JP2730547B2 - アクティブマトリックス型液晶表示体 - Google Patents

アクティブマトリックス型液晶表示体

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JP2730547B2
JP2730547B2 JP23765496A JP23765496A JP2730547B2 JP 2730547 B2 JP2730547 B2 JP 2730547B2 JP 23765496 A JP23765496 A JP 23765496A JP 23765496 A JP23765496 A JP 23765496A JP 2730547 B2 JP2730547 B2 JP 2730547B2
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雅巳 村田
久 有賀
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる、アクテ
イブマトリツクスアドレス法を用いた液晶表示体の構造
に関するものである。 【0002】〔発明の概要〕本発明は、アクテイブマト
リツクスアドレス法を用いる液晶表示体に於いて、アク
テイブマトリツクス基板上の画素電極と対向しない部分
の対向基板上に不透明膜(光吸収膜)を設けることによ
り、表示のコントラスト比を改善したものである。 【0003】 【従来の技術】アクテイブマトリツクスアドレス法を用
いた液晶表示体は、時分割駆動法の液晶表示体に比較し
て、高コントラスト、広視角などの特徴を持っているた
めにポケツトテレビ用のデイスプレイとして使われ始め
ている。図3はアクテイブマトリツクスアドレス法を用
いたカラー液晶表示体の断面図である。アクテイブマト
リツクスアドレスを行なうために薄膜トランジスタ(T
FTと略す)を各画素ごとに形成したTFT基板1と透
明基板2を一定の間げきを作って、シール3で貼り合わ
せ、該間げきに液晶4を封入し、両基板の上下には偏光
板5が貼って構成されている。TFT基板1上には、画
素電極6とソースライン7が透明導電膜で形成されてい
る。また、透明基板2の上には、画素電極6と対応する
大きさと位置にカラーフイルタ8が形成された後カラー
フイルタ8からの汚染防止のための保護膜9と共通電極
となるための透明導電膜10が全面に形成されている。
図4は該液晶表示体の数画素分の平面拡大図である。縦
方向に走る複数本のソースライン7と横方向に走る複数
本のゲートライン11の各交点に薄膜トランジスタ12
が形成され、該トランジスタのドレインに画素電極6が
結ばれている。また、対向する透明基板上のカラーフイ
ルタ8の1画素が1点鎖線で描かれている。表示を行な
う時は、ゲートライン11を選択レべルにして各画素の
TFT12をONさせ、ソースライン7にあるビデオ信
号電圧を書き込む。このようにして書き込書れた信号は
次のフイールドまで、共通電極10と画素電極6の作る
容量によって保持される。従って、共通電極10と画素
電極6にはさまれた部分の液晶が駆動され、この画素部
の光の透過率を制御する。液晶はツイステイドネマチツ
ク(以下TNと略す)モードによって表示を行なうため
に、直交ニコルの場合には、電極間電圧が高い程、透過
率が低くなるポジ表示、平行ニコルの場合には、電極間
電圧が低い程、透過率が高くなるネガ表示の2通りがあ
る。以下の説明は特にことわりのない限り、直交ニコル
について説明する。 【0004】カラー表示の場合は、赤(R)、緑
(G),青(B)の3原色のフイルタを対向基板上に作
っておき、各色の画素の光透過率を制御することによ
り、加法混色の原理で、色三角形内の色を任意に表示で
きるのである。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
なアクテイブマトリツクスアドレス法を用いた液晶表示
体の場合には、必らず、正規のビデオ信号で駆動されな
い部分ができるのである。すなわち、ソースライン7及
びソースライン7と画素電極6の間のギヤツプ領域、上
下で隣接した画素電極6間のギヤツプ領域の部分などで
ある。ソースライン7部分には上から下の走査線のビデ
オ信号が時々刻々と加えられているため、このビデオ信
号と共通電極10の電圧差により、液晶が駆動される。 【0006】また、ソースライン7と画素電極6の間の
ギヤツプ及び上下隣接画素電極6間のギヤツプ領城では
液晶駆動電極が存在しないために、この部分の液晶はい
つも駆動されないでいる。このため、この領域は、直交
ニコルの場合、光透過率が大きく、白く見える。従っ
て、該液晶表示体のコントラストを測定した場合に、ビ
デオ電圧を大きくしていった場合でも、上記の領域はほ
とんど変比しないために、到達する透過率が大きくなっ
てしまう欠点があった。我々が、画素ピツチ160μm
×130μm,駆動面積率約80%4時40分明視の2
インチカラーパネルでVth=2。14V,V8a=3。
00Vの液晶を使って実験した結果は、6時方向の80
°VA,ビデオ電圧が0〜5V間でのコントラスト比は
11:1であった。この値は、時分割駆動の液晶デイス
プレイに比較すれば充分高いものの、CRTの50:1
に比べるとまだ充分とはいえない。また,本来のTN方
式の有するコントラスト比40:1に比較すると充分能
力を発揮していない。また、カラー表示の場合には、ギ
ヤツプ領域から抜けてくる白色光がノイズとなり、色の
純度を落し、鮮かな色が再現できなくなる。 【0007】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するもので、その目的は、低コストで、アクテイブマト
リツクスアドレス法を用いた液晶表示体のコントラスト
特性、並びにカラー表示の場合は色の彩度を上げること
にある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リックス型液晶表示体は、互いに対向する一対の基板間
に液晶が封入されてなり、該一対の基板の一方の基板の
内面上には、マトリックス状に形成される複数の画素電
極と、該画素電極に各々接続される複数のスイッチング
素子とが配置され、前記一対の基板の他方の基板の内面
上には前記画素電極と対向する位置にカラーフィルタの
各色要素が配置されてなるアクティブマトリックス型液
晶表示体において、前記他方の基板の内面上の前記カラ
ーフィルタの各色要素の間には金属からなる不透明膜が
形成され、該不透明膜は、前記一方の基板内面上の互い
に隣接する前記複数の画素電極の間及び前記複数のスイ
ッチング素子と平面的に重なるように対向配置されてな
り、且つ前記他方の基板内面上においては当該不透明膜
の端部が前記カラーフィルタの各色要素と重なるように
配置されることを特徴とする。加えて、前記不透明膜
は、前記各画素電極の全集の端部よりも内側に、当該不
透明膜の端部が位置するように対向配置されることを特
徴とする。 【0009】 【作用】本発明の原理は、ビデオ信号により変調を受け
る画素電極6以外の画面上の領域には、光を透過しない
膜(不透明膜)をつけて、この部分から透過するノイズ
の光をカツトすることにより、コントラスト比を上げ、
カラー表示の場合には彩度を上げるものである。 【0010】 【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例の液晶表示
体の断面図であり、図3の従来例と異なり、透明基板2
とカラーフイルタ8の間の画素電極6と対向しない部分
に光吸収膜13が形成してある。この様子をもっとわか
りやすく描いたのが図2の数画素分の平面拡大図であ
る。図4の従来例に比べて、輪かくが2点鎖線で斜線を
施された光吸収膜(不透明膜)13が従来例と同様に実
線が施された画素電極6と対向しない部分及び画素電極
の全周の端部の内側までに形成されるのがわかる。この
ような光吸収膜13は液晶表示体、他の層に形成しても
同様の効果を得られることは明らかであるが、透明基板
2とTFT基板1の外側の面に形成すると、光吸収膜1
3と画素電極間距離が少なくとも数百μmとなって、正
面から見た時は良いが、斜めから見たときに視差が生じ
て効果が失なわれる。また、TFT基板1の内側の層に
形成することも可能であるが、TFT基板1のプロセス
工程が長くなり、コストアツプや歩留り低下の原因とな
る。 【0011】光吸収膜13の具体的を形成法には種々の
方法がある。例えば、クロム等の金属を蒸着又はスパツ
タ法で形成したり、Niなどの金属をメツキすることな
どが考えられる。図5はクロムを真空蒸着法によって形
成する場合のプロセスの説明図である。(a)は原料の
透明基板2を示す。(b)では全面にクロム薄膜14を
真空蒸着する。(c)では画素電極6と対向する部分の
みをフオトリングラフイでエツチングして除去する。こ
のようにして光吸収膜は完成するが、この上に更に通常
のカラーフイルタの工程でフイルター層を形成して
(d)のように出来上がる。真空蒸着法はコストが高く
なるために(b)での膜の形成には、Niなどの無電解
メツキ法も考えられるが、ガラスに直接の無電解メツキ
は密着強度が弱くなってしまう欠点がある。そこで考え
られたのが、図6のメツキ法による光吸収膜形成プロセ
スである。すなわち、ITOやSnO2 で光吸収膜の形
状を作った後にNiの選択メツキを行なう方法である。
(a)は原料の透明基板2を示す。(b)でITO又は
SnO2 薄膜15を全面に形成する。ITOの場合はス
パツタ法又は真空蒸着法が用いられる。SnO2 の場合
は、CVD法が用いられる。(c)では上記の薄膜がフ
オトリングラフイにより不要部分がエツチングされる。
(d)では、この基板にNiの選択メツキが施されて、
ITO又はSnO2 のある部分にのみ、Ni薄膜16が
付着するのである。(e)では,更に通常のカラーフイ
ルタプロセスが施され完成するのである。この方法は特
に、SnO2 で行なう場合には、膜形成がローコストで
行なうことが可能となり、工程の低コスト化が可能にな
る。また、この例では、無電解メツキを考えたが、電解
メツキも可能である。 【0012】図7には、本発明を応用した液晶表示体の
ビデオ電圧ー透過率特性のグラフである。透過率0%は
絶対暗黒の点であり、100%はビデオ電圧OVのとき
の透過率でノーマライズしてある。本発明を使っていな
い時は、ビデオ電圧が5Vの時で透過率は9%であり、
コントラスト比は約11:1であったのが、本発明の実
施により、ビデオ電圧5Vの時の透過率は4.2%とな
り、コントラスト比は約24:1まで改善される。光吸
収膜をつけることにより、絶対的な透過率は低下する。
すなわち、ビデオ電圧0Vのときの絶対透過率は7.3
%から5.3%へと下がるが、光源をこの分明るくすれ
ば良い。 【0013】さらに、本発明によりカラー表示の色の彩
度が改善される。図8には本発明の実施の有無により、
どの程度色三角形が大きくなるかを示したものである。
ビデオ電圧5Vのときの各三原色が本発明の実施により
改善されていることがわかる。また、本発明は,TFT
を用いた液晶表示体について説明したが、正規のビデオ
信号で駆動される画素部以外をしやへいするという原則
さえ守れば、他のリングダイオード、MIM(金属−絶
縁体−金属)等を用いたデイスプレイに適用できること
は明らかである。 【0014】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、コ
ストを大巾に上げることなく、アクテイブマトリツクス
型液晶表示体のコントラスト比、並びにカラー表示時の
色の彩度の向上を図ることができる。すなわち、画素電
極の形成領域及びカラーフィルタの色要素形成領域以外
からの不要な光漏れがなくなり、コントラスト比、色の
彩度の向上を図ることができる。特に、不透明膜は金属
からなりカラーフィルタとは異なる工程で形成するよう
にし、且つ不透明膜の端部は、カラーフィルタの色要素
と重なるように配置するようにしたので、カラーフィル
タと不透明膜の境界が明瞭となり、境界部での光の透過
/遮断が明確となって、不要な光漏れが防止できる。さ
らに、不透明膜の端部を画素電極の内側まで延在させれ
ば、一対の基板を対向させる際の位置ずれに、マージン
を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例光吸収膜を有する液晶表示体の
断面図。 【図2】本発明の実施例の光吸収膜を有する、液晶表示
体の数画素分の平面拡大図。 【図3】従来の液晶表示体の断面図。 【図4】従来の液晶表示体の数画素分の平面拡大図。 【図5】(a)〜(d)は蒸着法による光吸収膜形成工
程説明図。 【図6】(a)〜(e)はメツキ法による光吸収膜形成
工程説明図。 【図7】本発明の実施の有無によるビデオ電圧−光透過
率特性図。 【図8】本発明の実施の有無によるカラー表示の色再現
性のグラフ。 【符号の説明】 1・・・TFT基板 2・・・透明基板 3・・・シール 4・・・液晶 5・・・偏光板 6・・・画素電極 7・・・ソースライン 8・・・カラーフイルタ 9・・・保護膜 10・・・透明導電膜 11・・・ゲートライン 12・・・薄膜トランジスタ 13・・・光吸収膜 14・・・クロム薄膜 15・・・ITO又はSnO2 薄膜 16・・・Ni薄膜
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−165085(JP,A) 特開 昭60−120321(JP,A) 特開 昭53−147435(JP,A) 特開 昭57−58108(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.互いに対向する一対の基板間に液晶が封入されてな
    り、該一対の基板の一方の基板の内面上には、マトリッ
    クス状に形成される複数の画素電極と、該画素電極に各
    々接続される複数のスイッチング素子とが配置され、前
    記一対の基板の他方の基板の内面上には前記画素電極と
    対向する位置にカラーフィルタの各色要素が配置されて
    なるアクティブマトリックス型液晶表示体において、前
    記他方の基板の内面上の前記カラーフィルタの各色要素
    の間には金属からなる不透明膜が形成され、 該不透明膜は、前記一方の基板内面上の互いに隣接する
    前記複数の画素電極の間及び前記複数のスイッチング素
    子と平面的に重なるように対向配置されてなり、且つ前
    記他方の基板内面上においては当該不透明膜の端部が前
    記カラーフィルタの各色要素と重なるように配置される
    ことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示
    体。 2.前記不透明膜は、前記各画素電極の全集の端部より
    も内側に、当該不透明膜の端部が位置するように対向配
    置されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    アクティブマトリックス型液晶表示体。
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