JP2000231345A

JP2000231345A - 平面表示装置

Info

Publication number: JP2000231345A
Application number: JP35264199A
Authority: JP
Inventors: Tsunemoto Kimura; 村恒基木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性を可及的に高くすることを可能にす
る。【解決手段】表示領域と非表示領域を有し、表示領域
にマトリクス状に配置されるように形成されたスイッチ
ング素子１０４および各スイッチング素子上に絶縁膜を
介して形成された画素電極１０５を有する表示素子，非
表示領域に形成されて表示素子を駆動する駆動回路１０
６，非表示領域に形成されて駆動回路と外部との電気的
接続を得るための外部端子１０７とを備えた第１の基板
１００と、第１の基板に対向配置される第２の基板２０
０と、第１の基板の表示領域を区画するとともに第１の
基板と第２の基板とを所定の間隔をおいて接着するシー
ル部３００と、第１の基板と第２の基板との間に挟持さ
れた光変調層４００と、を備え、非表示領域の外部端子
を除いた領域に前記絶縁層１１４が延在するように形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面表示装置に係
り、特に液晶層のような光変調層を挟持する２枚の基板
のうちの一方の非表示領域の外部端子を除く領域に絶縁
層が形成されるようにした平面表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、薄型、軽量、低
消費電力等の特徴を生かして、パーソナル・コンピュー
ター、ワードプロセッサあるいはＴＶ（テレビジョン受
像機）等の平面表示装置として、更に投射型の平面表示
装置として各種分野で利用されている。中でも、各画素
電極にスイッチ素子が電気的に接続されたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置は、隣接画素間でクロストーク
のない良好な表示画像を実現できることから、盛んに研
究・開発が行なわれている。

【０００３】図７は従来のアクティブマトリクス型液晶
表示装置の構成を示している。図７において、この液晶
表示装置はアレイ基板１００と、対向基板２００とを備
えている。アレイ基板１００は、透明基板(ガラス基板)
１０１上の表示領域１０２ａに、信号線１０３、走査線
１１３、薄膜トランジスタ１０４、および画素電極１０
５が形成され、表示領域１０２ａの周辺の非表示領域１
０２ｂに、薄膜トランジスタを有する駆動回路１０６お
よびこれらの駆動回路１０６等に接続されて外部から電
力や信号を供給するための複数の外部端子１０７が形成
された構成となっている。信号線１０３、走査線１１３
および外部端子１０７の配線材料としては、アルミニウ
ムやアルミニウム合金等の低抵抗金属材料が用いられて
いる。

【０００４】一方、対向基板２００はガラス基板２０１
の一方の表面上に偏光板２０２を設け、他方の表面上に
ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜を積層
し、この透明導電膜が対向電極２０３として機能する構
成となっている。これらの基板１０１，２０１は所定間
隙を有して対向配置されている。そして、表示領域１０
２ａを囲むように非表示領域１０２ｂ上に塗布したシー
ル材３００によって貼り合わされる。シール材３００に
は、図８に示すように、液晶材料を注入する注入口３０
１がその一部に形成されており、両基板１０１，２０１
を貼り合わせた後にこの注入口３０１を通して液晶組成
物３０２を間隙内に注入している。

【０００５】また、図示されていないが、この液晶セル
の背面にはバックライトを備えており、これにより表示
領域部の文字や画像を視認することができる。さらに、
液晶セルは少なくとも周辺部を表面側から枠体（以下、
ベゼル―vessel―と称す）で覆われており、このベゼル
の中央部には、液晶セルの少なくとも有効表示面を露出
させる透明孔が設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の液晶
表示装置においては、外部端子１０７は金属層で構成さ
れており、この金属層がむき出しとなっているため、使
用環境によっては腐食されてしまう虞れがあり、また、
この金属層が一層であるために金属層が断線した場合に
は直ちに表示不良となり、画像表示に対する信頼性を低
下させてしまう虞れもあった。

【０００７】また、駆動回路１０６が対向電極２０３と
接触した場合には、駆動回路１０６が誤動作し、信頼性
が低下するという問題があった。さらに、シール部３０
０よりも外側の基板外周から、バックライトの光りが漏
れる場合もあり、視認に対する信頼性が低下するという
問題もあった。

【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、画像表示上または視認上の信頼性を可及的に
高くすることができる平面表示装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による平面表示装
置は、表示領域と非表示領域を有し、前記表示領域にマ
トリクス状に配置されるように形成されたスイッチング
素子および各スイッチング素子上に絶縁膜を介して形成
された画素電極を有する表示素子と、前記非表示領域に
形成されて前記表示素子を駆動する駆動回路と、前記非
表示領域に形成されて前記駆動回路と外部との電気的接
続を得るための外部端子と、を備えた第１の基板と、前
記第１の基板に対向配置される第２の基板と、前記第１
の基板の前記表示領域を区画するとともに前記第１の基
板と前記第２の基板とを所定の間隔をおいて接着するシ
ール部と、前記第１の基板と前記第２の基板との聞に挟
持された光変調層と、を備え、前記非表示領域における
少なくとも前記外部端子を除いた領域に前記絶縁層が延
在するように形成されたことを特徴とする。

【００１０】なお、絶縁層は絶縁性有機材料により形成
するようにしても良い。また、外部端子は、第１の金属
層と、この第１の金属層上に形成された耐食性の第２の
金属層とを備えるようにしても良い。さらに、非表示領
域の前記絶縁層が黒色樹脂により構成するようにしても
良い。また、表示領域の前記絶縁層はカラーフィルタを
構成するようにしても良い。

【００１１】また、前記表示領域に設けられた前記絶縁
層は着色層を有し、前記非表示領域に設けられた前記絶
縁層は着色層の積層構造により構成するようにしても良
い。この場合、前記非表示領域は表示面側の偏光板が設
けられている部分と偏光板が設けられていない部分とを
有し、これら両部分に対応する前記着色層の層数が異な
るようにしても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る平面表示装置
の第１実施形態を図１ないし図３を参照して説明する。
この第１実施形態の平面表示装置は液晶表示装置であ
り、図１はその断面構造を示す断面図である。図１にお
いて、第１実施形態に係る液晶表示装置は、アレイ基板
１００と、対向基板２００と、これらの基板聞に挟持さ
れた光変調層４００として、例えばＴＮ(ツイステッド
・ネマチック―Twisted Nematic―)液晶から成る液晶層
と、を備えている。

【００１３】アレイ基板１００は透明な絶縁基板として
の例えばガラス基板１０１を有し、このガラス基板１０
１の裏面には偏光板１１６が設けられており、表面には
表示領域１０２ａおよび非表示領域１０２ｂが設けられ
ている。表示領域１０２ａには、表示素子が形成されて
いる。この表示素子は図４に示す従来の場合と同様に複
数の走査線と、これらの複数の走査線に交差するように
形成された複数の信号線と、これらの走査線と信号線と
の交差点毎に１つずつ形成された複数の薄膜トランジス
タ１０４と、各薄膜トランジスタ１０４毎に形成されて
対応する薄膜トランジスタのソースおよびドレインのう
ちの一方に接続される画素電極１０５とを備えている。
この画素電極１０５は例えばＩＴＯから形成される。

【００１４】薄膜トランジスタ（以下、必要に応じてＴ
ＦＴ―Thin Film Transistor―と略記する）１０４は図
１に示すようにチャネル領域、ソース領域、およびドレ
イン領域となる多結晶シリコン(Ｐ−Ｓｉ)層１０４ａ
と、Ｐ−Ｓｉ層１０４ａ上に形成されたＴＥＯＳ膜から
成るゲート絶縁膜１０４ｂと、ゲート絶縁膜１０４ｂ上
に形成されたＭＯＷ合金から成るゲート電極１０４ｃ
と、ソース領域およびドレイン領域に各々接続するよう
に形成されたソース電極およびドレイン電極１０４ｄと
を備えている。ソース電極およびドレイン電極１０４ｄ
の一方は画素電極１０５に接続され、他方は信号線(図
示せず)に接続される。

【００１５】ソース電極およびドレイン電極１０４ｄと
ゲート電極１０４ｃは層間絶縁膜１０8によって電気的
に分離されている。また、アレイ基板１００の表示領域
１０２ａには、カラーフィルタとなる有機樹脂、例えば
アクリル系樹脂中に顔料が分散された赤色、青色、緑色
のそれぞれの色よりなる着色層１１２が形成されてい
る。特に、感光性樹脂を用いることにより別途レジスト
塗布等の工程を不要にすることができる。

【００１６】この着色層１１２は、ゲート電極１０４ｃ
と画素電極１０５との層間絶縁層を兼ねており、表面平
滑化を達成するように４μｍの膜厚で形成されている
が、充分な絶縁性、並びに平滑性を達成するためには３
μm以上の膜厚により形成することが望ましい。またア
レイ基板１００の表示領域１０２ａにおいては画素電極
１０５および着色層１１２上に配向膜１１５が形成され
ている。

【００１７】アレイ基板１００の非表示領域１０２ｂに
は、複数個のＴＦＴ１０６ａ，１０６ｂを有する駆動回
路１０６が形成されている。この駆動回路１０６を構成
するＴＦＴ１０６ｂには引出し配線１０６ｃが設けら
れ、この引出し配線１０６ｃには、外部から電力や信号
を受けるたまの外部端子１０７が接続されている。な
お、これらの配線１０６ｃおよび外部端子１０７とガラ
ス基板１０１との聞には層間絶縁膜１０8が形成されて
いる。そして、これらの駆動回路１０６を構成している
ＴＦＴ１０６ａ，１０６ｂおよび引出し配線１０６ｃは
絶縁層１１４によって覆われている。この絶縁層１１４
は着色層１１２と同一材料で非表示領域１０２ｂに延在
するように形成しても良い。

【００１８】一方、対向基板２００は透明絶縁基板(例
えばガラス基板)２０１を有し、この透明絶縁基板２０
１の裏面には偏光板２０５が設けられ、表面には例えば
ＩＴＯからなる対向電極２０３が形成され、この対向電
極２０３土に配向膜２０４が形成された構成となってい
る。そして上記表示領域１０２ａはシール材からなるシ
ール部３００によって囲まれており、このシール部３０
０によって囲まれた表示領域１０２ａに液晶層４００が
封入される。

【００１９】本実施形態においては、従来の場合と異な
り、アレイ基板１００にはシール部３００より外側の非
表示領域１０２ｂの外部端子１０７を除いた領域に図１
および図２に示すように絶縁層１１４が形成されてい
る。なお、図２は図１に示す液晶表示装置の右側の端部
の斜視図である。

【００２０】なお、上述したように、絶縁層１１４はア
レイ基板１００の非表示領域１０２ｂの外部端子１０７
を除いた領域に形成されている。このことは、図３
（ａ）に示すように外部端子間には絶縁層１１４が存在
しないように構成しても良いし、図３（ｂ）に示すよう
に外部端子聞に絶縁層１１４が存在するように構成して
も良いことを意味している。なお、図３（ａ）、図３
（ｂ）は、図２に示す切断線Ｘ−Ｘで非表示領域を切断
したときの断面図を示している。このように、シール部
３００の外側の外部端子１０７を除いたアレイ基板１０
０の非表示領域１０２ｂには絶縁層１１４が形成されて
いるため、アレイ基板１００と対向基板２００との電気
的短絡を防止することが可能となり、表示品位および信
頼性の低下を防止することができる。

【００２１】また、上記絶縁層１１４を黒色の有機絶縁
材料、例えばカーボンが分散された感光性アクリル樹脂
から形成した場合には、液晶セル背面から照射されるバ
ックライトからの光が遮光されるため、表示領域以外の
部分からの光漏れをなくすことができ、ベゼル構造を光
を覆い隠す様にしたり、あるいは基板外周部に遮光テー
プを貼り付ける等の光漏れ対策が不要となる。特に、表
示領域の外周部を遮光するための額縁状遮光層が黒色の
絶縁性有機材料で、アレイ基板上に具備される構造の場
合には、シール部３００の外側の領域１０２ｂについて
も同一プロセスで上記絶縁性有機材料からなる層１１４
を形成できるので、生産性の点からも有用である。ま
た、アレイ基板１００が着色層１１２を有している場合
は、絶縁層１１４を着色層１１２と同一のプロセスで形
成すれば生産性の点からも有利である。

【００２２】次に、図４を参照しながら本発明の第２実
施形態に係る平面表示装置について説明する。この第２
実施形態の平面表示装置は、第１実施形態の平面表示装
置における外部端子１０７を図４に示すように金属層１
０７ａと、耐食性の金属（例えばＩＴＯ）により形成さ
れた層１０７ｂの２層構造とした構成となっている。こ
のように外部端子１０７を２層構造としたことにより、
金属層１０７ａが断線した場合でも耐食金属層１０７ｂ
により導通をとることが可能になると共に、金属層１０
７ａが剥き出しになって腐食されることを防止すること
が可能となり、表示品位が低下することを防止できる。
また、耐食金属層１０７ａをＩＴＯを用いて形成する場
合は、表示領域に形成されるＩＴＯからなる画素電極と
同時に形成することが可能となり、新たなプロセスを必
要としないため、生産性を低下させることはない。

【００２３】次に、図５を参照しながら本発明の第３実
施形態に係る液晶表示装置について説明する。図５にお
いて、図１と同一符号を付した構成要素は、第１実施形
態に係る平面表示装置と同一もしくは相当する構成要素
を示すものとする。図５において、液晶表示装置は、ア
レイ基板１００と、対向基板２００と、これらの基板間
に挟持された液晶層４００と、を備えている。

【００２４】アレイ基板１００は透明な絶縁基板として
の絶縁基板１０１を有し、ガラス基板１０１の裏面（外
側面）には偏光板１１６が設けられており、表面（内側
面）には表示領域１０２ａと非表示領域１０２ｂとが
設けられている。表示領域１０２ａには表示素子が形成
されている。この表示素子は図７に示す従来の平面表示
装置と同様に複数の走査線および信号線と、これら走査
線および信号線の交差点毎に形成された薄膜トランジス
タ１０４と、各薄膜トランジスタ１０４毎に形成され、
対応する薄膜トランジスタのソース及びドレイン（図示
せず）の何れか一方に接続される画素電極１０５と、を
備えている。この画素電極１０５は、例えばＩＴＯより
形成されている。

【００２５】アレイ基板１００の表示領域１０２ａに
は、カラーフィルタとなる赤、緑、青それぞれの着色層
１１２が形成されている。この着色層１１２は、例えば
アクリル系樹脂中に顔料が分散されてなる材料により形
成されており、特に感光性樹脂を用いることにより、通
常必要であるレジストを塗布する工程を別途に設ける必
要がなくなる。アレイ基板１００の非表示領域１０２ｂ
には、駆動回路等の薄膜トランジスタ１０６が形成さ
れ、この駆動回路の薄膜トランジスタ１０６には、外部
から電力や信号を供給するための外部端子１０９が接続
されている。

【００２６】一方、対向基板２００は、例えばガラス基
板等の透明絶縁基板２０１を有し、この透明絶縁基板２
０１の裏面（外側面）には偏光板２０２が設けられ、表
面（内側面）には例えばＩＴＯからなる透明導電膜を対
向電極２０３として形成している。上記表示領域１０２
ａは、シール材よりなるシール部３００によって囲まれ
ており、このシール部３００により囲まれた表示領域１
０２ａに液晶層４００が封入される。

【００２７】本第３実施形態においては、アレイ基板１
００にはシール部材３００より外側の非表示領域１０２
ｂのうちで、外部端子１０７が形成された領域を除く領
域に絶縁層１１が形成されている。これにより、アレイ
基板１００と対向基板２００との電気的な短絡を防止す
ることが可能となり、表示品位及び信頼性の低下を防止
することができる。

【００２８】また、前記絶縁層１１４がカラーフィルタ
となる着色層１１２を有している場合には、絶縁層１１
４を着色層１１２の製造プロセスと同一プロセスにより
形成することができ、生産性を向上できるという点で有
用である。さらに、非表示領域１０２ｂにおける前記着
色層１１２が赤、緑、青のうちの複数の着色層の積層構
造により形成される場合には、単色層の場合に比べて光
透過率が低くなるので表示領域１０２ａ以外の部分での
液晶セル背面からのバックライトの光が遮光されるた
め、光漏れ対策としての優れた効果がある。

【００２９】次に、図６を参照しながら、本発明の第４
実施形態に係る平面表示装置について説明する。図６は
第４実施形態の平面表示装置を示す断面図である。図６
において、非表示領域１０２ｂにおいて、対向基板２０
０の偏光板２０２の端部位置でアレイ基板１００の着色
層１１２と同時に形成される絶縁層１１４が図示のよう
な積層構造を有している。すなわち、シール部材３００
と当接する表面側には一様の第１層１１４ａが形成さ
れ、駆動回路の薄膜トランジスタ１０６ヲ覆うように第
２層１１４ｂが形成され、ガラス基板１０１に当接する
層でかつ前記表示領域１０２ａと非表示領域１０２ｂと
の境界部分から前記偏光板２０２が終わる箇所までの間
には第３層１１４ｃが形成されている。第３層１１４ｃ
が形成される領域を図６では２本の破線で表示してい
る。

【００３０】上記のような積層構造により、絶縁層１１
４の積層数の違いに基づく見栄えの違いにより、偏光板
２０２を対向基板２００側に貼り付けた場合の位置の確
認ヲ行なうことができる。すなわち、第３層１１４ｃが
設けられている部位は第１層１１４ａが設けられている
非表示領域１０２ｂの全体から見ると、第３層１１４ｃ
が設けられて積層構造となっている分だけ異なる見映え
を与えることになり、偏光板２０２が張られている端部
側の位置を目視により確認することが可能となる。な
お、この場合、偏光板２０２の貼り付けられる位置のず
れを考慮してずれ量の許容限度の位置で、絶縁層１１４
の積層数を変えておけば偏光板２０２の貼り付け位置の
確認の検査を容易に行なうことも可能となる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、外部
端子を確実に絶縁することができると共に、シール部よ
りも外側の基板外周からバックライトの光が漏れるのを
防止することができ、平面表示装置の表示品位を低下さ
せることがなく、さらに信頼性を可及的に高くすること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す断面図。

【図２】第１実施形態に係る外部端子と、絶縁層との関
係を示す斜視図。

【図３】図２に示す切断線Ｘ−Ｘで切断したときの非表
示領域を（ａ）絶縁層が存在しない場合、（ｂ）絶縁層
が存在する場合でそれそれ示す断面図。

【図４】本発明の第２実施形態に係る平面表示装置の外
部端子の構成を示す断面図。

【図５】本発明の第３実施形態に係る平面表示装置の構
成を示す断面図。

【図６】本発明の第４実施形態に係る平面表示装置の構
成を示す断面図。

【図７】従来の液晶表示装置の構成を示す図。

【図８】従来の液晶表示装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１１０アレイ基板１０１透明絶縁基板１０２ａ表示領域１０２ｂ非表示領域１０３信号線１０４薄膜トランジスタ１０４ａ活性層１０４ｂゲート絶縁膜１０４ｃゲート電極１０４ｄソース・ドレイン電極１０５画素電極１０６駆動回路１０７外部端子１０8 層間絶縁膜１１２着色層１１３走査線１１４絶縁層１１５配向膜１１６偏光板２００対向基板２０１透明絶縁基板２０２偏光板２０３対向竈極２０４配向膜３００シール部３０１注入口４００液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/1365 Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ＡＨ０４Ｎ 5/66 １０２Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示領域と非表示領域を有し、前記表示領
域にマトリクス状に配置されるように形成されたスイッ
チング素子および各スイッチング素子上に絶縁膜を介し
て形成された画素電極を有する表示素子と、前記非表示
領域に形成されて前記表示素子を駆動する駆動回路と、
前記非表示領域に形成されて前記駆動回路と外部との電
気的接続を得るための外部端子と、を備えた第１の基板
と、前記第１の基板に対向配置される第２の基板と、前記第１の基板の前記表示領域を区画すると共に前記第
１の基板と前記第２の基板とを所定の間隔をおいて接着
するシール部と、前記第１の基板と前記第２の基板との聞に挟持された光
変調層と、を備え、前記非表示領域における少なくとも前記外部端子を除い
た領域に前記絶縁層が延在するように形成されたことを
特徴とする平面表示装置。
【請求項２】前記絶縁層は絶縁性有機材料から形成され
たことを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項３】前記外部端子は、第１の金属層と、この第
１の金属層上に形成された耐食性の第２の金属層とを備
えたことを特徴とする請求項１および２の何れかに記載
の平面表示装置。
【請求項４】前記非表示領域に設けられた前記絶縁層が
黒色樹脂から成ることを特徴とする請求項２に記載の平
面表示装置。
【請求項５】前記表示領域に設けられた前記絶縁層はカ
ラーフィルタを構成することを特徴とする請求項２に記
載の平面表示装置。
【請求項６】前記表示領域に設けられた前記絶縁層は着
色層を有し、前記非表示領域に設けられた前記絶縁層は
着色層の積層構造であることを特徴とする請求項２に記
載の平面表示装置。
【請求項７】前記非表示領域は表示面側の偏光板が設け
られている部分と偏光板が設けられていない部分とを有
し、これら両部分に対応する前記着色層の層数が異なる
ことを特徴とする請求項６に記載の平面表示装置。