(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部表示板と、
前記下部表示板と対向し、複数の赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタを含む上部表示板と、
前記下部表示板及び上部表示板の間に挟持された液晶層と、
前記下部表示板又は前記上部表示板の外側面に位置する第1補償フィルムと、
前記下部表示板の外側面に位置する下部偏光板と、
前記上部表示板の外側面に位置する上部偏光板とを含み、
赤色、緑色及び青色の波長をそれぞれλr、λg及びλbとし、
前記液晶層、前記下部偏光板及び上部偏光板、そして前記下部表示板及び上部表示板の赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をそれぞれRthL_r、RthL_g及びRthL_bとし、前記第1補償フィルムの赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をRth_r、Rth_g及びRth_bとする時、
【数１】
0005612730.tif 000013
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶層の赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をそれぞれRthl_r、Rthl_g及びRthl_bとする時、
【数２】
0005612730.tif 000014
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層は、前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する位置によってセルギャップが互いに異なることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する順に前記液晶層のセルギャップが次第に小さくなることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタの厚さが互いに異なることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタの順に厚さが次第に厚くなることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記下部表示板又は上部表示板は絶縁膜をさらに含み、前記絶縁膜は前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する位置によってその厚さが互いに異なることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記絶縁膜の厚さが前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する順に次第に厚くなることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記下部表示板は画素電極を含み、前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する位置によって前記画素電極の厚さが互いに異なることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画素電極は、前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する順にその厚さが次第に厚くなることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶層は、前記赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタと対応する位置によって互いに異なる液晶分子を含むことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶層は隔壁によって分割されることを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記液晶層は液晶分子を含み、前記液晶分子の長軸が前記下部表示板及び上部表示板に対して垂直をなすように配向され、前記下部偏光板及び上部偏光板の透過軸が互いに垂直であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記下部表示板又は上部表示板は位相遅延層をさらに含み、
前記液晶層の赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をそれぞれRthl_r、Rthl_g及びRthl_bとし、
前記位相遅延層の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長（λr、λg、λb）のそれぞれに対する厚み方向の位相遅延値をRthp_r、Rthp_g、Rthp_bとする時、
【数３】
0005612730.tif 000015
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第1補償フィルムは負のCプレート又は負の二軸性フィルムを含むことを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第1補償フィルムが位置する前記下部表示板又は上部表示板と対向する上部表示板又は下部表示板の外側面に位置する第2補償フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記第2補償フィルムは正のAプレートを含むことを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記液晶層は液晶分子を含み、前記液晶分子の長軸が前記下部表示板及び上部表示板に対して垂直になるように配向されており、前記下部偏光板及び上部偏光板の透過軸が互いに垂直であることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記液晶層の赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をそれぞれRthl_r、Rthl_g及びRthl_bとし、
各カラーフィルタの各波長（λr, λg, λb）に対する厚み方向の位相遅延値をそれぞれRthc_r, Rthc_g及びRthc_bとする時、
【数４】
0005612730.tif 000016
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第1補償フィルムは、負のCプレート又は負の二軸性フィルムを含むことを特徴とする請求項19に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記第1補償フィルムが位置する前記下部表示板又は上部表示板と対向する上部表示板又は下部表示板の外側面に位置する第2補償フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記第2補償フィルムは、正のAプレートを含むことを特徴とする請求項21に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記液晶層は液晶分子を含み、前記液晶分子の長軸が前記下部表示板及び上部表示板に対して垂直になるように配向され、前記下部偏光板及び上部偏光板の透過軸が互いに垂直であることを特徴とする請求項19に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記第1補償フィルムが位置する前記下部表示板又は上部表示板と対向する上部表示板又は下部表示板の外側面に位置する第2補償フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、現在最も広く用いられている平板表示装置のうちの１つであって、電場生成電極が形成されている２枚の表示板とその間に挟持された液晶層を含む。液晶表示装置は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これによって液晶層の各液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって画像を表示する。
【０００３】
液晶層の液晶分子の配列状態によって、ツイストネマチック方式（ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｍｏｄｅ；ＴＮ  ｍｏｄｅ）、垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｍｏｄｅ；ＶＡ  ｍｏｄｅ）、面上スイッチング方式（ｉｎ  ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｍｏｄｅ；ＩＰＳ  ｍｏｄｅ）等に分類される。
【０００４】
ツイストネマチック方式は、電場を印加しない状態では液晶分子の長軸が基板に水平に並んでいるが、電場を印加すると、液晶分子が電場に沿ってその長軸が基板に垂直に配向される方式を意味し、液晶分子が水平に配向されるときに捩じれた状態に整列されている。
【０００５】
一方、垂直配向方式は、ツイストネマチック方式とは異なり、電場を印加しない状態では液晶分子の長軸が基板に垂直になるように配列されているが、電場を印加すると、液晶分子の長軸が電場に垂直な方向に配向する方式である。
【０００６】
これに対して面上スイッチング方式は、２つの電場生成電極が一方の基板に共に形成されており、電場が垂直又は水平方向以外の方向性を有する方式である。この中で垂直配向方式やネマチック方式等の液晶表示装置において、光が偏光板で偏光されて光学的異方性を有する液晶を通過すると、液晶層を垂直に通過する時及び斜めに通過する時にその位相遅延値が互いに異なって位相遅延を生じ、視野角による透過光特性が異なるようになる。
【０００７】
よって、液晶層の位相遅延を補償するための補償フィルムを用いて視野角を向上させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、液晶表示装置の側面の表示特性を良好にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、液晶表示装置は、
下部表示板と、
前記下部表示板と対向し、複数の赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタを含む上部表示板と、
前記下部表示板及び上部表示板の間に挟持された液晶層と、
前記下部表示板又は前記上部表示板の外側面に位置する第1補償フィルムと、
前記下部表示板の外側面に位置する下部偏光板と、
前記上部表示板の外側面に位置する上部偏光板とを含み、
赤色、緑色及び青色の波長をそれぞれλr、λg及びλbとし、
前記液晶層、前記下部偏光板及び上部偏光板、そして前記下部表示板及び上部表示板の赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をそれぞれRthl_r、Rthl_g及びRthl_bとし、前記第1補償フィルムの赤色、緑色及び青色の波長それぞれに対する厚み方向の位相遅延値をRth_r、Rth_g及びRth_bとする時、
【００１０】
【数１】
0005612730.tif 000002
【００１１】
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液晶表示装置において側面からの光漏れを防止し、側面コントラスト比を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例による液晶表示装置の３画素に対する等価回路図である。
【図２】本発明の一実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例による液晶表示装置の偏光状態を示すポアンカレ球面座標系である。
【図４】本発明の一実施例による液晶表示装置の偏光状態を示すポアンカレ球面座標系である。
【図５】本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図６】本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図７】本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図８】本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【図９】本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付の図面を用いて、本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一の参照符号を付けている。層、膜、領域、板等の部分が、他の部分の「上に」あるとするとき、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「すぐ上に」あるとするとき、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００１６】
以下、図１を参照して、本発明の一実施例による液晶表示装置を説明する。図１は本発明の一実施例による液晶表示装置の３画素に対する等価回路図である。図１に示すように、本発明の一実施例による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００及びこれらの間に挟持された液晶層３を含む。
【００１７】
下部表示板１００には複数のゲート線（ＧＬ）と複数のデータ線（ＤＬ）を含む複数の信号線と、これに接続されたスイッチング素子（Ｑ）及び複数の画素電極１９１が形成されている。
【００１８】
ゲート線（ＧＬ）はゲート信号（走査信号とも言う）を伝達するものであって、ほぼ行方向（図左右方向）に延長されて互いにほぼ平行である。
【００１９】
デート線（ＤＬ）はデータ信号を伝達するものであって、ほぼ列方向（図上下方向）に延長されてゲート線（ＧＬ）と交差し、互いにほぼ平行である。
【００２０】
スイッチング素子（Ｑ）は、薄膜トランジスタ等の三端子素子であって、その制御端子はゲート線（ＧＬ）に接続され、入力端子はデータ線（ＤＬ）に接続され、出力端子は画素電極１９１に接続されている。画素電極１９１は、スイッチング素子（Ｑ）を介してデータ線（ＤＬ）からのデータ電圧を受ける。
【００２１】
上部表示板２００には共通電極２７０及び赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ及び青色カラーフィルタ２３０Ｂを含むカラーフィルタ２３０が形成されている。
【００２２】
共通電極２７０は、上部表示板２００の全面に形成されており、共通電圧Ｖｃｏｍを受ける。図１と異なり、共通電極２７０を下部表示板１００に設けることもでき、この場合、２つの電極（１９１、２７０）のうちの少なくとも１つが線状又は棒状に形成できる。
【００２３】
各カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）は、画素電極１９１に対応する上部表示板２００の領域に位置して、基本色のうちの１つを表示する。基本色の例としては、赤色、緑色、青色等の三原色がある。一方、色表示を実現するために、１つのカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）を含む１つの画素が１つの基本色を固有に表示するように構成でき（空間分割）、各画素が時間によって交互に基本色を表示するように構成する（時間分割）こともでき、該当基本色の空間的、時間的作用で所望の色相が認識されるようにする。図１は空間分割の一例である。図１と異なり、カラーフィルタ２３０は、下部表示板１００の画素電極１９１の上又は下に形成することもできる。
【００２４】
液晶層３は負又は正の誘電率異方性を有し、セルギャップ（Ｄ）の一定の間隔を維持する。液晶層３の液晶分子は、電場がない状態でその長軸が２つの表示板の表面に対して垂直又は水平になるように配向することができる。２つの表示板（１００、２００）の外側には少なくとも１つの偏光子（図示せず）が設けられている。
【００２５】
ゲート線（ＧＬ）にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が印加されると、ゲート線（ＧＬ）に接続されたスイッチング素子（Ｑ）がターンオンし、データ線（ＤＬ）に印加されたデータ電圧がターンオンしたスイッチング素子（Ｑ）を介して当該画素電極１９１に印加される。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧が印加される共通電極２７０と共に電場を生成することによって、２つの電極（１９１、２７０）間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって液晶層３を通過する光の偏光が変化し、このような偏光の変化は、偏光子によって透過率の変化として現れ、これを通じて液晶表示装置が画像を表示する。
【００２６】
以下、図２及び上記図１を参照して、本発明の一実施例による液晶表示装置を詳細に説明する。
【００２７】
図２は本発明の一実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【００２８】
図２に示すように、本実施例による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら２つの表示板（１００、２００）の間に挟持された液晶層３を含む。
【００２９】
まず、下部表示板１００について説明すると、透明なガラス又はプラスチック等からなる下部基板１１０の上に複数の画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１はＩＴＯ又はＩＺＯ等の透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロム又はその合金等の反射性金属で形成することができる。
【００３０】
下部基板１１と画素電極１９１との間には画素電極１９１にデータ電圧を伝達する薄膜トランジスタ等のスイッチング素子（図示せず）が形成されており、スイッチング素子（図示せず）と画素電極１９１との間には無機絶縁物又は有機絶縁物等からなる保護膜（図示せず）をさらに形成することができる。
【００３１】
次に、上部表示板１００について説明する。透明なガラス又はプラスチック等からなる上部基板２１０上に複数の赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ及び青色カラーフィルタ２３０Ｂが形成されている。
【００３２】
カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の厚さは互いに異なり、赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ、青色カラーフィルタ２３０Ｂの順に厚さが増加する。
【００３３】
カラーフィルタ２３０（Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の上には共通電極２７０が形成されており、共通電極２７０はＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明な導電体等からなる。
【００３４】
カラーフィルタ２３０と共通電極２７０との間に有機物等の絶縁物からなる蓋層（図示せず）をさらに形成してもよい。
【００３５】
下部表示板１００と上部表示板２００の間に挟持された液晶層３は、負の誘電率異方性を有する液晶分子３１を含むことができ、このとき、液晶分子３１は、電場のない状態でその長軸が２つの表示板（１００、２００）の表面に対して垂直になるように配向される。液晶分子３１の長軸方向の屈折率（Ｎｚｌ）と長軸方向のｚ方向に垂直方向の屈折率（Ｎｘｌ、Ｎｙｌ）は、次の（式１）の関係を満たす。
【００３６】
【数２】
0005612730.tif 000003
・・・（式１）
一方、液晶層３のセルギャップ（Ｄ）は、カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置によって異なり、カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の厚さが増加する順に、赤色カラーフィルタ２３０Ｒ上の液晶層３のセルギャップ（Ｄｒ）、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ上の液晶層３のセルギャップ（Ｄｇ）、青色カラーフィルタ２３０Ｂ上の液晶層３のセルギャップ（Ｄｂ）の順で値が小さくなる。一方、セルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）は、０μｍ≦Ｄｇ−Ｄｂ、Ｄｒ−Ｄｇ≦０．５μｍの関係を満たすように構成できる。
【００３７】
各カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）上の液晶層３のセルギャップ（Ｄ）方向の位相遅延値は、次の（式２）により求められる。
【００３８】
【数３】
0005612730.tif 000004
・・・（式２）
ここで、液晶層３の屈折率（Ｎｘｌ、Ｎｙｌ、Ｎｚｌ）の値は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）光の波長（λｒ、λｇ、λｂ）によって異なり、波長（λｒ、λｇ、λｂ）別のセルギャップ（Ｄ）方向の位相遅延値（Ｒｔｈｌ）も異なる。
【００３９】
表示板（１００、２００）の内側面には液晶層３を配向するための配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）（図示せず）を塗布することにより、液晶分子３１の配向方向を制御するように構成できる。
【００４０】
一方、下部基板１１０及び上部基板２１０の外側面には下部及び上部補償フィルム（１４、２４）、下部及び上部偏光板（１２、２２）、下部及び上部支持体（１０、２０）が各々順に形成されている。
【００４１】
下部及び上部支持体（１０、２０）は、偏光板（１２、２２）を外部の影響から保護するために耐湿、耐圧、及び耐熱性を有し、図２と異なり、偏光板（１２、２２）の上及び下に形成することができる。支持体（１０、２０）は、ＴＡＣ（Ｔｒｉ−ａｃｅｔｙｌ−ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）又はＣＡＰ（ｃｅｌｌｕｌｏｕｓ  ａｃｅｔａｔｅ  ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）等を含む構成とすることができる。
【００４２】
下部及び上部偏光板（１２、２２）は、各々一方向に偏光された光を透過する透過軸を有し、上部偏光板２２の透過軸と下部偏光板１２の透過軸が互いに垂直となるように構成することができる。
【００４３】
下部補償フィルム１４は、視野角による液晶層３におけるセルギャップ方向の位相遅延値（Ｒｔｈｌ）を補償し、特定の厚み方向の位相遅延値（Ｒｔｈ）を有する負のＣプレート又は二軸性フィルムを使用することができる。負のＣプレートの屈折率（Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）は、下記の（式３）を満たし、二軸性フィルムの屈折率（Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）は下記の（式４）を満たす。
【００４４】
【数４】
0005612730.tif 000005
・・・（式３）
【００４５】
【数５】
0005612730.tif 000006
・・・（式４）
ここで、屈折率（Ｎｚ）は、下部補償フィルム１４の厚み方向の屈折率であり、屈折率（Ｎｘ、Ｎｙ）は、補償フィルム１４の面上方向の屈折率である。このような下部補償フィルム１４の厚み方向の位相遅延値（Ｒｔｈ）は下記の（式５）で表される。
【００４６】
【数６】
0005612730.tif 000007
・・・（式５）
ここで、ｄは下部補償フィルム１４の厚さである。下部補償フィルム１４の屈折率（Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）も同様に光の波長（λｒ、λｇ、λｂ）によって変わるので、波長（λｒ、λｇ、λｂ）による厚み方向の位相遅延値（Ｒｔｈ）も互いに異なる。
【００４７】
上部補償フィルム２４は、主に液晶層３における面上位相遅延値（Ｒｏｌ）を補償し、上部補償フィルム２４の屈折率（Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）は、下記（式６）を満たす正のＡプレート等を使用することができる。
【００４８】
【数７】
0005612730.tif 000008
・・・（式６）
このような上部補償フィルム２４の面上方向の位相遅延値（Ｒｏ）は、下記（式７）で表される。
【００４９】
【数８】
0005612730.tif 000009
・・・（式７）
ここで、ｄは上部補償フィルム２４の厚さである。
【００５０】
下部補償フィルム１４と上部補償フィルム２４は、互いに位置を変えて配置することもできる。
【００５１】
本実施例において、液晶層３のセルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）方向の位相遅延値（Ｒｔｈｌ）と、下部補償フィルム１４で基本色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の波長（λｒ、λｇ、λｂ）による厚み方向の位相遅延値（Ｒｔｈ）は、下記（式８）の関係を満たす。
【００５２】
【数９】
0005612730.tif 000010
・・・（式８）
ここで、Ｒｔｈ_ｒ、Ｒｔｈ_ｇ及びＲｔｈ_ｂは、前記（式４）による赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長（λｒ、λｇ、λｂ）による下部補償フィルム１４の厚み方向の位相遅延値である。また、Ｒｔｈｌ_ｒ、Ｒｔｈｌ_ｇ及びＲｔｈｌ_ｂは、前記（式２）に各セルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）を代入して求めた各波長（λｒ、λｇ、λｂ）別の液晶層３のセルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）方向の位相遅延値である。
【００５３】
前記位相遅延値（Ｒｔｈｌ_ｒ、Ｒｔｈｌ_ｇ、Ｒｔｈｌ_ｂ）は、液晶層３以外に表示板（１００、２００）と支持体（１０、２０）を含む偏光板（１２、２２）全体に対する位相遅延値であってもよい。
【００５４】
次に、本実施例による液晶表示装置を方位角４５度と極角６０度の方向からみるときの偏光状態について図３及び図４を参照して説明する。
【００５５】
図３及び４は、本発明の一実施例による液晶表示装置の偏光状態を示すポアンカレ球面座標系である。
【００５６】
図３のポアンカレ球面座標系において直交三座標は光の互いに異なる偏光状態を示し、Ｓ１−Ｓ２平面は線偏光を示す。
【００５７】
図３及び図４の点Ａ又は点‘Ｘ’の位置は、下部偏光板１２を通過した光の偏光状態、つまり、下部偏光板１２の透過軸の偏光状態を示し、図３の点Ｂは、上部偏光板２２の透過軸の偏光状態を示す。図４において、下部及び上部偏光板（１２、２２）の透過軸の偏光状態は点‘Ｘ’の位置として同一である。
【００５８】
本実施例でブラックを表示するためには、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の光が下部偏光板１２、下部補償フィルム１４、下部表示板１００、液晶層３及び上部補償フィルム２４を通過した後、その偏光状態が図３及び図４の消滅点（Ｅｘ）に達すると、上部偏光板２２の透過軸（Ｂ）の偏光方向と直交する偏光方向となって光漏れがなく、コントラスト比も大きくなる。
【００５９】
本実施例によれば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各基本色の偏光状態が図４に示したようになり、消滅点（Ｅｘ）に近接することが分かる。従って、ブラック状態で側面の輝度が従来技術の他の液晶表示装置の側面輝度より著しく低く、特定色相の輝度も低い。このようにすれば、側面からの光漏れを防止することができ、側面のコントラスト比も大きく高まる。
【００６０】
次に、本発明の他の実施例による液晶表示装置について図５〜図７を参照して説明する。
【００６１】
図５〜図７は、各々本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。まず、図５に示した実施例について説明する。
【００６２】
本実施例による液晶表示装置の層状構造はほぼ図２に示した液晶表示装置の層状構造と同一である。以下では、上述した実施例と異なる点を中心に説明する。
【００６３】
図５に示すように、本実施例による液晶表示装置も互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら２つの表示板（１００、２００）の間に挟持された液晶層３を含む。
【００６４】
まず、下部表示板１００について説明すると、下部基板１１０の上に複数の画素電極１９１が形成されている。下部基板１１と画素電極１９１との間にはスイッチング素子（図示せず）が形成されており、スイッチング素子（図示せず）と画素電極１９１との間には保護膜（図示せず）をさらに形成してもよい。
【００６５】
次に、上部表示板１００について説明すると、上部基板２１０の上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）のような無機絶縁物からなる絶縁膜２４０が形成されており、その上には複数の赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ及び青色カラーフィルタ２３０Ｂが形成されている。
【００６６】
絶縁膜２４０の厚さは赤色カラーフィルタ２３０Ｒ下部の絶縁膜２４０、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ下部の絶縁膜２４０、及び青色カラーフィルタ２３０Ｂ下部の絶縁膜２４０の順にその厚さが増加する。絶縁膜２４０は、１度の工程で１つのマスクを用いて形成することができる。
【００６７】
カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の上には共通電極２７０が形成されている。
【００６８】
下部表示板１００と上部表示板２００との間に挟持された液晶層３は、負又は正の誘電率異方性を有する液晶分子３１を含んでおり、液晶分子３１は電場のない状態でその長軸が２つの表示板（１００、２００）の表面に対して垂直になるように配向することができる。
【００６９】
上記の実施例と異なり、本実施例では、カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置によって厚さが異なる絶縁膜２４０により、液晶層３のセルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）がカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置別に異なっている。一方、セルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）は、０μｍ≦Ｄｇ−Ｄｂ、Ｄｒ−Ｄｇ≦０．５μｍの関係を満たす。
【００７０】
下部基板１１０及び上部基板２１０の外側面には下部及び上部補償フィルム（１４、２４）と下部及び上部偏光板（１２、２２）が各々順に形成されている。下部及び上部偏光板（１２、２２）は偏光板（１２、２２）を保護するための支持体（図示せず）を含む構成とすることができる。
【００７１】
本実施例でも上記の実施例と同様に、液晶層３のセルギャップ（Ｄ）がカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置別に異なるため、前記（式８）の関係を満たし、側面の光漏れを防止することができ、側面のコントラスト比も著しく高まる。
【００７２】
本実施例と異なり、絶縁膜２４０は、カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）と共通電極２７０との間又は下部表示板１１０に形成することもできる。
【００７３】
一方、図６に示した実施例によれば、図５に示した液晶表示装置と異なり、下部基板１１０の上に位置によって厚さが異なる保護膜（１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂ）が形成されている。
【００７４】
下部表示板１００の保護膜（１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂ）の厚さは、対向するカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置によって異なり、赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ、青色カラーフィルタ２３０Ｂと対向する順に保護膜（１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂ）の厚さが増加する。各保護膜（１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂ）は互いに異なるマスクを用いて各々形成してもよい。
【００７５】
保護膜（１８０Ｒ、１８０Ｇ、１８０Ｂ）の厚差によって、赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ、青色カラーフィルタ２３０Ｂ上の液晶層３もその順でセルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）が小さくなる。一方、セルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）は、０μｍ≦Ｄｇ−Ｄｂ、Ｄｒ−Ｄｇ≦０．５μｍの関係を満たす。
【００７６】
本実施例でも上記の実施例と同様に、液晶層３のセルギャップ（Ｄ）がカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置別に異なり、前記（式８）のような関係を満たす。
【００７７】
一方、図７に示した実施例によれば、カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置によって厚さが変わる画素電極（１９１Ｒ、１９１Ｇ、１９１Ｂ）によって液晶層３のセルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）が変わる。即ち、赤色カラーフィルタ２３０Ｒ、緑色カラーフィルタ２３０Ｇ、青色カラーフィルタ２３０Ｂ上の液晶層３は、その順で該セルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）が小さくなる。一方、セルギャップ（Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂ）は、０μｍ≦Ｄｇ−Ｄｂ、Ｄｒ−Ｄｇ≦０．５μｍの関係を満たす。
【００７８】
図２に示した液晶表示装置の多くの特徴及び効果と図３及び図４に示した特徴は、図５〜図７に示した液晶表示装置にも適用できる。
【００７９】
以下、本発明の他の実施例による液晶表示装置について図８を参照して説明する。
【００８０】
図８は本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【００８１】
本実施例による液晶表示装置の層状構造はほぼ図７に示した液晶表示装置の層状構造と同一である。以下では図７に示した実施例と異なる点を中心に説明する。
【００８２】
本実施例によれば図７に示した液晶表示装置と異なり、画素電極１９１を含む下部表示板１００と上部表示板２００の厚さはカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置に関係なく実質的に均一である。しかし、各カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）上の液晶層３は、互いに異なる液晶分子３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ）を含み、各液晶層３は隔壁３０によって分割される。
【００８３】
隔壁３０は、硬化性単量体に熱や光を照射して形成する重合体からなる。各液晶分子（３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ）は、互いに異なる屈折率（Ｎｘｌ、Ｎｙｌ、Ｎｚｌ）を有するので、各液晶層３のセルギャップ（Ｄ）が一定であっても、分割された各液晶層３の位相遅延値（Ｒｔｈｌ）は互いに異なる。これにより、上記（式２）に互いに異なるセルギャップ（Ｄ）代わりに互いに異なる屈折率（Ｎｘｌ、Ｎｙｌ、Ｎｚｌ）を代入して、分割された液晶層３ごとに互いに異なる位相遅延値（Ｒｔｈｌ）を付与することができ、上記（式８）を満たすように構成できる。
【００８４】
次に、本発明の他の実施例による液晶表示装置について図９を参照して説明する。図９は、本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的な断面図である。
【００８５】
本実施例による液晶表示装置の層状構造も同様、ほぼ図７に示した液晶表示装置の層状構造と同一である。以下では図７に示した実施例と異なる点を中心に説明する。
【００８６】
本実施例によれば図７に示した実施例と異なり、画素電極１９１を含む下部表示板１００と上部表示板２００の厚さはカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置に関係なく実質的に均一である。その一方でカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）と共通電極２７０との間に複数の位相遅延層（２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ）がさらに形成されている。
【００８７】
従って、本実施例では、液晶層３のセルギャップ（Ｄ）又は屈折率（Ｎｘｌ、Ｎｙｌ、Ｎｚｌ）をカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の位置別に変化させることなく、その代わりに各カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の上に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長（λｒ、λｇ、λｂ）ごとに互いに異なる位相遅延値（Ｒｔｈｐ_ｒ、Ｒｔｈｐ_ｇ、Ｒｔｈｐ_ｂ）を有する位相遅延層（２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ）を設けて、下記（式９）を満たすように構成する。
【００８８】
【数１０】
0005612730.tif 000011
・・・（式９）
このようにして、上記実施例と同様に、側面の光漏れを防止し、側面のコントラスト比を向上させることができる。
【００８９】
本実施例と異なり、位相遅延層（２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ）は、上部基板２１０とカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の間、上部表示板２００の外側面、又は下部表示板１００に形成してもよい。
【００９０】
また、図９に示すように、位相遅延層（２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ）をさらに形成する代わりに、位相遅延層（２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ）の厚み方向の位相遅延値（Ｒｔｈｐ_ｒ、Ｒｔｈｐ_ｇ、Ｒｔｈｐ_ｂ）のような厚み方向の位相遅延値をそれぞれ有するカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）を形成して、前記（式９）を満たすように構成することができる。このとき次の式（１０）を満たすように構成する。
【００９１】
【数１１】
0005612730.tif 000012
・・・（式１０）
ここでＲｔｈｃ_ｒ、Ｒｔｈｃ_ｇ及びＲｔｈｃ_ｂは、各カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）の各波長（λｒ、λｇ、λｂ）による厚み方向の位相遅延値（Ｒｔｈｃ）である。
【００９２】
次に、互いに異なる位相遅延値（Ｒｔｈｃ）を有するカラーフィルタ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）を形成する方法について説明する。
【００９３】
カラーフィルタ用感光膜は、顔料分散液とフォトレジストを含む。顔料分散液は、顔料、分散剤及び顔料誘導体を含み、フォトレジストは、バインダ、単量体及び開始剤を含む。顔料誘導体の薄膜を形成した後結晶化すると位相遅延が発生するが、この顔料誘導体の結晶化の程度を調節することによって互いに異なる位相遅延値（Ｒｔｈｃ_ｒ、Ｒｔｈｃ_ｇ、Ｒｔｈｃ_ｂ）を有するカラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）を形成することができる。
【００９４】
上記実施例と異なり、画素電極１９１及び共通電極２７０を同一の基板（１１０、２２０）に全て形成してもよい。このときも液晶分子３１の誘電率異方性及び偏光板（１２、２２）の透過軸配列により液晶表示装置がブラックを表示すると、液晶分子３１の長軸が基板（１１０、２２０）に対して垂直になるように配列することができ、上記実施例の特徴を適用できる。
【００９５】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施例には限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を利用して多様な変形及び改良が可能であろう。それらの変形及び改良形態も本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
【符号の説明】
【００９６】
１０、２０    支持体
１２、２２    偏光板
１４、２４    補償フィルム
２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ    位相遅延層
３１    液晶分子
１１０、２１０    基板
１９１    画素電極
２７０    共通電極
２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ    カラーフィルタ
【図１】
0005612730.tif 000017
【図２】
0005612730.tif 000018
【図３】
0005612730.tif 000019
【図４】
0005612730.tif 000020
【図５】
0005612730.tif 000021
【図６】
0005612730.tif 000022
【図７】
0005612730.tif 000023
【図８】
0005612730.tif 000024
【図９】
0005612730.tif 000025