(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列形態に配列されている複数の画素であって、各画素が複数の副画素を有し、各副画
素がスイッチング素子を有しているように構成された複数の画素と、
前記副画素のひとつのスイッチング素子を通じて副画素のひとつに連結され、前記スイッチング素子を導通または遮断させるゲート信号を伝達する複数のゲート線と、
前記副画素の対応するひとつのスイッチング素子を通じて対応する副画素のひとつに連結され、データ電圧を伝達する複数のデータ線とを含み、
前記副画素は三原色と白色を表示し、
前記副画素のうち同一列にある隣り合う２つの画素において、同一色相を有する副画素に印加される電圧の極性は互いに異なり、
１つの行における同一色相の副画素の少なくともひとつは第１ゲート線に接続され、
前記第１ゲート線は前記少なくともひとつの同一色相の副画素の上側に配置され、
前記行における同一色相の副画素のその他は、第２ゲート線に接続され、
前記第２ゲート線は前記同一色相の副画素のその他の下側に配置され、
前記データ線を通じてデータ電圧を印加し、Ｎ行×１列毎に１回ずつ反転させる（Ｎは自然数）または列反転させるデータ駆動部をさらに含む、液晶表示装置。
【請求項２】
前記副画素のうちの同一列の副画素は同一色相を表示する、請求項１に記載の液晶表示
装置。
【請求項３】
前記副画素は、互いに隣接しその間のゲート線に接続される第１の副画素対と、互いに
隣接しそれぞれ反対側のゲート線に接続される第２の副画素対と、を有している、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
同一行にある同一色相の副画素の少なくともひとつはその左側に配置されたデータ線に
接続され、同一行にある同一色相の副画素のその他はそれぞれの右側に配置されたデータ線に接続されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に反転駆動液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置は二枚の表示板と、その間に入っている誘電率異方性を持つ液晶層を含む。液晶層に電場を印加し、この電場の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。このような液晶表示装置は携帯が簡便な平板表示装置（FPD）の中で代表的なものであって、この中でも薄膜トランジスタ（TFT）をスイッチング素子として利用したTFT-LCDが主に利用されている。
【０００３】
一方、液晶表示装置の光効率を増大させるための方案として、赤色、緑色及び青色副画素の他に白色副画素をさらに含む赤色、緑色、青色及び白色画素構造（以下、“４色画素構造”と言う）が提案された。
このような４色画素構造では副画素の数が偶数であるので、行方向に偶数個単位で同じ色相の副画素が表示される。その結果、毎行ごとにデータ電圧の極性を変える従来のN×１ドット反転データ駆動集積回路（IC）を使用すれば、同色副画素に対する極性反転を得ることができない。つまり、一つの行で同じ色相の副画素は常に同じ極性のデータ電圧のみの印加を受ける。
【０００４】
例えば、赤色、緑色、青色及び白色副画素が帯状形態、つまり、赤色、緑色、青色、白色、赤色、緑色、青色、白色…とした行で配置されている場合に１ドット反転駆動を行えば、副画素の極性は順次に+、-、+、-、+、-、+、-となる。例えば、赤色副画素の場合、第１も正極性、第２も正極性となる。そのために４色液晶表示装置に従来のデータ駆動ICを使用して駆動を行えば、水平クロストーク及びラインフリッカーが生じる。
【０００５】
これを解決するためにデータ駆動ICが、例えば、２N×２反転を行うように設計することができる。しかし、小さな変更でも駆動ICを新しく製作しなければならなず、そのために原価が上昇して収率が減少するので、できれば既存の駆動ICをそのまま使用することが好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明が目的とする技術的課題は、既存のデータ駆動ICを利用して副画素別極性反転が可能な４色液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような技術的課題を解決するための本発明の一実施例による液晶表示装置は、行列形態に配列されている複数の副画素と、信号を伝達する複数のゲート線と、複数のデータ線とを含む。各副画素はスイッチング素子を有しており、ゲート線及びデータ線はスイッチング素子を通じて副画素に連結される。ゲート線はスイッチング素子を導通又は遮断させるゲート信号を伝達し、データ線はデータ電圧を伝達する。各副画素は隣接した二つのゲート線と隣接した二つのデータ線で定義される領域に位置し、一対のゲート線とデータ線に固有に連結されており、副画素のうちの少なくとも一つは同一行の他の副画素と異なるゲート線又は異なる側データ線に連結されている。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、上下に隣接した副画素対は両者の間のゲート線に連結されている第１副画素対及び/又は互いに反対側ゲート線に連結されている第２副画素対を含み、第１副画素対と同一側ゲート線及び反対側データ線に連結されている第３副画素対と、第２副画素対と同一側ゲート線及び反対側データ線に連結されている第４副画素対をさらに含むことができる。
【０００９】
第１副画素対と第２副画素対及び/又は第３副画素対と第４副画素対は互いに隣接していることが好ましい。
第１副画素対と第２副画素対で構成される第１副画素群と、第３副画素対と第４副画素対で構成される第２副画素群が規則的に配置されていること、特に第１副画素群と第２副画素群が行方向に規則的に配置されていることが好ましい。
【００１０】
第１副画素群は列方向に連続配置されていても良い。
第１及び第２副画素群に属する副画素は各々三原色と白色を表示することができる。
同一列の副画素は同一色相を表示することができ、この時副画素は三原色又は三原色と白色を表示することが好ましい。
本発明の他の実施例によれば、三原色と白色を表示する４つの隣接副画素が各々画素を構成し、副画素は全て同一側のデータ線に連結されていて、行方向に隣接した二つの画素の副画素は互いに異なるゲート線に連結されていて、列方向に隣接した二つの画素の副画素は同一側のゲート線に連結されている。
【００１１】
本発明の他の実施例によれば、三原色と白色を表示する４つの隣接副画素が各々画素を構成し、画素は行方向に隣接した第１画素及び第２画素を含み、第１画素の副画素と前記第２画素の副画素は互いに異なる側データ線に連結されており、第１画素の副画素のうちの二つの副画素は互いに異なるゲート線に連結されている。
この時、第２画素の副画素は全て同一なゲート線に連結されていることが好ましく、各画素内の副画素は同一側のデータ線に連結されていても良い。
【００１２】
このような液晶表示装置はデータ線を通じてデータ電圧を印加し、N×１（Nは自然数）ドット反転又は列反転を行うデータ駆動部をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画素配置原則によって画素を配置すれば、帯状構造又は碁盤構造の４色画素構造だけでなく、三色画素構造及びその他構造の画素構造でも既存のN×１反転駆動ICをそのまま利用してN×１反転はもちろん任意の反転も実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図面における多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似な部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。これと反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００１５】
次に、本発明の実施例による液晶表示装置について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの副画素についての等価回路図である。
図１に示したように、本発明の一実施例による液晶表示装置は液晶表示板組立体３００及び、これに連結されたゲート駆動部４００、データ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。
【００１６】
液晶表示板組立体３００は、図2の構成図に示すように、下部表示板１００、上部表示板２００、及びこれらの表示板の間の液晶層３を含み、図１，２に示される回路図の複数の表示信号線G１-Gn、D１-Dmと、これに連結されていてほぼ行列形態に配列された複数の副画素を含む。
表示信号線G1-Gn、D1-Dmは、下部表示板１００上に設けられ、ゲート信号（“走査信号”とも言う）を伝達する複数のゲート線G1-Gnとデータ信号を伝達するデータ信号線又はデータ線D１-Dmを含む。ゲート線G1-Gnはほぼ行方向に伸びていて互いに実質的に平行であり、データ線D1-Dmはほぼ列方向に伸びていて互いに実質的に平行である。
【００１７】
各副画素は表示信号線G1-Gn、D1-Dmに連結されたスイッチング素子Qと、これに連結された液晶キャパシタCLC及びストレージキャパシタCSTを含む。ストレージキャパシタCSTは必要に応じて省略できる。
スイッチング素子Qは下部表示板１００に備えられており、三端子素子としてその制御端子及び入力端子は各々ゲート線G1-Gn及びデータ線D1-Dmに連結されており、出力端子は液晶キャパシタCLC及びストレージキャパシタCSTに連結されている。
【００１８】
液晶キャパシタCLCは下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０を二つの端子とし、二つの電極１９０、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０はスイッチング素子Qに連結され、共通電極２７０は上部表示板２００の前面に形成されていて共通電圧Vcomの印加を受ける。図２とは違って、共通電極２７０が下部表示板１００に備えられる場合もあり、この時には二つの電極１９０、２７０とも線状又は棒状に形成される。
【００１９】
ストレージキャパシタCSTは、液晶キャパシタCLCの補助的なキャパシタである。ストレージキャパシタCSTは下部表示板１００に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０とが絶縁体を挟んで重なって構成され、この別個の信号線には共通電圧Vcomなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタCSTは画素電極１９０が絶縁体を媒介として直上の前段ゲート線と重なって構成されても良い。
【００２０】
一方、色表示を実現するためには各画素が色相を表示できるようにしなければならないが、これは画素電極１９０に対応する領域に複数の色フィルター２３０を備えることによって可能である。図２で色フィルター２３０は上部表示板２００の当該領域に形成されているが、これとは異なって下部表示板１００の画素電極１９０上又は下に形成しても良い。
【００２１】
色フィルター２３０の色相は赤色、緑色、青色及び白色などの原色のうちの一つであり、各副画素は自身が表示する色相によって赤色、緑色、青色又は白色副画素と言う。白色副画素には色フィルターが存在しないこともある。
液晶表示板組立体３００の二つの表示板１００、２００のうちの少なくとも一つの外側面には光を偏光させる偏光子（図示せず）が付着されている。
【００２２】
階調電圧生成部８００は副画素の透過率に関する２セットの複数階調電圧を生成する。２セットのうちの１つは共通電圧Vcomに対して正の値を有し、他の１つは負の値を有する。
ゲート駆動部４００は液晶表示板組立体３００のゲート線G1-Gnに連結されて外部からのゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffの組合わせからなるゲート信号をゲート線G1-Gnに印加する。
【００２３】
データ駆動部５００は液晶表示板組立体３００のデータ線D1-Dmに連結されて階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択しデータ信号としてデータ線D1-Dmに印加する。
信号制御部６００はゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する。
以下ではこのような液晶表示装置の表示動作についてさらに詳細に説明する。
【００２４】
信号制御部６００は外部のグラフィック制御機（図示せず）から３色映像信号（R、G、B）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号Vsyncと水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEなどの提供を受ける。信号制御部６００は入力制御信号及び入力映像信号（R、G、B）に基づいて３色映像信号（R、G、B）を４色映像信号（R’、G’、B’、W）に変換し、液晶表示板組立体３００の動作条件に合わせて適切に処理及び補正する。信号制御部６００はまた処理及び補正された映像信号（R’、G’、B’、W）を制御するためのゲート制御信号CONT１及びデータ制御信号CONT２などを生成する。信号制御部６００はゲート制御信号CONT１をゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号CONT２と処理した映像信号（R’、G’、B’、W）はデータ駆動部５００に出力する。
【００２５】
ゲート制御信号CONT１はゲートオン電圧Vonの印加開始を指示する垂直同期開始信号STV、ゲートオン電圧Vonの出力時期を制御するゲートクロック信号CPV及びゲートオン電圧Vonの持続時間を限定する出力イネーブル信号OEなどを含む。
データ制御信号CONT２は映像データ（R’、G’、B’、W）の入力開始を指示する水平同期開始信号STHとデータ線D1-Dmに当該データ電圧を印加することを命令するロード信号LOADまたはTP、共通電圧Vcomに対するデータ電圧の極性（以下、“データ電圧の極性”と言う）を反転させる反転信号RVS及びデータクロック信号HCLKなどを含む。
【００２６】
データ駆動部５００は信号制御部６００からのデータ制御信号CONT２によって一つの副画素行に対応する分量の映像データ（R’、G’、B’、W）の入力を順次に受け、階調電圧生成部８００からの階調電圧から選択されるアナログデータ電圧に映像データ（R’、G’、B’、W）を変換した後、これをデータ線D1-Dmに出力する。
ゲート駆動部４００は信号制御部６００からのゲート制御信号CONT１によってゲートオン電圧Vonをゲート線G1-Gnに印加して、このゲート線G１-Gnに連結されたスイッチング素子Qを導通させる。その結果、データ線D1-Dmに印加されたデータ電圧は導通したスイッチング素子Qを通じて副画素に供給される。
【００２７】
副画素に印加されたデータ電圧と共通電圧Vcomの差は液晶キャパシタCLCの充電電圧、つまり、画素電圧として示される。液晶分子は画素電圧の大きさに応じてその配列を異ならせ、それによって液晶層を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は偏光子（図示せず）によって光の透過率変化で示される。
１水平周期（この期間を“１H”とも言って水平同期信号Hsync、データイネーブル信号DE、ゲートクロックCPVの一周期と同一である）を一単位としてこのような過程を繰り返すことによって、一つのフレームの間に全てのゲート線G1-Gnに対して順次にゲートオン電圧Vonを印加して、全ての画素にデータ電圧を印加する。一つのフレームが終われば、次のフレームが始まって、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームにおける極性と反対になるようにデータ駆動部５００に印加される反転信号RVSの状態が制御される（“フレーム反転”）。この時、一つのフレーム内でも反転信号RVSの特性に応じて一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（“ライン反転”）、一回に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることがある（“ドット反転”）。
【００２８】
以下、列反転を含む一般的なN×１ドット反転を行う駆動ICを利用して同色の副画素に対するドット反転が実現できる画素の配置について図３乃至図１９を参照して詳細に説明する。
前述したように、各副画素はスイッチング素子Qを通じて一対のゲート線G1-Gnとデータ線D1-Dmに連結されている。i番目ゲート線Giとj番目データ線Djに連結された副画素を（i、j）で、数字（i+j）の偶奇性をP（i+j）で表現し、二つの副画素（i、j）と（k、l）を考慮する。
【００２９】
データ駆動部によって行われる反転（これを“駆動部反転と言う）を考慮する。
狭い意味のドット反転、つまり、１×１ドット反転の場合にはP（i+j）=P（k+l）である時二つの副画素の極性が同一であり、これと反対に、
P（k+l）≠P（i+j）      ・・・（１）
であれば、二つの副画素の極性が反対である。
【００３０】
列反転の場合にはi、kに関係なくP（j）=P（l）であれば二つの副画素の極性が同一であり、これと反対に、
P（l）≠P（j）          ・・・（２）
であれば二つの副画素の極性が反対である。
N×１（Nは２以上の自然数）ドット反転の場合には、i=x1N+y1、k=x2N+y2[x1及びx2は整数、y1及びy2=０,１,…,（N-１）]で表現する時、P（x1+j）=P（x2+l）である時二つの副画素の極性が同一であり、これと反対に、
P（x1+j）≠P（x2+l）    ・・・（３）
であれば、二つの副画素の極性が反対である。
【００３１】
次に、帯状と碁盤形に配列された４色副画素の反転について説明する。
１．帯状配列
図３乃至図６は帯状構造の４色画素配置を示している。つまり、行方向に隣接した赤色、緑色、青色及び白色副画素で構成された画素が行方向、列方向に繰り返して配置されている形態である。
【００３２】
このような配置で行方向に隣接した二つの画素の同色副画素（以下、“接合副画素”と言う）が各々（i、j）、（k、l）で示されるとする。各副画素に隣接してその副画素と連結できるゲート線とデータ線は各々上下と左右２つずつという点を考慮すれば、
k=i又はk=i±１、l=j+４又はl=（j+４）±１                      ・・・（４）
である。
【００３３】
ここで、k=iであれば二つの接合副画素が同一なゲート線に、k=i±１であれば互いに異なるゲート線に連結されることを意味し、l=j+４であれば二つの接合副画素が同一側のデータ線に、l=（j+４）±１であれば二つの接合副画素が互いに異なる側のデータ線に連結されることを意味する。
ところが、（k、l）=（i、j+４）であれば従来の構造と同一であり、したがって、通常のデータ駆動ICとしては所望の反転が得られないので、この場合は排除する。
【００３４】
結局、式（４）から、
（k、l）=（i、（j+４）±１）又は（i±１、j+４）又は（i±１、（j+４）±１）・・・（５）
になる。図３では式（５）に示されている二つの接合副画素（PX１、PX１'）の三つの連結関係を各々１、２、３で表示した。各数字の位置は当該副画素がその位置に最も近いゲート線、データ線対と連結されることを意味する。
【００３５】
一方、連結位置（１）の場合、
P（k+l）=P[i+（j+４）±１]=P[（i+j）±１]≠P（i、j）、
P（l）=P[（j+４）±１]=P（j±１）≠P（i、j）
であるので、データ駆動部５００におけるドット反転と列反転に対して全て色相別反転が得られる。
【００３６】
連結位置（２）の場合、
P（k+l）=P[（i±１）+（j+４）]=P[（i+j）±１]≠P（i、j）、
P（l）=P[（j+４）]=P（j）
であるので、ドット反転に対しては色相別反転が得られるが、列反転に対しては色相別反転が不可能である。
【００３７】
連結位置３の場合、
P（k+l）=P[（i±１）+[（j+４）±１]]=P[（i+j）±１±１]=P（i、j）、
P（l）=P[（j+４）±１]=P（j±１）≠P（i、j）
であるので、列反転に対しては色相別反転が得られるが、ドット反転に対しては色相別反転が不可能である。
【００３８】
言い換えれば、色相別反転を得るためにはドット反転の場合に接合副画素が連結位置（１、２）に位置すること、つまり、
（k、l）=（i、（j+４）±１）又は（i±１、j+４）                    ・・・（６）
が要求され、列反転の場合には接合副画素が連結位置（１、３）に位置すること、つまり、
（k、l）=（i、（j+４）±１）又は（i±１、（j+４）±１）            ・・・（７）
が要求される。
【００３９】
一方、画素配列を複雑にしないためには内部副画素配置が異なる二つの画素構造を行方向に交互に配列することが好ましい。列方向に隣接する2つの画素は、同一の内部副画素配置を有していてもよいし、異なる内部副画素配置を有していてもよい。内部副画素配置が異なる二つの副画素は接合副画素を含む。以下において、この二つの画素を“接合画素”とする。
【００４０】
ところが、ここで留意すべき大原則は、一つの副画素が一対のゲート線とデータ線に固有に連結されなければならないことである。つまり、一対のゲート線とデータ線には一つの副画素のみが連結され、一つの副画素は一対のゲート線とデータ線にのみ連結されるという点である。
１．１列方向に同一な画素構造を有する場合
この場合には行方向に隣接した二つの副画素が同一データ線に連結されてはならない。
【００４１】
例えば図４に示したように、左側副画素PX１が右側データ線に連結されていて、右側副画素PX２が左側データ線に連結された場合には、前記原則によって二つが互いに異なるゲート線に連結されなければならない（連結位置１、２）。しかし、この場合は行方向に同一な画素構造を有するので、副画素PX２の直上副画素PX３は副画素PX２と同一位置のゲート線、データ線対と連結されなければならず（連結位置３）、副画素PX１の直下副画素PX４は副画素PX１と同一位置のゲート線、データ線対と連結されなければならない（連結位置４）。ところが、連結位置１と３、２と４は各々同一ゲート線とデータ線対に連結されることを意味するので、上述した大原則に背反する。したがって、行方向に隣接した二つの副画素は互いに異なるデータ線に連結されなければならない。
【００４２】
このような原則は全ての隣接副画素に対して成立しなければならないので、結局全ての副画素が同一側のデータ線に連結されなければならないという結論が出る。
隣接した画素の同色副画素、つまり、接合副画素が同一側のデータ線に連結される場合は図３に示した三つの連結位置（１、２、３）の中で一つの連結位置（２）しかなく、この場合にデータ駆動部５００でドット反転は適用できるが、列反転は適用できない。また、全ての行の画素に対してこの連結位置２が適用されなければならないためにN×１反転もまた適用できない。
【００４３】
以上のことを整理すれば、次の通りである。
１．１．１全ての副画素が同一側のデータ線に連結される。
１．１．２二つの接合副画素は互いに異なるゲート線に連結される。
図５はこのような例を示している。全ての副画素が同一側のデータ線に連結されており、各画素行の奇数番目画素の副画素は全て下側ゲート線に連結されており、偶数番目画素の副画素は全て上側ゲート線に連結されている。
【００４４】
しかし、偶数番目画素の各副画素の連結位置は奇数番目画素の接合副画素の連結位置に応じて決められ（又はその反対）、奇数番目画素の各副画素は上側ゲート線や下側ゲート線のうちの一つに選択的に連結できるので、この場合に可能な全配列の数は２4=１６種類になる。
このような配列で共通電極２７０を基準に見る時、隣接した同色の副画素がドット反転をしているので共通電極２７０による水平クロストークは無くなる。
【００４５】
１．２列方向に二つの行単位で繰り返される画素構造を有する場合
この場合は行方向にだけでなく、列方向にも内部副画素配列が異なる二つの画素が隣接している場合である。
例えば、図６に示したように副画素PX１、PX２、PX３、PX４からなる画素とその接合副画素PX１'、PX２'、PX３'、PX４'からなる画素が行方向、列方向に繰り返されている。
【００４６】
例えば、図７に示したように副画素PX１の連結位置がXで示されている時、その下の接合副画素PX１'は図３から分かるように三つの連結位置（１、２、３）のうちのいずれか一つの連結位置を有する。しかし、連結位置（３）の場合、副画素PX１の連結位置と重複するために除外される。
結局、接合副画素は互いに異なる側データ線に連結されなければならず、これは図３で連結位置（１、３）が成立することを意味する。
【００４７】
しかし、一つの行の副画素が全て同一側のデータ線に連結されていない限り、図８に示したように隣接した二つの副画素PX５、PX６が同一データ線に連結される場合が生じる。その結果、この時に隣接した二つの副画素PX５、PX６は図８に示したように互いに異なるゲート線に連結されなければならない。そのためには接合副画素のうちの少なくとも一つは異なるゲート線と異なる側データ線に連結されなければならない。つまり、少なくとも一つの接合副画素は図３の連結位置（３）の関係を有するべきであり、これについて以下で説明する。
【００４８】
全ての接合副画素が図３の連結位置（２）の関係を有するとし、図９のように二つの隣接副画素PX５、PX６が同一データ線に連結されているとする。そのすれば副画素PX５、PX５'、PX６、PX６'の連結位置は図面のXで表示した位置となる。
この時、副画素PX７の可能な連結位置は１、２、３で、接合副画素PX７'の対応連結位置は１'、２'、３'である。しかし、図９に示したように副画素PX７'の連結位置２'は副画素PX６'の連結位置と重複するために除外しなければならない。したがって、副画素PX７、PX７'の連結位置は１と１'又は３と３'のみが可能である。
【００４９】
同様に、副画素PX８の可能な連結位置は４、５、６で、接合副画素PX８'の対応連結位置は４'、５'、６'である。しかし、図９に示したように副画素PX８'の連結位置５'は副画素PX５'の連結位置と重複するために除外しなければならない。したがって、副画素PX８、PX８'の連結位置は４と４'又は６と６'のみが可能である。
副画素PX７が連結位置１にあれば、その接合副画素PX７'は連結位置１'にあり、この位置は副画素PX８の連結位置４と重複し、また、副画素PX８'の連結位置６'と重複する。したがって、副画素PX７、PX７'の連結位置１、１'は除外される。
【００５０】
同様に、副画素PX７の連結位置３は副画素PX８の連結位置４及び副画素PX８'の連結位置６'と重複されるので、副画素PX７、PX７'の連結位置３、３'もまた除外される。
このようにすれば、副画素PX７、PX７'の可能な連結位置がないためにこれは成立しない。
したがって、少なくとも一つの接合副画素は図３の連結位置（３）の関係を有する。これは結局、連結位置３の関係を有する接合副画素はデータ駆動部５００がドット反転する場合に色相別反転を行うことができないことを意味する。
【００５１】
したがって、データ駆動部５００が列反転を行う場合には全ての副画素に対して色相別反転が可能であり、ドット反転を行う場合には不可能である。また、これは全ての行の全ての副画素に対して成立すべきであるので、周期的に極性が反転するN×１（Nは２以上）反転も適用できない。
以上のことを整理すれば次の通りである。
【００５２】
１．２．１接合副画素は互いに異なる側データ線に連結されなければならない。
ところが、列反転の場合、全ての画素行に対して一つの画素内で隣接した副画素の極性が反対になれば、一つの画素内の全ての副画素が同一側のデータ線に連結されなければならない。
１．２．２一つの画素内の全ての副画素は同一側のデータ線に連結される。
【００５３】
図１０及び図１１はこのような例を示している。隣接した画素の副画素は反対側データ線に連結されており、一つの画素内の副画素は全て同一側のデータ線に連結されている。図１０の場合は奇数行偶数番目画素又は偶数行奇数番目画素の白色副画素Wを除いた残り副画素が全て下側ゲート線に連結されている配列であり、図１１の場合は奇数行奇数番目画素又は偶数行偶数番目画素の赤色副画素Rを除いた残り副画素が全て下側ゲート線に連結されている配列である。
【００５４】
しかし、隣接した二つの画素のうちの第１画素の一つの配置に対して第２画素の各副画素は上側ゲート線と下側ゲート線のうちの一つに選択的に連結できるので、この場合に可能な全配列の数は２4=１６種類になる。しかし、同一データ線に連結される隣接した二つの副画素の場合、一つの連結位置が決定されれば他の副画素の連結位置も決定される。例えば、図１０で奇数行で奇数番目画素の最左側副画素が下側ゲート線Gjに連結されるので、偶数番目画素の最右側副画素は上側ゲート線Gj-1に連結されるしかない。したがって、実際には２3=８種類になる。ここで第１画素の副画素は各々下側ゲート線と上側ゲート線のうちの一つに選択的に連結できるので、可能な全配列の数は２4×２3=２7=１２８種類になる。
【００５５】
一方、一部の接合副画素を除けば、残りの接合副画素に対して２Ｍ×１（Ｍ=１、２,…）反転を実現することができる。
図１２は図１０に示した画素構造に２×１反転を適用した例を示しているが、奇数行では白色副画素Wを除いた全ての副画素がドット反転しており、偶数行では全ての副画素がドット反転する。列方向に見れば、二行ごとに一回ずつ反転する形態である。
【００５６】
このような配列の場合、共通電極２７０を基準に見る時一つの画素列の接合副画素がドット反転しているので共通電極２７０による水平クロストークは無くなる。
また、一つのゲート線に連結された接合副画素の極性が反転するのでゲート線の寄生容量による水平クロストークもまた遮断することができる。例えば、図５に示した例の場合ゲート線Gjに連結された赤色副画素Rは全て極性が（-）であるのでゲート線の寄生容量による水平クロストークは依然として減らず上下に分散させる役割を果たすだけであるが、図１０でゲート線Gjに連結された赤色副画素Rは（+）と（-）を繰り返す。
【００５７】
この配列の場合もまた列反転の利点である電力消耗の減少を期待することができ、垂直クロストークもまた遮断することができる。
２．碁盤構造
図１３乃至図１８は碁盤構造の４色画素配置を示している。
碁盤構造は２×２行列に配置された隣接した赤色、緑色、青色及び白色副画素からなる画素が行方向、列方向に繰り返して配置されている形態である。
【００５８】
このような配置で二つの接合副画素が各々（i、j）、（k、l）で表示されるとする。各副画素に隣接してその副画素と連結できるゲート線とデータ線は各々上下と左右２つずつという点を考慮すれば、
k=i又はk=i±１、l=j+２又はl=（j+２）±１                      ・・・（８）
である。
【００５９】
ここでも同様に、（k、l）=（i、j+２）である場合は排除する。
碁盤画素構造では一つの画素が二つの副画素行を占めているので、基本的に２N×１反転を考慮することが好ましく、本実施例では２×１反転を行うこととする。
奇数番目ゲート線にゲートオン電圧Vonが印加される時、データ駆動部５００から出力されるデータ電圧を奇数番目データ電圧とし、偶数番目ゲート線にゲートオン電圧Vonが印加される時、データ駆動部５００から出力されるデータ電圧を偶数番目データ電圧とし、任意の奇数番目データ電圧とその次の偶数番目データ電圧の極性は同一であるとする。そうすれば任意の偶数番目データ電圧とその次の奇数番目データ電圧の極性は互いに反対である。
【００６０】
奇数番目副画素行の場合には前段のゲート線、つまり、前段の偶数番目ゲート線及び当該奇数番目ゲート線と連結できる。したがって、極性の異なる二つのデータ電圧の印加を受けることができる。したがってドット反転の場合と同様に考えればよい。つまり、二つの接合副画素が、
（k、l）=（i±１、j+２）又は（i、j+２±１）の関係を充足しなければならない。これは二つの接合副画素が異なるゲート線、同一側データ線に連結されたり、同一ゲート線、異なる側側データ線に連結されなければならないという意味である。
【００６１】
これと反対に、偶数番目副画素行の場合には奇数番目ゲート線とその次の偶数番目ゲート線に連結されるので、極性が同一な列反転の場合と同様に対応する二つの接合副画素が
l=j+２±１
でなければならない。これは二つの接合副画素が異なるデータ線に連結されなければならないという意味である。
【００６２】
これを図１３に示した。つまり、奇数番目副画素行の場合、与えられた位置の副画素に対してその接合副画素の位置が１、２で与えられ、偶数番目副画素行の場合には与えられた位置の副画素に対してその接合副画素の位置が３、４で与えられる。
任意の副画素行は奇数番目副画素行であってもよく、偶数番目副画素行であっても良い。したがって、狭い意味のドット反転と列反転の場合に全て色相別極性反転を行えなければならず、この時の副画素配置は
（k、l）=（i、j+２±１）
を充足する。
【００６３】
これを他に表現すれば次の通りである。
２．１接合副画素は同一なゲート線、互いに異なる側データ線に連結される。
これがこの構造で重要な第一配列原則である。
図１３から見れば、連結位置（１、４）は除外される。
配列の第２原則は次の通りである。
【００６４】
２．２上下に隣接した二つの副画素対は両者の間のゲート線に連結するか、または互いに反対側ゲート線に連結する。
構造的に簡単にするために行方向に繰り返される二つの画素構造が列方向にも繰り返される場合と、列方向には同一な画素構造を有する場合に分けて説明する。
まず、列方向に同一な画素構造が繰り返される場合を考慮する。
【００６５】
上下に隣接した二つの副画素対が同一側ゲート線に連結される場合は、図１４Aに示したように一つの副画素列の全ての副画素が同一データ線に連結されたり、図１４Bに示したように左側、右側データ線に交互に連結される場合の２種類がある。
図１４Aの場合には各々一つの列の副画素が全て右側データ線に連結され、これによってその接合副画素列の副画素が全て左側データ線に連結される。この場合、二つの接合副画素列の間の副画素列に属する副画素PX１、PX２は連結するゲート線とデータ線の対がなくなるので、このような構造は成立しない。
【００６６】
図１４Bの場合には奇数番目副画素行の第２副画素PX１は下方向ゲート線に連結されるしかなく（連結位置１、２）、その接合副画素PX２もまた下側ゲート線に連結されるしかない（連結位置１'、２'）。しかし、副画素PX２に隣接した二つのデータ線が全て下側ゲート線と対をなしてその下副画素列の二つの副画素PX３、PX４と連結されているために連結できるゲート線、データ線の対が存在しないのでこの構造もまた成立できない。
【００６７】
したがって、前記のような原則が成立し、このような原則によって配列された構造が図１５に示されている。
次に、列方向に異なる二つの画素構造が繰り返される場合を考慮する。
この場合には接合副画素が常に反対側データ線に連結され、その構造が列方向にも表示されるので、図１６のような配列又は図１６で連結されたゲート線が上下が変わった配列になる。
【００６８】
この場合、二つの接合副画素列の間の副画素列に属する副画素PX２は連結するゲート線とデータ線の対がなくなるためにこのような構造は成立しない。
図１７はこのような構造の例で、各色相別ドット反転がよく行われていることを示している。
整理すれば、副画素をゲート線及びデータ線に連結する大原則、つまり、一つの副画素は一対のゲート線及びデータ線と固有に連結されるという原則下で、第一に、接合副画素を互いに異なる側データ線に連結し、第二に、上下に隣接した一つの副画素対を、両者の間のゲート線に連結するかまたは互いに反対側ゲート線に連結することによって、成功的な色相別極性反転が得られる。
【００６９】
その結果、各画素の二つの副画素列の中で一つの列の副画素対は両者の間のゲート線に連結され、他の列の副画素対は互いに反対側ゲート線に連結される構造となる。
このような構造を有する画素の副画素配列の場合の数は全て１６種類である。つまり、一つの列の副画素対が両者の間のゲート線に連結される場合の数が２種類、他の列の副画素対が互いに反対側ゲート線に連結される場合の数が２×２=４種類であるので全２×４=８種類であるが、第１列の二つの副画素が両者の間のゲート線に連結され、第２列の二つの副画素が反対側のゲート線に連結される場合とその反対の場合の２種類の場合があるので、全場合の数は２×８=１６となる。
【００７０】
これを表示領域全体にわたって配列する時には次のような順に配列する。
（１）上下に隣接した二つの副画素行（以下、第１及び第２副画素行）に各々属する任意の一対の副画素（以下、“基準副画素対”）を両者の間を通過するゲート線に共に連結するが、互いに異なるデータ線に連結する。
（２）基準副画素対から行方向に奇数列だけ離れた副画素対は互いに反対側ゲート線に連結する。
【００７１】
（３）基準副画素対から行方向に４の倍数列だけ離れた副画素対は基準副画素対と同一位置のゲート線及びデータ線に連結する。
（４）基準副画素対から行方向には偶数であるが、４の倍数ではない列だけ離れた副画素対は基準副画素対と同一ゲート線、反対位置のデータ線に連結する。
（５）第２副画素行とこれに隣接した第３副画素行の各副画素対又は第１副画素行とこれに隣接した第４副画素行の各副画素対に対しては（１）乃至（４）と同様な方式で配列するが、行方向に一つの熱ずつ外れるように配置する。
【００７２】
（６）他の副画素行に対しても（１）乃至（５）の過程を繰り返す。
このようにすれば、共通電極２７０に対してだけでなく、ゲート線及びデータ線に対しても同色の副画素別極性反転が行われるので、全ての形態のクロストークが無くなる。
以上、データ駆動部５００が２×１反転を行うことを考慮したが、２N×１反転をする場合には各色相別に見る時N×１反転を行うことになる。
【００７３】
３．配列原則の拡張
２．１及び２．２に提示した原則を拡張すれば４色画素構造だけでなくその他の多数色の画素構造で所望の多様な形態の反転を実現することができる。
前記碁盤構造では２×２行列形態に配列された副画素からなる画素を考慮したが、これを画素でなく一つの副画素群として見なせばよい。つまり、各副画素群は縦に隣接した二つの副画素対を含み、その中で一つの副画素対を両者の間に位置した同一なゲート線、反対側データ線に連結し、他の副画素対は互いに反対側ゲート線に連結する。
【００７４】
次に、このような副画素群の中で接合副画素群を前記碁盤構造における接合副画素と同一方式で定義する。つまり、接合副画素群の接合副画素は同一側ゲート線、反対側データ線に連結される。
一方、各副画素群で第１列の副画素対が同一ゲート線に連結されているとし、第１行、第１列の副画素（以下、“第１副画素”と言う）を（i、j）とする。
【００７５】
第２行、第１列の副画素（以下、“第２副画素”と）言うは（i、j+１）で示すことができるので、N×１（Nは自然数）ドット反転、列反転に関わらず第１副画素に対して常に極性が反対である。
第１行、第２列の副画素（以下、“第３副画素”と）言うは（i-１、j+１）又は（i-１、j+２）であり、第１副画素に対して前者の場合には同一極性、後者の場合には反対極性になる。
【００７６】
第２行、第２列の副画素（以下、“第４副画素”と言う）は（i+１、j+１）又は（i+１、j+２）である。第４副画素は行方向に隣接した第２副画素に対して前者の場合には反対極性、後者の場合には同一極性である。列方向に隣接した第３副画素と比較する時、第３副画素が（i-１、j+１）で第４副画素が（i+１、j+１）であるか、第３副画素が（i-１、j+２）で第４副画素が（i+１、j+２）であれば、ドット反転、列反転に関わらず同一極性である。第３副画素が（i-１、j+１）で第４副画素が（i+１、j+２）であるか、第３副画素が（i-１、j+２）で第４副画素が（i+１、j+１）である時は、ドット反転であれば互いに反対極性、列反転であれば同じ極性である。
【００７７】
このような極性関係を考慮して副画素群内の副画素配置と接合副画素群の配置及びデータ駆動部５００が行う反転の種類を適切に合わせれば所望の反転形態を得ることができる。但し、一つの副画素は一対のゲート線及びデータ線と固有に連結されるという原則を常に守らなければならない。
これを表示領域全体にわたって配列する時には次のような順に配列する。
【００７８】
（１）上下に隣接した二つの副画素行（以下、第１及び第２副画素行）に各々属する任意の一対の副画素（以下、“基準副画素対”）を両者の間を通過するゲート線に共に連結する。
（２）基準副画素対から行方向に奇数列だけ離れた副画素対は互いに反対側ゲート線に連結する。
【００７９】
（３）行方向に極性を変えるべき位置の副画素対は基準副画素対と同一ゲート線、反対位置のデータ線に連結する。
（４）列方向にはデータ駆動部５００に印加される反転制御信号RVSを制御して所望の行単位で極性を反転させる。
例えば、碁盤構造の４色画素配列では画素内部の副画素配置を考慮する必要がなく、接合副画素の配置とデータ駆動部５００の反転形態のみを考慮すればよい。行方向には接合画素を交互に配置すれば色相別N×１反転、２つずつ交互に配置すれば色相別N×２反転などとなる。列方向にはデータ駆動部５００の反転形態を考慮しなければならないが、例えば、列反転や狭い意味のドット反転の場合、接合画素を交互に配置すれば色相別１×N反転、２つずつ交互に配置すれば色相別２×N反転などとなる。
【００８０】
図１８には接合画素を行方向に２つずつ交互に配置し、列方向には一つの画素のみを配置した構造が示されている。データ駆動部５００の反転形態はドット反転であり、色相別には２×２反転である。
このような配置を三色画素構造の場合にも適用することができる。
例えば、前記で定義した第１副画素が（i、j）であり、データ駆動部５００がドット反転すれば第３副画素を（i-１、j+２）とし、第４副画素を（i+１、j+１）とすれば、一つの副画素群内で隣接した副画素は極性が反対となる。したがって、同一な副画素群のみを行方向及び列方向に継続して配列すれば色相別１×１ドット反転形態が実現される。データ駆動部５００が列反転を行い、第３副画素を（i-１、j+１）とし、第４副画素を（i+１、j+２）とすれば、色相別１×１ドット反転形態が実現される。
【００８１】
図１９は色相別１×２反転を実現した例を示し、行方向に交互に配置された接合副画素群に適用される。
以上で説明した帯状構造と碁盤構造の画素配列を有する４色液晶表示装置では一つの行の副画素が互いに異なるゲート線に連結されており、一つのデータ線には互いに異なる色相の副画素が連結されているので、入力される映像データの配列を信号制御部６００又はデータ駆動部５００で変える必要がある。このために帯状構造では１行分量のデータを保存するラインバッファーが必要であり、碁盤構造では２行分量のデータを保存するラインバッファーが必要である。これらを利用して入力データをいったん保存した後、再配置して出力する。
【００８２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明することによって本発明をさらに明確にする。
【図１】本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図
【図２】本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの副画素に対する等価回路図
【図３】本発明の一実施例による帯状画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図４】本発明の一実施例による帯状画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図５】本発明の一実施例による液晶表示装置の帯状画素構造における画素配列の一例を示す図
【図６】本発明の他の実施例による帯状画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図７】本発明の他の実施例による帯状画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図８】本発明の他の実施例による帯状画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図９】本発明の他の実施例による帯状画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図１０】本発明の他の実施例による液晶表示装置の帯状構造の画素配列の例を示す図
【図１１】本発明の他の実施例による液晶表示装置の帯状構造の画素配列の例を示す図
【図１２】図１０に示した画素配列に２×１ドット反転を適用した時の各副画素の極性を示す図
【図１３】本発明の一実施例による碁盤画素構造の液晶表示装置において副画素の連結位置の説明図
【図１４Ａ】本発明の一実施例による碁盤画素構造の液晶表示装置において副画素の連結位置の説明図
【図１４Ｂ】本発明の一実施例による碁盤画素構造の液晶表示装置において副画素の連結位置の説明図
【図１５】本発明の一実施例による液晶表示装置の碁盤構造画素配列の一例を示す図
【図１６】本発明の他の実施例による碁盤画素構造の液晶表示装置における副画素の連結位置の説明図
【図１７】本発明の他の実施例による液晶表示装置の碁盤構造の画素配列の一例を示す図
【図１８】本発明の他の実施例による液晶表示装置の碁盤構造画素配列の一例を示す図
【図１９】本発明の一実施例による液晶表示装置の３色画素構造の画素配列の一例を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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