JPH02118520A

JPH02118520A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH02118520A
Application number: JP1253199A
Authority: JP
Inventors: Shinji Morozumi; 両角　伸治
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1990-05-02

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】本発明は、カラー画像表示、カラーグラフィック表示に
適したカラー液晶表示体に関するものである。

従来液晶表示体の多色カラー表示化は、次の点で実現が
不可能であった。

１つは液晶パネル自体の構成ドツト数、又はライン数が
上げられなかった。通常行なわれているダイナミック駆
動は１／１６デユーテイが限界であり、せいぜい１６ラ
インを実現することがせい一杯である。一方カラー表示
はその性質１少なくとも１００ラインないと、意味がな
く、このためには１／１００デユーテイでの液晶駆動が
実現しなければならない。

２つには、液晶の多色カラー表示手段自体値れたものが
なかった。ゲスト・ホスト液晶の妬くの色素を混入させ
て発色させる方式があるが、これは一つの基板内に多色
を発生させることは非常にむずかしい。又何色かのパネ
ルを重ね合わせる方法があるが、これは構成上高価なも
のになるし、又何層にもなり彩やかな色を出すこと自体
不可能である。

以上のような理由で液晶の多色カラー表示パネルは実現
がむずかしかった。

従って本発明の目的は以上の欠点を改善することにより
容易に多色カラー表示パネルを実現する手段を提供する
ことにある。

本発明はデユーティを」二げろ手段として、３つの方式
を採用する。１つは従来にない高デユーティ即ち１／６
０〜１／２００のダイナミック駆動方式であり、それは
液晶材料の改善のみならず、液晶パネルの高度な組立技
術により実現される。

１つにはパネルの電極間ギャップを従来の１０μｍから
５〜７７ｒｍになるようにコントロールされたものであ
る。トランジスタスイッチングによるアクティブ・７ト
リツクスが１つであり、ＭｉＭ素子、ダイオード等の非
線形素子を用いた方式が３つ目である。又、カラー化技
術として、モザイク状、又はストライブ状のカラーフィ
ルタを有するドツトをネガタイプの液晶マイクロシャッ
タにより開閉して多色化する方式により、あざやかなカ
ラー画像や、カラーグラフィックの液晶表示体を実現す
るものである。

第１図は本発明の基本的な構成例である。まずガラス基
板１上にカラーフィルタを形成する。例えば赤フィルタ
８と緑フィルタ９と青フィルタ１０がモザイク状又はス
トライブ状に形成されている。この上部に５ｉ０２等の
保護膜６を形成してその上部に液晶駆動電極となるｉｆ
ｆｆｆ極電極５成する。この保護膜は省略できる場合も
ある。反対側の対向電極はガラス基板２上に、アクティ
ブマトリックス用のスイッチング素子や、非線形素子の
配列されている素子層３（図面は簡略化して示している
）を形成し、その−上部に、カラーフィルタの各ドツト
に対応した透明駆動電極層４を形成する。次にこの２つ
のガラス基板１．２を向い合わせて、周辺をシールして
液晶７を封入する。この表示パネルを透過型で用いる場
合はガラス基板１の下に偏光板を介して下方から光を導
入する。各色のフィルタ部８，９．１０に対応した駆動
電極４が開閉し、所定の色に応じた波長の光を透過させ
る。この結果液晶の黒色を呈する部分（液晶がＯＦＦし
ている部分）は光が透過せず又液晶が透明となった部分
（ＯＮしている部分）に対応する光フィルタにあった波
長の光が透過し、三原色の組み合せにより、グラフィッ
ク表示として７色が表示できる。又液晶の駆動を完全に
０Ｎ−ＯＦＦでなく、中間調、即ち液晶体が半透明にな
る状態をコントロールして階調表示機能を付加すると、
全ての色が、様々な輝度で実現でき、カラー画像表示を
実現できる。

以上が本発明の１つの例であるが、各部の構造を説明す
る。

第２図は光カラーフィルタの構成例を示す、３！ｉ明ガ
ラス基板２０」−にポリビニールアルコールやゼラチン
等の水溶性有機樹脂層を形成し、この上に所定のフィル
タ配列になるようなパターンに赤、青、緑の色素を印刷
して、前記有機樹脂層に染色させる。この結果液晶のシ
ャッタ部分に対応して赤部２２、前部２３、縁部２４の
各色フィルタが形成されると同時に、透過光に対するフ
ィルタの境界での色のにじみを防止する意味で、各色フ
ィルタの境界は黒色の色糸により染色し、黒色枠２１を
形成する。この黒色枠２１は、ゼラチン等の被染色層が
エツチングオフしていれば不要である。

又ネガタイプの液晶の場合色素の横方向の染色度が強い
場合、この黒色枠２１は黒色素でなく、染色を防止する
物質を混入させることもできる。更に上部に透明保護波
膜２５をつけて、その上に液晶駆動電極となるｊ、ｑ電
封、透明１模２６を形成し、必要なパターンにフォトエ
ツチングして下方電極ができ上がる。又透明＋１Ｑ　２
６を保護膜２５を介さずに直接つけても、透明膜２６が
保護膜を兼用できることもある。

又フィルタに用いる色素が透明性導電膜の形成時に退色
したり、ダメージを受ける場合もある。

この時は第３図の如くガラス基板３０上のフィルタ膜３
１に保護膜３４をつける。又薄板ガラスかプラスチック
フィルム３２上に別にｊ１明３＃電膜３３を形成し、ガ
ラス基板３０と接首してもよい。

第４図は本発明に用いる上方基板に作成するアクティブ
マトリックスの１”）　造例である。この方式の特徴は
駆動デユーティが１００以上は簡ｍに達成できることと
、階調表示が簡１Ｆに達成できることにある。この例は
パイレックスや石英等の比較的融点の高い透明ガラス基
板上にＳｉの薄膜トランジスタを作成するものであり、
通常のＳｉ単結晶ウェハ上のアクティブマトリックスに
比し透明性基板上に比較的簡単に構成できることが特徴
である。第４図（イ）は７１−リツクスの１画素（１ド
ツト）のセル４１をしめす平面図である。ゲートライン
（Ｙ選択線）４４はトランジスタ４９のゲートに、デー
タ線（Ｘライン）４３はコンタクトホール４７を介して
トランジスタ４９のソースに、又液晶駆動電極４２はコ
ンタクトホール４６を介してトランジスタ４７のドレイ
ンに接続されている。又グランドライン４５は液晶駆動
電極４２との間で電荷保持用の容量４８を構成する。第
４図（ロ）はこのセル４１の等価回路であり、トランジ
スタ４９が○Ｎした時、データ線４３を介して入力され
た電圧が、電荷保持容！４８又は液晶駆動電極４２と対
向電極間の容量により電荷として保持される。従ってＩ
・ランジスタや液晶のリーク電流が少ないので、かなり
長い間電荷が保持されるので原理的にデユーティは（保
持時間）／（電荷の書き込みに必要な時間）となり実際
には１００００以」二となる。又液晶駆動電極の面積が
大きいと保持容■４８は不ツとなる。第４図（ハ）は（
イ）におけるＡ−Ｂ間の断面図である。透明基板４０上
にチャネルとなる第１層目のＳｉ薄膜を減圧ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法等により形成し、パターニングの後に
表面にＳｉ層を酸化した酸化膜を形成しその後第２層目
のＳｉ層を形成しゲートライン、ＧＮＤラインのパター
ニングをして、前記パターンをマスクに更に酸化膜をエ
ツチングして、ゲート絶縁膜５１、ゲート電極５０をな
す。　その後ゲート電極５０をマスクに全体にＰイオン
を打込みＮ型層を形成し、　トランジスタのソース５３
、チャネル５５、　ドレイン５４ができる。その後酸化
膜５２を形成し、コンタクトホールをあけてから透明導
電性膜をつけて、パターニングして、データ線４３と駆
動電極４２が形成される。この結果液晶駆動電極が光シ
ャッタの役割をし、この電極位置に対応するフィルタの
色が透過したり、遮ぎられたりする。又データ線に入力
する電圧のレベルにより、液晶の光の透過率を連続的に
変化させられるので、いわゆる階調表示が可能になり、
３原色に爪みをつけて加色混合できるので、全ての色を
再現できるという大きな利点がある。又駆動デユーティ
は点順次方式でも可能な位に非常に高くできるので、５
００Ｘ５００のドツトによる完全カラー画像が実現でき
る。

本発明における液晶の駆動デユーティを改善する手段と
して、更に非線形素子を介して液晶を駆動することにあ
る。第５図、第６図は非線形素子の構成例である。

第５図は金属−絶縁物−金属（ＭＩＭ）素子の構成例で
ある。７トリツクスセル６１はＸ駆動ライン５８からＭ
ＩＭ素子６２を介して駆動電極５７を駆動する構成であ
る。　（ロ）は（イ）の断面であり例えばＴａ１ｌｉを
スパッタ後バターニングしてＴａ膜５８を形成し、その
表面を３００Ａ〜５００Ａ陽極酸化する。その後上部電
極となるＴａ膜をスパッタ後バターニングしてＴａ層６
０を形成、更に透明駆動？ｌ！極５７を形成する。

第６図は２つのダイオードを向い合わせて直列に接続し
た例であり、Ｘ駆動ライン６６よりＮ（Ｐ）聖域６７、
Ｐ（Ｎ）聖域６８．Ｎ（Ｐ）聖域６９を介して液晶駆動
電極６５に接続される。　（ロ）は（イ）の断面図であ
り、透明基板６３上にＳｉ層の島を形成後イオン打込み
によりＮ型（Ｐ）、域６７．６９とｐ４ｇ（Ｎ）域６８
を形成し更に透明導電性膜を形成し、Ｘ駆動ライン６６
と液晶駆動型４．Ｊｉ６５をなす。

このようにして形成された非線形素子は第７図に示すよ
うなＶ−Ｉ特性となり、ある電圧から急に電流が増加す
る。この非線形素子を介して？ＩＪｊ品のセルを駆動す
ると第８図の如くの等価回路となる。非線形素子８０は
非線形抵抗ＲＭと容ｌｉｔ　ＣＭで又液晶８１は等価抵
抗ＲＬと容量ＣＬにより表現できる。液晶を点灯させる
時はＶＴＲより高い電圧を印加するとＲＭは低抵抗とな
りＶＭはほとんどＶＤと等しくなり、印加された電圧は
殆んど液晶にかかる。その後電圧がＶＴＲより下がると
ＲＭは非常に高くなり、ＶＭは容ｆｆ１ｃＬにより位加
されたＯＮ電圧が保持されてＣＬとＲＬの時定数で放電
する。又液晶非点灯時はＶＴＨ以下の電位しかかからな
いのでＶＭはほとんど０位置となる。従って第４図のア
クティブ・マトリックス同様に点灯させる電圧がＶＭと
して容ｒｉｌｃＬに保持されるのでデユーティを大きく
することができる。

この場合も同様に第５図５７、第６図６５の液晶駆動電
極が、カラーフィルタに対応して、光に対するシャッタ
の役割をする。又この非線形素子の特徴は構造が簡Ｉ１
１なことにあり、駆動の方法は従来の単純な１／８や１
／１６のダイナミック駆動方式と同じでよい。又この方
式はグラフィック表示に適しているが、階調表示も可能
である。１つはアクティブマトリックス同様にＸライン
から印加する電圧レベルを連続的になるように設定する
方法であり、もう１つは時間的に分割して駆動する方式
である。

階調表示のための駆動方式は大きく分けて２つある。１
つは薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用いたアクティブ・
マトリックスで行なう方式であり第４図で言えばデータ
線りに階調、即ちコントラストに対応した電圧を印加す
ることにより連続階調をｆｒＩるものである。この階調
に対応した電圧信号は画像信号をサンプル／ホールドす
ることにより得られ、点順次方式である。もう１つの方
式は高デユーテイ比のダイナミック駆動に用いられる方
式であり、階調を駆動パルスの幅で得るものであり、−
選択期間を例えば１６期間に分割し、１期間を１階調と
すると、１６６階調得られる。このパルス幅変調方式は
線順次駆動方式である。本発明に用いるともう１つの液
晶パネル即ち非線形素子を用いた場合は、線順次駆動と
点順次の２つの方式で駆動することができる。この駆動
方式については改めて説明する。

本発明に使用されるスイッチング素子や非線形素子はガ
ラス基板上に！Ｍ成されて、上部の液晶駆動電極となり
、又フィルタが構成されたもう一方のガラス基板は下部
の液晶駆動電極を構成する。

これは第２図の々ｕく、フィルタ上に直接素子を形成す
ることは、フィルタの特性を劣化させるのみでなく、歩
留りを低下させる要因となるからである。これを逃れる
ためには、第３図の如く電極ガラス３２上に素子を４１
１１成して、下のフィルタ部と接着して下方電極となす
方法と、ガラス基板上に先にスイッチング素子又は非線
形素子を構成してその後にフィルタ層を形成する方法が
ある。

第９図は本発明の表示パネルの構成例である。

（イ）は断面図であり上方電極としてガラス基板９０上
にスイッチング素子又は非線形素子を構成し駆動電極９
７を形成する。又下方電極としてガラス基板９１」二に
カラーフィルタ９２．　９３．　９４を柊成し保護膜９
５を介して液晶駆動電極９６を形成する。その後この２
枚のガラス基板９０゜９１で液晶層９８をサンドイッチ
して、更に上方又は下方に偏光板９９を装着し、光を上
方又は下方より照射する。この１１乳　　問題となるの
はフィルタとフィルタ、又は駆動電極と駆動電極のすき
間であり、この部分に光がまわり込むときれいな色の再
現性が乏しくなる。例えば光が下方から透過する場合も
し液晶シャッタが閉じている時フィルタのすき間を通過
した光が、駆動電極のすき間からもれてくる。これを防
ぐ１つの手段はネガ型の液晶（電圧が印加されていない
面光がｉｆｆ遇しないタイプ）を用いることであるｅ　
　ｆｊｃってこの方法では駆動電極９７のすき間は常に
光が遮断されることになる。もう１つの手段は第２図に
示したようにフィルタのすき間に黒色枠を設けることで
ある。

又両省を並用すると更に効果は倍増される。光のにじみ
はシャッタが開いて、光が通過する時に生じる。これは
例えば赤フィルタ９２」二のシャッタのみ開いている時
、その両側にある青フィルタ９４と緑フィルタ９３のは
じの光がまわり込んで赤フイルタ上のシャッタからもれ
ることにあり、やはり色の再現性を低下させる。これを
防止するためには液晶の実効シャッタ部より色フィルタ
を大きく形成することがよい。例えば第９図（ロ）に示
すようなモザイク状のフィルタに対し、例えばアクティ
ブマトリックスの駆動電極９７を小さくしておく。又（
ハ）の如く非線形素子の例では下方の液晶駆動電極９６
と−に方の液晶駆動電極９７の交叉部が実効シャッタ部
となるが、この実効シャッタ部の大きさをストライプ型
の色フィルタより小さくしておく。

これはモザイク状のフィルタでも同じである。

このようなカラー液晶表示体の表示方式としては、液晶
のシャッタの開いている時と閉じている時の透過率の比
が大きい１１が要求される。通常のＴＮ表示体の場合は
表示パネルの」二下に偏光板を２枚配列し、ポジ型にな
るように偏光面をあわせる。この場合のシャッタの透過
率比は、２枚の偏光板の偏光方向が平行の時と垂直時と
の比になり偏光板により決定される。実際にはこの偏光
板ではこの比が１０〜５０８！度である。あるいはゲー
ト・ホスト液晶を用いると偏光板は一枚でよいので、ま
ずＴＮ液晶に対し明るさが２倍になると同時に、透過率
比が液晶月料によって決められるので、大きくとれる０
例えば黒色の色素を含むゲスト・ホスト液晶は、通常光
をよく遮断し、又電圧が印加された時はかなり透明とな
り透過率比は５０を越える。更にゲスト・ホスト液晶は
ネガ型に対しポジ型の方が安定性、信頼性に優れており
、又駆動電圧も低く、同時に本発明に必要な透過率比も
ポジ型の方がよい。一方前述のように光のまわり込み、
にじみ、もれをなくすのはポジ型液晶の方がよく、この
点ゲスト・ホストのポジ型液晶は本発明のカラー表示用
に最適である。特に色素が黒いパネルは三原色の再現性
では最も優れている。

第１０図は点順次方式による本発明のカラー液晶表示体
のフィルタの配列及びその駆動方法の一例を示す、三原
色フィルタ１０６はＹ方向にストライブ状に配列されて
おり、又フィルタ側の駆動電極はフィルタと同方向にラ
イン状もしくはべたに存在する。又上部電極１０５はＸ
方向に画素ごとに区切れて（図面は簡略化してつなげで
ある）存在する。シフトレジスタ１０１はクロック人力
φ５によりＳｌからＳ。を出力し、　トランジスタ１０
４を順次ＯＮさせてビデオ信号ＶＳをＸ１〜Ｘ０に順次
送り込む点順次方式である。又シフトレジスタ１０２は
Ｙ１〜Ｙ、をクロックφ４により順次選択してゆく、３
つの色信号ＶＳＲ，ＶＳＢ、ＶＳＧはクロックφ１〜φ
３によりＹの１ライン毎に切換えられてゆき、φ電、φ
？、φ３はφ４と同じパルス幅で、パルス周期はφ４の
３倍である。この方式の特徴はカラーフィルタがＹ方向
のストライブになっており色信号の切換え周波数が遅く
もよいのでＹ方向のライン数を大きくでき、表示分解能
がよく、良質のカラー画像が再生できることにある。

第１１図は第１０図と同じく点順次方式Ｘ方向にストラ
イブ状のカラーフィルタ１１６を配列した例であり、横
方向のライン数を大きくとるのに役立つと共に、ドツト
が正方形に近いサイズとなり画像が自然な感じとなる。

シフトレジスタ１１２はＹ１〜Ｙ、の信号により駆動電
極１１５を順次選択してゆく。駆動電極１１５のいずれ
か１つが選択されている間にシフトレジスタ１１１はフ
ィルタＲＲ，Ｇ、　　Ｂを１単位として順次選択する。

更にＲ，Ｇ、　　Ｂ選択クロック人力、φ２．φ３はク
ロックφ５を更に３相に分割した信号であり、この選択
クロックに同期して各色信号ＶＳＲ，ＶＳＧ、ＶＳＢが
１つづつ選択されてＸ駆動ラインに導びかれる。この方
式ではビデオシグナルラインを各色に応じて３倍号並列
でサンプルホールドスイッチ１１３に接続するので、シ
フトレジスタ１１１の転送りロックφ５の周波数は同一
のドツト数に対して１／３の周波数でよく、シフトレジ
スタの消費電力を低減できると共にシフトレジスタの動
作スピードの令裕のある範囲内で使えるというメリット
がある。

第１２図はカラーフィルタの各色Ｒ，Ｇ、　　Ｅをモザ
イク配置した例であり、各画素にはＲ，Ｇ。

Ｂの３色が割り当てられており、この例では左下がりパ
ターンとなるように一列毎にＲ，Ｇ、　　Ｂが１ピツチ
づつ左へずれてゆく形式をとっている。

ここに示す各画素は例えば第４図〜第８図に示すように
ガラス面上にＸ、Ｙラインの配線により駆動される。Ｙ
側のシフトレジスタ１２２はクロックＹＣＬによりＹラ
インＹ１〜Ｙ、を順次選択する信号を出力する。一方Ｘ
側のシフトレジスタ１２１はＹ側の１ラインの選択期間
内に８１〜Ｓｏを順吹出力することによりサンプルホー
ルドトランジスタ１２３のゲートをＯＮさせてビデオ信
号ＶＳの出力をＸラインＸ１〜Ｘｎ上に順次サンプルホ
ールドする。こうして各画素にはビデオ信号が伝達され
て、画像が形成される。ビデオ信号Ｖｓはもとの各色の
信号ＶＳＲ，ＶＳＢ、ＶＳＧをクロックφ１〜φ３によ
り１マルチプレツクスしているので、このクロックφ１
〜φ３と画素に配置されているカラーフィルタの色とが
常に対応している必要がある０例えばＹ１ラインが選択
されている時Ｓ１の信号はφ１と同時に出力されるが、
Ｙ２ラインの選択時はφ２と同時にしないといけない。

これはＲの画素には１２ＶＳＨの、Ｇの画素にはＶＳＧ
のビデオ信号のデータを用いるためである。第１３図は
この動作を示しており、色信号のマルチプレックスクロ
ックφ１〜φ３が１ライン毎に位相をずらす回路がいる
。第１４図はこの位相をずらすための具体的回路例であ
り、第１５図はこの動作波形である。１／３分周器１４
３は垂直同期信号Ｖによりリセットされ、クロックＹｅ
Ｌにより、Ｑ。

Ｑ２を出力する。１／３分周器１４２はＸラインクロッ
クＸＣＬにより１／３分周器を行うが、水平同期信号の
入力のたびにＱ、Ｑ２の値をカウンタにロード（プリセ
ット）するので、Ｑｓ、　　Ｑ４の出力はＹＣＬの１ク
ロツク毎に位相がずれてゆき、この結果第１２図の回路
で各色のビデオ信号が、各Ｒ，Ｇ、　　Ｈの画素に正し
く印加できる。

第１６図はフィルタをモザイク状に配置した例である。

赤フィルタ１６１、緑フィルタ１６２、青フィルタ１６
３に対し更に白フィルタ１６４を加えて、　１ブロツク
とし、これをマトリック状にリピートして構成する。こ
の白部はフィルタに対する光の透過率が低い時に、３つ
のフィルタを全て光が通過した状態、即ち白色がきれい
に出ない。

これを解決するために、更に透明な部分を白フィルタと
して形成して、映像信号の輝度信号ＶＳＷで制御すると
、明度が向上して、白色の再現性もよく、全体の明度が
改善される。この場合の駆動方式はＸ方向はフィルタブ
ロック単位で、シフトレジスタにより選択され第１１図
と同様に動作する。又Ｙ方向はシフトレジスタ１６６に
より選択され、クロックφ３に同期した半分の周波数φ
１とφ２によりＶＳＲとＶＳＢ、ＶＳＧとＶＳＷが交互
に接続される。

第１７図は階調を得るのに電圧振幅にて行なう前述の方
式を詳しく説明したものであり、　（イ）に示すビデオ
信号ｖＳをクロックφ６によりサンプルボールドしてＸ
ラインに印加する。一方液晶の性質として印加電圧−コ
ントラストＣのカーブは（ロ）のようになっているので
ΔＶの範囲で用いると階調性のある駆動ができる。当然
γ補正や、液晶材に合わせた信号の電圧補正をやれば更
によい階調が再現できる。

ここに示した電圧レベルにより階調を得る方式は主に薄
膜トランジスタや非線形素子を用いたマトリックスの駆
動方式に適応されるが、一方駆動時間即ちパルス幅変調
方式は高デユーテイマルチプレックス方式や、非線形素
子を用いたマトリックスの駆動に用いられる。

第１８図はパルス幅変調方式による、カラー画像表示パ
ネルの構成で、第１９図にその動作波形を示す。カラー
フィルタ１８６はモザイク状に右下がりパターンで配置
されている。駆動？Ｉ！極は例えば高デユーテイマルチ
プレックス方式であれば下ガラス基板にＸライン、上ガ
ラス基板にＹラインというように第９図（ハ）に酷似し
たように配置されており、カラーフィルタはＸ又はＹど
ちらかの電極側に存在する。各色のビデオ信号Ｖ　Ｓ　
Ｒ。

ＶＳＧ、ＶＳＢは第１２図と同じ役割をするクロックφ
１〜φ３によりマルチプレックスされて、４ビツトのＡ
／Ｄ変換器１８７に入力され、その変換出力Ｄ＠〜Ｄ３
はＹ側の一選択期間中にシフトレジスタ１８０により転
送され、ラッチ１８１にラッチパルスＬＰにより取り込
まれる。そしてこの４ビツトのデータは、タイムベース
ＴＢｏ〜ＴＢ３を選択し信号に応じたパルスを形成し、
　ドライバ１８３によりＸラインＸ１〜Ｘｎに出力され
る。

一方Ｙ側はシフトレジスタ１８４により１ラインを順次
選択し、　ドライバ１８５により選択信号を出力する。

第１９図において１フレームは正のＡフィールドと負の
Ｂフィールドによりなり、１選択期間ＴＳＥＬ内に駆動
パルスの幅が選ばれる。

例えば階調０の時はＸｉ　（０）、階調７の時はＸｌ（
７）、１５の時はＸｌ（１５）のようになる。

高デユーテイマルチプレックス方式や非線形素子を用い
たマトリックス駆動方式ではＹ側のラインは、駆動電極
が各ライン分離されて形成されるが、薄膜トランジスタ
（ＴＰＴ）を用いたマトリックス駆動方式ではＹ選択線
もＸ側と同一基板上に形成され、従って反対側の液晶駆
動電極はＩＴＯ、ネサ膜等の透明駆動電極膜は全面にベ
タ状に存在する。従ってＴＰＴパネルを第９図の如く構
成するとカラーフィルタ層の上をすき間なく全面を透明
膜が覆う。この結果カラーフィルタの染色層と液晶層が
インタラクションして、両者の信頼性を低下させること
がない。

この透明膜が両者を完全に互いに遮蔽しあうからであり
、これはＴＰＴパネルにとって、カラーフィルタ層上に
透明導電膜をパシベーション膜を兼ねて形成することは
大きなメリットである。

実際のカラー表示においては分解能が大きな問題となる
ことがあるが、カラーフィルタをモザイク配置してかつ
分解能を改傅する手段について述べる。

第２０図は本発明の画素配列を示す基本概念図である。

　（イ）はＸ方向に一段おきに半ピツチずらす方法であ
り、　（ロ）はＹ方向に一段おきに半ピツチずらす方法
である。この配列の画素は斜め方向に分解能が向上する
のでモノクロであってもグラフィックにおいて斜線が不
自然にならず、最も少ない画素でもかなり視覚分解能が
得られる。

又マルチカラーにする時、Ｒ，Ｇ、　　Ｈのカラーフィ
ルタを平面配置することを考えると、Ｒ，Ｇ。

Ｂが三角形の各頂点において繰り返し配置になるのでカ
ラーグラフィックでも、少ない画素で結槽満゛足しうる
分解能を実現できる。

第２１図は本発明のマルチプレックス駆動法における応
用例である。第２０図（イ）の配列のためにＸ電極を一
段おきに半ピツチづつずらしながら配線してゆく。ここ
でＸ電極、Ｙ電極は通常は透明導電性電極からなり、必
要ならば配線抵抗を下げるため金属薄膜による微少幅の
配線材が配置されることもある。

第２２図（イ）はＴＰＴを用いた本発明による分解能を
向上するための配列方法である。データ線２１３〜２１
５、ゲート線２１０〜２１２により構成され、奇数列目
はトランジスタ２１６と画素電極２１７の如く通常の配
置となるが、偶数列目はデータ線２１４に対し、　トラ
ンジスタ２１９゜２２２、画素電極２２１，２２３の如
く並列配置をして、実質的に半ピツチずらす。この例は
データ線２１３〜２１５の配線材と駆動電極２１７゜２
２０．２２１，２２３が同一層、又は同一層上に形成さ
れている時であるが、もしデータ線と駆動電極が重なっ
ても差し支えない構造の時は第２２図（ロ）の知＜トラ
ンジスタ２２５をシングルとして半ピツチずらすのに、
画素電極２２４をそのままずらすこともある。

第２３図はＴＰＴを用いた本発明の他の具体例であり、
データ線２３０〜２３２をジグザグにして半ピツチずら
す方法である。この方法は半ピツチずらした所とずらさ
ない所との画素構成が全く同一になり、半ピツチずらし
た不自然さが解消されることにある。

第２４図はゲート線２６３〜２６５をジグザグにして、
半ピツチ駆動電極をずらせる方法である。

第２５図はＴＰＴを用いた更に他の配置例である。ドラ
イバ２７０〜２７３はデータ線２７７゜２７９．２８１
，２８３に直接つながれており、又データ線２７８，２
８０，２８２はスイッチ２７４〜２７６により、Ｙ側ス
キャンの１ライン毎に右か左に交互に接続される。例え
ばゲート線２８４がＴＰＴをＯＮさせ、スイッチ２７４
〜２７６は左へ倒れている時画素２８９と２９０，２９
１と２９２が夫々でペアで同一のデータが書き込まれる
。次にゲート線２８４がＴＰＴをＯＦＦさせ、ゲート線
２８５がＴＰＴをＯＮさせ、スイッチ２７４〜２７６が
右へ倒れると画素２９４と２９５．２９６と２９７，２
９８と２９９が夫々ベアで同一のデータが書き込まれ、
第２０図（イ）の方式が実現できる。

第２６図はデータ線（Ｘライン）３１１，３１２．３１
３がジグザグに配線されていることによりやはり第２０
図（イ）の構成となる。

以上のに口く、本発明の液晶表示装置は一対の基板間に
挟持されてなる液晶層、該基板の一方の基板上に形成さ
れた複数の画素電極、該基板の他方の基板上に形成され
た複数のカラーフィルタ及び対向電極を有してなる液晶
表示装置において、該画素電極の大きさが該カラーフィ
ルタの大きさよりも小さく、かつ該画素′ｒｉ極と該カ
ラーフィルタは対向して配置されてなることにより、対
向して配置された画素電極とカラーフィルタのそれぞれ
が、対向しない隣りの画素電極もしくは対向しない隣り
のカラーフィルタと重なり合うことがなくなり、カラー
フィルタ間の色調のにじみが全くない、鮮明な、コント
ラストの優れた液晶表示装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成例を示す図。１．２・・・基板３・・・素子部４．５・・・液晶駆動電極６・・・保護膜７・・・液晶体８、　９．　１０・・・カラーフィルタ第２図、第３図
は本発明に用いるカラーフィルタの構成例を示す図。２０．３０・・・基板２１・・・黒色枠２２．２３，２４．３１・・・フィルタ部２５．３４・
・・保護膜２６．３３・・・透明導電性膜３２・・・薄い基板第４図（イ）、　（ロ）、（ハ）は本発明に用いるアク
ティブマトリックス基板の構成例を示す図。４９・・・Ｓｉ薄膜トランジスタ第５図（イ）、　（ロ）、第６図（イ）、　（ロ）は本
発明に用いる非線形素子の実例図。６２・・・ＭＩＭ素子の駆動等価回路図。第９図くイ）、　（ロ）、　（ハ）は本発明のカラー表
示装置の構成例を示す図。９　飢　　　９１　・・・　基１反９２、　９３．　９４・・・フィルタ９５・・・保ｉ１膜９６．９７・・・液晶駆動電極９８・・・液晶９９・・・偏光板第１０図、第１１図、第１２図、第１６図、第１８図は
本発明のカラー表示装置の色フィルタの配列と駆動例を
示す図。又第１３図は第１２図の動作波形図、第１４図はクロッ
クφ１．φ２．φ３の発生回路例図で第１５図はその動
作波形図、又第１９図は第１８図の動作波形図である。１０１．１０２．　１１１，１１２．　１２１゜１２２
．１８０，１８４・・・シフトレジスタＶ　Ｓ　Ｒ・・
・赤ビデオ信号ｖＳＧ・・・緑ビデオ信号ＶＳＢ・・・冑ビデオ信号ＶＳＶ・・・輝度信号第１７図（イ）、　（ロ）は印加電圧レベルに対する液
晶のコントラスト特性を、ビデオ信号のサンプルホール
ド動作の関係を示す図である。第２０図（イ）、　く口）は本発明の高分解能面Ｊ？：
（駆動電極）の基本構成図である。第２１図はマルチプ
レックス駆動における本発明の駆動電極構成例図である
。第２２図（イ）、　（ロ）から第２５図はその薄膜ト
ランジスタを利用した本発明の高分解能画素の実現例図
である。第２６図は非線形素子を用いた本発明の高分解
画素の実現例図である。以　　上出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　鈴木　喜三部　他１名第図第２図ｔＪ３図（伺（イ）Ｊ（Ｅｌｆ）（ロ）第５図第６図第７図第８図４コ（口］第４図（ロ）第９図第１０図Ｖ第１４図第１５図第１２図第７６図（イ）第１７図第１８図第２２図第２３図（イ）（ロ）第２０図第２４図、第２５図

Claims

【特許請求の範囲】

一対の基板間に挟持されてなる液晶層、該基板の一方の
基板上に形成された複数の画素電極、該基板の他方の基
板上に形成された複数のカラーフィルタ及び対向電極を
有してなる液晶表示装置において、該画素電極の大きさ
が該カラーフィルタの大きさよりも小さく、かつ該画素
電極と該カラーフィルタは対向して配置されてなること
を特徴とする液晶表示装置。