JPH0786621B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0786621B2
JPH0786621B2 JP8318888A JP8318888A JPH0786621B2 JP H0786621 B2 JPH0786621 B2 JP H0786621B2 JP 8318888 A JP8318888 A JP 8318888A JP 8318888 A JP8318888 A JP 8318888A JP H0786621 B2 JPH0786621 B2 JP H0786621B2
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液晶表示装置に係り、特に第一の透明電極と複
数のカラーフィルターとが積層された基体と、第二の透
明電極が形成された基体とを両透明電極が対向するよう
に配設し、両基体間に液晶を充填した液晶表示装置に関
する。
[従来の技術] 液晶表示素子は、薄型、低電圧駆動が可能、低消費電力
であり、またICによって直接駆動できるため、装置の小
型化,薄型化が容易である利点を有する。特にTN型液晶
は、低電圧、低消費電力の点で優れ、従来から腕時計、
電卓等に広く用いられている。
近年、TN型液晶を用いた携帯用小型テレビが普及しつつ
あり、また壁掛けテレビの研究開発も進んでいる。これ
らの用途においては、CRTとの対応からカラー化が望ま
れる。
第4図は、従来のマトリクス方式のTN型カラー液晶表示
素子の一構成例を示す部分断面図である。
同図において、ガラス基板5a上には、列状にパターン化
された透明電極6a(なお、ここでは簡易化のために透明
電極を6a1,6a2,6a3の三列としている。)形成され、さ
らに配向膜18aが形成される。ガラス基板5bには、赤カ
ラーフィルター1,緑カラーフィルター2,青カラーフィル
ター3および黒色マスク4が形成され、さらに列状にパ
ターン化された透明電極6b、配向膜18bが形成される。
ガラス基板5aとガラス基板5bとの間には、一定距離を保
ってTN型液晶19が充填される。ガラス基板5aおよびガラ
ス基板5bの他方の面には、それぞれ偏光板20a,20bが設
けられる。
[発明の目的] 上記のTN型カラー液晶表示素子は、液晶層の厚みに敏感
なので大面積のディスプレイの作製は難しく、また、コ
ントラストは一般に電圧−輝度特性のシャープさに依存
するが、赤、緑、青の各色に対する光学特性によって、
電圧−輝度特性に差が生じるために、各色によってコン
トラストが異なる場合がある。
近年、面積が大きい表示装置に用いられる液晶の開発が
進み、近年、ポリマーのマトリクス中に液晶の小さな球
を分散させたポリマー分散型液晶、例えばNCAP(Nemati
c Curvilinear Aligned Pnase;ネマチック曲線式整列
相)液晶と呼ばれる新規な液晶技術が開発され、液晶層
の厚さの制御が容易なため大面積化が可能,応答時間は
早い,偏光板を必要としない,視野角が広い等の特徴を
有することから、比較的面積が大きい表示装置に好適に
用いられるものとして期待されている。
本発明の目的は、ポリマー分散型液晶が液晶カプセルの
大きさによって、電圧−コントラスト特性および電圧−
輝度特性が変化する性質を利用して、赤,緑,青の各色
に対する光学特性の差によるコントラストのバラツキを
改善した液晶表示装置を提供することにある。
[発明の概要] 本発明の液晶表示装置は、第一の透明電極と複数のカラ
ーフィルターとが積層された基体と、第二の透明電極が
形成された基体とを両透明電極が対向するように配設
し、両基体間に液晶を充填した液晶表示装置において、 前記液晶をポリマー分散型液晶とし、赤,緑,青の各光
に対する光学特性の差を補正するために各色に対応する
ポリマー分散型液晶の液晶カプセルの大きさを変えたこ
とを特徴とする。
なお、ここで液晶カプセルの大きさとはポリマーに分散
された液晶体の大きさをいう。
[作用] 前述したように、コントラストは一般に電圧−輝度特性
のシャープさに依存するが、使用されるカラーフィルタ
ーや二色性染料、および液晶層における散乱の波長依存
性、または二色性染料の組み合わせ、量比等が適切でな
い(多くの場合、短波長に吸収極大のある二色性染料の
二色性比があまり良くない)等によって、電圧−輝度特
性に差が生じるために、赤,緑,青のカラーフィルター
を通して画面を見た時に各色によってコントラストとが
異なったり、特定の色が強調されたりする場合がある。
本発明は、ポリマー分散型液晶が第2図に示すように、
液晶カプセルの大きさの大きい力がコントラストが低電
圧で立ち上る特性を示し、液晶カプセルの大きさの小さ
い方が電圧印加によりコントラストが大きくなる特性を
示すことを利用して(第2図において、液晶カプセルは
球体であり、破線は粒径約1μm、実線は粒径約5μm
の場合を示す。)、赤,緑,青の各光に対する光学特性
の差に合せて液晶カプセルの大きさを制御して、赤,
緑,青の各光に対する電圧−コントラスト特性を改善し
ようとするものである。
[実施例] 以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明す
る。なお、以下の実施例はポリマー分散型液晶の一例と
してNCAP液晶を選択した場合について説明する。
まず、本発明の液晶表示装置の説明に先だってNCAP液晶
の構成および動作について説明する(以下の説明は、
「新しい液晶ディスプレイの原理と応用」電子材料198
7,12,P.67〜P.71、特許出願公表昭58−501631号公報に
基づくものである)。
第5図(A)(B)(C)は、NCAP液晶の一構成例を説
明するための概略的構成図であり、第5図(A)は液晶
構成部の構成図、第5図(B)は液晶層の構成図、第5
図(C)は液晶カプセルの構成図を示すものである。
NCAP液晶素子は、第5図(A)に示すように、NCAP液晶
層12がプラスチックフィルム14に挟まれた構成をしてお
り、プラスチックフィルム14には、電極10,11としてITO
等の透明導電層がコーティングされている。第5図
(B)はNCAP液晶層12の一部13の構成を示すものであ
り、さらに第5図(C)はNCAP液晶層12の液晶カプセル
部15の構成を示すものである。第5図(B)(C)に示
すように、NCAP液晶層12は、ポリマーのマトリクス17中
に液晶体16を分散させたてカプセル化されたものが集っ
たものである。通常、液晶体16は球体になる場合が多い
が、球状の液晶体が結合して液晶体を形成すること等も
ある。
第6図(A)(B)は、黒の二色性染料を使用したNCAP
液晶の動作を示すための概略的説明図であり、第6図
(A)は無電圧状態、第6図(B)は電圧印加状態を示
すものである。
第6図(A)に示すように、無電圧状態では液晶体16中
の液晶分子16bはカプセルの外壁に沿って並ぼうとす
る。この場合、液晶分子16bの複屈折性により、入射光
は液晶のカプセルの表面,内部で散乱し、二色性染料16
aにより吸収される。その結果、フィルムは暗黒色に見
える。
第6図(B)に示すように、電圧印加状態では、液晶分
子16bは電界方向に並ぼうと軸を回転させる。液晶分子1
6bの軸の屈折率とポリマーの屈折率が等しければ、光は
散乱されずに直進し、透明になる。このようにして、電
圧を調節することによって、完全に散乱吸収された状態
から十分に透明な状態まで連続的に変化させて表示を行
うことができる。
以下、上記のNCAP液晶を用いた本発明の液晶表示装置に
ついて説明する。
第1図(A),(B),は、本発明の液晶表示装置の第
一実施例の構成の説明図であり、第1図(A)は概略的
部分断面図、第1図(B)は一方の基板の概略的部分平
面図である。
第1図(A)の示すように、ガラス基板5a上にITO等の
列状にパターン化された透明電極6a(なお、ここでは簡
易化のために透明電極を6a1,6a2,6a3の三列としてい
る。)を一定のピッチで形成する。ガラス基板5bには、
赤カラーフィルター1,緑カラーフィルター2,青カラーフ
ィルター3および黒色マスク4が形成され、さらに列状
にパターン化された透明電極6bが形成される。ガラス基
板5aとガラス基板5bとの間には、一定距離を保って前述
したポリマー分散型液晶たるNCAP液晶が充填されて、NC
AP液晶層7が形成される。透明電極6aと透明電極6bとは
マトリクス状に配置される。
なお、基板としては、ガラス基板やPET基板がよく用い
られるが、特にこれらに限定されるものではなく、他の
材質のものでもよい。
第1図(B)に示すように、透明電極6a1,6a2,6a3はバ
リスタ膜8によって信号線9と接続される。バリスタは
一定値以上の電圧を印加すると急激に電流が流れる素子
であり、クロストーク防止等のために設けられるもので
ある。バリスタ膜はバリスタ粉をペースト状とし厚膜印
刷技術を用いて、基板上に印刷することによって形成さ
れる。
本実施例においては、通常の液晶表示装置の構成では、
青のカラーフィルター3を通して画面を見た時のコント
ラストについての電圧−コントラスト特性が、赤,緑の
カラーフィルター1,2を通して画面を見た時のコントラ
ストの特性に比べて立ち上がりが緩やかとなるため、第
1図(A),(B)に示すように、青カラーフィルター
3に対応するNCAP液晶層7の液晶カプセルの液晶体16の
粒径を大きくし、青の光に対する電圧−コントラスト特
性を調整して、赤,緑の光に対する電圧−コントラスト
特性とほぼ同一の特性としている。
NCAP液晶層7の液晶カプセルの粒径を制御して、個々の
カラーフィルターに対応する透明電極6a1,6a2,6a3上に
形成する方法としては、スクリーン印刷,メタルマスク
を用いた印刷等を用いることができる。
以下、NCAP液晶層7の作製方法について説明する。
(実施例) まず、二色性色素M676(三井東圧染料(株)製)を含む
液晶E−44(BDH社製)15gと、イオン交換して精製され
たPVA,KM−11(日本合成化学工業(株)製)の10%溶液
40gを混合して、乳化させる。このとき、乳化時の撹拌
の速度を変化させて、粒径1〜4μmの乳化液と粒径4
〜10μmの乳化液とを作製する。粒径1〜4μmの乳化
液は赤カラーフィルター1,緑カラーフィルター2,に対応
するガラス基板5aのITO等の透明電極6a1,6a2上、4〜10
μmの乳化液は青カラーフィルター3に対応するガラス
基板5aのITO等の透明電極6a3上に塗布され、その後乾燥
して、NCAP液晶層7を形成する。この時の層厚は、15μ
mであった。その後、透明電極6b,カラーフィルター1
〜3が形成されたガラス基板5bで前記NCAP液晶層7を挟
み、液晶表示装置を作製した。
(比較例) 上記実施例と同一な条件で粒径1〜4μmの乳化液を作
製する。この乳化液を赤カラーフィルター1,緑カラーフ
ィルター2,青カラーフィルター3に対応するガラス基板
5aのITO等の透明電極6a1,6a2,6a3上に塗布する。その他
の条件は同一として、液晶表示装置を作製する。
粒径1〜4μmを塗布して作製した液晶表示装置は、第
3図(A)に示すように、青のカラーフィルター3を通
して画面を見た時の電圧−コントラスト特性が、赤,緑
のカラーフィルター1,2を通して画面を見た時のコント
ラストの特性に比べて立ち上がりが緩やかとなるが、本
発明によって青カラーフィルター3に対応するNCAP液晶
層7の液晶カプセルの液晶体16の粒径を大きくした液晶
表示装置は、各色のコントラストが第3図(B)に示す
ように改善され、各色の電圧−コントラスト特性は略一
定となる。すなわち、NCAP液晶層の液晶カプセルの粒径
の調整により、R,G,Bのコントラストが実際上、問題な
い程度まで調整できる。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置によ
れば、ポリマー分散型液晶が、液晶カプセルの粒径の大
きい力がコントラストが低電圧で立ち上る特性を示し、
液晶カプセルの粒径の小さい方が電圧印加によりコント
ラストが大きくなる性質を利用して、赤,緑,青の各光
に対する光学特性の差に合わせて液晶カプセルの大きさ
を制御して、赤,緑,青の各光に対する電圧−コントラ
スト特性を改善することにより、より視認性の優れた液
晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A),(B),は、本発明の液晶表示装置の第
一実施例の構成の説明図である。 第2図は、液晶カプセルの粒径による電圧−コントラス
ト特性の違いを示す図である。 第3図(A)は、赤,緑,青の各光に対する電圧−コン
トラスト特性を示す図であり、第3図(B)は、本発明
の液晶表示装置による赤,緑,青の各光に対する電圧−
コントラスト特性を示す図である。 第4図は、従来のマトリクス方式のTN型カラー液晶表示
素子の一構成例を示す部分断面図である。 第5図(A)(B)(C)は、NCAP液晶の構成を説明す
るための概略的構成図である。 第6図(A)(B)は、黒の二色性染料を使用したNCAP
液晶の動作を示すための概略的説明図である。 1:赤カラーフィルター、2:緑カラーフィルター、3:青カ
ラーフィルター、4:黒色マスク、5a,5b:ガラス基板、6a
1,6a2,6a3,6b:透明電極、7,12:NCAP液晶層、8:バリスタ
膜、9:信号線、10,11:電極、14:プラスチックフィル
ム、16:液晶体、17:ポリマーのマトリクス、16a:二色性
染料、16b:液晶分子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一の透明電極と複数のカラーフィルター
    とが積層された基体と、第二の透明電極が形成された基
    体とを両透明電極が対向するように配設し、両基体間に
    液晶を充填した液晶表示装置において、 前記液晶をポリマー分散型液晶とし、赤,緑,青の各光
    に対する光学特性の差を補正するために各色に対応する
    ポリマー分散型液晶の液晶カプセルの大きさを変えたこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
JP8318888A 1988-04-06 1988-04-06 液晶表示装置 Expired - Lifetime JPH0786621B2 (ja)

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