JP2586195B2 - The liquid crystal display device - Google Patents

The liquid crystal display device


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JP2586195B2 JP22916190A JP22916190A JP2586195B2 JP 2586195 B2 JP2586195 B2 JP 2586195B2 JP 22916190 A JP22916190 A JP 22916190A JP 22916190 A JP22916190 A JP 22916190A JP 2586195 B2 JP2586195 B2 JP 2586195B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は、カラー画像表示、カラーグラフィック表示に適したカラー液晶表示体に関するものである。 Description of the Invention The present invention relates to a color image display, relates to a color liquid crystal display element suitable for color graphic display.

従来液晶表示体の多色カラー表示化は、次の点で実現が不可能であった。 Multicolor display of a conventional liquid crystal display element was not possible to realize in the following points.

1つは液晶パネル自体の構成ドット数、又はライン数が上げられなかった。 One is the number of configuration dots of the liquid crystal panel itself, or the number of lines is not raised. 通常行なわれているダイナミック駆動は1/16デューティが限界であり、せいぜい16ラインを実現することがせい一杯である。 The dynamic drive being normally performed a limit 1/16 duty, a full Seiko be realized most 16 lines. 一方カラー表示はその性質上少なくとも100ラインないと、意味がなく、このためには1/100デューティでの液晶駆動が実現しなければならない。 On the other hand, when the color display of at least 100 to line their nature, meaning no it shall realize liquid crystal driving at 1/100 duty for this.

2つには、液晶の多色カラー表示手段自体優れたものがなかった。 2 thing, there is no excellent multicolor display unit itself of the liquid crystal. ゲストホスト液晶の如くの色素を混入させて発色させる方式があるが、これは一つの基板内に多色を発生させることは非常にむずかしい。 There is a method to develop color by mixing guest host liquid crystal as the dye, but this is possible to generate a multi-color in one of the substrates is very difficult. 又何色かのパネルを重ね合わせる方法があるが、これは構成上高価なものになるし、又何層にもなり彩やかな色を出すこと自体不可能である。 Also there is a method to superimpose what color of the panel, which is to be expensive on a structure, and it is itself not to issue becomes chroma and Kana colors for many layers. 又、光のにじみはシャッタが開いて光が透過するときに生じる。 Further, bleeding of the light occurs when the shutter is light passes open. 例えば、赤のフィルタに対応するシャッタのみが開いているとき、その両側にある青、 For example, when only the shutter corresponding to the red filter is open, on either side blue,
緑のフィルタのはしに光がまわり込んで赤のフィルタのシャッタから光が漏れるという問題があり、色再現性を低下させるという問題を有していた。 There is a problem in that light leaks from the shutter of the red filter crowded around the light in Chopsticks green filter, it had the problem of lowering the color reproducibility.

以上のような理由で、液晶の多色カラー表示パネルは実現がむずかしかった。 For these reasons, the liquid crystal multicolor display panel is realized was difficult.

従って本発明の目的は、以上の欠点を改善することにより容易に多色カラー表示パネルを実現する手段を提供することにあり、主な目的は、隣接するシャッタからの光漏れを防止することを目的とする。 An object of the present invention therefore is to provide a means to easily realize a multicolor display panel by improving the above drawbacks, the main objective is to prevent light leakage from the adjacent shutter for the purpose.

本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶物質が封入され、一方の該基板上にはマトリクス状に配列されてなる画素電極が配置されてなり、他方の該基板には該画素電極の各々に対応して配列されてなるカラーフィルタを有してなる液晶表示装置において、 該画素電極の一画素あたりの面積より該画素電極に対応する該カラーフィルタの面積が大きく、かつ前記カラーフィルタは前記画素電極を包含するように配置されてなることを特徴とする。 The liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal material is sealed between a pair of substrates, one of on the substrate will be arranged pixel electrodes which are arranged in a matrix, pixel electrodes on the other substrate in the liquid crystal display device, each comprising a color filter formed are arranged in correspondence with the, large area of ​​the color filters corresponding to the pixel electrode from the area per one pixel of the pixel electrode, and the color filter It is characterized by comprising arranged to encompass the pixel electrode.

第1図は本発明の基本的な構成例である。 FIG. 1 is a basic configuration example of the present invention. まずガラス基板1上にカラーフィルタを形成する。 First to form a color filter on a glass substrate 1. 例えば赤フィルタ8と緑フィルタ9と青フィルタ10がモザイク状又はストライプ状に形成されている。 For example, red filter 8 and the green filter 9 and the blue filter 10 is formed in a mosaic pattern or striped.

この上部にSiO 2等の保護膜6を形成して、その上部に液晶駆動電極となる透明電極5を形成する。 To form a protective film 6 of SiO 2 or the like to the upper, to form the transparent electrode 5 made of a liquid crystal drive electrodes thereon. 反対側の対向電極はガラス基板2上に、アクティブマトリックス用のスイッチング素子や、非線形素子の配列されている素子層3(図面は簡略化して示している。)を形成し、その上部に、カラーフィルタの各ドットに対応した透明駆動電極層4を形成する。 The counter electrode on the glass substrate 2 on the opposite side, and the switching element for an active matrix, the element layer 3 which is arranged in the non-linear element (a drawing shows a simplified.) Is formed, on its upper collar forming a transparent drive electrode layer 4 corresponding to each dot of the filter.

次にこの2つのガラス基板1,2を向い合わせて、周辺をシールして液晶7を封入する。 Then combined facing the two glass substrates 1 and 2, to seal the periphery to enclose the liquid crystal 7. この表示パネルを透過型で用いる場合はガラス基板1の下に偏光板を介して下方から光を導入し、液晶体としては黒色系のネガ型のゲストホスト液晶を用いる。 When using the display panel with a transmission introduces light from below through the polarizing plate under the glass substrate 1, as the liquid crystal material used negative type guest-host liquid crystal blackish. 各色のフィルタ部8,9,10に対応した駆動電極4が開閉し、所定の色に応じた波長の光を透過させる。 Driving electrode 4 is opened and closed corresponding to the filter section 8, 9 and 10 of the respective colors and transmits light of a wavelength corresponding to a predetermined color.

又駆動電極4のすき間は光を透過させないようにするためにネガ型のゲストホストを用いて黒色を常に保持させておく。 The clearance of the driving electrode 4 is kept constantly held black using a negative type guest-host in order not to transmit light. この結果液晶の黒色を呈する部分(液晶がOF Consequently portion exhibiting a liquid crystal black (liquid crystal OF
Fしている部分)は光が透過せず、又液晶が透明となった部分(ONしている部分)に対応する光フィルタにあった波長の光が透過し、三原色の組み合せにより、グラフィック表示として7色が表示できる。 F to portions are) is not light transmissive, and a liquid crystal is light transmission wavelength that matches the optical filter corresponding to the portion becomes transparent (part that ON), the combination of three primary colors, graphic display 7 colors can be displayed as. 又液晶の駆動を完全にON−OFFでなく、中間調、即ち液晶体が半透明になる状態をコントロールして階調表示機能を付加すると、 Also not completely ON-OFF driving of the liquid crystal, an intermediate tone, ie, to control the state of the liquid crystal material becomes translucent adding gradation display function,
全ての色が様々な輝度で実現でき、カラー画像表示を実現できる。 All colors can be realized in different luminance, it can realize a color image display.

以上が本発明の1つの例であるが、次に他の構成例を示すために各部の構造を説明する。 The above is one example of the present invention, then the structure of each part will be described to show another configuration example.

第2図は光カラーフィルタの構成例を示す。 Figure 2 shows a configuration example of the optical color filter. 透明ガラス基板20上にポリビニルアルコールやゼラチン等の水溶性有機樹脂層を形成し、この上に所定のフィルタ配列になるようなパターンに黒、赤、青、緑の色素を印刷して、前記有機樹脂層に染色させる。 The water-soluble organic resin layer such as polyvinyl alcohol or gelatin are formed on the transparent glass substrate 20, black pattern such that the predetermined filter array on the red, print blue, green dye, the organic to stain the resin layer.

この結果液晶のシャッタ部分に対応して赤部22、青部 The results corresponding to the shutter portion of the liquid crystal red 22, blue portion
23、緑部24の各色フィルタが形成されると同時に、透過光に対するフィルタの境界での色のにじみを防止する意味で、各色フィルタの境界は黒色の色系により染色し、 23, at the same time as each color filter of the green part 24 is formed, in the sense of preventing the bleeding of colors at the boundary of the filter for the transmitted light, the boundary of each color filter was stained with black color system,
黒色枠21を形成する。 To form a Kokushokuwaku 21. この黒色枠21は、液晶がポジタイプの時は、シャッタのすき間を光が透過しないようにする意味で不可欠である。 The black frame 21, when the liquid crystal is positive type is essential in the sense that light the gap of the shutter is prevented from transmitting.

又ネガタイプの液晶の場合も黒色枠があると光のにじみを減少させる働きをする。 Also it serves to reduce bleeding of light when there is a black frame in the case of the liquid crystal of the negative type. 又ネガタイプの液晶の場合色素の横方向の染色度が強い場合、この黒色枠21は黒色素でなく、染色を防止する物質を混入させることもできる。 In the case staining intensity in the transverse direction of the liquid crystal in the case where the colorant of the negative type is strong, the black frame 21 is not black dye, it is also possible to mix the substances to prevent staining. 更に上部に透明保護被膜25をつけて、その上に液晶駆動電極となる導電性透明膜26を形成し、必要なパターンにフォトエッチングして下方電極ができ上がる。 Further with a transparent protective coating 25 on the top, the top of the conductive transparent film 26 serving as the liquid crystal drive electrode is formed, Build the lower electrode by photoetching to the required pattern.

又フィルタに用いる色素が透明性導電膜の形成時に減色したり、ダメージを受ける場合もある。 The or Genshoku dye used for the filter during the formation of the transparent conductive film, in some cases damaged. この時は第3 At this time, the third
図の如くガラス基板30上のフィルタ膜31に保護膜34をつける。 Attaching a protective film 34 in the filter membrane 31 on the glass substrate 30 as shown in FIG.

又薄板ガラスかプラスチックフィルム32上に別に透明導電膜33を形成し、ガラス基板30と接着してもよい。 The formed separately from the transparent conductive film 33 on the thin glass or plastic film 32 may be adhered to the glass substrate 30.

第4図は本発明に用いる上方基板に作成するアクティブマトリックスの構造例である。 FIG. 4 is a structural example of an active matrix to be created in the upper substrate used in the present invention. この方式の特徴は駆動デューティが100以上は簡単に達成できることと、階調表示が簡単に達成できることにある。 Features of this method is the fact that the drive duty can be easily achieved more than 100, that the gradation display can be easily achieved. この例はバイレックスや石英等の比較的融点の高い透明ガラス基板上にSi Si in this example relatively high melting point transparent glass substrate, such as by Rex and quartz
の膜薄トランジスタを作成するものであり、通常のSi単結晶ウエハ上のアクティブマトリックスに比し透明性基板上に比較的簡単に構成できることが特徴である。 Of is intended to create a film thin transistor, it is characterized by relatively easy to configure the transparent substrate than the active matrix on the normal Si monocrystal wafer.

第4図(イ)はマトリックスの1画素(1ドット)のセル41を示す平面図である。 4 (a) is a plan view showing a cell 41 of one pixel of the matrix (1 dot). ゲートライン(Y選択線) Gate line (Y selection line)
44はトランジスタ49のゲートに、データ線(Xライン) 44 to the gate of the transistor 49, the data line (X line)
43はコンタクトホール47を介してトランジスタ49のソースに、又液晶駆動電極42はコンタクトホール46を介してトランジスタ47のドレインに接続されている。 43 to the source of the transistor 49 through the contact hole 47, also the liquid crystal drive electrode 42 is connected to the drain of the transistor 47 through a contact hole 46. 又グランドライン45は液晶駆動電極42との間で電荷保持用の容量 The ground line 45 is the capacitance of a charge held between the liquid crystal drive electrode 42
48を構成する。 Make up the 48.

第4図(ロ)はこのセル41の等価回路であり、トランジスタ49がONした時、データ線43を介して入力された電圧が、電荷保持容量48又は液晶駆動電極42と対向電極間の容量により電荷として保持される。 4 (b) is an equivalent circuit of the cell 41, when the transistor 49 is turned ON, the voltage input through the data line 43, the capacitance between the charge storage capacitor 48 or the liquid crystal drive electrode 42 and the counter electrode It is stored as electric charges by. 従ってトランジスタや液晶のリーク電流が少ないので、かなり長い間電荷が保持されるので原理的にデューティは(保持時間)/ Therefore, since the leak current of the transistor and the liquid crystal is small, the principle duty since quite a while charge is retained (retention time) /
(電荷の書き込みに必要な時間)となり実際には10000 (Time required for the writing of the charge) and will in fact 10000
以上となる。 Greater than or equal to. 又液晶駆動電極の面積が大きいと保持容量 The storage capacitor large area of ​​the liquid crystal drive electrodes
48は不要となる。 48 is unnecessary.

第4図(ハ)は(イ)におけるA−B間の断面図である。 4 (c) is a cross-sectional view between A-B in (b). 透明基板40上にチャネルとなる第1層目のSi薄膜を減圧CVD法、プラズマCVD法等により形成し、パターニングの後に表面にSi層を酸化した酸化膜を形成しその後第2層目のSi層を形成しゲートライン、GNDラインのパターニングをして、前記パターンをマスクに更に酸化膜をエッチングして、ゲート絶縁膜51、ゲート電極50をなす。 Transparent substrate 40 a low pressure CVD method Si thin film of a first layer serving as a channel on, formed by plasma CVD method or the like, then forming an oxide film by oxidizing the Si layer on the surface after the patterning the second layer of Si gate lines to form a layer, and the patterning of the GND line, and etching the further oxide film using the pattern as a mask, forming the gate insulating film 51, the gate electrode 50. その後ゲート電極50をマスクに全体にPイオンを打込みN型層を形成し、トランジスタのリース53、チャネル55、ドレイン54ができる。 Then the gate electrode 50 to form an N-type layer implanted P ions across the mask, lease 53 of the transistor, the channel 55 may drain 54. その後酸化膜52を形成し、 Then the oxide film 52 is formed,
コンタクトホールをあけてから透明導電性膜をつけて、 With a transparent conductive film from opening the contact hole,
パターニングして、データ線43と駆動電極42が形成される。 Is patterned, the data line 43 and the driving electrode 42 is formed.

この結果液晶駆動電極が光シャッタの役割をし、この電極位置に対応するフィルタの色が透過したり、遮ぎられたりする。 As a result the liquid crystal drive electrode is the role of the optical shutter, or the color is transmitted to filter corresponding to the electrode position, or be Saegigi. 又データ線に入力する電圧のレベルにより、液晶の光の透過率を連続的に変化させられるので、 Also the level of the voltage input to the data line, because it is continuously changing the transmittance of the liquid crystal light,
いわゆる階調表示が可能になり、3原色に重みをつけて加色混合できるので、全ての色を再現できるという大きな利点がある。 Enabling a so-called gradation display, since it additive color mixing with a weighting to the three primary colors, there is a great advantage that can reproduce all colors. 又駆動デューティは点順次方式でも可能な位に非常に高くできるので、500×500のドットによる完全カラー画像が実現できる。 Also, since the drive duty can be very high and also enable position in a dot sequential system, it can be realized fully color image by the 500 × 500 dots.

本発明における液晶の駆動デューティを改善する手段として、更に非線形素子を介して液晶を駆動することにある。 As means for improving the driving duty of the liquid crystal in the present invention is to drive the liquid crystal further through the non-linear element. 第5図、第6図は非線形素子の構成例である。 Figure 5, Figure 6 shows an example of the configuration of the non-linear elements.

第5図は金属−絶縁物−金属(MIM)素子の構成例である。 Figure 5 is a metal - insulator - an example of the configuration of the metal (MIM) element. マトリックスセル61はX駆動ライン58からMIM素子62を介して駆動電極57を駆動する構成である。 Matrix cell 61 is configured to drive the driving electrode 57 via a MIM device 62 from the X drive line 58. (ロ) (B)
は(イ)の断面であり例えばTa膜をスパッタ後パターニングしてTa膜58を形成し、その表面を300Å〜500Å陽極酸化する。 Is patterned after sputtering a section a is e.g. Ta film (a) to form a Ta film 58, the surface to 300Å~500Å anodization. そ後上部電極となるTa膜をスパッタ後パターニングしてTa層60を形成、更に透明駆動電極57を形成する。 The Ta film serving as the upper electrode after its patterned after sputtering form a Ta layer 60 is further formed a transparent drive electrode 57.

第6図は2つのダイオードを向い合わせて、直列に接続した例であり、X駆動ライン66よりN(P)型域67,P Figure 6 is face-to-face two diodes, an example connected in series, N (P) type region 67 from the X drive line 66, P
(N)型域68,N(P)型域69を介して液晶駆動電極65に接続される。 (N) type region 68, through the N (P) type region 69 is connected to the liquid crystal drive electrode 65. (ロ)は(イ)の断面図であり、透明基板 (B) is a sectional view of (a), a transparent substrate
63上にSi層の島を形成後、イオン打込みによりN型(P)域67,69とP型(N)域68を形成し更に透明導電性膜を形成し、X駆動ライン66と液晶駆動電極65をなす。 After forming the island of Si layer on the 63, N-type (P) region 67, 69 and the P-type (N) regions 68 is formed by further forming a transparent conductive film, X drive line 66 and the liquid crystal driven by ion implantation forming the electrode 65.

このようにして形成された非線形素子は第7図に示すようなV−I特性となり、ある電圧から急に電流が増加する。 Such non-linear element formed on become V-I characteristic shown in FIG. 7, sudden current increases from a certain voltage.

この非線形素子を介して液晶のセルを駆動すると第8 When driving the liquid crystal cell through the non-linear element 8
図の如くの等価回路となる。 The equivalent circuit of as in Fig. 非線形素子80は非線形抵抗 Non-linear element 80 is non-linear resistance
RMと容量CMで又液晶81は等価抵抗RLと容量CLにより表現できる。 Or liquid crystal 81 in RM and capacitor CM can be represented by an equivalent resistance RL and a capacitor CL. 液晶を点灯させる時はVTHより高い電圧を印加するとRMは低抵抗となりVMはほとんどVDと等しくなり、 If when turning on the liquid crystal applies a voltage higher than VTH RM is VM a low resistance almost equal to VD,
印加された電圧は殆んど液晶にかかる。 The applied voltage is applied to the liquid crystal almost. その後電圧がVT Then voltage VT
Hより下がるとRMは非常に高くなり、VMは容量CLにより印加されたON電圧が保持されてCLとRLの時定数で放電する。 Drops below H RM is very high, VM is being held ON voltage applied by capacitor CL is discharged with a time constant of CL and RL. 又液晶非点灯時はVTH以下の電位しかかからないのでVMはほとんど0電位となる。 Also when the liquid crystal is non-lit VM does not take only the following potential VTH is almost zero potential.

従って第4図のアクティブマトリックス同様に点灯させる電圧がVMとして容量CLに保持されるのでデューティを大きくすることができる。 Therefore, since the active matrix Similarly voltage for lighting of Figure 4 is held in the capacitor CL as a VM can be increased duty. この場合も同様に第5図5 Figure 5 In this case also 5
7、第6図65の液晶駆動電極が、カラーフィルタに対応して、光に対するシャッタの役割をする。 7, the liquid crystal drive electrode of the sixth 65, to correspond to the color filter, which serves as a shutter against light.

又この非線形素子の特徴は構造が簡単なことにあり、 The characteristics of the nonlinear element is that the structure is simple,
駆動の方法は従来の単純な1/8や1/16のダイナミック駆動方式と同じでよい。 The method of driving can be the same as the dynamic driving method of the conventional simple 1/8 and 1/16. 又この方式はグラフィック表示に適しているが、階調表示も可能である。 Also this method is suitable for graphic display, but gray-scale display is possible. 1つはアクティブマトリックス同様にXラインから印加する電圧レベルを連続的になるように設定する方法であり、もう1つは時間的に分割して駆動する方式である。 One is a method of setting such that the voltage level applied from the active matrix likewise X line continuously, and the other is a method of driving by dividing temporally.

本発明に使用されるスイッチング素子や非線形素子はガラス基板上に構成されて、上部の液晶駆動電極となり、又フィルタが構成されたもう一方のガラス基板は下部の液晶駆動電極を構成する。 The switching element and the non-linear element used in the present invention are constructed on the glass substrate, it becomes the top of the liquid crystal drive electrodes, and the other glass substrate filter is configured a liquid crystal drive electrodes at the bottom. これは第2図の如く、フィルタ上に直接素子を形成することは、フィルタの特性を劣化させるのみでなく、歩留りを低下させる要因となるからである。 This as of FIG. 2, to form a direct element on the filter, not only degrade the characteristics of the filter, because a factor to lower the yield. これを逃れるためには、第3図の如く薄板ガラス32上の素子を構成して、下のフィルタ部と接着して下方電極となす方法と、ガラス基板上に先にスイッチング素子又は非線形素子を構成してその後にフィルタ層を形成する方法がある。 To escape this constitutes a device on the thin plate glass 32 as in FIG. 3, a method of forming the lower electrode by adhering the filter portion of the lower, the switching element or non-linear elements previously on a glass substrate there is a method of forming a filter layer structure to thereafter.

第9図は本発明の表示パネルの構成例である。 Figure 9 shows an example of the configuration of the display panel of the present invention. (イ) (B)
は断面図であり上方電極としてガラス基板90上にスイッチング素子又は非線形素子を構成し駆動電極97を形成する。 Constitutes a switching element or a non-linear element on the glass substrate 90 as is the upper electrode cross-sectional view forming a driving electrode 97. 又下方電極としてガラス基板91上にカラーフィルタ The color filter on a glass substrate 91 as the lower electrode
92,93,94を構成し保護膜95を介して液晶駆動電極96を形成する。 92, 93, and 94 configured through the protective film 95 to form a liquid crystal drive electrode 96.

その後この2枚のガラス基板90,91で液晶層98をサンドイッチして、更に上方又下方に偏光板99を装着し、光を上方又は下方より照射する。 Thereafter the liquid crystal layer 98 in this two glass substrates 90 and 91 are sandwiched, further a polarizing plate 99 is attached to the upper also lower, is irradiated with light from the upward or downward. この時、問題となるのはフィルタとフィルタ、又は駆動電極と駆動電極のすき間であり、この部分に光がまわり込むときれいな色の再現性が乏しくなる。 At this time, a gap of the filter and the filter, or the drive electrode and the drive electrode of the problem, to go around the light in this portion reproducibility of beautiful color becomes poor. 例えば光が下方から透過する場合、もし液晶シャッタが閉じている時フィルタのすき間を通過した光が、駆動電極のすき間からもれてくる。 For example, when light passes from below, if light passing through the clearance of the filter when the liquid crystal shutter is closed, leaks from the gap of the drive electrodes. これを防ぐ1つの手段はネガ型の液晶(電圧が印加されていない時光が透過しないタイプ)を用いることである。 One means of preventing this is to use a liquid crystal of a negative type (type which light is not transmitted when no voltage is applied). 従ってこの方法では駆動電極97のすき間は常に光が遮断されることになる。 Thus in this way a gap of the drive electrode 97 is always in the light is blocked.

もう1つの手段は第2図に示したようにフィルタのすき間に黒色枠を設けることである。 Another means is to provide a black frame in the gaps of the filter as shown in Figure 2. 又両者を並用すると更に効果は倍増される。 The more effective when both are for parallel is doubled. 光のにじみはシャッタが開いて、光が通過する時に生じる。 Bleeding of light when the shutter has opened, occurs when light passes through. これは例えば赤フィルタ This is, for example, a red filter
92上のシャッタのみ開いている時、その両側にある青フィルタ94と緑フィルタ93のはじの光がまわり込んで赤フィルタ上のシャッタからもれることにあり、やはり色の再現性を低下させる。 When open only shutter on 92 lies in leaking from the shutter on the red filter crowded around the light Haji blue filter 94 and green filter 93 located on both sides, thereby also reducing the color reproducibility.

これを防止するためには液晶の実効シャッタ部より色フィルタを大きく形成することがよい。 It is possible to increase forming a color filter from the effective shutter portion of the liquid crystal in order to prevent this. 例えば第9図(ロ)に示すようなモザイク状のフィルタに対し、例えばアクティブマトリックスの駆動電極97を小さくしておく。 For example with respect mosaic filter as shown in FIG. 9 (b), for example is made smaller the driving electrodes 97 of the active matrix. 又(ハ)の如く非線形素子の例では下方の液晶駆動電極96と上方の液晶駆動電極97の交叉部が実効シャッタ部となるが、この実効シャッタ部の大きさをストライプ型の色フィルタより小さくしておく。 Also in the example of nonlinear elements as (c) but intersection below the liquid crystal drive electrode 96 and the upper liquid crystal drive electrode 97 is the effective shutter portion, smaller than the color filter the size of the stripe type of the effective shutter portion keep. これはモザイク状のフィルタでも同じである。 This is the same even in a mosaic filter.

このようなカラー液晶表示体の表示方式としては、液晶のシャッタの開いている時と閉じている時の透過率の比が大きい事が要求される。 Such a display method of a color liquid crystal display element, the ratio of the transmittance when closed and when open the liquid crystal shutter is large is required. 通常のTN表示体の場合は表示パネルの上下に偏光板を2枚配列し、ポジ型になるように偏光面をあわせる。 For normal TN display member and two arranged polarizing plates above and below the display panel, aligning the plane of polarization to be positive. この場合のシャッタの透過率比は、2枚の偏光板の偏光方向が平行の時と垂直時との比になり偏光板により決定される。 The transmittance ratio of the shutter case, two polarization directions of the polarizing plate is determined by the polarizing plate is the ratio between the time and the time of vertical parallel.

実際にはこの偏光板ではこの比がせいぜい10程度であり、偏光板に工夫を要する。 Actually a the ratio is at most about 10 in this polarizing plate, takes devised polarizing plate. 一方ゲストホスト液晶を用いると偏光板は一枚でよいので、まずTN液晶に対し明るさが2倍になると同時に、透過率比が液晶材料によって決められるので、大きくとれる。 On the other hand because the guest may host the use of the liquid crystal polarizer one, at the same time first brightness to the TN liquid crystal is doubled, since the transmittance ratio is determined by the liquid crystal material, it made larger. 例えば黒色の色素を含むゲストホスト液晶は、通常光をよく遮断し、又電圧が印加された時はかなり透明となり透過率比は50を越える。 For example the guest host liquid crystal containing a black dye, blocked well normal light, and when a voltage is applied becomes quite transparent transmittance ratio exceeds 50. 更にゲストホスト液晶はネガ型に対しポジ型の方が安定性、信頼性に優れており、又駆動電圧も低く、同時に本発明に必要な透過率比もポジ型の方がよい。 Further guest-host liquid crystal stability towards positive to negative, is excellent in reliability, and the driving voltage is low, is better positive even transmittance ratio necessary for the present invention at the same time.

一方前述のように光のまわり込み、にじみ、もれをなくすのはポジ型液晶の方がよく、この点ゲストホストのポジ型液晶は本発明のカラー表示用に最適である。 Whereas the aforementioned manner unwanted flow of light, bleeding, eliminate leakage may better positive type liquid crystal, positive liquid crystal of this point the guest host is ideal for color display of the present invention. 特に色素が黒いパネルは三原色の再現性では最も優れている。 In particular dye black panel is best in reproducibility of the three primary colors.

第10図は本発明のカラー液晶表示体のフィルタの配列及びその駆動方法の一例を示す。 FIG. 10 shows an example of an arrangement and driving method of the filter of the color liquid crystal display of the present invention. 三原色フィルタ106はY方向にストライプ状に配列されており、又フィルタ側の駆動電極はフィルタと同方向にライン状もしくはべたに存在する。 Three primary color filters 106 are arranged in stripes in the Y direction, and the filter side of the driving electrode is present in a line shape or solid on the filter in the same direction. 又上部電極105はX方向に画素毎に区切れて(図面は簡略化してつなげてある。)存在する。 The upper electrode 105 separating them for each pixel in the X direction (figures are linked simplified.) Exists.

シフトレジスタ101はクロック入力φ によりS 1からS S shift register 101 from S 1 by a clock input phi 5
nを出力し、トランジスタ104を順次ONさてビデオ信号VS outputs n, sequentially ON Now the video signal VS the transistors 104
をX 1 〜X nに順次送り込む点順次方式である。 Which is a sequential feed sequential method points X 1 to X n. 又シフトレジスタ102はY 1 〜Y mをクロックφ により順次選択してゆく。 The shift register 102 slide into sequentially selected by the clock phi 4 the Y 1 to Y m. 3つの色信号VSR,VSB,VSGは、クロックφ 〜φ Three color signals VSR, VSB, VSG, the clock phi 1 to [phi]
によりYの1ライン毎に切換えられてゆき、φ 12 , Yuki is switched to each line of Y by 3, φ 1, φ 2,
φ はφ と同じパルス幅で、パルス周期はφ の3倍である。 phi 3 in the same pulse width as the phi 4, the pulse period is three times that of phi 4.

この方式の特徴はカラーフィルタがY方向のストライプになっており色信号の切換え周波数が遅くてもよいのでY方向のライン数を大きくでき、表示分解能がよく、 The Because the features of system color filters may slow the switching frequency of the chrominance signals has become a Y direction of the stripe can be increased the number of lines Y direction, good display resolution,
良質のカラー画像が再生できることにある。 Lies in the color image of good quality can be reproduced.

第11図はY方向にストライプ状のカラーフィルタ116 Figure 11 is striped in the Y-direction color filter 116
を配列した例であり、横方向のライン数を大きくとるのに役立つと共に、ドットが正方形に近いサイズとなり画像が自然な感じとなる。 An example in which an array of, with help a large number of lines transverse image becomes close in size to the square dots is a natural feeling. シフトレジスタ112はY 1 〜Y mの信号により駆動電極115を順次選択してゆく。 Shift register 112 slide into sequentially selecting driving electrode 115 by signals Y 1 to Y m. 駆動電極1 Driving electrodes 1
15のいずれか1つが選択されている間にシフトレジスタ Shift register while one of the 15 have been selected
111はフィルタ群R,G,Bを1単位として順次選択する。 111 sequentially selects filter group R, G, and B as a unit. 更にR,G,B選択クロックφ 12はクロックφ を更に3相に分割した信号であり、この選択クロックに同期して各色信号VSR,VSG,VSBが1つずつ選択されてX駆動ラインに導かれる。 Further R, G, B selected clock φ 1, φ 2, φ 3 is a signal divided into further 3-phase clocks phi 4, respective color signals VSR in synchronization with the selected clock, VSG, selected VSB is one It is guided to the X drive line.

この方式ではビデオシグナルラインを各色に応じて3 3 in accordance with the video signal lines for each color in this method
信号並列でサンプルホールドスイッチ113に接続するので、シフトレジスタ111の転送クロックφ の周波数は同一のドット数に対して1/3の周波数でよく、シフトレジスタの消費電力を低減できると共にシフトレジスタの動作スピードの余裕のある範囲内で使えるというメリットがある。 Since connected in signal parallel to the sample hold switch 113, the frequency of the transfer clock phi 5 of the shift register 111 may be a frequency of 1/3 for the same number of dots, the shift register can be reduced the power consumption of the shift register there is a merit that use within a certain range of the margin of operation speed.

第12図はフィルタをモザイク状に配置した例である。 FIG. 12 is an example in which a mosaic filter.
赤フィルタ121、緑フィルタ122、青フィルタ123に対し更に白フィルタ124を加えて1ブロックとし、これをマトリック状にリピートして構成する。 Red filter 121, a green filter 122, and one block further adding white filter 124 to the blue filter 123 is constructed by repeating this in a matrix.

この白部はフィルタに対する光の透過率が低い時に、 The white area when the light transmittance with respect to the filter is low,
3つのフィルタを全て光が透過した状態、即ち白色がきれいに出ない。 Three states all filter light is transmitted, i.e., white does not come out clean. これを解決するために、更に透明な部分を白フィルタとして形成して、映像信号の輝度信号VSW To solve this, by forming a further transparent part as a white filter, the video signal luminance signal VSW
で制御すると、明度が向上して、白色の再現性もよく、 In the control, improved brightness may white reproducibility,
全体の明度が改善される。 The entire brightness is improved. この場合の駆動方式はX方向はフィルタブロック単位で、シフトレジスタにより選択され第11図と同様に動作する。 Drive system X-direction in this case is a filter block, operates similarly to FIG. 11 is selected by the shift register. 又Y方向はシフトレジスタ126により選択され、クロックφ に同期した半分の周波数φ とφ によりVSRとVSB,VSGとVSWが交互に接続される。 The Y-direction is selected by the shift register 126, clock phi half in synchronism with the third frequency phi 1 and phi 2 by VSR and VSB, VSG and VSW are connected alternately.

以上のような構成にすることによって、以下のような効果が得られる。 By the structure described above, the following effects are obtained.

すなわち、画素電極の一画素あたりの面積より該画素電極に対応するカラーフィルタの面積が大きく、カラーフィルタは画素電極を包含するように配置されているため、画素電極によって制御させた光は画素電極に対応するカラーフィルタのみを透過し、隣接するカラーフィルタへの光漏れはなくなる。 That is, a large area of ​​the color filters corresponding to the pixel electrode from the area per one pixel of the pixel electrode, a color filter because it is arranged so as to cover the pixel electrode, the light was controlled by the pixel electrode pixel electrode It transmits only a color filter corresponding to the light leakage into adjacent color filters is eliminated. 従って、隣接するカラーフィルタからの色のにじみ、混色等がなくなる。 Thus, bleeding of the color from the adjacent color filter, color mixing is eliminated.

また、画素電極によって制御された光は対応するカラーフィルタのみを透過するため、カラーフィルタを透過する光の色純度が高くなり、色再現性の高い表示が得られる。 Further, the light controlled by the pixel electrode for transmitting only the corresponding color filter, the higher the color purity of light transmitted through the color filter, display with high color reproducibility can be obtained.


第1図は本発明の構成例を示す図。 Figure Figure 1 is showing a structural example of the present invention. 1,2……基板 3……素子部 4,5……液晶駆動電極 6……保護膜 7……液晶体 8,9,10……カラーフィルタ 第2図、第3図は本発明に用いるカラーフィルタの構成例を示す図。 1,2 ...... substrate 3 ...... element portions 4, 5 ...... liquid crystal drive electrodes 6 ...... protective film 7 ...... liquid crystal material 8, 9, 10 ...... color filter Fig. 2, FIG. 3 is used in the present invention diagram illustrating a configuration example of a color filter. 20,30……基板 22,23,24,31……フィルタ部 21……黒色枠 25,34……保護膜 26,33……透明導電性膜 32……薄い基板 第4図(イ)、(ロ)、(ハ)は本発明に用いるアクティブマトリックス基板の構成例を示す図。 20,30 ...... substrate 22,23,24,31 ...... filter 21 ...... Kokushokuwaku 25, 34 ...... protective film 26, 33 ...... transparent conductive film 32 ...... thin substrate 4 (b), (b), (c) is a diagram showing an example of the configuration of an active matrix substrate used in the present invention. 49……Si薄膜トランジスタ 第5図(イ)、(ロ)、第6図(イ)、(ロ)は本発明に用いる非線形素子の実例を示す図。 49 ...... Si TFT 5 (a), (b), 6 (a), (b) is a diagram showing an example of a non-linear element used in the present invention. 62……MIM素子 67,68,69……Si薄膜ダイオード 第7図は非線形素子のV−I特性図。 62 ...... MIM element 67,68,69 ...... Si thin film diode Figure 7 is V-I characteristic diagram of the non-linear element. 第8図はその駆動等価回路図。 Figure 8 is a driving equivalent circuit diagram. 第9図(イ)、(ロ)、(ハ)は本発明のカラー表示装置の構成例を示す図。 9 (a), (b), (c) is a diagram showing a configuration example of a color display device of the present invention. 90,91……基板 92,93,94……フィルタ 95……保護膜 96,97……液晶駆動電極 98……液晶 99……偏光板 第10図、第11図、第12図は本発明のカラー表示装置の色フィルタの配列と駆動例を示す図。 90,91 ...... substrate 92, 93, 94 ...... filter 95 ...... protective film 96, 97 ...... liquid crystal drive electrodes 98 ...... LCD 99 ...... polarizer FIGS. 10, FIG. 11, FIG. 12 the present invention It shows the sequences and the driving of a color filter of a color display device. 101,102,111,112,126……シフトレジスタ VSR,VSB,VSG……ビデオ色信号 VSW……輝度信号 101,102,111,112,126 ...... shift register VSR, VSB, VSG ...... video color signal VSW ...... luminance signal

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】一対の基板間に液晶物質が封入され、一方の該基板上にはマトリクス状に配列されてなる画素電極が配置されてなり、他方の該基板には該画素電極の各々に対応して配列されてなるカラーフィルタを有してなる液晶表示装置において、 該画素電極の一画素あたりの面積より該画素電極に対応する該カラーフィルタの面積が大きく、かつ前記カラーフィルタは前記画素電極を包含するように配置されてなることを特徴とする液晶表示装置。 1. A liquid crystal material is sealed between a pair of substrates, it is one of the arranged pixel electrodes which are arranged in matrix on the substrate, each of the pixel electrodes on the other substrate in the liquid crystal display device comprising a color filter formed are arranged correspondingly, the larger the area of ​​the color filters corresponding to the pixel electrode from the area per one pixel of the pixel electrode, and the color filter is the pixel the liquid crystal display device characterized by comprising disposed so as to cover the electrodes.
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