液晶装置及び電子機器
【課題】液晶パネルの視角特性に起因する色づきを低減し、表示品質を向上させた液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置１００は、素子基板１１と対向基板１２との間に液晶層５０を挟持してなる液晶パネル１０と、液晶パネル１０に照明光を供給する照明装置３０とを備えており、照明装置３０から射出される色光の放射強度分布が、液晶パネル１０における表示色ごとの視角特性を補償する分布であることを特徴とする。
【解決手段】本発明の液晶装置１００は、素子基板１１と対向基板１２との間に液晶層５０を挟持してなる液晶パネル１０と、液晶パネル１０に照明光を供給する照明装置３０とを備えており、照明装置３０から射出される色光の放射強度分布が、液晶パネル１０における表示色ごとの視角特性を補償する分布であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶装置のバックライト（照明装置）として、色域を広げて表現力を高める目的で色ごとに異なる光源を備えたものが知られている。この種のバックライトでは、その構造上、色ごとに光源の位置が異なってしまうため、各色の光源の出力光を均一に混色するための技術開発が主である。
【特許文献１】特開２００７−６５６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、液晶パネルはそれ自身が視角特性を有しており、斜め方向から液晶パネルを観察した場合に色の変化が生じる。この色づきは、上述したようなバックライトの白色の均一化では改善することができない。また、現状の液晶パネルのスペックでは、コントラストの高い領域の角度が表示されているのみであり、色づきについての改善は少ない。垂直配向方式やＩＰＳ(In-Plane Switching)等の横電界方式の液晶パネルにおいて、液晶をマルチドメイン化したり、画素内で電圧差を設ける等の手法によって多少改善されている程度である。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、液晶パネルの視角特性に起因する色づきを低減し、表示品質を向上させた液晶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】
【０００５】
本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、前記照明装置から射出される色光の放射強度分布が、前記液晶パネルにおける表示色ごとの視角特性を補償する分布であることを特徴とする。
この構成によれば、液晶パネルの視角特性を補償する放射強度分布を有する照明装置を備えることで、表示の色づきを抑えることができ、表示品質に優れた液晶装置とすることができる。
【０００６】
あるいは、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、前記液晶パネルにおける第１の表示色の明るさの分布が前記液晶パネルの第２の表示色の明るさの分布より広く、前記照明装置から射出される前記第１の表示色に対応する色光の放射強度分布が、前記第２の表示色に対応する色光の放射強度分布よりも狭いことを特徴とする構成も採用できる。
この構成によれば、液晶装置の明るさの分布に合わせて照明装置の放射強度分布が適切に設定されるので、表示の色づきを効果的に抑えることができ、表示品質に優れた液晶装置とすることができる。
【０００７】
前記照明装置が、白色ＬＥＤからなる光源を備えており、前記白色ＬＥＤは、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において前記発光素子から射出される色光の成分毎に異なる複数の封止材を有することが好ましい。すなわち本発明では、白色ＬＥＤを光源とすることもできる。
【０００８】
前記照明装置の前記液晶パネル側の面に光散乱層が設けられており、前記光散乱層が、前記色光の放射強度分布を変化させる散乱分布を有することを特徴とする少なくとも２つの前記色光を互いに異なる角度分布で散乱させることが好ましい。このように照明装置とは別途設けた光散乱層によって放射強度分布を調整してもよい。
【０００９】
前記液晶パネルが垂直配向モードの液晶パネルであり、前記照明装置の放射強度分布が、極角度が大きくなるに従って、青色光の放射強度が他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布である構成とすることができる。
液晶パネルが垂直配向モードである場合には、青色光の明るさが不足する傾向にあるので、上記構成を採用することで、液晶パネルを斜め方向から見たときに表示が黄色く色づいて見えるのを抑えることができる。
【００１０】
前記液晶パネルが横電界モードの液晶パネルであり、前記照明装置の放射強度分布が、第１の方位角方向において極角度が大きくなるに従って青色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布であり、前記第１の方位角と直交する第２の方位角方向において極角度が大きくなるに従って赤色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布である構成とすることもできる。
液晶パネルが横電界モードである場合には、表示の色づきの態様が液晶パネルの方位角方向によって異なったものとなるので、上記のように、方位角によって異なる放射強度分布を有する照明装置を備えた構成を採用することが好ましい。
【００１１】
前記照明装置が、前記色光ごとに独立した複数の光源を備えていることが好ましい。
この構成によれば、色光ごとの放射強度分布の調整が容易になり、より高精度に表示の色づきを防止できる液晶装置となる。
【００１２】
前記照明装置が、複数の前記色光にそれぞれ対応するＬＥＤからなる光源を備えており、前記ＬＥＤの放射強度分布が前記色ごとに異なる構成としてもよい。
この構成によれば、表示に用いられる原色ごとに放射強度分布を設定することができ、より効果的に表示の色づきを抑えることができる。
【００１３】
前記ＬＥＤが、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において複数の異なる屈折率を有する構成としてもよい。
色ごとに異なる放射強度分布を有するＬＥＤは、かかる構成により実現することができる。
【００１４】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、斜め方向から観察したときの色づきが低減された高画質の表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る照明装置の概略構成を示す平面図である。
なお、各図面においては、各構成要素を見やすくするため、各構成要素の寸法の比率、縮尺等は適宜変えて示している。
【００１６】
本実施形態の液晶装置１００は、液晶パネル１０と、照明装置３０とを主体として構成されている。液晶パネル１０と照明装置３０との間には、複数の光学素子（３３〜３５）を備えた光学部材３６が配設されている。
液晶パネル１０は、素子基板１１と対向基板１２とを備えており、素子基板１１及び対向基板１２の周縁部に沿って環状に設けられたシール材１３の内側に液晶層５０が封入されている。液晶層５０中には、素子基板１１と対向基板１２との間隔（セルギャップ）を保持するスペーサ２９が散布されている。
【００１７】
素子基板１１はガラスやプラスチック等の基板を基体としてなり、その液晶層５０側には、透明導電材料からなる画素電極１６や配向膜（図示略）等を含む液晶制御層２１が形成されている。素子基板１１の液晶層５０と反対側の面には、偏光板６ａが配設されている。
【００１８】
対向基板１２はガラスやプラスチック等の基板を基体としてなり、その液晶層５０側には、透明導電材料からなる対向電極１７や配向膜（図示略）等を含む液晶制御層２２が形成されている。対向基板１２の液晶層５０と反対側の面には、偏光板６ａと対を成す偏光板６ｂが配設されている。
また、対向基板１２と対向電極１７との間には、カラー表示を行うためのカラーフィルタ１８が形成されている。カラーフィルタ１８は、画素電極１６と平面視で重なる領域（画素領域）ごとに形成された赤色材層１８Ｒと、緑色材層１８Ｇと、青色材層１８Ｂとを周期的に配列した構造を備えている。各色の色材層の間には、遮光層ＢＭが形成されている。
【００１９】
また、素子基板１１は、平面視で対向基板１２よりも張り出した張出領域１１ａを有しており、かかる張出領域１１ａに実装端子領域が形成されている。具体的には、張出領域１１ａには、図示略の配線パターンが形成され、この配線パターンに対して、画素電極１６（あるいは画素電極１６に接続されたスイッチング素子）及び対向電極１７が、配線や導通材を介して電気的に接続されている。さらに、張出領域１１ａの配線パターンに対して、液晶パネル１０を電気的に駆動する液晶駆動用ＩＣ(電子部品)２０がＣＯＧ（Chip on Glass）実装されている。液晶駆動用ＩＣ２０の実装形態としては、ＣＯＧ実装以外にも、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）実装等の他の形態を採用することもできる。
【００２０】
液晶パネル１０は、パッシブマトリクス型、アクティブマトリクス型のいずれであってもよく、液晶の配向形態も、ＴＮ型、ＶＡＮ型、ＳＴＮ型、強誘電型、反強誘電型等の種々の公知の形態を採りうる。また、素子基板１１に反射膜を形成して反射型の液晶表示装置を構成してもよく、この反射膜に開口部やスリット等の透光部を形成して、半透過反射型の液晶表示装置を構成することもできる。
【００２１】
そして、液晶制御層２１、２２の具体的構成は、液晶パネル１０の形態に合わせて適宜変更される。例えば、パッシブマトリクス型の液晶パネル１０を構成する場合には、画素電極１６及び対向電極１７に代えて、互いに交差する方向に延在するストライプ電極がそれぞれ液晶制御層２１，２２に形成される。また、アクティブマトリクス型であれば、画素電極１６に対応してスイッチング素子が設けられ、対向電極１７は複数の画素電極１６と対向するストライプ状又は平面ベタ状（表示領域を覆う一様な平面形状）の共通電極とされる。
【００２２】
照明装置３０は、図１及び図２に示すように、ＬＥＤ光源である赤色発光素子３１Ｒと、緑色発光素子３１Ｇと、青色発光素子３１Ｂとを、回路基板３２上に周期的に配列して実装した構成を備えている。本実施形態の場合、図３上下方向に同一色の発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂがそれぞれ配列されており、図３左右方向には、発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの発光素子列が周期的に配列されている。
【００２３】
照明装置３０は、赤色発光素子３１Ｒ、緑色発光素子３１Ｇ、及び青色発光素子３１Ｂからそれぞれ射出される赤色光、緑色光、及び青色光を、混色された白色光（又はそれぞれの色光のまま）の状態で、液晶パネル１０に照明光として射出する。液晶パネル１０は、供給された照明光を変調しつつ透過させることで、各画素において所定の色光を制御された輝度で射出する。これにより、液晶パネル１０の表示領域に画像が表示される。
【００２４】
光学部材３６は、照明装置３０から射出される照明光を散乱あるいは集光する機能を備えるものであり、必要に応じて設けられる部材である。光学部材３６の具体的構成としては、例えば、散乱板（散乱層）３３と、第１のプリズムシート３４と、第２のプリズムシート３５とを積層したものを挙げることができる。
【００２５】
なお、図２に示した発光素子の配列は一例に過ぎず、他の配列形態であってもよいのはもちろんである。例えば、赤色発光素子３１Ｒの列と、青色発光素子３１Ｂの列との間に配置された緑色発光素子３１Ｇの列を、赤色発光素子３１Ｒ及び青色発光素子３１Ｂの列に対して半ピッチずらして配置した配列とすることもできる。また、赤色発光素子３１Ｒと緑色発光素子３１Ｇと青色発光素子３１Ｂとが互いに等間隔に配置されたデルタ配列とすることもできる。
さらに、赤色発光素子３１Ｒと緑色発光素子３１Ｇと青色発光素子３１Ｂの設置個数の比率を異ならせてもよく、例えば、緑色発光素子３１Ｇを相対的に多く配置したベイヤ配列を採用することもできる。
【００２６】
ここで図３は、照明装置３０の放射強度分布を示すグラフである。図３に示すように、本実施形態の照明装置３０は、色光ごとに異なる放射強度分布を有している。具体的には、極角度が大きい領域において、青色光の放射強度が相対的に大きく、赤色光の放射強度が相対的に小さくなっている。
【００２７】
図３に示す放射強度分布を有する照明装置３０は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３１ａを備えた構成により実現することができる。図４（ａ）は発光素子３１ａの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００２８】
発光素子３１ａは、ＬＥＤチップ１３１ａと、ＬＥＤチップ１３１ａを封止する第１の封止材１３１ｂと、第１の封止材１３１ｂの表面に設けられた４つの第２の封止材１３１ｃとを有する。ＬＥＤチップ１３１ａは、赤、緑、青のいずれかの色光を放射する半導体素子であり、第１の封止材１３１ｂの底部に配置されている。第２の封止材１３１ｃは、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１３１ａの四方を取り囲むように配置されている。なお、封止材の材質はエポキシ樹脂、アクリル、シリコンまたは上記材料を組合わせた高分子材料等がある。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１３１ａから第１の封止材１３１ｂの頂部方向に放射された色光のうち、一部の光Ｌ１は第１の封止材１３１ｂの頂部とその近傍から射出され、他の一部の光Ｌ２は第１の封止材１３１ｂの表面に形成された第２の封止材１３１ｃに入射し、第２の封止材１３１ｃを透過して発光素子３１ａの外部に射出される。
【００３０】
このような構成の発光素子３１ａでは、第１及び第２の封止材１３１ｂ、１３１ｃの屈折率を調整することで、発光素子３１ａから射出される色光の放射強度分布を制御することが可能である。例えば、第２の封止材１３１ｃの屈折率を、第１の封止材１３１ｂの屈折率よりも小さくすると、第２の封止材１３１ｃに入射した光Ｌ２の進行方向をＬＥＤチップ１３１ａからの直進方向よりも外側に向けることができ、極角度の大きい領域における放射強度を高めることができる。したがって、上記構成の発光素子３１ａを、青色発光素子３１Ｂに用いることで、相対的に広い放射強度分布を有する青色光（Ｂ）を射出する発光素子とすることができ、図３に示した放射強度分布を実現することができる。
【００３１】
一方、極角度の大きい領域における放射強度を相対的に低くする場合には、第２の封止材１３１ｃを、第１の封止材１３１ｂよりも大きい屈折率を有する材料を用いて形成すればよい。このような構成とすることで、例えば、赤色光（Ｒ）に対応する赤色発光素子３１Ｒを発光素子３１ａを用いて実現することができる。
【００３２】
なお、照明装置３０を構成する複数色の発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂのすべてに図４（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３１ａを用いる必要はなく、第２の封止材１３１ｃが形成されていない通常の発光素子と混在させてもよい。例えば、広い放射強度分布が必要な青色発光素子３１Ｂにのみ発光素子３１ａを用い、その他の赤色発光素子３１Ｒ及び緑色発光素子３１Ｇは通常構成の発光素子としてもよい。
【００３３】
また、図４（ａ）では、第２の封止材１３１ｃを第１の封止材１３１ｂ上の４箇所に点在させているが、かかる構成に限らず、第２の封止材１３１ｃの形成箇所を増減したり、第２の封止材１３１ｃをリング状に形成することもできる。これらの構成変更によって、各発光素子の放射強度分布を容易に調整することができる。
【００３４】
また、照明装置３０を構成する発光素子としては、図４（ｃ）に示す構成のものも適用できる。図４（ｃ）に示す発光素子３１ｂは、回路基板４５上に、赤色ＬＥＤチップ４１Ｒと、緑色ＬＥＤチップ４１Ｇと、青色ＬＥＤチップ４１Ｂとが実装され、これらの色光を混合して射出する白色ＬＥＤである。そして、ＬＥＤチップ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、それぞれ異なる封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂによって封止されている。封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの形状は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示した第１の封止材１３１ｂと同様とすることができ、またこれに限らず、放射角度分布の設計に応じて適宜変更することができる。
【００３５】
上記構成の発光素子３１ｂでは、各色のＬＥＤチップ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂが、それぞれ異なる封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを用いて封止されているので、封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの構造や屈折率を調整することで、色ごとに異なる放射強度分布を容易に得ることができる。
なお、図４（ｃ）では各色のチップに対応させて封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを配置しているが、２つのＬＥＤチップに共通の封止材を設けてもよいのはもちろんである。また、白色ＬＥＤを構成する各色のＬＥＤチップは、赤、緑、青の組み合わせに限られるものではない。
【００３６】
また、図４（ｄ）に示す発光素子３１ｃも適用できる。発光素子３１ｃは、発光素子３１ａと同様に、第１の封止材１３１ｂと第２の封止材１３１ｃとを備えた構成であるが、第１の封止材１３１ｂの頂部が平坦面となっており、この平坦面状にドーム状の第２の封止材１３１ｃが設けられている。ＬＥＤチップ１３１ａと第２の封止材１３１ｃとは平面視で重なる位置に配置されている。
発光素子３１ｃでは、発光素子１３１ａの正面に配置された第２の封止材１３１ｃの形状や屈折率によって放射強度分布を調整することができる。例えば、第２の封止材１３１ｃを、第１の封止材１３１ｂの形成材料よりも大きい屈折率を有する材料を用いて形成することで、第２の封止材１３１ｃを透過して射出される光Ｌ２を外側に向けて射出させることができる。
【００３７】
上述した照明装置３０の放射強度分布は、液晶パネル１０の視角特性に基づいて、極角度が大きい領域における表示の色づきを補償するように設定される。例えば、液晶パネル１０の表示モード等が異なる場合には、その視角特性も異なったものとなるので、それぞれの視角特性に応じて照明装置３０の放射強度分布が設定される。
以下、ＶＡ（垂直配向）モードの液晶パネル１０を備える場合と、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の横電界モードの液晶パネル１０を備える場合とについてそれぞれ詳細に説明する。
【００３８】
［ＶＡモード］
図５は、ＶＡモードの液晶パネル１０における画素の概略構成を示す平面図である。
図５に示す液晶パネル１０は、ＭＶＡ（Multi-Domain Vertical Alignment）方式の液晶パネルである。液晶パネル１０の表示領域には、矩形状の画素電極１６と、平面視ジグザグ形状の複数の凸条部２１ａ、及び凸条部２２ａと、が形成されている。凸条部２１ａ、２２ａのうち、稜線を実線で示す凸条部２１ａは、素子基板１１の画素電極１６上に形成されている。一方、稜線を破線で示す凸条部２２ａは、液晶層５０を介して画素電極１６と対向する対向電極１７（図５には不図示）上に形成されている。
【００３９】
ここで、図６は、ＶＡモードの液晶パネル１０の視角特性を示すグラフである。図７は、図６の極角０°（１８０°）における明るさ（透過率）の分布を示す図である。
図６は、ＶＡモードの液晶パネル１０と、白色光を射出する照明装置とを用いて、液晶パネル１０を明表示したときの極角８０°における表示の色づきの分布を示すグラフである。具体的には、図６の分布において濃く示した領域に黄色の色づきが発生しており、特に方位角４５°、１３５°、２２５°、３１５゜の位置で色づきの程度が大きくなっている。表示が黄色く色づくのは、図７に示すように、液晶パネル１０の極角方向において、青色光の透過率の変化が特に大きくなっており、極角５０°（−５０°）の近傍で青色光の透過率が大きく落ち込むためである。
【００４０】
なお、図６及び図７に示す視角特性の測定に用いた照明装置は、従来から用いられている照明装置であり、青色光を蛍光体で変換した白色ＬＥＤ又は冷陰極管を光源に用いたものである。これらの光源では、単一の放射強度分布で光が放射されるため、白色光を構成する各色成分の放射強度分布も当然同一になる。
【００４１】
そして、本実施形態の液晶装置１００では、図６に示した液晶パネル１０の視角特性に合わせて照明装置３０の放射強度分布が設定されている。すなわち、図３に示したように、青色光の透過率が他の色光に比して低くなる極角度の大きい領域において、青色光の放射強度が他の色光の放射強度よりも大きくなるように設定される。これにより、液晶パネル１０から射出される表示光の各色光成分の明るさを揃えることができ、視角特性に起因する色づきを低減することができる。
【００４２】
さらに本実施形態の場合、図３に示したように、極角度の大きい領域において、緑色光の放射強度が赤色光の放射強度よりも高くなっている。これにより、図７に示した赤色光と緑色光の透過率の差異を補償することができ、より効果的に表示の色づきを抑えられるようになっている。
【００４３】
また、図６に示した視角特性は、液晶パネル１０を明表示したときのものであり、中間階調で表示を行った場合には、図８及び図９に示すように、各色光の透過率分布が変化する。図８は、明るい中間階調（グレー表示）、図９は、暗い中間階調（グレー表示）における明るさ（透過率）の分布を示す図である。
ＶＡモードの液晶パネル１０の場合、階調間で透過率分布のグラフ形状は変化するが、極角度が大きい領域で青色光の透過率が最も低く、赤色光の透過率が最も高くなる傾向は階調によらず同様である。したがって、図３に示した放射強度分布を有する照明装置３０を備えることで、幅広い階調において表示の色づきを低減することができる。
【００４４】
［横電界モード］
次に、図１０は、ＦＦＳ方式の横電界モードの液晶パネル１０における画素の概略構成を示す部分平面図である。図１０に示すように、液晶パネル１０の画素領域には、平面視ストライプ状の画素電極１６ｓと、画素電極１６ｓを内包する平面領域に形成された共通電極１６ｃと、が形成されている。画素電極１６ｓと共通電極１６ｃは、いずれも素子基板１１の液晶制御層２１に形成されており、両電極の間には絶縁層が形成されている。また、図１０には、偏光板６ａの透過軸６０ａと、偏光板６ｂの透過軸６０ｂとが矢印として示されている。
なお、図１０に示す画素構成の液晶パネル１０では、対向基板１２の対向電極１７は形成されていなくてもよい。
【００４５】
本例において、素子基板１１の液晶制御層２１に形成された配向膜と、対向基板１２の液晶制御層２２に形成された配向膜は、いずれも偏光板６ｂの透過軸６０ｂと平行な方向にラビング処理されている。したがって、液晶層５０を構成する液晶分子５１は、画素電極１６ｓに電圧を印加しない状態において、図示のように偏光板６ｂの透過軸６０ｂに沿って平行配向している。そして、画素電極１６ｓに電圧を印加すると、画素電極１６ｓと共通電極１６ｃとの間に形成される電界の強度に応じて図示の矢印方向に回転する。
【００４６】
図１１は、ＦＦＳ方式の液晶パネル１０の視角特性を示す図である。
ＦＦＳ方式の液晶パネル１０の場合、ＶＡモードの液晶パネルと異なり、表示の色づきが方位角によって異なった様相を呈する。具体的には、方位角０°〜９０°、及び１８０°〜２７０°の範囲（図１１の領域Ｃ）では、白表示が青っぽく（シアンに近い色に）色づいて見える。一方、方位角９０°〜１８０°、及び２７０°〜３６０°の範囲（図１１の領域Ｙ）では、白表示が黄色く色づいて見える。
【００４７】
すなわち、領域Ｃ（方位角０°〜９０°、１８０°〜２７０°）では、極角度が大きい領域での赤色光の透過率の低下が他の色光よりも大きく、領域Ｙ（方位角９０°〜１８０°、２７０°〜３６０°）では、極角度が大きい領域での青色光の透過率の低下が他の色光よりも大きい。
【００４８】
図１１に示す視角特性を有する液晶パネル１０と組み合わされる照明装置３０としては、各色光の放射強度分布が、方位角に応じて異なっている構成のものが用いられる。
具体的には、上記照明装置３０において、方位角４５°（２２４°）の方向における放射強度分布が、図１２（ａ）に示すように、極角度の大きい領域において、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の順で放射強度が低くなる分布として設定される。その一方で、方位角１３５°（３１５°）の方向における放射強度分布が、図１２（ｂ）に示すように、極角度の大きい領域において、青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）の順で放射強度が低くなる分布として設定される。
【００４９】
図１２に示す放射強度分布を有する照明装置３０についても、図４に示した発光素子３１ａを用いて実現することができる。発光素子３１ａでは、第１の封止材１３１ｂの表面に形成される第２の封止材１３１ｃの位置や形状を自在に調整できるため、例えば、青色光を射出する発光素子３１ａでは、液晶パネル１０の方位角１３５°と方位角３１５°に対応する位置に、それぞれ低屈折率の第２の封止材１３１ｃを形成し、赤色光を射出する発光素子３１ａでは、液晶パネル１０の方位角４５°と方位角２２５°に対応する位置に、それぞれ低屈折率の第２の封止材１３１ｃを形成した構成とすればよい。
【００５０】
以上に説明した実施の形態では、照明装置３０を構成する発光素子の構成によって各色光の放射強度分布を異ならせることとしたが、照明装置３０の液晶パネル１０側に設けられる光学部材３６によって照明装置３０の放射強度分布を制御してもよい。
【００５１】
例えば、図１３（ａ）に示すように、光学部材３６に含まれる散乱板３３として、照明装置３０の発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂごとに対応させて形状の異なるドーム状の散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを配置した構成とすれば、発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂごとに異なる散乱角度分布を有する散乱板３３とすることが可能であり、これにより、例えば径の大きい散乱部材３３Ｂでは、より広い極角範囲に光を射出させることができ、色光ごとに異なる放射強度分布の照明光を液晶パネル１０に供給することができる。なお、散乱部材３３Ｒ、３３Ｂに付した点線の曲線は、散乱部材３３Ｇの形状を比較のために示したものであり、散乱部材３３Ｒ、３３Ｂは、いずれも散乱部材３３Ｇよりも大きい径で形成されている。散乱部材３３Ｒ、３３Ｂにおいて、光の射出範囲を広げたい方向のみを大きくしてもよい。
また、図示した散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの形状は一例である。
また例えば、図１３（ｂ）に示すように、光学部材３６に含まれる散乱板３３を、入射する光の波長に応じて異なる屈折率を有する散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを有する構成とすることで、各色光ごとの射出角度を異ならせることができる。
図１３（ａ）、（ｂ）のいずれの構成を採用した場合にも、散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの形状又は屈折率を調整することで、図３や図１２に示した放射強度分布の照明光を作り出すことができ、垂直配向モードや横電界モードの液晶パネルに好適に組み合わせることができる。
【００５２】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器について説明する。
本発明の電子機器は、上述した液晶装置１００を表示部として有したものであり、具体的には図１４に示すものが挙げられる。図１４は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。
図１４において、薄型大画面テレビ１２００は、上記実施形態の液晶装置１００を用いた表示部１２０１と、薄型大画面テレビ本体（筐体）１２０２と、スピーカーなどの音声出力部１２０３とを備えている。
【００５３】
図１４に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置１００を備えた表示部１２０１を備えているので、表示部における視野角の違いによって発生する表示の色づきが抑制され、高品質の表示が得られる電子機器となっている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す断面図。
【図２】同、照明装置の概略構成を示す部分平面図。
【図３】照明装置の放射強度分布を示す図。
【図４】発光素子の構成を示す図。
【図５】ＶＡモードの液晶パネルの画素構成を示す図。
【図６】ＶＡモードの液晶パネルの視角特性を示す図。
【図７】ＶＡモードの液晶パネルの明るさの分布を示す図。
【図８】ＶＡモードの液晶パネルの中間階調における明るさの分布を示す図。
【図９】ＶＡモードの液晶パネルの中間階調における明るさの分布を示す図。
【図１０】ＦＦＳ方式の液晶パネルの画素構成を示す図。
【図１１】ＦＦＳ方式の液晶パネルの視角特性を示す図。
【図１２】ＦＦＳ方式の液晶パネルと組み合わされる照明装置の放射強度分布を示す図。
【図１３】散乱板の構成例を示す断面図。
【図１４】電子機器の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 液晶装置、１０ 液晶パネル、３０ 照明装置、３１ａ、３１ｂ 発光素子、３１Ｒ 赤色発光素子、３１Ｇ 緑色発光素子、３１Ｂ 青色発光素子、３３ 散乱板（散乱層）、３６ 光学部材、１３１ｂ 第１の封止材、１３１ｃ 第２の封止材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶装置のバックライト（照明装置）として、色域を広げて表現力を高める目的で色ごとに異なる光源を備えたものが知られている。この種のバックライトでは、その構造上、色ごとに光源の位置が異なってしまうため、各色の光源の出力光を均一に混色するための技術開発が主である。
【特許文献１】特開２００７−６５６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、液晶パネルはそれ自身が視角特性を有しており、斜め方向から液晶パネルを観察した場合に色の変化が生じる。この色づきは、上述したようなバックライトの白色の均一化では改善することができない。また、現状の液晶パネルのスペックでは、コントラストの高い領域の角度が表示されているのみであり、色づきについての改善は少ない。垂直配向方式やＩＰＳ(In-Plane Switching)等の横電界方式の液晶パネルにおいて、液晶をマルチドメイン化したり、画素内で電圧差を設ける等の手法によって多少改善されている程度である。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、液晶パネルの視角特性に起因する色づきを低減し、表示品質を向上させた液晶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】
【０００５】
本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、前記照明装置から射出される色光の放射強度分布が、前記液晶パネルにおける表示色ごとの視角特性を補償する分布であることを特徴とする。
この構成によれば、液晶パネルの視角特性を補償する放射強度分布を有する照明装置を備えることで、表示の色づきを抑えることができ、表示品質に優れた液晶装置とすることができる。
【０００６】
あるいは、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、前記液晶パネルにおける第１の表示色の明るさの分布が前記液晶パネルの第２の表示色の明るさの分布より広く、前記照明装置から射出される前記第１の表示色に対応する色光の放射強度分布が、前記第２の表示色に対応する色光の放射強度分布よりも狭いことを特徴とする構成も採用できる。
この構成によれば、液晶装置の明るさの分布に合わせて照明装置の放射強度分布が適切に設定されるので、表示の色づきを効果的に抑えることができ、表示品質に優れた液晶装置とすることができる。
【０００７】
前記照明装置が、白色ＬＥＤからなる光源を備えており、前記白色ＬＥＤは、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において前記発光素子から射出される色光の成分毎に異なる複数の封止材を有することが好ましい。すなわち本発明では、白色ＬＥＤを光源とすることもできる。
【０００８】
前記照明装置の前記液晶パネル側の面に光散乱層が設けられており、前記光散乱層が、前記色光の放射強度分布を変化させる散乱分布を有することを特徴とする少なくとも２つの前記色光を互いに異なる角度分布で散乱させることが好ましい。このように照明装置とは別途設けた光散乱層によって放射強度分布を調整してもよい。
【０００９】
前記液晶パネルが垂直配向モードの液晶パネルであり、前記照明装置の放射強度分布が、極角度が大きくなるに従って、青色光の放射強度が他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布である構成とすることができる。
液晶パネルが垂直配向モードである場合には、青色光の明るさが不足する傾向にあるので、上記構成を採用することで、液晶パネルを斜め方向から見たときに表示が黄色く色づいて見えるのを抑えることができる。
【００１０】
前記液晶パネルが横電界モードの液晶パネルであり、前記照明装置の放射強度分布が、第１の方位角方向において極角度が大きくなるに従って青色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布であり、前記第１の方位角と直交する第２の方位角方向において極角度が大きくなるに従って赤色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布である構成とすることもできる。
液晶パネルが横電界モードである場合には、表示の色づきの態様が液晶パネルの方位角方向によって異なったものとなるので、上記のように、方位角によって異なる放射強度分布を有する照明装置を備えた構成を採用することが好ましい。
【００１１】
前記照明装置が、前記色光ごとに独立した複数の光源を備えていることが好ましい。
この構成によれば、色光ごとの放射強度分布の調整が容易になり、より高精度に表示の色づきを防止できる液晶装置となる。
【００１２】
前記照明装置が、複数の前記色光にそれぞれ対応するＬＥＤからなる光源を備えており、前記ＬＥＤの放射強度分布が前記色ごとに異なる構成としてもよい。
この構成によれば、表示に用いられる原色ごとに放射強度分布を設定することができ、より効果的に表示の色づきを抑えることができる。
【００１３】
前記ＬＥＤが、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において複数の異なる屈折率を有する構成としてもよい。
色ごとに異なる放射強度分布を有するＬＥＤは、かかる構成により実現することができる。
【００１４】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、斜め方向から観察したときの色づきが低減された高画質の表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の液晶装置の概略構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る照明装置の概略構成を示す平面図である。
なお、各図面においては、各構成要素を見やすくするため、各構成要素の寸法の比率、縮尺等は適宜変えて示している。
【００１６】
本実施形態の液晶装置１００は、液晶パネル１０と、照明装置３０とを主体として構成されている。液晶パネル１０と照明装置３０との間には、複数の光学素子（３３〜３５）を備えた光学部材３６が配設されている。
液晶パネル１０は、素子基板１１と対向基板１２とを備えており、素子基板１１及び対向基板１２の周縁部に沿って環状に設けられたシール材１３の内側に液晶層５０が封入されている。液晶層５０中には、素子基板１１と対向基板１２との間隔（セルギャップ）を保持するスペーサ２９が散布されている。
【００１７】
素子基板１１はガラスやプラスチック等の基板を基体としてなり、その液晶層５０側には、透明導電材料からなる画素電極１６や配向膜（図示略）等を含む液晶制御層２１が形成されている。素子基板１１の液晶層５０と反対側の面には、偏光板６ａが配設されている。
【００１８】
対向基板１２はガラスやプラスチック等の基板を基体としてなり、その液晶層５０側には、透明導電材料からなる対向電極１７や配向膜（図示略）等を含む液晶制御層２２が形成されている。対向基板１２の液晶層５０と反対側の面には、偏光板６ａと対を成す偏光板６ｂが配設されている。
また、対向基板１２と対向電極１７との間には、カラー表示を行うためのカラーフィルタ１８が形成されている。カラーフィルタ１８は、画素電極１６と平面視で重なる領域（画素領域）ごとに形成された赤色材層１８Ｒと、緑色材層１８Ｇと、青色材層１８Ｂとを周期的に配列した構造を備えている。各色の色材層の間には、遮光層ＢＭが形成されている。
【００１９】
また、素子基板１１は、平面視で対向基板１２よりも張り出した張出領域１１ａを有しており、かかる張出領域１１ａに実装端子領域が形成されている。具体的には、張出領域１１ａには、図示略の配線パターンが形成され、この配線パターンに対して、画素電極１６（あるいは画素電極１６に接続されたスイッチング素子）及び対向電極１７が、配線や導通材を介して電気的に接続されている。さらに、張出領域１１ａの配線パターンに対して、液晶パネル１０を電気的に駆動する液晶駆動用ＩＣ(電子部品)２０がＣＯＧ（Chip on Glass）実装されている。液晶駆動用ＩＣ２０の実装形態としては、ＣＯＧ実装以外にも、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）実装等の他の形態を採用することもできる。
【００２０】
液晶パネル１０は、パッシブマトリクス型、アクティブマトリクス型のいずれであってもよく、液晶の配向形態も、ＴＮ型、ＶＡＮ型、ＳＴＮ型、強誘電型、反強誘電型等の種々の公知の形態を採りうる。また、素子基板１１に反射膜を形成して反射型の液晶表示装置を構成してもよく、この反射膜に開口部やスリット等の透光部を形成して、半透過反射型の液晶表示装置を構成することもできる。
【００２１】
そして、液晶制御層２１、２２の具体的構成は、液晶パネル１０の形態に合わせて適宜変更される。例えば、パッシブマトリクス型の液晶パネル１０を構成する場合には、画素電極１６及び対向電極１７に代えて、互いに交差する方向に延在するストライプ電極がそれぞれ液晶制御層２１，２２に形成される。また、アクティブマトリクス型であれば、画素電極１６に対応してスイッチング素子が設けられ、対向電極１７は複数の画素電極１６と対向するストライプ状又は平面ベタ状（表示領域を覆う一様な平面形状）の共通電極とされる。
【００２２】
照明装置３０は、図１及び図２に示すように、ＬＥＤ光源である赤色発光素子３１Ｒと、緑色発光素子３１Ｇと、青色発光素子３１Ｂとを、回路基板３２上に周期的に配列して実装した構成を備えている。本実施形態の場合、図３上下方向に同一色の発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂがそれぞれ配列されており、図３左右方向には、発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂの発光素子列が周期的に配列されている。
【００２３】
照明装置３０は、赤色発光素子３１Ｒ、緑色発光素子３１Ｇ、及び青色発光素子３１Ｂからそれぞれ射出される赤色光、緑色光、及び青色光を、混色された白色光（又はそれぞれの色光のまま）の状態で、液晶パネル１０に照明光として射出する。液晶パネル１０は、供給された照明光を変調しつつ透過させることで、各画素において所定の色光を制御された輝度で射出する。これにより、液晶パネル１０の表示領域に画像が表示される。
【００２４】
光学部材３６は、照明装置３０から射出される照明光を散乱あるいは集光する機能を備えるものであり、必要に応じて設けられる部材である。光学部材３６の具体的構成としては、例えば、散乱板（散乱層）３３と、第１のプリズムシート３４と、第２のプリズムシート３５とを積層したものを挙げることができる。
【００２５】
なお、図２に示した発光素子の配列は一例に過ぎず、他の配列形態であってもよいのはもちろんである。例えば、赤色発光素子３１Ｒの列と、青色発光素子３１Ｂの列との間に配置された緑色発光素子３１Ｇの列を、赤色発光素子３１Ｒ及び青色発光素子３１Ｂの列に対して半ピッチずらして配置した配列とすることもできる。また、赤色発光素子３１Ｒと緑色発光素子３１Ｇと青色発光素子３１Ｂとが互いに等間隔に配置されたデルタ配列とすることもできる。
さらに、赤色発光素子３１Ｒと緑色発光素子３１Ｇと青色発光素子３１Ｂの設置個数の比率を異ならせてもよく、例えば、緑色発光素子３１Ｇを相対的に多く配置したベイヤ配列を採用することもできる。
【００２６】
ここで図３は、照明装置３０の放射強度分布を示すグラフである。図３に示すように、本実施形態の照明装置３０は、色光ごとに異なる放射強度分布を有している。具体的には、極角度が大きい領域において、青色光の放射強度が相対的に大きく、赤色光の放射強度が相対的に小さくなっている。
【００２７】
図３に示す放射強度分布を有する照明装置３０は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３１ａを備えた構成により実現することができる。図４（ａ）は発光素子３１ａの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００２８】
発光素子３１ａは、ＬＥＤチップ１３１ａと、ＬＥＤチップ１３１ａを封止する第１の封止材１３１ｂと、第１の封止材１３１ｂの表面に設けられた４つの第２の封止材１３１ｃとを有する。ＬＥＤチップ１３１ａは、赤、緑、青のいずれかの色光を放射する半導体素子であり、第１の封止材１３１ｂの底部に配置されている。第２の封止材１３１ｃは、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１３１ａの四方を取り囲むように配置されている。なお、封止材の材質はエポキシ樹脂、アクリル、シリコンまたは上記材料を組合わせた高分子材料等がある。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１３１ａから第１の封止材１３１ｂの頂部方向に放射された色光のうち、一部の光Ｌ１は第１の封止材１３１ｂの頂部とその近傍から射出され、他の一部の光Ｌ２は第１の封止材１３１ｂの表面に形成された第２の封止材１３１ｃに入射し、第２の封止材１３１ｃを透過して発光素子３１ａの外部に射出される。
【００３０】
このような構成の発光素子３１ａでは、第１及び第２の封止材１３１ｂ、１３１ｃの屈折率を調整することで、発光素子３１ａから射出される色光の放射強度分布を制御することが可能である。例えば、第２の封止材１３１ｃの屈折率を、第１の封止材１３１ｂの屈折率よりも小さくすると、第２の封止材１３１ｃに入射した光Ｌ２の進行方向をＬＥＤチップ１３１ａからの直進方向よりも外側に向けることができ、極角度の大きい領域における放射強度を高めることができる。したがって、上記構成の発光素子３１ａを、青色発光素子３１Ｂに用いることで、相対的に広い放射強度分布を有する青色光（Ｂ）を射出する発光素子とすることができ、図３に示した放射強度分布を実現することができる。
【００３１】
一方、極角度の大きい領域における放射強度を相対的に低くする場合には、第２の封止材１３１ｃを、第１の封止材１３１ｂよりも大きい屈折率を有する材料を用いて形成すればよい。このような構成とすることで、例えば、赤色光（Ｒ）に対応する赤色発光素子３１Ｒを発光素子３１ａを用いて実現することができる。
【００３２】
なお、照明装置３０を構成する複数色の発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂのすべてに図４（ａ）、（ｂ）に示す発光素子３１ａを用いる必要はなく、第２の封止材１３１ｃが形成されていない通常の発光素子と混在させてもよい。例えば、広い放射強度分布が必要な青色発光素子３１Ｂにのみ発光素子３１ａを用い、その他の赤色発光素子３１Ｒ及び緑色発光素子３１Ｇは通常構成の発光素子としてもよい。
【００３３】
また、図４（ａ）では、第２の封止材１３１ｃを第１の封止材１３１ｂ上の４箇所に点在させているが、かかる構成に限らず、第２の封止材１３１ｃの形成箇所を増減したり、第２の封止材１３１ｃをリング状に形成することもできる。これらの構成変更によって、各発光素子の放射強度分布を容易に調整することができる。
【００３４】
また、照明装置３０を構成する発光素子としては、図４（ｃ）に示す構成のものも適用できる。図４（ｃ）に示す発光素子３１ｂは、回路基板４５上に、赤色ＬＥＤチップ４１Ｒと、緑色ＬＥＤチップ４１Ｇと、青色ＬＥＤチップ４１Ｂとが実装され、これらの色光を混合して射出する白色ＬＥＤである。そして、ＬＥＤチップ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、それぞれ異なる封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂによって封止されている。封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの形状は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示した第１の封止材１３１ｂと同様とすることができ、またこれに限らず、放射角度分布の設計に応じて適宜変更することができる。
【００３５】
上記構成の発光素子３１ｂでは、各色のＬＥＤチップ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂが、それぞれ異なる封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを用いて封止されているので、封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの構造や屈折率を調整することで、色ごとに異なる放射強度分布を容易に得ることができる。
なお、図４（ｃ）では各色のチップに対応させて封止材４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを配置しているが、２つのＬＥＤチップに共通の封止材を設けてもよいのはもちろんである。また、白色ＬＥＤを構成する各色のＬＥＤチップは、赤、緑、青の組み合わせに限られるものではない。
【００３６】
また、図４（ｄ）に示す発光素子３１ｃも適用できる。発光素子３１ｃは、発光素子３１ａと同様に、第１の封止材１３１ｂと第２の封止材１３１ｃとを備えた構成であるが、第１の封止材１３１ｂの頂部が平坦面となっており、この平坦面状にドーム状の第２の封止材１３１ｃが設けられている。ＬＥＤチップ１３１ａと第２の封止材１３１ｃとは平面視で重なる位置に配置されている。
発光素子３１ｃでは、発光素子１３１ａの正面に配置された第２の封止材１３１ｃの形状や屈折率によって放射強度分布を調整することができる。例えば、第２の封止材１３１ｃを、第１の封止材１３１ｂの形成材料よりも大きい屈折率を有する材料を用いて形成することで、第２の封止材１３１ｃを透過して射出される光Ｌ２を外側に向けて射出させることができる。
【００３７】
上述した照明装置３０の放射強度分布は、液晶パネル１０の視角特性に基づいて、極角度が大きい領域における表示の色づきを補償するように設定される。例えば、液晶パネル１０の表示モード等が異なる場合には、その視角特性も異なったものとなるので、それぞれの視角特性に応じて照明装置３０の放射強度分布が設定される。
以下、ＶＡ（垂直配向）モードの液晶パネル１０を備える場合と、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の横電界モードの液晶パネル１０を備える場合とについてそれぞれ詳細に説明する。
【００３８】
［ＶＡモード］
図５は、ＶＡモードの液晶パネル１０における画素の概略構成を示す平面図である。
図５に示す液晶パネル１０は、ＭＶＡ（Multi-Domain Vertical Alignment）方式の液晶パネルである。液晶パネル１０の表示領域には、矩形状の画素電極１６と、平面視ジグザグ形状の複数の凸条部２１ａ、及び凸条部２２ａと、が形成されている。凸条部２１ａ、２２ａのうち、稜線を実線で示す凸条部２１ａは、素子基板１１の画素電極１６上に形成されている。一方、稜線を破線で示す凸条部２２ａは、液晶層５０を介して画素電極１６と対向する対向電極１７（図５には不図示）上に形成されている。
【００３９】
ここで、図６は、ＶＡモードの液晶パネル１０の視角特性を示すグラフである。図７は、図６の極角０°（１８０°）における明るさ（透過率）の分布を示す図である。
図６は、ＶＡモードの液晶パネル１０と、白色光を射出する照明装置とを用いて、液晶パネル１０を明表示したときの極角８０°における表示の色づきの分布を示すグラフである。具体的には、図６の分布において濃く示した領域に黄色の色づきが発生しており、特に方位角４５°、１３５°、２２５°、３１５゜の位置で色づきの程度が大きくなっている。表示が黄色く色づくのは、図７に示すように、液晶パネル１０の極角方向において、青色光の透過率の変化が特に大きくなっており、極角５０°（−５０°）の近傍で青色光の透過率が大きく落ち込むためである。
【００４０】
なお、図６及び図７に示す視角特性の測定に用いた照明装置は、従来から用いられている照明装置であり、青色光を蛍光体で変換した白色ＬＥＤ又は冷陰極管を光源に用いたものである。これらの光源では、単一の放射強度分布で光が放射されるため、白色光を構成する各色成分の放射強度分布も当然同一になる。
【００４１】
そして、本実施形態の液晶装置１００では、図６に示した液晶パネル１０の視角特性に合わせて照明装置３０の放射強度分布が設定されている。すなわち、図３に示したように、青色光の透過率が他の色光に比して低くなる極角度の大きい領域において、青色光の放射強度が他の色光の放射強度よりも大きくなるように設定される。これにより、液晶パネル１０から射出される表示光の各色光成分の明るさを揃えることができ、視角特性に起因する色づきを低減することができる。
【００４２】
さらに本実施形態の場合、図３に示したように、極角度の大きい領域において、緑色光の放射強度が赤色光の放射強度よりも高くなっている。これにより、図７に示した赤色光と緑色光の透過率の差異を補償することができ、より効果的に表示の色づきを抑えられるようになっている。
【００４３】
また、図６に示した視角特性は、液晶パネル１０を明表示したときのものであり、中間階調で表示を行った場合には、図８及び図９に示すように、各色光の透過率分布が変化する。図８は、明るい中間階調（グレー表示）、図９は、暗い中間階調（グレー表示）における明るさ（透過率）の分布を示す図である。
ＶＡモードの液晶パネル１０の場合、階調間で透過率分布のグラフ形状は変化するが、極角度が大きい領域で青色光の透過率が最も低く、赤色光の透過率が最も高くなる傾向は階調によらず同様である。したがって、図３に示した放射強度分布を有する照明装置３０を備えることで、幅広い階調において表示の色づきを低減することができる。
【００４４】
［横電界モード］
次に、図１０は、ＦＦＳ方式の横電界モードの液晶パネル１０における画素の概略構成を示す部分平面図である。図１０に示すように、液晶パネル１０の画素領域には、平面視ストライプ状の画素電極１６ｓと、画素電極１６ｓを内包する平面領域に形成された共通電極１６ｃと、が形成されている。画素電極１６ｓと共通電極１６ｃは、いずれも素子基板１１の液晶制御層２１に形成されており、両電極の間には絶縁層が形成されている。また、図１０には、偏光板６ａの透過軸６０ａと、偏光板６ｂの透過軸６０ｂとが矢印として示されている。
なお、図１０に示す画素構成の液晶パネル１０では、対向基板１２の対向電極１７は形成されていなくてもよい。
【００４５】
本例において、素子基板１１の液晶制御層２１に形成された配向膜と、対向基板１２の液晶制御層２２に形成された配向膜は、いずれも偏光板６ｂの透過軸６０ｂと平行な方向にラビング処理されている。したがって、液晶層５０を構成する液晶分子５１は、画素電極１６ｓに電圧を印加しない状態において、図示のように偏光板６ｂの透過軸６０ｂに沿って平行配向している。そして、画素電極１６ｓに電圧を印加すると、画素電極１６ｓと共通電極１６ｃとの間に形成される電界の強度に応じて図示の矢印方向に回転する。
【００４６】
図１１は、ＦＦＳ方式の液晶パネル１０の視角特性を示す図である。
ＦＦＳ方式の液晶パネル１０の場合、ＶＡモードの液晶パネルと異なり、表示の色づきが方位角によって異なった様相を呈する。具体的には、方位角０°〜９０°、及び１８０°〜２７０°の範囲（図１１の領域Ｃ）では、白表示が青っぽく（シアンに近い色に）色づいて見える。一方、方位角９０°〜１８０°、及び２７０°〜３６０°の範囲（図１１の領域Ｙ）では、白表示が黄色く色づいて見える。
【００４７】
すなわち、領域Ｃ（方位角０°〜９０°、１８０°〜２７０°）では、極角度が大きい領域での赤色光の透過率の低下が他の色光よりも大きく、領域Ｙ（方位角９０°〜１８０°、２７０°〜３６０°）では、極角度が大きい領域での青色光の透過率の低下が他の色光よりも大きい。
【００４８】
図１１に示す視角特性を有する液晶パネル１０と組み合わされる照明装置３０としては、各色光の放射強度分布が、方位角に応じて異なっている構成のものが用いられる。
具体的には、上記照明装置３０において、方位角４５°（２２４°）の方向における放射強度分布が、図１２（ａ）に示すように、極角度の大きい領域において、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の順で放射強度が低くなる分布として設定される。その一方で、方位角１３５°（３１５°）の方向における放射強度分布が、図１２（ｂ）に示すように、極角度の大きい領域において、青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）の順で放射強度が低くなる分布として設定される。
【００４９】
図１２に示す放射強度分布を有する照明装置３０についても、図４に示した発光素子３１ａを用いて実現することができる。発光素子３１ａでは、第１の封止材１３１ｂの表面に形成される第２の封止材１３１ｃの位置や形状を自在に調整できるため、例えば、青色光を射出する発光素子３１ａでは、液晶パネル１０の方位角１３５°と方位角３１５°に対応する位置に、それぞれ低屈折率の第２の封止材１３１ｃを形成し、赤色光を射出する発光素子３１ａでは、液晶パネル１０の方位角４５°と方位角２２５°に対応する位置に、それぞれ低屈折率の第２の封止材１３１ｃを形成した構成とすればよい。
【００５０】
以上に説明した実施の形態では、照明装置３０を構成する発光素子の構成によって各色光の放射強度分布を異ならせることとしたが、照明装置３０の液晶パネル１０側に設けられる光学部材３６によって照明装置３０の放射強度分布を制御してもよい。
【００５１】
例えば、図１３（ａ）に示すように、光学部材３６に含まれる散乱板３３として、照明装置３０の発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂごとに対応させて形状の異なるドーム状の散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを配置した構成とすれば、発光素子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂごとに異なる散乱角度分布を有する散乱板３３とすることが可能であり、これにより、例えば径の大きい散乱部材３３Ｂでは、より広い極角範囲に光を射出させることができ、色光ごとに異なる放射強度分布の照明光を液晶パネル１０に供給することができる。なお、散乱部材３３Ｒ、３３Ｂに付した点線の曲線は、散乱部材３３Ｇの形状を比較のために示したものであり、散乱部材３３Ｒ、３３Ｂは、いずれも散乱部材３３Ｇよりも大きい径で形成されている。散乱部材３３Ｒ、３３Ｂにおいて、光の射出範囲を広げたい方向のみを大きくしてもよい。
また、図示した散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの形状は一例である。
また例えば、図１３（ｂ）に示すように、光学部材３６に含まれる散乱板３３を、入射する光の波長に応じて異なる屈折率を有する散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂを有する構成とすることで、各色光ごとの射出角度を異ならせることができる。
図１３（ａ）、（ｂ）のいずれの構成を採用した場合にも、散乱部材３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂの形状又は屈折率を調整することで、図３や図１２に示した放射強度分布の照明光を作り出すことができ、垂直配向モードや横電界モードの液晶パネルに好適に組み合わせることができる。
【００５２】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器について説明する。
本発明の電子機器は、上述した液晶装置１００を表示部として有したものであり、具体的には図１４に示すものが挙げられる。図１４は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。
図１４において、薄型大画面テレビ１２００は、上記実施形態の液晶装置１００を用いた表示部１２０１と、薄型大画面テレビ本体（筐体）１２０２と、スピーカーなどの音声出力部１２０３とを備えている。
【００５３】
図１４に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置１００を備えた表示部１２０１を備えているので、表示部における視野角の違いによって発生する表示の色づきが抑制され、高品質の表示が得られる電子機器となっている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す断面図。
【図２】同、照明装置の概略構成を示す部分平面図。
【図３】照明装置の放射強度分布を示す図。
【図４】発光素子の構成を示す図。
【図５】ＶＡモードの液晶パネルの画素構成を示す図。
【図６】ＶＡモードの液晶パネルの視角特性を示す図。
【図７】ＶＡモードの液晶パネルの明るさの分布を示す図。
【図８】ＶＡモードの液晶パネルの中間階調における明るさの分布を示す図。
【図９】ＶＡモードの液晶パネルの中間階調における明るさの分布を示す図。
【図１０】ＦＦＳ方式の液晶パネルの画素構成を示す図。
【図１１】ＦＦＳ方式の液晶パネルの視角特性を示す図。
【図１２】ＦＦＳ方式の液晶パネルと組み合わされる照明装置の放射強度分布を示す図。
【図１３】散乱板の構成例を示す断面図。
【図１４】電子機器の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 液晶装置、１０ 液晶パネル、３０ 照明装置、３１ａ、３１ｂ 発光素子、３１Ｒ 赤色発光素子、３１Ｇ 緑色発光素子、３１Ｂ 青色発光素子、３３ 散乱板（散乱層）、３６ 光学部材、１３１ｂ 第１の封止材、１３１ｃ 第２の封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、
前記照明装置から射出される色光の放射強度分布が、前記液晶パネルにおける表示色ごとの視角特性を補償する分布であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、
前記液晶パネルにおける第１の表示色の明るさの分布が前記液晶パネルの第２の表示色の明るさの分布より広く、
前記照明装置から射出される前記第１の表示色に対応する色光の放射強度分布が、前記第２の表示色に対応する色光の放射強度分布よりも狭いことを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
前記液晶パネルが垂直配向モードの液晶パネルであり、
前記照明装置の放射強度分布が、極角度が大きくなるに従って、青色光の放射強度が他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記液晶パネルが横電界モードの液晶パネルであり、
前記照明装置の放射強度分布が、第１の方位角方向において極角度が大きくなるに従って青色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布であり、
前記第１の方位角と直交する第２の方位角方向において極角度が大きくなるに従って赤色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記照明装置が、白色ＬＥＤからなる光源を備えており、
前記白色ＬＥＤは、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、
前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において前記発光素子から射出される色光の成分毎に異なる複数の封止材を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記照明装置の前記液晶パネル側の面に光散乱層が設けられており、
前記光散乱層が、前記色光の放射強度分布を変化させる散乱分布を有することを特徴とする少なくとも２つの前記色光を互いに異なる角度分布で散乱させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記照明装置が、前記色光ごとに独立した複数の光源を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記照明装置が、複数の前記色光にそれぞれ対応するＬＥＤからなる光源を備えており、
前記ＬＥＤの放射強度分布が前記色ごとに異なることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤが、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、
前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において複数の異なる屈折率を有することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、
前記照明装置から射出される色光の放射強度分布が、前記液晶パネルにおける表示色ごとの視角特性を補償する分布であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルに照明光を供給する照明装置とを備えた液晶装置であって、
前記液晶パネルにおける第１の表示色の明るさの分布が前記液晶パネルの第２の表示色の明るさの分布より広く、
前記照明装置から射出される前記第１の表示色に対応する色光の放射強度分布が、前記第２の表示色に対応する色光の放射強度分布よりも狭いことを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
前記液晶パネルが垂直配向モードの液晶パネルであり、
前記照明装置の放射強度分布が、極角度が大きくなるに従って、青色光の放射強度が他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記液晶パネルが横電界モードの液晶パネルであり、
前記照明装置の放射強度分布が、第１の方位角方向において極角度が大きくなるに従って青色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布であり、
前記第１の方位角と直交する第２の方位角方向において極角度が大きくなるに従って赤色光の放射強度が、他の前記色光の放射強度よりも大きくなる分布である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記照明装置が、白色ＬＥＤからなる光源を備えており、
前記白色ＬＥＤは、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、
前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において前記発光素子から射出される色光の成分毎に異なる複数の封止材を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記照明装置の前記液晶パネル側の面に光散乱層が設けられており、
前記光散乱層が、前記色光の放射強度分布を変化させる散乱分布を有することを特徴とする少なくとも２つの前記色光を互いに異なる角度分布で散乱させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記照明装置が、前記色光ごとに独立した複数の光源を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記照明装置が、複数の前記色光にそれぞれ対応するＬＥＤからなる光源を備えており、
前記ＬＥＤの放射強度分布が前記色ごとに異なることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤが、発光素子と、前記発光素子を封止する封止材とを有しており、
前記封止材が、前記発光素子を中心とする極角方向において複数の異なる屈折率を有することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【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】
【公開番号】特開２００９−２１０６７３（Ｐ２００９−２１０６７３Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１６７８（Ｐ２００８−５１６７８）
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
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