WO2021220846A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2021220846A1
WO2021220846A1 PCT/JP2021/015707 JP2021015707W WO2021220846A1 WO 2021220846 A1 WO2021220846 A1 WO 2021220846A1 JP 2021015707 W JP2021015707 W JP 2021015707W WO 2021220846 A1 WO2021220846 A1 WO 2021220846A1
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WO
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polarizing plate
liquid crystal
polarized
panel
crystal panel
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PCT/JP2021/015707
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French (fr)
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一成 冨沢
勉 原田
淳二 小橋
真一郎 岡
洋祐 兵頭
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株式会社ジャパンディスプレイ
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    • G02F2203/48Variable attenuator

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a display device.
  • the present embodiment provides a display device with improved display quality.
  • the display device is a display device in which a lighting device, a first panel, and a second panel are laminated in this order, and the first panel includes a first polarizing plate, a second polarizing plate, and the like. It has a first polarizing plate and a first liquid crystal panel sandwiched between the second polarizing plates, and the second panel includes a third polarizing plate, a fourth polarizing plate, a third polarizing plate, and the first polarizing plate. It has a second liquid crystal panel sandwiched between four polarizing plates, and of the first polarizing plate to the fourth polarizing plate, the surface closest to the illuminating device and the surface closest to the observer are on the outside. The extinction ratio of the polarizing plate arranged second from the outside is lower than the extinction ratio of the other polarizing plates.
  • the display device is a display device in which a lighting device, a first panel, and a second panel are laminated in this order, and the first panel is a first polarizing plate and a second polarizing plate.
  • the first polarizing plate and the first liquid crystal panel sandwiched between the second polarizing plates are provided, and the second panel includes a third polarizing plate, a fourth polarizing plate, the third polarizing plate, and the third polarizing plate.
  • It has a second liquid crystal panel sandwiched between the fourth polarizing plates, and the extinction ratio of the second polarizing plate is the extinction ratio of each of the first polarizing plate, the third polarizing plate, and the fourth polarizing plate.
  • Lower, or the extinction ratio of the third polarizing plate is lower than the extinction ratio of each of the first polarizing plate, the second polarizing plate, and the fourth polarizing plate.
  • FIG. 1A is a diagram schematically showing a configuration of a display device.
  • FIG. 1A is a diagram schematically showing a configuration of a display device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the display device DSP shown in FIG. 1A.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the transition of brightness in the display device.
  • FIG. 4 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device, the polarizing plate extinction ratio, and the degree of depolarization in the liquid crystal panel.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the transition of brightness in the display device.
  • FIG. 6 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device, the polarizing plate extinction ratio, and the degree of depolarization in the liquid crystal panel.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the transition of brightness in the display device.
  • FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the display device according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device, the polarizing plate extinction ratio, and the degree of depolarization in the liquid crystal panel.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a display device in a comparative example.
  • FIG. 11 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device, the polarizing plate extinction ratio, and the degree of depolarization in the liquid crystal panel.
  • FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the display device in the comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device, the polarizing plate extinction ratio, and the degree of depolarization in the liquid crystal panel.
  • first direction X, the second direction Y, and the third direction Z are orthogonal to each other, but may intersect at an angle other than 90 degrees.
  • the direction toward the tip of the arrow in the third direction Z is defined as up or up, and the direction opposite to the direction toward the tip of the arrow in the third direction Z is defined as down or down.
  • the second member in the case of "the second member above the first member” and “the second member below the first member”, the second member may be in contact with the first member or separated from the first member. May be located. In the latter case, a third member may be interposed between the first member and the second member. On the other hand, in the case of “the second member above the first member” and “the second member below the first member”, the second member is in contact with the first member.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams schematically showing the configuration of the display device DSP.
  • FIG. 1A schematically shows the configuration of the entire display device DSP.
  • the display device DSP shown in FIG. 1A includes a dimming panel PNL1, a display panel PNL2, a lighting device ILD, a diffusion sheet DFS, and a control unit CTL.
  • the dimming panel PNL1 between the display panel PNL2 and the lighting device ILD, the contrast of the image displayed on the display panel PNL2 can be improved.
  • the control unit CTL outputs a control signal for controlling the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2.
  • the control signal is input to the pixel PX1 provided on the dimming panel PNL1 via the panel driver PDV1 provided on the dimming panel PNL1.
  • the control signal is input to the pixel PX2 provided on the display panel PNL2 via the panel driver PDV2 provided on the display panel PNL2.
  • An interface may be appropriately provided between the control unit CTL and the panel drivers PDV1 and PDV2, respectively.
  • the illumination device ILD is arranged below the dimming panel PNL1 and emits the illumination light ILL toward the dimming panel PNL1.
  • the lighting device ILD has a plurality of light source elements.
  • the illuminating device ILD may be a direct type illuminating device or a side light type illuminating device.
  • An image is displayed by controlling the illumination light ILL from the illumination device ILD with the pixel PX2.
  • the illumination light ILL emitted from the illumination device ILD includes a first polarized light POL1 and a second polarized light POL2.
  • the first polarized light POL1 and the second polarized light POL2 are linearly polarized light whose vibration planes are orthogonal to each other. It is assumed that the ratio of the first polarized POL1 and the second polarized POL2 in the illumination light ILL is 50:50, that is, the same amount is contained.
  • the dimming panel PNL1 has a liquid crystal panel LCD1 sandwiched between the polarizing plate PLP1, the polarizing plate PLP2, the polarizing plate PLP1 and the polarizing plate PLP2.
  • the liquid crystal panel LCD1 has a rectangular shape in one example.
  • the long side EX1 of the liquid crystal panel LCD1 is parallel to the first direction X
  • the short side EY1 of the liquid crystal panel LCD1 is parallel to the second direction Y.
  • the third direction Z corresponds to the thickness direction of the liquid crystal panel LCD1.
  • the main surface of the liquid crystal panel LCD1 is parallel to the XY plane defined by the first direction X and the second direction Y.
  • the above-mentioned panel driver PDV1 is provided on the liquid crystal panel LCD1.
  • the panel driver PDV1 extends along the long side EX1 of the liquid crystal panel LCD1, but the present invention is not limited to this.
  • the panel driver PDV1 may extend along the short side EY1 of the liquid crystal panel.
  • the panel driver PDV1 may be arranged independently of the liquid crystal panel PNL1 and may be configured to input a signal from the outside of the liquid crystal panel PNL1 toward the liquid crystal panel PNL1.
  • the liquid crystal panel LCD1 includes a plurality of pixels PX1 arranged in a matrix.
  • the configuration of the pixel PX1 is the same as the configuration of the pixel PX2 described later, and the details will be described later. When it is not necessary to distinguish between the pixel PX1 and the pixel PX2, it is simply referred to as the pixel PX.
  • a diffusion sheet DFS is provided between the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2.
  • the diffusion sheet DFS can suppress moire caused by the superposition of the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2.
  • the diffusion sheet DFS is an adhesive, for example OCA (Optical), between the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2, more specifically between the polarizing plate PLP2 of the dimming panel PNL1 and the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2. It may be fixed by Clear (Adehesive) or the like.
  • the display panel PNL2 will be described.
  • the display panel PNL2 has a polarizing plate PLP3, a polarizing plate PLP4, a polarizing plate PLP3, and a liquid crystal panel LCD2 sandwiched between the polarizing plate PLP4.
  • the liquid crystal panel LCD2 like the liquid crystal panel LCD1, has a rectangular shape in one example.
  • the long side EX2 of the liquid crystal panel LCD2 is parallel to the first direction X
  • the short side EY2 of the liquid crystal panel LCD2 is parallel to the second direction Y.
  • the third direction Z corresponds to the thickness direction of the liquid crystal panel LCD2.
  • the main surface of the liquid crystal panel LCD2 is parallel to the XY plane defined by the first direction X and the second direction Y.
  • the liquid crystal panel LCD2 is provided with the above-mentioned panel driver PDV2.
  • the panel driver PDV2 extends along the long side EX2 of the liquid crystal panel LCD2, but the present invention is not limited to this.
  • the panel driver PDV2 may extend along the short side EY2 of the liquid crystal panel.
  • the panel driver PDV2 may be arranged independently of the liquid crystal panel PN2 and may be configured to input a signal from the outside of the liquid crystal panel PNL2 toward the liquid crystal panel PNL2.
  • the liquid crystal panel LCD2 includes a plurality of pixels PX2 arranged in a matrix.
  • FIG. 1B is a circuit diagram showing pixel PX2 (pixel PX). As shown in FIG.
  • the pixel PX2 (denoted as PX in FIG. 1B) is arranged in an area partitioned by the scanning line GL and the signal line SL, and has a switching element SW, a pixel electrode PE, a common electrode CE, and a liquid crystal display. It has a layer LC, etc.
  • the pixel PX1 of the liquid crystal panel LCD1 also has the same configuration as the pixel PX2.
  • the switching element SW is composed of, for example, a thin film transistor (TFT) and is electrically connected to the scanning line GL and the signal line SL.
  • the scanning line GL is electrically connected to the switching element SW in each of the pixels PX2 arranged in the first direction X.
  • the signal line SL is electrically connected to the switching element SW in each of the pixels PX2 arranged in the second direction Y.
  • the pixel electrode PE is electrically connected to the switching element SW.
  • Each of the pixel electrode PEs faces the common electrode CE, and the liquid crystal layer LC2 is driven by the electric field generated between the pixel electrode PE and the common electrode CE.
  • the capacitance CS is formed, for example, between an electrode having the same potential as the common electrode CE and an electrode having the same potential as the pixel electrode PE.
  • the pixel PX1 also has the same configuration as the pixel PX2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the display device DSP shown in FIG. 1A.
  • the display device DSP includes a lighting device ILD, a dimming panel PNL1, a diffusion sheet DFS, and a display panel PNL2, which are stacked in this order along the third direction Z.
  • the display device DSP includes a lighting device ILD and a display panel PNL2, and a dimming panel PNL1 sandwiched between the lighting device ILD and the display panel PNL2.
  • a diffusion sheet DFS is sandwiched between the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2.
  • the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2 are also referred to as a first panel and a second panel, respectively.
  • the liquid crystal panel LCD1 and the liquid crystal panel LCD2 are also referred to as a first liquid crystal panel and a second liquid crystal panel, respectively.
  • the polarizing plate PLP1, the polarizing plate PLP2, the polarizing plate PLP3, and the polarizing plate PLP4 are also referred to as a first polarizing plate, a second polarizing plate, a third polarizing plate, and a fourth polarizing plate, respectively.
  • the dimming panel PNL1 includes a polarizing plate PLP1, a liquid crystal panel LCD1, and a polarizing plate PLP2 stacked in this order along the third direction Z.
  • the liquid crystal panel LCD1 has a configuration in which the substrate SUB11, the liquid crystal layer LC1, and the substrate SUB12 are laminated in this order.
  • the liquid crystal layer LC1 is sandwiched between the substrate SUB 11 and the substrate SUB 21, and is sealed by a seal (not shown here).
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 and the polarization axis of the polarizing plate PLP2 intersect, for example, in a cross Nicol relationship, that is, at an angle of 90 degrees. Although details will be described later, the polarization axis of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 and the polarization axis of the polarizing plate PLP2 of the dimming panel PNL1 are parallel to each other.
  • the substrate SUB 11 includes a base material BA11 and an alignment film AL11.
  • the substrate SUB 11 includes a scanning line GL, a signal line SL, a switching element SW, a pixel electrode PE, a common electrode CE, and the like, as in the display panel PNL2 described later. These illustrations are omitted.
  • the base material BA11 has a main surface (lower surface) BA11a and a main surface (upper surface) BA11b on the opposite side of the main surface BA11a.
  • a scanning line GL, a signal line SL, a switching element SW, a pixel electrode PE, a common electrode CE, and the like (not shown) are provided on the main surface BA11b side of the base material BA11.
  • An alignment film AL11 in contact with the liquid crystal layer LC1 is further provided on the main surface BA11b side of the base material BA11.
  • a polarizing plate PLP1 is adhered to the main surface BA11a side of the base material BA11.
  • the substrate SUB 21 includes a base material BA21, a light-shielding film BM1, and an alignment film AL21. Since the purpose of the dimming panel PNL1 is to control the brightness and it is not necessary to form a color image, the substrate SUB21 of the dimming panel PNL1 is not provided with the color filter CF. Further, as will be described in detail later, the dimming panel PNL1 is different from the display panel PNL2 in that the overcoat film OC is not provided. This is because the color filter CF is not provided as described above, and the light-shielding film BM1 is formed of an opaque metal material instead of a black resin (see below), so that the pigment (resin) is a liquid crystal display. This is because it is not necessary to suppress the exudation into the layer LC1.
  • the base material BA21 has a main surface (lower surface) BA21a and a main surface (upper surface) BA21b on the opposite side of the main surface BA21a.
  • the main surface BA21a of the base material BA21 faces the main surface BA11b of the base material BA11.
  • the light-shielding film BM1 is provided on the main surface BA21a side of the base material BA21, and divides each pixel PX1 in the same manner as the scanning line GL and the signal line SL.
  • the light-shielding film BM1 is preferably formed of an opaque metal material such as molybdenum (Mo), aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), and silver (Ag).
  • the alignment film AL21 covers the light-shielding film BM1 and is in contact with the liquid crystal layer LC1.
  • a polarizing plate PLP2 is adhered to the main surface BA21b side of the base material BA21.
  • the base material BA11 and the base material BA21 are transparent insulating substrates such as a glass substrate and a plastic substrate.
  • the alignment films AL11 and AL21 are horizontal alignment films having an orientation regulating force substantially parallel to the XY plane.
  • the orientation regulating force may be imparted by a rubbing treatment or a photoalignment treatment.
  • the display panel PNL2 includes a polarizing plate PLP3, a liquid crystal panel LCD2, and a polarizing plate PLP4 stacked in this order along the third direction Z.
  • the liquid crystal panel LCD2 has a configuration in which the substrate SUB12, the liquid crystal layer LC2, and the substrate SUB22 are laminated in this order.
  • the liquid crystal layer LC2 is sandwiched between the substrate SUB12 and the substrate SUB22, and is sealed by a seal (not shown here).
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP3 and the polarization axis of the polarizing plate PLP4 intersect, for example, in a cross Nicol relationship, that is, at an angle of 90 degrees.
  • the substrate SUB 12 includes a base material BA12 and an alignment film AL12.
  • the substrate SUB 12 includes, for example, the scanning line GL and the signal line SL shown in FIG. 1B, the switching element SW, the pixel electrode PE, the common electrode CE, and the like. The illustration is omitted.
  • the base material BA12 has a main surface (lower surface) BA12a and a main surface (upper surface) BA12b on the opposite side of the main surface BA12a.
  • a scanning line GL, a signal line SL, a switching element SW, a pixel electrode PE, a common electrode CE, and the like (not shown) are provided on the main surface BA12b side of the base material BA12.
  • An alignment film AL12 in contact with the liquid crystal layer LC2 is further provided on the main surface BA12b side of the base material BA12.
  • a polarizing plate PLP3 is adhered to the main surface BA12a side of the base material BA12.
  • the substrate SUB 22 includes a base material BA22, a light-shielding film BM2, a color filter CF, an overcoat film OC, and an alignment film AL22.
  • the base material BA22 has a main surface (lower surface) BA22a and a main surface (upper surface) BA22b on the opposite side of the main surface BA22a.
  • the main surface BA22a of the base material BA22 faces the main surface BA12b of the base material BA12.
  • the light-shielding film BM2 is provided on the main surface BA22a side of the base material BA22, and divides each pixel PX2 in the same manner as the scanning line GL and the signal line SL.
  • a part of the color filter CF overlaps the light-shielding film BM2.
  • the color filter CF includes a red color filter CFR, a green color filter CFG, a blue color filter CFB, and the like.
  • the overcoat film OC covers the color filter CF.
  • the alignment film AL22 covers the overcoat film OC and is in contact with the liquid crystal layer LC2.
  • a polarizing plate PLP4 is adhered to the main surface BA22b side of the base material BA22.
  • the base material BA12 and the base material BA22 are transparent insulating substrates such as a glass substrate and a plastic substrate.
  • the light-shielding film BM2 is preferably formed of a black resin in which a black pigment or the like is dispersed.
  • the alignment films AL12 and AL22 are horizontal alignment films having an orientation regulating force substantially parallel to the XY plane. The orientation regulating force may be imparted by a rubbing treatment or a photoalignment treatment.
  • a diffusion sheet DFS is arranged between the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2 as described above.
  • the diffusion sheet DFS may be simply sandwiched between the polarizing plate PLP2 of the light control panel PNL1 and the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2, or may be fixed with an adhesive such as OCA.
  • the lighting device ILD is arranged under the dimming panel PNL1.
  • various types of backlight units can be used, and for example, one using a light emitting diode (LED) as a light source can be used.
  • a cover member or the like may be further arranged on the polarizing plate PLP4 of the display panel PNL2.
  • the display device DSP shown in FIGS. 1A, 1B, and 2 is a dimming panel PNL1, a polarizing plate PLP3, and a liquid crystal panel LCD2 having a lighting device ILD, a polarizing plate PLP1, a liquid crystal panel LCD1, and a polarizing plate PLP2.
  • the brightness of the illumination light emitted from the illumination device ILD decreases when it passes through the dimming panel PNL1 and the display panel PNL2. This is due to the absorption and reflection of light inside each component. Details will be described below.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a transition of brightness in the display device DSP.
  • FIG. 4 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device DSP, the extinction ratio of the polarizing plate PLP (polarizing plate PLP1, PLP2, PLP3, PLP4), and the degree of depolarization in the liquid crystal panels LCD1 and LCD2. ..
  • the extinguishing ratios of the polarizing plates PLP1, PLP2, PLP3, and PLP4 are P1, P2, P3, and P4, respectively.
  • the degree of depolarization corresponds to the degree of depolarization.
  • the polarizing plate PLP1, the liquid crystal panel LCD1, the polarizing plate PLP2, the diffusion sheet DFS, the polarizing plate PLP3, the liquid crystal panel LCD2, and the polarizing plate PLP4 are shown, and other components are omitted.
  • the polarizing plate PLP1, the liquid crystal panel LCD1, and the polarizing plate PLP2 constitute the dimming panel PNL1
  • the polarizing plate PLP3, the liquid crystal panel LCD2, and the polarizing plate PLP4 constitute the display panel PNL2.
  • FIG. 3 shows the transition of the brightness when the dimming panel PNL1 is in the ON state.
  • 50% of the first polarized POL1 and 50% of the second polarized POL2 are contained in the illumination light ILL emitted from the illumination device ILD.
  • "%" is omitted in order to simplify the drawing.
  • the illumination light ILL first passes through the polarizing plate PLP1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 87%.
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 is parallel to the polarization axis of the first polarization POL1. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP1 is 43.5%, and the second polarized POL2 is 0.00%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP1 is transmitted through the liquid crystal panel LCD1.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD1 is 52%, and the degree of depolarization is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is 0.02%, and the second polarized POL2 is 22.6%.
  • the liquid crystal panel LCD1 is in the on state.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is incident on the polarizing plate PLP2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 87%.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.00% and the second polarized POL2 is 19.65%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP2 that is, the light transmitted through the dimming panel PNL1 is transmitted through the diffusion sheet DFS. Since the transmittance of the diffusion sheet DFS is 86%, the first polarized POL1 is 0.00% and the second polarized POL2 is 16.90%.
  • the light transmitted through the diffusion sheet DFS is incident on the display panel PNL2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 87%. Further, the polarization axes of the polarizing plate PLP3 and the polarization axes of the polarizing plate PLP2 are parallel to each other. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP3 is 0.00%, and the second polarized POL2 is 14.70%.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD2 of the display panel PNL2 is 32% as shown in FIG.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal panel LCD2 is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is 4.70%, and the second polarized POL2 is 0.00%.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is incident on the polarizing plate PLP4.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 87%.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP4 is 4.09% and the second polarized POL2 is 0.00%.
  • the brightness of the display device DSP is the sum of the first polarized POL1 and the second polarized POL2, that is, 4.09%.
  • the transmittance of the display device DSP is 4.09%.
  • the display device DSP shown in FIGS. 3 and 4 can display a high-contrast image.
  • the transmittance is as low as 4.09%, and the displayed image may be dark. Since the low transmittance (darkness of the image) is more sensitive to the human eye than the high contrast, the low transmittance may lead to deterioration of the display quality.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a transition of brightness in the display device DSP.
  • FIG. 5 shows the transition of brightness when the dimming panel PNL1 of the display device DSP is on.
  • FIG. 6 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device DSP, the extinction ratio of the polarizing plate PLP (polarizing plate PLP1, PLP2, PLP3, PLP4), and the degree of depolarization in the liquid crystal panels LCD1 and LCD2. ..
  • FIGS. 5 and 6 show a polarizing plate which is the second polarizing plate from the outside among the extinction ratios P1, P2, P3, and P4 of the polarizing plates PLP1, PLP2, PLP3, and PLP4, as compared with FIGS. 3 and 4.
  • the extinction ratio P2 of PLP2 is lowered as compared with other polarizing plate PLPs. That is, the extinction ratio P2 of the polarizing plate PLP2 is determined so that the relationship P2 ⁇ P1, P3, P4 is established.
  • the outer or outermost polarizing plate of the display device DSP refers to the polarizing plate PLP1 of the dimming panel PNL1 and the polarizing plate PLP4 of the display panel PNL2. That is, the outer or outermost polarizing plate is a polarizing device ILD and a polarizing plate PLP close to the observer.
  • the second polarizing plate from the outside refers to the polarizing plate PLP2 of the dimming panel PNL1 and the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2.
  • the extinction ratio P2 of the polarizing plate PLP2 of the dimming panel PNL1 is 3.1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 96%, and the transmittance of the other polarizing plates PLP1, PLP3, and PLP4 is 87%.
  • the extinguishing ratios P1, P3, and P4 of the polarizing plates PLP1, PLP3, and PLP4 may have different values as long as they are larger than P2 of the polarizing plate PLP2.
  • the illumination light ILL first passes through the polarizing plate PLP1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 87%.
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 is parallel to the polarization axis of the first polarization POL1. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP1 is 43.5%, and the second polarized POL2 is 0.0014%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP1 is transmitted through the liquid crystal panel LCD1.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD1 is 52%, and the degree of depolarization is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is 0.02%, and the second polarized POL2 is 22.61%.
  • the liquid crystal panel LCD1 is in the on state.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is incident on the polarizing plate PLP2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 96% as described above. Further, since the polarization axes of the polarizing plate PLP2 and the polarizing plate PLP1 are in a cross-nicol relationship, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.00%, and the second polarized POL2 is 21.69%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP2 that is, the light transmitted through the dimming panel PNL1 is transmitted through the diffusion sheet DFS. Since the transmittance of the diffusion sheet DFS is 86%, the first polarized POL1 is 0.00% and the second polarized POL2 is 18.65%.
  • the light transmitted through the diffusion sheet DFS is incident on the display panel PNL2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 87%. Further, the polarization axes of the polarizing plate PLP3 and the polarization axes of the polarizing plate PLP2 are parallel to each other. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP3 is 0.00%, and the second polarized POL2 is 16.22%.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD2 of the display panel PNL2 is 32% as shown in FIG.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal panel LCD2 is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is 5.19%, and the second polarized POL2 is 0.00%.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is incident on the polarizing plate PLP4.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 87%.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP4 is 4.51%
  • the second polarized POL2 is 0.00%.
  • the brightness of the display device DSP is the sum of the first polarized POL1 and the second polarized POL2, that is, 4.51%.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the transition of brightness in the display device DSP.
  • FIG. 7 shows the transition of the brightness when the dimming panel PNL1 of the display device DSP is off.
  • the transition of brightness when the dimming panel PNL1 liquid crystal panel LCD1 is off will be described with reference to FIGS. 7 and 6.
  • the illumination light ILL first passes through the polarizing plate PLP1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 87%.
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 is parallel to the polarization axis of the first polarization POL1. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP1 is 43.5%, and the second polarized POL2 is 0.0014%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP1 is transmitted through the liquid crystal panel LCD1.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD1 is 52%, and the degree of depolarization is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is 22.6%, and the second polarized POL2 is 0.224%.
  • the liquid crystal panel LCD1 is in the off state.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is incident on the polarizing plate PLP2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 96% as described above. Further, since the polarization axes of the polarizing plate PLP2 and the polarizing plate PLP1 are in a cross-nicol relationship, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.0172%, and the second polarized POL2 is 0.0215%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP2 that is, the light transmitted through the dimming panel PNL1 is transmitted through the diffusion sheet DFS. Since the transmittance of the diffusion sheet DFS is 86%, the first polarized POL1 is 0.0148% and the second polarized POL2 is 0.0185%.
  • the light transmitted through the diffusion sheet DFS is incident on the display panel PNL2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 87%. Further, the polarization axes of the polarizing plate PLP3 and the polarization axes of the polarizing plate PLP2 are parallel to each other. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP3 is 0.0000%, and the second polarized POL2 is 0.0161%.
  • the display panel PNL2 is in the off state as described above.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD2 of the display panel PNL2 is 32% as shown in FIG.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal panel LCD2 is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is 0.000005%, and the second polarized POL2 is 0.005148%.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is incident on the polarizing plate PLP4.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 87%.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.000004%
  • the second polarized POL2 is 0.000000%.
  • the brightness of the display device DSP is the sum of the first polarized POL1 and the second polarized POL2, that is, 0.000005%.
  • the transmittance of the display device DSP when the dimming panel PNL1 is on is 4.51%.
  • the transmittance of the display device DSP when the dimming panel PNL1 is off is 0.000005%.
  • the display device DSPs shown in FIGS. 5 to 7 are capable of displaying a high-contrast image, although the contrast is lower than that of the display device DSPs shown in FIGS. 3 to 4. Further, the brightness of the display device DSP shown in FIGS. 5 to 7 is higher than that of the display device DSP shown in FIGS. 3 to 4. Therefore, in the present embodiment, it is possible to obtain a display device DSP having high display quality that can realize both high contrast and high brightness.
  • FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the display device according to the present embodiment.
  • the configuration example shown in FIG. 8 is different from the configuration example shown in FIG. 7 in that the extinction ratio of the polarizing plate on the display panel side is lowered.
  • FIG. 8 shows the transition of brightness when the dimming panel PNL1 of the display device DSP is off.
  • FIG. 9 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device DSP, the extinction ratio of the polarizing plate PLP (polarizing plate PLP1, PLP2, PLP3, PLP4), and the degree of depolarization in the liquid crystal panels LCD1 and LCD2. ..
  • the extinction ratio P3 of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 3.1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 is 96%, and the transmittance of the other polarizing plates PLP1, PLP2, and PLP4 is 87%.
  • this embodiment is not limited to this.
  • the extinguishing ratios P1, P2, and P4 of the polarizing plates PLP1, PLP2, and PLP4 may have different values as long as they are larger than P3 of the polarizing plate PLP3.
  • the illumination light ILL first passes through the polarizing plate PLP1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 87%.
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 is parallel to the polarization axis of the first polarization POL1. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP1 is 43.5%, and the second polarized POL2 is 0.0014%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP1 is transmitted through the liquid crystal panel LCD1.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD1 is 52%, and the degree of depolarization is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is 22.6%, and the second polarized POL2 is 0.0224%.
  • the liquid crystal panel LCD1 is in the off state.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is incident on the polarizing plate PLP2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 87% as described above. Further, since the polarization axes of the polarizing plate PLP2 and the polarizing plate PLP1 are in a cross-nicol relationship, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.0006%, and the second polarized POL2 is 0.0195%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP2 that is, the light transmitted through the dimming panel PNL1 is transmitted through the diffusion sheet DFS. Since the transmittance of the diffusion sheet DFS is 86%, the first polarized POL1 is 0.0005% and the second polarized POL2 is 0.168%.
  • the light transmitted through the diffusion sheet DFS is incident on the display panel PNL2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 96%. Further, the polarization axes of the polarizing plate PLP3 and the polarization axes of the polarizing plate PLP2 are parallel to each other. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP3 is 0.0000%, and the second polarized POL2 is 0.0161%.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD2 of the display panel PNL2 is 32% as shown in FIG.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal panel LCD2 is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is 0.000005%, and the second polarized POL2 is 0.005148%.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is incident on the polarizing plate PLP4.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 87%.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP4 is 0.000004%
  • the second polarized POL2 is 0.000000%.
  • the brightness of the display device DSP is the sum of the first polarized POL1 and the second polarized POL2, that is, 0.00000005%.
  • a transmittance of 4.51 is obtained.
  • the same contrast and transmittance as those of the display device DSP shown in FIGS. 5 to 7 can be obtained. Therefore, it is clear that the polarizing plate PLP having a low extinction ratio, which is arranged second from the outside, may be not only the dimming panel PNL1 but also the display panel PNL2. The same effect as that of the embodiment can be obtained by this configuration example as well.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a display device in a comparative example.
  • the example shown in FIG. 10 is different from the configuration example shown in FIG. 7 in that the extinction ratio of the outermost polarizing plate among the four polarizing plate PLPs is lowered.
  • FIG. 10 shows the transition of brightness when the dimming panel PNL1 of the display device DSP is off.
  • FIG. 11 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device DSP, the extinction ratio of the polarizing plate PLP (polarizing plate PLP1, PLP2, PLP3, PLP4), and the degree of depolarization in the liquid crystal panels LCD1 and LCD2. ..
  • the extinction ratio P1 of the polarizing plate PLP1 of the dimming panel PNL1 is 3.1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 96%, and the transmittance of the other polarizing plates PLP2, PLP3, and PLP4 is 87%.
  • the illumination light ILL first passes through the polarizing plate PLP1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 96%.
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 is parallel to the polarization axis of the first polarization POL1. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP1 is 48.0%, and the second polarized POL2 is 0.04%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP1 is transmitted through the liquid crystal panel LCD1.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD1 is 52%, and the degree of depolarization is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is 24.9%, and the second polarized POL2 is 0.0438%.
  • the liquid crystal panel LCD1 is in the off state.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is incident on the polarizing plate PLP2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 87% as described above. Further, since the polarization axes of the polarizing plate PLP2 and the polarizing plate PLP1 are in a cross-nicol relationship, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.0007%, and the second polarized POL2 is 0.0381%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP2 that is, the light transmitted through the dimming panel PNL1 is transmitted through the diffusion sheet DFS. Since the transmittance of the diffusion sheet DFS is 86%, the first polarized POL1 is 0.0006% and the second polarized POL2 is 0.0327%.
  • the light transmitted through the diffusion sheet DFS is incident on the display panel PNL2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 87%. Further, the polarization axes of the polarizing plate PLP3 and the polarization axes of the polarizing plate PLP2 are parallel to each other. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP3 is 0.0000%, and the second polarized POL2 is 0.0285%.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD2 of the display panel PNL2 is 32% as shown in FIG.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal panel LCD2 is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is 0.000009%, and the second polarized POL2 is 0.009104%.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is incident on the polarizing plate PLP4.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 87%.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP4 is 0.000008% and the second polarized POL2 is 0.000000%.
  • the brightness of the display device DSP is the sum of the first polarized POL1 and the second polarized POL2, that is, 0.000008%.
  • a transmittance of 4.51 is obtained.
  • FIGS. 5 and 10 when the light transmitted through the polarizing plate PLP2 and the diffusion sheet DFS passes through the polarizing plate PLP3, it is 0.0161% in FIG. 5 and 0.0285% in FIG. many.
  • the amount of light emitted through all the polarizing plates PLP of the display device DSP is larger in FIG. 10 than in FIG. FIG. 10 shows a state in which so-called black is not tightened. Therefore, the contrast is lower in the display device DSP of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the display device in the comparative example.
  • the example shown in FIG. 12 is different from the configuration example shown in FIG. 10 in that the extinction ratio of the polarizing plate PLP4 of the display panel PNL2 is lowered.
  • FIG. 12 shows the transition of the brightness when the dimming panel PNL1 of the display device DSP is off.
  • FIG. 13 is a diagram showing the transmittance of each component in the display device DSP, the extinction ratio of the polarizing plate PLP (polarizing plate PLP1, PLP2, PLP3, PLP4), and the degree of depolarization in the liquid crystal panels LCD1 and LCD2. ..
  • the extinction ratio P4 of the polarizing plate PLP4 of the display panel PNL2 is 3.1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 96%, and the transmittance of the other polarizing plates PLP1, PLP2, and PLP3 is 87%.
  • the illumination light ILL first passes through the polarizing plate PLP1.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP1 is 87%.
  • the polarization axis of the polarizing plate PLP1 is parallel to the polarization axis of the first polarization POL1. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP1 is 43.5%, and the second polarized POL2 is 0.0014%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP1 is transmitted through the liquid crystal panel LCD1.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD1 is 52%, and the degree of depolarization is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is 22.6%, and the second polarized POL2 is 0.224%.
  • the liquid crystal panel LCD1 is in the off state.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD1 is incident on the polarizing plate PLP2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP2 is 87% as described above. Further, since the polarization axes of the polarizing plate PLP2 and the polarizing plate PLP1 are in a cross-nicol relationship, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.0006%, and the second polarized POL2 is 0.0195%.
  • the light transmitted through the polarizing plate PLP2 that is, the light transmitted through the dimming panel PNL1 is transmitted through the diffusion sheet DFS. Since the transmittance of the diffusion sheet DFS is 86%, the first polarized POL1 is 0.0005% and the second polarized POL2 is 0.0168%.
  • the light transmitted through the diffusion sheet DFS is incident on the display panel PNL2.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP3 of the display panel PNL2 is 87%. Further, the polarization axes of the polarizing plate PLP3 and the polarization axes of the polarizing plate PLP2 are parallel to each other. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP3 is 0.0000%, and the second polarized POL2 is 0.0146%.
  • the display panel PNL2 is in the off state as described above.
  • the transmittance of the liquid crystal panel LCD2 of the display panel PNL2 is 32% as shown in FIG.
  • the degree of depolarization of the liquid crystal panel LCD2 is 0.10%. Therefore, the first polarized POL1 transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is 0.000004%, and the second polarized POL2 is 0.004666%.
  • the light transmitted through the liquid crystal panel LCD2 is incident on the polarizing plate PLP4.
  • the transmittance of the polarizing plate PLP4 is 96% as described above.
  • the first polarized POL1 transmitted through the polarizing plate PLP2 is 0.000004%
  • the second polarized POL2 is 0.000004%
  • the brightness of the display device DSP is the sum of the first polarized POL1 and the second polarized POL2, that is, 0.000008%.
  • a transmittance of 4.51 is obtained.
  • DSP ... display device, ILD ... lighting device, ILL ... illumination light, LCD1 ... liquid crystal panel, LCD2 ... liquid crystal panel, P1 ... extinction ratio, P2 ... extinction ratio, P3 ... extinction ratio, P4 ... extinction ratio, PLP ... polarizing plate, PLP1 ... Polarizing plate, PLP2 ... Polarizing plate, PLP3 ... Polarizing plate, PLP4 ... Polarizing plate, PNL1 ... Dimming panel, PNL2 ... Display panel, POL1 ... First polarized light, POL2 ... Second polarized light.

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Abstract

本実施形態の目的は、表示品質が向上した表示装置を提供することにある。 本実施形態の表示装置は、照明装置ILDと、第1パネルPNL1と、第2パネルPNL2とが順に積層された表示装置であり、第1パネルPNL1は、第1偏光板PLP1と、第2偏光板PLP2と、第1偏光板PLP1および第2偏光板PLP2に挟持された第1液晶パネルLCD1を有し、第2パネルPNLは、第3偏光板PLP3と、第4偏光板PLP4と、第3偏光板PLP3および第4偏光板PLP4に挟持された第2液晶パネルLCD2を有し、第1偏光板PLP1から第4偏光板PLP4までのうち、外側から2番目に配置された偏光板の消光比は、他の偏光板の消光比より低い。

Description

表示装置
 本発明の実施形態は、表示装置に関する。
 表示装置のコントラストを向上する技術が開発されている。
特開2019-086719号公報 特許第4878032号公報
 本実施形態は、表示品質が向上した表示装置を提供する。
 一実施形態に係る表示装置は、照明装置と、第1パネルと、第2パネルとが順に積層された表示装置であり、前記第1パネルは、第1偏光板と、第2偏光板と、前記第1偏光板および前記第2偏光板に挟持された第1液晶パネルとを有し、前記第2パネルは、第3偏光板と、第4偏光板と、前記第3偏光板および前記第4偏光板に挟持された第2液晶パネルとを有し、前記第1偏光板から前記第4偏光板までのうち、前記照明装置に近接する面と観察者に最も近い面を外側とし、前記外側から2番目に配置された偏光板の消光比は、他の偏光板の消光比より低い。
 また、一実施形態に係る表示装置は、照明装置と、第1パネルと、第2パネルとが順に積層された表示装置であり、前記第1パネルは、第1偏光板と、第2偏光板と、前記第1偏光板および前記第2偏光板に挟持された第1液晶パネルとを有し、前記第2パネルは、第3偏光板と、第4偏光板と、前記第3偏光板および前記第4偏光板に挟持された第2液晶パネルとを有し、前記第2偏光板の消光比は、前記第1偏光板、前記第3偏光板、および前記第4偏光板それぞれの消光比より低い、または、前記第3偏光板の消光比は、前記第1偏光板、前記第2偏光板、および前記第4偏光板それぞれの消光比より低い。
 本実施形態により、表示品質が向上した表示装置を提供することができる。
図1Aは、表示装置の構成を概略的に示す図である。 図1Aは、表示装置の構成を概略的に示す図である。 図2は、図1Aに示す表示装置DSPの構成を概略的に示す断面図である。 図3は、表示装置における輝度の遷移等を示す模式図である。 図4は、表示装置における、それぞれの構成要素の透過率、偏光板消光比、並びに液晶パネルにおける偏光解消度を示す図である。 図5は、表示装置における輝度の遷移等を示す模式図である。 図6は、表示装置における、それぞれの構成要素の透過率、偏光板消光比、並びに液晶パネルにおける偏光解消度を示す図である。 図7は、表示装置における輝度の遷移等を示す模式図である。 図8は、本実施形態における表示装置の他の構成例を示す図である。 図9は、表示装置における、それぞれの構成要素の透過率、偏光板消光比、並びに液晶パネルにおける偏光解消度を示す図である。 図10は、比較例における表示装置の構成例を示す図である。 図11は、表示装置における、それぞれの構成要素の透過率、偏光板消光比、並びに液晶パネルにおける偏光解消度を示す図である。 図12は、比較例における表示装置の別の構成例を示す図である。 図13は、表示装置における、それぞれの構成要素の透過率、偏光板消光比、並びに液晶パネルにおける偏光解消度を示す図である。
 以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 
 以下、各図面を参照しながら一実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。
 本実施形態においては、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zは、互いに直交しているが、90度以外の角度で交差していてもよい。第3方向Zの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第3方向Zの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。
 また、「第1部材の上方の第2部材」及び「第1部材の下方の第2部材」とした場合、第2部材は、第1部材に接していてもよく、又は第1部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第1部材と第2部材との間に、第3の部材が介在していてもよい。一方、「第1部材の上の第2部材」及び「第1部材の下の第2部材」とした場合、第2部材は第1部材に接している。
 また、第3方向Zの矢印の先端側に表示装置を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第1方向X及び第2方向Yで規定されるX-Y平面に向かって見ることを平面視という。第1方向X及び第3方向Zによって規定されるX-Z平面、あるいは第2方向Y及び第3方向Zによって規定されるY-Z平面における表示装置の断面を見ることを断面視という。
 図1A及び図1Bは、表示装置DSPの構成を概略的に示す図である。図1Aは表示装置DSP全体の構成を概略的に示している。図1Aに示す表示装置DSPは、調光パネルPNL1と、表示パネルPNL2と、照明装置ILDと、拡散シートDFSと、制御部CTLを備える。図1Aに示すように、表示パネルPNL2と照明装置ILDとの間に調光パネルPNL1が配置されることにより、表示パネルPNL2に表示される画像のコントラストを向上させることができる。
 制御部CTLは、調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2を制御する制御信号を出力する。当該制御信号は、調光パネルPNL1に設けられたパネルドライバPDV1を介して、調光パネルPNL1に設けられた画素PX1に入力される。同様に、当該制御信号は、表示パネルPNL2に設けられたパネルドライバPDV2を介して、表示パネルPNL2設けられた画素PX2に入力される。なお制御部CTL並びにパネルドライバPDV1及びPDV2それぞれとの間に、適宜インターフェースを設けてもよい。
 照明装置ILDは、調光パネルPNL1の下方に配置され、調光パネルPNL1に向けて照明光ILLを出射する。照明装置ILDは、複数の光源素子を有している。照明装置ILDは、直下型の照明装置でもよいし、サイドライト型の照明装置でもよい。照明装置ILDからの照明光ILLを画素PX2で制御することにより画像が表示される。 
 照明装置ILDから出射される照明光ILLには、第1偏光POL1及び第2偏光POL2が含まれている。第1偏光POL1及び第2偏光POL2は、それぞれの振動面が直交する直線偏光である。照明光ILLにおいて、第1偏光POL1及び第2偏光POL2の割合は、50:50、すなわち同量含まれているものとする。
 調光パネルPNL1は、偏光板PLP1、偏光板PLP2、偏光板PLP1及び偏光板PLP2に挟持された液晶パネルLCD1を有している。液晶パネルLCD1は、一例では矩形状である。図1Aに示す例では、液晶パネルLCD1の長辺EX1は第1方向Xと平行であり、液晶パネルLCD1の短辺EY1は第2方向Yと平行である。第3方向Zは、液晶パネルLCD1の厚さ方向に相当する。液晶パネルLCD1の主面は、第1方向Xと第2方向Yとにより規定されるX-Y平面に平行である。
 液晶パネルLCD1には上述したパネルドライバPDV1が設けられている。なお図1Aにおいては、パネルドライバPDV1は液晶パネルLCD1の長辺EX1に沿って延伸しているが、これに限定されない。パネルドライバPDV1は、液晶パネルの短辺EY1に沿って延伸していてもよい。またパネルドライバPDV1は、液晶パネルPNL1とは独立して配置され、液晶パネルPNL1の外部から液晶パネルPNL1に向かって信号を入力するように構成されてもよい。 
 液晶パネルLCD1には、マトリクス状に配置された複数の画素PX1を備えている。画素PX1の構成は、後述する画素PX2の構成と同様であり、詳細は後述する。また画素PX1と画素PX2を特に区別する必要がない場合は、単に画素PXという。
 調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2の間には、拡散シートDFSが設けられている。拡散シートDFSは、調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2が重畳することによって生じるモアレを抑制することが可能である。拡散シートDFSは、調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2の間、より具体的には調光パネルPNL1の偏光板PLP2、及び、表示パネルPNL2の偏光板PLP3の間で、接着剤、例えばOCA(Optical Clear Adehesive)等で固定されていてもよい。
 表示パネルPNL2について述べる。表示パネルPNL2は、偏光板PLP3、偏光板PLP4、偏光板PLP3及び偏光板PLP4に挟持された液晶パネルLCD2を有している。液晶パネルLCD2は、液晶パネルLCD1と同様、一例では矩形状である。図1Aに示す例では、液晶パネルLCD2の長辺EX2は第1方向Xと平行であり、液晶パネルLCD2の短辺EY2は第2方向Yと平行である。第3方向Zは、液晶パネルLCD2の厚さ方向に相当する。液晶パネルLCD2の主面は、第1方向Xと第2方向Yとにより規定されるX-Y平面に平行である。
 液晶パネルLCD2には上述したパネルドライバPDV2が設けられている。なお図1Aにおいては、パネルドライバPDV2は液晶パネルLCD2の長辺EX2に沿って延伸しているが、これに限定されない。パネルドライバPDV2は、液晶パネルの短辺EY2に沿って延伸していてもよい。またパネルドライバPDV2は、液晶パネルPN2とは独立して配置され、液晶パネルPNL2の外部から液晶パネルPNL2に向かって信号を入力するように構成されてもよい。 
 液晶パネルLCD2には、マトリクス状に配置された複数の画素PX2を備えている。図1Bは、画素PX2(画素PX)を示す回路図である。図1Bに示すように、画素PX2(図1BではPXと表記)は、走査線GLおよび信号線SLによって区画される領域に配置されており、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、液晶層LC、等を備えている。なお液晶パネルLCD1の画素PX1も画素PX2と同様の構成を有している。
 スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)によって構成され、走査線GLや信号線SLと電気的に接続されている。走査線GLは、第1方向Xに並ぶ画素PX2の各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。信号線SLは、第2方向Yに並んだ画素PX2の各々におけるスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEは、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEの各々は共通電極CEと対向し、画素電極PEと共通電極CEとの間に生じる電界により液晶層LC2が駆動される。容量CSは、例えば、共通電極CEと同電位の電極および画素電極PEと同電位の電極の間に形成される。 
 なお上述したように、画素PX1についても、画素PX2と同様の構成を有している。
 図2は、図1Aに示す表示装置DSPの構成を概略的に示す断面図である。 
 上述したように、表示装置DSPは、第3方向Zに沿ってこの順に積層された、照明装置ILDと、調光パネルPNL1と、拡散シートDFSと、表示パネルPNL2を備えている。換言すると、表示装置DSPは、照明装置ILD及び表示パネルPNL2と、当該照明装置ILD及び表示パネルPNL2との間に挟持された調光パネルPNL1を備えている。さらに調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2との間には、拡散シートDFSが挟持されている。
 なお本実施形態においては、調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2を、それぞれ第1パネル及び第2パネルともいう。また液晶パネルLCD1及び液晶パネルLCD2を、それぞれ第1液晶パネル及び第2液晶パネルともいう。さらに偏光板PLP1、偏光板PLP2、偏光板PLP3、偏光板PLP4を、それぞれ第1偏光板、第2偏光板、第3偏光板、第4偏光板ともいう。
 まず調光パネルPNL1の断面構成について説明する。 
 図2に示すように、調光パネルPNL1は、第3方向Zに沿ってこの順に積層された、偏光板PLP1、液晶パネルLCD1、偏光板PLP2を備えている。液晶パネルLCD1は、基板SUB11と、液晶層LC1と、基板SUB12がこの順に積層された構成を有している。
 液晶層LC1は、基板SUB11と基板SUB21との間で挟持され、ここでは図示しないシールによって封止されている。偏光板PLP1の偏光軸と、偏光板PLP2の偏光軸とは、例えばクロスニコルの関係、つまり、90度の角度で交差している。また詳細は後述するが、表示パネルPNL2の偏光板PLP3の偏光軸と、調光パネルPNL1の偏光板PLP2の偏光軸とは、平行である。
 図2に示すように、基板SUB11は、基材BA11と、配向膜AL11とを備えている。基板SUB11は、上記した構成の他に、後述する表示パネルPNL2と同様に、走査線GLや信号線SL、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、等を備えているが、図2ではこれらの図示を省略している。
 基材BA11は、主面(下面)BA11aと、主面BA11aの反対側の主面(上面)BA11bを有している。基材BA11の主面BA11b側には、図示しない走査線GLや信号線SL、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、等が設けられている。基材BA11の主面BA11b側には、液晶層LC1と接する配向膜AL11さらに設けられている。基材BA11の主面BA11a側には、偏光板PLP1が接着されている。
 図2に示すように、基板SUB21は、基材BA21と、遮光膜BM1と、配向膜AL21と、を備えている。調光パネルPNL1は、明るさを制御することが目的であり、カラー画像を形成する必要がないため、調光パネルPNL1の基板SUB21には、カラーフィルタCFが設けられていない。 
 また、詳細については後述するが、調光パネルPNL1は、オーバーコート膜OCが設けられていない点で表示パネルPNL2と相違している。これは、上記したようにカラーフィルタCFが設けられていないこと、また、遮光膜BM1が黒色樹脂ではなく不透明な金属材料によって形成されていること(後述参照)に伴い、顔料(樹脂)が液晶層LC1に浸み出すことを抑制する必要がないためである。
 基材BA21は、主面(下面)BA21aと、主面BA21aの反対側の主面(上面)BA21bを有している。基材BA21の主面BA21aは、基材BA11の主面BA11bと対向している。遮光膜BM1は、基材BA21の主面BA21a側に設けられ、走査線GLや信号線SLと同様に、各画素PX1を区画している。なお、遮光膜BM1は、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、チタン(Ti)、銀(Ag)等の不透明な金属材料により形成されることが好ましい。配向膜AL21は、遮光膜BM1を覆い、液晶層LC1に接している。基材BA21の主面BA21b側には、偏光板PLP2が接着されている。
 基材BA11及び基材BA21は、例えばガラス基材やプラスチック基板等の透明な絶縁基板である。配向膜AL11及びAL21は、X-Y平面にほぼ平行な配向規制力を有する水平配向膜である。配向規制力は、ラビング処理により付与されてもよいし、光配向処理により付与されてもよい。
 次いで、表示パネルPNL2の構成について説明する。 
 図2に示すように、表示パネルPNL2は、第3方向Zに沿ってこの順に積層された、偏光板PLP3と、液晶パネルLCD2と、偏光板PLP4を備えている。液晶パネルLCD2は、基板SUB12と、液晶層LC2と、基板SUB22がこの順に積層された構成を有している。
 液晶層LC2は、基板SUB12と基板SUB22との間で挟持され、ここでは図示しないシールによって封止されている。偏光板PLP3の偏光軸と、偏光板PLP4の偏光軸とは、例えばクロスニコルの関係、つまり、90度の角度で交差している。
 図2に示すように、基板SUB12は、基材BA12と、配向膜AL12とを備えている。基板SUB12は、上記した構成の他に、例えば、図1Bに示した走査線GLや信号線SL、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、等を備えているが、図2ではこれらの図示を省略している。
 基材BA12は、主面(下面)BA12aと、主面BA12aの反対側の主面(上面)BA12bを有している。基材BA12の主面BA12b側には、図示しない走査線GLや信号線SL、スイッチング素子SW、画素電極PE、共通電極CE、等が設けられている。基材BA12の主面BA12b側には、液晶層LC2と接する配向膜AL12がさらに設けられている。基材BA12の主面BA12a側には、偏光板PLP3が接着されている。
 図2に示すように、基板SUB22は、基材BA22と、遮光膜BM2と、カラーフィルタCFと、オーバーコート膜OCと、配向膜AL22と、を備えている。
 基材BA22は、主面(下面)BA22aと、主面BA22aの反対側の主面(上面)BA22bとを有している。基材BA22の主面BA22aは、基材BA12の主面BA12bと対向している。遮光膜BM2は、基材BA22の主面BA22a側に設けられ、走査線GLや信号線SLと同様に、各画素PX2を区画している。カラーフィルタCFはその一部が遮光膜BM2に重なっている。カラーフィルタCFは、赤色カラーフィルタCFR、緑色カラーフィルタCFG、青色カラーフィルタCFB、等を含む。オーバーコート膜OCは、カラーフィルタCFを覆っている。オーバーコート膜OCによれば、カラーフィルタCFを構成する顔料が液晶層LC2に浸み出すことを抑制することができる。配向膜AL22は、オーバーコート膜OCを覆い、液晶層LC2に接している。基材BA22の主面BA22b側には、偏光板PLP4が接着されている。
 基材BA12及び基材BA22は、例えばガラス基材やプラスチック基板等の透明な絶縁基板である。遮光膜BM2は、黒色顔料等が分散された黒色樹脂によって形成されることが好ましい。配向膜AL12およびAL22は、X-Y平面にほぼ平行な配向規制力を有する水平配向膜である。配向規制力は、ラビング処理により付与されてもよいし、光配向処理により付与されてもよい。
 調光パネルPNL1と表示パネルPNL2の間には、上述のように拡散シートDFSが配置されている。拡散シートDFSは、調光パネルPNL1の偏光板PLP2、及び、表示パネルPNL2の偏光板PLP3の間で、単に挟持されているだけでもよいし、OCA等の接着剤で固定されてもよい。
 照明装置ILDは、調光パネルPNL1の下側に配置されている。照明装置ILDとしては、種々の形態のバックライトユニットが利用可能であり、例えば光源として発光ダイオード(LED)を用いたもの等が利用可能である。なお、図2では図示を省略しているが、表示パネルPNL2の偏光板PLP4の上には、カバー部材等がさらに配置されていてもよい。
 図1A、図1B、及び図2に示す表示装置DSPは、上述のように、照明装置ILD、偏光板PLP1、液晶パネルLCD1、偏光板PLP2を有する調光パネルPNL1、偏光板PLP3、液晶パネルLCD2、偏光板PLP4を有する表示パネルPNL2を有している。照明装置ILDから出射された照明光は、調光パネルPNL1及び表示パネルPNL2を透過する際に、輝度が低下する。これはそれぞれの構成要素の内部での光の吸収や反射等に起因するものである。以下詳細について述べる。
 図3は、表示装置DSPにおける輝度の遷移等を示す模式図である。図4は、表示装置DSPにおける、それぞれの構成要素の透過率、偏光板PLP(偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4)の消光比、並びに液晶パネルLCD1及びLCD2における偏光解消度を示す図である。
 なお消光比Reとは、透過方向の透過率T1とそれに垂直な方向の透過率T0とすると、Re=log10(T1/T0)で表される。図3及び図4においては、偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4の消光比を、それぞれP1、P2、P3、P4とする。図3及び図4において消光比P1、P2、P3、P4は同じ値であり、その値は4.5(P1=P2=P3=P4=4.5)とする。 
 また偏光解消度とは、偏光が崩される度合いに相当する。液晶パネルLCD1及びLCD2に入射した光は、液晶パネル内部に含まれる配線や樹脂等で反射する際に、偏光面が回転し偏光が崩される。偏光が崩されることにより、例えば第1偏光POL1の一部が第2偏光POL2に変化する。
 図3に示す表示装置において、偏光板PLP1、液晶パネルLCD1、偏光板PLP2、拡散シートDFS、偏光板PLP3、液晶パネルLCD2、偏光板PLP4のみを示し、他の構成要素は省略する。上述したように、偏光板PLP1、液晶パネルLCD1、及び偏光板PLP2は調光パネルPNL1を構成し、偏光板PLP3、液晶パネルLCD2、及び偏光板PLP4は表示パネルPNL2を構成している。
 また図3では、調光パネルPNL1がオン状態の場合の輝度の遷移を示している。 
 まず照明装置ILDから出射された照明光ILLのうち、第1偏光POL1が50%、及び第2偏光POL2が50%含まれているものとする。なお図3において、図面の簡略化を図るために「%」は省略している。
 照明光ILLは、まず偏光板PLP1を透過する。図4に示すように、偏光板PLP1の透過率は87%である。また偏光板PLP1の偏光軸は、第1偏光POL1の偏光軸と平行である。よって、偏光板PLP1を透過した第1偏光POL1は43.5%、第2偏光POL2は0.00%となる。 
 次いで偏光板PLP1を透過した光は、液晶パネルLCD1を透過する。液晶パネルLCD1の透過率は52%であり、偏光解消度は0.10%である。よって、液晶パネルLCD1を透過した第1偏光POL1は0.02%、第2偏光POL2は22.6%となる。
 上述のように液晶パネルLCD1はオン状態である。液晶パネルLCD1を透過した光は、偏光板PLP2に入射する。偏光板PLP2の透過率は87%である。また偏光板PLP2と偏光板PLP1の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.00%、第2偏光POL2は19.65%となる。
 次いで、偏光板PLP2を透過した光、すなわち調光パネルPNL1を透過した光は、拡散シートDFSを透過する。拡散シートDFSの透過率は86%のため、第1偏光POL1は0.00%、第2偏光POL2は16.90%となる。
 拡散シートDFSを透過した光は、表示パネルPNL2に入射する。表示パネルPNL2の偏光板PLP3の透過率は87%である。また偏光板PLP3の偏光軸と偏光板PLP2の偏光軸は互いに平行である。よって、偏光板PLP3を透過した第1偏光POL1は0.00%、第2偏光POL2は14.70%となる。
 表示パネルPNL2の液晶パネルLCD2の透過率は、図4に示すように32%である。また液晶パネルLCD2の偏光解消度は0.10%である。よって液晶パネルLCD2を透過した第1偏光POL1は、4.70%、第2偏光POL2は0.00%となる。 
 液晶パネルLCD2を透過した光は、偏光板PLP4に入射する。偏光板PLP4の透過率は87%である。また偏光板PLP4と偏光板PLP3の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP4を透過した第1偏光POL1は4.09%、第2偏光POL2は0.00%となる。表示装置DSPの輝度は第1偏光POL1及び第2偏光POL2との和、すなわち4.09%となる。
 以上から、表示装置DSPの透過率は、4.09%となることが導き出せる。 
 同様にして、調光パネルPNL1がオフ状態の場合を算出すると、透過率は0.000004%となる。 
 表示装置DSPのコントラスト比は、オン状態の透過率とオフ状態の透過率の比であるので、4.09:0.000004:1=1,014,049:1となる。このように、図3及び図4に示す表示装置DSPは、高コントラストの画像表示が可能である。 
 一方、透過率は4.09%と低く、表示される画像が暗くなる恐れがある。人間の目には、コントラストの高さよりも透過率の低さ(画像の暗さ)の方が敏感に感じられるため、透過率が低いことが表示品質の低下につながる恐れがある。
 以上を鑑みて、本実施形態では、表示装置DSPの透過率を増加させるため、表示装置DSPの4枚の偏光板のうち外側から2番目の偏光板PLPにおいて、その消光比を下げる。例えば図2の構成であれば、偏光板PLP2またはPLP3の消光比を下げる。これにより、コントラストの高さをある程度維持しつつ、透過率を上げ、明るい画像を表示する表示装置DSPを得ることが可能である。以下にその詳細について説明する。 
 図5は、表示装置DSPにおける輝度の遷移等を示す模式図である。図5では、表示装置DSPの調光パネルPNL1がオン状態での輝度の遷移を示している。図6は、表示装置DSPにおける、それぞれの構成要素の透過率、偏光板PLP(偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4)の消光比、及び液晶パネルLCD1及びLCD2における偏光解消度を示す図である。
 図5及び図6は、図3及び図4に比較して、偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4の消光比P1、P2、P3、P4のうち、外側から2番目の偏光板である偏光板PLP2の消光比P2を、他の偏光板PLPよりも下げる。すなわち、P2<P1,P3,P4という関係が成り立つよう、偏光板PLP2の消光比P2を決定する。
 なお表示装置DSPの外側又は一番外側の偏光板とは、調光パネルPNL1の偏光板PLP1、並びに、表示パネルPNL2の偏光板PLP4を指す。すなわち、外側又は一番外側の偏光板とは、照明装置ILD及び観察者に近い偏光板PLPのことである。一方、外側から2番目の偏光板とは、調光パネルPNL1の偏光板PLP2、並びに、表示パネルPNL2の偏光板PLP3を指す。
 より具体的には、調光パネルPNL1の偏光板PLP2の消光比P2は3.1であるとする。他の偏光板PLP1、PLP3、PLP4の消光比P1、P3、P4は4.5である(P2=3.1<P1=P3=P4=4.5)。また偏光板PLP2の透過率は96%、他の偏光板PLP1、PLP3、PLP4の透過率は87%とする。 
 なお本実施形態においては、偏光板PLP1、PLP3、PLP4の消光比P1、P3、P4は同じである(P1=P3=P4)。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。偏光板PLP1、PLP3、PLP4の消光比P1、P3、P4は、偏光板PLP2のP2より大きければ、それぞれ値が異なっていてもよい。
 図5において、まず照明装置ILDから出射された照明光ILLのうち、第1偏光POL1が50%、及び第2偏光POL2が50%含まれているものとする。なお図5において、図面の簡略化を図るために「%」は省略している。
 照明光ILLは、まず偏光板PLP1を透過する。図5及び図6に示すように、偏光板PLP1の透過率は87%である。また偏光板PLP1の偏光軸は、第1偏光POL1の偏光軸と平行である。よって、偏光板PLP1を透過した第1偏光POL1は43.5%、第2偏光POL2は0.0014%となる。 
 次いで偏光板PLP1を透過した光は、液晶パネルLCD1を透過する。液晶パネルLCD1の透過率は52%であり、偏光解消度は0.10%である。よって、液晶パネルLCD1を透過した第1偏光POL1は0.02%、第2偏光POL2は22.61%となる。
 上述のように液晶パネルLCD1はオン状態である。液晶パネルLCD1を透過した光は、偏光板PLP2に入射する。偏光板PLP2の透過率は上述の通り96%である。また偏光板PLP2と偏光板PLP1の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.00%、第2偏光POL2は21.69%となる。
 次いで、偏光板PLP2を透過した光、すなわち調光パネルPNL1を透過した光は、拡散シートDFSを透過する。拡散シートDFSの透過率は86%のため、第1偏光POL1は0.00%、第2偏光POL2は18.65%となる。
 拡散シートDFSを透過した光は、表示パネルPNL2に入射する。表示パネルPNL2の偏光板PLP3の透過率は87%である。また偏光板PLP3の偏光軸と偏光板PLP2の偏光軸は互いに平行である。よって、偏光板PLP3を透過した第1偏光POL1は0.00%、第2偏光POL2は16.22%となる。
 表示パネルPNL2の液晶パネルLCD2の透過率は、図6に示すように32%である。また液晶パネルLCD2の偏光解消度は0.10%である。よって液晶パネルLCD2を透過した第1偏光POL1は、5.19%、第2偏光POL2は0.00%となる。 
 液晶パネルLCD2を透過した光は、偏光板PLP4に入射する。偏光板PLP4の透過率は87%である。また偏光板PLP4と偏光板PLP3の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP4を透過した第1偏光POL1は4.51%、第2偏光POL2は0.00%となる。表示装置DSPの輝度は第1偏光POL1及び第2偏光POL2との和、すなわち4.51%となる。
 図7は、表示装置DSPにおける輝度の遷移等を示す模式図である。図7では、表示装置DSPの調光パネルPNL1がオフ状態での輝度の遷移を示している。以下図7及び図6を用いて、調光パネルPNL1(液晶パネルLCD1)がオフ状態での輝度の遷移について説明する。
 照明光ILLは、まず偏光板PLP1を透過する。上述のように、偏光板PLP1の透過率は87%である。また偏光板PLP1の偏光軸は、第1偏光POL1の偏光軸と平行である。よって、偏光板PLP1を透過した第1偏光POL1は43.5%、第2偏光POL2は0.0014%となる。 
 次いで偏光板PLP1を透過した光は、液晶パネルLCD1を透過する。液晶パネルLCD1の透過率は52%であり、偏光解消度は0.10%である。よって、液晶パネルLCD1を透過した第1偏光POL1は22.6%、第2偏光POL2は0.224%となる。
 上述のように液晶パネルLCD1はオフ状態である。液晶パネルLCD1を透過した光は、偏光板PLP2に入射する。偏光板PLP2の透過率は上述の通り96%である。また偏光板PLP2と偏光板PLP1の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.0172%、第2偏光POL2は0.0215%となる。
 次いで、偏光板PLP2を透過した光、すなわち調光パネルPNL1を透過した光は、拡散シートDFSを透過する。拡散シートDFSの透過率は86%のため、第1偏光POL1は0.0148%、第2偏光POL2は0.0185%となる。
 拡散シートDFSを透過した光は、表示パネルPNL2に入射する。表示パネルPNL2の偏光板PLP3の透過率は87%である。また偏光板PLP3の偏光軸と偏光板PLP2の偏光軸は互いに平行である。よって、偏光板PLP3を透過した第1偏光POL1は0.0000%、第2偏光POL2は0.0161%となる。
 表示パネルPNL2は、上述のようにオフ状態である。また表示パネルPNL2の液晶パネルLCD2の透過率は、図6に示すように32%である。また液晶パネルLCD2の偏光解消度は0.10%である。よって液晶パネルLCD2を透過した第1偏光POL1は、0.000005%、第2偏光POL2は0.005148%となる。 
 液晶パネルLCD2を透過した光は、偏光板PLP4に入射する。偏光板PLP4の透過率は87%である。また偏光板PLP4と偏光板PLP3の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.000004%、第2偏光POL2は0.000000%となる。表示装置DSPの輝度は第1偏光POL1及び第2偏光POL2との和、すなわち0.000005%となる。
 以上、図5及び図6に示すように、調光パネルPNL1がオン状態での表示装置DSPの透過率は4.51%となる。図7及び図6に示すように、調光パネルPNL1がオフ状態での表示装置DSPの透過率は0.000005%となる。表示装置DSPのコントラスト比は、上述のようにオン状態の透過率とオフ状態の透過率の比であるので、4.51:0.000005=989,839:1となる。
 このように、図5から図7までに示す表示装置DSPは、図3から図4に示す表示装置DSPのコントラストより落ちるものの、高コントラストの画像表示が可能である。さらに図5から図7までに示す表示装置DSPの輝度は、図3から図4に示す表示装置DSPよりも高い。よって、本実施形態では、高コントラスト及び高輝度の両方を実現可能な、表示品質の高い表示装置DSPを得ることが可能である。
 <構成例1> 
 図8は、本実施形態における表示装置の他の構成例を示す図である。図8に示した構成例では、図7に示した構成例と比較して、表示パネル側の偏光板の消光比を下げるという点で異なっている。
 なお図8では、表示装置DSPの調光パネルPNL1がオフ状態での輝度の遷移を示している。図9は、表示装置DSPにおける、それぞれの構成要素の透過率、偏光板PLP(偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4)の消光比、及び液晶パネルLCD1及びLCD2における偏光解消度を示す図である。
 図8に示す表示装置DSPでは、表示パネルPNL2の偏光板PLP3の消光比P3は3.1であるとする。他の偏光板PLP1、PLP2、PLP4の消光比P1、P2、P4は4.5である(P3=3.1<P1=P2=P4=4.5)。また偏光板PLP3の透過率は96%、他の偏光板PLP1、PLP2、PLP4の透過率は87%とする。 
 なお本構成例においては、偏光板PLP1、PLP2、PLP4の消光比P1、P2、P4は同じである(P1=P2=P4)。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。偏光板PLP1、PLP2、PLP4の消光比P1、P2、P4は、偏光板PLP3のP3より大きければ、それぞれ値が異なっていてもよい。
 図8において、まず照明装置ILDから出射された照明光ILLのうち、第1偏光POL1が50%、及び第2偏光POL2が50%含まれているものとする。なお図8において、図面の簡略化を図るために「%」は省略している。
 照明光ILLは、まず偏光板PLP1を透過する。図8及び図9に示すように、偏光板PLP1の透過率は87%である。また偏光板PLP1の偏光軸は、第1偏光POL1の偏光軸と平行である。よって、偏光板PLP1を透過した第1偏光POL1は43.5%、第2偏光POL2は0.0014%となる。 
 次いで偏光板PLP1を透過した光は、液晶パネルLCD1を透過する。液晶パネルLCD1の透過率は52%であり、偏光解消度は0.10%である。よって、液晶パネルLCD1を透過した第1偏光POL1は22.6%、第2偏光POL2は0.0224%となる。
 上述のように液晶パネルLCD1はオフ状態である。液晶パネルLCD1を透過した光は、偏光板PLP2に入射する。偏光板PLP2の透過率は上述の通り87%である。また偏光板PLP2と偏光板PLP1の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.0006%、第2偏光POL2は0.0195%となる。
 次いで、偏光板PLP2を透過した光、すなわち調光パネルPNL1を透過した光は、拡散シートDFSを透過する。拡散シートDFSの透過率は86%のため、第1偏光POL1は0.0005%、第2偏光POL2は0.168%となる。
 拡散シートDFSを透過した光は、表示パネルPNL2に入射する。表示パネルPNL2の偏光板PLP3の透過率は96%である。また偏光板PLP3の偏光軸と偏光板PLP2の偏光軸は互いに平行である。よって、偏光板PLP3を透過した第1偏光POL1は0.0000%、第2偏光POL2は0.0161%となる。
 表示パネルPNL2の液晶パネルLCD2の透過率は、図9に示すように32%である。また液晶パネルLCD2の偏光解消度は0.10%である。よって液晶パネルLCD2を透過した第1偏光POL1は、0.000005%、第2偏光POL2は0.005148%となる。 
 液晶パネルLCD2を透過した光は、偏光板PLP4に入射する。偏光板PLP4の透過率は87%である。また偏光板PLP4と偏光板PLP3の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP4を透過した第1偏光POL1は0.000004%、第2偏光POL2は0.000000%となる。表示装置DSPの輝度は第1偏光POL1及び第2偏光POL2との和、すなわち0.0000005%となる。
 同様にして、調光パネルPNL1がオン状態の透過率を求めると、透過率4.51が得られる。表示装置DSPのコントラスト比は、上述のようにオン状態の透過率とオフ状態の透過率の比であるので、4.51:0.000005=989,839:1となる。
 図8及び図9に示す表示装置DSPにおいても、図5から図7までに示す表示装置DSPと同等のコントラスト及び透過率が得られる。よって、外側から2番目に配置する消光比が低い偏光板PLPは、調光パネルPNL1だけでなく、表示パネルPNL2でもよいことは明らかである。 
 本構成例によっても実施形態と同様の効果が得られる。
 <比較例> 
 本比較例では、表示装置DSPの4つの偏光板PLPのうち外側に消光比の低い偏光板PLPを配置した例について説明する。 
 図10は、比較例における表示装置の構成例を示す図である。図10に示した例では、図7に示した構成例と比較して、4枚の偏光板PLPのうち、一番外側の偏光板の消光比を下げるという点で異なっている。なお図10では、表示装置DSPの調光パネルPNL1がオフ状態での輝度の遷移を示す。 
 図11は、表示装置DSPにおける、それぞれの構成要素の透過率、偏光板PLP(偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4)の消光比、及び液晶パネルLCD1及びLCD2における偏光解消度を示す図である。
 図10及び図11においては、調光パネルPNL1の偏光板PLP1の消光比P1は3.1であるとする。他の偏光板PLP2、PLP3、PLP4の消光比P2、P3、P4は4.5である(P1=3.1<P2=P3=P4=4.5)。また偏光板PLP1の透過率は96%、他の偏光板PLP2、PLP3、PLP4の透過率は87%とする。
 図10において、まず照明装置ILDから出射された照明光ILLのうち、第1偏光POL1が50%、及び第2偏光POL2が50%含まれているものとする。なお図10において、図面の簡略化を図るために「%」は省略している。
 照明光ILLは、まず偏光板PLP1を透過する。図10及び図11に示すように、偏光板PLP1の透過率は96%である。また偏光板PLP1の偏光軸は、第1偏光POL1の偏光軸と平行である。よって、偏光板PLP1を透過した第1偏光POL1は48.0%、第2偏光POL2は0.04%となる。 
 次いで偏光板PLP1を透過した光は、液晶パネルLCD1を透過する。液晶パネルLCD1の透過率は52%であり、偏光解消度は0.10%である。よって、液晶パネルLCD1を透過した第1偏光POL1は24.9%、第2偏光POL2は0.0438%となる。
 上述のように液晶パネルLCD1はオフ状態である。液晶パネルLCD1を透過した光は、偏光板PLP2に入射する。偏光板PLP2の透過率は上述の通り87%である。また偏光板PLP2と偏光板PLP1の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.0007%、第2偏光POL2は0.0381%となる。
 次いで、偏光板PLP2を透過した光、すなわち調光パネルPNL1を透過した光は、拡散シートDFSを透過する。拡散シートDFSの透過率は86%のため、第1偏光POL1は0.0006%、第2偏光POL2は0.0327%となる。
 拡散シートDFSを透過した光は、表示パネルPNL2に入射する。表示パネルPNL2の偏光板PLP3の透過率は87%である。また偏光板PLP3の偏光軸と偏光板PLP2の偏光軸は互いに平行である。よって、偏光板PLP3を透過した第1偏光POL1は0.0000%、第2偏光POL2は0.0285%となる。
 表示パネルPNL2の液晶パネルLCD2の透過率は、図9に示すように32%である。また液晶パネルLCD2の偏光解消度は0.10%である。よって液晶パネルLCD2を透過した第1偏光POL1は、0.000009%、第2偏光POL2は0.009104%となる。 
 液晶パネルLCD2を透過した光は、偏光板PLP4に入射する。偏光板PLP4の透過率は87%である。また偏光板PLP4と偏光板PLP3の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP4を透過した第1偏光POL1は0.000008%、第2偏光POL2は0.000000%となる。表示装置DSPの輝度は第1偏光POL1及び第2偏光POL2との和、すなわち0.000008%となる。
 同様にして、調光パネルPNL1がオン状態の透過率を求めると、透過率4.51が得られる。表示装置DSPのコントラスト比は、上述のようにオン状態の透過率とオフ状態の透過率の比であるので、4.51:0.000008=573,669:1となる。
 図10及び図11に示す表示装置DSPにおいては、図5から図7までに示す表示装置DSPと比較して、コントラストが低下してしまう。よって上述した実施形態により、表示品質の高い表示装置DSPを得ることが可能であるのは明らかである。
 なお図10及び図11に示す表示装置DSPと、図5から図7までに示す表示装置DSPでコントラストが異なる理由は、以下のように推定される。すなわち、図5の偏光板PLP2と図10の偏光板PLP2を透過した光を比較すると、第1偏光POL1と第2偏光POL2の和はどちらも同じである(どちらも0.0387%)。しかしながら、第1偏光POL1及び第2偏光POL2の割合が、図5と図10では異なっている。
 図5及び図10において、偏光板PLP2及び拡散シートDFSを透過した光が偏光板PLP3を透過すると、図5においては0.0161%、図10においては0.0285%となり、図10の方が多い。表示装置DSPの偏光板PLP全てを透過して出射される光の量は、図10の方が図5より多くなる。図10は、いわゆる黒が締まらない状態である。よってコントラストは図10の表示装置DSPの方が低くなる。
 図12は、比較例における表示装置の別の構成例を示す図である。図12に示した例では、図10に示した構成例と比較して、表示パネルPNL2の偏光板PLP4の消光比を下げるという点で異なっている。なお図12では、表示装置DSPの調光パネルPNL1がオフ状態での輝度の遷移を示す。
 図13は、表示装置DSPにおける、それぞれの構成要素の透過率、偏光板PLP(偏光板PLP1、PLP2、PLP3、PLP4)の消光比、及び液晶パネルLCD1及びLCD2における偏光解消度を示す図である。
 図12及び図13においては、表示パネルPNL2の偏光板PLP4の消光比P4は3.1であるとする。他の偏光板PLP1、PLP2、PLP3の消光比P1、P2、P3は4.5である(P4=3.1<P1=P2=P3=4.5)。また偏光板PLP4の透過率は96%、他の偏光板PLP1、PLP2、PLP3の透過率は87%とする。
 照明光ILLは、まず偏光板PLP1を透過する。上述のように、偏光板PLP1の透過率は87%である。また偏光板PLP1の偏光軸は、第1偏光POL1の偏光軸と平行である。よって、偏光板PLP1を透過した第1偏光POL1は43.5%、第2偏光POL2は0.0014%となる。 
 次いで偏光板PLP1を透過した光は、液晶パネルLCD1を透過する。液晶パネルLCD1の透過率は52%であり、偏光解消度は0.10%である。よって、液晶パネルLCD1を透過した第1偏光POL1は22.6%、第2偏光POL2は0.224%となる。
 上述のように液晶パネルLCD1はオフ状態である。液晶パネルLCD1を透過した光は、偏光板PLP2に入射する。偏光板PLP2の透過率は上述の通り87%である。また偏光板PLP2と偏光板PLP1の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.0006%、第2偏光POL2は0.0195%となる。
 次いで、偏光板PLP2を透過した光、すなわち調光パネルPNL1を透過した光は、拡散シートDFSを透過する。拡散シートDFSの透過率は86%のため、第1偏光POL1は0.0005%、第2偏光POL2は0.0168%となる。
 拡散シートDFSを透過した光は、表示パネルPNL2に入射する。表示パネルPNL2の偏光板PLP3の透過率は87%である。また偏光板PLP3の偏光軸と偏光板PLP2の偏光軸は互いに平行である。よって、偏光板PLP3を透過した第1偏光POL1は0.0000%、第2偏光POL2は0.0146%となる。
 表示パネルPNL2は、上述のようにオフ状態である。また表示パネルPNL2の液晶パネルLCD2の透過率は、図6に示すように32%である。また液晶パネルLCD2の偏光解消度は0.10%である。よって液晶パネルLCD2を透過した第1偏光POL1は、0.000004%、第2偏光POL2は0.004666%となる。 
 液晶パネルLCD2を透過した光は、偏光板PLP4に入射する。偏光板PLP4の透過率は上述の通り96%である。また偏光板PLP4と偏光板PLP3の偏光軸はクロスニコルの関係のため、偏光板PLP2を透過した第1偏光POL1は0.000004%、第2偏光POL2は0.000004%となる。表示装置DSPの輝度は第1偏光POL1及び第2偏光POL2との和、すなわち0.000008%となる。
 同様にして、調光パネルPNL1がオン状態の透過率を求めると、透過率4.51が得られる。表示装置DSPのコントラスト比は、上述のようにオン状態の透過率とオフ状態の透過率の比であるので、4.51:0.000008=573,669:1となる。
 図12及び図13に示す表示装置DSPにおいては、図5から図7、あるいは図8から図9までに示す表示装置DSPと比較して、コントラストが低下してしまう。よって図5から図7、あるいは図8から図9までに示す実施形態により、表示品質の高い表示装置DSPを得ることが可能であるのは明らかである。
 本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
 DSP…表示装置、ILD…照明装置、ILL…照明光、LCD1…液晶パネル、LCD2…液晶パネル、P1…消光比、P2…消光比、P3…消光比、P4…消光比、PLP…偏光板、PLP1…偏光板、PLP2…偏光板、PLP3…偏光板、PLP4…偏光板、PNL1…調光パネル、PNL2…表示パネル、POL1…第1偏光、POL2…第2偏光。

Claims (5)

  1.  照明装置と、第1パネルと、第2パネルとが順に積層された表示装置であり、
     前記第1パネルは、第1偏光板と、第2偏光板と、前記第1偏光板および前記第2偏光板に挟持された第1液晶パネルとを有し、
     前記第2パネルは、第3偏光板と、第4偏光板と、前記第3偏光板および前記第4偏光板に挟持された第2液晶パネルとを有し、
     前記第1偏光板から前記第4偏光板までのうち、前記照明装置に近接する面と観察者に最も近い面を外側とし、前記外側から2番目に配置された偏光板の消光比は、他の偏光板の消光比より低い、表示装置。
  2.  照明装置と、第1パネルと、第2パネルとが順に積層された表示装置であり、
     前記第1パネルは、前記照明装置に近接する側から第1偏光板と、第2偏光板と、前記第1偏光板および前記第2偏光板に挟持された第1液晶パネルとを有し、
     前記第2パネルは、前記第1パネルに近接する側から第3偏光板と、第4偏光板と、前記第3偏光板および前記第4偏光板に挟持された第2液晶パネルとを有し、
     前記第2偏光板の消光比は、前記第1偏光板、前記第3偏光板、および前記第4偏光板それぞれの消光比より低い、または、前記第3偏光板の消光比は、前記第1偏光板、前記第2偏光板、および前記第4偏光板それぞれの消光比より低い、表示装置。
  3.  前記第2パネルは、カラーフィルタを有する、請求項1に記載の表示装置。
  4.  前記第2偏光板および前記第3偏光板の偏光軸は平行である、請求項1に記載の表示装置。
  5.  前記第2偏光板の透過率は、前記第1偏光板、前記第3偏光板、および前記第4偏光板の透過率より高い、または、前記第3偏光板の透過率は、前記第1偏光板、前記第2偏光板、および前記第4偏光板それぞれの透過率より高い、請求項1に記載の表示装置。
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