JP4172218B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置は、種々の方式のものが知られていた。例えば、ＴＮ（twisted nematic）方式やＶＡ（vertically aligned）方式の液晶表示装置が知られていた。ＴＮ方式は、応答時間に優れているもののコントラストが低いという欠点を持っていた。特に、近年では、液晶表示装置は単に様々な色を発色可能であるという性能だけでなく、鮮やかさやくっきりとした色表現を実現するために高コントラストであることが極めて重要な評価指標となっている。したがって、近年では、高コントラストを実現可能なＶＡ方式の液晶表示装置が広く研究開発されている。
【０００３】
このような従来例として、例えば、特開平１０−１５３８０２号公報「液晶表示装置」が知られている。この公報には、ＶＡ方式の液晶表示装置において、液晶や位相差補償フィルム等の各種条件を変える技術が開示されている。この技術により、コントラスト、視野角特性、応答特性を最適化できる。
【０００４】
この他、特開２０００−２６７０７９号公報「液晶表示装置」が知られている。この公報には、ＭＶＡ（Multi-domain vertically aligned）方式の液晶表示装置において、ＲＧＢのうち、Ｂ（青色）フィルタの画素領域のスリット巾を狭くする技術が開示されている。この技術により、白表示状態の表示画面の色付きを軽減できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
【０００６】
すなわち、従来技術によるＶＡ方式またはＭＶＡ方式の液晶表示装置は、コントラストや階調のみならず、色みも見る角度によりシフトするという問題点があった。すなわち、従来技術によるＶＡ方式またはＭＶＡ方式の液晶表示装置で、表示面垂直方向から見ても斜め方向から見ても、角度依存せず同じようなコントラストや階調が得られるようになった結果、色み自体が見る角度により変化する「スペクトルシフト」が相対的に目立つようになってきた。
【０００７】
特開平１０−１５３８０２号公報「液晶表示装置」に開示される技術でも、色度の変化の低減について言及されているが、これは、液晶の厚みを小さくすることで解決するものであり、液晶表示装置の設計自由度を低くしてしまうという問題点があった。また、この公報の技術では、個々具体的に色度のシフトを測定して厚みを決定することが必要で、この点からも設計の自由度が低いという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、見る角度が異なっても色みの変化の感じ方の少ないＶＡ方式の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法は、ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法であって、液晶層、または液晶層を含む表示板のレタデーションを調整することにより、液晶に対して電圧を印加した状態でバックライトを表示面の裏面から照射した際に、表示面垂直方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長と比視感度曲線のスペクトルピークの波長との差と、予め設定した最大視野角方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長と比視感度曲線のスペクトルピークの波長との差を、略等しくしたことを特徴とする。
【００１０】
すなわち、請求項１にかかる発明は、斜め方向から透過光を観測してスペクトルが長波長側にシフトしても、シフト前（垂直方向から観測したスペクトル）のピーク波長とシフト後（予め設定した最大視野角方向から観測したスペクトル）のピーク波長の略中間に比視感度曲線のピーク波長（約５５５ｎｍ）が来るように液晶層または表示板を調整したので、見る角度が異なっても色みの変化の感じ方の少ない液晶表示装置を提供可能となる。
【００１１】
また、請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法は、ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法であって、液晶層、または液晶層を含む表示板のレタデーションを調整することにより、液晶に対して電圧を印加した状態でバックライトを表示面の裏面から照射した際に、表示面垂直方向から観測したときの透過光の透過率であって比視感度曲線のピークの波長における透過率と、予め設定した最大視野角方向から観測したときの透過光の透過率であって非視感度曲線のピークの波長における透過率と、の差が、最も小さくなるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項２にかかる発明は、斜め方向から透過光を観測してスペクトルが長波長側にシフトしても、シフト前とシフト後のそれぞれの比視感度曲線のピーク波長（略５５５ｎｍ）における透過光の透過率の差が最も小さいので、色みの変化を感じるとしてもその変化が最も小さく感じられることとなり、見る角度が異なっても色みの変化の感じ方の少ない液晶表示装置を提供可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法は、ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法であって、液晶層、または液晶層を含む表示板のレタデーションを調整することにより、液晶に対して電圧を印加した状態でバックライトを表示面の裏面から照射した際に、表示面垂直方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長が比視感度曲線のスペクトルピークの波長より短く、予め設定した最大視野角方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長が比視感度曲線のスペクトルピークの波長より長くなるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
すなわち、請求項３にかかる発明は、斜め方向から透過光を観測してスペクトルが長波長側にシフトしても、シフト前とシフト後のそれぞれの比視感度曲線のピーク波長（略５５５ｎｍ）における透過光の透過率の差を小さくできるので、色みの変化を感じるとしてもその変化が最も小さく感じられることとなり、見る角度が異なっても色みの変化の感じ方の少ない液晶表示装置を提供可能となる。
【００１５】
また、請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法において、液晶素材または液晶厚みを調整することにより、液晶層のレタデーションを調整することを特徴とする。
【００１６】
すなわち、請求項４にかかる発明は、簡便にスペクトルシフトの量を調整でき、これにより、見る角度が異なっても色みの変化の感じ方の少ない液晶表示装置の設計自由度が高まる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
液晶表示装置５０は、ガラス基板の第一基板１と、第一基板１上にマトリクス状に配線された走査線２および信号線３と、走査線２と信号線３で囲まれる１画素内に配置された画素電極４と、を有する。走査線２と信号線３の交差部には画素電極４と接続するＴＦＴ５が形成される。なお、５ａは走査線２から延在したゲート電極、５ｂは信号線３から延在したソース電極、５ｃは画素電極４と接続するドレイン電極を示す。ＴＦＴ５は走査線２からゲート電極５ａに走査信号が供給されるとオン状態となり、信号線３からソース電極５ｂに供給されるソース信号（信号電圧）がドレイン電極５ｃを介して画素電極４に印加される。
【００１８】
液晶表示装置５０は、また、信号線３や画素電極４に積層され、垂直配向処理が施されている配向膜６と、ガラス基板の第二基板７と、各画素を区切るように第二基板７上に形成されたブラックマトリックス８と、各画素に対応してストライプ状に積層されたカラーフィルタ９と、を有する。カラーフィルタ９には例えばＩＴＯなどの共通電極１０が積層され、共通電極１０上には画素電極４と対向する位置に帯状の突起１１が形成されている。
【００１９】
一方、液晶層１６に電界が印加されたときには、図３に示したように液晶分子１５は水平方向へ傾斜する。なお、本実施の形態では、液晶層１６は、配向膜６および配向膜１２間に狭持される液晶の層をいい、表示板とは、液晶層１６を含み、第一基板１、偏光板１３、配向膜６、配向膜１２、カラーフィルタ９、偏光板１４、第二基板７により構成される表示板をいうものとする。
【００２０】
次に、スペクトルシフトについて説明する。ＶＡ方式の液晶表示装置は、一般的に、表示板に垂直な方向へ透過する透過光と、斜め方向へ透過する透過光とでそのスペクトルが変化する。より具体的には、斜め方向へ透過するスペクトルは、全体的に長波長側へ若干シフトする。この度合いはレタデーションＲに比例し、Ｒは以下の式により表される。
【００２１】
Ｒ＝ｄΔｎ・sin²φ（Ｖ）
但し、ｄは液晶層１６の厚み、Δｎは液晶分子の長軸方向と短軸方向の屈折率の差、φ(Ｖ)は液晶分子１５の表示板に垂直な方向から測定した傾斜角度（極角）である。なお、液晶分子１５の倒れ方は、印加電圧Ｖの関数であるので、ここではφ(Ｖ)と表記した。
【００２２】
さらに、人間の目は、同じ強さの光であっても、波長によって強さの感じ方に差があり、この感じ方は比視感度曲線としてモデル化されている。図４は、比視感度曲線を示した図である。図に示したように、比視感度曲線は、人間が感じることのできる波長λ＝３８０ｎｍ〜７８０ｎｍに対応して比視感度の値があり、波長λ＝５５５ｎｍの比視感度が最大値１として規格化されている。
【００２３】
液晶表示装置５０はＶＡ方式であり、光は複屈折性により伝播される。このとき、ＣＩＥによるＹ値、色度は比視感度曲線と透過光スペクトルの積分値によって決定される。したがって、ホワイトバランスのシフトは、比視感度を考慮することにより、より適切に調整可能となる。
【００２４】
よって、液晶表示装置５０では、表示板に垂直な方向から測定したスペクトルピークと、最大視野角方向（液晶表示装置５０を斜めから見る場合のその斜めの方向）から測定したスペクトルピークとの略中央に比視感度曲線ピーク（λ≒５５５ｎｍ）が来るように液晶層１６が調整されている。なお、垂直な方向から観測した透過光は、当然ホワイトバランスが調整されたものであって、殆ど白色である。
【００２５】
図５、図６、図７は、比視感度曲線と、表示板に垂直な方向から観測したスペクトル（シフト前のスペクトル）と最大視野角方向から観測したスペクトル（シフト後のスペクトル）との関係を示した図である。このうち、図５は、垂直方向から観測したスペクトルピークが紫外側にある場合を、図６は、垂直方向から観測したスペクトルピークが比視感度曲線ピークより若干小さい波長側にある場合を、図７は、垂直方向から観測したスペクトルピークが赤外側にある場合を示している。図から明らかなように、図６に示すようにシフト前とシフト後のピークが比視感度曲線のピークをまたぐようにすることにより、色ズレが最小限になることがわかる。
【００２６】
また、シフト前後のピーク値でなく、シフト前後のスペクトルのλ＝５５５ｎｍ付近の光量もしくは透過率の差が小さくなるように液晶層や液晶を含む表示板を調整してもよい。これは、図４に示したように人間の知覚特性としてλ＝５５５ｎｍに著しい比視感度ピークが立っているため、この値で色度のシフトを評価しても充分良い近似となるからである。
【００２７】
液晶層や液晶を含む表示板の調整は、例えば、液晶素材や液晶の厚み、各種基板やフィルタの素材や厚みを変更することにより行うことができる。したがって、シフト前とシフト後のスペクトルピークやλ＝５５５ｎｍ付近の透過光量・透過率を測定しつつ液晶層や表示板のパラメータを決定すればよい。レタデーションＲを調整することにより行っても良い。
【００２８】
なお、シフト前の透過光のスペクトルピークは、５１０ｎｍ〜５４５ｎｍ、好ましくは５２０ｎｍ〜５３０ｎｍにあることが好ましい。ここで、バックライトやカラーフィルタ９により、透過光のスペクトルが単一のピークを持ったなだらかな曲線でない場合には、適宜漸近曲線を考慮しても良い。
【００２９】
なお、従来の液晶表示装置の垂直方向から観測した場合の透過光のスペクトルピークは、４５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度であり、また、従来技術として挙げた特開平１０−１５３８０２号公報では２８４ｎｍである。したがって、この点から見ても液晶表示装置５０の色度シフトは極めて小さいことがわかる。
【００３０】
なお、予め設定された最大視野角は、例えば８５°とすることができるが、例えば、６０°や４５°とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、比視感度曲線を考慮しているので、見る角度が異なっても色みの変化の感じ方の少ないＶＡ方式の液晶表示装置を提供することができた。また、液晶素材と液晶厚みとを調整することにより表示装置の設計自由度を高めることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である液晶表示装置の第一基板の平面図である。
【図２】電界を印加していないときの液晶表示装置の断面図である。
【図３】電界を印加したときの液晶表示装置の断面図である。
【図４】比視感度曲線を示した図である。
【図５】比視感度曲線と、表示板に垂直な方向から観測したスペクトル（シフト前のスペクトル：短波長）と最大視野角方向から観測したスペクトル（シフト後のスペクトル）との関係を示した図である。
【図６】比視感度曲線と、表示板に垂直な方向から観測したスペクトル（シフト前のスペクトル：緑色帯域）と最大視野角方向から観測したスペクトル（シフト後のスペクトル）との関係を示した図である。
【図７】比視感度曲線と、表示板に垂直な方向から観測したスペクトル（シフト前のスペクトル：長波長）と最大視野角方向から観測したスペクトル（シフト後のスペクトル）との関係を示した図である。
【符号の説明】
１ 第一基板
２ 走査線
３ 信号線
４ 画素電極
７ 第二基板
９ カラーフィルタ
１１ 突起
１３ 第一偏光板
１４ 第二偏光板
１５ 液晶分子
１６ 液晶層
５０ 液晶表示装置（ＶＡ方式）
Ｒ レタデーション

Claims (4)

1. ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法であって、
   液晶層、または液晶層を含む表示板のレタデーションを調整することにより、
   液晶に対して電圧を印加した状態でバックライトを表示面の裏面から照射した際に、
   表示面垂直方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長と比視感度曲線のスペクトルピークの波長との差と、
   予め設定した最大視野角方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長と比視感度曲線のスペクトルピークの波長との差を、略等しくしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法であって、
   液晶層、または液晶層を含む表示板のレタデーションを調整することにより、
   液晶に対して電圧を印加した状態でバックライトを表示面の裏面から照射した際に、
   表示面垂直方向から観測したときの透過光の透過率であって比視感度曲線のピークの波長における透過率と、
   予め設定した最大視野角方向から観測したときの透過光の透過率であって非視感度曲線のピークの波長における透過率と、の差が、最も小さくなるようにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. ＶＡ方式の液晶表示装置の製造方法であって、
   液晶層、または液晶層を含む表示板のレタデーションを調整することにより、
   液晶に対して電圧を印加した状態でバックライトを表示面の裏面から照射した際に、
   表示面垂直方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長が比視感度曲線のスペクトルピークの波長より短く、
   予め設定した最大視野角方向から観測したときの透過光のスペクトルピークの波長が比視感度曲線のスペクトルピークの波長より長くなるようにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 液晶素材または液晶厚みを調整することにより、液晶層のレタデーションを調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。

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