JPH01216321A - アクティブマトリックス形表示パネル - 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〕 本発明はアクティブマトリックス形表示パネルとくにテ
レビ画像をカラー表示するに適する表示パネルであって
、その一方の基板側に各画素の表示用の方形の画素電極
と複数個の画素に共通に設けられた走査電極と各画素電
極と走査電極との間に逆並列接続された正負１対の薄膜
ダイオードとが設けられ、他方の基板側に一方の基板側
の画素相互間に対応する位置に枠状の遮光マスクが設け
られるものに関する。

〔従来の技術〕

上述のテレビ画像等のカラー表示パネルには液晶表示パ
ネルが適しており、その面内に敵方から数十刃側の画素
を行列配置し、その画素のそれぞれに表示駆動用の薄膜
素子を組み込んだアクティブマトリックス形のものが開
発され、比較的小形のものから実用化が進められている
０本発明はこの種のアクティブマトリックス形表示パネ
ルであって、上述の薄膜素子として薄膜ダイオードが表
示パネルの１対の基板中の一方の基板に組み込まれるも
のに関し、その従来例の構造を第３図および第４図にそ
れぞれ断面図と平面図で示す。

第３図に示す表示パネルを構成する１対の基板１０．２
０の内、前者が薄膜ダイオード５ｏが組み込まれた方の
アクティブマトリックス基板であって、第４図はそのご
く一部の拡大平面図である。このアクティブマトリック
ス基板ｌＯ上にはごく薄い透明な導電性膜からなるほぼ
方形の画素電極３０が多数個行列配置されており、この
例では行方向に並ぶ複数個の画素電極に対して共通に同
じ導電性膜からなる走査電極４０が設けられている。ダ
イオード５０はこの走査電極４０に乗せられる表示電圧
を画素電極３０に伝達するためのもので、表示の都合上
この表示電圧が表示パネルの走査周期ごとに正負に切り
換わるので、必ず正負両方向のダイオード５０ｐ、　５
０ｎが対になって設けられ、各画素電極３ｏと走査電極
４０との間に逆並列接続される。この例では、これらの
正負方向のダイオード５０ｐ、　５０ｎはいずれも直列
接続された２個のダイオード５１ｐ、５２ｐおよび５１
ｎ、５２ｎから成っており、このように表示の都合上数
個までのダイオードが設けられる。

第５図はこれらの内のダイオード５１ｐの構造を断面で
示すものである。アクティブマトリックス基板１０用の
絶縁基板１１はふつう透明なガラスであって、その上に
ＩＴＯなどの前述の導電性膜１２を０、１μ程度の厚み
で被着し、そのパターニングによって画素電極３０．走
査電極４０等を形成する。ダイオードｓ１ｐは走査電極
４０上に作られ、その本体部はクローム等の金属からな
る０、　１　ｔｎａ程度の厚みの１対の遮光膜１３によ
って上下から挟まれたｐｉｎ構成の半導体膜１４であっ
て、この半導体膜１４は非晶質シリコン等を０．５−前
後の厚みに成長させたものである。絶縁膜１５は酸化シ
リコン等の薄膜であって、第４図に見られるように１個
所に集まったダイオードを共通に覆うように設けられ、
各ダイオード本体部の頂面に窓１５ａが明けられている
。

アルミ等の金属からなる接続膜１６はこの窓１５ａを通
してダイオードの本体部を所定の電極、第５図では前と
同じ導電性膜からなる接続電極３１に接続するように設
けられる。

第４図かられかるように、この接続膜１６によって正方
向のダイオード５０ｐの内の走査電極４０上に設けられ
たダイオード５１ｐは接続電極３１に接続され、接続電
極３１上に設けられたダイオード５２Ｆは画素電極３０
に接続される。同様に接続Ｗ４１６によって負方向のダ
イオード５０ｎ中の画素電極３０上に設けられたダイオ
ード５１ｎは接続電極３２に、接続電極３２上に設けら
れたダイオード５２ｎは走査電極４０にそれぞれ接続さ
れ、これによつてそれぞれ２個のダイオードの直列接続
体としての正負両方向のダイオードｓｏｐ、　５０ｎが
画素電極３０と走査電極４ｏとの間に逆並列接続される
ことになる。

表示パネルは以上のような構造のアクティブマトリック
ス基板１０を一方の基板として第３図に示す他方の基板
２０と組み合わせて構成されるが、この他方の基板２０
のガラスの絶縁基板２１のアクティブマトリックス基板
ｌＯとの対向面には同じく導電性膜からなる表示電極２
２が第４図の列方向に並ぶ画素電極に対して共通に設け
られている。さらにこの表示電極２２上にはアクティブ
マトリックス基板１０側の各画素電極３０に対向して色
フィルタ２３が付けられており、画素ごとに３原色中の
１色が表示されるように、図示のように赤、緑、青の色
フィルタ２３ｒ、２３ｇ、２３ｂが順次差べられている
。これらの色フィルタ２３の相互間は例えば薄い金属膜
である遮光マスク２４で埋められており、その平面的な
パターンが第４図に細線で部分ハンチングを付して示さ
れている０図かられかるようにこの遮光マスク２４は走
査電極４０を含めて画素電極３ｏの相互間を覆うように
枠状に形成される。逆に各画素電極３０はその周縁部を
この遮光マスク２４によって覆われることになる。

両基板１０．２０を表示パネルに組み立てるには、第３
図のように両基板をその周縁に沿って接着層６１によっ
て相互に接着した上で、この接着層６１によって囲まれ
た両基板間の間隙内に液晶６２を封入する。この表示パ
ネルを駆動するには、一方の基板ｌＯ側の走査電極４０
と他方の基板２０側の表示電極２２をそ゛れぞれ垂直、
水平方向に走査しながら、両電極間に表示電圧を走査周
期ごとに正負に切り換えて与えればよい、正の表示電圧
を与えたときには正方向のダイオード５０ｐが導通し、
負の表示電圧を与えたときには負方向のダイオード５０
ｎが導通して、表示電圧が画素電極ＩＯと表示電極２２
との間に掛り、各画素にはこの表示電圧に応じた明るサ
テかっそれに対応する色フィルタ２３のもつ色で表示が
なされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の遮光マスクはもちろん表示に貢献しない光を遮断
するためのもので、これを設けることにより表示パネル
全体の明るさは若干低下するものの、表示画像のコント
ラストないしは色の鮮明度が向上される。また、各画素
電極に付随して設けられるｙＩＭダイオードは、画素間
の表示上のいわゆるクロストークを防止して、これも表
示画像のコントラストを高める役目を果たすのであるが
、正負両方向のダイオードの直列接続数を増してコント
ラストをさらに高めようとすると、遮光マスクの効果が
逆に低くなってコントラストを期待のように高められな
い問題がある。

これは第４図かられかるように、ダイオードの総個数が
増えると遮光マスク２４によって覆われないダイオ−ド
の数が増えてダイオード相互間の隙間から洩れる光がコ
ントラストを低める結果になるからである。もちろん、
遮光マスク２４によりダイオードの設置場所も全部覆っ
てしまえばコントラストは低下しないが、本来方形であ
るべき各画素の表示面積がその１隅が大きく欠如したい
びつな形になってしまって画質が落ち、表示光量も低下
して画面全体が暗くなってしまうことになる。

各ダイオードは前述のように遮光膜１３や遮光性の接続
膜を備えていてそれ自体で遮光性をもつので、従来はそ
の設置場所にまで遮光マスクを掛ける要は必ずしもなか
ったのであるが、ダイオード数が増えてそれら相互間の
隙間も多くなると、コントラストが低下しないようにダ
イオードの設置′場所にも遮光マスクを掛ける要が生じ
て来る。この問題を解決するため、ダイオードの個数を
増やすかわりに、その半導体１Ｍ！１４内のｐｉｎ構成
を２段またはそれ以上の段数に積み上げることが考えら
れるが、ダイオードの高さが大きくなって基板間の間隙
が数−の表示パネル内に納めてしまうのがむつかしくな
るし、その製作上も厄介になって欠陥が発生しやすくな
る問題が派生する。

本発明はかかる問題−点を軽減して、薄膜ダイオード数
が増えても表示画質や明るさの低下が少ないアクティブ
マトリックス形表示パネルを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前述のように一方の基板側に薄膜ダイオードが
、他方の基板側に遮光マスクが設けられるアクティブマ
トリックス形表示パネルに対して、一方の基板側の正負
のダイオードを各画素電極の走査電極に面する辺の両端
部と走査電極との間に振り分けて設け、他方の基板側の
遮光マスクを一方の基板側のダイオードを含む非表示部
の全面を覆うように設けることにより上記の目的を達成
するものである。

上記の構成において、走査電極に沿って隣り合う画素電
極相互間には常に若干の隙間が設けられ、遮光マスクは
この隙間とその両側の画素電極の周縁部を若干覆うよう
に設けられるので、上記構成のように振り分けられた正
または負方向のダイオードの直列接続数が増えたとき、
それらの直列接続ダイオードを画素電極間の隙間に沿っ
て走査電極と直交する方向に１列に並べて配置するのが
有利である。

〔作用〕

本発明は上記構成にいうように、一方の基板側の正負の
ダイオードを各画素電極の走査電極に面す、る辺の両端
部と走査電極との間に振り分けて設けることにより、ダ
イオード部に遮光マスクを掛けても画素の表示面の形状
が正規の方形から余り大きくずれるようなことをなくし
、かつ遮光マスク下の各画素電極の周縁部の面積を有効
利用しながらダイオードを配置して画素の表示面積の減
少が最低に留まるようにし、さらに他方の基板側の遮光
マスクを一方の基板側のダイオードを含む非表示部の全
面を覆うように設けることにより、ダイオードを設けた
場所には必ず遮光マスクを掛けて常にコントラストが最
高に保たれるようにして、本発明の所期の課題の解決に
成功したものである。

また、本発明に基づき各画素電極の走査電極に面する辺
の両端部に振り分けて設けられる正負のダイオードの直
列接続数が多いとき、走査電極に沿って隣り合う画素電
極相互間の隙間に沿ってこれらの直列接続ダイオードを
走査電極と直交する方向に１列に並べて配置するように
すれば、前述の遮光マスク下の画素電極の周縁部の面積
を最も有効に利用して画素の表示面積の減少を最低に留
め、同時に画素の表示の形状の方形からのくずれを最小
にすることができる。

〔実施例〕

以下、第１図および第２図を参照しながら本発明の詳細
な説明する。第１図は前の第４図に対応して正負のダイ
オードの直列接続数が２の場合について本発明によるア
クティブマトリックス形表示パネルの構造を示す一部拡
大平面図であり、第２図はその断面図である。各ダイオ
ードの構造は前の第５図と同じものとする。

第１図の中央部の画素電極３０に付属する薄膜ダイオー
ド５０を構成する正負１対のダイオードｓｏｐ。

５０ｎは、本発明に基づきこの中央の画素電極３０の走
査電極４０に面する図では下辺の両端部に図示のように
振り分けて設けられ、これら正負のダイオードをそれぞ
れ構成する直列接続の２個のダイオード５１ｐ、　５２
ｐおよび５１ｎ、５２ｎは、中央の画素電極３０とその
両隣りの画素電極との間の隙間に沿って図では上下方向
である走査電極４０と直交する方向にそれぞれ１列に並
べて配置されている。また、この例ではこれらの直列接
続ダイオードはそれらが並ぶ方向にそれぞれ図示のよう
にやや細長な形状にして、その横幅が縮められている。

これらの直列ダイオードの接ＶＡｔ！極３１，３２を会
する接続態様は、前の第４図と同じなので説明を省略す
る。

図で細線で部分ハツチングを施して示された遮光マスク
２４によって覆われる範囲は、従来と同様に走査電極を
含んで電極相互間の全ての隙間と画素電極の周縁部の若
干を覆うほか、本発明では薄膜ダイオード５０が設けら
れる場所もこれに含められる。走査電極４０に沿って並
ぶ画素電極３０の相互間の隙間はふつう１０Ｉｎ＆前後
であり、遮光マスク２４はこの隙間のほか隣り合う画素
電極の周縁部をそれぞれ１０ｎ程度覆うように３０ｎ程
度の幅とされる。

一方、各ダイオードの図の左右方向の横幅は１５〜２０
μで、図示のようにこの横幅の１／２以上が遮光マスク
２４によって元々覆われている画素電極の周縁部に入る
ように各ダイオードが配置される。従って、本発明によ
りダイオード部が遮光マスク２４によってすべて覆われ
るようにしても、各画素の表示面積の減少は比較的僅か
で、画素電極３０の寸法が通常のように２００〜３００
　ｔｎａ角のとき、直列接続ダイオード１個について１
％程度の減少ですむ。

また、図かられかるように各画素の有効表示面の形状の
方形からの崩れは、正負のダイオードがその図では左右
に振り分は配置されているのでごく僅かですむ、なお、
第１図では図示の都合上画素電極３０の寸法がダイオー
ドの寸法に比べて図の上下、左右両方向にかなり縮少し
て示されていることを瞭承されたい。

第２図の他方の基板２０側の遮光マスク２４は、前の第
３図のように色フィルタ２３とは別な金属薄膜で形成し
てもよいのであるが、この実施例では３種の色フィルタ
のもつ色の重ね合わせてこの遮光マスク２４が形成され
ている。これらのそれぞれ赤。

緑、青の色フィルタ２３ｒ、２３ｇ、２３ｂの着色部は
図には斜線ないしはドツトを付して示されており、°こ
れかられかるように一方の基板ＩＯ側の画素電極３０の
表示面に対応する個所には３個の色フイルタ中の１個の
みに着色がされているが、遮光マスク２４とすべき個所
には３個の色フィルタのすべてが着色されている。よく
知られているように、各色フィルタは可視光の波長領域
内のそれぞれ異なる特定の波長領域内の光だけを透過す
るように着色されるので、３個の色フィルタの着色部が
すべて重ね合わされると可視光の波長領域内のすべての
光が遮断される結果、はぼ完全にブラックな遮光マスク
２４となる。この実施例における遮光マスク２４の遮光
能力は従来と同等であるが、他方の基板２０の構成が簡
単になり製作が容易になる利点を有する。第２図の残余
の部分は前の第３図と全く同じなのでその説明は省略す
る。

以上のように構成された両基板１０．２０を組み合わせ
たカラー表示パネルは、表示試験によりその表示の明る
さは従来と同等で、画像のコントラストと色の鮮明度は
従来よりも優れており、色ずれも認められなかった。ま
た各画素の表示面がもつ不整形状はかなり近接しても視
覚上感知できない程度である。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明では、一方の基板側に各画素
の表示用の方形の画素電極と複数個の画素に共通に設け
られた走査電極と各画素電極と走査電極との間に逆並列
接続された正負１対の薄膜ダイオードとが設けられ、他
方の基板側に一方の基板側の画素相互間に対応する位置
に枠状の遮光マスクが設けられアクティブマトリックス
形表示パネルに対して、一方の基板側の正負のダイオー
ドを各画素電極の走査電極に面する辺の両端部と走査電
極との間に振り分けて設けるようにしたので、隣り合う
画素電極間の隙間とその近傍の画素電極の周縁部との遮
光マスクによって覆われる部分の面積を有効利用してダ
イオードを作り込むことができ、従って正負のダイオー
ドの直列接続数がかなり増えても各画素の有効表示面噴
を余り減少させることなくダイオードを作り込むことが
できる。またこれによって、ダイオード数が増えても各
画素の表示面の形状を本来の方形に近い形に保つことが
できる。さらに本発明では、他方の基板側の遮光マスク
を一方の基板側のダイオードを含む非表示部の全面を覆
うように設けるようにしたので、ダイオード相互間やそ
の近傍から表示上貢献しない余分な光が洩れることがな
くなり、表示のコントラストないしは色の鮮明度を常に
最高の状態に置くことができる。

かかる特長をもつ本発明は、とくにテレビ画像等をカラ
ー表示するアクティブマトリックス方式の液晶表示パネ
ルに遺し、その実施により表示パネルに明るくて明確な
コントラストと鮮明な色をもつ美麗な画像を表示させる
ことができる。また、画素相互間が枠状遮光マスクより
明確に区切られているので色ずれの問題が起こり得ない
特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図が本発明に関し、第１図は本発明の
アクティブマトリックス形表示パネルの一実施例におけ
るｉ′クチイブマトリックス基板としての一方の基板の
一部拡大平面図、第２図はその一部の断面図である。第
３図および第４図は従来技術に関し、第３図は従来のア
クティブマトリックス形表示パネルの一部の断面図、第
４図はそのアクティブマトリックス基板の一部拡大平面
図である。第５図は本発明と従来技術に共通で、ダイオ
ードの構造例を示すその断面図である０図において、 １０ニ一方の基板ないしはアクティブマトリックス基板
、１１：絶縁基板、１２：導電性膜、１３：遮光膜、１
４：半導体膜、１５：絶縁膜、１５ａ：絶縁膜の窓、１
６：接続膜、２０：他方の基板、２１：絶縁基板、２２
：表示電極、２３：色フィルタ、２３ｒ、　２３ｇ、　
２３ｂ：赤、緑。 青の色フィルタ、２４：遮光マスク、３０：画素電極、
３１．３２：接続電極、４０；走査電極、５０：薄膜ダ
イオード、５０ｐ、５０ｎ：正負方向のダイオード、５
１ｐ、５２ｐ。 ５１ｎ、５２ｎ：直列接続されるダイオード、らｌ：接
着層、６２：液晶、である。 ５Ｑ 清肩ヂトド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　表示パネルの一方の基板側に各画素の表示用の方形の
   画素電極と複数個の画素に共通に設けられた走査電極と
   各画素電極と走査電極との間に逆並列接続された正負１
   対の薄膜ダイオードとが設けられ、他方の基板側に一方
   の基板側の画素相互間に対応する位置に枠状の遮光マス
   クが設けられる表示パネルにおいて、一方の基板側の正
   負のダイオードを各画素電極の走査電極に面する辺の両
   端部と走査電極との間に振り分けて設け、他方の基板側
   の遮光マスクを一方の基板側のダイオードを含む非表示
   部の全面を覆うように設けたことを特徴とするアクティ
   ブマトリックス形表示パネル。