JP4007779B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、たとえばアクティブ・マトリクス型と称される液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される透明基板のうち一方の透明基板の液晶側の面に、x方向に延在しy方向に並設されるゲート信号線とy方向に延在しx方向に並設されるドレイン信号線とが形成され、これら信号線によって囲まれた矩形状の領域を画素領域としている。
【0003】
各画素領域には、片側のゲート信号線からの走査信号によって作動されるスイッチング素子と、このスイッチング素子を介して片側のドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とが形成されている。
【0004】
この画素電極は前記透明基板のいずれか一方に形成された対向電極との間に電界を発生せしめ、この電界によって液晶の光透過率を制御するように構成されている。
【0005】
また、前記一方の透明基板には、ゲート信号線に接続される走査線駆動回路、ドレイン信号線に接続される映像信号駆動回路が搭載され、これら各駆動回路は、たとえばそれぞれ該透明基板にフェースダウンボンデングされた半導体装置によって構成されているものが知られている。
【0006】
そして、前記各半導体装置に入力される信号は前記一方の透明基板の周辺に配置される配線基板(たとえばプリント基板)から入力されるようになっている。この配線基板には、たとえば、それに形成される電源供給線および接地パターンとの間に搭載されたバイパスコンデンサを備え、このバイパスコンデンサによって前記各駆動回路を動作させる際に必要な過度的な電流を供給するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成からなる液晶表示装置は、前記バイパスコンデンサと駆動回路との距離が離れるため、それらの配線のL(インダクタンス)分等によって瞬時に電流を供給できなくなり、往々にして該駆動回路の誤動作を起こす不都合が生じていた。
【0008】
また、配線基板にコンデンサを搭載させることは該配線基板を小さくすることにおいて制限が付され、いわゆる液晶表示装置の額縁(液晶表示部の輪郭と液晶表示装置の輪郭との間の領域をいう)を小さくする妨げともなっていた。
【0009】
さらに、近年、各駆動回路においてデータ転送するために隣接する駆動回路どうしを配線で接続させた構成のものが知られているが、この配線によるEMI対策が充分でないということが指摘されるに到っている。
【0010】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、駆動回路の誤動作を防止できる液晶表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、いわゆる額縁を小さくできる液晶表示装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、EMI対策が充分なされた液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0012】
すなわち、本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される基板のうち一方の基板の液晶表示部外の領域に該液晶表示部内に形成された信号線と接続されて搭載される駆動回路を備え、前記一方の基板の該駆動回路の搭載領域内にコンデンサが形成され、該コンデンサの一方の電極および他方の電極はそれぞれ前記駆動回路の電源端子および接地端子に接続される各端子に接続されていることを特徴とするものである。
【0013】
このように構成された液晶表示装置は、その駆動回路を動作させる際に過度的な電流を供給するバイパスコンデンサが該駆動回路の搭載領域内に形成されたものとなっている。
【0014】
このことから、バイパスコンデンサは駆動回路と極めて近接した位置に形成され、配線によるL成分の影響を大幅に低減できるようになる。
したがって、駆動回路に瞬時に電流を供給でき、該駆動回路の誤動作を防止できるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施例1.
《等価回路》
図2は本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。同図は回路図であるが、実際の幾何学的配置に対応して描かれている。
同図において、透明基板SUB1があり、この透明基板SUB1は液晶を介して他の透明基板SUB2と対向して配置されている。
【0016】
前記透明基板SUB1の液晶側の面には、図中x方向に延在しy方向に並設されるゲート信号線GLと、このゲート信号線GLと絶縁されてy方向に延在しx方向に並設されるドレイン信号線DLとが形成され、これら各信号線で囲まれる矩形状の領域が画素領域となり、これら各画素領域の集合によって表示部ARを構成するようになっている。
【0017】
各画素領域には、一方のゲート信号線GLからの走査信号(電圧)の供給によって駆動される薄膜トランジスタTFTと、この薄膜トランジスタTFTを介して一方のドレイン信号線DLからの映像信号(電圧)が供給される画素電極PIXが形成されている。
【0018】
また、画素電極PIXと前記一方のゲート信号線GLと隣接する他方のゲート信号線GLとの間には容量素子Caddが形成され、この容量素子Caddによって、前記薄膜トランジスタTFTがオフした際に、画素電極PIXに供給された映像信号を長く蓄積させるようになっている。
【0019】
各画素領域における画素電極PIXは、液晶を介して対向配置される他方の透明基板SUB2の液晶側の面にて各画素領域に共通に形成された対向電極CT(図示せず)との間に電界を発生せしめるようになっており、これにより各電極の間の液晶の光透過率を制御するようになっている。
【0020】
各ゲート信号線GLの一端は透明基板の一辺側(図中左側)に延在され、その延在部は該透明基板SUB1に搭載される垂直走査回路からなる半導体集積回路GDRCのバンプと接続される端子部GTMが形成され、また、各ドレイン信号線DLの一端も透明基板SUB1の一辺側(図中上側)に延在され、その延在部は該透明基板SUB1に搭載される映像信号駆動回路からなる半導体集積回路DDRCのバンプと接続される端子部DTMが形成されている。
【0021】
半導体集積回路GDRC、DDRCはそれぞれ、それ自体が透明基板SUB1上に完全に搭載されたもので、いわゆるCOG(チップオングラス)方式と称されている。
【0022】
半導体集積回路GDRC、DDRCの入力側の各バンプも透明基板SUB1に形成された端子部GTM2、DTM2にそれぞれ接続されるようになっており、これら各端子部GTM2、DTM2は各配線層を介して透明基板SUB1の周辺のうち最も端面に近い部分にそれぞれ配置された端子部GTM3、DTM3に接続されるようになっている。
【0023】
なお、図2のたとえばV−V線における断面図を図5に示している。図5において、半導体集積回路DDRCの各バンプと端子部DTMおよびDTM2との接続は異方性導電膜ACFを介してなされるようになっている。
【0024】
このようなCOG方式における特徴は、各半導体集積回路GDRC、DDRCの各出力側の各バンプにおいて、隣接する他のバンプとの間の距離が極めて小さく形成され、したがって、ゲート信号線GLの各端子部GTM、ドレイン信号線DLの各端子部DTMにおいても、隣接する他の端子部との間の距離も極めて小さく形成されている。
【0025】
このため、各半導体集積回路GDRC、DDRCの各出力側の各バンプはもちろんのこと、ゲート信号線GLの各端子部GTM、ドレイン信号線DLの各端子部DTMにおいてその占有面積が極めて小さく、前記バンプと端子部GTM、DTMとの接続抵抗の増大が無視できない状態となっている。
【0026】
前記透明基板SUB2は、前記半導体集積回路が搭載される領域を回避するようにして透明基板SUB1と対向配置され、該透明基板SUB1よりも小さな面積となっている。
【0027】
そして、透明基板SUB1に対する透明基板SUB2の固定は、該透明基板SUB2の周辺に形成されたシール材SLによってなされ、このシール材SLは透明基板SUB1、SUB2の間の液晶LCを封止する機能も兼ねている。
【0028】
《画素の構成》
図3は透明基板SUB1の一画素領域の構成を示す平面図であり、図2の点線枠Aに示す部分に相当する図面である。
また、図4は図3のIV−IV線における断面図を示し、透明基板SUB2の断面図をも示している。
【0029】
図3において、まず、透明基板SUB1の液晶側の面に図中x方向に延在しy方向に並設されるゲート信号線GLが形成されている。
このゲート信号線GLは、たとえばこの実施例の場合、2層構造となっており、その下層はAlとNdとの合金層(以下の説明ではこのような合金層をAl−Ndと記す場合がある)からなり、上層はMoとZrとの合金層(以下の説明ではこのような合金層をNo−Zrと記す場合がある)からなっている。
このような2層構造としたのは、抵抗値を大幅に下げることができ、選択エッチングで加工する際にその断面が順テーパ形状となる等の効果を奏するからである。
【0030】
そして、これらゲート信号線GLをも被って透明基板SUB1の面にたとえばSiNからなる絶縁膜GIが形成されている。
この絶縁膜GIは、後述のドイレン信号線DLに対してはゲート信号線GLとの層間絶縁膜としての機能、後述の薄膜トランジスタTFTに対してはそのゲート絶縁膜としての機能、後述の容量素子Caddに対してはその誘電体膜としての機能を有するようになっている。
【0031】
画素領域の左下においてゲート信号線GLと重畳する部分において、たとえばa−Siからなるi型(真性:導電型決定不純物がドープされていない)の半導体層ASが形成されている。
【0032】
この半導体層ASは、その上面にソース電極およびドレイン電極を形成することによって、前記ゲート信号線GLの一部をゲート電極とするMIS型の薄膜トランジスタTFTの半導体層となるものである。
【0033】
この薄膜トランジスタTFTのソース電極SD1およびドレイン電極SD2は、前記絶縁膜GI上に形成されるドレイン信号線DLと同時に形成されるようになっている。
【0034】
すなわち、図中y方向に延在されx方向に並設されるドレイン信号線DLが形成され、このドレイン信号線DLの一部を前記半導体層ASの上面にまで延在させて形成することにより、その延在部は薄膜トランジスタTFTのドレイン電極SD2として形成される。
【0035】
また、この時、前記ドレイン電極SD2と離間させて形成された電極がソース電極SD1となる。このソース電極SD1は後述の画素電極PIXと接続されるもので、その接続部を確保するために、画素領域の中央側に若干延在させた延在部を有するパターンとなっている。
【0036】
なお、ドレイン電極SD2、ソース電極SD1の半導体層ASとの界面には不純物がドープされた半導体層が形成され、この半導体層はコンタクト層として機能するようになっている。
【0037】
前記半導体層ASを形成した後、その表面に不純物がドープされた膜厚の薄い半導体層を形成し、ドレイン電極SD2およびソース電極SD1を形成した後に、前記各電極をマスクとして、それから露出された不純物がドープされた半導体層をエッチングすることにより、上述した構成とすることができる。
【0038】
そして、このようにドレイン信号線DL(ドレイン電極SD2、ソース電極SD1)が形成された透明基板SUB1の表面には、該ドレイン信号線DL等をも被ってたとえばSiNからなる保護膜PSVが形成されている。
【0039】
この保護膜PSVは薄膜トランジスタTFTの液晶LCとの直接の接触を回避するため等に設けられるもので、前記薄膜トランジスタTFTのソース電極SD1の延在部の一部を露出させるためのコンタクトホールCHが形成されている。
また、この保護膜PSVの上面には画素領域の大部分を被ってたとえばITO(Indium-Tin-Oxide)膜からなる透明の画素電極PIXが形成されている。
【0040】
この画素電極PIXは、保護膜PSVの前記コンタクトホールCHをも被うようにして形成され、これにより薄膜トランジスタTFTのソース電極SD1と接続されるようになっている。
【0041】
さらに、このように画素電極PIXが形成された透明基板SUB1の表面には、該画素電極PIXをも被って配向膜ORI1が形成されている。この配向膜ORI1はたとえば樹脂からなり、その表面には一定方向にラビング処理がなされている。この配向膜ORI1は液晶LCと接触するようになっており、この配向膜ORI1によって該液晶LCの液晶分子の初期配向方向を決定するようになっている。
そして、透明基板SUB1の液晶LCと反対側の面には、偏光板POL1が被着されている。
【0042】
一方、透明基板SUB2の液晶側の面には、各画素領域を画するようにしてブラックマトリックスBMが形成されている。
このブラックマトリックスBMは、外来の光が薄膜トランジスタTFTに照射するのを回避させるためと、表示のコントラストを良好にするために設けられている。
【0043】
さらに、ブラックマトリックスBMの開口部(光が透過する領域となり、実質的な画素領域となる)には各画素領域に対応した色を有するカラーフィルタFILが形成されている。
【0044】
このカラーフィルタFILは、たとえばy方向に並設される各画素領域において同色のフィルタが用いられ、x方向の各画素領域毎にたとえば赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタが順番に繰り返されて配列されている。
【0045】
このようにブラックマトリックスBMおよびカラーフィルタFILが形成された透明基板SUB2の表面には該ブラックマトリックスBM等をも被ってたとえば塗布等により形成された樹脂からなる平坦化膜OCが形成され、その表面に該ブラックマトリックスBMおよびカラーフィルタFILによる段差が顕在されないようになっている。
【0046】
そして、この平坦化膜OCの表面には各画素領域に共通にたとえばITO膜からなる対向電極CTが形成されている。
この対向電極CTは各画素領域における画素電極PIXとの間に映像信号(電圧)に対応した電界を発生せしめ、これら各電極との間の液晶LCの配向方向を制御し、前述した偏光板POL1と後述する偏光板POL2との適切な組合せによって光透過率を制御するようになっている。
【0047】
さらに、このように対向電極CTが形成された透明基板SUB2の表面には、該対向電極CTをも被って配向膜ORI2が形成されている。この配向膜ORI2はたとえば樹脂からなり、その表面には一定方向にラビング処理がなされている。この配向膜ORI2は液晶と接触するようになっており、この配向膜ORI2によって該液晶LCの初期配向方向を決定するようになっている。
そして、透明基板SUB1の液晶LCと反対側の面には、偏光板POL2が被着されている。
【0048】
《半導体集積回路DDRCの搭載領域の構成》
図1は映像信号駆動回路からなる半導体集積回路DDRCの搭載領域における詳細を示す構成図で、その(a)は平面図、(b)は(a)のb−b線における断面図である。
【0049】
まず、図1(a)に示すように、半導体集積回路DDRCの搭載領域内において、その一辺側に該半導体集積回路DDRCの入力バンプと接続されるべく端子DTM2が、他の辺側に該半導体集積回路DDRCの出力バンプと接続されるべく端子DTMが形成されている。
図において、端子DTM2は、その数が端子DTMのそれよりも少なく、それに応じて面積も大きくなっている。
【0050】
ここで、端子DTMはドレイン信号線DLと同一の材料からなる延在端として形成されている。
また、半導体集積回路DDRCの搭載領域内には、より正確には、前記端子DTM2、DTMに囲まれた領域内には、バイパスコンデンサBCが形成されている。
【0051】
このバイパスコンデンサBCの一方の電極CTM1はドレイン信号線DLと同一の材料で形成され(この実施例ではドレイン信号線DLの形成の際に形成される)、液晶表示部ARにおける絶縁膜GIおよび保護膜PSVをそれぞれ延在された保護膜PSV(誘電体膜)を介在させ、他方の電極CTM2は液晶表示部における画素電極PIXと同一の材料で形成されている(この実施例では画素電極PIXの形成の際に形成される)。
【0052】
ここで、バイパスコンデンサの一方の電極CTM1は前記端子DTM2のうち接地端子として選定された端子から延在されて形成され、他方の電極CTM2はその一部が前記端子DTM2のうち電源供給端子として選定された端子に重畳されて形成されている。
【0053】
なお、ドレイン信号線DLと同一の材料で形成される各端子DTM2はそれを被う保護膜PSVを孔開けして該保護膜PSVから露出され、それぞれの露出面が画素PIXと同一の材料(ITO)で被われた構成となっている。
各端子DTM2、DTMをITOで被うのは該各端子DTM2、DTMに電食が発生するのを防止するためである。
【0054】
このように構成された液晶表示装置は、前記バイパスコンデンサBCと半導体集積回路DDRCからなる映像信号駆動回路との距離が近接するため(映像信号駆動回路の直下に存在するため)、該バイパスコンデンサBの配線のL(インダクタンス)が小さくなり瞬時に電流を供給できるようになる。このため該映像駆動回路に誤動作を生じさせるのを回避させることができる。
【0055】
また、このように構成することによって、配線基板にバイパスコンデンサBCを搭載させる必要がなくなることから該配線基板を小さく形成でき、いわゆる液晶表示装置の額縁を小さくすることができる。
【0056】
なお、上述した実施例では、複数の映像信号駆動回路のうち1つの映像信号駆動回路の搭載領域の構成について示したものであるが、他の映像信号駆動回路の搭載領域においても同様な構成となっている。
また、映像信号駆動回路に限定されることはなく、走査信号駆動回路側においても同様の構成となっていてもよいことはいうまでもない。
【0057】
なお、このようにバイパスコンデンサBCの形成が映像信号駆動回路の形成領域あるいは/および走査信号駆動回路の形成領域にてなされることは、以下に説明する各実施例の場合においても同様に適用されるものである。
【0058】
実施例2.
図6は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図1に示したバイパスコンデンサBCの電極のパターンを示している。
下層の電極CTM1と上層の電極CTM2とがたとえばその間の誘電体膜に形成されたピンホール等によってショートが生じた場合に、該ショートが生じた部分を図6に示すようにたとえばレーザ光によって分割切り捨てることによって修復を図らんとするものである。
【0059】
この趣旨からバイパスコンデンサのBCのパターンは端子部(映像信号駆動回路からなる半導体集積回路のバンプと接続される端子部)の部分を基幹とし、この基幹部から複数の枝部が形成されたパターンとして形成されることが望ましい(図6の場合もそのように形成されている)。
【0060】
実施例3.
図7は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図である。
同図は、映像信号駆動回路からなる複数の半導体集積回路DDRCのうちの1つの搭載領域を示したものである。
【0061】
そして、これら各半導体集積回路DDRCは透明基板SUB1上にて隣接する他の半導体集積回路DDRCと複数の配線層WILによって互いに接続されている。これら各配線層WILは一方の半導体集積装置DDRCから他方の半導体集積回路DDRCへデータ転送するための配線層である。
【0062】
そして、各半導体集積回路DDRCの入力バンプに接続されるべく各端子部DTM2のうちアース(GND)端子からの延在部が、前記各配線層WILの端子および該各配線層WILの形成領域にまで及んで形成されている。
【0063】
この場合、該アース(GND)端子からの延在部は前記各配線層WILと異なる層で形成され、それらの間に絶縁膜GI、あるいは保護膜PSV、あるいはそれらの積層体が誘電体膜として存在しておれば、前記各配線層WILに対して下層あるいは上層に形成されていてもよい。
【0064】
このように形成することによって、各配線層WILから発せられる電磁波に対するEMI対策が特にスペースを確保しなくても実現させることができるようになる。
【0065】
実施例4.
図8は、液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図7と対応した図となっている。
図7と比較して異なる構成は、半導体集積回路DDRCの搭載領域において、半導体集積回路DDRCの入力バンプに接続されるべくアース(GND)端子からの延在部は比較的広い範囲で形成されておらず、各配線層WILの形成領域に及ぼして形成される延在部への単なる引出し線的な役割りを果たしているに過ぎない。
しかし、このような場合でも、各配線層WILから発せられる電磁波に対するEMI対策を良好になしえる。
【0066】
上述した各実施例では、一方の透明基板に画素電極が他方の透明基板に対向電極が設けられ、これら各電極の間に透明基板とほぼ垂直方向に生じる電界によって液晶を駆動する方式のものについて説明したものである。
【0067】
しかし、一方の透明基板側に画素電極と対向電極とが設けられ、これら各電極の間の電界のうち透明基板とほぼ平行な成分によって液晶を駆動する方式のものについても適用することができる。
映像信号駆動回路および走査信号駆動回路の部分における構成は何ら変わることがなく、同様の課題が発生していたからである。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、駆動回路の誤動作を防止できるようになる。また、いわゆる額縁を小さくできるようになる。さらに、EMI対策が充分になされるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す要部構成図である。
【図2】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す全体構成図である。
【図3】 本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す平面図である。
【図4】 図3のIV−IV線における断面図である。
【図5】 図2のV−V線における断面図である。
【図6】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す要部構成図である。
【図7】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す要部構成図である。
【図8】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す要部構成図である。
【符号の説明】
SUB…透明基板、GL…ゲート信号線、DL…ドレイン信号線、TFT…薄膜トランジスタ、PIX…画素電極、DDRC…半導体集積回路(映像信号駆動回路)、GDRC…半導体集積回路(走査信号駆動回路)、BC…バイパスコンデンサ。

Claims (2)

  1. 液晶を介して対向配置される基板のうち一方の基板の液晶表示部外の領域に、該液晶表示領域内に形成された信号線と接続されて搭載される駆動回路を備え、
    前記一方の基板の前記駆動回路が搭載されるに、第1の電極、当該第1の電極に重畳する第2の電極、および当該第1及び第2の電極間に積層された誘電体膜を備え、
    当該第1の電極、第2の電極、及び誘電体膜は、バイパスコンデンサとして機能するものであり、
    前記第1の電極は前記駆動回路の電源端子が接続される端子を被覆するように接続され、前記第2の電極は前記駆動回路の接地端子を被覆するように接続され
    前記第1の電極、第2の電極、及び誘電体膜は、前記駆動回路が搭載される領域内に形成されることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1及び第2の電極は、前記電源端子及び接地端子に接続される部分を基幹部とし、この基幹部から複数の枝部が形成されたパターンをなしていることを特徴とする液晶表示装置。
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