JP2017173387A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、表示パネルを複数枚重ねあわせた表示装置において、モアレの発生を低減することを目的とする。
【解決手段】透過軸５０１を有する背面偏光板５００と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が初期配向方向４０１である背面パネル４００と、λ／２波長板３５０と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が初期配向方向４０１と異なる方向の初期配向方向３０１であり、背面パネル４００に対して所定角度で傾いている前面パネル３００Ａと、透過軸５０１と異なる方向の透過軸２０１を有し、背面偏光板５００に対して所定角度で傾いている前面偏光板２００Ａと、を備える。背面偏光板５００、背面パネル４００、λ／２波長板３５０、前面パネル３００Ａ、及び、前面偏光板２００Ａは、この順に配置され、透過軸５０１と初期配向方向４０１とは、互いに直交または平行しており、透過軸２０１と初期配向方向３０１とは、互いに直交または平行している。
【選択図】図１２

Description

本開示は、表示パネルを複数枚重ねあわせた表示装置に関する。

立体表示可能な表示装置として、例えば、ＤＦＤ（Depth Fused 3D）方式の表示装置がある（例えば非特許文献１）。非特許文献１に記載の表示装置では、２枚の透明なＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルを所定の間隔で前後に重ね、それぞれのパネルに表示する画像の輝度比を変化させることにより、２つの像が融合した１つの像に見える錯視現象を利用して観察者に立体的な画像を表示することができる。ＤＦＤ方式の表示装置は、眼精疲労感が少なく、簡単な装置構成で、立体表示を実現できるという利点がある。

高田・陶山・伊達・昼間・中沢："前後２面のＬＣＤを積層した小型Ｄ ＦＤディスプレイ"映像情報メディア学会誌，Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．６，ｐｐ．８０７−８１０，２００４

しかしながら、非特許文献１に記載の表示装置ように２枚のＬＣＤパネルを単に重ねた場合、モアレ（干渉縞）を発生させてしまうという課題がある。

本開示は、モアレの発生を低減することができる表示装置を提供する。

本開示の一態様に係る表示装置は、第１透過軸を有する第１偏光板と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が第１初期配向方向である第１表示パネルと、λ／２波長板と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が前記第１初期配向方向と異なる方向の第２初期配向方向であり、前記第１表示パネルに対して所定角度で傾いている第２表示パネルと、前記第１透過軸と異なる方向の第２透過軸を有し、前記第１偏光板に対して前記所定角度で傾いている第２偏光板と、を備え、前記第１偏光板、前記第１表示パネル、前記λ／２波長板、前記第２表示パネル、及び、前記第２偏光板は、この順に配置され、前記第１透過軸と前記第１初期配向方向とは、互いに直交または平行しており、前記第２透過軸と前記第２初期配向方向とは、互いに直交または平行しており、前記λ／２波長板の遅相軸は、前記第１初期配向方向および前記第２初期配向方向と異なる。

本開示の表示装置は、モアレの発生を低減することができる。

実施の形態１にかかる表示装置の概略構成を示す模式図 実施の形態１にかかる表示装置の電気的構成を説明するためのブロック図 ２枚の表示パネルを重ねた際に発生するモアレを説明するための図 実施の形態１にかかる表示装置おいて２枚の表示パネルを重ねる方法の例を示す図 比較例の液晶表示装置における課題を説明するための図 実施の形態１の液晶方式の表示装置の表示パネルの配置を模式的に示す図 実施の形態１の変形例における液晶方式の表示装置の構成を模式的に示す図 ＩＰＳ方式の液晶表示装置の１セルの構造を示す上面模式図 図８に示す１セルの構造を示す断面模式図 図６に示す前面パネルの液晶分子の動きを説明するための模式図 図７に示す前面パネルの液晶分子の動きを説明するための模式図 実施の形態２の液晶方式の表示装置の構成を模式的に示す図 図１２に示す遅相軸と初期配向方向との向きの関係の一例を模式的に示す図 図１２に示す遅相軸と初期配向方向との向きの関係の別の一例を模式的に示す図 実施の形態２の変形例における液晶方式の表示装置の構成を模式的に示す図 図１５に示す第１遅相軸及び第２遅相軸と初期配向方向との向きの関係の一例を模式的に示す図

以下、適宜図面を参照しながら、本開示の実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
［全体構成］
以下、図１〜図７を用いて、実施の形態１について説明する。

[表示装置の構成］
図１は、実施の形態１にかかる表示装置の概略構成を示す模式図である。図１に示す表示装置１００は、表示パネルを複数毎重ねあわせたＤＦＤ方式の表示装置であり、可視光を透過する前面パネル３００及び背面パネル４００の少なくとも２枚の表示パネルを、所定間隔の空隙をあけて、観察者５０から見て重なるように配している。図１では、一例として、液晶表示方式の表示装置１００が示されている。なお、表示装置１００は、液晶表示方式に限定されるものではなく、ＥＬ（Electro Luminescence）表示方式、ＥＣ（Electrochromic）表示方式であってもよい。また、液晶表示方式の表示装置１００を構成する表示パネルの例としては、ツイスト・ネマティック型液晶ディスプレイ、インプレイン・スイッチング型液晶ディスプレイ、バーチカルアライメント型液晶ディスプレイ、ブルー相液晶ディスプレイ、強誘電性液晶ディスプレイ、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）型液晶ディスプレイ、ゲスト−ホスト型液晶ディスプレイがある。表示装置１００は、これらの中から２枚の表示パネルを適宜組み合わせて構成してもよい。

図１に示すように、液晶表示方式による表示装置１００は、観察者５０から見て手前側から、前面偏光板２００、前面パネル３００、背面パネル４００、背面偏光板５００及びバックライト６００が順に重ね合わさって構成される。なお、表示装置１００に、ゲスト−ホスト型液晶方式や、ＥＬ方式やＥＣ方式が用いられている場合には、前面偏光板２００、背面偏光板５００は不要である。更に、表示装置１００にＥＬ方式が用いられている場合には、バックライト６００も不要である。

[表示装置の電気的構成］
図２は、実施の形態１にかかる表示装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。図２に示すように、表示装置１００を構成する前面パネル３００、背面パネル４００及びバックライト６００は、制御回路基板７００と電気的に接続されている。

前面パネル３００は、液晶表示部３１０と、走査線駆動回路３２０と、映像線駆動回路３３０とを備えている。液晶表示部３１０には、走査線駆動回路３２０から伸長した複数本の走査線３２１と、映像線駆動回路３３０から伸長した複数本の映像線３３１とが配置されている。

背面パネル４００は、液晶表示部４１０と、走査線駆動回路４２０と、映像線駆動回路４３０とを備えている。液晶表示部４１０には、走査線駆動回路４２０から伸長した複数本の走査線４２１と、映像線駆動回路４３０から伸長した複数本の映像線４３１とが配置されている。

バックライト６００は、例えばＬＥＤ光源６１０と、ＬＥＤ光源６１０から発光された光を背面パネル４００及び前面パネル３００の方向へと導光する導光板６２０などの光学系とを備えている。なお、バックライト６００のＬＥＤ光源６１０の配置は、直下型であってもよいし、エッジ型であってもよい。また、バックライト６００は、さらに、ＬＥＤ光源６１０から発光された光を均一にするために拡散板などを備えるとしてもよい。

制御回路基板７００は、バックライト制御回路７１０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ７２０と、前面画像制御回路７３０と、背面画像制御回路７４０とを備えている。制御回路基板７００は、前面パネル３００、背面パネル４００及びバックライト６００に対して、電力及び制御信号などの供給を行う。

バックライト制御回路７１０は、ＡＣ（Alternating Current）電源から供給される交流電流に基づいて、バックライト６００を制御する。これにより、バックライト６００は、ＬＥＤ光源６１０を発光させて、背面パネル４００及び前面パネル３００に向けて可視光を照射することができる。

ＡＣ／ＤＣコンバータ７２０は、ＡＣ電源から供給される交流電流（ＡＣ）を直流電流（ＤＣ：direct Current）へと変換する。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ７２０は、変換した直流電流を、前面パネル３００及び背面パネル４００へと供給する。これにより、前面パネル３００及び背面パネル４００は、各種の動作を実行することができる。

前面画像制御回路７３０は、取得した前面画像信号に基づいて、タイミング信号、階調電圧及びコモン電圧などを発生し、前面パネル３００に対して供給する。この供給を受けて、前面パネル３００は、走査線駆動回路３２０及び映像線駆動回路３３０を駆動して、走査線３２１及び映像線３３１を動作させる。これにより、前面パネル３００は、液晶表示部３１０の液晶分子の配向を制御し、バックライト６００から照射される光に基づく映像を表示することができる。

背面画像制御回路７４０は、取得した背面画像信号に基づいて、タイミング信号、階調電圧及びコモン電圧などを発生し、背面パネル４００に対して供給する。この供給を受けて、背面パネル４００は、走査線駆動回路４２０及び映像線駆動回路４３０を駆動して、走査線４２１及び映像線４３１を動作させる。これにより、背面パネル４００は、液晶表示部４１０の液晶分子の配向を制御し、バックライト６００から照射される光に基づく映像を表示することができる。

前面画像信号と背面画像信号とは、それぞれが示す画像の内容は同一であるが、輝度が互いに異なる。従って、前面パネル３００と背面パネル４００には、同一内容の画像が、異なる輝度により表示される。これにより、前面パネル３００が表示する前面画像と、背面パネル４００が表示する背面画像との２つの画像が融合した１つの像に見える錯覚現象を利用して、観察者５０に対して立体的な画像を表示することができる。

前面パネル３００及び背面パネル４００は、カラー画像を表示するために、例えばＲ（Red）フィルター、Ｇ（Green）フィルター、Ｂ（Blue）フィルターといった各種のカラーフィルターを、所定の配列に従って配置している。そして、Ｒフィルター、Ｇフィルター、Ｂフィルターは、少なくとも可視光を遮光する材質により格子状に形成されたブラックマトリックスにより区画されている。従って、カラーフィルターの配列や、ブラックマトリックスによる縞模様を形成する。更に、前面パネル３００及び背面パネル４００のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板上には、ブラックマトリックスに沿って、走査線駆動回路３２０、走査線駆動回路４２０と各画素とを結ぶ配線（走査線３２１、走査線４２１）と、映像線駆動回路３３０、４３０と各画素とを結ぶ配線（映像線３３１、映像線４３１）とが直交するように配置されている。従って、配線は、等間隔で周期的な縞模様を形成する。また、配線に限らず、カラーフィルター、カラーフィルターを区画するブラックマトリックスなどにも等間隔で周期的な縞模様を形成する。なお、縞模様は、格子縞には限定されず、縦縞、横縞などであってもよい。

[表示パネルの配置］
図３は、２枚の表示パネルを重ねた際に発生するモアレを説明するための図である。例えば図３に示すように前面パネル３００の縞模様と背面パネル４００の縞模様とが平行または直交するように前面パネル３００と背面パネル４００とを重ねると、観察者５０は、例えば図３に示すように発生するモアレパターン１１０を視認してしまう。モアレパターン１１０が発生してしまうと、表示装置１００が表示する映像の視認性が悪くなるため好ましくない。

図４は、実施の形態１にかかる表示装置において２枚の表示パネルを重ねる方法の例を示す図である。

図４に示すように、実施の形態１にかかる表示装置１００では、観察者５０から見て、前面パネル３００を背面パネル４００に対して傾けるように配置する。このとき、背面パネル４００の画像表示可能領域と前面パネル３００の画像表示可能領域とが重なる部分が表示面１２０となる。なお、背面パネル４００を前面パネル３００に対して傾けるように配置するとしてもよい。

より具体的には、実施の形態１にかかる表示装置１００では、前面パネル３００と背面パネル４００とのいずれか一方を他方に対して相対的に所定の角度傾けることにより、前面パネル３００の縞模様を背面パネル４００の縞模様に対して相対的に所定の角度傾ける。換言すれば、前面パネル３００と背面パネル４００とにおける各々の配線、ブラックマトリックス及びカラーフィルターが所定の角度をもって配するように重ねる。

このように配置することにより、モアレパターン１１０のピッチを短くさせると同時に、モアレパターン１１０の明部と暗部の輝度差を少なくしてコントラストを低下させることができる。つまり、モアレパターン１１０を視認されにくくすることができる。

続いて、表示装置１００が液晶表示装置である場合について説明する。

図５は、比較例の液晶表示装置における課題を説明するための図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、比較例の液晶表示装置は、実施の形態１にかかる液晶表示方式による表示装置１００と同様に、観察者から見て手前側から、前面偏光板２００、前面パネル３００、背面パネル４００および背面偏光板５００が重ね合わさって配置される。さらに、比較例の液晶表示装置では、それぞれのパネルが他のパネルに対して相対的に傾けられずに配置されている。

つまり、比較例の表示装置では、図５に示すように、前面偏光板２００を透過する光の偏向方向を示す透過軸２０１は画面横方向である一方、背面偏光板５００を透過する光の偏向方向を示す透過軸５０１は画面縦方向（透過軸２０１に対して垂直方向）である。また、前面パネル３００の液晶分子の初期配向時の初期配向方向３０１と背面パネル４００の液晶分子の初期配向時の初期配向方向４０１とは共に画面縦方向である。

そのため、比較例の液晶表示装置では、前面パネル３００と背面パネル４００とを共に黒表示状態にした場合、背面偏光板５００を透過した偏光光は、そのまま偏光方向を変えることなく背面パネル４００、前面パネル３００を通過し、前面偏光板２００に到達する。前面偏光板２００の透過軸２０１は、前面偏光板２００まで到達してきた偏光光の偏光軸と９０°をなすため、前面偏光板２００を透過できない。このようにして、比較例の液晶表示装置は黒表示することができる。しかしながら、背面パネル４００と前面パネル３００の各々の配線、ブラックマトリックス及びカラーフィルターの縞模様が並行あるいは垂直であるため、モアレが発生する。

一方、図６は、実施の形態１の液晶方式の表示装置の表示パネルの配置を模式的に示す図である。なお、図１および図５と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、本実施の形態の液晶方式の表示装置１００は、観察者から見て手前側から、前面偏光板２００Ａ、前面パネル３００Ａ、背面パネル４００及び背面偏光板５００が重ね合わさって配置される。さらに、当該表示装置１００は、モアレの発生を低減させるために、前面パネル３００Ａ及び前面偏光板２００Ａを、背面パネル４００及び背面偏光板５００に対して相対的に傾けられて配置される。このように、当該表示装置１００では、前面パネル３００Ａと背面パネル４００との各々の配線、ブラックマトリックス及びカラーフィルターの縞模様が所定の角度をなして重なるため、モアレの発生が低減される。

［効果等］
以上のように、本実施の形態の表示装置によれば、モアレの発生を低減することができる。

より具体的には、本実施の形態の表示装置がＤＦＤ方式による立体表示を行うためには、表示パネルを２枚重ねる必要がある。しかしながら、例えばＬＣＤパネルなどの表示パネルを複数枚重ねる場合、モアレ（干渉縞）を発生させてしまう。ＬＣＤパネルなどでは、ＴＦＴ基板上の配線、カラーフィルター、カラーフィルターを区画するブラックマトリックスなどの等間隔で周期的な縞模様（縦縞、横縞、格子縞など）が構成されており、重ねたＬＣＤパネルの縞模様同士が干渉して、モアレ（干渉縞）を発生させてしまうからである。そこで、本実施の形態の表示装置では、前面パネル３００Ａや背面パネル４００などの複数枚の表示パネルを相対的に傾けて配置する。それにより、重ねた表示パネルの縞模様を所定の角度をなして重ねることができるので、モアレの発生を低減することができる。

（変形例）
図７は、実施の形態１の変形例における液晶方式の表示装置の構成を模式的に示す図である。なお、図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

上述した図６に示す液晶方式の表示装置１００では、黒表示が白浮きしてしまうことが考えられる。すなわち、図６に示す液晶方式の表示装置１００において、前面パネル３００Ａと背面パネル４００とを共に黒表示状態にした場合、背面偏光板５００を透過した偏光光は、そのまま偏光方向を変えることなく背面パネル４００を通過して前面パネル３００Ａに到達する。一方、前面パネル３００Ａは背面パネル４００と所定の角度をなしているため、前面パネル３００Ａに到達した直線偏光は、たとえば複屈折により楕円偏光に変換されて透過し、前面偏光板２００Ａに到達する。楕円偏光となった偏光光は、前面偏光板２００Ａの透過軸２０１の方向の偏光成分が、前面偏光板２００Ａを透過してしまう。このように、図６に示す液晶方式の表示装置１００では、モアレの発生を低減することができる一方で、黒表示が白浮きしてしまい、黒表示のコントラストが低下してしまうことが考えられる。

一方、図７に示す本変形例における液晶方式の表示装置では、図６に示す液晶方式の表示装置１００と同様に、観察者から見て手前側から、前面偏光板２００Ｂ、前面パネル３００Ｂ、背面パネル４００及び背面偏光板５００が重ね合わさって配置される。また、本変形例における液晶方式の表示装置では、図６と同様に、前面パネル３００Ｂ及び前面偏光板２００Ｂを、背面パネル４００及び背面偏光板５００に対して相対的に傾けられて配置される。さらに、本変形例における液晶方式の表示装置では、前面偏光板２００Ｂの透過軸２０１ｂと背面偏光板５００の透過軸５０１とが互いに直交するように構成され、前面パネル３００Ｂの初期配向方向３０１ｂと背面パネル４００の初期配向方向４０１とが、透過軸２０１に対して直交するように構成されている。換言すると、本変形例における液晶方式の表示装置では、前面パネル３００Ｂと背面パネル４００との各々の配線、ブラックマトリックス及びカラーフィルターの縞模様がなす所定の角度とは無関係に、前面パネル３００Ｂの液晶分子の初期配向方向３０１ｂと前面偏光板２００Ｂの透過軸２０１ｂが、所定の向きになるよう構成される。

このように構成することにより、背面偏光板５００を透過した偏光光は、そのまま偏光方向を変えることなく背面パネル４００を通過して前面偏光板２００Ｂまで到達するが、前面偏光板２００Ｂの透過軸２０１ｂは、前面偏光板２００Ｂまで到達してきた偏光光の偏光軸と９０°をなすため、前面偏光板２００Ｂを透過できない。

従って、本変形例における液晶方式の表示装置によれば、モアレの発生を低減させることができると同時に、白浮きを抑制することができる。

なお、図６及び図７に示す液晶の初期配向方向及び偏光板の透過軸の向きに関しては一例であって、液晶の種類によって向きが異なっても、同様の思想を適用することにより、白浮きを抑制できる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１の変形例における表示装置の別の構成すなわち、モアレの発生を低減させることができると同時に、白浮きを抑制することができる実施の形態１の変形例における液晶方式の表示装置とは別の構成の表示装置について説明する。

以下では、まず、図７に示す液晶方式の表示装置を構成する前面パネル３００Ｂの改善点について説明し、その後にその改善点を解消する本実施の形態における液晶方式の表示装置について説明する。

［改善点］
図７に示す液晶方式の表示装置を構成する前面パネル３００Ｂは、図６に示す液晶方式の表示装置を構成する前面パネル３００Ａと比較して特殊な表示パネルであり、製造コストが高くなってしまう課題を有する。図６に示す前面パネル３００Ａの長辺方向とその初期配向方向３０１とは垂直であり、一般的な表示パネルであると言えるのに対して、前面パネル３００Ｂの長辺方向とその初期配向方向３０１ｂとは垂直ではなく特殊な表示パネルと言える。そのため、前面パネル３００Ｂの製造コストは一般的な表示パネルと比較すると高くなってしまう。

また、図７に示す液晶方式の表示装置を構成する前面パネル３００Ｂでは、その液晶分子に電圧が印加されたときに、液晶分子が異なる配向をする領域があるという課題を有する。そのため、当該前面パネル３００Ｂに適応させた専用の走査線駆動回路３２０や映像線駆動回路３３０、前面画像制御回路７３０が必要となり、製造コストが高くなってしまう。

以下、前面パネル３００Ｂでは、その液晶分子に電圧が印加されたときに、液晶分子が異なる配向をする領域があるという課題について図８〜図１１を用いて具体的に説明する。

図８は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の１セルの構造を示す上面模式図である。図９は、図８に示す１セルの構造を示す断面模式図である。

図８に示す１セルの構造は、図５に示す比較例の液晶表示装置の前面パネル３００及び図７に示す実施の形態１の変形例の液晶表示装置の前面パネル３００Ｂにも適用可能である。当該１セルの構造は、図８に示すように、ＴＦＴ３１１と、ゲート電極３１２と、コモン電極３１３と、画素電極３１４と、ドレイン電極３１５とを備える。また、当該１セルの構造は、図９に示すように、コモン電極３１３と、コモン電極３１３上に配置された絶縁膜３１６と、絶縁膜３１６上に配置された画素電極３１４と、画素電極３１４と絶縁膜３１６とを覆うように配置された配向膜電極３１７と、配向膜電極３１７の上方に水平に寝かせるように配置された液晶分子３１８とを備える。なお、図８及び図９に示す１セルのそれぞれの構成要素は既知なものであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

当該１セルは、配向膜電極３１７とコモン電極３１３とに電圧が印加されることにより、例えば図９に示すような電界の向き３１９を発生させて、液晶分子３１８の長軸の向き（配向方向）を回転させる。図９に示す液晶分子は、ＩＰＳ方式であることから、図９の左右方向（水平方向）に回転する。

図１０は、図６に示す前面パネルの液晶分子の動きを説明するための模式図である。図１１は、図７に示す前面パネルの液晶分子の動きを説明するための模式図である。なお、図８及び図９と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。また、図１０及び図１１に示す液晶方式の表示装置は共にＩＰＳ方式であり、画素電極３１４など１セルの構成は共通であるとして説明する。

図１０に示すように、前面パネル３００Ａでは、初期配向時の液晶分子３１８ａや液晶分子３１８ｃの長軸方向（配向方向）は、画素電極３１４の並び方向（図で水平方向）に垂直である。そのため、電圧が印加されたときには、初期配向時の液晶分子３１８ａや液晶分子３１８ｃは、電圧印加時の液晶分子３１８ｂや液晶分子３１８ｄで示されるような位置に回転し、その回転角度は同じであるのがわかる。

一方、図１１に示すように、前面パネル３００Ｂでは、初期配向時の液晶分子３１８ｆや液晶分子３１８ｇの長軸方向（配向方向）は、画素電極３１４の並び方向（図で水平方向）に垂直ではなく、所定の角度傾いている。そのため、電圧が印加されたときには、初期配向時の液晶分子３１８ｆや液晶分子３１８ｇは、電圧印加時の液晶分子３１８ｅや液晶分子３１８ｈで示されるような位置に回転するが、その回転角度は同じではないのがわかる。図１１に示す例では、電圧印加時の液晶分子３１８ｅの回転角度の方が、電圧印加時の液晶分子３１８ｈの回転角度よりも大きくなっている。したがって、電圧が印加されたときには、図１１において上段領域に示される液晶分子の回転角度の方が、下段領域に示される液晶分子の回転角度よりも大きくなっている。

このように、前面パネル３００Ｂでは、その液晶分子に電圧が印加されたときに、液晶分子が異なる配向をする領域があるという課題を有する。

［表示装置の構成とその配置］
次に、前面パネル３００Ｂの改善点を解消する本実施の形態における液晶方式の表示装置について説明する。すなわち、モアレの発生を低減させることができると同時に、白浮きを抑制することができる液晶方式の表示装置の実施の形態１の変形例とは別の例について説明する。

図１２は、実施の形態２の液晶方式の表示装置の構成を模式的に示す図である。また、図１３は、図１２に示す遅相軸と初期配向方向との向きの関係の一例を模式的に示す図である。図１４は、図１２に示す遅相軸と初期配向方向との向きの関係の別の一例を模式的に示す図である。なお、図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図１２に示す本実施の形態における液晶方式の表示装置は、前面偏光板２００Ａと、前面パネル３００Ａと、λ／２波長板３５０と、背面パネル４００と、背面偏光板５００とを備える。図１２に示す表示装置は、図６に示す液晶方式の表示装置と比較して、前面パネル３００Ａ及び背面パネル４００の間に、さらにλ／２波長板３５０を備える点で異なっている。

つまり、図１２に示す表示装置は、観察者から見て手前側から、前面偏光板２００Ａ、前面パネル３００Ａ、λ／２波長板３５０、背面パネル４００及び背面偏光板５００が重ね合わさって配置される。そして、当該表示装置では、図６に示す表示装置と同様、モアレの発生を低減させるために、前面パネル３００Ａ及び前面偏光板２００Ａが、背面パネル４００及び背面偏光板５００に対して所定の角度で傾けて（相対的に傾けられて）配置される。

より具体的には、背面偏光板５００は、例えば第１偏光板であり、透過軸５０１（第１透過軸）を有する。背面パネル４００は、例えば第１表示パネルであり、初期配向時の液晶分子の長軸方向は初期配向方向４０１である。透過軸５０１と初期配向方向４０１とは、互いに直交または平行している（図１２では平行）。前面パネル３００Ａは、例えば第２表示パネルである。前面パネル３００Ａは、初期配向方向４０１と異なる方向の初期配向方向３０１を有し、背面パネル４００に対して所定角度で傾いている。前面偏光板２００Ａは、例えば第２偏光板である。前面偏光板２００Ａは、透過軸５０１と異なる方向の透過軸２０１を有し、背面偏光板５００に対して所定角度で傾いている。透過軸２０１と初期配向方向３０１とは、互いに直交または平行している（図１２では直交）。

このように配置されることにより、当該表示装置では、前面パネル３００Ａと背面パネル４００との各々の配線、ブラックマトリックス及びカラーフィルターの縞模様が所定の角度をなして重なることになるため、モアレの発生を低減することができる。

さらに、図１２に示す当該表示装置では、上述したように、前面パネル３００Ａ及び背面パネル４００の間に、λ／２波長板３５０が配置されている。また、λ／２波長板３５０の遅相軸３５１は、初期配向方向４０１と初期配向方向３０１と異なる（一致しない）ように構成されている。

λ／２波長板３５０は、例えば水晶や雲母や複屈折を有する樹脂などの材料を利用して作成されるフィルムからなり、入射光の偏光面（電界振動方向）にπ（＝λ/2）の位相差を与える。λ／２波長板３５０の遅相軸３５１は、物質がもつ複屈折の方位のうち最大の方位であり、光の進行方向に垂直な面内で、偏光に対し、屈折率が最大となる光軸である。

より具体的には、例えば、図１２において初期配向方向４０１と初期配向方向３０１との成す角θａ、初期方向４０１が遅相軸３５１に対して成す角度をθｂとする。この場合、λ／２波長板３５０には、遅相軸３５１に対して角度θｂ傾いた状態の偏光光が入射することになる。そして、λ／２波長板３５０は、入射した偏光光を、さらに角度θｂ分傾けた状態にして出射する。つまり、λ／２波長板３５０は、初期配向方向４０１に対してなす角度が２×θｂの偏光光を出射する。

したがって、初期配向方向３０１とλ／２波長板３５０とを出射する偏光光（前面パネル３００Ａに入射する偏光光）との成す角度は、（θａ−２×θｂ）となる。λ／２波長板３５０を用いない場合と比較すると、初期配向方向３０１とλ／２波長板３５０を出射する偏光光との軸のズレが少なくなるため、白浮きを抑制することができる。

なお、角度θｂを角度θａの半分とすると、λ／２波長板３５０を出射する偏光光（前面パネル３００Ａに入射する偏光光）は、初期配向方向３０１と平行となり、より白浮きを抑制することができる。

また、表示装置に後述するように複数枚のλ／２波長板を配置するとしてしてもよい。ただし、複数枚のλ／２波長板を配置する場合に比べて、１枚のλ／２波長板３５０を配置する方が、偏光光の角度変化を少なくでき、誤差を少なくできる。偏光光の角度変化が大きいと誤差も大きくなるからである。

以下、最も白浮き抑制効果の高い構成すなわち角度θｂを角度θａの半分とする構成を例に図１３を用いて詳細に説明する。

図１３では、遅相軸３５１は、初期配向方向４０１と初期配向方向３０１との間となるように構成されている。また、遅相軸３５１が初期配向方向４０１に対してなす角度θ_１は、遅相軸３５１が初期配向方向３０１に対してなす角度θ_２と等しい、すなわち、第２初期配向方向３０１が初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_１＋θ_２）の半分である。

なお、図１３に示す例では、初期配向方向３０１が初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_１＋θ_２）は、鋭角である場合が示されているが、これに限らない。例えば図１４に示すように、初期配向方向３０１が初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_３＋θ_４）が、鈍角であってもよい。この場合でも、遅相軸３５１ａが初期配向方向４０１に対してなす角度θ_３は、遅相軸３５１ａが初期配向方向３０１に対してなす角度θ_４と等しい、すなわち、初期配向方向３０１が初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_３＋θ_４）の半分である場合が、最も白浮き抑制効果が高くなる。なお、初期配向方向３０１が初期配向方向４０１に対してなす角度が鈍角である場合は、λ／２波長板による角度変化が大きくなるため、成す角度は図１３に示すように鋭角の方が好ましい。

このように構成することにより、図１２に示す当該表示装置において、前面パネル３００Ａと背面パネル４００とを共に黒表示状態にした場合、背面偏光板５００を透過した偏光光は、そのまま偏光方向を変えることなく背面パネル４００を通過する。初期配向方向４０１とλ／２波長板３５０の遅相軸３５１との成す角は、θ_１であるため、背面パネル４００からの偏光光は、λ／２波長板３５０の遅相軸３５１に対して、θ_１傾いて入射する。この入射した偏光光は、λ／２波長板３５０で偏光方向をさらにθ_１変えられて、前面パネル３００Ａに到達する。

そのため、当該表示装置では、前面パネル３００Ａは背面パネル４００と所定の角度（θ_１＋θ_２）をなしているものの、上述した遅相軸３５１により前面パネル３００Ａに入射する偏光光の傾きは、初期配向方向４０１に対して、２倍のθ_１となり、θ_１＝θ_２であるため、遅相軸３５１から出射した偏光光は、前面パネル３３０Ａの初期配向方向３０１と平行となるように変えられる。そのため、λ／２波長板３５０を通過した偏光は、前面パネル３００Ａをそのまま通過して、前面偏光板２００Ａに到達するが、前面偏光板２００Ａの透過軸２０１は、偏光光の偏光軸と９０°をなし、前面偏光板２００Ａを透過できない。つまり、白浮きを抑制することができる。

［効果等］
以上のように、本実施の形態の液晶方式の表示装置によれば、モアレの発生を低減させることができると同時に、白浮きを抑制することができる。

より具体的には、本実施の形態に係る表示装置は、透過軸５０１（第１透過軸）を有する背面偏光板５００（第１偏光板）と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）である背面パネル４００（第１表示パネル）と、λ／２波長板３５０と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）と異なる方向の初期配向方向３０１（第２初期配向方向）であり、背面パネル４００（第１表示パネル）に対して所定角度で傾いている前面パネル３００Ａ（第２表示パネル）と、透過軸５０１（第１透過軸）と異なる方向の透過軸２０１（第２透過軸）を有し、背面偏光板５００（第１偏光板）に対して上記所定角度で傾いている前面偏光板２００Ａ（第２偏光板）と、を備える。そして、背面偏光板５００（第１偏光板）、背面パネル４００（第１表示パネル）、λ／２波長板３５０、前面パネル３００Ａ（第２表示パネル）、及び、前面偏光板２００Ａ（第２偏光板）は、この順に配置され、透過軸５０１（第１透過軸）と初期配向方向４０１（第１初期配向方向）とは、互いに直交または平行しており、透過軸２０１（第２透過軸）と初期配向方向３０１（第２初期配向方向）とは、互いに直交または平行している。また、λ／２波長板３５０の遅相軸は、初期配向方向４０１（第１初期配向方向）および初期配向方向３０１（第２初期配向方向）と異なる。

この構成により、初期配向方向３０１（第２初期配向方向）とλ／２波長板３５０を出射する光との軸のズレが少なくなるため、白浮きを抑制することができる。

ここで、λ／２波長板３５０の遅相軸３５１が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）に対してなす角度は、初期配向方向３０１（第２初期配向方向）が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）に対してなす角度の半分であるとしてもよい。

また、初期配向方向３０１（第２初期配向方向）が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）に対してなす角度は、鋭角であるとしてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、モアレの発生を低減させることができると同時に、白浮きを抑制することができる液晶方式の表示装置を実現することができる。

（変形例）
上述した実施の形態２では、前面パネル３００Ａ及び背面パネル４００の間に、λ／２波長板が一枚配置された表示装置の構成を例に挙げて説明したが、それに限らない。前面パネル３００Ａ及び背面パネル４００の間に、２以上のλ／２波長板が配置されてもよい。本変形例では、２枚のλ／２波長板が前面パネル３００Ａ及び背面パネル４００の間に配置される場合について説明する。

図１５は、実施の形態２の変形例における液晶方式の表示装置の構成を模式的に示す図である。図１６は、図１５に示す第１遅相軸及び第２遅相軸と初期配向方向との向きの関係の一例を模式的に示す図である。なお、図１２及び図１３等と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図１５に示す液晶方式の表示装置は、図１２に示す液晶方式の表示装置と比較して、前面パネル３００Ａ及び背面パネル４００の間に、２枚の第１のλ／２波長板３６０及び第２のλ／２波長板３７０を備える点で異なっている。また、第１のλ／２波長板３６０の第１遅相軸３６１及び第２のλ／２波長板３７０の第２遅相軸３７１は、初期配向方向４０１と初期配向方向３０１と異なる（一致しない）ように構成されており、互いにも異なる（一致しない）ように構成されておいる。

第１のλ／２波長板３６０及び第２のλ／２波長板３７０は、λ／２波長板３５０と同様に、例えば水晶や雲母や複屈折を有する樹脂などの材料を利用して作成されるフィルムからなり、入射光の偏光面（電界振動方向）にπ（＝λ/2）の位相差を与える。

本変形例において、第１のλ／２波長板３６０の第１遅相軸３６１及び第２のλ／２波長板３７０の第２遅相軸３７１は、例えば図１６に示すように、初期配向方向４０１と初期配向方向３０１との間となるように構成されている。ここで、第１のλ／２波長板３６０を通過した偏光光の位置を平均遅相軸３８１とし、平均遅相軸３８１が初期配向方向４０１に対してなす角度をθ_１、平均遅相軸３８１が初期配向方向３０１となす角度をθ_２となるとして説明する。この場合、第２遅相軸３７１が初期配向方向３０１に対してなす角度は、（θ_２／２）であり、第１遅相軸３６１が初期配向方向４０１に対してなす角度は（θ_１／２）である。なお、θ_１＝θ_２である場合が、最も白浮き抑制効果が高くなる。

より具体的には、第１遅延軸３６１が初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_１/２）は、平均遅延軸３８１が初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_１）の半分である。また、第２遅延軸３７１が平均遅延軸３８１に対してなす角度（θ_２/２）は、初期配向方向３０１が平均遅延軸３８１に対してなす角度θ_２の半分である。そして、θ_１＝θ_２である場合が、最も白浮き抑制効果が高くなる。

なお、図１５および図１６に示す例では、初期配向方向３０１が第１初期配向方向４０１に対してなす角度（θ_１＋θ_２）は、鋭角である場合が示されているが、これに限らない。例えば図１４に示したように、鈍角であってもよく、同様の関係が成立する。

このように構成することにより、図１５に示す当該表示装置において、前面パネル３００Ａと背面パネル４００とを共に黒表示状態にした場合、背面偏光板５００を透過した偏光光は、そのまま偏光方向を変えることなく背面パネル４００を通過する。θ_１＝θ_２である場合、初期配向方向４０１と第１のλ／２波長板３６０の第１遅相軸３６１の成す角は、（θ_１／２）であるため、背面パネル４００からの偏光光は、第１のλ／２波長板３６０の第１遅相軸３６１に対して、（θ_１／２）の角度傾いて入射する。この入射した偏光光は、第１のλ／２波長板３６０で偏光方向をさらにθ_１／２変えられた平均遅相軸３８１で、第２のλ／２波長板３７０に入射する。平均遅相軸３８１と第２のλ／２波長板３７０の第２遅相軸３７１との成す角はθ_１／２であるため、第１のλ／２波長板３６０からの偏光光は、第２のλ／２波長板３７０の第２遅相軸３７１に対して、（θ_１／２）傾いて入射する。この入射した偏光光は、第２のλ／２波長板３７０で偏光方向をさらにθ_１／２変えられて、前面パネル３００Ａに到達する。

つまり、背面パネル４００からの偏光光は、第１のλ／２波長板３６０及び第２のλ／２波長板で偏光方向が２段階で２θ_１の角度すなわち前面パネル３００Ａの初期配向方向３００と平行となるように変えられて、前面パネル３００Ａに到達する。

そのため、第１のλ／２波長板３６０及び第２のλ／２波長板を通過した偏光は、前面パネル３００Ａをそのまま通過して、前面偏光板２００Ａに到達するが、前面偏光板２００Ａの透過軸２０１は、偏光光の偏光軸と９０°をなし、前面偏光板２００Ａを透過できない。つまり、白浮きを抑制することができる。

［効果等］
以上のように、本変形例の液晶方式の表示装置によれば、モアレの発生を低減させることができると同時に、白浮きを抑制することができる。

より具体的には、本変形例に係る表示装置は、透過軸５０１（第１透過軸）を有する背面偏光板５００（第１偏光板）と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）である背面パネル４００（第１表示パネル）と、λ／２波長板３５０と、初期配向時の液晶分子の長軸方向が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）と異なる方向の初期配向方向３０１（第２初期配向方向）であり、背面パネル４００（第１表示パネル）に対して所定角度で傾いている前面パネル３００Ａ（第２表示パネル）と、透過軸５０１（第１透過軸）と異なる方向の透過軸２０１（第２透過軸）を有し、背面偏光板５００（第１偏光板）に対して上記所定角度で傾いている前面偏光板２００Ａ（第２偏光板）と、を備える。そして、背面偏光板５００（第１偏光板）、背面パネル４００（第１表示パネル）、λ／２波長板３５０、前面パネル３００Ａ（第２表示パネル）、及び、前面偏光板２００Ａ（第２偏光板）は、この順に配置され、透過軸５０１（第１透過軸）と初期配向方向４０１（第１初期配向方向）とは、互いに直交または平行しており、透過軸２０１（第２透過軸）と初期配向方向３０１（第２初期配向方向）とは、互いに直交または平行している。また、λ／２波長板３５０の遅相軸は、初期配向方向４０１（第１初期配向方向）および初期配向方向３０１（第２初期配向方向）と異なる。

この構成により、１枚目のλ／２波長板で波長毎の角度変化が異なっても２枚目のλ／２波長板で調整できるため、１枚のλ／２波長板を用いる場合と比べて偏光光の角度調整を行いやすくなるという効果を奏する。

ここで、λ／２波長板は、複数のλ／２波長板を有するとしてもよい。

また、初期配向方向３０１（第２初期配向方向）が初期配向方向４０１（第１初期配向方向）に対してなす角度は、鋭角であるとしてもよい。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２等を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

たとえば、実施の形態１〜２では、２枚の表示パネルを重ねあわせた場合を説明したが、これに限定されない。本開示は、３枚以上の表示パネルを重ねあわせて用いた場合においても適用可能である。

また、実施の形態２の変形例では、２枚のλ／２波長板を用いる例について説明したが、それに限らない。３枚以上のλ／２波長板を用いるとしてもよい。この場合、偏光光の角度変化の合計を、１枚のλ／２波長板のときと同じにすればよい。また、例えば、３枚のλ／２波長板を通過した偏光光をθ角度変化させたい場合、それぞれのλ／２波長板の遅相軸がθ／２、θ／４、θ／４になるように、それぞれのλ／２波長板を配置してもよい。

また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、表示パネルを複数重ねあわせた表示装置であれば、テレビジョン受像機、デジタルサイネージ端末、電子黒板、大型タッチパネル装置、タブレット端末、スマートフォン端末、パーソナルコンピュータのモニタなど、各種の表示装置に適用可能である。

５０ 観察者
１００ 表示装置
１２０ 表示面
２００、２００Ａ、２００Ｂ 前面偏光板
２０１、２０１ｂ、５０１ 透過軸
３００、３００Ａ、３００Ｂ 前面パネル
３０１、３０１ｂ、４０１ 初期配向方向
３１０ 液晶表示部
３２０、４２０ 走査線駆動回路
３２１、４２１ 走査線
３３０、４３０ 映像線駆動回路
３３１、４３１ 映像線
３５０ λ／２波長板
３６０ 第１のλ／２波長板
３７０ 第２のλ／２波長板
４００ 背面パネル
４１０ 液晶表示部
５００ 背面偏光板
６００ バックライト
６１０ ＬＥＤ光源
６２０ 導光板
７００ 制御回路基板
７１０ バックライト制御回路
７２０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
７３０ 前面画像制御回路
７４０ 背面画像制御回路

Claims (4)

1. 第１透過軸を有する第１偏光板と、
   初期配向時の液晶分子の長軸方向が第１初期配向方向である第１表示パネルと、
   λ／２波長板と、
   初期配向時の液晶分子の長軸方向が前記第１初期配向方向と異なる方向の第２初期配向方向であり、前記第１表示パネルに対して所定角度で傾いている第２表示パネルと、
   前記第１透過軸と異なる方向の第２透過軸を有し、前記第１偏光板に対して前記所定角度で傾いている第２偏光板と、
   を備え、
   前記第１偏光板、前記第１表示パネル、前記λ／２波長板、前記第２表示パネル、及び、前記第２偏光板は、この順に配置され、
   前記第１透過軸と前記第１初期配向方向とは、互いに直交または平行しており、
   前記第２透過軸と前記第２初期配向方向とは、互いに直交または平行しており、
   前記λ／２波長板の遅相軸は、前記第１初期配向方向および前記第２初期配向方向と異なる、
   表示装置。
2. 前記λ／２波長板の遅相軸が前記第１初期配向方向に対してなす角度は、前記第２初期配向方向が前記第１初期配向方向に対してなす角度の半分である、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２初期配向方向が前記第１初期配向方向に対してなす角度は、鋭角である、
   請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記λ／２波長板は、複数のλ／２波長板を有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。

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