(57)【要約】【課題】液晶層と平行な電界を生成して表示を制御する液晶パネルにおいて、コントラスト比を向上させることが可能な液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を得る。【解決手段】液晶層を挟んで対向する一対のガラス基板を有し、一対のガラス基板のうちの１つのガラス基板に形成された複数の電極間に電圧を印加して、前記液晶層と平行な電界を生成することで表示を制御する液晶パネルを備える液晶表示装置であって、液晶パネルを背面又は側面から照射するバックライトユニットと液晶パネルとの間に、長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を含む光学フィルムを備え、二色性色素の光吸収率が相対的に大きい長軸方向が光学フィルムのフィルム面に対して垂直に配向している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟んで対向する一対のガラス基板を有し、前記一対のガラス基板のうちの１つのガラス基板に形成された複数の電極間に電圧を印加して、前記液晶層と平行な電界を生成することで表示を制御する液晶パネルを備える液晶表示装置であって、
前記液晶パネルを背面又は側面から照射するバックライトユニットと前記液晶パネルとの間に、長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を含む光学フィルムを備え、
前記二色性色素の光吸収率が相対的に大きい長軸方向が前記光学フィルムのフィルム面に対して垂直に配向している
液晶表示装置。
【請求項２】
前記電極は、前記一対のガラス基板のうちの前記バックライトユニットの側のガラス基板に形成された線状の画素電極及び線状の共通電極を含み、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加して表示を制御する
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記電極は、前記一対のガラス基板のうちの前記バックライトユニットの側のガラス基板に形成された線状の画素電極、及び前記画素電極と異なる配線層に形成された矩形状の共通電極を含み、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加して表示を制御する
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記バックライトユニットは、前記液晶パネルを照射する領域が複数の区画に分割され、
前記液晶パネルに表示する映像の明るさ分布に応じて、前記液晶パネルを照射する光量を前記区画ごとに調整する
請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光学フィルムは、前記二色性色素が添加された高分子液晶を含み、前記高分子液晶が前記光学フィルムのフィルム面に対して垂直に配向している
請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記高分子液晶に添加される前記二色性色素の濃度が、２．０重量％以上である
請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記光学フィルムは、可視光領域における吸収波長が互いに異なる２種類以上の前記二色性色素を含む
請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光学フィルムと前記バックライトユニットの間に、前記バックライトユニットからの光を前記液晶パネルの正面方向に集光するプリズムシートを更に備える
請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記一対のガラス基板のうちの、一方のガラス基板に設けられた偏光板の吸収軸と、他方のガラス基板に設けられた偏光板の吸収軸とが互いに直交している
請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶層を挟んで対向する一対のガラス基板を有し、前記一対のガラス基板のうちの１つのガラス基板に形成された複数の電極間に電圧を印加して、前記液晶層と平行な電界を生成することで表示を制御する液晶パネルを備える液晶表示装置の製造方法であって、
長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を含む光学フィルムを、前記二色性色素の光吸収率が相対的に大きい長軸方向が前記光学フィルムのフィルム面に対して垂直に配向するように形成するステップと、
前記液晶パネルを背面又は側面から照射するバックライトユニットと前記液晶パネルとの間に、前記光学フィルムを配置するステップと、
を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記光学フィルムを形成するステップは、
垂直配向性ポリイミドの配向膜をベースフィルムに形成するステップと、
前記二色性色素を添加した高分子液晶の溶液を前記配向膜にコーティングして、前記ベースフィルムにコーティング膜を形成するステップと、
前記コーティング膜に紫外光を照射して前記コーティング膜を硬化させるステップと、
を有する請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶層と平行な電界を生成して表示を制御する液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの制御方式として、液晶層を挟んで対向する一対のガラス基板間に電界を生成して表示を制御するＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）方式等が知られている。これら縦電界方式の液晶パネルは、液晶パネルのコントラスト比が高いという特徴を有する一方で、視野角特性が低いという課題を有している。
【０００３】
このような視野角特性の課題を解決するため、例えば、特許文献１の液晶表示装置では、液晶パネルとバックライト光源との間に、略鉛直方向に配向した二色性色素を含む光学フィルムを配置している。これにより、広角から観察した際の色相変化を補償している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１６０１５号公報
【特許文献２】特開平５−２７３６０２号公報
【特許文献３】特開平１１−１６０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
縦電界方式と異なる液晶パネルの制御方式として、液晶層と平行な電界を生成して表示を制御するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式等が知られている。これら横電界方式の液晶パネルでは、液晶パネルの視野角方向によらず見かけの液晶分子の長さ（屈折率楕円体）がほぼ一定となるため、視野角特性に優れるという特徴を有している。
【０００６】
横電界方式の液晶パネルの課題は、縦電界方式の液晶パネルと比較して、液晶パネルを正面方向から見たときのコントラスト比（以下「正面コントラスト比」という）が低いことである。横電界方式の液晶パネルの正面コントラスト比を低下させる要因の１つとして、液晶パネルのガラス基板に多数形成された横電界を発生するための線状電極が挙げられる。線状電極とガラス基板とでは屈折率が異なるため、広角から液晶パネルへ入射し、線状電極のエッジで反射／散乱されて液晶パネルの正面方向に出射する光が、正面コントラスト比を低下させる。
【０００７】
特に、液晶パネルの両面に設けられた偏光板は、吸収軸に対して斜め方位から入射する光に対して偏光能が大きく低下する。このため、広角から液晶パネルの背面側の偏光板に入射した光は、十分に偏光されない場合があり、線状電極のエッジで反射／散乱されると、液晶パネルの正面側の偏光板で吸収されずに液晶パネルの正面方向に出射してしまう。黒表示の時にこのような現象が生じた結果、正面コントラスト比が低下する。
【０００８】
横電界方式の液晶パネルにおいて、このような、広角から液晶パネルへ入射し、線状電極のエッジで反射／散乱されて液晶パネルの正面方向に出射する光を低減する方法については、これまでに検討がなされていなかった。そこで、出願人は、横電界方式の液晶パネルにおいて、広角から液晶パネルへ入射する光を低減してコントラスト比を向上させる方法について検討を行った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向する一対のガラス基板を有し、一対のガラス基板のうちの１つのガラス基板に形成された複数の電極間に電圧を印加して、前記液晶層と平行な電界を生成することで表示を制御する液晶パネルを備える液晶表示装置であって、液晶パネルを背面又は側面から照射するバックライトユニットと液晶パネルとの間に、長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を含む光学フィルムを備え、二色性色素の光吸収率が相対的に大きい長軸方向が光学フィルムのフィルム面に対して垂直に配向していることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶層を挟んで対向する一対のガラス基板を有し、一対のガラス基板のうちの１つのガラス基板に形成された複数の電極間に電圧を印加して、前記液晶層と平行な電界を生成することで表示を制御する液晶パネルを備える液晶表示装置の製造方法であって、長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を含む光学フィルムを、二色性色素の光吸収率が相対的に大きい長軸方向が光学フィルムのフィルム面に対して垂直に配向するように形成するステップと、液晶パネルを背面又は側面から照射するバックライトユニットと液晶パネルとの間に、光学フィルムを配置するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液晶層と平行な電界を生成して表示を制御する液晶パネルにおいて、コントラスト比を向上させることが可能な液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る液晶表示装置における電極のレイアウトを示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶表示装置に用いた二色性色素を、長軸方向から見た場合と、長軸に対して斜め方向から見た場合の見かけの形状の違いを示す模式図である。
【図４】第１実施形態に係る液晶表示装置に用いた二色性色素の光透過特性を示す概略図である。
【図５】第１実施形態に係る液晶表示装置の視野角特性を示す概略図である。
【図６】従来の液晶表示装置の視野角特性を示す概略図である。
【図７】第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【図８】第２実施形態に係る液晶表示装置における電極のレイアウトを示す模式図である。
【図９】第３実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る液晶表示装置について図１〜図６を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。本実施形態の液晶表示装置は、液晶パネル１、バックライトユニット２、プリズムシート３、及び光学フィルム４を備えて構成される。バックライトユニット２とプリズムシート３の間には、光拡散シート等を更に配置してもよい。
【００１５】
液晶パネル１は、液晶層１１を挟んで対向する一対のガラス基板１２ａ、１２ｂを有している。液晶層１１は、誘電率異方性が正のネマティック液晶を主材料とし、電極１０に電圧が印加されていない黒表示において、全ての液晶分子が概ね同一方向に配向するホモジニアス配向となっている。ガラス基板１２ｂと液晶層１１との間にはカラーフィルタ１５が設けられ、バックライトユニット２から照明されるＲ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の３原色の波長域の光を画素ごとに通過させる。
【００１６】
バックライトユニット２は、エッジライト方式のバックライトであり、ＬＥＤ素子を含むＬＥＤ光源２２を導光板２１の端部に備えている。導光板２１の背面側には、光反射シート等を更に配置してもよい。なお、バックライトユニット２は、エッジ型バックライトに限定されず、液晶パネル１を背面又は側面から照射するものであればよい。例えば、バックライトユニット２は、直下型バックライトとすることもできる。
【００１７】
液晶パネル１のバックライトユニット２側のガラス基板１２ａには、画素ごとに少なくとも一対の電極１０が形成されている。図１に示す液晶パネル１は、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を想定しており、液晶パネル１の電極１０が、線状の画素電極１０ａ及び共通電極１０ｂを含んでいる。液晶表示装置の図示しない制御部は、画素電極１０ａと共通電極１０ｂとの間に電圧を印加して液晶層１１の面と平行な電界を生成し、液晶層１１の面内で液晶分子を回転させることによって液晶表示装置のフルカラー表示を制御する。
【００１８】
図２は、第１実施形態に係る液晶表示装置における電極１０のレイアウトを示す模式図である。図２（ａ）は、図１に示すＸ−Ｘ´線に沿った画素電極１０ａの断面を示し、図２（ｂ）は、図１に示すＹ−Ｙ´線に沿った共通電極１０ｂの断面を示している。画素電極１０ａと共通電極１０ｂとは異なる配線層に形成され、例えばＳｉＮｘ膜からなる絶縁層１３によって互いに電気的に絶縁されている。複数の画素電極１０ａは、実際には、図２（ａ）に示すように櫛形の形状をしており、画素ごとに互いに電気的に接続されている。共通電極１０ｂについても同様である。画素電極１０ａ及び共通電極１０ｂは、図１に示すように平面視において交互に配置される。
【００１９】
液晶パネル１には、ガラス基板１２ａ、１２ｂを外側から挟み込むように、それぞれ、偏光板１４ａ、１４ｂが設けられている。偏光板１４ａの吸収軸５ａと偏光板１４ｂの吸収軸５ｂとは互いに直交しており、画素電極１０ａと共通電極１０ｂとの間に電圧が印加された白表示において、バックライトユニット２から照明される光が通過する。
【００２０】
ところで、前述のように、電極間に横電圧を印加して表示を制御するＩＰＳ方式においては、広角から液晶パネル１へ入射し、電極１０のエッジで反射／散乱されて液晶パネル１の正面方向に出射する光が正面コントラスト比を低下させる。
【００２１】
特に、図１に示す偏光板１４ａは、図１の左右方向の広角から吸収軸５ａに対して斜め方向から入射する光６ｂに対して偏光能が大きく低下する。このため、広角から吸収軸５ａに対して斜め方向から入射した光６ｂは十分に偏光されず、電極１０のエッジで反射／散乱されて液晶パネル１の正面方向に出射すると、液晶分子の配向状態に関わらず偏光板１４ｂを通過してしまう。この結果、ＩＰＳ方式の液晶パネル１では、正面コントラスト比が低下する。なお、偏光板１４ａは、吸収軸５ａに対して垂直に入射する光６ａに対しては偏光能が低下しない。
【００２２】
そこで、本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、液晶パネル１とバックライトユニット２の間に、プリズムシート３を備えている。プリズムシート３は、バックライトユニット２から出射される光を液晶パネル１の正面方向に集光する。これにより、広角から液晶パネル１へ入射する光を低減することができる。
【００２３】
更に、本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、液晶パネル１とバックライトユニット２の間に、光学フィルム４を備えている。光学フィルム４は、長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を含んでおり、二色性色素の光吸収率が相対的に大きい長軸方向が光学フィルム４のフィルム面に対して垂直に配向している。典型的には、二色性色素は細長い分子形状をしており、この異方性によって、長軸方向に偏光した光を相対的に大きく吸収し、短軸方向に偏光した光を相対的に小さく吸収する性質を有する。
【００２４】
図３は、第１実施形態に係る液晶表示装置に用いた二色性色素を、長軸方向から見た場合と、長軸に対して斜め方向から見た場合の見かけの形状の違いを示す模式図である。図３（ａ）は、二色性色素の分子を長軸方向から見た場合の見かけの光吸収の異方性を示し、図３（ｂ）は、二色性色素の分子を長軸に対して斜め方向から見た場合の見かけの光吸収の異方性を示している。図３（ａ）と図３（ｂ）を比較すると、二色性色素は、長軸に対して斜め方向から光が入射するほど見かけの異方性が大きくなり、長軸方向に振動する光を相対的に大きく吸収することが分かる。従って、このように長軸方向と短軸方向とで分子の光吸収率が異なる二色性色素を、光学フィルム４のフィルム面に対して垂直に配向させることで、広角から液晶パネル１へ入射する光を比較的多く吸収することができる。
【００２５】
更に、二色性色素は、長軸方向に対して斜めから入射する光を吸収するので、長軸方向に対して斜めから入射する光を偏光させる偏光能を有する。図３（ａ）に示すように、二色性色素の長軸に沿った方向から入射する光に対する見かけの二色性色素の形状は円形であるため、異方性は生じない。一方、図３（ｂ）に示すように、二色性色素の長軸方向に対して斜めから入射する光に対する見かけの二色性色素の形状は細長い楕円形であるため、異方性が生じて図３に示す吸収軸７の方向に偏光能が生じる。従って、このような偏光能を有する二色性色素を、光学フィルム４のフィルム面に対して垂直に配向させることで、広角から液晶パネル１へ入射する光を偏光させ、液晶パネル１の正面側の偏光板１４ｂで吸収することができる。すなわち、光学フィルム４を備えることによって、広角から入射する光に対する偏光板１４ａの偏光能の低下を補うことができる。
【００２６】
図４は、第１実施形態に係る液晶表示装置に用いた二色性色素の光透過特性を示す概略図である。光透過特性Ｔ１は、二色性色素の長軸と平行な方向に偏光した光を照射したときの二色性色素の光透過率の実測値を示し、光透過特性Ｔ２は、二色性色素の長軸と垂直な方向に偏光した光を照射したときの二色性色素の光透過率の実測値を示している。図４に示す光透過特性Ｔ１、Ｔ２は、以下の方法により測定した。まず、高分子液晶（ネマティック液晶Ｅ７）中に、２．０重量％の濃度で二色性色素を添加して平行配向セル（セルギャップ２．０μｍ）を作製した。そして、この平行配向セルに１枚の偏光板（Ｇ１２２０Ｄｕ  日東電工製）を重ねたときの分光スペクトルを測定した。
【００２７】
図４に示すように、本実施形態の液晶表示装置に用いた二色性色素は、分子の長軸と平行な方向に偏光した光に対する光透過率が概ね１０％であるのに対し、分子の長軸と垂直な方向に偏光した光に対する光透過率が概ね３０％であった。すなわち、本実施形態の二色性色素は、長軸方向に偏光した光を相対的に大きく吸収し、短軸方向に偏光した光を相対的に小さく吸収する性質を有することが確認された。
【００２８】
また、本実施形態の液晶表示装置に用いた二色性色素は、図４に示すように、可視光領域における光を概ね均一に吸収していることが分かる。このようなＮｅｕｔｒａｌ  Ｃｏｌｏｒの特性を有する光学フィルム４は、可視光領域における吸収波長が互いに異なる二色性色素を少なくとも２種類以上混合させることによって得られる。例えば、特許文献２の［化９］に示す材料を少なくとも２種類以上混合すればよい。あるいは、特許文献３の［図４］に示す材料を少なくとも２種類以上混合してもよい。
【００２９】
二色性色素の分子の長軸方向を、光学フィルム４のフィルム面に対して垂直に配向させるためには、例えば垂直配向性ポリイミド等を用いて、二色性色素を添加した高分子液晶（液晶ポリマー）を、光学フィルム４に対して垂直配向させることが可能である。高分子液晶としては、例えば、特許文献２の［化１］〜［化４］に示す材料を用いることができる。あるいは、特許文献３の［図３］に示す材料を用いてもよい。
【００３０】
本実施形態の光学フィルム４の製造方法の一例について、以下に説明する。まず、所定の高分子液晶の溶剤に、２．０重量％の濃度で二色性色素を添加して溶解し、高分子液晶層を形成するための溶液を調整する。次に、トリアセチルセルロースやノルボルネン系フィルム等の等方的で位相差のないフィルムに対して、垂直配向性ポリイミドの配向膜を成膜し、光学フィルム４のベースフィルムを得る。
【００３１】
続いて、垂直配向性ポリイミドの配向膜が形成されたベースフィルムに対して、調整した溶液をコーティングし、高分子液晶及び二色性色素を含むコーティング膜を形成する。その後、高分子液晶及び二色性色素を含むコーティング膜に対して、所定波長の紫外光を照射してコーティング膜を硬化させる。この結果、高分子液晶の分子がベースフィルムに対して垂直に配向するとともに、二色性色素の分子がベースフィルムに対して垂直に配向する。
【００３２】
なお、上述の製造方法は、本実施形態に係る光学フィルム４の製造方法の一例であって、高分子液晶及び二色性色素をベースフィルムに対して垂直に配向させることが可能な方法であれば、上述の方法以外の製造方法を用いることも可能である。例えば、垂直配向性ポリイミド等を用いる代わりに、自発的に垂直配向性を示す高分子液晶を用いてもよい。あるいは、外部電場又は外部磁場によって、高分子液晶又は二色性色素の配向方向を制御してもよい。本実施形態では、位相差のないベースフィルム上に二色性色素を添加した高分子液晶を垂直に配向させたが、バックライトユニット２の側からベースフィルム、二色性色素を添加した高分子液晶の順で配置される場合には、位相差があるベースフィルムを用いても構わない。
【００３３】
図５は、第１実施形態に係る液晶表示装置の視野角特性を示す概略図である。また、図６は、従来の液晶表示装置の視野角特性を示す概略図である。図５及び図６はともに、白表示における液晶パネル１の輝度の角度依存性の実測値を示している。視野角特性ＩＨは、液晶パネル１の輝度の水平方向（左右方向）の角度依存性を示し、視野角特性ＩＶは、液晶パネル１の輝度の垂直方向（上下方向）の角度依存性を示す。図５と図６を比較すると、図５に示す本実施形態の液晶表示装置の視野角特性ＩＨ、ＩＶでは、図６に示す従来の液晶表示装置の視野角特性ＩＨ、ＩＶに現れる品質の悪い広角の光が低減されていることが分かる。このように、液晶パネル１とバックライトユニット２の間に、プリズムシート３及び光学フィルム４を備えることで、広角から液晶パネル１へ入射する光が低減されることが確認された。
【００３４】
図５に示す本実施形態の液晶表示装置を用いて測定した正面コントラスト比は、２１００であった。一方、図６に示す従来の液晶表示装置を用いて測定した正面コントラスト比は、１６００であった。このように、液晶パネル１とバックライトユニット２の間に、プリズムシート３及び光学フィルム４を備えることで、電極１０のエッジで反射／散乱されて液晶パネル１の正面方向に出射する光が低減され、液晶表示のコントラスト比が向上することが確認された。なお、プリズムシート３及び光学フィルム４は、両方を備えることが望ましいが、プリズムシート３は省略することも可能である。少なくとも光学フィルム４を備えていれば、本発明の効果を得ることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、液晶パネルを背面又は側面から照射するバックライトユニットと液晶パネルとの間に、分子の長軸がフィルム面に対して垂直に配向した二色性色素を含む光学フィルムを備えている。これにより、液晶表示のコントラスト比を向上させることが可能な液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を得ることができる。
【００３６】
なお、以上の説明では、液晶パネル１の制御方式がＩＰＳ方式であることを想定したが、これに限定されるものではない。本発明は、液晶層１１と平行な電界を生成するための線状の電極１０がガラス基板１２ａに形成された液晶パネル１であれば、上述の優れた効果を得ることができる。
【００３７】
また、二色性色素は、長軸方向に偏光した光を相対的に大きく吸収し、短軸方向に偏光した光を相対的に小さく吸収する性質を有するものとしたが、これに限定されない。二色性色素は、光吸収係数が異なる少なくとも２つの軸を有していればよく、例えば、長軸方向に偏光した光を相対的に小さく吸収し、短軸方向に偏光した光を相対的に大きく吸収するものであってもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、高分子液晶中に、二色性色素を２．０重量％の濃度で添加したが、高分子液晶中の二色性色素の濃度はこの値に限定されない。高分子液晶中の二色性色素の濃度は少なくとも２．０重量％以上であれば、液晶表示の正面コントラスト比を向上させることができる。但し、高分子液晶中の二色性色素の濃度を大きくしすぎると液晶表示の明るさが減少する。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る液晶表示装置について図７及び図８を用いて説明する。図７は、第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。図７に示す液晶表示装置は、図１に示す第１実施形態の液晶表示装置と比較して、主に電極１０の構造が異なっている。また、横電界方式の液晶パネル１ｂであればその他の構成等に関わらず本発明の効果が得られることを示すために、ネマティック液晶の材料等を変えている。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００４０】
先の第１本実施形態では、液晶パネル１の表示方式をＩＰＳ方式とし、図１に示すように、バックライトユニット２側のガラス基板１２ａに、線状の画素電極１０ａ及び線状の共通電極１０ｂを形成した。これに対し、本実施形態の液晶表示装置では、液晶パネル１ｂの表示方式をＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式とする。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、線状の画素電極１０ｃをより短い間隔で配置するとともに、共通電極１０ｄを線状ではなく矩形状とした。そして、画素電極１０ｃと共通電極１０ｄとの間に電圧を印加して表示を制御した。これにより、図７に示すように、画素電極１０ｃから共通電極１０ｄまでの距離が短くなって電界が強くなるので、液晶分子の動作性を向上させることができる。この結果、液晶表示の明るさ及び応答性が向上する。
【００４２】
図８は、第２実施形態に係る液晶表示装置における電極１０のレイアウトを示す模式図である。図８（ａ）は、図７に示すＸ−Ｘ´線に沿った画素電極１０ｃの断面を示し、図８（ｂ）は、図７に示すＹ−Ｙ´線に沿った共通電極１０ｄの断面を示している。画素電極１０ｃと共通電極１０ｄとは異なる配線層に形成され、例えばＳｉＮｘ膜からなる絶縁層１３によって互いに電気的に絶縁されている。複数の画素電極１０ｃは、実際には、図８（ａ）に示すような形状をしており、画素ごとに互いに電気的に接続されている。画素電極１０ｃと共通電極１０ｄとは、図７に示すように平面視において重なる領域が存在する。
【００４３】
ＦＦＳ方式の液晶パネル１ｂは、図８（ａ）に示すように、線状の画素電極１０ｃの間隔が短いため、広角から液晶パネル１ｂへ入射する光を反射／散乱する要因が大きくなっている。そこで、本実施形態でも第１実施形態と同様に、広角から液晶パネル１ｂへ入射する光を低減するために、液晶パネル１ｂとバックライトユニット２の間に、プリズムシート３及び光学フィルム４を設けた。
【００４４】
また、本実施形態の液晶表示装置では、対向する１対のガラス基板１２ａ、１２ｂの間に、誘電率異方性が負のネマティック液晶材料を封入して液晶層１１を形成した。誘電率異方性が負のネマティック液晶材料は種類が少ないため液晶材料の選択の自由度は減少するものの、誘電率異方性が負のネマティック液晶材料を用いることで、液晶分子の電界に対する液晶の動作性を向上させることができる。
【００４５】
図７に示す本実施形態の液晶表示装置を用いて測定した正面コントラスト比は、２０００であった。一方、従来のＦＦＳ方式の液晶表示装置を用いて測定した正面コントラスト比は、１３００であった。このように、ＦＦＳ方式の液晶表示装置では、ＩＰＳ方式の液晶表示装置よりも、プリズムシート３及び光学フィルム４を備えたことによる正面コントラスト比の向上が顕著であった。これは、ＦＦＳ方式の液晶パネル１ｂでは、線状の画素電極１０ｃの間隔が短く、広角から液晶パネル１ｂへ入射して電極１０のエッジで反射／散乱される光が多くなるため、プリズムシート３及び光学フィルム４による効果が大きくなったものと考えられる。なお、プリズムシート３及び光学フィルム４は、両方を備えることが望ましいが、プリズムシート３は省略することも可能である。少なくとも光学フィルム４を備えていれば、本発明の効果を得ることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置では、ガラス基板に形成された線状の画素電極と、画素電極と異なる配線層に形成された矩形状の共通電極との間に電圧を印加して表示を制御している。これにより、液晶表示のコントラスト比を更に向上させることが可能な液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を得ることができる。
【００４７】
なお、以上の説明では、液晶パネル１ｂの制御方式がＦＳＳ方式であることを想定したが、これに限定されるものではない。本発明は、液晶層１１と平行な電界を生成するための線状の電極１０がガラス基板１２ａに形成された液晶パネル１ｂであれば、上述の優れた効果を得ることができる。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る液晶表示装置について図９を用いて説明する。図９は、第３実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。図９に示す液晶表示装置は、図１に示す第１実施形態の液晶表示装置と比較して、バックライトユニット２ｂがいわゆるローカルディミング（Ｌｏｃａｌ  Ｄｉｍｍｉｎｇ）機能に対応している点が異なっている。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００４９】
ローカルディミングとは、液晶パネル１を背面又は側面から照射するバックライトユニット２ｂの照射領域を複数の区画に分割し、区画ごとにＬＥＤ光源２２ａ〜２２ｃの照射光量を調節することで、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ）を実現する機能である。分割されるバックライトユニット２ｂの区画数は、典型的には、画素数と比較して小さく、例えば、横１６×縦９＝１４４個である。そして、例えば、液晶パネル１に夜景を表示する場合等には、月のような相対的に明るい映像を表示する区画の照射光量を大きくする一方で、暗い映像を表示する区画は照射光量を小さくする。これにより、映像全体のコントラスト比を向上させることができる。
【００５０】
ローカルディミング方式の課題は、バックライトユニット２ｂの特定の区画の照射光量を大きくすると、照射光量が低い隣の領域に光が漏れてしまうことである。そこで、本実施形態でも第１実施形態と同様に、隣接する区画に漏れ出す光を低減するために、液晶パネル１とバックライトユニット２ｂの間に、光学フィルム４を設けた。この結果、図９に示す液晶表示装置では、光学フィルム４を備えない場合と比較して、隣接する区画に漏れ出す光量を約１／３に低減することができた。
【００５１】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置のバックライトユニットは、液晶パネル１を照射する領域が複数の区画に分割されており、液晶パネル１に表示する映像の明るさ分布に応じて、液晶パネル１を照射する光量を区画ごとに調整する。これにより、電極のエッジで反射／散乱されて液晶パネルの正面に出射する光を低減してコントラスト比を向上するとともに、隣接する区画に漏れ出す光を低減してコントラスト比を更に向上させることができる。
【００５２】
なお、以上の説明では、液晶パネル１の制御方式がＩＰＳ方式であることを想定したが、これに限定されるものではない。本発明は、液晶層１１と平行な電界を生成するための線状の電極１０がガラス基板１２ａに形成された液晶パネル１であれば、上述の優れた効果を得ることができる。また、バックライトユニット２ｂは、液晶パネル１を背面又は側面から照射するものであればよく、例えば、エッジ型バックライト又は直下型バックライトとすることができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００５４】
例えば、広角から液晶パネル１へ入射して電極１０のエッジで反射／散乱される光の割合を低減するには、偏光板１４ａの吸収軸の方向と線状の電極１０の配線方向とを平行に近づければよい。上述の実施形態の図は、説明の便宜上、偏光板１４ａの吸収軸の方向と線状の電極１０の配線方向とが直交するように描いたが、実際の偏光板１４ａは、線状の電極１０の配線方向に対して吸収軸の方向が所定の角度をなすように配置される。この角度は、主に液晶層１１の液晶分子の種類等に応じて決定されるが、この角度を０°又は１８０°に近づけることで、広角から液晶パネル１へ入射して電極１０のエッジで反射／散乱される光の割合を低減することができる。
【００５５】
また、例えば、液晶パネル１の水平方向の視野角特性が求められる自動車用の液晶表示装置においては、液晶パネル１の正面側の偏光板１４ｂの吸収軸の方向を垂直にすればよい。これにより、水平方向の広角から偏光板１４ｂに斜めに入射する光に対する偏光板１４ｂの偏光能の低減を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ｂ        ：液晶パネル
２、２ｂ        ：バックライトユニット
３              ：プリズムシート
４              ：光学フィルム
１０            ：電極
１０ａ、１０ｃ  ：画素電極
１０ｂ、１０ｄ  ：共通電極
１１            ：液晶層
１２ａ、１２ｂ  ：ガラス基板
１３            ：絶縁層
１４ａ、１４ｂ  ：偏光板
１５            ：カラーフィルタ
２１            ：導光板
２２            ：ＬＥＤ光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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