JPH0690376B2 - Color liquid crystal display - Google Patents
Color liquid crystal displayInfo
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- JPH0690376B2 JPH0690376B2 JP3257557A JP25755791A JPH0690376B2 JP H0690376 B2 JPH0690376 B2 JP H0690376B2 JP 3257557 A JP3257557 A JP 3257557A JP 25755791 A JP25755791 A JP 25755791A JP H0690376 B2 JPH0690376 B2 JP H0690376B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタと液
晶、特にツイステッド・ネマティック液晶とを組み合せ
て構成されるカラー液晶表示装置の改善に係り、コント
ラスト,色再現性に優れたカラー液晶表示装置を提供す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a color liquid crystal display device formed by combining a color filter and a liquid crystal, particularly a twisted nematic liquid crystal, and to provide a color liquid crystal display device excellent in contrast and color reproducibility. It is provided.
【0002】本発明は、テレビやビデオモニター等のカ
ラー映像表示装置あるいはコンピュータ端末等に用いら
れる。The present invention is used in color image display devices such as televisions and video monitors, computer terminals, and the like.
【0003】[0003]
【従来の技術】液晶表示装置は、薄型で低電圧駆動でき
消費電力が小さいという特徴をもつことから、平面型表
示素子として最近急速に市場のニーズが高まってきてい
る。従来モノカラーのものが主流であったが、カラーフ
ィルタを用いたカラー液晶表示装置も商品化されようと
している。2. Description of the Related Art Since a liquid crystal display device is thin and can be driven at a low voltage and consumes less power, market needs have recently been rapidly increased as a flat display device. Conventionally, a mono-color type was mainly used, but a color liquid crystal display device using a color filter is about to be commercialized.
【0004】この様なカラー液晶表示装置に使われる液
晶のモードとしては、動的散乱(以後DSMと略記),
ツイステッド・ネマティック(同TN),ゲスト・ホス
ト(同GH)などが考えられるが、ここではTN液晶と
赤(以後Rと略記),緑(同G),青(同B)のカラー
フィルタを組み合せて構成されるカラー液晶表示装置を
従来例として説明する。Liquid crystal modes used in such a color liquid crystal display device include dynamic scattering (hereinafter abbreviated as DSM),
Twisted nematic (same TN), guest host (same GH), etc. are considered, but here, TN liquid crystal and red (abbreviated as R hereinafter), green (same G), and blue (same B) color filters are combined. A color liquid crystal display device configured as described above will be described as a conventional example.
【0005】従来例の構成を述べる前に、本発明の基本
概念となるTN液晶の光学的性質について簡単に述べ
る。Before describing the structure of the conventional example, the optical properties of the TN liquid crystal, which is the basic concept of the present invention, will be briefly described.
【0006】図1は透過型のTN液晶表示素子の表示原
理を示す。液晶1,透明基板2a,2bが液晶セルを構
成し、偏光板3a,3bは各々の偏光軸が平行になる様
に配置されている。図中の矢印は入射光の進行方向なら
びに偏波面を表わす。FIG. 1 shows the display principle of a transmissive TN liquid crystal display device. The liquid crystal 1 and the transparent substrates 2a and 2b form a liquid crystal cell, and the polarizing plates 3a and 3b are arranged so that their polarization axes are parallel to each other. The arrows in the figure represent the traveling direction of incident light and the plane of polarization.
【0007】この時、電圧無印加では液晶セルは光を遮
断し図1(a)、あるしきい値(以下Vthと略記)以上
の電圧を印加すると図1(b)、電界方向に浴うように
液晶は再配列し(液晶の誘電率異方性は正とする)、入
射した光はそのまま液晶セルを通過する。これにより明
暗のコントラストを形成出来る。上に述べたような電圧
無印加時に暗状態となるのを、ノーマリーブラックと定
義する。At this time, when no voltage is applied, the liquid crystal cell blocks light, and when a voltage above a certain threshold value (hereinafter abbreviated as V th ) is applied as shown in FIG. 1A, the liquid crystal cell is exposed to the electric field in FIG. 1B. As described above, the liquid crystal rearranges (the dielectric constant anisotropy of the liquid crystal is positive), and the incident light passes through the liquid crystal cell as it is. This makes it possible to form bright and dark contrast. The dark state when no voltage is applied as described above is defined as normally black.
【0008】図1に示すような光学系、即ちノーマリー
ブラックで電圧無印加時の透過率Tは、理想的には零と
なると考えられるのであるが、実際にはTN液晶の旋光
分散により、セルに入射した直線偏光が楕円偏光となり
一部セルを通過する。この通過する光の透過率TはC.
H.GoochとH.A.Tarryにより次式(J.
Phys.D:Appl.Phys.8,1575(1
975))で表わされている。It is considered that the transmittance T when no voltage is applied in an optical system as shown in FIG. 1, that is, normally black, is ideally zero, but in reality, due to the optical rotatory dispersion of the TN liquid crystal, The linearly polarized light incident on the cell becomes elliptically polarized light and partially passes through the cell. The transmittance T of the passing light is C.I.
H. Gooch and H.C. A. According to Tarry, the following equation (J.
Phys. D: Appl. Phys. 8,1575 (1
975)).
【0009】 T=(1+u2 )-1sin2 〔θ(1+u2 )1/2 〕………………(1) ただし u=πdΔn/0λ …………………………………………(2) ここでdは液晶層の厚み、Δnは液晶の複屈折θはTN
液晶のツイスト角、λは入射光の波長をそれぞれ表わ
す。T = (1 + u 2 ) −1 sin 2 [θ (1 + u 2 ) 1/2 ] ……………… (1) However, u = πdΔn / 0λ ……………………………… (2) where d is the thickness of the liquid crystal layer, Δn is the birefringence θ of the liquid crystal, and TN is TN.
Liquid crystal twist angle, λ, represents the wavelength of incident light.
【0010】一般に液晶のΔnには波長依存性がある。
図2に液晶として(株)チッソ社製LIXON9150
を例にとり、(以下この液晶をモデルに話を進める)そ
のΔnの波長依存性を示す。このΔnの波長依存のデー
タに基づき、ツイスト角θが90°のセルの分光透過特
性をGooch−Tarryの式(1)よりdが5μm
と8μmの場合について、プロットしたものが図3であ
る。Generally, Δn of liquid crystal has wavelength dependence.
As a liquid crystal in FIG. 2, LIXON 9150 manufactured by Chisso Corporation
As an example, the wavelength dependence of Δn will be shown (following this liquid crystal as a model). Based on the wavelength-dependent data of Δn, the spectral transmission characteristic of the cell having the twist angle θ of 90 ° was calculated by Gooch-Tarry's equation (1) so that d was 5 μm.
FIG. 3 is a plot for the case of and 8 μm.
【0011】図3からもわかるように可視領域(400
〜700nm)でピークでは10%程度の透過率を示
し、電圧無印加時でも完全には光を遮断しない。さらに
同図の様な分光透過特性を示すため、dが5μmのセル
では赤紫に、8μmでは黄色に着色して見える。ただ5
μmでは波長570nm近辺、8μmでは440nm近
辺の光は遮断する。As can be seen from FIG. 3, the visible region (400
(-700 nm) has a peak transmittance of about 10% and does not completely block light even when no voltage is applied. Further, since the cell has a spectral transmission characteristic as shown in the same figure, it appears reddish purple when d is 5 μm and yellow when it is 8 μm. Just 5
Light of wavelength around 570 nm is blocked at μm, and light of around 440 nm is blocked at 8 μm.
【0012】従ってTNモードの液晶を用いれば、電圧
無印加時の暗状態での光の漏れならびに着色という問題
が存在する。モノカラーの表示を行なう場合には、これ
はそれほど大きな問題とならないが、カラー表示を行な
う場合には大きな障害となる。これらをもとに従来のカ
ラーフィルタと組み合せたカラー液晶表示装置について
説明する。Therefore, if a TN mode liquid crystal is used, there is a problem of light leakage and coloring in a dark state when no voltage is applied. This is not a big problem in the case of displaying a mono color image, but it is a big obstacle in the case of displaying a color image. Based on these, a color liquid crystal display device combined with a conventional color filter will be described.
【0013】図4に従来のカラー液晶表示装置のセル断
面図を示す。図4において4は例えば図5に示すような
マトリクス状に配置されたR.G,Bのカラーフィル
タ、6a,6bは電圧無印加時の液晶1の初期配向を制
御するための配向膜で、透明電導膜5a,5b間に電圧
を印加すれば、液晶1の分子配列を変化させ、液晶セル
を通過する光を変調する。FIG. 4 shows a cell sectional view of a conventional color liquid crystal display device. In FIG. 4, reference numeral 4 designates R.I.s arranged in a matrix as shown in FIG. G and B color filters, 6a and 6b are alignment films for controlling the initial alignment of the liquid crystal 1 when no voltage is applied, and when a voltage is applied between the transparent conductive films 5a and 5b, the molecular alignment of the liquid crystal 1 is changed. It modulates and modulates the light passing through the liquid crystal cell.
【0014】この時、R,G,Bの各カラーフィルタに
対応する液晶をVth以上の適当な電圧巾で駆動すれば、
R,G,Bの加法混色によりフルカラー表示することが
出来る訳である。なおR,G,Bの各カラーフィルタの
分光特性の一例を図6に示す。At this time, if the liquid crystal corresponding to each of the R, G and B color filters is driven with an appropriate voltage width of V th or more,
Full color display can be achieved by the additive color mixture of R, G and B. An example of the spectral characteristics of the R, G, B color filters is shown in FIG.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】そこで問題となってく
るのが、先述した電圧無印加時の光の漏れと着色であ
る。Problems to be solved by the invention are the above-mentioned leakage and coloring of light when no voltage is applied.
【0016】コントラスト比は、(明状態の光透過率)
/(暗状態の光透過率)で定義されるが、従来の構成で
は電圧無印加時即ち暗状態での光の漏れが、コントラス
ト比を下げるという問題があった。The contrast ratio is (light transmittance in the bright state)
It is defined by / (light transmittance in dark state), but in the conventional configuration, there is a problem that light leakage when no voltage is applied, that is, in dark state, lowers the contrast ratio.
【0017】また従来の構成では液晶層の厚みdがR,
G,Bどのカラーフィルタ部でも均一であるため、例え
ばd=5μmの場合には、図3,図6からもわかる様
に、電圧無印加時、G,Rのカラーフィルタ部では光を
遮断するが、Bのフィルタ部では光を遮断せず、電圧無
印加時に、全体としてすでに青もしくは紫色に着色する
という問題があった。これはフルカラー表示する上で非
常に大きな妨げとなるものである。In the conventional structure, the thickness d of the liquid crystal layer is R,
Since the G and B color filter sections are uniform, for example, when d = 5 μm, as can be seen from FIGS. 3 and 6, when no voltage is applied, the G and R color filter sections block light. However, there is a problem in that the B filter portion does not block light and is colored blue or purple as a whole when no voltage is applied. This is a great obstacle to full-color display.
【0018】しかるにGooch−Tarryの式
(1)からもわかる通り、液晶層の厚みが大きくなると
(約10μm以上)電圧無印加時の透過率が小さくな
り、それに伴い着色も比較的小さくなり、上記2つの問
題は緩和される。しかし、dが大きくなると、電圧ON
−OFFに対する液晶の応答時間が遅くなり、液晶パネ
ルの視野角もせまくなり、視差による色ずれも起こる。
したがってカラー液晶表示装置の性能としては全く劣悪
なものとなる。However, as can be seen from the Gooch-Tarry equation (1), when the thickness of the liquid crystal layer is increased (about 10 μm or more), the transmittance when no voltage is applied is reduced, and accordingly, the coloring is also relatively reduced. Two problems are alleviated. However, when d becomes large, the voltage turns on.
The response time of the liquid crystal to -OFF becomes slow, the viewing angle of the liquid crystal panel becomes narrow, and the color shift due to parallax occurs.
Therefore, the performance of the color liquid crystal display device is extremely poor.
【0019】TNモードの液晶を使うカラー液晶表示に
おいて、上記応答時間、視野角、色ずれの問題にも鑑
み、比較的小さな液晶層の厚み(4〜6μm)で、電圧
無印加時の光の漏れ、着色という2つの問題を解決する
ことは、図4に示すようなR,G,B部で液晶層の厚み
が均一である従来の構成をとる限り不可能である。In the color liquid crystal display using the TN mode liquid crystal, in view of the problems of the response time, the viewing angle, and the color misregistration, the thickness of the liquid crystal layer is relatively small (4 to 6 μm), and light of no voltage is applied. It is impossible to solve the two problems of leakage and coloring as long as the conventional configuration in which the thickness of the liquid crystal layer is uniform in the R, G and B portions as shown in FIG.
【0020】本発明は上述した従来例の欠点に鑑みなさ
れたもので、電圧無印加時の液晶セルの光の漏れと着色
を最小限におさえ、コントラストが高く色再現性に優れ
たカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and a color liquid crystal display having a high contrast and excellent color reproducibility by minimizing light leakage and coloring of the liquid crystal cell when no voltage is applied. The purpose is to provide a device.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明は、TNモードの
液晶を用い、R,G,B等の各カラーフィルタに対応す
る液晶層の厚みをそれぞれ光学的に最適化し、赤,緑,
青の各波長に対して線スペクトルに近い分光放射特性を
もつ白色光源と前記カラーフィルタとを組合せて用いる
ことを特徴とするものであることにより、優れた性能の
カラー液晶表示装置を提供するものである。The present invention uses a TN mode liquid crystal and optically optimizes the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color filter of R, G, B, etc.
A color liquid crystal display device having excellent performance is provided by using a white light source having a spectral emission characteristic close to a line spectrum for each wavelength of blue and the color filter in combination. Is.
【0022】[0022]
【作用】本発明は上記した構成により鮮明な優れた色表
示が可能となる。According to the present invention, a vivid and excellent color display can be realized by the above constitution.
【0023】[0023]
【実施例】ここではTNモードの液晶を用いた透過型の
カラー液晶表示装置を実施例として詳細に述べる。EXAMPLE A transmissive color liquid crystal display device using TN mode liquid crystal will be described in detail as an example.
【0024】さて、図6で示すような分光特性をもつ
R,G,Bの各カラーフィルタに合わせて、図7に示す
ような分光強度をもつ白色光源〔(株)松下電子工業製
パルック螢光燈〕を選択する。そしてR,G,Bを61
0nm,545nm,450nmの各波長で代表させる
ことにする。Now, a white light source having a spectral intensity as shown in FIG. 7 in accordance with the R, G, and B color filters having the spectral characteristics as shown in FIG. Light]. And R, G, B is 61
The representative wavelengths are 0 nm, 545 nm, and 450 nm.
【0025】光源は図7の分光放射特性を見ればわかる
ように、R,G,Bの各波長に対し線スペクトルに近い
特性をもつ白色光源であり、このことが本発明の実施例
に対し非常に有効で、例えば白熱電灯のような連続スペ
クトルをもつもの、あるいはEL等の単色光源ではその
有効性は減じる。As can be seen from the spectral radiation characteristic of FIG. 7, the light source is a white light source having characteristics close to a line spectrum for each wavelength of R, G and B, which is different from the embodiment of the present invention. It is very effective, and its effectiveness is diminished in the one having a continuous spectrum such as incandescent lamp or in the monochromatic light source such as EL.
【0026】そこで先述した図1に示すようなΔnの波
長分散をもつLIXON9150を液晶材料として用い
るとする。(1)式に基づくと、R,G,Bの各波長の
光は、液晶層の厚みdに応じてノーマリーブラックで電
圧無印加時には図8に示すような透過特性を示す。図8
でグラフの左端は省略されてあるがR,G,Bの各曲線
はdが0に近づくにつれ単調に増加し、d=0μmです
べて1になる。Therefore, it is assumed that the LIXON 9150 having the wavelength dispersion of Δn as shown in FIG. 1 is used as the liquid crystal material. Based on the equation (1), light of each wavelength of R, G, and B exhibits normally black transmission characteristics according to the thickness d of the liquid crystal layer when no voltage is applied, as shown in FIG. Figure 8
Although the left end of the graph is omitted, the R, G, and B curves monotonically increase as d approaches 0, and all become 1 at d = 0 μm.
【0027】このグラフからもわかる通り、R,G,B
の各波長の光に対し、液晶層の厚みが小さい方からみて
いくと、それぞれ5.4μm,4.8μm,3.7μmの時に
T=0となり液晶層で完全に光は遮断される。即ちR,
G,Bの各カラーフィルタに対応する液晶層の厚みをそ
れぞれdR,dG,dBとしたときdR=5.4μm,d
G=4.8μm,dB=3.7μmにすれば、電圧無印加
時、各フィルタ部で光を完全遮断し、液晶パネル全面に
わたって光は遮断され、上述した着色の問題も起こり得
ない。As can be seen from this graph, R, G, B
When the thickness of the liquid crystal layer is viewed from the smaller side with respect to each wavelength of light, T = 0 at 5.4 μm, 4.8 μm, and 3.7 μm, and the light is completely blocked by the liquid crystal layer. That is, R,
When the thicknesses of the liquid crystal layers corresponding to the G and B color filters are dR, dG, and dB, respectively, dR = 5.4 μm, d
If G = 4.8 μm and dB = 3.7 μm, the light is completely blocked by each filter portion when no voltage is applied, and the light is blocked over the entire liquid crystal panel, so that the above-mentioned coloring problem cannot occur.
【0028】次に実際の構成ならびに製法を図9を用い
て説明する。まず透明基板2bの上にR,G,Bの厚み
を変えてカラーフィルタ層4を形成する。先に述べたよ
うに、dR,dG,dBをそれぞれ5.4μm,4.8μ
m,3.7μmとするために、例えばフィルタR部の厚さ
を1μmとして、同Gが1.6μm,同Bが2.7μmとな
るようにする。Next, the actual structure and manufacturing method will be described with reference to FIG. First, the color filter layer 4 is formed on the transparent substrate 2b by changing the thicknesses of R, G, and B. As described above, dR, dG, and dB are 5.4 μm and 4.8 μm, respectively.
In order to obtain m and 3.7 μm, for example, the thickness of the filter R portion is set to 1 μm, the G is 1.6 μm, and the B is 2.7 μm.
【0029】カラーフィルタ4の形成の方法としては、
ゼラチン等を主成分とする有機物質の塗布,選択除去,
染色を3回繰り返すことによりなされるが、他にスクリ
ーン印刷、色素の蒸着、電着塗装等の方法によっても可
能である。As a method of forming the color filter 4,
Application, selective removal of organic substances mainly composed of gelatin,
The dyeing is performed by repeating the dyeing three times, but other methods such as screen printing, vapor deposition of dye, and electrodeposition coating are also possible.
【0030】このようにして形成されたカラーフィルタ
4の上部に、In2O3 ,SnO2 などの透明電導膜5
bを形成し、その上に配向膜6bを形成する。配向膜と
しては通常ポリイミド,ポリビニルアルコールなどの有
機材料をスピンナ,印刷などにより塗布し、表面をラビ
ング処理して用いるが、SiOを一定角度で塗め蒸着し
ても同様に配向膜としての機能を果たす。A transparent conductive film 5 of In 2 O 3 , SnO 2 or the like is formed on the color filter 4 thus formed.
b is formed, and the alignment film 6b is formed thereon. As the alignment film, an organic material such as polyimide or polyvinyl alcohol is usually applied by spinner, printing, etc. and the surface is rubbed for use. However, even if SiO is applied at a constant angle and vapor deposition, the same function as the alignment film is obtained. Fulfill
【0031】もう一方の透明基板2aにも先述したのと
同じ方法で透明電導膜5a,配向膜6aを形成し、dB
が3.7μmとなるように、両透明基板2a,2bを対向
させ(このことによりdG,dRは各々4.8μm,5.4
μmとなっている。)、この対向空間内に液晶1を封入
する。On the other transparent substrate 2a, the transparent conductive film 5a and the alignment film 6a are formed by the same method as described above, and dB
Of the transparent substrates 2a and 2b so as to be 3.7 μm (dG and dR are 4.8 μm and 5.4, respectively).
μm. ), The liquid crystal 1 is enclosed in this facing space.
【0032】偏光板3a,3bは各々の偏光軸が平行に
なるように、配向膜のラビング方向に平行もしくは垂直
に設置される。The polarizing plates 3a and 3b are installed parallel or perpendicular to the rubbing direction of the alignment film so that their polarization axes are parallel to each other.
【0033】以上の説明では(1)式に於てT=Oを与
える最小のIn the above description, in the equation (1), the minimum value that gives T = O
【0034】[0034]
【数1】 [Equation 1]
【0035】の近傍、即ち図8でdが5μmの近傍に於
て光学的経路差(d・Δn/λ)を補正する場合の実施
例を述べた。An example in which the optical path difference (d · Δn / λ) is corrected in the vicinity of, that is, in the vicinity of d of 5 μm in FIG.
【0036】一方図8ではdG=10.7μm,dR=1
2μm,dB=12.7μmに於ても各色の透過光は零と
なり、かつこれらの液晶膜厚差は小さい。本発明はこの
様なuの大きい領域On the other hand, in FIG. 8, dG = 10.7 μm and dR = 1
Even at 2 μm and dB = 12.7 μm, the transmitted light of each color becomes zero, and the liquid crystal film thickness difference between them is small. The present invention is such a large region of u
【0037】[0037]
【数2】 [Equation 2]
【0038】に対しても適用できる。そして上記の組合
せで補正する場合には、R,G,B各色フィルタに対応
する液晶層の厚さの大小関係は、前記実施例とは異なっ
て来る。It is also applicable to When the correction is performed by the combination described above, the size relation of the thickness of the liquid crystal layer corresponding to the R, G, B color filters is different from that in the above-described embodiment.
【0039】本発明の実施例では、カラーフィルタとし
てR,G,Bの3種に限って説明したが、他の色が混じ
って4種以上の場合にも、同様に本発明が適用可能であ
る。又、カラーフィルタは一方の基板側にだけ形成され
る必然性は無く、上下両方の基板に形成されてもよい
し、一部の色は一方の基板に、他の色は他方の基板にと
いうふうに形成されても構わない。何れの場合でもd
R,dG,dBが光学的に最適化された値になっていれ
ば問題ない。In the embodiments of the present invention, the color filters have been described as being limited to three types of R, G and B, but the present invention can be similarly applied to the case where four or more types are mixed with other colors. is there. Further, the color filter need not be formed only on one substrate side, but may be formed on both upper and lower substrates, and some colors may be formed on one substrate and other colors may be formed on the other substrate. It may be formed in. In any case d
There is no problem as long as R, dG, and dB are optically optimized values.
【0040】本発明の思想は、TN液晶を用いたカラー
液晶表示装置全搬にわたって適用されうるもので、単純
なマトリックス駆動のものだけでなく、一方の基板に、
MOSFET,TFT,MIMなどの非線形素子が組み
こまれている場合、又、透過型の場合だけでなく反射型
の場合でも何ら差し支えない。The idea of the present invention can be applied to the entire transport of a color liquid crystal display device using TN liquid crystal, and not only simple matrix drive but also one substrate
It does not matter if a non-linear element such as MOSFET, TFT, or MIM is incorporated, or if it is of a transmissive type or a reflective type.
【0041】さらに本発明の説明ではノーマリーブラッ
クの場合に限ったが、電圧無印加時に明状態となるノー
マリーホワイトの場合にもそのまま活用出来る。Further, although the description of the present invention is limited to the case of normally black, it can be utilized as it is in the case of normally white which becomes a bright state when no voltage is applied.
【0042】一方他の観点から見ると、本発明の構成を
とることにより、液晶セル組立時の液晶層の厚みの誤差
による色調の変化・ホワイトバランスのずれが極めて小
さくなる。このことを図10に示す。図10は本発明に
より、各フィルタに対応する液晶層の厚みを各フィルタ
ごとに適正化した後、組立て誤差により液晶層の厚みが
設計値より変化した場合の各色の透過率を緑色フィルタ
上の液晶層の厚みとの関係で示す。図10から明らかな
ように設計中心値d=4.8μmでは各色光とも透過は零
となる。一方dがこの値より変化した場合、R,G,B
各色光とも透過率はほぼ均等に増加する。この為液晶セ
ルのホワイトバランスは保たれ、表示色調の変化も小さ
い。他方従来のセル構成をとれば、セル厚の変化によ
り、色調等が大巾に変化することは図8より自明であ
る。From another point of view, on the other hand, by adopting the configuration of the present invention, a change in color tone and a deviation in white balance due to an error in the thickness of the liquid crystal layer during assembly of the liquid crystal cell are extremely small. This is shown in FIG. FIG. 10 shows the transmittance of each color on the green filter when the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each filter is optimized for each filter according to the present invention and then the thickness of the liquid crystal layer is changed from the design value due to an assembly error. It is shown in relation to the thickness of the liquid crystal layer. As is apparent from FIG. 10, at the design center value d = 4.8 μm, the transmission is zero for each color light. On the other hand, when d changes from this value, R, G, B
The transmittance of each color light increases almost uniformly. Therefore, the white balance of the liquid crystal cell is maintained and the change in display color tone is small. On the other hand, if the conventional cell structure is adopted, it is obvious from FIG. 8 that the color tone and the like change greatly due to the change in cell thickness.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上述べたきた構成にすることにより、
電圧無印加時の光の漏れならびに着色をなくし、コント
ラスト,色再現性に優れたカラー液晶表示装置を提供出
来る。これは液晶材料を適当に選択することにより、比
較的小さな液晶層の厚みで実現出来るので、液晶の応答
時間も速く、視野角も広く、さらに視野による色ずれも
なく、表示素子としての性能は極めて良好である。By adopting the above-mentioned structure,
It is possible to provide a color liquid crystal display device having excellent contrast and color reproducibility by eliminating light leakage and coloration when no voltage is applied. This can be realized with a relatively small thickness of the liquid crystal layer by appropriately selecting the liquid crystal material, so that the response time of the liquid crystal is fast, the viewing angle is wide, and there is no color shift due to the field of view. Very good.
【0044】又、別の観点からみると、たとえ液晶セル
組み立て時に液晶層の厚みが僅かにずれたとしても、
R,G,Bの各カラーフィルタ部の液晶層の厚みの最適
設計値からの僅かのずれとなるだけで、このことによ
り、急激に電圧無印加時の光の漏れが大きくなったり、
所謂ホワイト・バランスが狂って液晶セルが着色したり
するといったことは起こらない。From another point of view, even if the thickness of the liquid crystal layer is slightly deviated when the liquid crystal cell is assembled,
The thickness of the liquid crystal layer of each of the R, G, and B color filters is slightly deviated from the optimum design value, which causes a sudden increase in light leakage when no voltage is applied.
The so-called white balance is not disturbed and the liquid crystal cell is not colored.
【0045】本発明はTN液晶を用いたカラー液晶表示
装置の基本設計に関わる非常に重要なもので、その応用
分野は極めて広い。The present invention is very important for the basic design of a color liquid crystal display device using TN liquid crystal, and its application field is extremely wide.
【図1】TN液晶表示素子の表示原理を示した図FIG. 1 is a diagram showing a display principle of a TN liquid crystal display device.
【図2】液晶のΔnの波長依存性を示した図FIG. 2 is a diagram showing wavelength dependence of Δn of liquid crystal.
【図3】液晶セルの分光透過特性の一例を示した図FIG. 3 is a diagram showing an example of spectral transmission characteristics of a liquid crystal cell.
【図4】従来のカラー液晶表示装置のセル断面図FIG. 4 is a sectional view of a cell of a conventional color liquid crystal display device.
【図5】R,G,Bカラーフィルタの配置の一列を示し
た図FIG. 5 is a diagram showing an array of R, G, and B color filters.
【図6】R,G,Bカラーフィルタの分光透過特性を示
した図FIG. 6 is a diagram showing spectral transmission characteristics of R, G, and B color filters.
【図7】光源の分光強度を示した図FIG. 7 is a diagram showing the spectral intensity of a light source .
【図8】R,G,B各波長の分光透過特性の液晶相の厚
みに対する依存を示した図FIG. 8 is a diagram showing the dependence of the spectral transmission characteristics of R, G, and B wavelengths on the thickness of the liquid crystal phase.
【図9】本発明の一実施例のカラー液晶表示装置のセル
断面図FIG. 9 is a cell sectional view of a color liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図10】本発明の装置の緑色フィルタ部の液晶層の厚
さと各色光の透過率の関係を示す図FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the thickness of the liquid crystal layer of the green filter portion of the device of the present invention and the transmittance of each color of light.
1 液晶 2a,2b 透明基板 3a,3b 偏光板 4 カラーフィルタ 5a,5b 透明電導膜 6a,6b 配向膜 1 Liquid crystal 2a, 2b Transparent substrate 3a, 3b Polarizing plate 4 Color filter 5a, 5b Transparent conductive film 6a, 6b Alignment film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−62010(JP,A) 特開 昭58−120287(JP,A) 特開 昭58−193523(JP,A) 特開 昭60−159824(JP,A) 特開 昭60−159827(JP,A) 特開 昭60−159830(JP,A) 特開 昭60−159831(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-57-62010 (JP, A) JP-A-58-120287 (JP, A) JP-A-58-193523 (JP, A) JP-A-60- 159824 (JP, A) JP 60-159827 (JP, A) JP 60-159830 (JP, A) JP 60-159831 (JP, A)
Claims (1)
晶層を挟持し、前記基板の少なくとも一方に分光透過特
性の異なる複数種のカラーフィルタを多数配置し、前記
液晶層に電圧を印加し光変調せしめ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液晶層の厚みを変化させ、赤,
緑,青の各波長に対して線スペクトルに近い分光放射特
性をもつ白色光源と前記カラーフィルタとを組合せて用
いた事を特徴とするカラー液晶表示装置。1. A liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate facing each other, and a plurality of types of color filters having different spectral transmission characteristics are arranged on at least one of the substrates, and a voltage is applied to the liquid crystal layer. And a means for applying light modulation to change the thickness of the liquid crystal layer corresponding to each color filter in accordance with the spectral transmission characteristics of the color filter.
A color liquid crystal display device characterized by using a white light source having a spectral emission characteristic close to a line spectrum for each wavelength of green and blue and the color filter in combination.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257557A JPH0690376B2 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Color liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257557A JPH0690376B2 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Color liquid crystal display |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59016552A Division JPS60159823A (en) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | Color liquid crystal display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362919A JPH04362919A (en) | 1992-12-15 |
| JPH0690376B2 true JPH0690376B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=17307939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257557A Expired - Lifetime JPH0690376B2 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Color liquid crystal display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690376B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1100279C (en) | 1996-10-29 | 2003-01-29 | 日本电气株式会社 | Active matrix liquid crystal display screen |
| JP2006292801A (en) | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal device and electronic equipment |
| JP5200795B2 (en) * | 2008-09-12 | 2013-06-05 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid crystal device and electronic device |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257557A patent/JPH0690376B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04362919A (en) | 1992-12-15 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |