JPH0895078A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0895078A
JPH0895078A JP22970594A JP22970594A JPH0895078A JP H0895078 A JPH0895078 A JP H0895078A JP 22970594 A JP22970594 A JP 22970594A JP 22970594 A JP22970594 A JP 22970594A JP H0895078 A JPH0895078 A JP H0895078A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
substrate
common electrode
display device
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JP22970594A
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English (en)
Inventor
Toshio Shimada
敏男 島田
Noboru Shiida
昇 志比田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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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】 共通電極(21)を、シール剤(40)形成
領域の内側に形成して、共通電極(21)が表に露出さ
れるのを防ぐ。この構成で、結露などによりゲートライ
ン(16L)のAlが、共通電極(21)のITOとと
もに湿気雰囲気に浸漬されるのを防ぎ、電池反応による
Alの腐食を防止する。これにより、ゲートライン(1
6L)の断線が防がれ、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】液晶表示装置は小型、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10
0%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とが形成された基板(TFT基板)と、共
通電極が全面的に形成された基板(対向基板)が貼り合
わされ、隙間に液晶が封入された構成である。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
枚で可能であり、コストが低い。図3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
そのB−B線に沿った断面図(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などの層間絶縁層(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(13S)及び
ドレイン電極(13D)となっており、両電極(13
S,13D)上には、チャンネル層であるa−Si(1
4)、SiNXなどのゲート絶縁層(15)、及び、A
lなどのゲート電極(16G)が積層されてTFT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(16G)と一
体でAlにより形成されている。また、a−Si(1
4)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4はゲート側基板端の平面図(a)とそ
のC−C線に沿った断面図(b)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)
上にはメタルマスクによりパターニングされたITOか
らなる共通電極(21)が形成されている。基板(2
0)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、内部に挟持された液晶(30)を密封している。ゲ
ート入力端子(16T)は、TAB(Tape Automated B
onding)により外部駆動回路素子へ接続される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】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T
AB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。図4に示すよう
に、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。
【0009】特に、貼り合わせの際の精度などの諸事情
から、基板(20)の端部がシール剤(40)の外側に
せりだされるので、基板(20)上に形成された共通電
極(21)が液晶(30)層厚分の数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、ある溶液に対する各元素
電極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、結露などで湿
気雰囲気や不純物雰囲気などが形成されて両金属間に電
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。
【0010】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、長い時間が経過した後では、ゲートラ
イン(16L)の断線などを引き起こしていた。経験的
にこのような問題は1000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。
【0011】
【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、第1の基板上に互
いに交差して配置されたゲートライン及びドレインライ
ンと、前記ゲートラインと前記ドレインラインに囲まれ
た領域に配置された表示電極と、前記ゲートラインと前
記ドレインラインの交差部に形成され、前記表示電極に
接続された薄膜トランジスタと、液晶を挟んで前記第1
の基板に対向して配置された第2の基板上に全面的に配
置された共通電極と、前記第1の基板と前記第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
を有する液晶表示装置において、前記共通電極は前記接
着剤の形成された領域の外側に不在の構成である。
【0012】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、前
記第1の基板の端部に形成され、導電物を介して前記共
通電極に接続された共通電極入力端子とを有する液晶表
示装置において、前記共通電極は前記接着剤が形成され
た領域の外側に不在の構成である。
【0013】第3に、第2の構成において、前記共通電
極は、前記接着剤が形成された領域中には不在の構成で
ある。第4に、第2または第3の構成において、前記共
通電極入力端子は、前記ゲートラインの入力端子が配列
された辺と異なる辺に設けられた構成である。
【0014】
【作用】前記第1の構成で、共通電極を接着剤が形成さ
れた領域の外側に不在として第1、第2の基板及び接着
剤により密封された領域内に限定し、外気から隔絶する
ことにより、基板端に配列された外部接続端子上に異物
や水分が付着して電解質溶媒が形成されても、外部接続
端子と電池構造を構成し得る共通電極が不在であるた
め、電池反応による端子電極の腐食が防止される。
【0015】前記第2の構成で、共通電極を接着剤の形
成領域の外側に不在として、液晶が密封された領域の外
部に露出しない構造とすることにより、接着剤の形成領
域の外側でゲートラインが露出された帯域において、水
分や異物が付着しても、電気化学反応が生じるのを防止
することができる。即ち、水分や異物が吸着しても、ゲ
ートラインを構成するAlと標準電極電位の異なるIT
Oが不在であるため、電池構造が形成されず、これによ
って、ゲートAlの腐食が防止され、ラインの劣化や断
線を防ぐことができる。
【0016】前記第3の構成で、共通電極を接着剤の形
成領域に不在とすることにより、共通電極の段差によっ
て接着剤と基板の接着性が悪化するのが防がれる。前記
第4の構成で、共通電極入力端子を、ゲートラインの入
力端子を取り出した辺とは別の辺に設けることにより、
標準電極電位の異なる異種金属間での電池構造の成立を
防ぎ、端子電極の腐食を防止する。
【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(a)とそのA−A線に沿った断面図
(b)である。画素部は図3と同じ構造であり、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、画素部と同一構造でa−Si(14)とゲート絶縁
層(15)からなる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)
は、最端部で外部接続用のゲート入力端子(16T)と
一体になっており、TABにより外部駆動回路素子に接
続されている。画素部の周縁部にはシール剤(40)が
形成され対向基板と接着される。
【0019】共通電極(21)は、シール剤(40)の
形成領域よりも内側に形成されたITO電極であり、外
部に露出しないようにされている。このため、シール剤
(40)の外側において結露などにより基板(10)と
基板(20)が湿気や不純物の雰囲気中に浸漬されて
も、ゲートライン(16L)を構成するAlに対して標
準電極電位の差の大きいITO電極が不在となるので、
電池構造が成り立たず、Al配線の劣化や断線が防止さ
れる。
【0020】図2に本実施例の液晶表示装置の全体平面
図を示す。上で説明したような電極構造を有する基板
(10)と基板(20)が、周縁に形成されたエポキシ
樹脂などのシール剤(40)により貼り合わされ、間隙
には液晶が注入され、注入孔(41)を封止することに
より液晶が密封されている。基板(20)側に形成され
た共通電極(21)はシール剤(40)よりも内側に形
成され、隅部でシール剤(40)の外側へ取り出され、
銀ペースト(AP)により基板(10)側に接続され、
更に基板(10)上に形成された共通電極入力端子(1
3C)に接続されている。共通電極入力端子(13C)
は、同一材料からなるドレイン入力端子(13T)の配
列に隣接して配置されている。
【0021】本発明の特徴は、共通電極(21)が、シ
ール剤(40)の形成された領域より外にはみでないと
ころにあるが、基板とシール剤との接着性を考慮する
と、シール剤(40)の形成領域に段差があるのは好ま
しくない。そのため、共通電極(21)がシール剤(4
0)形成領域の外側のみならず、シール剤(40)領域
中にまでも至らないような配置とすることにより、段差
部が回避されて基板とシール剤の接着性が悪化するのを
防いでいる。
【0022】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(12)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1000Å程度の厚さに積層し、N+a−
Si(14N)を200〜300Å程度の厚さに積層
し、これら両膜(12,14N)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(13
L)、ソース電極(13S)、ドレイン電極(13
D)、ドレイン入力端子(13T)、及び、共通電極入
力端子(13C)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CVDによりゲート絶縁
層(15)となるSiNXを2000〜4000Åの厚
さに積層し、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Al、SiNX及びa−Si、更
に、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(14
N)、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)及びゲート入力端子(16T)
が形成される。そして、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。
【0023】一方の基板(20)上にメタルマスクを用
いてITOを成膜して共通電極(21)を形成し、更
に、ポリイミドなどの配向膜(22)を形成することに
より対向基板が構成される。対向基板は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(40)
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。
【0024】共通電極(21)はシール剤(40)の形
成領域よりも内側に形成され、銀ペースト(AP)の形
成部分のみがシール剤(40)の外側へ取り出され、銀
ペースト(AP)を介して基板(10)側の共通電極入
力端子(13C)へ接続される。また、共通電極入力端
子(13C)は、ドレイン入力端子(13T)が配列さ
れた辺でその群に隣接して形成されている。
【0025】このように、共通電極(21)をシール剤
(40)の形成領域の内側に形成することにより、ゲー
トライン(16L)が結露によりITO電極とともに湿
気雰囲気または不純物雰囲気に浸漬されるのを防ぎ、電
池反応によるゲートAl配線の劣化や断線を防いでい
る。また、ITOからなる共通電極入力端子(13C)
をAlからなるゲート入力端子(16T)の配列から離
して形成することにより、結露などで異種金属間に電池
構造が形成されるのを防ぎ、端子電極の腐食を防止して
いる。
【0026】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、共通電極(21)のパターンの変更、及び、共通
電極入力端子(13T)の配置を指定するだけで、配線
や端子電極の腐食が防がれ、断線が防止される。
【0027】
【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、外気の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
す平面図と断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る液晶表示装置の全体平面
図である。
【図3】液晶表示装置の画素部の平面図と断面図であ
る。
【図4】従来の液晶表示装置の端部の平面図と断面図で
ある。
【符号の説明】
10,20 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 41 注入孔 AP 銀ペースト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の基板上に互いに交差して配置され
    たゲートライン及びドレインラインと、前記ゲートライ
    ンと前記ドレインラインに囲まれた領域に配置された表
    示電極と、前記ゲートラインと前記ドレインラインの交
    差部に形成され、前記表示電極に接続された薄膜トラン
    ジスタと、液晶を挟んで前記第1の基板に対向して配置
    された第2の基板上に全面的に配置された共通電極と、
    前記第1の基板と前記第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を有する液晶表示装置に
    おいて、 前記共通電極は、前記接着剤が形成された領域の外側に
    不在であ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半導体層、絶縁層、及び、ゲ
    ート電極である金属層が積層されて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2の基板の対向面側に全面的に形成
    された共通電極と、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、前記第1
    の基板の端部に形成され、導電物を介して前記共通電極
    に接続された共通電極入力端子とを有する液晶表示装置
    において、 前記共通電極は、前記接着剤が形成された領域の外側に
    不在であることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記共通電極は、前記接着剤が形成され
    た領域中に不在であることを特徴とする請求項2記載の
    液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記共通電極入力端子は、前記ゲートラ
    インの入力端子が配列された辺と異なる辺に設けられて
    いることを特徴とする請求項2または請求項3記載の液
    晶表示装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049365A (en) * 1998-05-07 2000-04-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Liquid crystal displaying apparatus with a converter not exposed to liquid crystal

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049365A (en) * 1998-05-07 2000-04-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Liquid crystal displaying apparatus with a converter not exposed to liquid crystal

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