(57)【要約】【課題】表示不良の発生を抑制し、製造歩留まりの低下を防止することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】絶縁基板２１０上において表示領域１２０外に配置されたコモン配線５２０と、コモン配線５２０を覆う絶縁膜と、表示領域において絶縁膜上に配置された画素電極２３０と、表示領域外において絶縁膜上に配置されるとともに絶縁膜を貫通するコンタクトホールＣＨを介してコモン配線と電気的に接続されている給電パッド５１０と、を備えたアレイ基板２００と、  画素電極に対向するとともに、表示領域外に延在して給電パッドに対向するように配置された対向電極３３０を備えた対向基板３００と、  給電パッドと対向電極との間に配置され、給電パッドと対向電極とを導通する導電性部材７００と、を備え、  給電パッドの導電性部材と接する面に凹凸パターン５１０Ａが形成されたことを特徴とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素によって構成された表示領域を備えた液晶表示装置であって、
絶縁基板と、前記絶縁基板上において前記表示領域外に配置されたコモン配線と、前記コモン配線を覆う絶縁膜と、前記表示領域において前記絶縁膜上に配置された画素電極と、前記表示領域外において前記絶縁膜上に配置されるとともに前記絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して前記コモン配線と電気的に接続されている給電パッドと、を備えた第１基板と、
前記画素電極に対向するとともに、前記表示領域外に延在して前記給電パッドに対向するように配置された対向電極を備えた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、
前記給電パッドと前記対向電極との間に配置され、前記給電パッドと前記対向電極とを導通する導電性部材と、
を備え、
前記給電パッドの前記導電性部材と接する面に凹凸パターンが形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記絶縁膜には、複数の前記コンタクトホールが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、無機系材料によって形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記給電パッドが配置されている面に凹凸パターンが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記絶縁膜は、有機系材料によって形成されたことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記第１基板と前記第２基板との間のギャップより大きな平均粒径を有する導電性粒子であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記給電パッドは、前記画素電極と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、一対の基板間を導通させる導電性部材を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主として縦電界を利用した液晶表示装置では、アレイ基板の端子部から入力された信号に基づいて、アレイ基板の画素電極と対向基板の対向電極との間に所定の電圧を印加し、液晶分子を駆動し、画像の表示を行っている。アレイ基板と対向基板との間には、導電性材料、例えば、金属ペースト、導電性接着剤及び導電性粒子が配置されている。この導電性材料は、アレイ基板上の配線と対向電極とを導通し、アレイ基板の端子部から入力された信号は、対向電極に供給される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３０１１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アレイ基板と対向基板との間に導電性部材を配置する構成において、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせる際に、加圧不足のため導電性部材がアレイ基板と対向基板とに十分に接触しないことがある。このため、アレイ基板側から対向基板側に十分な電圧が供給されず、液晶層に対して駆動に必要な電界を印加することができず、表示不良を生ずるおそれがある。
【０００４】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示不良の発生を抑制し、製造歩留まりの低下を防止することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の態様による液晶表示装置は、
複数の画素によって構成された表示領域を備えた液晶表示装置であって、
絶縁基板と、前記絶縁基板上において前記表示領域外に配置されたコモン配線と、前記コモン配線を覆う絶縁膜と、前記表示領域において前記絶縁膜上に配置された画素電極と、前記表示領域外において前記絶縁膜上に配置されるとともに前記絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して前記コモン配線と電気的に接続されている給電パッドと、を備えた第１基板と、
前記画素電極に対向するとともに、前記表示領域外に延在して前記給電パッドに対向するように配置された対向電極を備えた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、
前記給電パッドと前記対向電極との間に配置され、前記給電パッドと前記対向電極とを導通する導電性部材と、
を備え、
前記給電パッドの前記導電性部材と接する面に凹凸パターンが形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、表示不良の発生を抑制し、製造歩留まりの低下を防止することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置、特に液晶表示装置について図面を参照して説明する。
【０００８】
図１に示すように、液晶表示装置は、略矩形平板状の液晶表示パネル１００を備えている。すなわち、液晶表示パネル１００は、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）２００及び対向基板（第２基板）３００と、アレイ基板２００と対向基板３００との間に保持された液晶層４００と、によって構成されている。これらのアレイ基板２００と対向基板３００とは、シール材１１０によって貼り合わせられ、これらの間に液晶層４００を保持するための所定のギャップを形成する。液晶層４００は、アレイ基板２００と対向基板３００とのギャップに封入されている。
【０００９】
液晶表示パネル１００は、シール材１１０によって囲まれた内側に、画像を表示する略矩形状の表示領域１２０を備えている。この表示領域１２０は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【００１０】
アレイ基板２００は、表示領域１２０において、画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数のゲート線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）と、画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数のソース線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）と、各画素ＰＸにおけるソース線Ｘとゲート線Ｙとの交差部に配置されたスイッチング素子２２０と、画素ＰＸのそれぞれに配置されスイッチング素子２２０に接続された画素電極２３０と、を備えている。
【００１１】
ゲート線Ｙとソース線Ｘとは、絶縁層を介して互いに交差するように配置されている。スイッチング素子２２０は、例えばアモルファスシリコンやポリシリコンなどによって形成された半導体層を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によって構成されている。
【００１２】
スイッチング素子２２０のゲート電極２２２は、ゲート線Ｙに接続されている（あるいは、ゲート電極２２２は、ゲート線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子２２０のソース電極２２５は、ソース線Ｘに接続されている（あるいは、ソース２２５は、ソース線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチング素子２２０のドレイン電極２２７は、画素電極２３０に接続されている。
【００１３】
対向基板３００は、表示領域１２０において、複数の画素電極２３０のそれぞれに対向した対向電極３３０を備えている。
【００１４】
また、液晶表示パネル１００は、表示領域１２０の外側に位置する外周部１３０に配置された接続部１３１を備えている。この接続部１３１は、信号供給源として機能する駆動ＩＣチップやフレキシブル配線基板と接続可能である。図１に示した例では、接続部１３１は、対向基板３００の端部３００Ａより外方に延在したアレイ基板２００の延在部２００Ａ上に形成されている。
【００１５】
表示領域１２０に配置されたゲート線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）のそれぞれは、外周部１３０を経由して接続部１３１に接続されている。また、ソース線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）のそれぞれも同様に、外周部１３０を経由して接続部１３１に接続されている。
【００１６】
次に、アレイ基板２００及び対向基板３００の構造をより詳細に説明する。
【００１７】
図２に示すように、アレイ基板２００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板２１０を用いて形成される。スイッチング素子２２０のゲート電極２２２は、ゲート線Ｙなどとともに絶縁基板２１０の上に配置されている。このゲート電極２２２は、絶縁膜であるゲート絶縁膜２４６によって覆われている。このゲート絶縁膜２４６は、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ４）などによって形成されている。
【００１８】
スイッチング素子２２０の半導体層２４２は、ゲート絶縁膜２４６の上に配置されている。この半導体層２４２には、スイッチング素子２２０のソース電極２２５及びドレイン電極２２７がコンタクトしている。これらのソース電極２２５及びドレイン電極２２７は、絶縁膜であるパッシベーション膜２４４によって覆われている。このパッシベーション膜２４４は、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ４）などによって形成されている。
【００１９】
画素電極２３０は、パッシベーション膜２４４の上において各画素ＰＸに対応して配置されている。この画素電極２３０は、パッシベーション膜２４４に形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子２２０のドレイン電極２２７と電気的に接続されている。
【００２０】
バックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型液晶表示パネルにおいては、画素電極２３０は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。また、外光を選択的に反射して画像を表示する反射型液晶表示パネルにおいては、画素電極２３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やモリブデン（Ｍｏ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。
【００２１】
対向基板３００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板３１０を用いて形成される。
【００２２】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１００は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素ＰＸＲ、緑（Ｇ）を表示する緑色画素ＰＸＧ、青（Ｂ）を表示する青色画素ＰＸＢを有している。
【００２３】
図２に示した実施の形態においては、対向基板３００は、表示領域１２０において、絶縁基板３１０の一方の主面（液晶層と対向する面）上に、画素ＰＸ毎に配置されたカラーフィルタ層３２０(Ｒ、Ｇ、Ｂ)を備えている。これらのカラーフィルタ層３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）にそれぞれ着色された複数の着色樹脂によって形成されている。
【００２４】
すなわち、対向基板３００は、絶縁基板３１０上に、赤色画素ＰＸＲに対応して赤色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる赤色カラーフィルタ層３２０Ｒを備え、緑色画素ＰＸＧに対応して緑色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる緑色カラーフィルタ層３２０Ｇを備え、さらに、青色画素ＰＸＢに対応して青色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる青色カラーフィルタ層３２０Ｂを備えている。なお、このようなカラーフィルタ層３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、アレイ基板側に備えられていても良い。
【００２５】
対向電極３３０は、表示領域１２０において、複数の画素電極２３０に対向するようにカラーフィルタ層３２０上に配置されている。この対向電極３３０は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。
【００２６】
これらのアレイ基板２００及び対向基板３００の表面は、液晶層４００に含まれる液晶分子の配向を制御するための配向膜２５０及び３５０によってそれぞれ覆われている。
【００２７】
また、透過型液晶表示パネルについては、アレイ基板２００及び対向基板３００の外面には、それぞれ光学素子２６０及び３６０が設けられている。反射型液晶表示パネルについては、対向基板３００の外面に光学素子３６０が設けられている。これらの光学素子２６０及び３６０は、液晶層４００の特性に合わせて偏光方向を設定した偏光板などを含んでいる。
【００２８】
次に、アレイ基板２００側から対向基板３００側への給電構造についてより詳細に説明する。
【００２９】
図３及び図４に示すように、アレイ基板２００は、対向電極３３０に対して所定の電位、例えばコモン電位を供給するためのコモン配線５２０と、給電パッド５１０と、を備えている。
【００３０】
給電パッド５１０は、例えば、表示領域１２０外の角部、すなわちシール材１１０よりも基板端側に位置したアレイ基板２００の角部に配置されている。この給電パッド５１０は、対向基板３００においてシール材１１０よりも基板端側まで延在した対向電極３３０と対向している。このような給電パッド５１０は、パッシベーション膜２４４の上に配置され、画素電極２３０と同一材料によって形成されている。この給電パッド５１０は、配向膜２５０から露出している。
【００３１】
コモン配線５２０は、絶縁基板２１０の上における表示領域外、例えば、シール材１１０と表示領域１２０との間に配置されている。このコモン配線５２０は、接続部１３１を介して、あるいは直接信号供給源に接続され、例えばコモン電位に設定されている。
【００３２】
また、このコモン配線５２０は、シール材１１０と交差して給電パッド５１０と電気的に接続されている。すなわち、コモン配線５２０は、絶縁基板２１０の上に配置され、ゲート線Ｙと同一材料によって形成され、ゲート絶縁膜２４６及びパッシベーション膜２４４の積層体によって覆われている。このコモン配線５２０は、シール材１１０よりも外側（つまり基板端側）に延在し、ゲート絶縁膜２４６及びパッシベーション膜２４４を貫通するコンタクトホールＣＨを介して給電パッド５１０と電気的に接続されている。
【００３３】
このような構成において、導電性部材７００が給電パッド５１０と対向電極３３０との間に配置されている。つまり、コモン配線５２０は、給電パッド５１０を介して導電性部材７００により対向電極３３０と電気的に接続されている。これにより、対向電極３３０は、所定の電位、例えばコモン電位に設定される。
【００３４】
この実施の形態においては、給電パッド５１０の導電性部材７００と接する面に凹凸パターンが形成されている。例えば、図３及び図４に示した例では、給電パッド５１０とコモン配線５２０との間に配置された絶縁膜、すなわち、ゲート絶縁膜２４６及びパッシベーション膜２４４には、複数のコンタクトホールＣＨが形成されている。給電パッド５１０は、コンタクトホールＣＨとともにパッシベーション膜２４４を覆うことにより、コンタクトホールＣＨに重なる部分は、凹形状となり、パッシベーション膜２４４に重なる部分は、凸形状となる。これにより、給電パッド５１０の表面に凹凸パターン５１０Ａが形成される。
【００３５】
図４に示した例では、凹凸パターン５１０Ａは、ゲート絶縁膜２４６及びパッシベーション膜２４４を貫通する複数のコンタクトホールＣＨを形成することによって形成したが、コンタクトホールＣＨとは別にパッシベーション膜２４４のみ、あるいは、ゲート絶縁膜２４６のみに複数の穴を形成することによって形成してもよい。このように形成しても同様の効果が得られる。
【００３６】
このようなコンタクトホールＣＨや穴は、絶縁膜にリソグラフィープロセス、エッチング（ドライ又はウェット）プロセスを施すことにより形成しても良いし、絶縁膜にブラストやドリル等の物理的加工を施すことによって形成しても良い。
【００３７】
導電性部材７００は、給電パッド５１０の凹凸パターン５１０Ａ上に配置される。
【００３８】
ここでは、導電性部材７００は、金属ペースト、導電性接着剤や、導電性粒子などである。導電性部材７００として導電性粒子を適用する場合には、アレイ基板２００と対向基板３００との間のギャップより大きい平均粒径を有するものが適用され、アレイ基板２００と対向基板３００とを貼り合せる際の加圧によって給電パッド５１０の凹凸パターン５１０Ａに食い込む。
【００３９】
このように給電パッド５１０の導電性部材７００と接する面に凹凸パターン５１０Ａを形成したことにより、給電パッド５１０の表面積が増えるため、給電パッド５１０と導電性部材７００とが接する接触面積が増える。言い換えれば、給電パッド５１０と導電性部材７００との接触部分が増え、多点接触になるために接触の機会が増える。このため、導電性部材７００と給電パッド５１０との接続不良の発生を低減することが可能となる。
【００４０】
凹凸パターン５１０Ａの凹部と凸部との段差は、アレイ基板２００と対向基板３００とのギャップの大きさや導電性部材７００の径によって設定されることが望ましく、例えば、０．１μｍ乃至１０μｍの範囲に設定される。但し、アスペクト比（凹部と凸部との段差／凸部の直径）が０．１乃至０．５となるように設定することが望ましい。
【００４１】
尚、給電パッド５１０の平坦部分に穴状の凹部のみを点在して設けた場合には、アスペクト比はこの凹部の直径と凹部の深さとの比である。また、給電パッド５１０の平坦部分に絶縁膜等によって凸部のみを点在して設けた場合には、アスペクト比はこの凸部の直径と凸部の高さとの比である。
【００４２】
凹部と凸部との段差が不十分である場合には、表面積が十分に増えず、接続不良の発生の低減することが難しい。また、凹部と凸部との段差が高い場合には、凸部を形成する材料にもよるが、アスペクト比が大きくなりすぎると、凸部が破損してしまうことがあり、好ましくない。
【００４３】
図５に示した例では、パッシベーション膜２４４と給電パッド５１０との間に有機絶縁膜２４８が配置されている。この有機絶縁膜２４８においては、給電パッド５１０と接する面に凹凸パターン２４８Ａが形成されている。給電パッド５１０は、凹凸パターン２４８Ａを覆うことにより、その表面に凹凸パターン５１０Ａが形成される。このように形成することによって、給電パッド５１０は、導電性部材７００と接する面に凹凸パターン５１０Ａが形成される。
【００４４】
このような凹凸パターン２４８Ａは、有機絶縁膜２４８を形成する過程でのフォトリソグラフィープロセスにおいて形成可能である。
【００４５】
凹部と凸部との段差は、０．１μｍ乃至３μｍの範囲に設定することが望ましく、凸部の直径は、１μｍ乃至１０μｍの範囲に設定することが望ましい。但し、アスペクト比が２を超えないように設定することが望ましい。例えば、給電パッド５１０と対向電極３３０とのギャップを９μｍに設定したときにおいて、平均粒径が９．５μｍである導電性粒子７００を用いる場合には、凹部と凸部との段差は、０．５μｍ乃至１μｍに設定することが望ましい。
【００４６】
このような構成においても、導電性部材７００と給電パッド５１０との間の接続不良の発生を低減することが可能となり、同様の効果が得られる。
【００４７】
尚、本実施の形態において、凹凸パターンとは、図５に示すパターンに限らず、平坦部分に凹部のみを点在して設けたパターン、あるいは、平坦部分に凸部のみを点在して設けたパターンも含んでいる。
【００４８】
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置について効果を検証した。
【００４９】
給電パッド５１０に凹凸パターン５１０Ａが形成された液晶表示装置と、給電パッド５１０に凹凸パターン５１０Ａが形成されていない液晶表示装置を用意した。それぞれの液晶表示装置において、導通不良の発生の有無を確認した。
【００５０】
給電パッド５１０に凹凸パターン５１０Ａが形成されていない液晶表示装置では、約３％の導通不良が発生したのに対して、給電パッド５１０に凹凸パターン５１０Ａが形成された液晶表示装置では、導通不良の発生はなかった。この結果から給電パッド５１０に凹凸パターン５１０Ａを形成することによって導電不良の発生が低減することが可能であることを確認できた。
【００５１】
上述したように、本実施の形態において、製造の歩留まりの低下を防止することが可能な液晶表示装置を提供することが可能である。
【００５２】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルにおける画素の構成及びスイッチの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示パネルの表示領域外の角部の構成を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図３に示した液晶表示パネルをＩＶ−ＩＶ線で切断したときの構造を示す断面図である。
【図５】図５は、図３に示した液晶表示パネルをＩＶ−ＩＶ線で切断したときの他の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
ＰＸ…画素、
Ｙ…ゲート線  Ｘ…ソース線
１００…液晶表示パネル
１２０…表示領域
２００…アレイ基板  ２１０…絶縁基板
２２０…スイッチ素子  ２４２…半導体層
２２２…ゲート電極  ２４６…ゲート絶縁膜
２２５…ソース電極  ２２７…ドレイン電極
２４４…パッシベーション膜
２３０…画素電極
３００…対向基板  ３１０…絶縁基板
３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層  ３３０…対向電極
４００…液晶層  ＣＨ…コンタクトホール
５１０…給電パッド  ５２０…コモン配線
７００…導電性部材
【図１】
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【図２】
2009251461.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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