JP6420952B2 - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置およびその駆動方法に関する。

液晶表示装置と表示装置で光透過効率を増加するために、赤色、緑色、青色画素に加えて白色画素を追加したＲＧＢＷ画素構造が提案されているが、この構造は既存のＲＧＢ構造に比べて２倍も高い光透過効率をもつため、消費電力を大きく減らすことができる。したがって、モバイル製品への適用に適している。

しかし、白色画素の追加に伴い、他の色画素の面積が相対的に減ることによって同時対比（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｃｏｎｔｒａｓｔ）に問題が生じる。すなわち、ＲＧＢストライプ状構造の製品では白色輝度に対比して黄色輝度が９０％に至るが、ＲＧＢＷ構造では４５％程度にしかならず、色相の質が低下するという問題点がある。

特開2010-277095号公報

本発明は、輝度が高くて色質に優れた表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、赤色画素、緑色画素、青色画素、白色画素、そしてこれらとは異なる色の光を出す第５画素を含む。

前記第５画素は、黄色光を出す画素であるか、シアン光を出す画素またはマゼンタ光を出す画素であってもよい。

前記赤色画素と前記緑色画素の形状が同じであり、前記青色画素、前記白色画素、および前記第５画素の形状は前記赤色画素とは異なり、前記第５画素の形状は前記青色画素や前記白色画素とも異なってもよい。

互いに隣接した前記赤色画素と前記緑色画素が占める領域を第１ブロック、前記青色画素、前記白色画素、および前記第５画素が占める領域を第２ブロックとするとき、前記第１ブロックと前記第２ブロックは大きさが同じであってもよい。

前記第１ブロックと第２ブロックが左右方向に交互に現れるように配置されてブロック行を形成しており、上下方向に交互に現れるように配置されてブロック列を形成していてもよい。

互いに隣接した第１ブロック行と第２ブロック行に対して第１〜第３ゲート線が配置されていてもよい。

前記第１ゲート線は前記赤色画素、緑色画素、青色画素、および白色画素と連結しており、前記第２ゲート線は前記青色画素、白色画素、および第５画素と連結しており、前記第３ゲート線は前記第５画素、赤色画素、および緑色画素と連結していてもよい。

前記第１ブロック行の前記赤色画素、緑色画素、青色画素、および白色画素は自身の右側に配置されているデータ線と連結しており、前記第１ブロック行の第５画素はその自身を横切るデータ線と連結しており、前記第２ブロック行の前記赤色画素、緑色画素、青色画素、白色画素、および第５画素は自身の左側に配置されているデータ線と連結していてもよい。

互いに隣接したデータ線には、互いに反対極性の信号電圧が印加されてもよい。

前記第２ブロックで前記第５画素が占める面積は５０％以上であってもよい。

本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動方法は、複数の赤色画素、複数の緑色画素、複数の青色画素、複数の白色画素、そしてこれらとは異なる色の光を出す複数の第５画素を含む表示装置に使用され、所定の位置の前記第５画素とそれを中心として対角４方向に配置されている前記第５画素らの極性が互いに反対になるように映像信号電圧を印加する。

前記複数の赤色画素、複数の緑色画素、複数の青色画素、複数の白色画素も、各色相別に所定の位置の画素とその対角４方向に配置されている画素の極性が互いに反対になるように映像信号電圧を印加してもよい。

前記表示装置は、第１方向に伸びている複数のゲート線と第２方向に伸びている複数のデータ線をさらに含み、互いに隣接した前記赤色画素と前記緑色画素が占める領域を第１ブロック、前記青色画素、前記白色画素、および前記第５画素が占める領域を第２ブロックとするとき、前記第１ブロックと第２ブロックが左右方向に交互に現れるように配置されてブロック行を形成しており、上下方向に交互に現れるように配置されてブロック列を形成しており、互いに隣接した第１ブロック行と第２ブロック行に対して第１〜第３ゲート線が配置されており、前記第１ゲート線は前記第１ブロック行の前記赤色画素、緑色画素、青色画素、および白色画素と連結しており、前記第２ゲート線は前記第２ブロック行の前記青色画素および前記白色画素、そして前記第１ブロック行の前記第５画素と連結しており、前記第３ゲート線は前記第２ブロック行の前記第５画素、赤色画素、および緑色画素と連結しており、前記第１ブロック行の前記赤色画素、緑色画素、青色画素、および白色画素は自身の右側に配置されているデータ線と連結しており、前記第１ブロック行の第５画素はその自身を横切るデータ線と連結しており、前記第２ブロック行の前記赤色画素、緑色画素、青色画素、白色画素、および第５画素は自身の左側に配置されているデータ線と連結しており、前記複数のデータ線のうちで互いに隣接したデータ線には互いに反対極性の信号電圧が印加されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、別途に設けられた黄色、シアン（ｃｙａｎ）、またはマゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）画素が白色画素によって減った他の色画素の輝度低下を補償し、表示装置の画質を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の画素配置図である。 図１の表示装置で薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係を示す配置図である。 本発明の他の実施形態に係る表示装置の画素配置図である。 図３の表示装置で薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係を示す配置図である。 本発明の他の実施形態に係る表示装置の画素配置図である。 図５の表示装置で薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係を示す配置図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素配置図であって、同じ色画素の極性配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の画素配置図であって、同じ色画素の極性配置を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有す者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様に相違した形態で実現されてもよく、説明する実施形態に限定されることはない。

まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る表示装置について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素配置図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る表示装置は、赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、白色画素１４と共に、黄色画素１５を含む。赤色画素１１と緑色画素１２は縦長の長方形であり、青色画素１３と白色画素１４は赤色画素１１と緑色画素１２に比べて縦方向の長さが減って正方形に近い形状であってもよく、例えば同じ面積であってもよい。また、黄色画素１５は横に長い長方形である。黄色画素１５は、青色画素１３と白色画素１４の縦方向の長さを減らすことによって形成される空間に配置されている。黄色画素１５の位置や形状は多様に変形されてもよい。例えば、黄色画素１５は、白色画素１４や青色画素１３の横幅を減らして形成される空間に縦長の長方形の形状で配置されてもよい。その他にも、赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、および白色画素１４の形状と共に多様な形に変形されてもよい。

赤色画素１１と緑色画素１２が占める領域を第１ブロックとし、青色画素１３、白色画素１４、および黄色画素１５が占める領域を第２ブロックとすれば、第１ブロックと第２ブロックはそれぞれ正方形に近い形状であってもよい。第１ブロックと第２ブロックが必ずしも正方形でなければならないことはなく、縦または横がさらに長い長方形の形状であってもよい。また、第１ブロックと第２ブロックは互いに大きさが異なってもよい。本実施形態では、第１ブロックと第２ブロックは横方向に交互に配置されてブロック行を形成し、縦方向にも交互に現れるように配置されてブロック列を形成している。したがって、第１ブロックの上下および左右には第２ブロックが配置され、第２ブロックの上下および左右には第１ブロックが配置されている。

図２を参照しながら、本発明の一実施形態に係る表示装置における薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係について説明する。

図２は、図１の表示装置で薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係を示す配置図である。図２には、簡略化のために、画素電極３１、３２、３３、３４、３５を四角形で示し、画素の様々な構成要素のうち、スイッチング薄膜トランジスタ２１、２２、２３、２４、２５とゲート線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、およびデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…のみを示した。

図２を参照すれば、ゲート線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…は２つのブロック行ごとに３つずつ配置されており、データ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…は１つのブロック列ごとに２つずつ配置されている。ゲート線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…は２つのブロック行の上、下、そして２つのブロック行の間に１つずつ配置されており、データ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…は赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、および白色画素１４の右側に１つずつ配置されているが、このうち、赤色画素１１と青色画素１３の右側に配置されているデータ線Ｄ１、Ｄ３、…は、横に長く形成されている黄色画素１５の画素電極３５を縦方向に横切っている。

２つのブロック行の上に配置されるゲート線Ｇ１は、第１ブロック行（奇数のブロック行）に含まれている赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、および白色画素１４に連結している。すなわち、２つのブロック行の上に配置されるゲート線Ｇ１は、第１ブロック行に含まれている赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、および白色画素１４を構成する薄膜トランジスタ２１、２２、２３、２４の制御端子（ゲート電極）に連結している。２つのブロック行の間に配置されるゲート線Ｇ２は、第２ブロック行（偶数のブロック行）に含まれている青色画素１３および白色画素１４、そして第１ブロック行に含まれている黄色画素１５に連結している。すなわち、２つのブロック行の間に配置されるゲート線Ｇ２は、第２ブロック行に含まれている青色画素１３および白色画素１４、そして第１ブロック行に含まれている黄色画素１５を構成する薄膜トランジスタ２３、２４、２５の制御端子に連結している。２つのブロック行の下に配置されるゲート線Ｇ３は、第２ブロック行に含まれている黄色画素１５、赤色画素１１、および緑色画素１２に連結している。すなわち、２つのブロック行の下に配置されるゲート線Ｇ３は、第２ブロック行に含まれている黄色画素１５、赤色画素１１、および緑色画素１２を構成する薄膜トランジスタの制御端子に連結している。

第１ブロック行に含まれている赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、および白色画素１４は、その右側に配置されているデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…に連結している。すなわち、赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、および白色画素１４を構成する薄膜トランジスタ２１、２２、２３、２４のソース端子は、その右側に配置されているデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、…に連結しており、ドレイン端子はそれぞれの画素電極３１、３２、３３、３４に連結している。第２ブロック行に含まれている青色画素１３および白色画素１４は、具体的には、第２ブロック行の左から最初に表れる青色画素１３および白色画素１４は、その右側に配置されているデータ線Ｄ１、Ｄ２に連結している。すなわち、第２ブロック行に含まれている前記青色画素１３および前記白色画素１４を構成する薄膜トランジスタ２３、２４のソース電極は、その右側に配置されているデータ線Ｄ１、Ｄ２に連結しており、ドレイン端子はそれぞれの画素電極３３、３４に連結している。第２ブロック行に含まれている赤色画素１１と緑色画素１２は、具体的には、第２ブロック行の左から最初に表れる赤色画素１１と緑色画素１２は、その左側に配置されているデータ線Ｄ２、Ｄ３に連結している。すなわち、第２ブロック行に含まれている赤色画素１１と緑色画素１２を構成する薄膜トランジスタ２１、２２のソース電極は、その左側に配置されているデータ線Ｄ２、Ｄ３に連結しており、ドレイン端子はそれぞれの画素電極３１、３２に連結している。第１ブロック行及び第２ブロック行において左から最初に表れる黄色画素１５はすべて、自身を縦方向に横切るデータ線Ｄ１、Ｄ３に連結している。すなわち、前記黄色画素１５を構成する薄膜トランジスタ２５のソース電極は、画素電極３５を縦方向に横切るデータ線Ｄ１、Ｄ３に連結しており、ドレイン電極は画素電極３５に連結している。より具体的には、第１ブロック行に含まれている左から最初に表れる黄色画素１５を構成する薄膜トランジスタ２５のソース電極はデータ線Ｄ３に連結しており、第２ブロック行に含まれている左から最初に表れる黄色画素１５を構成する薄膜トランジスタ２５のソース電極はデータ線Ｄ１に連結している。

以上では、赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、白色画素１４と共に黄色画素１５を含む例について説明したが、黄色画素１５の代わりにシアン（ｃｙａｎ）画素またはマゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）画素を含んでもよい。

このような構造の表示装置で列反転駆動を実施すれば、図１に示すように、画素の極性が配置される。すなわち、隣接するデータ線の間に互いに反対極性の電圧が印加されるように映像信号電圧を出力する。

以上のように、赤色、緑色、青色、白色画素に加えて黄色やシアンまたはマゼンタ画素を配置すれば、黄色やシアンまたはマゼンタ画素が白色画素によって減った他の色画素の輝度低下を補償し、表示装置の画質を向上することができる。

図３は本発明の他の実施形態に係る表示装置の画素配置図であり、図４は図３の表示装置で薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係を示す配置図である。

図３および図４の表示装置は、図１および図２の表示装置と比較し、黄色（またはシアンやマゼンタ）画素１５に含まれている薄膜トランジスタ２５とデータ線Ｄ０、Ｄ３、…の連結状態が異なるが、これにより、黄色（またはシアンやマゼンタ）画素１５の極性配置が変わる。

図３および図４の表示装置は、１番目の画素列の左側にデータ線Ｄ０が追加で配置されており、奇数ブロック列、具体的には１ブロック列に含まれている黄色画素１５の薄膜トランジスタ２５はその左側に配置されているデータ線Ｄ０に連結しており、偶数ブロック列、具体的には２ブロック列に含まれている黄色画素１５の薄膜トランジスタ２５は、それ自身を縦に横切るデータ線Ｄ３に連結している。言い換えれば、第１ブロック行に含まれている黄色画素１５を構成する薄膜トランジスタ２５のソース電極はそれ自身を縦に横切るデータ線に連結している。また、第２ブロック行に含まれている黄色画素１５を構成する薄膜トランジスタ２５のソース電極はその左側に配置されているデータ線に連結している。

このような構造の表示装置で列反転駆動を実施すれば、図３に示すように、正極性の黄色画素１５と負極性の黄色画素１５が画面全体で対称的に均一に分散する。

図５は本発明の他の実施形態に係る表示装置の画素配置図であり、図６は図５の表示装置で薄膜トランジスタとゲート線およびデータ線の連結関係を示す配置図である。

図５および図６の表示装置は、図３および図４の表示装置と比較し、偶数ブロック行に含まれている青色画素１３および白色画素１４とデータ線Ｄ０、Ｄ１の連結状態が異なるが、これにより、青色画素１３および白色画素１４の極性配置が変わる。

図５および図６の表示装置では、偶数ブロック列に含まれている青色画素１３および白色画素１４の薄膜トランジスタ２３、２４がそれぞれその左側に配置されているデータ線Ｄ０、Ｄ１に連結しており、偶数ブロック列に含まれている青色画素１３および白色画素１４の薄膜トランジスタ２３、２４は、それぞれその右側に配置されているデータ線Ｄ３、Ｄ４に連結している。

このような構造の表示装置で列反転駆動を実施すれば、図５に示すように、正極性の青色画素１３および白色画素１４と負極性の青色画素１３および白色画素１４が画面全体で対称的に均一に分散する。

上記において、黄色（シアン、マゼンタ）画素１５は第２ブロックの面積の５０％以上を占めてもよい。

図１〜図６のように、画素を配置し、列反転駆動を実行すれば、図７および図８に示すように、赤色画素１１、緑色画素１２、青色画素１３、白色画素１４、および黄色（またはシアンやマゼンタ）画素１５すべての極性配置が画面全体で放射対称をなすようになり、縦行または横行のちらつきのような表示不良を防ぐことができる。すなわち、各色相別にいずれかの位置の画素とその対角４方向に配置されている画素の極性が互いに反対になるように駆動することができ、画質を向上することができる。

下記表１は、液晶表示装置に本発明の実施形態を適用した場合に、黄色画素の面積による白色と黄色の輝度比（Ｙ／Ｗ）の変化を示したものである。Ｙ面積は、青色画素、白色画素、および黄色画素が占める領域である第２ブロックにおいて黄色画素が占める面積の比率を示している。

表１から分かるように、第２ブロックで黄色画素が占める面積が半分以上であれば、白色に対する黄色の輝度比（Ｙ／Ｗ）が７０％を越えるようになる。しかし、人間の視覚は、白色に対する黄色の輝度比（Ｙ／Ｗ）が７０％未満であるときには黄色の劣化を感じるようになる。したがって、これを防ぐために、第２ブロックで黄色画素が占める面積が半分以上になるようにすることができる。

以上で説明した表示装置は、液晶表示装置だけではなく、有機発光表示装置やプラズマ表示装置などに適用してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、添付する特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も、本発明の権利範囲に属する。

１１ 赤色画素
１２ 緑色画素
１３ 青色画素
１４ 白色画素
１５ 黄色画素
２１、２２、２３、２４、２５ 薄膜トランジスタ
３１、３２、３３、３４、３５ 画素電極
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、… ゲート線
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、… データ線

Claims (10)

1. 実質的に同じ面積をもつ第１原色画素と第２原色画素を含む第１ブロック、及び、
   第３原色画素と第４原色画素および白色画素を含み、前記第１ブロックと第１方向に沿って交互に配置されている第２ブロック
   を含み、
   前記第１ブロックと前記第２ブロックは実質的に同じ面積をもち、前記第３原色画素は前記第４原色画素および前記白色画素に比べて広い面積をもち、
   前記第１原色画素は赤色画素であり、前記第２原色画素は緑色画素であり、前記第３原色画素は黄色、シアン、およびマゼンタ画素のうちの１つであり、前記第４原色画素は青色画素である、表示装置。
2. 前記第１原色画素と第２原色画素は前記第１方向と垂直する第２方向に沿って細長く形成されており、前記第３原色画素は前記第１方向に沿って細長く形成されている、請求項１に記載の表示装置。
3. 実質的に同じ面積をもつ第１原色画素と第２原色画素を含む第１ブロック、及び、
   第３原色画素と第４原色画素および白色画素を含み、前記第１ブロックと第１方向に沿って交互に配置されている第２ブロック
   を含み、
   前記第１ブロックと前記第２ブロックは実質的に同じ面積をもち、前記第３原色画素は前記第４原色画素および前記白色画素に比べて広い面積をもち、
   前記第１原色画素と第２原色画素は前記第１方向と垂直する第２方向に沿って細長く形成されており、前記第３原色画素は前記第１方向に沿って細長く形成されている、表示装置。
4. 実質的に同じ面積をもつ第１原色画素と第２原色画素を含む第１ブロック、及び、
   第３原色画素と第４原色画素および白色画素を含み、前記第１ブロックと第１方向に沿って交互に配置されている第２ブロック
   を含み、
   前記第１ブロックと前記第２ブロックは実質的に同じ面積をもち、前記第３原色画素は前記第４原色画素および前記白色画素に比べて広い面積をもち、
   第１ゲート線、第２ゲート線、第３ゲート線を含むゲート線グループ、
   第１データ線、第２データ線、第３データ線、第４データ線、および第５データ線を含むデータ線グループ
   をさらに含み、
   第１ブロック行は前記第１ゲート線と前記第２ゲート線の間に配置されており、第２ブロック行は前記第２ゲート線と前記第３ゲート線の間に配置されており、
   前記第１原色画素と第２原色画素のうちの１つは前記第１データ線と前記第２データ線の間に配置されており、残りの１つは前記第２データ線と前記第３データ線の間に配置されており、前記第３原色画素は前記第３データ線と第５データ線の間に配置されており、前記第４原色画素と白色画素のうちの１つは前記第３データ線と前記第４データ線の間に配置されており、残りの１つは前記第４データ線と前記第５データ線の間に配置されており、
   前記第１ブロック行にある前記第１原色画素、第２原色画素、および第３原色画素は、前記第２データ線、第３データ線、および第４データ線にそれぞれ連結しており、
   前記第１ブロック行にある前記第４原色画素と白色画素のうちの１つは前記第４データ線に連結しており、他の１つは前記第５データ線に連結しており、
   前記第２ブロック行にある前記第１原色画素、第２原色画素、および第３原色画素は、前記第３データ線、第４データ線、および第１又は第２データ線にそれぞれ連結しており、
   前記第２ブロック行にある前記第４原色画素と白色画素のうちの１つは前記第２データ線に連結しており、他の１つは前記第３データ線に連結しており、
   奇数番目のデータ線に印加されるデータ電圧の極性は、偶数番目のデータ線に印加されるデータ電圧の極性と反対である、表示装置。
5. 実質的に同じ面積をもつ第１原色画素と第２原色画素を含む第１ブロック、及び、
   第３原色画素と第４原色画素および白色画素を含み、前記第１ブロックと第１方向に沿って交互に配置されている第２ブロック
   を含み、
   前記第１ブロックと前記第２ブロックは実質的に同じ面積をもち、前記第３原色画素は前記第４原色画素および前記白色画素に比べて広い面積をもち、
   第１ゲート線、第２ゲート線、第３ゲート線を含むゲート線グループ、
   第１データ線、第２データ線、第３データ線、第４データ線、および第５データ線を含むデータ線グループ
   をさらに含み、
   前記第１ブロックと第２ブロックを含む第１行は前記第１ゲート線と前記第２ゲート線の間に配置されており、前記第１ブロックと第２ブロックを含む第２行は前記第２ゲート線と前記第３ゲート線の間に配置されており、
   前記第１原色画素は前記第１データ線と第２データ線の間に配置されており、前記第２原色画素は前記第２データ線と第３データ線の間に配置されており、前記第３原色画素は前記第３データ線と第５データ線の間に配置されており、前記第４原色画素と白色画素のうちの１つは前記第３データ線と第４データ線の間に配置されており、他の１つは前記第４データ線と第５データ線の間に配置されており、
   前記第１行にある前記第１原色画素、第２原色画素、および第３原色画素は、前記第２データ線、第３データ線、および第４データ線にそれぞれ連結しており、
   前記第１行にある前記第４原色画素と白色画素のうちの１つは前記第４データ線に連結しており、他の１つは前記第５データ線に連結しており、
   前記第２行にある前記第１原色画素、第２原色画素、および第３原色画素は、前記第３データ線、第４データ線、および第１データ線にそれぞれ連結しており、
   前記第２行にある前記第４原色画素と白色画素のうちの１つは前記第１データ線に連結しており、他の１つは前記第２データ線に連結しており、
   奇数番目のデータ線に印加されるデータ電圧の極性は、偶数番目のデータ線に印加されるデータ電圧の極性と反対である、表示装置。
6. 前記第１原色画素は赤色画素であり、前記第２原色画素は緑色画素であり、前記第３原色画素は黄色、シアン、およびマゼンタ画素のうちの１つであり、前記第４原色画素は青色画素である、請求項４または５に記載の表示装置。
7. 前記第１原色画素と第２原色画素は前記第１方向と垂直する第２方向に沿って細長く形成されており、前記第３原色画素は前記第１方向に沿って細長く形成されている、請求項４〜６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記第３原色画素は、前記第２ブロックの面積の５０％以上を占める、請求項１〜７のいずれかに記載の表示装置。
9. 前記第４原色画素と前記白色画素は、実質的に同じ面積をもつ、請求項１〜８のいずれかに記載の表示装置。
10. 前記第１ブロックと第２ブロックが前記第２方向に沿って交互に配置されている、請求項１〜９のいずれかに記載の表示装置。

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