JP3155996B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置において液晶をインターレース駆動した際に発生する
ビートノイズ状の斜めスジをマイクロカラーフィルタの
配置を工夫して目立たなくする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビの標準方式の１つとして知られる
ＮＴＳＣ（National Televigion System Committee）方
式は、走査線数５２５本で秒３０フレームが用いられて
いる。ただし一般的には、フリッカと呼ばれる画面のち
らつきを低減するために、１フレームを偶数と奇数のフ
ィールドに２分割し、それぞれのフィールドを順次走査
して交互に走査するというインターレース走査が用いら
れている。このインターレース走査を行うと、偶数フィ
ールドでは偶数番目、奇数フィールドでは奇数番目の走
査線が表示され、このようにすることで見かけの走査サ
イクルを２倍にすることができ、フリッカが目立たなく
なる。また、インターレース走査方式において、実際の
有効画面は走査線数で４８０本程度、水平方向で８０％
程度であるために、一般の液晶表示装置において画素構
成は、全解像度品で４８０×６４０、いわゆる４８０ラ
イン構成のもの、半解像度品（走査線数を半分しか用い
ないもの）で２４０×４００程度、いわゆる２４０ライ
ンのものとして製造されている。またここでは液晶表示
装置においてインターレース走査を取り入れた方式をイ
ンターレース駆動方式と呼ぶ事にする。
【０００３】ここで走査駆動とは、ある水平方向の画素
列を選択し、その列に対して表示信号を印加することを
示すが、液晶表示装置にあっては、信号印加の際に直流
駆動を行うと、イオンが片側の基板にたまり、劣化を招
き易いので、これを防ぐために液晶に印加する表示信号
をフィールドごとに正負に極性反転させて駆動してい
る。そして、ＮＴＳＣ方式のテレビのインターレース走
査においては、前述の奇数フィールド（第１フィール
ド）と偶数フィールド（第２フィールド）を合わせて１
フレーム（１画面）が構成されるが、一般にフィールド
周波数は６０Ｈｚ、フレーム周波数は３０Ｈｚに設定さ
れている。
【０００４】この走査駆動状態を図６に示す。図６にお
いて左側の数値番号（２３〜２６３）は第１フィールド
の走査線番号を示し、右側の数値番号（２８５〜５２
５）は第２フィールドの走査線番号を示す。なお、図６
に示すテレビ表示において、走査線が右下がりに記載し
てあるのは、実際のテレビにおいては、画面の上から下
に走る走査線に従って左上から右下に走査し、１フレー
ムまたは１フィールドの画面が構成されることを意味し
ている。
【０００５】これに対し、現状の液晶表示装置において
２４０ラインの代表的なテレビ画面表示状態は、図７に
示すように、書き込み周波数を６０Ｈｚと設定し、第１
フィールドの走査信号を番号２３、２４、２５〜２６
０、２６１、２６２と設定し、第２フィールドの走査信
号を番号２８６、２８７、２８８〜５２３、５２４、５
２５と設定して、第１フィールドと第２フィールドでの
信号を同一走査線に重ねて書き込む単純線順次駆動方式
により駆動されている。
【０００６】また、４８０ラインの代表的なテレビ画面
表示状態として図８に示すように、書き込み周波数を６
０Ｈｚと設定し、第１フィールドの走査信号を番号２
３、２４〜２６１、２６２、と設定し、第２フィールド
の走査信号を番号２８５、２８６、２８７〜５２３、５
２４、５２５と設定して、例えば、走査信号番号２３の
信号を上下に隣接する１ｓｔ ｌｉｎｅと２ｎｄ ｌｉ
ｎｅの２つのラインに書き込み、順次次の走査信号番号
の信号も同じ方法で２つのラインに書き込み、これを順
次繰り返して第１フィールドを構成し、他方、第２フィ
ールドにおいては、第１フィールドの際に書き込んだ２
つの隣接するラインと異なる組み合わせで２つのライン
に同じ手法で順次信号を書き込み、各ラインに見かけ上
倍速で信号を入力できる倍速線順次駆動方式により駆動
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の単純線順次駆動方式あるいは倍速線順次
駆動方式ではＮＴＳＣ信号を十分に生かしているとは言
えない状況にある。そこで、図９に示すように４８０ラ
インの液晶表示装置において、第１フィールドの走査線
番号を２３、２４〜２６１、２６２と設定し、第２フィ
ールドの走査線番号を２８６、２８７〜５２４、５２５
と設定し、第１フィールドの信号書き込みと第２フィー
ルドの信号書き込みを書き込み周波数３０Ｈｚとするイ
ンターレース駆動方式を直に取り入れようとすると、液
晶の表示を１／３０秒保持しなくてはならないことにな
るが、これにより、以下の利点と欠点を有することにな
る。
【０００８】まず、利点としては、ライン数が多いので
垂直解像度が向上し、しかも、倍速線順次駆動等に比べ
て低消費電力化を図り、低コスト化を図り得るが、欠点
として、液晶の電圧を保持する時間が長くなる影響か
ら、コントラストの低下、フリッカの増大が見込まれ
る。従って今後の液晶表示装置の開発においては、ＮＴ
ＳＣ信号の画像情報を十分に再現しつつ、同時に現状の
ＴＦＴの性能、設計技術を生かす方向での開発が求めら
れることになる。
【０００９】また、一般にＴＦＴカラー液晶表示装置に
おいては、走査線と信号線をＴＦＴ基板側に、共通電極
をカラーフィルタ基板側に配置し、基本的には走査線に
走査信号を印加し、信号線には対応する表示信号を送っ
てマトリクスとしての動作を行い、画素は電荷保持動作
により高画質を実現している。このようなＴＦＴカラー
液晶表示装置において、前述の如く表示信号をフィール
ド毎に極性反転させる交流駆動を行う場合は、信号線か
ら送る信号を反転して画素に入力するわけであるが、従
来、信号の反転にはいくつかの方式がある。最も単純な
反転方式として、全画素の電圧極性をフィールド単位で
同じ極性に反転させるフィールド反転が知られている
が、実際には、正負の極性間で完全に印加電圧を対照に
することはできず、フリッカを誘発することが多い。そ
こで、この反転画素単位を図１０（Ａ）に示すように１
信号線ごとにする信号線反転、この反転画素単位を図１
０（Ｂ）に示すように１走査線ごとにするゲートライン
反転などが採用されているが、更に、これらの方式より
もクロストークや書き込み不足を解消する目的で、図１
１に示すように隣接するドット毎に反転するドット反転
方式も採用されている。
【００１０】このような背景から、現状で得られる４８
０ラインの液晶表示装置において倍速線順次駆動方式か
らインターレース駆動に転換し、図１２に示す反転駆動
を採用してみたところ、１００＞ＣＲ（コントラスト）
であった液晶表示装置において８０＞ＣＲとなることが
判明した。これは、書き込み周期が長く（２倍）になっ
たために、液晶に実際にかかる実効電圧が低下したため
であると思われるが、この点については、より低い電圧
で同じ透過率特性が得られる液晶（低Ｖth（スレッジホ
ールド電圧）対応の液晶）を採用すればこの問題を容易
に解消することができる。
【００１１】しかしながら、４８０ラインの液晶表示装
置をインターレース駆動により駆動した場合、図１２に
示す反転駆動でも解消できないビートノイズのような斜
めスジ状の揺らぎが視認されることがわかった。そこで
この斜めスジの発生原因について解析を行った。
【００１２】解析した液晶パネルはＴＦＴ液晶表示パネ
ルであって、４８０ラインの表示能力を有し、インター
レース駆動されるものである。具体的には図１３に示す
ように、ＴＦＴ回路５と画素電極６とが多数形成され、
偏光板７を備えた透明の基板８に対し、共通電極９とカ
ラーフィルタ１０と偏光板１１とを備えた透明の基板１
２を所定間隔で対向配置し、両基板８、１２の間の間隙
１３に液晶を封入して概略構成されている。この解析で
用いる液晶パネルのＴＦＴ回路５は、詳細には図１４に
示す等価回路で示すように走査線１５と信号線１６とが
マトリックス状に多数形成され、各線で囲まれる領域に
ＴＦＴ本体１７と容量としての液晶１８と蓄積容量１９
が接続され、蓄積容量１９が走査線１５に接続された構
造とされている。
【００１３】次に、この種のＴＦＴ液晶表示パネルのカ
ラーフィルタの赤、緑および青（以下ＲＧＢと記載）の
各ドットの色配置には、図１５（Ａ）に示すようにＲＧ
Ｂの各色を右斜め下がりモザイクパターン状に配置した
カラーフィルタ２０と、図１５（Ｂ）に示すようにＲＧ
Ｂの各色を左斜め下がりモザイクパターン状に配置した
カラーフィルタ２１と、図１５（Ｃ）に示すようにＲＧ
Ｂの各色を縦一列に配置した縦ストライプパターン状の
カラーフィルタ２２と、図１５（Ｄ）に示すようにＲＧ
Ｂの各色をトライアングルパターン状に配置したカラー
フィルタ２３が知られているが、この解析で用いるカラ
ーフィルタ１０には、図１５（Ｂ）に示すＲＧＢのドッ
トの配置状態のカラーフィルタ２１を適用した。
【００１４】以上の構成のＴＦＴ液晶パネルを用い、イ
ンターレース駆動かつ図１２に示す反転駆動を行った場
合のマイクロカラーフィルタごしの表示状態の駆動電圧
極性の配置を図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と
して駆動シーケンス順に示す。この図においては、特に
視認性の高いＧの画素に注目しマイクロカラーフィルタ
のＧのドットの黒斑点塗りの部分に正書き込みがなさ
れ、マイクロカラーフィルタのＧのドットの丸印を付け
た部分に負書き込みがなされた状態を示す。
【００１５】これらの図からも明らかなように、ＴＦＴ
液晶パネルをインターレース駆動かつ図１２に示したシ
ーケンスで反転駆動した場合において、画素に印加され
る電圧の非対称性と駆動周波数より１ドットの透過率変
動が周りの画素の透過率変動によって打ち消す事ができ
ず、逆に斜め左さがりモザイクのカラーフィルタ配置に
おいては斜め右さがりのスジ状の揺らぎとして視認され
る。また、この種のスジ状の揺らぎは前述した他のカラ
ーフィルタ配置においても同様である。
【００１６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、マイクロカラーフィルタの各ドットの色の配置を
特別に工夫することにより、インターレース駆動でのカ
ラー液晶表示装置のビートノイズ状の斜めスジを目立た
なくすることができるカラー液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、対になる基板においてＴＦＴ
回路が一側の基板に設けられ、他側の基板に共通電極と
カラーフィルタがそれぞれ設けられ、両基板間に液晶が
挾持され、ＴＦＴ回路が走査線と信号線をマトリックス
状に配線し走査線と信号線の交差領域にＴＦＴ本体と画
素電極を設けて構成されたカラー液晶表示装置であっ
て、１画面を第１フィールドと第２フィールドに２分割
し、それぞれのフィールドを順次走査して交互に駆動す
るインターレース駆動が採用され、前記カラーフィルタ
は、赤、緑および青の３色の多数のマイクロカラーフィ
ルタを有しており前記マイクロカラーフィルタの色配置
は画面全体で均一に分布され、直近の同色のドットが同
一フィールドでは異なる極性の駆動電圧で駆動されるも
のである。前記の構造において同一走査線の画素につい
て、同色ドットが２つずつ続けて配置されてなることが
好ましい。前記の構造において、１つおきの同一走査線
に沿う３色のドットの並ぶ順序が同じであり、残りの１
つおきの同一走査線に沿う３色のドットの並ぶ順序が前
記１つおきの同一走査線に沿う並び順序と一列ずれて配
置されてなることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係るマイク
ロカラーフィルタの一構造例を示すものである。この例
のマイクロカラーフィルタ３０が、図１３に示すカラー
液晶パネル２のマイクロカラーフィルタ９の代わりに搭
載されて図２に示す本発明に係るＴＦＴカラー液晶表示
装置Ｐが構成される。この例のＴＦＴカラー液晶表示装
置Ｐにおいては、先に説明したＴＦＴカラー液晶表示装
置２と同一の構成部分には同一符号を付してそれらの部
分の説明は省略する。
【００１９】この例で用いられるマイクロカラーフィル
タ３０は、図１に示すようにＲＧＢの各ドットが多数縦
横に配列された矩形状のものであり、マイクロカラーフ
ィルタの色配置は画面全体でほぼ均一に分布され、同一
走査線に対応する横一行の配列において、２つのＧのド
ットと２つのＢのドットと２つのＲのドットが順序に繰
り返し配列されている。従ってこの例のマイクロカラー
フィルタ３０にあっては、ＲＧＢの各ドットが横行にお
いて２つずつ隣合わせ状態で配列されている。
【００２０】更に、同一信号線に沿う縦一列の配列にお
いては、Ｇのドットからスタートする列においてはＧＲ
Ｂの繰り返し、Ｂのドットからスタートする列において
はＢＧＲの繰り返し、Ｒのドットからスタートする列に
おいてはＲＢＧの繰り返しになるようにパターン化され
ている。
【００２１】前記構成のマイクロカラーフィルタ３０を
用いて４８０ラインのＴＦＴ液晶パネルＰにインタレー
ス駆動で図１２に示す反転駆動を行った場合の駆動電圧
の極性の配置状態を図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）に示す。特に視認性の高いＧの画素に注目し黒塗
りの部分が正書込、○印の部分が負書込を示すが、隣接
する同色ドットに異なる極性の駆動電圧が書き込まれる
のでお互いの透過率変動が相殺され、斜めスジが出にく
い表示状態になっている。従ってこの例のマイクロカラ
ーフィルタ３０を用いることで斜めスジの発生を目立た
なくすることができる。
【００２２】図４は本発明に係るマイクロカラーフィル
タの他の構造例を示すものである。この例のマイクロカ
ラーフィルタ３１が、図１３に示すカラー液晶パネル２
のマイクロカラーフィルタ９の代わりに搭載されて図２
に示す本発明に係るＴＦＴカラー液晶表示装置Ｐと同等
の装置が構成される。この例のＴＦＴカラー液晶表示装
置において、先に説明したＴＦＴカラー液晶表示装置２
と同一の構成部分には同一符号を付してそれらの部分の
説明は省略する。
【００２３】この例のマイクロカラーフィルタ３１は、
図４に示すようにＲＧＢのドットが多数縦横に配列され
た矩形状のものであり、マイクロカラーフィルタの色配
置は画面全体でほぼ均一に分布されているとともに、同
一走査線に対応する横一行の配列において、上から奇数
行が、ＧのドットとＢのドットとＲのドットが繰り返し
順序に配列され、上から偶数行においては３色のドット
の並ぶ順序が、前記奇数行のドットの並び順序と一列ず
れて配置されている。従って、奇数行では左側からＧＢ
Ｒの順序に繰り返し配列されるのに対し、偶数行では左
側からＲＧＢの順序で繰り返し配列されている。
【００２４】前記構成のマイクロカラーフィルタ３１を
用いて４８０ラインのＴＦＴ液晶パネルＰにインタレー
ス駆動で図１２に示す反転駆動をおこなった場合の駆動
電圧の極性の配置状態を図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）に示す。黒塗りの部分が正書込、〇印の部分が負
書込を示すが、正負の書込で異なる駆動電圧極性のドッ
トが、ほぼ等間隔で均一に分布し、斜めスジが出にくい
表示状態になっている。従ってこの例のマイクロカラー
フィルタ３１を用いることで斜めスジの発生を目だたな
くすることができる。
【００２５】ところで、図４に示すマイクロカラーフィ
ルタ３１にあっては、奇数行のドットをＧＢＲの順序で
配列し、偶数行のドットを奇数行のドットに対して１つ
ずれた配置としたが、奇数行のドットの配列順序は、Ｂ
ＧＲの順でもＲＧＢの順序でも同じ効果を奏する。ま
た、奇数行の配置につれて偶数行の配置状態は変わるの
で、本発明では種々の態様を取ることが可能であり、本
発明は図３に示す態様に限るものではないことは勿論で
ある。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、インター
レース駆動されるＴＦＴカラー液晶表示装置であって、
ドット毎に異なる色のマイクロカラーフィルタが用いら
れ、その色配置が全体で均一であり、直近の同色ドット
が異なる極性の駆動電圧で駆動されるので、斜めスジを
目立たなくすることができる。
【００２７】また、同一走査線について同色ドットを２
つずつ続けて配置することで隣接する同色ドットに異な
る極性の駆動電圧が書き込まれるのでお互いの透過率変
動が相殺され斜めスジを目立たなくすることができる。
更に、１つおきの同一走査線に沿う３色のドットの並ぶ
順序が同じであり、残りの１つおきの同一走査線に沿う
３色のドットの並ぶ順序が前記１つおきの同一走査線に
沿う並び順序と一列ずれて配置するならば、正書込ドッ
トと負書込ドットを画面上に等間隔で均一に分布できる
ので、斜めスジを目立たなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマイクロカラーフィルタの一例を
示す平面図である。
【図２】図１に示すマイクロカラーフィルタを備えたＴ
ＦＴカラー液晶表示装置の一例を示す分解斜視図であ
る。
【図３】図１に示すマイクロカラーフィルタの駆動電圧
極性の配置の一例を示すもので、図３（Ａ）は第１画
面、図３（Ｂ）は第２画面、図３（Ｃ）は第３画面、図
３（Ｄ）は第４画面を示す図である。
【図４】本発明に係るマイクロカラーフィルタの他の例
を示す平面図である。
【図５】図４に示すマイクロカラーフィルタの駆動電圧
極性の配置の一例を示すもので、図５（Ａ）は第１画
面、図５（Ｂ）は第２画面、図５（Ｃ）は第３画面、図
５（Ｄ）は第４画面を示す図である。
【図６】ＮＴＳＣ方式のテレビ表示におけるインターレ
ース駆動状態を説明するための図である。
【図７】２４０ラインの液晶表示装置の単純線順次駆動
において信号書き込み周波数６０Ｈｚの場合の書き込み
状態を示す図である。
【図８】４８０ラインの液晶表示装置の倍速線順次駆動
において信号書き込み周波数６０Ｈｚの場合の書き込み
状態を示す図である。
【図９】４８０ラインの液晶表示装置のインターレース
駆動において信号書き込み周波数３０Ｈｚの場合の書き
込み状態を示す図である。
【図１０】液晶駆動電圧の反転方式を説明するためのも
ので、図１０（Ａ）は信号線反転方式による画面の状態
を示す図、図１０（Ｂ）はゲートライン反転方式による
画面の状態を示す図である。
【図１１】液晶駆動電圧の反転方式を説明するためのも
ので、ドット反転方式による画面の状態を示す図であ
る。
【図１２】図１２はインターレース駆動時の反転駆動方
式を説明するためのもので、図１２（Ａ）は第１画面の
駆動電圧分布を示す図、図１２（Ｂ）は第２画面の駆動
電圧分布を示す図、図１２（Ｃ）は第３画面の駆動電圧
分布を示す図、図１２（Ｄ）は第４画面の駆動電圧分布
を示す図である。
【図１３】カラーフィルタを備えたＴＦＴ液晶表示装置
の一構造例を示す図である。
【図１４】図１４に示すＴＦＴ液晶表示装置に用いられ
るＴＦＴの等価回路の一例を示す図である。
【図１５】一般に用いられているマイクロカラーフィル
タのＲＧＢ各色配置例を示すもので、図１５（Ａ）は右
斜め下がりモザイクパターンを示す図、図１５（Ｂ）は
左斜め下がりモザイクパターンを示す図、図１５（Ｃ）
は縦ストライプパターンを示す図、図１５（Ｄ）はトラ
イアングルパターンを示す図である。
【図１６】インターレース駆動時の駆動電圧極性の配置
を示すもので、図１６（Ａ）は第１画面、図１６（Ｂ）
は第２画面、図１６（Ｃ）は第３画面、図１６（Ｄ）は
第４画面である。
【符号の説明】
Ｐ カラー液晶表示装置 ５ ＴＦＴ回路 ６ 画素電極 ７ 偏光板 ８ 基板 ９ 共通電極 １１ 偏光板 １２ 基板 １５ 走査線 １６ 信号線 １７ ＴＦＴ本体 ３０、３１ マイクロカラーフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−172085（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271795（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−38729（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−51020（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/133 510 G02F 1/133 545 G09G 3/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対になる基板においてＴＦＴ回路が一側
    の基板に設けられ、他側の基板に共通電極とカラーフィ
    ルタがそれぞれ設けられ、両基板間に液晶が挾持され、
    ＴＦＴ回路が走査線と信号線をマトリックス状に配線し
    走査線と信号線の交差領域にＴＦＴ本体と画素電極を設
    けて構成されたカラー液晶表示装置であって、 １画面を第１フィールドと第２フィールドに２分割し、
    それぞれのフィールドを順次走査して交互に駆動するイ
    ンターレース駆動が採用され、前記カラーフィルタは、
    赤、緑および青の３色の多数のマイクロカラーフィルタ
    を有しており前記マイクロカラーフィルタの色配置は画
    面全体で均一に分布され、直近の同色のドットが同一フ
    ィールドでは異なる極性の駆動電圧で駆動されることを
    特徴とするカラー液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 同一走査線について、同色のドットが２
    つずつ続けて配置されてなることを特徴とする請求項１
    記載のカラー液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 １つおきの同一走査線に沿う３色のドッ
    トの並ぶ順序が同じであり、残りの１つおきの同一走査
    線に沿う３色のドットの並ぶ順序が前記１つおきの同一
    走査線に沿う並び順序と一列ずれて配置されてなること
    を特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示装置。
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