JP5127215B2

JP5127215B2 - 表示装置

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Publication number: JP5127215B2
Application number: JP2006339432A
Authority: JP
Inventors: 勇司恵木; 哲二石谷; 毅西
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: JP2007199691A

Description

本発明は、コントラスト比を高めるため、積層構造を有する偏光板を備えた表示装置の構成に関する。

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

一般的に、液晶表示装置には、互いの基板にそれぞれ一枚の偏光板が設けられており、コントラスト比を維持している。黒表示を暗くすることにより、コントラスト比を高くすることができ、ホームシアターのように暗室で映像を見る場合に、高い表示品質を提供することができる。

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

しかしながら、コントラスト比を高める要求は留まることなく、液晶表示装置においてコントラスト向上の研究がされている。また偏光度の高い偏光板は、その価格が高いことが問題となる。

上記課題を鑑み本発明は、互いに対向するように配置された透光性基板の一方に、積層された偏光板、つまり積層構造を有する偏光板を設け、積層された互いの偏光板はパラレルニコルからずれるように配置されたことを特徴とする。

また本発明は、互いに対向するように配置された透光性基板の両方に積層された偏光板を設け、対向する偏光板をクロスニコルとなるように配置し、積層された偏光板がパラレルニコルからずれるように配置されたことを特徴とする。または、対向する偏光板がクロスニコルからずれるように配置されてもよい。積層された偏光板と基板間には波長板、位相差板を有してもよい。

本発明の一形態は、互いに対向した第１の透光性基板、第２の透光性基板と、前記第１の透光性基板及び前記第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の透光性基板の外側に積層された偏光板と、を有し、前記積層された偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置されたことを特徴とする表示装置である。

本発明の別形態は、互いに対向した第１の透光性基板、第２の透光性基板と、前記第１の透光性基板及び前記第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第１の積層された偏光板と、前記第２の透光性基板の外側に第２の積層された偏光板とを有し、前記第１の積層された偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置され、前記第２の積層された偏光板は、互いの透過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表示装置である。

本発明の別形態は、互いに対向した第１の透光性基板、第２の透光性基板と、前記第１の透光性基板及び前記第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第１の積層された偏光板と、前記第２の透光性基板の外側に第２の積層された偏光板とを有し、前記第１の積層された偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置され、前記第２の積層された偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置されたことを特徴とする表示装置である。

本発明において、前記第１の積層された偏光板は、前記第２の積層された偏光板の透過軸とクロスニコルとなる透過軸を有する。

本発明において、前記積層構造を有する偏光板のうち、パラレルニコルからずれた偏光板は、視認側に配置されている。

複数の偏光板をずらして積層させた簡便な積層構造により、表示装置のコントラスト比を高めることができる。

以下に、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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の表示装置の概念について説明する。

図１（Ａ）には、積層された偏光板（積層構造を有する偏光板）であって、積層構造を有する偏光板では、偏光板同士はパラレルニコルからずらして配置された構成を有する。このような積層構造を有する偏光板が設けられた表示装置の断面図、図１（Ｂ）には該表示装置の斜視図を示す。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置を例にして説明する。

図１（Ａ）に示すように、互いに対向するように配置された第１の基板１０１及び第２の基板１０２に、液晶素子を有する層１００が挟持されている。該基板は、透光性を有する絶縁基板（以下、透光性基板とも記す）とする。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）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。

液晶素子を有する層と接しない基板の外側には、積層構造を有する偏光板が設けられている。つまり、第１の基板１０１の外側には、積層構造となる第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４が設けられている。このとき偏光板同士、つまり第１の偏光板１０３と、第２の偏光板１０４とはパラレルニコルからずらして配置される。

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

図１（Ｂ）に示すように、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とはずらして積層される。このように偏光板の透過軸をずらして積層することにより、コントラスト比を高めることができる。

図２には、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とのなす角を上面から見た図を示す。第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とは、ずれ角θで積層される。このように積層された偏光板のうち、外側に設けられた第２の偏光板１０４をずらして積層する。

本実施の形態のように、基板の一方側に積層された偏光板を有する構成は、基板の片側から光を取り出すことができる表示装置に適用することができる。

なお、偏光板の特性上、透過軸と直交方向には吸収軸がある。そのため、吸収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。

このように積層された偏光板をパラレルニコルからずれるように配置することにより、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。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、積層された偏光板に加えて位相差板を設けた表示装置の概念について説明する。

図３（Ａ）には、パラレルニコルからずらして積層された偏光板（積層構造を有する偏光板）と、該偏光板と基板との間に位相差板が設けられた表示装置の断面図、図３（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３（Ａ）に示すように、第１の基板１０１側には、第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４が設けられている。このとき第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４がパラレルニコルからずらして配置される。さらにこれら積層された偏光板と、第１の基板１０１との間には、位相差板１１３が設けられている。

位相差板は、液晶をハイブリット配向させたフィルム、液晶を捻れ配向させたフィルム、１軸性位相差板、又は２軸性位相差板が挙げられる。このような位相差板は表示装置の広視野角化を図ることができる。

１軸性位相差板は、樹脂を一方向に延伸させて形成される。また２軸性位相差板は、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。

なお液晶をハイブリット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またはネマチック液晶をハイブリット配向させて形成させたフィルムである。位相差板は、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。

本実施の形態において、さらに反射板を備えた構成としてもよい。反射板は、第２の基板１０２の外側に設けたり、画素電極を反射性の高い材料から形成することにより、備えることができる。

図３（Ｂ）に示すように、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とはずらして積層される。さらに、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、位相差板１１３の遅相軸（Ｅ）とは、４５°ずらすように配置する。このよう位相差板を設けることにより黒表示を可能とし、また視野角を広げることができる。なお４５°は例示であって、視野角が拡がる角度の範囲であれば、この角度に限定されず、所定の角度であればよい。このように偏光板の透過軸をずらして積層し、且つ位相差板を設けたことにより、コントラスト比を高めることができる。

図４には、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）と、位相差板１１３の遅相軸（Ｅ）のなす角を上面から見た図を示す。第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とは、ずれ角θで積層する。さらに、透過軸（Ａ）と遅相軸（Ｅ）とは、４５°をなすように配置する。

なお、位相差板の特性上、遅相軸と直交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。

このように偏光板がパラレルニコルからずれるように積層し、さらに位相差板を設けることにより、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。

（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、一対の積層された偏光板を設けた表示装置の概念について説明する。

図５（Ａ）には、一対の積層された偏光板を有し、少なくとも一方の積層された偏光板（積層構造を有する偏光板）においてパラレルニコルからずらして配置された構成を有する表示装置の断面図、図５（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。

本実施の形態では、基板の外側、積層構造を有する偏光板が設けられている。具体的には、図５（Ａ）に示すように、第１の基板１０１の外側に、順に、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の基板１０２の外側には、順に、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が設けられている。本実施の形態において、一対の積層された偏光板において、少なくとも一方の積層された偏光板をパラレルニコルからずらすことを特徴とする。具体的には、図５（Ｂ）に示すように、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とを平行状態からずらして積層する。そして、第３の偏光板１０５の透過軸（Ｃ）と、第４の偏光板１０６の透過軸（Ｄ）とは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。

そして、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。すなわち積層構造をなす第３の偏光板及び第４の偏光板と、第１の偏光板とはクロスニコルとなるように配置し、当該第１の偏光板から第２の偏光板をずらして配置する。このようにずらす偏光板は、積層された偏光板のうち外側に配置された、つまり視認側に配置された偏光板であるとよい。

なお、所定の黒表示を得る範囲内で、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルの状態から、ずれることがあっても構わない。

第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）は、第１の偏光板１０３から出て来た楕円偏光の楕円の短軸方向に合わせるようにずらしている。つまり、第２の偏光板１０４の吸収軸は第１の偏光板１０３から出てきた楕円偏光の楕円の長軸方向に合わせるようにずらしている。

また図５には図示しないが、バックライト等の照射手段は、第４の偏光板１０６の下方に配置される。すなわち、ずらすに好ましい偏光板は、照射手段の配置されない視認側の積層された偏光板のうち、外側に配置された偏光板であるとよい。

図６には、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）と、第３の偏光板１０５の透過軸（Ｃ）と、第４の偏光板１０６の透過軸（Ｄ）とのなす角を上面から見た図を示す。第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とは、ずれ角θで積層される。なお、本実施の形態において、透過軸（Ｃ）と透過軸（Ｄ）はパラレルニコルとなるように配置される。

本実施の形態のように、一対の積層された偏光板は、バックライトを配置した基板と対向する側から光を取り出すことができる表示装置に適用できる。また、透光性のバックライトを用いれば、バックライトを配置した基板からも光が取り出せる、つまり両側から光を取り出せる表示装置に一対の積層された偏光板を適用してもよい。

このように一対の積層された偏光板において、少なくとも一方、好ましくは視認側における積層された偏光板の透過軸がパラレルニコルからずれるように積層することにより、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。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なるようにずらされた積層された偏光板の形態について説明する。

上記実施の形態では、第１の偏光板１０３と、第３の偏光板１０５がクロスニコルとなるように配置された形態を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第３の偏光板１０５と、積層構造をなす第１の偏光板１０３及び第２の偏光板１０４とがクロスニコルからずれるように配置し、第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４とがパラレルニコルとなるように配置してもよい。

この場合、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）を、液晶素子から出てきた楕円偏光の楕円の短軸方向にずらす。これを吸収軸で示すと、第１の偏光板１０３の吸収軸が、液晶素子から出てきた楕円偏光の楕円の長軸方向にずらすと言える。

このように一対の積層構造を有する偏光板において、クロスニコルからずらすことによっても、コントラスト比を高めることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、一対の積層された偏光板に加えて位相差板を設けた表示装置の概念について説明する。

図７（Ａ）には、一対の積層された偏光板のうち一方は、パラレルニコルからずらして積層され、該一対の偏光板と基板との間にそれぞれ位相差板が設けられた表示装置の断面図、図７（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７（Ａ）に示すように、第１の基板１０１の外側には、積層構造をなす第１の偏光板１０３及び第２の偏光板１０４が設けられている。第２の基板１０２の外側には、積層構造をなす第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６が設けられている。

図７（Ｂ）に示すように、積層構造をなす第１の偏光板１０３及び第２の偏光板１０４がパラレルニコルからずらして配置される。さらに積層構造を有する偏光板と、第１の基板１０１との間には、位相差板１１３が設けられている。

また図７（Ｂ）に示すように、第２の基板１０２の外側には、積層構造をなす第３の偏光板１０５及び第４の偏光板１０６が設けられている。第３の偏光板１０５と、第４の偏光板１０６とはパラレルニコルとなるように配置される。さらに積層構造を有する偏光板と、第２の基板１０２との間には、位相差板１１４が設けられている。

また図７には図示しないが、バックライト等の照射手段は、第４の偏光板１０６の下方に配置される。

なお本実施の形態において、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。所定の黒表示を得る角度の範囲内で、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルの状態から、ずれることがあっても構わない。

図８には、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）と、第３の偏光板１０５の透過軸（Ｃ）と、第４の偏光板１０６の透過軸（Ｄ）と、のなす角を上面から見た図を示す。第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）と、第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）とは、ずれ角θで積層する。第２の偏光板１０４の透過軸（Ｂ）は、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）から出てきた楕円偏光の楕円の短軸方向に合わせるようにずらしている。このずれ角がθとなる。なお、本実施の形態において、透過軸（Ｃ）と透過軸（Ｄ）とはパラレルニコルとなるように配置される。透過軸（Ａ）と、透過軸（Ｃ）とはクロスニコルをなすように配置される。

本実施の形態のように、一対の積層された偏光板は、基板の両側から光を取り出すことができる表示装置に適用することができる。

このように一対の積層された偏光板と、位相差板を有する構成において、少なくとも一方、好ましくは視認側において、積層された偏光板がパラレルニコルからずれるように積層することにより、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。

（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なるようにずらされた積層された偏光板と位相差板を有する形態について説明する。

上記実施の形態では、位相差板を有し、第１の偏光板１０３と、第３の偏光板１０５がクロスニコルとなるように配置された形態を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、位相差板を有し、第３の偏光板１０５と、積層構造をなす第１の偏光板１０３及び第２の偏光板１０４とがクロスニコルからずれるように配置し、かつ積層構造をなす第１の偏光板１０３と第２の偏光板１０４とがパラレルニコルとなるように配置してもよい。

この場合、第１の偏光板１０３の透過軸（Ａ）は液晶素子から出てきた楕円偏光の楕円の短軸方向にずらす。これを吸収軸で示すと、第１の偏光板１０３の吸収軸は、液晶素子から出てきた楕円偏光の楕円の長軸方向にずらすと言える。

このように位相差板を有し、一対の積層された偏光板において、クロスニコルからずらすことによっても、コントラスト比を高めることができる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、一対の積層された偏光板を有し、少なくとも一方の積層された偏光板において、透過軸をずらして配置し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９には、積層された偏光板を有する液晶表示装置の断面図を示す。

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、素子を転置することによっても採用することが可能となる。

画素部２０５には、該下地膜３０２を介してスイッチング素子となるトランジスタが設けられている。本実施の形態では、該トランジスタに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い、これをスイッチングＴＦＴ３０３と呼ぶ。ＴＦＴは、多くの方法で作製することができる。例えば、活性層として、結晶性半導体膜を適用する。結晶性半導体膜上には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられる。該ゲート電極を用いて該活性層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極は、単層構造、又は積層構造を有することができる。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（Ｌｉｇｈｔｄｏｐｅｄｄｒａｉｎ）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（ＧａｔｅＯｖｅｒｌａｐｅｄＬＤＤ）構造と呼ぶ。図９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。

そして、配線に接続された画素電極３０６を形成する。

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。

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

画素電極３０６を覆うように配向膜３０８を形成する。配向膜３０８にはラビング処理を施す。このラビング処理は液晶のモード、例えばＶＡモードのときには処理を行わないときがある。

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。

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

そして、対向電極３２３、配向膜３２６を設ける。配向膜３０８、３２６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。

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（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ_２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物から選ぶことができる。

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

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

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

次いで、バックライトユニット３５２の構成について説明する。バックライトユニット３５２は、蛍光を発する光源３３１として冷陰極管、熱陰極管、ダイオード、無機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子が、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。

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。

また、基板３０１とバックライトユニット３５２の間には積層された偏光板３１５、３１６が設けられ、対向基板３２０にも積層された偏光板３１３、３１４が設けられている。バックライト側に設けられた偏光板３１５と、偏光板３１６とはパラレルニコルとなるように配置され、視認側に設けられた偏光板３１３と、偏光板３１４とはパラレルニコルからずれるように配置される。本発明において、一対の積層された偏光板のうち、いずれか一方、好ましくは視認側における積層された偏光板の透過軸がずれていることを特徴とする。その結果、コントラスト比と高めることができる。

積層された偏光板３１５、３１６や積層された偏光板３１３、３１４は、基板３０１、対向基板３２０に接着されている。また積層された偏光板と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。

このような液晶表示装置に対して、積層された偏光板を設け、透過軸をずらして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。積層された偏光板をずらすことにより、単純に単層構造の偏光板の膜厚を厚くした構造に比べてコントラスト比を高くすることができる。

本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態８）
本実施の形態では、積層構造を有する偏光板を有するが、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。

図１０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）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。

そして、図９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、例えばＶＡモードのときには処理を行わないときがある。

また図９と同様に対向基板３２０を用意し、封止材３２８により貼り合わせる。これらの間に、液晶３１１を封入することにより液晶表示装置を形成することができる。

また図９と同様に、基板３０１とバックライトユニット３５２の間には積層された偏光板３１５、３１６が設けられ、対向基板３２０にも積層された偏光板３１３、３１４が設けられている。バックライト側の偏光板３１５と、偏光板３１６とは、パラレルニコルとなるように配置され、視認側の偏光板３１３と、偏光板３１４とは、パラレルニコルからずれるように配置される。本発明において、一対の積層された偏光板のうち、いずれか一方、好ましくは視認側において積層された偏光板の透過軸がずれてい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。

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

またさらに、接続端子３１０を介して、制御回路と接続することができる。このとき、接続端子３１０と接続するために、導電性微粒子４２２を有する異方性導電膜を用いることができる。

その他の構成は、図９と同様であるため、説明を省略する。

このような液晶表示装置に対して、積層された偏光板を設け、透過軸をずらして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。また本発明において複数の偏光板は、透過軸をずらして配置した積層構造を有する偏光板であり、単純に単層構造の偏光板の膜厚を厚くした構造とは異なる。偏光板の膜厚を厚くした構造と比べて、よりコントラスト比を高めることができる点で好ましい。

（実施の形態９）
本実施の形態では、液晶表示装置が有する各回路等の動作について説明する。

図１１には、液晶表示装置の画素部７００及び駆動回路部のシステムブロック図を示す。

画素部７００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。

駆動回路部２０８は、制御回路、信号線駆動回路７２２、走査線駆動回路７２３等を有する。制御回路は、画素部７００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、制御回路は生成された信号を信号線駆動回路７２２、及び走査線駆動回路７２３に入力する。そして、走査線駆動回路７２３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７２２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、制御回路では、照明手段へ供給する電力を制御する信号が生成され、該信号は、照明手段の電源に入力される。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。

図１１に示すように走査線駆動回路７２３は、シフトレジスタ７０１、レベルシフタ７０４、バッファ７０５として機能する回路を有する。シフトレジスタ７０１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１１に示す構成に限定されない。

また図１１に示すように信号線駆動回路７２２は、シフトレジスタ７１１、第１のラッチ７１２、第２のラッチ７１３、レベルシフタ７１４、バッファ７１５として機能する回路を有する。バッファ７１５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７１４には、スタートパルス（ＳＳＰ）等の信号が、第１のラッチ７１２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７１３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７００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のラッチを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１１に示す構成に限定されない。

このような信号線駆動回路７２２、走査線駆動回路７２３、画素部７００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。例えば半導体素子は、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５参照）。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７２２や走査線駆動回路７２３は、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）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６参照）。

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、透過軸をずらして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。

（実施の形態１０）
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、反射板は光源を囲むように設けられている。

図１２（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１２（Ｂ）に示すように、バックライトユニット３５２は、光源としてダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。例えば、白色に発するダイオード（Ｗ）４０２を所定の間隔に配置する。また、ダイオード（Ｗ）４０２からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。

また図１２（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（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。

またさらに図１２（Ｄ）に示すように、光源として各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５を用いる場合、それらの数や配置を同じとする必要はない。例えば、発光強度の低い色（例えば緑）を複数配置してもよい。

さらに白色を発するダイオード４０２と、各色ＲＧＢのダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５とを組み合わせて用いてもよい。

なおＲＧＢのダイオードを有する場合、フィールドシーケンシャルモードを適用すると、時間に応じて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。

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

また、光源を必ずしも図１２（Ａ）から（Ｄ）に示すようなバックライトユニットとして配置する必要はない。例えば、大型表示装置にダイオードを有するバックライトを搭載する場合、ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このときダイオードは、所定の間隔を維持し、各色のダイオードを順に配置させることができる。ダイオードの配置により、色再現性を高めることができる。

このようなバックライトを用いた表示装置に対し、積層された偏光板を設け、透過軸をずらして配置したことにより、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、大型表示装置の白色表示の輝度を高めることにより、暗所でも質の高い映像を提供することができる。

（実施の形態１１）
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。積層され、透過軸をずらして配置し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。そこで、本実施の形態では、積層され、透過軸をずらして配置した偏光板を適用しうる各種液晶モードについて説明する。

まず図２３にはＴＮモードの液晶表示装置の模式図を示す。

上記実施の形態と同様に、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１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４がパラレルニコルからずらして配置される。また第２の基板１０２側には、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

なお図示しないが、バックライト等は、第４の偏光板１０６の外側に配置される。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。

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２３（Ａ）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。

そして図２３（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、一対の積層された偏光板であって、視認側における積層された偏光板をパラレルニコルからずらして配置された基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。

このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。

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２４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２３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。第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４がパラレルニコルからずらして配置される。また第２の基板１０２側には、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

このような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０８及び第２の電極１０９に電圧が印加される（縦電界方式）と、図２４（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、パラレルニコルからず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２４（Ｂ）に示すように、第１の電極１０８及び第２の電極１０９の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。

このようにオフ状態では、液晶分子が基板に対して垂直に立ち上がって、黒表示となり、オン状態では液晶分子が基板に対して水平に倒れて白表示となる。オフ状態では液晶分子が立ち上がっているため、偏光されたバックライトからの光は、液晶分子の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、一対の積層された偏光板であって、少なくとも一方の積層された偏光板においてパラレルニコルからずらして配置したことにより、さらなるコントラストの向上が見込まれる。

また液晶の配向が分割されたＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードに、本発明の積層された偏光板を適用することもできる。

ＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、又はＭＶＡモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。

図２５にはＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｅｎｄ）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２３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４の偏光板１０６の外側に配置される。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。第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４がパラレルニコルからずらして配置される。また第２の基板１０２側には、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。

このような構成を有する液晶表示装置において、第１の電極１０８及び第２の電極１０９に電圧が印加される（縦電界方式）と、図２５（Ａ）に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず、黒色表示となる。

そして図２５（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、液晶分子は斜めに並んだ状態となる。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。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第１の基板１０１側、又は第２の基板１０２側のいずれかに設けることができる。

このようなＯＣＢモードでは、液晶層で生じる複屈折を、一対の積層された偏光板であって、視認側において、積層された偏光板をパラレルニコルからずれて配置したことにより、補償することができる。その結果、広視野角を実現することができ、コントラスト比を高めることができる。

図２６にはＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）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捩るモードであり、電極は一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。

ＩＰＳモードは一方の基板に設けられた一対の電極により液晶を制御することを特徴とする。そのため、第２の基板１０２上に一対の電極１１１、１１２が設けられている。一対の電極１１１、１１２は、それぞれ透光性を有するとよい。第１の偏光板１０３、第２の偏光板１０４がパラレルニコルからずらして配置される。また第２の基板１０２側には、第３の偏光板１０５、第４の偏光板１０６が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第１の偏光板１０３と第３の偏光板１０５はクロスニコルとなるように配置されている。また図示しないが、バックライト等は第４の偏光板１０６の外側に配置される。

このような構成を有する液晶表示装置において、一対の電極１１１、１１２に電圧が印加されると、図２６（Ａ）に示すように白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、一対の積層された偏光板であって、視認側において積層された偏光板をパラレルニコルからずれて配置し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。

そして図２６（Ｂ）に示すように、一対の電極１１１、１１２の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、横に並び、且つ平面内で捩れた状態となる。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。

ＩＰＳモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。

本発明の一対の積層された偏光板であって、視認側において積層された偏光板をパラレルニコルからずれて配置した構成を、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。

また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、携帯用の表示装置に好適である。

図２７には、ＦＬＣ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モード及びＡＦＬＣ（ＡｎｔｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）モードの液晶の模式図を示す。

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２７（Ａ）に示すように、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、一対の積層された偏光板であって、視認側に置いて積層された偏光板をパラレルニコルからずれて配置された基板を、通過することができ、所定の映像表示が行われる。

そして図２７（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、黒色表示が行われる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。

ＦＬＣモード及びＡＦＬＣモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。

その他、本発明は旋光モード、散乱モード、複屈折モードの液晶表示装置、偏光板を基板の両側に配置する表示装置において適用できる。

（実施の形態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、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２８を参照して説明する。

図２８（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２８（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２８（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２８（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２８（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。

図２８（Ｆ）に示すテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる。表示部９５０２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テレビジョン装置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。

本実施例では、積層された偏光板を有するＴＮ液晶素子に対する、光学計算の結果について示す。

まず図１３に示すように、光学計算対象の液晶素子を形成した。バックライトから順に、偏光板１、偏光板２、ＴＮ液晶、偏光板３、偏光板４を積層した。すなわち液晶素子において、ＴＮ液晶の両側に２枚の積層された偏光板を配置した。ＴＮ液晶は、誘電率の異方性Δε＝５．２である。そして、液晶素子のセル厚は４μｍとした。なお表１には、ＴＮ液晶の波長５４６．１ｎｍにおける複屈折Δｎの値を示す。表１から、複屈折は温度に依存して変動することがわかる。

偏光板はＬＣＤＭＡＳＴＥＲのデータベースに含まれるＥＧ１４２５ＤＵを用い、偏光板１枚の膜厚は１８０μｍとした。このような液晶素子において、ラビング方向はバックライト側、視認側において、それぞれ偏光板の吸収軸と直交方向、つまり透過軸方向と平行とし、ノーマリホワイトモードとなるようにした。

このときバックライト側に設けられた偏光板１及び偏光板２の吸収軸は、基準線から１３５°をなすように配置した。また視認側に設けられた偏光板３の吸収軸は、基準線から４５°をなす、つまり偏光板１及び偏光板３とクロスニコルとなるように配置した。そして、偏光板４の吸収軸は、基準線から４５°をなす状態から、徐々に角度をずらしていった。すなわち、偏光板４の吸収軸は、偏光板３の吸収軸と徐々にずらしていった。この状態で、光学計算を行った。

図１４には、偏光板４の吸収軸が基準線となす角に対する、コントラスト比の結果を示す。吸収軸が基準線となす角が３５°から５５°の間で、光学計算を行った。コントラスト比とは、白表示の輝度と、黒表示の輝度との相対比から求めたものである。黒表示を行うために液晶素子には４．５Ｖを印加（オン電圧）し、白表示を行うために液晶素子には１．７Ｖを印加（オフ電圧）した。そしてＴＮ液晶の温度を２０℃、２５℃、４０℃、６０℃としたときの、液晶素子のコントラスト比を測定した。

図１４より、ＴＮ液晶の温度によってコントラスト比が異なることがわかる。例えば、２０℃においてコントラスト比が最大となるのは、偏光板４の吸収軸が基準線となす角が４１．５°のときである。また６０°Ｃにおいてコントラスト比が最大となるのは、偏光板４の吸収軸が基準線となす角が４２．５°のときである。また、図１４より、偏光板４の吸収軸を基準線と４５°をなすように配置した時よりもコントラスト比を上げるためには、偏光板４の吸収軸が基準線となす角度を３８°から４５°に、つまり偏光板３の吸収軸との角度を７°以内、とくに５°以内にするのが好ましいことがわかる。

このように積層された偏光板をずらすと、コントラスト比が高まることがわかった。また積層された偏光板をずらすと、コントラスト比が最大となる偏光板４の吸収軸のなす角に、温度依存性を示すことがわかった。

本実施例では、コントラスト比に対する温度依存性について光学計算を行った結果を示す。ここでは、積層された偏光板をずらした上で、温度に依存せずコントラスト比を一定とさせる方法について説明する。

図１５には、図１３で示した偏光板４の吸収軸が基準線となす角を、４１．５°としたときの、印加電圧に対する、白表示の透過率を示す。ＴＮ液晶の温度が上昇するにつれ、白表示での透過率が低下していることが分かる。ＴＮ液晶の温度に対してコントラスト比を一定にするためには、白表示での透過率を一定とすればよい。例えば、白表示での透過率を０．２２の一定値とする。

また表２には、ＴＮ液晶の各温度に対する白表示を行うための液晶素子の印加電圧の具体値を示す。

次に、図１６に、偏光板４の吸収軸が基準線となす角を、４１．５°としたときの、印加電圧に対する、黒表示の透過率を示す。ＴＮ液晶の温度が上昇するにつれ、黒表示での透過率が低下していることが分かる。ＴＮ液晶の温度に対してコントラスト比を一定にするためには、黒表示での透過率を一定とすればよい。例えば、黒表示での透過率を１．１７×１０^−５の一定値とする。

また表３には、ＴＮ液晶の各温度に対する黒表示を行うための液晶素子の印加電圧の具体値を示す。

次に、図１７に、ＴＮ液晶の温度に対するコントラスト比をプロットした結果を示す。本測定においても、偏光板４の吸収軸を、基準線と４１．５°をなすように配置、つまり偏光板４をずらすように配置し、高コントラスト比を得る構成とした。さらに表２、３に示すように、ＴＮ液晶の温度に対して、白表示の透過率及び黒表示の透過率が一定となるように、液晶素子に印加する電圧を制御した。比較例として、偏光板４の吸収軸を基準線と４５°をなすように配置した比較素子の結果を合わせて示す。比較素子に対しては、温度に関わらず、印加電圧として黒表示には０Ｖ、白表示には５Ｖとした。

図１７から、本発明の液晶素子は、高いコントラスト比を得ることができ、ＴＮ液晶の温度２０℃から６０℃において、一定のコントラスト比を得ることができたことがわかる。一方、比較素子は、コントラスト比が低く、さらにＴＮ液晶の温度に依存してコントラスト比に変動が生じることがわかる。

このように本発明の液晶素子は、高いコントラスト比を得ることがわかった。またＴＮ液晶の温度に依存してコントラスト比に変動が生じるが、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と望ましいことがわかる。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。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。

本実施例では、積層された偏光板を有するＶＡ液晶素子に対する、光学計算結果について示す。

まず図１８に示すように、光学計算対象の液晶素子を形成した。バックライトから順に、偏光板１、偏光板２、位相差板、ＶＡ液晶、位相差板、偏光板３、偏光板４を積層した。すなわち液晶素子において、ＶＡ液晶の両側に、位相差板、及び２枚の積層された偏光板を配置した。本実施例では、入射光の偏光状態に影響を与える視野角を改善するために位相差板を挿入した。ＶＡ液晶は、誘電率の異方性Δε＝−４．３である。そして液晶素子のセル厚は２．４４μｍとした。なお表４には、ＶＡ液晶の波長５４６．１ｎｍにおける複屈折を示す。表４から、複屈折は温度に依存して変動することがわかる。

偏光板はＬＣＤＭＡＳＴＥＲのデータベースに含まれるＥＧ１４２５ＤＵを用い、偏光板１枚の膜厚は１８０μｍとした。このような液晶素子において、プレチルト角は８８°とした。

このときバックライト側に設けられた偏光板１及び偏光板２の吸収軸は、基準線から４５°をなすように配置した。また視認側に設けられた偏光板３の吸収軸は、基準線から１３５°をなす、つまり偏光板１及び偏光板３とクロスニコルとなるように配置した。そして偏光板４の吸収軸は、基準線から１３５°をなす状態から、徐々に角度をずらしていった。
この状態で光学計算を行った。

図１９には、偏光板４の吸収軸が基準線となす角に対する、コントラスト比の結果を示す。吸収軸が基準線となす角が１２５°から１４５°の間で、光学計算を行った。白表示を行うために液晶素子には６．５Ｖを印加（オン電圧）し、黒表示を行うために液晶素子には０．６Ｖを印加（オフ電圧）した。そしてＶＡ液晶の温度を２０℃、２５℃、４０℃、６０℃としたときの、液晶素子のコントラスト比を測定した。

図１９より、ＶＡ液晶の温度によってコントラスト比が異なることがわかる。例えば、２０℃においてコントラスト比が最大となるのは、偏光板４の吸収軸が基準線となす角が１３９．５°のときである。また６０℃においてコントラスト比が最大になるのは、偏光板４の吸収軸が基準線となす角が１３９°のときである。また、図１９より、偏光板４の吸収軸を基準線と１３５°をなすように配置した時よりもコントラスト比を上げるためには、偏光板４の吸収軸が基準線となす角度を１３５°から１４４°に、つまり偏光板３の吸収軸との角度を９°以内、とくに７°以内にするのが好ましいことがわかる。

このように積層された偏光板の吸収軸をずらすと、コントラスト比が高まることがわかった。また積層された偏光板の吸収軸をずらすと、コントラスト比が最大となる偏光板４の吸収軸のなす角に対して、コントラスト比が温度依存性を示すことがわかった。

図２０には、図１８に示した偏光板４の吸収軸が基準線となす角を、１３９°としたときの、印加電圧に対する、白表示の透過率を示す。ＶＡ液晶の温度が上昇するにつれ、白表示での透過率が低下していることが分かる。ＶＡ液晶の温度に対してコントラスト比を一定にするためには、白表示での透過率を一定にすればよい。例えば、白表示の透過率を０．２５とるようにすればよい。

また表５には、各ＶＡ液晶の温度における、白表示を行うための印加電圧の具体値を示す。

次に、図２１に、偏光板４の吸収軸が基準線となす角を、１３９°としたときの、印加電圧に対する、黒表示の透過率を示す。ＶＡ液晶の温度が上昇するにつれ、黒表示での透過率が低下していることが分かる。ＶＡ液晶の温度に対してコントラスト比を一定にするためには、黒表示での透過率を一定にすればよい。例えば、黒表示の透過光を８．７９×１０^−７の一定値をとるようにすればよい。

また表６には、各ＶＡ液晶の温度における、黒表示を行うための印加電圧の具体値を示す。

次に、図２２に、ＶＡ液晶の温度に対するコントラスト比をプロットした結果を示す。本測定においても、偏光板４の吸収軸を、基準線と１３９°をなすように配置、つまり偏光板４をずらすように配置し、高コントラストを得る構成とした。さらに表５、６に示すように、ＶＡ液晶の温度に対して、白表示の透過率及び黒表示の透過率が一定となるように、液晶素子に印加する電圧を制御した。比較例として、偏光板４の吸収軸を基準線と１３５°をなすように配置した比較素子の結果を合わせて示す。比較素子に対しては、温度に関わらず、印加電圧として黒表示には０Ｖと、白表示には５Ｖとした。

表７に、本発明の液晶素子と、比較素子の構成を示す。

図２２から、本発明の液晶素子は、高いコントラスト比を得ることができ、ＶＡ液晶の温度２０℃から６０℃において、一定のコントラスト比を得ることができたことがわかる。但し６０℃でのコントラスト比が若干増えているが、黒表示の透過率を制御する際に電圧をより細かく制御することで改善される。一方、比較素子は、コントラスト比が低く、さらにＶＡ液晶の温度に依存してコントラスト比に変動が生じることがわかる。

このように本発明の液晶素子は、高いコントラスト比を得ることがわかった。またＶＡ液晶の温度に依存してコントラスト比に変動が生じるが、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と望ましいことがわかる。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。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。

本発明の表示装置を示した図である。本発明の偏光板のなす角を示した図である。本発明の表示装置を示した図である。本発明の偏光板のなす角を示した図である。本発明の表示装置を示した図である。本発明の偏光板のなす角を示した図である。本発明の表示装置を示した図である。本発明の偏光板のなす角を示した図である。本発明の表示装置を示した断面図である。本発明の表示装置を示した断面図である。本発明の表示装置を示したブロック図である。本発明の表示装置が有する照射手段を示した図である。本発明の実験条件を示した図である。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験条件を示した図である。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の実験結果を示したグラフである。本発明の液晶素子のモードを示した模式図である。本発明の液晶素子のモードを示した模式図である。本発明の液晶素子のモードを示した模式図である。本発明の液晶素子のモードを示した模式図である。本発明の液晶素子のモードを示した模式図である。本発明の電子機器を示した図である。

Claims

互いに対向した第１の透光性基板及び第２の透光性基板と、
前記第１の透光性基板及び前記第２の透光性基板の間に挟持された液晶層と、
前記第１の透光性基板の外側に配置された複数の積層された直線偏光板からなる第１の積層体と、
前記第２の透光性基板の外側に配置された複数の積層された直線偏光板からなる第２の積層体と、を有し、
前記第１の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからコントラスト比があがる方向に０°より大きく７°以内でずれるように配置され、
前記第２の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過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表示装置。
互いに対向した第１の透光性基板及び第２の透光性基板と、
前記第１の透光性基板及び前記第２の透光性基板の間に挟持された液晶層と、
前記第１の透光性基板の外側に配置された複数の積層された直線偏光板からなる第１の積層体と、
前記第２の透光性基板の外側に配置された複数の積層された直線偏光板からなる第２の積層体と、
前記第２の積層体の外側に配置されたバックライトと、を有し、
前記第１の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからコントラスト比があがる方向に０°より大きく７°以内でずれるように配置され、
前記第２の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過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表示装置。
請求項１又は２において、前記液晶層の液晶はＴＮ液晶であることを特徴とする表示装置。
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第１の積層体のいずれかの直線偏光板の透過軸と、前記第２の積層体の直線偏光板の透過軸とはクロスニコルとなすことを特徴とする表示装置。
互いに対向した第１の透光性基板及び第２の透光性基板と、
前記第１の透光性基板及び前記第２の透光性基板の間に挟持された液晶層と、
前記第１の透光性基板の外側に配置された位相差板と複数の積層された直線偏光板からなる第１の積層体と、
前記第２の透光性基板の外側に配置された位相差板と複数の積層された直線偏光板からなる第２の積層体と、を有し、
前記第１の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからコントラスト比があがる方向に０°より大きく９°以内でずれるように配置され、
前記第２の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過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表示装置。
互いに対向した第１の透光性基板及び第２の透光性基板と、
前記第１の透光性基板及び前記第２の透光性基板の間に挟持された液晶層と、
前記第１の透光性基板の外側に配置された位相差板と複数の積層された直線偏光板からなる第１の積層体と、
前記第２の透光性基板の外側に配置された位相差板と複数の積層された直線偏光板からなる第２の積層体と、
前記第２の積層体の外側に配置されたバックライトと、を有し、
前記第１の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過軸がパラレルニコルからコントラスト比があがる方向に０°より大きく９°以内でずれるように配置され、
前記第２の積層体の複数の直線偏光板は、互いの透過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表示装置。
請求項５又は６において、前記液晶層の液晶はＶＡ液晶であることを特徴とする表示装置。
請求項５乃至７のいずれか一項において、前記第１の積層体のいずれかの直線偏光板の透過軸と、前記第２の積層体の直線偏光板の透過軸とはクロスニコルとなすことを特徴とする表示装置。