JP2004226654A

JP2004226654A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2004226654A
Application number: JP2003013955A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Iwai; 義夫岩井; Masato Kasei; 正人化生; Junichi Kobayashi; 淳一小林
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】アレイ基板とカラーフィルタ基板の電気的接続部における耐腐食性能を向上させ、かつ低抵抗で安定した接続を確保する。
【解決手段】シール樹脂層１５を介して貼り合わされたアレイ基板１及びカラーフィルタ基板１１と、両基板の間隙に充填された液晶２１とを備える。アレイ基板は、画素電極７と、トランジスタ５と、一方の終端に共通電極パッド１０が形成された共通電極９を有する。カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ層１２と、カラーフィルタ層上に形成された対向電極１３と、共通電極パッドと対向させて対向電極の終端部に形成された対向電極パッド１４を有する。共通電極パッドと対向電極パッドとが対向する接続部は、シール樹脂層内に位置し、かつシール樹脂層には導電性微粒子１６が分散され、導電性微粒子を介して共通電極パッドと対向電極パッドが電気的に接続されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール樹脂層を介して貼り合わされたアレイ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が充填された、カラーＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと称す）は、薄型、軽量、低消費電力などの優れた特徴を有し、携帯電話、携帯情報端末用のディスプレイに広く用いられている。特に近年、携帯電話用ＬＣＤの高精細化、高画質化要望に伴い、カラーＴＦＴ−ＬＣＤの搭載が増大している。従来カラーＴＦＴ−ＬＣＤは、屋内で使用するノートＰＣやモニターに使用されていたが、携帯電話などのモバイル機器では、温度、湿度がさまざまに変化する環境下で使用されるために、カラーＴＦＴ−ＬＣＤにも従来以上に高い耐環境特性が要求されている。例えば、従来のＰＣ用カラーＴＦＴ−ＬＣＤでは、使用温度環境が０℃〜４０℃であったが、モバイル機器用では−２０℃〜６０℃となり、従来に比べると高い耐久性が要望されている。
【０００３】
従来のカラーＴＦＴ−ＬＣＤの断面構造の一例を図３に示す。アレイ基板１とカラーフィルタ基板１１が、所定の間隙を形成してシール樹脂１５により貼り合わされ、その間隙に液晶２１が充填されている。
【０００４】
アレイ基板１上には、薄膜トランジスタ５が形成され、その上には、層間絶縁膜６を介して画素電極７が形成され、トランジスタ５のドレイン電極８と接続されている。アレイ基板１の端部には共通電極９が形成され、共通電極９の端部には共通電極パッド１０が設けられている。
【０００５】
カラーフィルタ基板１１上にはカラーフィルタ層１２が形成され、その上に対向電極１３が形成されている。対向電極１３の端部には、共通電極パッド１０と対向する位置に対向電極パッド１４が設けられている。共通電極パッド１０と対向電極パッド１４とは、カーボンペーストなどの導電材２２を介して電気的に接続されている。
【０００６】
従来のカラーＴＦＴ−ＬＣＤでは、一般的に、アレイ基板１上の配線材料としてはアルミニュウム、チタン、モリブデンなど、また画素電極７材料としては、透過型ではＩＴＯ、反射型、半透過型では、画素全面あるいは部分的にアルミニュウムが主として用いられている。またカラーフィルタ基板１１では、対向電極材料１３としてＩＴＯが用いられる。一般的には、駆動用のＬＳＩはアレイ基板１側に搭載されるので、カラーフィルタ基板１１側の対向電極１３とＬＳＩを電気的に接続するための構造が必要である。
【０００７】
そのため、アレイ基板１上に、接続用の配線（共通電極９）とその先端部の電極パッド（共通電極パッド１０）を設ける。またカラーフィルタ基板１１では、対向電極１３の端部に対向電極パッド１４を設ける。この共通電極パッド１０と対向電極パッド１４とを、上記のとおり、導電材２２により電気的に接続している。通常、共通電極パッド１０は、カーボンペースト等の導電物材２２が液晶２１中に拡散するのを防止するために、シール樹脂１５の外側に配置されている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−２８７８２１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、共通電極パッド１０と対向電極パッド１４との接続部（以下この部分をトランスファー部と呼ぶ）は、シール樹脂１５外に配置されていることにより、環境中に暴露されることになる。そのため、例えば６０℃／９０％湿度下での動作試験では、雰囲気中の水分とイオン（不純物）と電界により、トランスファー部の電極が腐食するという現象が発生した。特にトランスファー部をアルミニュウムとＩＴＯの異種金属で構成した場合に、非常にこの現象が発生しやすく、アルミニュウムが溶けたり、ＩＴＯが還元されて、表示異常などの問題を引き起こしていた。
【００１０】
本発明は、トランスファー部の耐腐食性能を向上させ、かつ電気的接続のための導電材が液晶中に溶出することを抑制して、低抵抗で安定した接続を確保することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板とシール樹脂層を介して所定の間隙を設けて貼り合わされたカラーフィルタ基板と、前記両基板の間隙に充填された液晶とを備え、前記アレイ基板には、複数の画素電極と、薄膜トランジスタと、ソース配線電極と、ゲート配線電極と、一方の終端に共通電極パッドが形成された共通電極とが設けられ、前記カラーフィルタ基板には、カラーフィルタ層と、少なくとも前記カラーフィルタ層上に形成された対向電極と、前記共通電極パッドと対向させて前記対向電極の終端部に形成された対向電極パッドとが設けらている。
【００１２】
上記課題を解決するために、前記共通電極パッドと前記対向電極パッドとが対向する接続部は、前記アレイ基板と前記カラーフィルタ基板の間に形成された前記シール樹脂層内に位置し、かつ前記シール樹脂層には導電性微粒子が分散され、前記導電性微粒子を介して前記共通電極パッドと前記対向電極パッドが電気的に接続されている構成を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置によれば、上記課題を解決するための手段に記載の構成によって、共通電極パッドと対向電極パッドがシール樹脂層内に設けられ、かつ電気的な接続はシール樹脂層内に分散させた導電性微粒子を介して行われる。従って、共通電極パッドと対向電極パッドが外部環境に暴露されることがなく、双方の電極パッドが直接水分にさらされることが回避される。これにより、水分とイオンの浸入が防止されるので、双方の電極パッド部の耐腐食性能を向上させることができる。また、シール樹脂層内に分散させた導電性微粒子を介して電気的に接続されるので、導電性微粒子が液晶中に溶出することがなく、かつ低抵抗で安定した接続を確保することができる。
【００１４】
好ましくは、前記共通電極パッド及び前記対向電極パッドの幅は、前記シール樹脂層の幅よりも小さい。それによれば、上記両方の電極パッドがシール樹脂よりも外側に露出しないため、直接水分に暴露されることがなくなり、耐腐食性能を向上させることが出来る。
【００１５】
また好ましくは、前記導電性微粒子は、選択的に、前記共通電極パッドと前記対向電極パッドが対向する領域の前記シール樹脂層内に分散されている。
【００１６】
以下、本発明の液晶表示装置の具体的な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態における液晶表示装置の構成を示す平面図、図２は、図１おけるＡ−Ａ部分の断面図である。但し、Ａ−Ａ断面の構造を判り易く示すために、図１との寸法的な整合を外して概念的に図示されている。図３の従来例と同一の要素については、同一の参照番号を付して説明する。この液晶表示装置は、共通電極パッド１０と対向電極パッド１４が対向するトランスファー部の構造が従来例と相違するが、これについては後述する。まず、この液晶表示装置の全体の構造について説明する。
【００１８】
１は無アルカリガラスからなるアレイ基板、１１は無アルカリガラスからなるカラーフィルタ基板であり、所定の間隙を形成して互いに対向するように、熱硬化型樹脂からなるシール樹脂１５により貼り合わされ、その間隙に液晶２１が充填されている。
【００１９】
アレイ基板１上に、アルミニュウムとチタンからなるゲート電極２とソース電極が、窒化シリコンからなる層間絶縁膜４を介してマトリックス状に配置されている。ゲート電極２とソース電極３との各交点には、アモルファスシリコン層を有するトランジスタ５が形成されている。各トランジスタ５上には、層間絶縁膜６を介してＩＴＯからなる画素電極７が形成され、トランジスタ５のドレイン電極８と電気的に接続されている。アレイ基板１の端部には、アルミニュウムとチタンからなる共通電極９が形成され、共通電極９の端部には共通電極パッド１０が設けられている。各々のゲート電極１及びソース電極３は、ゲート側ＬＳＩ１９とソース側ＬＳＩ２０に接続されている。
【００２０】
対向側のカラーフィルタ基板１１上には、ＲＧＢの各カラーフィルタ層１２が設けられ、その上にはＩＴＯからなる対向電極１３がそれぞれ形成されている。
対向電極１３の端部の共通電極パッド１０と対向する位置には、対向電極パッド１４が設けられている。
【００２１】
共通電極パッド１０と対向電極パッド１４が対向する位置には、シール樹脂１５中に、樹脂ボールに金メッキを施した導電性微粒子１６が分散され、トランスファー部が形成されている。なお導電性微粒子１６は大きさを誇張して図示されているが、通常導電性を付与するために用いられる程度の大きさのものを用いればよい。導電性微粒子１６が分散されたトランスファー部構造により、共通電極パッド１０と対向電極パッド１４が電気的に接続されている。
【００２２】
なお図示しないが、画素電極７および対向電極１３上には配向膜が形成され、所定の方向にラビングされている。また、図２に示されるように、アレイ基板１、およびカラーフィルタ基板１１の外面側にはそれぞれ、下側偏光板１８、および上側偏光板１７が設けられている。
【００２３】
トランスファー部を形成するには、アレイ基板１上の共通電極パッド１０にのみ選択的に、樹脂ボールに金メッキを施した導電性微粒子１６を分散したシール樹脂１５を塗布する。また、対向するカラーフィルタ基板１１上には、導電性微粒子を含まないシール樹脂１５を画素電極７の外周部に塗布する。その後、アレイ基板１とカラーフィルタ１１基板を貼り合わせることにより、導電性微粒子１６を介して共通電極パッド１０と対向電極パッド１４とが電気的に接続される。
導電性微粒子１６は、硬化したシール樹脂１５中に埋没されるので、液晶２１中に溶出することはない。
【００２４】
図２（図１のＡ−Ａ断面図）に示されるように、共通電極パッド１０及び対向電極パッド１４は、シール樹脂１５の平面輪郭よりも小さく形成されており、シール樹脂１５の外側に露出することはなく、外部環境に暴露されない。
【００２５】
本実施の形態に基づく構成の液晶表示装置を６０℃／９０％の湿度下で連続通電したところ、１０００時間経過した後も、共通電極パッド１０及び対向電極パッド１４部分には、腐食は発生していないことが確認された。一方従来構成の液晶表示装置では２５０時間程度で腐食が発生していたので、約４倍程度耐食性が向上したことを確認できた。
【００２６】
接続抵抗についても、初期及び１０００時間経過後において１０Ω以下と安定しており、接続不良による表示異常は見られなかった。
【００２７】
本実施の形態では、アレイ基板１上の共通電極パッド１０上に導電性微粒子１６を分散させたシール樹脂１５を選択的に塗布した場合を示したが、必ずしもこの構造に限定されることなく、本発明を適用できる。例えば、アレイ基板１のソース電極３またはゲート電極２と、対向するカラーフィルタ基板１１の対向電極１３との間に電気的短絡が発生しなければ、導電性微粒子１６を分散させたシール樹脂１５を、共通電極パッド１０を含むようにアレイ基板１の全周、または対向電極パッド１０を含むようにカラーフィルタ基板１１の全周に形成しても同様の効果が得られる。
【００２８】
また、本実施の形態では、透過型カラーＴＦＴ−ＬＣＤの場合の構成について説明したが、反射型または半透過型カラーＴＦＴ−ＬＣＤでも同様に本発明を適用できる。反射型または半透過型カラーＴＦＴ−ＬＣＤの場合、画素電極７および共通電極パッド１０がアルミニュウムで構成されており、共通電極パッド１０と対向電極パッド１４がそれぞれアルミニュウムとＩＴＯの異種金属接合になる。異種金属接合では、活性化エネルギー差が発生する為により腐食が発生しやすい。従って、陽極腐食の起こりやすいアルミニュウムの耐食性を、本発明の構成により向上させることが、より効果的である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、共通電極パッドと対向電極パッドとが対向する接続部がアレイ基板またはカラーフィルタ基板上に形成されたシール樹脂内に位置しているので、共通電極パッドと対向電極パッドの耐食性を向上させることが出来る。またシール樹脂層内に分散された導電性微粒子を介して共通電極パッドと対向電極パッドが電気的に接続されているため、導電性微粒子が液晶中に溶出することを抑制して、低抵抗で安定した接続が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における液晶表示装置の平面図
【図２】図１のＡ−Ａ部分の断面図
【図３】従来例の液晶表示装置の断面図
【符号の説明】
１アレイ基板
２ゲート電極
３ソース電極
４層間絶縁膜
５トランジスタ
６層間絶縁膜
７画素電極
８ドレイン電極
９共通電極
１０共通電極パッド
１１カラーフィルタ基板
１２カラーフィルタ層
１３対向電極
１４対向電極パッド
１５シール樹脂
１６導電性微粒子
１７上側偏光板
１８下側偏光板
１９ゲート側ＬＳＩ
２０ソース側ＬＳＩ
２１液晶
２２カーボンペースト

Claims

アレイ基板と、前記アレイ基板とシール樹脂層を介して所定の間隙を設けて貼り合わされたカラーフィルタ基板と、前記両基板の間隙に充填された液晶とを備え、
前記アレイ基板には、複数の画素電極と、薄膜トランジスタと、ソース配線電極と、ゲート配線電極と、一方の終端に共通電極パッドが形成された共通電極とが設けられ、前記カラーフィルタ基板には、カラーフィルタ層と、少なくとも前記カラーフィルタ層上に形成された対向電極と、前記共通電極パッドと対向させて前記対向電極の終端部に形成された対向電極パッドとが設けられた液晶表示装置において、
前記共通電極パッドと前記対向電極パッドとが対向する接続部は、前記アレイ基板と前記カラーフィルタ基板の間に形成された前記シール樹脂層内に位置し、かつ前記シール樹脂層には導電性微粒子が分散され、前記導電性微粒子を介して前記共通電極パッドと前記対向電極パッドが電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記共通電極パッド及び前記対向電極パッドの幅は、前記シール樹脂層の幅よりも小さい請求項１に記載の液晶表示装置。
前記導電性微粒子は、選択的に、前記共通電極パッドと前記対向電極パッドが対向する領域の前記シール樹脂層内に分散されている請求項１に記載の液晶表示装置。