JP3591676B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、テレビジョンセット、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、OA(Office Automation)機器などの表示装置として用いられる液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図15に、液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の一例を示す。
【0003】
このアクティブマトリクス基板は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)2および画素容量1がマトリクス状に形成されている。TFT2のゲート電極にはゲート信号線3が接続され、そこに入力される信号によってTFT2が駆動される。TFT2のソース電極にはソース信号線5が接続され、そこから表示信号としてビデオ信号等が入力される。各ゲート信号線3と各ソース信号線5とは、互いに交差するように形成されている。TFT2のドレイン電極には画素電極および画素容量1の一方の端子が接続されている。各画素容量1の他方の端子には画素容量配線4が接続されている。このアクティブマトリクス基板は、対向電極が形成された対向基板と貼り合わせられ、両基板の間隙に液晶層が挟持されて液晶表示装置が構成される。この際、上記画素容量配線4は、対向基板上の対向電極と接続される。
【0004】
このような構成の液晶表示装置において、カラー表示を実現するためには、対向基板上に、R(Red)、G(Green)、B(Blue)の3色の色層を備えたカラーフィルタを形成する構成が最も一般的である。このようにカラーフィルタを備えた対向基板は、カラーフィルタ基板と称される。このカラーフィルタ基板には、一般に、色の混合や光漏れを防ぐためのブラックマトリクスが形成される。
【0005】
図16に、カラーフィルタ基板にブラックマトリクスを形成した従来の液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置においては、アクティブマトリクス基板の表示領域に画素電極(図示せず)が設けられ、その近傍を通って互いに交差してゲート信号線とソース信号線とが設けられている。両信号線は表示領域の外側の周辺領域を超えて延出形成され、その外側の端子領域に設けられた入力端子を介してゲート信号線に走査電圧が入力され、ソース信号線に信号電圧が入力される。一方、カラーフィルタ基板の表示領域には、画素電極と対向してカラーフィルタ(図示せず)が設けられている。そして、カラーフィルタが設けられていない周辺領域には、ブラックマトリクスが形成され、周辺領域を遮光している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の液晶表示装置においては、カラーフィルタ基板にブラックマトリクスを設ける構成が一般的である。しかし、液晶表示装置の製造コストを低減するためには、カラーフィルタ基板にブラックマトリクスを設けない構成も当然考えられる。この場合、周辺領域の遮光をどのようにして行うかということが問題となる。例えば、周辺領域からバックライト光が漏れると表示品位が損なわれ、黒表示の場合には特に問題になるので、バックライト光を遮光する必要がある。また、通常、観察者は液晶表示装置をカラーフィルタ基板側から見ることになるが、その際、両基板の貼り合わせのために周辺領域に設けられるシール樹脂等が見えると表示品位が損なわれるので、それらが見えないようにするのが望ましい。
【0007】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、カラーフィルタ基板にブラックマトリクスを設けずに周辺領域を遮光す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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んでアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とが対向配置され、該アクティブマトリクス基板に設けた画素電極とカラーフィルタ基板に設けた対向電極との対向する部分が表示領域となり、該表示領域の外周部が周辺領域となっている液晶表示装置において、該アクティブマトリクス基板は、各画素電極と層間絶縁膜を介して重なるように形成された互いに交差する走査配線と信号配線とが、該周辺領域を超えて延出形成された構成となっており、該カラーフィルタ基板は、該表示領域に対応する部分に複数の着色層を有するカラーフィルタを形成すると共に、該周辺領域に対応する部分に、該カラーフィルタが有する着色層の単層でなる遮光層を有する構成であって、該遮光層が、前記表示領域に形成されたカラーフィルタを延ばした状態で形成されており、該アクティブマトリクス基板の前記周辺領域に、第2の遮光層が、隣接する該走査配線の間および隣接する該信号配線の間を覆うように設けられ、隣接する走査配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が信号配線と同じ材料によって信号配線と同時にパターン形成され、隣接する信号配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が走査配線と同じ材料によって同時にパターン形成されており、そのことにより上記目的が達成される。
【0010】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟んでアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とが対向配置され、該アクティブマトリクス基板に設けた画素電極とカラーフィルタ基板に設けた対向電極との対向する部分が表示領域となり、該表示領域の外周部が周辺領域となっている液晶表示装置において、該アクティブマトリクス基板は、各画素電極と層間絶縁膜を介して重なるように形成された互いに交差する走査配線と信号配線とが、該周辺領域を超えて延出形成された構成となっており、該カラーフィルタ基板は、該表示領域に対応する部分に複数の着色層を有するカラーフィルタを形成すると共に、該周辺領域に対応する部分に、該カラーフィルタが有する着色層の単層、または、異なる色の2つの着色層を積層してなる遮光層を有する構成となっており、該アクティブマトリクス基板の前記周辺領域に、第2の遮光層が、隣接する該走査配線の間および隣接する該信号配線の間を覆うように設けられ、隣接する走査配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が信号配線と同じ材料によって信号配線と同時にパターン形成され、隣接する信号配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が走査配線と同じ材料によって同時にパターン形成されており、前記走査配線および前記信号配線のうち前記表示領域の最外郭にあるものと離隔して前記第2の遮光層が設けられ、その離隔部分を覆って着色層からなる前記遮光層が設けられており、そのことにより上記目的が達成される。
【0011】
前記アクティブマトリクス基板に前記走査配線および前記信号配線を覆う絶縁膜が設けられ、該アクティブマトリクス基板の前記周辺領域に対応する部分に第2の遮光層が、前記走査配線および前記信号配線のうちの少なくとも一方の2本以上にわたる範囲を覆い、かつ、覆われる配線との間に該絶縁膜を介して設けられていてもよい。
【0012】
前記異なる色の2つの着色層を積層してなる遮光層は、赤色の着色層および青色の着色層が積層されたものであってもよい。
【0013】
前記カラーフィルタ基板に設けられた単層の遮光層は、前記表示領域に形成されたカラーフィルタを延ばした状態で形成されている構成としてもよい。
【0014】
前記カラーフィルタ基板に設けられた単層の遮光層は、前記表示領域に形成されたカラーフィルタの色層よりも狭幅にパターン形成されている構成としてもよい。
【0015】
以下、本発明の作用について説明する。
【0016】
本発明にあっては、カラーフィルタ基板の周辺領域に対応する部分に設けられた遮光層により周辺領域が遮光される。この遮光層は、単層の着色層でも、互いに異なる2つの着色層が積層されたものでもよい。単層の場合は、周辺領域に設けられるシール樹脂の検査を容易に行い得、また、配向不良の発生を抑制できる。その単層の遮光層を複数の色層が混在するように構成すると、遮光層を介して光に色が着くのを防止できる。
【0017】
また、アクティブマトリクス基板の周辺領域に、走査配線および信号配線のうちの少なくとも一方の隣接する配線同士の間を少なくとも覆って第2の遮光層を設けると、周辺領域の光透過率がさらに低くなる。
【0018】
この第2の遮光層は、信号配線または走査配線と同時に形成することができ、作製プロセスが複雑化することはない。この場合、走査配線および信号配線のうちの表示領域の最外郭にあるものと第2の遮光層とが同層に存在するので、両者を表示領域と周辺領域との境界部で離隔させる。その離隔部分を覆って上記着色層からなる遮光層を設けると、この部分からの光漏れも防ぐことができる。
【0019】
上記第2の遮光層は、走査配線および信号配線を覆う絶縁膜を介して設けてもよい。例えば後述するPOP構造の場合、膜厚が厚い層間絶縁膜等の上に第2の遮光層を設けると、第2の遮光層と各配線との間の容量を小さくできる。また、走査配線および信号配線のうちの少なくとも一方の2本以上にわたる範囲を覆うように第2の遮光層を設けると、配線パターンが模様として視認されないようにできる。
【0020】
上記異なる2つの着色層が積層されてなる遮光層としては、カラーフィルタのR、B、G用の色層のうちの2層を用いることができる。このとき、この遮光層としてカラーフィルタの色層と同じ色である赤色の着色層および青色の着色層が積層されたものを用いると、例えばカラーフィルタの色層と同じ色である緑色および青色の着色層を積層した場合や赤色および緑色の着色層を積層した場合に比べて周辺領域の光透過率を最も低くすることができる。なお、異なる2つの着色層が積層されてなる遮光層としては、カラーフィルタの色層とは異なる波長領域の光を吸収する2つの着色層を積層した構造としてもよい。また、遮光層としては、異なる2つの着色層が積層されたものに限らず、カラーフィルタの1つまたは複数の色層からなる単層、またはカラーフィルタの色層とは異なる波長領域の光を吸収する単層の着色層を用いてもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0022】
(実施形態1)
図1は実施形態1の液晶表示装置の平面図である。
【0023】
この液晶表示装置は、画素電極(図示せず)を備えたアクティブマトリクス基板と対向電極(図示せず)を備えたカラーフィルタ基板とが、液晶層(図示せず)を挟んで対向配置されている。そして、画素電極と対向電極との対向部分が表示領域となり、その外周部が周辺領域となっている。
【0024】
アクティブマトリクス基板には、平面視において各画素電極の近傍を通って互いに交差するように、走査配線としてのゲート信号線3と信号配線としてのソース信号線5とが設けられている。両信号線3、5は周辺領域を超えて延出形成され、その外側の端子領域に設けられた入力端子を介してゲート信号線3に走査電圧が入力され、ソース信号線5に信号電圧が入力される。
【0025】
図2は、上記アクティブマトリクス基板のTFT部分における断面図である。
【0026】
このアクティブマトリクス基板は、透明絶縁性基板11上に、ゲート信号線3に接続されたゲート電極12が形成され、その上を覆ってゲート絶縁膜13が形成されている。その上にはゲート電極12と重畳するように半導体層14が形成され、その中央部上にチャネル保護層15が形成されている。チャネル保護層15の端部および半導体層14の一部を覆い、チャネル保護層15の上で分断された状態で、共にn−Si層からなるソース電極16aおよびドレイン電極16bが形成されている。
【0027】
ソース電極16a上には、2層構造のソース信号線5が接続されている。このソース信号線5は、透明導電層17aと金属層10aとからなる。ドレイン電極16bの上には、透明導電層17bと金属層10bとが形成され、透明導電層17bは画素電極19とドレイン電極16bとを接続するための接続電極となっている。さらに、TFT、ゲート信号線およびソース信号線の上部を覆って、層間絶縁膜18が形成されている。層間絶縁膜18の上には、透明導電層からなる画素電極19が形成され、図外の部分において層間絶縁膜18を貫くコンタクトホール(図に表れていない)を介して、接続電極である透明導電層17bによりTFTのドレイン電極16bと接続されている。このコンタクトホールについては後述する。
【0028】
図3は、このように構成されたアクティブマトリクス基板に対し、間に液晶層LCを挟んでカラーフィルタ基板が対向配設された状態を示す断面図である。このカラーフィルタ基板は、ベースとなる透明絶縁性基板30の表示領域に、カラーフィルタ31が設けられ、R、GまたはBのいずれかの色層が各画素の表示色に応じて配置されている。また、カラーフィルタ基板の周辺領域には、互いに異なる色の2つの着色層、例えば図示例では赤色および青色の着色層が積層された遮光層32が設けられている。そして、遮光層32の部分には、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせるためのシール樹脂等からなるシール材33が設けられている。
【0029】
この液晶表示装置は、以下のようにして作製することができる。
【0030】
まず、アクティブマトリクス基板を作製するために、透明絶縁性基板11上にゲート信号線およびゲート電極12を形成する。この透明絶縁性基板としては、ガラス基板などを用いることができる。また、ゲート信号線3とゲート電極12との表面には、陽極酸化膜を形成してもよい。
【0031】
次に、ゲート絶縁膜13、半導体層14、およびチャネル保護層15を順に形成し、続いて、ソース電極16aおよびドレイン電極16bを形成する。その上に、ITOからなる透明導電層17a、17bおよび金属層10a、10bを、スパッタ法により順に形成してパターニングし、2層構造のソース信号線5および接続電極を得る。ここまでの作製プロセスは、従来より知られている。
【0032】
その後、層間絶縁膜18として、感光性のアクリル樹脂をスピン塗布法により3μmの膜厚に成膜し、コンタクトホールを形成する。その後、画素電極となる透明導電層をスパッタ法により形成してパターニングし、これにより画素電極19を得る。この画素電極19は、層間絶縁膜18を貫くコンタクトホールを介して、TFTのドレイン電極16bと接続されている透明導電層17bと接続される。つまり、この画素電極19は、いわゆるPOP構造に形成されている。
【0033】
次に、カラーフィルタ基板を作製するために、透明絶縁性基板30上にカラーフィルタ31の色層および遮光層をパターン形成する。このとき、カラーフィルタ31の色層は各画素の配色に応じてR、B、Gを順次配置し、遮光層32部分にはそのうちの2つを異なる色の2つの着色層として順次積層した。その上に、透明導電層を成膜して対向電極を形成した。上記アクティブマトリクス基板の作製工程とカラーフィルタ基板の作製工程とは、どちらを先に行っても良い。
【0034】
その後、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との表面に配向膜(図示せず)を形成し、両基板をシール樹脂等により貼り合わせる。最後に、両基板間の空隙に液晶を注入することにより、液晶表示装置が得られる。
【0035】
このようにして得られる本実施形態の液晶表示装置においては、遮光層32として互いに異なる色の2つの着色層が積層されているので、周辺領域を遮光することができた。従って、周辺領域からバックライト光が漏れることがなく、周辺領域に設けられるシール樹脂等も見えなかった。特に、上記遮光層として赤色の着色層および青色の着色層が積層されたものを用いた場合、周辺領域の光透過率を1%程度にすることができた。この場合、遮光層を形成しない構成や単色の遮光層を設ける構成に比べて周辺領域の光透過率が低いことは当然ながら、カラーフィルタの色層のうち、他の2つの色層の組み合わせを用いた場合に比べても光透過率が最も低くなった。また、上記遮光層はカラーフィルタの各色層のパターン形成時に順次積層できるので、製造工程の簡略化を図ることができた。
【0036】
(実施形態2)
図4(A)および図4(B)は実施形態2の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の平面図であり、図5(A)は図4(A)のA−A’断面図、図5(B)は図4(B)のB−B’断面図である。なお、図4(A)および図5(A)は周辺領域のゲート信号線部分を示し、図4(B)および図5(B)は周辺領域のソース信号線部分を示している。
【0037】
このアクティブマトリクス基板は、周辺領域にゲート信号線3の隣接するもの同士の間を覆うように第2の遮光層20aを形成し、また、ソース信号線5を形成するよりも前に、ソース信号線5の隣接するもの同士の間を覆うように、前記第2の遮光層20aと同時に第2の遮光層20bを形成した。一方、カラーフィルタ基板は、実施形態1の液晶表示装置と同様に、カラーフィルタ基板上の周辺領域に遮光層として互いに異なる2色の着色層を積層した。
【0038】
この実施形態2の液晶表示装置には、実施形態1の液晶表示装置に比べて以下のような利点がある。すなわち、実施形態1の液晶表示装置では周辺領域の光透過率が1%程度であり、アクティブマトリクス基板の配線が透けて見える。このため、例えばパーソナルコンピュータの中でも、特に高い表示品位が要求される用途には使用できなかった。これに対して実施形態2の液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板に設けられた第2の遮光層20a、20bにより周辺領域の光透過率をさらに低くすることができるため、このような用途にも使用することができる。
【0039】
また、実施形態2の液晶表示装置には、以下のような利点もある。すなわち、ゲート信号線3の形成部分に設けられる第2の遮光層20aはソース信号線と同じ材料を用いて同時にパターン形成することができ、ソース信号線5の形成部分に設けられる第2の遮光層20bはゲート信号線と同じ材料を用いて同時にパターン形成することができる。この第2の遮光層20aとソース信号線とを別の層として形成したり、第2の遮光層20bとゲート信号線とを別の層として形成することもできるが、同層に形成した場合には製造工程が増加しないため、コスト的に有利である。なお、第2の遮光層20bとゲート信号線とを別の層として形成する場合には、ソース信号線5を第2の遮光層20bに対して基板側に形成することもできる。
【0040】
さらに、実施形態2の液晶表示装置には、以下のような利点もある。すなわち、ゲート信号線3の形成部分に設けられる第2の遮光層20aをソース信号線と同層に形成した場合、その上の層における干渉がゲート信号線の上の層における干渉と異なるため、周辺領域に配線に応じた模様が見えるという問題がある。また、ソース信号線5の形成部分に設けられる第2の遮光層20bをゲート信号線と同層に形成した場合にも同様の問題がある。さらに、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせるためのシール樹脂等や、対向電極に信号を入力するための導電性ペースト等が周辺領域に設けられ、それらが見えるという問題もある。これに対して実施形態2の液晶表示装置では、カラーフィルタ基板の周辺領域に遮光層が設けられているので、配線の模様やシール樹脂、導電性ペースト等を見えなくすることができ、表示品位を充分に良好にすることができた。
【0041】
なお、この実施形態2では、ゲート信号線3の形成部分に第2の遮光層20aを形成し、ソース信号線5の形成部分に第2の遮光層20bを形成したが、本発明は、いずれか一方のみに第2の遮光層を形成した場合にも適用可能である。
【0042】
(実施形態3)
図6(A)および図6(B)は実施形態3の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の平面図であり、図7(A)は図6(A)のC−C’断面図、図7(B)は図6(B)のD−D’断面図である。なお、図6(A)および図7(A)は周辺領域のゲート信号線部分を示し、図6(B)および図7(B)は周辺領域のソース信号線部分を示している。
【0043】
このアクティブマトリクス基板は、周辺領域におけるゲート信号線3部分の総てを覆う大きな島状の第2の遮光層21aを形成すると共に、周辺領域におけるソース信号線5部分の総てを覆う大きな島状の第2の遮光層21bを形成した。一方、カラーフィルタ基板は、実施形態1の液晶表示装置と同様に、カラーフィルタ基板上に遮光層として互いに異なる2色の着色層を積層した。
【0044】
この実施形態3の液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板に設けられた第2の遮光層21a、21bにより周辺領域の光透過率をさらに低くすることができるため、実施形態2の液晶表示装置と同様に、特に高い表示品位が要求される用途にも使用することができる。この第2の遮光層21a、21bは、例えばゲート信号線3やソース信号線5を覆う層間絶縁膜18上に設けられ、各信号線とは別の層として形成している。この場合、実施形態2の液晶表示装置に比べて製造工程は長くなるが、層間絶縁膜18により第2の遮光層21a、21bと各信号線との間の容量を小さくすることができる。また、第2の遮光層21a、21bがゲート信号線3およびソース信号線5を覆うように形成されているので、実施形態2の液晶表示装置のように周辺領域に各信号線に応じた模様が見えるという問題も改善することができた。
【0045】
また、実施形態3の液晶表示装置では、実施形態2の液晶表示装置と同様に、カラーフィルタ基板の周辺領域に遮光層が設けられているので、配線の模様やシール樹脂、導電性ペースト等を見えなくすることができ、表示品位を充分に良好にすることができた。
【0046】
なお、この実施形態3では、ゲート信号線3の形成部分に第2の遮光層21aを形成し、ソース信号線5の形成部分に第2の遮光層21bを形成したが、本発明は、いずれか一方のみに第2の遮光層を形成した場合にも適用可能である。また、第2の遮光層21a、21bは、ゲート信号線3およびソース信号線5の全部を覆う大きな島状に形成したが、ゲート信号線およびソース信号線の隣接する2本以上を覆うように形成してもよい。また、大きな島状の第2の遮光層21a、21bは、実施形態2と同様に、ゲート信号線やソース信号線と同じ材料を用いて同時にパターン形成することもできる。この場合、各信号線の信号に遅延等が生じることがあるが、それを許容できる用途には適用することができ、製造工程を簡単にすることができる。
【0047】
(実施形態4)
図8は実施形態4の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の平面図である。
【0048】
このアクティブマトリクス基板の周辺領域には、ゲート信号線3の形成領域には、ソース信号線5と同層に第2の遮光層20aが形成され、表示領域の最外郭のソース信号線5と第2の遮光層20aとが、表示領域と周辺領域との境界部で離隔している。また、図示していないが、ソース信号線3の形成領域には、ゲート信号線5と同層に第2の遮光層20bが形成され、表示領域の最外郭のゲート信号線3と第2の遮光層20bとが、表示領域と周辺領域との境界部で離隔している。一方、カラーフィルタ基板の周辺領域には、互いに異なる2色の着色層を積層した遮光層が設けられて、その離隔部分22を覆っている。なお、図8中の2はTFTであり、4は画素容量電極1aとの対向部分で画素容量を形成する画素容量配線であり、17bはTFT2のドレイン電極16bと画素電極19とを接続するための接続電極である。この接続電極17bは、図に表れていない層間絶縁膜を貫くコンタクトホール23を介して画素電極19と接続されている。
【0049】
この実施形態4の液晶表示装置には、実施形態2の液晶表示装置に比べて以下のような利点がある。すなわち、実施形態2の液晶表示装置では、第2の遮光層21a、21bと各信号線3、5との間の離隔部分22から光漏れが生じるため、周辺領域と表示領域との境界における遮光が問題となる。これに対して実施形態4の液晶表示装置では、カラーフィルタ基板の周辺領域に設けられた遮光層が離隔部分22も覆っているので、この部分からの光漏れも防ぐことができる。この離隔部分22の幅は大きくても数10μm程度であり、その部分を覆って互いに異なる2色の着色層からなる遮光層を設けることにより、さらに光透過率を低減できるので、表示品位を良好なレベルにすることが可能となる。
【0050】
なお、この実施形態4では、ゲート信号線部分に第2の遮光層20aを形成し、ソース信号線部分に第2の遮光層20bを形成したが、本発明は、いずれか一方のみに第2の遮光層を形成した場合や、いずれか一方のみが離隔部分22を覆う場合にも適用可能である。
【0051】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記構成に限られない。例えば、カラーフィルタ基板の周辺領域に設ける遮光層は、赤色および青色の着色層を積層した構成としているが、本発明は、この組み合わせに限られない。たとえば、赤色および緑色の着色層を積層した構成や青色および緑色の着色層を積層した構成としてもよい。但し、赤色および青色の着色層を積層した構成の場合は、他の2色の着色層を積層した場合よりも光の透過率を充分低くすることができる。また、その遮光層としては、カラーフィルタを構成する色層ではなく、カラーフィルタの色層とは光吸収波長領域の異なる着色層を2つ使用した構成としても良い。
【0052】
また、上述した実施形態では画素電極は、ゲート信号線、ソース信号線およびTFTを覆う層間絶縁膜上に設けてPOP構造としたが、層間絶縁膜を形成せずに、TFTのドレイン電極上に画素電極の一部が重なるように設けても良い。但し、実施形態4のように層間絶縁膜上に画素電極を設けた場合、画素電極と各配線とが重なり合っているため、画素電極が設けられた部分は液晶層に電圧が印加され、液晶層に電圧が印加されない領域は各配線で遮光される。従って、表示領域においてもブラックマトリクスを設けない構成とすることができる。
【0053】
(実施形態5)
図9は、本実施形態に係る液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【0054】
本実施形態は、上述した実施形態1において設けた、異なる色の2つの着色層を積層してなる遮光層32の代わりに、単層の着色層からなる遮光層34を実施形態1と同一部分に設けた。具体的には、カラーフィルタ基板の周辺領域に対応する部分に、カラーフィルタのBの色層を遮光層34として設けた。他の構成は、実施形態1と同様とした。
【0055】
このBの色層の代わりに、RやGの色層を用いることもできるが、Bの色層を用いる場合は、RやGの色層を用いる場合よりも、見た目が暗く見えるという利点がある。
【0056】
本実施形態においても、遮光層を単層の着色層からなるものとして、上述した実施形態2〜4と同様の構成とすることができ、同様の効果が得られる。この場合において、本実施形態のように単層の着色層からなる遮光層34を用いるときは、2つの着色層を積層してなる遮光層を用いるときよりも、以下の点での利点がある。その一つは、アクティブマトリクス基板側とカラーフィルタ基板側との両方で遮光されて周辺領域に設けられるシール樹脂の検査が行い難いのを、2つの着色層を積層してなる遮光層を用いる場合よりも、本実施形態の方が抑制できる。つまり、遮光層34が単層の着色層からなるので、僅かであるが視認性がよいからである。
【0057】
他の一つは、2つの着色層を積層してなる遮光層の場合において、周辺領域と表示領域との間に生じる大きな断差により、ラビング処理の条件(特にラビング方向)によっては配向不良が発生し易くなるのを、厚みの減少化により抑制できる。これにより、良品率の向上が可能となる。
【0058】
(実施形態6)
図10は、遮光層が1層からなる場合に生じる問題点を解消することができる構成とした液晶表示装置の要部を示す断面図である。
【0059】
上述した実施形態5では遮光層34がその全域に1つの着色層を形成した構成であるので、周辺領域の反射光に色が着いて見え、これにより表示品位が劣化するという問題点がある。
【0060】
そこで、本実施形態では単層からなる遮光層を複数の色層を並設した構成とした。具体的には、図11に示すように、カラーフィルタ基板の周辺領域に、表示領域に形成したR、G、Bの色層からなるカラーフィルタのパターンを延ばして遮光層34を形成した。なお、図11は、図10で示す部分とは異なる部位を示す平面図である。
【0061】
このような遮光層34を有する構成とした場合には、3色を合成した光の色となり、上記問題点を解消できる。また、2色の着色層を積層した場合に生じる断差の影響も起こることがない。
【0062】
(実施形態7)
図12は、本実施形態に係る液晶表示装置の要部を示す平面図である。
【0063】
上述した実施形態6では表示領域に形成されるカラーフィルタのパターンを周辺領域に延ばして遮光層を形成する構成を、カラーフィルタの幅が狭い高精細な液晶表示装置に適用する場合は、各色のパターンがばらばらに視認されないが、それ程高精細でない液晶表示装置に適用する場合はばらばらに視認され、表示品位が悪化するという難点がある。
【0064】
そのため、本実施形態では、周辺領域のカラーフィルタの幅を表示領域よりも小さな寸法とし、各色のパターンがばらばらに視認されないようにした。具体的には、12.1″のSVGAにおけるストライプ配列で、表示領域のカラーフィルタの幅を約140μm、周辺領域のカラーフィルタの幅を約45μmとした。このように、周辺領域のカラーフィルタ幅を十分小さく形成すると、表示品位の高いものが得られる。なお、パターンの大きさは、100μm以下、好ましくは70μm以下がよく、本実施形態のように50μm程度にすると、人目に視認されることはない。但し、逆に余り小さくすると、パターニングが困難となるだけで意味が無いが、投射型の液晶表示装置に適用する場合は、拡大して表示されるため可及的に小さくした方がよい。
【0065】
上述した本実施形態7において、図13に示すようにR、G、Bの各色のパターンの幅を、表示領域に対して周辺領域で半分になるようにしてもよい。また、周辺領域の遮光層のパターンとしては、上述したストライプ配列ではなく、図14に示すように、R、G、Bの各色が斜め方向に配列した構成としてもよい。この図14の配列は、本実施形態7に限らず、上述した実施形態6にも適用できることはもちろんである。
【0066】
なお、上述した実施形態5〜7では遮光層としてカラーフィルタの色層を用いるようにしているが、本発明はこれに限らず、カラーフィルタの色層とは光吸収波長領域の異なる着色層を使用してもよい。
【0067】
また、上述した各実施形態ではソース信号線は金属層とITO層との2層構造にしたが、1層のソース信号線にしてもよい。但し、上述した実施形態のように2層構造にすることにより、金属層の一部に欠損があったとしてもITO層により電気的に接続されるため、ソース信号線の断線を少なくすることができるという利点がある。
【0068】
また、上述した各実施形態ではスイッチング素子としてTFTを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置について説明したが、本発明は、スイッチング素子としてMIM(Metal Insulator Metal)素子等の他の素子を用いた液晶表示装置に適用できることはもちろんである。
【0069】
また、本発明にあっては、着色層からなる遮光層は、表示領域の最外郭からアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせるためのシール領域までを覆うように設けることができる。表示領域の最外郭やシール領域を覆わない構成も可能であるが、表示領域の最外郭を覆うように設けた場合には表示領域と周辺領域との境界部を遮光することができ、また、シール領域を覆うように上記遮光層を設けた場合にはシール樹脂等や、対向電極に信号を入力するための導電性ペースト等を見えなくすることができるので好ましい。
【0070】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、カラーフィルタ基板の周辺領域にブラックマトリクスを形成しなくても周辺領域を遮光することができる。この遮光層は、単層の着色層、または互いに異なる2つの色の着色層を積層したものからなり、カラーフィルタの色層のパターン形成と同じ工程により形成することができるので、液晶表示装置のブラックマトリクス形成工程を減らして製造原価を低廉化することができる。特に、単層の着色層で遮光層を構成すると、周辺領域に設けられるシール樹脂の検査を容易に行い得、また、配向不良の発生を抑制できる。その単層の遮光層を複数の色層が混在するように構成すると、遮光層を介して光に色が着くのを防止できる。
【0071】
また、アクティブマトリクス基板の周辺領域に設けられた第2の遮光層により、周辺領域の光透過率をさらに低くして表示品位を向上させることができる。
【0072】
この第2の遮光層は、信号配線または走査配線と同時に形成することができ、第2の遮光層の形成工程を別途設けなくてもよいので、液晶表示装置の作製プロセスが複雑化することはない。この場合、表示領域の最外郭の走査配線と第2の遮光層との離隔部分および信号配線と第2の遮光層との離隔部分を覆って上記遮光層を設けると、この部分からの光漏れも防ぐことができ、さらに表示品位を向上させることができる。
【0073】
上記第2の遮光層は、走査配線および信号配線と別の層に設けても良い。この場合には作製プロセスが長くなるが、例えば層間絶縁膜等の厚い膜の上に第2の遮光層を設けると、第2の遮光層と各配線との間の容量を小さくできる。また、走査配線および信号配線のうちの少なくとも一方の2本以上にわたる範囲を少なくとも覆うように第2の遮光層を設けると、配線パターンが模様として視認されないので、さらに表示品位を向上させることができる。
【0074】
上記遮光層として、赤色の着色層および青色の着色層を積層形成した場合、周辺領域の光透過率を最も低くすることができ、表示品位が非常に良好な液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の液晶表示装置の平面図である。
【図2】実施形態1の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のTFT部分を示す断面図である。
【図3】実施形態1の液晶表示装置における要部を示す断面図である。
【図4】(A)および(B)は実施形態2の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の平面図である。(A)および周辺領域のゲート信号線部分を示し、(B)は周辺領域のソース信号線部分を示している。
【図5】(A)は図4(A)のA−A’断面図であり、(B)は図4(B)のB−B’断面図である。
【図6】(A)および(B)は実施形態3の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の平面図である。(A)および周辺領域のゲート信号線部分を示し、(B)は周辺領域のソース信号線部分を示している。
【図7】(A)は図6(A)のC−C’断面図であり、(B)は図6(B)のD−D’断面図である。
【図8】実施形態4の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の平面図である。
【図9】実施形態5の液晶表示装置における要部を示す断面図である。
【図10】実施形態6の液晶表示装置における要部を示す断面図である。
【図11】実施形態6の液晶表示装置における要部を示す平面図である。
【図12】実施形態7の液晶表示装置における要部を示す平面図である。
【図13】本発明の適用が可能な他の構成の液晶表示装置を示す平面図である。
【図14】本発明の適用が可能な他の構成の液晶表示装置を示す平面図である。
【図15】アクティブマトリクス基板の一例を示す概略図である。
【図16】従来の液晶表示装置を示す平面図である。
【符号の説明】
1a 画素容量電極
2 TFT
3 ゲート信号線
4 画素容量配線
5、17a、10a ソース信号線
11、30 透明絶縁性基板
12 ゲート電極
13 ゲート絶縁膜
14 半導体層
15 チャネル保護膜
16a ソース電極
16b ドレイン電極
17b 接続電極
18 層間絶縁膜
19 画素電極
20a、20b、21a、21b 第2の遮光層
22 離隔部分
23 コンタクトホール
31 カラーフィルタ
32、34 遮光層
33 シール材

Claims (3)

  1. 液晶層を挟んでアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とが対向配置され、該アクティブマトリクス基板に設けた画素電極とカラーフィルタ基板に設けた対向電極との対向する部分が表示領域となり、該表示領域の外周部が周辺領域となっている液晶表示装置において、
    該アクティブマトリクス基板は、各画素電極と層間絶縁膜を介して重なるように形成された互いに交差する走査配線と信号配線とが、該周辺領域を超えて延出形成された構成となっており、
    該カラーフィルタ基板は、該表示領域に対応する部分に複数の着色層を有するカラーフィルタを形成すると共に、該周辺領域に対応する部分に、該カラーフィルタが有する着色層の単層でなる遮光層を有する構成であって、該遮光層が、前記表示領域に形成されたカラーフィルタを延ばした状態で形成されており、
    該アクティブマトリクス基板の前記周辺領域に、第2の遮光層が、隣接する該走査配線の間および隣接する該信号配線の間を覆うように設けられ、
    隣接する走査配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が信号配線と同じ材料によって信号配線と同時にパターン形成され、隣接する信号配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が走査配線と同じ材料によって同時にパターン形成されている液晶表示装置。
  2. 液晶層を挟んでアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とが対向配置され、該アクティブマトリクス基板に設けた画素電極とカラーフィルタ基板に設けた対向電極との対向する部分が表示領域となり、該表示領域の外周部が周辺領域となっている液晶表示装置において、
    該アクティブマトリクス基板は、各画素電極と層間絶縁膜を介して重なるように形成された互いに交差する走査配線と信号配線とが、該周辺領域を超えて延出形成された構成となっており、
    該カラーフィルタ基板は、該表示領域に対応する部分に複数の着色層を有するカラーフィルタを形成すると共に、該周辺領域に対応する部分に、該カラーフィルタが有する着色層の単層、または、異なる色の2つの着色層を積層してなる遮光層を有する構成となっており、
    該アクティブマトリクス基板の前記周辺領域に、第2の遮光層が、隣接する該走査配線の間および隣接する該信号配線の間を覆うように設けられ、
    隣接する走査配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が信号配線と同じ材料によって信号配線と同時にパターン形成され、隣接する信号配線間を覆うように設けられた第2の遮光層が走査配線と同じ材料によって同時にパターン形成されており、
    前記走査配線および前記信号配線のうち前記表示領域の最外郭にあるものと離隔して前記第2の遮光層が設けられ、その離隔部分を覆って着色層からなる前記遮光層が設けられている、液晶表示装置。
  3. 前記異なる色の2つの着色層を積層してなる遮光層が、赤色の着色層と青色の着色層とが積層されたものである請求項2に記載の液晶表示装置。
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