JP2006017919A

JP2006017919A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JP2006017919A
Application number: JP2004194337A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Shirato; 康之白土; Hiromitsu Ikeda; 博光池田
Original assignee: Nanox Corp
Current assignee: Nanox Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19
Also published as: CN1716034A; TW200600892A

Abstract

【課題】カラーの発色数を限定して低コストで、信頼性の高い白黒用のＩＣを使用するカラー液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】一原色以上を使用するカラーフィルター３に対応する画素領域にモノクロ液晶７を配置し、各画素領域に対応したモノクロ液晶７を駆動する電極２、４をガラス基板１、５にそれぞれ配置し、該電極２、４をモノクロ用ＩＣ１１で駆動制御するＣＯＧモジュールＢに対して、ＬＣＤパネルを背面から透過光で照明する白及び赤緑青の三原色のうち一原色以上のバックライト光源Ｃを備えたユニットを組み付けた４色以上のカラー表示が可能な液晶表示装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、カラー表示が可能な液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。

従来、カラー表示が可能なＬＣＤとしてはカラーフィルターを用いる表示装置とカラーフィルターを用いないフィールドシーケンシャル方式によりカラー表示する表示装置が知られている。

カラーフィルターを用いるカラーＬＣＤは、一つの基板となるガラス板又はフィルムの間に各画素毎に赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色のカラーフィルター層を設け、その上に透明電極を形成したカラーフィルターをＴＦＴ素子を形成した基板と組み合わせてカラー表示用液晶ディスプレイとしてコントローラドライバにより駆動する構造になっている（特許文献１）。

また、フィールドシーケンシャル方式によるカラーＬＣＤは、モノクロ液晶とガラス基板の間にカラーフィルター層を配置することなく、モノクロ液晶を高速でオン、オフして、それにバックライトで各画素毎に赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色の発色を同期させることにより、カラー表示をさせる構造になっている（特許文献２）。
特開平７−１２８５１６号公報特開２００１−２７２６５７号公報

上記したカラーフィルター方式のＬＣＤは、カラー専用のＩＣを使用するため、ＩＣを制御するコマンド数が白黒用ＩＣと比べて５倍〜６倍になるため、モジュールを駆動するためのプログラム量が膨大になり、開発に時間がかかる。また、カラーフィルターＬＣＤは１ピクセルを３本のセグメントに分けて制御するので、セグメント出力数が白黒用ＩＣの３倍となり、ＩＣのバンプピッチが３８〜４２μｍと狭いため、配線が細くなり、その分、配線部分が腐食されやすい。

また、フィールドシーケンシャル方式のカラーＬＣＤは、高速応答が要求され、コントローラドライバをスタティック駆動する必要があるのでドットの数だけ配線用の端子が必要になり、このため多くの端子数を駆動させるＩＣの数も多くなる。また、フィールドシーケンシャルＬＣＤは、液晶の応答速度を速くするために、ガラス板などの一対の支持基板の隙間を狭める必要があるため、少しでも異物が存在すると不良品となり製品歩留まりが悪いことがあった。

本発明の課題はカラーの発色数を限定して低コストで、信頼性の高い白黒用のＩＣを使用するカラー液晶表示装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、バックライトの色を組合わせることにより８色以上のカラー表示を可能にする低コストで、信頼性の高い白黒用のＩＣを使用する液晶表示装置を提供することにある。

上記本発明の課題は次の解決手段により解決される。
請求項１記載の発明は、（ａ）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される複数の画素領域を有するモノクロ液晶と、赤緑青の三原色のうち一原色以上を使用して前記各画素領域に対応させたカラーフィルターと、前記各画素領域に対応したモノクロ液晶を駆動する電極とからなるＬＣＤパネルと、前記ＬＣＤパネルの電極を駆動制御するモノクロ用電極制御部を実装したＬＣＤモジュールと、（ｂ）前記ＬＣＤパネルの背面から透過光で照明する白色及び／又は赤緑青の三原色のうち一原色以上のバックライト光源ユニットとを備えたことを特徴とするカラー液晶表示装置である。

請求項２記載の発明は、カラーフィルターとして赤緑青の三原色のうち二原色を使用し、前記各原色の表示形状を櫛歯状として、櫛歯状部分を互いに入り込ませて配置し、該櫛歯状カラーフィルターに対応させて櫛歯状の電極を配置した請求項１記載のカラー液晶表示装置である。

請求項３記載の発明は、前記二原色の表示形状が７セグメントタイプである請求項２記載のカラー液晶表示装置である。

（作用）
請求項１記載の発明によれば、カラーフィルターを有するＬＣＤパネルをモノクロ用電極制御部（コントローラドライバ）で駆動制御することにより、４色以上のカラー表示をすることができる。また、ＲＧＢ３色の内の２色以上とカラーフィルターとバックライトの色を組み合わせることにより７色又は８色以上のカラー表示も可能になる。さらに、バックライトの色と３原色の内の２色以下のカラーフィルターを組合わせることにより、ＲＧＢ３色のカラーフィルターを使用しなくても７色のカラー表示が出来る液晶表示装置を提供できる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、限定されたカラーではあるが、簡易なカラー表示画面が得られる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、色づきの７セグメントタイプの表示ができる。

請求項１記載の発明によれば、モノクロ用電極制御部（コントローラドライバ）を駆動させるためのコマンド数がフルカラー用電極制御部に比べ比較的少なくて済み、駆動ソフトの作成時間が短くてすむため、低コストで限定された色数であるが、カラー表示が可能となる。

また、請求項１記載の発明の液晶表示装置は、モノクロ用電極制御部を使用するため、バンプピッチがカラー用電極制御部と比べて広いため、電気配線幅が太くでき、またバンプと電気配線の実装面積が広くとれるので信頼性が高くなり、配線の腐食等も起きにくくなり、安価な信頼性の高い液晶表示装置を提供できる。

さらに、請求項１記載の発明によれば、バックライトの色を変えたり、光源に強弱を付けることにより中間色を表現でき、８色以上の色も表現できる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、櫛歯状カラーフィルターに対応させて櫛歯状の電極を採用することにより、ＰＩＣＴ（ＩＣＯＮ）及び７セグメントのカラー化ができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、従来モノクロ表示させていた７セグメント表示形状をカラーで表示でき、メータの数値などがカラー表示でき、目立ち易く、また観察し易くなる。

本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１に示すようにガラス基板１と透明電極２との間にＲＧＢのカラーフィルター３を配置した積層板を用意し、この積層板に対して透明電極４を設けたガラス基板５を透明電極２、４が相対向するように空間をあけて重ね合わせ、その空間に白黒用液晶７を充填する。白黒用液晶７の種類は何でもよく、市販の適宜の白黒用液晶を用いる。液晶７の充填後にはガラス基板１、５間の間隔を維持すると同時に液晶７を密封するためにシール８を設け、さらに両方のガラス基板１の電極配置部とは反対側の面に入射光を反射させないための偏光板１０を設けて、カラー用ＬＣＤパネルＡを作製する。

次いで、図２に示すように、このＬＣＤパネルＡのガラス基板１上には透明電極２、４を介して白黒用ＩＣ１１を実装し、ＬＣＤ（ＣＯＧ）モジュールＢを作製する。ＣＯＧモジュール作製後は、図３に示すように、このＬＣＤ（ＣＯＧ）モジュールＢに白色、もしくは多色（三原色の内の一色以上）のＬＥＤ１４を有するバックライト用の光源Ｃを組合わせてバックライト付ＬＣＤ（ＣＯＧ）モジュールとする。光源Ｃはプリント基板１５上にＬＥＤ１４を配列したものであり、該ＬＥＤ１４を反射枠１６内でガラス基板１の裏面側（電極配置部とは反対側）に設ける。

ＬＣＤパネルＡの内面に形成されたＲＧＢのカラーフィルター３とバックライト光源Ｃの発光色の組み合わせにより８色以上のカラー用の液晶表示装置（ＬＣＤ）が得られる。

白黒用ＩＣ１１はバンプピッチが５０μｍ〜８０μｍであり、カラー用ＩＣと比べて１．３倍〜２倍広いため、電気配線幅もその分、広くすることができ、電解腐食も起きにくくなる。また、バンプと透明電極２、４の接触面積も大きく取ることができるので、接続抵抗が低くなり、電気的接続部の信頼性も向上する。

上記実施例はＣＯＧ実装技術を使用したモジュールであるが、プリント配線板（ＰＷＢ）とＱＦＰ（Quad Flat Package）の組み合わせ、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）、ＣＯＦ（Chip on Film）、ＣＯＳ（Chip on Silicon）などすべての実装技術で作られたＬＣＤモジュールにも本発明を適用することができる。
また、バックライト光源Ｃは、ＬＥＤ１４の他にＣＦＬ（蛍光管）、ＥＬ、フィラメントタイプ光源など、全てのタイプの光源を使用することができる。

また、図４に示すようにカラーフィルター（ＣＦ）として、例えば赤（Ｒ）と緑（Ｇ）のカラーフィルターを用い、白色のバックライト（Ｂ／Ｌ）を組み付けると、表１に示すように４色のＰＩＣＴ（ＩＣＯＮ）表示ができる。

また、通常マルチカラー表示は、図６に示すように、１ピクセルを３ドットに分け、それぞれにＲＧＢのカラーフィルターをつけて、ドットマトリックス表示をさせるが、７セグメントタイプの表示やＰＩＣＴ（ＩＣＯＮ）表示も、図５に１／３デューティの場合の例を示すように、例えば赤（Ｒ）と緑（Ｇ）のカラーフィルターを櫛歯構造にし、前記２色のカラーフィルターに白色と青色のバックライト（Ｂ／Ｌ）を対応させて組み付けると、表２に示すように７色表示ができる。

図５に示すように「８」字を表示する７セグメントの各セグメント１７の液晶表示部分に赤（Ｒ）のカラーフィルター１９と緑（Ｇ）のカラーフィルター２０をそれぞれ櫛歯状として、間隔１０〜２０μｍを設けて櫛歯部分を互いに入り込ませている。そして前記赤（Ｒ）と緑（Ｇ）のカラーフィルター１９、２０部分に対応する７セグメントの各セグメント１７の領域に対応する大きさの液晶に対してセグメント電極とコモン電極に駆動電圧を共に印加させると、該電極の交点部分の液晶が透光性となり、バックライトの光源から、例えば白色光が放射される際にカラーフィルター１９、２０を通して赤色と緑色がそれぞれ共に放射され、人間の目には黄色として認識される。

さらに、バックライトの光源に強弱を付けると中間色表現も可能となり７色以上の表示が可能となる。当然ながら図１に示すように赤、緑、青のカラーフィルターを用いるとバックライト光源が単色（白色）でも表３のように８色の表示が可能である。

さらに、バックライトの光源に強弱を付けると中間色表現も可能となり８色以上の表示が可能となる。

こうして従来の比較的簡易な表示用のコモン電極とセグメント電極からなるモノクロ表示用の液晶表示装置の電極配線と該電極配線を駆動させるモノクロ用のＩＣチップを用いることができる。

本発明の液晶表示装置は従来電気機器のメータなどの表示パネル、各種制御機器の作動切替表示パネルなど、モノクロ表示パネルで使用されていた表示装置をカラー化した表示装置として利用可能性が高い。

本発明の実施例の液晶表示装置の基本的構成の断面図である。図１の液晶表示装置にＩＣチップを実装した構成の断面図である。図２の液晶表示装置にバックライトを実装した構成の断面図である。本発明の実施例の液晶表示装置の基本的構成の断面図である。本発明の実施例の液晶表示装置の部分平面図である。３原色を用いたカラー表示の１ピクセル単位の基本的構成を示す図である。

符号の説明

１ガラス基板２透明電極
３カラーフィルター４透明電極
５ガラス基板７白黒用液晶
８シール１０偏光板
１１白黒用ＩＣ１４ＬＥＤ
１５プリント基板１６反射枠
１７セグメント１９カラーフィルター赤
２０カラーフィルター緑
ＡＬＣＤパネルＢＣＯＧモジュール
Ｃ光源

Claims

（ａ）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される複数の画素領域を有するモノクロ液晶と、赤緑青の三原色のうち一原色以上を使用して前記各画素領域に対応させたカラーフィルターと、前記各画素領域に対応したモノクロ液晶を駆動する電極とからなるＬＣＤパネルと、前記ＬＣＤパネルの電極を駆動制御するモノクロ用電極制御部を実装したＬＣＤモジュールと、
（ｂ）前記ＬＣＤパネルの背面から透過光で照明する白色及び／又は赤緑青の三原色のうち一原色以上のバックライト光源ユニットと、
を備えたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
カラーフィルターとして赤緑青の三原色のうち二原色を使用し、前記各原色の表示形状を櫛歯状として、櫛歯状部分を互いに入り込ませて配置し、該櫛歯状カラーフィルターに対応させて櫛歯状の電極を配置したことを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
前記二原色の表示形状が７セグメントタイプであることを特徴とする請求項２記載のカラー液晶表示装置。