JP6320289B2 - 液晶ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイに関する。

液晶ディスプレイ装置は、光源となるバックライトと、バックライトから光が供給される液晶層と、液晶層の液晶を駆動する電極と、を備えている。液晶ディスプレイ装置は、電極で電圧を印加することによって生成した電界により液晶の配向を変化させて、液晶層の領域ごとにバックライトからの光の透過または遮断を切り換えることで、表示を行う。

このような液晶ディスプレイ装置においては、液晶層の一方の側と他方の側に、それぞれ、特定方向の振幅成分を持つ光のみを通過させる偏光板が設けられている。ここで、液晶層の一方の側の偏光板と、液晶層の他方の側の偏光板とで、偏光方向が互いに直交している。

また、液晶ディスプレイ装置においては、光源からの光を、カラーフィルタで波長吸収（選択）することで、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色に変換し、カラー画像の表示を行っている。

カラーフィルタにおける光利用効率および色再現性の向上を図るため、数〜数十ｎｍの微粒子からなる量子ドット層を設け、光源からの光により特定波長域の光を自発光することでカラーフィルタとして機能させる構成が提案されている。この構成の関連技術として、特許文献１（特開２００６−３０９２１９号公報）、特許文献２（特開２００６−３１０３０３号公報）、特許文献３（特開２０１２−２２０２８号公報）に開示されている。

しかし、特許文献１〜３に記載される構成では、光源からの光が量子ドット層を透過したときに偏光が乱れてしまうことがある。その結果、液晶ディスプレイにおけるコントラスト・光利用効率及び光再現性が低下する。

本発明は、カラーフィルタを透過することによる光の乱れを抑え、光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることのできる液晶ディスプレイを提供する。

本発明は、光を発する光源と、前記光を偏光する第一偏光層と、前記第一偏光層に間隔をあけて対向配置され、前記光を偏光する第二偏光層と、前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、液晶が駆動されることによって前記光を透過・遮断する液晶層と、前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、前記光により励起されて自発光する量子ドットカラーフィルタと、前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、前記光を偏光する第三偏光層と、を備える、液晶ディスプレイを提供する。

また、前記第三偏光層は、前記量子ドットカラーフィルタに対し、前記光の伝搬方向上流側または下流側に配置されているようにしてもよい。

また、前記第三偏光層は、前記量子ドットカラーフィルタと前記液晶層との間に配置されているようにしてもよい。

また、前記光源で発する前記光が青色光または紫外光であるようにしてもよい。

また、前記第一偏光層の吸収軸方向と前記第二偏光層の吸収軸方向とが互いに直交し、
前記第三偏光層の吸収軸方向は、前記第一偏光層および前記第二偏光層のうち、前記液晶層に対して同じ側にあるものと平行に設定されているようにしてもよい。

また、前記量子ドットカラーフィルタは、基板上にフォトリソグラフィー法により形成されているようにしてもよい。

また、前記第三偏光層は、基板上に偏光パターンを形成する材料が塗布されることで形成された塗布型偏光板であるようにしてもよい。

また、前記光源で前記光の一部の波長域を吸収する波長吸収型カラーフィルタをさらに備えるようにしてもよい。

本発明によれば、次のような効果を得ることができる。

すなわち、第一偏光層および第二偏光層に加えて第三偏光層を備えることで、量子ドットカラーフィルタを透過することによる光の乱れを抑え、液晶ディスプレイにおける光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることが可能となる。

第１の実施形態における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態の第１変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態の第２変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態の第１変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態の第２変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 第３の実施形態の第３変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。 本実施形態の検討例においてシミュレーション検討に用いた試験体の構成を示す断面図である。 シミュレーション検討の結果を示す図であり、偏光維持度とコントラストとの関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による液晶ディスプレイを実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、液晶ディスプレイ１０Ａは、液晶パネル２０Ａと、液晶パネル２０Ａに光を提供する光源１１と、光源１１で発した光を液晶パネル２０Ａの背面２０ｂに導く光ガイド１２と、を備えている。

光源１１として、この実施形態では、光波長の短い青色ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）または紫外光ＬＥＤを用いるのが好ましい。光源１１は、光ガイド１２の一側端部１２ａに配置されている。
光ガイド１２は、その一側端部１２ａに設けられた光源１１から入力される光を液晶パネル２０Ａの表面２０ｆと平行な方向に伝搬するとともに、伝搬した光を液晶パネル２０Ａの表面２０ｆに直交する方向に変換する反射面１２ｍを有している。

液晶パネル２０Ａは、液晶層２１と、第一偏光層２２と、第二偏光層２３と、カラーフィルタ２４と、第三偏光層２５と、を備えている。液晶層２１と、カラーフィルタ２４と、第三偏光層２５とは、第一偏光層２２と第二偏光層２３との間に配置されている。

液晶層２１は、液晶が封入され、図示しない電極によって電圧が印加されることによって生じる電界により、液晶の配向が変化する。このようにして液晶の配向が変化することによって、液晶層２１は、光ガイド１２から供給される光を部分的に透過したり遮断したりすることで、表示画像を生成する。

第一偏光層２２は、液晶層２１に対して光ガイド１２側、すなわち光源１１から光ガイド１２を経て液晶パネル２０Ａに提供される光の伝搬方向Ｆの上流側に配置されている。この第一偏光層２２は、フィルム状に延伸された延伸型偏光層とされている。

第二偏光層２３は、液晶層２１に対して光ガイド１２から離間した側、すなわち光源１１から光ガイド１２を経て液晶パネル２０Ａに提供される光の伝搬方向Ｆの下流側に配置されている。第二偏光層２３は、フィルム状に延伸された延伸型偏光層とされている。

カラーフィルタ２４としては、数〜数十ｎｍの微粒子からなる量子ドットフィルタが用いられている。カラーフィルタ２４は、光源１１から光ガイド１２を経て提供される光（入力光）により励起されて、自発光する。ここで、カラーフィルタ２４（量子ドットフィルタ）を構成する微粒子の粒径によって、発光する波長を調整できる。すなわち、カラーフィルタ２４は、格子状に複数のエリアに区分され、各エリアにおいては、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）のうち予め割り振られたいずれかの光を自発光するよう、微粒子の粒径が調整されている。

第三偏光層２５は、カラーフィルタ２４において生じる光の乱れを補正する。

さて、液晶パネル２０Ａにおいては、液晶層２１に対して、光ガイド１２側と、光ガイド１２から離間した側とに、それぞれガラス基板２６Ａ，２６Ｂが設けられている。

そして、液晶層２１に対して光ガイド１２側のガラス基板２６Ａには、液晶層２１とは反対側の表面２６ｆに第一偏光層２２が設けられている。

また、液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂには、液晶層２１とは反対側の裏面２６ｇに第二偏光層２３が設けられている。また、ガラス基板２６Ｂには、液晶層２１側に、第三偏光層２５とカラーフィルタ２４が積層されて設けられている。

ここで、カラーフィルタ２４は、ガラス基板２６Ｂに、フォトリソグラフィー法によって形成されている。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの領域ごとに、形成される量子ドットの粒径が設定されている。

また、第三偏光層２５は、ガラス基板２６Ｂに偏光層材料が塗布されることで形成された塗布型偏光層とされている。偏光層材料は、ガラス基板２６Ｂの裏面２６ｇに偏光パターンを形成する。

上記のように、液晶パネル２０Ａには、液晶層２１に対して一方の側である光ガイド１２側に第一偏光層２２が設けられ、液晶層２１に対して他方の側に第二偏光層２３と第三偏光層２５とが設けられている。
第一偏光層２２と、第二偏光層２３とは、吸収軸方向が互いに直交している。第一偏光層２２の吸収軸方向を第一方向Ｘとすると、第二偏光層２３の吸収軸方向は、光の伝搬方向Ｆに対して直交する面内で第一方向Ｘに直交する第二方向Ｙとされている。
第三偏光層２５の吸収軸方向は、液晶層２１に対し、第三偏光層２５と同じ側に配置された第二偏光層２３の吸収軸方向と同一の、第二方向Ｙとされている。

このような液晶ディスプレイ１０Ａにおいては、光源１１で発せられた光は、光ガイド１２を経て、液晶パネル２０Ａの背面２０ｂから表面２０ｆへと伝搬する。
液晶パネル２０Ａにおいて、光は、まず第一偏光層２２により第一方向Ｘに偏光され、ガラス基板２６Ａを透過し、液晶層２１に至る。液晶層２１では、図示しない電極によって生じる電界により変化する液晶の配向に応じて、光の透過量が制御される。
そして、液晶層２１を経た光は、カラーフィルタ２４の各領域において波長変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの光を自発光する。
カラーフィルタ２４で自発光した各色の光は、第三偏光層２５により、第一偏光層２２とは直交する第二方向Ｙに偏光される。さらにガラス基板２６Ｂを経た光は、第二偏光層２３で第三偏光層２５と同じ第二方向Ｙに偏光される。

上述した液晶ディスプレイ１０Ａによれば、第一偏光層２２と第二偏光層２３との間に第三偏光層２５を備えている。そして、液晶層２１に対して光の伝搬方向Ｆの下流側に、同じ方向の吸収軸を有する第三偏光層２５と第二偏光層２３とが設けられている。このように、第三偏光層２５と第二偏光層２３とを二重に設けることで、カラーフィルタ２４を光が通過するときに生じる光の乱れを確実に補正することができる。これにより、液晶ディスプレイ１０Ａにおいて、カラーフィルタ２４を透過することによる光の乱れを抑え、光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることができる。

また、液晶層２１に対し、一方の側と他方の側とに位置する第一偏光層２２，第二偏光層２３の吸収軸方向は互いに直交し、液晶層２１に対して同じ側に配置された第二偏光層２３と第三偏光層２５との吸収軸方向は同一（平行）とされている。これにより、第二偏光層２３における液晶層２１のシャッター機能を第三偏光層２５で損なうのを回避することができる。

また、光源１１には、光波長の短い青色ＬＥＤまたは紫外光ＬＥＤが用いられ、光源１１で発する光の波長は、カラーフィルタ２４のＲ、Ｇ、Ｂの各エリアで自発光するＲ、Ｇ、Ｂの光の波長よりも短い。カラーフィルタ２４は、入力光に対し、より長い波長への波長変換を図るので、光源１１から提供される光を、より波長が長いＲ、Ｇ、Ｂの光として効率よく自発光させることができる。

さらに、カラーフィルタ２４は、ガラス基板２６Ｂに、フォトリソグラフィー法によって形成されている。これにより、ガラス基板２６Ｂに、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの領域ごとに量子ドットの粒径が設定されたパターンを容易に形成し、カラーフィルタ２４を形成することができる。

また、第三偏光層２５は、塗布型偏光層とされている。液晶層２１において液晶の配向を行うための配向膜（図示無し）等を形成する際に、高温での焼成処理を行うが、第三偏光層２５を、フィルム状の延伸型偏光層ではなく、塗布型偏光層とすることで、焼成処理にも耐え得る高い耐熱性を有したものとすることができる。

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
以下に説明する第２の実施形態においては、液晶パネル２０Ｂを構成する各層の配置が上記第１の実施形態とは異なる。詳しくは、第２の実施形態における液晶パネル２０Ｂは、液晶層２１とカラーフィルタ２４との間に第三偏光層２５が配置されている。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図２に示すように、液晶ディスプレイ１０Ｂは、液晶パネル２０Ｂと、液晶パネル２０Ｂに光を提供する光源１１と、光源１１で発した光を液晶パネル２０Ｂの背面２０ｂに導く光ガイド１２と、を備えている。

液晶パネル２０Ｂは、第一偏光層２２と第二偏光層２３との間に、液晶層２１と、カラーフィルタ２４と、第三偏光層２５とを備えている。

液晶層２１に対して、光ガイド１２側と、光ガイド１２から離間した側とに、それぞれガラス基板２６Ａ，２６Ｂが設けられている。

液晶層２１に対して光ガイド１２側のガラス基板２６Ａには、液晶層２１とは反対側の表面２６ｆに第一偏光層２２が設けられている。
液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂには、液晶層２１とは反対側の裏面２６ｇに第二偏光層２３が設けられている。

また、ガラス基板２６Ａには、液晶層２１側に、カラーフィルタ２４がフォトリソグラフィー法により形成されている。さらに、カラーフィルタ２４には、第三偏光層２５が積層して設けられている。

上記のように、液晶パネル２０Ｂには、液晶層２１に対して一方の側である光ガイド１２側に第一偏光層２２と第三偏光層２５とが設けられ、液晶層２１に対して他方の側に第二偏光層２３が設けられている。
第一偏光層２２と、第二偏光層２３とは、吸収軸方向が第一方向Ｘと第二方向Ｙとで互いに直交している。
第三偏光層２５の吸収軸方向は、液晶層２１に対し、第三偏光層２５と同じ側に配置された第一偏光層２２の吸収軸方向と平行な第一方向Ｘとされている。

このような液晶ディスプレイ１０Ｂにおいては、光源１１で発せられた光は、光ガイド１２を経て、液晶パネル２０Ｂの背面２０ｂから表面２０ｆへと伝搬する。
液晶パネル２０Ｂにおいては、光は、まず第一偏光層２２により第一方向Ｘに偏光され、ガラス基板２６Ａを透過し、カラーフィルタ２４に至る。カラーフィルタ２４では、カラーフィルタ２４の各領域において波長変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの光を自発光する。
カラーフィルタ２４で自発光した各色の光は、第三偏光層２５により、第一偏光層２２と同じ第一方向Ｘに偏光された後、液晶層２１に至る。液晶層２１では、図示しない電極によって生じる電界により変化する液晶の配向に応じて、光の透過量が制御され、表示画像が生成される。
そして、液晶層２１を経た光は、さらにガラス基板２６Ｂを経た後、第二偏光層２３で第三偏光層２５とは直交する第二方向Ｙに偏光される。

上述した液晶ディスプレイ１０Ｂによれば、液晶層２１に対して光の伝搬方向Ｆの上流側に、同じ方向の吸収軸を有する第三偏光層２５と第一偏光層２２とが設けられている。このように、第三偏光層２５を設けることで、カラーフィルタ２４を光が通過するときに生じる光の乱れを確実に補正することができる。これにより、液晶ディスプレイ１０Ｂにおいて、カラーフィルタ２４を透過することによる光の乱れを抑え、光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることができる。

また、液晶層２１に対し、同じ側に配置された第一偏光層２２と第三偏光層２５との吸収軸方向は同一とされている。これにより、第一偏光層２２における液晶層２１のシャッター機能を第三偏光層２５で損なうのを回避することができる。

また、第三偏光層２５は、カラーフィルタ２４と液晶層２１との間に配置されている。これにより、カラーフィルタ２４で生じた光の乱れを第三偏光層２５で補正し、さらに、液晶層２１で生じた配向乱れを第二偏光層２３で整えることができる。これにより、液晶パネル２０Ｂにおけるコントラスト低下を効率よく抑えることができる。

（第２の実施形態の第１変形例）
図３は、第２の実施形態の第１変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
図３に示すように、液晶ディスプレイ１０Ｃは、液晶パネル２０Ｃと、液晶パネル２０Ｃに光を提供する光源１１と、光源１１で発した光を液晶パネル２０Ｃの背面２０ｂに導く光ガイド１２と、を備えている。

液晶パネル２０Ｃは、第一偏光層２２と、第二偏光層２３との間に、液晶層２１と、カラーフィルタ２４と、第三偏光層２５とを備えている。

液晶層２１に対して、光ガイド１２側と光ガイド１２から離間した側とに、それぞれガラス基板２６Ａ，２６Ｂが設けられている。

液晶層２１に対して光ガイド１２側のガラス基板２６Ａには、液晶層２１とは反対側の表面２６ｆに第一偏光層２２が設けられている。
液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂには、液晶層２１側にカラーフィルタ２４がフォトリソグラフィー法により設けられている。さらに、カラーフィルタ２４には、液晶層２１側に第三偏光層２５が積層されて設けられている。

上記のように、液晶パネル２０Ｃには、液晶層２１に対して一方の側である光ガイド１２側に第一偏光層２２が設けられ、液晶層２１に対して他方の側に第二偏光層２３と第三偏光層２５とが設けられている。
第一偏光層２２と、第二偏光層２３とは、吸収軸方向が第一方向Ｘと第二方向Ｙとで互いに直交している。
第三偏光層２５の吸収軸方向は、液晶層２１に対し、第三偏光層２５と同じ側に配置された第二偏光層２３の吸収軸方向と同一の第二方向Ｙとされている。

このような液晶ディスプレイ１０Ｃにおいては、光源１１で発せられた光は、光ガイド１２を経て、液晶パネル２０Ｃの背面２０ｂから表面２０ｆへと伝搬する。
液晶パネル２０Ｃにおいては、光は、まず第一偏光層２２により第一方向Ｘに偏光され、ガラス基板２６Ａを透過し、液晶層２１に至る。液晶層２１では、図示しない電極によって生じる電界により変化する液晶の配向に応じて、光の透過量が制御され、表示画像が生成される。
液晶層２１を経た光は、第三偏光層２５により、第一偏光層２２と直交する第二方向Ｙに偏光される。
第三偏光層２５を経た光は、カラーフィルタ２４に至る。カラーフィルタ２４では、光がカラーフィルタ２４の各領域において波長変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの光を自発光する。
カラーフィルタ２４で自発光した各色の光は、ガラス基板２６Ｂを経た後、第二偏光層２３で第三偏光層２５と同じ第二方向Ｙに偏光される。

上述したように、液晶層２１に対して光の伝搬方向Ｆの下流側に、同じ方向の吸収軸を有する第三偏光層２５と第二偏光層２３とが設けられている。このように、第三偏光層２５と第二偏光層２３とを二重に設けることで、カラーフィルタ２４を光が通過するときに生じる光の乱れを補正することができる。これにより、液晶ディスプレイ１０Ｃにおいて、カラーフィルタ２４を透過することによる光の乱れを抑え、光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることができる。

また、液晶層２１に対し、同じ側に配置された第二偏光層２３と第三偏光層２５との吸収軸方向は同一とされている。これにより、第二偏光層２３における液晶層２１のシャッター機能を第三偏光層２５で損なうのを回避することができる。

また、第三偏光層２５は、カラーフィルタ２４と液晶層２１との間に配置されている。これにより、液晶層２１で生じた配向乱れを第三偏光層２５で補正し、さらに、カラーフィルタ２４で生じた光の乱れを第二偏光層２３で整えることができる。

（第２の実施形態の第２変形例）
図４は、第２の実施形態の第２変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
図４に示すように、液晶ディスプレイ１０Ｄは、液晶パネル２０Ｄと、液晶パネル２０Ｄに光を提供する光源１１と、光源１１で発した光を液晶パネル２０Ｄの背面２０ｂに導く光ガイド１２と、を備えている。

液晶パネル２０Ｄは、第一偏光層２２と、第二偏光層２３との間に、液晶層２１と、カラーフィルタ２４と、第三偏光層２５とを備えている。

液晶層２１に対して光ガイド１２側のガラス基板２６Ａには、液晶層２１とは反対側の表面２６ｆに第一偏光層２２が設けられている。
液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂには、液晶層２１とは反対側の裏面２６ｇに第三偏光層２５、カラーフィルタ２４、第二偏光層２３が順次積層されて設けられている。カラーフィルタ２４は、第三偏光層２５上にフォトリソグラフィー法により形成されている。

上記のように、液晶パネル２０Ｄには、液晶層２１に対して一方の側である光ガイド１２側に第一偏光層２２が設けられ、液晶層２１に対して他方の側に第二偏光層２３と第三偏光層２５とが設けられている。
第一偏光層２２と、第二偏光層２３とは、吸収軸方向が第一方向Ｘと第二方向Ｙとで互いに直交している。
第三偏光層２５の吸収軸方向は、液晶層２１に対し、第三偏光層２５と同じ側に配置された第二偏光層２３の吸収軸方向と平行な第二方向Ｙとされている。

このような液晶ディスプレイ１０Ｄにおいては、光源１１で発せられた光は、光ガイド１２を経て、液晶パネル２０Ｄの背面２０ｂから表面２０ｆへと伝搬する。
液晶パネル２０Ｄにおいては、光は、まず第一偏光層２２により第一方向Ｘに偏光され、ガラス基板２６Ａを透過し、液晶層２１に至る。液晶層２１では、図示しない電極によって生じる電界により変化する液晶の配向に応じて、光の透過量が制御され、表示画像が生成される。
液晶層２１を経た光は、ガラス基板２６Ｂを経た後、第三偏光層２５により、第一偏光層２２と直交する第二方向Ｙに偏光される。
第三偏光層２５を経た光は、カラーフィルタ２４に至る。カラーフィルタ２４では、カラーフィルタ２４の各領域において波長変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの光を自発光する。
カラーフィルタ２４で自発光した各色の光は、第二偏光層２３で第三偏光層２５と同じ第二方向Ｙに偏光される。

上述したように、第三偏光層２５と第二偏光層２３とを二重に設けることで、カラーフィルタ２４を光が通過するときに生じる光の乱れを確実に補正することができる。これにより、液晶ディスプレイ１０Ｄにおいて、カラーフィルタ２４を透過することによる光の乱れを抑え、光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることができる。

また、液晶層２１に対し、同じ側に配置された第二偏光層２３と第三偏光層２５との吸収軸方向は同一とされている。これにより、第三偏光層２５における液晶層２１のシャッター機能を第二偏光層２３で損なうのを回避することができる。

また、第三偏光層２５は、カラーフィルタ２４と液晶層２１との間に配置されている。これにより、液晶層２１で生じた配向乱れを第三偏光層２５で補正し、さらに、カラーフィルタ２４で生じた光の乱れを第二偏光層２３で整えることができる。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
以下に説明する第３の実施形態においては、上記第２の実施に示した液晶パネル２０Ｅの構成に加え、吸収型カラーフィルタ３０を備えている。なお、以下の説明において、上記第１、第２の実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、液晶ディスプレイ１０Ｅは、液晶パネル２０Ｅと、液晶パネル２０Ｅに光を提供する光源１１と、光源１１で発した光を液晶パネル２０Ｅの背面２０ｂに導く光ガイド１２と、を備えている。

液晶パネル２０Ｅは、第一偏光層２２と第二偏光層２３との間に、液晶層２１と、カラーフィルタ２４と、第三偏光層２５と、吸収型カラーフィルタ３０と、を備えている。

液晶層２１に対して光ガイド１２側のガラス基板２６Ａには、液晶層２１とは反対側の表面２６ｆに第一偏光層２２が設けられている。
また、ガラス基板２６Ａには、液晶層２１側に、カラーフィルタ２４がフォトリソグラフィー法により形成されている。さらに、カラーフィルタ２４には、第三偏光層２５が積層して設けられている。

液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂには、液晶層２１とは反対側の裏面２６ｇに第二偏光層２３が設けられている。
また、ガラス基板２６Bには、液晶層２１側に、吸収型カラーフィルタ３０が設けられている。吸収型カラーフィルタ３０は、R(赤)、G（緑）領域でB（青）色の波長域の光を吸収する。

上記のように、液晶パネル２０Ｅには、液晶層２１に対して一方の側である光ガイド１２側に第一偏光層２２と第三偏光層２５とが設けられ、液晶層２１に対して他方の側に第二偏光層２３が設けられている。
第一偏光層２２と、第二偏光層２３とは、吸収軸方向が第一方向Ｘと第二方向Ｙとで互いに直交している。
第三偏光層２５の吸収軸方向は、液晶層２１に対し、第三偏光層２５と同じ側に配置された第一偏光層２２の吸収軸方向と平行な第一方向Ｘとされている。

このような液晶ディスプレイ１０Ｅにおいては、光源１１で発せられた光は、光ガイド１２を経て、液晶パネル２０Ｅの背面２０ｂから表面２０ｆへと伝搬する。
液晶パネル２０Ｅにおいては、光は、まず第一偏光層２２により第一方向Ｘに偏光され、ガラス基板２６Ａを透過し、カラーフィルタ２４に至る。カラーフィルタ２４では、カラーフィルタ２４の各領域において波長変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの光を自発光する。
カラーフィルタ２４で自発光した各色の光は、第三偏光層２５により、第一偏光層２２と同じ第一方向Ｘに偏光された後、液晶層２１に至る。液晶層２１では、図示しない電極によって生じる電界により変化する液晶の配向に応じて、光の透過量が制御され、表示画像が生成される。

そして、液晶層２１を経た光は、吸収型カラーフィルタ３０において、R(赤)、G（緑）領域でB（青）色の波長域の光が吸収される。カラーフィルタ２４において、光源１１からのB（青）色の光が通過する際、カラーフィルタ２４のＲ（赤）、Ｇ（緑）に相当する層においては、Ｂ（青）の混色が生じることがある。吸収型カラーフィルタ３０により、Ｂ（青）色を吸収することで、混色が生じるのを抑える。

吸収型カラーフィルタ３０を経た光は、さらにガラス基板２６Ｂを経た後、第二偏光層２３で第三偏光層２５とは直交する第二方向Ｙに偏光される。

上述した液晶ディスプレイ１０Ｅによれば、吸収型カラーフィルタ３０を備えているので、吸収型カラーフィルタ３０により、Ｂ（青）色を吸収することで、混色が生じるのを抑えることができる。その結果、液晶ディスプレイ１０Ｅにおける色再現性をより一層高めることができる。

また、上記第２実施形態と同様、液晶ディスプレイ１０Ｅは、液晶層２１に対して光の伝搬方向Ｆの上流側に、同じ方向の吸収軸を有する第三偏光層２５と第一偏光層２２とが設けられている。このように、第三偏光層２５と第一偏光層２２とを二重に設けることで、カラーフィルタ２４を光が通過するときに生じる光の乱れを確実に補正することができる。これにより、液晶ディスプレイ１０Ｅにおいて、カラーフィルタ２４を透過することによる光の乱れを抑え、光利用効率および色再現性のより一層の向上を図ることができる。

また、液晶層２１に対し、同じ側に配置された第一偏光層２２と第三偏光層２５との吸収軸方向は同一とされている。これにより、第一偏光層２２における液晶層２１のシャッター機能を第三偏光層２５で損なうのを回避することができる。

また、第三偏光層２５は、カラーフィルタ２４と液晶層２１との間に配置されている。これにより、カラーフィルタ２４で生じた光の乱れを第三偏光層２５で補正し、さらに、液晶層２１で生じた配向乱れを第二偏光層２３で整えることができる。これにより、液晶パネル２０Ｅにおけるコントラスト低下を効率よく抑えることができる。

（第３の実施形態の第１変形例）
図６は、第３の実施形態の第１変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
図６に示すように、液晶ディスプレイ１０Ｆの液晶パネル２０Ｆにおいては、上記第２実施形態に示した構成（図２参照）において、吸収型カラーフィルタ３０を、ガラス基板２６Ａの液晶層２１側に、カラーフィルタ２４に積層して形成している。さらに、この吸収型カラーフィルタ３０に、第三偏光層２５が積層して設けられている。

このような構成においても、上記第３の実施形態と同様、吸収型カラーフィルタ３０により、Ｂ（青）色を吸収することで、混色が生じるのを抑えることができる。その結果、液晶ディスプレイ１０Fにおける色再現性をより一層高めることができる。

（第３の実施形態の第２変形例）
図７は、第３の実施形態の第２変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
図７に示すように、液晶ディスプレイ１０Gの液晶パネル２０Ｇにおいては、上記第２実施形態の第１変形例に示した構成（図３参照）において、吸収型カラーフィルタ３０を、液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂにおいて、液晶層２１側に備えている。さらに、吸収型カラーフィルタ３０に積層して、カラーフィルタ２４がフォトリソグラフィー法により設けられている。さらに、カラーフィルタ２４には、液晶層２１側に第三偏光層２５が積層されて設けられている。

このような構成においても、上記第３の実施形態と同様、吸収型カラーフィルタ３０により、Ｂ（青）色を吸収することで、混色が生じるのを抑えることができる。その結果、液晶ディスプレイ１０Ｇにおける色再現性をより一層高めることができる。

（第３の実施形態の第３変形例）
図８は、第３の実施形態の第３変形例における液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
図８に示すように、液晶ディスプレイ１０Ｈの液晶パネル２０Ｈにおいては、上記第２実施形態の第２変形例に示した構成（図４参照）において、吸収型カラーフィルタ３０を、液晶層２１に対して光ガイド１２から離間する側のガラス基板２６Ｂの、液晶層２１とは反対側の裏面２６ｇに、第三偏光層２５、カラーフィルタ２４に積層して備えている。さらに、吸収型カラーフィルタ３０に積層して、第二偏光層２３が設けられている。

ここで、吸収型カラーフィルタ３０は、量子ドットフィルタと吸収型カラーフィルタとが混在するように形成してもよい。

このような構成においても、上記第３の実施形態と同様、吸収型カラーフィルタ３０によりＢ（青）色を吸収することで、混色が生じるのを抑えることができる。その結果、液晶ディスプレイ１０Ｈにおける色再現性をより一層高めることができる。

なお、本発明の液晶ディスプレイは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、第３偏光層２５は、複数層を設けるようにしてもよい。
また、各実施形態およびその変形例で示した構成は、液晶パネル２０Ａ〜２０Ｈを構成する最小限の構成を示したものであり、上記に示した以外に、液晶を駆動する駆動電極、ガラス基板２６Ａ，２６Ｂの間隔を規制する柱状スペーサ、液晶の配向を制御する配向制御層、カラーフィルタ２４等の表面の微細凹凸を覆うオーバーコート層等を適宜備えることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

（検討例）
上記第１の実施形態で示した構成について、シミュレーションよりその効果を検討確認したので、その結果を以下に示す。
図９に示すように、試験体としては、上記第１の実施形態で示した液晶ディスプレイ１０Ａの構成から、液晶層２１を除いて、第一偏光層２２、ガラス基板２６Ａ、カラーフィルタ２４、第三偏光層２５、ガラス基板２６Ｂ、第二偏光層２３を順次積層した。

第一偏光層２２、第二偏光層２３としては、偏光度９９．９９７％、単体透過率４３％の偏光板をそれぞれ用いた。
また、第三偏光層２５として、
実施例１：偏光度９９．０００％、単体透過率４３％
実施例２：偏光度９９．５００％、単体透過率４３％
実施例３：偏光度９９．９５０％、単体透過率４３％
の３種類を用いた。
また、比較のため、第三偏光層２５を備えない試験体（比較例）を用意した。

実施例１〜３、比較例のそれぞれの試験体に対し、光を照射し、カラーフィルタ２４における偏光維持度を変化させたときの、コントラストＣＲをシミュレーション計算した。
その結果を図１０に示す。
コントラストは比較例で偏光維持を100%の場合を１とした。

この図１０に示すように、第三偏光層２５を備えない比較例においては、カラーフィルタ２４における偏光維持度が１よりも低下すると、コントラストＣＲが低下する。これに対し、実施例１〜３では、いずれも、カラーフィルタ２４における偏光維持度が１よりも低下しても、コントラストＣＲの低下が、比較例よりも少ないことが確認された。さらに、第三偏光層２５の偏光度が高いほど、コントラストの低下が少ないことが確認された。特に、偏光度が９９．９５％の実施例３においては、カラーフィルタ２４における偏光維持度が10％低下しても、コントラストＣＲが１以上であった。
これにより、第三偏光層２５を備えることで、液晶パネルのコントラストを維持し色再現性が高まることが確認された。

１０Ａ〜１０Ｈ 液晶ディスプレイ
１１ 光源
１２ 光ガイド
１２ｍ 反射面
２０Ａ〜２０Ｈ 液晶パネル
２０ｂ 背面
２０ｆ 表面
２１ 液晶層
２２ 第一偏光層
２３ 第二偏光層
２４ カラーフィルタ
２５ 第三偏光層
２６Ａ，２６Ｂ ガラス基板
２６ｆ 表面
２６ｇ 裏面

Claims (8)

1. 光を発する光源と、
   前記光を偏光する第一偏光層と、
   前記第一偏光層に間隔をあけて対向配置され、前記光を偏光する第二偏光層と、
   前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、液晶が駆動されることによって前記光を透過・遮断する液晶層と、
   前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、前記光により励起されて自発光する量子ドットカラーフィルタと、
   前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、前記光を偏光する第三偏光層と、を備え、
   前記液晶層と前記第二偏光層との間には、前記量子ドットカラーフィルタ及び前記第三偏光層が配置されており、
   前記第三偏光層は、前記第二偏光層と同じ方向の吸収軸を有し、前記量子ドットカラーフィルタと前記第二偏光層との間に位置する液晶ディスプレイ。
2. 前記第三偏光層は、前記量子ドットカラーフィルタに対し、前記光の伝搬方向下流側に配置されている、請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
3. 前記量子ドットカラーフィルタは、前記第三偏光層と前記液晶層との間に配置されている、請求項１または２に記載の液晶ディスプレイ。
4. 前記光源で発する前記光が青色光または紫外光である、請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
5. 前記第一偏光層の吸収軸方向と前記第二偏光層の吸収軸方向とが互いに直交する請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
6. 前記量子ドットカラーフィルタは、基板上にフォトリソグラフィー法により形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
7. 前記第三偏光層は、基板上に偏光パターンを形成する材料が塗布されることで形成された塗布型偏光板である、請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイ。
8. 光を発する光源と、
   前記光を偏光する第一偏光層と、
   前記第一偏光層に間隔をあけて対向配置され、前記光を偏光する第二偏光層と、
   前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、液晶が駆動されることによって前記光を透過・遮断する液晶層と、
   前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、前記光により励起されて自発光する量子ドットカラーフィルタと、
   前記第一偏光層と前記第二偏光層との間に配置され、前記光を偏光する第三偏光層と、を備え、
   前記光源で発する前記光が青色光であり、
   前記量子ドットカラーフィルタの赤色領域及び緑色領域に重畳して、前記青色光を吸収する波長吸収型カラーフィルタが設けられている液晶ディスプレイ。

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