(57)【要約】【課題】熱や湿度等のストレスがかかる環境において、オフ特性の劣化を抑制する画素スイッチを備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】複数の表示画素ＰＸがマトリクス状に配置された表示パネル１を備え、表示画素ＰＸは、ゲート電極７Ｇと、ゲート電極７Ｇに積層された半導体層１０と、半導体層１０に接触したソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄと、を備えた画素スイッチ７を有し、半導体層１０のソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄから露出した部分１０Ａにおいて、ソース電極７Ｓとドレイン電極７Ｄとの互いに対向する端辺に対して略直交する方向に延びた半導体層１０のエッジ１０Ｅは非直線形状である液晶表示装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示画素がマトリクス状に配置された表示パネルを備え、
前記表示画素は、ゲート電極と、前記ゲート電極に積層された半導体層と、前記半導体層に接触したソース電極及びドレイン電極と、を備えた画素スイッチを有し、
前記半導体層の前記ソース電極及び前記ドレイン電極から露出した部分において、前記ソース電極と前記ドレイン電極との互いに対向する端辺に対して略直交する方向に延びた前記半導体層のエッジは非直線形状である液晶表示装置。
【請求項２】
前記半導体層は、所定の方向に延びた第１及び第２領域と、前記所定の方向に対して略直交する方向に延びるとともに前記第１及び第２領域を接続する第３領域と、を備えた請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ソース電極は前記第１及び第２電極に接触し、前記ドレイン電極は前記第３領域に接触する請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記ソース電極は前記第１領域に接触し、前記ドレイン領域は前記第２領域と接触する請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
複数の表示画素がマトリクス状に配置された表示パネルを備え、
前記表示画素は、ゲート電極と、前記ゲート電極に積層された半導体層と、前記半導体層に接触したソース電極及びドレイン電極と、を備えた画素スイッチを有し、
前記半導体層は、所定の方向に延びる第１及び第２領域と、前記所定の方向に対して略直交する方向に延びるとともに前記第１及び第２領域を接続する第３領域と、を備え、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記第１及び第２領域のエッジと前記第３領域のエッジとが交差する交差部を露出するように配置される液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１及び第２領域は、前記ソース電極と接触する部分を含み、前記第３領域は、前記ドレイン電極と接触する部分を含む請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１領域は前記ソース電極と接触する部分を含み、前記第２領域は前記ドレイン電極と接触する部分を含む請求項５記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するもので、特に、表示画素の画素スイッチとして薄膜トランジスタを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶表示パネルを有している。液晶表示パネルは、対向して配置された一対の基板、すなわちアレイ基板及び対向基板と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層とを備えている。この液晶表示パネルは、画像を表示する略矩形状の有効表示部を備えている。この有効表示部は、マトリクス状に配置された複数の表示画素によって構成されている。
【０００３】
これら複数の表示画素は、入力された信号をスイッチングするための画素スイッチを有している。従来、この画素スイッチは、例えば薄膜トランジスタで構成されている。しかし、画素スイッチに薄膜トランジスタを用いると、熱や湿度等によってストレスがかかる環境において、表示画素が選択されていないときであっても、薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極との間にリーク電流が発生する場合があった。このリーク電流が発生すると画素スイッチのオフ特性が劣化し、液晶表示装置の表示品質が劣化する場合があった。
【０００４】
従来、薄膜トランジスタの半導体層に光が照射されることによって発生する光リーク電流を抑制する画素スイッチが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−９７９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記の方法は、光リーク電流の発生源となる光が半導体層に照射されないようにするものであって、熱や湿度等のストレスによる画素スイッチのオフ特性の劣化を抑制するために用いることが難しい。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、熱や湿度等のストレスがかかる環境下であっても、オフ特性の劣化を抑制することが可能な画素スイッチを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様による液晶表示装置は、複数の表示画素がマトリクス状に配置された表示パネルを備え、前記表示画素は、ゲート電極と、前記ゲート電極に積層された半導体層と、前記半導体層に接触したソース電極及びドレイン電極と、を備えた画素スイッチを有し、前記半導体層の前記ソース電極及び前記ドレイン電極から露出した部分において、前記ソース電極と前記ドレイン電極との互いに対向する端辺に対して略直交する方向に延びた前記半導体層のエッジは非直線形状である。
【０００８】
本発明の第２の態様による液晶表示装置は、複数の表示画素がマトリクス状に配置された表示パネルを備え、前記表示画素は、ゲート電極と、前記ゲート電極に積層された半導体層と、前記半導体層に接触したソース電極及びドレイン電極と、を備えた画素スイッチを有し、前記半導体層は、所定の方向に延びる第１及び第２領域と、前記所定の方向に対して略直交する方向に延びるとともに前記第１及び第２領域を接続する第３領域と、を備え、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記第１及び第２領域のエッジと前記第３領域のエッジとが交差する交差部を露出するように配置される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱や湿度等のストレスがかかる環境下であっても、オフ特性の劣化を抑制することが可能な画素スイッチを備えた液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１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。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、略矩形平板状の液晶表示パネル１を備えている。この液晶表示パネル１は、図２に示すように、対向して配置された一対の基板すなわちアレイ基板３及び対向基板４と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層５と、によって構成されている。
【００１１】
この液晶表示パネル１は、画像を表示する略矩形状の有効表示部６を備えている。有効表示部６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。
【００１２】
アレイ基板３は、有効表示部６の一部を構成する表示部６Ａを有している。表示部６Ａは、配線、例えば、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）や、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）を備えている。また、アレイ基板３は、表示部６Ａにおいて、これらの各種配線の他に、走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部付近において表示画素ＰＸ毎に配置された画素スイッチ７、画素スイッチ７に接続された画素電極８等を備えている。画素電極８の表面は、配向膜１６Ａによって覆われている。
【００１３】
また、アレイ基板３は、表示部６Ａの外側に配置された駆動ＩＣチップ１１を備えている。図１に示した例では、駆動ＩＣチップ１１は、対向基板４の端部４Ｅより外方に延在したアレイ基板３の延在部３Ａ上に配置されている。また、アレイ基板３には、有効表示部６に駆動信号を供給する駆動回路を有するフレキシブル配線基板ＦＰＣが接続されている。図１に示した例では、フレキシブル配線基板ＦＰＣは、駆動ＩＣチップ１１と同様に延在部３Ａ上に形成されている。
【００１４】
駆動ＩＣチップ１１には、有効表示部６に延びる配線が接続されている。これらの配線は、信号線Ｘや走査線Ｙの他にコモン電位を供給するコモン配線などの一部に相当する。
【００１５】
対向基板４は、有効表示部６の一部を構成する表示部６Ｂを有している。表示部６Ｂは、全表示画素ＰＸに共通の対向電極９を備えている。対向電極９は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）等の光透過性を有する導電性部材によって形成されている。対向電極９の表面は、配向膜１６Ｂによって覆われている。
【００１６】
アレイ基板３と対向基板４とは、画素電極８上の配向膜１６Ａと対向電極９上の配向膜１６Ｂとが対向する状態で配設され、これらの間に液晶層５を介してシール部材１５によって貼り合わせられている。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４との空間に封止された液晶組成物によって形成されている。
【００１７】
アレイ基板３の表示部６Ａ、及び対向基板４の表示部６Ｂの液晶層５とは反対側となる主面には偏光板１４が貼り付けられている。
【００１８】
カラー表示タイプの液晶表示装置の液晶表示パネル１は、複数種類の表示画素、例えば赤を表示する赤色画素、緑を表示する緑色画素、青を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタ１２Rを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタ１２Gを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタ１２Bを備えている。これらカラーフィルタ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから成るカラーフィルタ層１２は、表示部６Ｂの液晶層５側の主面に配置される。
【００１９】
また、各カラーフィルタ１２R、１２G、１２B間（すなわち表示画素間）、及び表示部６Ｂの周囲には、遮光層１３が形成されている。各カラーフィルタ１２R、１２G、１２B間に形成された遮光層１３は、アレイ基板３上の信号線Ｘ及び走査線Ｙに対向するように配置されている。この遮光層１３は、例えば、黒色に着色された着色樹脂によって形成される。
【００２０】
上記の液晶表示パネル１の各表示画素ＰＸに備えられた画素スイッチ７は、例えば図３に示すように、ゲート電極７Ｇと、ゲート電極７Ｇに積層された半導体層１０と、半導体層１０に接触したソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄと、を有した薄膜トランジスタを備えている。
【００２１】
この画素スイッチ７のゲート電極７Ｇは、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。画素スイッチ７のソース電極７Ｓは、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。画素スイッチ７のドレイン電極７Ｄは、対応する表示画素ＰＸの画素電極８に電気的に接続されている。
【００２２】
半導体層１０は、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄと接触するコンタクト部１０Ｃと、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄから露出した露出部１０Ａと、を有している。また、半導体層１０は、露出部１０Ａにおいて、ソース電極７Ｓとドレイン電極７Ｄとの互いに対向する端辺７ＳＥ、７ＤＥの延びる方向（Ｙ方向）に対して略直交する方向（Ｘ方向）に延びた非直線状のエッジ１０Ｅを有している。
【００２３】
つまり、半導体層１０は、Ｙ方向に延びるとともにソース電極７Ｓと接触するコンタクト部１０Ｃを含む２つのソース領域（第１領域及び第２領域）１０Ｓと、Ｘ方向に延びて２つのソース領域１０Ｓを接続するとともにドレイン電極７Ｄと接触するコンタクト部１０Ｃを含むドレイン領域（第３領域）１０Ｄとを備えた略Ｈ字形状である。
【００２４】
このとき、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄは、２つのソース領域１０Ｓのエッジ１０ＳＥとドレイン領域１０Ｄのエッジ１０ＤＥとが交差する交差部１０Ｂを露出するように配置されている。
【００２５】
半導体層１０が、露出部１０Ａにおいて、上記のようなＸ方向に延びた非直線状のエッジ１０Ｅを有すること、すなわち、画素スイッチ７のソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄが半導体層１０の交差部１０Ｂを露出するように配置することによって、リーク電流の経路となる半導体層１０のエッジ１０Ｅを直線状とするよりも長くすることができる。
【００２６】
このため、ソース電極７Ｓとドレイン電極７Ｄとの間でリーク電流が流れにくくなり、熱や湿度等のストレスがかかる環境であっても、画素スイッチ７のオフ特性の劣化を抑制することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル１は、図４に示すような薄膜トランジスタを備えた画素スイッチ７を備えている。
【００２８】
薄膜トランジスタは、図３に示す場合と同様に、ゲート電極７Ｇと、ゲート電極７Ｇに積層された半導体層１０と、半導体層１０に接触したソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄと、を備えている。
【００２９】
半導体層１０は、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄと接触するコンタクト部１０Ｃと、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄから露出した露出部１０Ａと、を有している。また、半導体層１０は、露出部１０Ａにおいて、ソース電極７Ｓとドレイン電極７Ｄとの互いに対向する端辺７ＳＥ、７ＤＥの延びる方向（Ｘ方向）に対して略直交する方向（Ｙ方向）に延びた非直線状のエッジ１０Ｅを有している。
【００３０】
つまり、半導体層１０は、Ｘ方向に延びるとともにソース電極７Ｓと接触するコンタクト部１０Ｃを含むソース領域（第１領域）１０Ｓと、ソース領域１０Ｓと略平行に延びるとともにドレイン電極と接触するコンタクト部１０Ｃを含むドレイン領域（第２領域）１０Ｄと、ソース領域１０Ｓとドレイン領域１０Ｄとに略直交する方向に延びてソース領域１０Ｓとドレイン領域１０Ｄとを接続する接続領域（第３領域）１０Ｆと、を有する略Ｈ字形状である。
【００３１】
このとき、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄは、ソース領域１０Ｓ及びドレイン領域１０Ｄのエッジ１０ＳＥ、１０ＤＥと、接続領域１０Ｆのエッジ１０ＦＥとが交差する交差部１０Ｂを露出するように配置される。
【００３２】
上記のように半導体層１０が、露出部１０Ａにおいて、上記のようなＹ方向に延びた非直線状のエッジ１０Ｅを有すること、すなわち、画素スイッチ７のソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄが半導体層１０の交差部１０Ｂを露出するように配置することによって、リーク電流の経路である半導体層１０のエッジ１０Ｅを長くすることができる。
【００３３】
さらに、第２実施形態ではリーク電流の経路となるエッジは２つであり、第１実施形態の場合の半分となっている。このことから、第２実施形態の画素スイッチ７は第１実施形態の場合よりもリーク電流が流れにくくなり、熱や湿度等のストレスがかかる環境であってもオフ特性の劣化をさらに抑制することができる。
【００３４】
また、上記の画素スイッチ７を備えた液晶表示装置について信頼性試験を行ったところ、画素スイッチ７がオフされる時にゲート電極に印加されるゲート電圧値のマージンが、従来よりも広くなることが確認できた。よって、上記の画素スイッチ７を備えた液晶表示装置によれば、その表示品質の信頼性を向上することができる。
【００３５】
なお、半導体層１０は上記のような略Ｈ字形状に限らず、Ｘ方向に延びる第１領域とＹ方向に延びる第２領域とを有する略十字形状であってもよい。この場合、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄは、第１領域のエッジと第２領域のエッジとが交差する交差部を露出するように配置される。このことによって、上記の第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
また、半導体層１０は、Ｘ方向に延びる第１領域とＹ方向に延びる第２領域とを有する略Ｔ字形状であってもよい。この場合にも、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄは、第１領域のエッジと第２領域のエッジとが交差する交差部を露出するように配置されることによって、上記の第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００３８】
例えば、上記の実施形態では、ソース領域１０Ｓのエッジ１０ＳＥ、ドレイン領域１０Ｄのエッジ１０ＤＥ、及び接続領域１０Ｆのエッジ１０ＦＥは、それぞれ略矩形状のソース領域１０Ｓ、ドレイン領域１０Ｄ、及び接続領域１０Ｆの輪郭を形成する直線形状から構成されているが、これらのエッジ１０ＳＥ、１０ＤＥ、１０ＦＥは波線等の非直線形状から構成されていても良い。このことによって、半導体層１０のエッジ１０Ｅをさらに長くすることができ、画素スイッチ７のオフ特性をさらに向上することができる。
【００３９】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルを概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す液晶表示パネルをＡ−Ａに沿って切断した断面の一例を示す図。
【図３】図１に示す液晶表示パネルが備える画素スイッチの一構成例を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルが備える画素スイッチの一構成例を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１…液晶表示パネル、３…アレイ基板、３Ａ…延在部、４…対向基板、４Ｅ…端部、５…液晶層、６…表示領域、６Ａ、６Ｂ…表示部、７…スイッチング素子、７Ｇ…ゲート電極、７Ｓ…ソース電極、７Ｄ…ドレイン電極、７ＳＥ、７ＤＥ…端辺、８…画素電極、１０…半導体層、１０Ａ…露出部、１０Ｂ…交差部、１０Ｃ…コンタクト部、１０Ｄ…ドレイン領域、１０Ｅ、１０ＳＥ、１０ＤＥ、１０ＦＥ…エッジ、１０Ｆ…接続領域、１０Ｓ…ソース領域、Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）…信号線、Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）…走査線、ＰＸ…画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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