JPH0715536B2 - 表示パネル - Google Patents

表示パネル

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JPH0715536B2
JPH0715536B2 JP58013561A JP1356183A JPH0715536B2 JP H0715536 B2 JPH0715536 B2 JP H0715536B2 JP 58013561 A JP58013561 A JP 58013561A JP 1356183 A JP1356183 A JP 1356183A JP H0715536 B2 JPH0715536 B2 JP H0715536B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マトリツクス型表示パネルに関し、詳しくは
駆動用半導体アレイを一体化したマトリツクス基板を用
いたマトリツクス型液晶表示パネルに関するものであ
る。
液晶による表示パネルは、次の利点をもつている。すな
わち、 1. 受光型(パツシブ)デイスプレーで、低電力消費で
あること; 2. 低電圧で動作出来ること; 3. パネル型の構成にし易いこと; 4. 大型表示も可能であること; が利点として挙げられる。
これらの利点は、発光型(アクテイブ)デイスプレーに
は見られないものである。
この様な液晶表示パネルの中でも、特開昭50−17599号
公報に開示された多数の画素をマトリツクス駆動する方
式は、特に注目されている。
この方式の液晶表示パネルは、例えば第1図(a)に示
す様な構成となつている。
即ち、表示パネルを構成する基板(ガラス、プラスチツ
クフイルム等)が2〜10本/mm程度の密度で、駆動用薄
膜トランジスタ(テイー・エフ・テイー シン フイル
ム トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)をマト
リツクス配置したもので構成されている。
TFTとしてはいくつかの構造があるが、ここでは第1図
(a)に示す様なゲート電極が基板側に形成されたスタ
ガー構造を例にとり述べる。
TFTは基板S上に形成されたゲート線1a,1a′,1a″,…
…(行電極)を有し、該ゲート線上に設けたゲート電極
1,1′,1″,1,……、該ゲート電極上に積層された絶
縁層5、前記ゲート電極上に絶縁層を介して形成された
薄膜半導体層2,2′,2″,2,……、半導体の一端に接
して設けたソース線3,3′,……(列電極)、及び半導
体の他端に接して設けたドレイン電極4,4′,4″,4,
……(表示電極)等から構成され、行電極と列電極は透
明又は金属の薄膜導電層によつて形成されている。
TFTの他の構造、即ち、ゲート電極が基板とは反対側に
形成されたスタガー構造及びコプレーナ構造の3種類に
ついても同様の構成要素があり、層構成順序が異なるの
みである。
第1図(b)は第1図(a)の矢印OB方向から眺めた平
面図で、マトリツクス駆動回路の一部を示したものであ
る。
また、第2図は第1図(b)を線分AA′に沿つて切断し
た拡大断面図である。
第2図に於いて、7及びSはガラス、プラスチツクフイ
ルム等の基板、4″,4は前述のドレイン電極、8は対
向電極である。
4″,4,8等にはSnO2,In2O3,ITO等の透明導電膜、ある
いはAu,Al,Pd等の金属薄膜が用いられる。
1″,1及び3″,3はそれぞれ、ゲート電極及びソー
ス電極で、Al,Au,Ag,Pd,等の金属薄膜が用いられる。
5及び9は絶縁層で、2″,2はアモルファスシリコン
又はポリシリコンの薄膜半導体、10はシール部材、11は
液晶層である。
この様な液晶表示パネルでは、動的散乱モード(DS
M)、ツイステツド・ネマテイツク(TN)等の表示モー
ドのいずれを用いるかにより、液晶分子の配列状態が決
まる。
また、装置を透過型・反射型のいずれにするかにより偏
光板、λ/4板、反射板等の光学検知手段を適宜設ける必
要がある。
この様な表示パネルでは、セルの動作特性は液晶層の厚
みに対する依存性が高く、表示パネル全体の表示特性
が、低下し易い。このため、良好な階調性あるいは高速
反応性を得る為には、液晶層の厚さを一定面積以上(例
えば10cm2以上の範囲)に亘り、出来る限り薄く(例え
ば数μm〜10μm)且つ均一にする必要がある。
また、カラー表示を実現するには、表示パネルにカラー
フィルターが設けられる。表示パネルにカラーフィルタ
ーを適用するに当って、ドレイン電極領域で定まる画素
のうち、隣り合う画素間の間隔が非画素領域を形成し、
該非画素領域にカラーフィルターがドレイン電極領域か
らはみ出して延在されると、この非画素領域が不要な着
色領域を生じ、表示品位の低い色再現表示となる問題点
があった。
一方、カラーフィルターをドレイン電極領域からはみ出
すことなくドレイン電極領域と同一面積で合致させて配
置することによって、非画素領域の不要な着色領域を解
消し、表示品位の高い色再現を実現することができる
が、同時にカラーフィルターとドレイン電極とを位置合
せするに当って、両者の位置合せに高精度の位置合せ技
術が必要となり、このため表示パネルの製造コストが増
加し、また位置合せが不完全で、このため表示品位の低
い色再現によって表示される表示パネルを大量に製造す
ることになる問題点を惹き起こしていた。
本発明の目的は、ドレイン電極とカラーフィルターとの
位置合せ自由度を向上させたと同時に表示品位の高い色
再現によって表示を実現した表示パネルを提供すること
にある。
本発明のかかる目的は、ゲート、ソースとドレインとを
備え、複数の行と列とに沿って配置したトランジスタ、
行上のトランジスタのゲートを共通に接続したゲート
線、列上のトランジスタのソースを共通に接続したソー
ス線及びトランジスタ毎のドレインに接続したドレイン
電極を設けたトランジスタ基板、該ドレイン電極に対応
して配置したカラーフィルター、該ドレイン電極に対し
て間隔をおいて配置した対向電極を設けた対向基板並び
にトランジスタ基板と対向基板との間隔に配置した液晶
を有する表示パネルにおいて、 前記対向基板に、ドレイン電極とカラーフィルターとで
構成したカラー画素のうち、隣り合うカラー画素間の間
隔が非透光性金属膜によって閾いられる様に、該非透光
性金属膜を設けたことを特徴とする表示パネルによって
達成される。
本発明の表示パネルは、例えば(1)多数のセグメント
を選択的に駆動するための行電極あるいは列電極自体を
非透光性部材として形成し、この非透光性部材に沿つて
スペーサ部材を配置すること;(2)半導体駆動素子を
設けた基板の対向基板側に行電極あるいは列電極に沿つ
てこれを覆う非透光性部材を形成し、この非透光性部材
に沿つてスペーサ部材を配置することができる。又、ス
ペーサ部材を形成する際には、2枚の基板のうち少なく
とも一方の基板に固着させておくことが好ましい。この
態様については、第3図(a)および(c)で明らかに
する。
第3図(a)は、本発明表示パネルの一例の斜視図であ
る。
即ち、液晶表示パネルの対向電極基板面に非透光性部材
12を介してスペーサ部材6,6′,6″,6,……が設けら
れ、これらの厚みが液晶層の層厚を決定している。
ここで、設けられた非透光性部材12のパターン形状は、
スペーサ部材と同様の形状、ストライプ状、あるいは、
モザイク等のいずれの形状であつても良く、少なくとも
行電極あるいは列電極のラインに沿つてこれを覆ってい
ればよい。
この非透光性部材12はAl,Cr,Mo等の金属薄膜によって形
成される。この際、スペーサ部材6,6′,6″,6,……
は、行電極1a,1a′……(あるいは列電極3,3′,……)
の上に絶縁層5を介して固着されている。
第3図(b)は、本発明の表示パネルの別の態様を示す
斜視図である。
第3図(b)において、液晶表示パネルの対向電極8を
設けた基板7に非透光性部材12を形成し、その上を絶縁
層9で被覆し、さらに非透光性部材12に沿つてスペーサ
部材6,6′,6″,6,……を前記絶縁層9の上に配置し
た基板を示している。この基板を半導体駆動素子2,2′,
2″,2,……行電極1a,1a′,……と列電極3,3′……
を設けた基板Sと対向させる際、前述の非透光性部材12
は行電極1a,1a′,……(あるいは列電極3,3′……)の
ラインに沿つて配置される。従つて、この時スペーサ部
材6,6′,6″,6,……は表示面の非透光性区域に配置
された態様になすことができる。なお、第3図(a)と
(b)における第1図(a)、(b)および第2図と同
一符号は、同一部材を表わしている。
第4図(a)は、第3図(a)又は(b)に示す表示パ
ネルを矢印OB′方向から見た平面図であり、第4図
(b)は第4図(a)の線分B−B′に沿う断面図であ
る。
該スペーサ部材6,6′,6″,6,……としては、化学的
に安定で所定の厚みに層形成出来るものであれば、何れ
の材料であつても良いが、絶縁性の無機化合物及び有機
樹脂は好ましい材料である。
絶縁性の無機化合物としては、酸化ケイ素、酸化チタ
ン、酸化セリウム等の金属酸化物;窒化シリコン等の窒
化物等が挙げられる。
絶縁性の有機樹脂としては、シリコン樹脂、ゴム系樹脂
等を挙げる事が出来る。
スペーサ部材6,6′,6″,6は点状、線状あるいは多角
形状等いずれの形状にしても良い。
また、絶縁層5とは別の材料であつても良いし、同一の
材料であつても良い。
絶縁層5とは別の材料を、所定パターンのマスクを用い
て蒸着または、スパツタリング等により形成しても良い
し、あるいは塗布後パターン化しても良い。
また、絶縁層5と同一の材料を所定の液晶層と同じ厚み
で基板面に層形成した後、スペーサ部分以外の絶縁層を
エツチングにより一部除去しても良い。
あるいは、所定の基板間の間隙を得る為に、有機樹脂を
塗布後、パターン化してスペーサ部材としても良い。
第5図は、行電極1a,1a′,……と列電極3,3′,3″,…
…の上にスペーサ部材6−1,6′−1,6″−1……と6−
2,6′−2,6″−2……を設ける例の平面図である。
6−1,6′−1,6″−1,6−1は行電極上に設けたスペ
ーサ部材であり、6−2,6′−2,6″−2,6−2は列電
極上に設けたスペーサ部材を示す。
例えば、典型的な例として、0.5mmのガラス基板を用
い、1cm2当り1個のスペーサ部材を設ける事により、4
μmの均一な間隙を有する表示面積100cm2の表示パネル
が得られる。
尚、第4図(b)から、明らかな様に列電極(3,3′,
3″,3等)上にスペーサ部材を形成すると極めて微小
な間隙でも対向する電極8との接触によるショウトを防
止する事が出来る。
液晶層の厚みを一定に保持出来るならばセグメントを構
成する各ドレイン電極(4,4′,4″,4等)毎に上記の
スペーサ部材を必ずしも設ける必要はない。
本発明の表示パネルで用いる半導体駆動回路の等価回路
は第6図で示され、その駆動法としては、例えば行電極
1a,1a′,……に走査信号を順次印加する。走査信号が
印加されたTFTは導通状態となる。この時これと直交す
る列電極3,3′3″,……に画像信号を与えると、この
電圧がドレイン電極4,4′,4″,……へ供給される。順
次この走査信号を隣接の行電極に移動させ、各行のTFT
がオンになつた状態でその行のドレイン電極群へ電圧が
供給されて、行電極を一周させた時、全絵素に対し画像
信号が供給される。この列電極へ供給する電圧は、ドレ
イン電極群の実効電圧を稼ぐためには各絵素へ順次信号
を送る点順次走査でなく、線順次走査によつて行うこと
が好ましい。即ち、行オン状態の行のドレイン電極全部
へ一時に信号を与える方式である。
この様に行電極に信号が入力されている間に限つて、こ
れらの電極マトリツクスの交点のうち選択された列電極
とドレイン電極の間が導通し、ドレイン電極と対向電極
8との間に電圧が印加される。この印加電圧により液晶
分子の配列状態が変化して、表示がなされる。
さらに、本発明では階調性と応答性に優れた表示を得る
ことができる利点を有している。しかも、本発明の表示
パネルでは、特にドレイン電極にカラーフイルターを形
成したカラー表示の場合、各画素間が非透光性部材で閾
いられているので、シヤープな見えを得ることができ
る。
本発明表示パネルでは、投影型、透過型及び反射型のい
ずれの型式にしても良い。
その表示モードについても、動的散乱モード(DSM)、
ツイステイド・ネマチツク(TN)、相転移型、垂直−水
平配向効果型(DAP)、ハイブリツド・ネマチツク(HA
N)等のいずれの型式が選択されても良い。
これらのうちのいずれの型式で表示を行なうかにより、
適当な液晶分子の初期配列状態及び光学的検知手段(偏
光板、λ/4板、反射板等)が適宜設けられる。
本発明の表示パネルは、薄型化・コンパクト化された表
示パネルとして各種パネル・デイスプレー;例えば、時
計・計算機等の表示板、小型テレビ、ビデオカメラ用モ
ニタ及びフアインダ等に好適に応用出来る。
本発明によれば、上述した非透光性部材として金属膜が
適用されていることによって、カラーフィルターを形成
する層とは別個の独立した層として非透光性部材を設け
ることができ、この結果非画素領域内にカラーフィルタ
ーが存在していた場合であっても、この金属膜によって
カラー画素領域と非画素領域とが閾いられる。
従って、本発明によれば、カラーフィルターで構成した
カラー画素の周囲となる非画素領域に当る不要な着色領
域を金属膜で覆うことが可能となり、この結果カラーフ
ィルターの位置合せ自由度を向上させたと同時に表示品
位の低い色再現の問題点をも解決し、表示品位の高い色
再現を実現した点に、顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、従来の表示パネルで用いていた基板の
斜視図で、第1図(b)はその平面図である。第2図
は、従来の表示パネルの断面図である。第3図(a)及
び第3図(b)は、本発明の表示パネルの斜視図であ
る。第4図(a)は、本発明の表示パネルの平面図で、
第4図(b)はそのB−B′断面図である。第5図は、
本発明の表示パネルの別の態様を示す平面図である。第
6図は、本発明の表示パネルに用いる半導体駆動回路の
等価回路を示す説明図である。 1a,1a′,……:ゲート線(行電極) 1,1′,1″,1,……:ゲート電極 2,2′,2″,2,……:薄膜半導体 3,3′,3″,3,……:ソース線(列電極) 4,4′,4″,4,……:ドレイン電極 5,9:絶縁層 6,6′,6″,6,……,6−1,6′−1,6″−1,6−1,…
…,6−2,6′−2,6″−2,6−2,……:スペーサ部材 7,S:基板 8:対向電極 10:シール部材 11:液晶層 12:非透光性部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−24454(JP,A) 特開 昭57−17281(JP,A) 特開 昭57−190923(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゲート、ソースとドレインとを備え、複数
    の行と列とに沿って配置したトランジスタ、行上のトラ
    ンジスタのゲートを共通に接続したゲート線、列上のト
    ランジスタのソースを共通に接続したソース線及びトラ
    ンジスタ毎のドレインに接続したドレイン電極を設けた
    トランジスタ基板、該ドレイン電極に対応して配置した
    カラーフィルター、該ドレイン電極に対して間隔をおい
    て配置した対向電極を設けた対向基板並びにトランジス
    タ基板と対向基板との間隔に配置した液晶を有する表示
    パネルにおいて、 前記対向基板に、ドレイン電極とカラーフィルターとで
    構成したカラー画素のうち、隣り合うカラー画素間の間
    隔が非透光性金属膜によって閾いられる様に、該非透光
    性金属膜を設けたことを特徴とする表示パネル。
JP58013561A 1983-01-28 1983-01-28 表示パネル Expired - Lifetime JPH0715536B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58013561A JPH0715536B2 (ja) 1983-01-28 1983-01-28 表示パネル
US06571826 US4568149C1 (en) 1983-01-28 1984-01-19 Liquid crystal display panel with opaque mask over gate or signal line

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JP58013561A JPH0715536B2 (ja) 1983-01-28 1983-01-28 表示パネル

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