JP2019032431A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示装置の応答速度を改善する。【解決手段】 一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間にある液晶層と、を備えている。前記第１基板は、複数の走査線と、複数の映像線と、前記複数の走査線および前記複数の映像線で囲われた副画素領域と、前記副画素領域にある画素電極と、前記画素電極との間で電界を発生する共通電極と、を備えている。この液晶表示装置において、前記副画素領域の幅は、１３μｍ以下であり、前記第１基板と前記第２基板の間のギャップｄは、２.５μｍ以下であり、前記液晶層に含まれる液晶材料の屈折率異方性Δｎは、０.１以上であり、前記ギャップｄと前記屈折率異方性Δｎの積Δｎｄは、０.２０μｍ以上かつ０.３１μｍ以下である。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

表示装置の一例として、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）モードなどの横電界モードを採用した液晶表示装置が知られている。この種の液晶表示装置は、液晶層を介して対向する一対の基板のうちの一方に画素電極および共通電極が設けられ、これら電極間に発生する横電界を利用して液晶層の液晶分子の配向を制御する。

横電界モードの液晶表示装置は、例えば、ＶＲ（Virtual Reality）、ＡＲ（Augmented Reality）またはＭＲ（Mixed Reality）のためのディスプレイとして用いられる。これらの用途においては、高い動画品質が求められている。動画品質を向上させるためには、液晶層の応答速度を高める必要がある。

特開２０１０−２１７８５３号公報 特開２００７−２５６６６号公報 特開２０１４−８４４６６号公報

本開示の一態様における目的は、液晶表示装置の応答速度を改善することである。

一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間にある液晶層と、を備えている。前記第１基板は、複数の走査線と、複数の映像線と、前記複数の走査線および前記複数の映像線で囲われた副画素領域と、前記副画素領域にある画素電極と、前記画素電極との間で電界を発生する共通電極と、を備えている。この液晶表示装置において、前記副画素領域の幅は、１３μｍ以下であり、前記第１基板と前記第２基板の間のギャップｄは、２.５μｍ以下であり、前記液晶層に含まれる液晶材料の屈折率異方性Δｎは、０.１以上であり、前記ギャップｄと前記屈折率異方性Δｎの積Δｎｄは、０.２０μｍ以上かつ０.３１μｍ以下である。

図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に示す分解斜視図である。 図２は、上記液晶表示装置の用途の一例を概略的に示す斜視図である。 図３は、上記液晶表示装置の副画素の一構成例を示す平面図である。 図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う表示パネルの概略的な断面図である。 図５は、ギャップｄおよび屈折率異方性Δｎと応答時間ｔｒ，ｔｆとの関係を示すグラフである。 図６は、ギャップｄを一定とした場合の、Δｎと応答時間ｔｒ，ｔｆとの関係を示すグラフである。 図７は、Δｎｄと透過率の関係を示すグラフである。 図８は、Δｎｄと上記表示パネルの色味との関係を示す表である。 図９は、光源の一構成例を概略的に示す断面図である。 図１０は、副画素の変形例を示す平面図である。 図１１は、副画素の他の変形例を示す平面図である。

一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと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、重複する詳細な説明を省略することがある。
また、本明細書において「αはＡ，Ｂ又はＣを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣのいずれかを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣからなる群から選択される一つを含む」といった表現は、特に明示がない限り、αがＡ〜Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。

本実施形態においては、表示装置の一例として、バックライトを備えた透過型の液晶表示装置を開示する。なお、本実施形態は、他種の表示装置に対する、本実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。他種の表示装置としては、例えば、外光を利用して画像を表示する反射型の液晶表示装置や、透過型と反射型の双方の機能を備えた液晶表示装置などが想定される。

図１は、表示装置１の構成例を概略的に示す分解斜視図である。表示装置１は、照明装置ＢＬと、表示パネルＰＮＬとを備えている。図示したように第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚを定義する。各方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、本実施形態においては互いに直交する方向であるが、垂直以外の角度で交わってもよい。本開示においては、第３方向Ｚの矢印が示す方向を「上方」あるいは「上」と称し、この矢印の反対方向を「下方」あるいは「下」と称する。

図１の例において、照明装置ＢＬは、表示パネルＰＮＬに対向する導光板ＬＧと、光源ユニットＬＵとを備えたサイドエッジ型のバックライトである。但し、照明装置ＢＬの構成は図１の例に限られず、画像表示に必要な光を供給する構成であればよい。例えば、照明装置ＢＬは、表示パネルＰＮＬの下方に配置された光源を含むいわゆる直下型のバックライトであってもよい。

図１の例において、表示パネルＰＮＬおよび導光板ＬＧは、いずれも第１方向Ｘに沿う短辺と、第２方向Ｙに沿う長辺とを有する長方形状に形成されている。表示パネルＰＮＬおよび導光板ＬＧは、長方形状に限られず、他の形状であってもよい。

光源ユニットＬＵは、導光板ＬＧの入射面Ｆ１（側面）に沿って第１方向Ｘに並んだ複数の光源ＬＳを備えている。光源ＬＳは、例えば発光ダイオードであるが、有機エレクトロルミネッセンス素子などの他種の発光素子であってもよい。光源ＬＳからの光は、入射面Ｆ１から導光板ＬＧに入射し、表示パネルＰＮＬと対向する出射面Ｆ２から出射する。

表示パネルＰＮＬは、透過型の液晶パネルであり、第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向する第２基板ＳＵＢ２と、これら基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の間に封入された液晶層ＬＣとを備えている。表示パネルＰＮＬは、複数の画素ＰＸを含む表示領域ＤＡを有している。複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに沿ってマトリクス状に配列されている。

表示装置１は、さらに、光学シート群ＯＧと、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、コントローラＣＴとを備えている。光学シート群ＯＧは、例えば、出射面Ｆ２から出射する光を拡散する拡散シートＤＦと、多数のプリズムレンズが形成された第１プリズムシートＰＲ１および第２プリズムシートＰＲ２とを含む。第１偏光板ＰＬ１は、光学シート群ＯＧと第１基板ＳＵＢ１の間に配置されている。第２偏光板ＰＬ２は、第２基板ＳＵＢ２の上方に配置されている。

コントローラＣＴは、表示パネルＰＮＬおよび光源ユニットＬＵを制御する。例えばコントローラＣＴは、ＩＣや各種の回路素子によって構成することができる。表示パネルＰＮＬを制御するＩＣと、光源ユニットＬＵを制御するＩＣとでコントローラＣＴが構成されてもよい。この場合において、各ＩＣは、互いに離間した位置に配置されてもよい。

表示装置１は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、ヘッドマウントディスプレイ等の種々の装置に用いることができる。

図２は、表示装置１の用途の一例を概略的に示す斜視図である。ここでは、表示装置１をヘッドマウントディスプレイＨＭＤに用いる例を示している。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、ユーザの頭部ＨＤに装着される。これにより、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤを装着したユーザは、表示装置１の画面に映し出された映像を見ることができる。このようなヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、ＶＲ、ＡＲまたはＭＲの用途に適している。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤには、例えばケーブルを介して外部から電力が供給される。但し、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、電力供給のためのバッテリを搭載してもよい。

図１に示した画素ＰＸは、異なる色に対応する複数の副画素を含む。図３は、副画素ＳＰの一構成例を示す平面図である。
表示パネルＰＮＬは、複数の走査線Ｇと、これら走査線Ｇに交差する複数の映像線Ｓとを備えている。各走査線Ｇは、第１方向Ｘに沿って延びるとともに、第２方向Ｙに並んでいる。各映像線Ｓは、第２方向Ｙに沿って延びるとともに、第１方向Ｘに並んでいる。

隣り合う２本の走査線Ｇと、隣り合う２本の映像線Ｓとで囲われた領域が副画素ＳＰ（副画素領域）に相当する。それぞれの副画素ＳＰに対して、画素電極ＰＥと、スイッチング素子ＳＷとが設けられている。スイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣを備えている。半導体層ＳＣは、第１位置Ｐ１において映像線Ｓに接続され、第２位置Ｐ２において画素電極ＰＥに接続されている。図３においては、半導体層ＳＣが走査線Ｇと２回交差するダブルゲート型のスイッチング素子ＳＷを示している。但し、スイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣが走査線Ｇと１回のみ交差するシングルゲート型など、他種の構造を備えてもよい。

画素電極ＰＥの上方には、共通電極ＣＥが配置されている。共通電極ＣＥは、副画素ＳＰにおいて、第１開口ＯＰ１を有している。画素電極ＰＥは、第１開口ＯＰ１に延在している。

共通電極ＣＥの上方には、遮光層２１が配置されている。遮光層２１は、走査線Ｇ、映像線Ｓおよび半導体層ＳＣと対向している。遮光層２１は、副画素ＳＰにおいて第２開口ＯＰ２を有している。第２開口ＯＰ２は、表示に寄与する領域である。第１開口ＯＰ１は、平面視において第２開口ＯＰ２内に位置している。

図３の例において、画素電極ＰＥは、各開口ＯＰ１，ＯＰ２内で第２方向Ｙに沿って直線状に延びる１本の線形状を有している。すなわち、画素電極ＰＥは、各開口ＯＰ１，ＯＰ２内で分岐を有していない。平面視において、画素電極ＰＥの両辺と、共通電極ＣＥとの間には、それぞれ隙間ＧＰがある。

図２に示したヘッドマウントディスプレイＨＭＤにおいては、ユーザが数センチ程度の距離から画面を見るため、副画素ＳＰの高精細化が要求される。一例として、副画素ＳＰの幅Ｗは、１３μｍ（精細度が約６５０ｐｐｉ）以下であることが好ましい。幅Ｗは、１２μｍ（約７００ｐｐｉ）以下、さらには１０．５μｍ（約８００ｐｐｉ）以下であれば一層好ましい。幅Ｗが９．５μｍ（約９００ｐｐｉ）以下であれば、表示品位を極めて高めることができる。例えば、隙間ＧＰは、画素電極ＰＥの幅ＷＰよりも小さい。一例として、隙間ＧＰは０．５μｍであり、幅ＷＰは２μｍである。この例では、第１開口ＯＰ１の幅ＷＯは３μｍとなる。

図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う表示パネルＰＮＬの概略的な断面図である。第１基板ＳＵＢ１は、例えばガラス基板または樹脂基板である第１基体１０と、第１絶縁層１１と、第２絶縁層１２と、第３絶縁層１３と、第１配向膜１４とを備えている。第１絶縁層１１は、第１基体１０を覆っている。映像線Ｓは、第１絶縁層１１の上に配置されている。第２絶縁層１２は、映像線Ｓおよび第１絶縁層１１を覆っている。画素電極ＰＥは、第２絶縁層１２の上に配置されている。第３絶縁層１３は、画素電極ＰＥおよび第２絶縁層１２を覆っている。共通電極ＣＥは、第３絶縁層１３の上に配置されている。第１配向膜１４は、共通電極ＣＥおよび第３絶縁層１３を覆っている。

第２基板ＳＵＢ２は、例えばガラス基板または樹脂基板である第２基体２０と、上述の遮光層２１と、カラーフィルタ２２と、オーバーコート層２３と、第２配向膜２４とを備えている。遮光層２１は、第２基体２０の下に配置されている。カラーフィルタ２２は、第２基体２０および遮光層２１を覆っている。隣り合うカラーフィルタ２２の境界は、遮光層２１と重畳している。オーバーコート層２３は、カラーフィルタ２２を覆っている。第２配向膜２４は、オーバーコート層２３を覆っている。

第１配向膜１４と第２配向膜２４の間には、ギャップｄが形成されている。液晶層ＬＣは、これら配向膜１４，２４の間に配置されている。液晶層ＬＣは、屈折率異方性Δｎを有した液晶材料（液晶混合物）で構成されている。

図４に示すように、本実施形態では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥが第１基板ＳＵＢ１に配置されている。より具体的には、第１基板ＳＵＢ１において、画素電極ＰＥよりも共通電極ＣＥの方が液晶層ＬＣに近い。映像線Ｓおよびスイッチング素子ＳＷを介して画素電極ＰＥに電圧が印加されると、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの間に横電界が発生する。液晶層ＬＣの液晶分子は、この横電界の作用により回転する。

なお、表示パネルＰＮＬの断面構造は、図４の例に限られない。例えば、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとが同じ層に配置されてもよい。また、画素電極ＰＥが共通電極ＣＥよりも液晶層ＬＣに近い層に配置されてもよい。また、カラーフィルタ２２や遮光層２１は、第１基板ＳＵＢ１に配置されてもよい。

表示装置１をＶＲ、ＡＲまたはＭＲの用途で用いる場合には、高い動画品質が求められる。動画品質を向上させるためには、液晶層ＬＣの応答速度を高める必要がある。液晶層ＬＣに用い得る液晶材料としては、誘電率異方性Δεが正のポジ型と、負のネガ型とが存在する。一般に、ポジ型はネガ型に比べて回転粘性係数が低い。したがって、高速応答化のためには、ネガ型よりもポジ型が有利である。そこで、本実施形態では、液晶層ＬＣをポジ型の液晶材料で構成する。

応答速度は、例えば、液晶層ＬＣに電界を印加した際に表示パネルＰＮＬの光の透過率が初期状態から所定レベルに到達するまでの応答時間ｔｒ、および、液晶層ＬＣへの電界の印加を停止した際に透過率が上記所定レベルから上記初期状態に低下するまでの応答時間ｔｆとして定義することができる。一般に、応答時間ｔｒ，ｔｆは、液晶材料の回転粘性係数γ１、液晶材料の真空誘電率ε０、液晶材料の誘電率異方性Δε、液晶層ＬＣに印加される電界の強さＥ、液晶材料のねじれ変形の弾性定数Ｋ２２、および上述のギャップｄを用いて、以下の式［１］［２］で表すことができる。
［１］ ｔｒ＝γ１／（ε０・Δε・Ｅ^２−（π^２／ｄ^２）Ｋ２２）
［２］ ｔｆ＝（γ１・ｄ^２）／（π^２・Ｋ２２）
このように、応答時間ｔｒ，ｔｆはギャップｄに反比例する。したがって、ギャップｄを小さくすることが応答時間ｔｒ，ｔｆの短縮に最も有効的である。

一方で、表示パネルＰＮＬの透過率は、液晶材料の屈折率異方性Δｎとギャップｄの積Δｎｄに比例する。具体的には、表示パネルＰＮＬの透過率は、Δｎｄが約０.４２μｍのときに最大となり、Δｎｄが０.４２μｍから小さくなるに連れて低下する。したがって、ギャップｄを小さくする場合には、Δｎｄも小さくなるので、表示パネルＰＮＬの透過率も低下する。さらに、Δｎｄは、表示パネルＰＮＬの色味にも影響を及ぼす。

ギャップｄを小さくした場合にΔｎを大きくすれば、結果としてΔｎｄを好適な値に保つことが可能である。しかしながら、Δｎを大きくした場合には液晶材料の分子量が大きくなり、これによりγ１も大きくなる。式［１］［２］から明らかなように、γ１が大きくなれば応答時間ｔｒ，ｔｆも増加する。

一般的な表示パネルにおいては、透過率や色味を考慮して、Δｎｄが０.３２〜０.３４μｍに設定される。この場合において、例えばΔｎは約０.１１であり、ギャップｄは２.９〜３.１μｍである。
以下に説明するように、本実施形態においては、主に応答速度を高める観点からギャップｄやΔｎを最適化する。

図５および図６は、図３および図４に示した構造の表示パネルＰＮＬにおいて、Δｎと応答時間ｔｒ，ｔｆとの関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。図５および図６のいずれにおいても、横軸はΔｎであり、縦軸は合計応答時間ｔｒ＋ｔｆ［ｍｓ］である。図５においては、Δｎｄが約０.３２μｍで一定となるように、各Δｎに対するギャップｄ［μｍ］を可変的に定めた。各Δｎの下に、ギャップｄの値を併記している。一方、図６においては、ギャップｄを２.００μｍで一定とした。さらに、各シミュレーションは、液晶材料の転移温度Ｔｎｉが８５℃の場合と６５℃の場合について行った。

図５において、Ｔｎｉ＝８５℃の結果に着目すると、Δｎが０.１１から０.１３に向けて増加（ギャップｄが２.９０μｍから２.４８μｍに向けて減少）するに連れて、ｔｒ＋ｔｆが急勾配で減少している。一方、Δｎが０.１３からさらに増加（ギャップｄがさらに減少）すると、ｔｒ＋ｔｆが減少するものの、その勾配は緩やかである。この傾向は、上述の式［１］［２］で示した関係に基づいている。すなわち、ギャップｄが小さくなるに連れて応答時間が減少するが、Δｎが増加することでγ１が大きくなり、応答時間の減少が妨げられる。

図６において、Ｔｎｉ＝８５℃の結果に着目すると、Δｎが０.１３に増加するまでの間は、ｔｒ＋ｔｆが略一定である。Δｎが０.１３からさらに増加すると、ｔｒ＋ｔｆが増加に転じる。この傾向も、図５の場合と同じく上述の式［１］［２］で示した関係に基づいている。

図５および図６の双方において、Ｔｎｉ＝６５℃の場合、Ｔｎｉ＝８５℃の場合よりもｔｒ＋ｔｆが短くなった。これは、転移温度が低いほど液晶材料が低分子化して、γ１が低下することに起因する。

図５のグラフに基づけば、ギャップｄを２.５０μｍ以下に設定することで、応答時間を好適に短縮できることが分かる。このようにギャップｄを小さくする場合、表示パネルＰＮＬの透過率の低下や色味の変化を考慮すると、Δｎが０.１以上の液晶材料を用いることが好ましい。但し、図５および図６に示した通り、Δｎを０.１３より大きくしても応答時間の改善はあまり見込めない。そこで、Δｎが０.１６以下、より好ましくは０.１３以下の液晶材料を用いることが好ましい。

また、透過率の観点からは、Δｎｄを０.３２μｍ以上とすることが好ましい。しかしながら、本実施形態では応答速度を優先し、０.３２μｍ未満の範囲でΔｎｄを定める。図６のように、ギャップｄが２.００μｍの場合にΔｎを０.１３とすれば、ｔｒ＋ｔｆが１０μｓ以下となる極めて良好な応答速度を実現できる。この場合のΔｎｄは、０.２６μｍである。上述の通りギャップｄを２.５μｍ以下とし、さらにΔｎｄが０.２０μｍ以上かつ０.３１μｍ以下の範囲となるようにΔｎを定めた場合であっても同様に、良好な応答速度を実現できる。Δｎｄが０.３０μｍ以下となるようにギャップｄおよびΔｎを定めればより好ましく、０.２８μｍ以下となるようにギャップｄおよびΔｎを定めればさらに好ましい。

また、図５および図６に基づけば、転移温度Ｔｎｉが低いほど応答速度が向上することが分かる。しかしながら、Ｔｎｉが低すぎると、表示装置１の使用環境が限られてしまう。そこで、Ｔｎｉは、５０℃以上かつ９０℃以下であることが好ましい。Ｔｎｉが８０℃以下であればより好ましく、７０℃以下であればさらに好ましい。

上述の通り、液晶材料の回転粘性係数γ１は、Δｎが大きいほど増加する。Ｔｎｉが８５℃である液晶材料のγ１とΔｎとの関係を測定したところ、Δｎが０.１３に増加するまではγ１が緩やかに増加し、０.１３を超えると増加の勾配が大きくなることが判明した。例えば、Ｔｎｉが８５℃かつΔｎが０.１３の液晶材料のγ１は、６０ｍＰａ・ｓである。そこで、γ１が６０ｍＰａ・ｓ以下の液晶材料を用いることが好ましい。γ１が５５ｍＰａ・ｓであればより好ましく、５０ｍＰａ・ｓであればさらに好ましい。このように低いγ１の液晶材料を用いれば、ｔｒ＋ｔｆが６ｍｓ以下の表示パネルＰＮＬを実現することも可能である。

本実施形態のようにΔｎｄを一般的な表示装置よりも小さく設定すると、表示パネルＰＮＬの透過率の低下と、表示パネルＰＮＬの色味のシフトという副作用を伴う。以下に、これらの副作用とその対策について説明する。

図７は、Δｎｄと透過率の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。ここでは、Δｎ＝０.１３かつγ１＝４０ｍＰａ・ｓの場合と、Δｎ＝０.１２９かつγ１＝４５ｍＰａ・ｓの場合のそれぞれについて、異なる複数のギャップｄ［μｍ］に対する透過率［％］を求めた。グラフ中の曲線は、各プロットの近似曲線である。

一般に、表示パネルの透過率は、Δｎｄ＝０.４２μｍ付近で最大となる。近似曲線から推定すると、Δｎｄ＝０.４２μｍでの透過率は約６５％である。また、一般的な表示パネルで採用されるΔｎｄ＝０.３２μｍの透過率は、約５８％である。これに対し、本実施形態で想定している範囲のΔｎｄ＝０.２６μｍ（ギャップｄ＝２.０μｍかつΔｎ＝０.１３）の透過率は、近似曲線から推定すると約４５％である。すなわち、Δｎｄ＝０.２６μｍの場合には、透過率がΔｎｄ＝０.４２μｍの場合と比べて２０％程度低下し、Δｎｄ＝０.３２μｍの場合と比べても１０％以上低下する。

透過率が低下することで、画面の輝度が低下する。このような輝度低下は、例えば照明装置ＢＬの光量を上げることで補うことが可能である。但し、照明装置ＢＬの光量を上げると、消費電力が増大する。そこで、Δｎｄは、透過率が最大となる場合のΔｎｄ（例えば０.４２μｍ）の５０％以上かつ９５％以下の範囲で定めることが好ましい。５５％以上であればより好ましく、６０％以上であればさらに好ましい。なお、Δｎｄの具体的な値は、上述した応答速度の観点からの各条件も考慮して、所望の透過率と応答速度を得られるように適宜に定め得る。

スマートフォンやタブレットのように、バッテリにて動作するモバイル機器に表示装置１が搭載される場合には、照明装置ＢＬの光量を上げることでバッテリの持続時間が短縮されてしまう。一方で、外部から電源供給を受けるヘッドマウントディスプレイや車載装置のような機器は、照明装置ＢＬの光量を上げても弊害が少ない。このような機器に表示装置１を搭載する場合には、Δｎｄを十分に小さくして透過率が下がった場合でも、照明装置ＢＬの光量を上げることで表示品位を保つことができる。

図８は、Δｎｄと表示パネルＰＮＬの色味との関係を示す表である。具体的には、この表は、複数のギャップｄおよびΔｎｄについて、色度ｘ，ｙおよび輝度Ｙをシミュレーションした結果を示している。例えば、一般的な表示パネルで用いられる範囲のΔｎｄ＝０.３３３μｍに比べ、本実施形態で想定している範囲のΔｎｄ＝０.２６６μｍにおいては、色度ｘが−０.０１９シフトし、色度ｙが−０.０２３シフトしている。これにより、Δｎｄ＝０.２６６μｍの場合には、表示パネルＰＮＬに青味が生じる。

このような色シフトは、例えば、光源ＬＳの色度ｘ，ｙ、各色の副画素ＳＰの面積、カラーフィルタ２２の色味、各配向膜１４，２４の色味などを調整することで補正可能である。一例として、第１配向膜１４により色シフトを補正する場合には、第１配向膜１４に含まれる黄色着色成分の量の調整により、第１配向膜１４を黄色に着色すればよい。このように黄色に着色された第１配向膜１４を備える第１基板ＳＵＢ１は、波長４５０ｎｍの光の透過率が８５％以上かつ９７％以下であると好ましい。第２配向膜２４および第２基板ＳＵＢ２により同様の補正を行うことも可能である。

また、上記の色シフトは、光源ＬＳとして、いわゆるＹＡＧ−ＬＥＤを用いると調整が容易である。図９は、ＹＡＧ−ＬＥＤである光源ＬＳの一構成例を概略的に示す断面図である。光源ＬＳは、カップ４０を備えている。カップ４０の底面には、青色光を発する発光素子４１が配置されている。カップ４０の内部には、複数のＹ蛍光体４３を含む樹脂材４２が配置されている。Ｙ蛍光体４３は、発光素子４１の光を受けて励起され、黄色に発光する。発光素子４１が発する青色光と、Ｙ蛍光体４３が発する黄色光とが混合されて、白色光が生成される。このような光源ＬＳであれば、白色光の生成に黄色光を用いるので、表示パネルＰＮＬの青味を補正し易い。

ＶＲ、ＡＲまたはＭＲの用途で表示装置１を用いる場合、動画表示品位を向上させれば、高い没入感が得られる。動画表示品位の向上に際しては、動画ぼやけ時間（ＢＥＴ：Blur Edge Time）の改善が有効である。例えば、動画ぼやけ時間は、画素電極ＰＥの電圧を書き換えるフレーム周波数を高めることで改善できる。一例として、表示装置１は、８０Ｈｚ以上のフレーム周波数を有することが好ましい。

また、動画表示時に照明装置ＢＬを点滅（ブリンキング）させることで、動画ぼやけ時間をより改善することができる。ブリンキングに際しては、例えば、照明装置ＢＬの点灯期間が所定のデューティ比（例えば１０％）となるように、コントローラＣＴが各光源ＬＳを制御する。

一般的に、表示装置の光源としては、白色光を発する発光ダイオードが用いられる。特に近年では、色域拡大のために、青色光を発する発光素子と、緑色に発光するＧ蛍光体と、赤色に発光するＲ蛍光体とを備えた蛍光体変換型の発光ダイオード（Phosphorconverting-white LED）が用いられる。しかしながら、この種の発光ダイオードで用いられるＲ蛍光体の応答性が悪いため、ブリンキングを実施した際には赤色光の残光が発生し得る。

これに対し、上述のＹＡＧ−ＬＥＤは、赤色光を用いずに白色光を生成できるので、赤色光の残光が生じない。したがって、ＹＡＧ−ＬＥＤは、ブリンキングを実施する際にも有利である。また、仮に異なる色の発光素子を用いて白色光を生成する場合には、これらの発光素子を配置するための広いスペースが額縁領域に必要となる。これに対し、図９に示す光源ＬＳは、青色光を発する発光素子４１を１つのみ有するので小型であり、額縁領域の狭小化にも寄与する。

以上の本実施形態において、ギャップｄ、Δｎ、Δｎｄ、γ１、Ｔｎｉなどについて述べた条件は、必ずしも全てが同時に満たされる必要はない。少なくともこれらの一部が満たされる場合であっても、その条件に応じた好適な作用を得ることができる。

また、図３に示した副画素ＳＰの構造は、種々の態様に変形することができる。図１０および図１１は、副画素ＳＰの変形例を示す平面図である。
図１０の例において、画素電極ＰＥは、映像線Ｓの延在方向（第２方向Ｙ）に対して傾斜している。共通電極ＣＥの第１開口ＯＰ１も同様に、映像線Ｓの延在方向に対して傾斜している。

図１０の例では、画素電極ＰＥおよび第１開口ＯＰ１が第２方向Ｙに対して右方向に傾斜している。これとは逆に、画素電極ＰＥおよび第１開口ＯＰ１が第２方向Ｙに対して左方向に傾斜してもよい。また、画素電極ＰＥおよび第１開口ＯＰ１の傾斜方向が異なる副画素ＳＰが混在してもよい。

図１１の例において、画素電極ＰＥは、第１部分ＰＥａと、第２部分ＰＥｂと、第１部分ＰＥａおよび第２部分ＰＥｂの間にある屈曲部ＢＰとを有している。第１部分ＰＥａは、第２方向Ｙに対して左方向に傾斜している。第２部分ＰＥｂは、第２方向Ｙに対して右方向に傾斜している。第１開口ＯＰ１も画素電極ＰＥと同様に屈曲している。図１１の例とは逆に、第１部分ＰＥａが第２方向Ｙに対して右方向に傾斜し、第２部分ＰＥｂが第２方向Ｙに対して左方向に傾斜してもよい。また、これらの副画素ＳＰが混在してもよい。

本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１…表示装置、ＰＮＬ…表示パネル、ＳＵＢ１…第１基板、ＳＵＢ２…第２基板、ＬＣ…液晶層、ＢＬ…照明装置、ＬＧ…導光板、ＬＵ…光源ユニット、ＬＳ…光源、ＤＡ…表示領域、ＰＸ…画素、ＣＴ…コントローラ、ＨＭＤ…ヘッドマウントディスプレイ、ＳＰ…副画素、Ｇ…走査線、Ｓ…映像線、ＰＥ…画素電極、ＳＷ…スイッチング素子、ＳＣ…半導体層、ＣＥ…共通電極、２１…遮光層、２２…カラーフィルタ。

Claims (9)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板および前記第２基板の間にある液晶層と、を備え、
   前記第１基板は、複数の走査線と、複数の映像線と、前記複数の走査線および前記複数の映像線で囲われた副画素領域と、前記副画素領域にある画素電極と、前記画素電極との間で電界を発生する共通電極と、を備え、
   前記副画素領域の幅は、１３μｍ以下であり、
   前記第１基板と前記第２基板の間のギャップｄは、２.５μｍ以下であり、
   前記液晶層に含まれる液晶材料の屈折率異方性Δｎは、０.１以上であり、
   前記ギャップｄと前記屈折率異方性Δｎの積Δｎｄは、０.２０μｍ以上かつ０.３１μｍ以下である、
   液晶表示装置。
2. 前記液晶材料の転移温度は、５０℃以上かつ８０℃以下である、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶材料の回転粘性係数γ１は、６０ｍＰａ・ｓ以下である、
   請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記Δｎｄは、前記液晶層の透過率が最大となる場合のΔｎｄの５０％以上かつ９５％以下である、
   請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１基板は、第１配向膜を備え、
   前記第２基板は、前記第１配向膜に対向する第２配向膜を備え、
   前記第１基板または前記第２基板の波長４５０ｎｍの光の透過率が８５％以上かつ９７％以下である、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１基板に光を照射する照明装置をさらに備え、
   前記照明装置は、白色光を発する光源を備え、
   前記光源は、青色光を発する発光素子と、前記青色光によって励起されて黄色光を発する蛍光体と、を含み、
   前記青色光と前記黄色光を混合させることにより、前記白色光が生成される、
   請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１基板に光を照射する照明装置をさらに備え、
   画像表示に際して前記照明装置を所定の周波数で点滅させる、
   請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶材料は、正の誘電率異方性を有する、
   請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１基板または前記第２基板は、前記複数の走査線および前記複数の映像線と重畳する遮光層を備え、
   前記遮光層は、前記副画素領域において開口を有し、
   平面視において、前記開口内の前記画素電極は、分岐部を有さない線形状である、
   請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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