JPH10300932A - 着色偏光体、着色偏光体の製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示領域の同一層内に着色偏光フィルタの特
性を持つ箇所と、ニュートラル偏光板の機能を持つ箇所
を併せ持つことにより、明るく、かつ高コントラストが
得られる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 対向する一対の電極を有する基板１、６
と、その間に挟持された液晶４層と、前記基板６上に着
色偏光フィルタ１０を組み合わせた液晶表示装置おい
て、前記着色偏光フィルタ１０には、表示電極１４と対
応した位置に着色偏光領域８と、表示電極間に偏光機能
を有する遮光偏光領域９とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色偏光体、着色
偏光体の製造方法及び液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー表示可能なカラー液晶表示
装置の研究開発が進められている。ところで、従来より
知られているように、一軸延伸したポリビニルアルコー
ル（以後、「ＰＶＡ」と称する。）などの透明薄膜を二
色性を有する色素で染色した着色偏光素子（以後、「着
色偏光フィルタ」と称する。）は、染色された色に対応
する波長帯以外の光を偏光するという特徴を有してい
る。

【０００３】即ち、入射光が白色光の場合、染色された
色の波長帯の光はほぼ１００％透過し、それ以外の波長
帯の光は遮光されて最大で５０％しか透過しないので、
染色された色が明るく再現されたカラー表示が可能とな
るのである。この点について以下に説明する。図１１は
単純マトリックス方式の液晶表示パネルの断面図を示し
たものであり、図１２は着色偏光フィルタの平面図を示
すものである。

【０００４】一方のガラス基板６上には、図１２に示す
赤（以後、「Ｒ」と称する。）、緑（以後、「Ｇ」と称
する。）、青（以後、「Ｂ」と称する。）の３色をスト
ライプ状に配置した着色偏光フィルタ１０を形成し、そ
の上にストライプ状にパターニングされた透明電極７を
着色偏光フィルタ１０のパターンと平行に配置し、他方
のガラス基板１上にはストライプ状にパターニングされ
た透明電極２を着色偏光フィルタ１０のパターンと直角
に配置してある。そして、その他方のガラス基板１の外
側にはニュートラル偏光板５が一方のガラス基板６上の
着色偏光フィルタ１０とクロスニコルの位置になるよう
に配置してある。

【０００５】このようなニュートラル偏光板５と着色偏
光フィルタ１０との位置関係に於いて、液晶材料がＴＮ
（Twist Nematic）液晶の場合には、図１１の液晶表示
パネルはノーマリ・ホワイトモードであるから、液晶へ
の電圧無印加状態ではニュートラル偏光板５側から入射
してニュートラル偏光板５によって偏光された白色光
は、液晶層で旋光されてそのまま着色偏光フィルタ１０
を透過する。

【０００６】即ち、全波長領域で光の吸収はなく、白色
光のまま最大５０％の透過率で着色偏光フィルタを透過
することになる。一方、しきい値電圧以上の電圧が印加
された状態では入射した偏光白色光は、液晶層で旋光さ
れることなく着色偏光フィルタに到達し、各色（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）の波長帯の光以外は遮光され、各画素は各色に
染色された色に発色するのである。

【０００７】このように、着色偏光フィルタを用いた液
晶表示装置では、最大５０％の光を透過させることが可
能であるため、従来の着色フィルタを用いた液晶表示装
置よりも明るいカラー表示が可能である。しかし、着色
偏光フィルタを用いた液晶表示装置では、液晶への電圧
無印加状態のときにはＲ、Ｇ、Ｂの各絵素とも白色表示
であるので、Ｒ、Ｇ、Ｂで構成された１画素も白色表示
となり、また電圧印加状態のときには各絵素はそれぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂの光を発色するため１画素では加色混合され
てしまうこととなり、電圧無印加状態との透過率の差は
あるものの、やはり白色表示となってしまう。

【０００８】従って、着色偏光フィルタを用いた液晶表
示装置では電圧無印加状態での白表示と、電圧印加状態
での白表示との透過率の差によってしかコントラストが
得られない。即ち、印加電圧の変化によって、充分なコ
ントラストを得ることが困難であるという欠点があっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来の
欠点に鑑みて為されたものであり、印加電圧の変化によ
って、明るくかつ高コントラストを得ることができる着
色偏光体及びそれを用いた液晶表示装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の着色偏
光体は、格子子状に設けられた遮光偏光領域と、該遮光
偏光領域によって区画される着色偏光領域とを有するも
のである。請求項２に記載の着色偏光体は、ストライプ
状に設けられた遮光偏光領域及び着色偏光領域を有する
ものである。

【００１１】請求項３に記載の着色偏光体は、複数の色
領域からなる着色偏光領域と、遮光偏光領域とからなる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の着色
偏光体である。請求項４に記載の着色偏光体は、前記遮
光偏光領域は、前記着色偏光領域の複数の色の染料を重
ねてなることを特徴とする請求項３に記載の着色偏光体
である。

【００１２】請求項５に記載の着色偏光体は、前記複数
の色は、赤色、緑色及び青色であることを特徴とする請
求項３または請求項４のうちいずれか１項に記載の着色
偏光体である。請求項６に記載の液晶表示装置は、一対
の基板間に液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記
一対の基板のうちいずれか一方の基板に、請求項１乃至
請求項５のうちいずれか１項に記載の着色偏光体を備え
ているものである。

【００１３】請求項７に記載の液晶表示装置は、格子状
に配列された複数の表示電極を有する第１の基板と、前
記表示電極に対向する電極を有する第２の基板との間に
液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記第１の基板
及び第２の基板のうちいずれか一方の基板に、前記表示
電極に対応した位置に配置された着色偏光領域と、前記
表示電極と表示電極との間の格子子領域に配置された遮
光偏光領域とを有する着色偏光体を備えたものである。

【００１４】請求項８に記載の液晶表示装置は、格子状
に配列された複数の表示電極を有する第１の基板と、前
記表示電極に対向する電極を有する第２の基板との間に
液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記第１の基板
及び第２の基板のうちいずれか一方の基板に、前記表示
電極に対応した位置に着色偏光領域及び遮光偏光領域を
有する着色偏光体を備えたものである。

【００１５】請求項９に記載の液晶表示装置は、ストラ
イプ状に配列された複数の電極を有する第１の基板と、
該第１の基板上の複数の電極に対して直交かつ対向して
設けられたストライプ状の複数の電極を有する第２の基
板とからなり、前記各基板上の電極の交差部が表示電極
となる、前記両基板間に液晶を挟持した液晶表示装置で
あって、前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか
一方の基板に、前記表示電極に対応した位置に配置され
た着色偏光領域と、前記表示電極と表示電極との間の格
子子領域に配置された遮光偏光領域とを有する着色偏光
体を備えたものである。

【００１６】請求項１０に記載の液晶表示装置は、スト
ライプ状に配列された複数の電極を有する第１の基板
と、該第１の基板上の複数の電極に対して直交かつ対向
して設けられたストライプ状の複数の電極を有する第２
の基板とからなり、前記各基板上の電極の交差部が表示
電極となる、前記両基板間に液晶を挟持した液晶表示装
置であって、前記第１の基板及び第２の基板のうちいず
れか一方の基板に、前記表示電極に対応した位置に着色
偏光領域及び遮光偏光領域を有する着色偏光体を備えた
ものである。

【００１７】請求項１１に記載の液晶表示装置は、前記
表示電極に対応した１画素が、複数の色領域からなるこ
とを特徴とする請求項６乃至請求項１０のうちいずれか
１項に記載の液晶表示装置である。請求項１２に記載の
液晶表示装置は、前記表示電極に対応した１画素が、複
数の色領域及び遮光偏光領域からなることを特徴とする
請求項６乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載の液
晶表示装置である。

【００１８】請求項１３に記載の液晶表示装置は、前記
遮光偏光領域は、着色偏光領域の複数の色の染料を重ね
てなることを特徴とする請求項６乃至請求項１２に記載
の液晶表示装置である。請求項１４に記載の液晶表示装
置は、前記複数の色は、赤色、緑色及び青色であること
を特徴とする請求項６乃至請求項１３のうちいずれか１
項に記載の液晶表示装置である。

【００１９】請求項１５に記載の液晶表示装置は、前記
第１の基板あるいは第２の基板に光を反射する機能を有
する光反射体を備えたことを特徴とする請求項６乃至請
求項１４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置であ
る。請求項１６に記載の液晶表示装置は、前記光反射体
が、該表面に凹凸を備えていることを特徴とする請求項
１５に記載の液晶表示装置である。

【００２０】請求項１７に記載の着色偏光体の製造方法
は、遮光偏光領域と、複数の色からなる着色偏光領域と
からなる着色偏光体の製造方法であって、前記着色偏光
領域に塗布する各単色の染料を該着色偏光領域に塗布す
ると同時に、遮光偏光領域にも同色の染料を塗布し、前
記複数色を順次重ねるものである。請求項１８に記載の
着色偏光体の製造方法は、前記複数の色は、赤色、緑色
及び青色であることを特徴とする請求項１７に記載の着
色偏光体の製造方法である。

【００２１】即ち、 請求項１に記載の着色偏光体は、
格子子状に設けられた遮光偏光領域と、該遮光偏光領域
によって区画される着色偏光領域とを有するものである
ので、着色領域が遮光領域で囲まれることとなり、見か
けの色純度を向上させることができる。請求項２に記載
の着色偏光体は、ストライプ状に設けられた遮光偏光領
域及び着色偏光領域を有するものであるので、着色され
た色の見える割合、即ち開口率を向上させることができ
るとともに、見かけの色純度を向上することができる。

【００２２】請求項３に記載の着色偏光体は、複数の色
領域からなる着色偏光領域と、遮光偏光領域とからなる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の着色
偏光体であるので、見かけの色純度を向上できるととも
にフルカラー表示が可能となる。請求項４に記載の着色
偏光体は、前記遮光偏光領域は、前記着色偏光領域の複
数の色の染料を重ねてなることを特徴とする請求項３に
記載の着色偏光体であるので、遮光領域と着色領域とを
同一層に容易に形成できるため、遮光領域と着色領域と
の間の段差が生じることを防止できる。また、複数層を
積層することなく遮光領域と着色領域とを形成すること
ができるので、工程の簡略化及びコストの低減が図れ
る。

【００２３】請求項５に記載の着色偏光体は、前記複数
の色は、赤色、緑色及び青色であることを特徴とする請
求項３または請求項４のうちいずれか１項に記載の着色
偏光体であるので、明るくフルカラー表示が可能とな
る。請求項６に記載の液晶表示装置は、一対の基板間に
液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記一対の基板
のうちいずれか一方の基板に、請求項１乃至請求項５の
うちいずれか１項に記載の着色偏光体を備えているもの
であるので、明るくて高コントラストで、且つ鮮明なカ
ラー表示が可能となる。

【００２４】請求項７に記載の液晶表示装置は、格子状
に配列された複数の表示電極を有する第１の基板と、前
記表示電極に対向する電極を有する第２の基板との間に
液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記第１の基板
及び第２の基板のうちいずれか一方の基板に、前記表示
電極に対応した位置に配置された着色偏光領域と、前記
表示電極と表示電極との間の格子子領域に配置された遮
光偏光領域とを有する着色偏光体を備えたものであるの
で、各色の発色状態においては、その各発色の透過光量
を抑制することができるため高コントラスト化が図れ、
非発色状態においては、画素の開口率を向上することが
可能である。また、鮮明なカラー表示も得られるように
なる。

【００２５】請求項８に記載の液晶表示装置は、格子状
に配列された複数の表示電極を有する第１の基板と、前
記表示電極に対向する電極を有する第２の基板との間に
液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記第１の基板
及び第２の基板のうちいずれか一方の基板に、前記表示
電極に対応した位置に着色偏光領域及び遮光偏光領域を
有する着色偏光体を備えたものであるので、各色の発色
状態においては、その各発色の透過光量を抑制すること
ができるため高コントラスト化が図れ、非発色状態にお
いては、明るさを向上することが可能である。

【００２６】請求項９に記載の液晶表示装置は、ストラ
イプ状に配列された複数の電極を有する第１の基板と、
該第１の基板上の複数の電極に対して直交かつ対向して
設けられたストライプ状の複数の電極を有する第２の基
板とからなり、前記各基板上の電極の交差部が表示電極
となる、前記両基板間に液晶を挟持した液晶表示装置で
あって、前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか
一方の基板に、前記表示電極に対応した位置に配置され
た着色偏光領域と、前記表示電極と表示電極との間の格
子子領域に配置された遮光偏光領域とを有する着色偏光
体を備えたものであるので、各色の発色状態において
は、その各発色の透過光量を抑制することができるため
高コントラスト化が図れ、非発色状態においては、画素
の開口率を向上することが可能である。また、鮮明なカ
ラー表示も得られるようになる。

【００２７】請求項１０に記載の液晶表示装置は、スト
ライプ状に配列された複数の電極を有する第１の基板
と、該第１の基板上の複数の電極に対して直交かつ対向
して設けられたストライプ状の複数の電極を有する第２
の基板とからなり、前記各基板上の電極の交差部が表示
電極となる、前記両基板間に液晶を挟持した液晶表示装
置であって、前記第１の基板及び第２の基板のうちいず
れか一方の基板に、前記表示電極に対応した位置に着色
偏光領域及び遮光偏光領域を有する着色偏光体を備えた
ものであるので、各色の発色状態においては、その各発
色の透過光量を抑制することができるため高コントラス
ト化が図れ、非発色状態においては、明るさを向上する
ことが可能である。

【００２８】請求項１１に記載の液晶表示装置は、前記
表示電極に対応した１画素が、複数の色領域からなるこ
とを特徴とする請求項６乃至請求項１０のうちいずれか
１項に記載の液晶表示装置であるので、明るく高コント
ラストなフルカラー表示が可能である。請求項１２に記
載の液晶表示装置は、前記表示電極に対応した１画素
が、複数の色領域及び遮光偏光領域からなることを特徴
とする請求項６乃至請求項１０のうちいずれか１項に記
載の液晶表示装置であるので、各色の発色状態において
は、その各発色の透過光量を抑制することができるため
コントラストの向上が図れるとともに、非発色状態にお
いては明るさが向上できる。また、フルカラー表示にも
対応できる。

【００２９】請求項１３に記載の液晶表示装置は、前記
遮光偏光領域は、着色偏光領域の複数の色の染料を重ね
てなることを特徴とする請求項６乃至請求項１２に記載
の液晶表示装置であるので、遮光領域と着色領域との段
差を低減できるため段差による不良がなくなり、歩留ま
りを向上できる。また金属薄膜等で遮光領域を形成しな
くてもよく、低コスト化が図れる。

【００３０】請求項１４に記載の液晶表示装置は、前記
複数の色は、赤色、緑色及び青色であることを特徴とす
る請求項６乃至請求項１３のうちいずれか１項に記載の
液晶表示装置であるので、明るくフルカラー表示が可能
となる。請求項１５に記載の液晶表示装置は、前記第１
の基板あるいは第２の基板に光を反射する機能を有する
光反射体を備えたことを特徴とする請求項６乃至請求項
１４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置であるの
で、明るく高コントラストである反射型の液晶表示装置
が得られ、また反射型のフルカラー液晶表示装置が得ら
れる。

【００３１】請求項１６に記載の液晶表示装置は、前記
光反射体が、該表面に凹凸を備えていることを特徴とす
る請求項１５に記載の液晶表示装置であるので、明るく
高コントラスト且つ広視野角の反射型の液晶表示装置が
得られる。また反射型のフルカラー液晶表示装置が得ら
れる。請求項１７に記載の着色偏光体の製造方法は、遮
光偏光領域と、複数の色からなる着色偏光領域とからな
る着色偏光体の製造方法であって、前記着色偏光領域に
塗布する各単色の染料を該着色偏光領域に塗布すると同
時に、遮光偏光領域にも同色の染料を塗布し、前記複数
色を順次重ねるものであるので、着色偏光体の製造工程
の簡略化が図れ、高歩留まり及び低コスト化が図れる。

【００３２】請求項１８に記載の着色偏光体の製造方法
は、前記複数の色は、赤色、緑色及び青色であることを
特徴とする請求項１７に記載の着色偏光体の製造方法で
あるので、着色偏光体の製造工程の簡略化を図り、高歩
留まり及び低コスト化を図ったフルカラー液晶表示装置
が得られる。

【００３３】

【発明の実施の形態】

＜第１の実施形態＞図１は本発明の着色偏光体を単純マ
トリックス方式の液晶表示装置に適用した場合の断面図
を示し、図２は本発明の着色偏光フィルタの着色偏光領
域及び遮光偏光領域の、図１の上方向から見たパターン
を示した平面図である。

【００３４】まず、一方のガラス基板について説明す
る。一方のガラス基板１上には、ＩＴＯ(Indium Tin Ox
ide)等からなる透明電極２がストライプ状にパターニン
グされて形成されている。その上の液晶４に接する面に
は、液晶４を配向させるためのポリイミド、ＳｉＯ２等
の配向膜３を形成する。この透明電極２のストライプの
方向は、後述の着色偏光フィルタ１０のストライプの方
向と直角に配置してある。

【００３５】そして、この一方のガラス基板１の外側、
即ち液晶４に接しない面側にはニュートラル偏光板５が
後述の着色偏光フィルタ１０とクロスニコル位置になる
ように配置してある。このニュートラル偏光板５は、偏
光機能を全面均一に有している偏光板であり、着色機能
を備えた領域は有していない。

【００３６】次に他方のガラス基板６について説明す
る。他方のガラス基板６上には、このガラス基板６に接
着され一軸延伸されたＰＶＡからなる合成樹脂のうち、
各絵素７に対応する着色偏光領域８をストライプ状の
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に、また各絵素Ｒ、Ｇ、Ｂの間に設け
た遮光偏光領域９を黒色に、二色性色素によって染色す
ることによって着色偏光フィルタ１０が形成されてい
る。

【００３７】このとき、着色偏光領域８及び遮光偏光領
域９の配列順序は、それらを交互に配列したものであ
り、着色偏光領域の各色の配列順序は、例えばＲ、Ｇ、
Ｂの順にすることができる。具体的には、図２に示すよ
うに、Ｒ、遮光偏光領域９、Ｇ、遮光偏光領域９、Ｂ、
遮光偏光領域９、Ｒ、…の順序に配列することができ
る。当然のことながら、着色領域の各色の配列の順序
は、必要に応じて変更することは可能である。

【００３８】この着色偏光領域８は、着色した色を光が
その領域を透過することによって発色する機能及び偏光
する機能を有している領域であり、また遮光偏光領域９
は、光を遮光する機能及び光を偏光する機能を有してい
る領域である。これらの２つの領域が１つの層に備えら
れているのが着色偏光体である着色偏光フィルタ１０で
ある。

【００３９】この着色偏光フィルタ１０の上には、アク
リル樹脂等の透明で絶縁性のある樹脂あるいはシリコン
酸化膜あるいは窒化シリコン膜等の無機物からなる透明
薄膜１１、更にその上にＩＴＯからなる透明電極１２を
ストライプ状にパターニングして形成する。この透明電
極１２は着色偏光フィルタ１０の着色偏光領域８及び遮
光偏光領域９のパターンと平行に配置する。

【００４０】ここで、上述の液晶表示装置の着色偏光フ
ィルタとニュートラル偏光板とによる光の透過率につい
て説明する。液晶がＴＮ液晶の場合、前述の図１に示す
単純マトリクス方式の液晶表示装置においては、ノーマ
リ・ホワイトモードとなる。従って、液晶への電圧無印
加状態ではニュートラル偏光板５側から入射した白色光
は、このニュートラル偏光板５によって偏光白色光とな
り、その偏光白色光はＴＮ液晶層で旋光され、そのまま
着色偏光フィルタ１０を透過する。即ち、各絵素７及び
遮光偏光領域９において、全ての波長帯における光の吸
収はなく、白色光のまま最大５０％の透過率で着色偏光
フィルタ１０を透過する。

【００４１】一方、液晶４に十分に電圧を印加した状態
では、ニュートラル偏光板５によって偏光された偏光白
色光は、ＴＮ液晶層で旋光されることなく着色偏光フィ
ルタ１０に到達し、各絵素７では染色された各色（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）の波長領域の光以外は遮光され、各色が発色す
る。また、遮光偏光領域９においては全ての波長帯にお
ける光が遮光される。

【００４２】従って、電圧無印加状態よりもかなり透過
率が低くなり、全画素に電圧が印加された場合には、全
ての表示は黒表示のように見える。また、液晶がＴＮ液
晶の場合、前述の図１に示す単純マトリクス方式の液晶
表示装置において、着色偏光フィルタ１０とニュートラ
ル偏光板５との偏光軸を平行に配置した場合には、ノー
マリ・ブラックモードとなる。従って、液晶への電圧無
印加状態ではニュートラル偏光板５側から入射した白色
光は、このニュートラル偏光板５によって偏光白色光と
なり、その偏光白色光はＴＮ液晶層で旋光されるため、
各々の色に相当する特定波長以外の光は着色偏光フィル
タ１０を透過することなく、遮光されてしまう。即ち、
各絵素７は、各絵素７の色として発色し、また遮光偏光
領域９は、全ての波長帯における光の吸収がなされてし
まう。

【００４３】一方、液晶に十分に電圧を印加した状態で
は、ニュートラル偏光板５によって偏光された偏光白色
光は、ＴＮ液晶層で旋光されることなく着色偏光フィル
タ１０に到達し、各絵素７及び遮光偏光領域９において
は全ての波長帯の光が透過する。従って、電圧無印加状
態よりもかなり透過率が高くなり、全画素に電圧が印加
された場合には、全ての表示は白表示のように見える。

【００４４】このように、電圧無印加状態では、最大の
透過率である５０％の光を透過することができるととも
に、電圧印加状態では遮光偏光領域によって透過光を抑
制できるため、明るく、かつ高コントラストが得られる
カラー表示が可能となる。また、単色表示させる場合、
例えば、Ｒだけを発色させる場合、隣接する絵素（Ｇ，
Ｂ）は白表示となるため、従来はぼやけた赤色になって
いたが、本発明では隣接する画素はやはり白色ではある
が、Ｒの絵素の周りが遮光偏光領域の黒で縁取りされて
いるため従来に比べて見かけの色純度が向上しはっきり
とした赤が発色しているように見えるという利点があ
る。 ＜第２の実施形態＞次に、本発明の他の実施の形態につ
いて説明する。

【００４５】遮光偏光領域は、前述の図２に示す如く、
各色Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの間に設けるだけでなく、以
下のように配置することも可能である。図３は本発明を
単純マトリックス方式の液晶表示装置に採用した場合の
断面図を示し、図４はその着色偏光フィルタの、図３の
上方向から見た平面図を示す。図３及び図４に示すよう
に、ガラス基板６上にＲ、Ｇ、Ｂを染色した着色偏光フ
ィルタ１０を形成し、その上にアクリル樹脂等の透明で
絶縁性のある樹脂あるいはシリコン酸化膜あるいは窒化
シリコン膜等の無機物からなる透明薄膜１１を形成し、
その上にストライプ状の透明電極１２を形成する。

【００４６】この着色偏光フィルタ１０は、図４に示す
如く、ストライプ状の着色偏光領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ）８
と、同じくストライプ状の遮光偏光領域９とがこの順に
繰り返し配列されている。この配列は、ストライプ状の
透明電極１２に対応しており、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に対応
した３絵素と前記遮光偏光領域９に対応した１絵素を加
え、４絵素を１画素として配列するものである。

【００４７】本実施形態のような配列に於いても、前記
と同様に１絵素分の完全な黒表示が可能となることか
ら、従来に比べて高コントラストのカラー表示が可能と
なる。ここで、着色偏光フィルタ１０は、一方の透明電
極１２を形成したガラス基板６側でも、それに相対する
ガラス基板１側に設けてもよい。 ＜第３の実施形態＞図５は本発明を各絵素がこれに連結
された薄膜トランジスタや薄膜ダイオードなどのアクテ
ィブ素子で電圧印加を制御するアクティブマトリックス
方式の液晶表示装置に適用した場合の液晶表示装置の断
面図を示したものであり、図６はその液晶表示装置に用
いる着色偏光フィルタの着色偏光領域と遮光偏光領域と
のパターン平面図である。

【００４８】まず、一方のガラス基板１について説明す
る。一方のガラス基板１上に、公知の技術を用いて薄膜
トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称する。）１３及び
このＴＦＴ１３の、映像信号を供給するソース電極に接
続された表示電極１４を形成する。このとき、表示電極
１４はガラス基板１上に格子状に配置する。

【００４９】まず一方のガラス基板１上には、ＩＴＯ等
からなる表示電極１４が格子状にパターニングされて形
成されている。液晶４に接する面には、液晶４を配向さ
せるためのポリイミド等の有機樹脂からなる配向膜３を
形成する。そして、この一方の基板１の外側、即ち液晶
４に接しない面にはニュートラル偏光板５が着色偏光フ
ィルタ１０とクロスニコル位置になるように配置してあ
る。

【００５０】他方のガラス基板６上には、一軸延伸され
たＰＶＡからなる合成樹脂のうち、各絵素Ｒ、Ｇ、Ｂに
対応する着色偏光領域８を格子状のＲ、Ｇ、Ｂの各色
に、また各絵素Ｒ、Ｇ、Ｂの間の格子子（こうしこ）状
に設けた遮光偏光領域９を黒色に、二色性色素によって
染色することによって着色偏光フィルタ１０が形成され
ている。

【００５１】このとき、着色偏光領域８及び遮光偏光領
域９の配列順序は、第１の実施形態と同様にそれらを交
互に配列したものであり、着色偏光領域の各色の配列順
序は、例えばＲ、Ｇ、Ｂの順にすることができる。具体
的には、第１の実施形態と同様に図６に示すように、
Ｒ、遮光偏光領域９、Ｇ、遮光偏光領域９、Ｂ、遮光偏
光領域９、Ｒ、…の順序に配列することができる。当然
のことながら、着色偏光領域８の各色の配列の順序は、
ダイアゴナル配列、トライアングル配列等必要に応じて
変更することは可能である。言うまでもなく、その着色
偏光領域８の各絵素は表示電極に対応していなければな
らない。

【００５２】この着色偏光フィルタ１０は、着色偏光領
域８が着色した色を光がその領域を透過することによっ
て発色する機能及び偏光する機能を有している領域であ
り、また遮光偏光領域９が光を遮光する機能及び光を偏
光する機能を有している領域を備えている。これらの２
つの領域が１つの層に備えられているのである。その上
に、アクリル樹脂等の透明で絶縁性のある樹脂あるいは
シリコン酸化膜あるいは窒化シリコン膜等の無機物から
なる透明薄膜１１、更にその上にＩＴＯからなる透明電
極１２を全面にパターニングして形成する。その上に液
晶４を配向させる配向膜３を形成する。

【００５３】ここで、本発明における格子子とは、縦横
に張り巡らされ格子を形取る部分のことを示し、前述の
格子状に設けられた表示電極と表示電極との間の領域に
対応した縦横にある領域のことを指している。第２及び
第３の実施形態も、実施第１の実施形態と同じように電
圧無印加状態で白表示、電圧印加状態で黒表示が可能で
ある。

【００５４】ここで、本発明において用いる液晶として
は、ＴＮ液晶に限るものではなく、カイラルＴＮ液晶、
あるいはスメクティック液晶、カイラルスメクティック
液晶等の強誘電性液晶であってもＴＮ液晶と同様の効果
が得られるものである。 ＜第４の実施形態＞図７は本発明の着色偏光フィルタの
製造方法の一例を示す製造工程図である。

【００５５】まず、一方向に２乃至５倍の長さに延伸し
たＰＶＡ膜１５を、一方のガラス基板６上にＰＶＡ系接
着剤を用いて接着する。次に、接着したＰＶＡ膜１５上
にフォトレジスト１６を適厚に既存技術のスピンナー法
等によって塗布し、他方のガラス基板１上に形成する表
示電極に対応する第２色（例えばＧ）、第３色（例えば
Ｂ）の発色を行わせるべき部分が露光するパターンのマ
スクを用いて露光する。そしてこの露光部分を硬化さ
せ、非露光部分を現像処理によって溶解除去することに
よって、表示電極に対応する第１色（例えばＲ）の発色
を行わせる部分の膜及び遮光偏光領域を露出させる。そ
して第１色の二色性色素で染色し、先ほどパターン形成
したフォトレジストを剥離する。

【００５６】これによってＰＶＡ膜には、第１色の着色
偏光領域８及び遮光偏光領域９が形成されたことにな
る。このとき、表示電極間の遮光偏光領域は第１色に染
色されている。上述の方法を繰り返し行って、第２色、
第３色の染色を行い、ＰＶＡ膜上に３色の着色偏光領域
を形成し、その上を透明薄膜（アクリル等の透明樹脂あ
るいはシリコン酸化膜、窒化膜等の無機物質）を形成す
る。このとき、遮光偏光領域には第１、第２及び第３色
の染料が重ねて塗布されたことになり、黒色の染料を塗
布したこととほぼ同様の効果が得られる。このように、
遮光偏光領域に３色の染料を重ね塗りすることによっ
て、遮光偏光領域用のフォトマスクを用いることなく遮
光偏光領域が形成でき工程の簡略化が図れる。

【００５７】上記第４の実施形態においては、遮光偏光
領域を第１乃至第３の染料を重ねて塗布したが、黒色の
染料を塗布しても良い。その際には、第４の染料として
黒色を塗布することになるため、工程は増加することに
なるが、より遮光が充分に行われることになる。また、
上記第４の実施形態においては、３色の着色偏光領域を
形成する場合について説明したが、本発明は３色に限る
ものではなく、２色以上であればよく、遮光偏光領域に
はそれらの各色の染料を重ね塗りすれば第４の実施形態
と同様の作用効果が得られる。

【００５８】更に、各色の染料は、既に塗布した染料に
後から塗布した染料が滲んでしまうと発色に悪影響を及
ぼすため、黒色に近い色から白色に近い順に塗布するこ
とがより好ましい。 ＜第５の実施形態＞以下に、光反射体を設けた実施の形
態について、第１の実施形態において、透明電極を反射
電極とした場合について説明する。

【００５９】図８に示す如く、アルミニウム等の金属を
からなる反射電極１７を用いた場合を示す。前述の第１
の実施形態において引用した図１と異なる点は、透明電
極２が反射電極１７に代わった点と、反射電極１７を設
けたことからニュートラル偏光板５を取り除き、代わっ
て位相差層１８を設けた点である。

【００６０】また、図９に示す如く、前述の反射電極１
７に代えて、ガラス基板１の外側、即ち液晶４と接しな
い面に反射板１９を設けても良い。この反射板１９の形
状は、対向する透明電極１２に対応したストライプ状若
しくはガラス基板１全面に設けても良い。この場合は、
ニュートラル偏光板５はガラス基板１と反射板１９との
間に設けておく必要がある。

【００６１】ここで、光反射体である反射電極１７及び
反射板１９は、図１０に示す如く、その表面に凹凸を備
えていてもよい。以下に光反射体の表面に凹凸を備えて
いる場合について説明する。 １）反射電極１７の表面に凹凸を設けるには、アルミニ
ウムにて電極パターンにエッチングする際に等方性エッ
チングを行うことによって可能である。

【００６２】２）また、ＴＦＴ素子上全面にＳｉＯ２、
アクリル樹脂、ＳｉＮＸ等の無機物質で平坦化し、その
平坦化膜のエッチングによって凹凸を形成し、その上の
反射電極にも凹凸を形成することができる。 ３）また、他の方法としては、前述の平坦化膜の上にシ
リカ等のビーズを散布しその上に反射電極を形成するこ
とにより、反射電極の表面に凹凸を形成することができ
る。

【００６３】４）更に、コットン、アクリル等の布で前
述の平坦化膜を擦ることにより凹凸ができ、反射電極の
表面に凹凸が形成できる。 ５）更にまた、前述の平坦化膜上にレーザーを照射して
平坦化膜表面に凹凸を形成し、その上に形成する反射電
極にも等々を形成することができる。 ６）また、前述の平坦化膜表面に印刷法により、例え
ば、アクリル、ポリイミド、ナイロン、有機ＳｉＯ２等
を塗布して凹凸を形成することによりその上の反射電極
に凹凸が形成できる。

【００６４】７）前述の平坦化膜を形成した後に、反射
電極を形成してその反射電極の表面を擦ることにより表
面に凹凸を形成することが可能である。 ８）表面に凹凸を備えた型を平坦化膜に当てて押圧し
て、平坦化膜自体に凹凸を形成することも可能である。 上述の反射電極の表面に凹凸を形成する方法は、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の場合について説明した
が、単純マトリックス方式の場合にも、前記１）乃至
８）によって反射電極の表面に凹凸を形成することが可
能である。

【００６５】図１０は、反射板１９に凹凸を設けた場合
を示しているが、反射電極１７についても同様である。
反射電極１７の材質としては、アルミニウムの他、銀な
どが好適であるが、光を反射する材質でこれらに限定さ
れるものではない。また、反射板の場合には、材質とし
てアルミニウム、銀などを用い、表面の凹凸については
表面にＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチ
レンテレフタレート）、アクリル等のフィルムを設け、
その表面を等方性エッチングしたり、あるいはフィルム
の表面を擦ることにより凹凸を反射板の表面に設けるこ
とが可能である。

【００６６】このようにして、反射電極あるいは反射板
の表面に凹凸を設けることにより、明るく高コントラス
ト且つ広視野角の反射型の液晶表示装置が得られる。ま
た反射型のフルカラー液晶表示装置を得ることもでき
る。なお本発明の着色偏光フィルタは、第１の基板に設
けられていても良く、第２の基板に設けられていても良
い。

【００６７】また、着色偏光層の複数の色は、赤、緑、
青に代えて、シアン、マゼンタ、イエローにしても同様
の効果が得られるものである。

【００６８】

【発明の効果】本願発明によれば、同一層内に着色偏光
領域と遮光偏光領域とを併せ持つことにより、表示の高
コントラスト化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す平面図である。

【図５】本発明の更に他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の更に他の実施の形態を示す平面図であ
る。

【図７】本発明の着色偏光フィルタの製造方法を示す工
程断面図である。

【図８】本発明のまた更に他の実施の形態を示す断面図
である。

【図９】本発明のまた更に他の実施の形態を示す断面図
である。

【図１０】本発明の液晶表示装置の反射体を示す断面図
である。

【図１１】従来の液晶表示装置を示す断面図である。

【図１２】従来の着色偏光板のパターンを示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２、１２ 透明電極 ８ 着色偏光領域 ９ 遮光偏光領域 １０ 着色偏光フィルタ １７ 反射電極 １９ 反射板

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 格子子状に設けられた遮光偏光領域と、
   該遮光偏光領域によって区画される着色偏光領域とを有
   することを特徴とする着色偏光体。
2. 【請求項２】 ストライプ状に設けられた遮光偏光領域
   及び着色偏光領域を有することを特徴とする着色偏光
   体。
3. 【請求項３】 複数の色領域からなる着色偏光領域と、
   遮光偏光領域とからなることを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の着色偏光体。
4. 【請求項４】 前記遮光偏光領域は、前記着色偏光領域
   の複数の色の染料を重ねてなることを特徴とする請求項
   ３に記載の着色偏光体。
5. 【請求項５】 前記複数の色は、赤色、緑色及び青色で
   あることを特徴とする請求項３または請求項４のうちい
   ずれか１項に記載の着色偏光体。
6. 【請求項６】 一対の基板間に液晶を挟持した液晶表示
   装置であって、 前記一対の基板のうちいずれか一方の基板に、請求項１
   乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の着色偏光体を
   備えていることを特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】 格子状に配列された複数の表示電極を有
   する第１の基板と、前記表示電極に対向する電極を有す
   る第２の基板との間に液晶を挟持した液晶表示装置であ
   って、 前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方の基
   板に、前記表示電極に対応した位置に配置された着色偏
   光領域と、前記表示電極と表示電極との間の格子子領域
   に配置された遮光偏光領域とを有する着色偏光体を備え
   たことを特徴とする液晶表示装置。
8. 【請求項８】 格子状に配列された複数の表示電極を有
   する第１の基板と、前記表示電極に対向する電極を有す
   る第２の基板との間に液晶を挟持した液晶表示装置であ
   って、 前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方の基
   板に、前記表示電極に対応した位置に着色偏光領域及び
   遮光偏光領域を有する着色偏光体を備えたことを特徴と
   する液晶表示装置。
9. 【請求項９】 ストライプ状に配列された複数の電極を
   有する第１の基板と、該第１の基板上の複数の電極に対
   して直交かつ対向して設けられたストライプ状の複数の
   電極を有する第２の基板とからなり、前記各基板上の電
   極の交差部が表示電極となる、前記両基板間に液晶を挟
   持した液晶表示装置であって、 前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方の基
   板に、前記表示電極に対応した位置に配置された着色偏
   光領域と、前記表示電極と表示電極との間の格子子領域
   に配置された遮光偏光領域とを有する着色偏光体を備え
   たことを特徴とする液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 ストライプ状に配列された複数の電極
    を有する第１の基板と、該第１の基板上の複数の電極に
    対して直交かつ対向して設けられたストライプ状の複数
    の電極を有する第２の基板とからなり、前記各基板上の
    電極の交差部が表示電極となる、前記両基板間に液晶を
    挟持した液晶表示装置であって、 前記第１の基板及び第２の基板のうちいずれか一方の基
    板に、前記表示電極に対応した位置に着色偏光領域及び
    遮光偏光領域を有する着色偏光体を備えたことを特徴と
    する液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記表示電極に対応した１画素が、複
    数の色領域からなることを特徴とする請求項６乃至請求
    項１０のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記表示電極に対応した１画素が、複
    数の色領域及び遮光偏光領域からなることを特徴とする
    請求項６乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載の液
    晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記遮光偏光領域は、着色偏光領域の
    複数の色の染料を重ねてなることを特徴とする請求項６
    乃至請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記複数の色は、赤色、緑色及び青色
    であることを特徴とする請求項６乃至請求項１３のうち
    いずれか１項に記載の液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 前記第１の基板あるいは第２の基板
    に、光を反射する機能を有する光反射体を備えたことを
    特徴とする請求項６乃至請求項１４のうちいずれか１項
    に記載の液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 前記光反射体が、該表面に凹凸を備え
    ていることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装
    置。
17. 【請求項１７】 遮光偏光領域と、複数の色からなる着
    色偏光領域とからなる着色偏光体の製造方法であって、 前記着色偏光領域に塗布する各単色の染料を該着色偏光
    領域に塗布すると同時に、遮光偏光領域にも同色の染料
    を塗布し、前記複数色を順次重ねることを特徴とする着
    色偏光体の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記複数の色は、赤色、緑色及び青色
    であることを特徴とする請求項１７に記載の着色偏光体
    の製造方法。