JPH05313158A - カラー液晶ディスプレイ - Google Patents

カラー液晶ディスプレイ

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JPH05313158A
JPH05313158A JP4146697A JP14669792A JPH05313158A JP H05313158 A JPH05313158 A JP H05313158A JP 4146697 A JP4146697 A JP 4146697A JP 14669792 A JP14669792 A JP 14669792A JP H05313158 A JPH05313158 A JP H05313158A
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JP
Japan
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liquid crystal
color
crystal display
color filter
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4146697A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Asahi
徹夫 朝日
Masaaki Tsuboi
當昌 坪井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOYO SHIGYO KK
Original Assignee
TOYO SHIGYO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルタ層を構成する顔料の微細化あ
るいは染料の凝集防止を必要とせずに、暗状態と明状態
とのカラーコントラスト比が高く、カラー表示性能を低
下させることがないカラー液晶ディスプレイを提供す
る。 【構成】 カラー液晶ディスプレイ1は一対の偏光膜2
A,2Bと、この一対の偏光膜2A,2B間に配設され
た多数画素電極を設けた基板21と透明電極を設けた基
板11間に液晶15を封じて構成されている液晶セル1
0と、前記液晶15に対して前記偏光膜2Aの外側に配
設されたRGBカラーフィルタ層13とにより構成され
ている。このようなカラー液晶ディスプレイ1では前記
カラーフィルタ層13によっては光の偏光方向が影響さ
れることはなく、暗視野状態と透明状態とのコントラス
ト比を大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶ディスプレイ
に関し、さらに詳しくはカラーフィルタ層を用いたカラ
ー液晶ディスプレイに関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイのカラー化は、多数の
画素電極等よりなる液晶セルを白黒のシャッタ素子とし
て、これにRGBのカラーフィルタを組合わせて実用化
が進んでいる。従来のカラー液晶ディスプレイの構成例
を図5及び図6に示す。これらは各画素に薄膜トランジ
スタを有するアクティブマトリクス方式のカラー液晶デ
ィスプレイの構成例を示したものである。この従来例
は、図5に示すように一対の偏光板(偏光膜ともいう)
110,120の間に液晶セル100が配設されてい
る。
【0003】該液晶セル100には図6に示すようにガ
ラス基板111とガラス基板121との間に液晶15が
注入されており、前記ガラス基板111の内側にRGB
のカラーフィルタ層113とブラックマトリクス遮光層
112が設けられている。該ブラックマトリクス遮光層
112は多数の独立して配置された表示画素面の間を埋
めるように配置された遮光層を指していて、画素間の洩
れ光によるコントラストおよび色純度の低下を防止して
いる。前記RGBのカラーフィルタ層113は分光透過
率特性を確保する目的から0.7〜2.5μmの層厚
み、好ましくは1.3〜1.7μmの厚みを備えてい
る。このようなアクティブマトリクス型のカラー液晶デ
ィスプレイでは通常配向方向を直交させたTN表示モー
ドが用いられ、白色光源の光に照らされて上記液晶セル
100を直交ニコル又は平行ニコルに配置された前記偏
光膜110,120の間でサンドイッチにし、カラー画
像表示装置が構成されている。
【0004】図6により従来の構成例をさらに詳細に述
べる。前記ガラス基板121の素子面121A上にゲー
ト配線103を構成し、ゲート絶縁層104を介して半
導体層105および透明画素電極106を形成する。前
記半導体層105と前記画素電極106はドレイン10
7で電気的に接続されており、半導体層105のもう一
方の側にソース配線108を接続する。そしてソースに
印加された画像信号をゲートに印加した走査信号により
制御して、各画素電極106に画像に対応した信号電位
を印加する。もう一方のガラス基板111の素子面11
1Aには、前記各画素電極106の開口部以外を埋める
ように前記ブラックマトリックス遮光層112を構成
し、各画素電極106の開口部上はRGBのカラーフィ
ルタ層113を、さらにこれらを覆うように透明電極1
14を形成する。このように基板121は薄膜トランジ
スタによるスイッチング素子付きの電極を構成したアレ
ー基板となっており、基板111はカラーフィルタ付の
電極を構成したカラーフィルタ基板となっている。これ
らの両基板111,121のそれぞれの素子面111
A,121Aに液晶配向用の配向膜116および109
を形成し、この間に前記液晶15を満たして液晶セル1
00を構成している。なお、前記カラーフィルタ層11
3は、フォトファブリケーション技術を応用して着色し
たフォトレジストをスピンナー、ロールコータ、バーコ
ータ等で均一塗布し、これを微細パターン化する方法、
着色受容層基材を均一塗布し、微細パターン化して染料
で染色する方法、あるいは電気泳動性の顔料を各画素部
に電着する方法あるいはRGBの印刷インキで印刷する
方法等で作られている。アレー基板も同様に、製膜、レ
ジスト塗布、マスク露光、現像、エッチング等を繰返す
フォトファブリレーション技術で作られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来のカラー液
晶ディスプレイでは前記カラーフィルタ層113が前記
偏光膜110の内側、つまり該偏光膜110に対して前
記液晶15側に配置されていることから次のような問題
点があった。即ち、カラーフィルタ層113に含まれる
顔料、あるいは染料の凝集体によって、一方の偏光膜1
20と液晶15を通過した光が前記カラーフィルタ層1
13で散乱して偏光が解消されてしまう場合があり、そ
の結果一対の偏光膜と液晶層とにより最も暗い状態(暗
状態)と、明状態とのコントラストが低下していた。こ
のような問題点に対して、カラーフィルタ層に含まれる
顔料を特開昭60−129707明細書に述べられてい
るように微細化するか、染料が凝集体を作らないように
試みられていた。しかし散乱を生じさせぬ程度まで顔料
を微細化し、しかもフォトファブリケーション以前に微
細な顔料が凝集しないよう安定に分散することは困難で
あり、さらに染色された染料の凝集を防ぐことは高い染
色濃度が必要な場合、なかなか困難であった。本発明は
上記従来例の問題点を解決するもので、顔料の微細化あ
るいは染料の凝集防止を必要とせずに、カラーコントラ
スト比が高く、カラー表示性能を低下させることがない
カラー液晶ディスプレイを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係るカラー液晶ディスプレイは、一対の偏光膜
の間に、多数画素電極を設けた基板と透明電極を設けた
基板とで液晶を封じた液晶セルを配設し、カラーフィル
タ層を、前記液晶に対して前記偏光膜の外側に設けた構
成とした。
【0007】
【作用】本発明は上記のようにカラーフィルタ層を液晶
に対して偏光膜の外側に設けたため、入射した光が一対
の偏光膜間でカラーフィルタ層によって散乱することな
く、良好な暗状態と明状態とのコントラストを得ること
ができる。
【0008】
【実施例】つぎに本発明に係るカラー液晶ディスプレイ
の実施例を図1及び図2を参照しつつ説明する。図1は
本発明の1実施例であるカラー液晶ディスプレイ1の構
成例を示した断面図、図2はその実施例に係るカラー液
晶ディスプレイ1の主要な構成要素の断面方向の配置関
係を示したものである。
【0009】前記カラー液晶ディスプレイ1は一対の偏
光膜2A,2Bと、この一対の偏光膜2A,2B間に配
設された透明な多数画素電極を設けた基板21と透明電
極14を設けた基板11間に液晶15を封じて構成され
ている液晶セル10と、前記液晶15に対して前記偏光
膜2Aの外側に配設されたRGBカラーフィルタ層13
とにより構成されている。前記透明電極14は一体で
も、分割されていてもよい。このように実施例に係るカ
ラー液晶ディスプレイ1は前記偏光膜2Aの外側にRG
Bカラーフィルタ層13を配設しており、そのカラーフ
ィルタ層13によっては光の偏光方向が影響されること
はなく、暗視野状態と透明状態とのコントラスト比を大
きくすることができる。
【0010】前記2枚の基板11,21で封入されてい
る液晶15はTN効果を生じるもので、前記液晶セル1
0は90度ツイスト配列セルとして構成されており、ま
た前記一対の偏光膜2A,2Bは光の偏向方向が直交す
る直交ニコルに配置されている。したがって、前記基板
11,21間に電圧が印加されると暗状態となり、無印
加のときには明状態となるように構成されている。
【0011】なお図1中、3はゲート配線を、4はゲー
ト絶縁層を、5は半導体層を、6は透明画素電極を、7
はドレインを、8はソース配線を、9は配向用の配向膜
をそれぞれ示す。また12はブラックマトリックス遮光
層を、16は配向用の配向膜をそれぞれ示す。これらの
構成要素は前記従来例の構成要素と同一であるので説明
を省略する。なお、22で示すものは平坦化保護層であ
る。
【0012】図2に示すごとく、前記基板21に設けら
れた各画素電極6の間を覆うように前記ブラックマトリ
ックス遮光層12が設けられており、加えて本発明では
カラーフィルタ層13を偏光膜2Aの外側に設けたの
で、液晶層15を十分薄くすることができて、カラー液
晶ディスプレイ1を斜め方向θから眺めても画素電極6
とブラックマトリックス遮光層12には視差によるズレ
は発生しない。また特開平1−239524に開示され
ているようにブラックマトリックス遮光層12の幅dの
中央部に前記カラーフィルタ層13のRGBの境界を設
けるようにすれば、本発明においても基板11の屈折率
をnとして屈折の法則により数1を満足する限度の角度
θまでカラーフィルタ層13の隣接部が表われて混色す
ることがないという効果を得ることができる。
【数1】
【0013】前記ブラックマトリックス遮光層12は富
士ハントマイクロエレクトロニクス社の、黒色フォトレ
ジストCK−2000を用いて基板11としてのほうけ
い酸ガラス(コーニング社 7059、厚さ1.1m
m)上に膜厚が1.5μmになるように、前記カラーフ
ィルタ層13は富士ハントマイクロエレクトロニクス社
の顔料入りフォトレジストとして青にはCB−200
0、緑にはCG−2000、赤にはCR−2000を用
いて、膜厚は各々2.0μmになるようにフォトファブ
リケーション技術を用いて作成した。
【0014】次に図3のような光学系を設け、以上のよ
うに構成されたカラー液晶ディスプレイのモデル系での
カラーコントラストを測定した。図3中、まずB位置
(即ち偏光板2の外側)にカラーフィルタ層を置き、6
500Kの三波長型蛍光灯を光源として、一対の偏光膜
1,2を直交ニコル或いは平行ニコル状態にしてトプコ
ン社製BM−5A輝度計で輝度を測り、平行ニコル状態
での輝度を直交ニコル状態の輝度で除してカラーコント
ラスト比を算出し、表1右欄に示した。
【表1】
【0015】また比較のため図3のA位置(即ち偏光板
2の内側)にカラーフィルタ層を置き、先述した方法に
よりカラーコントラスト比を算出し、表1左欄に記し
た。この比較から明かなようにカラーフィルタ層を(液
晶に対し)偏光膜の外側に配置すれば暗状態と明状態の
コントラスト比を改善することができる。
【0016】図4は本発明に係るカラー液晶ディスプレ
イの他の実施例を示したものである。この他の実施例に
係るカラー液晶ディスプレイ1Aの特徴は前記実施例に
係るカラー液晶ディスプレイ1のカラーフィルタ基板側
の各構成要素の配列を異にした点である。即ち、カラー
フィルタ層23とブラックマトリックス遮光層24がそ
れぞれガラス基板26に設けられ、カラーフィルタ層2
3とブラックマトリックス遮光層24とに平坦化保護層
22が塗設されている。対をなす一方の偏光膜20A
は、平坦化保護層22に接着され、前記偏光膜20Aに
は透明電極14が設けられている。そして液晶層15は
配向膜20と配向膜9の間に封入されている。なお他方
の偏光膜2Bは他のガラス基板21の外側に設けられて
いる。このようなカラー液晶ディスプレイ1Aでは、カ
ラーフィルタの顔料粒径が特開昭60−129707号
明細書に記載されている範囲以上の粒子でもカラーコン
トラスト比は各々500程度あり、カラーフィルタに基
づく色の濁りは少ないことが判明した。
【0017】上記実施例では光シャッタとしてTN形液
晶セルを用いたが、D−STN形、RF−STN形等の
液晶セルを本発明で用いることもできる。また上記実施
例ではRGBカラーフィルタを用い、加法混色によるカ
ラー表示を実現しているが、非混色でカラー表示するス
タティック駆動方式のLCDにも本発明を利用してもよ
い。
【0018】
【発明の効果】本発明に係るカラー液晶ディスプレイは
カラーフィルタ層を液晶に対して偏光膜の外側に設けた
ため、入射した光が一対の偏光膜間でカラーフィルタ層
によって散乱することなく、良好な暗状態と明状態との
コントラストを得ることができる。したがって顔料の微
細化あるいは染料の凝集防止を必要とせずに、カラーコ
ントラスト比が高く、カラー表示性能を低下させること
がないカラー液晶ディスプレイを提供することができ
る。またカラーフィルタ層が偏光膜の外側に設けられて
いるため、カラーフィルタ層が印刷法で作られた場合で
もカラーインキによる突起によって液晶に近い位置に配
置されたITOの断線を生ぜしめることがない。またカ
ラーフィルタを基板の液晶とは反対面に配置する場合、
カラーフィルタの研磨工程を省いても、液晶のギャップ
厚を一定にすることが厳しく要求されるSTNモードの
表示パネルでは高い歩留り、低コストでカラー液晶ディ
スプレイを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るカラー液晶ディスプレイの断面
図。
【図2】実施例に係るカラー液晶ディスプレイを構成す
るカラーフィルタ層とブラックマトリックス遮光層の、
画素電極に対する断面方向の配置関係を示す図。
【図3】カラーフィルタ層を偏光膜の外側に置いた場合
と内側に置いた場合のカラーコントラスト比を測定する
ための光学系の概略図。
【図4】他の実施例に係るカラー液晶ディスプレイの断
面図。
【図5】カラー液晶ディスプレイの従来の構成例の分解
斜視図。
【図6】従来の構成例に係る液晶セルの断面図。
【符号の説明】
2A 2B 20A 偏光膜(偏光板) 6 画素電極 9 16 配向膜 10 液晶セル 11 21 26 基板 12 ブラックマトリックス遮光層 13 23 カラーフィルタ層 14 透明電極 15 液晶 22 平坦化保護層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の偏光膜の間に、多数画素電極を設
    けた基板と透明電極を設けた基板とで液晶を封じた液晶
    セルを配設し、カラーフィルタ層を、前記液晶に対して
    前記偏光膜の外側に設けたことを特徴とするカラー液晶
    ディスプレイ。
JP4146697A 1992-05-12 1992-05-12 カラー液晶ディスプレイ Pending JPH05313158A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4146697A JPH05313158A (ja) 1992-05-12 1992-05-12 カラー液晶ディスプレイ

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JP4146697A JPH05313158A (ja) 1992-05-12 1992-05-12 カラー液晶ディスプレイ

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ID=15413518

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