JP2002090720A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極基板上に駆動回路を内蔵したアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置において、黒色のカラーフ
ィルタに青色乃至紫外線領域の光が照射されることによ
り起こる焼き付きを改善して、良好な表示画質を維持す
る。 【解決手段】 ガラス基板１０１上の周辺額縁領域１０
２ｃに、光源光に含まれる青色乃至紫外線領域の光を吸
収する機能を備えた遮光層１０６を、黒色カラーフィル
タ１０７の一部と平面的に重なり合うように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
し、詳しくは電極基板上に駆動回路を内蔵したアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高密度且つ大容量でありながら高
機能更に高精細を得る液晶表示装置の実用化が図られて
いる。とくに、隣接する画素電極間でのクロストークが
なく、高コントラスト表示が得られるとともに、透過型
表示が可能で、また大画面化も容易である等の理由か
ら、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなる駆動
素子を配置したアクティブマトリクス型液晶表示装置の
開発が進んでいる。

【０００３】その中でも、ｐ−ＳｉＴＦＴ（ポリシリコ
ン薄膜トランジスタ）を用いたものは、ｐ−ＳｉＴＦＴ
中の電子の移動度が高く、ａ−ＳｉＴＦＴ（アモルファ
スシリコン薄膜トランジスタ）に比べて駆動素子を小型
化できるため、開口率を上げることができるうえ、電極
基板上に駆動回路を内蔵することができ、さらに有効表
示領域外の額縁領域を縮小できるなどの数々の特色を備
えている。

【０００４】一方、液晶表示装置は高精細化、低コスト
化の観点から、従来は対向基板側に配置していたカラー
フィルタを、駆動素子を形成するアレイ基板上に形成す
る技術が開発されている。その場合、ＲＧＢ３色のカラ
ーフィルタのほかに、少なくとも有効表示領域の外周部
を遮光する目的で黒色のカラーフィルタを配置するよう
に構成される。例えば、ｐ−ＳｉＴＦＴで画素部の駆動
素子を構成するとともに、同じｐ−ＳｉＴＦＴで駆動素
子の駆動回路を構成した場合には、駆動回路の上を含む
領域にも黒色のカラーフィルタが配置される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような液晶表示
装置では、アレイ基板の背面からランプ光を照射し、透
過する光を変調して表示を行うため、表示輝度を高くす
るには高輝度のランプ光を照射する必要がある。このと
き、表示領域にはランプから可視領域の光だけでなく紫
外線領域の光も照射されることになる。

【０００６】しかし、前記黒色のカラーフィルタに強力
な青色乃至紫外線領域の光が照射されると、フィルタ内
に残存する光重合開始剤等が反応し、液晶側にイオン性
不純物が溶出する。そして、これにより同一の画像パタ
ーンを連続して表示したときに画面上に焼き付きが発生
しやすくなり、表示画質の低下をもたらすという問題点
があった。

【０００７】この現象は、額縁領域の中でも、とくに駆
動回路の形成されていない領域、すなわち有効表示領域
に隣接する周辺額縁領域で顕著に現れる。加えて、アレ
イ基板の背面から照射されるランプ光の輝度が高くなる
と、表示領域に形成された駆動素子や駆動回路を構成す
る駆動素子での光リークによりクロストークなどが発生
しやすくなり、表示品位が低下するという問題点があっ
た。

【０００８】また、黒色のカラーフィルタの代わりに、
例えば青色カラーフィルタと赤色カラーフィルタを重ね
て形成することで、上述したような黒色のカラーフィル
タによる問題を回避する試みがなされている。しかし、
上記のような２色のカラーフィルタによる重ね合わせで
は、赤色カラーフィルタにおける青色及び緑色領域での
透過率が低くないため、光の透過漏れが生じ、黒色のカ
ラーフィルタと同等の遮光効果を得ることが難しいとい
う問題点があった。

【０００９】この発明の第１の目的は、アレイ基板上の
黒色のカラーフィルタに青色乃至紫外線領域の光が照射
されることにより起こる焼き付きを改善して、良好な表
示画質を維持することができる液晶表示装置を提供する
ことにある。

【００１０】第２の目的は、上記第１の目的に加えて、
駆動素子を構成するＴＦＴの光リークを防止して、表示
品位に優れた液晶表示装置を提供することにある。

【００１１】第３の目的は、有効表示領域の外周部を２
層のカラーフィルタで遮光した場合においても、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
とにある。

【００１２】

【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、有効表示領域内に規則的に配置
された複数の画素電極、これら画素電極のそれぞれに接
続された駆動素子及び前記駆動素子を駆動する駆動回路
とを有する第１の電極基板と、前記複数の画素電極と相
対する対向電極が形成された第２の電極基板と、これら
基板間に保持された液晶層とを備え、前記第１の電極基
板の背面から照射される光源光により表示を行う透過型
の液晶表示装置において、前記光源光に含まれる青色乃
至紫外線領域の光を吸収する機能を備えた遮光層を、前
記第１の電極基板上の前記有効表示領域に隣接する外周
部で、かつ前記駆動素子及び駆動回路と同層に形成した
ことを特徴とする。

【００１３】また、上記目的を達成するため、請求項２
の発明は、有効表示領域内に規則的に配置された複数の
画素電極、これら画素電極のそれぞれに接続された駆動
素子及び前記駆動素子を駆動する駆動回路とを有する第
１の電極基板と、前記複数の画素電極と相対する対向電
極が形成された第２の電極基板と、これら基板間に保持
された液晶層とを備え、前記第１の電極基板の背面から
照射される光源光により表示を行う透過型の液晶表示装
置において、前記光源光に含まれる青色乃至紫外線領域
の光を吸収する機能を備えた遮光層を、前記第１の電極
基板上の前記有効表示領域に隣接する外周部で、かつ前
記駆動素子及び駆動回路と別層に形成したことを特徴と
する。

【００１４】請求項３の発明は、前記請求項２におい
て、前記遮光層を、前記駆動素子の下部及び前記駆動素
子を駆動する駆動回路の下部の少なくとも一方にも形成
したことを特徴とする。

【００１５】好ましい形態として、前記駆動素子の下部
に形成される遮光層を、金属層とする。

【００１６】請求項４の発明は、前記請求項３におい
て、前記駆動素子の上部であって、前記駆動素子の下部
に形成した遮光層と対向する位置にも遮光層を形成した
ことを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１又は２におい
て、前記遮光層を、前記第１の電極基板上の前記有効表
示領域に隣接する外周部に形成された黒色の着色層の一
部又は少なくとも２層の着色層の一部と平面的に重なり
合うように形成したことを特徴とする。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１乃至５におい
て、前記遮光層を、前記有効表示領域に隣接する外周部
に加えて、前記駆動素子を駆動するための配線パターン
の隙間を補間するように形成したことを特徴とする。

【００１９】請求項７の発明は、請求項６において、前
記遮光層と前記第１の電極基板との間に、前記第１の電
極基板の屈折率と異なる屈折率を有する誘電体絶縁層を
少なくとも一層形成したことを特徴とする。

【００２０】請求項８の発明は、請求項１乃至７におい
て、前記遮光層は、非結晶シリコンからなることを特徴
とする。

【００２１】請求項９の発明は、請求項１乃至７におい
て、前記遮光層は、多結晶シリコンからなることを特徴
とする。

【００２２】請求項１０の発明は、請求項５、６又は７
において、前記第１の電極基板の液晶層と接しない側の
表面に、前記遮光層、前記黒色の着色層の一部又は少な
くとも２層の着色層の一部と平面的に重なり合うように
外部遮光層を形成したことを特徴とする。

【００２３】請求項１１の発明は、請求項１０におい
て、前記外部遮光層は、黒色顔料もしくは黒色染料を含
む着色材からなることを特徴とする。

【００２４】請求項１２の発明は、請求項１０におい
て、前記外部遮光層は、遮光性テープからなることを特
徴とする。

【００２５】好ましい形態として、前記第１の電極基板
の背面に反射板を配置し、装置正面から入射する外光の
反射光により表示を行う反射型の液晶表示装置として構
成する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる液晶表示
装置を、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用
した場合の実施形態について説明する。

【００２７】［実施形態１］図１は、実施形態１に係わ
る液晶表示装置１０の部分断面図である。ただし、図１
では説明に必要な部分のみを示し、画素電極、配向膜及
び各配線などは省略している。

【００２８】液晶表示装置１０は、大別すると、第１の
電極基板としてのアレイ基板１００、第２の電極基板と
しての対向基板２００、及びこれらの基板間に保持され
た液晶層３００で構成されている。

【００２９】アレイ基板１００は、透明なガラス基板１
０１で構成されており、その平面領域は有効表示領域１
０２ａと額縁領域１０２ｂとに区分されている。

【００３０】有効表示領域１０２ａには、図示しない画
素電極に接続された駆動素子としての画素ＴＦＴ１０
３、及びストライプ状に配列されたＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ１０４Ｒ、１０４
Ｇ、１０４Ｂが形成されている。なお、図示しない画素
電極はカラーフィルタ１０４上に形成されており、所定
位置に形成されたコンタクトホールを通じて画素ＴＦＴ
１０３の図示しないドレイン電極（又はソース電極）と
電気的に接続されている。

【００３１】額縁領域１０２ｂには、多結晶シリコンか
らなる遮光層１０６が、画素ＴＦＴ１０３を駆動するた
めの駆動回路１０５と（画素ＴＦＴ１０３に対しても）
同層に形成され、さらに上層に黒色カラーフィルタ１０
７が形成されている。遮光層１０６は、額縁領域１０２
ｂのうち、とくに有効表示領域１０２ａに隣接する周辺
額縁領域１０２ｃにおいて、黒色カラーフィルタ１０７
の一部と平面的に重なり合うように形成されている。

【００３２】遮光層１０６となる多結晶シリコン膜は、
青色乃至紫外線領域の光の吸収係数が高く、符号Ａで示
すランプ光に含まれる青色乃至紫外線領域の光が黒色カ
ラーフィルタ１０７へ入射するのを抑制する。遮光層１
０６としては、多結晶シリコン膜に限らず、青色乃至紫
外線領域の光を吸収する機能を有する媒体であれば、他
の部材を用いることもできる。

【００３３】遮光層１０６は、有効表示領域１０２ａを
囲うような額縁状に形成されるが、さらに図示しないゲ
ート線や信号線等の配線ＢＭ（ブラックマトリクス）と
なる配線パターンの隙間を補間するような形状を付加し
てもよい。また遮光層１０６は、画素ＴＦＴ１０３を構
成する多結晶シリコン層と同時に形成することができ
る。

【００３４】一方、対向基板２００は、アレイ基板１０
０と同じく透明なガラス基板２０１で構成されており、
その表面には図示しない対向電極及び配向膜が形成され
ている。

【００３５】これらアレイ基板１００及び対向基板２０
０は、周辺部に塗布形成されたシール材４００により所
定間隔をもって貼り合わされ、熱硬化によりセルとして
形成される。セル内部には、シール材４００の一部に設
けられた図示しない注入口から減圧注入法で注入された
液晶層３００が充填されている。また、セル内部には、
基板間の間隔（セルギャップ）を制御するためのスペー
サ柱４１０が形成されている。この実施形態では、スペ
ーサ柱４１０と黒色のカラーフィルタ１０７とを同じ材
料で同時に形成することで、精密な基板間隔の制御を可
能としている。

【００３６】ここで、液晶層３００における液晶分子の
配向は、配向処理された図示しない配向膜により決定さ
れるが、スペーサ柱４１０の近傍では液晶分子の配向が
一定とはならず、表示不良として認識される。このた
め、有効表示領域１０２ａにおいて、遮光領域となる画
素ＴＦＴ１０３の上部にスペーサ柱４１０を配置するこ
とで、その付近での配向不良を隠し、表示不良を目立た
なくすることができる。また、スペーサ柱４１０を図示
しない液晶の柱入口付近、シール材４００の内外にも配
置することで、柱入口周辺を含めたセル厚のムラを小さ
くすることができる。

【００３７】上記のように構成された液晶表示装置１０
では、遮光層１０６が周辺額縁領域１０２ｃに形成され
ているため、ランプ光Ａに含まれる青色乃至紫外線領域
の光は遮光層１０６に吸収される。これによれば、黒色
カラーフィルタ１０７の周辺額縁領域１０２ｃと対向す
る領域にランプ光Ａに含まれる青色乃至紫外線領域の光
が入射することがないので、フィルタ内で生じる化学反
応により、液晶側へイオン性不純物が溶出することがな
い。したがって、黒色カラーフィルタ１０７に対しラン
プ光Ａに含まれる青色乃至紫外線領域の光が入射するこ
とによる焼き付きが改善され、良好な表示画質を維持す
ることができる。

【００３８】また、実施形態１では、画素ＴＦＴ１０３
や駆動回路１０５を構成する多結晶シリコン層と同時に
遮光層１０６を形成することができるため、新たなプロ
セスの追加が不要となる。

【００３９】［実施形態２］図２は、実施形態２に係わ
る液晶表示装置２０の部分断面図であり、図１と同等部
分を同一符号で示している。図２においても、説明に必
要な部分のみを示し、画素電極、配向膜及び各配線など
は省略している。また、ここでは実施形態１と異なる部
分についてのみ説明する。

【００４０】この実施形態２の液晶表示装置２０では、
周辺額縁領域１０２ｃを遮光する遮光層１０６と、画素
ＴＦＴ１０３を遮光する画素遮光層１０９が、画素ＴＦ
Ｔ１０３及び駆動回路１０５と別層に形成されている。

【００４１】すなわち、アレイ基板１００の有効表示領
域１０２ａには、後工程で形成される画素ＴＦＴ１０３
の下部であって、かつ平面的に対応する位置に金属層か
らなる下部遮光層１０９が形成され、また額縁領域１０
２ｂには多結晶シリコンからなる遮光層１０６が形成さ
れている。

【００４２】遮光層１０６は、実施形態１と同じく有効
表示領域１０２ａに隣接する周辺額縁領域１０２ｃにお
いて、後工程で形成される黒色カラーフィルタ１０７の
一部と平面的に重なり合うように形成されている。な
お、遮光層１０６及び下部遮光層１０９は、異なる部材
で形成されたものでもよいし、同層に形成した金属層を
それぞれの形状にパターニングしたものであってもよ
い。

【００４３】遮光層１０６及び下部遮光層１０９の上層
には、透明な絶縁膜１１０が形成されている。この絶縁
膜１１０の上層において、有効表示領域１０２ａには、
画素ＴＦＴ１０３、カラーフィルタ１０４Ｒ、１０４
Ｇ、１０４Ｂが形成され、また額縁領域１０２ｂには、
駆動回路１０５、黒色カラーフィルタ１０７が形成され
ている。

【００４４】遮光層１０６は、有効表示領域１０２ａを
囲うような額縁状に形成されるが、さらに図示しないゲ
ート線や信号線等の配線ＢＭとなる配線パターンの隙間
を補間するような形状を付加してもよい。

【００４５】その他の構成は実施形態１と同じであり、
同様の工程を経て液晶表示装置２０を完成する。

【００４６】上記のように構成された液晶表示装置２０
においても、遮光層１０６が周辺額縁領域１０２ｃに形
成されているため、黒色カラーフィルタ１０７の周辺額
縁領域１０２ｃと対向する領域にランプ光Ａが照射され
ても、そこに含まれる青色乃至紫外線領域の光が入射す
ることがないので、フィルタ内で生じる化学反応によ
り、液晶側へイオン性不純物が溶出することがない。し
たがって、黒色カラーフィルタ１０７に対しランプ光Ａ
に含まれる青色乃至紫外線領域の光が照射されることに
より起こる焼き付きが改善され、良好な表示画質を維持
することができる。

【００４７】さらに、画素ＴＦＴ１０３の下部にも下部
遮光層１０９が形成されているため、ランプ光Ａの照射
による画素ＴＦＴ１０３での光リークを抑制することが
できる。

【００４８】また、図２には示していないが、駆動回路
１０５の下部にも遮光層１０６を形成することにより、
駆動回路１０５を構成する駆動素子での光リークを抑制
することができる。したがって、光リークによるクロス
トークの発生を防止して、より優れた表示品位を得るこ
とができる。

【００４９】なお、実施形態２においては、遮光層１０
６に加えて、画素ＴＦＴ１０３の下部にも下部遮光層１
０９を形成した例について示したが、少なくとも有効表
示領域１０２ａに遮光層１０６を形成することで、ラン
プ光Ａに含まれる青色乃至紫外線領域の光が黒色カラー
フィルタ１０７に入射することによる不具合を防止する
ことができる。

【００５０】［実施形態３］図３は、実施形態３に係わ
る液晶表示装置３０の部分断面図であり、とくに画素Ｔ
ＦＴ１０３と画素電極との接続部分の構成を模式的に示
したものである。この実施形態３では、図２と同等部分
を同一符号で示している。また図３においては、特徴的
な構成を説明するのに不要な部分の図示又は説明を省略
している。

【００５１】この実施形態３の液晶表示装置３０では、
実施形態２に示す下部遮光層１０９と対向する位置に上
部遮光層１１１が形成されている。

【００５２】アレイ基板１００上の有効表示領域１０２
ａには、画素ＴＦＴ１０３、補助容量部１１５が形成さ
れている。画素ＴＦＴ１０３は、映像信号電圧を印加す
るための信号線１１２、ゲート電極１１３、このゲート
電極１１３にゲート電圧を印加するための図示しない走
査線、及び透明電極をエッチングによりパターニングし
てなる画素電極１１４により構成されている。補助容量
部１１５は、図示しない多結晶シリコン膜の延長部と、
ゲート電極１１３と同じ材料で構成される補助容量線１
１７との間で形成される。

【００５３】また、層間絶縁膜１１６の上層には、窒化
シリコン膜で構成された保護膜１１８が形成されるとと
もに、その上層には遮光層１０６、上部遮光層１１１が
形成され、さらに、これらを覆うようにカラーフィルタ
１０４Ｇ〜１０４Ｂ、黒色カラーフィルタ１０７が形成
されている。

【００５４】上部遮光層１１１は、下部遮光層１０９と
対向する位置に、下部遮光層１０９と同じく金属層によ
り形成されている。

【００５５】額縁領域１０２ｂの遮光層１０６は、実施
形態２と同じく有効表示領域１０２ａに隣接する周辺額
縁領域１０２ｃにおいて、後工程で形成される黒色カラ
ーフィルタ１０７の一部と平面的に重なり合うように形
成されている。この遮光層１０６は、有効表示領域１０
２ａを囲うような額縁状に形成されるが、さらに図示し
ないゲート線や信号線等の配線ＢＭとなる配線パターン
の隙間を補間するような形状を付加してもよい。

【００５６】上記のように構成された液晶表示装置３０
においても、実施形態２と同様に、ランプ光Ａの照射に
よる黒色カラーフィルタ１０７から液晶側へのイオン性
不純物の溶出を防止することができるので、焼き付きを
改善して良好な表示画質を維持することができる。

【００５７】また、画素ＴＦＴ１０３の上下にそれぞれ
上部遮光層１１１、下部遮光層１０９が形成されている
ため、ランプ光Ａの照射による画素ＴＦＴ１０３での光
リークを抑制することができる。また、図３には示して
いないが、駆動回路１０５の下部にも遮光層１０６を形
成することにより、駆動回路１０５を構成する駆動素子
での光リークを抑制することができる。したがって、光
リークによるクロストークの発生を防止して、より優れ
た表示品位を得ることができる。さらに、上部遮光層１
１１は画素ＴＦＴ１０３に対して観察者側から入ってく
る光を遮光して光リークを防止するとともに、これと同
じ材料で額縁領域１０２ｂの遮光層１０６を同時に形成
することができ、額縁遮光部の完全化及び黒色カラーフ
ィルタ１０７の光劣化にも効果がある。

【００５８】［実施形態４］図４は、実施形態４に係わ
る液晶表示装置４０の部分断面図であり、図１と同等部
分を同一符号で示している。図４においても、説明に必
要な部分のみを示し、画素電極、配向膜及び各配線など
は省略している。

【００５９】この実施形態４の液晶表示装置４０では、
額縁領域１０２ｂにおいて、黒色カラーフィルタの代わ
りに青色のカラーフィルタ１０４Ｂと赤色のカラーフィ
ルタ２０４Ｒが２層に形成されている。

【００６０】また、アレイ基板１００を構成するガラス
基板１０１上には、ガラス基板１０１と異なる屈折率を
有する誘電体絶縁層として、窒化シリコン層１２１及び
酸化シリコン層１２２が形成されている。

【００６１】この誘電体絶縁層上の有効表示領域１０２
ａには、図示しない画素電極に接続された駆動素子とし
ての画素ＴＦＴ１０３、及びカラーフィルタ１０４Ｒ、
１０４Ｇ、１０４Ｂが形成されている。また額縁領域１
０２ｂには、多結晶シリコンからなる遮光層１０６と駆
動回路１０５が同層に形成されている。

【００６２】カラーフィルタ１０４のうち、有効表示領
域１０２ａと額縁領域１０２ｂの境界部分に配置される
青色のカラーフィルタ１０４Ｂは、額縁領域１０２ｂま
で延長して形成されており、さらに、この青色のカラー
フィルタ１０４Ｂの額縁領域１０２ｂ上には、赤色のカ
ラーフィルタ２０４Ｒが形成されている。

【００６３】この２層のカラーフィルタ１０４Ｂ及び２
０４Ｒは、実施形態１及び２の黒色カラーフィルタ１０
７の代わりに形成されたものである。遮光層１０６は、
周辺額縁領域１０２ｃにおいて、２層のカラーフィルタ
１０４Ｂ及び２０４Ｒの一部と平面的に重なり合うよう
に形成されている。

【００６４】この実施形態４においても、遮光層１０６
は有効表示領域１０２ａを囲うような額縁状に形成され
るが、図示しないゲート線や信号線等の配線ＢＭとなる
配線パターンの隙間を補間するような形状を付加しても
よい。また遮光層１０６は、画素ＴＦＴ１０３を構成す
る多結晶シリコン層と同時に形成することができる。

【００６５】その他の構成は実施形態１〜３と同じであ
り、同様の工程を経て液晶表示装置４０を完成する。

【００６６】上記のように構成された液晶表示装置４０
においては、遮光層１０６が周辺額縁領域１０２ｃに形
成されているため、２層のカラーフィルタ１０４Ｂ及び
２０４Ｒの周辺額縁領域１０２ｃと対向する領域にラン
プ光Ａが照射されても、それに含まれる青色乃至紫外線
領域の光が液晶層３００に入射することがない。したが
って、黒色カラーフィルタ１０７の代わりに２層のカラ
ーフィルタ１０４Ｂ及び２０４Ｒを形成した場合でも、
光の透過漏れを生じることがなく、黒色のカラーフィル
タと同等の遮光効果を得ることができる。

【００６７】また、実施形態４では、画素ＴＦＴ１０３
を構成する多結晶シリコン層と同時に遮光層１０６を形
成することができるため、新たなプロセスの追加が不要
となる。しかも、多結晶シリコンからなる遮光層１０６
は、不純物をドープしない限りは導電性も低いために、
例えば図３に示すように、層間絶縁膜１１６を介した不
良により、上部に形成される金属配線間のショートが発
生することもない。

【００６８】さらに、遮光層１０６の下層に形成された
窒化シリコン層１２１及び酸化シリコン層１２２での干
渉効果により、額縁領域１０２ｂでの透過率を低減する
ことができる。

【００６９】次に、遮光層と誘電体絶縁層（１２１及び
１２２）での干渉効果による作用について簡単に説明す
る。

【００７０】２層のカラーフィルタ１０４Ｂ及び２０４
Ｒを形成した額縁領域１０２ｂと、各色カラーフィルタ
のそれぞれの透過分光特性を図５（Ａ）に、また遮光層
１０６を含む額縁領域１０２ｂの全体構成での透過分光
特性を図５（Ｂ）にそれぞれ示す。

【００７１】図５（Ａ）から明らかなように、赤色のカ
ラーフィルタ２０４Ｒの青乃至緑の波長領域（４４０〜
５５０ｎｍ）では透過率が十分に下がらないため、周辺
額縁領域１０２ｃでは光がわずかではあるが透過してく
る。通常、ランプ光Ａの光源としては、赤、青、緑の３
波長に輝度ピークを有する３波長管を用いるため、実際
には緑色の光（輝度ピーク５５０ｎｍ）ではなく、青色
の光（輝度ピーク４４０ｎｍ）が抜けることになり、額
縁領域１０２ｂが青く見えてしまう。その場合の透過率
は７０％程度となるが、額縁領域１０２ｂでの透過率
は、コントラスト比２００：１相当以上となる５０％以
下であることが望ましい。

【００７２】図４に示す基板構造において、遮光層１０
６を構成する多結晶シリコンは、吸収係数の波長特性か
ら膜厚５００μｍでは、ランプ光Ａの青色輝線波長であ
る４４０ｎｍでの透過率が約４８％となるため、額縁領
域１０２ｂでの透過率は０．４％以下となる。さらに、
ガラス基板１０１、窒化シリコン層１２１、酸化シリコ
ン層１２２、遮光層１０６という屈折率の異なる層構造
で生じる干渉効果が加わることにより、相対透過率を大
きくすることができる。

【００７３】図６は、２つの誘電体絶縁層の膜厚による
相対透過率の変化を示す説明図である。ここでは、窒化
シリコン層１２１の膜厚と酸化シリコン層１２２の膜厚
の組み合わせによる各波長域での透過率の違いを示して
いる。

【００７４】図４の構成において、ガラス基板１０１
（屈折率ｎ＝１．５２）の上に、窒化シリコン層１２１
（ｎ＝１．９、膜厚５００ｎｍ）、酸化シリコン層１２
２（ｎ＝１．５２、膜厚１０００ｎｍ）、並びに遮光層
１０６（膜厚５００ｎｍ）の順に形成したとすると、Ｒ
ＧＢの３原色光領域での相対透過率は、図６で得られた
数値を元に計算すると平均で約７０％となる。したがっ
て、図５（Ｂ）に示すように、図４に示す基板構造全体
では、青乃至緑の波長領域での透過率は約０．２３％程
度となり、従来例に比べて大幅に低減することができよ
うになり、十分な遮光効果を得ることが可能となる。

【００７５】また、実施形態１〜４において、遮光層と
して用いた多結晶シリコンについては、ＴＦＴを形成す
る際の不純物イオン（Ｐ^＋ あるいはＢ^＋ ）を注入す
ることで、青乃至緑の波長の透過率を下げるようにして
もよいことは言うまでもない。例えばＰ^＋ を１０^１５
〜１０^１６ｃｍ^２ ドーズするとよい。

【００７６】［実施形態５］図７は、実施形態５に係わ
る液晶表示装置５０の部分断面図であり、図４と同等部
分を同一符号で示している。

【００７７】この実施形態５の液晶表示装置５０では、
ガラス基板１０１の液晶層３００と接しない側の表面
に、外部遮光層１２３が有効表示領域１０２ａを囲うよ
うな額縁状に形成されている。外部遮光層１２３は額縁
領域１０２ｂにおいて、遮光層１０６、青色のカラーフ
ィルタ１０４Ｂ及び赤色のカラーフィルタ２０４Ｒの一
部と平面的に重なり合うように形成されている。

【００７８】この外部遮光層１２３は、黒色顔料（もし
くは黒色染料）を含む印刷インクをガラス基板１０１表
面に塗布することで形成することができる。印刷インク
の塗布方法としては、例えば黒色顔料を混ぜた速乾性の
液体をノズルからガラス基板１０１に噴霧する方法があ
る。このような方法を用いて、印刷インクをガラス基板
１０１に塗布することにより、光の透過率が低い遮光層
を安価に形成することができる。また、外部遮光層１２
３としては、ガラス基板１０１表面に遮光性テープを貼
り付けたものでもよい。

【００７９】なお、この実施形態５においても、遮光層
１０６は有効表示領域１０２ａを囲うような額縁状に形
成されるが、図示しないゲート線や信号線等の配線ＢＭ
となる配線パターンの隙間を補間するような形状を付加
してもよい。また遮光層１０６は、画素ＴＦＴ１０３を
構成する多結晶シリコン層と同時に形成することができ
る。

【００８０】その他の構成は実施形態１〜４と同じであ
り、同様の工程を経て液晶表示装置５０を完成する。

【００８１】上記のように構成された液晶表示装置５０
においては、ガラス基板１０１の外側に外部遮光層１２
３が形成されているので、黒色カラーフィルタ１０７の
代わりに２層のカラーフィルタ１０４Ｂ及び２０４Ｒを
形成した場合において、周辺額縁領域１０２ｃにおける
遮光効果をより向上させることができる。

【００８２】ちなみに、外部遮光層１２３のＯＤ値（オ
プティカルデンシティ）は４以上であるため、この外部
遮光層１２３だけでも十分な遮光効果を得ることができ
る。しかし、インク塗布の際の空間的なバラツキは０．
１ｍｍ以上あり、遮光層１０６に比べて位置精度が劣る
ため、十分な遮光効果が得られない場合もある。したが
って、図７に示すように、外部遮光層１２３と遮光層１
０６を併用することが望ましい。

【００８３】なお、この実施形態５では、額縁領域１０
２ｂに２層のカラーフィルタ１０４Ｂ及び２０４Ｒを形
成した例ついて説明したが、実施形態１乃至３のよう
に、額縁領域１０２ｂに黒色カラーフィルタを形成した
場合においても、外部遮光層１２３を併用することで更
なる遮光効果を得ることができる。

【００８４】上述した各実施形態においては、パネル背
面からの光源光を透過させて表示を行う、いわゆる透過
型の液晶表示装置について説明したが、パネル正面から
入射する外光を反射させることで表示を行う、いわゆる
反射型の液晶表示装置についても同様に適用することが
できる。

【００８５】また、上述した各実施形態においては、遮
光層１０６を多結晶シリコンで構成した例について説明
したが、遮光層１０６は非結晶シリコンで構成されたも
のであってもよい。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
液晶表示装置によれば、有効表示領域に隣接する外周部
に形成した遮光層により、光源光に含まれる青色乃至紫
外線領域の光が吸収されるため、フィルタ内で生じる化
学反応により、液晶側へイオン性不純物が溶出するのを
防止することができる。したがって、アレイ基板上の黒
色のカラーフィルタに青色乃至紫外線領域の光が照射さ
れることにより起こる焼き付きが改善され、良好な表示
画質を維持することができる。

【００８７】また、前記遮光層を駆動素子の下部や駆動
回路の下部にも形成した場合は、前記駆動素子を構成す
るＴＦＴでの光リークが防止され、より優れた表示品位
を得ることができる。

【００８８】また、有効表示領域の外周部を２層のカラ
ーフィルタで遮光した場合においても、前記有効表示領
域に隣接する外周部に遮光層を形成することにより、十
分な遮光効果を得ることができる。

【００８９】さらに、前記有効表示領域に隣接する外周
部に形成した遮光層と、黒色カラーフィルタ又は黒色カ
ラーフィルタの代わりに形成された少なくとも２層のカ
ラーフィルタと平面的に重なり合うように外部遮光層を
形成した場合は、更なる遮光効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係わる液晶表示装置の部分断面
図。

【図２】実施形態２に係わる液晶表示装置の部分断面
図。

【図３】実施形態３に係わる液晶表示装置の部分断面
図。

【図４】実施形態４に係わる液晶表示装置の部分断面
図。

【図５】（Ａ）は額縁領域と各色カラーフィルタのそれ
ぞれの透過分光特性図、（Ｂ）は遮光層を含む額縁領域
の全体構成での透過分光特性図。

【図６】２つの誘電体絶縁層の膜厚による相対透過率の
変化を示す説明図。

【図７】実施形態５に係わる液晶表示装置の部分断面
図。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０…液晶表示装置、１００
…アレイ基板、１０２ａ…有効表示領域、１０２ｂ…額
縁領域、１０２ｃ…周辺額縁領域、１０３…画素ＴＦ
Ｔ、１０４，２０４…カラーフィルタ、１０５…駆動回
路、１０６…遮光層、１０７…黒色カラーフィルタ、１
０９…下部遮光層、１１１…上部遮光層、１２３…外部
遮光層、２００…対向基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 AA06 AA09 AA15 AA26 2H091 FA34Y FA34Z FB09 FC10 FC26 FD04 FD12 FD22 GA13 LA03 LA12 LA17 2H092 GA59 JA25 JA38 JA43 JB23 JB32 JB33 JB38 JB51 JB63 JB69 NA01 NA22 NA25 NA27 NA29 PA03 PA09 QA07 5G435 BB12 BB15 GG16 KK05

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有効表示領域内に規則的に配置された複
   数の画素電極、これら画素電極のそれぞれに接続された
   駆動素子及び前記駆動素子を駆動する駆動回路とを有す
   る第１の電極基板と、前記複数の画素電極と相対する対
   向電極が形成された第２の電極基板と、これら基板間に
   保持された液晶層とを備え、 前記第１の電極基板の背面から照射される光源光により
   表示を行う透過型の液晶表示装置において、 前記光源光に含まれる青色乃至紫外線領域の光を吸収す
   る機能を備えた遮光層を、前記第１の電極基板上の前記
   有効表示領域に隣接する外周部で、かつ前記駆動素子及
   び駆動回路と同層に形成したことを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 有効表示領域内に規則的に配置された複
   数の画素電極、これら画素電極のそれぞれに接続された
   駆動素子及び前記駆動素子を駆動する駆動回路とを有す
   る第１の電極基板と、前記複数の画素電極と相対する対
   向電極が形成された第２の電極基板と、これら基板間に
   保持された液晶層とを備え、 前記第１の電極基板の背面から照射される光源光により
   表示を行う透過型の液晶表示装置において、 前記光源光に含まれる青色乃至紫外線領域の光を吸収す
   る機能を備えた遮光層を、前記第１の電極基板上の前記
   有効表示領域に隣接する外周部で、かつ前記駆動素子及
   び駆動回路と別層に形成したことを特徴とする液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】 前記遮光層を、前記駆動素子の下部及び
   前記駆動素子を駆動する駆動回路の下部の少なくとも一
   方にも形成したことを特徴とする請求項２に記載の液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記駆動素子の上部であって、前記駆動
   素子の下部に形成した遮光層と対向する位置にも遮光層
   を形成したことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記遮光層を、前記第１の電極基板上の
   前記有効表示領域に隣接する外周部に形成された黒色の
   着色層の一部又は少なくとも２層の着色層の一部と平面
   的に重なり合うように形成したことを特徴とする請求項
   １又は２に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記遮光層を、前記有効表示領域に隣接
   する外周部に加えて、前記駆動素子を駆動するための配
   線パターンの隙間を補間するように形成したことを特徴
   とする請求項１乃至５に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記遮光層と前記第１の電極基板との間
   に、前記第１の電極基板の屈折率と異なる屈折率を有す
   る誘電体絶縁層を少なくとも一層形成したことを特徴と
   する請求項５に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記遮光層は、非結晶シリコンからなる
   ことを特徴とする請求項１乃至７に記載の液晶表示装
   置。
9. 【請求項９】 前記遮光層は、多結晶シリコンからなる
   ことを特徴とする請求項１乃至７に記載の液晶表示装
   置。
10. 【請求項１０】 前記第１の電極基板の液晶層と接しな
    い側の表面に、前記遮光層、前記黒色の着色層の一部又
    は少なくとも２層の着色層の一部と平面的に重なり合う
    ように外部遮光層を形成したことを特徴とする請求項
    ５、６又は７に記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記外部遮光層は、黒色顔料もしくは
    黒色染料を含む着色材からなることを特徴とする請求項
    １０に記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記外部遮光層は、遮光性テープから
    なることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装
    置。