JPH0548888B2 - - Google Patents
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- JPH0548888B2 JPH0548888B2 JP59016554A JP1655484A JPH0548888B2 JP H0548888 B2 JPH0548888 B2 JP H0548888B2 JP 59016554 A JP59016554 A JP 59016554A JP 1655484 A JP1655484 A JP 1655484A JP H0548888 B2 JPH0548888 B2 JP H0548888B2
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- 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
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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図は透過型の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暗状とな
るのを、ノーマリーブラツクと定義する。
〔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暗状とな
るのを、ノーマリーブラツクと定義する。
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.8，1575
（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.8，1575
（1975））で表わされている。
Ｔ＝（１＋u2）-1sin2〔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の波長依存性の
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)によつて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の波長依存性の
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)によつて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の初基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の初基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が、先述した電圧無印
加時の光の漏れと着色である。
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（ほぼ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
が緩和される。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（ほぼ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
が緩和される。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、視夜角、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、視夜角、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限
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限
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モードの液晶およびカラーフイ
ルタ、透明膜を用いる装置において、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。
ルタ、透明膜を用いる装置において、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。光源は第７図の分光放射特
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、或いはEL等の単色光源では有効性は本
実施例の白色光源に比べて減じる。
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図の分光放射特
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、或いはEL等の単色光源では有効性は本
実施例の白色光源に比べて減じる。
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LI×ON9150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０に近づくにつれ単
調に増加し、ｄ＝0μｍですべて１になる。
分散をもつLI×ON9150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０に近づくにつれ単
調に増加し、ｄ＝0μｍ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の小さい方か
らみていくとそれぞれ5.4μｍ、4.8μｍ、3.7μｍの
時にＴ＝０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、各フイルタ部では光を完全に遮断
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の小さい方か
らみていくとそれぞれ5.4μｍ、4.8μｍ、3.7μｍの
時にＴ＝０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、各フイルタ部では光を完全に遮断
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。
次に実際の構成ならびに製法を第９〜１２図を
用いて説明する。
用いて説明する。
第９図で、まず透明基板２ｂ上にＲ，Ｇ，Ｂの
カラーフイルタ４を形成する。カラーフイルタ４
の形成の方法としては、ゼラチンを主成分とする
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、他にスクリーン印刷、色
素の蒸着、電着塗装等の方法により可能である。
カラーフイルタ４を形成する。カラーフイルタ４
の形成の方法としては、ゼラチンを主成分とする
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、他にスクリーン印刷、色
素の蒸着、電着塗装等の方法により可能である。
このようにして形成された一様な厚みを有する
カラーフイルタ４のうち、Ｇ，Ｂの上部に透明膜
７を厚みを変えて形成する。先に述べたように、
dR、dG、dBがそれぞれ5.4μｍ、4.8μｍ、3.7μｍと
なるために例えばＧの上の透明膜７は0.6μｍ、Ｂ
の上の透明膜７は1.7μｍとなるようにする。透明
膜７の材質としては、可視領域（400〜700nｍ）
で、できるだけ透過率が高く、かつ分光透過特性
のフラツトな材料を選び、有機・無機を問わな
い。材料に応じてスピンナ塗装、印刷、蒸着、ス
パッタリング等の方法で形成後、不要部を選択除
去し、これらを繰り返すことにより、上記所定膜
厚の透明膜を形成する。
カラーフイルタ４のうち、Ｇ，Ｂの上部に透明膜
７を厚みを変えて形成する。先に述べたように、
dR、dG、dBがそれぞれ5.4μｍ、4.8μｍ、3.7μｍと
なるために例えばＧの上の透明膜７は0.6μｍ、Ｂ
の上の透明膜７は1.7μｍとなるようにする。透明
膜７の材質としては、可視領域（400〜700nｍ）
で、できるだけ透過率が高く、かつ分光透過特性
のフラツトな材料を選び、有機・無機を問わな
い。材料に応じてスピンナ塗装、印刷、蒸着、ス
パッタリング等の方法で形成後、不要部を選択除
去し、これらを繰り返すことにより、上記所定膜
厚の透明膜を形成する。
この透明膜７は液晶層の厚みを最適値に制御す
る機能を果たすもので、第１０図に示す如くＧ，
Ｂのカラーフイルタ４の下部に予め設けられてい
てもよい。又、第１１，１２図に示すようにＲ，
Ｇ，Ｂすべてのカラーフイルタの上部もしくは下
部に設けられてもよい。この時（第１１，１２図
の場合）のＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに対応
する透明膜の膜厚は例えばＲで0.1μｍ、Ｇで0.7μ
ｍ、Ｂで1.8μｍとする。第９〜１２図のいずれの
場合でもdR、dG、dBが常に5.4μｍ、4.8μｍ、3.7μ
ｍとなつていることが重要なことである。なお、
カラーフイルタと透明膜は独立に形する必要性は
なく、第１０図や第１２図に示す構造では先に凸
凹のある透明膜を形成したのち、まずＧとＢに当
たる部分の透明膜をマスクしてＲを染色、次に今
染色したＲと、Ｂに当たる部分の透明膜をマスク
してＧを染色、最後にＲとＧをマスクしてＢを染
色してＲ，Ｇ，Ｂのカラーフイルタ層を形成して
もよい。この時の透明膜としてはゼラチンを主成
分とする有機膜を選択するのが適当である。
る機能を果たすもので、第１０図に示す如くＧ，
Ｂのカラーフイルタ４の下部に予め設けられてい
てもよい。又、第１１，１２図に示すようにＲ，
Ｇ，Ｂすべてのカラーフイルタの上部もしくは下
部に設けられてもよい。この時（第１１，１２図
の場合）のＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタに対応
する透明膜の膜厚は例えばＲで0.1μｍ、Ｇで0.7μ
ｍ、Ｂで1.8μｍとする。第９〜１２図のいずれの
場合でもdR、dG、dBが常に5.4μｍ、4.8μｍ、3.7μ
ｍとなつていることが重要なことである。なお、
カラーフイルタと透明膜は独立に形する必要性は
なく、第１０図や第１２図に示す構造では先に凸
凹のある透明膜を形成したのち、まずＧとＢに当
たる部分の透明膜をマスクしてＲを染色、次に今
染色したＲと、Ｂに当たる部分の透明膜をマスク
してＧを染色、最後にＲとＧをマスクしてＢを染
色してＲ，Ｇ，Ｂのカラーフイルタ層を形成して
もよい。この時の透明膜としてはゼラチンを主成
分とする有機膜を選択するのが適当である。
このようにして形成したカラーフイルタ、透明
膜の上部に、In2O3、SnO2などの透明電導膜５６
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、表面をラビング処理して用いるが、SiO
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。
膜の上部に、In2O3、SnO2などの透明電導膜５６
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、表面をラビング処理して用いるが、SiO
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２ａ，２ｂを
対向させ（このことによりdG、dRは各々4.8μｍ、
5.4μｍ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２ａ，２ｂを
対向させ（このことによりdG、dRは各々4.8μｍ、
5.4μｍ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行もしくは垂
直に設置される。
ように、配向膜のラビング方向に平行もしくは垂
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、波長の長い光を主
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、波長の短かい光を
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より大きくなつてい
れば問題はない。
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、波長の長い光を主
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、波長の短かい光を
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より大きくなつてい
れば問題はない。
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、又、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、又、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。
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。
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１３図に示す。
第１３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１３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
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光とも透過率はほぼ均等に増加す
る。この為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１３図に示す。
第１３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１３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
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光とも透過率はほぼ均等に増加す
る。この為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。
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。
又、別の観点からみると、たとえ液晶セル組み
立て時に液晶層の厚みが僅かにずれたとしても、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタ部の液晶層の厚み
の最適設計値からの僅かのずれとなるだけで、こ
のことにより、急激に電圧無印加時の光の漏れが
大きくなつたり、所謂ホワイト・バランスが狂つ
て液晶セルが着色したりするといつたことは起こ
らない。
立て時に液晶層の厚みが僅かにずれたとしても、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各カラーフイルタ部の液晶層の厚み
の最適設計値からの僅かのずれとなるだけで、こ
のことにより、急激に電圧無印加時の光の漏れが
大きくなつたり、所謂ホワイト・バランスが狂つ
て液晶セルが着色したりするといつたことは起こ
らない。
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液晶層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
ルタの配置の一例を示した図、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〜第１２図は本発明
の各実施例のカラー液晶表示装置のセル断面図、
第１３図は本発明の装置の緑色フイルタ部の厚さ
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、７
……透明膜。
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
ルタの配置の一例を示した図、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〜第１２図は本発明
の各実施例のカラー液晶表示装置のセル断面図、
第１３図は本発明の装置の緑色フイルタ部の厚さ
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、７
……透明膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対向する第１の基板と第２の基板間に液晶層
を挟持し、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し、前記基板の
少な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
タの複数の特定種あるいは全種に重なるようにし
て透明膜を配置し、前記カラーフイルタの分光透
過特性に応じて前記透明膜の厚みを異ならせるこ
とにより前記カラーフイルタに対応する液晶層の
厚みを変化させ、波長の長い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、波長の短かい光を主として透過
する分光透過特性を示すカラーフイルタに対応す
る液晶層の厚みより大きくさせたことを特徴とす
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の基板の少な
くとも一方の、液晶層を挟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挟持する側の主面
に透明電導膜が配置されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のカラー液晶表示装
置。 ６ 透明膜は、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重ねて配置さ
れ、前記透明膜の厚みが緑と青で異なることを特
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。 ７ 透明膜は、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重ねて配
置され、前記透明膜の厚みが赤、緑、青で異なる
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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016554A JPS60159830A (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 |
|---|---|---|---|
| JP59016554A JPS60159830A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | カラ−液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60159830A JPS60159830A (ja) | 1985-08-21 |
| JPH0548888B2 true JPH0548888B2 (ja) | 1993-07-22 |
Family
ID=11919494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59016554A Granted JPS60159830A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | カラ−液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60159830A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60159827A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−液晶表示パネル |
| JPH0713715B2 (ja) * | 1987-01-22 | 1995-02-15 | ホシデン株式会社 | カラ−液晶表示素子 |
| JPS63213817A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶素子とその製造法 |
| 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 |
| JP3011993B2 (ja) * | 1990-10-26 | 2000-02-21 | 株式会社リコー | カラー液晶素子 |
| JP2710874B2 (ja) * | 1991-06-13 | 1998-02-10 | 沖電気工業株式会社 | 薄膜トランジスタ型液晶表示装置 |
| JP4633297B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2011-02-16 | 大日本印刷株式会社 | 凹凸パターン層の製造方法、およびこの方法を用いて製造される液晶ディスプレイおよびカラーフィルタ |
| JP4633858B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2011-02-16 | 大日本印刷株式会社 | 凹凸パターン層の製造方法、およびこの方法を用いて製造される液晶ディスプレイおよびカラーフィルタ |
| KR20030081905A (ko) * | 2002-04-15 | 2003-10-22 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 포함하는 수직배향형 액정 표시 장치 및 그에 사용되는 색 필터 기판 |
| JP3900077B2 (ja) | 2002-12-10 | 2007-04-04 | セイコーエプソン株式会社 | カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び、電子機器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916552A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | 株式会社ハイテク研究所 | 文書細断機 |
| JPS5916553A (ja) * | 1982-07-17 | 1984-01-27 | 井口 富之 | 冷凍餌料砕氷機 |
| JPS60159827A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−液晶表示パネル |
-
1984
- 1984-01-31 JP JP59016554A patent/JPS60159830A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916553A (ja) * | 1982-07-17 | 1984-01-27 | 井口 富之 | 冷凍餌料砕氷機 |
| JPS5916552A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | 株式会社ハイテク研究所 | 文書細断機 |
| JPS60159827A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−液晶表示パネル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60159830A (ja) | 1985-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |