JPH05181129A - カラー液晶表示器 - Google Patents

カラー液晶表示器

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JPH05181129A
JPH05181129A JP34647191A JP34647191A JPH05181129A JP H05181129 A JPH05181129 A JP H05181129A JP 34647191 A JP34647191 A JP 34647191A JP 34647191 A JP34647191 A JP 34647191A JP H05181129 A JPH05181129 A JP H05181129A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal layer
color
liq
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP34647191A
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English (en)
Inventor
Takao Untei
隆夫 雲梯
Mitsuru Takigawa
満 滝川
Fumio Ota
文夫 太田
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Hosiden Corp
Original Assignee
Hosiden Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントラストを向上し、かつ製造を容易にす
る。 【構成】 ツイストネマチック液晶を用いたノーマリブ
ラックのカラー液晶表示器において、視感度を考慮した
表示器の透過率Yを次式で求める。 Y=(1/K)∫T(λ)・ρ(λ)・V(λ)dλ K=∫ρ(λ)・y(λ)dλ:入射光の総量、T
(λ):分光透過率、V(λ):視感度特性(等色関数
y(λ)と同一)、各積分は可視光領域400nmから
700nmまである。T(λ)は特開昭60−1598
23号公報中の(1)式の透過率とカラーフイルタの分
光特性との積である。赤、緑、青の各カラーフイルタ1
4R、14G、14B部分における透過率Yが最小とな
る液晶層13の厚さdR 、dG 、dB が選定されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はツイストネマチック
(TN)液晶を用いたカラー液晶表示器に関する。
【0002】
【従来の技術】TN液晶を用いた液晶表示器において、
電圧を印加しない状態で光を遮断するようにした、いわ
ゆるノーマリブラックの液晶表示器において、電圧無印
加時には透過率Tは理想的にはゼロと考えられるが、実
際にはTN液晶の旋光分散により、TN液晶層に入射し
た直線偏光が楕円偏光となり、一部が通過する。この通
過する光の透過率Tは次式で表わされることが知られて
いる。
【0003】 T=(1+u2 -1 sin 2√〔θ(1+u2 )〕 …(1) u=πd Δn/θλ dは液晶層の厚み、Δnは液晶の複屈折率、θはTN液
晶のツイスト角、λは入射光の波長 TN液晶の旋光分散のため可視光領域(波長400〜7
00nm)で光を完全に遮断しない。これはカラー表示
の場合に大きな障害となる。従来においてはこの問題を
特開昭60−159823号公報に示すようにして解決
することが提案されている。
【0004】すなわち、赤(R)、緑(G)、青(B)
のカラーフイルタの各透過光波長をそれぞれ610n
m、545nm、450nmで代表させ、これら波長に
あわせて、バックライト用の蛍光灯のスペクトルをR=
610nm、G=545nm、B=450nmの線スペ
クトルと考え、これら3つの波長を(1)式にそれぞれ
代入し、(1)式の透過率がそれぞれゼロとなる液晶層
の厚さdを求め、Rカラーフイルタ部分の液晶層の厚さ
R を5.4μm、Gカラーフイルタ部分の液晶層の厚
さdG を4.8μm、Bカラーフイルタ部分の液晶層の
厚さdB を3.7μmとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記公開公報に
示すカラー液晶表示器においても電圧無印加時の透過率
を十分小にすることができず、約0.045%の透過率
があり、それだけコントラストが悪く、色純度も悪く、
視角特性もよくないことがわかった。またカラーフイル
タ部分間の液晶層の厚さの差がdR −dG =0.6μ
m、dG −dG =1.1μmとなり、このように厚さの
差が比較的大きく変化しているため、このように変化す
る厚さの差をもつカラー液晶表示器は製造上歩留りが悪
い問題もある。
【0006】所で前記公開公報に示す手法が何故、この
ような問題をもつかの原因を追求した結果、次の理由に
もとづくものと考えるに至った。すなわち、図2に示す
ようにRカラーフイルタの分光特性は曲線1Rで、Gカ
ラーフイルタの分光特性は曲線1Gで、Bカラーフイル
タの分光特性は曲線1Bでそれぞれ表わせ、バックライ
トの分光特性は曲線2で表わせ、視感度特性(人間の目
の感度は光波長により異なる)は曲線3で表わせる。こ
の図2より、例えばBカラーフイルタの分光特性曲線1
Bの透過領域について見ると、バックライトに3つのピ
ーク2B1 =410nm、2B2 =435nm、2B3
=480nmがあり、かつ、緑のピーク2G1 の一部も
ある。Bカラーフイルタを通してこれらのピークが目に
入り、かつ視感度特性曲線3により、修飾される。この
ためピーク2B1 はほとんど目に感じない。ピーク2B
2 は少し目に感じ、ピーク2B3 は目に大きく感じ、ピ
ーク2G1 も少し目に感じることになり、これらの総和
が目にほぼ青色として感じることになる。このうちピー
ク2B3 =480nmの光が目に大きく影響を与えてい
る。しかるに従来においてはBカラーフイルタ部分につ
いては450nmを(1)式に代入して透過率ゼロにな
るdを求めているため、前述した問題が生じると思われ
る。同様のことがRカラーフイルタ部分、Gカラーフイ
ルタ部分についても云える。
【0007】
【課題を課題するための手段】この発明によれば液晶層
の各部の厚さが、カラー液晶表示器の各部の視感度を加
味した透過率が黒表示において最小になるように選定さ
れている。つまりこの発明ではバックライトの分光特
性、カラーフイルタの分光特性、視感度特性を考慮し
て、実際に目で見た時に、黒表示においてカラー液晶表
示器の各部の透過率が最小になるように、液晶層の各部
の厚さが選定されている。
【0008】
【実施例】図1Aにこの発明の実施例の一部の断面を示
す。透明基板11,12間にTN液晶層13が封止さ
れ、一方の基板11の内面にRカラーフイルタ14R、
Gカラーフイルタ14G、Bカラーフイルタ14Bがほ
ぼ均一に分布形成されている。そのカラーフイルタ上に
透明電極15が形成されその上に配向膜16が形成され
る。基板12の内面に透明電極17、配向膜18が順次
形成され、基板11,12の各外側に偏向板21,22
が形成される。
【0009】この発明ではカラーフイルタ14R,14
G,14Bの各部の液晶層13の厚さdR 、dG 、dB
が次のように選定されている。Rカラーフイルタ14R
部分、Gカラーフイルタ14G部分、Bカラーフイルタ
14B部分の各液晶層13の透過率TR 、TG 、TB
(1)式でそれぞれ求め、またRカラーフイルタ14
R、Gカラーフイルタ14G、Bカラーフイルタ14B
の各透過率をCR 、CG 、CB とする時、このカラー液
晶表示器全体の分光透過率T(λ)を次式で求める。
【0010】T(λ)=(TR ・CR +TG ・CG +T
B ・CB )×開口率/3…(2) このT(λ)を用い、視感度補正を行った透過率Y
(%)を次式で求める。 Y=(1/K)∫T(λ)・ρ(λ)・V(λ)dλ …(3) K=∫ρ(λ)・y(λ)dλ:入射光の総量 ρ(λ):入射光の分光特性 V(λ):視感度特性(等色関数y(λ)と同じ) 上記積分は何れも可視光領域400nmから700nm
までである。ρ(λ)、V(λ)の単位は相殺されるた
め、ρ(λ)、V(λ)は相対値でよい。図2に示した
特性とすると、Rカラーフイルタ14R部分、Gカラー
フイルタ14G部分、Bカラーフイルタ14B部分にお
ける各カラー液晶表示器の視感度を加味した透過率Yと
液晶層13の各厚さdR 、dG 、dB との各関係は図1
Bの曲線4R、4G、4Bとなる。これら曲線4R、4
G、4Bから、その各透過率が最小となる各液晶層13
の厚さdR 、dG 、dB はそれぞれ6.4μm、5.9
μm、5.4μmとなり、これらの値を図1Aの各液晶
層13の厚さdR 、dG 、dB とする。
【0011】この場合のRカラーフイルタ14R部分と
Gカラーフイルタ14G部分との液晶層13の厚さの差
RG=6.4μm−5.9μm=0.5μm、Gカラー
フイルタ14G部分とBカラーフイルタ14B部分との
液晶層13の厚さの差dGB=5.9μm−5.4μm=
0.5μmとなる。従来の各厚さの差0.6μm、1.
1μmと比較して差が小さくなり、それだけカラー液晶
表示器の製造が容易となる。また曲線4BよりBカラー
フイルタ14B部分の透過率Yは液晶層13の厚さを変
化させてもあまり変化しない。従ってdB =dG とする
ことも可能である。更に電圧無印加の時全体の透過率は
液晶層13の厚さに対し、この発明では図3の曲線5と
なり、最小値は0.025%であるのに対し、従来のカ
ラー液晶表示器は曲線6となり、最小値は0.045%
であり、この発明は従来の約2分の1となり、それだけ
コントラストが向上し、また色純度も向上し、視角特性
も良くなる。
【0012】上述において各種の特性は図2に示した例
に限られるものでない。またノーマリブラックの液晶表
示器のみならず、電圧無印加で光透過状態となるノーマ
リホワイトのカラー液晶表示器においても、この発明を
適用することにより黒表示の光透過率が小さくなり、つ
まり黒レベルが低くなり、それだけコントラストが向上
する。更にこの発明はパッシブカラー液晶表示器のみな
らず、薄膜トランジスタなどで画素電極を選択するアク
ティブカラー液晶表示器にも適用でき、また反射形カラ
ー液晶表示器にもこの発明を適用できる。
【0013】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば液晶
層の透過率だけではなく、カラーフイルタの分光特性、
バックライトの分光特性、更に視感度特性を考慮し、つ
まりカラー液晶表示器の各部の視感度特性を加味した透
過率が最小となるように液晶層の各部の厚さを選定して
いるため、黒表示における透過率が従来よりも小さくな
り、それだけコントラスト、色純度がそれぞれ向上し、
かつ視角特性もよくなる。更に各部の間の液晶厚さの差
が従来より小さいため、それだけカラー液晶表示器が作
り易く、歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明の実施例の一部を示す断面図、B
はその各部の液晶層の厚さと透過度との関係例を示す曲
線図である。
【図2】カラーフイルタの分光特性、バックライトの分
光特性、視感度特性の各例を示す図。
【図3】この発明表示器と従来の表示器との電圧無印加
時の透過率と液晶層の厚さとの曲線を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向する透明な第1,第2基板間に液晶
    層が配され、上記第1,第2基板の少くとも一方に分光
    透過特性の異なる複数のカラーフイルタが多数分布して
    配され、上記液晶層に電圧を印加して、光変調させる手
    段が設けられたカラー液晶表示器において、 上記カラー液晶表示器の各部の視感度を加味した透過率
    が黒表示において最小になるように上記液晶層の各部の
    厚さが選定されていることを特徴とするカラー液晶表示
    器。
JP34647191A 1991-12-27 1991-12-27 カラー液晶表示器 Pending JPH05181129A (ja)

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JP34647191A JPH05181129A (ja) 1991-12-27 1991-12-27 カラー液晶表示器

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Cited By (4)

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WO2001031395A1 (fr) * 1999-10-26 2001-05-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Afficheur a cristaux liquides, procede de fabrication, et procede d'excitation d'afficheur a cristaux liquides
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