JP2020109449A

JP2020109449A - 液晶表示パネルおよび液晶表示装置

Info

Publication number: JP2020109449A
Application number: JP2019000601A
Authority: JP
Inventors: 直也平田; Naoya Hirata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2020-07-16

Abstract

【課題】額縁領域の拡大を抑制した液晶表示パネルを提供する。【解決手段】第１の基板は、主面上にゲート配線およびソース配線が互いに交差するように配置され、隣接するゲート配線とソース配線とで囲まれる領域に設けられた画素がマトリックス状に配列された表示領域、該表示領域に接する非表示領域、非表示領域に設けられ静電気に対する保護回路および画素の点灯検査のための検査回路を備え、検査回路は、ゲート配線と交差する第１および第２のゲート検査信号線と、ゲート配線と第１のゲート検査信号線との間に接続された第１のトランジスタを有し、保護回路は、ゲート配線と第１のゲート検査信号線との間に接続された第２のトランジスタ、ゲート配線と第１のゲート検査信号線との間に接続された第３のトランジスタを有し、第１〜第３のトランジスタのそれぞれのゲート電極は、第２のゲート検査信号線、ゲート配線、第１のゲート検査信号線に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示パネルに関し、特に、表示領域が非矩形の液晶表示パネルに関する。

今日、液晶、エレクトロルミネセンス等の原理を利用した薄型で平板な表示パネルは、表示装置に多く使用されている。これらの表示装置の代表である液晶表示装置は、薄型、軽量だけでなく、低電圧駆動できるという特徴を有している。

特に、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）型液晶表示装置は、各画素がスイッチングデバイスであるＴＦＴで点灯制御され、各画素が独立して液晶を駆動する電圧を保持できるので、クロストークの少ない高画質な表示が可能である。また、ＴＦＴのＯＮ、ＯＦＦを制御するゲート配線（走査配線）と、画像データ入力用のソース配線（信号配線）が互いに直交するように配置され、通常はゲート配線とソース配線に囲まれた領域に１つの画素が形成されるので、複数の画素がマトリックス状（アレイ状）に配列されることとなる。

液晶表示装置では、複数の画素がマトリックス状に配置された表示領域を有するＴＦＴアレイ基板と、カラーフィルタ（ＣＦ）が配置されるカラーフィルタ基板との間に液晶層が形成される。

ＴＦＴアレイ基板は、表示領域と、表示領域に接する非表示領域である額縁領域を有している。ＴＦＴアレイ基板上の額縁領域には、ゲート信号およびソース信号を表示領域へ伝達するための引き回し配線、表示パネルの状態で駆動して、検査するための検査回路、静電気に対する保護回路の他に、表示パネルを駆動するためのＩＣ（集積回路）およびＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの回路部材を実装する為の端子など、表示パネルを駆動し、品質を確保するための重要な機能を有する構成を作り込む。

ＩＣから表示領域へのゲート信号の入力方法としては、通常、ＴＦＴアレイ基板の一辺にゲートＩＣを実装し、そこからゲート配線にゲート信号を入力する。このような構成では、ゲート信号の入力側に保護回路、その反対側に検査回路を配置するなどし、額縁全体が大きくならないように額縁内での各構成の配置を決めている。

近年、薄型表示装置が主流になるにつれて、要求される製品の機能、形態も多様化している。表示領域の形状も従来の正方形、長方形のような矩形状でなく、円形、楕円形、多角形（矩形は除く）等の様々な非矩形の表示領域を有する薄型表示装置の要求が生じている。上述のような要望のある表示装置として、例えば、携帯端末用表示装置、車載用表示装置などが挙げられる。

表示領域が非矩形の場合、特に表示領域に切り欠き部が設けられるような形状の場合は、ゲート配線が途中で途切れるように配置される場合もある。そのため、ゲート信号をＴＦＴアレイ基板の一辺側からだけでなく、対向する辺側からも入力する場合がある。この場合、検査回路、静電気保護回路は、ゲートＩＣが実装されたそれぞれの辺側に配置する必要が生じる。

特許文献１の図１には、従来の検査回路が開示されており、額縁領域に複数のトランジスタで構成される検査回路が設けられている。

また、特許文献２の図９には、従来の静電気保護回路が開示されており、額縁領域に互いに逆向きに並列接続された２つのダイオードで構成される静電気保護回路が設けられている。

特開平７−３３３２７５号公報特表１９９７-１３１７７号公報

表示領域が非矩形の液晶表示装置において、ゲート信号をＴＦＴアレイ基板の対向する２辺それぞれから入力する場合、特許文献１のように検査回路を配置し、加えて特許文献２のように静電気保護回路を配置した場合、検査回路を配置する領域に加えて静電気保護回路を配置する領域が必要となるので、額縁領域が拡大するといった問題があった。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、額縁領域の拡大を抑制した液晶表示パネルを提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示パネルは、互いに対向して配置された第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板の間に封止された液晶層と、を備えた液晶表示パネルであって、前記第１の基板は、主面上にゲート配線およびソース配線が互いに交差するように配置され、隣接する前記ゲート配線と前記ソース配線とで囲まれる領域に設けられた画素がマトリックス状に配列された表示領域と、該表示領域に接する非表示領域と、前記非表示領域に設けられ、静電気に対する保護回路および前記画素の点灯検査のための検査回路と、を備え、前記検査回路は、前記ゲート配線と交差する第１および第２のゲート検査信号線と、前記ゲート配線と前記第１のゲート検査信号線との間に接続された第１のトランジスタを有し、前記第１のトランジスタは、ゲート電極が前記第２のゲート検査信号線に接続され、前記保護回路は、前記ゲート配線と前記第１のゲート検査信号線との間に接続された第２のトランジスタと、前記ゲート配線と前記第１のゲート検査信号線との間に接続された第３のトランジスタと、を有し、前記第２のトランジスタは、前記ゲート電極が前記ゲート配線に接続され、前記第３のトランジスタは、前記ゲート電極が前記第１のゲート検査信号線に接続され、前記第１〜第３のトランジスタは、前記第１のゲート検査信号線と前記第２のゲート検査信号線との間に配設される。

本発明に係る液晶表示パネルによれば、保護回路および検査回路を構成する第１〜第３のトランジスタが、第１のゲート検査信号線と前記第２のゲート検査信号線との間に配設され、第１のゲート検査信号線とゲート配線との間に、第２および第３のトランジスタが双方向のダイオード接続となるように接続されるので、ゲート配線に侵入した静電気は第２のトランジスタを通って第１のゲート検査信号線に流れ、第１のゲート検査信号線に侵入した静電気は第３のトランジスタを通ることで減衰する。このように、第１のゲート検査信号線をショートリング配線として使用することで、ショートリング配線が不要となり、保護回路および検査回路を非表示領域に設ける場合でも、額縁領域の拡大を抑制できる。

本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの平面図である。検査回路および静電気保護回路を示した回路図である。検査回路および静電気保護回路のパターンを示した平面図である。静電気保護回路の部分断面図である。比較例の液晶表示パネルの平面図である。比較例の検査回路および静電気保護回路を示した回路図である。比較例の検査回路および静電気保護回路のパターンを示した平面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。本発明に係る実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。

＜実施の形態＞
＜装置構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の液晶表示パネル１０００の平面図である。図１に示すように液晶表示パネル１０００は、画像を表示する表示部に相当する表示領域１と、表示領域１に接する非表示領域である額縁領域２とを有する。ここでは一例として、額縁領域２は、表示領域１を囲むように設けられているものとする。

また、図１においては、ＴＦＴアレイ基板１００（第１の基板）と対向基板２００（第２の基板）とを重畳させて示しており、対向基板２００は少なくとも表示領域１と重畳するように配置されている。また、図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２００との間には、電気光学材料である液晶が封入されており、液晶が漏れないようにシール材で封止する等の公知の方法により封止されている。対向基板２００は、カラーフィルタが配置されるカラーフィルタ基板であるが、カラーフィルタ基板については、液晶表示パネルに一般的に用いられるもので構わないことから、詳細な説明は省略し、ＴＦＴアレイ基板１００の構成について説明を行う。

図１においてＴＦＴアレイ基板１００の表示領域１内を水平方向（Ｘ方向）に延在するように複数のゲート配線４が設けられ、表示領域１内を垂直方向（Ｙ方向）に延在するように複数のソース配線５が設けられている。なお、ＴＦＴアレイ基板１００は、ゲート配線４に平行な２辺のうち、一方の辺は直線であるが、他方の辺は、中央部が内側に台形上に後退した切り欠き部ＮＰを有しており、表示領域１の平面視形状が非矩形となっている。これは対向基板２００も同様である。

複数のゲート配線４と複数のソース配線５とが互いに直交することにより区切られる領域が１つの画素ＰＸを構成する。各画素ＰＸには、ソース配線５の一部で構成されるソース電極および画素電極の一部で構成されるドレイン電極、ゲート配線４の一部で構成されるゲート電極を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２８が設けられている。ＴＦＴ２８は、画像信号をオン、オフすることにより、表示領域１における画像の表示に寄与する。

なお、図１においては便宜上、表示領域１と額縁領域２との間をＴＦＴアレイ基板１００の輪郭に沿うように描かれた１本の境界線で表わしているが、実際は必ずしもそのような境界線があるとは限らず、表示領域１は画素ＰＸが集合した領域と言うことができる。

額縁領域２において、ソース配線５と平行な２辺側には、それぞれゲートＩＣ４１（ゲート駆動回路）が配され、ゲート配線４と平行な１辺であって切り欠き部ＮＰを有さない辺側には複数のソースＩＣ５１が配置されている。

ゲートＩＣ４１およびソースＩＣ５１は、ＴＦＴアレイ基板１００上に設けられる端子（図示せず）とＣＯＧ（Chip On Glass）実装、ＣＯＦ（Chip on flexible-PCB）実装、ＴＣＰ（Tape carrier package）実装などにより接続される。

ここで、対向基板２００は、ゲートＩＣ４１およびソースＩＣ５１が実装される辺の額縁領域２を露出するようにＴＦＴアレイ基板１００よりも小さく形成されている。ゲートＩＣ４１およびソースＩＣ５１が実装されている辺以外の辺においては、対向基板２００とＴＦＴアレイ基板１００との端部は一致しているが、ＴＦＴアレイ基板１００の方が大きければ一致していなくとも良い。

また、ゲートＩＣ４１およびソースＩＣ５１は、図示しない配線を介してフレキシブル基板であるＦＰＣ６１と電気的に接続される。また、ゲートＩＣ４１とソースＩＣ５１とは、ソースＩＣ５１が設けられた側のＴＦＴアレイ基板１００の端縁部に接続されたフレキシブル基板であるＦＰＣ６１を介して回路基板６２と電気的に接続される。液晶表示パネル１０００は、回路基板６２を介して液晶表示装置と信号のやり取りを行う。

次に、各種の信号の経路について説明する。ゲートＩＣ４１から出力されるゲート信号は、ゲート引き回し配線２４を介して表示領域１内のゲート配線４に伝達される。図１に示す液晶表示パネル１０００では、一例として、表示領域１内にまで及ぶ切り欠き部ＮＰを有した形状であり、一部のゲート配線４が途中で途切れる構成となっている。このため、ＴＦＴアレイ基板１００の左右の額縁領域２にそれぞれゲートＩＣ４１を配置し、左右からゲート信号を入力している。一方、ソースＩＣ５１はソース引き回し配線２５を介してソース配線５と接続されており、ソース配線５に映像信号を供給する。

また、図１に向かって左側の額縁領域２には、垂直方向に延在し、ゲート引き回し線２４と交差ずるゲート検査信号線Ｘ１、Ｘ２およびＸ３が設けられている。また、図１に向かって下側の額縁領域２には、水平方向に延在し、ソース引き回し配線２５と交差するソース検査信号線Ｙ１、Ｙ２およびＹ３が設けられ、また、ゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３およびソース検査信号線Ｙ１〜Ｙ３がそれぞれ接続される複数の端子を有する検査パッド２６が設けられている。

また、ゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３の配設領域には、破線で囲まれる領域Ａにおいて、検査回路および静電気に対する保護回路（以後、静電気保護回路と呼称）が設けられているが、便宜的に図示は省略する。なお、図１では、検査回路および静電気保護回路は図１に向かって左側の額縁領域２に設けられるものとして示したが、図１に向かって右側の額縁領域にも設けられる。

以上説明した液晶表示パネル１０００は、回路基板６２を介して駆動用部材と接続され、また、液晶表示パネル１０００の主面の両側に、偏光板および位相差板等が必要に応じて取り付けられ、ＴＦＴアレイ基板１００の外側には、背面光源（バックライト）が設けられ、これらが取り付けられた液晶表示パネル１０００は、所定の筐体内に収納されて液晶表示装置が完成する。

図２は、図１の領域Ａに形成される検査回路および静電気保護回路を示した回路図である。図２において、検査回路はゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３、トランジスタ２８ａ１および２８ａ２（第１のトランジスタ）により構成され、静電気保護回路はゲート検査信号線Ｘ２、Ｘ３（第１のゲート検査信号線）、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２（第２のトランジスタ）、トランジスタ２８ｃ１および２８ｃ２（第３のトランジスタ）により構成される。

ゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３は、全てのゲート引き回し配線２４と交差するように配置される。検査回路のトランジスタ２８ａ１および２８ａ２のゲート電極は、それぞれレイヤー変換部３０５および３０８を介してゲート検査信号線Ｘ１（第２のゲート検査信号線）に接続され、トランジスタ２８ａ１のドレイン電極は、レイヤー変換部３０４を介してゲート配線４に接続され、トランジスタ２８ａ２のソース電極は、レイヤー変換部３０３および３０２を介してゲート検査信号線Ｘ３に接続されている。また、トランジスタ２８ａ２のドレイン電極は、レイヤー変換部３０９を介してゲート配線４に接続され、トランジスタ２８ａ２のソース電極は、ゲート検査信号線Ｘ２に直接接続されている。

検査時にはゲート検査信号線Ｘ１にトランジスタ２８ａ１および２８ａ２のオン電圧が入力され、この時、ゲート検査信号線Ｘ３およびＸ２にゲート検査信号が入力されることにより、それぞれトランジスタ２８ａ１およびトランジスタ２８ａ２を介してゲート配線４にゲート検査信号が入力される。

通常、点灯検査は図１のゲートＩＣ４１、ソースＩＣ５１、ＦＰＣ６１および制御基板６２が設けられていない状態のＴＦＴアレイ基板１００と対向基板２００とが重畳している状態の液晶表示パネル１０００に対して施され、パネル裏面側に光源を置いた状態で、検査信号を入力し表示領域１が点灯するか否かで適否を判定する。

この場合、検査信号線Ｘ１〜Ｘ３への入力信号は額縁領域２に設けられた検査パッド２６から入力される。なお、図２においては、２本のゲート引き回し配線２４とゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３との間に設けた複数のトランジスタのみを示したが、実際には、全てのゲート引き回し配線２４とゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３との間に検査回路および静電気保護回路を構成するトランジスタが設けられる。

次に静電気保護回路について説明する。図２に示されるように、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２のゲート電極は、ゲート引き回し配線２４に直接接続され、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２のソース電極は、それぞれレイヤー変換部３０４および３０９を介してゲート引き回し配線２４に接続される。また、トランジスタ２８ｂ１のドレイン電極は、レイヤー変換部３０３および３０２を介してゲート検査信号線Ｘ３に接続され、トランジスタ２８ｂ２のドレイン電極は、ゲート検査信号線Ｘ２に直接接続される。

このような構成を採ることで、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２がダイオード接続されることとなり、ゲート引き回し配線２４に静電気が侵入した際に、静電気がトランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２を通って、それぞれゲート検査信号線Ｘ３およびＸ２に流れるので、侵入した静電気が分散されることとなる。

また、トランジスタ２８ｃ１のゲート電極は、レイヤー変換部３０３を介してトランジスタ２８ａ１のソース電極に接続され、トランジスタ２８ｃ１のソース電極は、ゲート検査信号線Ｘ３に直接接続される。さらに、トランジスタ２８ｃ１のドレイン電極はゲート引き回し配線２４にレイヤー変換部３０１を介して接続される。

一方、トランジスタ２８ｃ２のゲート電極は、レイヤー変換部３０７を介してゲート検査信号線Ｘ２に接続され、トランジスタ２８ｃ２のドレイン電極は、ゲート引き回し配線２４にレイヤー変換部３０６を介して接続され、トランジスタ２８ｃ２のソース電極はゲート検査信号線Ｘ２に直接接続される。

このような構成を採ることで、トランジスタ２８ｃ１および２８ｃ２がダイオード接続されることとなり、それぞれゲート検査信号線Ｘ３およびＸ２を通ってきた静電気がトランジスタ２８ｃ１および２８ｃ２を通ることとなり、減衰することで表示領域１が保護される。

以上説明したように、ゲート検査信号線とゲート引き回し線（ゲート配線）との間に、双方向のダイオード接続となるように、ゲート検査信号線Ｘ２およびＸ３とトランジスタ２８ｂ１、２８ｂ２、２８ｃ１および２８ｃ２を接続することによって静電気保護回路が形成される。

図３は、図１の領域Ａに形成される回路および配線のパターンを示した平面図であり、検査回路を構成するゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３、トランジスタ２８ａ１および２８ａ２と、静電気保護回路を構成するゲート検査信号線Ｘ２、Ｘ３、トランジスタ２８ｂ１、２８ｂ２、２８ｃ１および２８ｃ２の平面パターンを示している。なお、図３においては、トランジスタ２８ｃ１のドレイン電極およびソース電極にそれぞれ符号１０および１１を付し、トランジスタ２８ｃ２のドレイン電極およびソース電極にそれぞれ符号１０ｃおよび１１ｃを付し、トランジスタ２８ａ１、２８ａ２のドレイン電極およびソース電極にそれぞれ符号１０ａおよび１１ａを付し、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２のドレイン電極およびソース電極にそれぞれ符号１０ｂおよび１１ｂを付している。また、トランジスタ２８ａ１および２８ａ２は、ゲート電極９の上方に対応する位置にチャネル層２０が設けられ、その上にドレイン電極１０ａおよびソース電極１１ａが設けられている。

図３に示されるように、ゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３およびゲート引き回し配線２４と、トランジスタ２８ａ１および２８ａ２との接続、ゲート検査信号線Ｘ２、Ｘ３およびゲート引き回し配線２４と、トランジスタ２８ｂ１、２８ｂ２、２８ｃ１および２８ｃ２との接続においては、ゲート電極およびゲート配線と同層にあるゲート引き回し線が、ソース電極およびソース配線と同層にあるゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３よりも下層にあるので、レイヤー変換部３０１〜３０９を用いて接続している。

図４は図３におけるＡ−Ｂ線での矢視断面図であり、トランジスタ２８ｃ１とゲート引き回し配線２４とがレイヤー変換部３０１によって接続されている部分の断面図である。図４に示されるように、ＴＦＴアレイ基板１００の母材となる絶縁性基板１６上に、ゲート配線４およびゲート電極９が選択的に設けられ、ゲート配線４およびゲート電極９を覆うようにゲート絶縁膜１３が設けられている。

ゲート電極９の上方に対応する位置には、ゲート絶縁膜１３を間に挟んで半導体層のチャネル層１２が選択的に設けられている。そして、チャネル層１２の上部には、ドレイン電極１０およびソース電極１１が、チャネル層１２上で互いに間隔を開けて部分的に接するように設けられている。ソース電極１１は、図示されないゲート検査信号線Ｘ３（図３）からゲート絶縁膜１３上を介してチャネル層１２の一部上部まで延在するように設けられ、ドレイン電極１０はチャネル層１２の一部上部からゲート絶縁膜１３上にかけて設けられている。このような構成を有するトランジスタ２８ｃ１は、逆スタガ構造の薄膜トランジスタと言うことができる。

そして、ゲート絶縁膜１３、ドレイン電極１０、ソース電極１１およびドレイン電極１０とソース電極１１間のチャネル層１２を覆うように絶縁膜１４が設けられている。また、絶縁膜１４上には透明導電膜で構成されるレイヤー変換部３０１が選択的に設けられ、レイヤー変換部３０１は絶縁膜１４を貫通してドレイン電極１０に達するコンタクトホール６、絶縁膜１４およびゲート絶縁膜１３を貫通してゲート配線４に達するコンタクトホール６に埋め込まれてドレイン電極１０とゲート配線４を接続する。

後に説明するが、絶縁性基板１６には、ガラス基板および石英基板などの光透過性を有する基板が用いられ、上述した電極、配線等は適宜選択された金属膜または透明導電膜であり、絶縁膜は例えば窒化珪素膜、酸化珪素膜、樹脂膜等である。

また、チャネル層１２およびチャネル層２０には、ａ-Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜が一般的に使用されるが、他にも例えば結晶性のシリコン膜、Ｉｎ-Ｇａ-Ｚｎ-Ｏ等の酸化物半導体膜を使用しても良い。酸化物半導体膜を用いる場合には、トランジスタのオン特性を改善できるので、図３に示したトランジスタ２８ａ１、２８ａ２の薄膜トランジスタのサイズを小さくでき、額縁領域２の狭小化に寄与する。

＜効果＞
＜比較例＞
ここで、図１〜４を用いて説明した本実施の形態の液晶表示パネル１０００による効果をより詳しく説明するために、図５〜図７に示す比較例の説明を行う。図５は比較例の液晶表示パネル９００の平面図であり、図１を用いて説明した液晶表示パネル１０００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図５において図１を用いて説明した液晶表示パネル１０００との違いは、ゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３およびソース検査信号線Ｙ１〜Ｙ３にそれぞれ並列するように設けられたショートリング配線２７を有している点である。また、図５においてショートリング配線２７およびゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３の配設領域において破線で囲まれる領域Ｂの構成は、図２においてゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３の配設領域で破線で囲まれる領域Ａの構成とは異なっている。

図６は、図５の領域Ｂに形成される検査回路と静電気保護回路を示した回路図である。図６において、検査回路は、ゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３、トランジスタ２８ａ１および２８ａ２により構成され、静電気保護回路は、ショートリング配線２７、トランジスタ２８ｂ１、２８ｃ１、２８ｂ２および２８ｃ２により構成される。

検査回路のトランジスタ２８ａ１および２８ａ２のゲート電極は、それぞれレイヤー変換部４０７および４０９を介してゲート検査信号線Ｘ１に接続され、トランジスタ２８ａ１のドレイン電極は、レイヤー変換部４０８を介してゲート配線４に接続され、トランジスタ２８ａ２のソース電極は、レイヤー変換部４０６および４０５を介してゲート検査信号線Ｘ３に接続されている。また、トランジスタ２８ａ２のドレイン電極は、レイヤー変換部４１０を介してゲート配線４に接続され、トランジスタ２８ａ２のソース電極は、ゲート検査信号線Ｘ２に直接接続されている。

検査時にはゲート検査信号線Ｘ１にトランジスタ２８ａ１および２８ａ２のオン電圧が入力され、この時、ゲート検査信号線Ｘ３およびＸ２にゲート検査信号が入力されることにより、それぞれトランジスタ２８ａ１およびトランジスタ２８ａ２を介してゲート配線４にゲート検査信号が入力される。なお、検査方法については液晶表示パネル１０００と同じである。

次に静電気保護回路について説明する。図６に示されるように、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２のゲート電極は、ゲート引き回し配線２４に直接接続され、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２のソース電極は、それぞれレイヤー変換部４０２および４０４を介してゲート引き回し配線２４に接続される。また、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２のドレイン電極は、何れもショートリング配線２７に直接接続される。

このような構成を採ることで、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２がダイオード接続されることとなり、ゲート引き回し配線２４に静電気が侵入した際に、静電気がトランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２を通って、ショートリング配線２７に流れるので、侵入した静電気が分散されることとなる。

また、トランジスタ２８ｃ１のゲート電極は、レイヤー変換部４０１を介してショートリング配線２７に接続され、トランジスタ２８ｃ１のソース電極は、ショートリング配線２７に直接接続される。さらに、トランジスタ２８ｃ１のドレイン電極はゲート引き回し配線２４にレイヤー変換部４０２を介して接続される。

一方、トランジスタ２８ｃ２のゲート電極は、レイヤー変換部４０３を介してショートリング配線２７に接続され、トランジスタ２８ｃ２のソース電極は、ショートリング配線２７に直接接続される。さらに、トランジスタ２８ｃ２のドレイン電極は、ゲート引き回し配線２４にレイヤー変換部４０４を介して接続される。

このような構成を採ることで、トランジスタ２８ｃ１および２８ｃ２がダイオード接続されることとなり、ショートリング配線２７を通ってきた静電気がトランジスタ２８ｃ１および２８ｃ２を通ることとなり、減衰することで表示領域１が保護される。

以上説明したように、ショートリング配線２７とゲート引き回し線（ゲート配線）との間に、双方向のダイオード接続となるように、トランジスタ２８ｂ１、２８ｂ２、２８ｃ１および２８ｃ２を接続することによって静電気保護回路が形成される。

これに対し、本実施の形態に係る液晶表示パネル１０００においては、図２に示したように、図６に示すショートリング配線２７を不要とすることができる。すなわち、ショートリング配線２７の機能をゲート検査信号線Ｘ２、Ｘ３に負わせている。そのため、額縁領域２を狭小化することができる。

このような額縁領域２が狭小化された液晶表示パネル１０００を組み込むことで、液晶表示装置を小型化することができる。

なお、表示領域１の平面視形状が非矩形のＴＦＴアレイ基板１００では、検査回路および静電気保護回路をゲート配線の延在方向の両側の非表示領域２に設ける必要があるが、この場合でも額縁領域２の拡大を抑制できる。

さらに、トランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２を検査回路の領域に配置し、それぞれトランジスタ２８ａ１および２８ａ２と逆並列に接続することにより、配線とトランジスタ２８ｂ１および２８ｂ２との間のレイヤー変換部、すなわちレイヤー変換部３０３、３０４および３０９をトランジスタ２８ａ１および２８ａ２と共用することができ、レイヤー変換部を新たに設ける必要がなく、額縁領域２のさらなる狭小化を図ることができる。

図７は、図５の領域Ｂに形成される回路および配線のパターンを示した平面図であり、図３に対応する図である。検査回路を構成するゲート検査信号線Ｘ１〜Ｘ３、トランジスタ２８ａ１および２８ａ２と、静電気保護回路を構成するショートリング配線２７トランジスタ２８ｂ１、２８ｂ２、２８ｃ１および２８ｃ２の平面パターンを示している。

図７においては、ゲート検査信号線Ｘ３よりも左側に静電気保護回路の形成領域が存在するので、ゲート検査信号線Ｘ３よりも左側には回路が存在しない図３に比べて、額縁領域２が広くなることが判る。

＜製造方法＞
次に、製造工程を示す断面図である図８〜図１４を用いて、ＴＦＴアレイ基板１００の製造方法について説明する。

まず、図８に示す工程において、ガラス基板および石英基板などの光透過性を有する絶縁性基板１６上にメタル膜Ｍ１を、例えばＤＣマグネトロンを用いたスパッタリング法により形成する。メタル膜Ｍ１は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａまたはこれらを主成分とする合金膜を用いることができる。その後、写真製版およびエッチングによりパターニングを行い、図９に示されるようにゲート配線４およびゲート電極９を得る。ゲート電極９はゲート配線４の一部としてゲート配線４から延在するように形成される。

次に、図１０に示す工程において、例えばプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により、ゲート配線４およびゲート電極９が形成された絶縁性基板１６上を覆うようにゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３にはシリコン窒化膜を用いることが一般的であるが、シリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜等を用いても良い。

ゲート絶縁膜１３の形成後、例えばプラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜１３上を覆うようにａ-Ｓｉ（アモルファスシリコン）膜を形成した後、ゲート電極９の上方に対応するゲート絶縁膜１３上にａ-Ｓｉ膜を残すように、写真製版およびエッチングを行って、チャネル層１２を島状にパターニングする。

ａ-Ｓｉ膜は、チャネル層を構成する真性半導体層とリンなどを含んだ不純物半導体層の積層構造とすることが一般的である。不純物半導体層は、後述するソース電極１１およびドレイン電極１０とのオーミックコンタクトを確保するためである。

次に、図１１に示す工程において、チャネル層１２が形成されたゲート絶縁膜１３上にメタル膜Ｍ２を、例えばＤＣマグネトロンを用いたスパッタリング法により形成する。メタル膜Ｍ２は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａまたはこれらを主成分とする合金膜を用いることができる。

その後、写真製版およびエッチングによりパターニングを行い、図１２に示されるようにソース電極１１およびドレイン電極１０を得る。また、図示されないソース配線５も同時に得る。

続いて、ソース電極１１およびドレイン電極１０が形成されたゲート絶縁膜１３上に絶縁膜１４を、例えばプラズマＣＶＤ法により形成する。絶縁膜１４には、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、またはシリコン酸化窒化膜等を用いても良い。

その後、図１３に示す工程において、写真製版およびエッチングにより、絶縁膜１４を貫通してドレイン電極１０に達するコンタクトホール６、絶縁膜１４およびゲート絶縁膜１３を貫通してゲート配線４に達するコンタクトホール６を形成する。

次に、図１４に示す工程において、コンタクトホール６が形成された絶縁膜１４上に、例えば、ＤＣマグネトロンを用いたスパッタリング法により透明導電膜ＴＦを形成し、コンタクトホール６内に透明導電膜ＴＦを埋め込む。

透明導電膜ＴＦは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜およびＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等で構成することができる。

その後、写真製版およびエッチングにより、透明導電膜ＴＦをパターニングし、額縁領域２においては図３に示したレイヤー変換部３０１〜３０９を形成し、表示領域１においては透明な画素電極を得る。

上記の方法によりＴＮ（Twisted nematic）方式の液晶パネルが製造されるが、これは一例であり、In-Plane-Switching方式およびＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式、その他の方式の液晶パネルとしても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１表示領域、２額縁領域、４ゲート配線、９ゲート電極、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃドレイン電極、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃソース電極、１２，２０チャネル層、１３ゲート絶縁膜、２８ａ１，２８ａ２，２８ｂ１，２８ｂ２，２８ｃ１，２８ｃ２トランジスタ、３０３，３０４レイヤー変換部、１００ＴＦＴアレイ基板、２００対向基板、ＰＸ画素。

Claims

互いに対向して配置された第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板の間に封止された液晶層と、を備えた液晶表示パネルであって、
前記第１の基板は、
主面上にゲート配線およびソース配線が互いに交差するように配置され、隣接する前記ゲート配線と前記ソース配線とで囲まれる領域に設けられた画素がマトリックス状に配列された表示領域と、該表示領域に接する非表示領域と、
前記非表示領域に設けられ、静電気に対する保護回路および前記画素の点灯検査のための検査回路と、を備え、
前記検査回路は、
前記ゲート配線と交差する第１および第２のゲート検査信号線と、
前記ゲート配線と前記第１のゲート検査信号線との間に接続された第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、ゲート電極が前記第２のゲート検査信号線に接続され、
前記保護回路は、
前記ゲート配線と前記第１のゲート検査信号線との間に接続された第２のトランジスタと、
前記ゲート配線と前記第１のゲート検査信号線との間に接続された第３のトランジスタと、を有し、
前記第２のトランジスタは、前記ゲート電極が前記ゲート配線に接続され、
前記第３のトランジスタは、前記ゲート電極が前記第１のゲート検査信号線に接続され、
前記第１〜第３のトランジスタは、前記第１のゲート検査信号線と前記第２のゲート検査信号線との間に配設される、液晶表示パネル。
前記ゲート配線と前記第１〜第３のトランジスタのドレイン電極およびソース電極とは高さが異なる層に配置され、
前記第１のトランジスタのドレイン電極と前記ゲート配線との間は、異なる層間を接続する第１のレイヤー変換部によって接続され、
前記第２のトランジスタのソース電極と前記ゲート配線との間は、前記１のレイヤー変換部によって接続される、請求項１記載の液晶表示パネル。
前記第１のトランジスタのソース電極と、前記第２のトランジスタのドレイン電極とは、共通して前記第１のゲート検査信号線に電気的に接続される、請求項１記載の液晶表示パネル。
前記表示領域の前記ゲート配線の延在方向の両側の前記非表示領域に前記ゲート配線に対してゲート信号を入力するゲート駆動回路をそれぞれ備え、
前記保護回路および前記検査回路は、前記ゲート配線の延在方向の前記両側の前記非表示領域に設けられる、請求項１記載の液晶表示パネル。
前記表示領域は、平面視形状が非矩形である、請求項４記載の液晶表示パネル。
前記第１のトランジスタは、
前記ゲート電極との間にゲート絶縁膜を介して設けられたチャネル層を有し、
前記チャネル層は、酸化物半導体で構成される、請求項１記載の液晶表示パネル。
請求項１記載の表示パネルと、
前記表示パネルの一方の主面側に配置された光源と、
少なくとも前記表示パネルおよび前記光源を収納する筐体と、を備える、液晶表示装置。