JPS63253984A

JPS63253984A - マトリクス型カラー表示装置

Info

Publication number: JPS63253984A
Application number: JP63068010A
Authority: JP
Inventors: ケイ−ウィーン・カルビン・ヤング
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1988-10-20
Also published as: EP0284182A3; EP0284182A2; US4855724A

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〕本発明はマトリクス型カラー表示装置に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕第２図及
び第３図は、人力信号に応じて単色表示するマトリクス
型表示装置の第１の従来例を示した図である。この表示
装置は夫々の透明基板（６）。

（８）に支持された帯状量１（２１，＋４１による第１
．第２の列を具えている。一般にこの２組の電極の列は
、相互に直交するように並べられている。仮に表示装置
を基板を垂直にした通常の設置で使用するのであれば、
第１電極列（水平電極が対応よるものとする）は水平に
伸び、垂直方向に間隔がおいている。また第２電極列（
垂直電橋が対応するものとする）は垂直に延び、水平方
向に間隔があく。

この２つの電極列は、相互に間隔をおいて交差する位置
関係にある。第３図の中では、水平電極（２）の位置は
破線で示しである。各交差点には光素子（１０）がある
、この場合の光素子とは、光素子の電気的条件によって
観察者に向う通過光を制御する素子という意味である。

この光素子とは例えば液晶素子（ＬＣＤ）であって、こ
の素子中に存在する電界に応じて光源から観察者へ向う
光を通過させたり遮断したりする。あるいは、この光素
子は電界発光材料体（ＥＬ）でもよく、これの電気的励
起に応じて光を発したり、発しなかったりする。

水平電極（２）は水平電極ドライバ（１２）に接続し、
垂直電極（４）は垂直電極ドライバ（１４）に接続して
いる。

垂直と水平の各電極ドライバは、デコード回路と増幅回
路とを含み、ビデオプロセッサ（Ｉ６）から入力信号を
受けている。ビデオプロセッサ（１６）にはビデオ入力
信号を受ける入力端子（１日）がある。

この入力端子（１８）に印加されるビデオ入力信号は、
水平同期パルスによって相互に分離された一連のライン
期間により構成されている。水平ライン時におけるアク
ティブ期間ＴＬの期間中は、ビデオ信号は、線（１９）
を介して垂直電極ドライバ（１４）に印加される０例え
ば、もし水平配列に３００本の電極が含まれているとす
れば、このビデオプロセッサは各ラインのアクティブ期
間ＴＬ中に３００個のパルスであるドツト・クロック信
号を発生し、この信号を垂直電極ドライバ（工４）に印
加する。線（１９）と垂直電極（４）との間にアナログ
スイッチ（図示せず）を設ける。このドツト・クロック
信号によって、ドライバ（１４）は、アナログスイッチ
を順番に閉成させ（すなわち導通させ）、これによって
線（１９）上のビデオ信号は、サンプリングされ、一連
のサンプル値は夫々垂直電極に印加される。

ビデオ信号の各フィールドのアクティブ期間中の各水平
同期パルス間に、このビデオプロセッサは横列用クロッ
クパルスを発生し、所定数のクロックパルスを発生した
あとは、このビデオプロセッサは垂直リセットパルスを
発する。例えば、もしこの表示装置の縦横比が１対１で
あり、３００本の水平電極を存しているのであれば、３
００個の水平同期パルスの後に垂直リセットパルスを発
することになる。この横列クロック信号が水平電極ドラ
イバ（１２）に印加される。この横列クロック信号は、
ドライバ（１２）によって、水平電極（２）を１１に番
に選択することができるようにするために用いられる。

ドライバ（１２）は選択された電極（２）に負の電圧を
印加する。この方法では、光素子は順番にアドレス指定
され、光素子の電気的条件は、素子がアドレス指定され
たときのビデオ信号のレベルに依存している。

単色のマトリクス型表示装置では、各光素子は、単一の
個別にアドレス指定できるビクセルに対応している。光
素子の大きさは帯杖電極ｆ２１．　（４）の幅Ｗと間隔
Ｓに依存する。和（Ｗ＋Ｓ）の逆数は、表示の解像度を
示す指標となる。

セトリクス配置されたＬＣ（液晶）表示装置はフラット
パネルのカラーテレビに用いられてきた。

このような表示装置においては、光学的帯域通過フィル
タ素子（図示せず）が各光素子と連結している。これら
のフィルタは、垂直電極（４）上に薄膜を被着させるこ
とによって形成する。これらのフィルタ素子は、通過帯
域によって、３つの異なった配列に配列される。このよ
うに第１のフィルタ素子配列の通過帯域は、光スペクト
ラムにおける赤の領域であり、第２のフィルタ素子配列
の場合は緑の領域、第３のフィルタ素子配列の場合は青
の領域となっている。カラーピクセルは夫々赤、緑、青
のフィルタ素子を存する３つの隣接した単色ピクセルの
組から成っている。第４図は、単色ピクセルの配列とこ
れに関連したフィルタ素子を有するカラー表示装置の第
２従来例を示した図であるが、カラーピクセルを具えた
３つの単色ピクセルは、水平方向に隣接して並べられ、
単一の水平電極（２）と関連して選択された各垂直電極
によってアドレス指定される。カラー表示装置のビデオ
プロセッサ（２０）は、ビデオ信号中の色成分を受け、
ライン期間ごとに１００のデジタルワードから夫々構成
された３つの色成分信号を発生するデジタイザを含んで
いる。ドライバ（１４）は、３本の垂直電極の組のうち
のどれをアドレス指定するかを決定する。またこの組と
関連して３つのデジタルワードは、これらの電極に夫々
印加される電圧を決定する。ドライバ（１２）はどの水
平電極をアドレス指定するかを決定する。

カラーピクセルの縦横比は、実質的には、それが用いら
れている表示装置の縦横比と同じであることが望ましい
と一般には考えられている。ゆえに縦横比が１対１であ
る表示装置の場合、カラーピクセルの縦寸法は、横寸法
と略等しいことになる。このことは、水平電極の数がわ
ずか１００本であるのに対して垂直電極の数は３００本
であることを考えると第４図に示すカラー表示装置の水
平電極は、垂直電極の約３倍の幅となることを意味して
いる。ゆえに第４図に示す各モノクロームピクセルは約
１対３の縦横比となった縦長の矩形となってしまう。ゆ
えに１つのカラーピクセルの最小寸法は、それを構成す
る１つのモノクロームピクセルの最小寸法の約３倍とな
る。カラー表示の解像度は、同一な最小幅と間隔の電極
を有する単色表示の解像度のわずか１／３となる。所定
の横列において２つの隣接したカラーピクセルを照明す
るためには、垂直電極（４）のうちの６本をアドレス指
定することが必要になる。

各カラーピクセルが、単色ピクセルを３角形に配置した
ものによって構成されているカラー表示装置の第２従来
例の場合は、１９８３年刊行の第３回国際表示研究会ぼ
の議事録の２０６ページから２０９ページにかけてのス
ギツヤらの論文「電着によって形成された３色層を有す
る多色グラフィックＬＣＤＪに示された砂時計形状部分
によってもし垂直電極が構成されたものであれば、デル
タ型に電子銃を配置したカラーＣＲＴの螢光体の配置と
似ていて、カラーピクセルの大きさは、第３図に示す配
置の場合と比較してかなり縮小できる。この構成の電極
は、幅が均一な電極と比較して製造が困難であり、さら
に電極のくびれた部分により、回路が開く　（断線）可
能性が大きくなる。また、例え、回路が開かないとして
も、このくびれだ部分は、抵抗の大きい部分となり、上
側のピクセルの横列と下側のピクセルの横列とのライン
時間を大幅に変化させてしまう。

第３従来例では、フィルタ素子が水平方向に表われる順
番が、カラーピクセルの縦列に沿って変化する。このパ
ターンは水平線３本ごとに繰り返す、単色ピクセルの所
定の幅においては、各単色ピクセルの高さは第４図に示
す例のものと同一である。従ってこの第３の従来例では
、解像度はなんら向上していない、さらに、カラーピク
セル中の単色ピクセルの順番が線ごとにカラーピクセル
の縦列の中で変化するというしくみが、この表示装置の
アドレス指定を複雑にしている。上述の３つのフィルタ
によるパターンは、やはり、１９８５年に発行された国
際表示研究会議の議事録２４〜２６ページにおけるＳ、
ツルクらによる「液晶テレビのためのカラーピクセル配
列評価」という論文中に述べられている。マトリクス配
置されたその他のカラー表示装置に関する論文には、１
９８２年に発行された国際表示研究会議の議事録１６６
〜１７０ページにかけてのＴ・ウチダらによる「電極上
にカラ一層を具えたフル・カラーマトリクスＬＣＤＪと
いう論文、１９８３年発行の第３回国際表示研究会議の
議事録第５．１章におけるＴ・ウチダらによる「カラー
ＬＣＤ、その技術進歩」という論文や、１９８３年発行
の第３回国際表示研究会議」の議事録２１０〜２１２ペ
ージにかけてＭ・スガタらによるｒＴＦＴアドレス指定
される液晶カラー表示」という論文がある。

そこで本発明の目的は、解像度が高く、アドレス指定な
ど制御の容易なマトリクス型カラー表示装置を提供する
ことにある。

本発明の他の目的は、表示装置の縦横比を自由に設定で
きるマトリクス型カラー表示装置を提供することにある
。

本発明の更に他の目的は、液晶素子のみならず、ＥＬ素
子をも表示素子として用いることのできるマトリクス型
カラー表示装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の好適な実施例は、横列と縦列が交差したマトリ
クス中に配置された複数の単色光素子と、この光素子と
関連づけられた光学的な帯域通過フィルタ素子とを有す
るマトリクス型カラー表示装置である。このフィルタ素
子は第１．・第２．第３の配列の中にあって、夫々赤色
光、緑色光、青色光をｉｌ遇させる。マトリクスの各線
と横の列には、この３つの配列のうちの１つのフィルタ
素子が他の２つの配列中のフィルタ素子の間に位置して
いる。フィルタ素子におけるこの実施例では、１つのカ
ラーピクセルは、マトリクスの第１横列内で相互に隣り
合う第１と第２の単色光素子及び第１横列と隣り合う横
列内であって、第１と第２の光素子のうちの一方が属す
る縦列と同一の縦列内に配置された第３の単色光素子を
選択的に駆動することにより機能している。

本発明の好適実施例の第２の点は、横列と縦列が交差し
たマトリクス中に配置された複数の単色光素子と、この
光素子と関連づけられたカラーフィルタ素子とを有する
表示装置である点である。

このフィルタ素子は、第１．第２．第３の配列の中にあ
って、夫々赤色光、緑色光、青色光を通過させる。これ
らの光素子は、・どの１列においても同一な２つのフィ
ルタ素子が相互に隣り合って配置されることはない、装
置は、さらにこれらの単色光素子を選択的に駆動するた
めのアドレス指定用回路を具えている。このアドレス指
定用回路は、カラービデオ信号による情報をデコードし
、カラーピクセルによって表示されるべき色を決定する
。

またこのアドレス指定用回路は、マトリクスの１横列内
に配置された隣接する第１と第２の単色光素子及び第１
の横列に隣り合うとともに第１と第２の単色光素子のう
ちの一方の属する縦列と同じ縦列内にある第３の単色光
素子とを所定のレベルまで選択的に、駆動することによ
りカラーピクセルとして機能させる。

〔実施例〕

第１図は、本発明のマトリクス型カラー液晶表示装置の
好適な一実施例を示す図であり、第５′図は第１図の断
面図である。この実施例において、表示装置は、水平方
向と垂直方向の夫々に帯状電極（２１，＋４１が並んで
いる。水平電極の幅と間隔は、垂直電極の幅及び間隔と
夫々等しい。垂直電極と水平電極とが交差することによ
ってできる各単色ピクセルの大きさは、これら電極によ
って作りうる最小の幅と間隔に対応している。従って各
単色ピクセルの縦横比は公称１対１である。フィルタ素
子（２１）は、各水平電極上に設けられて、フィルタ素
子による矩形のマトリクスが形成される。マトリクスの
各横列に沿って、フィルタ素子の色が赤、緑、青、赤、
緑、青の順番で繰り返し現われる。各縦列では、２色だ
けが交互に現れる。所定の縦列における２色の色の組は
、隣り合う２列の縦列における色の組とは相互に異なっ
ている。そしてこれら２本の縦列の組同志も相互に異な
っている。各カラーピクセル（２２）は、１本の横列で
は第１及び第２の単色ピクセルと、隣接する横列の中に
ありかつ第１と第２の単色ピクセルのうちの１つが属す
る縦列の中にある第３の単色ピクセルとから成っている
。３つの単色ピクセルは、第１図の破線に示すようにＬ
字形に並んでいる。各色ピクセルにおいては、１つの単
色ピクセルは、水平的に隣合う色ピクセルの１つの単色
ピクセルと同じ縦列中にある。このように色ビクセルは
部分的に相補関係にある組となっている。２つの隣接す
るビクセルを照明するのに必要な垂直電極の最大数は、
関係するカラーピクセルに応じて３個または４個である
。

本発明の説明を容易にするために、第１図に示す垂直電
極及び水平電極に夫々Ｖｌｌ、　　Ｖ１２．　　Ｖ１３
゜Ｖ２１．　　Ｖ２２．　　Ｖ２３など及びＨｌ、Ｈ２
，Ｈ３ｆ９：と符号をつけた。ここでは、３００本の水
平電極と、３００本の垂直電極がある。

第１図に示す表示電極のビデオプロセッサは、赤、緑、
青の色成分を含むビデオ信号を受けている。このビデオ
信号は、一連のビデオ・フィールドにより構成され、各
フィールドは多数のラインを具えている。ビデオ信号の
各ラインには、アクティブ期間ＴＬと水平帰線期間ＴＨ
−ＴＬとから成る持続期間ＴＨがある。ビデオ信号の各
フィールドは、アクティブ期間Ｔ、と垂直帰線期間（Ｔ
Ｖ　　ＴＦ）とから成る持続期間ＴＶがある。

この例では、各フィールドのアクティブ期間に１５０本
の水平走査線があるために、アクティブ期間Ｔｒは１５
０　Ｔｌｌに等しい。

赤、緑、青のビデオ信号成分ＲＧＢ、水平及び垂直の各
同期信号Ｈ３及び■Ｓ１さらにドア）・クロック信号Ｄ
Ｃ１横列クロック信号ＲＣがライン・バッファ／エンコ
ーダ回路（２０６）に印加される。ドツト・クロック信
号には、各ラインのアクティブ期間ＴＬ中に２００個の
パルスが含まれている。また横列クロック信号には、各
フィールドのアクティブ期間ＴＦ中に１５０個のパルス
が含まれている。回路（２０６）は、赤、緑、青のビデ
オ信号成分を受け、一時的に蓄積するためのラインバッ
ファを含んでいる。ビデオ信号のフィールドの第１ライ
ン期間中に、ビデオ信号のアクティブ部分がラインバッ
ファの第１メモリ部分に書き込まれ、第２ライン期間中
に第１メモリ部分の内容が２度読まれる一方、ビデオ信
号のアクティブ部分が第２メモリ部分に書き込まれる。

ドツト・クロック信号ＤＣは、ビデオ信号がラインバッ
ファに書き込まれる速度を制御し、横列クロック信号Ｒ
Ｃは、第１と第２のメモリ部分の切換を制御する０回路
（２０６）は、各水平ライン期間Ｔ、の間に６００個の
パルスを有するドライバドツト・クロック信号ＤＣ’を
発生し、各フィールド期間ＴＬ＋の間に３００個のパル
スを有するドライバ横列クロック信号ＲＣ’を発生する
。

回路（２０６）によって供給される赤、緑、青のビデオ
信号成分は、出力線（１４１）　、　（１４２）　、　
（１４３）を有する３人力３出力のマルチプレクサ（１
４０）を含んでいる垂直電極ドライバ（１４）に印加さ
れる。このドライバ（１４）はシフトレジスタ（１４６
）　　も含んでおり、ドライバ・ドツト・クロック信号
ＤＣ’及び水平リセット信号ＨＲとを受けている。この
水平リセット信号ＨＲは、水平同期信号より求める。

アナログスイッチ（１４７）はシフトレジスタ（１４６
）によって制御され、それらの各々は、垂直電極のうち
の１本と信号線（１４１）　、　（１４２）　、　（１
４３）のうちの１本との間に設けである。マルチプレク
サは、回路（２０６）の赤、緑、青の出力線を夫々信号
線（１４３）　。

（１４１）　、　（１４２）に接続する第１状態と、赤
、緑、青の色成分を信号！（１４１）、（１４２）、（
１４３）　＋７１．ｌニｔｌ続する第２状態との間を、
ドライバ横列クロック信号ＲＣ’に応じて切換える。水
平リセットパルスＨＲは、ラインバッファからの各読み
出しの始まりの時にシフトレジスタ（１４６）に印加さ
れ、ドライバ・ドツト・クロック信号ＤＣ’に応じてシ
フトレジスタでクロックされる。水平リセットパルスＨ
Ｒがシフトレジスタにより伝達されるに応じて、制御パ
ルスがアナログスイッチに順次印加され、これらが閉成
しくすなわち導通可能となり）、後に再び開く。

ドライバ横列クロック信号ＲＣ’と垂直リセット信号Ｖ
Ｒは、シフトレジスタを可とする水平電極ドライバ（１
２）に印加される。ドライバ（１２）には夫々水平電極
に接続している３００個の出力端子がある。ビデオ信号
の各フィールド開始点において、回路（２０６）は、垂
直リセット・パル、スＶＲを発生する。このリセットパ
ルスＶＲはドライバ（１２）に印加され、ドライバ横列
クロック信号ＲＣ’に応じて、このドライバ（１２）に
よりクロックされる。

水平電極は、横列ドライバにより伝搬される垂直リセッ
トパルスＶＲによって順次アドレス指定される。

奇数番号が付いた水平電極Ｈ１，Ｈ３等が水平電極ドラ
イバ（１２）によってアドレス指定されると、マルチプ
レクサ（１４４）は第１状態となる。従って、シフトレ
ジスタ（１４６）が関連したスイッチ（１４７）も閉じ
ることによって、電極ＶＸＩ（Ｘは自然数）、即ちＶｌ
ｌ、　　Ｖ２１．　　Ｖ３１　　・・・を選択すると、
緑の色成分信号が、この電極に印加される。また電極Ｖ
Ｘ２又はＶ、Ｘ３が選択されると、青又は赤の色成分信
号がこれら電極に印加される。横列（水平）ドライバ（
１２）によって偶数番号の電極がアドレス指定されると
、マルチプレクサは第２状態となり、電極ＶＸ１．ＶＸ
２．ＶＸ３がシフトレジスタ（１４６）　’によって選
択されると、赤、緑、青の色成分信号が電極に夫々印加
される。

１つのカラーピクセルによって占有される領域は、上述
の第１従来例におけるカラーピクセルによって占有され
る領域の約１／３である。しかもいままで６本必要だっ
たのに比較して水平の並びのわずか３本の電極を用いる
だけで２つのカラーピクセルを発光させることができる
。ゆえに、所定の電極の配置密度でならば、第４図に示
した装置と比較していっそう高い視覚密度が達成される
。

本発明は説明し、図示した特定の実施例にとどまるもの
ではなく、本発明の要旨に沿って様々な変形が可能であ
る。例えば、垂直電極や水平電極の作り方には多数の方
法があり、ゆえに本発明は第１図に示す例にとどまらな
い、また、本発明は縦横比が１対１である単色ピクセル
にとどまらない、なぜならば、正方形ではない表示装置
においては、カラーピクセルつまりは単色ピクセルは、
異なった縦横比を有していてもよい。さらに、本発明は
液晶表示装置に限定されるものではなく、広い帯域のＥ
Ｌ材料を用いたＥＬ表示装置のようなその他のマトリク
ス型表示装置にも適用可能である。

本発明に関する限り、光源が省略されているという点を
除いてはＥＬ材料を用いた表示装置は第１図に示すＬＣ
表示装置と実質的に同一になろう。

（発明の効果〕本発明によって、解像度が高く、制御の容易なマトリク
ス型カラー表示装置が提供される。また本発明によって
表示装置の縦横比の設定が自由に行なえ、表示素子も液
晶素子ＥＬ素子たるを問わない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくマトリクス型カラー表示装置の
好適な一実施例の平面図、第２図は従来の液晶マトリク
ス型表示装置の断面図、第３図は第１図の表示装置の平
面図、第４図は他の従来の液晶マトリクス型表示装置の
平面図、第５図は第１図における表示装置の断面図であ
る。これ−らの図において、Ｈｌ、Ｈ２，Ｈ３・・・等が横
列電極、Ｖｌｌ　、Ｖ１２　、Ｖ１３　、Ｖ２１　　・
・・等がｍ　列電極、（１０）が光素子、（２２）がカ
ラーピクセルである。

Claims

【特許請求の範囲】相互に交差する複数の横列電極と複数の縦列電極とによ
って決定されるマトリクスに従って、夫夫異なった色表
示をする３種類の光素子が配置され、上記異なる色の３
つの光素子が組になってカラーピクセルを構成するマト
リクス型カラー表示装置において、上記カラーピクセルの３つの光素子のうちの２つは上記
マトリクスの１つの横列上に隣り合わせて配置され、残
りの１つの光素子は上記横列と隣り合う横列上でかつ上
記２つの光素子の一方が属する縦列に配置されているこ
とを特徴とするマトリクス型カラー表示装置。