JP3329206B2 - カラー液晶表示装置および画素配列方法 - Google Patents
カラー液晶表示装置および画素配列方法Info
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Description
置さらにはアクティブマトリックス型LCD(液晶表示
装置)のカラーフィルタの画素形状およびその配列方法
に関し、特に斜めモザイク配列のカラーフィルタを有す
る液晶表示装置に利用して好適な技術に関する。
示装置として、格子状に配置された走査線と信号線の各
交点に、画素電極とこれに電圧を印加するスイッチ素子
としてのTFT(薄膜トランジスタ)とを形成したアク
ティブマトリックス型LCDが用いられている。アクテ
ィブマトリックス型LCDにおけるカラーフィルタの画
素配列としては同一色の画素を縦方向もしくは横方向に
配列したストライプ形や同一色の画素を斜め方向に配列
したモザイク形等がある。
リックス型LCDのカラーフィルタにおける一つ一つの
画素形状は一般に矩形状であり、かかる矩形状の画素を
斜め方向に配列したモザイク配列のカラーフィルタにお
いては、同一色の画素が並んでいる方向に沿って縞模様
が見えてしまうという不具合があった。
れた斜めモザイク配列のカラーフィルタを使用したカラ
ー液晶表示装置における画質の低下を防止する技術を提
供することにある。
ックス型LCDにおける開口率を高めることができる技
術を提供することにある。
達成するため、カラーフィルタの画素形状を、同一色画
素が整列する方向の画素の対角線上の角部を切り欠いた
形状となすことにより、斜め方向に隣接する画素のうち
同一色の画素間距離の方が異色の画素間距離よりも大き
くなるように設定したものである。これによって、画面
上に斜め方向の縞模様が現れにくくすることができる。
けられる切り欠きの大きさは、列を異にする同一色で列
を異にする画素のうち最も近い画素との距離をL、同一
列上の隣接する画素間距離をlとしたときに、L/3<
lとなるように決定すると良い。
設けた角部に対応する位置に画素電極に電圧を印加する
TFT等のスイッチング素子や保持容量を構成する電極
を配置するようにする。あるいはカラーフィルタの切り
欠きを設けた角部に対応する位置に、画素電極に電圧を
印加するスイッチング素子と上記画素電極とのコンタク
トホールまたは上記スイッチング素子と上記画素電極に
印加される電圧を供給する配線層とのコンタクトホール
を配置するようにしても良い。これによって、実質的な
開口面積を低減することなく、切り欠き部を設けること
ができる。また画素電極の形状とカラーフィルタの画素
の形状とを近似させることができ、全体としての開口率
を高めることができる。
の切り欠きを設けた角部に対応する位置に設けられるT
FTや保持容量を構成する電極、コンタクトホールは、
当該画素に対応する画素電極のためのTFTや保持容量
電極、コンタクトホールに限定されず、当該画素に隣接
する画素電極用のTFT等であってもよい。
面に基づいて説明する。
カラーフィルタの画素形状および画素配列を示す。図1
において、ピッチの広いハッチングが付されたパターン
P1同士、ピッチの狭いハッチングが付されたパターン
P2同士、およびハッチングが付されていないパターン
P3同士がそれぞれ同一色の画素であり、各パターンに
対応して赤、青、緑のいずれかのフィルタ層が形成され
る。
おいては、カラーフィルタの画素形状を、同一色画素が
整列する方向の画素の対角線上の角部を切り欠いた形状
とされている。これによって、斜め方向に隣接する画素
のうち同一色の画素間距離の方が異色の画素間距離より
も大きくなり、その結果、画素が矩形状である場合に比
べて、画面上に斜め方向の縞模様が現れにくくすること
ができる。
は、例えば同図に示すように、列を異にする同一色で列
を異にする画素のうち最も近い画素との距離をL、同一
列上の隣接する画素間距離をlとしたときに、L/3<
lとなるように決定する。あるいは、画素のピッチを
L’、切り欠いた方向の対角間距離をl’としたとき
に、L’>l’となるように決定すると望ましい結果が
得られる。
ているように、単に斜め方向にカットするものに限定さ
れず、図2(a),(b)に示すように、中心に向かっ
て凹状あるいは凸状をなす円弧、図2(c)に示すよう
な楔状等であっても良い。さらに、図2(d)に示すよ
うに切り欠きを異なる大きさにしたり、図2(a)〜
(d)に示されている異なる形状を組み合わせた切り欠
きを設けるようにすることも可能である。
素の形状を矩形状でなく角部を切り欠いた形状にした発
明が提案されているが、従来の技術はエッチング等プロ
セスによる形状のばらつき等を防止したりするためのも
のであり、すべての角部を切り欠くなど、同一色画素が
整列する方向の画素の対角線上の角部を切り欠いた形状
ではない。また、従来の液晶表示装置における切り欠き
はその大きさも比較的小さく、上記のような条件につい
ても規定されていない。
用いる場合の対向する基板側の画素の構成例が示されて
いる。図において、GLは各画素ごとに設けられたTF
Tのうち同一行のTFTのゲート電極が結合もしくは一
体に形成されるゲート線(走査線)、SLは各画素ごと
に設けられたTFTのうち同一列のTFTのソース(も
しくはドレイン)が接続されるソース線(信号線)であ
る。この実施例では、各画素の上記カラーフィルタ画素
パターンP1,P2,P3の切り欠き部に対向する部位
A,BのうちAにはTFTを、またBには保持容量の電
極を設けるようにしている。これによって、画素電極の
形状とカラーフィルタの画素の形状とを近似させること
ができ、全体としての開口率を高めることができる。
の切り欠きを設けた角部に対応する位置に設けられるT
FTや保持容量を構成する電極は、当該画素に対応する
画素電極のためのTFTや保持容量電極に限定されず、
当該画素に隣接する画素電極のためのTFTや保持容量
電極であってもよい。例えば符号Aが付された部位に形
成されるTFTは、符号Cが付された画素を駆動するT
FTとしたり、符号Bが付された部位に形成される保持
容量電極は符号Dが付された画素を駆動するTFTに接
続される保持容量の電極とするような変形も可能であ
る。
アウト構成例を示す。図4(a)は画素の平面図を示
し、図4(b)はI−I’の断面図を示す。図4におい
て、1はTFTの能動層を構成する1層目のポリシリコ
ン層、2はITOからなる画素電極と上記ポリシリコン
層1のTFTドレイン領域とを接続するためのコンタク
トホール、3は例えばアルミニウム層からなるソース線
SLと上記ポリシリコン層1のTFTソース領域とを接
続するためのコンタクトホール、4は上記ポリシリコン
層1と交差するように2層目のポリシリコン層からなる
ゲート線GLから延設されたゲート電極で、ハッチング
Hが付されている箇所がTFTのチャネル部分である。
また、Pは対向基板側に形成されるカラーフィルタの画
素フィルタ層のパターンである。このような液晶表示装
置は、図4(b)に沿って製造工程を説明すると、ま
ず、基板10上に能動層となるポリシリコン等のシリコ
ン薄膜1を形成した後にパターニングする。シリコン薄
膜1の上にゲート絶縁膜9を熱酸化やCVD法により形
成する。次にゲート電極及び走査線GLを形成してパタ
ーニングし、ゲート電極をマスクにしてイオン打ち込み
することにより、シリコン薄膜1にソース・ドレイン領
域を形成する。次にゲート電極及び走査線上に第1層間
絶縁膜11を形成する。層間絶縁膜11にコンタクトホ
ール3を形成して、ソース線SLを形成することによ
り、シリコン薄膜1とソース線SLが接続される。次
に、第1層間絶縁膜11上に第2層間絶縁膜12を形成
する。第2層間絶縁膜12にコンタクトホール2を形成
した後、画素電極8を形成することにより、シリコン薄
膜1と画素電極とが接続される。
は、トランジスタ(TFT)のドレインに接続される容
量を増加させるため、能動層を構成する上記1層目のポ
リシリコン層1を、1aのようにソース線SLに沿って
上方へ延設するとともに、隣接する画素(図では左側)
の角部(図では各画素の右上隅)に突出するように形成
している。一方、前段(図では上段の画素のゲート線G
L)の一部を同じくソース線SLに沿って符号5で示す
ように下方へ延設するとともに、上記1層目のポリシリ
コン延設部1aに対応して隣接する画素の角部に突出す
るように形成されている。
された1層目と2層目のポリシリコン層間の容量(ゲー
ト絶縁膜を誘電体とする)が、保持容量として各画素電
極に電圧を印加するTFTのドレイン(ソースと呼ばれ
ることもある)に接続されることとなる。しかも、ポリ
シリコン層1の一部を隣接する画素の角部にまで延設し
ているため、その分さらにTFTに接続される保持容量
を大きくすることができる。
示す。図5(a)は画素の平面図を示し、図5(b)は
II→II’の断面図を示す。図5において、図4と同一符
号が付された部分は同一部材を示す。すなわち、1はT
FTの能動層を構成する1層目のポリシリコン層、2は
画素電極と上記ポリシリコン層1のTFTドレイン領域
とを接続するためのコンタクトホール、3はアルミニウ
ム層からなるソース線SLと上記ポリシリコン層1のT
FTソース領域とを接続するためのコンタクトホールで
ある。また、この実施例も図4と同様な方法により形成
される。
2層目のポリシリコン層からなるゲート線GLと交差す
るように形成されており、この交差部分CがTFTのチ
ャネル部分とされている。また、ソース線SLの一部か
ら斜め方向に隣接する画素領域(図では左下)の角部に
突出するように延設部6が形成され、これと同様にポリ
シリコン層1にもTFTのソース領域となる延設部7が
形成され、そこに上記ソース線SLとソース領域とを接
続するためのコンタクトホール3が形成されている。つ
まり、この実施例では、コンタクトホール2と3が、斜
め方向に隣接する画素領域角部に、TFTのチャネル部
Hを挟んで対称的に位置するように構成されている。本
実施例において、ソース線SLとして遮光性を有するア
ルミニウム等の膜により形成してもよい。その場合、図
5(a)に示されるように、ソース線SLがゲート電極
を完全にオーバーラップする構成であるため、このソー
ス線が入射光に対する遮光膜となって、TFTのチャネ
ル領域を透過する光の量を抑えることができ、リーク電
流を減少させることができる。遮光膜となるソース線S
Lの材料としては、アルミニウムの他に、アルミニウム
合金、クロム、クロム合金等光が透過しにくい導電性材
料であればどのような材料であってもよい。また、本実
施例におけるTFTの構成は、ソース・ドレイン領域に
低濃度領域を有するLDD構造であっても、オフセット
構造であってもよい。本実施例のTFTがLDD構造、
あるいはオフセット構造で形成されている場合、LDD
構造の低濃度領域やオフセット領域も光を透過しにくい
導電性材料からなるソース線により、完全に覆うことが
できる構成となるため、リーク電流の低減に一層効果的
な構成となる。
を一点鎖線8で示してある。符号Pは図4の実施例と同
様、対向基板側に形成されるカラーフィルタの画素フィ
ルタ層のパターンである。同図より明らかなように、本
実施例では、画素電極8と画素フィルタ層Pとはほぼ同
一形状であり、画素開口面積を損なうことなく、各画素
フィルタ層の対角線上の角部を切り欠いた形状を得るこ
とができる。従って、この対角線上に沿って斜め方向に
同一色の画素フィルタ層を配列することにより斜め方向
の縞模様をなくすことができる。画素の構成は、図4や
図5に示されているものに限定されず、容量線を設ける
ようにしたもの、その他任意の構成の画素からなる液晶
表示装置に適用することができる。また、切り欠きが形
成された角部に設ける構造はTFTのコンタクトホール
や保持容量の電極に限定されるものでない。さらに、上
記実施例では、斜めモザイク配列のカラーフィルタに適
用した場合について説明したが、この発明は、トライア
ングル配列のカラーフィルタに適用することも可能であ
る。その場合、切り欠きの大きさは上記実施例よりも小
さくすることが可能である。
例のようにTFTとそれに接続された走査線、信号線、
画素電極が形成されたガラス基板の表面側に、LCコモ
ン電位が印加される透明導電膜(ITO)からなる対向
電極および図1の実施例のように配列されたカラーフィ
ルタ層を有するガラス基板が適当な間隔をおいて配置さ
れ、周囲をシール材で封止された間隙内にTN(Twiste
d Nematic)型液晶またはSH(Super Homeotropic)型
液晶などが充填されて構成される。
ーフィルタの画素形状を、同一色画素が整列する方向の
画素の対角線上の角部を切り欠いた形状としたので、斜
め方向に隣接する画素のうち同一色の画素間距離の方が
異色の画素間距離よりも大きくなるように設定されるた
め、画面上に斜め方向の縞模様が現れにくくなという効
果がある。
設けた角部に対応する位置に画素電極に電圧を印加する
TFT等のスイッチング素子や保持容量を構成する電極
を配置するようにしたので、実質的な開口面積を低減す
ることなく、切り欠き部を設けることができる。また画
素電極の形状とカラーフィルタの画素の形状とを近似さ
せることができ、全体としての開口率を高めることがで
きるという効果がある。
を設けた角部に対応する位置に設けられるTFTや保持
容量を構成する電極、コンタクトホールは、当該画素に
対応する画素電極のためのTFTや保持容量電極、コン
タクトホールに限定されず、当該画素に隣接する画素電
極用のTFTとしたので、レイアウト効率に優れ、集積
度を高めることができるという効果がある。
タの画素形状および画素配列を示す平面図。
例を示すパターン説明図。
の対向する基板側の画素の概略構成例を示す平面図。
の対向する基板側の画素の具体的な構成例を示す平面レ
イアウト図及び断面図。
の対向する基板側の画素の他の具体例を示す平面レイア
ウト図及び断面図。
画素形状) SL ソース線(信号線) GL ゲート線(走査線) 1 ポリシリコン層 2,3 コンタクトホール 4 ゲート電極 8 画素電極 9 ゲート絶縁膜 11 第1層間絶縁膜 12 第2層間絶縁膜
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に画素電極がマトリックス状に形
成されるとともに、上記各画素電極に対応して各々ほぼ
矩形状の画素フィルタ層が設けられてなるカラー液晶表
示装置において、 隣接する画素フィルタ層は互いに異なる色の画素フィル
タ層を配列し、各画素フィルタ層の一方の対角線の方向
に沿って同一色の画素フィルタ層を配列すると共に、 同一色の画素フィルタ層の配列方向に対応した各画素フ
ィルタ層の対角線上の角部を切り欠いて成ることを特徴
とするカラー液晶表示装置における画素配列方法。 - 【請求項2】 上記画素フィルタに設けられた切り欠き
の大きさは、列を異にする同一色で列を異にする画素の
うち最も近い画素との距離をL、同一列上の隣接する画
素間距離をlとしたときに、L/3<lとなるように設
定されていることを特徴とする請求項1に記載のカラー
液晶表示装置。 - 【請求項3】 上記画素フィルタ層の切り欠きを設けた
角部に対応する位置に、画素電極に電圧を印加するスイ
ッチング素子または保持容量を構成する電極が配置され
ていることを特徴とする請求項1または2に記載のカラ
ー液晶表示装置。 - 【請求項4】 上記画素フィルタ層の切り欠きを設けた
一方の角部に対応する位置に配置されるスイッチング素
子は当該画素の画素電極に電圧を印加するスイッチング
素子であり、切り欠きを設けた他方の角部に対応する位
置に配置される保持容量電極は隣接する画素のスイッチ
ング素子に接続される保持容量を構成する電極であるこ
とを特徴とする請求項3に記載のカラー液晶表示装置。 - 【請求項5】 上記画素フィルタ層の切り欠きを設けた
角部に対応する位置に、画素電極に電圧を印加するスイ
ッチング素子と前記画素電極とのコンタクトホールまた
は上記スイッチング素子と上記画素電極に印加される電
圧を供給する配線層とのコンタクトホールが配置されて
いることを特徴とする請求項1または2に記載のカラー
液晶表示装置。 - 【請求項6】 上記画素フィルタ層の切り欠きを設けた
一方の角部に対応する位置に配置されるコンタクトホー
ルは当該画素の画素電極に電圧を印加するスイッチング
素子と画素電極とのコンタクトホールであり、切り欠き
を設けた他方の角部に対応する位置に配置されるコンタ
クトホールは隣接する画素のスイッチング素子と画素電
極に印加される電圧を供給する配線層とのコンタクトホ
ールであることを特徴とする請求項5に記載のカラー液
晶表示装置。 - 【請求項7】 上記スイッチング素子は薄膜トランジス
タであり、画素電極に印加される電圧を供給する上記配
線層と、上記薄膜トランジスタのゲート電圧を供給する
配線層とは互いに交差する方向に沿って配設され、それ
ぞれの配線層の交差領域に上記薄膜トランジスタのチャ
ネル領域が設けられていることを特徴とする請求項6に
記載のカラー液晶表示装置。
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JP23561396A JP3329206B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | カラー液晶表示装置および画素配列方法 |
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JPH1078590A JPH1078590A (ja) | 1998-03-24 |
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ID=16988608
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Cited By (1)
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- 1996-09-05 JP JP23561396A patent/JP3329206B2/ja not_active Expired - Fee Related
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