JPH0422498B2 - - Google Patents
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- JPH0422498B2 JPH0422498B2 JP60032275A JP3227585A JPH0422498B2 JP H0422498 B2 JPH0422498 B2 JP H0422498B2 JP 60032275 A JP60032275 A JP 60032275A JP 3227585 A JP3227585 A JP 3227585A JP H0422498 B2 JPH0422498 B2 JP H0422498B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 発明の目的
〔産業上の利用分野〕
この発明は、カラー液晶表示装置に係り、とく
に、絵素電極ごとにスイツチング素子を設けたマ
トリクス方式の液晶表示装置に関する。
に、絵素電極ごとにスイツチング素子を設けたマ
トリクス方式の液晶表示装置に関する。
カラー液晶表示装置は、ドツトマトリクス状に
配列された多数の絵素と、各絵素に対応して配置
された着色手段とを有する。各絵素をそれに対応
する色に応じた映像信号を印加して制御する事に
より、カラーCRTと同じ原理により加色混合さ
れ、中間色を含む任意のカラー映像を表示する事
ができる。
配列された多数の絵素と、各絵素に対応して配置
された着色手段とを有する。各絵素をそれに対応
する色に応じた映像信号を印加して制御する事に
より、カラーCRTと同じ原理により加色混合さ
れ、中間色を含む任意のカラー映像を表示する事
ができる。
従来の液晶を用いたカラー液晶表示装置のマト
リクス表示基板では、絵素の縦の列と横の列に接
続されている信号電極及び走査電極は直線であ
り、すべての絵素電極は、対応する信号電極と走
査電極との交点の同じ側に配列されていた。従つ
て、映像信号を忠実に再生するのに十分な数の絵
素が設けられているのであれば、絵素のカラー配
列は再生画像の品位には影響を与えないが、絵素
数が十分大きくない場合には、再生画像の品位
は、カラー配列によつてかなり影響を受け、たと
えば、直角方向の空間分解能が悪く、モアレ縞を
生じ易いなどという欠点を有する。
リクス表示基板では、絵素の縦の列と横の列に接
続されている信号電極及び走査電極は直線であ
り、すべての絵素電極は、対応する信号電極と走
査電極との交点の同じ側に配列されていた。従つ
て、映像信号を忠実に再生するのに十分な数の絵
素が設けられているのであれば、絵素のカラー配
列は再生画像の品位には影響を与えないが、絵素
数が十分大きくない場合には、再生画像の品位
は、カラー配列によつてかなり影響を受け、たと
えば、直角方向の空間分解能が悪く、モアレ縞を
生じ易いなどという欠点を有する。
このような欠点を解決するために、本件出願人
は特願昭59−75301号において、デルタ配列によ
るカラー配列を提案した。
は特願昭59−75301号において、デルタ配列によ
るカラー配列を提案した。
カラー液晶表示装置では、入射光のスペクトル
中で、三原色中の一色のスペクトル領域しか利用
されず、残りの成分は着色手段によつて吸収され
る。さらに、偏光板を使用する液晶動作モードの
場合には、利用できる光量はさらに半減するの
で、照明手段としては白熱電球、蛍光灯、EL装
置などの光源を設けたり、周囲光を液晶表示装置
の背面に導くための手段が講じられる。
中で、三原色中の一色のスペクトル領域しか利用
されず、残りの成分は着色手段によつて吸収され
る。さらに、偏光板を使用する液晶動作モードの
場合には、利用できる光量はさらに半減するの
で、照明手段としては白熱電球、蛍光灯、EL装
置などの光源を設けたり、周囲光を液晶表示装置
の背面に導くための手段が講じられる。
多重マトリクスの液晶表示装置では、信号電極
の形状が複雑で配線幅の広い部分ができるので、
有効な絵素面積が減少し、画面が暗くなる傾向が
見られ、とくにポータブル機器への応用を図る場
合には、電源容量の制約が厳しいので照明手段の
光源の発光効率の向上と共に、この有効な絵素面
積の配線部の面積に対する比率の向上が重要なポ
イントとなる。
の形状が複雑で配線幅の広い部分ができるので、
有効な絵素面積が減少し、画面が暗くなる傾向が
見られ、とくにポータブル機器への応用を図る場
合には、電源容量の制約が厳しいので照明手段の
光源の発光効率の向上と共に、この有効な絵素面
積の配線部の面積に対する比率の向上が重要なポ
イントとなる。
ところで、前記のデルタ配列を採用する提案に
おいては、絵素にスイツチング素子（薄膜トラン
ジスタ）を付加する場合に、その液晶表示装置は
第２図に示すようにその結線パターンが構成され
ている。すなわち、薄膜トランジスタ（以下
TFTという）は、ガラスなどの透明な絶縁性基
板上に走査電極１０１、信号電極１０２、及びド
レイン電極１０３が順次パターン化され積層され
る部分に構成され、ドレイン電極１０３には絵素
電極１０４が接続されている。そして、同一の信
号電極１０２によつて駆動される絵素の色は同一
となり色切り換えが不要になるよう信号電極１０
２を左右に蛇行させ、かつ同一の信号電極によつ
て駆動される絵素を蛇行と同期させて左右交互に
振り分けて一走査ライン毎に絵素配列を1.5絵素
ピツチずらせデルタ配列を実現している。このよ
うな構成においては、蛇行する信号電極１０２が
走査電極１０１に平行に配置する部分が生ずる。
この部分の占める面積を縮少するためそれらを積
層するとその間の静電容量が増加するので好まし
くない。従つて、これらは基板上に並べて配置せ
ざるを得ないため、これらの占める面積が増大
し、絵素Ｂ，Ｒ，Ｇの面積が減少する。絵素数を
増加させるほど、この傾向は著しくなり、その結
果、同じ絵素ピツチの従来のマトリクス方式の液
晶表示装置にくらべて画面が暗くなるという問題
がある。
おいては、絵素にスイツチング素子（薄膜トラン
ジスタ）を付加する場合に、その液晶表示装置は
第２図に示すようにその結線パターンが構成され
ている。すなわち、薄膜トランジスタ（以下
TFTという）は、ガラスなどの透明な絶縁性基
板上に走査電極１０１、信号電極１０２、及びド
レイン電極１０３が順次パターン化され積層され
る部分に構成され、ドレイン電極１０３には絵素
電極１０４が接続されている。そして、同一の信
号電極１０２によつて駆動される絵素の色は同一
となり色切り換えが不要になるよう信号電極１０
２を左右に蛇行させ、かつ同一の信号電極によつ
て駆動される絵素を蛇行と同期させて左右交互に
振り分けて一走査ライン毎に絵素配列を1.5絵素
ピツチずらせデルタ配列を実現している。このよ
うな構成においては、蛇行する信号電極１０２が
走査電極１０１に平行に配置する部分が生ずる。
この部分の占める面積を縮少するためそれらを積
層するとその間の静電容量が増加するので好まし
くない。従つて、これらは基板上に並べて配置せ
ざるを得ないため、これらの占める面積が増大
し、絵素Ｂ，Ｒ，Ｇの面積が減少する。絵素数を
増加させるほど、この傾向は著しくなり、その結
果、同じ絵素ピツチの従来のマトリクス方式の液
晶表示装置にくらべて画面が暗くなるという問題
がある。
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、ス
イツチング素子を付加しデルタ配列を採用し、し
かも有効素面積が減少することのない画面の明る
いマトリクス方式のカラー液晶表示装置を提供す
るものである。
イツチング素子を付加しデルタ配列を採用し、し
かも有効素面積が減少することのない画面の明る
いマトリクス方式のカラー液晶表示装置を提供す
るものである。
(ロ) 発明の構成
この発明は、赤、緑、青色に着色された絵素電
極に信号電極の信号をスイツチング素子を介して
供給し、そのスイツチング素子のゲートを走査電
極によつて制御するマトリクス方式の液晶表示装
置において、赤、緑、青の三色を一周期として周
期的に並べた直線的配列を互に平行にかつ半周期
ずらして隣接するように配置された絵素電極と、
隣接する前記直線的配列の間に配置された走査電
極と、前記絵素電極の間に配置され前記走査電極
に垂直に配置された垂直部と平行に配置された平
行部とを有する信号電極と、前記信号電極の平行
部に形成されたスイツチング素子とからなること
を特徴とする。
極に信号電極の信号をスイツチング素子を介して
供給し、そのスイツチング素子のゲートを走査電
極によつて制御するマトリクス方式の液晶表示装
置において、赤、緑、青の三色を一周期として周
期的に並べた直線的配列を互に平行にかつ半周期
ずらして隣接するように配置された絵素電極と、
隣接する前記直線的配列の間に配置された走査電
極と、前記絵素電極の間に配置され前記走査電極
に垂直に配置された垂直部と平行に配置された平
行部とを有する信号電極と、前記信号電極の平行
部に形成されたスイツチング素子とからなること
を特徴とする。
以下図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
述する。なおこれによつてこの発明が限定される
ものではない。
述する。なおこれによつてこの発明が限定される
ものではない。
第１図ａに部分平面図を、第１図ｂにそのＡ−
Ａ矢視部分断面図を示すTFTの一例において、
１はガラス基板、２はTFTのゲート電極を構成
する走査電極、３はゲート絶縁膜、９は半導体
層、４は絶縁膜、５はTFTのソース電極を構成
する信号電極、６はドレイン電極、７は絵素電
極、８は絶縁膜４に形成されたスルーホールであ
る。ガラス基板１には、たとえばコーニング社製
の7059やHOYA(株)製のNA40などを使用する。そ
して、その上にタンタル（Ta）を使用して走査
電極２を形成し、次に走査電極２の上にゲート絶
縁膜３を膜厚2000ÅのSi3N4によつて形成し、半
導体層９をSiH4のグロー放電による堆積させた
膜厚2000Åの無定形シリコン水素合金（ａ−
SiH）によつてパターン形成する。その後、絶縁
膜４をSi3N4を用いて厚さ5000Åに堆積させ、次
に絶縁膜４にスルーホール８を形成する。そし
て、チタンTiを用いて信号電極５とドレン電極
６を形成し、その上に絵素電極７をITOを堆積し
てパターン形成する。このTFTが形成された基
板で液晶を駆動するために、更に、光シールド及
び配向膜を設ける。走査電極２に正の電圧を印加
すると、半導体層９のゲート絶縁膜３側の界面に
電子の蓄積層が形成され、信号電極（ソース電
極）５とドレイン電極６との間の抵抗が変調され
る。
Ａ矢視部分断面図を示すTFTの一例において、
１はガラス基板、２はTFTのゲート電極を構成
する走査電極、３はゲート絶縁膜、９は半導体
層、４は絶縁膜、５はTFTのソース電極を構成
する信号電極、６はドレイン電極、７は絵素電
極、８は絶縁膜４に形成されたスルーホールであ
る。ガラス基板１には、たとえばコーニング社製
の7059やHOYA(株)製のNA40などを使用する。そ
して、その上にタンタル（Ta）を使用して走査
電極２を形成し、次に走査電極２の上にゲート絶
縁膜３を膜厚2000ÅのSi3N4によつて形成し、半
導体層９をSiH4のグロー放電による堆積させた
膜厚2000Åの無定形シリコン水素合金（ａ−
SiH）によつてパターン形成する。その後、絶縁
膜４をSi3N4を用いて厚さ5000Åに堆積させ、次
に絶縁膜４にスルーホール８を形成する。そし
て、チタンTiを用いて信号電極５とドレン電極
６を形成し、その上に絵素電極７をITOを堆積し
てパターン形成する。このTFTが形成された基
板で液晶を駆動するために、更に、光シールド及
び配向膜を設ける。走査電極２に正の電圧を印加
すると、半導体層９のゲート絶縁膜３側の界面に
電子の蓄積層が形成され、信号電極（ソース電
極）５とドレイン電極６との間の抵抗が変調され
る。
第１図ｃにその結線パターンの一例を示す。簡
単のため、走査電極２と信号電極５とドレイン電
極６と絵素電極７のみを表わし、その他は省略し
ている。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂは絵素電極の表示色で
あり、それぞれ赤、緑、および青を示している。
この実施例では、第２図において信号電極１０２
の走査電極１０１に対して垂直な部分に形成され
ていたTFTが、第１図ｃでは信号電極５の走査
電極２と平行な部分に形成されている。従つて、
第２図のTFT形成部分には、信号電極５のみが
配置され、その配置幅が縮少されて、それだけ絵
素電極７の幅が拡大される。また、信号電極５と
走査電極２の平行配置部分には、TFT（ドレイン
電極６）が形成され、それらの電極の占める幅も
縮少される。しかも、信号電極５と走査電極２の
積層部分の面積は増加しないので、それら電極間
の静電容量が増大することがない。
単のため、走査電極２と信号電極５とドレイン電
極６と絵素電極７のみを表わし、その他は省略し
ている。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂは絵素電極の表示色で
あり、それぞれ赤、緑、および青を示している。
この実施例では、第２図において信号電極１０２
の走査電極１０１に対して垂直な部分に形成され
ていたTFTが、第１図ｃでは信号電極５の走査
電極２と平行な部分に形成されている。従つて、
第２図のTFT形成部分には、信号電極５のみが
配置され、その配置幅が縮少されて、それだけ絵
素電極７の幅が拡大される。また、信号電極５と
走査電極２の平行配置部分には、TFT（ドレイン
電極６）が形成され、それらの電極の占める幅も
縮少される。しかも、信号電極５と走査電極２の
積層部分の面積は増加しないので、それら電極間
の静電容量が増大することがない。
このようにして、この実施例では信号電極５と
走査電極２との平行部分の占める面積が有効に使
用されて絵素電極７の有効面積が大きくなること
になる。
走査電極２との平行部分の占める面積が有効に使
用されて絵素電極７の有効面積が大きくなること
になる。
なお、この実施例では、１cm2あたり3000個の絵
素数のとき、第２図の場合に比較して、絵素電極
の有効面積が約15％大きくなり、さらに絵素数が
増大すると、その差は増々大きくなることが確認
されている。
素数のとき、第２図の場合に比較して、絵素電極
の有効面積が約15％大きくなり、さらに絵素数が
増大すると、その差は増々大きくなることが確認
されている。
第１図ｄに第１図ｃの結線パターンの駆動回路
を示す。
を示す。
図において、コンデンサー１１，１１，……
は、液晶の容量を表わす等価回路であり、矢印の
先は、共通電極に共通に接続されている。各走査
電極（ゲート・ライン）２は、横に並んだTFT
１０，１０，……のゲートに接続されている。ま
た、各信号電極（データ・ライン）５は、その左
右に縦に並んだTFT１０，１０……のソース電
極に接続されている。シフト・レジスターからな
るゲート・ドライバー１２は、走査パルス（水平
同期信号）により、走査電極２，２，……を順次
周期的に走査し、選択された走査電極２に接続さ
れているTFT１０，１０，……をこれに同期し
て信号電極に印加された映像信号が、TFT１０，
１０，……を通じて図示しない絵素電極及びコン
デンサー１１，１１，……に印加される。各色に
対応するＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号をそれぞれアナ
ログ・ライン・メモリー１３に入力し、これによ
りサンプリングされた各色の映像信号を各信号電
極５毎に設けられた色切り替え回路１４に入力
し、カラー配列に対応した信号を選択する。ここ
で、アナログ・ライン・メモリー１３は、色映像
信号Ｒ，Ｇ，または、Ｂをサンプリングし、走査
電極に同期して信号を出力する。映像信号をアナ
ログ・ライン・メモリー１３に入力する前に、色
切り替え回路１４によりＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号
をカラー配列に応じて時分割しシリアル信号に変
換して、アナログ・ライン・メモリー１３に送り
込む。このようにして、各絵素電極に対応する液
晶はマトリクス制御される。
は、液晶の容量を表わす等価回路であり、矢印の
先は、共通電極に共通に接続されている。各走査
電極（ゲート・ライン）２は、横に並んだTFT
１０，１０，……のゲートに接続されている。ま
た、各信号電極（データ・ライン）５は、その左
右に縦に並んだTFT１０，１０……のソース電
極に接続されている。シフト・レジスターからな
るゲート・ドライバー１２は、走査パルス（水平
同期信号）により、走査電極２，２，……を順次
周期的に走査し、選択された走査電極２に接続さ
れているTFT１０，１０，……をこれに同期し
て信号電極に印加された映像信号が、TFT１０，
１０，……を通じて図示しない絵素電極及びコン
デンサー１１，１１，……に印加される。各色に
対応するＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号をそれぞれアナ
ログ・ライン・メモリー１３に入力し、これによ
りサンプリングされた各色の映像信号を各信号電
極５毎に設けられた色切り替え回路１４に入力
し、カラー配列に対応した信号を選択する。ここ
で、アナログ・ライン・メモリー１３は、色映像
信号Ｒ，Ｇ，または、Ｂをサンプリングし、走査
電極に同期して信号を出力する。映像信号をアナ
ログ・ライン・メモリー１３に入力する前に、色
切り替え回路１４によりＲ，Ｇ，Ｂの各映像信号
をカラー配列に応じて時分割しシリアル信号に変
換して、アナログ・ライン・メモリー１３に送り
込む。このようにして、各絵素電極に対応する液
晶はマトリクス制御される。
(ハ) 発明の効果
この発明によれば、各絵素電極にスイツチング
素子を付加し絵素電極をデルタ配列したマトリク
ス方式の液晶表示装置において、スイツチング素
子を走査および信号電極の互に平行に配置する部
に設置することにより、絵素電極の有効面積が増
大して、画面が明るくなり表示コントラストおよ
び表示解像度にすぐれたカラー液晶表示装置が提
供される。
素子を付加し絵素電極をデルタ配列したマトリク
ス方式の液晶表示装置において、スイツチング素
子を走査および信号電極の互に平行に配置する部
に設置することにより、絵素電極の有効面積が増
大して、画面が明るくなり表示コントラストおよ
び表示解像度にすぐれたカラー液晶表示装置が提
供される。
第１図ａはこの発明に係る一実施例の薄膜トラ
ンジスタを示す部分正面図、第１図ｂはそのＡ−
Ａ矢視断面図、第１図ｃはこの発明に係る一実施
例の結線パターンを示す説明図、第１図ｄはこの
発明に係る一実施例を示す電気回路図、第２図は
比較例の結線パターンを示す説明図である。 １……ガラス基板、２……走査電極、３……ゲ
ート絶縁膜、４……絶縁膜、５……信号電極、６
……ドレイン電極、７……絵素電極、８……スル
ーホール。
ンジスタを示す部分正面図、第１図ｂはそのＡ−
Ａ矢視断面図、第１図ｃはこの発明に係る一実施
例の結線パターンを示す説明図、第１図ｄはこの
発明に係る一実施例を示す電気回路図、第２図は
比較例の結線パターンを示す説明図である。 １……ガラス基板、２……走査電極、３……ゲ
ート絶縁膜、４……絶縁膜、５……信号電極、６
……ドレイン電極、７……絵素電極、８……スル
ーホール。
Claims (1)
- １ 赤、緑、青色に着色された絵素電極に信号電
極の信号をスイツチング素子を介して供給し、そ
のスイツチング素子のゲートを走査電極によつて
制御するマトリクス方式の液晶表示装置におい
て、赤、緑、青の三色を一周期として周期的に並
べた直線的配列を互に平行にかつ半周期ずらして
隣接するように配置された絵素電極と、隣接する
前記直線的配列の間に配置された走査電極と、前
記絵素電極の間に配置され前記走査電極に垂直に
配置された垂直部と平行に配置された平行部とを
有する信号電極と、前記信号電極の平行部に形成
されたスイツチング素子とからなることを特徴と
するカラー液晶表示装置。
Priority Applications (4)
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| JP60032275A JPS61190315A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | カラ−液晶表示装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP60032275A JPS61190315A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | カラ−液晶表示装置 |
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Family Applications (1)
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