(57)【要約】      （修正有）【課題】解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板を提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板１０は、サブ画素毎に１又は複数設けられた薄膜トランジスタと、所定の数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群毎に、重畳するように個別に設けられた遮光層１６とを備えており、所定の数は、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍である。【選択図】図１
2020183970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス基板であって、各画素が各色に対応する複数のサブ画素を備えて構成されるアクティブマトリクス基板において、
サブ画素毎に１又は複数設けられた薄膜トランジスタと、
所定の数の前記薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群毎に、各薄膜トランジスタに重畳するように個別に設けられた遮光層と
を備えており、
前記所定の数は、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍である
ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
１画素が備えるサブ画素の数は３であり、前記所定の数は６と１サブ画素に設けられた薄膜トランジスタの数との積である
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項３】
１画素が備えるサブ画素の数は４であり、前記所定の数は８と１サブ画素に設けられた薄膜トランジスタの数との積である
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項４】
前記遮光層のそれぞれは、前記アクティブマトリクス基板上に千鳥状に配置されている
ことを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
請求項１から４に記載のアクティブマトリクス基板と、
前記個別の遮光層の中央に対応する位置に設けられた１又は複数のフォトスペーサと
を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記個別の遮光層は、
前記個別の遮光層の中央部に設けられた幅広部と、
前記個別の遮光層の中央部以外の位置に設けられた幅狭部と、
を備えていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス基板および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、格子状に配置された電極を用いて各画素を制御するアクティブマトリクス方式によって駆動するTFT液晶が広く普及している。また、TFT液晶においては、リーク電流の増加に起因するクロストークやフリッカ等による映像品位の低下を抑制するために、アクティブマトリクス基板上に遮光膜を配置することが一般的になされており、比較的解像度の低いTFT液晶においては、TFTチャネル単位、或いは１サブ画素に含まれる複数のTFTチャネル単位に遮光膜が配置されることがある。また、特許文献１では、遮光層表面のパーティクルの除去を容易にして生産性を向上させることができる電気光学装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０３７３４号公報（２００８年９月４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術において、解像度の高いTFT液晶の液晶パネルを製造する場合には、アクティブマトリクス基板に対して上述したように遮光膜を配置することは製造上困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板は、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス基板であって、各画素が各色に対応する複数のサブ画素を備えて構成されるアクティブマトリクス基板において、サブ画素毎に１又は複数設けられた薄膜トランジスタと、所定の数の前記薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群毎に、各薄膜トランジスタに重畳するように個別に設けられた遮光層とを備えており、前記所定の数は、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係るアクティブマトリクス基板の一例を示す図である。
【図２】アクティブマトリクス基板の一例を示す図である。
【図３】アクティブマトリクス基板の一例を示す図である。
【図４】アクティブマトリクス基板の一例を示す図である。
【図５】実施形態２に係るアクティブマトリクス基板と、表示装置の一部であるフォトスペーサとの一例を示す図である。
【図６】実施形態２に係るアクティブマトリクス基板と、表示装置の一部であるフォトスペーサとの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。ただし、本実施形態に記載されている構成は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１０】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態においては、解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板を備える表示装置の一例について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る表示装置１が備えるアクティブマトリクス基板１０の一例を示す図である。なお、図１及び以降の図においては、アクティブマトリクス基板１０を構成する絶縁膜等の一部の部材は不図示である。
【００１２】
図１（Ａ）において、ソースライン（ソース線）１２は、アクティブマトリクス基板１０上に垂直方向に配置された配線である。ゲートライン（ゲート線）１４は、アクティブマトリクス基板１０上に水平方向に配置された配線である。すなわち、ソースライン１２とゲートライン１４とは、格子状に並んで形成されており、ソースライン１２とゲートライン１４の交差部付近に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が配置されている。そして、ソースライン１２はＴＦＴのソースに接続され、ゲートライン１４はＴＦＴのゲートに接続されている。また、ＴＦＴのドレインは画素電極に接続されている。ＴＦＴはソースに電圧が印加されている状態で、ゲートに信号（電圧）が入力されると、ソース−ドレイン間に電流が流れ、画素電極に電荷が蓄積（充電）される。
【００１３】
液晶パネルでは、画素電極と対向電極との間で発生する電界によって液晶分子が回転する。
【００１４】
また、液晶パネルによる画面表示においては、いわゆる点順次駆動走査方式、線順次駆動走査方式、或いは面順次駆動走査方式の何れが用いられてもよい。
【００１５】
また、画素１５は、RGB(Red, Green, Blue)の各色に対応するサブ画素（サブピクセル）を備えている構成である。また、上記の構成においては、各サブ画素に対するバックライト光自体が赤色(R)、緑色(G)および青色(B)であってもよいし、対向基板にカラーフィルタが配置される構成であってもよい。
【００１６】
また、図１（Ａ）に示す例においては、１サブ画素あたり２個の薄膜トランジスタが設けられているが、これに限定されず、１サブ画素あたりに設けられた薄膜トランジスタの個数は１個でもよいし、３個以上であってもよい。
【００１７】
遮光膜（遮光層）１６は、リーク電流の増加に起因するクロストークやフリッカ等による映像品位の低下を抑制するためのものであって、光を反射しにくい材料で形成されている。このような遮光膜１６の材料として、例えば、MO（モリブデン）、W（タングステン）又はTa（タンタル）等の高融点メタルが挙げられる。
【００１８】
また、遮光膜１６は、所定の数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられている。なお、上述した「重畳」とは、対象となる遮光膜１６と薄膜トランジスタ群とが互いに接触していることを必ずしも要しない。
【００１９】
半導体層１８は、絶縁膜に空けられたコンタクトホール２０を介して、ソースライン１２と画素電極とに接続する。
【００２０】
また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）と同一のアクティブマトリクス基板１０であって、半導体層１８とコンタクトホール２０とが図示されていないアクティブマトリクス基板１０を示す図である。図１（Ｂ）は、遮光膜１６が６つのサブ画素に対応する数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられていることを示している。この例において、上述した所定の数とは、６と１サブ画素に設けられた薄膜トランジスタの数２との積である１２である。また、図１（Ｂ）に示すように、遮光膜１６のそれぞれは、千鳥状に配置されており、分割箇所が互い違いになっている構成である。これにより、拡大レンズ越しに視認しても違和感の無いディスプレイの実現に寄与する。
【００２１】
図２（Ａ）は、アクティブマトリクス基板１０を、図１とは異なる表現によって図示した図である。また、図２（Ｂ）、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本実施形態に係る図２（Ａ）に示す構成との比較例として説明に供する図である。ここで、図２（Ｂ）は、遮光膜１６が３つのサブ画素に対応する数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられたアクティブマトリクス基板１０を示す図である。また、図３（Ａ）は、遮光膜１６が９つのサブ画素に対応する数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられたアクティブマトリクス基板１０を示す図である。また、図３（Ｂ）は、遮光膜１６が１２つのサブ画素に対応する数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられたアクティブマトリクス基板１０を示す図である。
【００２２】
図２（Ａ）に示す、本実施形態に係るアクティブマトリクス基板１０においては、遮光膜１６が３つのサブ画素に対応する数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられた場合に比べ、ソースライン１２毎の負荷の差異が小さく抑えられるため、スジムラや色度ズレが生じにくく良好な表示品位を得ることができる。また、上記の場合に比べ、遮光膜１６の分割箇所の数は半減するため、光漏れが抑えられコントラストの向上を図ることができる。
【００２３】
一方で、図２（Ｂ）に示すアクティブマトリクス基板１０においては、遮光膜１６の分割位置に重複、或いは近接するソースライン１２は他のソースライン１２に比べて負荷が軽くなるため、スジムラや色度ズレの原因になる可能性がある。また、遮光膜１６が６つのサブ画素に対応する数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群ごとに重畳するように設けられた場合に比べ、遮光膜１６の分割箇所が多く、光漏れが生じ易いため、コントラストが低下する懸念がある。
【００２４】
また、図３（Ａ）に示すアクティブマトリクス基板１０においては、斜め一方向のみに沿って、即ち図３（Ａ）の例においては左上から右下のみに沿って遮光膜１６の分割箇所が並んで配列されるため、斜めスジとして視認される可能性がある。
【００２５】
また、図３（Ｂ）に示すアクティブマトリクス基板１０においては、遮光膜１６の分割位置がソースライン１２の６本周期で配置されるため、同色ソースライン１２間で負荷が異なってしまい、スジムラや色度ズレの原因になる可能性がある。
【００２６】
上述したように、本実施形態に係るアクティブマトリクス基板１０は、各画素が各色に対応する複数のサブ画素を備えて構成され、サブ画素毎に１又は複数設けられた薄膜トランジスタと、所定の数の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群毎に、各薄膜トランジスタに重畳するように個別に設けられた遮光層１６とを備えており、前記所定の数は、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍である構成である。
上記の構成によれば、解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板１０を実現できる。
【００２７】
また、図４は、図１（Ａ）に対応する図であって、従来のアクティブマトリクス基板を示す図である。上記アクティブマトリクス基板が解像度の低い液晶パネルに備えられるものである場合、基板上に薄膜トランジスタ等を配置するスペースには余裕があり、配置のレイアウトについてはさほど問題にはならない。なお、上記の場合においては、図４に示すように、薄膜トランジスタのチャネルごとに遮光膜１６を分割配置し、ソースライン１２間の負荷を均等にする構成もあり得る。
【００２８】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、以降の実施形態においても同様である。
【００２９】
本実施形態においては、表示装置がアクティブマトリクス基板と、フォトスペーサとを備える構成の一例について説明する。図５は、本実施形態に係るアクティブマトリクス基板１０と、表示装置の一部であるフォトスペーサ２２との一例を示す図である。
【００３０】
図５において、フォトスペーサ２２は、基板間の距離を保つためのスペーサであって、例えば柱状の形状をしている。また、フォトスペーサ２２は、図面と垂直な軸方向（前後方向）において、アクティブマトリクス基板１０よりも前面に位置する対向基板に備えられており、また、先端がアクティブマトリクス基板１０に接していることを要しない。
【００３１】
また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）と同一のアクティブマトリクス基板１０であって、半導体層１８とコンタクトホール２０とが図示されていないアクティブマトリクス基板１０を示す図である。図５（Ｂ）に示すように、フォトスペーサ２２は、個別の遮光膜（遮光層）１６の中央に対応する箇所に設けられている。具体的には、フォトスペーサ２２は、サブ画素RとBとの間に対応する箇所であって、遮光膜１６の分割箇所ではない箇所に配置されている。また、図５（Ｂ）は、各遮光膜１６の中央部分の幅が他の部分よりも広いことを示している。つまり、個別の遮光膜１６のそれぞれは、中央部に設けられた幅広部分である幅広部と、中央部以外の位置に設けられた幅狭部とを備えている構成である。これにより、遮光膜１６が画素１５間だけでなくフォトスペーサ２２周辺における遮光も兼ねることができる。つまり上記の構成によれば、フォトスペーサ２２周辺における光漏れを抑制し、コントラストの向上に寄与する。
【００３２】
なお、フォトスペーサ２２は、サブ画素RとBとの間の箇所に配置される構成に限定されない。例えば図６（Ａ）のようにサブ画素Bのみに対応する箇所に配置されていてもよいし、図６（Ｂ）のようにサブ画素Rのみに対応する箇所に配置されていてもよい。図６（Ａ）および図６（Ｂ）の構成においても、図５に例示した構成による効果と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について、以下に説明する。実施形態１においては、各画素がサブ画素RGB（Red, Green, Blue）の３つのサブ画素により構成される態様について説明したが、本実施形態に係るアクティブマトリクス基板１０は、各画素が４つのサブ画素により構成される。ここで、４つのサブ画素とは、例えばRGBW（Red, Green, Blue, White）の各色に対応するサブ画素であってもよい。
【００３４】
図１（Ａ）に示す構成と同様に１サブ画素あたり２個の薄膜トランジスタが設けられている例の場合、本実施形態において、薄膜トランジスタ群は、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍である１６個の薄膜トランジスタを含んでいる。
即ち、本実施形態に係るアクティブマトリクス基板１０は、各画素が各色に対応する４つのサブ画素を備えて構成されるアクティブマトリクス基板であって、サブ画素毎に１又は複数設けられた薄膜トランジスタと、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍の薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群毎に、各薄膜トランジスタに重畳するように個別に設けられた遮光膜１６とを備える構成である。また、本実施形態においても、図１（Ｂ）と同様に、遮光膜１６がゲートラインごとに千鳥状に配置され、分割箇所が互い違いになっていることが望ましい。また、後述する実施形態４においても同様である。
【００３５】
これにより、例えば各画素がRGBW（Red, Green, Blue, White）の４つのサブ画素により構成される場合において、解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板を実現できる。
【００３６】
〔実施形態４〕
本発明の第４の実施形態について以下に説明する。本実施形態に係るアクティブマトリクス基板１０は、実施形態３と同様に各画素が４つのサブ画素により構成される。また、アクティブマトリクス基板１０を備える本実施形態に係る表示装置１は、実施形態２と同様に表示装置１が遮光膜１６の中央に対応する箇所にフォトスペーサ２２を備える構成である。
【００３７】
例えば上記４つのサブ画素がRGBW（Red, Green, Blue, White）の各色に対応し、この順番に配置されている場合であって、遮光膜１６が第１の画素が備えるサブ画素R（に対応する薄膜トランジスタ）から、第１の画素に隣接する第２の画素が備えるサブ画素Wにまで重畳されて配置されている場合、フォトスペーサ２２は、第１の画素が備えるサブ画素Gから第２の画素が備えるサブ画素Bまでの少なくとも何れかに対応する連続的な箇所に設けられていてもよい。また、遮光膜１６の中央に対応する箇所であって、特にフォトスペーサ２２の周辺の箇所については、実施形態２と同様に、他の部分よりも幅が広くてもよい。つまり、個別の遮光膜１６のそれぞれは、中央部に設けられた幅広部分である幅広部と、中央部以外の位置に設けられた幅狭部とを備えている構成であってもよい。
【００３８】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るアクティブマトリクス基板（１０）は、複数の画素がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス基板であって、各画素（１５）が各色に対応する複数のサブ画素を備えて構成されるアクティブマトリクス基板において、サブ画素毎に１又は複数設けられた薄膜トランジスタと、所定の数の前記薄膜トランジスタよりなる薄膜トランジスタ群毎に、各薄膜トランジスタに重畳するように個別に設けられた遮光層（１６）とを備えており、前記所定の数は、１画素が備える薄膜トランジスタの数の２倍である構成である。上記の構成によれば、解像度の高い液晶パネルにも適用可能な、映像品位を向上させるためのアクティブマトリクス基板を実現できる。
【００３９】
本発明の態様２に係るアクティブマトリクス基板は、上記態様１において、１画素が備えるサブ画素の数は３であり、前記所定の数は６と１サブ画素に設けられた薄膜トランジスタの数との積である構成としてもよい。上記の構成によれば、例えば各画素がRGB（Red, Green, Blue）の３つのサブ画素により構成される場合における、態様１に記載のアクティブマトリクス基板を実現できる。
【００４０】
本発明の態様３に係るアクティブマトリクス基板は、上記態様１において、１画素が備えるサブ画素の数は４であり、前記所定の数は８と１サブ画素に設けられた薄膜トランジスタの数との積である構成としてもよい。上記の構成によれば、例えば各画素がRGBW（Red, Green, Blue, White）の４つのサブ画素により構成される場合における、態様１に記載のアクティブマトリクス基板を実現できる。
【００４１】
本発明の態様４に係るアクティブマトリクス基板は、上記態様１又は２において、前記遮光膜のそれぞれは、前記アクティブマトリクス基板上に千鳥状に配置されている構成としてもよい。上記の構成によれば、R-B間に配置される全てのSL負荷は均一になるため、Z-inversion（TFT zigzag設計）と組み合わせた場合でもSL充電率差異に起因する横筋が生じることがなく、映像品位に優れたディスプレイを実現できる。
【００４２】
本発明の態様５に係る表示装置（１）は、上記の態様１から４までの何れかに記載のアクティブマトリクス基板と、前記個別の遮光層の中央に対応する位置に設けられた１又は複数のフォトスペーサとを備えている構成としてもよい。上記の構成によれば、上記の構成によれば、フォトスペーサ周辺における光漏れを抑制し、コントラストの向上に寄与する。
【００４３】
本発明の態様６に係る表示装置は、上記の態様５において、前記個別の遮光層は、前記個別の遮光層の中央部に設けられた幅広部と、前記個別の遮光層の中央部以外の位置に設けられた幅狭部と、を備えている構成としてもよい。上記の構成によれば、フォトスペーサ周辺における光漏れを更に抑制し、コントラストの向上に寄与する。
【００４４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  アクティブマトリクス基板
１２  ソースライン（ソース線）
１４  ゲートライン（ゲート線）
１５  画素
１６  遮光膜（遮光層）
１８  半導体層
２０  コンタクトホール
２２  フォトスペーサ
【図１】
2020183970.tif 000003
【図２】
2020183970.tif 000004
【図３】
2020183970.tif 000005
【図４】
2020183970.tif 000006
【図５】
2020183970.tif 000007
【図６】
2020183970.tif 000008