(57)【要約】【課題】ＶＡ液晶を用いた４色表示を効果的に行う。【解決手段】画素１０を４色の表示ドット１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｃから構成する。各表示ドット１２は縦長となる。その縦長の各表示ドット１２の中央部に縦方向の配向制御部１４を設ける。また、偏光板は、中央部の配向制御部１４に対し４５度の偏光軸を有する直線偏光板にする。【選択図】図１
2007206634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素からなる液晶表示装置であって、
１画素について、４つの表示ドットで形成し、
前記４つの表示ドットに対応して４色のカラーフィルタをそれぞれ別々に設け、
各表示ドットには、それぞれ液晶の配向を制御する配向制御部を設け、
各表示ドットは細長の長方形状とし、前記配向制御部は、長手方向の中央部分を伸びる直線状部分を含み、
液晶はＶＡ液晶であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記配向制御部は、液晶と接する配向制御膜に設けた突起であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記配向制御部は、液晶に電圧を印加する電極に設けたスリットであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、
液晶の両側に前記配向制御部の直線上部分に対し４５度の方向の偏光軸を有する直線偏光板を配置することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素からなる液晶表示装置、特に４色の表示ドットで１画素を形成するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の表示装置が知られており、液晶表示装置は薄型軽量の表示装置として広く普及している。特に、各画素（表示ドット）毎にスイッチングトランジスタを設け、表示を表示ドット毎に制御するアクティブマトリクス型の装置では、高精細な表示が可能である。また、液晶の中に垂直配向型のＶＡ液晶があり、この液晶は黒表示が容易であるとともに、配向膜をラビングレスで使用することも可能であり、また配向制御突起や配向制御窓などを設けることで液晶の配向制御して広視野角化することが容易であるというメリットがある。
【０００３】
ここで、フルカラー表示を行う場合には、各表示ドットにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかのカラーフィルタを設け、３つの表示ドットで１画素を形成する。一方、パーソナルコンピュータなどにおいて、表示された画像について印刷すると、色合いが異なったものになる。これは、表示装置において表示可能な色の領域と、プリンタにおいて印刷可能な色の表示領域が異なっているからである。
【０００４】
そこで、表示装置において、ＲＧＢに加えＣ（シアン）の表示ドットを追加することが提案されている（特許文献１参照）。これによって、表示装置における表示画像と印刷物の画像の色合いを近づけることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０６０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ＶＡ液晶により広視野角化する場合、液晶の初期配向方向を各種方向に設定する。このため、直線偏光板を用いると、透過率があまり高くできず、通常は円偏光板を用いている。円偏光板はコストが高いため、コストを下げたいという要求がある。
【０００７】
また、１画素について４色にするには、１画素を４つの表示ドットで構成しなければならない。従って、１画素について４つの画素回路が必要になり、全体として開口率が低下する。このため、透過率をさらに上昇したいという要求もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素からなる液晶表示装置であって、１画素について、４つの表示ドットで形成し、前記４つの表示ドットに対応して４色のカラーフィルタをそれぞれ別々に設け、各表示ドットには、それぞれ液晶の配向を制御する配向制御部を設け、各表示ドットは細長の長方形状とし、前記配向制御部は、長手方向の中央部分を伸びる直線状部分を含み、液晶はＶＡ液晶であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記配向制御部は、液晶と接する配向制御膜に設けた突起であることが好適である。
【００１０】
また、前記配向制御部は、液晶に電圧を印加する電極に設けたスリットであることが好適である。
【００１１】
また、液晶の両側に前記配向制御部の直線上部分に対し４５度の方向の偏光軸を有する直線偏光板を配置することが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、４色の細長の表示ドットにおいて、その長手方向中央部に配向制御部が配置される。これによって、液晶の配向方位を制御することができ、特に表示装置の左右方向の視野角依存性を低減することができ、好適な表示が行える。また、ＶＡ液晶を用い、液晶の上下に配置する偏光板を中央の配向制御部に対し４５度の方向の偏光軸を有する直線偏光板を採用することで、コストの低い偏光板を用い、かつ十分な透過度の白表示が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、実施形態に係る液晶表示装置における１画素分の平面概略構成を示す図である。画素１０は、４つの表示ドット１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｃからなっている。表示ドット１２Ｒは赤（Ｒ）、表示ドット１２Ｇは緑（Ｇ）、表示ドット１２Ｂは青（Ｂ）、表示ドット１２Ｃはシアン（Ｃ）の表示ドットであり、該当色のカラーフィルタを有している。
【００１５】
画素１０は、ほぼ正方形（若干横長）であり、４つの表示ドット１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｃを横方向に並べているため、表示ドット１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｃは、縦長の細長い長方形状になっている。
【００１６】
そして、各表示ドット１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｃには、Ｙと逆Ｙを合わせた上下Ｙ字状の配向制御部１４が設けられている。
【００１７】
ここで、図２には、１表示ドット分の概略断面構成が示してある。液晶表示装置は、バックライト２０と、その上方に設けられたＴＦＴ基板１００と対向基板１０２を有し、ＴＦＴ基板１００と対向基板１０２との間に液晶１０４が封入されている。この液晶１０４はＶＡ（垂直配向）液晶である。
【００１８】
ＴＦＴ基板１００は、ガラス基板２４を有しており、このガラス基板２４の下面には直線偏光板２２が設けられている。
【００１９】
このガラス基板２４上には、ＴＦＴ層２６が設けられている。このＴＦＴ層２６は、画像信号に応じて表示ドット毎に液晶への印加電圧を制御する回路を設けた層であり、例えばポリシリコンなどを活性層とするスイッチングＴＦＴが表示ドット毎に設けられ、このスイッチングＴＦＴのオンオフを表示ドット毎に制御して液晶表示が行われる。
【００２０】
ＴＦＴ層２６の上には、画素電極２８が設けられる。この画素電極２８は表示ドット毎に独立して設けられており、その表示ドットの画像信号に基づく電圧が印加される。画素電極２８の上には配向膜３０が設けられる。なお、ＴＦＴ層２６内の画素回路は、各表示ドット毎に別々の回路である。
【００２１】
対向基板１０２は、ガラス基板４０を有しており、その下面には、カラーフィルタ３８、対向電極３６、配向膜３４がこの順で設けられている。従って、液晶１０４は、配向膜３０、３４の間に位置する。なお、カラーフィルタ３８は、基本的には各表示ドット毎設けられるが、同一色の表示ドットが並ぶのであれば、連続して設けてもよい。また、ガラス基板４０の上には、直線偏光板４２が設けられる。対向基板１０２側においては、カラーフィルタ３８以外は全画素共通に設けられる。
【００２２】
なお、配向膜３０、３４は、ラビングレスであり、電界が掛からない場合において液晶は配向膜３０、３４に対し垂直方向に配向する。
【００２３】
また、この図２においては、記載を省略したが、対向基板１０２の液晶１０４側には、配向制御部１４が設けられている。図３には、配向制御部１４の一例の断面が示されており、対向電極３６上に、断面三角形状の配向制御突部５０が設けられている。この配向制御突部５０の平面形状は、図１における上下Ｙ字状の配向制御部１４と同一であり、樹脂などで形成されている。
【００２４】
対向電極３６および配向制御突部５０を覆って配向膜３４が形成されており、配向膜３４の表面は配向制御突部５０の形状に応じて配向制御部１４が畝状に突出した形状になっている。ＶＡ液晶は、配向膜３４の表面に対し、垂直方向に配向するため、液晶分子は配向制御部１４の頂上を境界として反対方向に配向することになる。そして、画素電極２８に電圧が印加された場合には、配向している方向に基づいて、液晶分子は電極と平行な方向に倒れることになる。
【００２５】
本実施形態においては、図１に示すように、１つの表示ドット１２がその平面形状において細長の長方形に形成されており、配向制御部１４は、その大部分が長手方向の中央部に位置している。従って、液晶の配向方向は、この長手方向の配向制御部１４に応じた方向が大部分になる。
【００２６】
また、図４には、対向電極３６に電極が存在しない配向制御窓５２を設けた構成が示されている。このように配向制御窓５２を設けた場合、電圧が印加された場合に、配向制御窓５２の端部を形成するエッジ部分に電気力線が集中する。従って、画素電極２８に電圧を印加した初期においてこのエッジからの電界により、液晶分子の配向が決定され、その後電極間の電界によって初期に決定された方向に基づいて液晶分子が倒れる。
【００２７】
そして、本実施形態においては、２枚の直線偏光板２２、４２の偏光軸を配向制御部１４の中央部分の方向に対し、４５度の方向（２枚の偏光板２２，４２同士は、偏光軸の方向が互いに９０度異なる）に設定されている。液晶１０４に電界が作用されていない場合には、光はそのまま液晶１０４を通過する。従って、偏光軸が互いに９０度異なる直線偏光板２２，４２の作用によって、光は通過することがなく、黒表示となる。一方、液晶に電界を印加した場合には、液晶分子が配向膜３０，３２と平行な方向に寝ることになり、このときの液晶の屈折率変化によって、常光と異常光の位相差が変化し、１８０度の位相差を与えることによって偏光軸が９０度回転した直線偏光が得られ白表示となる。また、液晶への電圧印加の制御によって、液晶分子の寝る角度が制御され、楕円偏光、円偏光となり、これによってグレースケールの表示が行われる。
【００２８】
また、上述のように液晶は、配向制御部１４によって、方位が制御される。本実施形態では、大部分の液晶は、中央部の配向制御部１４に垂直な方向に向く。液晶の透過度は、液晶分子に沿った方向において高く、従って、表示装置を正面から見た場合における左右方向からの視野角が改善される。
【００２９】
さらに、図１に示すように、本実施形態においては、配向制御部１４が、上下Ｙ字型になっている。従って、上下端において、中央の配向制御部１４に平行な方向に向いた液晶分子もあり、表示装置における上下方向の視野角もある程度維持することができる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、細長の表示ドットにおいて、その長手方向中央部に配向制御部１４が配置される。これによって、液晶の配向方位を制御することができ、特に表示装置の左右方向の視野角依存性を低減することができ、好適な表示が行える。特に、ＶＡ液晶を用い、液晶の上下に配置する偏光板を中央の配向制御部１４に対し４５度の方向の偏光軸を有する直線偏光板２２，４２とすることで、コストの低い偏光板を用い、かつ十分な透過度の白表示が行える。
【００３１】
また、各表示ドットの表示色はカラーフィルタによって決定され、従ってカラーフィルタの着色領域は４色の着色領域で１画素を構成する。
【００３２】
４色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０−７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の着色領域、赤系の色相の着色領域と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域からなる。ここで系と用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。また、これら着色領域は単一の着色層で構成されても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて構成されても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。
【００３３】
具体的な色相の範囲は、例えば次の通りである。
・青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である、
・赤系の色相の着色領域は、橙から赤である、
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である、
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。
【００３４】
ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される２つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。
【００３５】
これにより、従来のＲＧＢの着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。
【００３６】
また、広範囲の色再現性を色相で述べたが、以下に、着色領域を透過する波長で表現する。
・青系の着色領域は、波長のピークが４１５−５００ｎｍにある着色領域、好ましくは、４３５−４８５ｎｍにある着色領域である、
・赤系の着色領域は、波長のピークが６００ｎｍ以上にある着色領域で、好ましくは、６０５ｎｍ以上にある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、波長のピークが４８５−５３５ｎｍにある着色領域で、好ましくは、４９５−５２０ｎｍにある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、波長のピークが５００−５９０ｎｍにある着色領域、好ましくは５１０−５８５ｎｍにある着色領域、もしくは５３０−５６５ｎｍにある着色領域である。
【００３７】
次に、ｘ、ｙ色度図で表現する。
・青系の着色領域は、ｘ≦０．１５１、ｙ≦０．０５６にある着色領域であり、好ましくは、０．１３４≦ｘ≦０．１５１、０．０３４≦ｙ≦０．０５６にある着色領域である、・赤系の着色領域は、０．６４３≦ｘ、ｙ≦０．３３３にある着色領域であり、好ましくは、０．６４３≦ｘ≦０．６９０、０．２９９≦ｙ≦０．３３３にある着色領域である、・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．０９８≦ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙ≦０．７５９にある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、０．２５７≦ｘ、０．６０６≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．２５７≦ｘ≦０．３５７、０．６０６≦ｙ≦０
．６７０にある着色領域である。
【００３８】
これら４色の着色領域は、サブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。
【００３９】
バックライトとして、ＲＧＢの光源としてＬＥＤ、蛍光管、有機ＥＬを用いても良い。または白色光源を用いても良い。なお、白色光源は青の発光体とＹＡＧ蛍光体により生成される白色光源でもよい。
【００４０】
ＲＧＢ光源としては、以下のものが好ましい。
・Ｂは波長のピークが４３５ｎｍ−４８５ｎｍにあるもの
・Ｇは波長のピークが５２０ｎｍ−５４５ｎｍにあるもの
・Ｒは波長のピークが６１０ｎｍ−６５０ｎｍにあるもの
【００４１】
そして、ＲＧＢ光源の波長によって、上記ＣＦを適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。
【００４２】
また、波長が例えば、４５０ｎｍと５６５ｎｍにピークがくるような、複数のピークを持つ光源を用いていも良い。
【００４３】
上記４色の着色領域の構成の例として、以下のものがあげられる。
・色相が、赤、青、緑、シアン（青緑）の着色領域
・色相が、赤、青、緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、エメラルド、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄緑の着色領域
・色相が、赤、青緑、深緑、黄緑の着色領域
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係る液晶表示装置における１画素分の平面概略構成を示す図である。
【図２】１表示ドット分の概略断面図である。
【図３】配向制御部１４の一例を示す図である。
【図４】配向制御部１４の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  画素、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２Ｃ  表示ドット、１４  配向制御部、２０  バックライト、２２，４２  直線偏光板、２４，４０  ガラス基板、２６  ＴＦＴ層、２８  画素電極、３０，３４  配向膜、３４  対向電極、３６  対向電極、３８  カラーフィルタ、５０  配向制御突部、５２  配向制御窓、１００  基板、１０２  対向基板、１０４  液晶。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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