JPH086009A - カラー液晶表示素子 - Google Patents

カラー液晶表示素子

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Publication number
JPH086009A
JPH086009A JP6155420A JP15542094A JPH086009A JP H086009 A JPH086009 A JP H086009A JP 6155420 A JP6155420 A JP 6155420A JP 15542094 A JP15542094 A JP 15542094A JP H086009 A JPH086009 A JP H086009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
liquid crystal
color liquid
crystal display
film thickness
Prior art date
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Pending
Application number
JP6155420A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Mori
寿彦 森
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH086009A publication Critical patent/JPH086009A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高時分割駆動においても、コントラストが高
く、画面の明るいカラー液晶表示素子を提供する。 【構成】 対向配置された一対の基板6、10と、これ
ら一対の基板6、10の各対向面それぞれに設けられた
透明な電極4、7と、上基板の電極7の下面に設けられ
たRフィルタ25、Gフィルタ26、Bフィルタ27か
らなり、かつRフィルタ25の膜厚よりもGフィルタ2
6の膜厚が薄く形成され、Gフィルタ26の膜厚よりも
Bフィルタ27の膜厚が薄く形成されたカラーフィルタ
22と、一対の基板6、10間に100°±5°の範囲
でツイスト配向された液晶24とを備えた。したがっ
て、液晶24を基板6、10間に100°±5°の範囲
でツイスト配向させることにより、液晶24のガンマ特
性が向上し、高時分割駆動においても、コントラスト比
が高く、コントラストが最大でのオン状態の透過率が高
くなり、画面が明るくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カラー液晶表示装置
に用いられるカラー液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カラー液晶表示装置には、構造が
簡単で、製作コストの低いものとして、単純マトリクス
タイプのTN(ツイステッドネマティック)型カラー液
晶表示装置がある。このカラー液晶表示装置は、図3に
示すように、カラー液晶セル(カラー液晶表示素子)1
の外側にこれを挾むように上偏光板2と下偏光板3が配
置された構造になっている。カラー液晶セル1は、IT
Oなどの透明な導電材料からなる一方の電極4およびこ
の電極4を覆う下配向膜5が形成された下側基板6と、
一方の電極4と直交して対向する他方の電極7、この電
極7を覆うカラーフィルタ8、およびこのカラーフィル
タ8を覆う上配向膜9が形成された上基板10と、これ
ら上下の各基板6、10と図示しないシール材とで囲わ
れた領域内に封入される液晶11とからなっている。な
お、このカラー液晶表示装置では、下基板6から光が入
射し、上基板10から光が出射するものとする。
【0003】下基板6と上基板10の対向するぞれぞれ
の面に形成された配向膜5、9は、それぞれラビングな
どの配向処理が施されている。すなわち、上基板10の
上配向膜9は、図4(b)に示すように、カラー液晶セ
ル1を正面(上基板10側)から観察したとき水平な左
右方向の線に対して左下から右上方向に45°の傾きを
もった方向(以下、出射側配向処理方向という)9aに
配向処理が施されている。下基板6の下配向膜5は、出
射側配向処理方向9aに対し左回りにほぼ90°回転し
た方向(以下、入射側配向処理方向という)5aに配向
処理が施されている。このような配向処理により、液晶
11の分子は、出射側から見て左回りにほぼ90°ツイ
ストして配列されている。そして、下偏光板3は、図4
(c)に示すように、その吸収軸3aがカラー液晶セル
1の入射側配向処理方向5aに対しほぼ直交するように
配置されている。上偏光板2は、図4(a)に示すよう
に、その吸収軸2aがカラー液晶セル1の出射側配向処
理方向9aに対しほぼ平行に配置されている。したがっ
て、このカラー液晶表示装置では、電圧を印加しないと
きに、下偏光板3を透過した直線偏光の光がカラー液晶
セル1の液晶層中でほぼ90°旋光されて出射され、こ
の出射光が上偏光板2に吸収される。すなわち、ネガ型
(ノーマリ・ブラック)の液晶表示素子である。
【0004】一方、カラーフィルタ8は、電極7に対応
して赤用(R)フィルタ13、緑用(G)フィルタ1
4、青用(B)フイルタ15からなり、上下の電極4、
7が交差する個所に対応して各フィルタ13〜15がモ
ザイク状に設けられた構造になっている。また、各フィ
ルタ13〜15はそれぞれ膜厚が異なっている。すなわ
ち、光の屈折率異方性Δnは波長依存性を有しており、
したがってカラー液晶セル1を透過する際に生じる位相
差Δn・dが波長ごとに異なることになり、所定の電圧
を印加して所望の色を得ることが難しい。そこで、各波
長光ごとのΔn・dの違いを補償するため、各フィルタ
13〜15の膜厚をΔn・dの波長依存性が解消される
ように異ならせてある。この例では、Rフィルタ13の
膜厚TRは1.30μm(うち染料分0.50μm)で
あり、Gフィルタ14の膜厚TGは1.00μm(うち
染料分0.34μm)で、Rフィルタ13の膜厚よりも
薄く形成され、Bフィルタ15の膜厚TBは0.55μ
m(うち染料分0.27μm)で、Gフィルタ14の膜
厚よりも薄く形成されている。この場合、液晶11の屈
折率異方性Δnは35℃で0.115であり、Gフィル
タ14に対応する液晶層のギャップdは5.85μmで
ある。
【0005】このカラー液晶表示装置では、1/75デ
ューティ、1/10バイアスの時分割駆動によって対向
する電極4、7間に電界が印加されることにより、液晶
分子の配向が変化し、この配向の変化に伴う光学的な変
化を上下の偏光板2、3によって視覚化し、これにより
所望のカラー表示が行なわれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
カラー液晶表示装置では、高精細な表示を行なうため
に、画素数が多くなると、高時分割駆動が要求される。
このような要求に応じて、カラー液晶表示装置を高時分
割駆動すると、カラー液晶セル1の液晶11の分子がほ
ぼ90°でツイスト配列されているため、液晶11のガ
ンマ特性(印加電圧に対する光透過率曲線の立上り特
性)が悪く、コントラスト比が低く、コントラストが最
大でのオン状態の透過率が低くなり、画面が暗くなると
いう問題があった。ちなみに、35℃での実測値は、コ
ントラスト比が7.4であり、バックライトを100%
としたときオン状態での透過率が1.3%である。ま
た、このカラー液晶表示装置では、カラーフィルタ8の
各フィルタ13〜15の厚さをΔnの波長依存性に応じ
て決定しているだけであるから、R、G、Bの各波長の
電圧−透過率曲線でのバウンスミニマム値の電圧が不揃
いになり、オフ状態での洩れ光が生じるため、コントラ
スト比が低くなるという問題もある。この発明は、上記
事情に鑑みてなされたもので、高時分割駆動において
も、コントラストが高く、画面の明るいカラー液晶表示
素子を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、対向配置された一対の基板
と、これら一対の基板の各対向面それぞれに設けられた
透明な電極と、一方の基板の電極上に設けられたRフィ
ルタ、Gフィルタ、Bフィルタからなり、かつRフィル
タの膜厚よりもGフィルタの膜厚が薄く形成され、Gフ
ィルタの膜厚よりもBフィルタの膜厚が薄く形成された
カラーフィルタと、一対の基板間に100°±5°の範
囲でツイスト配向された液晶と、一対の基板を挾んでそ
の両側に配設された一対の偏光板とを備えたことを特徴
とするものである。また、請求項2記載の発明は、透明
電極上に設けられるカラーフィルタのGフィルタに対応
する液晶層の厚さが5.85±0.5μmに形成され、
Rフィルタの膜厚がGフィルタの膜厚より0.7μm厚
く、Bフィルタの膜厚がGフィルタの膜厚よりも0.2
μm薄く形成されていることを特徴とするものである。
さらに、請求項3記載の発明は、液晶表示素子の両外側
に設けられた一対の偏光板を各吸収軸が互いに平行とな
るように配置され、ネガ型のカラー表示が得られるよう
にしたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明によれば、液晶を一対の基
板間に100°±5°の範囲でツイスト配向させること
により、液晶のガンマ特性が向上し、高時分割駆動にお
いても、コントラスト比が高く、コントラストが最大で
のオン状態の透過率が高くなり、画面が明るくなる。ま
た、請求項2記載の発明によれば、最も明るさに寄与す
るGフィルタの膜厚をその液晶層の厚さが5.85±
0.5μmとなるように形成し、このGフィルタとRフ
ィルタとの膜厚の差を0.7μm、GフィルタとBフィ
ルタとの膜厚の差を0.2μmとすることにより、各波
長の電圧−透過率曲線でのバウンスミニマム値の電圧が
一致し、このため電圧を印加しないオフ状態での透過率
が減少することになり、コントラスト比が向上する。こ
の場合、RとBの各フィルタの膜厚が従来に比べて厚く
なるが、最も明るさに寄与するGフィルタの膜厚が従来
と同じ厚さであるから、明るさの低下が最小限に抑えら
れる。
【0009】
【実施例】以下、図1および図2を参照して、この発明
を適用したカラー液晶表示装置の一実施例について説明
する。なお、図3および図4に示された従来例と同一部
分には同一符号を付し、その説明は適宜省略する。この
カラー液晶表示装置は、図1に示すように、カラー液晶
セル(カラー液晶表示素子)20の外側にこれを挾むよ
うに上偏光板2と下偏光板3が配置された構造になって
いる。カラー液晶セル20は、一方の電極4およびこの
電極4を覆う下配向膜21が形成された下側基板6と、
一方の電極4と直交して対向する他方の電極7、この電
極7を覆うカラーフィルタ22、およびこのカラーフィ
ルタ22を覆う上配向膜23が形成された上基板10
と、これら上下の各基板6、10と図示しないシール材
とで囲われた領域内に封入される液晶24とからなって
いる。なお、このカラー液晶表示装置でも、下基板6か
ら光が入射し、上基板10から光が出射するものとす
る。
【0010】下基板6と上基板10の対向するぞれぞれ
の面に形成された配向膜21、23は、それぞれラビン
グなどの配向処理が施されている。すなわち、上基板1
0の上配向膜23は、図2(b)に示すように、カラー
液晶セル20を正面から観察したとき水平な左右方向の
基準線に対して左下から右上方向に40°の傾きをもっ
た方向(以下、出射側配向処理方向という)23aに配
向処理が施されている。下基板6の下配向膜21は、同
じ水平方向の基準線に対し左回りに140°回転した位
置で右下から左上に向かう方向(以下、入射側配向処理
方向という)21aに配向処理が施されている。このよ
うな配向処理により、液晶24の分子は、出射側から見
て左回りに100°±5°の範囲でツイストして配列さ
れている。なお、下偏光板3は、図2(c)に示すよう
に、その吸収軸3aがカラー液晶セル20の入射側配向
処理方向23aに対しほぼ直交する方向、すなわち水平
な左右方向の基準線に対して左下から右上方向に45°
の角度となるように配置されている。上偏光板2は、図
2(a)に示すように、その吸収軸2aがカラー液晶セ
ル20の出射側配向処理方向23aに対しほぼ平行、す
なわち下偏光板3の吸収軸3aと平行となるように配置
されている。したがって、このカラー液晶表示装置で
も、電圧を印加しないときには、下偏光板3を透過した
直線偏光の光がカラー液晶セル20の液晶層中でほぼ1
00°旋光されて出射され、この出射光が上偏光板2に
吸収され、ネガ表示が行なわれる。
【0011】一方、カラーフィルタ22は、Rフィルタ
25、Gフィルタ26、Bフイルタ27を上下の電極
4、7が交差する個所に対応させてモザイク状に設けた
構造になっている。そして、各フィルタ25〜27の膜
厚は、それぞれ次のように形成されている。すなわち、
Gフィルタ26が最も明るさに寄与し、このGフィルタ
26の膜厚TGは、カラー液晶セル20のギャップdと
屈折率異方性Δnとの積Δn・dによって決定され、例
えば1.00±0.5μm(うち染料分0.34μm)
であり、このGフィルタ26に対応する液晶層の厚さは
5.85±0.5μmとなっている。Rフィルタ25の
膜厚TRは、1.70μm(うち染料分0.54μm)
であり、Gフィルタ26の膜厚よりも0.7μm程度厚
くなっている。また、Bフィルタ27の膜厚TBは、
0.80μm(うち染料分0.37μm)であり、Gフ
ィルタ26の膜厚よりも0.2μm程度薄くなってい
る。この場合、液晶24の屈折率異方性Δnは35℃で
0.135である。
【0012】このカラー液晶表示装置では、液晶24を
一対の基板6、10間に100°±5°の範囲でツイス
ト配向させることにより、液晶24のガンマ特性が向上
し、高時分割駆動においても、コントラスト比が高く、
コントラストが最大でのオン状態の透過率が高くなり、
画面を明るくすることができる。しかも、液晶24のツ
イスト角を100°±5°にしたので、左右の視野角が
拡大し、視野角が向上する。また、このカラー液晶表示
装置では、最も明るさに寄与するGフィルタ26に対応
する液晶層の厚さを5.85±0.5μm、このGフィ
ルタ26の膜厚を1.00μm、Rフィルタ25の膜厚
を1.70μm、Bフィルタ27の膜厚を0.80μm
にしたから、各波長の電圧−透過率曲線でのバウンスミ
ニマム値の電圧が一致し、このため電圧を印加しないオ
フ状態での透過率が減少し、コントラスト比が向上す
る。また、RとBの各フィルタ25、27の膜厚が従来
に比べて厚くなるが、最も明るさに寄与するGフィルタ
26の膜厚が従来と同じ厚さであるから、明るさの低下
を最小限に抑えることができる。ちなみに、このカラー
液晶表示装置では、35℃での実測値は、コントラスト
比が8.7であり、バックライトを100%としたとき
オン状態での透過率が1.6%であり、従来のもの(コ
ントラスト比が7.4、オン状態での透過率が1.3
%)よりも良いことがわかる。
【0013】なお、上記実施例では、光が出射する上基
板10側にカラーフィルタ22を設けた場合について述
べたが、これに限らず、例えば光が入射する下基板6側
にカラーフィルタを設けても良い。また、この発明は、
上記実施例のようなネガ型のカラー液晶表示素子に限ら
ず、ポジ型のカラー液晶表示素子にも適用可能である。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、液晶を一対の基板間に100°±5°の範
囲でツイスト配向させることにより、液晶のガンマ特性
が向上し、このため高時分割駆動においても、コントラ
スト比が高く、コントラストが最大でのオン状態の透過
率が高くなり、画面が明るくなる。また、請求項2記載
の発明によれば、最も明るさに寄与するGフィルタの膜
厚をこれに対応する液晶層の厚さが5.85±0.5μ
mとなるように形成し、このGフィルタの膜厚よりもR
フィルタの膜厚を0.7μm厚く形成し、Gフィルタの
膜厚よりもBフィルタの膜厚を0.2μm薄くすること
により、各波長の電圧−透過率曲線でのバウンスミニマ
ム値の電圧が一致し、これにより電圧を印加しないオフ
状態での透過率が減少し、フィルタ膜厚が増大しても明
るさが低下せず、コントラスト比が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用したカラー液晶表示装置の要部
拡大断面図。
【図2】図1のカラー液晶表示装置の吸収軸および配向
処理方向を示し、(a)は上偏光板の吸収軸の向きを示
す図、(b)はカラー液晶セルの上基板と下基板の各配
向処理方向を示す図、(c)は下偏光板の吸収軸の向き
を示す図。
【図3】従来のカラー液晶表示装置の要部拡大断面図。
【図4】図3のカラー液晶表示装置の吸収軸および配向
処理方向を示し、(a)は上偏光板の吸収軸の向きを示
す図、(b)はカラー液晶セルの上基板と下基板の各配
向処理方向を示す図、(c)は下偏光板の吸収軸の向き
を示す図。
【符号の説明】
4、7 電極 6 下基板 10 上基板 20 カラー液晶セル 22 カラーフィルタ 24 液晶 25 Rフィルタ 26 Gフィルタ 27 Bフィルタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配置された一対の基板と、これら一
    対の基板の各対向面それぞれに設けられた透明な電極
    と、前記一方の基板の電極上に設けられた赤用フィル
    タ、緑用フィルタ、青用フィルタからなり、かつ前記赤
    用フィルタの膜厚よりも前記緑用フィルタの膜厚が薄く
    形成され、前記緑用フィルタの膜厚よりも前記青用フィ
    ルタの膜厚が薄く形成されたカラーフィルタと、前記一
    対の基板間に100°±5°の範囲でツイスト配向され
    た液晶と、前記一対の基板を挾んでその両側に配設され
    た一対の偏光板とを備えたことを特徴とするカラー液晶
    表示素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記緑用フィルタに
    対応する前記液晶層の厚さは5.85±0.5μmで、
    前記赤用フィルタと前記緑用フィルタの膜厚の差は0.
    7μmで、前記緑用フィルタと前記青用フィルタの膜厚
    の差は0.2μmであることを特徴とするカラー液晶表
    示素子。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記一対の偏光板は
    各吸収軸が互いに平行となるように配置されていること
    を特徴とするカラー液晶表示素子。
JP6155420A 1994-06-15 1994-06-15 カラー液晶表示素子 Pending JPH086009A (ja)

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JP6155420A JPH086009A (ja) 1994-06-15 1994-06-15 カラー液晶表示素子

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980083634A (ko) * 1997-05-16 1998-12-05 손욱 칼라 액정 표시소자
KR100683137B1 (ko) * 2000-06-29 2007-02-15 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 반사형 프린지 필드 구동 모드 액정 표시 장치
US7235610B2 (en) 2002-03-05 2007-06-26 Nippon Paper Industries Co., Ltd. Aqueous dispersion, process for producing the same, and use
US7635520B2 (en) 2004-05-31 2009-12-22 Nippon Paper Chemicals Co., Ltd. Chlorinated propylene random copolymer and compositions containing the same

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