JP2828073B2 - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス液晶表示装置Info
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- JP2828073B2 JP2828073B2 JP28664296A JP28664296A JP2828073B2 JP 2828073 B2 JP2828073 B2 JP 2828073B2 JP 28664296 A JP28664296 A JP 28664296A JP 28664296 A JP28664296 A JP 28664296A JP 2828073 B2 JP2828073 B2 JP 2828073B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明絶緑性基板に
よって液晶が挟まれている構造のアクティブマトリクス
液晶表示装置に関する。
よって液晶が挟まれている構造のアクティブマトリクス
液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜電界効果型トランジスタ（以下、Ｔ
ＦＴと称す）が画素のスイッチング素子として用いられ
ているアクティブマトリクス液晶表示パネル（以下、Ａ
ＭＬＣＤと称す）においては、高品位の画質を有し、携
帯型コンピュータの表示デバイスあるいは最近では省ス
ペースのデスクトップコンピュータのモニターとして幅
広く利用されている。
ＦＴと称す）が画素のスイッチング素子として用いられ
ているアクティブマトリクス液晶表示パネル（以下、Ａ
ＭＬＣＤと称す）においては、高品位の画質を有し、携
帯型コンピュータの表示デバイスあるいは最近では省ス
ペースのデスクトップコンピュータのモニターとして幅
広く利用されている。
【０００３】近年、液晶表示の高画質化を目的として、
視野角特性を向上させるために、横方向電界を利用した
いわゆるインプレインスイッチングモードと呼ばれる表
示方法が提案されている（例えば、アジアディスプレイ
'９６）。
視野角特性を向上させるために、横方向電界を利用した
いわゆるインプレインスイッチングモードと呼ばれる表
示方法が提案されている（例えば、アジアディスプレイ
'９６）。
【０００４】これは、画素電極と対向電極とを互いに平
行に形成し、これらの間に電圧を印加して、液晶層面内
に平行な電界を形成することにより、液晶のダイレクタ
の向きを変化させ、それによって透過光量を制御するも
のである。
行に形成し、これらの間に電圧を印加して、液晶層面内
に平行な電界を形成することにより、液晶のダイレクタ
の向きを変化させ、それによって透過光量を制御するも
のである。
【０００５】この液晶表示方式においては、ダイレクタ
が液晶層面内にほぼ平行な向きにのみ動くので、ＴＮモ
ードの場合のように、ダイレクタが液晶層面内からはず
れて立ち上がることにより、透過光量と印加電圧との関
係が、ダイレクタの方向から見込んだときと液晶層の法
線方向から見込んだときとで大きく異なってしまうとい
った問題は生じず、非常に広い視角内において、どの角
度から見てもほぼ同様な画像を得ることができる。
が液晶層面内にほぼ平行な向きにのみ動くので、ＴＮモ
ードの場合のように、ダイレクタが液晶層面内からはず
れて立ち上がることにより、透過光量と印加電圧との関
係が、ダイレクタの方向から見込んだときと液晶層の法
線方向から見込んだときとで大きく異なってしまうとい
った問題は生じず、非常に広い視角内において、どの角
度から見てもほぼ同様な画像を得ることができる。
【０００６】図９は、良好な表示特性を示す横方向電界
駆動による液晶表示方式を説明するための図である。
駆動による液晶表示方式を説明するための図である。
【０００７】上述した表示方式においては、液晶層の初
期配向状態と偏光板の設定の仕方とによっていくつかの
方式が提案されているが、このうち図９に示すように、
液晶層が両側基板で同一方向に注入され、初期配向状態
においてはその方向に均一にダイレクタを配向させ、こ
れを挟んでクロスニコルを形成する２枚の偏光板のうち
片方の偏光板を初期状態におけるダイレクタの方向に配
向させることにより、電圧無印加の状態で黒表示とし、
電圧印加によりダイレクタの向きを回転させ、それによ
り白表示を得る方式が、黒レベルを安定して低くするこ
とができる点において有利とされている。
期配向状態と偏光板の設定の仕方とによっていくつかの
方式が提案されているが、このうち図９に示すように、
液晶層が両側基板で同一方向に注入され、初期配向状態
においてはその方向に均一にダイレクタを配向させ、こ
れを挟んでクロスニコルを形成する２枚の偏光板のうち
片方の偏光板を初期状態におけるダイレクタの方向に配
向させることにより、電圧無印加の状態で黒表示とし、
電圧印加によりダイレクタの向きを回転させ、それによ
り白表示を得る方式が、黒レベルを安定して低くするこ
とができる点において有利とされている。
【０００８】上述した表示方式における表示モードで
は、ダイレクタの回転角φに対応して、次式に基づいて
正面から入射する光の透過率Ｔが与えられる。
は、ダイレクタの回転角φに対応して、次式に基づいて
正面から入射する光の透過率Ｔが与えられる。
【０００９】 Ｔ＝ｓｉｎ2（２Φ）・ｓｉｎ2（π・Δｎｄeff／λ） （１） ここで、ｄeffは、液晶ダイレクタが中央部で大きく、
基板界面で固定され、ツイスト変形されることを考慮し
た時の回転変形を受ける液晶層厚の実効値であり、実際
の液晶層厚よりも小さい。
基板界面で固定され、ツイスト変形されることを考慮し
た時の回転変形を受ける液晶層厚の実効値であり、実際
の液晶層厚よりも小さい。
【００１０】例えば、４．５μｍ厚の液晶セルを構成
し、誘電率異方性△ｎ＝０．０６７を有する液晶を注入
し、横方向電界印加によりφ＝４５°に相当する変形を
誘起した場合、（１）式に示すように、透過率は波長依
存性を有し、はぼλ＝５５０ｎｍで極大値を有すること
が実験的に確認されている。このことから逆に、（１）
式を用いて、ｄeff＝４．１μｍであることが推定さ
れ、他の波長に対する透過率は（１）式にｄeff＝４．
１μｍを代入することにより得られる値とほぼ一致す
る。
し、誘電率異方性△ｎ＝０．０６７を有する液晶を注入
し、横方向電界印加によりφ＝４５°に相当する変形を
誘起した場合、（１）式に示すように、透過率は波長依
存性を有し、はぼλ＝５５０ｎｍで極大値を有すること
が実験的に確認されている。このことから逆に、（１）
式を用いて、ｄeff＝４．１μｍであることが推定さ
れ、他の波長に対する透過率は（１）式にｄeff＝４．
１μｍを代入することにより得られる値とほぼ一致す
る。
【００１１】この時、青のカラーフィルターによって選
択される代表的波長４６０ｎｍと、赤のカラーフィルタ
ーによって選択される代表的波長６２０ｎｍとの間で
は、（１）式で与えられる透過率は、その最大値の１０
％未満で変化するが、特別な処理を施さなくても、正面
から見た場合、顕著な色付きが発生することはない。さ
らに色純度を要求する場合には、カラーフィルターの透
過率やバックライト光のスペクトルを調整することによ
り、ＲＢＧのカラーフィルターからの透過光のバランス
をとることが可能である。
択される代表的波長４６０ｎｍと、赤のカラーフィルタ
ーによって選択される代表的波長６２０ｎｍとの間で
は、（１）式で与えられる透過率は、その最大値の１０
％未満で変化するが、特別な処理を施さなくても、正面
から見た場合、顕著な色付きが発生することはない。さ
らに色純度を要求する場合には、カラーフィルターの透
過率やバックライト光のスペクトルを調整することによ
り、ＲＢＧのカラーフィルターからの透過光のバランス
をとることが可能である。
【００１２】ここで、横電界印加によりダイレクタをほ
ぼ４５°回転させて白表示を行った時に、回転したダイ
レクタに対して垂直な方向から基板を斜めに見込んだ場
合について考えてみる。
ぼ４５°回転させて白表示を行った時に、回転したダイ
レクタに対して垂直な方向から基板を斜めに見込んだ場
合について考えてみる。
【００１３】図１０は、斜め入射に伴う液晶中の光の通
過を説明するための図であり、（ａ）は基板に対して斜
め方向から見た図、（ｂ）は基板に対して平行方向から
見た図である。
過を説明するための図であり、（ａ）は基板に対して斜
め方向から見た図、（ｂ）は基板に対して平行方向から
見た図である。
【００１４】液晶セルを斜めに通過する光の透過率にお
いては、厳密には（１）式では表されないが、液晶中を
通り抜ける際に常光と異常光との間でリターデーション
を発生させることにより、光がクロスニコルを透過する
という点については本質的に同じである。従って、
（１）式右辺の第２因子のｄeffを、実効的に回転した
液晶層を光線が通り抜ける際の光路長Ｌで置き換えた ｆ＝ｓｉｎ2（π・△ｎＬ／λ） （２） が透過光強度を支配する重要な因子となる。
いては、厳密には（１）式では表されないが、液晶中を
通り抜ける際に常光と異常光との間でリターデーション
を発生させることにより、光がクロスニコルを透過する
という点については本質的に同じである。従って、
（１）式右辺の第２因子のｄeffを、実効的に回転した
液晶層を光線が通り抜ける際の光路長Ｌで置き換えた ｆ＝ｓｉｎ2（π・△ｎＬ／λ） （２） が透過光強度を支配する重要な因子となる。
【００１５】正面から見た場合には、λ＝５５０ｎｍに
対応する緑色の光では、透過率スペクトルが極大値を有
することから π・△ｎｄeff／λ＝π／２ （３） であり、（２）式の因子ｆは１である。
対応する緑色の光では、透過率スペクトルが極大値を有
することから π・△ｎｄeff／λ＝π／２ （３） であり、（２）式の因子ｆは１である。
【００１６】図１０に示すように、ダイレクタに対して
垂直な方向で基板に対して斜めの方向から見ると、透過
光が感じる屈折率異方性△ｎは、液晶のダイレクタの方
向に長軸を有する屈折率回転楕円体を光線の波面で切断
した際の断面に相当する楕円の長軸と短軸との長さの差
になる。この場合、波面は楕円体の長軸を含むので、基
板の法線方向からの傾き角θによらず、光が感じる△ｎ
は一定となる。一方、傾き角θが増大すると、実効的光
路長Ｌが増大する。従って、傾き角θの増大とともに、
π・△ｎＬ／λはπ／２より徐々に大きくなり、（２）
式で与えられる因子ｆが減少し、これを反映して透過率
Ｔも減少する。
垂直な方向で基板に対して斜めの方向から見ると、透過
光が感じる屈折率異方性△ｎは、液晶のダイレクタの方
向に長軸を有する屈折率回転楕円体を光線の波面で切断
した際の断面に相当する楕円の長軸と短軸との長さの差
になる。この場合、波面は楕円体の長軸を含むので、基
板の法線方向からの傾き角θによらず、光が感じる△ｎ
は一定となる。一方、傾き角θが増大すると、実効的光
路長Ｌが増大する。従って、傾き角θの増大とともに、
π・△ｎＬ／λはπ／２より徐々に大きくなり、（２）
式で与えられる因子ｆが減少し、これを反映して透過率
Ｔも減少する。
【００１７】λ＝６１０ｎｍに対応する赤色の光では、
正面で、 π・△ｎｄeff／λ＜π／２ （４） となり、因子ｆは１より小さい。λ＝５５０ｎｍの場合
と同じ理由により、π・△ｎＬ／λはθの増大とともに
大きくなり、一度π／２に等しくなった後、さらにπ／
２を越えて増大していく。これに伴い、ｆは一度１に等
しくなり、その後１より徐々に小さくなるので、透過率
Ｔもこれを反映し、一旦増加した後、徐々に小さくなっ
ていく。
正面で、 π・△ｎｄeff／λ＜π／２ （４） となり、因子ｆは１より小さい。λ＝５５０ｎｍの場合
と同じ理由により、π・△ｎＬ／λはθの増大とともに
大きくなり、一度π／２に等しくなった後、さらにπ／
２を越えて増大していく。これに伴い、ｆは一度１に等
しくなり、その後１より徐々に小さくなるので、透過率
Ｔもこれを反映し、一旦増加した後、徐々に小さくなっ
ていく。
【００１８】一方、λ＝４６０ｎｍに対応する青色の光
では、正面で、 π・△ｎｄeff／λ＞π／２ （５） となり、因子ｆは１より小さい。λ＝５５０ｎｍの場合
と同じ理由により、π・△ｎＬ／λはθの増大とともに
大きくなり、π／２からますます遠ざかっていく。これ
により、ｆは１よりますます小さくなる。光路長Ｌの増
大に伴うｆの増加率は、 ∂ｆ／∂Ｌ＝（π・Δｎ／λ）・ｓｉｎ（２π・ΔｎＬ／λ） （６） で与えられるので、π・△ｎＬ／λがπ／２を越えて大
きくなればなるほど、急激にｆが減少する。従って、λ
＝４６０ｎｍの場合におけるｆの減少は、λ＝５５０ｎ
ｍの場合に比ベて急激であり、透過率Ｔも急激に減少す
るといえる。
では、正面で、 π・△ｎｄeff／λ＞π／２ （５） となり、因子ｆは１より小さい。λ＝５５０ｎｍの場合
と同じ理由により、π・△ｎＬ／λはθの増大とともに
大きくなり、π／２からますます遠ざかっていく。これ
により、ｆは１よりますます小さくなる。光路長Ｌの増
大に伴うｆの増加率は、 ∂ｆ／∂Ｌ＝（π・Δｎ／λ）・ｓｉｎ（２π・ΔｎＬ／λ） （６） で与えられるので、π・△ｎＬ／λがπ／２を越えて大
きくなればなるほど、急激にｆが減少する。従って、λ
＝４６０ｎｍの場合におけるｆの減少は、λ＝５５０ｎ
ｍの場合に比ベて急激であり、透過率Ｔも急激に減少す
るといえる。
【００１９】以上のことから、θの増大とともに、青色
光が最も速く減少し、緑色光は比較的ゆっくりと減少
し、赤色光は一旦増加した後減少していくので、正面で
は白色光であったものが、θの増大とともに赤く色づい
てくることになる。
光が最も速く減少し、緑色光は比較的ゆっくりと減少
し、赤色光は一旦増加した後減少していくので、正面で
は白色光であったものが、θの増大とともに赤く色づい
てくることになる。
【００２０】このことは、液晶の変形および光学的異方
性を考慮したシミュレーションによって、より定量的に
確認することができる。
性を考慮したシミュレーションによって、より定量的に
確認することができる。
【００２１】図１１は、白表示時に光を液晶ダイレクタ
に垂直な方向でかつ、基板に対して斜め方向から入射さ
せる際の傾き角と透過率との関係を示す図である。な
お、横軸には傾き角θ、縦軸には正面の透過率で規格化
された透過率の計算結果が示されている。
に垂直な方向でかつ、基板に対して斜め方向から入射さ
せる際の傾き角と透過率との関係を示す図である。な
お、横軸には傾き角θ、縦軸には正面の透過率で規格化
された透過率の計算結果が示されている。
【００２２】図１１に示すように、θの増大とともに透
過率は概ね減少し、中でも青色が最も速く減少すること
が読みとれる。
過率は概ね減少し、中でも青色が最も速く減少すること
が読みとれる。
【００２３】図１２は、白表示時に光を液晶ダイレクタ
と同じ方向でかつ、基板に対して斜め方向から入射させ
る際の傾き角と透過率との関係を示す図である。
と同じ方向でかつ、基板に対して斜め方向から入射させ
る際の傾き角と透過率との関係を示す図である。
【００２４】図１２に示すように、白表示におけるダイ
レクタと同じ方向に視線を傾けていった場合において、
同様なシミェレーションを行うと、逆に赤色光の減衰が
最も激しいことがわかる。
レクタと同じ方向に視線を傾けていった場合において、
同様なシミェレーションを行うと、逆に赤色光の減衰が
最も激しいことがわかる。
【００２５】上述した現象は、カラーフィルターが設け
られている実際のカラー液晶表示パネルにおいても、全
く同様に発生する。実際、上述した液晶セルと同じ条件
で作製されたカラー液晶パネルにおいて、斜め方向から
見た場合、色づくことが確認された。
られている実際のカラー液晶表示パネルにおいても、全
く同様に発生する。実際、上述した液晶セルと同じ条件
で作製されたカラー液晶パネルにおいて、斜め方向から
見た場合、色づくことが確認された。
【００２６】上述したように、横方向電界を用いて構成
したアクティブマトリクス液晶表示装置においては、従
来のＴＮに比ベて、より広い視野角において良好な表示
特性が得られるものの、方向によっては斜めから見た場
合に、顕著な色付きが見られてしまい、このような色付
きが発生すると、フルカラーの画像データを表示する際
に、原画の持つイメージが著しく損なわれてしまうこと
になる。
したアクティブマトリクス液晶表示装置においては、従
来のＴＮに比ベて、より広い視野角において良好な表示
特性が得られるものの、方向によっては斜めから見た場
合に、顕著な色付きが見られてしまい、このような色付
きが発生すると、フルカラーの画像データを表示する際
に、原画の持つイメージが著しく損なわれてしまうこと
になる。
【００２７】一方、カラーフィルターを有する液晶表示
パネルにおいて、カラーフィルターの色ごとに液晶層の
層厚を変化させる方法が、特開昭６０−１５９８３１号
公報及び特開昭６０−１５９８２３号公報に開示されて
いる。これらは２枚のガラス基板の間に液晶を挟持さ
せ、液晶の両側の透明電極の間に電圧を印加して、液晶
層のアラインメントを変化させる表示方式、中でもツイ
スティッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶表示装置
についての提案であり、しかもその正面から見た時の特
性を最適化する方法に関するものである。これらは、後
に説明するように、ＴＮ方式に比して圧倒的に優れた画
質を有する横電界表示方式において、斜め入射に伴う色
付きを抑制するために行った本発明とは、構造・目的・
原理とも全く異なるものである。
パネルにおいて、カラーフィルターの色ごとに液晶層の
層厚を変化させる方法が、特開昭６０−１５９８３１号
公報及び特開昭６０−１５９８２３号公報に開示されて
いる。これらは２枚のガラス基板の間に液晶を挟持さ
せ、液晶の両側の透明電極の間に電圧を印加して、液晶
層のアラインメントを変化させる表示方式、中でもツイ
スティッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶表示装置
についての提案であり、しかもその正面から見た時の特
性を最適化する方法に関するものである。これらは、後
に説明するように、ＴＮ方式に比して圧倒的に優れた画
質を有する横電界表示方式において、斜め入射に伴う色
付きを抑制するために行った本発明とは、構造・目的・
原理とも全く異なるものである。
【００２８】また、特開平１−２７７２８３号公報及び
特開平６−３４７７７号公報において、単純マトリクス
駆動に伴う正面の特性を改善するために、液晶層厚を色
ごとに最適化させる方法が提案されているものの、同様
にして、本発明とは本質的に異なるものである。
特開平６−３４７７７号公報において、単純マトリクス
駆動に伴う正面の特性を改善するために、液晶層厚を色
ごとに最適化させる方法が提案されているものの、同様
にして、本発明とは本質的に異なるものである。
【００２９】さらに、特開昭６０−１５９８２７号公
報、特開平２−２１１４２３号公報及び特開平７−１０
４３０３号公報において、カラーフィルターの色ごとに
液晶層の厚さを変化させる手法について提案されている
が、いずれもＴＮモードの正面特性を最適化するために
提案された構造および作製方法に関するものであり、本
発明とは本質的に異なるものである。
報、特開平２−２１１４２３号公報及び特開平７−１０
４３０３号公報において、カラーフィルターの色ごとに
液晶層の厚さを変化させる手法について提案されている
が、いずれもＴＮモードの正面特性を最適化するために
提案された構造および作製方法に関するものであり、本
発明とは本質的に異なるものである。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、横方
向電界を用いて構成したアクテイプマトリクス液晶表示
装置においては、従来のＴＮ方式に比ベて、より広い視
野角において良好な表示特性が得られるものの、斜めか
ら見た場合、方向によっては顕著な色付きが現られ、そ
れにより、例えば写真のような画像データを取り扱う際
に、原画の持つイメージが著しく損なわれてしまうとい
う問題点がある。
向電界を用いて構成したアクテイプマトリクス液晶表示
装置においては、従来のＴＮ方式に比ベて、より広い視
野角において良好な表示特性が得られるものの、斜めか
ら見た場合、方向によっては顕著な色付きが現られ、そ
れにより、例えば写真のような画像データを取り扱う際
に、原画の持つイメージが著しく損なわれてしまうとい
う問題点がある。
【００３１】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、いずれの方
向から見ても色付きのない良好な表示特性を有する横方
向電界駆動型のアクティブマトリクス液晶表示装置を提
供することを目的とする。
する問題点に鑑みてなされたものであって、いずれの方
向から見ても色付きのない良好な表示特性を有する横方
向電界駆動型のアクティブマトリクス液晶表示装置を提
供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、互いに透過波長が異なる複数の色
層が並列して設けられている第１の基板と、該第１の基
板に対向した状態で前記第１の基板に対して所定の間隔
を具備して配置され、所定の電圧が印加された場合に所
定の電界を発生させる第２の基板と、前記第１の基板の
前記第２の基板側の面と前記第２の基板の前記第１の基
板側の面とによって挟まれた部分に液晶が注入されるこ
とにより形成されている液晶層とを有し、前記第２の基
板において発生する電界が前記液晶層に対して略平行で
あり、該電界によって表示が制御されるアクティブマト
リクス液晶表示装置において、前記液晶層の厚さは、前
記第１及び第２の基板に対して斜め方向から見込んだ場
合の色付きを抑制するように前記色層における透過波長
によってそれぞれ異なることを特徴とする。
に本発明においては、互いに透過波長が異なる複数の色
層が並列して設けられている第１の基板と、該第１の基
板に対向した状態で前記第１の基板に対して所定の間隔
を具備して配置され、所定の電圧が印加された場合に所
定の電界を発生させる第２の基板と、前記第１の基板の
前記第２の基板側の面と前記第２の基板の前記第１の基
板側の面とによって挟まれた部分に液晶が注入されるこ
とにより形成されている液晶層とを有し、前記第２の基
板において発生する電界が前記液晶層に対して略平行で
あり、該電界によって表示が制御されるアクティブマト
リクス液晶表示装置において、前記液晶層の厚さは、前
記第１及び第２の基板に対して斜め方向から見込んだ場
合の色付きを抑制するように前記色層における透過波長
によってそれぞれ異なることを特徴とする。
【００３３】また、前記液晶層は、前記色層における透
過率が前記色層の透過スペクトルにおけるピーク時の７
０％以上となる波長領域から選択された１つの波長に比
例した厚さを有することを特徴とする。
過率が前記色層の透過スペクトルにおけるピーク時の７
０％以上となる波長領域から選択された１つの波長に比
例した厚さを有することを特徴とする。
【００３４】また、前記第２の基板は、前記色層毎に対
応して設けられ、前記所定の電圧が印加される複数の画
素電極と、前記色層毎に前記画素電極に平行して設けら
れ、前記画素電極に電圧が印加された場合に前記画素電
極との間に前記電界が発生する複数の対向電極とを有
し、前記画素電極と前記対向電極との距離が、前記色層
によってそれぞれ異なることを特徴とする。
応して設けられ、前記所定の電圧が印加される複数の画
素電極と、前記色層毎に前記画素電極に平行して設けら
れ、前記画素電極に電圧が印加された場合に前記画素電
極との間に前記電界が発生する複数の対向電極とを有
し、前記画素電極と前記対向電極との距離が、前記色層
によってそれぞれ異なることを特徴とする。
【００３５】
【００３６】（作用）横方向電界駆動型の液晶表示装置
において、斜め方向から見た時に色付きが発生する原因
は、（２）式で定義される因子ｆが、光線が垂直に入射
する場合と斜めから入射する場合とで変化する際に、そ
の変化の様子が、λによって異なることに起因してい
る。
において、斜め方向から見た時に色付きが発生する原因
は、（２）式で定義される因子ｆが、光線が垂直に入射
する場合と斜めから入射する場合とで変化する際に、そ
の変化の様子が、λによって異なることに起因してい
る。
【００３７】このような色付きが問題視されるような高
品位のカラー液晶表示装置においては、ほとんどの場
合、カラーフィルターが用いられている。
品位のカラー液晶表示装置においては、ほとんどの場
合、カラーフィルターが用いられている。
【００３８】図４は、カラーフィルターの透過率スペク
トル特性の一例を示す図である。
トル特性の一例を示す図である。
【００３９】図４に示すように、カラーフィルターは、
ＲＧＢの３原色に対応するある限られた波長領域を選択
的に透過させる。図４に示すカラーフィルターにおける
透過率スペクトルのピークは、青で４６０ｎｍ、緑で５
４０ｎｍ、赤で６４０ｎｍ付近である。また、それぞれ
のピークの７０％以上の透過率を有する波長領域は、青
で４２０〜５００ｎｍ、緑で５１０〜５８０ｎｍ、赤で
５９０ｎｍ以上である。これらの波長領域においては、
入射した光の７０％以上がカラーフィルターを透過する
ので、いずれも表示特性に重要な影響を与える。
ＲＧＢの３原色に対応するある限られた波長領域を選択
的に透過させる。図４に示すカラーフィルターにおける
透過率スペクトルのピークは、青で４６０ｎｍ、緑で５
４０ｎｍ、赤で６４０ｎｍ付近である。また、それぞれ
のピークの７０％以上の透過率を有する波長領域は、青
で４２０〜５００ｎｍ、緑で５１０〜５８０ｎｍ、赤で
５９０ｎｍ以上である。これらの波長領域においては、
入射した光の７０％以上がカラーフィルターを透過する
ので、いずれも表示特性に重要な影響を与える。
【００４０】そこで、バックライトの放射スペクトルや
視感度等を考慮して、設計上、上記波長領域の中からあ
る一つの波長を代表として、これについて透過率等の検
討を行えば、上記波長領域内の任意の波長に対する透過
率等の値は、カラーフィルターの透過率についての換算
の範囲内で、ほぼ等しくなる。
視感度等を考慮して、設計上、上記波長領域の中からあ
る一つの波長を代表として、これについて透過率等の検
討を行えば、上記波長領域内の任意の波長に対する透過
率等の値は、カラーフィルターの透過率についての換算
の範囲内で、ほぼ等しくなる。
【００４１】通常は、青のカラーフイルタに対してλB
＝４６０ｎｍ、緑のカラーフイルタに対してλG＝５５
０ｎｍ、赤のカラーフイルタに対してλR＝６１０ｎｍ
が各々の透過波長領域のほほ中央に位置しているため、
これらを代表的値とすることが多い。
＝４６０ｎｍ、緑のカラーフイルタに対してλG＝５５
０ｎｍ、赤のカラーフイルタに対してλR＝６１０ｎｍ
が各々の透過波長領域のほほ中央に位置しているため、
これらを代表的値とすることが多い。
【００４２】以下の説明においても、上述した値を代表
値として説明を進めるが、必ずしもこの値にこだわる必
要はない。
値として説明を進めるが、必ずしもこの値にこだわる必
要はない。
【００４３】まず、選択された波長λR，λG，λBに対
して、各々カラーフィルタに対応する画素の液晶層の厚
さをｄR，ｄG，ｄBを ｄR／λR＝ｄG／λG＝ｄB／λB （７） となるように定める。
して、各々カラーフィルタに対応する画素の液晶層の厚
さをｄR，ｄG，ｄBを ｄR／λR＝ｄG／λG＝ｄB／λB （７） となるように定める。
【００４４】この時、正面入射に対するＲＧＢそれぞれ
のｆ因子は、 ｆR＝ｓｉｎ2（π・ΔｎｄReff／λR） （８） ｆG＝ｓｉｎ2（π・ΔｎｄGeff／λG） （９） ｆB＝ｓｉｎ2（π・ΔｎｄBeff／λB） （１０） となる。ここで、横方向電界によって回転する液晶層の
実効的な厚さｄReff，ｄ Geff，ｄBeffと、セルギャップ
ｄR，ｄG，ｄBとは、次式に示す関係がある。
のｆ因子は、 ｆR＝ｓｉｎ2（π・ΔｎｄReff／λR） （８） ｆG＝ｓｉｎ2（π・ΔｎｄGeff／λG） （９） ｆB＝ｓｉｎ2（π・ΔｎｄBeff／λB） （１０） となる。ここで、横方向電界によって回転する液晶層の
実効的な厚さｄReff，ｄ Geff，ｄBeffと、セルギャップ
ｄR，ｄG，ｄBとは、次式に示す関係がある。
【００４５】 ｄReff／ｄR＝ｄGeff／ｄG＝ｄBeff／ｄB （１１） （７）式〜（１１）式を用いることにより、 ｆR＝ｆG＝ｆB （１２） となる。
【００４６】一方、白表示状態において、図１０に示す
ようにダイレクタに垂直な方向から斜めに基板を見込む
と、光線が感じる屈折率異方性△ｎは変化せず、光路長
Ｌのみが次式に従って増大する。
ようにダイレクタに垂直な方向から斜めに基板を見込む
と、光線が感じる屈折率異方性△ｎは変化せず、光路長
Ｌのみが次式に従って増大する。
【００４７】 ＬR＝ｄReff／ｃｏｓ（θ’） （１３） ＬG＝ｄGeff／ｃｏｓ（θ’） （１４） ＬB＝ｄBeff／ｃｏｓ（θ’） （１５） ここで、θ’は液晶中を光が進行する方向と基板法線と
のなす角で、厳密には屈折率の波長依存性がある場合に
色ごとに異なるが、この波長依存性は微小であるので、
ほぼ一定として取り扱ってよい。斜め入射時のｆ因子を
ＲＢＧに対してそれぞれ、ｆ'R，ｆ'G，ｆ'Bとすると、
（２）式のｆの定義および（７），（１１），（１
３），（１４），（１５）式から、 ｆ'R＝ｆ'G＝ｆ'B （１６） となる。従って、傾き角θが変化することにより、因子
ｆの値自体は変化するものの、異なる波長に対しても全
く同じ値をとるので、色付きが発生しないことになる。
のなす角で、厳密には屈折率の波長依存性がある場合に
色ごとに異なるが、この波長依存性は微小であるので、
ほぼ一定として取り扱ってよい。斜め入射時のｆ因子を
ＲＢＧに対してそれぞれ、ｆ'R，ｆ'G，ｆ'Bとすると、
（２）式のｆの定義および（７），（１１），（１
３），（１４），（１５）式から、 ｆ'R＝ｆ'G＝ｆ'B （１６） となる。従って、傾き角θが変化することにより、因子
ｆの値自体は変化するものの、異なる波長に対しても全
く同じ値をとるので、色付きが発生しないことになる。
【００４８】以上、基板を見込む方向を液晶のダイレク
タに垂直な方向に傾ける場合について説明したが、他の
あらゆる方向においても、光路長と波長との比が波長に
よらず一定であるので、どの方向から見ても（１６）式
が成立することになり、色付きは発生しない。
タに垂直な方向に傾ける場合について説明したが、他の
あらゆる方向においても、光路長と波長との比が波長に
よらず一定であるので、どの方向から見ても（１６）式
が成立することになり、色付きは発生しない。
【００４９】このことは、シミュレーションにより定量
的に確認できる。
的に確認できる。
【００５０】図５は、本発明のアクティブマトリクス液
晶表示装置において白表示時に光を液晶ダイレクタに垂
直な方向でかつ、基板に対して斜め方向から入射させる
時の傾き角と透過率との関係を示す図であり、図６は、
本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置において白
表示時に光を液晶ダイレクタに同じ方向でかつ、基板に
対して斜め方向から入射させる時の傾き角と透過率との
関係を示す図である。なお、図５及び図６においては、
カラーフィルターの色ごとに液晶層の厚さを変化させた
液晶表示装置において白表示を行った場合を仮定し、Ｒ
ＧＢ各々のカラーフィルターを代表する６１０ｎｍ、５
５０ｎｍ、４６０ｎｍの波長を有する光に対して、光線
の傾き角θと透過率との関係を計算により求めたもの
で、横軸は入射光の基板法線からの傾き角、縦軸には正
面透過率で規格化した透過率を表す。ここで、ＲＧＢに
対応する液晶層の厚さは、それぞれ５．０μｍ、４．５
μｍ、３．８μｍとし、横方向電界による液晶の回転角
をＲＧＢで一定とするために、印加する横方向電界強度
は液晶層の厚さに反比例させるようにした。
晶表示装置において白表示時に光を液晶ダイレクタに垂
直な方向でかつ、基板に対して斜め方向から入射させる
時の傾き角と透過率との関係を示す図であり、図６は、
本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置において白
表示時に光を液晶ダイレクタに同じ方向でかつ、基板に
対して斜め方向から入射させる時の傾き角と透過率との
関係を示す図である。なお、図５及び図６においては、
カラーフィルターの色ごとに液晶層の厚さを変化させた
液晶表示装置において白表示を行った場合を仮定し、Ｒ
ＧＢ各々のカラーフィルターを代表する６１０ｎｍ、５
５０ｎｍ、４６０ｎｍの波長を有する光に対して、光線
の傾き角θと透過率との関係を計算により求めたもの
で、横軸は入射光の基板法線からの傾き角、縦軸には正
面透過率で規格化した透過率を表す。ここで、ＲＧＢに
対応する液晶層の厚さは、それぞれ５．０μｍ、４．５
μｍ、３．８μｍとし、横方向電界による液晶の回転角
をＲＧＢで一定とするために、印加する横方向電界強度
は液晶層の厚さに反比例させるようにした。
【００５１】光線を傾けていく方位は図５においては回
転した液晶ダイレクタに垂直な向き、図６においては回
転した液晶ダイレクタと同じ向きにそれぞれとった。
転した液晶ダイレクタに垂直な向き、図６においては回
転した液晶ダイレクタと同じ向きにそれぞれとった。
【００５２】図５及び図６から明らかなように、傾き角
θを変化させることにより透過率は変化するが、各々の
カラーフイルターを代表する波長に対しては、同一の振
る舞いを示す。従って、色付きが全く発生しないこと
が、シミュレーションによっても確認することができ
た。
θを変化させることにより透過率は変化するが、各々の
カラーフイルターを代表する波長に対しては、同一の振
る舞いを示す。従って、色付きが全く発生しないこと
が、シミュレーションによっても確認することができ
た。
【００５３】液晶層の厚さを、対応するカラーフイルタ
ーの色ごとで変化させた場合、ある一定の角度だけ液晶
のダイレクタを回転させるために必要な横方向電界の強
度は、液晶層の厚さに反比例する。従って、白表示を得
ようとする場合に印加しなければならない横方向電界の
強さはＲＧＢに対して、３．８：４．５：５．０の比率
となる。このため、画素電極と対向電極との距離を１０
μｍにとると、白表示を行う際の画素電極と対向電極と
の電位差は、赤色で５．５Ｖ、緑色で６．０Ｖ、青色で
７．０Ｖとなった。
ーの色ごとで変化させた場合、ある一定の角度だけ液晶
のダイレクタを回転させるために必要な横方向電界の強
度は、液晶層の厚さに反比例する。従って、白表示を得
ようとする場合に印加しなければならない横方向電界の
強さはＲＧＢに対して、３．８：４．５：５．０の比率
となる。このため、画素電極と対向電極との距離を１０
μｍにとると、白表示を行う際の画素電極と対向電極と
の電位差は、赤色で５．５Ｖ、緑色で６．０Ｖ、青色で
７．０Ｖとなった。
【００５４】このように色ごとに異なる電圧を供給する
システムは、回路の複雑度が増し、駆動系のコスト増を
招く。そこで、画素電極と対向電極との間を、赤で１１
μｍ、緑で１０μｍ、青で８．５μｍと色ごとで変化さ
せることにより、全ての色に対応する画素に対して一律
の６Ｖを印加することで、良好な白表示を得ることがで
きる。
システムは、回路の複雑度が増し、駆動系のコスト増を
招く。そこで、画素電極と対向電極との間を、赤で１１
μｍ、緑で１０μｍ、青で８．５μｍと色ごとで変化さ
せることにより、全ての色に対応する画素に対して一律
の６Ｖを印加することで、良好な白表示を得ることがで
きる。
【００５５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【００５６】（第１の実施の形態）図１は、本発明のア
クティブマトリクス液晶表示装置の第１の実施の形態を
示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であ
る。
クティブマトリクス液晶表示装置の第１の実施の形態を
示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であ
る。
【００５７】本形態を図１を用いて説明すると、画素を
構成する画素電極３は、走査線１６をゲート電極とする
薄膜トランジスタのソース電極に接続されており、薄膜
トランジスタのドレイン電極は信号線１に接続されてい
る。また、画素電極３は、信号線１と平行に長手方向を
有し、対向電極バスライン１７で接続された対向電極２
を有する。
構成する画素電極３は、走査線１６をゲート電極とする
薄膜トランジスタのソース電極に接続されており、薄膜
トランジスタのドレイン電極は信号線１に接続されてい
る。また、画素電極３は、信号線１と平行に長手方向を
有し、対向電極バスライン１７で接続された対向電極２
を有する。
【００５８】液晶層４は、２枚のガラス基板１０の間に
挟持されており、両基板界面には配向膜２３が配され、
これが同一方向にラビングされることにより、図１
（ｂ）のラビング方向２４に均一に配向されている。
挟持されており、両基板界面には配向膜２３が配され、
これが同一方向にラビングされることにより、図１
（ｂ）のラビング方向２４に均一に配向されている。
【００５９】２枚のガラス基板１０のそれぞれの外側に
配された偏光板５は、偏光軸が互いに直交しており、片
方の偏光軸は液晶層４の初期配向方向に一致している。
配された偏光板５は、偏光軸が互いに直交しており、片
方の偏光軸は液晶層４の初期配向方向に一致している。
【００６０】上記のように構成された横方向電界型の液
晶表示装置においては、画素電極３と対向電極２との間
の電位差が０の場合、黒表示であり、電位差を増加させ
ていくと液晶層４が回転して複屈折が生じ、透過率が上
昇して、液晶層４が約４５°回転した時、最も輝度が上
昇する。
晶表示装置においては、画素電極３と対向電極２との間
の電位差が０の場合、黒表示であり、電位差を増加させ
ていくと液晶層４が回転して複屈折が生じ、透過率が上
昇して、液晶層４が約４５°回転した時、最も輝度が上
昇する。
【００６１】対向基板上に、赤，緑，青の色を選択的に
透過させる色層６，７，８と、有効な表示制御が行われ
る表示部以外からの光の漏洩を抑止するために設けれて
いるブラックマトリクス９とからなるカラーフィルター
が配置されている。
透過させる色層６，７，８と、有効な表示制御が行われ
る表示部以外からの光の漏洩を抑止するために設けれて
いるブラックマトリクス９とからなるカラーフィルター
が配置されている。
【００６２】それぞれの画素においては、カラーフィル
ターの選択する色に応じて、液晶層４のセル厚を変化さ
せ、赤に対してはｄR、緑に対してはｄG、青に対しては
ｄBとなるようにする。この時、各カラーフィルターを
代表させる波長として、赤でλR、緑でλG、青でλBを
とったとすると、これに対応して、各色に対応する液晶
層４の層厚は次式を満たすように決定される。
ターの選択する色に応じて、液晶層４のセル厚を変化さ
せ、赤に対してはｄR、緑に対してはｄG、青に対しては
ｄBとなるようにする。この時、各カラーフィルターを
代表させる波長として、赤でλR、緑でλG、青でλBを
とったとすると、これに対応して、各色に対応する液晶
層４の層厚は次式を満たすように決定される。
【００６３】 ｄR／λR＝ｄG／λG＝ｄB／λB （１７） 図２は、液晶層厚を制御する方法を説明する図であり、
（ａ）はスペーサを具備したカラーフィルターの断面
図、（ｂ）はアクティブマトリクス基板と組み合わせた
図、（ｃ）はオーバーコート層を設けた場合の断面図、
（ｄ）は粒状スペーサを設けた場合の図である。
（ａ）はスペーサを具備したカラーフィルターの断面
図、（ｂ）はアクティブマトリクス基板と組み合わせた
図、（ｃ）はオーバーコート層を設けた場合の断面図、
（ｄ）は粒状スペーサを設けた場合の図である。
【００６４】このように、液晶層４のセル厚を、対応す
るカラーフィルターの色ごとで変化させるため、図２
（ａ）に示すようなスペーサ２６を具備したカラーフィ
ルター基板とＴＦＴアレイが形成された基板とを図２
（ｂ）に示すように組み合わせ、両基板の間に液晶を封
入してパネルを形成した。なお、スペーサ２６は走査線
１６と信号線１との交差部に対応する対向基板上のブラ
ックマトリクス９上に形成される。これにより、図２
（ｂ）のように両基板を組み合わせた状態においては、
図１（ｂ）に示したようなスペーサ接触部１４を有する
ことになる。
るカラーフィルターの色ごとで変化させるため、図２
（ａ）に示すようなスペーサ２６を具備したカラーフィ
ルター基板とＴＦＴアレイが形成された基板とを図２
（ｂ）に示すように組み合わせ、両基板の間に液晶を封
入してパネルを形成した。なお、スペーサ２６は走査線
１６と信号線１との交差部に対応する対向基板上のブラ
ックマトリクス９上に形成される。これにより、図２
（ｂ）のように両基板を組み合わせた状態においては、
図１（ｂ）に示したようなスペーサ接触部１４を有する
ことになる。
【００６５】液晶層４の厚さにおいては、カラーフィル
ターの各色層の透過率を、図４に示すような透過率特性
を示す通常のカラーフィルターと同一に保ったまま、色
層の膜厚のみを変化させ、（１７）式を満たすようにし
た。ここで、スペーサ２６の高さをｔs、ブラックマト
リクス９の厚さをｔM、走査線１６および信号線１それ
ぞれの厚さをｔv，ｔHとすると、ＲＢＧ各色層の膜厚を
ｔR，ｔG，ｔBとして、 ｔs＋ｔM＋ｔv＋ｔH＝ｔR＋ｄR＝ｔG＋ｄG＝ｔB＋ｄB （１８） を満たすように、色層の膜厚を制御した。この時、色層
の膜厚に応じて、色層に分散させる顔料の濃度を調節す
ることになる。
ターの各色層の透過率を、図４に示すような透過率特性
を示す通常のカラーフィルターと同一に保ったまま、色
層の膜厚のみを変化させ、（１７）式を満たすようにし
た。ここで、スペーサ２６の高さをｔs、ブラックマト
リクス９の厚さをｔM、走査線１６および信号線１それ
ぞれの厚さをｔv，ｔHとすると、ＲＢＧ各色層の膜厚を
ｔR，ｔG，ｔBとして、 ｔs＋ｔM＋ｔv＋ｔH＝ｔR＋ｄR＝ｔG＋ｄG＝ｔB＋ｄB （１８） を満たすように、色層の膜厚を制御した。この時、色層
の膜厚に応じて、色層に分散させる顔料の濃度を調節す
ることになる。
【００６６】また、図２（ａ）に示すカラーフィルター
の上には、図２（ｃ）に示すように色層からの不純物溶
出を避けるために薄いオーバーコート層を形成すること
も可能である。
の上には、図２（ｃ）に示すように色層からの不純物溶
出を避けるために薄いオーバーコート層を形成すること
も可能である。
【００６７】さらに、両基板を平行に一定の間隔を持た
せて構成するには、スペーサ付きのカラーフィルターを
用いる代わりに、図２（ｄ）に示すように均一に散布さ
れた粒状のスペーサ２５により行うことも可能である。
せて構成するには、スペーサ付きのカラーフィルターを
用いる代わりに、図２（ｄ）に示すように均一に散布さ
れた粒状のスペーサ２５により行うことも可能である。
【００６８】また、本形態においては、スペーサ２６を
走査線１６と信号線１との交差部に設けたが、必ずしも
この位置に設ける必要はなく、基板を一定の間隔で保つ
ことができれば、画素内のどこに設けてもよいが、表示
に影響を与えない位置であり、ブラックマトリクス９で
覆われている位置が好ましい。その場合、配線や絶縁膜
のパターンによって、スペーサ２６で形成される液晶層
の厚さが、若干変化するので、これに応じたスペーサ２
６の高さの設計が必要である。
走査線１６と信号線１との交差部に設けたが、必ずしも
この位置に設ける必要はなく、基板を一定の間隔で保つ
ことができれば、画素内のどこに設けてもよいが、表示
に影響を与えない位置であり、ブラックマトリクス９で
覆われている位置が好ましい。その場合、配線や絶縁膜
のパターンによって、スペーサ２６で形成される液晶層
の厚さが、若干変化するので、これに応じたスペーサ２
６の高さの設計が必要である。
【００６９】（第２の実施の形態）図３は、本発明のア
クティブマトリクス液晶表示装置の第２の実施の形態を
示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であ
る。
クティブマトリクス液晶表示装置の第２の実施の形態を
示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であ
る。
【００７０】本形態は図３に示すように、赤に対応する
画素１９と、緑に対応する画素２０と、青に対応する画
素２１とで、画素電極３と対向電極２との間の距離を変
化させてあることと、開口率調整部分２２が存在するこ
とを除いては、第１の実施の形態と全く同じである。
画素１９と、緑に対応する画素２０と、青に対応する画
素２１とで、画素電極３と対向電極２との間の距離を変
化させてあることと、開口率調整部分２２が存在するこ
とを除いては、第１の実施の形態と全く同じである。
【００７１】図３に示すように画素電極３と対向電極２
との距離を変化させたことにより、液晶層４厚の変化に
起因して、液晶層４を回転させるために必要な横方向電
界強度が色毎で異なってくるのを、同じ電位を印加する
ことによって実現することができ、駆動が容易になる。
との距離を変化させたことにより、液晶層４厚の変化に
起因して、液晶層４を回転させるために必要な横方向電
界強度が色毎で異なってくるのを、同じ電位を印加する
ことによって実現することができ、駆動が容易になる。
【００７２】また、開口率調整部分２２においては、不
透明金属層で、対向電極２と同層もしくは画素電極３と
同層で形成され、画素電極３と対向電極２との距離を変
化させたことによって、画素電極３と対向電極２とに挟
まれた有効な表示エリアの１画素に占める割合、すなわ
ち開口率が、画素ごとで変化してしまうことを防ぐため
に設けられており、画素電極３と対向電極２との間の距
離が、赤に対応する画素１９で最も長く、緑、青の順に
短くなっているため、赤に対応する画素１９において面
積が最も大きく、緑ではやや小さくなり、青に対応する
画素２１では存在しない。
透明金属層で、対向電極２と同層もしくは画素電極３と
同層で形成され、画素電極３と対向電極２との距離を変
化させたことによって、画素電極３と対向電極２とに挟
まれた有効な表示エリアの１画素に占める割合、すなわ
ち開口率が、画素ごとで変化してしまうことを防ぐため
に設けられており、画素電極３と対向電極２との間の距
離が、赤に対応する画素１９で最も長く、緑、青の順に
短くなっているため、赤に対応する画素１９において面
積が最も大きく、緑ではやや小さくなり、青に対応する
画素２１では存在しない。
【００７３】他の構成要件に関しては、第１の実施の形
態と全く同じである。
態と全く同じである。
【００７４】
【実施例】以下に、上述した実施の形態における一実施
例について、その作製方法を踏まえて、具体的数値を用
いて詳細に説明する。
例について、その作製方法を踏まえて、具体的数値を用
いて詳細に説明する。
【００７５】まず、最初に第２の基板であるアクティブ
マトリクス基板の製造方法について説明する。
マトリクス基板の製造方法について説明する。
【００７６】透明ガラス基板１０上に、走査線１、対向
電極２及び対向電極バスライン１７となる金属層として
Ｃｒ膜を１５０ｎｍ推積させ、これをパターニングす
る。
電極２及び対向電極バスライン１７となる金属層として
Ｃｒ膜を１５０ｎｍ推積させ、これをパターニングす
る。
【００７７】次に、ゲート絶縁膜１１として、窒化シリ
コン膜を４００ｎｍ厚、ノンドープ非晶質シリコン膜を
３５０ｎｍ厚、ｎ型非晶質シリコン膜を３０ｎｍ厚、連
続して堆積させる。
コン膜を４００ｎｍ厚、ノンドープ非晶質シリコン膜を
３５０ｎｍ厚、ｎ型非晶質シリコン膜を３０ｎｍ厚、連
続して堆積させる。
【００７８】次に、ｎ型非晶質シリコン層とノンドープ
非晶質シリコン層とを島状非晶質シリコン１８のパター
ンにしたがって形成する。
非晶質シリコン層とを島状非晶質シリコン１８のパター
ンにしたがって形成する。
【００７９】次に、信号線１及び画素電極３となる金属
層として、Ｃｒ膜を１５０ｎｍ厚堆積させ、これをパタ
ーン形成する。
層として、Ｃｒ膜を１５０ｎｍ厚堆積させ、これをパタ
ーン形成する。
【００８０】次に、保護絶縁膜１２を形成し、周辺端子
部において、これを除去することによりＴＦＴアレイを
完成させる。この時、画素電極３及び対向電極２のパタ
ーンにおいては、図１に示すように、全ての色に対応す
る画素でその間の距離が１０μｍで一定となるようにし
た。
部において、これを除去することによりＴＦＴアレイを
完成させる。この時、画素電極３及び対向電極２のパタ
ーンにおいては、図１に示すように、全ての色に対応す
る画素でその間の距離が１０μｍで一定となるようにし
た。
【００８１】次に、第１の基板であるカラーフィルター
基板の製造方法について説明する。
基板の製造方法について説明する。
【００８２】透明ガラス基板に、カーボンを含む１．０
μｍ厚の感光性ポリマーを形成し、フォトリソグラフイ
ー技術でブラックマトリクス層９を設ける。
μｍ厚の感光性ポリマーを形成し、フォトリソグラフイ
ー技術でブラックマトリクス層９を設ける。
【００８３】次に、赤色顔料を含む感光性ポリマーを基
板上に形成し、フォトリソグラフイ技術によって、赤色
フィルタ形成領域以外の領域に形成されている感光性ポ
リマーを除去し、赤色フィルタ６を形成する。
板上に形成し、フォトリソグラフイ技術によって、赤色
フィルタ形成領域以外の領域に形成されている感光性ポ
リマーを除去し、赤色フィルタ６を形成する。
【００８４】次に、同様な工程を施すことによって、緑
色フィルタ７、青色フィルタ８を順次形成する。
色フィルタ７、青色フィルタ８を順次形成する。
【００８５】このようにして作製したカラーフィルター
においては、図４に示される透過率スペクトルと有して
いた。
においては、図４に示される透過率スペクトルと有して
いた。
【００８６】次に、スペーサの形成方法について説明す
る。
る。
【００８７】図７は、本発明のアクティブマトリクス液
晶表示装置に設けられるスペーサの一構成例を示す図で
ある。
晶表示装置に設けられるスペーサの一構成例を示す図で
ある。
【００８８】図７に示すように、スペーサ２６は、全て
の色層を積層した形で形成した。このようにするとスペ
ーサの高さｔsは、 ｔs＝ｔR＋ｔG＋ｔB （１９） となる。走査線１６及び信号線１の厚さはそれぞれ０．
１５μｍであることおよび（１８）式に示す関係を考慮
することにより、ＲＧＢ各色層の厚さｔR，ｔG，ｔBを
０．９６μｍ、１．４５μｍ、２．１５μｍとすること
により、各色に対応する画素における液晶層４の厚さ
は、赤で５．０μｍ、緑で４．５μｍ、青で３．８μｍ
となった。
の色層を積層した形で形成した。このようにするとスペ
ーサの高さｔsは、 ｔs＝ｔR＋ｔG＋ｔB （１９） となる。走査線１６及び信号線１の厚さはそれぞれ０．
１５μｍであることおよび（１８）式に示す関係を考慮
することにより、ＲＧＢ各色層の厚さｔR，ｔG，ｔBを
０．９６μｍ、１．４５μｍ、２．１５μｍとすること
により、各色に対応する画素における液晶層４の厚さ
は、赤で５．０μｍ、緑で４．５μｍ、青で３．８μｍ
となった。
【００８９】これらの液晶層４の厚さは、図４に示すカ
ラーフィルターの透過率スペクトルから、各カラーフィ
ルターを代表させる波長として選んだλB＝４６０ｎ
ｍ，λG＝５５０ｎｍ，λR＝６１０ｎｍに対して、波長
と液晶層の厚さの比がカラーフィルターの色毎でほぼ同
一となっている。
ラーフィルターの透過率スペクトルから、各カラーフィ
ルターを代表させる波長として選んだλB＝４６０ｎ
ｍ，λG＝５５０ｎｍ，λR＝６１０ｎｍに対して、波長
と液晶層の厚さの比がカラーフィルターの色毎でほぼ同
一となっている。
【００９０】このようにして作製したカラーフィルター
上に、オーバーコート層１３を０．１μｍの厚さで形成
した。
上に、オーバーコート層１３を０．１μｍの厚さで形成
した。
【００９１】以上のようにして作製されたアクティブマ
トリクス基板及びカラーフィルター基板に対して、両側
基板上に配向膜２３を塗布して、これを図１に示すラビ
ング方向２４にラビングし、これらを貼り合わせて、周
辺をシール材で回定し、これに液晶注入を行い、封止
し、液晶パネルを形成する。
トリクス基板及びカラーフィルター基板に対して、両側
基板上に配向膜２３を塗布して、これを図１に示すラビ
ング方向２４にラビングし、これらを貼り合わせて、周
辺をシール材で回定し、これに液晶注入を行い、封止
し、液晶パネルを形成する。
【００９２】上記のように作製された液晶パネルにおい
ては、カラーフィルターを代表する波長と液晶層の厚さ
の比がそれぞれのカラーフィルタの色でほぼ一定となっ
ているので、前述の原理が当てはまり、色付きのない良
好な表示特性を得ることができた。
ては、カラーフィルターを代表する波長と液晶層の厚さ
の比がそれぞれのカラーフィルタの色でほぼ一定となっ
ているので、前述の原理が当てはまり、色付きのない良
好な表示特性を得ることができた。
【００９３】上記実施例においては、カラーフィルター
上に、オーバーコート層を設けたが、色層の安定性が十
分高ければ、特に設ける必要はない。
上に、オーバーコート層を設けたが、色層の安定性が十
分高ければ、特に設ける必要はない。
【００９４】また、上記実施例においては、カラーフィ
ルターの色層を積層させることにより、スペーサ２６を
形成したが、別層を形成して、フォトリソグラフイ技術
によりスペーサ２６を形成することも可能である。さら
に、これらを組み合わせて、色層と別層を積層させてス
ペーサ２６を形成することも可能である。
ルターの色層を積層させることにより、スペーサ２６を
形成したが、別層を形成して、フォトリソグラフイ技術
によりスペーサ２６を形成することも可能である。さら
に、これらを組み合わせて、色層と別層を積層させてス
ペーサ２６を形成することも可能である。
【００９５】また、スペーサ２６をカラーフィルターに
設けるのではなく、図２（ｄ）に示すように、液晶を組
み合わせる際に、この間に粒状のスペーサを散布し、こ
れにより液晶層厚を制御することも可能である。
設けるのではなく、図２（ｄ）に示すように、液晶を組
み合わせる際に、この間に粒状のスペーサを散布し、こ
れにより液晶層厚を制御することも可能である。
【００９６】さらに、上記実施例においては、カラーフ
ィルターの色層の厚さを変化させることにより、各色に
対応する液晶層の厚さを変えたが、図８に示すように色
層とは別の誘電体層を各色層に積層させて、この誘電体
層の厚さを変化させることによっても、各色に対応する
液晶層厚を制御することも可能である。
ィルターの色層の厚さを変化させることにより、各色に
対応する液晶層の厚さを変えたが、図８に示すように色
層とは別の誘電体層を各色層に積層させて、この誘電体
層の厚さを変化させることによっても、各色に対応する
液晶層厚を制御することも可能である。
【００９７】図８は、本発明のアクティブマトリクス液
晶表示装置の他の実施の形態を示す図である。
晶表示装置の他の実施の形態を示す図である。
【００９８】さらに、同一の作製過程により、画素電極
３と対向電極２とのパターン形状を図３に示すように変
えた場合は、第２の実施の形態からなる液晶表示パネル
を得ることができた。
３と対向電極２とのパターン形状を図３に示すように変
えた場合は、第２の実施の形態からなる液晶表示パネル
を得ることができた。
【００９９】このとき、画素電極３と対向電極２との距
離は、赤に対応する画素で１１μｍ、緑に対応する画素
で１０μｍ、青に対応する画素で８．５μｍとした。ま
た、これに伴って画素電極３と対向電極２とに挟まれた
有効な表示領域の面積が、色毎に変化することを防ぐた
め、開口率調整部分２２を、赤に対応する画素１９と緑
に対応する画素２０とに設けた。これにより、最大輝度
を得るために必要な画素電位と対向電位との差が、第１
の実施の形態における実施例では各色ごとで異なってい
たのが、第２の実施の形態における実施例ではすべての
色に対応する画素で、６．０Ｖ印加で最大揮度を得るこ
とができた。しかも、特別に構造上の細工をすることな
く、全ての色で等しい開口率を持たせることができたの
で、良好な白特性を得ることができた。
離は、赤に対応する画素で１１μｍ、緑に対応する画素
で１０μｍ、青に対応する画素で８．５μｍとした。ま
た、これに伴って画素電極３と対向電極２とに挟まれた
有効な表示領域の面積が、色毎に変化することを防ぐた
め、開口率調整部分２２を、赤に対応する画素１９と緑
に対応する画素２０とに設けた。これにより、最大輝度
を得るために必要な画素電位と対向電位との差が、第１
の実施の形態における実施例では各色ごとで異なってい
たのが、第２の実施の形態における実施例ではすべての
色に対応する画素で、６．０Ｖ印加で最大揮度を得るこ
とができた。しかも、特別に構造上の細工をすることな
く、全ての色で等しい開口率を持たせることができたの
で、良好な白特性を得ることができた。
【０１００】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
【０１０１】請求項１及び請求項２に記載のものにおい
ては、液晶層の厚さを、色層における透過波長によって
それぞれ異なるように構成したため、どの方向からみて
も全く色つきのない、非常に良好な表示を得ることがで
きる。
ては、液晶層の厚さを、色層における透過波長によって
それぞれ異なるように構成したため、どの方向からみて
も全く色つきのない、非常に良好な表示を得ることがで
きる。
【０１０２】請求項３に記載のものにおいては、画素電
極と対向電極との距離を、色層によってそれぞれ異なる
ように構成したため、上記効果を得るために各色層に対
応して画素電極に印加する電圧を全て同じ電圧とするこ
とができ、駆動が容易になる。
極と対向電極との距離を、色層によってそれぞれ異なる
ように構成したため、上記効果を得るために各色層に対
応して画素電極に印加する電圧を全て同じ電圧とするこ
とができ、駆動が容易になる。
【０１０３】請求項４に記載のものにおいては、第１の
基板の第２の基板側の面に保護層を設けたため、色層か
らの不純物溶出を防ぐことができる。
基板の第２の基板側の面に保護層を設けたため、色層か
らの不純物溶出を防ぐことができる。
【図１】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置の
第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。
第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。
【図２】液晶層厚を制御する方法を説明する図であり、
（ａ）はスペーサを具備したカラーフィルターの断面
図、（ｂ）はアクティブマトリクス基板と組み合わせた
図、（ｃ）はオーバーコート層を設けた場合の断面図、
（ｄ）は粒状スペーサを設けた場合の図である。
（ａ）はスペーサを具備したカラーフィルターの断面
図、（ｂ）はアクティブマトリクス基板と組み合わせた
図、（ｃ）はオーバーコート層を設けた場合の断面図、
（ｄ）は粒状スペーサを設けた場合の図である。
【図３】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置の
第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。
第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図である。
【図４】カラーフィルターの透過率スペクトル特性の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置に
おいて白表示時に光を液晶ダイレクタに垂直な方向でか
つ、基板に対して斜め方向から入射させる時の傾き角と
透過率との関係を示す図である。
おいて白表示時に光を液晶ダイレクタに垂直な方向でか
つ、基板に対して斜め方向から入射させる時の傾き角と
透過率との関係を示す図である。
【図６】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置に
おいて白表示時に光を液晶ダイレクタに同じ方向でか
つ、基板に対して斜め方向から入射させる時の傾き角と
透過率との関係を示す図である。
おいて白表示時に光を液晶ダイレクタに同じ方向でか
つ、基板に対して斜め方向から入射させる時の傾き角と
透過率との関係を示す図である。
【図７】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置に
設けられるスペーサの一構成例を示す図である。
設けられるスペーサの一構成例を示す図である。
【図８】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置の
他の実施の形態を示す図である。
他の実施の形態を示す図である。
【図９】良好な表示特性を示す横方向電界駆動による液
晶表示方式を説明するための図である。
晶表示方式を説明するための図である。
【図１０】斜め入射に伴う液晶中の光の通過を説明する
ための図であり、（ａ）は基板に対して斜め方向から見
た図、（ｂ）は基板に対して平行方向から見た図であ
る。
ための図であり、（ａ）は基板に対して斜め方向から見
た図、（ｂ）は基板に対して平行方向から見た図であ
る。
【図１１】白表示時に光を液晶ダイレクタに垂直な方向
でかつ、基板に対して斜め方向から入射させる際の傾き
角と透過率との関係を示す図である。
でかつ、基板に対して斜め方向から入射させる際の傾き
角と透過率との関係を示す図である。
【図１２】白表示時に光を液晶ダイレクタと同じ方向で
かつ、基板に対して斜め方向から入射させる際の傾き角
と透過率との関係を示す図である。
かつ、基板に対して斜め方向から入射させる際の傾き角
と透過率との関係を示す図である。
１ 信号線 ２ 対向電極 ３ 画素電極 ４ 液晶層 ５ 偏光板 ６ 色層（赤） ７ 色層（緑） ８ 色層（青） ９ ブラックマトリクス １０ ガラス基板 １１ ゲート絶縁膜 １２ 保護絶縁膜 １３ オーバ−コート層 １４ スペーサ接触部 １５ 誘電体層 １６ 走査線 １７ 対向電極バスライン １８ 島状非晶質シリコン １９ 赤に対応する画素 ２０ 緑に対応する画素 ２１ 青に対応する画素 ２２ 開ロ率調整部分 ２３ 配向膜 ２４ ラビング方向 ２５ 粒状スペーサ ２６ スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 誠 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 藤巻 江利子 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 平井 良彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−271919（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−331977（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−181129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−159823（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1335 505 G02F 1/136 500
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに透過波長が異なる複数の色層が並
列して設けられている第１の基板と、 該第１の基板に対向した状態で前記第１の基板に対して
所定の間隔を具備して配置され、所定の電圧が印加され
た場合に所定の電界を発生させる第２の基板と、 前記第１の基板の前記第２の基板側の面と前記第２の基
板の前記第１の基板側の面とによって挟まれた部分に液
晶が注入されることにより形成されている液晶層とを有
し、 前記第２の基板において発生する電界が前記液晶層に対
して略平行であり、該電界によって表示が制御されるア
クティブマトリクス液晶表示装置において、 前記液晶層の厚さは、前記第１及び第２の基板に対して
斜め方向から見込んだ場合の色付きを抑制するように前
記色層における透過波長によってそれぞれ異なることを
特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のアクティブマトリクス
液晶表示装置において、 前記液晶層は、前記色層における透過率が前記色層の透
過スペクトルにおけるピーク時の７０％以上となる波長
領域から選択された１つの波長に比例した厚さを有する
ことを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置において、 前記第２の基板は、 前記色層毎に対応して設けられ、前記所定の電圧が印加
される複数の画素電極と、 前記色層毎に前記画素電極に平行して設けられ、前記画
素電極に電圧が印加された場合に前記画素電極との間に
前記電界が発生する複数の対向電極とを有し、 前記画素電極と前記対向電極との距離が、前記色層によ
ってそれぞれ異なることを特徴とするアクティブマトリ
クス液晶表示装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28664296A JP2828073B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | アクティブマトリクス液晶表示装置 |
| CN97121577A CN1100279C (zh) | 1996-10-29 | 1997-10-28 | 有源矩阵液晶显示屏 |
| US08/960,224 US6842207B2 (en) | 1996-10-29 | 1997-10-29 | Active matrix liquid crystal display panel |
| CNB021186618A CN1213336C (zh) | 1996-10-29 | 2002-04-23 | 有源矩阵液晶显示屏 |
| US10/879,209 US6965419B2 (en) | 1996-10-29 | 2004-06-30 | Active matrix liquid crystal display panel |
| US11/210,750 US7139054B2 (en) | 1996-10-29 | 2005-08-25 | Active matrix liquid crystal display panel having particular optical compensation layer |
| US11/500,395 US7405785B2 (en) | 1996-10-29 | 2006-08-08 | Transverse electric field active matrix liquid crystal display panel having particular optical compensation layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28664296A JP2828073B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10133190A JPH10133190A (ja) | 1998-05-22 |
| JP2828073B2 true JP2828073B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=17707073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28664296A Expired - Lifetime JP2828073B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2828073B2 (ja) |
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| EP1045272A3 (en) * | 1999-04-12 | 2004-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Reflective color liquid crystal display device |
| JP2002214644A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アクティブマトリックス型液晶表示装置 |
| JP2003005213A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マルチギャップカラー液晶表示装置 |
| JP2003005204A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マルチギャップカラー液晶表示装置 |
| JP4198942B2 (ja) * | 2001-07-31 | 2008-12-17 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| JP4717533B2 (ja) * | 2005-07-06 | 2011-07-06 | 株式会社 日立ディスプレイズ | 表示装置 |
| JP4806223B2 (ja) | 2005-07-13 | 2011-11-02 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP2009300627A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Nec Lcd Technologies Ltd | 横電界方式の液晶表示装置 |
| JP5200795B2 (ja) * | 2008-09-12 | 2013-06-05 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置及び電子機器 |
| FR2939910B1 (fr) * | 2008-12-15 | 2011-04-01 | Essilor Int | Element optique transparent comprenant un ensemble de cellules |
| JP5207946B2 (ja) * | 2008-12-15 | 2013-06-12 | 株式会社ジャパンディスプレイウェスト | 液晶表示パネル |
| WO2010137213A1 (ja) | 2009-05-29 | 2010-12-02 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子、及び、液晶表示装置 |
| RU2012109213A (ru) | 2009-10-07 | 2013-11-20 | Шарп Кабушики Каиша | Жидкокристаллическая панель и жидкокристаллическое дисплейное устройство |
| JP5119344B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2013-01-16 | 株式会社ジャパンディスプレイイースト | 表示装置 |
| JP6385228B2 (ja) * | 2014-02-18 | 2018-09-05 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
| US9753338B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-09-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fringe field switching liquid crystal display device |
| JP2018205587A (ja) | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 三菱電機株式会社 | 液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP28664296A patent/JP2828073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10133190A (ja) | 1998-05-22 |
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