JPH04165331A

JPH04165331A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH04165331A
Application number: JP2292460A
Authority: JP
Inventors: Toyoki Higuchi; 樋口　豊喜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1992-06-11

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、アクティブマトリックス型のカラー液晶表示
装置に関する。

（従来の技術）ＣＲＴに代わるべく開発が進められているフラットパネ
ルデイスプレィにおいて、特に、アクティブマトリック
ス型液晶デイスプレーの開発がめざましい。この種の液
晶表示装置におけるカラー表現は、例えば赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のカラーフィルタを表示画素
にそれぞれ対応させて形成し、その加色混合によって、
所望の色を表現するというものである。

ここで、Ｒ，Ｇ、Ｂ各々の色を表示するのを表示画素、
複数の表示画素からなりその加色混合により１つの意味
のある色を表現できる単位を表示絵素と呼ぶことにする
。

前述したカラーフィルタの配列は、それぞれの使用目的
に応じて最適化されている。例えば、フルカラー表示の
ＴＶ用のカラーフィルタは、第７図に示すようなデルタ
型の配列になっており、一方、コンピュータ端末などの
ＯＡ用のカラーフィルタは、第８図に示すような縦スト
ライプ型の配列になっている。第７図に示すものでは、
デルタ型に並んだＲ，Ｇ、Ｂ３つの画素が１つの絵素１
をなしており、第８図に示すものでは、図示横方向に並
んだＲ，Ｇ、Ｂ３つの画素が１つの絵素２をなしている
。このようにＴＶ用とＯＡ用とが異なっているのは、表
示しようとするデータの流れそのものに違いがあり、各
々の目的に合うようにカラーフィルタも最適化されてい
るからである。

ところで、最近は、ＴＶ放送で文字放送が行なわれたり
、コンピュータ端末のデイスプレィにフルカラー画像を
表示したりすることが行なわれるようになってきている
。すなわち、１つの表示装置で異なる種類のデータを表
示することが求められるようになってきている。ところ
が、ある表示データに最適化したカラーフィルタを用い
ると、異なる表示データに対して、表示品位が劣化する
といった問題が起きる。

例えば、ＴＶ用に最適化されたデルタ型の配列のカラー
フィルタを用いた場合、線が凸凹に表示され、細かな文
字を表示することが難しいという問題が起きた。

また、ＯＡ用に最適化された縦ストライプ型の配列のカ
ラーフィルタを用いた液晶表示装置では、デルタ型の配
列のカラーフィルタを用いたものに比べて、表示上、若
干分解能が低下する問題がある。それに加えて、各画素
が細長くなり、また、同色の画素が縦に一列に並んでい
るため、単色表示などでは見た目が悪くなるといった問
題もある。さらに、基板には、第８図において縦に並ん
だ画素の列にそれぞれ沿って表示信号線が設けられ、横
に並んだ画素の列にそれぞれ沿って走査信号線が設けら
れるが、１つの絵素を横方向で３分割する形となるため
、表示信号線の数が絵素の列数の３倍になり、駆動ＩＣ
との接続数は、走査信号線側に比べて表示信号線側が非
常に多くなってしまう。そのため、量産上歩留りが低下
するという製造上の問題が起こりやすい問題があった。

さらに、第５図に示すように、２行２列の田字状に配列
されたＲ、Ｇ、Ｇ、８４つの画素を１つの絵素３とした
カラーフィルタもある。このカラーフィルタを用いた液
晶表示装置は、第８図に示す縦ストライプ型のカラーフ
ィルタを用いたものに比べて、絵素が同数のとき、信号
線の接続数の合計が４／３倍に増えるが、信号線の接続
箇所が基板の各辺に均等に分散されるため、縦ストライ
プ型のものに比べ、実装上の問題が発生しにくいという
利点がある。また、画素を縦横に直線的に並べた配列で
あるため、表示上、グラフィック用としては非常によい
。

ところで、前記２行２列の画素配列を基本とする従来の
液晶表示装置においては、１本の走査信号線をこの走査
信号線の一側に一列に並んだ画素の画素電極に薄膜トラ
ンジスタからなるスイッチング素子を介して接続した構
造が採られていた。

すなわち、１本の走査信号線は、例えば第５図において
Ｒ，Ｇ、Ｒ，Ｇ、・・・の行の画素電極またはＧ、Ｂ、
Ｇ、Ｂ、・・・の行の画素電極にそれぞれ接続されてい
る。そのため、１走査信号線による表示はＲ，Ｇまたは
Ｇ、Ｂのみが行なわれ、１走査信号線による表示を白（
することは不可能であった。その結果、特に白の表示は
十分きれいに行なえなかった。しかしながら、白息外の
表示の多いＯＡ用デイスプレィではよいとしても、白の
表示も多いＴＶなどにおいては、白の表示をきれいに行
なえないことは欠点である。

（発明が解決しようとする課題）前述のように、デルタ型の配列のカラーフィルタを用い
た液晶表示装置では、細かな文字を表示することが難し
いといった問題があり、また、縦ストライプ型の配列の
カラーフィルタを用いた液晶表示装置では、製造性など
に問題があった。

これに対して、２行２列の旧字状の画素配列を基本とす
る液晶表示装置は、優れたグラフィック表示を行なえる
とともに、製造性にも優れているといった利点がある反
面、従来は、１本の走査信号線をこの走査信号線の一側
に一列に並んだ表示画素の画素電極に接続した構造にな
っていたため、１走査信号線による表示を白くすること
はできず、その結果、特に白の表示は十分きれいに行な
えない問題があった。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、旧字状の画素配列を基本とするカラー液晶表示装置に
おいて、白の表示も十分きれいに行なえるようにするこ
とを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明のカラー液晶表示装置は、複数本の表示信号線と
複数本の走査信号線とがマトリックス状に配設され、各
交点部分にスイッチング素子を介して画素電極が接続さ
れてなる第１の基板と、前記画素電極に対向して設置さ
れる共通電極およびカラーフィルタを備えた第２の基板
と、前記第１の基板と前記第２の基板とによって保持さ
れる液晶とによって構成される複数の表示画素を備え、
この表示画素が旧字状に配設されて１表示絵素が構成さ
れるものである。そして、前記スイッチング素子を介し
て第１の走査信号線に接続される第１の画素電極群と、
前記スイッチング素子を介して前記第１の走査信号線に
隣接する第２の走査信号線に接続される第２の画素電極
群とが各々２つの前記画素電極を１組として櫛形状に設
置されるとともに、前記第１の画素電極群の１組の画素
電極により構成される１組の第１の表示画素と前記第２
の画素電極群の１組の画素電極により構成される１組の
第２の表示画素とが同色に配列されてなるものである。

（作用）本発明のカラー液晶表示装置では、表示信号線に表示信
号が供給されるとともに、走査信号線に走査信号パルス
が供給され、これら表示信号および走査信号パルスに応
じて、表示信号線と走査信号線との交点部分にスイッチ
ング素子を介して接続された画素電極と共通電極との間
に適宜電圧が印加され、これらの間の液晶の透過率が適
宜変化して、各画素電極にそれぞれ対向しているカラー
フィルタによる加色混合により、カラー表示が行なわれ
る。ところで、表示画素が旧字状に配設されて１表示絵
素が構成されているが、スイッチング素子を介して第１
の走査信号線に接続される第１の画素電極群と、スイッ
チング素子を介して第１の走査信号線に隣接する第２の
走査信号線に接続される第２の画素電極群とが各々２つ
の画素電極を１組として櫛形状に設置されているので、
結局、１走査信号パルスにより、複数の表示絵素の一側
半分と他側半分とが同じ割合で表示されることになる。

しかも、前記第１の画素電極群の１組の画素電極により
構成される１組の第１の表示画素と前記第２の画素電極
群の１組の画素電極により構成される１組の第２の表示
画素とが同色に配列されているので、１走査信号パルス
により表示される表示絵素の一側半分と他側半分とには
互いに別の色が含まれることになり、画面上、１走査信
号パルスによる表示を白くでき、見た目に白く表現する
ことができるようになる。

（実施例）以下、本発明のカラー液晶表示装置の〜実施例について
、第１図ないし第５図を参照して、詳細に説明する。

第２図は本実施例のアクティブマトリックス型のカラー
液晶表示装置の液晶パネルの縦断面図、第１図はスイッ
チング素子および画素電極のアレイの一部を示す正面図
である。

第２図に示すように、液晶パネル１０は、第１の基板１
１と、この第１の基板１１に平行に対向させて配置され
た第２の基板１２との間にネマティック液晶１３を保持
してなるものである。

前記第１の基板１１の第２の基板１２への対向面には、
第１図に示すように、その図示上下方向に延びる直線状
の複数本の表示信号線１４が形成されているとともに、
図示左右方向に延びる複数本の走査信号線１５が形成さ
れている。これらの表示信号線１４と走査信号線１５と
は、互いに垂直に交差しＣいるが、走査信号線１５が表
示信号線１４を潜っていて、電気的には互いに絶縁され
ている。

さらに、各表示信号線１４と各走査信号線１５との交点
部分にスイッチング素子１６がそれぞれ形成されている
とともに、各表示信号線１４および各走査信号線１５間
の位置に表示画素電極１７がそれぞれ形成されている。

前記スイッチング素子１６は、薄膜トランジスタであり
、走査信号線１５から一体に延出したゲート電極１８と
、表示信号線１４からなる゛／−ス電極と、このソース
電極との間に半導体を介在させゲート電極１８との間に
絶縁体を介在させたドレイン電極１９とを有し、このド
レイン電極１９が同じ表示信号線１４および走査信号線
１５間の位置にある画素電極１７に接続されている。な
お、第２図において画素電極１７間にあるのは、信号線
１４゜１５またはスイッチング素子１６である。

一方、第２図に示すように、前記第２の基板１２におけ
る第１の基板１１への対向面には、前記各画素電極１７
にそれぞれ対向させて縦横に配列されたカラーフィルタ
２１が形成されている。このカラーフィルタ２１は、Ｒ
，Ｇ、Ｂの３原色を第５図に示すように配列したもので
ある。すなわち、前記スイッチング素子１６とこのスイ
ッチング素子１６に接続された画素電極１７とこの画素
電極１７に対向するカラーフィルタ２１とからなる表示
画素のうち、２行２列の田字状に配列されたＲ、Ｇ、Ｇ
、Ｂの４つの画素が１表示絵素３になっており、これら
の絵素３が各絵素３内におけるＲ、Ｇ、Ｇ、Ｈの相対位
置関係を同一に保ったまま縦横に配列されている。２行
２列の配列において、１行目は左から右へＲ，Ｇであり
、２行目は左から右へＧ、　　Ｂである。

なお、第１図の画素電極１７には、便宜上、第５図に示
すカラーフィルタ２１の配置に対応する色Ｒ，Ｇ、Ｂを
示しである。また、以下の説明において、上下方向に並
んだ絵素３の列のうち画面左から数えて奇数番目の列を
８１偶数番目の列をｂとする。

さらに、第２の基板１２には、カラーフィルタ２１より
もさらに第１の基板１１側に共通電極２２が全面的に形
成されている。

そして、前記走査信号線１５に接続されたスイッチング
素子１６のゲート電極１８は、第１図の左右ＩＪ向にお
いて、奇数番目の列ａの絵素３の表示信号線１４に対応
する画素部分では図示上側に、また、偶数番目の列すの
絵素３の表示信号線１４に対応する画素部分では図示下
側に延出されている。これにより、各スイッチング素子
１６は、奇数番目の列ａの絵素３では同スイッチング素
子１６が接続された走査信号線１５の上側に位置する画
素電極１７に接続され、偶数番目の列すの絵素３では同
走査信号線１５の下側に位置する画素電極１７に接続さ
れている。換言すれば、左右方向に並んだ１行の画素に
おいて、ある走査信号線１５に接続されている画素電極
１７群と、他の走査信号線１５に接続されている画素電
極１７群とが各々１絵素３の半分の２つの画素電極１７
を１組として櫛形状に配置されており、かつ、これら各
組における表示画素の配色はＲｌＧまたはＧ、Ｂで同じ
になっている。

なお、いずれかの基板１１．１２の背後には、照明光源
が設けられる。

そして、前記ネマティック液晶１３は、前記画素電極１
７と共通電極２２との間で、これら電極１７゜２２間に
電圧が印加されていないとき分子軸が９０度ねじれてい
るが、画素電極１７と共通電極２２との間に印加される
電圧によって分子軸が変化する。これにより、各画素に
おいて液晶パネル１０の透過率が変化する。ここで、画
素電極１７と共通電極２２との間には、表示信号線１４
に供給される表示信号および走査信号線１５に供給され
る走査信号パルスに応じて、電圧が適宜印加される。す
なわち、ある走査信号線１５に走査信号パルスが供給さ
れたとき、表示信号線１４に表示信号電圧が印加されれ
ば、これがスイッチング素子１６を介して画素電極１７
に印加される。そして、このような電圧印加の制御によ
り、所望の表示が行なわれる。その際、各画素電極１７
に３原色のカラーフィルタ２１がそれぞれ対向している
ので、３原色の加色混合により、カラ−表示が行なわれ
ることになる。

第３図は本実施例のアクティブマトリックス駆動方式の
液晶表示装置のブロック図である。

第３図において、３１は制御回路で、この制御回路３１
は、データ入力部３２と、このデータ入力部３２に奇数
バッファ３３および偶数バッファ３４を介して接続され
た出力バッファ３５とを有している。そして、この出力
バッファ３５は、表示信号線駆動回路３６に接続されて
おり、この表示信号線駆動回路３６は、前記液晶パネル
１０の複数の表示信号線１４に表示信号を同時に供給す
るために、これら表示信号線１４にそれぞれ表示信号線
３７を介して接続されている。また、データ入力部３２
は、走査信号線駆動回路３８にも接続されているが、こ
の走査信号線駆動回路３８は、前記液晶パネル１０の複
数の走査信号線１５に順次走査信号パルスをそれぞれ供
給するために、これら走査信号線１５にそれぞれ走査信
号線３９を介して接続されている。すなわち、複数の走
査信号線１５には画面上から順次走査信号パルスが供給
される。

そして、前記制御回路３１は、所望の表示を得るために
、特に前記液晶パネル１０への表示信号の電圧を制御す
るものであるが、ここで、表示信号の流れについて説明
する。

制御回路３１に入力した信号は、データ入力部３２で、
走査信号と表示信号とに分離され、さらに、表示信号は
、奇数番目の列ａの絵素３に対応するものと偶数番目の
列すの絵素３に対応するものとに分離される。そして、
奇数番目の列ａの絵素３に対応する表示信号は奇数バッ
ファ３３へ、偶数番目の列すの絵素３に対応する表示信
号は偶数バッファ３４へと蓄えられる。ここで、奇数バ
ッファ３３へのデータ入力のタイミングは、偶数バッフ
ァ３４に比較して、１．走査線時間ｔの半分の時間１／
２ｔだけ遅れるようにしである。

第４図には、奇数バッファ３３および偶数バッファ３４
から出力バッファ３５へのデータ転送のタイミングを示
しである。第４図において、横軸は時間であり、上から
下へ、奇数バッファ３３から転送されるデータ、偶数バ
ッファ３４から転送されるデータ、走査信号パルスｙを
示しである。また、バッファ３３．３４から転送される
データは、走査線Ｙ毎に分けて示しである。第１図にも
示しであるように、１つの走査線Ｙ、は、液晶パネル１
０における画面上から２１−１番目および２１番目の行
の画素電極１７に対応するものである。すなわち、絵素
３が２行２列の画素により構成されているので、走査信
号線駆動回路３８からは１走査線時間ｔに対して約１／
２を時間の走査信号パルスｙが２つ出る。

そして、１番目の走査線Ｙ、に対し、まず最初の走査信
号パルス’Ｉ　２１−１に対応して、奇数バッファ３３
内のＲの画素およびＧの画素に対応するデータ（以下、
ＲＧデータという。ＧＢデータも同様）と偶数バッファ
３４内のＧＢデータとを混合したデータが出力バッファ
３５に転送される。その後、次の走査信号パルスｙ２１
に対応して、奇数バッファ３３内のＧＢデータと偶数バ
ッファ３４内のＲＧデータとを混合したデータが出力バ
ッファ３５に転送される。このとき、偶数バッファ３４
内のデータは、ｊ＋１番目の走査線Ｙ　１４１に対応し
たデータに切り替わっている。

出力バッファ３５に蓄えられたデータは、表示信号線駆
動回路３６に転送され、液晶パネル１ｏに電圧として印
加される。

例えば第１図において、走査信号パルスｙ２＋−１に対
応するのが上から図示２番目の走査信号線１５、走査信
号パルスｙ２＋に対応するのが上から図示３番目の走査
信号線１５とすれば、第４図の最上段に示しである、走
査線Ｙ１に対する表示データが、Ｒ，Ｇ、Ｇ、Ｂの画素
の配列通りになっていることがわかる。

一方、１本の走査信号線１５の両側に絵素３毎にゲート
電極Ｉ８が振り分けであることにより、１つの走査信号
パルスｙに対しては、複数の絵素３の第１図における上
側半分と下側半分とが同じ割合で表示されることになる
。そして、絵素３の上側半分と下側半分とを合わせれば
、Ｒ，Ｇ、Ｂの３原色が全て含まれているので、画面上
、１走査信号パルスｙによる表示を白くすることが可能
になり、見た目に白く表現することができるようになる
。

しかも、前述のように、制御回路３１において、画素電
極１７の行に対応して入力された表示信号を絵素３毎に
分解して、１本の走査信号線１５毎に再構成することに
より、画面上、各画素の相対的表示位置は一定に保つこ
とができる。すなわち、表示信号がＲ，Ｇ、Ｒ，Ｇ、・
・・、Ｇ、Ｂ、Ｇ、Ｂ。

・・・からＲ，Ｇ、Ｇ、Ｂ、Ｒ，Ｇ、Ｇ、Ｂ、　　・・
・へと再構成されることにより、全てのゲート電極が走
査信号線の同側にある液晶表示装置のための信号が入力
されても、画素間で表示位置がずれたりするようなこと
がなく、正確な表示を行なえる。

このようにして、表示位置を変えないで、１走査信号パ
ルスで白表示が可能なカラー液晶表示装置を提供するこ
とができる。

そして、白の表示も十分きれいに行なえることにより、
ＴＶ用にも適している。

また、もとより２行２列の画素配列を基本としたカラー
液晶表示装置であることにより、グラフィック表示にも
適し、細かな文字を表示することもでき、コンピュータ
の端末デイスプレィなどのＯＡ用にも使える。

こうして、一定の画素配列であるにもかかわらず、ＴＶ
用、ＯＡ用を問わずに、どちらの表示信号に対しても、
良好な表示品位を実現するカラー液晶表示装置を提供す
ることができる。

もちろん、２行２列の画素配列を基本としたカラー液晶
表示装置であることにより、製造上の問題も起きにくい
。

なお、ここまで特に述べなかったが、１つの絵素３をＲ
，Ｇ、Ｇ、Ｂの４画素で構成した場合、白がきちんと表
示できるように、Ｇの部分の画素の透過率が他の画素と
異なっていることはいうまでもない。４つの画素のうち
２つがＧであるのは、周知のように、人間はＲやＢより
Ｇを視認しやすく、したがって、Ｇの面積を多くすれば
、特に画面を見にくい屋外においても画面をより見やす
くできるからである。

また、１走査信号パルスにより表示される画素が絵素３
毎に上下にずれるので、実用上は、画面の最上部や最下
部の線を表示するために、走査信号線を１本付は加えた
り、対応する信号処理を行なうなどの対処が必要である
。

さらに、第６図は、カラーフィルタ２１における３原色
の別の配列を示すものである。この例では、２行２列の
配列において、１行目は左から右へＲ，Ｇとし、２行目
は左から右へＢ、Ｇとしている。第６図に示す配列では
、Ｇの部分の画素が上下に、すなわち、表示信号線に沿
って並んでいるので、１列の表示絵素４に対する２本の
表示信号線のうち、１本は常にＧの信号が印加されるこ
とになる。したがって、制御回路を簡単化することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、表示画素が国字状に配
設されて１表示絵素が構成されるカラー液晶表示装置に
おいて、１走査信号パルスにより白の表示を行なうこと
ができ、白の表示も十分きれいに行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明のカラー液晶表示装置の一
実施例を示すもので、第１図は画素電極のアレイを示す
正面図、第２図は液晶パネルの縦断面図、第３図は全体
のブロック図、第４図は表示信号のタイミング図、第５
図はカラーフィルタの配列を示す正面図である。また、
第６図は他の実施例のカラーフィルタの配列を示す正面
図、第７図は従来のＴＶ用のデルタ型のカラーフィルタ
の配列を示す正面図、第８図は従来のＯＡ用の縦ストラ
イプ型のカラーフィルタの配列を示す正面図である。３．４・・表示絵素、１１・・第１の基板、１２・・第
２の基板、１３・・液晶、１４・・表示信号線、１５・
・走査信号線、１６・・スイッチング素子、１７・・画
素電極、２１・・カラーフィルタ、２２・・共通電極。葦ん」

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数本の表示信号線と複数本の走査信号線とがマ
トリックス状に配設され、各交点部分にスイッチング素
子を介して画素電極が接続されてなる第１の基板と、前
記画素電極に対向して設置される共通電極およびカラー
フィルタを備えた第２の基板と、前記第１の基板と前記
第２の基板とによって保持される液晶とによって構成さ
れる複数の表示画素を備え、この表示画素が田字状に配
設されて１表示絵素が構成されるカラー液晶装置におい
て、前記スイッチング素子を介して第１の走査信号線に接続
される第１の画素電極群と、前記スイッチング素子を介
して前記第１の走査信号線に隣接する第２の走査信号線
に接続される第２の画素電極群とが各々２つの前記画素
電極を１組として櫛形状に設置されるとともに、前記第
１の画素電極群の１組の画素電極により構成される１組
の第１の表示画素と前記第２の画素電極群の１組の画素
電極により構成される１組の第２の表示画素とが同色に
配列されてなることを特徴とするカラー液晶表示装置。