JPS62148926A - Color liquid crystal display element - Google Patents
Color liquid crystal display elementInfo
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- JPS62148926A JPS62148926A JP61213052A JP21305286A JPS62148926A JP S62148926 A JPS62148926 A JP S62148926A JP 61213052 A JP61213052 A JP 61213052A JP 21305286 A JP21305286 A JP 21305286A JP S62148926 A JPS62148926 A JP S62148926A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、赤、緑、青の各色フィルタを備えた3つの
ドツトにより1つの画素を形成し、この画素全複数個配
列してなるカラー液晶表示素子の改良に係り、特に、前
記各色フィルタの膜厚にカラーフィルタ自体が有する分
光透過特性に応じて変えたカラー液晶表示素子に関する
。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention is a color imager in which one pixel is formed by three dots equipped with red, green, and blue color filters, and a plurality of these pixels are arranged. The present invention relates to improvements in liquid crystal display elements, and particularly relates to a color liquid crystal display element in which the film thickness of each of the color filters is changed according to the spectral transmission characteristics of the color filters themselves.
[従来の技術]
近時、液晶表示素子の用途が拡大され、カラー表示を行
なう液晶表示素子の実用化が要求されている。これに応
じて例えばテレビジョン画像の表示などを行なうドツト
マトリックス型のカラー液晶表示素子が実用化されつつ
ある。[Prior Art] Recently, the uses of liquid crystal display elements have been expanded, and there is a demand for practical use of liquid crystal display elements that display color. In response to this trend, dot matrix type color liquid crystal display elements for displaying television images, for example, are being put into practical use.
ドツトマトリックス型のカラー液晶表示素子は。A dot matrix type color liquid crystal display element.
下記の様に構成されている。複数の走査電極を形成した
基板と、複数の信号電極を形成した基板とを、前記走査
電極と信号電極とが互いに直交する様に対向配置する。It is configured as follows. A substrate on which a plurality of scanning electrodes are formed and a substrate on which a plurality of signal electrodes are formed are arranged to face each other so that the scanning electrodes and the signal electrodes are perpendicular to each other.
これらの基板の間に液晶物質を充填する。さらに、前記
複数の信号電極が形成された基板の信号電極に対応させ
て赤、緑、青の三原色フィルタを順次形成する。この様
なカラー液晶表示素子は、いわゆる単純マトリックス型
である。そして、上記カラー液晶表示素子は、走査電極
と、選択された信号電極との間に電圧を印加して、これ
らの電極が対向する部分(ドツト)の光の透過を制御す
る。これらの各色フィルタに対応したドツトの透過光全
制御することにより、各色のフィルタを透過する光の強
さを調整して各画素ごとに前記三原色又は中間色を出現
させる。そして、前記カラー液晶表示素子はこれらの多
数の画素によりカラー画像全形成する。A liquid crystal material is filled between these substrates. Furthermore, three primary color filters of red, green, and blue are sequentially formed in correspondence with the signal electrodes of the substrate on which the plurality of signal electrodes are formed. Such a color liquid crystal display element is a so-called simple matrix type. In the color liquid crystal display element, a voltage is applied between the scanning electrode and the selected signal electrode to control the transmission of light through the portion (dot) where these electrodes face each other. By fully controlling the transmitted light of the dots corresponding to these color filters, the intensity of the light transmitted through each color filter is adjusted, and the three primary colors or intermediate colors appear for each pixel. The color liquid crystal display element forms a full color image using these large numbers of pixels.
しかして、この様なカラー液晶表示素子は、赤。However, such color liquid crystal display elements are red.
緑、青、の三原色を用い、加色混合により多数の色を表
現しようとするものである。この場合、各画素の各色の
ドツトに対応する前記走査電極と信号電極間に所定の電
圧を印加した際に、それらの画素が視覚的に白を表現で
きることが必要である。It uses the three primary colors of green and blue and attempts to express a large number of colors through additive color mixing. In this case, it is necessary that when a predetermined voltage is applied between the scanning electrode and the signal electrode corresponding to each color dot of each pixel, those pixels can visually express white.
即ち、色バランスが良好でなくてはならない。この色バ
ランスが崩れている場合には、表示されたカラー画像は
、その色温度が変わって見える。例えば青フィルタの透
過光の強さが弱い場合には、色温度が低く見え、画像は
黄色味をおびることとなり、また、赤フィルタの透過光
の強さが弱い場合には、画像は青緑色をおびることとな
る。That is, the color balance must be good. When this color balance is disrupted, the displayed color image appears to have a different color temperature. For example, if the intensity of light transmitted through a blue filter is weak, the color temperature will appear low and the image will have a yellowish tinge, and if the intensity of light transmitted through a red filter is weak, the image will appear blue-green. This will result in severe damage.
この様な色バランスを崩す要因は種々考えられる。Various factors can be considered to disrupt such color balance.
1ず、液晶素子自体の分光透過特性に起因する問題があ
る。液晶素子が各三原色の波長の光に対して、透過率が
違うために色バランスの崩れが生ずるのである。この様
な課題全解決する手段は、例えば、特開昭60−.15
9823号、特開昭60−159830号、嚇−159
831’、及び特開昭60−159827号の各公報に
開示されている。First, there is a problem caused by the spectral transmission characteristics of the liquid crystal element itself. Color imbalance occurs because liquid crystal elements have different transmittances for light of the wavelengths of each of the three primary colors. A means to solve all of these problems is, for example, published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1989. 15
No. 9823, JP-A-60-159830, Inko-159
831' and Japanese Patent Application Laid-Open No. 159827/1983.
上述した各公開公報のうち、60−159823号。Among the above-mentioned publications, No. 60-159823.
60−159830号、60−159831号のものは
、下記の如く構成されて−る。対向する一対の基板の一
万に共通電極が形成されている。前記一対の基板の他方
に赤、緑、青のフィルタが順次形成されている。さらに
各色フィルタの上に信号電極が形成されている。そして
前記一対の基板の間には、液晶が封入されている。ここ
で、前記各色フィルタに対応する液晶層の厚さがそれぞ
れ異なっている。即ち、各色フィルタの厚さ、又は絶縁
層の厚さを変えることによシ、青フィルタに対応する部
分の液晶層を最も薄くし、次いで緑フィルタに対応する
部分の液晶層の厚さ、そして赤フィルタに対応する部分
の液晶層の厚さを最も厚くしている。60-159830 and 60-159831 are constructed as follows. A common electrode is formed on a pair of opposing substrates. Red, green, and blue filters are sequentially formed on the other of the pair of substrates. Furthermore, signal electrodes are formed on each color filter. A liquid crystal is sealed between the pair of substrates. Here, the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color filter is different. That is, by changing the thickness of each color filter or the thickness of the insulating layer, the thickness of the liquid crystal layer in the part corresponding to the blue filter is made the thinnest, and then the thickness of the liquid crystal layer in the part corresponding to the green filter is made thinnest. The thickness of the liquid crystal layer is the thickest in the area corresponding to the red filter.
この様な構成にしたのは、下記の理由による。The reason for this configuration is as follows.
液晶素子の応答速度を速くするためには液晶層の厚さd
が小さい方が良い。そこで、ドツトが光を遮断し得る最
少の液晶層の厚さdはΔn−dに対する各色の光の透過
率を表わした第12図でΔn=d(Δnは液晶の屈折率
異方性)が0.5附近となる。In order to increase the response speed of the liquid crystal element, the thickness d of the liquid crystal layer is
The smaller the better. Therefore, the minimum thickness d of the liquid crystal layer at which the dots can block light is determined by Δn=d (Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal) in Figure 12, which shows the transmittance of each color of light against Δn-d. It will be around 0.5.
この場合、仮りに、Δn k 0.1とすれば、dは5
μmである。しかし、Δnodが0.5の近傍では、液
晶素子の旋光分散によシ、各色フィルタに対応する波長
の光に対して、透過率が著しく異なっている。In this case, if Δn k is 0.1, d is 5
It is μm. However, in the vicinity of Δnod of 0.5, the transmittance of each color filter differs significantly due to optical rotational dispersion of the liquid crystal element.
したがって、各色フィルタに対応する液晶層の厚さを等
しくしたのでは、各色フィルタの透過率が異なるために
着色して見えるつまシ無彩色が表現できない。この現象
は、液晶に電界全印加しない状態のブラソフを表示する
場合に起きる。この様に電界を印加しない初期状態で色
バランスが崩れていると、電界を印加した場合にも無彩
色全表現することができない。つまり特定の色味が付い
て見える。Therefore, if the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color filter is made equal, achromatic colors that appear colored cannot be expressed because the transmittance of each color filter is different. This phenomenon occurs when displaying a blank screen in which no electric field is fully applied to the liquid crystal. If the color balance is disrupted in the initial state where no electric field is applied, it will not be possible to express all achromatic colors even when an electric field is applied. In other words, it appears to have a certain color tone.
そこで、前記従来技術では、各色フィルタに対応する波
長の光に対して透過率が極少となる様なΔn4の値(第
12図上のα1.α2.α6汗求め、このΔ・ndに基
づいて、各色フィルタに対応する液晶層の厚さを設定し
ている。例えば、前述した従来技術においては、赤フィ
ルタに対応する液晶層の厚さは5.4μmであり、緑フ
ィルタに対応する液晶層の厚さは、4,8μmであり、
且つ、青フィルタに対応する液晶層の厚さは3.7μm
である。Therefore, in the prior art, the value of Δn4 (α1, α2, α6 in FIG. 12 is calculated, and based on this Δ・nd , the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color filter is set.For example, in the prior art described above, the thickness of the liquid crystal layer corresponding to the red filter is 5.4 μm, and the thickness of the liquid crystal layer corresponding to the green filter is set. The thickness of is 4.8 μm,
Moreover, the thickness of the liquid crystal layer corresponding to the blue filter is 3.7 μm.
It is.
[発明が解決しようとする問題点]
しかし、上述した従来技術では、各色フィルタに対応す
る液晶層の厚さが大きく異なるため1g。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional technology, the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color filter is 1 g because it differs greatly.
晶層に電界を印加するための各電極間に供給する電圧が
同じであると、各色フィルタの対応する液晶層ごとに電
界が大きく異なってし1う。そこでこの様な液晶素子を
駆動するためには、各電極間に異なる電圧を印加しなく
てはならず、複数の電6一
源が必要であった。If the voltage supplied between each electrode for applying an electric field to the crystal layer is the same, the electric field will differ greatly for each corresponding liquid crystal layer of each color filter. Therefore, in order to drive such a liquid crystal element, it is necessary to apply different voltages between each electrode, and a plurality of power sources are required.
壕だ、前記特開昭60−159827号は、前述した従
来技術と同様に旋光分散による色バランスの崩れ全防止
するために、下記の如く構成されている。対向する一対
の基板の一方に共通電極が形成されている。前記一対の
基板の他方に、信号電極が形成されている。この信号電
極はそれぞれ赤、緑、青のフィルタに対応している。さ
らに、この信号電極の上に、絶縁層又は、フィルタ層か
らなる誘電体層が形成されでいる。そして、前記一対の
基板の間には液晶が封入されている。前記誘電体層は、
各色のフィルタに対応した各色のドツト毎にその厚さが
異なっている。即ち、赤色のフィルタが設けられる赤色
ドツトに対応する誘電体層の厚さが最も厚く、次いで緑
色ドツトに対応する誘電体層の厚さ、そして青色ドツト
に対応する誘電体層の厚さが最も薄くなっている。Unfortunately, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 159827/1983 is constructed as follows in order to completely prevent the color balance from being disrupted due to optical rotation dispersion, as in the prior art described above. A common electrode is formed on one of the pair of opposing substrates. A signal electrode is formed on the other of the pair of substrates. These signal electrodes correspond to red, green, and blue filters, respectively. Further, a dielectric layer consisting of an insulating layer or a filter layer is formed on the signal electrode. A liquid crystal is sealed between the pair of substrates. The dielectric layer is
The thickness of each color dot corresponding to each color filter is different. That is, the thickness of the dielectric layer corresponding to the red dot on which the red filter is provided is the thickest, followed by the thickness of the dielectric layer corresponding to the green dot, and the thickness of the dielectric layer corresponding to the blue dot is the thickest. It's getting thinner.
つ1す、この従来技術も、また、前述した従来技術にお
いて詳述した旋光分散により生ずる色バランスの崩れを
解決するものである。そのため、各色のドツトに対応す
る電極上に形成した誘電体層の厚さを変えて液晶層に印
加される電界全調整することにより、電界によって旋光
分散による色バランスのずれを補正している。First, this prior art also solves the problem of color balance caused by optical rotation dispersion, which was detailed in the prior art described above. Therefore, by changing the thickness of the dielectric layer formed on the electrode corresponding to each color dot and fully adjusting the electric field applied to the liquid crystal layer, the deviation in color balance due to optical rotation dispersion is corrected using the electric field.
次に、各色フイルタ自体の分光透過特性のバランスの問
題がある。各色フイルタ自体の色相、及び透過光の強さ
を、視覚的に白を表現する割合に設定することが困難で
あることに起因する。この液晶表示装置に使用されるカ
ラーフィルタは、被染色層を形成してこの被染色層を染
料で染色する染色法、電極上に着色物質全堆積させる電
着法、あるいは、着色物質を所望の電極上に印刷する印
刷法等によって形成される。Next, there is the problem of balance in the spectral transmission characteristics of each color filter itself. This is due to the fact that it is difficult to set the hue of each color filter itself and the intensity of transmitted light to a ratio that visually represents white. The color filters used in this liquid crystal display device are produced using a dyeing method in which a layer to be dyed is formed and this layer is dyed with a dye, an electrodeposition method in which the colored material is entirely deposited on the electrode, or a coloring method in which the colored material is deposited as desired. It is formed by a printing method or the like that prints on the electrode.
これらの製造法によって形成されたカラーフィルタを備
えたカラー液晶表示素子は、多数の色を、赤、緑、青の
各色別に染色した各カラーフィルタを透過した光の力り
色混合によって表現している。Color liquid crystal display elements equipped with color filters formed by these manufacturing methods express a large number of colors by color mixing of the light that passes through each color filter dyed in red, green, and blue. There is.
これらの三原色のうち、青色のカラーフィルタを透過し
た光により表示される青色は、人間が知覚する上で他の
色に比して明度が低く暗い状態で知覚されることが知ら
れている。このため、PjfJ記三原色の物理的な強度
を等しくしたのではカラーフィルタにより表示される赤
色、緑色および青色の相互間の色バランスをとることが
できない。そして、例えばこの様に青色が暗い状態であ
ると、三原色の各カラーフィルタを透過した光の合成に
より白を表示する時には、色温度が低くなり、人は黄色
味が加わった色として知覚する。したがって、色バラン
スが崩れた画像が表示される。It is known that among these three primary colors, blue, which is displayed by light transmitted through a blue color filter, is perceived by humans as having lower brightness and being darker than other colors. For this reason, if the physical intensities of the three primary colors PjfJ are made equal, it is not possible to achieve a color balance between red, green, and blue displayed by a color filter. For example, if the blue color is dark like this, when white is displayed by combining the light that has passed through each of the three primary color filters, the color temperature will be low and people will perceive the color as having a yellowish tinge. Therefore, an image with disrupted color balance is displayed.
ところで、染色法により製造されたカラー液晶表示素子
は、下記の様な構成である。即ち、複数の走査電極を形
成した基板と、走査電極と直交させて信号電極を形成し
た基板との間に液晶物質が充填されている。さらに一方
の基板の前記信号電極に対応させて夫々被染色層が形成
され、これら各被染色層を染料を用いて順次交互に赤、
緑、青の三原色に染色して構成したカラーフィルタを設
けである。By the way, a color liquid crystal display element manufactured by the dyeing method has the following configuration. That is, a liquid crystal material is filled between a substrate on which a plurality of scan electrodes are formed and a substrate on which signal electrodes are formed orthogonally to the scan electrodes. Furthermore, layers to be dyed are formed corresponding to the signal electrodes of one of the substrates, and each of these layers to be dyed is sequentially and alternately dyed in red and red, respectively, using a dye.
It is equipped with color filters dyed in the three primary colors of green and blue.
この様な従来のカラー液晶表示素子においては、各カラ
ーフィルタを構成する被染色層の厚さを同一にしており
、且つカラーフィルタの表示による三原色の色バランス
をとるためには、カラーフィルタの形成に際し、電極表
面に形成した被染色層を染料で染色する度合全制御して
、カラーフィルタで表示する色の明度を調整している。In such conventional color liquid crystal display elements, the thickness of the dyed layer constituting each color filter is the same, and in order to maintain the color balance of the three primary colors by displaying the color filter, it is necessary to form the color filter. At this time, the brightness of the color displayed by the color filter is adjusted by fully controlling the degree to which the layer to be dyed formed on the electrode surface is dyed with the dye.
この場合、染料の種類や染色条件を選定して染色速度全
制御する必要がある。In this case, it is necessary to fully control the dyeing speed by selecting the type of dye and dyeing conditions.
例えば、青フィルタを染色する場合、青の染料が被染色
層に飽和する壕で染色したのでは、明度が著しく低下す
る。そこで、三原色フィルタの明度全調整して色バラン
スをとるには、青色フィルタの被染色層の染料による染
色を飽和とならないように制限している。しかしながら
、この場合には被染色層の染色度合を制限する調整が難
しく、個々の青色フィルタごとに、あるいは液晶表示素
子ごとに染色ムラが生じ、これにより色表示にムラが発
生してAる。また、このような染色ムラを避けるために
、前記の方法により赤色フィルタと緑色フィルタの染色
の度合ff1M整して、赤色と緑色の明度全青色の明度
に合わせて低くして色パラ=10−
ンスをとろうとすると、カラー液晶表示素子の画像全体
が暗くなり、しかもコントラスとも悪くなる。これとは
逆に、青色のフィルタの染色の度合を浅くして、薄く染
色した場合には、色純度が低下し、このために、、また
色バランスが悪くなる。For example, when dyeing a blue filter, if the blue dye saturates the layer to be dyed in a trench, the brightness will drop significantly. Therefore, in order to achieve color balance by fully adjusting the brightness of the three primary color filters, the dyeing of the dyed layer of the blue filter is limited so as not to reach saturation. However, in this case, it is difficult to adjust the degree of dyeing of the layer to be dyed, and uneven dyeing occurs for each individual blue filter or for each liquid crystal display element, resulting in uneven color display. In order to avoid such uneven staining, the degree of staining of the red filter and the green filter is adjusted to ff1M using the method described above, and the brightness of red and green is lowered to match the brightness of all blue, so that the color parameter is equal to 10- If an attempt is made to adjust the contrast, the entire image on the color liquid crystal display element becomes dark and the contrast deteriorates. On the contrary, if the degree of dyeing of the blue filter is made shallower and dyed lightly, the color purity will be reduced, and the color balance will also be deteriorated.
この様にして、厚さが等しい各色フィルタを設けたカラ
ー液晶表示装置の表示色を色度図上で表わすと第13図
の如くなる。図上で、X印で示す点はフィルタ自体の色
相であり、一点鎖線で囲った範囲がこのフィルタにより
表示可能な色相を表わしている。各色のドツトに対応す
る電極間にそれぞれ等しい電圧を印加した場合の表示色
を実線及び破線で示す。実線で示す表示色の範囲は電極
間に2.3vの電圧を印加した場合で、破線で示す表示
色の範囲は電極間に2.Ovの電圧を印加した場合であ
る。尚、中央に■印で示す点は、電圧を印加しない場合
である。The display colors of a color liquid crystal display device provided with color filters of equal thickness in this manner are shown on a chromaticity diagram as shown in FIG. In the figure, the points indicated by X marks are the hues of the filter itself, and the range surrounded by the dashed line represents the hues that can be displayed by this filter. The solid and broken lines indicate the display colors when equal voltages are applied between the electrodes corresponding to the dots of each color. The display color range shown by the solid line is when a voltage of 2.3V is applied between the electrodes, and the display color range shown by the broken line is when a voltage of 2.3V is applied between the electrodes. This is the case when a voltage of Ov is applied. Note that the point indicated by a ■ mark in the center is the case where no voltage is applied.
同図で示す如く、各色フィルタの厚さが均一な場合には
、Va−表示する点が中央に寄っており、青の光が弱く
、全体に黄色味ヲオびている。As shown in the figure, when the thickness of each color filter is uniform, the point displayed as Va- is closer to the center, the blue light is weak, and the whole has a yellowish tinge.
さらに、前述した従来技術の如く、液晶セル自体が有す
る旋光分散による分光透過特性を補正するために、各色
フィルタの厚さを変えた場合には、厚さが予め設定され
た異なる厚さの被染色層に染料を染色して所定の分光透
過特性を得なければならない。したかって、この場合の
染色条件の制御が一層困難である。Furthermore, as in the prior art described above, when the thickness of each color filter is changed in order to correct the spectral transmission characteristics due to optical rotation dispersion that the liquid crystal cell itself has, The dyeing layer must be dyed with a dye to obtain predetermined spectral transmission characteristics. Therefore, it is more difficult to control the staining conditions in this case.
この発明は、上述した欠点を除去し、色再現性が優れた
カラー液晶表示素子を提供することを目的とする。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a color liquid crystal display element with excellent color reproducibility.
[問題点を解決するための手段]
上述した目的を達成するため、この発明のカラー液晶表
示装置は、
対向する一対の基板と;
前記一対の基板のうち一方の基板の内面に形成された第
1の電極と;
前記一対の基板のうち他方の基板の内面に前記第1の電
極と互いに対向するように配置した第2の電極と;
前記第1の電極又は第2の電極の少なくとも1方の電極
の上にそれぞれ形成され、分光透過特性がそれぞれ異な
っており、且つ、その分光透過特性に応じて厚さが異な
る複数のカラーフィルタと;前記一対の基板の間に封入
された液晶物質と、2よりなる構成とした。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the color liquid crystal display device of the present invention includes: a pair of opposing substrates; a second electrode disposed on the inner surface of the other of the pair of substrates so as to face the first electrode; at least one of the first electrode and the second electrode; a plurality of color filters formed on the electrodes, each having different spectral transmission characteristics and having a different thickness depending on the spectral transmission characteristics; a liquid crystal substance sealed between the pair of substrates; , 2.
[作用コ
この発明は、フィルタの膜厚の違いによる分光透過特性
の相違を利用して、各色フィルタのうち少なくとも1つ
のフィルタの膜厚を変えることによって、表示色の色バ
ランスを調整するものである。[Operation] This invention adjusts the color balance of displayed colors by changing the thickness of at least one of the color filters, taking advantage of differences in spectral transmission characteristics due to differences in filter thickness. be.
そこで、各色フィルタの分光透過特性と、フィルタの膜
厚との関係を第8図乃至第10図を参照して説明する。Therefore, the relationship between the spectral transmission characteristics of each color filter and the film thickness of the filter will be explained with reference to FIGS. 8 to 10.
これらの分光透過特性のうち、第8図は、赤色フィルタ
について、フィルタの厚さQA : 0.6 μm、
B : 0.9μm、 C: 1.4μm、 D:1.
7 ttm、 E : 2.1μmにした場合のフィル
タ単体での分光透過特性である。第9図は、赤色フィル
タについて、フィルタの厚さをF:0.55μm、G:
0.85μm、H: 1.4/jm、I : 1,55
μm%J:1.9瑯にした場合のフィルタ単体での分光
透過特性である。第10図は、青色フィルタについて、
フィルタの厚さを、K : 0.6 μm%L : 0
.9 μm、 M :1.3 μm、 N : 1.6
μm、 O: 1.65 μmにした場合のフィルタ
単体での分光透過特性である。Among these spectral transmission characteristics, FIG. 8 shows the red filter, filter thickness QA: 0.6 μm,
B: 0.9 μm, C: 1.4 μm, D: 1.
7 ttm, E: This is the spectral transmission characteristic of the filter alone when the thickness is 2.1 μm. Figure 9 shows the thickness of the red filter: F: 0.55 μm, G:
0.85 μm, H: 1.4/jm, I: 1,55
μm%J: This is the spectral transmission characteristic of the filter alone when the filter is set to 1.9. Figure 10 shows the blue filter.
The thickness of the filter is K: 0.6 μm%L: 0
.. 9 μm, M: 1.3 μm, N: 1.6
μm, O: This is the spectral transmission characteristic of the filter alone when it is set to 1.65 μm.
これらの特性図から明らかな如く、赤フィルタでは、フ
ィルタの膜厚が薄くなると、分光透過率の極大値はあ1
シ変化しないが、極少値が高くなる。緑フィルタでは、
フィルタの膜厚が薄くなると分光透過率の極大値及び極
少値が共に高くなる。As is clear from these characteristic diagrams, in the red filter, as the filter film thickness becomes thinner, the maximum value of the spectral transmittance decreases to 1.
The value does not change, but the minimum value becomes higher. With the green filter,
As the film thickness of the filter becomes thinner, both the maximum value and the minimum value of the spectral transmittance become higher.
セして背フィルタについては、フィルタの膜厚が薄くな
ると分光透過特性の極大値が高くなるが、極少値はほと
んど変化しない。この様に、各色フィルタの膜厚が変化
すると、それぞれのフィルタ自体の分光透過特性が種々
に変化する。As for the back filter, as the film thickness of the filter becomes thinner, the maximum value of the spectral transmission characteristic increases, but the minimum value hardly changes. In this way, when the film thickness of each color filter changes, the spectral transmission characteristics of each filter itself change in various ways.
この場合、各色フィルタにおける光吸収波長帯域等の基
本的な特性は、着色材料に個有のものであるから変化し
ない。しかし、透過率はフィルタの膜厚によって大きく
変化する。In this case, the basic characteristics of each color filter, such as the light absorption wavelength band, do not change because they are unique to each colored material. However, the transmittance varies greatly depending on the film thickness of the filter.
したがって、本発明は、フィルタ膜厚の違いによる透過
率の変化に着眼して、各色フィルタの膜厚を設定するこ
とにより表示色の色バランスを調整するものである。Therefore, the present invention adjusts the color balance of display colors by setting the film thickness of each color filter, paying attention to changes in transmittance due to differences in filter film thickness.
また、本発明のカラー液晶表示素子では、基板に形成さ
れた電極の上に、各色フィルタが形成される。このため
、各色フィルタ膜の厚さを異ならすと、電極上に形成し
た誘電体層の厚みが異なっているので、この誘電体層が
薄い方が誘電体層による電圧の降下が少ないために液晶
に実質的に印加される電圧が高くなる。この様なカラー
フィルタの膜厚と、このフィルタ及び液晶を挾んで対向
する電極間に印加するスレシュホールド電圧vthの関
係ヲ第11図に示す。このスレシーホールド電圧vth
は、対向する電極間に電圧を印加した際に液晶セルが所
定の透過率になったときの電圧である。この第11図か
らも明らかな様に、フィルタの膜厚の薄い方が、液晶セ
ルのvthが低い。このことは、各色を表示するための
各ドツトに対応する電極間にそれぞれ等しい電圧全印加
した場合に、フィルタ膜厚の薄め方が、液晶セル自体に
よって制御される光の透過光量が多くなるということで
ある。Furthermore, in the color liquid crystal display element of the present invention, filters for each color are formed on the electrodes formed on the substrate. For this reason, if the thickness of the filter film for each color is different, the thickness of the dielectric layer formed on the electrode will also be different, so the thinner the dielectric layer is, the lower the voltage drop due to the dielectric layer, so the liquid crystal The voltage substantially applied to becomes higher. FIG. 11 shows the relationship between the film thickness of such a color filter and the threshold voltage vth applied between opposing electrodes that sandwich this filter and liquid crystal. This threshold voltage vth
is the voltage at which the liquid crystal cell reaches a predetermined transmittance when a voltage is applied between opposing electrodes. As is clear from FIG. 11, the thinner the filter, the lower the vth of the liquid crystal cell. This means that when the same total voltage is applied between the electrodes corresponding to each dot for displaying each color, the thinner the filter film is, the more the amount of light transmitted through the liquid crystal cell itself is controlled. That's true.
したがって、本発明は、各色フィルタの膜厚金具ならす
ことによって、前述したフィルタ自体の分光透過特性の
透過率が変わるという作用と、液晶層に実質的に印加さ
れる電圧が変わることによって透過率が変化するという
作用との両方を利用して、カラー液晶表示素子の表示色
の色バランスを適正に調整することができる。Therefore, in the present invention, by adjusting the film thickness of each color filter, the transmittance of the spectral transmission characteristic of the filter itself changes as described above, and the transmittance changes by changing the voltage substantially applied to the liquid crystal layer. The color balance of the display colors of the color liquid crystal display element can be adjusted appropriately by utilizing both the effect of the change and the change in color.
本発明のカラー液晶表示素子は、第8図乃至第10図に
示す分光透過特性を有する各色フィルタを用いる場合、
それぞれのフィルタの厚さは、例えば、赤色フィルタの
膜厚が1.2μm、緑色フィルタの膜厚が1.2μm、
及び青色フィルタの膜厚が1.0μmであることが好ま
しい。あるいは、赤色フィルタの膜厚が0.9μm、緑
色フィルタの膜厚が0.9μm、及び青色フィルタの膜
厚が0.7μmであることが好ましい。さらに、赤色フ
ィルタの膜厚が約0.9μm、緑色フィルタの膜厚が約
0.7μm1及び青色フィルタの膜厚が約0.5μmで
ある場合にも良好な結果が得られた。When the color liquid crystal display element of the present invention uses each color filter having the spectral transmission characteristics shown in FIGS. 8 to 10,
For example, the thickness of each filter is 1.2 μm for the red filter, 1.2 μm for the green filter,
It is also preferable that the film thickness of the blue filter is 1.0 μm. Alternatively, it is preferable that the thickness of the red filter is 0.9 μm, the thickness of the green filter is 0.9 μm, and the thickness of the blue filter is 0.7 μm. Further, good results were also obtained when the thickness of the red filter was about 0.9 μm, the thickness of the green filter was about 0.7 μm1, and the thickness of the blue filter was about 0.5 μm.
[実施例]
以下に、本発明のカラー液晶表示素子分、カラーテレビ
ジョンに応用した場合の第1実施例について、第1図乃
至第3図を参照して説明する。[Embodiment] A first embodiment in which the color liquid crystal display element of the present invention is applied to a color television will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
カラー液晶表示素子は、その表示素子にもちいられてい
る基板のガラス、及び偏光板等によって、短波長側の光
が吸収されるので、青色の透過光が弱くなる。このため
表示色が黄色味をおびてし筐う。この第1実施例は、上
記問題を解決するために青色の透過光を増大させること
により表示色のバランスをとるようにしたものである。In a color liquid crystal display element, light on the short wavelength side is absorbed by the glass substrate and polarizing plate used in the display element, so that the transmitted blue light becomes weak. As a result, the displayed color appears yellowish. In this first embodiment, in order to solve the above problem, the display colors are balanced by increasing the transmitted blue light.
この発明のカラー液晶表示素子は、下記の様に構成され
ている。The color liquid crystal display element of this invention is constructed as follows.
第1図および第2図において、図中1,2?″lニガラ
ス板からなる上下一対の透明基板である。この一対の基
板1,2は、その周囲において枠状のシール材3を介し
て接着されている。−方の基板例えば上部基板1の内面
(下面)には多数本例えば108本の透明走査電極が形
成されている。下部基板2の内面(上面)には、前記走
査電極と直交させて多数本例えば450本の透明信号電
極が形成されている。In Figures 1 and 2, 1, 2? This is a pair of upper and lower transparent substrates made of glass plates.The pair of substrates 1 and 2 are bonded to each other via a frame-shaped sealing material 3 at the periphery.For example, the inner surface of the upper substrate 1 A large number, for example, 108 transparent scanning electrodes are formed on the (lower surface).A large number, for example, 450 transparent signal electrodes are formed on the inner surface (upper surface) of the lower substrate 2, orthogonal to the scanning electrodes. ing.
4.4・・・は前記上部基板1の内面に形成された透明
走査電極である。この走査電極4,4・・・は基板1の
巾方向に並べて平行に形成されている。各走査電極4,
4・・・の一端は、駆動回路接続端子43.41・・・
と、リード4b、4b・・・を介して接続されてbる。4.4... are transparent scanning electrodes formed on the inner surface of the upper substrate 1. The scanning electrodes 4, 4, . . . are formed parallel to each other in the width direction of the substrate 1. Each scanning electrode 4,
4... One end is the drive circuit connection terminal 43, 41...
and are connected via leads 4b, 4b, .
この駆動回路接続端子4a、4aは、上部基板1の一端
縁部を前記シール材3より外側に張出させて形成した端
子配列部1aに複数配列形成されている。なお、この駆
動回路接続用端子4a、4a・・・およびリード4b、
4b・・・は、酸化インジウム等の透明導電材によって
走査電極4.4・・・と一体的に形成されている。A plurality of drive circuit connection terminals 4a, 4a are arranged in a terminal arrangement section 1a formed by extending one end edge of the upper substrate 1 outward from the sealing material 3. Note that these drive circuit connection terminals 4a, 4a... and leads 4b,
4b... are formed integrally with the scanning electrodes 4.4... from a transparent conductive material such as indium oxide.
また、5R,57%・・・、 5G、5G・・・、5B
。Also, 5R, 57%..., 5G, 5G..., 5B
.
5B・・・は前記下部基板2の内面に#f記定走査電極
44・・・と直交させて形成された透明信号電極である
。5B... are transparent signal electrodes formed on the inner surface of the lower substrate 2 so as to be perpendicular to the #f marking scanning electrodes 44....
この各信号電極は酸化インジウム等によって、その厚さ
が500〜6001に形成されて贋る。そ−1&−
して、この各信号電極は5R,5G、5Bの順で交互に
配列形成されている。Each of the signal electrodes is made of indium oxide or the like and has a thickness of 500 to 600 mm. The signal electrodes are arranged alternately in the order of 5R, 5G, and 5B.
また、第1図におりて、RF、 、 RF、・・・#
GF、 。Also, in Fig. 1, RF, , RF,...#
GF.
CF、・・・、 BFl、 BF、・・・は前記各信号
電極5R。CF,..., BFl, BF,... are each of the signal electrodes 5R.
5R・・・$ 5Gs 5G・・・@5Bs5B・・・
の上に各信号電極とそれぞれ対応させて形成された赤、
緑。5R...$ 5Gs 5G...@5Bs5B...
A red color is formed on top of the corresponding signal electrode, respectively.
green.
青の3色のカラーフィルタである。この各色のカラーフ
ィルタRF1. RF、・・・、 GF’、 # GF
、・・・e BF、*BF、・・・は、赤色フィルタR
F、 、緑色フィルタGF1゜青色フィルタBF、の順
で交互に並べて、各信号電極SB、 5R・・・、5G
、5G・・・、5B、5B・・・の上に形成されている
。It is a three-color blue color filter. These color filters RF1. RF,..., GF', # GF
,...e BF, *BF,... is the red filter R
F, , green filter GF1゜blue filter BF are arranged alternately in this order, and each signal electrode SB, 5R..., 5G
, 5G..., 5B, 5B...
これら各色のフィルタRF4. RF、・・・、 GF
、。Filters RF4 for each of these colors. RF,..., GF
,.
CF、・・・、 BF、# BF、・・・は、各信号電
極5R,5R・・・15 G # 5 G・・・、5B
、5B・・・の表面に、カゼイン等の蛋白質物質を塗布
して被染色層RFa#RFa・・# GFa# GFa
・・・* BFa* BF、 ”・全形成し、この被染
色層BP 、 RF、・・・I GF’、 # GF
’a・・・# BF。CF,..., BF, # BF,... are each signal electrode 5R, 5R...15 G #5 G..., 5B
, 5B... is coated with a protein substance such as casein to form a dyed layer RFa#RFa...#GFa#GFa
...* BFa* BF, ``Fully formed, this dyed layer BP, RF,...I GF', # GF
'a...#BF.
BF、・・・を各色の染料を用いて赤色、緑色および青
色に夫々染色して形成したものである(第3図参照)。BF, . . . were dyed red, green, and blue using dyes of various colors (see Fig. 3).
また、前記赤色フィルタRF、 、 RF、・・・と緑
色フィルタGF、 、 GF、・・・は、夫々同じ大き
さの厚さの膜厚tR4* t、1にもって形成し、青色
フィルタBF1. BF、・・・は、赤色フィルタRF
11 RFl・・・および緑色フィルタGF1. GF
l・・・の厚さの膜厚tR1゜ta、に比べて薄い厚さ
の膜厚tBl (tBf>tRl =tGf )に形成
しである。ここで、各色フィルタの膜厚tR1’ tG
l # tBlは、それぞれ1.2μm、1.2μm、
1.0μm、又は0.9μm、0.9μm、0.7μm
である。Further, the red filters RF, RF, . . . and the green filters GF, GF, GF, . BF, ... are red filter RF
11 RFl... and green filter GF1. GF
The film thickness tBl (tBf>tRl=tGf) is smaller than the film thickness tR1°ta, which is a thickness of l.... Here, the film thickness tR1' tG of each color filter
l # tBl are 1.2 μm, 1.2 μm, and
1.0μm, or 0.9μm, 0.9μm, 0.7μm
It is.
なお、各色のカラーフィルタRF’ 、 RF、・・
・、GF、。In addition, the color filters RF', RF,...
・,GF,.
GFl・・・、 BF、 I BF、・・・の表面には
、配向膜7が形成されている。An alignment film 7 is formed on the surfaces of GFl..., BF, IBF, .
一方、第1図および第2図において、5aft 。On the other hand, in FIGS. 1 and 2, 5aft.
5aR・・・は上面に赤色フィルタBFl全形成した信
号電極(以下赤色信号電極という)5R,5R・・・。5aR... are signal electrodes (hereinafter referred to as red signal electrodes) 5R, 5R... on which a red filter BFL is completely formed.
の駆動回路接続端子である。5aG、 5aG・・・は
上面に緑色フィルタGFを形成した信号電極(以下緑色
信号電極とい5)5G、5G・・・の駆動回路接続端子
である。5hB、 5af3・・・は上面に青色フィル
タBF1’t−形成した信号電極(以下青色表示用電極
という)5B、5B・・・の駆動回路接続端子である。This is the drive circuit connection terminal. 5aG, 5aG, . . . are drive circuit connection terminals of signal electrodes (hereinafter referred to as green signal electrodes 5) 5G, 5G, which have a green filter GF formed on their upper surfaces. 5hB, 5af3, . . . are drive circuit connection terminals of signal electrodes (hereinafter referred to as blue display electrodes) 5B, 5B, .
前記各信号電極5R,5R・・・、5G、5G・・・。Each of the signal electrodes 5R, 5R..., 5G, 5G...
5B、5B・・・は、それぞれこれら各端子5aRs5
aR−・・、 5hG s 5*G ・−、5aB 、
5aB−がリード5b、5b・・・によって接続され
ている。5B, 5B... are each of these terminals 5aRs5
aR-..., 5hG s 5*G ・-, 5aB,
5aB- are connected by leads 5b, 5b, . . . .
前記各端子のうち、赤色信号電極5R,5R・・・の端
子5aR# 5aR・・・は、下部基板2の両側縁部を
前記シール材3よシ外側に張出させて形成した端子配列
部2g、2bのうちの一方の端子配列部2aにその外側
縁に沿わせて一列に並べて配列形成されている。緑色信
号電極5Cr@ 5G・・・の端子5aG 、 5*G
・・・は、前記−方の端子配列部2&に、赤色信号電極
5R,5R・・・の端子列の内側に位置させて一列に並
べて配列形成されている。また、青色表示用電極5 B
s 5 B・・・の端子5a13 、5a13・・・
は、他方の端子配列部2bに一列に並べて配列形成され
ている。Among the terminals, the terminals 5aR# 5aR of the red signal electrodes 5R, 5R, . The terminal array portions 2g and 2b are arranged in a line along the outer edge of the terminal array portion 2a. Green signal electrode 5Cr@5G... terminal 5aG, 5*G
. . are arranged in a line in the negative terminal arrangement portion 2&, located inside the terminal row of the red signal electrodes 5R, 5R, . In addition, the blue display electrode 5B
s 5 B... terminals 5a13, 5a13...
are arranged in a line in the other terminal arrangement section 2b.
この各端子5aR、5aB−、5*G t 5!LG
”−、5aBa5aB・・・とリード5b、5b・・・
は、酸化インジウム等の透明導電材料によって各信号電
極5R,5R・・・tr 5 G @ s G・・・、
5B、5B・・・と一体的に形成されたものである。Each of these terminals 5aR, 5aB-, 5*G t 5! LG
”-, 5aBa5aB... and leads 5b, 5b...
The signal electrodes 5R, 5R...tr 5 G @ s G...,
5B, 5B, and so on.
また、第2図において、6,6は最外端の信号電極5R
,5Bの外側に設けられた、信号電極とほぼ同長さの捨
て電極である。この捨て電極6゜6は、酸化インジウム
等の透明導電材料により前記信号電極と同時に形成され
ている。この捨て電極6.6は駆動回路と接続されない
電極として遊ばせである(この捨て電極6,6の上には
カラーフィルタはない)。In addition, in FIG. 2, 6, 6 is the outermost signal electrode 5R.
, 5B is a disposable electrode with approximately the same length as the signal electrode. This sacrificial electrode 6.6 is formed of a transparent conductive material such as indium oxide at the same time as the signal electrode. This sacrificial electrode 6.6 is left as an electrode that is not connected to the drive circuit (there is no color filter above this sacrificial electrode 6, 6).
このように最外端の信号電極5R,5Bの外側に捨て電
極6,6を設けているのは、基板2面に透明導電材料を
スノ+ツタリングによって堆積させた後、これをエツチ
ングすることにより信号電極5R,5R・・・、sG、
5G・・・、5B、5f3・・・全形成する際に、最外
端の信号電極5R,5Bの巾が狭くなってしまうのを防
ぐことができるからである。The reason why the sacrificial electrodes 6, 6 are provided outside the outermost signal electrodes 5R, 5B is that a transparent conductive material is deposited on the two surfaces of the substrate by sloping and then etched. Signal electrodes 5R, 5R..., sG,
This is because it is possible to prevent the widths of the outermost signal electrodes 5R and 5B from becoming narrower when all of the electrodes 5G, 5B, 5f3, and so on are formed.
葦た、第1図において、7.7は上部基板1および下部
基板2の内面(電柵形成面)に設けられた液晶配向膜で
ある。8.8は上部基板1および下部基板2の外面に設
けられた偏光板である。前記配向膜7,7は、ポリイミ
ド膜の表面に互いにほぼ直交する方向にラビング処理を
施したものである。両基板1.2間に充填された液晶物
質LCは、この両配向膜7,7により液晶分子が側基板
間でほぼ90度ツイスト配列するように配向されている
。また、前記上下の偏光板8.8は、その偏光軸をいず
れか一方の基板面における液晶分子の配向方向(配向膜
のラビング方向)に合せて、両偏光板8.8の偏光軸方
向を同方向に向けた状態で配置されており、これによっ
てネガ表示タイプの液晶表示素子が構成されている。In FIG. 1, reference numeral 7.7 indicates a liquid crystal alignment film provided on the inner surfaces of the upper substrate 1 and the lower substrate 2 (the electric fence forming surfaces). 8.8 is a polarizing plate provided on the outer surface of the upper substrate 1 and the lower substrate 2. The alignment films 7, 7 are formed by rubbing the surfaces of polyimide films in directions substantially perpendicular to each other. The liquid crystal material LC filled between the two substrates 1.2 is oriented by the alignment films 7, 7 so that the liquid crystal molecules are twisted at approximately 90 degrees between the side substrates. Further, the upper and lower polarizing plates 8.8 have their polarizing axes aligned with the orientation direction of liquid crystal molecules on one of the substrate surfaces (rubbing direction of the alignment film), and the polarizing axes of both polarizing plates 8.8 are aligned. They are arranged facing in the same direction, thereby forming a negative display type liquid crystal display element.
次に、第1実施例に用いたカラーフィルタの製造方法に
ついて、第3図を参照して説明する。前記各信号電極5
R,5R・・・# 5G、5G・・・、5B。Next, a method for manufacturing the color filter used in the first example will be explained with reference to FIG. Each of the signal electrodes 5
R, 5R...# 5G, 5G..., 5B.
5B・・・の表面に設ける各色のカラーフィルタRF1
゜RFl・・・t GFl # GFl・・・* BF
l m BFl・・・は、例えば第3図で示す工程を経
て形成される。まず、信号電極5R,5R・・・、5G
、5G・・・、5B、5B・・・全形成した下部基板2
を用意しく第3図(a))、この下部基板2の表面全体
に各信号電極を覆うようにして蛋白質からなる被染色層
材料9を塗布する(第3図(b))。次いで、マスク1
0f用いて、前記赤色信号電極SR,5R・・・の上部
に位置する前記被染色層材料9の部分に紫外線を照射し
て露光を行なう(第3図(C))。その後に温水などを
用いて現像処理を行なうことにより、被染色層材料10
を前記露光部分を除いて除去する。この様にして、赤色
信号電極5R,5R・・・の表面上に厚さtRlの赤色
フィルタ用の被染色層RFaI RFa・・・全形成す
る(第3図(d))。この被染色層RFa、RFa・・
・に赤色染料を用いて染色を行なうことにより赤色フィ
ルタRF4. RF、・・・全形成する(第3図(e)
)。Color filter RF1 of each color provided on the surface of 5B...
゜RFl...t GFl # GFl...* BF
l m BFl... is formed through the steps shown in FIG. 3, for example. First, signal electrodes 5R, 5R..., 5G
, 5G..., 5B, 5B... fully formed lower substrate 2
3(a)), a dyed layer material 9 made of protein is applied to the entire surface of the lower substrate 2 so as to cover each signal electrode (FIG. 3(b)). Next, mask 1
0f, the portion of the layer material 9 to be dyed located above the red signal electrodes SR, 5R, . After that, by performing a development process using hot water or the like, the layer material 10 to be dyed is
is removed except for the exposed portion. In this way, the red filter dyeing layer RFaI RFa... having a thickness tRl is completely formed on the surfaces of the red signal electrodes 5R, 5R... (FIG. 3(d)). This dyed layer RFa, RFa...
・By dyeing with red dye, red filter RF4. RF... completely formed (Fig. 3(e)
).
この染色された赤色フィルタRF、RF1・・・にタン
に
ン酸等金用いて防染処理を施す7(第3図(f))。The dyed red filters RF, RF1, . . . are subjected to resist dyeing treatment using gold such as tannic acid (FIG. 3(f)).
次いで、前記下部基板2の表面上に被染色層材料9を塗
布する(第3図(g))。赤色カラーフィルタの場合と
同様に露光工程(第3図(h))および現像工程(第3
図(i))’e行なう。この様にして前記緑色信号電極
5G、5G・・・の表面上に、前記被染色層RF、 I
RFaと同じ厚さt。1の緑色フィルタ用の被染色層
GFaI GFa・・・全形成する。その後に、緑色の
染料を用いて前記被染色層CF、GF、・・・を染色す
ることにより緑色フィルタGF4. GF、・・・を形
成する(第3図(j))。この緑色フィルタGF1.G
F。Next, a layer material 9 to be dyed is applied onto the surface of the lower substrate 2 (FIG. 3(g)). As in the case of the red color filter, the exposure process (Fig. 3 (h)) and the development process (Fig. 3 (h)) are performed.
Figure (i))'e. In this way, the dyed layers RF, I are formed on the surfaces of the green signal electrodes 5G, 5G...
Same thickness t as RFa. The dyed layer GFaI GFa for the green filter in No. 1 is completely formed. Thereafter, the dyed layers CF, GF, . GF, . . . are formed (Fig. 3 (j)). This green filter GF1. G
F.
・・・に防染処理を施す。(第3図(k))。さらに、
前記下部基板2の表面上に被染色層材料9を塗布する(
第3図(イ))。露光工程(第3図6n) )および現
像工程(第3図(n))を経て、前記青色信号電極5B
。Apply anti-dyeing treatment to... (Figure 3(k)). moreover,
Coating the layer material 9 to be dyed on the surface of the lower substrate 2 (
Figure 3 (a)). After the exposure process (FIG. 3 (n)) and the development process (FIG. 3 (n)), the blue signal electrode 5B is
.
5B・・・の表面上に、前記被染色層RF、GF、に比
して小なる厚さtBlの青色フィルタ用の被染色層BF
、 、 BFIL・・・を形成する。そして、青色の染
料により前記被染色層BFILM BFa・・・を染色
して青色フィルタBF1# BF、・・・を形成しく第
3図(0))、この青色フィルタBF’4. BF、・
・・に防染処理を施す。(第3図ω))。このようにし
て各カラーフィルタを順次形成する。なお、各カラーフ
ィルタRF1. RFl・・・# GFl m GF、
・・・、 BF1# BF、・・・の各染色工程後に行
なわれる防染処理は、これに代えて、表面に保護層全形
成するようにしても良い。On the surface of 5B..., a dyed layer BF for a blue filter having a thickness tBl smaller than the dyed layers RF and GF.
, , BFIL... is formed. Then, the dyed layers BFILM BFa... are dyed with a blue dye to form blue filters BF1#BF,... (FIG. 3(0)), and the blue filters BF'4. BF,・
Apply anti-staining treatment to... (Figure 3 ω)). In this way, each color filter is formed one after another. Note that each color filter RF1. RFl...# GFl m GF,
..., BF1# BF, ..., the resist dyeing treatment performed after each dyeing process may be replaced by forming a protective layer on the entire surface.
このように構成したカラー液晶表示素子では、画像信号
に応じて各信号電極5R,5R・・・、5G。In the color liquid crystal display element configured in this way, each signal electrode 5R, 5R, . . . , 5G is connected in accordance with the image signal.
5G・・・、5B、5B・・・と、これらに対向配置さ
れた走査電極4,4・・・との間に電圧を印加し、選択
された信号電極と共通電極が交差する箇所の液晶物質L
Cを挙動させる。この液晶物質LCの挙動により信号電
極5R,5R・・・、5G、5G・・・。A voltage is applied between 5G..., 5B, 5B... and the scanning electrodes 4, 4... arranged opposite to these, and the liquid crystal is displayed at the intersection of the selected signal electrode and the common electrode. substance L
Make C behave. Due to the behavior of this liquid crystal substance LC, signal electrodes 5R, 5R..., 5G, 5G...
5B、5B・・・に形成した各色のカラーフィルタRF
1 * RFl・・・# GFlm GFl・・・、
BF、 、 BFl・・・を透過する光の強さを制御す
ることにより色の表示が行なわれる。Color filters RF of each color formed on 5B, 5B...
1 * RFl...# GFlm GFl...,
Color display is performed by controlling the intensity of light passing through BF, BF, BF, . . . .
しかして、この液晶表示素子では、赤色フィルタRF、
RF、・・・および緑色フィルタGF1. GFl・・
・に対して青色フィルタBF11 BFl・・・の厚さ
全相対的に小さくしている。したがって、青色フィルタ
BF1. BFl・・・の厚さが赤色および緑色フィル
タRF1. RFl・・・、GFl、 GFl・・・の
厚さと同じである場合に比較して、青色フィルタBF1
. BFl・・・における光の吸収量が小さく透過光量
が大きい。このため、青色カラーフィルタBF1# B
Flによる青色の表示が明るくなる。また、青色フィル
タBF1゜BFlは厚さが小さいので、これより厚さが
大なる赤色フィルタRF、 * RF、・・・および緑
色フィルタGF1 m GF、・・・と比較して電圧印
加時における電圧降下が小さい。このため、青色フィル
タBF、。However, in this liquid crystal display element, the red filter RF,
RF,... and green filter GF1. GFl...
The total thickness of the blue filters BF11, BF1, . . . is relatively small compared to . Therefore, the blue filter BF1. The thickness of BFl... is red and green filter RF1. Compared to the case where the thickness of the blue filter BF1 is the same as that of RFl..., GFl, GFl...
.. The amount of light absorbed in BFL... is small and the amount of transmitted light is large. For this reason, the blue color filter BF1#B
The blue display by Fl becomes brighter. Also, since the blue filter BF1゜BFl has a small thickness, the voltage at the time of voltage application is smaller than that of the red filter RF, * RF, ... and the green filter GF1 m GF, ..., which have a larger thickness. The drop is small. For this reason, the blue filter BF,.
BF、・・・は赤色フィルタRF、 、 RF、・・・
および緑色フィルタGF1.GF1に対応する部分の液
晶物質LCに比較して、液晶物質LCのみに印加される
実質的な電圧が高く、液晶物質LCを透過する光量が増
大する。よって、青色フィルタBF 、 BF、・・
・に対応するドツトの点灯による透過光量が大きくなる
。BF,... are red filters RF, , RF,...
and green filter GF1. Compared to the liquid crystal material LC in the portion corresponding to GF1, the substantial voltage applied only to the liquid crystal material LC is higher, and the amount of light transmitted through the liquid crystal material LC increases. Therefore, the blue filters BF, BF,...
・The amount of transmitted light due to the lighting of the dot corresponding to .
上述したカラー液晶表示素子の表示色を第4図の色度図
に示した。図上で×印で示す点は、フィルタ自体の色相
であり、このフィルタ自体で表示可能な色相の範囲全一
点鎖線で示している。各色を表示するだめの各ドツトに
対応する電極間に2.3vの電圧を印加した場合に表示
可能な色相の範囲を実線で示す。前記電極間に240V
の電圧全印加する場合の表示可能な色相の範囲を破線で
示す。尚、中央に■印で示す点は、電圧を印加しない場
合である。The display colors of the above-mentioned color liquid crystal display element are shown in the chromaticity diagram of FIG. The points marked with an x in the figure are the hues of the filter itself, and the entire range of hues that can be displayed by the filter itself is indicated by a dashed line. The range of hues that can be displayed when a voltage of 2.3 V is applied between the electrodes corresponding to each dot for displaying each color is shown by a solid line. 240V between the electrodes
The range of hues that can be displayed when the full voltage is applied is shown by a broken line. Note that the point indicated by a ■ mark in the center is the case where no voltage is applied.
同図で示す如く、各色フイルタ単体での色相全それぞれ
結ぶ線は、はぼ正三角彫金なし、且つ大きい、したがっ
て、表示色の色バランスが良好であり、且つ多数の色を
表示することができる。As shown in the figure, the lines connecting all the hues of each color filter alone are large and have no equilateral triangular engravings, so the color balance of the displayed colors is good and a large number of colors can be displayed. .
これに比べて、第5図の色度図で示したものは、赤色フ
ィルタと緑色フィルタの膜厚を等しくし、青色フィルタ
の厚さを他のフィルタに比べて極端に薄くした場合の表
示色である。即ち、第11図は、赤色フィルタ及び緑色
フィルタの膜厚ヲ1.2μmにし、青色フィルタの膜厚
ヲ0.5μmとした場合の表示色である。この図から明
らかな如く、表示可能な色相の範囲が背側に大きく片寄
っている。In comparison, the chromaticity diagram in Figure 5 shows the displayed color when the red and green filters have the same film thickness and the blue filter is extremely thin compared to the other filters. It is. That is, FIG. 11 shows the displayed colors when the film thickness of the red filter and the green filter is 1.2 μm, and the film thickness of the blue filter is 0.5 μm. As is clear from this figure, the range of hues that can be displayed is largely biased toward the dorsal side.
したがって、この様なフィルタを形成した場合には、表
示色は青味がかって見えるので色ノ々ランスが崩れてA
る。Therefore, if such a filter is formed, the displayed color will appear bluish and the color balance will be disrupted, resulting in
Ru.
以上の結果から、青色のフィルタを薄くする場合には、
赤色フィルタ及び緑色フィルタの厚さが約1.2μmの
場合には、青色フィルタの厚さは約1.0μmであるこ
とが好ましい。また、赤色フィルタ及び緑色フィルタの
厚さが約0.9#mである場合には、青色フィルタの厚
さが約0.7μmであることが好ブしい。ようするに、
赤色フィルタ及び緑色フィルタの膜厚を1としたとき、
青色フィルタの膜厚が0.5以上であれば良好な色バラ
ンスが得られる。From the above results, when making the blue filter thinner,
When the thickness of the red and green filters is about 1.2 μm, the thickness of the blue filter is preferably about 1.0 μm. Further, when the thickness of the red filter and the green filter is about 0.9 μm, it is preferable that the thickness of the blue filter is about 0.7 μm. In other words,
When the film thickness of the red filter and green filter is 1,
Good color balance can be obtained if the film thickness of the blue filter is 0.5 or more.
尚、第4図の色度図で、緑色フィルタの色相がYell
owlsh Greenの範囲にあるのは、偏光板等の
分光透過特性を補正した結果である。In addition, in the chromaticity diagram of Figure 4, the hue of the green filter is Yellow.
The range of owlsh green is the result of correcting the spectral transmission characteristics of the polarizing plate and the like.
また、この第1実施例においては、基板間に封入される
液晶物質に、屈折率異方性Δnが0.161の液晶混合
物が用いられ、且つ、一方の基板の配向膜と他方の基板
の配向膜の間隙を約7.5μmに設定したカラー液晶表
示素子が用いられた。よって、この第1実施例では、Δ
n4が1.1〜1.2の範囲にあ)、第12図上ではΔ
n−dがβ、〜β2の範囲にある。したがって、前述し
た従来技術で指摘された旋光分散により色バランスが崩
れるという課題は1本発明の実施例では、旋光分散の影
響が少くなる様なΔn−dの値に設定することにより解
決している。Further, in this first embodiment, a liquid crystal mixture having a refractive index anisotropy Δn of 0.161 is used as the liquid crystal substance sealed between the substrates, and an alignment film on one substrate and an alignment film on the other substrate are used. A color liquid crystal display element was used in which the gap between alignment films was set to about 7.5 μm. Therefore, in this first embodiment, Δ
n4 is in the range of 1.1 to 1.2), Δ in Figure 12
nd is in the range of β to β2. Therefore, in the embodiment of the present invention, the problem of color balance being disrupted due to optical rotation dispersion, which was pointed out in the prior art mentioned above, is solved by setting the value of Δn-d such that the influence of optical rotation dispersion is reduced. There is.
以上述べた様に、青色フィルタBF1 * BF、・・
・の表示による青色は、赤色フィルタRF4. RF、
・・・および緑色フィルタGF、 # GFl・・・の
表示による赤色および緑色の明度と同程度の明度に引上
げられ、赤色および緑色と同じように明るく見えるよう
になる。このため、各色のカラーフィルタの表示による
三原色の明るさが赤色、緑色および青色の色バランスが
ととのえられる。そして、青色の表示が明るくなるので
、各カラーフィルタRF、# RFl・・・* GFl
s GFl・・・、 BF4. BFl・・・の全で
の点灯により白色を表示した場合、美しい白色全表示す
ることができる。このようにしてカラー表示による画質
を高めることができる。As mentioned above, the blue filter BF1 * BF,...
The blue color indicated by . is the red filter RF4. RF,
. . . and green filters GF, #GFl . . . The brightness is raised to the same level as the brightness of red and green displayed by the green filters GF, #GFl . Therefore, the brightness of the three primary colors displayed by the color filters of each color is balanced among red, green, and blue. Then, since the blue display becomes brighter, each color filter RF, #RFl...*GFl
s GFl..., BF4. When white is displayed by lighting up all of BFL..., beautiful white can be displayed entirely. In this way, the image quality of color display can be improved.
また、青色カラーフィルタBP、I BF、・・・の厚
さ、すなわち被染色層BFa# BFa川の厚さを小さ
くしたため、カラーフィルタ形成時の染色工程において
、被染色層BF、 # BFa・・・に塗料が飽和する
まで染色を行なうことができ、染色の度合を制限する必
要がないので、青色フィルタBF1a BF’、・・・
ノ染色バラツキが発生せず、これにより青色の表示のバ
ラツキも発生しな論。さらに、青色の表示を明ろくして
三原色の色バランスをととのえるために、液晶表示素子
の画面全体の画像が明るく、且つコントラスとも明瞭で
ある。In addition, since the thickness of the blue color filters BP, IBF, .・Since dyeing can be carried out until the paint is saturated and there is no need to limit the degree of dyeing, blue filters BF1a BF',...
There will be no variation in dyeing, and this will also prevent variation in the blue color display. Furthermore, since the blue display is brightened and the color balance of the three primary colors is balanced, the image on the entire screen of the liquid crystal display element is bright and has clear contrast.
次に、本発明を用いた第2実施例につめて、第6図を参
照して説明する。この第2実施例は、各色フイルタ自体
の分光透過特性に応じて赤色フィルタRF2と、緑色フ
ィルタGF2と、青色フィルタBF2の膜厚をそれぞれ
異なる厚さに設定しである。Next, a second embodiment using the present invention will be explained with reference to FIG. In this second embodiment, the film thicknesses of the red filter RF2, the green filter GF2, and the blue filter BF2 are set to different thicknesses depending on the spectral transmission characteristics of each color filter itself.
尚、第6図において、第1図及び第2図に示した部分と
同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。In FIG. 6, the same parts as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted.
第6図において、赤色フィルタRF2 # BF2・・
・は膜厚稲、で形成されている。緑色フィルタGF2゜
GF2・・・は、前記膜厚tR2よりも小さい膜厚t。In Fig. 6, red filter RF2 #BF2...
・It is formed by membranous rice. The green filter GF2°GF2... has a film thickness t smaller than the film thickness tR2.
2で形成されている。そして、青色フィルタBF2 。It is formed by 2. And blue filter BF2.
BF ・・・は前記膜厚t。2よりも小さい膜厚tB
2で形成されている。即ち、上記各色フィルタの膜厚は
、tR□〉tG2〉tB2となる関係である。BF... is the film thickness t. Film thickness tB smaller than 2
It is formed by 2. That is, the film thicknesses of the respective color filters are in the relationship tR□>tG2>tB2.
この場合、各色フィルタの膜厚ば、各色フイルタ自体の
分光透過特性に応じて、例えば、赤色フィルタRF2.
BF2・・・の膜厚が約0.9μmで、緑色フィルタ
GB、GB2・・・の膜厚が約0.7μmで、且つ青色
フィルタBF2. BF2・・・の膜厚が約0.5μm
である。In this case, the film thickness of each color filter depends on the spectral transmission characteristics of each color filter itself, for example, red filter RF2.
The film thickness of BF2... is about 0.9 μm, the film thickness of green filters GB, GB2... is about 0.7 μm, and the blue filters BF2. The film thickness of BF2... is approximately 0.5 μm
It is.
尚、この第2実施例で使用した液晶物質及び対向する基
板の配向膜間の間隙は第1実施例と同じである。Note that the liquid crystal material used in this second embodiment and the gap between the alignment films of the opposing substrates are the same as in the first embodiment.
この様にして構成されたカラー液晶表示素子は、各色フ
ィルタに対応する各色のドツトの表示色全正確に調整す
ることができ、色再現性が極めて良い。The color liquid crystal display element constructed in this manner can accurately adjust all display colors of dots of each color corresponding to each color filter, and has extremely good color reproducibility.
さらに、本発明を用いた第3の実施例について、第7図
全参照して説明する。この第3実施例は、各色フィルタ
のうち、視覚的に感度の高い緑色フィルタの膜厚を厚く
して緑色の元の透過率を低下させることによって、表示
色のバランスを調整するものである。尚、第7図におり
で、第1図及び第2図に示した部分と同一の部分には同
一の符号を付し、説明を省略する。Furthermore, a third embodiment using the present invention will be described with full reference to FIG. In this third embodiment, the balance of displayed colors is adjusted by increasing the film thickness of the green filter, which is visually sensitive among the color filters, and lowering the original transmittance of green. In FIG. 7, the same parts as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
第7図において、赤色フィルタR’F5 m BF3・
・・と、青色フィルタBF5 * BF5・・・とは同
一の膜厚tR3゜t に形成されている。緑色フィルタ
GF3# GF3・・・は、前記膜厚t83’ tB5
より大き込厚さの膜厚to3に形成されている。即ち上
記吾色フィルタの膜厚は、tB3 ” tB 3 <
t03となる関係である。In FIG. 7, red filter R'F5 m BF3・
... and the blue filter BF5*BF5... are formed to have the same film thickness tR3°t. The green filter GF3# GF3... has the film thickness t83' tB5
It is formed to have a larger film thickness to3. That is, the film thickness of the above-mentioned color filter is tB3 '' tB 3 <
The relationship is t03.
尚、この第3の実施例においても、使用した液晶物質、
及び対向する基板の配向膜間の間隙は、第1実施例と同
じである。In addition, in this third example as well, the liquid crystal material used,
The gap between the alignment films of the opposing substrates is the same as in the first embodiment.
この様にして構成されたカラー液晶表示素子は、緑色フ
ィルタ自体の分光透過特性に応じて、その緑色フィルタ
の膜厚を厚くしたので、色再現性が良好になる。The color liquid crystal display element constructed in this manner has good color reproducibility because the film thickness of the green filter is increased according to the spectral transmission characteristics of the green filter itself.
以下述べた様に、本発明によれば、着色したフィルタの
明るさは、そのフィルタの膜厚によって調整することが
できる。したがって、そのフィルタを着色する物質を選
択する自由度が高くなる。As described below, according to the present invention, the brightness of a colored filter can be adjusted by adjusting the film thickness of the filter. Therefore, the degree of freedom in selecting the substance that colors the filter is increased.
尚、上述した実施例では、カラーフィルタ全染色法で形
成した例について説明したが、本発明はこれに限ること
なく、電着法又は印刷法によって形成されるフィルタを
備えたカラー液晶表示素子にも適用できる。In the above-mentioned embodiment, an example was explained in which a color filter was formed by the entire dyeing method, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a color liquid crystal display element equipped with a filter formed by an electrodeposition method or a printing method. can also be applied.
また、本発明の液晶表示素子は、テレビジョン画像表示
に使用する場合に限らず、他の用途のカラー表示にも広
く適用できる。Further, the liquid crystal display element of the present invention is not limited to use in displaying television images, but can be widely applied to color display in other uses.
[発明の効果]
本発明のカラー液晶表示素子によれば、赤、緑、青の各
色フィルタによる表示色の色・ぐランスを各色フィルタ
の膜厚を変え、各色のフィルタそれ自体の分光透過特性
を変えることによって調整することができる。このため
、前記色バランスの調整が容易となる。したがって、色
再現性が良くなる。[Effects of the Invention] According to the color liquid crystal display element of the present invention, the color/glance of the displayed color by each color filter of red, green, and blue can be changed by changing the film thickness of each color filter, and the spectral transmission characteristics of each color filter itself can be changed. It can be adjusted by changing. Therefore, the color balance can be easily adjusted. Therefore, color reproducibility is improved.
贅だ、着色されたフィルタ自体の分光透過特性のうち、
特に明度を、そのフィルタの膜厚によってNuすること
ができるので、このフィルタを着色するための染料、又
は顔料等の選択の範囲が広くなる。したがって、耐光性
に優れた染料等を使用することができ、カラー液晶表示
素子の寿命が長くなる。Of the spectral transmission characteristics of the colored filter itself,
In particular, since the brightness can be varied depending on the film thickness of the filter, the range of selection of dyes, pigments, etc. for coloring the filter is widened. Therefore, dyes and the like having excellent light resistance can be used, and the life of the color liquid crystal display element can be extended.
第1図乃至第4図は本発明の第1実施例を示したもので
、第1図は第2図のI−I線に沿うカラー液晶表示素子
の断面図、第2図はカラー液晶表示素子の電極形状を示
す平面図、第3図は各色のカラーフィルタの製造工程図
、第4図はカラー液晶表示素子の表示色を示す色度図で
ある。第5図は本発明のカラー液晶表示素子による表示
色を比較するための不適当な事例を示す色度図である。
第6図および第7図は本発明の第2および第3の実施例
を示すカラー液晶表示素子の断面図である。
第8図は本発明に用いられる赤色フィルタ自体の分光透
過特性図、第9図は本発明に用いられる緑色フィルタ自
体の分光透過特性図、第10図は、本発明に用いられる
青色フィルタ自体の分光透過特性図、第11図は1本発
明に用いられるフィルタの厚さに対する液晶素子の■□
の関係を示す特性図、第12図は、液晶素子の各色の元
に対する透過率を示す透過特性図、第13図は、従来技
術によるカラー液晶表示素子の素示色全示す色度図であ
る。
1.2・・・基板、LC・・・液晶、4・・・走査電極
、5R,5G、5B・・・信号電極、RF 、 RF
2. RF3・・・赤色フィルタ、GFl s GF2
# GFs・・・緑色フィルタ、BFl、 BF2.
RF5・・・青色フィルタ。1 to 4 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a sectional view of a color liquid crystal display element taken along line I-I in FIG. 2, and FIG. 2 is a color liquid crystal display device. FIG. 3 is a plan view showing the electrode shape of the element, FIG. 3 is a manufacturing process diagram of color filters of each color, and FIG. 4 is a chromaticity diagram showing the display colors of the color liquid crystal display element. FIG. 5 is a chromaticity diagram showing an inappropriate example for comparing display colors by the color liquid crystal display element of the present invention. 6 and 7 are cross-sectional views of color liquid crystal display elements showing second and third embodiments of the present invention. FIG. 8 is a spectral transmission characteristic diagram of the red filter itself used in the present invention, FIG. 9 is a spectral transmission characteristic diagram of the green filter itself used in the present invention, and FIG. 10 is a diagram of the spectral transmission characteristic diagram of the blue filter itself used in the present invention. Spectral transmission characteristic diagram, Figure 11 shows
FIG. 12 is a transmission characteristic diagram showing the transmittance of each color of the liquid crystal element, and FIG. 13 is a chromaticity diagram showing all the original colors of a color liquid crystal display element according to the prior art. . 1.2...Substrate, LC...Liquid crystal, 4...Scanning electrode, 5R, 5G, 5B...Signal electrode, RF, RF
2. RF3...Red filter, GFl s GF2
# GFs...green filter, BFL, BF2.
RF5...Blue filter.
Claims (1)
1の電極と; 前記一対の基板のうち他方の基板の内面に前記第1の電
極と互いに対向するように配置した第2の電極と; 前記第1の電極又は第2の電極の少なくとも1方の電極
の上にそれぞれ形成され、分光透過特性がそれぞれ異な
っており、且つ、その分光透過特性に応じて厚さが異な
る複数のカラーフィルタと;前記一対の基板の間に封入
された液晶物質と、を具備することを特徴とするカラー
液晶表示素子。[Scope of Claims] A pair of opposing substrates; a first electrode formed on the inner surface of one of the pair of substrates; a first electrode formed on the inner surface of the other substrate of the pair of substrates; a second electrode arranged to face the electrode; formed on at least one of the first electrode and the second electrode, each having different spectral transmission characteristics; A color liquid crystal display element comprising: a plurality of color filters having different thicknesses depending on spectral transmission characteristics; and a liquid crystal substance sealed between the pair of substrates.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20003885 | 1985-09-10 | ||
JP60-200038 | 1985-09-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62148926A true JPS62148926A (en) | 1987-07-02 |
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ID=16417790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61213052A Pending JPS62148926A (en) | 1985-09-10 | 1986-09-10 | Color liquid crystal display element |
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