JP4747133B2

JP4747133B2 - 液晶表示装置及びその製造方法

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Publication number: JP4747133B2
Application number: JP2007160482A
Authority: JP
Inventors: ジョン−フン・キム
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2027-06-18
Also published as: TW200825521A; TWI377382B; US20080129945A1; JP2008139823A; CN101196653B; KR20080050822A; CN101196653A; US7714951B2

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶注入口を封止する封止剤の未硬化を防ぐ液晶表示装置及びその製造方法に関する。

一般的な液晶表示装置の駆動原理は、液晶の光学的異方性と分極特性を利用する。液晶は、構造が細く長いために、分子の配列において方向性を有しており、任意に液晶に電界を加えると、分子配列の配列方向が制御できる。従って、液晶の分子配列方向を任意に調節すると、光学的異方性によって液晶の分子配列方向に光が屈折して、画像情報を表現することができる。

液晶表示装置は、共通電極が形成されたカラーフィルター基板（上部基板）と、画素電極が形成されたアレイ基板（下部基板）と、両基板間に充填された液晶とで構成されるが、このような液晶表示装置は、共通電極と画素電極に印加される電圧により生じる垂直方向の電界によって液晶を駆動する方式であり、透過率と開口率等の特性が優れる。

現在は、薄膜トランジスタとこの薄膜トランジスタに連結された画素電極がマトリックス状に配列されたアクティブマトリックス型の液晶表示装置（ＡＭ−ＬＣＤ、以下、液晶表示装置と称する）が解像度及び動画像の表示能力が優れており、最も注目を浴びている。

以下、図１を参照して、前述した液晶表示装置の構成を説明する。
図１は、従来の液晶表示装置の概略的な斜視図である。図１に示したように、液晶パネル５１は、液晶層（図示せず）を間に相互に離隔して構成された第１基板５と第２基板１０とで構成されて、第２基板１０と向かい合う第１基板５の一面には、ブラックマトリックス６と赤色、緑色、青色のカラーフィルター７ａ、７ｂ、７ｃと、カラーフィルター上に、透明な共通電極９が構成される。

第１基板５と向かい合う第２基板１０には、多数の画素領域Ｐが定義されて、画素領域Ｐの一側に延長して形成されたゲート配線１４と、ゲート配線１４が通る画素領域Ｐの一側と平行しない他側に延長して形成されたデータ配線２６が構成される。
このような構成によって、画素領域Ｐは、ゲート配線１４とデータ配線２６が交差して定義される領域になって、両配線１４、２６の交差地点には、薄膜トランジスタＴが構成される。

画素領域Ｐには、薄膜トランジスタＴに連結され透明導電性物質で構成された画素電極３２が形成されている。この時、シーラントを利用して第１基板５と第２基板１０を合着して液晶パネルを製作して、液晶パネルは、外部信号の印加を受けて駆動するようになる。

一方、第２基板１０のゲート配線１４には、走査信号が入力されて、データ配線２６には、映像信号が印加されて、共通電極９には、共通信号が印加される。従って、走査信号のスイッチングによって画素Ｐの画素電極３２に映像信号が印加されて、映像信号と共通信号によって電界が発生して液晶を駆動するようになる。

この時、各配線１４、２６の一端には、このような外部信号を直接受けるゲートパッド（図示せず）とデータパッド（図示せず）が構成される。

以下、図面を参照して、一般的なアレイ基板の構成をより詳しく説明する。
図２は、従来の液晶表示装置用アレイ基板の概略的な平面図である。図２に示したように、アレイ基板は、絶縁基板１０上に、一方向に延長されたゲート配線１４と、これとは交差して画素領域Ｐを定義するデータ配線２６を含む。

ゲート配線１４の一端にゲートパッドＧＰが構成されて、データ配線２６の一端には、データパッドＤＰが構成される。ゲートパッドＧＰとデータパッドＤＰの上部には、各々これらと接触する透明なゲートパッド電極ＧＰＥと、データパッド電極ＤＰＥが構成される。

ゲート配線１４とデータ配線２６の交差地点には、ゲート配線１４と接触するゲート電極１２と、ゲート電極１２の上部に位置したアクティブ層１６と、アクティブ層１６の上部に位置してデータ配線２６と接触するソース電極１８と、これとは離隔されたドレイン電極２０とを含む薄膜トランジスタＴが構成される。

画素領域Ｐには、ドレイン電極２０と接触する透明な画素電極３２が構成される。また、ゲート配線１４の上部には、画素電極３２と接触するアイランド状のソースドレイン金属層２４を第１電極として、ゲート配線１４を第２電極とするストレージキャパシターＣｓｔが構成される。

この時、ゲートパッドＧＰ及びデータパッドＤＰは、液晶パネルの非表示領域に構成されると共に、非表示領域には、多数の信号配線が構成される。特に、前述した構造の液晶表示装置は、第１基板（図１の５）に構成された共通電極（図１の９）に共通信号を印加するために、アレイ基板の非表示領域に共通配線（図示せず）が構成される。

一般的に、小型の液晶パネルを製作する時は、第１基板５と第２基板１０を導電性シーラント（図示せず）を利用して合着して、共通配線（図示せず）を部分的に露出して導電性シーラントと接触するようにして、共通電極（図１の９）に共通信号を印加させる。

図３は、従来の液晶パネルの構成を概略的に示した平面図である。図３に示したように、液晶パネル５０は、導電性シールパターン５６によって合着する第１基板５２及び第２基板５４で構成される。

第１基板５２及び第２基板５４は、表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡを取り囲む非表示領域ＶＤＡとが定義されている。第１基板５２がアレイ基板であって、第２基板５４がカラーフィルター基板である場合、第１基板５２は、第２基板５４より延長された領域を含む。導電性シールパターン５６は、液晶が注入される通路である液晶注入口５８を含み、液晶注入口５８を通じて液晶物質を注入した後、液晶注入口５８は、封止パターン６０によって封止される。

ここで、液晶注入口５８を上に向けて多数の液晶パネル５０を整列した後、封止パターン６０を構成する封止剤をローラーにつけて、これを液晶注入口５８に塗布する。この時、毛細管現象によって液晶注入口５８の一定の深さまで封止剤が注入され、封止パターン６０を構成する。

封止パターン６０を構成する封止剤は、紫外線の照射による光硬化工程によって硬化され、これによって、液晶パネル５０が封止される。

ところが、従来には、液晶パネル５０の表示領域ＤＡ及び非表示領域ＶＤＡ間の境界部を取り囲む共通配線６２と、液晶注入口５８における封止パターン６０との重畳によって、封止パターン６０を構成する封止剤が未硬化となる問題が発生した。

これを、以下、図面を参照して説明する。
図４Ａと図４Ｂは、従来の液晶表示装置用液晶注入口の図である。図４Ａは、図３のＩＶａ領域を拡大した図であって、図４Ｂは、図４ＡのＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿って切断した断面図である。

図４Ａと図４Ｂに示したように、導電性シールパターン５６の一部をオープンして構成した液晶注入口５８は、封止パターン６０によって外部から遮断される。この時、液晶注入口５８を横切って、共通配線６２がパターニングされている。

従って、封止パターン６０を構成する封止剤を硬化するために紫外線を照射する場合、紫外線が共通配線６２によって遮断され、封止パターン６０を構成する封止剤が未硬化となる不良が発生する。

勿論、反対方向、すなわち、第２基板５４の方に紫外線を照射する場合も考えられるが、第２基板５４に形成されるブラックマトリックス６６によって紫外線の照射が不可能である。

従って、第１基板５２の方に紫外線を照射した場合、共通配線６２と重なる領域に位置する封止パターン６０は、未硬化となることによって、未硬化である封止パターン６０の封止剤が接触している液晶物質と混じる。すなわち、封止パターン６０の封止剤と混じった液晶層ＬＣ区間では、封止剤が一種の不純物としての作用をして、駆動の時、光が漏れたり、画面上に染みで示される画質不良が発生したりする。

本発明は、前述したような問題を解決するために、液晶注入口を密封する封止剤の未硬化による画質不良を防ぐ液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、前述したような目的を達成するために、相互に対向するように配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板の内部面上に相互に交差するように形成されたゲート配線及びデータ配線と、前記ゲート配線及び前記データ配線が交差する地点に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに連結された画素電極と、前記第２基板の内部面上に形成された共通電極と、前記第１基板及び前記第２基板の間で、前記第１基板及び前記第２基板の端側を取り囲み、一側に液晶注入口を有するシールパターンと、前記第１基板及び前記第２基板の間で、前記シールパターン内に介されている液晶層と、前記液晶注入口を封止する封止パターンと、前記第１基板の内部面上の前記第１基板の端側を取り囲んで前記シールパターンと接触し、前記封止パターンと重畳されないように前記液晶注入口の外側に前記封止パターンと離隔された突出パターンを含む共通配線とを含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

また、本発明は、第１基板上に共通配線を形成する段階と、前記共通配線上に液晶注入口を有する第１シールパターンを形成する段階と、第２基板上に共通電極を形成する段階と、前記第１基板及び前記第２基板を前記第１シールパターンを利用して合着する段階と、前記液晶注入口を通じて液晶層を注入する段階と、前記液晶注入口を第２シールパターンで封止する段階と、前記第１基板の方から前記第２シールパターンをＵＶ硬化する段階とを含み、前記共通配線は、前記第２シールパターンと重畳されないように前記液晶注入口の外側に前記第２シールパターンと離隔された突出パターンを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。

以下、添付した図面を参照して、本発明による望ましい実施例を説明する。

本発明による液晶表示装置は、液晶パネルの一側に構成された液晶注入口の封止剤が未硬化となる問題が発生しないために、未硬化による染みの不良が発生しないので、高画質な液晶表示装置が実現できる。

本発明は、液晶注入口の封止剤が光から遮断されずに完壁に硬化されるように、液晶注入口に対応する共通配線の形態を多様化することを特徴とする。

図５は、本発明の実施例による液晶表示装置の概略的な平面図であって、図６は、図５のＶＩ領域を拡大した図である。

図５と図６に示したように、本発明による液晶パネル１００は、第１基板１０２及び第２基板１０４を含み、両基板１０２、１０４は、第１シールパターン１０６によって合着される。第１シールパターン１０６は、ガラス繊維（ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ）および導電性ボールを含む導電性シーラントで構成される。例えば、導電性ボールは、金Ａｕで構成される。

この時、第１基板１０２及び第２基板１０４には、表示領域ＤＡ及び非表示領域ＶＤＡが定義されている。第１基板１０２がアレイ基板であって、第２基板１０４がカラーフィルター基板である場合、第１基板１０２は、第２基板１０４の外部に延長された非表示領域ＶＤＡをさらに含み、第１基板１０２の非表示領域ＶＤＡには、ゲートパッド及びデータパッドが形成されて、ゲートパッド及びデータパッドには、外部信号を印加する駆動回路（図示せず）が連結される。例えば、非表示領域ＶＤＡには、駆動回路及び印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）に連結されるターミナル配線のコネクターが挟まれるＰＣＢコネクターを含む。

一方、第１シールパターン１０６は、第１基板１０２及び第２基板１０４を合着する役割のみならず、液晶パネルの内部に構成するセルギャップの維持手段を補助して両基板のギャップを維持して、注入された液晶の形態を維持させる役割をする。

特に、導電性シールパターンは、多数の導電性ボールを含み、シールパターンによって対向基板の共通電極がアレイ基板の共通配線から共通信号を受けるように電気的連結手段として利用されることによって、別途の銀ドットを省略して安定的な電気的連結が行われるようにする。

一方、第１シールパターン１０６は、液晶注入口１０８を含み、液晶注入口１０８は、第２シールパターン１１０によって封止される。液晶パネル１００の周辺に共通配線１１２が形成されるが、第２シールパターン１１０を第１基板１０２へと露出させるために、第２シールパターン１１０と対応した部分から非表示領域ＶＤＡの方に突出して形成される。

特に、共通配線１１２は、液晶パネルの表示領域ＤＡと非表示領域ＶＤＡ間の境界部を取り囲む領域に位置するに当たって、別途のオープン部なしに構成されることによって、離隔区間でパターン間の静電気不良などを防ぐことを基本にして、封止剤の未硬化を防ぐ構造を含む。

具体的に、第１シールパターン１０６の液晶注入口１０８は、第２シールパターン１１０によって封止され、外部から遮断される。この時、共通配線１１２の液晶注入口１０８と重なる部分は、液晶注入口１０８の外側に突出されたパターンＣＰ１を有する。

このようにすると、第２シールパターン１１０を構成する封止剤を硬化するために紫外線を照射する場合、従来とは異なり、液晶注入口１０８に対応した部分が共通配線１１２によって遮られず、第２シールパターン１１０を構成する封止剤を正常に硬化することができる。従って、封止剤の未硬化による染みの不良の発生を防ぐことができる。

前述した共通配線１１２の形状は、多様に変形できる。例えば、図７に示したように、液晶注入口２５２の内側に凹パターンＣＰ２が形成され、液晶注入口２５２と重なる共通配線２１８の領域が、第２シールパターン２８０と重ならないように形成される。

また、他の方法として、図８に示したように、液晶注入口３５２と対応した部分に共通配線３１８をそのまま形成するが、第２シールパターン３８０と重なる部分で多数のスリット３２０を含むスリットパターンＳＰを有するように形成することもできる。このようにすると、光は、スリット３２０を通じて回折しながら第２シールパターン３８０全体に照射されるために、第２シールパターン３８０を構成する封止剤の未硬化が発生する部分を最小化することができる。

図９は、図６のＩＸ-ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
図９に示したように、突出パターンＣＰ１を含む共通配線１１２は、第１基板１０２の内部面に形成されて、液晶注入口１０８を含む第１シールパターン１０６は、共通配線１１２と第１基板１０２上に形成される。また、第２シールパターン１１０は、液晶注入口１０８に形成される。

ブラックマトリックス４１０は、第２基板１０４の内部面に形成されて、共通電極４１２は、ブラックマトリックス４１０上に形成される。図面には示してないが、カラーフィルターは、表示領域（図５のＤＡ）でブラックマトリックス４１０と共通電極４１２間に形成される。

さらに、共通配線１１２は、第２シールパターン１１０を遮断しないので、第１基板１０２及び第２シールパターン１１０の間にいかなる金属配線がなくても、紫外線が第２シールパターン１１０に到達することができる。従って、第２シールパターン１１０は、硬化工程によって完全に硬化される。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施例による液晶表示装置の断面図である。図１０Ａは、図５のＸ-Ｘ線に沿って切断した図であって、図１０Ｂは、液晶表示装置の表示領域を示した図である。

図１０Ａに示したように、共通配線１１２は、第１基板１０２の内部面に形成されて、第１シールパターン１０６は、共通配線１１２と接触する。また、ブラックマトリックス５１０は、第２基板１０４の内部面に形成されて、ダミーカラーフィルターパターン５１２は、ブラックマトリックス５１０上に形成されて、共通電極５１４は、ダミーカラーフィルターパターン５１２上に形成される。

図面には示してないが、第１シールパターン１０６は、ガラス繊維と、金で構成された導電性ボールとを含んで構成される。すなわち、第１シールパターン１０６は、共通配線１１２と共通電極５１４を第１シールパターン１０６内にある導電性ボールを利用して電気的に連結することができる。

図１０Ｂに示したように、ゲート電極５５０、半導体層５５２、ソース電極５５４及びドレイン電極５５６を含む薄膜トランジスタＴは、第１基板１０２の内部面に形成されて、画素電極５５８は、画素領域Ｐで薄膜トランジスタＴに連結される。また、ブラックマトリックス５１０は、第２基板１０４の内部面に形成されて、カラーフィルター層５２０は、画素領域Ｐでブラックマトリックス５１０上に形成される。

共通電極５１４は、カラーフィルター層５２０上に形成される。ここで、ダミーカラーフィルターパターン（図１０Ａの５１２）は、カラーフィルター層５２０の役割をするのではないが、カラーフィルター層５２０と同一物質で構成される。ところが、カラーフィルター層５２０は、第２基板１０４ではなく第１基板１０２に形成されて、ダミーカラーフィルターパターン５１２は、図９に示したように、省略されることもできる。

一方、図１０Ａに示したように、ゲート絶縁膜５５１は、ゲート電極５５０と半導体層５５２の間に形成されて、保護層５５７は、薄膜トランジスタＴと画素電極５５８の間に形成される。ゲート絶縁膜５５１及び保護層５５７は、共通配線１１２及び第１シールパターン１０６の間にも位置して、共通配線１１２と第１シールパターン１０６を電気的に連結するために、共通配線１１２の一部を露出させるコンタクトホール５５９を有する。

すなわち、共通配線１１２とゲート電極５５０は、同一工程、同一物質で構成される。しかし、共通配線１１２は、ゲート電極５５０と異なる工程、他の物質で構成されることもできる。

図面には示してないが、ゲート配線は、ゲート電極５５０に連結され第１方向に形成されて、ゲートパッドは、ゲート配線の一端に形成される。また、データ配線は、ソース電極に連結され第１方向と交差される第２方向に形成されて、その一端には、データパッドが形成される。

例えば、共通配線１１２と交差されるゲート配線部は、ゲート配線と共通配線１１２の間の短絡を防ぐため、データ配線と同一物質で構成することができる。ゲート配線とゲートパッドは、共通配線１１２と交差する地点で、データ配線と同一物質で構成された連結配線によって連結される。

図面には示してないが、本発明による液晶表示装置を製造する方法は、第１基板上に共通配線を形成する段階と、前記共通配線上に液晶注入口を有する第１シールパターンを形成する段階と、第２基板上に共通電極を形成する段階と、前記第１基板及び前記第２基板を前記第１シールパターンを利用して合着する段階と、前記液晶注入口を通じて液晶層を注入する段階と、前記液晶注入口を第２シールパターンによって封止する段階と、前記第１基板の方から前記第２シールパターンをＵＶ硬化する段階とを含み、前記共通配線は、前記第２シールパターンを前記第１基板へと露出させることを特徴とする。

従来の液晶表示装置の概略的な斜視図である。従来の液晶表示装置用アレイ基板の概略的な平面図である。従来の液晶表示装置の概略的な平面図である。従来の液晶表示装置用液晶注入口の図である。従来の液晶表示装置用液晶注入口の図である。本発明の実施例による液晶表示装置の概略的な平面図である。図５のＶＩ領域を拡大した図である。本発明の実施例による液晶注入口部の図である。本発明の実施例による液晶注入口部の図である。図６のＩＸ-ＩＸ線に沿って切断された断面図である。本発明の実施例による液晶表示装置の断面図である。本発明の実施例による液晶表示装置の断面図である。

符号の説明

１００液晶表示装置、１０２第１基板、１０４第２基板、１０６第１シールパターン、１０８液晶注入口、１１０第２シールパターン、１１２共通配線、ＤＡ表示領域、ＶＤＡ非表示領域。

Claims

相互に対向するように配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の内部面上に相互に交差するように形成されたゲート配線及びデータ配線と、
前記ゲート配線及び前記データ配線が交差する地点に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに連結された画素電極と、
前記第２基板の内部面上に形成された共通電極と、
前記第１基板及び前記第２基板の間で、前記第１基板及び前記第２基板の端側を取り囲み、一側に液晶注入口を有するシールパターンと、
前記第１基板及び前記第２基板の間で、前記シールパターン内に介されている液晶層と、
前記液晶注入口を封止する封止パターンと、
前記第１基板の内部面上の前記第１基板の端側を取り囲んで前記シールパターンと接触し、前記封止パターンと重畳されないように前記液晶注入口の外側に前記封止パターンと離隔された突出パターンを含む共通配線と
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
前記シールパターンは、多数の導電性ボールを含む導電性シールパターンであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記シールパターンは、前記共通電極と接触して前記共通電極と共通配線を電気的に連結することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記共通配線は、液晶パネルの表示領域と非表示領域間の境界部を取り囲む領域に位置するに当たって、別途のオープン部なしに構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
第１基板上に共通配線を形成する段階と、
前記共通配線上に液晶注入口を有する第１シールパターンを形成する段階と、
第２基板上に共通電極を形成する段階と、
前記第１基板及び前記第２基板を前記第１シールパターンを利用して合着する段階と、
前記液晶注入口を通じて液晶層を注入する段階と、
前記液晶注入口を第２シールパターンで封止する段階と、
前記第１基板の方から前記第２シールパターンをＵＶ硬化する段階と
を含み、
前記共通配線は、前記第２シールパターンと重畳されないように前記液晶注入口の外側に前記第２シールパターンと離隔された突出パターンを含む
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。