KR20140024362A - 액정 표시 패널 및 그것을 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20140024362A
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Abstract

표시 품위의 저하를 억제하면서, 박막 트랜지스터의 신뢰성을 높인 액정 표시 패널을 제공한다. G용 화소 전극(130g)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)가 그 G용 화소 전극(130g)에 대하여 B용 화소 전극(130b)의 반대 측에 배치된다. B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, G용 화소 전극(130g)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)와 그 G용 화소 전극(130g)과의 거리보다 크다. R용 화소 전극(130r)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)와 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, B용 화소 전극(130b)에 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리보다 크다.

Description

액정 표시 패널 및 그것을 구비하는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH SAME}
본 발명은 액정 표시 패널 및 그것을 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 산화물 반도체를 채널층에 사용한 TFT(Thin Film Transistor: 박막 트랜지스터)를 사용한 액정 표시 패널 및 그것을 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 산화물 반도체를 채널층에 사용한 TFT가 주목받고 있다. 이 산화물 반도체를 포함하여 이루어지는 박막(이하, 「산화물 반도체막」이라고도 함)은 고이동도이며, 또한, 가시광의 투과성이 높기 때문에, 액정 표시 장치 등의 용도에 사용되고 있다. 산화물 반도체막으로서는, 예를 들어 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 및 산소(O)를 주성분으로 하는 산화물 반도체인 InGaZnOx(이하, 「IGZO」라고 함)를 포함하여 이루어지는 것이 알려져 있다.
그런데, 액정 표시 패널에서는, TFT의 채널층에의 광 입사에 의해 이 TFT의 임계값 변동이 발생한다는 문제가 있다. 특히, IGZO를 채널층에 사용한 TFT(이하, 「IGZO-TFT」라고 하는 경우가 있음)에서는, 가시광의 단파장 측에 있어서 광흡수에 의해 전기 전도도가 변동하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 즉, IGZO를 채널층에 사용한 TFT에서는, 단파장의 가시광이 채널층에 입사함으로써, 임계값 변동이 발생한다. 이것은, 액정 표시 패널의 신뢰성 저하의 원인이 된다.
본원 발명에 관련하여, 특허문헌 2에는, 컬러 필터 기판에 있어서 어레이 기판의 TFT에 상대적인 위치에 단파장의 광을 가장 잘 흡수하는 적색의 컬러 필터 패턴이 배치된 액정 표시 패널이 개시되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 단파장의 광이 TFT의 채널층에 입사하는 것을 방지할 수 있으므로, TFT의 임계값 변동을 억제할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-250984호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2001-91971호 공보
그러나, 특허문헌 2에 기재된 액정 표시 패널에서는, 청색 및 녹색의 부화소 형성부의 TFT에 상대적인 위치에 적색의 컬러 필터 패턴이 배치된다. 즉, 서로 상이한 색의 컬러 필터가 근접하여 설치된다. 이로 인해, TFT 주변으로부터 누설된 적색광이 청색 또는 녹색의 표시에 섞인다. 그 결과, 청색 또는 녹색의 표시에 적색이 섞이므로, 표시 품위가 저하한다.
따라서, 본 발명은 표시 품위의 저하를 억제하면서, 박막 트랜지스터의 신뢰성을 높인 액정 표시 패널 및 그것을 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 형태는, 소정수의 원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널이며,
서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 끼움 지지된 액정층과,
상기 제1 기판 상에 서로 교차하도록 배치된 복수의 영상 신호선 및 복수의 주사 신호선과,
상기 복수의 영상 신호선 및 상기 복수의 주사 신호선을 따라 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 형성부와,
상기 소정수의 원색 각각의 착색층을 구비하고,
각 화소 형성부는, 상기 소정수의 원색에 각각 대응한 복수의 부화소 형성부를 포함하고,
각 부화소 형성부는,
상기 부화소 형성부에 따른 상기 영상 신호선과 상기 주사 신호선에 대응하여 배치된, 채널층이 산화물 반도체를 포함하여 이루어지는 박막 트랜지스터와,
상기 박막 트랜지스터에 접속됨과 함께, 상기 부화소 형성부가 대응하는 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극을 갖고,
각 화소 형성부에 있어서, 상기 복수의 부화소 형성부의 화소 전극이 소정 방향으로 배열하고,
상기 소정수의 원색 중 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 상기 소정 방향에 있어서 인접하는 한쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터는, 상기 한쪽 화소 전극에 대하여 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극의 반대 측에 배치되고,
상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리가, 상기 한쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 한쪽 화소 전극과의 거리보다 크고,
상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 상기 소정 방향에 있어서 인접하는 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리가, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 형태는, 본 발명의 제1 형태에 있어서,
상기 소정 방향은, 상기 복수의 주사 신호선이 연신하는 방향이며,
상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에, 상기 복수의 주사 신호선이 연신하는 방향에 있어서 인접하는 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리는, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 형태는, 본 발명의 제2 형태에 있어서,
상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 상기 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터는, 각각에 접속된 상기 영상 신호선을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 형태는, 본 발명의 제1 형태에 있어서,
상기 소정 방향은, 상기 복수의 영상 신호선이 연신하는 방향이며,
상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에, 상기 복수의 영상 신호선이 연신하는 방향에 있어서 인접하는 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리는, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리와 동등한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 형태는, 본 발명의 제1 형태에 있어서,
각 박막 트랜지스터에 대향하는 위치에 차광층이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6 형태는, 본 발명의 제1 형태에 있어서,
상기 착색층은, 상기 제2 기판 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7 형태는, 본 발명의 제1 형태에 있어서,
상기 착색층은, 그 착색층에 대향하는 화소 전극 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8 형태는, 본 발명의 제1 형태에 있어서,
상기 가장 파장이 짧은 원색은 청색인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제9 형태는, 본 발명의 제8 형태에 있어서,
상기 컬러 화상은, 적색, 녹색 및 청색에 기초하여 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제10의 형태는, 본 발명의 제8 형태에 있어서,
상기 컬러 화상은, 적색, 녹색, 청색 및 황색에 기초하여 표시되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제11의 형태는, 액정 표시 장치이며,
본 발명의 제1 형태에서 제10의 형태까지 중 어느 하나에 관한 액정 표시 패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 형태에 의하면, 소정수의 원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널에 있어서, 상기 소정수의 원색 중 가장 파장이 짧은 원색에 대응한 부화소 형성부의 박막 트랜지스터가, 그 가장 파장이 짧은 원색의 착색층으로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 또한, 소정 방향에 있어서 연속하여 배열한, 제1 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과 제2 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 사이에 배치된 박막 트랜지스터 중, 상기 가장 파장이 짧은 원색에 대응한 부화소 형성부의 박막 트랜지스터 이외의 박막 트랜지스터도, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층으로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 그 결과, 가장 파장이 짧은 원색에 대응한 부화소 형성부의 박막 트랜지스터와, 상기 소정 방향에 있어서 연속하여 배열한, 제1 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과 제2 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 사이에 배치된 박막 트랜지스터 중, 상기 가장 파장이 짧은 원색에 대응한 부화소 형성부의 박막 트랜지스터 이외의 박막 트랜지스터에의 상기 가장 파장이 짧은 원색의 광의 입사가 억제되므로, 이들 박막 트랜지스터의 임계값 시프트가 저감된다. 따라서, 액정 표시 패널에 있어서의 박막 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 서로 다른 원색의 컬러 필터를 근접한 위치에 설치하는 상기 특허문헌 2와 같은 구성을 채용하지 않고 있으므로, 부화소 형성부에서의 표시에 다른 원색이 섞이는 것에 의한 표시 품위의 저하가 억제된다.
본 발명의 제2 형태 또는 제3 형태에 의하면, 착색층이, 복수의 주사 신호선이 연신하는 방향으로 스트라이프 형상으로 형성되어 있는 액정 표시 패널에 있어서, 본 발명의 제1 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 제4 형태에 의하면, 착색층이, 복수의 영상 신호선이 연신하는 방향에 스트라이프 형상으로 형성되어 있는 액정 표시 패널에 있어서, 본 발명의 제1 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 제5 형태에 의하면, 각 박막 트랜지스터에의 광의 입사가 억제되므로, 그 박막 트랜지스터에 있어서의 임계값 시프트가 저감된다. 이에 의해, 액정 표시 패널에 있어서의 박막 트랜지스터의 신뢰성을 보다 높일 수 있다.
본 발명의 제6 형태에 의하면, 착색층이 제2 기판 측에 배치된 액정 표시 패널에 있어서, 본 발명의 제1 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 제7 형태에 의하면, 착색층이 제1 기판 측에 배치된 액정 표시 패널에 있어서, 본 발명의 제1 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 제8 형태에 의하면, 청색에 대응한 박막 트랜지스터와, 상기 소정 방향에 있어서 연속하여 배열한, 제1 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과 제2 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 사이에 배치된 박막 트랜지스터 중, 청색에 대응한 부화소 형성부의 박막 트랜지스터 이외의 박막 트랜지스터에의 청색광의 입사가 억제되므로, 이들 박막 트랜지스터의 임계값 시프트가 저감된다. 따라서, 액정 표시 패널에 있어서의 박막 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명의 제9 형태에 의하면, 적색·녹색·청색의 3원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널에 있어서, 본 발명의 제8 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 제10 형태에 의하면, 적색·녹색·청색·황색 4원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널에 있어서, 본 발명의 제8 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 제11 형태에 의하면, 액정 표시 장치에 있어서, 본 발명의 제1 형태에서 제10 형태까지 중 어느 하나와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 패널을 구비하는 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 상기 제1 실시 형태에 있어서의 화소 형성부의 전기적 구성을 도시하는 회로도이다.
도 3은 상기 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 A-A'선 단면도이다.
도 5는 상기 제1 실시 형태의 변형예에 관한 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 화소 형성부의 전기적 구성을 도시하는 회로도이다.
도 8은 상기 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 10은 상기 제4 실시 형태의 변형예에 관한 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 기초 검토에 있어서의 TFT의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 12는 상기 기초 검토에 있어서의 실험 결과를 도시하는 도면이다.
도 13은 상기 기초 검토에 있어서의 종래의 액정 표시 패널의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 14는 도 13에 있어서의 B-B'선 단면도이다.
<0. 기초 검토>
본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하기 전에, 상기 과제를 해결하도록 본원 발명자에 의해 이루어진 기초 검토에 대하여 설명한다.
<0.1 실험>
본원 발명자는, 크세논 램프 광원을 사용하여 적색(λ=640nm), 녹색(λ=520nm) 및 청색(λ=460nm)의 단색광 각각을 IGZO-TFT에 조사하면서, 그 IGZO-TFT에 게이트 바이어스 스트레스를 부여한 경우와 광을 조사하지 않고 IGZO-TFT에 게이트 바이어스 스트레스를 부여한 경우에 있어서의, 임계값의 시프트량(이하, 「임계값 시프트」라고 함)을 측정하였다.
도 11은, 본 측정에 사용한 IGZO-TFT의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 이 IGZO-TFT는, 에칭 스토퍼 구조의 보텀 게이트형 TFT이다.
유리 등을 포함하여 이루어지는 절연 기판(111) 위에 게이트 전극(121)이 형성되어 있다. 게이트 전극(121)은 티타늄(Ti)막, 알루미늄(Al)막, Ti막이 순서대로 성막된 적층막이다.
게이트 전극(121) 상에는, 게이트 전극(121)을 덮도록 게이트 절연막(122)이 성막되어 있다. 게이트 절연막(122)은 질화 실리콘(SiNx)막, 산화 실리콘(SiO2)막이 순서대로 성막된 적층막이다.
게이트 절연막(122) 상에 채널 길이가 7 내지 16㎛, 막 두께가 35 내지 55nm인 IGZO를 포함하여 이루어지는 채널층(123)이 형성되어 있다.
채널층(123)의 도 11에 있어서의 좌측 상부, 우측 상부 및 중앙 상부에는, SiO2를 포함하여 이루어지는 에칭 스토퍼층(124)이 형성되어 있다.
도 11에 있어서의 좌측 상부의 에칭 스토퍼층(124)과, 그 좌측 상부의 에칭 스토퍼층(124) 및 중앙 상부의 에칭 스토퍼층(124)과의 사이에 표면이 노출된 채널층(123)과, 중앙 상부의 에칭 스토퍼층(124)의 좌측 단부를 덮도록 소스 전극(125s)이 형성되어 있다. 또한, 우측 상부의 에칭 스토퍼층(124)과, 그 우측 상부의 에칭 스토퍼층(124) 및 중앙 상부의 에칭 스토퍼층(124) 사이에 표면이 노출된 채널층(123)과, 중앙 상부의 에칭 스토퍼층(124)의 우측 단부를 덮도록 드레인 전극(125d)이 형성되어 있다.
좌측 상부의 에칭 스토퍼층(124) 및 중앙 상부의 에칭 스토퍼층(124) 사이에는 콘택트 홀이 형성되고, 이 콘택트 홀에 의해 소스 전극(125s)과 채널층(123)이 접속되어 있다. 마찬가지로, 우측 상부의 에칭 스토퍼층(124) 및 중앙 상부의 에칭 스토퍼층(124) 사이에는 콘택트 홀이 형성되고, 이 콘택트 홀에 의해 드레인 전극(125d)과 채널층(123)이 접속되어 있다. 소스 전극(125s) 및 드레인 전극(125d)은 Ti막, Al막, Ti막이 순서대로 성막된 적층막이다.
소스 전극(125s) 및 드레인 전극(125d)이 형성된 절연 기판(111) 전체를 덮도록, SiO2를 포함하여 이루어지는 무기 보호막(126)이 성막되어 있다.
도 12는, 게이트 바이어스 스트레스를 준 시간(이하, 「스트레스 시간」이라고 함)에 대한 임계값 시프트 ΔVth를 도시하는 도면이다. 여기서, 실험 온도를 85℃, 게이트 인가 전압을 -30V로 하고 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 광의 조사가 없을 경우(「Dark」의 플롯)에는, 스트레스 시간의 경과에 의해도, 임계값 시프트는 거의 발생하지 않는다. 한편, 적색의 단색광을 조사한 경우(「λ=640nm」의 플롯), 녹색의 단색광을 조사한 경우(「λ=520nm」의 플롯) 및 청색의 단색광을 조사한 경우(「λ=460nm」의 플롯)에는, 스트레스 시간의 경과와 함께 임계값 시프트가 커지고 있다. 이 임계값 시프트는, IGZO-TFT에 조사하는 광의 파장이 짧을수록 커진다. 특히, 가시광 중에서 파장이 짧은 청색광을 조사한 경우에는, 임계값 시프트가 가장 커진다.
이 원인은, 이하와 같이 생각된다. 즉, IGZO는, 일반적으로 투명 산화물 반도체 재료로서 알려져 있지만, 가시광에 대하여 완전히 투명한 것은 아니다. 특히, 가시광 중에서 파장이 짧은 청색광이 흡수되기 쉽다. 이에 의해, IGZO에 있어서 소정의 준위가 형성된다. 또한, 게이트 절연막(122)과 채널층(IGZO)(123)과의 계면에 있어서도, 파장이 짧은 청색광이 흡수되기 쉽다. 이로 인해, 게이트 절연막(122)과 채널층(IGZO)(123)과의 계면에 있어서 소정의 준위가 형성된다. 그 결과, IGZO의 전기 전도율이 증가하므로, 임계값 시프트가 발생한다(임계값이 저하함). 또한, 이러한 문제는, IGZO에 한하지 않고 다른 산화물 반도체에서도 발생할 것으로 생각된다. 또한, 황색의 단색광을 조사한 경우의 임계값 시프트는, 녹색의 단색광을 조사한 경우의 임계값 시프트보다 작고, 또한, 적색의 단색광을 조사한 경우의 임계값 시프트보다 커질 것으로 생각된다.
<0.2 종래의 액정 표시 패널의 구조>
도 13은, 종래의 액정 표시 패널 중, 특히 TFT 기판 측의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다. 도 14는, 도 13에 있어서의 B-B'선 단면도이다. 이 종래의 액정 표시 패널은, 3원색에 기초하여 컬러 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 도 14에 도시한 바와 같이, 이 액정 표시 패널은, TFT 기판(110)과, TFT 기판(110)에 대향하는 대향 기판(140)과, TFT 기판(110)과 대향 기판(140)에 끼움 지지된 액정층(180)에 의해 구성되어 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 소스 라인(SL(i)) 및 게이트 라인(GL(j))의 교차점에 대응하여 R용 TFT(120r)가 배치되고, 이 R용 TFT(120r)의 드레인 전극에 R용 화소 전극(130r)이 접속되어 있다. 이 R용 화소 전극(130r)에 대향한 위치에, 적색의 컬러 필터(152r)(이하, 「R컬러 필터(152r)」라고 함)가 배치되어 있다. 마찬가지로, 소스 라인(SL(i+1)) 및 게이트 라인(GL(j))의 교차점에 대응하여 G용 TFT(120g)가 배치되고, 이 G용 TFT(120g)의 드레인 전극에 G용 화소 전극(130g)이 접속되어 있다. 이 G용 화소 전극(130g)에 대향한 위치에, 녹색의 컬러 필터(152g)(이하, 「G컬러 필터(152g)」라고 함)가 배치되어 있다. 또한 마찬가지로, 소스 라인(SL(i+2)) 및 게이트 라인(GL(j))의 교차점에 대응하여 B용 TFT(120b)가 배치되고, 이 B용 TFT(120b)의 드레인 전극에 B용 화소 전극(130b)이 접속되어 있다. 이 B용 화소 전극(130b)에 대향한 위치에, 청색의 컬러 필터(152b)(이하, 「B컬러 필터(152b)」)가 배치되어 있다. 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 컬러 필터 간에는, 블랙 매트릭스(151)가 형성되어 있다.
이하에서는, R용 TFT(120r), G용 TFT(120g) 및 B용 TFT(120b)를 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「TFT(120)」라고 한다. 마찬가지로, R용 화소 전극(130r), G용 화소 전극(130g) 및 B용 화소 전극(130b)을 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「화소 전극(130)」이라고 한다.
이러한 액정 표시 패널에서는, 외광 및 백라이트 광이 그 액정 표시 패널 내에 입사한다. 이렇게 입사한 광은, 컬러 필터를 통과함으로써, 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 색의 광이 된다. 상술한 실험 결과에 나타나는 대로, TFT의 채널층에 광이 입사하면 임계값 시프트가 발생하는데, 입사광이 청색일 경우에, 특히, 그 임계값 시프트가 커진다.
도 14에 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널 내에 입사한 외광 및 백라이트 광은, B컬러 필터(152b)를 통과한다. 그리고, 이들 외광 및 백라이트 광은 청색광이 된다. 이 청색광은, 액정 표시 패널 내에서 반사를 반복한 후, B용 TFT(120b)의 채널층(123)에 입사한다. 그로 인해, B용 TFT(120b)에서는 큰 임계값 시프트가 발생한다. 또한, 이 청색광은, B용 TFT(120b)의 채널층(123) 뿐만 아니라, 소스 라인(SL(i+3))에 소스 전극이 접속된 R용 TFT(120r)의 채널층(123)에도 입사할 수 있다. 따라서, R용 TFT(120r)에서도 큰 임계값 시프트가 발생할 우려가 있다.
이러한 임계값 시프트를 억제하기 위해서, 특허문헌 2에 기재된 구성을 채용 한다고 해도, 상술한 바와 같이, 청색 및 녹색의 부화소 형성부의 TFT에 상대적인 위치에 적색의 컬러 필터 패턴이 배치되므로, 이 TFT 주변으로부터의 누설된 광이 청색 및 녹색의 표시에 섞인다. 즉, 청색 및 녹색의 표시에 적색이 섞인다. 그로 인해, 표시 품위가 저하한다.
이상의 기초 검토에 기초하여 본원 발명자에 의해 이루어진 본 발명의 실시 형태에 대해서, 이하, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
<1. 제1 실시 형태>
<1.1 액정 표시 장치의 구성>
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)을 구비하는 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 액정 표시 장치는, 액정 표시 패널(100), 소스 드라이버(영상 신호선 구동 회로)(200), 게이트 드라이버(주사 신호선 구동 회로)(300) 및 표시 제어 회로(400) 등에 의해 구성되어 있다. 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)은 반사형·투과형·반투과형의 어느 것이든 좋고, 투과형 또는 반투과형일 경우에는, 액정 표시 패널(100)의 배면에 백라이트가 배치된다.
액정 표시 패널(100)은 1쌍의 전극 기판 및 이들에 끼움 지지된 액정층에 의해 구성되고, 각 전극 기판의 외표면에는 편광판이 부착되어 있다. 상기 1쌍의 전극 기판의 한쪽은 TFT 기판이라고 불리는 액티브 매트릭스형의 기판이다. 이 TFT 기판(제1 기판)은 유리 기판 등의 절연 기판 상에, 서로 교차하도록 격자 형상으로 배치된 복수의 소스 라인(영상 신호선)(SL(1) 내지 SL(n))(이하, 이들을 구별하지 않을 경우에 「소스 라인(SL)」이라고 함) 및 복수의 게이트 라인(주사 신호선)(GL(1) 내지 GL(m))(이하, 이들을 구별하지 않을 경우에 「게이트 라인(GL)」이라고 함)과, 소스 라인(SL) 및 게이트 라인(GL)의 각 교차점에 대응하여 설치된 TFT, 화소 전극 및 보조 용량 전극에 의해 구성되어 있다. 상기 1쌍의 전극 기판의 다른 쪽은 대향 기판이라고 불리고, 유리 등의 절연 기판 및 이 절연 기판 상의 전체면에 걸쳐 형성된 공통 전극 등에 의해 구성되어 있다. 화소 전극과, 이것에 대향하는 후술하는 공통 전극에 의해 액정 용량이 형성되고, 화소 전극과 보조 용량 전극에 의해 보조 용량이 형성되어 있다. 이하에서는, 이들 액정 용량 및 보조 용량을 합쳐 「화소 용량」이라고 하는 경우가 있다. 또한, 액정 표시 패널(100)에 관한 상세한 설명은 후술한다.
표시 제어 회로(400)는 외부로부터 표시 데이터(DAT) 및 타이밍 제어 신호(TS)를 수취하고, 액정 표시 패널(100)에 표시 데이터(DAT)가 나타내는 화상을 표시시키기 위한 신호로서, 화상 신호(DV), 소스 스타트 펄스 신호(SSP), 소스 클록 신호(SCK), 게이트 스타트 펄스 신호(GSP) 및 게이트 클록 신호(GCK) 등을 출력한다. 이 표시 제어 회로(400)는 전형적으로는 IC(Integrated Circuit)로서 실현되어 있다.
소스 드라이버(200)는 표시 제어 회로(400)로부터 출력되는 화상 신호(DV), 소스 스타트 펄스 신호(SSP), 소스 클록 신호(SCK) 등을 수취, 소스 라인(SL(1) 내지 SL(n)) 각각에 소스 신호(SS(1) 내지 SS(n))(이하, 이들을 구별하지 않을 경우에 「소스 신호(SS)」라고 함)를 인가한다. 이 소스 드라이버(200)는 전형적으로는 IC로서 실현되어 있다.
게이트 드라이버(300)는 표시 제어 회로(400)로부터 출력되는 게이트 스타트 펄스 신호(GSP) 및 게이트 클록 신호(GCK) 등을 수취, 액정 표시 패널(100)에 화상을 표시하기 위한 각 프레임 기간(각 수직 주사 기간)에 있어서, 게이트 라인(GL(1) 내지 GL(m))을 1수평 주사 기간씩 순차 선택하고, 선택한 게이트 라인(GL(1) 내지 GL(m))에 각각 액티브한 게이트 신호(GS(1) 내지 GS(m))(이하, 이들을 구별하지 않을 경우에 「게이트 신호(GS)」라고 함)를 인가한다. 또한, 이 게이트 드라이버(300)는 IC로서 실현되어 있어도 되고, 액정 표시 패널(100)과 일체적으로 형성됨으로써 실현되어 있어도 된다.
또한, 화소 전극에 대향하는 후술하는 공통 전극에는, 도시하지 않은 공통 전극 구동 회로에 의해, 액정 표시 패널(100)의 액정층에 인가해야 할 전압의 기준이 되는 공통 전위(Vcom)가 부여된다. 보조 용량 전극에는, 공통 전극 구동 회로로부터 공통 전위(Vcom)가 부여되어도 되고, 다른 구동 회로로부터 전위가 부여되어도 된다.
이상과 같이 하여, 각 소스 라인(SL)에 소스 신호(Ss)가 인가되고, 각 게이트 라인(GL)에 게이트 신호(Gs)가 인가됨으로써, 액정 표시 패널(100)의 각 화소 전극에는 공통 전위(Vcom)를 기준으로 하여, 표시해야 할 화소의 화소값에 따른 전압이 TFT를 개재하여 부여되고, 화소 용량에 유지된다. 이에 의해, 액정층에는, 각 화소 전극과 공통 전극과의 전위차에 상당하는 전압이 인가된다. 그 결과, 액정 표시 패널(100)에는, 외부로부터 보내진 표시 데이터(DAT)에 기초하는 화상이 표시된다.
<1.2 액정 표시 패널의 구성>
이어서, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)이 상세한 구성(전기적 구성 및 구조)에 대해서, 도 2 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.
<1.2.1 전기적 구성>
우선, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 전기적 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)에 있어서의 화소 형성부의 전기적 구성을 도시하는 회로도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)은 3원색(적색·녹색·청색)에 기초하여 컬러 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 즉, 각 화소 형성부(MP)는, 적색(R) 성분을 나타내는 부화소 형성부(SPr)(이하, 「R 부화소 형성부(SPr)」라고 함), 녹색(G) 성분을 나타내는 부화소 형성부(SPg)(이하, 「G 부화소 형성부(SPg)」라고 함) 및 청색(B) 성분을 나타내는 부화소 형성부(SPb)(이하, 「B 부화소 형성부(SPb)」라고 함)에 의해 구성되어 있다. 이러한 화소 형성부(MP)는, 소스 라인(SL) 및 게이트 라인(GL)에 따라 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 이하에서는, R용 부화소 형성부(SPr), G 부화소 형성부(SPg) 및 B 부화소 형성부(SPb)를 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「부화소 형성부(SP)」라고 한다.
R 부화소 형성부(SPr)는, 대응하는 교차점을 통과하는 게이트 라인(GL(j))에 게이트 단자가 접속됨과 함께 그 교차점을 통과하는 소스 라인(SL(i))에 소스 단자가 접속된 R용 TFT(120r)와, 이 R용 TFT(120r)의 드레인 단자에 접속된 R용 화소 전극(130r)과, 도시하지 않은 보조 용량 전극에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 보조 용량 전극은 필수적인 구성이 아니다. 상술한 바와 같이, 화소 전극(130r)과, 이것에 대향하는 후술하는 공통 전극에 의해 액정 용량이 형성되고, 화소 전극(130r)과 보조 용량 전극에 의해 보조 용량이 형성되어 있다. 이들 액정 용량 및 보조 용량에 의해, 화소 용량(Cp)이 형성되어 있다.
G 부화소 형성부(SPg) 및 B 부화소 형성부(SPb) 각각은, R용 TFT(120r) 및 R용 화소 전극(130r)을 제외하고 R 부화소 형성부(SPr)와 마찬가지의 구성이다. 즉, G 부화소 형성부(SPg)는, R용 TFT(120r) 및 R용 화소 전극(130r) 대신에, 대응하는 교차점을 통과하는 게이트 라인(GL(j))에 게이트 단자가 접속됨과 함께 그 교차점을 통과하는 소스 라인(SL(i+1))에 소스 단자가 접속된 G용 TFT(120g)와, 이 G용 TFT(120g)의 드레인 단자에 접속된 G용 화소 전극(130g)을 갖고 있다. 마찬가지로, B 부화소 형성부(SPb)는, R용 TFT(120r) 및 R용 화소 전극(130r) 대신에, 대응하는 교차점을 통과하는 게이트 라인(GL(j))에 게이트 단자가 접속됨과 함께 그 교차점을 통과하는 소스 라인(SL(i+2))에 소스 단자가 접속된 B용 TFT(120b)와, 이 B용 TFT(120b)의 드레인 단자에 접속된 B용 화소 전극(130b)을 갖고 있다.
<1.2.2 구조>
이어서, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 구조에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100) 중, 특히 TFT 기판 측의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다. 도 4는, 도 3에 있어서의 A-A'선 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(100)은 TFT 기판(110)과, TFT 기판(110)에 대향하는 대향 기판(140)과, TFT 기판(110) 및 대향 기판(140)에 끼움 지지된 액정층(180)에 의해 구성되어 있다. 또한, TFT 기판(110) 및 대향 기판(140) 각각의 외표면에는 편광판이 부착되어 있다(도시 생략).
TFT 기판(110)은 유리 기판 등의 절연 기판(111)과, 이 절연 기판(111) 위에 서로 교차하도록 격자 형상으로 배치된 게이트 라인(GL) 및 소스 라인(SL)과, 게이트 라인(GL)에 게이트 전극(게이트 단자)(121)이 접속됨과 함께 소스 라인(SL)에 소스 전극(소스 단자)(125s)이 접속된 TFT(120)와, TFT(120)의 드레인 전극(드레인 단자)(125d)에 콘택트 홀(CH)을 개재하여 접속된 화소 전극(130)을 형성함으로써 구성되어 있다. 또한, 게이트 라인(GL)과, 이것에 접속된 게이트 전극(121)은, 실제로는 연속적으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 소스 라인(SL)과, 이것에 접속된 소스 전극(125s)은, 실제로는 연속적으로 형성되어 있다.
보다 상세하게는, 게이트 라인(GL)이 형성된 절연 기판(111) 전체를 덮도록 게이트 절연막(122)이 형성되어 있고, 이 게이트 절연막(122) 등을 개재하여 게이트 라인(GL)과 소스 라인(SL)이 서로 교차하고 있다. 또한, 게이트 라인(GL), 소스 라인(SL) 및 TFT(120)가 형성된 절연 기판(111) 전체를 덮도록, 무기 보호막(126) 및 유기 보호막(127)이 순서대로 적층되어 있다. 이들 무기 보호막(126) 및 유기 보호막(127)의 일부에 콘택트 홀(CH)이 형성되고, 이 콘택트 홀(CH)을 개재하여 TFT(120)의 드레인 전극(125d)에 접속되도록 화소 전극(130)이 유기 보호막(127) 상에 형성되어 있다. 또한, 유기 보호막(127)은 화소 전극(130)을 평탄하게 형성하기 위한 것이고, 필수적인 구성이 아니다.
도 3에 도시한 바와 같이, 게이트 라인(GL)이 연신하는 방향(이하, 「게이트 라인 연신 방향」이라고 함)의 전방으로부터, R용 화소 전극(130r), G용 화소 전극(130g), B용 화소 전극(130b)이 순서대로 배열되어 있다. 여기서, 게이트 라인 연신 방향의 전방이란, 게이트 라인(GL)이 게이트 드라이버(300)에 접속되어 있는 측을 말한다. 또한, 게이트 라인 연신 방향의 전방과 반대 측을, 게이트 라인 연신 방향의 후방으로 한다.
소스 라인(SL)이 연신하는 방향(이하, 「소스 라인 연신 방향」이라고 함)에는, 동일 원색용의 화소 전극(130)이 배열되어 있다(도시 생략). 이하에서는, 소스 라인(SL)이 소스 드라이버(200)에 접속되어 있는 측을 소스 라인 연신 방향의 전방이라고 하고, 그 전방과 반대 측을, 소스 라인 연신 방향의 후방이라고 한다.
본 실시 형태에서는 상술한 바와 같이, 게이트 라인 연신 방향의 전방으로부터 R용 화소 전극(130r), G용 화소 전극(130g), B용 화소 전극(130b)이 순서대로 배열되어 있지만, 화소 전극(130)의 정렬 순서는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 게이트 라인 연신 방향의 전방으로부터, R용 화소 전극(130r), B용 화소 전극(130b), G용 화소 전극(130g)의 순 등이어도 된다.
또한, 본 실시 형태 및 후술하는 각 실시 형태에서는, 절연 기판(111) 위 중, 각 화소 전극(130)의 일부에 대향하는 위치에 보조 용량 전극(132)이 형성되어 있다. 또한, 이 보조 용량 전극(132)의 형성 위치는 본 실시 형태 및 후술하는 각 실시 형태의 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상술한 바와 같이 이 보조 용량 전극(132)을 형성하지 않아도 된다.
대향 기판(140)은 유리 기판 등의 절연 기판(141)과, 이 절연 기판(141) 위에 형성된 차광층으로서의 블랙 매트릭스(151), 적색의 착색층으로서의 R컬러 필터(152r), 녹색의 착색층으로서의 G컬러 필터(152g) 및 청색의 착색층으로서의 B컬러 필터(152b)(이하, 이들을 구별하지 않을 경우에 「컬러 필터(152)」라고 함)와, 블랙 매트릭스(151) 및 컬러 필터(152)를 덮도록 형성된 보호막(153)과, 보호막(153) 상에 형성된 공통 전극(160)에 의해 구성되어 있다. 각 컬러 필터(152)는 소스 라인 연신 방향으로 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 본 명세서에서는, 이렇게 소스 라인 연신 방향에 스트라이프 형상으로 형성된 컬러 필터를, 「세로 스트라이프 형상의 컬러 필터」라고 한다.
외광 및 백라이트 광의 누설을 충분히 억제하기 위해서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(151)의 일부와 컬러 필터(152)의 일부를 중복시키는 것이 바람직하다. 또한, 보호막(153)은 공통 전극(160)을 평탄하게 형성하기 위한 것이고, 필수적인 구성 요소가 아니다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, R용 화소 전극(130r)과 R컬러 필터(152r)는 서로 대향하고 있다. 마찬가지로, G용 화소 전극(130g)과 G컬러 필터(152g)가 서로 대향하고, B용 화소 전극(130b)과 B컬러 필터(152b)가 서로 대향하고 있다. 또한, 외광 및 백라이트 광의 누설을 억제하기 위해서, 화소 전극(130)의 단부를 블랙 매트릭스(151)에 대향시키는 것이 바람직하다.
여기서, TFT(120)의 구성에 대해서, R용 TFT(120r)를 예로 들어 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, R용 TFT(120r)는, 에칭 스토퍼 구조의 보텀 게이트형 TFT이다. R용 TFT(120r)는 절연 기판(111) 위에 형성되어 있고, 절연 기판(111) 측부터 순서대로 게이트 전극(121)(게이트 라인(GL(j))), 게이트 절연막(122), IGZO를 포함하여 이루어지는 채널층(123), 에칭 스토퍼층(124), 소스 전극(125s)(소스 라인(SL(i+3)))·드레인 전극(125d), 무기 보호막(126)이 적층되어서 구성되어 있다. 또한, 채널층(123) 이외의 각 층·각 막·각 전극의 재료는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 층·각 막·각 전극도 특별히 한정되는 것은 아니다. G용 TFT(120g) 및 B용 TFT(120b)는 R용 TFT(120r)와 마찬가지인 구성이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
이어서, 본 실시 형태에 있어서의 TFT(120)의 배치에 대해서 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 전방에 인접하는 G용 화소 전극(130g)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)가, 그 G용 화소 전극(130g)에 대하여 B용 화소 전극(130b)의 반대 측에 배치되어 있다. B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, G용 화소 전극(130g)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)와 그 G용 화소 전극(130g)과의 거리보다 크다. 게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 R용 화소 전극(130r)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)와 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, B용 화소 전극(130b)에 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리보다 크다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, B용 TFT(120b)의 소스 전극(125s)이 접속된 소스 라인(SL(i+2))과, R용 TFT(120r)의 소스 전극(125s)이 접속된 소스 라인(SL(i+3))과는, 게이트 라인 연신 방향으로 서로 인접하고 있다. 즉, B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와, 게이트 라인 연신 방향에 있어서 그 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 R용 화소 전극(130r)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)가, 그 B용 TFT(120b) 및 R용 TFT(120r)의 소스 전극(125s)이 각각 접속된 소스 라인(SL(i+2) 및 SL(i+3))을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 소스 라인(SL(i)) 또는 소스 라인(SL(i+3))에 소스 전극(125s)이 접속된 R용 TFT(120r) 및 소스 라인(SL(i+1))에 소스 전극(125s)이 접속된 G용 TFT(120g)는, 종래와 마찬가지로, 각각 R용 화소 전극(130r) 및 G용 화소 전극(130g)의 근방(절결 부분)에 배치되어 있다. 이에 비해, 소스 라인(SL(i+2))에 소스 전극(125s)이 접속된 B용 TFT(120b)는, B용 화소 전극(130b)으로부터 종래보다 이격됨과 동시에, R용 화소 전극(130r)에 종래보다 접근한 위치에 배치되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, B 부화소 형성부(SPb)의 B용 TFT(120b)가, 그 B용 TFT(120b)의 드레인 전극(125d)에 접속된 B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 이것과 동시에, B 부화소 형성부(SPb)에 인접하는 R 부화소 형성부(SPr)의 R용 TFT(120r)가, 그 B 부화소 형성부(SPb)의 B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 또한, B 부화소 형성부(SPb)의 B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)와, G 부화소 형성부(SPg)의 G용 TFT(120g)와의 거리는 종래와 마찬가지이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(152) 사이에는, 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있다. 즉, 각 TFT(120) 위에 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있다. 이에 의해, 각 TFT(120)에의 광의 입사를 억제할 수 있으므로, 각 TFT(120)에 있어서의 임계값 시프트가 저감된다. 본 실시 형태에서는, 상술한 TFT(120)의 배치에 맞춰, B컬러 필터(152b)와 R컬러 필터(152r)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭(게이트 라인 연신 방향의 길이)이 R컬러 필터(152r)와 G컬러 필터(152g)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 및 G컬러 필터(152g)와 B컬러 필터(152b)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 각각보다, 크게 설정되어 있다. 또한, 각 부화소 형성부(SP)의 개구율을 균일하게 하기 위해서, 각 컬러 필터(152)의 폭이 균일하게 설정되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 세로 스트라이프 형상의 컬러 필터(152)가 형성되어 있다. 각 컬러 필터(152)는 소스 라인 연신 방향에 걸쳐 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 소스 라인 연신 방향에 있어서, 각 화소 전극(130)의 전방 및 후방에 각각 위치하는 게이트 라인(GL(j-1) 및 GL(j))에 대향하는 위치에 있어서도 컬러 필터(152)가 배치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 각 컬러 필터(152)가 소스 라인 연신 방향에 불연속으로 형성되어 있어도 된다. 즉, 소스 라인 연신 방향에 있어서, 각 화소 전극(130)의 전방 및 후방에 각각 위치하는 게이트 라인(GL(j-1) 및 GL(j))에 대향하는 위치에, 컬러 필터(152) 대신에 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있어도 된다.
<1.3 효과>
본 실시 형태에 따르면, 세로 스트라이프 형상의 컬러 필터가 형성된, 적색·녹색·청색의 3원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널에 있어서, B 부화소 형성부(SPb)의 B용 TFT(120b)가, B컬러 필터(152b)로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 또한, 게이트 라인 연신 방향에 있어서 연속하여 배열한 B용 화소 전극(130b)과 R용 화소 전극(130r)과의 사이에 배치된 R용 TFT(120r)도, B컬러 필터(152b)로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 그 결과, B용 TFT(120b) 및 R용 TFT(120r)에의 청색광의 입사가 억제되므로, 이들 TFT의 임계값 시프트가 저감된다. 따라서, 액정 표시 패널에 있어서의 TFT의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, B용 TFT(120b)의 위치가 R용 TFT(120r) 및 이것에 대향하는 R컬러 필터(152r)의 위치에 종래보다 접근하므로, B용 TFT(120b)에 입사하는 적색광의 입사량이 종래보다 증가되지만, 이것은 상술한 임계값 시프트의 저감을 방해하는 것이 아니다. 즉, B용 TFT(120b)에서는, 적색광의 입사량이 증가하는 한편, 적색광보다 파장이 짧은 청색광의 입사량이 줄어들었으므로, 결과적으로, 상술한 바와 같이 B용 TFT(120b)의 임계값 시프트가 종래보다 저감된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 서로 다른 원색의 컬러 필터를 근접한 위치에 설치하는 상기 특허문헌 2와 같은 구성을 채용하지 않고 있으므로, 부화소 형성부에서의 표시에 다른 원색이 섞이는(예를 들어, 부화소 형성부(SPb)에서의 표시에 적색이 섞이는) 것에 의한 표시 품위의 저하가 억제된다.
<1.4 변형예>
도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 관한 액정 표시 패널(100) 중, 특히 TFT 기판 측의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 변형예는, 상기 제1 실시 형태보다, R용 화소 전극(130r) 및 R컬러 필터(152r)의 폭(게이트 라인 연신 방향의 길이)을 작게 한 것이다. 또한, 다른 구성 요소는 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 후방에 위치하는 R용 화소 전극(130r) 및 이것에 대향하는 R컬러 필터(152r)의 폭이 각각, 다른 원색의 화소 전극(130) 및 이것에 대향하는 컬러 필터(152)의 폭보다 작게 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, B컬러 필터(152b)와 R컬러 필터(152r)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭이, R컬러 필터(152r)와 G컬러 필터(152g)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 및 G컬러 필터(152g)와 B컬러 필터(152b)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 각각보다 커진 만큼, R용 화소 전극(130r)의 폭 및 R컬러 필터(152r)의 폭이 작아져 있다. 이에 의해, 액정 표시 패널(100)의 크기를 종래보다 크게 하지 않고, 액정 표시 패널(100)의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 변형예에서는, R용 화소 전극(130r)의 폭 및 R컬러 필터(152r)의 폭을 작게 한 만큼, R용 TFT(120r)를 개재하여 R용 화소 전극(130r)에 접속된 소스 라인(SL)에 인가해야 할 소스 신호(SS)의 전압을 변화시키는(노멀리 블랙의 경우에는 높게 하고, 노멀리 화이트의 경우에는 낮게 하는) 것이 바람직하다.
또한, R용 화소 전극(130r) 및 R컬러 필터(152r)의 폭 대신에, G용 화소 전극(130g) 및 G컬러 필터(152g)의 폭을 작게 해도 된다. 마찬가지로, R용 화소 전극(130r) 및 R컬러 필터(152r)의 폭 대신에, B용 화소 전극(130b) 및 B컬러 필터(152b)의 폭을 작게 해도 된다.
<2. 제2 실시 형태>
<2.1 액정 표시 패널의 구조>
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 구조에 대해서, 도 6을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 구성 요소 중 제1 실시 형태와 동일한 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 일부의 구조를 도시하는 단면도(도 3에 있어서의 A-A'선 단면도에 상당하는 것)이다.
상기 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)에서는, 블랙 매트릭스(151) 및 컬러 필터(152)가 대향 기판(140)에 배치되어 있는데, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 이들 블랙 매트릭스(151) 및 컬러 필터(152)가 TFT 기판(110) 측에 배치되어 있다.
블랙 매트릭스(151)는 유기 보호막(127) 및 화소 전극(130)의 일부(콘택트 홀(CH)에 대응하는 부분)를 덮도록 형성되어 있다. 예를 들어, 유기 보호막(127)과, B용 화소 전극(130b) 중 콘택트 홀(CH)에 대응하는 부분 및 R용 화소 전극(130b) 중 콘택트 홀(CH)에 대응하는 부분 각각을 덮도록, 블랙 매트릭스(151)가 형성되어 있다.
또한, 각 컬러 필터(152)는 대향하는 화소 전극(130) 및 블랙 매트릭스(151)의 일부를 덮도록 형성되어 있다. 예를 들어, B용 화소 전극(130b)과, 그 B용 화소 전극(130b) 중 콘택트 홀(CH)에 대응하는 부분을 덮는 블랙 매트릭스(151)의 일부(콘택트 홀(CH)의 상방 부분)를 덮도록, B컬러 필터(152b)가 형성되어 있다. 또한 예를 들어, R용 화소 전극(130r)과, 그 R용 화소 전극(130r) 중 콘택트 홀(CH)에 대응하는 부분을 덮는 블랙 매트릭스(151)의 일부(콘택트 홀(CH)의 상방 부분)를 덮도록, R컬러 필터(152r)가 형성되어 있다.
대향 기판(140)은 절연 기판(141) 상에 직접 공통 전극(160)이 형성된 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 TFT(120)의 배치는, 상기 제1 실시 형태에 있어서의 것과 마찬가지이다(도 3에 도시하는 배치와 마찬가지임). 게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 전방에 인접하는 G용 화소 전극(130g)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)가, 그 G용 화소 전극(130g)에 대하여 B용 화소 전극(130b)의 반대 측에 배치되어 있다. B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, G용 화소 전극(130g)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)와 그 G용 화소 전극(130g)과의 거리보다 크다. 게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 R용 화소 전극(130r)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)와 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, B용 화소 전극(130b)에 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리보다 크다.
또한, B용 TFT(120b)의 소스 전극(125s)이 접속된 소스 라인(SL(i+2))과, R용 TFT(120r)의 소스 전극(125s)이 접속된 소스 라인(SL(i+3))과는, 게이트 라인 연신 방향에 서로 인접하고 있다. 즉, B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와, 게이트 라인 연신 방향에 있어서 그 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 R용 화소 전극(130r)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)가, 그 B용 TFT(120b) 및 R용 TFT(120r)의 소스 전극(125s)이 각각 접속된 소스 라인(SL(i+2) 및 SL(i+3))을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다.
또한, 소스 라인(SL(i)) 또는 소스 라인(SL(i+3))에 소스 전극(125s)이 접속된 R용 TFT(120r) 및 소스 라인(SL(i+1))에 소스 전극(125s)이 접속된 G용 TFT(120g)는, 종래와 마찬가지로, 각각 R용 화소 전극(130r) 및 G용 화소 전극(130g)의 근방(절결 부분)에 배치되어 있다. 이에 비해, 소스 라인(SL(i+2))에 소스 전극(125s)이 접속된 B용 TFT(120b)는, B용 화소 전극(130b)으로부터 종래보다 이격됨과 동시에, R용 화소 전극(130r)에 종래보다 접근한 위치에 배치되어 있다.
<2.2 효과>
본 실시 형태에 따르면, 블랙 매트릭스(151) 및 컬러 필터(152)가 TFT 기판(110) 측에 배치된 액정 표시 패널(100)에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, B용 TFT(120b) 및 R용 TFT(120r)에의 청색광의 입사가 억제된다. 따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
<3. 제3 실시 형태>
<3.1 액정 표시 패널의 구성>
본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 구성(전기적 구성 및 구조)에 대해서, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 구성 요소 중 제1 실시 형태와 동일한 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
<3.1.1 전기적 구성>
우선, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 전기적 구성에 대하여 설명한다. 도 7은, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)에 있어서의 화소 형성부의 전기적 구성을 도시하는 회로도이다. 상기 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)은 3원색(적색·녹색·청색)에 기초하여 컬러 화상을 표시하도록 구성되어 있는데, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)은 도 7에 도시한 바와 같이, 4원색(적색·녹색·청색·황색)에 기초하여 컬러 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 즉, 각 화소 형성부(MP)가, R 부화소 형성부(SPr), G 부화소 형성부(SPg) 및 B 부화소 형성부(SPb) 외에, 황색(Y)을 나타내는 부화소 형성부(SPy)(이하, 「Y 부화소 형성부(SPy)」라고 함)에 의해 구성되어 있다. 이하에서는, R용 부화소 형성부(SPr), G 부화소 형성부(SPg) 및 B 부화소 형성부(SPb), 또한 Y 부화소 형성부(SPy)를 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「부화소 형성부(SP)」라고 한다.
Y 부화소 형성부(SPy)는, R용 부화소 형성부(SPr), G 부화소 형성부(SPg) 및 B 부화소 형성부(SPb)와 마찬가지의 구성이다. 즉, Y 부화소 형성부(SPy)는, 대응하는 교차점을 통과하는 게이트 라인(GL(j))에 게이트 단자가 접속됨과 함께 그 교차점을 통과하는 소스 라인(SL(i+3))에 소스 단자가 접속된 Y용 TFT(120y)와, 이 Y용 TFT(120y)의 드레인 단자에 접속된 Y용 화소 전극(130y)과, 도시하지 않은 보조 용량 전극에 의해 구성되어 있다. Y용 TFT(120y)의 구성은, R용 TFT(120r), G용 TFT(120g) 및 B용 TFT(120b)의 구성과 마찬가지이다.
이하에서는, R용 TFT(120r), G용 TFT(120g) 및 B용 TFT(120b), 또한 Y용 TFT(120y)를 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「TFT(120)」라고 한다. 마찬가지로, R용 화소 전극(130r), G용 화소 전극(130g) 및 B용 화소 전극(130b), 또한 Y용 화소 전극(130y)을 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「화소 전극(130)」이라고 한다.
<3.1.2 구조>
이어서, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 구조에 대하여 설명한다. 도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100) 중, 특히 TFT 기판 측의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 게이트 라인 연신 방향의 전방으로부터, R용 화소 전극(130r), G용 화소 전극(130g), B용 화소 전극(130b), Y용 화소 전극(130y)이 순서대로 배열되어 있다. 또한, 화소 전극(130)의 정렬 순서는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 게이트 라인 연신 방향의 전방으로부터, R용 화소 전극(130r), Y용 화소 전극(130y), B용 화소 전극(130b), G용 화소 전극(130g)의 순 등이어도 된다.
Y용 화소 전극(130y)에 대향하는 위치에는, 황색 착색층으로서의 황색 컬러 필터(152y)(이하, 「Y컬러 필터(152y)」라고 함)가 형성되어 있다. 이하에서는, R컬러 필터(152r), G컬러 필터(152g) 및 B컬러 필터(152b), 또한 Y컬러 필터(152y)를 구별하지 않을 경우에는, 이들을 「컬러 필터(152)」라고 한다. 컬러 필터(152) 및 블랙 매트릭스(151)는 상기 제1 실시 형태와 같이 대향 기판(140) 측에 배치되어 있어도 되고, 또한, 상기 제2 실시 형태와 같이 TFT 기판(110) 측에 배치되어 있어도 된다.
이어서, 본 실시 형태에 있어서의 TFT(120)의 배치에 대해서 설명한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 전방에 인접하는 G용 화소 전극(130g)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)가, 그 G용 화소 전극(130g)에 대하여 B용 화소 전극(130b)의 반대 측에 배치되어 있다. B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, G용 화소 전극(130g)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)와 그 G용 화소 전극(130g)과의 거리보다 크다. 게이트 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 Y용 화소 전극(130y)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 Y용 TFT(120y)와 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, B용 화소 전극(130b)에 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리보다 크다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, B용 TFT(120b)의 소스 전극(125s)이 접속된 소스 라인(SL(i+2))과, Y용 TFT(120y)의 소스 전극(125s)이 접속된 소스 라인(SL(i+3))은, 게이트 라인 연신 방향에 서로 인접하고 있다. 즉, B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와, 게이트 라인 연신 방향에 있어서 그 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 Y용 화소 전극(130y)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 Y용 TFT(120y)가, 그 B용 TFT(120b) 및 Y용 TFT(120y)의 소스 전극(125s)이 각각 접속된 소스 라인(SL(i+2) 및 SL(i+3))을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 소스 라인(SL(i-1)) 또는 소스 라인(SL(i+3))에 소스 전극(125)이 접속된 Y용 TFT(120y), 소스 라인(SL(i))에 소스 전극(125s)이 접속된 R용 TFT(120r) 및 소스 라인(SL(i+1))에 소스 전극(125s)이 접속된 G용 TFT(120g)는, 종래와 마찬가지로, 각각 Y용 화소 전극(130y), R용 화소 전극(130r) 및 G용 화소 전극(130g)의 근방(절결 부분)에 배치되어 있다. 이에 비해, 소스 라인(SL(i+2))에 소스 전극(125s)이 접속된 B용 TFT(120b)는, B용 화소 전극(130b)으로부터 종래보다 이격됨과 동시에, Y용 화소 전극(130y)에 종래보다 접근한 위치에 배치되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, B 부화소 형성부(SPb)의 B용 TFT(120b)가, 그 B용 TFT(120b)의 드레인 전극(125d)에 접속된 B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 이것과 동시에, B 부화소 형성부(SPb)에 인접하는 Y 부화소 형성부(SPy)의 Y용 TFT(120y)가, 그 B 부화소 형성부(SPb)의 B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)로부터 종래보다 이격된 위치에 배치된다. 또한, B 부화소 형성부(SPb)의 B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)와, G 부화소 형성부(SPg)의 G용 TFT(120g)와의 거리는 종래와 마찬가지이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 컬러 필터 간에는, 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있다. 즉, 각 TFT(120) 위에 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상술한 TFT(120)의 배치에 맞춰, B컬러 필터(152b)와 Y 컬러 필터(152y)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭이, Y 컬러 필터(152y)와 R컬러 필터(152r)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭, R컬러 필터(152r)와 G컬러 필터(152g)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 및 G컬러 필터(152g)와 B컬러 필터(152b)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 각각보다, 크게 설정되어 있다. 또한, 각 부화소 형성부(SP)의 개구율을 균일하게 하기 위해서, 각 컬러 필터(152)의 폭이 균일하게 설정되어 있다.
또한, 상기 제1 실시 형태의 변형예와 같이 액정 표시 패널(100)의 크기를 고려하여, Y용 화소 전극(130y) 및 Y 컬러 필터(152y)의 폭을 각각, 다른 원색의 화소 전극(130) 및 이것에 대향하는 컬러 필터(152)의 폭보다 작게 해도 된다. 또한, Y용 화소 전극(130y) 및 Y 컬러 필터(152y)의 폭 대신에, 다른 원색용의 화소 전극(130) 및 이것에 대향하는 컬러 필터(152)의 폭을 작게 해도 된다. 이 경우, 화소 전극(130) 및 이것에 대향하는 컬러 필터(152)의 폭을 작게 한 만큼만, TFT(120)를 개재하여 그 화소 전극(130)에 접속된 소스 라인(SL)에 인가해야 할 소스 신호(SS)의 전압을 변화시키는(노멀리 블랙의 경우에는 높게 하고, 노멀리 화이트의 경우에는 낮게 하는) 것이 바람직하다.
<3.2 효과>
본 실시 형태에 따르면, 적색·녹색·청색·황색 4원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
<4. 제4 실시 형태>
<4.1 액정 표시 패널의 구조>
본 발명의 제4 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 구조에 대해서, 도 9를 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 구성 요소 중 제1 실시 형태와 동일한 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 도 9는, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100) 중, 특히 TFT 기판 측의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다.
상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)은 3원색(적색·녹색·청색)에 기초하여 컬러 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서의 화소 전극(130)이 배열하는 방향이, 상기 제1 실시 형태에 있어서의 것과 상이하다. 즉, 상기 제1 실시 형태에서는, 게이트 라인 연신 방향의 전방으로부터 각 원색용의 화소 전극(130)이 순서대로 배열되어 있는데, 본 실시 형태에서는, 소스 라인 연신 방향의 전방으로부터 각 원색용의 화소 전극(130)이 순서대로 배열되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 소스 라인 연신 방향의 전방으로부터, G용 화소 전극(130g), B용 화소 전극(130b), R용 화소 전극(130r)이 순서대로 배열되어 있지만, 화소 전극(130)의 정렬 순서는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 소스 라인 연신 방향의 전방으로부터 R용 화소 전극(130r), B용 화소 전극(130b), G용 화소 전극(130g)의 순 등이어도 된다. G용 화소 전극(130g)과 G컬러 필터(152g)는 서로 대향하고 있다. 마찬가지로, B용 화소 전극(130b)과 B컬러 필터(152b)가 서로 대향하고, R용 화소 전극(130r)과 R컬러 필터(152r)가 서로 대향하고 있다. 각 컬러 필터(152)는 게이트 라인 연신 방향에 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 본 명세서에서는, 이렇게 게이트 라인 연신 방향에 스트라이프 형상으로 형성된 컬러 필터를, 「가로 스트라이프 형상의 컬러 필터」라고 한다.
컬러 필터(152) 및 블랙 매트릭스(151)는 상기 제1 실시 형태와 같이 대향 기판(140) 측에 배치되어 있어도 되고, 또한, 상기 제2 실시 형태와 같이 TFT 기판(110) 측에 배치되어 있어도 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 전기적 구성은, 상기 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 패널(100)의 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
이어서, 본 실시 형태에 있어서의 TFT(120)의 배치에 대해서 설명한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 소스 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 후방에 인접하는 R용 화소 전극(130r)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)가, 그 R용 화소 전극(130r)에 대하여 B용 화소 전극(130b)의 반대 측에 배치되어 있다. B용 화소 전극(130b)에 드레인 전극(125d)이 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, R용 화소 전극(130r)(한쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r)와 그 R용 화소 전극(130r)과의 거리보다 크다. 소스 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 전방에 인접하는 G용 화소 전극(130g)(다른 쪽 화소 전극)에 드레인 전극(125d)이 접속된 G용 TFT(120g)와 B용 화소 전극(130b)과의 거리는, B용 화소 전극(130b)에 접속된 B용 TFT(120b)와 그 B용 화소 전극(130b)과의 거리와 동등하다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 소스 라인 연신 방향에 있어서 서로 인접하는 R용 화소 전극(130r)과 G용 화소 전극(130g)과의 사이에, R용 화소 전극(130r), B용 화소 전극(130b) 및 G용 화소 전극(130g)에 각각 드레인 전극(125d)이 접속된 R용 TFT(120r), B용 TFT(120b) 및 G용 TFT(120g)가 배치되어 있다. 즉, R용 화소 전극(130r)과 G용 화소 전극(130g)과의 사이에, B용 TFT(120b)를 포함하는 3개의 TFT(120)가 배치되어 있다. 또한, 게이트 라인 연신 방향에는, 동일 원색용의 화소 전극(130)이 배열되어 있다(도시 생략).
R용 TFT(120r)를 개재하여 소스 라인(SL(i))에 접속된 R용 화소 전극(130r), 소스 라인 연신 방향에 있어서 그 R용 화소 전극(130r)의 전방에 위치하는 B용 화소 전극(130b) 및 소스 라인 연신 방향에 있어서 그 B용 화소 전극(130b)의 전방에 위치하는 G용 화소 전극(130g) 각각의 하방에는, 유기 보호막(127) 및 무기 보호막(126)을 끼워서 소스 라인(SL(i+1)) 및 소스 라인(SL(i+2))이 배치되어 있다. 마찬가지로, 소스 라인 연신 방향에 있어서, R용 TFT(120r)를 개재하여 소스 라인(SL(i))에 접속된 R용 화소 전극(130r)의 후방에 위치하는 G용 화소 전극(130g)의 하방에도, 유기 보호막(127) 및 무기 보호막(126)을 끼워서 소스 라인(SL(i+1)) 및 소스 라인(SL(i+2))이 배치되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, G용 화소 전극(130g) 및 B용 화소 전극(130b)은 직사각 형상으로 형성되어 있다. 즉, G용 화소 전극(130g) 및 B용 화소 전극(130b)에는, TFT(120)를 근방에 배치하기 위한 절결 부분이 설치되어 있지 않다. 한편, R용 화소 전극(130r)에는, 3개의 TFT를 근방에 배치하기 위한 절결 부분이 설치되어 있다. 소스 라인(SL(i), SL(i+1) 및 SL(i+2))에 각각 소스 전극(125s)이 접속된 R용 TFT(120r), B용 TFT(120b) 및 G용 TFT(120g)는, 상기 절결 부분에 배치되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, R용 TFT(120r), B용 TFT(120b) 및 G용 TFT(120g)가, B 부화소 형성부(SPb)에 인접하는 R 부화소 형성부(SPr)의 R용 화소 전극(130r)의 폭(소스 라인 연신 방향의 길이)에 상당하는 거리만큼, B용 화소 전극(130b) 및 이것에 대향하는 B컬러 필터(152b)로부터 이격된 위치에 배치된다.
도 9에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(152) 사이에는, 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있다. 즉, 각 TFT(120) 위에 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상술한 TFT(120)의 배치에 맞춰, R컬러 필터(152r)와 G컬러 필터(152g)와의 사이의 블랙 매트릭스(151) 중, 각 TFT(120)에 대향하는 부분의 폭(소스 라인 연신 방향의 길이)이 다른 부분의 폭에 비해 크게 설정되어 있다. 또한, 각 부화소 형성부(SP)의 개구율을 균일하게 하기 위해서, 절결 부분의 면적에 상당하는 만큼만 R용 화소 전극(130r)의 면적이 커지도록, R용 화소 전극의 폭(소스 라인 연신 방향의 길이)이 다른 화소 전극의 폭보다 크게 설정되어 있다. 이것에 맞춰, R컬러 필터(152)의 폭(소스 라인 연신 방향의 길이)도, 다른 색의 컬러 필터의 폭보다 크게 설정되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 가로 스트라이프 형상의 컬러 필터(152)가 형성되어 있다. 각 컬러 필터(152)는 게이트 라인 연신 방향에 걸쳐 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 게이트 라인 연신 방향에 있어서, 각 화소 전극의 전방 및 후방에 각각 위치하는 소스 라인(SL(i) 및 SL(i+3))에 대향하는 위치에 있어서도 컬러 필터(152)가 배치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 각 컬러 필터(152)가 게이트 라인 연신 방향으로 불연속으로 형성되어 있어도 된다. 즉, 게이트 라인 연신 방향에 있어서, 각 화소 전극(130)의 전방 및 후방에 각각 위치하는 소스 라인(SL(i) 및 SL(i+3))에 대향하는 위치에, 컬러 필터(152) 대신에 블랙 매트릭스(151)가 배치되어 있어도 된다.
<4.2 효과>
본 실시 형태에 따르면, 가로 스트라이프 형상의 컬러 필터가 형성된, 적색·녹색·청색의 3원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, B용 TFT(120b) 및 R용 TFT(120r)에의 청색광의 입사가 억제된다. 따라서, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각 원색용의 TFT(120)의 위치가, R용 TFT(120r) 및 이것에 대향하는 R컬러 필터(152r)의 위치와 G용 TFT(120g) 및 이것에 대향하는 G컬러 필터(152g)의 위치에 근접하고 있지만, 상술한 임계값 시프트의 저감을 방해하는 것이 아니다. 즉, 각 원색용의 TFT(120)에서는, 적색광 또는 녹색광의 입사량이 증가하는 한편, 이들 광보다 파장이 짧은 청색광의 입사량이 줄어들므로, 결과적으로, B용 TFT(120b)의 임계값 시프트가 저감된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 상기 제3 실시 형태와 같이 적색·녹색·청색·황색 4원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하는 구성을 채용해도 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 이 경우, 소스 라인 연신 방향에 있어서, 각 원색용의 TFT(120)의 위치의 전방 및 후방 모두 B용 화소 전극(130g) 및 이것에 대향하는 컬러 필터(152b)가 위치하지 않는 구성으로 할 필요가 있다.
<4.3 변형예>
도 10은, 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 관한 액정 표시 패널(100) 중, 특히 TFT 기판 측의 일부의 구조를 도시하는 평면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 본 변형예는, 상기 제4 실시 형태에 있어서, R용 화소 전극(130r) 및 R컬러 필터(152r)의 폭(소스 라인 연신 방향)을 작게 한 것이다. 또한, 다른 구성 요소는 상기 제4 실시 형태와 마찬가지이다.
소스 라인 연신 방향에 있어서 B용 화소 전극(130b)의 후방에 위치하는 R용 화소 전극(130r) 및 이것에 대향하는 R컬러 필터(152r)의 폭이 각각, 다른 원색의 화소 전극(130) 및 이것에 대향하는 컬러 필터(152)의 폭보다 작게 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, B컬러 필터(152b)와 R컬러 필터(152r)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭이, R컬러 필터(152r)와 G컬러 필터(152g)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 및 G컬러 필터(152g)와 B컬러 필터(152b)와의 사이의 블랙 매트릭스(151)의 폭 각각보다 커진 만큼, R용 화소 전극(130r)의 폭 및 R컬러 필터(152r)의 폭이 작게 설정되어 있다. 이에 의해, 액정 표시 패널(100)의 크기를 종래보다 크게 하지 않고, 액정 표시 패널(100)의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 변형예에서는, R용 화소 전극(130r)의 폭 및 R컬러 필터(152r)의 폭을 작게 한 만큼만, R용 TFT(120r)를 개재하여 R용 화소 전극(130r)에 접속된 소스 라인(SL)에 인가해야 할 소스 신호(SS)의 전압을 변화시키는(노멀리 블랙의 경우에는 높게 하고, 노멀리 화이트의 경우에는 낮게 하는) 것이 바람직하다.
또한, R용 화소 전극(130r) 및 R컬러 필터(152r)의 폭 대신에, G용 화소 전극(130g) 및 G컬러 필터(152g)의 폭을 작게 해도 된다. 마찬가지로, R용 화소 전극(130r) 및 R컬러 필터(152r)의 폭 대신에, B용 화소 전극(130b) 및 B컬러 필터(152b)의 폭을 작게 해도 된다.
<5. 기타>
상기 각 실시 형태에서는, TFT(120)의 배치를 위하여 화소 전극(130)에 절결 부분을 설치하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 이러한 절결 부분을 설치하지 않아도 된다.
상기 각 실시 형태에서는, 1개의 화소 형성부(MP)에 3개(또는 4개)의 소스 라인(SL) 및 1개의 게이트 라인(GL)이 대응하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 1개의 화소 형성부(MP)에 1개의 소스 라인(SL) 및 3개(또는 4개)의 게이트 라인(GL)이 대응한 형태에도, 본 발명을 적용할 수 있다.
그 외, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 상기 각 실시 형태를 여러가지 변형하여 실시할 수 있다.
이상에 의해, 본 발명에 따르면, 표시 품위의 저하를 억제하면서, 박막 트랜지스터의 신뢰성을 높인 액정 표시 패널 및 그것을 구비하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명은 채널층이 산화물 반도체를 포함하여 이루어지는 TFT를 사용한 액정 표시 패널에 적용할 수 있다.
100… 액정 표시 패널
110… TFT 기판(제1 기판)
120r… R용 TFT(박막 트랜지스터)
120g… G용 TFT(박막 트랜지스터)
120b… B용 TFT(박막 트랜지스터)
120y… Y용 TFT(박막 트랜지스터)
121… 게이트 전극(게이트 단자)
125d… 드레인 전극(드레인 단자)
125s… 소스 전극(소스 단자)
130r… R용 화소 전극
130g… G용 화소 전극
130b… B용 화소 전극
130y… Y용 화소 전극
140… 대향 기판(제2 기판)
151… 블랙 매트릭스(차광층)
152r… R컬러 필터(착색층)
152g… G컬러 필터(착색층)
152b… B컬러 필터(착색층)
152y… Y컬러 필터(착색층)
160… 공통 전극
180… 액정층
GL(1) 내지 GL(m)… 게이트 라인(주사 신호선)
SL(1) 내지 SL(n)… 소스 라인(영상 신호선)
MP… 화소 형성부
SPr… R 부화소 형성부
SPg… G 부화소 형성부
SPb… B 부화소 형성부
SPy… Y 부화소 형성부

Claims (11)

  1. 소정수의 원색에 기초하는 컬러 화상을 표시하기 위한 액정 표시 패널이며,
    서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판과,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 끼움 지지된 액정층과,
    상기 제1 기판 상에 서로 교차하도록 배치된 복수의 영상 신호선 및 복수의 주사 신호선과,
    상기 복수의 영상 신호선 및 상기 복수의 주사 신호선을 따라 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 형성부와,
    상기 소정수의 원색 각각의 착색층을 구비하고,
    각 화소 형성부는, 상기 소정수의 원색에 각각 대응한 복수의 부화소 형성부를 포함하고,
    각 부화소 형성부는,
    상기 부화소 형성부에 따른 상기 영상 신호선과 상기 주사 신호선에 대응하여 배치된, 채널층이 산화물 반도체를 포함하여 이루어지는 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터에 접속됨과 함께, 상기 부화소 형성부가 대응하는 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극을 갖고,
    각 화소 형성부에 있어서, 상기 복수의 부화소 형성부의 화소 전극이 소정 방향으로 배열하고,
    상기 소정수의 원색 중 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 상기 소정 방향에 있어서 인접하는 한쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터는, 상기 한쪽 화소 전극에 대하여 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극의 반대 측에 배치되고,
    상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리가, 상기 한쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 한쪽 화소 전극과의 거리보다 크고,
    상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 상기 소정 방향에 있어서 인접하는 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리가, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리 이상인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 방향은, 상기 복수의 주사 신호선이 연신하는 방향이며,
    상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에, 상기 복수의 주사 신호선이 연신하는 방향에 있어서 인접하는 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리는, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 상기 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터는, 각각에 접속된 상기 영상 신호선을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정 방향은, 상기 복수의 영상 신호선이 연신하는 방향이며,
    상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에, 상기 복수의 영상 신호선이 연신하는 방향에 있어서 인접하는 다른 쪽 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리는, 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와 상기 가장 파장이 짧은 원색의 착색층에 대향하는 화소 전극과의 거리와 동등한 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    각 박막 트랜지스터에 대향하는 위치에 차광층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 착색층은, 상기 제2 기판 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 착색층은, 그 착색층에 대향하는 화소 전극 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가장 파장이 짧은 원색은 청색인 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컬러 화상은, 적색, 녹색 및 청색에 기초하여 표시되는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 컬러 화상은, 적색, 녹색, 청색 및 황색에 기초하여 표시되는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 패널.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치.
KR1020137029149A 2011-04-07 2012-04-02 액정 표시 패널 및 그것을 포함하는 액정 표시 장치 KR101511894B1 (ko)

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