JP2014074797A - 液晶表示装置及びそのリタデーション設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位を改善することが可能な液晶表示装置及びそのリタデーション設定方法を提供する。
【解決手段】第１乃至第３画素に亘って形成された共通電極と、第１画素に形成され共通電極と向かい合う第１画素電極と、第２画素に形成され共通電極と向かい合う第２画素電極と、第３画素に形成され共通電極と向かい合う第３画素電極と、を備えた第１基板と、第１画素に形成された青色カラーフィルタと、第２画素に形成された緑色カラーフィルタと、第３画素に形成された赤色カラーフィルタと、を備え、第１基板との間にセルギャップを形成する第２基板と、セルギャップに保持され負の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成された液晶層であって、セルギャップをｄとし、液晶材料の屈折率異方性をΔｎとしたとき、Δｎ・ｄで定義されるリタデーションが３０４ｎｍ以上４０７ｎｍ以下である液晶層と、を備えた液晶表示装置。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置及びそのリタデーション設定方法に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

一般に、Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＦＦＳ）モードやＩｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＩＰＳ）モードの液晶表示パネルは、画素電極及び共通電極を備えたアレイ基板と、対向基板との間に液晶層を保持した構成である。特に、ＦＦＳモードにおいては、液晶分子が画素電極と共通電極との間のフリンジ電界によって基板主面と略平行な面内で回転することにより、液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ；Δｎは液晶層の屈折率異方性であり、ｄは液晶層を保持するセルギャップである）を変化させている。

液晶層として、誘電率異方性が正の液晶材料（ポジ型液晶材料）を適用した場合、液晶分子は、その長軸がフリンジ電界に沿うように配向する。このため、画素電極から共通電極に向かうフリンジ電界が形成された際に、画素電極上あるいはスリット上では、縦方向（セル厚方向）の電界に沿って液晶分子が立ち上がってしまい、局所的に低リタデーションの領域が発生してしまう。これにより、一画素あたりの変調率が低く、高い透過率を得ることができない。

一方で、液晶層として、誘電率異方性が負の液晶材料（ネガ型液晶材料）を適用した場合、液晶分子は、その長軸がフリンジ電界に直交するように配向する。このため、縦方向の電界に対しても液晶分子の立ち上がりが少なく、比較的高いリタデーションを維持することができるため、ポジ型液晶材料を適用した場合と比較して、変調率が高く、高い透過率を得ることが可能である。

しかしながら、ネガ型液晶材料を適用した場合に、ポジ型液晶材料を適用した場合と比較して、白色を表示したときに黄色の色付きが顕著となる傾向にある。このため、表示品の改善が求められている。

特開２０１０−８５９７号公報

本実施形態の目的は、表示品位を改善することが可能な液晶表示装置及びそのリタデーション設定方法を提供することにある。

本実施形態によれば、
第１乃至第３画素に亘って形成された共通電極と、第１画素に形成され絶縁膜を介して前記共通電極と向かい合うスリットを有する第１画素電極と、第２画素に形成され絶縁膜を介して前記共通電極と向かい合うスリットを有する第２画素電極と、第３画素に形成され絶縁膜を介して前記共通電極と向かい合うスリットを有する第３画素電極と、を備えた第１基板と、前記第１画素に形成された青色カラーフィルタと、前記第２画素に形成された緑色カラーフィルタと、前記第３画素に形成された赤色カラーフィルタと、を備え、前記第１基板との間にセルギャップを形成する第２基板と、前記セルギャップに保持され負の誘電率異方性を有する第１液晶材料によって形成された液晶層と、を備えた液晶表示装置において、前記セルギャップをｄとし、前記液晶層の屈折率異方性をΔｎとしたとき、Δｎ・ｄで定義される前記液晶層の第１リタデーションの設定方法であって、前記セルギャップに正の誘電率異方性を有する第２液晶材料を保持し第２リタデーションが３３０ｎｍの液晶層を備えた液晶表示装置において白色を表示したときの色度を基準色度とし、前記第１液晶材料によって形成された液晶層を備えた液晶表示装置において白色を表示したときの色度が前記基準色度と同等となるように第１リタデーションを設定する、リタデーションの設定方法が提供される。

本実施形態によれば、
第１乃至第３画素にそれぞれ形成された第１乃至第３スイッチング素子と、第１乃至第３画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極の上に配置された絶縁膜と、前記第１スイッチング素子と電気的に接続され前記絶縁膜の上の前記第１画素に形成され前記共通電極と向かい合うスリットを有する第１画素電極と、前記第２スイッチング素子と電気的に接続され前記絶縁膜の上の前記第２画素に形成され前記共通電極と向かい合うスリットを有する第２画素電極と、前記第３スイッチング素子と電気的に接続され前記絶縁膜の上の前記第３画素に形成され前記共通電極と向かい合うスリットを有する第３画素電極と、を備えた第１基板と、前記第１画素に形成された青色カラーフィルタと、前記第２画素に形成された緑色カラーフィルタと、前記第３画素に形成された赤色カラーフィルタと、を備え、前記第１基板との間にセルギャップを形成する第２基板と、前記セルギャップに保持され負の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成された液晶層であって、前記セルギャップをｄとし、前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎとしたとき、Δｎ・ｄで定義されるリタデーションが３０４ｎｍ以上４０７ｎｍ以下である液晶層と、を備えた液晶表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 図２は、図１に示したアレイ基板における画素の構造を対向基板の側から見た概略平面図である。 図３は、図２に示した画素を含むＡ−Ｂ線に沿った液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す図である。 図４は、ポジ型液晶材料を適用した比較例における白色色度、及び、ネガ型液晶材料を適用した本実施形態の構成例における白色色度の例を示す色度図である。 図５は、リタデーションに対する白色色度のｘ座標値の関係を示す図である。 図６は、リタデーションに対する白色色度のｙ座標値の関係を示す図である。 図７は、リタデーションに対する変調率の関係を示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。

すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの透過型の液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。

アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出した複数のゲート配線Ｇ及び容量線Ｃ、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出した複数のソース配線Ｓなどを備えている。各画素ＰＸは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続された画素電極ＰＥ、画素電極ＰＥと向かい合う共通電極ＣＥなどを備えている。共通電極ＣＥは、容量線Ｃとして機能する場合もあり得る。

各ゲート配線ＧはゲートドライバＧＤに接続され、各ソース配線ＳはソースドライバＳＤに接続されている。各容量線Ｃは、補助容量電圧が供給される電圧印加部ＶＣＳに接続されている。共通電極ＣＥは、コモン電圧が供給される給電部ＶＳに接続されている。液晶表示パネルＬＰＮを駆動するのに必要な信号源としての駆動ＩＣチップ２は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴの外側において、アレイ基板ＡＲに実装され、ゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤに接続されている。

図示した例の液晶表示パネルＬＰＮは、ＦＦＳモードあるいはＩＰＳモードに適用可能な構成であり、アレイ基板ＡＲに画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥを備えている。このような構成の液晶表示パネルＬＰＮでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの間に形成される横電界（例えば、フリンジ電界のうちの基板の主面にほぼ平行な電界）を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子をスイッチングする。

図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素ＰＸの構造を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。なお、ここでは、説明に必要な主要部のみを図示している。

各画素ＰＸは、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出したゲート配線Ｇと、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出したソース配線Ｓとで規定されている。スイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。

共通電極ＣＥは、第１方向Ｘに沿って延在し、複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されている。すなわち、共通電極ＣＥは、各画素ＰＸに配置されるとともに各ソース配線Ｓの上方を跨いで、第１方向Ｘに隣接する複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されている。なお、図示しないが、共通電極ＣＥは、第２方向Ｙに隣接する複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されていても良い。

各画素ＰＸの画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、画素ＰＸにおいて島状に形成されている。図示した例では、画素電極ＰＥは、第１方向Ｘに沿った短辺と、第２方向Ｙに沿った長辺と、を有する概略長方形状に形成されている。このような各画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥと向かい合うスリットＳＬを形成する複数の電極部ＰＡを備えている。スリットＳＬは、第２方向Ｙに平行な長軸を有するように形成されている。なお、画素電極ＰＥの形状は、図示した例に限らない。

図３は、図２に示した画素ＰＸを含むＡ−Ｂ線に沿った液晶表示パネルＬＰＮの断面構造を概略的に示す図である。

すなわち、アレイ基板ＡＲは、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板１０の対向基板ＣＴに対向する側に、図示しないスイッチング素子、ソース配線Ｓ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。

第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０の上に配置されている。ソース配線Ｓは、それぞれ第１絶縁膜１１の上に形成され、第２絶縁膜１２によって覆われている。第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。共通電極ＣＥは、第２絶縁膜１２の上に形成されている。この共通電極ＣＥは、透明な導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などによって形成されている。この共通電極ＣＥは、第３絶縁膜１３によって覆われている。

画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、それぞれ第３絶縁膜１３の上に形成され、共通電極ＣＥと向かい合っている。これらの画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどによって形成されている。より具体的には、画素電極ＰＥ１は第１画素ＰＸ１（例えば、赤色を表示する赤色画素）に形成され、画素電極ＰＥ２は第２画素ＰＸ２（例えば、緑色を表示する緑色画素）に形成され、画素電極ＰＥ３は第３画素ＰＸ３（例えば、青色を表示する青色画素）に形成されている。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。第１配向膜ＡＬ１は、第３絶縁膜１３も覆っている。第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。

一方、対向基板ＣＴは、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０のアレイ基板ＡＲと対向する側に、遮光層３１、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。

遮光層３１は、アクティブエリアＡＣＴにおいて各画素を区画するものであって、図示しないゲート配線及びスイッチング素子や、ソース配線Ｓなどの配線部に対向するように形成されている。また、遮光層３１は、アクティブエリアＡＣＴの外側にも延在している。

カラーフィルタ３２は、各画素ＰＸに対応して配置されその一部が遮光層３１に乗り上げている。第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸにそれぞれ配置されたカラーフィルタ３２は、互いに色が異なる。例えば、カラーフィルタ３２は、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色カラーフィルタ３２Ｒは、第１画素ＰＸ１に対応して配置され、画素電極ＰＥ１と対向している。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色カラーフィルタ３２Ｇは、第２画素ＰＸ２に対応して配置され、画素電極ＰＥ２と対向している。青色に着色された樹脂材料からなる青色カラーフィルタ３２Ｂは、第３画素ＰＸ３に対応して配置され、画素電極ＰＥ３と対向している。カラーフィルタ同士の境界は、遮光層３１と重なる位置にある。

オーバーコート層３３は、カラーフィルタ３２を覆っている。このオーバーコート層３３は、遮光層３１やカラーフィルタ３２の表面の凹凸を平坦化する。オーバーコート層３３は、透明な樹脂材料によって形成されている。オーバーコート層３３の表面は、第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴの間には、一方の基板に形成された柱状スペーサにより、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、これらのアレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間に形成されたセルギャップに封入された液晶分子ＬＭを含む液晶組成物によって構成されている。このような液晶層ＬＱは、例えば、誘電率異方性が負（ネガ型）の液晶材料によって構成されている。

このような構成の液晶表示パネルＬＰＮに対して、その背面側には、バックライトＢＬが配置されている。バックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

アレイ基板ＡＲの外面すなわち第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、対向基板ＣＴの外面すなわち第２絶縁基板３０の外面３０Ｂには、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸と第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸とは、例えば、クロスニコルの位置関係にある。

第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、図２に示したように、基板主面（あるいは、Ｘ−Ｙ平面）と平行な面内において、互いに平行な方位に配向処理（例えば、ラビング処理や光配向処理）がなされている。第１配向膜ＡＬ１は、第１方向Ｘに対して４５°以下の鋭角に交差する方向に沿って配向処理されている。第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向Ｒ１及び第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向Ｒ２は、例えば、第１方向Ｘに対して５°〜１５°の角度をもって交差する方向である。なお、配向処理方向Ｒ１と配向処理方向Ｒ２とは互いに逆向きである。

なお、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸は、例えば、第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向Ｒ１と略平行な方位に設定され、第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸は、第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向Ｒ１と略直交する方位に設定されている。

以下に、上記構成の液晶表示装置における動作の一例（ノーマリブラック）について説明する。

画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差を形成するような電圧が印加されていないＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態であり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない。このため、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子ＬＭは、図２に点線で示したように、Ｘ−Ｙ平面内において、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向に初期配向する（液晶分子ＬＭが初期配向する方向を初期配向方向と称する）。ＯＦＦ時には、バックライトＢＬからのバックライト光の一部は、第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光は、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、ＯＦＦ時の液晶表示パネルＬＰＮを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルＬＰＮを透過した直線偏光は、第１偏光板ＰＬ１に対してクロスニコルの位置関係にある第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。

一方、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差を形成するような電圧が印加されたＯＮ時においては、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態であり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間にフリンジ電界が形成される。このため、液晶分子ＬＭは、図２に実線で示したように、Ｘ−Ｙ平面内において、初期配向方向とは異なる方位に配向する。ネガ型の液晶材料においては、液晶分子ＬＭは、その長軸が電界と略直交するような方向に配向する。このようなＯＮ時には、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸と直交する直線偏光は、液晶表示パネルＬＰＮに入射し、その偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態（あるいは、液晶層のリタデーション）に応じて変化する。このため、ＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。

ネガ型の液晶材料を適用した本実施形態によれば、ＯＮ時に形成されるフリンジ電界のうち、Ｘ−Ｙ平面内と平行な水平電界やＸ−Ｙ平面と直交する垂直電界が形成された領域において、液晶分子ＬＭは、その長軸がこれらの電界に直交するようにＸ−Ｙ平面内において略水平に回転し、所望のリタデーションを得ることができる。一方、ポジ型の液晶材料を適用した比較例では、フリンジ電界のうち、Ｘ−Ｙ平面と交差するような縦電界が形成された領域では、液晶分子ＬＭはその長軸がＸ−Ｙ平面に対して立ち上がるように配向するため、所望のリタデーションを得ることが困難となる。このため、本実施形態によれば、比較例よりも、変調率あるいは透過率を向上することが可能となる。

ここで、ネガ型液晶材料を適用した構成例において白色を表示した際の色度について検討する。

図４は、ポジ型液晶材料を適用した比較例における白色色度、及び、ネガ型液晶材料を適用した本実施形態の構成例における白色色度の例を示す色度図である。

図示した色度図においては、比較例において白色を表示した際の白色色度（基準色度）を原点とし、横軸は基準色度とのｘ座標の差分Δｘを示し、縦軸は基準色度とのｙ座標の差分Δｙを示している。なお、比較例及び本実施形態の構成例における液晶層ＬＱのリタデーションはいずれも３３０ｎｍとした。なお、リタデーションとは、液晶層ＬＱを保持するセルギャップをｄとし、液晶材料の屈折率異方性をΔｎとしたとき、Δｎ・ｄで定義されるものである。

図示したように、本実施形態の構成例では、白色を表示した際の白色色度は、比較例よりも黄色側にシフトしていることが確認された。つまり、本実施形態の構成例においては、比較例と比較して、表示した白色が黄色に着色したものと視認されやすいことが分かる。そこで、本実施形態では、リタデーションを最適化し、白色を表示した際に、比較例と同等の白色色度が得られるように、リタデーションを設定している。

以下に、本実施形態におけるリタデーションの最適化について説明する。

図５は、リタデーションに対する白色色度のｘ座標値の関係を示す図である。

図中の横軸はリタデーションΔｎ・ｄ（ｎｍ）であり、縦軸はリタデーションが３３０ｎｍの比較例における白色色度のｘ座標をゼロとしたときのｘ座標の差分Δｘである。図中のＡは、比較例におけるリタデーションと白色色度の差分Δｘとの関係を示す図である。図中のＢは、本実施形態の構成例１におけるリタデーションと白色色度の差分Δｘとの関係を示す図である。図中のＣは、本実施形態の構成例２におけるリタデーションと白色色度の差分Δｘとの関係を示す図である。

ここで、構成例１で適用した対向基板は比較例で適用した対向基板と同一構成であり、いずれも同一の透過率を有するカラーフィルタを備えている。構成例２で適用した対向基板は、構成例１などで適用した対向基板と比較して、青色カラーフィルタ３２Ｂの青味を変えずに透過率（あるいは輝度）を最大に設定した点で相違している。つまり、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率は、構成例１で適用したものから構成例２で適用したものの範囲内で変更可能である。一例として、青色カラーフィルタ３２Ｂは、その透過率ピークが４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にあり、構成例２で適用したものの透過率ピーク値を１００％としたときに、構成例１で適用したものの透過率ピーク値は約６０％であり、この範囲内で青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率を変更可能である。

図中のＡ、Ｂ、Ｃのいずれについても右上がりの傾向つまりリタデーションの増加に伴って差分Δｘが増加する傾向にある。

Ｂで示した本実施形態の構成例１においては、リタデーションが３３０ｎｍの比較例で得られる白色色度（基準色度）と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションは３０６ｎｍに設定される。Ｃで示した本実施形態の構成例２においては、リタデーションが３３０ｎｍの比較例で得られる白色色度（基準色度）と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションが３８６ｎｍに設定される。上記の通り、Ｂで示した曲線とＣで示した曲線との間の領域は、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率を変更することでとり得る領域である。

したがって、比較例と同一の青色カラーフィルタ３２Ｂを適用する構成の場合、ｘ座標値については、基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３０６ｎｍに設定することが望ましい。また、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率を調整可能であれば、ｘ座標値については、基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３０６ｎｍ以上３８６ｎｍ以下に設定することが望ましい。

図６は、リタデーションに対する白色色度のｙ座標値の関係を示す図である。

図中の横軸はリタデーションΔｎ・ｄ（ｎｍ）であり、縦軸はリタデーションが３３０ｎｍの比較例における白色色度のｙ座標をゼロとしたときのｙ座標の差分Δｙである。図中のＡは、比較例におけるリタデーションと白色色度の差分Δｙとの関係を示す図である。図中のＢは、本実施形態の構成例１におけるリタデーションと白色色度の差分Δｙとの関係を示す図である。図中のＣは、本実施形態の構成例２におけるリタデーションと白色色度の差分Δｙとの関係を示す図である。本実施形態の構成例１と構成例２との相違点は上述した通りである。

図中のＡ、Ｂ、Ｃのいずれについても右上がりの傾向つまりリタデーションの増加に伴って差分Δｙが増加する傾向にある。

Ｂで示した本実施形態の構成例１においては、リタデーションが３３０ｎｍの比較例で得られる白色色度（基準色度）と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションは３０４ｎｍに設定される。Ｃで示した本実施形態の構成例２においては、リタデーションが３３０ｎｍの比較例で得られる白色色度（基準色度）と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションが４０７ｎｍに設定される。上記の通り、Ｂで示した曲線とＣで示した曲線との間の領域は、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率を変更することでとり得る領域である。

したがって、比較例と同一の青色カラーフィルタ３２Ｂを適用する構成の場合、ｙ座標値については、基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３０４ｎｍに設定することが望ましい。また、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率を調整可能であれば、ｙ座標値については、基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３０４ｎｍ以上４０７ｎｍ以下に設定することが望ましい。

上記の説明では、色度座標のｘ座標値とｙ座標値とを別々に議論したが、構成例１における白色色度のｘ座標値とｙ座標値との平均値は３０５ｎｍであり、構成例２における白色色度のｘ座標値とｙ座標値との平均値は３９７ｎｍである。

つまり、比較例と同一の青色カラーフィルタ３２Ｂを適用する構成の場合に基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３０４ｎｍ乃至３０６ｎｍの範囲内、より望ましくは３０５ｎｍに設定することが望ましい。一方で、青味を変えずに透過率を最大に設定にした青色カラーフィルタ３２Ｂを適用する構成の場合に基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３８６ｎｍ乃至４０７ｎｍの範囲内、より望ましくは３９７ｎｍに設定することが望ましい。そして、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率を調整可能であれば、基準色度と略同等の白色色度を得るためには、リタデーションを３０５ｎｍ乃至３９７ｎｍの範囲内に設定することが望ましい。このとき、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率が高いほど、リタデーションは高く設定される。

次に、本実施形態における変調率について検討する。

図７は、リタデーションに対する変調率の関係を示す図である。

図中の横軸はリタデーションΔｎ・ｄ（ｎｍ）であり、縦軸は変調率（％）であり、リタデーションが３３０ｎｍの比較例における変調率を１００％としたものである。図中のａは、比較例におけるリタデーションと変調率との関係を示す図である。図中のｂは、本実施形態の構成例におけるリタデーションと変調率との関係を示す図である。

本実施形態において、リタデーションを３０５ｎｍ乃至３９７ｎｍの範囲内に設定した場合には、比較例よりも高い変調率を得られることが確認された。特に、リタデーションが高くなるほど、高い変調率が得られるため、青色カラーフィルタ３２Ｂの透過率が調整可能な範囲では、透過率を最大値に設定した場合に、最大の変調率を得ることが可能となる。

上述したように、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間のセルギャップに正の誘電率異方性を有する液晶材料を保持しリタデーションが３３０ｎｍの液晶層ＬＱを備えた液晶表示装置（比較例）において白色を表示したときの色度を基準色度とし、前記のセルギャップに負の誘電率異方性を有する液晶材料からなる液晶層を保持した本実施形態の液晶表示装置において、白色を表示したときの色度が基準色度と略同等となるように液晶層ＬＱのリタデーションを設定している。本実施形態においては、リタデーションは、３０４ｎｍ以上４０７ｎｍ以下、あるいは、３０５ｎｍ以上３９７ｎｍ以下に設定される。このような本実施形態によれば、比較例と同等の白色色度が得られ、且つ、高い変調率を得ることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位を改善することが可能な液晶表示装置及びそのリタデーション設定方法を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記の実施形態においては、画素電極ＰＥのスリットＳＬは第２方向Ｙに平行な長軸を有するように形成したが、第１方向Ｘに平行な長軸を有するように形成しても良いし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに交差する方向に平行な長軸を有するように形成しても良いし、くの字形に屈曲した形状に形成しても良い。

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板
ＰＥ（ＰＥ１〜ＰＥ３）…画素電極 ＣＥ…共通電極
ＬＱ…液晶層
ＡＬ１…第１配向膜 ＡＬ２…第２配向膜
３２…カラーフィルタ（３２Ｂ…青色カラーフィルタ）

Claims (5)

1. 第１乃至第３画素に亘って形成された共通電極と、第１画素に形成され絶縁膜を介して前記共通電極と向かい合うスリットを有する第１画素電極と、第２画素に形成され絶縁膜を介して前記共通電極と向かい合うスリットを有する第２画素電極と、第３画素に形成され絶縁膜を介して前記共通電極と向かい合うスリットを有する第３画素電極と、を備えた第１基板と、
   前記第１画素に形成された青色カラーフィルタと、前記第２画素に形成された緑色カラーフィルタと、前記第３画素に形成された赤色カラーフィルタと、を備え、前記第１基板との間にセルギャップを形成する第２基板と、
   前記セルギャップに保持され負の誘電率異方性を有する第１液晶材料によって形成された液晶層と、を備えた液晶表示装置において、前記セルギャップをｄとし、前記液晶層の屈折率異方性をΔｎとしたとき、Δｎ・ｄで定義される前記液晶層の第１リタデーションの設定方法であって、
   前記セルギャップに正の誘電率異方性を有する第２液晶材料を保持し第２リタデーションが３３０ｎｍの液晶層を備えた液晶表示装置において白色を表示したときの色度を基準色度とし、前記第１液晶材料によって形成された液晶層を備えた液晶表示装置において白色を表示したときの色度が前記基準色度と同等となるように第１リタデーションを設定する、リタデーションの設定方法。
2. 前記第１リタデーションを３０４ｎｍ以上４０７ｎｍ以下に設定する、請求項１に記載のリタデーションの設定方法。
3. 前記青色カラーフィルタの透過率が高いほど前記第１リタデーションを高く設定する、請求項２に記載のリタデーション設定方法。
4. 第１乃至第３画素にそれぞれ形成された第１乃至第３スイッチング素子と、第１乃至第３画素に亘って形成された共通電極と、前記共通電極の上に配置された絶縁膜と、前記第１スイッチング素子と電気的に接続され前記絶縁膜の上の前記第１画素に形成され前記共通電極と向かい合うスリットを有する第１画素電極と、前記第２スイッチング素子と電気的に接続され前記絶縁膜の上の前記第２画素に形成され前記共通電極と向かい合うスリットを有する第２画素電極と、前記第３スイッチング素子と電気的に接続され前記絶縁膜の上の前記第３画素に形成され前記共通電極と向かい合うスリットを有する第３画素電極と、を備えた第１基板と、
   前記第１画素に形成された青色カラーフィルタと、前記第２画素に形成された緑色カラーフィルタと、前記第３画素に形成された赤色カラーフィルタと、を備え、前記第１基板との間にセルギャップを形成する第２基板と、
   前記セルギャップに保持され負の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成された液晶層であって、前記セルギャップをｄとし、前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎとしたとき、Δｎ・ｄで定義されるリタデーションが３０４ｎｍ以上４０７ｎｍ以下である液晶層と、
   を備えた液晶表示装置。
5. 前記リタデーションが３０５ｎｍ以上３９７ｎｍ以下である、請求項４に記載の液晶表示装置。

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