(57)【要約】【課題】画素がデルタ配置し、映像信号線が画素のひとつおきに形成され、2本の走査線が組みになって配列している構成の画面において、画面の透過率を向上させる。【解決手段】ＴＦＴ基板には、赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）、青画素（Ｂ）に対応する画素がデルタ配置され、対向基板には、ＴＦＴ基板の赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）、青画素（Ｂ）に対応して赤カラーフィルタ２０１、緑カラーフィルタ２０１、青カラーフィルタ２０１が形成され、カラーフィルタ２０１が存在しない部分にはブラックマトリクス２０２が形成され、２個の青カラーフィルタ２０１は前記第１の方向に隣り合って連続して形成され、青カラーフィルタ２０１と青カラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成されていない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極とＴＦＴを有する画素が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記ＴＦＴ基板には、赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）、青画素（Ｂ）に対応する画素がデルタ配置され、前記デルタ配置された画素が第１の方向に配列し、
前記ＴＦＴ基板には、第１走査線と第２走査線の組が第１の方向に延在し、第２の方向に配列し、
映像信号線が第２の方向に延在し、第１の方向に前記画素に対してひとつおきに配列し、
前記青画素（Ｂ）に対応する画素は、第１の方向に隣り合って配置され、前記青画素（Ｂ）と前記青画素（Ｂ）の間には前記映像信号線は存在せず、
前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板の赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）、青画素（Ｂ）に対応して赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、青カラーフィルタが形成され、前記カラーフィルタが存在しない部分にはブラックマトリクスが形成され、
前記青カラーフィルタは前記第１の方向に隣り合った２個の青カラーフィルタが連続して形成され、前記青カラーフィルタと前記青カラーフィルタの間にはブラックマトリクスが形成されていないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ＴＦＴ基板における前記赤画素（Ｒ）は、前記第１の方向に２個の赤画素（Ｒ）が隣り合って連続して形成され、前記赤カラーフィルタと前記赤カラーフィルタの間にはブラックマトリクスが形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ＴＦＴ基板には、赤画素（Ｒ）を頂点とする３角形、青画素（Ｂ）を頂点とする逆３角形、青画素（Ｂ）を頂点とする３角形、赤画素（Ｒ）を頂点とする逆３角形の４種類の３角形が画素の組みとなっており、前記画素の組が前記第１の方向に配列していることを特徴とする請求項１に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，液晶表示装置に係り，特に高精細で画素がデルタ配置をしている画面構成をもつ液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、ＴＶ等の大型表示装置から、携帯電話やＤＳＣ（Digital Still Camera）等、色々な分野で用途が広がっている。特にＤＳＣ等では、画面が高精細であることを要求されている。画面が高精細になるにつれて、画素が小さくなる。各画素には、ＴＦＴと画素電極が存在しており、画素小さくなると、画素電極が相対的に小さくなる。したがって、画面におけるバックライトからの光の透過率が減少し、画面の輝度が減少する。
【０００４】
一方、対向基板には、赤フィルタ（Ｒ）、緑フィルタ（Ｇ）、青フィルタ（Ｂ）が存在し、カラー表示を可能としている。各フィルタの間は、ブラックマトリクスによって充填されている。ブラックマトリクスの役割は、各色の干渉を防止すること、表示に寄与しない部分を黒色とすることによって、画面のコントラストを向上させる、ＴＦＴが形成されている部分において、外光がＴＦＴに当たることを防止して、ＴＦＴの光電流を防止する等である。ブラックマトリクスの面積が多いほど、バックライトからの透過光の量が小さくなり、画面の輝度が低下する。
【０００５】
「特許文献１」には、通常の画素配置、すなわち、縦方向には同一色のフィルタを配置し、横方向には、赤（Ｒ）フィルタ、緑（Ｇ）フィルタ、青フィルタ（Ｂ）等の異なるフィルタが配置されている画素配置において、横方向におけるフィルタの配置順を変えることによって、特定の色において横方向の隣同士の画素間で、同一の色のフィルタを配置することにより、ブラックマトリクスが存在しない領域を形成することによって、ブラックマトリクスの面積を小さくし、画面輝度を向上させる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＤＳＣ等においては、解像度を向上させることが要求されている。水平方向の解像度は、画素の大きさが同じであれば、同一色が縦方向に並んでいる画素構造よりも、画素がデルタ配置されている構造のほうが優れている。したがって、ＤＳＣ等では、画素がデルタ配置されている構成が用いられている。
【０００８】
デルタ配置の場合であっても、ブラックマトリクスは必要であり、また、ブラックマトリクスの面積が小さいほうが、画面輝度には有利であることは、従来の画素構造と同一である。また、画面を高精細とすることによって、映像信号線の数が増加し、かつ、映像信号線によって透過率が減少する。これを防止するために、映像信号線の数を半分にし、これに対応して、画素配置、走査方法、映像信号の入力方法を変化させる方法がある。このような構成におけるカラーフィルタの構成は、「特許文献１」に記載のような、単純な構成ではなく、「特許文献１」に記載のような画素配置を適用することは出来ない。
【０００９】
本発明の目的は、デルタ配置の画素構造を持ち、かつ映像信号線の数を半分に減少させた画面構成をもつ液晶表示装置において、特定の色を隣同士に配置し、該色間ではブラックマトリクスを省略することによって、画面輝度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。すなわち、画素電極とＴＦＴを有する画素が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板には、赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）、青画素（Ｂ）に対応する画素がデルタ配置され、前記デルタ配置された画素が第１の方向に配列し、前記ＴＦＴ基板には、第１走査線と第２走査線の組が第１の方向に延在し、第２の方向に配列し、映像信号線が第２の方向に延在し、第１の方向に前記画素に対してひとつおきに配列し、
前記青画素（Ｂ）に対応する画素は、第１の方向に隣り合って配置され、前記青画素（Ｂ）と前記青画素（Ｂ）の間には前記映像信号線は存在せず、前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板の赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）、青画素（Ｂ）に対応して赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、青カラーフィルタが形成され、前記カラーフィルタが存在しない部分にはブラックマトリクスが形成され、２個の前記青カラーフィルタは前記第１の方向に隣り合って連続して形成され、前記青カラーフィルタと前記青カラーフィルタの間にはブラックマトリクスが形成されていないことを特徴とする液晶表示装置、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、デルタ配置の画素構造を持つ液晶表示装置において、特定の色を隣同士に配置し、該色間ではブラックマトリクスを省略することによって、バックライトからの光の透過率を向上させ、画面輝度を向上させることが出来る。したがって、同じ画面輝度であれば、画素の面積を小さくすることが出来、高精細画面を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例によるＴＦＴ基板の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例による対向基板の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例による対向基板の平面図である。
【図４】ＩＰＳ方式の液晶表示装置の断面図である。
【図５】従来例によるデルタ配置の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の平面図である。
【図６】従来例によるデルタ配置の液晶表示装置における対向基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
液晶表示装置には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等の種々存在しているが、本発明は、いずれの液晶表示装置についても適用することが出来る。
【００１４】
種々の液晶表示装置のなかでもＩＰＳ方式は、いわゆる視野角特性がすぐれており、需要が拡大している。ＩＰＳ方式の例をとって、液晶表示装置の断面構成を簡単に説明する。図４はＩＰＳ方式の液晶表示装置の表示領域における構造を示す断面図である。ＩＰＳ方式の液晶表示装置の電極構造は種々のものが提案され、実用化されている。図４の構造は、現在広く使用されている構造であって、簡単に言えば、平面ベタで形成された対向電極１０８の上に絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極１１０が形成されている。そして、画素電極１１０と対向電極１０８の間の電圧によって液晶分子３０１を回転させることによって画素毎に液晶層３００の光の透過率を制御することにより画像を形成するものである。以下に図４の構造を説明する。
【００１５】
図４において、ガラスで形成されるＴＦＴ基板１００の上に、ゲート電極１０１が形成されている。ゲート電極１０１は走査線と同層で形成されている。ゲート電極１０１を覆ってゲート絶縁膜１０２がＳｉＮによって形成され、ゲート絶縁膜１０２の上に、ゲート電極１０１と対向する位置に半導体層１０３が形成されている。
【００１６】
ソース電極１０４は映像信号線が兼用し、ドレイン電極１０５は画素電極１１０と接続される。ソース電極１０４もドレイン電極１０５も同層で同時に形成される。ＴＦＴを覆って無機パッシベーション膜１０６がＳｉＮによって形成される。無機パッシベーション膜１０６はＴＦＴの、特にチャネル部を不純物４０１から保護する。無機パッシベーション膜１０６の上には有機パッシベーション膜１０７が形成される。有機パッシベーション膜１０７はＴＦＴの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く形成される。厚さは１μｍから４μｍである。
【００１７】
有機パッシベーション膜１０７の上には対向電極１０８が形成される。対向電極１０８は透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を表示領域全体にスパッタリングすることによって形成される。対向電極１０８を覆って上部絶縁膜１０９がＳｉＮによって形成される。上部絶縁膜１０９が形成された後、エッチングによってスルーホール１１１を形成する。その後、上部絶縁膜１０９およびスルーホール１１１を覆って画素電極１１０となるＩＴＯをスパッタリングによって形成する。スパッタリングしたＩＴＯをパターニングして櫛歯状の画素電極１１０を形成する。
【００１８】
図４に示すように、画素電極１１０に電圧が印加されると、電気力線が発生して液晶分子３０１を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する。画素毎にバックライトからの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。画素電極１１０の上には液晶分子３０１を配向させるための配向膜１１３が形成されている。配向膜１１３は光配向処理が施されている。
【００１９】
図４において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が設置されている。対向基板２００の内側には、カラーフィルタ２０１が形成されている。カラーフィルタ２０１は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタ２０１が形成されており、カラー画像が形成される。カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成され、各色間の干渉を防止するとともに、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス２０２はＴＦＴの遮光膜としての役割も有し、ＴＦＴに光電流が流れることを防止している。
【００２０】
カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜２０３によって表面を平らにしている。オーバーコート膜２０３の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜１１３が形成されている。この配向膜１１３にも光配向処理が施されている。なお、対向基板２００の外側には、外部からのノイズを遮断するための表面導電膜２１０が形成されている。
【００２１】
図５は本発明が適用されるＴＦＴ基板１００における画素構造を示す平面図である。画面が高精細になるにしたがって、特に映像信号線３０の数が多くなる。映像信号線３０の数が多くなると、端子数も多くなり、映像信号線３０の断線の確率、端子部の接続の信頼性等が問題となる。一方、走査線の数も多くなるが、走査線の数は、もともと映像信号線の数に比べると少ない。
【００２２】
図５はＴＦＴ基板１００における画素配置を示している。Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素はいわゆるデルタ配置となっている。図５において、Ｒ画素を頂点とした三角形と、Ｒ画素を頂点とした逆三角形とが横方向に並び、この２つのパターンが横方向に繰り返されることによって画面が形成されている。
【００２３】
図５において、縦方向に延在する映像信号線３０は、画素に対して、ひとつおきに存在している。すなわち、映像信号線３０の数は、横方向の画素の数の半分である。一方、走査線は第１走査線１０、第２走査線２０の２本が組みで存在している。すなわち、図５の画素構成は、倍の周波数で映像信号を書き込む。つまり、１フレームにおいて、まず、第１走査線１０にゲート信号を与えて画面を走査することによって、ひとつおきの画素に映像信号を書き込む。その後、第２走査線２０にゲート信号を与えて画面を走査することによって、残りの画素に映像信号を与える。この画素構成は、映像信号の書き込み時間は半分になるが、映像信号線３０の数が１/２になることによる利益を優先させている。この場合、走査線の数は通常の駆動方法の倍になるが、映像信号線の数を半分としたほうが、全体としての配線数を減少させることが出来る。
【００２４】
図６は、図５に対応する対向基板１００における画素構成を示すものである。図５における画素電極１１０と対応する位置にカラーフィルタ２０１が存在している。対向基板２００には映像信号線３０は存在していないが、図５と対応を取りやすくするために、図６にも映像信号線３０の位置を記載している。
【００２５】
図６において、カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間は全てブラックマトリクス２０２によって覆われている。ブラックマトリクス２０２の面積は小さいほど、バックライトからの光の透過率を上げることが出来るので、画面の輝度は向上する。しかし、ブラックマトリクス２０２は、画像形成に寄与しない部分を覆ってコントラストを向上させる、あるいは、各色間での干渉を防止するという役割を持つので、図６のような画素構成では、ブラックマトリクス２０２の面積を小さくすることは困難である。以下に示す本発明の実施例では、カラーフィルタ２０１の配置を変えることによって、ブラックマトリクス２０２の面積を縮小させることが出来る。
【実施例１】
【００２６】
図１は実施例１のＴＦＴ基板１００における画素配置を示す平面図である。図１において、映像信号線３０は縦方向に画素のひとつ置きに配置されている。すなわち、映像信号線３０の数は横方向の画素の数の半分である。走査線は、第１走査線１０と第２走査線２０の組から構成されている。この画素構成の動作は、図５において説明したのと同様であるので、繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
図１において、図５とは、各色の配置が異なっている。すなわち、図５においては、横方向は、２組のデルタの繰り返しによって画面が構成されている。これに対して、図１においては、横方向は、４組のデルタの繰り返しによって画面が構成されている。図１におけるＰは４組のデルタを表している。
【００２８】
図１におけるＰは、左から、赤画素（Ｒ）を頂点とする３角形、青画素（Ｂ）を頂点とする逆３角形、青画素（Ｂ）を頂点とする３角形、赤画素（Ｒ）を頂点とする逆３角形の４種類の３角形から構成されている。このような画素構成とすることによって、青画素（Ｂ）が隣りあう配置とすることが出来る。青画素（Ｂ）と青画素（Ｂ）の間には、映像信号線も存在しない。同じ色の画素であれば、相互に色の干渉はないので、この間におけるブラックマトリクスは省略することが出来る。
【００２９】
図２は図１に対応する対向基板２００における画素配置を示す平面図である。対向基板２００には映像信号線３０は存在しないが、図１のＴＦＴ基板との対応を取りやすくするために、図２においても映像信号線３０の位置を記載している。図２において、赤画素（Ｒ）、緑画素（Ｇ）には独立してカラーフィルタ２０１が形成されている。すなわち、カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が充填されている。
【００３０】
一方、青画素（Ｂ）は隣り合って配置されているので、相互に色の干渉はないために、カラーフィルタ２０１は連続して形成されている。また、青画素（Ｂ）と青画素（Ｂ）の間には映像信号線３０も存在していないので、金属で形成されている映像信号線３０からの反射も存在しない。したがって、青画素（Ｂ）と青画素（Ｂ）の間にはブラックマトリクス２０１を省略することが出来、青フィルタを連続して形成することが出来る。このため、青画素（B）において、バックライトからの光の透過率を向上させることが出来、画面輝度を向上させることが出来る。
【００３１】
青のカラーフィルタ２０１は他の色に比べて透過率が小さいので、青画素（Ｂ）のカラーフィルタ２０１を大きくして透過率を上げることは、色バランスの取りやすさからも好都合である。
【実施例２】
【００３２】
実施例２のＴＦＴ基板１００における画素配置は、実施例１における図１と同じである。図３は実施例２の対向基板２００における画素配置を示す平面図である。図３のカラーフィルタ２０１の配置は実施例１における図２と同様である。すなわち、図３におけるＰは、左から、赤画素（Ｒ）を頂点とする３角形、青画素（Ｂ）を頂点とする逆３角形、青画素（Ｂ）を頂点とする３角形、赤画素（Ｒ）を頂点とする逆３角形の４種類の３角形から構成されている。したがって、実施例２においても、青画素（Ｂ）と青画素（Ｂ）の間のブラックマトリクス２０２を省略して透過率を上げることが出来る。
【００３３】
実施例２が実施例１と異なる点は、赤画素（Ｒ）と赤画素（Ｒ）も連続してカラーフィルタ２０１を形成し、その間には、ブラックマトリクス２０２を形成していない点である。したがって、赤画素（Ｒ）と赤画素（Ｒ）との間にブラックマトリクス２０２が存在していない分、赤画素（R）においてバックライトからの光の透過率を向上させることが出来、画面の輝度を向上させることが出来る。
【００３４】
青画素（Ｂ）と青画素（Ｂ）の場合と異なり、赤画素（Ｒ）と赤画素（Ｒ）の間には、ＴＦＴ基板１００において、映像信号線３０が存在している。映像信号線３０は金属で形成されているので、外部からの光によって、金属が反射すると、コントラストの低下をきたす場合がある。しかし、外部からの光は、カラーフィルタ２０１を通して映像信号線３０に入射するので、コントラストを大きく低下させることは無い。
【００３５】
したがって、赤画素（Ｒ）と赤画素（Ｒ）にブラックマトリクス２０２を形成せずに、２つの赤画素（Ｒ）に対して連続してカラーフィルタ２０１を形成することによって、画面輝度を向上させることが出来る。本実施例のように、映像信号線３０を挟んだ２つの赤画素（Ｒ）に対して連続してカラーフィルタ２０１を形成するか否かは、画面輝度とコントラストの双方のトレードオフによって決めればよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０…第１走査線、２０…第２走査線、３０…映像信号線、４０…ＴＦＴ、１００…ＴＦＴ基板、  １０１…ゲート電極、  １０２…ゲート絶縁膜、  １０３…半導体層、  １０４…ソース電極、  １０５…ドレイン電極、  １０６…無機パッシベーション膜、  １０７…有機パッシベーション膜、  １０８…対向電極、  １０９…上部絶縁膜、  １１０…画素電極、  １１１…スルーホール、  １１２…スリット、  １１３…配向膜、  ２００…対向基板、  ２０１…カラーフィルタ、  ２０２…ブラックマトリクス、  ２０３…オーバーコート膜、  ２１０…表面導電膜、  ３００…液晶層、  ３０１…液晶分子。
【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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