JPH09258268A

JPH09258268A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH09258268A
Application number: JP7170096A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ishiguro; 謙一石黒
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-03
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JP3319935B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴＦＴ基板側に存在する金属配線を画素間の
遮光膜として利用することにより開口率を向上させた液
晶表示装置、特に投影型液晶表示装置において、２枚の
基板を貼り合わせた際に生じるずれによって開口部の形
状が変化しないようにする。【解決手段】液晶表示装置の画素開口部の形状が長方
形であり、そのうち向かい合う２辺が対向基板上に形成
されたＢＭによって規定され、残りの２編がＴＦＴ基板
に形成された信号配線で規定される。ＢＭの大きさは画
素電極の縁から貼り合わせマージン分だけ内側が遮光さ
れるように形成されているので、貼り合わせずれが任意
の方向に発生しても開口部の大きさ及び形状は変化しな
い。この結果、安定した表示品位を有する液晶表示装置
を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、プロジェク
ションテレビ等に使用される投影型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、平面ディスプレイの開発、特に、
消費電力が小さく、表示品位の優れた液晶表示装置の開
発が盛んに行われている。液晶表示装置としては例え
ば、アクティブマトリクス型液晶表示装置のようにドッ
ト表示を行う個々の画素に対応してマトリクス状に薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）を配置し、各画
素にメモリ機能を持たせてコントラスト良く画像表示を
行うことものがよく知られている。このような液晶表示
装置の中でも、大画面表示が可能なプロジェクション型
液晶表示装置がポストＣＲＴの最有力候補として注目さ
れているが、ＣＲＴの表示品位に到達するためにはさら
なる高精細化及び高開口率化が望まれている。これらの
要望を実現するために重要な開口率を決定する要素の一
つにブラックマトリクス（以下、ＢＭと称する）の形状
がある。ＢＭは画素電極以外での透過光を遮断すること
でコントラストの低下を防ぎ、ＴＦＴ部への光の入射を
遮断することでＴＦＴでの光電流の発生による表示品質
の低下を防ぐ役目をしている。

【０００３】従来、特公平６−２３０４２２号公報に開
示されるような液晶表示装置が知られている。図６は従
来の投影型液晶表示装置の画素部分の構成を示す上面図
である。この液晶表示装置は、下部基板（以下、ＴＦＴ
基板と称する）及び対向基板（以下、上部基板と称す
る）の２枚からなり、対向基板にはＢＭ１０５が形成さ
れており、画素開口部の形状はこのＢＭ１０５と、信号
配線（以下、ソース信号配線と称する）１０２とによっ
て規定されている。また、ここではＢＭ１０５と同様に
ソース信号配線１０２も遮光膜としての機能を有すると
共に、画素電極１０３の一部をソース信号配線１０２と
重ねているので画素電極１０３の開口率を向上させるこ
とができる。このような構成によればＴＦＴ基板と対向
基板との貼り合わせ時に図６の縦方向にずれが生じて
も、開口部が常に画素電極１０３から外れず、開口率も
低下しないという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の液晶表示装置の場合、貼り合わせマージンが変更でき
ないので、画素の大きさを小さくして高精細化を図る
と、開口率が急激に減少する。

【０００５】また、貼り合わせずれが生じると開口部の
形状及び大きさが変化するので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に
パネルを使用する３板式の投影型液晶表示装置において
は各色の透過率に差異を生じるため色バランスが崩れ、
この結果、表示品位が非常に低下する。また、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３色を一枚のパネルに形成する場合にも各パネル毎
に透過率が変化する上に、各画素の開口部の中心の相対
距離が変化するので安定した明るさと発色を有するパネ
ルを提供することが困難となる。

【０００６】本発明の目的とするところは、ＴＦＴ基板
側に存在する金属配線を画素間の遮光の一部に利用して
開口率を向上させた、特に投影型液晶表示装置におい
て、ＴＦＴ基板と対向基板の貼り合わせずれによる開口
部形状の変化がない液晶表示装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、画素電極と該画素電極への信号の入出力を制御する
スイッチング素子と、該スイッチング素子を順次オンオ
フ制御する走査配線（以下、ゲート信号配線と称する）
と、前記スイッチング素子を介して画素電極へデータを
入出力するためのソース信号配線とを設けたＴＦＴ基板
と、透明電極及び遮光膜を設けた対向基板との間に液晶
を保持してなる液晶表示装置であって、前記画素電極の
一部が前記ゲート信号配線またはソース信号配線に重な
る構造を有する液晶表示装置において、画素開口部の形
状が長方形であり、該長方形の向かい合う２辺の一組が
前記遮光膜によって規定され、他の一組がＴＦＴ基板に
形成された配線パターンによって規定されたことを特徴
とし、そのことにより上記目的が達成される。

【０００８】前記スイッチング素子が、前記遮光膜と対
向する位置に形成されることが好ましい。

【０００９】また、前記配線パターンの少なくとも一部
が、ゲート信号配線であることが好ましい。

【００１０】さらに、前記配線パターンの少なくとも一
部が、ソース信号配線であることが好ましい。

【００１１】望ましくは、前記配線パターンの少なくと
も一部が、一定電圧で保持される。

【００１２】以下、上記構成による作用について説明を
行う。

【００１３】本発明の液晶表示装置は、前記画素電極の
一部が前記ゲート信号配線またはソース信号配線ににお
いて、画素開口部の形状が長方形であり、この長方形の
向かい合う２辺の一組が前記遮光膜によって規定され、
他の一組がＴＦＴ基板に形成された配線パターンによっ
て規定される。これにより、ＴＦＴ基板と対向基板を貼
り合わせた際に大きさｌ、方向θのずれが生じた場合、
液晶表示装置の各画素においてゲート信号配線方向とソ
ース信号配線方向をそれぞれＸ、Ｙとし、Ｘ軸方向のず
れをｘ、Ｙ軸方向のずれをｙとするとｌ及びθはそれぞ
れ次のように表すことができる。

【００１４】ｌ²＝ｘ²＋ｙ² θ＝ｙ／ｘすなわち、ｌ、θはそれぞれＸ軸方向成分及びＹ軸方向
成分に変換することができる。本発明の液晶表示装置で
は向かい合う２辺の一方、例えばＸ軸方向をＢＭで遮光
し他方をＴＦＴ基板側の金属配線で遮光するので、開口
部の形状が長方形になっている。ここで大きさｌ、方向
θのずれはそれぞれ、上式においてＸ、Ｙ軸方向成分に
変換可能であるので、Ｘ軸方向成分のずれに対してはＢ
Ｍで規定されている開口部の辺が直線であることにより
開口部の大きさと各開口部間の相対距離は一定のままで
ある。一方、Ｙ軸方向成分のずれに対してはＢＭ全体が
動くこととなるので、開口部の大きさと各開口部間の相
対距離は一定である。

【００１５】前記スイッチング素子が、前記遮光膜と対
向する位置に形成されることにより、例えばバックライ
ト等による光のＴＦＴへの入射が遮光膜で遮られるの
で、光電流が生じない。

【００１６】前記配線パターンの少なくとも一部がゲー
ト信号配線である。これにより、例えば開口部を規定す
る向かい合う二辺がゲート信号配線によって規定される
ので、この部分で高い遮光性を得ることができるととも
に、貼り合わせずれが生じても開口部の形状は変化しな
い。

【００１７】または、前記配線パターンの少なくとも一
部が、ソース信号配線である。これにより、例えば開口
部を規定する向かい合う二辺がソース信号配線によって
規定されるので、この部分で高い遮光性を得ることがで
きるとともに、貼り合わせずれが生じても開口部の形状
は変化しない。

【００１８】前記配線パターンの少なくとも一部が、一
定電圧で保持される。これにより、画素開口部の一部が
保持容量電極によって規定されているので、貼り合わせ
ずれが生じても開口部の形状が変化しない。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明の実施の形態について図面に基
づき以下に説明を行う。図１は本発明の一実施形態によ
る液晶表示装置の構成を示す部分平面図である。

【００２０】図１において、液晶表示素子はＴＦＴ基板
と対向基板の２枚の基板で構成されており、両基板には
複数の画素電極３がマトリクス状（ストライプ配列）に
設けられている。ＴＦＴ基板側には各画素電極３の周囲
を通り、互いに直交差するようにゲート信号配線１及び
ソース信号配線２が設けられており、ゲート信号配線１
及びソース信号配線２の交差部付近には液晶駆動用のス
イッチング素子として画素電極３に接続されたＴＦＴが
設けられいる。一方、対向基板側にはゲート信号配線１
に対向する位置にＢＭ５が直線状に形成されており、さ
らにＢＭ５には画素電極３との重なりを規定するための
貼り合わせマージンａが設けられている。貼り合わせマ
ージンａの大きさは、貼り合わせ精度を考慮した上で設
定されているので、貼り合わせずれによって画素電極３
を構成するゲート信号配線１側の辺がＢＭ５が形成され
た領域から外れることはない。

【００２１】以上のようにＢＭ５で規定されている開口
部の辺が直線となっているので、ゲート信号配線１方向
の貼り合わせずれが生じても開口部の大きさと各開口部
間の相対距離は変化しない。一方、ソース信号配線２方
向の貼り合わせずれが生じた場合にも、ＢＭ５全体が動
くので開口部の大きさ及び開口部間の相対距離は変化し
ない。すなわち、ゲート信号配線１方向またはソース信
号配線２方向の貼り合わせずれの大きさが貼り合わせマ
ージンａよりも小さいので、貼り合わせ精度内での任意
の方向、任意の大きさのずれに対しても、開口部の大き
さと各開口部間の相対距離は変化しない。この結果、特
にＲ、Ｇ、Ｂの各色毎にパネルを使用する３板式の投影
型液晶表示装置においては各色の透過率に差異を生じ
ず、所望とする色バランスを確実に再現し、パネル毎に
透過率のばらつきがないので、安定した明るさと発色を
有する液晶表示素子を提供することが可能となる。

【００２２】また、上記の構成の液晶表示装置は以下の
手法で作製される。

【００２３】まず、対向基板上にＡｌ、Ｃｒ等の金属薄
膜または黒色樹脂等、光の透過しない膜を成膜し、図１
に示す形状にパターニングし、ＢＭ５とする。本実施の
形態１においてはＢＭ５として感光性の黒色樹脂を用い
たので、薄膜をエッチングする工程がなく、工程の簡略
化を図ることができた。ＢＭ５を形成した後、対向電極
となるＩＴＯを形成し、予め作製しておいた周知のＴＦ
Ｔ基板と貼り合わせて、内部に液晶を注入すると本発明
の液晶表示装置が完成する。

【００２４】このとき、必要ならば赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のカラーフィルタを各画素に形
成してもよいし、光の利用効率を向上させるため、各画
素に対応する位置にマイクロレンズを備えてもよい。

【００２５】尚、図１のように画素電極の配列がマトリ
クス状（ストライプ配列）の場合に限らず、図２のよう
にソース信号配線２方向のに隣り合う画素の位置がゲー
ト信号配線１方向の画素の繰り返しピッチの半分ほどず
れている（デルタ配列）場合にも図１と同様、ゲート信
号配線１と貼り合わせマージンをとって画素の端部にＢ
Ｍを形成すればよい。この場合、各画素部の構成は図１
の液晶表示素子と同様なので効果についても同様のもの
を得ることができる。

【００２６】（実施の形態２）本発明の別の実施の形態
について図面に基づき以下に説明を行う。

【００２７】図３は実施の形態２における本発明の液晶
表示素子の構成を示す部分平面図である。

【００２８】図３において、実施の形態１の液晶表示装
置の構成に、さらにＴＦＴ基板上に付加容量配線６がゲ
ート信号配線１と平行に形成されている。また、ＢＭ５
が付加容量配線６とゲート信号配線１との隙間を隠すよ
うに形成されている。

【００２９】このとき、画素電極３は付加容量配線６に
重なっているので付加容量配線６の端部から貼り合わせ
マージンａ分だけ対向基板でＢＭ５を大きく形成する
と、貼り合わせずれが生じても付加容量配線６は常にＢ
Ｍ５の下に存在する。この結果、開口部の形状及び大き
さが変化せず、安定した表示品位を有する液晶表示装置
を提供することができる。特にＲ、Ｇ、Ｂの各色毎にパ
ネルを使用する３板式の投影型液晶表示装置においては
各色の透過率に差異を生じず、所望とする色バランスを
確実に再現し、パネル毎に透過率のばらつきがないの
で、安定した明るさと発色を有する液晶表示素子を提供
することが可能となる。

【００３０】（実施の形態３）本発明の別の実施の形態
について図面に基づき以下に説明を行う。

【００３１】図４は本実施の形態３における液晶表示素
子の画素部及びそれを取り囲む配線の構成を示す部分平
面図である。

【００３２】図４において、液晶表示素子には複数の画
素電極３がマトリクス状に設けられており、各画素電極
３の周囲を通り、互いに直交差するように、ゲート信号
配線１及びソース信号配線２が設けられている。ゲート
信号配線１及びソース信号配線２の交差部付近には液晶
駆動用のスイッチング素子として画素電極３に接続され
たＴＦＴ４が設けられいる。また、付加容量電極６がソ
ース信号配線２及び画素電極３と重なるように形成され
ている。

【００３３】本実施の形態３においては、ソース信号配
線２と付加容量配線６、画素電極３と付加容量配線６と
がそれぞれ重なるが、画素電極３がソース信号配線２と
は重なっておらず、開口部の形状を規定するのは付加容
量配線６となる。つまり、開口部は二組の向かい合う辺
のうち、一方がＴＦＴ基板側、他方が対向基板側で規定
されるので他の実施の形態と同様に開口部の形状及び大
きさは変化することはなく、さらにデータ信号が画素電
極３と信号配線との寄生容量を介して画素電極３に影響
することがないので、表示品位を向上させることができ
る。

【００３４】（実施の形態４）本発明の別の実施の形態
について図面に基づき以下に説明を行う。

【００３５】図５は本実施の形態４における液晶表示素
子の画素部及びそれを取り囲む配線の構成を示す部分平
面図である。

【００３６】本実施の形態４においては、ＴＦＴ４がソ
ース信号配線２に揃って形成されており、対向基板に形
成されたＢＭ５はソース信号配線２に沿って形成された
ＴＦＴ４及びソース信号配線２と画素電極３の隙間を遮
光している。

【００３７】本実施の形態４の液晶表示装置の構成を上
記実施の形態１から３の構成と比較すると、ＢＭ５の形
成方向は異なるが、ＴＦＴ基板側のゲート信号配線１の
端部と対向基板側のＢＭ５の端部で開口部を規定してい
る点は共通している。

【００３８】したがって、二組の向かい合う辺のうち、
一方がＴＦＴ基板側、他方が対向基板側を規定している
ので、他の実施形態と同様に開口部の形状及び大きさは
変化することはない。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の液晶表示装置によ
れば、例えばゲート信号配線及びＴＦＴを被覆するよう
にＢＭを形成したとき、ＢＭで規定されている開口部の
辺が直線となっているので、ゲート信号配線方向の貼り
合わせずれが生じても開口部の大きさと各開口部間の相
対距離は変化しない。一方、ソース信号配線方向の貼り
合わせずれが生じた場合にも、ＢＭ全体が動くので開口
部の大きさ及び開口部間の相対距離は変化しない。すな
わち、ゲート信号配線方向またはソース信号配線方向の
貼り合わせずれの大きさが貼り合わせマージンよりも小
さいので、貼り合わせ精度内での任意の方向、任意の大
きさのずれに対しても、開口部の大きさと各開口部間の
相対距離は変化しない。この結果、特にＲ、Ｇ、Ｂの各
色毎にパネルを使用する３板式の投影型液晶表示装置に
おいては各色の透過率に差異を生じず、所望とする色バ
ランスを確実に再現し、パネル毎に透過率のばらつきが
ないので、安定した明るさと発色を有する液晶表示素子
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるストライプ配列
の液晶表示装置の一画素部分を示す平面図である。

【図２】本発明の実施の形態１におけるデルタ配列の液
晶表示装置の平面図である。

【図３】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の
部分平面図である。

【図４】本発明の実施の形態３における液晶表示装置の
部分平面図である。

【図５】本発明の実施の形態４における液晶表示装置の
部分平面図である。

【図６】従来の液晶表示装置の部分平面図である。

【符号の説明】

１、１０１ゲート信号配線２、１０２ソース信号配線３、１０３画素電極４、１０４ＴＦＴ５、１０５ＢＭ６付加容量配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素電極と該画素電極への信号の入出力
を制御するスイッチング素子と、該スイッチング素子を
順次オンオフ制御する走査配線と、前記スイッチング素
子を介して画素電極へデータを入出力するための信号配
線とを設けた下部基板と、透明電極及び遮光膜を設けた
上部基板との間に液晶を保持してなる液晶表示装置であ
って、前記画素電極の一部が前記走査配線または信号配
線に重なる構造を有する液晶表示装置において、画素開口部の形状が長方形であり、該長方形の向かい合う２辺の一組が前記遮光膜によって
規定され、他の一組が下部基板に形成された配線パター
ンによって規定されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記スイッチング素子が、前記遮光膜と
対向する位置に形成されたことを特徴とする請求項１記
載の液晶表示装置。
【請求項３】前記配線パターンの少なくとも一部が、
走査配線であることを特徴とする請求項１または２記載
の液晶表示装置。
【請求項４】前記配線パターンの少なくとも一部が、
信号配線であることを特徴とする請求項１または２記載
の液晶表示装置。
【請求項５】前記配線パターンの少なくとも一部が、
一定電圧で保持されたことを特徴とする請求項１から４
のいずれか記載の液晶表示装置。