WO2010087047A1 - 液晶表示パネル - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a liquid crystal display panel. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display panel in which one pixel is divided into a plurality of regions having different alignment directions of liquid crystal molecules.
- a liquid crystal display panel is a display device that can be driven with low power consumption, and can be easily reduced in weight and thickness. Therefore, the liquid crystal display panel is widely used in monitors for televisions, mobile phones, personal computers, and the like.
- a liquid crystal display panel is a non-self-luminous display panel, and usually controls the orientation of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer arranged so as to be sandwiched between a pair of substrates. The display is controlled by adjusting the amount of light supplied from the light.
- the transmittance of light transmitted through the liquid crystal display panel varies depending on the viewing angle. Has characteristics. Therefore, in general, the liquid crystal display panel has been required to be improved in view of insufficient viewing angle characteristics.
- an alignment division technique has been developed in which the direction of tilt of liquid crystal molecules is divided into a plurality of regions within a picture element.
- the liquid crystal display panel that has been subjected to the alignment division process, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules tilt in a plurality of directions different from each other, thereby improving the viewing angle characteristics. Is done.
- Each region divided into a plurality of regions so that the liquid crystal molecules have different inclination directions is also referred to as a domain, and the entire region subjected to the alignment division process is also referred to as a multi-domain.
- the liquid crystal display panel is usually provided with three color filters of red (R), green (G), and blue (B), and the color filters of each color are assigned to each pixel electrode. Thereby, the liquid crystal display panel can perform color display.
- a device such as adjusting the thickness of the liquid crystal layer in accordance with the wavelength of the display color assigned to each picture element may be performed (for example, Patent Documents). 1).
- Patent Document 2 discloses an example in which the magnitude of the phase difference is adjusted by changing the thickness of the liquid crystal layer for each color region.
- the present inventors have observed a liquid crystal display panel subjected to alignment division, particularly when the orientation direction of liquid crystal molecules is viewed from a direction perpendicular to the display surface of the liquid crystal display panel (hereinafter also referred to as a front direction). Further, each is divided into four oblique directions that are symmetrical to each other, and further, obliquely to the substrate surface when viewed from a direction perpendicular to the cross section of the liquid crystal display panel (hereinafter also referred to as the cross sectional direction).
- liquid crystal display panels that have been subjected to alignment division (hereinafter also referred to as four-domain alignment division) treatment so as to be symmetric with respect to each other are studied, and the liquid crystal display panel is observed obliquely when viewed from the front. We paid attention to the change in display quality from the time when it was observed.
- alignment division hereinafter also referred to as four-domain alignment division
- the liquid crystal display panel having the liquid crystal layer of the 4-domain alignment division when the observer views the liquid crystal display panel from an oblique direction, the influence of the average characteristic of each liquid crystal molecule aligned in a plurality of directions is observed. Therefore, there is no significant difference in how the display is seen from any direction. For example, the problem of gradation inversion can be solved, but the gradation -We have found that there is still room for improvement with respect to changes in the ⁇ characteristics, which are luminance characteristics, and the problem of changes in chromaticity.
- An object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel.
- the inventors of the present invention have studied various changes in ⁇ characteristics and changes in chromaticity when the viewing angle of the liquid crystal display panel is changed from the front direction to the oblique direction.
- the orientation direction of the liquid crystal molecules is tilted in an oblique direction. Therefore, the liquid crystal display panel is effective when viewed from the front and when viewed from the oblique direction. It is found that the phase difference (retardation) has changed and that the ⁇ value (tone value) has changed, and that the floors are different from each other when viewed from the front and oblique directions.
- the ratio of the tone X (red), the gradation Y (green), and the gradation Z (blue) causes a large deviation in the difference in gradation values between the colors due to such a change in ⁇ characteristics. And found that there was a change in chromaticity. .
- the inventors of the present invention have made further studies, and in order to solve this problem, when the liquid crystal display panel is viewed from the front, the liquid crystal molecules are aligned in either the vertical direction or the horizontal direction, and When the liquid crystal display panel is viewed from the cross-sectional direction, the alignment division (hereinafter also referred to as two-domain alignment division) treatment is performed so that the liquid crystal molecules are aligned obliquely to the substrate surface and symmetrical to each other.
- the thickness of the liquid crystal layer is made different in regions corresponding to the colors red, green, and blue to compensate for the deviation in the ratio of the gradation X, gradation Y, and gradation Z.
- the present invention provides a liquid crystal display panel including at least one of a pair of substrates having a plurality of pixel electrodes including red, green, and blue pixel electrodes, and a liquid crystal layer disposed between the pair of substrates.
- the liquid crystal layer is divided into a first region and a second region in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are different from each other for each pixel, and the liquid crystal layer is positioned in the first region and the second region.
- Each of the liquid crystal molecules is oriented in either the up-down direction or the left-right direction when the pair of substrates is viewed from the front direction when a voltage equal to or higher than a threshold is applied.
- At least one of the liquid crystal display panels of the present invention includes a pair of substrates having a plurality of pixel electrodes including red, green and blue pixel electrodes, and a liquid crystal layer disposed between the pair of substrates.
- the “picture element electrode” is an electrode arranged corresponding to one of the colors used for display.
- the “red picture element electrode” is superimposed on a red color filter.
- the pixel electrode arranged at the position is mentioned, and the “green pixel electrode” is exemplified by the pixel electrode arranged at the position overlapping the green color filter, and the “blue picture element electrode” is exemplified as And pixel electrodes arranged at positions overlapping with the blue color filter.
- the region delimited by the pixel electrode is also referred to as “picture element”.
- picture element By providing a plurality of picture elements in the liquid crystal display panel, high-definition display is possible.
- a pixel electrode is provided on one of the pair of substrates, and a common electrode formed entirely on the other one of the pair of substrates without distinction of the pixels is provided. A certain amount of voltage can be applied to the liquid crystal layer.
- a desired display color is realized by adjusting the mixing ratio of the colors provided by the three picture elements of red, green and blue.
- red means a wavelength component having a dominant wavelength in the range of 650 to 780 nm
- green means a wavelength component having a dominant wavelength in the range of 510 to 570 nm
- Me ans a wavelength component having a dominant wavelength in the range of 470 to 510 nm.
- the liquid crystal layer is divided for each picture element into a first region and a second region in which the inclination directions of the liquid crystal molecules are different from each other.
- the liquid crystal display panel of the present invention has been subjected to a two-domain alignment division process, and the liquid crystal layer has two types of regions, a first region and a second region, in which the directions of inclination of liquid crystal molecules are different from each other. It is divided into For example, (1) a bank-like protrusion having a certain length convex toward the liquid crystal layer made of a dielectric material with respect to the surface of the pair of substrates contacting the liquid crystal layer.
- Both the liquid crystal molecules located in the first region and the second region are either in the vertical direction or the horizontal direction when the pair of substrates are viewed from the front direction when a voltage higher than a threshold is applied.
- the pair of substrates are viewed from the cross-sectional direction, they are oriented obliquely with respect to the substrate surface and symmetrical to each other.
- the liquid crystal display panel of the present invention is subjected to the two-domain alignment division process. For example, when the two-domain alignment division in which the major axis directions of the liquid crystal molecules are aligned in the vertical direction is performed.
- the viewing angle is changed to the left or right diagonal direction, it is possible to recognize a display having the same ⁇ characteristics as when viewed from the front direction, and the viewing angle characteristics in the horizontal direction are improved.
- the two-domain alignment division is performed in which the major axis direction of the liquid crystal molecules is aligned in the left-right direction, even when the viewing angle is changed to the upper or lower diagonal direction, it is the same as when viewed from the front direction.
- the display having the ⁇ characteristic can be recognized, and the viewing angle characteristic in the vertical direction is improved.
- the vertical direction refers to the upward and downward directions based on the viewpoint from the observer in the standard usage mode
- the horizontal direction refers to the viewpoint from the observer in the standard usage mode. Refers to the left and right directions with reference to.
- the thickness of the liquid crystal layer is smaller in the region corresponding to the blue pixel electrode than in the region corresponding to the green and red pixel electrodes.
- the transmittance of light transmitted through the liquid crystal molecules varies depending on the wavelength component due to the refractive index anisotropy ( ⁇ n) of the liquid crystal molecules, so that the intensity of each color varies. Such a difference in transmittance is greater when the liquid crystal layer is viewed from an oblique direction than when viewed from the front direction.
- the thickness of the liquid crystal layer is different between the areas corresponding to the color filters of the respective colors, thereby adjusting the phase difference imparted by the liquid crystal layer and viewing from the front direction.
- ⁇ n indicating the refractive index anisotropy of liquid crystal molecules usually indicates a value in the vicinity of the green wavelength, but actually, the value of ⁇ n at the blue wavelength is a red wavelength rather than the value of ⁇ n at the green wavelength. Is larger than the value of ⁇ n. Therefore, in the present invention, the liquid crystal layer thickness is made smaller in the region corresponding to the blue pixel electrode than in the region corresponding to the green and red pixel electrodes. This makes it possible to suppress changes in chromaticity. Such a chromaticity change suppressing effect can be obtained only after the two-domain alignment division process has been performed.
- the configuration of the liquid crystal display panel of the present invention may or may not include other components as long as such components are included as essential components.
- optical members such as a retardation plate and a polarizing plate may be attached.
- peripheral circuits such as a backlight and a driver to the liquid crystal display panel of the present invention, a liquid crystal display device used for a television, a mobile phone, a personal computer monitor, or the like can be manufactured. .
- liquid crystal display panel of the present invention A preferred embodiment of the liquid crystal display panel of the present invention will be described in detail below.
- the thickness of the liquid crystal layer is preferably smaller in the region corresponding to the green pixel electrode than in the region corresponding to the red pixel electrode.
- ⁇ n indicating the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules described above is larger at the value of ⁇ n at the green wavelength than at ⁇ n at the red wavelength. Therefore, by reducing the liquid crystal layer thickness in the region corresponding to the green pixel electrode than in the region corresponding to the red pixel electrode, it is possible to effectively fill the difference in transmittance difference between the colors. It is possible to obtain a greater effect of suppressing the change in chromaticity.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned in the vertical direction when the pair of substrates are viewed from the front direction, and the shape of the pixel electrode is preferably longer in the horizontal direction than in the vertical direction.
- the viewing angle characteristics in the horizontal direction can be improved.
- the transmittance in the region near the edge (edge) in the vertical direction (vertical direction) of the pixel electrode is longer. Can be prevented from occurring.
- Such a loss of transmittance is caused by disorder of alignment of liquid crystal molecules.
- the pixel electrode is divided at the boundary line in the left-right direction. In this case, alignment disorder is likely to occur at the vertical edge of the pixel electrode.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned in the left-right direction when the pair of substrates are viewed from the front direction, and the shape of the pixel electrode is preferably longer in the vertical direction than in the left-right direction.
- the viewing angle characteristics in the vertical direction can be improved.
- the pixel electrode is divided into two domains with the vertical boundary line as a boundary when the liquid crystal display panel is viewed from the front direction.
- the alignment disorder is liable to occur on the sides (edges) in the left-right direction (lateral direction). Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the loss of transmittance in the region near the edge in the horizontal direction of the pixel electrode, compared to the case where the pixel electrode is designed to be longer in the horizontal direction than in the vertical direction. it can.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned vertically when the pair of substrates are viewed from the front direction, and the liquid crystal display panel blocks light incident from an oblique direction with respect to the substrate surface.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned in the left-right direction when the pair of substrates are viewed from the front direction, and the liquid crystal display panel receives light incident from an oblique direction with respect to the substrate surface. It is preferable to provide a diffusion sheet that blocks light incident from the direction perpendicular to the substrate surface in the left-right direction.
- the improvement of the ⁇ shift characteristic in the horizontal direction or the vertical direction and the improvement of the change in chromaticity are achieved by the above-described liquid crystal display panel according to the present invention.
- Direction or horizontal direction the effect of improving the ⁇ shift characteristic and the change in chromaticity can be obtained, and a good display in all directions can be obtained.
- the “vertical direction” here is not limited to 0 ° when the angle in front of the liquid crystal display panel (completely vertical) is 0 °, and is generally about 0 ° to 20 °. Is included.
- the “oblique direction” means an angle other than the vertical direction and the horizontal direction.
- the two-domain alignment division is used to perform the vertical or horizontal direction.
- the diffusion sheet having the above light guide characteristics to improve the remaining left and right direction or up and down direction.
- problems such as generation of image blur, generation of moire (striped pattern), increase in cost due to increase in members, and decrease in mass productivity are associated with them.
- the thickness of the liquid crystal layer is such that the value of the liquid crystal layer thickness d (B) in the region corresponding to the blue pixel electrode / the liquid crystal layer thickness d (G) in the region corresponding to the green pixel electrode is 0.7 to 0. .9 is preferably satisfied.
- the change ⁇ u of u′v ′ based on the Lu′v ′ color matching function of CIE 1976 is set by setting the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color of blue and green within such a numerical range.
- the value of the liquid crystal layer thickness d (B) in the region corresponding to the blue pixel electrode / the liquid crystal layer thickness d (R) in the region corresponding to the red pixel electrode is 0.7 to 0. .9 is preferably satisfied.
- the change ⁇ u of u′v ′ based on the Lu′v ′ color matching function of CIE 1976 is set by setting the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color of blue and red within such a numerical range.
- the thickness of the liquid crystal layer corresponds to the liquid crystal layer thickness d (B) corresponding to the blue pixel electrode: the liquid crystal layer thickness d (G) corresponding to the green pixel electrode: corresponding to the red pixel electrode.
- the value of the liquid crystal layer thickness d (R) in the region to be applied is 0.7 to 0.9: 1: (“0.3 * d (B) +0.82” to “0.3 * d (B) +0. 86 "). More preferably, it is 0.7 to 0.9: 1: “0.3 * d (B) +0.84”.
- the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color of blue, green, and red is set to such a numerical range so that u′v ′ based on the Lu′v ′ color matching function of CIE 1976 can be obtained.
- the average value of the change ⁇ u′v ′ is 0.02 or less, when viewed from the front direction when viewed from the direction of 45 ° to the left and 45 ° to the right of the front direction. Compared with, almost no change in chromaticity is recognized.
- liquid crystal display panel of the present invention since the two-domain alignment is performed and the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color of red, green, and blue is adjusted, even when viewed from an oblique direction, It is possible to obtain a liquid crystal display panel in which tone reversal is not caused and changes in ⁇ characteristics and chromaticity are suppressed.
- FIG. 3 is a schematic plan view showing a shape per picture element electrode included in the liquid crystal display panel of Embodiment 1.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel of Embodiment 1, showing a cut surface including three picture elements of red (R), green (G), and blue (B).
- FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of the liquid crystal display panel of Embodiment 1. It is a cross-sectional schematic diagram of the liquid crystal display panel of Embodiment 2, and shows the cut surface containing three picture elements of red (R), green (G), and blue (B). It is a plane schematic diagram which shows the shape per pixel electrode with which the liquid crystal display panel of Embodiment 3 is provided.
- FIG. 6 is a schematic plan view showing a shape per pixel electrode included in the liquid crystal display panel of Embodiment 4. It is a cross-sectional schematic diagram of the liquid crystal display panel of Embodiment 4, and shows the cut surface containing three picture elements of red (R), green (G), and blue (B).
- FIG. 10 is a schematic plan view showing a shape per picture element electrode included in the liquid crystal display panel of Embodiment 5.
- FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a shape per picture element electrode included in the liquid crystal display panel of Embodiment 6.
- the relative relationship between the X, Y, and Z tone values of Example 1 when viewed from the front direction and when viewed from an oblique direction (a direction inclined 45 ° left or right with respect to the front direction). It is a graph to show. 4 is a graph showing a value of change in chromaticity of each color based on a Macbeth chart of Example 1 and an average value thereof.
- the relative relationship between the X, Y, and Z tone values of Example 1 when viewed from the front direction and when viewed from an oblique direction (a direction inclined 45 ° upward or downward with respect to the front direction). It is a graph to show.
- Example 2 Regarding the gradation values of X, Y and Z in Example 2, the relative relationship between when viewed from the front direction and when viewed from an oblique direction (a direction inclined 45 ° to the left or right with respect to the front direction). It is a graph to show. It is a graph which shows the value of the variation
- Example 4 is a graph showing a relative relationship between a ratio of a liquid crystal layer thickness between colors and an average value of ⁇ u′v ′ of each color based on a Macbeth chart in Example 1.
- the liquid crystal layer in the region corresponding to the green pixel electrode with respect to the liquid crystal layer thickness in the region corresponding to the red pixel electrode when the liquid crystal layer thickness in the region corresponding to the blue pixel electrode in Example 5 is fixed It is a graph which shows the relative relationship between ratio of thickness and the average value of (DELTA) u'v 'of each color based on a Macbeth chart. It is a graph which shows the result when the optimal value of d (R) / d (G) is plotted with respect to the value of d (B) / d (G) and an approximate curve is created.
- FIG. 1 is a schematic plan view showing a shape per picture element electrode included in the liquid crystal display panel of Embodiment 1.
- FIG. 1 also shows the alignment orientation of liquid crystal molecules when the liquid crystal display panel is viewed from the front.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel of Embodiment 1, and shows a cut surface including three picture elements of red (R), green (G), and blue (B). 1 and 2 each show a state when a voltage equal to or higher than a threshold is applied to the liquid crystal layer.
- the liquid crystal display panel of Embodiment 1 includes a pair of substrates 10, 20 composed of an active matrix substrate 10 and a color filter substrate 20, and a liquid crystal disposed between the pair of substrates 10, 20.
- Layer 50 the active matrix substrate 10 includes a polarizing plate 14, a support substrate 13 made of glass or the like, various wirings formed on the support substrate 13, a semiconductor element, a conductive member such as the pixel electrode 11, and the like.
- An alignment film is included so as to be laminated toward the liquid crystal layer 50.
- the color filter substrate 20 includes a polarizing plate 24, a support substrate 23 made of glass or the like, a color filter 22, a common electrode 21, and an alignment film that are stacked toward the liquid crystal layer 50.
- the color filter 22 includes a red color filter 22R, a green color filter 22G, and a blue color filter 22B.
- the active matrix substrate 10 has a long side in the horizontal direction (the same direction as the left-right direction) as shown in FIG.
- a plurality of rectangular pixel electrodes 11 having short sides in the same direction as the vertical direction are arranged in a row in the vertical direction and the horizontal direction, and constitute a matrix pattern as a whole.
- An area delimited by one picture element electrode 11 is an area corresponding to one picture element.
- the plurality of picture element electrodes 11 included in the liquid crystal display panel of the first embodiment include a red picture element electrode 11R, a green picture element electrode 11G, and a blue picture element electrode 11B.
- the pixel electrodes 11 of the respective colors are arranged at positions that overlap the color filters 22 of the respective colors.
- the red picture element electrode 11R is arranged so as to overlap with the red color filter 22R, and controls the red display.
- the green picture element electrode 11G is arranged so as to overlap with the green color filter 22G, and controls the green display.
- the blue picture element electrode 11B is arranged so as to overlap with the blue color filter 22B, and controls the blue display.
- the material of the picture element electrode 11 is preferably translucent, for example, a metal oxide film such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide). Preferably used.
- a bank-like protrusion (hereinafter also referred to as a rib) 21 made of a dielectric material extends across the center of the pixel electrode 11. It is arranged so as to cross in the direction. As shown in FIG. 2, the rib 21 is provided on the color filter substrate 20. A region corresponding to one pixel electrode 11 of the liquid crystal layer 50 is divided into two regions of a first region 71 and a second region 72 by the rib 21 and the outer periphery (edge) of the pixel electrode 11.
- the rib 21 is made of an organic resin material having insulating properties, and a group of liquid crystal molecules 31 adjacent to the rib 21 can be inclined toward the rib 21.
- each liquid crystal molecule 51 is aligned with one end of the liquid crystal molecules 51 toward the rib 21.
- the liquid crystal molecules 51 are aligned such that their long axes are aligned vertically and parallel to each other when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the front direction.
- each liquid crystal molecule 51 has a divided region in an oblique direction with respect to the pair of substrates 10 and 20 when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the cross-sectional direction. They are oriented symmetrically with respect to the boundary line.
- the cross-sectional shape of the rib 21 is not limited to a triangle as shown in FIG. 2, and examples thereof include a rectangle, a trapezoid, and a mountain shape that draws a parabola.
- the rib 21 can be formed by, for example, applying a resin material on the entire common electrode 25 by a spin coating method and then patterning the resin material into a desired shape by a photolithography method. Examples of the material of the rib 21 include a phenol novolac material.
- the liquid crystal layer 50 is subjected to the two-domain alignment division processing by the ribs 21, and is divided by the ribs 21, that is, the left or right direction when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the front. Even when the observer tilts the viewing angle, display characteristics equivalent to those in the front direction can be obtained.
- the broken-line circle described at one end of the liquid crystal molecule 51 indicates that the liquid crystal molecule 51 is an end located on the side closer to the observer. .
- the color filter 22 includes a color filter including three primary colors of red, green, and blue, and is designed so that one picture element corresponds to one color filter 22. Thereby, the color display is controlled for each picture element, and a good color display can be obtained. Further, a black matrix formed using a black resin or the like may be disposed between the color filters 22 of each color, and color mixing and light leakage that occur between the color filters 22 can be prevented.
- the color filter 22 is designed so that the film thickness differs for each color.
- the green color filter 22G and the red color filter 22R have substantially the same film thickness
- the blue color filter 22B has a film thickness of the green color filter 22G and the red color filter 22R. Greater than thickness.
- the liquid crystal layer 50 has different thicknesses in the regions overlapping the pixel electrodes 11 of the respective colors and the color filters 22 of the respective colors.
- the thickness of the liquid crystal layer 50 is substantially the same in the region corresponding to the red pixel electrode 11R and the region corresponding to the green pixel electrode 11G, and the blue pixel electrode 11B. Is smaller than any of the region corresponding to the red pixel electrode 11R and the region corresponding to the green pixel electrode 11G.
- the liquid crystal corresponding to the red pixel electrode 11R Since the magnitude of the retardation imparted to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 depends on the thickness of the liquid crystal layer 50, according to the configuration of the first embodiment, the liquid crystal corresponding to the red pixel electrode 11R.
- the phase difference imparted to the light transmitted through the layer 50 is substantially the same as the phase difference imparted to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the green pixel electrode 11G, and the blue picture
- the phase difference given to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the elementary electrode 11B is the phase difference given to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the red picture element electrode 11R, and the green It becomes smaller than any of the phase differences given to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the pixel electrode 11G.
- the two-domain alignment division is performed to suppress the change in the ⁇ characteristics, and the phase difference given according to the thickness of the liquid crystal layer 50 is appropriately adjusted for each color. Therefore, the difference in transmittance of each color based on the wavelength dependence of the liquid crystal molecules 51 can be made closer when viewed from the front direction and when viewed from the oblique direction (left or right direction). A change in chromaticity when viewed from an oblique direction (left or right direction) can be greatly suppressed.
- the thickness of the region corresponding to each color of the liquid crystal layer 50 is adjusted by the thickness of the color filter 22, but is not the thickness of the color filter 22, for example, a transparent resin layer other than the color filter 22, or the like. Further, the adjustment can be performed by a method using the color filter, a method using a thickness adjustment of the color filter 22 and a transparent resin layer or the like. Further, not only the form in which the thickness of the liquid crystal layer 50 is adjusted on the color filter substrate 20 side, but also a form in which the thickness of the liquid crystal layer is adjusted on the active matrix substrate 10 side may be used.
- a transparent resin layer such as an interlayer insulating film is disposed on the active matrix substrate 10 side with a thickness corresponding to the color of the pixel, and the color filter 22 itself is disposed on the active matrix substrate 10 side.
- positioning etc. are mentioned.
- the common electrode 25 is an electrode formed on the entire color filter 22 regardless of the boundary of each color of the color filter 22.
- the common electrode 25 is arranged so as to sandwich the liquid crystal layer 50 together with the pixel electrode 11, thereby liquid crystal. It is an electrode that makes it possible to apply a constant voltage in the layer 50.
- the material of the common electrode 25 the same material as the pixel electrode 11 is used.
- the liquid crystal layer 50 is filled with a liquid crystal material having a characteristic of aligning in a specific direction when a voltage equal to or higher than a threshold is applied.
- a liquid crystal material of the liquid crystal layer 50 it is preferable to use a nematic liquid crystal material having negative dielectric anisotropy when using the above-described ribs and slits of pixel electrodes described later.
- a nematic liquid crystal material having negative dielectric anisotropy is oriented in a direction perpendicular to the substrate surface when a voltage lower than the threshold voltage is applied, and a voltage higher than the threshold voltage is applied.
- the liquid crystal material is aligned in a direction horizontal to the substrate surface, whereby the liquid crystal display panel of Embodiment 1 is arranged in a vertical alignment (VA) mode, particularly a multi-domain vertical alignment mode (MVA: Multi -domain (Vertical Alignment).
- VA vertical alignment
- MVA Multi-domain vertical alignment mode
- the alignment film disposed on the surface in contact with the liquid crystal layer 50 of the pair of substrates 10 and 20 is a pair of substrates with respect to the liquid crystal molecules adjacent to the alignment film.
- a vertical alignment film which gives an inclination angle in a direction perpendicular to the 10th and 20th planes is preferable.
- the material used for the liquid crystal layer in the first embodiment is not limited to the material used for the VA or MVA mode. For example, a twisted nematic (TN) mode or a birefringence control (ECB) mode is used. The material used is not particularly limited.
- a polarizing film that transmits only polarized light that vibrates in a certain direction (polarization axis direction) from natural light What contains the protective film bonded together on both surfaces or one side of this polarizing film, and protecting a polarizing film can be used.
- a film obtained by adsorbing an iodine complex or a dichroic dye on a polyvinyl alcohol (PVA: Poly Vinyl Alcohol) film can be used.
- PVA Poly Vinyl Alcohol
- the protective film TAC (Tri Acetyl Cellulose: triacetyl) is used.
- a cellulose) film or the like can be used.
- a retardation film such as a ⁇ / 4 plate or a ⁇ / 2 plate may be attached to the polarizing plate as necessary.
- the polarizing axes provided in each of the polarizing plate 14 and the polarizing plate 24 are adjusted in directions orthogonal to each other, so that when a VA or MVA mode alignment method is used, a normally black display method is obtained. be able to.
- FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of the liquid crystal display panel of the first embodiment.
- a plurality of wirings are formed around the pixel electrode 11 so as to surround the pixel electrode 11.
- the gate signal line 62 is formed in the horizontal direction
- the gate signal line 62 is formed in the vertical direction.
- a source signal line 63 is arranged.
- a thin film transistor (TFT) 64 is arranged as a switching element at the intersection of the gate signal line 62 and the source signal line 63, and the source signal is applied to the pixel electrode 11 by the gate voltage applied to the gate signal line 62. The timing of writing is controlled.
- TFT thin film transistor
- the TFT 64 is a three-terminal field effect transistor, and has three electrodes of a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode in addition to the semiconductor layer.
- the pixel electrode 11, the gate signal line 62, and the source signal line 63 can be prevented from being electrically connected by being arranged in different layers with an insulating film interposed therebetween.
- the active matrix substrate 10 may further include an auxiliary capacitance wiring for holding the signal voltage written in the pixel electrode 11.
- Materials for the gate signal line 62, the source signal line 63, the auxiliary capacitance wiring, and the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode of the TFT 64 are aluminum (Al), silver (Ag), tantalum nitride (TaN), and titanium nitride. It is preferable to use a metal having a low resistance and a high melting point, such as (TiN) or molybdenum nitride (MoN), from the viewpoint of conductivity and reliability.
- each liquid crystal molecule 51 is aligned and divided by the rib 21 extending in the left-right direction (lateral direction) and the edge of the pixel electrode 11, and thus overlaps with the pixel electrode 11.
- the liquid crystal molecules located in the region overlapping with the left and right ends of the pixel electrode 11 are likely to be disturbed in alignment, and the transmittance is lost in this region.
- the liquid crystal display panel of Embodiment 1 since the pixel electrode 11 is designed to be longer in the horizontal direction than in the vertical direction, the liquid crystal molecules 51 are aligned in the vertical direction.
- the alignment disorder generated at the end of the pixel electrodes 11 is compared with the case where the pixel electrodes 11 are designed to be longer in the vertical direction than in the horizontal direction. It is possible to suppress the loss of transmittance due to.
- the gate signal transmitted through the gate signal line 62 is adjusted so that it is driven at a speed three times that when the red, green and blue pixel electrodes 11 are arranged in parallel in the horizontal direction. It is preferable to reduce the number of source signal lines 63 to 1/3 of the number of source signal lines 63 when the red, green, and blue pixel electrodes 11 are arranged in parallel in the horizontal direction.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel of Embodiment 2, showing a cut surface including three picture elements of red (R), green (G), and blue (B).
- the film thickness of the green color filter 22G is larger than the film thickness of the red color filter 22R
- the film thickness of the blue color filter 22B is larger than the film thickness of the green color filter 22G.
- it is the same as the liquid crystal display panel of the first embodiment except for that.
- the thickness of the green color filter 22G is designed to be greater than the thickness of the red color filter 22R
- the thickness of the blue color filter 22B is designed to be greater than the thickness of the green color filter 22G.
- the thickness of the liquid crystal layer 50 is smaller in the region corresponding to the green pixel electrode 11G than in the region corresponding to the red pixel electrode 11R, and is smaller than the region corresponding to the green pixel electrode 11G. It is small in the area corresponding to the blue picture element electrode 11B.
- the phase difference imparted to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the green pixel electrode 11G is equivalent to the light imparted to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the red pixel electrode 11R.
- the phase difference which is smaller than the phase difference and is given to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the blue pixel electrode 11B is given to the light transmitted through the liquid crystal layer 50 corresponding to the green pixel electrode 11G. Smaller than the phase difference.
- the thickness of the liquid crystal layer at the blue wavelength is set to the thickness of the liquid crystal layer at the green wavelength.
- the thickness of the liquid crystal layer at the green wavelength is designed to be smaller than the thickness of the liquid crystal layer at the red wavelength, so that the difference in transmittance between these colors is as large as viewed from the front.
- the difference between the size when viewed from the diagonal direction can be reduced, and the color when viewed from the front direction and when viewed from the diagonal direction (left or right direction) compared to the first embodiment. The change in the degree can be suppressed.
- FIG. 5 is a schematic plan view showing the shape of one pixel electrode provided in the liquid crystal display panel of Embodiment 3.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel of Embodiment 3, showing a cut surface including three picture elements of red (R), green (G), and blue (B).
- the liquid crystal display panel of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, except that a slit provided in a common electrode instead of a rib is used as means for dividing the two domains.
- the alignment division in the liquid crystal display panel of Embodiment 1 is not limited to the method using ribs, and may be slits 26 provided in the common electrode 25.
- the region corresponding to one pixel electrode 11 of the liquid crystal layer 50 is divided into two regions of the first region 71 and the second region 72 by the slit 26 and the outer periphery (edge) of the pixel electrode 11. It is divided into.
- each liquid crystal molecule 51 is aligned toward the slit 26 provided in the common electrode 25. As a result, as shown in FIG.
- the liquid crystal molecules 51 are aligned such that the major axes thereof are vertically aligned and parallel to each other when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the front direction. .
- each liquid crystal molecule 51 is formed in an oblique direction with respect to the pair of substrates 10 and 20 and in a divided region when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the cross-sectional direction. They are oriented symmetrically with respect to the boundary line.
- the viewing angle is changed between when viewed from the front direction and when viewed from the oblique direction (left or right direction). It is possible to suppress changes in ⁇ characteristics that sometimes occur.
- the viewing angle characteristics can be further improved by designing the thickness of the liquid crystal layer at the green wavelength to be smaller than the thickness of the liquid crystal layer at the red wavelength.
- FIG. 7 is a schematic plan view showing a shape per picture element electrode included in the liquid crystal display panel of the fourth embodiment.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display panel of Embodiment 4, showing a cut surface including three picture elements of red (R), green (G), and blue (B).
- the two-domain alignment division is not an alignment division using only one of the ribs and slits, but an alignment division using both the ribs and slits provided in the pixel electrodes.
- the rest is the same as the first embodiment.
- the ribs 21 and the slits 12 are parallel to each other and in such a manner as to cross the pixel electrodes 11 in the horizontal direction so as to equally divide the pixel electrodes 11. Is formed.
- region corresponding to one pixel electrode 11 of the liquid crystal layer 50 by the rib 21, the slit 12, and the outer periphery (edge) of the pixel electrode 11 is the 1st area
- the tilt direction of the liquid crystal molecules 51 is common in the first region 71, and the tilt direction of each liquid crystal molecule 51 is common in the second region 72.
- each liquid crystal molecule 51 is aligned toward the rib 21 and the slit 12. As a result, as shown in FIG. 7, the liquid crystal molecules 51 are aligned such that their long axes are aligned vertically and parallel to each other when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the front. .
- each liquid crystal molecule 51 has a divided region in an oblique direction with respect to the pair of substrates 10 and 20 when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the cross-sectional direction. They are oriented symmetrically with respect to the boundary line.
- the viewing angle is changed between when viewed from the front direction and when viewed from the oblique direction (left or right direction). It is possible to suppress changes in ⁇ characteristics that sometimes occur. Furthermore, the viewing angle characteristics can be further improved by designing the thickness of the liquid crystal layer at the green wavelength to be smaller than the thickness of the liquid crystal layer at the red wavelength.
- the liquid crystal display panel of the fourth embodiment needs to be designed with a larger pixel size than that of the first embodiment, and only the ribs 21 or the slits 12 can give sufficient orientation to the liquid crystal molecules 51. It is effective when you cannot. Thereby, sufficient orientation can be imparted to most liquid crystal molecules 51.
- the alignment in the two-domain alignment direction can be improved as compared with the first embodiment in the case of the same pixel size. As a result, it is possible to obtain higher effects of suppressing changes in ⁇ characteristics and reducing changes in chromaticity.
- FIG. 9 is a schematic plan view showing a shape per picture element electrode included in the liquid crystal display panel of the fifth embodiment.
- the picture element electrode 11 has a rectangular shape having a long side in the vertical direction (up and down direction) and a short side in the horizontal direction (left and right direction). However, the rest is the same as in the first embodiment.
- the picture element electrode 11 since the picture element electrode 11 is designed to be longer in the vertical direction than in the horizontal direction, more ribs 21 and more are provided in order to give sufficient alignment to each liquid crystal molecule 51. , More pixel electrode slits 12 are provided. Also in this form, since the liquid crystal molecules are divided into the first region 71 and the second region 72 having two orientations, the effect of the two-domain alignment division can be obtained as in the first embodiment. it can.
- FIG. 10 is a schematic plan view showing the shape of one pixel electrode provided in the liquid crystal display panel of Embodiment 6.
- the pixel electrode 11 has a rectangular shape having a short side in the horizontal direction (left-right direction) and a long side in the vertical direction (vertical direction).
- the rib 21 is different from the first embodiment in that the rib 21 is disposed so as to cross the center of the picture element electrode 11 in the vertical direction when viewed from the front direction. It is.
- each liquid crystal molecule 51 has a pair of substrates 10 and 20 in front as shown in FIG.
- each major axis is aligned in the left-right direction and parallel to each other.
- the liquid crystal layer 50 is subjected to the two-domain alignment division processing by the ribs 21, and the upper direction when the pair of substrates 10 and 20 is viewed from the front direction. Or, even when the observer tilts the viewing angle in the downward direction, display characteristics equivalent to those in the front direction can be obtained, so when viewed from the front direction and viewed from the oblique direction (up or down direction).
- the rib 21 can be replaced with the slit 26, or the slit 12 can be provided on the picture element electrode 11 to make each domain smaller.
- each liquid crystal molecule 51 is aligned and divided by the rib 21 extending in the vertical direction (longitudinal direction) and the edge of the pixel electrode 11, and therefore, a plurality of liquid crystals overlapping the pixel electrode 11.
- the liquid crystal molecules located in the region overlapping with the upper and lower ends of the pixel electrode 11 are likely to be disturbed in alignment, and the transmittance may be lost in this region.
- the liquid crystal display panel of Embodiment 6 since the pixel electrode 11 is designed to be longer in the vertical direction than in the horizontal direction, the liquid crystal molecules 51 are aligned in the left-right direction.
- the orientation division is performed by arranging the electrodes 11 so as to cross the vertical direction, the alignment disorder generated at the end of the pixel electrodes 11 compared to when the pixel electrode 11 is designed to be longer than the vertical direction in the horizontal direction. It is possible to suppress the loss of transmittance due to.
- the red, green, and blue picture element electrodes are preferably adjacent in the horizontal direction from the viewpoint of display control.
- the gate signal transmitted through the gate signal line 62 is driven at a speed that is 1/3 times that when the red, green, and blue pixel electrodes 11 are arranged in parallel in the vertical direction.
- the number of source signal lines 63 is preferably increased to three times the number of source signal lines 63 when the red, green, and blue pixel electrodes 11 are arranged in parallel in the vertical direction. .
- FIG. 7 are schematic exploded plan views of the liquid crystal display panel according to the seventh embodiment.
- 11 shows the case where the liquid crystal molecules are aligned in the vertical direction
- FIG. 12 shows the case where the liquid crystal molecules are aligned in the horizontal direction.
- the liquid crystal display panels according to the first to sixth embodiments further block light incident in an oblique direction with respect to the pair of substrates 10 and 20, and the pair of substrates 10,
- This embodiment is different from the first to sixth embodiments in that it includes a diffusion sheet that guides light incident from a direction perpendicular to the 20 planes in the left-right direction or the up-down direction. It is.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a TIR included in the liquid crystal display panel of the seventh embodiment.
- the TIR has a structure in which the front and back surfaces are flat, in which a transparent low refractive index resin 81 is embedded with a black low refractive index resin 82 having a wedge shape in a stripe shape. According to TIR, as shown in FIG.
- the light incident from the front direction is totally reflected at the interface between the transparent high-refractive index resin 81 and the black low-refractive index resin 82, and further diffused from the surface and emitted.
- the design is such that the light incident from an oblique direction is absorbed by the black low refractive index portion (not the total reflection condition), so that the viewing angle characteristics in the direction in which the light is guided can be greatly improved.
- FIG. 13 three types of light absorption and diffusion are schematically shown.
- FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a lenticular lens sheet provided in the liquid crystal display panel of the seventh embodiment.
- Absorber portions 84 are arranged in stripes at portions other than the vicinity of the focal point of the lens portion 83.
- the absorber 84 can be formed by self-aligned exposure. According to this lenticular lens sheet, since the light incident from the front direction is diffused and the light incident from the oblique direction is designed to be absorbed by the absorber 84, the visual field in the direction in which the light is guided Angular characteristics can be greatly improved.
- three types of light absorption and diffusion are schematically shown.
- the diffusion sheet when the liquid crystal molecules 51 are respectively aligned in the vertical direction, the diffusion sheet (hereinafter referred to as a diffusion sheet having a characteristic of guiding the light incident from the direction perpendicular to the substrate surface in the vertical direction). , Also referred to as a vertical diffusion sheet.) 41 is used.
- the diffusion sheet when the liquid crystal molecules 51 are aligned in the left-right direction, the diffusion sheet has a characteristic of guiding the light incident from the direction perpendicular to the substrate surface in the left-right direction. (Hereinafter also referred to as a left-right diffusion sheet) 42 is used.
- the viewing angle characteristic in the left-right direction is greatly improved, but there remains a problem in the display characteristics with respect to the viewing angle characteristic in the vertical direction.
- the viewing angle characteristic in the vertical direction is greatly improved, but there remains a problem in the display characteristics regarding the viewing angle characteristic in the left-right direction.
- the vertical diffusion sheet 41 that diffuses light in the vertical direction is used. While improving the viewing angle, the vertical viewing angle is improved by the vertical diffusion sheet 41. Accordingly, the ⁇ characteristic is reduced and the chromaticity reduction is reduced in all the vertical and horizontal directions, and a high-quality display can be visually recognized from any direction.
- the horizontal diffusion sheet 42 that diffuses light in the horizontal direction is used.
- the viewing angle is improved and the viewing angle in the left-right direction is improved by the left-right direction diffusion sheet 42. Accordingly, the ⁇ characteristic is reduced and the chromaticity reduction is reduced in all the vertical and horizontal directions, and a high-quality display can be visually recognized from any direction.
- FIG. 15 is an exploded plan view schematically illustrating the liquid crystal display panel according to the first comparative embodiment.
- the front luminance is reduced due to the decrease in the total aperture ratio of the diffusion sheet, and the front contrast is reduced due to the increase in relative luminance during black display.
- the occurrence of image blur due to the increase in the total thickness of the image and the occurrence of moire due to the increase in the periodic pattern are recognized.
- the cost increases because two diffusion sheets are used.
- the liquid crystal display panel of Example 1 is an example of the liquid crystal display panel of Embodiment 1 of the present invention, performs a two-domain alignment division process, and sets the liquid crystal layer thickness in a region corresponding to the red and green pixel electrodes.
- a multi-gap structure is provided that is substantially the same and is smaller in the region corresponding to the blue pixel electrode than in the region corresponding to the red and green pixel electrodes. More specifically, the liquid crystal layer thickness (d (R)) in the region corresponding to the red pixel electrode and the liquid crystal layer thickness (d (G)) in the region corresponding to the green pixel electrode are blue.
- the ratio (d (B) / d (G) or d (R)) of the liquid crystal layer thickness (d (B)) in the region corresponding to the picture element electrode was set to 0.82.
- the liquid crystal display panel of Reference Example 1 is an example of a liquid crystal display panel to be compared with the present invention.
- the liquid crystal layer thickness is set to a red pixel electrode by performing a 4-domain alignment division process instead of a 2-domain alignment division process.
- the region corresponding to the green pixel electrode, and the region corresponding to the blue pixel electrode are substantially the same (no multi-gap structure is provided).
- the liquid crystal display panel of Reference Example 2 is an example of a liquid crystal display panel to be compared with the present invention.
- the liquid crystal display panel is subjected to 4-domain alignment division processing instead of 2-domain alignment division processing, and the liquid crystal layer thickness is changed to red and green pictures.
- This is an example in which a multi-gap structure is provided which is substantially the same in the region corresponding to the element electrode, and is smaller in the region corresponding to the blue pixel electrode than in the region corresponding to the red and green pixel electrodes.
- the blue liquid crystal layer thickness (d (R)) in the region corresponding to the red pixel electrode and the liquid crystal layer thickness (d (G)) in the region corresponding to the green pixel electrode The ratio (d (B) / d (G) or d (R)) of the liquid crystal layer thickness (d (B)) in the region corresponding to the picture element electrode was set to 0.82.
- the liquid crystal display panel of Reference Example 3 is an example of a liquid crystal display panel to be compared with the present invention.
- the liquid crystal display panel is subjected to a two-domain alignment division process, and the liquid crystal layer thickness is set to a region corresponding to a red pixel electrode and a green color. This is an example in which the region corresponding to the pixel electrode and the region corresponding to the blue pixel electrode are substantially the same (no multi-gap structure is provided).
- the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 is an example of a conventional liquid crystal display panel, and the liquid crystal layer thickness corresponds to the red and green pixel electrodes compared to the monodomain liquid crystal display panel that has not undergone the alignment division treatment.
- This is an example in which a multi-gap structure is provided in which the region is substantially the same and the region corresponding to the blue pixel electrode is smaller than the region corresponding to the red and green pixel electrodes.
- 16, 18, 20, and 22 are seen from the front direction and the oblique direction (a direction inclined 45 ° left or right with respect to the front direction) for each of the gradation values of X, Y, and Z. It is a graph which shows the relative relationship with time.
- the liquid crystal display panels of Reference Examples 1 to 3 and Example 1 were used in an oblique direction (front direction) from the front direction.
- the amount of change ( ⁇ u′v ′) of u′v ′ based on the Lu′v ′ color matching function of CIE 1976 when tilted 45 ° to the left or right) It was used as an evaluation index for degree change.
- a liquid crystal alignment simulator “LCD Master” manufactured by Shintech Co., Ltd. was used for calculation of the value of u′v ′.
- 17, 19, 21, and 23 are graphs showing the amount of change in chromaticity of each color and the average value based on the Macbeth chart.
- Example 1 Since the gradation value shift is small and the deviation of the values between the X, Y, and Z gradations is small, as can be seen from FIG. 23, in Example 1, the change in chromaticity in most chromaticities of the Macbeth chart. In comparison with FIG. 21, the change in chromaticity is greatly reduced especially for the value of ⁇ u′v ′ in achromatic colors such as white, intermediate color, and black indicated by the circles in FIG. 21. I found out. Further, as can be seen from FIG. 23, in Example 1, the value of ⁇ u′v ′ is 0.02 or less for almost all colors, and when viewed from the front direction, the diagonal direction (in the left or right direction). The change in chromaticity was almost unrecognizable from the viewpoint of 45 °).
- the respective gradation values of X (red), Y (green), and Z (blue) based on the tristimulus values are obtained using the liquid crystal display panels of Example 1 and Comparative Example 1. Calculated. For the calculation of gradation values, a liquid crystal alignment simulator “LCD Master” manufactured by Shintech Co., Ltd. was used.
- FIG. 24 shows the X, Y, and Z gradation values of the liquid crystal display panel of Example 1 when viewed from the front direction and from an oblique direction (a direction inclined 45 ° upward or downward with respect to the front direction). It is a graph which shows the relative relationship with the time of seeing.
- FIG. 25 shows the X, Y, and Z gradation values of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 when viewed from the front direction and from an oblique direction (a direction inclined 45 ° upward or downward with respect to the front direction). It is a graph which shows the relative relationship with the time of seeing.
- the liquid crystal display panel of Reference Example 4 was prototyped as an example of a liquid crystal display panel to be compared with the present invention, and was subjected to a 4-domain alignment division process, with the liquid crystal layer thickness corresponding to the red pixel electrode.
- the configuration is the same as that of the second embodiment except that the region, the region corresponding to the green pixel electrode, and the region corresponding to the blue pixel electrode are substantially the same.
- the liquid crystal display panel of Example 2 was prototyped as an example of the liquid crystal display panel of the present invention, was subjected to a two-domain alignment division process, and the liquid crystal layer was substantially formed in a region corresponding to the red and green pixel electrodes.
- the multi-gap structure is provided so that the region corresponding to the blue pixel electrode is smaller than the region corresponding to the red and green pixel electrodes. More specifically, the liquid crystal layer thickness (d (R)) in the region corresponding to the red pixel electrode and the liquid crystal layer thickness (d (G)) in the region corresponding to the green pixel electrode are blue.
- the ratio (d (B) / d (G) or d (R)) of the liquid crystal layer thickness (d (B)) in the region corresponding to the picture element electrode was set to 0.84.
- the liquid crystal display panels of Reference Example 4 and Example 2 were prototyped and inclined from the front direction (relative to the front direction). Measure the amount of change ( ⁇ u'v ') of u'v' based on the CIE1976 Lu'v 'color matching function when tilted to the left or right) It was used as an evaluation index for change. For the actual measurement of the u′v ′ value, an ELDIM viewing angle measuring device “EZContrast 160D” was used. 27 and 29 are graphs showing chromaticity change values and average values of the respective colors based on the Macbeth chart.
- Example 2 since the shift of the gradation value is small and the deviation of the values between the gradations of X, Y, and Z is small, in Example 2, the change in chromaticity in most chromaticities of the Macbeth chart. There was a big improvement. This result agrees well with the calculation result in Example 1.
- the value of ⁇ u′v ′ is 0.02 or less for almost all colors, and when viewed from the front direction, the diagonal direction (in the left or right direction). The change in chromaticity was almost unrecognizable from the point of view at 45 °.
- the liquid crystal display panel of Example 3 in which the value of d (B) / d (G) is 0.88, and the example in which the value of d (B) / d (G) is 0.82.
- the liquid crystal display panel of No. 4 and the liquid crystal display panel of Example 5 in which the value of d (B) / d (G) is 0.76 were evaluated.
- the liquid crystal display panels of Examples 3 to 5 are examples of the liquid crystal display panel of Embodiment 2.
- 32 to 35 show the liquid crystal in the region corresponding to the red pixel electrode with respect to the liquid crystal layer thickness in the region corresponding to the green pixel electrode when the liquid crystal layer thickness in the region corresponding to the blue pixel electrode is fixed.
- the average value of ⁇ u′v ′ of the Macbeth chart was 0.02 or less in any range, but more preferably , D (R) / d (G) is 1.09 to 1.13, the average value of ⁇ u′v ′ is 0.015 or less, and more preferably d (R ) / D (G) was found to be 1.11.
- the same result was obtained even when the value of d ⁇ n (G) was set to either 300 nm or 320 nm.
- the average value of ⁇ u′v ′ of the Macbeth chart was 0.02 or less in any range, but more preferably , D (R) / d (G) is 1.07 to 1.11 and the average value of ⁇ u′v ′ is 0.015 or less, more preferably d (R ) / D (G) was found to be 1.09.
- the same result was obtained even when the value of d ⁇ n (G) was set to either 300 nm or 320 nm.
- the average value of ⁇ u′v ′ of the Macbeth chart was 0.02 or less in any range, but more preferably , D (R) / d (G) is 1.05 to 1.09, the average value of ⁇ u′v ′ is 0.015 or less, more preferably d (R ) / D (G) was found to be 1.07.
- the same result was obtained even when the value of d ⁇ n (G) was set to either 300 nm or 320 nm.
- FIG. 35 is a graph showing the result when an optimum curve is created by plotting the optimum d (R) / d (G) value against the d (B) / d (G) value.
- FIG. 36 and 37 show the measurement results of Reference Example 5, and FIGS. 38 and 39 show the measurement results of Example 6.
- FIG. 36 and 38 show the respective gradation values of X, Y, and Z when viewed from the front direction and from an oblique direction (a direction inclined 45 ° upward, downward, left, or right with respect to the front direction). It is a graph which shows a relative relationship with the time.
- FIG. 37 and FIG. 39 are graphs showing chromaticity change values and average values of the respective colors based on the Macbeth chart.
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Abstract
斜め方向から見たときであっても、階調反転を生じさせず、かつ、γ特性の変化及び色度の変化の抑制が実現された液晶表示パネルを提供する。少なくとも一方が、赤、緑及び青の絵素電極を含む複数の絵素電極を有する一対の基板と、上記一対の基板間に配置された液晶層とを備える液晶表示パネルであって、上記液晶層は、絵素ごとに、液晶分子の傾斜の向きが互いに異なる第一の領域及び第二の領域に分割されており、上記第一の領域及び第二の領域に位置する液晶分子は、いずれも、上記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向又は左右方向のいずれかに配向しており、上記一対の基板を断面方向から見たときに、基板面に対して斜め方向に、かつ互いに対称となって配向しており、上記液晶層の厚みは、緑及び赤の絵素電極に対応する領域のいずれよりも、青の絵素電極に対応する領域で小さい液晶表示パネルである。
Description
本発明は、液晶表示パネルに関する。より詳しくは、1つの絵素につき、液晶分子の配向方向がそれぞれ異なる複数の領域に分割された液晶表示パネルに関するものである。
液晶表示パネルは、低消費電力で駆動可能な表示装置であり、軽量化及び薄型化が容易であることから、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ用モニタ等に広く利用されている。液晶表示パネルは、非自発光型の表示パネルであり、通常、一対の基板の間に狭持される形で配置された液晶層内の液晶分子の配向を電気的に制御し、また、バックライトから供給される光量を調光することによって表示の制御を行う。しかしながら、このような液晶表示パネルは、液晶印加電圧に応じた液晶分子の傾斜角度によって光の偏光状態を制御しているため、液晶表示パネルを透過する光の透過率が、見る角度によって異なるという特性を有する。そのため、一般的に液晶表示パネルは、視野角特性が不充分であるという点で改善が求められていた。
これに対しては、液晶分子の傾斜の向きを絵素内で複数の領域に分割する配向分割の技術が開発されている。配向分割の処理がなされた液晶表示パネルによれば、液晶層に電圧が印加されたときに、液晶分子は、1つの絵素につき互いに異なる複数の方向に傾斜することから、視野角特性が改善される。なお、液晶分子がそれぞれ異なる傾斜の向きをもつように複数の領域に分割された各領域をドメインともいい、配向分割の処理がなされた領域全体をマルチドメインともいう。
液晶表示パネルには、通常、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3色のカラーフィルタが設けられ、各色のカラーフィルタが各絵素電極に割り当てられる。これにより、液晶表示パネルはカラー表示を行うことが可能となる。そして、赤、緑及び青のカラーバランスを整える手段として、絵素ごとに割り当てられた表示色の波長に応じて液晶層の厚みを調整する等の工夫が行われることもある(例えば、特許文献1参照。)。
また、液晶表示パネルが垂直配向モードである場合には、液晶表示パネルを斜め方向から見たときに、光漏れによって黒表示に着色が生じる点に着目して、液晶セルの各色領域を透過する光に対する液晶セルの厚み方向の位相差の大きさを調整する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。例えば、特許文献2では、液晶層の厚みを各色領域ごとに変えることで、位相差の大きさの調整を行う例が開示されている。
本発明者らは、配向分割が施された液晶表示パネル、特に、液晶分子の配向方位が、液晶表示パネルの表示面に対して垂直の方向(以下、正面方向ともいう。)から見たときに、それぞれが互いに対称な斜め4方向に分割され、更に、液晶表示パネルの断面に対して垂直の方向(以下、断面方向ともいう。)から見たときに、基板面に対して斜め方向に、かつ互いに対称となるように配向分割(以下、4ドメイン配向分割ともいう。)処理がなされた液晶表示パネルについて種々検討し、当該液晶表示パネルが、正面方向から観察されたときと、斜め方向から観察されたときとの表示品位の変化に着目した。
そして、4ドメイン配向分割の液晶層を有する液晶表示パネルによれば、観察者は、液晶表示パネルを斜め方向から見たときに、複数の方向にそれぞれ配向した各液晶分子の平均の特性の影響を受けた光を認識することになるため、どの方向から見たときであっても表示の見え方に大きな相違はなく、例えば、階調反転の問題については解消することができるものの、階調-輝度特性であるγ特性の変化、及び、色度の変化に対する課題に対しては未だ改善の余地があることを見いだした。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、斜め方向から見たときであっても、階調反転を生じさせず、かつ、γ特性の変化及び色度の変化の抑制が実現された液晶表示パネルを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、液晶表示パネルの視角を正面方向から斜め方向に変えたときの、γ特性の変化及び色度の変化について種々検討したところ、4ドメイン配向分割によれば、液晶表示パネルを正面方向から見たときに、液晶分子の配向方位が斜め方向に傾斜しているために、液晶表示パネルを正面方向から見たときと斜め方向から見たときとで、液晶分子の実効的な位相差(リタデーション)が変化し、γ値(階調値)に違いが生じてしまっていたことを見いだすとともに、更に、正面方向から見たときと斜め方向から見たときとで互いに相違する階調X(赤)、階調Y(緑)、及び、階調Z(青)の比率が、そのようなγ特性の変化により、各色間の階調値の差異に大きなズレを生じさせていたために、色度の変化が生じていたことを見いだした。
本発明者らは更に鋭意検討を行ったところ、この課題を解決するためには、液晶表示パネルを正面方向から見たときに、液晶分子が上下方向又は左右方向のいずれかに配向し、かつ、液晶表示パネルを断面方向から見たときに、液晶分子が基板面に対して斜め方向に、かつ互いに対称となるように配向するように配向分割(以下、2ドメイン配向分割ともいう。)処理を行った上で、更に、液晶層の厚みを、赤、緑及び青の各色に対応する領域で異ならせて階調X、階調Y及び階調Zの比率のズレを補償することで、正面方向から見たときと斜め方向から見たときとで生じるγ特性の変化、及び、色度の変化の抑制を実現することが可能であることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、少なくとも一方が、赤、緑及び青の絵素電極を含む複数の絵素電極を有する一対の基板と、上記一対の基板間に配置された液晶層とを備える液晶表示パネルであって、上記液晶層は、絵素ごとに、液晶分子の傾斜の向きが互いに異なる第一の領域及び第二の領域に分割されており、上記第一の領域及び第二の領域に位置する液晶分子はいずれも、閾値以上の電圧が印加されているときに、上記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向又は左右方向のいずれかに配向しており、上記一対の基板を断面方向から見たときに、基板面に対して斜め方向に、かつ互いに対称となって配向しており、上記液晶層の厚みは、緑及び赤の絵素電極に対応する領域のいずれよりも、青の絵素電極に対応する領域で小さい液晶表示パネルである。以下に、本発明について詳述する。
本発明の液晶表示パネルは、少なくとも一方が、赤、緑及び青の絵素電極を含む複数の絵素電極を有する一対の基板と、上記一対の基板間に配置された液晶層とを備える。本明細書において「絵素電極」とは、表示に用いられる色の1つに対応して配置される電極であり、例えば、「赤の絵素電極」としては、赤色のカラーフィルタと重畳する位置に配置された絵素電極が挙げられ、「緑の絵素電極」としては、緑色のカラーフィルタと重畳する位置に配置された絵素電極が挙げられ、「青の絵素電極」としては、青色のカラーフィルタと重畳する位置に配置された絵素電極が挙げられる。なお、本明細書において、上記絵素電極によって区切られる領域を「絵素」ともいう。液晶表示パネル内に複数の絵素が設けられることで、高精細な表示が可能となる。本発明の液晶表示パネルにおいては、例えば、上記一対の基板の一方に絵素電極を設け、かつ上記一対の基板の他の一方に絵素の区別なく全体に形成された共通電極を設けることで、液晶層に対し一定量の電圧を印加することができる。本発明の液晶表示パネルにおいては、赤、緑及び青の3つの絵素によって付与される色の混合比の調節によって所望の表示色が実現される。なお、本明細書において「赤」とは、主波長が650~780nmの範囲にある波長成分をいい、「緑」とは、主波長が510~570nmの範囲にある波長成分をいい、「青」とは、主波長が470~510nmの範囲にある波長成分をいう。
上記液晶層は、絵素ごとに、液晶分子の傾斜の向きが互いに異なる第一の領域及び第二の領域に分割されている。本発明の液晶表示パネルに対しては、2ドメインの配向分割処理がなされており、液晶層が、液晶分子の傾斜の向きが互いに異なる、第一の領域及び第二の領域の二種類の領域に分割されている。配向分割を施す手段としては、例えば、(1)該一対の基板の液晶層と接する面に対し、誘電体で構成された、液晶層に向かって凸の一定の長さをもつ土手状の突起物を設け、1つの絵素を、当該突起物を境に2つの領域に分割する手段、(2)絵素電極又は共通電極に対し一定の長さをもつスリットを設け、1つの絵素を、当該スリットを境に2つの領域に分割する手段、及び、(3)上記一対の基板の、液晶層と接する面に対して設けられる配向膜が付与する配向の向きを、ラビング処理、光配向処理等によりドメインごとに異ならせて、1つの絵素を液晶分子の傾斜の向きが互いに異なる領域の境界線を境に2つの領域に分割する手段などが挙げられる。
上記第一の領域及び第二の領域に位置する液晶分子はいずれも、閾値以上の電圧が印加されているときに、上記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向又は左右方向のいずれかに配向しており、上記一対の基板を断面方向から見たときに、基板面に対して斜め方向に、かつ互いに対称となって配向している。このように、本発明の液晶表示パネルに対しては、2ドメインの配向分割処理がなされており、これにより、例えば、液晶分子の長軸方向が上下方向に並ぶ2ドメイン配向分割がなされたときには、左又は右斜め方向に視野角を変えたときであっても、正面方向から見たときと同程度のγ特性をもつ表示を認識することができ、左右方向の視野角特性が改善される。また、例えば、液晶分子の長軸方向が左右方向に並ぶ2ドメイン配向分割がなされたときには、上又は下斜め方向に視野角を変えたときであっても、正面方向から見たときと同程度のγ特性をもつ表示を認識することができ、上下方向の視野角特性が改善される。なお、本明細書において上下方向とは、標準的な使用態様における観察者からの視点を基準とした上及び下の方向を指し、左右方向とは、標準的な使用態様における観察者からの視点を基準とした左及び右の方向を指す。
上記液晶層の厚みは、緑及び赤の絵素電極に対応する領域のいずれよりも、青の絵素電極に対応する領域で小さい。液晶分子を透過する光は、液晶分子のもつ屈折率異方性(Δn)によりその波長成分によって透過率が異なるため、各色の強さに差が生じる。このような透過率の差は、液晶層を正面方向から見たときよりも斜め方向から見たときでより大きい。本発明においては、液晶層の厚みを、各色のカラーフィルタに対応する領域間でそれぞれ異なることとさせており、これにより、液晶層によって付与される位相差を調節し、正面方向から見たときと斜め方向から見たときとで異なる各色間の透過率の違いの差を縮めることとしている。液晶分子の屈折率異方性を示すΔnは、通常、緑の波長付近の値を示すが、実際には、青の波長におけるΔnの値は、緑の波長におけるΔnの値よりも赤の波長におけるΔnの値よりも大きい。そのため、本発明においては、緑及び赤の絵素電極に対応する領域よりも、青の絵素電極に対応する領域で液晶層厚を小さくしている。これにより、色度の変化を抑制することが可能となる。なお、このような色度変化の抑制効果は、2ドメイン配向分割処理がなされた上ではじめて得ることができるものであり、例えば、4ドメイン配向分割処理がなされた形態に対しては、赤、緑及び青の液晶層によって付与される位相差を調節しても、色度変化の抑制はほとんど得られない。また、配向分割処理を行わないモノドメインの形態では、ある一方向の視野角特性を液晶層厚の調整で改善したとしても、それ以外の方向で階調反転が発生してしまうため、全体として視野角特性が改善されることはなく、好ましい形態とはいえない。
本発明の液晶表示パネルの構成としては、このような構成要素を必須として含むものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、例えば、上記一対の基板に対しては、更に、位相差板、偏光板等の光学部材が貼り付けられていてもよい。また、本発明の液晶表示パネルに対し、更に、バックライト、ドライバ等の周辺回路等を付加することで、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ用モニタ等に用いられる液晶表示装置を作製することができる。
本発明の液晶表示パネルにおける好ましい形態について、以下に詳しく説明する。
上記液晶層の厚みは、赤の絵素電極に対応する領域よりも、緑の絵素電極に対応する領域で小さいことが好ましい。上述の液晶分子の屈折率異方性を示すΔnは、赤の波長におけるΔnの値よりも緑の波長におけるΔnの値で大きい。そのため、赤の絵素電極に対応する領域よりも、緑の絵素電極に対応する領域で液晶層厚を小さくすることで、より各色間の透過率の差の相違を効果的に埋めることができ、色度の変化の抑制効果をより大きく得ることができる。
上記液晶層内の液晶分子は、上記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向に配向しており、上記絵素電極の形状は、上下方向よりも左右方向に長いことが好ましい。上記本発明は、液晶層内の液晶分子が上下方向に配向した2ドメイン配向分割方式を採用する場合、左右方向の視野角特性を改善することができるが、このとき、絵素電極を上下方向よりも左右方向に長く設計することで、絵素電極を左右方向よりも上下方向に長く設計した場合と比べ、絵素電極の上下方向(縦方向)の辺(エッジ)付近の領域において透過率の損失が生じることを抑制することができる。このような透過率の損失は、液晶分子の配向乱れによって起こるものであり、液晶表示パネルを正面方向から見たときに、絵素電極が左右方向の境界線を境に区切られる2ドメイン配向分割の場合、絵素電極の上下方向のエッジにおいて、配向乱れが生じやすい。
上記液晶層内の液晶分子は、上記一対の基板を正面方向から見たときに左右方向に配向しており、上記絵素電極の形状は、左右方向よりも上下方向に長いことが好ましい。上記本発明は、液晶層内の液晶分子が左右方向に配向した2ドメイン配向分割方式を採用する場合、上下方向の視野角特性を改善することができるが、上述の絵素電極の形状を上下方向よりも左右方向に長く設計する形態と逆に、液晶表示パネルを正面方向から見たときに、絵素電極が上下方向の境界線を境に区切られる2ドメイン配向分割の場合、絵素電極の左右方向(横方向)の辺(エッジ)において、配向乱れが生じやすい。そのため、本形態によれば、絵素電極を上下方向よりも左右方向に長く設計した場合と比べ、絵素電極の左右方向のエッジ付近の領域において透過率の損失が生じることを抑制することができる。
上記液晶層内の液晶分子は、上記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向に配向しており、上記液晶表示パネルは、基板面に対して斜め方向から入射してきた光を遮断し、かつ基板面に対して垂直な方向から入射してきた光を上下方向に導く拡散シートを備えることが好ましい。また、上記液晶層内の液晶分子は、上記一対の基板を正面方向から見たときに左右方向に配向しており、上記液晶表示パネルは、基板面に対して斜め方向から入射してきた光を遮断し、かつ基板面に対して垂直な方向から入射してきた光を左右方向に導く拡散シートを備えることが好ましい。左右方向又は上下方向のγシフト特性の改善及び色度の変化の改善は、上述の本発明の液晶表示パネルにより達成されるが、更に、本形態によれば、未改善の残りの方向(上下方向又は左右方向)に対してもγシフト特性の改善及び色度の変化の改善の効果を得ることができ、全方位での良好な表示を得ることができる。なお、ここでの「垂直な方向」とは、液晶表示パネルに対して真正面(完全に垂直)な角度を0°とした場合、この0°のみに限定されず、概ね0°~20°程度の範囲を含むものである。また、「斜め方向」とは、垂直な方向及び水平の方向以外の角度をいう。
なお、2ドメイン配向分割を行わず、上記導光特性をもつ拡散シートのみを用いて全方位に光を導くことも考えられるが、この場合、2ドメイン配向分割を用いて上下方向又は左右方向の一方を改善し、かつ上記導光特性をもつ拡散シートを用いて残りの左右方向又は上下方向を改善する手段と比べ、正面輝度の低下、正面コントラストの低下を引き起こす可能性があり、また、上記拡散シートにより厚みが増加するため、それらに付随して、画像ボケの発生、モアレ(縞模様)の発生、部材増加によるコストアップ、量産性の低下等の課題が生じることになる。
上記液晶層の厚みは、青の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(B)/緑の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(G)の値が0.7~0.9であることを満たすことが好ましい。2ドメイン配向分割を行った場合、青及び緑の各色に対応する液晶層の厚みをこのような数値範囲とすることで、CIE1976のLu’v’等色関数に基づくu’v’の変化Δu’v’の平均値が、0.02以下の値を得ることができるため、正面方向に対して左方向に45°の方向又は右方向に45°の方向から見たときに、正面方向から見たときと比較してほとんど色度変化が認識されなくなる。
上記液晶層の厚みは、青の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(B)/赤の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(R)の値が0.7~0.9であることを満たすことが好ましい。2ドメイン配向分割を行った場合、青及び赤の各色に対応する液晶層の厚みをこのような数値範囲とすることで、CIE1976のLu’v’等色関数に基づくu’v’ の変化Δu’v’の平均値が、0.02以下の値を得ることができるため、正面方向に対して左方向に45°の方向又は右方向に45°の方向から見たときに、正面方向から見たときと比較してほとんど色度変化が認識されなくなる。
上記液晶層の厚みは、青の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(B):緑の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(G):赤の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(R)の値が、0.7~0.9:1:(「0.3*d(B)+0.82」~「0.3*d(B)+0.86」)であることを満たすことが好ましい。より好ましくは、0.7~0.9:1:「0.3*d(B)+0.84」である。2ドメイン配向分割を行った場合、青、緑及び赤の各色に対応する液晶層の厚みをこのような数値範囲とすることで、CIE1976のLu’v’等色関数に基づくu’v’ の変化Δu’v’の平均値が、0.02以下となるため、正面方向に対して左方向に45°の方向及び右方向に45°の方向から見たときに、正面方向から見たときと比較してほとんど色度変化が認識されなくなる。
本発明の液晶表示パネルでは、2ドメイン配向分割を行い、かつ、赤、緑及び青の各色に対応する液晶層の厚みを調節しているため、斜め方向から見たときであっても、階調反転を生じさせず、かつ、γ特性及び色度の変化が抑制された液晶表示パネルを得ることが可能となる。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
(実施形態1)
図1は、実施形態1の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。また、図1においては、液晶表示パネルを正面方向から見たときの液晶分子の配向方位も合わせて図示している。図2は、実施形態1の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。図1及び図2はいずれも、液晶層に閾値以上の電圧が印加されているときの状態を示している。
図1は、実施形態1の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。また、図1においては、液晶表示パネルを正面方向から見たときの液晶分子の配向方位も合わせて図示している。図2は、実施形態1の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。図1及び図2はいずれも、液晶層に閾値以上の電圧が印加されているときの状態を示している。
図2に示すように、実施形態1の液晶表示パネルは、アクティブマトリクス基板10及びカラーフィルタ基板20で構成される一対の基板10,20と、該一対の基板10,20間に配置された液晶層50とを備えている。実施形態1においてアクティブマトリクス基板10は、偏光板14、ガラス等を材料とする支持基板13、該支持基板13上に形成された各種配線、半導体素子、絵素電極11等の導電部材、及び、配向膜を、液晶層50に向かって積層して含む構成を有する。実施形態1においてカラーフィルタ基板20は、偏光板24、ガラス等を材料とする支持基板23、カラーフィルタ22、共通電極21、及び、配向膜を、液晶層50に向かって積層して含む構成を有する。カラーフィルタ22は、赤のカラーフィルタ22R、緑のカラーフィルタ22G、青のカラーフィルタ22Bを含んで構成されている。
実施形態1の液晶表示パネルが備える一対の基板10,20のうち、アクティブマトリクス基板10に対しては、図1が示すような横方向(左右方向と同じ方向)に長辺をもち、縦方向(上下方向と同じ方向)に短辺をもつ矩形の絵素電極11が、縦方向及び横方向に列をなして複数並んで配置されており、全体としてマトリクスパターンを構成している。1つの絵素電極11によって区切られた領域が1つの絵素に対応する領域となる。
図2に示すように、実施形態1の液晶表示パネルが有する複数の絵素電極11は、赤の絵素電極11R、緑の絵素電極11G、及び、青の絵素電極11Bを含んで構成されており、各色の絵素電極11は、各色のカラーフィルタ22と重畳する位置に配置されている。例えば、赤の絵素電極11Rは、赤のカラーフィルタ22Rと重畳して配置されており、赤色の表示を制御する。同様に、緑の絵素電極11Gは、緑のカラーフィルタ22Gと重畳して配置されており、緑色の表示を制御する。青の絵素電極11Bは、青のカラーフィルタ22Bと重畳して配置されており、青色の表示を制御する。絵素電極11の材料としては、透光性を有していることが好ましく、例えば、ITO(Indium Tin Oxide;インジウム酸化スズ)、IZO(Indium Zinc Oxide;インジウム酸化亜鉛)等の金属酸化膜が好適に用いられる。
図1に示すように、各絵素電極11を正面方向から見たときには、誘電体を材料とする土手状の突起物(以下、リブともいう。)21が、絵素電極11の中央を横方向に横切るようにして配置されている。図2に示すように、リブ21は、カラーフィルタ基板20に設けられている。リブ21と、絵素電極11の外周(エッジ)とによって、液晶層50の1つの絵素電極11に対応する領域が、第一の領域71及び第二の領域72の2つの領域に分割される。リブ21は、絶縁性を有する有機樹脂材料で構成されており、リブ21に近接する液晶分子31の一群をリブ21に向かって傾斜させることができる。そのため、このようにして分割された各領域において液晶分子51はいずれも、液晶分子51の一方の末端がリブ21に向かって配向することになる。その結果、各液晶分子51は、図1に示すように、一対の基板10,20を正面方向から見たときには、それぞれの長軸が上下方向に、かつ互いに平行に並んで配向することになる。一方、各液晶分子51は、図2に示すように、一対の基板10,20を断面方向から見たときには、一対の基板10,20面に対して斜め方向に、かつ、分割された領域の境界線を境に互いに対称となって配向することになる。なお、リブ21の断面形状は、図2に示すような三角形に限定されず、例えば、長方形、台形、放物線を描く山形等が挙げられる。リブ21は、例えば、スピンコート法にて共通電極25上の全体に樹脂材料を塗布し、その後、フォトリソグラフィー法にて所望の形状にパターニングすることで形成することができる。リブ21の材料としては、フェノールノボラック系材料等が挙げられる。
実施形態1において液晶層50は、リブ21によって2ドメイン配向分割処理がなされており、リブ21によって区切られる方向、すなわち、一対の基板10,20を正面方向から見たときの左又は右の方向に観察者が視角を傾けたときであっても正面方向と同等の表示特性を得ることができる。なお、図1及び図2において液晶分子51の一端に記述された破線丸印は、液晶分子51がもつ2つの末端のうち、より観察者に近い側に位置する末端であることを示している。
実施形態1においてカラーフィルタ22は、赤、緑及び青の三原色を含むカラーフィルタを含んで構成されており、1つのカラーフィルタ22に対し、1つの絵素が対応するように設計されている。これにより、絵素ごとにカラー表示が制御されることになり、良好なカラー表示を得ることができる。また、各色のカラーフィルタ22間には、黒色の樹脂等を用いて形成されるブラックマトリクスを配置してもよく、各カラーフィルタ22間で起こる混色及び光漏れを防ぐことができる。
実施形態1においてカラーフィルタ22は、色ごとに膜厚が異なるように設計されている。具体的には、緑のカラーフィルタ22G及び赤のカラーフィルタ22Rの膜厚は実質的に同じであり、青のカラーフィルタ22Bの膜厚は、緑のカラーフィルタ22G及び赤のカラーフィルタ22Rの膜厚よりも大きい。これにより、液晶層50の厚みは、各色の絵素電極11及び各色のカラーフィルタ22と重なる領域でそれぞれ異なる厚みを有することになる。実施形態1によれば、液晶層50の厚みは、赤の絵素電極11Rに対応する領域と緑の絵素電極11Gに対応する領域とで実質的に同じであり、青の絵素電極11Bに対応する領域において、赤の絵素電極11Rに対応する領域、及び、緑の絵素電極11Gに対応する領域のいずれよりも小さくなっている。
液晶層50を透過する光に付与される位相差(リタデーション)の大きさは、液晶層50の厚みに依存するので、実施形態1の構成によれば、赤の絵素電極11Rに対応する液晶層50を透過する光に付与される位相差と、緑の絵素電極11Gに対応する液晶層50を透過する光に付与される位相差とは実質的に同じ大きさであり、青の絵素電極11Bに対応する液晶層50を透過する光に対して付与される位相差は、赤の絵素電極11Rに対応する液晶層50を透過する光に付与される位相差、及び、緑の絵素電極11Gに対応する液晶層50を透過する光に付与される位相差のいずれよりも小さくなる。このように実施形態1によれば、2ドメイン配向分割を行ってγ特性の変化を抑制した上で、更に、液晶層50の厚みに応じて付与される位相差を各色で適切に調節しているので、液晶分子51の波長依存に基づく各色の透過率の違いの差を、正面方向から見たときと斜め方向(左又は右方向)から見たときとで近づけることができ、正面方向から見たときと斜め方向(左又は右方向)から見たときとの色度の変化を大きく抑制することができる。
実施形態1において液晶層50の各色に対応する領域の厚みは、カラーフィルタ22の厚みによって調節されているが、例えば、カラーフィルタ22の厚みではなく、カラーフィルタ22とは別の透明樹脂層等を用いる方法、更にはカラーフィルタ22の厚さ調整と透明樹脂層等を併用する方法等により、調節を行うこともできる。また、カラーフィルタ基板20側で液晶層50の厚みを調節する形態に限らず、アクティブマトリクス基板10側で液晶層の厚みを調節する形態を用いてもよい。そのような方法としては、例えば、アクティブマトリクス基板10側に層間絶縁膜のような透明樹脂層をその絵素の色に応じた厚みで配置する方法、カラーフィルタ22自体をアクティブマトリクス基板10側に配置する方法等が挙げられる。
共通電極25は、カラーフィルタ22の各色の境界を問わず、カラーフィルタ22上の全体に形成される電極であり、絵素電極11とともに液晶層50を狭持するように配置されることで液晶層50内に一定電圧を印加することを可能とする電極である。共通電極25の材料としては、絵素電極11と同様のものが用いられる。
液晶層50には、閾値以上の電圧が印加されることで特定の方向に配向する特性をもつ液晶材料が充填されている。実施形態1において液晶層50の液晶材料としては、上述のリブ、及び、後述する絵素電極のスリットを用いる場合には、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶材料を用いることが好ましい。負の誘電率異方性を有するネマチック液晶材料は、閾値電圧以下の電圧が印加されている場合に、基板面に対して垂直な方向に配向し、閾値電圧以上の電圧が印加されている場合に、基板面に対して水平な方向に配向する液晶材料であり、これにより、実施形態1の液晶表示パネルを垂直配向(VA:Vertical Alignment)モード、特に、マルチドメイン垂直配向モード(MVA:Multi-domain Vertical Alignment)と呼ばれる配向方式とすることができる。なお、VA又はMVAモードを採用する場合、一対の基板10,20のそれぞれの液晶層50と接する面に配置される配向膜としては、該配向膜と近接する液晶分子に対して、一対の基板10,20面に対し垂直の方向に傾斜角を与える垂直配向膜であることが好ましい。実施形態1において液晶層に用いられる材料は、VA又はMVAモードに用いられる材料に限定されず、例えば、ツイステッド・ネマチック(TN:Twisted Nematic)モード、複屈折制御(ECB:Electrically Controlled Birefringence)モードに用いられる材料等、特に限定されない。
アクティブマトリクス基板10が備える偏光板14、及び、カラーフィルタ基板20が備える偏光板24としては、例えば、自然光の中から一定の方向(偏光軸方向)に振動する偏光のみを透過させる偏光フィルムと、該偏光フィルムの両面又は片面上に貼り合わされて偏光フィルムを保護する保護フィルムとを含むものを用いることができる。偏光フィルムとしては、ポリビニルアルコール(PVA:Poly Vinyl Alcohol)系のフィルムにヨウ素錯体又は二色性色素を吸着させたもの等を用いることができ、保護フィルムとしては、TAC(Tri Acetyl Cellulose:トリアセチルセルロース)フィルム等を用いることができる。偏光板に対しては、必要に応じてλ/4板、λ/2板等の位相差フィルムが貼り付けられてもよい。上記偏光板14及び上記偏光板24のそれぞれが備える偏光軸は、互いに直交する方向に調節されることで、VA又はMVAモードの配向方式を用いた場合には、ノーマリブラックの表示方式とすることができる。
アクティブマトリクス基板10の構成についてより具体的に説明する。図3は、実施形態1の液晶表示パネルの構成を示す分解斜視模式図である。図3に示すように、絵素電極11の周囲には、絵素電極11を囲うようにして複数の配線が形成されており、例えば、横方向にはゲート信号線62が、縦方向にはソース信号線63が配置される。ゲート信号線62とソース信号線63との交差部には、薄膜トランジスタ(TFT)64がスイッチング素子として配置されており、ゲート信号線62に印加されるゲート電圧により、ソース信号が絵素電極11に書き込まれるタイミングが制御される。TFT64は、三端子型の電界効果トランジスタであり、半導体層のほかに、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の3つの電極を有する。絵素電極11とゲート信号線62及びソース信号線63とは、それぞれ絶縁膜を介して異なる層に配置することで電気的な接続を防ぐことができる。
アクティブマトリクス基板10は、更に、絵素電極11に書き込まれた信号電圧を保持するための補助容量配線を有していてもよい。ゲート信号線62、ソース信号線63、補助容量配線、並びに、TFT64が有するゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の材料としては、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、窒化タンタル(TaN)、窒化チタン(TiN)、窒化モリブデン(MoN)等の、低抵抗かつ高融点を有する金属を用いることが、導電性及び信頼性の観点から好ましい。
上述したように、実施形態1において各液晶分子51は、左右方向(横方向)に延伸されたリブ21と、絵素電極11のエッジとにより配向分割されるため、絵素電極11と重畳する複数の液晶分子51のうち、絵素電極11の左右の末端と重なる領域(図1の破線楕円印)に位置する液晶分子は、配向に乱れが生じやすく、この領域で透過率の損失が生じることがある。これに対し、実施形態1の液晶表示パネルでは、絵素電極11が縦方向よりも横方向に長く設計されているため、液晶分子51を上下方向に配向させる、すなわち、リブ21を絵素電極11を横方向に横切るように配置することで配向分割を行ったとしても、絵素電極11を横方向よりも縦方向に長く設計したときに比べて、絵素電極11の末端で生じる配向乱れによる透過率の損失を、抑制することができる。
なお、絵素電極11を縦方向よりも横方向に長く設計する場合、赤、緑及び青の絵素電極は、縦方向に隣接させることが、表示制御の観点から好ましい。また、これに付随して、ゲート信号線62を伝わるゲート信号は、赤、緑及び青の絵素電極11を横方向に並列させた場合に対し、3倍の速度で駆動されるように調整することが好ましく、ソース信号線63は、赤、緑及び青の絵素電極11を横方向に並列させた場合のソース信号線63の本数に対し、1/3の本数に減らすことが好ましい。
(実施形態2)
図4は、実施形態2の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。実施形態2の液晶表示パネルは、緑のカラーフィルタ22Gの膜厚が赤のカラーフィルタ22Rの膜厚よりも大きく、かつ、青のカラーフィルタ22Bの膜厚が緑のカラーフィルタ22Gの膜厚よりも大きい点で実施形態1と異なっているが、それ以外は、実施形態1の液晶表示パネルと同様である。
図4は、実施形態2の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。実施形態2の液晶表示パネルは、緑のカラーフィルタ22Gの膜厚が赤のカラーフィルタ22Rの膜厚よりも大きく、かつ、青のカラーフィルタ22Bの膜厚が緑のカラーフィルタ22Gの膜厚よりも大きい点で実施形態1と異なっているが、それ以外は、実施形態1の液晶表示パネルと同様である。
実施形態2においては、緑のカラーフィルタ22Gの膜厚が、赤のカラーフィルタ22Rの膜厚よりも大きく、青のカラーフィルタ22Bの膜厚が、緑のカラーフィルタ22Gの膜厚よりも大きく設計されていることにより、液晶層50の厚みは、赤の絵素電極11Rに対応する領域よりも緑の絵素電極11Gに対応する領域で小さく、緑の絵素電極11Gに対応する領域よりも青の絵素電極11Bに対応する領域で小さくなっている。これにより、緑の絵素電極11Gに対応する液晶層50を透過する光に対して付与される位相差は、赤の絵素電極11Rに対応する液晶層50を透過する光に付与される位相差よりも小さくなり、青の絵素電極11Bに対応する液晶層50を透過する光に対して付与される位相差は、緑の絵素電極11Gに対応する液晶層50を透過する光に付与される位相差よりも小さくなる。
液晶分子51の屈折率異方性を示すΔnは、通常、赤、緑及び青の順に大きい(赤<緑<青)ため、青の波長における液晶層の厚みを緑の波長における液晶層の厚みよりも小さく、かつ、緑の波長における液晶層の厚みを赤の波長における液晶層の厚みよりも小さく設計することで、これら各色間の透過率の差の、正面方向から見たときの大きさと、斜め方向から見たときの大きさとの間の差異を縮めることができ、実施形態1に比べて、より正面方向から見たときと斜め方向(左又は右方向)から見たときとの色度の変化を抑制することができる。
(実施形態3)
図5は、実施形態3の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。図6は、実施形態3の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。実施形態3の液晶表示パネルは、2ドメイン配向分割の手段として、リブではなく共通電極に設けたスリットを用いていること以外は、実施形態1と同様である。
図5は、実施形態3の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。図6は、実施形態3の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。実施形態3の液晶表示パネルは、2ドメイン配向分割の手段として、リブではなく共通電極に設けたスリットを用いていること以外は、実施形態1と同様である。
図5及び図6に示すように、実施形態1の液晶表示パネルにおいて配向分割は、リブを用いた方法に限定されず、共通電極25に設けられたスリット26であってもよい。これにより、スリット26と、絵素電極11の外周(エッジ)とによって、液晶層50の1つの絵素電極11に対応する領域が、第一の領域71及び第二の領域72の2つの領域に分割される。共通電極25にスリット26を設けることで、各液晶分子51はいずれも、共通電極25に設けられたスリット26に向かって配向することになる。その結果、各液晶分子51は、図5に示すように、一対の基板10,20を正面方向から見たときには、それぞれの長軸が上下方向に、かつ互いに平行に並んで配向することになる。一方、各液晶分子51は、図6に示すように、一対の基板10,20を断面方向から見たときには、一対の基板10,20面に対して斜め方向に、かつ、分割された領域の境界線を境に互いに対称となって配向することになる。このように、実施形態3の液晶表示パネルは、2ドメイン配向分割処理がなされているので、正面方向から見たときと、斜め方向(左又は右方向)から見たときとで視角を変えたときに生じるγ特性の変化を抑制することができる。更に、緑の波長における液晶層の厚みを赤の波長における液晶層の厚みよりも小さく設計することで、より視野角特性を向上させることができる。
(実施形態4)
図7は、実施形態4の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。図8は、実施形態4の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。実施形態4の液晶表示パネルにおいて2ドメイン配向分割は、リブ又はスリットの一方のみを用いた配向分割ではなく、リブ、及び、絵素電極に設けたスリットの両方を用いた配向分割である点で実施形態1と相違しているが、それ以外は実施形態1と同様である。
図7は、実施形態4の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。図8は、実施形態4の液晶表示パネルの断面模式図であり、赤(R)、緑(G)、及び、青(B)の3つの絵素を含む切断面を示す。実施形態4の液晶表示パネルにおいて2ドメイン配向分割は、リブ又はスリットの一方のみを用いた配向分割ではなく、リブ、及び、絵素電極に設けたスリットの両方を用いた配向分割である点で実施形態1と相違しているが、それ以外は実施形態1と同様である。
図7に示すように、実施形態4の液晶表示パネルにおいてリブ21とスリット12とは、互いに平行に、かつ絵素電極11を等分するようにして絵素電極11を横方向に横切る形で形成されている。これにより、リブ21と、スリット12と、絵素電極11の外周(エッジ)とによって、液晶層50の1つの絵素電極11に対応する領域が、第一の領域71及び第二の領域72の2つの領域に分割されている。なお、第一の領域71内で液晶分子51の傾斜の向きは共通しており、第二の領域72内で各液晶分子51の傾斜の向きは共通している。
上述のリブ21又はスリット26を用いた場合と同様、各液晶分子51はいずれも、リブ21及びスリット12に向かって配向することになる。その結果、各液晶分子51は、図7に示すように、一対の基板10,20を正面方向から見たときには、それぞれの長軸が上下方向に、かつ互いに平行に並んで配向することになる。一方、各液晶分子51は、図8に示すように、一対の基板10,20を断面方向から見たときには、一対の基板10,20面に対して斜め方向に、かつ、分割された領域の境界線を境に互いに対称となって配向することになる。このように、実施形態4の液晶表示パネルは、2ドメイン配向分割処理がなされているので、正面方向から見たときと、斜め方向(左又は右方向)から見たときとで視角を変えたときに生じるγ特性の変化を抑制することができる。更に、緑の波長における液晶層の厚みを赤の波長における液晶層の厚みよりも小さく設計することで、より視野角特性を向上させることができる。
実施形態4の液晶表示パネルは、絵素のサイズを実施形態1と比べて大きく設計する必要があり、リブ21又はスリット12のみでは液晶分子51に対して充分な配向性の付与を行うことができないような場合に有効である。これにより、ほとんどの液晶分子51に対し、充分な配向性の付与を行うことができる。
また、実施形態4の液晶表示パネルによれば、同様の絵素サイズの場合、実施形態1と比較して2ドメイン配向方向への配向性を高めることができる。その結果、γ特性の変化の抑制、及び、色度の変化の低減の効果を、より高く得ることができる。
(実施形態5)
図9は、実施形態5の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。実施形態5において絵素電極11は、縦方向(上下方向)に長辺をもち、横方向(左右方向)に短辺をもつ矩形の形状を有しており、この点で実施形態1と相違しているが、それ以外は実施形態1と同様である。実施形態5の液晶パネルにおいては、絵素電極11が横方向よりも縦方向に長く設計されているため、各液晶分子51に対し充分な配向性を付与するために、より多くのリブ21と、より多くの絵素電極のスリット12とが設けられている。このような形態もまた、液晶分子が2つの配向性をもつ第一の領域71及び第二の領域72に分割されているため、2ドメイン配向分割の効果を実施形態1と同様に得ることができる。
図9は、実施形態5の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。実施形態5において絵素電極11は、縦方向(上下方向)に長辺をもち、横方向(左右方向)に短辺をもつ矩形の形状を有しており、この点で実施形態1と相違しているが、それ以外は実施形態1と同様である。実施形態5の液晶パネルにおいては、絵素電極11が横方向よりも縦方向に長く設計されているため、各液晶分子51に対し充分な配向性を付与するために、より多くのリブ21と、より多くの絵素電極のスリット12とが設けられている。このような形態もまた、液晶分子が2つの配向性をもつ第一の領域71及び第二の領域72に分割されているため、2ドメイン配向分割の効果を実施形態1と同様に得ることができる。
(実施形態6)
図10は、実施形態6の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。実施形態6において絵素電極11は、横方向(左右方向)に短辺をもち、縦方向(上下方向)に長辺をもつ矩形の形状を有しており、かつ、各絵素電極11を正面方向から見たときに、リブ21が、絵素電極11の中央を縦方向に横切るようにして配置されている点で実施形態1と相違しているが、それ以外は実施形態1と同様である。
図10は、実施形態6の液晶表示パネルが備える絵素電極一つ当たりの形状を示す平面模式図である。実施形態6において絵素電極11は、横方向(左右方向)に短辺をもち、縦方向(上下方向)に長辺をもつ矩形の形状を有しており、かつ、各絵素電極11を正面方向から見たときに、リブ21が、絵素電極11の中央を縦方向に横切るようにして配置されている点で実施形態1と相違しているが、それ以外は実施形態1と同様である。
実施形態6の液晶パネルにおいては、絵素電極11が横方向ではなく縦方向に2ドメイン分割されているので、各液晶分子51は、図10に示すように、一対の基板10,20を正面方向から見たときに、それぞれの長軸が左右方向に、かつ互いに平行に並んで配向することになる。このように、実施形態6において液晶層50は、リブ21によって2ドメイン配向分割処理がなされており、リブ21によって区切られる方向、すなわち、一対の基板10,20を正面方向から見たときに上又は下の方向に観察者が視角を傾けたときであっても正面方向と同等の表示特性を得ることができることになるので、正面方向から見たときと斜め方向(上又は下方向)から見たときとのγ特性の変化、及び、色度の変化を大きく抑制することが可能となる。また、横方向に長い絵素電極の場合と同様に、リブ21をスリット26に置き換えたり、絵素電極11上にスリット12を設け、各ドメインを小さくしたりすることも可能である。
なお、実施形態6において各液晶分子51は、上下方向(縦方向)に延伸されたリブ21と、絵素電極11のエッジとにより配向分割されるため、絵素電極11と重畳する複数の液晶分子51のうち、絵素電極11の上下の末端と重なる領域(図10の破線楕円印)に位置する液晶分子は、配向に乱れが生じやすく、この領域で透過率の損失が生じることがある。これに対し、実施形態6の液晶表示パネルでは、絵素電極11が横方向よりも縦方向に長く設計されているため、液晶分子51を左右方向に配向させる、すなわち、リブ21を絵素電極11を縦方向に横切るように配置することで配向分割を行ったとしても、絵素電極11を縦方向よりも横方向に長く設計したときに比べて、絵素電極11の末端で生じる配向乱れによる透過率の損失を、抑制することができる。
なお、絵素電極11を横方向よりも縦方向に長く設計する場合、赤、緑及び青の絵素電極は、横方向に隣接させることが、表示制御の観点から好ましい。また、これに付随して、ゲート信号線62を伝わるゲート信号は、赤、緑及び青の絵素電極11を縦方向に並列させた場合に対し、1/3倍の速度で駆動されるように調整することが好ましく、ソース信号線63は、赤、緑及び青の絵素電極11を縦方向に並列させた場合のソース信号線63の本数に対し、3倍の本数に増やすことが好ましい。
(実施形態7)
図11及び図12は、実施形態7の液晶表示パネルの分解平面模式図である。図11は、液晶分子を上下方向にそれぞれ配向させたときを示し、図12は、液晶分子を左右方向にそれぞれ配向させたときを示す。実施形態7の液晶表示パネルでは、実施形態1~6の液晶表示パネルに対し、更に、一対の基板10,20面に対して斜め方向から入射してきた光を遮断し、かつ一対の基板10,20面に対して垂直な方向から入射してきた光を左右方向又は上下方向に導く拡散シートを備えている点で実施形態1~6と異なっているが、それ以外は実施形態1~6と同様である。
図11及び図12は、実施形態7の液晶表示パネルの分解平面模式図である。図11は、液晶分子を上下方向にそれぞれ配向させたときを示し、図12は、液晶分子を左右方向にそれぞれ配向させたときを示す。実施形態7の液晶表示パネルでは、実施形態1~6の液晶表示パネルに対し、更に、一対の基板10,20面に対して斜め方向から入射してきた光を遮断し、かつ一対の基板10,20面に対して垂直な方向から入射してきた光を左右方向又は上下方向に導く拡散シートを備えている点で実施形態1~6と異なっているが、それ以外は実施形態1~6と同様である。
拡散シートとしては全反射拡散シート(以下、TIR(Total Internal Reflection)ともいう。)、レンチキュラーレンズシート等を用いることができる。図13は、実施形態7の液晶表示パネルが備えるTIRの断面模式図である。TIRは透明高屈折率樹脂81中に、断面がくさび形状をした黒色低屈折率樹脂82がストライプ状に埋め込まれた、表面及び裏面が平坦な構造をしている。TIRによれば、図13に示すように、正面方向から入射してきた光を、透明高屈折率樹脂81と黒色低屈折率樹脂82の界面で全反射させ、更に表面から拡散させて出射させ、かつ、斜め方向から入射してきた光を、黒色低屈折率部で吸収させる(全反射条件でなくなる)設計がなされているため、光が導かれる方向における視野角特性を大幅に向上させることができる。なお、図13においては、光の吸収及び拡散について3通り模式的に示している。
図14は、実施形態7の液晶表示パネルが備えるレンチキュラーレンズシートの断面模式図である。レンズ部83の焦点付近以外の部分に吸収体部84がストライプ状に配置されている。この吸収体部84はセルフアライン露光により形成することができる。このレンチキュラーレンズシートによれば、正面方向から入射してきた光を拡散させ、かつ、斜め方向から入射してきた光を吸収体部84で吸収させる設計がなされているため、光が導かれる方向における視野角特性を大幅に向上させることができる。なお、図14においては、光の吸収及び拡散について3通り模式的に示している。
図11に示すように、拡散シートとしては、液晶分子51を上下方向にそれぞれ配向させたときには、基板面に対して垂直な方向から入射してきた光を上下方向に導く特性を有する拡散シート(以下、上下方向拡散シートともいう。)41を用いる。一方、図12に示すように、拡散シートとしては、液晶分子51を左右方向にそれぞれ配向させたときには、基板面に対して垂直な方向から入射してきた光を左右方向に導く特性を有する拡散シート(以下、左右方向拡散シートともいう。)42を用いる。
2ドメイン配向分割は、例えば、液晶分子51を上下方向にそれぞれ配向させる場合には、左右方向の視野角特性は大幅に向上するが、上下方向の視野角特性については表示特性に課題が残る。また、液晶分子51を左右方向にそれぞれ配向させる場合には、上下方向の視野角特性は大幅に向上するが、左右方向の視野角特性については表示特性に課題が残る。
実施形態7の図11の構成によれば、液晶分子51を上下方向に配向させた場合に、上下方向に光を拡散させる上下方向拡散シート41を用いているので、2ドメイン配向によって左右方向の視野角を改善するとともに、上下方向拡散シート41によって上下方向の視野角が改善されている。これにより、上下方向及び左右方向の全ての方向について、γ特性の低減、及び、色度低下の低減がなされており、いずれの方向からも高品位の表示を視認することができる。
実施形態7の図12の構成によれば、液晶分子51を左右方向に配向させた場合に、左右方向に光を拡散させる左右方向拡散シート42を用いているので、2ドメイン配向によって上下方向の視野角を改善するとともに、左右方向拡散シート42によって左右方向の視野角が改善されている。これにより、上下方向及び左右方向の全ての方向について、γ特性の低減、及び、色度低下の低減がなされており、いずれの方向からも高品位の表示を視認することができる。
なお、上記拡散シートの改善効果に鑑みれば、4ドメイン配向分割を行った上で、上下方向拡散シート41と左右方向拡散シート42との両方を用いて上下方向及び左右方向のそれぞれに必要な光を導く手法(比較形態1)が考えられる。図15は、比較形態1の液晶表示パネルの分解平面模式図である。しかしながら、比較形態1の液晶表示パネルによれば、拡散シートのトータル開口率が低下することによる正面輝度の低下、及び、黒表示時の相対輝度増加による正面コントラストの低下が起こり、また、拡散シートのトータル厚みが増大することによる画像ボケの発生、及び、周期パターンの増加によるモアレの発生が認識されてしまう結果となる。また、拡散シートを2枚使用するためコストも増加してしまう。
(評価試験1)
本発明の液晶表示パネルのγ特性(階調-輝度特性)の変化を検証するために、参考例1~3、実施例1、及び、比較例1の液晶表示パネルで評価を行った。
本発明の液晶表示パネルのγ特性(階調-輝度特性)の変化を検証するために、参考例1~3、実施例1、及び、比較例1の液晶表示パネルで評価を行った。
実施例1の液晶表示パネルは、本発明の実施形態1の液晶表示パネルの一例であり、2ドメイン配向分割処理を行い、かつ液晶層厚を、赤及び緑の絵素電極に対応する領域で実質的に同じとし、青の絵素電極に対応する領域において、赤及び緑の絵素電極に対応する領域よりも小さくするマルチギャップ構造を設けた。より具体的には、赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(R))、及び、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(G))に対する、青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(B))の比(d(B)/d(G)又はd(R))を、0.82とした。
参考例1の液晶表示パネルは、本発明との比較対象となる液晶表示パネルの一例であり、2ドメイン配向分割処理ではなく4ドメイン配向分割処理を行い、液晶層厚を、赤の絵素電極に対応する領域と、緑の絵素電極に対応する領域と、青の絵素電極に対応する領域とで実質的に同じとした(マルチギャップ構造を設けていない)例である。
参考例2の液晶表示パネルは、本発明との比較対象となる液晶表示パネルの一例であり、2ドメイン配向分割処理ではなく4ドメイン配向分割処理を行い、液晶層厚を、赤及び緑の絵素電極に対応する領域で実質的に同じとし、青の絵素電極に対応する領域において、赤及び緑の絵素電極に対応する領域よりも小さくするマルチギャップ構造を設けた例である。具体的には、赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(R))、及び、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(G))に対する、青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(B))の比(d(B)/d(G)又はd(R))を、0.82とした。
参考例3の液晶表示パネルは、本発明との比較対象となる液晶表示パネルの一例であり、2ドメイン配向分割処理を行い、液晶層厚を、赤の絵素電極に対応する領域と、緑の絵素電極に対応する領域と、青の絵素電極に対応する領域とで実質的に同じとした(マルチギャップ構造を設けていない)例である。
比較例1の液晶表示パネルは、従来の液晶表示パネルの一例であり、配向分割処理を行っていないモノドメインの液晶表示パネルに対し、液晶層厚を、赤及び緑の絵素電極に対応する領域で実質的に同じとし、青の絵素電極に対応する領域において、赤及び緑の絵素電極に対応する領域よりも小さくするマルチギャップ構造を設けた例である。
実施形態1の液晶表示パネルのγ特性の変化抑制の効果を検証するために、参考例1~3及び実施例1の液晶表示パネルを用いて、三刺激値に基づくX(赤)、Y(緑)及びZ(青)のそれぞれの階調値を計算した。階調値の計算には、シンテック社の液晶配向シミュレータ「LCD Master」を用いた。図16及び図17は参考例1の計算結果を示し、図18及び図19は参考例2の計算結果を示し、図20及び図21は参考例3の計算結果を示し、図22及び図23は実施例1の計算結果をそれぞれ示している。図16,18,20,22は、X、Y及びZの各階調値についての、正面方向から見たときと斜め方向(正面方向に対して左又は右に45°傾いた方向)から見たときとの相対関係を示すグラフである。
また、実施形態1の液晶表示パネルの色度特性の変化抑制の効果を検証するために、参考例1~3及び実施例1の液晶表示パネルを用いて、正面方向から斜め方向(正面方向に対して、左又は右に45°傾いた方向)に傾けたときの、CIE1976のLu’v’等色関数に基づくu’v’の値の変化量(Δu’v’)を測定し、色度変化の評価指標とした。u’v’の値の計算には、シンテック社の液晶配向シミュレータ「LCD Master」を用いた。図17,19,21,23は、マクベスチャートに基づく各色の色度の変化量の値及びその平均値を示すグラフである。
図16及び図18からわかるように、4ドメイン配向分割処理を行った例(参考例1及び参考例2)においては、正面階調と斜め階調(左右方向)との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、階調値に大きなシフトが見られた。具体的には、正面階調と斜め階調(左右方向)とでは、斜め階調でより高い値が得られた。また、図16と図18とを比較すると、マルチギャップ構造を設けた参考例1と、マルチギャップを設けなかった参考例2とでは、参考例2においてよりX、Y及びZの各階調間の値のズレがわずかに改善されたものの、根本的な階調値シフトが改善されていないため、図17及び図19からわかるように、Δu’v’の値については、共にマクベスチャートのほとんどの色で大きな変化が見られた。
一方、図20及び図22からわかるように、2ドメイン配向分割処理を行った例(参考例3及び実施例1)においては、正面階調と斜め階調(左右方向)との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、4ドメイン配向分割処理の場合と比較して、階調値のシフトに大きな改善が見られた。また、図20と図22とを比較するとわかるように、マルチギャップを行っていない参考例3と、マルチギャップを行った実施例1とでは、マルチギャップを行った実施例1において、よりX、Y及びZの各階調間の値のズレが解消していることがわかった。階調値シフトが小さく、更にX、Y及びZの各階調間の値のズレが小さいため、図23からわかるように、実施例1においては、マクベスチャートのほとんどの色度において色度の変化に大きな改善が見られ、図21との比較の結果では、特に、図21の丸印で示した白色、中間色、黒色等の無彩色におけるΔu’v’の値について色度の変化が大きく低減されていることがわかった。また、図23からわかるように、実施例1では、Δu’v’の値がほとんど全ての色において0.02以下となっており、正面方向から見たときと斜め方向(左又は右方向に45°)から見たときとの間で、色度の変化は、ほとんど認識されないレベルとなった。
また、正面方向から斜め方向(正面方向に対して、上又は下に45°傾いた方向)に傾けたときの、実施形態1の液晶表示パネルの視野角特性と従来の液晶表示パネルの視野角特性とを比較検証するために、実施例1及び比較例1の液晶表示パネルを用いて、三刺激値に基づくX(赤)、Y(緑)及びZ(青)のそれぞれの階調値を計算した。階調値の計算には、シンテック社の液晶配向シミュレータ「LCD Master」を用いた。図24は、実施例1の液晶表示パネルのX、Y及びZの各階調値についての、正面方向から見たときと斜め方向(正面方向に対して上又は下に45°傾いた方向)から見たときとの相対関係を示すグラフである。図25は、比較例1の液晶表示パネルのX、Y及びZの各階調値についての、正面方向から見たときと斜め方向(正面方向に対して上又は下に45°傾いた方向)から見たときとの相対関係を示すグラフである。
図24からわかるように、実施例1の液晶表示パネルにおいては、正面方向から見たときと斜め方向(正面方向に対して上又は下に45°傾いた方向)から見たときとの間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、階調値に大きなシフトが見られるものの、各階調間で大きなズレはなく、また、階調反転も見られなかった。
これに対して、図25からわかるように、配向分割処理を行っていない比較例1の液晶表示パネルにおいては、正面階調と斜め階調(上又は下方向)との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、階調値に大きなシフトが見られる上、各階調間でズレが生じており、更に、X、Y及びZのいずれの階調においても階調反転が生じており、見栄えとして好ましくない表示が得られた。このことから、モノドメインの液晶表示パネルに対しては、ある一方向に対応させて液晶層厚の調整を行ったとしても、視野角全体の改善として良好な結果を得ることはできないことがわかった。
(評価試験2)
本発明の液晶表示パネルのγ特性(階調-輝度特性)の変化を検証するために、参考例4、及び、実施例2の液晶表示パネルを試作し評価を行った。なお、実施例2の液晶表示パネルは、実施形態1の液晶表示パネルの例である。
本発明の液晶表示パネルのγ特性(階調-輝度特性)の変化を検証するために、参考例4、及び、実施例2の液晶表示パネルを試作し評価を行った。なお、実施例2の液晶表示パネルは、実施形態1の液晶表示パネルの例である。
参考例4の液晶表示パネルは、本発明との比較対象となる液晶表示パネルの一例として試作したものであり、4ドメイン配向分割処理を行い、液晶層厚を、赤の絵素電極に対応する領域と、緑の絵素電極に対応する領域と、青の絵素電極に対応する領域とで実質的に同じとしたこと以外は、実施例2と同様の構成を有する。
実施例2の液晶表示パネルは、本発明の液晶表示パネルの一例として試作したものであり、2ドメイン配向分割処理を行い、かつ液晶層を、赤及び緑の絵素電極に対応する領域で実質的に同じとし、青の絵素電極に対応する領域において、赤及び緑の絵素電極に対応する領域よりも小さくするマルチギャップ構造を設けた。より具体的には、赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(R))、及び、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(G))に対する、青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚(d(B))の比(d(B)/d(G)又はd(R))を、0.84とした。
実施形態1の液晶表示パネルのγ特性の変化抑制の効果を検証するために、参考例4及び実施例2の液晶表示パネルを試作して、三刺激値に基づくX(赤)、Y(緑)及びZ(青)のそれぞれの階調値を実測した。階調値の実測には、TOPCON社の超低輝度分光放射計「SR-UL1」を用いた。図26及び図27は参考例4の実測結果を示し、図28及び図29は実施例2の実測結果をそれぞれ示している。図26及び図28は、X、Y及びZの各階調値についての、正面方向から見たときと斜め方向(正面方向に対して左又は右に45°傾いた方向)から見たときとの相対関係を示すグラフである。
また、実施形態1の液晶表示パネルの色度特性の変化抑制の効果を検証するために、参考例4及び実施例2の液晶表示パネルを試作して、正面方向から斜め方向(正面方向に対して、左又は右に45°傾いた方向)に傾けたときの、CIE1976のLu’v’等色関数に基づくu’v’の値の変化量(Δu’v’)を測定し、色度変化の評価指標とした。u’v’の値の実測には、ELDIM社の視野角測定器「EZContrast160D」を用いた。図27及び図29は、マクベスチャートに基づく各色の色度の変化量の値及びその平均値を示すグラフである。
図26からわかるように、4ドメイン配向分割処理を行った例(参考例4)においては、正面階調と斜め階調(左又は右方向)との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、階調値に大きなシフトが見られた。具体的には、正面階調と斜め階調(左又は右方向)とでは、斜め階調でより高い値が得られた。この結果は、参考例1における計算結果ともよく一致している。また、図27からわかるように、Δu’v’の値については、マクベスチャートのほとんどの色で大きな変化が見られた。この結果は、参考例1における計算結果ともよく一致している。
一方、図28からわかるように、2ドメイン配向分割処理を行い、更にマルチギャップを行った例(実施例2)においては、正面階調と斜め階調(左又は右方向)との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、正面階調と斜め階調(左又は右方向)との間の階調値のシフトに大きな改善が見られた。また、マルチギャップを行うことで、X、Y及びZの各階調間の値のズレが解消していることがわかった。この結果は、実施例1における計算結果ともよく一致している。階調値シフトが小さく、更にX、Y及びZの各階調間の値のズレが小さいため、図29からわかるように、実施例2においては、マクベスチャートのほとんどの色度において色度の変化に大きな改善が見られた。この結果は、実施例1における計算結果ともよく一致している。また、図29からわかるように、実施例2では、Δu’v’の値がほとんど全ての色において0.02以下となっており、正面方向から見たときと斜め方向(左又は右方向に45°)から見たときとの間で、色度の変化は、ほとんど認識されないレベルとなった。
(評価試験3)
本発明の液晶表示パネルにおいて、各色間の液晶層の厚みの好ましい比を検証するために、参考例2、及び、実施例1の液晶表示パネルについて評価試験を行った。図30及び図31は、各色間の液晶層厚の比(赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚d(R)、及び、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚d(G)に対する、青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚d(B)の比(d(B)/d(G)又はd(R))と、マクベスチャートに基づく各色のΔu’v’の平均値との相対関係を示すグラフである。
本発明の液晶表示パネルにおいて、各色間の液晶層の厚みの好ましい比を検証するために、参考例2、及び、実施例1の液晶表示パネルについて評価試験を行った。図30及び図31は、各色間の液晶層厚の比(赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚d(R)、及び、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚d(G)に対する、青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚d(B)の比(d(B)/d(G)又はd(R))と、マクベスチャートに基づく各色のΔu’v’の平均値との相対関係を示すグラフである。
図30からわかるように、4ドメイン配向分割処理がなされ、かつマルチギャップ構造が設けられた参考例2の液晶表示パネルを用いた場合、d(B)/d(G)又はd(R)をいずれの値に設定した場合であっても、マクベスチャートのΔu’v’の平均値が0.03以上となる結果が得られ、色度変化の低減効果は小さいことがわかった。なお、図30からわかるように、dΔn(G)の値を300nm、320nm、340nm及び360nmのいずれの値に設定した場合であっても、同様の結果が得られた。
また、図30からわかるように、4ドメイン配向分割がなされた参考例2の液晶表示パネルを用いた場合、各色に対応する領域で液晶層厚を変更させるマルチギャップ構造を形成した場合であっても、色度の変化を抑制する結果を得ることができなかった。
一方、図31からわかるように、2ドメイン配向分割処理がなされ、かつマルチギャップ構造が設けられた実施例1の液晶表示パネルを用いた場合、d(B)/d(G)又はd(R)の値は、0.7~0.9の範囲でマクベスチャートのΔu’v’の平均値が0.02以下となる結果が得られた。このことから、青の絵素電極に対応する領域における液晶層の厚みを、緑又は赤の絵素電極に対応する領域における液晶層の厚みの0.7~0.9倍の範囲で調整することで正面方向から斜め方向(正面方向に対して、左又は右に45°傾いた方向)に視野角を傾けたときの、色度の変化を特に好適に抑制することが可能となることがわかった。なお、図31からわかるように、dΔn(G)の値を300nm、320nm、340nm及び360nmのいずれの値に設定した場合であっても、同様の結果が得られた。
このことから、充分な色度変化の抑制効果を得るためには、単に各色に対応する領域における液晶層厚の大きさを調整するのみ、又は、2ドメイン配向分割処理を行うのみではなく、2ドメイン配向分割処理を行った上で、各色に対応する領域における液晶層厚の大きさを調整する必要があることがわかった。
(評価試験4)
青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚が、緑及び赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚よりも小さいことを前提として、更に、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚と、赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚との間で、液晶層の厚みの比をどの程度とすることが好ましいかを検証するための評価試験を行った。
青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚が、緑及び赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚よりも小さいことを前提として、更に、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚と、赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚との間で、液晶層の厚みの比をどの程度とすることが好ましいかを検証するための評価試験を行った。
評価試験のサンプルとして、d(B)/d(G)の値が0.88である実施例3の液晶表示パネル、d(B)/d(G)の値が0.82である実施例4の液晶表示パネル、及び、d(B)/d(G)の値が0.76である実施例5の液晶表示パネルのそれぞれについて評価した。なお、実施例3~5の液晶表示パネルは、実施形態2の液晶表示パネルの一例である。図32~35は、青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚を固定したときの、緑の絵素電極に対応する領域における液晶層厚に対する赤の絵素電極に対応する領域における液晶層厚の比と、マクベスチャートに基づく各色のΔu’v’の平均値との相対関係を示すグラフである。図32は、実施例3の測定結果を示し、図33は実施例4の測定結果を示し、図34は実施例5の測定結果をそれぞれ示している。
図32からわかるように、実施例3の液晶表示パネルによれば、いずれの範囲においてもマクベスチャートのΔu’v’の平均値が0.02以下となる結果が得られたが、より好ましくは、d(R)/d(G)の値が1.09~1.13であるときにΔu’v’の平均値が0.015以下である結果が得られ、更に好ましくは、d(R)/d(G)の値が1.11のときであることがわかった。なお、図32からわかるように、dΔn(G)の値を300nm及び320nmのいずれの値に設定した場合であっても、同様の結果が得られた。
図33からわかるように、実施例4の液晶表示パネルによれば、いずれの範囲においてもマクベスチャートのΔu’v’の平均値が0.02以下となる結果が得られたが、より好ましくは、d(R)/d(G)の値が1.07~1.11であるときにΔu’v’の平均値が0.015以下である結果が得られ、更に好ましくは、d(R)/d(G)の値が1.09のときであることがわかった。なお、図33からわかるように、dΔn(G)の値を300nm及び320nmのいずれの値に設定した場合であっても、同様の結果が得られた。
図34からわかるように、実施例5の液晶表示パネルによれば、いずれの範囲においてもマクベスチャートのΔu’v’の平均値が0.02以下となる結果が得られたが、より好ましくは、d(R)/d(G)の値が1.05~1.09であるときにΔu’v’の平均値が0.015以下である結果が得られ、更に好ましくは、d(R)/d(G)の値が1.07のときであることがわかった。なお、図34からわかるように、dΔn(G)の値を300nm及び320nmのいずれの値に設定した場合であっても、同様の結果が得られた。
続いて、以上の結果をもとに、赤、緑及び青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚の好ましい範囲の算出を行った。図35は、d(B)/d(G)の値に対して最適なd(R)/d(G)の値をプロットし、近似曲線を作成したときの結果を示すグラフである。図35が示すように、得られた近似曲線を表す式は、y=0.307x+0.840であった(相関係数R2=0.998)。
このことから、赤、緑及び青の絵素電極に対応する領域における液晶層厚の好ましい範囲は、R:G:B=(「0.3*d(B)+0.82」~「0.3*d(B)+0.86」):1:0.7~0.9であり、より好ましくは、R:G:B=「0.3*d(B)+0.84」:1:0.7~0.9であることがわかった。
(評価試験5)
TIRによる表示特性の向上の効果を検証するために、2ドメイン配向分割による特性向上の効果が得られていない方向に対してTIRによる光の拡散がなされる実施例6の液晶表示パネルと、2ドメイン配向分割の効果が得られていない方向に対してTIRによる拡散がなされない参考例5の液晶表示パネルとを用意し、それぞれ正面方向から見たときと、斜め方向から見たときとのγ特性の変化、及び、色度の変化について測定を行った。
TIRによる表示特性の向上の効果を検証するために、2ドメイン配向分割による特性向上の効果が得られていない方向に対してTIRによる光の拡散がなされる実施例6の液晶表示パネルと、2ドメイン配向分割の効果が得られていない方向に対してTIRによる拡散がなされない参考例5の液晶表示パネルとを用意し、それぞれ正面方向から見たときと、斜め方向から見たときとのγ特性の変化、及び、色度の変化について測定を行った。
図36及び図37は参考例5の測定結果を示し、図38及び図39は実施例6の測定結果を示している。図36及び図38は、X、Y及びZの各階調値についての、正面方向から見たときと斜め方向(正面方向に対して上、下、左又は右に45°傾いた方向)から見たときとの相対関係を示すグラフである。図37及び図39は、マクベスチャートに基づく各色の色度の変化量の値及びその平均値を示すグラフである。
図36からわかるように、TIRによる光の拡散を行わない場合、正面階調と斜め階調との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、階調値に大きなシフトが見られた。具体的には、正面階調と斜め階調とでは、斜め階調でより高い値が得られた。また、図37からわかるようにu’v’の値については、マクベスチャートのほとんどの色で大きな変化が見られた。
一方、図38からわかるように、TIRによる拡散を行った場合、正面階調と斜め階調との間で、X、Y及びZのいずれの階調においても、階調値のシフトに大きな改善が見られた。また、図39からわかるように、実施例6においては、マクベスチャートのほとんどの色度において色度の変化に大きな改善が見られた。特に、Δu’v’の値がほとんど全ての色において0.01以下となっており、正面方向から見たときと斜め方向から見たときとの間で、色度の変化は、ほとんど認識されないレベルとなった。
更に、TIRを1枚のみ設けた実施例6によれば、TIRを2枚設けた場合に比べ、正面輝度の低下、及び、正面コントラストの低下を大きく改善でき、また、画像ボケの発生、及び、モアレの発生もほとんど認識されない良好な表示が得られた。
なお、本願は、2009年1月28日に出願された日本国特許出願2009-016503号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
10:アクティブマトリクス基板
11:絵素電極
11R:赤の絵素電極
11G:緑の絵素電極
11B:青の絵素電極
12:スリット(絵素電極上)
13,23:支持基板
14,24:偏光板
20:カラーフィルタ基板
21:リブ
22:カラーフィルタ
22R:赤のカラーフィルタ
22G:緑のカラーフィルタ
22B:青のカラーフィルタ
25:共通電極
26:スリット(共通電極上)
41:TIR(上下方向)
42:TIR(左右方向)
50:液晶層
51:液晶分子
62:ゲート信号線
63:ソース信号線
64:TFT
71:第一領域
72:第二領域
81:透明高屈折率樹脂
82:黒色低屈折率樹脂
83:レンズ部
84:吸収体部
11:絵素電極
11R:赤の絵素電極
11G:緑の絵素電極
11B:青の絵素電極
12:スリット(絵素電極上)
13,23:支持基板
14,24:偏光板
20:カラーフィルタ基板
21:リブ
22:カラーフィルタ
22R:赤のカラーフィルタ
22G:緑のカラーフィルタ
22B:青のカラーフィルタ
25:共通電極
26:スリット(共通電極上)
41:TIR(上下方向)
42:TIR(左右方向)
50:液晶層
51:液晶分子
62:ゲート信号線
63:ソース信号線
64:TFT
71:第一領域
72:第二領域
81:透明高屈折率樹脂
82:黒色低屈折率樹脂
83:レンズ部
84:吸収体部
Claims (9)
- 少なくとも一方が、赤、緑及び青の絵素電極を含む複数の絵素電極を有する一対の基板と、該一対の基板間に配置された液晶層とを備える液晶表示パネルであって、
該液晶層は、絵素ごとに、液晶分子の傾斜の向きが互いに異なる第一の領域及び第二の領域に分割されており、
該第一の領域及び第二の領域に位置する液晶分子はいずれも、閾値以上の電圧が印加されているときに、該一対の基板を正面方向から見たときに上下方向又は左右方向のいずれかに配向しており、該一対の基板を断面方向から見たときに、基板面に対して斜め方向に、かつ互いに対称となって配向しており、
該液晶層の厚みは、緑及び赤の絵素電極に対応する領域のいずれよりも、青の絵素電極に対応する領域で小さい
ことを特徴とする液晶表示パネル。 - 前記液晶層の厚みは、赤の絵素電極に対応する領域よりも、緑の絵素電極に対応する領域で小さいことを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネル。
- 前記液晶層内の液晶分子は、前記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向に配向しており、
前記絵素電極の形状は、上下方向よりも左右方向に長いことを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示パネル。 - 前記液晶層内の液晶分子は、前記一対の基板を正面方向から見たときに左右方向に配向しており、
前記絵素電極の形状は、左右方向よりも上下方向に長いことを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示パネル。 - 前記液晶層内の液晶分子は、前記一対の基板を正面方向から見たときに上下方向に配向しており、
前記液晶表示パネルは、基板面に対して斜め方向から入射してきた光を遮断し、かつ基板面に対して垂直な方向から入射してきた光を上下方向に導く拡散シートを備える
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液晶表示パネル。 - 前記液晶層内の液晶分子は、前記一対の基板を正面方向から見たときに左右方向に配向しており、
前記液晶表示パネルは、基板面に対して斜め方向から入射してきた光を遮断し、かつ基板面に対して垂直な方向から入射してきた光を左右方向に導く拡散シートを備える
ことを特徴とする請求項1、2又は4のいずれかに記載の液晶表示パネル。 - 前記液晶層の厚みは、青の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(B)/緑の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(G)の値が0.7~0.9であることを満たすことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の液晶表示パネル。
- 前記液晶層の厚みは、青の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(B)/赤の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(R)の値が0.7~0.9であることを満たすことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の液晶表示パネル。
- 前記液晶層の厚みは、青の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(B):緑の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(G):赤の絵素電極に対応する領域の液晶層厚d(R)の値が、0.7~0.9:1:(「0.3*d(B)+0.82」~「0.3*d(B)+0.86」)であることを満たすことを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の液晶表示パネル。
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