JPS6228715A - カラ−液晶表示装置 - Google Patents

カラ−液晶表示装置

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JPS6228715A
JPS6228715A JP60169075A JP16907585A JPS6228715A JP S6228715 A JPS6228715 A JP S6228715A JP 60169075 A JP60169075 A JP 60169075A JP 16907585 A JP16907585 A JP 16907585A JP S6228715 A JPS6228715 A JP S6228715A
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JP
Japan
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color
liquid crystal
display device
crystal display
crystal layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP60169075A
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English (en)
Inventor
Yuji Takashima
祐二 高島
Seiichi Nagata
清一 永田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーフィルタと液晶を組み合わせたカラー
液晶表示装置に関し、テレビ、ビデオモニタあるいはコ
ンピュータの端末などカラー画像を表示する装置に利用
できる。
従来の技術 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、ツィステッド・ネマティック(以下、TNと
略記)、ゲスト・ホストなどがあるが、ここではTN液
晶と赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタを
組み合わせたカラー液晶表示装置について説明する。
第9図は、従来のカラー液晶表示装置の液晶パネル部を
模式的に示した透視図である。また、第10図はその断
面図である。1は液晶で、ガラスなどの一対の透明基体
2及び2′によって、挾持されている。上方の透明基体
2には、R,G、Bのカラーフィルタ3と透明導電膜で
形成された共通電極4が順にcd層されている。下方の
透明基体2′には、薄膜電界効果トランジスタ(以下、
TPTと略記)5とこのTPTによって駆動される透明
導電膜で形成された画素電極6が担持されている。
7及び7′は偏光板で、その偏光軸が互いに平行になる
ように配置されている。そして、共通電極4及び画素電
極6に電圧を印加しない状態即ち電圧無印加の状態では
、液晶層で光が遮断され暗状態になるように配向膜8及
び8′によって液晶1の分子が配向制御されている。こ
の暗状態をノーマリ・ブラックと呼ぶ。
ここで、従来の装置では第10図に示すようにカラーフ
ィルタ3の各色に対応する液晶層の層厚dR,dc、 
dBが全て等しくなっている点に留意されたい。
以上のように液晶パネルを構成し、下方から白色光を照
射すると同時て、画像信号に応じてTPT5を駆動させ
液晶層に印加する電圧を変化させると、それに応じて液
晶層を通過する光量が変化し、カラー画像が再現される
(例えば、日経エレクロニクス魚333.第121頁〜
第122頁、1984)発明が解決しようとする問題点 ノーマリ・ブラックの状態では液晶層に入射した光は、
理想的には完全に遮断されなければならない。しかし、
前述した従来の構成では、液晶層に入射した光の一部が
漏洩し、しかもその漏洩した光が着色するだめ、表示画
像のコントラスト及び色純度が低下するという問題点が
あった。以下、このことについてもう少し詳しく説明す
る。
ある波長の単色光が液晶層に入射したとき、液晶層を通
過する光量は液晶の種類及び層厚によって変化し、種類
が決まれば零になる層厚は一義的に決まる。そして零に
なる層厚は、入射光の波長が変われば変化する。これは
一般にTNモードの液晶は、その複屈折が波長に依存し
て異なるだめである。従って、従来の構成のようにR,
G、Bの各カラーフィルタに対応する液晶層の層厚が全
て等しいと、仮にRのフィルタ部で光が遮断されるよう
に液晶層の層厚を決めたとすると、GとBのフィルタ部
では光を完全に遮断することができず、ノーマリ・ブラ
ックのとき薄青い光が副れで見えることになる。このよ
うな現象は、電圧無印加時のみならず比較的低電圧で液
晶を駆動したときにも顕著に現われる。
ところで、この電圧無印加時における光の漏洩と着色の
問題は、液晶の層厚を厚く(一般に10μm以上)すれ
ば緩和される。しかし、液晶の応答速度が遅くなり、し
かも液晶パネルの視野角が狭くなシ、視差による色ずれ
も生じてくるため、単に液晶の層厚を厚くするだけでは
問題の解決にはならなかった。
従って、液晶の応答速度、視野角及び色ずれを考慮して
液晶の層厚をできるだけ薄く(一般に3〜6 μm)し
て、しかも電圧無印加時の光の漏洩と着色の問題を解決
することは、液晶層の層厚が全て等しい従来の構成をと
る限り不可能であった。
故に、本発明の目的は、液晶層の層厚が薄く、しかも電
圧無印加時における光の漏洩のない画像のコントラスト
及び色純度の高いカラー液晶表示装置を提供するもので
ある。本発明の他の目的は、カラーフィルタの各色に対
応させて液晶層の層厚を精度よく変化させる方法を提供
するものである。
問題点を解決するだめの手段 本発明においては、色の異なる複数種のカラーフィルタ
と液晶とを組み合わせたカラー液晶表示装置において、
前記カラーフィルタに密着焼き付けして作成した感光材
料から成る透明なレリーフを前記カラーフィルタの特定
色あるいは全色に密着し、前記カラーフィルタの各色に
対応する液晶層の層厚を変化させる。
乍用 本発明は、上記した構成にすることにより、カラーフィ
ルタの各色に対して膜厚の異なるレリーフを位置づれな
く正確に密着させることができ、レリーフの膜厚を自由
にしかも精度よく調整することができる。従って、カラ
ーフィルタの色に合わせて液晶層の層厚を精度よく設定
できるため、電圧無印加時における光の漏洩をなくし画
像のコントラスト及び色純度を向上させることができる
実施例 以下に本発明の一実施例について説明する。本発明と従
来例との差異を明確にするために、従来例で説明した透
過型のカラー液晶表示装置に本発明を適用した場合につ
いて説明する。従って、従来例と同じ構成要素には同じ
符号を記し、共通点については説明を省略する。
さて第1図は、本発明によるカラー液晶表示装置の液晶
パネルの断面を模式的に示した図である。
従来例との相違点は、カラーフィルタ3に感光材料で作
った透明なレリーフ9が密着しておυ、レリーフ9の膜
厚の違いによってR,G、Bの各カラーフィルタに対応
する液晶層の層厚dR,dG。
d+s が異なっている点である。そして液晶層の層厚
は常にdR>dG>dBになるように調整されている。
図では、Hのカラーフィルタの上にはレリーフが付着し
ていないが、dR> de ) daの関係を満足する
ことが重要で、レリーフの有無及び膜厚そのものは重要
ではなく、勿論Rのカラーフィルタの上にレリーフが付
着しても差し支えない。
次に、感光材料及びレリーフの形成方法について説明す
る。
本発明に用い得る感光材料としては、一般によく知られ
ているレリーフ像形成に用いる感光材料であれば何れで
もよい。例えば、重クロム酸・ゼラチン、重クロム酸・
ホリビニルアルコール、ハロゲン化銀感光材、あるいは
ケイ皮酸エステル樹脂、ビニル・ピリジウム樹脂、ポリ
アミドなどの感光性樹脂が用い得る。これらの感光材料
は、必要があれば対になるカラーフィルタの分光特性あ
るいは膜厚に応じて、増感剤で分光感度を調整して用い
る。特に、ハロゲン化銀感光材は分光感度の調整範囲が
広く、従ってレリーフの膜厚調整がし易いだめ好ましい
次に、上記の感光材料を用いてカラーフィルタ上にレリ
ーフを形成する方法について説明する。
ここでは感光材料として、感光した部分が硬化する所謂
ネガ・ポジタイプのしかもR,G、Bの各党に対する分
光感度SR,SG、  SBがSR< SG <SRで
あるものを用いた場合について説明する。
まず第2図に示すようにカラーフィルタ3の上に、例え
ば上記したレリーフ用の感光材料を塗料化したものをス
ピンナ等で塗布・乾燥して、膜厚の均一な膜C以下、感
光膜という)10を形成する。
次に第3図に示すように、透明基体2側から露光する。
すると、感光膜1oはスマッジングで示したように、カ
ラーフィルタ3に近い面から感光される。そして、感光
量は感光膜10の分光感度に応じてR<G<Bの順にな
る。
露光後、用いた感光材料に適した現像方法で現像し、末
露光部の感光材料を除去すると、第4図に示すようにカ
ラーフィルタ3の色に応じて膜厚の異なるレリーフ像9
が得られる。
第2図〜第4図では、カラーフィルタの各色の膜厚が一
様で均一な場合について説明したが、色によって膜厚が
異なる場合は、結果的に液晶層の層厚がdR> dc>
 dB になるように感光膜の分光感度を調節すればよ
い。
また、他の感光材料として、カラーフィルタ用の感光材
料とレリーフ用の感光材料を一体化したものがある。例
えば第5図に示すように、透明基体2の上に例えば通常
のカラー銀塩感光材11と、レリーフ用のハロゲン化銀
感光材12を積層したものがある。カラー銀塩感光材1
1としては、カラーフィルタの膜厚が均一であるためレ
リーフの膜厚調整がし易くなる内式発色型あるいは内式
発色反転型のカラー銀塩感光材が好ましい。
本発明では、R,G、Bの各カラーフィルタの分光透過
スペクトルのピーク波長に合致した線スペクトルを有す
る白色光源をバックライトとして用いると、連続スペク
トルを有する白色光源に比べて漏洩光及び着色を少なく
することができる。
また本発明の実施例では、カラーフィルタとしてR,G
、Bの3種類に限って説明したが、他の色が加わって4
@以上の場合にも本発明は適用される。
また本発明は、TNモードの液晶を用いたカラー液晶表
示装置全搬について適用され得るもので、単純なマトリ
クス駆動のものだけでなく、一方の基板KMO8FET
、TPT、MIMなどの非線形素子が組み込まれている
場合、あるいは透過型の場合だけでなく反則型の場合で
も適用できる。
更に本発明の説明では、ノーマリ・ブラックの場合に限
ったが、電圧無印加時に明状態となるノーマリ・ホワイ
トの場合にもそのまま応用できる。
以下、具体的な実施例について説明する。
第1図に示したカラー液晶表示装置において、TNモー
ドの液晶1としてチッソ■製のLIXON916oを、
またR 、G 、Bのカフーフイ/L夕3として第5図
に示す分光透過特性を示すものを、また白色光源として
第7図に示す分光スペクトルを有する松下電子工業■製
の3波域形蛍光灯を用い、Gのカラーフィルタの上に0
.6μmそしてBの上には1.7μmのゼラチンで形成
したレリーフ9を密着し、aR= 5.4 μm 、 
d□= 4.8 μry、  dB=3.7μmK設定
したところ、第8図に示すように電圧無印加時において
R,G、B光の光の漏れのない画像が得られた。
次にレリーフの形成方法を示す。
ガラス基板上にゼラチンレリーフを形成し染料で染色す
る通常の方法で作った膜厚の均一なカラーフィルタに、
通常のウオツシュオフレリーフ法に用いる黄色染料で染
色した末増感のハロゲン化銀ゼラチンIL剤をスピンナ
で塗布・乾燥して膜厚1.7μmの感光膜を形成した。
次に、ガラス基板側からタングステンランプでGのカラ
ーフィルタに相当する部分の感光膜が0.67z771
感光する迄露光した後、通常のウオツシュオフレリーフ
法(例えば宮本五部他「天然色写真」第143頁〜第1
44頁、共立出版(掬1956 )によりレリーフ像を
形成したところ、Rのカラーフィルタの上の感光膜は赤
に全く感度がないため全て洗い出され、G及びBのカラ
ーフィルタの上にはそれぞれ0.6μm 、1.7μm
のゼラチンレリーフ像が得られた。
発明の効果 本発明によれば、カラーフィルタの分光透過特性に応じ
て各色に対応する液晶層の層厚を精度よく調整すること
ができるため、電圧無印加時における光の回れ及び着色
を少なくし画像のコントラスト及び色純度が向上する効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明てよるカラー液晶表示装置の液晶パネル
の断面模式図、第2図〜第4図はレリーフの形成方法を
示す断面図、第5図はカラーフィルタ用の感光材料とレ
リーフ用の感光材料が一体化された感光材料を示す断面
図、第5図はR,G。 Bのカラーフィルタの分光透過特性を示したグラフ、第
7図は光源の分光強度を示したグラフ、第8図は本発明
による漏洩光の減少の効果を示すグラフ、第9図は従来
のカラー液晶表示装置の液晶パネル部を示す斜視図、第
10図は第9図の液晶パネルの断面図である。 1・・・・・・液晶、2,2′・・・・・透明基体、3
・・・・・・カラーフィルタ、4・・・・・共通電極、
6・・・・・・TFT、e・・・・・・画素電極、ア、
7′・・・・・・ 偏光板、8,8′ ・・・・・配向
膜、9・・・・・・レリーフ、10・・・・・・感光膜
、11・・・・・・カラー銀塩感光材、12・・・・・
・ハロゲン化銀感光材。 代理人の氏名 弁理士 中尾 敏 男 ほか1名第2図 第3図 第8図 汝品4つ厚みL(ノリ 第9図 白色尤

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対向する第1の基板と第2の基板間に液晶層を挾
    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
    複数の色の異なるカラーフィルタを配置し、前記カラー
    フィルタの特定色あるいは全色に密着焼き付けして形成
    した感光材料から成るレリーフを配し、そのレリーフの
    厚みを対応する各色に応じて異らせることにより、前記
    カラーフィルタの各色に対応する液晶層の層厚を変化さ
    せたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
  2. (2)カラーフィルタが赤、緑、青の3種類である特許
    請求の範囲第1項記載のカラー液晶表示装置。
  3. (3)カラーフィルタの各色に対応する液晶層の層厚が
    、主波長の短かいカラーフィルタの方がより厚くなって
    いる特許請求の範囲第2項記載のカラー液晶表示装置。
  4. (4)感光材料がハロゲン化銀感光材である特許請求の
    範囲第1項記載のカラー液晶表示装置。
  5. (5)カラーフィルタがカラー銀塩感光材で形成されて
    いる特許請求の範囲第1項記載のカラー液晶表示装置。
  6. (6)カラー銀塩感光材が内式発色型あるいは内式発色
    反転型である特許請求の範囲第5項記載のカラー液晶表
    示装置。
  7. (7)カラーフィルタ形成用のカラー銀塩感光材とレリ
    ーフ形成用のハロゲン化銀感光材とが一体化されている
    特許請求の範囲第5項記載のカラー液晶表示装置。
  8. (8)カラーフィルタの液晶層を挾持する側の主面に透
    明電導膜が設置されている特許請求の範囲第1項記載の
    カラー液晶表示装置。
  9. (9)赤、緑、青の各波長に対して線スペクトルに近い
    分光放射特性をもつ白色光源と組み合わせて用いる特許
    請求の範囲第1項又は第8項記載のカラー液晶表示装置
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Cited By (5)

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