JP2001305585A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動回路一体型の液晶表示装置において、駆
動回路を十分に遮光することにより、駆動回路のＴＦＴ
における光リークを防止して、良好な表示品位を得る。 【解決手段】 アレイ基板１の外面であって、平面的に
内部遮光層５と対応する領域に外部遮光層６を形成し、
この外部遮光層６により周辺遮光領域Ｂの全域を覆うこ
とにより、信号線駆動回路１３０をバックライト光２３
に対して全面遮光するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アレイ基板上に
表示画素部の駆動回路をＴＦＴにより集積化したアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示画面を構成する画素毎にスイッチ素
子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を配置したアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置は、隣接する画素間で
クロストークがなく、高精細化に適していることから、
ディスプレイ画面の高画質化、大型化、カラー画像化を
実現するものとして注目されている。近年では、製造コ
スト削減のために、アレイ基板上にｐ−Ｓｉ（ポリシリ
コン）ＴＦＴを用いて走査線駆動回路及び信号線駆動回
路を集積化した、駆動回路一体型の液晶表示装置の開発
が進められている。

【０００３】このような液晶表示装置は、アレイ基板と
対向基板とを所定の間隔で対向配置し、基板間に液晶層
を狭持した構造となっている。アレイ基板上には、互い
に交差する複数の走査線及び複数の信号線、その各交点
部に配置されるスイッチ素子としてのＴＦＴ、及びＴＦ
Ｔに接続された画素電極などが形成され、対向基板上に
は対向電極が形成されている。そして、走査線の電位に
より前記ＴＦＴを順次駆動する間に、信号線に印加する
電圧を変化させることにより、走査線と各信号線との交
点部にある画素部の電位を制御し、液晶の状態を変化さ
せることで画像を表示している。

【０００４】ところで、駆動回路一体型の液晶表示装置
では、バックライトからの光によって、走査線駆動回路
及び信号線駆動回路を構成するＴＦＴで光リークが起こ
り、表示品位が低下するという問題がある。このような
光リークに対しては、走査線駆動回路及び信号線駆動回
路を液晶表示装置の外面から偏光板で覆う方法や、液晶
表示装置外面の走査線駆動回路及び信号線駆動回路部分
に光を通さないテープを貼る方法、あるいはバックライ
トの発光領域を液晶表示装置の画面表示領域まで狭める
方法など、走査線駆動回路及び信号線駆動回路にあたる
光を低減又は遮るなどの対策が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例による光リ
ーク対策を図５（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。以下
に挙げる図面では、説明に必要な部分のみ示し、電極や
配線などを省略する。また、各図において、符号Ａは画
面表示領域、符号Ｂはアレイ基板１及び対向基板２の液
晶層７と接する主面上の少なくとも一方の画面表示領域
外（以下、周辺遮光領域という）を表している。

【０００６】図５（Ａ）は、走査線駆動回路及び信号線
駆動回路を液晶表示装置の外面から偏光板で覆うように
構成した場合の概略断面図である。アレイ基板１上に
は、画面表示回路３（後述する表示画素部１１０に相
当）及び駆動回路４が形成されており、このアレイ基板
１と所定の間隔で対向配置された対向基板２との間には
液晶層７が狭持されている。また、アレイ基板１と対向
基板２の外面には、それぞれ偏光板８が配置されてい
る。この従来例では、アレイ基板１側に配置した偏光板
８の面積を周辺遮光領域Ｂまで広げることによってバッ
クライト光２３を低減するようにしているが、光低減効
果は最大でも約５０％しか得られず、光リークの対策と
しては遮光効果が不十分であった。

【０００７】図５（Ｂ）は、走査線駆動回路及び信号線
駆動回路部分に光を通さないテープを貼った場合の構成
を示したもので、図５（Ａ）と同等部分に同一符号を付
している。この従来例では、アレイ基板１の周辺遮光領
域Ｂの部分に遮光テープ９を貼ることによってバックラ
イト光２３を低減するようにしたものである。この従来
例は、遮光テープ９をアレイ基板１側の偏光板８の端辺
に合わせて高精度に貼り付けることは技術的に難しいた
め、遮光テープ９と偏光板８との突き合わせ部に隙間が
できやすく、この隙間から光モレをおこすおそれがあっ
た。また、周辺遮光領域Ｂの幅が短い場合、遮光テープ
９と偏光板８との突き合わせ部を、画面表示領域Ａから
周辺遮光領域Ｂとの間に配置することが困難となり、遮
光テープ９の端が画面表示領域Ａから見えてしまった
り、斜めからのバックライト光２３が画面表示領域Ａか
ら外に光ヌケするという問題点があった。

【０００８】図５（Ｃ）は、バックライトの発光領域を
画面表示領域まで狭めるようにした場合の構成を示した
もので、図５（Ａ）と同等部分に同一符号を付してい
る。この従来例では、バックライト２２とアレイ基板１
との間に、プラフレーム（及びリフレクタ）２０を配置
することにより、バックライト光２３が画面表示領域Ａ
のみ照射されるようにしたものである。この従来例で
は、光学設計上の寸法制約及び材料的な制約により、十
分な遮光を行うことができないという問題点があった。

【０００９】この発明は、駆動回路に対し十分な遮光効
果を得ることができる液晶表示装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、互いに交差する複数の走査線及
び複数の信号線、これら走査線及び信号線の各交差部に
配置された複数のスイッチ素子、前記スイッチ素子を介
して前記信号線に接続された複数の画素電極、及び前記
スイッチ素子を駆動して前記画素電極に映像信号を書き
込む駆動回路が形成されたアレイ基板と、前記画素電極
と相対する対向電極が形成された対向基板と、これら基
板間に介在された液晶層とを備え、装置本体の平面領域
が画面表示領域と、この領域を除く周辺遮光領域とに区
画され、前記駆動回路は前記アレイ基板上の前記周辺遮
光領域と対応する領域に形成され、前記アレイ基板又は
対向基板上の前記周辺遮光領域と対応する領域に第１の
遮光層が形成された液晶表示装置において、前記アレイ
基板の外面であって、平面的に前記第１の遮光層と対応
する領域に第２の遮光層を形成したことを特徴とする。

【００１１】前記第２の遮光層は、アレイ基板と対向基
板を貼り合わせるステップと、アレイ基板の液晶層と接
しない外面に濃色ポジ型レジストを全面に塗布してベー
クするステップと、前記内部遮光層をマスクとして対向
基板側より背面露光・現像・ベークを行い、内部遮光層
と同じ形状の外部遮光層を形成するステップとを含むプ
ロセスにより製造することができる。このプロセスに
は、形成した外部遮光層を覆うように偏光板を貼り合わ
せるステップを含めることができる。

【００１２】上記構成によれば、第２の遮光層が周辺遮
光領域の全域に形成されるため、駆動回路をバックライ
ト光に対して全面遮光することができる。

【００１３】また、請求項２の発明は、互いに交差する
複数の走査線及び複数の信号線、これら走査線及び信号
線の各交差部に配置された複数のスイッチ素子、前記ス
イッチ素子を介して前記信号線に接続された複数の画素
電極、及び前記スイッチ素子を駆動して前記画素電極に
映像信号を書き込む駆動回路が形成されたアレイ基板
と、前記画素電極と相対する対向電極が形成された対向
基板と、これら基板間に介在された液晶層とを備え、装
置本体の平面領域が画面表示領域と、この領域を除く周
辺遮光領域とに区画され、前記駆動回路は前記アレイ基
板上の前記周辺遮光領域と対応する領域に形成され、前
記アレイ基板側に配置されたバックライトユニットから
放射された光を用いて表示を行う液晶表示装置におい
て、前記駆動回路に含まれるアナログスイッチを、平面
的に前記バックライトユニットのフレーム部により遮光
される領域に配置したことを特徴とする。

【００１４】上記構成によれば、信号線の駆動回路に含
まれるアナログスイッチを、バックライトユニットのフ
レーム部により遮光することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この実施形態に係わる液晶
表示装置の実施形態について、図面を参照しながら説明
する。

【００１６】図３は、この実施形態に係わる駆動回路一
体型の液晶表示装置の回路構成図である。この液晶表示
装置は、複数の表示画素１０が形成された表示画素部１
１０と、走査線駆動回路１２０及び信号線駆動回路１３
０とから構成されている。これらの各部は、アレイ基板
１００上に一体に形成されている。

【００１７】表示画素部１１０には、複数本の信号線１
１及びこれと交差する複数本の走査線１２がマトリクス
状に配置されており、両線の各交差部にはスイッチ素子
としてのＴＦＴ１３が配設されている。信号線１１と走
査線１２とは、図示しない絶縁膜により電気的に絶縁さ
れている。

【００１８】ＴＦＴ１３のソース電極は信号線１１に接
続され、ドレイン電極は画素電極１４に接続されてい
る。この画素電極１４と相対して配置された対向電極１
５は、図示しない対向基板上に形成されている。画素電
極１４と対向電極１５の間には液晶層７が狭持され、液
晶容量Ｃｌｃを形成している。また、画素電極１４には
対向電極１５との電位関係を保持するために、並列に補
助容量１６が接続されている。この補助容量１６は画素
電極１４と補助容量線１７との間に容量Ｃｓを形成して
いる。補助容量線１７は、すべての表示画素１０の補助
容量１６と電気的に接続されており、外部駆動回路１４
０から一定の電位が与えられている。

【００１９】また、対向電極１５には、外部駆動回路１
４０から一定のコモン電圧（Ｖｃｏｍ）が与えられてい
る。信号線１１を通じて書き込まれた映像信号は、液晶
容量Ｃｌｃと容量Ｃｓにより１フレーム走査期間保持さ
れる。

【００２０】走査線駆動回路１２０は、図示しないタイ
ミング回路（シフトレジスタ）及びバッファ回路により
構成され、外部駆動回路１４０から供給される垂直のク
ロック信号及びスタート信号に基づいて、各走査線１２
に順次走査信号を出力する。

【００２１】信号線駆動回路１３０は、図示しないタイ
ミング回路（シフトレジスタ）、ビデオバス及びアナロ
グスイッチ回路などにより構成されている。アナログス
イッチ回路はＴＦＴで構成されており、それぞれのドレ
イン電極は信号線１１に接続されている。タイミング回
路は、外部駆動回路１４０から映像信号とともに供給さ
れる水平のクロック信号及びスタート信号に基づいて前
記アナログスイッチ回路を制御して、前記映像信号を所
定のタイミングで信号線１１にサンプリングする。

【００２２】外部駆動回路１４０は、図示しないコント
ロールＩＣやＤ／Ａコンバータなどで構成され、外部機
器から供給される基準クロック信号やデジタルの映像信
号などを適宜に変換及び加工して、前記各駆動回路にア
ナログの映像信号や水平／垂直のクロック信号、スター
ト信号、コモン電圧などを出力する。この外部駆動回路
１４０とアレイ基板１との間は、図示しないＦＰＣ（フ
レキシブル配線基板）により電気的に接続されている。

【００２３】図３において、装置本体の平面領域は、表
示画素部１１０が形成された画面表示領域Ａと、走査線
駆動回路１２０及び信号線駆動回路１３０が形成された
略Ｌ字形状の周辺遮光領域Ｂに区画されている。

【００２４】図１は、図３に示す液晶表示装置の部分断
面図であり、画面表示領域Ａと周辺遮光領域Ｂの境界部
分の構造を示したものである。ここでは、とくに周辺遮
光領域Ｂの領域に形成された信号線駆動回路１３０及び
外部遮光層６の断面を示しており、図５と同等部分には
同一符号を付している。また図１では、説明に必要な部
分のみを示し、走査線や信号線などは省略している。

【００２５】図１に示すように、アレイ基板１の液晶層
７と接する内面には、信号線駆動回路１３０及び表示画
素部１１０が形成されている。このうち、信号線駆動回
路１３０上には、製品外観の視認性を向上させる目的で
内部遮光層５が形成されている。この内部遮光層５とし
ては、ＭｏＷやＣｒなどの金属薄膜や黒色樹脂などが使
用される。また、アレイ基板１上には図示しないバック
ライトからの斜めの光が画面表示領域Ａから外に光ヌケ
するのを防止するための金属遮光膜２４が形成されてい
る。この金属遮光膜２４としては、ＭｏＷやＡｌなどの
金属薄膜、あるいはＣｒなどの金属膜が使用され、通常
は、画面表示領域Ａに沿って２０〜２００μｍ幅で成膜
される。さらに、アレイ基板１の液晶層７と接しない外
面であって、内部遮光層５と対応する位置、すなわち周
辺遮光領域Ｂの全域には外部遮光層６が形成されてい
る。

【００２６】この外部遮光層６は、例えばリソグラフィ
法を用い、以下のようなプロセスにより形成することが
できる。

【００２７】アレイ基板１と対向基板２を貼り合わせた
後、アレイ基板１の液晶層７と接しない外面に濃色ポジ
型レジストを全面に塗布して、ベークする。ここで使用
する濃色ポジレジストは黒色（又は紺色）が望ましい。
次に、対向基板２側から、内部遮光層５をマスクとして
背面露光・現像・ベークを行い、内部遮光層５と同じ形
状の外部遮光層６を形成する。なお露光を行う際に、内
部遮光層５の結像点をレジスト膜面までずらすことによ
り、画面表示領域Ａ内にある図示しないパターンにより
画面表示領域Ａに外部遮光層６が残ることを防止するこ
とができる。この外部遮光層６は、現像後に膜厚が５μ
ｍ以下、かつＯＤ値３以上であることが望ましい。

【００２８】外部遮光層６を形成した後、アレイ基板１
と対向基板２のそれぞれの外面に偏光板８を取り付け
る。ここで、アレイ基板１側に取り付ける偏光板８の面
積を外部遮光層６よりも広くすることにより、外部遮光
層６を外部からの衝撃や接触などから保護することがで
きる。

【００２９】上記のように構成された液晶表示装置にお
いては、外部遮光層６が周辺遮光領域Ｂの全域に形成さ
れているため、信号線駆動回路１３０（走査線駆動回路
１２０側も同じ）をバックライト光に対して全面遮光す
ることができる。このように、外部遮光層６を形成する
ことにより、走査線駆動回路１２０（及び信号線駆動回
路１３０）に対し十分な遮光効果を得ることができるた
め、これら駆動回路のＴＦＴにおける光リークを防止し
て、良好な表示品位を得ることができる。

【００３０】とくに、この実施形態の液晶表示装置で
は、内部遮光層５をマスクとして利用しているため、外
部遮光層６を高精度に形成することができる。したがっ
て、周辺遮光領域Ｂの部分に遮光テープを貼った場合の
ように光モレを起こすことがない。また、外部遮光層６
は液晶表示装置の外面に形成されるため、液晶層７の成
分や配向に影響を与えることがない。そのため、使用材
料の制約が少なく、広い範囲で材料選定を行うことが可
能となる。

【００３１】なお、図１に示す実施形態では、アレイ基
板１側に内部遮光層５が形成された液晶表示装置を例に
説明したが、他の実施形態としては、図２に示すように
対向基板２側に内部遮光層５を形成した液晶表示装置に
おいても、この内部遮光層５をマスクとしてアレイ基板
１の外面に高精度に外部遮光層６を形成することができ
る。

【００３２】ところで、走査線駆動回路１２０及び信号
線駆動回路１３０をアレイ基板１上に配置するにあたっ
ては、駆動回路を画面表示領域Ａから距離をとって配置
することが望ましい。また光リークによる影響が大きい
回路部分を画面表示領域Ａから距離をとって配置するこ
とにより、アレイ基板１側の斜め方向からの入射光に対
しても光リークを防止することができる。例えば、アレ
イ基板１として用いる透明ガラスの厚みが０．７ｍｍで
あるときには、駆動回路を画面表示領域Ａから少なくと
も０．３ｍｍ以上距離をとることが望ましい。

【００３３】次に、駆動回路に含まれるアナログスイッ
チをバックライトユニットのフレーム部で遮光するよう
に構成した実施形態について説明する。

【００３４】図４は、図３に示す信号線駆動回路１３０
とバックライトユニットのフレーム部との位置関係を示
す説明図であり、信号線駆動回路１３０を平面で、また
バックライトユニットのフレーム部を側面で表してい
る。

【００３５】なお、この実施形態に示す図面では、バッ
クライトユニットを図示していないが、バックライトユ
ニットは、例えば図５に示すアレイ基板１の外面（下
側）に沿うように配置されており、蛍光ランプから放射
された光を導光板で反射、拡散させ、液晶表示装置に対
し均一なバックライト光２３を放射している。

【００３６】信号線駆動回路１３０は、タイミング回路
１３１、ビデオバス１３２、アナログスイッチ回路１３
３、バッファ回路１３４により構成されている。この実
施形態では、信号線駆動回路１３０のうち、ＴＦＴで構
成されるアナログスイッチ回路１３３が、平面的にバッ
クライトユニットのフレーム部２５により遮光される領
域上に配置されている。一般に、表示画素部（１１０）
とバックライトユニットのフレーム部２５との寸法公差
は０．５ｍｍ程度であり、画面表示領域Ａからバックラ
イトユニットのフレーム部２５までの距離が最大で１．
５ｍｍになる可能性がある。このため、バックライトユ
ニットのフレーム部２５の端部が、画面表示領域Ａから
１．０ｍｍの位置となるように配置している。これによ
り、表示画素部（１１０）とバックライトユニットのフ
レーム部２５との間隔が最大で０．５ｍｍずれたとして
も、バックライトユニットのフレーム部２５により、ア
ナログスイッチ回路１３３を十分に遮光することができ
る。

【００３７】また、図４に示すようなバックライトユニ
ットのフレーム部２５と遮光テープとを組み合わせるこ
とにより、アナログスイッチ回路１３３への遮光効果を
さらに向上させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
おいては、第２の遮光層を周辺遮光領域の全域に形成す
るようにしたので、駆動回路をバックライト光に対して
全面遮光することができる。

【００３９】また、請求項２の発明においては、信号線
の駆動回路に含まれるアナログスイッチを、平面的にバ
ックライトユニットのフレーム部により遮光される領域
に配置したので、前記信号線の駆動回路に含まれるアナ
ログスイッチを、バックライトユニットのフレーム部に
より遮光することができる。

【００４０】したがって、請求項１及び請求項２の発明
によれば、駆動回路に対し十分な遮光効果を得ることが
できるため、駆動回路のＴＦＴにおける光リークを防止
して、良好な表示品位を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係わる液晶表示装置の部分断面図。

【図２】他の実施形態に係わる液晶表示装置の部分断面
図。

【図３】実施形態に係わる駆動回路一体型の液晶表示装
置の回路構成図。

【図４】信号線駆動回路とバックライトユニットのフレ
ーム部との位置関係を示す説明図。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、走査線駆動回路及び信号線
駆動回路を液晶表示装置の外面から偏光板で覆うように
構成した従来例の概略断面図。

【符号の説明】

１…アレイ基板，２…対向基板，５…内部遮光層，６…
外部遮光層 ７…液晶層，８…偏光板，９…遮光テープ，１０…表示
画素 １１…信号線，１２…走査線，１３…ＴＦＴ，１４…画
素電極 １５…対向電極，１７…液晶層，２４…金属遮光膜，２
５…フレーム部 １１０…表示画素部，１２０…走査線駆動回路，１３０
…信号線駆動回路 １４０…外部駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｂ ６１９Ｂ (72)発明者 木村 裕之 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 佐藤 清一 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA34Y FA34Z FA41Z GA11 GA13 LA03 LA17 2H092 GA59 JA24 JB01 JB13 JB22 JB31 JB51 KA04 KB21 NA01 NA11 PA06 PA09 PA11 PA13 5C094 AA25 BA03 BA43 CA19 CA25 DA09 DA13 DB01 DB04 EA04 EB02 ED15 FA01 FB01 FB15 GB10 5F110 AA06 BB02 NN42 NN45 NN46 NN47 NN73 5G435 AA16 BB12 BB15 CC09 DD12 EE04 EE25 EE37 FF13 GG17 KK05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに交差する複数の走査線及び複数の
   信号線、これら走査線及び信号線の各交差部に配置され
   た複数のスイッチ素子、前記スイッチ素子を介して前記
   信号線に接続された複数の画素電極、及び前記スイッチ
   素子を駆動して前記画素電極に映像信号を書き込む駆動
   回路が形成されたアレイ基板と、前記画素電極と相対す
   る対向電極が形成された対向基板と、これら基板間に介
   在された液晶層とを備え、 装置本体の平面領域が画面表示領域と、この領域を除く
   周辺遮光領域とに区画され、 前記駆動回路は前記アレイ基板上の前記周辺遮光領域と
   対応する領域に形成され、 前記アレイ基板又は対向基板上の前記周辺遮光領域と対
   応する領域に第１の遮光層が形成された液晶表示装置に
   おいて、 前記アレイ基板の外面であって、平面的に前記第１の遮
   光層と対応する領域に第２の遮光層を形成したことを特
   徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 互いに交差する複数の走査線及び複数の
   信号線、これら走査線及び信号線の各交差部に配置され
   た複数のスイッチ素子、前記スイッチ素子を介して前記
   信号線に接続された複数の画素電極、及び前記スイッチ
   素子を駆動して前記画素電極に映像信号を書き込む駆動
   回路が形成されたアレイ基板と、前記画素電極と相対す
   る対向電極が形成された対向基板と、これら基板間に介
   在された液晶層とを備え、 装置本体の平面領域が画面表示領域と、この領域を除く
   周辺遮光領域とに区画され、 前記駆動回路は前記アレイ基板上の前記周辺遮光領域と
   対応する領域に形成され、 前記アレイ基板側に配置されたバックライトユニットか
   ら放射された光を用いて表示を行う液晶表示装置におい
   て、 前記駆動回路に含まれるアナログスイッチを、平面的に
   前記バックライトユニットのフレーム部により遮光され
   る領域に配置したことを特徴とする液晶表示装置。