JP5271661B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
複数個の静電気保護用のスイッチング素子が形成された液晶表示装置に関する。
領域の周辺部にダミー画素を形成し、このダミー画素内に静電気保護用の複数個の微小な
ダミー画素電極とスイッチング素子を形成した液晶表示装置の発明が開示されている。こ
こで、下記特許文献1に開示されている液晶表示装置のダミー画素部分の構成を図8〜図
10を用いて説明する。
る。図9は図8のIX部分の拡大平面図である。図10は図9のX−X線の断面図である。
にゲート絶縁膜を挟んでマトリクス状に設けられた複数の走査線及び信号線が設けられて
いる。なお、図8には走査線としては走査線Xn−2、Xn−1、Xn、Xn+1、Xn
+2の部分のみ、信号線としてはY1、Y2・・・Ymの部分のみが示されている。この
うち、複数の走査線X1、X2・・・Xn及び信号線Y1、Y2・・・Ymで囲まれた領
域が表示領域であり、複数の走査線Xn、Xn+1、Xn+2及び信号線Y1、Y2・・
・Ymで囲まれた領域が非表示領域となっている。
素電極52及び反射板65が設けられている。また、TFT54においては、そのソース
電極Sは信号線Y1、Y2・・・Ymに接続され、ゲート電極Gは走査線X1、X2・・
・Xnに接続され、さらに、ドレイン電極Dはコンタクトホール(図示せず)を介して画
素電極52及び反射板65に電気的に接続されている。また、ドレイン電極Dの下部には
補助容量電極53が設けられている。このような構成の液晶表示装置50の動作原理は、
既に周知のものであるので、その詳細な説明は省略する。
2及び反射板65の面積を合わせたものよりも小さくされている。なお、図8及び図9に
おいては、ダミー画素電極67のそれぞれの面積を表示領域における1画素分の表示に寄
与する画素電極52及び反射板65の面積の1/10とし、走査線XnとXn+1の間及
びXn+1及びXn+2の間にそれぞれ10個づつ、計20個設けたものが示されている
。
ー画素は、平面視で表示領域の上下側の非表示領域(以下、「ソースダミー画素領域」と
いう。)に形成されているものである。そのため、ソースダミー画素領域では、1画素分
の領域内に複数個のダミー画素が形成されているので、信号線側からの複数回の静電気進
入に対処することができる。しかしながら、平面視で表示領域の左右側の非表示領域(以
下、「ゲートダミー画素領域」という。)においては、1画素分の領域内に複数個のダミ
ー画素を形成し難いので、走査線側からの複数回の静電気進入に対処できるようにするた
めには、平面視で表示領域の左右の両側において外側に向かって複数のダミー画素を形成
する必要がある。そのため、ゲートダミー画素領域の幅を狭くすることは困難となる。加
えて、上記特許文献1に開示されている液晶表示装置50に示されているダミー画素は、
TFT66とダミー画素電極67とを備えているために構成が複雑となっている。
そのため、本発明の液晶表示装置によれば、表示領域のスイッチング素子及びダミー画素
のスイッチング素子とともにTFTからなるものとしたので、これらのスイッチング素子
を同時にかつ容易に製造することができるようになる。
前記表示領域に形成されているTFTのチャネル幅及びチャネル長よりも小さくなってい
ることが好ましい。
以下に示す実施形態は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものでは
なく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行った
ものにも均しく適用し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられ
た各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層
や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されて
いるものではない。
分の拡大平面図である。図3は図2の表示領域の1サブ画素分の拡大平面図である。図4
は図3のIV−IV線の断面図である。図5は図2のゲートダミー画素領域の1ダミー画素分
の拡大平面図である。図6は図5のVI−VI線の断面図である。図7は変形例のゲートダミ
ー画素領域の1ダミー画素分の拡大平面図である。
実施形態にかかる液晶パネル10を図1〜図6を用いて説明する。実施形態にかかる液
晶パネル10は、図4に示すように、液晶層LCをアレイ基板AR及びカラーフィルタ基
板CFとの間に挟持している。液晶層LCの厚みは図示しない柱状スペーサによって均一
に維持される。また、アレイ基板ARの背面及びカラーフィルタ基板CFの前面にはそれ
ぞれ偏光板(図示省略)が形成されている。そして、アレイ基板ARの背面側からバック
ライト(図示省略)により光が照射されている。
周辺である非表示領域NDとを備えており、この非表示領域NDの一つの端部側にドライ
バICを載置するための第1端子部Drと、外部接続用の第2端子部Tpとが形成されて
いる。そして、非表示領域NDには、表示領域DAの走査線を第1端子部Drへ引き回す
走査線引き回し配線GL及び信号線を第1端子部Drへと引き回す信号線引き回し配線S
Lを備えている。また、非表示領域NDには、補助容量線13(図3〜図5参照)を第1
端子部Drへと引き回すためのコモン配線COMも形成されている。
及び図4に示すように、ガラスや石英、プラスチック等からなる第1基板11の液晶LC
側に、アルミニウム金属、アルミニウム合金、モリブデン等の不透明な金属からなる複数
の走査線12と、この走査線12間に平行に形成された補助容量線(幅が広くなっている
補助容量電極として作用する部分も含む)13と、非表示領域NDに形成されたコモン配
線COM(図1参照)を有している。このうち、走査線12及び補助容量線13は、表示
領域DAだけでなくダミー画素領域DPにも形成される。また、この走査線12等の形成
時に、非表示領域NDの走査線引き回し配線GL部分には第1端子部Drに向かって伸び
る複数のゲート配線が形成され、信号線引き回し配線SLにおいても同じく第1端子部D
rに向かって伸びる複数のゲート配線が形成される(図示省略)。
11の表面全体に亘ってアルミニウム金属、アルミニウム合金、モリブデン等の不透明な
金属層を形成した後、スピンコーティング法によってレジストを塗布し、所定のパターン
となるように露光及び現像処理を行った後、不要部分をエッチングすることにより作製さ
れる。その後、走査線12、ゲート配線、補助容量線13及び第1基板11の露出面を覆
って、酸化ケイ素ないし窒化ケイ素等の無機絶縁膜からなるゲート絶縁膜14が形成され
る。
形成される。この半導体層15も、ゲート絶縁膜14の表面全体に亘ってアモルファスシ
リコン層を形成した後、スピンコーティング法によってレジストを塗布し、所定のパター
ンとなるように露光及び現像処理を行った後、不要部分をエッチングすることにより作製
される。この半導体層15は、表示領域DAだけでなくダミー画素領域DPにも形成され
る。
ル19'(図5及び図6参照)を形成する。その後、半導体層15に一部乗り上げるよう
にして、ソース電極Sと、ドレイン電極Dとが形成される。この実施形態の液晶表示装置
10では、半導体層15はゲート絶縁膜14を介して走査線12の幅が部分的に広くされ
た箇所と対向配置されており、この走査線12と平面視で重畳する部分がTFTのゲート
電極Gを構成している。ソース電極Sは信号線16から分岐した部分からなる。信号線1
6及びドレイン電極Dは、それぞれアルミニウム金属、アルミニウム合金、モリブデン等
の不透明な金属で形成され、表示領域DAだけでなくダミー画素領域DPにも形成される
。そのため、ダミー画素領域DPに形成されたドレイン電極D部分は、コンタクトホール
19'を経て、補助容量線13と電気的に接続された状態となる。
し配線GLには第1端子部Drに向かって伸びる複数のソース配線が形成されると共に、
信号線引き回し配線SLにも同じく第1端子部Drに向かって延びるソース配線が形成さ
れる(図示省略)。なお、本発明におけるゲート配線及びソース配線は、必ずしも液晶パ
ネルの走査線12ないし信号線16に接続されている配線を意味するものではなく、走査
線12と同時に形成された配線をゲート配線といい、信号線16と同時に形成された配線
をソース配線という。したがって、上記実施形態の液晶表示装置10では、ゲート絶縁膜
14の下にある配線部分がゲート配線となり、ゲート絶縁膜14の上にある配線部分がソ
ース配線となり、平面視では両者間に区別はない。
びゲート絶縁膜14の露出部を覆うように、表示領域DA及び非表示領域ND共に、酸化
ケイ素ないし窒化ケイ素等の無機絶縁膜からなるパッシベーション膜17が形成される。
更に、表示領域DAにおいては、パッシベーション膜17を覆って樹脂材料からなる層間
膜18が形成される。層間膜18としては、透明性が良好で、電気絶縁性に優れた感光性
レジスト材料を適宜選択して使用し得る。この層間膜18は、パッシベーション膜17の
表面にスピンコーティング法によってレジストを塗布し、所定のパターンとなるように露
光及び現像処理を行った後、不要部分をエッチングすることにより作製される。
うにコンタクトホール19が形成される。更に、層間膜18を覆うように、表示領域DA
の画素領域毎にITO、IZO等の透明導電材料からなる画素電極20が形成される。こ
の画素電極20は、コンタクトホール19を経てドレイン電極Dと電気的に接続されてい
る。更に、画素電極20の表面を覆うように配向膜(図示省略)が形成されて、実施形態
の液晶表示装置10におけるアレイ基板ARが得られる。
石英、プラスチック等からなる第2基板21を有している。この第2基板21には、サブ
画素毎に異なる色の光(R、G、Bあるいは無色)を透過するカラーフィルタ層22と遮
光層23が形成されている。カラーフィルタ層22と遮光層23を覆うようにしてトップ
コート層24が形成されており、トップコート層24を覆うようにしてITOないしIZ
Oからなる共通電極25が形成されている。そして、共通電極25の表面には配向膜(図
示せず)が形成されて、実施形態の液晶表示装置10のカラーフィルタ基板が完成される
。
させ、周縁部をシール材(図示せず)によってシールし、液晶LCをアレイ基板ARとカ
ラーフィルタ基板CFの間に形成された密封エリア内に封止することにより実施形態の液
晶装置10が得られる。
ー画素領域DPは、ソースダミー画素領域SD、ゲートダミー画素領域GD及び共通ダミ
ー画素領域CDからなる。ソースダミー画素領域SDでは走査線12の間隔が狭くされて
いるが、ゲートダミー画素領域GDでは表示領域DAにおける走査線12の間隔と同じに
なっている。
、ここでは2個の静電保護素子としてのTFT(以下、「保護TFT」という。)30が
形成されている。これらの保護TFT30は、表示領域DAに形成されているTFTと同
時に形成し易くするためにサイズは表示領域DAに形成されているTFTと実質的に同一
とされているが、チャネル幅及びチャネル長は表示領域DAに形成されているTFTのも
のよりも小さくされている。そのため、保護TFT30は、表示領域DAに形成されてい
るTFTよりも静電的に弱くなるので、表示領域DAに形成されているTFTよりも先に
静電破壊される。
ト電極Gは同一の走査線12上に形成され、ソース電極Sは同一の信号線16に電気的に
接続され、更にドレイン電極Dも同一のダミー画素内に形成されている補助容量線13に
電気的に接続されている。すなわち、それぞれのダミー画素毎に、複数個の保護TFT3
0は互いに並列接続されている。
から信号線引き回し配線SL(図1参照)を経て信号線16に沿って静電気が進入した場
合、最初に最も第1端子部Drないし第2端子部Tpに近い位置の信号線16に接続され
ている保護TFT30が静電破壊され、静電気は、コンタクトホール19'、補助容量線
13を経てコモン電位に流れて放電される。
12に沿って静電気が進入した場合においても、最初に最も第1端子部Drないし第2端
子部Tpに近い位置の走査線12に接続されている保護TFT30が静電破壊され、静電
気は、コンタクトホール19'、補助容量線13を経てコモン電位に流れて放電される。
静電気が進入してきても、最も静電気が進入してきた側に近い保護TFTが静電破壊され
ることにより、他の保護TFT30及び表示領域DAのTFTは保護される。このような
保護動作は、表示領域DAに最も近い保護TFT30が静電破壊されるまで継続できるの
で、1走査線当たりないし1信号線当たりに接続されている保護TFT30の数を増加さ
せることにより、より多くの静電気進入に耐えることができるようになる。
画素分の面積内に2個のみ保護TFT30が形成されている例を示したが、このままでは
走査線12に沿って3回目の静電気進入があった場合には表示領域DAのTFTが静電破
壊されてしまうことがある。そのため、ゲートダミー画素領域GDは複数並列に形成して
1走査線当たりより多くの保護TFT30が接続されているようにすればよい。
上記実施形態の液晶表示装置10では、1ダミー画素当たり2個の保護TFT30を形
成した例を示した。この1ダミー画素当たりに形成し得る保護TFT30の数は、1ダミ
ー画素当たりの走査線12と平行な部分の幅によって定まってしまう。近年の液晶表示装
置は、高精細化されて画素サイズが小さくなり、しかも、表示領域の1ドット(1ピクセ
ル)が正方形となるようにされているため、1サブ画素の形状は長方形となっているので
、1ダミー画素当たりの走査線12と平行な部分の幅が非常に狭くなっている。
域GDの保護TFTの数を増加させるには、ゲートダミー画素領域GDの幅を増やす必要
がある。なお、ソースダミー画素領域SDにおいては、図2に示したように、走査線12
間距離を狭くできるので、ソースダミー画素領域SDの幅を増加させなくても多数の保護
TFT30を形成することが可能である。
は補助容量線13をダミー画素内にベタ状に配置することができないので、適宜ゲート配
線及びソース配線を利用してそれぞれの保護TFT30のドレイン電極Dを電気的に補助
容量線13に電気的に接続すればよい。更には、表示領域の画素電極20の場合と同様に
、ダミー画素領域に層間膜18及びダミー画素電極を形成し、このダミー画素電極を表示
領域外でコモン配線COMに接続すると共に、ダミー画素電極を層間膜18及びパッシベ
ーション膜17に形成したコンタクトホールを経て保護TFT30のドレイン電極Dと電
気的に接続してもよい。
ー画素領域SD及び共通ダミー画素領域CDにおいても採用することができる。なお、こ
の変形例のダミー画素においては、走査線12から分岐した分岐走査線12'の幅は、イ
ンピーダンスを下げて、全ての保護TFT30が有効に作動するようになすため、可能な
限り太くするとよい。
容量線 14…ゲート絶縁膜 15…半導体層 16…信号線 17…パッシベーション
膜 18…層間膜 19、19'…コンタクトホール 20…画素電極 21…第2基板
22…カラーフィルタ層 23…遮光層 24…トップコート層 25…共通電極 3
0…保護TFT AR…アレイ基板 CF…カラーフィルタ基板 DA…表示領域 ND
…非表示領域 COM…共通配線 GL…走査線引き回し配線 SL…信号線引き回し配
線 DP…ダミー画素領域 GD…ゲートダミー画素領域 SD…ソースダミー画素領域
CD…共通ダミー画素領域
Claims (5)
- 液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板を有し、前記第1基板の液晶層側には、マトリクス状に配置された複数の走査線及び信号線と、表示領域の前記各走査線及び信号線の交差部近傍に配置された薄膜トランジスタと、前記表示領域の前記各走査線及び信号線で囲まれた画素領域毎にそれぞれ配置されているとともに前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極と、前記表示領域の周囲の非表示領域に前記各走査線及び信号線で囲まれたダミー画素が複数個形成された液晶表示装置において、
複数個の前記ダミー画素のそれぞれには、ゲート電極が前記走査線に、ソース電極が前記信号線に接続された複数の薄膜トランジスタが形成され、前記複数の薄膜トランジスタは互いに並列に接続されて前記複数の薄膜トランジスタのドレイン電極はコモン電位に接続されている液晶表示装置。 - 前記ダミー画素に形成された複数の薄膜トランジスタは、前記画素領域に形成された薄膜トランジスタと略同一の大きさである請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記ダミー画素に形成された複数の薄膜トランジスタは、前記走査線に沿って形成され、前記信号線から直線状に延在された配線が前記複数の薄膜トランジスタのソース電極に接続されている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記ダミー画素に形成された複数の薄膜トランジスタは、前記信号線に沿って形成され、前記走査線から直線状に延在された配線が前記複数の薄膜トランジスタのゲート電極に接続されている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記ダミー画素に形成されている複数の薄膜トランジスタは、前記表示領域に形成されている薄膜トランジスタのチャネル幅及びチャネル長よりも小さくなっている請求項1に記載の液晶表示装置。
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