JPH08278510A - マトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 相互に平行な一対の基板３２，３３の外周縁
部間がシール材４９によって気密に接合され、こうして
形成された空間内に前記シール材４９に形成された注入
口から液晶５２が注入される液晶表示装置３１におい
て、ゲートライン３４を、末端の画素電極３７近傍で分
断し、厚み補償用パターン５６とする。 【効果】 駆動回路素子が接続される下側基板３３の一
端側と、前記注入口が形成される他端側とで、シール材
４９の厚みが変化することなく、すなわち基板３２，３
３間の距離が変化することなく、前記注入口付近での駆
動電圧の印加を防止する。したがって、前記注入口から
侵入した水分の電気化学反応による金属遮光膜４０の欠
損を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用の画像表示装置
などで好適に実施され、高温高湿の劣悪な環境下で使用
されるマトリクス型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は典型的な従来技術の液晶表示装置
１の一部分の断面図であり、図５はその上側基板２を取
外した状態での平面図である。なお、図５において図４
の切断面を参照符Ａ−Ａで示す。

【０００３】この液晶表示装置１は、ＴＦＴ（Thin Fil
m Transistor) をアクティブ素子として用いるアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置である。したがって、下
側基板３上には、複数のゲートライン４とソースライン
５とが相互に電気的に絶縁されて直交配列されている。
前記ゲートライン４とソースライン５との各交点には、
前記ＴＦＴ６が形成されており、また各ゲートライン４
とソースライン５とによって囲まれた領域には、個別的
に対応する前記ＴＦＴ６によって駆動電圧が印加される
画素電極７が形成され、こうして該画素電極７はマトリ
クス配列されることになる。

【０００４】前記上側基板２と下側基板３とは、ガラス
などの透明な材料から成り、相互に平行に配列されてい
る。上側基板２の下側基板３とは反対側の表面には検光
子８が貼付けられており、同様に下側基板３の上側基板
２とは反対側の表面には偏光子９が貼付けられている。
前記検光子８と偏光子９とは、その偏光面が相互に９０
°ずれて、すなわち直交するように配置されている。

【０００５】また、上側基板２の下側基板３側の表面に
は、金属遮光膜１０と、カラーフィルタ１１と、透明導
電膜１２と、配向膜１３とが、この順で積層形成されて
いる。これに対して、前記下側基板３の上側基板２側の
表面には、保護膜１４と、前記ゲートライン４と、絶縁
膜１５と、ゲート絶縁膜１６と、前記ＴＦＴ６ならびに
ソースライン５および画素電極７と、保護膜１７と、配
向膜１８とが、この順で積層形成されている。

【０００６】上側基板２と下側基板３とは、その外周縁
部がシール材１９によって気密に接合されている。ま
た、上側基板２と下側基板３との間には、該上側基板２
および下側基板３の全面に亘って、その間隔を一定に保
つためのスペーサ２０が散布されている。前記シール材
１９には注入口２１が形成されており、その注入口２１
から液晶２２が注入された後、該注入口２１は封止材２
３によって封止される。

【０００７】下側基板３のゲートライン４方向の一端部
には、該ゲートライン４に走査信号を出力する駆動回路
素子２４が接続されている。また、下側基板３のソース
ライン５方向の一端部または両端部には、該ソースライ
ン５に映像信号レベルに対応した電圧が導出される。し
たがって、ゲートライン４およびソースライン５によっ
て選択されたＴＦＴ６を介して、対応する画素電極７に
は、表示すべき映像に対応したレベルの電圧が印加され
ることになる。その電圧に対応して液晶２２の配向方向
が変化し、下側基板３側に配置されるバックライト光源
からの光は、その透過率が変化されて上側基板２側から
放出され、こうして階調表示が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、マトリ
クス型の液晶表示装置１では、ゲートライン４は駆動回
路素子２４と接続される下側基板３の一端から、他端へ
向けて形成されている。一方、該液晶表示装置１が車室
内などの高温高湿の劣悪な環境下で使用されると、耐湿
性の最も弱い封止材２３からパネル内に水分が侵入する
虞がある。

【０００９】このように水分が侵入すると、その侵入し
た水分が上側基板２の透明電極１２とゲートライン４と
の間に印加される電圧によって電気化学反応を生じてし
まい、金属遮光膜１０を形成していた金属原子を陽イオ
ンとして液晶２２中に溶出させてしまう。したがって、
図５において二点鎖線および斜線を施して示す前記金属
遮光膜１０に注入口２１付近で欠損が生じ、表示画像に
シミやムラが生じたり、前記ゲートライン４に断線など
の不良が発生するという問題がある。

【００１０】このような不具合を解決するためには、た
とえば実開昭６１−３８６１６号に示されるように特定
部分の電極を削除することを利用して、ゲートライン４
を下側基板３の他端側の画素、すなわち末端側の画素ま
で形成して、それよりさらに該下側基板３の他端に延び
る部分を削除してしまうことが考えられる。しかしなが
ら、このように構成した場合には、印刷形成されるシー
ル材１９は、ゲートライン４の形成されている下側基板
３の一端側と、ゲートライン４の形成されていない他端
側とで厚みが異なってしまい、干渉縞の発生などの表示
品位の低下を招くという問題がある。

【００１１】このため、図６の液晶表示装置３０で示す
ように、保護膜２９を塗布する必要があり、製造コスト
が上昇するとともに歩留りが低下する。またこのような
対策を行わない場合には、液晶表示装置１の使用可能な
環境が制限されることになり、該液晶表示装置１を広範
な用途に応用することが困難になる。

【００１２】本発明の目的は、高温高湿な劣悪な環境下
であっても、金属遮光膜に欠損を生じることなく、高い
信頼性を得ることができるマトリクス型液晶表示装置を
提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るマ
トリクス型液晶表示装置は、相互に平行な前後一対の基
板と、前記基板上にマトリクス配列される画素電極と、
前記基板の一端に取付けられ、前記画素電極を駆動する
ための駆動回路素子と、前記基板上において、駆動回路
素子に接続するように、前記一端から、他端側の画素電
極まで形成される信号配線と、前面側の基板において、
少なくとも前記画素電極に対応する領域が開口するよう
に形成される金属遮光膜と、前記基板の外周縁部間を気
密に接合し、前記他端側に液晶の注入口が形成されるシ
ール材と、前記注入口を封止する封止材と、前記基板の
他端において前記信号配線から離間して、該信号配線と
同一工程で形成され、該信号配線の厚さに略等しい厚さ
の厚み補償用パターンとを含むことを特徴とする。

【００１４】また請求項２の発明に係るマトリクス型液
晶表示装置では、前記厚み補償用パターンは、前記基板
の他端まで延びた信号配線が、前記他端側の画素電極の
近傍で分断されて形成されることを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１の発明に従えば、相互に平行な前後一
対の基板の外周縁部間がシール材によって気密に接合さ
れ、こうして形成された空間内に前記シール材に形成さ
れた注入口から液晶が注入された後、その注入口を封止
材で封止するようにし、前記基板上には画素電極がマト
リクス配列され、その画素電極へは基板の一端に取付け
られた駆動回路素子から信号配線を介して駆動電圧が印
加されるようにしたマトリクス型液晶表示装置におい
て、前記信号配線を、駆動回路素子が実装される基板の
一端から、他端側の画素電極まで形成し、これによって
シール材の前記基板の一端側と他端側とで生じる厚みの
差を補償することができるように、前記信号配線から離
間して、かつ該信号配線と同一工程で、基板の他端に該
信号配線の厚さに略等しい厚さの厚み補償用パターンを
形成する。

【００１６】したがって、前記注入口から水分が侵入し
ても、注入口付近には電圧が印加される信号配線は形成
されておらず、その水分の電気化学反応によって、前記
前面側の基板において少なくとも画素電極に対応する領
域が開口するように形成されている金属遮光膜が欠損し
てしまうような不具合の発生を防止することができ、信
頼性を向上することができる。

【００１７】これによって、前記金属遮光膜に関連し
て、前記欠損を防止するための保護膜などを形成する必
要はなく、低コスト化を図ることができるとともに、歩
留りを向上することができる。また、該液晶表示装置の
使用可能な環境が広くなり、該液晶表示装置を広範な用
途に使用することができる。

【００１８】また請求項２の発明に従えば、前記厚み補
償用パターンを前記信号配線の延長によって形成するよ
うにし、すなわち基板の他端側の画素電極まで形成され
ている信号配線をさらに基板の他端へ向けて延長するに
あたって、該画素電極の近傍で分断するように形成す
る。したがって、従来通りの信号配線の形成工程をその
まま用いて、該信号配線のパターニングを工夫するだけ
で、金属遮光膜の欠損を防止することができる。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例について、図１〜図３に基
づいて説明すれば以下のとおりである。

【００２０】図１は本発明の一実施例の液晶表示装置３
１の一部分の断面図であり、図２はその液晶表示装置３
１の上側基板３２を取外した状態での平面図であり、図
３は図２の斜視図である。なお、図２において図１の切
断面を参照符Ｂ−Ｂで示す。

【００２１】この液晶表示装置３１は、前記上側基板３
２に対向する下側基板３３上に、ゲートライン３４とソ
ースライン３５とが相互に電気的に絶縁されて直交配列
され、それらゲートライン３４とソースライン３５との
各交点にＴＦＴ３６が形成されたＴＦＴアクティブマト
リクス型の液晶表示装置である。また下側基板３３にお
いて、前記ゲートライン３４とソースライン３５とによ
って囲まれた略長方形の領域には、対応するＴＦＴ３６
によって駆動電圧が印加される画素電極３７が形成され
ている。

【００２２】前記上側基板３２の下側基板３３とは反対
側の表面には、フィルム状の検光子３８が貼付けられて
おり、同様に下側基板３３の上側基板３２とは反対側の
表面には、偏光子３９が貼付けられている。前記検光子
３８と偏光子３９とは、偏光面が相互に９０°ずれて、
すなわち直交するように配置される。

【００２３】前記上側基板３２の下側基板３３側の表面
には、金属遮光膜４０と、カラーフィルタ４１と、透明
導電膜４２と、配向膜４３とが、この順で積層形成され
ている。また下側基板３３の上側基板３２側の表面に
は、保護膜４４と、前記ゲートライン３４と、絶縁膜４
５と、ゲート絶縁膜４６と、前記ＴＦＴ３６ならびにソ
ースライン３５および画素電極３７と、保護膜４７と、
配向膜４８とが、この順で積層形成されている。

【００２４】前記配向膜４３と配向膜４８とは、それぞ
れ対応する検光子３８および偏光子３９の偏光面と平行
に液晶の配列方向を規定するものである。したがって、
上側基板３２上に形成された配向膜４３をラビング処理
すべき布の回転方向と、下側基板３３上に形成された配
向膜４８をラビング処理する布の回転方向とに、前記９
０°だけずれが生じるように、これら上側基板３２およ
び下側基板３３は、ラビング処理を行うべき加工機へ装
填される。

【００２５】前記上側基板３２と下側基板３３とは、そ
の外周縁部がシール材４９によって気密に接合されると
ともに、両者間に散乱されたスペーサ５０によって、該
基板３２，３３の全面に亘って相互に平行となるように
保持される。

【００２６】前記シール材４９には注入口５１が形成さ
れており、この注入口５１は液晶５２が注入された後、
封止材５３によって気密に封止される。前記液晶５２
は、前記検光子３８および偏光子３９などに対応して、
ネマティック型の液晶材料にツイステッド型の液晶材料
がカイラル材として添加されたＴＮ型の液晶材料であ
り、配向膜４３側と配向膜４８側とでは、液晶分子の配
向方向が前記９０°捩じられた構造となっている。

【００２７】下側基板３３の外周縁部において、ゲート
ライン３４方向の一方の端部には、ゲートライン３４に
ＴＦＴ３６をＯＮ／ＯＦＦ駆動するための走査信号を出
力する駆動回路素子５４が接続される。これに対して、
下側基板３４のソースライン３５方向の一方の端部また
は両端部には、映像信号レベルに対応して、前記ソース
ライン３５を介して画素電極３７に印加すべき電圧を導
出する駆動回路素子５５が接続されている。

【００２８】したがって、ゲートライン３４およびソー
スライン３５によって選択されたＴＦＴ３６を介して、
対応する画素電極３７には、表示すべき映像に対応した
レベルの電圧が印加されることになる。その電圧に対応
して液晶５２の配向方向が変化し、下側基板３３側に配
置されるバックライト光源からの光は、その透過率が変
化されて上側基板３２側から放出され、こうして階調表
示が可能となる。

【００２９】上述のように構成される液晶表示装置３１
において、本発明では、ゲートライン３４は、駆動回路
素子５４に接続される下側基板３３の一端部側から、他
端部側の画素電極３７、すなわち末端側の画素付近まで
延びて形成されている。このため、厚膜印刷などによっ
て形成されるシール材４９において、注入口５１が形成
される下側基板３３の他端部側と、駆動回路素子５４に
臨む一端部側とで、前記ゲートライン３４が形成されて
いるか否かの差に起因した該シール材４９の厚みの変化
を抑えるために、前記下側基板３３の他端部に厚み補償
用パターン５６を形成している。これによって、上側基
板３２と下側基板３３とを相互に平行に保持することが
可能となる。

【００３０】以下に、上述のような液晶表示装置３１の
製造工程について詳述する。まず、上側基板３２側で
は、下側基板３３側となる表面に、金属遮光膜４０がス
パッタリングによって一様に積層形成され、所望とする
パターンに応じてフォトリソ技術を用いてパターニング
を行った後、エッチング処理が施され、前記画素電極３
７に対応する開口となるべき部分が除去されて、洗浄が
行われる。なお、図２においてこの金属遮光膜４０のエ
ッチング処理後に残存している部分を、二点鎖線および
斜線を施して示している。

【００３１】次に、顔料分散法によって赤色に着色され
たフォトレジストを一面に塗布し、フォトリソ技術によ
ってパターニングを行い、洗浄する。同様に、青色およ
び緑色に着色されたフォトレジストについてもパターニ
ングを行い、カラーフィルタ４１を形成する。

【００３２】続いて、共通電極となる透明導電膜４２を
スパッタリングによって形成した後、洗浄および焼成を
行い、さらにこの透明導電膜４２上に印刷法によって配
向膜４３を形成した後、焼成を行う。その後、前記ラビ
ング処理を行って液晶分子を配向するための溝が形成さ
れ、洗浄される。

【００３３】さらに、シール材４９が前記厚膜印刷法に
よって形成された後、焼成される。シール材４９の材料
には、該シール材４９の膜厚を均一化するために、粒状
のスペーサが配合されている。その後、前記スペーサ５
０が散布されて、上側基板３２が完成する。

【００３４】これに対して、下側基板３３の上側基板３
２側の表面には、まず、保護膜４４がスパッタリングに
よって一様に形成される。次に、ゲートライン３４が、
スパッタリングによって形成された金属薄膜をフォトリ
ソグラフィ、エッチングおよび洗浄することによってパ
ターン化される。このとき、本発明では同時に、厚み補
償用パターン５６を形成しておく。続いて、パターン化
されたゲートライン３４および厚み補償用パターン５６
を陽極酸化することによって、これらゲートライン３４
および厚み補償用パターン５６上に絶縁膜４５が形成さ
れる。

【００３５】ゲートライン３４および厚み補償用パター
ン５６が完成すると、ゲート絶縁膜４６が、スパッタリ
ング、フォトリソグラフィ、エッチングおよび洗浄の一
連の工程によって形成される。その上に、半導体層６１
となるべきアモルファスシリコン層がプラズマＣＶＤ法
によって成膜され、フォトリソグラフィ、エッチングお
よび洗浄が行われてパターン化される。続いて、ソース
ライン３５およびドレイン電極６２がスパッタリング、
フォトリソグラフィ、エッチングおよび洗浄によってパ
ターン化される。こうして、ＴＦＴ３６が完成する。

【００３６】その上に、保護膜４７が、プラズマＣＶ
Ｄ、フォトリソグラフィ、エッチングおよび洗浄の工程
によって形成される。さらに配向膜４８が、印刷法によ
って成膜および焼成された後、さらにラビング処理およ
び洗浄が施されて下側基板３３が完成する。この下側基
板３３と上側基板３２とは、相互に組合わせられて加熱
および加圧処理され、シール材４９を硬化させて貼合わ
せられた後、所望とする大きさのパネルに分断される。

【００３７】分断された各パネルには、注入口５１から
液晶５２が注入された後、前記注入口５１には紫外線硬
化樹脂から成る封止材５３が浸透され、紫外線が照射さ
れて、該封止材５３が硬化することによって液晶５２が
パネル内に封止される。続いて、上側基板３２上に検光
子３８が、また下側基板３３上に偏光子３９が貼付けら
れる。その後、下側基板３３上に駆動回路素子５４，５
５が実装され、またはこれら駆動回路素子５４，５５の
実装されたフィルム基板が下側基板３３に接続されるこ
とによって液晶表示装置３１が完成する。

【００３８】上述のように構成された本発明に従う液晶
表示装置３１では、耐湿性の弱い注入口５１から水分が
侵入しても、該注入口５１付近には電圧の印加される電
極は存在せず、したがって従来技術の項で述べたような
電気化学反応による金属遮光膜４０の欠損を防止するこ
とができ、信頼性を向上することができる。

【００３９】また、シール材４９の厚みは、厚み補償用
パターン５６を形成することによって、該厚み補償用パ
ターン５６が形成される下側基板３３の他端側と、ゲー
トライン３４の形成されている一端側とで等しくするこ
とができる。したがって、上側基板３２と下側基板３３
との間隔、すなわち各液晶セルのギャップを一定に保持
することができ、前記セルギャップの変化による干渉縞
の発生などの表示品位の低下を招くことなく、上述のよ
うに金属遮光膜４０の欠損を防止することができる。さ
らにまた、前記厚み補償用パターン５６は、ゲートライ
ン３４の形成時に用いられていたマスクを変更するだけ
で、該ゲートライン３４と同一工程で作成することがで
き、コストの上昇を招くこともない。

【００４０】したがって、金属遮光膜４０に保護膜を設
けるなどの特別な加工を行うことなく、該金属遮光膜４
０の欠損を防止することができ、低コスト化および歩留
りの向上を図ることができる。また、高温高湿の劣悪な
環境下での使用が可能となり、液晶表示装置３１の用途
を広範囲に拡大することができる。

【００４１】なお、上述の実施例ではＴＦＴアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置であったけれども、本発明
の他の実施例として、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal)
型の液晶表示装置などの他の構造のマトリクス型液晶表
示装置であってもよい。また、上述の実施例では前記厚
み補償用パターン５６は、ゲートライン３４の延長とし
て形成されたけれども、本発明の他の実施例として、ゲ
ートライン３４と厚みの等しいドットなどの他のパター
ンに形成されてもよい。さらにまた、駆動回路素子５５
が下側基板３３のソースライン３５方向の一端側にのみ
設けられて、他端側に注入口が形成されている場合に
は、同様にソースライン３５が分断されて厚み補償用パ
ターンが形成されてもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明に係るマトリクス型液晶
表示装置は、以上のように、基板の一端側から延びて形
成される信号配線を他端側の画素電極までとし、これに
対応して基板の他端に、前記信号配線と同一工程で、該
信号配線の厚さに略等しい厚さの厚み補償用パターンを
形成しておく。

【００４３】それゆえ、表示品位の低下を招くようなシ
ール材の厚みの変化を抑え、この他端側で前記シール材
に耐湿性の弱い注入口が形成され、該注入口から水分が
侵入しても、該他端側には駆動電圧が印加される電極は
存在せず、前記水分の電気化学反応による金属遮光膜の
欠損を防止して、信頼性を向上することができる。

【００４４】これによって、前記金属遮光膜に保護膜を
被せるなどの特別な処理が不要となり、低コスト化およ
び歩留りの向上を図ることができる。また、液晶表示装
置を広範な用途に使用することができる。

【００４５】また、請求項２の発明に係るマトリクス型
液晶表示装置は、以上のように、前記厚み補償用パター
ンを、前記基板の他端にまで延びた信号配線を分断する
ことによって形成する。

【００４６】それゆえ、前記信号配線の加工に用いられ
るマスクを変更するだけで、上述のような金属遮光膜の
欠損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置の一部分の断
面図である。

【図２】図１で示す液晶表示装置の上側基板を取外した
状態での平面図である。

【図３】図２の斜視図である。

【図４】典型的な従来技術の液晶表示装置の一部分の断
面図である。

【図５】図４で示す液晶表示装置の上側基板を取外した
状態での平面図である。

【図６】図４で示す液晶表示装置で生じる問題点を克服
するための他の従来技術の液晶表示装置の一部分を示す
断面図である。

【符号の説明】

３１ 液晶表示装置 ３２ 上側基板 ３３ 下側基板 ３４ ゲートライン（信号配線） ３５ ソースライン ３６ ＴＦＴ ３７ 画素電極 ４０ 金属遮光膜 ４９ シール材 ５１ 注入口 ５２ 液晶 ５３ 封止材 ５４ 駆動回路素子 ５５ 駆動回路素子 ５６ 厚み補償用パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相互に平行な前後一対の基板と、 前記基板上にマトリクス配列される画素電極と、 前記基板の一端に取付けられ、前記画素電極を駆動する
   ための駆動回路素子と、 前記基板上において、駆動回路素子に接続するように、
   前記一端から、他端側の画素電極まで形成される信号配
   線と、 前面側の基板において、少なくとも前記画素電極に対応
   する領域が開口するように形成される金属遮光膜と、 前記基板の外周縁部間を気密に接合し、前記他端側に液
   晶の注入口が形成されるシール材と、 前記注入口を封止する封止材と、 前記基板の他端において前記信号配線から離間して、該
   信号配線と同一工程で形成され、該信号配線の厚さに略
   等しい厚さの厚み補償用パターンとを含むことを特徴と
   するマトリクス型液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記厚み補償用パターンは、前記基板の他
   端まで延びた信号配線が、前記他端側の画素電極の近傍
   で分断されて形成されることを特徴とする請求項１記載
   のマトリクス型液晶表示装置。