(57)【要約】【課題】端子群に接続される複数の配線を保護することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】ＴＦＴ基板２は、液晶層４側に、重畳部Ａから非重畳部Ｂに延びる複数の配線２５と、複数の配線２５を覆う保護膜２７と、非重畳部Ｂに設けられ、複数の配線２５に接続される端子群２９と、シール部材５と端子群２９ａとの間で保護膜２７上に配置される保護部材６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれ、前記液晶層を囲むシール部材と、を備える液晶表示装置であって、
前記第１の基板は、前記第２の基板と重なる重畳部と、前記第２の基板と重ならない非重畳部と、を含み、
前記第１の基板は、前記液晶層側に、
前記重畳部から前記非重畳部に延びる複数の配線と、
前記複数の配線を覆う保護膜と、
前記非重畳部に設けられ、前記複数の配線に接続される端子群と、
前記シール部材と前記端子群との間で前記保護膜上に配置される保護部材と、
を有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記保護部材は、前記保護膜上に配置される金属層と、前記金属層を覆う保護層と、を含む、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の基板は、前記複数の配線に接続され、前記保護膜に覆われる薄膜トランジスタと、前記保護膜上に配置される共通信号線と、をさらに有し、
前記保護部材に含まれる金属層は、前記共通信号線と同一材料で形成される、
請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記共通信号線は、前記保護膜に形成されるビア導体を通じて、前記複数の配線の一部に接続される、
請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記保護部材は、前記重畳部と前記非重畳部とに跨って配置される、
請求項１に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、特には配線の保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、２つの基板の間に液晶層が保持されている。２つの基板のうち一方の基板は、他方の基板と重ならない非重畳部を有しており、非重畳部には、画素群から延びる複数の配線に接続された端子群が設けられている。複数の配線は、腐食を防ぐための保護膜によって覆われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７８９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような複数の配線を備える基板は、パネル組立時やパネル切断時などに機械的な衝撃を受けることがあり、これにより、表層の保護膜が削り取られて、配線の一部が外気に晒されることがある。配線の一部が外気に晒されると、そこから腐食が進んで導電性が劣化するおそれがある。特に、端子群の近くでは、相手方の基板を切断する際に切屑が飛来するため、そのような問題が生じやすい。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、端子群に接続される複数の配線を保護することが可能な液晶表示装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板とに挟まれ、前記液晶層を囲むシール部材と、を備える。前記第１の基板は、前記第２の基板と重なる重畳部と、前記第２の基板と重ならない非重畳部と、を含む。前記第１の基板は、前記液晶層側に、前記重畳部から前記非重畳部に延びる複数の配線と、前記複数の配線を覆う保護膜と、前記非重畳部に設けられ、前記複数の配線に接続される端子群と、前記シール部材と前記端子群との間で前記保護膜上に配置される保護部材と、を有する。
【０００７】
本発明によると、シール部材と端子群との間に保護部材を配置することで、端子群に接続される複数の配線を保護することが可能である。
【０００８】
本発明の一態様において、前記保護部材は、前記保護膜上に配置される金属層と、前記金属層を覆う保護層と、を含む。これによると、複数の層を含むことで、保護の効力を向上させることが可能である。また、金属層が保護層に覆われることで、金属層の腐食を抑制することが可能である。
【０００９】
また、前記第１の基板は、前記複数の配線に接続され、前記保護膜に覆われる薄膜トランジスタと、前記保護膜上に配置される共通信号線と、をさらに有し、前記保護部材に含まれる金属層は、前記共通信号線と同一材料で形成されてもよい。これによると、薄膜トランジスタよりも上方に共通信号線が設けられる構造の場合に、共通信号線を形成する工程を利用して保護部材の金属層を形成することが可能である。
【００１０】
また、前記共通信号線は、前記保護膜に形成されるビア導体を通じて、前記複数の配線の一部に接続されてもよい。これによると、保護部材の金属層を共通信号線と同層に形成した場合であっても、共通信号線よりも下方に設けられた配線を利用して、共通信号線を端子群に接続することが可能である。
【００１１】
本発明の一態様において、前記保護部材は、前記重畳部と前記非重畳部とに跨って配置される。これによると、第２の基板を切断する際に飛来する切屑によって保護膜が損傷することを効果的に抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の要部を模式的に表す断面図である。
【図２】上記液晶表示装置のＴＦＴ基板の要部を模式的に表す上面図である。
【図３Ａ】上記液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造工程例を表す工程図である。
【図３Ｂ】図３Ａに続く工程図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに続く工程図である。
【図３Ｄ】図３Ｃに続く工程図である。
【図３Ｅ】図３Ｄに続く工程図である。
【図３Ｆ】図３Ｅに続く工程図である。
【図３Ｇ】図３Ｆに続く工程図である。
【図３Ｈ】図３Ｇに続く工程図である。
【図４】上記液晶表示装置のＴＦＴ基板の要部を模式的に表す断面図である。
【図５Ａ】比較例の課題を表す図である。
【図５Ｂ】実施例の効果を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の液晶表示装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、液晶表示装置１の要部を模式的に表す断面図である。図２は、液晶表示装置１のＴＦＴ基板２の要部を模式的に表す上面図である。なお、図２に示される配線２５及び端子２９は、見易くするため、実物よりも幅を広くし、数を少なくしている。
【００１５】
液晶表示装置１は、第１の基板としてのＴＦＴ基板２と、第２の基板としてのＣＦ基板３と、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板３との間に保持される液晶層４と、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板３とに挟まれ、液晶層４を囲むシール部材５と、を備えている。ＴＦＴ基板２は、後述する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として備えている。ＣＦ基板３は、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に配置されたカラーフィルタ（ＣＦ）３３と、を備えている。
【００１６】
ＴＦＴ基板２は、ＣＦ基板３よりもやや大きい矩形状に構成されており、ＣＦ基板３と重なる重畳部Ａと、ＣＦ基板３と重ならない非重畳部Ｂと、を含んでいる。具体的には、ＴＦＴ基板２のうち、ＣＦ基板３の縁３９よりも面内方向の内側に位置し、ＣＦ基板３と向かい合う部分が重畳部Ａであり、ＣＦ基板３の縁３９よりも面内方向の外側に位置し、ＣＦ基板３と向かい合わない部分が非重畳部Ｂである。
【００１７】
ＴＦＴ基板２の重畳部Ａには、ＴＦＴを含む複数の画素が格子状に配列しており、各々のＴＦＴに接続された複数の配線２５が重畳部Ａから非重畳部Ｂに延びている。複数の配線２５は、例えば、ＴＦＴのソース電極に接続されたソース信号線（或いは、ドレイン電極に接続されたドレイン信号線）である。また、複数の配線２５は、腐食を防ぐための保護膜２７によって覆われている。
【００１８】
ＴＦＴ基板２の非重畳部Ｂには、各々の配線２５の端部に接続された複数の端子２９を含む端子群２９ａが設けられている。端子群２９ａには複数の配線２５の端部が集められており、これらに接続された複数の端子２９がＴＦＴ基板２の縁２２に沿って一次元的に配列している（図２を参照）。端子群２９ａには、ドライバＩＣが実装されたフレキシブルプリント基板が接続されてもよいし、ドライバＩＣが直接実装されてもよい。
【００１９】
ＴＦＴ基板２のうち、シール部材５と端子群２９ａとの間の保護膜２７上には、保護膜２７及び複数の配線２５を機械的な衝撃から保護するための保護部材６が配置されている。保護部材６は、ＴＦＴ基板２の縁２２及び端子群２９ａに沿って帯状に延びている（図２を参照）。保護部材６のうち、端子群２９ａよりも延伸方向にはみ出した端部は、ＴＦＴ基板２の縁２２に向けて広がっている。また、保護部材６は、ＴＦＴ基板２の重畳部Ａと非重畳部Ｂとに跨って配置されている。すなわち、保護部材６は、上面視においてＣＦ基板３の縁３９と重なるように配置されている。また、保護部材６は、保護膜２７上に配置される金属層６１と、金属層６１を覆う保護層６３と、を含む複層構造を有している。
【００２０】
保護部材６に含まれる金属層６１は、例えばＣｕやＡｌ等の金属からなり、約２００〜４００ｎｍの厚さを有することが好ましい。保護部材６に含まれる保護層６３は、例えばＳｉＮ等の透明な絶縁材料からなり、約３００〜６００ｎｍの厚さを有することが好ましい。また、保護部材６は、例えば合計で約６００〜９００ｎｍの厚さを有することが好ましい。また、保護部材６の下方に位置する保護膜２７は、例えばＳｉＮ等の透明な絶縁材料からなり、約３００〜６００ｎｍの厚さを有することが好ましい。また、保護膜２７の下方に位置する配線２５は、例えばＣｕやＡｌ等の金属からなり、約２００〜４００ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００２１】
図３Ａ〜図３Ｈは、液晶表示装置１のＴＦＴ基板２の製造工程例を表す工程図である。各々の図の左半分はＴＦＴの形成領域を示しており、右半分は保護部材６の形成領域を示している。各々の図は、フォトリソグラフィー工程及びエッチングによる薄膜加工が終了し、フォトレジストが除去された状態を示している。ここで、フォトリソグラフィー工程とは、フォトレジストの塗布から、フォトマスクを使用した選択的な露光を経て、現像を行うまでの、レジストパターンを形成するための一連の処理を含む工程であり、以下では詳細な説明を省略する。
【００２２】
図３Ａに示される工程では、ＴＦＴの形成領域において、ガラス基板２１上にＣｕやＡｌ等の金属からなるゲート電極７１が形成される。具体的には、始めに、スパッタリングによりＣｕやＡｌ等の金属からなる金属膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により金属膜上にレジストパターンが形成され、次いで、金属膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、ゲート電極７１が形成される。
【００２３】
図３Ｂに示される工程では、ガラス基板２１及びゲート電極７１を覆うＳｉＮ等の透明な絶縁材料からなる絶縁膜２３が形成されると共に、ゲート電極７１上かつ絶縁膜２３上に非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）等の半導体からなる半導体層７３が形成される。具体的には、始めに、ＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスを導入することでＳｉＮからなる絶縁膜が形成される。次いで、シランガス及び水素ガスを導入することで非晶質Ｓｉからなる半導体膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により半導体膜上にレジストパターンが形成され、次いで、半導体膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、絶縁膜２３及び半導体層７３が形成される。
【００２４】
図３Ｃに示される工程では、半導体層７３上にＣｕやＡｌ等の金属からなるソース電極７４及びドレイン電極７５が形成され、ＴＦＴが完成する。また、同工程では、絶縁膜２３上にＣｕやＡｌ等の金属からなる複数の配線２５も形成される。複数の配線２５は、ソース電極７４に接続されるソース信号線であり、保護部材６の形成領域を通って、端子群２９ａの形成領域まで延びる（図１を参照）。具体的には、始めに、スパッタリングによりＣｕやＡｌ等の金属からなる金属膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により金属膜上にレジストパターンが形成され、次いで、金属膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、ソース電極７４、ドレイン電極７５及び複数の配線２５が形成される。
【００２５】
図３Ｄに示される工程では、ソース電極７４、ドレイン電極７５及び複数の配線２５を覆うＳｉＮ等の透明な絶縁材料からなる保護膜２７が形成される。また、保護膜２７には、ドレイン電極７５が底に露出したホール２７ａが形成される。具体的には、始めに、ＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスを導入することでＳｉＮからなる保護膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により保護膜上にレジストパターンが形成され、次いで、保護膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、ホール２７ａを有する保護膜２７が形成される。
【００２６】
図３Ｅに示される工程では、保護膜２７上にスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明導電材料からなる共通電極７６が形成される。具体的には、始めに、保護膜２７上にスパッタリングによりＩＴＯからなる透明導電膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により透明導電膜上にレジストパターンが形成され、次いで、透明導電膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、共通電極７６が形成される。
【００２７】
図３Ｆに示される工程では、共通電極７６に接続されるＣｕやＡｌ等の金属からなる共通信号線（コモン信号線）７７が形成される。また、同工程では、保護部材６の形成領域における保護膜２７上にＣｕやＡｌ等の金属からなる金属層６１も形成される。具体的には、始めに、スパッタリングによりＣｕやＡｌ等の金属からなる金属膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により金属膜上にレジストパターンが形成され、次いで、金属膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、共通信号線７７及び金属層６１が形成される。
【００２８】
図３Ｇに示される工程では、共通電極７６、共通信号線７７及び金属層６１を覆うＳｉＮ等の透明な絶縁材料からなる保護膜２８が形成される。また、保護膜２８には、上記保護膜２７と同様に、ドレイン電極７５が底に露出したホール２７ａが形成される。また、保護膜２８のうち金属層６１上に形成された部分は、保護部材６に含まれる保護層６３となる。具体的には、始めに、ＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスを導入することでＳｉＮからなる保護膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により保護膜上にレジストパターンが形成され、次いで、保護膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、ホール２７ａを有する保護膜２８が形成されると共に、金属層６１と保護層６３とを含む保護部材６が完成する。なお、同工程では、非重畳部Ｂに端子２９（図１を参照）を形成するためのホールも形成される。
【００２９】
図３Ｈに示される工程では、保護膜２８上及びホール２７ａ内にスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明導電材料からなる画素電極７８が形成される。画素電極７８は、ホール２７ａを通じてドレイン電極７５に接続される。具体的には、始めに、保護膜２８上にスパッタリングによりＩＴＯからなる透明導電膜が形成される。次いで、フォトリソグラフィー工程により透明導電膜上にレジストパターンが形成され、次いで、透明導電膜がエッチングされ、その後、フォトレジストが剥離される。これにより、ドレイン電極７５に接続された画素電極７８が形成される。なお、同工程では、非重畳部ＢにＩＴＯ等の透明導電材料からなる端子２９（図１を参照）も形成される。
【００３０】
以上の工程を経て、ＴＦＴ基板２が完成する。そして、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板３とシール部材５との間に液晶層４を注入することで液晶表示パネルが完成し、液晶表示パネルにドライバＩＣ等を組み付けることで液晶表示装置１が完成する。
【００３１】
なお、上記実施形態では、保護部材６に含まれる金属層６１を共通信号線７７と同層に形成していることから、保護膜２７上で共通信号線７７を端子群２９ａまで延ばそうとすると、金属層６１が邪魔になる。そこで、図４に示されるように、共通信号線７７を、保護膜２７に形成されるビア導体７９を通じて、保護膜２７の下の配線２５（例えば、複数の配線２５のうち、ＴＦＴに接続されない配線２５）に接続することで、共通信号線７７を端子群２９ａに接続することが可能である。
【００３２】
図５Ａは、比較例の課題を表す図である。比較例は、上記保護部材を有さない従来の液晶表示装置であり、ＴＦＴ基板の表層の保護膜の厚さは約４５０ｎｍ、その下の配線の厚さは約３００ｎｍ、その下の絶縁膜の厚さは約３５０ｎｍである。多数の液晶表示装置を製造する中でＴＦＴ基板の表面に傷が発生したものを選抜し、各々の傷の到達深さを評価した。傷の到達深さは、断面ＳＥＭ観察により測定した。図５Ａにおいて、グラフの横軸は表面からの傷の到達深さを表し、グラフの縦軸は傷の占有率の合計を表している。これによると、表層の保護膜のみに生じる傷が４７％あり、その下の配線まで達する傷が５１％あり、その下の絶縁膜まで達する傷が２％あることが分かる。すなわち、半数以上の傷が配線の腐食を引き起こすおそれがある。
【００３３】
図５Ｂは、実施例の効果を表す図である。実施例は、上記保護部材を有する本実施形態の液晶表示装置であり、保護部材に含まれる保護層の厚さは約４５０ｎｍ、保護部材に含まれる金属層の厚さは約３００ｎｍ、その下の保護層の厚さは約５５０ｎｍ、その下の配線の厚さが約３００ｎｍ、その下の絶縁膜の厚さが約３５０ｎｍである。図５Ｂは、上記図５Ａの比較例における傷の到達深さと占有率の合計との関係を、実施例に当てはめたグラフである。これによると、全ての傷が配線までは達しないことが分かる。従って、実施例では、損傷及び腐食から配線を保護することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【００３５】
上記実施形態では保護部材６が２層構造であったが、これに限られず、１層であっても３層以上であってもよい。例えば、図３Ｈに示される工程で透明導電膜を形成する際に、保護部材６の形成領域にも透明導電膜を形成して、保護部材６を３層構造にしてもよい。引っ掻き傷が生じる場合、層単位で削り取られる傾向にあるため、層数が多い方が有利である。他にも、例えば、樹脂材料などからなる保護部材を別途作製し、ＴＦＴ基板２の保護膜２７上に貼り付けてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態ではＴＦＴよりも上方に共通信号線７７が設けられた画素構造を示したが、これに限られず、共通信号線７７がゲート電極７１と同層に設けられる画素構造であってもよい。
【００３７】
また、上記実施形態ではＴＦＴ基板２に共通電極７６及び画素電極７８が設けられたＩＰＳ（In Plane Switching）方式について説明したが、ＴＮ方式やＶＡ方式の液晶表示装置にも本発明を適用できる。
【００３８】
また、上記実施形態ではＴＦＴ基板２の各々の画素にＴＦＴが設けられたアクティブマトリクス方式について説明したが、単純マトリクス方式の液晶表示装置にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  液晶表示装置、２  ＴＦＴ基板（第１の基板の一例）、２１  ガラス基板、２２  縁、２３  絶縁膜、２５  配線、２７  保護膜、２７ａ  ホール、２８  保護膜、２９  端子、２９ａ  端子群、３  ＣＦ基板（第２の基板の一例）、３１  ガラス基板、３３  カラーフィルタ、３９  縁、４  液晶層、５  シール部材、６  保護部材、６１  金属層、６３  保護層、７１  ゲート電極、７３  半導体層、７４  ソース電極、７５  ドレイン電極、７６  共通電極、７７  共通信号線、７８  画素電極、７９  ビア導体、Ａ  重畳部、Ｂ  非重畳部。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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