JPH10104604A - カラー液晶装置 - Google Patents

カラー液晶装置

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JPH10104604A
JPH10104604A JP8255076A JP25507696A JPH10104604A JP H10104604 A JPH10104604 A JP H10104604A JP 8255076 A JP8255076 A JP 8255076A JP 25507696 A JP25507696 A JP 25507696A JP H10104604 A JPH10104604 A JP H10104604A
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JP
Japan
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liquid crystal
color
light
crystal device
electrode
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JP8255076A
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English (en)
Inventor
Manabu Iwasaki
学 岩▲崎▼
Akira Tsuboyama
明 坪山
Kazunori Katakura
一典 片倉
Jun Iba
潤 伊庭
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏れ光によるコントラストの低下及び金属配
線の露出による反射に基づく特性の低下を防ぐことので
きるカラー液晶素子を提供する。 【解決手段】 液晶を挟持する一方の基板2aにカラー
フィルタ7及びカラーフィルタ間を遮光する遮光手段6
を形成すると共に、遮光手段6を分断して一方の基板2
aに形成された信号電極4と、他方に形成された走査電
極間における短絡を防ぐようにする。さらに、この遮光
手段6の分断箇所を、遮光手段6のカラーフィルタ7を
隔てている領域と重ならない位置とすることにより、漏
れ光がカラーフィルタ7を通過するようにして漏れ光に
よるコントラストの低下を防ぐと共に、金属配線81
a,81bの露出による反射に基づく特性の低下を防
ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶装置に
関し、特に画素間の遮光技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、カラー画像表示を行うためのカラ
ー液晶装置としては、液晶を挟持する一対の基板の一方
に複数のストライプ状の走査電極群を、他方に複数のス
トライプ状の情報電極群を走査電極群に対し直交するよ
うにそれぞれ配置する一方、走査電極と情報電極との交
差部に形成される光シャッターをマトリクス状に配置す
ると共に、この光シャッターにカラーフィルタと、画素
間領域の遮光のための遮光手段であるブラックマトリク
スとを組み合わせるようにした構成のものがあった。
【0003】そして、このようなカラー液晶装置におい
ては、カラーフィルタの各色に対応した光シャッター群
で一つの画像表示単位(画素)を構成すると共に、カラ
ーフィルタ各色に対応した領域がそれぞれ中間調表示を
することで任意のカラー画像表示を可能としている。ま
た、液晶材料に強誘電性液晶などに代表される双安定液
晶を用いた場合は、カラーフィルタの各色に対応した領
域を複数の光シャッターで構成し、点灯する光シャッタ
ーの面積比率を調節することにより中間調表示を可能と
している。
【0004】ところで、このような構成のカラー液晶装
置においては、各基板における隣接する1組の走査電極
間、又は隣接する1組の情報電極間の絶縁を確保するた
めに絶縁層を形成するようにしているが、液晶セル製造
時、ブラックマトリクスと電極との間の絶縁層に欠陥が
生じショートが発生した場合、ブラックマトリクスを経
由し、隣接する走査電極同士又は情報電極同士がショー
トしてしまうことがある。
【0005】そこで、従来はブラックマトリクスを分断
することによってブラックマトリクスを通じた電極間の
ショートを減らすようにしていた。なおここで、このブ
ラックマトリクスの分断はカラーフィルタの各色の隙間
の領域で行うと共に、その分断箇所をストライプ状電極
に設けた金属配線によって被うようにしており、これに
より画素の開口率を保ったまま画素間領域を遮光するこ
とが可能となるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のカラー液晶装置において、液晶セル製造時にブラ
ックマトリクスと金属配線との間に位置ずれ(アライメ
ントずれ)が生じた場合には、画素間から漏れ光が生
じ、表示装置のコントラストが低下してしまうという問
題点があった。なお、このコントラストの低下を抑える
ためブラックマトリクスに反射率の低いものを使用した
場合でも、その分断箇所は金属配線が露出するため、そ
の金属配線による反射光が装置の特性を低下させるとい
う問題点があった。
【0007】そこで、本発明は、このような問題点を解
決するためになされたものであり、漏れ光によるコント
ラストの低下及び金属配線の露出による反射に基づく特
性の低下を防ぐことのできるカラー液晶装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方の基板上
に遮光層とカラーフィルタと電極とを積層したカラー液
晶装置において、少なくとも1組の画素間において前記
遮光層を分断すると共に分断された箇所を覆うように前
記カラーフィルタを設けたことを特徴とするものであ
る。
【0009】また本発明は、前記遮光層を異なる色の前
記カラーフィルタ間に配したことを特徴とするものであ
る。
【0010】また本発明は、前記分断された箇所を覆う
ように前記電極を構成する金属配線を設けたことを特徴
とするものである。
【0011】また本発明は、液晶を挟持する一対の基板
の一方には情報電極を、他方には前記情報電極と直交す
る走査電極を形成すると共に、少なくとも前記一対の基
板の片方の基板にはカラーフィルタ及び前記カラーフィ
ルタ間を遮光する遮光手段を形成するようにしたカラー
液晶装置において、前記遮光手段を分断する一方、前記
遮光手段の分断箇所を該遮光手段の前記カラーフィルタ
を隔てている領域と重ならない位置としたことを特徴と
するものである。
【0012】また本発明は、前記カラーフィルタ及び遮
光手段を前記情報電極を有する基板に設け、前記遮光手
段を前記情報電極に平行に分断したことを特徴とするも
のである。
【0013】また本発明は、前記液晶は、メモリー型液
晶であることを特徴とするものである。
【0014】また本発明は、前記液晶は、カイラルスメ
クチック液晶であることを特徴とするものである。
【0015】また本発明は、前記液晶は、カイラルネマ
チック液晶であることを特徴とするものである。
【0016】また本発明によれば、遮光手段が分断さ
れ、その分断箇所にはカラーフィルタが存在しているの
で、隣接電極間のショートが防止でき、しかも分断箇所
に金属配線が存在しても反射光の量は少なくなり、装置
の表示特性の低下を防ぐ。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
【0018】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
液晶素子の断面を表す模式図である。同図において、1
はカラー液晶装置、2a,2bはカイラルスメクチック
液晶(以下液晶という)3を挟持する一対のガラス基板
である。そして、このガラス基板2a,2bの一方のガ
ラス基板(以下第1基板という)2aにはIn23
ITO等の透明な情報電極4が、また他方のガラス基板
(以下第2基板という)2bには情報電極4と直交する
と共に情報電極4と同様In23 やITO等の透明な
走査電極5が形成されており、それぞれの電極4,5間
に電圧を印加することによって液晶3を駆動するように
なっている。
【0019】また、6は第1基板2a上に形成されたM
oTa等を材料とするブラックマトリクス、7はカラー
フィルタであり、このカラーフィルタ間は遮光手段であ
るブラックマトリクス6により遮光されるようになって
いる。さらに8a,8bは、情報電極4及び走査電極5
の電気伝導度を高めるためにAl等により形成された金
属配線、9a,9bは金属配線8a,8bの表面に形成
された厚さが200〜3000ÅのSiO2 、TiO
2 、Ta25 等を材料とする絶縁膜、10a,10b
はポリイミドで形成され、液晶3を均一に配向するため
の一軸性配向軸を有する配向制御膜である。
【0020】ここで、この配向制御膜10a,10bは
第1及び第2基板2a,2bの表面に酸化タンタルの薄
膜をスパッタ法にて形成した後、その上にポリアミド酸
LQ−1802の1%N−メチル−ピロリドン(NM
P)溶液をスピナーにて塗布し、270℃で1時間焼成
することによって形成されたものである。
【0021】また、この配向制御膜10a,10bは、
配向方向が第2基板2bの配向制御膜(以下第2配向制
御膜という)10bの配向軸を基準として第1基板2a
の配向制御膜(以下第1配向制御膜という)10aの配
向軸が第1配向制御膜10a側の基板側から見て左回り
に6°の交差角を有するように一軸性配向処理を行い、
かつ同一向き(同図において矢印Aで示す向き)になる
ようにラビング処理してある。
【0022】一方、同図において、11a,11bは偏
光板、12はシリカビーズ、アルミナビーズなどのビー
ズスペーサである。そして、このビーズスペーサ12に
より第1基板2a及び第2基板2bとの間隔を、カイラ
ルスメクチック液晶3のらせん構造の発現を抑制するの
に十分に小さい距離である0.1μm〜3μmの範囲内
に設定するようにしている。なお、本実施の形態におい
ては、この基板間隙を1.2μm〜1.3μmとした。
【0023】ところで、本実施の形態においては、第1
基板2aに形成される遮光手段又は遮光層としてのブラ
ックマトリクス6を、図2のような分断部分6aを有す
るパターンに、カラーフィルタ7を、図3のような、例
えば互いに異なる3色のカラーフィルタ7B,7R,7
Gを並設したパターンに、情報電極4となる透明電極を
図4のような2つの異なる幅(76μm及び38μm)
を有する電極部4a,4bを交互に並べたパターンに、
金属配線8aを図5のような2つの異なる幅(10μm
及び30μm)を有する配線部81a,81bを交互に
並べたパターンにそれぞれ形成した。なお、各部の寸法
は図中に記載の通りである。
【0024】ここで、図2に示すブラックマトリクス6
の分断部分6aは、図3に示すカラーフィルタ7の各色
を隔てている領域7aとは重ならないようになってい
る。また、このブラックマトリクス6の分断部分6a
は、図4に示す情報電極4に平行に分断されている。つ
まり、各色の表示領域内の横方向の画素間においてブラ
ックマトリクス6が分断され、異なる色のカラーフィル
タ間ではブラックマトリクス6は分断されていない。
【0025】そして、このようにブラックマトリクス
6、カラーフィルタ7、情報電極4及び金属配線8a
を、それぞれ図2〜図5に示す各パターンにて順次形成
した結果、各画素間はブラックマトリクス6又は金属配
線8aによって遮光され、最終的に画素の開口部は図
6、図7、図8のようになった。
【0026】ここで、図6はカラー液晶装置1をブラッ
クマトリクス側から観察したものであり、同図において
黒く塗りつぶされた部分61はブラックマトリクス6に
よって遮光されている部分、ハッチング部分81は金属
配線8aの一方の配線81b(図5参照)によって遮光
されている部分であり、このハッチング部分81はカラ
ーフィルタ7越しに観察される。なお、青色(B)の表
示領域は画素PB1,PB2,PB3,PB4の4つか
らなり、赤色(R)の表示領域は画素PR1,PR2,
PR3,PR4の4つからなり、緑色(G)の表示領域
は画素PG1,PG2,PG3,PG4の4つからな
る。
【0027】一方、一絵素の寸法は図2〜図5に示すよ
うに400μm×402μmであり、全絵素数は640
×480、アライメント精度は上下左右とも±10μm
である。また、絵素内のカラーフィルタ各色に対応する
領域は、面積比が実質的に1:2:4:8である4つの
画素で構成しているので、本実施の形態で使用している
双安定性液晶であっても点灯する画素の組み合わせによ
り点灯面積比率を変えることによって、16階調表示が
可能である。
【0028】そして、このような構成のカラー液晶装置
1を駆動し、ブラックマトリクス6側から目視により観
察したところ、金属配線8aによる表面反射は気になら
ないほどに低く、反射特性の低下はほとんど見られなか
った。また、同素子の表示エリアの端の方を顕微鏡で観
察したところ、図9の様なアライメントズレによる光洩
れ20が確認されたが、ブラックマトリクス6の分断部
分6aはカラーフィルタ7の各色を隔てている領域7a
とは重ならないようになっているので、漏れ光はカラー
フィルタ7を通して洩れるためあまり目立たず、目視で
はわからないレベルであった。
【0029】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。
【0030】本実施の形態においては、液晶3としてカ
イラルスメクチック液晶の代わりにネマチック液晶組成
物(チッソ社製:KN−4000)に光学活性剤(メル
ク社製:S‐811)を添加してヘリカルピッチP=
3.4μmとなったカイラルネマチック液晶を使用し
た。
【0031】また、第1及び第2配向制御膜10a,1
0bとしてポリイミド配向膜(日産化学社製:SE−3
140)を使用し、第1及び第2配向制御膜10a,1
0bのラビング方向が反平行方向となるように第1及び
第2基板2a,2bを貼り合わせ、第1及び第2基板2
a,2bの間隔を2μmとした以外は第1の実施の形態
と同等のセルを試作した。このときのプレチルトはα=
4°であり初期配向はπツイスト配向であった。
【0032】そして、このような構成のカラー液晶装置
を駆動し、目視で観察したところ、第1の実施の形態と
同様に金属配線8aによる表面反射は気にならないほど
低かった。また、表示エリアの端の方に第1の実施の形
態と同様な光洩れが顕微鏡で確認されたが、目視ではわ
からないレベルであった。
【0033】次に、本発明の比較例について説明する。
【0034】本比較例においては、ブラックマトリクス
6を、図10のような分断部分6aを有するパターン
に、カラーフィルタ7を、図11のような例えば3色の
カラーフィルタ7B,7R,7Gを並設したパターン
に、情報電極4を図12のような2つの異なる幅(56
μm及び38μm)を有する電極部4c,4dを交互に
並べたパターンに、金属配線8aを図13のような2つ
の異なる幅(10μm及び38μm)を有する配線部8
1c,81dを交互に並べたパターンにそれぞれ形成し
た。それ以外は、第1の実施の形態と同様にして素子を
試作した。
【0035】ここで、図10に示すブラックマトリクス
6の分断部分6aは、図11に示すカラーフィルタ7の
各色を隔てている領域7aと重なるようになっている。
そして、ブラックマトリクス6、カラーフィルタ7、情
報電極4及び金属配線8aを、それぞれ図10〜図13
に示す各パターンにて順次形成した結果、各画素間はブ
ラックマトリクス6と、金属配線8aとによって遮光さ
れ、最終的に画素の開口部は図14のようになった。
【0036】ここで、図14の黒く塗りつぶされた部分
62はブラックマトリクス6によって遮光されている部
分、ハッチング部分82,83は金属配線8aによって
遮光されている部分である。また領域Aで示す濃いハッ
チング部分82ではカラーフィルタ7越しに金属配線8
aが観察され、領域Bで示す薄いハッチング部分83で
はカラーフィルタ7無しに金属配線8aが観察される。
【0037】そして、このような構成の素子を第1の実
施の形態と同様に駆動し、ブラックマトリクス側から目
視で観察したところ、領域Bの金属配線8aによる表面
反射により、液晶素子表面の鏡面反射(写りこみ)が生
じ、反射特性の低下が見られた。
【0038】また、同素子の表示エリアの端の方を顕微
鏡で観察したところ、図15の様なアライメントズレに
よる光洩れ21が確認されたが、光はカラーフィルタを
通さず直接洩れてくるために、その光量は目立ち、目視
観察では表示コントラストの低下が見られた。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ラーフィルタ間を遮光する遮光手段の分断箇所を、遮光
手段のカラーフィルタを隔てている領域と重ならない位
置とすることにより、液晶セルの製造時の位置ずれ(ア
ライメントずれ)によって生じる漏れ光がカラーフィル
タを通過するようにすることができる。そして、このよ
うに漏れ光がカラーフィルタを通過するようにすること
により、漏れ光によるコントラストの低下を防ぐと共
に、金属配線の露出による反射に基づく特性の低下を防
ぎ、表示装置全体の特性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るカラー液晶装
置の断面を表す模式図。
【図2】上記カラー液晶装置のブラックマトリクスの形
状パターンを示す図。
【図3】上記カラー液晶装置のカラーフィルタの形状パ
ターンを示す図。
【図4】上記カラー液晶装置の情報電極の形状パターン
を示す図。
【図5】上記カラー液晶装置の金属配線の形状パターン
を示す図。
【図6】上記カラー液晶装置をブラックマトリクス側か
ら見た時の様子を示す図。
【図7】上記図6のA−A’断面図。
【図8】上記図6のB−B’断面図。
【図9】上記カラー液晶装置における光漏れの様子を示
す図。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係るカラー液晶
装置のブラックマトリクスの形状パターンを示す図。
【図11】上記カラー液晶装置のカラーフィルタの形状
パターンを示す図。
【図12】上記カラー液晶装置の情報電極の形状パター
ンを示す図。
【図13】上記カラー液晶装置の金属配線の形状パター
ンを示す図。
【図14】上記カラー液晶装置をブラックマトリクス側
から見た時の様子を示す図。
【図15】上記カラー液晶装置における光漏れの様子を
示す図。
【符号の説明】
1 カラー液晶装置 2a,2b ガラス基板 3 液晶 4 情報電極 6 ブラックマトリクス 7 カラーフィルタ 8a,8b 金属配線 9a,9b 絶縁膜 20,21 光漏れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊庭 潤 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の基板上に遮光層とカラーフィルタ
    と電極とを積層したカラー液晶装置において、 少なくとも1組の画素間において前記遮光層を分断する
    と共に分断された箇所を覆うように前記カラーフィルタ
    を設けたことを特徴とするカラー液晶装置。
  2. 【請求項2】 前記遮光層を異なる色の前記カラーフィ
    ルタ間に配したことを特徴とする請求項1記載のカラー
    液晶装置。
  3. 【請求項3】 前記分断された箇所を覆うように前記電
    極を構成する金属配線を設けたことを特徴とする請求項
    1記載のカラー液晶装置。
  4. 【請求項4】 液晶を挟持する一対の基板の一方には情
    報電極を、他方には前記情報電極と直交する走査電極を
    形成すると共に、少なくとも前記一対の基板の片方の基
    板にはカラーフィルタ及び前記カラーフィルタ間を遮光
    する遮光手段を形成するようにしたカラー液晶装置にお
    いて、 前記遮光手段を分断する一方、前記遮光手段の分断箇所
    を該遮光手段の前記カラーフィルタを隔てている領域と
    重ならない位置としたことを特徴とするカラー液晶装
    置。
  5. 【請求項5】 前記カラーフィルタ及び遮光手段を前記
    情報電極を有する基板に設け、前記遮光手段を前記情報
    電極に平行に分断したことを特徴とする請求項4記載の
    カラー液晶装置。
  6. 【請求項6】 前記液晶は、メモリー型液晶であること
    を特徴とする請求項4に記載のカラー液晶装置。
  7. 【請求項7】 前記液晶は、カイラルスメクチック液晶
    であることを特徴とする請求項4記載のカラー液晶装
    置。
  8. 【請求項8】 前記液晶は、カイラルネマチック液晶で
    あることを特徴とする請求項4記載のカラー液晶装置。
JP8255076A 1996-09-26 1996-09-26 カラー液晶装置 Pending JPH10104604A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100453087B1 (ko) * 2001-02-28 2004-10-15 가부시끼가이샤 도시바 액정표시패널
JP2013195815A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Japan Display West Co Ltd 表示装置、製造方法、電子機器

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KR100453087B1 (ko) * 2001-02-28 2004-10-15 가부시끼가이샤 도시바 액정표시패널
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