JPS5846326A

JPS5846326A - カラ−液晶表示装置のセル構造

Info

Publication number: JPS5846326A
Application number: JP56146506A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Takamatsu; 敏明高松; Fumiaki Funada; 船田　文明; Masataka Matsuura; 松浦　昌孝; Tatsuo Uchida; 龍男内田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-03-17

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】本発明は液晶セルの内部にカラーフィルりを内設したカ
ラー液晶表示装置の構造に関するものである。

従来の液晶表示装置に於けるカラー表示としては、ＤＡ
Ｐ方式と称される液晶分子の複屈折性を利用したもの、
ツイストネマティック方式の一方の偏光子にカラー偏光
子を用いたものや中性偏光子にカラーフィルりを付設し
たも、更にはゲストホスト方式の如き２色性染料を液晶
層中に付加したもの等が提唱されている。ここで、上記
液晶分子の複屈折性を利用するＤＡＰ方式は、電界印加
により液晶分子の傾きを制御し液晶セル内を通過する光
の干渉によって種々の色を再現することができる。しか
しながらその反面液晶セルのセル厚制御に高度な技術を
要し、また現点位置によって表示される色が異なる視角
依存性を有する点で実用上問題がある。一方、カラー偏
光子やカラーフィルりを用いる方式では液晶セルのセル
厚変動によって表示色が影愕を受けるという間頭はシ１
とＸ７どなく、また視角依存性も上記ＤＡＰ方式に比較
してかなり軽減され単一セルで容易に多色表示を行なう
ことができ、視差による表示色のにとりも解消される。

ゲストホスト方式も同様にセル厚、視角依存性の問題は
少ない。しかしながら、従来のカラーフィルタを液晶セ
ル内に内設した構造のカラー液晶表示装置に於いては、
カラーフィルタ上に液晶分子の配向用としてす設される
配向轡はポリビニールアルコールが用いられており、仁
のポリビニールアルコールは水に対して可溶性であるた
め長時間の使用に際して外部から液晶セル内へ水分が侵
入した場合にポリビニールアルコールの配向１が変質し
、その結果液晶分子に対する配向力が劣化するという問
題がある。

本発明は上記問題点に鑑み、ツイストネマティック方式
又はゲストホスト方式等にカラーフィルタを組み合わせ
、液晶セル内に内股されたカラーフィルりを利用（−で
複数色のカラー表示を行なう液晶表示装置に於いて、カ
ラーフィルタ上に形成される液晶分子配向すとしてポリ
イミド系高分子膜を用い、水分侵入に起因する配向習の
配向力劣化を防止した新規有用なカラー液晶表示装置の
セル構造を提供することを目的とするものである。

以下、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。

第１図は本発明の１実施例を示すカラー液晶表示装置の
平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

本実施例は透過型ツイストネマティック方式のマトリッ
クス電＊ｔ？ＢＭを有する３色カラー液晶セルを用いて
いる。走査側基板１には透明導電嘆から成る走査側電嘩
（Ｘ電極）　Ｘ　ｔ　、Ｘ　２１　・・・、Ｘｍ。

他方の信号側基板２には同様に透明導電嘆から成る信号
側電極（Ｙ電極）Ｙ１□＊　Ｙ１２＋　ＹＩ３＋　Ｙ２
１＋Ｙ２２＊　”’＋　Ｙｎｌ＊　Ｙｎ２＋　Ｙｎ３　
　（ｍ、ｎは３の倍数）がホトエツチング法等で帯状に
形成されている。Ｘ電極の幅はＹ電極の幅より３倍強に
広く成形されている。Ｘ電極とＹ電極は互いに交差する
方向へ配列されマ）ＩＪックス″ｌｌｌを構成していも
ＸＹ電極が交差する領域で表示用画素が構成され、これ
らの画素（Ｘ、Ｙ）に於いて、１ライン目の画素（ＸＩ
−Ｙｔｔ　）、　　（Ｘｉ、　Ｙ２１　）・・・、（Ｘ
ＬｗＹｎｌ　）よりｍライン目の画素（Ｘ　ｍ　＊　Ｙ
　Ｉ　３　）、（Ｘ　ｍｅ　Ｙ　ｚ３）　＋　・・・＋
　　（Ｘ　ｍ　＋　　Ｙｎ３　）に対応するるＹ電極上
には赤色フィルタ９が、またｌライン目の画素（Ｘｔ、
　　ＹＩ２　）、　　（Ｘｌｌ　Ｙ２２）、・・・。

（Ｘｌｌ　Ｙｎ２　）よりｍライン目の画素（Ｘ　ｍ　
＋　ｙ、、）。

（Ｘｍｅ　Ｙ２＋　）＋　・”＊　　（Ｘｍｅ　Ｙｎｌ
）に対応するＹ電極五には緑色フィルタ１０が、更に１
ライン目の画素（Ｘｌｌ　ＹＩ３）Ｉ　　（Ｘｌｌ　Ｙ
２３　）、・・・。

（ＸＩ、　Ｙｎ３　）よりｍライン目の画素（Ｘｍ、Ｙ
１２）。

（Ｘｍｅ　Ｙ２２Ｌ　・・・＋　　（Ｘｍ、Ｙｎ２）に
対応するＹ電極上には青色フィルタ１１が、それぞれ層
設されている。

上記各種カラーフィルり９，１０．１１は以下に述べる
如く形成される。即ち、透明性カラーインクとして第１
表に示すＮＡＺ−ＤＡＲスクリーンプロセスインク９０
００シリーズ（ナスダ　カンパニーインターナショナル
社製、サテングロスインク）より選定し、これをＹ電極
上の所定位置に印刷する。但し、本発明はこれらのカラ
ーインクに限定されるものではない。

第　　１　　表本実施例では第１表の中からＣ０ＬＯＲ＃９０８３（赤
）、＃９０８７（緑）、１９０８６（青）の３色のカラ
ーインクを採用し、これらのカラーインクをスクリーン
印刷法でＹ電極面上の所定の画素領域へ印刷形成する。

その後、オープン内で約３００℃、２時間の加熱処理を
施して印刷されたカラーインクを焼成定着せしめる。以
上により赤、緑、青のカラーフィルタ９，１０．１１が
Ｙ電極面上に形成され２画素４は赤、画素５は緑、画素
６は青にそれぞれ着色表示されることになる。

カラーフィルり９．１０．１１上には液晶分子の配向を
律する配向す８としてポリイミド系高分子膜（商品名Ｐ
ｉＸ＃５４００、日立化成社製）が重畳されている。ポ
リイミド系高分子膜としては上記以外にＰｉＢ、ＰｉＱ
、ＫＪＲ（いずれも日立化成社製）の他、トレーニース
（Ｔｏｒａｙｎｅｅｃｅ）、５Ｐ−７１０，５Ｐ−Ｘ　
１１　（いずれも東し社製）等が適用される。配向＠８
は薄くかつ均一に塗布する必要上、溶剤としてＮ−メチ
ルピロリドン、フッ素系界面活性剤ＦＣ−４３１（住友
３Ｍ社製）等が添加され、スピンナー法で塗布されてい
る。

また、スピンナー法以外にローラーによる転写法も可能
である。ポリイミド系高分子膜を塗布後、オープン内で
６０℃５分間の予備加熱をした後ぐ１５０℃２０℃で１時間乾燥させ、その後に約３００℃
で３０分間加熱焼成し、液晶と接する面を琢磨布でラビ
ング処理することにより配向膜８が得られる。尚、′こ
の配向膜８は信号側基板２のみならず走査側基板１の液
晶と接する向側にもり設されている。ポリイミド系高分
子膜は水分によって影響を受けることがなく、従って配
向＠８の配向力は液晶セル内に水分が侵入した場合でも
劣化されることがない。尚、ポリイミド系高分子膜はカ
ラーフィルタ９，１０．１１上にのみ形成し１、他方の
走査側基板１には他の無機材料等の配向膜を形成しても
４い。

走査側基板１と信号側基板２はエポキシ樹脂ＮＸ０２４
（住友３Ｍ社製）のシール材３を端部に付着した後オー
プン内で加熱され、シール材３の硬化により互いに接着
されている。またその内部には真空注入法等により液晶
７が封入されている。

以上により液晶分子の配向変形に基いてカラーフィルり
により着色表示されるカラー液晶セルが構成され、電源
１３よりＸＹ電極を介して液晶７に電界を印加すること
により光源１４より偏光板１２及び液晶セルを透過した
光が観測者１５に各画素４．５．６に対応する赤、緑、
青の着色パターンとして観測されるカラー液晶表示装置
が得られる。液晶７に電界が印加されると偏光板１２が
ｐ、、Ｐ２で示す平行位に設置されている場合、ツイス
トネマティック構造の液晶７は光シャッタとして作動し
、例えばＹ電極としてＹｌｌ＋　Ｙ２１　ｍ・・・、Ｘ
電極としてＸｌの各ラインに電界を印加すると赤色フィ
ルタ９を透過した光のみが観測者１５に到達することと
なり黒地の赤のドツトとして表示される。ＸＹ電電極各
ラインを適宜選択して電界を印加することにより、選択
画素に対応する表示色が任意に表示される。

第３図は本発明の他の実施例を示すカラー液晶表示装置
の断面図である。

本実施例は透過型ゲストホスト方式のマトリ７クス電極
構造を有する３色カラー液晶セルを用い７５）つホワイ
トティラー（Ｗｈｉｔｅ　Ｔａｙｌｏｒ　）タイプのゲ
ストホスト方式が採用されている。図中、前回と同一符
号は同一内容を示す。Ｙ電極上に形成される赤、緑、青
の各種力ラーフィルり９，１０゜１１、は第１図の実施
例同様に透明性カラーインクを印刷焼成することにより
得られる。また液晶７と接する側基板１．２側にはポリ
イミド系高分子膜の配向膜８が形成され液晶分子は水平
配向されている。液晶セル内に注入封１１二される液晶
７はホストとしてのコレスデリック液晶にゲストとして
シアン、マゼンタ、イエローの３種の混合染１１１６を
混成した２色性染料含有液晶が用いられる。

無電界時には染料１６による光吸収が最大となり、全面
黒表示となる。電界が印加されるとその画素の液晶分子
及び染料１６が垂直に゛立ち上がり、染料による光吸収
がほとんどなくなる。従って。

液晶７の下部に設置されているカラーフィルタ９゜１０
．１１の色が観測される。ＸＹ電Ｆ＠を適宜選択して電
界を印加することにより第１図の実施例同様画素に対応
した表示色を画素の組み合わせによって任意に生起させ
ることができる。

第４図は本発明の更に飴の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図である。

本実施例は透過型ゲストホスト方式のマトリックス電ｆ
＠構造を有する３色カラー液晶セルを用いかつヘイルメ
イヤー（Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ　）タイプのゲストホスト
方式が採用されている。図中前回と同一符号は同一内容
を示す。Ｙ電極りにば」二記同様赤、緑、青の各種カラ
ーフィルタ９．１０．１１が形成され、このカラーフィ
ルり９，１０．ＩＩ上及びＸ電極上には配向饗８が上記
実施例同様に形成されている。液晶セル内の液晶７はホ
ストとしてのネマティック液晶にゲストとしてシアン・
マゼンタ、イエローの３種の混合染料１６を混成した２
色性染料含有液晶が用いられる。

無電界時には液晶分子は水平配向をとり、これに伴なっ
て染料１６も光吸収が最大となって黒表、　　示される
。電界が印加されるとその画素の液晶分子及び染料が垂
直に立ち上がり、その結果液晶７の丁のカラーフィルタ
９．１０．１１の色がｆｆＱｆｆｉｌｌされる。

以上の実施例に於いて、カラーフィルタはＸ電極上に１
役しても未発＋１は実施可能であり、又透過型液晶セル
に限定されるものではなく反射型液晶セルに対しても適
用することができる。液晶セルの表示型態はＸＹマ）　
ＩＪックス表示方式のみならず、セグメント型表示方式
でも同様に実施することができ、表示色についても２色
あるいは４色以上の種４の色相を選択することができる
。例えば２色以上のバーグラフ表示を実行する表示装置
等も容易に作製することが可能である。

本発明により、信頼性の高いカラー液晶表示装置を構成
することができ、長期使用に於いても安定に動作する表
示装置が得られる。本発明の液晶セｌｖを６０℃及び９
０℃の高温高湿試験で測定した結果、１０日以上経過し
た後も配向の劣化は認め゛られなかった。一方、配向す
としてポリビニルアルコール膜を使用した場合には同一
条件の試験で／１＋１１宇した結果数日で液晶の配向劣
化が認められている。

以りの如く、本発明は液晶セルの内部にカラーフィルタ
を介設して視差による表示の色のにごりが無い高品位の
カラー表示を確立１．力）つ配向響の水分による配自刃
劣化を防（卜して信頼性を向上せしめたものであり、自
動車の計測表示機器等として用いた場合、その技術的東
越性は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すカラー液晶表示装置の
平面図である。第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。第３１精は本発明の他の実施例を示すカラー液晶表示装
置の断面図である。第４図は本発明の更に他の実施例を示すカラー液晶表示
装置の断面図である。１・・・走査側基板、　２・・・信号側共板、　４，５
゜６・・・画素、　　７・・・液晶、　８・・・配向−
１９・・・赤色フィルタ、　　１０・・・緑色フィルり
、１１・・・青色フィルタ、　　１６・・・染料。

Claims

【特許請求の範囲】

１、　透光性カラーフィルタを液晶セル内部に内設して
成るカラー液晶表示装置に於いて、液晶に接して前記カ
ラーフィルタ上に一般される液晶分子配向用の透光性慴
をポリイミド系高分子膜で構成したことを特徴とするカ
ラー液晶表示装置のセルｔｙａ造。