JP2003050388A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装
置における、局所的な液晶層の厚み変動による輝度ム
ラ，色調ムラ等の表示不良の改善。 【解決手段】基板に対して支配的に平行な電界を生じる
ように電極が形成された横電界方式の液晶表示装置にお
いて、各色のカラーフィルタのピーク透過率を示す波長
領域と、液晶層のピーク透過率を示す波長領域がほぼ一
致するように、各色毎に液晶層の厚みを規定し、さらに
その線状電極の間隔、及びその画素面積を規定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】基板に対して支配的にほぼ平
行に電界を生じさせる液晶表示装置に係わり、特に、そ
の色調不良，色バランスの改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置においては、液晶パネルの
面内で局所的に液晶層の厚み（ｄ）の違いが生じると、
コントラスト低下，輝度むら，色むら等、表示品質低下
に大きく影響する。それらの液晶層の厚みの変動を防止
する方法として、スペーサを基板表面の凹凸に正確に散
布する等の方法があるが、実際には液晶層には厚みの変
動を抑えきれておらず、ある程度の基板の変動は生じ
る。

【０００３】また、カラーフィルタを設け、青，緑，赤
の各カラーフィルタに対応する液晶層の厚みを変える構
成も、基板に対してほぼ垂直な方向に電界を液晶層に印
加して動作させるツイステッドネマティック型液晶表示
装置において、色再現性やコントラスト向上を目的とし
たｄ・Δｎ／λの値を一定にする構成（特開平4− 362
91 号）や、スーパーツイステッドネマティック型液晶
表示装置において良好な暗表示を得るために位相差フィ
ルムのｄ・Δｎと液晶のΔｎの分散特性の差を液晶層の
厚みを変えて補償する方法（特開平6−347777 号）等が
提案されている。しかし、これらはＳＴＮ型液晶表示装
置の色再現性やコントラスト向上を目的としたものであ
り、液晶層厚みの大きな変動に対しては効果が小さい。

【０００４】また、横電界方式の液晶表示装置の局所的
な液晶層の厚みの違いに起因する表示品質低下を抑制
し、かつ、良好な色バランスを達成する方法については
従来考えられていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】横電界方式の液晶表示
装置による表示動作は複屈折モードにより得られるが、
このときの透過率Ｔは、一般に、次の（１）式で表せ
る。

【０００６】 Ｔ＝Ｔ₀・sin²２θ・sin²［（π・deff・Δｎ）／λ］ …（１） ここで、Ｔ₀ は係数で、主として液晶パネルに使用され
る偏光板の透過率で決まる数値、θは液晶層の実効的な
光軸と偏光透過軸のなす角度、deffは液晶層の実効的な
厚さ、Δｎは液晶の屈折率異方性、λは光の波長を表
す。

【０００７】また、ここで、液晶層の実効的な厚さdeff
と液晶の屈折率異方性Δｎの積、すなわちdeff・Δｎを
リタデーションという。

【０００８】なお、ここでの液晶層の厚さdeffは、液晶
層全体の厚さではなく、電圧が印加されたとき、実際に
配向方向を変える液晶層の厚さだけを指す。何故なら、
液晶層の界面近傍の液晶分子は、界面でのアンカリング
の影響により、電圧が印加されてもその配向方向を変え
ないからである。

【０００９】従って、基板によって挟持された液晶層全
体の厚さをｄ_LCとすると、この厚さｄ_LCとdeffの間に
は、常にdeff＜ｄ_LCの関係があり、その差は液晶パネル
に用いる液晶材料と、液晶層と接する界面、例えば配向
膜材料の種類によって異なるが、概ね２０〜４０ｎｍ程
度と見積もることができる。

【００１０】上記の式（１）から明らかなように、液晶
表示パネルの透過率は、ある特定の波長（ピーク波長）
において最大値をとり、このピーク波長はリタデーショ
ン、即ち液晶層の厚みdeffと液晶の屈折率異方性Δｎの
値に依存する。従って、液晶層の厚みの違いがピーク波
長の変化として現れるので、液晶表示パネル内で局所的
に厚みが変動していると、いわゆる輝度むらや色調むら
などの表示不良の原因となる。特に、液晶表示装置の表
示画面が大きくなるに伴って、面内での局所的な液晶層
の厚み変動が生じやすくなるため、表示品質低下は問題
となる。

【００１１】従来の特開平6−347777 号記載のＳＴＮ型
液晶表示装置では、透過率の波長依存性が特定波長領域
で高く、その波長領域以外では著しく透過率が低下する
ために、正確に液晶厚みを形成，維持できない場合に
は、透過率が著しく低下して色調ムラ，輝度むら等が生
じてしまう。

【００１２】液晶層の厚みが一定な場合のＳＴＮ型液晶
表示装置の分光透過率の波長依存性の一例を示す図を図
１５に示す。

【００１３】この図のように、青のピーク波長４５０ｎ
ｍから緑のピーク波長５５０ｎｍの間の４９０ｎｍ近辺
でピーク波長を有し、それ以外の波長領域では著しく透
過率が低下する。仮に、良好な暗表示を得るために位相
差フィルムのｄ・Δｎと液晶層のｄ・Δｎの分光透過率
の波長依存性の差を液晶層の厚みを変えて補償する方法
（特開平6−347777 号）を適用すると、その分光透過率
の波長依存性は平行に移動して、赤，緑，青を示す波長
領域にピーク透過率を有するようになる。

【００１４】確かに、各画素ごとにギャップを変動させ
ないＳＴＮ型液晶表示装置よりは、良好な表示が可能と
なり、セルギャップに対するマージンも確かに広がる
が、その分光透過率のピーク波長近辺の大きな透過率の
変化（分光透過率と波長の関係を示す分光特性を示す図
１５におけるピーク波長までの曲線の傾きが大きいこ
と）から、液晶層の厚みの著しい変動が部分的に生じた
際には、局所的に青みを帯びる色調不良、逆に、青みが
足りずに黄変してしまう色調不良が生じてしまう。ま
た、従来の横電界方式においてもギャップマージンが狭
いために、色調ムラ，輝度ムラ等が生じていた。

【００１５】また、単に、液晶層の厚みのみを変えただ
けでは、しきい値が上昇し、色バランスが悪化するとい
う問題が生じる。

【００１６】本発明の目的は、局所的な液晶層の厚みの
変動による色調ムラ，輝度ムラ等の発生を低減し、良好
な色バランスを達成した高品位な画質を有する横電界方
式液晶表示装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ための手段として、一対の基板と、その一対の基板に挟
持された液晶層とを有し、その一対の基板の一方の基板
には、電圧が印加されることによりそれらの電極間で基
板に対して支配的に平行な電界を生じさせるように形成
された複数の線状電極を有する液晶表示装置であって、
複数の線状電極のそれぞれの間には青，赤、または緑の
いずれかのカラーフィルタが形成され、複数の線状電極
間のそれぞれの液晶層は、その線状電極間に形成された
カラーフィルタのピーク透過率を示す波長とその液晶層
におけるピーク透過率を示す波長とがほぼ一致するよう
規定された厚みを持つ構成がある。

【００１８】この構成により、ギャップマージンが広が
るとともに、輝度むら，色調ムラが改善できる。

【００１９】この構成の内の青のカラーフィルタが形成
された線状電極間の距離を、緑のカラーフィルタが形成
された線状電極間の距離よりも狭くする構成、その構成
の緑のカラーフィルタが形成された線状電極間の距離を
赤のカラーフィルタが形成された線状電極間の距離より
も狭くする構成等が考えられる。これらのように構成す
ると、電圧印加時のしきい値変動を低減でき、良好な色
バランスを得られる。

【００２０】同様に、加える構成としては、同色のカラ
ーフィルタが隣接して形成された領域の対応する線状電
極の間の領域で複数の画素を構成し、その青画素の面積
をその緑画素の面積よりも広くする構成、さらに、その
構成の赤画素の面積を緑画素の面積よりも小さくする構
成が好ましい。

【００２１】また、同様に加える構成としては同色のカ
ラーフィルタが隣接して形成された領域で画素が構成さ
れ、青のカラーフィルタが形成された画素を構成する線
状電極の本数を、赤のカラーフィルタが形成された画素
を構成する線状電極本数よりも多くする構成が好まし
い。

【００２２】これらのように構成すると、表示面積に寄
与する面積の差を低減することができるので、良好な色
バランスを得られる。

【００２３】また、一対の基板の一方の外側に光源を有
し、その光源の色温度が、液晶パネルの色調を補償する
色温度とする構成にする。この構成を加えると、色温度
がある程度自由に選択できるので、画素面積，電極間距
離，線状電極幅等の差により、単位画素あたりの表示領
域面積に差を生じて液晶パネルの色バランスが、例えば
青みが増した場合には光源の色温度を低くし、逆に液晶
パネルが赤みを増した場合には光源の色温度を高くする
等で液晶表示装置の色バランスを整えることも可能であ
る。

【００２４】また、異なる構成として、一対の基板と、
その一対の基板に挟持された液晶層とを有し、一対の基
板の一方の基板には、電圧が印加されることによりそれ
らの電極間で基板に対して支配的に平行な電界を生じさ
せるように形成された複数の線状電極を有する液晶表示
装置であって、複数の線状電極のそれぞれの間に赤，
緑，青のいずれかのカラーフィルタが形成され、青のカ
ラーフィルタが形成された複数の線状電極間の液晶層
は、その青のカラーフィルタのピーク透過率を示す波長
と、その液晶層におけるピーク透過率を示す波長とがほ
ぼ一致するよう規定された厚みを持ち、緑と赤のカラー
フィルタが形成された複数の線状電極間の液晶層は、そ
の緑のカラーフィルタのピーク透過率を示す波長と、そ
の液晶層におけるピーク透過率を示す波長とがほぼ一致
するよう規定された厚みを持つ構成がある。

【００２５】この構成によって、ギャップマージンが広
がるとともに、輝度むら，色調ムラが改善できる。

【００２６】その構成の青のカラーフィルタが形成され
た線状電極間の距離を、緑のカラーフィルタが形成され
た線状電極間の距離よりも狭くすることが好ましい。

【００２７】このように構成すると、電圧印加時のしき
い値変動を低減でき、良好な色バランスを得られる。

【００２８】また、同色のカラーフィルタが隣接して形
成された領域の対応する線状電極の間の領域で複数の画
素が構成され、その青画素の面積をその緑画素の面積よ
りも広い構成とするか、青のカラーフィルタが形成され
た画素を構成する線状電極の本数を赤のカラーフィルタ
が形成された画素を構成する線状電極本数よりも多くす
る構成とするのが好ましい。

【００２９】これらのように構成すると、表示面積に寄
与する面積の差を低減することができるので、良好な色
バランスを得られる。

【００３０】また、これらの全ての構成に、一対の基板
の一方の外側に光源を有し、その光源の色温度が、液晶
パネルの色調を補償する色温度であるように形成すると
よい。

【００３１】そうすると、色温度がある程度自由に選択
できるので、画素面積，電極間距離，線状電極幅等の差
により、単位画素あたりの表示領域面積に差を生じて液
晶パネルの色バランスが、例えば青みが増した場合には
光源の色温度を低くし、逆に液晶パネルが赤みを増した
場合には光源の色温度を高くする等で液晶表示装置の色
バランスを整えることも可能である。

【００３２】さらに、他の手段として、一対の基板と、
その一対の基板に挟持された液晶層とを有し、一対の基
板の一方の基板には、複数の走査配線と、その複数の走
査配線とマトリクス状に形成された複数の信号配線と、
その交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタ
と、その複数の薄膜トランジスタのそれぞれに接続され
た画素電極と、その画素電極との間で基板に対して支配
的に平行な電界を生じるように形成された共通電極とを
有する液晶表示装置であって、一対の基板のどちらか一
方には赤，青、または緑のいずれかのカラーフィルタが
形成され、複数の信号配線と複数の走査配線で囲まれた
領域で複数の画素が構成され、それら複数の画素のそれ
ぞれの液晶層は、その画素に形成されたカラーフィルタ
のピーク透過率を示す波長領域と、その液晶層における
ピーク透過率を示す波長とがほぼ一致するよう規定され
た厚みを持つ構成がある。この構成にしても、前述の構
成同様に、ギャップマージンが広がるとともに、輝度む
ら，色調ムラが改善できる。

【００３３】この構成の内、画素電極及び共通電極は互
いに電界を形成するための駆動電極部を有し、各画素に
おいて、共通電極の駆動電極部の間には画素電極の駆動
電極部を形成し、青のカラーフィルタが形成された画素
における共通電極の駆動電極部と画素電極の駆動電極部
との間の距離を、緑のカラーフィルタが形成された画素
における共通電極の駆動電極部と画素電極の駆動電極部
との間の距離よりも長くする構成、この構成に更に、緑
のカラーフィルタが形成された画素における共通電極の
駆動電極部と画素電極の駆動電極部との間の距離を、赤
のカラーフィルタが形成された画素における共通電極の
駆動電極部と画素電極の駆動電極部との間の距離よりも
長くする構成にすると、電圧印加時のしきい値変動を低
減でき、良好な色バランスを得られる。

【００３４】青のカラーフィルタが形成された画素の面
積を緑のカラーフィルタが形成された画素の面積よりも
広くするか、その構成にさらに、赤のカラーフィルタが
形成された画素の面積を緑のカラーフィルタが形成され
た画素の面積よりも小さくするか、または、青のカラー
フィルタが形成された画素の共通電極の駆動電極部と画
素電極の駆動電極部の本数の和を、赤のカラーフィルタ
が形成された画素の共通電極の駆動電極部と画素電極の
駆動電極部の本数の和よりも多くする構成とすると、表
示面積に寄与する面積の差を低減することができるの
で、良好な色バランスを得られる。

【００３５】これらの全ての構成に加え、一対の基板の
一方の外側に光源を有し、その光源の色温度が、液晶パ
ネルの色調を補償する色温度であるように形成する。

【００３６】そうすると、色温度がある程度自由に選択
できるので、画素面積，電極間距離，線状電極幅等の差
により、単位画素あたりの表示領域面積に差を生じて液
晶パネルの色バランスが、例えば青みが増した場合には
光源の色温度を低くし、逆に液晶パネルが赤みを増した
場合には光源の色温度を高くする等で液晶表示装置の色
バランスを整えることも可能である。

【００３７】

【発明の実施の形態】横電界方式の液晶表示装置では複
屈折モードで動作させ、その透過率は前述の（１）式で
表される。従って、或る波長における最大値を有する分
光透過率の波長依存性となる。

【００３８】そこで、横電界方式の液晶表示装置におけ
る明表示の分光透過率のピーク波長を５５０ｎｍとなる
ように液晶層の厚みを設定すると、例えば、本発明の一
実施例の各画素の明るさ効果を示す図である図１３の点
線７１で示す特性となる。

【００３９】この分光透過率は、ピーク波長近傍、ここ
では５５０ｎｍ付近においては、かなり緩やかな波長依
存性を示すが、ピーク波長から離れるに従って、透過率
の変化は急峻となる。即ち、青の領域である４００〜５
００ｎｍ、赤の領域である６００〜７００ｎｍの波長範
囲における分光透過率の波長依存性は、５５０ｎｍ付近
と比べ急峻である。特に短波長領域における分光透過率
の波長依存性は顕著である。

【００４０】このことから、液晶層の厚み変動が生じ
て、リタデーションが変動した場合、ピーク波長近傍の
透過率はそれほど大きく変化せずにすむが、ピーク波長
から離れている波長領域では、厚み変動の程度が同等で
も、透過率変化は非常に大きくなる。

【００４１】特に、液晶表示装置の大画面化に伴い、面
内の局所的な液晶層の厚み変動が生じやすくなるため、
上記のような透過率変動は、表示品質を低下させること
になり、問題となる。例えば、局所的に青みを帯びる色
調不良、逆に、青みが足りずに黄変してしまう色調不良
が生じる。

【００４２】そこで、各々のカラーフィルタの色に応じ
て、透過率変化が緩やかな波長領域、即ち液晶層の厚み
変動に対するマージンが広いピーク波長近傍を表示に用
いるように液晶層の厚みを変化させる。即ち、各画素に
おける液晶層の厚みを、最適な値となるように設定する
のである。これにより、各画素において、最も透過率変
動が少ない（波長依存性のない）領域で表示させること
ができるようになり、液晶層の厚み変動に対するマージ
ンが拡大できる。

【００４３】具体的には、図１５にはＳＴＮ型液晶表示
装置の分光特性を示したが、液晶層の厚みが変動する
と、透過率の波長依存性を示す曲線が左右どちらかに平
行移動する。いま、波長に換算して５０ｎｍ分だけ液晶
層の厚みがずれたとすると、５０ｎｍ分だけ曲線が左右
に移動するので、ピーク透過率と比較して５割程度透過
率が低下する。しかし、図１３に示すように、横電界方
式の液晶表示装置では、液晶層の厚みが波長に換算して
５０ｎｍ分だけ変動しても可視光波長領域では１〜２割
程度しか低下しない。つまり、同じ複屈折モードを用い
る液晶表示装置であっても、横電界方式の液晶表示装置
の液晶層の厚みを変動させた場合は、ＳＴＮ型の液晶表
示装置で液晶層の厚みを変動させた場合の約２倍以上の
ギャップマージンが得られ、局所的な輝度ムラ，色調ム
ラ等を抑えることができる。

【００４４】ところで、横電界方式液晶表示装置のしき
い値電圧Ｅｃは、下式（２）で表される。

【００４５】 Ｅｃ＝π／ｄ_LC・｛Ｋ₂／（ε₀・Δε）｝^1/2 …（２） ここで、ｄ_LCは液晶層の厚み、Ｋ₂ は液晶のツイストの
弾性定数、ε₀ は真空の誘電率、Δεは液晶の誘電率の
異方性である。即ち、しきい値電圧はｄ_LCと反比例の関
係にあるため、ｄ_LCが薄くなるとしきい値電圧は高電圧
側にシフトする。このしきい値電圧の変動は、各画素の
透過率の電圧依存性を変動させることになり、色バラン
スを崩す恐れがある。例えば、各画素に同じ電圧を印加
しても、液晶層厚みが厚い画素の透過率だけが高くなる
ので、その画素の色が強調されてしまう。

【００４６】一方、しきい値電圧Ｅｃは電極間の距離Ｌ
にも支配され、ほぼ逆比例と考えられる。電極間距離Ｌ
が大きくなると、液晶層に印加される電界強度が弱くな
り、見かけ上、しきい値電圧Ｅｃが高電圧側にシフトす
る。そこで、各画素において電極間距離を変えることに
より、液晶層の厚みを変えた際の各画素におけるしきい
値電圧のシフト量を補償するように画素を設計する。こ
のことにより、液晶層厚みを変えたことにより生じる各
画素におけるしきい値電圧変動を抑制することができ
る。

【００４７】ところで、信号配線と平行である画素内の
線状電極が遮光性の場合、電極間距離Ｌを狭めると１画
素内の線状電極の本数が変わり、各画素における表示領
域の面積に差を生じさせることになる。表示面積の差
は、色のバランスを崩して画質を損ねることになるた
め、問題となる。例えば、赤画素の表示面積が他の画素
の表示面積よりも大きくなると、赤の色調が強くなり、
白を表示させても赤を帯びてしまうようになり、また、
例えば青画素の表示面積が他の表示面積よりも小さくな
ると、白を表示させても黄を帯びてしまう。これに対し
ては、画素の面積をそれぞれ変え、１画素あたりの表示
面積を等しくさせる、あるいは、線状電極の幅を細くし
て表示領域の面積を補償させることで解決できる。これ
らは、単独でも良いし、組み合わせても良い。また、信
号配線と平行である画素内の線状電極が透明電極であ
り、電極上の領域も表示に寄与する横電界方式液晶表示
装置の場合には、表示面積の差は生じないので、これら
の方法をとらなくても良い。

【００４８】以上により、液晶層の厚み変動に対するマ
ージンを拡大することにより、色調ムラ，輝度ムラがな
く、良好な色バランスを有する、非常に高品位な横電界
方式アクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることが
でき、特に、大画面液晶表示装置においても、高品位な
画質を得ることができる。

【００４９】本発明の実施の形態について、実施例を用
いて具体的に説明する。

【００５０】（実施例１）図１は、横電界方式液晶表示
装置において、側面と上方から見た１絵素を示す模式図
である。なお、アクティブ素子，走査配線，信号配線，
共通電極等は省略したが、本来、図４から図７のよう
に、第１の基板５１と第２の基板５２に液晶層５０が挟
持されており、第一の基板には複数の走査配線と、それ
らとマトリクス状に交差する複数の信号配線と、それら
の交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタ
と、それらの複数の薄膜トランジスタに接続され、信号
配線の配線方向と同一方向に延びた液晶を駆動するため
の駆動電極部を有する画素電極とを有している。

【００５１】さらに、それらの複数の画素電極の駆動電
極部のそれぞれの間、及び、それら画素電極の駆動電極
部とその画素に対応した信号配線との間に信号配線の配
線方向と同一方向（延伸方向）に延びた液晶を駆動する
ための駆動電極部とを有する共通電極とが形成されてい
る。

【００５２】図１の線状電極は画素電極と共通電極の駆
動電極部を線状電極として示したものである。

【００５３】また、第二基板にはカラー表示を行うため
のカラーフィルタ２４が形成されている。

【００５４】カラーフィルタ２４は各画素において、そ
れぞれ液晶層の厚みが最適値、即ち各色の分光透過率が
高くなる波長でピーク透過率を持つように、青画素のカ
ラーフィルタ２４Ｂは緑画素のカラーフィルタ２４Ｇよ
り厚く、赤画素のカラーフィルタ２４Ｒは緑画素のカラ
ーフィルタ２４Ｇより薄く、段差を有して形成されてい
る。ここで、カラーフィルタの膜厚と液晶層の厚みは対
応しており、青画素では液晶層の厚み６０Ｂは緑画素の
液晶層の厚み６０Ｇより薄く、赤画素の液晶層の厚み６
０Ｒは緑画素の液晶層の厚み６０Ｇより厚くなる。

【００５５】この構成において、青画素，緑画素，赤画
素では、それぞれのカラーフィルタの分光透過率が最大
となる波長領域で、青画素であるならば４５０〜５００
ｎｍ、緑であるならば５４０〜５６０ｎｍ、赤画素であ
るならば５６０〜６５０ｎｍであることが望ましく、特
に、青画素では４７０ｎｍ近傍、緑画素であるならば５
４０ｎｍ近傍、赤画素であるならば６３０ｎｍ近傍であ
れば液晶層の分光透過率が最大となる。各画素は、液晶
層の厚み変動に対し透過率変動が少ない領域で表示する
ことができるので、液晶表示装置の面内で局所的に液晶
層の厚みが変動しても、表示不良の発生を抑制できる。

【００５６】液晶層の厚み６０Ｂが薄い青画素において
は、液晶のしきい値電圧の高電圧側シフトを補償するよ
うに、第一基板上に形成されている線状電極間距離、即
ち表示領域１７Ｂの幅は、緑画素の表示領域１７Ｇより
も狭く、液晶層の厚み６０Ｒが厚い赤画素におけるしき
い値電圧の低電圧側シフトを補償するように表示領域１
７Ｒの幅は、緑画素の表示領域１７Ｇよりも広くする。
以上により、電圧印加時のしきい値変動を低減でき、良
好な色バランスを得られる。

【００５７】また、表示領域１７Ｂが狭い青画素の１画
素内の表示領域１７Ｂの合計面積と、表示領域１７Ｒが
広い赤画素の１画素内の表示領域１７Ｒの合計面積が、
緑画素の１画素内の表示領域１７Ｇの合計面積とがほぼ
等しい値となるように、青画素の画素幅６１Ｂは緑画素
６１Ｇより広く、赤画素の画素幅６１Ｒは緑画素61Ｇよ
りも狭くする。以上により、表示に寄与する面積の差を
低減でき、良好な色バランスを得られる。

【００５８】図１１は本発明の一実施例における構成を
表す図である。この図１１に示すように、青のカラーフ
ィルタの分光透過率が高くなる波長でピーク透過率を持
つように、青画素のカラーフィルタ２４Ｂは緑画素のカ
ラーフィルタ２４Ｇ，赤画素のカラーフィルタ２４Ｒよ
り厚く、緑画素のカラーフィルタ２４Ｇと赤画素のカラ
ーフィルタ２４Ｒは等しく形成しても良い。赤画素の分
光透過率のピーク波長は緑の波長領域であるが、ピーク
波長の長波長側は短波長側よりも、分光透過率の変動量
が小さいからである。

【００５９】特に、青画素では液晶層の厚み６０Ｂは緑
画素の液晶層の厚み６０Ｇより薄く、赤画素の液晶層の
厚み６０Ｒと緑画素の液晶層の厚み６０Ｇを等しくする
ことは製造コストの面で効果的である。

【００６０】以上により、局所的な液晶層の厚みが変動
した際の表示不良を低減し、色バランスを改善した、高
品位な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができ
る。

【００６１】また、液晶層の厚み６０Ｂが薄い青画素で
は、液晶のしきい値電圧の高電圧側シフトを補償するよ
うに、第一基板上に形成されている線状電極間距離、即
ち表示領域１７Ｂの幅を、緑画素の表示領域１７Ｇ，表
示領域１７Ｒの幅よりも狭くする。

【００６２】そうすると、電圧印加時のしきい値変動を
低減でき、良好な色バランスを得られる。

【００６３】表示領域１７Ｂが狭い青画素の１画素内の
表示領域１７Ｂの合計面積と、緑画素の１画素内の表示
領域１７Ｇの合計面積と、赤画素の１画素内の表示領域
17Ｒの合計面積とがほぼ等しい値となるように、青画素
の画素幅６１Ｂは、緑画素の画素幅６１Ｇ，赤画素の画
素幅６１Ｒよりも広くする。

【００６４】以上により、表示に寄与する面積の差を低
減でき、良好な色バランスを得られる。

【００６５】なお、横電界方式液晶表示装置において
は、液晶層に電圧を十分に印加するために、線状電極
は、ある程度の幅を必要とするが、液晶層の厚みが薄く
なると、必要とする線状電極幅は狭くなる。従って、青
画素における線状電極４０の幅を狭くすることにより、
１画素内の表示領域１７Ｂの合計面積が減少する量を低
減でき、画素幅６１Ｂの増大を抑制することも可能であ
る。

【００６６】ここで、横電界方式アクティブマトリクス
型液晶表示装置の構成，動作原理について、液晶表示装
置でのラビング方向と偏光板の軸方向を定義する説明図
である図２を用いて説明する。

【００６７】まず、横電界方式の液晶表示素子の構成と
動作原理の説明に必要な角度について、下記の通りとす
る。

【００６８】電荷方向を９として、これに対して偏光板
８（後述）の偏光透過軸１１がなす角度をΦ_p と定義
し、同じく電界方向９に対して界面近傍での液晶分子長
軸（光学軸）方向１０がなす角度をΦ_LCと定義する。ま
た、偏光板及び液晶界面はそれぞれ上下一対あるので、
必要に応じてΦ_p1，Φ_p2，Φ_LC1，Φ_LC2と表記する。な
お、この図２において、液晶分子長軸方向１０は配向膜
によるラビング方向と同じであり、その他、１は共通電
極、４は画素電極である。

【００６９】次に、横電界方式の液晶表示パネルの構成
と動作原理について、本発明による横電界方式液晶表示
装置の動作を示す模式図である図３を用いて説明する。
この図３において、（ａ),（ｂ）は横電界型液晶表示パ
ネルの１画素分を示す側断面図で、図３（ｃ),（ｄ）は
正面図である。なお、ここではアクティブ素子は省略し
てあり、そのゲート絶縁膜２だけが示してある。電圧無
印加の状態が図３(ａ)，（ｃ）で、ガラス板など透明な
一対の基板７の内側に線状の電極１，３，４が形成さ
れ、その上に配向制御膜５が塗布及び配向処理されてい
る。

【００７０】また、基板７の外側には、それぞれ偏光板
８が設けられており、それらによる透過軸１１は、図３
の左下に示すとおりになっている。これらの配向制御膜
５の間には液晶組成物が挟持されているが、図３では液
晶分子６だけが示してある。

【００７１】そして、このときの液晶組成物の誘電率異
方性は正を想定してある。これらの液晶分子６は、電圧
無印加時には、配向制御膜５のラビング方向１０により
配向制御されているが、その角度Φ_LCは、前述の通り、
正の誘電率異方性を考慮して、４５度＜｜Φ_LC｜≦９０
度の関係を保つようにされている。そして、このとき、
上下の各界面上での液晶分子配向は、ここでは平行方
向、すなわち、Φ_LC1＝Φ_LC2になっている場合を例とし
ている。

【００７２】次に、この液晶表示素子の共通電極１と画
素電極４の間に所定の極性の電圧が印加され、電界９が
加えられたとすると、液晶分子は、図３（ｂ),（ｄ）に
示したように、電界９の方向にその向きを変える。この
結果、偏光板８の透過軸１１との関係で、印加された電
圧に応じて光透過率が制御されることになり、表示機能
を得ることができる。なお、液晶組成物の誘電率異方性
は負であっても問題ない。すなわち、この場合には、初
期配向状態を０度＜｜Φ_LC｜≦４５度となるように設定
すれば良いからである。

【００７３】次に、横電界方式液晶表示素子のアクティ
ブ素子（薄膜トランジスタ）と各種電極の構造の例につ
いて説明する。

【００７４】図４は、本発明による液晶表示装置の一実
施例における単位画素内での電極構造を表す図であっ
て、横電界方式液晶表示素子の単位画素部分における基
板面に垂直な方向から見た正面図と、この正面図のＡ−
Ａ′線による側断面図と、Ｂ−Ｂ′線による側断面図と
を示してある。この図において、１４が薄膜トランジス
タで、この薄膜トランジスタ１４は、画素電極（ソース
電極）４，信号配線（ドレイン電極）３，走査配線（ゲ
ート電極）１２、及びアモルファスシリコン１３から構
成されている。

【００７５】ここで、共通電極１と走査配線１２、及び
信号配線３と画素電極４は、それぞれ同一の金属層をパ
ターン化して構成する。また、容量１６は、２本の共通
電極１の間を結合する領域において、画素電極４と共通
電極１で絶縁保護膜２を挟む構造を作るように形成す
る。

【００７６】次に、この例での電極幅について図５を用
いて説明すると、複数画素にまたがるように形成する走
査配線１２，信号配線３，共通電極１の走査配線方向
（図５中、横方向）の幅はそれぞれ１０μｍ，８μｍ，
８μｍである。

【００７７】一方、１画素単位で独立に形成した画素電
極４、及び共通電極１の信号配線電極の長手方向(図５
中、縦方向）に延びた部分(液晶を駆動するための駆動
電極）の幅は、それぞれ６μｍである。この例では、画
素電極４と共通電極１によって電圧が印加される表示領
域１７は例えば、１０μｍである。

【００７８】ブラックマトリクス２２は、例えば、本発
明の他の一実施例におけるカラーフィルタ構成を表す図
である図９に示すように、対向基板側にカラーフィルタ
２４と共に設けるようになっている。ここでは、保護膜
を省略してあるが、カラーフィルタ２４と配向膜５の間
に保護膜を形成しても良い。

【００７９】次に、図８は、液晶表示装置の駆動回路の
回路図の一例で、図示のアクティブマトリクス型液晶表
示素子２３には駆動ＬＳＩが接続され、その電極群を付
設したＴＦＴ基板上に垂直走査回路２０，映像信号回路
２１，共通電極駆動回路２６が接続されている。そし
て、図示していない電源回路及びコントローラ回路１９
から走査信号電圧，映像信号電圧，タイミング信号が供
給され、アクティブマトリクス駆動による表示動作を行
うことになる。

【００８０】横電界方式液晶表示装置の概略図を図１０
に示す。ここではアクティブ素子は省略してある。液晶
パネル２８の背面に、光源３０，ライトカバー３１，導
光体３２，拡散板３３から成るバックライトユニット３
５が設けられている。ここでは正面輝度を増大させるた
めのプリズムシート３４が設けられているが、なくても
問題ない。この光源の色温度は、ある程度自由に選択で
きるので、画素面積，電極間距離，線状電極幅等の差に
より、単位画素あたりの表示領域面積に差を生じて液晶
パネルの色バランスが、例えば青みが増した場合には、
光源の色温度を低くする、逆に液晶パネルが赤みを増し
た場合には光源の色温度を高くする等で、液晶表示装置
の色バランスを整えることも可能である。

【００８１】（実施例２）まず、基板として、厚みが
１.１mm のガラス板を２枚用意し、図１０に示す基板７
とする。

【００８２】これらの基板７のうち、一方の基板（図で
は上側の基板）７上に、例えばドライフィルム方式を用
いてカラーフィルタを形成する。このとき、緑の画素の
膜厚に対し、青の画素の膜厚は０.５μｍ厚く、赤の画
素の膜厚は０.１μｍ薄くなるように形成する。各色の
幅は、緑が７０μｍ，青が９０μｍ，赤が７０μｍとす
る。なお、このときの幅は、共通電極及び画素電極、そ
れらの間の表示領域の幅を指し、ブラックマトリクスは
含まない。さらにその表面に配向膜５を形成し、ラビン
グ処理する。概略図を図９に示す。

【００８３】この実施例では、配向膜５としてポリイミ
ドを用い、液晶を配向させるためのラビング処理を行
う。

【００８４】このとき、上下界面上でのラビング方向
は、互いにほぼ並行で、かつ印加電界方向とのなす角度
を７５度とする。従って、この実施例では、Φ_LC1＝Φ
_LC2＝７５度となっている。

【００８５】一方の基板（図１０では下側の基板）の上
に薄膜トランジスタを形成し、更にその表面に絶縁膜
２、及び配向膜５を形成する。

【００８６】緑と赤の画素において、画素電極４と共通
電極１によって電圧が印加される表示領域１７は図４に
示すように４分割されており、その幅は１０μｍとす
る。青の画素は、画素電極４と共通電極１によって電圧
が印加される表示領域１７は、図５に示すように６分割
されており、その幅は８μｍとする。また、複数画素に
またがるように形成する走査配線１２，信号配線３，共
通電極１（図４及び図５中、横方向）の幅はそれぞれ１
０μｍ，８μｍ，８μｍとする。

【００８７】１画素単位で独立に形成した画素電極４、
及び共通電極１の信号配線電極の長手方向（図４及び図
５中、縦方向）に延びた部分（液晶を駆動するための駆
動電極）の幅は、それぞれ６μｍである。

【００８８】一対の基板を組み立て、液晶素子としたと
き、液晶層の厚みの差は、ほぼカラーフィルタの膜厚の
差と等しくなる。このとき、基板７間は、スペーサビー
ズにより厚みが決められるが、スペーサビーズを基板全
面に非選択的に散布する場合は、最も液晶層の厚みを薄
くする青の画素に対応する球径のものを用いる。例え
ば、ブラックマトリクスの上方に溝を形成し、基板を振
動させる等の手段により、スペーサビーズをブラックマ
トリクス上の溝に配設する等、選択的にスペーサビーズ
を配設する場合はその部位の厚みに応じた適切な球径の
スペーサビーズを用いればよい。

【００８９】ここでは、非選択的に散布し、球径２.８
５μｍ のものを用いた。緑の画素の液晶層の厚みが２.
８μｍ、青の画素の液晶層の厚みが２.３μｍ、赤の画
素の液晶層の厚みが２.９μｍを得た。

【００９０】次に、これらの基板７間に、Δｎが０.１
０(５８９ｎｍ，２０℃）であるネマティック液晶組成
物を封入する。これにより各画素のΔｎ・ｄは、青画素
で0.24μｍ，緑画素で０.２８μｍ，赤画素で０.２９μ
ｍとなる。カラーフィルタの緑の画素の最大透過率５４
０ｎｍ，赤が６３０ｎｍ、青については透過率が高い領
域の中心波長が４７０ｎｍに対して、各々の画素におけ
る分光透過率のピーク波長を近づけている。

【００９１】図１３は本発明の一実施例である作製した
液晶パネルの各画素の明るさ効果を示す図である。ここ
では、カラーフィルタの透過率を排除した、画素本来の
透過率であるベア透過率を示す。即ち実線７０は青画
素、点線７１は緑画素、破線７２は赤画素の分光透過率
である。即ち、実線７０はΔｎ・ｄが０.２４μｍ 、点
線７１はΔｎ・ｄが０.２８μｍ、破線７２はΔｎ・ｄ
が０.２９μｍであるときの分光透過率である。各画素
において、分光透過率の波長依存性が非常に緩やかであ
るピーク波長近傍で表示することができるので、液晶表
示素子の面内で局所的に液晶層の厚みが変動しても、そ
の透過率変動を抑制できるようになる。従って、表示不
良を起こしにくい。また、青の波長領域においては、波
長依存性の改善だけでなく、透過率の値を引き上げる効
果も得られる。このため、液晶パネルの輝度を高める効
果をも引き出すことができた。

【００９２】青画素，赤画素が緑画素と同一の液晶層の
厚みである従来の液晶表示素子では、各画素とも線７１
の特性で表示している。この場合、４００〜５００ｎｍ
の青の領域の透過率は、分光透過率の波長依存性が急峻
な領域であり、急激に減少している。従って、液晶表示
素子の面内で局所的に液晶層の厚みが変動すると、透過
率が大きく変動するため、表示不良を引き起こす。

【００９３】（実施例３）基板として、厚みが１.１mm
のガラス板を２枚用意し、図１０に示す基板７とする。

【００９４】これらの基板７のうち、一方の基板（図で
は上側の基板）７上に、例えばドライフィルム方式を用
いてカラーフィルタを形成する。このとき、緑の画素の
膜厚に対し、青の画素の膜厚が０.５μｍ 厚くなるよう
に形成する。各色の幅は、緑，赤が７０μｍ，青が８３
μｍとする。さらにその表面に配向膜５を形成し、上記
と同様にラビング処理する。

【００９５】一方の基板（図１０では下側の基板）の上
に薄膜トランジスタを形成し、更にその表面に絶縁膜
２、及び配向膜５を形成する。

【００９６】複数画素にまたがるように形成する走査配
線１２，信号配線３，共通電極１（図４及び図５中、横
方向）の幅はそれぞれ１０μｍ，８μｍ，８μｍであ
る。

【００９７】１画素単位で独立に形成した画素電極４、
及び共通電極１の信号配線電極の長手方向（図４及び図
５中、縦方向）に延びた部分（液晶を駆動するための駆
動電極）の幅は、緑，赤の画素においては６μｍ、青の
画素においては５μｍとし、緑と赤の画素において、画
素電極４と共通電極１によって電圧が印加される表示領
域１７は図４に示すように４分割されており、その幅は
１０μｍとし、青の画素において、画素電極４と共通電
極１によって電圧が印加される表示領域１７は、図５に
示すように６分割されており、その幅は８μｍである。

【００９８】スペーサビーズは非選択的に散布し、球径
２.８５μｍ のものを用いた。緑，赤の画素の液晶層の
厚みが２.８μｍ、青の画素の液晶層の厚みが２.３μｍ
である。

【００９９】赤画素の液晶層厚みを緑画素の液晶層厚み
と等しくすることで、赤画素の応答速度の遅れを抑制し
ている。即ち、横電界方式液晶表示装置においては、液
晶層の厚みと応答速度は、厚くなると遅くなる、という
関係にある。実際の表示の輝度は、視感度が最も高い緑
の画素の透過率が支配的となるので、緑の画素の液晶層
の厚みを標準値とする。ここで、液晶層の厚みが薄い青
は速く応答し、厚い赤は遅くなる。このとき、応答が速
くなる青の場合は、人間の目の感度から考えてほとんど
影響しないと言って良いが、応答が遅くなる赤は、わず
かながらずれを感じる恐れがある。但し、数十ｍ秒のオ
ーダーでのずれであるので、表示が確定すれば影響はな
い。また、動画主体でなく、液晶表示装置が静止画を主
に表示する場合には問題ない。

【０１００】一方、横電界方式における透過率は前述の
式１に従い、また、液晶の屈折率異方性Δｎは波長分散
により短波長側で大きくなるという特性を有する。この
ことから、分光透過率は、図１３の点線７１に示すよう
に、ピーク波長の短波長側では急激に減少し、長波長側
では緩やかに減少する特性を示す。従って、赤の画素に
おいては、青や緑の画素に比べ、液晶層の厚みに対する
マージンが比較的広い。そこで、最も急峻な変化をする
青画素の波長依存性を改善してやれば、局所的な液晶層
の厚み変動に対する透過率変動を抑制する効果を得るこ
とができる。

【０１０１】以上により、液晶素子の面内の局所的な液
晶層の厚み変動による透過率変動を抑制し、動画の画質
も良好な液晶表示装置を得た。

【０１０２】（実施例４）基板として、厚みが１.１mm
のガラス板を２枚用意し、図１０に示す基板７とする。

【０１０３】これらの基板７のうち、一方の基板（図で
は上側の基板）７上に、例えばドライフィルム方式を用
いてカラーフィルタを形成する。このとき、緑の画素の
膜厚に対し、青の画素の膜厚が０.６μｍ 厚くなるよう
に形成する。各色の幅は、緑，赤が７０μｍ、青が８３
μｍとする。さらにその表面に配向膜５を形成し、上記
と同様にラビング処理する。

【０１０４】一方の基板（図１０では下側の基板）の上
に薄膜トランジスタを形成し、更にその表面に絶縁膜
２、及び配向膜５を形成する。

【０１０５】複数画素にまたがるように形成する走査配
線１２，信号配線３，共通電極１（図４及び図５中、横
方向）の幅はそれぞれ１０μｍ，８μｍ，８μｍであ
る。

【０１０６】１画素単位で独立に形成した画素電極４、
及び共通電極１の信号配線電極の長手方向（図４及び図
５中、縦方向）に延びた部分（液晶を駆動するための駆
動電極）の幅は、緑，赤の画素においては６μｍ、青の
画素においては５μｍとし、緑と赤の画素において、画
素電極４と共通電極１によって電圧が印加される表示領
域１７は図４に示すように４分割されており、その幅は
１０μｍとし、青の画素において、画素電極４と共通電
極１によって電圧が印加される表示領域１７は、図５に
示すように６分割されており、その幅は８μｍである。

【０１０７】スペーサビーズは非選択的に散布し、球径
３.２５μｍ のものを用いた。緑，赤の画素の液晶層の
厚みが３.８μｍ、青の画素の液晶層の厚みが３.２μｍ
を得た。

【０１０８】次に、これらの基板７間に、Δｎが０.０
７４(５８９ｎｍ，２０℃）であるネマティック液晶組
成物を封入する。青画素のｄ・Δｎは０.２４μｍ 、
緑，赤画素は０.２８μｍとなる。

【０１０９】このときの、各画素におけるベア透過率を
図１４に示す。実線７３は青画素の分光透過率特性、点
線７４は緑画素，赤画素の分光透過率特性である。図１
５で示すように、ＳＴＮ型液晶表示装置では、５０ｎｍ
の厚み変動によってピーク透過率と比較して５割程度低
下するが、横電界方式では、５０ｎｍの液晶層の厚み変
動で１〜２割、１００ｎｍの変動が生じても可視光波長
領域では２割から３割程度しか低下しません。

【０１１０】以上により、液晶パネル全面に渡り、輝度
むら，色調変動を抑制した高画質な液晶表示装置を得
た。

【０１１１】（実施例５）基板として、厚みが１.１mm
のガラス板を２枚用意し、図１０に示す基板７とする。

【０１１２】これらの基板７のうち、一方の基板（図１
０では上側の基板）７上に、例えばドライフィルム方式
を用いてカラーフィルタを形成する。このとき、緑の画
素の膜厚２μｍに対し、青の画素の膜厚が０.５μｍ 厚
くなるように形成する。各色の幅は、等しく７０μｍと
する。さらにその表面に配向膜５を形成し、上記と同様
にラビング処理する。

【０１１３】一方の基板（図１０では下側の基板）の上
に薄膜トランジスタを形成し、更にその表面に絶縁膜
２、及び配向膜５を形成する。

【０１１４】複数画素にまたがるように形成する走査配
線１２，信号配線３，共通電極１（図４及び図７中、横
方向）の幅はそれぞれ１０μｍ，８μｍ，８μｍであ
る。

【０１１５】ここで、図４，図７は本発明による液晶表
示装置の他の一実施例における単位画素内での電極構造
を表す図である。

【０１１６】１画素単位で独立に形成した画素電極４、
及び共通電極１の信号配線電極の長手方向（図４及び図
７中、縦方向）に延びた部分（液晶を駆動するための駆
動電極）の幅は、緑，赤の画素においては６μｍ、青の
画素においては５μｍとし、緑と赤の画素において、画
素電極４と共通電極１によって電圧が印加される表示領
域１７は図４に示すように４分割されており、その幅は
１０μｍとし、青の画素において、画素電極４と共通電
極１によって電圧が印加される表示領域１７は、図７に
示すように５分割されており、その幅は８μｍとする。

【０１１７】スペーサビーズは非選択的に散布し、球径
２.８５μｍ のものを用いた。緑，赤の画素の液晶層の
厚みが２.８μｍ、青の画素の液晶層の厚みが２.３μｍ
を得た。

【０１１８】以上により、液晶パネル全面に渡り、輝度
むら，色調変動を抑制した高画質な液晶表示装置を得
た。

【０１１９】（実施例６）基板として、厚みが１.１mm
のガラス板を２枚用意し、図１０に示す基板７とする。

【０１２０】これらの基板７のうち、一方の基板（図１
０では上側の基板）７上に、例えばドライフィルム方式
を用いてカラーフィルタを形成する。このとき、緑の画
素の膜厚１.８μｍ に対し、青の画素の膜厚が０.６μ
ｍ 厚く、赤の画素の膜厚が０.３μｍ 薄くなるように
形成する。各色の幅は、緑が８３μｍ、青が８６μｍ、
赤が７１μｍとする。さらにその表面に配向膜５を形成
し、上記と同様にラビング処理する。本発明の他の一実
施例におけるカラーフィルタ構成を図１２に示す。

【０１２１】また、本発明による液晶表示装置の他の一
実施例における単位画素内での電極構造を表す図であ
る。

【０１２２】一方の基板（図１０では下側の基板）の上
に薄膜トランジスタを形成し、更にその表面に絶縁膜
２、及び配向膜５を形成する。

【０１２３】複数画素にまたがるように形成する走査配
線１２，信号配線３，共通電極１（図４，図６及び図７
中、横方向）の幅はそれぞれ１０μｍ，８μｍ，８μｍ
である。

【０１２４】１画素単位で独立に形成した画素電極４、
及び共通電極１の信号配線電極の長手方向（図４，図６
及び図７中、縦方向）に延びた部分（液晶を駆動するた
めの駆動電極）の幅は、緑の画素においては７μｍ、青
の画素においては６μｍ、赤の画素においては８μｍで
ある。

【０１２５】緑の画素において、画素電極４と共通電極
１によって電圧が印加される表示領域１７は図５に示す
ように４分割されており、その幅は１２μｍとし、青の
画素において、画素電極４と共通電極１によって電圧が
印加される表示領域１７は、図７に示すように５分割さ
れており、その幅は１０μｍとし、赤の画素において、
画素電極４と共通電極１によって電圧が印加される表示
領域１７は、図６に示すように３分割されており、その
幅は１３μｍとする。

【０１２６】スペーサビーズは非選択的に散布し、球径
３.２５μｍ のものを用いた。緑，赤の画素の液晶層の
厚みが３.８μｍ、青の画素の液晶層の厚みが３.２μｍ
を得た。

【０１２７】次に、これらの基板７間に、Δｎが０.０
７４(５８９ｎｍ，２０℃）であるネマティック液晶組
成物を封入する。青画素のｄ・Δｎは０.２４μｍ 、
緑，赤画素は０.２８μｍ となる。

【０１２８】これにより得た液晶パネルは、若干寒色系
となり、青みが強いので、色温度４３００Ｋの暖色系の
蛍光管によるバックライトユニットを用いて液晶表示装
置とした。

【０１２９】以上により、液晶パネル全面に渡り、輝度
むら，色調変動を抑制した高画質な液晶表示装置を得
た。

【０１３０】

【発明の効果】基板に対して支配的に平行な電界を生じ
る方式の液晶表示装置において、各色のカラーフィルタ
の分光透過率のピーク透過率を示す波長領域近傍に、液
晶層の分光透過率のピークがくるように液晶層の厚みを
規定することにより、液晶層の局所的な厚み変動により
生じる局所的な輝度むら，色調変動等の表示不良を低減
する。さらに、線状電極間距離，電極幅，画素あたりの
表示面積をそれぞれ最適化することにより、しきい値の
上昇を抑え、良好な色バランスを実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の横電界方式液晶表示装置において、側
面と上方から見た１絵素を示す模式図の構成を表す図で
ある。

【図２】横電界方式の液晶表示装置でのラビング方向と
偏光板の軸方向を定義する説明図である。

【図３】本発明による横電界方式の液晶表示装置の動作
を説明するための模式図である。

【図４】本発明による横電界方式の液晶表示装置の一実
施例における単位画素内での電極構造を表す図である。

【図５】本発明による横電界方式の液晶表示装置の他の
一実施例における単位画素内での電極構造を表す図であ
る。

【図６】本発明による横電界方式の液晶表示装置の他の
一実施例における単位画素内での電極構造を表す図であ
る。

【図７】本発明による横電界方式の液晶表示装置の他の
一実施例における単位画素内での電極構造を表す図であ
る。

【図８】アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルの
駆動回路の一例を示す回路図である。

【図９】本発明の横電界方式の液晶表示装置の他の一実
施例におけるカラーフィルタ構成を表す図である。

【図１０】本発明による横電界様式の液晶表示装置の一
実施例を示す概略構成図である。

【図１１】本発明の横電界方式の液晶表示装置における
概要構成図である。

【図１２】本発明の横電界方式の液晶表示装置のカラー
フィルタ構成の一例を表す図である。

【図１３】本発明の一実施例の各画素の明るさ効果を示
す図である。

【図１４】本発明の横電界方式の液晶表示装置の各画素
におけるベア透過率を示す図である。

【図１５】液晶層の厚みが一定なＳＴＮ型液晶表示装置
の透過率と波長との関係の一例を表す図である。

【符号の説明】

１…共通電極、２…ゲート絶縁膜、３…信号配線、４…
画素電極、５…配向制御膜、６…液晶分子、７…基板、
８…偏光板、９…電界、１０…ラビング方向、１１…偏
光透過軸、１２…走査配線、１３…アモルファスシリコ
ン、１４…薄膜トランジスタ、１６…容量、１７…１画
素内の表示領域、１７Ｂ…青画素の１画素内の表示領
域、１７Ｒ…赤画素の１画素内の表示領域、１７Ｇ…緑
画素の１画素内の表示領域、１９…コントロール回路、
２０…垂直走査回路、２１…映像信号回路、２２…ブラ
ックマトリクス、２３…アクティブマトリクス型液晶表
示素子、２４…Ｂ，Ｇ，Ｒ各画素のカラーフィルタ、２
５…保護膜兼平坦化膜、２６…共通電極駆動回路、２７
…絶縁膜、２８…液晶パネル、３０…光源、３１…ライ
トカバー、３２…導光体、３３…拡散板、３４…プリズ
ムシート、３５…バックライトユニット、４０…線状電
極、５０…液晶層、５１…第一基板、５２…第二基板、
６０Ｂ…青画素の液晶層の厚み、６０Ｒ…赤画素の液晶
層の厚み、60Ｇ…緑画素の液晶層の厚み、６１Ｂ…青画
素の画素幅、６１Ｒ…赤画素の画素幅、６１Ｇ…緑画素
の画素幅、７０…Δｎ・ｄ＝０.２４μｍ の画素におけ
る分光特性、７１…Δｎ・ｄ＝０.２８μｍ の画素にお
ける分光特性、７２…Δｎ・ｄ＝０.２９μｍ の画素に
おける分光特性、７３…Δｎ・ｄ＝０.２４μｍ の画素
における分光特性、７４…Δｎ・ｄ＝０.２８μｍの画
素における分光特性。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 荒谷 介和 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 太田 益幸 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Ｆターム(参考） 2H090 JA03 JA05 KA07 LA01 LA02 LA15 LA16 MA02 MA07 2H091 FA04Y FA35Y FA41Z FD04 FD24 GA02 GA08 GA13 HA09 JA03 LA17 LA18 2H092 GA14 GA15 JA24 JB05 JB06 NA01 PA08 PA13 QA09

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板と、その一対の基板に挟持され
   た液晶層とを有し、 前記一対の基板の一方の基板には、電圧が印加されるこ
   とによりそれらの電極間で基板に対して支配的に平行な
   電界を生じさせるように形成された複数の線状電極を有
   する液晶表示装置であって、 前記複数の線状電極のそれぞれの間には青，赤、または
   緑のいずれかのカラーフィルタが形成され、 前記複数の線状電極間のそれぞれの液晶層は、その線状
   電極間に形成されたカラーフィルタのピーク透過率を示
   す波長とその液晶層におけるピーク透過率を示す波長と
   がほぼ一致するよう規定された厚みを持つことを特徴と
   する液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記青のカラーフィルタが形成された線状
   電極間の距離は、前記緑のカラーフィルタが形成された
   線状電極間の距離よりも狭く形成されることを特徴とす
   る請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記緑のカラーフィルタが形成された線状
   電極間の距離は前記赤のカラーフィルタが形成された線
   状電極間の距離よりも狭く形成されることを特徴とする
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記カラーフィルタの内の同色のカラーフ
   ィルタが隣接して形成された領域の対応する線状電極の
   間の領域で複数の画素が構成され、 その青画素の面積はその緑画素の面積よりも広いことを
   特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記赤画素の面積は緑画素の面積よりも小
   さいことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】前記カラーフィルタの内の同色のカラーフ
   ィルタが隣接して形成された領域で画素が構成され、 前記青のカラーフィルタが形成された画素を構成する線
   状電極の本数は、前記赤のカラーフィルタが形成された
   画素を構成する線状電極本数よりも多いことを特徴とす
   る請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】前記一対の基板の一方の外側に光源を有
   し、 その光源の色温度が、液晶パネルの色調を補償する色温
   度であることを特徴とする請求項１項乃至６項のいずれ
   かに記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】一対の基板と、その一対の基板に挟持され
   た液晶層とを有し、 前記一対の基板の一方の基板には、電圧が印加されるこ
   とによりそれらの電極間で基板に対して支配的に平行な
   電界を生じさせるように形成された複数の線状電極を有
   する液晶表示装置であって、 前記複数の線状電極のそれぞれの間に赤，緑，青のいず
   れかのカラーフィルタが形成され、 前記青のカラーフィルタが形成された前記複数の線状電
   極間の液晶層は、その青のカラーフィルタのピーク透過
   率を示す波長と、その液晶層におけるピーク透過率を示
   す波長とがほぼ一致するよう規定された厚みを持ち、 前記緑と赤のカラーフィルタが形成された前記複数の線
   状電極間の液晶層は、その緑のカラーフィルタのピーク
   透過率を示す波長と、その液晶層におけるピーク透過率
   を示す波長とがほぼ一致するよう規定された厚みを持つ
   ことを特徴とする液晶表示装置。
9. 【請求項９】前記青のカラーフィルタが形成された線状
   電極間の距離は、前記緑のカラーフィルタが形成された
   線状電極間の距離よりも狭く形成されることを特徴とす
   る請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】同色のカラーフィルタが隣接して形成さ
    れた領域の対応する線状電極の間の領域で複数の画素が
    構成され、 その青画素の面積はその緑画素の面積よりも広いことを
    特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】同色のカラーフィルタが隣接して形成さ
    れた領域で画素が構成され、 前記青のカラーフィルタが形成された画素を構成する線
    状電極の本数は、前記赤のカラーフィルタが形成された
    画素を構成する線状電極本数よりも多いことを特徴とす
    る請求項８に記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】前記一対の基板の一方の外側に光源を有
    し、 その光源の色温度が、液晶パネルの色調を補償する色温
    度であることを特徴とする請求項８項乃至１１項のいず
    れかに記載の液晶表示装置。
13. 【請求項１３】一対の基板と、その一対の基板に挟持さ
    れた液晶層とを有し、 前記一対の基板の一方の基板には、複数の走査配線と、
    その複数の走査配線とマトリクス状に形成された複数の
    信号配線と、その交点に対応して形成された複数の薄膜
    トランジスタと、その複数の薄膜トランジスタのそれぞ
    れに接続された画素電極と、その画素電極との間で基板
    に対して支配的に平行な電界を生じるように形成された
    共通電極とを有する液晶表示装置であって、 前記一対の基板のどちらか一方には赤，青、または緑の
    いずれかのカラーフィルタが形成され、 前記複数の信号配線と前記複数の走査配線で囲まれた領
    域で複数の画素が構成され、 それら複数の画素のそれぞれの液晶層は、その画素に形
    成されたカラーフィルタのピーク透過率を示す波長領域
    と、その液晶層におけるピーク透過率を示す波長とがほ
    ぼ一致するよう規定された厚みを持つことを特徴とする
    液晶表示装置。
14. 【請求項１４】前記画素電極及び前記共通電極は互いに
    電界を形成するための駆動電極部を有し、 各画素において、前記共通電極の駆動電極部の間には前
    記画素電極の駆動電極部が形成され、 前記青のカラーフィルタが形成された画素における共通
    電極の駆動電極部と画素電極の駆動電極部との間の距離
    は、前記緑のカラーフィルタが形成された画素における
    共通電極の駆動電極部と画素電極の駆動電極部との間の
    距離よりも長いことを特徴とする請求項１３に記載の液
    晶表示装置。
15. 【請求項１５】前記緑のカラーフィルタが形成された画
    素における共通電極の駆動電極部と画素電極の駆動電極
    部との間の距離は、前記赤のカラーフィルタが形成され
    た画素における共通電極の駆動電極部と画素電極の駆動
    電極部との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項
    １４に記載の液晶表示装置。
16. 【請求項１６】前記青のカラーフィルタが形成された画
    素の面積は前記緑のカラーフィルタが形成された画素の
    面積よりも広いことを特徴とする請求項１３に記載の液
    晶表示装置。
17. 【請求項１７】前記赤のカラーフィルタが形成された画
    素の面積は緑のカラーフィルタが形成された画素の面積
    よりも小さいことを特徴とする請求項１６に記載の液晶
    表示装置。
18. 【請求項１８】前記青のカラーフィルタが形成された画
    素の前記共通電極の駆動電極部と前記画素電極の駆動電
    極部の本数の和は、前記赤のカラーフィルタが形成され
    た画素の前記共通電極の駆動電極部と前記画素電極の駆
    動電極部の本数の和よりも多いことを特徴とする請求項
    １３に記載の液晶表示装置。
19. 【請求項１９】前記一対の基板の一方の外側に光源を有
    し、 その光源の色温度が、液晶パネルの色調を補償する色温
    度であることを特徴とする請求項１３乃至１８に記載の
    液晶表示装置。