JP2018146923A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示パネルにタッチパネル機能を持たせた液晶表示装置の端子部付近の配線腐食を防止する。【解決手段】映像信号線および走査線が形成された第1の基板100と第2の基板200がシール材30によって接着し、内部に液晶が封入された液晶表示装置であって、第1の基板100と第2の基板200が重なっている部分には、表示領域90と額縁領域が形成され、第1の基板100と第2の基板200が重なっていない部分には端子部150が形成され、第2の基板200は、端子部150に隣接する第1の辺に形成された第1の額縁領域と、第1の辺と対向する第2の辺と、第1の辺と前記第2の辺を結ぶ第3の辺および第4の辺を有し、第1の辺に対応する部分のシール材30の幅及び第3の辺または第4の辺における第1の額縁領域に対応する部分のシール材の幅30は、第3の辺または記第4の辺の表示領域90に対応する部分のシール材31の幅よりも大きい。【選択図】図10An object of the present invention is to prevent wiring corrosion near a terminal portion of a liquid crystal display device having a liquid crystal display panel having a touch panel function. A liquid crystal display device in which a first substrate 100 on which video signal lines and scanning lines are formed and a second substrate 200 are bonded together by a sealing material 30 and liquid crystal is sealed inside is provided. A display region 90 and a frame region are formed in a portion where the substrate 100 and the second substrate 200 overlap, and a terminal portion 150 is formed in a portion where the first substrate 100 and the second substrate 200 do not overlap. The second substrate 200 includes a first frame region formed on the first side adjacent to the terminal portion 150, a second side facing the first side, the first side, and the second side. Corresponding to the first frame region in the third or fourth side and the width of the portion of the sealing material 30 corresponding to the first side. The width 30 of the portion of the sealing material corresponds to the display area 90 of the third side or the fourth side. Greater than the width of the sealing material 31 of the portion. [Selection] Figure 10
Description
本発明は表示装置に係り、特にタッチパネルを有する液晶表示装置において、端子配線の腐食を防止し、信頼性を向上した液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a liquid crystal display device having improved reliability by preventing corrosion of terminal wiring in a liquid crystal display device having a touch panel.
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して対向基板が配置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして画素毎に、液晶分子により光の透過率を制御することによって画像を形成している。液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。 In a liquid crystal display device, a TFT substrate in which pixels having pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix and a counter substrate are arranged opposite the TFT substrate, and liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. ing. For each pixel, an image is formed by controlling light transmittance with liquid crystal molecules. Since liquid crystal display devices are flat and lightweight, they are used in various fields.
近年、入力方法として、タッチパネル方式の液晶表示装置が増えている。従来はタッチパネル方式として、液晶表示パネルとタッチパネルを別々に製作し、液晶表示パネルの対向基板の上にタッチパネルを積載するタイプが使用されてきた。特許文献1には、タッチパネルを有する液晶表示装置において、液晶表示パネルにおける外部からの衝撃等によって生ずる気泡の発生を防止する構成が記載されている。 In recent years, touch panel type liquid crystal display devices have increased as input methods. Conventionally, as a touch panel system, a type in which a liquid crystal display panel and a touch panel are separately manufactured and a touch panel is mounted on a counter substrate of the liquid crystal display panel has been used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 describes a configuration in a liquid crystal display device having a touch panel that prevents bubbles from being generated by an external impact or the like in the liquid crystal display panel.
特許文献1では、液晶表示パネルにおいて、対向基板とTFT基板とのズレを防止することによって気泡の発生を防止しているが、このために、対向基板とTFT基板とのシール材を内側シール材と外側シール材の2重構造としている。ただし、内側のシール材は、飛び飛びに形成され、また、内側シール材と外側シール材の間に液晶が存在している。
In
液晶表示装置全体をできるだけ薄くしたいという要求が強くなっている。この要求に応えるために、液晶表示パネル自体にタッチパネルの機能を持たせる方式が開発されている。この方式は、タッチパネル用の一方の電極を液晶表示パネルの対向基板の外側に形成し、他方の電極を液晶表示パネル内に形成するものである。 There is an increasing demand to make the entire liquid crystal display device as thin as possible. In order to meet this demand, a method has been developed in which the liquid crystal display panel itself has a touch panel function. In this method, one electrode for the touch panel is formed outside the counter substrate of the liquid crystal display panel, and the other electrode is formed in the liquid crystal display panel.
この場合、TFT基板側に形成される、タッチパネルの一方の電極は液晶表示パネルのコモン電極と同時に形成するが、コモン電極とは電気的に分離して形成される。対向基板の外側に形成される他方の電極は、一般には、酸化シリコン(以後SiOという)あるは窒化シリコン(以後SiNという)等の無機膜によって覆われている。 In this case, one electrode of the touch panel formed on the TFT substrate side is formed at the same time as the common electrode of the liquid crystal display panel, but is formed electrically separated from the common electrode. The other electrode formed outside the counter substrate is generally covered with an inorganic film such as silicon oxide (hereinafter referred to as SiO) or silicon nitride (hereinafter referred to as SiN).
このような構成の液晶表示装置に対し、信頼性を確認するために、環境試験が行われる。環境試験は、例えば、高温、高湿環境下において、通電試験が行われる。タッチパネルに対する通電試験では、例えば、TFT基板側に形成される一方の電極に8V程度の電圧が印加される。なお、一方の電極は多数の電極および配線から形成される。 In order to confirm the reliability of the liquid crystal display device having such a configuration, an environmental test is performed. The environmental test is performed, for example, in a high temperature and high humidity environment. In the energization test for the touch panel, for example, a voltage of about 8 V is applied to one electrode formed on the TFT substrate side. One electrode is formed of a large number of electrodes and wirings.
このような環境試験において、配線の一部に腐食が発生した。本発明の課題は、このような、厳しい環境における通電試験においても、配線の腐食の無い、信頼性の高い液晶表示装置を実現することである。 In such an environmental test, corrosion occurred in a part of the wiring. An object of the present invention is to realize a highly reliable liquid crystal display device that does not corrode wiring even in such a current-carrying test in a harsh environment.
本発明は上記課題を克服するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above-mentioned problems, and main specific means are as follows.
(1)映像信号線および走査線が形成された第1の基板と、第2の基板とがシール材によって接着し、内部に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記第1の基板と前記第2の基板が重なっている部分には、表示領域と額縁領域が形成され、前記第1の基板と前記第2の基板が重なっていない部分には端子部が形成され、前記第2の基板は、前記端子部に隣接する第1の辺に形成された第1の額縁領域と、前記第1の辺と対向する第2の辺と、前記第1の辺と前記第2の辺を結ぶ第3の辺および第4の辺を有し、前記第1の辺に対応する部分のシール材の幅及び前記第3の辺または前記第4の辺における前記第1の額縁領域に対応する部分のシール材の幅は、前記第3の辺または前記第4の辺の前記表示領域に対応する部分のシール材の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。 (1) A liquid crystal display device in which a first substrate on which video signal lines and scanning lines are formed and a second substrate are bonded together by a sealing material and liquid crystal is sealed therein, and the first substrate A display region and a frame region are formed in a portion where the second substrate overlaps, and a terminal portion is formed in a portion where the first substrate and the second substrate do not overlap, The substrate includes: a first frame region formed on a first side adjacent to the terminal portion; a second side facing the first side; the first side and the second side Corresponding to the first frame region in the third side or the fourth side and the width of the portion of the sealing material corresponding to the first side The width of the sealing material of the portion to be processed is that of the sealing material of the portion corresponding to the display area of the third side or the fourth side. The liquid crystal display device and greater than.
(2)映像信号線および走査線が形成された第1の基板と、第2の基板とがシール材によって接着し、内部に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記第1の基板と前記第2の基板が重なっている部分には、表示領域と額縁領域が形成され、前記第1の基板と前記第2の基板が重なっていない部分には端子部が形成され、前記第2の基板は、前記端子部に隣接する第1の辺に形成された第1の額縁領域と、前記第1の辺と対向する第2の辺に形成された第2の額縁領域と、前記第1の辺と前記第2の辺を結ぶ第3の辺および第4の辺を有し、前記第1の辺に対応する部分のシール材の幅及び前記第3の辺または前記第4の辺における前記第1の額縁領域に対応する部分のシール材の幅は、前記第3の辺または前記第4の辺の前記表示領域に対応する部分のシール材の幅よりも大きく、前記第2の辺に対応する部分のシール材の幅及び前記第3の辺または前記第4の辺における前記第2の額縁領域に対応する部分のシール材の幅は、前記第3の辺または前記第4の辺の前記表示領域に対応する部分のシール材の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。 (2) A liquid crystal display device in which a first substrate on which video signal lines and scanning lines are formed and a second substrate are bonded together by a sealing material and liquid crystal is sealed therein, and the first substrate A display region and a frame region are formed in a portion where the second substrate overlaps, and a terminal portion is formed in a portion where the first substrate and the second substrate do not overlap, The substrate includes: a first frame region formed on a first side adjacent to the terminal portion; a second frame region formed on a second side opposite to the first side; A third side and a fourth side connecting the first side and the second side, the width of the sealing material corresponding to the first side and the third side or the fourth side The width of the portion of the sealing material corresponding to the first frame area in the display area of the third side or the fourth side The width of the seal material of the portion corresponding to the second side and the width of the portion corresponding to the second frame region in the third side or the fourth side is larger than the width of the seal material of the corresponding portion. The width of the sealing material is larger than the width of the sealing material corresponding to the display area on the third side or the fourth side.
以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。 The contents of the present invention will be described in detail below using examples.
図1は本発明による液晶表示装置の平面図である。図1において、TFT基板100と対向基板200がシール材30によって接着し、内部に液晶が封止されている。TFT基板100と対向基板200が重なった部分に表示領域90が形成されている。表示領域90には横方向に走査線11が延在し、縦方向に配列している。また、映像信号線12が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線11と映像信号線12とで囲まれた領域に画素13が形成されている。
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to the present invention. In FIG. 1, a
TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成され、TFT基板100と対向基板200が重なっていない部分は端子部150となっている。端子部150には、液晶表示装置を駆動するドライバIC160が搭載され、また、液晶表示装置に電源や信号を供給するためのフレキシブル配線基板170が接続している。種々の配線は、端子部150付近に集中している。
The
液晶表示装置は外形を小さく保ったまま、表示領域90を大きくしたいという要求は強くなっており、表示領域90の端部から対向基板200の端部までの領域(以後額縁領域という)幅は小さくすることが要求されている。額縁領域の幅は、辺によって若干異なっている。長辺側における額縁幅に対する要求は最も厳しく、図1において、例えば、w1は0.5mm程度となっている。これに対応するために、シール材の幅w11は0.35mm程度と非常に狭くなっている。
There is a strong demand for the liquid crystal display device to increase the
一方、端子部150と逆側の短辺側の額縁幅w2は長辺側における額縁幅よりも若干大きい。図1においては、端子部150と逆側の短辺側のシール材の幅w22は長辺側のシール材の幅w11と等しい。一方、短辺側でも、端子部150が形成されている側は、配線が集中していることや、引き剥がしストレスが大きい等に理由から他の辺よりも、額縁幅w3もシール材の幅w33も大きくなっている。端子部150側においては、シール材の幅w33は、例えば0.7mmである。このために、端子部150側の辺では、例えば、シール材をディスペンサで形成する場合は、シール材30は平面方向に2重に塗布されている。
On the other hand, the frame width w2 on the short side opposite to the
図2は、図1の液晶表示パネルの断面図である。図2はIPS方式の液晶表示装置の断面図である。以下にIPS方式の液晶表示装置を例にとって説明する。なお、後で説明するタッチパネル用の配線が形成可能であれば、本発明はIPS方式に限らず、VA、TN等の他の液晶表示装置についても適用することができる。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of an IPS liquid crystal display device. Hereinafter, an IPS liquid crystal display device will be described as an example. Note that the present invention is not limited to the IPS system and can be applied to other liquid crystal display devices such as VA and TN as long as a wiring for a touch panel described later can be formed.
図2において、ガラス基板100の上にSiNからなる第1下地膜101およびSiOからなる第2下地膜102がCVD(Chemical Vapor Deposition)によって形成される。第1下地膜101および第2下地膜102の役割はガラス基板100からの不純物が半導体層103を汚染することを防止することである。
In FIG. 2, a
第2下地膜102の上には半導体層103が形成される。この半導体層103は第2下地膜102に上にCVDによってAmorphous Silicon(以下、a−Si)膜を形成し、これをレーザアニールすることによってPolycrystalline Silicon(以下、poly−Si)膜に変換したものである。このpoly−Si膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。
A
半導体層103の上にはゲート絶縁膜104が形成される。このゲート絶縁膜104はTEOS(テトラエトキシシラン)によるSiO2膜である。この膜もCVDによって形成される。その上にゲート電極105が形成される。ゲート電極105は図1あるいは図6に示す走査線10が兼ねている。ゲート電極105は例えば、MoW膜によって形成される。ゲート電極105あるいは走査線11の抵抗を小さくする必要があるときはAl合金が使用される。
A
ゲート電極105はフォトリソグラフィによってパターニングされるが、このパターニングの後に、イオンインプランテーションによって、リンあるいはボロン等の不純物をpoly−Si層にドープしてpoly−Si層にソースSあるいはドレインDを形成する。また、ゲート電極105のパターニングの際のフォトレジストを利用して、poly−Si層のチャネル層と、ソースSあるいはドレインDとの間にLDD(Lightly Doped Drain)層を形成する。
The
その後、ゲート電極105を覆って第1層間絶縁膜106をSiO2によって形成する。第1層間絶縁膜106はゲート配線105とコンタクト電極107を絶縁するためである。第1層間絶縁膜106およびゲート絶縁膜104には、半導体層103のソース部Sをコンタクト電極107と接続するためのスルーホール120が形成される。第1層間絶縁膜106とゲート絶縁膜104にスルーホール120を形成するためのフォトリソグラフィは同時に行われる。
Thereafter, a first
第1層間絶縁膜106の上にコンタクト電極107が形成される。コンタクト電極107は、スルーホール130を介して画素電極112と接続する。TFTのドレインDは、図示しない部分において図2に示す映像信号線12とスルーホールを介して接続している。
A
コンタクト電極107および映像信号線12は、同層で、同時に形成される。コンタクト電極107および映像信号線12は、抵抗を小さくするために、例えば、Al(Aluminum)が使用される。Alはヒロックを発生したり、Alが他の層に拡散したりするので、例えば、Mo(Molybdenum)によるバリア層、およびキャップ層によってAlをサンドイッチする構造がとられている。
The
コンタクト電極107を覆って無機パッシベーション膜(絶縁膜)108を被覆し、TFT全体を保護する。無機パッシベーション膜108は第1下地膜101と同様にCVDによって形成される。無機パッシベーション膜108を覆って有機パッシベーション膜109が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性のアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜109は、アクリル樹脂の他、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等でも形成することが出来る。有機パッシベーション膜109は平坦化膜としての役割を持っているので、厚く形成される。有機パッシベーション膜109の膜厚は1〜4μmであるが、多くの場合は2μm程度である。
The
画素電極110とコンタクト電極107との導通を取るために、無機パッシベーション膜108および有機パッシベーション膜109にスルーホール130が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性の樹脂を使用している。感光性の樹脂を塗付後、この樹脂を露光すると、光が当たった部分のみが特定の現像液に溶解する。すなわち、感光性樹脂を用いることによって、フォトレジストの形成を省略することが出来る。有機パッシベーション膜109にスルーホール130を形成したあと、230℃程度で有機パッシベーション膜を焼成することによって有機パッシベーション膜109が完成する。
In order to establish conduction between the
その後コモン電極110となるITO(Indium Tin Oxide)をスパッタリングによって形成する。このITOをスルーホール130およびその周辺の領域から除去する。なお、図2には記載していないが、図6に示すように、コモン電極110を形成するITOは、タッチパネルの一方の電極(縦電極50)を兼ねるため、特定の映像信号線12の上層にストライプ状にスリットを有し、各コモン電極110同士を電気的に絶縁する部分が形成される。図6において、右側の映像信号線12の上のコモン電極110の非形成領域が、このスリットを示している。つまり、図2に示す縦電極50は、平面で視て、図6に示すように、複数列の画素を覆って映像信号線の延在方向に、ストライプ状に形成される。
Thereafter, ITO (Indium Tin Oxide) to be the
その後、第2層間絶縁膜111となるSiNをCVDによって全面に形成する。その後、スルーホール130内において、コンタクト電極107と画素電極112の導通をとるためのスルーホールを第2層間絶縁膜111および無機パッシベーション膜108に形成する。
Thereafter, SiN to be the second
その後、ITOをスパッタリングによって形成し、パターニングして画素電極112を形成する。画素電極112は、櫛歯状、あるいは、単一ストライプ状となっている。画素電極112の上に配向膜材料をフレキソ印刷あるいはインクジェット等によって塗布し、焼成して配向膜113を形成する。配向膜113の配向処理にはラビング法のほか偏光紫外線による光配向が用いられる。
Thereafter, ITO is formed by sputtering and patterned to form the
画素電極112とコモン電極110の間に電圧が印加されると図2に示すような電気力線が発生する。この電界によって液晶分子301を回転させ、液晶層300を通過する光の量を画素毎に制御することによって画像を形成する。
When a voltage is applied between the
図2において、液晶層300を挟んで対向基板200が配置されている。対向基板200の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタが形成されており、これによってカラー画像が形成される。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス202はTFTの遮光膜としての役割も有し、TFTに光電流が流れることを防止している。
In FIG. 2, the
カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜203によって表面を平らにしている。また、オーバーコート膜203はカラーフィルタ201からの色素が液晶中に拡散することを防止する。オーバーコート膜203の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜113が形成される。配向膜113の配向処理はTFT基板100側の配向膜113と同様、ラビング法あるいは光配向法が用いられる。
An
対向基板の外側には、液晶表示パネルをタッチパネルとして機能させるための他方の電極40が形成されている。タッチパネルにおける横電極と縦電極の関係は図4で説明する。電極40はSiNあるいはSiO等による保護膜41によって覆われている。
The
図3は液晶表示装置をタッチパネルとしても機能させるための構成を示す斜視図である。図3において、対向基板200にはタッチパネル用の横電極40が形成されている。これは、タッチ位置を検出するための検出電極である、Rx電極として機能する。TFT基板100の対向基板200に対向する面には、タッチパネル用の縦電極50が形成されている。縦電極50はTFT基板100に形成されるコモン電極と同時に形成される。縦電極50は、タッチパネル用の電圧パルスが印加される駆動電極であるTx電極として作用する。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration for causing the liquid crystal display device to function also as a touch panel. In FIG. 3, the
図4は、液晶表示装置をタッチパネルとして動作させるための原理を示す断面図である。図4において、対向基板200の外側には横方向に横電極40が延在している。また、TFT基板100の液晶層300側には、紙面垂直方向に縦電極50が延在している。縦電極50のピッチTpxは、画素の水平方向のピッチの整数倍となっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the principle for operating the liquid crystal display device as a touch panel. In FIG. 4, a
図4において、横電極40と縦電極50の間に静電容量60が形成されている。この容量は、横電極40と縦電極50の全ての交差点において存在している。対向基板200を指等でタッチすると、静電容量60の値が変化するので、静電容量60が変化した位置を検出することによってタッチ位置を検出することが出来る。
In FIG. 4, a
図5は、TFT基板100における縦電極40のみを描いた平面図である。図5において、表示領域90には縦電極50が縦方向に所定のピッチで形成されている。縦電極50は端子部150側の辺において、折れ曲がり、端子部150の方向に延在する。端子部150において、例えばドライバIC160内からタッチパネル用の駆動信号が縦電極50に対して印加される。なお、図5においては、液晶表示装置駆動用のドライバIC160内に、タッチパネル用駆動回路が組み込まれている例であるが、タッチパネル用に別個にICが配置される場合もある。
FIG. 5 is a plan view illustrating only the
図6はTFT基板100の表示領域における配線構成を示す平面図である。図6において、走査線11が横方向に延在し、縦方向に配列している。また、映像信号線12が縦方向に延在して横方向に配列している。走査線11と映像信号線12で囲まれた領域が画素領域になっているが、画素領域には、縦方向にコモン電極110が複数延在している。このコモン電極110は、縦電極50を兼ねており、映像を表示する際は、画素電極に印加される映像信号の基準電位となるコモン電圧が印加され、タッチパネルとして機能する際は、タッチパネル用の駆動電圧が印加される。
FIG. 6 is a plan view showing a wiring configuration in the display area of the
コモン電極110(縦電極50)は透明導電膜であるITOによって形成されている。すなわち、スパッタリング等によってITOを全面に形成した後、フォトリソグラフィによって、縦方向に複数のコモン電極110を分離する。コモン電極110(縦電極50)
には、電気抵抗を小さくするために、金属あるいは合金の金属配線70が重畳されている。金属配線70は、不透明であるため、一部の映像信号線12に上に形成される。
The common electrode 110 (vertical electrode 50) is formed of ITO which is a transparent conductive film. That is, after the ITO is formed on the entire surface by sputtering or the like, the plurality of
In order to reduce the electrical resistance, a metal or
図7は図6のA−A断面に対応する液晶表示装置の断面図である。図7の断面構成は、図2で説明した構成と同様である。図7において、層間絶縁膜106の上に映像信号線12が形成されている。映像信号線12を覆って無機パッシベーション膜108が形成され、その上に有機パッシベーション膜109が形成されている。有機パッシベーション膜109の上で、平面で視て、映像信号線12を覆うように、コモン電極110(縦電極50)が形成されている。コモン電極110(縦電極50)の上には、電気抵抗を下げるため、金属配線70が形成されている。金属配線70は金属層からなり、不透明であるため、表示に影響を与えないように、映像信号線12とブラックマトリクス202の間に配置される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device corresponding to the AA cross section of FIG. The cross-sectional configuration in FIG. 7 is the same as the configuration described in FIG. In FIG. 7, the
液晶層300を挟んで、TFT基板100と対向して対向基板200が配置している。対向基板200の内側の構成は図2で説明したとおりである。対向基板200の外側には横電極40が形成され、横電極40を覆って保護膜41が形成されている。図7において、横電極40と縦電極50の間に静電容量が形成され、この静電容量の変化を検出することによってタッチ位置を検出する。
A
図8は金属配線70の構造を示す断面図である。図8において、コモン電極110の上に金属配線70が形成されている。金属配線70はMoによる下層金属521、Alによる中層金属522、Moによる上層金属523から構成されている。下層金属521はITOからなるコモン電極110との導電性を保つためである。上層金属523はAlから発生するヒロックを抑える役割を有している。なお、映像信号線12は、図8の金属電極70の層構成と同じである。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the
図8において、コモン電極110の厚さは例えば、40〜50nm、下層金属521であるMoの厚さは10nm、中層金属522であるAlの厚さは100nm、上層金属523であるMoの厚さは10nmである。なお、金属配線70は、MoあるいはAlの他、Mo合金、Al合金、あるいはその他の金属や合金で形成することも出来る。
In FIG. 8, the thickness of the
この金属配線70は、表示領域90以外の端子部150でも引き回し配線として用いられるが、端子部150に近い額縁領域において、この金属配線70の層が腐食するという問題が発生する。図5に戻り、縦電極50が表示領域90から端子部150に近い額縁領域に延在している。端子側額縁領域では、多くの配線がドライバIC160に向けて集中している。表示領域90では、縦電極50の抵抗低減用として配置された金属配線70を形成する金属層は、端子部150では、ドライバIC160に向かう接続配線としても使用される。この縦電極50よりもより上層(液晶層に近い層)に形成される金属配線70を形成する金属層は、表示パネルが置かれる環境(特に、高温高湿度環境下)によっては、長辺側のシール材31に近い領域でより腐食が大きいことを発明者は発見した。
The
例えば、図5において、p1とp2の位置において、金属配線70の腐食の程度はp1においてより大きい。p1とp2は、端子部150側のシール材31からの距離dyは同じであるが、長辺側のシール材31からの距離dxはp1が近い。図5において、シール材30はシール材31と32から構成されているが、長辺側ではシール材31のみであり、端子部側においては、シール材31とシール材32が2重塗布されている。つまり、金属配線70の腐食の程度は、平面視において、シール材の幅に影響を受けるということである。
For example, in FIG. 5, the degree of corrosion of the
図9は、図5の端子部150側の額縁領域におけるB−B断面図である。図9において、シール材31の内側に液晶300が封入されている。図9の層構造は、図2あるいは図7で説明した構成と同様である。図9において、有機パッシベーション膜109の上に、金属配線70と同層の金属層が形成されている。層間絶縁膜106の上に映像信号線引出し線121が形成されている。映像信号線引き出し線121のピッチは、表示領域90の映像信号線12のピッチに比べてはるかに小さい。
9 is a cross-sectional view taken along the line BB in the frame region on the
すなわち、映像信号線引出し線121は、額縁領域において密集して形成されている。したがって、金属配線70と映像信号線引出し線121の相互の電界の影響は表示領域90よりも端子部150の額縁領域においてはるかに大きい。つまり、この領域に水分等が存在すると、周辺の電界の影響で電気分解し、ガス化してしまうことになり、その影響は、表示領域90よりもはるかに深刻になる。
That is, the video signal
図9において、金属配線70が腐食を生じているが、この腐食の程度は、長辺側のシール材31からの距離によって程度に差がある。具体的には、シール材31からの距離がdx1<dx2<dx3の各位置における腐食の程度は、距離dx1の場合において最も大きく、距離がdx2、dx3のように大きくなるにしたがって、腐食の程度が小さくなっている。
In FIG. 9, the
図5において、長辺側のシール部31と端子部側のシール部30を比較すると、長辺側のシール材31は、1回の塗布であるのに対し、端子部側のシール材30は2重に塗布されている。すなわち、端子部側のシール材の幅30は、長辺側のシール材31の幅の倍になっている。
In FIG. 5, when the
外部からの水分はシール部から内部に侵入するが、端子部150側においては、シール材30の幅が長辺側のシール材31の幅よりも大きいので、水分が侵入しづらい。一方、長辺側においては、シール材31の幅が小さいために、この領域から水分が侵入し易くなると推定できる。水分が侵入すると、この周辺に発生している電界の影響で水分が電気分解して水素と酸素にガス化し、もっとも液晶層300に近い金属層である金属配線70を腐食させる。具体的には、図8で示した金属配線70の層構造のうち、Mo層は膨潤し、Al層は酸化するという現象がみられる。つまり、シール材30の幅が、金属配線70の層に与える影響は非常に大きい。
Moisture from the outside enters the inside from the seal portion, but on the
図10は本発明による液晶表示装置の平面図である。図10が図6と異なる所は、端子部150側の額縁領域に対応する部分において、長辺側においても、シール材30がシール材31とシール材32の2重に形成されている箇所が存在することである。図10のさらに特徴的な点は、表示領域90に隣接する長辺側のシール材30は、シール材31のみで構成され、シール材30としての幅が端子部側のシール材30の幅よりも小さい。
FIG. 10 is a plan view of a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 10 differs from FIG. 6 in that in the portion corresponding to the frame region on the
液晶表示装置に対しては外形を小さく保ったまま、表示領域90を大きくしたいという要請があるので、表示領域90に隣接した部分のシール材30の幅を大きくできないからである。しかし、表示領域90においては、例えば、映像信号線12のピッチは端子部150側の額縁領域における映像信号線引出し線121のピッチよりもはるかに大きく、映像信号線12と金属配線70間にコモン電極110も存在するため、映像信号線12や走査線11に起因する電界の作用による水分の電気分解の発生は、端子部150側の額縁領域におけるよりもはるかに小さい。このため、金属配線70等の腐食の問題は表示領域内では生じにくい。つまり、図10のような構成とすることによって、表示領域90の面積は大きく保ったまま、額縁領域における金属配線70等の腐食の問題を解決することが出来る。
This is because there is a demand for the liquid crystal display device to increase the
図11は図10の端子部側の額縁領域の平面図である。図11において、TFT基板100と対向基板200がシール材30によって接着している。図11のシール材30はディスペンサによって形成している場合である。図11において、表示領域90の長辺側のシール材31は、ディスペンサによる1回の塗布で形成されているが、長辺側であっても、端子部150側の額縁領域に対応する部分のシール材30は2回塗布で形成されている。したがって、長辺側であっても、端子部150側の額縁領域に対応する部分のシール材30の幅w33は、表示領域に対応する側のシール材31の幅w11の2倍になっている。
FIG. 11 is a plan view of the frame region on the terminal side in FIG. In FIG. 11, the
図11のようなシール材30の形状とするために、ディスペンサによる塗布形状を端子部150側の額縁領域において、クランク状に折り曲げている。これによって、端子部150側の額縁領域のコーナー部において、シール材30の無い領域CFが形成されている。領域CFの形状は、例えば、短辺方向の幅swは400μm、長辺方向の幅shは800μmである。領域CFには、配線が形成されていない場合が多いので、端子部150側額縁領域における配線密度への影響は小さい。
In order to obtain the shape of the sealing
図11および図12は、ディスペンサによって図10に示すようなシール材30を形成する場合のプロセスを示す平面図である。液晶表示装置は1個ずつ形成したのでは効率が悪いので、マザー基板に多数の液晶表示装置を形成し、液晶表示装置が完成した後、個々の液晶表示装置に分離する。また、マザー基板は、TFT基板100が多数形成されたマザーTFT基板と対向基板200が多数形成されたマザー対向基板600とをシール材30によって貼り合わせて形成され、その後、分離される。一般には、マザー対向基板600側にシール材30が形成される。
11 and 12 are plan views showing a process in the case of forming the sealing
図12はマザー対向基板600の一部を示す平面図である。 図12において、個々の対向基板毎に、第1シール材31をリング状に形成する。端子部150側の額縁領域においては、第1シール材31はクランク状に内側に屈曲している。第1シール材31の幅は例えば0.3mmである。なお、後にマザー対向基板600がマザーTFT基板と貼りあわされるときに第1シール材31は広がって、0.35mm程度になる。
FIG. 12 is a plan view showing a part of the
図13は第1シール材31が形成された後、第2シール材32を塗布した状態を示す平面図である。第2シール材32は端子部150側の額縁領域において、第1シール材31に沿うように塗布される。第2シール材32の幅も第1シール材31の幅と同じ0.3mmである。そして、マザー対向基板600とマザーTFT基板を貼り合わせるときに第2シール材32も広がって、0.35mm程度になる。したがって、端子部150側の額縁領域は、幅0.7mmのシール材によって囲まれることになる。図13において、液晶表示装置が完成したあと、個々の液晶表示装置はマザー基板から、分離線602において分離される。対向基板200においては、端子部150に対応する部分は分離線601において、除去される。 このように、本発明によれば、配線が密集した端子部150側の額縁領域を幅広いシール材30で囲むことが出来るので、外部からの水分等に侵入による配線の腐食を防止することが出来る。また、表示領域90を大きく保ったまま、配線の腐食を防止することが出来る。
FIG. 13 is a plan view showing a state in which the
図14は本発明の実施例2を示す平面図である。図14が図10と異なる点は、端子部150と逆側の額縁領域においても、額縁領域の周囲を2重のシール材30で囲んでいることである。製品によっては、映像信号線の引出し線を端子部150側だけでなく、端子部150と反対側の額縁領域から端子部150側に引き回す構成のものも存在する。また、この領域にタッチパネルの縦電極が延在する場合もある。
FIG. 14 is a plan view showing Embodiment 2 of the present invention. 14 is different from FIG. 10 in that the frame region is surrounded by the
このような場合、実施例1で説明した、配線の腐食が端子部と反対側の額縁領域においても発生する。図14では、これを防止するために、第1シール材31を端子部150と反対側の額縁領域においてもクランク状に屈曲させ、また、第1シール材31に沿わせて第2シール材32を形成することによって、端子部150と反対側の額縁領域を囲むシール材30の幅を大きくしている。
In such a case, the corrosion of the wiring described in the first embodiment also occurs in the frame region opposite to the terminal portion. In FIG. 14, in order to prevent this, the
図14において、対向基板200のシール材が形成されていない領域CF1は、端子部150側においてシール材が形成されていない領域CFと同じにしてもよいが、この領域における配線の数によって、sw1やsh1等を端子部150側とは異なる大きさに調整しても良い。
In FIG. 14, the region CF <b> 1 in which the sealing material of the
このように、本実施例によれば、端子部150側の額縁領域における配線の腐食と同時に、端子部150と反対側の額縁領域における配線の腐食を防止することが出来る。
Thus, according to the present embodiment, it is possible to prevent the corrosion of the wiring in the frame region on the side opposite to the
また、シール材が形成されていない領域CF、CF1があることから、これらの部分の端面を曲線状に研磨することで、角がラウンドした液晶表示装置を形成することも容易となる。 In addition, since there are regions CF and CF1 where no sealing material is formed, it becomes easy to form a liquid crystal display device with rounded corners by polishing the end surfaces of these portions in a curved shape.
実施例1および実施例2では、シール材をディスペンサで形成する場合を例にとって本発明を説明した。シール材は、ディスペンサではなく、スクリーン印刷等の印刷によって形成することも出来る。印刷はディスペンサと異なり、印刷マスクを設計することによって、比較的自由にシール材の形状を規定することが出来る。 In the first and second embodiments, the present invention has been described by taking as an example the case where the sealing material is formed by a dispenser. The sealing material can be formed by printing such as screen printing instead of the dispenser. Unlike the dispenser, printing can define the shape of the sealing material relatively freely by designing a printing mask.
図15は実施例1の構成において、印刷法を用いてシール材30を形成した場合の平面図である。図15において、端子部150側の額縁領域は、幅w33のシール材30によって囲まれている。つまり、長辺の端子部150側の額縁領域では、シール材の幅はw33である。一方、長辺の表示領域に対応する側のシール材30の幅はw11であり、w33よりも小さい。また、端子部150と反対側の短辺におけるシール材30の幅w22もw33よりも小さい。
FIG. 15 is a plan view when the sealing
実施例1と同様に、w11=w33/2、あるいは、w22=w33/2としてもよいが、印刷法によれば、この比率は自由に設定することが出来る。したがって、表示領域90の面積、端子部150側の額縁領域における配線保護の要請の兼ね合いから、w11<w33、あるいは、w22<w33の範囲で最適値を決めることが出来る。
Similarly to the first embodiment, w11 = w33 / 2 or w22 = w33 / 2 may be set, but this ratio can be freely set according to the printing method. Therefore, the optimum value can be determined in the range of w11 <w33 or w22 <w33 in consideration of the area of the
図16は実施例2の構成において、印刷法を用いてシール材30を形成した場合の平面図である。図16の構成は、端子部150と反対側の額縁領域を除いて図15と同じである。図16の端子部と反対側の額縁領域において、額縁領域は、幅w22のシール材によって囲まれている。つまり、長辺側であって、端子部150と反対側の額縁領域に対応する部分においては、シール材30の幅w22は長辺の表示領域に対応するシール材30の幅w11よりも大きい。
FIG. 16 is a plan view when the sealing
w22はw33と同じでもよいし、それよりも小さくとも良い。w22とw33の比は、端子部150側の額縁領域における配線密度と、端子部150と反対側の額縁領域における配線密度の割合を勘案して決めてもよい。
w22 may be the same as w33 or smaller. The ratio of w22 and w33 may be determined in consideration of the wiring density in the frame region on the
図16において、表示領域90に対応する長辺側のシール材w11の幅は小さく形成されているので、表示領域90は広く取ることが出来る。一方、配線が密集する端子部150側の額縁領域、および端子部150と反対側の額縁領域においては、長辺側であっても、シール材30の幅は大きく形成されているので、この部分における水分等の侵入を防止し、配線の腐食を防止することが出来る。
In FIG. 16, since the long side sealant w11 corresponding to the
以上の説明では、タッチパネル用電極として、対向基板には横電極が、TFT基板側に縦電極が存在するとして説明した。これとは逆に、対向基板側に縦電極が存在し、TFT基板側に横電極が存在する場合がある。このような場合であっても、端子部側の額縁領域において、配線が密集する構成は同じである。したがって、本発明は、対向基板側に縦電極が存在し、TFT基板側に横電極が存在する場合についても同様に適用することが出来る。 In the above description, as the touch panel electrode, it has been described that the counter substrate has a horizontal electrode and the TFT substrate side has a vertical electrode. On the contrary, a vertical electrode may exist on the counter substrate side and a horizontal electrode may exist on the TFT substrate side. Even in such a case, the configuration in which the wirings are densely arranged in the frame region on the terminal side is the same. Therefore, the present invention can be similarly applied to the case where the vertical electrode exists on the counter substrate side and the horizontal electrode exists on the TFT substrate side.
以上の説明では、最も液晶層に近い金属配線の腐食について説明した。映像信号線引出し線等の液晶層から遠い層の配線でも、端子部では密集して形成されているので、水分等がシール部から侵入すると腐食の危険が存在する。たとえば、図9に示すように、映像信号線引出し線121は無機パッシベーション膜108および有機パッシベーション膜109によって覆われているので、シール材31を通して水分が侵入してきた場合でも、金属配線70のようにすぐには腐食しない。しかし、長時間経過すると水分が映像信号線引出し線121にも達し、映像信号線引出し線121を腐食する危険がある。したがって、実施例1乃至3で説明した構成は、金属配線70と同層の配線のみでなく、他の層の配線に対しても効果がある。
In the above description, the corrosion of the metal wiring closest to the liquid crystal layer has been described. Even wiring in layers far from the liquid crystal layer, such as video signal line leads, is formed densely at the terminal portion, and there is a risk of corrosion if moisture or the like enters from the seal portion. For example, as shown in FIG. 9, since the video signal
11…走査線、 12…映像信号線、 13…画素、 30…シール材、 31…第1シール材、 32…第2シール材、 40…タッチパネル用横電極、 41…保護膜、 50…タッチパネル用縦電極、 51…ITO層、 60…容量、 70…金属配線、 90…表示領域、 100…TFT基板、 101…第1下地膜、 102…第2下地膜、 103…半導体層、 104…ゲート絶縁膜、 105…ゲート電極、 106…第1層間絶縁膜、 107…コンタクト電極、 108…無機パッシベーション膜、 109…有機パッシベーション膜、 110…コモン電極、 111…第2層間絶縁膜、 112…画素電極、 113…配向膜、 115…上層、 120…第1スルーホール、 130…第2スルーホール、 150…端子部、 160…ドライバIC、170…フレキシブル配線基板、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、 203…オーバーコート膜、 300…液晶層、 301…液晶分子、 521…下層金属、 522…中層金属、 上層金属…溝用バイト、 600…マザー対向基板、601…分離線、 D…ドレイン部、S…ソース部、LDD…Lightly Doped Drain
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1の基板と前記第2の基板が重なっている重複部分には、表示領域が形成され、前記第1の基板と前記第2の基板が重なっていない非重複部分には端子部が形成され、
前記重複部分は、前記表示領域の周辺に、前記端子部に隣接する第1の辺に形成された第1の額縁領域と、前記第1の辺と対向する第2の辺に形成された第2の額縁領域と、前記第1の辺と前記第2の辺を結ぶ第3の辺に形成された第3の額縁領域および第4の辺に形成された第4の額縁領域を有し、
前記第3の辺または前記第4の辺の前記第1の額縁領域に対応する前記シール材の幅は、前記第3の辺または前記第4の辺の前記表示領域に対応する前記シール材の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which a first substrate on which video signal lines and scanning lines are formed and a second substrate are bonded by a sealing material, and liquid crystal is sealed inside,
A display region is formed in an overlapping portion where the first substrate and the second substrate overlap, and a terminal portion is formed in a non-overlapping portion where the first substrate and the second substrate do not overlap. And
The overlapping portion is formed on the periphery of the display region, on a first frame region formed on a first side adjacent to the terminal portion, and on a second side opposite to the first side. 2 frame regions, a third frame region formed on the third side connecting the first side and the second side, and a fourth frame region formed on the fourth side,
The width of the sealing material corresponding to the first frame region of the third side or the fourth side is equal to the width of the sealing material corresponding to the display region of the third side or the fourth side. A liquid crystal display device characterized by being larger than the width.
前記第1の基板と前記第2の基板が重なっている重複部分には、表示領域が形成され、前記第1の基板と前記第2の基板が重なっていない非重複部分には端子部が形成され、
前記重複部分は、前記表示領域の周辺に、前記端子部に隣接する第1の辺に形成された第1の額縁領域と、前記第1の辺と対向する第2の辺に形成された第2の額縁領域と、前記第1の辺と前記第2の辺を結ぶ第3の辺に形成された第3の額縁領域および第4の辺に形成された第4の額縁領域を有し、
前記第3の辺または前記第4の辺の前記第1の額縁領域に対応する前記シール材の幅は、前記第3の辺または前記第4の辺の前記表示領域に対応する前記シール材の幅よりも大きく、
前記第3の辺または前記第4の辺の前記第2の額縁領域に対応する前記シール材の幅は、前記第3の辺または前記第4の辺の前記表示領域に対応する前記シール材の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which a first substrate on which video signal lines and scanning lines are formed and a second substrate are bonded by a sealing material, and liquid crystal is sealed inside,
A display region is formed in an overlapping portion where the first substrate and the second substrate overlap, and a terminal portion is formed in a non-overlapping portion where the first substrate and the second substrate do not overlap. And
The overlapping portion is formed on the periphery of the display region, on a first frame region formed on a first side adjacent to the terminal portion, and on a second side opposite to the first side. 2 frame regions, a third frame region formed on the third side connecting the first side and the second side, and a fourth frame region formed on the fourth side,
The width of the sealing material corresponding to the first frame region of the third side or the fourth side is equal to the width of the sealing material corresponding to the display region of the third side or the fourth side. Larger than the width,
The width of the sealing material corresponding to the second frame region of the third side or the fourth side is the width of the sealing material corresponding to the display region of the third side or the fourth side. A liquid crystal display device characterized by being larger than the width.
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