JPH0330126B2 - - Google Patents
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- JPH0330126B2 JPH0330126B2 JP59016553A JP1655384A JPH0330126B2 JP H0330126 B2 JPH0330126 B2 JP H0330126B2 JP 59016553 A JP59016553 A JP 59016553A JP 1655384 A JP1655384 A JP 1655384A JP H0330126 B2 JPH0330126 B2 JP H0330126B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
-
- G—PHYSICS
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- G02F1/133371—Cells with varying thickness of the liquid crystal layer
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、カラーフイルタと液晶、特にツイス
テツド・ネマテイツク液晶とを組み合せて構成さ
れるカラー液晶表示装置の改善に係り、コントラ
スト、色再現性に優れたカラー液晶表示装置を提
供するものである。
テツド・ネマテイツク液晶とを組み合せて構成さ
れるカラー液晶表示装置の改善に係り、コントラ
スト、色再現性に優れたカラー液晶表示装置を提
供するものである。
本発明は、テレビやビデオモニター等のカラー
映像表示装置あるいはコンピユータ端末等に用い
られる。
映像表示装置あるいはコンピユータ端末等に用い
られる。
従来例の構成とその問題点
液晶表示装置は、薄型で低電圧駆動でき消費電
力が小さいという特徴をもつことから、平面型表
示素子として最近急速に市場のニーズが高まつて
きている。従来モノカラーのものが主流であつた
が、カラーフイルタを用いたカラー液晶表示装置
も商品化されようとしている。
力が小さいという特徴をもつことから、平面型表
示素子として最近急速に市場のニーズが高まつて
きている。従来モノカラーのものが主流であつた
が、カラーフイルタを用いたカラー液晶表示装置
も商品化されようとしている。
この様なカラー液晶表示装置に使われる液晶の
モードとしては、動的散乱（以後DSMと略記）、
ツイステツド・ネマテイツク（同TN）、ゲス
ト・ホスト（同GH）などが考えられるが、ここ
ではTN液晶と赤（以後Ｒと略記）、緑（同Ｇ）、
青（同Ｂ）のカラーフイルタを組み合せて構成さ
れるカラー液晶表示装置を従来例として説明す
る。
モードとしては、動的散乱（以後DSMと略記）、
ツイステツド・ネマテイツク（同TN）、ゲス
ト・ホスト（同GH）などが考えられるが、ここ
ではTN液晶と赤（以後Ｒと略記）、緑（同Ｇ）、
青（同Ｂ）のカラーフイルタを組み合せて構成さ
れるカラー液晶表示装置を従来例として説明す
る。
従来例の構成を述べる前に、本発明の基本概念
となるTN液晶の光学的性質について簡単に述べ
る。
となるTN液晶の光学的性質について簡単に述べ
る。
第１図は透過性のTN液晶表示素子の表示原理
を示す。液晶１、透明基板２ａ，２ｂが液晶セル
を構成し、偏光板３ａ，３ｂは各々の偏光軸が平
行になる様に配置されている。図中の矢印は入射
光の進行方向ならびに偏波面を表わす。
を示す。液晶１、透明基板２ａ，２ｂが液晶セル
を構成し、偏光板３ａ，３ｂは各々の偏光軸が平
行になる様に配置されている。図中の矢印は入射
光の進行方向ならびに偏波面を表わす。
この時、電圧無印加では液晶セルは光を遮断し
（第１図(a)）、あるしきい値（以下Vthと略記）以
上の電圧を印加すると（第１図(b)）、電界方向に
沿うように液晶は再配列し（液晶の誘電率異方性
は正とする）、入射した光はそのまま液晶セルを
通過する。これにより明暗のコントラストを形成
出来る。上に述べたような電圧無印加時に暗状態
となるのを、ノーマリーブラツクを定義する。
（第１図(a)）、あるしきい値（以下Vthと略記）以
上の電圧を印加すると（第１図(b)）、電界方向に
沿うように液晶は再配列し（液晶の誘電率異方性
は正とする）、入射した光はそのまま液晶セルを
通過する。これにより明暗のコントラストを形成
出来る。上に述べたような電圧無印加時に暗状態
となるのを、ノーマリーブラツクを定義する。
第１図に示すような光学系、即ちノーマリーブ
ラツクで電圧無印加時の透過率Ｔは、理想的には
零となると考えられるのであるが、実際にはTN
液晶の旋光分散により、セルに入射した直線偏光
が楕円偏光となり一部セルを通過する。この通過
する光の透過率ＴはC.H.GoochとH.A.Tarryに
より次式（J.Phys.D：Appl.Phys.81575（1975））
で表わされている。
ラツクで電圧無印加時の透過率Ｔは、理想的には
零となると考えられるのであるが、実際にはTN
液晶の旋光分散により、セルに入射した直線偏光
が楕円偏光となり一部セルを通過する。この通過
する光の透過率ＴはC.H.GoochとH.A.Tarryに
より次式（J.Phys.D：Appl.Phys.81575（1975））
で表わされている。
Ｔ＝（１＋u2）-4sin2〔θ（１＋u2）1/2…(1)
ただし
ｕ＝πdΔn／θλ …(2)
ここでｄは液晶層の厚み、Δnは液晶の複屈折、
θはTN液晶のツイスト角、λは入射光の波長を
それぞれ表わす。
θはTN液晶のツイスト角、λは入射光の波長を
それぞれ表わす。
一般に液晶のΔnには波長依存性がある。第２
図に液晶として(株)チツソ社製LIXON9150を例に
とり、（以下この液晶をモデルに話を進める）、そ
のΔnの波長依存性を示す。このΔnの波長依存の
データに基づき、ツイスト角θが90゜のセルの電
圧無印加時の分光透過特性を、Gooch‐Tarryの
式(1)より、ｄが5μｍと8μｍの場合についてプロ
ツトしたものが第３図である。
図に液晶として(株)チツソ社製LIXON9150を例に
とり、（以下この液晶をモデルに話を進める）、そ
のΔnの波長依存性を示す。このΔnの波長依存の
データに基づき、ツイスト角θが90゜のセルの電
圧無印加時の分光透過特性を、Gooch‐Tarryの
式(1)より、ｄが5μｍと8μｍの場合についてプロ
ツトしたものが第３図である。
第３図からもわかるように可視領域（400〜
700nm）でピークでは10％程度の透過率を示し、
電圧無印加時でも完全には光を遮断しない。さら
に同図の様な分光透過特性を示すため、ｄが5μ
ｍのセルでは赤紫に、8μｍでは黄色に着色して
見える。ただ5μｍでは波長570nm近辺、8μｍで
は440nm近辺の光は遮断する。
700nm）でピークでは10％程度の透過率を示し、
電圧無印加時でも完全には光を遮断しない。さら
に同図の様な分光透過特性を示すため、ｄが5μ
ｍのセルでは赤紫に、8μｍでは黄色に着色して
見える。ただ5μｍでは波長570nm近辺、8μｍで
は440nm近辺の光は遮断する。
従つてTNモードの液晶を用いれば、電圧無印
加時の暗状態での光の漏れならびに着色という問
題が存在する。モノカラーの表示を行なう場合に
は、これはそれほど大きな問題とならないが、カ
ラー表示を行なう場合には大きな障害となる。こ
れらをもとに従来のカラーフイルタと組み合せた
カラー液晶表示装置について説明する。
加時の暗状態での光の漏れならびに着色という問
題が存在する。モノカラーの表示を行なう場合に
は、これはそれほど大きな問題とならないが、カ
ラー表示を行なう場合には大きな障害となる。こ
れらをもとに従来のカラーフイルタと組み合せた
カラー液晶表示装置について説明する。
第４図に従来のカラー液晶表示装置のセル断面
図を示す。第４図において４は例えば第５図に示
すようなマトリクス状に配置されたＲ，Ｇ，Ｂの
カラーフイルタ、６ａ，６ｂは電圧無印加時の液
晶１の初期配向を制御するための配向膜で、透明
電導膜５ａ，５ｂ間に電圧を印加すれば、液晶１
の分子配列を変化させ、液晶セルを通過する光を
変調する。
図を示す。第４図において４は例えば第５図に示
すようなマトリクス状に配置されたＲ，Ｇ，Ｂの
カラーフイルタ、６ａ，６ｂは電圧無印加時の液
晶１の初期配向を制御するための配向膜で、透明
電導膜５ａ，５ｂ間に電圧を印加すれば、液晶１
の分子配列を変化させ、液晶セルを通過する光を
変調する。
この時、Ｒ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに対応
する液晶をVth以上の適当な電圧巾で駆動すれ
ば、Ｒ，Ｇ，Ｂの加法混色によりフルカラー表示
することが出来る訳である。なおＲ，Ｇ，Ｂの各
カラーフイルタの分光特性の一例を第６図に示
す。
する液晶をVth以上の適当な電圧巾で駆動すれ
ば、Ｒ，Ｇ，Ｂの加法混色によりフルカラー表示
することが出来る訳である。なおＲ，Ｇ，Ｂの各
カラーフイルタの分光特性の一例を第６図に示
す。
そこで問題となつてくるのが、先述した電圧無
印加時の光の漏れと着色である。
印加時の光の漏れと着色である。
コントラスト比は、（明状態の光透過率）／
（暗状態の光透過率）で定義されるが、従来の構
成では電圧無印加時即ち暗状態での光の漏れがコ
ントラスト比を下げるという問題があつた。
（暗状態の光透過率）で定義されるが、従来の構
成では電圧無印加時即ち暗状態での光の漏れがコ
ントラスト比を下げるという問題があつた。
また従来の構成では液晶層の厚みｄがＲ，Ｇ，
Ｂどのカラーフイルタ部でも均一であるため、例
えばｄ＝5μｍの場合には、第３図、第６図から
もわかる様に、電圧無印加時、Ｇ，Ｒのカラーフ
イルタ部では光を遮断するが、Ｂのフイルタ部で
は光を遮断せず、電圧無印加時に全体としてすで
に青もしくは紫色に着色するという問題があつ
た。これはフルカラー表示する上で非常に大きな
妨げとなるものである。
Ｂどのカラーフイルタ部でも均一であるため、例
えばｄ＝5μｍの場合には、第３図、第６図から
もわかる様に、電圧無印加時、Ｇ，Ｒのカラーフ
イルタ部では光を遮断するが、Ｂのフイルタ部で
は光を遮断せず、電圧無印加時に全体としてすで
に青もしくは紫色に着色するという問題があつ
た。これはフルカラー表示する上で非常に大きな
妨げとなるものである。
しかるにGooch−Tarryの式(1)からもわかる通
り、液晶層の厚みが大きくなると（約10μｍ以
上）、電圧無印加時の透過率が小さくなり、それ
に伴い着色も比較的小さくなり、上記２つの問題
は緩和される。しかし、ｄが大きくなると、電圧
ON・OFFに対する液晶の応答時間が遅くなり、
液晶パネルの視野角もせまくなり、視差による色
ずれも起こる。したがつてカラー液晶表示装置の
性能としては全く劣悪なものとなる。
り、液晶層の厚みが大きくなると（約10μｍ以
上）、電圧無印加時の透過率が小さくなり、それ
に伴い着色も比較的小さくなり、上記２つの問題
は緩和される。しかし、ｄが大きくなると、電圧
ON・OFFに対する液晶の応答時間が遅くなり、
液晶パネルの視野角もせまくなり、視差による色
ずれも起こる。したがつてカラー液晶表示装置の
性能としては全く劣悪なものとなる。
TNモードの液晶を使うカラー液晶表示におい
て、上記応答時間、視野角、色ずれの問題にも鑑
み、比較的小さな液晶層の厚み（４〜6μｍ）で、
電圧無印加時の光の漏れ、着色という２つの問題
を解決することは、第４図に示すようなＲ，Ｇ，
Ｂ部で液晶層の厚みが均一である従来の構成をと
る限り不可能である。
て、上記応答時間、視野角、色ずれの問題にも鑑
み、比較的小さな液晶層の厚み（４〜6μｍ）で、
電圧無印加時の光の漏れ、着色という２つの問題
を解決することは、第４図に示すようなＲ，Ｇ，
Ｂ部で液晶層の厚みが均一である従来の構成をと
る限り不可能である。
発明の目的
本発明は上述した従来例の欠点に鑑みなされた
もので、電圧無印加時の液晶セルの光の漏れと着
色を最小限におさえ、コントラストが高く色再現
性に優れたカラー液晶表示装置を提供することを
目的とする。
もので、電圧無印加時の液晶セルの光の漏れと着
色を最小限におさえ、コントラストが高く色再現
性に優れたカラー液晶表示装置を提供することを
目的とする。
発明の構成
本発明は、TNモードの液晶を用い、基板に凹
凸を設けることによりＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイ
ルタに対応する液晶層の厚みをそれぞれ光学的に
最適化することにより、優れた性能のカラー液晶
表示装置を提供するものである。
凸を設けることによりＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイ
ルタに対応する液晶層の厚みをそれぞれ光学的に
最適化することにより、優れた性能のカラー液晶
表示装置を提供するものである。
実施例の説明
ここではTNモードの液晶を用いた透過型のカ
ラー液晶表示装置を実施例として詳細に述べる。
ラー液晶表示装置を実施例として詳細に述べる。
さて第６図に示すような分光特性をもつＲ，
Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに合わせて、第７図に
示すような分光強度をもつ白色光源（(株)松下電子
工業製パルツク螢光燈）を選択する。そして、
Ｒ，Ｇ，Ｂを、610nm，545nm，450nmの各波長
で代表させることにする。
Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに合わせて、第７図に
示すような分光強度をもつ白色光源（(株)松下電子
工業製パルツク螢光燈）を選択する。そして、
Ｒ，Ｇ，Ｂを、610nm，545nm，450nmの各波長
で代表させることにする。
光源は第７図の分光透過特性を見ればわかるよ
うに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長に対し線スペクトルに
近い特性をもつ白色光源であり、このことが本発
明の実施例に対し非常に有効で、例えば白熱電灯
のような連続スペクトルをもつもの、あるいは
EL等の単色光源では、本実施例の白色光源に比
べてその有効性は減じる。
うに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長に対し線スペクトルに
近い特性をもつ白色光源であり、このことが本発
明の実施例に対し非常に有効で、例えば白熱電灯
のような連続スペクトルをもつもの、あるいは
EL等の単色光源では、本実施例の白色光源に比
べてその有効性は減じる。
そこで先述した第１図に示すようなΔnの波長
分散をもつLIXON9150を液晶材料として用いる
とする。(1)式に基づくと、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長の
光は、液晶層の厚みｄに応じてノーマリーブラツ
クで電圧無印加時には第８図に示すような透過特
性を示す。第８図でグラフの左端は省略されてあ
るがＲ，Ｇ，Ｂの各曲線はｄがＯに近づくにつれ
単調に増加し、ｄ＝Oμｍですべて１になる。
分散をもつLIXON9150を液晶材料として用いる
とする。(1)式に基づくと、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長の
光は、液晶層の厚みｄに応じてノーマリーブラツ
クで電圧無印加時には第８図に示すような透過特
性を示す。第８図でグラフの左端は省略されてあ
るがＲ，Ｇ，Ｂの各曲線はｄがＯに近づくにつれ
単調に増加し、ｄ＝Oμｍですべて１になる。
このグラフからもわかる通り、Ｒ，Ｇ，Ｂの各
波長の光に対し、液晶層の厚みがｄが小さい方か
らみていくと、それぞれ5.4μｍ，4.8μｍ，3.7μｍ
の時にＴ＝Ｏとなり液晶層で完全に光は遮断され
る。即ちＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに対応す
る液晶層の厚みをそれぞれdR，dG，dBとしたとき
dR＝5.4μｍ，dG＝4.8μｍ，dB＝3.7μｍにすれば、
電圧無印加時、各フイルタ部で光を完全に遮断
し、液晶パネル全面にわたつて光は遮断され、上
述した着色の問題も起こり得ない。
波長の光に対し、液晶層の厚みがｄが小さい方か
らみていくと、それぞれ5.4μｍ，4.8μｍ，3.7μｍ
の時にＴ＝Ｏとなり液晶層で完全に光は遮断され
る。即ちＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに対応す
る液晶層の厚みをそれぞれdR，dG，dBとしたとき
dR＝5.4μｍ，dG＝4.8μｍ，dB＝3.7μｍにすれば、
電圧無印加時、各フイルタ部で光を完全に遮断
し、液晶パネル全面にわたつて光は遮断され、上
述した着色の問題も起こり得ない。
次に実際の本発明の実施例の液晶表示装置の構
成ならびに製法を第９〜１１図を用いて説明す
る。
成ならびに製法を第９〜１１図を用いて説明す
る。
まず一方の面に所定の繰り返しで３段階の凸凹
のある透明基板２ｂを用意する。その全体斜視図
を第９図に、第９図の円内の拡大図を第１０図に
示す。この透明基板２ｂはプラスチツクス或いは
ガラスなどの成型又はエツチングにて製作する。
のある透明基板２ｂを用意する。その全体斜視図
を第９図に、第９図の円内の拡大図を第１０図に
示す。この透明基板２ｂはプラスチツクス或いは
ガラスなどの成型又はエツチングにて製作する。
この上にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフイルタを形成す
る訳であるが、第１０図の斜視部の面積に一種の
カラーフイルタが設置される。それで同図中のイ
部にはＢ、ロ部にはＧ、ハ部にはＲのカラーフイ
ルタが対応する。その配置例は第５図に示す如く
である。カラーフイルタ形成の方法としては、ゼ
ラチン等を主成分とする有機物質の塗布、選択除
去、染色を３回繰り返すことによりなされるが、
他に印刷、色素の蒸着、電着塗装等の方法によつ
ても可能である。また第１０図では透明基板の凸
凹が誇張して書かれてあるためかなり急激に見え
るが、後で述べるように凸凹がせいぜい１〜2μ
ｍ程度であるのに対し、斜線部の各辺の長さは通
常その100〜1000倍程度とするので、カラーフイ
ルタの形成やこの面と間接的に接する液晶の配向
制御に何ら支障を与えるものではない。
る訳であるが、第１０図の斜視部の面積に一種の
カラーフイルタが設置される。それで同図中のイ
部にはＢ、ロ部にはＧ、ハ部にはＲのカラーフイ
ルタが対応する。その配置例は第５図に示す如く
である。カラーフイルタ形成の方法としては、ゼ
ラチン等を主成分とする有機物質の塗布、選択除
去、染色を３回繰り返すことによりなされるが、
他に印刷、色素の蒸着、電着塗装等の方法によつ
ても可能である。また第１０図では透明基板の凸
凹が誇張して書かれてあるためかなり急激に見え
るが、後で述べるように凸凹がせいぜい１〜2μ
ｍ程度であるのに対し、斜線部の各辺の長さは通
常その100〜1000倍程度とするので、カラーフイ
ルタの形成やこの面と間接的に接する液晶の配向
制御に何ら支障を与えるものではない。
この透明基板２ｂと別の透明基板２ｂとの間に
液晶を挾持するのであるが、その構成は第１１図
に示す。第１１図は本発明のカラー液晶表示装置
のセル断面図である。先程触れなかつたが、第１
１図におけるＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタ４に
対応する液晶層の厚みdR，dG，dBはそれぞれ5.4μ
ｍ，4.8μｍ，3.7μｍとなるように、第１０図のy1
を0.6μｍ、y2を1.1μｍとなる様に予め透明基板２
ｂ上の凸凹がつくられている。この時各カラーフ
イルタ層の厚みは一定とする。又各カラーフイル
タ層の厚みが異なる場合はこれに応じてdR，dG，
dBがそれぞれ5.4μｍ，4.8μm，3.7μｍとなるよう
にy1，y2を変化させれば良い。
液晶を挾持するのであるが、その構成は第１１図
に示す。第１１図は本発明のカラー液晶表示装置
のセル断面図である。先程触れなかつたが、第１
１図におけるＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタ４に
対応する液晶層の厚みdR，dG，dBはそれぞれ5.4μ
ｍ，4.8μｍ，3.7μｍとなるように、第１０図のy1
を0.6μｍ、y2を1.1μｍとなる様に予め透明基板２
ｂ上の凸凹がつくられている。この時各カラーフ
イルタ層の厚みは一定とする。又各カラーフイル
タ層の厚みが異なる場合はこれに応じてdR，dG，
dBがそれぞれ5.4μｍ，4.8μm，3.7μｍとなるよう
にy1，y2を変化させれば良い。
上記のようにして形成されたカラーフイルタ４
の上部に、In2O3，SnO2などの透明電導膜５ｂを
形成し、その上に配向膜６ｂを形成する。配向膜
としては通常、ポリイミド、ポリビニルアルコー
ルなどの有機材料をスピンナ、印刷などにより塗
布し、表面を一定方向にラビング処理して用いる
が、SiO等を一定角度で塗め蒸着しても同様に配
向膜としての機能を果たす。
の上部に、In2O3，SnO2などの透明電導膜５ｂを
形成し、その上に配向膜６ｂを形成する。配向膜
としては通常、ポリイミド、ポリビニルアルコー
ルなどの有機材料をスピンナ、印刷などにより塗
布し、表面を一定方向にラビング処理して用いる
が、SiO等を一定角度で塗め蒸着しても同様に配
向膜としての機能を果たす。
もう一方の透明基板２ａにも先述したのと同じ
方法で、透明電導膜５ａ、配向膜６ａを形成し、
dBが3.7μｍとなるように、両透明基板２ｂを対向
させ（このことによりdG，dRは各々4.8μｍ，5.4μ
ｍとなつている。）、この対向空間内に液晶１を封
入する。
方法で、透明電導膜５ａ、配向膜６ａを形成し、
dBが3.7μｍとなるように、両透明基板２ｂを対向
させ（このことによりdG，dRは各々4.8μｍ，5.4μ
ｍとなつている。）、この対向空間内に液晶１を封
入する。
偏光板３ａ，３ｂは各々の偏光軸が平行になる
ように、配向膜のラビング方向に平向もしくは垂
直に設置される。
ように、配向膜のラビング方向に平向もしくは垂
直に設置される。
本発明の実施例では、カラーフイルタとして
Ｒ，Ｇ，Ｂの３種に限つて説明したが、他の色が
混じつて４種以上の場合にも、同様に本発明が適
用可能である。又、カラーフイルタは一方の基板
側にだけ形成される必然性は無く、上下両方の基
板に形成されてもよいし、一部の色は一方の基板
に他の色は他方の基板にというふうに形成されて
も構わない。何れの場合でもdR，dG，dBが光学的
に最適化された値になつていれば問題ない。
Ｒ，Ｇ，Ｂの３種に限つて説明したが、他の色が
混じつて４種以上の場合にも、同様に本発明が適
用可能である。又、カラーフイルタは一方の基板
側にだけ形成される必然性は無く、上下両方の基
板に形成されてもよいし、一部の色は一方の基板
に他の色は他方の基板にというふうに形成されて
も構わない。何れの場合でもdR，dG，dBが光学的
に最適化された値になつていれば問題ない。
又透明基板上に設けられている凸凹も上下両方
の基板に形成されてもよい。
の基板に形成されてもよい。
以上の説明では(2)式に於てＴ＝Ｏを与える最小
のｕ（ｕ＝√３の近傍、即ち第８図でｄが5μｍの
近傍、に於て光学的経路差（ｄ・Δn／λ）を補
正する場合の実施例を述べた。
のｕ（ｕ＝√３の近傍、即ち第８図でｄが5μｍの
近傍、に於て光学的経路差（ｄ・Δn／λ）を補
正する場合の実施例を述べた。
一方第８図ではdG＝10.7μｍ，dR＝12μｍ，dB＝
12.7μｍに於ても各色の透過光は零となり、かつ
これらの液晶膜厚差は小さい。本発明はこの様な
ｕの大きい領域（ｕ＝√15，√35……）に対して
も適用できる。そして上記の組合せで補正する場
合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色フイルターに対応する液
晶層の厚さの大小関係は、前記実施例とは異なつ
て来る。
12.7μｍに於ても各色の透過光は零となり、かつ
これらの液晶膜厚差は小さい。本発明はこの様な
ｕの大きい領域（ｕ＝√15，√35……）に対して
も適用できる。そして上記の組合せで補正する場
合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色フイルターに対応する液
晶層の厚さの大小関係は、前記実施例とは異なつ
て来る。
本発明の思想は、TN液晶を用いたカラー液晶
表示装置全搬にわたつて適用されうるもので、単
純なマトリクス駆動のものだけでなく、一方の基
板に、MOSFET，TFT，MIMなどの非線形素
子が組みこまれている場合、透過型の場合だけで
なく反射型の場合でも何ら差し支えない。
表示装置全搬にわたつて適用されうるもので、単
純なマトリクス駆動のものだけでなく、一方の基
板に、MOSFET，TFT，MIMなどの非線形素
子が組みこまれている場合、透過型の場合だけで
なく反射型の場合でも何ら差し支えない。
さらに本発明の説明ではノーマリーブラツクの
場合に限つたが、電圧無印加時に明状態となるノ
ーマリーホワイトの場合にもそのまま活用出来
る。
場合に限つたが、電圧無印加時に明状態となるノ
ーマリーホワイトの場合にもそのまま活用出来
る。
一方他の観点から見ると、本発明の構成をとる
ことにより、液晶セル組立時の液晶層の厚みの誤
差による色調の変化、ホワイトバランスのずれが
極めて小さくなる。このことを第１２図に示す。
第１２図は本発明により、各フイルタに対応する
液晶層の厚みを各フイルタごとに適正化した後、
組立て誤差により液晶層の厚みが設計値より変化
した場合の各色の透過率を緑色フイルタ上の液晶
層の厚みとの関係で示す。第１２図から明らかな
ように設計中心値ｄ＝4.8μｍでは各色光とも透過
は零となる。一方ｄがこの値より変化した場合、
第８図とは異なりＲ，Ｇ，Ｂ各色光とも透過率は
ほぼ均等に増加する。このため液晶セルのホワイ
トバランスは保たれ、表示色調の変化も小さい。
他方従来のセル構成をとれば、セル厚の変化によ
り、色調等が大巾に変化することは第８図より自
明である。
ことにより、液晶セル組立時の液晶層の厚みの誤
差による色調の変化、ホワイトバランスのずれが
極めて小さくなる。このことを第１２図に示す。
第１２図は本発明により、各フイルタに対応する
液晶層の厚みを各フイルタごとに適正化した後、
組立て誤差により液晶層の厚みが設計値より変化
した場合の各色の透過率を緑色フイルタ上の液晶
層の厚みとの関係で示す。第１２図から明らかな
ように設計中心値ｄ＝4.8μｍでは各色光とも透過
は零となる。一方ｄがこの値より変化した場合、
第８図とは異なりＲ，Ｇ，Ｂ各色光とも透過率は
ほぼ均等に増加する。このため液晶セルのホワイ
トバランスは保たれ、表示色調の変化も小さい。
他方従来のセル構成をとれば、セル厚の変化によ
り、色調等が大巾に変化することは第８図より自
明である。
発明の効果
以上述べてきた本発明の構成にすることによ
り、電圧無印加時の光の漏れならびに着色をなく
し、コントラスト、色再現性に優れたカラー液晶
表示装置を提供出来る。これは液晶材料を適当に
選択することにより、比較的小さな液晶層の厚み
で実現出来るので、液晶の応答時間も速く、視野
角も広く、さらに視差による色ずれもなく、表示
素子としての性能は極めて良好である。
り、電圧無印加時の光の漏れならびに着色をなく
し、コントラスト、色再現性に優れたカラー液晶
表示装置を提供出来る。これは液晶材料を適当に
選択することにより、比較的小さな液晶層の厚み
で実現出来るので、液晶の応答時間も速く、視野
角も広く、さらに視差による色ずれもなく、表示
素子としての性能は極めて良好である。
本発明はTN液晶を用いたカラー液晶表示装置
の基本設計に関わる非常に重要なもので、その応
用分野は極めて広い。
の基本設計に関わる非常に重要なもので、その応
用分野は極めて広い。
第１図(a)，(b)はTN液晶表示素子の表示原理を
示した図、第２図は液晶のΔnの波長依存性を示
した図、第３図は液晶セルの分光透過特性の一例
を示した図、第４図は従来のカラー液晶表示装置
のセル断面図、第５図はＲ，Ｇ，Ｂカラーフイル
タの配置の一列を示した図、第６図はＲ，Ｇ，Ｂ
カラーフイルタの分光透過特性を示した図、第７
図は光源の分光強度を示した図、第８図はＲ，
Ｇ，Ｂ各波長の分光透過特性の液晶相の厚みに対
する依存を示した図、第９図は予め凸凹の設けら
れた透明基板の斜視図、第１０図は第９図に示す
透明基板中央部（円内）の拡大図、第１１図は本
発明のカラー液晶表示装置のセル断面図、第１２
図は本発明のカラー液晶表示装置の緑色フイルタ
部の液晶層の厚さと各色光の透過率の関係を示す
図である。 １……液晶、２ａ，２ｂ……透明基板、３ａ，
３ｂ……偏光板、４……カラーフイルタ、５ａ，
５ｂ……透明電導膜、６ａ，６ｂ……配向膜。
示した図、第２図は液晶のΔnの波長依存性を示
した図、第３図は液晶セルの分光透過特性の一例
を示した図、第４図は従来のカラー液晶表示装置
のセル断面図、第５図はＲ，Ｇ，Ｂカラーフイル
タの配置の一列を示した図、第６図はＲ，Ｇ，Ｂ
カラーフイルタの分光透過特性を示した図、第７
図は光源の分光強度を示した図、第８図はＲ，
Ｇ，Ｂ各波長の分光透過特性の液晶相の厚みに対
する依存を示した図、第９図は予め凸凹の設けら
れた透明基板の斜視図、第１０図は第９図に示す
透明基板中央部（円内）の拡大図、第１１図は本
発明のカラー液晶表示装置のセル断面図、第１２
図は本発明のカラー液晶表示装置の緑色フイルタ
部の液晶層の厚さと各色光の透過率の関係を示す
図である。 １……液晶、２ａ，２ｂ……透明基板、３ａ，
３ｂ……偏光板、４……カラーフイルタ、５ａ，
５ｂ……透明電導膜、６ａ，６ｂ……配向膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対向する第１の基板と第２の基板内に液晶層
を挾持し、前記基板のうち少くとも一方には所定
の繰り辺しで多数の凸凹が設けられており、前記
基板の少くとも一方に分光透過特性の異なる複数
種のカラーフイルタを多数配置し、前記カラーフ
イルタの分光透過特性に応じて各カラーフイルタ
に対応する液晶層の厚みを変化させ、前記液晶層
に電圧を印加し液晶層を通過する光を変調せしめ
る手段を有する事を特徴とするカラー液晶表示装
置。 ２ カラーフイルタが赤、緑、青の光を主として
透過する分光透過特性を示す３種からなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー液
晶表示装置。 ３ 赤、緑、青の光を主として透過する分光透過
特性を示すカラーフイルタに対応する液晶層の厚
みが、赤で大きく、青で小さく、緑では両者の中
間の値をとることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載のカラー液晶表示装置。 ４ カラーフイルタが、第１、第２の基板の少く
とも一方の液晶層を挾持する側の主面に配置され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
第２項または第３項記載のカラー液晶表示装置。 ５ カラーフイルタの液晶層を挾持する側の主面
に透明導電膜が設置されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第
４項記載のカラー液晶表示装置。 ６ 凸凹の各々に、赤、緑、青の光を主として透
過する分光透過特性を示す３種のカラーフイルタ
が所定の繰り返しで配置されることを特徴とする
特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、または
第５項記載のカラー液晶表示装置。 ７ 凸凹の各々の深さが、赤、緑、青で異なるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のカラ
ー液晶表示装置。 ８ 赤、緑、青の各波長に対して線スペクトルに
近い分光放射特性をもつ白色光源と組み合せて用
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
２項、第３項、第４項、第６項または第７項記載
のカラー液晶表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016553A JPS60159824A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | カラ−液晶表示装置 |
| US06/696,170 US4632514A (en) | 1984-01-31 | 1985-01-29 | Color liquid crystal display apparatus |
| DE8585100951T DE3573842D1 (en) | 1984-01-31 | 1985-01-30 | Liquid crystal color display apparatus |
| EP85100951A EP0152827B1 (en) | 1984-01-31 | 1985-01-30 | Liquid crystal color display apparatus |
| KR2019910000169U KR920006145Y1 (ko) | 1984-01-31 | 1991-01-09 | 컬러액정 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016553A JPS60159824A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | カラ−液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60159824A JPS60159824A (ja) | 1985-08-21 |
| JPH0330126B2 true JPH0330126B2 (ja) | 1991-04-26 |
Family
ID=11919465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59016553A Granted JPS60159824A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | カラ−液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60159824A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632019A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示体用複合フイルタの製造法 |
| US4929060A (en) * | 1987-05-06 | 1990-05-29 | Casio Computer Co., Ltd. | Color liquid crystal display device |
| JPH0725776Y2 (ja) * | 1987-07-21 | 1995-06-07 | カシオ計算機株式会社 | 液晶素子 |
| JPH01156715A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Sharp Corp | 立体映像再生システム |
| JP2594319B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1997-03-26 | 松下電器産業株式会社 | 画像情報処理装置及び画像情報記録装置 |
| US5237437A (en) * | 1989-12-18 | 1993-08-17 | Honeywell Inc. | Apparatus and method for a high contrast, wide angle, color, flat panel, liquid crystal display |
| US5012768A (en) * | 1990-04-19 | 1991-05-07 | Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag | Cooling system |
| US5757524A (en) * | 1994-04-12 | 1998-05-26 | Rockwell International | Normally white multigap twisted nematic liquid crystal display with reduced hue variation over viewing angle |
-
1984
- 1984-01-31 JP JP59016553A patent/JPS60159824A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60159824A (ja) | 1985-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |