JPH03198027A - 液晶カラー表示装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、液晶を用いたカラー表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、時計、電卓、テレビ等に液晶表示装置が用い
られてきた。特に最近はテレビなどにおいてカラー表示
可能な液晶表示装置が利用されてい、る。

時計などに用いられてきた液晶表示装置は、セグメント
型電極を有し、テレビ等に用いられてきたものはマトリ
ックス型電極を有する。マトリックスタイプにはさらに
単純マトリックス型とアクティブマトリックス型がある
。最近は表示容量の増加が求められているため、マトリ
ックスタイプについて特に研究が進んでいる。

単純マトリックスタイプは、基板上に形成された行電極
と列電極との交差部、（画素）に存在する液晶を両電極
間に印加された電圧によってＯｎ、Ｏｆｆを制御するも
のである。

アクティブマトリックスタイプは、各画素に液晶をスイ
ッチングさせるための能動素子を設けたもので、特に多
く用いられているものにＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）
などがある。

これらの種類の液晶電気光学装置を作製する際には、通
常、基板上に赤、緑、青のカラーフィルターを作製する
。このカラーフィルターを作製する方法としては、例え
ばガラス基板上に直径０．１μｍ以下の青色の顔料粒子
を含んだポリイミド樹脂と、緑色の顔料粒子を含んだポ
リイミド樹脂と、赤色の顔料粒子を含んだポリイミド樹
脂とを用い、ストライプ状のカラーフィルターを作製し
、その上に電極となるＩＴＯ等の透明導電膜をスパッタ
法で形成し、その後フォトリソ工程によってパターニン
グを行い第１の基板を得ている。

また他の例としては、ガラス基板上に電極となるＩＴＯ
等をスパッタ法で形成した後、フォトリソ工程でバター
ニングを行い、その上にアニオン系またはカチオン系の
溶液中で青、緑、赤色のフィルターを電着法を用いて形
成し、第１の基板を得ている。

さらに別の例では、第１例と同様の顔料を含んだポリイ
ミド樹脂をオフセット印刷法にて印刷後焼成し、第１の
基板を得ている。

これらの手法によって得た第１の基板と、ガラス基板上
にＩＴＯを形成パターニングされた第２の基板とを組み
合わせ、液晶を注入することでカラーの液晶表示装置を
得ている。

〔従来の技術の問題点〕

通常、カラーフィルターは組み合わせられた基板の内部
に形成されている。これは、もしフィルターを基板の外
側に形成すれば液晶とフィルターに位置が離れているた
めにセルを見る角度によって実際に表示しようとする色
と違う色が視認されてしまうからである。

前にも述べたようにカラーフィルターは通常、赤、緑、
青の３種類の色が用いられているが、例えば白を表示さ
せるためには赤を通過した光、緑を通過した光、青を通
過した光がどれも強度が等しくなければならない。そし
て、３色の光の強度を等しくしようとすると赤、緑、青
それぞれのカラーフィルターの厚さが必ずしも等しくは
ならない。そのためにカラーフィルターを基板内部に形
成すると赤、緑、青それぞれの画素の部分の液晶層の厚
さが必ずしも等しくはならない。そのため、印加電圧の
電界強度が液晶層の厚い場所はど小さくなってしまい、
スイッチング条件が場所によって一定でなくなってしま
う。さらに、液晶の屈折率異方性を利用して表示を行う
ＳＴＮ型液晶や強誘電性液晶を用いた電気光学装置の場
合には、液晶層の厚さが変わることにより色ムラが生じ
てしまう。色ムラを計算してフィルターを形成すること
によって白表示をも行うことは不可能ではないが、製造
工程におけるコスト、歩留り、精度等を考慮すると非常
に困難である。

〔発明の目的〕

上記問題点を解決するため、本発明はフィルターの透過
率を考慮上て、画素として赤、緑、青の画素の透過光量
を一定にし、見易い画面を作ることを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するため本発明は、電極が形成された一
対の基板間に液晶を介在せしめ、かつ前記一対の基板内
には複数のカラーフィルターを有する液晶カラー表示装
置であって、前記電極によって構成される画素の面積の
比が対応する前記カラーフィルターの単位面積当たりの
透過率のほぼ逆数の比に設定されていることを特徴とす
る。

本発明は、液晶装置を形成する基板の内側にカラーフィ
ルターを全てほぼ同じ厚さに形成する。

従って、液晶層の厚さは均一であり、色ムラが生じるこ
とはなく、さらには、印加電圧の電界強度もすべての場
所において一定であるためスイッチング条件も場所によ
るばらつきがない。そのかわり、色の違うカラーフィル
ターの透過率の違いを、カラーフィルターまたは、カラ
ーフィルターに対応する電極の面積に差をつけることに
よって、補うものである。

例えば、顔料系のフィルターを用いた場合、赤、緑、青
のフィルターの光透過率はそれぞれ８０％、６２％、５
０％となっており、青色の出にくい赤っぽい画面になっ
てしまう。また白色を表示しようとしても、やはり赤っ
ぽい表示になってしまう。

従って、これを補正するために本発明は赤、緑。

青のそれぞれの画素の面積を５０：６２：８０とするこ
とにより、赤っぽい画面を赤、緑、青それぞれが均等の
見易い画面にするものである。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

〔実施例１〕 本実施例によって作製する液晶セルの断面の概略を第１
図に示す。

ソーダガラス（１）上に、スパッタ法により１５００人
のＳｉＯ□膜（図示しない）を形成し、その後直径が０
．１　μｍ以下の青色の顔料を含んだポリイミド樹脂（
２）をスピンコード法を用いて塗布し、２５０℃で３０
分間Ｎ２雰囲気中で焼成した後、フォトリソ法を用いて
１６０μｍ幅のストライプ状にピッチ４１０μｍで６４
０本形成した。長さは１６０ｍｍとした。同様にして粒
径が０．１　μｍ以下の緑色の顔料を含んだポリイミド
樹脂（３）を１２４　μｍの幅のストライプ状に形成し
た。そして、さらに赤色のフィルター（４）も同様の工
程で１００μｍ幅で作製した。このような幅に設計した
理由は、各々のフィルターの単位面積当たりの透過率が
青：緑：赤＝５０　：　６２　：　８０だったからであ
る。

その後、スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を１２００人形成
し、フィルターと概略同一な幅で１９２０本の電極（５
）をフィルターと平行にフィルター上に形成した。その
電極の端部には液晶駆動用ＩＣをのせたＴＡＢを接続す
るための端子（図示しない）を有している。この上に配
向膜となるポリイミド膜（６）を１０００人形成して第
１の基板とした。

また、１５００人の５ｉＯ１膜を表面に有するソーダガ
ラス（７）上に、スパッタ法を用いて１２００人のＩＴ
Ｏ膜を形成し、フィルターとは垂直な方向に幅４００μ
ｍ、ピッチ４２０μｍで４８０本の透明電極（８）をフ
ォトリソ法により形成した。その上に配向膜となるポリ
イミド膜（９）を１０００人形成し、第２の基板とした
。

両基板ともラビング処理を施したうえでエポキシ樹脂０
０）のシール印刷を第１の基板に、５．５μｍの粒径を
有するスペーサー〇Ｄの散布を第２の基板に施した後、
貼り合わせてセルを形成した。

そして、公知の真空注入法を用いてカイラル成分を含ん
だネマティック液晶０りを注入し、注入口をＵＶ硬化性
樹脂で封止した後、偏光板、駆動回路（ともに図示しな
い）を接続し、カラー液晶表示装置を作製した。

本実施例によって作製された液晶セルを用いてカラー表
示を行った結果、従来のカラー表示装置に比べて、不自
然な赤っぽい表示がなくなり、非常に見易くなった。こ
れは、第１図に示す３種のフィルター（２）〜（４）の
幅をそれぞれの単位面積当たりの光透過率の逆数の比に
設定したことによるものである。

〔実施例２〕 本実施例では、アクティブマトリックスタイプ（ＴＰＴ
）の液晶電気光学装置を作製した場合について述べる。

ソーダガラス基板上にスパッタ法にてＩＴＯＩ！を１２
００人形成した。そしてフォトリソ法により、第２図に
示すように１２０μｍ口の電極の列、１２５μｍ口の電
極の列、１５０μｍ口の電極の列を４８０μｍピッチで
作製した。

次に、この基板上に逆スタガード型の薄膜トランジスタ
を作製する。

最初にモリブデンをスパッタ法にて成膜した後にフォト
リソ法を用いてゲート電極を作製する。

次にＣＶＤ法を用いてゲート絶縁膜としてＳｉ０ｇ膜を
作製し、さらにＩ型の導電性を示すアモルファスシリコ
ン膜を作製する。そして、エツチングを行う０次にＮ型
の導電性を示すアモルファスシリコン膜を作製し、エツ
チングを行いソース、ドレイン部を作製する。そして、
さらにモリブデンを成膜し、エツチングを行いソース、
ドレイン電極を得る。ドレイン電極は前に作製したＩＴ
Ｏの電極と接続するようにする。こうしてＴＰＴが完成
した。

また、他方のソーダガラス基板上に実施例１と同様に、
顔料を含むポリイミド樹脂を塗布、焼成してカラーフィ
ルターを作製する。この時に、カラーフィルターのサイ
ズを赤、緑、青についてそれぞれ１２０μ゛ｍ口、　１
２Ｓ　０ｍ口、　１５０６ｍ口になるようにする。そし
て、カラーフィルターを作製した後に、ＩＴＯ電極を作
製する。この電極はＩＴＯ膜を作製するだけで、特にパ
ターニングは必要としない。

こうして作製された２枚の基板上に実施例１と同様に液
晶配向膜としてポリイミド膜を作製し、ラビング処理を
行い、シール剤塗布工程、スペーサー散布工程を行った
後、２枚の基板を貼り合わせた。そして、液晶を注入し
た後、注入口を封止し、液晶セルを完成した。

なお、本実施例において第２図に示す電極、カラーフィ
ルターのサイズをともに１２０μｍ口、　１２５μｍ０
．１５０μｍ口にした理由は、こうすることによりそれ
ぞれの画素の面積の比がほぼ青：緑：赤＝５０　：　６
２　：　８０となるからである。

本実施例においては、一方の基板に形成した第２図に示
す透明電極と、他方の基板に形成したカラーフィルター
とを貼り合わせ工程の際に位置合わせをすることが必要
である。

そして本実施例では、アクティブマトリックスタイプを
用いたために実施例１において作製された液晶セルより
さらに鮮明画像が得られた。

また、本実施例や実施例１においてはカラーフィルター
を作製した後に透明電極を作製したが、逆に透明電極を
作製した後にカラーフィルターを作製することも可能で
ある。そして、その場合にはカラーフィルターを作製す
る方法として電着法を用いることも可能である。

〔効果〕

以上述べたように、本発明を用いることによって、鮮明
で色ムラがなく、かつ多くの色を均一に表示することが
できるようになり、従来のような赤っぽい表示をなくす
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶セルの断面の概略を示す。 第２図は電極の配置を示す。 ２．３．４・・・カラーフィルター ５．８・・・・・電極 １２・・・・・・液晶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電極が形成された一対の基板間に液晶を介在せしめ
   、かつ前記一対の基板内には複数のカラーフィルターを
   有する液晶カラー表示装置であって、前記電極によって
   構成される画素の面積の比が、対応する前記カラーフィ
   ルターの単位面積当たりの透過率のほぼ逆数の比に設定
   されていることを特徴とする液晶カラー表示装置。