JPH0324501A - カラーフィルター及びカラー液晶表示素子 - Google Patents

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ー及びカラー液晶表示素子に関
するものである． 〔従来の技術〕 近年、液晶表示素子は低電力で大面積の表示を実現する
表示方法として、そのディスプレイ装置としての利用が
増加している。液晶表示素子は、通常、電極と配向膜を
設けた基板間に液晶層を扶持し、この液晶層の周縁部を
接着剤でシールし、かつ電極に電圧を印加するための駆
動装置を設ける構成を採っているが、特にこの基板上に
カラーフィルターを形成し、カラー表示を可能としたカ
ラー液晶表示素子は、車載用、ＯＡ機器用等、その用途
が広く、今後の利用の増加が期待されている． このようなカラーフィルターの多くは基板に設けられた
電極の上、或いは基板と電極の間に、光の３原色や、あ
るいはその内の２色をマトリクス状またはストライブ状
の画素領域に分けて配置する構成のものである． ［発明の解決しようとする課題］ このようなカラーフィルターを設けた液晶表示素子にお
いて、カラーフィルターの各画素が非常に小さいもので
あることから、その表示の際、混色を生じることがあっ
た．このような不都合が生じることを防止するため、カ
ラーフィルターの各画素の間に黒色のカラーバンドを設
けることが知られている． 第２図はこの様子を示した概念図であり、（ａ）はスト
ライブ状のもの、（ｂ）はマ．トリックス状のものを示
しており、４は前記の黒色のカラーバンドであり、Ｒ％
Ｇ，Ｂはそれぞれ赤色、緑色、青色の画素を示している
．しかし、このような黒色カラーバンドは表示用のカラ
ーフィルターの画素の色に加えて、黒色の層を基板状に
形成する必要があり、その製造は面倒なものであった． また、表示用のカラーフィルターの画素の色を一部重ね
て黒色の層を基板状に形成する方法ち提案されているが
、この時は膜厚が厚くなり、液晶層の厚みの均一化が難
しい上、ラビング等の配向処理が均一にできず、液晶の
配向が乱れやすいという問題点を有していた。

［課題を解決するための手段］ 本発明はかかる課題を解決するためになされたものであ
り、特定の色を呈する複数の画素領域が境界領域によっ
て区分けされたカラーフィルターにおいて、該境界領域
は前記カラーフィルターの画素領域を構成する色から選
ばれた一色からなる複数の小領域に区分けされてなり、
かつ該複数の小領域の色は境界領域全体が実質的に画素
領域を構成する色の中性色として視認されるように前記
カラーフィルターの画素領域を構戒する色のうちから選
ばれてなることを特徴とするカラーフィルター及び一対
の基板上に電極及び前記のカラーフィルターを形威し、
そのうえに配向膜を設けて該配向膜面を対向させて周辺
をシール材でシールし、内側に液晶を封入してなる液晶
表示素子であって、前記カラーフィルターの画素の境界
領域が、表示の非点灯部分に配されるようにした液晶表
示素子を提供するものである。以下、本発明をストライ
ブ状カラーフィルターに適用した場合について説明する
。

第１図は本発明のカラーフィルターをストライブ状カラ
ーフィルターに適用した場合についての概念図であり、
その画素の配置及びそれを液晶表示素子の内面カラーフ
ィルターとして応用した場合について、その基板上の電
極との位置関係を示したものである。

ＩＲ，１′Ｒは赤色のカラーフィルター　ｌＢ，１’Ｂ
は青色のカラーフィルター、ｌＧ、１′Ｇは緑色のカラ
ーフィルター、２ａ，２ｂ，２ｃはセグメント電極、３
ａ，・３ｂはコモン電極を示す。本実施例は液晶表示素
子のセグメント電極上にはストライブ状の赤色、緑色、
青色のカラーフィルターを配置し、セグメント電極の間
には赤色、緑色、青色のカラーフィルターをドット状に
形成している。

このような構或を採ったため、本発明では、カラーフィ
ルターの各画素の境界領域に黒色バンドを形成する手間
を必要とせず、かつ、境界領域が、例えば光の３原色を
カラーフィルターの画素の色としたときは灰色等のそれ
らの色の中性色として認識されるため、視認時の混色を
効果的に防止することができる。境界領域を構成する小
領域において、各色が配置される比率については、ある
特定の２色の境界領域は別の１色が占めるように配置す
れば、即ち例えば第１図に示したように、緑色フィルタ
ーと赤色フィルターの間には、青色フィルターが他の２
色よりも広くなるように配置すれば、境界領域の色は全
体として書く画素の色の中性色に視認されやすくなるで
好ましい。

また、境界領域のにおける画素の大きさは５μｍ〜５０
０μｍ角程度で、境界領域の形状や幅に合せて選択すれ
ば良い。この大きさが５μｍ未満だと微細すぎて、形成
が困難であり・また５００μｍを越える場合には小領域
の各色が認識できるため、境界領域を中性色に視認させ
る機能が低くなる。

このようなカラーフィルターはガラス板等の基板上にカ
ラー被膜として形成される。このカラー被膜の形成方法
は、印刷、電着等本発明の効果を損じるものでなければ
何でも使用できる．被膜の厚さは、通常例えば、液晶表
示素子等の基板内面に形成する場合であれば、Ｉｕｍ〜
３μｍ程度であるが、できるだけ均一にするのが好まし
い． 以上の実施例は光の３原色をストライプ状に配置したカ
ラーフィルターについて説明したが、これに限るもので
はない．例えば、光の３原色から選ばれた２色から構威
されるカラーフィルターや、マトリクス状に配置された
カラーフィルターであっても同様に応用できる．さらに
は、境界領域を構成する区分けされた小領域は第１図に
示したように１列だけでなく、２列以上並ぶ構成として
もよく、また、２つの画素の間に各色が何度も繰り返し
現われるようにしてもよい。

次にこのようなカラーフィルターをカラー液晶表示素子
の内面カラーフィルターとして応用した場合について説
明する． 第３図は本発明のカラーフィルターをカラー液晶表示素
子の内面カラーフィルターをして応用した場合の液晶表
示セルの構成を示す断面図であり、基板５の上に電極７
及び本発明に係るカラーフィルター８を形成し、さらに
配向膜９を設けて配向膜面を相対向させて、周辺部をシ
ール材６でシールし、内側に液晶１０を封入したもので
あり、通常は、セルの両側に偏光膜を配置し、電極に電
圧を印加する手段を設けて使用する． この場合において、前記カラーフィルターの画素の境界
領域は第１図に示したように、液晶表示素子の非点灯部
分、即ち、電極の対向しない部分にくるようにする．こ
のようにすることにより、境界領域は表示用の画素領域
よりもその輝度を小さく出来るので、多少中性色からは
ずれてもカラー液晶表示素子全体の見栄えの低下を押え
ることができる。

境界領域の幅は電極の隙間の間隔にたいして５０％〜１
００％、好ましくは６０％〜８０％にすると電極にカラ
ーフィルターのパターンを合せやすく、良い． この基板としては、ガラス、プラスチック等の透明基板
が使用でき、その表面には酸化′インジウム錫（Ｉ　Ｔ
ｏ）　，　ＳｎＯ．等の透明電極が形成されている。も
ちろん、この透明電極に低抵抗の金属リードを併設した
り、絶縁膜等を形成してあってもよい．第３図において
は、カラーフィルターは電極の上に配置されているが、
電極の下に配置することも可能である。

この電極付き基板の表面には、配向膜が形成されている
が、この配向制御方法としては、ポリイミド、ボリアミ
ド、ポリビニルアルコール等の有機高分子膜を印刷法や
スビナー法で形或し、これをラビングする方法、斜め蒸
着法等公知の配向制御法が使用できる． また、この配向膜とセル内面の遮光膜または電極との間
の絶縁性を向上させるために、Ｓｉｎｇ，　ＴｉＯｘ等
の絶縁膜を扶持するようにしてもよい． シール材は、通常のエボキシ樹脂、シリコン樹脂等のシ
ール材でよく、通常はその一部に開口部を形成しておき
、セル化して後、その開口部から液晶を注入し、その開
口部を封止すればよい。

その一対の偏光膜の偏光軸は、通常のネガ型表示の液晶
表示素子の場合と同様にほぼ平行に配置されてもよいし
、通常のボジ型表示の液晶表示素子の場合と同様にほぼ
直交するように配置されてもよい。

電極に電圧を印加する駆動手段としては、通常の液晶表
示装置に使用される駆動手段が使用でき、通常しきい値
以上の交流電圧を供給できる駆動手段が用いられる． このほか、基板を偏光膜基板としたり，基板の外面にタ
ッチスイッチ、紫外線カットフィルター、無反射フィル
ターを積層したりしてもよく、本発明の効果を損しない
範囲内で、通常の液晶表示装置に適用しつる技術を適用
してもよい． 通常は、裏面の偏光膜の背後に，照明手段を設けて使用
するが、背後に反射板を設置し，正面からの光を利用し
て表示を行なってもよい．また照明手段と、半透過半反
射板を設置し、背面と正面の両方の光を利用する装置と
しても本発明は適用できる． ［実施例］ インジウム酸化錫（ＩＴＯ）付きのガラス基板の電極面
側にオフセット印刷で第１図に示したような配置で順次
赤色、青色、緑色のインクを用いて膜厚２．５μｍのス
トライブ状カラーフィルターを形成し、さらにその上に
膜厚０．１μｍのポリイミドの膜を形成し、これをラビ
ングして配向膜を形成してセグメント電極基板を製造し
た．このとき１つの画素の大きさは２００μｍ角、また
境界領域の幅は４０μｍであり、さらに、例えば緑色フ
ィルターを赤色フィルターのストライブの境界領域には
、面積比で青色力Ｓ２、赤色及び緑色がそれぞれ１にな
るようにして、表示がより中性色に近くなるようにした
。

また、ＩＴＯ付きのガラス基板をバターニングしてその
上に膜厚０．１μｍのポリイミドの膜を形成し、これを
ラビングして配向膜を形或してコモン電極基板を製造し
た。

このセグメント電極基板とコモン電極基板とを電極面が
相対向するように配置し、周辺をシール材でシールし、
内部に液晶を注入して液晶セルを製造した． この液晶セルの両面に１対の偏光板を配置して、更にこ
の裏側に照明手段を配置して液晶表示装置を作成した． このとき、一方の偏光膜をその偏光軸が隣接する基板の
配向処理方向に直交するように、他方の偏光膜をその偏
光軸が隣接する基板の配向処理方向に平行するように、
即ち、一対の偏光膜をその偏光軸が平行するように配置
し、通常のネガ型表示の液晶表示素子の駆動と同様に駆
動した。

これにより得られたカラー液晶表示装置は、カラーフィ
ルターの厚みむらによる配向むらも少なく、かつ、表示
に混色のない見栄えの良いものであった。

［発明の効果］ 本発明によるカラーフィルターによれば、表示装置等に
使用したときに画素同志の混色によって見栄えが低下す
ることのないカラーフィルターが得られる． また、カラーフィルターの被膜を重ねあわせることがな
いので、膜厚のコントロールもしやすい、厚みの均一な
カラーフィルターが得られる． さらにこのカラーフィルターを液晶表示素子の基板内面
のカラーフィルターとして応用すれば、きわめて見栄え
の良い液晶表示素子が、比較的簡単な工程でえられる。

特に本発明に係るカラーフィルターを大画面の表示装置
に応用した場合、製造の工数を大幅に削減できるだけで
なく、大画面表示は遠くから観視することが多いため、
境界領域は中性色に視認されやすく、黒色のバンドを各
画素の境界領域に配置した従来のカラーフィルターに対
しても、遜色のない見栄えの表示が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラーフィルターをストライブ状カラ
ーフィルターに適用した場合についての概念図であり、
第２図は従来の黒色バンドを境界領域に使用したカラー
フィルターの概念図であり、第３図は本発明のカラーフ
ィルターをカラー液晶表示素子の内面カラーフィルター
をして応用した場合の液晶表示セルの構或を示す断面図
である。 ここでＩＲ，ｌ’Ｒは赤色のカラーフィルター　ＩＢ１
　１′Ｂは青色のカラーフィルター、ＩＧ，ｌ′Ｇは緑
色のカラーフィルター　２ａ、２ｂ， ２ｃはセグメント電極、 ３ａ． ３ｂはコモン 電極、 ある． ４は黒色バンド、 ８はカラーフィルターで 躬 ｌ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定の色を呈する複数の画素領域が境界領域によ
   って区分けされたカラーフィルターにおいて、該境界領
   域は前記カラーフィルターの画素領域を構成する色から
   選ばれた一色からなる複数の小領域に区分けされてなり
   、かつ該複数の小領域の色は境界領域全体が実質的に画
   素領域を構成する色の中性色として視認されるように前
   記カラーフィルターの画素領域を構成する色のうちから
   選ばれてなることを特徴とするカラーフィルター。
2. （２）一対の基板上に電極及び請求項１記載のカラーフ
   ィルターを形成し、そのうえに配向膜を設けて該配向膜
   面を対向させて周辺をシール材でシールし、内側に液晶
   を封入してなる液晶表示素子であって、前記カラーフィ
   ルターの画素の境界領域が、表示の非点灯部分に配され
   るようにした液晶表示素子。