JP2000010118A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動回路を内蔵した液晶表示装置に関し、遮光
層をＴＦＴ基板の駆動回路に形成する場合、ＴＦＴのリ
ーク電流の増加を抑制し、光漏れを防止し、かつ、遮光
層のひび割れを防止すること。 【解決手段】複数のスイッチング素子と複数の画素電極
を有する表示部、該表示部を駆動する駆動回路部を有す
るＴＦＴ基板の駆動回路部上に少なくともＴＦＴ部と配
線以外の部分に遮光膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に駆動回路内蔵型液晶表示装置の駆動回路の遮光
膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、軽量・薄型・低消費電
力という特徴から、パソコンのモニターや、携帯機器、
あるいは、プロジェクションテレビや、液晶プロジェク
タなどと、幅広く応用されてきている。このようなディ
スプレイに常に求められている性能は高画質であり、ま
た、この分野に参入する企業の多さにより市場競争が激
化し、さらなる低コストが要求されている。これらの要
求を満たす一つの技術として、駆動回路内蔵型の液晶表
示装置がある。すなわち、これまで、液晶の駆動回路は
表示パネルの外側に設けていたが、この駆動回路を内蔵
することにより、コスト削減と、高画質を図ろうとする
ものである。この駆動回路を内蔵するためには、ＴＦＴ
を高性能にする必要があり、その高性能にする一つの技
術として、低温ポリシリコンＴＦＴがある。

【０００３】これまで一般的にＴＦＴとよばれていたも
のは、半導体層にアモルファス状のシリコンを用いてい
た。そのアモルファス状のシリコンにレーザーを照射す
ることによってシリコンを多結晶（ポリシリコン）化さ
せ、さらに、その半導体層にＮ型およびＰ型のイオン注
入をすることにより、Ｎチャネル型ＴＦＴおよびＰチャ
ネル型ＴＦＴの高性能なスイッチングデバイス、すなわ
ち低温ポリシリコンＴＦＴが開発された。現在、その低
温ポリシリコンＴＦＴを用いた駆動回路内蔵型の液晶表
示装置として、中・小型液晶ディスプレイが製品化され
ている。

【０００４】この低温ポリシリコンＴＦＴの技術を、プ
ロジェクションテレビや液晶プロジェクタなどの投射型
液晶表示装置にも、低コスト・高画質を目的に用いよう
とした場合、投射型液晶表示装置の抱える問題の一つ
に、駆動回路部の遮光がある。なぜなら、プロジェクタ
の光源として数百ワットという強力なランプが用いら
れ、液晶パネルに強い光が入射され、その強い光がポリ
シリコンＴＦＴに照射されると光電流が発生し、ＴＦＴ
のオフ特性が悪くなって、駆動回路に誤動作が生ずるか
らである。また、液晶プロジェクタとしてスクリーンに
投影する場合、画像として投射される領域の周辺に明る
い部分が残されていると、非常に見ずらいという問題が
ある。この対策として、画素駆動用素子と同じような構
造で表示部の周辺に遮光することを容易に推考できる。
なお、画素駆動素子に遮光する例は、たとえば特開平9
−179108 号公報のようなものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純に
駆動回路部および周辺部全体を遮光膜で覆うと、その遮
光膜の膜応力のために、遮光膜に亀裂が入り、その亀裂
から光が漏れたり，断線したり，ショートしたり、ま
た、その遮光膜の上下にある膜に対して悪影響をおよぼ
したりする。また、遮光膜が導電体で形成されている場
合、駆動回路を構成している配線と遮光膜とで容量負荷
を形成してしまい、駆動回路の性能が落ちてしまうとい
う問題がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、駆動回路を内蔵
した液晶表示装置に関し、遮光層をＴＦＴ基板の駆動回
路に形成する場合、ＴＦＴの光リーク電流の増加を抑制
し、光漏れを防止し、遮光層のひび割れを防止し、か
つ、駆動回路の性能を遮光膜によって落とさない液晶表
示装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、複数のス
イッチング素子と複数の画素電極を有する表示部、該表
示部を駆動する駆動回路を有するＴＦＴ基板と、該ＴＦ
Ｔ基板に対向する対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基
板の間に封入される液晶とを有する液晶表示装置におい
て、該ＴＦＴ基板の駆動回路部上に、少なくとも、配線
以外の部分およびＴＦＴ部分に遮光膜を備え、該配線の
材料は光を透過させない導体を用いることによって、解
決される。

【０００８】上記の構造において、まず、ＴＦＴ部分に
遮光膜を施すことにより、ＴＦＴの光リーク電流の増加
を抑制し、かつＴＦＴ部分の遮光をすることができる。
次に配線材料に光を透過させない材料を用いることで、
配線部分の遮光をすることができる。駆動回路部分は、
ＴＦＴと配線から構成されるので、その配線部分以外の
部分に遮光膜を施すことによって駆動回路部分全部が遮
光される。

【０００９】遮光膜がひび割れる原因は、膜が連続して
広い領域にわたって存在しているとき、その膜応力によ
って膜自身が縮小もしくは拡張するためである。そのひ
び割れを解決する一つの手段として、膜を連続して広い
領域にしないことである。上記の方法による遮光膜の形
成は、駆動回路部分の配線部分に遮光膜が施されないた
め、遮光膜は小部分に分割されて配置される。すなわ
ち、遮光膜は連続して広い領域に配置されていないた
め、遮光膜のひび割れを防ぐことができる。

【００１０】さらに、駆動回路部全面に遮光膜を施した
場合、駆動回路の性能が落ちる理由は、遮光膜と配線間
で容量負荷を形成してしまい、負荷が重くなるからであ
る。上記の方法による遮光膜の形成は、配線上に遮光膜
が施されないため、遮光膜と配線間の容量負荷は軽減さ
れ、駆動回路の性能を維持することができる。

【００１１】また、上記の液晶表示装置において、配線
上の一部にも遮光膜を形成し、該遮光膜はすべて電気的
に接続され、同電位にする。すなわち、小分割されてい
る遮光膜が電位的に独立し不安定な電位であったもの
を、少なくともある電位に固定させることにより、安定
した駆動回路を提供することができる。また、液晶に直
流電圧が印加されると液晶の寿命が短くなるという問題
があるので、その遮光膜に印加する電位を液晶のコモン
電位にすることにより、液晶に対し電位が印加されず、
液晶の長寿命ができる。

【００１２】また、上記の液晶表示装置において、該遮
光膜の面取りがなされている。遮光膜のひび割れる現象
として、遮光膜の角から発生するものが多い。この現象
の原因は、膜応力が角で集中するためである。したがっ
て、この遮光膜の面取りをすることにより、遮光膜のひ
び割れを防ぐことができる。なお、この面取りは、マス
クパターン上で、たとえば９０度のような直角コーナー
をたとえば１３５度のコーナーにしたり丸めたり、また
２７０度の直角コーナーをたとえば２２５度のコーナー
にしたり丸めたりすることである。

【００１３】さらに、上記の課題は、複数のスイッチン
グ素子と複数の画素電極を有する表示部、該表示部を駆
動する駆動回路を有するＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に
対向する対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板の間に
封入される液晶とを有する液晶表示装置において、表示
部周辺および駆動回路部上に画素電極と同じ材料で形成
された周辺電極で覆われ、液晶に光を透過させない電位
を与えることによっても、解決される。液晶にある電圧
を印加することにより、光を通したり、通さなかったり
する。この光を通さない電圧を該周辺電極に印加するこ
とにより、表示部周辺および駆動回路を液晶で遮光する
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。

【００１５】図１は、本発明の液晶表示装置を構成する
ＴＦＴ基板の駆動回路部の概略した断面図である。図２
は、図１の平面図である。図３は本発明の液晶表示装置
を構成するＴＦＴ基板の概略を示した平面図である。

【００１６】まず、図３から説明すると、ＴＦＴ基板０
１は、例えばガラスのような透明基板１０上に、表示部
２０および駆動回路部３０を備えている。表示部２０
は、複数の信号線２１とそれに直交するように複数の走
査線２２が形成され、この信号線２１と走査線２２の各
交差点毎に画素用スイッチング素子２３と、その画素用
スイッチング素子に接続された画素電極２４から構成さ
れている。

【００１７】駆動回路部３０は、信号線に信号を送るた
めのシフトレジスタ回路およびサンプリング回路などを
具備する信号ドライバ３１と、走査線を順次選択するた
めのシフトレジスタ回路などを具備する走査ドライバ３
２から、構成されている。これらの回路とは、基本的に
は能動素子であるＴＦＴおよび、信号を伝達したりＴＦ
Ｔに電力を供給したり抵抗体としたりする配線の２つの
構成要素から成り立つ。

【００１８】図１は、駆動回路部のＴＦＴ部分４０と配
線部分５０が存在する部分の断面図である。透明基板１
０上に配置されたＴＦＴ部分４０および配線部分５０を
形成し、層間絶縁膜５１を介して、本発明にかかる遮光
膜６０が形成される。その遮光膜６０は、少なくとも、
ＴＦＴ部分４０および配線部分５０以外の部分を覆って
いる。なお、図２に示すように、遮光膜と配線層の製造
上あわせのズレが生じることを考慮して、遮光膜と配線
部分をあわせの精度にマージンを多くとってオーバーラ
ップさせている。

【００１９】図４は、遮光膜の製造方法を示す図であ
る。透明基板上に既に配線パターンおよびＴＦＴパター
ンが配置されて駆動回路が形成されているところへ(図
４ａ)、たとえば窒化シリコンのような絶縁体をたとえ
ばプラズマＣＶＤ法などの方法により、層間絶縁膜５１
を形成する（図４ｂ）。次にたとえばＭｏＳｉのような
光を透過しにくい遮光膜６０をたとえばスパッタリング
法により薄膜形成する（図４ｃ）。次にたとえばフォト
リソグラフィー法などにより、前記の遮光膜をパターニ
ングすることで、本発明にかかる遮光膜を形成すること
ができる。ただし、表示部において、画素電極へ電気的
に接続するために、途中の層間絶縁膜にスルーホールを
開ける必要がある。

【００２０】図５に、一例として本発明の液晶表示装置
を用いた液晶プロジェクタの模式図を示す。光源７１か
ら発せられる光はいったん集光レンズ７２などに入り、
液晶表示装置８０に効率よく入射される。そして、液晶
表示装置を通過した光は、投射レンズ７３によって拡大
し、スクリーン７４に映し出される。ここで、光源７１
から発せられた光は、液晶表示装置の表示部だけでな
く、駆動回路部にも照射される。しかし、遮光膜を駆動
回路にも施しているので、駆動回路の誤動作を防ぐこと
ができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、駆動回路内蔵
型において、該駆動回路部分を遮光膜で遮光し、かつ、
配線部分の一部は遮光を施していないため、表示部のみ
をスクリーンに映すことができ、かつ、駆動回路を構成
するスイッチングデバイスであるＴＦＴの誤動作を防
ぎ、かつ、遮光膜と配線との容量負荷を軽減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置駆動回路遮光部分の概略
を示す断面図。

【図２】図１の平面を示す平面図。

【図３】本発明の液晶表示装置の概略を示す図。

【図４】本発明の液晶表示装置駆動回路部分遮光膜の製
造方法を示す側断面図。

【図５】本発明の液晶表示装置を用いた投射型液晶表示
装置の概略を示す構成図。

【符号の説明】

０１…ＴＦＴ基板、１０…透明基板、２０…表示部、２
１…信号線、２２…走査線、２３…画素用スイッチング
素子、２４…画素電極、３０…駆動回路部、３１…信号
ドライバ、３２…走査ドライバ、４０…ＴＦＴ部分、５
０…配線部分、５１…層間絶縁膜、６０…遮光膜、７１
…光源、７２…集光レンズ、７３…投射レンズ、７４…
スクリーン、８０…液晶表示装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 玄士朗 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H091 FA34Y FD04 GA13 LA03 LA11 MA07 2H092 GA59 JA24 JB51 KB25 MA05 MA08 NA15 NA16 NA22 NA23 PA06 PA09 RA05 2H093 NA16 NC34 ND19 ND42 ND54 NE06 NG02 5C006 BB16 BC20 EB05 EC11 FA33 5C094 AA31 AA53 BA03 BA43 CA19 DA09 ED15 FB12 HA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のスイッチング素子と複数の画素電極
   を有する表示部、該表示部を駆動する駆動回路を有する
   ＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に対向する対向基板と、該
   TFT基板と該対向基板の間に封入される液晶とを有する
   液晶表示装置において、該駆動回路の配線に光を透過し
   ない膜を用い、該ＴＦＴ基板の駆動回路部上で、少なく
   とも配線以外の部分およびＴＦＴ部分に遮光膜を有する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１の遮光膜は、すべて電気的に接続
   された同電位であることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１の遮光膜は、すべて電気的に接続
   され液晶に対し、コモン電位であることを特徴とする液
   晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれか１項記載の遮光
   膜において、面取りされていることを特徴とする液晶表
   示装置。