JP3816270B2

JP3816270B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3816270B2
Application number: JP19305799A
Authority: JP
Inventors: 信幸石毛; 恒一阿武; 正昭松田; 洋大河原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP2001021918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、アクティブ・マトリックス型と称される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブ・マトリックス型と称される液晶表示装置は、液晶を介して互いに対向配置される透明基板のうち一方の透明基板の液晶側の面に、ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線と、このゲート信号線に絶縁されｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線とが形成されている。
【０００３】
そして、これら各信号線で囲まれる領域を画素領域として、この画素領域には、ゲート信号線からの走査信号の供給によって駆動する薄膜トランジスタ（スイッチング素子）と、この薄膜トランジスタを介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とが備えられている。
【０００４】
また、この画素電極との間で液晶に電界を発生せしめる対向電極が形成され、この対向電極としては、透明基板に対して垂直（縦）方向に電界を発生させるため他方の透明基板側に形成されたもの、あるいは、透明基板に対して平行（横）方向に電界を発生させるため画素電極が形成された透明基板側に形成されたものがある。
【０００５】
そして、ゲート信号線およびドレイン信号線は各画素領域の集合体としての表示領域の外側にまで、換言すれば一方の透明基板の周辺にまで延在され、この延在部からそれぞれ走査信号および映像信号が供給されるようになっている。
【０００６】
これらの信号の供給は、半導体集積回路（ＩＣ）によって構成される走査駆動回路および映像信号駆動回路によってなされ、これら各回路はその出力端子がゲート信号線およびドレイン信号線と接続されて透明基板上に搭載されている（いわゆるフィリップチップ方式、チップ・オン・ガラス方式と称される）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように構成された液晶表示装置は、ゲート信号線あるいはドレイン信号線から静電気が侵入してきた際には、それら信号線に接続された薄膜トランジスタに静電破壊をもたらすことから、その対策が極めて重要となる。
【０００８】
このため、たとえば画素領域の集合である表示領域の外側において、ゲート信号線あるいはドレイン信号線の幾つかに静電気が侵入した際に、その静電気を他のゲート信号線あるいはドレイン信号線に拡散させることによって、薄膜トランジスタの静電破壊を防止する静電保護用回路が設けられたものが知られている。
【０００９】
しかし、静電気の量が極めて多い場合、薄膜トランジスタは、たとえその静電破壊を起こすことはなくても特性の劣化をもたらすことから、静電気の侵入に対しては最善の対策を施すことが賢明となる。
【００１０】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は静電の侵入に対して信頼性に優れた液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１２】
すなわち、本発明による液晶表示装置は、基本的には、基板と、この基板の液晶側の面に一方向に延在して並設されるゲート信号線とこのゲート信号線に絶縁されて交差されるドレイン信号線と、これら信号線によって囲まれる画素領域にゲート信号線からの走査信号の供給によって駆動される薄膜トランジスタとこの薄膜トランジスタを介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極と、前記基板上の各画素領域の集合からなる表示領域の外側のある一辺において、前記ゲート信号線に接続された走査信号駆動回路と、前記基板上の各画素領域の集合からなる表示領域の外側のある一辺に垂直方向の他の一辺において、前記ドレイン信号線と接続された映像信号駆動回路と、前記表示領域の外側の前記走査信号駆動回路が配置された一辺と反対側の一辺において、前記ゲート信号線とダイオードを介して接続された静電保護回路と、前記表示領域の外側の前記映像信号駆動回路が配置された一辺と反対側の一辺に前記ドレイン信号線とダイオードを介して接続された静電保護回路と、前記ゲート信号線に接続された静電保護回路及び前記ドレイン信号線に接続された静電保護回路の夫々の外側に隣接され、前記ゲート信号線に接続された静電保護回路及び前記ドレイン信号線と接続された静電保護回路とは前記基板上で電気的に接続されずに配置された静電保護回路と、を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
このように構成された液晶表示装置は、その駆動回路が配置された一辺と反対側の一辺に配置された静電保護回路が、駆動回路が搭載されていない辺側から信号線側への静電気の侵入を防止するガードリングとしての機能を有するようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。同図は等価回路図であるが、実際の幾何学的配置に対応させた図となっている。
【００１６】
そして、同図は、液晶を介して対向配置される各透明基板のうちいわゆるＴＦＴ基板と称される側の透明基板１の液晶側の面における平面図を示している。
【００１７】
同図において、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線２が形成されているとともに、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線３が形成されている。
【００１８】
これら各信号線で囲まれる矩形状の各領域はそれぞれ画素領域を構成し、これら各画素領域の集合体で表示領域を構成するようになっている。
【００１９】
各画素領域には、ゲート信号線２からの走査信号の供給によって駆動されるスイッチング素子（薄膜トランジスタＴＦＴ）と、このスイッチング素子を介してドレイン信号線３からの映像信号の供給がなされる画素電極ＰＩＸと、この画素電極ＰＩＸと前記スイッチング素子を駆動させるゲート信号線と隣接する他のゲート信号線２との間に設けられた容量素子Ｃａｄｄが形成されている。
【００２０】
この容量素子Ｃａｄｄは、スイッチング素子がオフした際に、画素電極ＰＩＸへの映像信号の蓄積を比較的長く保持されるため等の機能を有する。
【００２１】
そして、このように構成されている画素領域の集合体からなる表示領域の周辺には後に詳述する静電保護回路が形成され、これら表示領域と静電保護回路とを被うようにしていわゆるフィルタ基板と称される透明基板（図中点線枠４で示している）が配置されるようになっている。
【００２２】
図示していないが、フィルタ基板の周辺の全域には、透明基板１とその間にギャップを保持して固着させ、該ギャップ間に液晶を封入させるためのシール材（図２の符号３５）が形成されている。
【００２３】
各ゲート信号線２の図中左端は透明基板４の対向領域の外側にまで、換言すれば前記シール材を超えて延在され、その延在部に走査信号を供給するためのゲート端子２Ａが形成されている。
【００２４】
このゲート端子２Ａは、半導体集積回路（ＩＣ）からなる走査駆動回路６の出力バンプに接続されるようになっており、この走査駆動回路６は、その入力バンプが透明基板１の周辺に設けられた入力端子８に接続されるようにして透明基板１上に搭載されている。
【００２５】
同様に、各ドレイン信号線３の図中下端は透明基板４の対向領域の外側にまで、換言すれば前記シール材を超えて延在され、その延在部に映像信号を供給するためのドレイン端子３Ａが形成されている。
【００２６】
このドレイン端子３Ａは、透明基板１に搭載される半導体集積回路（ＩＣ）からなる映像信号駆動回路１１の出力バンプに接続されるようになっており、この映像信号駆動回路１１は、その入力バンプが透明基板１の周辺に設けられた入力端子１１に接続されるようにして透明基板１上に搭載されている。
【００２７】
透明基板４との対向領域であって表示領域の外側の領域には静電保護回路が設けられていることは上述したとおりである。
【００２８】
この静電気保護回路は、各ゲート信号線２のうちその幾つかに静電気が侵入してきた際に、それとゲート電極を介して接続される薄膜トランジスタＴＦＴの静電破壊（あるいは特性劣化）を防止する回路と、各ドレイン信号線３のうちその幾つかに静電気が侵入してきた際に、それとドレイン電極を介して接続される薄膜トランジスタＴＦＴの静電破壊（あるいは特性劣化）を防止する回路とから構成されている。
【００２９】
前者の静電保護回路は、表示領域の左右側のそれぞれにおいて各ゲート信号線２と交差（絶縁）するようにして図中ｙ方向に延在する第１静電保護回路１４と第２静電保護回路１５とが形成されている。
【００３０】
第１静電保護回路１４は、それぞれのゲート信号線２との交差部において、各ゲート信号線２とそれらゲート信号線２の両脇に位置づけられる共通配線との間に、それぞれ双方向性ダイオードＤが接続されて構成されている。
【００３１】
同様に、第２静電保護回路１５は、それぞれのゲート信号線２との交差部において、各ゲート信号線２とそれらゲート信号線２の両脇に位置づけられる共通配線との間に、それぞれ双方向性ダイオードＤが接続されて構成されている。
【００３２】
このように構成した静電保護回路は、たとえばゲート信号線２のうちの幾つかに静電気が侵入した場合、双方向性ダイオードＤおよび共通配線を介して他のゲート信号線２の全てに拡散され、これにより薄膜トランジスタＴＦＴの静電破壊等を免れるようになる。
【００３３】
後者の静電保護回路は、表示領域の上側において各ドレイン信号線３と交差（絶縁）するようにして図中ｘ方向に延在する第３静電保護回路１６および第４静電保護回路１７とが形成されている。
【００３４】
第３静電保護回路１６は、偶数番目のそれぞれのドレイン信号線３との交差部において、各ドレイン信号線３とそれらドレイン信号線３の両脇に位置づけられる共通配線との間に、それぞれ双方向性ダイオードＤが接続されて構成されている。
【００３５】
第４静電保護回路１７は、奇数番目のそれぞれのドレイン信号線３との交差部において、各ドレイン信号線３とそれらドレイン信号線３の両脇に位置づけられる共通配線との間に、それぞれ双方向性ダイオードＤが接続されている。
【００３６】
このように構成した静電保護回路も、たとえばドレイン信号線３のうちの幾つかに静電気が侵入した場合、双方向性ダイオードＤおよび共通配線を介して他のドレイン信号線３の他に、後に詳述するように、フィルタ基板である透明基板４側の共通電極にも拡散され、これにより薄膜トランジスタＴＦＴの静電破壊等を免れるようになる。
【００３７】
なお、双方向性ダイオードＤは、各画素領域のＭＩＳ型である薄膜トラシジスタＴＦＴと並行して形成され、その構造は該薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極とゲート電極を互いに接続させた点を除き類似したものとなっている。
【００３８】
そして、ゲート信号線２の走査駆動回路６に接続される側と反対側の第２静電保護回路１４の外側には、第５静電保護回路２０が形成されている。
【００３９】
この第５静電保護回路２０は、透明基板１の右端側辺に沿って延在される配線として構成され、該透明基板１の右端側辺からの静電気がゲート信号線２側へ侵入するのを確実に阻止するガードリングとしての機能を有する。
【００４０】
この第５静電保護回路２０をゲート信号線２の走査駆動回路６に接続される側と反対側に設けたのは、該走査駆動回路６が存在する透明基板１の左端側辺から静電気が侵入しても、その静電気が走査駆動回路６の存在によって直接にゲート信号線２に侵入し難くなっているからである。
【００４１】
同様に、ドレイン信号線３の映像信号駆動回路１０に接続される側と反対側の第３および第４静電保護回路１６、１７の外側には、第６静電保護回路２１が形成されている。
【００４２】
この第６静電保護回路２１は、透明基板１の上端側辺に沿って延在される配線として構成され、該透明基板１の上端側辺からの静電気がドレイン信号線３側へ侵入するのを確実に阻止するガードリングとしての機能を有する。
【００４３】
この第６静電保護回路２１をドレイン信号線３の映像信号駆動回路１０に接続される側と反対側に設けたのは、該映像信号駆動回路１０が存在する透明基板１の下端側辺から静電気が侵入しても、その静電気が映像信号駆動回路１０の存在によって直接にドレイン信号線３に侵入し難くなっているからである。
【００４４】
そして、第５静電保護回路２０および第６静電保護回路２１は、フィルタ基板である透明基板４の液晶側の面において各画素領域に共通な対向電極（透明電極）をＴＦＴ基板である透明基板１側に引き出すための導電層２５を介して互いに接続されて構成され、たとえ静電気が侵入しても該静電気がより拡散されやすくなっている。
【００４５】
該導電層２５は、本実施例の場合、分離された３つの導電層２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃからなり、このうちの導電層２５Ａを介して第５静電保護回路２０と第６静電保護回路２１とが接続されるようになっている。
【００４６】
上述したように、これら導電層２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、そのいずれにおいてもたとえばアース電位に接続される対向電極に接続されることから、第５静電保護回路２０および第６静電保護回路２１への静電気侵入に対して他への影響を大幅に低減させることができるようになる。
【００４７】
透明基板４側の対向電極（透明電極）をＴＦＴ基板である透明基板１側に引き出すための導電層としては、表示領域の四角のそれぞれに前記導電層２５とともに導電層２６、導電層２７、導電層２８が形成され、このうち導電層２６は、導電層２５と同様に、分離された３つの導電層２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃからなっている。
【００４８】
そして、前記第３静電保護回路１６は、その一端が導電層２５Ｃに他端が導電層２６Ｃに接続され、第４静電保護回路１７は、その一端が導電層２５Ｂに他端が導電層２６Ｂに接続され、さらに、第６静電保護回路２１は、その一端が導電層２５Ａに他端が導電層２６Ａに接続されている。
【００４９】
これにより、ＴＦＴ基板とフィルタ基板との組立てが終了した段階では、第３静電保護回路１６、第４静電保護回路１７、第５静電保護回路２０、第６静電保護回路２１がそれぞれ接地されて使用され、静電気保護に対する信頼性が増大する。
【００５０】
なお、ＴＦＴ基板とフィルタ基板との組立て前、換言すればＴＦＴ基板のみの状態で扱われる場合には、互いに接続されて形成される第５静電保護回路２０および第６静電保護回路２１を除く他の静電保護回路（第１ないし第４静電保護回路）は電気的にそれぞれ独立して形成されることになる。
【００５１】
その理由は、フィルタ基板との組立て前において、ゲート信号線２およびドレイン信号線３の断線あるいは短絡の検査が行われるのが通常であり、その際の検査が支障なくなされるようにするためである。
【００５２】
図２は、図１のII−II線における断面を示す図で、フィルタ基板およびバックライトＢＬとともに示した断面図である。図１に示す部材は図２において同符号で示している。
【００５３】
フィルタ基板側の透明基板３１の液晶側の面には、各画素領域を画するようにしてブラックマトリックスＢＭが形成され、このブラックマトリックスＢＭの開口部にはカラーフィルタ３２が形成されている。
【００５４】
そして、ブラックマトリックスＢＭおよびカラーフィルタ３２を被って平坦膜３３が形成され、その上面は透明電極からなる対向電極３４が各画素領域に共通に形成されている。
【００５５】
そして、この対向電極３４は導電体３４および導電膜２６を介してＴＦＴ基板側に引き出されるようになっている。
【００５６】
なお、同図において、符号３５はシール剤、３６は配向膜、３７は偏向板である。
【００５７】
上述した実施例では、走査駆動回路６および映像信号駆動回路１０が、その入力バンプおよび出力バンプをＴＦＴ基板上の配線層に接続させて、該ＴＦＴ基板に搭載されたものを対象としたものである。
【００５８】
しかし、これに限定されることなく、走査駆動回路６および映像信号駆動回路１０が、その出力バンプのみをＴＦＴ基板上の配線層に接続させて、該ＴＦＴ基板に搭載されたものにも適用できることはいうまでもない。
【００５９】
なお、上述した実施例では、いわゆる縦電界方式と称される液晶表示装置について説明したものである。しかし、画素電極と対向電極との構成が若干異なるのでその他の構成はほぼ同様ないわゆる横電界方式と称される液晶表示装置においても同様な事情があることから、この横電界方式の液晶表示装置にも適用できることはいうまでもない。
【００６０】
ここで、横電界方式の液晶表示装置とは、画素電極と対向電極とがほぼ同一の平面上に形成され、この平面にほぼ垂直に該各電極の間を透過する光を該各電極の間に発生する電界による液晶挙動に基づいて制御するものである。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、静電気の侵入に対して信頼性に優れたものを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【符号の説明】
２…ゲート信号線、３…ドレイン信号線、１４…第１静電保護用回路（第１の静電保護回路）、１５…第２静電保護用回路（第１の静電保護回路）、１６…第３静電保護用回路（第２の静電保護回路）、１７…第４静電保護用回路（第２の静電保護回路）、２０…第５静電保護用回路（第３の静電保護回路）、２１…第６静電保護用回路（第３の静電保護回路）、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＰＩＸ…画素電極、Ｃａｄｄ…容量素子。

Claims

基板と、この基板の液晶側の面に一方向に延在して並設されるゲート信号線とこのゲート信号線に絶縁されて交差されるドレイン信号線と、これら信号線によって囲まれる画素領域にゲート信号線からの走査信号の供給によって駆動される薄膜トランジスタとこの薄膜トランジスタを介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極と、
前記基板上の各画素領域の集合からなる表示領域の外側のある一辺において、前記ゲート信号線に接続された走査信号駆動回路と、
前記基板上の各画素領域の集合からなる表示領域の外側のある一辺に垂直方向の他の一辺において、前記ドレイン信号線と接続された映像信号駆動回路と、
前記表示領域の外側の前記走査信号駆動回路が配置された一辺と反対側の一辺において、前記ゲート信号線とダイオードを介して接続された静電保護回路と、
前記表示領域の外側の前記映像信号駆動回路が配置された一辺と反対側の一辺に前記ドレイン信号線とダイオードを介して接続された静電保護回路と、
前記ゲート信号線に接続された静電保護回路及び前記ドレイン信号線に接続された静電保護回路の夫々の外側に隣接され、前記ゲート信号線に接続された静電保護回路及び前記ドレイン信号線と接続された静電保護回路とは前記基板上で電気的に接続されずに配置された静電保護回路と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
前記ゲート信号線に接続された静電保護回路及び前記ドレイン信号線に接続された静電保護回路の夫々の外側に隣接され、前記ゲート信号線に接続された静電保護回路及び前記ドレイン信号線と接続された静電保護回路とは前記基板上で電気的に接続されずに配置されている静電保護回路は、導電配線層から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記導電配線層は接地されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。