(57)【要約】  本発明は、第１のツイスト角をもつ第１の液晶材料層セグメント（１ａ、１１ａ）を含む少なくとも第１の画素（９ａ、１９ａ）と、第２のツイスト角をもつ第２の液晶材料層セグメント（１ｂ、１１ｂ）を含む第２の画素（９ｂ、１９ｂ）と、を備えた液晶表示装置に関する。第１および第２のカラーフィルタ（７ａ、７ｂ）は、それぞれ、前記第１および第２の液晶材料層セグメント（１ａ、１１ａ；１ｂ、１１ｂ）に沿って配置され、前記カラーフィルタ（７ａ、７ｂ）は、それぞれ、第１および第２の波長の光を透過するように整えられ、前記第１のツイスト角は、前記表示装置に前記第１の波長を基本的に最適に透過させるため選択され、前記第２のツイスト角は、前記第２の波長を基本的に最適に透過させるため選択される。
2005510758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のツイスト角をもつ第１の液晶材料層セグメントを含む少なくとも第１の画素と、第２のツイスト角をもつ第２の液晶材料層セグメントを含む第２の画素と、を備える液晶表示装置であって、
第１および第２のカラーフィルタが、それぞれ、前記第１および第２の液晶材料層セグメントに沿って配置され、
前記カラーフィルタは、それぞれ、第１および第２の波長の光を透過するように配置され、
前記第１のツイスト角は当該表示装置中の前記第１の波長の基本的に最適な透過のために選択され、前記第２のツイスト角は当該表示装置中の前記第２の波長の基本的に最適な透過のために選択されることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶材料層セグメントのそれぞれはフロント配向層とバック配向層との間に挟まれている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記配向層のうちの少なくとも一方は光配向プロセスによって得られ、
前記層は各画素に適合するようにパターン形成されている、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記配向層のうちの一つは、単一の配向方向をもつ両方の画素に共通の層である、請求項２または３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶材料層セグメントは、ツイストネマチック液晶材料と、スーパーツイストネマチック液晶材料と、ツイスト垂直配向ネマチック液晶材料のうちの一つを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１および第２のカラーフィルタは、それぞれ、前記第１および第２の液晶材料層セグメントの観察者側に配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記配向層のそれぞれは基本的に透明であり、
当該表示装置は透過型表示装置に含まれる、請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記バック配向層のリア側に配置された反射層をさらに有し、
当該表示装置は反射型表示装置を構成する、請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
当該表示装置は半透過型表示装置を構成するバック半透過素子を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のツイスト角をもつ第１の液晶材料層セグメントを含む少なくとも第１の画素と、第２のツイスト角をもつ第２の液晶材料層セグメントを含む第２の画素と、を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、コンピュータディスプレイ、携帯電話機ディスプレイなどの様々なアプリケーションに関してより一層普及し始めている。多数の異なる構成と構造が様々なアプリケーションに提案されている。
【０００３】
しかし、ＬＣＤディスプレイに関する一般的な問題は、光効率が本質的に低いことである。例えば、従来の透過型ディスプレイの場合、バックライトパネルによって生成され、ＬＣＤディスプレイの種々の層を透過した光のうちの約５乃至１０％だけがディスプレイから出て観察者へ向かう。残りの光は、ディスプレイの他の手段によって吸収されるか、または、失われる。例えば、偏光子および吸収カラーフィルタの使用は、大きい効率損失の原因となる。その結果として、ＬＣＤディスプレイにおける損失を最小限に抑え、これにより、高透過性と低損失性をもつディスプレイを生成するために多くの努力がなされている。
【０００４】
例えば、より高い効率を得るために、吸収カラーフィルタのようなある種の素子を省くための努力がなされた。このようなディスプレイの一例は、米国特許第６，０７８，３７０号明細書に記載されている。この文献には、サブピクセル化されたカラー液晶ディスプレイが開示され、各サブピクセルの液晶層は、異なる複屈折角をもつように配置される。しかし、カラーフィルタが欠けているために、このディスプレイは、ある種の光学モードに対してカラーアピアランスが充足されない。
【０００５】
さらに、液晶ディスプレイに関する２番目の一般的な問題は、暗状態の液晶セルによって生じた光の偏光変化が全波長に対して等しくないことである。この問題は、主として、反射型ツイストネマチックディスプレイで起こり、セルの暗状態に残留透過を生じ、これがセルのコントラスト比を低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記の欠点がなく、飽和したカラーアピアランスと、比較的高い光効率と、を有する表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的およびその他の目的は、冒頭の節に記載された液晶表示装置であって、第１および第２のカラーフィルタが、それぞれ、前記第１および第２の液晶材料層セグメントに沿って配置され、前記カラーフィルタが、それぞれ、第１および第２の波長の光を透過するように整えられ、前記第１のツイスト角が前記第１の波長の基本的に最適な透過のため選択され、前記第２のツイスト角が前記第２の波長の基本的に最適な透過のため選択される、ことを特徴とする液晶表示装置によって達成される。上記の波長は、波長、または、波長間隔の何れか一つとして解釈されるように意図されていることが理解されるべきである。カラー毎にツイスト角を個別に最適化することによって、カラー毎に最適な透過が達成される。この最適化がどのように実現されるかに応じて、優れたカラー純度または高コントラスト表示を有する明るいディスプレイであって、ツイスト角がディスプレイの暗状態における特定の波長の透過率または反射率を最小限に抑えるため選択されるディスプレイが達成される。また、ツイスト角を最適化することにより、視角を最適化することも可能である。しかし、ツイスト角は、上記目的の一つに対して最適化され、全ての目的に対して同時に最適化されるものではないことに注意する必要がある。
【０００８】
好ましくは、各液晶材料層セグメントは、フロントおよびバック配向層の間に挟まれ、前記配向層のうちの少なくとも一方は、好ましくは、各画素を適合するようにパターニングされた光配向層である。光配向は、上記の個別に最適化されたツイスト角を生成する簡単な手法である。
【０００９】
さらに、前記配向層の一方は、好ましくは、単一の配向方向を有する両方の画素に対する共通層である。処理時間ならびにコストは、したがって、削減される。
【００１０】
好ましくは、前記液晶材料層セグメントは、本発明が役に立つ材料の例である、ツイストネマチック液晶材料、スーパーツイストネマチック液晶材料、または、ツイスト垂直配向ネマチック液晶材料のうちの一つを含む。さらに、前記第１および第２のカラーフィルタは、それぞれ、前記第１および第２の液晶材料層セグメントの観察者側に配置される。
【００１１】
本発明の第１の実施形態によれば、各配向層は本質的に透明であり、前記表示装置は透過型表示装置に含まれる。本発明の第２の実施形態によれば、液晶表示装置は、前記バック配向層の裏側に配置された反射層をさらに含み、前記表示装置は反射型表示装置を構成する。最後に、本発明の第３の実施形態によれば、前記ディスプレイは、半透過型表示装置を構成するバック半透過素子を含む。
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の現時点での好ましい実施形態を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照して本発明の第１の好ましい実施形態を説明する。図１は、赤色発光用の画素と、緑色発光用の画素と、青色発光用の画素と、を含む画素のアレイを有する透過型液晶ディスプレイに使用される本発明の構成を開示する。
【００１４】
基本的に、表示装置は液晶材料層１を含み、液晶材料層１はバック配向層２とフロント配向層３との間に挟まれる。バック電極４とフロント電極５は、前記配向層２および３のリア側とフロント側に配置される。前記液晶層１と、前記配向層２および３と、前記電極４および５は、一体となって液晶セルを構成する。カラーフィルタ７は前記フロント電極５のフロント側に配置され、上述の構造全体がバックガラス基板６とフロントガラス基板８との間に挟まれる。前記配向層２および３と前記電極４および５は、基本的に透明材料から作られ、透過型ディスプレイを得ることができる。例えば、前記電極４および５はＩＴＯから製作してもよい。
【００１５】
上述のように、図１に示された装置は、「赤色」画素９ａと、「緑色」画素９ｂと、「青色」画素９ｃの３個の画素に分割され、各画素は、それぞれ、液晶層セグメント１ａ、１ｂ、１ｃを含む。この結果として、前記カラーフィルタは、赤色光を透過する赤色カラーフィルタセグメント７ａと、緑色光を透過する緑色カラーフィルタセグメント７ｂと、青色光を透過する青色カラーフィルタセグメント７ｃの３個のカラーフィルタセグメントに分割される。同様に、フロント配向層３は、「赤色」配向層セグメント３ａと、「緑色」配向層セグメント３ｂと、「青色」配向層セグメント３ｃの３個の画素セグメントに分割され、これにより、パターン形成されたフロント配向層３を構成する。図１に示された実施形態では、前記フロント配向層３は光配向層である。さらに、前記配向層セグメント３ａ−３ｃは、後述するように、異なる配向方向をもつように並べられる。本実施形態では、前記バック配向層２は１層であり、３個の画素の全体に広がり、単一の配向方向をもつ。この層は、例えば、従来のラビング技術、または、１ステップの光配向によって形成される。
【００１６】
上記赤色画素は、前記バック配向層２と前記赤色配向層セグメント３ａとの間に挟まれた液晶層セグメント１ａを含み、上記緑色画素は、前記バック配向層２と前記緑色配向層セグメント３ｂとの間に挟まれた液晶層セグメント１ｂを含み、上記青色画素は、前記バック配向層２と前記青色配向層セグメント３ｃとの間に挟まれた液晶層セグメント１ｃを含む。
【００１７】
本実施形態において、前記液晶層３はツイストネマチック液晶層であり、この好ましい実施形態の説明は、このため、ツイストネマチック液晶層に適用される。しかし、本発明の概念は、後述するように、他の液晶構造と共に利用することが可能である。
【００１８】
前述のように、各光配向セグメントは、異なる配向方向をもつように配置される。その結果として、前記バック配向層とフロント配向層との間の液晶セグメントツイスト角は、バック配向層２の配向方向と前記フロント配向層３ａ−３ｃのうちの対応した配向方向との間の角に応じて、画素毎に異なる。
【００１９】
しかし、透過型ツイストネマチックＬＣＤの場合、液晶層の透過は、光の波長と、ディスプレイを挟む偏光子と検光子の方向（図示せず）と、ツイスト角と、ディスプレイの光学厚さと、に依存する。３種類の波長、即ち、４００ｎｍ（青色）、５５０ｎｍ（緑色）および７００ｎｍ（赤色）についての透過率のツイスト角への依存性を表す一例が図２に示されている。図２の測定は、偏光子と検光子との間の角を９０度として、４３０ｎｍの光学厚さを有するＴＮセルに対して行った。図２から明瞭であるように、理論的な最大透過率は透過率１であり、３種類の波長は、３つの異なるツイスト角で最大透過率を示す。したがって、赤色、緑色および青色のカラーに関する上記パラメータを別々に最適化することが可能である。これは、前記配向層セクション３ａ−３ｃに対して適当な配向方向を選定し、前記配向層セクション３ａ−３ｃのそれぞれとバック配向層２との間に適当なツイスト角を生成することによって行われる。ツイスト角は、カラーフィルタセクション７ａ−７ｃのそれぞれの各透過波長スペクトルに対して最適化される。
【００２０】
３個のカラー画素に対して異なるツイスト角をもつディスプレイは、フロント配向層３をパターニングする手法、バック配向層２をパターニングする手法、または、バック配向層２とフロント配向層３の両方をパターニングする手法の３種類の手法で実現できる。しかし、最後に挙げた手法は、より時間のかかる手法であり、生産不良の危険性を高めるより多くのマスクステップを必要とするので、製造に使用するにはあまり適していない。
【００２１】
さらに、ディスプレイの視角は、類似した波長およびツイスト角依存性のパターンをもつことがわかる（図示されない）。したがって、ディスプレイの視角は、同じ基本原理を使用して、ディスプレイのカラー毎に別々に最適化することが可能である。
【００２２】
前述のように、光配向層は、様々な配向方向をもつ異なるセクションを含むように配置され、各セクションが上記画素のうちの一つを覆う。光配向は、配向層内で液晶が向かう方向を得るため、偏光された紫外光、または、偏光されていない紫外光を使用する技術である。一般的に使用されるラビング技術とは違って、光配向は非接触法であり、基板ディスプレイ（図示せず）の薄膜トランジスタへの静電破損を被ることが無く、クリーンルーム環境に適合しない塵またはその他の小さい粒子を生じることが無いので、製造歩留まりが減少する。また、光配向は、広い面積に亘って均一な配向が得られるという利点があり、不規則な表面上でも使用される。光配向の主要な利点は、マスクを通して基板の様々な部分を露光することにより、基板をパターニングできることであり、その結果、図１に示されるようなパターニングされた光配向層が実現される。したがって、各セグメントが異なる配向方向をもち、その特定のセクションに対する透過または視角が最大になるように選定されてパターニングされた配向層を容易に実現できる。
【００２３】
さらに、前述のように、この装置は、赤色７ａ、緑色７ｂ、および青色７ｃの３個のセグメントを有するカラーフィルタ７を含む。一般的に、このカラーフィルタ７は、赤色、緑色、および青色のカラーのストライプまたは線を有する平面によって実現される。前述のように、ディスプレイのカラー性能を最適化するため、異なる色をもつセグメント、即ち、異なる色のフィルタセグメントによって覆われたセグメントのそれぞれのツイスト角は、相違させることが必要である。前述のように、カラーフィルタ７の別々に着色された部分に対応した、異なるツイスト角をもつ領域を獲得するためにパターニングされた配向層を実現する方法には、２通りの方法がある。第一に、パターニングするために配置された色毎に最適化された３種類のマスクを使用することが可能である。第二に、３つのカラーフィルタセグメント７ａ−７ｃの全てを設けるため、基板上を移動する一定マスクを使用することが可能である。上記の方法のうちのどちらが好ましい方法であるかは光配向装置に依存する。しかし、最後に挙げた方法は、以下でより詳しく説明され、図３に示される。マスクは、画素と同じ幅を有する複数の線により構成される。例えば、１００×３００ミクロンの画素を有するディスプレイの場合、マスクは、１００ミクロンの幅と２００ミクロンの間隔を有する線により構成される。パターニングは、その後、３ステップで実行される。１ステップでは、マスクは「赤色画素領域」の上に位置合わせされ、基板は所定の極角をもつ「赤色」放射線で照射される。次に、マスクは「緑色画素領域」の上の位置へ移動され、基板は所定の極角をもつ「緑色」放射線で照射され、次に、マスクは「青色画素領域」の上の位置へ移動され、所定の極角をもつ。カラーフィルタセグメント７ａ−７ｃの極角は、パターニングされた光配向層３上に正しい液晶配向を獲得するため変化させることができる。一例として、赤色画素用の７０度、緑色画素用の６８度、および、青色画素用の９０度の極角は、バック配向層２の共通の所定の配向方向と組み合わせて、７０度、６８度、および、９０度の極角を使用することにより獲得される。
【００２４】
近傍画素間のツイスト角の変化が原因となって、ディスクリネーション線がこれらの画素の間に形成される。しかし、適切なマスクを用いると、これらのディスクリネーション線は、マスク上の黒色部分の中間に位置付けられ、画素を分離し、ディスプレイのコントラストに影響を与えない。
【００２５】
その結果として、各組が赤色、緑色および青色のそれぞれのカラーを表示する３組の画素を有する透過型ツイストネマチック表示装置が構成される。画素の各組に対して、液晶層のツイスト角は、赤色、緑色および青色のそれぞれの最適な透過のため最適化され、各画素は、ＬＣ層ツイスト角を最適化した目的の色だけを透過する、対応したカラーフィルタがさらに設けられる。前記ディスプレイから発する光の総量は、このようにして最大化される。
【００２６】
本実施形態では、例えば、バックライトパネルから発する偏光されていない光は、ディスプレイのリア側からディスプレイへ入射する。この光はＲＧＢの３色全ての成分を含む。したがって、この光は、ブラック偏光子（図示せず）、ガラス基板６、バック電極４、および、バック配向層２を透過する。続いて、光は液晶層１へ入射する。光のパスに応じて、光は、図２に従って、ある一つの色、例えば、赤色のために最適化されたツイスト角の影響を受ける。選択された色（赤色）は、したがって、画素を光学的に透過し、残りの色（緑色、青色）は、それらの最適な透過よりも低い透過の程度で透過される。次に、この光は、フロント配向層３およびフロント電極５を透過し、その後、光は、その色を透過するように整えられたカラーフィルタに衝突し、その色（即ち、本例では赤色）が最適に透過される。この色は、次に、フロント基板８およびフロント偏光子（図示せず）を透過し、その後、観察者（図示せず）の瞳に到達するように整えられる。この説明は、３つの画素の全てに対して当てはまり、様々な色を実現する。
【００２７】
上記説明が透過型ディスプレイを対象としているとしても、この新規性のある技術は、例えば、反射型ディスプレイ装置にも同等に適用可能である。このようなディスプレイは図４に示されている。図示された反射型表示装置は、赤色発光用の画素と、緑色発光用の画素と、青色発光用の画素と、を含む画素のアレイを有する。
【００２８】
基本的に、表示装置は液晶材料層１１を含み、液晶材料層１１はバック配向層１２とフロント配向層１３との間に挟まれる。バック電極１４とフロント電極１５は、前記配向層１２および１３のリア側とフロント側に配置される。フロント電極１５は、ＩＴＯのような透明材料から製作され、バック電極は反射電極である。前記液晶層１１と、前記配向層１２および１３と、前記電極１４および１５は、一体となって液晶セルを構成する。カラーフィルタ１７は前記フロント電極１５のフロント側に配置され、上述の構造全体がバックガラス基板１６とフロントガラス基板１８との間に挟まれる。
【００２９】
上述のように、図４に示された装置は、「赤色」画素１９ａと、「緑色」画素１９ｂと、「青色」画素１９ｃの３個の画素に分割され、各画素は、それぞれ、液晶層セグメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃを含む。この結果として、前記カラーフィルタは、赤色光を透過する赤色カラーフィルタセグメント１７ａと、緑色光を透過する緑色カラーフィルタセグメント１７ｂと、青色光を透過する青色カラーフィルタセグメント１７ｃの３個のカラーフィルタセグメントに分割される。前記カラーフィルタは、図１および４を参照して説明したように設けられる。同様に、フロント配向層１３は、「赤色」配向層セグメント１３ａと、「緑色」配向層セグメント１３ｂと、「青色」配向層セグメント１３ｃの３個の画素セグメントに分割され、これにより、パターン形成されたフロント配向層１３を構成する。図４に示された実施形態では、前記フロント配向層１３は光配向層である。さらに、前記配向層セグメント１３ａ−１３ｃは、詳述したように、異なる配向方向をもつように並べられる。これに対応して、本実施形態では、前記バック配向層１２は１層であり、３個の画素の全体に広がり、単一の配向方向をもつ。この層は、例えば、従来のラビング技術、または、１ステップの光配向によって形成される。
【００３０】
前述のように、上記赤色画素は、前記バック配向層１２と前記赤色配向層セグメント１３ａとの間に挟まれた液晶層セグメント１１ａを含み、上記緑色画素は、前記バック配向層１２と前記緑色配向層セグメント１３ｂとの間に挟まれた液晶層セグメント１１ｂを含み、上記青色画素は、前記バック配向層１２と前記青色配向層セグメント１３ｃとの間に挟まれた液晶層セグメント１１ｃを含む。
【００３１】
本発明において、前記液晶層１３はツイストネマチック液晶層であり、この好ましい実施形態の説明は、このため、ツイストネマチック液晶層に適用される。しかし、本発明の概念は、後述するように、他の液晶構造と共に利用することが可能である。
【００３２】
本実施形態において、ＲＧＢの３色の全ての成分を含む偏光されていない光は、ディスプレイのフロント側からディスプレイへ入射し、フロント偏光子（図示せず）を通過する。光がカラーフィルタ１７、例えば、赤色フィルタに到達したとき、赤色光成分の大半は透過し、一方、緑色光成分および青色光成分の大半は吸収される。しかし、ある量の緑色光および青色光も透過する。その後、この光は、液晶層を通過し、前記反射電極によって反射され、液晶層を逆向きに再通過する。しかし、透過性は、赤色光の透過のために最適化されているので、緑色および青色成分は、従来技術の装置よりもさらに抑制される。続いて、光は、同じカラーフィルタならびにフロント偏光子をもう一度通過し、その後、赤色光成分の大半が透過され、一方、緑色および青色成分は最小限に抑えられる。この説明は、３つの画素の全てに対して当てはまり、様々な色を実現する。
【００３３】
この種のカラーフィルタについて説明すると、フィルタの厚さは透過率を決める。フィルタが厚くなるほど、透過率が小さくなる。液晶層の透過性は、透過されることが望ましい色に対して最適化されるので、その他の色は従来技術の装置の場合よりも抑制されるであろう。その結果として、画素から発する「望ましくない色」の量を増加させることなく、フィルタの厚さを薄くすることが可能になる。したがって、本発明によれば、カラー純度を低下させることなく、より明るいディスプレイを製作できるようになる。
【００３４】
さらに、本発明は、半透過型ディスプレイに適用可能である。半透過型ディスプレイには、半透明バック反射電極を利用するタイプと、反射画素と透過画素の両方を含むアレイを利用するタイプの二つの主要なタイプがある。両方の実施形態は、上記の反射型ディスプレイと透過型ディスプレイの記述を検討することによって当業者に明らかである。
【００３５】
さらに、本発明のその他の実施形態が考えられる。例えば、新規性のある構成は、垂直配向液晶ディスプレイで使用してもよい。このようなディスプレイでは、Δε＜０である液晶材料はホメオトロピック配向され、即ち、ダイレクタは、非スイッチドモードで液晶セル法線方向と平行に配向される。小さいプレチルト角は、電圧が印加されるならば、単一のチルト方向を得るために基板をラビングすることによって獲得される。セルを横切る偏光された光は、複屈折による影響を受けることなく、直交した偏光子によって完全に阻止される。閾値電圧よりも大きい電圧が印加されるとき、液晶材料の分子は、自由エネルギーの最小値を形成するため、再配向を開始する。分子は、高い電圧で分子がセルの平面内で配向されるまで、セル法線方向から遠ざかるチルトを開始する。ツイストは、ラビング方向を変更することにより、および／または、あるキラル材料を液晶混合物に添加することにより誘起される。このいわゆるＶＡＮ  ＬＣＤは、通常ブラックＬＣＤである。アドレス指定されていない状態で、透過率は０である。電圧が閾値よりも増大すると、透過率は増加する。図５には、直交した偏光子の間の明状態における４００ｎｍ乃至７００ｎｍの波長に対するツイストＶＡＮ  ＬＣＤの透過率が示されている。異なる線のツイスト角は、９０度、１３５度、および１８０度である。液晶に添加されたキラルドーパントは、約１３５度（プラスマイナス２０度）の自然な捩れを与えるために調節されるべきである。ラビングは光配向によって置き換えられ、異なる色のサブピクセルは、捩れが９０度、１３５度および１８０度になるようなラビング方向をもつ。本発明の効果は、フィルタで取り除かなければならない望ましくない色が通常の透過型（ＴＮまたはＶＡＮ）ＬＣＤよりも少なくなるので、吸収性のカラーフィルタの厚さを薄くできることである。このため、より明るいディスプレイが得られる。
【００３６】
本発明は、上記の実施形態に限定されるようなものとして考えられるべきではなく、むしろ、請求項に記載された範囲内で考えられる全ての変形を包含する。特に、添付図面は正しい縮尺で記載されたものではなく、説明の目的のための概略的な表現を意図したものであることに注意すべきである。さらに、図面は概略的であり、ＬＣＤパネルのある種の基本的な素子は意図的に省かれていることに注意すべきである。例えば、ＴＦＴ、画素間のブラックマトリクス素子、並びに、ディスプレイを駆動するソースおよびゲートラインは、明確にするために省かれている。
【００３７】
また、ディスプレイのガラス基板およびＩＴＯ層に関するカラーフィルタの実際の位置は変更できることにも注意すべきである。
【００３８】
さらに、上記の例は、赤色、緑色および青色画素を有するディスプレイに関して説明されているが、同じ技術が２色ディスプレイなどのようなその他の構成に適用可能であることに注意すべきである。
【００３９】
その上、当業者には明らかであるように、上記の色のそれぞれは、１個または数個の波長と、完全な波長間隔と、をもつことに注意する必要がある。また、図２および図５に示されたグラフは、個々の材料と一つの光学経路長の例であること、ならびに、他の材料、および／または、光学経路長に対する対応したグラフは、図２および図５にそれぞれ示されたグラフとは異なることに注意すべきである。
【００４０】
さらに、本発明は、ツイストネマチック、スーパーツイストネマチック、および、垂直配向液晶構造のような複数の液晶材料構造と共に使用できるが、請求項に記載されるような本発明の精神および範囲を逸脱することなく、その他の構造を使用することも可能である。
【００４１】
その上、本発明は反射型ツイストネマチックＬＣＤで使用することが可能であり、そこでは、ツイスト角は、暗状態における反射を最小限に抑えるために、各色別に最適化される。このようにして、ディスプレイのコントラストが増大させられる。これは、また、通常ブラックＬＣＤと通常ホワイトＬＣＤの両方に適用できる。
【００４２】
本発明は、多種多様なディスプレイタイプで、例えば、透過型ディスプレイも使用可能であり、そこでは、各配向層は基本的に透明であり、前記表示装置は透過型表示装置に含まれる。本発明による表示装置は、前記バック配向層のリア側に配置された反射層を含み、前記表示装置は反射型表示装置を構成する。また、表示装置は、半透過膜、または、反射サブピクセルおよび透過サブピクセルが散在する装置のようなバック半透過素子を含み、半透過型表示装置を構成する。
【００４３】
また、上記説明および請求項で使用されるような液晶層セグメントの最適な透過性という用語は、ある波長を含むできるだけ多くの光が透過されるようにツイスト角が選択されるという例を記述するだけではない点に注意すべきである。それは、例えば、反射型ツイストネマチックディスプレイのコントラストを最適化するため、ディスプレイのブラック状態におけるある波長の反射を最小限に抑えるようにツイスト角が選択されるという例を包含することを意図している。また、近傍画素に関して透過性を最適化する目的は相違するかもしれないことに注意すべきである。ある画素に対して、その目的は当該画素に対する明度を最適化することであり、隣接した画素に対して、その目的はコントラストを最適化することである。さらに、前述のように、本発明は、表示装置の視角を最適化するためにも使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を利用する透過型表示装置の断面の概略図である。
【図２】３種類の波長に対する透過率のツイスト角依存性の一例を表すグラフであり、この例では、偏光子と検光子との間の角は９０°であり、４３０ｎｍの光学厚さの透過型ＴＮセルに対して計算した。
【図３】カラーフィルタのパターニングプロセスの概略図である。
【図４】本発明を利用する反射型表示装置の断面の概略図である。
【図５】ツイスト垂直配向ネマチックセルの３種類のツイスト角に対する透過率の波長依存性の一例を表すグラフである。
【図１】
2005510758.tif 000003
【図２】
2005510758.tif 000004
【図３】
2005510758.tif 000005
【図４】
2005510758.tif 000006
【図５】
2005510758.tif 000007
【国際調査報告】
2005510758.tif 000008
2005510758.tif 000009
2005510758.tif 000010