JP3246997B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JP3246997B2 JP30431793A JP30431793A JP3246997B2 JP 3246997 B2 JP3246997 B2 JP 3246997B2 JP 30431793 A JP30431793 A JP 30431793A JP 30431793 A JP30431793 A JP 30431793A JP 3246997 B2 JP3246997 B2 JP 3246997B2
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孝 西
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示装置に関
する。さらに詳しくは、光学的開口率を向上させ画面が
明るく鮮明なカラー表示をすることができるカラー液晶
表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラーで表示する液晶表示装置には、画
素ごとにたとえば赤(以下、Rという)、緑(以下、G
という)、青(以下、Bという)の3色のカラーフィル
タが透明基板に設けられたカラーフィルタ形や、2色性
染料のゲストを一定配列のホスト液晶に溶解したゲスト
・ホスト形などが用いられている。
【0003】ここに画素とは表示に必要な機能を実現で
きる最小の表示単位をいい、各画素のR、G、Bのカラ
ーフィルタの単位をそれぞれドットという。
【0004】カラーフィルタ形のカラー液晶表示装置の
一画素部分の断面図を図4に示す。図4において、たと
えばツイストネマチック型液晶材料などからなる液晶層
1が透明基板4、5により挟持され、一方の透明基板4
の液晶層1側には電極6および配向膜7が設けられ、他
方の透明基板5の液晶層1側にはR、G、Bのカラーフ
ィルタ10R、10G、10B、カラーフィルタ10R、10G、
10Bにそれぞれに対応する電極9R、9G、9Bおよび
画素電極間にブラックマスク11が設けられ、その上に配
向膜8が設けられている。透明基板4、5の液晶層1側
と反対側(外側)にはそれぞれ偏光板2、3が設けられ
ている。
【0005】液晶層1は透明基板4、5により挟持され
ると共に、図示しないスペーサにより一定の厚さに保持
されている。各画素を構成する3つのカラーフィルタ10
R、10G、10Bおよび各カラーフィルタに対応する電極
9R、9G、9Bからなるドット19R、19G、19B、各
配線13R、13G、13B、14およびスイッチングトランジ
スタ12の配置は図5に示されるような構造になってい
る。スイッチングトランジスタ12としては薄膜トランジ
スタで構成されたMOSトランジスタが一般に用いられ
ている。各ドット19R、19G、19Bのスイッチングトラ
ンジスタ12の各電極はそれぞれのソース電極12sがソー
ス配線13R、13G、13Bに、ドレイン電極12dが各ドッ
トの電極9R、9G、9Bに、ゲート電極12gはゲート
配線14にそれぞれ接続されている。そしてこの構成でゲ
ート配線14を通じて外部回路からゲート電極12gに電圧
が印加されるとソース電極12sとドレイン電極12dが導
通状態となり、ソース配線13R、13G、13Bのうち電圧
が印加されているソース配線に接続されたドットが駆動
される。
【0006】したがって、ゲート配線14と各色別のソー
ス配線13R、13G、13Bを適宜選択することにより、画
素を構成するカラーフィルター10R、10G、10Bの赤
色、緑色、青色を選択することができる。この選択され
たカラーが加法混色法により混色されてカラー表示を行
うことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このばあい、各ゲート
配線14、各ソース配線13R、13G、13Bの幅は10〜15μ
m程度設ける必要があり、隣接するソース配線13R、13
G、13Bと各画素電極9R、9G、9Bとの間隔は隣接
するドットが点灯しないようにするため、それぞれ15〜
20μm程度以上設ける必要がある。そのため、配線によ
るデッドスペースが多く、光学的開口率は35%程度と低
い値になる。
【0008】本発明の目的は、前述の問題を解消し、配
線によるデットスペースの面積を小さくして、光学的開
口率が大きく、明るく鮮明なカラー液晶表示装置を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のカラー液晶表示
装置は、1つの画素が、それぞれスイッチングトランジ
スタを有するカラー用の複数ドットからなり、前記画素
が複数個マトリックス状に配列されてなるアクテイブ型
のカラー液晶表示装置であって、前記複数ドットのそれ
ぞれは表示方向に対して縦長に並置して形成され、前記
スイッチングトランジスタのそれぞれは、該縦長に形成
されたドットの一方側に並置して設けられ、前記1つの
画素を構成する複数ドットのスイッチングトランジスタ
の各ゲート電極は、前記1つの画素に隣接して、表示方
向に対し縦方向に配設されるゲート配線に共通に接続さ
れ、前記複数ドットのスイッチングトランジスタの各ソ
ース電極は、前記1つの画素に隣接して、表示方向に対
し横方向に並んで配設される複数のソース配線にそれぞ
れ接続されてなるものである。
【0010】
【0011】
【作用】本発明によれば、ソース配線、ゲート配線はい
ずれも画素間に設けられており、各画素内のカラー用ド
ット間には設けられていないため、画素領域を通過する
配線はなく、これにより画素内の配線近傍の液晶層が配
線に印加される電圧によって不必要な動作をすることも
ない。その結果、配線のアライメントマージンに基づく
間隔を配線間に設けるだけで済み、デッドスペースを狭
くすることができる。したがって、画素の開口率が向上
し、明るくて鮮明なカラー表示がえられる。
【0012】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明のカラー
液晶表示装置を説明する。図1は本発明の液晶表示装置
の一実施例の要部の平面説明図、図2はそのA−A線断
面図、図3は本発明の液晶表示装置の他の実施例の要部
の平面説明図である。
【0013】図1において、ITOやSnO2 などから
なる膜状の透明電極およびカラーフィルタで構成された
3つのドット19R、19G、19Bで1つの画素が構成さ
れ、それぞれたとえば光の3原色を構成する図示しない
カラーフィルタが画素電極上に形成されている。すなわ
ち、ドット19Rには、赤色のカラーフィルターが形成さ
れ、ドット19Gには緑色のカラーフィルターが形成さ
れ、ドット19Bには青色のカラーフィルターがそれぞれ
形成されている。3つのドット19R、19G、19Bの端部
には、各ドットのスイッチング用素子として、たとえば
薄膜トランジスタからなるスイッチングトランジスタ12
が配置されている。
【0014】ソース配線13R、13G、13Bは各色ドット
用のソース配線であって、それぞれの色ドットのスイッ
チングトランジスタ12のソース電極12sと接続されて、
隣接する画素間を一方向に3本並列して設けられてい
る。本発明では、各色ドットごとのソース配線を各色ド
ットからなる画素内を通過させないで、隣接する画素の
あいだに3本並列して設けていることに特徴がある。そ
のため、各ドット用のスイッチングトランジスタ12の各
ソース電極12sに接続されたソース配線が重ならないよ
うに、かつ、各ドットに対して同一方向に向くようにス
イッチングトランジスタおよび各ドットの配列がなされ
ている。その結果、たとえば図1に示されるように、各
ソース配線13R、13G、13Bが横方向に並列に設けら
れ、青色用のソース配線13Bにドット19Bのスイッチン
グトランジスタ12のソース電極12sが接続され、ドット
19Gのスイッチングトランジスタ12のソース電極12sが
ソース配線13Bの下側を経由して緑色用のソース配線13
Gに接続され、ドット19Rのスイッチングトランジスタ
12のソース電極12sがソース配線13B、13Gの下側を経
由してソース配線13Rに接続されている。
【0015】このソース電極12sがソース配線13B、13
Gと接触しないようにソース配線13G、13Rとそれぞれ
接続するには、たとえば図1のA−A線断面図を図2に
示すように、ゲート電極12gを設ける際にソース配線13
B、13G、13Rの下側にも接続配線21G、21Rを設けて
おき、ゲート絶縁膜22と同時に設けられた層間絶縁膜23
にコンタクト孔24、25を設けておき、ソース配線を設け
ることにより、ソース電極12sとソース配線13Gとが接
続配線21Gを介して電気的に接続され、ソース配線13B
とは絶縁される。ソース配線13Rとソース電極12sとの
接続も同様にして行なわれる。なお、図1〜2において
9Gは画素電極、12dはドレイン電極、20は半導体層で
20aはオーミックコンタクト層である。このように接続
配線を使用することにより各ソース配線とソース電極と
を同じ材料で同時に形成することができる。
【0016】また図3はソース配線13B、13Gを跨いで
ソース電極12sをソース配線13G、13Rとそれぞれ接続
する他の実施例を示す平面図を示す。この実施例ではス
イッチングトランジスタ12のソース電極12sを設ける前
にドット19Rとドット19Gのスイッチングトランジスタ
12のソース電極12sとソース配線13R、13Gとの接続部
分でソース配線13Bおよび13G上に絶縁膜(図示せず)
を介在させることによりえられる。このばあい、ソース
電極12sのパターニングの際にソース配線がエッチング
されないように両者の材料を変えることが望ましい。ま
たソース配線13B、13G、13Rをそれぞれ別のレイヤと
してスイッチングトランジスタのソース配線と一体に形
成することもできる。
【0017】また、一画素内の各ドット19R、19G、19
Bのスイッチングトランジスタ12のゲート電極12gはそ
れぞれ共通に接続されて、ソース電極12sが引き出され
る方向と直角方向に引き出され、1本のゲート配線14に
接続されている。同一行で横方向に配列された各画素の
ドットのそれぞれのスイッチングトランジスタのソース
電極はそれぞれ前述の横方向に延びるソース配線13R、
13G、13Bに接続されている。また図1に示された画素
の同図における上下の各行に配列された画素群のスイッ
チングトランジスタのソース電極は各画素の行間に3本
並列して設けられたソース配線にそれぞれ接続されてい
る。また上下方向に並ぶ各列の画素ごとのスイッチング
トランジスタ12のゲート電極12gは縦方向に延びて設け
られたゲート配線14にそれぞれ接続され、ソース配線13
R、13G、13Bとゲート配線14とが格子状に設けられ
て、たとえば3原色からなるカラーの画素がマトリック
ス状に形成されている。なお、ソース配線13R、13G、
13Bとゲート配線14との交差部分はそれぞれ図示しない
絶縁層を介して立体的に交差しており、相互間での絶縁
は保たれている。また各画素は矩形状でなく平行四辺形
状などでソース配線とゲート配線とが斜め方向に交差し
ていてもよい。
【0018】このような構成にすることにより、ソース
配線と各ドットとは隣接せず、ソース配線のみが3本並
列して設けられているため、ソース配線間の間隔はマス
クアライメント精度のための間隔、すなわち10μm程度
設ければよく、狭い配線間隔でソース配線を設けること
ができる。ソース配線はたとえばクロムなどの金属膜で
設けることにより数μmの幅で設けることができるが、
ITO膜などを用いて10〜15μm幅の配線で設けても、
配線間の間隔を10μm程度に小さくすることができるた
め、従来のようにソース配線とドット間に15μm以上の
間隙をもうける必要がなくデッドスペースを減らすこと
ができる。その結果、開口率が従来の35%から39%に向
上し、非常に鮮明で見易い表示画像がえられた。
【0019】なお、前記実施例ではカラーフィルタとし
てR、G、Bの3原色の例で説明したが、カラーフィル
タとしてR、G、Bには限定されない。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、ゲート配線、ソース配
線を共に画素間に配置し、1つの画素を構成するカラー
用のドットのあいだには設けていないので、ソース配線
を狭い間隔で設けることができ、画素内のデッドスペー
スが少なくなり、光学的開口率が向上する。このため、
カラー液晶表示装置の明るさが向上し鮮明な表示がえら
れ、カラー液晶表示装置の普及に寄与することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラー液晶表示装置の一実施例の要部
平面説明図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】本発明の液晶表示装置の他の実施例の要部平面
説明図である。
【図4】従来のカラー液晶表示装置の要部断面説明図で
ある。
【図5】従来のカラー液晶表表示装置の要部平面説明図
である。
【符号の説明】
12 スイッチングトランジスタ 12d ドレイン電極 12g ゲート電極 12s ソース電極 13R、13G、13B ソース配線 14 ゲート配線 19R、19G、19B ドット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高村 誠 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−73567(JP,A) 特開 昭62−208025(JP,A) 特開 平4−102830(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/1368 G09F 9/30 338

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの画素が、それぞれスイッチングト
    ランジスタを有するカラー用の複数ドットからなり、前
    記画素が複数個マトリックス状に配列されてなるアクテ
    イブ型のカラー液晶表示装置であって、前記複数ドット
    のそれぞれは表示方向に対して縦長に並置して形成さ
    れ、前記スイッチングトランジスタのそれぞれは、該縦
    長に形成されたドットの一方側に並置して設けられ、前
    記1つの画素を構成する複数ドットのスイッチングトラ
    ンジスタの各ゲート電極は、前記1つの画素に隣接し
    て、表示方向に対し縦方向に配設されるゲート配線に共
    通に接続され、前記複数ドットのスイッチングトランジ
    スタの各ソース電極は、前記1つの画素に隣接して、表
    示方向に対し横方向に並んで配設される複数のソース配
    線にそれぞれ接続されてなるアクティブ型カラー液晶表
    示装置。
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