JP2006251143A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＣＢ液晶表示装置の黒表示時の青味を解消する。
【解決手段】 対向基板１３およびアレイ基板１２間にベンド配列される液晶層２０を挟持し、前記基板の一方に赤、緑、青の各色フィルタを備える液晶セル１１と、液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板２１と、液晶セルおよび位相差板を挟んで配置される２枚の偏光板２３、２４と、液晶セル、位相差板および偏光板を通過する光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段４０とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、広視野角と高速応答の実現が可能なＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）技術を用いた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして、各種用途に適用されている。

現在、市場で広く利用されているツイステッド・ネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置は、光学的に正の屈折率異方性を有する液晶材料が、基板間に略９０°捩れ配列されて構成され、その捩れ配列の制御により入射光の旋光性を調節している。このＴＮ型液晶表示装置は、比較的、容易に製造できるものの、その視野角は狭く、また応答速度が遅いため、特にＴＶ画像等の動画表示には不向きであった。

一方、視野角及び応答速度を改善するものとしてＯＣＢ型液晶表示装置が注目されている。ＯＣＢ型液晶表示装置は、基板間にベンド配列が可能な液晶材料が封入されてなるもので、ＴＮ型液晶表示装置に比して応答速度は一桁改善され、更に液晶材料の配列状態から光学的に自己補償されるため視野角が広いと言う利点がある。そして、このようなＯＣＢ型液晶表示装置を用いて画像表示を行う場合、複屈折性を制御し偏光板との組合せによって、例えば高電圧印加状態で光を遮断（黒表示）し、低電圧印加状態で光を透過（白表示）させることが考えられる。

しかしながら、黒表示状態では、液晶分子は高電圧印加により電界方向に沿って配列（基板に対して法線方向に配列）するが、基板近傍の液晶分子は配向膜との相互作用で法線方向に配列されず、光は所定方向に位相差の影響を受ける。このため、基板法線方向から観察した場合、黒表示時の透過率を十分に低減させることができず、コントラストの低下を招く。そこで、例えば一軸性の位相差板を組み合せることで、黒表示時の液晶層の位相差を補償し、透過率を十分に低減させることが知られている。また、斜め方向からの観察に対しても十分に黒表示、あるいは階調特性を補償する手法として、例えば特許文献１に開示されるように、ハイブリッド配列した光学負の位相差板を組み合せることも知られている。
特開平１０−１９７８６２号公報

ところで、カラー液晶表示装置は自然光や演色性の高いバックライト等の入射光を反射または透過させて各色フィルタを通して表示するものであり、全光波長領域にわたる光を各フィルタの波長通過帯域で選択している。

ＴＮ型液晶表示装置では表示に旋光性を用いるため、基板間で光が内部反射しても表示に与える影響はほとんどない。しかし、ＯＣＢ液晶表示装置にあっては、内部反射の回数によって液晶層を通過する入射光が受けるリタデーションと位相差板のリタデーションとがずれ、これにより色味のバランスが崩れるという問題が生じる。更に、内部反射する反射光も波長分散を持つため、色味のバランスの崩れはより一層大きくなってしまう。とくに青紫−青−青緑で認識される青色に対する青フィルタの分担する波長範囲が他の色に比べて広く、青色フィルタ特性は広い通過帯域を有していることから、黒表示時に画像が青味を帯びるおそれがある。

この発明は、高い応答速度と共に、色味のバランスに優れた液晶表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、液晶セルを通過する光成分のうち、青緑光成分を吸収するフィルタ手段を設け、青色フィルタから漏れる不要な光を減衰することにより、色バランスを調節する。

本発明は、青色光の中心波長を４５０ｎｍとしたときに、これよりも長波長の青色光を青緑光、短波長の光を青紫光として２分し、青緑光を吸収して減衰させるフィルタ手段すなわち青緑光吸収体を光源から発して液晶セル、偏光板を通過する光通路上に配置する。

本発明によれば、それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される２枚の偏光板と、
前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置を得る。

さらに、本発明は、それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される２枚の偏光板と、
前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光を供給する光源と、
前記光源からの光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置を得る。

この光源はランプとこのランプから発生した光を拡散して前記液晶セル側に入射させる導光板とからなり、前記青緑光吸収手段が前記導光板の前記液晶セル側に配置されていることが好ましい。

または、前記青緑光吸収手段が前記ランプと前記導光板の間に配置されていることが好ましい。

青緑光吸収手段が青緑吸収ガラスまたは光干渉膜で容易に形成することができる。

吸収される青緑波長領域を４５０ｎｍ〜４７０ｎｍとするのが好ましい。

さらに、青緑光吸収手段の吸収率が青緑光の４５０ｎｍ〜４７０ｎｍに対して３０％以上であることが好ましい。

また、本発明によれば、青緑光吸収手段が前記対向基板とアレイ基板の少なくとも一方そのもので形成されることが好ましい。

さらに、前記アレイ基板及び対向基板の少なくとも一方が青緑光吸収ガラスであることが好ましい。

さらに、本発明は、それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶セルの前記対向基板側に配置される偏光板と、
前記液晶セルの前記アレイ基板側に配置される反射板と、
前記液晶セルの対向基板側から入射し前記反射板で反射されて前記対向基板側に出射する光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段と、
を具備すること反射型の液晶表示装置を得る。

本発明は液晶セルを通過する光の通路上に、青緑光吸収体を配置して、青緑−青−青紫光と波長範囲の広い青色光領域のうち、青緑光成分の透過を抑止するので、青色光のリタデーション制御を容易にし、青色光の光漏れを防ぎ、黒表示時に生じる画像の青味を解消することができる。

以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について、図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態のＯＣＢモード方式による液晶表示装置の概略構成図である。

この液晶表示装置１は、アスペクト比１６：９、対角２２型であって、光透過型のアクティブマトリクスタイプの液晶パネル１００と、複数本の管状光源３１０（図１０参照）が並置配列されて構成され液晶パネル背面に配置されるバックライト３００と、液晶パネル１００内に内蔵され走査線Ｙｊに走査信号Ｖｇを供給する走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２（図３参照）と、信号線Ｘｉ（図３参照）に信号電圧Ｖｓｉｇを供給するＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）から構成される信号線駆動回路５００と、対向電極Ｅｃｏｍ（図２参照）に対向電極電圧Ｖｃｏｍを供給する共通電極駆動回路７００と、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２、信号線駆動回路５００及び共通電極駆動回路７００を制御すると制御回路９００とを備え、液晶パネル１００がバックライト３００と額縁状のベゼル１０００とに挟持されて構成されている。

液晶パネル１００は、図２に示すように、液晶セル１１０と、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、前面２軸位相差板２１０ａ、前面偏光板２２０ａ、後面ハイブリッド位相差板２００ｂ、後面２軸位相差板２１０ｂ、後面偏光板２２０ｂから構成されている。尚、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、前面２軸位相差板２１０ａ及び前面偏光板２２０ａは一体的に構成され、同様に後面ハイブリッド位相差板２００ｂ、後面２軸位相差板２１０ｂ及び後面偏光板２２０ｂも一体的に構成され、液晶セル１１０の主表面にそれぞれ貼り付けられている。

液晶セル１１０は、表示用画素電極をもつアレイ基板１２０、このアレイ基板の表示用画素電極に対向電極を対向させて配置された対向基板１３０、及びアレイ基板１２０と対向基板１３０との間にそれぞれ配向膜１５１、１５３を介して挟持された液晶層１４０とから構成されている。

＜アレイ基板の構成＞
アレイ基板１２０について、図２乃至図７を参照して説明する。

アレイ基板１２０は、透明なガラス基板ＧＬＳ１上に、複数本のアルミニウム（Ａｌ）から構成される信号線Ｘｉと複数本のモリブデン・タングステン合金（ＭｏＷ）から構成される走査線Ｙｊとが酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜からなる層間絶縁膜ＩＮＳ２を介してマトリクス状に配置されている。また、走査線Ｙｊと並行して走査線Ｙｊと同一工程で作成される補助容量線Ｃｊが配置されている。

信号線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点近傍には、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜を活性層としたトップゲート構造の薄膜トランジスタＴＦＴ上にパッシベーション膜ＩＮＳ３を介して透明電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる表示用画素電極Ｄｐｉｘが配置されている。より詳しくは、このＴＦＴは、オフリーク電流を低減するためにダブルゲート構造に構成され、Ｐ型のソース・ドレイン領域ｐ−Ｓｉ（ｓ），ｐ−Ｓｉ（ｄ）、チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１），ｐ−Ｓｉ（ｃ２）、チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１），ｐ−Ｓｉ（ｃ２）間に配置される接続領域ｐ−Ｓｉ（ｉ）をｐ−Ｓｉ膜中に含み、ドレイン領域ｐ−Ｓｉ（ｄ）はコンタクトホールＣＨ１を介して信号線Ｘｉに接続され、ソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）はコンタクトホールＣＨ２を介してＡｌからなるソース配線ＥＸＴによって引き回され、コンタクトホールＣＨ３を介して表示用画素電極Ｄｐｉｘに接続されている。

ｐ−Ｓｉ膜上には、ＴＥＯＳからなるゲート絶縁膜ＩＮＳ１が配置され、この上に走査線Ｙｊから延在した第１ゲート電極Ｇ１が配置され、また走査線Ｙｊの一部が第２のゲート電極Ｇ２として配線されている。そして、第１ゲート電極Ｇ１が第１チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ１）に対応し、第２ゲート電極Ｇ２が第２チャネル領域ｐ−Ｓｉ（ｃ２）に対応している。

また、このＴＦＴのソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）はソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）（図５）を含み、補助容量線Ｃｊから伸び補助容量線Ｃｊと同一工程で作成されるＭｏＷからなる第１補助容量電極ＥＣ１上に層間絶縁膜ＩＮＳ２を介して配置される第２補助容量電極ＥＣ２にコンタクトホールＣＨ４を介して電気的に接続している。この第２補助容量電極ＥＣ２は信号線Ｘｉと同一工程で作成されるＡｌから構成されている。更に、この第２補助容量電極ＥＣ２上にパッシベーション膜ＩＮＳ３を介して表示用画素電極Ｄｐｉｘと同一工程で作成される相転移用画素電極Ｔｐｉｘが配置され、この相転移用画素電極ＴｐｉｘはコンタクトホールＣＨ５を介して第２補助容量電極ＥＣ２と電気的に接続している。

このような構成により、第１補助容量電極ＥＣ１と第２補助容量電極ＥＣ２との間で保持容量Ｃｓ（図３）が形成され、この保持容量Ｃｓ上に相転移用画素電極Ｔｐｉｘが配置されるため、開口率を損なうことなく効果的に大きな保持容量Ｃｓを確保することが可能となる。

更に、この実施形態では、表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとは走査線Ｙｊを跨いで配置され、ＴＦＴのソース領域ｐ−Ｓｉ（ｓ）から独立したソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）により接続されるため、仮に保持容量Ｃｓに短絡等があったとしても、ソース領域延在部ｐ−Ｓｉ（ｓｅ）をレーザ照射等の手段で電気的に切り離すことで、容易に救済することができる。

また、補助容量線Ｃｊ上で隣接する次水平ラインの表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとは、対向する端辺が互いに噛合う櫛歯状に構成されている。これは、表示用画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとの間に捩れた横方向電界を印加する事により均一にベンドの核形成をすることが可能となり、初期のスプレイ配列状態から均一にベンド配列状態に導くことが可能とするものである。この櫛歯ピッチは、例えば５０μｍよりも小さく、望ましくは２０〜３０μｍよりも小さくすることにより低電圧で均一な配列に導くことを可能にする。

ところで、図３に示すように、走査線Ｙｊの両端は、それぞれガラス基板ＧＬＳ１上に一体的に構成された走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２に電気的に接続されている。そして、走査線駆動回路Ｙｄｒ１，Ｙｄｒ２には、それぞれ垂直走査クロック信号ＹＣＫ、垂直スタート信号ＹＳＴが入力される。補助容量線Ｃｊは、それぞれ両端で接続配線Ｃｃｓに接続され、接続配線Ｃｃｓを介して補助容量電圧Ｖｃｓが入力される。信号線Ｘｉは、選択スイッチＳＥＬを介して信号入力線ｘｋ（ｋ＝ｉ／２）に接続されている。詳しくは、信号線Ｘｉは奇数信号線Ｘｉ（ｉ＝１，３，５，・・・）と偶数信号線線Ｘｉ（ｉ＝２，４，６，・・・）とに区分され、隣接する一対の奇数信号線Ｘｉ，Ｘｉ＋２が選択スイッチＳＥＬ１，ＳＥＬ３を介して同一の信号入力線ｘｋに接続され、隣接する一対の偶数信号線Ｘｉ＋１，Ｘｉ＋３が選択スイッチＳＥＬ２，ＳＥＬ４を介して同一の信号入力線ｘｋ＋１に接続されている。そして、奇数信号線対の一方に接続される選択スイッチＳＥＬ１と偶数信号線対の一方に接続される選択スイッチＳＥＬ４とが第１選択信号Ｖｓｅｌ１で選択され、奇数信号線対の他方に接続される選択スイッチＳＥＬ３と偶数信号線対の他方に接続される選択スイッチＳＥＬ２とが第２選択信号Ｖｓｅｌ２で選択されるよう配線されている。

例えば、図７（ａ）に示すように、一水平走査期間（１Ｈ）の前半で信号線Ｘ１に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ１が、信号線Ｘ４に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ４が書き込まれる。そして、一水平走査期間（１Ｈ）の後半で信号線Ｘ２に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ２が、信号線Ｘ３に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ３が書き込まれる。また、図７（ｂ）に示すように、次フレームの一水平走査期間（１Ｈ）の前半で信号線Ｘ１に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ１が、信号線Ｘ４に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ４が書き込まれる。そして、一水平走査期間（１Ｈ）の後半で信号線Ｘ２に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して正極性（＋）の信号電圧Ｖｓｉｇ２が、信号線Ｘ３に対応する表示画素電極Ｄｐｉｘに対向電極電圧Ｖｃｏｍに対して負極性（−）の信号電圧Ｖｓｉｇ３が書き込まれる。

このようにして、フレーム反転駆動及びドット反転駆動が行われ、これにより不所望な直流電圧の印加の防止と共に、フリッカの発生が効果的に防止される。更に、信号線駆動回路５００と液晶パネル１００との接続数は、信号線Ｘｉの本数ｉに対してｉ／２に軽減されるため、接続工程が大幅に軽減されると共に、接続個所数が少ない事により製造歩留りの改善、耐衝撃性の向上等が達成される。また、高精細化に伴う接続ピッチ限界を広げることができ、例えば８０μｍ以下の高精彩化も達成できる。

ところで、上記実施形態では、一水平走査期間（１Ｈ）内に、ある信号入力線ｘｋから入力される信号電圧Ｖｓｉｇを一つ置きの２本の信号線Ｘｉ，Ｘｉ＋２にシリアルに振り分けるものとしたが、３本の信号線、あるいは４本の信号線に振り分けることも可能であり、このようにすることで接続数を更に低減することができる。しかしながら、この振り分け数を増大させる事は、各書き込み時間を短縮する事になるため、ＴＦＴの能力等に応じて適宜設計する必要がある。

＜対向基板の構成＞
対向基板１３０は、ガラス基板ＧＬＳ２上に不所望な漏れ光を阻止するマトリクス状の遮光膜ＢＭ、カラー表示のために各表示画素電極Ｄｐｉｘに対応して設けられた赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ各色のカラーフィルタＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）およびＩＴＯからなる透明な対向電極Ｅｃｏｍが設けられて構成されている。ここに図示しないがＣＦ（Ｇ）、ＣＦ（Ｂ）はＣＦ（Ｒ）に順次隣接して配列される。

また、図示しないが、対向電極Ｅｃｏｍ上には樹脂性の柱スペーサが配置され、これによりアレイ基板１１０との間隙を維持するよう、複数画素に対して１つの割合で規則的に配置されている。アレイ基板上のスペーさ対応位置は図４に示す信号線上の幅広エリアＸａである。

＜液晶パネルの構成＞
次に、この液晶パネル１００の構成について更に詳細に説明する。

図２に示すように、各アレイ及び対向基板１２０，１３０のそれぞれの主面に配置される配向膜１５１，１５３はラビング方向Ｒａ、Ｒｂ（図８、図９参照）が基板１２０，１３０で画面上下方向に、互いに略並行方向にかつ同方向になるようにラビング処理が施されている。そして、プレチルト角（θ）はほぼ１０°に設定されている。そして、これらの両基板１２０，１３０間に液晶層１４０が挟持されている。液晶層１４０には、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍに所定の電圧が印加された状態で、その液晶分子がベンド配列になる誘電率異方性が正のｐ形ネマティック液晶が用いられる。

ところで、図９（ａ）に示すように、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍ間に電圧が無印加の状態では液晶層１４０の液晶分子１４０ａはスプレイ配列状態をとる。このため、電源投入時に、表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍとの間に数十Ｖ程度の高電圧を印加することでベンド配列状態に移行させる。この相転移を確実に行うため、高電圧印加に際し、隣接する水平画素ライン毎に逆極性の電圧を順次書き込むことにより、隣接する表示画素電極Ｄｐｉｘと相転移用画素電極Ｔｐｉｘとの間に横方向のねじれ電位差を与えることで核形成を行い、この核を中心に相転移を行う。このような動作を略１秒間程度行う事によりスプレイ配列状態からベンド配列状態に移行させ、更に表示画素電極Ｄｐｉｘと対向電極Ｅｃｏｍとの間の電位差を同電位とすることで不所望な履歴を一度消去する。

このようにしてベンド配列状態とした後、動作中は図９（ｂ）のように液晶分子１４０ａにベンド配列状態が維持される低いオフ電圧Ｖｏｆｆ以上の電圧が印加される。このオフ電圧とこれよりも高い電圧のオン電圧Ｖｏｎと間で電圧を変化させることにより、同図（ｂ）から（ｃ）の間で配列状態を変化させ、液晶層１４０のリタデーション値をλ／２変化させ透過率を制御する。

このような動作を達成するために、図８に示すように、オン電圧Ｖｏｎ印加時に黒表示となるように一対の偏光板２２０ａ，２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂを互いに直交させ、ラビング方向Ｒａ，Ｒｂとπ／４ずらした配列とする。

また、アレイ基板１２０及び対向基板１３０の外表面と偏光板２２０ａ，２２０ｂとの間に貼り付けられる前面ハイブリッド位相差板２００ａと後面ハイブリッド位相差板２００ｂは、オン電圧時（黒表示時）の液晶層１４０のリタデーション値ＲＬＣｏｎ例えば８０ｎｍを補償するもので、更に黒表示時の正面及び斜め方向からの不所望な光漏れを防止するものである。即ち、このハイブリッド位相差板２００ａ，２００ｂを構成するディスコティック液晶は、屈折率ｎｘとｎｙとが等しく、光軸方向の屈折率ｎｚがｎｘ，ｎｙよりも小さい光学負の材料であって、図２および図８に示すように分子光軸Ｄｏｐｔが液晶層１４０の液晶分子１４０ａの光軸の傾斜方向とはそれぞれ逆方向に傾斜し、その傾斜角が膜厚方向に徐々に変化して構成されるものであって、リタデーション値ＲＤはそれぞれ‐４０ｎｍで構成されている。従って、黒表示時の液晶層１４０のリタデーションＲＬＣｏｎが８０ｎｍであることから、黒表示時の位相差は相殺され、これにより不所望な光漏れが防止される。

更にハイブリッド位相差板２００ａ，２００ｂと偏光板２２０ａ，２２０ｂとの間には、２軸位相差板２１０ａ，２１０ｂがそれぞれ配置されている。この２軸位相差板２１０ａ，２１０ｂは、斜め方向における液晶層１４０の旋光性に起因した光漏れを防止するものであって、それぞれ偏光板２２０ａ，２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂに遅相軸Ａｄを一致させている。従って、偏光板２２０ａ，２２０ｂとの組合せによって正面方向からの位相差はほぼ零にすることができ、実質的に斜め方向の波長分散のみを選択的に改善することができる。

＜バックライトの構成＞
背面の偏光板２２０ｂに面して配置されるバックライト３００について図１０を参照して説明する。

このバックライト３００は、例えば同図（ａ）に示すように並置配列された複数本の管状光源３１０と、この管状光源３１０からの光を効率よく前面に出射すると共に管状光源３１０を収納する樹脂製のリフレクタ３２０と、偏光板２２０ｂ（図２参照）と管状光源３１０との間に配置される光学シートと、更に光学シートと管状光源３１０との間に配置される青緑光吸収体３３０とを備えて構成されている。

光学シートは、例えば輝度均一性を確保するためのツジデン社製の拡散板３４０、管状光源３１０から出射される光源光を集光する複数のプリズム列が配列された例えば３Ｍ社製ＢＥＦＩＩＩ等のプリズムシート３５０，３６０から構成される。

管状光源３１０としては、３波長冷陰極蛍光管を代表とする高演色性ランプで構成され、一例として図１１の曲線Ａに示すような発光スペクトルを有しており、６１０ｎｍにピークのある赤色光領域、５４０ｎｍにピークをもつ緑色光領域、４３５ｎｍにピークをもつ青色光領域を有している。ランプの放電ガスにキセノンガスを用いた場合の１４７ｎｍ紫外線に励起される発光蛍光体として、赤色用にＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ蛍光体、緑色用にＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ蛍光体、青用にＢＡＭ螢光体が使用されるが、他の蛍光体が用いられることも多く、高演色性を得るための発光スペクトルとしては大差がない。

各カラーフィルタＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）はこれらの光波長を分担する通過特性を有し、赤フィルタＣＦ（Ｒ）は５８０ｎｍ以上、緑フィルタＣＦ（Ｇ）は５８０〜５１０ｎｍ、青フィルタＣＦ（Ｂ）は５５０〜４００ｎｍを通過特性としている。青フィルタＣＦ（Ｂ）のもつ通過帯域は広く、すなわち青フィルタＣＦ（Ｂ）の通過領域に、ランプの発光スペクトルの４３５ｎｍの鋭いピーク、４５０ｎｍの低い幅広のピークおよび４９０ｎｍの低い鋭いピークが含まれ、４５０ｎｍ波長を境にして青紫領域（青を含む）と青緑領域に２分することができる。

青緑光吸収体３３０はこの青緑の少なくとも一部の分光領域を吸収する。図１１の曲線Ｂに示すように、吸収特性は波長４５０〜４７０ｎｍで３０％以上の吸収率を示しており、吸収率が高いほど、不所望な光漏れを阻止することができる。なお、曲線Ｃは液晶パネル１００の色フィルタの特性であり、赤Ｃ_Ｒ、緑Ｃ_Ｇ、青Ｃ_Ｂのフィルタ特性を有する。

図１２に示すように、黒表示時の分光放射輝度は吸収体を青緑光吸収ガラス板で形成したときの特性を示しており、吸収ガラスがある場合に、この領域で著しく低下することがわかる。ここにＤは吸収ガラスがある場合、Ａは吸収ガラスがない場合の特性を示している。

図１０（ａ）の本実施形態は、青緑光吸収体３３０を管状光源３１０上に配置した構造であって、この青緑光吸収体３３０として例えばホルミウム（元素記号：Ｈｏ）を組成成分とする厚み約２．５μｍであって、図１１の曲線Ｂに示す吸収特性のガラス板を使用した。

同図（ｂ）は本実施形態の変形例で、バックライトとしてサイドライト型の面光源を用いた場合であって、アクリル樹脂等からなる導光板３７０、導光板３７０の側面に配置される管状光源３１０、管状光源３１０からの光源光を効率よく導光板３７０に導くリフレクタ３８０、更に導光板３１０の出射面上に配置される青緑光吸収体３３０、この上に配置される拡散板３４０、更にこの上に配置されるプリズムシート３５０，３６０とから構成されている。このような構成としても、上記と同様の効果を達成することができる。

同図（ｃ）は本実施形態の他の変形例で、同図（ｂ）とは青緑光吸収体３３０の配置位置が、管状光源３１０と導光板３７０との間に変更されている他は同様の構成を要している。このような構成とする事により、上記の実施例および変形例に比べて小型に形成できる利点がある。

また、上記の実施例および変形例に代えて管状光源３１０を構成するランプ外囲器自体を青緑光吸収ガラスで形成することもできる。

＜表示動作＞
上記の構成により、図８に示すように管状光源３１０から出射される光は光通路Ｌ上の吸収体３３０を経て偏光板２２０ｂを透過する。ここで、偏光板２２０ｂの吸収軸Ａａ，Ａｂと直交する透過軸を通過した偏光光のみが出射され、後面２軸位相差板２１０ｂ及び後面ハイブリッド位相差板２００ｂを経て液晶セル１１０に入射される。

法線方向におけるオン電圧時の液晶層１４０と全位相差板の合計のリタデーションは略零なので、偏光光はそのまま通過し、前面側の偏光板２２０ａに至る。偏光板２２０ａ，２２０ｂはクロスニコル配置であるから、偏光光は前面偏光板２２０ａにより吸収され遮断され黒表示が得られる。

オン電圧とオフ電圧間の電圧印加状態に応じ液晶層１４０のリタデーションが変化し全位相差板のリタデーションとの差が変化するため、前面２軸位相差板２１０ａから出射される入射光は楕円偏光となって前面偏光板２２０ａに達し、偏光状態に対応して光が透過する。このように印加電圧可変することにより、諧調表示が可能になる。

ここで青色光に着目すると、管状光源３１０から出射された光は青緑光吸収体３３０により、４５０〜４７０ｎｍの波長成分が十分に減衰しているので、青色光に対するリタデーションを波長４５０ｎｍ以下、例えば４４０ｎｍで零に成るように合わせることができる。したがって波長が４４０ｎｍから離れるにしたがって位相差が増加して、特に長波長の光に対する制御が十分でなくしかも青色フィルタＣＦ（Ｂ）の通過帯域が広くて阻止領域にずれがあっても、青−青紫分光領域の光を制御することにより、青色光の光漏れを阻止することが可能になる。

更に、液晶セル１１０内で不所望に反射することで液晶層１４０と全位相差板とのリタデーションにずれが生じても、管状光源３１０から出射された光は青緑光吸収体３３０により、４５０〜４７０ｎｍの波長成分が十分に減衰しているので、透過光の着色を軽減することができる。

上記の実施形態では、いずれも吸収体３３０を管状光源３１０と光学フィルムとの間に配置したが、液晶パネル１１０と光学フィルムとの間に吸収体３３０を配置しても構わない。

（実施形態２）
図１３は、本実施形態の液晶セル１１０を示しており、上記の実施形態とは吸収体３３０の配置に代えて対向基板１３０を構成するガラス基板ＧＳＬ２を青緑色吸収ガラスで形成されている他は、同様の構成を有している。このような構成とすることにより、最終的に液晶セル１１０を透過する青緑光の光漏れが阻止でき、黒表示に青味が発生するのを防止することができる。

この他に、例えば図１４に示すように、アレイ基板１２０を構成するガラス基板ＧＳＬ１を青緑光吸収ガラスで形成することもできる。これによりバックライト３００から液晶セル１１０に入射する光の青緑光成分をフィルタして、液晶層１４０に同成分が入射するのを防止することができ、実施形態１の効果と同様の効果を得ることができる。

さらに、アレイ及び対向基板１２０，１３０を構成するガラス基板ＧＳＬ１，ＧＳＬ２のそれぞれに青緑光吸収ガラスを使用することもできる。

実施形態２は、可視光の全波長成分を有する自然光を透過光として利用する場合にも有用である。

また、図１５に示すように、ガラス基板ＧＳＬ１，ＧＳＬ２自体を青緑光吸収ガラスとせずに透明ガラスとし、例えばアレイ基板１２０外面に光干渉膜１５０を形成することもできる。この膜は高屈折率材と低屈折率材の層の交互積層構造により、容易に任意の波長の吸収特性を得ることができ、しかも急峻な吸収特性が得られる利点がある。本実施形態では、ＳｉＯ_２層とＡｌ_２Ｏ_３層とを１／４波長厚で３層、積層して十分な効果を得ることができる。

（実施形態３）
本実施形態はＯＣＢモードの反射型液晶表示装置を示す。なお、図８と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。なお、液晶セル１１０のリタデーションは反射型である事を考慮して上記実施形態の１／２となるよう液晶材料の複屈折異方性あるいはセルギャップが調整されている。

この反射型液晶表示装置２は、偏光板としては前面側に１枚の偏光板２２０ａを配置すればよく、一方、液晶セル１１０の背面側に反射板１６０を配置する。偏光板２２０ａに入射した自然光は偏光板２２０ａの透過軸Ｔａの成分の直線偏光となり、２軸位相差板２１０ａ、前面ハイブリッド位相差板２００ａ、液晶セル１１０を通過し、反射板１６０で反射し、位相を反転して９０°ずれて復路を戻り、再び偏光板２２０ａに至る。この間、各素子により位相差を受けない場合は、直線偏光は偏光板２２０ａで吸収され黒表示となる。液晶セル１１０のリタデーション可変により、位相差の影響を受け楕円偏光になると、戻り光の一部が偏光板２２０ａを透過し、諧調表示が可能となる。なお、各素子を光が２回通過するので、それに合わせて厚み、リタデーションなどを調整する必要があることは上記した通りである。

ところで、この液晶セル１１０を構成するの対向基板１３０のガラス基板ＧＳＬ２は青緑光吸収ガラスで構成されるため、液晶セル１１０を往復２回通過する自然光のうちの青緑光成分が吸収され、したがって青色画素のリタデーション制御を青色光のうちの狭い領域で行うことができ、光漏れを容易に防止することができて、青色漏れによる黒表示時の青味画像の発生を防ぐことができる。

本発明の一実施形態の液晶表示装置の概略構成図 一実施形態の液晶セルの一部拡大略断面図 一実施形態の液晶セルの概略等価回路図 一実施形態のアレイ基板の一部概略正面図 一実施形態のアレイ基板の一部概略正面図 （ａ）は図５中ＢＢ線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図であり、（ｂ）はＣＣ線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図 一実施形態の表示状態を説明するための図 一実施形態の液晶セルの概略構成図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は一実施形態の動作を説明する略図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１のバックライトの略断面図 バックライトのランプの分光放射輝度特性、青緑光吸収体の吸収特性および赤、緑、青色フィルタの通過特性を示す曲線図 黒表示時の分光放射輝度特性を示す曲線図 本発明の実施形態２の液晶セルの構造っを示す略断面図 実施形態２の液晶セルの変形例を示す略断面図 実施形態２の液晶セルの他の変形例を示す略断面図 他の実施形態の液晶セルの概略構成図

符号の説明

１１０：液晶セル
１２０：アレイ基板
１３０：対向基板
ＣＦ（Ｒ），ＣＦ（Ｇ），ＣＦ（Ｂ）：カラーフィルタ
１４０：液晶層
２００ａ，２００ｂ：ハイブリッド位相差板
２１０ａ，２１０ｂ：２軸位相差板
２２０ａ，２２０ｂ：偏光板
３００：バックライト
３３０：青緑光吸収体

Claims (11)

1. 電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
   前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
   前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される２枚の偏光板と、
   前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段と、
   を具備することを特徴とする液晶表示装置。
2. それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
   前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
   前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される２枚の偏光板と、
   前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光を供給する光源と、
   前記光源からの光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段と、
   を具備することを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記光源はランプとこのランプから発生した光を拡散して前記液晶セル側に入射させる導光板とからなり、前記青緑光吸収手段が前記導光板の前記液晶セル側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記光源はランプとこのランプから発生した光を拡散して前記液晶セル側に入射させる導光板とからなり、前記青緑光吸収手段が前記ランプと前記導光板の間に配置されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
5. 前記青緑光吸収手段が青緑吸収ガラスでなる請求項１または２記載の液晶表示装置。
6. 前記青緑光吸収手段が光干渉膜である請求項１または２記載の液晶表示装置。
7. 吸収される青緑波長領域が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記青緑光吸収手段の青緑波長領域の４５０ｎｍ〜４７０ｎｍの吸収率が３０％以上である請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記青緑光吸収手段が前記アレイ基板と対向基板の少なくとも一方に形成されてなる請求項１記載の液晶表示装置。
10. 前記アレイ基板及び対向基板の少なくとも一方が青緑光吸収ガラスである請求項９記載の液晶表示装置。
11. それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
    前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
    前記液晶セルの前記対向基板側に配置される偏光板と、
    前記液晶セルの前記アレイ基板側に配置される反射板と、
    前記液晶セルの対向基板側から入射し前記反射板で反射されて前記対向基板側に出射する光の通路上に配置され青緑波長領域の光を吸収する青緑光吸収手段と、
    を具備すること反射型の液晶表示装置。

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