JP2006091434A

JP2006091434A - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2006091434A
Application number: JP2004276929A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kametani; 雅之亀谷; Arimichi Okano; 有理岡野; Hiroshi Ohira; 啓史大平
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】シール材と基板との接着強度を増加させた信頼性の高い液晶表示パネルを提供すること。
【解決手段】複数の直交する信号線と走査線で囲まれた領域にそれぞれ形成され、薄膜トランジスタにより駆動される画素電極を表面に備える第１基板１１と、前記第１基板の額縁部分の少なくとも１辺に設けられた信号入力端子と、前記信号線及び走査線にそれぞれ接続され、前記額縁部分を経て前記信号入力端子に接続された複数の配線１５_Ｓ，１５_Ｇ、１５_Ｃと、少なくとも前記配線の表面を被覆する無機絶縁膜３２及びレジスト膜３３と、共通電極１８が形成された第２基板１９と、前記第１基板及び第２基板が対向配置されて両基板間の周囲をシールするシール材２１と、前記第１基板及び第２基板間に封入された液晶２８と、を有する液晶表示パネル１０Ａにおいて、前記レジスト膜の一部４０を除去してシール材の一部が前記無機絶縁膜と直接接触するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示パネルに関し、特に電極等が形成された２枚の透明基板の周辺をシール材で固着した液晶表示パネルにおいて、シール材と基板との接着強度を増加させた信頼性の高い液晶表示パネルに関する。

液晶表示パネルは、電極等が形成された２枚の透明基板を対向させ、その透明基板の周辺をシール材で固着し、この透明基板とシール材によって形成される空間に液晶を封入した構成を有している。例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネルの場合、一方の基板上に信号線と走査線をマトリクス状に配置し、その交差部に薄膜トランジスタを形成し、信号線と走査線で囲まれる領域内に薄膜トランジスタＴＦＴと接続する画素電極を形成している。また、他方の基板には、画素電極と対向する位置にＲ、Ｇ、Ｂのいずれかのフィルタ層を配置し、各フィルタ層間にブラックマトリクスを設け、このフィルタ層及びブラックマトリクスを共通電極である透明電極によって覆っている。

そして、一方の基板の端部には複数の接続端子が設けられ、この接続端子は信号線や走査線からのドレインライン、ゲートライン及びコモンラインからなる駆動ラインと必要に応じて周辺駆動回路を経て接続されている。そしてこれらの駆動ラインは、例えば下記特許文献１に開示されているように、接続端子に取付けられるＴＣＰ（tape carrier package）を介して制御回路に接続され、制御回路からの制御信号が送られる。

また基板には制御回路と接続するトランスファ電極が設けられ、このトランスファ電極は共通電極と導電性部材を介して電気的に接続され、制御回路からコモンライン及びトランスファ電極を介して共通電極に所定の電圧が供給されている。基板上には、例えば光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を主成分としたシール材を所定パターンに塗布し、２枚の基板を貼り合わせている。そして、共通電極とトランスファ電極の電気的な接続は、例えば、下記特許文献２に開示されているように、シール材として使用されている樹脂に粒状導電体を混在させたものを用い、この粒状導電体によって共通電極とトランスファ電極を電気的に接続している。この場合、例えば下記特許文献３に開示されているように、基板上に液晶表示パネルと外部駆動回路とを結ぶ制御用ＩＣないし周辺回路を形成する場合もある。

一方、液晶表示パネルの基板として高価な石英基板に換えてガラス基板を使用できるようにするために、各画素の駆動用ＴＦＴとして低温ポリシリコン（ Low Temperature ｐ−Ｓｉ : ＬＴＰＳ）ＴＦＴが採用されるようになってきている。このＬＴＰＳ−ＴＦＴは、電子移動度が高く、小型、高性能化が容易であり、しかも周辺回路も同時に形成できるという利点がある。そして、このＬＴＰＳ−ＴＦＴ製造の際には、基板の表面に設ける周辺回路保護のために、通常酸化珪素ＳｉＯ_２ないし窒化珪素Ｓｉ_３Ｎ_４からなる無機絶縁膜上にレジスト膜が積層されている。

また、従来から一般的に使用されている液晶表示パネルのセルギャップは約６μｍ程度であるが、近年の高解像度及び高応答速度の要求に答えるため、液晶表示パネルのセルギャップはだんだん狭くなり、３〜５μｍ程度のものが普通に使用されるようになってきている。特にフィールドシーケンシャル方式用の液晶表示パネルにおいては、１フィールド期間中に複数回の表示の切換が必要になることから、より高応答速度の液晶表示パネルが必要とされており、このような高応答速度の液晶表示パネルが必要とされる用途ではセルギャップが２μｍ以下の液晶表示パネルも使用されるようになってきている。これらの狭ギャップ型の液晶表示パネルにおいては、基板上に形成されている走査線等の表面はレジスト膜からなる平坦化膜で被覆されて、セルギャップが均一になるようにされている。

ここで、以下において、従来の片端子型の液晶表示パネルの一具体例を、図４〜図６を用いて説明する。なお、図４は従来例の片端子型の液晶表示パネルの第２基板側を透視して模式的に示す平面図、図５は図４の液晶表示パネルのシール材やコンタクト材の配置を模式的に示す断面図、図６は図４の液晶表示パネルのトランスファ電極と共通電極の接続状態を模式的に示す要部拡大図である。

液晶表示パネル１０Ｂの透明基板からなる第１基板１１は、表示領域１２に走査線及び信号線がマトリクス状に形成されており、走査線と信号線で囲まれる部分に画素電極が形成され、走査線と信号線の交差部近傍に画素電極と接続する薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。これら各配線や薄膜トランジスタ、画素電極の具体的な構成は図示しないが、図５ではこれらを模式的に第１構造物１３として示してある。

第１基板１１の短辺部の表示領域外（額縁部）の一方には、信号線ないし走査線と外部の制御回路基板（図示せず）を接続するための接続端子１４が設けられ、この接続端子１４は、配線３１により、必要に応じて周辺回路３０（図４には２個のみ図示した）を介して、信号線、走査線及び共通配線に接続されている。本明細書においては、配線３１のうち信号線と接続されている配線をソースライン１５_Ｓ、走査線と接続されている配線をゲートライン１５_Ｇ、共通配線と接続されている配線をコモンライン１５_Ｃとし、必要に応じて区別して説明することとする。

そして接続端子１４がＴＣＰ１６の出力端子と接続され、ＴＣＰ１６の入力端子を制御回路基板の出力端子と接続することにより、制御回路からの駆動信号を走査線や信号線に供給するようになされている。これらの配線３１及び周辺回路３０等は走査線やＴＦＴ等を形成する工程と同一工程で形成され、走査線等と同じ素材で構成されており、表面は電気的絶縁のために酸化珪素ないし窒化珪素からなる無機絶縁膜及びレジスト膜で被覆されている。

第１基板１１の四隅の一部には複数（この例では２個）のトランスファ電極１７_１及び１７_２が設けられている。このトランスファ電極１７_１及び１７_２も走査線等を形成する工程と同一工程で形成され、走査線等と同じ素材で構成されており、互いに直接接続ないしは接続端子１４の部分で互いに接続されて同電位となるようになっている。接続端子１４とＴＣＰ１６を接続する際にトランスファ電極１７_１及び１７_２もコモンライン１５_Ｃを介してＴＣＰ１６に接続され、ＴＣＰ１６を介して制御回路基板に接続されている。トランスファ電極１７_１及び１７_２は後述する共通電極１８と電気的に接続され、制御回路基板から出力される所定の電圧が共通電極１８に印加されるようになっている。なお、ゲートライン１５_Ｇ及びソースライン１５_Sの配置を逆にする場合もある。

透明基板からなる第２基板１９には、カラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。カラーフィルタは第１基板１１の画素電極と対向するように配置されると共に各画素に応じたフィルタ層が設けられ、ブラックマトリクスは少なくとも第１基板１１の走査線や信号線に対応する位置に配置されている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は図示しないが、図６ではこれらを模式的に第２構造物２０として示してある。

第２基板１９には更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる共通電極１８が少なくとも表示領域１２の全域に亘って形成されている。

シール材２１は、第１基板１１の表示領域１２の周囲を注入口（図示せず）を除いて塗布されており、また、コンタクト材１７がトランスファ電極１７_１及び１７_２上に塗布されている。このシール材２１は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂２３に絶縁性粒体のフィラ２４を混入したものであり、コンタクト材１７はシール材と同様の樹脂に及びフィラ２４に粒状の導電体２５を混入したものである。このシール材２１は、第１基板１１と第２基板１９との間の周辺にあるソースライン１５_Ｓ、ゲートライン１５_Ｇ、コモンライン１５_Ｃ、周辺回路３０及び配線３１の実質的に全てを覆い、両基板１１及び１９間の接着強度の向上と電気的絶縁性を確保している。

コンタクト材１７に混入される粒状の導電体２５は、例えば、球体の樹脂粒子の全面にＡｕ等の柔軟な導電性金属をメッキしたものを使用でき、粒径は液晶表示パネルのセルギャップよりも若干大きいものが使用されている。そうすれば両基板１１、１９を貼り合わせたときに粒状の導電体２５とトランスファ電極１７_１及び１７_２と共通電極１８の間に隙間ができることがなく、粒状の導電体２５は確実にトランスファ電極１７_１及び１７_２及び共通電極１８と接触する。

フィラ２４は、塗布した際の型崩れを防止するためにシール材２１やコンタクト材１７に混入され、アルミナ若しくはシリカを粒径が約１μｍの粒状にしたものである。

両基板１１、１９を貼り合わせるときは以下の手順で行なわれる。まず、第１基板１１を第１のディスペンサ装置にセットしてシール材２１を所定パターンで塗布し、次に第１基板１１を第２のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材１７をトランスファ電極１７_１及び１７_２上に塗布する。その後、第１基板１１の表示領域１２にスペーサ２７を均一に散布し、第２基板１９のシール材２１やコンタクト材１７が当接する部分に仮止め用接着剤を塗布する。その後、第１基板１１と第２基板１９を貼り合わせ、仮止め用接着剤を硬化させて仮止めが完了する。そして仮止めされた両基板１１、１９を加圧しながら加熱処理するとシール材２１、コンタクト材１７の熱硬化性樹脂が硬化し、空の液晶表示パネルが完成する。この空の液晶表示パネル内に注入口（図示せず）から液晶２８を注入し、この注入口を封止剤で塞ぐと液晶表示パネル１０Ｂが完成する。
特開２００２−１６２６４１号公報（段落［０００１］〜［００１０］、図７〜図９）特開２００２−０９０７７０号公報（特許請求の範囲、段落［０００２］〜［０００４］、［００１６］〜［００２７］、図１〜図３）特開平０９−２３０３６７号公報（段落［０００１］〜［０００６］、［００２３］〜［００２５］、図１〜図３）

このような従来の液晶表示パネルの具体的な断面構造は図７及び図８に示したとおりである。なお、図７は図４に示した従来の液晶表示パネルのＡ−Ａ拡大断面図であり、図８は同じくＢ−Ｂ拡大断面図である。

従来の液晶表示パネル１０Ｂにおいては、第１基板１１上の表示領域の走査線に接続されているゲートライン１５_Ｇ及びコモンライン１５_Ｃは周辺回路３０に接続され、同じく信号線に接続されているソースライン１５_Ｓは周辺回路３０に接続され、周辺回路３０からは配線３１により接続端子１４に接続されている。そして、これらの信号線、走査線、ゲートライン１５_Ｇ、ソースライン１５_Ｓ、コモンライン１５_Ｃ、周辺回路３０及び配線３１の表面は酸化珪素ないし窒化珪素からなる無機絶縁膜３２で被覆されて絶縁されているとともに、少なくとも接続端子１４の部分を除いて額縁部分の表面全体にわたりレジスト膜３３が被覆されている。このレジスト膜３３は、表示領域１２のセルギャップ調整用ないしは反射領域形成用として第１基板１１上の表示領域の全面もしくは一部に設けられる場合もある。

そして、額縁部分のレジスト膜３３の表面にはシール材２１が配置されて第１基板１１及び第２基板１９の周囲を密閉しており、この密閉された第１基板１１及び第２基板１９の内部に液晶２８が封入されている。

しかしながら、このような液晶表示パネル１０Ｂは、衝撃を受けた場合など、使用時にシール性の劣化が生じることが見出された。本願の発明者等はこのシール性の劣化の原因につき種々検討を重ねた結果、このシール性の劣化は、第１基板１１の額縁部分の表面にレジスト膜３３が形成されていない場合にはほとんど生じることがなく、シール材２１の下部にレジスト膜が形成されている場合に多く生じること、その原因としてはエポキシ樹脂等からなるシール材２１とレジスト膜３３との間の密着性が悪いことに起因することを見出した。

本願の発明者は、上述のような従来技術の問題点を解決すべく、シール材２１による密封効果の向上を達成し得る構成につき種々検討を重ねた結果、レジスト膜３３の一部を取り除いてエポキシ樹脂等からなるシール材２１の一部が酸化珪素ないし窒化珪素からなる無機絶縁膜３２と直接接触するようにすれば、無機絶縁膜３２とシール材２１との間の接着強度はレジスト膜３３とシール材２１との間の接着強度よりも大きいため、上述の問題点は全て解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明の目的は、電極等が形成された２枚の透明基板の周辺をシール材で固着した液晶表示パネルにおいて、シール材と基板との接着強度を増加させた信頼性の高い液晶表示パネルを提供することにある。

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、本願の請求項１の液晶表示パネルの発明は、複数の直交する信号線と走査線で囲まれた領域にそれぞれ形成された画素電極を表面に備える第１基板と、前記第１基板の額縁部分の少なくとも１辺に設けられた信号入力端子と、前記第１基板の額縁部分に設けられ、前記複数の信号線及び走査線のそれぞれを前記信号入力端子に接続する複数の配線と、少なくとも前記配線の表面を順に被覆する無機絶縁膜及びレジスト膜と、共通電極が形成された第２基板と、対向配置された前記第１基板及び第２基板の周囲をシールするシール材と、前記第１基板及び第２基板間に封入された液晶と、を有する液晶表示パネルにおいて、前記レジスト膜の一部が除去されてシール材の一部が前記無機絶縁膜と直接接触していることを特徴とする。

また、本願の請求項２の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示パネルにおいて、前記複数の配線の途中には周辺回路が形成されており、前記無機絶縁膜及びレジスト膜は前記周辺回路も被覆しており、前記周辺回路の周囲のレジスト膜の一部が除去されて前記シール材の一部が前記無機絶縁膜と直接接触していることを特徴とする。

また、本願の請求項３の発明は、前記請求項１又は２に記載の液晶表示パネルにおいて、前記無機絶縁膜は酸化珪素膜又は窒化珪素膜からなることを特徴とする。

また、本願の請求項４の発明は、前記請求項１又は２に記載の液晶表示パネルにおいて、前記レジスト膜は、前記画素電極の表面の一部又は全面、及び、前記第１基板の信号線と走査線の表面にも設けられていることを特徴とする。

さらに、本願の請求項５の発明は、前記請求項４に記載の液晶表示パネルにおいて、前記レジスト膜は、表面が平坦となっていることを特徴とする。

本発明は上記の構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、シール材はレジスト膜の一部が除去された部分を経て直接無機絶縁膜と接触しているから、シール材と無機絶縁膜との間の接着強度はシール材とレジスト膜との間の接着強度よりも大きいため、シール材と第１基板との間のシール性の低下が生じ難くなり、信頼性の高い液晶表示パネルが得られる。

また、請求項２の発明によれば、液晶表示パネルの額縁部分には周辺回路が設けられる場合があるが、このような場合においても、周辺回路近傍におけるシール材との間のシール性の低下が生じ難くなる。また、周辺回路部分は凹凸状となるが、周辺回路の周囲の一部のレジスト膜を除去するようにしたため、周辺回路を損傷する恐れが少なくなる。

また、請求項３の発明によれば、酸化珪素ないし窒化珪素は、各画素を形成する各種部材の絶縁膜として慣用的に使用されているものであるから、各画素を形成する各種部材の形成時に同時に形成することができるため、液晶表示パネル作成時に工数を低下させることができるようになる。

また、請求項４の発明によれば、前記レジスト膜をセルギャップ調整及び反射膜保持手段としても利用できるようになるので、透過型液晶表示パネルだけでなく、反射型ないし半透過型液晶表示パネル用としても使用できるようになる。

さらに、請求項５の発明によれば、前記レジスト膜の表面が平らになっているので、正確にセルギャップを均一にかつ狭く調整できるため、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示パネル等、狭セルギャップで応答速度の早い液晶表示パネルを得ることできるようになる。

以下、図１〜図３を参照にして本発明の実施例を説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示パネルの額縁部分における各種配線やシール材及び絶縁性部材の配置関係の一例を説明するものであって、液晶表示パネル全体の詳細な説明は省略してある。しかしながら、本発明は、透過型液晶表示パネル、半透過型液晶表示パネル、反射型液晶表示パネル、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示パネルなど、額縁部分に各種配線やシール材及び絶縁性部材を設けた液晶表示パネルに対して等しく適用できるものである。なお、図１は本実施例の端子型の液晶表示パネル１０Ａの第２基板側を透視して模式的に示す平面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ拡大断面図であり、図３は図１のII−II拡大断面図であり、実施例１の液晶表示パネル１０Ｂと同一構成の部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略することとする。

本実施例の液晶表示パネル１０Ａを図１に示す。本実施例の液晶表示パネル１０Ａにおいても、第１基板１１上の信号線、走査線、ゲートライン１５_Ｇ、ソースライン１５_Ｓ、コモンライン１５_Ｃ、周辺回路３０及び配線３１の表面は酸化珪素ないし窒化珪素からなる無機絶縁膜３２で被覆されて絶縁されているとともに、少なくとも額縁部分の接続端子１４の部分を除いた表面全体にわたりアクリル系樹脂からなるレジスト膜３３が被覆されており、この額縁部分のレジスト膜３３の表面にはシール材２１が配置されて第１基板１１及び第２基板１９の周囲を密閉している（図７及び図８参照）点では従来の液晶表示パネル１０Ｂと同様であるが、本実施例の液晶表示パネル１０Ａでは、液晶表示領域１２の外周の額縁部分に設けられているレジスト膜３３の一部、例えば図１に示した例では二重の枠状に除去し、その部分にもシール材２１を充填し、シール材２１が直接無機絶縁膜３２と接触するようにしている点で前述の従来例の液晶表示パネル１０Ｂとは相違している。なお、図１ではこのレジスト膜３３が除去された部分を符号４０で表すとともにその場所が理解しやすいように太線によるハッチングを付与してある。

この場合、レジスト膜３３が除去された部分４０は、必ずしも図１に示したように二重の枠状に設ける必要はなく、一つの枠状であっても、あるいは断片的に設けてもよい。また、周辺回路３０の表面も無機絶縁膜３２及びレジスト膜３３により被覆されているが、周辺回路３０の形成部分は凹凸状となっているため、周辺回路３０上のレジスト膜３３の一部を除去する際に損傷を受けやすいので、周辺回路３０上のレジスト膜３３を除去することは避けたほうがよい。

シール材２１は、従来例の液晶表示パネル１０Ｂの製造方法と同様に、シール材２１を塗布した後に単に押圧するだけでレジスト膜３３の一部が除去された部分４０を経て直接無機絶縁膜３２と接触させることができる。そして、シール材２１と無機絶縁膜３２との間の接着強度はシール材２１とレジスト膜３３との間の接着強度よりも大きいため、衝撃を受けた場合などにおいてもシール材２１と第１基板１１との間のシール性の低下が生じ難くなり、簡単な工程で信頼性の高い液晶表示パネル１０Ａが得られるようになる。

なお、液晶表示パネルの種類によっては、レジスト膜３３が表示領域１２のセルギャップ調整用ないしは反射領域形成用として使用される場合もある。この場合、額縁領域のみでなく表示領域１２の画素電極の表面の一部又は全面、及び、第１基板１１の信号線と走査線の表面にもレジスト膜３３が被覆されるが、反射型液晶表示パネルないしは半透過型液晶表示パネルの場合にはレジスト膜３３をスパッタリング法ないしは蒸着法により形成すると表面が凹凸状となるので反射光の指向性をなくすために好都合であるが、透過型液晶表示パネルの場合は好ましくはレジストを塗布した後にスピンニング法により厚さ２μｍ程度に平坦にされて使用される。

実施例の片端子型の液晶表示パネルの第２基板側を透視して模式的に示す平面図である。図１のＩ−Ｉ拡大断面図である図１のII−II拡大断面図である。従来例の片端子型の液晶表示パネルの第２基板側を透視して模式的に示す平面図である。図４の液晶表示パネルのシール材やコンタクト材の配置を模式的に示す断面図である。図４の液晶表示パネルのトランスファ電極と共通電極の接続状態を模式的に示す要部拡大図である。図４のＡ−Ａ拡大断面図である。図４のＢ−Ｂ拡大断面図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ液晶表示パネル
１１第１基板
１２表示領域
１４接続端子
１５_Ｓソースライン
１５_Ｇゲートライン
１５_Ｃコモンライン
１８共通電極
１９第２基板
２１シール材
２８液晶
３０周辺回路
３１配線
３２無機絶縁膜
３３レジスト膜
４０レジスト膜の除去部分

Claims

複数の直交する信号線と走査線で囲まれた領域にそれぞれ形成された画素電極を表面に備える第１基板と、前記第１基板の額縁部分の少なくとも１辺に設けられた信号入力端子と、前記第１基板の額縁部分に設けられ、前記複数の信号線及び走査線のそれぞれを前記信号入力端子に接続する複数の配線と、少なくとも前記配線の表面を順に被覆する無機絶縁膜及びレジスト膜と、共通電極が形成された第２基板と、対向配置された前記第１基板及び第２基板の周囲をシールするシール材と、前記第１基板及び第２基板間に封入された液晶と、を有する液晶表示パネルにおいて、前記レジスト膜の一部が除去されてシール材の一部が前記無機絶縁膜と直接接触していることを特徴とする液晶表示パネル。
前記複数の配線の途中には周辺回路が形成されており、前記無機絶縁膜及びレジスト膜は前記周辺回路も被覆しており、前記周辺回路の周囲のレジスト膜の一部が除去されて前記シール材の一部が前記無機絶縁膜と直接接触していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
前記無機絶縁膜は酸化珪素膜又は窒化珪素膜からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネル。
前記レジスト膜は、前記画素電極の表面の一部又は全面、及び、前記第１基板の信号線と走査線の表面にも設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネル。
前記レジスト膜は、表面が平坦となっていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示パネル。