JPH02149881A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 この発明は、大形プロジェクション装置などに使用され
る高透過率で耐光性、耐熱性に優れたアクティブカラー
液晶表示装置に関する。

「従来の技術」 はじめに、従来のカラー液晶表示装置において、カラー
液晶表示パネルを駆動する電気的回路の構成と動作を第
３図を参照して簡単に述べる。入力端子１１からのビデ
オ信号はクロマ回路１２で赤色信号Ｒ２緑色信号Ｇ、青
色信号Ｂの各色信号と、同期信号とに分離される。これ
ら３つの色信号はペデスタルレベル調整回路１３を通じ
て信号反転回路１４に入力されて、これら赤色信号Ｒ１
緑色信号Ｇ、青色信号Ｂとこれらをそれぞれレベル反転
した反転色信号Ｒ，Ｇ、　　Ｂとが信号反転回路１４か
ら出力される。

これら６つの色信号は交流ビデオ信号回路１５に入力さ
れ、各フィールドご゛とに赤色信号Ｒ９緑色信号Ｇ、青
色信号Ｂと３つの反転色信号Ｒ，Ｇ。

Ｂとが交互に取り出されてＲＧＢスイッチング回路１６
に入力される。ＲＧＢスイッチング回路１６はその各３
つの色信号をカラー液晶表示パネル１８の色配列に合わ
せソース駆動回路１７へ供給する。

ソース駆動回路１７はアクティブカラー液晶パネル１８
の各色配列に合った信号Ｖｌ、　Ｖ２　、　Ｖａを選び
ソースバスに供給する。

一方、クロマ回路１２により分離された同期信号は同期
制御回路１９に入力される。同期制御回路１９はその人
力された垂直同期信号と同期してそのフィールド信号を
交流ビデオ信号回路１５へ供給し、水平同期信号と同期
して水平信号（ＩＨ）をＲＧＢスイッチング回路１６へ
供給し、また、画素信号と同期した画素クロック信号Ｃ
Ｋ１をンス駆動回路１７へ供給し、更に水平同期信号と
同期した水平クロック信号ＣＫ２をゲート駆動回路２１
へ供給する。ゲート駆動回路２１は液晶ノ（ネル１８の
各画素行ごとに設けられたゲートノ＜スを各ラインごと
に順次選択駆動する。

このようにして入力端子１１に入力されたビデオ信号は
、液晶パネル１８にカラー画像として表示される。

ペデスタルレベル調整回路１３では３つの色信号のペデ
スタルレベルを相対的に調整することができる。つまり
、ペデスタルレベル調整回路１３は例えば第３図に示す
ように、クロマ回路１２及び信号反転回路１４間の赤色
信号線２２Ｒ１緑色信号線２２Ｇ、青色信号線２２Ｂが
それぞれ抵抗器２３Ｒ，２３Ｇ、２３Ｂを通じて可変抵
抗器２４Ｒ，２４Ｇ、２４Ｂの可動子に接続される。

可変抵抗器２４Ｒ，２４Ｇ、２４Ｂの各一端は接地され
、各他端は正の電源端子２５に接続される。

従って、可変抵抗器２４Ｒを調整することにより赤色信
号のペデスタルレベルを調整することができ、同様に可
変抵抗器２４Ｇ、２４Ｂをそれぞれ調整することにより
緑色信号、青色信号の各ペデスタルレベルを調整するこ
とができる。

信号反転回路１４より赤色信号Ｒは例えば第４図中の曲
線２５Ｒとして示すように、中点（液晶セルの共通電極
）の電位Ｖｃｃ／２を基準とし、これより高レベルにな
る程輝度が大となり、ペデスタルレベル（無レベル）は
Ｖｃｃ／２　＋　Ｖｐ　”’Ｑ　アル。一方、赤の反転
色信号Ｒは曲線２６Ｒとして示すように曲線２５ＲをＶ
ｃｃ／２に対し反転したものであり、Ｖｃｃ／２よりレ
ベルが下る程輝度が犬となり、ペデスタルレベル（黒レ
ベル〕はＶｃｃ／２−　ｖｐでアル。

可変抵抗器２４Ｒを調整することにより、ペデスタル電
圧Ｖｐを調整することができる。

同様にして緑色信号Ｇ、青色信号Ｂの各ペデスタルレベ
ルを調整することができる。

この３つの色信号Ｒ，Ｇ、　Ｂのペデスタルレベルを相
対的に調整して電圧−透過率特性の色による差を補償す
る。ペデスタルレベルの調整は２つの色信号について行
えるようにしてもよい。

次に、従来のカラー液晶表示パネル１８を第５図を参照
して説明する。ガラスのような透明基板３１及び３２が
近接対向して設けられ、その周縁部にはスペーサ３３が
介在され、これら透明基板３１．３２間に液晶３４が封
入されている。一方の透明基板３１の内面に表示電極３
５が複数形成され、これら各表示電極３５に接してそれ
ぞれスイッチング素子として薄膜トランジスタ３６が形
成され、その薄膜トランジスタ３６のドレインは表示電
極３５に接続されている。これら複数の表示電極３５と
対向して他方の透明基板３２の内面に透明な共通電極３
７が形成され、共通電極３７の内面に、各表示電極３５
と対向して、赤、緑または青の色フィルタ３８が形成さ
れている。各色フィルタ３８は染色フィルタであり、は
ソ同じ厚味を有する。

表示電極３５は例えば画素電極であって第６図に示すよ
うに、透明基板３１上に正方形の表示電極３５が行及び
列に近接配列されており、表示電極３５の各行配列と近
接し、かつこれに沿ってそれぞれゲートバス３８が形成
され、また表示電極３５の各列配列と近接してそれに泊
ッてノースノ（ス３９がそれぞれ形成されている。これ
ら各ゲートバス３８及びソースバス３９の交差点におい
て薄膜トランジスタ３６が設けられ、各薄膜トランジス
タ３６のゲートは両バスの交差点位置にお℃・てゲート
バス３８に接続され、各ソースはソースバス３９にそれ
ぞれ接続され、更に各ドレインは表示電極３５に接続さ
れている。

これらゲートバス３８とソースバス３９との各−つを選
択してそれら間に電圧を印加し、その電圧が印加された
薄膜トランジスタ３６のみが導通し、その導通した薄膜
トランジスタ３６のドレインに接続された表示電極３５
に電荷を蓄積して表示電極３５と共通電極３７との間の
液晶３４０部分においてのみ電圧を印加し、これによっ
て表示電極３５０部分のみを光透明あるいは光遮断とす
ることによって選択的な表示を行う。この表示電極３５
に蓄積した電荷を放電させることによって表示を消去さ
せることができる。

液晶セル内における色フィルタ３８の配列は、第７図Ａ
に示すように、同じ色フィルタが斜めに同一線上に配列
されているダイヤゴナルタイプや、第７図Ｂに示すよう
に、縦方向に同一色フィルタが配列されるストライブタ
イプなどが用いられる。

従来の色フィルタ３８は有機樹脂の中に、各色の染料（
顔料）を入れて構成される染色フィルタが用いられてい
る。即ち、染料が光を選択的に吸収する性質を利用した
ものである。第８図は色フィルタ３８の分光特性、つま
り、光の透過率対波長特性を示したものであり、例えば
、青フィルタの場合５５Ｑ　ｎｍより波長の長い光を染
料に吸収させて、４００〜５５０　ｎｍの光を透過する
よ５にして青色に着色される。透過率は染料自身のもっ
ている光の吸収割合と染料濃度によって決まり、濃度を
大きくすれば透過率はますます減少する。この染色フィ
ルタは染料が光を吸収する性質を利用して着色するもの
であるから、必ず光の損失を生じ、般に光の透過率は低
く、６０〜８０％である。

カラー液晶表示パネル１８において透明基板３１上に形
成される薄膜トランジスタ３６を中心に、第９図、第１
０図を参照して説明する。ドレイン電極３５ａ、ソース
電極３９ａの対向側面はテーパ面５１，５２とされてい
る。このテーパ面５１゜５２は例えば、透明導電膜を形
成した後、その透明導電膜をエツチングして表示電極３
５、更にソースバス３９を形成する際に、等方性エツチ
ングを施すことにより形成する。つまり、そのエツチン
グは基板３１に対して垂直方向と水平方向とに同一速度
で行われ、このテーパ面５１，５２はそれぞれ基板３１
に対し４５°程度のものとなる。

このテーパ面５１．５２の少なくとも全面において例え
ばｎプラスのオーミック接触層４７，４８が形成され、
更に、その上に半導体層４１がアモルファスシリコンに
よって形成される。この上にゲート絶縁膜４２．ゲート
電極４３を形成し、更に保護層４９を形成する。

ドレイン電極１５ａとソース電極１９ａとの対向面はテ
ーパ面とされているので、各電極の厚味を大きくしても
そのテーパ面はｎプラスのオーミック接触層２７．２８
で常に覆われ、これら電極と半導体層２１との間には十
分安定したオーミックコンタクトが得られる。このため
薄膜トランジスタ３６のドレイン電圧対ドレイン電流特
性において、ドレイン電流＝０に対応するドレイン電圧
の値（オフセット電圧）がはソゼロとなり、オフセット
特性が改善される。また、上記のテーパ面を形成したの
で、ソース電極３９ａ、従って、ソースバス３９の厚さ
を大きくすることができるので、ソースバスでの電圧降
下が小さくなり、電源に近いか遠いかにより画素の輝度
の差が生じない。

（テーパ面がないと、電極の縦の端面を接触層で覆うこ
とは難しく、半導体層との間で十分なコンタクトが得ら
れない。このため、オフセットが生ずる。） 既に述べたが、透明基板３１と対向する透明基板３２の
内面に共通電極３７が形成され、その内面に、各表示電
極３５と対向して色フィルタ（染色フィルタ）３８が形
成される。

「発明が解決しようとする課題Ｊ 従来のカラー液晶表示装置は、その表示パネルの色フィ
ルタに染色フィルタを用いているため、光の透過率が比
較的低い問題があった。また、染色フィルタは長期間光
を照射すると、その光を吸収することにより影響を受け
て、光の選択特性が経時的に変化し、退色するなど耐光
性に問題があった。また、染色フィルタは有機樹脂を使
用しているため耐熱温度が１８０’Ｃ程度と比較的低く
、高温度で長時間使用すると退色が促進され、寿命が短
かくなるなど耐熱性に問題があった。このため、大形プ
ロジェクション装置用のカラー液晶表示装置のように高
透過率で、かつ耐光性、耐熱性を要する場合に使用する
のは困難であった。

この発明の目的は、これら従来の難点を除去して、高透
過率で耐光性、耐熱性に優れ、大形プロジェクション装
置に好適なカラー液晶表示装置を提供しようとするもの
である。

「課題を解決するための手段」 カラー液晶表示パネルに赤、緑及び青の色信号を供給し
てカラー表示を行うカラー液晶表示装置において、この
発明では、上記カラー液晶表示パネルの色フィルタとし
て干渉フィルタが用いられる。

「実施例」 この発明では、第１図に示すように、カラー液晶表示パ
ネル１８０色フィルタ３８として従来の染色フィルタに
代わって、干渉フィルタが用いられる。その他の構成は
従来例とはソ同じであるので説明を省略する。第１図に
おいて、第５図と対応する部分に同じ符号を付し、重複
説明を省略する。

干渉フィルタは、ガラス基板上にＳｉＯ２とＴｉ０ｚと
をスパッタリングにより薄膜化して交互に積層させて多
層膜として形成される。この多層膜は積層される薄膜の
厚さ及び積層後の全体の厚さを変えると光の干渉により
、光の選択特性が変化するので、これにより着色される
。第２図に干渉フィルタの分光特性（光の透過率対波長
特性）を示す。

例えば、青フィルタの場合、４００〜５００　ｎｍの波
長域を透過するよ５に膜厚条件が調整される。例えば、
青フィルタでは全体の厚さは１．０５２μｍ、赤フィル
タでは０．８２１μｍ、緑フィルタでは１．７２５μｍ
に設定される。干渉フィルタは従来の染色フィルタのよ
うに光の吸収を利用するものと異なり、光の干渉を利用
するものであるため、光の損失はほとんど無（，９０〜
１００％の高い透過率が得られる。

また、干渉フィルタは従来の染色フィルタのような有機
質ではな（、無機質のＳｉＯ２及びＴｉ０ｚを用いるも
のであるから、耐熱温度が５００℃程度と極めて高い。

このため、周囲温度が高い状態で長時間使用しても、温
度による退色はほとんどなく、耐熱性に優れている。ま
た、はとんど光を吸収しないので、長期間光を照射して
も光吸収の影響による退色はほとんどな（、耐光性に優
れている。

「発明の効果」 以上述べたように、この発明によれば、従来の染色フィ
ルタに代わって干渉フィルタを用いることによって、光
の透過率が大きく、かつ耐光性、耐熱性に優れ、従って
大形プロジェクション装置に好適なカラー液晶表示装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のカラー液晶表示装置に用いられるカ
ラー液晶表示パネルの実施例の一部を示す断面図、第２
図は第１図の色フィルタ（干渉フィルタ）３８の分光特
性の一例を示す図、第３図は従来のカラー液晶表示装置
の電気的構成を示すブロック図、第４図は共通電極の電
圧と、液晶セルへ供給する色信号電圧及び反転色信号電
圧との関係の一例を示す図、第５図は第３図のカラー液
晶表示パネル１８の一部を示す断面図、第６図は液晶表
示パネルの電気的等価回路を示す図、第７図はカラー液
晶表示パネルの色フィルタの配列状態を示す図、第８図
は第５図の色フィルタ〔染色フィルタ〕３８の分光特性
を示す図、第９図は第５図のカラー液晶表示パネルの一
部を示す平面図、第１０図は第９図のＡ−Ａ断面図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー液晶表示パネルに赤、緑及び青の色信号を
   供給してカラー表示を行うカラー液晶表示装置において
   、 上記カラー液晶表示パネルの色フィルタとして干渉フィ
   ルタを用いることを特徴とするカラー液晶表示装置。