JPH11305243A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH11305243A JPH11305243A JP10641698A JP10641698A JPH11305243A JP H11305243 A JPH11305243 A JP H11305243A JP 10641698 A JP10641698 A JP 10641698A JP 10641698 A JP10641698 A JP 10641698A JP H11305243 A JPH11305243 A JP H11305243A
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136204—Arrangements to prevent high voltage or static electricity failures
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シール材の形状安定性を高めるのに適した高
誘電率フィラーを用いた場合に特有に生じる、シール材
を通る静電放電の問題を解決できる液晶表示装置を提供
する。 【解決手段】 アレイ基板10と対向基板12との間に
配置されるシール材40は、樹脂材と、無機誘電体フィ
ラーとを含む。フィラーは、樹脂材の誘電率よりも大き
な誘電率を有する、タルク、マイカまたはアルミナのよ
うな材料からなり、板状または不定形の形状を有する。
アレイ基板10は、絶縁層28によって分離されたゲー
ト線26およびデータ線24を含む。ゲート線26およ
びデータ線24のうち、シール材側の絶縁層表面に位置
する線(例えば、データ線24)は、シール材の位置に
到達する前に、絶縁層28のバイア62および導体線6
0により、シール材40と反対側の絶縁層28表面に導
出される。したがって、データ線は、シール材40の位
置においては、絶縁層28によってシール材40から分
離され、シール材40を通る静電放電を防止することが
できる。
誘電率フィラーを用いた場合に特有に生じる、シール材
を通る静電放電の問題を解決できる液晶表示装置を提供
する。 【解決手段】 アレイ基板10と対向基板12との間に
配置されるシール材40は、樹脂材と、無機誘電体フィ
ラーとを含む。フィラーは、樹脂材の誘電率よりも大き
な誘電率を有する、タルク、マイカまたはアルミナのよ
うな材料からなり、板状または不定形の形状を有する。
アレイ基板10は、絶縁層28によって分離されたゲー
ト線26およびデータ線24を含む。ゲート線26およ
びデータ線24のうち、シール材側の絶縁層表面に位置
する線(例えば、データ線24)は、シール材の位置に
到達する前に、絶縁層28のバイア62および導体線6
0により、シール材40と反対側の絶縁層28表面に導
出される。したがって、データ線は、シール材40の位
置においては、絶縁層28によってシール材40から分
離され、シール材40を通る静電放電を防止することが
できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、更
に詳細に言えば、シール材を通る静電放電による破壊を
防止できるようにしたアクティブ・マトリクス型液晶表
示装置に関する。
に詳細に言えば、シール材を通る静電放電による破壊を
防止できるようにしたアクティブ・マトリクス型液晶表
示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】先ず、図1〜図5を参照して従来のアク
テイブ・マトリクス型液晶表示装置の構成について説明
する。図1の(A)は、アレイ基板10およびカラー・
フィルタ(CF)基板すなわち対向基板12を有するア
クテイブ・マトリクス型液晶表示装置の上面を示し、
(B)は側面を示している。図2は、アレイ基板10の
構成を示している。図3は図2の矢印3−3の位置にお
ける液晶表示装置の断面を示している。図4は図2の矢
印4−4の位置における液晶表示装置の断面を示し、図
5は図2の矢印5−5の位置における液晶表示装置の断
面を示している。
テイブ・マトリクス型液晶表示装置の構成について説明
する。図1の(A)は、アレイ基板10およびカラー・
フィルタ(CF)基板すなわち対向基板12を有するア
クテイブ・マトリクス型液晶表示装置の上面を示し、
(B)は側面を示している。図2は、アレイ基板10の
構成を示している。図3は図2の矢印3−3の位置にお
ける液晶表示装置の断面を示している。図4は図2の矢
印4−4の位置における液晶表示装置の断面を示し、図
5は図2の矢印5−5の位置における液晶表示装置の断
面を示している。
【0003】アレイ基板10は、図2に示すように、ガ
ラス板のような支持基板11上に形成された表示電極ま
たは画素電極16の配列と、画素電極16と対応して設
けられた薄膜トランジスタ(TFT)14とを有する。
画素電極16はインジウム・スズ酸化物(ITO)のよ
うな透明金属で形成される。図3に示すように、この例
では、TFT14は、半導体層19の下側にゲート電極
18を有する逆スタガー構造のものとして示されてい
る。ゲート電極18は支持基板11上に形成され、同じ
く支持基板11上に形成されたゲート線26に接続され
る。ゲート線26はシール材40の位置を越えて水平方
向に延び、アウター・リード・ボンデイング(OLB)
のための端子接続パッド38に接続されている。ゲート
電極18およびゲート線26上には、ゲート絶縁層とし
ても働く、シリコン酸化物のような絶縁層28が形成さ
れる。絶縁層28の上には、アモルファス・シリコン、
多結晶シリコンのような半導体層19がゲート電極18
と対応する位置に形成されている。半導体層19と接触
してドレイン電極20およびソース電極22が形成され
る。ソース電極22は、関連する画素電極16に接続さ
れる。画素電極16を除く全表面は、窒化シリコンのよ
うな絶縁層30で被覆されている。
ラス板のような支持基板11上に形成された表示電極ま
たは画素電極16の配列と、画素電極16と対応して設
けられた薄膜トランジスタ(TFT)14とを有する。
画素電極16はインジウム・スズ酸化物(ITO)のよ
うな透明金属で形成される。図3に示すように、この例
では、TFT14は、半導体層19の下側にゲート電極
18を有する逆スタガー構造のものとして示されてい
る。ゲート電極18は支持基板11上に形成され、同じ
く支持基板11上に形成されたゲート線26に接続され
る。ゲート線26はシール材40の位置を越えて水平方
向に延び、アウター・リード・ボンデイング(OLB)
のための端子接続パッド38に接続されている。ゲート
電極18およびゲート線26上には、ゲート絶縁層とし
ても働く、シリコン酸化物のような絶縁層28が形成さ
れる。絶縁層28の上には、アモルファス・シリコン、
多結晶シリコンのような半導体層19がゲート電極18
と対応する位置に形成されている。半導体層19と接触
してドレイン電極20およびソース電極22が形成され
る。ソース電極22は、関連する画素電極16に接続さ
れる。画素電極16を除く全表面は、窒化シリコンのよ
うな絶縁層30で被覆されている。
【0004】図2に示すように、ドレイン電極20はデ
ータ線24に接続される。データ線24はシール材40
の位置を越えて垂直方向に延び、OLBのための端子接
続パッド36に接続されている。パッド36および38
は、液晶の駆動および制御のため、TAB回路基板に接
続される。
ータ線24に接続される。データ線24はシール材40
の位置を越えて垂直方向に延び、OLBのための端子接
続パッド36に接続されている。パッド36および38
は、液晶の駆動および制御のため、TAB回路基板に接
続される。
【0005】対向基板12は、ガラス板のような支持基
板13上にITOのような透明金属で形成された共通電
極34およびカラー・フィルタ(図示せず)を有する。
対向基板12は、アレイ基板10と対向してアレイ基板
から所定の間隔で配置される。アレイ基板10と対向基
板12との間には、画素電極およびTFTを含む表示領
域を取り囲むように、エポキシ樹脂のような重合体シー
ル材40が配置される。シール材40は通常、アレイ基
板10と対向基板12の間隔を規定するガラス・フイラ
メント・スペーサを含む。シール材40によって封止さ
れた領域には液晶材32の層が入れられる。
板13上にITOのような透明金属で形成された共通電
極34およびカラー・フィルタ(図示せず)を有する。
対向基板12は、アレイ基板10と対向してアレイ基板
から所定の間隔で配置される。アレイ基板10と対向基
板12との間には、画素電極およびTFTを含む表示領
域を取り囲むように、エポキシ樹脂のような重合体シー
ル材40が配置される。シール材40は通常、アレイ基
板10と対向基板12の間隔を規定するガラス・フイラ
メント・スペーサを含む。シール材40によって封止さ
れた領域には液晶材32の層が入れられる。
【0006】絶縁層28は、図4および図5に示すよう
に、シール材40の位置を越えてパッド36および38
の付近まで延び、ゲート線26を保護すると共に、ゲー
ト線26とデータ線24とを分離する下側の保護絶縁層
として働く。他方、絶縁層30はアレイ基板の表面を保
護する上側の保護絶縁層として働く。上側絶縁層30も
シール材40の位置を越えてパッド36および38の付
近まで延びる。シール材40は、共通電極34と重なっ
ている。
に、シール材40の位置を越えてパッド36および38
の付近まで延び、ゲート線26を保護すると共に、ゲー
ト線26とデータ線24とを分離する下側の保護絶縁層
として働く。他方、絶縁層30はアレイ基板の表面を保
護する上側の保護絶縁層として働く。上側絶縁層30も
シール材40の位置を越えてパッド36および38の付
近まで延びる。シール材40は、共通電極34と重なっ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置は、製造
工程期間に、あるいは製造後パーソナル・コンピュータ
のような最終製品に組み込むまでの期間に、静電荷を蓄
積しやすく、シール材40を通して静電放電を生じるこ
とがあることが判明した。このような静電放電は、共通
電極34とデータ線24との間でのみ生じ、共通電極3
4とゲート線26との間では生じない。図4からわかる
ように、ゲート線26は下側絶縁層28と支持基板11
との間に位置し、シール材40とゲート線26との間に
は、2つの絶縁層28、30が存在する。これに対し、
データ線24は絶縁層28と30の間に位置し、シール
材40とデータ線24との間には、厚さ1000Å程度
の絶縁層30が存在するだけである。そのため、共通電
極34とデータ線24との間で優先的に静電放電が生じ
る。静電放電は、絶縁層30の厚さを2000Å程度に
厚くしても生じることが認められた。
工程期間に、あるいは製造後パーソナル・コンピュータ
のような最終製品に組み込むまでの期間に、静電荷を蓄
積しやすく、シール材40を通して静電放電を生じるこ
とがあることが判明した。このような静電放電は、共通
電極34とデータ線24との間でのみ生じ、共通電極3
4とゲート線26との間では生じない。図4からわかる
ように、ゲート線26は下側絶縁層28と支持基板11
との間に位置し、シール材40とゲート線26との間に
は、2つの絶縁層28、30が存在する。これに対し、
データ線24は絶縁層28と30の間に位置し、シール
材40とデータ線24との間には、厚さ1000Å程度
の絶縁層30が存在するだけである。そのため、共通電
極34とデータ線24との間で優先的に静電放電が生じ
る。静電放電は、絶縁層30の厚さを2000Å程度に
厚くしても生じることが認められた。
【0008】静電放電はシール材40および上側絶縁層
30を貫通して共通電極34とデータ線24との間で生
じる。静電放電が生じると、細いデータ線24が破壊さ
れたり、放電路における樹脂の炭化および/またはデー
タ線金属の飛散により共通電極34とデータ線24との
間に短絡路が形成されたりすることがあり、歩留り低下
の原因になる。
30を貫通して共通電極34とデータ線24との間で生
じる。静電放電が生じると、細いデータ線24が破壊さ
れたり、放電路における樹脂の炭化および/またはデー
タ線金属の飛散により共通電極34とデータ線24との
間に短絡路が形成されたりすることがあり、歩留り低下
の原因になる。
【0009】検討したところ、樹脂シール材に混入され
る粒状フィラーの誘電率、形状、寸法、シール材中にお
けるフィラーの分布が静電放電に関係しうることが判明
した。シール材は、例えば、樹脂材をシール塗布装置で
一方の基板に枠状に押し出し塗布し、その上に他方の基
板を重ねてシール材を押しつぶすことにより形成され
る。塗布時および押しつぶし後のシール材の形状安定性
を確保するため、一般に、樹脂材には無機誘電体材料か
らなるフィラーが混入される。押しつぶされたシール材
の幅が不均一になると、シール材と最も外側の画素との
間には、シール材の幅の変動を見越したスペースを置か
なければならず、有効表示領域を大きくできない。した
がって、フィラーの使用は、シール材の形状制御性を高
めるために必須である。
る粒状フィラーの誘電率、形状、寸法、シール材中にお
けるフィラーの分布が静電放電に関係しうることが判明
した。シール材は、例えば、樹脂材をシール塗布装置で
一方の基板に枠状に押し出し塗布し、その上に他方の基
板を重ねてシール材を押しつぶすことにより形成され
る。塗布時および押しつぶし後のシール材の形状安定性
を確保するため、一般に、樹脂材には無機誘電体材料か
らなるフィラーが混入される。押しつぶされたシール材
の幅が不均一になると、シール材と最も外側の画素との
間には、シール材の幅の変動を見越したスペースを置か
なければならず、有効表示領域を大きくできない。した
がって、フィラーの使用は、シール材の形状制御性を高
めるために必須である。
【0010】典型的には、フィラーとしてシリカ粒子が
使用される。シリカは、その固有の結晶構造のため、一
般に球状の粒子として使用される。しかし球状のフィラ
ーはシール材の形状制御性の点であまり芳しくない。形
状制御性を改善するためには、タルク[Mg3Si4O10(O
H)2]のような材料からなる板状のフィラー、またはア
ルミナのような不定形状ないしは不規則形状のフィラー
を用いるのが好ましい。特に好ましいのは、板状のフィ
ラーである。しかし、これらのフィラーは樹脂材よりも
高い誘電率を有し、シリカ粒子ではほとんど生じなかっ
た静電放電の問題を生じうることが見い出された。
使用される。シリカは、その固有の結晶構造のため、一
般に球状の粒子として使用される。しかし球状のフィラ
ーはシール材の形状制御性の点であまり芳しくない。形
状制御性を改善するためには、タルク[Mg3Si4O10(O
H)2]のような材料からなる板状のフィラー、またはア
ルミナのような不定形状ないしは不規則形状のフィラー
を用いるのが好ましい。特に好ましいのは、板状のフィ
ラーである。しかし、これらのフィラーは樹脂材よりも
高い誘電率を有し、シリカ粒子ではほとんど生じなかっ
た静電放電の問題を生じうることが見い出された。
【0011】シール材を通る静電放電のメカニズムは十
分に解明されたとはいえないが、次のような理由に基づ
くものと考えられる。すなわち、シリカは、シール材で
あるエポキシ樹脂の誘電率(約3.5−約5.0)と類
似した誘電率(約3.5−約4.5)を有する。したが
って、シリカ粒子がエポキシ樹脂中に不均一に分布した
としても、シール材における誘電率はほぼ一様であり、
したがって、電位分布もほぼ一様になる。これに対し、
タルクの誘電率は約9、アルミナの誘電率は約8−約1
0であり、エポキシ樹脂の誘電率よりもはるかに大き
い。また、板状または不定形のフィラーを用いる場合、
良好な形状制御性を得るためにはフィラーの寸法をある
程度大きくする必要がある。大きいフィラーはシール材
中に不均一に分布しやすい。したがって、タルクまたは
アルミナのようなフィラーがエポキシ樹脂中に不均一に
分布した場合は、シール材中における誘電率が不均一に
なり、電位分布も不均一になる。
分に解明されたとはいえないが、次のような理由に基づ
くものと考えられる。すなわち、シリカは、シール材で
あるエポキシ樹脂の誘電率(約3.5−約5.0)と類
似した誘電率(約3.5−約4.5)を有する。したが
って、シリカ粒子がエポキシ樹脂中に不均一に分布した
としても、シール材における誘電率はほぼ一様であり、
したがって、電位分布もほぼ一様になる。これに対し、
タルクの誘電率は約9、アルミナの誘電率は約8−約1
0であり、エポキシ樹脂の誘電率よりもはるかに大き
い。また、板状または不定形のフィラーを用いる場合、
良好な形状制御性を得るためにはフィラーの寸法をある
程度大きくする必要がある。大きいフィラーはシール材
中に不均一に分布しやすい。したがって、タルクまたは
アルミナのようなフィラーがエポキシ樹脂中に不均一に
分布した場合は、シール材中における誘電率が不均一に
なり、電位分布も不均一になる。
【0012】図6は、シール材40中の板状タルク・フ
ィラー44の状態を概略的に示している。フィラー44
はエポキシ樹脂42中に不均一に分布しており、位置4
6ではフィラー44が重なっている。位置46では、エ
ポキシ樹脂の厚さが非常に薄い。いま、簡単のために、
誘電率Er、厚さdrの樹脂材層と、誘電率Ef、厚さdf
のフィラー材層とが積層されている単純化したモデルを
考える。樹脂層のキャパシタンスをCr、樹脂層にかか
る電圧をVr、フィラー層のキャパシタンスをCf、フィ
ラー層にかかる電圧をVf、面積をS、V=Vr+Vfと
すると、Q=Cr・Vr=Cf・Vf、Cr=Eo・Er・S
/dr、Cf=Eo・Ef・S/df(Eo は真空中の誘電
率)から、次の関係が得られる。 Vr:Vf=Cf:Cr=(Ef/df):(Er/dr) 樹脂にかかる電圧は比R(Vr)=Vr/V=Vr/(Vr+
Vf)に比例する。 R(Vr)=(Ef/df)/[(Ef/df)+(Er/dr)] =(Ef・dr)/(Ef・dr+Er・df) 単位厚さの樹脂にかかる電圧はR(Vr)/dr に比例す
る。
ィラー44の状態を概略的に示している。フィラー44
はエポキシ樹脂42中に不均一に分布しており、位置4
6ではフィラー44が重なっている。位置46では、エ
ポキシ樹脂の厚さが非常に薄い。いま、簡単のために、
誘電率Er、厚さdrの樹脂材層と、誘電率Ef、厚さdf
のフィラー材層とが積層されている単純化したモデルを
考える。樹脂層のキャパシタンスをCr、樹脂層にかか
る電圧をVr、フィラー層のキャパシタンスをCf、フィ
ラー層にかかる電圧をVf、面積をS、V=Vr+Vfと
すると、Q=Cr・Vr=Cf・Vf、Cr=Eo・Er・S
/dr、Cf=Eo・Ef・S/df(Eo は真空中の誘電
率)から、次の関係が得られる。 Vr:Vf=Cf:Cr=(Ef/df):(Er/dr) 樹脂にかかる電圧は比R(Vr)=Vr/V=Vr/(Vr+
Vf)に比例する。 R(Vr)=(Ef/df)/[(Ef/df)+(Er/dr)] =(Ef・dr)/(Ef・dr+Er・df) 単位厚さの樹脂にかかる電圧はR(Vr)/dr に比例す
る。
【0013】したがって、単位厚さの樹脂にかかる電圧
は、フィラーの誘電率Ef が大きく、樹脂の厚さdr が
薄くなるほど、大きくなる傾向がある。勿論、この単純
化したモデルが実際のシール材と対応するわけではない
が、特性の傾向を表すモデルとして考えることができ
る。位置46における薄いエポキシ樹脂の両端には、単
位厚さ当り、他の部分のエポキシ樹脂よりも大きな電位
差がかかる。また、位置46の下側のフィラーには微小
な突起がある。位置46におけるような非常に薄い樹脂
層は、それ自体が、あるいは、フィラーの微小突起など
の他の要素との組み合わせで、シール材全体における"
特異点"を形成し、静電放電を誘起する要因となるもの
と考えられる。放電は位置46の樹脂を貫通し、フィラ
ーの表面を伝わって進むと考えられる。不定形のアルミ
ナ・フィラーも、このような"特異点"を形成すれば、静
電放電を生じうる。
は、フィラーの誘電率Ef が大きく、樹脂の厚さdr が
薄くなるほど、大きくなる傾向がある。勿論、この単純
化したモデルが実際のシール材と対応するわけではない
が、特性の傾向を表すモデルとして考えることができ
る。位置46における薄いエポキシ樹脂の両端には、単
位厚さ当り、他の部分のエポキシ樹脂よりも大きな電位
差がかかる。また、位置46の下側のフィラーには微小
な突起がある。位置46におけるような非常に薄い樹脂
層は、それ自体が、あるいは、フィラーの微小突起など
の他の要素との組み合わせで、シール材全体における"
特異点"を形成し、静電放電を誘起する要因となるもの
と考えられる。放電は位置46の樹脂を貫通し、フィラ
ーの表面を伝わって進むと考えられる。不定形のアルミ
ナ・フィラーも、このような"特異点"を形成すれば、静
電放電を生じうる。
【0014】もし高誘電率フィラーの寸法を小さくし、
樹脂シール材中にフィラーが均一に分布するようにすれ
ば、上述の静電放電は防止可能であろう。しかし、この
場合は形状制御性が損なわれる。また、図5の窒化シリ
コン層30を2000Åよりも十分に厚くすれば、図5
の構造でも静電放電を防止できるであろう。しかし、絶
縁層30を厚くすると、付着およびパターニングに要す
る時間が長くなる、などの問題があり、好ましくない。
したがって、形状制御性に優れた高誘電率フィラー、特
に板状フィラーを用いた場合でも、静電放電の問題を簡
単に回避できることが望まれる。
樹脂シール材中にフィラーが均一に分布するようにすれ
ば、上述の静電放電は防止可能であろう。しかし、この
場合は形状制御性が損なわれる。また、図5の窒化シリ
コン層30を2000Åよりも十分に厚くすれば、図5
の構造でも静電放電を防止できるであろう。しかし、絶
縁層30を厚くすると、付着およびパターニングに要す
る時間が長くなる、などの問題があり、好ましくない。
したがって、形状制御性に優れた高誘電率フィラー、特
に板状フィラーを用いた場合でも、静電放電の問題を簡
単に回避できることが望まれる。
【0015】特開平08−29794号公報は、静電放
電による破壊を防止するために、導電性樹脂からなるシ
ール材を用いるようにした液晶表示装置を示している。
電による破壊を防止するために、導電性樹脂からなるシ
ール材を用いるようにした液晶表示装置を示している。
【0016】特開平09−152620号公報は、静電
放電による破壊を防止するために、導電性スペーサを含
有するシール材とシャント・トランジスタとの組み合わ
せを用いるようにした液晶表示装置を示している。
放電による破壊を防止するために、導電性スペーサを含
有するシール材とシャント・トランジスタとの組み合わ
せを用いるようにした液晶表示装置を示している。
【0017】特開平05−134261号公報は、シー
ル材中に混入した、またはシール材の表面に付着した導
電性異物を通して生じる、共通電極と露出データ線との
間の短絡を防止するようにした液晶表示装置を示してい
る。シール材と絶縁膜との間のレベルに位置するデータ
線は、シール材と接触しないようにするため、シール材
の位置においてこの絶縁膜の下側を通るように経路を変
えられる。しかしこの従来技術は、シール材中における
高誘電率フィラーによって特有に生じる静電放電の問題
を認識していない。導電性異物それ自体を通る短絡は、
導電性異物を除去するするか、または露出データ線を薄
い絶縁層で被覆することにより解決できる。本発明が解
決を意図する静電放電の問題は、導電性異物を除去した
り、データ線を薄い絶縁層で被覆しても、解決できな
い。
ル材中に混入した、またはシール材の表面に付着した導
電性異物を通して生じる、共通電極と露出データ線との
間の短絡を防止するようにした液晶表示装置を示してい
る。シール材と絶縁膜との間のレベルに位置するデータ
線は、シール材と接触しないようにするため、シール材
の位置においてこの絶縁膜の下側を通るように経路を変
えられる。しかしこの従来技術は、シール材中における
高誘電率フィラーによって特有に生じる静電放電の問題
を認識していない。導電性異物それ自体を通る短絡は、
導電性異物を除去するするか、または露出データ線を薄
い絶縁層で被覆することにより解決できる。本発明が解
決を意図する静電放電の問題は、導電性異物を除去した
り、データ線を薄い絶縁層で被覆しても、解決できな
い。
【0018】したがって、本発明の目的は、シール材の
形状安定性を高めるのに適した高誘電率フィラーを用い
た場合に特有に生じうる静電放電の問題を解決できる液
晶表示装置を提供することである。
形状安定性を高めるのに適した高誘電率フィラーを用い
た場合に特有に生じうる静電放電の問題を解決できる液
晶表示装置を提供することである。
【0019】
【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、対向基板と、シール材とを有する。
アレイ基板は、支持基板、支持基板上に形成された複数
の表示電極または画素電極、支持基板上に形成され、一
方の通電電極が関連する表示電極に接続された薄膜トラ
ンジスタ(TFT)、TFTのゲート電極に接続された
ゲート線、TFTの他方の通電電極に接続されたデータ
線、およびゲート線とデータ線との間に延びる絶縁層を
有する。対向基板は、共通電極を有し、アレイ基板と対
向してアレイ基板から所定の間隔で配置される。シール
材は、表示電極およびTFTを含む表示領域を取り囲む
ようにアレイ基板と対向基板との間に配置される。シー
ル材によって封止された表示領域内には、液晶材が入れ
られる。前記絶縁層は、シール材の位置を越えて延びて
おり、またシール材側の第1の表面および支持基板側の
第2の表面を有する。ゲート線およびデータ線のうちの
一方の線は、前記絶縁層の第2の表面上にあって、シー
ル材の位置を越えてアレイ基板の第1の端子接続位置へ
延びる。他方の線は、表示領域においては前記絶縁層の
第1の表面上にあり、且つシール材の位置を越えてアレ
イ基板の第2の端子接続位置へ延びるようにされる。シ
ール材は、樹脂材と、この樹脂材よりも大きな誘電率を
有する板状または不定形の無機質誘電体フィラーとを含
む。前記他方の線は、シール材の位置に達する前にバイ
アにより前記絶縁層の第1の表面から第2の表面に導出
され、少なくともシール材の位置では前記絶縁層と支持
基板との間を通って延びるように構成される。
は、アレイ基板と、対向基板と、シール材とを有する。
アレイ基板は、支持基板、支持基板上に形成された複数
の表示電極または画素電極、支持基板上に形成され、一
方の通電電極が関連する表示電極に接続された薄膜トラ
ンジスタ(TFT)、TFTのゲート電極に接続された
ゲート線、TFTの他方の通電電極に接続されたデータ
線、およびゲート線とデータ線との間に延びる絶縁層を
有する。対向基板は、共通電極を有し、アレイ基板と対
向してアレイ基板から所定の間隔で配置される。シール
材は、表示電極およびTFTを含む表示領域を取り囲む
ようにアレイ基板と対向基板との間に配置される。シー
ル材によって封止された表示領域内には、液晶材が入れ
られる。前記絶縁層は、シール材の位置を越えて延びて
おり、またシール材側の第1の表面および支持基板側の
第2の表面を有する。ゲート線およびデータ線のうちの
一方の線は、前記絶縁層の第2の表面上にあって、シー
ル材の位置を越えてアレイ基板の第1の端子接続位置へ
延びる。他方の線は、表示領域においては前記絶縁層の
第1の表面上にあり、且つシール材の位置を越えてアレ
イ基板の第2の端子接続位置へ延びるようにされる。シ
ール材は、樹脂材と、この樹脂材よりも大きな誘電率を
有する板状または不定形の無機質誘電体フィラーとを含
む。前記他方の線は、シール材の位置に達する前にバイ
アにより前記絶縁層の第1の表面から第2の表面に導出
され、少なくともシール材の位置では前記絶縁層と支持
基板との間を通って延びるように構成される。
【0020】前記他方の線は、シール材を越えた位置に
おいて前記絶縁層を貫通するバイアにより、前記絶縁層
の第2の表面から第1の表面に導出されてもよい。フィ
ラーは、タルク、アルミナおよびマイカからなる群から
選択されるのが好ましい。また、前記他方の線は、シー
ル材の位置を越えて延びるシリコン窒化物のような保護
層で被覆されるのが好ましい。
おいて前記絶縁層を貫通するバイアにより、前記絶縁層
の第2の表面から第1の表面に導出されてもよい。フィ
ラーは、タルク、アルミナおよびマイカからなる群から
選択されるのが好ましい。また、前記他方の線は、シー
ル材の位置を越えて延びるシリコン窒化物のような保護
層で被覆されるのが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】図7は、本発明の1実施例による
液晶表示装置の構造を示している。図7は、図2の矢印
5−5の位置における断面図であり、図5と対応する構
造を示している。残りの構造は、図1−図3に関して述
べたのと同様でよい。本発明においては、ガラス板のよ
うな支持基板11上にゲート電極18およびゲート線2
6(図2および図3)を形成するとき、シール材40の
位置を横切って垂直に延びる導体線60のパターンを支
持基板11上に同時に形成する。導体線60は、ゲート
電極18およびゲート線26と同じ材料でよい。例え
ば、導体線60、ゲート電極18およびゲート線26
は、Mo−W合金ターゲットのスパッタリングによりM
o−W合金層を全面付着し、この層をフオトリソグラフ
イツク・マスキングおよびエツチングによりパターニン
グすることによって形成することができる。導体線60
は、データ線24と対応して形成される。
液晶表示装置の構造を示している。図7は、図2の矢印
5−5の位置における断面図であり、図5と対応する構
造を示している。残りの構造は、図1−図3に関して述
べたのと同様でよい。本発明においては、ガラス板のよ
うな支持基板11上にゲート電極18およびゲート線2
6(図2および図3)を形成するとき、シール材40の
位置を横切って垂直に延びる導体線60のパターンを支
持基板11上に同時に形成する。導体線60は、ゲート
電極18およびゲート線26と同じ材料でよい。例え
ば、導体線60、ゲート電極18およびゲート線26
は、Mo−W合金ターゲットのスパッタリングによりM
o−W合金層を全面付着し、この層をフオトリソグラフ
イツク・マスキングおよびエツチングによりパターニン
グすることによって形成することができる。導体線60
は、データ線24と対応して形成される。
【0022】ゲート電極18、ゲート線26および導体
線60を形成した後、ゲート絶縁層兼下側の保護絶縁層
として働くシリコン酸化物層28を付着する。シリコン
酸化物層28は、例えば、3000Åの厚さに付着され
る。酸化物層28は、シール材40の位置を越えて延び
る。次に、表示領域の側の導体線60の端部を露出させ
るように、フオトリソグラフイツク・マスキングおよび
エツチングにより酸化物層28にバイア・ホール62を
形成する。
線60を形成した後、ゲート絶縁層兼下側の保護絶縁層
として働くシリコン酸化物層28を付着する。シリコン
酸化物層28は、例えば、3000Åの厚さに付着され
る。酸化物層28は、シール材40の位置を越えて延び
る。次に、表示領域の側の導体線60の端部を露出させ
るように、フオトリソグラフイツク・マスキングおよび
エツチングにより酸化物層28にバイア・ホール62を
形成する。
【0023】周知の技法に従って、酸化物層28上に、
ITOからなる表示電極または画素電極16の配列を形
成し、例えば、アモルファス・シリコンからなる半導体
層19をゲート電極18上に形成する。次に、例えば、
Moの下層、Alの中間層およびMoの上層の3層から
なる複合層を全面に付着する。フオトリソグラフイツク
・マスキングおよびエツチングにより複合層をパターニ
ングし、ソース電極22、ドレイン電極20、およびデ
ータ線24を形成する。ソース電極22は画素電極16
および半導体層19と接続される。ドレイン電極20お
よびデータ線24は一体として形成される。データ線2
4はバイア・ホール62を介して導体線60と接続され
る。データ線24は、シール材40の位置に届かないう
ちに終端するようにパターニングされる。
ITOからなる表示電極または画素電極16の配列を形
成し、例えば、アモルファス・シリコンからなる半導体
層19をゲート電極18上に形成する。次に、例えば、
Moの下層、Alの中間層およびMoの上層の3層から
なる複合層を全面に付着する。フオトリソグラフイツク
・マスキングおよびエツチングにより複合層をパターニ
ングし、ソース電極22、ドレイン電極20、およびデ
ータ線24を形成する。ソース電極22は画素電極16
および半導体層19と接続される。ドレイン電極20お
よびデータ線24は一体として形成される。データ線2
4はバイア・ホール62を介して導体線60と接続され
る。データ線24は、シール材40の位置に届かないう
ちに終端するようにパターニングされる。
【0024】次に、画素電極16の領域を除く領域上に
シリコン窒化物のような上側保護絶縁層30を付着す
る。上側保護層30は、シリコン窒化物の場合、例えば
1000Åの厚さに付着される。上側保護層30はシー
ル材40の位置を越えて延びるように付着される。
シリコン窒化物のような上側保護絶縁層30を付着す
る。上側保護層30は、シリコン窒化物の場合、例えば
1000Åの厚さに付着される。上側保護層30はシー
ル材40の位置を越えて延びるように付着される。
【0025】他方、周知のように、ガラス板のような支
持基板13にカラー・フィルタ(図示せず)およびIT
Oよりなる共通電極34を形成し、対向基板12を準備
する。その後、ガラス・フイラメント・スペーサおよび
無機質誘電体フイラーを含むシール用エポキシ樹脂材
を、例えば対向基板12上にシール塗布装置により押し
出し塗布する。アレイ基板10を対向基板10上に位置
合わせし、圧力を加え、シール材を押しつぶす。シール
材40は、共通電極34と重なるように形成される。シ
ール材は、アレイ基板と対向基板とのギャップ間隔に相
当する直径を有するガラス・フイラメント・スペーサ
(例えば、5μmのギャップに対しては、直径5μm、
長さ10−20μmのスペーサ)を含むので、アレイ基
板と対向基板との間には、所望の間隔が設定される。実
際には、表示領域の間隔を保つために、表示領域にも高
さ5μmの微小なスペーサが配置される。最後に、シー
ル材40によって取り囲まれた領域に液晶材を封入す
る。なお、図では省略されているが、アレイ基板および
対向基板の、液晶と接する表面には、ポリイミドのよう
な液晶分子配向膜が形成される。
持基板13にカラー・フィルタ(図示せず)およびIT
Oよりなる共通電極34を形成し、対向基板12を準備
する。その後、ガラス・フイラメント・スペーサおよび
無機質誘電体フイラーを含むシール用エポキシ樹脂材
を、例えば対向基板12上にシール塗布装置により押し
出し塗布する。アレイ基板10を対向基板10上に位置
合わせし、圧力を加え、シール材を押しつぶす。シール
材40は、共通電極34と重なるように形成される。シ
ール材は、アレイ基板と対向基板とのギャップ間隔に相
当する直径を有するガラス・フイラメント・スペーサ
(例えば、5μmのギャップに対しては、直径5μm、
長さ10−20μmのスペーサ)を含むので、アレイ基
板と対向基板との間には、所望の間隔が設定される。実
際には、表示領域の間隔を保つために、表示領域にも高
さ5μmの微小なスペーサが配置される。最後に、シー
ル材40によって取り囲まれた領域に液晶材を封入す
る。なお、図では省略されているが、アレイ基板および
対向基板の、液晶と接する表面には、ポリイミドのよう
な液晶分子配向膜が形成される。
【0026】ここで、粒状フィラーについて述べる。塗
布時および押しつぶし後のシール材40の形状安定性を
改善するためには、板状、または不定形ないしは不規則
形の無機質誘電体フィラーを使用することが好ましい。
特に、板状のフィラーが好ましい。ここで、板状とは、
厚み寸法よりも横方向寸法すなわち厚み方向と直交する
方向の寸法の方が大きい形状であり、必ずしも表面が平
坦である必要はない。板状フィラーの寸法が基板間のギ
ャップに比べて小さ過ぎる場合は、良好な形状制御性が
得られない。良好な形状制御性を得るためには、一般
に、板状フィラーの厚さは、基板間のギャップ長Gに対
して0.2G−0.4G程度が好ましく、横方向寸法
は、1G−4G程度が好ましい。ギャップ長Gが5μm
の場合、厚さが約1−2μm、横方向寸法が約5−20
μmの板状フィラーが好ましい。
布時および押しつぶし後のシール材40の形状安定性を
改善するためには、板状、または不定形ないしは不規則
形の無機質誘電体フィラーを使用することが好ましい。
特に、板状のフィラーが好ましい。ここで、板状とは、
厚み寸法よりも横方向寸法すなわち厚み方向と直交する
方向の寸法の方が大きい形状であり、必ずしも表面が平
坦である必要はない。板状フィラーの寸法が基板間のギ
ャップに比べて小さ過ぎる場合は、良好な形状制御性が
得られない。良好な形状制御性を得るためには、一般
に、板状フィラーの厚さは、基板間のギャップ長Gに対
して0.2G−0.4G程度が好ましく、横方向寸法
は、1G−4G程度が好ましい。ギャップ長Gが5μm
の場合、厚さが約1−2μm、横方向寸法が約5−20
μmの板状フィラーが好ましい。
【0027】板状フィラーとしては、例えば、タルク
(誘電率約9)またはマイカ(誘電率約6−約9)など
が使用可能であり、好ましい材料はタルクである。不定
形のフィラーとしては、アルミナ(誘電率約8−約1
0)を使用しうる。アルミナ粒子の平均寸法は3μm程
度であるのが好ましい。フィラーは一般に、樹脂材に対
して10−50重量%程度混入される。
(誘電率約9)またはマイカ(誘電率約6−約9)など
が使用可能であり、好ましい材料はタルクである。不定
形のフィラーとしては、アルミナ(誘電率約8−約1
0)を使用しうる。アルミナ粒子の平均寸法は3μm程
度であるのが好ましい。フィラーは一般に、樹脂材に対
して10−50重量%程度混入される。
【0028】図7に示すようにシール材40と導体線6
0との間には、1000Åの厚さのシリコン窒化物層3
0と3000Åの厚さのシリコン酸化物層28が存在
し、静電放電を効果的に防止することができた。上側の
絶縁層30は任意の厚さでよいが、一般的には、上側保
護層として機能できるならば、薄い方が好ましい。下側
絶縁層の厚さも任意でよいが、重要なことは、上側絶縁
層と下側絶縁層の合計の厚さが静電放電を防止するのに
十分であることである。合計の厚さは3000Å程度あ
ればほぼ十分であろう。もし設計条件が許すならば、上
側絶縁層を省略することも可能であろう。その場合は、
下側絶縁層が単独で静電放電を防止するのに十分な厚さ
にされる必要がある。勿論、上側絶縁層が存在する場
合、本発明は、静電放電を生じるような厚さの上側絶縁
層を有する液晶表示装置を対象とする。
0との間には、1000Åの厚さのシリコン窒化物層3
0と3000Åの厚さのシリコン酸化物層28が存在
し、静電放電を効果的に防止することができた。上側の
絶縁層30は任意の厚さでよいが、一般的には、上側保
護層として機能できるならば、薄い方が好ましい。下側
絶縁層の厚さも任意でよいが、重要なことは、上側絶縁
層と下側絶縁層の合計の厚さが静電放電を防止するのに
十分であることである。合計の厚さは3000Å程度あ
ればほぼ十分であろう。もし設計条件が許すならば、上
側絶縁層を省略することも可能であろう。その場合は、
下側絶縁層が単独で静電放電を防止するのに十分な厚さ
にされる必要がある。勿論、上側絶縁層が存在する場
合、本発明は、静電放電を生じるような厚さの上側絶縁
層を有する液晶表示装置を対象とする。
【0029】図8は本発明の別の実施例を示している。
図8の構造は図7と類似するが、次の点で異なる。すな
わち、導体線60aはシール材40を越えた位置で終端
している。また、シール材40を越えた位置にある下側
絶縁層28のバイア・ホール64によりデータ線24と
導体線60aの端部が接続され、導体線60aは支持基
板11と反対側の下側絶縁層28の表面上に導出されて
いる。
図8の構造は図7と類似するが、次の点で異なる。すな
わち、導体線60aはシール材40を越えた位置で終端
している。また、シール材40を越えた位置にある下側
絶縁層28のバイア・ホール64によりデータ線24と
導体線60aの端部が接続され、導体線60aは支持基
板11と反対側の下側絶縁層28の表面上に導出されて
いる。
【0030】以上、特定の例について説明したが、種々
の変更が可能であることは容易に理解されよう。例え
ば、上記では、逆スタガー構造のTFTを例示したが、
本発明は半導体層の上側にゲート電極を有するトップ・
ゲート型のTFTを用いた液晶表示装置にも適用でき
る。この場合は、データ線とゲート線の位置が入れ替わ
り、ゲート線を図7または図8のように接続すればよ
い。また、本発明は、エポキシ樹脂と類似した誘電率を
有する任意の樹脂、例えばポリイミド樹脂、をシール材
として用いた液晶表示装置にも適用できる。さらに、本
発明は上側絶縁層としてシリコン窒化物を用いたものに
限られず、上側絶縁層として、他の知られている無機絶
縁層または有機絶縁層を用いた液晶表示装置における静
電放電を防止するのにも適用できる。
の変更が可能であることは容易に理解されよう。例え
ば、上記では、逆スタガー構造のTFTを例示したが、
本発明は半導体層の上側にゲート電極を有するトップ・
ゲート型のTFTを用いた液晶表示装置にも適用でき
る。この場合は、データ線とゲート線の位置が入れ替わ
り、ゲート線を図7または図8のように接続すればよ
い。また、本発明は、エポキシ樹脂と類似した誘電率を
有する任意の樹脂、例えばポリイミド樹脂、をシール材
として用いた液晶表示装置にも適用できる。さらに、本
発明は上側絶縁層としてシリコン窒化物を用いたものに
限られず、上側絶縁層として、他の知られている無機絶
縁層または有機絶縁層を用いた液晶表示装置における静
電放電を防止するのにも適用できる。
【図1】液晶表示装置の上面と側面を示す図である。
【図2】液晶表示装置のアレイ基板の構成を示す図であ
る。
る。
【図3】図2の矢印3−3の位置における液晶表示装置
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
【図4】図2の矢印4−4の位置における液晶表示装置
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
【図5】図2の矢印5−5の位置における液晶表示装置
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
【図6】シール材におけるフィラーの状態を例示する図
である。
である。
【図7】本発明による液晶表示装置の、図2の矢印5−
5の位置に対応する位置における断面を示す図である。
5の位置に対応する位置における断面を示す図である。
【図8】別の実施例の構造を示す図である。
10 アレイ基板 11 支持基板 12 対向基板 13 支持基板 14 TFT 16 表示/画素電極 18 ゲート電極 20 ドレイン電極 22 ソース電極 24 データ線 26 ゲート線 28 シリコン酸化物層(下側保護絶縁層) 30 シリコン窒化物層(上側保護絶縁層) 32 液晶材層 34 共通電極 36、38 パッド 40 シール材 42 樹脂材 44 フィラー 60、60a 導体線 62、64 バイア
Claims (11)
- 【請求項1】支持基板、前記支持基板上に形成された複
数の表示電極、前記支持基板上に形成され、一方の通電
電極が関連する表示電極に接続された薄膜トランジスタ
(TFT)、前記TFTのゲート電極に接続されたゲー
ト線、前記TFTの他方の通電電極に接続されたデータ
線、および前記ゲート線とデータ線との間に延びる絶縁
層を有するアレイ基板と、 共通電極を有し、前記アレイ基板と対向して前記アレイ
基板から所定の間隔で配置された対向基板と、 前記表示電極および前記TFTを含む表示領域を取り囲
むように前記アレイ基板と前記対向基板との間に配置さ
れたシール材と、 前記表示領域内に配置された液晶材とを有し、 前記絶縁層は、前記シール材の位置を越えて延びてお
り、前記シール材側の第1の表面および前記支持基板側
の第2の表面を有し、 前記ゲート線および前記データ線のうちの一方の線は、
前記絶縁層の前記第2の表面上にあって、前記シール材
の位置を越えて前記アレイ基板の第1の端子接続位置へ
延び、 他方の線は、前記表示領域においては前記絶縁層の前記
第1の表面上にあり、且つ前記シール材の位置を越えて
前記アレイ基板の第2の端子接続位置へ延びるようにさ
れている液晶表示装置において、 前記シール材は、樹脂材と、前記樹脂材よりも大きな誘
電率を有する板状または不定形の無機質誘電体フィラー
とを含み、 前記他方の線は、前記シール材の位置に達する前にバイ
アにより前記絶縁層の前記第1の表面から前記第2の表
面に導出され、少なくとも前記シール材の位置では前記
絶縁層と前記支持基板との間を通って延びていることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】前記フィラーが板状の形状を有することを
特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】前記表示電極が画素電極の配列からなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】前記他方の線が、前記シール材を越えた位
置において前記絶縁層を貫通するバイアにより、前記絶
縁層の前記第2の表面から前記第1の表面に導出されて
い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5】前記他方の線が保護層で被覆されており、
且つ前記保護層が前記シール材の位置を越えて延びてい
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6】前記フィラーがタルク、アルミナおよびマ
イカからなる群から選択され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】前記フィラーがタルクおよびマイカからな
る群から選択される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8】前記フィラーの厚さが0.2G−0.4G
(Gは、前記アレイ基板と前記対向基板との間の間隔)
であり、厚さ方向と直交する横方向の寸法が1G−4G
であることを特徴とする請求項2または7に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項9】前記フィラーの厚さが1μm−2μmであ
り、横方向の寸法が5μm−20μmであることを特徴
とする請求項2または7に記載の液晶表示装置。 - 【請求項10】前記保護層が窒化シリコン層からなるこ
とを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。 - 【請求項11】前記窒化シリコン層の厚さが2000Å
以下であることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示
装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10641698A JPH11305243A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 液晶表示装置 |
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