JP4517296B6 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、表示画素領域と、それに隣接するダミー画素領域とを備えた液晶表示装置に関する。

従来より、ガラス基板上に、液晶表示画素として複数の画素が形成された表示画素領域と、表示に寄与しないダミー画素を含むダミー画素領域とが形成された表示装置が知られている。以降、このような表示装置を、「液晶表示装置」と略称して説明を行う。

次に、従来例に係る液晶表示装置の概略について図面を参照して説明する。図３は、この液晶表示装置の後述する表示画素領域１０Ａ及びその近傍を示す平面図である。図３に示すように、液晶表示装置を構成する２枚のガラス基板のうち、その一方の第１の基板１上には、表示信号Ｄを供給するデータ線２及び画素選択信号Ｇを供給する走査線３が格子状に形成されている。データ線２及び走査線３に囲まれる各領域には、液晶表示画素として、複数の画素１０が形成されている。各画素１０には、データ線２及び走査線３に接続された画素選択用薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以降、「ＴＦＴ」と略称する）１１と、画素選択用ＴＦＴ１１に接続された画素電極１２が形成されている。なお、図示しないが、画素１０は、さらに、１対の配向膜、第２の基板、共通電極、第２の配向膜、液晶層、位相差板、偏光板等を備えており、液晶表示画素を構成している。以降、これらの複数の画素１０が形成される領域を、表示画素領域１０Ａと略称して説明を行う。

さらに、この液晶表示装置の第１の基板１上の表示画素領域１０Ａに隣接した領域には、複数のダミー画素２０を含むダミー画素領域２０Ａが形成されている。ダミー画素２０は、画素１０の上記構成を有し、さらに不図示のブラックマトリクスによって遮光されている。即ちダミー画素２０は実際の表示には寄与しない。

ただし、このダミー画素２０が表示画素領域１０Ａに隣接して形成されることにより、表示画素領域１０Ａの端部に配置された画素１０を構成する各層の形成が他の画素１０に比して不均一に形成されることが抑止される。即ち、上記端部の画素１０とそれより内側の画素１０との各層の膜厚に関する差異が減少する。また、ダミー画素２０は、画素１０と同一の電気的な構成を有している。そのため、上記端部の画素１０の電気的特性が、それより内側の画素１０に比して異なるという問題を回避することができる。

上記ダミー画素領域２０Ａの外側の領域には、ダミー画素２０に隣接して、所定の同期信号に応じて画素選択用ＴＦＴに駆動用信号を供給する駆動用ＴＦＴが形成されている。ここでは、駆動用ＴＦＴは、例えば駆動信号の１つである表示信号Ｄをデータ線２に供給するサンプリング用ＴＦＴ６０であるものとする。複数のサンプリング用ＴＦＴ６０は、駆動回路である水平駆動回路１０１に含まれている。なお、図示しないが、走査線３には、画素選択信号Ｇを供給する駆動用ＴＦＴを含む垂直駆動回路１０２が接続されている。

次に、上記液晶表示装置の動作を説明すると、最初に、垂直駆動回路１０２の駆動用ＴＦＴを通して走査線３に供給された画素選択信号Ｇにより、画素選択用ＴＦＴ１１がオンする。そして、水平駆動回路１０１の駆動用ＴＦＴ、即ちサンプリング用ＴＦＴ６０を通してデータ線２に供給された表示信号Ｄが、画素選択用ＴＦＴ１１を通して画素電極１２に供給される。このとき、表示信号Ｄに応じて画素１０の不図示の液晶層の光の透過量が変化して、画素１０から上記光の透過量に応じた表示光が出力される。一方、ダミー画素２０は、画素１０と同様に表示光を出力するものの、ブラックマトリクスに遮光されているため表示光が観察者に視認されない。

なお、本願に関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
特開２００３−２４１６８３号公報

しかしながら、上記液晶表示装置では、駆動用ＴＦＴ、即ちサンプリング用ＴＦＴ６０を第１の基板１上の額縁（即ち、画素１０やダミー画素２０が形成されない第１の基板１上の端部）に形成する必要がある。そのため、液晶表示装置の狭額縁化が妨げられていた。そこで本発明は、表示画素領域とダミー画素領域とを備えた液晶表示装置の狭額縁化を図るものである。

本発明の液晶表示装置は、上記課題に鑑みて為されたものであり、液晶層を介して貼り合わされた第１及び第２の基板からなり、第１の基板上において、画素選択用トランジスタとそれに接続した画素電極とを備えた複数の画素を含む表示画素領域と、画素選択用トランジスタとそれに接続した画素電極とを備えブラックマトリクスによって遮光された複数のダミー画素を含み表示画素領域に隣接して配置されたダミー画素領域と、画素選択用トランジスタに駆動信号を供給する駆動用トランジスタとを備え、以下の特徴を有する。即ち、駆動用トランジスタのチャネル領域の少なくとも一部は、絶縁膜を介してダミー画素の画素電極と重畳して形成されている。

また、本発明は、上記構成において、駆動用トランジスタは、画素選択用トランジスタに駆動信号として表示信号を供給するサンプリング用トランジスタであることを特徴とする。また、本発明は、上記構成において、駆動用トランジスタは、低温ポリシリコン層からなる能動層を備えていることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置によれば、表示画素領域と、それに隣接するダミー画素領域とを備えた液晶表示装置において、画素選択用トランジスタに駆動信号を供給する駆動用トランジスタ（例えばサンプリング用トランジスタ）を形成するのに必要な基板の額縁の面積を、従来例に比して小さく抑えることが可能となる。即ち、上記液晶表示装置の狭額縁化を図ることが可能となる。

次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の後述する表示画素領域１０Ａ及びその近傍を示す平面図である。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、後述するダミー画素２０の画素電極１２とサンプリング用ＴＦＴ３０とが重畳する領域を示している。なお、図１及び図２では、図３に示したものと同様の構成要素については同一の符号を付して説明を行う。また、図１及び図２では、後述する複数の画素１０もしくは複数のダミー画素２０のうち、その一部を示している。

図１に示すように、データ線２及び走査線３が格子上に形成された第１の基板１上に、複数の画素１０が形成された表示画素領域１０Ａが配置されている。また、表示画素領域１０Ａに隣接して、第１の基板１上に、複数のダミー画素２０が形成されたダミー画素領域２０Ａが配置されている。

そして、ダミー画素２０の画素電極１２と平面的に重畳するようにして、画素選択用ＴＦＴ１１に駆動信号を供給する駆動用ＴＦＴ、即ちサンプリング用ＴＦＴ３０が形成されている。このサンプリング用ＴＦＴ３０は、駆動信号の１つである表示信号Ｄをデータ線２に供給するものである。複数のサンプリング用ＴＦＴ３０は、駆動回路である不図示の水平駆動回路に含まれている。なお、図示しないが、走査線３には、画素選択信号Ｇを供給する駆動用ＴＦＴを含む垂直駆動回路が接続されている。

次に、ダミー画素２０の画素電極１２と、それに重畳して形成されるサンプリング用ＴＦＴ３０の詳細ついて図２を参照して説明する。

図２に示すように、第１の基板１上に、サンプリング用ＴＦＴ３０の能動層３１が形成されている。この能動層３１は、例えば低温ポリシリコン層からなる。能動層３１を含む第１の基板１上には、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜３２が形成されている。能動層３１上に位置するゲート絶縁膜３２上には、例えばクロム（Ｃｕ）から成るゲート電極３３が形成されている。

ゲート電極３３上を含むゲート絶縁膜３２上には、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜３４が形成されている。ここで、能動層３１のドレイン領域及びソース領域上に位置するゲート絶縁膜３２及び層間絶縁膜３４には、上記ドレイン領域及びソース領域の能動層３１の一部を露出するコンタクトホールが設けられている。そして、それらのコンタクトホールを介して、能動層３１の一部上に、そのドレイン領域と接続するドレイン電極３５、及びそのソース領域と接続するソース電極が形成されている。上記ソース電極は、データ線２そのものであってもよい。もしくは上記ソース電極は、データ線２とは別に形成され、不図示の箇所で不図示のコンタクト等を介してデータ線２と接続されたものであってもよい。ここでは、上記ソース電極はデータ線２そのものであるとして、ソース電極２として表記する。上記ドレイン電極３５及びソース電極２（即ちデータ線）は、特に限定されないが、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる。なお、上記データ線２は、能動層３１のソース領域に接続される替わりに、上記ドレイン領域に接続されてもよい。

ドレイン電極３５及びソース電極２を含む層間絶縁膜３４上には、例えば塗布酸化膜からなる平坦化絶縁膜３６が形成されている。平坦化絶縁膜３６上には、ダミー画素２０の画素電極１２が形成されている。ここで、サンプリング用ＴＦＴ３０の能動層３１のチャネル領域Ａｃｈ（即ち、ドレイン電極３５とソース電極２に挟まれる領域）の少なくとも一部は、平坦化絶縁膜３６を介して、画素電極１２と重畳している。即ち、サンプリング用ＴＦＴ３０と画素電極１２とは、平坦化絶縁膜３６により絶縁されている。

さらに、画素電極１２上には、不図示の第１の配向膜が形成されている。そして、画素電極１２と対向して、不図示のスペーサを介して、第２の基板３８（即ちガラス基板）が配置されている。画素電極１２と対向する側の第２の基板３８上には、ダミー画素２０を遮光するためのブラックマトリクス３９が形成されている。さらに、ブラックマトリクス３９上には、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる共通電極４０が形成されている。共通電極４０上には、不図示の第２の配向膜が形成されている。第１の基板１と第２の基板３８との間には、上記不図示のスペーサにより、液晶層４１が封止されている。一方、画素電極１２と対向しない側の第２の基板３８上には、不図示の光学的な位相差板及び偏光板が形成されている。

このように、サンプリング用ＴＦＴ３０の一部が、平坦化絶縁膜３６を介して画素電極１２と重畳して形成されている。そのため、第１の基板１を平面的に見た場合、図１に示すように、データ線２に沿って重畳した距離αの分だけ、サンプリング用ＴＦＴ３０を形成するのに必要な第１の基板１上での額縁の面積を、従来例に比して小さく抑えることが可能となる。即ち、液晶表示装置の狭額縁化を図ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、駆動用ＴＦＴとしてサンプリング用ＴＦＴ３０がダミー画素２０の画素電極１２と重畳して形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、本発明は、サンプリング用ＴＦＴ３０に替わって、その他のＴＦＴが形成される場合ついても適用されるものである。

例えば、図示しないが、画素１０内のデータ線２、走査線３、もしくは画素電極１２等の形成不良や断線を検査するための検査信号を供給する検査用ＴＦＴが、所定の絶縁膜を介してダミー画素２０の画素電極１２と重畳して形成されてもよい。また、図示しないが、走査線３に画素選択信号Ｇを供給するための駆動用ＴＦＴ（例えば垂直駆動回路に含まれる駆動用ＴＦＴ）が、所定の絶縁膜を介してダミー画素２０の画素電極１２と重畳して形成されてもよい。これらの場合においても、上記ＴＦＴを形成するのに必要な第１の基板１上での額縁の面積を、従来例に比して小さく抑えることが可能となる。即ち、液晶表示装置の狭額縁化を図ることが可能となる。

なお、上述した実施形態の画素１０及びダミー画素２０は、上記構成に限定されない。即ち、画素１０及びダミー画素２０は、ダミー画素２０の画素電極１２と、サンプリング用ＴＦＴ３０等の上記ＴＦＴのチャネル領域の少なくとも一部とが、所定の絶縁膜を介して互いに重畳する構成を有していれば、上記以外の構成を有してもよい。例えば、本発明は、画素電極１２上に反射金属層が設けられ、いわゆる反射型液晶表示装置が構成される場合についても適用される。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示画素領域及びその近傍を示す平面図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 従来例に係る液晶表示装置の表示画素領域及びその近傍を示す平面図である。

符号の説明

１ 第１の基板 ２ データ線，ソース電極 ３ 走査線
１０ 画素 １１ 画素選択用ＴＦＴ １２ 画素電極
２０ ダミー画素 ３０，６０ サンプリング用ＴＦＴ
３１ 能動層 ３２ ゲート絶縁膜 ３３ ゲート電極
３４ 層間絶縁膜 ３５ ドレイン電極 ３６ 平坦化絶縁膜
３８ 第２の基板 ３９ ブラックマトリクス ４０ 共通電極
４１ 液晶層

Claims (3)

1. 液晶層を介して貼り合わされた第１及び第２の基板からなり、
   前記第１の基板上において、画素選択用トランジスタとそれに接続した画素電極とを備えた複数の画素を含む表示画素領域と、
   画素選択用トランジスタとそれに接続した画素電極とを備えブラックマトリクスによって遮光された複数のダミー画素を含み前記表示画素領域に隣接して配置されたダミー画素領域と、
   前記画素選択用トランジスタに駆動信号を供給する駆動用トランジスタと、を備え、
   前記駆動用トランジスタのチャネル領域の少なくとも一部は、絶縁膜を介して前記ダミー画素の前記画素電極と重畳して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記駆動用トランジスタは、前記画素選択用トランジスタに前記駆動信号として表示信号を供給するサンプリング用トランジスタであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記駆動用トランジスタは、低温ポリシリコン層からなる能動層を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。