JP2010266610A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】黒表示時の光漏れを抑制することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル１０と、光源２１を有するバックライトユニット２０と、液晶表示パネル１０とバックライトユニット２０との間に設けられた色補正フィルタ３０とを備えている。色補正フィルタ３０を用いずに液晶表示パネル１０を黒表示状態にしたときに、表示面に対して斜め方向に漏れる漏れ光は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有している。色補正フィルタ３０を透過して液晶表示パネル１０に対して入射する光のうち、垂直方向に入射する光は光源２１からの光と同じ色相を有し、斜め方向に入射する斜入射光は４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を変調して映像を表示する液晶表示装置に関する。

近年、テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、液晶表示装置が多く用いられている。液晶表示装置は、そのパネル基板間における液晶分子の分子配列によって様々なモード（方式）に分類される。例えば、ＴＮ（Twisted Nematic ）モード、あるいはＩＰＳ（In-Plane Switching）モードなどがある。この他に、ＯＣＢ（Optically Compensatpry Bend ）モードあるいはＶＡ（Vertically Aligned；垂直配向）モードなどもある。中でも、ＶＡモードの液晶表示装置は、高いコントラストが得られやすいことから注目されている。

このＶＡモードの液晶表示装置は、例えば、図２３に示したように、液晶表示パネル１００と光源１０１とを備えている。液晶表示パネル１００は、駆動用基板１１０とカラーフィルタ１２１を有する対向基板１２０との間に、画素電極１１１および対向電極１２２と一対の垂直配向膜１１２，１２３とを間にして、垂直配向型の液晶層１３０が封止されている。また、駆動用基板１１０および対向基板１２０の外側には、透過軸が互いに直交するように配置された一対の偏光板１０２，１０３が設けられている。この液晶表示装置では、光源１０１からの光（白色光）を、液晶表示パネル１００により変調することによって映像を表示する。

ところが、このような液晶表示装置を白表示させると、基板面（ＸＹ平面）に対して垂直方向（Ｚ軸方向）からの視点と、その垂直方向から傾いた方向（斜め方向）からの視点とでは色相が異なって視認されるという問題がある。詳細には、白表示時には、光源１０１から液晶表示パネル１００に対して垂直方向に入射し、その垂直方向に射出する光Ｌ１０１の色相は白色となる。その一方で、光源１０１から液晶表示パネル１００の斜め方向に入射し、その斜め方向と略同一方向に射出した光Ｌ１０２の色相は白色に黄色みがかった色相を呈することとなる。このように黄色みがかった色に視認されるのは、基板面に対して斜め方向に入射した光が主に液晶層１３０において色相が変換されて斜め方向に射出されるためと考えられる。

そこで、この問題を解決するために、液晶表示パネルと光源との間に、二色性色素を含有するシートを設ける技術が知られている（特許文献１参照）。二色性色素含有シートでは、略棒状の二色性色素と高分子液晶や液晶分子などの液晶性物質と紫外線硬化樹脂とを用いて、二色性色素の長軸方向が液晶表示パネルの基板面に対して所定の角度で配列（配向）するように形成されている。このような液晶表示装置では、液晶表示パネルの基板面に対して垂直方向に入射する光の色相はほとんど変換されずに、基板面に対して斜め方向に入射する光の色相が液晶層による色相変換を補償するように変換される。よって、基板面に対して垂直方向からの視点と、その垂直方向から傾いた視点との間で、視認される色相に違いが生じにくくなる。

特許第２８６１９８２号明細書

最近では、液晶表示装置の大型化に伴い広い視野角が望まれている。広視野角を実現するためには、第１に、上記したように視認角度に依存した色相変化を抑制することが重要であるが、同時に、黒表示時の光漏れを抑制することも重要になっている。斜めから見たときに白っぽく浮いた黒表示になってしまうからである。この黒表示時の光漏れも、液晶表示パネルから斜め方向にわずかに光が漏れることにより生じる。

ところが、上記した特許文献１には、黒表示時の光漏れを抑制することに関しては、開示されておらず、視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することは難しい。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することが可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、光源と、液晶層と一対の偏光板とを有し、光源からの光を変調することにより映像を表示する液晶表示パネルと、光源および液晶表示パネルの間に設けられた光学フィルタとを備えるものである。光学フィルタを用いずに液晶表示パネルを黒表示状態にしたときに、表示面に対して斜め方向に漏れる漏れ光は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有している。光学フィルタを透過して液晶表示パネルに対して入射する光のうち、垂直方向に入射する光は光源からの光と同じ色相を有し、斜め方向に入射する斜入射光は４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有している。なお、上記した「色相」とは、例えばＣＩＥ色度図で表される色度のことをいう。また、「同じ色相」とは、可視光領域において視覚的に色相が同一であることを意味し、定量的に色相が同一である場合に限られるものではない。また、ここでの「可視光領域（可視光域、可視光波長）」とは、３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ程度の波長領域のことをいう。

本発明の液晶表示装置では、光学フィルタを透過して液晶表示パネルに対して垂直方向に入射する垂直光は光源からの光と同じ色相を有するが、斜め方向に入射する斜入射光は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値（ピーク）を有する、やや青みがかった色相を有する。この斜入射光は、概して、その入射角度に応じて液晶表示パネル内で光の色相が変化し、略同一方向に射出される。
白表示の場合には、上記のような斜入射光が青みがかった色相を有しているため、液晶表示パネルを透過して射出される光が黄色を帯びることが抑制される。その結果、パネル面に対して垂直方向と斜め方向との視点における色相の差が生じにくくなる。
また、黒表示の場合には、液晶表示パネルの斜め方向の光漏れが抑制される。その理由は、以下の通りである。この液晶表示パネルでは、光学フィルタを配置せずに黒表示させたとき、表示面に対して斜め方向の漏れ光が４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ、例えば、やや赤みがかった色相あるいはやや黄色みがかった色相を有する。すなわち、この液晶表示パネルは、一種の帯域カットフィルタとして機能する。一方、光学フィルタを液晶表示パネルの入射面側に配置した場合には、液晶表示パネルへの斜入射光は、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域の光を、それ以外の光よりも多く含んでいる。このため、光学フィルタを配置して黒表示させると、斜入射光の分光スペクトルの主要部分をなす４００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の光が液晶表示パネルによって効果的にカットされ、その結果、斜め方向の光漏れが抑制されることになる。

本発明の液晶表示装置によれば、上記した液晶表示パネルと光学フィルタとを併せて備えているので、それらを組み合わせて用いなかった場合と比較して、視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の断面構成を表す模式図である。 図１に示した液晶表示装置における方位角および極角を説明するための模式図である。 図１に示した液晶表示パネルにおける黒表示時の漏れ光の分光スペクトルを説明するための模式図である。 図１に示した色補正フィルタの透過分光スペクトルを説明するための模式図である。 図１に示した色補正フィルタの一部を拡大して表した断面模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る色補正フィルタの断面構成および平面構成を表す模式図である。 図６に示した色補正フィルタの変形例の平面構成を表す模式図である。 図６に示した色補正フィルタの他の変形例の平面構成を表す模式図である。 図６に示した色補正フィルタの他の変形例の平面構成を表す模式図である。 図６に示した色補正フィルタの更に他の変形例の断面構成を表す模式図である。 図１０に示した色補正フィルタの他の変形例の平面構成を表す模式図である。 図１０に示した色補正フィルタの他の変形例の平面構成を表す模式図である。 図１０に示した色補正フィルタの他の変形例の平面構成を表す模式図である。 図１０に示した色補正フィルタの他の変形例の平面構成を表す模式図である。 実験例１−１〜１−１６の液晶表示パネルを黒表示させた際の極角方向における漏れ光の色相を表す特性図である。 実験例１−１７〜１−３２の液晶表示パネルを黒表示させた際の極角方向における漏れ光の色相を表す特性図である。 実験例１−３３〜１−４８の液晶表示パネルを黒表示させた際の極角方向における漏れ光の色相を表す特性図である。 実験例１−５，１−６，１−９，１−１０，１−２５，１−２６，１−２９，１−３０，１−４５の液晶表示パネルを黒表示させた際の透過分光スペクトルを表す特性図である。 実験例１−３８の液晶表示パネルを黒表示させた際の透過分光スペクトルを表す特性図である。 実験例２−１の色補正フィルタの透過分光スペクトルを表す特性図である。 実験例２−１の液晶表示装置を白表示させた際の極角方向に対する色相変化の関係を表す特性図である。 実験例２−１〜２−４の液晶表示装置を黒表示させた際の表示面の垂直方向に対して極角方向の輝度の相対関係を表す特性図である。 従来の液晶表示装置の構成を説明するための図である。 従来の液晶表示装置における視認角度と色相との関係を説明するための特性図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。説明する順序は以下の通りである。
１．第１の実施の形態（ＶＡモードの液晶表示装置の例）
２．第２の実施の形態（他の色補正フィルタを用いた液晶表示装置の例）
３．変形例（さらに他の色補正フィルタを用いた液晶表示装置の例）

＜１．第１の実施の形態（ＶＡモードの液晶表示装置の例）＞
［液晶表示装置の構成］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の断面構成を模式的に表し、図２は液晶表示装置における方位角および極角の方向を表している。また、図３は図１に示した液晶表示パネルにおける黒表示状態のときの漏れ光の分光スペクトル、図４は図１に示した色補正フィルタの透過分光スペクトル、図５は図１に示した色補正フィルタの一部を拡大した断面構成をそれぞれ表している。この液晶表示装置は、液晶表示パネル１０と、バックライトユニット２０と、液晶表示パネル１０およびバックライトユニット２０の間に設けられた色補正フィルタ３０とを備えている。この液晶表示装置は、例えば、図示しないゲートドライバから供給される駆動信号によって、データドライバから伝達される映像信号に基づいて画素ごとに映像表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。

（液晶表示パネル）
液晶表示パネル１０は、マトリクス状に配置された複数の画素、例えば赤（Ｒ：Red）を表示する画素、緑（Ｇ：Green）を表示する画素、青（Ｂ：Blue）を表示する画素を有している。液晶表示パネル１０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板１１と対向基板１５との間に、液晶層１４を備えている。ＴＦＴ基板１１と液晶層１４との間には、ＴＦＴ基板１１の側から順に画素ごとに形成された画素電極１２、および配向膜１３Ａを有している。対向基板１５と液晶層１４との間には、液晶層１４側から順に、配向膜１３Ｂ、対向電極１７、および画素ごとに形成されたカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを有している。ＴＦＴ基板１１の下面および対向基板１５の上面には、それぞれ偏光板１８および偏光板１９が配置されている。

なお、ここでは図２（Ａ）に示したように、液晶表示パネル１０の面内方向において、Ｘ軸方向を方位角φ＝０°または１８０°の方向とし、Ｙ軸方向を方位角φ＝９０°または２７０°の方向とする。また、図２（Ｂ）に示したように、液晶表示パネル１０の表示面から垂直方向を表すＺ軸方向を極角θ＝０°の方向とし、ＸＹ平面を極角θ＝９０°の方向とする。以下では、必要に応じて、液晶表示パネル１０のパネル面を基準とし、これらの方位角φおよび極角θを用いて各方向を説明する。

ＴＦＴ基板１１および対向基板１５は、例えばガラスなどの透明基板を含んで構成されている。ＴＦＴ基板１１を構成する透明基板には、各画素をそれぞれ駆動するゲート・ソース・ドレイン等を備えたＴＦＴスイッチング素子（図示せず）が形成されている。また、この透明基板には、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびデータ線などの各種配線（図示せず）も形成されている。

画素電極１２および対向電極１７は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明電極により構成されている。これらの電極には、図示しないスリット（切り込み部）や突起などが設けられており、これにより、液晶層１４内の液晶分子に対して、斜めに電界をかけ、各画素内で配向分割（マルチドメイン）がされるようになっている。

液晶層１４は、例えばネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶などの液晶材料により構成されていてもよい。ここでは、電極間に電圧を印加しない状態における液晶分子のダイレクタ（長軸方向）が基板面に対して垂直方向となっている垂直配向型の液晶によって構成されていることとする。この液晶層１４では、電圧を印加しない状態で黒表示モード（ノーマリーブラック）となっている。配向膜１３Ａ，１３Ｂは、ＴＦＴ基板１１と対向基板１５との間に液晶層１４を封止する際に、液晶層１４の配向状態を規制するものであり、本実施の形態では、垂直配向性を有する配向膜、例えばポリイミドなどの樹脂材料によって構成されている。

カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、対向基板１５に隣接して画素ごとに形成されている。このカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、例えば、顔料分散型カラーフィルタ等であり、それぞれ赤色、緑色および青色の波長領域の光を透過すると共に、それ以外の波長領域の光を吸収するようになっている。

偏光板１８，１９は、特定の方向に振動する偏光を透過させ、それと直交する方向に振動する偏光を吸収すると共に、透過する偏光の位相を整えるためのものである。偏光板１８はＴＦＴ基板１１側から順に位相差層１８Ａおよび偏光層１８Ｂを有し、偏光板１９は対向基板１５側から順に位相差層１９Ａおよび偏光層１９Ｂを有している。

位相差層１８Ａ，１９Ａは、例えば２軸位相差フィルムにより構成される。２軸位相差フィルムは、面内方向の一方向（Ｘ軸方向とする）の屈折率（ｎ_x ）と、面内方向でＸ軸方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の屈折率（ｎ_y ）と、その厚さ方向（Ｚ軸方向）の屈折率（ｎ_z ）とがｎ_x ＞ｎ_y ＞ｎ_z の関係を満たすものである。この場合の各位相差層１８Ａ，１９Ａの厚さ方向の位相差（リタデーション）Ｒ_thと、面内方向の位相差Ｒ₀ とは、以下の式（１）および式（２）により算出される。

Ｒ_th＝［（ｎ_x ＋ｎ_y ）／２−ｎ_z ］×ｄ…（１）
Ｒ₀ ＝（ｎ_x −ｎ_y ）×ｄ…（２）
（ｄは位相差層の厚さを表す。）

偏光層１８Ｂ，１９Ｂは、それぞれ透過軸および吸収軸を有している。偏光板１８，１９では、偏光層１８Ｂ，１９Ｂそれぞれの透過軸あるいは吸収軸が互いに直交するように配置されている。偏光層１８Ｂが偏光子、偏光層１９Ｂが検光子となっている。ここでは、偏光板１８，１９中において、それぞれの透過軸は、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向と平行するように延在しているものとする。

液晶表示パネル１０では、後述する色補正フィルタ３０を用いずに黒表示状態にさせたときに、表示面（ＸＹ平面）に対して斜め方向（極角方向）に漏れる漏れ光は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値（バレー）をもつ色相を有している。すなわち、漏れ光は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域にバレー（バレー波長Ｖ）をもつ分光スペクトルを有している。通常の液晶表示パネルでは、黒表示時における漏れ光の分光スペクトルは、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において単一のバレーを有している。すなわち、そのバレー波長Ｖにおける強度が、４５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域内の最低値となる。図３に示したように、液晶表示パネル１０単体を黒表示させた際に、漏れ光の分光スペクトルのバレー波長Ｖが４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域にあるように設定することにより、その漏れ光は例えばやや赤みがかった色相あるいはやや黄色みがかった色相を有し、一例としては概ね赤紫もしくは赤系に呈色することになる。このように設定することによって液晶表示パネル１０単体では、漏れ光の極小値（バレー波長Ｖ）が上記の波長域以外にある場合と比較して、漏れ光の光量（光漏れ量）が少なくなり、黒表示時の光漏れが抑えられる。詳細には、波長５５０ｎｍの光は最大比視感度近傍であるため、波長５５０ｎｍ近傍にバレー波長Ｖがあると漏れ光の光量が少なくなる。また、バレー波長Ｖが５５０ｎｍよりも長波長側にあると、その漏れ光は青色を呈しやすく、視認者に好まれる色相ではあるが、バレー波長Ｖが５５０ｎｍ以下にある場合と比較して、バレー波長Ｖにおける光強度が高くなり、漏れ光全体の光量が多くなる。その一方で、バレー波長Ｖが４５０ｎｍよりも短波長側にあると、漏れ光の光量も多くなり、さらに黒以外を表示した際にも視野角に依存した色相変化が生じやすくなる。なお、図３は黒表示時における液晶表示パネル１０単体の透過分光スペクトルの一例を表している。図３中では、液晶表示パネル１０の方位角φ＝４５°の方向において、極角θを０°、１５°、３０°、４５°、６０°あるいは７５°とした場合の各極角θ方向における透過分光スペクトルを表している。

中でも、液晶表示パネル１０では、色補正フィルタ３０を用いずに黒表示状態にさせたときに、表示面に対して斜め方向に漏れる漏れ光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有していることが好ましい。これにより、視感度の最も高い波長５５０ｎｍ近傍の光の漏れが効果的に抑えられるため、黒表示時の光漏れをより抑制することができる。

なお、液晶表示パネル１０単体の黒表示時における漏れ光のバレー波長Ｖは、例えば、位相差層１８Ａ，１９Ａの位相差（Ｒ₀ ，Ｒ_th）と、液晶層１４の位相差（液晶層１４の複屈折率Δｎ×液晶層１４の厚さｄ）とを調整することにより、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に設定される。

（バックライトユニット）
バックライトユニット２０は、液晶表示パネル１０に表示光となる白色光を供給するためのものであり、光源２１を有している。バックライトユニット２０としては、例えば、導光板を用いたエッジライト型や、直下型のタイプのものが用いられる。光源２１としては、例えば、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極傾向ランプ）や、ＦＦＬ（Flat Fluorescent Lamp：フラット蛍光ランプ）などが挙げられる。また、その他に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）や、ＥＬ（Electro Luminescence：電界発光）などが挙げられる。バックライトユニット２０は、この他にも、光源２１あるいは液晶表示パネル１０の側から戻ってきた光を拡散させて、再び表示光として利用する（リサイクル）ために、反射板や、光拡散シートなどを備えていてもよい。

（色補正フィルタ）
色補正フィルタ３０（光学フィルタ）では、図４に示したように、パネル面に対して垂直方向の透過光が光源２１からの光と同じ色相を有し、かつ斜め方向の透過光が４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値（ピーク波長Ｐ）をもつ色相を有している。すなわち、光源２１から色補正フィルタ３０を透過した光のうち、パネル面に対して垂直方向に透過した光は白色、斜め方向に透過した光は青色がかった色相（青系の色相）を有している。これにより、液晶表示パネル１０に対して斜め方向に入射した光が主に液晶層１４において黄色みを帯びるように色相の変化が生じても、斜め方向に入射する斜入射光が青色を帯びているため、その色相の変化分が補償されて液晶表示パネル１０から斜め方向に射出される。その結果、液晶表示パネル１０の垂直方向からの視点と、斜め方向からの視点との間で色相がほぼ同一となるように色相補正される。図４は色補正フィルタ３０の透過分光スペクトルの一例を表している。図４中では、色補正フィルタ３０の方位角φ＝４５°の方向において、極角θを０°、１５°、３０°、４５°、６０°あるいは７５°とした場合の各極角θ方向における透過分光スペクトルを表している。

色補正フィルタ３０は、透過光の極角方向の角度が大きい光ほど、青色光を多く含むように、連続的な色相変換が可能になっていることが好ましい。視認角度に依存した色相変化がより抑制されるからである。また、色補正フィルタ３０では、色補正フィルタ３０を透過して液晶表示パネル１０に対して斜め方向に入射する斜入射光が４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有するように設定されていることが好ましい。これにより、黒表示時において視感度の最も高い波長５５０ｎｍ近傍の光の漏れが効果的に抑えられるため、光漏れをより抑制することができる。

このような色補正フィルタ３０は、光源２１側にコレステリック液晶ポリマ層３１Ａ、液晶表示パネル１０側に１／４波長層３１Ｂを有している。コレステリック液晶層ポリマ層３１Ａでは、コレステリック液晶ポリマがパネル面に対して垂直方向を軸とするらせん構造を有している。このらせん構造は、右あるいは左方向のいずれか一方のらせんの向きを有し、かつ可視光波長のうちの各波長に対応したらせんのピッチｄ１〜ｄｎを有している。これにより、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａに入射する円偏光のうち、コレステリック液晶ポリマのらせんの向きと同じ方向で、かつらせんのピッチｄ１〜ｄｎと同じ波長の円偏光が反射され、らせんの向きと逆方向の円偏光が透過することになる。１／４波長層３１Ｂは、円偏光を直線偏光にするためのものであり、ここでは色補正フィルタ３０から射出される光の偏光方向は、偏光板１８の透過軸の方向と同じ方向になるように配置されている。すなわち、この色補正フィルタ３０は、反射偏光子として機能する。

ここで、図５を参照して、色補正フィルタ３０について説明する。光源２１からの光を、右方向の円偏光と左方向の円偏光とに分類すると、色補正フィルタ３０は、光源２１からの光を以下のようにして透過あるいは反射する。

光源２１から色補正フィルタ３０の面内方向（＝ＸＹ平面）に対して垂直方向に入射する光Ｌ１のうち、コレステリック液晶ポリマのらせんの向きと反対方向の円偏光Ｌ１Ａはコレステリック液晶ポリマ層３１Ａを透過し、コレステリック液晶ポリマのらせんの向きと同じ方向の円偏光Ｌ１Ｂは光源２１側に反射される。コレステリック液晶ポリマ層３１Ａを透過した光Ｌ１Ａは、１／４波長層３１Ｂを透過し、光源２１からの光と同じ色相を有する直線偏光として垂直方向に射出される（光Ｌ２）。

光源２１から色補正フィルタ３０の面内方向に対して斜め方向に入射する光Ｌ３のうち、コレステリック液晶ポリマのらせんの向きと反対方向の円偏光Ｌ３Ａは、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａを透過する。この透過した円偏光Ｌ３Ａは、１／４波長層３１Ｂに入射し、光源２１からの光と同じ色相を有する直線偏光として入射方向と略同一方向に射出される（光Ｌ４Ａ）。その一方で、光Ｌ３のうちコレステリック液晶ポリマのらせんの向きと同じ方向の円偏光Ｌ３Ｂは、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａに入射したのち、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域の光（青色光）が相対的に多く透過され、その他の波長域の光は光源２１側に反射される（光Ｌ５）。この円偏光Ｌ３Ｂに対しては、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａは、その厚さ方向に光学軸のある負の一軸性位相差層として機能する。このため、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａを透過した光Ｌ３Ｂは、楕円偏光として１／４波長層３１Ｂに入射し、入射方向と略同一方向に楕円偏光として射出される（光Ｌ４Ｂ）。この結果、色補正フィルタ３０を透過した光のうち斜め方向の光Ｌ４は、相対的に青色の光を多く含み、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有することになる。

なお、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａによって反射された光（光Ｌ１Ｂ，Ｌ５）は、バックライトユニット２０内の光源２１や、反射板および光拡散フィルタなどによってリサイクルされる。

色補正フィルタ３０では、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａの液晶表示パネル１０側に光拡散層が設けられていることが好ましい。液晶表示パネル１０に入射する光の極角方向の角度に対応して、より連続的な色相変換が可能になり、視認角度に依存した色相変化がより抑制されるからである。色補正フィルタ３０では、中でも、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａと１／４波長層３１Ｂとの間に光拡散層が設けられていることが好ましい。視認角度に依存した色相変化がより抑制されると共に、色補正フィルタ３０の反射偏光子としての機能を十分に発揮されるからである。

［液晶表示装置の製造方法］
この液晶表示装置は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、例えば、液晶表示パネル１０を作製する。始めに、ＴＦＴ基板１１の表面に、例えば、マトリクス状に画素電極１２を形成する。一方、対向基板１５の表面に、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂをパターニング形成したのち、対向電極１７を形成する。続いて、画素電極１２および対向電極１７の表面を覆うように、例えば、垂直配向剤の塗布や、垂直配向膜を印刷して焼成することにより配向膜１３Ａ，１３Ｂを、それぞれ形成する。

続いて、ＴＦＴ基板１１あるいは対向基板１５のいずれか一方の表面（配向膜１３Ａ，１３Ｂが形成されている面）に対して、セルギャップを確保するためのスペーサ、例えばプラスチックビーズ等を散布する。これと共に、ＴＦＴ基板１１あるいは対向基板１５のいずれか一方の表面に対して、例えばスクリーン印刷法によりエポキシ接着剤等を用いて、シール部を印刷する。こののち、ＴＦＴ基板１１と対向基板１５とを、配向膜１３Ａ，１３Ｂ同士が対向するように、スペーサおよびシール部を介して貼り合わせると共に、液晶材料を注入する。その後、加熱等によりシール部を硬化することにより、液晶層１４をＴＦＴ基板１１と対向基板１５との間に封止する。最後に、ＴＦＴ基板１１の下面および対向基板１５の上面のそれぞれに、位相差層１８Ａおよび偏光層１８Ｂを有する偏光板１８と位相差層１９Ａおよび偏光層１９Ｂを有する偏光板１９とを貼り合わせることにより、液晶表示パネル１０が完成する。

次に、例えば、１／４波長層３１Ｂとなる１／４波長フィルム上に、必要に応じて光拡散層を形成したのち、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａを形成することにより色補正フィルタ３０を作製する。コレステリック液晶ポリマ層３１Ａを形成する際には、コレステリック液晶ポリマとなるコレステリック液晶モノマと溶剤と必要に応じて重合開始剤などとを含む混合材料を用いる。この混合材料を１／４波長フィルムの一面側に塗布したのち、加熱あるいは紫外線照射などによりコレステリック液晶ポリマのらせん構造が所定のらせんの向きおよびピッチとなるように重合する。

最後に、上記のように作製した液晶表示パネル１０および色補正フィルタ３０と共に、光源２１を有するバックライトユニット２０を用いて、液晶表示パネル１０の偏光板１８側のバックライトユニット２０との間に、色補正フィルタ３０を配置する。この際、偏光板１８と色補正フィルタ３０の１／４波長層３１Ｂ側の面とが対向するようにする。これにより、図１に示した液晶表示装置が完成する。

この液晶表示装置では、バックライトユニット２０の光源２１からの光のうち色補正フィルタ３０を透過した光が偏光板１８へ入射したのち、偏光層１８Ｂにより特定の偏光成分のみが透過されて、液晶層１４側へ入射する。液晶層１４では、画像データに基づいて各画素電極１２と対向電極１７との間に印加される電圧によって、光が変調される。液晶層１４を透過した光は、画素ごとに、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによって、それぞれ赤、緑、青の光として取り出されたのち、偏光板１９の偏光層１９Ｂによって特定の偏光成分のみが透過されて、表示が行われる。

従来の液晶表示装置では、白表示すると、図２３に示したように、光源１０１からの光は、液晶表示パネル１００への入射角に関係なく、全て白色光として入射する。この液晶表示パネル１００に入射する光のうち垂直方向の入射光Ｌ１０１は、偏光板１０２，１０３により特定の偏光成分のみが透過されると共に液晶層１３０により変調されて、白色光として入射光Ｌ１０１と同一方向（垂直方向）に射出される。その一方で、液晶表示パネル１００に入射する光のうち斜め方向に入射する斜入射光Ｌ１０２は、偏光板１０２，１０３により特定の偏光成分のみが透過されると共に液晶層１３０により変調される。この際、斜め方向の斜入射光Ｌ１０２は、主に液晶層１３０中においてやや黄色くなるように色相が変更されるため、黄色みがかった白色光として斜入射光Ｌ１０２とほぼ同一方向に射出される。このため、白表示状態にすると、垂直方向からの視点では、表示される色相は白色として視認されるが、斜め方向からの視点では、表示される色相がやや黄色みを帯びたものとして視認される。このような視認される色相の差は、垂直方向から一対の偏光板１０２，１０３の透過軸を基準として４５°の方位（φ＝４５°，１３５°，２２５°，３１５°）に視点を傾けていくと、図２４に示したように顕著に表れる。なお、図２４は、白表示させた従来のＶＡモードの液晶表示装置において、表示面の方位角φ＝４５°の方位に向かって極角θを０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°あるいは６０°とした場合の各極角θ方向における分光スペクトルを表している。

これに対して、本実施の形態では、液晶表示パネル１０に対して斜め方向に入射する斜入射光は、色補正フィルタ３０により、その入射角度に応じて液晶層１４中における色相の変換度合いが相殺されるように、予め色相変換される。具体的には、上記したように、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａにおいて、斜め方向に射出される光が４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有するように、コレステリック液晶ポリマのらせんピッチ等が設定されている。このため、色補正フィルタ３０からの射出光の射出角度に応じて青色の光が相対的に多く透過される。その上、液晶表示パネル１０に入射する光のうち、パネル面に対する垂直方向となす角（極角θ）が大きいものほど、強く（青系が濃く）色相が変換される。これにより、液晶表示パネル１０への斜入射光が液晶層１４中において黄色みを帯びるように変化しても、その変化度合いに応じて予め斜入射光の色相が青系に変換されているため、色相の変化度合いが相殺される。よって、白表示させても斜め方向において視認される色相は概ね白色となる。なお、液晶表示パネル１０に入射する光のうち垂直方向の入射光は、色補正フィルタ３０において光源からの光と同じ色相で透過されるため、白色光として液晶表示パネル１０に入射することとなる。

また、従来の液晶表示装置において、黒表示状態にすると、液晶表示パネル１００に入射する光のうち、斜入射光の一部が、ほぼ同一方向に漏れ光として射出される。黒表示時の漏れ光もパネル面に対して垂直方向から一対の偏光板１０２，１０３の透過軸を基準として４５°の方位に視点を傾けていくと顕著に確認される。従来、漏れ光の光量を抑えるために、偏光板１０２，１０３の位相差や、液晶層１３０の位相差が調整されているが、漏れ光がなくなるまでには至っていない。このため、黒表示時の漏れ光の色相を視認者に好まれる青色の色相となるように設定されている。

これに対して本実施の形態では、色補正フィルタ３０を配置せずに液晶表示パネル１０を黒表示状態にしたときに、斜め方向に漏れる漏れ光は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ、例えば、やや赤みがかった色相あるいはやや黄色みがかった色相を有する。すなわち、液晶表示パネル１０は、黒表示状態にすると、極角方向において一種の帯域カットフィルタとして機能する。一方、色補正フィルタ３０を液晶表示パネル１０の入射側に配置した場合には、液晶表示パネル１０への斜入射光は相対的に４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域の光を、それ以外の光よりも多く含んでいる。このため、色補正フィルタ３０を配置して黒表示させると、斜入射光の分光スペクトルの主要部分をなす４００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の光が液晶表示パネル１０によって効果的にカットされ、その結果、斜め方向の光漏れが抑制されることになる。その上、この液晶表示パネル１０では、液晶表示パネル単体を黒表示状態にしたときに、斜め方向に漏れる漏れ光の極小値が上記した範囲以外にある色相を有する場合、例えば漏れ光が青色の色相を有する場合と比較して、黒表示時の光漏れ量が少なくなる。よって、この液晶表示パネル１０を色補正フィルタ３０と共に用いることにより、より黒表示時の光漏れ量が少なくなる。さらに、色補正フィルタ３０によって、黒表示時の極角方向からの視認される色相も青みがかった色相となり、視認者に好まれる色相となる。

すなわち、本実施の形態における液晶表示装置よれば、上記した構成を有する液晶表示パネル１０とバックライトユニット２０との間に、上記した構成を有する色補正フィルタ３０を設けるようにした。これにより、表示される映像の視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することができる。

また、本実施の形態では、色補正フィルタ３０がコレステリック液晶ポリマ層３１Ａおよび１／４波長層３１Ｂを有している。これにより、色補正フィルタ３０が反射偏光子として機能するため、色補正フィルタ３０を用いなかった場合と比較して、光源２１から発せられる光の利用効率を向上させることができる。

本実施の形態では、色補正フィルタ３０を用いずに液晶表示パネル１０を黒表示状態にしたときに、斜め方向に漏れる漏れ光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有し、かつ、色補正フィルタ３０を透過して液晶表示パネル１０に対して斜め方向に入射する斜入射光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有していることが好ましい。これにより、視感度の最も高い波長５５０ｎｍ近傍の光の漏れが効果的に抑えられるため、黒表示時の光漏れをより抑制することができる。

なお、上記した液晶表示装置では、偏光板１８，１９がそれぞれ２軸の位相差層１８Ａ，１９Ａを有する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、偏光板１８，１９のそれぞれが１軸の位相差層１８Ａ，１９Ａを有していてもよい。

さらに、上記した液晶表示装置では、液晶表示パネル１０とバックライトユニット２０との間に、色補正フィルタ３０をそれらとは別に設けるようにしたが、それに限られるものではない。例えば、バックライトユニット２０の白色光を射出する側に一体化するように設けて、色補正フィルタ３０と同様の構成を有する光学フィルタを備えたバックライトユニットとしてもよい。また、液晶表示パネル１０の偏光板１８の外側に設けて、色補正フィルタ３０と同様の構成を有する光学フィルタを備えた液晶表示パネルとしてもよい。いずれの場合においても、上記した実施の形態と同様の効果が得られる。

＜２．第２の実施の形態（他の色補正フィルタを用いた液晶表示装置の例）＞
図６は第２の実施の形態に係る液晶表示装置に搭載された色補正フィルタ４０を表すものであり、図６（Ａ）は図６（Ｂ）のII（Ａ）−II（Ａ）線に沿った断面構成を表し、図６（Ｂ）は液晶表示パネル１０側からみた平面構成を表している。

本実施の形態では、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａおよび１／４波長層３１Ｂを有する色補正フィルタ３０の代わりに、後述する色補正フィルタ４０を用いたことを除き、第１の実施の形態と同様の構成を有している。

（色補正フィルタ）
色補正フィルタ４０は、一対の面を有する透明な基材４１の液晶表示パネル１０側の面に離散的に設けられた複数の矩形状の島状部分（単位着色層４２）により構成された着色層４３を有している。また、色補正フィルタ４０は、基材４１の光源２１側の面に各単位着色層４２に対応するように設けられた複数の円形状の島状部分（単位反射層４４）により構成された反射層４５を有している。色補正フィルタ４０は、液晶表示パネル１０に入射する光のうちの、パネル面に対して、垂直方向に入射する光の色相を変更せずに、斜め方向に入射する光の色相を変換する。これにより、液晶表示パネル１０の垂直方向からの視点と、斜め方向からの視点との間で色相がほぼ同一となるように色相補正する。なお、「離散的」にとは、液晶表示パネル１０と対向する面全体にわたって単位着色層４２が分散して設けられている状態を意味するが、一部の単位着色層４２同士が互いにつながっていることを排除するものではない。

色補正フィルタ４０において透過あるいは反射される光源２１からの光は、図６（Ａ）に示したように、垂直方向の光と斜め方向の光とに分類することができる。垂直方向の光のうち基材４１の露出面に入射する光Ｌ１１は、基材４１を透過したのち、透過光Ｌ１２が液晶表示パネル１０に入射する。また、垂直方向の光のうち単位反射層４４に入射する光Ｌ１３は、単位反射層４４に反射あるいは反射および散乱されて光源２１側に戻る光Ｌ１４となる。その一方で、斜め方向の光のうち基材４１の露出面に入射する光Ｌ１５は、基材４１を透過したのち単位着色層４２に入射し、色相が変更された光Ｌ１６として射出される。ここで、斜め方向の光Ｌ１５のうちパネル面となす角が大きい（垂直方向となす角度が小さい）光Ｌ１５Ａは、単位着色層４２を透過する際の光路が短くなり、色相の変換度合いが相対的に小さい光Ｌ１６Ａとして射出される。また、斜め方向の光Ｌ１５のうちパネル面となす角が小さい（垂直方向となす角が大きい）光Ｌ１５Ｂは、単位着色層４２を透過する際の光路が長くなり、色相の変換度合いが相対的に大きい光Ｌ１６Ｂとして射出される。このようにして色補正フィルタ４０を透過した光Ｌ１２，Ｌ１６（Ｌ１６Ａ，Ｌ１６Ｂ）が、液晶表示パネル１０に入射する。

基材４１は、色補正フィルム４０の基板となるものであり、可視光領域において概ね透明であり、ほとんど複屈折性のない材料により構成されている。なお、ここでの概ね透明とは、可視光領域全域において光の透過率が一様であり、かつ入射した光が散乱されないことをいう。基材４１中において光が散乱してしまうと、上記したように基材４１の露出面に斜め方向に入射して単位着色層４２を通過すべき光の進路を妨げるおそれがあり、その結果、所望の色相補正作用が得られにくくなるからである。基材４１の材料としては、例えば、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ノルボルネン系の化合物を含むフィルムなどのプラスチック材料が挙げられる。中でも、基材４１は、シクロオレフィンポリマーを含んでいるのが好ましい。これにより、耐熱性が高くなるため、光源２１からの熱による歪みが生じにくくなる。よって、長時間駆動しても、所望の色相補正作用が良好に維持される。基材４１の厚さは、任意に設定可能であるが、例えば、１ｍｍ程度としてもよい。

着色層４３を構成する複数の単位着色層４２の液晶表示パネル１０側からみた形状は任意であり、図６では正方形であるが、それに限定されるものではなく、例えば、長方形であってもよいし、５角形や６角形などの多角形であってもよい。中でも、単位着色層４２の形状は、四角形であるのが好ましく、特に正方形であるのが好ましい。液晶表示パネル１０では、斜め方向に射出される傾斜光のうち偏光板１８，１９の透過軸から４５°の方位に射出される光の色相の変化度合いが大きいため、その方位に沿って正方形の頂点を配置することができ、より高い色補正作用が得られるからである。この場合、正方形の頂点は、円形状の単位反射層４４の輪郭線と接していることが好ましい。高い色補正作用が得られるからである。すなわち、この極角方向における単位着色層４２の幅と単位反射層４４の幅との差は最小になっているのが好ましい。

各単位着色層４２では、それを透過する透過光の分光スペクトルが４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域にピークを有し、相対的に青色の波長を透過する。このため、各単位着色層４２は、例えば、５５０ｎｍ超過７８０ｎｍ未満の帯域に最大吸収波長を有し、かつ可視光域における長波長側の光を強く吸収する青系の色相を有する色素により着色されていることが好ましい。最大比視感度近傍の波長５５０ｎｍの光を強く吸収する色素を用いると、十分な輝度が得られにくくなるからである。その一方で、最大吸収波長が７８０ｎｍ以上に有する色素を用いると、可視光帯域の光を効果的に吸収することが困難となるからである。中でも、最大吸収波長は、黄色やオレンジ色の光（黄色みがかった色の光）を効率よく吸収するように、５８０ｎｍ以上であるのが好ましい。これにより、白表示した場合において、パネル面に対して、垂直方向からの視点と斜め方向からの視点との間で、視認される色相の差が小さくなる。すなわち、視認角度に依存する色相変化が抑制される。

このような色素としては、例えば、染料や、顔料であってもよく、具体的には、キサンテン系、スクアリリウム系、シアニン系、オキソノール系、アゾ系、ピロメテン系あるいはポルフィリン系などの化合物などが挙げられる。これらのうちの１種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。

単位着色層４２の厚さは任意に設定可能であり、例えば２μｍ程度としてもよい。また、単位着色層４２の幅および各単位着色層４２間の距離は、単位着色層４２の着色度や、構成材料の光学特性（屈折率等）や、基材４１の光学特性（屈折率等）や、色補正フィルタ４０の実装条件などに応じて、決定することができる。

反射層４５を構成する複数の単位反射層４４は、基材４１の光源２１側の面に単位着色層４２と対向するように設けられており、光源２１側からの光のうちの単位反射層４４に入射した光を散乱反射するものである。反射層４５は、例えば、白色塗料を用いて形成されて白色反射するようにしてもよいし、金属材料を用いて形成されてミラー反射するようにしてもよい。

単位反射層４４の厚さは任意に設定可能であり、例えば、２μｍ程度としてもよい。また、単位反射層４４の幅および各単位反射層４４間の距離は、構成材料の光学特性（屈折率等）や、基材４１の光学特性（屈折率等）や、色補正フィルタ４０の実装条件などに応じて決定することができる。

色補正フィルタ４０では、有効表示領域のうち着色層４３の総面積は、着色層４３が形成されていない基材４１の露出面の面積よりも小さくなっているのが好ましい。また、有効表示領域のうち反射層４５の総面積は、反射層４５が形成されていない基材４１の露出面の面積よりも小さくなっているのが好ましい。これにより、パネル面に対して垂直方向の光量を十分に確保しやすくなり、十分な正面輝度が得られるからである。なお、ここでいう有効表示領域とは、色補正フィルタ４０における液晶表示パネル１０の実際に映像が表示される領域のことである。また、基材４１の露出面、着色層４３および反射層４５それぞれの面積とは、有効表示領域において液晶表示パネル１０の表示面を垂直方向からみた場合にそれぞれが占める面積のことである。このため、有効表示領域のうち色補正フィルタ４０の一面側における基材４１の露出面の面積が占める割合は、５０面積％以上であるのが好ましい。十分な正面輝度が確保されるからである。

また、パネル面に対して垂直方向からみた単位着色層４２の面積は、単位反射層４４の面積よりも小さくなっているのが好ましい。これにより、光源２１側から垂直方向に透過する光の色相が変更されにくくなるので、表示面に対して垂直方向の視点から視認される色相が所望のものとなる。

色補正フィルタ４０は、例えば、印刷法やマスクパターンを用いた方法により作製される。具体的には、一対の面を有する基材４１のいずれか一方の表面に所定のパターンとなるように、印刷法あるいはマスクパターンを用いた方法により、着色層４３を形成する。これと同様にして、基材４１のもう一方の面に、単位着色層４２と対向するように単位反射層４４を形成する。

また、色補正フィルタ４０では、色補正フィルタ４０を透過して液晶表示パネル１０に対して斜め方向に入射する斜入射光が４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有するように設定されていることが好ましい。すなわち、各単位着色層４２では、それを透過する透過光の分光スペクトルが４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域にピークを有していることがこのましい。これにより、黒表示時において視感度の最も高い波長５５０ｎｍ近傍の光の漏れが効果的に抑えられるため、光漏れをより抑制することができる。

本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記した構成を有する液晶表示パネル１０とバックライトユニット２０との間に、色補正フィルタ４０を設けるようにした。色補正フィルタ４０は、基材４１の液晶表示パネル１０側の面に離散的に設けられた複数の単位着色層４２によりなる着色層４３と、基材４１の光源２１側の面に各単位着色層４２に対応して設けられた複数の単位反射層４４によりなる反射層４５とを有している。色補正フィルタ４０を透過して液晶表示パネル１０に対して入射する光のうち、垂直方向に入射する垂直光は光源２１からの光と同じ色相を有し、斜め方向に入射する斜入射光は４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有する。よって、表示される映像の視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することができる。この場合においても、色補正フィルタ４０を用いずに液晶表示パネル１０を黒表示状態にしたときに、斜め方向に漏れる漏れ光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有し、かつ、色補正フィルタ４０を透過して液晶表示パネル１０に対して斜め方向に入射する斜入射光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有していることが好ましい。これにより、視感度の最も高い波長５５０ｎｍ近傍の光の漏れが効果的に抑えられ、黒表示時の光漏れをより抑制することができる。

本実施の形態の液晶表示装置のその他の作用効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本実施の形態では、液晶表示パネル１０、バックライトユニット２０および色補正フィルタ４０を備えた場合について説明したが、その他に構成要素を含んでいてもよい。例えば、色補正フィルタ４０から射出した光を散乱させて液晶表示パネル１０に入射させる散乱部材を液晶表示パネル１０と色補正フィルタ４０との間に設けるようにしてもよい。これにより、視認角度に依存する色相変化をより抑制することができる。散乱部材としては、例えば、光散乱シートなどが挙げられる。散乱部材は、光を強く散乱しない、すなわち比較的弱い散乱を生じさせるものが好ましい。強い散乱が生じると色補正フィルタ４０により、色相変換された光が液晶表示パネル１０の垂直方向に入射して、液晶表示パネル１０から垂直方向に射出される光の色相が変換されてしまうおそれがあるからである。また、このように散乱部材を新たに設けなくても、偏光板１８の光源２１側の表面をアンチグレイン処理などにより荒らすようにしても、散乱部材を設けた場合と同様の効果が得られる。

また、図６に示した色補正フィルタ４０では、単位着色層４２が矩形状、単位反射層４４が円形状を有していたが、各単位着色層４２および各単位反射層４４は、それぞれ矩形状および円形状でなくてもよい。各単位着色層４２および各単位反射層４４の形状を同じにして、円形状としてもよいし、または、矩形状としてもよい。また、図６（Ｂ）に示した色補正フィルタ４０では、基材４１の液晶表示パネル１０側および光源２１側それぞれの面に複数の単位着色層４２および複数の単位反射層４４が各々独立して島状に設けられていたが、それに限られるものではない。例えば、着色層４３および反射層４５が直線形状の単位着色層４２および単位反射層４４を組み合わせた形状となるように設けられていてもよい。例えば、図７および図８のように格子状に設けられていてもよいし、図９に示したように縞状に設けられていてもよい。このように単位着色層４２および単位反射層４４のそれぞれが直線形状であり、それらを組み合わせた形状の着色層４３および反射層４５が設けられていても、上記した色補正フィルタ３０を用いた場合と同様の効果が得られる。

図７〜図９に示した色補正フィルタ４０においても、上記変形例で説明した色補正フィルタ４０と同様に、有効表示領域のうち着色層４３の総面積は、基材４１の着色層４３が形成されていない部分の面積よりも小さくなっているのが好ましい。また、有効表示領域のうち反射層４５の総面積は、反射層４５が形成されていない部分の面積よりも小さくなっているのが好ましい。また、有効表示領域における色補正フィルタ４０の基材４１の一面側の露出面（着色層４３あるいは反射層４５が形成されていない部分）の面積が占める割合は、５０面積％以上であるのが好ましい。さらに、パネル面に対して垂直方向からみた単位着色層４２の面積は、単位反射層４４の面積よりも小さくなっているのが好ましい。いずれも上記した理由と同様の理由からである。

さらに、本実施の形態では、ＶＡモードの液晶表示装置について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＴＮモードの液晶表示装置では、通常、偏光板は、その透過軸が矩形型の表示面の各辺から４５°の方向（略対角線方向）に延在するように配置されている。このため、その透過軸から４５°の方位の斜め方向において、効率的に色補正するように単位着色層４２および単位反射層４４を配置すれば、より高い効果が得られる。具体的には、ＴＮモードの液晶表示装置に図６に示した色補正フィルタ４０を用いる場合には、偏光板の透過軸から４５°の方位に沿って正方形に形成された単位着色層４２の頂点を配置する。この場合においても、単位着色層４２の幅と単位反射層４４の幅との差が偏光板の透過軸から４５°の方位において最小になるようにすれば、より高い効果を得ることができる。

＜３．変形例（さらに他の色補正フィルタを用いた液晶表示装置の例）＞
図１０は上記した色補正フィルタ４０の変形例を表すものであり、図１１は図１０に示した色補正フィルタ４０の平面構成の一部を拡大して表したものである。なお、図１０は、図６（Ａ）に示した断面構成と対応するものである。

本変形例の色補正フィルタ４０は、各単位着色層４２が着色の濃淡分布を有することを除き、第２の実施の形態に係る色補正フィルタ４０と同様の構成を有している。

（色補正フィルタ）
各単位着色層４２は、図１０，図１１に示したように、中心部３２Ａが濃く、中心部３２Ａから周縁部３２Ｂにかけて着色が段階的に淡くなっている。これにより、単位着色層４２中の着色度合い（濃淡分布）に応じて、基材４１側から入射した光から所定波長を吸収して、色相が変更された光が射出される。単位着色層４２の中心部４２Ａから周縁部４２Ｂへの着色の濃淡分布は、図１１に示したようにほとんど無段階で変化していてもよいし、段階的に変化していてもよい。中でも、単位着色層４２は、液晶表示パネル１０から垂直に射出する垂直光の色相と、斜め方向に射出する傾斜光の色相との差を相殺する傾向の濃淡分布を有していることが好ましい。

本変形例に係る色補正フィルタ４０では、光源２１から垂直方向に入射する光Ｌ１１，Ｌ１３は上記の色補正フィルタ４０と同様に、透過光Ｌ１２あるいは光源２１側に戻る光Ｌ１４となる。その一方で、斜め方向に入射する光のうち基材４１の露出面に入射する光Ｌ１５は、基材４１を透過したのち単位着色層４２に入射し、色相が変更された光Ｌ１６として射出される。ここでは、各単位着色層４２は、図１０に示したように中心部４２Ａが濃い着色、周縁部４２Ｂが淡い着色を有している。これにより、斜め方向の光Ｌ１５のうちパネル面となす角が大きい光Ｌ１５Ａは、周縁部４２Ｂのみを透過することになり、色相の変換度合いが相対的に小さい光Ｌ１６Ａとして射出される。また、斜め方向の光Ｌ１５のうちパネル面となす角が小さい光Ｌ１５Ｂは、中心部４２Ａおよび周縁部４２Ｂの両方を透過しやすくなり、色相の変換度合いが相対的に大きい光Ｌ１６Ｂとして射出される。このようにして色補正フィルタ４０を透過した光Ｌ１２，Ｌ１６（Ｌ１６Ａ，Ｌ１６Ｂ）が、液晶表示パネル１０に入射する。

本変形例の液晶表示装置では、上記した構成を有する液晶表示パネル１０とバックライトユニット２０との間に、色補正フィルタ４０を設けるようにした。色補正フィルタ４０の着色層４３を構成する複数の単位着色層４２では、中心部４２Ａが濃く、周縁部４２Ｂが淡い濃淡分布を有する着色になっており、相対的に青色の光を多く透過し、斜め方向の入射光の色相を青系に変換する。これにより、色補正フィルタ４０では、液晶表示パネル１０に対して入射する光のうち、垂直方向に入射する垂直光は光源２１からの光と同じ色相を有し、斜め方向に入射する斜入射光は４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有する。よって、表示される映像の視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することができる。

この場合、単位着色層４２に濃淡部分を有するため、濃淡部分を持たない単位着色層４２を有する色補正フィルタ４０を用いた場合と比較して、表示される映像の視認角度に依存した色相変化をより抑制することができる。

本変形例の液晶表示装置に関する、その他の作用効果は、上記した第１および第２の実施の形態と同様である。

なお、本変形例に係る色補正フィルタ４０では、単位着色層４２が矩形状、単位反射層４４が円形状を有していたが、各単位着色層４２および各単位反射層４４は、それぞれ矩形状および円形状でなくてもよい。例えば、図１２に示したように、各単位着色層４２および各単位反射層４４の形状を同じにして、円形状としてもよい。また、図１３に示したように、各単位着色層４２および各単位反射層４４の形状を同じにして、矩形状としてもよい。さらに、図１４に示したように、各単位着色層４２および各単位反射層４４の形状をそれぞれ矩形状および円形状とすると共に、単位着色層４２を複数の着色点のドットにより形成してもよい。図１４に示した単位着色層４２では、中心部４２Ａにおいて、ドットの密度が高く、周縁部４２Ｂにかけてドットの密度が低くなっており、着色の濃淡分布は、ドット密度により表現されている。これらの図１２〜図１４に示した単位着色層４２および単位反射層４４を有する色補正フィルタ４０であっても、上記と同様の効果が得られる。また、もちろん、図７〜図９に示した色補正フィルタ４０のように、単位着色層４２および単位反射層４４のそれぞれが直線形状であり、それらを組み合わせた形状の着色層４３および反射層４５が設けられていてもよい。この場合においても、単位着色層４２では、直線形状の幅方向における中心部が濃く、幅方向の縁部分が薄く着色されている。

本発明の実施例について詳細に説明する。

（実験例１−１〜１−４８）
まず、図１に示した液晶表示装置に搭載された液晶表示パネル１０について黒表示時の視野角特性をシミュレーションした。この場合、シミュレーションソフトとしてシンテック株式会社製のＬＣＤマスターを用いた。

シミュレーションする際には、偏光板１８，１９の位相差層１８Ａ，１９Ａの面内方向の位相差Ｒ₀ と、厚さ方向の位相差Ｒ_thと、垂直配向型の液晶により構成された液晶層１４の波長５９０ｎｍにおける位相差Δｎｄとを、表１および表２に示したように設定した。このときの偏光板１８，１９の透過軸は互いに直交し、方位角φ＝０°（１８０°）および９０°（２７０°）の方向に延在していることとした。この設定に基づいて黒表示時における表示面において、垂直方向および斜め方向から視認される色相を算出した。これらの実験例１−１〜１−４８の液晶表示パネル１０についてのシミュレーション結果を図１５〜図１７に示した。なお、図１５〜図１７中の各実験例のシミュレーション結果では、円の外周方向が方位角φを表し、円の中心から外側に向かう方向が極角θ（円の中心：極角θ＝０°（垂直方向），円の外周：極角θ＝８０°）を表している。

次に、これらの実験例１−１〜１−４８の液晶表示パネル１０を作製した。具体的には、まず、ＴＦＴ基板１１の表面にマトリクス状に画素電極１２を形成すると共に、対向基板１５の表面に、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂをパターニングしたのち、対向電極１７を形成した。続いて、画素電極１２および対向電極１７の表面を覆うように、垂直配向剤の塗布することにより配向膜１３Ａ，１３Ｂを、それぞれ形成した。

続いて、ＴＦＴ基板１１の配向膜１３Ａ形成面に対して、セルギャップを確保するためのスペーサとしてプラスチックビーズを散布すると共に、ＴＦＴ基板１１の表面に対して、スクリーン印刷法によりエポキシ接着剤等を用いて、シール部を印刷する。こののち、ＴＦＴ基板１１と対向基板１５とを、配向膜１３Ａ，１３Ｂ同士が対向するように、スペーサおよびシール部を介して貼り合わせると共に、垂直配向型液晶を含む液晶材料を注入した。この際、各実験例における液晶層１４の波長５９０ｎｍにおける位相差Δｎｄを、液晶層１４の厚さを調整することにより、表１および表２に示したようにした。その後、加熱することによりシール部を硬化させ、液晶層１４をＴＦＴ基板１１と対向基板１５との間に封止した。最後に、ＴＦＴ基板１１の下面および対向基板１５の上面のそれぞれに、位相差層１８Ａおよび偏光層１８Ｂを有する偏光板１８と位相差層１９Ａおよび偏光層１９Ｂを有する偏光板１９とを貼り合わせた。この際、各実験例における位相差層１８Ａ，１９Ａの位相差（Ｒ₀ ，Ｒ_th）を、用いた偏光板１８，１９によって表１および表２に示した値とした。これにより、液晶表示パネル１０が完成した。

このように作製した実験例１−１〜１−４８の液晶表示パネル１０について、黒表示状態における透過分光スペクトルを測定し、斜め方向に漏れる漏れ光のバレー波長の範囲を調べたところ、表１および表２に示した結果が得られた。なお、実験例１−１〜１−４８を代表して、実験例１−５，１−６，１−９，１−１０，１−２５，１−２６，１−２９，１−３０，１−３８，１−４５について、黒表示時の漏れ光の分光スペクトルを図１８，図１９に示した。図１８（Ａ）は、実験例１−５，１−９，１−１０，１−２５，１−２６，１−３０，１−４５について、黒表示状態の各液晶表示パネル１０の方位角φ＝４５°，極角θ＝６０°における透過分光スペクトルを表している。また、図１８（Ｂ）は、実験例１−６について、黒表示状態の液晶表示パネル１０の方位角φ＝４５°、極角θが０°、１５°、３０°、４５°、６０°あるいは７５°における透過分光スペクトルを表している。さらに、図１９は、実験例１−３８について、黒表示状態の液晶表示パネル１０の方位角φ＝４５°、極角θが０°、１５°、３０°、４５°、６０°あるいは７５°における透過分光スペクトルを表している。

表１，表２および図１８に示したように、実験例１−１，１−５，１−６，１−９〜１−１１，１−１３〜１−１５，１−２１，１−２５，１−２６，１−２９，１−３０，１−４１，１−４５，１−４６では、黒表示状態において、斜め方向に漏れる漏れ光が４５０ｎｍ以上５５０ｎｍの波長域にバレー波長をもつことがわかった。これらの実験例１−１等では、図１５〜図１７のシミュレーション結果から、黒表示状態のときの漏れ光が赤みがかった色相や、黄色みがかった色相を有することが示唆された。一方、実験例１−２等では、表１，表２および図１５〜図１７，図１９の結果から、黒表示状態において斜め方向に漏れる漏れ光は、５５０ｎｍよりも長波長側にバレー波長をもち、紫あるいは青系の色相を有することが示唆された。この場合、黒表示時の漏れ光が４５０ｎｍ以上５５０ｎｍの波長域にバレー波長をもつ実験例１−１等において、５５０ｎｍよりも長波長側にバレー波長をもつ実験例１−２等よりも、漏れ光の光量は、少なくなる傾向がみられた。このことから、液晶表示パネル１０では、黒表示状態において、斜め方向に漏れる漏れ光が４５０ｎｍ以上５５０ｎｍの波長域に極小値をもつ色相を有することにより、光漏れを低く抑えられることが確認された。

（実験例２−１）
図１に示した液晶表示装置を作製した。

まず、１／４波長層３１Ｂとなる１／４波長フィルム上に、光拡散層を形成したのち、コレステリック液晶ポリマ層３１Ａを形成することにより色補正フィルタ３０を作製した。ここで、この色補正フィルタ３０についてコレステリック液晶ポリマ層３１Ａ側から白色光を照射し、１／４波長層３１Ｂ側から射出した透過光の分光スペクトルを測定したところ、図２０に示した結果が得られた。なお、図２０では、色補正フィルタ３０における極角θ＝０°、１５°、３０°、４５°、６０°あるいは７５°の方向の透過分光スペクトルを表している。図２０の結果から、色補正フィルタ３０では、垂直方向（θ＝０°）に透過した光が白色光と同じ色相を有し、斜め方向（例えば、θ＝１５°〜７５°）に透過した光が、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に透過率のピーク波長を有することがわかった。さらに、斜め方向に透過した光は、青色の色相を呈し、極角θの角度が大きくなるほど濃い青色になっていることがわかった。

次に、図２０に示した色相変換特性を有する色補正フィルタ３０を、液晶表示パネル１０およびバックライトユニット２０との間に、１／４波長層３１Ｂ側の面が液晶表示パネル１０側になるよう配置した。この際、液晶表示パネル１０として、実験例１−６の液晶表示パネル１０を用いた。これにより、図１に示した液晶表示装置が完成した。

（実験例２−２）
色補正フィルタ３０を用いなかったことを除き、実験例２−１と同様の手順を経た。

（実験例２−３）
液晶表示パネル１０として、実験例１−６の液晶表示パネル１０に代えて、実験例１−３８の液晶表示パネル１０を用いたことを除き、実験例２−１と同様の手順を経た。

（実験例２−４）
色補正フィルタ３０を用いなかったことを除き、実験例２−３と同様の手順を経た。

これらの実験例２−１〜２−４の液晶表示装置のうち、実験例２−１の液晶表示装置について、白表示させた際（白表示時）の色相の角度依存性を調べたところ、図２１に示した結果が得られた。また、実験例２−１〜２−４の液晶表示装置について、黒表示させた際（黒表示時）の光漏れの角度依存性を調べたところ、図２２に示した結果が得られた。さらに、実験例２−１，２−２の液晶表示装置について正面輝度を測定し、実験例２−２に対する実験例２−１の輝度の上昇率を求めた。

白表示時の色相の角度依存性を調べる際には、表示面に対して垂直方向（極角θ＝０°）の分光スペクトルと、方位角φ＝４５°において極角θ＝３０°（図２１（Ａ）では図示せず）あるいはθ＝６０°における分光スペクトルを測定した。図２１（Ａ）は色補正フィルタ３０単体の透過分光スペクトルと液晶表示パネル１０単体の透過分光スペクトルとを表し、図２１（Ｂ）は液晶表示装置の表示面における分光スペクトルを表している。

黒表示時の光漏れの角度依存性を調べる際には、表示面に対して垂直方向（極角θ＝０°）の光漏れ量（正面輝度）と、方位角φ＝４５°において極角θ＝１５°、３０°、４５°、６０°あるいは７５°における光漏れ量（斜め方向輝度）とを測定した。これらの光漏れ量から、光漏れ変化量ΔＹ（ｃｄ／ｍ² ）＝（斜め方向輝度−正面輝度）を算出した。

図２１に示したように、液晶表示パネル１０とバックライトユニット２０との間に色補正フィルタ３０を設けた実験例２−１では、白表示時において、極角θ＝０°，３０°，６０°において、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲でほぼ一定した透過率となった。すなわち、図１に示した液晶表示装置では、色補正フィルタ３０を用いることにより、白表示時において視認角度に依存した色相変化を抑制できることが確認された。

また、図２２に示したように、実験例１−６の液晶表示パネル１０と色補正フィルタ３０とを組み合わせて用いた実験例２−１では、それらを組み合わせなかった実験例２−２〜２−４よりも、黒表示時における各極角方向の光漏れ変化量ΔＹが低くなった。すなわち、図２２に示した結果は、以下のことを表している。液晶表示パネル１０単体の黒表示状態における斜め方向の漏れ光の分光スペクトルが４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域にバレー波長を有する。これにより、その漏れ光の分光スペクトルが、５５０ｎｍよりも長波長側にバレー波長を有する場合よりも、黒表示時の光漏れ量が低くなる。この場合、色補正フィルタ３０を用いると、黒表示時の漏れ光のバレー波長の位置に依存することなく、光漏れ量は低くなる。ところが、漏れ光のバレー波長が４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域にある液晶表示パネル１０を用いることによって、特に、黒表示時の光漏れ量が低くなる。

さらに、実験例２−１では、実験例２−２よりも輝度が約３０％高くなった。この結果は、色補正フィルタ３０が反射偏光子として機能していることを表している。

これらのことから、ＶＡモードの液晶表示装置では、以下のことが確認された。黒表示時の漏れ光が４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有する液晶表示パネル１０と、斜め方向に射出する斜め光が４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有する色補正フィルタ３０とを併せて用いる。これにより、視認角度に依存した色相変化を抑制すると共に、黒表示時の光漏れを抑制し、広視野角を実現することができる。この場合、特に、反射偏光子として機能する色補正フィルタ３０を用いることにより、光源２１からの光のリサイクルによって光利用効率を向上させることができる。

以上、実施の形態、変形例および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した色補正フィルタに代えて、他のフィルタを用いてもよい。他のフィルタとしては、略棒状の二色性色素と高分子液晶や液晶分子などの液晶性物質と紫外線硬化樹脂とを用いて、二色性色素の長軸方向が液晶表示パネルの基板面に対して所定の角度で配列（配向）するように形成されたものが挙げられる。

また、上記実施の形態等では、液晶層として垂直配向型の液晶を用いたＶＡモードの液晶表示装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、他のモード、例えばＴＮモード、ＩＰＳモードあるいはＯＣＢモードについても適用可能である。この場合においても、本発明の効果は得られる。

また、上記実施の形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のカラーフィルタを設け、各画素をそれぞれのカラーフィルタ層に割り当てたフルカラー表示の液晶表示装置の構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カラーフィルタが設けられていない構成、例えばモノクロ表示の液晶表示装置にも適用可能である。この場合においても、本発明の効果は得られる。

１０…液晶表示パネル、１１…ＴＦＴ基板、１２…画素電極、１３Ａ，１３Ｂ…配向膜、１４…液晶層、１５…対向基板、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…カラーフィルタ、１７…対向電極、１８，１９…偏光板、１８Ａ，１９Ａ…位相差層、１８Ｂ，１９Ｂ…偏光層、２０…バックライトユニット、２１…光源、３０，４０…色補正フィルタ、３１Ａ…コレステリック液晶ポリマ層、３１Ｂ…１／４波長層、４１…基材、４２…単位着色層、４２Ａ…中心部、４２Ｂ…周縁部、４３…着色層、４４…単位反射層、４５…反射層。

Claims (7)

1. 光源と、
   液晶層と一対の偏光板とを有し、前記光源からの光を変調することにより映像を表示する液晶表示パネルと、
   前記光源および液晶表示パネルの間に設けられた光学フィルタと
   を備え、
   前記光学フィルタを用いずに前記液晶表示パネルを黒表示状態にしたときに、表示面に対して斜め方向に漏れる漏れ光は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有し、
   前記光学フィルタを透過して前記液晶表示パネルに対して入射する光のうち、垂直方向に入射する垂直光は光源からの光と同じ色相を有し、斜め方向に入射する斜入射光は４００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有する
   液晶表示装置。
2. 前記光学フィルタは、コレステリック液晶ポリマ層を有する
   請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記光学フィルタは、前記コレステリック液晶ポリマ層の前記液晶表示パネル側に、１／４波長層をさらに有する
   請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記光学フィルタは、前記コレステリック液晶ポリマ層よりも前記液晶表示パネル側に光拡散層を有する
   請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記漏れ光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域に極小値をもつ色相を有し、
   前記斜入射光は、４７５ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長域に極大値をもつ色相を有する 請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記一対の偏光板は、前記液晶層の両側に、各透過軸が互いに直交するように配置されている
   請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶層の液晶分子は、黒表示状態において表示面に対して垂直方向に配向している
   請求項１記載の液晶表示装置。

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