(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示を行っている場合にベンド配向をなしている液晶分子が配列された液晶層と、前記液晶層のリタデーションを補償するための少なくとも１枚の位相差板と、その透過軸が互いに直交する偏光子および検光子とを有するＯＣＢモードの液晶表示素子を備え、外部から入力される画像信号に応じて前記液晶層のリタデーションを変化させることにより前記液晶表示素子の表示用の光の透過率を変化させて表示を行う液晶表示装置において、
前記位相差板は負の位相差フィルムと二軸性位相差フィルムを有し、
前記二軸性位相差フィルムは、その三軸方向の屈折率の何れもが１．４５以上１．５０以下であって、前記二軸性位相差板の波長分散特性と前記液晶層の波長分散特性とは青色の波長領域で略合致していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記二軸性位相差フィルムは、トリアセチルセルロースフィルム構成される請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示装置は前記二軸性位相差フィルム上に配置される偏光板を含み、前記二軸性位相差フィルムの遅相軸と前記偏光板の透過軸とが同一方向であることを特徴とする請求項１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、高速応答で広視野角の表示性能を有する液晶表示装置に関し、特に光学補償ベンドモード（ＯＣＢモード：Optically self-Compensated Birefringence mode）の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディア技術の進展に伴って大量の画像情報が流通している。このような画像情報を表示する手段として、液晶表示装置が急速に普及している。これは、液晶技術の発展により、高コントラスト及び広視野角の液晶表示装置が開発・実用化されているためである。現在では、液晶表示装置の表示性能がＣＲＴディスプレイと比肩するレベルまでなってきている。
【０００３】
しかしながら、液晶の応答速度が十分ではないために、液晶表示装置は動画表示に適していないという問題がある。即ち、現行のＮＴＳＣ（National Television System Committee）システムにおいては１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）以内で液晶が応答する必要があるにもかかわらず、現行の液晶表示装置では、多階調表示を行った場合に階調間での応答に１００ｍｓｅｃ以上要する。そのため、動画表示において画像が流れるという現象が発生することになる。特に駆動電圧が低い領域における階調間での応答は著しく遅くなるため、良好な動画表示を実現することができなかった。
【０００４】
そこで、従来から、液晶表示装置における高速応答化の試みが数多くなされている。高速応答の種々の液晶表示方式については、Wuらによりまとめられている（C.S. Wu and S.T. Wu, SPIE, 1665, 250 (1992)）が、動画像の表示に必要な応答特性が期待出来る方式は限られているのが現状である。
【０００５】
現在、動画表示に適した高速応答性を有する液晶表示装置として、ＯＣＢモード液晶表示素子、強誘電性液晶表示素子、又は反強誘電性液晶表示素子を備えたものが有望視されている。
【０００６】
このなかで、層構造を有する強誘電性液晶表示素子及び反強誘電性液晶表示素子は、耐衝撃性が弱い、使用温度範囲が狭い、特性の温度依存性が大きいなど実用的な意味での課題が多い。そのため、現実的には、ネマティック液晶を用いるＯＣＢモード液晶表示素子が動画像表示に適した液晶表示素子として注目されている。
【０００７】
このＯＣＢモード液晶表示素子は、１９８３年J.P.Bosによりその高速性が示されたものである。その後、位相差板を備えることにより広視野角と高速応答性とを両立することができるディスプレイであることが示されたため、研究開発が活発化した（例えば、特許文献１）。
【０００８】
図２４は、従来のＯＣＢモード液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。図２４に示すとおり、このＯＣＢモード液晶表示素子は、透明電極２がその下面に形成されているガラス基板１と、透明電極７がその上面に形成されているガラス基板８とを備えており、これらのガラス基板１、８間に液晶層４が配置される。透明電極２の下面には配向膜３が、透明電極７の上面には配向膜６がそれぞれ形成されており、これらの配向膜３、６間の空隙に液晶分子が充填されて液晶層４が形成されている。また、配向膜３、６には、液晶分子を平行かつ同一方向に配向させるべく配向処理がなされている。なお、液晶層４の層厚は、スペーサ５により保持されている。
【０００９】
また、ガラス基板１の上面には偏光板１３が、ガラス基板８の下面には偏光板１６がそれぞれ設けられており、これらの偏光板１３、１６はクロスニコルに配されている。さらに、これらの偏光板１３とガラス基板１との間には位相差板１７が、偏光板１６とガラス基板８との間には位相差板１８がそれぞれ設けられている。この位相差板１７、１８としては、主軸がハイブリッド配列された負の位相差板が用いられる。
【００１０】
このように構成されたＯＣＢモード液晶表示素子は、電圧印加により液晶の配向状態をスプレイ配向４ａからベンド配向４ｂに転移させ、このベンド配向状態により画像表示を行うことを特徴としている。このようなＯＣＢモード液晶表示素子は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード液晶表示素子等と比較して、液晶の応答速度が著しく向上するため、動画表示に適した液晶表示装置を実現することができる。また、位相差板１７、１８を設けることによって、低電圧駆動及び広視野角を実現することも可能である。
【特許文献１】特開平７−８４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述したＯＣＢモード液晶表示素子は、カラー表示を実現するために、３原色（赤色、緑色、及び青色）のカラーフィルタを設ける構成とすることができる。ここで、赤色、緑色、青色のそれぞれのカラーフィルタに対応する画素を、赤画素、緑画素、青画素と呼ぶことにする。図２５は、このような赤画素、緑画素、及び青画素に係る液晶層の法線方向における位相差（以下、正面位相差という）の波長分散特性を示すグラフである。また、図２５には、これらの液晶層の正面位相差とともに、主軸がハイブリッド配列した負の位相差板の正面位相差が示されている。
【００１２】
図２５において、８１、８２、８３は、赤画素、緑画素、青画素に係る液晶層の正面位相差の波長分散特性をそれぞれ示している。また、８４は、前記負の位相差板の正面位相差の波長分散特性を示している。
【００１３】
図２５に示すとおり、赤画素における液晶層の正面位相差と前記負の位相差板の正面位相差とは、赤色の波長領域（６５０ｎｍ付近）において略合致している。同様にして、緑画素における液晶層の正面位相差と前記負の位相差板の正面位相差とは、緑色の波長領域（５５０ｎｍ付近）において略合致している。これらに対して、青画素における液晶層の正面位相差と前記負の位相差板の正面位相差とは、青色の波長領域（４５０ｎｍ付近）において合致していない。これにより、ＯＣＢモード液晶表示素子が黒表示を行う場合、その表示が青く色付くという問題が生じていた。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、黒表示を行う場合における青色の色付きを低減することによって、良好な黒表示を行うことができるＯＣＢモードの液晶表示素子を備える液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するため、この発明の態様に係る液晶表示装置は、画像表示を行っている場合にベンド配向をなしている液晶分子が配列された液晶層と、前記液晶層のリタデーションを補償するための少なくとも１枚の位相差板と、その透過軸が互いに直交する偏光子および検光子とを有するＯＣＢモードの液晶表示素子を備え、外部から入力される画像信号に応じて前記液晶層のリタデーションを変化させることにより前記液晶表示素子の表示用の光の透過率を変化させて表示を行う液晶表示装置において、前記位相差板は負の位相差フィルムと二軸性位相差フィルムを有し、前記二軸性位相差フィルムは、その三軸方向の屈折率の何れもが１．４５以上１．５０以下であって、前記二軸性位相差板の波長分散特性と前記液晶層の波長分散特性とは青色の波長領域で略合致していることを特徴とする。
【００１６】
このような構成とすることにより、正の一軸性位相差板を設けることなく、黒表示時における斜め入射光に対する光漏れを抑制することが可能となるともに、黒表示を行った場合における青色の色付きを低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、黒表示を行った場合に発生する青色の色付きを低減し、良好な黒表示を実現することができる。
【００１８】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、良好な黒表示を実現することができる液晶表示装置を容易に製造することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、各実施の形態において、液晶表示素子が黒表示を行っている場合の法線方向における表示の色座標を測定している。この場合、色座標が略（０．３、０．３）の値となったときに色付きのない最良な無彩色表示となる。したがって、本発明においては、良好な黒表示を実現するために、前記色座標を（０．３、０．３）に近付けることが目的となる。
【００２０】
（実施の形態１）本発明の実施の形態１は、青色を表示するための青画素の液晶層の厚みを、赤色、緑色のそれぞれを表示するための赤画素、緑画素の液晶層の厚みよりも大きくすることによって、黒表示における青色の色付きを低減する液晶表示装置を示したものである。
【００２１】
［実施例１］図１は、本実施の形態の実施例１に係る本発明の液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。なお、図では、便宜上、Ｘ方向を液晶表示素子の上方向とした。
【００２２】
図１に示すように、実施例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、後述する液晶セル１０１を有している。そして、この液晶セル１０１の上面には、主軸がハイブリッド配列した負の屈折率異方性を有する光学媒体よりなる位相差フィルム（以下、単に負の位相差フィルムという）１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、正の一軸性位相差フィルム１５、検光子１３が順に積層されている。また、液晶セル１０１の下面には、負の位相差フィルム１４ｂ、負の一軸性位相差フィルム１２ｂ、偏光子１６が順に積層されている。
【００２３】
図２は、上述した液晶セル１０１の構成を模式的に示す図であって、（ａ）はその液晶セル１０１の断面図、（ｂ）はその断面図における液晶層部分の拡大図である。図２（ａ）に示すように、液晶セル１０１は、２枚の基板、すなわち上側基板１０２及び下側基板１０３を備えている。上側基板１０２及び下側基板１０３は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されており、上側基板１０２と下側基板１０３との間に形成された間隙に液晶層４が配置されている。かかる液晶層４には液晶分子２０１が注入されており、前記液晶分子２０１は、画像表示を行っている場合に、図２（ｂ）に示すようにベンド配向をなしている。
【００２４】
上側基板１０２は、ガラス基板１の下面に透明電極２及び配向膜３が順に積層形成されて構成されている。また、このガラス基板１と透明電極２との間には、赤色カラーフィルタ５１Ｒ、緑色カラーフィルタ５１Ｇ、青色カラーフィルタ５１Ｂが形成されている。なお、各色のカラーフィルタの境界には、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光膜５２がそれぞれ設けられている。以下では、これらの赤色カラーフィルタ５１Ｒ、緑色カラーフィルタ５１Ｇ、青色カラーフィルタ５１Ｂのそれぞれに対応する画素を、赤画素、緑画素、青画素という。
【００２５】
一方、下側基板１０３は、ガラス基板８の上面に透明電極７及び配向膜６が順に積層形成されて構成されている。この下側基板１０３は、青画素に対応する位置に凹部１０を有している。なお、符号２０は後述するレジスト薄膜を示している。
【００２６】
図３は、上述した液晶表示素子１００が備える各光学素子の配置方向を示す液晶表示素子１００の平面図である。図１をも併せて参照すると、矢符１７、１８は、上側基板１０２、下側基板１０３に対する配向処理方向をそれぞれ示している。また、矢符２６、２７は、負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの主軸方向をそれぞれ示している。図３に示すとおり、負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂは、それらの主軸方向２６、２７が前記配向処理方向１７、１８と同一の方向となるように配されている。
【００２７】
また、図３において、矢符１９は正の一軸性位相差フィルム１５の遅相軸を示している。図３に示すとおり、正の一軸性位相差フィルム１５は、その遅相軸１９が前記配向処理方向１７、１８に対して４５度をなすように配されている。
【００２８】
さらに、図３において、矢符２４、２５は、偏光子１６、検光子１３の透過軸をそれぞれ示している。図３に示すとおり、偏光子１６は、その透過軸２４が正の一軸性位相差フィルム１５の遅相軸１９と同一の方向となるように配されている。一方、検光子１３は、その透過軸２５が偏光子１６の透過軸２４と直交するように配されている。
【００２９】
本実施例では、上述した液晶表示素子１００を次のようにして作製した。図４は、上述した凹部１０を形成する工程を説明するための図である。まず、ガラス基板８の上面に、ＪＳＲ株式会社製のポリカーボネイト（ＰＣ）系レジスト材料を塗布し、厚さ０．５μｍのレジスト薄膜２０を形成した。次に、このレジスト薄膜２０に、図５に示すような矩形状のパターンの開口部２２を複数有するフォトマスク２１を重ねて、平行光紫外線２３を照射することにより露光した。このようにして露光されたレジスト薄膜２０を現像し、リンスした後、９０℃でプリベークすることにより、図６に示すように凹部１０を形成した。
【００３０】
ところで、上述したフォトマスク２１が有する開口部２２は、青画素の位置に対応して設けられている。したがって、上述した凹部１０は青画素に対応して形成されることになる。
【００３１】
このようにして複数の凹部１０を形成した後、公知の手法により２０００Åの透明電極７を製膜した。そして、スピンコート法により日産化学工業製の配向膜塗料ＳＥ−７４９２を透明電極２の下面及び透明電極７の上面にそれぞれ塗布し、１８０℃で１時間焼成した後に硬化させて配向膜３、６を形成した。
【００３２】
このようにして形成された配向膜３、６に対して、図３に示す配向処理方向１７、１８にしたがってラビング処理をそれぞれ施した。次に、積水ファインケミカル株式会社製のスペーサ、及び三井東圧化学株式会社製のシール樹脂であるストラクトボンド３５２Ａを用いて、赤画素及び緑画素に係る上側基板１０２と下側基板１０３との間隔、すなわち液晶層４の厚み（図２における５３Ｒ及び５３Ｇ）が５．２μｍとなるように上側基板１０２及び下側１０２を貼り合わせた。この場合、青画素の液晶層４の厚み（図２における５３Ｂ）は、かかる５．２μｍに凹部１０の厚み０．５μｍを加えた値、即ち５．７μｍとなる。そして、真空注入法によって、液晶ＭＴ−５５８３（屈折率異方性Δｎ＝０．１４０）を前記液晶層４に注入することにより、液晶セル１０１を作製した。
【００３３】
なお、本実施例では、上述したように、赤画素、緑画素の液晶層４の厚み５３Ｒ、５３Ｇを５．２μｍとし、青画素の液晶層４の厚み５３Ｂを５．７μｍとしているが、本発明はこれに限定されるわけではない。しかしながら、赤画素、緑画素の液晶層４の厚み５３Ｒ、５３Ｇと青画素の液晶層４の厚み５３Ｂとの差が少なすぎる場合は青画素の液晶層４における位相差を十分に大きくすることができなくなる。また、その差が大きすぎる場合は青画素の液晶層４における位相差が大きくなりすぎて良好な表示を得ることができなくなる。したがって、前記差は０．２以上１．０μｍ以下程度であることが望ましい。また、換言すると、赤画素、緑画素の液晶層４の厚み５３Ｒ、５３Ｇに対して、前記差が４％以上２０％以下程度であることが望ましい。即ち、青画素の液晶層４の厚み５３Ｂが、赤画素、緑画素の液晶層４の厚み５３Ｒ、５３Ｇの厚みの１０４％以上１２０％以下程度であることが望ましい。
【００３４】
上述したようにして液晶セル１０１を作製した後、その液晶セル１０１の上面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、正の一軸性位相差フィルム１５、検光子１３を順に積層し、液晶セル１０１の下面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ｂ、偏光子１６を順に積層することによって、液晶表示素子１００を作製した。
【００３５】
上述した負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは以下の式（１）で求めると３６ｎｍであり、正の一軸性位相差フィルム１５の面内方向の位相差Ｒｅは同じく１５０ｎｍであった。また、上述した負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの厚み方向の位相差Ｒｔｈは同じく１７５ｎｍであった。
【００３６】
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ …（１）  
Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ …（２）  
ここで、ｎｘ、ｎｙは面内方向の屈折率を、ｎｚは厚み方向の屈折率を、ｄは液晶層の厚みをそれぞれ示している。
【００３７】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される液晶層４の位相差Δｎｄを、０．７３μｍに設定した。
【００３８】
図７は、上述したようにして作製した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図７において、液晶表示装置１は、上述した液晶表示素子１００と、各ブロック３２、３３、３４と、白色光を発光するバックライト（図示せず）とを備えたＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプのものである。図２をも併せて参照すると、下側基板１０３がＴＦＴ基板となる。このＴＦＴ基板には、ゲート線３６及びソース線３７がマトリクス状に配設されるとともに、そのゲート線３６及びソース線３７で区画される各画素毎に、画素電極３９及びスイッチング素子３８が形成されている。そして、これらのゲート線３６、ソース線３７をゲートドライバ３３、ソースドライバ３４によってそれぞれ駆動し、ゲートドライバ３３及びソースドライバ３４をコントローラ２２によって制御するように構成されている。
【００３９】
このように構成された液晶表示装置１では、コントローラ２２が、外部から入力される画像信号３５に応じて、ゲートドライバ３３及びソースドライバ３４に制御信号をそれぞれ出力する。この場合、ゲートドライバ３３はゲート線３６にゲート信号を出力して各画素のスイッチング素子３８を順次オンさせ、一方、ソースドライバ３４が、そのタイミングに合わせてソース線３７を通じて画像信号を各画素の画素電極３９にそれぞれ入力する。これにより、液晶分子２０１が変調され、バックライトから出射される光の透過率が変化して、液晶表示装置１を観察するユーザの目に画像信号３５に対応する画像が映ることになる。
【００４０】
図８は、上述した液晶表示装置１を用いて画像表示を行った場合における液晶表示素子１００の赤画素、緑画素、青画素での電圧−輝度特性を示すグラフである。図８に示すとおり、青画素の場合は印加電圧が７．２Ｖのとき、赤画素及び緑画素の場合は印加電圧が７．１Ｖのときに輝度が最小となっている。なお、白表示を行うために要する電圧は、ベンド配向がスプレイ配向に逆転移する電圧で定まる。本実施例の液晶表示素子１００の場合、赤画素、緑画素、青画素のすべての画素において、前記逆転移する電圧は２．２Ｖであった。
【００４１】
図９は、黒表示を行った場合の液晶表示素子１００の法線方向における透過光の分光スペクトル分布を示すグラフである。そして、このときの色座標は（０．３１２０、０．３２２７）であった。上述したように、色座標が略（０．３、０．３）近傍である場合に色付きのない最良な無彩色表示となるため、本実施例では良好な黒表示を実現することができたことが分かる。
【００４２】
なお、上述したように、本実施例では位相差Δｎｄを０．７３μｍに設定しているが、かかる位相差Δｎｄがこの値に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４３】
［変形例１］次に、本実施の形態の変形例について説明する。実施例１に係る液晶表示装置は、上述したようにカラーフィルタ方式によりカラー表示を実現するものであった。これに対して、変形例１に係る液晶表示装置は、フィールドシーケンシャルカラー方式によりカラー表示を行うものである。
【００４４】
図１０は、変形例１に係る液晶表示装置の構成例の概略を模式的に示す断面図である。図１０に示すように、変形例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、３色のカラーフィルタ５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂを設けていないことを除いて、実施例１における液晶表示素子１００と同様に構成されている。そのため、図１０では、変形例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００が備える液晶セル１０１の構成のみを示し、実施例１の場合と同一の符号を付している。
【００４５】
かかる液晶表示素子１００を備える液晶表示装置は、実施例１の場合と同様にＴＦＴタイプのものであるが、実施例１の場合と異なり、白色光を発光するバックライトではなく、その全面に３色の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）が所定間隔で敷き詰められたバックライト１５０を液晶表示素子１００の下方に備えている。ここで、液晶表示素子１００及びバックライト１５０は、液晶表示素子１００の赤画素、緑画素、青画素と、バックライト１５０の赤色のＬＥＤ１５１Ｒ、緑色のＬＥＤ１５１Ｇ、青色のＬＥＤ１５１Ｂとが、それぞれ対応するように配置されている。そして、このバックライト１５０の各色のＬＥＤを、赤、緑、青の順に時分割で発光することによりカラー表示を実現する。
【００４６】
このように構成された液晶表示装置にて黒表示を行った場合も、実施例１の場合と同様に、青色の色付きを低減することができた。その結果、良好な黒表示を実現することができた。
【００４７】
［比較例１］比較例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子は、赤画素、緑画素、及び青画素のそれぞれに対応する液晶層の厚みを同一としている。なお、その他の構成については、実施例１における液晶表示素子１００と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
このような比較例１に係る液晶表示装置を用いて画像表示を行い、実施例１と同様にして液晶表示素子の赤画素、緑画素、青画素での電圧−輝度特性を調べた。その結果、青画素の場合は印加電圧が６．７Ｖのとき、赤画素及び緑画素の場合は印加電圧が７．１Ｖのときに輝度が最小となった。
【００４９】
図１１は、比較例１に係る液晶表示装置の法線方向における透過光の分光スペクトル分布を示すグラフである。このときの色座標は（０．２０３５、０．１６０７）であり、黒表示が青く色付いてることが分かる。
【００５０】
（実施の形態２）本発明の実施の形態２は、青色を表示するための青画素における液晶分子の配向方向と、赤色、緑色をそれぞれ表示するための赤画素、緑画素における液晶分子の配向方向とを所定の角度だけずらすことによって、黒表示を行った場合における青色の色付きを低減する液晶表示装置を示したものである。
【００５１】
［実施例２］図１２は、本実施の形態の実施例２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する液晶セルの構成を模式的に示す断面図である。図１２に示すとおり、かかる液晶セル１０１は、実施例１の場合と異なり下側基板１０３が凹部を有しておらず、赤画素、緑画素、青画素の何れにおける液晶層４もその厚みが同一である。なお、それ以外の構成については、実施例１における液晶セル１０１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。また、液晶セル１０１以外の構成については、図１を参照して説明した実施例１に係る液晶表示装置の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００５２】
以下、図１及び図１２を参照しながら、実施例２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００を作製する工程について説明する。まず、スピンコート法によりロリック（Rolic）社製のポリイミド配向膜塗料LPP-JP265CP（溶媒：シクロペンタノン）を透明電極２の下面及び透明電極７の上面にそれぞれ塗布し、１５０℃で１時間焼成した後に硬化させて配向膜３、６を形成した。
【００５３】
このようにして形成された配向膜３、６に対して、直線偏光された紫外線光を基板の法線方向に対して３０度傾斜させて１０分間照射した（基板上の照射エネルギーは０．５０Ｊ／ｃｍ2であった）。図１３は、赤画素、緑画素、青画素の各画素に対応する領域に照射する前記紫外線光の偏光方向を示す説明図である。図１３に示すとおり、配向膜３、６における赤画素に対応する領域５５Ｒに照射する紫外線光の偏光方向５６Ｒと、同じく緑画素に対応する領域５５Ｇに照射する紫外線光の偏光方向５６Ｇとは同一である。これに対して、配向膜３、６における青画素に対応する領域５５Ｂに照射する紫外線光の偏光方向５６Ｂは、前記偏光方向５６Ｒ及び５６Ｇに対して５度の角度をなしている。よって、赤画素及び緑画素に係る液晶分子２０１の配向方向と、青画素に係る液晶分子２０１の配向方向とが、５度の角度をなして異なることになる。
【００５４】
なお、青色画素に係る液晶分子２０１の配向方向が偏光板１６の透過軸に近づけば近づくほど黒表示を行った場合の青色の色付きは低減することになる。しかし、その反面、視野角特性及び輝度等の表示特性が低下することになる。そのため、偏光方向５６Ｒ及び５６Ｇと偏光方向５６Ｂとがなす角度、即ち赤画素及び緑画素に係る液晶分子２０１の配向方向と青画素に係る液晶分子２０１の配向方向とがなす角度は、２度以上３０度以下程度、好ましくは５度以上１０度以下程度が適当である。
【００５５】
次に、積水ファインケミカル株式会社製のスペーサ（図示せず）、及び三井東圧化学株式会社製のシール樹脂であるストラクトボンド３５２Ａを用いて、上側基板１０２と下側基板１０３との間隔、すなわち液晶層４の厚みが５．８μｍとなるように上側基板１０２及び下側１０３を貼り合わせた。そして、真空注入法によって、液晶ＭＴ−５５８３（屈折率異方性Δｎ＝０．１４０）を前記液晶層４に注入することにより、液晶セル１０１を作製した。なお、このときの配向膜３、６界面での液晶分子のプレチルト角は約２度であった。
【００５６】
上述したようにして液晶セル１０１を作製した後、図１に示すように、その液晶セル１０１の上面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、正の一軸性位相差フィルム１５、検光子１３を順に積層し、液晶セル１０１の下面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ｂ、偏光子１６を順に積層することによって、実施例２に係る液晶表示素子１００を作製した。
【００５７】
上述した各光学要素は、図３に示すように配置した。但し、図３における配向処理方向１７、１８は、赤画素及び緑画素に対応する領域における配向処理方向を表している。青画素に対応する領域における配向処理方向は図１３を参照して上述したとおりである。
【００５８】
上述した負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）で求めると３９ｎｍであり、正の一軸性位相差フィルム１５の面内方向の位相差Ｒｅは同じく１５０ｎｍであった。また、上述した負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの厚み方向の位相差Ｒｔｈは同じく２２０ｎｍであった。
【００５９】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される液晶層４の位相差Δｎｄを、０．８１μｍに設定した。
【００６０】
そして、実施例１の場合と同様に、上述したようにして作製した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置を用いて、画像表示を行った。その結果、青画素の場合は印加電圧が６．４Ｖのとき、赤画素及び緑画素の場合は印加電圧が７．０Ｖのときに液晶表示素子１００の輝度が最小となった。そして、これらの電圧を各画素に印加することによって黒表示を行った場合の色座標は（０．２８５３、０．３０８８）であった。よって、良好な黒表示を実現することができた。
【００６１】
ところで、本実施例では、上述したとおり、すべての青画素に対応する領域に対して、赤画素及び緑画素に対応する領域における配向方向とは異なる方向で配向処理を行っているが、青画素に対応する領域の一部のみをその対象としてもよい。即ち、例えば画面の中央部付近に係る青画素に対応する領域のみに対して異なる配向処理を施すようにしてもよい。通常、ユーザは、画面の中央部を注視しており、その中央部から離れた周辺部には注目していないことが多い。そのため、黒表示を行っている場合に、中央部付近で青色の色付きが低減されれば、実用的には十分であると考えられる。
【００６２】
なお、本実施の形態においても、上述した変形例１の場合と同様な変形例を実現することができる。即ち、カラーフィルタを設けていないことを除いて実施例２における液晶表示素子と同様に構成された液晶表示素子と、３原色の各色光を発光するＬＥＤを有しているバックライトとを備えたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を用いることによって、良好な黒表示を得ることができる。
【００６３】
（実施の形態３）本発明の実施の形態３は、青色を表示するための青画素に対応する液晶分子のプレチルト角と、赤色、緑色をそれぞれ表示するための赤画素、緑画素に対応する液晶分子のプレチルト角とを異ならせることによって、黒表示を行った場合における青色の色付きを低減する液晶表示装置を示したものである。
【００６４】
［実施例３］本実施の形態の実施例３に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する液晶セルの構成は、実施例２の場合と同様であり、図１２に示したとおりであるので説明を省略する。また、液晶セル以外の構成についても、図１を参照して説明した実施例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
以下、図１及び図１２を参照しながら、実施例３に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子を作製する工程について説明する。まず、スピンコート法によりＪＳＲ株式会社製のポリイミド配向膜塗料ＪＡＬＳ−６１４を透明電極２の下面及び透明電極７の上面にそれぞれ塗布し、１８０℃で１時間焼成した後に硬化させて配向膜３、６を形成した。
【００６６】
このようにして形成された配向膜３、６に対して、レーヨン製ラビング布を用いてラビング処理を施す。図１４は、この場合にラビング処理を施す方向を示す説明図である。図１４に示すとおり、配向膜３、６における赤画素、緑画素、青画素のそれぞれに対応する領域５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂに対して、同一の方向でラビング処理を施す。
【００６７】
また、これらの配向膜３、６に対して、マスクを用いて露光することによって赤画素、緑画素、及び青画素のそれぞれに対応する領域に照射する紫外線光の光量を制御し、それらの表面状態を変化させる。その後、積水ファインケミカル株式会社製のスペーサ（図示せず）、及び三井東圧化学株式会社製のシール樹脂であるストラクトボンド３５２Ａを用いて、上側基板１０２と下側基板１０３との間隔、すなわち液晶層４の厚みが５．４μｍとなるように上側基板１０２及び下側１０３を貼り合わせた。そして、真空注入法によって、液晶ＭＴ−５５８３（屈折率異方性Δｎ＝０．１４０）を前記液晶層４に注入することにより、液晶セル１０１を作製した。このときの赤画素、緑画素、青画素のそれぞれにおける液晶分子のプレチルト角は、５．５度、５．５度、０．８度であった。
【００６８】
なお、各画素における液晶分子のプレチルト角がとり得る値は前記の値に限られるわけではないが、青画素における液晶分子のプレチルト角と赤画素及び緑画素における液晶分子のプレチルト角との差が適当なものでなければ、良好な表示特性を保ちつつ青色の色付きを低減することができなくなる。したがって、青画素における液晶分子のプレチルト角が、赤画素及び緑画素における液晶分子のプレチルト角の５％以上５０％以下、好ましくは１０％以上４０％以下となるようにすべきである。
【００６９】
上述したようにして液晶セル１０１を作製した後、図１に示すように、その液晶セル１０１の上面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、正の一軸性位相差フィルム１５、検光子１３を順に積層し、液晶セル１０１の下面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ｂ、偏光子１６を順に積層することによって、実施例３に係る液晶表示素子１００を作製した。なお、上述した各光学要素は、図３に示すように配置した。
【００７０】
上述した負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）で求めると３４ｎｍであり、正の一軸性位相差フィルム１５の面内方向の位相差Ｒｅは同じく１００ｎｍであった。また、上述した負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの厚み方向の位相差Ｒｔｈは同じく２００ｎｍであった。
【００７１】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される位相差Δｎｄを、０．７５９μｍに設定した。
【００７２】
そして、実施例１の場合と同様に、上述したようにして作製した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置を用いて、画像表示を行った。その結果、青画素の場合は印加電圧が６．８Ｖのとき、緑画素の場合は同じく６．９Ｖのとき、赤画素の場合は同じく７．０Ｖのときに液晶表示素子１００の輝度が最小となった。そして、これらの電圧を各画素に印加することによって黒表示を行った場合の色座標は（０．２９７８、０．３０１３）であった。よって、良好な黒表示を実現することができた。
【００７３】
上述したように、赤画素及び緑画素の場合に比し、青画素における液晶分子はより低いプレチルト角を有している。そのため、ノーマリホワイトモードにおいては、青画素の場合、赤画素及び緑画素のプレチルト角と同じプレチルト角の場合に比して電圧−透過率特性が高電圧側にシフトするため、同一の黒表示電圧を印加した場合に、低プレチルト角を有する青画素における液晶層４の位相差が大きくなるため、その位相差が負の位相差フィルムと同程度となり、黒表示を行った場合の青色の色付きを低減することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態においても、上述した変形例１の場合と同様な変形例を実現することができる。即ち、カラーフィルタを設けていないことを除いて実施例２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子と同様に構成された液晶表示素子と、３原色の各色光を発光するＬＥＤを有しているバックライトとを備えたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を用いることによって、良好な黒表示を得ることができる。
【００７５】
（実施の形態４）本発明の実施の形態４は、屈折率異方性Δｎが比較的大きい液晶分子を採用し、しかも液晶層の位相差Δｎｄを比較的小さくすることによって、黒表示における青色の色付きを低減する液晶表示装置を示したものである。
【００７６】
［実施例４］本実施の形態の実施例４に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する液晶セルの構成は、実施例２の場合と同様であり、図１２に示したとおりであるので説明を省略する。また、液晶セル以外の構成についても、図１を参照して説明した実施例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子と同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
以下、図１及び図１２を参照しながら、実施例４に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００を作製する工程について説明する。まず、スピンコート法により日産化学工業製の配向膜塗料ＳＥ−７４９２を透明電極２の下面及び透明電極７の上面にそれぞれ塗布し、１８０℃で１時間焼成した後に硬化させて配向膜３、６を形成した。
【００７８】
このようにして形成された配向膜３、６に対して、図３に示す配向処理方向１７、１８にしたがってラビング処理を施した。次に、積水ファインケミカル株式会社製のスペーサ５、及び三井東圧化学株式会社製のシール樹脂であるストラクトボンド３５２Ａを用いて、上側基板１０２と下側基板１０３との間隔、すなわち液晶層４の厚みが５．０μｍとなるように上側基板１０２及び下側１０３を貼り合わせた。そして、真空注入法によって、メルク社製の液晶材料ＭＪ９７２０６（屈折率異方性Δｎ＝０．１６０）を液晶層４に注入することにより、液晶セル１０１を作製した。
【００７９】
上述したようにして液晶セル１０１を作製した後、図１に示すように、その液晶セル１０１の上面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、正の一軸性位相差フィルム１５、検光子１３を順に積層し、液晶セル１０１の下面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ｂ、偏光子１６を順に積層することによって、実施例３に係る液晶表示素子１００を作製した。なお、上述した各光学要素は、図３に示すように配置した。
【００８０】
上述した負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）で求めると３６ｎｍであり、正の一軸性位相差フィルム１５の面内方向の位相差Ｒｅは同じく１５０ｎｍであった。また、上述した負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの厚み方向の位相差Ｒｔｈは、上述した式（２）で求めると同じく２２０ｎｍであった。
【００８１】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される液晶層４の位相差Δｎｄを、０．８０μｍに設定した。
【００８２】
そして、実施例１の場合と同様に、上述したようにして作製した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置を用いて、画像表示を行った。その結果、青画素の場合は印加電圧が６．８Ｖのとき、緑画素の場合は同じく６．９Ｖのとき、赤画素の場合は同じく７．０Ｖのときに液晶表示素子１００の輝度が最小となった。そして、これらの電圧を各画素に印加することによって黒表示を行った場合の色座標は（０．２９７８、０．３０１３）であった。よって、良好な黒表示を実現することができた。
【００８３】
図１５は、屈折率異方性Δｎが異なる液晶材料を用いた場合の液晶層の位相差の波長分散特性を比較するためのグラフである。図１５において、４１は、本実施例における液晶層４の位相差、即ち液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．１６０であって、位相差Δｎｄが０．８０μｍの場合の液晶層４の位相差を示している。一方、４２は、液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．１４０（ＭＴ−５５８３）であって、位相差Δｎｄが０．７５６μｍの場合の液晶層の位相差を示している。図１５に示すとおり、液晶材料の屈折率異方性Δｎが大きく且つ位相差Δｎｄが小さい場合の方が、青色の波長領域において波長分散特性が急峻である。したがって、負の位相差フィルムの位相差の波長分散特性（図２５を参照）に近くなるため、黒表示を行った場合の青色の色付きを低減することができる。
【００８４】
ところで、上述したように、液晶材料の屈折率異方性Δｎが比較的大きく、しかも位相差Δｎｄが比較的小さい場合が望ましいとしても、実際にどのような範囲であれば良いのかを判断するのは困難である。そこで、本発明者等は、液晶材料の屈折率異方性Δｎ及び位相差Δｎｄの組み合わせを複数パターン用意して、黒表示を行った場合に青色の色付きがどの程度生じたのかを調べる実験を行った。その結果を図１６にまとめる。
【００８５】
図１６に示したように、液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．１４３１以下の場合、位相差Δｎｄの値に関係なく、黒表示を行ったときに青色の色付きが確認された。同様にして、位相差Δｎｄが０．９１以上の場合、液晶材料の屈折率異方性Δｎの値に関係なく、黒表示を行ったときに青色の色付きが確認された。そして、液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．１５０２以上であって、位相差Δｎｄが０．８μｍ以下の場合では、青色の色付きがほとんど認められず、良好な黒表示を実現することができた。この結果から、液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．１５以上であって、しかも位相差Δｎｄが０．８μｍ以下である場合が望ましいものと判断することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においても、上述した変形例１の場合と同様な変形例を実現することができる。即ち、カラーフィルタを設けていないことを除いて実施例２に係る液晶表示素子と同様に構成された液晶表示素子と、３原色の各色光を発光するＬＥＤを有しているバックライトとを備えたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を用いることによって、良好な黒表示を得ることができる。
【００８７】
（実施の形態５）本発明の実施の形態５は、位相差フィルムの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚをすべて１．５以下とすることによって、黒表示における青色の色付きを低減する液晶表示装置を示したものである。
【００８８】
［実施例５］本実施の形態の実施例５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する液晶セルの構成は、実施例２の場合と同様であり、図１２に示したとおりであるので説明を省略する。また、液晶セル以外の構成についても、図１を参照して説明した実施例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子と同様であるので、説明を省略する。
【００８９】
以下、図１及び図１２を参照しながら、実施例５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００を作製する工程について説明する。実施例４と同様にして上側基板１０２及び下側基板１０３とを貼り合わせた後、それらの基板管の液晶層４に、真空注入法によって、液晶ＭＴ−５５８３（屈折率異方性Δｎ＝０．１４０）を注入することにより、液晶セル１０１を作製した。
【００９０】
上述したようにして液晶セル１０１を作製した後、図１に示すように、その液晶セル１０１の上面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、正の一軸性位相差フィルム１５、検光子１３を順に積層し、液晶セル１０１の下面に、負の位相差フィルム１４ａ、負の一軸性位相差フィルム１２ｂ、偏光子１６を順に積層することによって、実施例５に係る液晶表示素子１００を作製した。なお、上述した各光学要素は、図３に示すように配置した。
【００９１】
上述した負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムからなり、その厚み方向の位相差Ｒｔｈは、上述した式（２）で求めると１７５ｎｍであった。また、この負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの面内方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ及び厚み方向の屈折率ｎｚの値は、ｎｘ＝１．４８６７１、ｎｙ＝１．４８６７１、ｎｚ＝１．４８６１２であった。
【００９２】
また、上述した負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）で求めると４０ｎｍであり、正の一軸性位相差フィルム１５の面内方向の位相差Ｒｅは同じく１５０ｎｍであった。
【００９３】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される液晶層４の位相差Δｎｄを、０．７３μｍに設定した。
【００９４】
そして、実施例１の場合と同様に、上述したようにして作製した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置を用いて、画像表示を行った。その結果、青画素の場合は印加電圧が６．０Ｖのとき、緑画素の場合は同じく５．６Ｖのとき、赤画素の場合は同じく５．６Ｖのときに液晶表示素子１００の輝度が最小となった。そして、これらの電圧を各画素に印加することによって黒表示を行った場合の色座標は（０．２８７８、０．２９９５）であった。よって、良好な黒表示を実現することができた。
【００９５】
なお、本実施例では、ＴＡＣフィルムからなる負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚがそれぞれ１．４８６７１、１．４８６７１、１．４８６１２となっているが、この値に限定されるわけではないことは勿論である。現時点では、それらの屈折率が１．４５より小さいものを入手することが困難であるため、前記屈折率がとり得る値としては１．４５以上１．５以下程度であることが望ましい。
【００９６】
［比較例２］実施例５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子は、上述したように、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂがＴＡＣフィルムから構成されている。これに対して、比較例２に係る液晶表示素子は、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂがトリフェニルメタン系の一般的なディスコチック液晶フィルムから構成されている。なお、比較例２に係る液晶表示素子のそれ以外の構成については、実施例５の場合と同様であるので説明を省略する。
【００９７】
上述したディスコチック液晶フィルムからなる負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂは、上述した式（２）にしたがってその厚み方向の位相差Ｒｔｈを求めると、１７５ｎｍであった。また、この負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの面内方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ及び厚み方向の屈折率ｎｚの値は、ｎｘ＝１．６８６７１、ｎｙ＝１．６８６７１、ｎｚ＝１．６８６１２であった。
【００９８】
さらに、上述した電圧を各画素に印加することによって得られた黒表示の際の法線方向での色座標は（０．２０２３、０．２５１２）であり、青色の色付きが発生していることが分かる。
【００９９】
上述した実施例５と比較例２とを比較して分かるように、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの相違によって、青色の色付きの発生に違いが認められた。
【０１００】
［実施例６］実施例５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する負の一軸性位相差フィルムは、上述したようにＴＡＣフィルムから構成されているが、これに対して、実施例６に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子は、負の一軸性位相差フィルムがＴＡＣフィルム及びディスコチック液晶フィルムから構成されるものである。
【０１０１】
図１７は、各光学要素の位相差の波長分散特性を示すグラフである。図１７において、６１、６２は、ＴＡＣフィルムの位相差の波長分散特性、ディスコチック液晶フィルムの位相差の波長分散特性をそれぞれ示している。また、６３、６４は、前記ＴＡＣフィルム及び前記ディスコチック液晶フィルムから構成される負の一軸性位相差フィルムの位相差の波長分散特性、液晶層の位相差の波長分散特性をそれぞれ示している。
【０１０２】
図１７に示すとおり、ＴＡＣフィルムの位相差とディスコチック液晶フィルムの位相差とは異なる波長分散特性を有しているが、これらのフィルムを組み合わせた負の一軸性位相差フィルムの位相差の波長分散特性は、青色の波長領域において、液晶層の位相差の波長分散特性に近くなっている。このことから分かるように、ＴＡＣフィルムとディスコチック液晶フィルムとを組み合わせることによって、負の一軸性位相差フィルムの位相差の波長分散特性を容易に制御することが可能となり、その波長分散特性と液晶層の位相差の波長分散特性とを青色の波長領域において略合致させることができるようになる。そして、その結果、黒表示を行った場合に発生する青色の色付きを低減することができる。
【０１０３】
図１及び図１２を併せて参照すると、実施例６に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子は、ＴＡＣフィルム及びディスコチック液晶フィルムを積層したフィルムからなる負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂを備えている。この負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）により求めると１５０ｎｍであり、その厚み方向の位相差Ｒｔｈは、上述した式（２）により求めると１９０ｎｍであった。また、負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）により求めると４０ｎｍであった。
【０１０４】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される液晶層４の位相差Δｎｄを、０．７３μｍに設定した。
【０１０５】
そして、実施例１の場合と同様に、上述したようにして作製した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置を用いて、画像表示を行った。その結果、青画素の場合は印加電圧が５．９Ｖのとき、緑画素の場合は同じく６．４Ｖのとき、赤画素の場合は同じく６．３Ｖのときに液晶表示素子１００の輝度が最小となった。そして、これらの電圧を各画素に印加することによって黒表示を行った場合の色座標は（０．３１３３、０．３１８７）であった。よって、良好な黒表示を実現することができた。
【０１０６】
［実施例７］実施例５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子は、図１を参照して上述したように、位相差フィルムとして負の位相差フィルム１２ａ、１２ｂと、負の一軸性位相差フィルム１４ａ、１４ｂと、正の一軸性位相差フィルム１５とを備えている。このように複数のフィルムを重ねる場合、構成が複雑となるばかりか、液晶表示素子の高コスト化を招くこととなる。
【０１０７】
そこで、実施例７に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子は、より少ない数の位相差フィルムで足りるように構成されている。図１８は、本実施の形態の実施例７に係る液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。図１８に示すとおり、実施例７に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、液晶セル１０１を有しており、この液晶セル１０１の上面には、負の位相差フィルム１４ａ、二軸性位相差フィルム７１ａ、検光子１３が順に積層されている。また、液晶セル１０１の下面には、負の位相差フィルム１４ｂ、二軸性位相差フィルム７１ｂ,偏光子１６が順に積層されている。なお、二軸性位相差フィルム７１ａ、７１ｂの遅相軸は、検光子１３、偏光子１６の透過軸と同一の方向となるようにそれぞれ配置される。
【０１０８】
図１と図１８とを比較すると明らかなように、本実施例に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、正の一軸性フィルム１５を備えておらず、負の一軸性位相差フィルム１２ａ、１２ｂの代わりに二軸性位相差フィルム７１ａ、７１ｂを備えている。前記正の一軸性フィルム１５は、漏れ光を抑えるために必要となるフィルムであるが、実施例７に係る液晶表示素子１００は、二軸性位相差フィルム７１ａ、７１ｂを備えることによって、前記漏れ光の抑制を実現することができる。
【０１０９】
かかる二軸性位相差フィルム７１ａ、７１ｂは、ＴＡＣフィルムから構成されており、その面内方向の位相差Ｒｅは上述した式（１）で求めると１００ｎｍであり、その厚み方向の位相差Ｒｔｈは上述した式（２）で求めると２００ｎｍであった。また、負の位相差フィルム１４ａ、１４ｂの面内方向の位相差Ｒｅは、上述した式（１）で求めると３６ｎｍであった。
【０１１０】
また、本実施例では、液晶層４の厚みｄと液晶分子２０１の屈折率異方性Δｎとの積で定義される液晶層４の位相差Δｎｄを、０．７８μｍに設定した。
【０１１１】
そして、実施例１の場合と同様に、上述した液晶表示素子１００を備える液晶表示装置を用いて、画像表示を行った。その結果、青画素の場合は印加電圧が６．７Ｖのとき、緑画素の場合は同じく７．１Ｖのとき、赤画素の場合は同じく７．１Ｖのときに液晶表示素子１００の輝度が最小となった。そして、これらの電圧を各画素に印加することによって黒表示を行った場合の色座標は（０．２８７１、０．２９４７）であった。よって、良好な黒表示を実現することができた。
【０１１２】
なお、本実施の形態においても、上述した変形例１の場合と同様な変形例を実現することができる。即ち、カラーフィルタを設けていないことを除いて実施例２に係る液晶表示素子と同様に構成された液晶表示素子と、３原色の各色光を発光するＬＥＤを有しているバックライトとを備えたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を用いることによって、良好な黒表示を得ることができる。
【０１１３】
（実施の形態６）本発明の実施の形態６は、赤色、緑色、及び青色のそれぞれの波長領域において、バックライトから出射される光の光量を略同一とすることによって、黒表示を行った場合における青色の色付きを低減する液晶表示装置を示したものである。
【０１１４】
［実施例８］図１９は、本実施の形態の実施例８に係る液晶表示装置の構成例の概略を模式的に示す断面図である。本実施例に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、実施例２の場合と同様であり、図１２に示したとおりであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１５】
図１９に示すとおり、液晶表示素子１００の下方に設けられたバックライト１５０は、冷陰極管を含んで構成される光源１５１を備えている。また、その光源１５１と液晶表示素子１００との間には、干渉フィルタ１５２が配置されている。この干渉フィルタ１５２は、図１９に示すとおり、液晶表示素子１００の青画素の位置に対応して設けられている。
【０１１６】
かかる干渉フィルタ１５２は、透過光の波長が４５０ｎｍであるバンドパスフィルタである。図２０は、光源１５１から出射された光のスペクトルを示すグラフであって、（ａ）は干渉フィルタ１５２を設けている場合、（ｂ）は干渉フィルタ１５２を設けていない場合の前記スペクトルをそれぞれ示すグラフである。図２０（ａ）に示すとおり、干渉フィルタ１５２を設けている場合、青色の波長領域における出射光のスペクトルの半値幅が３０ｎｍ以下となる。これに対して、図２０（ｂ）に示すとおり、干渉フィルタ１５２を設けていない場合、前記半値幅はそれよりも大きな値となっている。
【０１１７】
このように、干渉フィルタ１５２を設けることによって、上述したように青色の波長領域における出射光のスペクトルの半値幅を３０ｎｍ以下に低減することができ、その結果、赤色、緑色、及び青色のそれぞれの波長領域における出射光の光量を略同一とすることができる。これにより、この液晶表示装置にて黒表示を行った場合に、青色の色付きを低減することができるようになる。
【０１１８】
［実施例９］図２１は、本実施の形態の実施例９に係る液晶表示装置の構成例の概略を模式的に示す断面図である。本実施例に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、変形例１の場合と同様であり、図１０に示したとおりであるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１９】
図２１に示すとおり、液晶表示素子１００の下方に設けられたバックライト１５０は、３原色の各色光を発光するＬＥＤが所定間隔で敷き詰められている光源を備えている。図２２は、上述したバックライト１５０が備える光源であるＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。実施例９に係る液晶表示装置では、前記バックライト１５０の各色のＬＥＤを、赤、緑、青の順に時分割で発光することによりカラー表示を実現する。
【０１２０】
このようなフィールドシーケンシャルカラー方式の実施例９に係る液晶表示装置にて黒表示を行った結果、青色の色付きを低減することができた。
【０１２１】
ところで、バックライト１５０が備える光源として、ＬＥＤの代わりにエレクトロルミネセンス発光素子（以下、ＥＬという）を用いることも可能である。図２３は、上述したバックライト１５０が備える光源であるＥＬの発光スペクトルを示すグラフである。このように光源としてＥＬを用いた場合も、同様にして黒表示を行った結果、青色の色付きを低減することができた。
【０１２２】
なお、上述した実施例９においても、白色光を発光するＬＥＤ又はＥＬを用いて、実施例８の場合と同様にカラーフィルタ方式でカラー表示を行うことができることは言うまでもない。
【０１２３】
以上のように、本発明に係る液晶表示装置は、黒表示を行った場合に発生する青色の色付きを低減することができる。これらの液晶表示装置は、様々な製品に応用することが可能である。即ち、例えば液晶テレビ、液晶モニタ、又は携帯電話の液晶ディスプレイ等に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する液晶セルの構成を模式的に示す図であって、（ａ）はその液晶セルの断面図、（ｂ）はその断面図における液晶層部分の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する各光学素子の配置方向を示す液晶表示素子の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する凹状の構造体を形成する工程を説明するための図である。
【図５】凹部を形成するために用いられるフォトマスクの平面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する凹部を形成する工程を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の赤画素、緑画素、青画素での電圧−輝度特性を示すグラフである。
【図９】黒表示を行った場合の本発明の実施の形態１の実施例１に係る液晶表示装置の法線方向における透過光の分光スペクトル分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の他の構成例の概略を模式的に示す断面図である。
【図１１】比較例１に係る液晶表示装置の法線方向における透過光の分光スペクトル分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する液晶セルの構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子において、赤画素、緑画素、青画素の各画素に対応する領域に照射する紫外線光の偏光方向を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子が具備する配向膜に対してラビング処理を行う場合のラビング方向を示す説明図である。
【図１５】屈折率異方性Δｎが異なる液晶材料を用いた場合の液晶層の位相差の波長分散特性を比較するためのグラフである。
【図１６】液晶材料の屈折率異方性Δｎ及び位相差Δｎｄの組み合わせと、黒表示を行った場合に発生する青色の色付きとの関係を示す図である。
【図１７】液晶表示素子が備える各光学要素の波長分散特性を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の構成例の概略を模式的に示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置が備える光源１５１から出射された光のスペクトルを示すグラフであって、（ａ）は干渉フィルタ１５２を設けている場合、（ｂ）は干渉フィルタ１５２を設けていない場合の前記分光スペクトルをそれぞれ示すグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の他の構成例の概略を模式的に示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置のバックライトが備える光源であるＬＥＤの分光スペクトルを示すグラフである。
【図２３】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置のバックライトが備える光源であるＥＬの分光スペクトルを示すグラフである。
【図２４】従来のＯＣＢモード液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２５】従来のＯＣＢモード液晶表示素子が有する赤画素、緑画素、青画素に係る液晶層の法線方向における位相差の波長分散特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２５】
１、８ ガラス基板、２、７ 透明電極、３、６ 配向膜、４ 液晶層、１０ 凹部、
１２ａ、１２ｂ 負の一軸性位相差フィルム、１３ 検光子、
１４ａ、１４ｂ 負の位相差フィルム、１５ 正の一軸性位相差フィルム、１６ 偏光子、２０ レジスト薄膜、５１Ｒ 赤色カラーフィルタ、５１Ｇ 緑色カラーフィルタ、
５１Ｂ 青色カラーフィルタ、５２ 遮光膜、１００ 液晶表示素子、１０１ 液晶セル、
１０２ 上側基板、１０３ 下側基板、２０１ 液晶分子
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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