JPH02118521A

JPH02118521A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH02118521A
Application number: JP1253200A
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
Also published as: JPH0454207B2

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ＥＩ（ｉＦ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
−Ｌ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し− ２つには、液晶の多色カラー表示手段自体優れたものが
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）ＩＩ３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上げる手段として、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１／６０
〜１／２００のダイナミック駆動方式であり、それは液
晶８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？Ｔ！　４４間ギャップを従来の１０
μｍから５〜７μｍ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
・マトリックスが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。まずガラスノ
１（板１」二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と冑フィルタ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５ｉＯ
ｚ等の保護膜６を形成してその上部に液晶駆動電極とな
る透明電極５を形成する。この保護膜は省略できる場合
もある。反対側の対向型（ホはガラス基板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ｒ−層３く図面は簡略化して示し
ている）を形成し、その」二部に、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１次にこ
の２つのカラス基板１，２を向い合わせて、周辺をシー
ルしてｉ後晶７を封入する。この表示パネルを透過へ“
（で用いる場合はガラス基板１の下に偏光板を介してト
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０ＦＦＬ、ている一部分）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ＫＭｉＡ
表示機（ＩＦ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、透明ガラス
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４４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
ン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２Ｉ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液
１Ｉ２２５をつけて、その上に液晶駆動電極となる導電
性透明膜２６を形成し、必要なパターンにフメトエンチ
ングして下方電極ができ上がる。又透明膜２６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。なお第２図では染色による構成例
を示したが、各カラーフィルタを貼りつけて構成しても
良いことは言うまでもない。

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上にフィルタ膜３
１に保護膜３４をつける。又薄板ガラスかプラスチング
フィルム３２上に別に透明導電膜３３を形成し、ガラス
基板３０と接着してもよい。

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
マトリクスの構造例である。この方式の特徴は駆動デユ
ーティが１００以上は節単に達成できることと、階調表
示が節単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８１
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図くイ）はマトリックスの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Ｏ
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。従ってトランジスタや
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
量４８は不要となる。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、バターニングの後に表面に５ｉＪＷ
を酸化した酸化膜を形成しその後第２層目の５ｉＪｌｉ
を形成しゲートライン、ＧＮＤラインのバターニングを
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
’ｆｆ／ｆｆｌ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、バターニングして、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
原色に重み゛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４７４成
例である。マトリックスセル６１はＸ駆動ライン５８か
らト（ＩＭ７：子６２を介して駆動ｆ！１４５７を駆動
する構成である。　（ロ）は（イ）の断面であり例えば
Ｔａ膜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〜５００人陽極酸化する。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６０を形成、更に透明駆動電極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℃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Ｎｕ（Ｐ）域６７．６９とＰ型（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
晶駆動電極６５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液晶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ｆｆｉｃＭで又液晶８１は等価抵抗ＲＬと
容Ｊ３ｔＣＬにより表現できる。液晶を点幻させる時は
ＶＴＨより高い電圧を印加するとＲＭはイル抵抗となり
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Ｖ　Ｔ　Ｒより下がる
とＲＭは非常に高くなり、ＶＭは容ｆｆ１ｃＬにより位
置された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ＶＴＲ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ｆｉＣＬ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箇月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
ら印加する電圧レヘ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（ＴＦ’ｒ’）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得るものである。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、　１６階調が得られる。このパルス幅変調方式
は腺順次駆Ｕ１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
ラス基板上に構成されて、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９１１＜、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上に素子を構
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＋＋ａ成し駆動電
極９７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を構成し保護
膜９５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。この時、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０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瞳
光が透過しないタイプ）を用いることである。従ってこ
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。

又両者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
例えば赤フイルタ９２上のシャッタのみ開いている時、
その両側にある向フィルタ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
）の々１４　＜非線形素子の例では下方の液晶駆動電極
９６と上方の液晶駆動電極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ブ
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
が大きい事が要求される。通常のＴＮ表示体の場合は表
示パネルの上下に偏光板を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ｖ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１０〜５０程度である。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
晶材料によって決められるので、大きくとれる。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方向にストライプ状に配列されて
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」一部電極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Ｓｎを出力し、　トランジスタ１
０４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〜
φ３によりＹの１ライン毎に切換えられてゆき、φ１．
　φ２．　φ３はφ禰と同じパルス幅で、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
イプ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
ィルタ群Ｒ，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
作スピードの余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、　　Ｂ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Ｙ　＋　−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Ｓ　Ｌ”　Ｓ　ｎを順次出力することによ
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〜ＸＩ、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Ｖ
ｓはもとの各色の信号ＶＳＲ，ＶＳＢ、Ｖ３Ｇ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１例えば
Ｙｌラインが選択されている時Ｓ＋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１２ＶＳＲ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１４３は垂直同期信号Ｖによりリセットさ
れ、クロックＹｅＬ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、Ｑ、の値をカウンタにロード（プリ
セット）するので、Ｑ、、Ｑ４の出力はＹＣＬのＩクロ
ッ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，Ｃ，Ｂ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に対し更に自フィルタ１６４を加えて、１つのブロッ
クとし、これを複数個マトリック状に配置して構成する
。この白フィルタはフィルタに対する光の透過率が低い
時に、赤、緑、青の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という問題を解決する
ために、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタの３種の
カラーフィルタに加えて更に透明な部分を白フィルタと
して構成して、映像信号の輝度信号■ＳＷ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χ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φ１と（６２ｉ、ｍ　Ｊ
：　’）　Ｖ　Ｓ　ＲトＶ　Ｓ　Ｂ、　　Ｖ　Ｓ　Ｇ　
トＶ　Ｓ　Ｗ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φ５によりサンプルホールドして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、液晶材に合わせた借り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ＪｆＪ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
配置召されている。駆動電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　
３　Ｒ。

ＶＳＧ、ＶＳＢは第１２図と同じ役割をするクロックφ
宜〜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Ｄθ〜Ｄ３
はＹ側の一選択間間中にシフ）−レジスタ１８０により
転ｊＸ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ビットのデータは、タイムベ
ースＴＢｏ〜Ｔ　Ｂ　３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。−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ＴＳＥ
Ｌ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Ｘ
ｌ（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
（Ｔ　ＰＴ）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ｒｊヒを改善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、　く口）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、　　Ｂ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、少ない画素で結構満足しつる分
解ｆｊｉ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９口く通常の
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）の如くトラ
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ノは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＄２９４と２９５．２９６と２９７，２
９８と２９９が夫々ぺ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。

以上の如く、本発明の液晶表示装置は、それぞれ電極が
形成されてなる一対の基板、該一対の基板間に挟持され
てなる液晶層及び複数のカラーフィルタを有してなる液
晶表示装置において、該複数のカラーフィルタは赤フィ
ルタ、緑フィルタ、青フィルタ及び自フィルタの４種類
のカラーフィルタからなり、該４１１１　ｌｆｉのカラ
ーフィルタで１つのブロックを構成し、該ブロックを複
数個マトリックス状に配置したことにより、ビデオ表示
において、白色表示部がより白くなり、画面が明るくな
る。更に、マルチプレックス駆動の２値表示の場合、′
従来の赤色フィルタ、緑フィルタ及び青色フィルタの３
種類のカラーフィルタの組み合わせでは８色表示しか得
られないのに対し、本発明の液晶表示１４置では、白色
フィルタと赤色フィルタ、緑色フィルタ及び青０フィル
タの各々と組み合わせることにより１８色表示が簡単な
外部駆動回路の構成により可能になるという格別な効果
を有するものである。

【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・・・Ｓ　ｉ　Ｍ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
線形素子の実例を示す図。６２・・・ＭＩＮ素子６７．６８．６９・・・Ｓｉ薄薄膜ダイオード箱７図は非線形素子のＶ−Ｉ特性、第８図はその駆動等
価回路図。第９図（イ）、　（ロ）、　（ハ）は本発明のカラー表
示装置の構成例を示す図。９０．９１・・・基板９２、　９３．９４・・・フィルタ９５・・・保護ｊ模９６．９７・・・ｉｆｆ品駆ｆｆ１Ｉ】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φＩ、φ２．φ３の発生回路例を示す図で第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ＶＳＲ・・・赤
ビデオ信号Ｖ２Ｏ・・・緑ビデオ信号ＶＳＢ・・・青ビデオ信号ＶＳＷ・・・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）、　（ロ）は本発明の高分解能画素（駆
動電極）の基本構成を示す図である。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
側図である。第２６図は非線形素子を用いた本発明の高
分解画素の実現側面である。以上

Claims

【特許請求の範囲】

それぞれ電極が形成されてなる一対の基板、該一対の基
板間に挟持されてなる液晶層及び複数のカラーフィルタ
を有してなる液晶表示装置において、該複数のカラーフ
ィルタは赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ及び白フ
ィルタの４種類のカラーフィルタからなり、該４種類の
カラーフィルタで１つのブロックを構成し、該ブロック
を複数個マトリックス状に配置したことを特徴とする液
晶表示装置。