JPH08234238A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動回路内蔵型の表示装置のブラックマスク
構造を改善し、アライメント精度を緩和すると共に駆動
回路の信頼性を確保する。 【構成】 表示装置は駆動基板１と対向基板２を互いに
接合したパネル構造を有し、両者の間には電気光学物質
が保持されている。駆動基板１は画面部３と周辺部４と
に分かれている。画面部３には画素電極やスイッチング
素子が集積形成されている。周辺部４にはスイッチング
素子を駆動する駆動回路５，６，７が集積形成されてい
る。駆動基板１の内面側で画面部３には、スイッチング
素子に合わせて遮光膜がパタニング形成されておりブラ
ックマスクを構成する。これに対し、駆動基板１又は対
向基板２の外面側には、周辺部４に沿って画面部３を囲
む様に遮光板８が取り付けられており、各駆動回路５，
６，７を遮光している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
型の液晶パネル等によって代表される表示装置に関す
る。より詳しくは、表示装置の画面部以外を遮閉するブ
ラックマスク構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４を参照して従来の表示装置の一例を
簡潔に説明する。表示装置は駆動基板１０１と対向基板
１０２とを所定の間隙を介して接合し、該間隙に液晶１
０３を保持したパネル構造を有している。駆動基板１０
１はマトリクス状に配置した画素電極１０４と、これを
個々にスイッチング駆動する複数の薄膜トランジスタ１
０５とを有している。薄膜トランジスタ１０５は第１層
間絶縁膜１０６により被覆されており、その上には薄膜
トランジスタ１０５のソース領域Ｓと電気接続する配線
電極１０７が設けられている。この配線電極１０７を被
覆する様に第２層間絶縁膜１０８が形成されており、そ
の上には前述をした画素電極１０４が設けられている。
この画素電極１０４は第２層間絶縁膜１０８及び第１層
間絶縁膜１０６に開口したコンタクトホールを介して、
薄膜トランジスタ１０５のドレイン領域Ｄに電気接続し
ている。対向電極１０２の内表面には、画素電極１０４
以外を遮閉するブラックマスクとして遮光膜１１０が形
成されている。この遮光膜１１０は例えば金属膜をパタ
ニングしたものである。遮光膜１１０により囲まれた開
口部が画素電極１０４に整合する。この遮光膜１１０の
凹凸を埋める為平坦化膜１１１が成膜されており、その
上に透明な対向電極１１２が全面的に形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来構造
では、ブラックマスクが対向基板側に設けられている。
この為、対向基板と駆動基板との精密な位置合わせが必
要となる。対向基板と駆動基板の位置合わせ精度と、対
向基板側のブラックマスク形成精度を相互に考慮してパ
ターン設計する。この場合、予め位置合わせ誤差を吸収
するマージンをとる必要があり、ブラックマスクのパタ
ンを大きめな寸法に設定している。従って、画素の開口
率が犠牲になるという課題がある。対向基板と駆動基板
の精密な位置合わせが必要とされる為、それに関わるア
ライメント装置も精密で高価なものになるという課題が
ある。

【０００４】上下一対の基板のアライメントにかかる負
担をなくす為、ブラックマスクを対向基板側ではなく駆
動基板側に設けた構造も従来から提案されている。所謂
オンチップブラック（ＯＣＢ）構造である。ところで、
画素スイッチング用の薄膜トランジスタの活性層として
多結晶シリコンを用いた場合、スイッチング素子ばかり
でなく周辺の駆動回路も薄膜トランジスタで構成でき
る。この様な周辺駆動回路内蔵型のアクティブマトリク
ス型表示装置が近年盛んに開発されている。駆動回路内
蔵型の表示装置にＯＣＢ構造を適用した場合、一般に画
素電極に直接接続したスイッチング素子ばかりでなく周
辺の駆動回路も金属膜等からなる遮光膜で被覆してい
る。しかしながら、表面の凹凸が激しい周辺駆動回路の
表面を金属遮光膜で被覆すると、短絡不良や静電ダメー
ジが発生しやすく欠陥につながるという課題がある。
又、絶縁膜を介して対向した駆動回路の配線と金属遮光
膜との間に容量カップリングが生じ回路動作を悪化させ
るという課題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為以下の手段を講じた。即ち、本発明にか
かる表示装置は基本的な構成として一対の駆動基板と対
向基板を用いている。両基板の内面側が所定の間隙を介
して互いに対面配置し、該間隙に液晶等の電気光学物質
が保持されている。駆動基板の内面側は、画素電極やス
イッチング素子が集積形成された画面部及び該スイッチ
ング素子を駆動する駆動回路が集積形成された周辺部と
に分かれている。対向基板の内面側には少なくとも対向
電極が形成されている。本発明の特徴事項として、前記
駆動基板の内面側には該画面部に含まれるスイッチング
素子に合わせて遮光膜がパタニング形成されている一
方、前記対向基板又は駆動基板の内面側とは反対の外面
側に遮光板が取り付けられている。

【０００６】好ましくは、前記駆動基板の内表面側には
該画面部と該周辺部との間の境界領域に沿って遮光帯が
パタニング形成されている。この遮光帯は該遮光板の端
部と重なる様に配置している。又、前記遮光帯と前記遮
光膜とは同一層に属する金属膜で形成されている。

【０００７】

【作用】本発明は駆動回路を内蔵したアクティブマトリ
クス型の表示装置に適用される。画面部ではスイッチン
グ素子を遮光膜で被覆し画素電極周囲の光漏れを防止し
ている。これに対し、周辺部の駆動回路には遮光膜を設
けていない。これに代えて、対向基板又は駆動基板の外
面側に例えば金属製の遮光板を配置して駆動回路をカバ
ーしている。この時、駆動基板の内面側では周辺部と画
面部との間の境界領域に沿って遮光帯が設けられてお
り、外面側に取り付けた遮光板の端部と重なる様になっ
ている。従って、基板に対する遮光板の取付精度は比較
的ラフで良く、誤差はこの遮光帯が吸収する。以上によ
り、基本的にはオンチップブラック構造を採用し画面部
の遮光を行なうと共に、周辺部の遮光については駆動回
路から物理的に分離した遮光板を用いているので、駆動
回路の信頼性や動作に悪影響を及ぼす事はない。

【０００８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかる表示装置の基本
的な構成を模式的に表わしており、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は右側面図である。図示する様に、本表示装置は
駆動基板１と対向基板２とを組み合わせて構成されてい
る。駆動基板１の内面側と対向基板２の内面側は所定の
間隙を介して互いに対向配置され、その間隙には液晶等
の電気光学物質が保持されている。駆動基板１の内面側
は画面部３と周辺部４とに分かれている。画面部３には
画素電極や薄膜トランジスタ等からなるスイッチング素
子が集積形成されている。一方、周辺部４にはスイッチ
ング素子を駆動する上辺側の水平駆動回路５、左辺側の
第一垂直駆動回路６、右辺側の第二垂直駆動回路７が同
じく薄膜トランジスタ等により集積形成されている。本
発明では部分的にオンチップブラック構造を採用してお
り、駆動基板１の内面側には画面部３に含まれるスイッ
チング素子に合わせて遮光膜がパタニング形成されてい
る。

【０００９】本発明の特徴事項として、例えば対向基板
２の内面側と反対の外面側に、周辺部４に沿って画面部
３を囲む様に遮光板８が取り付けられている。この遮光
板８はスイッチング素子を遮光する遮光膜とは別に、駆
動回路５，６，７を遮光している。なお、場合によって
は、遮光板８は対向基板２の外面側ではなく、点線で示
す様に駆動基板１の外面側に配置しても良い。何れにし
ても、遮光板８は表示装置の入射光側に配置すれば良
い。好ましくは、駆動基板１の内面側に遮光帯９が枠状
にパタニング形成されている。この遮光帯９は画面部３
と周辺部４との間の境界領域に沿って帯状に配置してお
り、（Ｂ）に示す様に遮光板８の内端部と重なる様に配
置している。なお、この遮光帯９と前述した遮光膜とは
同一層に属する金属膜（例えばチタン膜）で形成されて
いる。

【００１０】以上説明した様に、本発明においては駆動
回路搭載型の表示装置において、画面部３及び境界領域
にオンチップブラック構造の遮光膜及び遮光帯９を設け
る一方、周辺部４には何等遮光膜を形成しておらずオン
チップブラック構造を採用していない。これにより、駆
動回路は遮光膜の悪影響を受けることがない。さらに、
周辺部４の光漏れを防止するため、別途金属板等の遮光
板８を用いて遮光している。この時、予め画面部３を囲
む様に遮光帯９がパタニング形成されている為、遮光板
８と画面部３の位置合わせはある程度ラフで良い。例え
ば、遮光帯９の幅寸法が１mmの場合、遮光板８の位置決
めは±０．５mmの誤差が許容できる。この遮光板８によ
り画面部３以外を完全にマスクできる。

【００１１】次に、図２を参照して、図１に示した表示
装置の具体的な構成例を説明する。図示する様に、駆動
基板１は画面部３と周辺部４とに分かれている。画面部
３には画素電極ＰＸＬと薄膜トランジスタＴｒが集積形
成されている。薄膜トランジスタＴｒは画素電極ＰＸＬ
のスイッチング素子として機能する。さらに画面部３に
は信号ラインＸとゲートラインＹも互いに直交して設け
られている。一方、周辺部４には水平駆動回路５、第一
垂直駆動回路６、第二垂直駆動回路７が形成されてお
り、同じく薄膜トランジスタで構成される。第一垂直駆
動回路６及び第二垂直駆動回路７はゲートラインＹを介
してスイッチング駆動用の薄膜トランジスタＴｒを両側
から同時に線順次で選択駆動する。水平駆動回路５は選
択された薄膜トランジスタＴｒに対し信号ラインＸを介
して映像信号を供給し、対応する画素電極ＰＸＬに書き
込む。又、駆動基板１の上端側には外部接続用の端子１
０が設けられており、各駆動回路５，６，７に対し制御
信号や映像信号を供給する。

【００１２】かかる構成において駆動基板１側の画面部
３には、薄膜トランジスタＴｒを被覆する様に遮光膜が
マトリクス状にパタニング形成されている。これによ
り、画素電極ＰＸＬの周囲の光漏れを防止している。
又、画面部３と周辺部４との境界領域に沿って遮光帯９
もパタニング形成されている。この遮光帯９は前述した
遮光膜と同一の金属膜からなる。しかしながら、この金
属膜は周辺部４に位置する各駆動回路５，６，７には設
けられていない。仮に、この金属膜を各駆動回路５，
６，７の上に形成すると、絶縁膜を間に介在させても短
絡不良が発生する惧れがあり欠陥につながる。又、静電
ダメージも発生しやすくなる。さらには、金属膜と配線
電極との間の容量カップリングにより、駆動回路の動作
特性が悪化する。

【００１３】最後に、図３を参照して、図１及び図２に
示した表示装置のさらに具体的な構成を説明する。図示
する様に、本表示装置はガラス等からなる駆動基板１と
同じくガラス等からなる対向基板２とを所定の間隙を介
して接合したパネル構造を有している。両基板１，２の
接合には、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂等の接着
剤１１が用いられる。両基板１，２の間隙には電気光学
物質として例えば液晶１２が保持されている。駆動基板
１の画面部３には画素電極ＰＸＬがマトリクス状にパタ
ニング形成されている。画素電極ＰＸＬは例えばＩＴＯ
やＳｎＯ₂ 等の透明導電膜からなる。一方、対向基板２
の内表面には同じく透明導電膜からなる対向電極１３が
全面的に形成されている。

【００１４】さらに、駆動基板１の画面部３には、画素
電極ＰＸＬを個々にスイッチング駆動する複数の薄膜ト
ランジスタＴｒと、この薄膜トランジスタＴｒを被覆す
る第１層間絶縁膜１４と、その上にパタニング形成され
且つ薄膜トランジスタＴｒに接続する配線電極１５と、
この配線電極１５を被覆する第２層間絶縁膜１６とが形
成されている。さらにその上には、薄膜トランジスタＴ
ｒをマスクする遮光膜１７がパタニング形成されてい
る。この遮光膜１７は平坦化膜１８により被覆されてい
る。前述した画素電極ＰＸＬはこの平坦化膜１８の上に
パタニング形成されている。

【００１５】遮光膜１７はＴｉ，Ａｌ，Ｃｒ等の金属膜
からなる。特に、Ｔｉは柱状結晶構造を有し、エッチン
グ性に優れているので精密なブラックマスクパタンに加
工できる。この遮光膜１７は前述した様に画素スイッチ
ング用の薄膜トランジスタＴｒを外光から遮閉してい
る。なお、画素電極ＰＸＬはこの遮光膜１７を介してド
レイン領域Ｄ側の配線電極１５に接続している。一方、
ソース領域Ｓ側の配線電極１５は信号ラインを構成す
る。この配線電極１５は、例えばＡｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｍ
ｏ，Ｗ又はこれらの合金からなる。前述した様に、この
配線電極１５はＰＳＧ，ＮＳＧ，ＳｉＯ₂ ，ＳｉＮ等か
らなる第２層間絶縁膜１６により被覆されており、金属
遮光膜１７から電気的に絶縁されている。

【００１６】一方、駆動基板１の周辺部４には駆動回路
が集積形成されている。この駆動回路も薄膜トランジス
タＴｒを集積形成して得られる。各薄膜トランジスタＴ
ｒを相互に結線する配線電極１５が第１層間絶縁膜１４
の上にパタニング形成され、その上部は第２層間絶縁膜
１６により被覆されている。本発明では、周辺部４に位
置する駆動回路の上に何等金属遮光膜を配置していな
い。その代わり、対向基板２の外面側に金属遮光板８を
取り付け、周辺部４をマスクしている。なお、駆動基板
１が入射側になる時には、この遮光板８は駆動基板１の
外面側に取り付ける。さらに、周辺部４と画面部３の境
界領域に沿って遮光帯９がパタニング形成されている。
この遮光帯９は遮光膜１７と同一層に属し、同じくＴｉ
等の金属膜からなる。図示する様に、遮光帯９は遮光板
８の端部と整合する様に配置されている。換言すると、
遮光帯９と遮光板８は平面的に見て部分的に重なり合
う。この重なり合った寸法だけ、遮光板８の取り付け誤
差を許容できるので、アライメントに掛かる負担は軽減
される。

【００１７】引き続き図３を参照して、本発明にかかる
表示装置の製造方法を簡潔に説明する。先ずガラス等か
らなる駆動基板１の上に薄膜トランジスタＴｒを集積形
成し、第１層間絶縁膜１４で被覆する。次いでこの第１
層間絶縁膜１４に薄膜トランジスタＴｒのソース領域Ｓ
及びドレイン領域Ｄと連通するコンタクトホールを開口
する。さらに、スパッタリング法又はＣＶＤ法で電極材
料を成膜し、これを所定の形状にパタニングして配線電
極１５に加工する。ソース領域Ｓに接続した配線電極１
５は信号ラインとなり、又場合によってはブラックマス
クとして機能する。この配線電極１５に重ねて第２層間
絶縁膜１６を被覆する。この第２層間絶縁膜１６にコン
タクトホールを開口し、薄膜トランジスタＴｒのドレイ
ン領域Ｄと電気接続している配線電極１５の一部を露出
する。その後、スパッタリング法あるいはＣＶＤ法にて
金属膜を成膜し、エッチングで所定の形状にパタニング
して遮光膜１７及び遮光帯９を同時に形成する。これ等
遮光膜１７及び遮光帯９を透明アクリル樹脂等からなる
平坦化膜１８で被覆し、駆動基板１表面の凹凸を吸収す
る。この平坦化膜１８にコンタクトホールを開口し、金
属遮光膜１７の一部を露出させる。最後に、透明導電膜
を成膜し所定の形状にパタニングして画素電極ＰＸＬに
加工する。この結果、画素電極ＰＸＬは金属遮光膜１７
及び配線電極１５を介してスイッチング用薄膜トランジ
スタＴｒのドレイン領域Ｄと電気接続される事になる。
この様にして、駆動基板１側の画面部３にブラックマス
クがオンチップ形成できる。一方、対向基板２の外面側
には周辺部４に整合して金属遮光板８を取り付ける。従
って、対向基板２の内表面側には何等ブラックマスクを
形成する必要がなくなる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、駆
動基板の画面部にブラックマスクを形成する一方周辺部
にはブラックマスクを形成していない。この代わり、対
向基板もしくは駆動基板の外面に枠形状の金属遮光板を
取り付け、周辺部の駆動回路を遮光している。従って、
対向基板の内表面には予めブラックマスクを形成する必
要がないので、駆動基板に対する微妙な位置ずれを考慮
する必要がなくなり、アライメントに掛かる負担が軽減
できるという効果がある。金属遮光板は安価であり且つ
取付精度もラフで良い為、製造コストの低減化に寄与で
きるという効果がある。さらに、駆動基板側において駆
動回路上に金属遮光膜を設けないので、駆動回路の動作
特性が向上し且つ信頼性も改善できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる表示装置の基本的な構成を示す
平面図及び側面図である

【図２】図１に示した表示装置の具体的な構成例を示す
平面図である。

【図３】図１に示した表示装置の具体的な構成例を示す
断面図である。

【図４】従来の表示装置の一例を示す部分断面図であ
る。

【符号の説明】 １ 駆動基板 ２ 対向基板 ３ 画面部 ４ 周辺部 ５ 水平駆動回路 ６ 第一垂直駆動回路 ７ 第二垂直駆動回路 ８ 遮光板 ９ 遮光帯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素電極やスイッチング素子が集積形成
   された画面部及び該スイッチング素子を駆動する駆動回
   路が集積形成された周辺部を内面側に有する駆動基板
   と、 少なくとも対向電極が内面側に形成されていると共に所
   定の間隙を介して該内面が該駆動基板の内面に対向配置
   している対向基板と、 両基板の該間隙に保持された電気光学物質とを備えた表
   示装置であって、 前記駆動基板の内面側には該画面部に含まれるスイッチ
   ング素子に合わせて遮光膜がパタニング形成されている
   一方、 前記対向基板又は駆動基板の内面側とは反対の外面側に
   は該周辺部に沿って該画面部を囲む様に遮光板が取り付
   けられている事を特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記駆動基板の内面側には該画面部と該
   周辺部との間の境界領域に沿って遮光帯がパタニング形
   成されており、これは該遮光板の端部と重なる様に配置
   している事を特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記遮光帯と前記遮光膜とは同一層に属
   する金属膜で形成されている事を特徴とする請求項２記
   載の表示装置。