(57)【要約】【課題】ＴＮモード方式の液晶表示装置において、偏光板の熱収縮に伴うガラス基板の反りに起因したＯＬＢの接続不具合を改善し、歩留まりを向上させることを課題とする。【解決手段】製造時に異なる高温プロセスを経たことによる熱膨張係数の相違によって、アレイ基板１００よりも比較的大きな内部応力が発生する対向基板２００において、ＯＬＢパッド電極１０２が配列された側の端辺に対して、対向基板側の偏光板２０１における吸収軸を挟んで隣接する端辺１２０を、アレイ基板の端辺１３０よりも内側にカットすることで、内側にカットした対向基板の端辺１２０により内部応力が抑制されるので、偏光板２０１が吸収軸に沿って熱収縮した場合に、対向基板２００と共にアレイ基板１００上のＯＬＢパッド電極１０２が配列された側の端辺が反り返るのを低減させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上において対角線方向にラビングされると共に、外部の配線を接続するための外部接続端子がガラス基板上の一辺に沿って配列されたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向して配置され、ガラス基板上において前記ラビング方向と直交した方向にラビングされた対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板の間に挟持されたＴＮモードの液晶層と、
前記アレイ基板及び対向基板の両外側に配置され、吸収軸方向への一軸延伸加工により、それぞれの基板のラビング方向に沿って当該吸収軸と交差する透過軸が形成された一対の偏光板とを備え、
前記対向基板においては、前記外部接続端子が配列された側の端辺に対して、当該対向基板側の偏光板における前記吸収軸を挟んで隣接する端辺が、前記アレイ基板の端辺よりも内側にカットされていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記アレイ基板上においては、前記対向基板が内側にカットされた領域に対応する領域が、非誘電体物質でコーティングされていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記非誘電体物質は、感光性透明樹脂であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特にＴＮモード方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有することから、パソコンをはじめ様々な情報機器の表示装置として利用されている。近年では、液晶セルを構成するガラス基板の研磨技術により、ますます軽量化・薄型化が加速されてきている。
【０００３】
現在広く用いられているツイステッドネマチックモード（以下、ＴＮモードと称する）方式による液晶表示装置は、図５の断面図に示すように、対向して配置されたアレイ基板１００及び対向基板２００と、両基板の間に挟持されたＴＮモードの液晶層３００とを備える。通常、アレイ基板１００ではガラス基板上において対角線方向にラビングし、対向基板２００ではガラス基板上において上記ラビング方向と直交した方向にラビングする。両基板の外側には一定方向に振動する光のみを透過させる偏光子を備えた一対の偏光板１０１及び２０１を、光の透過軸方向がラビング方向と一致するように配置する。ここでは吸収軸方向への一軸延伸加工により、それぞれの基板のラビング方向に沿って吸収軸と交差する透過軸を形成する。
【０００４】
従来、アウターリードボンディング（以下、ＯＬＢと称する）により、アレイ基板上に配線された信号線等に接続された入力端子と外部のドライバＩＣからの出力信号配線とを接続する場合には、アレイ基板においてガラス基板上の隣接する二辺に沿って外部接続端子としてのＯＬＢパッド電極を配列する構成が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。これに対し、最近ではプロセス技術等の進歩により、図５の平面図に示すように、アレイ基板１００上の一辺のみに沿ってＯＬＢパッド電極１０２を配列することで、大画面化・狭額縁化が可能となっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
一方、液晶表示装置の製造時には、ラビング処理した両基板の一方にシール材として例えばＵＶ硬化型の樹脂を塗布し、両基板を一定の間隔をあけて貼り合わせる。そして、シール材を硬化させるためにＵＶ照射した後、１００℃前後の加熱により完全に硬化させる。シール材硬化時の加熱処理により両基板は膨張し、常温に戻った後にガラス基板の内部には元の大きさに戻ろうとする内部応力が発生する。この内部応力の強さはガラスの熱膨張係数に比例し、熱膨張係数が大きいほど内部応力は大きくなる。一般的に、アレイ基板は様々な成膜工程において高温プロセスを経ているため、対向基板よりも熱膨張係数は小さく、対向基板の内部応力はアレイ基板の内部応力よりも大きい。
【０００６】
シール材を硬化させた後は、液晶が注入された両基板の外側に偏光板を貼り付けて、最終的にオートクレーブ工程における加温・加圧処理により偏光板と基板との密着性の強化、液晶層中に残存する気泡の除去を行う。
【特許文献１】特開平１１−３０５２４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記オートクレーブ工程における加温処理時の熱により、図５の断面図に示すように、基板に貼り付けられた偏光板は吸収軸に沿って熱収縮する。このとき、上記両基板の内部応力の差により、図６の斜視図に示すように、内部応力の大きい対向基板２００において偏光板２０１の吸収軸に沿って対角部分が浮き上がってしまう。ＯＬＢパッド電極１０２が配列された部分はアレイ基板１００が剥き出しているため、他の部分と比べてガラス厚が薄く反りの程度が大きい。このためモジュール工程においてＯＬＢの位置のずれ幅が大きくなり、ＯＬＢの接続不具合が発生するという問題がある。
【０００８】
また、アレイ基板が剥き出したＯＬＢパッド部分はガラス厚が薄く、基板が割れる又は欠損しやすいため、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ＴＮモード方式の液晶表示装置において、偏光板の熱収縮に伴うガラス基板の反りに起因したＯＬＢの接続不具合を改善し、歩留まりを向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明に係る液晶表示装置は、ガラス基板上において対角線方向にラビングされると共に、外部の配線を接続するための外部接続端子がガラス基板上の一辺に沿って配列されたアレイ基板と、アレイ基板に対向して配置され、ガラス基板上においてラビング方向と直交した方向にラビングされた対向基板と、アレイ基板及び対向基板の間に挟持されたＴＮモードの液晶層と、アレイ基板及び対向基板の両外側に配置され、吸収軸方向への一軸延伸加工により、それぞれの基板のラビング方向に沿ってその吸収軸と交差する透過軸が形成された一対の偏光板とを備え、対向基板においては、外部接続端子が配列された側の端辺に対して、その対向基板側の偏光板における前記吸収軸を挟んで隣接する端辺が、アレイ基板の端辺よりも内側にカットされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、製造時に異なる高温プロセスを経たことによる熱膨張係数の相違によって、アレイ基板よりも比較的大きな内部応力が発生する対向基板において、外部接続端子が配列された側の端辺に対して、対向基板側の偏光板における吸収軸を挟んで隣接する端辺を、アレイ基板の端辺よりも内側にカットすることで、内側にカットした対向基板の端辺における内部応力が抑制されるので、上記偏光板が吸収軸に沿って熱収縮した場合に、対向基板と共にアレイ基板上の外部接続端子が配列された側の端辺が反り返るのを低減させることができる。
【００１２】
また、上記液晶表示装置におけるアレイ基板上においては、対向基板が内側にカットされた領域に対応する領域が、非誘電体物質でコーティングされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、アレイ基板上において対向基板が内側にカットされた領域に対応する領域を非誘電体物質でコーティングすることで、アレイ基板が露出されてガラス厚の薄い部分が保護されるので割れ欠けを発生しにくくできる。
【００１４】
また、上記非誘電体物質は、感光性透明樹脂であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の表示装置によれば、偏光板の熱収縮に伴うガラス基板の反りに起因したＯＬＢの接続不具合を改善し、歩留まりを向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
一実施の形態に係る液晶表示装置について図１、図２を用いて説明する。図１は、一画素についての断面図である。同図に示すように、液晶表示装置は、アレイ基板１００と、アレイ基板１００に対向して配置された対向基板２００と、アレイ基板１００及び対向基板２００の間に挟持されたＴＮモードの液晶層３００と、アレイ基板１００及び対向基板２００の外側に配置された一対の偏光板１０１及び２０１と、アレイ基板１００の背面に配置されたバックライト４００とを備える。ここではＴＮモード方式を採用した対角１４インチの透過型液晶表示装置とする。また、薄型のモバイルＰＣ用途に使用するため、両基板を構成する２枚のガラス基板は、それぞれ０．２ｍｍの厚さに研磨される。
【００１８】
アレイ基板１００においては、ガラス基板１０７上に絶縁膜１０９が多層成膜され、多層配線により画素薄膜トランジスタ（以下では画素ＴＦＴと称する）１０５が、絶縁膜１０９上には画素電極１０６がそれぞれ形成される。ここで絶縁膜１０９には絶縁性の高いシリコン酸化膜を使用し、画素電極１０６には透明性の高い酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を使用する。画素電極１０６又は絶縁膜１０９の上には配向膜１０８が形成される。配向膜１０８にはポリイミド系配向膜材料を使用する。
【００１９】
更に詳しくは、図２の平面図に示すように、アレイ基板１００は、画素ＴＦＴ１０５及び画素電極１０６がマトリクス状に配列された表示領域と、上辺に沿って配列されたＯＬＢパッド電極１０２と、左側の端辺に沿って配置された走査線駆動回路１０４とを備える。
【００２０】
表示領域の境界は、シール材１０３（図２では点線で示した）として塗布されたＵＶ硬化型の樹脂によって規定され、内部にはＯＬＢパッド電極１０２に接続された複数の信号線及び走査線駆動回路１０４の出力端子に接続された複数の走査線が交差して配線され、各交差部には画素ＴＦＴ１０５及び矩形の画素電極１０６が配置される。ここで上記構成部材の上に敷き詰められた図示しない配向膜１０８には、例えば、それぞれの画素電極１０６において矩形の左上隅角から右下隅角への対角線方向（図２では点線の矢印方向）に溝が形成される。このように、アレイ基板１００は、ガラス基板上において対角線方向にラビングされる。
【００２１】
ＯＬＢパッド電極１０２は、表示領域において配線された信号線に接続された入力端子と信号線を駆動するための図示しない外部のドライバＩＣからの出力信号配線とを接続するための外部接続端子である。
【００２２】
また、図１の断面図に示すように、対向基板２００においては、ガラス基板２０７上にカラーフィルタ層２０９が形成されている。このカラーフィルタ層２０９の上には、対向電極２１０が形成される。対向電極２１０上には配向膜２０８が形成される。ここでも配向膜２０８にはポリイミド系配向膜材料を使用し、ここでは、アレイ基板１００側の配向膜１０８に形成された溝の方向と直交する方向に溝が形成される。
【００２３】
液晶層３００は、配向膜１０８によりアレイ基板１００上付近では、対角線方向にラビングされる。また、配向膜２０８により対向基板２００上付近では上記対角線方向と直交する方向にラビングされる。同図で概略的に示すように、基板に対して水平な向きに配向された楕円形の液晶分子３０１が、両基板間で液晶層３００中を徐々に９０°に捻れて配向される。
【００２４】
偏光板１０１及び２０１は、吸収軸方向への一軸延伸加工により、それぞれの基板のラビング方向に沿って透過軸が形成され、透過軸方向に振動する光のみを透過させる。ここで偏光板１０１及び２０１は、透過軸が直交するように配置し、画素電極１０６に電圧が印加されない状態ではバックライト４００から照射された光を透過して白表示を行うノーマリホワイトモードとする。画素電極１０６に所定の電圧が印加された場合には、同図では基板に対して水平な向きに配向していた液晶分子が基板に対して垂直に傾いて、液晶層３００を通過する光の量が制御されるので、表示領域において、それぞれの画素電極１０６への印加電圧及びカラーフィルタ層２０９の色相に応じたカラー画像が表示される。
【００２５】
次に、上記液晶表示装置の製造時における主な構成部材の性質について説明する。上記アレイ基板１００及び対向基板２００において、製造時に発生する内部応力を比較した場合に、アレイ基板１００はガラス基板１０７上に絶縁層、画素ＴＦＴ１０５及び画素電極１０６などの配線層が形成された多層構造であり、製造時において様々な成膜工程において高温プロセスを経るため、その結果、熱膨張係数が減少する。内部応力の強さは、ガラスの熱膨張係数に比例する。この熱膨張係数が大きいほど内部応力が大きくなることから、対向基板２００は、アレイ基板１００よりも比較的大きな内部応力が発生するという性質を有する。
【００２６】
また、偏光板１０１及び２０１は、アレイ基板１００及び対向基板２００の密着性の強化、液晶層３００中に残存する気泡の除去を行うためにオートクレーブ工程において加温処理を行った場合に吸収軸に沿って熱収縮するという性質を有する。
【００２７】
そこで、本実施の形態では液晶表示装置を以下のような構成とした。図３は、液晶表示装置を上から見た平面図である。同図に示すように、対向基板２００側の偏光板２０１において透過軸方向と交差する吸収軸方向が対向基板２００を上にして１３５°となっている。対向基板２００において、ＯＬＢパッド電極１０２が配列された側の端辺に対して、対向基板２００側の偏光板２０１における吸収軸を挟んで隣接する端辺１２０を、アレイ基板１００の端辺１３０よりも内側にカットする。ここで対向基板２００は、アレイ基板１００の端辺１３０よりも内側に０．７ｍｍ小さく設計されている。０．７ｍｍという寸法は、表示領域の大きさに影響することがなく、基板の製造時において十分に制御可能な寸法である。
【００２８】
このような構成としたことで、製造時に異なる高温プロセスを経たことによる熱膨張係数の相違によって、アレイ基板１００よりも比較的大きな内部応力が発生する対向基板２００において内側に端辺１２０をカットすることにより、内部応力が抑制されるので、偏光板２０１が吸収軸に沿って熱収縮した場合に、対向基板２００と共にアレイ基板１００上のＯＬＢパッド電極１０２が配列された側の端辺が反り返るのを低減させることができる。よって、モジュール工程において偏光板の熱収縮に伴うガラス基板の反りに起因したＯＬＢの接続不具合を改善し、歩留まりを向上させることが可能になる。
【００２９】
ここで、対向基板２００をカットする寸法を大きくとれば、対向基板２００の内部応力の抑制効果が高くなるので反りの低減効果も高くなる一方で、表示領域が狭くなってしまう。このような観点から、対向基板２００をカットする寸法は、内部応力による反りの低減効果と表示領域の広さとのバランスを考慮した範囲で設計することが望ましい。
【００３０】
次に、アレイ基板の構成について図４を用いて詳しく説明する。同図（ａ）は、図２で示したアレイ基板のＡ−Ａ部の断面に対応する。また、同図（ｂ）は同じくアレイ基板のＢ−Ｂ部の断面に対応する。同図（ａ）に示すように、アレイ基板１００上において、ＯＬＢパッド電極１０２が配列された領域では、ＯＬＢパッド電極１０２以外の領域を非誘電体物質１１０でコーティングする。更に、同図（ｂ）に示すように、アレイ基板１００上において、対向基板２００が内側にカットされた領域に対応する領域も、非誘電体物質１１０でコーティングする。ここで非誘電体物質１１０は、例えば厚さ２マイクロメートルの感光性透明樹脂をパターニングして形成する。
【００３１】
このように非誘電体物質１１０により、アレイ基板上において、ＯＬＢパッド電極１０２が配列された領域と共に、対向基板が内側にカットされた領域に対応する領域もコーティングすることで、アレイ基板１００が露出されたガラス厚の薄い部分が保護されるので割れ欠けを発生しにくくできる。また、感光性透明樹脂を、例えば、アレイ基板形成時において、画素開口率の向上のために、ガラス基板上に形成するＩＴＯと信号線間に塗布される膜と同一層で形成することで、新たな製造工程を追加することなく、対向基板から露出したガラス厚の薄い部分を保護することができる。
【００３２】
したがって、本実施の形態によれば、製造時に異なる高温プロセスを経たことによる熱膨張係数の相違によって、アレイ基板１００よりも比較的大きな内部応力が発生する対向基板２００において、ＯＬＢパッド電極１０２が配列された側の端辺に対して、対向基板２００側の偏光板２０１における吸収軸を挟んで隣接する端辺１２０を、アレイ基板１００の端辺１３０よりも内側にカットすることで、内側にカットした対向基板２００の端辺１２０における内部応力が抑制される。これにより、偏光板２０１が吸収軸に沿って熱収縮した場合に、対向基板２００と共にアレイ基板１００上のＯＬＢパッド電極１０２が配列された側の端辺が反り返るのを低減させることができる。よって、偏光板の熱収縮に伴うガラス基板の反りに起因したＯＬＢの接続不具合を改善し、歩留まりを向上させることが可能になる。
【００３３】
更に、本実施の形態によれば、アレイ基板１００上において対向基板２００を内側にカットした領域に対応する領域を非誘電体物質１１０でコーティングすることで、アレイ基板１００が露出してガラス厚の薄い部分が保護されるので割れ欠けを発生しにくくできる。
【００３４】
また、非誘電体物質１１０として感光性透明樹脂を、ガラス基板上に形成する膜と同一層で形成することで、新たな製造工程を追加することなく、対向基板から露出したガラス厚の薄い部分を保護することができる。
【００３５】
尚、本実施の形態においては、対向基板２００をカットする吸収軸を挟んで隣接する端辺１２０の寸法は、アレイ基板１００の端辺１３０よりも内側に０．７ｍｍとしたが、これに限られるものではない。上記のように内部応力による反りの低減効果と表示領域の広さとのバランスを考慮した上での妥当な範囲であれば、例えば０．５ｍｍであっても、本実施の形態と同様な効果を奏することが可能となる。
【００３６】
また、本実施の形態において、両基板を構成する２枚のガラス基板は、それぞれ０．２ｍｍの厚さに研磨するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば０．４ｍｍ以下の薄いガラス基板であれば、上記内部応力による反りの低減効果と表示領域の広さとのバランスを考慮した上で妥当な寸法に対向基板をカットすることで、本実施の形態と同様な効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一実施の形態に係る液晶表示装置の一画素についての概略的な構成を示す断面図である。
【図２】上記液晶表示装置のアレイ基板上の構成を概略的に示した平面図である。
【図３】図１の液晶表示装置を上から見た平面図である。
【図４】図２のアレイ基板のＡＡ部及びＢＢ部の断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置の概略的な構成を示した断面図及び平面図である。
【図６】上記液晶表示装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００…アレイ基板
１０１…偏光板（アレイ基板側）
１０２…ＯＬＢパッド電極
１０３…シール材
１０４…走査線駆動回路
１０５…画素薄膜トランジスタ
１０６…画素電極
１０７…ガラス基板（アレイ基板側）
１０８…配向膜（アレイ基板側）
１０９…絶縁膜（アレイ基板側）
１１０…非誘電体物質（アレイ基板側）
１２０…吸収軸を挟んで隣接する対向基板側の端辺
１３０…吸収軸を挟んで隣接するアレイ基板側の端辺
２００…対向基板
２０１…偏光板（対向基板側）
２０７…ガラス基板（対向基板側）
２０８…配向膜（対向基板側）
２０９…カラーフィルタ層
２１０…対向電極
３００…液晶層
３０１…液晶分子
４００…バックライト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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