JP2009276620A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示パネルを透過する光が回折することによる、コントラスト特性の劣化を抑制する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】液晶表示パネルＤＰと、液晶表示パネルＤＰを照明する照明手段ＢＬとを備えた液晶表示装置であって、液晶表示パネルＤＰは、照明手段ＢＬと対向するように配置された第１電極基板ＰＬ１と、第１電極基板ＰＬ１と対向するように配置された第２電極基板ＰＬ２と、第１電極基板ＰＬ１と第２電極基板ＰＬ２との間に挟持された液晶層ＬＱと、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰと、を備え、第１電極基板ＰＬ１は、透明絶縁基板ＧＬ１と、透明絶縁基板ＧＬ１の照明手段ＢＬと対向する側に取り付けられた補償フィルムＦＬＭを備える液晶表示装置。
【選択図】 図２

Description

この発明は、液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、第１電極基板と、第１電極基板に対向して配置された第２電極基板と、これら電極基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明する照明手段として、例えばバックライトを備えている。アクティブマトリクス型の液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された表示画素からなる表示部を有している。

第１電極基板は、表示画素のそれぞれに配置された画素電極を有し、第２電極基板は複数の画素電極に対向するように配置された対向電極を有している。画素電極と対向電極との間に印加される電位によって液晶層に含まれる液晶分子の配向状態が制御され、液晶配向状態によって、バックライトから出射された光が液晶層を透過する透過率が制御される。

近年、液晶表示装置はテレビ受像機や携帯型ゲーム機等の様々な電子機器に用いられ、その高速応答、広視野角化が望まれている。液晶表示装置の広視野角化のための補償手段として、例えば補償フィルムを有する液晶表示装置が提案されている。

従来、ディスコティック構造単位を有する化合物からなる負の複屈折を有する層であり、さらに該ディスコティック構造単位の円盤面が、透明支持体面に対して傾いており、且つ該ディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方層の深さ方向において変化している光学異方層を有する補償フィルムを、液晶表示パネルの両側に対称に配置した液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平８−５０２０６号公報

しかし、液晶表示パネルの高コントラスト化および高精細化が進むにつれて、表示画素間に配置される配線等の間隔が狭くなり、この配線等の間を透過した光が回折することがあった。さらに、上記のように液晶表示パネルの両側に補償フィルムを配置すると、補償フィルムに回折した光が入射され、表示画像のコントラスト特性に影響を与える場合があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、液晶表示パネルを透過する光の回折に起因する、コントラスト特性の劣化を抑制する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の態様による液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段とを備えた液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは、前記照明手段と対向するように配置された第１電極基板と、前記第１電極基板と対向するように配置された第２電極基板と、前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された表示画素からなる表示部と、を備え、前記第１電極基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の前記照明手段と対向する側に配置された補償手段とを備える。

この発明によれば、液晶表示パネルを透過する光の回折に起因する、コントラスト特性の劣化を抑制する液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１および図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置はＯＣＢモードの液晶表示パネルＤＰ、この液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬを備える。

液晶表示パネルＤＰは一対の基板、すなわち、第１電極基板ＰＬ１および第２電極基板ＰＬ２と、第１電極基板ＰＬ１および第２電極基板ＰＬ２間に挟持された液晶層ＬＱと、を有している。液晶層ＬＱは、例えば、ノーマリホワイトの表示動作のために、予めスプレイ配向からベンド配向に転移されるＯＣＢモード液晶を液晶材料として含む。本実施形態では、液晶のベンド配向からスプレイ配向への逆転移は、黒表示に対応した駆動電圧を液晶層ＬＱに周期的に印加することにより阻止される。

液晶表示パネルＤＰは、図１に示すように、略マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰを有している。第１電極基板ＰＬ１は、図２に示すように、例えばガラス等の透明絶縁基板ＧＬ１を有している。この透明絶縁基板ＧＬ１上には、各表示画素ＰＸに対応してマトリクス状に複数の画素電極ＰＥが配置されている。

図１および図２に示すように、第１電極基板ＰＬ１は、透明絶縁基板ＧＬ１上に表示画素ＰＸの周囲の領域において、表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された走査線ＹＬと、表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された信号線ＸＬと、これら配線ＹＬ、ＸＬ上に配置された第１遮光層ＢＭ１とを有している。第１遮光層ＢＭ１は、例えば、黒色に着色された着色樹脂によって形成されている。

走査線ＹＬは、表示部ＤＹＰの周囲に配置された走査線駆動回路ＹＤに接続されている。信号線ＸＬは、表示部ＤＹＰの周囲に配置された信号線駆動回路ＸＤに接続されている。それぞれの表示画素ＰＸにおいて、走査線ＹＬと信号線ＸＬとの交差部近傍には画素スイッチＳＷが配置されている。

さらに第１電極基板ＰＬ１は、透明絶縁基板ＧＬ１の液晶層ＬＱと反対側の面に取り付けられた補償手段としての補償フィルムＦＬＭを有している。本実施形態に係る液晶表示装置では、補償フィルムＦＬＭは、液晶の配向方向に対してリタデーションの傾斜を有し、例えば、屈折率異方性が負の一軸性化合物、例えばディスコティック液晶化合物、をハイブリッド配向させた光学異方性層（図示せず）を含んでいる。

さらに、第１電極基板ＰＬ１は、補償フィルムＦＬＭの液晶層ＬＱと反対側の面に取り付けられた偏光板Ｐｏｌ１を有している。

第２電極基板ＰＬ２は、例えば、ガラス等の透明絶縁基板ＧＬ２上に配置された赤、緑、青の着色層からなる着色層ＣＦ、これら着色層ＣＦの間において第１遮光層ＢＭ１と対向するように配置された第２遮光層ＢＭ２、および、複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される対向電極ＣＥ等を有している。第２遮光層ＢＭ２は、表示画素ＰＸの周囲の領域において液晶表示パネルＤＰを透過する光を遮るように、透明絶縁基板ＧＬ２上に配置されている。

さらに第２電極基板ＰＬ２は、透明絶縁基板の液晶層ＬＱと反対側の面に取り付けられた偏光板Ｐｏｌ２を有している。偏光板Ｐｏｌ１と偏光板Ｐｏｌ２とは、その偏光軸が互いに略直交するように配置されている。

各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなるとともに、互いに略平行な方向にラビング処理される配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層ＬＱの一部である画素領域と共に表示画素ＰＸを構成する。

本実施形態に係る液晶表示装置では、第１電極基板ＰＬ１がアレイ基板であって、第２電極基板ＰＬ２が対向基板である。

バックライトＢＬは、液晶表示パネルＤＰの第１電極基板ＰＬ１側に配置され、バックライトＢＬの光出射面Ｓ１は第１電極基板ＰＬ１と対向している。バックライトＢＬから液晶表示パネルＤＰを照明するように出射された光のうち、第１電極基板ＰＬ１、液晶層ＬＱ、および第２電極基板ＰＬ２の順に液晶表示パネルＤＰを透過した光が、第２電極基板ＰＬ２側から視認される。

ここで、本実施形態に係る液晶表示装置では、液晶表示パネルＤＰの第１電極基板ＰＬ１にのみ補償フィルムＦＬＭが取り付けられているため、液晶表示パネルＤＰの配線ＹＬ、ＸＬ間および遮光層ＢＭ１、ＢＭ２間を通過する光の回折に起因するコントラストの低下を抑制することができる。

すなわち、バックライトＢＬの光出射面Ｓ１から、液晶表示パネルＤＰに向けて出射された光は、まず第１電極基板ＰＬ１に入射する。第１電極基板ＰＬ１に入射した光は、偏光板Ｐｏｌ１に入射され、偏光板Ｐｏｌ１の偏光軸と略平行な平面方向に振動する光が補償フィルムＦＬＭに入射される。

補償フィルムＦＬＭに入射された光は、例えばハイブリッド配向状態とされたディスコティク液晶により、所定の位相差を補償されて出力される。補償フィルムＦＬＭを透過した光は、透明絶縁基板ＧＬ１を透過し、透明絶縁基板ＧＬ１上に配置された走査線ＹＬ、信号線ＸＬおよび第１遮光層ＢＭ１間を透過して液晶層ＬＱに入射する。液晶層ＬＱに入射した光は、液晶分子の配向状態によって、その透過率を制御される。

液晶層ＬＱを透過した光は、第２電極基板ＰＬ２に入射する。第２電極基板ＰＬ２に入射した光は、第２電極基板ＰＬ２の着色層ＣＦおよび偏光板Ｐｏｌ２を透過し、第２電極基板ＰＬ２側から視認される。

このとき、特に、高精細の液晶表示装置である場合、透明絶縁基板ＧＬ１上に配置された走査線ＹＬや信号線等ＸＬ等の配線や、第１遮光層ＢＭ１および第２遮光層ＢＭ２が配置される間隔が狭くなり、第１電極基板ＰＬ１および第２電極基板ＰＬ２を透過する光が回折することがある。

本実施形態に係る液晶表示装置では、補償フィルムＦＬＭが第１電極基板ＰＬ１側にのみ配置され、第２電極基板ＰＬ２側に配置されていない。そのため、バックライトＢＬから出射された光が、第１電極基板ＰＬ１と第２電極基板ＰＬ２とを透過する際に回折することによって、コントラストが低下することを抑制することができる。

つまり、第１電極基板ＰＬ１側と第２電極基板ＰＬ２側との両方に補償フィルムが配置されると、走査線ＹＬや信号線ＸＬ等の配線、第１遮光層ＢＭ１、および、第２遮光層ＢＭ２の間を透過する際に回折した光が、第２電極基板ＰＬ２の補償フィルムの面方向に対して斜めに入射され、表示画像のコントラストが低下することがあった。

しかし、本実施形態に係る液晶表示装置では、第１電極基板ＰＬ１側のみに補償フィルムＦＬＭが配置されているため、第１電極基板ＰＬ１と第２電極基板ＰＬ２とを透過した光が回折した場合であっても、その回折した光がさらに補償フィルムに入射されることがなく、表示画像のコントラストの低下を抑制することができる。

したがって、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示パネルから出射される光が回折することによるコントラスト特性の劣化を抑制する液晶表示装置を提供することができる。

なお、本実施形態に係る液晶表示装置では、第１電極基板ＰＬ１側にのみ補償フィルムＦＬＭを配置しているため、この補償フィルムＦＬＭのリタデーションは、第１電極基板ＰＬ１側と第２電極基板ＰＬ２側との両方に配置される各補償フィルムのリタデーションの２倍となるように設定されている。

次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様に、液晶表示パネルＤＰと液晶表示パネルＤＰを照明する照明手段としてのバックライトＢＬとを有している。

液晶表示パネルＤＰは、一対の基板、すなわち、第１電極基板ＰＬ１および第２電極基板ＰＬ２と、第１電極基板ＰＬ１および第２電極基板ＰＬ２間に挟持された液晶層ＬＱと、を有している。本実施形態に係る液晶表示装置では、第２電極基板ＰＬ２が走査線ＹＬおよび信号線ＸＬ等の配線を有している。

すなわち、第１電極基板ＰＬ１は、例えば、ガラス等の透明絶縁基板ＧＬ１上に配置された赤、緑、青の着色層からなる着色層ＣＦ、および、第２電極基板ＰＬ２に対向してカラーフィルタ上に配置される対向電極ＣＥ等を有している。さらに第１電極基板ＰＬ１は、透明絶縁基板ＧＬ１の液晶層ＬＱと反対側の面に取り付けられた補償フィルムＦＬＭと、補償フィルムの液晶層ＬＱと反対側の面に取り付けられた偏光板Ｐｏｌ１を有している。

第２電極基板ＰＬ２は、例えばガラス等の透明絶縁基板ＧＬ２を有している。この透明絶縁基板ＧＬ２上には、各表示画素ＰＸに対応してマトリクス状に複数の画素電極ＰＥが配置されている。

第２電極基板ＰＬ２は、透明絶縁基板ＧＬ２上に表示画素ＰＸの周囲の領域において、表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された走査線ＹＬと、表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された信号線ＸＬと、これら配線ＹＬ、ＸＬ上に配置された遮光層ＢＭ２とを有している。すなわち、遮光層ＢＭ２は、第１電極基板ＰＬ１の着色層ＣＦ間の領域と対向するように配置されている。遮光層ＢＭ２は、例えば、黒色に着色された着色樹脂によって形成されている。

走査線ＹＬは、表示部ＤＹＰの周囲に配置された走査線駆動回路ＹＤに接続されている。信号線ＸＬは、表示部ＤＹＰの周囲に配置された信号線駆動回路ＸＤに接続されている。それぞれの表示画素ＰＸにおいて、走査線ＹＬと信号線ＸＬとの交差部近傍には画素スイッチＳＷが配置されている。

第２電極基板ＰＬ２は、透明絶縁基板ＧＬ２の液晶層ＬＱと反対側の面に取り付けられた偏光板Ｐｏｌ２をさらに有している。偏光板Ｐｏｌ１と偏光板Ｐｏｌ２とは、その偏光軸が互いに直交するように配置されている。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置では、第１電極基板ＰＬ１が対向基板であって、第２電極基板ＰＬ２がアレイ基板である。

バックライトＢＬは、その光出射面Ｓ１が液晶表示パネルＤＰの第１電極基板ＰＬ１側と対向するように配置されている。従って、バックライトＢＬから液晶表示パネルＤＰを照明するように出射された光のうち、第１電極基板ＰＬ１、液晶層ＬＱ、および第２電極基板ＰＬ２を透過した光が、第２電極基板ＰＬ２側から視認される。

ここで、本実施形態に係る液晶表示装置では、第１電極基板ＰＬ１に着色層ＣＦが配置され、この着色層ＣＦ間には遮光層が配置されていない。したがって、バックライトＢＬから出射された光が第１電極基板ＰＬ１を透過する際に、遮光層の間を透過して回折することがない。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置では、第１電極基板ＰＬ１側のみに補償フィルムＦＬＭが配置されているとともに、第２電極基板ＰＬ２にのみ遮光層ＢＭ２が配置されているため、第１実施形態に係る液晶表示装置と比較して、第１電極基板ＰＬ１および第２電極基板ＰＬ２を透過する光が回折することを抑制することができる。その結果、第１実施形態に係る液晶表示装置よりも、さらに表示画像のコントラスト特性を改善することができる。

したがって、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置よりもさらに表示画像のコントラスト特性を改善し、液晶表示パネルを透過する光が回折することによるコントラスト特性の劣化を抑制する液晶表示装置を提供することができる。

なお、上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置では第１電極基板ＰＬ１に遮光層が配置されないため、第１電極基板ＰＬ１の表示画素ＰＸの周囲においてもバックライトＢＬから出射された光が透過する。しかし、第２電極基板ＰＬ２の液晶層ＬＱ側には、表示画素ＰＸの周囲に第２遮光層ＢＭ２が配置されているため、第１電極基板ＰＬ１を透過した光が第２電極基板ＰＬ２を透過する際に、表示画素ＰＸの周囲で光が遮られることとなり、光漏れ等により表示品位が劣化することはない。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの一構成例を説明するための図。 本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を説明するための図。 本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を説明するための図。

符号の説明

ＰＸ…表示画素、ＤＹＰ…表示部、ＤＰ…液晶表示パネル、ＢＬ…バックライト（照明手段）、ＬＱ…液晶層、ＦＬＭ…補償フィルム、ＰＬ１…第１電極基板、ＰＬ２…第２電極基板

Claims (4)

1. 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段とを備えた液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルは、前記照明手段と対向するように配置された第１電極基板と、
   前記第１電極基板と対向するように配置された第２電極基板と、
   前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持された液晶層と、
   マトリクス状に配置された表示画素からなる表示部と、を備え、
   前記第１電極基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の前記照明手段と対向する側に配置された補償手段とを備える液晶表示装置。
2. 前記第１電極基板は、前記表示画素の周囲の領域において、前記表示画素の配列する行および列に沿って配置された配線と、第１遮光層とを備え、
   前記第２電極基板は、前記表示画素の周囲の領域において、前記第１遮光層と対向するように配置された第２遮光層を備える請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第２電極基板は、前記表示画素の周囲の領域において、前記表示画素の配列する行および列に沿って配置された配線と、前記第１電極基板と対向するように配置された遮光層とを備える請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶層は、ＯＣＢモード液晶を含む請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。

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