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JP6051011B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶表示パネルの検査のための検査パッドを腐食などから保護するようにした液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、表示品質が高く、かつ薄型軽量、低消費電力などの特徴を備えていることから、小型の携帯端末から大型テレビに至るまで広く用いられている。
例えばアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、TFT(TFT: Thin Film Transistor )基板とCF(カラーフィルタ)基板とを対向配置してシール材により貼り合わせ、これら2つの基板間に液晶を封入して構成される。TFT基板には、表示領域に、マトリクス状に配列された複数の画素電極、画素電極に対応して横方向に形成された複数の走査線および縦方向に形成された複数の信号線、走査線および信号線に接続され、画素電極に所定の電圧を与えるスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)が形成されている。また、CF基板には、カラーフィルタなどが形成されている。
このような液晶表示装置において、形成された走査線や信号線の配線に断線や短絡が生じたり、スイッチング素子である薄膜トランジスタが正常に動作するかを検査するため、TFT基板の周辺領域に検査パッドを配置して、液晶表示装置の製造段階で検査が行われている。
一例として、特許文献1には、「ゲート線、データ線、ゲート線及びデータ線に連結されているスイッチング素子、スイッチング素子に連結されている画素電極、及びゲート線・データ線・スイッチング素子・画素電極と離隔し、データ線に検査信号を伝達するための検査線を備えた液晶表示板を含む。検査線は、外部から検査信号の伝達を受ける検査パッドを含み、検査パッドは外部装置が液晶表示板に付着される部分に配置される。こうすることで、データ線とゲート線を検査するための検査パッド及び検査線を、データ駆動ICやゲート駆動ICの間に形成せず、駆動ICの上に形成するので、液晶表示板組立体の空間活用度を高めることができる。」と記載されている(要約参照)。
他方、横電界方式(IPS: In-Plane Switching )などの液晶パネルにおいては、帯電電荷の影響を緩和するために、CF基板の表面側に導電性膜が形成されており、例えば特許文献2には、「基板表面に画素電極と共通電極とを配置した電極基板と、該電極基板に対向して配置される対向基板と、該電極基板と該対向基板との間に液晶材料を封入した液晶パネルを備えた液晶表示装置において、該対向基板の表面側に形成される導電性膜と、該電極基板の表面に形成される接地用配線とを有し、さらに、該導電性膜と該接地用配線とを導電性ペーストで接続することを特徴とする液晶表示装置。」が開示されている(請求項1参照)。
また、特許文献3には、導電性テープを使用した耐静電気強化構造を有する表示装置として、「電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板と接続して駆動される表示素子と、前記回路基板に設けられたGND端子と前記電子部品を電気的に接続する導電性テープを備えることを特徴とする表示装置。」が開示されている(請求項1参照)。
特開2004−310024号公報 特開2010−60696号公報 特開2006−236870号公報
従来、液晶表示装置において、TFT基板上の検査パッドが配置されている端子部は樹脂などで保護されていたが、近年、モジュール構造の制約や原価低減目的で樹脂が塗布されないケースがあり、検査パッドがむき出しの状態になってしまう。この状態のままでは、検査パッドが腐食などし、信頼性の低下などが懸念される。
本発明は、樹脂塗布廃止時などに、露出する検査パッド部を導電性テープにより保護し、検査パッド部の信頼性を向上することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に配置した画素電極、それぞれの画素電極に接続された薄膜トランジスタ、複数の走査線および信号線を備えるTFT基板と、カラーフィルタを備えるCF基板とを対向して配置し、両基板間に液晶を封入した液晶表示装置において、前記CF基板の表面側に形成した透明電極と、前記TFT基板の端子部に形成した、接地電極と、検査パッドと、前記検査パッドと前記信号線または走査線との間のスイッチ素子と、前記CF基板の前記透明電極と、前記TFT基板の前記接地電極および前記検査パッドとを電気的に接続する導電性テープとを備えることを特徴とするものである。
本発明の液晶表示装置において、前記スイッチ素子を開状態または閉状態とする電位を供給する端子を備えても良い。
また、本発明の液晶表示装置において、前記スイッチ素子を、検査時に配線短絡状態(以後、閉状態と記載)とする電位を供給する端子、および製品時に配線断線状態(以後、開状態と記載)とする電位を供給する端子を備えてもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記スイッチ素子を開状態とする電位を供給する端子には、ドライバIC搭載時に、ドライバICから前記スイッチ素子を開状態とする電位を供給するようにしてもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記検査パッドを接地電極として利用してもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、独立した接地電極は設けないでもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、更に、導電性テープの貼り位置目印を備えてもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記信号線または走査線の一部には、スイッチ素子を介することなく、FPC端子から直接結線してもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、複数の検査パッドの一部は前記導電性テープで覆われるとともに、他の一部は露出していてもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、ドライバ搭載時に、ドライバの下にある前記検査パッドには、前記スイッチ素子を設けないでもよい。
本発明の他の液晶表示装置は、マトリクス状に配置した画素電極、それぞれの画素電極に接続された薄膜トランジスタ、複数の走査線および信号線を備えるTFT基板と、カラーフィルタを備えるCF基板とを対向して配置し、両基板間に液晶を封入した液晶表示装置であって、前記CF基板の表面側に形成した透明電極と、前記TFT基板の端子部に形成した、検査パッドと、前記検査パッドと前記信号線または走査線との間のスイッチ素子と、パネルを識別するためのレーザーナンバリングメタルと、前記CF基板の前記透明電極と、前記TFT基板の前記検査パッドとを電気的に接続する導電性テープとを備えるとともに、前記検査パッドのメタルと前記レーザーナンバリングメタルとを近接して配置し、前記前記検査パッドのメタルに接続したITOが、前記ナンバリングメタル上を覆うように形成したことを特徴とするものである。
本発明の液晶表示装置において、前記検査パッドを接地電極として利用してもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記検査パッドのメタルと前記レーザーナンバリングメタルとが同じプロセスで形成されてもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、横電界方式の液晶表示装置であってもよい。
本発明の液晶表示装置の製造方法は、マトリクス状に配置した画素電極、それぞれの画素電極に接続された薄膜トランジスタ、複数の走査線および信号線を備えるとともに、端子部に接地電極と、検査パッドと、前記検査パッドと前記信号線または走査線との間のスイッチ素子とを形成したTFT基板と、該TFT基板と対向して配置される、カラーフィルタおよび表面側に透明電極を備えるCF基板とからなる液晶表示パネルを用いる液晶表示装置の製造方法であって、検査時に、前記スイッチ素子を閉状態として前記検査パッドを用いて液晶表示パネルを検査するステップと、前記CF基板の前記透明電極と、前記TFT基板の前記接地電極および前記検査パッドとを電気的に接続する導電性テープを貼り付けるステップと、を備えることを特徴とするものである。
本発明の液晶表示装置の製造方法において、更に、前記スイッチ素子を開状態として、液晶表示パネルを駆動するステップを備えてもよい。
本発明によれば、樹脂塗布廃止時などに、露出する検査パッド部が導電性テープで保護されるので、表面に腐食を促進させる物質の付着などが防止され、検査パッド部の信頼性を向上することができる。また、導電性テープの貼り付け後、接地電極と検査パッドとが短絡するため、接地電極単体時よりも低抵抗化され、帯電電荷の抜けを促進することができる。
本発明の実施例1の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施例1の液晶表示装置の、C−C’線に沿う断面図である。 本発明の実施例1の液晶表示装置の変形例の、C−C’線に沿う断面図である。 本発明の実施例1の液晶表示装置の変形例の、C−C’線に沿う断面図である。 本発明の実施例2の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施例3の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施例4の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施例5の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施例6の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施例6の液晶表示装置の構造を示す断面図である。 従来の液晶表示装置の構造を示す平面図である。 従来の液晶表示装置の構造を示す、A−A’線に沿う断面図である。 従来の液晶表示装置の構造を示す、B−B’線に沿う断面図である。 液晶表示装置の等化回路の一例を示す図である。
本発明の実施の形態を説明する前に、従来の液晶表示装置について説明する。
先ず、図14に、液晶表示装置の等化回路の一例を示す。基板201上に複数の走査線204と複数の信号線203がマトリクス状に配線され、走査線204と信号線203の各交点にはTFT素子210を介して画素206が接続されている。走査線204と信号線203には、それぞれ走査駆動回路208および信号駆動回路207が接続され、走査線204および信号線203に電圧を印加する。基板201上には走査線204に平行にコモン線205を配設し、全ての画素にコモン電圧発生回路209からコモン電圧を印加できるようになっている。基板201と基板202との間には液晶組成物が封入されており、全体として液晶表示装置を構成している。
図11乃至図13は、本発明に先立って検討した液晶表示パネルの一例を示す図である。図11は平面図を、図12は、A−A’線に沿う断面図を、図13は、B−B’線に沿う断面図を示す。
図において、液晶表示パネルは、TFT(薄膜トランジスタ)基板10とCF(カラーフィルタ)基板20とを貼り合わせて、それらの間に液晶を封入して構成されている。そして、例えば横電界方式の液晶表示パネルの場合においては、CF基板20の裏面(液晶表示パネルの表面側)にITOなどの透明電極30を形成している。また、TFT基板10には、端子部80に、IPS−GNDと呼ばれる露出した接地電極40を形成し、FPC端子などに接続することにより例えば接地電位に接続している。導電性樹脂または導電性テープ50で、透明電極30と接地電極40とを電気的に接続する。これにより、CF基板20にチャージした電荷を、接地電極40を介して逃がすことができる。符号25は、液晶表示パネルの表示領域を示す。
TFT基板10の端子部80には、液晶表示パネルの検査のための検査パッド60が設けられている。符号90は、ドライバ搭載位置を示す。低解像度の製品では、検査パッドをドライバの下に配置して信頼性を確保していたが、解像度が上がると、ドライバ下に全ての検査パッドを配置することが困難となり、一部はドライバ外に配置することとなる。従来、端子部には保護目的で樹脂などを塗布していたが、モジュール構造や原価低減のために樹脂が塗布されないケースがあり、その場合、ドライバ外に配置された検査パッドは露出したままとなり、コンタクト部の腐食の懸念や電界も露出した状態となり、好ましくない。
図13には、検査パッド60と接地電極40の配置構造の一例が示されている。TFT基板10を構成するガラス基板12上に絶縁膜14が設けられ、その上に金属膜から成る検査パッド60の配線層および導電性テープ貼り位置目印45が形成される。検査パッドの配線層上には、絶縁膜16が設けられ、その上にITOからなる接地電極40が形成される。接地電極40と導電性テープ貼り位置目印45とは、位置を合わせて配置されており、導電性テープ貼り位置目印45が導電性テープ60を貼り付ける際の目印となる。検査パッド60上の絶縁膜16には孔が空けられ、孔の内部から絶縁膜16の表面にかけて検査針を当てるための検査パッドのITO層62が形成されている。なお、絶縁膜14および絶縁膜16は、無機膜でも、有機膜でも、或いは両者の積層膜でも良く、また、絶縁膜14は設けなくても良い。
この液晶パネルにおいては、検査パッドがドライバ下に配置されておらず、検査パッド上に樹脂などが塗布されない場合、検査パッド部がむき出しの状態となって、コンタクト部の腐食などの信頼性の懸念が生じる。
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
図1および図2に、本発明の実施例1の液晶表示装置の構造を示す。図1はその平面図を、図2はC−C’線に沿う断面図を示す。
図1において、液晶表示パネルは、TFT基板10とCF基板20とを貼り合わせて、それらの間に液晶を封入して構成されている。そして、CF基板20の裏面(液晶表示パネルの表面側)にはITOなどの透明電極30(図示せず)が形成されている。符号25は、表示領域を示す。
TFT基板10の端子部80には、検査パッド60および例えばIPS−GNDと呼ばれる露出した接地電極40が形成されている。検査パッド60および接地電極40は、FPC端子100に配線されている。端子部80のドライバ搭載位置90には、例えばトランジスタからなる検査線無効用スイッチ素子70が設けられ、検査パッド60に配線されるとともに、液晶表示パネルの信号線あるいは走査線に接続されている。また、検査時High電位供給用パッド72およびドライバ搭載時Low電位供給用バンプ74が、検査線無効用スイッチ素子70に、例えばスイッチ素子を構成するMOSトランジスタのゲートに接続されている。なお、ドライバ搭載位置90には、ドライバICが搭載され、バンプによりTFT基板上の配線に電気的に接続される。
図2に示される断面図において、TFT基板10を構成するガラス基板12上に絶縁膜14が設けられ、その上に金属膜からなる検査パッド60の配線層が形成される。検査パッドの配線層上には、絶縁膜16が設けられ、その上にITOからなる接地電極40が形成される。検査パッド60上の絶縁膜16には孔が空けられ、孔の内面から絶縁膜16の表面にかけて検査針を当てるための検査パッドのITO層62が形成されている。そして、本実施例においては、図1および図2に示すように、接地電極40と検査パッド60の露出したITO層を覆うように、かつ、CF基板の透明電極30と電気的に接続するように、導電性テープ50が貼り付けられる。
実施例1の検査時およびその後の製品時(ドライバ搭載時)の動作を説明する。検査時においては、導電性テープ50およびドライバは取り付けられていない。検査時High電位供給用パッド72にHigh電位が供給されて、検査線無効用スイッチ素子70により、検査パッドと信号線や走査線などとが電気的に接続され、検査パッド60にプローブ等を接触させることにより、液晶表示パネルの信号線や走査線などの検査を行うことができる。検査終了後、良品と判断されると、接地電極40および検査パッド60の表面に導電性テープ50を貼り付け、CF基板表面の透明電極と接続するとともに、ドライバ搭載位置90にドライバICを取り付ける。ドライバを動作させると、ドライバ搭載時Low電位供給バンプ74にLow電位が供給され、検査線無効用スイッチ素子70により、検査パッド60が信号線や走査線などから切り離され、ドライバから信号線および走査線に信号を供給することができる。なお、Low電位供給用バンプ74にドライバからLow電位を供給するようにしたが、FPCからLow電位を供給するようにしてもよい。また、検査時High電位供給用パッド72とドライバ搭載時Low電位供給バンプ74とを別の端子としたが、1つの端子から検査時にHigh電位を、また、製品時にLow電位を供給するようにしてもよい。
本実施例によれば、検査終了後のドライバ搭載時には、検査線無効用スイッチ素子70がオープン状態となるので、接地電極40と露出した検査パッド60とを導電性テープ50で同電位に繋いでも、駆動には影響が出ない。したがって、接地電極40と検査パッド60に導電性テープ50を貼り付けることにより、端子部において露出した検査パッド60を導電性テープ50で保護することができる。更に、検査パッド60も導電体として働くことにより、接地電極の低抵抗化を実現することができ、帯電電荷の抜けを促進することができる。
図3に、実施例1の変形例を示す。この変形例では、導電性テープの貼り位置目印45が形成されている。貼り位置目印45は、検査パッド60の金属膜の形成と同時に形成すれば良い。貼り位置目印45に基づいて、検査パッド60および接地電極40上に導電性テープ50を貼り付けることができる。なお、図13に示される、接地電極40に対応する目印があっても良い。
図4に、実施例1の他の変形例を示す。この変形例では、接地電極40を取り除き、検査パッドのみを接地電極として利用したものである。検査終了後、検査パッド60は検査線無効用スイッチ素子70により切り離されるので、接地電極として利用することができる。接地電極40のスペースが不要となり、液晶表示パネルの小型化、狭額縁化を図ることができる。
図5に、本発明の実施例2の液晶表示装置の平面図を示す。
この実施例では、図に示すように、ドライバ搭載位置90の右側および左側に検査パッド60および検査線無効用スイッチ素子70が配置され、検査線無効用スイッチ素子70はそれぞれ検査パッド60と信号線76に接続されている。そして、検査パッド60とCF基板の表面の透明電極30とを接続するように、左右それぞれに導電性テープ50が貼り付けられている。
検査パッドを接地電極と兼用する場合に、複数の導電性テープを用いることにより、低抵抗化を図ることができる。
図6に、本発明の実施例3の液晶表示装置の平面図を示す。
この実施例は、検査パッド60および検査線無効用スイッチ素子70に接続される結線が、一部異なるものである。左側のFPC端子100に接続された検査パッド60には、検査線無効用スイッチ素子70が接続され、信号線76に接続されている。そして、ドライバ搭載時には、検査線無効用スイッチ素子70がオープン状態となり、ドライバICと信号線76とが接続される。
これに対して、右側のFPC端子102は、検査線無効用スイッチ素子70を介することなく、信号線に接続されている。この信号線にはドライバの出力が供給されることはなく、FPC端子102から信号を供給することができる。したがって、FPC出力から信号を供給するタイプにも使用することができる。
図7に、本発明の実施例4の液晶表示装置の平面図を示す。
この実施例は、図5に示される実施例2の検査パッド60、検査線無効用スイッチ素子70および信号線76の配置において、右側の検査パッド60上には導電性テープ50を貼り付けるが、左側の検査パッド60上には導電性テープを貼り付けることなく、一部の検査パッド上に選択して導電性テープを設けたものであり、導電テープの部材数を抑え、発明の効果のひとつである帯電電荷の抜けを促進することができる。
図8に、本発明の実施例5の液晶表示装置の平面図を示す。
この実施例は、検査線無効用スイッチ素子が接続された検査パッドと、接続されない検査パッドとが混在した例である。右側の検査パッド60はドライバ搭載位置90の外に設けられており、検査無効用スイッチ素子70が接続されている。そして、検査パッド上には、導電性テープ50が貼り付けられている。
これに対し、左側の検査パッド60は、ドライバ搭載位置90に設けられ、この検査パッドには検査無効用スイッチ素子が接続されることなく、直接信号線に接続されている。そして、導電性テープが貼り付けられることはない。
図9および図10に、本発明の実施例6の液晶表示装置の構造を示す。図9はその平面図を、図10はD−D’線に沿う断面図を示す。
この実施例は、検査パッド60と、接地電極40と、レーザーナンバリングメタル110の配置構造を改良したものである。ここで、レーザーナンバリングメタルは、液晶表示パネルの識別のための識別記号などを記録する金属層である。図に示されるように、TFT基板10を構成するガラス基板12上に絶縁膜14を設け、絶縁膜14の表面に検査パッド60のメタル膜とレーザーナンバリングメタルとを近接して、蒸着などで形成する。検査パッドのメタル膜およびレーザーナンバリングメタルを覆うように、絶縁膜16を形成する。そして、検査パッドのメタル膜の上部の絶縁膜16に孔を空け、孔の内部から絶縁膜16の表面にかけてITO62の透明電極を形成する。ITO62は、検査パッド領域を含む導電性テープのテープ貼り領域に加えて、レーザーナンバリングメタル110上のナンバリング領域にも形成する。
導電性テープ50は、検査パッド領域を含む導電性テープのテープ貼り領域に貼り付ける。そして、レーザーナンバリングメタル110上のナンバリング領域には、導電性テープ50を貼り付けないで、レーザーナンバリングメタル110の視認性を確保する。なお、検査線無効用スイッチ素子70、検査時High電位供給用スイッチ素子72、ドライバ搭載時Low電位供給用バンプ74等の構成は、実施例1と同様である。
本実施例によれば、検査パッドのメタルとレーザーナンバリングメタルとを近接して配置し、同じメタル膜のプロセスで形成することにより、省スペース化および製造の容易化を図ることができる。また、検査パッドのITO層を接地電極40として利用することにより、省スペース化および製造の容易化を図ることができる。
10 TFT基板
20 CF基板
25 表示領域
30 透明電極
40 接地電極(IPS−GND)
45 導電性テープ貼り位置目印
50 導電性テープ
60 検査パッド
70 検査線無効用スイッチ素子
72 High電位供給用パッド
74 Low電位供給用バンプ
76 信号線
80 端子部
90 ドライバ搭載位置
100,102 FPC端子
110 レーザーナンバリングメタル

Claims (13)

  1. マトリクス状に配置した画素電極、それぞれの画素電極に接続された薄膜トランジスタ、複数の走査線および信号線、を備えるTFT基板と、
    対向基板と、
    前記TFT基板と前記対向基板との間に封入された液晶と、を有する液晶表示装置であって、
    前記対向基板の、前記TFT基板とは反対側の表面に形成された透明電極と、
    前記TFT基板の端子部に形成された、接地電極と、検査パッドと、前記検査パッドと前記信号線または前記走査線との間のスイッチ素子と、
    前記対向基板の前記透明電極と、前記TFT基板の前記接地電極および前記検査パッドとを電気的に接続する導電性テープと、
    を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項1に記載の液晶表示装置において、
    前記スイッチ素子を開状態または閉状態とする電位を供給する端子を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項2に記載の液晶表示装置において、
    前記スイッチ素子を、検査時に閉状態とする電位を供給する端子、および製品時に開状態とする電位を供給する端子を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 請求項3に記載の液晶表示装置において、
    前記スイッチ素子を開状態とする電位を供給する端子には、ドライバIC搭載時に、ドライバICから前記スイッチ素子を開状態とする電位を供給することを特徴とする液晶表示装置。
  5. 請求項1〜4の何れか1つに記載の液晶表示装置において、
    前記検査パッドを接地電極として利用したことを特徴とする液晶表示装置。
  6. 請求項5に記載の液晶表示装置において、
    独立した接地電極は設けないことを特徴とする液晶表示装置。
  7. 請求項1に記載の液晶表示装置において、更に、
    導電性テープの貼り位置目印を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  8. 請求項1に記載の液晶表示装置において、
    前記信号線または走査線の一部には、スイッチ素子を介することなく、FPC端子から直接結線されていることを特徴とする液晶表示装置。
  9. 請求項1に記載の液晶表示装置において、
    複数の検査パッドの一部は前記導電性テープで覆われるとともに、他の一部は露出していることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 請求項1に記載の液晶表示装置において、
    ドライバ搭載時に、ドライバの下にある前記検査パッドには、前記スイッチ素子を設けないことを特徴とする液晶表示装置。
  11. 請求項1〜10の何れか1つに記載の液晶表示装置において、
    横電界方式の液晶表示装置であることを特徴とする液晶表示装置。
  12. マトリクス状に配置した画素電極、それぞれの画素電極に接続された薄膜トランジスタ、複数の走査線および信号線を備えるとともに、端子部に接地電極と、検査パッドと、前記検査パッドと前記信号線または走査線との間のスイッチ素子とを形成したTFT基板と、該TFT基板と対向して配置され、前記TFT基板と反対側の面に透明電極を備える対向基板とからなる液晶表示パネルを用いる液晶表示装置の製造方法であって、
    検査時に、前記スイッチ素子を閉状態として前記検査パッドを用いて液晶表示パネルを検査するステップと、
    前記対向基板の前記透明電極と、前記TFT基板の前記接地電極および前記検査パッドとを電気的に接続する導電性テープを貼り付けるステップと、を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  13. 請求項12に記載の液晶表示装置の製造方法において、
    更に、前記スイッチ素子を開状態として、液晶表示パネルを駆動するステップを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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