JP2009092912A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 液晶表示装置における各画素の開口率を高くする。
【解決手段】 アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、1本の走査信号線を挟んで隣接する2つの画素のTFT素子は、それぞれ、ゲートが当該1本の走査信号線に接続しており、かつ、ソースまたはドレインのうちの一方が異なる映像信号線に接続しており、隣接する2本の走査信号線の間には、当該2本の走査信号線のうちの一方の走査信号線にゲートが接続している前記TFT素子を有する画素と、当該2本の走査信号線のうちの他方の走査信号線にゲートが接続している前記TFT素子を有する画素とが、前記映像信号線の延在方向に沿って並んでおり、かつ、当該2つのTFT素子のソースまたはドレインのうちの一方が異なる映像信号線に接続している液晶表示装置。
【選択図】 図3(a)

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型のTFT液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
従来、一対の基板の間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有する液晶表示装置には、アクティブマトリクス型のTFT液晶表示装置がある。前記アクティブマトリクス型のTFT液晶表示装置(以下、単に液晶表示装置と呼ぶ。)は、たとえば、テレビやPC(パーソナル・コンピュータ)などのモニタ、携帯電話端末などの携帯型電子機器のディスプレイに用いられている。
前記液晶表示装置に用いる液晶表示パネルは、前記一対の基板のうちの一方の基板(以下、TFT基板と呼ぶ。)に、たとえば、複数本の走査信号線、複数本の映像信号線、複数個のTFT素子(アクティブ素子)、および複数個の画素電極が配置されており、前記TFT素子および前記TFT素子に接続された画素電極を有する画素の集合により表示領域が設定されている。
また、前記液晶表示パネルにおける前記一対の基板のうちの他方の基板(以下、対向基板と呼ぶ。)には、たとえば、遮光膜(ブラックマトリクスと呼ぶこともある。)やカラーフィルタなどが配置されている。前記遮光膜は、たとえば、表示領域を画素毎の微小領域に分割する網目状の導体または絶縁体で形成されており、一般に、前記TFT基板の走査信号線およびTFT素子ならびに映像信号線と重畳(対向)する位置に延在している。また、カラーフィルタは、カラー表示に対応した液晶表示パネルに設けられるものであり、たとえば、RGB方式のカラー液晶表示パネルの場合、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のカラーフィルタが配置される。
また、前記液晶表示パネルが縦電界駆動方式と呼ばれる駆動方式(たとえば、VA方式やTN方式)の場合、前記画素電極と対になる対向電極(共通電極と呼ぶこともある。)は、前記対向基板に配置される。また、前記液晶表示パネルが横電界駆動方式と呼ばれる駆動方式(たとえば、IPS方式)の場合、前記対向電極は、前記TFT基板に配置される。
また、従来の一般的な液晶表示装置の場合、1つの画素において有効なTFT素子および画素電極は、それぞれ1つずつである。しかしながら、近年の液晶表示装置には、たとえば、1つの画素を2つの副画素に分割し、当該1つの画素において有効なTFT素子および画素電極が、それぞれ2つずつ配置されているものが提案されている(たとえば、特許文献1を参照。)。
特開2006−309239号公報
ところで、従来の一般的な液晶表示装置の場合、前記TFT基板において1つの画素が占有する領域は、通常、隣接する2本の走査信号線と隣接する2本の映像信号線で囲まれた領域に等しい。このとき、1つの画素が有するTFT素子は、ゲートが前記隣接する2本の走査信号線のうちの一方の走査信号線に接続しており、ドレイン(またはソース)が前記隣接する2本の映像信号線のうちの一方の映像信号線に接続している。またこのとき、前記TFT素子のソース(またはドレイン)は、画素電極に接続している。
すなわち、従来の一般的な液晶表示装置の場合、前記TFT基板には、前記映像信号線の延在方向に並んだ画素の数と同じ本数の走査信号線が、1つの画素の前記映像信号線の延在方向の寸法とほぼ同じ間隔で配置されている。
また、各走査信号線の近傍には各画素のTFT素子が配置されている。そのため、従来の一般的な液晶表示装置の場合、前記対向基板に設ける遮光膜における1つの開口領域は、1つの画素が占有する領域よりも小さくなる。
したがって、たとえば、液晶表示装置の高精細化などにより、1つの画素が占有する領域が狭くなると、各画素の開口率が小さくなり、画面が暗くなるという問題がある。
また、各画素の開口率が小さい場合、画面を明るくするためには、たとえば、高輝度の光源を有するバックライトを設ける必要があるという問題がある。
本発明の目的は、たとえば、液晶表示装置における各画素の開口率を高くすることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
(1)第1の基板と第2の基板との間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有し、前記第1の基板は、複数本の走査信号線と、複数本の映像信号線と、複数個のTFT素子と、複数個の画素電極とを有し、前記第2の基板は、前記複数本の走査信号線および前記複数本の映像信号線と重畳する位置に延在する遮光膜を有し、前記液晶表示パネルは、前記TFT素子および前記TFT素子に接続された画素電極を有する画素の集合で設定される表示領域を有する表示装置であって、1本の走査信号線を挟んで隣接する2つの画素の前記TFT素子は、それぞれ、ゲートが当該1本の走査信号線に接続しており、かつ、ソースまたはドレインのうちの一方が異なる映像信号線に接続しており、隣接する2本の走査信号線の間には、当該2本の走査信号線のうちの一方の走査信号線にゲートが接続している前記TFT素子を有する画素と、当該2本の走査信号線のうちの他方の走査信号線にゲートが接続している前記TFT素子を有する画素とが、前記映像信号線の延在方向に沿って並んでおり、かつ、当該2つのTFT素子のソースまたはドレインのうちの一方が異なる映像信号線に接続している液晶表示装置。
(2)前記(1)の液晶表示装置において、前記走査信号線の延在方向に沿って隣接する2つの画素の前記画素電極の間には、それぞれ、2本の映像信号線が通っており、かつ、各画素の前記画素電極は、隣接する2本の映像信号線に挟まれており、前記映像信号線の延在方向に沿って並んだ複数の画素からなる画素列には、当該画素列に含まれる画素の画素電極を挟んで隣接する2本の映像信号線のうちの一方の映像信号線にソースまたはドレインが接続している前記TFT素子を有する画素と、当該2本の映像信号線のうちの他方の映像信号線にソースまたはドレインが接続している前記TFT素子を有する画素とが、交互に配置されている液晶表示装置。
(3)液晶材料を挟持する第1の基板および第2の基板を有し、前記第1の基板に、複数本の映像信号線と、複数本の走査信号線と、複数のTFT素子と、当該TFT素子に接続された画素電極とが形成されている液晶表示装置であって、前記複数本の映像信号線と、前記複数本の走査信号線は、マトリクス状に形成され、当該映像信号線と走査信号線で囲まれた領域を画素領域とし、前記各画素領域は、2つのTFT素子と、当該2つのTFT素子のそれぞれに接続される2つの画素電極が形成されている液晶表示装置。
(4)前記(3)の液晶表示装置において、1つの前記画素領域にある2つのTFT素子は、当該画素領域内で対向して配置されている2本の走査信号線上に、それぞれ1つずつ形成されている液晶表示装置。
(5)前記(3)の液晶表示装置において、前記走査信号線上の、前記映像信号線に挟まれた間には、2つのTFT素子が形成されている液晶表示装置。
(6)前記(5)の液晶表示装置において、前記映像信号線に挟まれた間の前記走査信号線上に形成された前記2つのTFT素子のそれぞれは、当該走査信号線を中心にして両側に配置される2つの画素領域の画素電極に分けて接続されている液晶表示装置。
(7)前記(3)の液晶表示装置において、前記画素領域の間の映像信号線は、2本形成されている液晶表示装置。
(8)前記(3)の液晶表示装置において、前記画素領域には、1つの対向電極が形成されている液晶表示装置。
(9)前記(3)の液晶表示装置において、前記画素領域中のそれぞれの画素電極は、複数のスリットを有し、各画素電極のスリットは、延在方向が2方向ある液晶表示装置。
(10)前記(9)の液晶表示装置において、前記スリットは、前記映像信号線と前記走査信号線の何れにも平行でない方向に延在している液晶表示装置。
(11)前記(3)の液晶表示装置において、前記第2の基板には遮光膜が形成されており、前記遮光膜は、前記映像信号線および前記走査信号線と重畳する位置に形成されている液晶表示装置。
本発明の液晶表示装置によれば、各画素の開口率を高くすることができる。
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図1(a)乃至図1(c)は、本発明に関わる液晶表示装置の概略構成の一例を説明するための模式図である。
図1(a)は、液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図1(b)は、液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式平面図である。図1(c)は、図1(b)のA−A’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。
本発明に関わる液晶表示装置は、たとえば、図1(a)に示すように、液晶表示パネル1と、データドライバ2と、ゲートドライバ3と、制御回路基板4とを有する。なお、図1(a)では省略しているが、液晶表示装置が透過型または半透過型の場合、このほかに、たとえば、バックライトユニット(光源)などを有する。
液晶表示パネル1は、複数本の走査信号線GLおよび複数本の映像信号線DLを有し、たとえば、最も外側に配置された2本の走査信号線と、最も外側に配置された2本の映像信号線とで囲まれた領域が、画像または映像の表示領域DA(表示画面)に相当する。また、図1(a)では省略しているが、表示領域DAを構成する各画素には、アクティブ素子として機能するTFT素子および画素容量(液晶容量と呼ぶこともある。)が配置されている。
また、液晶表示パネル1は、たとえば、図1(b)および図1(c)に示すように、TFT基板101と対向基板102との間に液晶材料LCを封入した表示パネルである。このとき、TFT基板101と対向基板102とは、表示領域DAを囲む環状のシール材103で接着されており、液晶材料LCは、TFT基板101、対向基板102、およびシール材103で囲まれた空間に密封されている。なお、図1(b)に示した液晶表示パネル1では、x方向が各走査信号線GLの延在方向であり、y方向が各映像信号線DLの延在方向である。
また、液晶表示装置が透過型または半透過型の場合、TFT基板101および対向基板102の外側を向いた面、言い換えると液晶材料LCに対向する面の裏面のそれぞれには、たとえば、下偏光板104および上偏光板105が設けられている。またこのとき、TFT基板101と下偏光板104との間、および対向基板102と上偏光板105との間には、それぞれ、1層または複数層の位相差板が設けられていることもある。
また、液晶表示装置が反射型の場合は、一般に、下偏光板104が不要であり、対向基板102側の上偏光板105や位相差板(図示しない)のみが設けられている。
データドライバ2は、各映像信号線DLに加える映像信号の生成や加えるタイミングの制御を行う駆動回路である。また、ゲートドライバ3は、たとえば、各走査信号線GLに加える走査信号におけるTFT素子のゲートをオンにする期間の制御を行う駆動回路である。
また、制御回路基板4は、一般にタイミングコントローラ(T−CON)基板と呼ばれているプリント回路基板であり、たとえば、液晶表示装置の外部から入力されたクロック信号CSに基づいて、データドライバ2の動作を制御するクロック信号CS1やゲートドライバ3の動作を制御するクロック信号CS2を生成し、データドライバ2およびゲートドライバ3に出力する回路を有する。また、制御回路基板4は、そのほかにも、たとえば、液晶表示装置の外部から入力された入力階調データKinを表示形式に合わせた出力階調データKoutに変換してデータドライバ2に出力したり、液晶表示装置の外部から入力された電源電圧Vの一部をデータドライバ2やゲートドライバ3に供給したりする回路を有する。
図2(a)および図2(b)は、従来の液晶表示パネルにおける各画素の構成の一例を示す模式図である。
図2(a)は、従来の液晶表示パネルにおける各画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。図2(b)は、対向基板側から見た従来の液晶表示パネルにおける各画素の構成の一例を示す模式平面図である。
なお、図2(a)および図2(b)には、図1(a)および図1(b)に示した表示領域DAの左上の角部における横2画素×縦4画素の8画素分の回路構成を示している。
また、図2(a)および図2(b)を参照した説明において、複数本の走査信号線GLを区別する必要がある場合は、各走査信号線の符号をGL(nは0,1,2,3,4のいずれか)で示し、複数本の映像信号線DLを区別する必要がある場合は、各映像信号線の符号をDL(mは1,2,3のいずれか)で示す。
従来のアクティブマトリクス型のTFT液晶表示パネル(液晶表示装置)において、1つの画素が占有する領域は、たとえば、図2(a)に示すように、隣接する2本の走査信号線GLと隣接する2本の映像信号線DLで囲まれる領域(たとえば、走査信号線GL,GLと映像信号線DL,DLで囲まれる領域)に相当する。なお、図2(a)に示した走査信号線GLは、たとえば、走査信号線GLの上方に位置する画素が、当該走査信号線GLの下方に位置する画素と同じ回路構成になるようにするために設けたダミーの走査信号線である。
このとき、1つの画素には、たとえば、TFT素子Trおよび画素容量CLCが、それぞれ1つずつ配置されている。TFT素子Trは、ゲートが隣接する2本の走査信号線GLのうちの一方の走査信号線GLに接続しており、ドレインが隣接する2本の映像信号線DLのうちの一方の映像信号線DLに接続している。また、画素容量CLCは、TFT素子Trのソースに接続している画素電極PX、液晶材料LC、TFT基板101または対向基板102のいずれかに設けられた対向電極CTにより構成されている。
なお、本明細書では、TFT素子Trのソースとドレインについて、映像信号線DLに接続している方をドレインと呼び、画素電極PXに接続している方をソースと呼んでいるが、この逆、すなわち、映像信号線DLに接続している方をソースと呼び、画素電極PXに接続している方をドレインと呼ぶこともある。また、実際の液晶表示装置では、映像信号線DLに加わる映像信号(階調電圧)と対向電極CTに加わる共通電圧との電位の関係によって、ソースとドレインの関係が周期的に入れ替わる。
液晶表示装置が縦電界駆動方式の場合、TFT基板101には、たとえば、図2(a)に示した構成のうちの、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、および画素電極PXが配置される。また、液晶表示装置が横電界駆動方式の場合、TFT基板101には、たとえば、図2(a)に示した構成のうちの、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、画素電極PX、対向電極CTが配置される。また、いずれの場合も、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、および画素電極PXは、TFT基板101上における平面レイアウトが、図2(a)に示した回路構成を反映するように配置される。
また、対向基板102には、前述のように、走査信号線GLおよび映像信号線DLと重畳(対向)する位置に延在する網目状の遮光膜が設けられている。そのため、液晶表示パネル1を対向基板102側から見ると、その構成は、たとえば、図2(b)に示すような構成になっており、網掛けが入っている領域に遮光膜BMが設けられている。なお、図2(b)において、x方向に延びる太い波線およびy方向に延びる波線は、それぞれ、図2(a)における走査信号線GLおよび映像信号線DLである。また、図2(b)において、遮光膜BMで囲まれた白塗りの矩形領域は、たとえば、バックライトユニットからの光が透過する開口領域であり、各画素の階調表示を担う領域である。
また、従来の液晶表示装置がカラー表示に対応している場合、映像信号線DLの延在方向(y方向)に沿って並んでいる複数の画素は、当該カラー表示における基本色のうちの同じ色の階調表示を担っている。すなわち、RGB方式のカラー液晶表示装置の場合、たとえば、隣接する2本の映像信号線DL,DLの間にある複数の画素は、それぞれ、同じ色(たとえば、赤色)の階調表示を担っている。
ところで、従来の液晶表示装置(液晶表示パネル1)では、たとえば、図2(b)に示したように、1つの画素における前記開口領域は、横方向(x方向)の寸法PWxが隣接する2本の走査信号線GLの間隔GLSよりも小さく、縦方向の寸法PWyが隣接する2本の映像信号線DLの間隔DLSよりも小さくなる。そのため、たとえば、高精細化などにより隣接する2本の走査信号線GLの間隔GLSおよび隣接する2本の映像信号線DLの間隔DLSが狭くなると、各画素の開口領域の面積が狭くなり、開口率が低下するという問題がある。
図3(a)および図3(b)は、本発明による一実施例の液晶表示パネルの構成の一例を示す模式図である。
図3(a)は、本実施例の液晶表示パネルにおける各画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。図3(b)は、対向基板側から見た本実施例の液晶表示パネルにおける各画素の構成の一例を示す模式平面図である。
なお、図3(a)および図3(b)には、図1(a)および図1(b)に示した表示領域DAの左上の角部における横2画素×縦4画素の8画素分の回路構成を示している。
また、図3(a)および図3(b)を参照した説明において、複数本の走査信号線GLを区別する必要がある場合は、各走査信号線の符号をGL(nは1,2のいずれか)で示し、複数本の映像信号線DLを区別する必要がある場合は、各映像信号線の符号をDL(mは1,2,3,4,5のいずれか)で示す。
本実施例の液晶表示パネル1では、走査信号線GLの本数を、たとえば、図3(a)に示すように、映像信号線DLの延在方向(y方向)に並んでいる画素の数の半分に減らし、当該映像信号線DLの延在に並んだ2つの画素に1本の割合で配置する。
また、映像信号線DLの本数は、走査信号線GLの延在方向(x方向)に並んでいる画素の数の2倍に増やす。このとき、各映像信号線DLは、1つの画素の画素電極PXが隣接する2本の映像信号線で挟まれており、かつ、走査信号線GLの延在方向で隣接する2つの画素の画素電極PXの間に2本の映像信号線が通るように配置する。
また、本実施例の液晶表示パネル1においても、1つの画素には、たとえば、TFT素子Trおよび画素容量CLCが、それぞれ1つずつ配置されており、1つの画素が占有する領域は、1本の走査信号線GLおよび当該走査信号線GLに隣接する画素境界PBと、画素電極PXを挟んで隣接する2本の映像信号線DLにより囲まれる領域に相当する。すなわち、本実施例の液晶表示パネル1において、隣接する2本の走査信号線GL(たとえば、走査信号線GL,GL)と隣接する2本の映像信号線DL(たとえば、映像信号線DL,DL)とで囲まれる領域を1つの画素領域とすると、当該1つの画素領域には、2つのTFT素子Trと2つの画素電極PXが配置される。
ただし、本実施例の液晶表示パネル1では、映像信号線の延在方向(y方向)に沿って並んだ複数の画素からなる1つの画素列に対して、2本の映像信号線DL(たとえば、映像信号線DL,DL)が割り当てられており、当該1つの画素列には、前記2本の映像信号線のうちの一方にドレインが接続しているTFT素子を有する画素と、前記2本の映像信号線のうちの他方にドレインが接続しているTFT素子を有する画素とが、交互に配置されている。
また、前記1つの画素列において、1本の走査信号線GLを挟んで隣接する2つの画素のTFT素子は、それぞれ、ゲートが同じ走査信号線GLに接続しており、ドレインが異なる映像信号線に接続している。
また、前記1つの画素列において、隣接する2本の走査信号線GLの間には、当該2本の走査信号線GLのうちの一方にゲートが接続しているTFT素子を有する画素と、当該2本の走査信号線GLのうちの他方にゲートが接続しているTFT素子を有する画素とが並んでいる。このとき、隣接する2本の走査信号線GLの間にある2つの画素のTFT素子は、ドレインが異なる映像信号線に接続している。
液晶表示装置が縦電界駆動方式の場合、TFT基板101には、たとえば、図3(a)に示した構成のうちの、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、および画素電極PXが配置される。また、液晶表示装置が横電界駆動方式の場合、TFT基板101には、たとえば、図3(a)に示した構成のうちの、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、画素電極PX、対向電極CTが配置される。また、いずれの場合も、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、および画素電極PXは、TFT基板101上における平面レイアウトが、図3(a)に示した回路構成を反映するように配置される。
このとき、対向基板102に、たとえば、従来のように走査信号線GLおよび映像信号線DLと重畳(対向)する位置に延在する遮光膜BMを設けると、液晶表示パネル1を対向基板102側から見たときの構成は、たとえば、図3(b)に示すような構成になる。なお、図3(b)においても、網掛けが入っている領域に遮光膜BMが延在しており、遮光膜BMで囲まれた白塗りの矩形領域は、たとえば、バックライトユニットからの光が透過する開口領域であり、各画素の階調表示を担う領域である。
本実施例の液晶表示パネル1では、走査信号線GLの本数を、前記1つの画素列に含まれる画素の数の半分に減らしているので、隣接する2本の走査信号線GLの間に配置されている2つの画素の境界(画素境界PB)には、外光を遮る必要がある構成要素(たとえば、TFT素子など)が配置されていない。そのため、当該画素境界PBと対向する位置に遮光膜を設ける必要はなく、隣接する2本の走査信号線GLの間に配置されている2つの画素(前記1つの画素領域)に対する開口領域を1つにできる。このとき、隣接する2本の走査信号線GLの間に配置されている2つの画素に対する1つの開口領域は、たとえば、図2(b)に示した、当該2つの画素を分割する遮光膜が無くなった分だけ広くなる。そのため、本実施例の液晶表示パネル1は、図2(b)に示したものよりも各画素の開口率が高くなり、画面が暗くなるのを防げる。
図4(a)乃至図4(d)は、本実施例の液晶表示パネルにおけるTFT基板の構成の一具体例を示す模式図である。
図4(a)は、TFT基板における隣接する2本の走査信号線に挟まれた2つの画素の平面レイアウトの一例を示す模式平面図である。図4(b)は、図4(a)のB−B’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。図4(c)は、図4(a)のC−C’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。図4(d)は、図4(a)のD−D’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。
本実施例の液晶表示パネルの回路構成を横電界駆動方式の液晶表示パネルに適用した場合、TFT基板101の平面レイアウトおよび液晶表示パネルの断面構成は、たとえば、図4(a)乃至図4(d)に示したような構成になる。
TFT基板101は、ガラス基板などの絶縁基板SUB1の表面に、走査信号線GL、映像信号線DL、TFT素子Tr、画素電極PX、対向電極CT、配向膜ORI1が積層配置された基板であり、絶縁基板SUBの表面には、まず、対向電極CT、走査信号線GL、および保持容量線SLが形成されている。対向電極CTは、たとえば、ITO膜などの光透過率が高い導電膜をエッチングして形成する。走査信号線GLおよび保持容量線SLは、たとえば、アルミニウム膜などの導電膜をエッチングして形成する。このとき、対向電極CT、走査信号線GLおよび保持容量線SLは、たとえば、絶縁基板SUBの表面全体にITO膜およびアルミニウム膜を続けて成膜した後、まずアルミニウム膜をエッチングして走査信号線GLおよび保持容量線SLを形成し、続けてITO膜をエッチングして対向電極CTを形成する。
なお、対向電極CT、走査信号線GLおよび保持容量線SLは、たとえば、ITO膜の形成(成膜)およびエッチングをして対向電極CTを形成した後、アルミニウム膜の形成およびエッチングをして走査信号線GLおよび保持容量線SLを形成してもよい。
またさらに、対向電極CT、走査信号線GLおよび保持容量線SLは、たとえば、アルミニウム膜の形成およびエッチングをして走査信号線GLおよび保持容量線SLを形成した後、ITO膜の形成(成膜)およびエッチングをして対向電極CTを形成してもよい。
絶縁基板SUBの対向電極CTや走査信号線GLなどが形成された面の上には、各TFT素子のゲート絶縁膜としての機能を有する第1の絶縁層PAS1が形成されている。第1の絶縁層PAS1は、たとえば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜を成膜して形成する。
第1の絶縁層PAS1の上には、各TFT素子の半導体層SC、映像信号線DL、各TFT素子のドレイン電極SD1およびソース電極SD2が形成されている。半導体層SCは、たとえば、アモルファスシリコンまたは多結晶シリコンなどの半導体膜をエッチングして形成する。映像信号線DL、各TFT素子のドレイン電極SD1およびソース電極SD2は、たとえば、アルミニウム膜などの導電膜をエッチングして形成する。このとき、映像信号線DL、各TFT素子のドレイン電極SD1およびソース電極SD2は、半導体層SCよりも後に形成され、ドレイン電極SD1およびソース電極SD2の一部分は、第1の絶縁層PAS1の表面から半導体層SCに乗り上げている。またこのとき、映像信号線DLとドレイン電極SD1は、一般に、一体形成される。
第1の絶縁層PAS1の半導体層SCや映像信号線DLなどが形成された面の上には、第2の絶縁層PAS2および画素電極PXが形成されており、画素電極PXは、スルーホールTHによりソース電極SD2に接続している。第2の絶縁層PAS2は、たとえば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜、あるいはその他の有機絶縁膜、もしくは無機絶縁膜を成膜して形成している。また、画素電極PXは、たとえば、ITO膜などの光透過率が高い導電膜をエッチングして形成している。
また、このような断面構成を有する横電界駆動方式の液晶表示パネルの場合、画素電極PXは、たとえば、対向電極CTと平面で見て重なる領域に複数本のスリット(開口部)が設けられたくし歯状の平面形状になっている。
またこのとき、隣接する2本の走査信号線GLに挟まれた2つの画素電極PXの平面形状を、たとえば、図4(a)に示すように、画素境界PBが走査信号線GLの延在方向に対して斜めになるような形状にすると、当該画素境界PBの近傍における一方の画素の色(階調)と他方の画素の色(階調)の変化がなだらかになる。
一方、対向基板102は、ガラス基板などの絶縁基板SUB2の表面に、遮光膜BM、カラーフィルタCF、配向膜ORI2などが積層配置された基板であり、絶縁基板SUB2の表面には、たとえば、まず、遮光膜BMが形成されている。遮光膜BMは、たとえば、クロムなどの遮光性の高い導電膜をエッチングして形成する。
また、遮光膜BMは、たとえば、図4(b)および図4(c)に示したように、対向基板102において走査信号線GLおよび映像信号線DLと重畳(対向)する位置に延在するように設けられている。このとき、走査信号線GLと重畳する位置の遮光膜BMは、たとえば、当該走査信号線GLを挟んで並行している2本の保持容量線SLも覆うように形成されている。
また、絶縁基板SUB2の遮光膜BMが形成された面の上には、たとえば、カラーフィルタCFが設けられている。カラーフィルタCFは、たとえば、映像信号線DLの延在方向に並んだ複数の画素の開口領域は同じ基本色になり、走査信号線GLの延在に並んだ複数の画素の開口領域は異なる基本色が交互に並ぶように形成される。すなわち、RGB方式のカラー液晶表示パネルの場合、映像信号線DLの延在方向に並んだ複数の画素の開口領域は、すべての開口領域が赤色(R)の場合、緑色(G)の場合、青色(B)の場合の3通りのいずれかである。また、走査信号線GLの延在方向に並んだ複数の開口領域は、たとえば、赤色の開口領域、緑色の開口領域、および青色の開口領域が、この順番で繰り返されている。
TFT基板101が上記のような構成である場合、たとえば、図4(d)に示すように、対向基板102の、隣接する2本の走査信号線GLの間にある2つの画素(画素電極PX)の境界部分PBに遮光膜BMが無くても、各画素の表示に支障を来さないので、当該2つの画素の開口率を高くすることができる。そのため、たとえば、液晶表示パネルの高精細化などにより1つの画素が占有する面積が小さくなっても、画面の明るさを維持できる。また、高輝度のバックライトユニットを用いなくても画面の明るさを維持できるので、消費電力の増加を抑えることができる。
またさらに、本実施例の液晶表示パネル1は、走査信号線GLの本数を、従来の一般的な液晶表示パネルで用いられる本数の半分にしている。そのため、たとえば、本実施例の液晶表示パネル1を用いた液晶表示装置における1フレーム期間を、従来の一般的な液晶表示装置における1フレーム期間と同じ時間に設定すると、各画素の画素電極PXに映像信号(階調電圧)を書き込む時間を、従来の一般的な液晶表示装置における時間の約2倍にすることができる。そのため、本実施例の液晶表示パネル1を用いた液晶表示装置は、たとえば、書き込み不足による画質むらの発生や画質の劣化を低減できる。
また逆に、本実施例の液晶表示パネル1を用いた液晶表示装置において各画素の画素電極PXに映像信号(階調電圧)を書き込む時間を、従来の一般的な液晶表示装置における時間と同じ時間に設定すると、1フレーム期間を、従来の一般的な液晶表示装置における1フレーム期間の約半分にすることができる。そのため、本実施例の液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、たとえば、表示(駆動)の高速化への対応も容易である。
図5は、図4(a)に示した平面レイアウトの変形例を示す模式平面図である。
本実施例の液晶表示パネル1におけるTFT基板101の平面レイアウトの一例として、図4(a)には、隣接する2本の走査信号線GLに挟まれた2つの画素電極PXの平面形状を、画素境界PBが走査信号線GLの延在方向に対して斜めになるような形状にした例を挙げている。
しかしながら、隣接する2本の走査信号線GLに挟まれた2つの画素電極PXの平面形状は、これに限らず、たとえば、図5に示すように、画素境界PBが走査信号線GLの延在方向に対してほぼ平行になるような形状にしてもよいことはもちろんである。
また、本実施例のTFT基板101において、TFT素子Trの半導体層SC、ドレイン電極SD1、およびソース電極SD2の平面形状や、画素電極PXのスリットの向きおよび本数なども適宜変更可能であることはもちろんである。
またさらに、本実施例では、横電界駆動方式の液晶表示パネル1に適用した場合のTFT基板101の平面レイアウトおよび液晶表示パネル1の断面構成の一例を挙げたが、これに限らず、縦電界駆動方式の液晶表示パネル1にも適用可能であることはもちろんである。
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
たとえば、前記実施例では、本発明を液晶表示パネル(液晶表示装置)に適用した例を挙げたが、これに限らず、前記液晶表示パネルと類似した構成を有する表示パネル(たとえば、有機EL表示パネル)などにも、本発明を適用できる。
液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。 液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式平面図である。 図1(b)のA−A’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。 従来の液晶表示パネルにおける各画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。 対向基板側から見た従来の液晶表示パネルにおける各画素の構成の一例を示す模式平面図である。 本実施例の液晶表示パネルにおける各画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。 対向基板側から見た本実施例の液晶表示パネルにおける各画素の構成の一例を示す模式平面図である。 TFT基板における隣接する2本の走査信号線に挟まれた2つの画素の平面レイアウトの一例を示す模式平面図である。 図4(a)のB−B’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。 図4(a)のC−C’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。 図4(a)のD−D’線における液晶表示パネルの断面構成の一例を示す模式断面図である。 図4(a)に示した平面レイアウトの変形例を示す模式平面図である。
符号の説明
1…液晶表示パネル
101…TFT基板
102…対向基板
103…シール材
104…下偏光板
105…上偏光板
LC…液晶材料
SUB1,SUB2…絶縁基板
GL,GL,GL,GL,GL,GL…走査信号線
DL,DL,DL,DL,DL,DL…映像信号線
PAS1…第1の絶縁層
SC…半導体層
SD1…ドレイン電極
SD2…ソース電極
PAS2…第2の絶縁層
PX…画素電極
CT…対向電極
SL…保持容量線
BM…遮光膜
CF…カラーフィルタ
ORI1,ORI2…配向膜
Tr…TFT素子
LC…画素容量
PB…画素境界
2…データドライバ
3…ゲートドライバ
4…制御回路基板

Claims (11)

  1. 第1の基板と第2の基板との間に液晶材料を封入した液晶表示パネルを有し、
    前記第1の基板は、複数本の走査信号線と、複数本の映像信号線と、複数個のTFT素子と、複数個の画素電極とを有し、
    前記第2の基板は、前記複数本の走査信号線および前記複数本の映像信号線と重畳する位置に延在する遮光膜を有し、
    前記液晶表示パネルは、前記TFT素子および前記TFT素子に接続された画素電極を有する画素の集合で設定される表示領域を有する表示装置であって、
    1本の走査信号線を挟んで隣接する2つの画素の前記TFT素子は、それぞれ、ゲートが当該1本の走査信号線に接続しており、かつ、ソースまたはドレインのうちの一方が異なる映像信号線に接続しており、
    隣接する2本の走査信号線の間には、当該2本の走査信号線のうちの一方の走査信号線にゲートが接続している前記TFT素子を有する画素と、当該2本の走査信号線のうちの他方の走査信号線にゲートが接続している前記TFT素子を有する画素とが、前記映像信号線の延在方向に沿って並んでおり、かつ、当該2つのTFT素子のソースまたはドレインのうちの一方が異なる映像信号線に接続していることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記走査信号線の延在方向に沿って隣接する2つの画素の前記画素電極の間には、それぞれ、2本の映像信号線が通っており、かつ、各画素の前記画素電極は、隣接する2本の映像信号線に挟まれており、
    前記映像信号線の延在方向に沿って並んだ複数の画素からなる1つの画素列には、当該画素列に含まれる画素の画素電極を挟んで隣接する2本の映像信号線のうちの一方の映像信号線にソースまたはドレインが接続している前記TFT素子を有する画素と、当該2本の映像信号線のうちの他方の映像信号線にソースまたはドレインが接続している前記TFT素子を有する画素とが、交互に配置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。
  3. 液晶材料を挟持する第1の基板および第2の基板を有し、
    前記第1の基板に、複数本の映像信号線と、複数本の走査信号線と、複数のTFT素子と、当該TFT素子に接続された画素電極とが形成されている液晶表示装置であって、
    前記複数本の映像信号線と、前記複数本の走査信号線は、マトリクス状に形成され、当該映像信号線と走査信号線で囲まれた領域を画素領域とし、
    前記各画素領域は、2つのTFT素子と、当該2つのTFT素子のそれぞれに接続される2つの画素電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 1つの前記画素領域にある2つのTFT素子は、当該画素領域内で対向して配置されている2本の走査信号線上に、それぞれ1つずつ形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記走査信号線上の、前記映像信号線に挟まれた間には、2つのTFT素子が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  6. 前記映像信号線に挟まれた間の前記走査信号線上に形成された前記2つのTFT素子のそれぞれは、当該走査信号線を中心にして両側に配置される2つの画素領域の画素電極に分けて接続されていることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記画素領域の間の映像信号線は、2本形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  8. 前記画素領域には、1つの対向電極が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  9. 前記画素領域中のそれぞれの画素電極は、複数のスリットを有し、
    各画素電極のスリットは、延在方向が2方向あることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  10. 前記スリットは、前記映像信号線と前記走査信号線の何れにも平行でない方向に延在していることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
  11. 前記第2の基板には遮光膜が形成されており、前記遮光膜は、前記映像信号線および前記走査信号線と重畳する位置に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
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