(57)【要約】【課題】額縁部分の遮光性を高めることのできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】ＴＦＴ基板３２０は、複数の画素がマトリクス状に形成されている矩形の領域である画素領域３２１と、画素領域の外側で画素領域を縁取るように形成された領域である額縁領域３２２と、少なくとも画素領域３２１の矩形の３辺の外側を囲うように形成され、スリットを有する遮光メタル配線３２３と、遮光メタル配線３２３の外側に形成され、自らの断線を検出するための断線検出メタル配線３２４と、画素領域３２１の画素回路を駆動するためのドライバ回路が形成されたドライバ回路部３２５と、主にドライバ回路部３２５が画像情報等の情報のやりとりを行うための端子部３２６と、端子部３２６内の端子であり、断線検出メタル配線３２４に接続された２つの端子３２７と、遮光メタル配線３２３が接続され、画素回路内での共通電位を保持する共通電極３２８と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向の変化により、光の透過率を変化させる液晶組成物と、
前記液晶組成物の配向を制御するための電界を生成させる回路が画素ごとに形成された薄膜トランジスタ基板と、を備え、
前記薄膜トランジスタ基板は、
前記画素が複数形成されている矩形の領域である画素領域と、
前記画素領域の縁の外側の領域である額縁領域と、を有し、
前記額縁領域は、前記画素領域の矩形の少なくとも３辺の外側を囲い、光を部分的に透過させるためのスリットが形成された遮光メタル配線を備える、ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記遮光メタル配線は、前記回路の固定電位に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記額縁領域は、前記遮光メタル配線の外側で、前記３辺の外側を囲うように形成された、断線を検出するための断線検出メタル配線を更に備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載された液晶表示装置。
【請求項４】
前記断線検出メタル配線は、外部の回路に接続するための端子に接続されている、ことを特徴とする請求項３に記載された液晶表示装置。
【請求項５】
前記スリットは、前記遮光メタル配線の内部に、配線方向に沿って線状に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載された液晶表示装置。
【請求項６】
前記スリットは、前記遮光メタル配線を市松模様状とすることにより形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載された液晶表示装置。
【請求項７】
特定方向に偏光した光のみを通過させる偏光板を更に備え、
前記偏光板は、前記画素領域と同じ大きさである、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載された液晶表示装置。
【請求項８】
前記遮光メタル配線は、前記回路のゲート配線と同じ層に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載された液晶表示装置。
【請求項９】
薄膜トランジスタ基板において、画素が複数形成された、矩形の画素領域の少なくとも３辺の外側を囲い、光を部分的に透過させるためのスリットを有する遮光メタル配線を形成するメタル配線形成工程と、
薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とを接合し、液晶組成物を封止するシール材に対して、前記遮光メタル配線の前記スリットを介して紫外線を照射して、前記シール材を硬化させる紫外線照射工程と、
前記断線検出メタル配線が導通するかどうかを検査し、導通しなかった場合には検査不合格とする断線検査工程と、を有する液晶表示装置製造方法。
【請求項１０】
前記メタル配線形成工程では、前記遮光メタル配線の外側で、前記３辺の外側を囲うように形成された、断線を検出するための断線検出メタル配線も形成される、ことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置製造方法。
【請求項１１】
前記メタル配線形成工程では、前記画素領域の回路のゲート配線も同時に形成される、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の液晶表示装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報通信端末やテレビ受像機の表示デバイスとして、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、液晶パネルの２つの基板の間に封じ込められた液晶分子の配向を変化させることにより、バックライトから液晶パネルに照射された光の透過度合いを変化させて、画像を表示させる装置である。
【０００３】
図１２は、液晶表示装置に用いられる従来の液晶モジュール７００の構造を概略的に示す一部断面図が示されている。液晶モジュール７００は、表示面８１０を有し、液晶の配向を制御する液晶パネル８００と、不図示の光源からの光が入射され、光を表示面方向に向ける導光板７１０と、導光板から出射された光を表示領域に均一になるように照射させる複数のシートからなる光学シート７４０等と、から構成される。また、液晶パネル８００は、一方向に偏光した光のみを通過させる上偏光板８０１と、該一方向に対して垂直方向に偏光した光のみを通過させる下偏光板８０５と、画素毎にＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板８０２と、画素ごとに電界を生成させる不図示の回路が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板８０４と、カラーフィルタ基板８０２とＴＦＴ基板８０４との間に封止された液晶組成物８０３と、カラーフィルタ基板８０２上に形成されたブラックマトリクス８０６と、カラーフィルタ基板８０２とＴＦＴ基板８０４との間で液晶組成物８０３を封止させる紫外線硬化型の材料からなるシール８０７と、を有している。
【０００４】
このような液晶モジュールでは、バックライトから照射された光が、画像を表示する画素領域のすぐ外側の領域である額縁領域において漏れることがないように、ブラックマトリクス８０６という黒い層を設けるだけでなく、液晶パネルの上下に配置された偏光板８０１及び８０５を額縁領域にまで延ばすことにより、遮光性を高め、光漏れを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、昨今の薄型化構造の要請により、フレーム等との干渉を避けて偏光板が小さく設計されつつあり、これにより、従来偏光板により強度が減じられていたバックライト光が、強度を減じられることなくブラックマトリクスに当たることとなり、額縁領域が青く光ってしまったり、全黒表示時に表示部よりも明るくなってしまい、表示装置の性能に影響を与えてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、額縁部分の遮光性を高めることのできる液晶表示装置及び液晶表示装置製造方法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】
【０００８】
本発明の液晶表示装置は、配向の変化により、光の透過率を変化させる液晶組成物と、前記液晶組成物の配向を制御するための電界を生成させる回路が画素ごとに形成された薄膜トランジスタ基板と、を備え、前記薄膜トランジスタ基板は、前記画素が複数形成されている矩形の領域である画素領域と、前記画素領域の縁の外側の領域である額縁領域と、を有し、前記額縁領域は、前記画素領域の矩形の少なくとも３辺の外側を囲い、光を部分的に透過させるためのスリットが形成された遮光メタル配線を備える、ことを特徴とする液晶表示装置である。
【０００９】
また、本発明の液晶表示装置において、前記遮光メタル配線は、前記回路の固定電位に接続されている、とすることができる。
【００１０】
また、本発明の液晶表示装置において、前記額縁領域は、前記遮光メタル配線の外側で、前記３辺の外側を囲うように形成された、断線を検出するための断線検出メタル配線を更に備える、とすることができる。
【００１１】
また、本発明の液晶表示装置において、前記断線検出メタル配線は、外部の回路に接続するための端子に接続されている、とすることができる。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置において、前記スリットは、前記遮光メタル配線の内部に、配線方向に沿って線状に形成されていてもよいし、市松模様状に形成されていてもよい。
【００１３】
また、本発明の液晶表示装置は、特定方向に偏光した光のみを通過させる偏光板を更に備え、前記偏光板は、前記画素領域と同じ大きさである、としてもよい。
【００１４】
また、本発明の液晶表示装置において、前記遮光メタル配線は、前記回路のゲート配線と同じ層に形成されていることとしてもよい。
【００１５】
本発明の液晶表示装置製造方法は、薄膜トランジスタ基板において、画素が複数形成された、矩形の画素領域の少なくとも３辺の外側を囲い、光を部分的に透過させるためのスリットを有する遮光メタル配線を形成するメタル配線形成工程と、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とを接合し、液晶組成物を封止するシール材に対して、前記遮光メタル配線の前記スリットを介して紫外線を照射して、前記シール材を硬化させる紫外線照射工程と、前記断線検出メタル配線が導通するかどうかを検査し、導通しなかった場合には検査不合格とする断線検査工程と、を有する液晶表示装置製造方法である。
【００１６】
また、本発明の液晶表示装置製造方法において、前記メタル配線形成工程では、前記遮光メタル配線の外側で、前記３辺の外側を囲うように形成された、断線を検出するための断線検出メタル配線も形成される、とすることができ、また、前記画素領域の回路のゲート配線も同時に形成される、とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置について示す図である。
【図２】図１の液晶モジュールの構造を概略的に示す一部断面図である。
【図３】表示面に垂直方向からの視野における、図２のＴＦＴ基板を概略的に示す図である。
【図４】遮光メタル配線及び断線検出メタル配線の形状について、図３のIVに示された部分を拡大して概略的に示す図である。
【図５】図４で示された遮光メタル配線のスリット幅Ｓと、隣り合うスリットの間に形成されるメタル線の線幅Ｌとを定めた場合における開口率を示す表である。
【図６】図４と同じ視野において、遮光メタル配線及び断線検出メタル配線の形状の変形例について概略的に示す図である。
【図７】液晶表示装置の製造方法の一工程である液晶パネル製造工程について示すフローチャートである。
【図８】図７のＴＦＴ基板製造工程の詳細を示すフローチャートである。
【図９】図７のカラーフィルタ基板製造工程の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図７の基板貼合せ・液晶材注入工程の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図７の断線検査工程の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】従来の液晶表示装置の液晶モジュールの構造を概略的に示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１００を示す図である。この図に示すように、液晶表示装置１００は、液晶モジュール２００と、液晶モジュール２００を挟むように固定する上フレーム１０１及び下フレーム１０２と、表示する情報を生成する回路素子を備える不図示の回路基板等と、により構成される。
【００２０】
図２は、液晶モジュール２００の構造を概略的に示す一部断面図である。この図に示されるように、液晶モジュール２００は、表示面３１０を有し、液晶の配向を制御する液晶パネル３００と、不図示の光源からの光が入射され、光を表示面３１０方向に向ける導光板２１０と、導光板２１０から出射された光を表示領域に均一になるように照射させる複数のシートからなる光学シート２４０等と、から構成される。
【００２１】
また、液晶パネル３００は、一方向に偏光した光のみを通過させる上偏光板３０１と、該一方向に対して垂直方向に偏光した光のみを通過させる下偏光板３０５と、画素毎にＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板３０２と、画素ごとに電界を生成させる不図示の回路が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板３２０と、カラーフィルタ基板３０２とＴＦＴ基板３２０との間に封止された液晶組成物３０３と、カラーフィルタ基板３０２上に形成されたブラックマトリクス３０６と、カラーフィルタ基板３０２とＴＦＴ基板３２０との間に液晶組成物３０３を封止させる紫外線硬化型の材料からなるシール３０７と、を有している。なお、図２には、後述する遮光メタル配線３２３及び断線検出メタル配線３２４もＴＦＴ基板３２０の一部として記載されている。
【００２２】
図３は、表示面３１０に垂直方向からの視野における、図２のＴＦＴ基板３２０を概略的に示す図である。この図に示されるように、ＴＦＴ基板３２０は、画素がマトリクス状に形成されている矩形の領域である画素領域３２１と、画素領域３２１の外側で画素領域３２１を縁取るように形成された領域である額縁領域３２２と、矩形の画素領域３２１の少なくとも３辺の外側を囲うように形成された遮光メタル配線３２３と、遮光メタル配線３２３の外側にあり、自らの断線を検出するための断線検出メタル配線３２４と、画素領域３２１の画素回路を駆動するためのドライバ回路が形成されたドライバ回路部３２５と、主にドライバ回路部３２５と外部の基板とで、画像情報等の情報のやりとりを行うための端子部３２６と、端子部３２６内の端子であり、断線検出メタル配線３２４に接続された２つの端子３２７と、遮光メタル配線３２３が接続され、画素回路内での共通電位と同じ電位を保持する共通電極３２８と、を有している。
【００２３】
断線検出メタル配線３２４は、端子３２７に接続されているため、例えば液晶パネル３００組立後等の製造工程において、端子３２７を利用して導通を確認することにより、断線を検出するのに用いられる。断線が検出された場合には、ＴＦＴ基板３２０にクラックが画素領域内にも及んでいるものと擬制し、検査不合格品として処理される。また、遮光メタル配線３２３は、共通電極３２８に接続され、不必要な電界が形成されないようにしている。
【００２４】
図４は、遮光メタル配線３２３及び断線検出メタル配線３２４の形状について、図３のＡに示された部分を拡大して概略的に示す図である。この図に示されるように、遮光メタル配線３２３は、図２のシール３０７を硬化させるために照射される紫外線が効果的に照射されるように、配線方向に沿って線状に形成されたスリット３４０を有すると共に、バックライト光の強度を弱めるための遮光用の金属部分を有している。また、断線検出メタル配線３２４は、遮光メタル配線３２３の外側で、遮光メタル配線３２３に沿って配線されている。なお、図４では、遮光メタル配線３２３のスリット３４０の数が５つであるが、これより多くても少なくても構わない。
【００２５】
図５は、図４で示された遮光メタル配線３２３のスリット幅Ｓと、隣り合うスリット３４０の間に形成されるメタル線の線幅Ｌとを定めた場合における開口率を示す表である。なお、ここでは、スリット幅Ｓを５μｍに固定した場合について示している。なお、表において、線幅Ｌが７μｍでスリット幅Ｓが５μｍの場合の開口率４１．７％は、下偏光板３０５と同等の開口率となっている。また、断線検出メタル配線３２４は、１０μｍの固定としている。この表に示されたような開口率のいずれを採用した場合でも、バックライトの遮光性能を維持したまま、シール３０７を紫外線により硬化させることができる。
【００２６】
図６は、図４と同じ視野において、図４の遮光メタル配線３２３及び断線検出メタル配線３２４の形状の変形例である遮光メタル配線４２３及び断線検出メタル配線４２４について概略的に示す図である。この図に示されるように、この変形例では、遮光メタル配線４２３に形成されたスリット４４０は、市松模様のように散らばって配置されている。このようにした場合であっても、バックライトの遮光性能を維持したまま、シール３０７を紫外線により硬化させることができる。
【００２７】
図７は、上述の液晶表示装置１００の製造方法の一工程である液晶パネル製造工程について示すフローチャートである。このフローチャートに示されるように、液晶パネル製造工程は、順に、ＴＦＴ基板３２０を製造するＴＦＴ基板製造工程Ｓ１００と、カラーフィルタ基板３０２を製造するカラーフィルタ基板製造工程Ｓ２００と、ＴＦＴ基板３２０とカラーフィルタ基板３０２とを貼り合わせ、その間に液晶材を注入する基板貼合せ・液晶材注入工程Ｓ３００と、ＴＦＴ基板３２０の回路の断線を検出する断線検査工程Ｓ４００と、からなっている。
【００２８】
図８は、図７のＴＦＴ基板製造工程Ｓ１００の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートに示されているように、ＴＦＴ基板製造工程Ｓ１００は、まず、ステップＳ１０１において、遮光メタル配線３２３及び断線検出メタル配線３２４と共に、画素領域３２１内の半導体回路をフォトリソグラフィ工程等により形成する。次にステップＳ１０２において、液晶面側で液晶を一方向に配向させるための配向膜を形成する。ここで、本実施形態においては、遮光メタル配線３２３と断線検出メタル配線３２４とは、画素領域３２１内の回路のゲート配線と同時に形成されることとするが、画素領域３２１内の回路の他のメタル配線と同時に形成されてもよい。このように同時に形成することにより、工程を増加させることなく、遮光メタル配線３２３及び断線検出メタル配線３２４を形成することができる。
【００２９】
図９は、図７のカラーフィルタ基板製造工程Ｓ２００の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートに示されているように、カラーフィルタ基板製造工程Ｓ２００は、まず、ステップＳ２０１において、画素領域３２１の周り及び各画素の周りに光漏れを防止するためのブラックマトリクス３０６を形成し、次に、ステップＳ２０２において、ブラックマトリクス３０６により形成された画素の枠内にそれぞれＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のカラーフィルタを形成する。最後にステップＳ２０３において、液晶面側で液晶を一方向に配向させるための配向膜を形成する。
【００３０】
図１０は、図７の基板貼合せ・液晶材注入工程Ｓ３００の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートに示されているように、基板貼合せ・液晶材注入工程Ｓ３００は、まず、ステップＳ３０１において、画素領域３２１の周りにシール材を塗布し、ＴＦＴ基板３２０及びカラーフィルタ基板３０２を貼り合わせる。次に、ステップＳ３０２において、遮光メタル配線３２３を介して紫外線を照射することにより、塗布されたシール材を硬化させ、引き続き、ステップＳ３０３において、液晶材を、貼り合わされた基板間に注入し封止する。最後にステップＳ３０４において、上偏光板３０１をカラーフィルタ基板３０２に、下偏光板３０５をＴＦＴ基板３２０に貼り合わせる。
【００３１】
図１１は、図７の断線検査工程Ｓ４００の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートに示されているように、断線検査工程Ｓ４００では、まず、ステップＳ４０１において、断線検出メタル配線３２４に接続された２つの端子３２７間が導通するかを確認する。ここで、導通した場合には、検査合格となり（ステップＳ４０２）、導通しなかった場合には、検査不合格となる（ステップＳ４０３）。額縁領域に形成された遮光メタル配線３２３の内、最も外側に断線検出メタル配線３２４を形成してある。すなわち、断線検出メタル配線３２４は、ＴＦＴ基板３２０に形成された配線の中で最外周に形成される。この断線検出メタル配線３２４の導通を検出することで、ＴＦＴ基板３２０の欠けの有無を検出することができる。ＴＦＴ基板に亀裂がある場合は、断線検出メタル配線３２４が断線して、２つの端子３２７間の導通がとれない。断線検出メタル配線３２４を最外周に配置することで、ガラス基板端部から内側に延びる小さな亀裂を早期に検出することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置１００によれば、偏光板を小さくしたとしても、スリット３４０を有する遮光メタル配線３２３により、額縁領域３２２は十分な遮光性能を有すると共に、製造工程において、紫外線を透過させ、液晶材を封止させるシール３０７を硬化させることができる。また、遮光メタル配線３２３に沿って形成された、遮光メタル配線３２３と同一層の断線検出メタル配線３２４により、例えば液晶パネル３００製造後の工程において、ＴＦＴ基板３２０のクラックを検出することができる。
【００３３】
なお、遮光メタル配線には、図４及び図６のような形状のスリットを有することとしたが、これらの形状に限られるものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１００  液晶表示装置、１０１  上フレーム、１０２  下フレーム、２００  液晶モジュール、２１０  導光板、２４０  光学シート、３００  液晶パネル、３０１  上偏光板、３０２  カラーフィルタ基板、３０３  液晶組成物、３０５  下偏光板、３０６  ブラックマトリクス、３０７  シール、３１０  表示面、３２０  ＴＦＴ基板、３２１  画素領域、３２２  額縁領域、３２３  遮光メタル配線、３２４  断線検出メタル配線、３２４  断線検出メタル配線、３２５  ドライバ回路部、３２６  端子部、３２７  端子、３２８  共通電極、３４０  スリット、４２３  遮光メタル配線、４２４  断線検出メタル配線、４４０  スリット、７００  液晶モジュール、７１０  導光板、７４０  光学シート、８００  液晶パネル、８０１  上偏光板、８０２  カラーフィルタ基板、８０３  液晶組成物、８０４  ＴＦＴ基板、８０５  下偏光板、８０６  ブラックマトリクス、８０７  シール、８１０  表示面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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