JP3413239B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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を絶縁し、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。
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、素子基
板と対向基板の接合後の製造途上における取扱い中にド
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、ドライバー回路から表示領域につながる配線とシー
ルの界面を通じて水分が液晶中に浸入し、液晶を劣化さ
せるという問題があった。
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、前記トランジスタ上に絶縁膜を介して配置された
画素電極と、前記トランジスタを駆動するドライバー回
路とを具備し、前記一対の基板の他方の基板上には前記
画素電極に対向して配置され、且つ前記ドライバー回路
に対向する領域には配置されていない共通電極を具備
し、前記一方の基板上の前記ドライバー回路上及び前記
シール部に対向する領域には前記絶縁膜が取り除かれて
配置されていないことを特徴とする。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、前記トランジスタ上に有機膜を介して配置
された画素電極と、前記トランジスタを駆動するドライ
バー回路とを具備し、前記一対の基板の他方の基板上に
は前記画素電極に対向して配置され、且つ前記ドライバ
ー回路に対向する領域には配置されていない共通電極を
具備し、前記一方の基板上の前記ドライバー回路上及び
前記シール部に対向する領域には前記有機膜が取り除か
れて配置されていないことを特徴とする。
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。
す。図2(a)は本実施例の液晶表示装置の平面図であ
り、図2(b)、図2(c)はそれぞれ図2(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208が封入されている。ドライバー回路20
3はシール206と表示領域202の間に設けてある。
こうすることでドライバー回路203が表示領域202
より外側にある場合に比べ液晶表示装置を小型にでき
る。表示領域202には画素駆動トランジスタ209、
画素電極210、画素駆動トランジスタ209及びドラ
イバー回路203のゲート電極と共に第1の配線層21
1に含まれる走査線、第2の配線層212に含まれる信
号線が形成され、第1の配線層211と第2の配線層2
12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。第2の層間絶縁膜214は、ドライバー
回路203上とシール206の下の部分を取り除いてお
く。これは、主にポリイミドが用いられる第2の層間絶
縁膜214がドライバー回路203の配線の電界によっ
て恒常的な分極を起こし、長期的には大きな面積に及ん
で液晶の配向を乱すことによる表示品質の劣化を防ぐこ
とが目的であると共に、ポリイミドを通じて水分や不純
物が液晶中に浸入するのをふせぐ。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2
18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は、シール206と重なる
部分とドライバー回路203に対向する部分を取り除い
ておく。こうすることで素子基板201上のコモン端子
205以外の配線と共通電極216が、シール206中
やドライバー回路203上のごみ等により短絡すること
を防ぐ。
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。
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(Si3N4)、
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。
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))。図3(b)の工程を
より詳しく説明すると、本実施例では第2の層間絶縁膜
307(ここではポリイミドである)をスピンコートで
塗布成膜した後、画素電極308と画素トランジスタ3
02とを接続するコンタクト孔をフォトリソグラフ法で
形成するが、この時第2の配線層306が露出しない様
にする。即ちドライバー回路303の上やシールの下に
なる部分にはこの時点ではまだ第2の層間絶縁膜307
が残っている。次に画素電極308を形成し、その後ド
ライバー回路303の上とシールの下になる部分の第2
の層間絶縁膜307を取り除く。これは画素電極308
に酸化インジウムスズ(ITO)を用い、そのエッチン
グ成形に王水系のエッチング剤(硝酸と塩酸を含む水溶
液)を用いる場合、第2の配線層306即ちAlが露出
しているとITOのエッチング剤にAlが侵されるため
である。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ので、
第2の層間絶縁膜307成形工程を1回にすることもで
きる。第2の層間絶縁膜307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。また、第2の層間絶縁膜
307はポリイミドとSiO2あるいはSi3N4との多
層膜でも良い。この場合にはドライバー回路303上及
びシール下となる第2の層間絶縁膜307のうち必ず取
り除く必要のあるのはポリイミドで他は残しても取り去
っても良い。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。
シール310で対向基板311と接合し、液晶312を
封入する(図3(c))。さらに外部回路を外部接続端
子に接続して液晶表示装置を完成する。
ール部の内側にあるため、駆動回路を外傷から保護する
ことが可能となる。また、素子基板上のシール部に対向
する領域及びドライバー回路上には有機膜等の塗布膜が
配置されていないため、シールの界面を通じて水分が液
晶中に侵入し、液晶を劣化させることを防ぐことができ
る。
クス型液晶表示装置の構造図。
リクス型液晶表示装置の構造図。
リクス型液晶表示装置の製造方法を説明する工程図。
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
Claims (2)
- 【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、該トランジスタのそ
れぞれに接続され且つ該トランジスタ上に有機膜を介し
てマトリクス状に配置された画素電極と、前記トランジ
スタを駆動するドライバー回路とを具備し、前記一対の
基板の他方の基板上には前記画素電極に対向して配置さ
れ、且つ前記ドライバー回路に対向する領域には配置さ
れていない共通電極を具備し、前記一方の基板上の前記
ドライバー回路上及び前記シール部に対向する領域には
前記有機膜が取り除かれて配置されていないことを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 少なくともマトリクス状に配置された画
素電極、前記画素電極のそれぞれに接続された画素駆動
薄膜トランジスタ、前記画素駆動薄膜トランジスタに接
続された一組の信号配線と一組の走査配線、さらに前記
信号配線及び走査配線をそれぞれ駆動するドライバー回
路を有する素子基板と、共通電極を有し前記素子基板に
対向する対向基板と、前記素子基板と前記対向基板の間
に封止した液晶からなるアクティブマトリクス型液晶表
示装置において、 前記素子基板上の画素駆動用薄膜トランジスタ上、前記
信号配線上及び前記走査配線上に絶縁膜として機能する
有機膜があり、前記有機膜上に前記画素電極があり、前
記ドライバー回路が前記素子基板と前記対向電極とを接
合すると同時に液晶を封止するシール部より画素電極側
にあり、前記ドライバー回路上及び前記シール部には前
記有機膜が取り除かれて無くなっており、前記ドライバ
ー回路に対向する部分には前記対向基板上の前記共通電
極が無い ことを特徴とする液晶表示装置。
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