JP2005352451A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白色座標が黄色化することを効果的に抑制することができる反射型液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、赤色カラーフィルター又は緑色カラーフィルターの総面積より総面積が狭く、赤色カラーフィルターより緑色光をさらに多く遮断し、緑色カラーフィルターより赤色光をさらに多く遮断する青色カラーフィルターが形成された基板とを含む。これにより、反射型液晶表示装置は、白色座標が黄色化することを効果的に改善することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、より詳しくは、白色座標が黄色化（ｙｅｌｌｏｗｉｓｈ）されることを効果的に抑制することができる液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）に関する。

最近、テレビジョンなどが大型化する趨勢に応じて陰極線管表示装置（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ；ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌｙ；ＯＥＬＤ）などのような平板パネル型表示装置が開発されている。こうした平板パネル型表示装置中で軽量化及び薄型化が可能な液晶表示装置が特に注目を帯びている。

典型的な液晶表示装置は、共通電極とカラーフィルターなどが形成されている上部絶縁基板と薄膜トランジスタと画素電極などが形成されている下部絶縁基板の間に異方性誘電率を有する液晶物質を注入しておく構造を有する。そして、画素電極と共通電極に相異なる電位を印加することによって液晶物質で形成される電界の強度を調整して液晶物質の分子配列を変更させ、これを通じて基板に透過される光の量を調節することによって、所望の画像を表現する表示装置である。こうした液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いる薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が主に使用されている。

一般に、液晶表示装置は、赤色、緑色及び青色の３色の画素から構成される。しかしながら、最近、赤色、緑色及び青色の３色の画素に白色の画素を追加して輝度と解像度とを改善することができる４色の画素構造を有する液晶表示装置が開発されている。

ところで、４色の画素構造を有する液晶表示装置では、全体面積で赤色及び緑色の画素の総面積と対比するとき青色の画素の総面積が相対的に狭い。これにより、青色の画素領域での青色成分が減少するため、全体の白色座標は赤色と緑色側へ移動して白色座標が黄色化される問題が発生する。これを改善するために透過型液晶表示装置の場合には、バックライトのランプで青色成分を増加させることによって、白色座標が黄色化されることを抑制している。

しかしながら、反射型や半透過型の液晶表示装置の場合には、別途のバックライトを用いず自然光や室内灯のような外部の光源を用いるため光源の青色成分を増加させることができない。そして、従来の反射型液晶表示装置の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターは、輝度を極大化するためにカラーフィルターによる輝度減少を最小化するように透過率が高いカラーフォトレジスト（Photoresist；PR）を使用する。そうすることによって、赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルター（R.F，G.F，B.F）は、図１に示すように、他の色光を十分に遮断することができない。すなわち、青色カラーフィルター（B.F）の場合には、赤色光及び緑色光を十分に遮断することができなく、赤色カラーフィルター（R.F）の場合には、青色光及び緑色光を十分に遮断することができなく、緑色カラーフィルター（G.F）は、青色光及び赤色光を十分に遮断することができない。これにより、彩度が落ちって全体的に色再現性が低くなる。従って、青色の画素の全体面積が赤色の画素及び緑色の画素の全体面積より狭い４色の画素構造を有する場合に黄色化現象がさらに増すこととなる。

本発明の技術的課題は、白色座標が黄色化することを効果的に抑制することができる液晶表示装置を提供するところにある。
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題で制限されなく、言及されないさらに他の技術的課題は、下記から当業者に明確に理解されることができる。

前述した技術的課題を達成するための本発明に従う液晶表示装置は、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、赤色カラーフィルター又は緑色カラーフィルターの総面積より総面積が狭く、赤色カラーフィルターより緑色光をさらに多く遮断し、緑色カラーフィルターより赤色光をさらに多く遮断する青色カラーフィルターが形成された基板と、を含む
前述した他の技術的課題を達成するための本発明の第１の実施形態による液晶表示装置は、２つの画素行のうち１つの画素行には、赤色、青色及び緑色の画素が行方向に配列されており、他の１つの画素行には、緑色、白色及び赤色の画素が行方向に配列されており、赤色及び緑色の画素が交互に配列された画素列と、青色及び白色の画素が交互に配列された画素列とが交互に橋列されており、隣り合う２つの行で青色の画素及び白色の画素を中心に対角線方向に赤色及び緑色の画素の同一のもの同士が向き合うように配置されている単位画素グループと、画素行についてそれぞれ横方向に配置されており、画素にゲート信号を伝達するゲートラインと、ゲートラインと絶縁交差して縦方向に配置されており、データ信号を伝達し、画素列についてそれぞれ配置されているデータラインと、行及び列方向に画素に形成されており、データ信号が伝達される画素電極と、行及び列方向に画素にそれぞれ形成されており、ゲートラインに接続されているゲート電極と、データラインに接続されているソース電極及び画素電極に接続されているドレーン電極と、から構成された薄膜トランジスタを含む薄膜トランジスタ基板と、をさらに含み、赤色の画素は、赤色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、緑色の画素は、緑色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、青色の画素は、青色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されている。

前述した他の技術的課題を達成するための本発明の第２の実施形態による液晶表示装置は、 ２つの画素行のうち１つの画素行には赤色、青色及び緑色の画素が第１の方向に配列されており、他の１つの画素行には、緑色、白色及び赤色の画素が前記第１の方向に配列されており、赤色及び緑色の画素が前記第の方向に垂直な第２の方向に交互に配列された画素列と、青色及び白色の画素が前記第２の方向に交互に配列された画素列とが交互に配列されており、隣り合う２つの画素行で青色の画素及び白色の画素を中心に対角線方向に赤色及び緑色の画素の同一のもの同士が向き合うように配置されており、青色の画素及び白色の画素が２つの画素行にかけて１つのひし形に形成されている単位画素グループと、画素行についてそれぞれ横方向に配置されており、画素にゲート信号を伝達するゲートラインと、ゲートラインと絶縁交差して縦方向に配置されており、データ信号を伝達し、画素列についてそれぞれ配置されているデータラインと、第１及び第２の方向に画素に形成されており、データ信号が伝達される画素電極と、第１及び第２の方向に画素にそれぞれ形成されており、ゲートラインに接続されているゲート電極と、データラインに接続されているソース電極及び画素電極に接続されているドレーン電極と、から構成された薄膜トランジスタを含む薄膜トランジスタ基板と、をさらに含み、赤色の画素は、赤色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、緑色の画素は、緑色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、青色の画素は、青色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されている。

その他、実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

前述したように成された本発明の１実施形態による反射型液晶表示装置は、白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができる。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。しかしながら、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、相異なる多様な形態で具現されるものであり、本実施形態は、本発明の開示が完全となり、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、特許請求の範囲の記載に基づいて決められなければならない。なお、明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を示すものとする。

以下、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態による液晶表示装置を図２〜図４を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す図面である。図３は、本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置と共にその薄膜トランジスタ基板を示した配置図である。図４は、図３のIV-IV'線に沿った断面図である。

本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループ（ａ）は、図２に示すように、２つの画素行と３つの画素列とで構成されており、そのうちの１つの画素行には、赤色、青色、緑色の画素Ｒ，Ｇ，Ｂが行方向に順に配列されており、次の画素行には緑色、白色及び赤色の画素Ｇ，Ｗ，Ｒが行方向に順に配列されている。また、赤色及び緑色の画素Ｒ，Ｇが列方向に順に配置される画素列と、青色及び白色の画素Ｂ，Ｗが列方向に順に配置される画素列とが交互に配置されている。従って、隣り合う２つの行で同一列に位置された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗを中心に対角線方向に同色の画素Ｒ又はＧ同士が向き合うように配置される。そして単位画素グループ（ａ）は、行方向ＰＧＲｎ，ＰＧＲｎ＋１及び列方向ＰＧＣｍ〜ＰＧＣｍ＋２に順に反復配列される。

本発明の第１の実施形態による液晶表示装置は、図３に示されたように、横方向にゲート信号を伝達するゲートライン１２１が画素の行方向にそれぞれの画素行について１つずつ形成されており、縦方向には、データ信号を伝達し、ゲートライン１２１と交差して単位画素を定義するデータライン１７１がゲートライン１２１と絶縁されて画素列についてそれぞれ形成されている。そして、それぞれの単位画素は、自然光や室内灯のような光源が外部から入射すると、この外部光源を反射する。

ここで、ゲートライン１２１とデータライン１７１とが交差する部分には、ゲートライン１２１と接続されているゲート電極１２３とデータライン１７１と接続されているソース電極１７３及びゲート電極１２３を挟んでソース電極１７３の向かい側に形成されているドレーン電極１７５及び半導体層１５０を含む薄膜トランジスタが形成されている。そして、それぞれの画素には、薄膜トランジスタを通じてゲートライン１２１及びデータライン１７１と電気的に連結されている画素電極１９０が形成されている。そして、ゲートライン１２１と同一の層に画素電極１９０と重畳されてストレージキャパシタを形成するストレージキャパシタ用導電体パターン１７７が形成されている。そしてストレージキャパシタ用導電体パターン１７７は、ゲートライン１２１上に形成されており、コンタクトホール１８７を通じて画素電極１９０と接続される。

また、画素電極１９０とデータ配線を接続するための保護膜１８０のコンタクトホール１８７は、ストレージキャパシタ用導電体パターン１７７の上部に形成されている。そして、それぞれのデータライン１７１の端子には、外部からデータ信号が伝達されてデータライン１７１に伝達するためのデータパッド１７９がそれぞれ接続されている。こうした構造で各画素列は、データライン１７１と接続されているデータパッド１７９を通じてそれぞれデータ信号が伝達される。

液晶表示装置の薄膜トランジスタの構造についてより具体的に説明すれば、図４に示すように、下部絶縁基板１００上にゲート配線が形成されている。ゲート配線は、画素の行方向にそれぞれの画素行について１つずつ形成されているゲートライン１２１、ゲートライン１２１の端子に接続されて外部からゲート信号が印加されてゲートライン１２１に伝達するゲートパッド１２５及びゲートライン１２１に接続されている薄膜トランジスタのゲート電極１２３を含む。下部絶縁基板１００上には、シリコン窒化膜Ｓｉ３Ｎ４などで形成されるゲート絶縁膜１４０がゲート配線を覆っている。

ゲート電極１２３のゲート絶縁膜１４０の上部には、非晶質シリコンなどの半導体でなる半導体層１５０が島形に形成されている。そして半導体層１５０の上部には、シリサイド又はｎ型不純物が高濃度でドーピングされているオーミックコンタクト層１６０がそれぞれ形成されている。

オーミックコンタクト層１６０及びゲート絶縁膜１４０上には、データ配線が形成されている。ここで、データ配線は、縦方向に形成されてゲートライン１２１と交差して画素を定義するデータライン１７１、データライン１７１の分枝であり、オーミックコンタクト層１６０の上部まで延びているソース電極１７３、データライン１７１の一側端子に接続されている。しかしながら、外部からのデータ信号が印加されるデータパッド１７９、ソース電極１７３と分離されている。そしてゲート電極１２３についてソース電極１７３の反対側オーミックコンタクト層１６０の上部に形成されているドレーン電極１７５を含む。

データ配線及び半導体層１５０の上部には、保護膜１８０が形成されている。ここで、保護膜１８０には、ドレーン電極１７５及びデータパッド１７９をそれぞれ表すコンタクトホール１８５，１８９が形成されており、ゲート絶縁膜１４０と共にゲートパッド１２５を表すコンタクトホール１８２が形成されている。

保護膜１８０上には、コンタクトホール１８７を通じてドレーン電極１７５と電気的に接続されており、画素に位置する画素電極１９０が形成されている。また、保護膜１８０上には、コンタクトホール１８２，１８９を通じてそれぞれゲートパッド１２５及びデータパッド１７９と接続されている補助ゲートパッド９５及び補助データパッド９７が形成されている。

本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態の単位画素グループ（ａ）は、図５に示すように、２つの画素行と３つの画素列とで構成されており、１つの画素行には、赤色、青色、緑色の画素Ｒ，Ｂ，Ｇが行方向に順に配列されており、次の画素行には緑色、白色及び赤色の画素Ｇ，Ｗ，Ｒが行方向に順に配列されている。そして、赤色及び緑色の画素Ｒ，Ｇが交互に配置される画素列と、青色及び白色の画素Ｂ，Ｗが交互に配置される画素列とが交互に配置されている。従って、隣り合う２つの行で同一列に位置された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗを中心に対角線方向に同色の画素Ｒ又はＧ同士向き合うように配置される。

このことにより、１つの画素行において赤色、青色及び緑色の画素Ｒ，Ｂ，Ｇが順に配列される第１の画素単位と赤色、白色及び緑色の画素Ｒ，Ｗ，Ｇが順に配列される第２の画素単位が交代に配置される。そして、この画素行に隣接した画素行では、緑色、白色及び赤色の画素Ｇ，Ｗ，Ｒが順に配列される第３の画素単位と緑色、青色及び赤色の画素Ｇ，Ｂ，Ｒが順に配列される第４の画素単位が交代に配置される。従って、第１及び第３の画素単位Ｒ，Ｂ，Ｇ及びＧ，Ｗ，Ｒが１つの単位画素グループ（ａ）を構成し、第２及び第４の画素単位Ｒ，Ｗ，Ｇ及びＧ，Ｂ，Ｒが次の１つの単位画素グループ（ｂ）を構成している。

ここでは、説明の便宜のために各画素を第１〜第４の画素単位に大別しているが、こうした第１〜第４の画素単位が画像表示において１つのドットを表示するために使用されることを意味するものではない。

単位画素グループ（ａ）と単位画素グループ（ｂ）は、行方向または列方向のいずれか一方に反復配列される。図５に示すものは、１つの単位画素グループ（ａ）において、青色の画素Ｂが白色の画素Ｗ上に配置されており、これに隣接する単位画素グループ（ｂ）では、白色の画素Ｗが青色の画素Ｂ上に配置されている。このような単位画素グループ（ａ）と単位画素グループ（ｂ）とが列方向に反復して配列されており、２つの画素行で構成されるＰＧＲｎ，ＰＧＲｎ＋１が同一の画素配列となっている。

図６〜図９を参照して本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターを説明する。図６は、本発明に従う液晶表示装置の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターのスペクトラム特性を示すグラフである。図７は、第１の実施形態による液晶表示装置に適用される赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターの断面図である。図８は、第１の実施形態による液晶表示装置に適用される他の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターの断面図である。図９は、 第１の実施形態による液晶表示装置に適用されるさらに他の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターの断面図である。

赤色カラーフィルターR.Fは、赤色の画素が定義するそれぞれの画素領域に対向して上部絶縁基板２００に形成されており、緑色カラーフィルターG.Fは、緑色の画素が定義するそれぞれの画素領域に対向して形成されている。そして、青色カラーフィルターB.Fは、青色の画素Ｂが定義するそれぞれの画素領域に対向して上部絶縁基板２００に形成されている。しかしながら、白色の画素Ｗが定義するそれぞれの画素領域に対向しては何等カラーフィルターも形成されていない。ここで、青色の画素Ｂの総面積は、赤色の画素Ｒ又は緑色の画素Ｇの総面積より狭いため、青色カラーフィルターB.Fは、赤色カラーフィルターR.F又は緑色のカラーフィルターG.Fが形成されている総面積より狭い面積に形成されている。

図６に示されたように、赤色カラーフィルターR.Fは、緑色光及び青色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.Fは、赤色光及び青色光を遮断する。しかしながら、青色カラーフィルターB.Fは、赤色カラーフィルターR.Fが緑色光を遮断することよりさらに多く緑色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.Fが赤色光を遮断することよりさらに多く赤色光を遮断する。そうすることによって、青色の画素Ｂの領域での赤色及び緑色の成分が減少するため、全体の白色座標は、青色側へ移動して白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができる。

第１の実施形態による液晶表示装置に適用される赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターR.F1，G.F1，B.F1は、図７に示されたように、赤色、緑色及び青色の画素Ｒ，Ｇ，Ｂが定義するそれぞれの画素領域に対向して上部絶縁基板２００に形成されている。ここでは、青色カラーフィルターB.F1の色再現性は、赤色カラーフィルターR.F1及び緑色カラーフィルターG.F1の色再現性よりさらに高い。そして、赤色カラーフィルターR.F1、緑色カラーフィルターG.F1及び青色カラーフィルターB.F1の厚さは、同一に維持しながら着色層に添加される着色材（ｃｏｌｏｒ ｐｉｇｍｅｎｔ）の組成比を調整して青色カラーフィルターB.F1の色再現性を赤色カラーフィルターR.F1及び緑色カラーフィルターG.F1の色再現性よりさらに高く調節することができる。そうすることによって、青色カラーフィルターB.F1は、赤色カラーフィルターR.F1が緑色光を遮断することよりさらに多く緑色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.F1が赤色光を遮断することよりさらに多く赤色光を遮断することができる。

青色カラーフィルターB.F1の色再現性は、赤色カラーフィルターR.F1及び緑色カラーフィルターG.F1の色再現性の２倍以上であることが望ましい。青色カラーフィルターB.F1の色再現性が赤色カラーフィルターR.F1及び緑色カラーフィルターG.F1の色再現性の２倍未満である場合には、青色カラーフィルターB.F1が緑色光と赤色光とを十分に遮断することができなくて全体の白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができない。

例えば、青色カラーフィルターB.F1の色再現性は、４０％程度に調節し、赤色カラーフィルターR.F1及び緑色カラーフィルターG.F1の色再現性は、それぞれ２０％程度に調節して青色カラーフィルターB.F1の色再現性が赤色カラーフィルター及び緑色カラーフィルターR.F1，G.F1の色再現性の２倍になるように形成することができる。

第１の実施形態による液晶表示装置に適用される他の赤色カラーフィルターR.F2、緑色カラーフィルターG.F2及び青色カラーフィルターB.F2は、図８に示されたように、赤色、緑色及び青色の画素Ｒ，Ｇ，Ｂが定義するそれぞれの画素領域に対向して上部絶縁基板２００に形成されている。ここでは、青色カラーフィルターB.F2の厚さＤ３は、赤色カラーフィルターR.F2及び緑色カラーフィルターG.F2の厚さＤ１，Ｄ２よりさらに厚い。赤色カラーフィルターR.F2、緑色カラーフィルターG.F2及び青色カラーフィルターB.F2の着色層に添加される着色材（ｃｏｌｏｒ ｐｉｇｍｅｎｔ）の組成比を同一に維持しながら青色カラーフィルターB.F2の厚さＤ３を赤色カラーフィルターR.F2及び緑色カラーフィルターG.F2の厚さＤ１，Ｄ２よりさらに厚くすることによって、第２の実施形態による青色カラーフィルターB.F2は、赤色カラーフィルターR.F2が緑色光を遮断することよりさらに多く緑色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.F2が赤色光を遮断することよりさらに多く赤色光を遮断することができる。具体的に、青色カラーフィルターB.F2の厚さＤ３は、赤色カラーフィルターR.F2及び緑色カラーフィルターG.F2の厚さＤ１，Ｄ２の２倍以上に厚く形成するのが望ましい。厚さが２倍未満である場合には、青色カラーフィルターB.F2が緑色光と赤色光とを十分に遮断することができなくて全体の白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができない。

第１の実施形態による液晶表示装置に適用されるさらに他の赤色カラーフィルターR.F3、緑色カラーフィルターG.F3及び青色カラーフィルターB.F3は、図９に示されたように、赤色、緑色及び青色の画素Ｒ，Ｇ，Ｂが定義するそれぞれの画素領域に対向して上部絶縁基板２００に形成されている。ここでは、青色カラーフィルターB.F3のライトホール（ｌｉｇｈｔ ｈｏｌｅ）の密度は、赤色カラーフィルターR.F3及び緑色カラーフィルターG.F3のライトホール１〜４，１１〜１６の密度よりさらに低い。赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターR.F3，G.F3，B.F3の厚さと着色層に添加される着色材（ｃｏｌｏｒ ｐｉｇｍｅｎｔ）の組成比は同一に維持しながら青色カラーフィルターB.F3のライトホールの密度を赤色カラーフィルター及び緑色カラーフィルターR.F3，G.F3のライトホール１〜４，１１〜１６の密度よりさらに低くすることによって、第３の実施形態による青色カラーフィルターB.F3は、赤色カラーフィルターR.F3が緑色光を遮断することよりさらに多く緑色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.F3が赤色光を遮断することよりさらに多く赤色光を遮断することができる。具体的に、青色カラーフィルターB.F3のライトホールの密度を、赤色カラーフィルターR.F3及び緑色カラーフィルターG.F3のライトホール１〜４，１１〜１６の密度の１／２倍以下に形成するのが望ましい。ライトホールの密度が１／２倍を超過する場合には、青色カラーフィルターB.F3が緑色光と赤色光とを十分に遮断することができなくて全体の白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができない。

本発明の第２の実施形態による液晶表示装置を図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す図面である。図１１は、本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の画素配置と共にその薄膜トランジスタ基板を示した配置度である。図１２は、図１１のXII-XII'線に沿った断面図である。

本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループ（ａ）は、図１０に示されたように、第１の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループと同一であり、１つの画素行には、赤色、青色、緑色の画素Ｒ，Ｂ，Ｇが行方向に順に配列されており、次の画素行には緑色、白色及び赤色の画素Ｇ，Ｗ，Ｒが行方向に順に配列されている。そして、赤色及び緑色の画素Ｒ，Ｇが交互に配置される画素列と、青色及び白色の画素Ｂ，Ｗが交互に配置される画素列とが交互に配列されている。従って、隣り合う２つの行で同一列に位置された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗを中心に対角線方向に同色の画素Ｒ又はＧ同士が向き合うように配置されている。

しかしながら、第１の実施形態による液晶表示装置の画素グループとは違って、中心に位置した青色及び白色の画素Ｂ，Ｗが全体的に１つのひし形を成している。すなわち、隣り合う２つの行の同一列に隣接して形成された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗは、それぞれ底辺が行方向と平行に形成されている三角形状であり、図１０に示すように、底辺が互いに接するように配置されて１つのひし形を成す。この形状は、２つの画素行にかけて生成された１つのひし形を行方向に分離したような形状となっている。

そして、こうしたひし形の青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗの４辺に赤色、緑色の４つの画素Ｒ，Ｇが対角線方向にそれぞれ向き合って配置されている。この際、２つの赤色の画素Ｒが青色及び白色の画素Ｂ，Ｗを中心に対角線方向に互いに向き合うように配置され、また２つの緑色の画素Ｇも青色及び白色の画素Ｂ，Ｗを中心に対角線方向に互いに向き合うように配置される。そして、単位画素グループ（ａ）は、画素行ＰＧＲｎ，ＰＧＲｎ＋１及び画素列ＰＧＣｍ〜ＰＧＣｍ＋２において順に反復配列される。

本発明の第２の実施形態による液晶表示装置は、図１１に示すように、横方向には、各画素行にゲート信号を伝達するゲートライン１２１がそれぞれの画素行について１つずつ形成されている。この隣接する２つの画素行にそれぞれ形成されるゲートライン１２１は、各画素行の画素を中心に向き合うように配置されている。

縦方向には、画素列にデータ信号を伝達するデータライン１７１がゲートライン１２１と絶縁されて交差しながら画素の列方向についてそれぞれ形成されている。
ここで、ゲートライン１２１とデータライン１７１が交差する部分には、ゲートライン１２１と接続されているゲート電極１２３とデータライン１７１と接続されているソース電極１７３、ゲート電極１２３についてソース電極１７３と向かい側に形成されているドレーン電極１７５及び半導体層１５０を含む薄膜トランジスタが形成されている。そして、それぞれの画素には、薄膜トランジスタを通じてゲートライン１２１及びデータライン１７１と電気的に接続されている画素電極１９０が形成されている。そして、それぞれの単位画素は、自然光や室内灯のような光源が外部から入射すると、外部光源を反射する。

また、ゲートライン１２１と同一の層に画素電極１９０と重畳するようにストレージキャパシタを形成し、横方向に伸びているストレージキャパシタライン１３１が形成されている。ストレージキャパシタライン１３１は、隣り合う２つの行にそれぞれ形成された赤色、青色、緑色及び白色の画素Ｒ，Ｂ，Ｇ，Ｗに対応する画素電極１９０と全て重畳するように２つの行間に境界線上で形成されている。

一方、データライン１７１は、ドレーン電極１７５に接続されており、それぞれのデータライン１７１の端子には、外部からデータ信号が伝達されてデータライン１７１に伝達するためのデータパッド１７９がそれぞれ接続されている。こうした構造で各画素列は、データライン１７１に接続されているデータパッド１７９を通じてそれぞれデータ信号が伝達される。

より詳しくは、本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタの構造について調べれば、下部絶縁基板１００上にゲート配線とストレージ配線が形成されている。ゲート配線は、横方向に伸びているゲートライン１２１及びゲートライン１２１の一部である薄膜トランジスタのゲート電極１２３を含む構成とすることができる。そしてゲートライン１２１の端子にそれぞれ接続されているゲートパッド１２５を含む構成とすることができる。この際、各青色の画素Ｂ列には、１つのゲートライン１２１に接続されているゲート電極１２３がそれぞれ形成されている。ストレージ配線は、画素電極１９０とそれぞれ重畳して画素の電荷保存能力を向上させるストレージキャパシタを構成する。

ゲート配線及びストレージ配線を覆うゲート絶縁膜１４０上には、低抵抗の導電物質よりなるデータ配線が形成されている。データ配線は、縦方向に形成されて画素列単位に１つずつ配列されているデータライン１７１、これと接続されている薄膜トランジスタのソース電極１７３及びゲート電極１２３又は薄膜トランジスタの半導体層１５０についてソース電極１７３の反対側に位置する薄膜トランジスタのドレーン電極１７５を含む構成とすることができる。そしてデータライン１７１の一側端子に接続されて外部からのデータ信号が印加されるデータパッド１７９を含む構成とすることができる。

各画素列にデータライン１７１が互いに離間して配置されており、データライン１７１間の短絡を防止することができ、データライン１７１に伝達されるデータ信号間の干渉を防止することができる。

ここで、データ配線もゲート配線と同様に単一層で形成されることもできるが、二重層や三重層で形成されることもできる。勿論、二重層以上に形成する場合には、一層は、抵抗が小さい物質に形成し、他層は、異なる物質とコンタクト特性が良い物質に作ることが望ましい。

データ配線及び半導体層１５０の上部には、シリコン窒化膜Ｓｉ３Ｎ４やアクリル系などの有機絶縁物質よりなる保護膜１８０が形成されており、保護膜１８０の上部には、コンタクトホール１４５を通じてドレーン電極１７５と接続されている画素電極１９０がそれぞれの画素Ｒ，Ｂ，Ｇ，Ｗの形により形成されている。

さらに、本発明の第２の実施形態による液晶表示装置は、図７〜図９を参照して説明した赤色カラーフィルターR.F1〜R.F3、 緑色カラーフィルターG.F1〜G.F3及び青色カラーフィルターB.F1〜B.F3のうちいずれか１つの赤色カラーフィルターR.F1〜R.F3、 緑色カラーフィルターG.F1〜G.F3及び青色カラーフィルターB.F1〜B.F3を含むことによって、青色カラーフィルターB.F1〜B.F3は、赤色カラーフィルターR.F1〜R.F3が緑色光を遮断することよりさらに多く緑色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.F1〜G.F3が赤色光を遮断することよりさらに多く赤色光を遮断することができる。従って、青色の画素Ｂ領域での赤色及び緑色の成分が減少されるため、全体の白色座標は、青色側へ移動されて白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができる。

本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態の単位画素グループ（ａ）は、図１３に示すように、第１の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループと同様に、１つの画素行には、赤色、青色、緑色の画素Ｒ，Ｂ，Ｇが行方向に順に配列されており、次の画素行には緑色、白色及び赤色の画素Ｇ，Ｗ，Ｒが行方向に順に配列されている。そして、赤色及び緑色の画素Ｒ，Ｇが交互に配置される画素列と、青色及び白色の画素Ｂ，Ｗが交互に配置される画素列とが交互に配列されている。従って、隣り合う２つの行で同一列に位置された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗを中心に対角線方向に同色の画素Ｒ又はＧ同士が向き合うように配置されている。

そして、第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態と同様に、単位画素グループ（ａ）と単位画素グループ（ｂ）は、行方向または列方向のいずれか一方に反復配列される。図１３に示すものは、１つの単位画素グループ（ａ）において、青色の画素Ｂが白色の画素Ｗ上に配置されており、これに隣接する単位画素グループ（ｂ）では、白色の画素Ｗが青色の画素Ｂ上に配置されている。このような単位画素グループ（ａ）と単位画素グループ（ｂ）とが列方向に反復して配列されており、２つの画素行で構成されるＰＧＲｎ，ＰＧＲｎ＋１が同一の画素配列となっている。

本発明の第３の実施形態による液晶表示装置を図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す図面である。
本発明の第３の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループ（ａ）は、図１４に示すように、第２の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループと同様に、隣り合う２つの行に隣接して形成された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗが全体的に１つのひし形を構成する。

この際、それぞれの青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗは、三角形より成り、第２の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループとは違って、三角形の底辺が列方向に平行に形成されている。すなわち、互いに隣接した２つの画素行にかけて１つの青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗの頂点が２つの画素行境界線上に位置する三角形で形成されており、青色及び白色の画素Ｂ，Ｗの底辺が互いに接するように配置されて１つのひし形を成す。この形状は２つの画素行にかけて生成された１つのひし形を列方向に分離したような形態となっている。

そして、第２の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループと同様に、隣接する２つの行にかけて生成されたひし形の青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗの４辺にそれぞれ緑色、赤色の４つの画素Ｇ，Ｒが対角線方向に似たもの同士向き合うように配置される。そして単位画素グループ（ａ）は、画素行ＰＧＲｎ，ＰＧＲｎ＋１及び画素列ＰＧＣｍ〜ＰＧＣｍ＋２に順に反復配列される。

こうした単位画素グループを有する本発明の第３の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタの構造は、当業者であれば、前述した本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタの構造及び断面から容易に考案することができるため、ここでは詳細な説明を省略する。

さらに、本発明の第３の実施形態による液晶表示装置は、図７〜図９を参照して説明した赤色カラーフィルターR.F1〜R.F3、 緑色カラーフィルターG.F1〜G.F3及び青色カラーフィルターB.F1〜B.F3のうちいずれか１つの赤色カラーフィルターR.F1〜R.F3、 緑色カラーフィルターG.F1〜G.F3及び青色カラーフィルターB.F1〜B.F3を含むことによって、青色カラーフィルターB.F1〜B.F3は、赤色カラーフィルターR.F1〜R.F3が緑色光を遮断することよりさらに多く緑色光を遮断し、緑色カラーフィルターG.F1〜G.F3が赤色光を遮断することよりさらに多く赤色光を遮断することができる。従って、青色の画素Ｂ領域での赤色及び緑色の成分が減少されるため、全体の白色座標は、青色側へ移動されて白色座標が黄色化されることを効果的に改善することができる。

本発明の第３の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態の単位画素グループ（ａ）は、図１５に示されたように、隣り合う２つの行に隣接して形成された青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗが全体的に１つのひし形を構成する。

この際、それぞれの青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗは、三角形より成るが、第２の実施形態による液晶表示装置の単位画素グループとは違って、三角形の底辺が列方向に平行に形成されている。すなわち、互いに隣接した２つの画素行にかけて１つの青色の画素Ｂ及び白色の画素Ｗの頂点が２つの画素行境界線上に位置される三角形で形成されており、こうした形状の青色及び白色の画素Ｂ，Ｗの底辺が互いに接するように配置されて１つのひし形を成す。この形状は、２つの画素行にかけて生成された１つのひし形が列方向に分離されている形態となっている。

さらに、単位画素グループ（ａ）と単位画素グループ（ｂ）は、行方向または列方向のいずれか一方に反復配列される。図１５に示すものは、１つの単位画素グループ（ａ）において、青色の画素Ｂが白色の画素Ｗの右側に配置されており、これに隣接する単位画素グループ（ｂ）では、白色の画素Ｗが青色の画素Ｂの右側に配置されている。

以上、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施されうることを理解することができる。したがって、上述した好適な実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではないと理解されるべきである。

本発明の第１〜第３の実施形態による液晶表示装置は、反射型液晶表示装置について説明しているが、画素グループのそれぞれの単位画素に自然光や室内灯のような外部光源を反射する領域及びバックライトのような内部光源を透過する領域が形成されている半透過型液晶表示装置についても適用されうる。

従来の反射型液晶表示装置の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターのスペクトラム特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す図面である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置と共にその薄膜トランジスタ基板を示す配置図である。 図３のIV-IV'線に沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態を示す図面である。 本発明に従う液晶表示装置の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターのスペクトラム特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置に適用される赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターの断面図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置に適用される他の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターの断面図である。 本発明の第１の実施形態による液晶表示装置に適用されるさらに他の赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター及び青色カラーフィルターの断面図である。 本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す図面である。 本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の画素配置と共にその薄膜トランジスタ基板を示す配置図である。 図１１のXII-XII'線に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態を示す図面である。 本発明の第３の実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す図面である。 本発明の第３の実施形態による液晶表示装置の画素配置の変形実施形態を示す図面である。

符号の説明

９５：補助ゲートパッド
９７：補助データパッド
１００：下部絶縁基板
１２１：ゲートライン
１２３：ゲート電極
１２５：ゲートパッド
１４０：ゲート絶縁膜
１５０：半導体層
１６０：オーミックコンタクト層
１７１：データライン
１７３：ソース電極
１７５：ドレーン電極
１７７：導電体パターン
１７９：データパッド
１８０：保護膜
１８２，１８５，１８７，１８９：コンタクトホール
１９０：画素電極

Claims (13)

1. 赤色カラーフィルターと、
   緑色カラーフィルターと、
   前記赤色カラーフィルター又は緑色カラーフィルターの総面積より総面積が狭く、前記赤色カラーフィルターより緑色光をさらに多く遮断し、前記緑色カラーフィルターより赤色光をさらに多く遮断する青色カラーフィルターが形成された基板と、
   を含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記青色カラーフィルターは、前記赤色カラーフィルター及び前記緑色カラーフィルターより色再現性がさらに高いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記青色カラーフィルターの色再現性は、前記赤色カラーフィルター及び前記緑色カラーフィルターの色再現性の２倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記青色カラーフィルターの厚さは、前記赤色カラーフィルター及び前記緑色カラーフィルターの厚さよりさらに厚いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記青色カラーフィルタの厚さは、前記赤色カラーフィルター及び前記緑色カラーフィルターの厚さの２倍以上であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記青色カラーフィルターのライトホールの密度は、前記赤色カラーフィルター及び前記緑色カラーフィルターのライトホールの密度よりさらに低いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記青色カラーフィルターのライトホールの密度は、前記赤色カラーフィルター及び前記緑色カラーフィルターのライトホールの密度の１/２倍以下であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. ２つの画素行のうち１つの画素行には、赤色、青色及び緑色の画素が行方向に配列されており、他の１つの画素行には、緑色、白色及び赤色の画素が行方向に配列されており、前記赤色及び緑色の画素が交互に配列された画素列と、前記青色及び白色の画素が交互に配列された画素列とが交互に配列されており、隣り合う２つの行で前記青色の画素及び白色の画素を中心に対角線方向に赤色及び緑色の画素が同一のもの同士が向き合うように配置されている単位画素グループと、
   横方向に前記画素行についてそれぞれ配置されており、前記画素にゲート信号を伝達するゲートラインと、
   縦方向に前記ゲートラインと絶縁交差して配置されており、データ信号を伝達し、前記画素列についてそれぞれ配置されているデータラインと、
   行及び列方向に前記画素に形成されており、前記データ信号が伝達される画素電極と、
   行及び列方向に前記画素にそれぞれ形成されており、前記ゲートラインに接続されているゲート電極と、前記データラインに接続されているソース電極及び前記画素電極に接続されているドレーン電極と、から構成された薄膜トランジスタを含む薄膜トランジスタ基板と、
   をさらに含み、
   前記赤色の画素は、前記赤色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、前記緑色の画素は、前記緑色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、前記青色の画素は、前記青色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
9. 前記単位画素グループは、前記行方向及び列方向に順に反復配列されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記単位画素グループは、前記行方向又は列方向のうちいずれか１つの方向に前記青色の画素及び白色の画素の位置が交互に位置するように配列され、前記行方向又は列方向のうち残り１つの方向には、前記単位画素グループが反復配列されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
11. ２つの画素行のうち１つの画素行には、赤色、青色及び緑色の画素が第１方向に配列されており、他の１つの画素行には、緑色、白色及び赤色の画素が前記第１方向に配列されており、前記赤色及び緑色の画素が前記第１方向に垂直な第２方向に交互に配列された画素列と、前記青色及び白色の画素が前記第２方向に交互に配列された画素列とが交互に配列され、隣り合う２つの画素行で前記青色の画素及び白色の画素を中心に対角線方向に前記赤色及び緑色の画素の同一のもの同士が向き合うように配置されており、前記青色の画素及び前記白色の画素が２つの画素行にかけて１つのひし形に形成されている単位画素グループと、
    前記画素行についてそれぞれ横方向に配置されており、前記画素にゲート信号を伝達するゲートラインと、
    前記ゲートラインと絶縁交差して縦方向に配置されており、データ信号を伝達し、前記画素列についてそれぞれ配置されているデータラインと、
    前記第１及び第２の方向に前記画素に形成されており、前記データ信号が伝達される画素電極と、
    前記第１及び第２の方向に前記画素にそれぞれ形成されており、前記ゲートラインに接続されているゲート電極と、前記データラインに接続されているソース電極及び前記画素電極に接続されているドレーン電極と、から構成された薄膜トランジスタを含む薄膜トランジスタ基板と、
    をさらに含み、
    前記赤色の画素は、前記赤色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、前記緑色の画素は、前記緑色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されており、前記青色の画素は、前記青色カラーフィルターが定義する領域に対向して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記単位画素グループは、前記第１の方向及び第２の方向に順に反復配列されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記単位画素グループは、前記第１の方向又は第２の方向のうちいずれか１つの方向に前記青色の画素及び白色の画素が交互に位置するように配列され、前記第１の方向又は第２の方向中残り１つの方向には、前記単位画素グループが反復配列されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。

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