JPH02118519A - 液晶表示装置におけるカラーフイルタの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カラー画像表示、カラーグラフィック表示に
適したカラー液晶表示体に関するものである。

従来液晶表示体の多色カラー表示化は、次の点で実現が
不可能であった。

１つは液晶パネル自体の構成ドツト数、又はラダイナミ
ック駆動は１／１６デユーテイが限界であり、せいぜい
１６ラインを実現することがせい一杯である。一方カラ
ー表示はその性質上少なくとも１０６ラインないと、意
味がなく、このためには１／１００デユーテイでの液晶
駆動が実現しなければならない。

２つには、液晶の多色カラー表示手段自体優れたものが
なかった。ゲスト・ホスト液晶の如くの色素を混入させ
て発色させる方式があるが、これは一つの基板内に多色
を発生させることは非常にむずかしい、又何色かのパネ
ルを重ね合わせる方法があるが、これはヰに成上高価な
ものになるし、又何層にもなり彩やかな色を出すこと自
体不可能である。

以上のような理由で液晶の多色カラー表示パネルは実現
がむずかしかった。

従って本発明の目的は以上の欠点を改善することにより
容易に多色カラー表示パネルを実現する手段を提供する
ことにある。

本発明はデユーティを上げる手段として、３つの方式を
採用する。１つは従来にない高デユーティ即ち１／６０
〜１／２００のダイナミック駆動方式であり、それは液
晶材料の改善のみならず、液晶パネルの高度な組立技術
により実現される。

１つにはパネルの電極間ギャップを従来の１０μｍから
５〜７μｍになるようにコントロールされたものである
。トランジスタスイッチングによるアクティブ・マトリ
ックスが１つであり、ＭｉＭ素子、ダイオード等の非線
形素子を用いた方式が３つ目である。又、カラー化技術
として、モザイク状、又はストライブ状のカラーフィル
タを有するドツトをネガタイプの液晶マイクロシャッタ
により開閉して多色化する方式により、あざやかなカラ
ー画像や、カラーグラフィックの液晶表示体を実現する
ものである。

第１図は本発明の基本的な構成例である。まずガラス基
板１上にカラーフィルタを形成する０例えば赤フィルタ
８と緑フィルタ９と青フィルタ１０がモザイク状又はス
トライブ状に形成されている。この上部に５ｉＯａ等の
保護膜６を形成してその上部に液晶駆動電極となる透明
電極５を形成する。この保護膜は省略できる場合もある
０反対側の対向電Ｗはガラス基板２上に、アクティブマ
トリックス用のスイッチング素子や、非線形素子の配列
されている索子Ｗ？３（図面は簡略化して示している）
を形成し、その上部に、カラーフィルタの各ドツトに対
応した透明駆動電極層４を形成する。次にこの２つのガ
ラス基板１，２を向い合わせて、周辺をシールして液晶
７を封入する。この表示パネルを透過型で用いる場合は
ガラス基板１の下に偏光板を介して下方から光を導入す
る。各色のフィルタ部８，９．１０に対応した駆動電極
４が開閉し、所定の色に応じた波長の光を透過させる。

この結果１ｆ女品の黒色を呈する部分（液晶がＯＦＦし
ている部分）は光が透過せず又液晶が透明となった部分
（ＯＮしている部分）に対応する光フィルタにあった波
長の光が透過し、三原色の組み合せにより、グラフィッ
ク表示として７色が表示できる。又１ｆＩｌ！品の駆動
を完全に０Ｎ−ＯＦＦでなく、中間調、即ち液晶体が半
透明になる状態をコントロールして階調表示機能を付加
すると、全ての色が、様々な輝度で実現でき、カラー画
像表示を実現できる。

以上が本発明の１つの例であるが、各部の構造を説明す
る。

第２図は光カラーフィルタの構成例を示す。透明ガラス
基板２０上にポリビニールアルコールやゼラチン等の水
溶性有機樹脂層を形成し、この上に所定のフィルタ配列
になるようなパターンに赤、青、緑の色素を印刷して、
前記有機樹脂層に染色させる。この結果液晶のシャッタ
部分に対応して赤部２２、身部２３、縁部２４の各色フ
ィルタが形成されると同時に、透過光に対するフィルタ
の境界での色のにじみを防止する意味で、各色フィルタ
の境界は黒色の色糸により染色し、黒色枠２１を形成す
る。この黒色枠２１は、ゼラチン等の被染色層がエツチ
ングオフしていれば不要である。

又ネガタイプの液晶の場合色素の横方向の染色度が強い
場合、この黒色枠２１は黒色素でなく、染色を防止する
物質を混入させることもできる。更に上部に透明保護被
膜２５をつけて、その上に液晶駆動電極となる＞ｑ重付
透明膜２６を形成し、必要なパターンにフォトエツチン
グして下方電極ができ上がる。又透明膜２６を保護膜２
５を介さずに直接つけても、ＪＬ明脱膜２６保護膜を兼
用できることもある。

又フィルタに用いる色素が透明性導電膜の形成時に退色
したり、ダメージを受ける場合もある。

この時は第３図の如くガラス基板３０上のフィルタ膜３
１に保護膜３４をつける。又薄板ガラスかプラスチック
フィルム３２上に別に透明導電膜３３を形成し、ガラス
基板３０と接着してもよい。

第４図は本発明に用いる」二方基板に作成するアクティ
ブマトリックスの構造例である。この方式の特徴は駆動
デユーティが１００以上は簡単に達成できることと、階
調表示が簡単に達成できることにある。この例はパイレ
ックスや石英等の比較的融点の高い透明ガラス基板上に
Ｓｉの薄膜１−ランジスタを作成するものであり、通常
のＳ　ｉ　１−１１結晶ウェハ上のアクティブマトリッ
クスに比し透明性基板上に比較的簡単に構成できること
が特徴である。第４図（イ）はマトリックスの１画素（
１ドツト）のセル４１をしめす平面図である。ゲートラ
イン（Ｙ選択線）４４はトランジスタ４９のゲートに、
データ線（Ｘライン）４３はコンタクトホール４７を介
してトランジスタ４９のソースに、又液晶駆動電極４２
はコンタクトホール４６を介してトランジスタ４７のド
レインに接続されている。又グランドライン４５は液晶
駆動電極４２との間で電荷保持用の容量４８を構成する
。第４図（ロ）はこのセル４１の等価回路であり、トラ
ンジスタ４９がＯＮＩ、た時、データ線４３を介して入
力された電圧が、電荷保持容！４８又は液晶駆動電極４
２と対向電極間の容量により電荷として保持される。従
ってトランジスタや液晶のリーク電流が少ないので、か
なり長い間電荷が保持されるので原理的にデユーティは
（保持時間）／（電荷の書き込みに必要な時間）となり
実際には１００００以上となる。又液晶駆動電極の面積
が大きいと保持容量４８は不要となる。第４図（ハ）は
（イ）におけるＡ−Ｂ間の断面図である。透明基板４０
上にチャネルとなる第１ＭＩＪ目のＳｉ薄膜を減圧ＣＶ
Ｄ法、プラズマＣＶＤ法等により形成し、バターニング
の後に表面にＳｉ層を酸化した酸化膜を形成しその後第
２層目のＳｉ［を形成しゲートライン、ＧＮＤラインの
バターニングをして、前記パターンをマスクに更に酸化
膜をエツチングして、ゲート絶縁Ｉｔ！４５１、ゲート
電極５０をなす、その後ゲート電極５０をマスクに全体
にＰイオンを打込みＮ　’２層を形成し、　トランジス
タのソース５３、チャネル５５、　ドレイン５４ができ
る。その後酸化膜５２を形成し、コンタクトホールをあ
けてから透明導電性膜をつけて、バターニングして、デ
ータ線４３と駆動電極４２が形成される。この結果液晶
駆動？！極が光シャッタの役割をし、この電極位置に対
応するフィルタの色が透過したり、遮ぎられたりする。

又データ線に入力する電圧のレベルにより、液晶の光の
透過率を連続的に変化させられるので、いわゆる階調表
示が可能になり、３原色に重みをつけて加色混合できる
ので、全ての色を再現できるという大きな利点がある。

又駆動デユーティは点順次方式でも可能な位に非常に高
くできるので、５００Ｘ５００のドツトによる完全カラ
ー画像が実現できる。

本発明における液晶の駆動デユーティを改善する手段と
して、更に非線形索、子を介して液晶を駆動することに
ある。第５図、第６図は非線形素子の構成例である。

第５図は金属−絶縁物一金＠　（ＭＩＮ）素子の構成例
である。マトリックスセル６１はＸ駆動ライン５８から
ＭＩＭ索子６２を介して駆動電極５７を駆動する構成で
ある。　（ロ）は（イ）の断面であり例えばＴａ膜をス
パッタ後バターニングしてＴａ膜５８を形成し、その表
面を３００人〜５００Ａ陽極酸化する。その後上部電極
となるＴａ膜をスパッタ後パターニングしてＴａ層６０
を形成、更に透明駆ｇｊＩ電極５７を形成する。

第６図は２つのダイオードを向い合わせて直列に接続し
た例であり、Ｘ駆動ライン６６よりＮ（Ｐ）聖域６７、
Ｐ（Ｎ）聖域６８．Ｎ（Ｐ）聖域６９を介して液晶駆動
電極６５に接続される。　（ロ）は（イ）の断面図であ
り、透明基板６３上にＳｉ層の、弓を形成後イオン打込
みによりＮ型（Ｐ）域６７．６９とＰ型（Ｎ）域６８を
形成し更に透明導電性膜を形成し、Ｘ駆動ライン６６と
液晶駆動電極６５をなす。

このようにして形成された非線形素子は第７図に示すよ
うなＶ−Ｉ特性となり、ある電圧から急に電流が増加す
る。この非線形素子を介して液晶のセルを駆動すると第
８図の如くの等価回路となる。非線形素子８０は非線形
抵抗ＲＭと容ｆｆｉｃＭで又液晶８１は等低抵抗ＲＬと
容ｆｆ１ＣＬにより表現できる。液晶を点灯させる時は
ＶＴＲより高い電圧を印加するとＲＭは低抵抗となりＶ
ＭはほとんどＶＤと等しくなり、印加された電圧は殆ん
ど液晶にかかる。その後電圧がＶＴＨより下がるとＲＭ
は非常に高くなり、ＶＭは容ｆｆｔＣＬにより位置され
たＯＮ１！圧が保持されてＣＬとＲＬの時定数で放電す
る。又液晶非点灯時はＶＴＨ以下の電位しかかからない
のでＶＭはほとんど０位置となる。従って第４図のアク
ティブ・マトリックス同様に点灯させる電圧がＶＭとし
て容１ｔｃＬに保持されるのでデユーティを大きくする
ことができる。

この場合も同様に第５図５７、第６図６５の液晶駆動電
極が、カラーフィルタに対応して、光に対するシャッタ
の役割をする。又この非線形素子の特徴は構造が簡単な
ことにあり、駆動の方法は従来の単純な１／８や１／１
６のダイナミック駆動方式と同じでよい、又この方式は
グラフィック表示に適しているが、階調表示も可能であ
る。１つはアクティブマトリックス同様にＸラインから
印加する電圧レベルを連続的になるように設定する方法
であり、もう１つは時間的に分割して駆動する方式であ
る。

階調表示のための駆動方式は大きく分けて２つある。１
つは簿膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用いたアクティブ・
マトリックスで行なう方式であり第４図で言えばデータ
線りに階調、即ちコントラストに対応した電圧を印加す
ることにより連続階調を得るものである。この階調に対
応した電圧信号は画像信号をサンプル／ホールドするこ
とにより得られ、点順次方式である。もう１つの方式は
高デユーテイ比のダイナミック駆動に用いられる方式で
あり、階調を駆動パルスの幅で得るものであり、−選択
期間を例えば１６期間に分割し、１期間を１階調とする
と、１６階調が得られる。このパルス幅変調方式は線順
次駆動方式である。本発明に用いるともう１つの液晶パ
ネル即ち非線形素子を用いた場合は、線順次駆動と点順
次の２つの方式で駆動することができる。この駆動方式
については改めて説明する。

本発明に使用されるスイッチング素子や非線形素子はガ
ラス基板」二に構成されて、上部の液晶駆動電極となり
、又フィルタが構成されたもう一方のガラス基板は下部
の液晶駆動電極を構成する。

これは第２図の如く、フィルタ上に直接素子を形成する
ことは、フィルタの特性を劣化させるのみでなく、歩留
りを低下させる要因となるからである。これを逃れるた
めには、第３図の如く電極ガラス３２上に素子を４１４
成して、下のフィルタ部と接着して下方電極となす方法
と、ガラス基板上に先にスイッチング素子又は非線形素
子を構成してその後にフィルタ層を形成する方法がある
。

第９図は本発明の表示パネルの構成例である。

（イ）は断面図であり上刃電極としてガラス基板９０上
にスイッチング素子又は非線形素子を構成し駆動電極９
７を形成する。又下方電極としてガラス基板９１上にカ
ラーフィルタ９２．　９３．　９４を構成し保護膜９５
を介して液晶駆動電極９６を形成する。その後この２枚
のガラス基板９０゜９１で液晶層９８をサンドイッチし
て、更に上方又は下方に偏光板９９を装着し、光を上方
又は下方より照射する。この時、問題となるのはフィル
タとフィルタ、又は駆動電極と駆動電極のすき間であり
、この部分に光がまわり込むときれいな色の再現性が乏
しくなる。例えば光が下方から透過する場合もし？ＩＭ
品シャッタが閉じている時フィルタのすき間を通過した
光が、駆動電極のすき間からもれてくる。これを防ぐ１
つの手段はネガ型の液晶（電圧が印加されていない瞳光
が透過しないタイプ）を用いることである。従ってこの
方法では駆動電極９７のすき間は常に光が遮断されるこ
とになる。もう１つの手段は第２図に示したようにフィ
ルタのすき間に黒色枠を設けることである。

又両名を並用すると史に効果は倍増される。光のにじみ
はシャッタが開いて、光が通過する時に生じる。これは
例えば赤フイルタ９２上のシャッタのみ開いている時、
その両側にある青フィルタ９４と緑フィルタ９３のはじ
の光がまわり込んで赤フイルタ上のシャッタからもれる
ことにあり、やはり色の再現性を低ドさせる。これを防
止するためには液晶の実効シャッタ部より色フィルタを
太きく形成することがよい。例えば第９図（ロ）に示す
ようなモザイク状のフィルタに対し、例えばアクティブ
マトリックスの駆動電極９７を小さくしておく、又（ハ
）の！ｉｔ＋　＜非線Ｈｅ素子の例では下方の液晶駆動
電極９６と上方の液晶駆動電４！ｌ１９７の交叉部が実
効シャッタ部となるが、この実効シャッタ部の大きさを
ストライブ型の色フィルタより小さくしておく。

これシよモザイク状のフィルタでも同じである。

このようなカラー液晶表示体の表示方式としては、液晶
のシャッタの開いている時と閉じている時の透過率の比
が大きい事が要求される０通常のＴＮ表示体の場合は表
示パネルの上下に偏光板を２枚配列し、ポジ型になるよ
うに偏光面をあわせる。この場合のシャッタの透過率比
は、２枚の偏光板の偏光方向が平行の時と垂直時との比
になり偏光板により決定される。実際にはこの偏光板で
はこの比が１０〜５０程度である。あるいはゲート・ホ
スト液晶を用いると偏光板は一枚でよいので、まずＴＮ
液晶に対し明るさが２倍になると同時に、透過率比が液
晶材料によって決められるので、大きくとれる。例えば
黒色の色素を含むゲスト・ホスト液晶は、通常光をよく
遮断し、又電圧が印加された時はかなり透明となり透過
率比は５０を越える。更にゲスト・ホスト液晶はネガ型
に対しポジ型の方が安定性、信頼性に優れており、又駆
動電圧も低く、同時に本発明に必要な透過率比もポジ型
の方がよい。一方前述のように光のまわり込み、にじみ
、もれをなくすのはポジ型液晶の方がよく、この点ゲス
ト・ホストのポジ型液晶は本発明のカラー表示用に最適
である。特に色素が黒いパネルは三原色の再現性では最
も優れている。

第１０図は点順次方式による本発明のカラー液晶表示体
のフィルタの配列及びその駆動方法の一例を示す、三原
色フィルタ１０６はＹ方向にストライブ状に配列されて
おり、又フィルタ側の駆動電極はフィルタと１一方向に
ライン状もしくはべたに存在する。又」二部′電極１０
５はＸ方向に画素ごとに区切れて（図面は簡略化してつ
なげである）存在する。シフトレジスタ１０１はクロッ
ク人力φ５により３１からＳ。を出力し、　トランジス
タ１０４を順次ＯＮさせてビデオ信号ｖＳをＸ　Ｉ−Ｘ
　ｎに順次送り込む点順次方式である。又シフトレジス
タ１０２はＹ　＋　−Ｙ−をクロックφ４により順次選
択シテユく。３つの色信号ＶＳＲ，ＶＳＢ、ＶＳＧはク
ロックφ１〜φ３によりＹの１ライン毎に切換えられて
ゆき、φｈ　φ２．φ３はφ４と同じパルス幅で、パル
ス周期はφ４の３倍である。この方式の’ｆ−２ａはカ
ラーフィルタがＹ方向のストライブになっており色信号
の明換え周波数が遅くもよいのでＹ方向のライン数を大
きくでき、表示分解能がよく、良質のカラー画像が再生
できることにある。

第１１図は第１０図と同じく点順次方式Ｘ方向にストラ
イブ状のカラーフィルタ１１６を配列した例であり、横
方向のライン数を大きくとるのに役立つと共に、　ドツ
トが正方形に近いサイズとなり画像が自然な感じとなる
。

シフトレジスタ１１２はＹ１〜Ｙ、の信号により駆動電
極１１５を順次選択してゆく。駆動電極１１５のいずれ
か１つが選択されている間にシフトレジスタ１１１はフ
ィルタ群Ｒ，Ｇ、　　Ｂを１単位として順次選択する。

更にＲ，Ｇ、　　Ｂ選択クロック人力、φ２．φ３はク
ロックφ５を更に３相に分割した信号であり、この選択
クロックに同期して各色信号ＶＳＲ，ＶＳＧ、ＶＳＢが
１つづつ選択されてＸ駆動ラインに導びかれる。この方
式ではビデオシグナルラインを各０に応じて３倍号並列
でサンプルホールドスイッチ１１３に接続するので、シ
フトレジスタ１１１の転送りロックφ５の周波数は同一
のドツト数に対して１／３の周波数でよく、シフトレジ
スタの消費電力を低減できると共にシフトレジスタの動
作スピードの余裕のある範囲内で使えるというメリット
がある。

第１２図はカラーフィルタの各色Ｒ，Ｇ、　　Ｂをモザ
イク配置した例であり、各画素にはＲ，Ｇ。

Ｂの３色が割り当てられており、この例では左下がりパ
ターンとなるように一列毎にＲ，Ｇ、　　Ｂが１ピツチ
づつ左へずれてゆく形式をとっている。

ここに示す各画素は例えば第４図〜第８図に示すように
ガラス面」二にｘ、Ｙラインの配線により駆動される。

Ｙ側のシフトレジスタ１２２はクロックＹＣＬによりＹ
ラインＹ　＋　−Ｙ−を順次選択する信号を出力する。

一方Ｘ側のシフトレジスタ１２１はＹ側の１ラインの選
択期間内に３１　”−Ｓ　ｎを順次出力することにより
サンプルホールドトランジスタ１２３のゲートをＯＮさ
せてビデオ信号Ｖｓの出力をＸラインＸ１〜Ｘｎ上に順
次サンプルホールドする。こうして各画素にはビデオ信
号が伝達されて、画像が形成される。ビデオ信号Ｖｓは
もとの各色の信号ＶＳＲ，ＶＳＢ、ＶＳＧをクロックφ
１〜φ３により１マルチプレツクスしているので、この
クロックφ１〜φ３と画素に配置されているカラーフィ
ルタの色とが常に対応している必要がある。例えばＹ１
ラインが選択されている時３１の信号はφ１と同時に出
力されるが、Ｙ２ラインの選択時はφ２と同時にしない
といけない。これはＲの画素には１２ＶＳＲの、Ｇの画
素にはＶＳＧのビデオ信号のデータを用いるためである
。第１３図はこの動作を示しており、色信号のマルチプ
レックスクロックφ１〜φ３が１ライン毎に位相をずら
す回路がいる。第１４図はこの位相をずらすための具体
的回路例であり、第１５図はこの動作波形である。１／
３分周器１４３は垂直同期信号Ｖによりリセットされ、
クロックＹｅＬにより、Ｑ。

Ｑ２を出力する。１／３分周器１４２はＸラインクロッ
クＸＣＬにより１／３分周器を行うが、水平同期信号の
入力のたびにＱ、Ｑ２の値をカウンタにロード（プリセ
ット）するので、Ｑｓ、　　Ｑ４の出力はＹＣＬの１ク
ロツク毎に位相がずれてゆき、この結果第１２図の回路
で各色のビデオ信号が、各Ｒ，Ｇ、　　Ｈの画素に正し
く印加できる。

第１６図はフィルタをモザイク状に配置した例である。

赤フィルタ１６１、緑フィルタ１６２、青フィルタ１６
３に対し更に白フィルタ１６４を加えて、１ブロツクと
し、これをマトリック状にリピートして＋ｉＩ！成する
。この白部はフィルタに対する光の透過率が低い時に、
３つのフィルタを全て光が通過した状態、即ち白色がき
れいに出ない。

これを解決するために、更に透明な部のを白フィルタと
して形成して、映像信号の輝度信号ＶＳＷで制御すると
、明度が向上して、白色の再現性もよく、全体の明度が
改善される。この場合の駆動方式はＸ方向はフィルタブ
ロック単位で、シフトレジスタにより選択され第１１図
と同様に動作する。又Ｙ方向はシフトレジスタ１６６に
より選択され、クロックφ３に同期した半分の周波数φ
１とφ２によりＶＳＲどＶＳＢ、ＶＳＧとＶＳＷが交互
に接豫売される。

第１７図は階調を得るのに電圧振幅にて行なう前述の方
式を詳しく説明したものであり、　（イ）に示すビデオ
信号ＶＳをクロックφ６によりサンプルホールドしてＸ
ラインに印加する。一方液晶の性質として印加電圧−コ
ントラストＣのカーブは（ロ）のようになっているので
ΔＶの範囲で用いると階調性のある駆動ができる。当然
γ補正や、液晶材に合わせた信号の電圧補正をやれば更
によい階調が再現できる。

ここに示した電圧レヘルにより階調を得る方式は主に薄
膜トランジスタや非線形素子を用いたマトリックスの駆
動方式に適応されるが、−刃駆動時間即ちパルス幅変調
方式は高デユーテイマルチプレックス方式や、非線形素
子を用いたマトリックスの駆動に用いられる。

第１８図はパルス幅変調方式による、カラー画像表示パ
ネルの構成で、第１９図にその動作波形を示す。カラー
フィルタ１８６はモザイク状に右下がりパターンで配置
されている。駆動電極は例えば高デユーテイマルチプレ
ックス方式であれば下ガラス基板にＸライン、上ガラス
基板にＹラインというように第９図（ハ）に酷似したよ
うに配置されており、カラーフィルタはＸ又はＹどちら
かの電極側に存在する。各色のビデオ信号Ｖ　Ｓ　Ｒ。

ＶＳＧ、ＶＳＢは第１２図と同じ役割をするクロックφ
１〜φ３によりマルチプレックスされて、４ビツトのＡ
／Ｄ変換器１８７に人力され、その変換出力Ｄｉ−Ｄ３
はＹ側の一選択期間中にシフトレジスタ１８０により転
送され、ラッチ１８１にラッチパルスＬＰにより取り込
まれる。そしてこの４ビツトのデータは、タイムベース
Ｔ　Ｂ　ｏ〜Ｔ　Ｂ　３を選択し信号に応じたパルスを
形成し、ドライバ１８３によりＸラインｘ１〜ｘ０に出
力される。−方Ｙ側はシフトレジスタ１８４によりｌラ
インを順次選択し、ドライバ１８５により選択信号を出
力する。第１９図において１フレームは正のＡフィール
ドと負のＢフィールドによりなり、１選択期間ＴＳＥＬ
内に駆動パルスの幅が選ばれる。例えば階調０の時はＸ
ｉ　（０）、階調７の時はＸｌ（７）、１５の時はＸｌ
（１５）のようになる。

高デユーテイマルチプレックス方式や非線形素子を用い
たマトリックス駆動方式ではＹ側のラインは、駆動電極
が各ライン分離されて形成されるが、薄膜トランジスタ
（ＴＰＴ）を用いたマトリックス駆動方式ではＹ選択線
もＸ側と同一基板上に形成され、従って反対側の液晶駆
動電極はＩＴＯ、ネサ膜等の透明駆動電極膜は全面にベ
タ状に存在する。従ってＴＰＴパネルを第９図の如く構
成するとカラーフィルタ層の上をすき間なく全面を透明
膜が覆う。この結果カラーフィルタの染色層と液晶層が
インクラクションして、両者の信頼性を低下させること
がない。

この透明膜が両者を完全に互いに遮蔽しあうからであり
、これはＴＰＴパネルにとって、カラーフィルタ層上に
透明導電膜をパシベーション膜を兼ねて形成することは
大きなメリットである。

実際のカラー表示においては分解能が大きな問題となる
ことがあるが、カラーフィルタをモザイク配置してかつ
分解能を改善する手段について述べる。

第２０図は本発明の画素配列を示す基本概念図である。

　（イ）はＸ方向に一段おきに半ピツチずらす方法であ
り、　（ロ）はＹ方向に一段おきに半ピツチずらす方法
である。この配列の画素は斜め方向に分解能が向上する
のでモノクロであってもグラフィックにおいて斜線が不
自然にならず、最も少ない画素でもかなり視覚分解能が
得られる。

又マルチカラーにする時、Ｒ，Ｇ、　　Ｂのカラーフィ
ルタを平面配置することを考えると、Ｒ，Ｇ。

Ｂが三角形の各頂点において繰り返し配置になるのでカ
ラーグラフィックでも、少ない画素で結構満足しつる分
解１１ヒを実現できる。

第２１図は本発明のマルチプレックス駆動法における応
用例である。第２０図（イ）の配列のためにＸｆｉ極を
一段おきに半ピツチづつずらしながら配線してゆく、こ
こでＸ電極、Ｙ電極は通常は透明導電性電極からなり、
必要ならば配線抵抗を下げるため金属薄膜による微少幅
の配線材が配置されることもある。

第２２図（イ）はＴＰＴを用いた本発明による分解能を
向上するための配列方法である。データ線２１３〜２１
５、ゲート線２１０〜２１２により構成され、奇数列目
はトランジスタ２１６と画素電極２１７の如く通常の配
置となるが、偶数列目はデータ線２１４に対し、トラン
ジスタ２１９゜２２２、画素電極２２１，２２３の如く
並列配置をして、実質的に半ピツチずらす。この例はデ
ータ線２１３〜２１５の配線材と駆動電極２１７゜２２
０．２２１，２２３が同一層、又は同一層上に形成され
ている時であるが、もしデータ線と駆動電極が重なって
も差し支えない構造の時は第２２図（ロ）の如くトラン
ジスタ２２５をシングルとして半ピツチずらすのに、画
素電極２２４をそのままずらすこともある。

第２３図はＴＰＴを用いた本発明の他の具体例であり、
データ線２３０〜２３２をジグザグにして半ピツチずら
す方法である。この方法は半ピツチずらした所とずらさ
ない所との画素構成が全く同一になり、半ピツチずらし
た不自然さが解消されることにある。

第２４図はゲート線２６３〜２６５をジグザグにして、
半ピツチ駆動電極をずらせる方法である。

第２５図はＴＰＴを用いた更に他の配置例である。ドラ
イバ２７０〜２７３はデータ線２７７゜２７９．２８１
，２８３に直接つながれており、又データ線２７８，２
８０，２８２はスイッチ２７４〜２７６により、Ｙ側ス
キャンの１ライン毎に右か左に交互に接続される。例え
ばゲート線２８４がＴＰＴをＯＮさせ、スイッチ２７４
〜２７６は左へ倒れている時画素２８９と２９０，２９
１と２９２が夫々でペアで同一のデータが書き込まれる
。次にゲート線２８４がＴＰＴをＯＦＦさせ、ゲート線
２８５がＴＰＴをＯＮさせ、スイッチ２７４〜２７６が
右へ倒れると画素２９４と２９５．２９６と２９７，２
９８と２９９が夫々ペアで同一のデータが書き込まれ、
第２０図（イ）の方式が実現できる。

第２６図はデータ線（Ｘライン）３１１．３１２．３１
３がジグザグに配線されていることによりやはり第２０
図（イ）の構成どなる。

以上の如く、本発明の液晶表示装置はそれぞれ電極が形
成されてなる一対の基板、該一対の基板間に挟持されて
なる液晶層及び複数のカラーフィルタを有してなる液晶
表示装置において、少なくとも該複数のカラーフィルタ
間の境界部分には光を通さない遮光層が設けられてなる
ことにより、カラーフィルタ間の色調が干渉し合うこと
がなくなり、カラーフィルタ間の色調のにじみが全くな
い、鮮明な、コントラストの優れた液晶表示装置の提供
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成例を示す図。 １．２・・・基板 ３・・・素子部 ４．５・・・液晶駆動電極 ６・・・保護膜 ７・・・液晶体 ８、　９．　１０・・・カラーフィルタ第２図、第３図
は本発明に用いるカラーフィルタの構成例を示す図。 ２０．３０・・・基板 ２１・・・黒色枠 ２２．２３，２４．３１・・・フィルタ部２５．３４・
・・保護膜 ２６．３３・・・透明導電性膜 ３２・・・薄い基板 第４図（イ）、　（ロ）、　（ハ）は本発明に用いるア
クティブマトリックス基板の構成例を示す図。 ４９・・・Ｓｉ薄膜トランジスタ 第５図（イ）、　（ロ）、第６図（イ）、　（ロ）は本
発明に用いる非線形素子の実例を示す図。 ６２・・・ＭＩＭ素子 ６７．６８．６９・・・Ｓｉ薄膜ダイオード邸 第７図は非線形素子のＶ−Ｉ特性、第８図はその駆動等
価回路図。 第９図（イ）、　（ロ）、　（ハ）は本発明のカラー表
示装置の構成例を示す図。 ９０．９１・・・基板 ９２．９３．９４・・・フィルタ ９５・・・保護膜 ９６．９７・・・液晶駆動電極 ９８・・・液晶 ９９・・・偏光板 第１０図、第１１図、第１２図、第１６図、第１８図は
本発明のカラー表示装置の色フィルタの配列と駆動例を
示す図。 又第１３図は第１２図の動作波形図、第１４図はクロッ
クφ１．φ２．φ３の発生回路例を示す図で第１５図は
その動作波形図、又第１９図は第１８図の動作波形図で
ある。 １０１．１０２，１１１，１１２，１２１゜１２２．１
８０．　１８４・・・シフトレジスタＶＳＲ・・・赤ビ
デオ信号 ＶＳＧ・・・緑ビデオ信号 ＶＳＢ・・・青ビデオ信号 ＶＳＷ・・・輝度信号 第１７図（イ）、　（ロ）は印加電圧レベルに対する液
晶のコントラスト特性を、ビデオ信号のサンプルホール
ド動作の関係を示す図である。 第２０図（イ）、　（ロ）は本発明の高分解能画素（駆
動電極）の基本構成を示す図である。第２１図はマルチ
プレックス駆動における本発明の駆動電極構成例を示す
図である。第２２図（イ）、（ロ）から第２５図はその
薄膜トランジスタを利用した本発明の高分解能画素の実
現例図である。 第２６図は非線形素子を用いた本発明の高分解画素の実
現例図である。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部　他１名第 図 第２図 第３図 ｉＪ （ロ） 叢５図 第６図 第７図 第８図 ｂ （ロ） 第４図 （ロ） 第９図 第１２図 ７丁”５ＥＬ ｖｓｆＪ予士市勢働＝ 第１３ 図 □Ｊｌ−＋　−＋　＋−几−−−−−−］Ｌ−−−−−
−几一ＣＬ Ｘｃ　Ｌ　ＪＬｌｌｎＪ”Ｌ　−−−−−Ｊ’ＬｒＵＩ
几−−−−」且几１−−−一几几第１５図 第１６図 （イ） 第１７ 図 （イ） （ロ） 第２０図 第２１ 図 第１Ｓ図 第１９図 （イ） 第２２図 第２３図 第２４図 、第２５図 第２６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ電極が形成されてなる一対の基板、該一対の基
   板間に挟持されてなる液晶層及び複数のカラーフィルタ
   を有してなる液晶表示装置において、少なくとも該複数
   のカラーフィルタ間の境界部分には光を通さない遮光層
   が設けられてなることを特徴とする液晶表示装置。