JP2748426B2 - 液晶装置 - Google Patents
液晶装置Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1365—Active matrix addressed cells in which the switching element is a two-electrode device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非線形素子を用い、カラーフィルタを具備
した液晶装置に関する。
した液晶装置に関する。
従来、赤、緑、青色の各色の液晶と非線形素子の容量
比が同一である液晶装置が知られていた。
比が同一である液晶装置が知られていた。
しかし、従来の液晶装置は次のような課題を有してい
た。すなわち、液晶と非線形素子の容量比が同じである
ため、同一の電圧が画素に印加されると、赤、緑、青色
の液晶に同一の電圧が印加される。ところが、液晶の光
の透過率対電圧特性はＲ、Ｇ、Ｂの各色により異なるた
め、同一の電圧を印加した際、赤、緑、青色毎に光の透
過率が異なるという課題を有していた。このような課題
のため、特に表示装置の中間調表示（光の透過率が完全
なオンあるいはオフでない中間状態。）の際は画面が
赤、緑、青色の内のどれかの色に色づいたり、画面を斜
め方向から見た際色づきが生じ視角が狭くなるという現
象が生じていた。
た。すなわち、液晶と非線形素子の容量比が同じである
ため、同一の電圧が画素に印加されると、赤、緑、青色
の液晶に同一の電圧が印加される。ところが、液晶の光
の透過率対電圧特性はＲ、Ｇ、Ｂの各色により異なるた
め、同一の電圧を印加した際、赤、緑、青色毎に光の透
過率が異なるという課題を有していた。このような課題
のため、特に表示装置の中間調表示（光の透過率が完全
なオンあるいはオフでない中間状態。）の際は画面が
赤、緑、青色の内のどれかの色に色づいたり、画面を斜
め方向から見た際色づきが生じ視角が狭くなるという現
象が生じていた。
そこで、本発明は従来のこのような課題を解決するも
ので、目的とするところは、赤、緑、青色に同一の電圧
を印加した際、同一の光透過率を提供し、視角が広く色
づきの無い液晶装置を得ることである。
ので、目的とするところは、赤、緑、青色に同一の電圧
を印加した際、同一の光透過率を提供し、視角が広く色
づきの無い液晶装置を得ることである。
本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持さ
れ、 一方の前記基板上には、信号電極とマトリクス状の画
素電極、及びそれらを電気的に接続する非線形素子が形
成され、 他方の前記基板上には、対向電極が形成され、前記画
素電極と対向電極の重なり部分が画素をなすとともに、
前記画素のそれぞれに対応して、赤、緑、青のいずれか
一色のカラーフィルタが形成されてなる液晶装置におい
て、 前記各色のカラーフィルタに対応する画素の前記非線
形素子の容量を互いに一致させ、且つ、前記各色のカラ
ーフィルタに対応する前記画素電極の面積を各色毎に異
ならせることにより、前記各色のカラーフィルタに対応
する画素における電圧−光透過率特性を互いにほぼ一致
させてなることを特徴とする。
れ、 一方の前記基板上には、信号電極とマトリクス状の画
素電極、及びそれらを電気的に接続する非線形素子が形
成され、 他方の前記基板上には、対向電極が形成され、前記画
素電極と対向電極の重なり部分が画素をなすとともに、
前記画素のそれぞれに対応して、赤、緑、青のいずれか
一色のカラーフィルタが形成されてなる液晶装置におい
て、 前記各色のカラーフィルタに対応する画素の前記非線
形素子の容量を互いに一致させ、且つ、前記各色のカラ
ーフィルタに対応する前記画素電極の面積を各色毎に異
ならせることにより、前記各色のカラーフィルタに対応
する画素における電圧−光透過率特性を互いにほぼ一致
させてなることを特徴とする。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の液晶装置の実施例を示す上視図
（ａ）、及び、ａ−ｂにおける断面図（ｂ）である。基
板Ａは、ガラス基板からなる絶縁基板１上に形成された
ITOからなる画素電極２、各画素電極２上に形成されたV
DF（フッ化ビニリデン）とTrFE（トリフルオロエチレ
ン）との共重合体からなる強誘電体層３、強誘電体層３
を介して画素電極２と一部重なるように形成された、A1
からなる電極４とで構成されている。また、対向基板Ｂ
は、ガラス基板からなる絶縁基板５上に形成された赤、
緑、青のカラーフィルタ６、７、８と、カラーフィルタ
６、７、８、上に形成されたITOからなる電極９より構
成されている。そして、基板Ａと対向基板Ｂの間に液晶
10が保持されている。赤、緑、青の画素ドットトリオ
が、例えば第３図に示されるようにマトリクス状に配置
される。
（ａ）、及び、ａ−ｂにおける断面図（ｂ）である。基
板Ａは、ガラス基板からなる絶縁基板１上に形成された
ITOからなる画素電極２、各画素電極２上に形成されたV
DF（フッ化ビニリデン）とTrFE（トリフルオロエチレ
ン）との共重合体からなる強誘電体層３、強誘電体層３
を介して画素電極２と一部重なるように形成された、A1
からなる電極４とで構成されている。また、対向基板Ｂ
は、ガラス基板からなる絶縁基板５上に形成された赤、
緑、青のカラーフィルタ６、７、８と、カラーフィルタ
６、７、８、上に形成されたITOからなる電極９より構
成されている。そして、基板Ａと対向基板Ｂの間に液晶
10が保持されている。赤、緑、青の画素ドットトリオ
が、例えば第３図に示されるようにマトリクス状に配置
される。
第１図の等価回路を第２図に示す。画素電極２、強誘
電体層３、電極４により構成された非線形素子11と、こ
れに直列に接続された画素14からなる画素ドット13に対
して、赤、緑、青のうち一色からなるカラーフィルタ
６、７、８が形成されている。
電体層３、電極４により構成された非線形素子11と、こ
れに直列に接続された画素14からなる画素ドット13に対
して、赤、緑、青のうち一色からなるカラーフィルタ
６、７、８が形成されている。
第１図から第３図において、各色の画素電極２とカラ
ーフィルタの面積を非一定とすることで画素の容量が変
えられ、非線形素子11と画素14の容量比はカラーフィル
タの各色で独立に設定されている。ここで、非線形素子
11の容量は、画素電極２と電極４ではさまれた強誘電体
層３の面積と膜厚、すなわち非線形素子11の面積と膜厚
で決まるが、カラーフィルタの色によらず一定に保たれ
ている。赤、緑、青のカラーフィルタ部分の画素14と非
線形素子11との容量比Ｎ（赤）、Ｎ（緑）、Ｎ（青）
は、Ｎ（赤）＞Ｎ（緑）＞Ｎ（青）となっている。
ーフィルタの面積を非一定とすることで画素の容量が変
えられ、非線形素子11と画素14の容量比はカラーフィル
タの各色で独立に設定されている。ここで、非線形素子
11の容量は、画素電極２と電極４ではさまれた強誘電体
層３の面積と膜厚、すなわち非線形素子11の面積と膜厚
で決まるが、カラーフィルタの色によらず一定に保たれ
ている。赤、緑、青のカラーフィルタ部分の画素14と非
線形素子11との容量比Ｎ（赤）、Ｎ（緑）、Ｎ（青）
は、Ｎ（赤）＞Ｎ（緑）＞Ｎ（青）となっている。
第１図（ａ）、（ｂ）において、絶縁基板１、５を構
成する材料はガラス基板に限る必要は無く、例えばプラ
スチックなどの有機材料やセラミックなどの無機材料を
用いても良い。また、電極４、画素電極２、電極９に用
いられる材料はAlやITOに限る必要は無く、例えば他の
金属、透明電極、導電性高分子、半導体、シリサイドな
どを用いても良い。強誘電体層３に用いられる材料はVD
FとTrFEとの共重合体に限る必要は無く、例えばVDFとTe
FE（テトラフルオロエチレン）との共重合体やPVDFなど
の有機強誘電体やBaTiO3などの無機強誘電体材料を用い
ても良い。
成する材料はガラス基板に限る必要は無く、例えばプラ
スチックなどの有機材料やセラミックなどの無機材料を
用いても良い。また、電極４、画素電極２、電極９に用
いられる材料はAlやITOに限る必要は無く、例えば他の
金属、透明電極、導電性高分子、半導体、シリサイドな
どを用いても良い。強誘電体層３に用いられる材料はVD
FとTrFEとの共重合体に限る必要は無く、例えばVDFとTe
FE（テトラフルオロエチレン）との共重合体やPVDFなど
の有機強誘電体やBaTiO3などの無機強誘電体材料を用い
ても良い。
ここで、比較例として、第４図に、赤、緑、青のカラ
ーフィルタ６、７、８部分の画素14と非線形素子11の容
量比が同じ値である場合の、各色の画素ドット13におけ
る光の透過率と各画素ドット13に印可される電圧との関
係（以下、電圧−光透過率特性という）を示す。画素ド
ット13を構成する非線形素子11と画素14との容量比が各
色同じ値であるため、それぞれの画素部分の液晶10には
同一の電圧が印可される。液晶10にはツイストネマチッ
ク液晶を用いた。電圧−光透過率特性は光の波長依存性
を持っており、各色の画素部分の液晶10に同じ電圧を印
可しても、光透過率は波長（色）により異なる。そのた
め、液晶装置の表示色が変に色づいたり、視角が狭くな
ったりする。
ーフィルタ６、７、８部分の画素14と非線形素子11の容
量比が同じ値である場合の、各色の画素ドット13におけ
る光の透過率と各画素ドット13に印可される電圧との関
係（以下、電圧−光透過率特性という）を示す。画素ド
ット13を構成する非線形素子11と画素14との容量比が各
色同じ値であるため、それぞれの画素部分の液晶10には
同一の電圧が印可される。液晶10にはツイストネマチッ
ク液晶を用いた。電圧−光透過率特性は光の波長依存性
を持っており、各色の画素部分の液晶10に同じ電圧を印
可しても、光透過率は波長（色）により異なる。そのた
め、液晶装置の表示色が変に色づいたり、視角が狭くな
ったりする。
一方、本発明の液晶装置の電圧−光透過率特性を第５
図に示す。赤、緑、青のの電圧−光透過率特性は、光の
波長に関わらず一定となっている。これは赤、緑、青の
画素ドット毎に容量比が異なるため、同一の電圧を各画
素ドットに印可しても、各画素部分の液晶10に印可され
る電圧が異なるためである。また、驚くべきことに、液
晶10がオフしている状態（第５図では10V以下）におけ
る光の漏れが少なくなり、完全なオフ状態をとることが
可能となった。そのため、高コントラストで色づきがな
く視角の広い液晶装置を、何等特別な工程や部品を負荷
することなく、フォトマスクのレイアウトを変えるだけ
で得ることができた。
図に示す。赤、緑、青のの電圧−光透過率特性は、光の
波長に関わらず一定となっている。これは赤、緑、青の
画素ドット毎に容量比が異なるため、同一の電圧を各画
素ドットに印可しても、各画素部分の液晶10に印可され
る電圧が異なるためである。また、驚くべきことに、液
晶10がオフしている状態（第５図では10V以下）におけ
る光の漏れが少なくなり、完全なオフ状態をとることが
可能となった。そのため、高コントラストで色づきがな
く視角の広い液晶装置を、何等特別な工程や部品を負荷
することなく、フォトマスクのレイアウトを変えるだけ
で得ることができた。
第６図を用いて、容量比が異なると液晶に印加される
電圧（VLC）が異なることを説明する。画素13は液晶10
と非線形素子11の直列結合より構成されており、電極４
と電極９を通じて電圧が印加される。電圧が印加される
と非線素子11の非線形な電流−電圧特性によって決まる
書き込み電荷２が画素電極２に保持される。電圧印加
後、電極４と電極９を同電位に保つと液晶10に印加され
る電圧VLCは、 となる。
電圧（VLC）が異なることを説明する。画素13は液晶10
と非線形素子11の直列結合より構成されており、電極４
と電極９を通じて電圧が印加される。電圧が印加される
と非線素子11の非線形な電流−電圧特性によって決まる
書き込み電荷２が画素電極２に保持される。電圧印加
後、電極４と電極９を同電位に保つと液晶10に印加され
る電圧VLCは、 となる。
容量比Ｎ（Ｎ＝CLC/CNL）が小さいと、画素ドット13
に印加した電圧はあまり非線形素子11に印加されないた
め、Ｑが小さくなる。そのためVLCは小さくなる。しか
し逆に容量比が大きくなりすぎると非線形素子による書
き込み電荷Ｑには最大値が存在するためCLCが大きくな
った分VLCが低下する。その様子を示したのが第６図で
ある。第６図では容量比10程度がVLCの最大値を与えて
いる。
に印加した電圧はあまり非線形素子11に印加されないた
め、Ｑが小さくなる。そのためVLCは小さくなる。しか
し逆に容量比が大きくなりすぎると非線形素子による書
き込み電荷Ｑには最大値が存在するためCLCが大きくな
った分VLCが低下する。その様子を示したのが第６図で
ある。第６図では容量比10程度がVLCの最大値を与えて
いる。
第１図〜第３図に示した画素ドットトリオでは、容量
比ＮがＮ（赤）＞Ｎ（緑）＞Ｎ（青）となっており、そ
のために第４図の特性を第５図のように改良することが
可能となった。
比ＮがＮ（赤）＞Ｎ（緑）＞Ｎ（青）となっており、そ
のために第４図の特性を第５図のように改良することが
可能となった。
第１図においては、たまたま容量比＜10の領域で用い
たためＮ（赤）＞Ｎ（緑）＞Ｎ（青）としたが、容量比
＞10、あるいは容量比〜10の領域では、赤、緑、青のカ
ラーフィルタ６、７、８に対する容量比の大小関係はこ
れに限るものではない。さらに用いる液晶10や偏光板の
特性によっても液晶10の光の透過率対印加電圧の関係は
変わる。また、第１図においては画素電極２の面積を変
えて容量比を変えたが、画素電極２の面積を一定とし、
非線形素子11の容量を変えても良い。その際は非線形素
子の面積と膜厚のどちらか一方あるいは両方を変えても
良い。また、赤、緑、青のカラーフィルター６、７、８
の厚さをそれぞれ変えることで液晶10の厚さを変えて容
量比を変えても良い。その際はカラーフィルタを厚くし
すぎると光の透過光量の絶対値が減少したりするので、
カラーフィルタ中の光の吸収材料の濃度と厚さのバラン
スを考慮した上で決定される。また、第１図（ａ）、
（ｂ）、第２図において用いられる非線形素子11はTa2O
5やSiNxあるいはSiOx、SiONなどを半絶縁層として用い
たMIM、バック−トゥ−バックダイオード、ダリオード
リングなどを用いても良い。また、用いられる液晶10は
ツイストネマチック液晶に限る必要はなく、コレステリ
ック液晶、ホメオトロピック液晶、強誘電体性液晶を用
いても良い。また、カラーフィルタに用いられる色は
赤、緑、青色に限る必要はなく、シアンやマゼンタなど
の色を用いても良い。
たためＮ（赤）＞Ｎ（緑）＞Ｎ（青）としたが、容量比
＞10、あるいは容量比〜10の領域では、赤、緑、青のカ
ラーフィルタ６、７、８に対する容量比の大小関係はこ
れに限るものではない。さらに用いる液晶10や偏光板の
特性によっても液晶10の光の透過率対印加電圧の関係は
変わる。また、第１図においては画素電極２の面積を変
えて容量比を変えたが、画素電極２の面積を一定とし、
非線形素子11の容量を変えても良い。その際は非線形素
子の面積と膜厚のどちらか一方あるいは両方を変えても
良い。また、赤、緑、青のカラーフィルター６、７、８
の厚さをそれぞれ変えることで液晶10の厚さを変えて容
量比を変えても良い。その際はカラーフィルタを厚くし
すぎると光の透過光量の絶対値が減少したりするので、
カラーフィルタ中の光の吸収材料の濃度と厚さのバラン
スを考慮した上で決定される。また、第１図（ａ）、
（ｂ）、第２図において用いられる非線形素子11はTa2O
5やSiNxあるいはSiOx、SiONなどを半絶縁層として用い
たMIM、バック−トゥ−バックダイオード、ダリオード
リングなどを用いても良い。また、用いられる液晶10は
ツイストネマチック液晶に限る必要はなく、コレステリ
ック液晶、ホメオトロピック液晶、強誘電体性液晶を用
いても良い。また、カラーフィルタに用いられる色は
赤、緑、青色に限る必要はなく、シアンやマゼンタなど
の色を用いても良い。
本発明の効果を以下に説明する。
（１）本発明によれば、各色のカラーフィルタに対応す
る画素の非線形素子の容量を互いに一致させ、且つ、各
色のカラーフィルタに対応する画素電極の面積を各色毎
に異ならせるという、画素電極の形成においての簡易な
パターニングの形状変更により、各色のカラーフィルタ
に対応する画素における電圧−光透過率特性を互いにほ
ぼ一致させ、視角が広く色づきの無い液晶装置とするこ
とができ、より低コストで高い表示品質の液晶装置を提
供できる。
る画素の非線形素子の容量を互いに一致させ、且つ、各
色のカラーフィルタに対応する画素電極の面積を各色毎
に異ならせるという、画素電極の形成においての簡易な
パターニングの形状変更により、各色のカラーフィルタ
に対応する画素における電圧−光透過率特性を互いにほ
ぼ一致させ、視角が広く色づきの無い液晶装置とするこ
とができ、より低コストで高い表示品質の液晶装置を提
供できる。
（２）本発明の液晶装置はコントラストが高い。
（３）本発明の液晶装置は特別な工程や部品を加えるこ
と無く上記効果が得られるため、安価で高表示品質であ
る。
と無く上記効果が得られるため、安価で高表示品質であ
る。
第１図は、本発明の液晶装置の実施例を説明する上視図
（ａ）及び断面図（ｂ）。 第２図は、第１図の透過回路図。 第３図は、本発明の液晶装置の実施例を説明する上視
図。 第４図は、比較例の電圧−光透過率特性を示す図。 第５図は、本発明の液晶装置の電圧−光透過率特性を示
す図。 第６図は、液晶に印可される電圧VLCと容量比の関係を
示す図。 １……絶縁基板 ２……画素電極 ３……強誘電体層 ４……電極 ５……絶縁基板 ６……赤色のカラーフィルタ ７……緑色のカラーフィルタ ８……青色のカラーフィルタ ９……電極 10……液晶 11……非線形素子 12……画素ドットトリオ 13……画素ドット 14……画素
（ａ）及び断面図（ｂ）。 第２図は、第１図の透過回路図。 第３図は、本発明の液晶装置の実施例を説明する上視
図。 第４図は、比較例の電圧−光透過率特性を示す図。 第５図は、本発明の液晶装置の電圧−光透過率特性を示
す図。 第６図は、液晶に印可される電圧VLCと容量比の関係を
示す図。 １……絶縁基板 ２……画素電極 ３……強誘電体層 ４……電極 ５……絶縁基板 ６……赤色のカラーフィルタ ７……緑色のカラーフィルタ ８……青色のカラーフィルタ ９……電極 10……液晶 11……非線形素子 12……画素ドットトリオ 13……画素ドット 14……画素
Claims (1)
- 【請求項１】一対の基板間に液晶が挟持され、 一方の前記基板上には、信号電極とマトリクス状の画素
電極、及びそれらを電気的に接続する非線形素子が形成
され、 他方の前記基板上には、対向電極が形成され、前記画素
電極と対向電極の重なり部分が画素をなすとともに、前
記画素のそれぞれに対応して、赤、緑、青のいずれか一
色のカラーフィルタが形成されてなる液晶装置におい
て、 前記各色のカラーフィルタに対応する画素の前記非線形
素子の容量を互いに一致させ、且つ、前記各色のカラー
フィルタに対応する前記画素電極の面積を各色毎に異な
らせることにより、前記各色のカラーフィルタに対応す
る画素における電圧−光透過率特性を互いにほぼ一致さ
せてなることを特徴とする液晶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22370988A JP2748426B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 液晶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22370988A JP2748426B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 液晶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272328A JPH0272328A (ja) | 1990-03-12 |
| JP2748426B2 true JP2748426B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=16802436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22370988A Expired - Lifetime JP2748426B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 液晶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748426B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2710582B2 (ja) * | 1995-04-27 | 1998-02-10 | 鹿児島日本電気株式会社 | カラー液晶表示装置 |
| KR20000027161A (ko) * | 1998-10-27 | 2000-05-15 | 김영환 | 균일한 투과도를 갖는 액정 표시 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4890751A (ja) * | 1972-03-06 | 1973-11-27 | ||
| JPS60159823A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラ−液晶表示装置 |
| JPH0713715B2 (ja) * | 1987-01-22 | 1995-02-15 | ホシデン株式会社 | カラ−液晶表示素子 |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP22370988A patent/JP2748426B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0272328A (ja) | 1990-03-12 |
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