JP3397828B2

JP3397828B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3397828B2
Application number: JP08469493A
Authority: JP
Inventors: 龍司西川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JPH06301008A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置及びその駆
動方法に関し、更に詳しく言えば、ＬＣＤ（Liquid Cry
stal Display: 液晶表示装置）に用いられるＴＦＴ（Th
in Film Transistor: 薄膜トランジスタ）アクティヴマ
トリクス及びその駆動方法の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下で、従来例に係る液晶表示装置につ
いて図面を参照しながら説明する。図４は、従来例に係
る液晶表示装置の構成図である。従来例に係る液晶表示
装置のＴＦＴ−ＬＣＤは、図４に示すように第１のガラ
ス基板（２）と第２のガラス基板（９）とを数μｍの空
間を介して対向させて固定し、その間隙に液晶層（６）
を形成させた構造となっている。第１のガラス基板
（２）上には、信号線であるドレインバスライン（５
Ｂ）と走査線であるゲートバスライン（５Ａ）とがマト
リクス状に配置され、それらの交点にはＴＦＴ（４）と
透明なＩＴＯ膜などからなる画素電極（３）が配置され
ている。また、第２のガラス基板（９）には、全画素電
極に対応して共通な対向電極（７）とカラーフィルター
（８）が配置されている。

【０００３】このＴＦＴ−ＬＣＤを第１の偏光板（１）
と第２の偏光板（１０）との２枚の偏光板で挟み、白色
光を入射させると従来例に係る透過型の液晶表示装置と
なる。なお、カラーフィルター（８）はＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の三原色からなり、各画素電極（３）
に対応して１つずつ配置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置によると、図６に示すように、各画素について
１画素ごとに、１色のカラーフィルター（８）が対応
し、かつ、対向電極（７）は全画素について共通であっ
た。よって、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色を
表示する単位（以下これを絵素と称する）については、
１絵素について３画素必要になる。

【０００５】従来例に係る液晶表示装置において、１画
面について絵素が４８０×６４０＝３０７２００個程度
必要な場合は、１絵素について３画素が必要になること
により、４８０×６４０×３＝９２１６００画素必要と
なり、必要な絵素の３倍の数の画素及びそれに付随する
ＴＦＴが必要となる。従って、膨大な数のＴＦＴが必要
となり、それに伴ってゲートバスラインやドレインバス
ラインの本数が増大し、高精細化、高開口率化に逆行
し、さらにＴＦＴが増えることにより、歩留りの面でも
問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の欠
点に鑑み成されたもので、第１の透明基板上に設けられ
た画素電極に対向する第２の透明基板に、その画素電極
毎に第１〜第３の対向電極が設けられ、前記第１の対向
電極に、赤色を表示する第１の着色膜が、前記第２の対
向電極に緑色を表示する第２の着色膜が、前記第３の対
向電極に青色を表示する第３の着色膜が、それぞれ設け
られた画素を有する本発明に係る液晶表示装置により上
記課題が解決され、また、１フレーム間に、前記第１〜
第３の対向電極に前記第１〜第３のオフセット信号を順
次入力し、かつ前記画素電極に前記駆動制御信号を入力
することを特徴とする本発明の液晶表示装置の駆動方法
によって上記課題が解決され、更に、本発明の液晶表示
装置の駆動方法において、１フレーム内でまず赤の表示
処理又は非表示処理をし、次に緑の表示処理又は非表示
処理をし、次いで青の表示処理又は非表示処理をする第
１〜第３のオフセット信号を第１〜第３の対向電極に入
力することによって上記課題が解決されるものである。

【０００７】

【作用】本発明に係る液晶表示装置によれば、第１の
透明基板の画素電極に対向して、第１〜第３のオフセッ
ト信号がそれぞれ入力される第１〜第３の対向電極が設
けられ、第１の対向電極に、赤色を表示する第１の着色
膜が、第２の対向電極に緑色を表示する第２の着色膜
が、第３の対向電極に青色を表示する第３の着色膜が、
それぞれ設けられた画素を有する。

【０００８】このため、１つの画素電極すなわち１画素
に対応して１色しか表示できなかった従来例と異なり、
対向電極が１つの画素電極について３原色に対応するよ
うに設けられているので、１画素を３つの領域に分割し
て用いることが可能となる。また、本発明に係る液晶表
示装置の駆動方法によれば、１フレーム間に、第１〜第
３の対向電極に第１〜第３のオフセット信号を順次入力
し、かつ画素電極に駆動制御信号を入力している。

【０００９】このため、１つの画素電極すなわち１画素
に対応して１色しか表示できなかった従来例と異なり、
３原色に対応する第１〜第３の対向電極にそれぞれ独立
した第１〜第３のオフセット信号を順次入力することに
より、１つの画素で三原色を表示することが可能とな
り、又、第１〜第３のオフセット信号の入力方法を工夫
することにより、三原色の混合色を表示することが可能
となる。

【００１０】よって、１つの画素で赤，緑及び青の三原
色を表示することができるので、画素に付随するＴＦＴ
の数や、ＴＦＴに接続されるゲートバスラインやドレイ
ンバスラインの本数が少なくて済み（従来の１／３で済
む）、高集積化、高開口率化が可能になり、更に歩留り
も向上する。なお、本発明に係る液晶表示装置の駆動方
法において、１フレーム内でまず赤の表示処理又は非表
示処理をし、次に緑の表示処理又は非表示処理をし、次
いで青の表示処理又は非表示処理をする第１〜第３のオ
フセット信号を第１〜第３の対向電極に入力している。

【００１１】例えば、赤と青との混合色である紫を表示
したいときには、１フレーム内で赤の表示処理をし、次
に緑の非表示処理をし、次いで青の表示処理をする。こ
の場合、実際には赤が表示されたのちに、青が表示され
ているのにも関わらず、この表示の切り替えは瞬時にし
てなされるので、肉眼にはそうと認識されず、残像など
の効果により、赤と青との混合色である紫が表示された
かのように認識されるので、赤と青との混合色が表示さ
れたのと同様の効果を奏する。

【００１２】

【実施例】以下で、本発明の実施例に係る液晶表示装置
について図１〜図３を参照しながら説明する。本発明の
実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ−ＬＣＤは、図１に
示すように第１のガラス基板（１２）と第２のガラス基
板（１９）とを数μｍの空間を介して対向させて固定
し、その間隙に液晶層（１６）を形成させた構造となっ
ている。第１のガラス基板（１２）上には、信号線であ
るドレインバスライン（１５Ｂ）と走査線であるゲート
バスライン（１５Ａ）とがマトリクス状に配置され、そ
れらの交点にはＴＦＴ（１４）と透明なＩＴＯ膜などか
らなる画素電極（１３）が配置されている。また、第２
のガラス基板（１９）には、各画素電極１つに対して３
つが対応する第１〜第３の対向電極（１７Ｒ，１７Ｇ，
１７Ｂ）と、第１〜第３のカラーフィルター（１８Ｒ，
１８Ｇ，１８Ｂ）が設けられて成る。

【００１３】このＴＦＴ−ＬＣＤを第１の偏光板（１
１）と第２の偏光板（２０）との２枚の偏光板で挟み、
白色光を入射させると本発明の実施例に係る透過型の液
晶表示装置となる。なお、カラーフィルター（１８）は
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色からなり、各画
素電極（１３）に対応して１つずつ配置されず、かつモ
ードはＮＷ（Normally White）モードである。

【００１４】以上説明したように、本発明の実施例に係
る液晶表示装置によれば、１つの画素電極に対して１色
のカラーフィルターが対応し、対向電極が全画素につい
て共通する従来例と異なり、図１に示すように、１画素
について３種類の対向電極（１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）
が設けられ、そのそれぞれに対応して３色のカラーフィ
ルター（１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ）が設けられている。

【００１５】このため、１つの画素に１色のカラーフィ
ルターが対応し、１絵素につき３画素が必要であった従
来例と異なり、１画素について３種類の対向電極（１７
Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）が設けられているので、各対向電
極（１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）に印加する電圧を変化さ
せるなどして、１つの画素について異なる色を独立して
表示させることができ、１画素で１絵素を構成すること
が可能になる。

【００１６】これにより、１つの画素で赤，緑及び青の
三原色を独立して表示することができるので、画素に付
随するＴＦＴの数や、ＴＦＴに接続されるゲートバスラ
インやドレインバスラインの本数が少なくて済み（従来
の１／３で済む）、高集積化、高開口率化が可能にな
り、更に歩留りも向上する。以下で、本発明の実施例に
係る液晶表示装置の第１の駆動方法について図２を参照
しながら説明する。この方法は、当該液晶表示装置を用
いて三原色のうちの１色のみを表示する方法である。図
２は、本発明の実施例に係る液晶表示装置の第１の駆動
方法を説明するタイミングチャートである。

【００１７】図２において、（ＶＧ）はＴＦＴのゲート
に印加されるゲート電圧、（ＶＤ）はＴＦＴのドレイン
に印加されるドレイン電圧、（Ｖｔ１）は第１の対向電
極（１７Ｒ）に印加される電圧、（Ｖｔ２）は第２の対
向電極（１７Ｇ）に印加される電圧、（Ｖｔ３）は第３
の対向電極（１７Ｂ）に印加される電圧である。又、
（Ｖ１）は第１の対向電極（１７Ｒ）と第１の画素電極
（１３）との間にある液晶層〔以下これらを赤色画素領
域と称する〕に印加される電圧、（Ｖ２）は第２の対向
電極（１７Ｇ）と第１の画素電極（１３）との間にある
液晶層〔以下これらを緑色画素領域と称する〕に印加さ
れる電圧、（Ｖ３）は第３の対向電極（１７Ｂ）と第１
の画素電極（１３）との間にある液晶層〔以下これらを
青色画素領域と称する〕に印加される電圧、（ＶＯ）は
それが画素に印加されると、画素表示が十分に黒表示に
なる程度の電圧〔以下オフセット電圧と称する〕、
（Ｖ）は画像表示に適する通常のレベルの電圧〔以下通
常レベル電圧と称する〕、ＶＢは通常の黒レベルの電圧
である。なお、図２のタイミングチャートにおいて、ゲ
ート電圧の第１のＯＮ動作パルス（ＶＧ１）から第４の
ＯＮ動作パルス（ＶＧ４）までの間が１フレームの間で
ある。

【００１８】本実施例に係る液晶表示装置の第１の駆動
方法によれば、まず、図２に示すように、ゲート電圧の
第１のＯＮ動作パルス（ＶＧ１）の立ち上がりと同期し
て、第１の対向電極（ＶＴ１）の電位が０になり、第２
の対向電極（ＶＴ２）と第３の対向電極（ＶＴ３）との
電位が−ＶＯになり、同時に振幅電圧が２ＶのＶＤがド
レインバスラインに印加される。

【００１９】よってこの間に、赤に対応する赤色画素領
域に印加される電圧（Ｖ１）はＶであって、第２の画素
色領域の液晶層に印加される電圧（Ｖ２）及び第３の画
素色領域の液晶層に印加される電圧（Ｖ３）はＶ＋ＶＯ
になる。従って、Ｖは通常レベル電圧であり、ＶＯはオ
フセット電圧であるので、赤色画素領域は赤が表示され
るが、緑色画素領域，青色画素領域は黒になってしま
い、青，緑の各色は表示されないので、その後第２のＯ
Ｎ動作パルス（ＶＧ２）が立ち上がるまでの間は画素全
体として赤のみが表示されることになる。

【００２０】次に、ゲート電圧の第２のＯＮ動作パルス
（ＶＧ２）の立ち上がりに同期して、第２の対向電極
（ＶＴ２）の電位が０になり、第１の対向電極（ＶＴ
１）と第３の対向電極（ＶＴ３）との電位が＋ＶＯにな
り、同時に振幅電圧〔２ＶＢ〕のＶＤがドレインバスラ
インに印加される。よって、この間に緑色画素領域に印
加される電圧（Ｖ２）は−ＶＢであって、赤色画素領域
に印加される電圧（Ｖ１）及び青色画素領域に印加され
る電圧（Ｖ３）は−（ＶＢ＋ＶＯ）になる。

【００２１】従って、赤色画素領域，緑色画素領域及び
青色画素領域は黒表示がなされてしまう。よって、その
後第３のＯＮ動作パルス（ＶＧ３）が立ち上がるまでの
間は画素全体としては全く色が表示されず、黒が表示さ
れる。次いで、ゲート電圧の第３のＯＮ動作パルス（Ｖ
Ｇ３）の立ち上がりに同期して、第３の対向電極（ＶＴ
３）の電位が０になり、第１の対向電極（ＶＴ１）と第
２の対向電極（ＶＴ２）との電位が＋ＶＯになり、同時
に振幅電圧〔２ＶＢ〕のＶＤがドレインバスラインに印
加される。

【００２２】よって、この間に青色画素領域に印加され
る電圧（Ｖ３）はＶＢであって、赤色画素領域に印加さ
れる電圧（Ｖ１）及び緑色画素領域に印加される電圧
（Ｖ２）はＶＢ＋ＶＯになる。従って、赤色画素領域，
緑色画素領域及び青色画素領域は黒表示がなされてしま
う。よって、その後第４のＯＮ動作パルス（ＶＧ４）が
立ち上がるまでの間は画素全体としては全く点灯され
ず、黒が表示される。

【００２３】その後、第４のＯＮ動作パルス（ＶＧ４）
の立ち上がりと同期して、次のフレーム以降の駆動に移
行する。従って、以上の１フレームの間では、第１の画
素電極（１３）に対応する画素については、最初の区間
で赤が点灯し、第２，第３の区間で何も点灯せずに黒が
表示されることになり、このフレーム間では赤が点灯さ
れることになる。

【００２４】このようにして、三原色のうち赤のみを表
示することが出来る。なお、この方法では赤のみを表示
させているが、タイミングを変化させることで、同様の
方法により、緑，青だけを表示することも可能である。
また、当該液晶表示装置によれば、三原色の１色のみな
らずこれらの混合色を表示することも可能である。以下
で、当該液晶表示装置の第２の駆動方法について図３を
参照しながら説明する。この方法は、当該液晶表示装置
を用いて、三原色の混合色を表示する方法である。

【００２５】図３は、本発明の実施例に係る液晶表示装
置の第２の駆動方法を説明するタイミングチャートであ
る。なお、図３において附せられた符号は、図２におけ
る符号と全く同じであるので、説明を省略する。まず、
図３に示すように、ゲート電圧の第１のＯＮ動作パルス
（ＶＧ１）の立ち上がりと同期して、第１の対向電極
（ＶＴ１）の電位が０になり、第２の対向電極（ＶＴ
２）と第３の対向電極（ＶＴ３）との電位が−ＶＯにな
り、同時に振幅電圧が２ＶのＶＤがドレインバスライン
に印加される。

【００２６】よってこの間に、赤色画素領域に印加され
る電圧（Ｖ１）はＶであって、第２の画素色領域の液晶
層に印加される電圧（Ｖ２）及び第３の画素色領域の液
晶層に印加される電圧（Ｖ３）はＶ＋ＶＯになる。従っ
て、Ｖは通常レベル電圧であり、Ｖ＋ＶＯはオフセット
電圧以上であるので、赤色画素領域は赤が点灯するが、
緑色画素領域，青色画素領域は黒になってしまい、青，
緑の各色は点灯しない。

【００２７】よって、その後第２のＯＮ動作パルス（Ｖ
Ｇ２）が立ち上がるまでの間は画素全体として赤のみが
点灯することになる。次に、ゲート電圧の第２のＯＮ動
作パルス（ＶＧ２）の立ち上がりに同期して、第２の対
向電極（ＶＴ２）の電位が０になり、第１の対向電極
（ＶＴ１）と第３の対向電極（ＶＴ３）との電位が＋Ｖ
Ｏになり、同時に振幅電圧２ＶのＶＤがドレインバスラ
イン（１５Ｂ）に印加される。

【００２８】よって、この間に緑色画素領域に印加され
る電圧（Ｖ２）は−Ｖであって、赤色画素領域に印加さ
れる電圧（Ｖ１）及び青色画素領域に印加される電圧
（Ｖ３）は−（Ｖ＋ＶＯ）になる。従って、Ｖは通常レ
ベル電圧であり、Ｖ＋ＶＯはオフセット電圧以上である
ので、緑色画素領域は緑が点灯するが、赤色画素領域，
青色画素領域は黒になってしまい、赤，青の各色は点灯
しない。

【００２９】よって、その後第３のＯＮ動作パルス（Ｖ
Ｇ３）が立ち上がるまでの間は画素全体として緑のみが
点灯することになる。次いで、ゲート電圧の第３のＯＮ
動作パルス（ＶＧ３）の立ち上がりに同期して、第３の
対向電極（ＶＴ３）の電位が０になり、第１の対向電極
（ＶＴ１）と第２の対向電極（ＶＴ２）との電位が＋Ｖ
Ｏになり、同時に振幅電圧〔２ＶＢ〕のＶＤがドレイン
バスラインに印加される。

【００３０】よって、この間に青色画素領域に印加され
る電圧（Ｖ３）はＶＢであって、赤色画素領域に印加さ
れる電圧（Ｖ１）及び緑色画素領域に印加される電圧
（Ｖ２）はＶＢ＋ＶＯになり、全てオフセット電圧以上
の高電圧である。従って、赤色画素領域，緑色画素領域
及び青色画素領域は黒表示がなされてしまう。よって、
その後第４のＯＮ動作パルス（ＶＧ４）が立ち上がるま
での間は画素全体としては全く点灯されず、黒が表示さ
れたことになる。

【００３１】その後、第４のＯＮ動作パルス（ＶＧ４）
の立ち上がりと同期して、次のフレーム以降の駆動に移
行する。以上のようにして、第１の画素電極（１３）に
対応する画素については、最初の区間で赤が点灯し、第
２の区間で緑が点灯し、第３の区間で何も点灯せずに黒
が表示されるので、実際には赤と緑が高速に切り替わっ
ているのにも関わらず、残像などの効果によって肉眼に
はそうと認識されずに、例えば黄などの、赤と緑の混合
色として認識されることになるので、赤と緑との混合色
を２画素によって表示するのと同様の効果を奏する。

【００３２】なお、本実施例においては、赤と緑を混合
しているが、同様にして赤と青とを混合したり、青と緑
を混合することも可能であって、ドレイン電圧（ＶＤ）
を変化させることにより、種々の色を１画素で表示する
ことも可能となる。以上説明したように本発明の実施例
に係る液晶表示装置の第１，第２の駆動方法によれば、
１フレーム内で三原色に対応する赤色画素領域，緑色画
素領域及び青色画素領域を順次かわるがわる表示させ
て、三原色や、三原色の混合色などの色を表示させてい
る。さらに、ＶまたはＶＢを制御することにより、多階
調表示も可能となる。

【００３３】このため、１画素で赤，緑及び青の三原色
を表示することができ、かつ赤色画素領域，緑色画素領
域及び青色画素領域を順次表示動作させるタイミングを
変化させることにより、三原色の混合色を表示すること
が可能となる。これにより、単色のみしか表示できない
複数の画素の組み合わせによって各色を表示していた従
来（赤，緑及び青の３画素で１絵素を構成していた）と
異なり、１画素を１絵素にすることができるので、絵素
の数だけ画素を用意すればよく、従来のように絵素数の
３倍の数の画素を要せずに、１画素だけで種々の色を表
示することが可能になる。

【００３４】従って、画素数や、画素に付随するＴＦＴ
の数を減らすことが可能となり、それに伴ってＴＦＴに
接続されるゲートバスラインやドレインバスラインの本
数を減少することが可能となる。従って、高精細化、高
開口率化が可能となり、かつ歩留りの向上も可能にな
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る液晶表
示装置によれば、画素電極（１３）上に、第１〜第３の
オフセット信号電圧ＶＯがそれぞれ入力される第１〜第
３の対向電極（１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）が設けられ、
第１の対向電極（１７Ｒ）に、赤色を表示する第１の着
色膜（１８Ｒ）が、第２の対向電極（１７Ｇ）に緑色を
表示する第２の着色膜（１８Ｇ）が、第３の対向電極
（１７Ｂ）に青色を表示する第３の着色膜（１８Ｂ）
が、それぞれ設けられた画素を有する。

【００３６】このため、１つの画素電極（１３）すなわ
ち１画素に対応して１色しか表示できなかった従来例と
異なり、１画素を３つの領域に分割して用いることが可
能となる。また、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法
によれば、１フレーム間に、第１〜第３の対向電極（１
７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）に第１〜第３のオフセット信号
電圧ＶＯを順次入力し、かつ画素電極（１３）に駆動制
御信号（ＤＳ）を入力している。

【００３７】このため、１つの画素で三原色や、その混
合色を表示することが可能となる。ので、画素に付随す
るＴＦＴの数や、ＴＦＴに接続されるゲートバスライン
やドレインバスラインの本数が少なくて済み（従来の１
／３で済む）、高集積化、高開口率化が可能になり、更
に歩留りも向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施例である。

【図２】本発明の実施例に係る液晶表示装置の第１の駆
動方法を説明するタイミングチャートである。

【図３】本発明の実施例に係る液晶表示装置の第２の駆
動方法を説明するタイミングチャートである。

【図４】従来例に係る液晶表示装置の説明図である。

【符号の説明】

１１第１の偏光板１２第１のガラス基板１３画素電極１４ＴＦＴ１５Ａゲートバスライン１５Ｂドレインバスライン１６液晶層１７対向電極１８カラーフィルタ１９第２のガラス基板２０第２の偏光板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の透明基板上に画素ごとに設けられ
た複数の画素電極と、前記第１の透明基板と液晶を介し
て対向する第２の透明基板の内面に前記複数の画素電極
毎に複数個ずつ対応するように配置された複数の対向電
極と、前記複数の対向電極にそれぞれ対向して設けら
れ、１つの前記画素電極に対して互いに異なる色を有す
る複数の着色膜とを備え、前記複数の着色膜の第１色に
対応する前記対向電極と前記画素電極との間には、画像
表示に適するレベルの電圧が印加され、かつ、他の色に
対応する前記対向電極と前記画素電極との間には、表示
が十分に黒表示になる程度の電圧が印加されることで、
前記第１色の表示を行い、順次異なる色で同様の動作を
行い、順次１つの画素電極について異なる色が独立して
表示されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記着色膜は、赤色、緑色、青色のいず
れかであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
装置。
【請求項３】前記着色膜は第２の透明基板に形成され
ていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の液晶表示装置。
【請求項４】前記複数の画素電極は、マトリクス状に
配置され、前記対向電極は、前記画素電極のマトリクス
の行方向もしくは列方向にそれぞれ連結されており、前
記連結された対向電極に対応する着色膜は互いに同色で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の液
晶表示装置。