JP3384678B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP3384678B2 JP3384678B2 JP07238896A JP7238896A JP3384678B2 JP 3384678 B2 JP3384678 B2 JP 3384678B2 JP 07238896 A JP07238896 A JP 07238896A JP 7238896 A JP7238896 A JP 7238896A JP 3384678 B2 JP3384678 B2 JP 3384678B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高速で表示品位のよ
いカラー表示が行える液晶表示装置に関する。
いカラー表示が行える液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より液晶表示器においては、液晶を
挾持する電極基板の配向層の下側にフィルター層を設け
ることによってカラー表示を行うようになっており、そ
れは特開昭６１−２８１２１９号公報に示されるよう
に、基台の表面に異なる色の染料または顔料を含むフィ
ルター層を設け、必要に応じてその表面を保護層で覆
い、その上に透明電極を配置し、配向層で覆って基板と
し、その基板と他の基板によって液晶を挾持していた。
挾持する電極基板の配向層の下側にフィルター層を設け
ることによってカラー表示を行うようになっており、そ
れは特開昭６１−２８１２１９号公報に示されるよう
に、基台の表面に異なる色の染料または顔料を含むフィ
ルター層を設け、必要に応じてその表面を保護層で覆
い、その上に透明電極を配置し、配向層で覆って基板と
し、その基板と他の基板によって液晶を挾持していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、フィルター
層の呈色は液晶層を積層することによって変化し、特に
複屈折性を利用する表示モードや、高時分割駆動を目的
とする場合には液晶セル層の光吸収分光特性を考慮して
色あいを定める必要がある。しかし、さらに高速駆動の
ため液晶層の厚みを薄くすると薄暗い感じのする白抜け
が悪い表示となることが分かった。
層の呈色は液晶層を積層することによって変化し、特に
複屈折性を利用する表示モードや、高時分割駆動を目的
とする場合には液晶セル層の光吸収分光特性を考慮して
色あいを定める必要がある。しかし、さらに高速駆動の
ため液晶層の厚みを薄くすると薄暗い感じのする白抜け
が悪い表示となることが分かった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
し、カラーフィルターの色毎の観察評価に基づいて成さ
れたものである。
し、カラーフィルターの色毎の観察評価に基づいて成さ
れたものである。
【０００５】まず本発明は、電極基板間に無電界時に液
晶分子が螺旋状の構造を成した液晶層と、電極基板に設
けられた赤色と緑色と青色の３原色に対応するフィルタ
ー層と、液晶層の外側に液晶の複屈折性を利用するよう
に光軸を選択され配置された偏光板と、液晶セルの駆動
素子とを具備し、前記緑色のフィルター層の光透過特性
が２／３値幅より高い部分において赤色と青色のフィル
ター層の光透過特性と重なり合うように、該緑色のフィ
ルター層だけを他の赤色と青色のフィルター層よりも薄
く形成する液晶表示装置である。
晶分子が螺旋状の構造を成した液晶層と、電極基板に設
けられた赤色と緑色と青色の３原色に対応するフィルタ
ー層と、液晶層の外側に液晶の複屈折性を利用するよう
に光軸を選択され配置された偏光板と、液晶セルの駆動
素子とを具備し、前記緑色のフィルター層の光透過特性
が２／３値幅より高い部分において赤色と青色のフィル
ター層の光透過特性と重なり合うように、該緑色のフィ
ルター層だけを他の赤色と青色のフィルター層よりも薄
く形成する液晶表示装置である。
【０００６】又本発明は、電極基板間に螺旋状に配向さ
れた液晶分子を有する液晶セルと、その液晶セルを単純
マトリクス法で高速駆動する駆動手段と、その液晶セル
に設けられ、緑色のフィルター層の光透過特性が２／３
値幅より高い部分において赤色と青色の両方のフィルタ
ー層の光透過特性と重なり合うフィルター層を有したも
のである。
れた液晶分子を有する液晶セルと、その液晶セルを単純
マトリクス法で高速駆動する駆動手段と、その液晶セル
に設けられ、緑色のフィルター層の光透過特性が２／３
値幅より高い部分において赤色と青色の両方のフィルタ
ー層の光透過特性と重なり合うフィルター層を有したも
のである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の液晶表示装
置の要部断面図で、１、１０は、内面に透明電極１２と
配向膜１３を有して対抗配置された電極基板で、板ガラ
ス等からなる基台１１の表面に必要に応じて下地層など
を設けた上にこれらを積層し、両基板１、１０をシール
材３などで貼付して、その基板１、１０間に無電界時に
液晶分子が螺旋状の構造を成した液晶層２を挾持してい
る。透明電極１２は、互いの基板１、１０同士でマトリ
クスを形成するために配置されたもので、図ではいずれ
の電極１２も平行に設けられたストライプ状透明電極
（ＩＴＯ膜）が上下の基板１、１０で互いに直交するよ
うに配置されたものを例示している。配向膜１３は有機
高分子膜からなり、液晶層２の液晶分子を特定の方向に
配向させるものである。液晶層２は、例えばネマティッ
ク液晶分子がその基板１、１０間で例えば２６０度ねじ
られたものである。また、必要に応じて偏光板６や位相
板６１を液晶層２の上下に配置している。
置の要部断面図で、１、１０は、内面に透明電極１２と
配向膜１３を有して対抗配置された電極基板で、板ガラ
ス等からなる基台１１の表面に必要に応じて下地層など
を設けた上にこれらを積層し、両基板１、１０をシール
材３などで貼付して、その基板１、１０間に無電界時に
液晶分子が螺旋状の構造を成した液晶層２を挾持してい
る。透明電極１２は、互いの基板１、１０同士でマトリ
クスを形成するために配置されたもので、図ではいずれ
の電極１２も平行に設けられたストライプ状透明電極
（ＩＴＯ膜）が上下の基板１、１０で互いに直交するよ
うに配置されたものを例示している。配向膜１３は有機
高分子膜からなり、液晶層２の液晶分子を特定の方向に
配向させるものである。液晶層２は、例えばネマティッ
ク液晶分子がその基板１、１０間で例えば２６０度ねじ
られたものである。また、必要に応じて偏光板６や位相
板６１を液晶層２の上下に配置している。
【０００８】またこの様な電極基板１、１０の一方に
は、３原色に対応するフィルター層５が設けてあり、そ
の基板においてはフィルター層５と、その上の保護膜４
と透明電極１２と配向膜１３とがこの順に積層されてい
る。この保護膜４は、有機絶縁膜若しくは有機絶縁膜と
無機絶縁膜の積層体からなり、フィルター層５を保護す
るとともにフィルター層５から液晶層２に影響する物質
が染み出すことを防ぐもので、場合によってはフィルタ
ー層５によって生じた凹凸を緩和するための平坦化膜の
役目も兼用する。このフィルター層５は、ストライプ状
若しくは市松模様状に配置された赤、青、緑の３色から
なり、必要に応じてその隙間には遮光性被膜８や遮光性
枠体が設けられていてもよい。そしてこのフィルター層
５は顔料が添加された光硬化性樹脂もしくは染料が混入
された樹脂からなり、中央部分の厚みは例えば０．３μ
ｍ以上５．０μｍ以下となっている。
は、３原色に対応するフィルター層５が設けてあり、そ
の基板においてはフィルター層５と、その上の保護膜４
と透明電極１２と配向膜１３とがこの順に積層されてい
る。この保護膜４は、有機絶縁膜若しくは有機絶縁膜と
無機絶縁膜の積層体からなり、フィルター層５を保護す
るとともにフィルター層５から液晶層２に影響する物質
が染み出すことを防ぐもので、場合によってはフィルタ
ー層５によって生じた凹凸を緩和するための平坦化膜の
役目も兼用する。このフィルター層５は、ストライプ状
若しくは市松模様状に配置された赤、青、緑の３色から
なり、必要に応じてその隙間には遮光性被膜８や遮光性
枠体が設けられていてもよい。そしてこのフィルター層
５は顔料が添加された光硬化性樹脂もしくは染料が混入
された樹脂からなり、中央部分の厚みは例えば０．３μ
ｍ以上５．０μｍ以下となっている。
【０００９】またこの液晶セルは、本発明で特に効果が
ある複屈折モードを利用するものを図示しており、その
ため液晶層２の外側に液晶の複屈折性を利用するように
光軸を選択された偏光板６を配置し、電極基板１、１０
間に螺旋状に配向された液晶分子を有する液晶セルを、
単純マトリクス法で高速駆動する駆動手段７を液晶セル
周辺部に配置接続している。複屈折モードとは、いわゆ
るＴＮの旋光性を利用するモードに対比して、液晶セル
中を光が伝搬するときに複屈折したことによる光の干渉
を表示に利用するもので、多くは螺旋階段状に捩った液
晶分子の捩れ角を１８０〜２７０度に設定し、偏光軸や
吸収軸と配向軸を交差させることで得られる。一方単純
マトリクス法による駆動とは、走査中時間と非走査時間
を含めた一定期間の選択画素と非選択画素の実効値電圧
が、各々閾値より高く又は低くなる様に駆動するもの
で、線順次走査をする場合、走査中の電極を例に取る
と、走査電圧と、それに加算若しくは減算されるように
信号電圧とを印加するもので、駆動手段７は例えばＴＣ
Ｐ（テープキャリアパッケージ）半導体集積回路からな
る。
ある複屈折モードを利用するものを図示しており、その
ため液晶層２の外側に液晶の複屈折性を利用するように
光軸を選択された偏光板６を配置し、電極基板１、１０
間に螺旋状に配向された液晶分子を有する液晶セルを、
単純マトリクス法で高速駆動する駆動手段７を液晶セル
周辺部に配置接続している。複屈折モードとは、いわゆ
るＴＮの旋光性を利用するモードに対比して、液晶セル
中を光が伝搬するときに複屈折したことによる光の干渉
を表示に利用するもので、多くは螺旋階段状に捩った液
晶分子の捩れ角を１８０〜２７０度に設定し、偏光軸や
吸収軸と配向軸を交差させることで得られる。一方単純
マトリクス法による駆動とは、走査中時間と非走査時間
を含めた一定期間の選択画素と非選択画素の実効値電圧
が、各々閾値より高く又は低くなる様に駆動するもの
で、線順次走査をする場合、走査中の電極を例に取る
と、走査電圧と、それに加算若しくは減算されるように
信号電圧とを印加するもので、駆動手段７は例えばＴＣ
Ｐ（テープキャリアパッケージ）半導体集積回路からな
る。
【００１０】この様な構成において、高速駆動、例えば
７インチの大きさの画面で時々刻々送られてくる交通情
報を地図に重ねて表示したり、ハイビジョン映像を表示
するようないわゆる動画対応の機器にするには、従来の
高時分割駆動で対応していた立ち上がり立ち下がり時間
２５０〜３５０ｍｓｅｃでは困難であり、高速化のため
には液晶層のレターディションΔｎ・ｄを上げたり、液
晶層２の厚みを薄くしたりする必要がある。ところが、
これによってコントラストが低下し画面が判読し難くな
り易く、その典型的な症状は、薄暗い感じの表示とな
り、とくに色座標で表したときの全色点灯の白色の抜け
が悪いことが分かった。
７インチの大きさの画面で時々刻々送られてくる交通情
報を地図に重ねて表示したり、ハイビジョン映像を表示
するようないわゆる動画対応の機器にするには、従来の
高時分割駆動で対応していた立ち上がり立ち下がり時間
２５０〜３５０ｍｓｅｃでは困難であり、高速化のため
には液晶層のレターディションΔｎ・ｄを上げたり、液
晶層２の厚みを薄くしたりする必要がある。ところが、
これによってコントラストが低下し画面が判読し難くな
り易く、その典型的な症状は、薄暗い感じの表示とな
り、とくに色座標で表したときの全色点灯の白色の抜け
が悪いことが分かった。
【００１１】そこで白抜けを効率よく改善する方法とし
て、視感度特性が緑にピークが存在することに着目し、
まず各色の濃さと分布とを検討した。そして図２に示す
ように、緑色のフィルター層５Ｇの光透過特性Ｇが半値
幅Ａより高い部分において、赤色と青色のフィルター層
５Ｒ、Ｂの光透過特性Ｒ、Ｂと重なり合う部分が増える
ようにすることで緑色のフィルター層５Ｇにおける光透
過度を高くしたところ見易くなった。しかし、赤や青の
フィルター層で分光特性を広げると、鮮明さが欠けた。
そこで、赤や青のフィルター層の分光特性を保持し表示
の色度を保ったままで、表示の明るさと彩度の最適化を
検討した。その結果、例えば、光透過度が３０．９３で
あったものが、３５．５９であり、従来白座標がｘ＝
０．３１２２、ｙ＝０．３２３７に対して、ｘ＝０．３
２５１、ｙ＝０．３２３５とほぼ変わらず、表示のくす
みが取れ、鮮やかになって表示が見易くなる、図２に示
すような特性のフィルター層を持つ表示装置を得た。そ
の条件は、緑色のフィルター層５Ｇの光透過特性Ｇが２
／３値幅より高い部分ａにおいて、赤色と青色のフィル
ター層５Ｒ、Ｂの光透過特性Ｒ、Ｂと重なり合う部分が
明瞭に存在すればよいことが分かった。
て、視感度特性が緑にピークが存在することに着目し、
まず各色の濃さと分布とを検討した。そして図２に示す
ように、緑色のフィルター層５Ｇの光透過特性Ｇが半値
幅Ａより高い部分において、赤色と青色のフィルター層
５Ｒ、Ｂの光透過特性Ｒ、Ｂと重なり合う部分が増える
ようにすることで緑色のフィルター層５Ｇにおける光透
過度を高くしたところ見易くなった。しかし、赤や青の
フィルター層で分光特性を広げると、鮮明さが欠けた。
そこで、赤や青のフィルター層の分光特性を保持し表示
の色度を保ったままで、表示の明るさと彩度の最適化を
検討した。その結果、例えば、光透過度が３０．９３で
あったものが、３５．５９であり、従来白座標がｘ＝
０．３１２２、ｙ＝０．３２３７に対して、ｘ＝０．３
２５１、ｙ＝０．３２３５とほぼ変わらず、表示のくす
みが取れ、鮮やかになって表示が見易くなる、図２に示
すような特性のフィルター層を持つ表示装置を得た。そ
の条件は、緑色のフィルター層５Ｇの光透過特性Ｇが２
／３値幅より高い部分ａにおいて、赤色と青色のフィル
ター層５Ｒ、Ｂの光透過特性Ｒ、Ｂと重なり合う部分が
明瞭に存在すればよいことが分かった。
【００１２】このようなフィルター層５は、染料や顔料
を用いると先に説明したが、例えば顔料を用いた場合、
以下のように形成される。アクリル系の樹脂を紫外線硬
化によってエッチング処理できるように増感処理し、赤
色の場合にはベンガラ、リゾールレッド、レーキレッド
Ｇ、ウオッチングレッド、カーミン６Ｂ、ローダミンレ
ーサ等の顔料を１０〜７０ｗｔ％程度分散させ、その材
料を厚さ５μｍ程度のポリエチレンタレフタレートから
なる保持シート上に厚さ０．３〜５．１μｍの膜として
形成させる。この樹脂シートに形成された膜を、プレヒ
ートされガラス基台１１上に５〜５００ｇ／ｃｍ2の過
熱ローラで加圧し転写する。その後、波長３８０ｎｍ前
後の紫外線を用いてパターン露光し、母材のアクリル系
樹脂を架橋させ、炭酸ソーダなどでエッチングし、例え
ば幅１００μｍ、厚み３μｍの断面長方形のストライプ
状をなした、所定の赤色ストライプ状の第１のフィルタ
ー層５Ｒを得る。
を用いると先に説明したが、例えば顔料を用いた場合、
以下のように形成される。アクリル系の樹脂を紫外線硬
化によってエッチング処理できるように増感処理し、赤
色の場合にはベンガラ、リゾールレッド、レーキレッド
Ｇ、ウオッチングレッド、カーミン６Ｂ、ローダミンレ
ーサ等の顔料を１０〜７０ｗｔ％程度分散させ、その材
料を厚さ５μｍ程度のポリエチレンタレフタレートから
なる保持シート上に厚さ０．３〜５．１μｍの膜として
形成させる。この樹脂シートに形成された膜を、プレヒ
ートされガラス基台１１上に５〜５００ｇ／ｃｍ2の過
熱ローラで加圧し転写する。その後、波長３８０ｎｍ前
後の紫外線を用いてパターン露光し、母材のアクリル系
樹脂を架橋させ、炭酸ソーダなどでエッチングし、例え
ば幅１００μｍ、厚み３μｍの断面長方形のストライプ
状をなした、所定の赤色ストライプ状の第１のフィルタ
ー層５Ｒを得る。
【００１３】次いで同じく紫外線架橋型のアクリル系樹
脂にピリジアングリーン、クロムグリーン、フタロシア
ニングリーン等の緑色顔料を分散させ、赤色より少し薄
い厚さの膜をシート上に形成し、同様にして基台１１上
に転写し、露光パターニングを行って例えば幅１００μ
ｍ、厚さ２．５μｍのストライプ状をなした緑色の第２
のフィルター層５Ｇを形成する。最後にアクリル系の樹
脂に群青、紺青、スカイブルー、フタロシアンブルーな
どの青色顔料を用いた膜で、３色目の転写パターニング
を行う。このようにして得られた第３のフィルター層５
Ｂは、中央の厚みが例えば３．０μｍであった。
脂にピリジアングリーン、クロムグリーン、フタロシア
ニングリーン等の緑色顔料を分散させ、赤色より少し薄
い厚さの膜をシート上に形成し、同様にして基台１１上
に転写し、露光パターニングを行って例えば幅１００μ
ｍ、厚さ２．５μｍのストライプ状をなした緑色の第２
のフィルター層５Ｇを形成する。最後にアクリル系の樹
脂に群青、紺青、スカイブルー、フタロシアンブルーな
どの青色顔料を用いた膜で、３色目の転写パターニング
を行う。このようにして得られた第３のフィルター層５
Ｂは、中央の厚みが例えば３．０μｍであった。
【００１４】このようにして形成されるフィルター層５
は、保持シートの上に薄くて均一な厚みに形成され保持
シートの延展性で着色膜を均一な厚みに保持する。薄く
なりすぎるとフィルター層を液晶層に積層した場合、所
定の色濃度が得られにくいことがあるので、曲線の飽和
領域が始まる部分を考慮すると、フィルター層５の中央
部分の厚みは０．３μｍ以上５．０μｍ以下、より好ま
しくは液晶層２のレターディションΔｎ・ｄが５００〜
９００ｎｍのときに０．５〜４．０μｍで、緑色のフィ
ルター層の光透過特性が従来の特性ｇよりブロードにな
るようにすることで色座表上のｙ値を善くし、２０％程
度の表示色改善を行うことができた。
は、保持シートの上に薄くて均一な厚みに形成され保持
シートの延展性で着色膜を均一な厚みに保持する。薄く
なりすぎるとフィルター層を液晶層に積層した場合、所
定の色濃度が得られにくいことがあるので、曲線の飽和
領域が始まる部分を考慮すると、フィルター層５の中央
部分の厚みは０．３μｍ以上５．０μｍ以下、より好ま
しくは液晶層２のレターディションΔｎ・ｄが５００〜
９００ｎｍのときに０．５〜４．０μｍで、緑色のフィ
ルター層の光透過特性が従来の特性ｇよりブロードにな
るようにすることで色座表上のｙ値を善くし、２０％程
度の表示色改善を行うことができた。
【００１５】なおこの時、上述した複屈折モードのネガ
タイプ（選択時に光透過性が増し、非選択時に遮光性を
もたらすもので、いわゆるＳＴＮのブルーモードに相
当）の駆動においては、フィルター層は緑色のフィルタ
ー層が他の２色のフィルター層よりも薄く形成されるこ
とで、半選択時の輝度を低下（黒さ加減を増加）させ、
コントラストを向上させることができる。
タイプ（選択時に光透過性が増し、非選択時に遮光性を
もたらすもので、いわゆるＳＴＮのブルーモードに相
当）の駆動においては、フィルター層は緑色のフィルタ
ー層が他の２色のフィルター層よりも薄く形成されるこ
とで、半選択時の輝度を低下（黒さ加減を増加）させ、
コントラストを向上させることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上の如くカラーフィルターのフィルタ
ー層の色毎の分光特性をとくに緑色について広くし、も
って白表示の色座標を改善し、あるいは緑色のフィルタ
ー層の厚みを薄くすることで黒表示を改善して、コント
ラストの高い高速表示を行うことができた。
ー層の色毎の分光特性をとくに緑色について広くし、も
って白表示の色座標を改善し、あるいは緑色のフィルタ
ー層の厚みを薄くすることで黒表示を改善して、コント
ラストの高い高速表示を行うことができた。
【図１】本発明実施例の液晶表示装置の要部断面図であ
る。
る。
【図２】フィルター層の分光特性図である。
１ 電極基板
１２ 電極
１３ 配向膜
２ 液晶
５ フィルター層
６ 偏光板
７ 駆動手段
８ 遮光性被膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 - 1/141
Claims (2)
- 【請求項１】 電極基板と、該電極基板間に無電界時に
液晶分子が螺旋状の構造を成した液晶層と、電極基板に
設けられた赤色と緑色と青色の３原色に対応するフィル
ター層と、液晶層の外側に液晶の複屈折性を利用するよ
うに光軸を選択され配置された偏光板と、液晶セルの駆
動素子とを具備し、前記緑色のフィルター層の光透過特
性が２／３値幅より高い部分において赤色と青色のフィ
ルター層の光透過特性と重なり合うように、該緑色のフ
ィルター層だけを赤色と青色のフィルター層よりも薄く
形成すること特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 電極基板間に螺旋状に配向された液晶分
子を有する液晶セルと、該液晶セルを単純マトリクス法
で高速駆動する駆動手段と、液晶セルに設けられ、緑色
のフィルター層の光透過特性が２／３値幅より高い部分
において赤色と青色のフィルター層の光透過特性と重な
り合うフィルター層とを有したことを特徴とする液晶表
示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07238896A JP3384678B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07238896A JP3384678B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09265084A JPH09265084A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3384678B2 true JP3384678B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=13487860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07238896A Expired - Fee Related JP3384678B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3384678B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5000697B2 (ja) * | 2009-10-21 | 2012-08-15 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP07238896A patent/JP3384678B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09265084A (ja) | 1997-10-07 |
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