JPS60263123A - カラ−液晶パネル - Google Patents

カラ−液晶パネル

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Publication number
JPS60263123A
JPS60263123A JP59120306A JP12030684A JPS60263123A JP S60263123 A JPS60263123 A JP S60263123A JP 59120306 A JP59120306 A JP 59120306A JP 12030684 A JP12030684 A JP 12030684A JP S60263123 A JPS60263123 A JP S60263123A
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JP
Japan
Prior art keywords
color filter
liquid crystal
color
crystal panel
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
JP59120306A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisato Hiraishi
平石 久人
Takakazu Yano
敬和 矢野
Yuichi Kato
雄一 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd, Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP59120306A priority Critical patent/JPS60263123A/ja
Publication of JPS60263123A publication Critical patent/JPS60263123A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

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〕 本発明は表示性能をほとんど低下させることなく一製造
工程的に極めて有利なカラー液晶パネルに関するもので
ある。
〔発明の背景〕
液晶パネルのカラー化は液晶表示装置の大きな課題とし
て従来から精力的に検討が行なわれてきた。そしてEC
B方式2ゲストホスト方式−複屈折フィルムーTN方式
、旋光分弊−コレスラリツタ方式等様々の方式が提案さ
れてきたが、フルカラー性と構造的信頼性の面から現在
の所、液晶を光ンヤッターとして用いてこれと赤(IQ
、縁日、青(B)ノ三原色フィルターとを組み合わせた
カラー液晶パネルが最も有力視されている。
〔従来技術と問題点〕
第6図はその概念図で白色の入射光16はカラーフィル
ター11を透過してスペクトル成分の選択がなされた後
−光シャノターである液晶パネル12に於いて透過光量
の調整が行なわれ一人間の眼15には出射光14(ここ
では+(とGが透過しており黄〜黄緑色となる)が観測
される。尚、カラーフィルター11と液晶パネル12の
位置゛関係は逆転しても構わない。
第2図はカラーフィルターと液晶パネルとの位置関係を
示す断面図で、第2図(alは対向するガラス板21−
22によって形成された液晶パネルの外側にカラーフィ
ルター26が形成されたもので(外在型と呼ぶ)、第2
図(blは液晶層24側にカラーフィルター26が形成
されたものである(内在型と呼ぶ)、この両者の主要な
相違点はカラーフィルターの液晶層への化学的な妨害が
無く信頼性が高いと(・う点で外在型がすぐれており、
カラーフィルターと液晶シャッターとの距離が小さくて
斜めから見た時にも混色が起こらないという点で内在型
が優れている。そして、現在の液晶パネルの目指す方向
が高密度高精細化であることを考えると後者の混色の問
題は極めて重大と言わざるを得す一カラーフィルターを
液晶層側に形成する内在型でカラー液晶パネルを作成す
ることが強く望まれている。
眼上の観点から以下に内在型カラー液晶パネルに於ける
問題点を整理してみる。第3図は内在型カラーフィルタ
ーにした時の透明電極とカラーフィルターとの位置関係
を示す断面図で、第3図(alはガラス板21の上の透
明電極31の上にカラーフィルター26が形成されて(
・る(上フィルター構造と呼ぶ)のに対し一第3図fb
lではガラス板21の上のカラーフィルター23の上に
透明電極61が形成されて〜・る(下フィルター構造と
呼ぶ)。
この両者を比較した時には液晶駆動上で重大な差異があ
る。
この点を説明するための等価回路が第4図であり一部フ
ィルター構造では対向する透明電極に対応する端子、1
144の間にカラーフィルターによる容量成分Cc、 
、11と液晶層による容量成分C+、c A 2とが直
列に結合された形となり一端子4144間に印加された
電圧■、の一部であるvLcLか液晶層にかかってこな
いことになる。これを定量的に表記すれば となる。この様な電圧降下の影響により、との上フィル
ター構造の場合−従来の液晶パネルに比べて液晶駆動の
電圧を上げなくてはならないという問題が生じる。この
駆動電圧上昇の程度は液晶層の厚さと誘電率及びカラー
フィルター層の厚さと誘電率に依存しており通常10〜
100%程度の上昇率となる。一方、時分割駆動で多数
の画素の表示を行なおうとすると、デユーティ比が上が
り電圧パルスの印加時間が減少することKなり、従って
液晶層のオン/オフを行なうための実効電圧をかせぐた
めに電圧パルスを大きくしなければならない。
所が、液晶層駆動のためのIC(集積回路)の耐圧はせ
いぜ℃・20〜30%の余裕を持ってしか設計されてお
らず一部フイルター構造にした時の印加電圧上昇分をこ
の範囲以内におさめないとラッチ・アンプ等を引き起こ
し−ひいては液晶パネルを駆動することができなくなる
。この様な制限の範囲で許容されるカラーフィルター層
の厚さを現在量も実用化が進んでいるゼラチンを染色す
るタイプのカラーフィルターで考えた時−該フィルター
層の誘電、率が高分子材料の場合は3〜6ぐらいであり
、かなり高目の約6であるにも拘らず、15μ以下が要
求されこれの達成は容易ではない。
特にゼラチン染色タイプのカラーフィルターはフォトリ
ソグラフィーを利用するということで、コスト的に問題
が多く、低コスト性の面からカラーフィルタ7を直接印
刷して作成する方法が現在注目されている。
しかし乍ら一印刷法によるカラーフィルターは薄膜化及
び膜厚均一化の制御が極めて難かしく、2μ以下の膜厚
での量産の可能性は殆んど無い。
一方一第3図(b)の下フィルター構造では、駆動上で
は従来の液晶パネルと全く同じで、上記の印加電圧上昇
の問題は無く一印刷法によるカラーフィルターも使用可
能となる。
しかし、この下フィルター構造の場合、カラーフィルタ
ーの上に透明導電膜を低温で形成する技術やその透明導
電膜をエツチングして透明電極とするプロセスが必要な
ばかりでなく、カラーフィルターという脆弱な構造の上
に微細パターン、を形成するための信頼性の低下も生じ
る等−実用、上多くの問題をかがえている。
〔発明の目的〕
以上の状況に鑑みて、製造プロセス上有利な構造である
前記上フィルター構造で、かつ印刷法の如き安価なカラ
ーフィルターが利用できて、尚がつ前述した様な液晶駆
動電圧の上昇を最/JS限にとどめうる方法が切望さl
る。本発明はかがるカラー液晶パネルの要求を満たすも
のであり、安価で信頼性の高℃・カラー液晶パネルを提
供するものである。
〔発明の構成〕
本発明の本質はカラーフィルターに導電性を付与するこ
とによって一前述したカラーフィルター層に起因する駆
動印加電圧上昇を最小限にとどめんとするものである。
〔発明の実施例〕
この効果を説明するための等価回路を第5図にJ 示す
。この図は第4図をより一般化したもので。
対向する透明電極に対応する端子51540間に、カラ
ーフィルターによるインピーダンス成分ZCF51と液
晶層によるインピーダンス成分ZLc52とが直列に結
合された形となり、端子56゜54間に印加された電圧
のうち液晶層にかがってくる電圧V L Cは VLC= ZLC・VA / (lLc+Z、cy )
 −−121となる。−ここで、液晶層は電気伝導性が
低く、比抵抗は・〜1010Ω傭であることがらZtc
は実質的に第4図で示した容量成分CLCによるインピ
ーダンス成分と考えて良いことは明らかである。一方、
通常のカラーフィルターもやはり比抵抗は十分に大きく
、インピーダンス成分は容量成分のみに依存するが1本
発明によるカラーフィルターでは−これに導電性を付与
することで−ZCF < ZLcとして、(2)式をV
Lc= V 、とするものである。このための条件とし
ては、液晶層の厚さを10μ、液晶の誘電率を6−駆動
周波数をIO’Hz−カラーノイルターの厚さを2μと
した時、カラーフィルターの比抵抗ρ、2は−ρcr−
1o’(λ値である、従ってカラーフィルターの比抵抗
が10’Ω゛鋼以下となる様にすれば上フィルター構造
としても液晶の駆動電圧上昇を防げることが明らかであ
る。
さて−このカラーフィルターの低抵抗化はカラーフィル
ター中に導電性物質を分散させることで達成される。こ
の場合、この導電性物質によってカラーフィルターの可
視光透過特性が変化することは好ましくないので、微粒
子状の導電性物質をカラーフィルター中に分散させるの
が望ましく・、所で一一般に導電性物質を分散させて絶
縁物に導電性を付与しようとする場合−導電性物質同志
の空間的な接触がおおむね要求されることから、導電性
物質の混入量をかなり多めにとらざるを得ない。そこで
1本発明で用いる導電性物質は透明性の高いことが極め
て好ましい条件となる。この様な材料としては一酸化ス
ズー酸化インジウム、あるいはこれらの混合物などがあ
る。第1図は本発明を説明する図で、カラー液晶パネル
を構成する一方のガラス板の断面を示している。カラー
フィルター66は透明電極62を有するガラス基板61
の上に形成されており一該カラーフィルター中に微粒子
状の透明導電性物質64が分散されている。
カラーフィルター中への導電性物質の分散力法としては
、ゼラチン等の高分子材料の中に微粒子状の導電性物質
を混入させた後、適当な透明基板上に製膜してからフォ
トリソグラフィー上程を行なうものや一印刷インク中に
微粒子状の導電性物質を混入してから、適当な透明基板
上に適当なパターンで印刷する方法がある。特に後者の
印刷法に於ける本発明の有効性が高いととは一既に述べ
た膜厚制御性とコスト面から考えれば明白である。
尚−カラーフィルター層への混入に際して、導電性物質
は酸あるいはアルカリ中で処理したり一焼成あるいは有
機物中での処理などにより一印刷インキ等への分散性を
向上させることが好まし℃・0本発明を実施する場合に
注意を要する点として低抵抗化したカラーフィルターを
介しての電極間短絡の防止がある。この対策として(1
)カラーフィルター層の比抵抗を104〜107Ω儂の
比較的高見・抵抗値にする5■電極上に薄〜・絶縁膜な
設けてからカラーフィルター層を形成するー(刀電極間
の短絡を引き起こす箇所でのカラーフィルター同志の重
なりを無くす、■隣接するカラーフィルターの相対する
2枚の透明基板上に交互に配して■と同様にカラーフィ
ルター同志の重なりを防止する等がある。
〔実施例〕
印刷インク中にアンチモンドープの酸化スズを導電性物
質として有する透明導電性コーティング剤(シントロン
 C−4421)を該インクと)デぼ等量混入した後−
透明電極パターンを有するガラス基板上に30μの厚さ
のカラーフィルターを形成した。これを一方の透明板と
して用いて液晶層の厚味75μで液晶パネルを作成して
から300Hzの正弦波を印加し一液晶パネルへの実効
印加電圧と液晶パネルの透過光強度との関係を調べた。
ここでは、比較のために同じ液晶層の厚味でカラーフィ
ルター層を設けない液晶パネルも作成し同様の特性を調
べた。その結果1両者の特性はほとんど同一の曲線を描
き一カラーフィルター層形成による液晶駆動電圧の上昇
が無いことが確認できた。尚−この時のカラーフィルタ
ーの比抵抗は約104Ω硼であった。
〔発明の効果〕
以上本発明は量産的に見て極めて有利な構成である1上
フイルター構造“でカラー液晶パネルを作成する有力な
手法を提供するものであり、従来問題であった駆動電圧
上昇の問題を実質的に除去して従来のICをその耐圧の
範囲内で使用可能にするばかりでなく安価な印刷法によ
るカラーフィルターをも使用可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるカラーパネルの断面図−第2図、
第3図はカラーフィルターと液晶パネルとの位置関係を
説明する断面図、第4図、第5図は上フィルター構造の
等価回路図−第6図はカラーフィルタ一方式によるカラ
ー液晶パネルの動作原理の説明図である。 1k 21 63・・・・・・カラーフィルター。 12・・・・・・液晶パネル。 212161・・・・・・透明基板− 513162・・・・・透明電極。 64・・・・・・導電性物質。 特許出願人 シチズン時計株式会社 el/ 第2閃 第3図 第4図 CCF CLC 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fi+ 透明基板上の透明電極と該電極上のカラーフィ
    ルターとより成る透明板を一方の構成要素とする液晶パ
    ネルに於℃・て−該カラーフィルター中に導電性物質を
    分散させたことを特徴とするカラー液晶パネル。 (2)導電性物質が透明導電性物質であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のカラー液晶パネル。 (3)透明導電性物質が酸化スズあるいは酸化インジウ
    ムの何れか一方一あるいはその混合物であることを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載のカラー液晶パネル。
JP59120306A 1984-06-12 1984-06-12 カラ−液晶パネル Pending JPS60263123A (ja)

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JP59120306A JPS60263123A (ja) 1984-06-12 1984-06-12 カラ−液晶パネル

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JP59120306A JPS60263123A (ja) 1984-06-12 1984-06-12 カラ−液晶パネル

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JPS60263123A true JPS60263123A (ja) 1985-12-26

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