(57)【要約】【課題】アレイ配線及びカラーフィルタ基板の遮光層の耐食性を向上させた液晶表示装置を提供する。【解決手段】シール樹脂層１５により所定の間隙を設けて貼り合わされた、アレイ基板１とカラーフィルタ基板１１の間隙に、液晶２１が充填されている。アレイ基板は、複数の画素電極７、トランジスタ８、ソース電極３、ゲート電極２、及び共通電極９を有し、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ層１２、及び少なくともカラーフィルタ層上に形成された対向電極１３を有する。カラーフィルタ層が形成された領域の周辺の額縁部に、樹脂と黒色微粒子を含む遮光層１４が形成され、遮光層はシール樹脂に内包されており、かつ遮光層の比抵抗値は１ＭΩｍ以上である。【選択図】  図１
2004226653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板と、前記アレイ基板とシール樹脂層により所定の間隙を設けて貼り合わされたカラーフィルタ基板と、前記両基板の間隙に充填された液晶とを備え、
前記アレイ基板には、複数の画素電極と、トランジスタと、ソース配線電極と、ゲート配線電極と、共通電極とが設けられ、
前記カラーフィルタ基板には、カラーフィルタ層と、少なくとも前記カラーフィルタ層上に形成された対向電極とが設けられた液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ層が形成された領域の周辺の額縁部には、樹脂と黒色微粒子を含む遮光層が形成され、前記遮光層は前記シール樹脂に内包されており、かつ前記遮光層の比抵抗値は１ＭΩｍ以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
アレイ基板と、前記アレイ基板とシール樹脂層により所定の間隙を設けて貼り合わされたカラーフィルタ基板と、前記両基板の間隙に充填された液晶とを備え、
前記アレイ基板には、複数の画素電極と、トランジスタと、ソース配線電極と、ゲート配線電極と、共通電極とが設けられ、
前記カラーフィルタ基板には、カラーフィルタ層と、少なくとも前記カラーフィルタ層上に形成された対向電極とが設けられた液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ層が形成された領域の周辺の額縁部には、樹脂と黒色微粒子からなる遮光層と、前記遮光層を被覆するオーバーコート層が形成され、前記遮光層は前記シール樹脂に内包されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール樹脂層を介して貼り合わされたアレイ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が充填された、カラーＴＦＴ型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと称す）は、薄型、軽量、低消費電力などの優れた特徴を有し、携帯電話、携帯情報端末用のディスプレイに広く用いられている。特に近年、携帯電話用ＬＣＤの高精細化、高画質化要望に伴い、カラーＴＦＴ−ＬＣＤの搭載が増大している。従来カラーＴＦＴ−ＬＣＤは、屋内で使用するノートＰＣやモニターに使用されていたが、携帯電話などのモバイル機器では、温度、湿度がさまざまに変化する環境下で使用されるために、カラーＴＦＴ−ＬＣＤにも従来以上に高い耐環境特性が要求されている。
【０００３】
例えば、従来のＰＣ用カラーＴＦＴ−ＬＣＤでは、使用温度環境としては、０℃〜４０℃が前提とされたが、モバイル機器用では−２０℃〜６０℃となり、従来以上に高い耐久性が要望されている。また、近年モバイル機器用ＬＣＤへの要求特性として、外形サイズを小さくすると同時に画面を大きくするという背反する要望が強くなり、表示領域以外の面積を出来るだけ狭くする狭額縁化の必要性が生じてきている。
【０００４】
従来のカラーＴＦＴ−ＬＣＤでは、一般的には、アレイ基板上の配線材料としてアルミニュウム、チタン、モリブデンなど、また画素電極材料としてはＩＴＯ、アルミニュウムが主として用いられている。またカラーフィルタ基板では遮光層として、酸化クロムや、樹脂中にカーボンなどの黒色微粒子を含有させた樹脂材料（以下、樹脂ＢＭと呼ぶ）が用いられている。
【０００５】
一方狭額縁化要望から、アレイ基板上の配線及びカラーフィルタ基板上の遮光層を出来るだけ細線化して基板端に設ける設計がなされ、このため、基板端部に設けた配線および遮光層の密着性低下や腐食という問題が発生している。
【０００６】
上記課題を解決する方法として、シール樹脂をガラス基板または透明電極に直接接触させて、密着性を向上させる方法（例えば特許文献１参照）や、遮光層として樹脂ＢＭを用い、かつカーボンブラックを添加して黒く着色したシール材料を用い、シール樹脂を遮光層とガラスに接触させ、遮光層の腐食や剥離等を低減する方法（例えば特許文献２参照）が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１−２３９５２８号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−５４９９１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来から提案されている遮光層としてカーボンブラックを添加した樹脂ＢＭを用い、シール樹脂をガラス基板と樹脂ＢＭに接触させる構成では、高温／高湿／連続動作状態での信頼性試験において、配線腐食と樹脂ＢＭの変質という新たな課題が発生することがわかった。
【００１０】
解析の結果、ＬＣＤに印加される電界と、外部から浸入する水分と、シール樹脂中に含有されたイオンにより、アレイ基板上の配線電極と樹脂ＢＭ間で電流パスが形成され、カーボンブラックを含有した樹脂ＢＭが抵抗体として作用し、その結果樹脂ＢＭが発熱して、軟化、変質する事がわかった。樹脂ＢＭが変質すると遮光性が低下すると共に、変質が進行すると、ガスが発生し、表示領域に気泡発生という重大な問題を引き起こす。
【００１１】
本発明は、狭額縁設計における配線腐食と遮光層の変質を低減した、耐久性の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板とシール樹脂層により所定の間隙を設けて貼り合わされたカラーフィルタ基板と、前記両基板の間隙に充填された液晶とを備え、前記アレイ基板には、複数の画素電極と、トランジスタと、ソース配線電極と、ゲート配線電極と、共通電極とが設けられ、前記カラーフィルタ基板には、カラーフィルタ層と、少なくとも前記カラーフィルタ層上に形成された対向電極とが設けられている。
【００１３】
上記課題を解決するために、前記カラーフィルタ層が形成された領域の周辺の額縁部には、樹脂と黒色微粒子を含む遮光層が形成され、前記遮光層は前記シール樹脂に内包されており、かつ前記遮光層の比抵抗値は１ＭΩｍ以上である構成を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置によれば、課題を解決するための手段に記載の構成を有することにより、遮光層がシール樹脂内に内包されるので、遮光層が直接大気中の水分に暴露されることが防止される。更に仮にシール樹脂に浸入した水分とシール内のイオン、及び電界により電流パスが発生しても、遮光層の比抵抗が１ＭΩ・ｍ以上であるので、ほとんど電流が流れず、遮光層の発熱、軟化、変質が抑制される。従って基板の周辺部まで表示領域を延在させることができ、しかも遮光層とシール樹脂の占める面積が一部共通となるので、狭額縁化に有利となる。
【００１５】
本発明の他の構成の液晶表示装置として、前記カラーフィルタ層が形成された領域の周辺の額縁部には、樹脂と黒色微粒子からなる遮光層と、前記遮光層を被覆するオーバーコート層が形成され、前記遮光層は前記シール樹脂に内包されている構成とすることもできる。
【００１６】
それにより、遮光層はシール樹脂内に包含されるとともに、オーバーコート層でも覆われるので、外部の水分に対して２重にブロックされることになる。更に仮にシール樹脂に浸入した水分とイオン及び電界が発生しても、オーバーコート層により電流パスが遮断されるので、遮光層の発熱、軟化、変質を抑制することができ、耐久性を向上させることが出来る。
【００１７】
以下、本発明の液晶表示装置の具体的な実施の形態について説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における液晶表示装置の構成を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ部分の断面図である。但し、Ａ−Ａ断面の構造を判り易く示すために、図１との寸法的な整合を外して概念的に図示されている。
【００１９】
基本的な構造として、アレイ基板１とカラーフィルタ基板１１が、所定の間隙を形成してシール樹脂１５により貼り合わされ、その間隙に液晶２１が充填されたパネルが形成されている。
【００２０】
無アルカリガラスからなるアレイ基板１上には、アルミニュウムとチタンからなるゲート電極２とソース電極が、窒化シリコンからなる層間絶縁膜４を介してマトリックス状に配置されている。ゲート電極２とソース電極３との各交点には、アモルファスシリコン層を有するトランジスタ５が形成され、各トランジスタ５上には層間絶縁膜６を介して、ＩＴＯからなる画素電極７が形成されている。
画素電極７は、トランジスタ５のドレイン電極８と電気的に接続されている。アレイ基板１の端部には、アルミニュウムとチタンからなる共通電極９が形成され、共通電極９の端部には共通電極パッド１０が設けられている。各々のゲート電極１及びソース電極３は、ゲート側ＬＳＩ１９とソース側ＬＳＩ２０に接続されている。
【００２１】
対向側の無アルカリガラスからなるカラーフィルタ基板１１上には、ＲＧＢのカラーフィルタ層１２が形成され、その上にはＩＴＯからなる対向電極１３がそれぞれ形成されている。カラーフィルタ基板１１の４辺における、カラーフィルタ層１２が設けられた領域の周辺部に、遮光層１４が設けられている。遮光層１４はポリイミドとチタンブラックから構成されており、比抵抗は約１ＭΩ・ｍ以上である。
【００２２】
アレイ基板１とカラーフィルタ基板１１は、遮光層１４の外周辺部に形成されたエポキシ系の熱硬化型樹脂からなるシール樹脂１５で貼り合わせられ、その隙間には液晶２１が充填されている。なお図示しないが、画素電極７および対向電極１３上に配向膜が形成され、所定の方向にラビングされている。アレイ基板１、カラーフィルタ基板１１の外面にはそれぞれ、下側偏光板１８、上側偏光板１７が設けられている。
【００２３】
図２の、図１におけるＡ−Ａ断面に示されるように、遮光層１４はシール樹脂１５に内包されており、シール樹脂１５の外側に露出することはなく、大気中に暴露されない。
【００２４】
本実施の形態の構成の液晶表示装置を６０℃／９０％の湿度下で連続通電したところ、１０００時間経過した後も、遮光層１４及びその直下の配線電極には、腐食及び変質は発生していないことが確認された。
【００２５】
一方従来構成の液晶表示装置では、遮光層１４の比抵抗が１ｋΩ・ｍ未満であり、この場合、２５０時間程度で遮光層の変質、及び配線腐食が発生していたので、約４倍以上耐食性が向上したことを確認できた。
【００２６】
本実施の形態では、透過型カラーＴＦＴ−ＬＣＤの場合について説明したが、反射型または半透過型カラーＴＦＴ−ＬＣＤでも同様に本発明を適用できる。
反射型または半透過型カラーＴＦＴ−ＬＣＤの場合、画素電極７および配線電極がアルミニュウムで構成されており、ＩＴＯに比べてより配線腐食が発生しやすいので、本発明の構成を用いることにより、陽極腐食の起こりやすいアルミニュウムの耐食性を向上させることが効果的である。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２における液晶表示装置の断面図である。実施の形態１と同様の要素については、同一の参照番号を付して、重複する説明を省略する。アレイ基板１の構成は、実施の形態１の場合と同様である。実施の形態１と異なるのは、構造的には、カラーフィルタ基板１１上に形成した遮光層１４の直上に、透明なエポキシ系樹脂からなるオーバーコート層１６が形成されている点である。材料的には、遮光層１４をポリイミドとカーボンブラックから構成し、比抵抗は約１ｋΩ・ｍ以下である点である。オーバーコート層１６の膜厚は約２μｍである。遮光層１４は、シール樹脂１５及びオーバーコート層１６により内包されており、大気中に暴露されない。
【００２８】
本実施の形態の構成の液晶表示装置を６０℃／９０％の湿度下で連続通電したところ、実施の形態１と同様、１０００時間経過した後も、遮光層１４及びその直下の配線電極には、腐食及び変質は発生していないことが確認された。
【００２９】
比較例として、オーバーコート層１６の膜厚が１μｍ以下の場合を調べたところ、５００時間経過付近で配線腐食と遮光層の変質が見られはじめた。このことより、オーバーコート層１６が水分浸入をブロックし、電流パスを形成を阻止することで、耐久性が向上したものと考えられる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、カラーフィルタ基板に設けられたカラーフィルタ層の額縁部に、樹脂と黒色微粒子からなる遮光層が形成され、その遮光層はアレイ基板とカラーフィルタ基板を貼り合わせるシール樹脂に内包されており、かつ遮光層の比抵抗値が１ＭΩｍ以上であることにより、基板周辺部の配線と遮光層の耐食性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の平面図
【図２】図１の液晶表示装置のＡ−Ａ部分の断面図
【図３】実施の形態２における液晶表示装置の断面図
【符号の説明】
１  アレイ基板
２  ゲート電極
３  ソース電極
４  層間絶縁膜
５  トランジスタ
６  層間絶縁膜
７  画素電極
８  ドレイン電極
９  共通電極
１０  共通電極パッド
１１  カラーフィルタ基板
１２  カラーフィルタ層
１３  対向電極
１４  遮光層
１５  シール樹脂
１６  オーバーコート層
１７  上側偏光板
１８  下側偏光板
１９  ゲート側ＬＳＩ
２０  ソース側ＬＳＩ
２１  液晶
【図１】
2004226653.tif 000003
【図２】
2004226653.tif 000004
【図３】
2004226653.tif 000005