JP3413230B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3413230B2
JP3413230B2 JP04145893A JP4145893A JP3413230B2 JP 3413230 B2 JP3413230 B2 JP 3413230B2 JP 04145893 A JP04145893 A JP 04145893A JP 4145893 A JP4145893 A JP 4145893A JP 3413230 B2 JP3413230 B2 JP 3413230B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2枚の基板間に封入され
た液晶を用いて表示を行う、ドライバー回路一体形成の
アクティブマトリクス型液晶表示装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のドライバー回路内蔵アクティブマ
トリクス型液晶表示装置(以下、単に液晶表示装置とす
る)の一例を図1を用いて説明する。図1(a)は従来
の液晶表示装置の概略の外観図であり、図1(b)は図
1(a)のA−Aにおける縦断面図、図1(c)は図1
(a)のB−B縦断面図である。素子基板101上には
表示領域102、走査線及び信号線のドライバー回路1
03及び104、外部接続端子105が形成され、対向
基板106がシール107で素子基板101に接合さ
れ、素子基板101と対向基板106の間に液晶108
が封入されている。対向基板106上には共通電極10
9が設けられ、この共通電極109は素子基板101上
のコモン端子110に導通剤111で接続されている。
また、対向基板106上には遮光層112が設けられて
いる。素子基板101の表示領域102には、画素駆動
トランジスタ113が設けられ、画素電極114が画素
駆動トランジスタ113に接続されている。画素駆動ト
ランジスタ113及びドライバー回路103(104)
のゲート電極と走査線を含む第1の配線層115は層間
絶縁膜116で第2の配線層117と隔てられ、必要な
箇所で第2の配線層117と接続されている。第2の配
線層117は表示領域の信号線を含み、画素電極114
と同層に設けられている。第2の配線層117の上層は
液晶保護絶縁膜118で第2の配線層117の信号が液
晶に直接漏れるのを防ぐために設けられる。液晶保護絶
縁膜118は画素電極114上は通常取り除いておく。
素子基板101上と対向基板106上には更に配向膜1
19がある。
【0003】図1の液晶表示装置では画素電極114と
信号線(第2の配線層117)が同層にあり、短絡を避
けるため有る程度の間隔を確保する必要があり、その間
隔の部分は表示に寄与しない。これは液晶表示装置の高
開口率化や高精細化の妨げとなる。この問題を解決する
ため、信号線上に更に層間絶縁膜を設け、この上層に画
素電極を設ける事で画素電極と信号線の短絡を避けつつ
画素電極と信号線の距離を小さくする、あるいは信号線
と画素電極を重ねるといった方法がとられる場合があ
る。上記の信号線上の層間絶縁膜はSiO2あるいはポ
リイミド等の有機薄膜が用いられる。信号線上の層間絶
縁膜は、その形成方法の簡便さ、誘電率の小ささ(信号
線と画素電極の結合容量を小さくするため)、ストレス
が小さい事による厚膜化の容易さ(誘電率と同じ理由に
よる)、さらには膜表面の平坦性をSiO2よりも良く
しやすいので表示品質が良い等の観点からポリイミドを
用いるのが有利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図1に示した従来の液
晶表示装置では、ドライバー回路がシールよりも外側に
あるため装置自体が大きくなってしまい、また、取扱い
中にドライバー回路を傷つけ易く故障を招き易いという
問題があった。また、ドライバー回路がシールよりも外
側にあるため、シールを横切る配線(信号線と走査線)
が多く、特に、開口率を大きくするために信号線上に層
間絶縁膜(以後第1の配線層と第2の配線層の間の層間
絶縁膜を第1の層間絶縁膜、第2の配線層(信号線)上
の層間絶縁を第2の層間絶縁膜とする)を設け、画素電
極と信号線の絶縁を行う場合、第2の層間絶縁膜がポリ
イミドであると、ドライバー回路からの配線とポリイミ
ドの界面を通じて水分が液晶中に浸入し、表示を劣化さ
せるという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
のシール部の内側に液晶が挟持されてなり、 前記一対
の基板の一方の基板の前記シール部の内側にはトランジ
スタと画素電極とを有し、前記一方の基板のシール部
に対向する領域には前記トランジスタを駆動する駆動
回路が配置されてなり、前記トランジスタ及び前記駆動
回路上には同時に形成された絶縁膜が配置されてなり、
前記一対の基板の他方の基板上には前記画素電極と前記
シール部に対向する領域に対向電極が配置されてなり、
コモン端子と前記対向電極はシール部の角の領域でシー
ル内にある導通剤で電気的に接続されており、前記画素
電極は前記絶縁膜上に形成し、前記駆動回路上では前記
画素電極が取り除かれてなることを特徴とする。本発明
は、一対の基板間のシール部の内側に液晶が挟持されて
なり、前記一対の基板の一方の基板の前記シール部の内
側にはトランジスタと画素電極とを有し、前記一方の基
板のシール部の辺に対向する領域には前記トランジスタ
を駆動する駆動回路が配置されてなり、前記トランジス
タ及び前記駆動回路上には同時に形成された絶縁膜が配
置されてなり、前記一対の基板の他方の基板上には前記
画素電極と前記シール部に対向する領域に対向電極が配
置されてなり、コモン端子と前記対向電極はシール部の
角の領域でシール内にある導通剤で電気的に接続されて
おり、前記画素電極は前記絶縁膜上に形成し、前記駆動
回路上では前記画素電極と同一膜の導電膜が取り除かれ
てなることを特徴とする。
【0006】
【実施例】以下に、本発明のドライバー回路内蔵アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置とその製造工程について
実施例に基づき詳しく説明する。
【0007】図2に本実施例の液晶表示装置の構造を示
す。図2(a)は本実施例の液晶表示装置の外観図であ
り、図2(b)、図2(c)はそれぞれ図1(a)のA
−A、B−Bにおける縦断面図である。透明な素子基板
201上には表示領域202ドライバー回路203、外
部接続端子204、コモン端子205およびこれらを接
続する配線等が形成されており、シール206によって
素子基板201と対向基板207が接合され、両基板間
に液晶が封入されている。この時、ドライバー回路20
3とシール206とが重なる配置とする。表示領域20
2には画素駆動トランジスタ208、画素電極209、
走査線と画素駆動トランジスタ208及びドライバー回
路203のゲート電極を含む第1の配線層211、信号
線を含む第2の配線層212が形成され、第1の配線層
211と第2の配線層212は第1の層間絶縁膜213
で、また、第2の配線層212と画素電極210は第2
の層間絶縁膜214で絶縁されている。素子基板201
上には、さらに液晶を配向するための配向膜215が形
成されている。コモン端子205と対向基板207上の
共通電極216は導通剤217で電気的に接続され共通
電極216の電位が制御される。対向基板207上には
共通電極216の他に配向膜215と必要に応じて遮光
膜218及びカラーフィルターが予め形成されている。
(本実施例ではカラーフィルターは省略してある。)対
向基板207上の共通電極216のシール206と重な
る部分は、製造工程上は取り除かずにおくのがよいが、
取り除くことで素子基板201上のドライバー回路20
3と共通電極216がシール206中のゴミ等により短
絡することを防げるため、取り除いても良い。
【0008】次に、本実施例の液晶表示装置の製造工程
を図3を用いて説明する。図3は本実施例の液晶表示装
置の構造を説明した図2(b)に相当する部分の縦断面
で製造工程を説明する図である。
【0009】まず、素子基板301上に画素駆動トラン
ジスタ302、ドライバー回路303を形成する。走査
線及び画素駆動トランジスタ302とドライバー回路3
03のゲート電極を含む第1の配線層304、第1の層
間絶縁膜305、信号線を含む第2の配線層306をこ
の時形成する(図3(a))。本実施例では画素トラン
ジスタ302とドライバー回路303は多結晶シリコン
薄膜トランジスタで構成される。第1の配線層304に
は多結晶シリコンを用いるが、金属シリサイドあるいは
金属を用いても良く、第1の層間絶縁膜305はシリコ
ン酸化膜(SiO2)かシリコン窒化膜(Si34)、
あるいはそれらの多層膜である。第2の配線層306に
は通常アルミニウム(Al)合金(銅とシリコンを含
む)を用いる。
【0010】次に、素子基板301上に第2の層間絶縁
膜307を形成し、その上に画素電極308を形成し、
画素駆動トランジスタ302に第2の層間絶縁膜307
に開けたコンタクト孔を通じて接続する。さらに配向膜
309を形成する(図3(b))。第2の層間絶縁膜3
07はここではポリイミド薄膜であるが、他の樹脂薄膜
でも比較的耐熱性が高く、透明であれば用いる事が出来
る。画素電極308は酸化インジウムスズ(ITO)で
ある。また配向膜309もポリイミド薄膜であり、形成
は印刷技術(フレキソ印刷等)を用いて行い、液晶を配
向するために必要な部分にのみ形成する。配向膜309
の形成はスピンコート法で行うこともある。画素電極3
08の形成時にITOのエッチングを王水系のエッチン
グ剤(少なくとも硝酸と塩酸を含む水溶液)で行う場
合、第2の配線層306(Al合金)はITOのエッチ
ング剤に触れると腐食するので、第2の配線層306上
には少なくとも第2の層間絶縁膜307かITO(画素
電極308)があるようにしておく。ITO(即ち画素
電極308)を例えば水素やメタンを含むプラズマ中で
エッチング成形する場合には第2の配線層306は露出
していてもかまわない。本実施例ではITO(画素電極
308)のエッチングは王水系のエッチング剤で行い、
第2の配線層306を露出させる必要のある部分、即ち
外部接続端子(図2(a)の204)はその上の第2の
層間絶縁膜307を後の工程であらためて除去する。外
部接続端子を露出するためには、画素電極の形成後、フ
ォトリソグラフ技術で第2の層間絶縁膜307を取り除
く方法と、素子基板301と対向基板311を接合した
後、酸素プラズマ等を用いて対向基板311よりも外側
の第2の層間絶縁膜を除去する方法がある。
【0011】配向膜309を形成した素子基板301は
シール310で対向基板311と接合し、液晶312を
封入する。シール310はドライバー回路303上に重
なるように形成する。さらに酸素プラズマ313で第2
の配線層306上の第2の層間絶縁膜307を取り除く
ことで外部接続端子を露出し(図3(c))、外部回路
と接続して液晶表示装置を完成する。シール310の下
の第2の層間絶縁膜307は取り除かずに残すことで、
シールに含まれることのあるギャップ材からドライバー
回路を保護することが出来る。
【0012】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置では、信号線と画
素電極がポリイミドを層間絶縁膜として別層に形成され
ることで開口率が大きいうえに、素子基板表面が平坦な
ため液晶の配向の乱れが無く高品質な表示が得られる。
さらに素子基板上のドライバー回路がシールの下にある
ためドライバー回路から画素領域に延びる延べ数百本に
及ぶ信号線や走査線がシールを横切ることがなく、シー
ルを横切る配線を外部接続端子からドライバー回路につ
ながる電源線、クロック線、ビデオ信号線など高々数十
本と従来比べ格段に少なくできるので、シールを横切る
配線とポリイミドの界面から浸入する水分を格段に少な
くでき、信頼性が高い。また、ドライバー回路がシール
の下にあるのでドライバー回路がシールの外にある場合
に比べて装置を小型にできる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のドライバー回路内蔵のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の構造図。
【図2】本発明のドライバー回路内蔵のアクティブマト
リクス型液晶表示装置の構造図。
【図3】本発明のドライバー回路内蔵のアクティブマト
リクス型液晶表示装置の製造方法を説明する工程図。
【符号の説明】
101、201、301 …素子基板 102、202 …表示領域 103、104、203、303…ドライバー回路 105、204 …外部接続端子 106、207、311 …対向基板 107、206、310 …シール 108、209、312 …液晶 109、218 …共通電極 110、205 …コモン端子 111、217 …導通剤 112、216 …遮光層 113、207、302 …画素駆動トランジス
タ 114、210、308 …画素電極 115、211、304 …第1の配線層 116 …層間絶縁膜 117、212、306 …第2の配線層 118 …液晶保護絶縁膜 119、215、309 …配向膜 213、305 …第1の層間絶縁膜 214、307 …第2の層間絶縁膜 313 …酸素プラズマ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板間のシール部の内側に液晶
    が挟持されてなり、前記一対の基板の一方の基板の前記
    シール部の内側にはトランジスタと画素電極とを有し、
    前記一方の基板のシール部の辺に対向する領域には前記
    トランジスタを駆動する駆動回路が配置されてなり、前
    記トランジスタ及び前記駆動回路上には同時に形成され
    た絶縁膜が配置されてなり、前記一対の基板の他方の基
    板上には前記画素電極と前記シール部に対向する領域に
    対向電極が配置されてなり、コモン端子と前記対向電極
    はシール部の角の領域でシール内にある導通剤で電気的
    に接続されており、前記画素電極は前記絶縁膜上に形成
    し、前記駆動回路上では前記画素電極が取り除かれてな
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 一対の基板間のシール部の内側に液晶
    が挟持されてなり、前記一対の基板の一方の基板の前記
    シール部の内側にはトランジスタと画素電極とを有し、
    前記一方の基板のシール部の辺に対向する領域には前記
    トランジスタを駆動する駆動回路が配置されてなり、前
    記トランジスタ及び前記駆動回路上には同時に形成され
    た絶縁膜が配置されてなり、前記一対の基板の他方の基
    板上には前記画素電極と前記シール部に対向する領域に
    対向電極が配置されてなり、コモン端子と前記対向電極
    はシール部の角の領域でシール内にある導通剤で電気的
    に接続されており、前記画素電極は前記絶縁膜上に形成
    し、前記駆動回路上では前記画素電極と同一膜の導電膜
    が取り除かれてなることを特徴とする液晶表示装置。
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