專(zhuān)利名稱(chēng)：彩色顯示裝置、液晶顯示裝置以及半透明液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示圖像的彩色顯示裝置、液晶顯示裝置以及半透明 液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為彩色顯示裝置，CRT ( Cathode Ray Tube)、液晶顯示裝置 (LCD: Liquid Crystal Display)、等離子體顯示板(PDP: Plasma Display Panel)、有機(jī)LED ( OLED: Organic Light Emitting Diode )、 場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED: Field Emission Display)、電泳或電致變色 (Electrochromic )為代表的電子紙張(paper)顯示裝置等各種方式 已經(jīng)實(shí)用化。作為用于實(shí)現(xiàn)彩色顯示的裝置的主流方式，在作為非發(fā) 光型方式的LCD中，是以下這樣的方式，即并排配置具備紅色(R)、 綠色(G)、青色(B)的三原色濾色片(color filter)的副像素而構(gòu) 成像素，任意調(diào)整每個(gè)副像素的亮度，通過(guò)加法混色來(lái)表現(xiàn)顏色。另 外，在作為發(fā)光型方式的其他方式中，并排配置具備紅色(R)、綠 色(G)、青色(B)的三原色熒光體的副像素而構(gòu)成像素，與LCD 一樣任意調(diào)整每個(gè)副像素的亮度，與LCD —樣通過(guò)加法混色來(lái)表現(xiàn)顏 色。由于在并排配置三原色的副像素而通過(guò)加法混色來(lái)進(jìn)行彩色顯示 的方式的情況下，雖然能夠顯示鮮艷的顏色，但相反能夠分配各原色 的副像素的面積是像素面積的1/3，因此效率低，在需要確保充分光量 時(shí)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。作為解決該問(wèn)題的方法之一，提出了追加專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記栽那樣 的白色(W)的副^^素的結(jié)構(gòu)。在非發(fā)光型的LCD中的白色(W)的
副像素中，由于沒(méi)有濾色片的光吸收，所以能夠提高光源的利用效率。由于發(fā)光型方式的白色(w)副像素的單位面積的亮度高，所以容易提高顯示裝置的亮度。在追加白色(w)的副像素的情況下，如果單純地追加副像素，則存在要增加信號(hào)線(xiàn)乃至掃描線(xiàn)的任意一個(gè)或雙方的副作用。專(zhuān)利文獻(xiàn)2列舉了以下這樣的例子，即即使追加白色(W)的副像素也不增 加布線(xiàn)數(shù)的像素結(jié)構(gòu)。作為并排配置三原色的副像素而通過(guò)加法混色來(lái)進(jìn)行彩色顯示的 方式的情況下的其他問(wèn)題，可以列舉以下一點(diǎn)，即顏色再現(xiàn)范圍不限 于根據(jù)三原色的各色的色度座標(biāo)決定的三角形的范圍內(nèi)，而廣泛地殘 留自然界的實(shí)際顏色中無(wú)法再現(xiàn)的區(qū)域。作為本問(wèn)題的解決方法，試 驗(yàn)了通過(guò)并列配置四原色的副像素而將顏色再現(xiàn)范圍從三角形擴(kuò)展為 四角形。專(zhuān)利文獻(xiàn)3列舉了四原色的顯示裝置的例子。 專(zhuān)利文獻(xiàn)l:特開(kāi)平11 -295717號(hào)/〉報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2: US20050225575 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2005 - 338783號(hào)公報(bào)作為減輕濾色片造成的吸收損失的方法，追加白色(W)像素是 有效的，但由于單純?cè)诩t色(R)、綠色(G)、青色(B)的基礎(chǔ)上 進(jìn)行追加會(huì)增加白色(W)副像素?cái)?shù)，所以會(huì)增加布線(xiàn)數(shù)。在通過(guò)專(zhuān) 利文獻(xiàn)2記載的方法解決該問(wèn)題的情況下，與精細(xì)的紅色(R)、綠 色(G)、青色(B)并列配置方式相比，橫方向的每種顏色的像素?cái)?shù) 成為一半，因此作為副作用產(chǎn)生分辨率降低的問(wèn)題。在超過(guò)300ppi (Pixelsper inch)那樣的超高精細(xì)顯示裝置的情況下，該副作用并不 顯著。但是，在從200ppi左右的中精細(xì)到高精細(xì)的顯示裝置中，根據(jù) 圖像的不同而該副作用變得顯著。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在防止分辨率的降低的同時(shí)，減輕 因?yàn)V色片造成的吸收損失的顯示裝置。另外，特別作為液晶顯示裝置的情況的課題，可以列舉在降低因 濾色片造成的損失的同時(shí)，降低因用于對(duì)副像素的周?chē)糠诌M(jìn)行遮光的黑色矩陣(black matrix )造成的損失。或者還有，特別作為液晶顯 示裝置通過(guò)在同 一基板上形成的普通(common )電極和梳齒狀的信號(hào) 電極而驅(qū)動(dòng)液晶的情況下的課題，還可以列舉以下的課題為了防止 相鄰的副像素之間的混色，而必須充分確保梳齒狀的信號(hào)電極端部與 信號(hào)線(xiàn)的距離，但要降低因此產(chǎn)生的損失。為了解決上述課題，在本發(fā)明中，提供一種彩色顯示裝置，將由 紅色(R)、綠色(G)、青色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成的多 個(gè)單位像素?cái)?shù)組排列為矩陣狀而進(jìn)行彩色顯示，其特征在于使各顏 色的總面積大致相等，同時(shí)針對(duì)每個(gè)顏色使副像素的面積和個(gè)數(shù)不同。更具體地說(shuō)，使紅色(R)和青色(B )的副像素的面積為綠色(G) 和白色(W)的副像素的面積的大致2倍，使綠色(G)和白色(W) 的副像素的個(gè)數(shù)為紅色(R)和青色(B)的副像素的個(gè)數(shù)的2倍，重 復(fù)單位的像素單位結(jié)構(gòu)所包含的副像素由2個(gè)紅色(R)副像素、2個(gè) 青色(B)副像素、4個(gè)綠色(G)副像素、4個(gè)白色(W)副像素的 合計(jì)12個(gè)副像素構(gòu)成。另外，各副像素由1個(gè)或多個(gè)連續(xù)配置的大致相同面積的單位像 素構(gòu)成，紅色(R)和青色(B)的副像素由2個(gè)單位副像素構(gòu)成，綠 色(G)和白色(W)的副像素由l個(gè)單位副像素構(gòu)成，另外，為了解決彩色液晶顯示裝置的上述問(wèn)題，在本發(fā)明中，提 供一種彩色液晶顯示裝置，是在設(shè)置在2張基板之間的間隙中填充液 晶的彩色顯示裝置，該彩色顯示裝置將由紅色(R)、綠色(G)、青 色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成的多個(gè)單位像素?cái)?shù)組排列為矩陣 狀而進(jìn)行彩色顯示，其特征在于在紅色(R)副像素和綠色(G)副 像素之間、以及青色(B)副像素和綠色(G)副像素之間形成黑色矩 陣，在紅色(R)副像素和白色(W)副像素之間、以及青色(B)副 像素和白色(W)副像素之間不形成黑色矩陣。
在上述彩色液晶顯示裝置中，更理想的是與紅色(R)乃至青色(B) 副像素與白色(W)副像素之間的信號(hào)線(xiàn)相比，將紅色(R)乃至青 色(B)副像素與白色(W)副像素之間的紅色乃至青色濾色片的邊 界配置在白色(W)副像素側(cè)?；蛘?，為了解決彩色液晶顯示裝置的上述課題，即該彩色液晶顯示裝置是在設(shè)置在2張基板之間的間隙中填充液晶的彩色顯示裝置，該彩色顯示裝置將由紅色(R)、綠色(G)、青色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成的多個(gè)單位像素?cái)?shù)組排列為矩陣狀而進(jìn)行彩色顯示，在本發(fā)明中，提供一種彩色液晶顯示裝置，其特征在于采用通過(guò)在上 述各副像素中設(shè)置在一個(gè)基板上的普通電極和梳齒狀的信號(hào)電極而驅(qū)動(dòng)液晶的結(jié)構(gòu)，根據(jù)顏色的不同而改變信號(hào)線(xiàn)與信號(hào)電極端部的距離。 進(jìn)而，在上述彩色液晶顯示裝置中，也可以根據(jù)顏色的不同而改變梳齒狀的信號(hào)電極的梳齒的個(gè)數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種通過(guò)不增加布線(xiàn)數(shù)地追加白色(W)像素來(lái)減輕因?yàn)V色片造成的損失，并且減輕了分辨率降低的顯示裝置和使用了它的信息終端設(shè)備。


圖l是本發(fā)明的實(shí)施例1的顯示裝置的平面圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的像素單位結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的像素單位結(jié)構(gòu)的其他例子的說(shuō)明圖。圖4是本發(fā)明的黑色矩陣布局方法的應(yīng)用例子的說(shuō)明圖。圖5是現(xiàn)有的R、 G、 B并排配置方式的與實(shí)施例l相同面積的像素排列的說(shuō)明圖。圖6是信號(hào)布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路中的灰度等級(jí)生成部件和灰度等級(jí)電壓選擇器的說(shuō)明圖。圖7是便攜電話(huà)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施例3的像素單位結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例3的像素單位結(jié)構(gòu)的其他例子的說(shuō)明圖。
圖10是本發(fā)明的實(shí)施例4的像素單位結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖11是本發(fā)明的實(shí)施例4的像素單位結(jié)構(gòu)的其他例子的說(shuō)明圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施例4的像素單位結(jié)構(gòu)的其他例子的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施方式
以下，使用

各實(shí)施例。 實(shí)施例1使用圖1說(shuō)明本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。圖1是本實(shí)施例的顯示裝置的平 面圖，是將由對(duì)每個(gè)顏色設(shè)置的副像素構(gòu)成的像素配置為矩陣狀的顯 示區(qū)域中的多個(gè)像素。本實(shí)施例的顯示裝置是液晶顯示裝置，其結(jié)構(gòu) 是在將對(duì)每個(gè)副像素設(shè)置的薄膜晶體管、布線(xiàn)等配置為矩陣狀的第一 基板和配置了濾色片、黑色矩陣的第二基板之間填充了液晶層，是所 謂的有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式。在與第一基板和第二基板的液晶層相反側(cè)的 表面上粘貼有偏振光板等光學(xué)膜。本實(shí)施例的顯示裝置將未圖示的背 光作為光源，通過(guò)由液晶層電氣地控制通過(guò)了偏振光板的偏振光能夠 對(duì)其偏振狀態(tài)進(jìn)行調(diào)制，通過(guò)對(duì)另一個(gè)偏振光板的透光率進(jìn)行調(diào)制能 夠顯示任意的亮度。圖l表示周期地排列的像素的單位結(jié)枸120，分別包含紅色(R) 副像素121R和青色(B)副像素121B各2個(gè)，綠色(G)副像素121G 和白色(W)副像素121W各4個(gè)，合計(jì)12個(gè)副像素。對(duì)于紅色(R) 副像素121R和青色(B)副像素121B，可以進(jìn)而分割為單位副像素 109，紅色(R)副像素121R和青色(B)副像素121B由2個(gè)單位副 像素構(gòu)成。紅色(R)副像素121R和青色(B)副像素121B的縱橫 比是相對(duì)于橫l而大致為縱2。另一方面，綠色(G)副像素121G和 白色(W)副像素121W的縱橫比大致為1: 1。綠色(G )副像素121G 和白色(W )副像素121W由1個(gè)單位副像素109構(gòu)成。紅色(R)副像素121R和青色(B)副像素121B、綠色(G)副 像素121G和白色(W)副像素121W的面積是不同的，前者的面積 是后者的大致2倍。 這樣針對(duì)紅色(R)副像素121R和青色(B)副像素121B、綠色 (G)副像素121G和白色(W)副像素121W而改變個(gè)數(shù)和面積的理 由是基于可見(jiàn)度和分辨率的關(guān)系。已知對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)，可見(jiàn)度高的顏 色的分辨率與可見(jiàn)度低的顏色的分辨率相比相對(duì)較高。在本實(shí)施例中， 將紅色(R)、綠色(G)、青色(B)、白色(W)中的可見(jiàn)度較高 的G、 W副像素的個(gè)數(shù)設(shè)置為可見(jiàn)度較低的R、 B副像素的個(gè)數(shù)的2 倍。圖2表示簡(jiǎn)化表示了各副像素的排列的圖。另外，圖5簡(jiǎn)化表示 了在現(xiàn)有的R、 G、 B并列配置方式中與圖2所示的本實(shí)施例的像素 單位結(jié)構(gòu)120同等的面積的副像素排列的圖。在現(xiàn)有的R、 G、 B并 列配置方式中，1個(gè)像素由3個(gè)副像素構(gòu)成，圖5表示了2x2像素的 合計(jì)12個(gè)副像素。如果對(duì)圖2和圖5進(jìn)行比較則可知，本實(shí)施例追加 了白色(W)副像素121W，但相同面積中的副像素個(gè)數(shù)同樣為12個(gè) 副像素。相對(duì)于綠色(G )副像素121G和白色(W )副像素121W的 個(gè)數(shù)相同的情況，紅色(R)副像素121R和青色(B)副像素121B 的個(gè)數(shù)為一半。作為圖2的副像素排列的變形例子，也可以是將圖3那樣的一部 分綠色(G)副像素和白色(W)副像素的配置與圖2的排列替換的 結(jié)構(gòu)。像素由以下部分構(gòu)成至少形成在第一基板上的掃描線(xiàn)101、第 一信號(hào)線(xiàn)102B、第二信號(hào)線(xiàn)102G、第三信號(hào)線(xiàn)102W、薄膜晶體管 103R、 103G、 103B、 103W、普通電極104 (圖1中的記號(hào)表示i殳置 在普通電極上的接觸孔)、非結(jié)晶硅層105、信號(hào)電極106和113、形 成在第二基板上的黑色矩陣IIO、紅色(R)濾色片111R、綠色(G) 濾色片111G、青色(B)濾色片111B、白色(W)濾色片111W、設(shè) 置在第一基板和第二基板之間的間隙中所填充的液晶層。黑色矩陣110 由于其目的是遮光所以不透明，但在圖中，保留表示出輪廓使得不遮 擋背景的結(jié)構(gòu)。對(duì)于紅色(R)濾色片111R、綠色(G)濾色片111G、 青色(B)濾色片111B,由已經(jīng)存在的彩色保護(hù)層(color regist)構(gòu)
成。作為白色(W)濾色片111W，可以除去彩色保護(hù)層、或用透明 保護(hù)層掩埋由于除去彩色保護(hù)層而形成的臺(tái)階差來(lái)形成。掃描線(xiàn)101、 信號(hào)線(xiàn)102B、 102G、 102W、信號(hào)電極106由低電阻的金屬材料構(gòu)成。 普通電極104、信號(hào)電極113由透明電極形成。信號(hào)電極106和信號(hào) 電極113隔著接觸孔107、 108相連接。通過(guò)向普通電極104和信號(hào)電 極113之間施加的電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶層。本實(shí)施例使用在薄膜晶體管103 中使用了非結(jié)晶硅層105的非結(jié)晶硅薄膜晶體管，但也可以使用其他 晶體管方式，例如低溫多晶硅晶體管、有機(jī)晶體管等。 (對(duì)于其他顯示器的記述)本發(fā)明的副像素排列也可以適用于在本實(shí)施例中所述的液晶顯示 裝置以外的其他顯示裝置，例如有機(jī)LED、電泳或電致變色等電子紙 張顯示裝置、等離子體顯示板、場(chǎng)發(fā)射顯示板、CRT等。在有機(jī)LED、或等離子體顯示板等自發(fā)光型的顯示裝置中，液晶 顯示裝置中的濾色片的作用當(dāng)然可以與每個(gè)顏色的熒光體相當(dāng)。在自發(fā)光型的顯示裝置中，還已知組合白色熒光體和濾色片來(lái)進(jìn) 行彩色顯示的方式，但在該情況下，也可以根據(jù)與本實(shí)施例的液晶顯 示裝置一樣的考慮方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (對(duì)于單位副像素的詳細(xì))紅色(R)副像素121R和青色(B)副像素121B由于如下這樣 的理由，由將薄膜晶體管103與同 一信號(hào)線(xiàn)連接的2個(gè)單位副像素109 形成。本實(shí)施例的副像素雖然對(duì)于每個(gè)顏色其大小不同，但在沒(méi)有將 作為較大的副像素的紅色(R)副像素121R乃至青色(B )副像素121B 分割為單位副像素109的情況下，應(yīng)該用薄膜晶體管103R乃至103B 驅(qū)動(dòng)的液晶層的面積與綠色(G)副像素121G乃至白色(W)副像素 121W的不同。因此，將薄膜晶體管103所承擔(dān)的液晶層作為電介體 的所謂液晶電容的大小對(duì)于每個(gè)顏色都不同?；蛘撸绻毕袼氐拇?小對(duì)于每個(gè)顏色都不同，則信號(hào)電極113與信號(hào)線(xiàn)102之間的寄生電 容的大小對(duì)于每個(gè)顏色都不同。在有源矩陣驅(qū)動(dòng)中，作為驅(qū)動(dòng)電壓的 誤差而產(chǎn)生因薄膜晶體管103自身的電容或寄生電容產(chǎn)生的穿透電壓1 (feed through voltage)。穿透電壓依存于液晶電容或寄生電容的大 小。因此，如果液晶電容或寄生電容對(duì)于每個(gè)副像素都不同，則穿透 電壓也不同。如果各副像素的穿透電壓是一定的，則通過(guò)修正普通電 位與信號(hào)電位的相對(duì)關(guān)系，也能夠緩和穿透電壓的影響，但在穿透電 壓對(duì)于每個(gè)副像素都不同的情況下是無(wú)法修正的。因此，在本實(shí)施例 中，用與小的副像素相同大小的單位副像素對(duì)大的副像素進(jìn)行分割， 而構(gòu)成為應(yīng)該由各薄膜晶體管103產(chǎn)生的液晶電容或寄生電容大致相 等。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒋┩鸽妷旱母毕袼匾来嫘砸种茷槌浞中?，?使是副像素的面積對(duì)于每個(gè)顏色都不同的結(jié)構(gòu)，也可以原樣地適用現(xiàn) 有已知的穿透電壓對(duì)策。(對(duì)其他顯示器方式的說(shuō)明)以上，本實(shí)施例主要說(shuō)明了有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶顯示裝置， 但本發(fā)明的將大小不同的副像素中的大的副像素分割為單位副像素的 結(jié)構(gòu)當(dāng)然也可以適用于其他的有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的顯示方式，具體地 說(shuō)是有機(jī)LED顯示裝置、電泳或電致變色等的電子紙張顯示裝置。這 是因?yàn)樵谟性淳仃囼?qū)動(dòng)方式的情況下，如果各副像素的薄膜晶體管103 所產(chǎn)生的電容變動(dòng)，則作為噪聲的穿透電壓也變動(dòng)，因此顯示圖像從 希望的亮度偏離的現(xiàn)象是共通的。 (黑色矩陣)作為黑色矩陣110的作用可以主要列舉如下所示的幾個(gè)理由等。 (1)防止外光向薄膜晶體管103的侵入，(2 )對(duì)液晶層不呈現(xiàn)規(guī)定 的動(dòng)作而在顯示黑色時(shí)產(chǎn)生漏光的區(qū)域進(jìn)行遮光，(3 )在鋪設(shè)第一基 板和第二基板時(shí)產(chǎn)生了錯(cuò)開(kāi)的情況下，防止濾色片露出到相鄰副像素。 根據(jù)第三個(gè)理由，在R-G之間、G-B之間、R-B之間，設(shè)置有黑 色矩陣。例如在顯示彩度高的紅色(R)的情況下，只點(diǎn)亮紅色(R) 副像素121R，而相鄰的綠色(G)副像素121G和青色(B)副像素 121B不點(diǎn)亮。如果第一基板和第二基板錯(cuò)開(kāi)，綠色(G)濾色片111G 乃至青色(B)濾色片111B與紅色(R)副像素121R —部分重疊， 則會(huì)產(chǎn)生混色。因此，如果是在第一基板和第二基板有錯(cuò)開(kāi)的一定范
圍內(nèi)，則在相鄰副像素之間形成黑色矩陣使得不產(chǎn)生混色。該黑色矩 陣配置的副作用是對(duì)顯示有效的區(qū)域一部分遮光而效果降低。因此，在本實(shí)施例的W-B之間、W-R之間的一部分不i殳置黑 色矩陣。由于點(diǎn)亮白色(W)副像素121W的是彩度低的顏色，所以 也同時(shí)點(diǎn)亮青色(B)副像素121B和紅色(R)副像素121R。因此， 即使紅色(R)濾色片111R乃至青色(B)濾色片111B與白色(W) 副像素121W稍微重疊，也可以無(wú)視其影響。根據(jù)該觀(guān)點(diǎn)，在W-B 之間、W-R之間的一部分中不設(shè)置黑色矩陣。但是，在W-R之間 不設(shè)置黑色矩陣的區(qū)域中的紅色(R)濾色片的邊界112R被設(shè)置在白 色(W)像素側(cè)。另外，在W-B之間不設(shè)置黑色矩陣的區(qū)域中的青 色(B)濾色片的邊界112B同樣也被設(shè)置在白色(W)像素側(cè)。這是 因?yàn)榧词乖阡佋O(shè)第一基板和第二基板時(shí)錯(cuò)開(kāi)，也不侵入白色(W)濾 色片相鄰的青色(B)副像素乃至紅色(R)副像素。通過(guò)本實(shí)施例的 黑色矩陣布局，而恢復(fù)了因黑色矩陣對(duì)本來(lái)在顯示中有效的區(qū)域進(jìn)行 遮光而降低的效率。在根據(jù)與本實(shí)施例相同的原理驅(qū)動(dòng)液晶的現(xiàn)有的彩色顯示裝置 中，為了防止因電場(chǎng)泄漏到相鄰副像素而造成的混色，相鄰的副像素 的信號(hào)電極113的端部之間的距離必須確保一定的距離。從效率的觀(guān) 點(diǎn)看，該距離稍微過(guò)寬.這是因?yàn)槿绻盘?hào)線(xiàn)102與信號(hào)電極113的 端部的距離寬，則難以有效地驅(qū)動(dòng)其間的區(qū)域。在本實(shí)施例中，在副 4象素之間存在配置2個(gè)信號(hào)線(xiàn)102B和102W的部分，在該部分中，可 以充分確保信號(hào)電極113的端部的相鄰副像素之間的距離。因此，與 2個(gè)信號(hào)線(xiàn)102B和102W相鄰的副像素的信號(hào)電極113端部和信號(hào)線(xiàn) 102B乃至102W的距離比與1個(gè)信號(hào)線(xiàn)102G相鄰的副像素的信號(hào)電 極113端部和信號(hào)線(xiàn)102G的距離短。也可以將本結(jié)構(gòu)的黑色矩陣的配置適用于其他濾色片排列方式。圖4是將本實(shí)施例的黑色矩陣布局適用于專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記栽那樣 的濾色片排列的情況的說(shuō)明圖。與在綠色(G)副像素與紅色(R)副 像素之間、綠色(G)副像素與青色(B)副像素之間為了防止因基板
錯(cuò)位而引起的混色而設(shè)置黑色矩陣110的情況相對(duì)，在白色(w)副 像素的左右不設(shè)置黑色矩陣110。另夕卜，相對(duì)于信號(hào)線(xiàn)102將青色(B )副像素的濾色片的邊界112B 設(shè)置在白色(W)副像素側(cè)，相對(duì)于信號(hào)線(xiàn)102也將紅色(R)副像 素的濾色片的邊界112R設(shè)置在白色(W)副像素側(cè)。這是因?yàn)榧词?產(chǎn)生了基板錯(cuò)位，白色(W)副像素的濾色片也不侵入紅色(R)乃 至青色(B)副像素。與其他顏色的信號(hào)電極113的梳齒個(gè)數(shù)相比， 白色(W)副像素的信號(hào)電極113W的梳齒個(gè)數(shù)增加。為了防止因電 場(chǎng)泄漏到相鄰副像素而產(chǎn)生的混色，相鄰的副像素的信號(hào)電極113的 端部之間的距離必須確保一定的距離。但是，從效率的觀(guān)點(diǎn)看，該距離稍微過(guò)寬。在三原色的副像素的 基礎(chǔ)上設(shè)置了白色(W)副像素的結(jié)構(gòu)的情況下，在點(diǎn)亮紅色(R) 副像素乃至青色(B)副像素時(shí)，有時(shí)熄滅白色(W)副像素，但相 反在點(diǎn)亮白色(W)副像素的情況下，同時(shí)點(diǎn)亮紅色(R)副像素、 青色(B)副像素，因此不需要擔(dān)心因白色(W)副像素的信號(hào)電極 113W端部的電場(chǎng)泄漏到相鄰的副像素造成的混色。因此，與三原色 的其他副像素不同，白色(W)副像素的信號(hào)電極113W的梳齒的個(gè) 數(shù)增加，相對(duì)于三原色的副像素的信號(hào)電極113的端部與信號(hào)線(xiàn)102 之間的距離，信號(hào)電極113W端部與信號(hào)線(xiàn)102之間的距離變短。實(shí)施例2不采用單位副像素結(jié)構(gòu)的情況下的外圍電路的設(shè)計(jì) 本實(shí)施例是在圖2乃至圖3所示的4象素排列中不采用單位副像素 結(jié)構(gòu)而副像素大小對(duì)于每個(gè)顏色都不同的情況下所產(chǎn)生問(wèn)題的與實(shí)施 例1不同的解決方法。在副像素大小對(duì)于每個(gè)顏色都不同的情況下產(chǎn) 生的問(wèn)題點(diǎn)在于由于各副像素的電氣特性(保持電容、寄生電容) 不同，穿透電壓對(duì)于每個(gè)副像素都不同，最優(yōu)普通電位為不同的值。 將大小不同的副像素分別稱(chēng)為第 一種副像素和第二種副像素。使用圖 6說(shuō)明分別向大小不同的第 一種副像素和第二種副像素供給最優(yōu)的灰 度等級(jí)電壓的方法。在本實(shí)施例中，說(shuō)明將第一種副像素設(shè)為綠色(G)
和白色(W)副像素，將第二種副像素設(shè)為紅色(R)和青色(B)副 像素的情況。圖6 (a)是結(jié)構(gòu)的概要圖。灰度等級(jí)電壓生成部件305向灰度等 級(jí)電壓選擇器302供給從VO到V255的256個(gè)灰度等級(jí)電壓?；叶鹊?級(jí)電壓選擇器從上述256個(gè)灰度等級(jí)電壓中，將與圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的灰 度等級(jí)電壓輸出到圖像數(shù)據(jù)輸出端子4001。選擇器開(kāi)關(guān)4002依照信 號(hào)SEL，將圖像數(shù)據(jù)輸出端子4001連接到與綠色(G)和白色(W) 的副像素連接的信號(hào)布線(xiàn)4003、或與紅色(R)和青色(B)的副像素 連接的信號(hào)布線(xiàn)4004。在圖6(a)中，表示了在液晶板上制作選擇器 開(kāi)關(guān)4002的情況，圖像數(shù)據(jù)輸出端子4001為信號(hào)布線(xiàn)個(gè)數(shù)的一半。 例如也可以考慮如圖6 (b)所示那樣，在信號(hào)布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)制作選 擇器開(kāi)關(guān)4002，只存在信號(hào)布線(xiàn)個(gè)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)輸出端子4001的結(jié)構(gòu)o灰度等級(jí)電壓生成部件包括由進(jìn)行電流放大的運(yùn)算放大器3052、 用于增加灰度等級(jí)數(shù)的串電阻3083構(gòu)成的輸出級(jí)3080;生成第一灰 度等級(jí)電壓的基準(zhǔn)電壓的第一梯形電阻3081和生成第二灰度等級(jí)電 壓的基準(zhǔn)電壓的第二梯形電阻3082;與信號(hào)SEL同步地切換從第一梯 形電阻和第二梯形電阻輸出的電壓，將電壓輸出到上述運(yùn)算放大器 3052的基準(zhǔn)電壓切換開(kāi)關(guān)3084。在本實(shí)施例中，也記載了根據(jù)與液晶 的極性反轉(zhuǎn)周期同步的極性反轉(zhuǎn)信號(hào)M控制各梯形電阻的開(kāi)關(guān)。通過(guò) 該開(kāi)關(guān)，也與極性反轉(zhuǎn)同步地切換梯形電阻值。本結(jié)構(gòu)是以下的結(jié)構(gòu) 通過(guò)2種梯形電阻至少生成2系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位，根據(jù)信號(hào)SEL進(jìn)行切 換而輸入到運(yùn)算放大器，由此將第一灰度等級(jí)電壓和第二灰度等級(jí)電 壓供給到信號(hào)布線(xiàn)。作為其他結(jié)構(gòu)，即使是設(shè)置一個(gè)梯形電阻而可以分時(shí)地變更其電 阻值的結(jié)構(gòu)，可以考慮分時(shí)地將第一灰度等級(jí)電壓和第二灰度等級(jí)電 壓供給到信號(hào)布線(xiàn)，也可以分時(shí)地控制串電阻。圖7是將本發(fā)明適用于便攜電話(huà)機(jī)的情況下的框圖。在圖7中， 1004表示主站，IOOO表示便攜電話(huà)機(jī)。便攜電話(huà)機(jī)的主要構(gòu)成要素是
輸入單元1001、主存儲(chǔ)器1002、發(fā)送接收部件1003、 CPU、液晶顯 示裝置l。另外，液晶顯示裝置的主要結(jié)構(gòu)要素是液晶板2、信號(hào)布線(xiàn) 驅(qū)動(dòng)電路3、掃描布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4、電源電路5、背光部件6。進(jìn)而， 信號(hào)布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路3的構(gòu)成要素是定時(shí)控制電路300、存儲(chǔ)器301、灰 度等級(jí)電壓選擇器302、接口 303、控制寄存器304、灰度等級(jí)電壓生 成部件305。便攜電話(huà)機(jī)100的CPU進(jìn)行便攜電話(huà)機(jī)的各種動(dòng)作控制。對(duì)于液 晶顯示裝置1的控制，將顯示同步信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)306輸出到定時(shí)控 制部件300，使得能夠顯示從上述主站1004接收到的信息、已經(jīng)記錄 在主存儲(chǔ)器1002內(nèi)的數(shù)據(jù)。另外，發(fā)出用于規(guī)定動(dòng)作的數(shù)據(jù)307 (在 本實(shí)施例中，將該數(shù)據(jù)稱(chēng)為指令)。接口 303與CPU進(jìn)行包含指令的 數(shù)據(jù)的發(fā)送接收，另外，還與控制寄存器304進(jìn)行上述數(shù)據(jù)的發(fā)送接 收。指令被存儲(chǔ)在控制寄存器304中。信號(hào)布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路3驅(qū)動(dòng)信號(hào) 線(xiàn)IOI，掃描布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4驅(qū)動(dòng)掃描線(xiàn)102。電源電路5基于從便攜 電話(huà)機(jī)供給的電壓，將電源電壓供給到信號(hào)布線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路3、掃描布 線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4。另外，該電路內(nèi)置了驅(qū)動(dòng)相對(duì)電極的電路。定時(shí)控制部件300從存儲(chǔ)器301中讀出圖像數(shù)據(jù)，順序地一齊將 1行的圖像數(shù)據(jù)輸出到灰度等級(jí)電壓選擇器302?；叶鹊燃?jí)電壓選擇器 302依照?qǐng)D像數(shù)據(jù)，選擇由灰度等級(jí)電壓生成部件305生成的灰度等 級(jí)電壓的任意一個(gè)電壓，將電壓施加到各信號(hào)布線(xiàn)?；叶鹊燃?jí)電壓生 成部件305是生成全部灰度等級(jí)數(shù)的灰度等級(jí)電壓的部件(在64灰度 等級(jí)顯示的情況下，生成64個(gè)電壓)。實(shí)施例3 (RGBC排列)本實(shí)施例說(shuō)明了圖2乃至圖3所示的副像素排列中的濾色片的其 他結(jié)構(gòu)。在圖2乃至圖3中，其結(jié)構(gòu)是在三原色的紅色(R)、綠色 (G)、青色(B)的基礎(chǔ)上，還具備白色(W)副像素，但也可以如 圖8乃至圖9所示那樣，將與紅色(R)和青色(B)相比可見(jiàn)度高的 綠色(G)和白色(W)副像素分別設(shè)置為可見(jiàn)度同樣高的帶有青色
調(diào)的綠色(CG)和帶有黃色調(diào)的綠色(YG)的四原色的結(jié)構(gòu)。該結(jié) 構(gòu)的效果是與只有三原色的紅色(R)、綠色(G)、青色(B)的 情況相比，能夠拓寬顏色再現(xiàn)范圍。對(duì)此，進(jìn)而相對(duì)于只有三原色的 紅色(R)、綠色(G)、青色(B)的現(xiàn)有的〗象素結(jié)構(gòu)，信號(hào)線(xiàn)和掃 描線(xiàn)的個(gè)數(shù)不增加。因此，與并列配置了相同面積的四原色的副像素 的結(jié)構(gòu)相比，能夠提高開(kāi)口率，能夠?qū)崿F(xiàn)高效并且顏色再現(xiàn)范圍廣的 顯示裝置。 實(shí)施例4 (半透明的情況)本實(shí)施例涉及副像素由透明部分和反射部分構(gòu)成的半透明液晶顯 示裝置。在只由三原色的紅色(R)、綠色(G)、青色(B)的副像 素構(gòu)成的現(xiàn)有的半透明液晶顯示裝置中，為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)充分的反射率 和透明顯示的高顏色再現(xiàn)性，其結(jié)構(gòu)是除去一部分反射部分中的濾色 片，將白色的區(qū)域設(shè)置在副像素內(nèi)。在反射顯示可以是黑白的情況下， 也可以如圖IO乃至圖11所示那樣，只對(duì)白色(W)副像素設(shè)置反射 部分121W (R)?；蛘?，也可以如圖12所示那樣，在針對(duì)全部副像 素i史置反射部分121B (R) 、 121G (R) 、 121R (R) 、 121W (R) 而成為半透明規(guī)格的像素的情況下，在白色(W)副像素和其他的副 像素中改變反射部分的面積比例。在任意一種情況下，都能夠得到以下的效果在反射部分中白色(W)的區(qū)域的比例比透明部分高，在反射部分中降低顏色再現(xiàn)范圍 而提高反射率。如果從其他方面看本結(jié)構(gòu)，則也可以說(shuō)是一種只有白 色(W)副像素的透明部分的面積比例低的結(jié)構(gòu)。追加白色(W)副 像素雖然可以提高亮度，但原色的面積比例相對(duì)降低，有原色與白色 的亮度比增大的傾向。通過(guò)與三原色的副像素的開(kāi)口率相比減小白色(W)副像素的透明部分開(kāi)口率，能夠緩和顯示白色時(shí)的亮度與單獨(dú) 顯示三原色時(shí)的亮度的比。本發(fā)明是用于提高在以便攜電話(huà)為代表的信息終端設(shè)備中使用的 液晶顯示裝置的識(shí)別性的重要發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯示裝置，將由4色的副像素構(gòu)成的單位像素?cái)?shù)組排列為矩陣狀而進(jìn)行彩色顯示，其特征在于在各顏色的總面積大致相等的同時(shí)，對(duì)于每個(gè)顏色其副像素的面積和個(gè)數(shù)不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色顯示裝置，其特征在于 在上述4色的副像素中將可見(jiàn)度高的2色的副像素的面積設(shè)置為上述4色的副像素中可見(jiàn)度低的2色的副像素的面積的大致二分之一， 在上述4色的副像素中將可見(jiàn)度高的2色的副像素的個(gè)數(shù)設(shè)置為上述 4色的副像素中可見(jiàn)度低的2色的副像素的個(gè)數(shù)的2倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色顯示裝置，其特征在于上述4色的副像素中可見(jiàn)度高的2色的副像素的顏色是綠色(G) 和白色(W)，上述4色的副像素中可見(jiàn)度低的2色的副像素的顏色 是紅色(R)和青色(B)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色顯示裝置，其特征在于上述4色的副像素中可見(jiàn)度高的2色的副像素的顏色是帶有青色 調(diào)的綠色(CG)和帶有黃色調(diào)的綠色(YG)，上述4色的副像素中 可見(jiàn)度低的2色的副像素的顏色是紅色(R)和青色(B)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色顯示裝置，其特征在于 重復(fù)單位的像素單位結(jié)構(gòu)所包含的副像素由共計(jì)8個(gè)的上述4色的副像素中可見(jiàn)度高的2色的副像素、共計(jì)4個(gè)的上述4色的副像素 中可見(jiàn)度低的2色的副像素的合計(jì)12個(gè)副像素構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色顯示裝置，其特征在于 各副像素由1個(gè)乃至多個(gè)連續(xù)配置的大致相同面積的單位副像素構(gòu)成o
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的彩色顯示裝置，其特征在于上述4色的副像素中可見(jiàn)度高的2色的副像素由1個(gè)單位副像素 構(gòu)成，上述4色的副像素中可見(jiàn)度低的2色的副像素由2個(gè)單位副像 素構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的彩色顯示裝置，其特征在于 在交叉為矩陣狀排列的信號(hào)線(xiàn)和掃描線(xiàn)的交叉部分中，信號(hào)線(xiàn)、配置了多個(gè)與掃描線(xiàn)連接的薄膜晶體管的信號(hào)線(xiàn)和掃描線(xiàn)的交叉部 分、配置了一個(gè)薄膜晶體管的信號(hào)線(xiàn)和掃描線(xiàn)的交叉部分共存。
9. 一種彩色液晶顯示裝置，是在設(shè)置在2張基板之間的間隙中填 充了液晶的彩色顯示裝置，該彩色顯示裝置將由紅色(R)、綠色(G)、 青色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成的多個(gè)單位像素?cái)?shù)組排列為矩 陣狀而進(jìn)行彩色顯示，該彩色液晶顯示裝置的特征在于在紅色(R)副像素和綠色(G)副像素之間、以及青色(B)副 像素和綠色(G)副像素之間形成黑色矩陣，在紅色(R)副像素和白 色(W)副像素之間、以及青色(B)副像素和白色(W)副像素之間 不形成黑色矩陣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的彩色液晶顯示裝置，其特征在于 與紅色(R)乃至青色(B)副像素與白色(W)副像素之間的信號(hào)線(xiàn)相比，將紅色(R)乃至青色(B)副像素與白色(W)副像素之 間的紅色乃至青色濾色片的邊界配置在白色(W)副像素側(cè)。
11. 一種彩色液晶顯示裝置，是在設(shè)置在2張基板之間的間隙中 填充了液晶的彩色顯示裝置，該彩色顯示裝置將由紅色(R)、綠色(G)、青色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成的多個(gè)單位像素?cái)?shù)組排 列為矩陣狀而進(jìn)行彩色顯示，其特征在于采用在上述各副像素中通過(guò)設(shè)置在一個(gè)基板上的普通電極和梳齒 狀的信號(hào)電極而驅(qū)動(dòng)液晶的結(jié)構(gòu)，根據(jù)顏色的不同而改變信號(hào)線(xiàn)與信 號(hào)電極端部的距離。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的彩色液晶顯示裝置，其特征在于 根據(jù)顏色的不同而改變梳齒狀的信號(hào)電極的梳齒的個(gè)數(shù)。
13. —種液晶顯示裝置，其特征在于在具備生成灰度等級(jí)電壓的灰度等級(jí)電壓生成部件、從由該灰度 等級(jí)電壓生成部件生成的電壓中選擇與圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電壓并從圖像 數(shù)據(jù)輸出端子輸出該電壓的灰度等級(jí)電壓選擇器的液晶板中，存在大小不同的第 一種副像素和第二種副像素，將與第 一信號(hào)布線(xiàn)連接的全部副像素作為第一種副像素，將與第二信號(hào)布線(xiàn)連接的全 部副像素作為第二種副像素，該副圖像數(shù)據(jù)輸出端子通過(guò)選擇器開(kāi)關(guān)與第一或第二信號(hào)布線(xiàn)連接,選擇器開(kāi)關(guān)根據(jù)信號(hào)SEL將連接目標(biāo)切換為第一或第二信號(hào)布線(xiàn)， 該灰度等級(jí)電壓生成部件分別生成與第 一種副像素對(duì)應(yīng)的第 一灰 度等級(jí)電壓和與第二種副像素對(duì)應(yīng)的笫二灰度等級(jí)電壓，在與信號(hào) SEL同步地將圖像數(shù)據(jù)輸出端子與第一信號(hào)布線(xiàn)連接時(shí)，灰度等級(jí)電 壓生成電路輸出第一灰度等級(jí)電壓，在將圖像數(shù)據(jù)輸出端子與第二信 號(hào)布線(xiàn)連接時(shí)，灰度等級(jí)電壓生成電路輸出第二灰度等級(jí)電壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述灰度等級(jí)電壓生成部件分別具有生成作為第一灰度等級(jí)電壓的基準(zhǔn)的電壓的第一梯形電阻、生成作為第二灰度等級(jí)電壓的基準(zhǔn)的 電壓的第二梯形電阻的至少各一個(gè)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示裝置，其特征在于 上述灰度等級(jí)電壓生成部件具備開(kāi)關(guān)，它由上述第一和第二梯形電阻、設(shè)置在將灰度等級(jí)電壓輸出到灰度等級(jí)電壓選擇器一級(jí)的運(yùn) 算放大器構(gòu)成，與信號(hào)SEL同步地切換從第一梯形電阻和第二梯形電 阻輸出的電壓，并將電壓輸出到上述運(yùn)算放大器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在上述灰度等級(jí)電壓生成部件中，在比掃描期間還短的期間中，對(duì)用于生成作為灰度等級(jí)電壓的基準(zhǔn)的電壓的梯形電阻進(jìn)行切換。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在上述液晶板中內(nèi)置選擇器開(kāi)關(guān)。
18. —種半透明液晶顯示裝置，是將由4色的副像素構(gòu)成的單位 像素?cái)?shù)組排列為矩陣狀而進(jìn)行彩色顯示的彩色顯示裝置兼而具備基于 來(lái)自背光的照明光的開(kāi)關(guān)控制而進(jìn)行透明顯示的透明部分、進(jìn)行控制 外光的反射率的反射顯示的反射部分，該半透明液晶顯示裝置的特征 在于上述副像素的上述透明部分和上述反射部分的比例根據(jù)顏色的不 同而不同。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半透明液晶顯示裝置，其特征在于 4色的副像素由紅色(R)、綠色(G)、青色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成，上述白色(W)副像素的上迷透明部分和上述反射部 分的比例與其他顏色的副像素不同，上述反射部分占副像素的面積的 比例大。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半透明液晶顯示裝置，其特征在于 4色的副像素由紅色(R)、綠色(G)、青色(B)、白色(W)的副像素構(gòu)成，只在白色(W)副像素中構(gòu)成上述反射部分。
全文摘要
在彩色顯示裝置中，如果在紅色(R)、綠色(G)、青色(B)的副像素的基礎(chǔ)上，不增加布線(xiàn)數(shù)地追加白色(W)副像素，則由于單位面積的每種顏色的像素?cái)?shù)減少，而分辨率降低。本發(fā)明與可見(jiàn)度對(duì)應(yīng)地調(diào)整副像素的面積和個(gè)數(shù)。具體地說(shuō)，使可見(jiàn)度相對(duì)較低的紅色(R)和青色(B)的副像素的面積為可見(jiàn)度相對(duì)較高的綠色(G)和白色(W)的副像素的面積的大致2倍，使綠色(G)和白色(W)的副像素的個(gè)數(shù)為紅色(R)和青色(B)的副像素的個(gè)數(shù)的2倍。大的副像素由多個(gè)單位副像素構(gòu)成。小的副像素由一個(gè)單位副像素構(gòu)成。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101162320SQ20071018012
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者關(guān)口好文, 小村真一, 山本恒典, 廣田升一, 足立昌哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器