JP2007147802A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示における縞模様の発生を防止する。
【解決手段】４色のデータラインＤＬ−Ｒ、ＤＬ−Ｇ、ＤＬ−Ｂ、ＤＬ−Ｃのうち、ＤＬ−Ｇ、ＤＬ−Ｃについては、表示ドットの中を通過するように配置する。これによって、表示ドット間の間隙に配置するデータラインＤＬは、１本となり、間隙の距離を小さくして、縦縞発生を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに異なる表示色の複数のドットによって１画素を構成し、この画素をマトリクス状に配置する表示パネル、特にデータラインの配置に関する。

従来より、各種の表示装置が知られており、液晶表示装置は薄型軽量の表示装置として広く普及している。特に、各画素（表示ドット）毎にスイッチングトランジスタを設け、表示を表示ドット毎に制御するアクティブマトリクス型の装置では、高精細な表示が可能である。また、このような表示装置において、フルカラー表示を行う場合には、各表示ドットにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかのカラーフィルタを設け、３つの表示ドットで１画素を形成する。

一方、パーソナルコンピュータなどにおいて、表示された画像について印刷すると、色合いが異なったものになる。これは、表示装置において表示可能な色の領域と、プリンタにおいて印刷可能な色の表示領域が異なっているからである。

そこで、表示装置において、ＲＧＢに加えＣ（シアン）の表示ドットを追加することが提案されている（特許文献１参照）。これによって、表示装置における表示画像と印刷物の画像の色合いを近づけることができる。

特開２００１−３０６０２３号公報

ここで、上述のように、４色の表示とした場合、４つの表示ドットを横方向に並べると、１画素が横長になってしまう。そこで、４つの表示ドットを田の字配置した方が表示として好ましいと考えられる。ところが、表示ドットを田の字配列にすると、１画素に４本のデータラインを通す必要であるのに対し、データラインの延長方向に延びる表示ドット間隙は、２箇所しか存在しない。つまり、１箇所の表示ドット間に少なくとも２本（２色分）のデータラインを配分する必要が生じる。

このように、２本のデータラインを１つの表示ドット間に配置すると、その間隔が比較的広くなり、マクロな視野で見た場合に縞状もようが見えるなど、表示品位の劣化を引き起こす。また、同層の配線が隣接するため、配線間のスペースを確保する必要があるので、結果的に開口率の低下を招く。

本発明は、４色の表示ドットによって１画素が構成され、この画素をマトリクス状に配置して形成された表示装置において、４色の表示ドットは、田の字状に配置され、２色のデータを対応する表示ドットに供給するデータラインは、各表示ドット間の間隙に配置され、他の２色のデータを対応する表示ドットに供給するデータラインは、各表示ドット中を通過するように配置されることを特徴とする。

また、各表示ドットは、液晶の配向を制御して表示を行い、前記データラインが通過する表示ドットにおいて、そのデータラインに沿って、液晶の配向制御手段が配置されていることが好適である。

また、前記データラインが通過する表示ドットにおいて、そのデータラインに沿って、当該表示ドットについての表示用データ電圧を保持する保持容量が配置されていることが好適である。

また、前記４色は、青系の色相、赤系の色相、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の４色であることが好適である。

また、前記データラインは、等しい間隔で配置されていることが好適である。

このように、本発明によれば、データラインについて全てを表示ドット間の間隙に配置するのではなく、一部を表示ドットの中を通過するように配置する。従って、表示ドット間の間隙を小さくでき、縞の発生を効果的に防止することができる。さらに、より大きな開口率を実現することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態の概略構成を示す。データラインは列方向の配置されている。Ｒ（赤）およびＢ（青）のデータを供給するデータラインＤＬ−Ｒ、ＤＬ−Ｂが、表示ドットの間隙に交互に配置されており、Ｇ（緑）およびＣ（シアン）のデータを供給するデータラインＤＬ−Ｇ、ＤＬ−Ｃが、表示ドットの真ん中を通過するようにして交互に配置されている。なお、行方向には、各表示ドットの間隙にゲートラインＧＬが配置されている。

各画素には、図２に示すような画素回路が設けられる。すなわち、ゲートがゲートラインＧＬに接続されたスイッチングトランジスタ（この例では、ｎチャネルＴＦＴ（薄膜トランジスタ））ＳＷの一端（ドレインまたはソース）が接続され、このスイッチングトランジスタＳＷの他端（ソースまたはドレイン）には、保持容量Ｃの一端が接続され、保持容量Ｃの他端は、所定の電圧に保持される容量ラインＳＣに接続されている。

また、スイッチングトランジスタＳＷの他端には、液晶素子ＬＣの一端が接続されている。この液晶素子の一端は表示ドット毎に設けられている画素電極であり、全画素電極に対向して所定の電圧に保持される対向電極ＣＯＭが設けられ、その間に液晶が封入されている。

従って、１つの行の映像信号（データ電圧）がデータラインに供給されているタイミングで、その行のゲートラインＧＬをＨレベルに設定することで、接続されているスイッチングトランジスタＳＷがオンして各データ電圧がその行の表示ドットの保持容量Ｃに供給され、液晶素子ＬＣにおいてデータ電圧に応じた表示が行われる。これを各行について順次繰り返すことで全画素における表示が行われる。

図３には、各素子の配置例が示されている。まず、図における上側の画素について説明する。データラインＤＬには、半導体層２０の一端（図における左端）がコンタクトを介し接続され、この半導体層２０はゲートラインＧＬに沿って右方向（行方向）に伸びる。この半導体層２０の上方にはゲートラインＧＬの一部が突出しており、ここがスイッチングトランジスタＳＷのゲート電極になっている。従って、ゲート電極と、その下方（厚み方向）の半導体層２０によってスイッチングトランジスタＳＷが形成される。なお、この例ではスイッチングトランジスタＳＷはダブルゲートタイプになっている。半導体層２０は、表示ドットの中央部を通過してそのまま図における右方向に伸びここで、図における下方向に広がるとともに、スイッチングトランジスタＳＷの図における下方にも広がっている。そして、半導体層２０は、図におけるデータラインＤＬの下方となる部分のみが表示ドットの下部まで伸び、その他の部分は表示ドットの上部で終了する。このような半導体層２０の厚み方向上方には、容量ラインＳＣが位置しており、ここが保持容量Ｃを形成する。

そして、半導体層２０の図における右側下端においてコンタクトによって画素電極２２に接続されている。なお、画素電極２２は、ＩＴＯなどの透明電極であり、表示ドットの図における下側の大部分に配置される。

また、図３の下側の表示ドットでは、その真ん中を通過するように配置されたデータラインＤＬにスイッチングトランジスタＳＷの一端が接続される。この例ではスイッチングトランジスタＳＷが表示ドットの図における右側に位置している。そして、半導体層２０は上側の場合と同様にして、一旦図における下側に伸びて一旦全体に広がるとともに、中央部分のみが図における下方にまで伸びる。なお、データラインＤＬを表示ドットの左右いずれに寄せて配置してもよい。

このように、本実施形態では、保持容量Ｃを表示ドットの中央を伸びるデータラインＤＬの下方に保持容量Ｃを配置した。これによって、データラインＤＬに隠れた領域を有効に利用することができる。

なお、液晶表示装置のスイッチングトランジスタＳＷが形成されるＴＦＴ基板は、通常ガラス基板上にバッファ層が形成され、その上の所定領域に半導体層２０が形成される。そして、少なくとも半導体層２０上にはゲート絶縁膜が形成される。このゲート絶縁膜上にゲートラインＧＬ、容量ラインＳＣが形成され、スイッチングトランジスタＳＷと、保持容量Ｃが形成される。

次に、これらを覆って、層間絶縁膜が形成され、その上にデータラインＤＬが形成される。そして、これを覆って平坦化膜が形成され、平坦化膜状に画素電極が形成される。なお、半導体膜２０の一端と、データラインＤＬとは、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜を貫通するコンタクトによって接続され、半導体膜２０の他端と画素電極２２は、平坦化膜、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜を貫通するコンタクトによって接続する。通常の場合、画素電極コンタクトは、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜についてのコンタクトはデータラインＤＬのコンタクトと同様のプロセスで形成しておき、その上に平坦化膜を貫通するコンタクトを形成する。

また、図３においては、厚み方向の一番下に位置する半導体層２０を破線、ゲート絶縁膜上に位置するゲートラインＧＬ、容量ラインＳＣを実線、層間絶縁膜上に位置するデータラインＤＬを一点鎖線、平坦化膜上の画素電極２２を二点差線で示してある。

図４には、対向電極ＣＯＭに配向制御手段を設ける例を示してある。液晶ＬＣとして、ＶＡタイプを利用した場合、液晶の配向方位を制御するための配向制御手段を設けることが好適である。図４においては、中央部分を表示ドットの列方向に伸びる配向制御手段３０を設けている。この配向制御手段３０は、図に示すように対向電極ＣＯＭに設けた開口による配向制御窓３０ａまたは畝状（三角柱状）の突起による配向制御突起３０ｂである。このような配向制御手段によって、電圧印加時における電気力線の方向を制御して、液晶の応答速度を改善するとともに、視野角依存性を小さくすることができる。

そして、この配向制御手段の配置平面位置が、データラインＤＬの配置位置と重畳されるため、データラインＤＬを表示ドットの真ん中を通過するようにしたことによる開口率の減少を少なくすることができる。

また、各表示ドットの表示色はカラーフィルタによって決定され、従ってカラーフィルタの着色領域は４色の着色領域で１画素を構成する。

４色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０−７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の着色領域、赤系の色相の着色領域と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域からなる。ここで系と用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。また、これら着色領域は単一の着色層で構成されても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて構成されても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。

具体的な色相の範囲は、例えば次の通りである。
・青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である、
・赤系の色相の着色領域は、橙から赤である、
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である、
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。

ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される２つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。

これにより、従来のＲＧＢの着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。

また、広範囲の色再現性を色相で述べたが、以下に、着色領域を透過する波長で表現する。
・青系の着色領域は、波長のピークが４１５−５００ｎｍにある着色領域、好ましくは、４３５−４８５ｎｍにある着色領域である、
・赤系の着色領域は、波長のピークが６００ｎｍ以上にある着色領域で、好ましくは、６０５ｎｍ以上にある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、波長のピークが４８５−５３５ｎｍにある着色領域で、好ましくは、４９５−５２０ｎｍにある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、波長のピークが５００−５９０ｎｍにある着色領域、好ましくは５１０−５８５ｎｍにある着色領域、もしくは５３０−５６５ｎｍにある着色領域である。

次に、ｘ、ｙ色度図で表現する。
・青系の着色領域は、ｘ≦０．１５１、ｙ≦０．０５６にある着色領域であり、好ましくは、０．１３４≦ｘ≦０．１５１、０．０３４≦ｙ≦０．０５６にある着色領域である、
・赤系の着色領域は、０．６４３≦ｘ、ｙ≦０．３３３にある着色領域であり、好ましくは、０．６４３≦ｘ≦０．６９０、０．２９９≦ｙ≦０．３３３にある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．０９８≦ｘ≦０．１６４、０．４５３≦ｙ≦０．７５９にある着色領域である、
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、０．２５７≦ｘ、０．６０６≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、０．２５７≦ｘ≦０．３５７、０．６０６≦ｙ≦０．６７０にある着色領域である。

これら４色の着色領域は、サブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。

バックライトとして、ＲＧＢの光源としてＬＥＤ、蛍光管、有機ＥＬを用いても良い。または白色光源を用いても良い。なお、白色光源は青の発光体とＹＡＧ蛍光体により生成される白色光源でもよい。

ＲＧＢ光源としては、以下のものが好ましい。
・Ｂは波長のピークが４３５ｎｍ−４８５ｎｍにあるもの
・Ｇは波長のピークが５２０ｎｍ−５４５ｎｍにあるもの
・Ｒは波長のピークが６１０ｎｍ−６５０ｎｍにあるもの

そして、ＲＧＢ光源の波長によって、上記ＣＦを適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。

また、波長が例えば、４５０ｎｍと５６５ｎｍにピークがくるような、複数のピークを持つ光源を用いていも良い。

上記４色の着色領域の構成の例として、以下のものがあげられる。
・色相が、赤、青、緑、シアン（青緑）の着色領域
・色相が、赤、青、緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、エメラルド、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄緑の着色領域
・色相が、赤、青緑、深緑、黄緑の着色領域

実施形態の構成を示す概略平面図である。 画素回路の構成を示す図である。 画素内のレイアウトを示す図である。 配向制御手段を説明する図である。

符号の説明

２０ 半導体層、２２ 画素電極、３０ 配向制御手段、３０ａ 配向制御窓、３０ｂ 配向制御突起、ＣＯＭ 対向電極、ＤＬ データライン、ＧＬ ゲートライン、ＳＣ 容量ライン、ＳＷ スイッチングトランジスタ。

Claims (5)

1. ４色の表示ドットによって１画素が構成され、この画素をマトリクス状に配置して形成された表示装置において、
   ４色の表示ドットは、田の字状に配置され、
   ２色のデータを対応する表示ドットに供給するデータラインは、各表示ドット間の間隙に配置され、
   他の２色のデータを対応する表示ドットに供給するデータラインは、各表示ドット中を通過するように配置されることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、
   各表示ドットは、液晶の配向を制御して表示を行い、
   前記データラインが通過する表示ドットにおいて、そのデータラインに沿って、液晶の配向制御手段が配置されていることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１または２に記載の表示装置において、
   前記データラインが通過する表示ドットにおいて、そのデータラインに沿って、当該表示ドットについての表示用データ電圧を保持する保持容量が配置されていることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置において、
   前記４色は、青系の色相、赤系の色相、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の４色であることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置において、
   前記データラインは、等しい間隔で配置されていることを特徴とする表示装置。
   

Images