JPS6348521A

JPS6348521A - 液晶カラ−表示装置

Info

Publication number: JPS6348521A
Application number: JP61193224A
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４図は従来の液晶
カラニ表示装置のパネル断面の一部を示す図であり、透
明電極５３と５４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５図に示すものとなる。７
１は電極や端子接続部などの直列抵抗Ｒ８であり、７２
．７３は液晶層の容量ＣＬと抵抗ＲＬであり、７４＋　
７５は配向層の容量Ｃ０と抵抗ＲＡであり、７６、７７
はカラーフィルター層の容量ＣＦと抵抗ＲＦである。第
６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５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Ｚ。は（１）弐で表され、同じ信号に対
する液晶層のインピーダンスＺＬ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６０には（３）式で示される
実効値ＶＬの電圧が加わることになる。

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６０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■、に応じて液晶分子の配
列状態が変化し、２枚の偏光板６Ｌ　６１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層５５
＋　５６＋　５７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６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回液晶討論会予稿
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（１１
弐に示す全体のインピーダンスＺ０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）弐で表わされる液晶層に加わる電圧■１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れてい
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、液晶層にが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
か、あるいは補償量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をはかるも
のである。

実施例以下、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。

（実施例１）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図である。本実施例は、光学
的しきい値電圧の冑い色画素には誘電体層を形成せず、
低い光学的しきい値電圧を持つ色画素に誘電体層８．９
を形成したものである。

まず、パネル基板１，２の上に所望の形状にパターニン
グされた透明電極層３，４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暦
を蒸着やスバフタ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
法を用いて誘電体層８．９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エツチングを行なった
。次いで、ポリイミドの塗布とラビング法、あるいはＳ
ｉＣなどの斜方蒸着法などの手法を用いて配向層１０．
１１を形成し、さろに、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１２．
１３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、液晶カラー表示装置が作製される。

本実施例になる液晶カラー表示装置のバ♀ル部の等価回
路は第３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、４６．４７に示す誘電体層の容量ＣＤ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）弐で、
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Ｖ。であ
ったとするとと、液晶層には（６）式で示す実効値■、
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。

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の厚さを変えた構成と
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７図に、誘電体層８，９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、赤色
画素に比べてしきい値電圧の低い緑色画素と青色画素の
カラーフィルター層６．７の上に誘電体層８，９に設け
たところ、各色画素の特性がよくそろい、良好な表示を
行なうことができた。第８図に各色画素の相対輝度と印
加電圧の関係を示し、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。なお、赤色画
素はその上に誘電体層がないので第１表とほぼ等しい特
性を示す。本実施例においては、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
行なわない簡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○ＦＦ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。

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（ｍｍ２）但し、Ｓは画素の面積（ｍｍ２）また、より簡易に表示の改善を行う手段として、大きく
しきい値電圧の異なる緑色画素にのみ；誘電体層を付加
した構成の液晶カラー表示装置の作製も行ない、良好な
結果を得た。

なお、上記の実施例におていカラーフィルター層６，７
と誘電体層８，９の積層順を逆にしても、その効果は何
ら変わるところはなかった。

（実施例２）第２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図である。本実施例は、すべ
ての色の画素に誘電体層２８．２９゜３０を形成したも
のである。本実施例は、配向層３２が同一材料の層上に
ある構成をとるので、実施例１に比べてその形成が容易
であるという特長を存している。

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、その等何回路は実施例１と同じ（第
３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２８．２９．３０の材料とその膜
厚、特性値、およびしきい値電圧を示す。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。

第　　　３　　　表但し、Ｓは画素の面積（ｍｍ”）但し、Ｓは画素の面積（ｍｍ２）但し、Ｓは画素の面積（ｍｍｚ）本実施例においてカラーフィルター層２５．２６゜２７
と誘電体Ｎ２８．２９．３０の積層順を逆にしても同（
笈の効果を得ることができる。

なお、上記の２実施例においては色画素の種類を赤・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。また、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
償を不要にするか、あるいはその補償量を小さなものと
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図は本発明の一実Ｉｉト例におけるパネルの−部を
示す断面図、第２図は本発明の他の実施例におけるパネ
ルの一部を示す断面図、第３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４図は従来例にお
けるパネルの一部を示す断面図、第５図は従来例の一画
素の等価回路図、第６図は液晶カラー表示装置の駆動法
を示す結線図、第７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８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
明電極層、５．６．７・・・・・・カラーフィルター層
、８，９・・・・・・誘電体層、１０．１１・・・・・
・配向層、１２・・・・・・液晶層、１３・・・・・・
偏光板。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名５、乙２７
−−−カラーフイルｙ−７１８、９−８ｌ　１本ノ■ 第１図２／、　２２−−−パネル基板第　２　図第３図第４図第５図第６７第７図ｐｐ　　カキ　膚ｊＦｃ（１，／）第８図叩加１臥す

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を有し、か
つ、少なくとも一色の画素に誘電体層を有するパネル基
板を用いて各色画素のしきい値電圧をそろえたことを特
徴とする液晶カラー表示装置。
（２）誘電体層が、配向層と異なったものである特許請
求の範囲第（１）項記載の液晶カラー表示装置。
（３）少なくとも一色の画素において、誘電体層の厚み
が異なっ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。
（４）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。
（５）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。