JPH01169433A - 液晶ディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶ディスプレイパネルに係り、特に画素の開
口率を低下させることなく、付加容量を増大できる付加
容量の配置法に関する。

〔従来の技術〕

あるゲート線に対応する画素と次段のゲート線の間に付
加容量を設けることに関する従来技術としては、特開昭
５９−１１９３２９号、特開昭６０−８７３９３号、特
開昭６２−１５２１５７号などが挙げられる。

第２図は従来技術に係る付加容量を具備したアクティブ
マトリックス液晶ディスプレイパネルの一画素部を示す
図であり、（ａ）はその平面図。

（ｂ）、（Ｑ）は等価回路図である。一画素を選択する
薄膜トランジスタ（以下ＴＰＴと略する）４は、第２図
（ｂ）に示すように、ゲート線２、ゲート絶縁膜１１、
ａ−８ｉ　：　Ｈ（ｉ）　ｆｆ１８、ａ−８ｉ　：Ｈ（
ｎ”）層１５．信号線１、ソース電極５、画素電極９よ
りなっている。また、付加容量７は第２図（ａ）に示す
ように画素電極９と次段のゲート線３とを重なり合わせ
て形成する。

誘電体層は第２図（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜１
１をそのまま使用する。ここで、１３はゲート配線抵抗
を低減するための抵抗金属配線、１２は保護膜である。

付加容量７を設ける目的に関して以下に概説する。ＴＰ
Ｔにゲート線とソース電極５の重なり部分に起因する寄
生容量が存在するため、この寄生容量を介して、ゲート
線２の走査パルスが洩れ込み１画素電極９の電位ＶＳを
変動させる。この洩れ込み電圧成分は通常、走査パルス
のデユーティ比が（１／ゲート線数）であることと、正
負方向に非対称なパルスであるため画素電位に直流成分
が加算された形となる。この直流成分は液晶パネルの焼
付きを生じさせたり、残像特性を劣化させる。従って、
付加容量７を介して次段のゲート線３から直流成分とは
逆極性のパルスを洩れ込ませて直流成分を相殺すること
が行なわれる。

また、ＴＰＴＯＦＦ抵抗が低下した場合に、画素電極９
と液晶を介して対向電極１７とで形成される画素界ｉ１
６が十分に大きくないと一旦ＴＦＴ４を介して書き込ま
れた画素電位Ｖｓが１次の書き込みまでの期間内に保持
できないという問題が発生する。これは液晶パネルでは
黒しずみ、白ヌケといった欠陥を引き起こす、この時、
付加容量７は画素容量１６を増大させる効果があるので
、上記の問題が発生しにくくなる。

以上述べた如く、付加容量を設置することは、ＴＰＴで
画素選択を行うアクティブマトリックス液晶パネルにお
いては、その画質向上のために有効な方法であることが
知られている。

一方、液晶ディスプレイパネルをカラー化するためには
、赤、緑、青（以下それぞれＲ，Ｇ、Ｂと略す）の三色
の画素の配列方法が問題になる。

配列方法として、現在、第３図に示すような配列方法と
して、現在、第３図に示すような配列方法が提案されて
いる。テレビジョン学会技術報告ＥＤ９０４．ＩＰＤＩ
ＯＬ−７昭和６０年１１月１４日）。第３図（ａ）は縦
ストライプと呼ばれる配列でＲ，Ｇ、Ｂの画素列が縦方
向に並んでおり、縦縞が目立ちやすいどう欠点がある。

第３図図（ｂ）は斜めモザイクと呼ばれる配列で、Ｒｌ
Ｇ、Ｈの画素列が斜め方向に並んでおり、斜め線が気に
なり、画像の輪郭が気になり、画像の輪郭部分がギザギ
ザに見える欠点がある。第３図（ｃ）はスクエア（矩形
）配列と呼ばれる配列で１力ラー画素内にＧが二点ある
ために全体に緑がかって見え、色バランスの点で難点が
ある。第３図（ｄ）はトライアングル（三角）と呼ばれ
る配列で画素が対称になっているため色再現性が良く、
同じ画素数、画素密度で比較した場合、他の第３図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）と比較した場合、最も画質の点で優
れている配列である。

従って、液晶カラーテレビ用には第３図（ｄ）のトライ
アングル配列が最も一般的に用いられる。

しかし、トライアングルの画素配列は、上記第３図（ｄ
）に示すように、あるＲ、Ｇ、’Ｂ繰り返し画素行（奇
数行とする）と次のＲ，Ｇ、Ｂ繰り返し画素行（偶数行
）が１．５画素ピッチあるいは０．５画素ピッチずらし
た配列であるため、データ線あるいはゲート線のどちら
か一方が鍵の字状に０．５画素ピッチ分だけジグザグな
配線を行う必要がある。これに伴って、付加容量の設置
位置の選択にも制限が生じる。他の第３図（ａ）。

（ｂ）、（Ｃ）の配列ではゲート線およびデータ線は画
素ピッチのずれがないために、配線はゲート線、データ
線とも直線で行うことができる。−〔発明が解決しよう
とする問題点〕 上記従来技術においては、液晶カラーテレビパネルで画
質上量も優れているとされるＲ、Ｇ、Ｂ三色の画素配置
法であるトライアングル配置を行った場合、付加容量の
設置法については配慮がされておらず、所望の付加容量
（通常０．３　ｐ　Ｆから３９Ｆの範囲にある）を設置
すると一画素の開口率が低下し、パネルの輝度が低下す
るという問題があり、開口率を維持しようとすると単位
長当りの線密度が低下するという問題が生じて両立が困
難であった。

第４図は上記のように従来例を示した図である。

第４図（ａ）において、ｉ行のゲート線２とＴＦ・Ｔを
介して接続する１画素は、ｉ−１画素とｉ＋１画素と半
ピツチゲート線方向にずれて設置されている。従って、
１画素に隣接するｊ列およびｊ＋１列のデータ線１ｏ、
１は１画素を迂回して配線がなされる。この時、データ
線１０．１は半ピッチ分だけゲート線と平行して配線さ
れる部分が生じる。平行して走るデータ線１０，１はゲ
ート線２，３とのクロストリーク容量を低減するために
、上下いずれか一方にずらして配線する必要がある。第
４図（ａ）に示す例で、ｊ＋１列のデータ線１とｉ行の
ゲート線２とで選択される（ｉ、ｊ＋１）画素に着目す
る。第４図（ａ）のＡ４−Ａ４’部分の断面図を第４図
（ｂ）に示す。

第４図（ｂ）の基本的な構成は第２図（ｂ）の従来例と
同じ構成になっている。第４図（ａ）において、（ｘｙ
ｊ＋１）画素の画素電極９はｉ＋１行ゲートｌｌＡ３と
で付加容量７が構成されており。

ｊ列データ＃！１０はｉ＋１行ゲートｌｌＡ３に対して
、（ｌｌ　ｊ＋１）画素の付加容量７と同じ側に設置さ
れている。従って、付加容量７の＠Ｗは（行方向の画素
ピッチ）−（行方向の画素ずれピッチ）以下の幅に制限
されてしまう。この場合、十分な大きさの付加容量７を
設けるためにはゲート線幅を広くとってＬを大とするか
、一画素の開口部（画素電極９の内側の領域に設定する
場合が多い）を削って設置するしかない。従って、第４
図の構成方向を採用すると、開口率（従って一画素の暉
度）の低下が、或いは、ゲート線幅を広げるための、単
位長さ当りの走査線本数の減少を免れることは困難であ
る。

そこで、画素ピッチにずれを持つ画素配列を行っても上
記の如き問題点のない付加容量の配置法が必要となった
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、前述のように画素ピッチにずれを持つよう
な画素配列であり、信号線がゲート線と平行かつ近接し
て配置されている平行配置部分を少なくとも有するよう
な液晶ディスプレイパネルにおいて、第１行のゲート線
と第（ｊ＋１）列の信号線に接続されるＴＥＴを介して
選択される第ｊ１行第（ｊ＋１）列画素が第（ｉ＋１）
行のゲート線との重畳部分を有し、上記重畳部分が、上
記第（ｉ＋１）行のゲート線の、上記平行配置部分の信
号線とは反対側に形成されるような構成とすることによ
り達成される。

〔作用〕

上記の構成により、上記平行かつ近接して配置される信
号線にさまたげられることなく重畳部分が形成できるの
で、画素の開口率を低下させることなく所望の付加容量
を確保できる。

〔実施例〕

実施例１ 第１図は本発明の一実施例の液晶ディスプレイパネル配
置を示したものである。第１図において、（ａ）は（１
ｒｊ＋１）画素およびその周辺を示した平面図、（ｂ）
は（ａ）におけるＡ１−Ａ１’部分の断面図を示したも
のである。第１図（ｂ）において−（：ｉｙ　ｊ”ｌ）
画素のＴＦＴ部は１行ゲート線２上にゲート＃１！Ｉｍ
膜１１．ａ−５ｉ：Ｈ（ｉ）パターンＢ　ｖ　ａ−８ｘ
　：　Ｈ（ｎ　’　）　Ｍ　’　５ｒｊ＋１行データ線
１．ソース電極５により構成されている。透光性の画素
電極９はソース電極５と電気的に接続されている。付加
容量７は画素電極９とｉ＋１行ゲート線３との間でゲー
ト絶蒜膜１１を介在させて重なり合う部分を設けて構成
される。

上記の構成がなされた後、画素部、配線部上に保護膜お
よび配向膜が形成される。第１図（ａ）において、（１
ｔｊ＋１）画素に隣接するｊ列のデータ線１０はｉ行の
ゲート線２を乗り越えてから１行ゲート線２と平行に配
線され、次にｉ＋１行ゲート線３を乗り越えてからｉ＋
１ゲート線３と平行に配線されている。従って、（ｉ＋
　ｊ＋１）画素の付加容量７とこれに隣接するｊ列信号
線１０のｉ＋１行ゲート線３と平行な配線部分はｉ＋１
行ゲート線３を基準にして互いに反対側に設置される位
置関係になっている（第１図（ｂ）のｉ＋１行ゲート線
３と画素電極９で構成される付加容量とｊ列信号線１０
の位置関係）、ｉ＋１行のＴＰＴはｉ行画素の付加容量
７とはｉ＋１行ゲート線を基準にして互いに反対側に設
置されているため、お互いに阻害し合うことはない。

上記実施例の構成によれば、第１図（ａ）から明らかな
ように１画素部への張り出し長りを一定とした場合に、
付加容量７の幅Ｗは行方向の画素ピッチ以内にまで広げ
ることができる。第４図（ａ）の付加容量７の＠Ｗと変
発明の第１１図（ａ）の付加容量７の幅Ｗとの差は明瞭
である。

尚、本実施例の変形としては次のようなものが考えられ
る。

カラー液晶デイスプレィは画素電極およびＴＰＴが搭載
されたＴＰＴ基板と対向電極、１７およびカラーフィル
タが搭載された対向電極基板が液晶を挾持するように貼
り合わされて構成されている。

対向電極に設置されたＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルターは
それぞれＴＰＴ基板の一画素電極と対応するように配置
する。一画素のカラーフィルタパターンは一画素電極パ
ターンの内側に一定の幅だけ狭めたパターン（これが一
画素の開口部となる）にし、カラーフィルタ以外の部分
は遮光性の膜で埋めつくす（ブラックマトリックスと呼
ぶ）ことが普通である。従って、一画素電極９の周囲に
はブラックマトリックスの外側にはみ出さないで付加容
量７が設置できるスペースが生じる。第５図はその一例
を示したもので、本発明の応用例の一つである。第５図
（、）の平面図において、（ｉ。

ｊ＋１）画素の付加容量７は画素電極９とｉ＋１行ゲー
ト線から丁字形に張り出した部分とで構成される。Ａ５
−Ａ、’部分の断面図はな第５図（ｂ）に示すようにな
り、（ｉ、ｊ＋１）画素の付加容量７と５列データ線１
０の位置関係の基本的な構成は第１図（ｂ）と同じであ
る。この場合１画素パターンの形状が信号線方向に縦長
の形状の画素パターンとなっており、ｉ＋１行ゲート線
の張り出し部分がブラックマトリックスの範囲内にあれ
ば、開口率を損うことなく付加容量７を設置できる。仮
に、丁字形張り出し部がブラックマトリックスの外側に
はみ出したとしても、開口率の減少は最小限にすること
が可能である。

また、第１図と第５図を組み合わせた第６図に示すよう
な配置法も本発明の有効な応用例の一例である。第６図
においては、（ｘ、、）＋１）画素の付加容量７はｉ＋
１行ゲート線と丁字形に張り出した部分とを用いてＬ字
形に構成される。Ａ６−Ａ８′部分の断面図は第６図（
ｂ）に示す如く、第５図（ｂ）と同様の構成になってい
る。第６図（ａ）の７に示す付加容量の配置法は本発明
の第１図、第２図の配置法と比較して、開口率を損なう
ことなく十分な大きさの付加容量を設置する上で最も有
利な方法である。

本発明の第１図（ａ）、第５図（ａ）、第６図（ａ）の
平面図において、上下方向に鏡面対称に反転させたパタ
ーンとし、ゲート線の走査順序をｉ＋１からｉ方向に逆
転させた駆動方法を採用しても、また、左右方向に鏡面
対称に反転させたパターンとし、信号線の走査順序をｊ
＋１からｊ方向に逆転させた駆動方法を採用しても本発
明は全く同様に適用することができる。

また５本発明はＴＰＴの半導体層とａ−８ｉ：Ｈ膜ばか
りでなく、多結晶Ｓｉを用いても有効なことは言うまで
もないことである。

以下、上記実施例の液晶ディスプレイパネルの製造方法
を説明する。

第１図に示すように、透光性ガラス基板１４上にＣｒ／
ＡＩ２二溜膜よりなるゲート配線パターン２．３を形成
する。この時、ＡΩは配線抵抗の低減するために用い、
通常、ＴＰＴ形成部（ａ−３ｉ　：Ｈ（ｉ）　８）およ
び付加容量７のパータンの下はＡｆｉを除去し、Ｃｒの
みを残すように形成する。次に、プラズマＣＶＤ用によ
り５ｉＮ１１゜ａ−８ｉ　：Ｈ（ｉ）８、ａ−８ｉ　：
Ｈ（ｎ”）　１５層を連続的に形成する。ここで、Ｓｉ
Ｎの膜厚３ｏ００人、　ａ−８ｉ　：Ｈ（ｉ）膜厚は２
０００人、　ａ−８ｉ　：Ｈ（ｎ”）膜厚は４００人と
した。

次に、ドライエツチング法により、ａ−３ｉ：Ｈ（ｉ）
、（ｎ”）島状パターン８，１５を形成する。次に、Ｃ
ｒ　／　Ａ　Ｑ信号線パターン１，１０およびソース電
極５を第１図（ａ）、（ｂ）に示すような位置関係に形
成する。次に、Ｃｒ　／　Ａ　Ｑ信号線パターン１，１
０．およびソース電極５をマスクとして、ＴＰＴのチャ
ンネル上のａ−８ｉ：Ｈ（ｎ’）層を除去する。次に、
ＩＴＯ画素電極９パターンを第１図（ａ）、（ｂ）に示
す位置関係に形成する。この時、ゲート線３と画素電極
９との重なり部分で形成される付加容あ７は０．５９Ｆ
である０次に、画面郡全体を被覆するようＳｉＮ保護膜
を形成し、ＴＰＴ基板とする。

一方、別のガラス基板上にＲ，Ｇ、Ｂ三色の色フィルタ
ーを第３図（ｄ）に示すトライアングル状に配列させた
パターンを形成し、この上に有機樹脂からなる保護膜を
形成し、ＩＴＯ対向電極１６をパネルの画面全体に対応
するように形成し、対向電極基板とする。この時、Ｒ，
Ｇ、Ｂ三色の色フイルタ−パターンはＴＰＴ基板の画素
電極９の内側に一定の幅５μｍだけ狭めたパターンとし
。

色フイルタ−パターン以外の部分は非透光性のブラック
マトリックスにする。

次に、ＴＰＴ基板と対向電極に配向膜を塗布し、所定の
方向にラビング処理を行い、スペーサを分散させた後に
、両者をシール材を用いてのギャップ間隔に貼り合わせ
る。この時、ＴＰＴ基板の画素電極９と色フイルタ−パ
ターンは一画素毎にそれぞれ所望の色の画素に対応する
ように位置合わせを行う。次に１両者の基板間のギャッ
プにＴＮ液晶を封入して、カラー液晶ディスプレイパネ
ルが完成する。

本実施例によれば、第１図（ａ）に示す如く、信号線１
０のゲート線３と平行な配線部分が付加容量７に対して
、ゲート線３と反対側に設置されているので、付加容量
７はゲート線と平行な方向の画素ピッチ以内の幅にとる
ことが出来、開口率を低下させることなくゲート線と平
行な方向に横長で十分な大きさの付加容量を設置するこ
とができる。

実施例２ 本実施例は先に述べた本発明の変形例の−っである。

ＴＰＴ基板の製造工程は実施例１と同様に行い、第５図
に示す如きパターンの基板を作製する。第５図（ａ）に
おいて付加容量７は実施例１と同様に信号線１０に阻害
されない位置関係にあるので、ゲート線３にＴの字状に
張り出し部分を設けることが出来る。これと画素電極９
により１ｐＦの付加容量７を形成する。この付加容量７
はブラックマトリックスの範囲内にあるので、画素の開
口率を低下させることなく良好な画質のカラー液晶デイ
スプレィを得ることができる。

実施例３ 本実施例も先に述べた本発明の変形例の一つである。

ＴＰＴ基板の製造工程は実施例１と同様に行い、第６図
に示す如きパターンの基板を作製する。第６図において
、付加容量７は第１図（ａ）と第５図（、）のパターン
を合成したＬ字状に設けられている。第６図に示される
如き、付加容量７は開口率を低下させることなく、十分
な大きさの付加容量を得るために、実施例１および２と
比較してさらに効果的な方法である。第６図の如き配置
の付加容量７は２ｐＦ程度の容量まで開口率を低下させ
ずに設置することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画質の最も良好とされるＲ２Ｏ，Ｂ三
色の画素のトライアングル画素配列により生じたゲート
線と信号線の平行な配線部分に阻害されることなく、−
画素内で効率良く十分な大きさの付加容量を設置できる
で、一画素の開口率の低下、輝度の減少を招くことなく
、良好な画質（明かるく、残像、焼付がなく、画面内の
明がるさのムラがない）を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の平面図、第１図（ｂ
）は第１図（ａ）のＡ１Ａｓ’ｊｌＱｒＪｒｒ面図、第
２図（ａ）は従来例の平面図、第２図（ｂ）は第２図（
ａ）のＡ２−Ａ２’線断面す２図（ｃ）は第２図（ｂ）
、（Ｃ）の等価回路図、第３図はカラー画素の配列方法
を示した図、第４図（ａ）は効率の悪い付加容量の配置
例を示した平面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡ４
−Ａ、’線断面図、第５図（ａ）は本発明の第２の実施
例の平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ、−Ａ、
’線断面図、第６図（ａ）は本発明の第３の実施例の平
面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のＡ８−Ａ６．’線
断面図。 符号の説明 １・・・信号線、２・・・ゲート線、３・・・隣接する
ゲート線、４・・・ＴＦＴ、５・・・ソース電極、６・
・・ゲート・ソース間容量、７・・・付加容量、 ８−ａ−８ｉ　：　Ｈ（ｉ）　、　９一画素電極、１０
・・・隣接する信号線、１１・・・ゲート絶縁膜、１４
−・・基板、　ｌ　５−ａ−８ｉ　：　Ｈ（ｎ”）、１
６・・・画素容量、１７・・・対向電極。 ’３を図 （ａ） ＜１ｙ） ＹＪ圀 （ａ）剰芝２スＴライフ゛　　　　　　　　（約＠めモ
プ°イク（Ｃ）　　スクエアー　　　　　　　　　　　
　（ｄ）　）ライアングンン昂４図 （ダ） （ｂ） 第　５図 （ａ） （ｋン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数行のゲート線および信号線を有し、上記ゲート
   線および信号線に接続される薄膜トランジスタを介して
   画素選択を行い、 上記複数行のゲート線のうちの奇数行のゲート線から画
   素選択される奇数行の画素と、上記複数行のゲート線の
   うちの偶数行のゲート線から画素選択される偶数行の画
   素とが、互いに上記ゲート線と平行な方向にずらさせて
   配置され、上記信号線が上記ゲート線と平行かつ近接し
   て配置されている平行配置部分を少なくとも有するよう
   な液晶ディスプレイパネルにおいて、第ｉ行のゲート線
   と第（ｊ＋１）列の信号線に接続される薄膜トランジス
   タを介して選択される第ｉ行第（ｊ＋１）列画素が第（
   ｉ＋１）行のゲート線と重畳部分を有し、上記重畳部分
   は、上記第（ｉ＋１）行のゲート線の、上記平行配置部
   分の信号線とは反対側に形成されていることを特徴とす
   る液晶ディスプレイパネル。