JPH05158019A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、カラーフィルタとポリマー分散型
液晶を組み合わせて構成されるカラー液晶表示装置に関
するもので、黒レベルでのＲ，Ｇ，Ｂ各色での光散乱能
をほぼ同等にすることにより光の漏れおよび色づきを押
え、優れた性能のカラー液晶表示装置を提供することを
目的とする。 【構成】 各カラーフィルタに対応するポリマー分散型
液晶層の厚みを最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタと、ポリ
マー分散型液晶（以下ＰＤ−ＬＣと略記）を組み合わせ
て構成されるカラー液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（以下ＬＣＤと略記）は、
薄型，軽量，低消費電力という優れた特性をもつことか
ら、ＣＲＴに代わるディスプレイとして注目され、技術
的にも飛躍的な進歩が見られる。この様なＬＣＤに使わ
れる液晶モードとしては、ツイステッド・ネマティック
（以後ＴＮと略記）が主流であった。ところが近年、光
散乱を表示原理に利用したポリマー分散型液晶表示装置
（以後ＰＤ−ＬＣＤと略記）が新しい表示モードとして
注目を浴び、その研究開発が活発に行われている。

【０００３】まず従来例を述べる前に、ＰＤ−ＬＣＤの
基本構造及び光学的性質について（図３）を用いて簡単
に説明する。（図３）において、２ａ，２ｂは透明基
板、４ａ，４ｂは透明電極、５は液晶組成物、６は非液
晶性高分子化合物である。電圧無印加時を（図３(a)）
に示す。液晶組成物領域と非液晶性高分子化合物領域と
の界面及び、液晶組成物の内部において、入射光は散乱
され、暗状態を示す。一方電圧印加時は（図３(b)）に
示すように、液晶分子は電界方向に配向し、高分子化合
物の屈折率と液晶分子の常光屈折率がほぼ等しくなり、
入射光は散乱することなく直進し、明状態を示す。これ
により明暗のコントラストを形成できる。上に述べたよ
うな電圧無印加時に暗状態となる表示モードを、ノーマ
リブラック（以下ＮＢと略記）という。

【０００４】以下図面を参照にしながら、上述した従来
の実施例のＰＤ−ＬＣＤに赤（以後Ｒと略記），緑（同
Ｇ），青（同Ｂ）のカラーフィルタを組み合わせて構成
されるカラー液晶表示装置について説明する。（図４）
は従来の実施例のカラー液晶表示表示装置の断面図であ
る。（図４）において、１はＰＤ−ＬＣ、２ａ，２ｂは
透明基板、３はマトリクス状に配置されたＲ，Ｇ，Ｂの
カラーフィルタ、４ａ，４ｂは透明電極である。この透
明電極間に電圧を印加すれば、ＰＤ−ＬＣ分子は電界方
向に配向し、入射光は通過する。ＮＢモードの場合、前
述したように黒レベルはＰＤ−ＬＣＤの散乱能力で一義
的に決定される。しかしながら、ＰＤ−ＬＣＤの光散乱
能は波長依存性があり、（図４）に示した従来構成で
は、Ｒ，Ｇ，Ｂの光散乱能の差による黒レベルの色づき
といった問題が存在し、画像品位を低下させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】（図５）に従来の構成
で作製したＰＤ−ＬＣＤの色再現範囲を測定した結果を
示す。同図からわかるように、ＴＮ−ＬＣＤに比べてＰ
Ｄ−ＬＣＤはＧ，Ｂの色度点はいずれもＲ側にシフトし
ており、Ｒの散乱性能が不十分であることがわかる。こ
れはＲのフィルタ部で、電圧無印加時に完全に光を遮断
することができず、全体としてすでに赤色に色づいてい
ることを示している。これらの課題を解決することは、
表示品位を確保する上で極めて重要である。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑み、電圧無印加時
における暗状態の光の漏れと色づきを抑え、優れた性能
のカラー液晶表示装置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】上記課題を解決するため
に本発明のカラー液晶表示装置は、カラーフィルタに対
応する液晶層の厚みを、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々光学的に最適化
するものである。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成により、液晶の各カラーフィ
ルタの散乱能をほぼ同等にし、電圧無印加時の暗状態の
光の漏れと色づきを抑えることができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明にかかわる実施例のカラー液晶
表示装置について詳細に説明する。（図１）は本発明の
カラー液晶表示装置の基本構成断面図である。１はＰＤ
−ＬＣ、２ａ，２ｂは透明基板、３はＲ，Ｇ，Ｂのカラ
ーフィルタ、４ａ，４ｂは透明電極、ｄＲ，ｄＧ，ｄＢ
はＲ，Ｇ，Ｂ各カラーフィルタに対応するＰＤ−ＬＣの
厚みである。

【００１０】この図に示すように、本発明の実施例のカ
ラー液晶表示装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各部での液晶層の
厚みを変化させているところに特徴がある。これによっ
て、黒レベルでのＲ，Ｇ，Ｂ各色における光散乱能をほ
ぼ同等になるようにし、色づきの発生を抑えようとする
ものである。本実施例では、Ｂ光に対応する液晶層の厚
みが１０μｍ、Ｇ光，Ｒ光に対してそれぞれ１１．７μ
ｍ，１３μｍとなるようにＬＣＤを作製した。各色での
液晶層の厚みは、我々が用いたＰＤ−ＬＣの特性を測定
した結果をもとに、各波長に対して十分なコントラスト
（１００：１以上）を確保し、かつ各波長での光散乱能
を同一にするという条件から決定した値である。

【００１１】（図２）に、実施例で作製したＰＤ−ＬＣ
Ｄの色再現範囲を測定した結果を示す。本実施例の構成
により、ＴＮ液晶以上の色再現範囲をもつ特性を実現で
きており、従来のＰＤ−ＬＣＤカラー表示装置での大き
な課題であった色づきに対して、極めて大きな改善効果
のあることがわかる。

【００１２】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、ＰＤ−ＬＣＤを用いた高画質のカラー液晶表示装置
が実現でき、その効果は多大である。

【００１３】なお、本実施例で用いたＰＤ−ＬＣでは、
上記に述べた液晶層の厚みが最適であったが、別のＰＤ
−ＬＣ材料を用いた場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色フィルタに
対応する液晶層の厚みの大小関係は前記実施例と異なっ
てくる可能性がある。しかし、何れの場合でもｄＲ，ｄ
Ｇ，ｄＢが光学的に最適化された値になっていれば問題
はない。

【００１４】

【発明の効果】以上述べてきた構成にすることにより、
電圧無印加時の光の漏れおよび色づきをなくし、コント
ラストの向上や色再現範囲の拡大を図ることができ、実
用的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のカラー液晶表示装置の断面図
である。

【図２】本発明の実施例のＰＤ−ＬＣＤの色再現範囲の
測定結果である。

【図３】ＰＤ−ＬＣＤの基本構造及び光学的性質の原理
説明図である。

【図４】基本的なカラー液晶表示装置の断面図である。

【図５】従来の実施例のＰＤ−ＬＣＤの色再現範囲の測
定結果である。

【符号の説明】

１ ＰＤ−ＬＣ ２ａ，２ｂ 透明基板 ３ カラーフィルタ ４ａ，４ｂ 透明電極 ５ 液晶組成物 ６ 非液晶性高分子化合物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 秀晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 堀田 定▲よし▼ 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の透明基板間に、液晶組成
   物と非液晶性高分子化合物とからなる混合物層を挟持
   し、前記透明基板の一方に、分光透過特性の異なる複数
   種のカラーフィルタを多数配置し、前記混合物層に電圧
   を印加し、混合物層を通過する光を変調する手段を有す
   るとともに、前記カラーフィルタの分光透過特性に応じ
   て、各カラーフィルタに対応する混合物層の厚みを変化
   させたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
2. 【請求項２】 カラーフィルタが赤，緑，青の光を主と
   して透過する分光透過特性を示す３種からなることを特
   徴をする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
3. 【請求項３】 赤，緑，青の光を主として透過する分光
   透過特性を示すカラーフィルタに対応する混合物層の厚
   みをそれぞれｄＲ，ｄＧ，ｄＢとするとき、それらがｄ
   Ｒ≧ｄＧ≧ｄＢの関係を満たすことを特徴とする請求項
   ２記載のカラー液晶表示装置。
4. 【請求項４】 カラーフィルタが、対向する一対の透明
   基板の一方の内面側に配置されていることを特徴とする
   請求項１記載のカラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】 カラーフィルタの混合物層側に、透明電
   極を形成したことを特徴とする請求項１記載のカラー液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】 赤，緑，青のカラーフィルタの膜厚をそ
   れぞれＣＲ，ＣＧ，ＣＢとすると、ＣＲ≦ＣＧ≦ＣＢの
   関係を満たすことを特徴とする請求項２記載のカラー液
   晶表示装置。