JPH01241520A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶表示装置に係り、特に第一の透明電極と複
数のカラーフィルターとが積層された基体と、第二の透
明電極が形成された基体とを両透明電極が対向するよう
に配設し、両基体間に液晶を充填した液晶表示装置に関
する。

［従来の技術］ 液晶表示素子は、薄型、低電圧駆動が可俺、低消費電力
であり、またＩＣによって直接駆動できるため、装置の
小型化、ｔＩ型化が容易である利点を有する。特にＴＮ
型液晶は、低電圧、低消費電力の点で優れ、従来から腕
時計、電ヴ等に広く用いられている。

近年、ＴＮ型液晶を用いた携帯用小型テレビが杵及しつ
つあり、また壁掛はテレビの研究開発も進んでいる。こ
れらの用途においては、ＣＲＴとの対応からカラー化が
要求される。

第５図は、従来のマトリクス方式のＴＮ型カラー液晶表
示素子の一構成例を示す部分断面図である。

同図において、ガラス基板５ａ上には、列状にパターン
化された透明電極６ａ（なお、ここでは簡易化のために
透明電極を６ａｌ　　、６ａ２　　。

６ａ３の三つとしている。）が形成され、さらに配向ｇ
　１５　ａが形成される。ガラス基板５ｂには、青カラ
ーフィルターｌ、緑カラーフィルター２、赤カラーフィ
ルター３および黒色マスク４が形成され、さらに列状に
パターン化された透明電極６ｂ、配向ｌＮ１５ｂが形成
される。ガラス基板５ａとガラス基板５ｂとの間には、
一定距離を保ってＴＮ型液晶が充填される。ガラス基板
５ａおよびガラス基板５ｂの他方の面には、それぞれ偏
光板１７ａ、１７ｂが設けられる。

［発明の目的］ 上記のＴＮ型カラー液晶表示素子は、液晶層の厚みに敏
感なので大面積のデイスプレィの作製は難しく、また、
コントラストは一般に電圧−輝度特性のシャープさに依
存するが、赤、緑、青の各色に対する光学特性によって
、電圧−輝度特性に差が生じるために、各色によってコ
ントラストが異なる場合がある。

近年、面積が大きい表示装置に用いられる液晶の開発が
進み、近年、ポリマーのマトリクス中に液晶の小さな球
を分散させたポリで一分散型液晶、例えばＮ　ＣＡ　Ｐ
　（Ｎｅ５ａｔｉｃ　Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ　Ａｌｉ
ｇｎｅｄ　Ｐｈａｓｅ　：ネマチック曲線式整列相）液
晶と呼ばれる新規な液晶技術が開発され、液晶層の厚さ
の影晋を受けに〈〈大面積化が可使、応答時間が早い、
偏光板を必要としない、視野角が広い等の特徴を有する
ことから、比較的面積が大きい表示装置に好適に用いら
れるものとして期待されている。

本発明の目的は、ポリマー分散型液晶が液晶層の厚さに
よって、コントラストおよび輝度が変化する性質を利用
して、赤、緑、青の各色に対する光学特性の差によるコ
ントラストのバラツキを改善した液晶表示装置を提供す
ることにある。

［発明の概要］ 本発明の液晶表示装置は、第一の透明電極と複数のカラ
ーフィルターとが積層された基体と、第二の透明電極が
形成された基体とを両透明電極が対向するように配設し
、両店体間に液晶を充填した液晶表示装置において、 前記液晶をポリマー分散型液晶とし、赤、緑。

青の各光に対する光学特性の差を補正するために各色に
対応する前記両透明電極の間隔を変えたことを特徴とす
る。

［作用］ 前述したように、コントラストは一般に電圧−輝度特性
のシャープさに依存するが、使用されるカラーフィルタ
ーや二色染料、および液晶層における散乱の波長依存性
によって、電圧−輝度特性に差が生じるために、各色に
よってコントラストが異なる場合がある。

第３図は、赤、緑、青の６光に対する電圧−コントラス
ト特性を示す図である。

図中、Ｒ，Ｇ、Ｂはそれぞれ赤、緑、青を示し、ＣＲ、
ＣＧ　、ＣＢは赤、緑、Ｈの６光に対するコントラスト
を示す。同図に示すように、青の光に対する電圧−コン
トラスト特性において、その立ち上がりは、赤の光、緑
の光に対する電圧−コントラスト特性と比較して緩やか
である。

青の光に対する電圧−コントラスト特性を改善するには
、電圧−輝度特性を改善すればよいが、その一つの方法
として電極間距離を小さくして、電界強度を強くする方
法がある。

本発明は、ポリマー分散型液晶が液晶層の厚さのによっ
て、コントラストおよび輝度が変化する性質を利用して
、赤、緑、青の６光に対する光学特性の差に合せて電極
間距離を制御して、第４図に示すように、赤、緑、青の
６光に対する電圧−コントラスト特性を改善しようとす
るものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳廁に説明する
。

なお、以下の実施例はポリマー分散型液晶の−例として
ＮＣＡＰ液晶を選択した場合について説明する。

まず、本発明の液晶表示装置の説明に先だってＮＣＡＰ
液晶の構成および動作について説明する（以下の説明は
、「新しい液晶デイスプレィの原理と応用」電子材料１
９８７，１２．Ｐ、６７〜Ｐ、７１．特許出願公表昭５
８−５０１８３１号公報に基づくものである）。

第６図（Ａ）　（Ｂ）（ｉｌｌ：）は、ＮＣＡＰ液晶の
一構成例を説明するための概略的構成図であり、第６図
（Ａ）は液晶構成部の構成図、第６図（Ｂ）は液晶層の
構成図、第６図（Ｃ）は液晶カプセルの構成図を示すも
のである。

ＮＣＡＰ液晶素子は、第６図（Ａ）に示すように、ＮＣ
ＡＰ液晶層９がプラスチ−７クフイルム１４に挟まれた
構成をしており、プラスチックフィルム１４には、電極
８としてＩＴＯ等の透明導電層がコーティングされてい
る。第６図（Ｂ）はＮＣＡＰ液晶層９の一部１０の構成
を示すものであり、さらに第６図（Ｇ）はＮＣＡＰ液晶
層９の液晶カプセル１１の構成を示すものである。第６
図（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ＮＣＡＰ液晶層９は、ポ
リマーのマトリクス１３中に液晶の小さな球１２を分散
させたものが集ったものである。

第７図（Ａ）　（Ｂ）は、黒の二色性染料を使用したＮ
ＣＡＰ液晶の動作を示すための概略的説明図であり、第
７図（Ａ）は無電圧状態、第７図（Ｂ）は電圧印加状態
を示すものである。

第７図（Ａ）に示すように、無電圧状態では液晶分子１
２ｂはカプセルの外壁に沿って並ぼうとする。この場合
、液晶分子１２ｂの複屈折性により、入射光は液晶のカ
プセルの表面、内部で散乱し、二色性染料１２ａにより
吸収される。その結果、フィルムは暗黒色に見える。

第７図（Ｂ）に示すように、電圧印加状態では、液晶分
子１２ｂは電界方向に並ぼうと軸を回転させる。液晶分
子１２ｂの軸の屈折率とポリマーの屈折率が等しければ
、光は散乱されずに直進し、透明になる。このようにし
て、電圧を、１節することによって、完全に散乱した状
態から十分に透明な状態まで連続的に変化させて表示を
行うことができる。

以下、上記のＮＣＡＰ液晶を用いた本発明の液晶表示装
置について説明する。

第１図は、本発明の液晶表示装置の第一実施例の構成を
説明するための概略的断面図である。

第１図に示すように、ガラス基板５ａ上にＩＴＯ等の列
状にパターン化された透明電極６ａ（なお、ここでは簡
易化のために透明電極を６ａ１　．６ａ２　．６ａ３の
三つとしている。）を一定のピッチで形成する。ガラス
基板５ｂには、青カラーフィルター１．緑カラーフィル
ター２゜赤カラーフィルター３および黒色マスク４が形
成され、さらに列状にパターン化された透明電極６ｂが
形成される。ガラス基板５ａとガラス基板５ｂとの間に
は、一定距離を保って前述したポリマー分散型液晶たる
ＮＣＡＰ液晶が充填されて、ＮＣＡＰ液晶層７が形成さ
れる。透明電極６ａと透明電極６ｂとはマトリクス状に
配置される。

本実施例においては、透明電極間距離はガラス基板５ａ
の表面に凹凸を設けることで調整され、青カラーフィル
ターｌ、緑カラーフィルター２゜赤カラーフィルター３
の特性が第３図に示すような特性である場合、青カラー
フィルターｌに対向するガラス基板５ａの表面に凸部を
設け、この丘に透明電極６ａ１を形成することによって
透明電極間距離が制御される。凸部は、透明絶縁層をＰ
　Ｖ　Ｄ　（ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｖａｐｏｕｒ　ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＲＦスパッタ法、グロー放電法等
を用いて形成したり、ガラス基板５ａをフッ酸等によっ
て化学エツチングしたり、プラズマエツチングしたりす
ること等で形成される。なお、基板としては、ガラス基
板やＰＥＴ基板がよく用いられるが、特にこれらに限定
されるものではなく、他の材質のものでもよい。

上記実施例は、ガラス基板５ａの表面に凸部を設け、こ
の上に透明電極６ａ１を形成したが、ガラス基板５ａの
表面に四部を設け、この凹部に透明電極６ａ２．６ａ３
を形成してもよい、また。

凸部または四部の形成はガラス基板５ａに限定されず、
ガラス基板５ｂまたはガラス基板５ａ、ガラス基板５ｂ
の両方に形成してもよい。

第２図（Ａ）は、本発明の液晶表示装置の第二実施例の
構成を説明するための概略的断面図である。

本実施例の液晶表示装置の構成は、前述した第一実施例
と同様なので、説明を省略する。

本実施例は、ＩＴＯ等の透明電極６ａ１　。

６ａ２，６ａ３の厚さを制御することで前記両透明電極
の間隔を制御するものである。

第２図（Ｂ）は、本発明の液晶表示装置の第三実施例の
構成を説明するための概略的断面図である。

本実施例は、第二実施例における液晶表示装置において
、透明電極の厚さを制御する代りにカラーフィルター１
．２．３の厚さを制御することで前記両透明電極の間隔
を制御せんとしたものである。その他の構成は第二実施
例と同様である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置によ
れば、ポリマー分散型液晶が液晶層の厚さのによって、
コントラストおよび輝度が変化する性質を利用して、赤
、緑、青の各光に対する光学特性の差に合せて電極間距
離を制御し、コントラスト特性を改善したことにより、
より視認性の優れた液晶表示装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示装置の第一実施例の構成を
説明するための概略的断面図である。 第２図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の液晶表示装
置の第二実施例および第三実施例の構成を説明するため
の概略的断面図である。 第３図は、赤、緑、青の各光に対する電圧−コントラス
ト特性を示す図である。 第４図は１本発明の液晶表示装置による赤。 緑、青の各光に対する電圧−コントラスト特性を示す図
である。 第５図は、従来のマトリクス方式のＴＮ型カラー液晶表
示素子の一構成例を示す部分断面図である。 第６図（Ａ）　（Ｂ）（Ｇ）は、ＮＣＡＰ液晶の構成を
説明するための概略的構成図である。 第７図（Ａ）　（Ｂ）は、ＮＣＡＰ液晶の動作を示すた
めの概略的説明図である。 ｌ：青カラーフィルター、２：緑カラーフィルター、３
：赤カラーフィルター、４：黒色マスク、５ａ、５ｂニ
ガラス基板、 ６ａ１　．６ａ２　．６ａ３　．６ｂ：透明電極、７．
９　：　ＮＣＡＰ液晶層、８：’ｌ！極。 １２ａ：二色性染料、１２ｂ：液晶分子、１４ニブラス
チツクフイルム。 代理人　　弁理士　山　下　穣　平 第１図 （Ｂ） ６０４　　　　６ａ２　　　　６０３ 第３図　　　＠４図 ′ｆ圧　　　　　　　　　　　　　電圧第５図 第６図 第７図 （Ａン 手続補正書 昭和６３年　４月２６日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一の透明電極と複数のカラーフィルターとが積
   層された基体と、第二の透明電極が形成された基体とを
   両透明電極が対向するように配設し、両基体間に液晶を
   充填した液晶表示装置において、 前記液晶をポリマー分散型液晶とし、赤、緑、青の各光
   に対する光学特性の差を補正するために各色に対応する
   前記両透明電極の間隔を変えたことを特徴とする液晶表
   示装置。
2. （２）前記両透明電極の間隔を、少なくとも一方の基板
   に凹凸を設けることによって制御した請求項１記載の液
   晶表示装置。
3. （３）前記両透明電極の間隔を、透明電極の厚さを変え
   ることによって制御した請求項１記載の液晶表示装置。
4. （４）前記両透明電極の間隔を、カラーフィルターの厚
   さを変えることによって制御した請求項１記載の液晶表
   示装置。