JP4221367B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

通常の液晶表示装置（LCD）は、共通電極及び色フィルターアレイを含む上部表示板と、複数の薄膜トランジスタ（TFT）及び複数の画素電極を有する下部表示板と、を含む。上部表示板及び下部表示板には、１対の配向膜が塗布されており、配向膜の間には、液晶層が挿入されている。画素電極と共通電極に電圧を印加すれば、二つの電極の間に電位差が生じ、これによって電場が生成され、この電場を調節することによって、液晶層の液晶分子の配列を変える。液晶分子の配列が変化すれば、液晶層を通過する光の透過率が変わるので、所望の画像を得ることができる。

しかし、このような液晶表示装置を製造する過程で、配向膜の表面に、不純イオンが生じて残っていることがある。液晶表示装置を製作した後、一定時間駆動すれば、このような不純イオンは、配向膜ラビング（rubbing）で形成された配向方向に沿って移動して、液晶表示装置の一側角部に集まる。これは、結局、液晶表示装置に暗い色を表示する時、表示部の一側角部が明るく表示される画像不良として現れる。

本発明が目的とする技術的課題は、画像不良を改善する構造を有する液晶表示装置を提供することにある。

このような課題を解決するために本発明は、画素電極のうちの一部を、表示部外側の周辺部に位置させ、この時、周辺部の画素電極は、画面表示部の画素電極より広い面積を有する反射膜を含むようにする。

さらに詳細に、本発明による液晶表示装置においては、画面として表示される複数の画素領域を有する表示部と表示部外側に位置してダミー画素領域を有する周辺部とを含む絶縁第１基板の上部に、複数の信号線が形成されている。また、液晶表示装置には、信号線と電気的に接続され、画素領域及びダミー画素領域に配置される複数の画素電極であって、透明な導電物質からなる透明膜と反射度を有する導電物質からなる反射膜とを含む複数の画素電極が、形成されている。この時、画素電極のうちのダミー画素領域に位置する画素電極の反射膜は、画素領域に位置する反射膜より広い面積を有する。

この時、液晶表示装置は、第１基板と対向する絶縁第２基板と、第２基板上に備えられているブラックマトリックスとをさらに含み、ブラックマトリックスは、前記複数の画素電極のうちの前記ダミー画素領域に位置する前記画素電極と重畳することが好ましい。

第２基板上には、画素電極と対向する共通電極が形成されており、画素電極と共通電極に印加される信号が、極性反転信号であることが好ましい。
この時、画素電極は、行列形態で配列されており、複数の信号線は、実質的に互いに平行し、行方向に伸びている複数のゲート線と、実質的に互いに平行し、列方向に伸びている複数のデータ線と、を含み、液晶表示装置は、データ線からの第１信号をゲート線からの第２信号に応答して画素電極に伝達する複数のスイッチング素子をさらに含む。

ダミー画素領域に位置する画素電極の反射膜は、ダミー画素領域を全面的に覆うことが好ましく、画素領域に配置されている画素電極の反射膜は、透明膜を露出する開口部を有することが好ましい。

本発明によれば、反透過型液晶表示装置において、ダミー画素領域をブラックマトリックスと重ねて配置し、ダミー画素領域の反射膜を全面的に形成することによって、表示部の一側角部が明るく表示される画像不良を完全に遮断することができる。

添付した図面を参照して本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、詳細に説明する。しかし、本発明は、多様で相異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されるものではない。

図面において、多様な層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にかけて類似な部分については、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上”にあるとする時、これは、他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が、他の部分の“すぐ上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

以下に、本発明の実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板及びこれを含む液晶表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１乃至図６を参照して、本発明の実施例による液晶表示装置の概略的な構造について説明する。

図１は、本発明の実施例による液晶表示装置の概略的な平面図であり、図２は、図１のII-II´線に沿って切断した断面図であり、図３は、図１で画面表示部の一つの画素領域ＡＰ及びパッド部を拡大して示した配置図であり、図４は、図３のIV-IV´線に沿って切断し手示した断面図であり、図５は、図１で周辺部のダミー画素領域ＤＰを拡大して示した配置図であり、図６は、図５のVI-VI´線に沿って切断して示した断面図である。

図１に示したように、本発明の実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（liquid crystal panel assembly）１００、ゲート印刷回路基板（PCB:print circuit board）２００、データ印刷回路基板３００、複数のゲートテープキャリアパッケージ（TCP:tape carrier package）４００、複数のデータテープキャリアパッケージ５００及び二つの軟性印刷回路（FPC:flexible printed circuit）基板６００を含む。ゲートテープキャリアパッケージ４００は、液晶表示板組立体１００とゲート印刷回路基板２００に付着され、データテープキャリアパッケージ５００は、液晶表示板組立体１００とデータ印刷回路基板３００に付着される。軟性印刷回路基板６００は、液晶表示板組立体１００とゲート印刷回路基板２００を接続し、また、ゲート印刷回路基板２００とデータ印刷回路基板３００を接続する。ゲート印刷回路基板２００及びデータ印刷回路基板３００は、それぞれ、液晶表示板組立体１００の左側及び右側の外側部分に配置されている。

図１乃至図２に示したように、液晶表示板組立体１００は、互いに対向して離れている薄膜トランジスタ表示板１及び色フィルター表示板２を含む。液晶表示板組立体１００はまた、両基板１、２の間の間隙に液晶物質が注入されて形成された液晶層３、および、両基板１、２を支持して液晶物質を封じ込める密封材４を含む。

この時、薄膜トランジスタ表示板１は、液晶表示装置の使用者に画面で示される領域である表示部５と、その外側の周辺部６と、に分けることができる。表示部５には、複数の信号線１２１、１７１の交差で定義される複数の画素領域ＡＰが、マトリックス模様で配列されており、表示部５外側の周辺部６一側には、ダミー画素領域ＤＰが配列されている。表示部５において、複数の横方向に伸びたゲート線１２１と縦方向に伸びたデータ線１７１とが交差して、画素領域ＡＰを定義しており、周辺部６において、ゲート線１２１とダミーデータ線１７２とが交差して、ダミー画素領域ＤＰを定義している。また、周辺部６には、ゲート線１２１及びデータ線１７１の一端に接続されているゲートパッド及びデータパッドがそれぞれ群集されているゲートパッド部２５０及びデータパッド部７９０が、位置する。画素領域ＡＰには、薄膜トランジスタを通じてゲート線１２１及びデータ線１７１と電気的に接続されている画素電極１９０が形成されており、ダミー画素領域ＤＰには、ダミー薄膜トランジスタを通じてゲート線１２１及びダミーデータ線１７１と電気的に接続されているダミー画素電極１０９が形成されている。本発明の実施例で、液晶表示装置は、外部光を反射させて画像を表示する反射型と、光源の光を透過させて画像を表示する透過型とを共に有する半透過型モードを取っていて、画素電極１９０及びダミー画素電極１０９は、透過膜と画素領域に開口部を有する反射膜を含んでいる。ダミー画素領域ＤＰの反射膜は、画素領域ＡＰの反射膜より広い面積で形成されて、光源から出てダミー画素領域ＤＰに透過する光を遮断している。もちろんダミー画素領域ＤＰの反射膜は、透過膜を露出する開口部を有しないことが好ましい。

次に、図１乃至図６を参照して、前述したような本発明の実施例による画素構造を有する薄膜トランジスタ表示板１について詳細に説明する。
透明なガラスなどの絶縁基板１１０上には、走査信号またはゲート信号を伝達するゲート配線が、形成されている。ゲート配線は、横方向に伸びている複数のゲート線１２１、これらに接続された複数のゲート電極１２３、及びゲート線１２１の一端に接続されたゲートパッド１２５を含む。

ゲート配線１２１、１２３、１２５は、ゲート絶縁膜１４０で覆われており、ゲート電極１２３上部のゲート絶縁膜１４０上には、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンなどからなる半導体層１５０が形成されている。半導体層１５０上には、リンなどのＮ型不純物で高濃度にドーピングされた非晶質シリコンから好ましくはなる抵抗性接触（ohmic contact）層１６３、１６５であって、２つの分離された部分１６３、１６５を有する抵抗性接触層１６３、１６５が、形成されている。

ゲート絶縁膜１４０及び接触層１６３、１６５上には、画像信号またはデータ信号を伝達するデータ配線が、形成されており、データ配線は、縦方向に伸びている複数のデータ線１７１、これに接続された複数のソース電極１７３、これらと分離された複数のドレイン電極１７５、及びデータ線１７１の一端に接続された複数のデータパッド１７９を含む。

ゲート電極１２３、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、薄膜トランジスタの三端子を構成し、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に位置する半導体層１５０が、このトランジスタのチャンネル層となる。

前述したように、隣接する二つのゲート線１２１と、隣接する二つのデータ線１７１及び隣接する二つのダミーデータ線１７２は、図１、図３及び図５に示されている画素領域ＡＰとダミー画素領域ＤＰを定義する。

ゲート絶縁膜１４０及び半導体層１５０の露出された部分と、データ配線１７１、１７３、１７５、１７９は、保護膜１８０で覆われており、保護膜１８０は、ドレイン電極１７５を露出する接触孔１８５を有している。また、保護膜１８０は、ゲートパッド１２５及びデータパッド１７９を露出する接触孔１８２、１８９を有している。この時、保護膜１８０は、後に形成される反射膜の反射効率を増加させるために、その表面に凹凸パターンを有する。

保護膜１８０上には、IZOまたはITOなどのような透明な導電物質から好ましくはなる透明膜１９１と銀またはアルミニウムなどのように反射率の高い不透明導電物質から好ましくはなる反射膜１９２とを含む複数の画素電極１９０及びダミー画素電極１０９が、置かれている。全ての画素電極１９０、１０９は、接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と接続されていて、薄膜トランジスタは、ゲート線１２１からの走査信号に応答してデータ線１７１、１７２からの画像信号を画素電極１９０、１０９に供給することができる。この時、図３及び図４に示すように画素領域ＡＰの反射膜１９２は、画素領域ＡＰの中央にその下部の透明膜１９１を露出する開口部（T）を有しているが、図５及び図６に示すようにダミー画素領域ＤＰの反射膜１９２は、ダミー画素領域ＤＰ全体を覆っている。

薄膜トランジスタ表示板１の最上層には、図１及び図２の矢印方向、つまり、左上から右下に向かう方向にラビングされた配向膜２９０が、形成されている。

次に、図１及び図２を参照して、色フィルター表示板２について説明する。
透明なガラスから好ましくはなる絶縁基板２１０上に、有機物質から好ましくはなるブラックマトリックス２２０が、形成されており、このブラックマトリックス２２０は、表示部５を囲んで定義する。ブラックマトリックス２２０は、ダミー画素領域ＤＰ内のダミー画素電極１０９と重なる。また、ブラックマトリックス２２０は、図示してはいないが、画素電極１９０間の境界部分を覆うことによって画素領域ＡＰを定義し、画素領域ＡＰ間で漏洩される光を遮断する。表示部５内の各画素領域ＡＰには、R（赤）、G（緑）、B（青）の色フィルター（図示せず）が形成されており、色フィルター及びブラックマトリックス２２０上には、透明な導電体などからなる共通電極２３０が基板２１０全面に渡って形成されている。そして色フィルター表示板２の最上層にも、配向膜２９２が形成されており、ラビング方向は、薄膜トランジスタ表示板１の配向膜２９０のラビング方向と同一である。

図１及び図２に示すように、薄膜トランジスタ表示板１は、色フィルター表示板２より大きく、また、ゲートパッド１２５及びデータパッド１７９が形成されているパッド部７９０、２５０は、色フィルター表示板２の外側に出ている。密封材４は、両基板１、２の間の表示部５外側の領域に形成されていて、ブラックマトリックス２２０と一部重なる。

ゲート印刷回路基板２００とデータ印刷回路基板３００は、二つの印刷回路基板２００、３００の間に信号伝達が可能であるように、可撓性回路基板６００で電気的に接続されている。これら印刷回路基板２００、３００と可撓性回路基板６００には、信号を伝達するための信号経路６１０、３１０が、好ましくは導電性配線で形成されている。データ印刷回路基板３００には、LCDコントローラ７００が備えられているが、必要に応じてゲート印刷回路基板２００に備えられてもよい。また、ゲート印刷回路基板２００には、ゲートオン電圧、ゲートオフ電圧、及び基準電圧（共通電圧）を生成する駆動電圧生成部（図示せず）又は駆動電圧生成部９００が備えられており、データ印刷回路基板３００には、階調電圧を生成する階調電圧生成部（図示せず）が備えられている。ゲート印刷回路基板２００とデータ印刷回路基板３００のうちの少なくとも一つは、省略することができ、この場合、関連された回路及び信号経路は、薄膜トランジスタ表示板１に形成することができる。

ゲートテープキャリアパッケージ４００とデータテープキャリアパッケージ５００には、それぞれ、ゲート駆動集積回路（IC）４１０及びデータ駆動集積回路５１０が、好ましくはチップの形態で装着されている。ゲートテープキャリアパッケージ４００には、ゲート駆動集積回路４１０とゲート線１２１との間、及び、ゲート駆動集積回路４１０と信号経路６１０との間を接続する複数のリード線（図示せず）が、形成されており、データテープキャリアパッケージ５００にもまた、データ駆動集積回路５１０とデータ線１７１との間、データ駆動集積回路５１０と信号経路３１０との間を接続する複数の接続されたリード線（図示せず）が、形成されている。

ゲートテープキャリアパッケージ４００とデータテープキャリアパッケージ５００は、それぞれ、ゲート印刷回路基板２００及びデータ印刷回路基板３００にそれぞれ接着されて、電気的に接続されており、また、液晶表示板組立体１００にも接着されて、ゲートパッド１２５及びデータパッド１７９に電気的に接続されている。これとは異なって、ゲート駆動集積回路４１０及び／又はデータ駆動集積回路５１０は、薄膜トランジスタ表示板１に直接装着することができ、これをCOG（chip on glass）方式と言う。また、ゲート駆動集積回路４１０及び／又はデータ駆動集積回路５１０は、薄膜トランジスタ表示板１に、ゲート線２２、データ線６２及び薄膜トランジスタと同一層で形成されている駆動回路と代替して、直接装着してもよい。

LCDコントローラ７００は、複数のRGB階調信号をデータ駆動集積回路５１０に供給し、また、ゲート及びデータ駆動集積回路４１０、５１０を駆動するための制御信号を、印刷回路基板２００、３００及び可撓性回路基板６００の信号線を通じて、ゲート及びデータ駆動集積回路４１０、５１０に供給する。ゲート駆動集積回路４１０は、駆動電圧生成部で提供されたゲートオン電圧及びゲートオフ電圧に基づいて走査信号を生成し、LCDコントローラ７００からの制御信号に合せて、ゲートパッド１２５を通じてゲート線１２１に印加する。デート駆動集積回路５１０は、LCDコントローラ７００からの階調信号に基づいて階調電圧生成部の階調電圧を選択し、LCDコントローラ７００からの制御信号に合せて、画像信号としてデータパッド１７９を通じて当該データ線１７１に印加する。

このような液晶表示装置において、配向膜２９０、２９２表面の不純イオンは、ラビング方向に沿って移動して右側最端列、特に右側下部に位置したダミー画素領域ＤＰに集まる。しかし、上述したように最端列のダミー画素電極１０９は、右側部分がブラックマトリックス２２０と重なっているので、このイオンによる画像不良領域は、ブラックマトリックス２２０で覆われる。また、ダミー画素電極１０９の反射膜１９２は、ダミー画素領域ＤＰを全面的に覆っていて、光源から出る光のほとんどを遮断することができる。したがって、本発明の構造ではダミー画素領域ＤＰで発生する画像不良を完全に遮断することができる。

この時、ダミー画素領域ＤＰは、表示部５の最も周縁に位置する画素領域ＡＰから延長して形成することもできる。
このような本発明の実施例では、ダミー画素電極１０９に電圧を印加するために、複数のダミーデータ線１７２及びこれと接続されているダミーパッドなど複数のダミー信号線を置く。このようなダミー信号線は、画素領域ＡＰにゲート信号またはデータ信号を印加するゲート線１２１、データ線１７１及びパッド１２５、１７９と同一な模様であり、同一な方法で作られることが好ましい。

図１に示したように、付加信号線１７２をLCDコントローラ７００に電気的に接続するための付加信号経路３２０が、データ印刷回路基板３００及び／又はゲート印刷回路基板２００及び／又は可撓性回路基板６００に備えられている。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた、本発明の権利範囲に属する。

本発明の実施例による液晶表示装置の概略的な平面図である。 図１のII-II´線に沿って切断した断面図である。 図１で画面表示部の一つの画素領域ＡＰ及びパッド部を拡大して示した配置図である。 図３のIV-IV´線に沿って切断した断面図である。 図１で周辺部のダミー画素領域ＤＰを拡大して示した配置図である。 図５のVI-VI´線に沿って切断して示した断面図である。

Claims (6)

1. 画面で表示されて複数の画素領域を有する表示部と、前記表示部外側に位置してダミー画素領域を有する周辺部と、を有する絶縁第１基板；
   前記第１基板上に形成されている複数の信号線；及び
   前記信号線と電気的に接続され、前記画素領域及び前記ダミー画素領域に配置される複数の画素電極であって、透明な導電物質からなる透明膜と反射度を有する導電物質からなる反射膜とを含む複数の画素電極；
   を含み、
   前記複数の画素電極のうちの前記ダミー画素領域に位置する前記画素電極の前記反射膜は、前記画素領域に位置する反射膜より広い面積を有する、液晶表示装置。
2. 前記第１基板と対向する絶縁第２基板；及び
   前記第２基板上に備えられているブラックマトリックス；
   をさらに含み、
   前記ブラックマトリックスは、前記複数の画素電極のうちの前記ダミー画素領域に位置する前記画素電極と重畳する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２基板上に形成され、前記画素電極と対向する共通電極；
   をさらに含み、
   前記画素電極と前記共通電極に印加される信号が、極性反転信号である、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記画素電極は、行列形態で配列されており、
   前記複数の信号線は、実質的に互いに平行していて、行方向に伸びている複数のゲート線と、実質的に互いに平行しており、列方向に伸びている複数のデータ線と、を含み、
   前記液晶表示装置は、前記データ線からの第１信号を前記ゲート線からの第２信号に応答して前記画素電極に伝達する複数のスイッチング素子を、さらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記ダミー画素領域に位置する前記画素電極の前記反射膜は、前記ダミー画素領域に全面的に形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記画素領域に配置されている前記画素電極の反射膜は、前記透明膜を露出する開口部を有する、請求項２に記載の液晶表示装置。

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