JPH06138488A

JPH06138488A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06138488A
Application number: JP29161892A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hashizume; 勉橋爪; Minoru Matsuo; 稔松尾; Kiyobumi Kitawada; 清文北和田; Yoshiyuki Kitazawa; 良幸北沢; Sumisato Shimone; 純理下根; Hideyuki Akanuma; 英幸赤沼; Takashi Nakazawa; 尊史中澤; Satoshi Inoue; 聡井上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【構成】駆動回路内蔵の液晶表示装置で、遮光膜を兼
ねた配線を有機薄膜の下に形成し、さらに絵素電極を有
機薄膜上に形成し、液晶封止部より内部に駆動回路を構
成する。【効果】長期間に渡って品質が劣化しない明るく鮮明
な表示ができる液晶表示装置を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置に関するもので
あり、特に非線形素子を備えた液晶表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】有力な平面ディスプレイであるアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置が大量生産され始めてい
る。平面ディスプレイは、空間占有スペースが小さく、
軽量であることから、携帯コンピューターの表示装置や
産業用機械の表示部などに使用されている。将来は、画
面の大型化や高精細化が進み、家庭用のテレビジョンの
応用が期待される。薄膜トランジスタを駆動素子に用い
た液晶表示装置では、高精細化の有力な手段として駆動
回路を絵素と同一基板に構成する方法がある。従来の駆
動回路内蔵型の液晶表示装置の構造の一部を、分かりや
すく斜視図で図５に示す。図５は液晶表示装置の対向基
板の一部を切りとったように見た模視図である。

【０００３】ガラス基板５０１上に薄膜トランジスタで
構成されたＸ側駆動回路５０２と、Ｙ側駆動回路５０３
が封止部５０４の外側に構成されており、Ｘ側駆動回路
５０２からはデータライン５０５が、Ｙ側駆動回路５０
３からはゲートライン５０６が、それぞれ封止部５０４
を通過して表示領域に延びており、このデータライン５
０５とゲートライン５０６の交差部に、絵素５０７に信
号を与える薄膜トランジスタが構成されている。薄膜ト
ランジスタのソース領域とデータライン５０５はスルー
ホール５０８を通して、またドレイン領域と絵素電極５
０７はスルーホール５０９を通してそれぞれ電気的に接
続されている。データライン５０５の信号はゲート電極
５１０の電位によって絵素電極５０７に伝えられる。

【０００４】また、Ｘ側駆動回路とＹ側駆動回路には外
部端子５１１、５１２が接続されている。この外部端子
には、画像表示に必要なビデオ信号や駆動回路を駆動す
るためのクロック信号、駆動電位信号が伝えられる。

【０００５】絵素電極５０７が構成されている基板５０
１と共通電極が形成されている対向基板５１３の間に液
晶を封入してアクティブマトリクス型の液晶表示装置が
構成されている。

【０００６】図５の液晶表示装置の絵素電極が形成され
ている基板の平面図を図６に示した。Ｘ側駆動回路６０
２から延びたデータライン６０５と、Ｙ側駆動回路６０
３から延びたゲートライン６０６は、それぞれ液晶封止
部６０４を通過して表示領域に達し、データライン６０
５とゲートライン６０６の交差部に薄膜トランジスタが
構成されている。

【０００７】図７は、アクティブマトリクス基板の概略
平面図である。データライン７０５とゲートライン７０
６の交差部に絵素をスイッチングする薄膜トランジスタ
７１７が形成される。動画像を十分表現できるのに必要
な画素数は、Ｘ側で４００列程度、Ｙ側で３００行程度
である。すると従来のように駆動回路内蔵の液晶表示装
置の場合には、４００本以上のデータラインと、３００
本以上のゲートラインが液晶封止部７０４を通過する構
造となっていた。

【０００８】さらに、従来の液晶表示装置の液晶封止部
付近の、図６のＡ−Ａ’に沿った断面の模式図を図８に
示す。

【０００９】ガラス基板８０１上に薄膜トランジスタが
形成されており、そのドレイン領域８１８に絵素電極８
０７が接続されている。絵素電極８０７は、酸化珪素膜
でできた層間絶縁膜８１９上に被着形成されている。

【００１０】また、共通電極８２１が形成された対向基
板８１３とガラス基板８０１の間に液晶８２２が封止さ
れている。また、駆動回路は液晶封止部８０４の外側に
構成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
の液晶表示装置の構造では、液晶封止部を通過する配線
が、データラインとゲートライン合わせて数百本ある。
そのため高温多湿の使用環境ではデータラインやゲート
ラインと液晶封止部との界面から水分や二酸化炭素、酸
化窒素などの成分が侵入することにより、液晶が劣化し
表示特性が著しく低下するために、液晶表示装置を長期
間使用できない問題点があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】複数枚の透明基板に液晶
を挟持し、少なくとも一方の基板上に非線形素子が形成
された液晶表示装置において、透明導電膜によって形成
された絵素電極が、有機薄膜上に形成されており、絵素
電極に信号を与える非線形素子を駆動する薄膜トランジ
スタを含む素子で構成された駆動回路が、液晶表示装置
の液晶の封止部と基板の間に構成されており、駆動回路
上には有機薄膜と透明導電膜が順次被着形成されてお
り、上記駆動回路上に形成されている透明導電性膜と対
向電極の間は、電気的に接合していることを特徴とする
液晶表示装置。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例を図面を参照
しながら説明する。

【００１４】図１は、液晶表示装置の内部構造が分かり
やすく、対向基板の一部を除いて表現した模式的な斜視
図である。

【００１５】ガラス基板１０１上に薄膜トランジスタで
回路が組まれたＸ側駆動回路１０２とＹ側駆動回路１０
３が構成されている。これらの駆動回路は液晶封止部１
０４とガラス基板１０１の間に配置されている。Ｘ側駆
動回路からはデータライン１０５が、Ｙ側駆動回路から
はゲートライン１０６が表示領域に延びている。データ
ライン１０５は表示領域の絵素１０７のスイッチングを
する薄膜トランジスタのソース領域にスルーホール１０
８を通して電気的に接続され、また薄膜トランジスタの
ドレイン領域はスルーホール１０９を通して絵素１０７
に電気的に接続されている。またゲートライン１０６
は、この表示領域のスイッチングするようそれぞれの薄
膜トランジスタのゲート電極１１０も兼ねている。薄膜
トランジスタが形成されたガラス基板１０１と共通電極
が形成された対向基板１１３で液晶を挟み、液晶封止部
１０４で封入している。さらに、Ｘ側駆動回路１０２に
は、クロック信号、ビデオ信号などの配線が接続され、
液晶封止部１０４を通過して外部端子１１１につながっ
ている。また、Ｙ側駆動回路でも同様にクロック信号な
どの配線が接続され、外部端子１１２につながってい
る。また、Ｘ側駆動回路とＹ側駆動回路の上部には、有
機薄膜１１６を挟んで絵素電極と同じ材質の導電性膜１
１４が形成されている。

【００１６】さらに、、対向基板１１３に被着形成され
た共通電極と導電性膜１１４を導電性材１１５で電気的
に接合している。

【００１７】図２に、発明の液晶表示装置の薄膜トラン
ジスタが形成されているアクティブマトリクス基板の一
部を拡大した平面図を示した。駆動回路は液晶封止部と
ガラス基板の間に構成され、Ｘ側駆動回路２０２から表
示領域に延びたデータライン２０５と、Ｙ側駆動回路２
０３からゲートライン２０６の交差部に薄膜トランジス
タが構成されている。また、駆動回路を駆動するために
必要な配線２１１、２１２が、駆動回路から外部に延び
ている。また、絵素電極の開口率を上げるために、ゲー
トラインと絵素電極の一部を重ね、さらにソースライン
と絵素電極の一部を重ねている。つまり、ゲートライン
とデータラインは、表示領域の絵素部分以外の領域でア
クティブマトリクス背面から入射する光を遮る遮光膜と
なっている。このとき、ゲートラインやソースラインと
絵素電極の間には厚さが１μｍ以上の有機薄膜が形成さ
れているため、絵素電極に印加された信号の歪は、ほと
んど発生しない。

【００１８】図１の液晶表示装置の絵素電極が形成され
ているアクティブマトリクス基板の概略平面図を図３に
示した。

【００１９】Ｘ側駆動回路３０２からデータライン３０
５とＹ側駆動回路３０３からゲートライン３０６が表示
領域に延び、データラインとゲートラインの交差部に
薄膜トランジスタ３１６と絵素電極が形成されている。

【００２０】液晶封止部３０４とガラス基板３０１の間
に駆動回路が構成されているため、Ｘ側駆動回路３０２
から延びた数百本のデータライン３０５と、Ｙ側駆動回
路３０３から延びた数百本のゲートライン３０６はそれ
ぞれ液晶封止部３０４を通過することはない。

【００２１】このように液晶封止部を通過する配線がほ
とんどないため、表示領域に侵入する液晶を劣化する原
因となる水分やガスは極端に減少する。よって、安定し
た高品質の画質の液晶表示装置を、今までより１０倍以
上の長期に渡って使用することが可能になった。

【００２２】次に、図２のＡ−Ａ’線に沿ったアクティ
ブマトリクス基板の断面図を図４に示す。この図では図
１で表現できなかった層間絶縁膜が示されている。ガラ
ス基板４０１上に薄膜トランジスタで構成された駆動回
路４０２が液晶封止部の内部に形成されている。表示領
域の薄膜トランジスタで信号が印加される絵素は、酸化
シリコン膜でできた層間絶縁膜４１９と有機薄膜４２０
上に形成されている。

【００２３】有機薄膜の形成により表示領域の表面は平
坦となり、絵素電極はこの平坦な平面の上に形成される
ため、対向基板の共通電極と絵素電極の間隔はどの部分
でも均等になるため、液晶の旋回度が同じとなり均一な
高品質の表示が可能となった。

【００２４】

【発明の効果】従来例の図８にみるように、層間絶縁膜
８１９上に直接絵素電極８０７が形成されると、絵素電
極８０７は層間絶縁膜８１９の縦方向の形状に応じて、
段差のある断面形状となり、共通電極８２１と絵素電極
８０７の間隔が不均一となる結果、表示特性にムラが生
じてしまった。ところが、本発明のように、層間絶縁膜
４１９上の有機薄膜４２０は、層間絶縁膜４１９の断面
形状に関わりなく、表面が平坦になる。そこで、この表
面が平坦な有機薄膜４２０上に形成された絵素電極４０
７は断面形状が平坦となり、絵素電極４０７と共通電極
４２１の間隔が表示領域全体に渡って均一となるので、
表示ムラがない、コントラストの高い表示が得られる。

【００２５】また、駆動回路を液晶封止部の下部に形成
することによって、駆動回路の平面的なスペースを節約
することができ、より容積が小さく軽量の液晶表示装置
を製造できるようになった。さらに、より小さな面積の
ガラス基板に液晶表示装置を製造できるので、生産性を
格段に向上できる。

【００２６】さらに、有機薄膜４２０は、液晶封止部４
０４の下部にある駆動回路を覆うように形成する。する
と駆動回路は外部環境からの水分やガスの侵入から阻止
されるため、長期間に渡って安定した動作を確保でき
る。

【００２７】また、駆動回路上には有機薄膜４２０を挟
んで絵素電極と同時に形成した導電性膜４１４があり、
この導電性膜は導電性材４１５を通じて、共通電極４２
１と電気的に接合されている。この結果、外部環境の変
化により駆動回路周辺で発生した静電気が共通電極に流
れ込むので、静電気から駆動回路を保護することができ
る利点があり、乾燥した環境でも十分使用できる駆動回
路内蔵の液晶表示装置を製造できる。

【００２８】さらに、駆動回路上には、有機薄膜４２０
が密着し、有機薄膜と液晶封止部の界面も良好に密着す
るため、外部環境から液晶の劣化の原因となる水分やガ
スが液晶内部に侵入しないので、高品質の表示特性を長
期間維持することができる。

【００２９】さらに、Ｘ側、Ｙ側のそれぞれの駆動回路
上には、有機薄膜４１８を挟んで絵素電極の材質の導電
性膜を、絵素電極と同時に形成する。これによってアク
ティブマトリクス基板の駆動回路の最上部と、表示領域
の最上部の高さが同じになるので、液晶の配向剤を基板
に塗布して、ロールでラビングする際に、表示領域の端
部のラビングムラがなくなり、表示領域全面に渡って高
品質な表示特性の画面を実現することができた。

【００３０】さらに、従来の駆動回路が同一基板に形成
されている液晶表示装置の場合には、駆動回路が液晶封
止部の外部に形成されていたため、データラインやゲー
トラインとほぼ同じ数の配線が液晶封止部を通過してい
たため、データラインやゲートラインの段差部分と液晶
封止部の界面から、液晶を劣化させるガスや、水分が表
示領域に侵入し、液晶の特性を劣化させ、表示特性が低
下する問題点があった。

【００３１】しかし、本発明の構造では、液晶封止部を
通過する配線数は高々２０本で、従来の４０分の１以下
になるため、表示領域に侵入するガスや水分が著しく減
少する。このため、従来より極めて長い期間使用できる
高品質の液晶表示装置を製造できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の斜視構造図。

【図２】本発明の液晶表示装置のアクティブマトリク
ス基板の平面図。

【図３】本発明の液晶表示装置のアクティブマトリク
ス基板の概略平面図。

【図４】本発明の液晶表示装置の断面図。

【図５】従来の液晶表示装置の斜視構造図。

【図６】従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス
基板の平面図。

【図７】従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス
基板の概略平面図。

【図８】従来の液晶表示装置の断面図。

【符号の説明】

101、201、301、401、501、601、701、801 …ガラス基板 102、202、302、402、502、602、702、802 …Ｘ側駆動回路 103、203、303、503、603、703 …Ｙ側駆動回路 104、204、304、404、504、604、704、804 …液晶封止部 105、205、305、505、605、705 …データライン 106、206、306、406、506、606、706、806 …ゲートライン 107、207、407、507、607、807 …絵素電極 108、208、508、608 …データラインとソ
ース領域のスルーホール 109、209、409、509、609、809 …絵素電極とゲート
ラインのスルーホール 110、210、510、610 …ゲート電極 111、211、311、511、611、711 …Ｘ側駆動回路の外
部配線 112、212、312、512、612、712 …Ｙ側駆動回路の外
部配線 113、413、513、813 …対向基板 114、414 …絵素電極と同じ導
電性薄膜 115、215、315、415 …導電性材 116、416 …有機薄膜 317、717 …薄膜トランジスタ 418、818 …ドレイン領域 419、819 …層間絶縁膜 420、820 …共通電極 421、821 …液晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北沢良幸長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者下根純理長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者赤沼英幸長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者中澤尊史長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者井上聡長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の透明基板に液晶を挟持し、少な
くとも一方の基板上に非線形素子が形成された液晶表示
装置において、透明導電膜によって形成された絵素電極
が、有機薄膜上に形成されており、絵素電極に信号を与
える非線形素子を駆動する駆動回路が、液晶表示装置の
液晶の封止部と基板の間に構成されており、駆動回路上
には有機薄膜と透明導電膜が順次被着形成されており、
上記駆動回路上に形成されている透明導電性膜と対向電
極の間は、電気的に接合していることを特徴とする液晶
表示装置。