JP2018097155A - 液晶表示装置 - Google Patents

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liquid crystal
crystal cell
crystal display
display device
pixel electrode
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小野 記久雄
Kikuo Ono
記久雄 小野
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Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
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Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
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Abstract

【課題】透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置LCDは、横電界方式の第1液晶セルOC1と、横電界方式の第2液晶セルOC2と、第1液晶セルOC1を挟むように配置された第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2と、第2液晶セルOC2を挟むように配置された第3偏光板POL3及び第4偏光板POL4とを備え、所定の方向から見たときの第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子の回転と第2液晶層LC2の液晶分子の回転とによって相殺補償するように構成されている。【選択図】図3

Description

本開示は、液晶表示装置に関し、特に横電界方式の液晶表示装置に関する。
従来より、横電界方式の液晶表示装置が知られている。横電界方式の液晶表示装置としては、例えば、IPS(In−Plane Switching)方式及びFFS(Fringe Field Switching)方式がある。
IPS方式の液晶表示装置では、各画素において、櫛歯状又はスリットが形成された画素電極と、櫛歯状又はスリットが形成された共通電極(コモン電極)とが互い違いに配置された構造となっている。一方、FFS方式の液晶表示装置では、各画素において、画素一面に形成された平面状の共通電極の上に、櫛歯状やスリットが形成された画素電極が配置された構造となっている。
図38Aは、従来の横電界方式の液晶表示装置の画素構成の一例を示す断面図である。図38Bは、図38Aに示す従来の横電界方式の液晶表示装置の画素構成の平面図である。
図38Aに示すように、従来の横電界方式の液晶表示装置は、ガラス基板等からなる一対の第1基板SUB1及び第2基板SUB2と、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間に封止された液晶層LCと、第1基板SUB1の外側に配置された第1偏光板POL1と、第2基板SUB2の外側に配置された第2偏光板POL2と、バックライトBLとを備える。なお、第1偏光板POL1と第2偏光板POL2とはクロスニコルの位置関係となるように配置されている。つまり、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1と第2偏光板POL2の偏光軸POLA2とは直交している。
第1基板SUB1の内側面には、配向膜ORIが形成されている。また、第2基板SUB2の内側面には、共通電極CT、上部絶縁膜UPAS、画素電極PX及び配向膜ORIがこの順で形成されている。液晶層LCは、例えばポジ型の液晶分子LCBPによって構成されている。
このような構造の横電界方式の液晶表示装置では、画素電極PX及び共通電極CTに電圧を印加することにより、画素電極PXと共通電極CTとの間に一対の第1基板SUB1及び第2基板SUB2に略平行な方向の電界(横電界EL)が発生する。これにより、図38Bに示すように、初期配向角度THINにしたがって、液晶層LCの液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界ELが発生すると、液晶分子LCBPは、初期配向状態である液晶分子LCBPOFFの状態から角度THONの位置まで回転して液晶分子LCBPONの状態になる。図38Bでは、横電界ELによって液晶分子LCBPは右回転する。
なお、液晶分子LCBPがポジ型であるので、液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、配向膜ROIの界面付近に存在する液晶分子LCBPOFFの長軸方向(初期配向軸方向)と90°−270°線とのなす角である。液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第2偏光板POL2の偏光軸(吸収軸)POLA2の方向に略一致している。初期配向角度THINは、例えば、0°<THIN<20°である。
また、液晶分子LCBPONの角度THONは、液晶分子LCBPに横電界が与えられたときの白表示の際の液晶分子LCBPONの長軸方向と90°−270°線とのなす角である。
このように、横電界方式の液晶表示装置では、第1基板SUB1及び第2基板SUB2と略平行な方向の電界を液晶分子LCBPに与えることによって液晶分子LCBPを基板面内で回転させる。そのため、横電界方式では、視角方向を変化させても液晶層LCの見かけのリタデーションRがあまり変化せず、縦電界方式と比べて極めて広い視野角が得られる。なお、リタデーションRは、液晶層LCの厚さをdとし、液晶分子LCBPの屈折率異方性(屈折率差)をΔdとすると、R=Δn・dで表される。
しかしながら、横電界方式の液晶表示装置では、特定の方向に色付き(着色)が発生する。つまり、色相が変化(色シフト)する方向が存在する。色相が変化する方向は、電圧印加状態(白表示)における液晶分子LCBPONの向きに関係する。この点について、図39を用いて、以下詳細に説明する。図39は、横電界方式の液晶表示装置における色相変化を説明するための図である。
液晶表示装置において、透過率Tは、T=Tsin(2Φ)・sin(π・Δn・d/λ)で表される。ここで、Tは、参照光に対する透過率であり、Φは、液晶分子LCBPの光軸と偏光板の偏光軸とのなす角であり、Δnは、屈折率異方性(液晶分子LCBPの長軸屈折率−液晶分子LCBPの短軸屈折率)であり、dは、液晶層LCの厚みであり、λは、入射光の波長である。
そして、最大の透過率Tを得るには、Φがπ/4(45°)であり、かつ、Δn・d/λ=π/2となる場合である。しかし、このとき、見る方向によって電圧印加状態の液晶分子LCBPONの屈折率異方性Δnが変化してΔn・dも変化するので、入射光の波長λは、π/2を満足させるように変化する。
具体的には、図39に示すように、液晶分子LCBPONの短軸側に向かって見る方向(長軸方向に沿って見る場合)では、Δnが減少するにつれて、最大の透過率Tに至るための入射光の波長λは相対的に短くなる。これにより、観察者は、白色光において相対的に短い波長である青色を見ることになる。つまり、液晶分子LCBPの長軸方向から見た場合、青色にシフトして青色の着色(青着色)が発生する(図38Aも参照)。
一方、液晶分子LCBPONの長軸側に向かって見る方向(短軸方向に沿って見る場合)では、Δnが増大するにつれて、入射光の波長λは相対的に長くなる。これにより、観察者は、白色光において相対的に長い波長である黄色を見ることになる。つまり、液晶分子LCBPの短軸方向から見た場合、黄色にシフトして黄色の着色(黄着色)が発生する(図38Aも参照)。
このように、シングルドメインの画素構造を有する横電界方式の液晶表示装置では、液晶分子LCBPの長軸が向く角度で色相の変化が発生し、色視野角特性が劣化する。
この色視野角特性の劣化を改善する方法としては、マルチドメイン、ダブルドメイン、デュアルドメイン等と呼ばれる手法が知られている(例えば特許文献1〜4)。すなわち、表示制御の最小単位となる画素(ドット)内において、画素電極PX及び共通電極CTのパターン、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1及び第2偏光板POL2の偏光軸POLA2、並びに、初期配向角度THIN等を調整することで、観察者が所定の斜め方向から液晶表示装置を見たときに、電圧印加状態の液晶分子LCBPONの長軸方向から見る際の青着色と同時に、電圧印加状態の液晶分子LCBPONの短軸方向を見る際の黄着色を見るような状態にしている。
具体的には、TFTが駆動する一画素内において、回転方向が時計回りとなる液晶分子LCBPと回転方向が反時計回りとなる液晶分子LCBPとを作り出している。すなわち、画素電極PXから共通電極CTに至る電界方向に向かって右回転と左回転の液晶分子LCBPが存在するように構成している。これにより、青着色の色付きと黄着色の色付きとが相殺されて色視野角特性が改善する。
図40は、マルチドメイン方式により色視野角特性を改善する横電界方式の液晶表示装置の構成を示す図である。
図40に示すように、一画素内において、画素電極PX及び共通電極CTを「く」の字状に屈曲させることで、画素電極PXと共通電極CTとの間に二方向の横電界EOL及びEORを発生させる。
これにより、横電界EOLが与えられた液晶分子LCBPは、初期配向角度THINにしたがって液晶分子LCBPOFFの状態から角度THONLの位置まで左回転して液晶分子LCBPONの状態になる。
一方、横電界EORが与えられた液晶分子LCBPは、初期配向角度THINにしたがって液晶分子LCBPOFFの状態から角度THONRの位置まで右回転して液晶分子LCBPONの状態になる。
この結果、特定の方向から見たときの青着色の色付きと黄着色の色付きとを相殺することができるので、色視野角特性を改善することができる。
特開平9−105908号公報 特開平9−258269号公報 特開平10−148826号公報 特開2000−029072号公報
しかしながら、図40に示される画素電極PXの構成では、左回転する液晶分子LCBPが存在する領域(横電界EOLが発生する領域)と右回転する液晶分子LCBPが存在する領域(横電界EORが発生する領域)との境界領域WLTにおいては、横電界EOL及びEORの発生時に液晶分子LCBPの長軸方向が第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2の偏光軸に対して所定の方向にならず透過率が低下する。この結果、液晶表示装置全体の透過率が低下、つまり、液晶表示装置の明るさが低下する。このように、1画素内に電界方向の異なる2つの横電界を発生させて色視野角特性を改善する一画素マルチドメイン方式では、透過率が低下するという副作用を伴う。
そこで、図41に示すように、一行毎に液晶分子LCBPの回転方向を逆にすることで色視野角特性を改善する方法が提案されている。つまり、横電界を発生させる際(白表示の際)、ある行の液晶分子LCBPを左回転させ、次の行の液晶分子LCBPを右回転させるという行毎マルチドメイン方式である。なお、図41において、ゲート配線GLは、行方向に沿って直線状に形成されており、ソース配線SLは、列方向に沿って画素電極PXと略平行するように屈曲するように形成されている。
この行毎マルチドメイン方式では、画像表示領域全体を白表示する場合又は複数行にわたって同一データを表示する場合は、画面を所定の斜め方向から見た場合の黄着色又は青着色の色付きが発生しない。これは、上下の行の液晶分子LCBPの回転方向が逆になり色変化を補償できるからである。例えば、図42に示すように、画像表示領域DISP全体を白表示にする場合(全白表示)、行毎に液晶分子の左回転と右回転とによって斜め方向から見たときの着色を相殺することができる。しかも、この方式は、1ドット(画素)内でみれば、液晶分子LCBPは、シングルドメイン方式により駆動されて1つの方向のみに回転するので、上記一画素マルチドメイン方式のように透過率が低下する領域が発生しない。このように、行毎マルチドメイン方式では、画像表示領域全体を白表示にする場合又は複数行にわたって同一データを表示する場合には、色視野角特性を改善できるとともに、透過率の低下を抑制して明るい液晶表示装置を実現できる。
しかしながら、行毎マルチドメイン方式であっても、特定の画像パターン表示については色視野角特性が劣化するという課題がある。例えば、図43に示すように、一行毎に白ラインと黒ラインとを交互に表示した場合、黒表示の行では液晶分子LCBPが回転せずに光透過がないので、所定の斜め方向から見たときに青着色又は黄着色の色付きが発生してしまい、色視野角特性が劣化する。
本開示は、このような課題を解決するものであり、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示に係る液晶表示装置の一態様は、第1基板及び第2基板の間に設けられた第1液晶層を有し、かつ、複数の表示単位領域の各々に設けられた第1画素電極及び第1共通電極を有する第1液晶セルと、第3基板及び第4基板の間に設けられた第2液晶層を有し、かつ、複数の表示単位領域の各々に設けられた第2画素電極及び第2共通電極を有する第2液晶セルと、前記第1液晶セルを挟むように配置された第1偏光板及び第2偏光板と、前記第2液晶セルを挟むように配置された第3偏光板及び第4偏光板と、を備える液晶表示装置であって、前記第1液晶セルでは、前記第1液晶層の液晶分子に対する前記第1基板及び前記第2基板の配向軸が略平行になっており、前記第1画素電極と前記第1共通電極との間に発生する横電界によって前記第1液晶層の液晶分子が回転し、前記第2液晶セルでは、前記第2液晶層の液晶分子に対する前記第3基板及び前記第4基板の配向軸が略平行になっており、前記第2画素電極と前記第2共通電極との間に発生する横電界によって前記第2液晶層の液晶分子が回転し、前記第1液晶セルと前記第2液晶セルとは、前記第2基板と前記第3基板とが内側となるように積層され、前記第2偏光板及び前記第3偏光板は、前記第1液晶セルと前記第2液晶セルとの間に配置され、かつ、偏光軸が互いに略平行であり、前記第1偏光板及び前記第4偏光板は、偏光軸が前記第2偏光板と略直交しており、前記液晶表示装置は、所定の方向から見たときの前記第1液晶セル又は前記第2液晶セルの色相変化を、前記第1液晶層の液晶分子の回転と前記第2液晶層の液晶分子の回転とによって相殺補償するように構成されている。
透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善できる。
実施の形態1に係る液晶表示装置の分解斜視図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置における第1液晶表示パネル及び第2液晶表示パネルのドライバの構成を示す図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置における第1液晶表示パネルの概略構成を模式的に示す図である。 図5Aにおける第1液晶表示パネルの1つ分の画素の回路構成を示す図である。 実施の形態1に係る液晶表示装置における第2液晶表示パネルの概略構成を模式的に示す図である。 図6Aにおける第2液晶表示パネルの1つ分の画素の回路構成を示す図である。 (a)は、実施の形態1に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態1に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態1に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態1に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 (a)は、実施の形態1の変形例に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態1の変形例に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態1の変形例に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態1の変形例に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置における第1液晶表示パネル及び第2液晶表示パネルのドライバの構成を示す図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置における第1液晶表示パネルの概略構成を模式的に示す図である。 図16Aにおける第1液晶表示パネルの1つ分の画素の回路構成を示す図である。 実施の形態2に係る液晶表示装置における第2液晶表示パネルの概略構成を模式的に示す図である。 図17Aにおける第2液晶表示パネルの1つ分の画素の回路構成を示す図である。 (a)は、実施の形態2に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態2に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態2に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態2に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 実施の形態2の変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態2の変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 実施の形態2の変形例に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態2の変形例に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態2の変形例に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態2の変形例に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3の変形例1に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3の変形例1に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3の変形例1に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3の変形例1に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3の変形例2に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3の変形例2に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3の変形例2に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3の変形例2に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3の変形例3に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3の変形例3に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態3の変形例3に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態3の変形例3に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 実施の形態4に係る液晶表示装置における第1液晶表示パネルの概略構成を模式的に示す図である。 図32Aにおける第1液晶表示パネルの1つ分の画素の回路構成を示す図である。 実施の形態4に係る液晶表示装置における第2液晶表示パネルの概略構成を模式的に示す図である。 図33Aにおける第2液晶表示パネルの1つ分の画素の回路構成を示す図である。 (a)は、実施の形態4に係る第1液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態4に係る第1液晶セルの第1液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態4に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態4に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態4の変形例1に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態4の変形例1に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 (a)は、実施の形態4の変形例2に係る第2液晶表示パネルの画素のレイアウトを示す図であり、(b)は、実施の形態4の変形例2に係る第2液晶セルの第2液晶層における液晶分子の回転の動きを示す図である。 従来の横電界方式の液晶表示装置の画素構成の一例を示す断面図である。 従来の横電界方式の液晶表示装置の画素構成の一例を示す平面図である。 横電界方式の液晶表示装置における色相変化を説明するための図である。 マルチドメイン方式により色視野角特性を改善する横電界方式の液晶表示装置の構成を示す図である。 行毎マルチドメイン方式により色視野角特性を改善する横電界方式の液晶表示装置の構成を示す図である。 行毎マルチドメイン方式による横電界方式の液晶表示装置の画像パターン表示(全白表示)の一例を示す図である。 行毎マルチドメイン方式による横電界方式の液晶表示装置の画像パターン表示(白ライン及び黒ラインの交互表示)の一例を示す図である。
以下、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、本明細書において、「略」とは、製造誤差や寸法公差等を含むという意味である。
(実施の形態1)
[液晶表示装置]
まず、実施の形態1に係る液晶表示装置LCDの全体の概略構成について、図1及び図2を用いて説明する。
図1は、実施の形態1に係る液晶表示装置LCDの分解斜視図である。図2は、実施の形態1に係る液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2のドライバの構成を示す図である。
図1に示すように、液晶表示装置LCDは、観察者に近い位置(前側)に配置された第1液晶表示パネルLCD1と、第1液晶表示パネルLCD1よりも観察者から遠い位置(後側)に配置された第2液晶表示パネルLCD2と、第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2を貼り合わせる接着層SEFILと、第2液晶表示パネルLCD2の背面側(後側)に配置されたバックライトBLと、観察者側から第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2を覆うフロントシャーシFSとを備える。
接着層SEFILで貼り合わされた第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2は、液晶モジュールMDであり、バックライトBLともに、中間フレーム(図示せず)及びリアフレーム(図示せず)等に固定されている。
第1液晶表示パネルLCD1は、メインパネルであって、ユーザが視認する画像を表示する。本実施の形態において、第1液晶表示パネルLCD1は、カラー画像を表示する。一方、第2液晶表示パネルLCD2は、第1液晶表示パネルLCD1の背面側に配置されるサブパネルである。本実施の形態において、第2液晶表示パネルLCD2は、第1液晶表示パネルLCD1に表示されるカラー画像に対応した画像パターンのモノクロ画像(白黒画像)を、そのカラー画像に同期させて表示する。
第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2の液晶駆動方式は、いずれもIPS方式又はFFS方式等の横電界方式である。また、第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2はいずれも、ノーマリーブラックであり、電圧印加時に白表示で、電圧無印加時に黒表示となる。
図2に示すように、第1液晶表示パネルLCD1には、入力映像信号に応じたカラー画像を第1画像表示領域DISP1に表示するために、第1ソースドライバSDC1及び第1ゲートドライバGDC1が設けられている。
具体的には、第1液晶表示パネルLCD1には、ICパッケージからなる第1ソースドライバSDC1が実装された6個のフレキシブル配線基板STCP1が接続されている。各STCP1は、プリント基板SKIB1に接続されている。また、第1液晶表示パネルLCD1には、ICパッケージからなる2個の第1ゲートドライバGDC1が実装されている。
一方、第2液晶表示パネルLCD2には、入力映像信号に応じたモノクロ画像を第2画像表示領域DISP2に表示するために、第2ソースドライバSDC2及び第2ゲートドライバGDC2が設けられている。
具体的には、第2液晶表示パネルLCD2には、ICパッケージからなる第2ソースドライバSDC2が実装された2個のフレキシブル配線基板STCP2が接続されており、各STCP2は、プリント基板SKIB2に接続されている。また、第2液晶表示パネルLCD2には、ICパッケージからなる2個の第2ゲートドライバGDC2が実装されている。
図1に示すように、バックライトBLは、第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2に向けて光を照射する面光源である。バックライトBLは、例えば、LED(Light Emitting Diode)を光源とするLEDバックライトであるが、これに限るものではない。また、本実施の形態において、バックライトBLは、直下型であるが、エッジ型であってもよい。なお、バックライトBLは、光源からの光を拡散させるために拡散板(拡散シート)等の光学部材を有していてもよい。
フロントシャーシFSは、観察者側(前方側)に配置されるフロントフレームである。フロントシャーシFSは、例えば矩形状の枠体である。フロントシャーシFSは、鋼板又はアルミニウム板等の剛性の高い金属材料で構成されているとよいが、樹脂材料で構成されていてもよい。
また、液晶表示装置LCDは、第1液晶表示パネルLCD1の第1ソースドライバSDC1及び第1ゲートドライバGDC1を制御する第1タイミングコントローラTCON1と、第2液晶表示パネルLCD2の第2ソースドライバSDC2及び第2ゲートドライバGDC2を制御する第2タイミングコントローラTCON2と、第1タイミングコントローラTCON1及び第2タイミングコントローラTCON2に画像データを出力する画像処理部IPUとを備える。
画像処理部IPUは、外部のシステム(図示せず)から送信された入力映像信号Dataを受信し、所定の画像処理を実行した後、第1タイミングコントローラTCON1に第1画像データDAT1を出力し、第2タイミングコントローラTCON2に第2画像データDAT2を出力する。また、画像処理部IPUは、第1タイミングコントローラTCON1及び第2タイミングコントローラTCON2に同期信号等の制御信号(図示せず)を出力する。第1画像データDAT1は、カラー表示用の画像データであり、第2画像データDAT2は、モノクロ表示用の画像データである。
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDでは、第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2の2つの表示パネルを重ね合わせて画像を表示しているので、黒を引き締めることができる。これにより、高コントラスト比の画像を表示することができる。また、液晶表示装置LCDは、例えばHDR(High Dynamic Range)対応テレビであり、バックライトBLとして、ローカルディミング対応の直下型LEDバックライトを用いてもよい。この場合、さらに高コントラスト比かつ高画質のカラー画像を表示することができる。
なお、本実施の形態では、第1液晶表示パネルLCD1が第1画像表示領域DISP1にカラー画像を表示し、第2液晶表示パネルLCD2が第2画像表示領域DISP2に白黒画像を表示する構成としたが、これに限らない。例えば、第1液晶表示パネルLCD1が第1画像表示領域DISP1に白黒画像を表示し、第2液晶表示パネルLCD2が第2画像表示領域DISP2にカラー画像を表示する構成であってもよい。
[第1液晶表示パネル、第2液晶表示パネル]
次に、液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2の詳細構成について、図3〜図6Bを用いて説明する。
図3及び図4は、実施の形態1に係る液晶表示装置LCDの断面図である。図3は、後述する図7(a)及び図8(a)のIII−III線における断面図であり、図4は、後述する図7(a)及び図8(a)のIV−IV線における断面図である。
また、図5Aは、同液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1の概略構成を模式的に示す図であり、図5Bは、図5Aにおける第1液晶表示パネルLCD1の1つ分の画素UDOT1の回路構成を示す図である。図6Aは、同液晶表示装置LCDにおける第2液晶表示パネルLCD2の概略構成を模式的に示す図であり、図6Bは、図6Aにおける第2液晶表示パネルLCD2の1つ分の画素LDOT2の回路構成を示す図である。
図3及び図4に示すように、第1液晶表示パネルLCD1は、第1液晶セルOC1と、第1偏光板POL1と、第2偏光板POL2とを備える。第1液晶セルOC1は、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間に設けられた第1液晶層LC1を有する。
また、第2液晶表示パネルLCD2は、第2液晶セルOC2と、第3偏光板POL3と、第4偏光板POL4とを備える。第2液晶セルOC2は、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の間に設けられた第2液晶層LC2を有する。
液晶表示装置LCDにおいて、第1液晶セルOC1は、観察者に近い位置(前側)に配置され、第2液晶セルOC2は、第1液晶セルOC1よりも観察者から遠い位置(後側)に配置される。第1液晶セルOC1と第2液晶セルOC2とは、第2基板SUB2と第3基板SUB3とが内側となるように(つまり、第1基板SUB1と第4基板SUB4とが外側となるように)積層されている。
図5Aに示すように、第1液晶表示パネルLCD1の第1画像表示領域DISP1は、複数の画素UDOT1によって構成されている。1つの画素UDOT1は、複数の第1ドットDOT1によって構成されている。複数の第1ドットDOT1は、マトリクス状に配列されており、各々が表示単位領域となるサブ画素である。図5Bに示すように、本実施の形態において、1つの画素UDOT1(第1画素)は、行方向に配列された、赤色ドット(赤色サブ画素)DOTR、緑色ドット(緑色サブ画素)DOTG及び青色ドット(青色サブ画素)DOTBの3つの第1ドットDOT1によって構成されている。
図6Aに示すように、第2液晶表示パネルLCD2の第2画像表示領域DISP2は、複数の画素LDOT2(第2画素)によって構成されている。図6Bに示すように、本実施の形態において、1つの画素LDOT2は、1つの第2ドットDOT2によって構成されている。複数の第2ドットDOT2(画素LDOT2)は、図6Aに示すように、マトリクス状に配列されており、各々が表示単位領域となっている。
液晶表示装置LCDを平面視したときに、第1液晶表示パネルLCD1の第1画像表示領域DISP1の1つの画素UDOT1と、第2液晶表示パネルLCD2の第2画像表示領域DISP2の1つの画素LDOT2とが対応して重なっている。つまり、第2画像表示領域DISP2の1つの第2ドットDOT2(画素LDOT2)は、第1画像表示領域DISP1の3つの第1ドットDOT1(赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG、青色ドットDOTB)に対応している。
[第1液晶セル」
図3及び図4に示すように、第1液晶セルOC1は、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向する第2基板SUB2と、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間に配置された第1液晶層LC1とを備える。
第1液晶層LC1は、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に封止されている。本実施の形態において、第1液晶層LC1の液晶材料は、正の誘電異方性を有するポジ型の液晶分子LCBPによって構成されている。第1液晶セルOC1は横電界方式により駆動するので、第1基板SUB1及び第2基板SUB2に対して略平行な方向の電界(横電界)が液晶分子LCBPに与えられることによって、液晶分子LCBPは基板面に対して略水平方向な面内で回転する。
本実施の形態において、第1基板SUB1は、観察者側に位置し、第2基板SUB2は、バックライトBL側に位置している。
第1基板SUB1は、第2基板SUB2に対向する対向基板(第1対向基板)である。本実施の形態において、第1基板SUB1は、ガラス基板等の透明基板にカラーフィルタFILが形成されたCF基板である。
具体的には、第1基板SUB1には、光を透過する光透過部と、光の透過を遮断する第1ブラックマトリクスBM1(遮光部)とが形成されている。光透過部は、第1ブラックマトリクスBM1で囲まれており、例えば矩形状に形成されている。つまり、第1ブラックマトリクスBM1には、複数の第1ドットDOT1を構成するマトリクス状の複数の開口部が形成されている。
第1基板SUB1の光透過部には、各第1ドットDOT1に対応してカラーフィルタFILが形成されている。具体的には、カラーフィルタFILは、赤色の光を透過する赤色カラーフィルタFILR(赤色層)と、緑色の光を透過する緑色カラーフィルタFILG(緑色層)と、青色の光を透過する青色カラーフィルタFILB(青色層)とを含んでいる。赤色カラーフィルタFILR、緑色カラーフィルタFILG、及び、青色カラーフィルタFILBは、行方向にこの順に繰り返し配列されている。また、列方向には、同一色のカラーフィルタFILが配列されている。行方向及び列方向に隣り合うカラーフィルタFILの境界部分には、第1ブラックマトリクスBM1が形成されている。複数の第1ドットDOT1は、各カラーフィルタFILに対応するように設定されており、図3に示すように、赤色カラーフィルタFILRに対応する赤色ドットDOTRと、緑色カラーフィルタFILGに対応する緑色ドットDOTGと、青色カラーフィルタFILBに対応する青色ドットDOTBとによって構成されている。図5A及び図5Bに示すように、第1液晶セルOC1において、赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG及び青色ドットDOTBが行方向にこの順に繰り返し配列されており、列方向には同一色の第1ドットDOT1が配列されている。
また、第1基板SUB1には、カラーフィルタFILを覆うように第1オーバーコート層OCT1が形成されている。さらに、図示しないが、第1オーバーコート層OCT1の表面には配向膜が形成されている。
第2基板SUB2は、ガラス基板等の透明基板にTFT(Thin Film Transistor)層が形成されたTFT基板(第1TFT基板)である。第2基板SUB2には、図5Aに示すように、第1方向(例えば列方向)に延在する複数の第1ソース配線(データ線)SL1と、第1方向に交差する第2方向(例えば行方向)に延在する複数の第1ゲート配線GL1とが形成され、複数の第1ソース配線SL1と複数の第1ゲート配線GL1とのそれぞれの交差部近傍に第1薄膜トランジスタTFT1が形成されている。第1液晶セルOC1を平面視した場合に、隣り合う2本の第1ソース配線SL1と隣り合う2本の第1ゲート配線GL1とにより囲まれる領域が1つの第1ドットDOT1として規定され、この第1ドットDOT1がマトリクス状(行方向及び列方向)に複数配置されている。本実施の形態において、複数の第1ソース配線SL1は、行方向に等間隔で配置されており、複数の第1ゲート配線GL1は、列方向に等間隔で配置されている。このように格子状に形成された第1ソース配線SL1及び第1ゲート配線GL1は、平面視において、第1ブラックマトリクスBM1と重なるように延在している。つまり、第1ソース配線SL1及び第1ゲート配線GL1は、平面視において、隣り合うカラーフィルタFILの境界部分と重なるように形成されている。
第2基板SUB2には、図3及び図5Bに示すように、第1ドットDOT1毎に、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1とが形成されている。図5Bに示すように、第2基板SUB2には、複数の第1ドットDOT1にまたがるように、各第1ドットDOT1の第1共通電極CT1に接続された第1共通配線CL1が形成されている。各第1ドットDOT1において、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1とによって液晶容量(画素容量)CLC1が生成される。また、第1薄膜トランジスタTFT1を構成する第1ソース電極S1は第1ソース配線SL1に電気的に接続され、第1ドレイン電極D1はコンタクトホールCONTを介して第1画素電極PX1に電気的に接続され、第1ゲート電極G1は第1ゲート配線GL1に電気的に接続されている。
図3及び図4に示すように、第1ゲート配線GL1を覆うようにゲート絶縁膜GSN1が形成され、ゲート絶縁膜GSN1上に第1ソース配線SL1が形成され、第1ソース配線SL1を覆うように保護膜PAS1及び有機膜OPAS1が形成されている。有機膜OPAS1上に第1共通電極CT1が形成されており、第1共通電極CT1を覆うように保護膜UPAS1が形成されている。保護膜UPAS1上に第1画素電極PX1が形成されており、第1画素電極PX1を覆うように配向膜(図示せず)が形成されている。
図5Aに示すように、第1タイミングコントローラTCON1は、画像処理部IPUから出力される第1画像データDAT1と第1制御信号CS1(クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等)とに基づいて、第1画像データDA1と、第1ソースドライバSDC1及び第1ゲートドライバGDC1の駆動を制御するための各種タイミング信号(データスタートパルスDSP1、データクロックDCK1、ゲートスタートパルスGSP1、ゲートクロックGCK1)とを生成する。第1タイミングコントローラTCON1は、第1画像データDA1と、データスタートパルスDSP1と、データクロックDCK1とを第1ソースドライバSDC1に出力し、ゲートスタートパルスGSP1とゲートクロックGCK1とを第1ゲートドライバGDC1に出力する。
第1ソースドライバSDC1は、データスタートパルスDSP1及びデータクロックDCK1に基づいて、第1画像データDA1に応じたデータ電圧(データ信号)を第1ソース配線SL1に出力する。第1ゲートドライバGDC1は、ゲートスタートパルスGSP1及びゲートクロックGCK1に基づいて、ゲート電圧(ゲート信号)を第1ゲート配線GL1に出力する。
各第1ソース配線SL1には、第1ソースドライバSDC1からデータ電圧が供給され、各第1ゲート配線GL1には、第1ゲートドライバGDC1からゲート電圧が供給される。第1共通電極CT1には、コモンドライバ(図示せず)から共通電圧Vcomが供給される。ゲート電圧(ゲートオン電圧)が第1ゲート配線GL1に供給されると、第1ゲート配線GL1に接続された第1薄膜トランジスタTFT1がオンし、第1薄膜トランジスタTFT1に接続された第1ソース配線SL1を介して、データ電圧が第1画素電極PX1に供給される。第1画素電極PX1に供給されたデータ電圧と、第1共通電極CT1に供給された共通電圧Vcomとの差により電界が生じる。この電界により液晶分子LCBPが駆動され、これにより、第2液晶表示パネルLCD2を通過したバックライトBLの光の透過率が制御されて画像表示が行われる。第1液晶セルOC1では、各第1ドットDOT1(赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG、青色ドットDOTB)の第1画素電極PX1に接続された第1ソース配線SL1に、所望のデータ電圧が供給されることにより、カラー画像表示が行われる。
[第2液晶セル」
図3及び図4に示すように、第2液晶セルOC2は、第3基板SUB3と、第3基板SUB3に対向する第4基板SUB4と、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の間に配置された第2液晶層LC2とを備える。
第2液晶層LC2は、第3基板SUB3と第4基板SUB4との間に封止されている。本実施の形態において、第2液晶層LC2の液晶材料は、第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPとは異なり、負の誘電異方性を有するネガ型の液晶分子LCBNによって構成されている。第2液晶セルOC2も横電界方式により駆動するので、第3基板SUB3及び第4基板SUB4に対して略平行な方向の電界(横電界)が液晶分子LCBNに与えられることによって、液晶分子LCBNは基板面に対して略水平方向な面内で回転する。
本実施の形態において、第3基板SUB3は、観察者側に位置し、第4基板SUB4は、バックライトBL側に位置している。
第3基板SUB3は、第4基板SUB4に対向する対向基板(第2対向基板)である。第3基板SUB3は、ガラス基板等の透明基板からなり、第3基板SUB3には、光を透過する光透過部と、光の透過を遮断する第2ブラックマトリクスBM2(遮光部)とが形成されている。光透過部は、第2ブラックマトリクスBM2で囲まれており、例えば矩形状に形成されている。つまり、第2ブラックマトリクスBM2には、複数の第2ドットDOT2を構成するマトリクス状の複数の開口部が形成されている。光の透過を遮断する第2ブラックマトリクスBM2(遮光部)が形成されている。
また、第3基板SUB3には、第2ブラックマトリクスBM2を覆うように第2オーバーコート層OCT2が形成されている。さらに、図示しないが、第2オーバーコート層OCT2の表面には配向膜が形成されている。
なお、第3基板SUB3は、第1基板SUB1と異なり、第3基板SUB3の光透過部には、カラーフィルタが形成されていない。したがって、第2ブラックマトリクスBM2の開口部内には第2オーバーコート層OCT2が充填されている。したがって、第2ブラックマトリクスBM2の開口部内には第2オーバーコート層OCT2が充填されている。
第4基板SUB4は、ガラス基板等の透明基板にTFT層が形成されたTFT基板(第2TFT基板)である。第4基板SUB4には、図6Aに示すように、第1方向(例えば列方向)に延在する複数の第2ソース配線(データ線)SL2と、第1方向に交差する第2方向(例えば行方向)に延在する複数の第2ゲート配線GL2とが形成され、複数の第2ソース配線SL2と複数の第2ゲート配線GL2とのそれぞれの交差部近傍に第2薄膜トランジスタTFT2が形成されている。第2液晶セルOC2を平面視した場合に、隣り合う2本の第2ソース配線SL2と隣り合う2本の第2ゲート配線GL2とにより囲まれる領域が1つの第2ドットDOT2として規定され、この第2ドットDOT2がマトリクス状(行方向及び列方向)に複数配置されている。本実施の形態において、複数の第2ソース配線SL2は、行方向に等間隔で配置されており、複数の第2ゲート配線GL2は、列方向に等間隔で配置されている。格子状に形成された第2ソース配線SL2及び第2ゲート配線GL2は、平面視において、第2ブラックマトリクスBM2と重なるように延在している。
第4基板SUB4には、図3及び図6Bに示すように、第2ドットDOT2毎に、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とが形成されている。図6Bに示すように、第4基板SUB4には、複数の第2ドットDOT2にまたがるように、各第2ドットDOT2の第2共通電極CT2に接続された第2共通配線CL2が形成されている。各第2ドットDOT2において、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とによって液晶容量(画素容量)CLC2が生成される。また、第2薄膜トランジスタTFT2を構成する第2ソース電極S2は第2ソース配線SL2に電気的に接続され、第2ドレイン電極D2はコンタクトホールCONTを介して第2画素電極PX2に電気的に接続され、第2ゲート電極G2は第2ゲート配線GL2に電気的に接続されている。
図3及び図4に示すように、第2ゲート配線GL2を覆うようにゲート絶縁膜GSN2が形成され、ゲート絶縁膜GSN2上に第2ソース配線SL2が形成され、第2ソース配線SL2を覆うように保護膜PAS2及び有機膜OPAS2が形成されている。有機膜OPAS2上に第2共通電極CT2が形成されており、第2共通電極CT2を覆うように保護膜UPAS2が形成されている。保護膜UPAS2上に第2画素電極PX2が形成されており、第2画素電極PX2を覆うように配向膜(図示せず)が形成されている。
図6Aに示すように、第2タイミングコントローラTCON2は、画像処理部IPUから出力される第2画像データDAT2と第2制御信号CS2(クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等)とに基づいて、第2画像データDA2と、第2ソースドライバSDC2及び第2ゲートドライバGDC2の駆動を制御するための各種タイミング信号(データスタートパルスDSP2、データクロックDCK2、ゲートスタートパルスGSP2、ゲートクロックGCK2)とを生成する(図4参照)。第2タイミングコントローラTCON2は、第2画像データDA2と、データスタートパルスDSP2と、データクロックDCK2とを第2ソースドライバSDC2に出力し、ゲートスタートパルスGSP2とゲートクロックGCK2とを第2ゲートドライバGDC2に出力する。
第2ソースドライバSDC2は、データスタートパルスDSP2及びデータクロックDCK2に基づいて、第2画像データDA2に応じたデータ電圧(データ信号)を第2ソース配線SL2に出力する。第2ゲートドライバGDC2は、ゲートスタートパルスGSP2及びゲートクロックGCK2に基づいて、ゲート電圧(ゲート信号)を第2ゲート配線GL2に出力する。
各第2ソース配線SL2には、第2ソースドライバSDC2からデータ電圧が供給され、各第2ゲート配線GL2には、第2ゲートドライバGDC2からゲート電圧が供給される。第2共通電極CT2には、コモンドライバ(図示せず)から共通電圧Vcomが供給される。ゲート電圧(ゲートオン電圧)が第2ゲート配線GL2に供給されると、第2ゲート配線GL2に接続された第2薄膜トランジスタTFT2がオンし、第2薄膜トランジスタTFT2に接続された第2ソース配線SL2を介して、データ電圧が第2画素電極PX2に供給される。第2画素電極PX2に供給されたデータ電圧と、第2共通電極CT2に供給された共通電圧Vcomとの差により電界が生じる。この電界により液晶分子LCBPが駆動され、これにより、バックライトBLの光の透過率が制御されて画像表示が行われる。第2液晶セルOC2では、各第2ドットDOT2の第2画素電極PX2に接続された第2ソース配線SL2に、所望のデータ電圧を供給することにより、白黒画像表示が行われる。
[第1〜第4偏光板]
第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2は、第1液晶セルOC1を挟むように配置されている。本実施の形態において、第1偏光板POL1は、第1液晶セルOC1の観察者側に配置され、第2偏光板POL2は、第1液晶セルOC1のバックライトBL側に配置されている。第1偏光板POL1と第2偏光板POL2とは、クロスニコルの位置関係となるように配置されている。つまり、第1偏光板POL1の吸収軸(偏光軸)と第2偏光板POL2の吸収軸(偏光軸)とが略直交している。
第3偏光板POL3及び第4偏光板POL4は、第2液晶セルOC2を挟むように配置されている。本実施の形態において、第3偏光板POL3は、第2液晶セルOC2の観察者側に配置され、第4偏光板POL4は、第2液晶セルOC2のバックライトBL側に配置されている。第3偏光板POL3と第4偏光板POL4とは、クロスニコルの位置関係となるように配置されている。つまり、第3偏光板POL3の吸収軸と第4偏光板POL4の吸収軸とが略直交している。
本実施の形態において、第2偏光板POL2及び第3偏光板POL3は、偏光軸が互いに略平行となっている。つまり、第2偏光板POL2及び第3偏光板POL3は、偏光軸の方向が略一致している。具体的には、第2偏光板POL2の吸収軸と第3偏光板POL3の吸収軸とが略平行になっており、第2偏光板POL2の吸収軸の方向と第3偏光板POL3の吸収軸の方向とが略一致している。
また、第1偏光板POL1及び第4偏光板POL4は、偏光軸が互いに略平行となっている。つまり、第1偏光板POL1及び第4偏光板POL4は、偏光軸の方向が略一致している。具体的には、第1偏光板POL1の吸収軸と第4偏光板POL4の吸収軸とが略平行になっており、第1偏光板POL1の吸収軸の方向と第4偏光板POL4の吸収軸の方向とが略一致している。
したがって、本実施の形態では、第1偏光板POL1及び第4偏光板POL4は、偏光軸(吸収軸)が第2偏光板POL2及び第3偏光板POL3と略直交している。
なお、第2偏光板POL2及び第3偏光板POL3は、第1液晶セルOC1と第2液晶セルOC2との間に配置されており、第2偏光板POL2と第3偏光板POL3との間には接着層SEFILが配置されている。
[液晶表示装置の動作」
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDのドット(画素)のレイアウト及び各ドットにおける液晶分子の動きについて、図7及び図8を用いて説明する。
図7(a)は、実施の形態1に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図7(b)は、実施の形態1に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図8(a)は、実施の形態1に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図8(b)は、実施の形態1に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBNの回転の動きを示す図である。
図7(a)に示すように、第1液晶表示パネルLCD1(第1液晶セルOC1)では、第1ソース配線SL1が列方向に延在しており、第1画素電極PX1は第1ソース配線SL1に略平行(本実施の形態では列方向)に延在している。すなわち、第1画素電極PX1は、第1ソース配線SL1に沿って延びる長手方向をもつ。具体的には、第1画素電極PX1には、第1ソース配線SL1に略平行に延在する複数のスリットSLIT1が形成されている。
また、第1ゲート配線GL1が行方向に延在しており、第1画素電極PX1は第1ゲート配線GL1と略直交する方向に延在している。つまり、第1画素電極PX1の複数のスリットSLIT1は、第1ゲート配線GL1と略直交するように延在している。
図7(b)に示すように、第1液晶表示パネルLCD1(第1液晶セルOC1)では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPがポジ型である。第1液晶セルOC1では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPに対する第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸が略平行になっている。つまり、第1基板SUB1の配向膜の配向方向と第2基板SUB2の配向膜の配向方向とが略同一方向になっている。なお、配向膜の配向方向は、例えば、配向膜をラビング処理するときのラビング方向となる。
本実施の形態において、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1とに電圧が印加されていない場合(黒表示の場合)、第1液晶層LC1における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、90°−270°線を基準として右回転(時計回り)となるように設定されている。
液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の各々の配向膜の界面付近に存在する液晶分子LCBPOFFの長軸方向(初期配向軸方向)と、90°−270°線とのなす角である。液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第2偏光板POL2の偏光軸(吸収軸)POLA2の方向に略一致している。つまり、液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第1偏光板POL1の偏光軸(吸収軸)POLA1の方向と略直交している。液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、例えば、0°<THIN<20°である。
第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されると、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1との間に第1基板SUB1及び第2基板SUB2に略平行な方向の電界(横電界EL1)が発生する。本実施の形態では、第1画素電極PX1が第1ソース配線SL1と略平行な列方向に延在しているので、図7(b)に示すように、行方向(0°−180°線の方向)の横電界EL1が発生する。
横電界EL1が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL1が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで右回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
一方、図8(a)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2(第2液晶セルOC2)でも、第2ソース配線SL2が列方向に延在しており、第2画素電極PX2は第2ソース配線SL2に略平行に延在している。すなわち、第2画素電極PX2は、第2ソース配線SL2に沿って延びる長手方向をもつ。具体的には、第2画素電極PX2には、第2ソース配線SL2に略平行(本実施の形態では、列方向)に延在する複数のスリットSLIT2が形成されている。
また、第2ゲート配線GL2も行方向に延在しており、第2画素電極PX2は第2ゲート配線GL2と略直交する方向に延在している。つまり、第2画素電極PX2の複数のスリットSLIT2は、第2ゲート配線GL2と略直交するように延在している。
図8(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2(第2液晶セルOC2)では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNは、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPとは異なり、ネガ型である。第2液晶セルOC2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸が略平行になっている。つまり、第3基板SUB3の配向膜の配向方向と第4基板SUB4の配向膜の配向方向とが略同一方向になっている。
本実施の形態において、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とに電圧が印加されていない場合(黒表示の場合)、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBNOFFの初期配向角度THINは、0°−180°線を基準として右回転(時計回り)となるように設定されている。つまり、ネガ型である液晶分子LCBNの初期配向角度THINは、電界方向に対して設定されている。
液晶分子LCBNOFFの初期配向角度THINは、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の各々の配向膜の界面付近に存在する液晶分子LCBNOFFの長軸方向(初期配向軸方向)と、0°−180°線とのなす角である。液晶分子LCBNOFFの長軸方向は、第4偏光板POL4の偏光軸(吸収軸)POLA4の方向に略一致している。つまり、液晶分子LCBNOFFの長軸方向は、第3偏光板POL3の偏光軸(吸収軸)POLA3の方向と略直交している。液晶分子LCBNOFFの初期配向角度THINは、例えば、0°<THIN<20°である。
第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生する。本実施の形態では、第2画素電極PX2が第2ソース配線SL2と略平行で列方向に延在しているので、図8(b)に示すように、行方向(0°−180°線の方向)の横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBNは、液晶分子LCBNOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで右回転して液晶分子LCBNONの状態(白表示)になる。
本実施の形態における液晶表示装置LCDにおいては、第1液晶表示パネルLCD1における第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸と、第2液晶表示パネルLCD2における第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸とが略直交している。これにより、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの長軸方向(配向軸方向)とが略直交する。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本実施の形態において、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とが略同じになっている。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが回転するとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBNが回転する。本実施の形態では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNの回転方向とが同じになっており、いずれも右回転である。
これにより、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって右回転した液晶分子LCBNONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNONの短軸方向とが略一致している。
したがって、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBN(液晶分子LCBNON)とによって相殺補償することができる。
具体的には、図7(b)に示すように、第1液晶セルOC1において右回転した液晶分子LCBPONを長軸方向から見たときの青着色の色付きを、図8(b)に示すように、第2液晶セルOC2において右回転した液晶分子LCBNONを短軸方向から見たときの黄着色の色付きで相殺することができる。また、第1液晶セルOC1において右回転した液晶分子LCBPONを短軸方向から見たときの黄着色の色付きを、図8(b)に示すように、第2液晶セルOC2において右回転した液晶分子LCBNONを長軸方向から見たときの青着色の色付きで相殺することができる。これにより、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本実施の形態における液晶表示装置LCDは、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
また、本実施の形態における液晶表示装置LCDでは、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動される。つまり、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域(第1ブラックマトリクスBM1及び第2ブラックマトリクスBM2の開口部内)では、第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、一方向に回転する。。これにより、一画素マルチドメイン方式のように透過率が低下する領域が発生せず、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率が向上、つまり、ドット(画素)の開口率が向上する。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示(図43参照)について色視野角特性が劣化することもない。
しかも、本実施の形態では、第1液晶表示パネルLCD1(第1液晶セルOC1)の第1画素電極PX1及び第2液晶表示パネルLCD2(第2液晶セルOC2)の第2画素電極PX2は、いずれも列方向に延在する縦ストライプのパターンである。これにより、第1液晶表示パネルLCD1(第1液晶セルOC1)の第1ドットDOT1及び第2液晶表示パネルLCD2(第2液晶セルOC2)の第2ドットDOT2の透過率の低下(開口率の低下)を抑制することができる。
以上、本実施の形態における液晶表示装置LCDによれば、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
なお、本実施の形態では、第1液晶表示パネルLCD1を観察者側に配置し、第2液晶表示パネルLCD2をバックライトBL側に配置したが、これに限らない。具体的には、第1液晶表示パネルLCD1をバックライトBL側に配置し、第2液晶表示パネルLCD2を観察者側に配置しても、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を相殺補償して色視野角特性を改善することができる。
また、本実施の形態では、第1液晶セルOC1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNは、横電界によって右回転(時計回り)となるように初期配向角度THINが設定されていたが、これに限らない。例えば、第1液晶セルOC1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNは、横電界によって左回転(半時計回り)となるように初期配向角度THINが設定されていてもよい。この場合も、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を相殺補償して色視野角特性を改善することができる。
(実施の形態1の変形例)
次に、実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置LCDについて、図9〜図12を用いて説明する。
図9及び図10は、実施の形態1の変形例に係る液晶表示装置LCDの断面図である。図11(a)は、実施の形態1の変形例に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図11(b)は、実施の形態1の変形例に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図12(a)は、実施の形態1の変形例に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図12(b)は、実施の形態1の変形例に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。なお、図9は、図11(a)及び図12(a)のIX−IX線における断面図であり、図10は、図11(a)及び図12(a)のX−X線における断面図である。
図9〜図11に示すように、本変形例における第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態1における第1液晶表示パネルLCD1と同じである。
一方、図9、図10及び図12に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2は、上記実施の形態1における第2液晶表示パネルLCD2と異なる。
具体的には、図12(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、上記実施の形態1と同様に、第2ソース配線SL2が列方向に延在するとともに第2ゲート配線GL2が行方向に延在している。一方、本変形例における第2画素電極PX2は、上記実施の形態1と異なり、第2ソース配線SL2と略直交する方向に延在しているとともに第2ゲート配線GL2と略平行に延在している。つまり、第2画素電極PX2は、行方向に延在している。したがって、第2画素電極PX2の複数のスリットSLIT2は、行方向に延在している。
また、図12(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2の第2液晶セルOC2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPがネガ型ではなくポジ型である。つまり、本変形例では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBP及び第2液晶層LC2の液晶分子LCBPは、いずれもポジ型である。なお、本変形例でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本変形例において、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とに電圧が印加されていない場合(黒表示の場合)、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の各々の配向膜によって、0°−180°線を基準に右回転(時計回り)となるように設定されている。液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第4偏光板POL4の偏光軸(吸収軸)POLA4の方向に略一致している。
本変形例でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本変形例では、第2画素電極PX2は第2ソース配線SL2と略直交しており行方向に延在しているので、図12(b)に示すように、列方向(90°−270°線の方向)の横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで右回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶表示パネルLCD1に発生する横電界EL1によって右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶表示パネルLCD2に発生する横電界EL2によって右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向とが略直交している。つまり、横電界EL1によって右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、横電界EL2によって右回転した液晶分子LCBPONの短軸方向とが略一致している。
したがって、上記実施の形態1における液晶表示装置LCDと同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償することができる。これにより、色視野角特性を改善することができる。
また、本変形例でも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBPは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。したがって、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率が向上する。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
以上、本変形例における液晶表示装置LCDにおいても、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
ただし、本変形例では、上記実施の形態1における液晶表示装置LCDと比べて、透過率が若干低下する。これは、第2液晶セルOC2の第2画素電極PX2の枠フレームと第2画素電極PX2との接続部において透過率が低下するからである。なお、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2のサイズ(画素サイズ)が大きい場合は、この影響は小さくなる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る液晶表示装置LCDについて説明する。
図13は、実施の形態2に係る液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2のドライバの構成を示す図である。
図13に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDでも、第1液晶表示パネルLCD1には、第1画像表示領域DISP1にカラー画像を表示するために、第1ソースドライバSDC1及び第1ゲートドライバGDC1が設けられている。
具体的には、第1液晶表示パネルLCD1には、ICパッケージからなる第1ソースドライバSDC1が実装された2個のフレキシブル配線基板STCP1が接続されている。各STCP1は、プリント基板SKIB1に接続されている。また、第1液晶表示パネルLCD1には、ICパッケージからなる6個の第1ゲートドライバGDC1が実装されている。
また、第2液晶表示パネルLCD2には、第2画像表示領域DISP2にモノクロ画像を表示するために、第2ソースドライバSDC2及び第2ゲートドライバGDC2が設けられている。
具体的には、上記実施の形態1と同様に、第2液晶表示パネルLCD2には、ICパッケージからなる第2ソースドライバSDC2が実装された2個のフレキシブル配線基板STCP2が接続されており、各STCP2は、プリント基板SKIB2に接続されている。また、第2液晶表示パネルLCD2には、ICパッケージからなる2個の第2ゲートドライバGDC2が実装されている。
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2の詳細構成について、図14及び図15を用いて説明する。
図14及び図15は、実施の形態2に係る液晶表示装置LCDの断面図である。図14は、後述する図18(a)及び図19(a)のXIV−XIV線における断面図であり、図15は、後述する図18(a)及び図19(a)のXV−XV線における断面図である。
図14及び図15に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDは、上記実施の形態1に係る液晶表示装置LCDと同様の構成であり、第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2で挟まれた第1液晶セルOC1を有する第1液晶表示パネルLCD1と、第3偏光板POL3及び第4偏光板POL4で挟まれた第2液晶セルOC2を有する第2液晶表示パネルLCD2とを備える。
第1液晶セルOC1は、上記実施の形態1と同様に、第1基板SUB1と、第2基板SUB2と、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間に設けられた第1液晶層LC1を有する。また、第2液晶セルOC2は、上記実施の形態1と同様に、第3基板SUB3と、第4基板SUB4と、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の間に設けられた第2液晶層LC2を有する。
以下、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDについて、上記実施の形態1に係る液晶表示装置LCDと異なる点を中心に説明する。
図16Aは、実施の形態2に係る液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1の概略構成を模式的に示す図であり、図16Bは、図16Aにおける第1液晶表示パネルLCD1の1つ分の画素UDOT1の回路構成を示す図である。また、図17Aは、同液晶表示装置LCDにおける第2液晶表示パネルLCD2の概略構成を模式的に示す図であり、図17Bは、図17Aにおける第2液晶表示パネルLCD2の1つ分の画素LDOT2の回路構成を示す図である。
上記実施の形態1における第1液晶セルOC1では、図5A及び図5Bに示すように、第1画像表示領域DISP1における1つの画素UDOT1が、行方向に配列された、赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG及び青色ドットDOTBの3つの第1ドットDOT1によって構成されていた。具体的には、上記実施の形態1では、行方向に、赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG及び青色ドットDOTBがこの順で繰り返して配列され、列方向に同一色の第1ドットDOT1が配列されていた。
これに対して、本実施の形態における第1液晶セルOC1では、図16A及び図16Bに示すように、第1画像表示領域DISP1における1つの画素UDOT1が、列方向に配列された、赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG及び青色ドットDOTBの3つの第1ドットDOT1によって構成されている。具体的には、第1画像表示領域DISP1において、赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG及び青色ドットDOTBが列方向にこの順に繰り返し配列されており、行方向には同一色の第1ドットDOT1が配列されている。
また、図17A及び図17Bに示すように、本実施の形態でも、第2液晶表示パネルLCD2の第2画像表示領域DISP2の1つの画素LDOT2が、第1液晶表示パネルLCD1の第1画像表示領域DISP1の1つの画素UDOT1に対応している。つまり、第2画像表示領域DISP2の1つの画素LDOT2(第2ドットDOT2)は、第1画像表示領域DISP1の3つの第1ドットDOT1(赤色ドットDOTR、緑色ドットDOTG、青色ドットDOTB)に対応している。
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDのドット(画素)のレイアウト及び各ドットにおける液晶分子の動きについて、図18及び図19を用いて説明する。
図18(a)は、実施の形態2に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図18(b)は、実施の形態2に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図19(a)は、実施の形態2に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図19(b)は、実施の形態2に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBNの回転の動きを示す図である。
図18(a)に示すように、本実施の形態における第1液晶表示パネルLCD1では、上記実施の形態1と同様に、第1ソース配線SL1が列方向に延在するとともに第1ゲート配線GL1が行方向に延在しているが、上記実施の形態1と異なり、第1画素電極PX1は、第1ソース配線SL1と略直交する方向に延在しているとともに第1ゲート配線GL1と略平行に延在している。したがって、第1画素電極PX1の複数のスリットSLIT1は、行方向に延在している。
また、図18(b)に示すように、第1液晶表示パネルLCD1では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPは、実施の形態1における第1液晶層LC1の液晶分子LCBPと同様に、ポジ型である。なお、本実施の形態でも、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPに対する第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸は、略平行になっている。
本実施の形態において、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1とに電圧が印加されていない場合(黒表示の場合)、第1液晶層LC1における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の各々の配向膜によって、0°−180°線を基準に左回転(反時計回り)となるように設定されている。液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第2偏光板POL2の偏光軸(吸収軸)POLA2の方向に略一致している。
本実施の形態でも、第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されると、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1との間に第1基板SUB1及び第2基板SUB2に略平行な方向の電界(横電界EL1)が発生するが、本実施の形態では、第1画素電極PX1が行方向に延在しているので、図12(b)に示すように、列方向(90°−270°線の方向)の横電界EL1が発生する。
横電界EL1が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL1が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで左回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
一方、図19(a)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、上記実施の形態1と同様に、第2ソース配線SL2が列方向に延在するとともに第2ゲート配線GL2が行方向に延在しているが、上記実施の形態1と異なり、第2画素電極PX2は、第2ソース配線SL2と略直交する方向に延在しているとともに第2ゲート配線GL2と略平行に延在している。したがって、第2画素電極PX2の複数のスリットSLIT2は、行方向に延在している。
また、図19(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNは、実施の形態1における第2液晶層LC2の液晶分子LCBNと同様に、ネガ型である。なお、本実施の形態でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本実施の形態において、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とに電圧が印加されていない場合(黒表示の場合)、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBNOFFの初期配向角度THINは、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の各々の配向膜によって、90°−270°線を基準に左回転(反時計回り)となるように設定されている。液晶分子LCBNOFFの長軸方向は、第4偏光板POL4の偏光軸(吸収軸)POLA4の方向に略一致している。
本実施の形態でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本実施の形態では、第2画素電極PX2が行方向に延在しているので、図19(b)に示すように、列方向(90°−270°線の方向)の横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBNは、液晶分子LCBNOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで左回転して液晶分子LCBNONの状態(白表示)になる。
本実施の形態における液晶表示装置LCDにおいても、第1液晶表示パネルLCD1における第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸と、第2液晶表示パネルLCD2における第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸とが略直交している。これにより、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの長軸方向(配向軸方向)とが略直交する。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本実施の形態でも、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とが略同じになっている。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが回転するとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBNが回転する。本実施の形態では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNの回転方向とが同じになっているが、実施の形態1と異なり、いずれも左回転となっている。
これにより、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって左回転した液晶分子LCBNONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNONの短軸方向とが略一致している。
したがって、実施の形態1と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBN(液晶分子LCBNON)とによって相殺補償することができる。したがって、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
また、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
ただし、本実施の形態では、上記実施の形態1における液晶表示装置LCDと比べて、透過率が若干低下する。これは、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2において、第1画素電極PX1(第2画素電極PX2)の枠フレームと第1画素電極PX1(第2画素電極PX2)との接続部において透過率が低下するからである。なお、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2のサイズ(画素サイズ)が大きい場合は、この影響は小さくなる。
また、本実施の形態では、第1液晶表示パネルLCD1を観察者側(上側)に配置し、第2液晶表示パネルLCD2をバックライトBL側(下側)に配置したが、これに限らない。具体的には、第1液晶表示パネルLCD1をバックライトBL側(下側)に配置し、第2液晶表示パネルLCD2を観察者側(上側)に配置しても、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を相殺補償して色視野角特性を改善することができる。
また、本実施の形態では、第1液晶セルOC1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNは、横電界によって左回転(反時計回り)となるように初期配向角度THINが設定されていたが、これに限らない。例えば、第1液晶セルOC1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNは、横電界によって右回転(時計回り)となるように初期配向角度THINが設定されていてもよい。この場合も、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を相殺補償して色視野角特性を改善することができる。
(実施の形態2の変形例)
次に、実施の形態2の変形例に係る液晶表示装置LCDについて、図20〜図23を用いて説明する。
図20及び図21は、実施の形態2の変形例に係る液晶表示装置LCDの断面図である。図22(a)は、実施の形態2の変形例に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図22(b)は、実施の形態2の変形例に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図23(a)は、実施の形態2の変形例に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図23(b)は、実施の形態2の変形例に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。なお、図20は、図22(a)及び図23(a)のXX−XX線における断面図であり、図21は、図22(a)及び図23(a)のXXI−XXI線における断面図である。
図20〜図22に示すように、本変形例において、第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態2における第1液晶表示パネルLCD1と同じである。
一方、図20、図21及び図23に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2は、上記実施の形態2における第2液晶表示パネルLCD2と異なる。
具体的には、図23(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、上記実施の形態2と同様に、第2ソース配線SL2が列方向に延在するとともに第2ゲート配線GL2が行方向に延在しているが、上記実施の形態2と異なり、第2画素電極PX2は、第2ソース配線SL2と略平行に延在しているとともに第2ゲート配線GL2と略直交する方向に延在している。つまり、第2画素電極PX2は、列方向に延在している。したがって、第2画素電極PX2の複数のスリットSLIT2は、列方向に延在している。
また、図23(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPがネガ型ではなくポジ型である。つまり、本変形例では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBP及び第2液晶層LC2の液晶分子LCBPは、いずれもポジ型である。なお、本変形例でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本変形例において、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とに電圧が印加されていない場合(黒表示の場合)、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、第3基板SUB3及び第4基板SUB4の各々の配向膜によって、90°−270°線を基準に左回転(反時計回り)となるように設定されている。液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第4偏光板POL4の偏光軸(吸収軸)POLA4の方向に略一致している。
本変形例でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本変形例では、第2画素電極PX2は第2ソース配線SL2と略平行で列方向に延在しているので、図23(b)に示すように、行方向(0°−180°線の方向)の横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで左回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶表示パネルLCD1に発生する横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶表示パネルLCD2に発生する横電界EL2によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向とが略直交している。つまり、横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、横電界EL2によって左回転した液晶分子LCBPONの短軸方向とが略一致している。
したがって、上記実施の形態2における液晶表示装置LCDと同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償することができる。これにより、色視野角特性を改善することができる。
また、本変形例でも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBPは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。したがって、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率が向上する。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
以上、本変形例における液晶表示装置LCDにおいても、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3に係る液晶表示装置LCDについて説明する。
本実施の形態に係る液晶表示装置LCDは、上記実施の形態1、2に係る液晶表示装置LCDと同様に、第1偏光板POL1及び第2偏光板POL2で挟まれた第1液晶セルOC1を有する第1液晶表示パネルLCD1と、第3偏光板POL3及び第4偏光板POL4で挟まれた第2液晶セルOC2を有する第2液晶表示パネルLCD2とを備える。
本実施の形態に係る液晶表示装置LCDでは、第1偏光板POL1〜第4偏光板POL4の偏光軸の方向と、液晶表示装置LCDの表示画面の行方向(0°−180°線)又は列方向(90°−270°線)とが同一方向となるように構成されている。
このため、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDは、上記実施の形態1、2に係る液晶表示装置LCDに対して、第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2のドット(画素)の電極形状が異なっている。
以下、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDについて、図24及び図25を用いて詳細に説明する。
図24(a)は、実施の形態3に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図24(b)は、実施の形態3に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図25(a)は、実施の形態3に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図25(b)は、実施の形態3に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBNの回転の動きを示す図である。
図24(a)に示すように、第1液晶表示パネルLCD1では、上記実施の形態1、2と同様に、第1ソース配線SL1が列方向に延在するとともに第1ゲート配線GL1が行方向に延在しているが、上記実施の形態1、2と異なり、第1画素電極PX1は、第1ソース配線SL1及び第1ゲート配線GL1のいずれにとも平行になっておらず、第1ソース配線SL1及び第1ゲート配線GL1に対して傾斜するように延在している。したがって、第1画素電極PX1の複数のスリットSLIT1は、第1ソース配線SL1及び第1ゲート配線GL1に対して傾斜するように延在している。具体的には、第1画素電極PX1のスリットSLIT1は、右下がりで傾斜するように延在している。
そして、本実施の形態では、列方向に延在する第1ソース配線SL1は、第2偏光板POL2の偏光軸POLA2と略平行であり、行方向に延在する第1ゲート配線GL1は、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1と略平行である。
また、図24(b)に示すように、第1液晶表示パネルLCD1では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPは、実施の形態1、2における第1液晶層LC1の液晶分子LCBPと同様に、ポジ型である。なお、本実施の形態でも、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPに対する第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸は、略平行になっている。
本実施の形態において、第1液晶層LC1における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向軸(長軸方向)は、第1ソース配線SL1と略直交する方向、つまり行方向(0°−180°線)に略一致させている。液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、これを基準にして、0°<THIN<20°の範囲で、左回転(反時計回り)となるように設定されている。なお、液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第2偏光板POL2の偏光軸(吸収軸)POLA2の方向に略一致している。
本実施の形態でも、第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されると、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1との間に第1基板SUB1及び第2基板SUB2に略平行な方向の電界(横電界EL1)が発生するが、本実施の形態では、第1画素電極PX1が傾斜するように延在しているので、図24(b)に示すように、列方向及び列方向に対して斜め方向の横電界EL1が発生する。
横電界EL1が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL1が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで左回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
一方、図25(a)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、上記実施の形態1、2と同様に、第2ソース配線SL2が列方向に延在するとともに第2ゲート配線GL2が行方向に延在しているが、上記実施の形態1、2と異なり、第2画素電極PX2は、互いに略直交する第2ソース配線SL2及び第2ゲート配線GL2に対して傾斜するように延在している。したがって、第2画素電極PX2の複数のスリットSLIT2は、第2ソース配線SL2及び第2ゲート配線GL2に対して傾斜するように延在している。具体的には、第2画素電極PX2のスリットSLIT2は、右下がりで傾斜するように延在している。
そして、本実施の形態では、列方向に延在する第1ソース配線SL1は、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4と略平行であり、行方向に延在する第2ゲート配線GL2は、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3と略平行である。
また、図25(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNは、実施の形態1、2における第2液晶層LC2の液晶分子LCBNと同様に、ネガ型である。なお、本実施の形態でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本実施の形態において、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBNOFFの初期配向軸(長軸方向)は、第2ソース配線SL2と略平行、つまり列方向(90°−270°線)となるように設定している。液晶分子LCBNOFFの初期配向角度THINは、これを基準にして、0°<THIN<20°の範囲で、左回転(半時計回り)となるように設定されている。なお、液晶分子LCBNOFFの長軸方向は、第4偏光板POL4の偏光軸(吸収軸)POLA4の方向に略一致している。
本実施の形態でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本実施の形態では、第2画素電極PX2が傾斜するように延在しているので、図25(b)に示すように、行方向及び列方向に対して斜め方向の横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBNは、液晶分子LCBNOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで左回転して液晶分子LCBNONの状態(白表示)になる。
本実施の形態における液晶表示装置LCDにおいては、第1液晶表示パネルLCD1における第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸と、第2液晶表示パネルLCD2における第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸とが略直交している。これにより、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの長軸方向(配向軸方向)とが略直交している。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本実施の形態でも、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とが略同じになっている。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが回転するとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBNが回転する。本実施の形態では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNの回転方向とが同じで、いずれも左回転となっている。
これにより、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって左回転した液晶分子LCBNONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNONの短軸方向とが略一致している。
したがって、実施の形態1、2と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBN(液晶分子LCBNON)とによって相殺補償することができる。したがって、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
また、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
しかも、本実施の形態では、第1ソース配線SL1が第1偏光板POL1の偏光軸POLA1と略平行に延在し、第1ゲート配線GL1が第2偏光板POL2の偏光軸POLA2と略平行に延在している。また、第2ソース配線SL2が第4偏光板POL4の偏光軸POLA4と略平行に延在し、第2ゲート配線GL2が第3偏光板POL3の偏光軸POLA3と略平行に延在している。
これにより、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1が列方向(90°−270°線)と略一致し、第2偏光板POL2の偏光軸POLA2が行方向(0°−180°線)と略一致している。また、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3が行方向(0°−180°線)と略一致し、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4が列方向(90°−270°線)と略一致している。
したがって、大判の偏光板シートをカットして個々の偏光板を切り出す場合、大判の偏光板シートを斜めにカットすることなく矩形状にカットすることができるので、偏光板の取得率を上げることができる。
(実施の形態3の変形例1)
次に、実施の形態3の変形例1に係る液晶表示装置LCDについて、図26及び図27を用いて説明する。
図26(a)は、実施の形態3の変形例1に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図26(b)は、実施の形態3の変形例1に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図27(a)は、実施の形態3の変形例1に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図27(b)は、実施の形態3の変形例1に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。
図26の(a)及び(b)に示すように、本変形例において、第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態3における第1液晶表示パネルLCD1と同じである。
一方、図27の(a)及び(b)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2は、上記実施の形態3における第2液晶表示パネルLCD2と異なる。
具体的には、図27(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、上記実施の形態3と同様に、第2画素電極PX2が第2ソース配線SL2及び第2ゲート配線GL2に対して傾斜するように延在しているが、上記実施の形態3と異なり、本変形例における第2画素電極PX2は、右上がりで傾斜するように延在している。したがって、第2画素電極PX2の複数のスリットSLIT2も右上がりで傾斜するように延在している。
また、本変形例でも、列方向に延在する第1ソース配線SL1は、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4と略平行であり、行方向に延在する第2ゲート配線GL2は、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3と略平行である。
また、図27(b)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPがネガ型ではなくポジ型である。つまり、本変形例では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBP及び第2液晶層LC2の液晶分子LCBPは、いずれもポジ型である。なお、本変形例でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本変形例において、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向軸(長軸方向)は、第2ゲート配線GL2と略平行、つまり列方向(0°−180°線)となるように設定している。液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、これを基準にして、0°<THIN<20°の範囲で、右回転(時計回り)となるように設定されている。つまり、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの回転方向は、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と逆方向となっている。なお、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第3偏光板POL3の偏光軸(吸収軸)POLA3の方向に略一致している。
本変形例でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本変形例では、第2画素電極PX2が傾斜するように延在しているので、図27(b)に示すように、行方向及び列方向に対して斜め方向の横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで右回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
本変形例における液晶表示装置LCDでは、上記実施の形態3とは異なり、第1液晶表示パネルLCD1における第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸と、第2液晶表示パネルLCD2における第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸とが略平行となっている。これにより、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)とが略一致する。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本変形例では、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とは異なっている。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが回転するとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBPが回転する。本変形例では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と第2液晶セルOC2の液晶分子LCBPの回転方向とが逆方向であり、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPは左回転し、第2液晶セルOC2の液晶分子LCBPは右回転する。
これにより、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPONの短軸方向とが略一致している。
したがって、上記実施の形態3と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)とによって相殺補償することができる。したがって、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの回転とによって相殺補償するように構成されている。
また、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBPは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本変形例における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
また、本変形例でも、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1が列方向(90°−270°線)と略一致し、第2偏光板POL2の偏光軸POLA2が行方向(0°−180°線)と略一致している。また、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3が行方向(0°−180°線)と略一致し、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4が列方向(90°−270°線)と略一致している。したがって、上記実施の形態3と同様に、大判の偏光板シートを斜めにカットすることなく矩形状にカットすることができるので、偏光板の取得率を上げることができる。
(実施の形態3の変形例2)
次に、実施の形態3の変形例2に係る液晶表示装置LCDについて、図28及び図29を用いて説明する。
図28(a)は、実施の形態3の変形例2に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図28(b)は、実施の形態3の変形例2に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図29(a)は、実施の形態3の変形例2に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図29(b)は、実施の形態3の変形例2に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBNの回転の動きを示す図である。
図28の(a)及び(b)に示すように、本変形例において、第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態3における第1液晶表示パネルLCD1と同じである。
一方、図29の(a)及び(b)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2は、上記実施の形態3における第2液晶表示パネルLCD2と異なる。
具体的には、図29(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、上記実施の形態3と同様に、第2画素電極PX2が右下がりで傾斜するように延在しているが、上記実施の形態3と異なり、本変形例における第2画素電極PX2は、横電界EL2が第1液晶セルOC1で発生する横電界EL1の方向と略直交する方向で発生するように右下がりで傾斜するように延在している。
また、本変形例でも、列方向に延在する第1ソース配線SL1は、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4と略平行であり、行方向に延在する第2ゲート配線GL2は、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3と略平行である。
また、図29(b)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNは、ネガ型である。なお、本変形例でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本変形例において、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBNOFFの初期配向軸(長軸方向)は、第2ゲート配線GL2と略平行、つまり列方向(0°−180°線)となるように設定している。液晶分子LCBNOFFの初期配向角度THINは、これを基準にして、0°<THIN<20°の範囲で、右回転(時計回り)となるように設定されている。つまり、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転方向は、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と逆方向となっている。なお、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNOFFの長軸方向は、第3偏光板POL3の偏光軸(吸収軸)POLA3の方向に略一致している。
本変形例でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本変形例では、第1液晶セルOC1で発生する横電界EL1と略直交する方向に横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBNは、液晶分子LCBNOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで右回転して液晶分子LCBNONの状態(白表示)になる。
本変形例における液晶表示装置LCDでは、上記実施の形態3の変形例1と同様に、第1液晶表示パネルLCD1における第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸と、第2液晶表示パネルLCD2における第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸とが略平行となっている。これにより、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)とが略一致する。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本変形例では、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とは略直交している。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが回転するとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBNが回転する。本変形例では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と第2液晶セルOC2の液晶分子LCBPの回転方向とが逆方向であり、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPは左回転し、第2液晶セルOC2の液晶分子LCBNは右回転する。
これにより、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって右回転した液晶分子LCBNONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNONの短軸方向とが略一致している。
したがって、上記実施の形態3と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBNON)とによって相殺補償することができる。したがって、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
また、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本変形例における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
また、本変形例でも、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1が列方向(90°−270°線)と略一致し、第2偏光板POL2の偏光軸POLA2が行方向(0°−180°線)と略一致している。また、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3が行方向(0°−180°線)と略一致し、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4が列方向(90°−270°線)と略一致している。したがって、上記実施の形態3の変形例1と同様に、大判の偏光板シートを斜めにカットすることなく矩形状にカットすることができるので、偏光板の取得率を上げることができる。
(実施の形態3の変形例3)
次に、実施の形態3の変形例2に係る液晶表示装置LCDについて、図30及び図31を用いて説明する。
図30(a)は、実施の形態3の変形例3に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図30(b)は、実施の形態3の変形例3に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図31(a)は、実施の形態3の変形例3に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図31(b)は、実施の形態3の変形例3に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。
図30の(a)及び(b)に示すように、本変形例において、第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態3における第1液晶表示パネルLCD1と同じである。
一方、図31の(a)及び(b)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2は、上記実施の形態3における第2液晶表示パネルLCD2と異なる。
具体的には、図31(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、横電界EL2が第1液晶セルOC1で発生する横電界EL1の方向と略直交する方向で発生するように第2画素電極PX2が右上がりで傾斜するように延在している。
また、本変形例でも、列方向に延在する第1ソース配線SL1は、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4と略平行であり、行方向に延在する第2ゲート配線GL2は、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3と略平行である。
また、図31(b)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPは、ポジ型である。なお、本変形例でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本変形例において、第2液晶層LC2における初期配向状態の液晶分子LCBPOFFの初期配向軸(長軸方向)は、第2ソース配線SL2と略平行、つまり列方向(90°−270°線)となるように設定している。液晶分子LCBPOFFの初期配向角度THINは、これを基準にして、0°<THIN<20°の範囲で、左回転(反時計回り)となるように設定されている。つまり、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの回転方向は、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と同じ方向となっている。なお、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPOFFの長軸方向は、第4偏光板POL4の偏光軸(吸収軸)POLA4の方向に略一致している。
本変形例でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本変形例では、第1液晶セルOC1で発生する横電界EL1と略直交する方向に横電界EL2が発生する。
横電界EL2が発生すると、初期配向角度THINにしたがって、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPが回転する。具体的には、横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBPは、液晶分子LCBPOFFの状態から所定の角度(例えば45°)の位置まで左回転して液晶分子LCBPONの状態(白表示)になる。
本変形例における液晶表示装置LCDでは、第1液晶表示パネルLCD1における第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸と、第2液晶表示パネルLCD2における第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸とが略直交している。これにより、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)とが略直交する。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本変形例では、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とは略直交している。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが回転するとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBPが回転する。本変形例では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転方向と第2液晶セルOC2の液晶分子LCBPの回転方向とが同じで、いずれも左回転である。
これにより、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって左回転した液晶分子LCBPONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPONの短軸方向とが略一致している。
したがって、上記実施の形態3と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)とによって相殺補償することができる。したがって、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
また、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本変形例における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
また、本変形例でも、第1偏光板POL1の偏光軸POLA1が列方向(90°−270°線)と略一致し、第2偏光板POL2の偏光軸POLA2が行方向(0°−180°線)と略一致している。また、第3偏光板POL3の偏光軸POLA3が行方向(0°−180°線)と略一致し、第4偏光板POL4の偏光軸POLA4が列方向(90°−270°線)と略一致している。したがって、上記実施の形態3の変形例1と同様に、大判の偏光板シートを斜めにカットすることなく矩形状にカットすることができるので、偏光板の取得率を上げることができる。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4に係る液晶表示装置LCDについて説明する。
図32Aは、実施の形態4に係る液晶表示装置LCDにおける第1液晶表示パネルLCD1の概略構成を模式的に示す図であり、図32Bは、図32Aにおける第1液晶表示パネルLCD1の1つ分の画素UDOT1の回路構成を示す図である。また、図33Aは、同液晶表示装置LCDにおける第2液晶表示パネルLCD2の概略構成を模式的に示す図であり、図33Bは、図33Aにおける第2液晶表示パネルLCD2の1つ分の画素LDOT2の回路構成を示す図である。
本実施の形態に係る液晶表示装置LCDは、実施の形態1に係る液晶表示装置を行毎マルチドメイン方式に対応させた構成になっている。つまり、第1液晶表示パネルLCD1及び第2液晶表示パネルLCD2は、行毎マルチドメイン方式により駆動される。
図32A及び図32Bに示すように、第1液晶表示パネルLCD1では、第1画像表示領域DISP1における各第1ドットDOT1の配線外形輪郭が長方形ではなく平行四辺形になっている。そして、マトリクス状に配列された複数の第1ドットDOT1は、行方向には同じ向きで配列されており、列方向には一行毎に反転して逆向きとなるように配列されている。つまり、列方向の複数の第1ドットDOT1は、シェブロンストライプ状となっている。
また、図33A及び図33Bに示すように、第2液晶表示パネルLCD2においても、第2画像表示領域DISP2における各第2ドットDOT2の配線外形輪郭が長方形ではなく平行四辺形になっている。そして、マトリクス状に配列された複数の第2ドットDOT2は、第1ドットDOT1に対応するように、行方向には同じ向きで配列されており、列方向には一行毎に反転して逆向きとなるように配列されている。つまり、列方向の複数の第2ドットDOT2は、シェブロンストライプ状となっている。
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置LCDのドット(画素)のレイアウト及び液晶分子の動きについて、図34及び図35を用いて説明する。
図34(a)は、実施の形態4に係る第1液晶表示パネルLCD1の画素UDOT1のレイアウトを示す図であり、図34(b)は、実施の形態4に係る第1液晶セルOC1の第1液晶層LC1における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。図35(a)は、実施の形態4に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図35(b)は、実施の形態4に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBNの回転の動きを示す図である。
図34(a)に示すように、本実施の形態における第1液晶表示パネルLCD1では、上記実施の形態1と同様に、第1ゲート配線GL1は行方向に延在しているが、上記実施の形態1と異なり、第1ソース配線SL1及び第1画素電極PX1は、90°−270°線に対して傾斜するように延在している。具体的には、第1ソース配線SL1及び第1画素電極PX1は、互いに平行で、かつ、行毎に傾斜角が反転するように折れ曲がるように形成されている。つまり、第1ソース配線SL1は、シェブロンストライプ状に形成されている。
また、図34(b)に示すように、第1液晶表示パネルLCD1では、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPは、ポジ型である。なお、本実施の形態でも、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPに対する第1基板SUB1及び第2基板SUB2の配向軸は、略平行になっている。
本実施の形態でも、第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されると、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1との間に第1基板SUB1及び第2基板SUB2に略平行な方向の電界(横電界EL1)が発生するが、本実施の形態では、第1画素電極PX1が行毎に傾斜角が反転するように形成されているので、図34(b)に示すように、行毎に異なる2方向の横電界EL1が発生する。このような横電界EL1が発生すると、液晶分子LCBPは、行毎に左回転と右回転とを繰り返すように回転する。
図35(a)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2でも、第2ソース配線SL2及び第2画素電極PX2は、互いに平行で、かつ、行毎に傾斜角が反転するように折れ曲がるように形成されている。また、第2ソース配線SL2及び第2画素電極PX2は、第1液晶セルOC1における第1ソース配線SL1及び第1画素電極PX1と同じ方向に折れ曲がるように形成されている。つまり、第2ソース配線SL2は、シェブロンストライプ状に形成されている。
また、図35(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNは、ネガ型である。なお、本実施の形態でも、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNに対する第3基板SUB3及び第4基板SUB4の配向軸は、略平行になっている。
本実施の形態でも、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本実施の形態では、第2画素電極PX2が行毎に傾斜角が反転するように形成されているので、図35(b)に示すように、行毎に異なる2方向の横電界EL2が発生する。このような横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBNは、行毎に左回転と右回転とを繰り返すように回転する。
このように、本実施の形態における液晶表示装置LCDでは、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2に横電界EL1及びEL2が発生していない場合に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの長軸方向(配向軸方向)と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの長軸方向(配向軸方向)とが行毎に略直交している。
そして、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1における第1画素電極PX1及び第1共通電極CT1に電圧が印加されるとともに、第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2における第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、第1ドットDOT1には一方向のみの横電界EL1が発生するとともに、第2ドットDOT2にも一方向のみの横電界EL2が発生する。このとき、本実施の形態でも、第1ドットDOT1に発生する横電界EL1の電界方向と、第1ドットDOT1に重なる第2ドットDOT2に発生する横電界EL2の電界方向とが略同じになっている。
このような横電界EL1及びEL2が発生すると、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが行毎に左回転と右回転とが交互に繰り返されるとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBNが行毎に左回転と右回転とが交互に繰り返される。
これにより、積層された第1液晶セルOC1と第2液晶セルOC2とについては、対応する第1ドットDOT1と第2ドットDOT2毎に、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転又は右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって左回転又は右回転した液晶分子LCBNONの長軸方向とが略直交する状態となる。つまり、第1液晶セルOC1に横電界EL1が発生し、かつ、第2液晶セルOC2に横電界EL2が発生している場合、第1液晶セルOC1と第2液晶セルOC2とで対応するドット毎に、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNONの短軸方向とが略一致している。
この結果、実施の形態1と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBN(液晶分子LCBNON)とによって相殺補償することができる。したがって、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
つまり、本実施の形態における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本実施の形態における液晶表示装置LCDでは、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
しかも、本実施の形態では、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2が行毎マルチドメイン方式により駆動されている。これにより、第1液晶セルOC1の第1ドットDOT1と第2液晶セルOC2の第2ドットDOT2とで色視野角特性を改善するだけではなく、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2において隣接する2つの行でも色視野角特性を改善することができる。
したがって、実施の形態における液晶表示装置LCDは、実施の形態1〜3における液晶表示装置LCDと比べて、さらに色視野角特性を改善することができる。
(実施の形態4の変形例1)
次に、実施の形態4の変形例1に係る液晶表示装置LCDについて、図36を用いて説明する。
本変形例に係る液晶表示装置LCDと上記実施の形態4に係る液晶表示装置LCDとは、第2液晶表示パネルLCD2の構成が異なる。つまり、本変形例において、第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態4における第1液晶表示パネルLCD1と同じ構成である。
図36(a)は、実施の形態4の変形例1に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図36(b)は、実施の形態4の変形例1に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBPの回転の動きを示す図である。
図36の(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2において、第2画素電極PX2は、上記実施の形態4における第2画素電極PX2と同様に、行毎に傾斜角が反転するように形成されているが、上記実施の形態4における第2画素電極PX2とは、各第1ドットDOT1における傾斜角が異なっている。具体的には、本変形例における第2画素電極PX2は、行毎に傾斜角が反転している第1ソース電極SL1と直交するように延在している。
また、図36(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBPは、ポジ型である。つまり、本変形例では、第1液晶層LC1(不図示)の液晶分子LCBP及び第2液晶層LC2の液晶分子LCBPは、いずれもポジ型である。
本変形例でも、上記実施の形態4と同様に、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、図36(b)に示すように、行毎に異なる2方向の横電界EL2が発生する。このような横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBPは、行毎に左回転と右回転とを繰り返すように回転する。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、横電界EL1及びEL2が発生すると、上記実施の形態4と同様に、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが行毎に左回転と右回転とが交互に繰り返されるとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBPが行毎に左回転と右回転とが交互に繰り返される。
これにより、積層された第1液晶セルOC1と第2液晶セルOC2とについては、対応する第1ドットDOT1と第2ドットDOT2毎に、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転又は右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって左回転又は右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向とが略直交する状態となる。
したがって、実施の形態4と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)とによって相殺補償することができる。これにより、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBPの回転とによって相殺補償するように構成されている。
つまり、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBPは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本変形例における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
しかも、本変形例でも、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2が行毎マルチドメイン方式により駆動されている。したがって、本変形例における液晶表示装置LCDは、実施の形態1〜3における液晶表示装置LCDと比べて、さらに色視野角特性を改善することができる。
(実施の形態4の変形例2)
次に、実施の形態4の変形例2に係る液晶表示装置LCDについて、図37を用いて説明する。
本変形例に係る液晶表示装置LCDと上記実施の形態4に係る液晶表示装置LCDとは、第2液晶表示パネルLCD2の構成が異なる。つまり、本変形例において、第1液晶表示パネルLCD1は、上記実施の形態4における第1液晶表示パネルLCD1と同じ構成である。
図37(a)は、実施の形態4の変形例2に係る第2液晶表示パネルLCD2の画素LDOT2のレイアウトを示す図であり、図37(b)は、実施の形態4の変形例2に係る第2液晶セルOC2の第2液晶層LC2における液晶分子LCBNの回転の動きを示す図である。
図37(a)に示すように、本変形例における第2液晶表示パネルLCD2では、第2画素電極PX2は、上記実施の形態4における第2画素電極PX2と同様に、行毎に傾斜角が反転するように形成されているが、上記実施の形態4における第2画素電極PX2とは、各第2ドットDOT2における傾斜角が異なっている。
また、図37(b)に示すように、第2液晶表示パネルLCD2では、第2液晶層LC2の液晶分子LCBNは、ネガ型である。
本変形例でも、上記実施の形態4と同様に、第2画素電極PX2及び第2共通電極CT2に電圧が印加されると、図37(b)に示すように、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2との間に第3基板SUB3及び第4基板SUB4に略平行な方向の電界(横電界EL2)が発生するが、本実施の形態では、第2画素電極PX2が行毎に傾斜角が反転するように形成されているので、図37(b)に示すように、行毎に異なる2方向の横電界EL2が発生する。このような横電界EL2が発生すると、液晶分子LCBNは、行毎に右回転と左回転とを繰り返すように回転する。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、横電界EL1及びEL2が発生すると、上記実施の形態4と同様に、第1液晶層LC1の第1ドットDOT1の液晶分子LCBPが行毎に左回転と右回転とが交互に繰り返されるとともに、第2液晶層LC2の第2ドットDOT2の液晶分子LCBNが行毎に左回転と右回転とが交互に繰り返される。
これにより、積層された第1液晶セルOC1と第2液晶セルOC2とについては、対応する第1ドットDOT1と第2ドットDOT2毎に、第1液晶セルOC1に発生する横電界EL1によって左回転又は右回転した液晶分子LCBPONの長軸方向と、第2液晶セルOC2に発生する横電界EL2によって左回転又は右回転した液晶分子LCBNONの長軸方向とが略直交する状態となる。
したがって、実施の形態4と同様に、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化(色付き)を、第1液晶層LC1の回転後の液晶分子LCBP(液晶分子LCBPON)と、第2液晶層LC2の回転後の液晶分子LCBN(液晶分子LCBNON)とによって相殺補償することができる。これにより、液晶表示装置LCDの表示画面全体における所定の方向の色付きが相殺されて色視野角特性を改善することができる。
このように、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1又は第2液晶セルOC2の色相変化を、第1液晶層LC1の液晶分子LCBPの回転と第2液晶層LC2の液晶分子LCBNの回転とによって相殺補償するように構成されている。
つまり、本変形例における液晶表示装置LCDでも、第1液晶セルOC1の1つの第1ドットDOT1の液晶分子LCBP及び第2液晶セルOC2の1つの第2ドットDOT2の液晶分子LCBNは、いずれもシングルドメイン方式により駆動され、第1ドットDOT1及び第2ドットDOT2の主な透過領域では、一方向に回転する。これにより、一画素マルチドメイン方式と比べて透過率を向上させることができる。また、行毎マルチドメイン方式のように特定の画像パターン表示について色視野角特性が劣化することもない。
したがって、本変形例における液晶表示装置LCDでも、透過率を低下させることなく、画像表示パターンによらず色視野角特性を改善することができる。
しかも、本変形例でも、第1液晶セルOC1及び第2液晶セルOC2が行毎マルチドメイン方式により駆動されている。したがって、本変形例における液晶表示装置LCDは、実施の形態1〜3における液晶表示装置LCDと比べて、さらに色視野角特性を改善することができる。
(その他の変形例)
以上、本開示に係る液晶表示装置について、実施の形態1〜4及びその変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態1〜4及びその変形例に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態1〜4及びその変形例では、第1画素電極PX1及び第2画素電極PX2にスリットを形成して、第1画素電極PX1及び第2画素電極PX2を延在するように構成したが、これに限らない。例えば、第1共通電極CT1及び第2共通電極CT2にのみスリットを形成して、第1共通電極CT1及び第2共通電極CT2のみを延在するように構成してもよいし、第1画素電極PX1及び第2画素電極PX2と第1共通電極CT1及び第2共通電極CT2との両方を延在するように構成してもよい。この場合、第1画素電極PX1と第1共通電極CT1とを櫛歯状に噛み合うように形成してもよい。同様に、第2画素電極PX2と第2共通電極CT2とを櫛歯状に噛み合うように形成してもよい。
また、上記実施の形態1〜4及びその変形例では、第2液晶セルOC2の第2画像表示領域DISP2の1つの画素LDOT2(第2ドットDOT2)は、第1液晶セルOC1の第1画像表示領域DISP1の3つの第1ドットDOT1に対応するように設定したが、これに限らない。例えば、1つの画素LDOT2(第2ドットDOT2)が1つの第1ドットDOT1に対応するように設定されていてもよい。
その他、上記実施の形態1〜4及びその変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態1〜4及びその変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
LCD 液晶表示装置
LCD1 第1液晶表示パネル
LCD2 第2液晶表示パネル
BL バックライト
FS フロントシャーシ
MD 液晶モジュール
SEFIL 接着層
IPU 画像処理部
TCON1 第1タイミングコントローラ
TCON2 第2タイミングコントローラ
SDC1 第1ソースドライバ
SDC2 第2ソースドライバ
GDC1 第1ゲートドライバ
GDC2 第2ゲートドライバ
SKIB1、SKIB2 プリント基板
STCP1、STCP2 フレキシブル配線基板
DISP1 第1画像表示領域
DISP2 第2画像表示領域
UDOT1、LDOT2 画素
DOT1 第1ドット
DOT2 第2ドット
DOTR 赤色ドット
DOTG 緑色ドット
DOTB 青色ドット
OC1 第1液晶セル
OC2 第2液晶セル
POL1 第1偏光板
POL2 第2偏光板
POL3 第3偏光板
POL4 第4偏光板
POLA1、POLA2、POLA3、POLA4 偏光軸
SUB1 第1基板
SUB2 第2基板
SUB3 第3基板
SUB4 第4基板
LC1 第1液晶層
LC2 第2液晶層
LCBP ポジ型の液晶分子
LCBN ネガ型の液晶分子
THIN 初期配向角度
FIL カラーフィルタ
FILB 青色カラーフィルタ
FILG 緑色カラーフィルタ
FILR 赤色カラーフィルタ
BM1 第1ブラックマトリクス
BM2 第2ブラックマトリクス
OCT1 第1オーバーコート層
OCT2 第2オーバーコート層
SL1 第1ソース配線
SL2 第2ソース配線
GL1 第1ゲート配線
GL2 第2ゲート配線
CL1 第1共通配線
CL2 第2共通配線
CLC1、CLC2 液晶容量
PX1 第1画素電極
PX2 第2画素電極
SLIT1、SLIT2 スリット
CT1 第1共通電極
CT2 第2共通電極
EL1、EL2 横電界
TFT1 第1薄膜トランジスタ
TFT2 第2薄膜トランジスタ
G1 第1ゲート電極
G2 第2ゲート電極
S1 第1ソース電極
S2 第2ソース電極
D1 第1ドレイン電極
D2 第2ドレイン電極
CONT コンタクトホール
GSN1、GSN2 ゲート絶縁膜
PAS1、PAS2 保護膜
OPAS1、OPAS2 有機膜
UPAS 上部絶縁膜
UPAS1、UPAS2 保護膜

Claims (20)

  1. 第1基板及び第2基板の間に設けられた第1液晶層を有し、かつ、複数の表示単位領域の各々に設けられた第1画素電極及び第1共通電極を有する第1液晶セルと、
    第3基板及び第4基板の間に設けられた第2液晶層を有し、かつ、複数の表示単位領域の各々に設けられた第2画素電極及び第2共通電極を有する第2液晶セルと、
    前記第1液晶セルを挟むように配置された第1偏光板及び第2偏光板と、
    前記第2液晶セルを挟むように配置された第3偏光板及び第4偏光板と、を備える液晶表示装置であって、
    前記第1液晶セルでは、前記第1液晶層の液晶分子に対する前記第1基板及び前記第2基板の配向軸が略平行になっており、前記第1画素電極と前記第1共通電極との間に発生する横電界によって前記第1液晶層の液晶分子が回転し、
    前記第2液晶セルでは、前記第2液晶層の液晶分子に対する前記第3基板及び前記第4基板の配向軸が略平行になっており、前記第2画素電極と前記第2共通電極との間に発生する横電界によって前記第2液晶層の液晶分子が回転し、
    前記第1液晶セルと前記第2液晶セルとは、前記第2基板と前記第3基板とが内側となるように積層され、
    前記第2偏光板及び前記第3偏光板は、前記第1液晶セルと前記第2液晶セルとの間に配置され、かつ、偏光軸が互いに略平行であり、
    前記第1偏光板及び前記第4偏光板は、偏光軸が前記第2偏光板と略直交しており、
    前記液晶表示装置は、所定の方向から見たときの前記第1液晶セル又は前記第2液晶セルの色相変化を、前記第1液晶層の液晶分子の回転と前記第2液晶層の液晶分子の回転とによって相殺補償するように構成されている、
    液晶表示装置。
  2. 前記第1液晶セルの前記複数の表示単位領域の各々の主な光透過領域では、前記第1液晶層の前記液晶分子は、一方向に回転し、
    前記第2液晶セルの前記複数の表示単位領域の各々では、前記第2液晶層の前記液晶分子は、一方向に回転する、
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第1液晶層の液晶分子の回転方向と前記第2液晶層の液晶分子の回転方向とが同じである、
    請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第1液晶セルにおける前記配向軸と前記第2液晶セルにおける前記配向軸とが略直交している、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第1液晶セル及び前記第2液晶セルに前記横電界が発生している場合、前記第1液晶層の液晶分子の長軸方向と前記第2液晶層の液晶分子の短軸方向とが略一致している、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第1液晶セル及び前記第2液晶セルに前記横電界が発生していない場合、前記第1液晶層の液晶分子の長軸方向と前記第2液晶層の液晶分子の長軸方向とが略直交している、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1画素電極と前記第1共通電極との間に発生する横電界の電界方向と、前記第2画素電極と前記第2共通電極との間に発生する横電界の電界方向とが略同じである、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第1液晶層の液晶分子及び前記第2液晶層の液晶分子は、一方がポジ型であり、他方がネガ型である、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第1液晶セルは、第1方向に延在する第1ソース配線を有し、
    前記第2液晶セルは、前記第1方向に延在する第2ソース配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ソース配線と略平行に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ソース配線と略平行に延在し、
    前記第1液晶層の液晶分子は、ポジ型であり、
    前記第2液晶層の液晶分子は、ネガ型である、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  10. 前記第1液晶セルは、第1ゲート配線を有し、
    前記第2液晶セルは、第2ゲート配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ゲート配線と略直交する方向に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ゲート配線と略直交する方向に延在している、
    請求項9に記載の液晶表示装置。
  11. 前記第1液晶セルは、第1方向に延在する第1ソース配線を有し、
    前記第2液晶セルは、前記第1方向に延在する第2ソース配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ソース配線と略平行に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ソース配線と略直交する方向に延在し、
    前記第1液晶層の液晶分子及び前記第2液晶層の液晶分子は、いずれもポジ型である、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第1液晶セルは、第1ゲート配線を有し、
    前記第2液晶セルは、第2ゲート配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ゲート配線と略直交する方向に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ゲート配線と略平行に延在している、
    請求項11に記載の液晶表示装置。
  13. 前記第1液晶セルは、第1方向に延在する第1ソース配線を有し、
    前記第2液晶セルは、前記第1方向に延在する第2ソース配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ソース配線と略直交する方向に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ソース配線と略直交する方向に延在し、
    前記第1液晶層の液晶分子は、ポジ型であり、
    前記第2液晶層の液晶分子は、ネガ型である、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  14. 前記第1液晶セルは、第1ゲート配線を有し、
    前記第2液晶セルは、第2ゲート配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ゲート配線と略平行に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ゲート配線と略平行に延在している、
    請求項13に記載の液晶表示装置。
  15. 前記第1液晶セルは、第1方向に延在する第1ソース配線を有し、
    前記第2液晶セルは、前記第1方向に延在する第2ソース配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ソース配線と略直交する方向に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ソース配線と略平行に延在し、
    前記第1液晶層の液晶分子及び前記第2液晶層の液晶分子は、いずれもポジ型である、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  16. 前記第1液晶セルは、第1ゲート配線を有し、
    前記第2液晶セルは、第2ゲート配線を有し、
    前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ゲート配線と略平行に延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ゲート配線と略直交する方向に延在している、
    請求項15に記載の液晶表示装置。
  17. 前記第1液晶セルは、第1方向に延在する第1ソース配線と、前記第1方向に略直交する第2方向に延在する第1ゲート配線とを有し、
    前記第2液晶セルは、前記第1方向に延在する第2ソース配線と、前記第2方向に延在する第2ゲート配線とを有し
    前記第1ソース配線又は前記第1ゲート配線は、前記第1偏光板又は前記第2偏光板の偏光軸と略平行であり、
    前記第2ソース配線又は前記第2ゲート配線は、前記第3偏光板又は前記第4偏光板の偏光軸と略平行である、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  18. 前記第1画素電極又は前記第1共通電極は、前記第1ソース配線に対して傾斜するように延在し、
    前記第2画素電極又は前記第2共通電極は、前記第2ソース配線に対して傾斜するように延在している、
    請求項17に記載の液晶表示装置。
  19. 前記第1液晶セルにおける前記配向軸と前記第2液晶セルにおける前記配向軸とが略平行である、
    請求項17又は18に記載の液晶表示装置。
  20. 前記第1液晶セル及び前記第2液晶セルは、行毎マルチドメイン方式により駆動される、
    請求項1〜19のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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