信機2005により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム2004を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信者間同士)の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置2006により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部2007が設けられていても良い。
また、テレビジョン装置にも、主画面2003の他にサブ画面2008を第2の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面2003及びサブ画面2008を本発明の液晶表示用パネルで形成することができ、主画面2003を視野角の優れたEL表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面2003を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をEL表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。それらの際に液晶表示パネルに本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのTFTや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。
図21(B)は、例えば20〜80インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体2010、操作部であるキーボード部2012、表示部2011、スピーカー部2013等を含む。本発明は、表示部2011の作製に適用される。図21(B)の表示部は、わん曲可能な物質を用いているので、表示部がわん曲したテレビジョン装置となっている。このように表示部の形状を自由に設計することができるので、所望な形状のテレビジョン装置を作製することができる。
図21(C)は、例えば20〜80インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体2030、表示部2031、操作部であるリモコン装置2032、スピーカー部2033等を含む。本発明は、表示部2031の作製に適用される。図21(C)のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
また、液晶の複屈折は温度によって変化するため、液晶を通過する光の偏光状態が変わり、視認側偏光子からの光漏れ具合が変わる。その結果、液晶の温度に依存して、コントラスト比に変動が生じる。よって、一定のコントラスト比を保つように駆動電圧を制御することが望ましい。駆動電圧を制御するためには、表示装置において、透過率を検出する素子を配置し、検出結果に基づき、駆動電圧を制御すればよい。その透過率を検出する素子としては、ICチップから構成されたフォトセンサを用いることができる。
また、表示装置において、温度を検出する素子を配置し、検出結果、及び液晶素子の温度に対するコントラスト比の変動に基づき、駆動電圧を制御すればよい。温度を検出する素子としては、ICチップから構成された温度センサを用いることができる。このとき、透過率を検出する素子や温度を検出する素子は、表示装置の筐体部に隠れるように配置するとよい。
例えば、図21(A)ないし(C)で示すテレビジョン装置に搭載する本発明の表示装置の液晶表示素子近くに温度を検出する素子を配置し、液晶の温度変化の情報を駆動電圧を制御する回路にフィードバックすればよい。透過率を検出する素子は視認側により近い方がよいため、表示画面の表面に配置し、筐体に覆われるようにすればよい。そして検出される透過率の変化の情報を温度と同様に、駆動電圧を制御する回路にフィードバックすればよい。
本発明は、積層する偏光子を含む一対の層のそれぞれの層の偏光子の透過軸をズレを有するクロスニコルにすることによって、微細なコントラスト比の調整を行うことができるため、液晶の温度に対するわずかなコントラスト比のずれにも対応でき、最適なコントラスト比とすることができる。よって、本発明の表示装置の使用される状況下(室内、室外、気候など)によって、あらかじめ最適なコントラスト比になるように、パラレルニコルで積層する偏光子を含む一対の層を、表示素子を挟んでそれぞれの層の偏光子の透過軸が所定のズレを有するクロスニコルになるように作製し、高性能及び高画質な表示を行うテレビジョン装置や電子機器を提供することができる。
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
(実施の形態12)
本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、携帯電話装置(単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ)、PDA等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図22を参照して説明する。
図22(A)に示す携帯情報端末機器は、本体9201、表示部9202等を含んでいる。表示部9202は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯情報端末機器を提供することができる。
図22(B)に示すデジタルビデオカメラは、表示部9701、表示部9702等を含んでいる。表示部9701は本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高いデジタルビデオカメラを提供することができる。
図22(C)に示す携帯電話機は、本体9101、表示部9102等を含んでいる。表示部9102は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯電話機を提供することができる。
図22(D)に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体9301、表示部9302等を含んでいる。表示部9302は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの(例えば40インチ以上)まで、幅広いものに、本発明の表示装置を適用することができる。
図22(E)に示す携帯型のコンピュータは、本体9401、表示部9402等を含んでいる。表示部9402は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯型のコンピュータを提供することができる。
このように、本発明の表示装置により、コントラスト比の高い電子機器を提供することができる。