JP3121932B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
- G02F1/133622—Colour sequential illumination
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- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
を用いた液晶表示装置に関するものである。
公報に示された従来の液晶表示装置を示す断面図であ
る。図において、1はガラス基板、2はガラス基板1上
に透明絶縁膜3を介してマトリクス状に配設された複数
個の透明画素電極、4は複数個の透明画素電極2のそれ
ぞれに電気的に接続されたスイッチング薄膜トランジス
タであり、ガラス基板1上に形成されたゲート電極5、
ゲート絶縁膜6、半導体層7、n型半導体層8、絶縁層
9、ソース電極10、透明画素電極2に接続されたドレ
ン電極11とで構成されている。12はスイッチング薄
膜トランジスタ4上に配設されたブラックストライプ、
13はブラックストライプ12と透明画素電極2上に配
設された配向膜、14はガラス基板1に対向して配設さ
れたガラス基板、15a、15b、15cは3原色の赤
色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタであり、図8
に示されるように各画素電極にそれぞれ1色が対応する
ようにガラス基板1上に配設されている。16は赤、
緑、青色フィルタ15a、15b、15c上および赤、
緑、青色フィルタ15a、15b、15c間のガラス基
板14上に配設された透明電極で、この透明電極16上
には配向膜17が配設されている。18はガラス基板
1、14間に配設された液晶、19、20はガラス基板
1、14の外面側に配設された偏光板、21は上記1〜
18で構成された液晶パネル、25はガラス基板14の
外面側に対向して配設された白色光を発光するバックラ
イト光源であり、図9に示されるように一方の面に反射
板22が設けられた導光板23と、導光板23の両側面
に配設された白色蛍光ランプ24a、24bとで構成さ
れている。
プ24a、24bから発する白色光は導光板22、およ
び反射板23によって白色の一様な面光源となる。この
白色光は赤、緑、青フィルタ15a、15b、15cに
よって色毎の光に分離され、例えば赤色フィルタ15a
を通過すると赤色光となる。赤、緑、青フィルタ15
a、15b、15cは図4に示されるように配置されて
いるので、3画素でカラー表示における1ドットとな
り、3画素で1つの色が表現される。この場合、各色の
成分の透過光強度を制御するのが、各画素の透明画素電
極2の電位である。各透明画素電極2はスイッチング薄
膜トランジスタ4のドレン電極11に接続されており、
ゲートバス配線(図示せず)からゲート電極5にハイレ
ベル電位が印加されている時間にソース電極10とドレ
ン電極11とが導通し、ソースバス配線(図示せず)か
ら各透明画素電極2に画素信号が伝達され各画素の透過
光強度が制御され、画素信号に応じた色が表現される。
以上のように構成されたいるので、カラー表示の1ドッ
トを表示するのに、赤、緑、青の3画素を必要とし解像
度が低く、また、カラーフィルタの透過率が余り高くな
いためにバックライト光源の光量を有効に利用できず表
示輝度が低くなる等の問題点があった。この発明は上記
のような問題点を解消するためになされたもので、解像
度の高い、高輝度の液晶表示装置を提供することを目的
とする。
装置はカラー表示用のバックライト光源の各色の発光時
間に同期して、画素信号を透明画素電極へ一斉に移送す
る移送素子と、透明画素電極の電荷を一斉にリセットす
るリセット素子とを有する制御回路を備えたものであ
る。
のバックライト光源の3原色の各色の発光時間に同期し
て、透明画素電極に与えられる画素信号によって画素の
透過率が変化し、連続する3色の透過率によって表現さ
れる色とその明るさが決定され、1画素で多色表現さ
れ、1画素でカラー表示の1ドットを表示することがで
き、解像度の高い、高輝度のカラー表示が可能となる。
示装置の構成図について説明する。図において、26は
液晶パネル、27は液晶パネル26の画素配置領域、2
8は液晶パネル26の背面に配設されたカラー表示用の
バックライト光源であり、基板29上にマトリクス状に
交互に配設された3原色を発光する赤LED30、緑L
ED31、青LED32と、赤、緑、青LED30、3
1、32を所定の順、例えば、図5に示されるように1
フィールド間に赤LED→緑LED→青LED→赤LE
D・・・・・の順にそれぞれ所定時間、点灯するように
駆動する駆動部33とで構成されている。34は液晶パ
ネル26とバックライト光源28との間に配設され、バ
ックライト光源28の光を一様な面光源とする透過拡散
板である。
り、図において、35はソースバスライン100ー1に
ソース電極35aが、ゲートバスライン200ー1にゲ
ート電極35cが接続されたスイッチング素子としての
スイッチング薄膜トランジスタ(以下、スイッチングT
FTと称す)、36はスイッチングTFT35のドレン
電極35bにソース電極36aが、セット信号バスライ
ン41にゲート電極36cが接続されると共に透明画素
電極2にドレン電極36bが接続された移送素子として
のセット薄膜トランジスタ(以下、セットTFTと称
す)、37はスイッチングTFT35とセットTFT3
6との接続点に接続され、ソースバスライン100ー1
からスイッチングTFT35を介して供給される画素信
号を蓄積する保持容量としてのコンデンサ、38は透明
画素電極2にソース電極38aが、ゲートバスライン2
00ー2にドレン電極38bが接続されると共にリセッ
トバスライン40にゲート電極38cが接続されたリセ
ット素子としてのリセット薄膜トランジスタ(以下、リ
セットTFTと称す)、39は上記スイッチングTFT
35と、セットTFT36と、コンデンサ37と、リセ
ットTFT38とで構成された制御回路であり、複数個
の透明画素電極2にそれぞれ隣接して設けられ、図3の
液晶パネルの断面模式図に示されるようにガラス基板1
上にソースバスライン100ー1〜100ーn(図示せ
ず)、リセットバスライン40(図示せず)、ゲートバ
スライン200ー1〜200ーn(図示せず)と共に形
成されている。
で形成された第1の透明絶縁基板1上に透明導電材料I
TOでコンデンサ37の一方の電極37aを形成し、窒
化膜SiN等の誘電体薄膜42を介して他方の電極37
bを透明導電膜ITOでパターニングする。この電極3
7bのパターニング時に、この画素内の別の場所に透明
導電材料ITOで透明画素電極2をパターニングする。
透明画素電極2を形成後、クロムCrでスイッチングT
FT35、セットTFT36のゲート35c,36cを
形成し、その後、窒化膜SiN等の誘電体、i型アモル
ファスシリコンの連続堆積で、スイッチングTFT3
5、セットTFT36のゲート誘電体43、およびチャ
ネル44を形成する。その後、n型アモルファスシリコ
ン層45を形成する。次に、アルミ電極パターニングに
よって、スイッチングTFT35、セットTFT36の
ソース電極35a、36aおよびドレン電極35b、3
6bを形成する。図示はされてないがリセットTFT3
8もセットTFT36の近傍に同様にして形成する。4
6は窒化膜などで形成された誘電体層、47はガラスや
水晶等で形成された第2の透明絶縁基板14の内面に制
御回路39に対向するようにクロムCrで形成された遮
光層、16は透明電極、13、17は配向膜、18は液
晶、19、20は偏光板である。
トの一例を示し、図において、48は図2に示されるn
本のゲートバスライン200ー1〜200ーnに印加さ
れるゲート入力信号を示し、48ー1は1番目のゲート
バスライン200ー1のゲート入力信号で、48ーnは
n番目のゲートバスライン200ーnのゲート入力信号
を示す。ゲート入力信号48ー1〜48ーnはそれぞれ
ハイレベルが重なることなく順次行われる。49は図2
のリセットバスライン40に印加されるリセットゲート
入力信号、50は図2のセットバスライン41に印加さ
れるセットゲート入力信号、51は画素信号、52、5
3、54はカラー表示用のバックライト光源28の1フ
ィールド間における赤、緑、青LEDの点灯している期
間を示す。
イン200ー1〜200ーnを介し画素毎に配設された
スイッチングTFT35のゲート電極35cにゲート入
力信号48ー1〜48ーnが順次印加され、各画素のス
イッチングTFT35が順次ONし、ソースバスライン
100ー1〜100ーnにゲート信号48ー1〜48ー
nに同期して与えられた画素信号51はスイッチングT
FT35を介し画素毎に配設されたコンデンサ37に順
次印加され電荷の形で蓄積される。次にリセットゲート
信号49がリセットバスライン40を介して各画素のリ
セットTFT38のゲート電極38cに一斉に与えら
れ、各画素のリセットTFT38が一斉にONし、各画
素の透明電極2と接地レベルにあるゲートバスライン2
00ー1〜200ーnとの導通によって、各画素の液晶
18に与えられていた電圧がリセットされる。この後、
各画素のリセットTFT38はOFF状態となる。次に
セットゲート信号50がセットバスライン40を介し画
素毎に配設されたセットTFT36のゲート電極36c
に一斉に与えられ、各画素のセットTFT36はON
し、各画素のコンデンサ37に蓄積されていた電荷が再
分配され、各画素の透明電極2に画素信号51に応じた
所定の電圧が一斉に印加される。
9は図5に示されるように1フィールド間に赤、緑、青
LEDが順次駆動され、3原色の赤、緑、青色の各色を
図4に示されるように順次発光する。セットゲート信号
50は図4に示されるようにバックライト光源29の3
原色の各色の発光時間に同期しているので、各色のそれ
ぞれの発光時間に画素信号に応じた電圧が各画素に一斉
に印加される。この印加電圧によって各画素の液晶の配
向がそれぞれ制御され透過率が変化し3原色成分強度に
より決定される色が表示され、1画素で多色表現され、
1画素でカラー表示の1ドットを表示することができ、
高解像度のカラー表示が実現される。
クライト光源29を液晶パネル26の背面に透過拡散板
34を介して配設したものを示したが、図6に示される
ように、一方の面に反射板56を有する導光体55の周
辺に、赤LED列57、緑LED列58、青LED列5
9を配置してなるバックライト光源60を液晶パネル2
6の背面に配設しても良く、前述の実施例と同様の効果
を奏する。
導光体55の周辺に配設しているが、これに限らず、例
えば、導光体55の周辺に赤、緑、青LEDを交互に配
設しても良く、前述の実施例と同様の効果を奏する。
源として3原色を発光するLEDを用いているが、これ
に限らず、3原色の光が得られるものであれば良く、例
えばEL(エレクトロルミネセンス)光源、レーザ光や
着色ランプであっても良く、前述の実施例と同様の効果
を奏する。
装置によれば3原色を発光するカラー表示用のバックラ
イト光源の3原色を順次発光させ、1画素の透過率を各
色に応じて変化させるように構成したので、1画素で多
色表現され1画素でカラー表示の1ドットを表示するこ
とができ、解像度が高くなり、また、カラーフィルタに
よる光量の損失がなくバックライト光源の光量が有効に
利用でき表示輝度が高くなるとともに移送素子とリセッ
ト素子とを有する制御回路を備えているので、各色の発
光時間との同期を図りながら、透明画素電極の電荷を一
斉にリセットした後、画素信号を一斉に移送することが
でき、色の混ざりのない良好な画像が得られる効果があ
る。
成を示す断面図である。
ある。
る。
るタイミングチャートである。
光源の発光動作の一例を示す図である。
る。
ある。
2の透明絶縁基板、16 透明電極、18 液晶、26
液晶パネル、29 バックライト光源、30 赤LE
D、31 緑LED、32 青LED、35 スイッチ
ングトランジスタ、36 セットトランジスタ、37
コンデンサ、38 リセットトランジスタ、40 リセ
ットバスライン、41 セットバスライン、100ー1
〜n ソースバスライン、200ー1〜n ゲートバス
ライン。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数個の透明画素電極が配設された第1
の透明絶縁基板と、上記複数個の透明画素電極に対向す
る透明電極を有する第2の透明絶縁基板と、上記第1と
第2の透明絶縁基板間に配設された液晶とを有する液晶
パネル、この液晶パネルに対向して配設され3原色の各
色を順次発光するカラー表示用のバックライト光源、お
よび上記透明画素電極の各々に隣接して設けられたスイ
ッチング素子と上記スイッチング素子を介し供給される
画素信号を蓄積する保持容量と上記保持容量に蓄積され
た画素信号を上記透明画素電極に上記各色の発光時間に
同期して一斉に移送する移送素子と上記透明画素電極の
電荷を一斉にリセットするリセット素子とを有する制御
回路を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 制御回路は、保持容量に蓄積された画素
信号を移送素子を介して画素電極へ移送する前に、リセ
ット素子により上記画素電極の電荷をリセットするよう
にしたことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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1992
- 1992-09-28 JP JP04257712A patent/JP3121932B2/ja not_active Expired - Fee Related
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