(57)【要約】【課題】    液晶表示装置において、画像表示面をなす各画素ドット５１の寸法を比較的大きくとりつつ、格子状のスジ模様等の表示ムラが防止されたものを提供する。【解決手段】各画素ドット５１の幅Ｄ１を１５０μｍ以上とする。一方、各画素ドット５１を複数の分割画素ドット領域５２に分割する第２遮光パターン２２を設けることにより、分割画素ドット領域５２の幅Ｄ２が１００μｍ未満となるようにする。第２遮光パターン２２は、例えば、ＴＦＴ１３周辺と信号線１１及び走査線１２に沿った領域を遮光する第１遮光パターン２１（いわゆるブラックマトリクス）と同一のパターニング工程により同一の材料から形成される。第２遮光パターン２２を構成する各線状部分２２ａの幅は、例えば、対応する第１遮光パターン２１の線状部分２１ａとほぼ同一の幅に設けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四周のシール材とともに液晶材料の層を挟み込んで保持する一対の絶縁基板と、
前記絶縁基板の前記液晶材料に接する面に略平行に配列される複数の走査線、及び、この走査線に略直交して配列される複数の信号線と、
これら走査線及び信号線の交点ごとに、マトリクス状に配列され、それぞれが一つの画素ドットをなす画素電極と、
前記各画素ドットを、隣接する画素ドットから隔てる第１遮光パターンとを備えた液晶表示装置において、
前記各画素ドットの幅が１５０μｍ以上であり、
前記各画素ドットを分割して幅が１００μｍ未満の分割画素ドット領域を生成する第２遮光パターンを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記画素ドットの幅は、該幅方向における前記第１遮光パターンの線状部分の幅の５倍以上であり、前記分割画素ドット領域の幅は、該線状部分の幅の４倍未満である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】
前記分割が、前記各画素ドットの幅方向に行われ、それぞれ、該幅方向に並列する２〜５個の前記分割画素ドットを生成してい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】
前記第２遮光パターンの幅が、前記第１遮光パターンの幅と、実質上等しいことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１遮光パターンが、前記走査線及び前記信号線とは別個のパターニング工程により形成された遮光膜からなり、
前記第２遮光パターンが、前記第１遮光パターンと同一材料により同一のパターニング工程により形成された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６】
前記第２遮光パターンが、前記信号線と同一材料により同一のパターニング工程により形成された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７】
前記第２遮光パターンが、前記走査線と同一材料により同一のパターニング工程により形成され、前記走査線の冗長配線をなす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８】
前記第２遮光パターンが、前記走査線と同一材料により同一のパターニング工程により形成され、前記走査線とは異なる電位に保持または駆動され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス方式により画像表示を行う液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置等の平面表示装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして、パーソナル・コンピュータ、ワードプロセッサあるいはＴＶ等の表示装置として、更に投射型の表示装置として各種分野で利用されている。
【０００３】
中でも、各画素電極にスイッチ素子が電気的に接続されて成るアクティブマトリクス型表示装置は、隣接画素間でクロストークのない良好な表示画像を実現できることから、盛んに研究・開発が行われている。
【０００４】
以下に、光透過型のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にとり、その構成について簡単に説明する。
【０００５】
一般に、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクスアレイ基板（以下アレイ基板と呼ぶ）と対向基板とが所定の間隔をなすよう近接配置され、この間隔中に、両基板の表層に設けられた配向膜を介して液晶層が保持されて成っている。
【０００６】
アレイ基板においては、ガラス等の透明絶縁基板上に、上層の金属配線パターンとして例えば複数本の信号線と、下層の金属配線パターンとして例えば複数本の走査線とが絶縁膜を介して格子状に配置され、格子の各マス目に相当する領域にＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)等の透明導電材料からなる画素電極が配される。そして、格子の各交点部分には、各画素電極を制御するスイッチング素子が配されている。スイッチング素子が薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する。）である場合には、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的に接続され、さらにソース電極は画素電極に電気的に接続されている。
【０００７】
対向基板は、ガラス等の透明絶縁基板上にＩＴＯ等から成る対向電極が配置され、またカラー表示を実現するのであればカラーフィルタ層が配置されて構成されている。
【０００８】
このような画像表示を行う液晶表示装置には、種々の原因により、点状、スジ状等の表示ムラが発生し、種々の対策がなされていた。配線の断線が原因である場合には、配線のリペア等が行われている。配向膜の形成工程に起因する表示ムラに対してはラビング工程の改良が試みられている（例えば特許文献１）。また、面光源装置の構成に起因して干渉縞が画像表示面に現れる場合には、導光板の表面構造等の改良が試みられている（例えば特許文献２〜３）。さらには、入力信号に画像処理を加えることや駆動方法の改良等も試みられている（例えば特許文献４）。
【特許文献１】特開２００２−３５０８５７
【特許文献２】特開２００３−０７５８３３
【特許文献３】特開平０７−２４８７９３
【特許文献４】特開２００３−２０２８４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本件発明者らは、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の製造設備を用いて、モノクロ表示の比較的安価な液晶表示装置を得ようという着想を、偶然に得た。そして、レッド、グリーン、ブルーの３つの画素ドットの組み（すなわち３つの画素電極の組み）が一つの略正方形状の画素部分をなしているのに代えて、各画素ドットが一辺２００〜４００μｍの略正方形状である液晶表示装置を試作した。
【００１０】
すると、全く予期しなかったことには、画像表示面に、格子状のスジからなる表示ムラが表れた。
【００１１】
本件発明者らは、上記従来技術による表示ムラの解決法を種々考えた末に、画素ドットを遮光パターンにより分割するという、従来の方法とは全く別種の解決方法により表示ムラを解消するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、液晶表示装置において、画像表示面をなす各画素ドットの寸法を比較的大きくとりつつ、格子状のスジ模様等の表示ムラが防止されたものを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の液晶表示装置は、四周のシール材とともに液晶材料の層を挟み込んで保持する一対の絶縁基板と、前記絶縁基板の前記液晶材料に接する面に略平行に配列される複数の走査線、及び、この走査線に略直交して配列される複数の信号線と、これら走査線及び信号線の交点ごとに、マトリクス状に配列され、それぞれが一つの画素ドットをなす画素電極と、前記各画素ドットを、隣接する画素ドットから隔てる第１遮光パターンとを備えた液晶表示装置において、前記各画素ドットの幅が１５０μｍ以上であり、前記各画素ドットを分割して幅が１００μｍ未満の分割画素ドット領域を生成する第２遮光パターンを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
各画素ドットの幅が大きい液晶表示装置において、格子状のスジ等からなる表示ムラを解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施例１について図１〜２を用いて説明する。
【００１６】
図１の平面図及び図２の積層断面図にはには、実施例１の液晶表示装置の要部、すなわち画素ドット部分を模式的に示す
図２に示すように、液晶表示装置の表示パネル１０は、アレイ基板１（ＴＦＴ基板）と対向基板２とがスペーサーにより所定の間隔に保たれ、この間に液晶層３が保持されてなる。液晶層３の四周にはシール材が配されて、液晶層３を封止するとともに、アレイ基板１と対向基板２とを接合している。
【００１７】
液晶層３は、例えばツイストネマティック（ＴＮ）型の液晶材料からなり、アレイ基板１及び対向基板２の液晶層３に接する最表層には、ポリイミド系樹脂等からなる配向膜１５，２５がそれぞれ配置される。
【００１８】
アレイ基板１においては、ガラス基板１６上に、信号線１１と走査線１２とがマトリクスをなすように配列され、信号線１１と走査線１２との交点ごとにＴＦＴ１３が配置される。これら信号線１１、走査線１２及びＴＦＴ１３により囲まれるマス目状の各領域は、ＩＴＯ等の導電材料からなる一つの画素電極１４により覆われる。この各画素電極１４が画素ドット５１に対応する。図示の例では、各画素ドット５１が、略正方形状である。
【００１９】
対向基板２においては、ガラス基板２６上に、画素ドット５１を画する第１遮光パターン２１と、各画素ドット５１を、３つの分割画素ドット領域５２へとストライプ状に分割する第２遮光パターン２２とが設けられている。対向基板２には、さらに、これら第１及び第２遮光パターン２１，２２、及び、これらの間のガラス基板２６の露出面を覆うように、一つの連続した透明導電材料層からなる対向電極２３が設けられている。ここでの透明導電材料層は、典型的にはＩＴＯ等である。
【００２０】
第１遮光パターン２１は、ＴＦＴ１３の個所を遮光するとともに、信号線１１及び走査線１２と画素電極１４との間の光漏れを防止するものである。そのため、信号線１１に重なる第１線状部分２１ａはそれぞれ信号線１１よりも一回り幅広に設けられ、走査線１２に重なる第２線状部分２１ｂは、走査線１２よりも一回り幅広に設けられている。
【００２１】
一方、第２遮光パターン２２は、各画素ドット５１をストライプ状に３等分するための、画素ドット５１ごとの２本の線状部分２２ａのみから構成される。図示の例において、線状部分２２ａは、信号線１１に平行に２本延びており、この線状部分２２ａの幅が、第１遮光パターン２１の第１線状部分２１ａの幅にほぼ等しい。第１及び第２遮光パターン２１，２２は、同一の材料により同一のパターニング工程により設けられるものであり、一つの格子状パターンをなす。第１及び第２遮光パターン２１，２２は、クロム等の金属層、または黒色顔料等を含む樹脂材料層により形成される。
【００２２】
上記のアレイ基板１や対向基板２の作製は、例えば、特開平９−１６００７６号や特開２０００−２６７５９５号、または、特開2000-330484や特開2001-339070に記載されたと同様の方法によって行うことができる。
【００２３】
対向基板２とアレイ基板１とからの、表示パネル１０の組み立ては、例えば次のように行う。まず、両基板１，２のパターン形成面上にポリイミド系樹脂膜を形成し、ラビング処理により液晶配向膜１５，２５を形成する。次いで、対向基板２上の縁に沿ってシール材を塗布してからアレイ基板１と貼り合わせ、シール材の硬化後、液晶材料を真空注入してから注入口を封止材にて封止する。
【００２４】
このような表示パネル１０本体（液晶セル）の組立の後、表示パネル１０本体の表側の面及び裏面に、すなわち対向基板２の外面及びアレイ基板１の外面に、それぞれ、偏光板４１，４２を貼り付ける。そして、表示パネル１０本体の周縁接続部を通じて、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）及び駆動回路基板（ＰＣＢ）、または駆動用フレキシブル配線（ＦＰＣ）といった駆動回路系統を実装・接続することにより、表示パネル１０を完成させる。
【００２５】
本実施例の具体例において、表示パネル１０は、表示領域の対角寸法が７インチであるカーナビゲーション装置用であってモノクロ表示を行う。各画素ドット５１の信号線方向及び走査線方向のピッチＰは、約３００〜３５０μｍである。そして、第１遮光パターンの第１線状部分２１ａ、及び、第２遮光パターン２２をなす各線状部分２２ａの幅が、２０〜４０μｍ、例えば３０μｍである。したがって、画素ドット５１の幅Ｄ１は約２６０μｍ〜３３０μｍであり、各分割画素ドット領域５２の幅Ｄ２は、約６０〜９５μｍである。
【００２６】
このように、各分割画素ドット領域５１の幅Ｄ２を１００μｍ未満とすることにより、スジ状の表示ムラの発生を防止することができた。
【００２７】
本具体例における典型的な寸法構成によると、画素ドット５１の幅Ｄ１は、第１遮光パターンの第１線状部分２１ａの幅の５倍以上であり、各分割画素ドット領域５１の幅Ｄ２は、第１線状部分２１ａの幅の４倍未満である。
【００２８】
なお、本実施例の具体例において、表示パネル１０の裏面には、不図示の面光源装置が配されており、表示パネル１０とともに、フレーム構造体により収納保持される。ここでの面光源装置は、例えば、樹脂フレームと一体のバックライトユニットである。
【００２９】
上記実施例において、第２遮光パターン２２をなす各線状部分２２ａの幅が、第１遮光パターン２１における第１線状部分２１ａの幅とほぼ等しいとして説明したが、例えば０．５〜２倍の範囲で適宜に変化させることができる。
【００３０】
上記実施例の説明中、表示パネルが透過型であってバックライト機構が備えられるとして説明したが、場合によっては液晶表示パネルが半透過型、または反射型であっても同様である。
【００３１】
以下に、本発明の実施例２〜４について、それぞれ図３〜５を用いて説明する。これら実施例においては、画素ドット５１を分割する第２遮光パターン５２が、アレイ基板１上の金属層パターンにより形成されている。
【００３２】
図３に示す実施例２においては、信号線１１に平行に延びる信号線１１ごとに２本の信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂが、各画素ドット５１を走査線１２方向に３等分する第２遮光パターン５２をなす。信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂは、アレイ基板１上に、信号線１１と同一材料により同一工程で形成されるものであり、画素ドット５１中に位置する幅広の線状部分２２ａが、実施例１における第２遮光パターン５２と全く同様の遮光パターンとして機能する。すなわち、液晶表示装置の平面図における線状部分２２ａの位置及び寸法形状は、実施例１の場合と全く同様である。また、液晶表示装置のその他の構成においても、実施例１の場合と全く同様である。
【００３３】
各信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂは、このような線状部分２２ａと、細幅の連結部分２２ｂとからなる。連結部分２２ｂは、走査線１２に交差する個所にて線状部分２２ａ同士を連結する短い配線である。また、図示の例で、各信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂの一端は、基板端にて、信号線１１の根元部から延在される枝状配線２２ｃと連続している。しかし、場合によっては、各信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂをフロートパターンとし、信号線１１の断線発見時にレーザー等を用いて信号線１１との電気的な接続を行うのであっても良い。
【００３４】
実施例２によると、実施例１と同様、格子状の表示ムラを防止できる他、信号線に断線が生じた場合にも断線による線状不良の発生を防止することができる。
【００３５】
図４に示す実施例３においては、実施例２の信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂに代えて、走査線冗長配線１２Ａ，１２Ｂが設けられている。走査線冗長配線１２Ａ，１２Ｂは、走査線１２に平行に延び、走査線１２と同一材料で同一工程により形成される。この他の点においては、実施例２の信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂと全く同様である。すなわち、走査線冗長配線１２Ａ，１２Ｂは、各画素ドット５１と重なる領域で、画素ドット５１を信号線方向に３等分する線状部分２２ａをなし、この線状部分２２ａの寸法及び形状は、走査線方向に延びる点を除き、実施例１の場合とほぼ同様である。
【００３６】
走査線冗長配線１２Ａ，１２Ｂは、信号線冗長配線１１Ａ，１１Ｂの場合と同様、線状部分２２ａ同士が、走査線１２と交差する個所で、細幅の連結部分２２ｂにより連結されたものである。図示の例で、各走査線冗長配線１２Ａ，１２Ｂの一端は、基板端にて、走査線１２の根元部から延在される枝状配線２２ｃと連続している。
【００３７】
実施例３によると、走査線１２の断線による不良が防止される。また、走査線１２の配線抵抗を低下させることができる。
【００３８】
図５に示す実施例４においては、上記実施例３と同様の構成において、走査線冗長配線１２Ａ，１２Ｂと同様のパターンが、補助容量線（Ｃｓ線）１８Ａ，１８Ｂの部分により構成されている。すなわち、実施例３と全く同一の位置にあり全く同様の寸法形状を有する線状部分２２が、同様の細幅の連結部分２２ｂにより連結されて補助容量線（Ｃｓ線）１８Ａ，１８Ｂをなしている。そして、これら補助容量線１８Ａ，１８Ｂの一端が枝状配線２２ｃによりまとめられて、補助容量用の給電端子、または補助容量線用のまとめ配線に電気的に接続されている。
【００３９】
実施例４によると、遮光パターンが走査線ごとに２本の補助容量線により設けられるので、１本のみ補助容量線を設ける場合に比べて、補助容量線の断線による不具合が防止されることとなる。
【００４０】
次に、実施例５について図６を用いて説明する。この実施例では、上記実施例１と全く同様の構成において、走査線１２と略等幅の補助容量線１８が、走査線１２ごとに１本、隣り合う走査線との中間の位置に設けられている。したがって、画素ドット５１は、第２遮光パターン２２を設けない状態でも、信号線方向に２つに分割されている。そのため、第２遮光パターン２２によって走査線方向に３等分されて３つの分割画素ドット領域５２が生じているとともに、各分割画素ドット領域５２が信号線方向に２分されることで、６つの小領域５３に分割されている。しかし、これら小領域５３の幅、すなわち走査線方向の寸法Ｄ２は、実施例１の場合と全く同様である。
【００４１】
本実施例の具体例において、各小領域５３の幅は、実施例１における分割画素ドット領域５２の幅に同一であり、例えば、約６０〜９５μｍである。これに対して、小領域５３の信号線方向の寸法は、約１５０μｍである。すなわち、第２遮光パターン２２による分割のない状態では、補助容量線１８により分割されているにしても、幅が約１５０μｍであって、表示ムラの防止には必ずしも充分でない。
【００４２】
図７には、比較例について示す。比較例の液晶表示装置は、上記実施例と同様の構成において、第２遮光パターン２２が設けられていない。具体的な寸法構成の例も、第２遮光パターン２２がない点を除き、実施例の具体例と同様である。比較例の液晶表示装置を、このような具体的な寸法構成例に基づき試作したところ、前述したと同様に、画像表示面に、格子状のスジムラが生じた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の液晶表示装置における画素ドット部分を模式的に示す要部平面図である。
【図２】図１と同様の画素ドット部分を模式的に示す積層断面図である。
【図３】実施例２の液晶表示装置についての、図１に対応する要部平面図である。
【図４】実施例３の液晶表示装置についての、図１に対応する要部平面図である。
【図５】実施例４の液晶表示装置についての、図１に対応する要部平面図である。
【図６】実施例５の液晶表示装置についての、図１に対応する要部平面図である。
【図７】比較例の液晶表示装置についての、図１に対応する要部平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  アレイ基板
１０  表示パネル
１１  信号線
１２  走査線
１３  ＴＦＴ
１４  画素電極
２  対向基板
２１  第１遮光パターン
２２  第２遮光パターン
５１  画素ドット
５２  分割画素ドット領域
Ｄ１  画素ドット５１の幅
Ｄ２  分割画素ドット領域５２の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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