JPH0882805A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正スタガー型ＴＦＴを用いた液晶表示装置に
おいて、周縁部で露出されたＡｌゲートラインが結露に
より浸食されて断線するのを防ぎ、装置の寿命を延長す
る。 【構成】 シール剤（４０）形成領域の外側のゲートラ
イン（１６Ｌ）が露出された領域において、スリット
（Ｓ）を形成し、ラインを複数本に分離する。これによ
り、ゲートライン（１６Ｌ）が結露などにより浸漬され
ても、浸食の進行が抑制されるのでラインの断線が防止
され、装置の寿命が延長される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、特
に、寿命を延長した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力
などの特徴があり、ＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実
用化が進んでいる。特に、スイッチング素子として、薄
膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す）を用いたアクテ
ィブマトリクス型は、原理的にデューティ比１００％の
スタティック駆動をマルチプレクス的に行うことがで
き、大画面、高精細な動画ディスプレイに使用されてい
る。

【０００３】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された表示電極と各表示電極に接続
されたＴＦＴを有する基板（ＴＦＴ基板）と、共通電極
を有する基板（対向基板）を貼り合わせ、隙間に液晶を
封入することにより構成される。ＴＦＴは表示電極への
データ信号入力を選択するスイッチング素子であり、ゲ
ート電極、ドレイン電極、ソース電極、及び、非単結晶
半導体層より構成される。それぞれの電極はゲートライ
ン、ドレインライン及び表示電極に接続され、また、非
単結晶半導体層はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や
ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）であり、チャンネル層として
機能する。ゲートライン群は線順次に走査選択されて１
走査線上の全てのＴＦＴをＯＮとし、これと同期したデ
ータ信号が各ドレインラインを介してそれぞれの表示電
極に入力される。共通電極は走査信号に同期して電圧が
設定されて、対向する各表示電極との間の電圧により間
隙の液晶を駆動し、これにより光の透過率が表示画素ご
とに調整されこれらの光の合成が表示画像として視認さ
れる。

【０００４】ＴＦＴとして、ゲートを上層に配した正ス
タガー型を用いた場合、ＴＦＴ基板の製造はマスク数３
枚で製造が可能であり、コストが低い。図２は、正スタ
ガー型ＴＦＴを用いた液晶表示装置の画素部の平面図
（ａ）と断面図（ｂ）である。互いに交差して配置され
たゲートライン（１６Ｌ）とドレインライン（１３Ｌ）
に囲まれた領域には表示電極（１３Ｐ）が形成され、両
ライン（１６Ｌ，１３Ｌ）の交差部に形成されたＴＦＴ
のソース（１３Ｓ）に接続されている。

【０００５】表示電極（１３Ｐ）とドレインライン（１
３Ｌ）は、Ｃｒなどからなる遮光層（１１）と、これを
覆うＳｉＮXなどからなる層間絶縁層（１２）が形成さ
れた基板（１０）上でＩＴＯなどにより形成されてい
る。表示電極（１３Ｐ）及びドレインライン（１３Ｌ）
の一部は互いに近接されて、それぞれソース電極（１３
Ｓ）及びドレイン電極（１３Ｄ）となっており、両電極
（１３Ｓ，１３Ｄ）上には、チャンネル層となるａ−Ｓ
ｉ（１４）、ＳｉＮXなどのゲート絶縁層（１５）、及
び、Ａｌなどのゲート電極（１６Ｇ）が積層されてＴＦ
Ｔを構成している。ゲートライン（１６Ｌ）は、ＴＦＴ
部と一体のａ−Ｓｉ（１４）とゲート絶縁層（１５）か
らなる積層体上に配置されており、ゲート電極（１６
Ｇ）と一体でＡｌにより形成されている。また、ａ−Ｓ
ｉ（１４）とソース電極（１３Ｓ）、及び、ａ−Ｓｉ
（１４）とドレイン電極（１３Ｄ）の間には、燐などの
不純物イオンを大量に注入にして抵抗を下げたＮ+型ａ
−Ｓｉ（１４Ｎ）を介在させ、オーミック特性を向上し
ている。これらを覆う全面には、液晶の配向を制御する
目的で、ポリイミドなどの配向膜（１７）を形成し所定
のラビング処理を施すことにより表面処理がなされてい
る。

【０００６】こような構造のＴＦＴ基板に対向して配置
された基板（２０）上には、ＩＴＯの共通電極（２１）
が全面的に形成され、更に表面には、ＴＦＴ基板側と同
様に配向膜（２２）が形成され、対向基板となってい
る。これらＴＦＴ基板と対向基板は、エポキシ樹脂など
のシール剤によって周辺部で固定することにより数μｍ
の間隙を持って貼り合わされ、この間隙に液晶（３０）
を注入して、注入口を封止剤で塞いで液晶が密封され
る。

【０００７】図３はゲート側基板端の平面図であり、図
４はその断面図である。層間絶縁層（１２）が形成され
た基板（１０）上には、画素部と同一構造でａ−Ｓｉ
（１４）とゲート絶縁層（１５）の積層体上に形成され
たゲートライン（１６Ｌ）が延在されている。ゲートラ
イン（１６Ｌ）の端部は外部接続用のゲート入力端子
（１６Ｔ）となっている。基板（２０）は基板（１０）
よりもやや小さくゲート入力端子（１６Ｔ）部を露出し
て貼り合わされ、基板（２０）の端縁に沿って形成され
たシール剤（４０）により接着され、内部の液晶（３
０）を密封している。

【０００８】このように構成されたパネルは更に、ＴＡ
Ｂ（Tape Automated Bonding）により外部駆動回路素子
が接続される。即ち、高分子フィルムなどのフレキシブ
ル基板（５０）上にＣｕ箔などの導電層（５１）が形成
され、ドライバＬＳＩがボンディング搭載されたＴＣＰ
（Tape Carrier Package）が、ＡＣＦ（AnisotropicCon
ductiv Film：異方性導電膜）（５２）により基板（１
０）側のゲート入力端子（１６Ｔ）に接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図３に示すように、画
素部から延在されたゲートライン（１６Ｌ）は、入力端
子（１６Ｔ）部でＴＡＢなどにより外部接続されるが、
シール剤（４０）が形成された領域とＴＡＢが形成され
た領域の間には、実装上の制約から、数ｍｍの距離があ
る。この帯域ではゲートライン（１６Ｌ）が露出された
ままであるので、水分や異物などが付着しやすく、劣化
の原因となっていた。特に、ゲート配線を形成するＡｌ
は低抵抗ではあるが、活性な金属であるため、結露など
により劣化しやすく、断線につながる場合もある。

【００１０】また、貼り合わせの際のアライメントの限
界から、基板（２０）の端部がシール剤（４０）の外側
にせりだされるため、基板（２０）上に形成された共通
電極（２１）が、シール剤（４０）形成領域の外側にお
いて液晶層（３０）の厚さに相当する数μｍの距離で基
板（１０）側のゲートライン（１６Ｌ）に対向する構造
となる。Ａｌは還元作用が強く、また、ＩＴＯは酸化作
用が強く、標準電極電位、即ち、ある溶液と各元素電極
との電位差により電気化学反応の起こり易さを示したも
の、において、差が大きい。そのため、湿気雰囲気や不
純物雰囲気などにより、両金属間に電解質が介在される
と電池反応が生じて、金属電極の腐食が起こる。

【００１１】従来のように、共通電極（２１）がせりだ
してゲートライン（１６Ｌ）に対向する構造では、この
部分に微小な水滴が付着すれば、これが電解質溶液とな
って電池構造が形成され、Ｈ2を発生して、ゲート配線
Ａｌが溶け出していた。経験的にこのような問題は１０
００時間程度が経過した後に生じており、装置完成時に
は発見されにくく、また、日常の装置の取り扱いにおい
て僅かの水分が吸着しても、微細なパターンに形成され
た配線には十分な湿気雰囲気となるため、電気化学反応
を引き起こし、金属配線を浸食して劣化や断線の原因と
なり、装置の寿命を縮めることとなっていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために成されたもので、第１に、対向して配置され
た２枚の基板と、前記２枚の基板の対向面側で導電層が
所定のパターンに形成された配線と、前記２枚の基板間
に狭持された液晶と、周縁部で前記２枚の基板を貼り合
わせるとともに前記液晶を密封する接着剤とから構成さ
れた液晶表示装置において、前記配線は前記接着剤が形
成された領域の外側において、複数に分離されている構
成である。

【００１３】第２に、互いに対向して配置された第１の
基板及び第２の基板と、前記第１の基板の対向面側に形
成された複数の表示電極、該表示電極の間に形成された
ドレインライン、前記表示電極と一体のソース電極、前
記ドレインラインと一体のドレイン電極、及び、前記ソ
ース電極と前記ドレイン電極上に積層された半導体層、
絶縁層、及び、金属層からなるゲート電極により構成さ
れる薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ部と一
体で半導体層と絶縁層上に形成された金属層からなるゲ
ートラインと、前記第１及び第２の基板間に狭持された
液晶と、周縁部で前記第１及び第２の基板を貼り合わせ
るとともに前記液晶を密封する接着剤とから構成された
液晶表示装置において、前記ゲートラインは、前記接着
剤が形成された領域の外側において、複数に分離されて
いる構成である。

【００１４】第３に、第２の構成において、前記ゲート
ラインは、その端部で外部駆動回路素子に接続され、前
記接着剤が形成された領域と前記外部駆動回路素子が接
続された領域の間の帯域に、細線状の金属不在領域が１
本または複数本開口されて、複数本に分離されている構
成である。

【００１５】

【作用】前記第１の構成で、１本のラインを複数本に分
離することによりことにより、結露などによる金属配線
の浸食の進行が中断され、非連続的に分断されるので、
浸食の進行の速度が低下し、完全な断線にまで至るのが
防がれる。前記第２の構成で、省マスクプロセスにより
製造される正スタガー型において、上層に配されて基板
表面に露出されたゲートラインを複数本に分離すること
により、結露などによるゲート金属の浸食の進行が中断
され、非連続的に分断されるので、浸食の進行の速度が
低下し、断線が防がれる。

【００１６】前記第３の構成で、前記接着剤の形成領域
と外部駆動回路素子との接続領域の間の帯域において、
ゲートラインが基板表面に露出されるので、この部分で
ゲートラインを複数本に分離することにより、浸食の進
行を食い止め、断線を防止することができる。

【００１７】

【実施例】続いて、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本実施例に係る液晶表示装置の周
縁部の平面図である。断面は図４と同じ構造であり、画
素部は図２と同じ構造である。また図１において、従来
例の図３と同じものについては同一の符号を付してい
る。

【００１８】遮光層（１１）を被覆する層間絶縁層（１
２）が形成されたガラスなどの透明な基板（１０）上に
は、画素部から延在されたゲートライン（１６Ｌ）が形
成されている。ゲートライン（１６Ｌ）は同一パターン
のａ−Ｓｉ（１４）とゲート絶縁層（１５）からなる積
層体上に形成されている。ゲートライン（１６Ｌ）は、
更に、ゲート入力端子（１６Ｔ）で外部駆動回路素子と
ＴＡＢにより接続されている。画素部と周縁部との間で
はシール剤（４０）が形成され対向基板側に接着され
る。

【００１９】各ゲートライン（１６Ｌ）は、シール剤
（４０）形成領域とゲート入力端子（１６Ｔ）の間で、
ライン方向に浸食ストッパーとして２本のスリット
（Ｓ）が形成され、３本に分離されている。これによ
り、例え、結露などによりゲートライン（１６Ｌ）と共
通電極（２１）の間に電池構造が形成されてゲート配線
Ａｌの浸食が始まっても、スリット（Ｓ）により浸食の
進行が一々中断されるので、浸食の速度を遅くすること
ができる。このため、完全な断線にまで至るには相当の
時間を要することになるので、装置の寿命を延長するこ
とができる。

【００２０】特に、スリット（Ｓ）は、シール剤（４
０）の形成領域とＴＡＢ接続のためのＡＣＦ（５２）形
成領域の両方にかかるように形成することにより、外部
に露出された全領域において、ゲートライン（１６Ｌ）
の浸食がストップされ、より寿命が延長される。このよ
うな液晶表示装置は次のように製造される。まず、ガラ
スなどの透明な基板（１０）上に、Ｃｒをスパッタリン
グにより２０００Å程度の厚さに積層し、これをエッチ
ングすることにより遮光層（１１）を形成する。続い
て、ＳｉＮXをＣＶＤにより成膜して層間絶縁層（１
２）を形成し、遮光層（１１）を被覆する。次に、層間
絶縁層（１２）上に、ＩＴＯをスパッタリングにより１
０００Å程度の厚さに、Ｎ+ａ−Ｓｉ（１４Ｎ）を２０
０〜３００Å程度の厚さに順次積層し、これら両膜（１
２，１４Ｎ）をエッチングすることにより、表示電極
（１３Ｐ）、ドレインライン（１３Ｌ）、ソース電極
（１３Ｓ）及びドレイン電極（１３Ｄ）を形成する。次
に、ソース・ドレイン配線（１３）が形成された基板上
に、プラズマＣＶＤによりａ−Ｓｉ（１４）を５００〜
１０００Å程度の厚さに積層し、引き続き、プラズマＣ
ＶＤによりゲート絶縁層（１５）となるＳｉＮXを２０
００〜４０００Åの厚さに積層し、次に、ゲート配線
（１６）となるＡｌをスパッタリングにより４０００Å
程度の厚さに積層する。このように順次積層されたＡ
ｌ、ＳｉＮX、ａ−Ｓｉ、及びＮ+ａ−Ｓｉは同一のマス
クを用いたエッチングにより不要な部分を除去する。こ
れにより、ソース及びドレイン電極（１３Ｓ，１３Ｄ）
上にＮ+ａ−Ｓｉ（１４Ｎ）、ａ−Ｓｉ（１４）、ゲー
ト絶縁層（１５）及びゲート電極（１６Ｇ）が積層され
てＴＦＴが形成されるとともに、ＳｉＮXとａ−Ｓｉの
積層体上のＡｌからなるゲートライン（１６Ｌ）及びゲ
ートライン（１６Ｌ）と一体のゲート入力端子（１６
Ｔ）が形成される。また、この時、ゲートライン（１６
Ｌ）中のシール剤（４０）形成領域とＡＣＦ（５２）形
成領域との間の帯域では、ライン（１６Ｌ）に沿ってス
リット（Ｓ）が開けられゲートライン（１６Ｌ）が３本
に分離されている。表示画素部表面にはポリイミドの配
向膜（１７）が形成されて、ＴＦＴ基板が完成する。

【００２１】一方の基板（２０）上にはＩＴＯの共通電
極（２１）が形成されて対向基板が構成され、ＴＦＴ基
板に対向して配置されている。これら両基板の間隙には
液晶（３０）が注入され周囲に形成されたシール剤（４
０）により密封されるとともに、両基板が貼り合わされ
ている。このように構成されたパネルは更に、外部駆動
回路素子がＴＡＢ（５０，５１，５２）によりゲート入
力端子（１６Ｔ）で接続される。

【００２２】スリット（Ｓ）の幅は、ゲートライン（１
６Ｌ）の浸食ストッパーとしての機能とは無関係である
ので、ライン（１６Ｌ）の配線抵抗増大を抑えるため
に、できるだけ狭いことが望ましい。１ラインについて
のスリット（Ｓ）の本数が多い程、断線防止の効果は高
い。スリット（Ｓ）は、エッチングにより開けられるた
め、幅や本数はエッチング精度により制限されるが、本
実施例では、５０μｍ幅のライン（１６Ｌ）中に、２〜
３μｍ幅のスリット（Ｓ）を２本形成することにより、
断線が著しく減少するとともに、ライン抵抗の増大はな
かった。

【００２３】以上説明したように、ＴＦＴ基板はマスク
数３枚のプロセスにより製造され、低コストであるとと
もに、ゲートライン（１６Ｌ）のパターンを変更するだ
けで、断線が防止され、寿命が延長される。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
より、コストを増大させることなく、配線のパターンを
変更するのみで、湿気や不純物などによる断線が防が
れ、装置の寿命が延長された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る液晶表示装置の要部を示
す平面図である。

【図２】液晶表示装置の画素部の平面図と断面図であ
る。

【図３】液晶表示装置の端部の平面図である。

【図４】液晶表示装置の端部の断面図である。

【符号の説明】

１０，２０ 透明基板 １１ 遮光層 １２ 層間絶縁層 １３ ソース・ドレイン配線 １４ ａ−Ｓｉ １５ ゲート絶縁層 １６ ゲート配線 １７，２２ 配向膜 ２１ 共通電極 ３０ 液晶 ４０ シール剤 ５０ フレキシブル基板 ５１ 導電層 ５２ ＡＣＦ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して配置された２枚の基板と、前記
   ２枚の基板の対向面側で導電層が所定のパターンに形成
   された配線と、前記２枚の基板間に狭持された液晶と、
   周縁部で前記２枚の基板を貼り合わせるとともに前記液
   晶を密封する接着剤とから構成された液晶表示装置にお
   いて、 前記配線は前記接着剤が形成された領域の外側におい
   て、複数本に分離されていることを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 互いに対向して配置された第１の基板及
   び第２の基板と、前記第１の基板の対向面上に形成され
   た複数の表示電極、該表示電極の間に形成されたドレイ
   ンライン、前記表示電極と一体のソース電極、前記ドレ
   インラインと一体のドレイン電極、及び、前記ソース電
   極と前記ドレイン電極上に積層された半導体層、絶縁
   層、及び、金属層からなるゲート電極により構成される
   薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ部分と一体
   で半導体層と絶縁層の積層体上に形成された金属層から
   なるゲートラインと、前記第１及び第２の基板間に狭持
   された液晶と、周縁部で前記第１及び第２の基板を貼り
   合わせるとともに前記液晶を密封する接着剤とから構成
   された液晶表示装置において、 前記ゲートラインは、前記接着剤が形成された領域の外
   側において、複数本に分離されていることを特徴とする
   液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記ゲートラインは、その端部で外部駆
   動回路素子に接続され、前記接着剤が形成された領域と
   前記外部駆動回路素子が接続された領域との間の帯域で
   細線状の金属不在部が１本または複数本開口されて、複
   数本に分離されていることを特徴とする請求項２記載の
   液晶表示装置。