JP2000155323A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2000155323A
JP2000155323A JP32862798A JP32862798A JP2000155323A JP 2000155323 A JP2000155323 A JP 2000155323A JP 32862798 A JP32862798 A JP 32862798A JP 32862798 A JP32862798 A JP 32862798A JP 2000155323 A JP2000155323 A JP 2000155323A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
common electrode
display device
transparent common
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JP32862798A
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English (en)
Inventor
Yosuke Sakurai
洋介 櫻井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタをアレイガラス基板に形成す
る構造の液晶表示装置において、パネルの外観を損なう
ことなく、かつ良好な画像表示を与える液晶表示装置を
提供する。 【解決手段】 互いに対向配置され、周辺部が封止され
たアレイ基板及び対向基板と、アレイ基板内面にマトリ
クス状に配置された信号線および走査線と、信号線に薄
膜トランジスタを介して接続される画素電極と、対向基
板内面に順に積層された誘電体膜及び透明共通電極と、
アレイ基板と対向基板の間に狭持された液晶層とを具備
し、誘電体膜は、アレイ基板の屈折率と、透明共通電極
の屈折率との間の屈折率を有し、誘電体膜は透明共通電
極の端部から封止領域に向かって延在している液晶表示
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係わ
り、特に、対向基板に高屈折率の誘電体を設けた液晶表
示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画素毎に薄膜トランジスタ(TFT)な
どの画素スイッチング素子が配置されたアクティブマト
リクス型液晶表示装置(LCD)は、画質が鮮明で、C
RT並みあるいはそれ以上の高密度の表示性能を備えて
いるため、情報機器端末や薄膜テレビジョンなどグラフ
ィックディスプレイとして広く利用されており、研究開
発が盛んに行われている。
【0003】こうした液晶表示装置は、アレイ基板と対
向基板に液晶が挟持された構成を有しており、アレイ基
板上に、直交してマトリクス状に配置された信号線と走
査線と、スイッチング素子としてのTFTと、画素電極
とが形成されている。
【0004】TFTの半導体活性層であるチャネル、ソ
ースおよびドレインの各領域には非晶質シリコンが使用
されていたが、近年では、同一面積の透明絶縁基板での
有効画面領域を広げ、かつ製造コストを低減するため
に、これら半導体活性層に多結晶シリコンを用い、走査
線駆動回路や映像信号線駆動回路を画素TFTと同時に
透明絶縁基板上に一体形成した駆動回路内臓TFT−L
CDの開発が進んでいる。 また、信号線と画素電極の
材料が同じ場合には、その間に絶縁膜が必要である。絶
縁の機能も備えた膜として、それまでは対向基板につけ
られていたカラーフィルター層を、アレイ基板側に配置
して信号線と画素電極の間に介挿させる構造が採られる
ようになった。厚めのカラーフィルター層はアレイ基板
の平坦化にも一役かっている。
【0005】図6は、カラーフィルターをアレイガラス
基板に形成する構造の従来の液晶表示装置端部を示した
ものである。
【0006】この液晶表示装置は、一主面上に、スイッ
チング素子としてTFT(図示せず)、周辺駆動回路1
1、回路配線12、カラーフィルタ9そしてブラックマ
トリクス10をガラス基板上に形成したアレイガラス基
板1と、一主面に透明共通電極8をガラス基板に形成し
た対向ガラス基板2と、両ガラス基板1と2の間に注入
された液晶材料3と、液晶材料3を封止するためのシー
ル材4と、光の偏光方向を決定するフロント偏光板5と
リア偏光板6から構成される。
【0007】このように、カラーフィルタをアレイガラ
ス基板に形成する構造では、通常、配線ブラックマトリ
クスが用いられ、周辺駆動回路部はアレイガラス基板上
に樹脂ブラックマトリクス10を形成することにより隠
される。対向ガラス基板には透明共通電極膜しか形成さ
れない。
【0008】本来、この透明共通電極膜は、画面のアク
ティブエリアにのみ配置されていればよいので、周辺駆
動回路部に透明共通電極膜を形成する必要はないが、ア
クティブエリアのみに透明共通電極膜を形成すると、配
線負荷が大きくなるだけでなく、画質を左右するビデオ
バスへの負荷も増大するために、書き込み不良等の画質
劣化を引き起こすという問題があった。
【0009】また、透明共通電極膜がアクティブエリア
端部を越えていると、ベゼル13で隠し切れず、その境
目が画面正面から目視されてしまい見栄えが悪いばかり
か、カップリング容量が大きくなり、クロック周波数の
方形が波形劣化してしまうという問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな事情に鑑みてなされたもので、カラーフィルタをア
レイガラス基板に形成する構造の液晶表示装置におい
て、パネルの外観を損なうことなく、かつ良好な画像表
示を与える液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、互いに対向配置され、周辺部が封止されたアレイ基
板及び対向基板と、アレイ基板内面にマトリクス状に配
置された信号線および走査線と、信号線に薄膜トランジ
スタを介して接続される画素電極と、対向基板内面に順
に積層された誘電体膜及び透明共通電極と、アレイ基板
と対向基板の間に狭持された液晶層とを具備し、誘電体
膜は、アレイ基板の屈折率と透明共通電極の屈折率との
間の屈折率を有し、透明共通電極の端部から封止領域に
向かって延在していることを特徴としている。
【0012】すなわち、本発明の液晶表示装置は、対向
ガラス基板と透明共通電極との間に高屈折率誘電体膜が
形成されていることを特徴としている。
【0013】本発明において、高屈折率誘電体膜を用い
ると有益であることは、次のような事実から導き出され
たものである。
【0014】対向ガラス基板上に透明共通電極膜、例え
ばITO(In2 3 −Sn2 )が形成されている領域
と形成されていない領域での可視領域でのフレネルの式
を用いて求めた反射率を図2および3に示す。
【0015】図2および3から明らかな通り、ITOが
形成されている領域では反射率が最大0.05(5%)
程度であるのに対し、ITOが形成されていない領域で
は反射率が最大0.0003(0.03%)程度と大き
く異なることが分かる。
【0016】この反射率の違いにより、対向ガラス基板
のITO電極膜の端部が画面正面から目視される。
【0017】これは、対向ガラス基板の屈折率が1.5
3(波長633nm)であるのに対し、ITO電極膜の
屈折率は1.92(波長633nm)と大きく異なるた
めに、ITO電極膜の形成されている対向ガラス基板領
域と形成されていない対向ガラス基板領域での反射率の
大きな差が生じているためと推定される。
【0018】すなわち、本発明は、低屈折率である対向
ガラス基板と高屈折率である透明電極膜の屈折率の差を
低減するために、ガラス基板の屈折率と、透明電極の屈
折率との間の屈折率を有する透明な高屈折率誘電体を透
明共通電極膜パターンの下部に成膜している。このよう
に、本発明によれば、反射率の違いによる透明共通電極
膜の端部を隠すことによって、対向ガラス基板と透明共
通電極との境目が画面表面から目視されずに良好な画面
表示ができるようになるばかりでなく、カップリング容
量の増大を抑えて、消費電力を下げることが可能とな
る。
【0019】本発明の液晶表示装置において、誘電体膜
は封止領域に重なる領域まで延在していることを特徴と
している。誘電体膜が封止領域であるシール材に重なっ
ていると、さらに、良好な画面表示が得られ、消費電力
を低下することができる。
【0020】本発明の液晶表示装置において、アレイ基
板はさらに、封止領域と透明共通電極の端を覆う遮光層
を具備している。この遮光層は有機絶縁層である。遮光
層、すなわちブラックマトリクスとしては、例えば、ク
ロム化合物や樹脂ブラックなどを用いる。
【0021】また、本発明の液晶表示装置において、ア
レイ基板の一主面上にさらに周辺駆動回路が形成されて
いる。この周辺駆動回路は透明共通電極と重ならないよ
うに配置されている。また、周辺駆動回路は封止領域の
直下にある。
【0022】さらに、本発明の液晶表示装置のアレイ基
板上に形成されている薄膜トランジスタの半導体層は多
結晶シリコンからなる。多結晶シリコンは移動度が高い
ことから、液晶の駆動能力を高めることができ、TFT
を小型化することが可能となる。こうしたTFTをアク
ティブマトリクス駆動の液晶表示装置に用いると、開口
率を上げることができ、表示の輝度や明るさを高めた
り、あるいは消費電力を下げることができる。また、移
動度が高いので、TFTの動作を制御するシフトレジス
タなどの集積回路を画像表示領域外のガラス基板上に形
成することができる。従って、TFT駆動用の集積回路
を別途実装する必要がないために、製造工程および製造
コストを削減することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
【0024】図1は、本発明の一実施例を示す基板端周
辺の断面図である。
【0025】アレイ側ガラス基板1の一主面には、画素
スイッチング素子である薄膜トランジスタ(図示せ
ず)、周辺駆動回路11、回路配線12、カラーフィル
タ9とブラックマトリックス10が形成されており、こ
れに対向する対向ガラス基板2の一主面には、ITO透
明共通電極8と電気絶縁体の高屈折率誘電体7とが形成
されている。この高屈折率誘電体7の屈折率はガラス基
板の屈折率より大きく、ITO透明共通電極8の屈折率
より小さい。高屈折率誘電体膜としては、代表的にはS
iN膜が挙げられる。
【0026】ITO透明共通電極8は、高屈折率誘電体
膜7を成膜した後、形成するITO透明共通電極パター
ンの逆パターンのマスクを置き、ITOターゲットを用
いたスパッタリング法(マスクスパッタ)を用いてIT
O透明共通電極膜8を蒸着するという容易な手段で形成
することができる。マスクパターンを用いる代わりに、
スパッタリング法の後、フォトリソグラフィー法により
パターニングしてエッチングしてもよい。
【0027】このアレイ側ガラス基板1と対向ガラス基
板2の間は、スペーサー(図示せず)を介して所定の間
隔に保たれて、液晶材料3が挟持されており、液晶材料
3はシール材4で封止されている。
【0028】さらに、アレイ側ガラス基板の他主面には
リア偏光板6が被着されており、対向ガラス基板2の他
主面にはフロント偏光板5が被着されている。ベゼル1
3は、ガラス基板を固定するための治具である。
【0029】このように作成された液晶表示装置は、回
路配線の容量負荷を大幅に軽減するだけでなく、画質を
左右するビデオバス配線の容量負荷も大幅に軽減するこ
とができるので、消費電力を下げることができ、かつ、
書き込み不足等の画質劣化を回避することができる。
【0030】尚、図1においては、対向ガラス基板上の
ITO透明共通電極8はアクティブエリア端を超えて形
成されているが、アクティブエリア端上としてもよい。
この場合、高屈折率誘電体が成膜されていないと、対向
ガラス基板とITO透明共通電極の屈折率の差が非常に
大きいため、ITO透明共通電極の端部はベゼルで隠れ
ずパネル正面から目視されてしまうが、高屈折率誘電体
7を成膜することで、高屈折率誘電体膜7とITO透明
共通電極8の屈折率の差が小さくなり、ITO透明共通
電極8の端部がベゼルで隠れていなくても目視されるこ
とはない。また、ITO透明共通電極8の端は、図1に
おいてはテーパとしてあるが、垂直でもよい。テーパに
すると、正面からの目視抑制効果がさらに上がる。
【0031】また、高屈折率誘電体7およびITO透明
共通電極8の膜厚を厚くしすぎると、光の多重反射によ
る干渉で反射率が大きく振動するため高屈折率誘電体の
効果が薄れる。従って、可視光領域の波長域400nm
〜700nmに対し、反射率が大きく変化しないように
個々の膜厚を適切に選ぶ必要がある。
【0032】一例として、膜厚100nmのITO透明
共通電極の下に、高屈折率誘電体として膜厚100nm
のSiNを形成した場合の反射率の違いを図4および5
に示す。ITOが形成されている領域とITOが形成さ
れていない領域での反射率の差が、図2および3に示し
たSiN膜を成膜しない場合の反射率の差に比べて低減
されていることがわかる。ここで、ITO透明共通電極
端部をテーパーとし、徐々に膜厚が薄くなる構造にする
と、反射率は図4から5へと徐々に変化することにな
り、ITO透明共通電極端部は完全に目視されなくな
る。
【0033】このように、本発明の液晶表示装置は、高
屈折率誘電体を成膜した後、透明共通電極膜をマスクス
パッタ法を用いた成膜工程で容易に作成することができ
るため、効率よく量産することができる。さらに、透明
共通電極膜端部はシール材で封止されているため、電飾
を起こす恐れがない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、高屈折率である透明共通電極膜パターン
の下部に透明な高屈折率誘電体膜を有する構造とするこ
とで、パネルの外観を損なうことなく、かつ良好な画像
表示を提供するとともに、消費電力も下げるという顕著
な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の末端部分の拡大断面
図。
【図2】透明共通電極膜が存在するガラス基板の反射お
よび反射率を示す図。
【図3】透明共通電極膜の存在しないガラス基板の反射
および反射率を示す図。
【図4】高屈折率誘電体の存在するガラス基板の反射お
よび反射率を示す図。
【図5】高屈折率誘電体の存在しないガラス基板の反射
および反射率を示す図。
【図6】従来の液晶表示装置の末端部分の拡大断面図。
【符号の説明】
1…アレイガラス基板 2…対向ガラス基板 3…液晶 4…シール材 5…フロント偏光板 6…リア偏光板 7…高屈折率誘電体 8…透明共通電極 9…カラーフィルター 10…ブラックマトリクス 11…周辺駆動回路 12…回路配線 13…ベゼル
フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 AA09 AA15 AA26 2H089 HA40 QA05 QA11 QA16 RA05 TA05 TA09 2H090 HA04 HB04X HC17 HC18 HD04 JA11 JB02 KA05 MA04 2H092 GA57 JA24 JB13 JB52 JB58 KA04 KA07 KB14 PA06 PA11 QA07 5F110 AA09 GG02 GG13 HL07 HM18

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに対向配置され、周辺部が封止され
    たアレイ基板及び対向基板と、 前記アレイ基板内面にマトリクス状に配置された信号線
    および走査線と、 前記信号線に薄膜トランジスタを介して接続される画素
    電極と、 前記対向基板内面に順に積層された誘電体膜及び透明共
    通電極と、 前記アレイ基板と前記対向基板の間に狭持された液晶層
    とを具備し、 前記誘電体膜は、前記アレイ基板の屈折率と前記透明共
    通電極の屈折率との間の屈折率を有し、前記透明共通電
    極の端部から封止領域に向かって延在していることを特
    徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記誘電体膜は封止領域に重なる領域ま
    で延在し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】 前記アレイ基板はさらに、前記封止領域
    と前記透明共通電極の端を覆う遮光層を具備しているこ
    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】 前記遮光層が有機絶縁層であることを特
    徴とする請求項3記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記アレイ基板の前記一主面上にさらに
    周辺駆動回路が形成されている請求項1記載の液晶表示
    装置。
  6. 【請求項6】 前記周辺駆動回路は前記透明共通電極と
    重ならないように配置され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】 前記周辺駆動回路は前記封止領域の直下
    に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】 前記薄膜トランジスタの半導体層は多結
    晶シリコンからなることを特徴とする請求項1記載の液
    晶表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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