液晶表示装置
【課題】 ＯＣＢ液晶表示装置の黒表示時の青味を解消する。
【解決手段】 対向電極Ｅｃｏｍを配置した対向基板１３０および各色用画素電極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、青のフィルタ層ＣＦ（Ｒ）、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）を備える液晶表示セル１１０において、各色用画素電極ｄｐｉｘＲ、ｄｐｉｘＧ、ｄｐｉｘＢと対向電極Ｅｃｏｍとのそれぞれの間隙距離ｄＢ，ｄＧ，ｄＲを異ならせ、 ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであり、かつ │ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ │ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍにする。
【解決手段】 対向電極Ｅｃｏｍを配置した対向基板１３０および各色用画素電極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、青のフィルタ層ＣＦ（Ｒ）、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）を備える液晶表示セル１１０において、各色用画素電極ｄｐｉｘＲ、ｄｐｉｘＧ、ｄｐｉｘＢと対向電極Ｅｃｏｍとのそれぞれの間隙距離ｄＢ，ｄＧ，ｄＲを異ならせ、 ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであり、かつ │ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ │ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍにする。
【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。この場合、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。
【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（表示画面の正面方向）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。そこで正面方向、さらに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。また、特許文献２には一般的なＴＮ型液晶装置で各色画素の輝度を向上させるために各色領域の液晶層の厚みを変える記載がある。
【特許文献１】特開平１０−１９７８６２号公報
【特許文献２】特開２００３−５２０４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層を通して表示するものであり、全光波長領域にわたる光を各フィルタ層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。とくに短波長である青色光は波長分散の影響が大きく、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では、このＯＣＢ液晶表示装置の青味現象を低減することができない。
【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分光成分に応じて液晶層の厚さすなわち実質的に液晶層を挟持する電極間の間隙距離を規定する。これによりとくに青フィルタ層から漏れる不要な光を他の色で補償することにより、色バランスを調節する。
【００１０】
ここに分光スペクトルの赤、緑、青色光は各色フィルタ層を透過する波長範囲であり、例えば赤色光は５８０ｎｍ以上、緑色光は５１０−５８０ｎｍ、青色光は４００−５５０ｎｍである。
【００１１】
本発明によれば、赤、緑、青用の各画素電極をマトリクス状に配列したアレイ基板と、
前記アレイ基板の前記が素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と、
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、
前記基板の一方に設けられて赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタとを具備し、
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離が前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離および前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離と異なるものであり、前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであり、かつ
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
でる液晶表示装置を得るものである。
【００１２】
さらに、前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであることが好ましい。
【００１３】
さらに、ｄＲ＝ｄＧであってもよい。
【００１４】
上記を実現する一態様として、少なくとも前記青色フィルタ層の膜厚が前記赤、緑色フィルタ層の膜厚よりも大きくする構成を提供する。
【００１５】
前記フィルタが前記アレイ基板に配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記フィルタが前記対向基板に配置されていることが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、さらに、赤、緑、青用の各画素電極を表示画面にマトリクス状に配列したアレイ基板と；
前記アレイ基板の前記画素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と；
前記画素電極および前記対向電極上にそれぞれ形成され、前記表示画面の上下方向に液晶配向面を有する配向膜と；
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持され前記表示画面の上下方向に配向されてベンド配列される液晶層と；
前記基板の一方に設けられ赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタ；とからなる液晶表示装置であって、この液晶表示装置は、前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離が前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離および前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離と異ならしめ、
前記液晶表示装置の少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶表示装置および前記位相差板を挟んで配置され前記表示画面上下方向にほぼ４５°で交差し、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板とを具備し、さらに、前記表示画面正面方向と左右６０°方向の各色光の輝度比を赤色光でＬＲＲ、緑色光でＬＲＧ、青色光でＬＲＢとすると、
ＬＲＢ／（ＬＲＲ＋ＬＲＧ＋ＬＲＢ）＜０．４５
とする手段とを具備する液晶表示装置を得るものである。
【００１８】
本発明に係るＯＣＢモード表示は、液晶表示セルと位相差板を組合わせ、これらのリタデーション値の合算を可変して、透過する光の位相を制御するものであり、液晶表示セルのリタデーション値をＲｅとすると、
Ｒｅ＝（ｎｏ−ｎｅ）ｄ＝Δｎ・ｄ
で表される。
【００１９】
ここにｎｏは液晶層の常光屈折率、ｎｅは異常光屈折率、ｄは液晶層の厚みである。正の誘電異方性をもつｐ型液晶を使用するＯＣＢ液晶層は正のリタデーション値をもち、これと組合わせる位相差板は負のリタデーション値をもつ。
【００２０】
図２１のように、液晶表示セル１１、位相差板２０、クロスニコルに配置した一対の偏光板２２で液晶表示パネルを構成した場合の光透過率（Ｔ）が下記で表される。
【００２１】
（Ｔ）∝ｓｉｎ２（Ｒｅｔ（Ｖ、λ）／λ）
Ｒｅｔは液晶層と位相差板のリタデーション値の合算値、Ｖは液晶層印加電圧、λは光波長である。
【００２２】
図１６はＯＣＢモード表示で使用される液晶層と位相差板（フィルム）の波長λに対するリタデーション値の一例を示したもので、光波長５５０ｎｍで規格化している。一般的に液晶層の特性Ａと位相差板の特性Ｂとは材質が異なるために一致せず分散率が異なっている。短波長側で大きくなる波長分散傾向は同じであるが特性は大きく異なる。
【００２３】
図１７は均一厚の液晶層のセルからなる液晶表示装置において黒表示時の赤、緑、青各色輝度を表示画面正面方向のそれぞれの各色の輝度で規格化し、正面方向から左右方向に傾いた視野角（ｄｅｇ）における輝度比を表している。左右方向とくに右６０°において、青輝度比が赤、緑輝度比に対してかい離していることがわかる。
【００２４】
図１９はｕ’ｖ’色度図において、Ａ点は白表示時の正面、Ｂ点は黒表示時正面、Ｃ点は黒表示時の右６０°を示しており、右６０°の視野角で黒表示正面から大きく青側にずれていることを示している。
【００２５】
したがって図のように、右６０°においても正面方向と同等の色度を確保するには、右６０°のＣ点をＢ点近傍に移動させる必要がある。言い換えると、図１８に示すように右６０°で最大輝度比となる青輝度比に赤、緑の輝度比を近づけることによって図１９のＢ点近傍の色度を確保することができることになる。
【００２６】
本発明は、表示画面正面方向から左右６０°方向の各色光の輝度比を赤色光でＬＲＲ、緑色光でＬＲＧ、青色光でＬＲＢで表すと、
ＬＲＢ／（ＬＲＲ＋ＬＲＧ＋ＬＲＢ）＜０．４５
になるように輝度比を選択することによって、色バランスのよい斜め視野の表示画像を得ている。
【００２７】
このために本発明は、各色に対応する画素の液晶層の厚さ、いいかえると各色画素電極と対向電極間の間隙距離を異ならしめて画像の青味を抑制し色バランスを良好にしたものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明はＯＣＢモード液晶表示における、斜方向視野とくに表示画面左右方向において目に付く黒表示時の表示画像の青味を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
この液晶表示装置１は、表示画面がアスペクト比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表示パネル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表示パネル背面に配置されるバックライト３００と、液晶表示パネル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２参照）に対向電極電圧Ｖｃｏｍを供給する対向電極駆動回路７００と、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２、信号線駆動回路５００及び対向電極駆動回路７００を制御すると制御回路９００とを備え、液晶表示パネル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。
【００３２】
液晶表示パネル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。
【００３３】
＜液晶表示セルの構成＞
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Ｄｐｉｘ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との間にそれぞれの電極Ｄｐｉｘ、Ｅｃｏｍ上に被着された配向膜１５１、１５３、これらの配向膜を介して挟持された液晶層１４０とから構成されている。
【００３４】
対向基板１３０の主面に遮光膜ＢＭと赤色フィルタ層ＣＦ（Ｒ）、緑色フィルタ層ＣＦ（Ｇ）、青色フィルタ層ＣＦ（Ｂ）が規則的に配列されている。表示用画素電極Ｄｐｉｘは赤用画素電極ｄｐｉｘＲ、緑用が素電極ｄｐｉｘＧ、青用が素電極ｄｐｉｘＢを各副画素とするトリオで１画素を形成する電極で、アレイ基板上に設けられる。
【００３５】
各フィルタ層の膜厚は青、緑、赤用の順序で小さくなっている。このため、各色画素電極と対向電極間の間隙の距離は各色ごとに異なり、赤用画素電極ｄｐｉｘＲと対向電極Ｅｃｏｍ間の間隙距離をｄＲ、緑用画素電極ｄｐｉｘＧと対向電極Ｅｃｏｍ間の間隙距離をｄＧ、青用画素電極ｄｐｉｘＢと対向電極Ｅｃｏｍ間の間隙距離をｄＢとしたときに、
ｄＢ＜ｄＧ＜ｄＲ
になっている。これにより液晶層１４０の層厚は青用画素電極位置で小さく、緑、赤用画素電極位置で順に大きくなる。液晶層厚は実際には上記した電極間間隙距離よりも配向膜の厚み分だけ小さい。
【００３６】
上記において、ｄＢ：４．８μｍ、ｄＧ：５．０μｍ、ｄＲ：５．１μｍとし、液晶層は誘電異方性が正のネマチック液晶を用い、リタデーション値を８０ｎｍとしている。
【００３７】
図１７で説明したように表示画面の斜め方向の画像は、左右６０°視野角でほぼ最大となる青色輝度比ＬＲＢをもち、このような視野角では色バランスがくずれて、とくに黒表示時に青味を帯びた表示が目に付く。
【００３８】
間隙距離ｄＢに比べてｄＧ，ｄＲを大きくするのは、図１９のＢ点に示すように、斜め方向観察時の色バランスを正面方向のそれＢ点に近づけるためで、図１８に示すように６０°視野角付近の赤色輝度比ＬＲＲおよび緑色輝度比ＬＲＧ、を青色輝度比ＬＲＢに近づける。
【００３９】
輝度比が上がる結果、表示画像の色バランスのずれが防止され斜め方向からでも見易い画像が得られる。輝度比ＬＲＲ、ＬＲＧの上昇で黒表示レベルが上がりいわゆる”黒浮き”が大きくなるが、或る程度の範囲内ならば視認上問題にならない。
【００４０】
＜アレイ基板の構成＞
アレイ基板１２０について、図２乃至図１０を参照して説明する。
【００４１】
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。
【００４２】
信号線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点近傍には、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
例えば、図８（ａ）に示すように、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。
【００５１】
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と液晶表示パネル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。
【００５２】
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。
【００５３】
＜対向基板の構成＞
図２および図３に示すように、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フィルタＣＦとして各表示画素電極ｄｐｉｘＲ、ｄｐｉｘＧ、ｄｐｉｘＢに対応して設けられた赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ各色のフィルタ層ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）および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。ここにＣＦ（Ｂ）が最も厚く、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｒ）の順に薄く形成され、このフィルタ上に形成される対向電極Ｅｃｏｍはステップ状に凹凸となり、これにより各画素電極と対向電極間の間隙距離はｄＢ＜ｄＧ＜ｄＲとなる。なおＣＦ（Ｒ）、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）は順次隣接して配列される。
【００５４】
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さ対応位置は図５に示す信号線上の幅広エリアＸａである。
【００５５】
図２０は実験により電極間間隙距離に対応する各色輝度比を、表示画面の正面方向から右６０°の視野角において示したものである。なお液晶層のリタデーション値を８０ｎｍとしている。
【００５６】
この図から、青輝度比ＬＲＢはｄＢ１＝４．８μｍ、緑輝度比ＬＲＧはｄＧ１＝４．８５μｍ、赤輝度比ＬＲＲはｄＲ１＝４．９μｍで最小になり、それぞれの色でこの間隙距離に設定すると黒浮きも最小になる。しかし右６０°視野角のおいて輝度比間のかい離があるため図１７に近い特性が残り、色バランスは均一間隙距離の構造に比べて改善されるが、表示画像は青味づく。そこで、
ｄＢ１＝４．８μｍ
ｄＧ２＝５．０μｍ
ｄＲ２＝５．１μｍ
のように青画素に対して赤、緑画素の電極間間隙距離を増加して、赤、緑の輝度比を増やすと、図１８のような特性となり、最大の輝度比である右６０°でも正面方向と同等またはそれに近い色バランスが得られた。左６０°も同時に改善された。
【００５７】
図２０から液晶層厚４．０μｍ〜５．５μｍにおいて、基準となるｄＢ１に対してｄＲ２，ｄＧ２を大きく変化させると、斜め視野から見た場合に黒表示の輝度が不所望に上昇しコントラストが低下するので、赤、緑用画素における電極間間隙距離の増分を青用画素の間隙距離の１／１０以下にする。
【００５８】
一方、定量的には０．４μｍ以上の段差段差がパネル内に存在すると、立ち上げ時のスプレイ−ベンド転移の伝播が極端に阻害され、パネル内にスプレイ配向が残留し転移不良が発生する。
【００５９】
以上のことから具体的には
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
に抑えることが望ましい。
【００６０】
なお、 │ｄＢ−ｄＲ│≦０．３μｍ
または、│ｄＢ−ｄＧ│≦０．３μｍ
であれば段差によるラビングの不均一性を要因とする光抜けの発生を大幅に低減することができ、正面コントラスト低下を防止することが出来るので、さらに望ましい。
【００６１】
＜液晶表示パネルの構成＞
次に、この液晶表示パネル１００の構成について更に詳細に説明する。
【００６２】
図２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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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Ｖｏｎ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。
【００６６】
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９、図１０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。
【００６７】
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。
【００６８】
＜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。
【００６９】
このバックライト３００は、同図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３参照）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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１２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。
【００７２】
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Ｃを有し、赤フィルタ層ＣＦ（Ｒ）はＣＲのように５８０ｎｍ以上、緑フィルタ層ＣＦ（Ｇ）はＣＧのように５８０〜５１０ｎｍ、青フィルタ層ＣＦ（Ｂ）はＣＢのように５５０〜４００ｎｍを通過特性としている。
【００７３】
＜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を経て偏光板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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
図示の光通路Ｌは表示画面の正面方向を示しているが、光通路Ｌに対して斜めの視野角では図１８に示すように輝度比が正面方向よりも増大する。各画素電極の間隙距離をｄＢ＝４．８μｍ、ｄＧ＝５．０μｍ、ｄＲ＝５．１μｍにすると
ｄＢ／（ｄＲ＋ｄＧ＋ｄＢ）＝０．３２
であるが、０．３＜ｄＢ／（ｄＲ＋ｄＧ＋ｄＢ）＜０．４５の範囲で斜方向視野角での黒表示時の青味付きを顕著に抑えることができる。
【００７７】
（実施形態２）
図１３は本発明の他の実施形態を示すもので、図２と同一の部分は同符号を付して説明を省略する。図２に示す実施形態との差異は、の青色フィルタ層ＣＦ（Ｂ）の電極間間隙距離ｄＢに対して、赤色フィルタ層ＣＦ（Ｒ）、緑色フィルタ層ＣＦ（Ｇ）の間隙距離ｄＲ、ｄＧを同一の大きさで異ならしめたもので、ｄＢ＜ｄＲ＝ｄＧになる。本実施形態によれば、赤、緑色フィルタ層の膜厚が同じでよいので、製造が容易であり、なおかつ表示画像の左右斜め方向の青味付きを抑えることができる。
【００７８】
（実施形態３）
図１４に示す実施形態は、アレイ基板１２０の画素電極Ｄｐｉｘ下の層間絶縁膜ＩＮＳの膜厚を各色画素電極ｄｐｉｘＢ、ｄｐｉｘＧ、ｄｐｉｘＲごとに変えた構成である。対向基板１３０上のフィルタＣＦおよび対向電極Ｅｃｏｍは平坦であり、電極間隙距離ｄＢ、ｄＧ、ｄＲはこの順序で大きくなるように設定される。この構成によって実施形態１と同様に斜方向視野の青味付きが改善される。なお、図２と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。
【００７９】
（実施形態４）
図１５に示す実施形態は、アレイ基板１２０側にフィルタＣＦを配置し、青フィルタ層ＣＦ（Ｂ）、緑フィルタ層ＣＦ（Ｇ）、赤フィルタ層ＣＦ（Ｒ）の厚さを変えている。青フィルタ層を厚く、以下順に薄くすることにより、ｄＢ＜ｄＧ＜ｄＲを得ている。この構成によって実施形態１と同様に斜方向視野の青味付きが改善される。なお、図２と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。
【００８０】
以上実施形態により、各色画素電極ごとに電極間隙距離が異なる構成を説明したが、画素電極や対向電極の膜厚、配向膜の膜厚を変えて電極間隙距離を変化させることも可能であり、これらを単独の要素ばかりでなく、複数の要素を組合わせて電極間隙距離が異なる構成とすることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【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】実施形態１の液晶表示セルの一部略断面図。
【図３】実施形態１の液晶表示パネ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】（ａ）、（ｂ）は実施形態１の表示状態を説明するための図。
【図９】実施形態１の液晶表示パネルの概略構成図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１の動作を説明する略図。
【図１１】実施形態１のバックライトの略断面図。
【図１２】バックライトのランプの分光放射輝度特性、および赤、緑、青フィルタ層の分光透過率を示す曲線図。
【図１３】本発明の実施形態２の液晶表示セルの構造を示す略断面図。
【図１４】本発明の実施形態３の液晶表示セルの構造を示す略断面図。
【図１５】本発明の実施形態４の液晶表示セルの構造を示す略断面図。
【図１６】光波長に対する液晶層と位相差板のリタデーション値の変化を説明する曲線図。
【図１７】表示画面、黒表示時の左右視野角の分光輝度比を説明する特性曲線図。
【図１８】実施形態１における表示画面、黒表示時の左右の斜め視野角の各色輝度比の特性曲線図。
【図１９】実施形態１における表示画面の色バランスを説明するｕ’ｖ’色度図。
【図２０】実施形態１における電極間隙距離に対する右６０°における黒表示時の黒浮き（輝度）の特性曲線図。
【図２１】一般的なＯＣＢモード液晶表示セルの概略構成図。
【符号の説明】
【００８２】
１１０：液晶表示セル
１２０：アレイ基板
Ｄｐｉｘ：画素電極
１３０：対向基板
Ｅｃｏｍ：対向電極
ｄＢ、ｄＧ、ｄＲ：電極間隙距離
ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）：フィルタ層
１４０：液晶層
２００ａ，２００ｂ：ハイブリッド位相差板
２２０ａ，２２０ｂ：偏光板
３００：バックライト
【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。この場合、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。
【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（表示画面の正面方向）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。そこで正面方向、さらに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。また、特許文献２には一般的なＴＮ型液晶装置で各色画素の輝度を向上させるために各色領域の液晶層の厚みを変える記載がある。
【特許文献１】特開平１０−１９７８６２号公報
【特許文献２】特開２００３−５２０４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層を通して表示するものであり、全光波長領域にわたる光を各フィルタ層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。とくに短波長である青色光は波長分散の影響が大きく、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では、このＯＣＢ液晶表示装置の青味現象を低減することができない。
【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分光成分に応じて液晶層の厚さすなわち実質的に液晶層を挟持する電極間の間隙距離を規定する。これによりとくに青フィルタ層から漏れる不要な光を他の色で補償することにより、色バランスを調節する。
【００１０】
ここに分光スペクトルの赤、緑、青色光は各色フィルタ層を透過する波長範囲であり、例えば赤色光は５８０ｎｍ以上、緑色光は５１０−５８０ｎｍ、青色光は４００−５５０ｎｍである。
【００１１】
本発明によれば、赤、緑、青用の各画素電極をマトリクス状に配列したアレイ基板と、
前記アレイ基板の前記が素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と、
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、
前記基板の一方に設けられて赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタとを具備し、
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離が前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離および前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離と異なるものであり、前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであり、かつ
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
でる液晶表示装置を得るものである。
【００１２】
さらに、前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであることが好ましい。
【００１３】
さらに、ｄＲ＝ｄＧであってもよい。
【００１４】
上記を実現する一態様として、少なくとも前記青色フィルタ層の膜厚が前記赤、緑色フィルタ層の膜厚よりも大きくする構成を提供する。
【００１５】
前記フィルタが前記アレイ基板に配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記フィルタが前記対向基板に配置されていることが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、さらに、赤、緑、青用の各画素電極を表示画面にマトリクス状に配列したアレイ基板と；
前記アレイ基板の前記画素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と；
前記画素電極および前記対向電極上にそれぞれ形成され、前記表示画面の上下方向に液晶配向面を有する配向膜と；
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持され前記表示画面の上下方向に配向されてベンド配列される液晶層と；
前記基板の一方に設けられ赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタ；とからなる液晶表示装置であって、この液晶表示装置は、前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離が前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離および前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離と異ならしめ、
前記液晶表示装置の少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶表示装置および前記位相差板を挟んで配置され前記表示画面上下方向にほぼ４５°で交差し、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板とを具備し、さらに、前記表示画面正面方向と左右６０°方向の各色光の輝度比を赤色光でＬＲＲ、緑色光でＬＲＧ、青色光でＬＲＢとすると、
ＬＲＢ／（ＬＲＲ＋ＬＲＧ＋ＬＲＢ）＜０．４５
とする手段とを具備する液晶表示装置を得るものである。
【００１８】
本発明に係るＯＣＢモード表示は、液晶表示セルと位相差板を組合わせ、これらのリタデーション値の合算を可変して、透過する光の位相を制御するものであり、液晶表示セルのリタデーション値をＲｅとすると、
Ｒｅ＝（ｎｏ−ｎｅ）ｄ＝Δｎ・ｄ
で表される。
【００１９】
ここにｎｏは液晶層の常光屈折率、ｎｅは異常光屈折率、ｄは液晶層の厚みである。正の誘電異方性をもつｐ型液晶を使用するＯＣＢ液晶層は正のリタデーション値をもち、これと組合わせる位相差板は負のリタデーション値をもつ。
【００２０】
図２１のように、液晶表示セル１１、位相差板２０、クロスニコルに配置した一対の偏光板２２で液晶表示パネルを構成した場合の光透過率（Ｔ）が下記で表される。
【００２１】
（Ｔ）∝ｓｉｎ２（Ｒｅｔ（Ｖ、λ）／λ）
Ｒｅｔは液晶層と位相差板のリタデーション値の合算値、Ｖは液晶層印加電圧、λは光波長である。
【００２２】
図１６はＯＣＢモード表示で使用される液晶層と位相差板（フィルム）の波長λに対するリタデーション値の一例を示したもので、光波長５５０ｎｍで規格化している。一般的に液晶層の特性Ａと位相差板の特性Ｂとは材質が異なるために一致せず分散率が異なっている。短波長側で大きくなる波長分散傾向は同じであるが特性は大きく異なる。
【００２３】
図１７は均一厚の液晶層のセルからなる液晶表示装置において黒表示時の赤、緑、青各色輝度を表示画面正面方向のそれぞれの各色の輝度で規格化し、正面方向から左右方向に傾いた視野角（ｄｅｇ）における輝度比を表している。左右方向とくに右６０°において、青輝度比が赤、緑輝度比に対してかい離していることがわかる。
【００２４】
図１９はｕ’ｖ’色度図において、Ａ点は白表示時の正面、Ｂ点は黒表示時正面、Ｃ点は黒表示時の右６０°を示しており、右６０°の視野角で黒表示正面から大きく青側にずれていることを示している。
【００２５】
したがって図のように、右６０°においても正面方向と同等の色度を確保するには、右６０°のＣ点をＢ点近傍に移動させる必要がある。言い換えると、図１８に示すように右６０°で最大輝度比となる青輝度比に赤、緑の輝度比を近づけることによって図１９のＢ点近傍の色度を確保することができることになる。
【００２６】
本発明は、表示画面正面方向から左右６０°方向の各色光の輝度比を赤色光でＬＲＲ、緑色光でＬＲＧ、青色光でＬＲＢで表すと、
ＬＲＢ／（ＬＲＲ＋ＬＲＧ＋ＬＲＢ）＜０．４５
になるように輝度比を選択することによって、色バランスのよい斜め視野の表示画像を得ている。
【００２７】
このために本発明は、各色に対応する画素の液晶層の厚さ、いいかえると各色画素電極と対向電極間の間隙距離を異ならしめて画像の青味を抑制し色バランスを良好にしたものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明はＯＣＢモード液晶表示における、斜方向視野とくに表示画面左右方向において目に付く黒表示時の表示画像の青味を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
この液晶表示装置１は、表示画面がアスペクト比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表示パネル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表示パネル背面に配置されるバックライト３００と、液晶表示パネル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２参照）に対向電極電圧Ｖｃｏｍを供給する対向電極駆動回路７００と、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２、信号線駆動回路５００及び対向電極駆動回路７００を制御すると制御回路９００とを備え、液晶表示パネル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。
【００３２】
液晶表示パネル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。
【００３３】
＜液晶表示セルの構成＞
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Ｄｐｉｘ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との間にそれぞれの電極Ｄｐｉｘ、Ｅｃｏｍ上に被着された配向膜１５１、１５３、これらの配向膜を介して挟持された液晶層１４０とから構成されている。
【００３４】
対向基板１３０の主面に遮光膜ＢＭと赤色フィルタ層ＣＦ（Ｒ）、緑色フィルタ層ＣＦ（Ｇ）、青色フィルタ層ＣＦ（Ｂ）が規則的に配列されている。表示用画素電極Ｄｐｉｘは赤用画素電極ｄｐｉｘＲ、緑用が素電極ｄｐｉｘＧ、青用が素電極ｄｐｉｘＢを各副画素とするトリオで１画素を形成する電極で、アレイ基板上に設けられる。
【００３５】
各フィルタ層の膜厚は青、緑、赤用の順序で小さくなっている。このため、各色画素電極と対向電極間の間隙の距離は各色ごとに異なり、赤用画素電極ｄｐｉｘＲと対向電極Ｅｃｏｍ間の間隙距離をｄＲ、緑用画素電極ｄｐｉｘＧと対向電極Ｅｃｏｍ間の間隙距離をｄＧ、青用画素電極ｄｐｉｘＢと対向電極Ｅｃｏｍ間の間隙距離をｄＢとしたときに、
ｄＢ＜ｄＧ＜ｄＲ
になっている。これにより液晶層１４０の層厚は青用画素電極位置で小さく、緑、赤用画素電極位置で順に大きくなる。液晶層厚は実際には上記した電極間間隙距離よりも配向膜の厚み分だけ小さい。
【００３６】
上記において、ｄＢ：４．８μｍ、ｄＧ：５．０μｍ、ｄＲ：５．１μｍとし、液晶層は誘電異方性が正のネマチック液晶を用い、リタデーション値を８０ｎｍとしている。
【００３７】
図１７で説明したように表示画面の斜め方向の画像は、左右６０°視野角でほぼ最大となる青色輝度比ＬＲＢをもち、このような視野角では色バランスがくずれて、とくに黒表示時に青味を帯びた表示が目に付く。
【００３８】
間隙距離ｄＢに比べてｄＧ，ｄＲを大きくするのは、図１９のＢ点に示すように、斜め方向観察時の色バランスを正面方向のそれＢ点に近づけるためで、図１８に示すように６０°視野角付近の赤色輝度比ＬＲＲおよび緑色輝度比ＬＲＧ、を青色輝度比ＬＲＢに近づける。
【００３９】
輝度比が上がる結果、表示画像の色バランスのずれが防止され斜め方向からでも見易い画像が得られる。輝度比ＬＲＲ、ＬＲＧの上昇で黒表示レベルが上がりいわゆる”黒浮き”が大きくなるが、或る程度の範囲内ならば視認上問題にならない。
【００４０】
＜アレイ基板の構成＞
アレイ基板１２０について、図２乃至図１０を参照して説明する。
【００４１】
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。
【００４２】
信号線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点近傍には、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
例えば、図８（ａ）に示すように、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。
【００５１】
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と液晶表示パネル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。
【００５２】
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。
【００５３】
＜対向基板の構成＞
図２および図３に示すように、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フィルタＣＦとして各表示画素電極ｄｐｉｘＲ、ｄｐｉｘＧ、ｄｐｉｘＢに対応して設けられた赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ各色のフィルタ層ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）および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。ここにＣＦ（Ｂ）が最も厚く、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｒ）の順に薄く形成され、このフィルタ上に形成される対向電極Ｅｃｏｍはステップ状に凹凸となり、これにより各画素電極と対向電極間の間隙距離はｄＢ＜ｄＧ＜ｄＲとなる。なおＣＦ（Ｒ）、ＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）は順次隣接して配列される。
【００５４】
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さ対応位置は図５に示す信号線上の幅広エリアＸａである。
【００５５】
図２０は実験により電極間間隙距離に対応する各色輝度比を、表示画面の正面方向から右６０°の視野角において示したものである。なお液晶層のリタデーション値を８０ｎｍとしている。
【００５６】
この図から、青輝度比ＬＲＢはｄＢ１＝４．８μｍ、緑輝度比ＬＲＧはｄＧ１＝４．８５μｍ、赤輝度比ＬＲＲはｄＲ１＝４．９μｍで最小になり、それぞれの色でこの間隙距離に設定すると黒浮きも最小になる。しかし右６０°視野角のおいて輝度比間のかい離があるため図１７に近い特性が残り、色バランスは均一間隙距離の構造に比べて改善されるが、表示画像は青味づく。そこで、
ｄＢ１＝４．８μｍ
ｄＧ２＝５．０μｍ
ｄＲ２＝５．１μｍ
のように青画素に対して赤、緑画素の電極間間隙距離を増加して、赤、緑の輝度比を増やすと、図１８のような特性となり、最大の輝度比である右６０°でも正面方向と同等またはそれに近い色バランスが得られた。左６０°も同時に改善された。
【００５７】
図２０から液晶層厚４．０μｍ〜５．５μｍにおいて、基準となるｄＢ１に対してｄＲ２，ｄＧ２を大きく変化させると、斜め視野から見た場合に黒表示の輝度が不所望に上昇しコントラストが低下するので、赤、緑用画素における電極間間隙距離の増分を青用画素の間隙距離の１／１０以下にする。
【００５８】
一方、定量的には０．４μｍ以上の段差段差がパネル内に存在すると、立ち上げ時のスプレイ−ベンド転移の伝播が極端に阻害され、パネル内にスプレイ配向が残留し転移不良が発生する。
【００５９】
以上のことから具体的には
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
に抑えることが望ましい。
【００６０】
なお、 │ｄＢ−ｄＲ│≦０．３μｍ
または、│ｄＢ−ｄＧ│≦０．３μｍ
であれば段差によるラビングの不均一性を要因とする光抜けの発生を大幅に低減することができ、正面コントラスト低下を防止することが出来るので、さらに望ましい。
【００６１】
＜液晶表示パネルの構成＞
次に、この液晶表示パネル１００の構成について更に詳細に説明する。
【００６２】
図２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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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Ｖｏｎ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。
【００６６】
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９、図１０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。
【００６７】
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。
【００６８】
＜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。
【００６９】
このバックライト３００は、同図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３参照）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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１２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。
【００７２】
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Ｃを有し、赤フィルタ層ＣＦ（Ｒ）はＣＲのように５８０ｎｍ以上、緑フィルタ層ＣＦ（Ｇ）はＣＧのように５８０〜５１０ｎｍ、青フィルタ層ＣＦ（Ｂ）はＣＢのように５５０〜４００ｎｍを通過特性としている。
【００７３】
＜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を経て偏光板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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
図示の光通路Ｌは表示画面の正面方向を示しているが、光通路Ｌに対して斜めの視野角では図１８に示すように輝度比が正面方向よりも増大する。各画素電極の間隙距離をｄＢ＝４．８μｍ、ｄＧ＝５．０μｍ、ｄＲ＝５．１μｍにすると
ｄＢ／（ｄＲ＋ｄＧ＋ｄＢ）＝０．３２
であるが、０．３＜ｄＢ／（ｄＲ＋ｄＧ＋ｄＢ）＜０．４５の範囲で斜方向視野角での黒表示時の青味付きを顕著に抑えることができる。
【００７７】
（実施形態２）
図１３は本発明の他の実施形態を示すもので、図２と同一の部分は同符号を付して説明を省略する。図２に示す実施形態との差異は、の青色フィルタ層ＣＦ（Ｂ）の電極間間隙距離ｄＢに対して、赤色フィルタ層ＣＦ（Ｒ）、緑色フィルタ層ＣＦ（Ｇ）の間隙距離ｄＲ、ｄＧを同一の大きさで異ならしめたもので、ｄＢ＜ｄＲ＝ｄＧになる。本実施形態によれば、赤、緑色フィルタ層の膜厚が同じでよいので、製造が容易であり、なおかつ表示画像の左右斜め方向の青味付きを抑えることができる。
【００７８】
（実施形態３）
図１４に示す実施形態は、アレイ基板１２０の画素電極Ｄｐｉｘ下の層間絶縁膜ＩＮＳの膜厚を各色画素電極ｄｐｉｘＢ、ｄｐｉｘＧ、ｄｐｉｘＲごとに変えた構成である。対向基板１３０上のフィルタＣＦおよび対向電極Ｅｃｏｍは平坦であり、電極間隙距離ｄＢ、ｄＧ、ｄＲはこの順序で大きくなるように設定される。この構成によって実施形態１と同様に斜方向視野の青味付きが改善される。なお、図２と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。
【００７９】
（実施形態４）
図１５に示す実施形態は、アレイ基板１２０側にフィルタＣＦを配置し、青フィルタ層ＣＦ（Ｂ）、緑フィルタ層ＣＦ（Ｇ）、赤フィルタ層ＣＦ（Ｒ）の厚さを変えている。青フィルタ層を厚く、以下順に薄くすることにより、ｄＢ＜ｄＧ＜ｄＲを得ている。この構成によって実施形態１と同様に斜方向視野の青味付きが改善される。なお、図２と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。
【００８０】
以上実施形態により、各色画素電極ごとに電極間隙距離が異なる構成を説明したが、画素電極や対向電極の膜厚、配向膜の膜厚を変えて電極間隙距離を変化させることも可能であり、これらを単独の要素ばかりでなく、複数の要素を組合わせて電極間隙距離が異なる構成とすることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【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】実施形態１の液晶表示セルの一部略断面図。
【図３】実施形態１の液晶表示パネ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】（ａ）、（ｂ）は実施形態１の表示状態を説明するための図。
【図９】実施形態１の液晶表示パネルの概略構成図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１の動作を説明する略図。
【図１１】実施形態１のバックライトの略断面図。
【図１２】バックライトのランプの分光放射輝度特性、および赤、緑、青フィルタ層の分光透過率を示す曲線図。
【図１３】本発明の実施形態２の液晶表示セルの構造を示す略断面図。
【図１４】本発明の実施形態３の液晶表示セルの構造を示す略断面図。
【図１５】本発明の実施形態４の液晶表示セルの構造を示す略断面図。
【図１６】光波長に対する液晶層と位相差板のリタデーション値の変化を説明する曲線図。
【図１７】表示画面、黒表示時の左右視野角の分光輝度比を説明する特性曲線図。
【図１８】実施形態１における表示画面、黒表示時の左右の斜め視野角の各色輝度比の特性曲線図。
【図１９】実施形態１における表示画面の色バランスを説明するｕ’ｖ’色度図。
【図２０】実施形態１における電極間隙距離に対する右６０°における黒表示時の黒浮き（輝度）の特性曲線図。
【図２１】一般的なＯＣＢモード液晶表示セルの概略構成図。
【符号の説明】
【００８２】
１１０：液晶表示セル
１２０：アレイ基板
Ｄｐｉｘ：画素電極
１３０：対向基板
Ｅｃｏｍ：対向電極
ｄＢ、ｄＧ、ｄＲ：電極間隙距離
ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）：フィルタ層
１４０：液晶層
２００ａ，２００ｂ：ハイブリッド位相差板
２２０ａ，２２０ｂ：偏光板
３００：バックライト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤、緑、青用の各画素電極をマトリクス状に配列したアレイ基板と、
前記アレイ基板の前記画素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と、
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、
前記基板の一方に設けられて赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタとを具備し、
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであり、かつ
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＧ≦ｄＲであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
少なくとも前記青色フィルタ層の膜厚が前記赤、緑色フィルタ層の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記フィルタが前記アレイ基板に配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記フィルタが前記対向基板に配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示装置がさらに位相差板と、前記液晶表示装置および前記位相差板を挟んで配置され前記表示画面上下方向にほぼ４５°で交差し、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板とを具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
赤、緑、青用の各画素電極を表示画面にマトリクス状に配列したアレイ基板と；
前記アレイ基板の前記が素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と；
前記画素電極および前記対向電極上にそれぞれ形成され、前記表示画面の上下方向に液晶配向面を有する配向膜と；
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持され前記表示画面の上下方向に配向されてベンド配列される液晶層と；
前記基板の一方に設けられ赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタ；とを有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置は前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離が前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離および前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離よりも小さくされ、
前記液晶表示装置は、その少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶表示セルおよび前記位相差板を挟んで配置され前記表示画面上下方向にほぼ４５°で交差し、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板と、
前記表示画面正面方向と左右６０°方向の各色光の輝度比を赤色光でＬＲＲ、緑色光でＬＲＧ、青色光でＬＲＢで表すと、
ＬＲＢ／（ＬＲＲ＋ＬＲＧ＋ＬＲＢ）＜０．４５
とする手段とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
バックライト光源を備えている請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１】
赤、緑、青用の各画素電極をマトリクス状に配列したアレイ基板と、
前記アレイ基板の前記画素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と、
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、
前記基板の一方に設けられて赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタとを具備し、
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＲ，ｄＢ＜ｄＧであり、かつ
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
ｄＢ＜ｄＧ≦ｄＲであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
少なくとも前記青色フィルタ層の膜厚が前記赤、緑色フィルタ層の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記フィルタが前記アレイ基板に配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記フィルタが前記対向基板に配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示装置がさらに位相差板と、前記液晶表示装置および前記位相差板を挟んで配置され前記表示画面上下方向にほぼ４５°で交差し、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板とを具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
赤、緑、青用の各画素電極を表示画面にマトリクス状に配列したアレイ基板と；
前記アレイ基板の前記が素電極に対向して対向電極を配置した対向基板と；
前記画素電極および前記対向電極上にそれぞれ形成され、前記表示画面の上下方向に液晶配向面を有する配向膜と；
前記アレイ基板および前記対向基板間に挟持され前記表示画面の上下方向に配向されてベンド配列される液晶層と；
前記基板の一方に設けられ赤、緑、青各フィルタ層からなり、前記赤色フィルタ層は前記赤用画素電極に対応して配置され、前記緑色フィルタ層は前記緑用画素電極に対応して配置され、前記青色フィルタ層は前記青用画素電極に対応して配置されたフィルタ；とを有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置は前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離が前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離および前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離よりも小さくされ、
前記液晶表示装置は、その少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶表示セルおよび前記位相差板を挟んで配置され前記表示画面上下方向にほぼ４５°で交差し、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板と、
前記表示画面正面方向と左右６０°方向の各色光の輝度比を赤色光でＬＲＲ、緑色光でＬＲＧ、青色光でＬＲＢで表すと、
ＬＲＢ／（ＬＲＲ＋ＬＲＧ＋ＬＲＢ）＜０．４５
とする手段とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記青用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＢ、前記赤用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＲ、前記緑用画素電極と前記対向電極間の間隙距離をｄＧとすると、
│ｄＢ−ｄＲ│≦０．４μｍ
│ｄＢ−ｄＧ│≦０．４μｍ
であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
バックライト光源を備えている請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３８５１５
【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２００５−５１４８５３（Ｐ２００５−５１４８５３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１５５８４
【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／ＪＰ２００４／０１５５８４
【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）】
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