液晶表示セル
【課題】 ＯＣＢ液晶表示装置の黒表示時の青味を低減する。
【解決手段】 対向電極Ｅｃｏｍを配置した対向基板１３０および画素電極Ｄｐｉｘを配置したアレイ基板１２０間にベンド配列される液晶層１４０を挟持し、前記基板の一方に赤、緑、青の各色フィルタ層を備える液晶表示セル１１において、対向電極は青色フィルタ層に対応する部分Ｅｃｏｍ（Ｂ）の膜厚ｔＢが正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内になるように、かつ、 １００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍに設定される。
【解決手段】 対向電極Ｅｃｏｍを配置した対向基板１３０および画素電極Ｄｐｉｘを配置したアレイ基板１２０間にベンド配列される液晶層１４０を挟持し、前記基板の一方に赤、緑、青の各色フィルタ層を備える液晶表示セル１１において、対向電極は青色フィルタ層に対応する部分Ｅｃｏｍ（Ｂ）の膜厚ｔＢが正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内になるように、かつ、 １００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍに設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、広視野角と高速応答の実現が可能なＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）技術を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして、各種用途に適用されている。
【０００３】
現在、市場で広く利用されているツイステッド・ネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置は、光学的に正の屈折率異方性を有する液晶材料が、基板間に略９０°捩れ配列されて構成され、その捩れ配列の制御により入射光の旋光性を調節している。このＴＮ型液晶表示装置は、比較的、容易に製造できるものの、その視野角は狭く、また応答速度が遅いため、特にＴＶ画像等の動画表示には不向きであった。
【０００４】
一方、視野角及び応答速度を改善するものとしてＯＣＢ型液晶表示装置が注目されている。ＯＣＢ型液晶表示装置は、基板間にベンド配列が可能な液晶材料が封入されてなるもので、ＴＮ型液晶表示装置に比して応答速度は一桁改善され、更に液晶材料の配列状態から光学的に自己補償されるため視野角が広いと言う利点がある。そして、このようなＯＣＢ型液晶表示装置を用いて画像表示を行う場合、複屈折性を制御し偏光板との組合せによって、例えば高電圧印加状態で光を遮断（黒表示）し、低電圧印加状態で光を透過（白表示）させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、黒表示状態では、液晶分子は高電圧印加により電界方向に沿って配列（基板に対して法線方向に配列）するが、基板近傍の液晶分子は配向膜との相互作用で法線方向に配列されず、光は所定方向に位相差の影響を受ける。このため、基板法線方向から観察した場合、黒表示時の透過率を十分に低減させることができず、コントラストの低下を招く。そこで、例えば一軸性の位相差板を組み合せることで、黒表示時の液晶層の位相差を補償し、透過率を十分に低減させることが知られている。また、斜め方向からの観察に対しても十分に黒表示、あるいは階調特性を補償する手法として、例えば特許文献１に開示されるように、ハイブリッド配列した光学負の位相差板を組み合せることも知られている。さらに、特許文献２に一般的な液晶表示装置において、短波長側（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）の透過率を高めるために、電極の厚さを８０ｎｍ〜１００ｎｍにすることが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１９７８６２号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、カラー液晶表示装置は自然光や演色性の高いバックライト等の入射光を反射または透過させて各色フィルタを通して表示するものであり、全可視光波長領域にわたる光を各フィルタの波長通過帯域で選択している。
【０００７】
ＴＮ型液晶表示装置では表示に旋光性を用いるため、基板間で光が内部反射しても表示に与える影響はほとんどない。しかし、ＯＣＢ液晶表示装置にあっては、内部反射の回数によって液晶層を通過する入射光が受けるリタデーションと位相差板のリタデーションとがずれ、これにより色味のバランスが崩れるという問題が生じる。更に、内部反射する反射光も波長分散を持つため、色味のバランスの崩れはより一層大きくなってしまう。特に青フィルタＣＦ（Ｂ）は４００〜５５０ｎｍを通過特性としている。すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれるので、黒表示時に画像が青味を帯びるおそれがある。特許文献２は青色領域（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）の透過率が最大になるように電極厚さを８０ｎｍ〜１００ｎｍにしている。しかし、この電極厚さをＯＣＢ構造に適用しても、黒表示時の青味の発生を十分に抑えることができないことが見出された。
【０００８】
この発明は、高い応答速度と共に、色味のバランスに優れた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、液晶表示セルを通過する光成分のうち、特に青色光成分のセル内部反射を低減し、青色フィルタから漏れる不要な光を減衰することにより、色バランスを調節する。すなわち液晶表示セル内の対向基板に配置した透明対向電極の膜厚を３８０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長光の範囲で正面反射率が最小になるように設定し、前記対向電極の前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢとすると、
１００ｎｍ＜ｔＢ＜≦１４０ｎｍ
とする。
【００１０】
ここに前記カラーフィルタが対向基板と前記対向電極間に配置されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明は、複数の画素電極と各画素電極に接続されたスイッチング素子とを主面にマトリクス状に配置したアレイ基板と、
前記アレイ基板との間に間隙を設けて対向配置され対向電極を配置した対向基板と、
前記基板の一方に、前記画素電極に対応して形成された赤、緑および青色フィルタ層からカラーフィルタと、
前記アレイ基板と対向基板の間隙に挟持されたベンド配列される液晶層とを具備してなる液晶表示セルにおいて、
前記青色フィルタ層に対応する前記対向電極の部分の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内にあり、かつ前記対向電極の前記赤色および緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚は前記青色フィルタ層の膜厚よりも厚いことを特徴とする液晶表示セルにある。
【００１２】
ここに、前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
ｎｔＢ＜ｎｔＧ≦ｎｔＲ
であることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
１９０ｎｍ＜ｎｔＢ＜２４０ｎｍ
２５０ｎｍ＜ｎｔＧ＜２８０ｎｍ
２９０ｎｍ＜ｎｔＲ＜３５０ｎｍ
であることが好ましい。
【００１４】
また、前記対向電極が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜であることが好ましい。
【００１５】
また、前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置される位相差板と、
前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置され前記液晶表示セルとの間に前記位相差板を挟んで配置される偏光板とを具備することが好ましい。
【００１６】
ＯＣＢモードの液晶表示セルの一態様は、アレイ基板面上にマトリクス配線、ＴＦＴのスイッチング素子、層間絶縁膜、画素電極および配向膜を多層に積層し、対向基板面上にカラーフィルタ、ブラックマトリクス（ＢＭ）、対向電極および配向膜を多層に積層し、基板間に液晶層を配置した構造を有しており、セルを光が通過する間に各層による内部反射、内部散乱および液晶層による光分散の影響を受ける。
【００１７】
ＯＣＢモードのセルは位相差板と組合わせ、液晶層の複屈折率の制御、すなわち液晶層のリタデーションを制御して、位相差板のリタデーションとの加算値の変化により偏光光の位相制御を行うものであるから、液晶層の層厚が一定であることが一要素である。液晶層のリタデーションをＲＤとすると、
ＲＤ＝（ｎｚ−ｎｘ）ｄ
ここにｎｘは液晶層の面に対して垂直な配向方向すなわちｚ軸の屈折率、ｎｘは液晶層の面内のｘ，ｙ軸方向の屈折率、ｄは液晶層の層厚を示す。
【００１８】
位相差板のリタデーションをＲＤ（ＷＶ）、黒表示時の液晶層のリタデーションをＲＤ０とすると、黒表示時の表示装置全体のリタデーションは
ＲＤ（ＷＶ）＋ＲＤ０＝０である。
【００１９】
図１４は液晶表示セルの主要素であるアレイ基板ＧＬＳ１、画素電極Ｄｐｉｘ，層厚ｄの液晶層１４０、対向電極Ｅｃｏｍ、カラーフィルタＣＦ、対向基板ＧＬＳ２を示している。このセル内を反射せずに透過する光Ｌ１の場合は、上記式に合致して光制御が行われるが、液晶層１４０内で一度反射してから透過する光Ｌ２の場合、液晶層１４０を３度通過することになり、この場合の表示装置全体のリタデーションは
ＲＤ（ＷＶ）＋３ＲＤ０≠０
であり零にならず、光制御から外れる。
【００２０】
このように反射を繰り返してフィルタＣＦから出射する光はリタデーション補償からずれ、画像の黒表示の黒輝度を押し上げ、黒に特定の色味がつく一因となる。特に青フィルタＣＦ（Ｂ）は４００〜５５０ｎｍを通過特性としている。、すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれるので制御外の波長光を透過しやすく、画像に青味が生じることが多い。
【００２１】
本発明は電極膜に注目し、電極膜の少なくとも一部の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値を３８０〜４８０ｎｍの青色領域におくことにより、液晶層の内部反射を低減するものである。ここに正面反射率とは膜面に垂直方向から光が入射したときの反射率をいう。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は液晶表示セルの対向電極の正面反射率を分光スペクトルの３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内で最小値になるようにすることにより、少なくとも青色光成分の内部反射を低減するので、青色光のリタデーション制御を容易にし、青色光の光漏れを防ぎ、黒表示時に生じる画像の青味を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本実施形態のＯＣＢモード方式による液晶表示装置の概略構成図である。
【００２５】
この液晶表示装置１は、アスペクト比１６：９、対角２２型であって、光透過型のアクティブマトリクスタイプの液晶パネル１００と、複数本の管状光源３１０（図１１参照）が並置配列されて構成され液晶パネル背面に配置されるバックライト３００と、液晶パネル１００内に内蔵され走査線Ｙｊに走査信号Ｖｇを供給する走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２（図４参照）と、信号線Ｘｉ（図４参照）に信号電圧Ｖｓｉｇを供給するＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）から構成される信号線駆動回路５００と、対向電極Ｅｃｏｍ（図２、３参照）に対向電極電圧Ｖｃｏｍを供給する共通電極駆動回路７００と、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２、信号線駆動回路５００及び共通電極駆動回路７００を制御すると制御回路９００とを備え、液晶パネル１００がバックライト３００と額縁状のベゼル１０００とに挟持されて構成されている。
【００２６】
液晶パネル１００は、図３に示すように、液晶表示セル１１０と、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、前面２軸位相差板２１０ａ、前面偏光板２２０ａ、後面ハイブリッド位相差板２００ｂ、後面２軸位相差板２１０ｂ、後面偏光板２２０ｂから構成されている。尚、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、前面２軸位相差板２１０ａ及び前面偏光板２２０ａは一体的に構成され、同様に後面ハイブリッド位相差板２００ｂ、後面２軸位相差板２１０ｂ及び後面偏光板２２０ｂも一体的に構成され、液晶表示セル１１０の主表面にそれぞれ貼り付けられている。
【００２７】
図２に示すように液晶表示セル１１０は、表示用画素電極Ｄｐｉｘをもつアレイ基板１２０、このアレイ基板の表示用画素電極に対向電極Ｅｃｏｍを対向させて配置された対向基板１３０、及びアレイ基板１２０と対向基板１３０との間にそれぞれ配向膜１５１、１５３を介して挟持された液晶層１４０とから構成されている。対向基板１３０にはさらに青色フィルタ層ＣＦ（Ｂ）、緑色フィルタ層ＣＦ（Ｇ）、赤色フィルタ層ＣＦ（Ｒ）からなるカラーフィルタＣＦおよび光遮光膜ＢＭが設けられている。後述するように各色フィルタ層に対応する位置にある対向電極Ｅｃｏｍの膜厚はフィルタ層の色別に異なる厚さにされている。すなわち青色フィルタ層に対応する膜厚をｔＢ、緑色フィルタ層に対応する膜厚をｔＧ、赤色フィルタ層に対応する膜厚をｔＲとすると、
ｔＢ＜ｔＧ≦ｔＲ
になっている。
【００２８】
＜アレイ基板の構成＞
アレイ基板１２０について、図２乃至図９を参照して説明する。
【００２９】
アレイ基板１２０は、透明なガラス基板ＧＬＳ１上に、複数本のアルミニウム（Ａｌ）から構成される信号線Ｘｉと複数本のモリブデン・タングステン合金（ＭｏＷ）から構成される走査線Ｙｊとが酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜からなる層間絶縁膜ＩＮＳ２を介してマトリクス状に配置されている。また、走査線Ｙｊと並行して走査線Ｙｊと同一工程で作成される補助容量線Ｃｊが配置されている。
【００３０】
信号線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点近傍には、スイッチング素子として多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜を活性層としたトップゲート構造の薄膜トランジスタＴＦＴ上に、パッシベーション膜ＩＮＳ３を介して透明電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる表示用画素電極Ｄｐｉｘが配置されている。より詳しくは、このＴＦＴは、オフリーク電流を低減するためにダブルゲート構造に構成され、Ｐ型のソース・ドレイン領域ｐ−Ｓｉ（ｓ），ｐ−Ｓｉ（ｄ）、チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１），ｐ−Ｓｉ（ｃ２）、チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１），ｐ−Ｓｉ（ｃ２）間に配置される接続領域ｐ−Ｓｉ（ｉ）をｐ−Ｓｉ膜中に含み、ドレイン領域ｐ−Ｓｉ（ｄ）はコンタクトホールＣＨ１を介して信号線Ｘｉに接続され、ソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）はコンタクトホールＣＨ２を介してＡｌからなるソース配線ＥＸＴによって引き回され、コンタクトホールＣＨ３を介して表示用画素電極Ｄｐｉｘに接続されている。
【００３１】
ｐ−Ｓｉ膜上には、ＴＥＯＳからなるゲート絶縁膜ＩＮＳ１が配置され、この上に走査線Ｙｊから延在した第１ゲート電極Ｇ１が配置され、また走査線Ｙｊの一部が第２のゲート電極Ｇ２として配線されている。そして、第１ゲート電極Ｇ１が第１チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１）に対応し、第２ゲート電極Ｇ２が第２チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ２）に対応している。
【００３２】
また、このＴＦＴのソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）はソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）（図６）を含み、補助容量線Ｃｊから伸び補助容量線Ｃｊと同一工程で作成されるＭｏＷからなる第１補助容量電極ＥＣ１上に層間絶縁膜ＩＮＳ２を介して配置される第２補助容量電極ＥＣ２にコンタクトホールＣＨ４を介して電気的に接続している。この第２補助容量電極ＥＣ２は信号線Ｘｉと同一工程で作成されるＡｌから構成されている。更に、この第２補助容量電極ＥＣ２上にパッシベーション膜ＩＮＳ３を介して表示用画素電極Ｄｐｉｘと同一工程で作成される相転移用画素電極Ｔｐｉｘが配置され、この相転移用画素電極ＴｐｉｘはコンタクトホールＣＨ５を介して第２補助容量電極ＥＣ２と電気的に接続している。
【００３３】
このような構成により、第１補助容量電極ＥＣ１と第２補助容量電極ＥＣ２との間で保持容量Ｃｓ（図４）が形成され、この保持容量Ｃｓ上に相転移用画素電極Ｔｐｉｘが配置されるため、開口率を損なうことなく効果的に大きな保持容量Ｃｓを確保することが可能となる。
【００３４】
更に、この実施形態では、表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとは走査線Ｙｊを跨いで配置され、ＴＦＴのソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）から独立したソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）により接続されるため、仮に保持容量Ｃｓに短絡等があったとしても、ソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）をレーザ照射等の手段で電気的に切り離すことで、容易に救済することができる。
【００３５】
また、補助容量線Ｃｊ上で隣接する次水平ラインの表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとは、対向する端辺が互いに噛合う櫛歯状に構成されている。これは、表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとの間に捩れた横方向電界を印加する事により均一にベンドの核形成をすることが可能となり、初期のスプレイ配列状態から均一にベンド配列状態に導くことが可能とするものである。この櫛歯ピッチは、例えば５０μｍよりも小さくすることにより低電圧で均一な配列に導くことを可能にする。
【００３６】
ところで、図４に示すように、走査線Ｙｊの両端は、それぞれガラス基板ＧＬＳ１上に一体的に構成された走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２に電気的に接続されている。そして、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２には、それぞれ垂直走査クロック信号ＹＣＫ、垂直スタート信号ＹＳＴが入力される。補助容量線Ｃｊは、それぞれ両端で接続配線Ｃｃｓに接続され、接続配線Ｃｃｓを介して補助容量電圧Ｖｃｓが入力される。信号線Ｘｉは、選択スイッチＳＥＬを介して信号入力線ｘｋ（ｋ＝ｉ／２）に接続されている。詳しくは、信号線Ｘｉは奇数信号線Ｘｉ（ｉ＝１，３，５，・・・）と偶数信号線Ｘｉ（ｉ＝２，４，６，・・・）とに区分され、隣接する一対の奇数信号線Ｘｉ，Ｘｉ＋２が選択スイッチＳＥＬ１，ＳＥＬ３を介して同一の信号入力線ｘｋに接続され、隣接する一対の偶数信号線Ｘｉ＋１，Ｘｉ＋３が選択スイッチＳＥＬ２，ＳＥＬ４を介して同一の信号入力線ｘｋ＋１に接続されている。そして、奇数信号線対の一方に接続される選択スイッチＳＥＬ１と偶数信号線対の一方に接続される選択スイッチＳＥＬ４とが第１選択信号Ｖｓｅｌ１で選択され、奇数信号線対の他方に接続される選択スイッチＳＥＬ３と偶数信号線対の他方に接続される選択スイッチＳＥＬ２とが第２選択信号Ｖｓｅｌ２で選択されるよう配線されている。
【００３７】
例えば、図８（ａ）に示すように、例えば第１走査線Ｙ１の一水平走査期間（１Ｈ）の前半で信号線Ｘ１に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ１が、信号線Ｘ４に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ４が書き込まれる。そして、一水平走査期間（１Ｈ）の後半で信号線Ｘ２に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ２が、信号線Ｘ３に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ３が書き込まれる。また、図８（ｂ）に示すように、次フレームの第１走査線Ｙ１の一水平走査期間（１Ｈ）の前半で信号線Ｘ１に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ１が、信号線Ｘ４に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ４が書き込まれる。そして、一水平走査期間（１Ｈ）の後半で信号線Ｘ２に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ２が、信号線Ｘ３に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ３が書き込まれる。
【００３８】
このようにして、フレーム反転駆動及びドット反転駆動が行われ、これにより不所望な直流電圧の印加の防止と共に、フリッカの発生が効果的に防止される。更に、信号線駆動回路５００と液晶パネル１００との接続数は、信号線Ｘｉの本数ｉに対してｉ／２に軽減されるため、接続工程が大幅に軽減されると共に、接続個所数が少ない事により製造歩留りの改善、耐衝撃性の向上等が達成される。また、高精細化に伴う接続ピッチ限界を広げることができ、例えば８０μｍ以下の高精彩化も達成できる。
【００３９】
ところで、上記実施形態では、一水平走査期間（１Ｈ）内に、ある信号入力線ｘｋから入力される信号電圧Ｖｓｉｇを一つ置きの２本の信号線Ｘｉ，Ｘｉ＋２にシリアルに振り分けるものとしたが、３本の信号線、あるいは４本の信号線に振り分けることも可能であり、このようにすることで接続数を更に低減することができる。しかしながら、この振り分け数を増大させる事は、各書き込み時間を短縮する事になるため、ＴＦＴの能力等に応じて適宜設計する必要がある。
【００４０】
＜対向基板の構成＞
対向基板１３０は、ガラス基板ＧＬＳ２上に不所望な漏れ光を阻止するマトリクス状の遮光膜ＢＭ、カラー表示のために各表示画素電極Ｄｐｉｘに対応して設けられた赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ各色のカラーフィルタＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）および酸化インジウム錫膜ＩＴＯからなる透明な対向電極Ｅｃｏｍが設けられて構成されている。ＣＦ（Ｒ）、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）は順次隣接して配列される。
【００４１】
また、図示しないが、対向電極Ｅｃｏｍ上には樹脂性の柱スペーサが配置され、これによりアレイ基板１１０との間隙を維持するよう、複数画素に対して１つの割合で規則的に配置されている。アレイ基板上のスペーサ対応位置は図５に示す信号線上の幅広エリアＸａである。
【００４２】
図２に示すように、対向電極Ｅｃｏｍは隣接フィルタ層の色別に対応して膜厚が異なっている。各膜厚ｔＢ、ｔＧ、ｔＲは本実施形態において
ｔＢ＜ｔＧ＜ｔＲ
であり、
膜の屈折率をｎとすると、
１９０ｎｍ＜ｎｔＢ＜２４０ｎｍ
２５０ｎｍ＜ｎｔＧ＜２８０ｎｍ
２９０ｎｍ＜ｎｔＲ＜３５０ｎｍ
とする。
【００４３】
これにより青色フィルタ層に対応する対向電極Ｅｃｏｍの膜厚ｔＢは正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が青色領域３８０ｎｍ〜４８０ｎｍになるように設定される。さらに、緑色フィルタ層対応部分の膜厚ｔＧは反射率の最小値が５００〜５６０ｎｍ、赤色フィルタ層対応部分の膜厚ｔＲは反射率の最小値が５８０〜７００ｎｍになるように設定される。さらに緑、赤色の両フィルタ層に対応する対向電力領域の膜厚の範囲を上記に限定せずに余裕を持たせる場合には、青色フィルタ層に対応する対向電極Ｅｃｏｍの膜厚ｔＢを、１００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍになるように選ぶのがよい。
【００４４】
これにより、各色フィルタ層下の対向電極膜厚画各色光に対して反射が最小になる値となり、液晶層内に入射した光の多重内部反射を低減することができ、漏れ光を減らすことができる。このため、黒表示時の黒輝度の上昇や色味を抑えることが可能である。
【００４５】
特に黒表示が青味を帯びることが観察される場合、青色フィルタ層対応の対向電極部Ｅｃｏｍ（Ｂ）の正面反射率を分光スペクトルにおける３８０〜４８０ｎｍの範囲内で最小に設定することが必要である。図１５の曲線ＡはＥｃｏｍ（Ｂ）の最小反射率を４４０ｎｍに設定したとこの特性であり、比較例として最小値を可視光スペクトルの中心の約４５０ｎｍに設定したときの特性Ｂに比べて青色領域の反射率が低減していることを示している。
【００４６】
液晶表示セルの各部の屈折率はガラス基板１．５、ＩＴＯ電極膜１．９〜２．０、液晶層、配向膜その他の層は約１．５〜１．８程度であるから、ＩＴＯの電極膜の屈折率が大きく、光反射に対する影響が大きい。本実施形態により対向電極の反射率を低減することによって液晶層内の反射をかなり減らせることができる。なお、対向電極膜をＩＴＯで形成したときに、分光スペクトルの４４０ｎｍで最小反射率を得る青色フィルタ層対応の対向電極部Ｅｃｏｍ（Ｂ）の膜厚ｔＢは１１６ｎｍである。
【００４７】
なお、黒表示時に画像が青味づく場合、膜厚ｔＢを上記のように設定すれば、他色フィルタ層対応の対向電極部の膜厚は緑と赤とで同じ膜厚にしてもよい。対向電極Ｅｃｏｍの膜厚を薄くすると、電気抵抗が増大し、電流供給能力が低下するが、緑、赤色フィルタ層対応部分の膜厚を厚めにすることによって電流供給に対して余裕のある膜を得ることができる利点がある。
【００４８】
＜液晶パネルの構成＞
次に、この液晶パネル１００の構成について更に説明する。
【００４９】
図３に示すように、各アレイ及び対向基板１２０，１３０のそれぞれの主面に配置される配向膜１５１，１５３はラビング方向Ｒａ、Ｒｂ（図９、図１０参照）が基板１２０，１３０で画面上下方向に、互いに略並行方向にかつ同方向になるようにラビング処理が施されている。そして、プレチルト角（θ）はほぼ１０°に設定されている。そして、これらの両基板１２０，１３０間に液晶層１４０が挟持されている。液晶層１４０には、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍに所定の電圧が印加された状態で、その液晶分子がベンド配列になる誘電率異方性が正のｐ形ネマティック液晶が用いられる。
【００５０】
ところで、図１０（ａ）に示すように、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍ間に電圧が無印加の状態では液晶層１４０の液晶分子１４０ａはスプレイ配列状態をとる。このため、電源投入時に、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍとの間に数十Ｖ程度の高電圧を印加することでベンド配列状態に移行させる。この相転移を確実に行うため、高電圧印加に際し、隣接する水平画素ライン毎に逆極性の電圧を順次書き込むことにより、隣接する表示画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとの間に横方向のねじれ電位差を与えることで核形成を行い、この核を中心に相転移を行う。このような動作を略１秒間程度行う事によりスプレイ配列状態からベンド配列状態に移行させ、更に表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍとの間の電位差を同電位とすることで不所望な履歴を一度消去する。
【００５１】
このようにしてベンド配列状態とした後、動作中は図１０（ｂ）のように液晶分子１４０ａにベンド配列状態が維持される低いオフ電圧Ｖｏｆｆ以上の電圧が印加される。このオフ電圧とこれよりも高い電圧のオン電圧Ｖｏｎと間で電圧を変化させることにより、同図（ｂ）から（ｃ）の間で配列状態を変化させ、液晶層１４０のリタデーション値をλ／２変化させ透過率を制御する。
【００５２】
このような動作を達成するために、図９に示すように、オン電圧Ｖｏｆｆ印加時に黒表示となるように一対の偏光板２２０ａ，２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂを互いに直交させ、ラビング方向Ｒａ，Ｒｂとπ／４ずらした配列とする。
【００５３】
また、アレイ基板１２０及び対向基板１３０の外表面と偏光板２２０ａ，２２０ｂとの間に貼り付けられる前面ハイブリッド位相差板２００ａと後面ハイブリッド位相差板２００ｂは、オン電圧時（黒表示時）の液晶層１４０のリタデーション値ＲＬＣｏｎ例えば８０ｎｍを補償するもので、更に黒表示時の正面及び斜め方向からの不所望な光漏れを防止するものである。即ち、このハイブリッド位相差板２００ａ，２００ｂを構成するディスコティック液晶は、屈折率ｎｘとｎｙとが等しく、光軸方向の屈折率ｎｚがｎｘ，ｎｙよりも小さい光学負の材料であって、図３および図９に示すように分子光軸Ｄｏｐｔが液晶層１４０の液晶分子１４０ａの光軸の傾斜方向とはそれぞれ逆方向に傾斜し、その傾斜角が膜厚方向に徐々に変化して構成されるものであって、リタデーション値ＲＤはそれぞれ−４０ｎｍで構成されている。従って、黒表示時の液晶層１４０のリタデーションＲＬＣｏｎが８０ｎｍであることから、黒表示時の位相差は相殺され、これにより不所望な光漏れが防止される。
【００５４】
更にハイブリッド位相差板２００ａ，２００ｂと偏光板２２０ａ，２２０ｂとの間には、２軸位相差板２１０ａ，２１０ｂがそれぞれ配置されている。この２軸位相差板２１０ａ，２１０ｂは、斜め方向における液晶層１４０の旋光性に起因した光漏れを防止するものであって、それぞれ偏光板２２０ａ，２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂに遅相軸Ａｄを一致させている。従って、偏光板２２０ａ，２２０ｂとの組合せによって正面方向からの位相差はほぼ零にすることができ、実質的に斜め方向の波長分散のみを選択的に改善することができる。
【００５５】
＜バックライトの構成＞
背面の偏光板２２０ｂに面して配置されるバックライト３００について図１１を参照して説明する。
【００５６】
このバックライト３００は、例えば同図（ａ）に示すように並置配列された複数本の管状光源３１０と、この管状光源３１０からの光を効率よく前面に出射すると共に管状光源３１０を収納する樹脂製のリフレクタ３２０と、偏光板２２０ｂ（図２参照）と管状光源３１０との間に配置される光学シートとを備えて構成されている。
【００５７】
光学シートは、例えば輝度均一性を確保するための旭化成社製ＴＤＸ等の拡散板３４０、管状光源３１０から出射される光源光を集光する複数のプリズム列が配列された例えば３Ｍ社製ＢＥＦＩＩＩ等のプリズムシート３５０，３６０から構成される。
【００５８】
管状光源３１０としては、３波長冷陰極蛍光管を代表とする高演色性ランプで構成され、一例として図１７の曲線Ａに示すような発光スペクトルを有しており、６１０ｎｍにピークのある赤色光領域、５４０ｎｍにピークをもつ緑色光領域、４３５ｎｍにピークをもつ青色光領域を有している。ランプの放電ガスにキセノンガスを用いた場合の１４７ｎｍ紫外線に励起される発光蛍光体として、赤色用にＹ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体、緑色用にＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体、青用にＢＡＭ螢光体が使用されるが、他の蛍光体が用いられることも多く、高演色性を得るための発光スペクトルとしては大差がない。
【００５９】
液晶表示セルの各色フィルタ層ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）はこれらの光波長を分担する通過特性を有し、赤フィルタＣＦ（Ｒ）は５８０ｎｍ以上、緑フィルタＣＦ（Ｇ）は５１０〜５８０ｎｍ、青フィルタＣＦ（Ｂ）は４００〜５５０ｎｍを通過特性としている。、すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれる。
【００６０】
図１１（ｂ）は本実施形態の変形例で、バックライトとしてサイドライト型の面光源を用いた場合であって、アクリル樹脂等からなる導光板３７０、導光板３７０の側面に配置される管状光源３１０、管状光源３１０からの光源光を効率よく導光板３７０に導くリフレクタ３８０、更に導光板３１０の出射面上に配置される青緑光吸収体３３０、この上に配置される拡散板３４０、更にこの上に配置されるプリズムシート３５０，３６０とから構成されている。
【００６１】
本実施形態の対向電極の反射率の低減に加えて、バックライトに青緑光吸収体３３０を配置するもので、青緑光吸収体３３０はこの青緑の少なくとも一部の分光領域を吸収する。図１６の曲線Ｂに示すように、吸収特性は波長４５０〜４７０ｎｍで３０％以上の吸収率を示しており、吸収率が高いほど、不所望な光漏れを阻止することができる。なお、曲線Ｃは液晶パネル１００の色フィルタの特性であり、赤ＣＲ、緑ＣＧ、青ＣＢのフィルタ特性を有する。
【００６２】
図１７に示すように、黒表示時の分光放射輝度は吸収体を青緑光吸収ガラス板で形成したときの特性を示しており、吸収ガラスがある場合に、この領域で著しく低下することがわかる。ここにＤは吸収ガラスがある場合、Ａは吸収ガラスがない場合の特性を示している。この吸収体による青緑色領域の光の吸収により、黒表示時の青味づきを更に軽減することができる。
【００６３】
図１１（ｃ）は本実施形態の他の変形例で、同図（ｂ）とは青緑光吸収体３３０の配置位置が、管状光源３１０と導光板３７０との間に変更されている他は同様の構成を要している。このような構成とする事により、上記の実施例および変形例に比べて小型に形成できる利点がある。
【００６４】
また、上記の実施例および変形例に代えて管状光源３１０を構成するランプ外囲器自体を青緑光吸収ガラスで形成することもできる。
【００６５】
＜表示動作＞
上記の構成により、図９に示すように管状光源３１０から出射される光は光通路Ｌ上の偏光板２２０ｂを透過する。ここで、偏光板２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂと直交する透過軸を通過した偏光光のみが出射され、後面２軸位相差板２１０ｂ及び後面ハイブリッド位相差板２００ｂを経て液晶表示セル１１０に入射される。
【００６６】
法線方向におけるオン電圧時の液晶層１４０と全位相差板の合計のリタデーションは略零なので、偏光光はそのまま通過し、前面側の偏光板２２０ａに至る。偏光板２２０ａ，２２０ｂはクロスニコル配置であるから、偏光光は前面偏光板２２０ａにより吸収され遮断され黒表示が得られる。
【００６７】
オン電圧とオフ電圧間の電圧印加状態に応じ液晶層１４０のリタデーションが変化し全位相差板のリタデーションとの差が変化するため、前面２軸位相差板２１０ａから出射される入射光は楕円偏光となって前面偏光板２２０ａに達し、偏光状態に対応して光が透過する。このように印加電圧可変することにより、諧調表示が可能になる。
【００６８】
対向電極の反射が低減され液晶層の多重内部反射による光が少なくなり、液晶表示セルの設定リタデーション値から外れる光が減り結果として黒表示時に目立つ青味が軽減される。
【００６９】
（実施形態２）
図１２は、本発明の実施形態２の液晶表示セル１１０を示しており、図２で説明した対向電極Ｅｃｏｍの構成が異なる他は、同様の構成を有しており、同一符号の部分は同様な部分を示しており、これらの説明を省略する。
【００７０】
本実施形態の対向電極Ｅｃｏｍは各色フィルタ層に関係なく一様な均一膜厚を有しており、分光スペクトルの青色領域である３８０〜４８０ｎｍに正面反射率が最小値をもつ膜厚に設定される。青味の低減という点からは青画素に対応した場所で最適値を設計するのが良いのは言うまでもないが、対向電極の厚みを均一な膜厚にする場合緑画素や赤画素においてもコントラスト低下のような不具合が発生しないような膜厚に設定する必要がある。
【００７１】
具体的には、屈折率１．９の酸化インジウム錫膜の場合の膜厚はスペクトル４４０ｎｍに於ける正面反射率を最小値としたとき、１１６ｎｍに設定することになる。反射率の最小値のスペクトルを短波長側にシフトさせるためには、膜厚はより薄い設定とする必要があり、これによって膜の電気抵抗率は増大する傾向にある。しかしながら、本実施例の青色領域に適した厚み程度ならば実用上支障はない。均一な膜厚の膜を形成するために製造が簡単になる利点がある。
【００７２】
対向電極の屈折率をｎ、その青色領域の膜厚をｔＢとすると、
１００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍ
に設定することが望ましい。１００ｎｍ以下では赤、緑色領域の光漏れが増大して、コントラスト低下の不具合を発生させ、１４０ｎｍより大きくすると青色領域の光漏れが増大して、黒色表示時の青味が増大する。さらに望ましくは１００ｎｍ＜ｔＢ＜１３０ｎｍの範囲に設定すると、より黒表示時の青味を軽減できるのでよい。
【００７３】
（実施形態３）
図１３はＯＣＢモードの反射型液晶表示装置の実施形態を示す。なお、図９と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。なお、液晶表示セル１１０のリタデーションは反射型である事を考慮して上記実施形態の１／２となるよう液晶材料の複屈折異方性あるいはセルギャップが調整されている。
【００７４】
この反射型液晶表示装置２は、偏光板としては前面側に１枚の偏光板２２０ａを配置すればよく、一方、液晶表示セル１１０の背面側に反射板１６０を配置する。偏光板２２０ａに入射した自然光は偏光板２２０ａの透過軸Ｔａの成分の直線偏光となり、２軸位相差板２１０ａ、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、液晶表示セル１１０を通過し、反射板１６０で反射し、位相を反転して９０°ずれて復路を戻り、再び偏光板２２０ａに至る。この間、各素子により位相差を受けない場合は、直線偏光は偏光板２２０ａで吸収され黒表示となる。液晶表示セル１１０のリタデーション可変により、位相差の影響を受け楕円偏光になると、戻り光の一部が偏光板２２０ａを透過し、諧調表示が可能となる。なお、各素子を光が２回通過するので、それに合わせて厚み、リタデーションなどを調整する必要があることは上記した通りである。
【００７５】
対向基板１３０の内面に形成する対向電極Ｅｃｏｍは実施形態１と同様の構成を有し、各色フィルタ層ごとに膜厚を異なるようにしている。これにより液晶表示セル内での内部反射が低減し黒表示時の青味画像の発生を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態１の一部断面略図。
【図３】実施形態１の液晶表示セルの一部拡大略断面図。
【図４】実施形態１の液晶表示セルの概略等価回路図。
【図５】実施形態１のアレイ基板の一部概略正面図。
【図６】実施形態１のアレイ基板の一部概略正面図。
【図７】（ａ）は図６中Ｂ−Ｂ線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図であり、（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図。
【図８】一実施形態の表示状態を説明するための図。
【図９】一実施形態の液晶表示セルの概略構成図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は一実施形態の動作を説明する略図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１のバックライトの略断面図。
【図１２】本発明の実施形態２の一部略断面図。
【図１３】本発明の実施形態３の液晶表示セルの概略構成図。
【図１４】本発明の動作を説明するための略図。
【図１５】実施形態１の対向電極の正面反射率を説明する曲線図。
【図１６】バックライトのランプの分光放射輝度特性、青緑光吸収体の吸収特性および赤、緑、青色フィルタの通過特性を示す曲線図。
【図１７】黒表示時の分光放射輝度特性を示す曲線図。
【符号の説明】
【００７７】
１１０：液晶表示セル
１２０：アレイ基板
１３０：対向基板
ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）：赤、緑、青色フィルタ層
１４０：液晶層
２００ａ，２００ｂ：ハイブリッド位相差板
２１０ａ，２１０ｂ：２軸位相差板
２２０ａ，２２０ｂ：偏光板
３００：バックライト
Ｅｃｏｍ：対向電極
ＴＦＴ：スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、広視野角と高速応答の実現が可能なＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）技術を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして、各種用途に適用されている。
【０００３】
現在、市場で広く利用されているツイステッド・ネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置は、光学的に正の屈折率異方性を有する液晶材料が、基板間に略９０°捩れ配列されて構成され、その捩れ配列の制御により入射光の旋光性を調節している。このＴＮ型液晶表示装置は、比較的、容易に製造できるものの、その視野角は狭く、また応答速度が遅いため、特にＴＶ画像等の動画表示には不向きであった。
【０００４】
一方、視野角及び応答速度を改善するものとしてＯＣＢ型液晶表示装置が注目されている。ＯＣＢ型液晶表示装置は、基板間にベンド配列が可能な液晶材料が封入されてなるもので、ＴＮ型液晶表示装置に比して応答速度は一桁改善され、更に液晶材料の配列状態から光学的に自己補償されるため視野角が広いと言う利点がある。そして、このようなＯＣＢ型液晶表示装置を用いて画像表示を行う場合、複屈折性を制御し偏光板との組合せによって、例えば高電圧印加状態で光を遮断（黒表示）し、低電圧印加状態で光を透過（白表示）させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、黒表示状態では、液晶分子は高電圧印加により電界方向に沿って配列（基板に対して法線方向に配列）するが、基板近傍の液晶分子は配向膜との相互作用で法線方向に配列されず、光は所定方向に位相差の影響を受ける。このため、基板法線方向から観察した場合、黒表示時の透過率を十分に低減させることができず、コントラストの低下を招く。そこで、例えば一軸性の位相差板を組み合せることで、黒表示時の液晶層の位相差を補償し、透過率を十分に低減させることが知られている。また、斜め方向からの観察に対しても十分に黒表示、あるいは階調特性を補償する手法として、例えば特許文献１に開示されるように、ハイブリッド配列した光学負の位相差板を組み合せることも知られている。さらに、特許文献２に一般的な液晶表示装置において、短波長側（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）の透過率を高めるために、電極の厚さを８０ｎｍ〜１００ｎｍにすることが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１９７８６２号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、カラー液晶表示装置は自然光や演色性の高いバックライト等の入射光を反射または透過させて各色フィルタを通して表示するものであり、全可視光波長領域にわたる光を各フィルタの波長通過帯域で選択している。
【０００７】
ＴＮ型液晶表示装置では表示に旋光性を用いるため、基板間で光が内部反射しても表示に与える影響はほとんどない。しかし、ＯＣＢ液晶表示装置にあっては、内部反射の回数によって液晶層を通過する入射光が受けるリタデーションと位相差板のリタデーションとがずれ、これにより色味のバランスが崩れるという問題が生じる。更に、内部反射する反射光も波長分散を持つため、色味のバランスの崩れはより一層大きくなってしまう。特に青フィルタＣＦ（Ｂ）は４００〜５５０ｎｍを通過特性としている。すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれるので、黒表示時に画像が青味を帯びるおそれがある。特許文献２は青色領域（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）の透過率が最大になるように電極厚さを８０ｎｍ〜１００ｎｍにしている。しかし、この電極厚さをＯＣＢ構造に適用しても、黒表示時の青味の発生を十分に抑えることができないことが見出された。
【０００８】
この発明は、高い応答速度と共に、色味のバランスに優れた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、液晶表示セルを通過する光成分のうち、特に青色光成分のセル内部反射を低減し、青色フィルタから漏れる不要な光を減衰することにより、色バランスを調節する。すなわち液晶表示セル内の対向基板に配置した透明対向電極の膜厚を３８０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長光の範囲で正面反射率が最小になるように設定し、前記対向電極の前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢとすると、
１００ｎｍ＜ｔＢ＜≦１４０ｎｍ
とする。
【００１０】
ここに前記カラーフィルタが対向基板と前記対向電極間に配置されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明は、複数の画素電極と各画素電極に接続されたスイッチング素子とを主面にマトリクス状に配置したアレイ基板と、
前記アレイ基板との間に間隙を設けて対向配置され対向電極を配置した対向基板と、
前記基板の一方に、前記画素電極に対応して形成された赤、緑および青色フィルタ層からカラーフィルタと、
前記アレイ基板と対向基板の間隙に挟持されたベンド配列される液晶層とを具備してなる液晶表示セルにおいて、
前記青色フィルタ層に対応する前記対向電極の部分の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内にあり、かつ前記対向電極の前記赤色および緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚は前記青色フィルタ層の膜厚よりも厚いことを特徴とする液晶表示セルにある。
【００１２】
ここに、前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
ｎｔＢ＜ｎｔＧ≦ｎｔＲ
であることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
１９０ｎｍ＜ｎｔＢ＜２４０ｎｍ
２５０ｎｍ＜ｎｔＧ＜２８０ｎｍ
２９０ｎｍ＜ｎｔＲ＜３５０ｎｍ
であることが好ましい。
【００１４】
また、前記対向電極が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜であることが好ましい。
【００１５】
また、前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置される位相差板と、
前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置され前記液晶表示セルとの間に前記位相差板を挟んで配置される偏光板とを具備することが好ましい。
【００１６】
ＯＣＢモードの液晶表示セルの一態様は、アレイ基板面上にマトリクス配線、ＴＦＴのスイッチング素子、層間絶縁膜、画素電極および配向膜を多層に積層し、対向基板面上にカラーフィルタ、ブラックマトリクス（ＢＭ）、対向電極および配向膜を多層に積層し、基板間に液晶層を配置した構造を有しており、セルを光が通過する間に各層による内部反射、内部散乱および液晶層による光分散の影響を受ける。
【００１７】
ＯＣＢモードのセルは位相差板と組合わせ、液晶層の複屈折率の制御、すなわち液晶層のリタデーションを制御して、位相差板のリタデーションとの加算値の変化により偏光光の位相制御を行うものであるから、液晶層の層厚が一定であることが一要素である。液晶層のリタデーションをＲＤとすると、
ＲＤ＝（ｎｚ−ｎｘ）ｄ
ここにｎｘは液晶層の面に対して垂直な配向方向すなわちｚ軸の屈折率、ｎｘは液晶層の面内のｘ，ｙ軸方向の屈折率、ｄは液晶層の層厚を示す。
【００１８】
位相差板のリタデーションをＲＤ（ＷＶ）、黒表示時の液晶層のリタデーションをＲＤ０とすると、黒表示時の表示装置全体のリタデーションは
ＲＤ（ＷＶ）＋ＲＤ０＝０である。
【００１９】
図１４は液晶表示セルの主要素であるアレイ基板ＧＬＳ１、画素電極Ｄｐｉｘ，層厚ｄの液晶層１４０、対向電極Ｅｃｏｍ、カラーフィルタＣＦ、対向基板ＧＬＳ２を示している。このセル内を反射せずに透過する光Ｌ１の場合は、上記式に合致して光制御が行われるが、液晶層１４０内で一度反射してから透過する光Ｌ２の場合、液晶層１４０を３度通過することになり、この場合の表示装置全体のリタデーションは
ＲＤ（ＷＶ）＋３ＲＤ０≠０
であり零にならず、光制御から外れる。
【００２０】
このように反射を繰り返してフィルタＣＦから出射する光はリタデーション補償からずれ、画像の黒表示の黒輝度を押し上げ、黒に特定の色味がつく一因となる。特に青フィルタＣＦ（Ｂ）は４００〜５５０ｎｍを通過特性としている。、すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれるので制御外の波長光を透過しやすく、画像に青味が生じることが多い。
【００２１】
本発明は電極膜に注目し、電極膜の少なくとも一部の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値を３８０〜４８０ｎｍの青色領域におくことにより、液晶層の内部反射を低減するものである。ここに正面反射率とは膜面に垂直方向から光が入射したときの反射率をいう。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は液晶表示セルの対向電極の正面反射率を分光スペクトルの３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内で最小値になるようにすることにより、少なくとも青色光成分の内部反射を低減するので、青色光のリタデーション制御を容易にし、青色光の光漏れを防ぎ、黒表示時に生じる画像の青味を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本実施形態のＯＣＢモード方式による液晶表示装置の概略構成図である。
【００２５】
この液晶表示装置１は、アスペクト比１６：９、対角２２型であって、光透過型のアクティブマトリクスタイプの液晶パネル１００と、複数本の管状光源３１０（図１１参照）が並置配列されて構成され液晶パネル背面に配置されるバックライト３００と、液晶パネル１００内に内蔵され走査線Ｙｊに走査信号Ｖｇを供給する走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２（図４参照）と、信号線Ｘｉ（図４参照）に信号電圧Ｖｓｉｇを供給するＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）から構成される信号線駆動回路５００と、対向電極Ｅｃｏｍ（図２、３参照）に対向電極電圧Ｖｃｏｍを供給する共通電極駆動回路７００と、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２、信号線駆動回路５００及び共通電極駆動回路７００を制御すると制御回路９００とを備え、液晶パネル１００がバックライト３００と額縁状のベゼル１０００とに挟持されて構成されている。
【００２６】
液晶パネル１００は、図３に示すように、液晶表示セル１１０と、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、前面２軸位相差板２１０ａ、前面偏光板２２０ａ、後面ハイブリッド位相差板２００ｂ、後面２軸位相差板２１０ｂ、後面偏光板２２０ｂから構成されている。尚、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、前面２軸位相差板２１０ａ及び前面偏光板２２０ａは一体的に構成され、同様に後面ハイブリッド位相差板２００ｂ、後面２軸位相差板２１０ｂ及び後面偏光板２２０ｂも一体的に構成され、液晶表示セル１１０の主表面にそれぞれ貼り付けられている。
【００２７】
図２に示すように液晶表示セル１１０は、表示用画素電極Ｄｐｉｘをもつアレイ基板１２０、このアレイ基板の表示用画素電極に対向電極Ｅｃｏｍを対向させて配置された対向基板１３０、及びアレイ基板１２０と対向基板１３０との間にそれぞれ配向膜１５１、１５３を介して挟持された液晶層１４０とから構成されている。対向基板１３０にはさらに青色フィルタ層ＣＦ（Ｂ）、緑色フィルタ層ＣＦ（Ｇ）、赤色フィルタ層ＣＦ（Ｒ）からなるカラーフィルタＣＦおよび光遮光膜ＢＭが設けられている。後述するように各色フィルタ層に対応する位置にある対向電極Ｅｃｏｍの膜厚はフィルタ層の色別に異なる厚さにされている。すなわち青色フィルタ層に対応する膜厚をｔＢ、緑色フィルタ層に対応する膜厚をｔＧ、赤色フィルタ層に対応する膜厚をｔＲとすると、
ｔＢ＜ｔＧ≦ｔＲ
になっている。
【００２８】
＜アレイ基板の構成＞
アレイ基板１２０について、図２乃至図９を参照して説明する。
【００２９】
アレイ基板１２０は、透明なガラス基板ＧＬＳ１上に、複数本のアルミニウム（Ａｌ）から構成される信号線Ｘｉと複数本のモリブデン・タングステン合金（ＭｏＷ）から構成される走査線Ｙｊとが酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜からなる層間絶縁膜ＩＮＳ２を介してマトリクス状に配置されている。また、走査線Ｙｊと並行して走査線Ｙｊと同一工程で作成される補助容量線Ｃｊが配置されている。
【００３０】
信号線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点近傍には、スイッチング素子として多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜を活性層としたトップゲート構造の薄膜トランジスタＴＦＴ上に、パッシベーション膜ＩＮＳ３を介して透明電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる表示用画素電極Ｄｐｉｘが配置されている。より詳しくは、このＴＦＴは、オフリーク電流を低減するためにダブルゲート構造に構成され、Ｐ型のソース・ドレイン領域ｐ−Ｓｉ（ｓ），ｐ−Ｓｉ（ｄ）、チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１），ｐ−Ｓｉ（ｃ２）、チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１），ｐ−Ｓｉ（ｃ２）間に配置される接続領域ｐ−Ｓｉ（ｉ）をｐ−Ｓｉ膜中に含み、ドレイン領域ｐ−Ｓｉ（ｄ）はコンタクトホールＣＨ１を介して信号線Ｘｉに接続され、ソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）はコンタクトホールＣＨ２を介してＡｌからなるソース配線ＥＸＴによって引き回され、コンタクトホールＣＨ３を介して表示用画素電極Ｄｐｉｘに接続されている。
【００３１】
ｐ−Ｓｉ膜上には、ＴＥＯＳからなるゲート絶縁膜ＩＮＳ１が配置され、この上に走査線Ｙｊから延在した第１ゲート電極Ｇ１が配置され、また走査線Ｙｊの一部が第２のゲート電極Ｇ２として配線されている。そして、第１ゲート電極Ｇ１が第１チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１）に対応し、第２ゲート電極Ｇ２が第２チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ２）に対応している。
【００３２】
また、このＴＦＴのソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）はソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）（図６）を含み、補助容量線Ｃｊから伸び補助容量線Ｃｊと同一工程で作成されるＭｏＷからなる第１補助容量電極ＥＣ１上に層間絶縁膜ＩＮＳ２を介して配置される第２補助容量電極ＥＣ２にコンタクトホールＣＨ４を介して電気的に接続している。この第２補助容量電極ＥＣ２は信号線Ｘｉと同一工程で作成されるＡｌから構成されている。更に、この第２補助容量電極ＥＣ２上にパッシベーション膜ＩＮＳ３を介して表示用画素電極Ｄｐｉｘと同一工程で作成される相転移用画素電極Ｔｐｉｘが配置され、この相転移用画素電極ＴｐｉｘはコンタクトホールＣＨ５を介して第２補助容量電極ＥＣ２と電気的に接続している。
【００３３】
このような構成により、第１補助容量電極ＥＣ１と第２補助容量電極ＥＣ２との間で保持容量Ｃｓ（図４）が形成され、この保持容量Ｃｓ上に相転移用画素電極Ｔｐｉｘが配置されるため、開口率を損なうことなく効果的に大きな保持容量Ｃｓを確保することが可能となる。
【００３４】
更に、この実施形態では、表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとは走査線Ｙｊを跨いで配置され、ＴＦＴのソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）から独立したソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）により接続されるため、仮に保持容量Ｃｓに短絡等があったとしても、ソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）をレーザ照射等の手段で電気的に切り離すことで、容易に救済することができる。
【００３５】
また、補助容量線Ｃｊ上で隣接する次水平ラインの表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとは、対向する端辺が互いに噛合う櫛歯状に構成されている。これは、表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとの間に捩れた横方向電界を印加する事により均一にベンドの核形成をすることが可能となり、初期のスプレイ配列状態から均一にベンド配列状態に導くことが可能とするものである。この櫛歯ピッチは、例えば５０μｍよりも小さくすることにより低電圧で均一な配列に導くことを可能にする。
【００３６】
ところで、図４に示すように、走査線Ｙｊの両端は、それぞれガラス基板ＧＬＳ１上に一体的に構成された走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２に電気的に接続されている。そして、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２には、それぞれ垂直走査クロック信号ＹＣＫ、垂直スタート信号ＹＳＴが入力される。補助容量線Ｃｊは、それぞれ両端で接続配線Ｃｃｓに接続され、接続配線Ｃｃｓを介して補助容量電圧Ｖｃｓが入力される。信号線Ｘｉは、選択スイッチＳＥＬを介して信号入力線ｘｋ（ｋ＝ｉ／２）に接続されている。詳しくは、信号線Ｘｉは奇数信号線Ｘｉ（ｉ＝１，３，５，・・・）と偶数信号線Ｘｉ（ｉ＝２，４，６，・・・）とに区分され、隣接する一対の奇数信号線Ｘｉ，Ｘｉ＋２が選択スイッチＳＥＬ１，ＳＥＬ３を介して同一の信号入力線ｘｋに接続され、隣接する一対の偶数信号線Ｘｉ＋１，Ｘｉ＋３が選択スイッチＳＥＬ２，ＳＥＬ４を介して同一の信号入力線ｘｋ＋１に接続されている。そして、奇数信号線対の一方に接続される選択スイッチＳＥＬ１と偶数信号線対の一方に接続される選択スイッチＳＥＬ４とが第１選択信号Ｖｓｅｌ１で選択され、奇数信号線対の他方に接続される選択スイッチＳＥＬ３と偶数信号線対の他方に接続される選択スイッチＳＥＬ２とが第２選択信号Ｖｓｅｌ２で選択されるよう配線されている。
【００３７】
例えば、図８（ａ）に示すように、例えば第１走査線Ｙ１の一水平走査期間（１Ｈ）の前半で信号線Ｘ１に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ１が、信号線Ｘ４に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ４が書き込まれる。そして、一水平走査期間（１Ｈ）の後半で信号線Ｘ２に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ２が、信号線Ｘ３に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ３が書き込まれる。また、図８（ｂ）に示すように、次フレームの第１走査線Ｙ１の一水平走査期間（１Ｈ）の前半で信号線Ｘ１に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ１が、信号線Ｘ４に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ４が書き込まれる。そして、一水平走査期間（１Ｈ）の後半で信号線Ｘ２に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ２が、信号線Ｘ３に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ３が書き込まれる。
【００３８】
このようにして、フレーム反転駆動及びドット反転駆動が行われ、これにより不所望な直流電圧の印加の防止と共に、フリッカの発生が効果的に防止される。更に、信号線駆動回路５００と液晶パネル１００との接続数は、信号線Ｘｉの本数ｉに対してｉ／２に軽減されるため、接続工程が大幅に軽減されると共に、接続個所数が少ない事により製造歩留りの改善、耐衝撃性の向上等が達成される。また、高精細化に伴う接続ピッチ限界を広げることができ、例えば８０μｍ以下の高精彩化も達成できる。
【００３９】
ところで、上記実施形態では、一水平走査期間（１Ｈ）内に、ある信号入力線ｘｋから入力される信号電圧Ｖｓｉｇを一つ置きの２本の信号線Ｘｉ，Ｘｉ＋２にシリアルに振り分けるものとしたが、３本の信号線、あるいは４本の信号線に振り分けることも可能であり、このようにすることで接続数を更に低減することができる。しかしながら、この振り分け数を増大させる事は、各書き込み時間を短縮する事になるため、ＴＦＴの能力等に応じて適宜設計する必要がある。
【００４０】
＜対向基板の構成＞
対向基板１３０は、ガラス基板ＧＬＳ２上に不所望な漏れ光を阻止するマトリクス状の遮光膜ＢＭ、カラー表示のために各表示画素電極Ｄｐｉｘに対応して設けられた赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ各色のカラーフィルタＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）および酸化インジウム錫膜ＩＴＯからなる透明な対向電極Ｅｃｏｍが設けられて構成されている。ＣＦ（Ｒ）、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）は順次隣接して配列される。
【００４１】
また、図示しないが、対向電極Ｅｃｏｍ上には樹脂性の柱スペーサが配置され、これによりアレイ基板１１０との間隙を維持するよう、複数画素に対して１つの割合で規則的に配置されている。アレイ基板上のスペーサ対応位置は図５に示す信号線上の幅広エリアＸａである。
【００４２】
図２に示すように、対向電極Ｅｃｏｍは隣接フィルタ層の色別に対応して膜厚が異なっている。各膜厚ｔＢ、ｔＧ、ｔＲは本実施形態において
ｔＢ＜ｔＧ＜ｔＲ
であり、
膜の屈折率をｎとすると、
１９０ｎｍ＜ｎｔＢ＜２４０ｎｍ
２５０ｎｍ＜ｎｔＧ＜２８０ｎｍ
２９０ｎｍ＜ｎｔＲ＜３５０ｎｍ
とする。
【００４３】
これにより青色フィルタ層に対応する対向電極Ｅｃｏｍの膜厚ｔＢは正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が青色領域３８０ｎｍ〜４８０ｎｍになるように設定される。さらに、緑色フィルタ層対応部分の膜厚ｔＧは反射率の最小値が５００〜５６０ｎｍ、赤色フィルタ層対応部分の膜厚ｔＲは反射率の最小値が５８０〜７００ｎｍになるように設定される。さらに緑、赤色の両フィルタ層に対応する対向電力領域の膜厚の範囲を上記に限定せずに余裕を持たせる場合には、青色フィルタ層に対応する対向電極Ｅｃｏｍの膜厚ｔＢを、１００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍになるように選ぶのがよい。
【００４４】
これにより、各色フィルタ層下の対向電極膜厚画各色光に対して反射が最小になる値となり、液晶層内に入射した光の多重内部反射を低減することができ、漏れ光を減らすことができる。このため、黒表示時の黒輝度の上昇や色味を抑えることが可能である。
【００４５】
特に黒表示が青味を帯びることが観察される場合、青色フィルタ層対応の対向電極部Ｅｃｏｍ（Ｂ）の正面反射率を分光スペクトルにおける３８０〜４８０ｎｍの範囲内で最小に設定することが必要である。図１５の曲線ＡはＥｃｏｍ（Ｂ）の最小反射率を４４０ｎｍに設定したとこの特性であり、比較例として最小値を可視光スペクトルの中心の約４５０ｎｍに設定したときの特性Ｂに比べて青色領域の反射率が低減していることを示している。
【００４６】
液晶表示セルの各部の屈折率はガラス基板１．５、ＩＴＯ電極膜１．９〜２．０、液晶層、配向膜その他の層は約１．５〜１．８程度であるから、ＩＴＯの電極膜の屈折率が大きく、光反射に対する影響が大きい。本実施形態により対向電極の反射率を低減することによって液晶層内の反射をかなり減らせることができる。なお、対向電極膜をＩＴＯで形成したときに、分光スペクトルの４４０ｎｍで最小反射率を得る青色フィルタ層対応の対向電極部Ｅｃｏｍ（Ｂ）の膜厚ｔＢは１１６ｎｍである。
【００４７】
なお、黒表示時に画像が青味づく場合、膜厚ｔＢを上記のように設定すれば、他色フィルタ層対応の対向電極部の膜厚は緑と赤とで同じ膜厚にしてもよい。対向電極Ｅｃｏｍの膜厚を薄くすると、電気抵抗が増大し、電流供給能力が低下するが、緑、赤色フィルタ層対応部分の膜厚を厚めにすることによって電流供給に対して余裕のある膜を得ることができる利点がある。
【００４８】
＜液晶パネルの構成＞
次に、この液晶パネル１００の構成について更に説明する。
【００４９】
図３に示すように、各アレイ及び対向基板１２０，１３０のそれぞれの主面に配置される配向膜１５１，１５３はラビング方向Ｒａ、Ｒｂ（図９、図１０参照）が基板１２０，１３０で画面上下方向に、互いに略並行方向にかつ同方向になるようにラビング処理が施されている。そして、プレチルト角（θ）はほぼ１０°に設定されている。そして、これらの両基板１２０，１３０間に液晶層１４０が挟持されている。液晶層１４０には、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍに所定の電圧が印加された状態で、その液晶分子がベンド配列になる誘電率異方性が正のｐ形ネマティック液晶が用いられる。
【００５０】
ところで、図１０（ａ）に示すように、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍ間に電圧が無印加の状態では液晶層１４０の液晶分子１４０ａはスプレイ配列状態をとる。このため、電源投入時に、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍとの間に数十Ｖ程度の高電圧を印加することでベンド配列状態に移行させる。この相転移を確実に行うため、高電圧印加に際し、隣接する水平画素ライン毎に逆極性の電圧を順次書き込むことにより、隣接する表示画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとの間に横方向のねじれ電位差を与えることで核形成を行い、この核を中心に相転移を行う。このような動作を略１秒間程度行う事によりスプレイ配列状態からベンド配列状態に移行させ、更に表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍとの間の電位差を同電位とすることで不所望な履歴を一度消去する。
【００５１】
このようにしてベンド配列状態とした後、動作中は図１０（ｂ）のように液晶分子１４０ａにベンド配列状態が維持される低いオフ電圧Ｖｏｆｆ以上の電圧が印加される。このオフ電圧とこれよりも高い電圧のオン電圧Ｖｏｎと間で電圧を変化させることにより、同図（ｂ）から（ｃ）の間で配列状態を変化させ、液晶層１４０のリタデーション値をλ／２変化させ透過率を制御する。
【００５２】
このような動作を達成するために、図９に示すように、オン電圧Ｖｏｆｆ印加時に黒表示となるように一対の偏光板２２０ａ，２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂを互いに直交させ、ラビング方向Ｒａ，Ｒｂとπ／４ずらした配列とする。
【００５３】
また、アレイ基板１２０及び対向基板１３０の外表面と偏光板２２０ａ，２２０ｂとの間に貼り付けられる前面ハイブリッド位相差板２００ａと後面ハイブリッド位相差板２００ｂは、オン電圧時（黒表示時）の液晶層１４０のリタデーション値ＲＬＣｏｎ例えば８０ｎｍを補償するもので、更に黒表示時の正面及び斜め方向からの不所望な光漏れを防止するものである。即ち、このハイブリッド位相差板２００ａ，２００ｂを構成するディスコティック液晶は、屈折率ｎｘとｎｙとが等しく、光軸方向の屈折率ｎｚがｎｘ，ｎｙよりも小さい光学負の材料であって、図３および図９に示すように分子光軸Ｄｏｐｔが液晶層１４０の液晶分子１４０ａの光軸の傾斜方向とはそれぞれ逆方向に傾斜し、その傾斜角が膜厚方向に徐々に変化して構成されるものであって、リタデーション値ＲＤはそれぞれ−４０ｎｍで構成されている。従って、黒表示時の液晶層１４０のリタデーションＲＬＣｏｎが８０ｎｍであることから、黒表示時の位相差は相殺され、これにより不所望な光漏れが防止される。
【００５４】
更にハイブリッド位相差板２００ａ，２００ｂと偏光板２２０ａ，２２０ｂとの間には、２軸位相差板２１０ａ，２１０ｂがそれぞれ配置されている。この２軸位相差板２１０ａ，２１０ｂは、斜め方向における液晶層１４０の旋光性に起因した光漏れを防止するものであって、それぞれ偏光板２２０ａ，２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂに遅相軸Ａｄを一致させている。従って、偏光板２２０ａ，２２０ｂとの組合せによって正面方向からの位相差はほぼ零にすることができ、実質的に斜め方向の波長分散のみを選択的に改善することができる。
【００５５】
＜バックライトの構成＞
背面の偏光板２２０ｂに面して配置されるバックライト３００について図１１を参照して説明する。
【００５６】
このバックライト３００は、例えば同図（ａ）に示すように並置配列された複数本の管状光源３１０と、この管状光源３１０からの光を効率よく前面に出射すると共に管状光源３１０を収納する樹脂製のリフレクタ３２０と、偏光板２２０ｂ（図２参照）と管状光源３１０との間に配置される光学シートとを備えて構成されている。
【００５７】
光学シートは、例えば輝度均一性を確保するための旭化成社製ＴＤＸ等の拡散板３４０、管状光源３１０から出射される光源光を集光する複数のプリズム列が配列された例えば３Ｍ社製ＢＥＦＩＩＩ等のプリズムシート３５０，３６０から構成される。
【００５８】
管状光源３１０としては、３波長冷陰極蛍光管を代表とする高演色性ランプで構成され、一例として図１７の曲線Ａに示すような発光スペクトルを有しており、６１０ｎｍにピークのある赤色光領域、５４０ｎｍにピークをもつ緑色光領域、４３５ｎｍにピークをもつ青色光領域を有している。ランプの放電ガスにキセノンガスを用いた場合の１４７ｎｍ紫外線に励起される発光蛍光体として、赤色用にＹ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体、緑色用にＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体、青用にＢＡＭ螢光体が使用されるが、他の蛍光体が用いられることも多く、高演色性を得るための発光スペクトルとしては大差がない。
【００５９】
液晶表示セルの各色フィルタ層ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）はこれらの光波長を分担する通過特性を有し、赤フィルタＣＦ（Ｒ）は５８０ｎｍ以上、緑フィルタＣＦ（Ｇ）は５１０〜５８０ｎｍ、青フィルタＣＦ（Ｂ）は４００〜５５０ｎｍを通過特性としている。、すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれる。
【００６０】
図１１（ｂ）は本実施形態の変形例で、バックライトとしてサイドライト型の面光源を用いた場合であって、アクリル樹脂等からなる導光板３７０、導光板３７０の側面に配置される管状光源３１０、管状光源３１０からの光源光を効率よく導光板３７０に導くリフレクタ３８０、更に導光板３１０の出射面上に配置される青緑光吸収体３３０、この上に配置される拡散板３４０、更にこの上に配置されるプリズムシート３５０，３６０とから構成されている。
【００６１】
本実施形態の対向電極の反射率の低減に加えて、バックライトに青緑光吸収体３３０を配置するもので、青緑光吸収体３３０はこの青緑の少なくとも一部の分光領域を吸収する。図１６の曲線Ｂに示すように、吸収特性は波長４５０〜４７０ｎｍで３０％以上の吸収率を示しており、吸収率が高いほど、不所望な光漏れを阻止することができる。なお、曲線Ｃは液晶パネル１００の色フィルタの特性であり、赤ＣＲ、緑ＣＧ、青ＣＢのフィルタ特性を有する。
【００６２】
図１７に示すように、黒表示時の分光放射輝度は吸収体を青緑光吸収ガラス板で形成したときの特性を示しており、吸収ガラスがある場合に、この領域で著しく低下することがわかる。ここにＤは吸収ガラスがある場合、Ａは吸収ガラスがない場合の特性を示している。この吸収体による青緑色領域の光の吸収により、黒表示時の青味づきを更に軽減することができる。
【００６３】
図１１（ｃ）は本実施形態の他の変形例で、同図（ｂ）とは青緑光吸収体３３０の配置位置が、管状光源３１０と導光板３７０との間に変更されている他は同様の構成を要している。このような構成とする事により、上記の実施例および変形例に比べて小型に形成できる利点がある。
【００６４】
また、上記の実施例および変形例に代えて管状光源３１０を構成するランプ外囲器自体を青緑光吸収ガラスで形成することもできる。
【００６５】
＜表示動作＞
上記の構成により、図９に示すように管状光源３１０から出射される光は光通路Ｌ上の偏光板２２０ｂを透過する。ここで、偏光板２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂと直交する透過軸を通過した偏光光のみが出射され、後面２軸位相差板２１０ｂ及び後面ハイブリッド位相差板２００ｂを経て液晶表示セル１１０に入射される。
【００６６】
法線方向におけるオン電圧時の液晶層１４０と全位相差板の合計のリタデーションは略零なので、偏光光はそのまま通過し、前面側の偏光板２２０ａに至る。偏光板２２０ａ，２２０ｂはクロスニコル配置であるから、偏光光は前面偏光板２２０ａにより吸収され遮断され黒表示が得られる。
【００６７】
オン電圧とオフ電圧間の電圧印加状態に応じ液晶層１４０のリタデーションが変化し全位相差板のリタデーションとの差が変化するため、前面２軸位相差板２１０ａから出射される入射光は楕円偏光となって前面偏光板２２０ａに達し、偏光状態に対応して光が透過する。このように印加電圧可変することにより、諧調表示が可能になる。
【００６８】
対向電極の反射が低減され液晶層の多重内部反射による光が少なくなり、液晶表示セルの設定リタデーション値から外れる光が減り結果として黒表示時に目立つ青味が軽減される。
【００６９】
（実施形態２）
図１２は、本発明の実施形態２の液晶表示セル１１０を示しており、図２で説明した対向電極Ｅｃｏｍの構成が異なる他は、同様の構成を有しており、同一符号の部分は同様な部分を示しており、これらの説明を省略する。
【００７０】
本実施形態の対向電極Ｅｃｏｍは各色フィルタ層に関係なく一様な均一膜厚を有しており、分光スペクトルの青色領域である３８０〜４８０ｎｍに正面反射率が最小値をもつ膜厚に設定される。青味の低減という点からは青画素に対応した場所で最適値を設計するのが良いのは言うまでもないが、対向電極の厚みを均一な膜厚にする場合緑画素や赤画素においてもコントラスト低下のような不具合が発生しないような膜厚に設定する必要がある。
【００７１】
具体的には、屈折率１．９の酸化インジウム錫膜の場合の膜厚はスペクトル４４０ｎｍに於ける正面反射率を最小値としたとき、１１６ｎｍに設定することになる。反射率の最小値のスペクトルを短波長側にシフトさせるためには、膜厚はより薄い設定とする必要があり、これによって膜の電気抵抗率は増大する傾向にある。しかしながら、本実施例の青色領域に適した厚み程度ならば実用上支障はない。均一な膜厚の膜を形成するために製造が簡単になる利点がある。
【００７２】
対向電極の屈折率をｎ、その青色領域の膜厚をｔＢとすると、
１００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍ
に設定することが望ましい。１００ｎｍ以下では赤、緑色領域の光漏れが増大して、コントラスト低下の不具合を発生させ、１４０ｎｍより大きくすると青色領域の光漏れが増大して、黒色表示時の青味が増大する。さらに望ましくは１００ｎｍ＜ｔＢ＜１３０ｎｍの範囲に設定すると、より黒表示時の青味を軽減できるのでよい。
【００７３】
（実施形態３）
図１３はＯＣＢモードの反射型液晶表示装置の実施形態を示す。なお、図９と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。なお、液晶表示セル１１０のリタデーションは反射型である事を考慮して上記実施形態の１／２となるよう液晶材料の複屈折異方性あるいはセルギャップが調整されている。
【００７４】
この反射型液晶表示装置２は、偏光板としては前面側に１枚の偏光板２２０ａを配置すればよく、一方、液晶表示セル１１０の背面側に反射板１６０を配置する。偏光板２２０ａに入射した自然光は偏光板２２０ａの透過軸Ｔａの成分の直線偏光となり、２軸位相差板２１０ａ、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、液晶表示セル１１０を通過し、反射板１６０で反射し、位相を反転して９０°ずれて復路を戻り、再び偏光板２２０ａに至る。この間、各素子により位相差を受けない場合は、直線偏光は偏光板２２０ａで吸収され黒表示となる。液晶表示セル１１０のリタデーション可変により、位相差の影響を受け楕円偏光になると、戻り光の一部が偏光板２２０ａを透過し、諧調表示が可能となる。なお、各素子を光が２回通過するので、それに合わせて厚み、リタデーションなどを調整する必要があることは上記した通りである。
【００７５】
対向基板１３０の内面に形成する対向電極Ｅｃｏｍは実施形態１と同様の構成を有し、各色フィルタ層ごとに膜厚を異なるようにしている。これにより液晶表示セル内での内部反射が低減し黒表示時の青味画像の発生を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態１の一部断面略図。
【図３】実施形態１の液晶表示セルの一部拡大略断面図。
【図４】実施形態１の液晶表示セルの概略等価回路図。
【図５】実施形態１のアレイ基板の一部概略正面図。
【図６】実施形態１のアレイ基板の一部概略正面図。
【図７】（ａ）は図６中Ｂ−Ｂ線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図であり、（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図。
【図８】一実施形態の表示状態を説明するための図。
【図９】一実施形態の液晶表示セルの概略構成図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は一実施形態の動作を説明する略図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１のバックライトの略断面図。
【図１２】本発明の実施形態２の一部略断面図。
【図１３】本発明の実施形態３の液晶表示セルの概略構成図。
【図１４】本発明の動作を説明するための略図。
【図１５】実施形態１の対向電極の正面反射率を説明する曲線図。
【図１６】バックライトのランプの分光放射輝度特性、青緑光吸収体の吸収特性および赤、緑、青色フィルタの通過特性を示す曲線図。
【図１７】黒表示時の分光放射輝度特性を示す曲線図。
【符号の説明】
【００７７】
１１０：液晶表示セル
１２０：アレイ基板
１３０：対向基板
ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）：赤、緑、青色フィルタ層
１４０：液晶層
２００ａ，２００ｂ：ハイブリッド位相差板
２１０ａ，２１０ｂ：２軸位相差板
２２０ａ，２２０ｂ：偏光板
３００：バックライト
Ｅｃｏｍ：対向電極
ＴＦＴ：スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極と各画素電極に接続されたスイッチング素子とを主面にマトリクス状に配置したアレイ基板と、
前記アレイ基板との間に間隙を設けて対向配置されて対向電極を配置した対向基板と、
前記基板の一方に、前記画素電極に対応して形成された赤、緑および青色フィルタ層からカラーフィルタと、
前記アレイ基板と対向基板の間隙に挟持されたベンド配列される液晶層とを具備してなる液晶表示セルにおいて、
前記対向電極の少なくとも前記青色フィルタ層に対応する部分の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内にあり、前記対向電極の前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢとすると、
１００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍ
であることを特徴とする液晶表示セル。
【請求項２】
前記カラーフィルタが対向基板と前記対向電極間に配置されている請求項１記載の液晶表示セル。
【請求項３】
複数の画素電極と各画素電極に接続されたスイッチング素子とを主面にマトリクス状に配置したアレイ基板と、
前記アレイ基板との間に間隙を設けて対向配置され対向電極を配置した対向基板と、
前記基板の一方に、前記画素電極に対応して形成された赤、緑および青色フィルタ層からカラーフィルタと、
前記アレイ基板と対向基板の間隙に挟持されたベンド配列される液晶層とを具備してなる液晶表示セルにおいて、
前記青色フィルタ層に対応する前記対向電極の部分の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内にあり、かつ前記対向電極の前記赤色および緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚は前記青色フィルタ層の膜厚よりも厚いことを特徴とする液晶表示セル。
【請求項４】
前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
ｎｔＢ＜ｎｔＧ≦ｎｔＲ
であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示セル。
【請求項５】
前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
１９０ｎｍ＜ｎｔＢ＜２４０ｎｍ、２５０ｎｍ＜ｎｔＧ＜２８０ｎｍ、２９０ｎｍ＜ｎｔＲ＜３５０ｎｍ
であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示セル。
【請求項６】
前記対向電極が酸化インジウム錫膜である請求項１に記載の液晶表示セル。
【請求項７】
前記対向電極が酸化インジウム錫膜である請求項５に記載の液晶表示セル。
【請求項８】
前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置される位相差板と、
前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置され前記液晶表示セルとの間に前記位相差板を挟んで配置される偏光板とを具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示セル。
【請求項１】
複数の画素電極と各画素電極に接続されたスイッチング素子とを主面にマトリクス状に配置したアレイ基板と、
前記アレイ基板との間に間隙を設けて対向配置されて対向電極を配置した対向基板と、
前記基板の一方に、前記画素電極に対応して形成された赤、緑および青色フィルタ層からカラーフィルタと、
前記アレイ基板と対向基板の間隙に挟持されたベンド配列される液晶層とを具備してなる液晶表示セルにおいて、
前記対向電極の少なくとも前記青色フィルタ層に対応する部分の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内にあり、前記対向電極の前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢとすると、
１００ｎｍ＜ｔＢ≦１４０ｎｍ
であることを特徴とする液晶表示セル。
【請求項２】
前記カラーフィルタが対向基板と前記対向電極間に配置されている請求項１記載の液晶表示セル。
【請求項３】
複数の画素電極と各画素電極に接続されたスイッチング素子とを主面にマトリクス状に配置したアレイ基板と、
前記アレイ基板との間に間隙を設けて対向配置され対向電極を配置した対向基板と、
前記基板の一方に、前記画素電極に対応して形成された赤、緑および青色フィルタ層からカラーフィルタと、
前記アレイ基板と対向基板の間隙に挟持されたベンド配列される液晶層とを具備してなる液晶表示セルにおいて、
前記青色フィルタ層に対応する前記対向電極の部分の正面反射率の分光スペクトルにおける最小値が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ内にあり、かつ前記対向電極の前記赤色および緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚は前記青色フィルタ層の膜厚よりも厚いことを特徴とする液晶表示セル。
【請求項４】
前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
ｎｔＢ＜ｎｔＧ≦ｎｔＲ
であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示セル。
【請求項５】
前記対向電極の屈折率をｎ、前記対向電極が前記青色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＢ、前記緑色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＧ、前記赤色フィルタ層に対応する部分の膜厚をｔＲとすると、
１９０ｎｍ＜ｎｔＢ＜２４０ｎｍ、２５０ｎｍ＜ｎｔＧ＜２８０ｎｍ、２９０ｎｍ＜ｎｔＲ＜３５０ｎｍ
であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示セル。
【請求項６】
前記対向電極が酸化インジウム錫膜である請求項１に記載の液晶表示セル。
【請求項７】
前記対向電極が酸化インジウム錫膜である請求項５に記載の液晶表示セル。
【請求項８】
前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置される位相差板と、
前記液晶表示セルの少なくとも一方に配置され前記液晶表示セルとの間に前記位相差板を挟んで配置される偏光板とを具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示セル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３８５２０
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【発行日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４８５４（Ｐ２００５−５１４８５４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１５５８５
【国際出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【発行日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１５５８５
【国際出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]