JPH02207295A - カラー液晶表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カラー液晶表示装置に関し、例えば、横ス
トライプ状のカラーフィルタを持つカラー゛液晶表示パ
ネルを備えたものに利用して有効な技術に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

ＴＰＴを搭載したアクティブマトリックス構成のカラー
液晶装置に関しては、例えば、日経マグロウヒル社、１
９８４年９月１０日付「日経エレクトロニクス」頁２１
１等がある。

〔発明が解決しようする課題〕

従来のカラー液晶表示装置では、カラーフィルタの透過
率について配慮がなされておらず、色バランスが悪いと
いう問題を有する。すなわち、カラーフィルタの透過率
は、例えば第４図の輝度印加電圧特性図に示すように（
Ｇ）、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）のように透過率にバラツキ
が存在する。

それ故、従来の駆動回路のように同じ印加電圧により各
色の画素を駆動すると、上記カラーフィルタの透過率に
従って緑、赤、青の順で輝度が低下してしまうという問
題が生じる。このことは、階調表示を行う場合には液晶
が完全に反転していない過渡領域に選ぶためいっそう色
バランスが悪くなる。

この発明の目的は、色バランス調整機能を（＝Ｊ加した
カラー液晶表示装置を提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔課題を解決するだめの手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、各カラー画素毎に独立に調整可能にされた電
圧を形成しておき、それを走査線選択タイミングに同期
して切り換えて出力させ、信号線駆動回路の動作電圧と
する。

０作　用〕 上記した手段によれば、横ストライブ状のカラーフィル
タを持つカラー液晶表示装置では、各カラー画素に対す
る印加電圧の調整が可能となり最適カラーバランスを得
ることができる。

〔実施例〕

第１図には、この発明に係るカラー液晶表示装置におけ
る信号線駆動回路の要部ブロック図とそれに関連する液
晶表示装置のブロック図が示されている。同図の信号線
駆動回路は、公知の半導体集積回路の製造技術によって
、特に制限されないが、単結晶シリコンのような１個の
半導体基板上において形成される。

この実施例の信号線駆動回路は、１ないしｎからなる１
本の信号線を駆動する機能を持つ。特に制限されないが
、上記信号線の数ｎは、１２０本のように多数からなる
。この実施例の信号線駆動回路は、特に制限されないが
、後述するようなレジスタ及ランチ回路、信号線ドライ
バ及び電源切り換え回路から構成される。

ラッチ回路ＦＦＩ〜ＦＦｎは、入力端子Ｄｆｎから画素
データをシリアルに取り込みそれをパラレルに出力させ
る。すなわち、ラッチ回路ＦＦＩ〜ＦＦｎは、シリアル
／パラレル変換機能を持つシフトレジスタ＆ラッチを構
成するものである。

上記各ラッチ回路ＦＦＩないしＦＦｎにシリアル取り込
まれた画素データは、それぞれのラッチ回路ＦＦＩない
しＦＦｎからパラレルに出力され、信号線駆動回路（ド
ライバ）を構成する各単位回路ＤＶＩないしＤＶｎの入
力に伝えられる。単位の信号線駆動回路ＤＶＩないしＤ
Ｖｎは、液晶の交流駆動のために、上記ランチ回路ＦＦ
ＩないしＦＦｎからパラレルに出力される画素データに
従って、例えば正の白レベルＶ１が＋１■で、黒レベル
Ｖ２が約−７ｖで、負の白レベルＶ３が約１５Ｖのよう
な３つの電圧を選択的に出力させる。

これに対して、上記ラッチ回路ＦＦＩないしＦＦｎは、
＋５ＶとＯＶのような２植体号を扱うものであるため、
単位の信号線駆動回路ＤＶＩないしＤＶｎの入力部には
、適当なレベル変換回路が設けられ、上記出力動作に見
合ったレベルにレベル変換が行われるものである。

上記電圧ＶＩＢ、ＶＩＲ及びＶＩＧは、正極性で液晶画
素を点燈、言い換えるならば光を透過させて、それぞれ
のカラーフィルタに従った青、赤及び緑の表示を行わせ
るものであるが、前記第４図の特性図に示すように各カ
ラーフィルタの透過率の相違を補正するように、すなわ
ち、信号線の駆動電圧ＶＩＢ、ＶＩＲ及びＶＩＧは、第
４図に示した同じ輝度Ｂを得るようにＶＢ、ＶＲ及びＶ
Ｇに設定される。この電圧ＶＢ、ＶＲ及びＶＧに対応し
たＶＩＢ、ＶＩＲ及びＶＩＧは、黒レベルＶ２を基準に
した正の電圧とされる。これに対して、」二記駆動電圧
Ｖ３Ｂ、Ｖ３Ｒ及びＶ２Ｃは、負極性で上記同様に液晶
画素を点燈させて、それぞれのカラーフィルタに従った
青、赤及び緑の表示を行わせるものであり、上記黒レベ
ルｖ２を基準にして同じ輝度Ｂを得るようにＶＢ、ＶＲ
及びＶＣに対応した負極性に設定される。例えば、第４
図の特性図から中間的な透過率を持つ赤の輝度を基準に
すると、ＶＩＰとＶ３Ｒを＋ＩＶと一１５Ｖとに設定す
ると、緑に対応した駆動電圧ｖＩＧとＶ２Ｃは、緑のフ
ィルタの透過率がよいからそれに見合って駆動電圧を調
整電圧ΔＶだけ小さくするよう」−（１−Δｖ）Ｖと−
（１５−ΔＶ）■とに設定され、青に対応した駆動電圧
ＶＩＢとＶ３Ｂは、青のフィルタの透過率が悪いからそ
れに見合って駆動電圧を調整電圧ΔＶだけ大きくずるよ
う＋（１＋△ｖ）Ｖと−（１５＋Δｖ）Ｖとに設定され
る。

この実施例では、上記駆動電圧Ｖ２、ＶＩＢないしＶ２
Ｃの各電圧は、半導体集積回路装置により構成される信
号線駆動回路の外部端子から供給される。これにより、
外部に設けられる電圧調整回路により任意にカラーバラ
ンスの調整が可能になる。なお、半導体集積回路装置の
外部端子数を減らすために、例えば、中間的な赤に対応
した駆動電圧ＶＩＲ（！：Ｖ３Ｒを固定レベルにし、青
と緑に対応した駆動電圧Ｖ］、Ｂ、Ｖ３Ｂ及びＶＩＧ、
Ｖ２Ｃを外部端子から供給するものとしてもよい。

この場合には、外部に設けられる電圧調整回路の簡素化
もできる。

電源切り換え回路ＰＷＳは、カラー切り換え信号ＲＣ，
ＧＣ及びＢＣを受けて、上記各電圧を選択的に出力させ
る。信号線駆動回路ＤＶ１ないしＤＶｎは、上記電源切
り換え回路ＰＷＳから出力された出力電圧Ｖ１ないし■
３を動作電圧として、表示データに従った信号線の駆動
信号を形成するので、信号線の駆動電圧を上記各カラー
毎に設定された電圧ＶＩＰ、ＶＩＧ及びＶＩＢ又はＶ３
Ｒ１Ｖ３Ｇ及びＶ３Ｂに設定することができる。このよ
うな駆動回路の電源電圧の切り換えによりカラーバラン
スの調整を行う構成を採ることに応して、それにより駆
動されるカラー液晶表示パネル■７ＣＤは、横ストライ
プ状のカラーフィルタを持つものとされる。例えば、走
査線電極に対応しして上から順に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及
び青（Ｂ）のパターンの繰り返しでカラーフィルタが配
置される。

したがって、走査線駆動回路（ドライバ）ＧＤＶによっ
てカラー液晶表示パネルＬＣＤの走査線を上から順に選
択する場合、第１、第４、第７・・・の走査線選択タイ
ミングに同期して制御信号ＲＣが形成され、電源切り換
え回路ＰＷＳは、電圧ＶＩＲとＶ３Ｒ及びＶ２を■１、
Ｖ３及び■２として出力させ、信号線駆動回路ＤＶ１な
いしＤＶｎの動作電圧とする。また、第２、第５、第８
・・・の走査線選択タイミングに同期して制御信号ＲＧ
が形成され、電源切り換え回路ｐｗｓは、電圧ＶＩＧと
Ｖ２Ｃ及びＶ２をＶｌ、ｖ３及びＶ２として出力させ、
信号線駆動回路ＤＶＩないしＤＶｎの動作電圧とする。

そして、第３、第６、第９・・・の走査線選択タイミン
クに同期して制御信号ＲＢが形成され、電源切り換え回
路ＰＷＳは、電圧Ｖ　Ｉ　ＢとＶ３Ｂ及びＶ２をＶｌ、
Ｖ３及びｖ２として出力させ、信号線駆動回路ＤＶＩな
いしＤＶｎの動作電圧とする。上記制御信号ＲＣ１ＲＧ
及びＲＢは、走査線用選択用のクロックパルスを受ける
３進カンタと、そのデコーダ信号により形成することが
できるものである。

上記のように横ストライプ状のカラーフィルタを持つ液
晶表示パネルＬＣＤは、１つの走査線の選択動作によっ
て、信号線には同色の画素が結合されるから、信号線駆
動回路ＤＶ１ないしＤＶｎの動作電圧をそのカラーフィ
ルタに対応した電圧に切り換えることによって、前記の
ように簡単にカラ）バランスの調整が可能になる。

第２図には、電源切り換え回路の他の一実施例のブロッ
ク図が示されている。

この実施例では、上記のようにカラー画素を２値電圧で
駆動するものに代え、３値で駆動する場合に対応してい
る。すなわち、この実施例ではカラー画素の階調表示を
行うようにする。このため、駆動電圧としては、液晶を
完全に反転させる電圧Ｖ１、液晶を過渡領域で駆動する
電圧Ｖ２及び黒レベル■３の３値により駆動する。これ
ら各電圧Ｖ１ないしＶ３は、前記第１図のそれと異なる
ことに注意されたい。

この実施例では、前記同様に液晶の交流駆動のために、
上記電圧Ｖ１とＶ２は、黒レベルＶ３を基準にした正の
電圧Ｖｌ　　（＋）　、Ｖ２　　（＋）と、負の電圧Ｖ
ｌ　　（−）　、Ｖ２　（−）とに分けられる。

そして、前記同様に各カラーフィルタの持つ光透過率を
補正するように各カラーフィルタに対応した電圧ＶＩＰ
　（＋）　、ＶＩＧ　（＋）　、ＶＩＢ　（」−）とＶ
２Ｒ（→−）、Ｖ２Ｃ（＋）、Ｖ２Ｂ（＋）及びＶＩＰ
　（−）　、ＶＩＧ　（−）　、ＶＩＢ（−）とＶ２Ｒ
（−）　、Ｖ２Ｃ（−）　、Ｖ２Ｂ（−）の各電圧と黒
レベルｖ３が用意される。

電圧切り換え回路ｐｗｓは、前記同様な制御信号ＲＣ，
，ＲＧ及びＲＣに従って各色毎の正負の３値電圧Ｖｌ　
　（＋）　、Ｖ２　（＋）　、Ｖｌ　　（−）　、Ｖ２
（−）及びｖ３を出力する。信号線駆動回ｉＤＶは、図
示しないが、上記電源切り換え回路ｐｗＳの出力電圧を
動作電圧として、画素データに従って信号線の駆動電圧
を形成する。この実施例の信号線駆動回路は、特に制限
されないが、上記のような階調表示のために、１つの画
素に対応した画素が２ビツトの信号とされ、それをテコ
ードして上記駆動電圧■１、Ｖ２又はＶ３の何れかの選
択を指示するデコーダ回路が設けられる。

この実施例のように、液晶の輝度特性のうち過渡領域を
用いる場合には、カラーフィルタにおける透過率のアン
バランスの影響をより強く受けるため、それを補正する
ような駆動電圧の設定によって最適カラーバランスを得
ることができる。

第３図には、この発明に係るカラー液晶表示装置の他の
一実施例の要部ブロック図が示されている。

この実施例の液晶表示パネルＬ　ＣＤにおいて、前記の
ような単純な横ストライプ状に代えて高表示品質を得る
ためにマトリックス配置される画素ＰＸにそれぞれ形成
される赤Ｒ１緑Ｇ及び青Ｂの各カラーフィルタが斜めモ
ザイク状に構成される。

液晶表示パネルＬＣＤに設けられる信号線電極ＤＩない
しＤｎは、縦方向に直線的に延長される。

すなわち、同じ列に配置される画素に対して共通の信号
線電極ＤＩないしＤｎが設けられる。

これに対して、横方向に延長される走査線電極Ｇ１ない
しＧ４８０は、上記のように斜めモザイク状にカラーフ
ィルタが構成される各画素ＰＸのうち、同じ色のカラー
フィルタが形成される鋸波状に配置される画素に対応し
て略鋸波状に延長される。例えば、走査線電極Ｇ１は赤
色Ｒに対応され、最初の列（Ｄｌ）では左端の画素が、
第２列（Ｄ２）では上端から１つおいて形成される画素
が、第３列（Ｄ３）では上端から２つおいて形成される
画素が、第４列（Ｄｎ）では上端から１つおいて形成さ
れる画素がそれぞれ接続される。このようなパターンの
繰り返しにより、上記走査線電極Ｇ１に対応した画素は
、横方向に鋸波状に配置されるものとなる。上記同様な
構成に従い、走査線電極Ｇ２は緑色Ｇが対応され、最初
の列（ＤＩ）では上端から１つおいて形成されるの画素
（言い換えならば、上記赤Ｒの下隣の画素、以下同様）
が、第２列（Ｄ２）では上端から２つおいて形成される
画素が、第３列（Ｄ３）では上端から３つおいて形成さ
れる画素が、第４列（Ｄｎ）では上端から２つおいて形
成される画素がそれぞれ接続される。このようなパター
ンの繰り返しにより、上記走査線電極Ｇ２に対応した画
素は、横方向に鋸波状に配置されるものとなる。また、
上記同様な構成に従い、走査線電極Ｇ３は青色Ｂに対応
され、最初の列（ＤＩ）では上端から２つおいて形成さ
れるの画素（言い換えならば、主記録Ｇの下隣の画素、
以下同様）が、第２列（Ｄ２）では上端から３つおいて
形成される画素が、第３列（Ｄ３）では上端から４つお
いて形成される画素が、第４列（Ｄｎ）では上端から３
つおいて形成される画素がそれぞれ接続される。このよ
うなパターンの繰り返しにより、上記走査線電極Ｇ３に
対応した画素は、横方向に鋸波状に配置されるものとな
る。

上記構成においては、液晶表示パネルＬＣＤの上端及び
下端には、鋸波状の画素が形成されない領域が生じる。

しかしながら、上記１つの画素は極微小であるから、画
面の上下端の鋸波状は目障りになることはない。もしも
画面上下端の制波（ギザギザ）が目障りになるなら、画
面に枠等を形成することによってそれを隠すことも可能
である。

走査線駆動回路ＧＶＤは、特に制限されないが、図示し
ない水平同期信号によってシフト動作を行うシフトレジ
スタ及び駆動回路から構成される。

なお、上記駆動回路ＧＶＤは、同図において液晶表示パ
ネルＬＣＤの左右に振り分けて配置するものとしてもよ
い。すなわち、走査線を奇数番目と偶数番目に分けて、
それぞれを２つに分けられた走査線駆動回路により駆動
するものとしてもよい。

上記信号線電極ＤＩないしＤｎには、前記第１図に示し
たような信号線駆動回路ＤＤＶにより、駆動信号が供給
される。この信号線駆動回路ＤＤＶは、前記同様に電源
切り換え回路ｐｗｓにより各カラーフィルタに対応した
、言い換えるならば、走査線の選択タイミングに対応し
て前記の各電圧を選択的に出力する。なお、」１記のよ
うに走査線をジグザグに配置した場合には、１つの走査
線により実質的には３行分の画素がジグザグに選択され
る。それ故、それに合わせて信号線の駆動信号を形成す
る必要がある。例えば、信号線Ｄ２に加えられる画素デ
ータは、信号線Ｄ１に加えられる画素データに対して垂
直方向に１ビツトずれた信号（１ビット進んだ信号）に
する必要があり、信号線Ｄ３に加えられる画素データは
、上記信号線Ｄ２に加えられる画素データに対して垂直
方向に１ビツトずれた信号（１ピツＩ・進んだ信号）に
する必要がある。そのため、上記のように走査線電極を
構成した場合、信号線駆動回路ＤＤＶには、上記のよう
なシフ１〜レジスタ＆ランチ機能及びレベルシフト機能
の他に、縦方向にも画素データをすらず遅延用のシフト
レジスタを上記画素配列に合わせて選択的に設ける必要
がある。

このような縦方向に画素データをずらすシフトレジスタ
を選択的に設けることによって、１つの走査線の選択動
作により、等測的に液晶画面上では上記のように第１列
と第２列と、第２列と第３列では、それぞれ同色の画素
が１ピンチづつ下方向にずれているのを補正できる。信
号線駆動回路ＤＤＶは、上記のような画素のズレを考慮
することなく、走査線タイミングに合わせて同色の駆動
電圧を出力しても、画素データがそれを補正するように
入力されないるから問題ない。

上記構成のカラー液晶表示装置では、カラーフィルタが
斜めモザイク状にされるにも係わらず、同じ走査線の選
択タイミングにおいて、信号線駆動回路ＤＤＶは、同じ
カラー表示信号を供給すればよいから、前記第１図に示
したような輝度調整機能を持つ駆動回路により駆動する
ことができるものである。これより、いっそうの高表示
品質を得ることができるものとなる。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 （１）各カラー画素毎に独立に調整可能にされた電圧を
形成しておき、それを走査線選択タイミングに同期して
切り換えて出力させ、信号線駆動回路の動作電圧とする
ことにより、横ストライプ状のカラーフィルタを持つカ
ラー液晶表示パネルにあっては各カラー画素に対する印
加電圧の調整が可能となり最適カラーバランスを得るこ
とができるという効果が得られる。

（２）駆動電圧として、１つのカラー画素に対応した駆
動電圧を固定レベルにしておき、他の２つのカラー画素
に対応した駆動電圧を調整可能として外部端子から供給
する構成を採ることによって、外部端子数の増加を少な
くできるとともに、電圧調整回路が簡単になるという効
果が得られる。

（３）カラーフィルタが斜めモザイク状にされるにも係
わらず、同じ走査線には同じカラー画素を配置すること
より、上記（］）による輝度調整機能を持つ駆動回路を
用いることができるから、高表示品質を実現できるとい
う効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が
可能であることはいうまでもない。例えば、駆動回路の
具体的構成としては、上記動作電圧を出力させるスイッ
チＭＯ３ＦＥＴにより構成するもの、あるいは第１図に
おいて正書き込みのときには電圧■１と■２、負書き込
みではＶ２とＶ３を動作電圧とするＣＭＯＳインバータ
回路等を利用するもの等のように調整可能にされた動作
電圧を表示信号に従って出力させる構成を採るものであ
れば、その具体的構成は種々の変形例を採ることができ
るものである。

また、第２図の実施例のように、階調表示を行う場合の
駆動電圧のうち、それぞれの中間的な電圧Ｖ２Ｒ（＋）
　、Ｖ２Ｃ（＋）　、Ｖ２Ｂ　　（＋）及びＶ２Ｒ（−
）　、Ｖ２Ｃ（−）　、Ｖ２Ｂ　（−）は、液晶を飽和
領域で動作させる電圧ＶＩＲ（＋）、ＶＩＧ　（＋）　
、ＶＩＢ　（＋）及びＶＩＰ（−）、ＶＩＧ　（−）　
、ＶＩＢ　（−）　に対して電圧Ｖ３を基準にし、半導
体集積回路の内部で分圧して形成するものとしてもよい
。この場合には、外部から供給れる調整電圧を少なくで
きるから外部端子数及びその調整回路が簡便となる。上
記各駆動電圧ＶＩＰないしＶ２Ｃは、カラー液晶表示装
置の組立工程で少なくとも調整可能にされればよい。そ
れ故、各電圧をレーザートリミング技術等により半導体
集積回路内部で調整可能にするものとしてもよい。

この発明は、実質的に横ストライプ状のカラー液晶表示
装置に広く利用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、各カラー画素毎に独立に調整可能にされた
電圧を形成しておき、それを走査ｖＡ選択タイミングに
同期して切り換えて出力させ、信号線駆動回路の動作電
圧とすることにより、横ストライプ状のカラーフィルタ
を持つカラー液晶表示パネルにあっては各カラー画素に
対する印加電圧の調整が可能となり最適カラーバランス
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明に係る信号線駆動回路とそれに関連
する液晶表示パネルと走査線駆動回路の一実施例を示す
ブロック図、 第２図は、この発明に係るカラー液晶表示装置用の電源
切り換え回路の他の一実施例を示す要部ブロック図、 第３図は、この発明に係るカラー液晶表示装置用の他の
一実施例を示す要部プロ・ツク図、第４図は、カラー液
晶画素の一例の輝度−印加電圧特性図である。 ＦＦＩ〜ＦＦｎ・・シフトレジスタ及ラッチ回路、ＤＶ
１〜ＤＶｎ・・単位の信号線駆動回路、ｐｗｓ・・電源
切り換え回路、ＬＣＤ・・カラー液晶表示パネル、ｐｘ
・・画素、ＧＤＶ・・走査線駆動回路、ＤＤＶ・・信号
線駆動回路、０１〜Ｇ４８０・・走査線電極、Ｄ１〜Ｄ
ｎ・・信号線電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各カラー画素毎に独立に調整可能にされた電圧を対
   応するカラーの走査線選択タイミングに同期して切り換
   える電圧切り換え回路と、この電圧を動作電圧として表
   示データに従った駆動信号を形成する信号線駆動回路と
   を備えてなることを特徴とするカラー液晶表示装置。 ２、上記駆動回路は、横ストライプ状のカラーフィルタ
   を持つアクティブマトリックス構成のカラー液晶表示パ
   ネルにおける信号線を駆動するものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のカラー液晶表示装置。