JPH0651301A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0651301A
JPH0651301A JP20340392A JP20340392A JPH0651301A JP H0651301 A JPH0651301 A JP H0651301A JP 20340392 A JP20340392 A JP 20340392A JP 20340392 A JP20340392 A JP 20340392A JP H0651301 A JPH0651301 A JP H0651301A
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JP
Japan
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light
color
liquid crystal
display device
filter
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Pending
Application number
JP20340392A
Other languages
English (en)
Inventor
Chiaki Domoto
千秋 堂本
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JPH0651301A publication Critical patent/JPH0651301A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 赤色光、緑色光、および青色光をそれぞれ透
過するカラーフィルターR、G、Bのうち、緑色光を透
過するカラーフィルターGの面積を青色光を透過するカ
ラーフィルターBの面積よりも大きくした。 【効果】 青色光の視感度を落とすことなく、一画素全
体のピッチを小さくでき、その結果高精細化したカラー
液晶表示装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,ビデオカメラ用ビュー
ファインダーや小型テレビ、OA機器のディスプレイな
どに用いられる液晶表示装置に関し、特にカラーフィル
ターを設けたカラー液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
から、電極が形成された二枚のガラス基板間に液晶を封
入すると共に、いずれか一方のガラス基板に赤色光
(R)、緑色光(G)、または青色光(B)を透過する
カラーフィルターを設けたカラー液晶表示装置がある。
このカラーフィルイターの色配置は、従来から種々研究
されており、例えば図4(a)に示すように、一つの画
素に対応してRGBをストライプ状に配列したもの、図
4(b)に示すように、RGB三色のフィルターを列毎
に一つづつずらして斜めモザイク状に配列したもの、ま
た図4(c)に示すように、RGBの三色のフィルター
を列毎に半行づつずらして三角モザイク状に配列したも
のなどがある。このような色配置の形態で重要なこと
は、RGBを全て点灯したときに加法混色による白色が
明るく、鮮やかで、しかも容易に製造できる形態でなけ
ればならない。すなわち、斜めモザイク状に配列したも
のや、三角モザイク状に配列したものは、走査信号線や
画像信号線を屈曲して設けなければならず、これら配線
の断線や短絡を誘発し易くなることから、高精細化を行
う際には、図4(a)に示すようなストライプ状に配列
するのが有利である。
【0003】一方、ワープロやパソコンなどのOA機器
に用いられる大型カラー液晶表示装置は、現在、縦方向
と横方向の画素数が640×480個(VGA対応)の
ものが主流になっており、このようなカラー液晶表示装
置の開口率はおよそ35%で、対角が10.4インチの
表示装置にしようとすると、一画素のピッチは330μ
mになる。また、縦方向と横方向の画素数が1024×
768個(XGA対応)のものでは対角が17インチの
表示装置になり、縦方向と横方向の画素数が1152×
900個(EWA対応)のものでは対角が20インチを
越えてしまう。
【0004】このように対角が17インチを越えるよう
な大型のアクティブマトリックス型液晶表示装置では、
薄膜トランジスタを始めとする各構成要素を均質に製造
することが非常に困難になり、また使い勝手も著しく悪
くなる。すなわち、携帯用のOA機器などへの組み込み
が困難になる。したがって、画素数の多い液晶表示装置
を設計するには、画素ピッチを小さくすることが必須に
なる。
【0005】ところが、画素ピッチを小さくすると、一
画素当たりの光源からの光量が少なくなり、カラーフィ
ルターを透過する光量も少なくなる。また、赤色光、緑
色光、および青色光の各フィルターを透過した光の視感
度は、各色によって異なる。すなわち、液晶パネルの裏
面側に配設されるバックライトの各色毎の輝度の相違
や、カラーフィルターの各色毎の光透過率の相違に起因
して、緑色光の視感度は比較的良好であるが、青色光の
視感度は非常に悪い。視感度の最も悪い青色光用フィル
ターのピッチは、最低70μm必要であると考えられお
り、このような幅を有するフィルターを3色分設ける
と、一画素の最小ピッチは、最低210μm(70μm
×3色分)必要になる。
【0006】したがって、従来の液晶表示装置では、カ
ラーフィルターを透過する青色光の視感度が、液晶表示
装置の高精細化の妨げになるという問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その特徴
とするところは、電極が形成された二枚の基板間に液晶
を封入すると共に、いずれか一方の基板に赤色光、緑色
光、または青色光を透過するカラーフィルターを設けた
液晶表示装置において、赤色光、緑色光、または青色光
を透過するカラーフィルターのうち、緑色光を透過する
カラーフィルターの面積を青色光を透過するカラーフィ
ルターの面積よりも小さくした点にある。
【0008】
【作用】上記のように構成すると、青色光の視感度を落
とすことなく、一画素全体のピッチを小さくでき、その
結果高精細化したカラー液晶表示装置を提供することが
できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る液晶表示装置を添付図面
に基づき詳細に説明する。図1は、本発明に係る液晶表
示装置に用いられるフィルターの構成を示す図である。
図1中、Rは赤色光透過用フィルターを示し、Gは緑色
光透過用フィルターを示し、Bは青色光透過用フィルタ
ーを示す。このR、G、Bで一画素が構成される。ま
た、このR、G、Bのフィルターは、全体として矩形状
に形成され、それぞれのフィルターはストライプ状に配
置される。また、緑色光透過用フィルターBは、青色光
透過用フィルターGよりも小面積に形成される。
【0010】図2に、液晶表示装置に一般的に用いられ
る冷陰極蛍光ランプから成るバックライトの各色毎の発
光強度を示す。波長430nmの青色光は5.6μW/
cm2 の発光強度があり、波長550nmの緑色光は
9.8μW/cm2 の発光強度があり、波長615nm
の赤色光は5μW/cm2 の発光強度がある。すなわ
ち、液晶表示装置に用いられるバックライト自体によっ
て各色の発光強度は異なる。
【0011】図3に、顔料分散法によって2.0μmの
厚みに形成したカラーフィルターの光透過率を示す。図
3で明らかなように、青色光透過用フィルターBの透過
率は60%であり、緑色光透過用フィルターGの透過率
は73%であり、赤色光透過用フィルターRの透過率は
90%である。
【0012】上述のバックライトの各色の輝度とカラー
フィルターの透過率を勘案して、それぞれの色が同一比
で認識できるようにするには、R、G、B各色のカラー
フィルターの面積比を3.4:2.1:4.5に設定す
ればよい。また、最も視感度の悪い青色光用フィルター
Bのピッチ(図1中のc)は、最低70μmであると考
えられていることから、このピッチを基準に、緑色光用
フィルターGのピッチ(図1中のa)と赤色光用フィル
ターRのピッチ(図1中のb)を考えると、緑色光用フ
ィルターGは30μmになり、赤色光用フィルターRは
50μmになる。したがって、各色の視感度に応じてフ
ィルターを形成すると、一画素当たりのカラーフィルタ
ーのピッチは、従来の210μmから150μm(70
μm+30μm+50μm)まで微細化できることが判
る。
【0013】このようなカラーフィルターは、印刷の原
理を応用した印刷法、フォトリソグラフィーを使用する
染色法と顔料分散法、電気化学的に色素を付着する電着
法などによって製造される。
【0014】印刷法には、オフセット印刷法やスクリー
ン印刷法などがあるが、比較的精度の高い平版式のオフ
セット印刷法が現在主流となっている。これは、印刷パ
ターンを描いた金属にインクを載せ、それをゴム性のブ
ランケットと呼ばれる弾性体に転写した後、液晶を挟持
するガラス基板上に写す手法である。材料としては、イ
ンクの基材として有機ビヒクル、エポキシ樹脂などが用
いられ、これに着色材として0.1μm以下に粉砕して
透明性を向上させた顔料を添加する。印刷法は、粘性の
あるインクに圧力をかけて圧着するため、パターン端部
の精度が出にくいが、黒色のライン(ブラックマトリク
ス)を予め形成しておいて、その上から各色のフィルタ
ーを形成することによって精度を出すように形成され
る。このように形成することによって、色パターンの精
度が補償され、しかも色パターンが多少ずれても隙間を
形成しないようにすることができる。
【0015】フォトリソグラフィーを用いてパターニン
グする製法には、染料を使用する染色法と耐性に優れる
顔料を使う顔料分散法がある。
【0016】染色法によるフィルターは、まず、ゼラチ
ン、ガゼイン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコ
ールなどの可染性水溶液高分子材料に重クロム酸塩を加
えて感光性を付与した材料をガラス基板上に塗布し、次
に、ネガ型のフォトマスクを介して紫外線露光してパタ
ーンを刻み、これを酸性染料や反応性染料で着色するこ
とにより形成される。この工程を3回繰り返してR・G
・Bを形成する。一色分着色した後は、アクリル、ウレ
タン、エポキシ樹脂などの防染膜を施すか、タンニン酸
などによる染色媒体表面の化学処理を行って混色を防
ぐ。
【0017】一方、顔料分散法は耐熱塗料、プラスチッ
ク着色用に使用されている顔料を染料の代わりに使用す
る。顔料を均一に分散した感光性の樹脂をガラス基板に
塗布し、紫外線露光して着色パターンを作る。通常は紫
外線露光前に、紫外線を吸収し感光性を劣化させるO2
を遮断する膜を塗る必要がある。これらの工程を3色分
繰り返す。このような顔料分散法は、フォトリソグラフ
ィーによるので、パターン精度は前述の染色法と同様に
高いという特徴がある。顔料分散法に使うレジスト樹脂
としては、感光基のスチルバゾルを導入した高感度なP
VA樹脂、感光性ポリイミド、或いは感光性アクリルな
どがある。また顔料としては安定性、耐光性に優れる有
機顔料や無機顔料が用いられ、例えば緑色を出すにはフ
タロシアニン系顔料などが用いられる。
【0018】また、電着法では、色素を分散した高分子
樹脂を溶媒中に溶解または分散させ、これを電気化学的
に電極に付ける。すなわち、まずガラス基板上にITO
を付けてパターニングする。透明度と安定性に優れるポ
リエステルを高分子基材とし、これに水に溶けるとマイ
ナスイオンになるカルボキシル基を導入すると共に、高
分子に顔料(粒径0.1〜0.2μm)を分散して水に
溶かす。ITOにプラスの電圧を印加して、まず赤(色
の順番は任意)の電着浴に浸す。すると通電したITO
のみにマイナスに帯電した高分子が付着する。次に、導
電ペーストを塗り、電圧を印加して緑を付ける。これと
同じ工程を繰り返し、最後に青を付ける。なお、高分子
がいったん付着したITOは絶縁性になるため、他の色
は電着されない。この電着法では、印加電圧を制御する
ことによって、膜厚を制御できることから、膜厚制御性
に優れ、色素のバインダーとして熱硬化性樹脂を使うた
め耐熱、耐光、耐薬品性に優れる。また、電着浴に浸し
て着色するため大型化が可能になるという特徴もある。
【0019】電着法とフォトリソグラフィーを組み合わ
せたレジスト電着転写法もある。このレジスト電着転写
法では、まず、表面粗さがRmax =0.1μm以下に研
磨した銅およびステンレス板を用意する。これを柔軟な
フィルム上につけてマスター基板とし、この上にレジス
トを塗布する。次にマスクをしてフォトリソグラフィー
でパターニングした後、各色をそれぞれ電着塗装する。
その後、全面露光により格子状の空きの部分にあるレジ
ストを除去して、ブラックマトリクスを電着する。最後
に光硬化型粘着性プライマーを塗布したガラス基板に圧
着して、光照射を行いR・G・Bパターンを転写する。
この製法は、平坦性が確保でき、パターン精度に優れ、
大型化に対応できるなどの特徴がある。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る液晶表示装
置によれば、赤色光、緑色光、および青色光をそれぞれ
透過するカラーフィルターのうち、緑色光を透過するカ
ラーフィルターの面積を青色光を透過するカラーフィル
ターの面積よりも大きくしたことから、一画素当たりの
ピッチを大きくすることなく、視感度の悪い青色光を透
過するフィルターの面積だけを大きくすることができ、
もって青色光の視感度を落とすことなく、一画素全体の
ピッチを小さくでき、その結果高精細化したカラー液晶
表示装置を提供することができる。すなわち、本発明に
よれば、縦方向と横方向の画素数が640×480個
(VGA対応)のものでも、その表示装置の対角は4.
8インチにすることができ、縦方向と横方向の画素数が
1024×768個(XGA対応)のものでも、その表
示装置の対角は7.7インチにすることができ、さらに
縦方向と横方向の画素数が1152×900個(EWA
対応)のものでも対角は8.8インチにすることができ
る。したがって、ノート型パソコンやノート型ワープロ
への搭載も可能になる。また、プロジェクションタイプ
のテレビなども、従来はパネル自体の小型化と画素数増
加のため、赤色光用パネル、緑色光用パネル、および青
色光用パネルを別個に形成した3板式となっており、本
体自体が大型化し高価格であったが、本発明のように、
高密度なパネルを使用することにより、単板式にするこ
とができ、このような問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示装置に用いられるカラー
フィルターの構成を示す図である。
【図2】液晶表示装置に用いられるバックライトの各色
毎の発光強度を示す図である。
【図3】カラーフィルターの光透過率を示す。
【図4】従来の液晶表示装置に用いられるカラーフィル
ターの構成を示す図であり、(a)は、RGBをストラ
イプ状に配列したもの、(b)は、RGBを斜めモザイ
ク状に配列したもの、(c)は、RGBを三角モザイク
状に配列したものを示す。
【符号の説明】
R・・・赤色光透過用フィルター、G・・・緑色光透過
用フィルター、B・・・青色光透過用フィルター。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極が形成された二枚の基板間に液晶を
    封入すると共に、いずれか一方の基板に赤色光、緑色
    光、または青色光を透過するカラーフィルターを設けた
    液晶表示装置において、赤色光、緑色光、または青色光
    を透過するカラーフィルターのうち、緑色光を透過する
    カラーフィルターの面積を青色光を透過するカラーフィ
    ルターの面積よりも小さくしたことを特徴とする液晶表
    示装置。
  2. 【請求項2】 前記赤色光、緑色光、または青色光を透
    過するカラーフィルターをストライプ状に形成すると共
    に、この赤色光、緑色光、または青色光を透過するカラ
    ーフィルターの短辺の合計を150μm〜210μmに
    設定したことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装
    置。
JP20340392A 1992-07-30 1992-07-30 液晶表示装置 Pending JPH0651301A (ja)

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