JPH0338574B2 - - Google Patents

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JPH0338574B2
JPH0338574B2 JP56116739A JP11673981A JPH0338574B2 JP H0338574 B2 JPH0338574 B2 JP H0338574B2 JP 56116739 A JP56116739 A JP 56116739A JP 11673981 A JP11673981 A JP 11673981A JP H0338574 B2 JPH0338574 B2 JP H0338574B2
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JP
Japan
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thin film
liquid crystal
polarizing film
transparent
film
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JP56116739A
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JPS5817421A (ja
Inventor
Konosuke Ikeda
Shigeyoshi Sugibuchi
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Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Denki Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133533Colour selective polarisers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー表示可能な液晶表示素子に関
し、特に印加電圧の変化による透過率の変化量が
大きく、また視差の小さいカラー液晶表示素子を
提案するものである。
カラー表示可能な液晶表示素子の開発が活発に
行われており、表示像の鮮明化,分解能の向上等
に種々の提案が行われている。特開昭56−21182
号の多色液晶表示素子は色ずれが少く、微細パタ
ーンの表示を可能とするために「透明電極上ない
しは少なくとも透明電極を含む基板面上に有色の
光透過性膜を形成」する構成としたものである
が、液晶を挾んで対設される電極間に上記有色の
光透過性膜、即ち色フイルタ層を介在させてある
ために電極間に印加した電圧の一部が色フイルタ
層に印加されることになる。このため液晶の透過
率−電極間印加電圧特性が緩慢な(単位電圧変化
量に対する透過率の変化量が小さい)ものとな
り、即ち駆動特性が悪く、鮮明な表示を得るには
印加電圧を高くすることが必要となる。ところが
マトリツクス表示を行わせる場合には、高い電圧
を印加すると隣接する部分にもその影響が現れて
像が不明瞭になるという難点がある。これを避け
るために色フイルタ層を薄くする場合は十分な色
の濃度が得られないことになる。
本発明は斯かる技術的背景の下になされたもの
であつて、微細な像を視差による色ずれなく鮮明
に表示し得るカラー表示用の液晶表示素子を提供
することを目的とする。以下本発明をその実施例
を示す図面に基き詳述する。
第1図は本発明に係るカラー液晶表示素子の断
面構造図であり、ガラス等からなる透明基板1上
には10μm厚程度の着色偏光膜2が形成されてい
る。この着色偏光膜2はポリビニルアルコール
(PVA)等のPVA樹脂からなるフイルムを一方
向に延伸したものを基材として、その一面に沃
素,染料等よりなる偏光性インクにて着色したも
のであり、微細な幅寸法の赤色膜条21,緑色膜
条22及び青色膜条23を第2図に示すように一
方向に規則正しく配して縞模様のパターンを形成
するようにしてある。斯かるパターンを形成した
着色偏光膜の製造は、例えば特開昭55−18685号
のように感光性樹脂を利用して色の数の回数に分
けて行われる。
斯かる着色偏光膜2の上層にはその保護のため
にアクリル系樹脂又はPVA樹脂により数百Å厚
の透明薄膜3が被着形成されている。この透明薄
膜3は着色偏光膜2を保護すると共に次に述べる
透明電極4を平坦な面に形成されるように表面状
態を整える役目を果たす。該透明薄膜3を数百Å
程度にするにはスピンナ塗布又はデイツピング塗
布が下可欠である。そして透明薄膜3の上層には
その全面を覆うように透明電極4が被着形成され
ている。この透明電極4は第3図に示すようにマ
トリツクス配置された透明な画素電極E11,E12
Emnと対をなし、これらの間に介装したネマチ
ツク液晶よりなる液晶層6に対して電圧印加する
ためのものである。液晶層6を挾む配向層5,7
は液晶分子が相互に直交する方向に整列するよう
に液晶層側表面が表面処理されたものであり、公
知のツイステイツド効果が得られるようにしてい
る。
前記画素電極E11,E12……Emnはガラス等の透
明基板8上に、各画素電極E11,E12……Emnに対
する選択的課電制御のための微小面積の薄膜トラ
ンジスタT11,T12……Tmnと連接形成してあり、
この画素電極E11,E12……Emnは第3図に示すよ
うにその水平方向位置が着色偏光膜2の各色の条
と整合するようにn列に配され、垂直方向にも略
同ピツチで規則正しくm行に整列配置されてい
る。
透明基板1〜8の部分は後述するようにして一
体的に構成されるが、これらとは別体としたニユ
ートラル偏光板9が透明基板8側に配され、着色
偏光膜2と直交ニコルを構成するようにしてあ
る。このニユートラル偏光板9を透明基板8に付
着する構成としてもよいことは勿論である。
第4図は薄膜トランジスタT11,T12……Tmn
と、画素電極E11,E12……Emnと全面の透明電極
4ととの結線状態を示している。各薄膜トランジ
スタT11,T12……Tmnのソースが画素電極E11
E12……Emnに接続してある。水平方向の同行に
配置された薄膜トランジスタ、例えばT11,T12
……T1nのゲートは一括されて電極Y1に接続して
ある。また垂直方向の同列に配置された薄膜トラ
ンジスタ、例えばT11,T12……Tm1のドレイン
は一括されて、電極X1に接続してある。従つて
1行目の薄膜トランジスタのゲートを一括接続し
た電極Yiと、j列目の薄膜トランジスタのドレ
インを一括接続した電極Xjと、透明電極4とに
所定電位を与えると薄膜トランジスタTijがオン
して画素電極Xijと透明電極4との間に選択的電
圧印加が行われ、この領域にある液晶が両電極面
に垂直に整列され、画素電極Xijと整合配置され
ている赤(緑又は青)色の膜条の1行目の部分が
外部から視認されることになり、要するにこの部
分の赤(緑又は青)色に表示されることになる。
次に上述の如き構成を有するカラー液晶表示素
子の製造方法の一例につき説明する。まずPVA
膜を2〜5倍に延伸したものをPVA系接着剤を
用いてガラス製の透明基板1の一面に接着する。
次に第5図イに示すように着色偏光膜2の基材と
なる延伸PVA膜2′上には感光性樹脂、つまりフ
オトレジスト9を適厚に塗着し、緑色膜条22,
青色膜条23を形成する部分が露光するようにし
たパターンのマスクを用いて露光して、露光部分
を硬化し、非露光の未硬化部分を現像処理にて溶
解除去し、PVA膜2′の一部を露出させる。そし
て第5図ロに示すように沃素,赤色の染料よりな
る赤色偏光インクにて露出部分を選択的に着色
し、赤色膜条21を得る。このような工程を反復
することにより緑色膜条22,青色膜条23を順
次形成する。
このようにして着色偏光膜2を形成したあとは
アクリル系樹脂又はPVA溶液をスピンナ塗布す
るか又はデイツピングの方法により数百Å厚の透
明薄膜3を形成する。ここにアクリル系樹脂又は
PVA樹脂を用いるのはPVA樹脂製の着色偏光膜
2との接着性に優れるからであり、接着性が良好
であることにより、その上面の平坦性を高めるこ
とが可能となる。けだし透明薄膜3の浮上りは生
じないからである。
次いで着色偏光膜2及び透明薄膜3を積層形成
した透明基板1を百数十℃に加熱しての低温スパ
ツタリング法又は低温蒸着法により第5図ハに示
すように酸化インジウム膜を200〜800Å程度の厚
さに被着形成してこれを透明電極4とする。
このような工程においては前述のように低温ス
パツタリング法又は低温蒸着法を用いるので
PVAからなる着色偏光膜2が熱により損傷され
ることがない。そして透明薄膜3の存在によりそ
の上面が平坦であるので、透明電極4が平坦に形
成されることになる。
次いで透明電極4上にスピンナ法又はデイツピ
ング法によりPVA若しくはポリイミドの膜を形
成し、一方向にラビングすることにより配向層5
とする。
一方これに対向する画素電極E11,E12……Emn
側は、ガラス製の透明基板8上に公知の方法にて
画素電極E11,E12……Emn及び薄膜トランジスタ
T11,T12……Tmnを形成して、その上層に上述
したところと同様の方法にて配向層7を形成す
る。このように対向電極を夫々別個に構成した
後、両者を夫々の配向層5,7が向き合い、また
画素電極E11,E12……Emnが着色偏光膜2のパタ
ーンと整合するように位置合せして、所要のスペ
ーサ(図示せず)を介在させて10μm程度離隔対
向させて周縁部をエポキシ樹脂にて封着する。使
用エポキシ樹脂としては120℃〜150℃程度の硬化
温度を有するものが望ましい。そして前記スペー
サにより形成された間隙に、例えば透明基板8に
これを貫通させて取付けておいた液晶取入管か
ら、液晶を注入し、液晶層6とする。
叙上の如く構成された本発明のカラー液晶表示
素子は前述したようにYi,Xjへの選択的電圧印
加により薄膜トランジスタTijをオンさせて、画
素電極Eijと透明電極4との間への選択的電圧印
加を可能として、この領域を例えば赤に発色表示
させる。そして電極Yi,Xj+1(又はXj-1)への選
択的電圧印加を併せて行う場合は、トランジスタ
Ti,j+1(又はTi,j-1)もオンして画素電極Ei,
j+1(又はEi,j-1)と透明電極4との間へも電圧印
加が行われて、前述の赤色に発色した流域に相隣
する領域が緑色(又は青色)に発色表示され、見
かけ上の混色表示が可能となる。
而して本発明のカラー液晶表示素子においては
画素電極E11,E12……Emnと透明電極4との間に
は単色の液晶表示素子同様、配向層と液晶層しか
存在せず、印加電圧は殆んどすべてが分子の垂直
整列に関与し、鮮明な表示を低い印加電圧で実現
できる。また画素電極E11,E12……Emnの夫々に
スイツチ用の薄膜トランジスタを設けているので
クロストークが皆無であり鮮明な表示が可能であ
る。更に各画素電極E11,E12……Emnと着色偏光
膜のパターンとは整合配置されてあり、両者の間
には配向層5,7、液晶層6、透明電極4の外に
は数百Åの透明薄膜3しか介在させていないので
視差の極めて小さい色ずれのない鮮明なカラー表
示が可能になる。更に透明電極4が透明薄膜3上
に平坦に形成されるので着色偏光膜2の各色の膜
条21,22,23を通る光が各条に対応する画
素電極E11,E12……Emnと位置ずれを生じないの
で色ずれのない高画質の表示が実現できる。
なお着色偏光膜2のパターンは前述の如き平行
縞に限らず、第6図に示すようにカラーブラウン
管の3色の螢光体の塗布パターンの如く、赤,
緑,青の3色のドツトを配置したパターンでもよ
い。
この場合は着色偏光膜2の上面が色パターンに
応じてより細かな凹凸を示すが、透明薄膜3によ
りこれを吸収して透明電極4を平坦面上に形成さ
せることができる。
以上のように本発明による場合は表示のための
印加電圧が低く、また表示部と非表示部との差が
鮮明であり、視差が小さく色ずれの殆んどない
上、着色偏光板を用いているから、従来別体に構
成されていたものを単一物で構成することが可能
で構成が簡単となり、組立工数も低減され、しか
も光はこれを一回透過するのみでよいから、透過
に伴う減衰量も低減され、それだけコントラスト
に優れた鮮明なカラー表示が可能となり、課電電
極に応じたカラーパターンの表示装置が実現でき
る。透明薄膜3はその厚さが数百Åと薄いためそ
の下層の着色偏光膜2の目視に対し視差、色ずれ
を生じさせることとはならない。反面この厚さは
着色偏光膜2の凹凸を吸収できる程度の値であ
り、着色偏光膜2上に透明電極4を形成する上で
の不具合は解消される。つまり透明薄膜3の平坦
面上に透明電極4を形成できるのである。従つて
着色偏光膜2上透過した光が透明電極4で歪ませ
られることなく、画質が向上する。更に着色偏光
膜2の画素電極E11,E12…側、つまり基板1の内
側に設けてあるので基板1の外側に設けるものに
比し基板1の厚み分だけ視差が小さく、この点か
らも鮮明な画像が得られる等、本発明は優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るカラー液晶表示素子の断
面構造図、第2図は着色偏光膜のパターン図、第
3図は画素電極と着色偏光膜との配置を示すパタ
ーン図、第4図は薄膜トランジスタと画素電極と
の接続図、第5図イ〜ハはその製造工程の一部を
示す説明図、第6図は着色偏光膜の他のパターン
を示すパターン図である。 1,8…透明基板、2…着色偏光膜、3…透明
薄膜、4…透明電極、5,7…配向層、6…液晶
層、9…偏光板、E11,E12…Emn…画素電極、
T11,T12…Tmn…薄膜トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 所定パターンを構成するように基板上に形成
    された複数色のPVA樹脂製着色偏光膜と、該着
    色偏光膜上にスピンナ塗布又はデイツピング塗布
    により形成されたアクリル系樹脂又はPVA樹脂
    製の透明薄膜と、該透明薄膜上に形成された一の
    透明電極、液晶層及び他の透明電極とを具備し、
    前記透明薄膜は、前記着色偏光膜の凹凸を吸収す
    る厚さを有し、前記他の透明電極は着色偏光膜の
    パターンと関連づけた画素電極として分割形成さ
    れており、画素電極の夫々はこれに連設された薄
    膜トランジスタにて液晶層に対する電圧印加を制
    御すべくなしてあることを特徴とするカラー液晶
    表示素子。
JP56116739A 1981-07-24 1981-07-24 液晶表示素子 Granted JPS5817421A (ja)

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