JPS6348520A

JPS6348520A - 液晶カラ−表示装置

Info

Publication number: JPS6348520A
Application number: JP61193217A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kumakawa; 克彦熊川; Toshio Tatemichi; 立道　敏夫; Keisuke Tsuda; 津田　圭介
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1988-03-01

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、映像や文字情報などを表示する液晶カラー表
示装置に関するものである。

従来の技術近年、液晶表示装置はその薄さ、軽さのため、パソコン
・ワードプロセッサなどの端末表示や、薄型テレビなど
の映像表示に用いられている。なかでも、カラー表示を
行なう液晶カラー表示装置は、現在量も開発のさかんな
ディスプレイ・デバイスの一つである（例えば、日経エ
レクトロニクス１９８５年１２月３０日号）。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の液晶カラー
表示装置の一例について説明する。第３図は従来の液晶
カラー表示装置のパネル断面の一部を示す図であり、透
明電極３３と３４の間に駆動電圧が印加される。このパ
ネルの一画素の等価回路は第４図に示すものとなる。５
１は電極や端子接続部などの直列抵抗Ｒ８であり、５２
．５３は液晶層の容量ＣＬと抵抗ＲＬであり、７４．７
５は配向層の容ｆｆｉ　ＣＡと抵抗ＲＡであり、７６、
７７はカラーフィルター層の容量Ｃ１と抵抗Ｒ，である
。第５図は液晶カラー表示装置の駆動法を示す結線図で
ある。

次に、この液晶カラー表示パネルの動作について説明す
る。第４図において、角周波数ωの信号に対する全体の
インピーダンスＺｏは（１）弐で表わされ、同じ信号に
対する液晶層のインピーダンスＺ、は（２）式で表わさ
れる。

従って、角周波数ω・実効値■。の駆動電圧を液晶パネ
ルに印加した場合、液晶層４０には（３）弐で示される
実効値■、の電圧が加わることになる。

ＬＶ　Ｌ　＝　□　Ｖ　Ｏｆ３）Ｏ通常、駆動電圧は矩形波であるため周波数成分は１つで
はないが、各周波数成分の重畳により、駆動電圧波形に
応じた電圧が液晶層４０に加わっているわけである。こ
の液晶層に加わっている電圧Ｖ、に応じて液晶分子の配
列状態が変化し、２枚の偏光板４Ｌ　４２によってこの
配列状態の変化がパネルの明暗の変化とされる。一方、
各画素には所定の配列で３色のカラーフィルターＪＷ３
５．３６．３７が設けられており、これら３色の加法混
色を用いることによりフルカラー表示、あるいはマルチ
カラー表示が行なわれる。

また、この液晶表示装置の駆動は次のように行われてい
る。第５図において、走査側駆動部より一本の行に走査
信号が加えられる。この時、走査されている行の画素に
は、その明暗状態に応じて信号側駆動部から所定の信号
が加えられている。

同様に、次々に液晶パネルの行を走査して、表示パター
ンを得るわけである。（例えば、第８会液晶討論会予稿
３Ｗ２０．１３０〜１３１ページ）発明が解決しようと
する問題点しかしながら、上記のような液晶表示装置では、各色の
カラーフィルターのインピーダンスが異なるため（１）
式に示す全体のインピーダンスＺ。が各色によって異な
ったものとなり、同一の駆動電圧を印加した場合には（
３）式で表わされる液晶層に加わる電圧■、が各色によ
り異なったものとなり、結果として色ごとに輝度に差が
生じるという問題点を有していた。また、色ごとの輝度
をそろえるためには、ストライプ状に色画素が配置され
ている場合には信号側駆動部の電位を列によって変える
必要があり、同一の列に複数の色の画素が配置さている
場合には走査される行に応じて信号側駆動部の電位を変
える必要があり、いずれの場合も回路構成が複雑なもの
となるという欠点があった。

さらに、信号側の電位を変えた場合には、少なくとも一
つの色において、オン画素とオフ画素に印加される実効
値電圧の比がマルチプレックス駆動時の最大値をとり得
なくなりコントラストが低下するという欠点もあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、各色相互の特性がよくそ
ろい、良好な表示を行なう液晶カラー表示装置を提供す
るものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために、本発明になる液晶カラー
表示装置は、そのパネル基板において、少なくとも一色
の画素において誘電率の異なる誘電体層を有する構成を
持つものである。

作用本発明は上記の構成によって、各色の画素のインピーダ
ンスをそろえ、液晶層にかがる電圧と印加電圧の比をす
べての色でそろえ、色ごとの駆動電圧補償を不要とする
が、あるいは補償量を小さなものとして、駆動回路の節
易化や、コントラストおよび表示品位の向上をはかるも
のである。

実施例（実施例１）以下、本発明の一実施例の液晶カラー表示装置について
図面を用いながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例になる液晶カラー表示装置
のパネル断面の一部を示す国である。本実施例になる液
晶カラー表示は以下に示すようにして作製された。

まず、パネル基板１，２の上に所望の形状にバターニン
グされた透明電極Ｎ３，４を形成する。

この工程は、小量の酸化スズを含む酸化インジウムの層
を蒸着やスパツクなどの方法を用いて形成し、これをエ
ツチングして行うことができる。次に透明電極層４の上
に、印刷法、電着法、あるいは染色法などにより、赤・
緑・青のカラーフィルター層５，６．７を形成する。以
上のようにして形成されたカラーフィルター層の上に、
スピンコード法、印刷法、蒸着法、スパッタ法などの手
法を用いて第１の誘電体層８、第２の誘電体層９、第３
の誘電体層１０を形成する。

なお、所望のパターンを得るために必要に応じて工・ノ
チングを行なった。次いで、ポリイミドの塗布とラビン
グ法、あるいはＳｉＯなとの耕法蒸着法などの手法を用
いて配向層１１．１２を形成し、さらに、スペーサーの
分散と周辺のシールを行ない、液晶の注入と注入口の封
止、偏光板１４．１５の貼付を行なって、ツイストネマ
ティック型の液晶パネルを作製した。さらに駆動回路を
接続することにより、液晶カラー表示ＷＨが作製される
。

本実施例になる液晶カラー表示装置のパネル部の等価回
路は第２図に示すものとなる。これは第５図に示す等価
回路に比べて、２６．２７に示す誘電体の容量Ｃ９と抵
抗Ｒ９が付加されたものとなっている。角周波数ωの信
号に対する全体のインピーダンスＺ。は（４）式で、同
じ信号に対する液晶層のインピーダンスＺＬは（５）弐
で表わされる。このとき駆動電圧の実効値が■。であっ
たとすると、液晶層には（６）弐で示す実効値■、の電
圧が加わるわけである。なお、誘電体層のない画素につ
い゛ては（４）式で誘電体層のインピーダンスを０とす
ればよい。

ＲＩＩＩ　　　　　　　　慢上に示す（６）式の■、が各色において最適の値となる
ように、第１図の誘電体層８，９．１０の材料を選定し
、膜厚を設定するわけである。この場合に液晶パネルの
透過率と電圧の関係が透過光の波長に若干依存する点も
考慮すれば、なお良好な結果を得ることができる。

第６図に、誘電体層８．９．１０を設けない場合の各色
画素の相対輝度と印加電圧の関係を示す。

色によって大きく特性が異なっており、駆動電圧の補償
が不可避である。第１表に、この場合のしきい値電圧（
相対輝度が１０％変化するのに必要な印加電圧）の値を
カラーフィルター層の特性値とともにまとめる。なお、
カラーフィルター層はポリエステルを主成分とする樹脂
に顔料を分散した場合の一例である。以上の特性を示す
ものに対して、カラーフィルター層５．６．７の上に誘
電体層８，９．１０を設けたところ、第７図に示すよう
に各色画素の特性をそろえることができた。第２表に誘
電体材料とその膜厚・特性値、およびしきい値電圧をま
とめる。色画素のしきい値電圧が従来例に比べてよくそ
ろっており、駆動電圧の補償を行なわない節易な回路構
成でコントラストの高い良好な表示を行うことができた
。誘電体材料や膜厚などの制約によりしきい値電圧に若
干の差が残る場合には、駆動電圧の補償を並用した。

この場合は、従来例に比べて電圧補償量が小さくてすみ
ＯＮ画素とＯＦＦ画素の間の実効値比の最大値からの低
下が少なくなるので、従来例より高いコントラストと良
好な表示を得ることができた。

本実施例においては、カラーフィルター１ｉ５，６゜７
と誘電体層８．９．１０の厚みの和をほぼ等しいものと
しているので、液晶層の厚さを精度よ（作製できるとい
う利点もある。

第　　　１　　　表但し、Ｓは画素の面積（ｍｍ２）第　　　２　　　表但し、Ｓは画素の面積（ＩＩＩｍｚ）但し、Ｓは画素の面積（ｍｍ２）但し、Ｓは画素の面積（ｍｍ”）（実施例２）以下、本発明の別の実施例について図面を用いて説明す
る。ツイストネマティック型液晶パネルの通過率は、液
晶の屈折率異方性と液晶層厚の積△ｎ−ｄに依存してい
るが、その依存性が光の波長により異なることが知られ
ており、カラー表示を行なう場合には色ごとに最適の液
晶層厚は異なったものとなる。本実施例は、第１図に示
すパネル断面図においてカラーフィルター層５．６．７
と誘電体層８，９．１０の厚みの和、および各々の誘電
体層の材ギ４を適切に選定することにより、画素のしき
い値電圧をそろえ、かつ、画素の液晶層厚を色ごとに最
適なものとするものである。

本実施例になる液晶カラー表示装置は、実施例１と同様
にして作製され、その等価回路は実施例１と同じく第２
図で示される。本実施例においても、相対輝度と印加電
圧の関係はすべての色画素でよくそろったものとなった
。第３表に誘電体層８．９．１０の材料、その層厚、特
性値、液晶層厚、およびしきい値電圧を示す。液晶層厚
は、屈折率異方性△ｎが０．１６の液晶を用いたときに
△ｎ−ｄがそれぞれの色で最適なものとなるように設定
した。本実施例においても、前実施例と同様の駆動によ
り良好な表示を得ることができた。なお、液晶層厚を最
適化したため、コントラストは前述の実施例より向上し
たものとなった。

第　　　３　　　表但し、Ｓは画素の面積（ａｍ２）なお、上記の２実施例においてカラーフィルター層５，
６．７とＪ誘電体層８．９．１０の積層用頁を逆にして
も同様の効果を得ることができる。また、色画素の種類
も赤・緑・青の３種類としたが、これは他の色の組み合
わせでもかまわないし、加法混色を行なわない画素形状
の場合にも本発明は全く同様の効果を有する。

さらに、液晶の動作モードも上記実施例のツイストネマ
ティック型に限られるものではなく、ゲストホスト型や
スーパーツイスト複屈折型やホワイトテーラ−型などの
印加電圧により光学特性を制御するモードに本発明は適
用される。また、各画素にダイオード型の２端子スイツ
チング素子、あるいは薄膜トランジスタなどの３端子ス
イツチング素子を備えた液晶カラー表示装置に本発明を
適用して色画素のしきい値電圧をそろえることは、絶大
な効果をもたらすものである。

発明の効果以上に述べてきたように、本発明になる液晶カラー表示
装置は、少なくとも一色の画素において誘電率の異なる
誘電体層を有する構成のパネル基板を用いることにより
、色ごとの駆動電圧補償を風にするか、あるいはその補
（、Ｗｆｆｉを小さなものとして、駆動回路の簡易化や
、コントラストおよび表示品位の向上という効果が得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明の一実施例におけるパネルの一部を示す断
面図、第２図は本発明になる液晶カラー表示装置の一画
素の等価回路図、第３図は従来例におけるパネルの一部
を示す断面図、第４図は従来例の一画素の等価回路回、
第５図は液晶カラー表示装置の駆動法を示す結線図、第
６図は従来例における相対輝度と印加電圧の関係を示す
特性図第７図は本発明の一実施例における相対輝度と印
加電圧の関係を示す特性図である。１．２・・・・・・パネル基板、３，４・・・・・・透
明電穫層５．６．７・・・・・・カラーフィルター層、
８・・・・・・誘電体層Ｉ、９・・・・・・誘電体層■
、１０・・・・・・誘電体層■、１１、１２・・・・・
・配向層、１３・・・・・・液晶層、！４．１５・・・
・・・偏光板。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名／、２−−
−パネル基板３、４−ｍ−透明電極層５．６．７−−−刀ラーフイルｙ−７習第２図？／第３図第　４　図第　５Ｕ／１第６図印　力■　局ζｌ已　　（Ｖ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明電極層と、カラーフィルター層と、少なくと
も一色の画素において誘電率の異なる誘電体層とを有す
るパネル基板を用いたことを特徴とする液晶カラー表示
装置。
（２）パネル基板上に、透明電極層と、カラーフィルタ
ー層と、誘電体層とが、この順で積層されている特許請
求の範囲第（１）項記載の液晶カラー表示装置。
（３）パネル基板上に、透明電極層と、誘電体層と、カ
ラーフィルター層とが、この順で積層されている特許請
求の範囲第（１）項記載の液晶カラー表示装置。