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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022092952
(43)【公開日】2022-06-23
(54)【発明の名称】液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1333 20060101AFI20220616BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20220616BHJP
G09F 9/35 20060101ALI20220616BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20220616BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1333
G02F1/1335 510
G09F9/35
G09F9/30 349E
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020205972
(22)【出願日】2020-12-11
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】兵頭 洋祐
【テーマコード（参考）】
2H189
2H291
5C094
【Ｆターム（参考）】
2H189AA22
2H189AA35
2H189HA16
2H189LA17
2H291FA22X
2H291FA22Z
2H291FA95X
2H291FA95Z
2H291KA01
2H291LA21
5C094AA02
5C094BA43
5C094ED14
5C094JA13
(57)【要約】
【課題】 ２枚の表示パネルを備える液晶表示装置における表示品位の低下を抑制し得る液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 一実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示するための表示領域を有する第１表示パネルと、第１表示パネルの表示面の反対側に設けられるバックライトと、第１表示パネルとバックライトとの間に設けられ、第１表示パネルに表示される画像の明るさを制御する第２表示パネルと、を備える。第１表示パネルおよび第２表示パネルは共に液晶層を有し、第２表示パネルの液晶層と第１表示パネルの液晶層との間に設けられる部材の第１屈折率は、第１表示パネルの液晶層より上に設けられる部材の第２屈折率よりも高い。
【選択図】 図６
【解決手段】 一実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示するための表示領域を有する第１表示パネルと、第１表示パネルの表示面の反対側に設けられるバックライトと、第１表示パネルとバックライトとの間に設けられ、第１表示パネルに表示される画像の明るさを制御する第２表示パネルと、を備える。第１表示パネルおよび第２表示パネルは共に液晶層を有し、第２表示パネルの液晶層と第１表示パネルの液晶層との間に設けられる部材の第１屈折率は、第１表示パネルの液晶層より上に設けられる部材の第２屈折率よりも高い。
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を表示するための表示領域を有する第１表示パネルと、
前記第１表示パネルの表示面の反対側に設けられるバックライトと、
前記第１表示パネルと前記バックライトとの間に設けられ、前記第１表示パネルに表示される前記画像の明るさを制御する第２表示パネルと、
を備え、
前記第１表示パネルおよび前記第２表示パネルは共に液晶層を有し、
前記第２表示パネルの液晶層と前記第１表示パネルの液晶層との間に設けられる部材の第１屈折率は、前記第１表示パネルの液晶層より上に設けられる部材の第２屈折率よりも高い、
液晶表示装置。
前記第１表示パネルの表示面の反対側に設けられるバックライトと、
前記第１表示パネルと前記バックライトとの間に設けられ、前記第１表示パネルに表示される前記画像の明るさを制御する第２表示パネルと、
を備え、
前記第１表示パネルおよび前記第２表示パネルは共に液晶層を有し、
前記第２表示パネルの液晶層と前記第１表示パネルの液晶層との間に設けられる部材の第１屈折率は、前記第１表示パネルの液晶層より上に設けられる部材の第２屈折率よりも高い、
液晶表示装置。
【請求項2】
前記第１屈折率は、１．６以上１．９以下の値であり、
前記第２屈折率は、１．５以下の値である、
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第２屈折率は、１．５以下の値である、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記第１表示パネルおよび前記第２表示パネルは共に、第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間で挟持される前記液晶層と、を有し、
前記第１表示パネルの前記第１基板の下に第１偏光板が設けられ、
前記第１表示パネルの前記第２基板の上に第２偏光板が設けられ、
前記第２表示パネルの前記第１基板の下に第３偏光板が設けられ、
前記第２表示パネルの前記第２基板の上に第４偏光板が設けられ、
前記第１屈折率は、前記第２表示パネルの第２基板と、前記第４偏光板と、前記第１偏光板と、前記第１表示パネルの第１基板と、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとを接着する接着層と、による屈折率であり、
前記第２屈折率は、前記第１表示パネルの第２基板と、前記第２偏光板とによる屈折率である、
請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
前記第１表示パネルの前記第１基板の下に第１偏光板が設けられ、
前記第１表示パネルの前記第２基板の上に第２偏光板が設けられ、
前記第２表示パネルの前記第１基板の下に第３偏光板が設けられ、
前記第２表示パネルの前記第２基板の上に第４偏光板が設けられ、
前記第１屈折率は、前記第２表示パネルの第２基板と、前記第４偏光板と、前記第１偏光板と、前記第１表示パネルの第１基板と、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとを接着する接着層と、による屈折率であり、
前記第２屈折率は、前記第１表示パネルの第２基板と、前記第２偏光板とによる屈折率である、
請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
第１偏光板及び第２偏光板を有する第１表示パネルと、
第３偏光板及び第４偏光板を有する第２表示パネルと、
前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間に配置される接着層と、
を備え、
前記第１表示パネルは、前記第２表示パネル上に設けられ、
前記第１偏光板は、前記第２偏光板と前記接着層との間に位置し、
前記第４偏光板は、前記接着層と前記第３偏光板との間に位置し、
前記第１偏光板、前記接着層、および前記第４偏光板のうち少なくとも１つの部材の屈折率は、前記第２偏光板の屈折率よりも高い、
液晶表示装置。
第３偏光板及び第４偏光板を有する第２表示パネルと、
前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間に配置される接着層と、
を備え、
前記第１表示パネルは、前記第２表示パネル上に設けられ、
前記第１偏光板は、前記第２偏光板と前記接着層との間に位置し、
前記第４偏光板は、前記接着層と前記第３偏光板との間に位置し、
前記第１偏光板、前記接着層、および前記第４偏光板のうち少なくとも１つの部材の屈折率は、前記第２偏光板の屈折率よりも高い、
液晶表示装置。
【請求項5】
前記第１偏光板の屈折率は、１．６以上１．９以下の値である、
請求項４に記載の液晶表示装置。
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記接着層の屈折率は、１．６以上１．９以下の値である、
請求項４または請求項５に記載の液晶表示装置。
請求項４または請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記第４偏光板の屈折率は、１．６以上１．９以下の値である、
請求項４～請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
請求項４～請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
さらに、バックライトを備え、
前記第２表示パネルは、前記第１表示パネルと前記バックライトとの間に位置している、
請求項４に記載の液晶表示装置。
前記第２表示パネルは、前記第１表示パネルと前記バックライトとの間に位置している、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、表示装置のコントラストを向上させるために、画像表示用の表示パネルに加えて、調光用の表示パネルを用いる技術が開発されている。しかしながら、この技術においては、２枚の表示パネルが重ねて構成されるため、観察者が表示画像を観察した際に、一方の表示パネルの表示層と他方の表示パネルの表示層との間の距離に応じた視差が生じてしまい、二重像が発生する等、表示品位が低下してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、２枚の表示パネルを備える液晶表示装置における表示品位の低下を抑制し得る液晶表示装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示するための表示領域を有する第１表示パネルと、前記第１表示パネルの表示面の反対側に設けられるバックライトと、前記第１表示パネルと前記バックライトとの間に設けられ、前記第１表示パネルに表示される前記画像の明るさを制御する第２表示パネルと、を備える。前記第１表示パネルおよび前記第２表示パネルは共に液晶層を有し、前記第２表示パネルの液晶層と前記第１表示パネルの液晶層との間に設けられる部材の第１屈折率は、前記第１表示パネルの液晶層より上に設けられる部材の第２屈折率よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の趣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、実施の態様に比べ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一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の趣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、実施の態様に比べ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一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。
【0008】
図１は、２枚の表示パネルを備える表示装置ＤＳＰの構成を概略的に示す分解斜視図である。図１は、第１方向Ｘと、第１方向Ｘに垂直な第２方向Ｙと、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに垂直な第３方向Ｚとによって規定される三次元空間を示している。なお、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙは互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差してもよい。また、本実施形態においては、第３方向Ｚを上と定義し、第３方向Ｚと反対側の方向を下と定義する。「第１部材の上の第２部材」および「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接していてもよいし、第１部材から離れて位置していてもよい。また、第３方向Ｚを示す矢印の先端側に表示装置ＤＳＰ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および第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」と言う。
【0009】
図１に示すように、表示装置ＤＳＰは、液晶表示パネルＰＮＬ１と、調光パネルＰＮＬ２と、バックライトユニットＢＬと、を備える。図１に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１とバックライトユニットＢＬとの間に調光パネルＰＮＬ２が配置されることにより、液晶表示パネルＰＮＬ１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。
【0010】
液晶表示パネルＰＮＬ１は、一例では矩形状である。図示した例では、液晶表示パネルＰＮＬ１の短辺ＥＸは第１方向Ｘと平行であり、液晶表示パネルＰＮＬ１の長辺ＥＹは第２方向Ｙと平行である。第３方向Ｚは、液晶表示パネルＰＮＬ１の厚さ方向に相当する。液晶表示パネルＰＮＬ１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。液晶表示パネルＰＮＬ１は、表示領域ＤＡと、当該表示領域ＤＡの外側の周辺領域ＳＡとを有している。周辺領域ＳＡは、ＩＣチップやフレキシブルプリント回路基板が実装される端子領域ＭＴを有している。図１では、端子領域ＭＴは斜線により示されている。
【0011】
表示領域ＤＡは、画像を表示する領域であり、例えばマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。図１において拡大して示すように、各画素ＰＸは、走査線Ｇおよび信号線Ｓ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。
【0012】
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Ｇや信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並ぶ画素ＰＸ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Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸ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ＬＣ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。
【0013】
端子領域ＭＴは、液晶表示パネルＰＮＬ１の短辺ＥＸに沿って設けられ、液晶表示パネルＰＮＬ１を外部装置等と電気的に接続するための端子を含んでいる。液晶表示パネルＰＮＬ１は、端子領域ＭＴに設けられる端子部を介して、例えばフレキシブルプリント回路基板等の外部装置と電気的に接続される。
【0014】
図１では詳細な構成の図示を省略しているが、調光パネルＰＮＬ２は、液晶表示パネルＰＮＬ１と基本的に同じ構成を有している。
【0015】
バックライトユニットＢＬは、調光パネルＰＮＬ２の下側に配置され、このバックライトユニットＢＬからの光を画素ＰＸ毎に制御することにより画像が表示される。
【0016】
図２は、図１に示す表示装置ＤＳＰの構成を概略的に示す断面図である。
上記したように、表示装置ＤＳＰは、液晶表示パネルＰＮＬ１と、調光パネルＰＮＬ２と、バックライトユニットＢＬと、を備える。なお、図２においてはバックライトユニットＢＬの図示を省略している。また、図２では説明の便宜上、液晶表示パネルＰＮＬ１と調光パネルＰＮＬ２の一部構成の図示を省略している。
上記したように、表示装置ＤＳＰは、液晶表示パネルＰＮＬ１と、調光パネルＰＮＬ２と、バックライトユニットＢＬと、を備える。なお、図２においてはバックライトユニットＢＬの図示を省略している。また、図２では説明の便宜上、液晶表示パネルＰＮＬ１と調光パネルＰＮＬ２の一部構成の図示を省略している。
【0017】
図２に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１と調光パネルＰＮＬ２とは、例えば透明な接着層ＯＣＡによって接着されている。より詳しくは、液晶表示パネルＰＮＬ１と調光パネルＰＮＬ２とで共通する構成が、平面視において重畳するように位置調整がなされた上で、液晶表示パネルＰＮＬ１と調光パネルＰＮＬ２とは接着層ＯＣＡにより接着されている。
【0018】
以下では、まず、液晶表示パネルＰＮＬ１の構成について説明する。
図２に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１は、第１基板ＳＵＢ１１と、第２基板ＳＵＢ２１と、第１偏光板ＰＬ１１と、第２偏光板ＰＬ２１と、を備えている。なお、図２では説明の便宜上図示を省略しているが、第１基板ＳＵＢ１１と第２基板ＳＵＢ２１との間には液晶層が設けられており、当該液晶層は図示しないシールによって封止されている。
図２に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１は、第１基板ＳＵＢ１１と、第２基板ＳＵＢ２１と、第１偏光板ＰＬ１１と、第２偏光板ＰＬ２１と、を備えている。なお、図２では説明の便宜上図示を省略しているが、第１基板ＳＵＢ１１と第２基板ＳＵＢ２１との間には液晶層が設けられており、当該液晶層は図示しないシールによって封止されている。
【0019】
第１偏光板ＰＬ１１は第１基板ＳＵＢ１１の下に設けられ、第２偏光板ＰＬ２１は第２基板ＳＵＢ２１の上に設けられている。第１偏光板ＰＬ１１の偏光軸と、第２偏光板ＰＬ２１の偏光軸とは、例えばクロスニコルの関係、つまり、９０度になっている。
【0020】
次に、調光パネルＰＮＬ２の構成について説明する。
図２に示すように、調光パネルＰＮＬ２は、液晶表示パネルＰＮＬ１と同様に、第１基板ＳＵＢ１２と、第２基板ＳＵＢ２２と、第１偏光板ＰＬ１２と、第２偏光板ＰＬ２２と、を備えている。なお、液晶表示パネルＰＮＬ１と同様に、第１基板ＳＵＢ１２と第２基板ＳＵＢ２２との間には液晶層が設けられており、当該液晶層は図示しないシールによって封止されている。
図２に示すように、調光パネルＰＮＬ２は、液晶表示パネルＰＮＬ１と同様に、第１基板ＳＵＢ１２と、第２基板ＳＵＢ２２と、第１偏光板ＰＬ１２と、第２偏光板ＰＬ２２と、を備えている。なお、液晶表示パネルＰＮＬ１と同様に、第１基板ＳＵＢ１２と第２基板ＳＵＢ２２との間には液晶層が設けられており、当該液晶層は図示しないシールによって封止されている。
【0021】
第１偏光板ＰＬ１２は第１基板ＳＵＢ１２の下に設けられ、第２偏光板ＰＬ２２は第２基板ＳＵＢ２２の上に設けられている。第１偏光板ＰＬ１２の偏光軸と、第２偏光板ＰＬ２２の偏光軸とは、例えばクロスニコルの関係、つまり、９０度になっている。また、液晶表示パネルＰＮＬ１の第１偏光板ＰＬ１１の偏光軸と、調光パネルＰＮＬ２の第２偏光板ＰＬ２２の偏光軸とは、同じ向きになっている。
【0022】
ここで、図３～図５を参照して、２枚の表示パネル、具体的には、液晶表示パネルＰＮＬ１と調光パネルＰＮＬ２とを備える表示装置ＤＳＰにおいて発生し得る問題について説明する。図３および図４は、表示装置ＤＳＰにおいて発生し得る二重像について説明するための模式図である。
【0023】
図３では、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に画像が表示される場合を想定している。この場合、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する調光パネルＰＮＬ２の画素、具体的には、当該画素ＰＸ１の真下に位置する調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２もまた調光のために点灯（または消灯）するように制御される。
【0024】
このため、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に表示された画像を観察するために、観察者が表示面斜め方向から当該画素ＰＸ１を観察した場合、当該観察者の眼には、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線の他に、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線が入射する。より詳しくは、観察者の眼には、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線が図３に示す光路Ｌ１を辿って入射し、当該観察者の網膜において結像する。同様に、観察者の眼には、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線が図３に示す光路Ｌ２を辿って観察者の眼に入射し、当該観察者の網膜において結像する。
【0025】
これによれば、図３に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線と、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線とは、観察者の網膜上の異なる位置において結像する。より詳しくは、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線は図３のＰ１において結像し、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線は図３のＰ２において結像する。つまり、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線が結像する網膜上の位置（以下、結像位置と表記する）Ｐ１と、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線が結像する結像位置Ｐ２との間には、図３のＤ１に相当する差が生じてしまう。この差は視差と称され、当該視差によれば、例えば図４に示すように、表示画像が二重に見えてしまうといった問題（つまり、二重像が発生してしまうといった問題）が生じてしまう。
【0026】
なお、上記した視差は、原理的には、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線と、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線とが、観察者の網膜上の同じ位置において結像することによりゼロにすることが可能である。つまり、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２が、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線と仮想的に同じ光路を辿る光線を出射可能な画素ＰＸ２´の位置にあると仮定すれば、上記した視差をゼロにすることが可能であり、このことを鑑みると、画素ＰＸ２と画素ＰＸ２´との間の画素数（つまり、図３のｄ１に相当する差）が視差と称されても構わない。
【0027】
上記した視差に起因する二重像の発生を抑制する手法としては、ぼかし処理が知られている。ぼかし処理とは、例えば液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に画像が表示される場合、当該画素ＰＸ１に対応する調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に加えて、当該画素ＰＸ２の周辺に位置する画素を調光のために点灯（または消灯）するように制御し、液晶表示パネルＰＮＬ１に表示される画像をぼかして表示する方法である。
【0028】
図５は、上記したぼかし処理を説明するための図である。図５（ａ）は、表示画像に対応する画素が点灯するように制御されることにより当該表示画像が白色表示される場合のぼかし処理について説明するための模式図である。一方、図５（ｂ）は、表示画像に対応する画素が消灯するように制御されることにより当該表示画像が黒色表示される場合のぼかし処理について説明するための模式図である。
【0029】
表示画像が白色表示される場合、液晶表示パネルＰＮＬ１においては、図５（ａ）に示すように、「あ」という文字の画像を白色表示するために当該画像に対応する１以上の画素ＰＸ１が点灯するように制御され、その他の画素ＰＸ１が消灯するように制御される。一方、調光パネルＰＮＬ２においては、液晶表示パネルＰＮＬ１において点灯された画素ＰＸ１に対応する画素ＰＸ２に加えて、当該画素ＰＸ２の周辺に位置する画素ＰＸ２もまた点灯するように制御される（換言すると、高階調部（白色）を低階調部（黒色）側に広げるように制御される）。このため、調光パネルＰＮＬ２においては、図５（ａ）に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１に比べて太めの「あ」という文字が白色表示される。
【0030】
これによれば、正面方向から表示装置ＤＳＰが観察された場合、図５（ａ）に示すように、輪郭が白みがかった「あ」という文字が観察者により観察される。一方、斜め方向から表示装置ＤＳＰが観察された場合であっても、調光パネルＰＮＬ２には上記したぼかし処理を加えているため表示画像が細らず、図５（ａ）に示すように、輪郭が白みがかった「あ」という文字が観察者により観察される。つまり、上記したぼかし処理によれば、「あ」という文字が二重に見えてしまうことを抑制し、輪郭が白みがかった太めの「あ」という文字を観察者に提供することが可能である。
【0031】
また、表示画像が黒色表示される場合、液晶表示パネルＰＮＬ１においては、図５（ｂ）に示すように、「あ」という文字の画像を黒色表示するために当該画像に対応する１以上の画素ＰＸ１が消灯するように制御され、その他の画素ＰＸ１が点灯するように制御される。一方、調光パネルＰＮＬ２においては、液晶表示パネルＰＮＬ１において消灯された画素ＰＸ１に対応する画素ＰＸ２に加えて、当該画素ＰＸ２の周辺に位置する画素ＰＸ２もまた消灯するように制御される（換言すると、この場合においても、高階調部（白色）を低階調部（黒色）側に広げるように制御される）。このため、調光パネルＰＮＬ２においては、図５（ｂ）に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１に比べて細めの「あ」という文字が黒色表示される。
【0032】
これによれば、正面方向から表示装置ＤＳＰが観察された場合、図５（ｂ）に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１に表示された黒色画像と同じ太さの「あ」という文字が観察者により観察される。一方、斜め方向から表示装置ＤＳＰが観察された場合、調光パネルＰＮＬ２には上記したぼかし処理を加えているため、図５（ｂ）に示すように、正面方向から表示装置ＤＳＰが観察された場合に比べて太めの「あ」という文字が観察者により観察される。つまり、上記したぼかし処理によれば、「あ」という文字が二重に見えてしまうことを抑制し、太めの「あ」という文字を観察者に提供することが可能である。
【0033】
以上のように、調光パネルＰＮＬ２においてぼかし処理が行われることにより、斜め方向から表示装置ＤＳＰを観察する観察者に対して、二重像に見えにくい表示画像、より詳しくは、液晶表示パネルＰＮＬ１に表示される表示画像に比べて輪郭が太った表示画像を提供することが可能である。
【0034】
上記したぼかし処理においては、高階調部を低階調部側に広げるように点灯または消灯される画素ＰＸ２の範囲（以下、ぼかし処理範囲と表記する）が広いほど、観察者に対して二重像に見えにくい表示画像を提供することが可能である。一方、ぼかし処理範囲が広いと、広範囲にわたってハロが発生することになるので、表示品位が低下してしまうといった問題がある。つまり、上記したぼかし処理によれば、視差に起因する二重像の発生を抑制することはできるものの、ぼかし処理範囲が広すぎると、広範囲にわたってハロが発生することになるため、表示画像が見辛くなる等、表示品位が低下してしまう可能性がある。
【0035】
そこで、本願発明者は、上記した視差に起因する二重像の発生を抑制するためにぼかし処理を行うのではなく、当該視差自体を小さくすることで、視差に起因する二重像の発生を抑制可能な表示装置ＤＳＰの構成を考案した。換言すれば、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線の結像位置と、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線の結像位置との間の視差を小さくすることが可能な表示装置ＤＳＰの構成を考案した。
【0036】
具体的には、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線の結像位置が、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線の結像位置に近づくように、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部を高屈折部材で構成し、視差を小さくすることが可能な構成を考案した。より詳しくは、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部による屈折率（第１屈折率）が、液晶表示パネルＰＮＬ１の第２基板ＳＵＢ２１および第２偏光板ＰＬ２１による屈折率（第２屈折率）よりも高くなるように、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部を高屈折部材で構成し、視差を小さくすることが可能な構成を考案した。
【0037】
以下では、比較例を用いて、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの効果について説明する。なお、比較例は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰが奏し得る効果の一部を説明するためのものであって、比較例と本実施形態とで共通する効果を本願発明の範囲から除外するものではない。
【0038】
図６は、比較例に係る構成の表示装置ＤＳＰにおける液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線の光路Ｌ１および調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線の光路Ｌ２と、本実施形態に係る構成の表示装置ＤＳＰにおける液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線の光路Ｌ１および調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線の光路Ｌ３と、を対比して示す模式図である。なお、図６では、比較例に係る構成の表示装置ＤＳＰにおける光路を破線で示し、本実施形態に係る構成の表示装置ＤＳＰにおける光路を実線で示している。
【0039】
なお、本実施形態に係る構成の表示装置ＤＳＰは、上記したように、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部が高屈折部材で構成されており、ここでは一例として、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの部材による屈折率が第１の値ｎ１を示すものとする。なお、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの部材による屈折率は、調光パネルＰＮＬ２の表示層（液晶層）から液晶表示パネルＰＮＬ１の表示層（液晶層）までの部材による屈折率に相当するため、層間屈折率と称されてもよい。
【0040】
一方、比較例に係る構成の表示装置ＤＳＰは、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部が低屈折部材で構成され、例えば、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの層間屈折率は第２の値ｎ２（＜ｎ１）を示すものとする。
【0041】
比較例に係る構成においては、図６の破線に示すように、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線は、光路Ｌ１を辿って観察者の眼に入射し、当該観察者の網膜における第１結像位置Ｐ１で結像する。また、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線は、光路Ｌ２を辿って観察者の眼に入射し、当該観察者の網膜における第２結像位置Ｐ２で結像する。
【0042】
このため、比較例に係る構成においては、図６に示すように、画素ＰＸ１に対応する光線の結像位置Ｐ１と、画素ＰＸ２に対応する光線の結像位置Ｐ２との間に視差Ｄ１が生じることになる。換言すると、比較例に係る構成においては、図６に示すように、画素ＰＸ２と、画素ＰＸ１に対応する光線と仮想的に同じ光路を辿る光線を出射可能な画素ＰＸ２Ａとの間の画素数に相当する視差ｄ１が生じることになる。
【0043】
一方、本実施形態に係る構成おいては、図６の実線に示すように、調光パネルＰＮＬ２の画素ＰＸ２に対応する光線は、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの層間屈折率が比較例に係る構成よりも大きい第１の値ｎ１を示すため、比較例における光路Ｌ２よりも大きな傾きを有した光路Ｌ３を辿って観察者の眼に入射し、当該観察者の網膜における第３結像位置Ｐ３で結像する。
【0044】
なお、本実施形態に係る構成と、比較例に係る構成とは、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの層間屈折率が異なること以外は同様であるため、液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１より上に位置する画素ＰＸ１に対応する光線は、上記した層間屈折率の違いによる影響を受けず、液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ＰＸ１に対応する光線は、上記した比較例と同様に、光路Ｌ１を辿って観察者の眼に入射し、当該観察者の網膜における第１結像位置Ｐ１で結像する。
【0045】
これによれば、本実施形態に係る構成においても、図６に示すように、画素ＰＸ１に対応する光線の結像位置Ｐ１と、画素ＰＸ２に対応する光線の結像位置Ｐ３との間には視差Ｄ２が生じてしまうものの、比較例に係る構成において生じる視差Ｄ１に比べてその値を小さくすることができるため、比較例に係る構成に比べて二重像の発生を抑制することが可能である。換言すると、本実施形態に係る構成においては、図６に示すように、画素ＰＸ２と、画素ＰＸ１に対応する光線と仮想的に同じ光路を辿る光線を出射可能な画素ＰＸ２Ｂとの間の画素数に相当する視差ｄ２は生じてしまうものの、比較例に係る構成に比べて（ｄ１－ｄ２）に相当する画素数分だけ視差を小さくすることができ、比較例に係る構成に比べて二重像の発生を抑制することが可能である。
【0046】
また、本実施形態に係る構成によれば、上記したように、調光パネルＰＮＬ２においてぼかし処理が行われなくても二重像の発生をある程度抑制することが可能であるため、例えば、二重像の発生をさらに抑制するために、調光パネルＰＮＬ２においてさらにぼかし処理が行われる場合、ぼかし処理範囲が狭くても十分に二重像の発生を抑制することが可能である。つまり、本実施形態に係る構成によれば、視差に起因する二重像の発生を抑制しつつ、ぼかし処理をさらに加えたとしても、当該ぼかし処理に起因したハロの発生を抑制し、当該ハロを狭い範囲に留めることが可能である。
【0047】
図７は、層間屈折率と視差との関係を説明するための図である。
なお、ここでは、図７（ａ）に示すように、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２が０．５ｍｍの厚さを有し、第２偏光板ＰＬ２２が０．３ｍｍの厚さを有し、接着層ＯＣＡが０．４ｍｍの厚さを有し、液晶表示パネルＰＮＬ１の第１偏光板ＰＬ１１が０．３ｍｍの厚さを有し、第１基板ＳＵＢ１１が０．５ｍｍの厚さを有している場合の層間屈折率と視差との関係について説明する。
なお、ここでは、図７（ａ）に示すように、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２が０．５ｍｍの厚さを有し、第２偏光板ＰＬ２２が０．３ｍｍの厚さを有し、接着層ＯＣＡが０．４ｍｍの厚さを有し、液晶表示パネルＰＮＬ１の第１偏光板ＰＬ１１が０．３ｍｍの厚さを有し、第１基板ＳＵＢ１１が０．５ｍｍの厚さを有している場合の層間屈折率と視差との関係について説明する。
【0048】
図７（ｂ）に示すように、層間屈折率が高い値を示すほど、所定の視野角における視差は小さくなっていることが分かる。一例として、視野角が８０度の場合における層間屈折率と視差との関係に注目すると、層間屈折率が１．５の場合、視差はおよそ１．８ｍｍを示すのに対し、層間屈折率が２．０の場合、視差はおよそ１．１５ｍｍを示しており、層間屈折率が高い値を示すほど視差が小さくなっていることが分かる。なお、ここでは一例として、視野角が８０度の場合における層間屈折率と視差との関係に注目したが、視野角が別の値を示す場合も同様に、層間屈折率が高い値を示すほど視差は小さな値を示している。
【0049】
このため、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までを高屈折部材で構成した本実施形態に係る構成の表示装置ＤＳＰにおいては、視差を小さくすることができ、当該視差に起因する二重像の発生を抑制することが可能である。
【0050】
図８は、層間屈折率と視差との関係を説明するための別の図である。
ここでは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、観察者が、縦４２０ｍｍ×横３４０ｍｍの２１型の表示装置ＤＳＰを、最適視距離である１２６０ｍｍだけ離れた位置から４５度の視野角をもって観察した場合の層間屈折率と視差との関係について説明する。最適視距離とは、表示装置ＤＳＰを観察するにあたって最適とされる距離であり、例えば、表示装置ＤＳＰの高さの３倍が最適視距離に相当する。
ここでは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、観察者が、縦４２０ｍｍ×横３４０ｍｍの２１型の表示装置ＤＳＰを、最適視距離である１２６０ｍｍだけ離れた位置から４５度の視野角をもって観察した場合の層間屈折率と視差との関係について説明する。最適視距離とは、表示装置ＤＳＰを観察するにあたって最適とされる距離であり、例えば、表示装置ＤＳＰの高さの３倍が最適視距離に相当する。
【0051】
この場合においても、図８（ｃ）に示すように、層間屈折率が高い値を示すほど視差は小さくなっていることが分かる。例えば、層間屈折率が１．５の場合、視差はおよそ６．５画素を示すのに対し、層間屈折率が２．０の場合、視差はおよそ４．５画素を示しており、およそ２画素分だけ視差が小さくなっていることが分かる。
【0052】
このため、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までを高屈折部材で構成した本実施形態に係る構成の表示装置ＤＳＰにおいては、視差を小さくすることができ、当該視差に起因する二重像の発生を抑制することが可能である。
【0053】
なお、図８（ｃ）に示すように、層間屈折率が高い値を示すほど視差を小さくすることはできるものの、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部の構成部材の材質や価格等を考慮すると、層間屈折率を例えば２．３等の高い値にすることは難しく、層間屈折率は１．６以上１．９以下であることが好ましい。
【0054】
以上説明した一実施形態に係る構成の表示装置ＤＳＰは、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部による屈折率が、液晶表示パネルＰＮＬ１の第２基板ＳＵＢ２１および第２偏光板ＰＬ２１による屈折率よりも高くなるように、調光パネルＰＮＬ２の第２基板ＳＵＢ２２から液晶表示パネルＰＮＬ１の第１基板ＳＵＢ１１までの各部が高屈折部材で構成される。これによれば、視差に起因する二重像の発生を抑制することが可能であり、２枚の表示パネルを備える表示装置における表示品位の低下を抑制することが可能である。
【0055】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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。
【符号の説明】
【0056】
ＤＳＰ…表示装置、ＰＮＬ１…液晶表示パネル、ＳＵＢ１１…第１基板、ＳＵＢ２１…第２基板、ＰＬ１１…第１偏光板、ＰＬ２１…第２偏光板、ＰＸ１…画素、ＰＮＬ２…調光パネル、ＳＵＢ１２…第１基板、ＳＵＢ２２…第２基板、ＰＬ１２…第１偏光板、ＰＬ２２…第２偏光板、ＰＸ２，ＰＸ２Ａ，ＰＸ２Ｂ…画素、Ｌ１～Ｌ３…光路、Ｄ１，Ｄ２，ｄ１，ｄ２…視差、Ｐ１～Ｐ３…結像位置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】