CN103189789A - 显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能抑制伴随进行4原色化而出现的由对准偏差时的电容变化导致的显示不均的显示面板。本发明的显示面板具备多个信号线、多个像素电极以及共用电极,且1个像素包括4色以上的图像元素,在该显示面板中,上述多个像素电极各与上述多个信号线中的1个连接,上述1个像素所包含的多个像素电极排列为田字状,且包含具有较大面积的像素电极与具有较小面积的像素电极,与上述具有较大面积的像素电极连接的信号线和与上述具有较小面积的像素电极连接的信号线中的任一个均与上述具有较大面积的像素电极重叠。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板。更具体地说,涉及使用4色以上的多原色来构成各像素,并且能够发挥高亮度且颜色再现范围高的显示特性的显示面板。
背景技术
近年来,各种方式的显示面板被实际应用,已提供从移动显示面板到大型显示面板为止的许多产品。其中,液晶显示面板发挥薄型轻量且低功耗的优点,在移动用途、各种监视器、电视等日常生活、商业中不可或缺。
以往,在使显示面板进行彩色显示时,使用了包括红(R)、绿(G)、蓝(B)的基本3原色,但最近,也已报告与以亮度的提高等为目的而使用了包含黄(Y)、白(W)等更多颜色单位的4色以上的多原色像素的显示装置(主要是TV机型等)相关的技术,并达到了实际应用。
作为显示面板的驱动方式,按每个像素配置薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)等有源元件,实现高画质的有源矩阵型驱动方式已普及。例如,作为具备TFT的液晶显示面板,可以举出如下构成:具有有源矩阵基板,在该有源矩阵基板中,多个信号线与多个扫描线以交叉的方式形成,且按它们的每个交叉点配置有TFT与像素电极,在该有源矩阵基板与形成有共用电极的相对基板之间夹持液晶层。
在这样的液晶显示面板中,TFT的栅极电极与扫描线连接,源极电极与信号线连接,漏极电极与像素电极连接。在TFT导通的状态下,电流从信号线流到漏极电极,加到位于像素电极与共用电极之间的液晶层的电压变化,由此能够调节液晶分子的倾斜,控制显示的进行和停止。
在这样的有源矩阵型的驱动方式中,在信号线与像素电极重叠的部分,隔着配置在它们之间的绝缘膜形成一定量的寄生电容Csd。在TFT截止的期间也向信号线施加用于对像素电极提供信号的电压,因此,当形成寄生电容Csd时,有时应写入到像素电极的电位的大小会变动,不能充分地得到希望的显示。这样的像素电位的变动,如果在全部像素电极中共同地出现,则对显示不均的影响小,但是,例如,在形成信号线的层(layer)与形成像素电极的层(layer)中产生了对准偏差的情况下,与各像素电极重叠的各种配线的重叠面积按每个像素电极不同,容易产生显示不均。
对此,进行了如下尝试(例如,参照专利文献1。):将与在平行于扫描线的方向上相邻而成对的2个像素电极对应的各信号线集中到任意一方像素电极上,配置到比像素电极的与信号线平行的边缘靠内侧来增加加工余量,并且减小由于将像素电极重叠地配置于信号线而导致的TFT截止期间的与像素电极连接的端子中出现的电位的变动。
另外,也进行了在配线上下工夫的如下尝试(例如,参照专利文献2。):为了使得即使产生了制造工序时的对准偏差而在像素电极与信号线之间产生的寄生电容也不变化,将信号线以与相互相邻的像素电极中的一方完全重叠的方式配置,且将漏极电极配置于像素电极的周围而与其连接,使像素电极与漏极电极的接触部与前级的扫描线重叠。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2005-99733号公报
专利文献2:特开2005-173613号公报
发明内容
发明要解决的问题
图21是示出现有的3原色的显示面板的俯视示意图,图22是示出现有的4原色的显示面板的俯视示意图。图21和图22的被虚线包围的区域表示单位像素,1个像素包括3个或者4个图像元素。如图21和图22所示,作为现有的显示面板的一个例子,可以举出如下构成:像素电极111配置为矩阵状,向各像素电极111传送图像信号的源极总线(信号线)112在一部分具有弯曲部,各源极总线112以与相邻的像素电极111分别重叠的方式配置。各像素电极111与各源极总线112隔着绝缘膜而处于相互重叠的位置,在它们之间形成寄生电容Csd,但通过这样使源极总线112的形状为之字状,即使在源极总线112与像素电极111之间出现了对准偏差,源极总线112与像素电极111的重叠面积在相邻的图像元素间也不会较大变化,因此能够有效地进行显示不均的降低。
然而,在这样的现有设计的显示面板中,特别是当在高精细的显示面板中进行多原色化时,无法得到充分的余量而担忧合格率,而且,由于出现制造工序中的局部的对准偏差、配线图案的线宽变化等完成偏差而导致的寄生电容的变动对显示的影响较大,所谓分块、扫描不均等亮度不均容易被视觉识别。
作为出现亮度不均的原因,认为有以下的理由。首先,在对准偏差等导致出现了完成偏差的情况下,有时源极总线与像素电极之间的重叠面积会部分地变化,由此,寄生电容Csd变化。另外,即使是源极总线与像素电极之间的重叠面积不变化的情况,寄生电容Csd的大小也略微变化。这是由像素电极的边缘与源极总线的距离变化等主要原因所致。
另外,特别是在使用图像元素面积小的高精细的机型的情况下,通过从3色向4色以上进行多原色化,每1个图像元素的面积大幅下降,因此,1个像素中的像素电极的总电容必然下降。另一方面,像素电极-源极总线间电容(Csd)与成为4色以上的多原色前是大致恒定的,出现了局部的对准偏差的情况下的电容变化(ΔCsd)也是恒定的,因此,作为结果,在4色以上的多原色中出现了对准偏差时的相对于1个像素中的像素电极的总电容的、各像素电极的电容变化率比是3原色的情况下的机型大。具体地说,在从3色向4色变更的情况下,偏差的影响变大大约1.5倍而出现。
即,每1个像素的总电容越小,越容易受到由对准偏差导致的Csd变化的影响,由Csd变化导致的亮度变化的影响越显著地被视觉识别。
本发明是鉴于上述现状而完成的,其目的是,提供能抑制伴随进行4原色化而出现的由对准偏差时的电容变化导致的显示不均的显示面板。
用于解决问题的方案
本发明的发明人对将3原色多原色化为4原色时的问题进行了种种研究,注意到主要有两种因素。一种是由对准偏差导致的馈通电压(ΔVdr)的出现了偏差的部分与正常部分的差(ΔΔVdr),当其变大时,像素电位会根据区域而不同,因此,在灰显示时成为亮度不均而被视觉识别。另一种是像素电极-源极总线间电容的大小在总电容中占的比例(Csd/Cpix),当其变大时,无法得到希望的像素电位,因此,特别是在单色和补色显示时作为亮度变化、色感偏差而被视觉识别。
并且,本发明的发明人进行了锐意研究的结果是,关于使像素电极与源极总线重叠的重叠方法,发现了使像素电极为田字排列,并且使排列于行方向的像素电极各自的面积不同,而且,使与一个图像元素(本图像元素)及其相邻的图像元素(其它图像元素)相连的源极总线分别与面积较大的像素电极重叠,由此,抑制由对准偏差导致的馈通电压的变化(ΔΔVdr)和像素电极-源极总线间电容的大小在总电容中占的比例(Csd/Cpix),能得到亮度不均、亮度变化以及色感偏差小的高质量的显示,想到了能够很好地解决上述问题,达到了本发明。
即,本发明是具备多个信号线、多个像素电极以及共用电极,且1个像素包括4色以上的图像元素的显示面板,在该液晶面板中,上述多个像素电极各与上述多个信号线中的1个连接,上述1个像素所包含的多个像素电极排列为田字状,且包含具有较大面积的像素电极与具有较小面积的像素电极,与上述具有较大面积的像素电极连接的信号线和与上述具有较小面积的像素电极连接的信号线均与上述具有较大面积的像素电极重叠。以下,详述本发明的显示面板。
本发明的显示面板具备多个信号线、多个像素电极以及共用电极,且1个像素包括4色以上的图像元素。上述多个像素电极各与上述多个信号线中的1个连接。通过对各像素电极分别连接信号线,能够按每个像素电极控制与共用电极之间的电压的施加。另外,由此能够按每个像素调节颜色显示,因此能进行高精细的显示。在本发明中,图像元素的颜色数量是4色以上,因此与一般的3色的显示面板相比,能够进行亮度的提高和颜色再现范围的扩展。
上述1个像素所包含的多个像素电极排列为田字状。在本说明书中,所谓“田字排列”,是指对象物在行方向和列方向上分别配置多个的排列方式。上述对象物的行方向的数量与列方向的数量可以一致,也可以不一致。由此,即使是高精细像素的情况,例如,与不同颜色的图像元素排列于一个方向的条状排列等相比,也能够减小1个像素内的像素电极与信号线的重叠面积,能够使在像素电极与信号线之间形成的电容本身的大小变小,因此,能够使单色和补色显示时的色感的偏差降低。同时,能降低对3原色进行4原色化所伴随的馈通电压的变化量,减小亮度不均。另外,图像元素的宽度也有富余,因此能够确保充分的余量,提高合格率。
上述1个像素所包含的多个像素电极包含具有较大面积的像素电极和具有较小面积的像素电极,与上述具有较大面积的像素电极连接的信号线和与上述具有较小面积的像素电极连接的信号线均与上述具有较大面积的像素电极重叠。在此,所谓“较大”和“较小”,是将4以上的多个中任意选择的2个像素电极作为对象。因此,对从这4以上的多个中任意选择的2个像素电极分别连接不同的信号线。这样,使多个信号线集中于一方像素电极,由此能够使由对准偏差导致的馈通电压的出现了偏差的部分与正常部分的差(ΔΔVdr)变小,因此能使亮度不均降低。
这样,根据本发明,能得到通过进行4原色化而得到的高亮度和颜色再现范围广的效果,并且一次降低由于对准偏差而出现的亮度不均和显示单色、补色时的色感偏差两者,提供显示质量优异的显示面板。
作为本发明的显示面板的构成,只要是必须形成上述的构成要素即可,对其它构成要素没有特别限制。
以下,详述本发明的优选方式。
优选上述具有较大面积的像素电极的电位与上述具有较小面积的像素电极的电位在以上述共用电极的电位为基准时是相互相反极性。由此,能够防止纵向阴影的产生,能够使显示质量提高。
优选在上述显示面板中,多个上述像素构成为矩阵状,上述多个像素中的1个像素所包含的在行方向上相邻的像素电极各自的电位,在以上述共用电极的电位为基准时,与位于上述1个像素的相邻位置的像素所包含的相同位置的像素电极的电位是不同的极性。由此,能够防止横向阴影的产生,能够使显示质量提高。
优选在上述显示面板中,多个上述像素构成为矩阵状,上述多个像素中的1个像素所包含的像素电极中的任一个像素电极的电位,在以上述共用电极的电位为基准时,均与位于上述1个像素的相邻位置的像素所包含的相同位置的像素电极的电位是不同的极性。由此,能够防止纵向阴影和横向阴影两者的产生,能够使显示质量大幅提高。
优选上述多个信号线中的至少一个信号线与上述多个像素电极中的1个重叠的部分的长度比上述像素电极的同方向的最长部分的长度短。由此,能够减小在像素电极与信号线之间形成的寄生电容(Csd),因此,单色或者补色显示时的亮度下降和色感偏移以及由制造工序导致的亮度不均都被有效地抑制,能够进行高质量的显示。
优选上述1个像素所包含的多个像素电极的数量是2n个(n为自然数),包括具有较大面积的n个像素电极和具有较小面积的n个像素电极,上述具有较大面积的n个像素电极分别排列在相同方向上,上述具有较小面积的n个像素电极排列在与上述具有较大面积的n个像素电极不同的方向上。即,本方式是将一个像素内所包含的像素电极的面积仅分为大小2种的方式,通过这样,能够以最简略的构成得到本发明的效果。另外,能够将信号线在列方向上配线为直线状,因此不会成为复杂的构成。
优选上述1个像素所包含的多个像素电极的数量是2n个(n为自然数),包括具有较大面积的n个像素电极和具有较小面积的n个像素电极,上述具有较大面积的n个像素电极和上述具有较小面积的n个像素电极在行方向和列方向上配置为交错方块状。即,本方式也是将一个像素内所包含的像素电极的面积仅分为大小2种的方式,即使是这样的构成,也能够充分地得到本发明的效果。
优选在与上述多个像素电极重叠的位置分别设置有彩色滤光片,与上述1个像素内的上述具有较大面积的像素电极重叠的彩色滤光片的颜色的视觉灵敏度的大小,小于与上述具有较小面积的像素电极重叠的彩色滤光片的颜色的视觉灵敏度的大小。由此,即使是使面积较大的像素电极的开口率变大的情况,亮度不均的影响也被抑制,不易导致显示质量的下降。
优选在与上述多个像素电极重叠的位置分别设置有彩色滤光片,与上述1个像素内的上述具有较大面积的像素电极重叠的彩色滤光片的实质开口面积和与上述具有较小面积的像素电极重叠的彩色滤光片的实质开口面积是大致相同的。在本说明书中,所谓“实质开口面积”,是指从彩色滤光片的面积减去配置有黑矩阵、配线等遮光部件的区域的面积而得的面积(光穿过的区域的面积)。若考虑亮度的确保与实际使用中的色感的平衡,则最优选该比例。特别是,在重视亮度的移动用途中,优选本方式。从同样的观点出发,更优选与上述1个像素内的上述多个像素电极重叠的各彩色滤光片的实质开口面积均大致相同。
优选上述显示面板是具备包括有源矩阵基板与相对基板的一对基板和夹持于该一对基板的液晶层的液晶显示面板。本发明适合用于进行极性反转驱动的情况,因此,特别适合用于液晶显示面板。
发明效果
根据本发明的显示面板,能够充分地抑制伴随进行4原色化而出现的由对准偏差时的电容变化导致的显示不均。
附图说明
图1是示出实施方式1的显示面板具有的有源矩阵基板的结构的概要的俯视示意图。
图2是表示实施方式1的显示面板的颜色配置的俯视示意图。
图3是表示了实施方式1的显示面板的遮光区域的俯视示意图。
图4是示出实施方式1的显示面板具有的有源矩阵基板的像素电极的电位的以共用电极的电位为基准时的极性的俯视示意图。
图5是表示单色显示时的源极信号的信号波形和像素电极A的信号波形的波形图。
图6是示出实施方式2的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的俯视示意图。
图7是表示实施方式2的显示面板的颜色配置的俯视示意图。
图8是表示实施方式2的显示面板的遮光区域的俯视示意图。
图9是示出实施方式3的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的俯视示意图。
图10是示出实施方式4的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的俯视示意图。
图11是示出实施例1的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图12是示出实施例2的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图13是示出实施例3的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图14是示出实施例4的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图15是示出参考例1的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图16是示出参考例2的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图17是示出参考例3的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图18是示出参考例4的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图19是示出参考例5的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。
图20是将表2的结果曲线化而得到的图。
图21是示出现有的3原色的显示面板的俯视示意图。
图22是示出现有的4原色的显示面板的俯视示意图。
具体实施方式
以下,揭示实施方式,参照附图进一步详细地说明本发明,但本发明不仅限于这些实施方式。
特别是,本发明的显示面板在图像元素尺寸小的装置中是有用的,因此,适合用于电子书、相框、IA(工业设备)、PC(个人计算机)等的中小型移动显示面板。
在本说明书中,各颜色的视觉灵敏度的大小的顺序由Yxy表色系的Y值决定。例如,在将红(R)、绿(G)、蓝(B)、黄(Y)、白(W)、品红(M)以及青(C)的各颜色分别按视觉灵敏度大的顺序排列的情况下,为白(W)>黄(Y)>青(C)绿(G)>品红(M)>红(R)>蓝(B)的顺序。
作为可应用本发明的显示面板,可以举出液晶显示面板(LCD:Liquid Crystal Display Panel)、电致发光显示面板(EL:Electroluminescence display Panel)等。
在本说明书中,所谓“大致”,包含实质上能够视为相同的情况,在作为数值来表示的情况下,包含相对于整体为10%以内的误差。
实施方式1
实施方式1的显示面板是具备通过感光间隔物来保持间隔的一对基板和密封于上述一对基板间的液晶层的液晶显示面板。上述一对基板中的一方基板构成具备多个薄膜晶体管(TFT:Thin FilmTransistor)、多个栅极总线(扫描线)、多个源极总线(信号线)、多个像素电极、将上述各种配线和电极电隔离的层间绝缘膜、以及对液晶分子赋予取向性的取向膜的有源矩阵基板,上述一对基板中的另一方基板构成具备彩色滤光片、黑矩阵、共用电极、以及对液晶分子赋予取向性的取向膜的彩色滤光片基板。
上述多个像素电极配置为矩阵状,各像素电极所处的区域分别与1个图像元素对应,1个像素包括多个图像元素。即,配置有构成田字的4个像素电极的区域构成1个像素。另外,设置于另一方基板的彩色滤光片以与多个像素电极分别重叠的方式配置,因此,与像素电极同样,排列为田字。各彩色滤光片由黑矩阵划分,在本说明书中,在被黑矩阵隔开的情况下,即使是相同颜色排列的情况,也将各自定位为不同的彩色滤光片。
在实施方式1中,排列为田字的各彩色滤光片分别具有不同的颜色,但颜色的种类和配置顺序没有特别限定,例如,能够设为如下组合:红(R)、绿(G)、蓝(B)以及黄(Y)的组合;红(R)、绿(G)、蓝(B)以及白(W)的组合。在对红(R)、绿(G)以及蓝(B)3色追加1色而成为4色的情况下,在亮度优先的情况下,优选使该1色为白(W),在颜色再现范围优先的情况下,优选使该1色为黄(Y)。此外,在本说明书中,所谓白(W)的彩色滤光片,表示无色透明的彩色滤光片。
此外,实施方式1的液晶显示面板的液晶取向模式没有特别限定,能够采用TN(Twisted Nematic:扭曲向列型)模式、STN(SuperTwisted Nematic:超扭曲向列型)模式、VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment:多畴垂直取向)模式、CPA(Continuous Pinwheel Alignment:连续焰火状取向)模式、IPS(In-plane Switching:面内开关)模式、FFS(FringeField Switching:边缘场开关)模式、TBA(Transverse BendAlignment:横向弯曲取向)模式等,但由于图像元素构成田字排列,因此,在将1个像素多畴化的情况下,优选在彩色滤光片基板上设置点状的铆钉或者电极孔作为液晶的取向控制用的突起物来控制液晶分子的取向的CPA模式。
图1是示出实施方式1的显示面板具有的有源矩阵基板的结构的概要的俯视示意图。如图1所示,多个像素电极11配置为矩阵状,并且向各像素电极11传送图像信号的多个源极总线12在列方向上直线状延伸。1个像素是排列为田字的4个像素电极11所处的区域(图1中的被虚线包围的部分),在1个像素内配置有大小2种(共计2n个)的像素电极11。
在排列为田字的4个像素电极11中的排列于列方向的2个像素电极11彼此中,各面积都是大致相同的大小,但在排列于行方向的2个像素电极11彼此中,各面积都不同。在图1所示的例子中,左列的2个像素电极11a分别比右列的2个像素电极11b大。
在实施方式1中,1个源极总线12与排列于一方列的像素电极11a分别连接,与排列为田字的像素电极11中的面积较大的像素电极11a分别连接的源极总线12a以与面积较大的像素电极11a重叠的方式形成,并且与面积较小的像素电极11b分别连接的源极总线12b也以与面积较大的像素电极11a重叠的方式形成。
图2是表示实施方式1的显示面板的颜色配置的俯视示意图。在实施方式1中,彩色滤光片和共用电极形成于隔着液晶层而与有源矩阵基板相对的基板侧,但作为变形例,也可以采用将彩色滤光片和/或共用电极形成于有源矩阵基板的结构。如图2所示,以红(R)和蓝(B)的彩色滤光片与排列为田字的4个像素电极11中的面积较大的像素电极11a重叠,绿(G)和白(W)的彩色滤光片与面积较小的像素电极11b重叠的方式,分别配置有彩色滤光片。
由此,排列为田字的像素电极中的、红(R)的图像元素所包含的像素电极11a和蓝(B)的图像元素所包含的像素电极11a分别与相同的源极总线12a连接,绿(G)的图像元素所包含的像素电极11b和白(W)的图像元素所包含的像素电极11b分别与相同的源极总线12b连接。
此外,在实施方式1中,与像素的划分无关地在一方列方向上重复配置有红(R)和蓝(B)的彩色滤光片,在另一方列方向上重复配置有绿(G)和白(W)的彩色滤光片。
图3是表示实施方式1的显示面板的遮光区域的俯视示意图。所谓遮光区域,具体地说,是指在彩色滤光片基板中设置有黑矩阵的区域、在有源矩阵基板中设置有各种配线的区域。并且,这样的遮光区域以外的区域(以黑涂满的部分以外的区域)成为彩色滤光片的开口区域。源极总线12经由TFT16与像素电极连接,在与源极总线12相邻的区域中形成有遮盖TFT16的、一定范围的遮光区域(黑矩阵)。另外,漏极配线15从TFT16朝向图像元素的中心延伸,在图像元素的中心处具有一定范围的扩大而形成与像素电极的连接点,因此,遮光区域以沿着形成有漏极配线15的区域的形式形成。另外,对于面积较大的图像元素,各有2个源极总线12经过,因此,沿着配置有各源极总线12的区域,在各图像元素中形成2个遮光区域。而且,在排列于列方向的像素电极的间隙,栅极总线13在行方向上延伸,在该区域中还形成遮光区域。另外,在被在行方向上延伸的各栅极总线13夹着的位置,延伸有在同方向上延伸的辅助电容配线(CS总线)14,沿着配置有它们的区域,形成遮光区域。
如图3所示,这些遮光区域的图案在配置于同列的图像元素中全部以相同图案形成。即,各配线和电极在排列于列方向的各图像元素中重复同一图案。另外,在行方向上相邻的图像元素彼此中,从TFT朝向图像元素的中心延伸的漏极配线的延伸方向分别在相反方向上延伸。换言之,配置于各图像元素的漏极配线和其它配线结构是以在列方向上延伸的图像元素的边界线为轴而相互大致对称的。
此外,在实施方式1中,在1个像素内配置有面积各自不同的多个像素电极,因此,各图像元素的面积各自不同,但从图3可知,在面积不同的图像元素彼此中,遮光区域的总面积也不同,作为整体,对于实质开口面积,以在各图像元素中成为大致1:1:1:1的方式进行了调整。通过这样进行调节,能够均衡地得到采用了亮度高的颜色时的亮度的提高与颜色再现范围的扩大这两者的效果。此外,在优先确保亮度的情况下,也可以使视觉灵敏度高的颜色的开口率提高等,使实质开口面积也可以按每个图像元素不同,能适当变更设计。
这样,在实施方式1中,取如下构成:使1个像素的像素电极的配置方式为田字排列,并且将源极总线集中到一方列的像素电极。通过这样,不但能够降低特别是在进行极性反转驱动时的馈通电压的变化的影响,抑制由制造工序导致的亮度不均,还能够得到不易出现单色或者补色显示时的亮度下降和色感偏移的高质量的显示。
以下,更详细地说明能够得到这些效果的原理。
图4是示出实施方式1的显示面板具有的有源矩阵基板的像素电极的电位的以共用电极的电位为基准时的极性的俯视示意图。如图4所示,在田字排列中的一方列中,对像素电极进行+极性的写入,同时,在另一方列中,进行-极性的写入。在图4所示的例子中,在上侧的像素中,左侧的列的2个像素电极为+,右侧的列的2个像素电极为-。另外,在下侧的像素中,左侧的列的2个像素电极为-,右侧的列的2个像素电极为+。这样,实施方式1的显示面板采用按每列使极性不同(线反转),并且也按每个像素使极性不同(点反转)类型的极性反转驱动方式,具备能进行这样的调节的机构(驱动器)。图4中的线A示出与位于左侧的列的像素电极分别连接的总线,图4中的线B示出与位于右侧的列的像素电极分别连接的总线。
在此,若将在栅极总线与像素电极之间形成的电容设为Cgd,将在源极总线与像素电极之间形成的电容(S-D间电容)设为Csd,将在CS总线与像素电极之间形成的辅助电容设为Ccs,将在像素电极与共用电极之间形成的液晶电容设为Clc,则像素电极电容Cpix由使它们相加而得的Cgd+Csd+Ccs+Clc表示。
另外,若将上述S-D间电容分为在本像素(左侧的列)电极与本像素电极驱动用总线(线A)之间形成的Csd1和在其它像素(右侧的列)电极驱动用总线(线B)与本像素电极之间形成的Csd2,则在将从本像素电极驱动用总线的变化后的电位减去变化前的电位而得的值设为ΔVs1,将从其它像素电极驱动用总线的变化后的电位减去变化前的电位而得的值设为ΔVs2时的灰显示的馈通电压ΔVdr由ΔVdr=(Csd1/Cpix)*ΔVs1-(Csd2/Cpix)*ΔVs2[式1]表示。
由此,在本像素驱动用的信号电压极性与其它像素驱动用的信号电压极性为相反极性的情况下,且满足ΔVs1=ΔVs2=ΔVs(灰显示)的条件时,灰显示的馈通电压ΔVdr由ΔVdr={(Csd1-Csd2)/Cpix}*ΔVs[式2]表示。
若在制造工序中在源极总线(源极层)与像素电极(像素电极层)之间产生对准偏差,则上述[式2]的(Csd1-Csd2)的值会变化,因此在灰显示中显示不均被视觉识别。在此,若将产生了对准偏差时的ΔVdr的变化以偏差系数(ΔΔVdr)表示,则ΔΔVdr成为ΔΔVdr=|ΔVdr(无偏差部分)-ΔVdr(偏差部分)|[式3]。
该偏差系数(ΔΔVdr)在对3原色进行4原色化时更显著地出现。例如,在将红(R)、绿(G)以及蓝(B)的条状组合变更为红(R)、绿(G)、蓝(B)和黄(Y)的条状组合时,在使各颜色的面积比为1:1:1:1的情况下,与3原色时相比,各图像元素尺寸成为3/4(若考虑像素电极间的间距,则该差别进一步扩大。)。对此,由于Csd1和Csd2的值是不变的,因此,偏差系数(ΔΔVdr)的值与进行4原色化前相比,成为1.3~1.5倍,显示不均容易被视觉识别。
另外,特别是在单色显示或者补色显示时,像素电极基于Csd1和Csd2,受到信号线的信号的影响而有效值变化,产生亮度下降和色感偏移。
例如,在单色显示的情况下,在图4中示出的田字排列的左上的像素电极(以下,也称为像素电极A。)主要受Csd1的影响,有效值大为减小。图5是表示单色显示时的源极信号(线A和线B)的信号波形和像素电极A的信号波形的波形图。
如图5所示,在像素电极A的漏极电位的变动在每1帧期间出现4次,将各次的源极电位的变动设为ΔVa1~ΔVa4,将伴随它的像素电极A的漏极电位的变动设为ΔVb1~ΔVb4时,ΔVb1~ΔVb4分别由ΔVb1=ΔVa1×Csd1/Cpix、ΔVb2=ΔVa2×Csd1/Cpix、ΔVb3=ΔVa3×Csd1/Cpix、ΔVb4=ΔVa4×Csd1/Cpix表示,实际被视觉识别的漏极电位的平均成为将受到这些影响后的有效值平均化(以时间为基准的均方)而得的值,如图5所示,与实际写入像素电极A的电位相比,成为整体上已减量的电位。其结果是,与本来应显示的亮度相比,实际的显示亮度下降。
另外,在补色显示时,不仅受Csd1的影响,还受Csd2的影响,有效值按每个颜色增减,因此色感会变化。
因此,为了将这样的偏差系数的变动、单色亮度下降以及色感偏差抑制为最小限度,在实施方式1中,下了如下工夫:使每1个像素的像素电极的排列为田字排列,且按每列使像素电极的大小不同,并且使源极总线,使本像素与其它像素的源极总线集中到面积较大的像素电极。
以2个源极总线的整体与面积较大的像素电极重叠的方式分别配置该2个源极总线,且赋予相互相反极性的信号,由此,ΔΔVdr成为大致能够忽视的值。因此,能够充分确保加工余量,且能够得到显示不均小的高质量的显示。
另外,不是现有那样的条状排列,而是使每单位像素的图像元素为所谓田字排列,由此,能够与进行4原色化前同等地抑制Csd1/Cpix和Csd2/Cpix的值。因此,在单色时和补色时,均能够得到亮度的减量和颜色偏移小的高质量的显示。而且,通过采用这样的田字排列,能够减小通过每1个像素的源极总线的总长,也能够将上述ΔΔVdr的值抑制为1/2。这样,能够得到不出现单色时和补色显示时的亮度下降和色感偏移,也不出现由制造工序导致的亮度不均的高质量的显示。
此外,优选在实施方式1中,在将显示面板驱动时的栅极总线的电位差设为Vgp-p时,由利用栅极总线的馈通电压ΔVd=(Cgd/(Cgd+Csd1+Csd2+Ccs+Clc))×Vgp-p算出的值、白显示时与黑显示时的ΔVd的值的差Ω以及Ccs/Clc中的至少一个在各图像元素中是大致相同的。作为它们的调整法,可以举出按每个图像元素使TFT的重叠面积不同、使CS总线的重叠面积不同等方法。这样,使得不会由于图像元素的不同而最佳相对电压和辅助电容的比例出现差别,能够得到无残影等的显示质量优异的面板。此外,栅极总线的电位差Vgp-p由|Vgh-Vgl|表示(Vgh表示使TFT导通或者截止时的扫描线中的最高电压,同样地,Vgl表示栅极总线中最低电压。)。另外,白显示时与黑显示时的ΔVd的差Ω是伴随液晶电容在白显示时与黑显示时不同这一点而产生的、白显示时与黑显示时的ΔVd值的差,由以下的式:Ω=|ΔVd(黑)-ΔVd(白)|=|Cgd/(Cgd+Csd+Ccs+Clc(黑))×Vgp-p-Cgd/(Cgd+Csd+Ccs+Clc(白))×Vgp-p|求出。此外,所谓Clc(黑)是指黑显示时的Clc,所谓Clc(白),是指白显示时的Clc。
实施方式2
实施方式2的显示面板除了使源极总线、TFT以及间隔物的位置不同以外,与实施方式1的显示面板是同样的。
图6是示出实施方式2的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的俯视示意图。如图6所示,多个像素电极11配置为矩阵状,并且向各像素电极11传送图像信号的多个源极总线12在列方向上直线状延伸。1个像素是排列为田字的4个像素电极11所处的区域(图6中的被虚线包围的部分),1个像素内配置有大小2种(共计2n个)的像素电极11。
在实施方式2中,与实施方式1的情况相比,源极总线12彼此的间隔扩大了。这样,源极总线12只要其线宽方向的整体与像素电极11重叠即可,能够根据TFT、间隔物等被黑矩阵遮光的部件的位置来适当变更设计。
图7是表示实施方式2的显示面板的颜色配置的俯视示意图。如图7所示,以红(R)和蓝(B)的彩色滤光片与排列为田字的4个像素电极11中的面积较大的像素电极11a重叠,绿(G)和白(W)的彩色滤光片与面积较小的像素电极11b重叠的方式,分别配置有彩色滤光片。
由此,排列为田字的像素电极中的红(R)的图像元素所包含的像素电极11a和蓝(B)的图像元素所包含的像素电极11a分别与相同的源极总线12a连接,绿(G)的图像元素所包含的像素电极11b与白(W)的图像元素所包含的像素电极11b分别与相同的源极总线12b连接。
图8是表示实施方式2的显示面板的遮光区域的俯视示意图。源极总线12经由TFT16与像素电极连接,在与源极总线12相邻的区域中形成有遮盖TFT16的、一定范围的遮光区域。另外,漏极配线15从TFT16朝向图像元素的中心延伸,在图像元素的中心处具有一定范围的扩大而形成与像素电极的连接点,因此,遮光区域以沿着形成有漏极配线15的区域的形式形成。另外,对于面积较大的图像元素,各有2个源极总线12经过,因此,沿着配置有各源极总线12的区域,在各图像元素中形成2个遮光区域。而且,栅极总线13在排列于列方向的像素电极的间隙延伸,即在行方向上延伸,在该区域中还形成遮光区域。
此外,在实施方式2中,在1个像素内配置有面积各自不同的多个像素电极,因此,各图像元素的面积各自不同,但从图8可知,在面积不同的图像元素彼此中,遮光区域的总面积也不同,作为整体,对于实质开口面积,以在各图像元素中成为大致1:1:1:1的方式进行了调整。
实施方式2与实施方式1的不同点是,在行方向上相邻的图像元素彼此中,从TFT16朝向图像元素的中心延伸的漏极配线15的延伸方向是同方向这一点。换言之,配置于各图像元素的漏极配线15在在行方向和列方向上延伸的任意图像元素中均分别同样地形成。
实施方式3
实施方式3的显示面板除了像素电极的形状不是矩形,而是具有在矩形的一部分设置有切口的形状以外,与实施方式1的显示面板是同样的。
图9是示出实施方式3的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的俯视示意图。如图9所示,多个像素电极11配置为矩阵状,并且向各像素电极11传送图像信号的多个源极总线12在列方向上直线状延伸。1个像素是排列为田字的4个像素电极11所处的区域(图9中的被虚线包围的部分),在1个像素内配置有大小2种(共计2n个)的像素电极11。
在实施方式3中,在多个像素电极11中的面积较大的像素电极11a的一部分设置有切口。具体地说,在矩形的像素电极11的下边侧、且右边侧(同一像素内的相邻的图像元素侧)的角部设置有切口,源极总线12与像素电极重叠的面积被削减。换言之,源极总线12与像素电极11重叠的部分的长度比该像素电极11的同方向的最长部分的长度短。切口的大小是沿着列方向的边的大约1/3,是沿着行方向的边的大约1/2。
通过这样除去像素电极的一部分,Csd1和Csd2的值被削减,因此,单色或者补色显示时的亮度下降和色感偏移、由制造工序导致的亮度不均都被有效地抑制,能够进行高质量的显示。另外,如果Csd1和Csd2的值被削减,源极总线的电容也会降低,因此,能够抑制电路的消耗电流。
在像素电极11中设置切口而得到的空间例如能够有效用作感光间隔物的配置场所,因此,不会产生开口率的下降。另外,在取代感光间隔物,而使用使彩色滤光片、共用电极等层叠的层叠间隔物时,能够防止像素电极与共用电极的漏电,因此是高效的。
作为实施方式3的变形例,可以举出在矩形的像素电极11的上边侧、且右边侧的角部设置有切口的方式。
实施方式4
实施方式4的显示面板除了像素电极的形状不是矩形,而是具有在矩形的一部分设置有切口的形状以外,与实施方式2的显示面板是同样的。
图10是示出实施方式4的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的俯视示意图。如图10所示,多个像素电极11配置为矩阵状,并且向各像素电极11传送图像信号的多个源极总线12在列方向上直线状延伸。1个像素是排列为田字的4个像素电极11所处的区域(图10中的被虚线包围的部分),在1个像素内配置有大小2种(共计2n个)的像素电极11。
在实施方式4中,在多个像素电极11中的面积较大的像素电极11a的一部分设置有切口。具体地说,在矩形的像素电极11的下边侧的两个角部设置有切口,源极总线12与像素电极重叠的面积被削减。换言之,源极总线12与像素电极11重叠的部分的长度比该像素电极11的同方向的最长部分的长度短。每1个切口的大小是沿着列方向的边的大约1/5,沿着行方向的边的大约1/3。
通过这样除去像素电极的一部分,Csd1和Csd2的值被削减,因此,单色或者补色显示时的亮度下降和色感偏移、由制造工序导致的亮度不均都被有效地抑制,能够进行高质量的显示。另外,如果Csd1和Csd2的值被削减,源极总线12的电容也会降低,因此能够抑制电路的消耗电流。
在像素电极中设置切口而得到的空间例如能够有效用作感光间隔物的配置场所,因此不会产生开口率的下降。另外,在取代感光间隔物,而使用使彩色滤光片、共用电极等层叠的层叠间隔物时,能够防止像素电极与共用电极的漏电,因此是高效的。
作为实施方式4的变形例,可以举出(1)在矩形的像素电极的上边侧的两个角部设置有切口的方式,(2)仅在矩形的像素电极的下边侧的一侧的角部设置有切口的方式,(3)仅在矩形的像素电极的上边侧的一侧的角部设置有切口的方式。
评价试验1
以下,示出实际制作了实施方式1的显示面板的例子(实施例1~4)与为了与本发明比较而制作了显示面板的例子(参考例1~5),示出比较了实施例1与参考例1~5的特性的评价试验的结果。此外,在下述实施例1~4和参考例1~5中,均使单位像素尺寸为10英寸WXGA(170μm×170μm),设想不是用于电视等的大型显示器,而是用于移动设备等的小型显示器。另外,在下述实施例1~4和参考例1~5中,采用CPA模式作为液晶取向模式,在各图像元素中设置有单个或者多个铆钉。而且,进行评价试验时,采用了按每个像素使极性反转的点反转驱动。
下述表1是汇总了实施例1和参考例1~5的开口率比、透射率比、偏差系数(ΔΔVdr)以及色感偏差(Csd1/Cpix)的表。
[表1]
实施例1 | 参考例1 | 参考例2 | 参考例3 | 参考例4 | 参考例5 | |
对应附图 | 图11 | 图15 | 图16 | 图17 | 图18 | 图19 |
颜色配置 | RGBW | RGB | RGBW | RGBW | RGBG | RGBW |
面积比 | 1∶1∶1∶1 | 1:1:1 | 1∶1∶1∶1 | 1:1:1:1 | 1∶0.5∶1∶0.5 | 1:1:1:1 |
排列 | 田字 | 条状 | 条状 | 田字 | 条状 | 条状 |
开口率比 | 1.02 | 1 | 0.58 | 0.98 | 0.78 | 0.81 |
透射率比 | 1.59 | 1 | 0.9 | 1.52 | 0.79 | 1.26 |
偏差系数 | 0.1 | 1 | 1.3 | 0.65 | 0.18 | 0.2 |
色感偏差 | 0.8 | 1 | 1.4 | 0.5 | 1.6 | 2.3 |
以下,详述实施例1~4与参考例1~5的构成的不同点。
实施例1
图11是示出实施例1的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图11所示,在实施例1的显示面板中,多个像素电极11排列配置为矩阵状,在行方向和列方向上分别排列有2个像素电极11的区域构成1个像素。在实施例1中,在与各像素电极11重叠的位置分别配置有不同颜色的彩色滤光片。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1:1:1。
另外,对各像素电极11提供图像信号的2个源极总线12与排列于行方向的2个像素电极11中的面积较大的像素电极11a重叠地配置。2个源极总线12中的一方经由TFT16与排列于行方向的像素电极11中的一方连接,另一方经由TFT16与排列于行方向的像素电极11中的另一方连接。在实施例1中,排列于像素内的左侧的列的像素电极11a的面积比排列于右侧的列的像素电极11b的面积大,且2个源极总线12均与排列于左侧的列的像素电极11a重叠。另外,左侧的源极总线12a经由TFT16a与左侧的列的像素电极连接,右侧的源极总线12b经由TFT16b与右侧的列的像素电极11b连接。源极总线12a、12b均不具有较大弯曲地形成为大致直线状。
另外,提供栅极信号的栅极总线13以覆盖排列于列方向的像素电极11的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT16连接。而且,与栅极总线13同样,辅助电容(CS)总线14在行方向上延伸,以与排列于行方向的像素电极11分别重叠的方式配置。
TFT16配置于与像素电极11不重叠的位置。为了确保配置TFT16的场所,在像素电极11的一部分设置有切口。在实施例1中,在左列的像素电极11a中,在像素电极11a的右下部分设置有切口,在右列的像素电极11b中,在像素电极11b的左下部分设置有切口。切口的大小在左列的像素电极11a与右列的像素电极11b中不同。
TFT16是三端子型电场效应晶体管,除了具有半导体层,还具有栅极电极、源极电极以及漏极电极3个电极。栅极电极与栅极总线13连接,源极电极与源极总线12连接,漏极电极经由漏极配线15与像素电极11连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极11。
从TFT16的漏极电极朝向像素电极11的中心设置有漏极配线15。并且,在像素电极11的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔17与像素电极11连接。
另外,在与漏极配线15重叠的位置,CS总线14隔着绝缘膜延伸,在漏极配线15与CS总线14之间形成一定量的辅助电容。CS总线14具有沿着配线15的形状,在像素电极11的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域。
而且,CS总线14分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极11彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极11的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。由此,能够对像素电极11的间隙进行遮光,因此,能够高效地进行对比度比的提高。另外,对于与排列于行方向的像素电极11中的右侧的像素电极(面积较小一侧的像素电极)11b连接的漏极配线15,在到引出至像素电极11的中央为止的部分具有沿着排列于行方向的像素电极11彼此的间隙的路径,由此,能够不减小开口率地将漏极配线15引出至像素电极11的中央。
另外,感光间隔物19配置于像素电极的设置有切口的区域,由此,不会减小开口率。
在各图像元素的中心区域中设置有铆钉18,邻近的液晶分子朝向铆钉18辐射状地取向,因此能够在1个像素内形成液晶分子的取向不同的多个畴,视野角提高。
实施例2
图12是示出实施例2的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图12所示,在实施例2的显示面板中,多个像素电极21排列配置为矩阵状,在行方向和列方向上分别排列有2个像素电极21的区域构成1个像素。在实施例2中,在与各像素电极21重叠的位置分别配置有不同颜色的彩色滤光片。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1:1:1。
另外,对各像素电极21提供图像信号的2个源极总线22与排列于行方向的2个像素电极21中的面积较大的像素电极21a重叠地配置。2个源极总线22中的一方经由TFT26与排列于行方向的像素电极21中的一方连接,另一方经由TFT26与排列于行方向的像素电极21中的另一方连接。在实施例2中,排列于像素内的左侧的列的像素电极21a的面积比排列于右侧的列的像素电极21b的面积大,且2个源极总线22均与排列于左侧的列的像素电极21a重叠。另外,左侧的源极总线22a经由TFT26a与左侧的列的像素电极连接,右侧的源极总线22b经由TFT26b与右侧的列的像素电极21b连接。源极总线22a、22b均不具有较大弯曲地形成为大致直线状。
另外,提供栅极信号的栅极总线23以覆盖排列于列方向的像素电极21的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT26连接。而且,与栅极总线23同样,辅助电容(CS)总线24在行方向上延伸,以与排列于行方向的像素电极21分别重叠的方式配置。
TFT26配置于与像素电极21不重叠的位置。为了确保配置TFT26的场所,在像素电极21的一部分设置有切口。在实施例2中,在左列的像素电极21a中,在像素电极21a的右下部分设置有切口,在右列的像素电极21b中,在像素电极21b的左下部分设置有切口。切口的大小在左列的像素电极21a与右列的像素电极21b中不同。
TFT26是三端子型电场效应晶体管,除了具有半导体层,还具有栅极电极、源极电极以及漏极电极3个电极。栅极电极与栅极总线23连接,源极电极与源极总线22连接,漏极电极经由漏极配线25与像素电极21连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极21。
从TFT26的漏极电极朝向像素电极21的中心设置有漏极配线25。并且,漏极配线25在像素电极21的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔27与像素电极21连接。
另外,在与漏极配线25重叠的位置,CS总线24隔着绝缘膜延伸,在漏极配线25与CS总线24之间形成一定量的辅助电容。CS总线24具有沿着漏极配线25的形状,在像素电极21的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域。
而且,CS总线24分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极21彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极21的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。由此,能够对像素电极21的间隙进行遮光,因此能够高效地进行对比度比的提高。另外,对于与排列于行方向的像素电极21中的右侧的像素电极(面积较小一侧的像素电极)21b连接的漏极配线25,在到引出至像素电极21的中央为止的部分具有沿着排列于行方向的像素电极21彼此的间隙的路径,由此,能够不减小开口率地将漏极配线25引出至像素电极21的中央为止。
另外,感光间隔物29配置于像素电极的设置有切口的区域,由此,不会减小开口率。
在各图像元素的中心区域中设置有铆钉28,邻近的液晶分子朝向铆钉28辐射状地取向,因此,能够在1个像素内形成液晶分子的取向不同的多个畴,视野角提高。
另外,如图12所示,在实施例2的显示面板中,将漏极配线25延伸至排列于行方向的像素电极21彼此的间隙的位置为止,进一步扩大与CS总线24的重叠面积,因此能够在该区域中更多地确保辅助电容,能够减小开口区域中的CS总线24和漏极配线25的面积来增加开口率。
实施例3
图13是示出实施例3的显示面板具有的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图13所示,在实施例3的显示面板中,多个像素电极31排列配置为矩阵状,在行方向和列方向上分别排列有2个像素电极31的区域构成1个像素。在实施例3中,在与各像素电极31重叠的位置分别配置有不同颜色的彩色滤光片。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1:1:1。
在实施例3中,对各像素电极31提供图像信号的2个源极总线32与排列于行方向的2个像素电极31中的面积较大的像素电极31a重叠地配置。如图13所示,在实施例3的显示面板中,在排列于行方向的像素电极31彼此的面积各自不同这一点上与实施例1和实施例2相同,但面积较大的像素电极31a与面积较小的像素电极31b的排列位置按每行交替变化。即,在1个像素中,面积较大的2个像素电极31a与面积较小的2个像素电极31b配置为交错方块状。另外,源极总线32a、32b以各自与面积较大的像素电极31a重叠地配置而成为之字状的方式形成。
在实施例3中,提供栅极信号的栅极总线33以覆盖排列于列方向的像素电极31的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT36a、36b连接。而且,与栅极总线33同样,辅助电容(CS)总线34在行方向上延伸,以与排列于行方向的像素电极31分别重叠的方式配置。
TFT36配置于与像素电极31不重叠的位置。为了确保配置TFT36的场所,在像素电极31的一部分设置有切口。在实施例3中,在左列的像素电极31a中,在像素电极31a的右下部分设置有切口,在右列的像素电极31b中,在像素电极31b的左下部分设置有切口。切口的大小在左列的像素电极31a与右列的像素电极31b中不同。
TFT36是三端子型电场效应晶体管,除了具有半导体层,还具有栅极电极、源极电极以及漏极电极3个电极。栅极电极与栅极总线33连接,源极电极与源极总线32连接,漏极电极经由漏极配线35与像素电极31连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极31。
从TFT36的漏极电极朝向像素电极31的中心设置有漏极配线35。并且,漏极配线35在像素电极31的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔37与像素电极31连接。
另外,在与漏极配线35重叠的位置,CS总线34隔着绝缘膜延伸,在漏极配线35与CS总线34之间形成一定量的辅助电容。CS总线34具有沿着漏极配线35的形状,在像素电极31的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域。
而且,CS总线34分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极31彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极31的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。由此,能够对像素电极31的间隙进行遮光,因此能够高效地进行对比度比的提高。另外,对于与排列于行方向的像素电极31中的右侧的像素电极(面积较小一侧的像素电极)31b连接的漏极配线35,在到引出至像素电极31的中央为止的部分具有沿着排列于行方向的像素电极31彼此的间隙的路径,由此,能够不减小开口率地将漏极配线35引出至像素电极31的中央为止。
另外,感光间隔物39配置于像素电极的设置有切口的区域,由此,不会减小开口率。
在各图像元素的中心区域中设置有铆钉38,邻近的液晶分子朝向铆钉38辐射状地取向,因此能够在1个像素内形成液晶分子的取向不同的多个畴,视野角提高。
这样,在实施例3的显示面板中,面积不同的各像素电极的配置与实施例1和实施例2不同,但在源极总线以2个均与面积较大的像素电极重叠的方式配置这一点上与实施例1和实施例2是同样的,关于对1个像素内的像素电极与源极总线的重叠总面积等、偏差系数(ΔΔVdr)以及色度偏差赋予影响的因素,满足实施方式1的要件。
实施例4
图14是示出实施例4的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图14所示,在实施例4的显示面板中,多个像素电极41各自分割为多个单位,由各单位(0.5个的量)的数量的总和决定像素电极41的面积。多个像素电极41排列配置为矩阵状,配置有排列于行方向和列方向的4个像素电极的区域构成1个像素。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1.5:1:1.5。
如图14所示,在实施例4的显示面板中,与实施例3的显示面板同样,排列于行方向的像素电极41彼此的面积各自不同,但面积较大的像素电极41a与面积较小的像素电极41b的排列位置按每行交替变化。即,在1个像素中,面积较大的2个像素电极41a与面积较小的2个像素电极41b配置为交错方块状。另外,源极总线42a、42b以分别与面积较大的像素电极41a重叠的方式形成为之字状。即使是这样的情况,关于对1个像素内的像素电极41与源极总线42的重叠总面积等、偏差系数(ΔΔVdr)以及色度偏差赋予影响的因素,也满足实施方式1的要件。
在实施例4中,提供栅极信号的栅极总线43以覆盖排列于列方向的像素电极41的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT46a、46b连接。
TFT46的栅极电极与栅极总线43连接,源极电极与源极总线42连接,漏极电极经由漏极配线45与像素电极41连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极41。TFT46配置于像素电极41的设置有切口的区域。
从TFT46的漏极电极朝向像素电极41的中心设置有漏极配线45。并且,漏极配线45在像素电极41的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔47与像素电极41连接。
在与漏极配线45的扩大了的区域重叠的位置,辅助电容(CS)总线44隔着绝缘膜延伸,在漏极配线45与CS总线44之间形成一定量的辅助电容。CS总线44在行方向上延伸,并且一部分延伸出而与漏极配线45的扩大了的区域重叠。
在实施例4中,提供图像信号的2个源极总线42与实施例3同样,与排列于行方向的2个像素电极41中的面积较大的像素电极41a重叠地配置。2个源极总线42中的一方经由TFT46与排列于行方向的像素电极41中的一方连接,另一方经由TFT46与排列于行方向的像素电极41中的另一方连接。
另外,感光间隔物49配置于像素电极的设置有切口的区域,由此,不会减小开口率。
在各图像元素的中心区域中设置有铆钉48,邻近的液晶分子朝向铆钉48辐射状地取向,因此能够在1个像素内形成液晶分子的取向不同的多个畴,视野角提高。
这样,在实施例4的显示面板中,各像素电极的配置与实施例3是同样的,关于对1个像素内的像素电极与源极总线的重叠总面积等、偏差系数(ΔΔVdr)以及色度偏差赋予影响的因素,满足实施方式1的要件。
参考例1
参考例1的显示面板是红(R)、绿(G)以及蓝(B)3色的彩色滤光片为条状排列的现有的液晶显示面板的一个例子。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B)=1:1:1。
图15是示出参考例1的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图15所示,在参考例1的显示面板中,多个像素电极121排列配置为矩阵状,配置有排列于行方向的3个像素电极121的区域构成1个像素。
在参考例1中,提供栅极信号的栅极总线123以覆盖排列于列方向的像素电极121的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT126连接。
TFT126的栅极电极与栅极总线123连接,源极电极与源极总线122连接,漏极电极经由漏极配线125与像素电极121连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极。TFT126配置于像素电极121的设置有切口的区域。
从TFT126的漏极电极朝向像素电极121的中心设置有漏极配线125。并且,漏极配线125在像素电极121的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔127与像素电极121连接。
在与漏极配线125重叠的位置,辅助电容(CS)总线124隔着绝缘膜延伸,在漏极配线125与CS总线124之间形成一定量的辅助电容。CS总线124以具有均匀宽度的大致直线状在行方向上延伸。此外,CS总线124的一部分分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极121彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极121的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。
在参考例1中,提供图像信号的源极总线122不是直线状,而是具有以与在行方向上相互相邻的一方像素电极121和另一方像素电极121分别交替地重叠的方式在一部分形成有弯曲部的之字形状。通过这样,即使在源极总线122与像素电极121之间出现了对准偏差,源极总线122与像素电极121的重叠面积在图像元素间也不会较大变化,因此能降低显示不均。
然而,在参考例1的构成的情况下,未包含亮度高的颜色(例如,黄(Y)或者白(W)),因此,与实施例1的情况相比,不能够确保充分的透射率。另外,像素电极121的大小在各图像元素中相等,2个源极总线122未集中到一方像素电极上,因此,与实施例1的构成相比,偏差系数(ΔΔVdr)格外大,容易出现显示不均。
参考例2
参考例2的显示面板是红(R)、绿(G)、蓝(B)和白(W)4色的彩色滤光片为条状排列的现有的液晶显示面板的一个例子。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1:1:1。
图16是示出参考例2的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图16所示,在参考例2的显示面板中,多个像素电极131排列配置为矩阵状,配置有排列于行方向的3个像素电极131的区域构成1个像素。
在参考例2中,提供栅极信号的栅极总线133以覆盖排列于列方向的像素电极131的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT136连接。
TFT136的栅极电极与栅极总线133连接,源极电极与源极总线132连接,漏极电极经由漏极配线135与像素电极131连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极131。TFT136配置于像素电极131的设置有切口的区域。
从TFT136的漏极电极朝向像素电极的中心设置有漏极配线135。并且,漏极配线135在像素电极131的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔137与像素电极131连接。
在与漏极配线135重叠的位置,辅助电容(CS)总线134隔着绝缘膜延伸,在漏极配线135与CS总线134之间形成一定量的辅助电容。CS总线134以具有均匀宽度的大致直线状在行方向上延伸。此外,CS总线134的一部分分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极131彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极131的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。
在参考例2中,提供图像信号的源极总线132不是直线状,而是具有以与在行方向上相互相邻的一方像素电极131和另一方像素电极131分别交替地重叠的方式在一部分形成有弯曲部的之字形状。通过这样,即使在源极总线132与像素电极之间出现了对准偏差,源极总线132与像素电极131的重叠面积在图像元素间也不会较大变化,因此能降低显示不均。
然而,在参考例2的构成的情况下,将3色的图像元素变更为4色的图像元素,由此,尽管每1个像素的像素电极131的总面积变小,但是每1个像素的像素电极131与源极总线132的重叠面积大幅增加。因此,单色亮度的偏差较大,容易出现色感偏差。另外,像素电极131的大小在各图像元素中相等,2个源极总线132未集中到一方像素电极131上,因此与实施例1的构成相比,偏差系数(ΔΔVdr)格外大,容易出现显示不均。而且,与参考例1相比,透射率提高了包含亮度高的白(W)的彩色滤光片的量,但CS总线134和漏极配线135的面积比实施例1大,因此,不能充分地得到透射率。而且,开口率下降了每1个像素的像素电极131的总面积变小的量。
参考例3
参考例3的显示面板是红(R)、绿(G)、蓝(B)和白(W)4色的彩色滤光片为田字排列的现有的液晶显示面板的一个例子。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1:1:1。
图17是示出参考例3的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图17所示,在参考例3的显示面板中,多个像素电极141排列配置为矩阵状,在行方向和列方向上分别排列有2个像素电极141的区域构成1个像素。
在参考例3中,提供栅极信号的栅极总线143以覆盖排列于列方向的像素电极141的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT146连接。
TFT146的栅极电极与栅极总线143连接,源极电极与源极总线142连接,漏极电极经由漏极配线145与像素电极141连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极141。TFT146配置于像素电极141的设置有切口的区域。
从TFT146的漏极电极朝向像素电极141的中心设置有漏极配线145。并且,漏极配线145在像素电极141的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔147与像素电极141连接。
在与漏极配线145重叠的位置,辅助电容(CS)总线143隔着绝缘膜延伸,在漏极配线145与CS总线143之间形成一定量的辅助电容。CS总线143以具有均匀宽度的大致直线状在行方向上延伸。此外,CS总线143的一部分分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极141彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极141的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。
在参考例3中,提供图像信号的源极总线142不是直线状,而是具有以与在行方向上相互相邻的一方像素电极141和另一方像素电极141分别交替地重叠的方式在一部分形成有弯曲部的之字形状。通过这样,即使在源极总线142与像素电极141之间出现了对准偏差,源极总线142与像素电极141的重叠面积在图像元素间也不会较大变化,因此能降低显示不均。
然而,在参考例3的构成的情况下,构成田字的4个像素电极141的面积都相等,源极总线未集中到1个像素电极141,与实施例1相比,偏差系数(ΔΔVdr)格外大,容易出现显示不均。
另外,实施例1与参考例3均构成了田字排列,但如实施例1那样使源极总线重叠于一方像素电极,更容易使TFT、感光间隔物等配置于非透射部的部件集中配置。因此,感光间隔物、CS总线144的配置是高效的,容易确保高开口率。
参考例4
参考例4的显示面板是红(R)、绿(G)、蓝(B)和绿(G)3色的彩色滤光片以4列、条状排列的现有的液晶显示面板的一个例子。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):绿(G)=1:0.5:1:0.5。
图18是示出参考例4的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图18所示,在参考例4的显示面板中,多个像素电极151排列配置为矩阵状,配置有排列于行方向的4个像素电极151的区域构成1个像素。
在参考例4中,提供栅极信号的栅极总线153以覆盖排列于列方向的像素电极151的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT156连接。
TFT156的栅极电极与栅极总线153连接,源极电极与源极总线152连接,漏极电极经由漏极配线155与像素电极151连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极151。TFT156配置于像素电极151的设置有切口的区域。
从TFT156的漏极电极朝向像素电极151的中心设置有漏极配线155。并且,漏极配线155在像素电极151的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔157与像素电极151连接。
在与漏极配线155重叠的位置,辅助电容(CS)总线154隔着绝缘膜延伸,在漏极配线155与CS总线154之间形成一定量的辅助电容。CS总线154如果以图像元素单位来看,则存在若干的面积差,但如果作为整体来看,则以大致直线状在行方向上延伸。此外,CS总线154的一部分分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极151彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极151的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。
在参考例4中,提供图像信号的2个源极总线152与实施例1同样,与排列于行方向的2个像素电极151中的面积较大的像素电极151重叠地配置。2个源极总线152中的一方经由TFT156与排列于行方向的像素电极151中的一方连接,另一方经由TFT156与排列于行方向的像素电极151中的另一方连接。在参考例4中,排列于像素内的左侧的列的像素电极151a的面积比排列于右侧的列的像素电极151b的面积大,且2个源极总线152均与排列于左侧的列的像素电极151a重叠。另外,左侧的源极总线152a经由TFT156a与左侧的列的像素电极连接,右侧的源极总线152b经由TFT156b与右侧的列的像素电极151b连接。源极总线152均不具有较大弯曲地形成为大致直线状。
然而,在参考例4中构成了条状排列,因此,每1个像素的像素电极151与源极总线152的重叠面积比实施例1大。因此,与实施例1相比,单色亮度的偏差较大,容易出现色感偏差。另外,各图像元素的行方向的长度小,因此,特别是有源极总线152的图案密度变高,合格率下降的可能。而且,在参考例4中,开口率比实施例1低,且未包含亮度高的颜色(例如,黄(Y)或者白(W)),因此,与实施例1的情况相比,不能够确保充分的透射率。
参考例5
参考例5的显示面板是红(R)、绿(G)、蓝(B)和白(W)4色为条状排列的现有的液晶显示面板的一个例子。此外,各图像元素中的实质开口面积的比是红(R):绿(G):蓝(B):白(W)=1:1:1:1。
图19是示出参考例5的显示面板的有源矩阵基板的配线结构的一个例子的俯视示意图。如图19所示,在参考例5的显示面板中,多个像素电极161排列配置为矩阵状,配置有排列于行方向的4个像素电极161的区域构成1个像素。
在参考例5中,提供栅极信号的栅极总线163以覆盖排列于列方向的像素电极161的间隙的方式在行方向上延伸,分别与TFT166连接。
TFT166的栅极电极与栅极总线163连接,源极电极与源极总线162连接,漏极电极经由漏极配线165与像素电极161连接。在对栅极电极提供栅极信号的定时,按源极电极、半导体层以及漏极电极的顺序传送图像信号,提供给像素电极161。TFT166配置于像素电极161的设置有切口的区域。
从TFT166的漏极电极朝向像素电极161的中心设置有漏极配线165。并且,漏极配线165在像素电极161的中心及其附近具有扩大至一定范围的区域,经由设置在该区域内的绝缘膜中的接触孔167与像素电极161连接。
在与漏极配线165重叠的位置,辅助电容(CS)总线164隔着绝缘膜延伸,在漏极配线165与CS总线164之间形成一定量的辅助电容。CS总线164如果以图像元素单位来看,则存在若干的面积差,但如果作为整体来看,则以大致直线状在行方向上延伸。此外,CS总线164的一部分分别进一步延伸到排列于行方向的像素电极161彼此的间隙的位置附近为止,以覆盖像素电极161的间隙的方式在列方向上分别延伸地设置。
在参考例5中,提供图像信号的2个源极总线162与实施例1同样,与排列于行方向的2个像素电极161中的面积较大的像素电极161a重叠地配置。2个源极总线162中的一方经由TFT166与排列于行方向的像素电极中的一方连接,另一方经由TFT166与排列于行方向的像素电极161中的另一方连接。在参考例5中,排列于像素内的左侧的列的像素电极161a的面积比排列于右侧的列的像素电极161b的面积大,且2个源极总线162均与排列于左侧的列的像素电极161a重叠。另外,左侧的源极总线162a经由TFT166a与左侧的列的像素电极161a连接,右侧的源极总线162b经由TFT166b与右侧的列的像素电极161b连接。源极总线162均不具有较大弯曲地形成为大致直线状。
然而,在参考例5中构成了条状排列,因此,每1个像素的像素电极161与源极总线162的重叠面积比实施例1大。因此,与实施例1相比,单色亮度的偏差较大,容易出现色感偏差。另外,各图像元素的行方向的长度小,因此,特别是有源极总线162的图案密度变高,合格率下降的可能。
评价试验2
以下,示出为了在实施例1与参考例2中验证单色亮度的偏差而进行的评价试验的结果。此外,进行评价试验2时,采用了按每个像素使极性反转的点反转驱动。
下述表2是汇总了施加电压、输入亮度(基于输入信号设想的亮度)、单色有效值、单色亮度以及差异(单色亮度相对于输入亮度的偏差)的表。
[表2]
如表2所示,实施例1和参考例2与基于输入信号设想的亮度相比均减小,该减小的程度为:参考例2比实施例1大1.5~2.0倍。另外,在中间灰度级中出现10%以上的差异。因此,根据实施例1,与参考例2的情况相比能够使信号信息更准确地显示。此外,在上述表2中示出的值由于使用的液晶材料的不同而略有不同,但大体上示出相同的倾向。
另外,将表2的结果曲线化而得到的图是图20。如图20所示,与实施例1相比,参考例2的相对于根据输入信号设想的亮度的偏差较大。特别是在中间灰度级中的亮度偏差较大,对显示有较大影响。
以下示出实施例1和参考例2中单色亮度变化的计算结果。如上所述,像素电极的漏极电位的变动量由(1)ΔVdr1=ΔVa1×Csd1/Cpix、(2)ΔVdr2=ΔVa2×Csd1/Cpix、(3)ΔVdr3=ΔVa3×Csd1/Cpix、(4)ΔVdr4=ΔVa4×Csd1/Cpix算出,显示的图像的漏极电位受(1)~(4)的影响,而成为比本来应写入的电位减量了的值。本发明的发明人进行验证时,由Csd1/Cpix算出的值在实施例1中为0.023,在参考例2中为0.040,其结果是,施加6.0V时,在实施例1中为5.86V,在参考例2中为5.76V,可以看出参考例2中较大的漏极电位的下降。
此外,本申请以2010年11月9日申请的日本专利申请2010-251322号为基础,主张基于巴黎公约以及进入国的法规的优先权。该申请的内容整体作为参照而被编入本申请中。
附图标记说明
11、21、31、41、111、121、131、141、151、161:像素电极
11a、21a、31a、41a、151a、161a:面积较大的像素电极
11b、21b、31b、41b、151b、161b:面积较小的像素电极
12、22、32、42、112、122、132、142、152、162:源极总线
12a、22a、32a、42a、152a、162a:与面积较大的像素电极连接的源极总线(本像素电极总线)
12b、22b、32b、42b、152b、162b:与面积较小的像素电极连接的源极总线(其它像素电极总线)
13、23、33、43、123、133、143、153、163:栅极总线
14、24、34、44、124、134、144、154、164:CS总线
15、25、35、45、125、135、145、155、165:漏极配线
16、26、36、46、126、136、146、156、166:TFT(薄膜晶体管)
16a、26a、36a、46a、156a、166a:与面积较大的像素电极连接的TFT
16b、26b、36b、46b、156b、166b:与面积较小的像素电极连接的TFT
17、27、37、47、127、137、147、157、167:接触孔
18、28、38、48、128、138、148、158、168:铆钉
19、29、39、49:感光间隔物
Claims (11)
1.一种显示面板,其特征在于,
具备多个信号线、多个像素电极以及共用电极,且1个像素包括4色以上的图像元素,
该多个像素电极各与该多个信号线中的1个连接,
该1个像素所包含的多个像素电极排列为田字状,且包含具有较大面积的像素电极和具有较小面积的像素电极,
与该具有较大面积的像素电极连接的信号线和与该具有较小面积的像素电极连接的信号线均与该具有较大面积的像素电极重叠。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
上述具有较大面积的像素电极的电位与上述具有较小面积的像素电极的电位在以上述共用电极的电位为基准时是相互相反极性。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
在上述显示面板中,多个上述像素构成为矩阵状,
该多个像素中的1个像素所包含的在行方向上相邻的像素电极各自的电位,在以上述共用电极的电位为基准时,与位于该1个像素的相邻位置的像素所包含的相同位置的像素电极的电位是不同的。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,
在上述显示面板中,多个上述像素构成为矩阵状,
该多个像素中的1个像素所包含的像素电极中的任一个像素电极的电位,在以上述共用电极的电位为基准时,均与位于该1个像素的相邻位置的像素所包含的相同位置的像素电极的电位是不同的。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的显示面板,其特征在于,
上述多个信号线中的至少一个信号线与上述多个像素电极中的1个重叠的部分的长度比该像素电极的同方向的最长部分的长度短。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的显示面板,其特征在于,
上述1个像素所包含的多个像素电极的数量是2n个(n为自然数),包括具有较大面积的n个像素电极和具有较小面积的n个像素电极,
该具有较大面积的n个像素电极分别排列在相同方向上,
该具有较小面积的n个像素电极排列在与该具有较大面积的n个像素电极不同的方向上。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的显示面板,其特征在于,
上述1个像素所包含的多个像素电极的数量是2n个(n为自然数),包括具有较大面积的n个像素电极和具有较小面积的n个像素电极,
该具有较大面积的n个像素电极和该具有较小面积的n个像素电极在行方向和列方向上配置为交错方块状。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的显示面板,其特征在于,
在与上述多个像素电极重叠的位置分别设置有彩色滤光片,
与上述1个像素内的上述具有较大面积的像素电极重叠的彩色滤光片的颜色的视觉灵敏度的大小,小于与上述具有较小面积的像素电极重叠的彩色滤光片的颜色的视觉灵敏度的大小。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的显示面板,其特征在于,
在与上述多个像素电极重叠的位置分别设置有彩色滤光片,
与上述1个像素内的上述具有较大面积的像素电极重叠的彩色滤光片的实质开口面积和与上述具有较小面积的像素电极重叠的彩色滤光片的实质开口面积是大致相同的。
10.根据权利要求9所述的显示面板,其特征在于,
与上述1个像素内的上述多个像素电极重叠的各彩色滤光片的实质开口面积均大致相同。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的显示面板,其特征在于,
上述显示面板是具备包括有源矩阵基板与相对基板的一对基板和夹持于该一对基板的液晶层的液晶显示面板。
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