JP2002229046A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2002229046A
JP2002229046A JP2001022170A JP2001022170A JP2002229046A JP 2002229046 A JP2002229046 A JP 2002229046A JP 2001022170 A JP2001022170 A JP 2001022170A JP 2001022170 A JP2001022170 A JP 2001022170A JP 2002229046 A JP2002229046 A JP 2002229046A
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pixel
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crystal display
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Application number
JP2001022170A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Aoyama
哲也 青山
Hajime Akimoto
秋元  肇
Makoto Tsumura
津村  誠
Hiroyuki Nitta
博幸 新田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示のギザギザ感が少なく、表示された横線
と斜線との特徴が同じであり、かつ、混色を生じない液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一対の基板と、一対の基板に狭持された
液晶層と、表示部を形成する画素11とを備え、画素1
1が円弧状部を有し、同一の画素11を形成する一組の
副画素11R,11G,11Bが、ほぼ同心に配列して
いる液晶表示装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、液晶表示装置の画素形状および配列に関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、軽い,薄い,省スペー
ス,低消費電力などの特徴を生かし、ディスプレイとし
て広く普及してきている。その一方で、ブラウン管より
も画質が劣っているという指摘がある。その一因とし
て、方形の画素形状による斜線などのギザギザが挙げら
れる。
【0003】図23は、従来の液晶表示装置の画素形状
および配列の一例を示す図である。
【0004】赤(R),緑(G),青(B)の光の3原色に対
応した3つの副画素11R,11G,11Bを備え、3
つの副画素が一組となって画素11を形成している。副
画素11R,11G,11Bは、行方向に順に配列し、
列方向には、同じ色の画素が配列している。画素11の
画素形状は、方形である。
【0005】従来のように、画素形状が方形の場合の画
質劣化の一因は、次の通りである。白い背景に黒い細線
を表示する場合を考える。画素形状が方形の場合、横線
を表示するときは、図24(a)に示すように、複数の画
素11のうち画素11a1,11a2,11a3,11
a4,11a5が黒表示となり、他の画素11は、白表
示となる。斜線を表示するときは、図24(b)に示すよ
うに、複数の画素11のうち画素11e1,11d2,
11c3,11b4,11a5が黒表示となり、他の画
素11は、白表示となる。そのため、黒表示となってい
る画素の輪郭を抽出して表現すると、横線の場合および
斜線の場合は、それぞれ図24(c)および(d)に示すよ
うになる。
【0006】ここで、座標軸を図24(c)および(d)に
示すようにとり、それぞれの輪郭のフーリエ級数を考え
る。フーリエ級数の周波数を横軸に、フーリエ係数を縦
軸にとってグラフに表すと、図25に示すようになり、
横線の場合と斜線の場合とでは、プロットが大きく異な
ることが分かる。つまり、横線と斜線とでは、フーリエ
級数で表される空間周波数すなわち線の特徴が大きく異
なっている。本来、同一の特徴を持つべき横線と斜線
が、画素形状が方形の場合には、このように異なってお
り、画質劣化を招いている。
【0007】また、次のことも、画素形状が方形の場合
の画質劣化の一因である。白い背景に表示された黒い細
線の幅を考える。図24(b)に示すように、画素の一辺
の長さをhとする。横線を表示する場合には、図24
(a)に示すように、線の幅の最大値は、hである。一
方、図24(b)に示すように、斜線を表示する場合に
は、線の幅の最大値は、hの√2倍となる。すなわち、
横線と斜線の線の幅は、本来は同一であるが、画素形状
が方形の場合には、横線と斜線とで線の幅が異なってお
り、画質劣化を招いている。
【0008】さらに、次のことも、画質劣化の一因であ
る。図26に示すように、画素11を形成するR,G,
Bの一組の副画素11R,11G,11Bが行方向に順
に配列し、同心に配列していない場合、画素11が配列
している間隔(画素ピッチp)を一辺とする正方形領域内
に、異なる画素11の副画素が混在することになる。例
えば、図26の領域91は、一辺をpとする正方形であ
るが、その領域91内には、画素11b1の副画素Gお
よびBと、画素11b2の副画素Rとが含まれる。すな
わち、領域91内に異なる画素11のための副画素が混
在している。
【0009】そのため、画素11b1が青を表示し、画
素11abが赤を表示すると、画素11b1と画素11
b2の境界領域では、紫が表示され、混色が生じる。こ
のように、画素を形成する一組の副画素が同心に配列し
ていない場合、混色が生じ、画質劣化を招く。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
画素形状が方形の場合、斜線などがギザギザになり、画
質の劣化として認知される。また、線を表示するとき、
線の特徴は、同一であるにもかかわらず、縦線または横
線と斜線とでは、ギザギザのために特徴が異なる。さら
に、画素1本分の線を表示するとき、縦線または横線と
斜線とでは、線の太さが異なる。他に、列方向にR,
G,Bの副画素が順に配列し同心ではないために、黒い
線の周囲に赤色や青色が見えるなどの混色が生じる。
【0011】本発明の第1の目的は、線を表示するとき
に、線の特徴および太さが線の方向に依存しない液晶表
示装置を提供することである。
【0012】本発明の第2の目的は、混色を生じない液
晶表示装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、所定間隔をもって対向配置された第1基
板と第2基板との間に液晶層を挟持し、複数の画素を前
記基板面に配置して表示部を形成した液晶表示装置にお
いて、前記画素が、それぞれ円弧状部を有する液晶表示
装置を提案する。
【0014】本発明は、また、所定間隔をもって対向配
置された第1基板と第2基板との間に液晶層を挟持し、
特定の色に対応する複数の副画素をそれぞれ有する複数
の画素を前記基板面に配置して表示部を形成した液晶表
示装置において、前記画素をそれぞれ形成する一組の前
記副画素が、同心に配列している液晶表示装置を提案す
る。
【0015】本発明は、さらに、所定間隔をもって対向
配置された第1基板と第2基板との間に液晶層を挟持
し、特定の色に対応する複数の副画素をそれぞれ有する
複数の画素を行方向および列方向にそれぞれ等間隔に前
記基板面に配置して表示部を形成した液晶表示装置にお
いて、前記複数の画素が、行方向に第1距離の間隔で配
置され、列方向に第2距離の間隔で配置され、前記表示
部上で辺の長さが前記第1距離および前記第2距離であ
る長方形の任意領域内に重心を持つ前記副画素同士は、
同じ前記画素に属する液晶表示装置を提案する。
【0016】前記画素が、特定の色に対応する複数の副
画素をそれぞれ有している場合は、それぞれの前記画素
を形成する一組の前記副画素が、同心に配列している。
【0017】前記画素が、特定の色に対応する複数の副
画素をそれぞれ有し、行方向に第1距離の間隔で列方向
に第2距離の間隔でそれぞれ等間隔に配置されている場
合は、前記表示部上で辺の長さが前記第1距離および前
記第2距離である長方形の任意領域内に重心を持つ前記
副画素同士は、同じ前記画素に属する。
【0018】いずれの液晶表示装置においても、それぞ
れの画素は、全体として円形状である。
【0019】前記画素または前記副画素に対応した画素
電極を前記第1基板上に備え、前記画素電極に対応した
共通電極を前記第2基板上に備えることができ、また
は、前記画素または前記副画素に対応した画素電極およ
び前記画素電極に対応した共通電極を前記第1基板上に
備えてもよい。
【0020】さらに、異なる前記副画素は、前記共通電
極を共有することも可能である。
【0021】前記画素電極および前記共通電極が、線状
である場合、異なる副画素に対応した前記画素電極が、
線状の前記共通電極の両側に配列している。
【0022】不要な間隙部からの光を遮光する遮光膜を
備える場合、前記画素電極と前記共通電極と前記遮光膜
との少なくとも一つが、前記画素からの出射光をほぼ円
形にする円弧状部を有する。
【0023】また、不要な間隙部からの光を遮光する遮
光膜を備える場合、それぞれの前記画素を形成する一組
の前記副画素に対応して備えられた前記画素電極と前記
共通電極と前記遮光膜との少なくとも一つが、同心に配
列している。
【0024】さらに、不要な間隙部からの光を遮光する
遮光膜を備える場合、前記画素電極と前記共通電極と前
記遮光膜との前記画素に対応する部分のいずれか一つ
が、円形状である。
【0025】上記いずれかの液晶表示装置において、前
記画素に対応した信号線と前記画素を選択する走査線と
を備える場合に、同一の前記信号線に対応した前記画素
の重心を結ぶ直線または同一の前記走査線に対応した前
記画素の重心を結ぶ直線を屈曲させると、画像密度を上
げることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】次に、図1〜図26を参照して、
本発明による液晶表示デバイスおよび液晶表示装置の実
施形態を説明する。
【0027】
【液晶表示デバイスの実施形態】図1は、本発明による
液晶表示デバイスの実施形態の画素構成を示す図であ
る。本実施形態においては、表示部を形成する画素11
が、円弧状部を有し、画素11を形成する一組の副画素
11R,11G,11Bが、同心に配列している。
【0028】ここで、白い背景に黒い細線を表示する例
を考える。本実施形態のように、画素形状が円形の場
合、横線を表示するときは、図2(a)に示すように、複
数の画素11のうち画素11a1,11a2,11a
3,11a4,11a5が黒表示となり、他の画素11
は、白表示となる。斜線を表示するときは、図2(b)に
示すように、複数の画素11のうち画素11e1,11
d2,11c3,11b4,11a5が黒表示となり、
他の画素11は、白表示となる。そのため、黒表示とな
っている画素の輪郭を抽出して表現すると、横線の場合
および斜線の場合は、それぞれ図2(c)および(d)に示
すようになる。
【0029】ここで、座標軸を図2(c)および(d)に示
すようにとり、それぞれの輪郭のフーリエ級数を考え
る。図2(c)および(d)は、どちらも円弧をベースとし
ているため、図25の場合ほどフーリエ係数の分布は、
大きくは違わない。
【0030】実際に、フーリエ級数の周波数を横軸に、
フーリエ係数を縦軸にとってグラフに表すと、図3のよ
うになり、横線の場合と斜線の場合とでプロットがほと
んど同じである。すなわち、横線と斜線とでは、フーリ
エ級数で表される空間周波数すなわち特徴がほとんど同
じである。したがって、画素形状が円形の場合は、横線
と斜線とで特徴がそれほど相違せず、画素形状が方形の
場合に比べて画質が高い。
【0031】次に、白い背景に表示された黒い細線の幅
を考える。図2(b)に示すように、画素の直径をhとす
る。横線を表示する場合には、図2(a)に示すように、
線の幅の最大値は、hである。また、図2(b)に示すよ
うに、斜線を表示する場合にも、線の幅の最大値は、h
である。したがって、画素形状が円形の場合には、横線
と斜線とで線の幅が同一であり、線の幅が同一ではなか
った画素形状が方形の場合に比べて、高画質である。
【0032】続いて、図4を用いて、本実施形態が上記
従来例の混色の問題を解決することを説明する。画素1
1を形成するR,G,Bの一組の副画素11R,11
G,11Bが同心に配列している場合、R,G,Bが同
じ位置にあることに等価なため、画素ピッチpを一辺の
長さとする任意の正方形領域内に、異なる画素11のた
めの副画素が混在しない。例えば、図4の場合は、副画
素11R,11G,11Bの重心が画素11の重心に等
しいため、一辺をpとする正方形領域91内に重心を持
つ副画素は、画素11b1のための副画素のみである。
そのため、画素11b1が赤を表示し、画素11b2が
青を表示する場合にも混色は、生じない。
【0033】このように、画素を形成する一組の副画素
が同心に配列している場合、混色が生じず、従来例を示
す図26のように、副画素が同心に配列していない場合
に比べて画質が高い。
【0034】本発明の効果を得るには、各画素が円弧状
部を有し、画素を形成する一組の副画素が同心に配列し
ていればよく、画素形状および画素配列は、図1に示し
たものに限らない。
【0035】例えば、図5(a)のように、扇形の副副画
素11Ra,11Ga,11Ba,11Rb,11G
b,11Bbが順に配列して、円形の画素11を形成し
てもよい。ここで、扇形の副副画素の重心は、同一では
ないが、副副画素11Raおよび11Rbによって形成
される副画素11Rと、副副画素11Gaおよび11G
bによって形成される副画素11Gと、副副画素11B
aおよび11Bbによって形成される副画素11Bと
は、同心である。
【0036】図5(b)のように、円形の副画素11Bの
周囲に副副画素11Ra,11Ga,11Rb,11G
bが順に配列して円形の画素11を形成することもでき
る。
【0037】また、各画素が円弧状部を持たない場合で
も、画素を形成する一組の副画素が同心に配列していれ
ば、混色を抑制する効果が得られる。
【0038】例えば、図5(c)のように、方形の副画素
11Rの周囲に副画素11Gおよび11Bが配列し、各
副画素が同心に配列して、画素を形成することも可能で
ある。
【0039】図5(d)のように、方形の副画素11Bの
周囲に、副画素11Bの辺に沿って副副画素11Ra,
11Ga,11Rb,11Gbが順に配列して、画素を
形成してもよい。このとき、各副副画素の重心は、同一
ではないが、副副画素11Raおよび11Rbによって
形成される副画素11Rと、副副画素11Gaおよび1
1Gbによって形成される副画素11Gとは、同心であ
る。
【0040】図5(e)のように、方形の副画素11Bの
周囲に、副画素11Bの角を囲って副副画素11Ra,
11Ga,11Rb,11Gbが順に配列して、画素を
形成することもできる。このとき、各副副画素の重心
は、同一ではないが、副副画素11Raおよび11Rb
によって形成される副画素11Rと、副副画素11Ga
および11Gbによって形成される副画素11Gと、副
画素11Bとは、同心である。
【0041】図5(f)のように、三角形の副副画素11
Ra,11Ga,11Ba,11Rb,11Gb,11
Bbが順に配列して画素11を形成することも可能であ
る。ここで、三角形の副副画素の重心は、同一ではない
が、副副画素11Raおよび11Rbによって形成され
る副画素11Rと、副副画素11Gaおよび11Gbに
よって形成される副画素11Gと、副副画素11Baお
よび11Bbによって形成される副画素11Bとは、同
心である。
【0042】図6(a)のように、円形の副画素11Bの
周囲に、副副画素11Ra,11Ga,11Rb,11
Gbが順に配列して、画素を形成してもよい。このと
き、各副副画素の重心は、同一ではないが、副副画素1
1Raおよび11Rbによって形成される副画素11R
と、副副画素11Gaおよび11Gbによって形成され
る副画素11Gと、副画素11Bとは、同心である。
【0043】図6(b)のように、副画素および副副画素
が副副画素35Ra,副副画素35Ga,副画素35
B,副副画素35Gb,副副画素35Rbの順に配列し
て、画素を形成することもできる。このとき、各副副画
素の重心は、同一ではないが、副副画素11Raおよび
11Rbによって形成される副画素11Rと、副副画素
11Gaおよび11Gbによって形成される副画素11
Gと、副画素11Bとは、同心である。
【0044】図6(c)のように、副画素35Bを中心と
し、その周囲に時計回りに副副画素11Gb,11R
b,11Ga,11Raが配列して、画素を形成してい
る。このとき、各副副画素の重心は、同一ではないが、
副副画素11Raおよび11Rbによって形成される副
画素11Rと、副副画素11Gaおよび11Gbによっ
て形成される副画素11Gと、副画素11Bとは、同心
である。
【0045】なお、本発明の効果を得るには、各画素か
らの出射光が円弧状部を有し、一組の各副画素からの出
射光が同心であることが肝要である。そのため、出射光
の形状や配列を決定するものは、電極であっても遮光膜
であってもよい。
【0046】また、R,G,Bの配列場所が入れ替わっ
ても本発明の効果が得られることは、いうまでもない。
【0047】ところで、画素が円弧状部を有する場合、
および画素が六角形状の場合は、図7に示すように、同
一の信号線31に対応した画素11a,11b,11
c,11dの重心を結ぶ直線41、または同一の走査線
32に対応した画素11e,11f,11g,11hの
重心を結ぶ直線42が屈曲するように画素11を配置す
ると、単位面積辺りの画素数を増加させることができ、
解像度を高めることができる。
【0048】なお、図5(f)のように、画素の形状の角
数が4よりも多くなると、図2と同様に、横線と斜線と
を表示した場合の輪郭形状がそれほど違わないため、横
線と斜線との特徴の違いが小さくなり、画質が向上す
る。
【0049】また、図1ないし図7に示した液晶表示デ
バイスの実施形態においては、副画素が隣接して配置さ
れており、これら副画素間の電場の乱れとこの電場の乱
れによる液晶配向の乱れとが生ずることが懸念された。
【0050】しかし、実験した結果では、電場の乱れの
影響は、従来のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表
示装置などとほとんど変わらないことが判明した。従来
のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置などに
おいても、電極パターンがかなり錯綜していたので、同
様の結果が得られたと推定される。
【0051】次に、図1ないし図7に示した液晶表示デ
バイスを液晶表示パネルとして採用する液晶表示装置の
実施形態を説明する。
【0052】
【実施形態1】図8,図9,図10,図11を用いて、
本発明による液晶表示装置の実施形態1の構成を説明す
る。
【0053】本実施形態1の液晶表示装置は、図8に示
すように、画素電極35に信号電位を供給する信号ドラ
イバ51と、画素を選択する電位を供給する走査ドライ
バ52と、共通電極36に電位を供給する共通電極ドラ
イバ(図示せず)と、信号ドライバ51および走査ドライ
バ52および共通電極ドライバとを制御する表示制御装
置53とを有している。
【0054】基板1には、走査ドライバ52に接続され
た複数の走査線32と、信号ドライバ51に接続されか
つ走査線32と交差した信号線31と、走査線32と信
号線31との交点付近に対応して配置され走査線32と
信号線31と電気的に接続されたスイッチ素子である薄
膜トランジスタ(TFT)33と、TFT33に電気的に
接続され信号線31に対応した画素電極35とが備えら
れている。
【0055】画素電極35に対応した共通電極36は、
基板2に備えられ、共通の配線を経て共通電極ドライバ
に接続されている。
【0056】R,G,Bの信号に対応して信号線31
R,31G,31Bおよび副画素11R,11G,11
Bを備え、副画素11R,11G,11Bによって画素
11が形成されている。複数の画素11によって表示部
21が形成されている。
【0057】図9を用いて、画素11およびその周辺の
構成を説明する。
【0058】円形の画素11は、R,G,Bに対応した
円形の副画素11R,11G,11Bによって形成され
ている。円弧状部を有し、ほぼ円形である画素電極35
R,35G,35Bは、円形の副画素11R,11G,
11Bに対応して備えられている。また、同じ画素11
を形成する画素電極35R,35G,35Bおよび副画
素11R,11G,11Bの重心は、ほぼ同一である。
【0059】なお、R,G,Bの配置がそれぞれ交換さ
れている場合でも本発明が適用できることは、いうまで
もない。
【0060】画素電極35Rは、電極接続部35R',
35R''およびTFT33を介して信号線31Rに接続
され、画素電極35Gは、電極接続部35G'およびT
FT33を介して信号線31Gに接続され、画素電極3
5Bは、電極接続部35B'およびTFT33を介して
信号線31Bに接続されている。
【0061】図10は、図9のA−A'に沿った断面構
造を示す断面図である。本実施形態1の液晶表示装置
は、図10に示すように、材質が透明ガラスの基板1
と、基板1に対向配置され、材質が透明ガラスの基板2
と、基板1と基板2とで狭持された液晶層34と、基板
1に備えられた画素電極35と、画素電極35に対応
し、基板2に備えられた共通電極36とを有する。
【0062】画素電極35および共通電極36は、膜厚
が0.1μm程度の透明電極であり、ITO(Indium-Ti
n-Oxide)などの透明導電体が用いられる。
【0063】基板1は、絶縁膜81と、絶縁膜81上に
備えられた画素電極35と、画素電極35上に備えられ
た保護膜82と、保護膜82上に備えられた液晶配向制
御層(配向膜)85と、基板1の液晶に面しない側の面上
に備え液晶の配向状態に応じて光学特性を変える偏光板
6とを有する。
【0064】絶縁膜81,保護膜82は、膜厚がそれぞ
れ0.3μm,0.8μm程度の窒化珪素が用いられ
る。
【0065】基板2は、不要な間隙部からの光を遮光す
る遮光膜5と、遮光膜5上に備えられR,G,Bに対応
した色を表現するカラーフィルタ4と、カラーフィルタ
4上に備えられ凹凸を平坦化する平坦化膜3と、平坦化
膜上3に備えられ画素電極35に対応して液晶層34に
電界を印加する手段である共通電極36と、共通電極3
6上に備えられた配向膜85と、基板2の液晶に面しな
い側の面上に備えられた偏光板6とを有する。
【0066】配向膜85には、液晶を配向させるための
ラビング処理が施されている。基板1上の配向膜と基板
2上の配向膜とでは、ラビング方向が90度異なり、ツ
イステッド・ネマチック(Twisted Nematic:TN)表示
方式に対応している。偏光板6の透過軸は、それぞれの
偏光板が配置されている基板上の配向膜のラビング方向
に向けられており、基板1の偏光板と基板2の偏光板と
は、クロスニコルに配置され、ノーマリーホワイトモー
ドに対応している。
【0067】なお、ノーマリーブラックモードに対応す
るように、偏光板を配置しても、本発明を適用できるこ
とは、いうまでもない。
【0068】基板1と基板2との間には、高分子ビーズ
が分散され、液晶層のギャップを均一に保っている。ギ
ャップは、5μm程度、液晶層の屈折率異方性は、0.
1程度である。
【0069】バックライト(図示せず)に対する制約はな
く、直下型方式の光源もサイドライト方式の光源も使用
できる。
【0070】本実施形態1の液晶表示装置は、アクティ
ブマトリクス駆動方式で駆動される。
【0071】図11(a)は、図9のB−B'に沿った断
面の基板1の構造を示す断面図である。基板は、走査線
32と、走査線32上に備えられた絶縁膜81と、絶縁
膜81上に備えられアモルファスシリコンからなる半導
体層83と、半導体層83上に備えられN(+)アモルフ
ァスシリコンからなる導電膜84と、導電膜84上に備
えられた信号線31Bと、導電膜84上に備えられた電
極接続部35B'と、電極接続部35B'に電気的に接続
された画素電極35Bとを有する。
【0072】図11(b)は、図9のC−C'断面の基板
1における断面図である。図11(b)に示すように、電
極接続部35R''と信号線31Bおよび画素電極35B
とが交差する部位では、電極接続部35R''と信号線3
1Bおよび画素電極35Bとは、絶縁膜81を介して異
層に配置され、電気的に絶縁されている。
【0073】本実施形態1によれば、画素が円形である
ため、ギザギザ感が気になることなく斜線などが表示さ
れる。また、本来特徴が同じであるべき細い横線と斜線
を表示するときも、ほぼ同様の印象となるように表示で
きる。
【0074】同一の画素を形成する一組の副画素が同心
に配列しているため、混色が生じることなく表示でき
る。
【0075】
【比較例】本比較例の構造は、図12に示されるように
画素が配置されていること以外は、実施形態1と同じで
ある。
【0076】方形の画素11は、R,G,Bに対応した
方形の副画素11R,11G,11Bによって形成され
ている。方形の画素電極35R,35G,35Bは、副
画素11R,11G,11Bに対応して備えられてい
る。副画素は、一方向に11R,11G,11Bの順に
配列しており、各副画素の重心は、同一ではない。
【0077】図13は、図12のA−A'断面の断面図
である。副画素35Rと35Bとの間に信号線31Bが
配置されていること以外は、実施形態1の図10と同じ
である。
【0078】本比較例では、画素が方形であるため、斜
線などの表示でギザギザ感が気になる。また、本来特徴
が同じであるべき細い横線と斜線を表示するとき、異な
る印象となるように表示される。
【0079】また、同一の画素を形成する一組の副画素
が同心に配列していないため、混色が生じる。
【0080】
【実施形態2】本発明による液晶表示装置の実施形態2
の構造は、図14に示されるように画素が配置されてい
ること以外は、実施形態1と同じである。
【0081】円形の画素11は、R,G,Bに対応した
円弧状部を有する副画素11R,11G,11Bによっ
て形成されている。副画素11Gは、副副画素11Ga
および11Gbによって形成されている。副画素11B
は、副副画素11Baおよび11Bbによって形成され
ている。円形の画素電極35Rは、副画素11Rに対応
して備えられている。円弧状部を有する画素電極35B
a,35Bb,35Ga,35Gbは、副副画素11B
a,11Bb,11Ga,11Gbに対応して備えられ
ている。円形の副画素11Rを中心とし、その周囲に時
計回りに、副副画素11Ba,11Ga,11Bb,1
1Gbが配列している。したがって、同一の画素11を
形成する副画素11R,11G,11Bの重心は、ほぼ
同一である。
【0082】電極接続部35B''と電極接続部35G'
とが交差している部分では、絶縁膜81を介して異層に
配置され、電気的に絶縁されている。
【0083】本実施形態2によれば、実施形態1と同様
に、画素が円形であるため、斜線などがギザギザ感が気
になることなく表示される。また、本来特徴が同じであ
るべき細い横線と斜線を表示するときも、ほぼ同様の印
象となるように表示できる。
【0084】また、同一の画素を形成する一組の副画素
が同心に配列しているため、混色が生じることなく表示
できる。
【0085】
【実施形態3】本発明による液晶表示装置の実施形態3
の構造は、図15に示されるように画素が配置されてい
ること以外は、実施形態2と同じである。
【0086】画素11は、R,G,Bに対応した副画素
11R,11G,11Bによって形成されている。副画
素11Gは、副副画素11Gaおよび11Gbによって
形成されている。副画素11Bは、副副画素11Baお
よび11Bbによって形成されている。円形の画素電極
35Rは、副画素11Rに対応して備えられている。画
素電極35Ba,35Bb,35Ga,35Gbは、副
副画素11Ba,11Bb,11Ga,11Gbに対応
して備えられている。円形の副画素11Rを中心とし、
その周囲に時計回りに、副副画素11Ba,11Ga,
11Bb,11Gbが配列している。したがって、同一
の画素11を形成する副画素11R,11G,11Bの
重心は、ほぼ同一である。
【0087】本実施形態3は、実施形態2と異なり、副
副画素11Ba,11Ga,11Bb,11Gbの外周
が円弧状ではなく、信号線または走査線にほぼ平行であ
るため、実施形態2よりも開口率が高い液晶表示装置で
ある。
【0088】
【実施形態4】本発明による液晶表示装置の実施形態4
の構造は、図16に示されるように画素が配置されてい
ること以外は、実施形態1と同じである。
【0089】円形の画素11は、R,G,Bに対応した
円形の副画素11R,11G,11Bによって形成され
ている。円弧状部を有し、ほぼ円形である画素電極35
R,35G,35Bは、円形の副画素11R,11G,
11Bに対応して備えられている。また、同じ画素11
を形成する画素電極35R,35G,35Bおよび副画
素11R,11G,11Bの重心は、ほぼ同一である。
【0090】図17(a)は、図16のA−A'断面の基
板1における断面図である。信号線31Bと画素電極3
5Bおよび35Gおよび35Rとは、それぞれが交差す
る部位では、絶縁膜81を介して異層に配置され、電気
的に絶縁されている。
【0091】図17(b)は、図16のB−B'断面の基
板1における断面図である。電極接続部35R''と画素
電極35Bとは、それぞれが交差する部位では、絶縁膜
81を介して異層に配置され、電気的に絶縁されてい
る。
【0092】本実施形態4によれば、異なる画素11の
間に配置されている信号線31は、2本であるため、実
施形態1に比較して画素11の間隔が狭く、解像度の高
い液晶表示装置である。
【0093】
【実施形態5】図18,図19,図20,図21を用い
て、本発明による液晶表示装置の実施形態5の構成を説
明する。
【0094】本実施形態5の液晶表示装置は、図18に
示すように、画素電極35に信号電位を供給する信号ド
ライバ51と、画素を選択する電位を供給する走査ドラ
イバ52と、共通電極36に電位を供給する共通電極ド
ライバ54と、信号ドライバ51および走査ドライバ5
2および共通電極ドライバ54とを制御する表示制御装
置53とを有している。
【0095】基板1には、走査ドライバ52に接続され
た複数の走査線32と、信号ドライバ51に接続されか
つ走査線32と交差した信号線31と、走査線32と信
号線31との交点付近に対応して配置され、走査線32
と信号線31と電気的に接続されたTFT33と、TF
T33に電気的に接続され信号線31に対応した画素電
極35と、画素電極35に対応した共通電極36と、共
通電極36と共通電極ドライバ54とに電気的に接続さ
れた共通電極接続部36'が備えられている。
【0096】R,G,Bの信号に対応して信号線31
R,31G,31Bおよび副画素11R,11G,11
Bが備えられ、副画素11R,11G,11Bによって
画素11が形成されている。複数の画素11によって表
示部21が形成されている。
【0097】図19を用いて、画素11およびその周辺
の構成を説明する。
【0098】画素11は、R,G,Bに対応した副画素
11R,11G,11Bによって形成されている。副画
素11Rは、副副画素11Raおよび11Rbによって
形成されている。副画素11Gは、副副画素11Gaお
よび11Gbによって形成されている。画素電極35
R,35G,35Bは、各副画素および各副副画素に対
応して備えられている。共通電極36は、各副画素およ
び各副副画素ごとに備えられ、画素電極35に対応して
基板1に対してほぼ平行な電界を形成する。副副画素3
5Ra,副副画素35Ga,副画素35B,副副画素3
5Gb,副副画素35Rbの順に配列している。すなわ
ち、副画素35Bを中心とし、その両側に内側より順に
副画素35G,35Rが配列されている。したがって、
同一の画素11を形成する副画素11R,11G,11
Bの重心は、ほぼ同一である。
【0099】なお、R,G,Bの配置がそれぞれ交換さ
れている場合でも本発明が適用できることは、いうまで
もない。
【0100】画素電極35Rは、電極接続部35R'お
よびTFT33を介して信号線31Rに接続され、画素
電極35Gは、電極接続部35G',35G''およびT
FT33を介して信号線31Gに接続され、画素電極3
5Bは、電極接続部35B'およびTFT33を介して
信号線31Bに接続され、共通電極36は、共通電極接
続部36'を介して共通電極ドライバ54に接続されて
いる。
【0101】図20は、図19のA−A'断面の断面図
である。
【0102】本実施形態5の液晶表示装置は、図20に
示すように、材質が透明ガラスの基板1と、基板1に対
向配置され、材質が透明ガラスの基板2と、基板1と基
板2とで狭持された液晶層34と、基板1に備えられた
画素電極35と、画素電極35に対応し、基板1に備え
られた共通電極36とを有する。
【0103】画素電極35および共通電極36は、膜厚
が0.2μm程度の金属電極であり、CrMoなどの導
電体が用いられる。
【0104】基板1は、絶縁膜81と、絶縁膜81上に
備えられた画素電極35と、画素電極35上に備えられ
た保護膜82と、保護膜上に備えられた配向膜85と、
基板1の液晶に面しない側の面上に備えられ液晶の配向
状態に応じて光学特性を変える手段である偏光板6とを
有する。
【0105】絶縁膜81,保護膜82は、膜厚がそれぞ
れ0.3μm,0.8μm程度の窒化珪素が用いられ
る。
【0106】基板2は、不要な間隙部からの光を遮光す
る遮光膜5と、遮光膜5上に備えられR,G,Bに対応
した色を表現するカラーフィルタ4と、カラーフィルタ
4上に備えられ凹凸を平坦化する平坦化膜3と、平坦化
膜上3に備えられた配向膜85と、基板2の液晶に面し
ない側の面上に備えられた偏光板6とを有する。
【0107】配向膜85には、液晶を配向させるための
ラビング処理が施されている。ラビング方向は、画素電
極35の長手方向より15度傾いており、インプレーン
・スイッチング(In-Plane Switching:IPS)表示方式
に対応している。偏光板6の透過軸は、それぞれの偏光
板が配置されている基板上の配向膜のラビング方向に向
けられており、基板1の偏光板と基板2の偏光板とは、
クロスニコルに配置され、ノーマリーブラックモードに
対応している。
【0108】基板1と基板2との間には、高分子ビーズ
が分散され、液晶層のギャップを均一に保っている。ギ
ャップは、4μm程度、液晶層の屈折率異方性は、0.
1程度であり、この組み合わせによってレターデーショ
ンが調整される。
【0109】ここでは図示していないが、バックライト
に対する制約はなく、直下型方式の光源でも、サイドラ
イト方式の光源でも使用できる。
【0110】本実施形態5の液晶表示装置は、アクティ
ブマトリクス駆動方式で駆動される。
【0111】図21(a)は、図19のB−B'断面の基
板1における断面図である。
【0112】基板1は、走査線32および共通電極接続
部36'と、走査線32および共通電極接続部36'上に
備えられた絶縁膜81と、絶縁膜81上に備えられアモ
ルファスシリコンからなる半導体層83と、半導体層8
3上に備えられN(+)アモルファスシリコンからなる導
電膜84と、導電膜84上に備えられた信号線31R
と、導電膜84上に備えられた電極接続部35R'とを
有する。
【0113】図21(b)は、図19のC−C'断面の基
板1における断面図である。
【0114】図21(b)に示すように、電極接続部35
G''と信号線31Bとは、それぞれが交差する部位で
は、絶縁膜81を介して異層に配置され、電気的に絶縁
されている。
【0115】本実施形態5によれば、同一の画素を形成
する一組の副画素が同心に配列しているため、混色が生
じることなく表示できる。
【0116】また、IPS表示方式を採用しているた
め、TN表示方式を採用している実施形態1ないし実施
形態4と比較して、広い視野角を実現する。
【0117】
【実施形態6】本発明による液晶表示装置の実施形態6
の構造は、図22に示されるように画素が配置されてい
ること以外は、実施形態5と同じである。
【0118】画素11は、R,G,Bに対応した副画素
11R,11G,11Bによって形成されている。副画
素11Rは、副副画素11Raおよび11Rbによって
形成されている。副画素11Gは、副副画素11Gaお
よび11Gbによって形成されている。画素電極35
R,35G,35Bは、各副画素および各副副画素に対
応して備えられている。共通電極36は、画素電極35
に対応し、基板1に対してほぼ平行な電界を形成する。
共通電極36bは、副副画素11Gaと副画素11Bに
共有され、共通電極36cは、副画素11Bと副副画素
11Rbに共有されている。すなわち、共通電極の両側
に異なる副画素に対応した画素電極が配列している。
【0119】また、副画素35Bを中心とし、その周囲
に時計回りに、副副画素11Gb,11Rb,11G
a,11Raが配列している。したがって、同一の画素
11を形成する副画素11R,11G,11Bの重心
は、ほぼ同一である。
【0120】電極接続部35R''と信号線31Bおよび
電極接続部35G'とは、それぞれが交差している部分
では、絶縁膜を介して異層に配置され、電気的に絶縁さ
れている。
【0121】本実施形態6によれば、同一の画素を形成
する一組の副画素が同心に配列しているため、混色が生
じることなく表示できる。
【0122】また、共通電極を異なる副画素で共有して
いるため、実施形態5に比較して高い開口率が得られ
る。
【0123】
【発明の効果】本発明によれば、円弧の部分を有する画
素形状によってギザギザ感が抑制されるとともに、同一
の画素を形成する副画素を同心に配列することによっ
て、混色を生じない液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示デバイスの画素形状およ
び配置の一例を示す図である。
【図2】本発明による液晶表示デバイスの画素形状によ
り横線と斜線とを表示するときに、線の特徴がほぼ同じ
であることを示す図である。
【図3】図2の表示において輪郭のフーリエ級数を考え
た場合のフーリエ級数の周波数に対するフーリエ係数を
示すグラフである。
【図4】本発明による液晶表示デバイスの画素配置にお
いて混色が生じないことを示す図である。
【図5】本発明による液晶表示デバイスの画素形状およ
び配置の数例を示す図である。
【図6】本発明による液晶表示デバイスの画素形状およ
び配置の数例を示す図である。
【図7】本発明による液晶表示デバイスの画素配置の数
例を示す図である。
【図8】本発明による液晶表示装置の実施形態1の構成
を示す図である。
【図9】本発明による液晶表示装置の実施形態1の画素
形状および配置を示す図である。
【図10】本発明による液晶表示装置の実施形態1の画
素周辺の断面構造を示す断面図である。
【図11】本発明による液晶表示装置の実施形態1のT
FTおよび画素の断面構造を示す図である。
【図12】従来の液晶表示装置の画素形状および配置を
示す図である。
【図13】従来の液晶表示装置の画素周辺の断面構造を
示す図である。
【図14】本発明による液晶表示装置の実施形態2の画
素形状および配置を示す図である。
【図15】本発明による液晶表示装置の実施形態3の画
素形状および配置を示す図である。
【図16】本発明による液晶表示装置の実施形態4の画
素形状および配置を示す図である。
【図17】本発明による液晶表示装置の実施形態4のT
FTおよび画素の断面構造を示す図である。
【図18】本発明による液晶表示装置の実施形態5の構
成を示す図である。
【図19】本発明による液晶表示装置の実施形態5の画
素形状および配置を示す図である。
【図20】本発明による液晶表示装置の実施形態5の画
素周辺の断面構造を示す図である。
【図21】本発明による液晶表示装置の実施形態5のT
FTおよび画素の断面構造を示す図である。
【図22】本発明による液晶表示装置の実施形態6の画
素形状および配置を示す図である。
【図23】従来の液晶表示装置の画素形状および配置の
一例を示す図である。
【図24】従来例の画素形状により、横線と斜線を表示
するときに、線の特徴が異なることを示す図である。
【図25】図24の表示において輪郭のフーリエ級数を
考えた場合のフーリエ級数の周波数に対するフーリエ係
数を示すグラフである。
【図26】従来の画素配置において混色が生じる原因を
示す図である。
【符号の説明】 1,2 基板 3 平坦化膜 4B,4R,4G カラーフィルタ 5 遮光膜 6 偏光板 11 画素 11R,11G,11B 副画素 11Ra,11Rb 副副画素 11Ga,11Gb 副副画素 11Ba,11Bb 副副画素 31,31R,31G,31B 信号線 32 走査線 33 TFT 34 液晶 35,35R,35G,35B 画素電極 35Ga,35Bb,35Ga,35Bb 画素電極 35B',35G',35R' 電極接続部 35R'',35B'' 電極接続部 36 共通電極 36' 電極接続部 41,42 副画素の重心を結ぶ直線 51 信号ドライバ 52 走査ドライバ 53 表示制御装置 81 絶縁膜 82 保護膜 83 半導体層 84 導電膜 91 領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津村 誠 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 新田 博幸 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Fターム(参考) 2H092 GA13 GA20 GA23 JB02 JB04 JB05 NA01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定間隔をもって対向配置された第1基
    板と第2基板との間に液晶層を挟持し、複数の画素を前
    記基板面に配置して表示部を形成した液晶表示装置にお
    いて、 前記画素が、それぞれ円弧状部を有することを特徴とす
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 所定間隔をもって対向配置された第1基
    板と第2基板との間に液晶層を挟持し、特定の色に対応
    する複数の副画素をそれぞれ有する複数の画素を前記基
    板面に配置して表示部を形成した液晶表示装置におい
    て、 前記画素をそれぞれ形成する一組の前記副画素が、同心
    に配列していることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 所定間隔をもって対向配置された第1基
    板と第2基板との間に液晶層を挟持し、特定の色に対応
    する複数の副画素をそれぞれ有する複数の画素を行方向
    および列方向にそれぞれ等間隔に前記基板面に配置して
    表示部を形成した液晶表示装置において、 前記複数の画素が、行方向に第1距離の間隔で配置さ
    れ、列方向に第2距離の間隔で配置され、 前記表示部上で辺の長さが前記第1距離および前記第2
    距離である長方形の任意領域内に重心を持つ前記副画素
    同士は、同じ前記画素に属することを特徴とする液晶表
    示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の液晶表示装置におい
    て、 前記画素が、特定の色に対応する複数の副画素をそれぞ
    れ有し、 それぞれの前記画素を形成する一組の前記副画素が、同
    心に配列していることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の液晶表示装置におい
    て、 前記画素が、特定の色に対応する複数の副画素をそれぞ
    れ有し、行方向に第1距離の間隔で列方向に第2距離の
    間隔でそれぞれ等間隔に配置され、 前記表示部上で辺の長さが前記第1距離および前記第2
    距離である長方形の任意領域内に重心を持つ前記副画素
    同士は、同じ前記画素に属することを特徴とする液晶表
    示装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか一項に記載
    の液晶表示装置において、 前記画素が、円形状であることを特徴とする液晶表示装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか一項に記載
    の液晶表示装置において、 前記画素または前記副画素に対応した画素電極を前記第
    1基板上に備え、 前記画素電極に対応した共通電極を前記第2基板上に備
    えることを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし6のいずれか一項に記載
    の液晶表示装置において、 前記画素または前記副画素に対応した画素電極および前
    記画素電極に対応した共通電極を前記第1基板上に備え
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の液晶表示装置におい
    て、 異なる前記副画素が、前記共通電極を共有することを特
    徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載の液晶表示装置におい
    て、 前記画素電極および前記共通電極が、線状であり、 異なる副画素に対応した前記画素電極が、線状の前記共
    通電極の両側に配列していることを特徴とする液晶表示
    装置。
  11. 【請求項11】 請求項7ないし10のいずれか一項に
    記載の液晶表示装置において、 不要な間隙部からの光を遮光する遮光膜を備え、 前記画素電極と前記共通電極と前記遮光膜との少なくと
    も一つが、前記画素からの出射光をほぼ円形にする円弧
    状部を有することを特徴とする液晶表示装置。
  12. 【請求項12】 請求項7ないし10のいずれか一項に
    記載の液晶表示装置において、 不要な間隙部からの光を遮光する遮光膜を備え、 それぞれの前記画素を形成する一組の前記副画素に対応
    して備えられた前記画素電極と前記共通電極と前記遮光
    膜との少なくとも一つが、同心に配列していることを特
    徴とする液晶表示装置。
  13. 【請求項13】 請求項7ないし12のいずれか一項に
    記載の液晶表示装置において、 不要な間隙部からの光を遮光する遮光膜を備え、 前記画素電極と前記共通電極と前記遮光膜との前記画素
    に対応する部分のいずれか一つが、円形状であることを
    特徴とする液晶表示装置。
  14. 【請求項14】 請求項1ないし13のいずれか一項に
    記載の液晶表示装置において、 前記画素に対応した信号線と前記画素を選択する走査線
    とを備え、 同一の前記信号線に対応した前記画素の重心を結ぶ直線
    または同一の前記走査線に対応した前記画素の重心を結
    ぶ直線が屈曲していることを特徴とする液晶表示装置。
JP2001022170A 2001-01-30 2001-01-30 液晶表示装置 Pending JP2002229046A (ja)

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