【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、簡単な構成で非表示領域が完全に遮光された液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示素子にはアクティブマトリクス型のカラー表示モードがあり、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シール材１で接合された一対の基板間２、３に封止された液晶４を備えており、ＴＦＴ基板２には画素電極がマトリクス状に配列され、対向基板３には対向面にカラーフィルタ及び遮光膜を兼ねた樹脂膜５及び対向電極が配置されている。このような樹脂膜５は、カラーフィルタに対応する表示領域が赤、緑、青の各色に染色され、遮光領域が黒色に染色された厚さがｄ１の樹脂膜からなっており、また、シール材１は対向基板３の対向電極をＴＦＴ基板２側に接続するためのコンタクト領域のために四隅が内側に入り込んだ形状になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のような液晶表示素子では、所望の色を表示するため厚さｄ１をセル厚ｄ２に対し十分厚くしなければならず、このため、シール材１内に樹脂膜５の遮光領域を重ねてしまうとシール材１内のスペーサが樹脂膜５上にのってしまい、適正なセル厚制御ができなくなってしまうので、特にセル厚の制御が液晶配列に大きい影響をもたらす強誘電性液晶を用いた液晶表示素子では、樹脂膜５をシール材１の内側にクリアランスを持たせて重ねないように配置していた。
したがって、このクリアランス、特にシール材１の四隅には遮光できないため、漏光領域が生じてしまい、バックライト等の光が外に漏れてしまい、表示特性を著しく低下させていた。
【０００４】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、セル厚を容易に制御できると共に表示特性の良好な液晶表示素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の請求項１にかかる液晶表示素子は、対向面にそれぞれ電極を有するＴＦＴ基板及び対向基板と、前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板を接合するシール材と、前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板間に封止された液晶と、樹脂からなり、前記対向基板における前記シール材の内側に設けられ且つ前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板を電気的に導通するコンタクト領域の周辺に切欠部を有するブラックマスクと、前記ＴＦＴ基板における前記コンタクト領域と前記コンタクト領域周辺の前記シール材内縁の非表示領域とに設けられた電気伝導性の遮光膜と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
従って、遮光膜によりコンタクト領域周辺のシール材の内縁から光が漏れることを防止し、良好な表示特性を得ることができる。また、電気伝導性であるためコンタクト領域でのＴＦＴ基板及び対向基板を電気的に導通する部材の一部に用いることができる。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記ＴＦＴ基板の電極は、マトリクス状に配列された複数の画素電極であり、前記画素電極にはそれぞれ薄膜トランジスタが接続され、前記遮光膜は、前記薄膜トランジスタのゲート電極材料膜及びソース・ドレイン電極材料膜のいずれかをパターニングして形成されることを特徴とする。
このように、パターニングを変えれば遮光膜が薄膜トランジスタの製造工程で形成することができるので極めて容易に製造することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を、ＴＦＴ液晶表示素子を例に図面を参照して説明する。
図１は一実施形態にかかる液晶表示素子の拡大断面構造を示し、図２はＴＦＴ基板の平面構造を示し、図３は対向基板の平面構造を示す。
【０００９】
図１に示すように、この液晶表示素子は一対の透明基板１１、１２と、一対の透明基板１１、１２間にシール材ＳＣにより封止された液晶１３とより構成された液晶セル１６と、液晶セル１６を挟んで配置された一対の偏光板１４、１５と、より構成される。偏光板１４の外側にはバックライト４１が配置され、偏光板１５の外側にはシールドケース４２が配置されている。
【００１０】
透明基板１１、１２はガラス、透明樹脂等から構成される。
透明基板（以下、ＴＦＴ基板）１１には、図１、図２に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２１と、画素電極２２とがマトリクス状に配置されている。
【００１１】
ＴＦＴ２１は、ＴＦＴ基板１１上に形成されたゲート電極２１１と、ゲート電極２１１を覆ってＴＦＴ基板１１のほぼ全面に形成されたゲート絶縁膜２１２と、ゲート絶縁膜２１２上に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層２１３と、半導体層２１３に接続されたドレイン電極２１４及びソース電極２１５とから構成されている。ゲート電極２１１、ドレイン電極２１４、ソース電極２１５はＡｌ、Ｃｒ等の金属から構成されている。
【００１２】
各ＴＦＴ２１のソース電極２１５は、ゲート絶縁膜２１２上に形成された各画素電極２２にそれぞれ接続されている。また、各行のＴＦＴ２１のゲート電極２１１は対応するゲートラインＧＬに接続され、各列のＴＦＴ２１のドレイン電極２１４は対応するデータラインＤＬに接続されている。
画素電極２２は、ＩＴＯ等から形成され、ＴＦＴ２１を介してデータラインＤＬから信号電圧が印加される。
【００１３】
各ＴＦＴ２１及び画素電極２２が配置された表示領域の外側には、バックライト４１からの光を遮蔽する四角形の遮光膜２４が配置されている。遮光膜２４は、ゲート絶縁膜２１２上に形成されたＡｌ、Ｃｒ等の金属膜をエッチングしてデータラインＤＬを形成する過程で、同時に形成される。
【００１４】
また、ＴＦＴ基板１１上にはゲート絶縁膜２１２を介して複数の画素電極２２に対向する、Ｃｒ、Ａｌ等からなる補償容量電極２５が配置され、それぞれが接続端子に接続されて遮光膜２４に接続されている。
遮光膜２４は、コンタクト領域２４Ｃでシール材ＳＣの外側に配置された導電性材料からなるコンタクト材ＣＣと接続されている。
また、ＴＦＴ２１及び画素電極２２の上には、配向膜２３が全面に配置されている。
【００１５】
他方の透明基板（以下、対向基板）１２には、図３に示すように、ブラックマスク３２とカラーフィルタ３３とが一体的に形成された樹脂膜３０が設けられている。ブラックマスク３２は樹脂中に黒色顔料或いは黒色染料が含まれており、可視光を透過しないようになっている。また、カラーフィルタ３３は、赤、緑、青色のいずれかの色の顔料或いは染料が含まれている。このような樹脂膜３０は、膜厚が厚いのでシール材ＳＣに含まれる液晶層厚を制御するギャップ材に重なると配向ムラや色ムラが生じるので、シール材ＳＣの内側から一定のクリアランスをもって配置され、また、四隅はコンタクト領域３１Ｃのため切り欠いている。ここで、カラーフィルタ３３は、ＴＦＴ基板１１の画素電極２２に対応して設けられ、ブラックマスク３２は、画素の視認性向上のためにカラーフィルタ３３の周囲及び表示領域の周囲の非表示領域に配置されている。
【００１６】
樹脂膜３０は、全面にオーバーコート層（保護膜）３４が被膜され、この上及び対向基板１２上にＩＴＯからなる一枚の対向電極３１が形成され、さらにその上にポリイミドからなる配向膜３６が形成され、コンタクト領域３１Ｃは、コンタクト材ＣＣに接続されている。
シールドケース４２は、長方形状の偏光板１５のために四隅の切欠を除く非表示領域の周囲を覆っている。シール材ＳＣ、コンタクト領域のために四隅を切り欠いており、また、ブラックマスク３２はシール材ＳＣの内側周辺が切り欠いている。
【００１７】
遮光膜２４は、コンタクト領域及び上記シール材ＳＣの内側周辺を覆っているので、図４に示すように、この切欠は遮光膜２４により遮光され、バックライト４１からの光が漏れることを抑制することができる。
【００１８】
遮光膜２４はデータラインＤＬを形成する過程で同時に形成されるため、製造工程を増加させることなく、簡単に構成することができる。
また、遮光膜２４は、対向電極３１と補償容量電極２５とを接続する配線の役割を有している。従って、遮光膜２４以外に補償容量電極２５の接続端子２５Ｃと対向電極３１とを接続させるための専用接続線を設ける必要がなく、配線構造を簡単にすることができる。
【００１９】
この発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形態においては、遮光膜２４をデータラインＤＬを形成する時に、同時に形成した。しかし、遮光膜２４をゲート電極２１１及びゲートラインＧＬを形成する工程で、形成してもよい。この場合、図５に示すように、ＴＦＴ基板１１上にＡｌ、Ｃｒ等の金属からなる金属膜を形成し、この金属膜をエッチングによりパターニングして、ゲート電極２１１、遮光膜２４、補償容量電極２５を同時に形成する。さらに、ゲート絶縁膜２１２にコンタクトホールを設けて遮光膜２４とコンタクト材ＣＣを接続して、これらを介して対向電極３１と補償容量電極２５とを電気的に接続してもよい。
【００２０】
この際、遮光膜２４及び補償容量電極は、ゲート絶縁膜２１２に設けられたコンタクトホールを介してソース・ドレイン電極２１４、２１５及びドレインラインＤＬと同時に形成された接続ライン５０により互いに接続されるか、或いは、ドレインラインＤＬと同方向にゲート電極２１１及びゲートラインＧＬと同時に形成された第１接続ライン５１と、ゲート絶縁膜２１２を介してゲートラインＧＬに跨りソース・ドレイン電極２１４、２１５及びドレインラインＤＬと同時に形成された第２接続ライン５２が、接続された接続ライン５３により互いに接続されている。
上記各実施形態は、視認側に対向基板１２が配置されたが、これに限らず、図６に示すように視認側にＴＦＴ基板１１をもってきてもよい。
【００２１】
なお、遮光膜２４はオーバーエッチング領域を遮光できるならば、四角形に限定されず、その他の多角形または円形等の形状で構成してもよい。
【００２２】
上記実施形態においては、ＴＦＴをアクティブ素子とする液晶表示素子を例にこの発明を説明したが、この発明は、ＭＩＭをアクティブ素子とする液晶表示素子にも適用可能である。また、アクティブ素子を使用しないパッシブマトリクス方式の液晶表示素子にも適用可能である。
【００２３】
上記実施形態においては、バックライト４１を配置した透過型液晶表示素子を例にこの発明を説明したが、この発明は、バックライト４１を配置しない透過型液晶表示素子や反射型液晶表示素子にも適用可能である。
【００２４】
また、上記実施形態においては、カラー液晶表示素子にこの発明を適用したが、白黒階調表示の液晶表示素子にも同様に適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、製造が容易でかつ非表示領域が完全に遮光された液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるＴＦＴ液晶表示素子の構成を示す拡大断面図である。
【図２】ＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図３】対向基板の電極とブラックマスクの構成を示す平面図である。
【図４】実施の形態にかかる液晶表示素子の漏光領域の状態を示す平面図である。
【図５】実施の形態にかかる液晶表示素子の構成を示す拡大断面図である。
【図６】実施の形態にかかる液晶表示素子の構成を示す拡大断面図である。
【図７】従来の液晶表示素子の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１・・・ＴＦＴ基板、１２・・・対向基板、１３・・・液晶、１６・・・液晶セル、２１・・・ＴＦＴ、２１１・・・ゲート電極、２１２・・・ゲート絶縁膜、２１３・・・真性半導体層、２１４・・・ドレイン電極、２１５・・・ソース電極、、２２・・・画素電極、２３・・・配向膜、２４・・・遮光膜、２４Ｃ・・・コンタクト領域、２５・・・補償容量電極、３０・・・樹脂膜、３１・・・対向電極、３１Ｃ・・・コンタクト領域、３２・・・ブラックマスク、３３・・・カラーフィルタ、３４・・・オーバーコート層、３６・・・配向膜、ＳＣ・・・シール材、ＣＣ・・・コンタクト材、ＧＬ・・・ゲートライン、ＤＬ・・・データライン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display element having a simple configuration and in which a non-display area is completely shielded from light.
[0002]
[Prior art]
A conventional liquid crystal display element has an active matrix type color display mode. As shown in FIGS. 7A and 7B, the liquid crystal display element is sealed between a pair of substrates 2 and 3 joined by a sealing material 1. A liquid crystal 4 is provided. Pixel electrodes are arranged in a matrix on the TFT substrate 2, and a resin film 5 also serving as a color filter and a light-shielding film and a counter electrode are disposed on a counter surface of the counter substrate 3. Such a resin film 5 is formed of a resin film having a thickness d1 in which a display area corresponding to a color filter is dyed in each of red, green, and blue, and a light-shielding area is dyed in black. The material 1 has a shape in which four corners enter inside for a contact region for connecting the counter electrode of the counter substrate 3 to the TFT substrate 2 side.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional liquid crystal display device, the thickness d1 must be sufficiently larger than the cell thickness d2 to display a desired color. Therefore, the light-shielding region of the resin film 5 is overlapped within the sealing material 1. If this occurs, the spacers in the sealing material 1 will be stuck on the resin film 5, making it impossible to control the cell thickness properly. In the conventional liquid crystal display element, the resin film 5 is arranged so as to have a clearance inside the sealing material 1 so as not to overlap.
Therefore, since light cannot be shielded at the clearance, particularly at the four corners of the sealing material 1, a light leakage area occurs, and light from a backlight or the like leaks to the outside, thereby significantly deteriorating display characteristics.
[0004]
The present invention has been made in view of the above situation, and has as its object to provide a liquid crystal display element which can easily control the cell thickness and has good display characteristics.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a liquid crystal display device according to claim 1 of the present invention, a TFT substrate and a counter substrate having respective electrodes on the opposed surfaces, a seal member for bonding the TFT substrate and the counter substrate, the TFT A liquid crystal sealed between the substrate and the counter substrate , and a resin, a notch is provided around the contact region provided inside the sealant on the counter substrate and electrically connecting the TFT substrate and the counter substrate. A black mask having a portion, and an electrically conductive light-shielding film provided in the contact region of the TFT substrate and a non-display region on the inner edge of the sealant around the contact region.
[0006]
Therefore, light is prevented from leaking from the inner edge of the sealing material around the contact region by the light shielding film, and excellent display characteristics can be obtained. Further, since it is electrically conductive, it can be used as a part of a member that electrically conducts the TFT substrate and the counter substrate in the contact region.
[0007]
Further, the invention according to claim 2, wherein the electrodes of the TFT substrate are a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix, a thin film transistor is connected to each of the pixel electrodes, and the light shielding film is a gate of the thin film transistor. It is characterized by being formed by patterning either the electrode material film or the source / drain electrode material film.
As described above, if the patterning is changed, the light-shielding film can be formed in the manufacturing process of the thin-film transistor, so that it can be manufactured very easily.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a TFT liquid crystal display element as an example.
FIG. 1 shows an enlarged cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to one embodiment, FIG. 2 shows a plan structure of a TFT substrate, and FIG. 3 shows a plan structure of a counter substrate.
[0009]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display element includes a liquid crystal cell 16 including a pair of transparent substrates 11 and 12 and a liquid crystal 13 sealed between the pair of transparent substrates 11 and 12 with a sealing material SC. It comprises a pair of polarizing plates 14 and 15 arranged with a liquid crystal cell 16 interposed therebetween. A backlight 41 is arranged outside the polarizing plate 14, and a shield case 42 is arranged outside the polarizing plate 15.
[0010]
The transparent substrates 11 and 12 are made of glass, transparent resin or the like.
As shown in FIGS. 1 and 2, a TFT (thin film transistor) 21 and pixel electrodes 22 are arranged in a matrix on a transparent substrate (hereinafter, referred to as a TFT substrate) 11.
[0011]
The TFT 21 includes a gate electrode 211 formed on the TFT substrate 11, a gate insulating film 212 formed on almost the entire surface of the TFT substrate 11 covering the gate electrode 211, and amorphous silicon formed on the gate insulating film 212. And a drain electrode 214 and a source electrode 215 connected to the semiconductor layer 213. The gate electrode 211, the drain electrode 214, and the source electrode 215 are made of a metal such as Al and Cr.
[0012]
The source electrode 215 of each TFT 21 is connected to each pixel electrode 22 formed on the gate insulating film 212. Further, the gate electrode 211 of the TFT 21 in each row is connected to the corresponding gate line GL, and the drain electrode 214 of the TFT 21 in each column is connected to the corresponding data line DL.
The pixel electrode 22 is formed of ITO or the like, and receives a signal voltage from the data line DL via the TFT 21.
[0013]
Outside the display area where the TFTs 21 and the pixel electrodes 22 are arranged, a rectangular light-shielding film 24 for shielding light from the backlight 41 is arranged. The light-shielding film 24 is formed simultaneously with the process of forming the data line DL by etching a metal film such as Al and Cr formed on the gate insulating film 212.
[0014]
Further, on the TFT substrate 11, a compensation capacitance electrode 25 made of Cr, Al, or the like, which is opposed to the plurality of pixel electrodes 22 via the gate insulating film 212, is connected to a connection terminal, and is connected to the light shielding film 24. It is connected.
The light-shielding film 24 is connected to a contact material CC made of a conductive material disposed outside the seal material SC in the contact region 24C.
An alignment film 23 is disposed on the entire surface of the TFT 21 and the pixel electrode 22.
[0015]
As shown in FIG. 3, a resin film 30 on which a black mask 32 and a color filter 33 are integrally formed is provided on the other transparent substrate (hereinafter, referred to as an opposite substrate) 12. The black mask 32 contains a black pigment or a black dye in the resin, and does not transmit visible light. The color filter 33 contains a pigment or dye of any one of red, green, and blue. Since such a resin film 30 has a large thickness, if it overlaps with a gap material for controlling the thickness of the liquid crystal layer included in the seal material SC, alignment unevenness and color unevenness occur. Therefore, the resin film 30 is disposed with a certain clearance from the inside of the seal material SC. The four corners are notched for the contact region 31C. Here, the color filter 33 is provided corresponding to the pixel electrode 22 of the TFT substrate 11, and the black mask 32 is provided in the non-display area around the color filter 33 and the display area in order to improve the visibility of pixels. Are located.
[0016]
An overcoat layer (protective film) 34 is coated on the entire surface of the resin film 30, a single counter electrode 31 made of ITO is formed on the overcoat layer (protective film), and an orientation film 36 made of polyimide is further formed thereon. Is formed, and the contact region 31C is connected to the contact material CC.
The shield case 42 covers the periphery of the non-display area except the four corner cutouts for the rectangular polarizing plate 15. Four corners are cut out for the sealing material SC and the contact region, and the black mask 32 is cut out around the inside of the sealing material SC.
[0017]
Since the light-shielding film 24 covers the contact region and the inner periphery of the sealing material SC, as shown in FIG. 4, the notch is shielded by the light-shielding film 24 and suppresses the light from the backlight 41 from leaking. be able to.
[0018]
Since the light-shielding film 24 is formed at the same time as the process of forming the data line DL, it can be simply configured without increasing the number of manufacturing steps.
Further, the light-shielding film 24 has a role of a wiring connecting the counter electrode 31 and the compensation capacitance electrode 25. Accordingly, there is no need to provide a dedicated connection line for connecting the connection terminal 25C of the compensation capacitance electrode 25 and the counter electrode 31 other than the light shielding film 24, and the wiring structure can be simplified.
[0019]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible. For example, in the above embodiment, the light shielding film 24 is formed at the same time when the data line DL is formed. However, the light shielding film 24 may be formed in the step of forming the gate electrode 211 and the gate line GL. In this case, as shown in FIG. 5, a metal film made of a metal such as Al or Cr is formed on the TFT substrate 11, and the metal film is patterned by etching to form the gate electrode 211, the light shielding film 24, the compensation capacitance electrode 25 are simultaneously formed. Furthermore, a contact hole may be provided in the gate insulating film 212 to connect the light-shielding film 24 and the contact material CC, and the counter electrode 31 and the compensation capacitance electrode 25 may be electrically connected via these.
[0020]
At this time, the light-shielding film 24 and the compensation capacitance electrode are connected to each other by a connection line 50 formed simultaneously with the source / drain electrodes 214 and 215 and the drain line DL via a contact hole provided in the gate insulating film 212. Alternatively, the first connection line 51 formed simultaneously with the gate electrode 211 and the gate line GL in the same direction as the drain line DL, and the source / drain electrodes 214 and 215 and the drain extending across the gate line GL via the gate insulating film 212. The second connection lines 52 formed at the same time as the line DL are connected to each other by the connected connection lines 53.
In each of the above embodiments, the opposing substrate 12 is arranged on the viewing side. However, the present invention is not limited to this, and the TFT substrate 11 may be provided on the viewing side as shown in FIG.
[0021]
The light-shielding film 24 is not limited to a square as long as the light-shielding film 24 can shield the over-etched area, and may be formed in another shape such as a polygon or a circle.
[0022]
In the above embodiment, the present invention has been described by taking as an example a liquid crystal display element using a TFT as an active element. However, the present invention is also applicable to a liquid crystal display element using an MIM as an active element. Further, the present invention can be applied to a passive matrix type liquid crystal display element which does not use an active element.
[0023]
In the above embodiment, the present invention has been described by taking the transmissive liquid crystal display element having the backlight 41 as an example, but the present invention is also applicable to a transmissive liquid crystal display element and a reflective liquid crystal display element without the backlight 41. Applicable.
[0024]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a color liquid crystal display element, but the present invention can be similarly applied to a liquid crystal display element for monochrome gradation display.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display element which is easy to manufacture and whose non-display area is completely shielded from light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a configuration of a TFT liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a TFT substrate.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of an electrode on a counter substrate and a black mask.
FIG. 4 is a plan view showing a state of a light leakage area of the liquid crystal display element according to the embodiment.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display element according to an embodiment.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display element according to an embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional liquid crystal display element.
[Explanation of symbols]
11 TFT substrate, 12 counter substrate, 13 liquid crystal, 16 liquid crystal cell, 21 TFT, 211 gate electrode, 212 gate insulating film, 213 ..Intrinsic semiconductor layer, 214 ... Drain electrode, 215 ... Source electrode, 22 ... Pixel electrode, 23 ... Alignment film, 24 ... Light shielding film, 24C ... Contact region, 25 ... Compensation capacitance electrode, 30 ... Resin film, 31 ... Counter electrode, 31C ... Contact area, 32 ... Black mask, 33 ... Color filter, 34 ... Overcoat layer, 36: alignment film, SC: sealing material, CC: contact material, GL: gate line, DL: data line
