JP2000194017A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦横のスジムラを目立たなくして、表示画像
の高精細化・高画質化を図る。 【解決手段】 ＲＧＢの各色に対応する画素電極２３４
は、行方向（図においてＸ方向）に半ピッチずつシフト
してＲＧＢデルタ配列をとっている。データ線２１２ｘ
は、Ａ〜Ｄ行にわたる４個の画素を１周期とする折返し
パターンにて列方向に延在して共用されるとともに、共
用する画素電極２３４の周辺を画素電極毎に囲んで、画
素電極２３４に対してＴＦＤ素子２２０を介して接続さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】縦横のクロストークに起因す
るスジムラを目立たなくした液晶表示装置の配線パター
ン、液晶表示装置、および、この液晶表示装置を用いた
電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー液晶表示装置にあって
は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３
原色に対応する画素電極の各々に非線形（スイッチン
グ）素子が設けられた素子基板と、３原色のカラーフィ
ルタなどが形成された対向基板と、これら両基板との間
に充填された液晶とから構成される。このような構成に
おいて、走査線を介してスイッチング素子に走査信号を
印加すると、当該スイッチング素子が導通状態となる。
この導通状態の際に、データ線を介して画素電極に画像
信号を印加すると、当該画素電極および対向電極の間の
液晶層に所定の電荷が蓄積される。電荷蓄積後、当該ス
イッチング素子をオフ状態としても、液晶層の抵抗が十
分に高ければ、当該液晶層における電荷の蓄積が維持さ
れる。このように、各スイッチング素子を駆動して蓄積
させる電荷の量を制御すると、画素毎に液晶の配向状態
が変化して、所定の情報を表示することが可能となる。

【０００３】この際、各液晶層毎に電荷を蓄積させるの
は、一部の期間で良いため、各走査線を時分割に選択す
ることにより、走査線およびデータ線を複数の画素につ
いて共通化した時分割マルチプレックス駆動が可能とな
っている。

【０００４】さて、このようなカラー液晶表示装置にお
けるカラーフィルタの画素配列は、一般的には図１１
（ａ）〜（ｄ）に示されるものが知られている。このう
ち、同図（ａ）に示される画素配列は、ＲＧＢストライ
ブ配列あるいはトリオ配列と呼ばれるものであり、文字
や直線などを表示するコンピュータ用ディスプレイに適
した配列とされている。しかし、同図（ｂ）〜（ｄ）に
示される他の配列と比較すると、実質的な解像度は高く
ない。

【０００５】次に、同図（ｂ）に示される画素配列は、
ＲＧＧＢモザイク配列と呼ばれ、視感度の高いＧの画素
数をより多く有するため、一般に、解像度が高いと言わ
れているが、主観評価実験では必ずしも評価が高くな
い。また、このＲＧＧＢモザイク配列では、Ｂ、Ｒの画
素数が少ないために、視認距離が短いと、画像のざらつ
き感が目立つ、という欠点がある。

【０００６】また、同図（ｃ）に示される画素配列は、
ＲＧＢモザイク配列と呼ばれるものである。この配列で
は、右上がりの斜線と左上がりの斜線とに表示品位の差
が生じるため、画像全体に斜線状のノイズが現れ、特
に、画面の画素数が少ない場合にそれが顕著になる。こ
のため、一般にはあまり採用されていない。

【０００７】そして、同図（ｄ）に示される画素配列
は、ＲＧＢデルタ配列と呼ばれるものであり、水平解像
度はモザイク配列の１．５倍とされている。また、この
ＲＧＢデルタ配列は、画像の輪郭などに難があるとされ
るが、主観評価実験では、一般に評価が高いため、カラ
ー液晶表示装置について高精細化・高画質化を図る際に
適した配列とされる。そこで、以降については、このＲ
ＧＢデルタ配列を採用する場合における問題点について
論ずることとする。

【０００８】まず、カラーフィルタの画素配列をＲＧＢ
デルタ配列とする場合、これら画素の基礎となる画素電
極に結び付く導通ライン（データ線あるいは走査線の一
方をいい、以下、単にラインと称する）の配線パターン
については、まず、図１２（ａ）あるいは（ｂ）に示さ
れるように、１本のラインについて、ＲＧＢの３色のう
ち、２色を共用する方式が考えられる。すなわち、ライ
ン（’）はＲＧを、ライン（’）はＧＢを、ラ
イン（’）はＢＲを、それぞれ共用する方式であ
る。しかし、この方式では、ＲＧＢの各色において補色
の関係にあるＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼ
ンタ）のベタパターンを表示する際に、縦クロストーク
に起因するスジムラが発生する、という問題がある。

【０００９】このスジムラの発生機構についてシアンを
表示する場合を例にとって説明する。なお、ここでは、
電圧無印加状態で白（オフ）を表示するノーマリーホワ
イトモードの液晶表示装置として説明する。シアンを表
示する場合、Ｒの画素については黒（オン）、Ｇおよび
Ｂの画素については白とする必要があるので、Ｒの画素
についてのみ書き込みをする必要がある。ここで、偶数
行におけるＧの画素はライン（’）に接続されてい
るため、そのＧの画素の電位は、Ｒの画素に対する書き
込み時の電位に引き込まれる一方、奇数行におけるＧの
画素はライン（’）に接続されているため、そのＧ
の画素の電位は、Ｒの画素に対する書き込み時の電位と
はほとんど無関係となる。同様に、奇数行におけるＢの
画素はライン（’）に接続されているため、そのＢ
の画素の電位は、Ｒの画素に対する書き込み時の電位に
引き込まれる一方、偶数行におけるＢの画素はライン
（’）に接続されているため、そのＢの画素の電位
は、Ｒの画素に対する書き込み時の電位とはほとんど無
関係となる。

【００１０】この結果、偶数行におけるＧの画素に印加
される電圧実効値と奇数行におけるＧの画素に印加され
る電圧実効値とは互いに異なるので、さらに、奇数行に
おけるＢの画素に印加される電圧実効値と偶数行におけ
るＢの画素に印加される電圧実効値とは互いに異なりの
で、これにより１行おきに濃度の差が生じて、スジムラ
が発生することとなる。イエロー、マゼンタを表示する
場合についても同様であり、奇数行および偶数行で濃度
の差が生じてスジムラが発生することとなる。

【００１１】また、この濃度の差は見方を変えれば、列
方向のスジムラにもなる。すなわち、Ｒの画素に対する
書き込みの影響を受けるＢ、Ｇの画素は、半ピッチだけ
シフトして列方向に連続する一方、Ｒの画素に対する書
き込みの影響を受けないＢ、Ｇの画素は、同じく半ピッ
チだけシフトして列方向に連続する。このため、前者の
画素からなる列方向のシアンと、後者の画素からなる列
方向のシアンとは、濃度に差が生じることになるので、
列方向にもスジムラを発生させることとなる。

【００１２】そこで、ある色の画素に対する書き込み時
の電位が他色の画素の電位に影響を与えないようにする
ため、図１３に示されるように、１本のラインについて
１色についてのみ共用する方式が考えられる。すなわ
ち、ラインはＧのみを、ラインはＢのみを、ライン
はＲのみを、それぞれ共用する方式である。

【００１３】しかし、この方式にあっては、ＲＧＢの各
色において補色の関係にあるシアン、イエロー、マゼン
タのベタパターンを表示した際に、今度は、横クロスト
ークに起因するスジムラが発生した。

【００１４】この横クロストークに起因するスジムラの
発生機構について説明する。まず、配線パターンについ
て着目すると、奇数行のＧの画素については、Ｂの画素
を書き込むラインによって「コ」の字状に囲まれる一
方、偶数行のＧの画素については、Ｒの画素を書き込む
ラインによって同じく「コ」の字状に囲まれている。
すなわち、Ｇの画素においては、ラインに容量的に結
合するものと、ラインに容量的に結合するものとの２
種類が存在する。同様に、Ｂの画素についても、ライン
に容量的に結合するものと、ラインに容量的に結合
するものとの２種類が存在する。

【００１５】ここで、上記縦クロストークの場合と同様
に、ノーマリーホワイトモードにおいてシアンを表示す
る場合を例にとると、Ｒの画素については黒、Ｇおよび
Ｂの画素については白とする必要があるので、Ｒの画素
についてのみ書き込みを行う必要がある。そこで、Ｒの
画素に対して書き込みを行うべく、ラインに書き込み
電圧を印加すると、偶数行のＧの画素および奇数行のＢ
の画素は、ラインによって容量的に結合しているた
め、濃度が変動するのに対し、奇数行のＧの画素および
偶数行のＢの画素は、ラインの電位とはほとんど無関
係であるため、濃度が変動しない。この結果、偶数行の
Ｇの画素および奇数行のＢの画素における濃度と、奇数
行のＧおよび偶数行のＢにおける濃度とに差が生じて、
スジムラが発生することとなる。イエロー、マゼンタを
表示する場合についても同様である。

【００１６】ところで、ある色の画素電極を駆動するラ
インは、画素電極の（図においては）左右のいずれか一
方にしか存在せず、その他方には他の色の画素を駆動す
るラインが存在するのが一般的であるため、上記横クロ
ストークはデルタ配列に限られず、他のストライプ配列
やモザイク配列などでも発生する。にもかかわらず、上
記横クロストークがデルタ配列のみにおいて問題となる
のは、他のストライプ配列やモザイク配列などでは、奇
数行、偶数行の区別がないため、全体に一様に影響を受
けている点にほかならない。

【００１７】すなわち、ラインの引き廻しの観点から見
ると、隣接ラインの寄生容量に起因する横クロストーク
は画素配列に依存することなく存在すると考えられる
が、寄生容量による影響が全画素に対して均一であれ
ば、表示上の不具合とはなり得ない。

【００１８】したがって、横クロストークに起因するス
ジムラを解消するポイントは、ある色の画素に容量結合
するラインによって駆動される画素の色が周期的に入れ
替わることのないような関係に、ラインを引き廻す点に
ある、と考えられる。

【００１９】さて、図１２（ａ）あるいは（ｂ）に示さ
れるように、１本のラインについてＲＧＢの３色のう
ち、２色を共用する方式では、縦クロストークの原因と
なるため、表示画像の高精細化・高画質化を図る上で適
当ではない。また、図１３に示されるように、１本のラ
インについてＲＧＢの１色を共用する方式では、横クロ
ストークの原因となるため、やはり、高精細化・高画質
化を図る上で適当ではない。

【００２０】そこで、１本のラインについて３色を共用
する配線パターンが考えられる。ここで、周期について
は、一般に、カラー表示がＲＧＢの３色で行われること
との関係上、一般的には３の倍数であることが望ましい
と考えられるが、奇数では、ラインが左右のいずれかに
位置ずれしてしまう。このため、３の倍数かつ偶数の最
小値である「６」行の周期を有する配線パターンが、図
１４（ａ）〜（ｃ）に示されるように提案された。すな
わち、ライン〜（’〜’、”〜”）がそれ
ぞれＲＧＢをそれぞれ共用する配線パターンであって、
各ラインは、６行の周期を有するものである。ただし、
同図（ａ）および（ｂ）に示される配線パターンは、あ
る色の画素に容量結合するラインによって駆動される画
素の色が周期的に入れ替わる関係にあるため、上記横ク
ロストークが発生すると考えられる。したがって、表示
画像の高精細化・高画質化を図る上で、最も適切な配線
パターンは、同図（ｃ）に示されるように、常に各画素
が右側に配置するラインにのみ容量的に結合したパター
ンが望ましいと考えられる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
（ｃ）に示される配線パターンにおいて、３色で共用さ
れるライン、すなわち、マクロ的にみて列方向で共用さ
れるラインをデータ線とし、行方向に共用されるライン
を走査線として配線すると、わずかではあるがスジムラ
が観測された。

【００２２】そこで、上記縦・横クロストークの場合と
同様に、ノーマリーホワイトモードにおいてシアンを表
示する場合を例にとって説明する。この場合も、Ｒにつ
いては黒、ＧおよびＢについては白とする必要があるの
で、Ｒについてのみ書き込みを行う必要がある。

【００２３】まず、この配線パターンにおける駆動方法
について説明すると、一般に、液晶表示装置にあって
は、液晶の劣化を防止するために交流駆動が原則であ
り、さらに、フリッカー等の対策のために、隣接する行
の極性を反転することも行われる。このため、例えば、
図２（ｂ）に示されるように、Ａ、Ｃ、Ｅ行の各走査線
には正極性の走査信号が、Ｂ、Ｄ、Ｆ行の各走査線には
負極性の走査信号が、それぞれ順次供給される。次に、
このような走査信号が供給された際に、供給すべきデー
タ信号の極性について考えてみる。例えば、Ａ行の走査
線に正極性の走査信号が供給された際に、書き込みを行
う必要のあるＲでは走査信号との電位差が大きくなるこ
とが必要なので、負極性のデータ信号が、Ａ行のＲに接
続されるデータ線としてのライン”に供給される一
方、書き込みを行う必要のないＧ、Ｂに対しては走査信
号との電位差が小さくなることが必要なので、正極性の
データ信号が、Ａ行のＧ、Ｂにそれぞれ接続されるデー
タ線としてのライン”、”に供給される。

【００２４】次に、Ｂ行の走査線に負極性の走査信号が
供給された際には、同様な理由から、正極性のデータ信
号がデータ線としてのライン”に供給される一方、負
極性のデータ信号がデータ線としてのライン”、”
に供給される。

【００２５】以下同様に、Ｃ行またはＥ行の走査線に正
極性の走査信号が供給された際には、負極性のデータ信
号がデータ線としてのライン”に供給される一方、正
極性のデータ信号がデータ線としてのライン”、”
に供給される。また、Ｄ行の走査線に負極性の走査信号
が供給された際には、正極性のデータ信号がデータ線と
してのライン”に供給される一方、負極性のデータ信
号がデータ線としてのライン”、”に供給される。
さらに、Ｆ行の走査線に負極性の走査信号が供給された
際には、正極性のデータ信号がデータ線としてのライン
”に供給される一方、負極性のデータ信号がデータ線
としてのライン”、”に供給される。

【００２６】したがって、シアンを表示する場合であっ
て、Ａ、Ｃ、Ｅ行の各走査線には正極性の走査信号が、
Ｂ、Ｄ、Ｆ行の各走査線には負極性の走査信号が、それ
ぞれ順次供給された場合に、ＲＧＢの各画素に供給され
るデータ信号の極性は、それぞれ図２（ｂ）において、
画素内に示されるものとなる。

【００２７】ところで、液晶表示装置にあっては、一般
的に、隣接する画素電極同士が容量的に結合する。特
に、ＲＧＢデルタ配列にあっては、画素電極が行方向に
半ピッチずつシフトしているので、ラインの接続方向に
隣接する画素電極同士の容量結合の度合いが高くなる。
例えば、ライン”に接続されたＢ行のＲは、同じライ
ン”に接続されたＣ行のＧと容量結合の度合いが高
い。このため、ある画素電極に書き込まれた電位は、当
該画素電極と容量的に結合する画素電極の電位が大きく
遷移する程、その影響を受けやすくなる。

【００２８】ここで、ある行、例えばＡ行が選択され
て、あるデータ線にデータ信号が供給された後に、次の
Ｂ行が選択された場合において、そのデータ信号の極性
が同じであれば、そのデータ線に接続されたＢ行の画素
についての電位遷移量は、そのデータ線に接続されたＡ
行の画素からみて小さいため、そのＡ行の画素の濃度変
動が比較的小さくなる。一方、同じ場合において、その
データ信号の極性が反転していれば、そのデータ線に接
続されたＢ行の画素についての電位遷移量は、そのデー
タ線に接続されたＡ行の画素からみて大きいため、その
Ａ行の画素の濃度変動が比較的大きくなる。

【００２９】すなわち、ある画素について見れば、自己
の画素のために供給されたデータ信号を書き込んだ後
に、次行の画素のために供給されたデータ信号の極性が
同一であれば、濃度変動が小さくなる一方、データ信号
の極性が反転していれば、濃度変動が大きくなることを
意味する。

【００３０】この濃度変動を、図２（ｂ）に示される画
素毎に当てはめて考えると、濃度変動の小さい画素は／
／のハッチングで示され、濃度変動の大きい画素は＼＼
のハッチングで示されることになる。ここで、Ａ、Ｂ、
Ｃ行は、それぞれ濃度変動が大きいＧの画素と濃度変動
が小さいＢの画素とからなるため、互いに同一濃度のシ
アンとなる。一方、Ｄ、Ｅ、Ｆ行は、それぞれ濃度変動
が小さいＧの画素と濃度変動が大きいＢの画素とからな
るため、互い同一濃度のシアンとなるが、Ｇ、Ｂの画素
濃度がＡ〜Ｃ行とは異なる。このため、Ａ〜Ｃ行で表示
されるシアンの濃度とＤ〜Ｆ行で表示されるシアンの濃
度とが互い異なってしまうので、スジムラが発生するこ
とが判る。このことは、イエロー、マゼンタを表示する
場合についても同様である。また、次のフレームにおい
ては、各行の走査線に供給される走査信号の極性は反転
されることになるが、濃度変動が小さい画素、大きい画
素の規則性に変化はないため、同様なスジムラが発生す
ることになる。

【００３１】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、行・列方向のスジム
ラをできるだけ目立たなくして、表示画像の高精細化・
高画質化を図った配線パターンを備えた液晶表示装置、
および、この液晶表示装置を用いた電子機器を提供する
ことにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては、異なる色を表示する画素に応じ
た画素電極が各行毎に略半ピッチずつシフトして配列す
る液晶表示装置であって、前記画素電極において列方向
で共用される導通ラインが、各色を表示する画素に応じ
た画素電極にわたり、かつ、共用される各画素電極に対
して略同一方向の側から結び付き、４行を１周期として
形成されていることを特徴としている。この構成によれ
ば、駆動方式によってはスジムラが発生するが、その発
生ピッチが狭く、かつ、その幅も狭い。このため、スジ
ムラの視認性が低下して、目立たなくすることが可能と
なる。

【００３３】ここで、本発明においては、画素電極の寄
生容量が、各画素にわたって均等になるように形成され
ていることが望ましい。このように、画素電極の寄生容
量が各画素電極にわたって均等になるようにするには、
画素電極の周辺を、その画素電極に結び付く導通ライン
によって囲んで形成することや、画素電極において、隣
接する導通ラインに対向する辺以外の周辺を、その画素
電極に結び付く導通ラインによって略同一幅にて囲んで
形成することなどが考えられる。このような構成によ
り、隣接する導通ラインや、隣接する画素電極などの電
位遷移による影響が低下するので、表示画像を高精細化
・高品質化、均一化して得ることが可能となる。

【００３４】また、上記目的を達成するため、本発明に
あっては、走査線とデータ線との間に直列に接続され、
かつ、異なる色を表示する画素に応じた複数の画素電極
が、各行毎に略半ピッチずつシフトして配列する液晶表
示装置であって、前記走査線または前記データ線のう
ち、列方向に配列する導通ラインが、各色を表示する画
素に応じた画素電極にわたり、かつ、共用される各画素
電極に対して略同一方向の側から結び付き、４行を１周
期とするパターンで形成されていることを特徴としてい
る。

【００３５】本発明において、前記データ線は、それに
共用される画素電極に対し、スイッチング素子を介して
それぞれ結び付いていることが望ましく、さらには、そ
のスイッチング素子は、導電体／絶縁体／導電体からな
る薄膜ダイオード素子であることが望ましい。これによ
り、非線形素子として画素電極と並列な保持容量を形成
することが困難な薄膜ダイオード素子を用いる場合であ
っても、均一な表示画像を得ることが可能となる。

【００３６】また、上記目的を達成するため、本発明に
あっては、走査線とデータ線との間に直列に接続され、
かつ、異なる色を表示する画素に応じた複数の画素電極
が、各行毎に略半ピッチずつシフトして配列する液晶表
示装置を備える電子機器であって、前記走査線または前
記データ線のうち、列方向に配列する導通ラインが、各
色を表示する画素に応じた画素電極にわたり、かつ、共
用される各画素電極に対して略同一方向の側から結び付
いて、４行を１周期とするパターンで形成されているこ
とを特徴としている。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３８】＜第１実施形態＞まず、本発明の第１実施
形態にかかる液晶表示装置の配線パターンについて説明
する。図１は、この配線パターンを示す平面図である。
この図に示されるように、配線パターンは、ある１本の
データ線２１２ｘは、ＲＧＢの３色に対応する画素に共
用される一方、各画素は、すべて右側に配線されたデー
タ線にのみ容量的に結合している点において、図１４
（ｃ）に示される配線パターンと共通であるが、各デー
タ線を４行周期として形成した点において、図１４
（ｃ）に示される配線パターンと相違する。例えば、デ
ータ線２１２ｘは、図においてＡ行に位置するＲの画素
電極からＣ行に位置するＢの画素電極まで下左方向に進
んだ後、今度は、Ａ行に位置するＲの画素電極まで下右
方向に進んでいる。データ線２１２ｘは、このようにＡ
〜Ｄ行にわたる４個の画素電極を１周期とする折返しパ
ターンにて列方向に延在して、マクロ的にみて一列分の
画素電極において共用されている。データ線２１２ｘに
隣接するデータ線２１２（ｘ−１）、２１２（ｘ＋１）
についても、色の対応関係が異なる以外、同様なパター
ンで形成されている。

【００３９】次に、このような配線パターンの優位性に
ついて検討してみる。まず、本実施形態の配線パターン
において、ノーマリーホワイトモードにおいてシアンを
表示する場合であって、図２（ｂ）と同様な方式で各画
素電極を駆動した場合の濃度変動を図２（ａ）に示す。
なお、このような濃度変動については、すでに説明して
いるので省略する。

【００４０】図２（ａ）に示されるように、Ａ、Ｂ行
は、それぞれ濃度変動が大きいＧの画素と濃度変動が小
さいＢの画素とからなるため、互いに同一濃度のシアン
となる。一方、Ｃ、Ｄ行は、それぞれ濃度変動が小さい
Ｇの画素と濃度変動が大きいＢの画素とからなるため、
互い同一濃度のシアンとなるが、Ｇ、Ｂの画素濃度が
Ａ、Ｂ行とは異なる。すなわち、シアンを表示させる場
合に、Ａ、Ｂ行で表示されるシアンの濃度と、Ｃ、Ｄ行
で表示されるシアンの濃度とが異なってしまうので、本
実施形態においてもスジムラが発生することが判る。し
かしながら、その発生ピッチおよび幅は、図２（ｂ）に
示される従来の配線パターンでは３本毎であるのに対
し、本実施形態では２本毎であるので、スジムラの視認
性が低下する。このため、本実施形態では、従来よりも
スジムラを目立たなくすることが可能となる。このこと
は、イエロー、マゼンタを表示する場合についても同様
である。

【００４１】なお、行方向のスジムラについては、図１
２（ａ）あるいは（ｂ）の配線パターンでは１行毎であ
るので、こちらの方が一見すると有利であるが、図１２
（ａ）あるいは（ｂ）の配線パターンにあっては、列方
向にもスジムラが発生する点に留意すべきである。本実
施形態の配線パターンでは、列方向にスジムラが発生し
ないので、全体でみれば、スジムラの視認性が最も低い
ことが判る。

【００４２】＜第２実施形態＞上記第１実施形態の配線
パターンでは、隣接する画素同士で容量結合している場
合についてのみ説明したが、実際には、画素電極と、そ
の画素電極に接続されないデータ線であって、当該画素
電極と対向するデータ線とにおいても容量結合が発生す
る。ここで、第１実施形態では、対向するデータ線に対
する画素電極の寄生容量が行毎に変動する。詳細には、
Ａ行に位置する画素電極のように、対向するデータ線が
「コ」の字状に囲む場合には、その寄生容量が大きくな
る一方、Ｃ行に位置する画素電極のように、直線状のデ
ータ線だけが隣接する場合には、その寄生容量が小さく
なる。そして、ＢおよびＤ行に位置する画素電極のよう
に、対向するデータ線が「Ｌ」の字状に囲む場合には、
その寄生容量は中間的な値となる。このように、画素電
極が有する寄生容量が行毎に異なるため、第１実施形態
の配線パターンでは、表示画像を均一に得ることができ
ない、という問題が考えられる。

【００４３】この問題は、特に、スイッチング素子とし
て薄膜ダイオード（ＴＦＤ：Thin Film Diode）などの
２端子型非線形素子を用いる場合に顕著となる。この理
由は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transist
or）などの３端子型非線形素子では、画素電極の寄生容
量を無視できる程度に十分な保持容量を、液晶層と並列
に形成することが比較的容易であるのに対し、２端子型
非線形素子では、そのような保持容量を形成するのが困
難であるため、各画素電極における寄生容量の差が直接
的に、画質の不均一となって現れるからである。

【００４４】そこで、この問題を解消した第２実施形態
について説明することとする。図３は、この第２実施形
態の液晶表示装置における素子基板のレイアウトを示す
平面図である。この図に示されるように、配線パターン
そのものは、第１実施形態と同様であるが、データ線２
１２ｘは、共用される画素電極２３４の周辺を画素電極
毎に囲むとともに、画素電極２３４に対してＴＦＤ素子
２２０を介して接続されている点において相違してい
る。

【００４５】ここで、１画素分の構成について、データ
線２１２ｘに接続され、Ｂ行に位置するものを例にとっ
て説明する。図４（ａ）は、その１画素分のレイアウト
を示す平面図であり、図４（ｂ）は、そのＡ−Ａ線に沿
って示す断面図である。これらの図に示されるように、
ＴＦＤ素子２２０は、第１のＴＦＤ素子２２０ａおよび
第２のＴＦＤ素子２２０ｂとからなり、基板２００と、
この表面に形成された絶縁膜２０１と、第１金属膜２２
２と、この表面に陽極酸化によって形成された絶縁体た
る酸化膜２２４と、この表面に形成されて相互に離間し
た第２金属膜２２６ａ、２２６ｂとから構成されてい
る。また、第２金属膜２２６ａは、そのままデータ線２
１２ｘとなる一方、第２金属膜２２６ｂは、画素電極２
３４に接続されている。

【００４６】さて、第１のＴＦＤ素子２２０ａは、デー
タ線２１２ｘからみると順番に、第２金属膜２２６ａ／
酸化膜２２４／第１金属膜２２２となって、金属／絶縁
体／金属のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向の
ダイオードスイッチング特性を有することになる。一
方、第２のＴＦＤ素子２２０ｂは、データ線２１２ｘか
ら順番にみると、第１金属膜２２２／酸化膜２２４／第
２金属膜２２６ｂとなって、第１のＴＦＤ素子２２０ａ
とは、反対のダイオードスイッチング特性を有すること
になる。ここで、両者は、２つのダイオードを互いに逆
向きに直列接続した形となっているため、１つのＴＦＤ
素子を用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性
が正負の双方向にわたって対称化されることになる。

【００４７】なお、データ線２１２ｘの断面は、第１金
属膜２２２、酸化膜２２４、第２金属膜２２６ａとなっ
ているが、データ線２１２ｘに接続される端子は、最上
層の第２金属膜２２６ａのみに接続されているため、デ
ータ線２１２ｘがＴＦＤ素子として機能することはな
い。

【００４８】また、素子基板２００自体は、絶縁性およ
び透明性を有するものであり、例えば、ガラスやプラス
チックなどから構成される。ここで、絶縁膜２０１が設
けられる理由は、第１金属膜２２２の堆積後における熱
処理により、第１金属膜２２２が下地から剥離しないよ
うにするため、および、第１金属膜２２２に不純物が拡
散しないようにするためである。したがって、これらが
問題にならない場合には、絶縁膜２０１は省略可能であ
る。また、画素電極２３４は、透過型の液晶表示パネル
に利用する場合にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの
透明導電膜から形成され、反射型の液晶表示パネルに適
用する場合にはアルミニウムや銀などの反射率の大きな
金属膜から形成される。

【００４９】さらに、Ｄ行に位置する画素についても、
データ線２１２ｘの囲み部分が対称となる以外同様であ
り、Ａ行あるいはＣ行に位置する画素についても、デー
タ線２１２の囲み部分が上半分あるいは下半分のみが対
称となる以外同様である。

【００５０】次に、このような素子基板２００の製造プ
ロセスについて、ＴＦＤ素子２２０を中心に説明する。
まず、図５（１）に示されるように、基板２００上面に
絶縁膜２０１が形成される。この絶縁膜２０１は、例え
ば、酸化タンタルからなり、スパッタリング法で堆積し
たタンタル膜を熱酸化する方法や、酸化タンタルからな
るターゲットを用いたスパッタリングあるいはコスパッ
タリング法などにより形成される。この絶縁膜２０１
は、上述したように、第１金属膜２２２の密着性を向上
させ、さらに基板２００からの不純物の拡散を防止する
ことを主目的として設けられるので、その膜厚は、例え
ば、50〜200nm程度で十分である。

【００５１】次いで、同図（２）に示されるように、絶
縁膜２０１上面に第１金属膜２２２が成膜される。この
第１金属膜２２２の組成は、例えば、タンタル単体ある
いはタンタル合金からなる。タンタル合金とする場合、
主成分のタンタルに、例えば、タングステン、クロム、
モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディ
スプロシウムなどの周期律表において第６〜第８族に属
する元素を添加しても良い。なお、添加する元素として
は、タングステンが好ましく、その含有割合は、例え
ば、0.1〜6重量％が望ましい。

【００５２】また、第１金属膜２２２は、スパッタリン
グ法や電子ビーム蒸着法などで形成可能であり、タンタ
ル合金からなる第１金属膜２２２を形成する場合には、
混合ターゲットを用いたスパッタリング法や、コスパッ
タリング法、電子ビーム蒸着法などが用いられる。な
お、第１金属膜２２２の膜厚は、ＴＦＤ素子２２０の用
途によって好適な値が選択され、通常、100〜500nm程度
である。

【００５３】そして、同図（３）に示されるように、第
１金属膜２２２が、一般に用いられているフォトリソグ
ラフィおよびエッチング技術によってパターニングされ
る。

【００５４】続いて、同図（４）に示されるように、酸
化膜２２４が第１金属膜２２２の表面に形成される。詳
細には、第１金属膜２２２の表面が、陽極酸化法によっ
て酸化することで形成される。このとき、データ線２１
２ｘの基礎となる部分の表面も同時に酸化されて酸化膜
２２４が形成される。酸化膜２２４の膜厚は、その用途
によって好ましい値が選択され、例えば、10〜35nm程度
であり、１つの画素について１個のＴＦＤ素子を用いる
場合と比べると半分である。陽極酸化で用いられる化成
液は、特に、限定されないが、例えば、0.01〜0.1重量
％のクエン酸水溶液を用いることができる。

【００５５】次いで、同図（５）に示されるように、第
２金属膜２２６が成膜される。この第２金属膜２２６
は、例えば、クロムや、アルミニウム、チタン、モリブ
デンなどであり、スパッタリング法などによって堆積さ
せることによって形成される。また、第２金属膜２２６
の膜厚は、例えば、50〜300nm程度である。

【００５６】続いて、図６（６）に示されるように、第
２金属膜２２６が、一般に用いられているフォトリソグ
ラフィおよびエッチング技術によってパターニングされ
る。これにより、第１、第２のＴＦＤ素子における第２
金属膜２２６ａ、２２６ｂが離間して形成されるととも
に、データ線２１２ｘにおける最上層も第２金属膜２２
６によって被覆されることになる。

【００５７】次に、同図（７）に示されるように、画素
電極２３４となる導電膜が成膜される。この導電膜は、
透過型の液晶表示パネルではＩＴＯが好適であり、反射
型の液晶表示パネルではアルミニウムなどが好適であっ
て、いずれもスパッタリング法などによって膜厚30〜20
0nmで堆積させることで成膜される。

【００５８】続いて、同図（８）に示されるように、導
電膜が、一般に用いられているフォトリソグラフィおよ
びエッチング技術によってパターニングされて、画素電
極２３４が形成される。

【００５９】そして、同図（９）に示されるように、デ
ータ線２１２ｘから枝分かれした酸化膜２２４のうちの
波線部分２２９が、その基礎となっている第１金属膜２
２２とともに、一般に用いられているフォトリソグラフ
ィおよびエッチング技術により除去される。これによ
り、第１、第２のＴＦＤ素子で共用される第１金属膜２
２２が、データ線２１２ｘの最下層たる第１金属膜２２
２から電気的に分離されることになる。

【００６０】このようなプロセスにより、基板２００に
は、第１のＴＦＤ素子２２０ａと第２のＴＦＤ素子２２
０ｂとからなるＴＦＤ素子２２０が、画素電極２３４と
ともに、デルタ配列で形成される。

【００６１】なお、このようなＴＦＤ素子の製造プロセ
スについては、上記工程の順番に限られない。例えば、
図５（４）における工程によって第１金属膜２２２の表
面に酸化膜２２４を形成した直後に、図６（９）におけ
る工程によって、データ線２１２ｘから分離して、この
後、図５（５）の工程、および、図６の（６）〜（８）
の工程を実行することによっても可能である。

【００６２】そして、このように構成される素子基板２
００には、画素電極２３４と交差して行方向に延在する
走査線や、画素電極２３４に対応する各色のカラーフィ
ルタなどが形成された対向基板が、シール剤とスペーサ
とによって、一定のギャップ（間隙）を保って貼り合わ
せられ、さらに、この閉空間に、例えば、ＴＮ（Twiste
d Nematic）型の液晶が封入されて、最終的に液晶表示
装置として構成されることとなる。

【００６３】このような液晶表示装置にあって、データ
線２１２ｘに接続される画素電極２３４の周辺は、デー
タ線２１２ｘ自身により囲まれるので、隣接するデータ
線２１２（ｘ−１）あるいは２１２（ｘ＋１）による容
量的な結合の影響が排除される。すなわち、自身のデー
タ線２１２ｘとの結合だけが問題となる。隣接するデー
タ線２１２（ｘ−１）、２１２（ｘ＋１）に接続される
画素電極２３４についても同様である。したがって、こ
のような液晶表示装置によれば、Ａ行〜Ｄ行に位置する
画素の寄生容量は互いに均等になるため、表示画像の均
一化を図ることが可能となる。

【００６４】＜第３実施形態＞次に、本発明の第３実施
形態にかかる液晶表示装置について説明する。

【００６５】上述した第２実施形態にあっては、画素電
極２３４の周辺がそこに接続されるデータ線自身によっ
て囲まれるので、隣接するデータ線による容量的な結合
が問題とならない。このため、表示画像の均一化の点で
は優れている、と言える。しかしながら、図４（ａ）に
示されるように、互いに隣接する画素電極２３４の間に
は、２本のデータ線、詳細には、データ線２１２ｘのう
ちのラインＬ１と、それに隣接するデータ線２１２（ｘ
＋１）のうちのラインＬ２とが配線される結果、上述し
た第１金属膜２２２のパターニング工程および第２金属
膜２２６のパターニング工程において短絡の可能性が高
まる点、さらに、画素電極２３４の占める領域の割合
（開口率）が低下して、画面全体が暗くなってしまう点
などの問題もある。

【００６６】そこで、各行に位置する画素電極の寄生容
量が均等となるようにした上で、第１実施形態における
短絡や開口率の問題点を解決した第２実施形態について
説明することとする。

【００６７】図７は、この液晶表示装置における素子基
板のレイアウトを示す平面図である。この図に示される
ように、ＲＧＢの各色に対応する画素電極２３４がＲＧ
Ｂデルタ配列をとっている点において第１実施形態と同
様であるが、データ線が画素電極の周辺すべてを囲むの
ではなく、隣接するデータ線と対向する辺以外の三辺の
み「コ」の字状に同じ太さのラインで囲む点において第
１実施形態と相違している。

【００６８】ここで、１画素分の構成について、データ
線２１２ｘに接続され、Ｂ行に位置するものを例にとっ
て説明する。図８（ａ）は、その１画素分のレイアウト
を示す平面図である。

【００６９】この図に示されるように第２実施形態にお
ける１画素分は、第１実施形態におけるラインＬ１およ
び領域Ｍ１を削除するとともに、画素電極２３４を、矢
印で示されるようにラインＬ１のあった部分にまで拡大
した構成となっている。したがって、互いに隣接する画
素電極２３４の間には、隣接するデータ線（ラインＬ
２）のみが配線されるだけなので、パターニング工程で
の短絡の可能性は低下する一方、画素間隔が維持された
状態で画素電極２３４の面積が拡大するので、開口率が
向上することとなる。

【００７０】ところで、領域Ｍ１の削除は、短絡を防止
する点や開口率の向上させる点に直接には結びつかな
い。しかしながら、この領域Ｍ１を削除しないと、画素
電極２３４を囲むラインの太さが一様でなくなるため、
さらに、この太くなる部分が、例えば、図８（ａ）に示
されるようなＢ行の画素と同図（ｂ）に示されるような
Ｃ行の画素と相違して、行毎に相違することになるた
め、寄生容量も行毎に相違することになる。そこで、あ
えて領域Ｍ１を削除しているのである。

【００７１】このような構成により、各行に位置する画
素電極２３４は、等しく同じ太さのラインで三辺を囲ま
れるとともに、残り一辺のみが隣接するデータ線と容量
的に結合するので、その寄生容量が互いに均等になる。
このため、第３実施形態にかかる液晶表示装置によれ
ば、パターンの短絡や開口率の低下を防止した上で、表
示画像の均一化を図ることが可能となる。

【００７２】なお、第２および第３実施形態にかかる液
晶表示装置にあっては、いずれも、ＴＦＤ素子２２０
を、互いに逆向きに直列接続された第１のＴＦＤ素子２
２０ａおよび第２のＴＦＤ素子２２０ｂから構成した
が、ひとつのＴＦＤ素子により構成しても良いのはもち
ろんである。

【００７３】また、第２および第３実施形態にかかる液
晶表示装置にあっては、いずれも、第２金属膜２２６お
よび画素電極２３４を異なる金属膜により構成したが、
第２金属膜および画素電極を、ＩＴＯ膜やアルミニウム
膜等の同一導電膜から構成しても良い。このような構成
によれば、第２金属膜２２６および画素電極２３４を同
一の工程により形成できる利点がある。

【００７４】くわえて、第２および第３実施形態にかか
る液晶表示装置にあっては、いずれも、ＴＦＤ素子２２
０がデータ線の側に接続されていたが、これとは逆に、
ＴＦＤ素子２２０を走査線の側に接続する構成でも同じ
ことである。

【００７５】＜電子機器＞次に、上述した液晶表示装置
を電子機器に用いた例のいくつかについて説明する。

【００７６】＜その１：ページャ＞まず、この液晶表示
装置を用いたページャについて説明する。図９は、この
ページャの構造を示す分解斜視図である。この図に示す
ように、ページャ１３００は、金属フレーム１３０２に
おいて、液晶表示装置１００を、バックライト１３０６
ａを含むライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第
１、第２のシールド板１３１０、１３１２とともに収容
する構成となっている。そして、この構成においては、
液晶表示装置１００と回路基板１３０８との導通が、素
子基板２００に対してはフィルムテープ１３１４によっ
て、対向基板３００に対してはフィルムテープ１３１８
によって、それぞれ図られている。

【００７７】＜その２：モバイル型コンピュータ＞次
に、この液晶表示装置を、モバイル型のコンピュータに
適用した例について説明する。図１０は、このコンピュ
ータの構成を示す正面図である。図において、コンピュ
ータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１
２０４と、液晶ディスプレイ１２０６とから構成されて
いる。この液晶ディスプレイ１２０６は、先に述べた液
晶表示装置の背面にバックライトを付加することにより
構成されている。

【００７８】なお、図９および図１０を参照して説明し
た電子機器の他にも、液晶テレビや、ビューファインダ
型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲ
ーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワ
ークステーション、携帯電話、テレビ電話、POS端末、
タッチパネルを備えた装置等などが電子機器の例として
挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能
なのは言うまでもない。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動方式によってはスジムラが発生するが、その発生ピッ
チが狭く、かつ、その幅も狭いので、スジムラの視認性
が低下して目立たなくなる。このため表示画像の高精細
化・高画質化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態にかかる液晶表示装置
の配線パターンを示す平面図である。

【図２】 （ａ）は、同配線パターンにおけるムラの発
生を示す図であり、（ｂ）は、従来の配線パターンにお
けるムラの発生を示す図である。

【図３】 本発明の第２実施形態にかかる液晶表示装置
における素子基板のレイアウトを示す平面図である。

【図４】 （ａ）は、同液晶表示装置における１画素分
のレイアウトを示す部分拡大図であり、（ｂ）は、その
Ａ−Ａ線で切断した断面図である。

【図５】 （１）〜（５）は、それぞれ同液晶表示パネ
ルにおけるＴＦＤ素子の製造プロセスを示す図である。

【図６】 （６）〜（９）は、それぞれ同液晶表示パネ
ルにおけるＴＦＤ素子の製造プロセスを示す図である。

【図７】 本発明の第３実施形態にかかる液晶表示装置
における素子基板のレイアウトを示す平面図である。

【図８】 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ同液晶表示装置
における１画素分のレイアウトを示す部分拡大図であ
る。

【図９】 実施形態にかかる液晶表示装置を適用した電
子機器の一例たるページャの構成を示す分解斜視図であ
る。

【図１０】 実施形態にかかる液晶表示装置を適用した
電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示
す正面図である。

【図１１】 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれカラーフィル
タの画素パターンの、一般的配列を示す図である。

【図１２】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれＲＧＢデ
ルタ配列における各画素へのラインを引き廻す配線パタ
ーンを示す図である。

【図１３】 ＲＧＢデルタ配列における各画素へのライ
ンを引き廻す配線パターンを示す図である。

【図１４】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれＲＧＢデルタ
配列における各画素へのラインを引き廻すパターンを示
す図である。

【符号の説明】

２１２（ｘ−１）、２１２ｘ、２１２（ｘ＋１）……デ
ータ線 ２２０……ＴＦＤ素子 ２２２……第１金属膜 ２２４……絶縁膜 ２２６……第２金属膜 Ｌ１、Ｌ２……ライン Ｍ１……領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H091 FA04Y FC02 FC26 FD04 FD24 GA13 HA07 LA15 LA16 2H092 JA03 JA07 JB12 JB23 JB32 JB44 KA08 KB05 KB14 MA05 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA24 MA32 MA35 MA37 NA02 NA07 NA25 NA27 PA06 QA07 5C058 AA06 AB02 BA10 BA35 5C060 BC01 DA01 5C094 AA03 AA09 BA03 BA43 EA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる色を表示する画素に応じた画素電
   極が各行毎に略半ピッチずつシフトして配列する液晶表
   示装置であって、 前記画素電極において列方向で共用される導通ライン
   が、各色を表示する画素に応じた画素電極にわたり、か
   つ、共用される各画素電極に対して略同一方向の側から
   結び付き、４行を１周期として形成されていることを特
   徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 画素電極の寄生容量が、各画素にわたっ
   て均等になるように形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記画素電極の周辺は、その画素電極に
   結び付く導通ラインによって囲まれていることを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記画素電極において、隣接する導通ラ
   インに対向する辺以外の周辺は、その画素電極に結び付
   く導通ラインによって略同一幅にて囲まれていることを
   特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 走査線とデータ線との間に直列に接続さ
   れ、かつ、異なる色を表示する画素に応じた複数の画素
   電極が、各行毎に略半ピッチずつシフトして配列する液
   晶表示装置であって、 前記走査線または前記データ線のうち、列方向に配列す
   る導通ラインが、各色を表示する画素に応じた画素電極
   にわたり、かつ、共用される各画素電極に対して略同一
   方向の側から結び付き、４行を１周期とするパターンで
   形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記導通ラインは、それに共用される画
   素電極に対し、スイッチング素子を介してそれぞれ結び
   付いていることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装
   置。
7. 【請求項７】 前記スイッチング素子は、導電体／絶縁
   体／導電体からなる薄膜ダイオード素子であることを特
   徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 走査線とデータ線との間に直列に接続さ
   れ、かつ、異なる色を表示する画素に応じた複数の画素
   電極が、各行毎に略半ピッチずつシフトして配列する液
   晶表示装置を備える電子機器であって、 前記走査線または前記データ線のうち、列方向に配列す
   る導通ラインが、各色を表示する画素に応じた画素電極
   にわたり、かつ、共用される各画素電極に対して略同一
   方向の側から結び付いて、４行を１周期とするパターン
   で形成されていることを特徴とする電子機器。