JPH07181472A - カラー液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH07181472A JPH07181472A JP5326426A JP32642693A JPH07181472A JP H07181472 A JPH07181472 A JP H07181472A JP 5326426 A JP5326426 A JP 5326426A JP 32642693 A JP32642693 A JP 32642693A JP H07181472 A JPH07181472 A JP H07181472A
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Abstract
ホワイトバランスを改善し、液晶セルの着色を防止す
る。 【構成】 G(緑色)フィルタの透過波長域を狭めた分
光透過特性とする。画素の配列は、4画素を構成単位と
し、Gフィルタが2画素対角線に並び、残る2画素はR
(赤色)とB(青色)から成る画素配列とする。
Description
関し、特にカラーフィルタに関するものである。
てフルカラー表示を行う場合、カラーフィルタの製造法
として、一般的に顔料分散法、染色法、干渉フィルタ法
などが用いられている。その中でも無機薄膜を用いた干
渉フィルタ法は、耐光性・耐熱性が良好でかつ分光透過
特性が優れているという点で、従来より活発な開発・実
用化が進められてきており、液晶パネルに無機薄膜を用
いた干渉フィルタを用いることは、たとえば、特開昭5
4−59957により知られている。
多層積層することにより作成される干渉フィルタを用
い、図5に示したように画素配列が3画素を1組とする
配列(例えばデルタ配列)を構成した場合、色再現性の
優れた分光透過特性を得るには膜厚を非常に厚くする必
要がある。図6は、図5のb−b′における断面図であ
る。それぞれの記号は、11aと11b:透明基板、1
2:遮光膜、13:カラーフィルタ、14aと14b:
透明導電膜、15aと15b:配向膜、16:液晶層、
17aと17b:偏光板である。ここで例えば図7に示
したような色再現性の優れた分光透過特性を得るために
は、Rフィルタでは29層の積層で1.91μm、Gフ
ィルタは50層で3.73μm、Bフィルタは29層で
2.46μmが必要である。そのため3色間の段差が最
大1.82μmと大きくなり、この段差により、透明導
電膜7bの段切れや配向膜の密着性が悪くなるといった
問題が生じる。またd△nの値(ここでd:液晶層の厚
み、△n:液晶の複屈折率)の3色間におけるばらつき
が大きくなってしまう。特に、TN液晶を使った表示に
おいては光電変換特性はd△nの値に依存するため大き
な問題となる。また成膜において、このような多層な膜
構成では技術的にもコスト的にも正確なパターンを形成
することは困難である。さらに、デルタ配列において
は、データバスラインが折れ曲がってしまい複雑になる
ので液晶パネルの開口率が小さくなってしまうという欠
点がある。従って、4画素が構成要素でGフィルタが対
角線上に並び、残りの2色はRとBによる配列(図3)
は、配線が単純になるので、開口率を大きく取れるとい
う点で有利である。
成し、4画素が構成要素でGフィルタが対角線に並ぶ配
列(図3)とした場合には、デルタ配列に比べて視感透
過率が大きいもののGフィルタの影響が大きく、図8に
示されるようにホワイトバランスがG側に引っ張られる
傾向があった。(図8:上記デルタ配列と同じ膜構成に
おける4画素配列のCIE色度図)これにより、液晶セ
ルが着色し、表示品位が悪くなるといった問題が生じ
る。
るために、画素配列を4画素を1組とした配列にし、透
過率の高い、色再現性の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。
は、R(赤色)・G(緑色)・B(青色)の3色の干渉
カラーフィルタを用い、画素配列を4画素を1組とした
配列にして各フィルタの膜構成をそれぞれ光学的に最適
化し、かつ分光透過特性におけるGフィルタの透過スペ
クトルの半値幅を40nm以下、望ましくは30nm以
下にする事により、上記目的が達成される。
Bの3色のカラーフィルタを用い、画素配列を4画素を
1組とした配列にして各フィルタの膜構成をそれぞれ光
学的に最適化し、かつM(マゼンタ色)のフィルタをバ
ックライトもしくは投写用光源として用いられたランプ
に付加することにより、上記目的が達成される。
Bの3色のカラーフィルタを用い、画素配列を4画素を
1組とした配列にして各フィルタの膜構成をそれぞれ光
学的に最適化し、かつ光源の発光スペクトルにおいてG
フィルタの透過波長域のエネルギーを概ね1/2に減ら
したランプをバックライトもしくは投写用光源として用
いることにより、上記目的が達成される。
パネルを3枚用い、各々3枚のパネルに上記方法で作成
されたR、G、Bの干渉フィルタを対応させた液晶プロ
ジェクターにおいてG用パネルに対応したG用カラーフ
ィルタの透過スペクトルを40nm以下、望ましくは3
0nm以下にする事により、上記目的が達成される。
トバランスが改善され、液晶セルの着色を防止できる。
さらに3色の干渉フィルタの段差が低減されたので透明
導電膜の段切れもなくすることができ、配向膜の密着性
も向上させることができる。
び、残りの2色はRとBによる配列とすることにより、
データバスラインを単純にすることが出来、開口率を大
きく取ることが出来る。
ラー液晶表示装置の製造方法を図2を用いて説明する。
図2は、本発明により作成したカラーフィルタであり、
図3のa−a′における断面図である。それぞれの記号
は、11aと11b:透明基板、12:遮光膜、13:
カラーフィルタ、14aと14b:透明導電膜、15a
と15b:配向膜、16:液晶層、17aと17b:偏
光板である。
ラスもしくは石英による透明基板11b上にAl,C
u,Cr,Niなどの金属により遮光膜12をパターン
化する。その後、その上部にカラーフィルタ13を成膜
する。カラーフィルタ13には、交互多層膜を真空蒸着
法によって形成したR・G・Bの3色の干渉フィルタを
用いた。今回は薄膜材料に化学的及び機械的に安定した
TiO2 /SiO2 を用いた。 Gフィルタ層の膜層数を
50層から27層に減らし、膜厚を3.73μmから
2.11μmに減らすことにより、Gフィルタの透過波
長域(立上り/立下りのカットオフの設計波長)を狭め
た。一方Rフィルタの膜厚は29層の積層で1.91μ
m、Bフィルタは29層で2.46μmであるので、3
色間の段差を、従来においては最大1.82μmであっ
たのを0.7μmへと低減した。この程度の段差であれ
ば、後にSiO2 を積層して平坦化を行うとしても容易
に行うことができる。カラーフィルタ13をパターニン
グは、パターニングにはリフトオフ法もしくはドライエ
ッチング法でR・G・Bそれぞれのフィルタについて行
う。本実施例では、図3に示したように画素配列を2×
2の4画素を1組として、そのうち一方の対角の2画素
はGフィルタに、他方の対角の2画素は各々Rフィルタ
とBフィルタに配置してパターン形成した。なお、1つ
の行または列方向には2色(GとRもしくはGとB)を
交互に繰り返す形で並べる。
ィルタ13の上部に、ITOなどの透明導電膜14bを
形成し、その上に配向膜15b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。本発明においては、カラーフィルタ
の段差が低減されているので透明導電膜が段差により段
切れをおこすこともなく、段差により配向膜の密着性が
悪くなることもない。また、 もう一方の透明基板2aに
も先に述べたのと同じ方法で、透明導電膜14a、配向
膜15aを形成し、2枚の透明基板を貼り合わせたのち
液晶16を封入する。
なるように、配向膜のラビング方向に平行もしくは垂直
に配置される。
タを用いたカラー液晶表示装置が製造される。なお、本
実施例のように4画素を1組とし、Gの2画素を一方の
対角に、またRとBの2画素を他方の対角に配置したカ
ラーフィルタの配列は、図3に示すように同一の行また
は列に2色が存在する場合と図9に示すように同一の行
または列に3色が存在する場合の2通りの配列方法があ
る。しかし後者はRとBの密度の均一性が悪く、Bのパ
ターンが斜め方向に近接している。それにより、RやG
に比べて暗いBのパターンが斜め方向につながって見え
てしまい、Bの解像度が低下するため前者が優れてい
る。また、後者は、同一行に存在する行がR、G、Bの
3色であるのに対し、前者は同一行に存在する色が2色
(GとRもしくはGとB)であり、外部での色切り換え
回路の構成が簡単になるという利点がある。
タの分光透過特性ならびにCIE色度図を示す。このう
ちGフィルタの分光透過特性は膜層数と膜厚の低減を行
い、透過波長域を狭めた。従来例におけるGの透過スペ
クトルの半値幅は、約55nmであったものを(図
7)、40nm以下とすることにより、問題とならない
ホワイトバランスを得る事ができた。(図1(a)、図
4(a))さらには、30nm以下にすることにより優
れたホワイトバランスを得る事ができた。(図1
(b)、図4(b))また3色間の段差も低減でき、透
明導電膜の段切れを防止することができた。また、配向
膜の密着性を悪化させることもなく、さらには、d△n
値も望ましい値にすることができた。本実施例において
は、干渉フィルタを使用しているが、同様の考え方によ
り、さまざまな実施例が考えられる。例えば、顔料分散
法や染色法によるカラーフィルタにおいても同様の考え
方によりホワイトバランスの改善を行うことができる。
これらのカラーフィルタにおいても、図3に示すような
配列とし、Gフィルタの透過スペクトルの半値幅が大き
く40nmをこえる場合には、ホワイトバランスがG側
に引っ張られて液晶セルが、着色してしまう。従って、
これらのカラーフィルタにおいても、Gフィルタの透過
スペクトルの半値幅を40nm以下、望ましくは30n
m以下とする事により、色再現性の優れたカラー液晶表
示装置を実現することができる。
示す。
ィルタの段差低減にはならないが、M(マゼンタ色)フ
ィルタをバックライトもしくは投写用光源として用いら
れたランプに付加することで光源自体のもつG付近のエ
ネルギースペクトルを減らし、ホワイトバランスの調整
を行うこともできる。また、このM(マゼンタ色)フィ
ルタは、Gフィルタの透過スペクトルの半値幅を減らし
たカラーフィルタに重ねて使用することにより、Gの透
過率を調整してホワイトバランスを改善することもでき
る。
ようなランプをバックライトもしくは投写用光源として
用い、Gフィルタの透過波長域のエネルギーを概ね1/
2に減らすことによりホワイトバランスの調整を行うこ
ともできる。
を3枚用い、各々3枚のパネルに上記方法で作成された
R、G、Bの干渉フィルタを対応させた液晶プロジェク
ターにおいてG用パネルに対応したG用カラーフィルタ
の透過スペクトルを40nm以下、望ましくは30nm
以下にすることにより、色バランスが良く、色再現性の
良い液晶プロジェクターを実現することが出来る。
ホワイトバランスのずれによる液晶セルの着色の問題を
解決することができる。このため、本発明はカラー液晶
表示装置の表示品位の向上に多大な効果がある。
特性を示した図。
図。
図。
た図。
示した図。
の干渉フィルタのCIE色度図。
存在する場合の配列方法を示す図。
Claims (11)
- 【請求項1】 無機薄膜の多層構造によるカラーフィル
タにおいて、4画素を構成単位とし、かつG(緑色)フ
ィルタが2画素対角線に並び、残る2画素がそれぞれR
(赤色)フィルタとB(青色)フィルタから成り、かつ
同一の行または列には3色のうち2色(GとRもしくは
GとB)のカラーフィルタが接続されたことを特徴とす
るカラー液晶表示装置。 - 【請求項2】 透過スペクトルの半値幅が40nm以下
のGフィルタを使用したことを特徴とする請求項1記載
のカラー液晶表示装置。 - 【請求項3】 透過スペクトルの半値幅が30nm以下
のGフィルタを使用したことを特徴とする請求項1記載
のカラー液晶表示装置。 - 【請求項4】 M(マゼンタ色)フィルタをバックライ
トもしくは投写用光源として用いられたランプに付加し
たことを特徴とする請求項1に記載のカラー液晶表示装
置。 - 【請求項5】 光源の発光スペクトルにおいて、Gフィ
ルタの透過波長域のエネルギーを概ね1/2に減らした
ランプをバックライトもしくは投写用光源として用いる
ことを特徴とする請求項1に記載のカラー液晶表示装
置。 - 【請求項6】 顔料分散法もしくは染色法によるカラー
フィルタにおいて、4画素を構成単位とし、かつG(緑
色)フィルタが2画素対角線に並び、残る2画素がそれ
ぞれR(赤色)フィルタとB(青色)フィルタから成
り、かつ同一の行または列には3色のうち2色(GとR
もしくはGとB)のカラーフィルタが接続され、かつ、
Gフィルタの透過スペクトルの半値幅を40nm以下と
したことを特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項7】 顔料分散法もしくは染色法によるカラー
フィルタにおいて、4画素を構成単位とし、かつG(緑
色)フィルタが2画素対角線に並び、残る2画素がそれ
ぞれR(赤色)フィルタとB(青色)フィルタから成
り、かつ同一の行または列には3色のうち2色(GとR
もしくはGとB)のカラーフィルタが接続され、かつ、
Gフィルタの透過スペクトルの半値幅を30nm以下と
したことを特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項8】 顔料分散法もしくは染色法によるカラー
フィルタにおいて、4画素を構成単位とし、かつG(緑
色)フィルタが2画素対角線に並び、残る2画素がそれ
ぞれR(赤色)フィルタとB(青色)フィルタから成
り、かつ同一の行または列には3色のうち2色(GとR
もしくはGとB)のカラーフィルタが接続され、かつM
(マゼンタ色)フィルタを、バックライトもしくはもし
くは投写用光源として用いられたランプに付加したこと
を特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項9】 顔料分散法もしくは染色法によるカラー
フィルタにおいて、4画素を構成単位とし、かつG(緑
色)フィルタが2画素対角線に並び、残る2画素がそれ
ぞれR(赤色)フィルタとB(青色)フィルタから成
り、かつ同一の行または列には3色のうち2色(GとR
もしくはGとB)のカラーフィルタが接続され、かつ光
源の発光スペクトルにおいて、Gフィルタの透過波長域
のエネルギーを概ね1/2に減らしたランプをバックラ
イトもしくは投写用光源として用いることを特徴とする
カラー液晶表示装置。 - 【請求項10】 モノクロパネルを3枚用い、各々3枚
のパネルに上記方法で作成されたR、G、Bの干渉フィ
ルタを対応させた液晶プロジェクターにおいてG用パネ
ルに対応したG用カラーフィルタの透過スペクトルの半
値幅を40nm以下としたことを特徴とするカラー液晶
表示装置。 - 【請求項11】 モノクロパネルを3枚用い、各々3枚
のパネルに上記方法で作成されたR、G、Bの干渉フィ
ルタを対応させた液晶プロジェクターにおいてG用パネ
ルに対応したG用カラーフィルタの透過スペクトルの半
値幅を30nm以下としたことを特徴とするカラー液晶
表示装置。
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CN (1) | CN1062076C (ja) |
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