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    公开号:WO1985004962A1
    申请号:PCT/JP1985/000220
    申请日:1985-04-19
    公开日:1985-11-07
    发明作者:Shigeo Aoki；Katsumi Miyake；Yasuhiro Ugai
    申请人:Hosiden Electronics Co., Ltd.；
    IPC主号:G02F1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] 力ラ一液晶表示素子
    [0004] 技術分野
    [0005] この発明は例えば画像を表示するために用いられ、 液晶 セル内に複数の表示電極が形成され、 その複数の表示電極 を薄膜 ト ラ ンジスタにより選択的にカラー表示するように じたカラー液晶表示素子に関する。
    [0006] 背景技術
    [0007] 従来のこの種の液晶表示素子は、 例えば第 1図に示すよ うにガラスのような透明基板 11及び 12が近接対向して設け られ、 その周緣部にはスぺーサ 13が介在され、 これら透明 基板 11 , 12間に液晶 14が封入されている。 一方の透明基板 11の内面に表示電極 15が複数形成され、 これら各表示電極 15に接してそれぞれスイ ッチング素子として薄膜 ト ラ ンジ スタ 16が形成され、 その薄膜 ト ラ ンジスタ 16の ド レイ ンは 表示電極 15に接続されている。 これら複数の表示電極 15と 対向して他方の透明基板 12の内面に透明な共通電極 17がほ ぼ全面に形成されている。
    [0008] 表示電極 15は例えば画素電極であって、 第 2図に示すよ うに、 透明基板 11上に正方形の表示電極 15が行及び列に近 接配列されており、 表示電極 15の各行配列と近接し、 かつ これに沿ってそれぞれゲー トバス 18が形成され、 また表示 電極 15の各列配列と近接してそれに沿つてソースバス 19が それぞれ形成されている。 これら各ゲー トバス 18及びソ一 スバス 19の交差点において薄膜 ト ラ ンジスタ 16が設けられ、 各薄膜 ト ラ ンジスタ 16のゲー トは両バスの交差点位置にお いてゲー トバス 18に接続され、 各ソースはソースバス 19に それぞれ接続され、 更に各ドレイ ンは表示電極 15に接続さ れている。
    [0009] これらゲー トノ、 'ス 18とソースバス 19との各一つを選択し てそれら間に電圧を印加し、 その電圧が印加された薄膜 ト ラ ンジスタ 16のみが導通し、 その導通した薄膜 ト ラ ンジス タ の ドレィ ンに接続された表示電極 15に電荷を蓄積して- 液晶 14中のその表示電極 15と共通電極 17との間の部分にの み電圧を印加し、 これによつてその表示電極 15の部分のみ が光透 、 或は光不透明となることによって選択的に表示 が行われる。 この表示電極 15に蓄積した電荷を放電させる ことによってその表示を消去させることができる。
    [0010] 薄膜トラ ンジスタ 1 Sは従来においては例えば第 3図及び 第 4図に示すように構成されていた。 即ち透明基板 11上に 表示電極 15とソースバス 19とが Π0 のような透明導電膜に よつて形成され、 表示電極 15及びソースバス 19の互に平行 近接した部分間にまたがってアモルフ ァスシリ コ ンのよう な半導体層 21が形成され、 更にその半導体層 21上に窒化シ リ コ ンなどのゲー ト铯緣膜 22が彤成される。 このゲー ト絶 緣膜 22上に、 半導体層 21を介して表示電極 15及びソ一スバ ス 19とそれぞれ一部重なってゲー ト電極 23が形成される。 ゲー ト電極 23の一端はゲー トバス 18に接続される。 このよ うにしてゲー ト電極 23とそれぞれ対向した表示電極 15 , ソ ースバズ 19はそれぞれドレィ ン電極 15 a , ソ—ス電極 19 a を構成し、 これら電極 15 a , 19 a , 半導体層 21 , ゲー ト絶 緣膜 22 , ゲー ト電極 23によって薄膜 ト ラ ンジスタ 16が構成 される。 ゲー ト電極 23及びゲ一 トバス 18は、 例えばアル ミ ニゥムにより同時に形成される。
    [0011] 各表示電極 15と対向して透明基板 12側に赤色フ ィ ルタ 1 R : 綠色フ ィ ルタ 1 G， 青色フ ィ ルタ 1 Bのう ちの 1 つがそれぞれ 形成される。 この場合これらの色フ ィ ルタは第 3 .図に示す よう にほぼ均一に混在分布するよう に形成されている。
    [0012] 第 4図に示すように透明基板 1 1の背後に光源 24が配され- この光源 24からの光又は他の外来光が液晶表示素子をその 液晶セルの制御状態に応じて透過し、 透明基板 12側よりそ の液晶表示素子の表示状態をみることができる。
    [0013] 図に示してないが液晶表示素子の外面の一方又は両方に 偏光板が用いられ、 共通電極 Πと表示電極 15との間に電圧 が印加されていない時に、 液晶表示素子を光が透過しない ノ ー マリ ブラ ッ ク形式、 いわゆるネガタイ プと、 共通電極 17と表示電極 15との間に電圧を印加しない時、 液晶表示素 子を光が透過するノ ー マリ ホワイ ト形式、 いわゆるポジタ イ ブとがある。
    [0014] 従来の液晶表示素子において表示電極以外の部分を透過 する光 25， 26 (第 4図） がコ ン ト ラス ト， 色純度を低下し、 画宣を劣化させる欠 があった。 特にノ ー マリ ホワイ ト形 式のものにおいて'は色フィルタの間の部分に、 100 %白レ ベルの場合に表示電極 15を透過する光と同一強度の光が透 過し、 画質に大きな影響を与えていた。
    [0015] このため従来においては色フ ィ ルタの間を黒色フ ィ ルタ で埋めたものが提案されている。 しかし黒色フィ ルタは赤 色フィルタと緑色フィルタと青色フィルタとを重ね合せて 作るため、 その形成、 特に スク合せが面倒であり、 しか も光を十分遮断するには可成り厚くする必要があり、 この 黒色フ ィ ルタの形成に多く の手数と時簡を掛けていた。
    [0016] また表示面積が広い場合には、 共通電極 Πにおける電圧 降下や、 共通電 17の一部切断などにより、 表示にコ ン ト ラス トむらが生じる欠点があった。 '
    [0017] この発明の目的はコ ン ト ラス ト、 色純度が高く、 かつコ ン ト ラス トむらがなく良好な画質が得られ、 しかも簡単に 作ることができるカラ一液晶表示素子を提供するこ とにあ る e
    [0018] 発明の開示
    [0019] この発明ば第 1 , 第 2透明基板が近接対向して配され、 これら透明基板簡に液晶が封入され、 上記第 1透明基板の 内面に複数の透明な表示電極が設けられると共に、 これら 各表示電極と接続された薄膜ト ラ ンジスタが形成され、 上 記第 2透明基板の内面にほぼ全面にわたり透明な共通電極 が形成され、 かっこの第 2透明電極に上記各表示電極と対 向して色フ ィ ルタが形成されたカラー液晶表示素子を前提 と し、 この発明によれば上記色フ ィ ルタの隙間は光を遮断 する金属の遮光層で塞がれ、 しかもこの遮光層と上記共通 電極とは重ね合されて互に接続されている。
    [0020] このよ う に色フ ィ ルタの間は遮光層が形成されて、 この 間を光が通過するこ とがな く 、 コ ン ト ラス ト及び色純度が 高い表示が得られる。 しかも遮光層は金属で形成されるた め、 その形成が簡単であり、 かつ共通電極と重ね合されて いるため、 それだけ共通電極による抵抗の電圧降下を小と するこ とができ、 また共通電極の一部が切断されていても 各部に一様に電圧が印加され、 コ ン ト ラス トむらのない良 好な画質が得られる。
    [0021] 図面の簡単な説明 ，
    [0022] 第 1図は液晶表示素子の一般的構成の一部の概略を示す 断面図、
    [0023] 第 2図はマ ト リ クス形液晶表示素子の電気的等価回路を 示す図、 '
    [0024] 第 3図は従来のカ ラ一液晶表示素子の表示電極及び薄膜 ト ラ ンジスタの配置を示す平面図、
    [0025] 第 4図は第 3図の A A線断面図、
    [0026] 第 5図はこの発明によるカ ラ—液晶表示素子の一例にお ける一部を示す断面図、
    [0027] 第 6図は第 5図のカ ラー液晶表示素子の色フ ィ ルタ と遮 光層との閬係配置を示す平面図、 第 7図はこの発明のカラー液晶表示素子の他の例の一部 を示す断面図である。
    [0028] 発明を実施するための最良の形態 - 第 5図及び第 6図にこの発明による力ラ一液晶表示素子 の一例を示す。 これらの図において第 3図及び第 4図と対 応する部分には同一符号を付け重複説明は省略ナる。
    [0029] この実施例においては色フ ィルタ IS , 1G , IBの隙間は光 を遮断ずる金属の遮光層 37で塞がれる。 遮光層 37としては 例えばアルミ ニウム、 クロムなどの金属層で、 その厚さは 2000〜3000人程度のも ©"·とされ、 蒸着やスパッタ リ ングな どにより形成することができる。 この遮光層 37と共通電極 17とは互に重ね合される。. この例では透明基板 12に遮光層 37を形成し、 その後、 色フ ィ ルタ IB, 1G, IBを形成し、 更 にその後、 全面にわたり共通電極 17を形成した場合である < 第 7図に示すように透明基板 12上に色フ ィ ルタ 1R , 1 G ,
    [0030] IBを形成した後、 遮光層 37を形成し、 更にその後共通電極 17を形成してもよい。 また第 7図に示すように薄膜トラ ン ジスタ 16としてば、 表示電極 15 , ゲー ト電極 23及びゲー ト バスを透明基板 11に形成し、 そのゲー ト電極 23上にゲー ト 絶緣膜 22を形成し、 そのゲー ト铯緣膜 22上に半導体層 21を 形成し、 その上に ドレイ ン電極 15 a , ソース電極 19 a , ソ ースバス 19を形成したものを用いてもよい。
    [0031] またカラー表示のために色フィ ルタと しては少く とも二 種類の色フ ィ ルタを用いればよい。 更に表示電極 15として ば画素電極のみならず、 各種形状のものを用いてもよい。 以上述べたようにこの発明のカラー液晶表示素子によれ ば、 色フ ィ ルタの隙間が遮光層 37で塞がれているため、 色 フィ ルタ間から不要な光が透過するこ とがな く 、 コ ン ト ラ ス ト、 色純度が改善される。 しかも遮光層 37は金属であり その形成は黒色フ ィ ルタを形成する場合と比較して著し く 簡単である。
    [0032] 更に遮光層 37と共通電極 17とが重ね合されて互に接触し ているため、 共通電極 Πと遮光層 37との合成抵抗が小さ く なり、 それだけ共通電極 17の各部に一様な電圧を印加する こ とができ、 コ ン ト ラス トむらのないものが得られる。 また、.色フ ィ ルタを形成した後、 共通電極 Πを形成する と、 フ ィ ルタの周緣部の段差により共通電極 Πが切断さ れるおそれがあるが、 遮光層 37の存在により共通電極 17が 部分的に切断されてしまう ことな く 、 各部は互に電気的に 接続されたものになる。 特に第 7図に示したよう に、 遮光 層 37が色フ ィ ルタと透明基板 12と反対側で重なる構造とす ることにより、 共通電極 17の切断を一層防止することがで きる。 このように共通電極 17を色フ ィ ルタの上に形成する と、 それだけ共通電極 17と表示電極 15との間隔を小さ く す ることができ、 その間の液晶 14に対し電圧を有効に印加す る こ とができ る。
    [0033] この発明は透過形液晶表示素子のみならず、 反射形液晶 表示素子にも適用できる。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. 第 1 , 第 2透明基板が近接対向して配され、 これら透 明基板間に液晶が封入され、 上記第 1透明基板の内面に複 数の透明な表示電極が設けられ、 これら各表示電極にそれ ぞれ接続された薄膜 ト ランジスタが上記第 1透明基板に形 成され、 上記第 2透明基板の内面にほぼ全面にわたって透 明な共通電極が形成されると共に上記各表示電極と対向し て色フィルタがそれぞれ形成された力ラ一液晶表示素子に おいて、
    上記色フィルタの隙間は光を遮断する金属の遮光層で塞 がれ、 その遮光層は上記共通電極と重ね合されて互に接繞 されていることを特徴とするカラ一液晶表示素子。
    2. 上記共'通電極は上記色フ ィルタ及び遮光層に対し、 上 記第 2透明基板と反対側に形成されていることを特徵とす る請求の範囲第 1項記載の力ラ一液晶表示素子。
    3. 上記遮光層は上記第 2透明基板と反対側において上記 色フ ィ ルタの一部と重なっていることを特徴とする請求の 範囲第 2項記載の力ラー液晶表示素子。
    4. 上記表示電極は画素電極であってマ ト リ クス状に配列 され、 そのマ ト リ クス配列の各列ごとにその各画素電極に 接続された上記薄膜 ト ラ ンジスタのソース電極は共通のソ ースバスに接繞され、 上記マ ト リ クス配列の各行ごとにそ の各画素電極に接続され-た薄膜トランジスタのゲ一 ト電極 は共通のゲー トバスに接続され、 上記色フィ ルタは複数の 異なる色のものが、 ほぼ一様に分布されているこどを特徴 とする請求の範囲第 1項乃至第 3項の何れかに記載のカラ -液晶表示素子。
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP5910384U|JPS60172131U|1984-04-20|1984-04-20||
    JP59/59103U||1984-04-20||DE19853587570| DE3587570T2|1984-04-20|1985-04-19|Farbflüssigkristallanzeigeelement.|
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