JP2008033117A - 液晶パネル - Google Patents

Abstract

【課題】ホワイトバランス、コントラスト比等の改善によって高い表示品位を実現可能な垂直配向型の液晶パネルを提供することである。
【解決手段】イエローグリーン（ＹＧ）およびエメラルドグリーン（ＥＧ）の画素を構成する画素８１では、平面視上、配向突起２３０，２３２に遮光膜２４２，２４４が重なっており、遮光膜２４２，２４４の形成領域内に配向突起２３０，２３２の形成領域が含まれている。赤（Ｒ）および青（Ｂ）の画素を構成する画素８０は、遮光膜２４２，２４４を有していない。保持容量１７０の平面視形状を、保持容量１７０の形成領域内に配向突起２３０の形成領域が含まれ保持容量１７０の輪郭が配向突起２３０に沿うように、形成してもよい。遮光膜２４０の開口部の面積を画素８０よりも画素８１について小さくする等によって画素電極１３８の一部を遮光してもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルに係り、より具体的には垂直配向（Vertical Alignment）型の液晶パネルに関する。

図１４に従来の液晶パネル５６０の平面図（レイアウト図）を示す。液晶パネル５６０は透過型で垂直配向型のパネルであり、赤（Ｒ）、イエローグリーン（ＹＧ）、青（Ｂ）およびエメラルドグリーン（ＥＧ）を表示する画素５８０をそれぞれ１個ずつ含んで成る画素集合体がフルカラー表示の１単位を構成する。図１４には当該１単位分の画素５８０を図示している。

画素５８０は、画素電極６３８と保持容量６７０と配向突起７３０，７３２とを含んで構成され、隣接する画素電極６３８間にブラックマトリクス７４０が設けられている。なお、図１４では図面を分かりやすくするために、保持容量６７０の外形を太線の破線で図示し、ブラックマトリクス７４０にハッチングを施している。保持容量６７０および配向突起７３０，７３２は平面視上それぞれの全体が画素電極６３８に重なっており、保持容量６７０と配向突起７３０とは平面視上互いの一部において重なっている。

液晶パネル５６０の画素５８０は、画素の色（色相）にかかわらず、同じ構成を有している。

特開２００６−１５４５８３号公報 特開昭６１−２８１２０２号公報 特開２００５−２５８０９４号公報 特開２００６−５３４０２号公報

従来の液晶パネル５６０では、上記４色の画素５８０を同時に点灯させた場合、黄色味を帯びた白色が表示される。これは、上記４色の画素の採用によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）によるＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式と比較して、ホワイトバランス（白の色度）がずれたためと考えられる。なお、ホワイトバランスのずれは、例えば６色の画素による場合にも起こりうると考えられる。

本発明の目的は、ホワイトバランスの改善等によって高い表示品位を実現可能な垂直配向型の液晶パネルを提供することである。

本発明に係る液晶パネルは、透光性の画素電極と液晶の配向方向を制御する配向制御手段とを画素ごとに備えた垂直配向型の液晶パネルであって、第１の系統に属する色相を表示する第１の画素群の前記画素を部分的に遮光する遮光手段をさらに備え、前記遮光手段は、平面視上、前記第１の画素群の前記配向制御手段に重ねて設けられた配向制御手段用遮光膜を含み、前記第１の画素群の画素開口面積は、第２の系統に属する色相を表示する第２の画素群および第３の系統に属する色相を表示する第３の画素群の前記画素開口面積よりも小さく設けられていることを特徴とする。

また、前記第１ないし第３の画素群の前記画素ごとに設けられ前記画素電極に平面視上重ねて設けられた遮光性の保持容量をさらに備え、前記遮光手段は、前記第１の画素群の前記保持容量をさらに含み、前記第１の画素群の前記画素では前記保持容量が平面視上、前記配向制御手段の少なくとも一つの形成領域を含んだ領域に設けられていることが好ましい。

また、前記配向制御手段は、配向突起またはスリットを含んで構成されていることが好ましい。

また、前記第１の画素群は、同じ系統に属するが異なる色相を表示する２種類の画素を含んで構成されていることが好ましい。

また、前記第１の画素群は、イエローグリーンを表示する画素とエメラルドグリーンを表示する画素とを含んで構成されていることが好ましい。

上記構成によれば、配向制御手段用遮光膜を含んで構成された遮光手段によってホワイトバランスを改善することができるとともにコントラスト比を改善することができる。このため、高い表示品位を実現可能な垂直配向型の液晶パネルを得ることができる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。

図１に本発明の実施の形態１に係る液晶パネル６０を説明する平面図を示す。液晶パネル６０の表示領域内には複数の画素が配列されている。

当該複数の画素は、その色相から、赤を表示する画素群と、イエローグリーン（黄緑）を表示する画素群と、青を表示する画素群と、エメラルドグリーンを表示する画素群とに分類される。なお、画素の色相について赤、イエローグリーン、青およびエメラルドグリーンを図１では「Ｒ」、「ＹＧ」、「Ｂ」および「ＥＧ」と表記しており、この表記方法は後述の図面および以下の説明でも用いることにする。

ここで、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）を青系統と、赤系統と、青から黄までの残余の系統とに分類した場合、液晶パネル６０の上記複数の画素は、青系統に属するＢを表示する画素群と、赤系統に属するＲを表示する画素群と、上記残余の系統に属するが互いに色相の異なるＹＧおよびＥＧを表示する画素群とを含んで構成されている。なお、画素の色相等については後に詳述する。

液晶パネル６０では、Ｒ、ＹＧ、ＢおよびＥＧの画素をそれぞれ１個ずつ含んで成る集合体がフルカラー表示の１単位を構成する。なお、当該１単位を画素（ピクセル）と呼ぶ場合もあり、この場合には上記各色の画素はサブピクセル等と呼ばれる。

他方、液晶パネル６０の複数の画素は、画素の構成から、２種類の画素８０，８１に分類され、ＲおよびＢの画素は画素８０によって構成され、ＹＧおよびＥＧの画素は画素８１によって構成されている。

なお、図１では、画素がマトリクス状に配列され同色の画素が図面縦方向に並んだ場合を例示しているが、画素の配列はこれに限られるものではない。この点は後述のパネル６１等についても同様である。

図２に液晶パネル６０についてフルカラー表示のための上記１単位分の画素の平面図（レイアウト図）を示す。また、図３に画素８１の平面図（レイアウト図）を示し、図４〜図６に画素８１の断面図を示す。図５は図３中および図４中の５−５線における断面図であり、図６は図３中の６−６線における断面図である。図面の煩雑を避けるため、各図において要素の一部の図示を省略している。

ここで、画素８０は画素８１から後述の遮光膜２４２，２４４を取り除いた構成を有し、その他の各要素について形状、大きさ等は画素８０，８１で同じとする。

液晶パネル６０は、第１基板１００と、第１基板１００に対向して配置された第２基板２００と、両基板１００，２００間に封入された液晶３００とを含んで構成されている。液晶パネル６０は、垂直配向型の液晶パネルであり、ここでは透過型の場合を例示する。

第１基板１００は、透光性基板１２２と、半導体層１２４と、ゲート絶縁膜１２６と、ゲート配線（またはゲート電極）１２８と、層間絶縁膜１３０と、ドレイン配線１３２と、ソース電極１３４と、平坦化膜１３６と、画素電極１３８と、配向膜１４０と、保持容量配線１４２とを含んで構成されている。なお、図面を分かりやすくするために、図２等では画素電極１３８の外形を破線で図示している。また、図４では配向膜１４０を省略している。

透光性基板１２２は、例えばガラスによって構成されている。半導体層１２４は例えばポリシリコンによって構成され、透光性基板１２２上に局所的に配置されている。ゲート絶縁膜１２６は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、半導体層１２４を覆って透光性基板１２２上に配置されている。ゲート配線１２８は、例えばモリブデン、アルミニウム等の金属で構成され、半導体層１２４に対向してゲート絶縁膜１２６上に配置され、ゲート絶縁膜１２６および半導体層１２４とともに画素ＴＦＴ（Thin Film Transistor）１５８を構成している。図４では、半導体層１２４のチャネル形成領域（ソース領域とドレイン領域との間の領域）に対して１個のゲート配線１２８によるゲート電極が設けられた場合を例示しているが、複数個のゲート電極を設けた構造を採用してもよい。なお、ゲート配線は走査線とも呼ばれる。

層間絶縁膜１３０は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、ゲート配線１２８を覆ってゲート絶縁膜１２６上に配置されている。層間絶縁膜１３０およびゲート絶縁膜１２６を貫いてコンタクトホールが設けられており、当該コンタクトホールは半導体層１２４のうちで画素ＴＦＴ１５８のソース領域およびドレイン領域にあたる位置に設けられている。ドレイン配線１３２は、例えばモリブデン、アルミニウム、チタン等の金属で構成され、層間絶縁膜１３０上に配置されているとともに一方の上記コンタクトホールを介して半導体層１２４に接続されている。なお、ドレイン配線は信号線、データ線等とも呼ばれる。ソース電極１３４は、例えばドレイン配線１３２と同じ材料で構成され、層間絶縁膜１３０上に配置されているとともに他方の上記コンタクトホールを介して半導体層１２４に接続されている。

ここでは、半導体層１２４において、ドレイン配線１３２が接続される部分を画素ＴＦＴ１５８のドレイン領域とし、ソース電極１３４を介して画素電極１３８が接続される部分を画素ＴＦＴ１５８のソース領域とするが、「ドレイン」と「ソース」とを上記とは逆に呼ぶことも可能である。

平坦化膜１３６は、例えばアクリル等の絶縁性透明樹脂等で構成され、ドレイン配線１３２およびソース電極１３４を覆って層間絶縁膜１３０上に配置されている。平坦化膜１３６を貫いてソース電極１３４上にコンタクトホールが設けられている。

画素電極１３８は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料で構成され、平坦化膜１３６上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介してソース電極１３４に接続されている。

ここでは、画素電極１３８は、液晶パネル６０の平面視上、２つの八角形の部分１３８ａ，１３８ｂが連結部１３８ｃで連結された形状を有する場合を例示する（図３参照）。この例示において、八角形の部分１３８ａ，１３８ｂは長方形の４つの隅部が切除された形状に相当する。画素電極１３８は、一方の八角形の部分１３８ａにおいて上記のようにコンタクトホールを介してソース電極１３４に接続されており、当該部分１３８ａは他方の八角形の部分１３８ｂよりも画素ＴＦＴ１５８に近くに位置している。

配向膜１４０は、画素電極１３８を覆って平坦化膜１３６上に配置されている（図５参照）。配向膜１４０は、電界無印加状態において液晶分子の長軸方向（液晶ダイレクタ）が当該膜１４０の液晶３００に接する表面に対して垂直になるように液晶３００を配向させる垂直配向膜である。配向膜１４０としてラビングレスタイプを採用することが可能である。

保持容量配線１４２は、例えばゲート配線１２８と同じ材料で構成され、半導体層１２４に対向してゲート絶縁膜１２６上に配置され、ゲート絶縁膜１２６および半導体層１２４とともに保持容量１７０を構成している。保持容量１７０が画素ＴＦＴ１５８のソース領域と接続されるように、半導体層１２４のソース領域側において保持容量配線１４２が半導体層１２４に対向している。保持容量１７０は、画素電極１３８に、より具体的には画素電極１３８のうちで画素ＴＦＴ１５８に近い八角形の部分１３８ａに対向している。すなわち、平面視上、保持容量１７０は当該八角形の部分１３８ａに重なっている（図３参照）。図２等では図面を分かりやすくするために保持容量１７０の外形を太線の破線で図示し、ここでは保持容量１７０は平面視上、四角形の場合を例示している。なお、層間絶縁膜１３０は、上記のようにゲート配線１２８を覆うとともに、保持容量配線１４２も覆ってゲート絶縁膜１２６上に配置されている。

上記構成により、ドレイン配線１３２は、画素ＴＦＴ１５８およびソース電極１３４を介して画素電極１３８と電気的に（回路的に）接続され、画素ＴＦＴ１５８を介して保持容量１７０と電気的に（回路的に）接続されている。このため、画素ＴＦＴ１５８をオンにすることによって、ドレイン配線１３２に印加された電位が画素電極１３８および保持容量１７０に印加される。

第２基板２００は、透光性基板２２２と、遮光膜２４０，２４２，２４４と、カラーフィルタ２２６と、共通電極２２８と、配向制御手段である配向突起２３０，２３２と、配向膜２３４とを含んで構成されている。なお、図２等では図面を分かりやすくするために遮光膜２４０，２４２，２４４にハッチングを施している。また、図４では配向膜を省略している。

透光性基板２２２は、例えばガラスによって構成されている。遮光膜２４０，２４２，２４４は、例えばクロム膜と酸化クロム膜との積層膜で構成され、透光性基板２２２上に配置されている。上記積層膜の場合、酸化クロム膜が透光性基板２２２の側に設けられる。

遮光膜２４０は、液晶パネル６０の平面視上、隣り合う画素電極１３８間の隙間に対向して設けられ、各画素８０，８１を区画する。画素８０，８１がマトリクス状に配置される場合には、遮光膜２４０は、格子状の平面パターンを有し、いわゆるブラックマトリクスに相当する。液晶パネル６０では、遮光膜２４０の開口部の面積は画素８０，８１で同じとする。また、ここでは、当該開口部の形状が画素電極１３８の外縁に重なる四角形の場合を例示する。

遮光膜２４２，２４４は、ＹＧおよびＥＧの画素８１に対して設けられ、ＲおよびＢの画素８０には設けられていない（図２参照）。遮光膜２４２，２４４は、遮光膜２４０の開口部内に配置されている。１つの画素電極１３８に対して２つの遮光膜２４２，２４４が設けられている。具体的には、一方の遮光膜２４２は、画素電極１３８のうちで画素ＴＦＴ１５８に近い八角形の部分１３８ａに対向して設けられ、平面視上、当該部分１３８ａに中央部において重なっている。また、他方の遮光膜２４４は、画素電極１３８のうちで画素ＴＦＴ１５８から遠い八角形の部分１３８ｂに対向して設けられ、平面視上、当該部分１３８ｂに中央部において重なっている。遮光膜２４２，２４４は、平面視上、上記部分１３８ａ，１３８ｂよりも小さい。

カラーフィルタ２２６は、例えば染色された樹脂で構成され、遮光膜２４０の開口部に配置され、遮光膜２４２，２４４を覆って透光性基板２２２上に配置されている。カラーフィルタ２２６によってバックライト光が着色されて画素８０，８１が所定の色に点灯する。すなわち、カラーフィルタ２２６の色は各画素８０，８１の色相に応じて設定されている。共通電極２２８は、例えばＩＴＯ等の透明導電材料で構成され、第２基板２００のカラーフィルタ２２６上に共通に配置されている。

配向突起２３０，２３２は、例えば樹脂で構成されている。配向突起２３０，２３２は、共通電極２２８上に局所的に配置されており、共通電極２２８の液晶３００の側の表面を基準にして液晶３００の側へ突出している。１つの画素電極１３８に対して２つの配向突起２３０，２３２が設けられている。具体的には、一方の配向突起２３０は、画素電極１３８のうちで画素ＴＦＴ１５８に近い八角形の部分１３８ａに対向して設けられ、平面視上、当該部分１３８ａに中央部において重なっている。また、他方の配向突起２３２は、画素電極１３８のうちで画素ＴＦＴ１５８から遠い八角形の部分１３８ｂに対向して設けられ、平面視上、当該部分１３８ｂに中央部において重なっている。配向突起２３０，２３２は、平面視上、上記部分１３８ａ，１３８ｂよりも小さい。

配向突起２３０，２３２は、遮光膜２４２，２４４に対応して配置され、このため平面視上、遮光膜２４２，２４４に重なっている。また、配向突起２３０は、保持容量１７０と平面視上互いの一部において重なっている。

ここでは、配向突起２３０，２３２は十字形をしており、十字形の一方の直線部２３０ａ，２３２ａが他方の直線部２３０ｂ，２３２ｂよりも長くかつ幅広の形状であり、各直線部２３０ａ，２３０ｂ，２３２ａ，２３２ｂの端部が丸められた平面パターンである場合を例示する（図３参照）。配向突起２３０，２３２は、平面視上、長い直線部２３０ａ，２３２ａの長手方向を画素電極１３８の八角形の部分１３８ａ，１３８ｂの長手方向に平行に配置され、八角形の部分１３８ａ，１３８ｂと中心点を合わせて配置されている。平面視上、配向突起２３０の周縁と画素電極１３８の八角形の部分１３８ａの周縁との距離は配向突起２３０の全周において大略等しいことが好ましく、配向突起２３２と画素電極１３８の八角形の部分１３８ｂとについても同様である。

配向突起２３０の直線部２３０ａ，２３０ｂは、長手方向に直交する断面視上、共通電極２２８に対して傾斜した斜面を有し共通電極２２８から遠いほど幅狭になるテーパ形状をしており、ここでは上記断面視上、三角形の場合を例示する（図５参照）。配向突起２３２についても同様である。上記テーパ形状は、例えばポジ型の感光性膜を配向突起２３０，２３２の形成領域を遮蔽したハーフトーンマスクを用いて露光することによって実現することが可能である。

配向膜２３４は、配向突起２３０，２３２を覆って共通電極２２８上に配置されている（図５参照）。なお、配向膜２３４が形成された状態においても第２基板２００は液晶３００側の表面において配向突起２３０，２３２に起因して突出した部分を有している。配向膜２３４は、配向膜１４０と同様の垂直配向膜である。

液晶３００は、負の誘電率異方性を備えた垂直配向型の液晶で構成され、電界無印加状態（初期配向状態）では液晶分子の長軸が垂直配向膜１４０，２３４の液晶３００に接する表面に対して垂直に配向する。

透光性基板１２２，２２２の外側にはそれぞれ不図示の偏光板が設けられ、両偏光板は互いの偏光軸を９０°異ならせた状態で設けられる。また、第１基板１００または第２基板２００の背後にバックライトが設けられる。この場合、バックライト光が偏光板を通過することによって直線偏光が生成される。電界無印加状態では、液晶３００は垂直配向しているので、上記直線偏光は液晶３００へ入射しても複屈折が起こらず、そのままの偏光状態で反対側の偏光板に到達する。しかし、この直線偏光は反対型の偏光板を透過することができないので、その画素８０，８１の表示は輝度が最も低い状態になる。これに対して、画素電極１３８と共通電極２２８との間に電位差が供給されて液晶３００に電界が印加された状態では、液晶３００は、液晶分子の短軸が電界方向に向くように、換言すれば液晶分子の長軸が電界方向に交差するように、倒れて配向する。このため、液晶３００へ入射した上記直線偏光は、液晶３００の複屈折作用によって入射時に比べて９０°偏光した直線偏光の状態で上記反対側の偏光板へ到達し、当該偏光板を透過する。この結果、その画素８０，８１の表示は輝度が最も高い状態になる。液晶３００への印加電界を制御することによって、液晶３００の配向状態、すなわち上記反対側の偏光板へ到達する光の偏光状態を制御することができ、これにより中間調の表示が可能である。

配向突起２３０，２３２は上記配向状態の変化を制御する役割を有している。配向突起２３０，２３２が無い場合、電界を印加したときに液晶分子が倒れる方向（配向ベクトル）は一律には決まらない。このため、１つの画素８０，８１内で配向方向が異なる現象や、配向方向が異なる領域の境界（ディスクリネーションライン）が固定されないために表示のざらつき現象が生じる可能性が高い。これに対して、配向突起２３０，２３２が在る場合、電界無印加状態の液晶３００は、配向突起２３０，２３２の周辺では、配向突起２３０，２３２の斜面に対して垂直に配向し、したがって共通電極２２８の液晶３００側の表面に対して傾斜することになる。このため、電界を印加した際に液晶３００が倒れる方向は上記傾斜の方向に依存する。これにより、配向突起２３０，２３２は、液晶分子の倒れる方向が規定され、この方向規定によってディスクリネーションラインが固定される。このように配向突起２３０，２３２によれば、電界無印加状態と電界印加状態との間での液晶３００の配向を安定的に制御することが可能である。

画素８０，８１の構成について、さらに説明を加える。

画素８１に設けられる遮光膜２４２と配向突起２３０は、平面視上、上記のように画素電極１３８の八角形の部分１３８ａに重なっているとともに、互いに重なっている（図３参照）。同様に、遮光膜２４４と配向突起２３２は、平面視上、画素電極１３８の八角形の部分１３８ｂに重なっているとともに、互いに重なっている（図３参照）。遮光膜２４２，２４４は平面視上、配向突起２３０，２３２の形成領域の全体を含んだ領域に設けられており、配向突起２３０，２３２は遮光膜２４２，２４４の形成領域からはみ出してはいない。遮光膜２４２，２４４の輪郭は全体において配向突起２３０，２３２に沿っている。具体的には、遮光膜２４２，２４４の輪郭は、配向突起２３０，２３２の外側かつ配向突起２３０，２３２の外縁近傍に位置し、当該外縁を縁取った形状を有している。ここで、配向突起２３０，２３２の外縁近傍とは、当該外縁から例えば０．５μｍから数μｍ程度の距離の範囲とする。

液晶パネル６０によれば、遮光膜２４２，２４４および保持容量１７０を含んで構成される遮光手段によって、画素８１の画素電極１３８が部分的に遮光される。画素８０には遮光膜２４２，２４４が設けられていないので、ＹＧおよびＥＧの画素８１の開口面積はＲおよびＢの画素８０の開口面積よりも小さい。すなわち、画素８０，８１間で画素開口面積を変調することが可能である。このため、ＹＧおよびＥＧの輝度を低減して、ホワイトバランス（白の色度）を改善することができる。

ここで、画素開口面積は、画素において明るさを調整可能な領域の面積である。画素開口面積は、例えば画素電極のうちで透光可能な部分の面積（透光面積）として捉えられ、この場合、単純には、画素電極の面積から、画素中の遮光性要素のうちで画素電極に重なった部分の面積を差し引くことによって求められる。上記遮光性要素として、液晶パネル６０では遮光膜２４２，２４４および保持容量１７０が挙げられる。保持容量１７０は、画素ＴＦＴ１５８を構成する半導体層１２４用、ゲート絶縁膜１２６用およびゲート電極１２８用の各膜を利用して形成されるので、遮光性を呈する。なお、両画素８０，８１において保持容量１７０による遮光面積は同じである。画素開口面積を画素の面積（または画素電極の面積）で除算した値は、画素開口率と呼ばれる。画素８０，８１は画素電極１３８の面積および画素の面積が同じであるので、画素開口面積の比較を画素開口率の比較によって行うことが可能である。

図７に液晶パネル６０を説明する色度図を示す。図７において、３つの白抜き円形マーク（○印）で囲まれた領域はｓＲＧＢ規格（ＮＴＳＣ方式）による色再現域であり、この領域の中央に図示した同マークは当該規格による白（Ｗ）の色度を示す。また、４つの白抜き菱形マーク（◇印）で囲まれた領域は液晶パネル６０による色再現域であり、この領域の中央に図示した同マークは液晶パネル６０による白（Ｗ）の色度を示す。また、４つの白抜き正方形マーク（□印）で囲まれた領域は従来の液晶パネル５６０による色再現域であり、この領域の中央に図示した同マークは液晶パネル５６０による白（Ｗ）の色度を示す。なお、上記のように従来の液晶パネル５６０の上記４色の画素５８０の画素開口面積（画素開口率）は同じであり変調されていない。

なお、液晶パネル６０の色再現域を示す４つの白抜き菱形マークについて、最左下のマークはＢを示し、最右端のマークはＲを示し、最左上のマークはＥＧを示し、残りのマークはＹＧを示す。液晶パネル５６０の色再現域を示す４つの白抜き正方形マークについては液晶パネル６０と同様である。ｓＲＧＢ規格による色再現域を示す３つの白抜き円形マークについて、最上のマークは緑（Ｇ）を示す。

図７によれば、液晶パネル６０の色再現域は、従来の液晶パネル５６０と同様の領域を確保しており、ｓＲＧＢ規格による色再現域を確保しつつこれを上回っていることが分かる。また、液晶パネル６０のホワイトバランスは、従来の液晶パネル５６０のホワイトバランスよりも、ｓＲＧＢ規格によるホワイトバランスに近いことが分かる。液晶パネル６０のホワイトバランスは、遮光膜２４２，２４４による開口面積の変調度（画素開口率の変調度）、換言すればＹＧおよびＥＧの輝度低減量によって調整可能である。ｓＲＧＢ規格によるホワイトバランスを望むユーザが多いこと、従来の液晶パネル５６０のような黄色味を帯びた白よりも青味を帯びた白を好むユーザが多いこと等に鑑みれば、液晶パネル６０はユーザの要望に十分に応えることができる。

また、遮光膜２４２，２４４によれば、光漏れが生じやすい配向突起２３０，２３２の外縁近傍領域が遮光される。このため、遮光膜２４２，２４４と同じ面積を遮光膜２４２，２４４の形成領域以外で遮光する場合と比較して、同じ輝度を得つつ、コントラスト比を改善させることができる。

このように、液晶パネル６０によれば、従来の液晶パネル５６０と比較して、ホワイトバランスとともにコントラスト比が改善された高い表示品位を得ることができる。

ここで、遮光膜２４２，２４４の利用については種々の形態が可能である。例えば、遮光膜２４２，２４４の一方のみを利用することも可能であるし、ＹＧの画素８１では遮光膜２４２，２４４の両方を利用する一方でＥＧの画素８１では遮光膜２４２，２４４の一方のみを利用することも可能であるし、その逆も可能である。これら形態は所望のホワイトバランスに応じて選択すればよく、換言すれば液晶パネル６０によれば上記種々の形態によってホワイトバランスを細かく調整することができる。また、遮光膜２４２，２４４の形成領域は配向突起２３０，２３２の形成領域を含みつつ種々に設定することが可能であり、その場合には、コントラスト比の改善を確保しつつ、画素開口面積を、換言すればホワイトバランスを細かく調整することができる。

また、遮光膜２４２，２４４は単一の膜をパターニングすることによって遮光膜２４０と同時に形成可能であるので、従来の液晶パネル５６０と比較した場合、遮光膜用の露光マスクをパターン変更するという簡単な手法によって実現可能である。

図８に実施の形態２に係る液晶パネル６１を説明する平面図（レイアウト図）を示す。なお、図８には液晶パネル６１についてフルカラー表示のための１単位分の画素を図示している。液晶パネル６１の画素はその構成から２種類の画素８２，８３に分類され、ＲおよびＢの画素は画素８２によって構成され、ＹＧおよびＥＧの画素は画素８３によって構成されている。

画素８３は、実施の形態１の画素８１から遮光膜２４２を取り除き、当該画素８１の保持容量１７０を保持容量１７２に変更した構成を有している。画素８２は実施の形態１の画素８０の保持容量１７０を保持容量１７２に変更した構成を有している。

保持容量１７２は、断面形状は保持容量１７０と同じであるが、平面視形状が保持容量１７０とは異なる。詳細には、平面視上、保持容量１７２の形成領域は配向突起２３０の形成領域よりも広く配向突起２３０の形成領域の全体を含んでいる。保持容量１７２の輪郭は一部において、より具体的には画素ＴＦＴ１５８から遠い側の一部において配向突起２３０に沿っている。当該一部の輪郭は、配向突起２３０の外側かつ配向突起２３０の外縁近傍に位置し、当該外縁を縁取った形状を有している。ここで、配向突起２３０の外縁近傍とは、当該外縁から例えば０．５μｍから数μｍ程度の距離の範囲とする。

液晶パネル６１によれば、遮光膜２４４および保持容量１７２を含んで構成される遮光手段によって、画素８３の画素電極１３８が部分的に遮光される。画素８２には遮光膜２４４が設けられていないので、ＹＧおよびＥＧの画素８３の開口面積はＲおよびＢの画素８２の開口面積よりも小さい。すなわち、画素８２，８３間で画素開口面積を変調することが可能である。このため、ＹＧおよびＥＧの輝度を低減して、ホワイトバランス（白の色度）を改善することができる。

また、保持容量１７２と配向突起２３０との上記関係によれば、光漏れが生じやすい配向突起２３０の外縁近傍領域が保持容量１７２によって遮光される。このため、光漏れ防止によって、ＹＧおよびＥＧの画素８３については上記画素８１と同様のコントラスト比が得られ、ＲおよびＢの画素８２については上記画素８０よりもコントラスト比が改善する。

また、保持容量１７２は、配向突起２３０の全体と重なり、一部において配向突起２３０に沿った輪郭を有している。このため、保持容量１７０，１７２が同じ容量の場合、保持容量１７２のうちで配向突起２３０に重なっていない部分の面積を上記保持容量１７０における同様部分の面積よりも小さくすることが可能である。したがって、保持容量１７２による遮光面積を上記保持容量１７０による遮光面積よりも小さくすることができ、その結果、液晶パネル全体の輝度を増大させることができる。

ここで、保持容量１７２の形成領域は配向突起２３０の形成領域を含みつつ種々に設定することが可能であり、その場合には、コントラスト比の改善を確保しつつ、画素開口面積を、換言すればホワイトバランスを細かく調整することができる。例えば、ＲおよびＢの画素８２では輝度を増大させるために保持容量１７２を上記のように配向突起２３０に沿って形成する一方で、ＹＧおよびＥＧの画素８３では画素開口面積を低減するために配向突起２３０の形成領域を含みつつ画素８２の保持容量１７２よりも広く保持容量１７２を形成してもよい。

このように、液晶パネル６１によれば、従来の液晶パネル５６０と比較して、ホワイトバランスとともに更にコントラスト比が改善された高い表示品位を得ることができる。

また、保持容量１７２は、従来の液晶パネル５６０と比較した場合、保持容量１７２用の露光マスクすなわち半導体層１２４用および保持容量配線１４２用の露光マスクをパターン変更するという簡単な手法によって実現可能である。

図９に実施の形態３に係る液晶パネル６２を説明する平面図（レイアウト図）を示す。なお、図９には液晶パネル６２についてフルカラー表示のための１単位分の画素を図示している。液晶パネル６２の画素はその構成から上記画素８２と画素８４とに分類され、ＲおよびＢの画素は画素８２によって構成され、ＹＧおよびＥＧの画素は画素８４によって構成されている。

画素８４は、上記図８も参照すれば分かるように、画素８３に遮光膜２４２を追加した構成を有する。画素８４によれば、画素８３と同様の効果が得られ、さらに次の効果も奏する。すなわち、基板１００，２００に貼り合わせ位置のずれが生じて保持容量１７２内に配向突起２３０の全体が収まらない場合であっても、遮光膜２４２によってコントラスト比を改善可能である。逆に、遮光膜２４２と配向突起２３０とで形成位置にずれが生じた場合であっても、保持容量１７２によってコントラスト比を改善可能である。つまり、画素８４によれば、より安定的にコントラスト比を改善することができる。

図１０に実施の形態４に係る液晶パネル６３を説明する平面図（レイアウト図）を示す。なお、図１０には液晶パネル６３についてフルカラー表示のための１単位分の画素を図示している。液晶パネル６３の画素はその構成から上記画素８２と画素８５とに分類され、ＲおよびＢの画素は画素８２によって構成され、ＹＧおよびＥＧの画素は画素８５によって構成されている。

画素８５では、遮光膜２４０の開口部が、画素８４（図９参照）および画素８２に対する開口部よりも狭い。このため、画素８５では、遮光膜２４０によって画素電極１３８の一部が遮光される。画素８５のその他の構成は画素８４と同じである。なお、図１０には、画素８５の上記開口部が、配向突起２３０，２３２の配列方向に交差した方向（図面において左右方向）において、画素８２の上記開口部よりも狭い場合を例示している。

液晶パネル６３によれば、遮光膜２４２，２４４および保持容量１７２に加えて遮光膜２４０を含んで構成される遮光手段によって、画素８５の画素電極１３８が部分的に遮光される。このため、液晶パネル６２と同様の効果を奏するとともに、遮光膜２４０の利用によって、上記画素８４等と比較して、ＹＧおよびＥＧの輝度の調整範囲、換言すればホワイトバランスの調整範囲を拡大することができる。

また、遮光膜２４０を平面視上、画素電極１３８の縁部（エッジ部）に重ねることによって、光漏れが生じやすい画素電極１３８の縁部を遮光することができる。これにより、コントラスト比を改善することができる。なお、画素８５についての上記遮光膜２４０は、画素８１，８３に適用することも可能である。

図１１に実施の形態５に係る液晶パネル６４を説明する平面図（レイアウト図）を示す。なお、図１１には液晶パネル６４についてフルカラー表示のための１単位分の画素を図示している。液晶パネル６４の画素はその構成から上記画素８２と画素８６とに分類され、ＲおよびＢの画素は上記の画素８２によって構成され、ＹＧおよびＥＧの画素は画素８６によって構成されている。

画素８６では、遮光膜２４０の開口部の縁部が、画素電極１３８の縁部に重なっており画素電極１３８の縁部に沿っている（外形に沿っている）。このため、画素８６では、遮光膜２４０によって画素電極１３８の一部（縁部の全体）が遮光される。画素８６のその他の構成は画素８５，８４と同じである。したがって、液晶パネル６４によれば、液晶パネル６３と同様の効果が得られるとともに、画素電極１３８の遮光される縁部の面積が画素８５よりも広いのでコントラスト比をいっそう改善することができる。なお、画素８６についての上記遮光膜２４０は、画素８１，８３に適用することも可能である。

図１２に実施の形態６に係る液晶パネル６５を説明する平面図（レイアウト図）を示す。なお、図１２には液晶パネル６５についてフルカラー表示のための１単位分の画素を図示している。液晶パネル６５の画素はその構成から上記画素８２と画素８７とに分類され、ＲおよびＢの画素は画素８２によって構成され、ＹＧおよびＥＧの画素は画素８７によって構成されている。

画素８７は、画素８４（図９参照）に遮光膜２４６を追加した構成を有する。遮光膜２４６は、遮光膜２４０と同層すなわち透光性基板２２２（図４等参照）上に配置されている。遮光膜２４６は、画素電極１３８の正方形の部分１３８ｃ（図３参照）に対向して設けられ、平面視上、遮光膜２４６は上記部分１３８ｃに重なっている。このため、画素８７では、遮光膜２４６によって画素電極１３８の一部が遮光される。

液晶パネル６５によれば、遮光膜２４２，２４４および保持容量１７２に加えて遮光膜２４６を含んで構成される遮光手段によって、画素８７の画素電極１３８が部分的に遮光される。このため、液晶パネル６２と同様の効果を奏するとともに、遮光膜２４６の利用によって、上記画素８４等と比較して、ＹＧおよびＥＧの輝度の調整範囲、換言すればホワイトバランスの調整範囲を拡大することができる。

なお、図１２では、遮光膜２４６の形状および大きさが上記部分１３８ｃと同じ場合を例示しているが、これに限られるものではない。また、遮光膜２４６は、画素８１，８３，８５，８６に適用することも可能である。

図１３に実施の形態７に係る液晶パネル６６を説明する平面図（レイアウト図）を示す。液晶パネル６６の表示領域はＲを表示する画素群と、Ｇを表示する画素群と、Ｂを表示する画素群とで構成されており、この場合、Ｒ、ＧおよびＢの画素をそれぞれ１個ずつ含んで成る画素集合体がフルカラー表示の１単位を構成する。図１３には当該１単位分の画素を図示している。ここで、Ｇは、上記の青から黄までの色相範囲の系統に属する。液晶パネル６６の画素は、上記の２種類の画素８２，８３に分類され、ＲおよびＢの画素は画素８２によって構成され、Ｇの画素は画素８３によって構成されている。このため、液晶パネル６６によれば、液晶パネル６１（図８参照）と同様の効果が得られる。

Ｇの画素は画素８１，８５，８６，８７で構成することも可能である。すなわち、上記液晶パネル６０等は、フルカラー表示のための１単位が４色で構成される場合に適用可能であるだけでなく、３色で構成される場合にも適用可能であり、さらに例えば６色で上記１単位を構成する場合にも適用可能である。

なお、画素電極１３８、配向突起２３０，２３２等の形状は例示した形状に限られるものではない。また、配向制御手段として配向突起の場合を例示したが、共通電極２２８または画素電極１３８を開口したスリットを用いてもよい。また、配向制御手段の個数は上記例示に限られるものではない。また、上記では液晶パネル６０が透過型の場合を例示したが、液晶パネル６０の構造を半透過型の液晶パネルの透光部に応用することも可能である。また、画素電極１３８等の面積が各色の画素間で同じ場合を例示したが、この例示に限られるものではない。

また、画素の色相は上記の例示に限定されるものではない。以下に、４色でフルカラー表示のための１単位を構成する場合について、さらに説明する。

例えば、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）を青系統と、赤系統と、上記可視光領域から青系統および赤系統を除いた残余の系統（具体的には青から黄までの範囲）とに分類した場合、４色による上記１単位は、青系統に属する１色と、赤系統に属する１色と、上記残余の系統に属する２色とで構成可能である。ここで、例えば青系統とは純粋な青の色相に限定されるものでなく青紫や青緑等を含み、例えば赤系統とは赤に限定されるものでなく橙を含むものである。つまり、「系統」とは範囲、領域等と読み替えることが可能である。

上記各系統に属する色相は、上記カラーフィルタ２２６のような単一の着色層で構成してもよいし、色相の異なる複数の着色層を重ねて構成してもよい。上記各系統に属する色相は、彩度、明度等を適宜変更して画素の色（点灯色）を設定する。

より具体的には、青系統の画素の色相は、青紫から青緑までの範囲内、より好ましくは藍から青までの範囲内である。また、赤系統の画素の色相は、橙から赤までの範囲内である。また、上記残余の系統の一方の画素の色相は、青から緑までの範囲内、より好ましくは青緑から緑まで範囲内であり、上記残余の系統の他方の画素の色相は、緑から橙までの範囲内、より好ましくは緑から黄までの範囲内または緑から黄緑までの範囲内である。

ここで、上記４色について同じ色相を用いることはない。例えば、上記残余の系統に含まれる上記２色に緑系統の色相を用いる場合、一方の色相は緑に対して青系統寄りの色相を用い、他方の色相は緑に対して黄緑系統寄りの色相を用いる。

これにより、Ｒ、ＧおよびＢの３色による従来の画素と比較して、広範囲の色再現性を実現することができる。

上記では画素を色相の系統で述べたが、以下に、画素から出射する光の波長範囲、換言すれば波長の系統で表現する。

青系統の画素の出射光は、４１５〜５００ｎｍの波長域内、好ましくは４３５〜４８５ｎｍの波長域内にピークを有する。赤系統の画素の出射光は、６００ｎｍ以上の波長域内、好ましくは６０５ｎｍ以上の波長域内にピークを有する。上記残余の系統の一方の画素の出射光は４８５〜５３５ｎｍの波長域内、好ましくは４９５〜５２０ｎｍの波長域内にピークを有し、上記残余の系統の他方の画素の出射光は５００〜５９０ｎｍの波長域内、好ましくは５１０〜５８５ｎｍの波長域内または５３０〜５６５ｎｍの波長域内にピークを有する。

次に上記の画素の色相をｘ、ｙ色度図で表現する。青系統の画素の色相は、ｘ≦０．１５１、ｙ≦０．０５６、好ましくは０．１３４≦ｘ≦０．１５１、０．０３４≦ｙ≦０．０５６で規定される。赤系統の画素の色相は、０．６４３≦ｘ、ｙ≦０．３３３、好ましくは０．６４３≦ｘ≦０．６９０、０．２９９≦ｙ≦０．３３３で規定される。上記残余の系統の一方の画素の色相は、ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙ、好ましくは０．０９８≦ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙ≦０．７５９で規定され、上記残余の系統の他方の画素の色相は、０．２５７≦ｘ、０．６０６≦ｙ、好ましくは０．２５７≦ｘ≦０．３５７、０．６０６≦ｙ≦０．６７０で規定される。

ここで、液晶パネル６０等に対してバックライト光を照射するバックライトとして、Ｒ、ＧおよびＢの各光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、蛍光管、有機ＥＬ（Electro Luminescence）を用いることが可能である。また、上記バックライトとして、白色光源を用いることも可能である。白色光源として、例えば青色発光体とＹＡＧ蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）との組み合わせによって生成される白色を出力する光源を利用可能である。

Ｒ、ＧおよびＢの光源としては、以下のものが好ましい。すなわち、Ｂの光源は波長のピークが４３５ｎｍ〜４８５ｎｍにあるものが好ましい。Ｇの光源は波長のピークが５２０ｎｍ〜５４５ｎｍにあるものが好ましい。Ｒの光源は波長のピークが６１０ｎｍ〜６５０ｎｍにあるものが好ましい。

そして、Ｒ、ＧおよびＢ光源の波長に応じて上記着色層を適切に選定することによって、より広範囲の色再現性を得ることができる。

また、複数のピーク、例えば４５０ｎｍと５６５ｎｍとの両波長にピークを有した光源を用いてもよい。

また、上記４色の組み合わせの例として、以下のものが挙げられる。すなわち、赤、青、緑およびシアン（青緑）の組み合わせ、赤、青、緑および黄の組み合わせ、赤、青、深緑および黄の組み合わせ、赤、青、エメラルドおよび黄の組み合わせ、赤、青、深緑および黄緑の組み合わせ、赤、青緑、深緑および黄緑の組み合わせ等が挙げられる。

本発明の実施の形態１に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの画素を説明する平面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶パネルを説明する断面図である。 図３中および図４中の５−５線における断面図である。 図３中の６−６線における断面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶パネルを説明する色度図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態４に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態５に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態６に係る液晶パネルを説明する平面図である。 本発明の実施の形態７に係る液晶パネルを説明する平面図である。 従来の液晶パネルを説明する平面図である。

符号の説明

６０〜６６ 液晶パネル、８０〜８６ 画素、１３８ 画素電極、１７０，１７２ 保持容量、２３０，２３２ 配向突起、２４０，２４２，２４４，２４６ 遮光膜。

Claims (5)

1. 透光性の画素電極と液晶の配向方向を制御する配向制御手段とを画素ごとに備えた垂直配向型の液晶パネルであって、
   第１の系統に属する色相を表示する第１の画素群の前記画素を部分的に遮光する遮光手段をさらに備え、
   前記遮光手段は、平面視上、前記第１の画素群の前記配向制御手段に重ねて設けられた配向制御手段用遮光膜を含み、
   前記第１の画素群の画素開口面積は、第２の系統に属する色相を表示する第２の画素群および第３の系統に属する色相を表示する第３の画素群の前記画素開口面積よりも小さく設けられていることを特徴とする液晶パネル。
2. 請求項１に記載の液晶パネルであって、
   前記第１ないし第３の画素群の前記画素ごとに設けられ前記画素電極に平面視上重ねて設けられた遮光性の保持容量をさらに備え、
   前記遮光手段は、前記第１の画素群の前記保持容量をさらに含み、前記第１の画素群の前記画素では前記保持容量が平面視上、前記配向制御手段の少なくとも一つの形成領域を含んだ領域に設けられていることを特徴とする液晶パネル。
3. 請求項１または請求項２に記載の液晶パネルであって、
   前記配向制御手段は、配向突起またはスリットを含んで構成されていることを特徴とする液晶パネル。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の液晶パネルであって、
   前記第１の画素群は、同じ系統に属するが異なる色相を表示する２種類の画素を含んで構成されていることを特徴とする液晶パネル。
5. 請求項４に記載の液晶パネルであって、
   前記第１の画素群は、イエローグリーンを表示する画素とエメラルドグリーンを表示する画素とを含んで構成されていることを特徴とする液晶パネル。

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