JP2005099733A - 能動素子基板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プロセスマージンを広くとりながら、信号線と画素電極とを重畳配置したことによる容量に起因する、薄膜トランジスタがＯＦＦしている期間のドレイン電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る能動素子基板と液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素Ａ・Ｂを充電する信号線１２Ａ・１２Ｂは、対をなす画素Ａ・Ｂのうちの一方側である画素Ａの画素電極５Ａ上に集約して配設され、同様に、対をなす２つの画素Ｃ・Ｄを充電する信号線１２Ｃ・１２Ｄは、対をなす画素Ｃ・Ｄのうちの一方側である画素Ｃの画素電極５Ｃ上に集約して配設されている。画素Ａ〜Ｄの並びで見れば、信号線１２が配された画素電極５と信号線１２が配されていない画素電極５とは、交互に並んでいる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画素ごとに、薄膜トランジスタや電界効果トランジスタ、ダイオード等の能動素子と画素電極とが形成された能動素子基板、及びこれを用いた液晶表示装置に関するものである。

近年、液晶表示装置においては、画素毎に薄膜トランジスタや電界効果トランジスタ、ダイオード等の非線形能動素子を配置することによって余分な信号の干渉を排除でき、高画質を実現することができるアクティブマトリクス型の液晶表示装置が普及している。

このような液晶表示装置では、画質の劣化を防ぐべく、液晶層に印可される電圧の極性を交互に反転させる交流駆動が行われる。その駆動方式には主に、液晶層に印加する電圧の極性を走査線毎に変えるライン反転駆動と、信号線毎に変えるドット反転駆動の２種類がある。このうち、ドット反転駆動はライン反転駆動よりも空間周波数を高くできるので表示品位の良好とできる。

また、能動素子として例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられた液晶表示装置では、複数の信号線と複数の走査線とが交差するように配され、これらの交差点毎にＴＦＴと画素電極とが配置されてなるＴＦＴ基板を有し、該ＴＦＴ基板と共通電極の形成された対向基板との間に液晶層が挟持されている。ＴＦＴのゲート電極は走査線に接続され、ソース電極は信号線に接続され、ドレイン電極は画素電極に接続される。

このような液晶表示装置では、ＴＦＴがＯＮされている期間、信号線からドレインに電流が流れ、画素電極と共通電極、及び液晶層によって形成される液晶容量Ｃｌｃが充電される。そして、ＴＦＴがＯＦＦされている期間は、液晶容量Ｃｌｃの印加電圧は保持されることとなる。

また、近年、開口率を上げるために、走査線と信号線とで区画された領域内に配置されていた画素電極を、層間絶縁膜を介することで、信号線や走査線に重畳して配置する構成が用いられている。図１３（ａ）に、画素電極５０が信号線５１に重畳して配された構成を示す。図１３（ａ）では、図において横方向となる走査線に平行な方向に並ぶ任意の３画素Ａ・Ｂ・Ｃにおける、画素電極５０Ａ・５０Ｂ・５０Ｃと、画素Ｂ・Ｃ（正確には液晶容量Ｃｌｃ）を充電する信号線５１Ｂ・５１Ｃの配置を示している。信号線５１Ｂは、ＴＦＴ５２Ｂを介して画素電極５０Ｂと接続され、信号線５１Ｃは、ＴＦＴ５２Ｃを介して画素電極５０Ｃと接続されている。なお、以下、特に画素を特定して説明する必要がない場合は、部材番号の後ろにＡ，Ｂ，Ｃ等は付さないこととする。

ここで、信号線５１Ｂは、隣り合う画素電極５０Ａ・５０Ｂとの間に跨り、そのギャップを埋めるように配されている。同様にして、信号線５１Ｃは、隣り合う画素電極５０Ｂ・５０Ｃとの間に跨り、そのギャップを埋めるように配置されている。

このような信号線５１や走査線と画素電極５０とが重畳される構成では、重畳部分の絶縁層とで容量が形成される。中でも特に画素電極５０と信号線５１とこれらの間の層間絶縁膜とで形成される容量Ｃｓｄが問題となる。つまり、ＴＦＴがＯＦＦしている期間にも信号線５１には常に他の走査線に対応する画素電極５０を書き込むための信号が流れている。そのため、この容量Ｃｓｄを介してドレイン電位が変動し、それに伴い液晶容量Ｃｌｃに保持されるべき電圧も変動することとなる。液晶容量Ｃｌｃに保持されるべき電圧の変動は、カラー表示であれば色目の変化となる。

前述した信号線毎に極性を変えるドット反転駆動は、このような容量Ｃｓｄを介してのドレイン電位変動の軽減に有効である。つまり、ドット反転駆動では、信号線５１に印可される信号（電圧）は適当な水平走査期間毎に極性が反転し、隣り合う信号線５１・５１の位相は１８０度異なる。そのため、ドレイン電位に及ぼす影響をなくすることはできないが、ドレイン電位に及ぼす影響を正反対として、互いに打ち消し合わせることができる。

画素におけるドレイン電位の変化分ΔＶｄｒは、次式で表すことができる。

ΔＶｄｒ＝Ｃｓｄ１／Ｃｐｉｘ×ΔＶｓ１＋Ｃｓｄ２／Ｃｐｉｘ×ΔＶｓ２
ここでＣｓｄ１は、ドレインを充電する信号線５１と画素電極５０と層間絶縁膜とによって形成される容量、Ｃｓｄ２は隣接する信号線５１と画素電極５０と層間絶縁膜とによって形成される容量である。また、Ｃｐｉｘはドレインに関係する容量の和、ΔＶｓ１はドレインを充電する信号線５１の変化後の電位から変化前の電位を引いた電圧変化の値、ΔＶｓ２は隣接する画素を充電する信号線５１の変化後の電位から変化前の電位を引いた電圧変化の値を表している。

図１３（ａ）を用いて説明すれば、Ｃｓｄ１はＴＦＴ５２Ｂのドレインを充電する信号線５１Ｂと画素電極５０Ｂと層間絶縁膜とによって形成される容量、Ｃｓｄ２は隣接する信号線５１Ｃと画素電極５０Ｂと層間絶縁膜とによって形成される容量である。また、Ｃｐｉｘはドレインに関係する容量の和、ΔＶｓ１はドレインを充電する信号線５１Ｂの変化後の電位から変化前の電位を引いた電圧変化の値、ΔＶｓ２は隣接する信号線５１Ｃの変化後の電位から変化前の電位を引いた電圧変化の値を表している。

図１５に、各信号線５１Ｂ・５１Ｃに流れる信号によるＴＦＴ５２Ｂのドレイン電位の変化を模式的に示す。図１５に示すように、ΔＶｓ１とΔＶｓ２の正負は常に逆となる。Ｃｓｄ１とＣｓｄ２の値が等しく、ΔＶｓ１とΔＶｓ２の絶対値が等しければドレイン電位に対する影響を完全にキャンセルすることができる。

そこで、従来、Ｃｓｄ１とＣｓｄ２とを等しくするために、図１３（ａ）及びその断面図である図１４（ａ）に示すように、画素電極５０Ｂに信号線５１Ｂ・５１Ｃを重畳して配置するにおいては、両信号線５１Ｂ・５１Ｃの重畳面積を等しくしている。

しかしながら、このように画素電極５０の両エッジ部分に配される２本の信号線５１・５１の重畳面積を等しくするレイアウトとしても、信号線５１に対する画素電極５０のアライメントがずれると、図１３（ｂ）及びその断面図である図１４（ｂ）に示すように、信号線５１Ｂ・５１Ｃと画素電極５０Ｂとの重畳面積が変化してしまい、画素電極５０Ｂの上記両エッジ部分に形成されるＣｓｄ１とＣｓｄ２の値が異なってくる。Ｃｓｄ１とＣｓｄ２の値が違えばドレイン電位に与える影響が異なり、アライメントずれの領域とそうでない領域との間で、ΔＶｄｒが違ってくる。そのため、アライメントがずれている領域とアライメントずれていない領域とでは実効値に差が生じ、その差が表示ムラとして見えてしまう。

このような信号線に対する画素電極のアライメントずれによるＣｓｄ１とＣｓｄ２の値の変化を小さくするため、図１６（ａ）及びその断面図である図１７（ａ）に示すように、図１３（ａ）では、隣り合う画素電極５０Ａ・５０Ｂに跨って配置されていた信号線５１Ｂを、２つの分岐信号線５１Ｂ−１・５１Ｂ−２とし、画素電極５０Ａと画素電極５０Ｂの各領域内に完全に収まるように配置する構成（はしご構造）も提案されている。

図１８に、はしご構造が採用されたＴＦＴ基板の平面図を示す。図において、横方向に伸びる複数のラインが走査線５３であり、この走査線５３に交差する複数のラインが信号線５１である。そして、仮想線にて示す走査線５３と信号線５１とに周端部を重畳して配置されたものが画素電極５０である。これら部材５３・５１・５０は、図示しないガラス等からなる光透過性の基板上に走査線５３、信号線５１、画素電極５０の順で形成されており、走査線５３を有する電極層と信号線５１を有する電極層との間には、図示しないゲート絶縁膜が介在され、信号線５１を有する電極層と画素電極５０を有する電極層との間には、図示しない層間絶縁膜が介在されている。

ここで、画素Ｂに着目すると、信号線５１Ｂは、ＴＦＴ５２Ｂ（ハッチング部分）の配置部分を除いて分岐信号線５１Ｂ−１・５１Ｂ−２に分岐されており、隣り合う２つの画素電極５０Ａ・５０Ｂの領域にそれぞれ完全に収まるように配置されている。なお、図中、５５と５４にて示すものは蓄積容量を構成するＣｓ配線とＣｓ電極であり、このうち、Ｃｓ配線５５は走査線５３と同じ電極層に形成され、Ｃｓ電極５４は、信号線５１と同じ電極層に形成されている。

このような構造では、画素電極５０の信号線５１に平行なエッジから該エッジ部分に重畳して配される２本の分岐信号線５１−１・５１−２までの間に距離を確保しておくことで、たとえ信号線５１に対する画素電極５０のアライメントがずれても、図１６（ｂ）及び図１７（ｂ）に示すように、画素電極５０Ｂとその両エッジ部分に重畳して配されている分岐信号線５１Ｂ−２と分岐信号線５１Ｃ−１との各重畳面積は変化せず、Ｃｓｄ１とＣｓｄ２との値の変化を小さくすることができ、プロセスマージンを広くとることができる（例えば、特許文献１・２参照）。

なお、ここでは、画素電極と信号線とで形成される寄生容量による影響を、能動素子としてのＴＦＴを例示し、ドレイン（ドレイン端子）の電位変動として説明したが、電界効果トランジスタやダイオード等の他の能動素子においても同様で、上記した寄生容量による影響で画素電極と接続される端子の電位が変動する。

また、カラー表示型の液晶表示装置に関して、一般的に、赤・青・緑の３原色のフィルタを用い、これら各色のフィルタを１つずつ有してブロックを構成し、このブロックがモザイク状やストライプ状に構成したカラーフィルタが設けられている。また、このような奇数周期のブロック以外にも、上記３原色のフィルタに加えて白色のフィルタを設け、赤・青・緑・白の４種類のフィルタを１ブロックとして、これを複数マトリクス状に構成した偶数周期のカラーフィルタを設けたものもある（例えば、特許文献３参照）。上記の場合、白色のフィルタを設けることによって、全体的に明度を向上させることができる。
特開平９−１５２６２５号公報（１９９７年６月１０日公開） 特開平１０−２５３９８８号公報（１９９８年９月２５日公開） 特開平２−１１８５２１号公報（１９９０年５月１日公開） 特公平３−３６２３９号公報（１９９１年５月３０日公告）

しかしながら、上述のはしご構造では、１画素あたりの信号線５１を２本に分岐するため、構造が必然的に複雑になる上、各画素電極５０に２本ずつ分岐信号線５１−１・５１−２が配されるため、信号線５１の開口部に対する占有面積が増加し、開口率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、能動素子がＯＦＦしている期間の画素電極と接続された端子電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る能動素子基板及び液晶表示装置を提供することにある。

本発明の第１の能動素子基板は、上記課題を解決するために、走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素電極に対応する各信号線は、対をなすいずれか一方の画素電極上に集約して、かつ、該画素電極の信号線に平行なエッジよりも内側に配されているので、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、能動素子がＯＦＦしている期間の画素電極と接続される端子における電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る能動素子基板を提供することができるという効果を奏する。

つまり、これによれば、走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素電極の各信号線は、いずれか一方の画素電極上にのみ配されるので、各画素電極は、信号線が隣接する画素電極分も含めて２本配置されているか、信号線が全く配置されていないかの何れかとなる。

このような能動素子基板を、前述したドット反転駆動される液晶表示装置に用いた場合、２本の信号線が配されている画素電極の画素では、重畳部分で発生する上記した容量Ｃｓｄ１・Ｃｓｄ２を介して起こる、薄膜トランジスタ（能動素子の一例）をＯＦＦしている期間におけるドレイン（画素電極と接続される端子の一例）電位の変動が互いに逆向きとなり、前述のはしご構造と同様に、容量Ｃｓｄ（Ｃｓｄ１・Ｃｓｄ２）に起因するドレイン電位の変動を小さくすることができ、表示品位の向上が図れる。

また、画素電極上に配される２本の信号線は、画素電極の信号線に平行なエッジよりも内側に配されているので、信号線に対する画素電極のアライメントがずれても、信号線と画素電極との重畳部分の面積は変化せず、２本の信号線が配されている部分に形成される容量の値の変化を小さくすることができる。したがって、前述のはしご構造と同様に、プロセスマージンを広くとることができる。

一方、画素電極上に信号線が配置されていない画素では、隣接する画素内に信号線が配置されていれば、該信号線と当該画素電極との間の斜め電界による容量が形成される。しかしながら、当該画素の画素電極と斜め電界で容量を形成する２本の信号線には、互いに逆極性の信号が供給されているので、それぞれの容量を介してドレイン電位に与える影響は互いにキャンセルされる。

また、信号線に対する画素電極のアライメントずれによる斜め電界で形成される容量への影響は、画素電極と信号線が離れている（重なっていない）ので小さく、問題とならない。

そして、このような構成は、従来のはしご構造に比べて、画素あたりの信号線を分岐しない分、構造を簡素化できると共に、信号線の開口部に対する占有面積を低減して、パネル全体としての開口率を向上させることができる。これは特に、画素ピッチの小さい高精細な液晶表示装置に好適である。

なお、画素電極に対応する信号線とは、当該画素電極を含む画素を充電する信号線のことであり、信号線側から言えば、充電を担う画素の画素電極は対応する画素電極と表現される。また、画素電極と信号線とを重畳するにおいて、信号線を画素電極上に配するとした表現を用いているが、これは、信号線や走査線、画素電極が形成される基板に対しての上下を定めるものではない。また、説明を分り易くするために、能動素子としてＴＦＴを例示して、ＴＦＴにおける現象を用いて作用・効果を説明している。

本発明の第１の能動素子基板は、以上のように、さらに、信号線が配された画素電極と信号線が配されていない画素電極とが、走査線と平行な方向に交互に並んでいるので、配置が交互でない構成よりも、上記した隣接する画素内の信号線との間で斜め電界により形成する容量を、効果的に相殺することができる。

つまり、信号線が配されていない画素電極の画素においては、該画素の画素電極と隣接画素の画素電極上に配置されている信号線と間に、斜め電界による容量が生成されるが、このように信号線が配置されている画素と配置されていない画素を交互に並べることで、信号線が配されていない画素電極の両サイドに生成される斜め電界による容量の値を等しくでき、効果的にキャンセルさせることができる。それゆえ、配置が交互でない構成よりも、上記した隣接する画素内の信号線との間で斜め電界により形成する容量を、効果的に相殺することができるので、より一層の表示品位の向上が図れるという効果を奏する。

また、これによれば、能動素子からコンタクトホール（画素電極と接続するための）までの引き出し線の方向を同じにできる。つまり、能動素子の方向を揃えることが出来るので、アライメントがずれたときの素子部における表示品位への影響を最小限に抑えることができるという効果も併せて奏する。

また、本発明の第２の能動素子基板は、以上のように、上記各信号線は、対応する画素電極上に配された部分と、該画素電極に走査線と平行な方向に隣接する画素電極上に配された迂回部分とからなり、各画素電極上で、対応する信号線の部分と隣接する画素電極の信号線の迂回部分とが対を成し、かつ、画素電極間を横切る部分以外は、重畳される各画素電極のエッジよりも内側に位置しているので、第１の液晶表示装置と同様に、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、能動素子がＯＦＦしている期間の画素電極と接続される端子における電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る能動素子基板を提供することができるという効果を奏する。

つまり、これによれば、各信号線は迂回されることで、各画素電極上で対応する信号線の部分と隣接する画素電極の信号線の迂回部分とが対を成すように配される。つまり、この場合は、上述した第１の能動素子基板と同様の信号線が隣接する画素電極分も含めて２本配置されている部分と、信号線が全く配置されていない部分とが、画素電極内に形成されることとなる。また、この場合も、画素電極間を横切る部分以外は、画素電極のエッジよりも内側を通るように配されているので、信号線に対する画素電極のアライメントがずれても、信号線と画素電極との重畳面積は変化せず、各信号線が部分的に対を成して配置されている部分に形成される容量の値の変化を小さくすることができる。

したがって、前述の第１の能動素子基板と同様に、例えばこのような能動素子基板を前述したドット反転駆動される液晶表示装置に用いることで、各画素における、重畳部分で発生する上記した容量Ｃｓｄ１・Ｃｓｄ２を介して起こる、薄膜トランジスタ（能動素子の一例）をＯＦＦしている期間におけるドレイン（画素電極と接続される端子の一例）電位の変動を、広いプロセスマージンを確保しながら、前述のはしご構造と同様に軽減させることができ、表示品位の向上が図れる。そして、この場合も、従来のはしご構造に比べて、画素あたりの信号線を分岐しない分、構造を簡素化できると共に信号線の開口部に対する占有面積を低減して、パネル全体としての開口率の向上を図ることができる。また、特にこのような構成とすることで、各画素に、面積的に均等に信号線を配置させることができるといった利点もある。

また、第１及び第２の能動素子基板は、以上のように、さらに、信号線が配されていない画素電極或いは迂回された信号線の部分的に占める面積が小さい画素電極よりも、信号線が集約して配されている画素電極或いは迂回された信号線の部分的に占める面積が大きい画素電極の走査線と平行な方向の電極サイズが大きいので、透光性信号線を集約して２本配置した画素と信号線を全く配置しない画素双方の画素の開口部面積をあわせることができ、また、迂回にて部分的に信号線が配される場合は、双方の画素の開口部面積をあわせることができ、ホワイトバランスをとることができるといった効果を併せて奏する。

また、第１の能動素子基板は、以上のように、さらに、信号線が配されていない画素電極における画素の開口部面積が、信号線が集約して配されている画素電極における画素の開口部面積の２分の１であるので、本発明の能動素子基板は、例えば、赤・緑・青・緑（ＲＧＢＧ）のフィルタを１ブロックとして構成するカラーフィルタを備えた液晶表示装置に対して、好適に適用することができる。

本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記した本発明の能動素子基板と、共通電極が形成された対向基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを有し、上記液晶層に印加される電圧の極性が信号線毎に反転されるので、既に説明したように、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、薄膜トランジスタ（能動素子の一例）がＯＦＦしている期間のドレイン（画素電極と接続される端子の一例）電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る液晶表示装置を得ることができるといった効果を奏する。

また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、信号線が配されていない画素電極における画素の開口部面積が、信号線が集約して配されている画素電極における画素の開口部面積の２分の１である能動素子基板と、共通電極が形成された対向基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを有し、上記液晶層に印加される電圧の極性が信号線毎に反転され、かつ、走査線と平行な方向に並ぶ、信号線が配された２つの画素電極と信号線が配されていない２つの画素電極とで１つのカラーユニットを構成するように赤・緑・青のカラーフィルタが設けられ、このうちの信号線が配されていない２つの画素電極に対して緑のカラーフィルタが対応しているので、人間の視感度の高い緑の画素の配置数を、赤及び青の画素の配置数の２倍とすることができ、画素の配置数が同数である場合の液晶表示装置と比較して、高い解像度を得ることができる。さらに、上記緑のフィルタが、信号線が配されていない画素電極に対向するように配されているので、緑の画素の配置数を赤及び青の画素の配置数の２倍とした場合であっても、赤、青、緑の画素の総開口部面積を合わせることができる。したがって、ホワイトバランスを良好にすることができる。

また、本発明の液晶表示装置は、さらに、上記画素電極間のギャップと上記能動素子を遮光する遮光パターン部が、上記能動素子基板もしくは対向基板側に設けられているので、薄膜ギャップ部分を通過して出射する光をなくすることができる。なお、画素電極間のギャップを覆うように信号線が配置されている従来の構成では、該信号線自身が遮光パターンとして機能していた。また、能動素子としての薄膜トランジスタは光が当たると誤動作するので、このような遮光パターンを設けておくことで、光による誤動作を防止することができるという効果を併せて奏する。

また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、さらにその動作モードを、ＴＮモード液晶表示装置やＭＶＡモードとすることができる。

また、本発明は、換言すれば、以下のような点を特徴としているとも表現できる。つまり、本発明の液晶表示装置は、ある画素に対応する画素電極と隣接する画素に対応する画素電極との両方に同時に覆われるように信号線を配置するのではなく、信号線が画素電極間をまたぐ場合を除き、どちらかの画素電極に完全に覆われるように配置した点を特徴としている。

この場合、さらに、画素内に信号線が２本配置された画素と画素内に信号線が配置されていない画素が交互に並んでいることを特徴とすることもできる。

また、さらに、走査線方向に連続する２つの画素を見た時、配線のために画素間をまたぐ場合を除き、どちらかの画素電極に完全に覆われるように信号線を配置しているが、どちらか片方の画素だけに信号線を通すのではなく、一部分でも隣接する画素にも信号線を配置していることを特徴とすることもできる。

また、さらに、信号線毎に極性が反転すること、或いは、さらに、走査線方向の画素ピッチが画素毎に異なることを特徴とすることもできる。

また、さらに、液晶層として基板表面に対して略水平に、そして上下の基板間で略９０度ねじれるように配向処理が施された液晶層を備え、この液晶層は正の誘電率異方性を有する液晶材料を含んでいる（ＴＮ方式）ことを特徴とすることもでき、また、液晶層として垂直配向型液晶層を備え、この液晶層は負の誘電率異方性を有するネマティック液晶材料を含んでいる（ＭＶＡ方式）ことを特徴とすることもできる。

また、さらに、ＴＦＴ基板側の画素電極間のギャップとＴＦＴ部に遮光パターン（ＢＭ）を設けたことを特徴とすることもできる。

本発明の第１の能動素子基板は、以上のように、走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素電極に対応する各信号線は、対をなすいずれか一方の画素電極上に集約して、かつ、該画素電極の信号線に平行なエッジよりも内側に配されているので、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、能動素子がＯＦＦしている期間の画素電極と接続される端子における電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る能動素子基板を提供することができるという効果を奏する。

つまり、これによれば、走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素電極の各信号線は、いずれか一方の画素電極上にのみ配されるので、各画素電極は、信号線が隣接する画素電極分も含めて２本配置されているか、信号線が全く配置されていないかの何れかとなる。

このような能動素子基板を、前述したドット反転駆動される液晶表示装置に用いた場合、２本の信号線が配されている画素電極の画素では、重畳部分で発生する上記した容量Ｃｓｄ１・Ｃｓｄ２を介して起こる、薄膜トランジスタ（能動素子の一例）をＯＦＦしている期間におけるドレイン（画素電極と接続される端子の一例）電位の変動が互いに逆向きとなり、前述のはしご構造と同様に、容量Ｃｓｄ（Ｃｓｄ１・Ｃｓｄ２）に起因するドレイン電位の変動を小さくすることができ、表示品位の向上が図れる。

また、画素電極上に配される２本の信号線は、画素電極の信号線に平行なエッジよりも内側に配されているので、信号線に対する画素電極のアライメントがずれても、信号線と画素電極との重畳部分の面積は変化せず、２本の信号線が配されている部分に形成される容量の値の変化を小さくすることができる。したがって、前述のはしご構造と同様に、プロセスマージンを広くとることができる。

一方、画素電極上に信号線が配置されていない画素では、隣接する画素内に信号線が配置されていれば、該信号線と当該画素電極との間の斜め電界による容量が形成される。しかしながら、当該画素の画素電極と斜め電界で容量を形成する２本の信号線には、互いに逆極性の信号が供給されているので、それぞれの容量を介してドレイン電位に与える影響は互いにキャンセルされる。

また、信号線に対する画素電極のアライメントずれによる斜め電界で形成される容量への影響は、画素電極と信号線が離れている（重なっていない）ので小さく、問題とならない。

そして、このような構成は、従来のはしご構造に比べて、画素あたりの信号線を分岐しない分、構造を簡素化できると共に、信号線の開口部に対する占有面積を低減して、パネル全体としての開口率を向上させることができる。これは特に、画素ピッチの小さい高精細な液晶表示装置に好適である。

また、本発明の第２の能動素子基板は、以上のように、上記各信号線は、対応する画素電極上に配された部分と、該画素電極に走査線と平行な方向に隣接する画素電極上に配された迂回部分とからなり、各画素電極上で、対応する信号線の部分と隣接する画素電極の信号線の迂回部分とが対を成し、かつ、画素電極間を横切る部分以外は、重畳される各画素電極のエッジよりも内側に位置しているので、第１の液晶表示装置と同様に、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、能動素子がＯＦＦしている期間の画素電極と接続される端子における電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る能動素子基板を提供することができるという効果を奏する。

つまり、これによれば、各信号線は迂回されることで、各画素電極上で対応する信号線の部分と隣接する画素電極の信号線の迂回部分とが対を成すように配される。つまり、この場合は、上述した第１の能動素子基板と同様の信号線が隣接する画素電極分も含めて２本配置されている部分と、信号線が全く配置されていない部分とが、画素電極内に形成されることとなる。また、この場合も、画素電極間を横切る部分以外は、画素電極のエッジよりも内側を通るように配されているので、信号線に対する画素電極のアライメントがずれても、信号線と画素電極との重畳面積は変化せず、各信号線が部分的に対を成して配置されている部分に形成される容量の値の変化を小さくすることができる。

したがって、前述の第１の能動素子基板と同様に、例えばこのような能動素子基板を前述したドット反転駆動される液晶表示装置に用いることで、各画素における、重畳部分で発生する上記した容量Ｃｓｄ１・Ｃｓｄ２を介して起こる、薄膜トランジスタ（能動素子の一例）をＯＦＦしている期間におけるドレイン（画素電極と接続される端子の一例）電位の変動を、広いプロセスマージンを確保しながら、前述のはしご構造と同様に軽減させることができ、表示品位の向上が図れる。そして、この場合も、従来のはしご構造に比べて、画素あたりの信号線を分岐しない分、構造を簡素化できると共に信号線の開口部に対する占有面積を低減して、パネル全体としての開口率の向上を図ることができる。また、特にこのような構成とすることで、各画素に、面積的に均等に信号線を配置させることができるといった利点もある。

本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記した本発明の能動素子基板と、共通電極が形成された対向基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを有し、上記液晶層に印加される電圧の極性が信号線毎に反転されるので、既に説明したように、プロセスマージンを広くとりながら、信号線に画素電極を重畳して配置したことによる容量に起因する、薄膜トランジスタ（能動素子の一例）がＯＦＦしている期間のドレイン（画素電極と接続される端子の一例）電位の変動を小さく抑えることができ、かつ、信号線の構造を簡素化すると共に開口率を向上させ得る液晶表示装置を得ることができるといった効果を奏する。

また、本発明の液晶表示装置は、以上のように、信号線が配されていない画素電極における画素の開口部面積が、信号線が集約して配されている画素電極における画素の開口部面積の２分の１である能動素子基板と、共通電極が形成された対向基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを有し、上記液晶層に印加される電圧の極性が信号線毎に反転され、かつ、走査線と平行な方向に並ぶ、信号線が配された２つの画素電極と信号線が配されていない２つの画素電極とで１つのカラーユニットを構成するように赤・緑・青のカラーフィルタが設けられ、このうちの信号線が配されていない２つの画素電極に対して緑のカラーフィルタが対応しているので、人間の視感度の高い緑の画素の配置数を、赤及び青の画素の配置数の２倍とすることができ、画素の配置数が同数である場合の液晶表示装置と比較して、高い解像度を得ることができる。さらに、上記緑のフィルタが、信号線が配されていない画素電極に対向するように配されているので、緑の画素の配置数を赤及び青の画素の配置数の２倍とした場合であっても、赤、青、緑の画素の総開口部面積を合わせることができる。したがって、ホワイトバランスを良好にすることができる。

本発明に係る実施の形態について、図１〜図１２に基づいて説明すれば以下のとおりである。

なお、ここでは、能動素子基板を用いて液晶表示装置を構成した場合を例示するが、ここで示す能動素子基板の用途は、液晶表示装置に限られるものではなく、例えばエレクトロルミネッセンス表示装置のような他の表示装置にも適用可能である。また、能動素子基板は、表示装置に限らず受光装置、つまり、光の照射によって生じた電荷を画素電極で溜める、たとえばＸ線を受光する装置（レントゲン）等にも適用可能である。さらに、能動素子としては、ＴＦＴを例示するが、前述したように、画素電極と信号線とで形成される寄生容量による影響は、電界効果トランジスタやダイオード等の他の能動素子においても同様であるので、電界効果トランジスタやダイオード等を適用することもできる。

後述する各実施の形態の能動素子基板であるＴＦＴ基板１は、例えば図２に示すように、対向基板２との間に液晶層３を挟持して液晶セルを構成し、該セルを挟み込むように一対の偏光板９・１０が配置されることで液晶表示装置２０を構成する。

対向基板２は、ガラス等の光透過の基板６上にカラーフィルタ７及び共通電極８がこの順に成膜されてなる。ＴＦＴ基板１は、詳細については後述するが、ガラス等からなる光透過性の基板４上に、複数の信号線（不図示）とこれらに交差する複数の走査線（不図示）とが形成されると共に、信号線と走査線の各交差部に能動素子としての薄膜トランジスタ（不図示）と画素電極５とがそれぞれ配された構成である。

液晶層３としては、例えば正の誘電率異方性を有するネマティック液晶材料からなり、液晶分子の長軸が各基板４・６の基板面にほぼ平行で、しかも上下の基板６・４間で連続的に９０度捩れた配列（ツイスト配列）している構成とすることができる。このような液晶層３とすることで、ＴＮ（捩れネマティック）モードのＴＮモードセルを構成できる。

このようなＴＮモードの液晶表示装置２０では、電圧印可がない状態では、入射した直線偏光は、セルの旋光性によって９０度偏光方向を変えてセルから出射し（図２における左端と中央の画素）、一方電圧印可された状態（図２における右端の画素）では、偏光方向を変えることなく出射する。したがって、セルを挟持する一対の偏光板９・１０の各偏光軸のうち、光入射側の偏光軸を液晶分子の長軸の向きと一致させ、出射側の偏光軸を直交させておけば、電圧印可がない状態で明表示となり、電圧印可状態で暗表示となる。反対に、両偏光板９・１０の偏光軸を液晶分子の長軸の向きと一致させておけば、前記とは逆の明暗状態となる。

また、例えば液晶層３を液晶分子の長軸が各基板４・６の基板面にほぼ垂直で、負の誘電率異方性を有するネマティック液晶材料からなる構成とし、図３に示すように、対向基板２の共通電極８上と、ＴＦＴ基板１の画素電極５上に、特殊な突起パターン１１を設け、そのパターン１１が対向基板２とＴＦＴ基板１との間で互い違いとなるように組み込まれた構成の液晶表示装置２１としてもよい。このような構成とすることで、広視角特性のＭＶＡモードの液晶表示装置を得ることができる。

このような液晶表示装置２０・２１では、画質の劣化を防ぐべく、液晶層に印可される電圧の極性を信号線毎に変えるドット反転駆動が行われる。

以下、このような液晶表示装置２０・２１において採用されるＴＦＴ基板１の基板構造について説明する。

まず、図１（ａ）（ｂ）を用いて、第１の実施の形態であるＴＦＴ基板１の基板構造の概念を説明する。図１（ａ）は、ＴＦＴ基板１における、図において横方向となる走査線に平行な方向に並ぶ任意の４画素Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの、画素電極５Ａ・５Ｂ・５Ｃ・５Ｄと、これら画素Ａ〜Ｄを充電する信号線１２Ａ・１２Ｂ・１２Ｃ・１２Ｄの配置を示している。また、図１（ｂ）は比較のために示す、従来のはしご構造を採用したＴＦＴ基板における、任意の４画素Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄの、画素電極５０Ａ・５０Ｂ・５０Ｃ・５０Ｄと、これら画素Ａ〜Ｄを充電する信号線５１Ａ・５１Ｂ・５１Ｃ・５１Ｄの配置を示しているものである。

図１（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板１では、走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素Ａ・Ｂを充電する信号線１２Ａ・１２Ｂは、対をなす画素Ａ・Ｂのうちの一方側、ここでは画素Ａの画素電極５Ａ上に集約して配設され、同様に隣接して対をなす２つの画素Ｃ・Ｄを充電する信号線１２Ｃ・１２Ｄは、対をなす画素Ｃ・Ｄのうちの一方側、ここでは画素Ｃの画素電極５Ｃ上に集約して配設されている。したがって、画素Ａ〜Ｄの並びで見れば、信号線１２が配された画素電極５と信号線１２が配されていない画素電極５とが、走査線（不図示）に平行な方向に交互に並んでいる状態である。

そして、前述したはしご構造と同様に、信号線１２Ａ・１２Ｂは、画素電極５Ａの信号線１２に平行な両エッジよりも内側に前述したアライメントずれをカバーできるような距離を隔てて、完全に画素電極５Ａの領域内に収まるように配され、信号線１２Ｃ・１２Ｄは、画素電極５Ｃの信号線１２に平行な両エッジよりも内側に同様の距離を隔てて、完全に画素電極５Ｃの領域内に収まるように配されている。

次に、図４を用いて、ＴＦＴ基板１の平面図を示す。図において横方向に伸びる複数のラインがそれぞれ走査線１４であり、これに交差する複数のラインがそれぞれ信号線１２である。そして、各走査線１４と各信号線１２とに周端部を重畳して配置された仮想線にて示す矩形の部材が画素電極５である。走査線１４、信号線１２、及び画素電極５は、図２或いは図３で示したガラス等からなる基板４上に、走査線１４、信号線１２、画素電極５の順で形成されており、走査線１４を有する電極層と信号線１２を有する電極層との間には、図示しないゲート絶縁膜が介在され、信号線１２を有する電極層と画素電極５を有する電極層との間には、図示しない層間絶縁膜が介在されている。また、図において、１３にて示す部材は、信号線１２に印可される信号を画素電極５に供給するＴＦＴ（能動素子）である。

ここで、信号線１２は、図１（ａ）を用いて説明したように、走査線１４と平行な方向に対をなす画素電極５・５間で、一方の画素電極５上に集約して配されている。

図中、１５及び１６にて示すものは蓄積容量を構成するＣｓ配線とＣｓ電極であり、このうち、Ｃｓ配線１５は走査線１４・１４間に１本配され、走査線１４と同じ電極層に形成されている。Ｃｓ電極１６は、画素毎に配され、信号線１２と同じ電極層に形成されている。Ｃｓ配線１５とＣｓ電極１６の重畳部分に、その間に介在するゲート絶縁膜との間で、蓄積容量が形成されている。また、画素毎に設けられている一点鎖線にて示す部材１７は、Ｃｓ電極１６と画素電極５とを接続するコンタクトホールである。

また、図４に示すように、ＴＦＴ基板１では、信号線１２が配されていない画素（Ｂ・Ｄ）における画素電極５の走査線１４と平行な方向の電極サイズよりも、信号線１２が集約して配されている画素（Ａ・Ｃ）の画素電極５の該電極サイズが大きく形成されている。これは、画素Ａの開口部面積と画素Ｂの開口部面積を合わせるためであり、このように開口部面積を添えておくことで、ホワイトバランスを良好にできる。

次に、図５（ａ）（ｂ）及びその断面図である図６（ａ）（ｂ）、並びに図７（ａ）（ｂ）及びその断面図である図８（ａ）（ｂ）を用いて、このような配置とした場合に各画素で形成される容量Ｃｓｄについて説明する。

まず、図５（ａ）（ｂ）及びその断面図である図６（ａ）（ｂ）を用いて、信号線１２が２本配置されている画素Ａに形成される容量Ｃｓｄについて説明する（なお、画素Ｃも同様である）。

画素Ａには信号線１２Ａと信号線１２Ｂとが配置されているので、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、画素電極５Ａと信号線１２Ａ・１２Ｂとが図示しない層間絶縁膜を介して重畳する部分に、容量ＣｓｄＡ、容量ＣｓｄＢがそれぞれ形成される。前述したように、ＴＦＴ１３ＡがＯＦＦしている期間にも信号線１２Ａには常に信号が流れているので、容量ＣｓｄＡ・ＣｓｄＢを介してＴＦＴ１３Ａのドレイン電位は、信号線１２Ａの電位変化に伴い変化する。信号線１２Ａと信号線１２Ｂの電位変化にともなうドレイン電位の変化分ΔＶｄｒは、前述したと同様に、
ΔＶｄｒ＝ＣｓｄＡ／Ｃｐｉｘ×ΔＶｓＡ＋ＣｓｄＢ／Ｃｐｉｘ×ΔＶｓＢ
となる。

ここで、ＣｓｄＡは、ＴＦＴ１３Ａのドレインを充電する信号線１２Ａと画素電極５Ａと層間絶縁膜とによって形成される容量、ＣｓｄＢは隣接する信号線１２Ｂと画素電極５Ａと層間絶縁膜とによって形成される容量である。また、Ｃｐｉｘはドレインに関係する容量の和、ΔＶｓＡはドレインを充電する信号線１２Ａの変化後の電位から変化前の電位を引いた電圧変化の値、ΔＶｓＢは隣接する信号線１２Ｂの変化後の電位から変化前の電位を引いた電圧変化の値を表している。

前述したように、液晶表示装置２０・２１は、ドット反転駆動されるので、信号線１２Ａに流れている信号の極性をプラスとすれば、信号線１２Ｂに流れている信号の極性はマイナスとなるので，ドレイン電位に与える影響は互いに逆となり互いに影響を打ち消し合うことになる。

また、画素Ａにおいて、信号線１２Ａ・１２Ｂは、画素電極５Ａの信号線１２に平行な両エッジよりも内側に距離を隔てて、完全に画素電極５Ａの領域内に収まるように配されているので、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、画素電極５が信号線１２に対してアライメントずれを起こしても、重なっている部分の面積は変化しない。したがって信号線に対する画素電極のアライメントずれが生じても容量ＣｓｄＡ・ＣｓｄＢの値は大きな影響を受けることがない。

次に、図７（ａ）（ｂ）及びその断面図である図８（ａ）（ｂ）を用いて、信号線１２が配置されていない画素Ｂに形成される容量Ｃｓｄについて説明する（なお、画素Ｄも同様である）。

画素Ｂ内には信号線１２が配置されていない。そのため、信号線１２と画素電極５Ｂは重なっていないが、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、斜め方向の電界の影響により、信号線１２Ｂと画素電極５Ｂの間に容量ＣｓｄＢ’が形成される。また、画素Ａとは反対側の隣接画素Ｃ内に配置され、画素Ｃに信号を供給する信号線１２Ｃと画素電極５Ｂの間にも、斜め方向の電界の影響で同様の容量ＣｓｄＣ’が形成される。これら容量ＣｓｄＢ’・ＣｓｄＣ’の値は、画素Ａに形成される容量ＣｓｄＡ・ＣｓｄＢの１／４以下と小さく、また信号線１２Ｂと信号線１２Ａは互いに逆極性の信号が流れるので、画素Ｂのドレイン電位に与える影響は互いに打ち消し合うことになる。

また、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、画素電極５が信号線１２に対してアライメントずれを起こしても、画素電極５Ｂと信号線１２Ｂ・１２Ｃとは離れているので、容量ＣｓｄＢ’・ＣｓｄＣ’の値が大きく変化することはない。

以上のように、上記ＴＦＴ基板１の構成とすることで、該ＴＦＴ基板１を、ドット反転駆動される液晶表示装置に用いた場合、信号線１２が２本配されている画素（Ａ）では、重畳部分で発生する上記した容量ＣｓｄＡ・ＣｓｄＢを介して起こる、薄膜トランジスタをＯＦＦしている期間におけるドレイン電位の変動が互いに逆向きとなり、前述のはしご構造と同様に、容量Ｃｓｄ（ＣｓｄＡ・ＣｓｄＢ）に起因するドレイン電位の変動を小さくすることができ、表示品位の向上が図れる。

また、画素電極５上に配される２本の信号線１２・１２は、画素電極５の信号線に平行なエッジよりも内側に配されているので、信号線１２に対する画素電極５のアライメントがずれても、信号線１２と画素電極５との重畳部分の面積は変化せず、２本の信号線１２・１２が配されている部分に形成される容量の値の変化を小さくすることができる。したがって、前述のはしご構造と同様に、プロセスマージンを広くとることができる。

一方、信号線が配置されていない画素（Ｂ）では、隣接する画素（Ａ・Ｃ）内に配置されている信号線１２と当該画素電極５との間の斜め電界による容量（ＣｓｄＢ’・ＣｓｄＢ’）が形成される。しかしながら、当該画素の画素電極５と斜め電界で容量を形成する２本の信号線１２には、互いに逆極性の信号が供給されているので、それぞれの容量を介してドレイン電位に与える影響は互いにキャンセルされる。

また、信号線１２に対する画素電極５のアライメントずれによる斜め電界で形成される上記容量への影響は、画素電極５と信号線１２が離れている（重なっていない）ので小さく、問題とはならない。

そして、このような構成は、従来のはしご構造に比べて、画素あたりの信号線１２を分岐しない分、構造を簡素化できると共に、信号線１２の開口部に対する占有面積を低減して、パネル全体としての開口率を向上させることができる。

また、特に上記構成では、図１（ａ）に示すように、信号線１２が集約して配された画素と信号線が配されていない画素とを交互に並べた構成としたので、配置が交互でない構成よりも、上記した隣接する画素内の信号線１２との間で斜め電界により形成する容量を、効果的に相殺することができる。つまり、信号線１２が配されていない画素においては、該画素の画素電極５と隣接画素の画素電極５上に配置されている信号線１２と間に、斜め電界による容量（ＣｓｄＢ’・ＣｓｄＣ’）が生成されるが、このように信号線１２が配置されている画素と配置されていない画素を交互に並べることで、信号線１２が配されていない画素電極の両サイドに生成される斜め電界による上記容量の値を等しくでき、より一層の表示品位の向上が図れる。

また、上記構成では、ＴＦＴ１３からコンタクトホール１７までの引き出し線の方向を同じにできる。つまり、ＴＦＴ１３の方向を揃えることが出来るので、アライメントがずれたときの素子部における表示品位への影響を最小限に抑えることができる。

図９に、本発明の第２の実施の形態であるＴＦＴ基板１の平面図を示す。なお、説明の便宜上、第１の実施の形態の説明で用いた部材と同じ機能を有する部材には、同じ番号を付してその説明を省略する。

本実施の形態のＴＦＴ基板１では、２本の信号線１２を配する画素において、各信号線１２をその中央部に配している。つまり、画素Ａでは、信号線１２Ａと信号線１２Ｂとが、画素電極５Ａの中央側に配されている。また、これに伴い、図４のＴＦＴ基板１では、蓄積容量を形成するＣｓ電極１６は、信号線１２Ａと信号線１２Ｂの間に配置されていたが、ここでは、Ｃｓ電極１６Ａ−１・１６Ａ−２として、配線信号線１２Ａから画素電極５Ａのエッジまでの領域と、信号線１２Ｂから画素電極５Ａのもう一方のエッジまでの領域の２ヶ所に分けて配置している。

このように、画素Ａの中ほどまで信号線１２Ａ・１２Ｂを寄せた構造とすることで、液晶表示装置２０・２１全体としての開口率は、図４のＴＦＴ基板１を用いた構成よりも下がるものの、信号線１２Ｂ・１２Ｃと画素電極５Ｂとの距離を大きくできるので、画素電極４Ｂと信号線１２Ｂ、そして画素電極４Ｂと信号線１２Ｃの各間で形成される斜め電界による容量ＣｓｄＢ’、ＣｓｄＣ’の値を小さくでき、図４の構造のおよそ１／１０程度にすることができる。

また、該ＴＦＴ基板１でも、各画素の開口部面積を合わせるために、信号線１２が配されていない画素（Ａ・Ｃ）における画素電極５の走査線１４と平行な方向の電極サイズが、信号線１２が集約して配されている画素（Ｂ・Ｄ）の画素電極５の該電極サイズよりも大きく形成されている。

図１０に、本発明の第３の実施の形態であるＴＦＴ基板１の平面図を示す。なお、説明の便宜上、第１、第２の実施の形態の説明で用いた部材と同じ機能を有する部材には、同じ番号を付してその説明を省略する。

本実施の形態のＴＦＴ基板１では、画素Ｂを充電する信号線１２Ｂは、対応する画素電極５Ｂ上に配された部分と、該画素電極５Ｂに走査線１４と平行な方向に隣接する画素電極５Ａ上に配された迂回部分とからなる。同様に、画素Ｃを充電する信号線１２Ｃも、対応する画素電極５Ｃ上に配された部分と該画素電極５Ｃに走査線１４と平行な方向に隣接する画素電極５Ｂ上に配された迂回部分とからなる。画素Ａ・Ｄの各信号線１２Ａ・１２Ｄにおいても同様である。そして、画素電極５上では、対応する信号線１２の一部と隣接する画素電極５の信号線１２の迂回部分とが対をなして配置されている。画素Ｂに着目すると、画素電極５Ｂ上では、信号線１２Ｂの一部と隣接する画素Ｃの信号線１２Ｃの迂回部分とが対を成している。同様に、画素Ｃに着目すると、画素電極５Ｃ上では、信号線１２Ｃの一部と隣接する画素Ｄの信号線１２Ｄの迂回部分とが対を成している。そしてまた、信号線１２は、画素電極５間を横切る部分以外は、重畳される画素電極５のエッジよりも内側に位置するように配されている。

このような構成とすることで、上述した信号線１２が隣接する画素分も含めて２本配置されている部分と、信号線１２が全く配置されていない部分とが、１つの画素電極５内に形成されることとなる。また、この場合も、画素電極５間を横切る部分以外は、画素電極５のエッジよりも内側を通るように配されているので、信号線１２に対する画素電極５のアライメントがずれても、信号線１２と画素電極５との重畳面積は変化しない。なお、画素電極５間を横切る部分では、アライメントずれにて容量Ｃｓｄの変化があるが、信号線１２の大部分は、画素電極５で覆われているので、該変化は小さく問題とならない。

したがって、前述の図４、図９で示した第１、第２の実施の形態のＴＦＴ基板１と同様に、該ＴＦＴ基板１を、ドット反転駆動される液晶表示装置に用いた場合、各画素における、重畳部分で発生する上記した容量ＣｓｄＡ・ＣｓｄＢを介して起こる、薄膜トランジスタをＯＦＦしている期間におけるドレイン電位の変動を、広いプロセスマージンを確保しながら、前述のはしご構造と同様に軽減させることができ、表示品位の向上が図れる。

そして、この場合も、従来のはしご構造に比べて、画素あたりの信号線を分岐しない分、構造を簡素化できると共に信号線の開口部に対する占有面積を低減して、パネル全体としての開口率の向上を図ることができる。

また、このような構造は、各画素に、面積的に均等に信号線１２を配置させることができるといった利点がある。この場合も、画素間で信号線１２の配置面積に差がある場合は、迂回された信号線１２の部分的に占める面積が小さい画素電極５よりも、迂回された信号線１２の部分的に占める面積が大きい画素電極５の走査線と平行な方向の電極サイズを大きくすることで、開口部面積を揃えることができ、ホワイトバランスをとることができる。

なお、上記した図４、図９、図１０では記載していないが、各ＴＦＴ基板１においては、画素電極５・５間のギャップとＴＦＴ１３部分を覆う遮光パターン部が形成されており、これによって、薄膜トランジスタの光による誤動作を防ぐと共に、ギャップ部分を通過する光をなくすることができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、第１から第３の実施の形態の説明で用いた部材と同じ機能を有する部材には、図面において同じ番号を付してその説明を省略する。

上記した第１の実施の形態では、図４に示したＴＦＴ基板１のように、画素Ａの開口部面積と画素Ｂの開口部面積を合わせるために、信号線１２が配されていない画素（Ｂ・Ｄ）における画素電極５の走査線１４と平行な方向の電極サイズよりも、信号線１２が集約して配されている画素（Ａ・Ｃ）の画素電極５の該電極サイズが大きく形成された構成となっている。

本実施の形態では、上記の構成を、信号線１２が配されていない画素（Ｂ・Ｄ）の開口部面積が、信号線１２が集約して配されている画素（Ａ・Ｃ）の開口部面積の２分の１となるように代えている。すなわち、本実施の形態におけるＴＦＴ基板１は、信号線１２が配されていない画素に対応する画素電極の走査線１４と平行な方向の電極サイズを、信号線１２が集約して配されている画素に対応する画素電極の該電極サイズよりも小さく形成し、信号線１２が配されていない画素の開口部面積が、信号線１２が集約して配されている画素の開口部面積の２分の１となるようにしている。

このような構成とすることによって、本実施の形態のＴＦＴ基板１は、図１１に示したようなカラーフィルタ７を備えた液晶表示装置２０・２１に好適に用いることができる。以下に、図１１および図１２に基づいて詳細に説明する。

図１１は、上記カラーフィルタ７の色配列を概略的に示した図である。

上記カラーフィルタ７は、赤（Ｒ）と、青（Ｂ）と、緑（Ｇ）の３原色のフィルタを複数有している。上記カラーフィルタ７は、図１１において破線で囲んだようにＢ（第１）・Ｇ（第２）・Ｒ（第３）・Ｇ（第４）のフィルタが１つのカラーユニットを構成し、このブロックが複数並んだ構成となっている。

さらに上記カラーフィルタ７は、例えば図４に示した信号線１２に平行な方向に、Ｇフィルタが連続している列と、Ｂ及びＲフィルタが交互に並んだ列とがある。

なお、本実施の形態は、上記のように、上記ブロックの第２および第４のフィルタがＧフィルタとなった構成のカラーフィルタについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１および第３のフィルタが対応する画素電極が、第２および第４のフィルタが対応する画素電極の電極サイズの半分のサイズであれば、第１および第３のフィルタがＧフィルタである構成であってもよい。

Ｇフィルタの面積は、Ｒ及びＢフィルタの各面積の２分の１となっている。すなわち、カラーフィルタ７における各色のフィルタの総面積は一定となっている。

次に、このような色配列を有するカラーフィルタ７を備えた液晶表示装置２０・２１に、上述したＴＦＴ基板を適用した場合について説明する。

図１２は、上記カラーフィルタ７および上記ＴＦＴ基板を備えた液晶表示装置の概略平面図である。なお、説明の便宜上、図１２には、上記カラーフィルタ７および、上記ＴＦＴ基板の画素電極５および信号線１２についてのみ図示している。

図１２に示すように、カラーフィルタ７を構成しているＢ・Ｇ・Ｒフィルタは、ＴＦＴ基板１に設けられた各画素電極５に対応しており、それぞれＢ画素、Ｇ画素、Ｒ画素を形成している。

具体的には、図１２に示すように、Ｇフィルタが対向する画素電極５Ｂ・５Ｄ・５Ｆ・５Ｈには、信号線１２が配されていない。また、信号線１２Ａ・１２Ｂは、Ｂフィルタが対向する画素電極５Ａ上に集約して配されており、信号線１２Ｃ・１２Ｄは、Ｒフィルタが対向する画素電極５Ｃ上に集約して配されている。また、信号線１２Ｅ・１２Ｆは、Ｂフィルタに対向する画素電極５Ｅ上に集約して配されており、信号線１２Ｇ・１２Ｈは、Ｒフィルタに対向する画素電極５Ｇ上に集約して配されている。

上述したように、本実施の形態におけるＴＦＴ基板は、信号線１２が配されていない画素の開口部面積が、信号線１２が集約して配されている画素の開口部面積の２分の１となるように、信号線１２が配されていない画素に対応する画素電極の走査線１４と平行な方向の電極サイズを、信号線１２が集約して配されている画素に対応する画素電極の該電極サイズよりも小さく形成している。したがって、図１２では、信号線１２が配されていないＧ画素に対応する画素電極５Ｂ・５Ｄ・５Ｆ・５Ｈの走査線１４と平行な方向の電極サイズが、信号線１２が集約して配されているＲ画素・Ｂ画素に対応する画素電極５（５Ａ・５Ｃ・５Ｅ・５Ｇ）の該電極サイズよりも小さく形成されている。

これにより、各Ｇ画素における開口部面積が、ＲもしくはＢ画素の開口部面積の２分の１となる。

したがって、本実施の形態の液晶表示装置は、上述した色配列を有するカラーフィルタ７を備えていることにより、人間の視感度の高い緑（Ｇ）の画素の配置数を、赤及び青の画素の配置数の２倍とすることができるため、画素の配置数が同数である場合の液晶表示装置と比較して、高い解像度を得ることができる（例えば、特許文献４参照）。

さらに、Ｇ画素の配置数を、Ｒ及びＢ画素の配置数の２倍とした場合であっても、本実施の形態の液晶表示装置は、Ｇ画素の開口部面積が、Ｒ及びＢ画素の開口部面積の２分の１となっていることから、Ｂ・Ｇ・Ｒ画素の総開口部面積を合わせることができ、ホワイトバランスを良好にすることができる。

さらに、上述した構成のＴＦＴ基板を用いることにより、Ｒ画素・Ｂ画素の２分の１の開口部面積を有するＧ画素に信号線１２が配されてないので、微細なＧ画素の構造を簡素化でき、配線の微細・高密度化による歩留まりの低下を防ぐことができる。

以上のように、本発明は、Ｒ・Ｇ・Ｂを１ブロックとする奇数周期のカラーフィルタに限らず、ＲＧＢＧのような１つのカラーユニットに同色のフィルタを有した複数周期のカラーフィルタにも好適に用いることができる。

なお、本実施の形態の液晶表示装置は、実施の形態１に記載したＴＦＴ基板１の信号線１２と同じ配置を備えたＴＦＴ基板を用いて説明した。しかしながら、実施の形態２に記載したＴＦＴ基板１（図９）における信号線１２の配置を備えたＴＦＴ基板であっても、信号線１２が配されていない画素の開口部面積と、信号線１２が集約して配されている画素の開口部面積との比率が１：２となるように、信号線１２が配されていない画素に対応する画素電極の走査線１４と平行な方向の電極サイズを、信号線１２が集約して配されている画素に対応する画素電極の該電極サイズよりも小さく形成すれば、上記と同様に、上記カラーフィルタ７を適用することができる。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

（ａ）は、本発明に係る第１の実施の形態のＴＦＴ基板における、画素電極と信号線の配置を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、従来のはしご構造のＴＦＴ基板における画素電極と信号線の配置を模式的に示す説明図である。 本発明に係る各実施の形態のＴＦＴ基板を用いて構成されるＴＮモードの液晶表示装置の構成を模式的に示す説明図である。 本発明に係る各実施の形態のＴＦＴ基板を用いて構成されるＭＶＡモードの液晶表示装置の構成を模式的に示す説明図である。 第１の実施の形態のＴＦＴ基板の構造を模式的に示す平面図である。 （ａ）（ｂ）共に、図４のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、信号線が集約して配される画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図である。 （ａ）（ｂ）共に、図４のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、信号線が集約して配される画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図であり、（ａ）は、図５（ａ）に対応する断面図に相当し、（ｂ）は図５（ｂ）に対応する断面図に相当する。 （ａ）（ｂ）共に、図４のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、信号線が配されない画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図である。 （ａ）（ｂ）共に、図４のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、信号線が配されない画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図であり、（ａ）は、図７（ａ）に対応する断面図に相当し、（ｂ）は図７（ｂ）に対応する断面図に相当する。 本発明に係る第２の実施の形態のＴＦＴ基板の構造を模式的に示す平面図である。 本発明に係る第３の実施の形態のＴＦＴ基板の構造を模式的に示す平面図である。 本発明に係る第４の実施の形態のＴＦＴ基板を適用する液晶表示装置に備えらえたカラーフィルタの色配列を示した図である。 本発明に係る第４の実施の形態のＴＦＴ基板と、図１１に示したカラーフィルタとを備えた液晶表示装置の概略平面図である。 （ａ）（ｂ）共に、従来のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図である。 （ａ）（ｂ）共に、従来のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図であり、（ａ）は、図１３（ａ）に対応する断面図に相当し、（ｂ）は図１３（ｂ）に対応する断面図に相当する。 信号線に流れる信号によるドレイン電位の変化を模式的に示した説明図である。 （ａ）（ｂ）共に、別の従来のＴＦＴ基板（はしご構造）を用いて構成される液晶表示装置の、画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図である。 （ａ）（ｂ）共に、従来のはしご構造のＴＦＴ基板を用いて構成される液晶表示装置の、画素に形成される容量Ｃｓｄについて示す説明図であり、（ａ）は、図１６（ａ）に対応する断面図に相当し、（ｂ）は図１６（ｂ）に対応する断面図に相当する。 従来のはしご構造が採用されたＴＦＴ基板の構造を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１ ＴＦＴ基板（能動素子基板）
２ 対向基板
３ 液晶層
５ 画素電極
１２ 信号線
１３ ＴＦＴ（能動素子）
１４ 走査線
１５ Ｃｓ配線
１６ Ｃｓ電極

Claims (10)

1. 複数の信号線と該信号線に交差する複数の走査線とが形成されると共に、信号線と走査線の各交差部に能動素子と画素電極とがそれぞれ配され、かつ、上記画素電極が少なくとも上記信号線に重畳して配されている能動素子基板において、
   走査線と平行な方向に隣接して対をなす２つの画素電極に対応する各信号線は、対をなすいずれか一方の画素電極上であって該画素電極のエッジよりも内側に集約して配されていることを特徴とする能動素子基板。
2. 信号線が配された画素電極と信号線が配されていない画素電極とが、走査線と平行な方向に交互に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の能動素子基板。
3. 複数の信号線と該信号線に交差する複数の走査線とが形成されると共に、信号線と走査線の各交差部に能動素子と画素電極とがそれぞれ配され、かつ、上記画素電極が少なくとも上記信号線に重畳して配されている能動素子基板において、
   上記各信号線は、対応する画素電極上に配された部分と、該画素電極に走査線と平行な方向に隣接する画素電極上に配された迂回部分とからなり、各画素電極上で、対応する信号線の部分と隣接する画素電極の信号線の迂回部分とが対を成し、かつ、画素電極間を横切る部分以外は、重畳される各画素電極のエッジよりも内側に位置していることを特徴とする能動素子基板。
4. 信号線が配されていない画素電極或いは迂回された信号線の部分的に占める面積が小さい画素電極よりも、信号線が集約して配されている画素電極或いは迂回された信号線の部分的に占める面積が大きい画素電極の走査線と平行な方向の電極サイズが大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の能動素子基板。
5. 信号線が配されていない画素電極における画素の開口部面積が、信号線が集約して配されている画素電極における画素の開口部面積の２分の１であることを特徴とする請求項２に記載の能動素子基板。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の能動素子基板と、共通電極が形成された対向基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを有し、上記液晶層に印加される電圧の極性が信号線毎に反転されることを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項５に記載の能動素子基板と、共通電極が形成された対向基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを有し、上記液晶層に印加される電圧の極性が信号線毎に反転され、かつ、走査線と平行な方向に並ぶ、信号線が配された２つの画素電極と信号線が配されていない２つの画素電極とで１つのカラーユニットを構成するように赤・緑・青のカラーフィルタが設けられ、このうちの信号線が配されていない２つの画素電極に対して緑のカラーフィルタが対応していることを特徴とする液晶表示装置。
8. 上記画素電極間のギャップと上記能動素子を遮光する遮光パターン部が、上記能動素子基板もしくは上記対向基板側に設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
9. 動作モードがＴＮモードであることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
10. 動作モードがＭＶＡモードであることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。

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