JP4180171B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリシリコン薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという）を有するアクティブマトリクス方式の液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、非選択時にオフ状態となって信号を遮断するスイッチを各画素に設けることによってクロストークを防止するものであり、単純マトリクス方式の液晶表示装置に比べて優れた表示特性を示す。特に、スイッチとしてＴＦＴを使用した液晶表示装置は、ＴＦＴの駆動能力が高いので、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に匹敵するほど優れた表示特性を示す。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの透明基板の相互に対向する２つの面（対向面）のうち、一方の面側には対向電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、他方の面側にはＴＦＴ、画素電極及び配向膜等が形成されている。更に、各透明基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板は、例えば偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置され、これによれば、電界をかけない状態では光を透過し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。その反対に、２枚の偏光板の偏光軸が平行な場合にはノーマリーブラックモードとなる。以下、ＴＦＴ及び画素電極等を有する透明基板をＴＦＴ基板、対向電極等を有する透明基板を対向基板という。
【０００４】
近年、低温プロセスで形成した薄膜ポリシリコンを使用したＴＦＴが開発され、液晶表示装置に使用されるようになった。低温プロセスでＴＦＴを形成する場合は、透明基板として安価なガラス基板を使用することができるという利点がある。また、アモルファスシリコンＴＦＴに比べてポリシリコンＴＦＴは駆動能力が高く小型化できるので、開口率が向上して明るい画像が得られるという利点もある。更に、アモルファスシリコンＴＦＴの場合は駆動速度が遅いので、駆動用ＩＣを別途用意して液晶表示パネルと接続する必要があったが、ポリシリコンＴＦＴは駆動速度が速いので、駆動（ドライバ）回路をガラス基板上に形成することができる。これにより、駆動用ＩＣを別途製造する必要がなく、製造コストを低減することができる。
【０００５】
近年、液晶表示装置の製造工程のより一層の効率化を図るために、駆動回路だけでなく、制御回路もガラス基板上に形成するシステムオンパネルという技術が提案されている。
【０００６】
図８は、この技術を用いた液晶表示装置のＴＦＴ基板を示す模式図である。ガラス基板６１には、表示領域６２と、データドライバ回路６３、ゲートドライバ回路６４及び制御回路６５が設けられている。表示領域６２は複数の画素電極がマトリクス状に配列された領域であり、各画素電極の間にはデータバスライン及びゲートバスラインが配置されている。対向基板は、この表示領域６２とほぼ同じ大きさに形成され、表示領域６２に対向させて配置される。
【０００７】
制御回路６５は、パーソナルコンピュータ等の映像信号出力装置から映像信号を入力し、データ信号及びタイミング信号（データスタート信号、データクロック信号、ゲートスタート信号及びゲートクロック信号等）を生成してこれらの信号をデータドライバ回路６３及びゲートドライバ回路６４に供給する。
【０００８】
データドライバ回路６３は表示領域６２内のデータバスラインにデータ信号を供給する回路であり、ゲートドライバ回路６４はゲートバスラインに走査信号を供給する回路である。これらのデータドライバ回路６３及びゲートドライバ回路６４からデータバスライン及びゲートバスラインに所定のタイミングでデータ信号及び走査信号を供給することにより、液晶表示装置に所望の画像を表示することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す液晶表示装置では、データドライバ回路６３及びゲートドライバ回路６４だけでなく、制御回路６５までガラス基板６１上に形成しているので、表示領域６２の外側の部分の面積が必然的に大きくなる。ガラス基板６１の表示領域６２よりも外側部分は額縁といわれるが、額縁が狭いほど液晶表示装置の小型化が可能であるとともに、製品としての見栄えもよいとされている。
【００１０】
また、図８に示す液晶表示装置では、表示領域６２、データドライバ回路６３、ゲートドライバ回路６４及び制御回路６５のいずれか１つに不具合が発生すると、他の回路が正常であるにもかかわらず液晶表示装置として使用できなくなってしまう。このため、これらの回路を１枚のガラス基板上に形成する方法では歩留まりの低下を招き、製品コストが上昇してしまう。
【００１１】
以上から本発明の目的は、額縁部分が狭く、製造コストを低減できる液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、複数のデータバスライン及び該データバスラインに交差する複数のゲートバスラインが設けられた表示領域と、前記データバスラインにデータ信号を供給するデータドライバ回路と、前記ゲートバスラインに走査信号を供給する走査ドライバ回路と、前記データドライバ回路及び前記走査ドライバ回路に前記データ信号及び前記走査信号の出力タイミングを示す信号を供給する制御回路とを有する液晶表示装置において、ガラス又は石英からなる第１の基板上に、前記データドライバ回路及び前記走査ドライバ回路の少なくとも一方と前記表示領域とが設けられ、ガラス又は石英からなる第２の基板上に、前記制御回路が設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板とがフレキシブルケーブルで接続されていることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００１３】
また、上記した課題は、基板を１又は複数組のパネル領域及び制御回路領域に区画して、前記パネル領域に、複数のデータバスラインと、これらのデータバスラインに交差する複数のゲートバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記ゲートバスラインに接続された複数の薄膜トランジスタと、これらの薄膜トランジスタにそれぞれ接続された複数の画素電極と、前記データバスライン及び前記ゲートバスラインの少なくとも一方に信号を供給するドライバ回路とを形成し、同時に、前記制御回路領域に、前記ドライバ回路に信号を供給するための制御回路を形成し、前記基板を切断して、前記パネル領域を有する第１の基板、前記制御回路領域を有する第２の基板を個々に分離し、前記第１の基板と前記第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００１４】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１５】
本発明方法においては、まず、１枚の基板を１又は複数組のパネル領域及び制御回路領域に区画する。そして、パネル領域にデータバスライン、ゲートバスライン及び画素電極を形成するとともにドライバ回路を形成し、これと同時に制御回路領域に制御回路を形成する。その後、前記基板を切断して、前記パネル領域を有する第１の基板と、前記制御回路領域を有する第２の基板とに分離し、第１及び第２の基板をフレキシブルケーブルで接続する。
【００１６】
このように、本発明方法においては、第１及び第２の基板を同時に形成するので製造効率がよく、製造コストを低減することができる。また、作製した表示装置の各要素に同程度の信頼性を期待することができる。更に、制御回路を有する第２の基板を第１の基板と分離するので、額縁部分を狭くすることができて、デザイン的に優れた液晶表示装置が得られる。
【００１７】
また、本発明装置においては、表示領域及びドライバ回路を有する第１の基板と、制御回路を有する第２の基板をいずれもガラス又は石英からなる基板の上に形成する。従って、上記の方法により第１及び第２の基板を同時に形成することが可能である。また、制御回路を第１の基板から分離しているので、第１の基板では額縁部分を狭くすることができる。また、第１の基板と第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続するので、第２の基板を例えばバックライトユニットの裏面側や、第１の基板の表示領域の外側に配置することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【００２０】
液晶表示パネル１は、バックライトユニット２の蛍光面（光が出力される側）に配置されており、制御回路基板４はバックライトユニット２の後面側に配置されている。そして、液晶表示パネル１と制御回路基板４とはフレキシブルケーブル３を介して電気的に接続されている。バックライトユニット２内には１又は複数本の冷陰極管が収納されている。
【００２１】
図２は液晶表示パネル１の表示領域における断面図、図３は同じくその液晶表示パネルのＴＦＴ基板の平面図である。
【００２２】
液晶表示パネル１は、対向して配置されたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０と、これらのＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に封入された液晶２９とにより構成されている。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０は、図２，図３に示すように、ガラス又は石英からなる基板（以下、単に「ガラス基板」という）１１ａと、このガラス基板１１ａ上に形成されたデータバスライン１２、ゲートバスライン１３、画素電極１４及びＴＦＴ１５等により構成される。データバスライン１２及びゲートバスライン１３は相互に直交して配置されており、両者の間に形成された絶縁膜（図示せず）により電気的に絶縁されている。データバスライン１２及びゲートバスライン１３に囲まれた矩形の領域が画素であり、各画素にはそれぞれインジウム酸化スズ（indium-tin oxide：以下、ＩＴＯという）からなる透明の画素電極１４とＴＦＴ１５とが配置されている。ＴＦＴ１５はゲートバスライン１３の突出部分（ゲート）と、その上に絶縁膜を介して選択的に形成されたポリシリコン膜１６とにより構成される。ＴＦＴ１５のソースはコンタクトホール（図示せず）を介して画素電極１４に接続されており、ＴＦＴ１５のドレインはコンタクトホール（図示せず）を介してデータバスライン１２に接続されている。
【００２４】
ポリシリコン膜１６は、ガラス基板１１ａ上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：化学的気相成長）法によりアモルファスシリコン膜を形成し、このアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射してアモルファスをポリシリコンに変化させることにより形成することができる。
【００２５】
ガラス基板１１ａの上側には、図２に示すように、画素電極１４を覆うようにして配向膜１７が形成されている。この配向膜１７は例えばポリイミドからなり、その表面には電圧を印加していないときの液晶分子の配向方向を決定するために、配向処理が施されている。配向処理の代表的な方法としては、布製のローラーにより配向膜の表面を一方向に擦るラビング法が知られている。
【００２６】
一方、対向基板２０は、ガラス基板２１と、このガラス基板２１の下面側に形成されたカラーフィルタ２２、ブラックマトリクス２３、対向電極２４及び配向膜２５等により構成されている。カラーフィルタ２２には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３種類あり、１つの画素電極１４に１つのカラーフィルタ２２が対向している。これらのカラーフィルタ２２の間にはブラックマトリクス２３が形成されている。このブラックマトリクス２３は、例えばクロム（Ｃｒ）のように光が透過しない金属薄膜からなる。
【００２７】
カラーフィルタ２２及びブラックマトリクス２３の下には、ＩＴＯからなる透明の対向電極２４が形成されている。この対向電極２４の下には配向膜２５が形成されている。この配向膜２５の表面にも配向処理が施されている。
【００２８】
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間には、球形のスペーサ（図示せず）が配置され、これによりＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間隔が一定に維持される。また、ＴＦＴ基板１０の下及び対向基板２０の上にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置される。これらの偏光板は、偏光軸が相互に直交するように配置される。
【００２９】
図４は液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【００３０】
液晶表示パネル１には、図２に示すように複数の画素がマトリクス状に配列された表示領域３１と、この表示領域３１の外側に配置されたデータドライバ回路３２、ゲートドライバ回路３３及び端子電極３４とが設けられている。これらの表示領域３１、データドライバ回路３２、ゲートドライバ回路３３及び端子電極３４は同一のガラス基板１１ａ上に設けられており、データドライバ回路３２及びゲートドライバ回路３３を構成するＴＦＴは、表示領域３１内のＴＦＴと同時に形成されたものである。また、端子電極３４とデータドライバ回路３２及びゲートドライバ回路３３との間、データドライバ回路３２と表示領域３１のデータバスライン１２との間、並びにゲートドライバ回路３３と表示領域３１のゲートバスライン１３との間は、データバスライン１２又はゲートバスライン１３と同時に形成された配線により接続されている。
【００３１】
制御回路基板４は、ガラス基板１１ｂ上に形成されたタイミング発生回路４１、データ形成回路４２及び端子電極４３により構成されている。制御回路基板４には、パーソナルコンピュータ等の映像出力装置から、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）信号と、垂直同期信号Ｖs 及び水平同期信号Ｈs とが入力される。
【００３２】
タイミング発生回路４１は、垂直同期信号Ｖs 及び水平同期信号Ｈs から、データクロック信号DCLK、データクロック反転信号/DCLK 、データスタート信号DSI 、ゲートクロック信号GCLK、ゲートクロック反転信号/GCLK 及びゲートスタート信号GSI を生成して出力する。データスタート信号DSI は１水平同期期間の始まりを示す信号であり、ゲートスタート信号GSI は１垂直同期期間の始まりを示す信号である。
【００３３】
データ形成回路４２は、映像表示装置からＲ・Ｇ・Ｂ信号を入力するとともに、タイミング発生回路４１から水平同期信号Ｈs 、データクロック信号DCLK及びデータクロック反転信号/DCLK を入力して１水平同期期間分のデータ信号Ｄ1 〜ＤN （Ｎは水平方向の画素数）を生成し、水平同期信号Ｈs に同期したタイミングで並列に出力する。
【００３４】
液晶表示パネル１と制御回路基板４とを接続するフレキシブルケーブル３は、端子電極３４及び端子電極４３に接合される。そして、データドライバ回路３２は制御回路基板４からデータ信号Ｄ1 〜ＤN 、データスタート信号DSI 、データクロック信号DCLK，/DCLK を入力し、データスタート信号DSI 、データクロック信号DCLK，/DCLに同期したタイミングで表示領域３１の各データバスライン１２にデータ信号Ｄ1 〜ＤN を供給する。また、ゲートドライバ回路３３は、制御回路基板４からゲートスタート信号GSI 、ゲートクロックGCLK，/GCLK を入力し、これらのゲートスタート信号GSI 、ゲートクロックGCLK，/GCLK に同期したタイミングで表示領域３１の各ゲートバスライン１３に順番に走査信号を供給する。
【００３５】
図５，図６は本発明の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を工程順に示す図である。
【００３６】
まず、図５に示すように、ガラス基板１１をパネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３に区画して、各領域にそれぞれ所定の回路を形成する。すなわち、パネル領域５１には、図３に示すように、データバスライン１２、ゲートバスライン１３、画素電極１４及びＴＦＴ１５等と、図４に示すようにデータドライバ回路３２、ゲートドライバ回路３３及び端子電極３４を形成する。これと同時に、制御回路領域５２には制御回路、すなわちタイミング発生回路４１及びデータ形成回路４２を構成するＴＦＴ等と端子電極４３を形成し、カスタム集積回路領域５３には、制御回路の一部を構成する集積回路を形成する。この例では、１枚のガラス基板１１上に４組分のパネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３を設けている。また、これらのパネル領域５１、制御回路領域５２及び集積回路領域５３は相互に独立して配置されている。すなわちパネル領域５１、制御回路領域５２及び集積回路領域５３は電気的に接続されていない。
【００３７】
次に、これらのパネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３に形成した各回路の検査を行う。そして、不良と判定されたものは次の工程から外す。
【００３８】
次に、ガラス基板１１を切断して、各パネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３を個々に分離する。パネル領域５１を含む基板はＴＦＴ基板１０となり、制御回路領域５２を有する基板は制御回路基板４となり、集積回路領域５３を有する基板は制御回路基板４に搭載されるカスタム集積回路となる。
【００３９】
その後、ＴＦＴ基板１０と、別途作成した対向基板２０（図２参照）を組み合わせ、両者の間に液晶を封入して液晶表示パネル１とする。
【００４０】
次いで、図６に示すように、制御回路基板４の上にカスタム集積回路５３ａ（集積回路領域５３を有する基板）を搭載して制御回路基板４を完成させ、この制御回路基板４と液晶表示パネル１とをフレキシブルケーブル３で電気的に接続する。その後、図１に示すように、バックライトユニット２の蛍光面側に液晶表示パネル１を配置し、裏面側に制御回路基板４を配置する。これにより、液晶表示装置が完成する。
【００４１】
本実施の形態においては、１枚のガラス基板１１を複数組のパネル領域５１、制御回路領域５２及び集積回路領域５３に区画し、これらの領域にＴＦＴ及び配線等を同時に形成するので、製造効率がよく、製造コストを低減することができる。また、各要素回路に同程度の信頼性を期待することができる。更に、１枚のガラス基板１１の上に１又は複数組の液晶表示装置の部品を形成するので、部品管理が容易になるという利点もある。更に、本実施の形態においては、液晶表示パネル１と制御回路基板４とを分離するので、液晶表示パネル１の額縁部分を狭くすることができる。これにより見栄えがよくなり、デザイン的に優れた液晶表示装置が得られる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は制御回路基板を配置する位置が異なることにあり、その他の部分は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態においては、制御回路基板４ａがバックライトユニット２の蛍光面側であって、液晶表示パネル１の額縁部分に対向する位置に配置されている。そして、制御回路基板４ａと液晶表示パネル１とは、フレキシブルケーブル３ａにより電気的に接続されている。液晶表示パネル１の構造及び製造方法は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明装置によれば、表示領域及びドライバ回路を有する第１の基板と、制御回路を有する第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続するので、第１の基板の表示領域の外側部分の幅を狭くすることができる。これにより、小型化が可能であり、デザイン的に優れた液晶表示装置が得られる。
【００４５】
また、本発明方法によれば、ガラス又は石英等の基板をパネル領域及び制御回路領域に区画して、各領域に所定の回路を構成した後、パネル領域を有する第１の基板と、制御回路領域を有する第２の基板とに分離するので、製造効率がよく、製造コストを低減することができる。また、各要素回路に同程度の信頼性を期待することができる。更に、第１の基板の表示領域の外側部分を狭くすることができ、小型化が容易でデザイン的に優れた液晶表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【図２】図２は液晶表示パネルの表示領域における断面図である。
【図３】図３は同じくその液晶表示パネルのＴＦＴ基板の平面図である。
【図４】図４は液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図６】図６は本発明の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図７】図７は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【図８】図８は従来の液晶表示装置のＴＦＴ基板を示す模式図である。
【符号の説明】
１，６１ 液晶表示パネル、
２ バックライトユニット、
３，３ａ フレキシブルケーブル、
４，４ａ 制御回路基板、
１０ ＴＦＴ基板、
１１，１１ａ，１１ｂ，２１ ガラス基板、
１２ データバスライン、
１３ ゲートバスライン、
１４ 画素電極、
１５ ＴＦＴ、
２０ 対向基板、
３１ 表示領域、
３２，６３ データドライバ回路、
３３，６４ ゲートドライバ回路、
４１ タイミング発生回路、
４２ データ形成回路、
５１ パネル領域、
５２ 制御回路領域、
５３ 集積回路領域。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリシリコン薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという）を有するアクティブマトリクス方式の液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、非選択時にオフ状態となって信号を遮断するスイッチを各画素に設けることによってクロストークを防止するものであり、単純マトリクス方式の液晶表示装置に比べて優れた表示特性を示す。特に、スイッチとしてＴＦＴを使用した液晶表示装置は、ＴＦＴの駆動能力が高いので、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に匹敵するほど優れた表示特性を示す。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの透明基板の相互に対向する２つの面（対向面）のうち、一方の面側には対向電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、他方の面側にはＴＦＴ、画素電極及び配向膜等が形成されている。更に、各透明基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板は、例えば偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置され、これによれば、電界をかけない状態では光を透過し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。その反対に、２枚の偏光板の偏光軸が平行な場合にはノーマリーブラックモードとなる。以下、ＴＦＴ及び画素電極等を有する透明基板をＴＦＴ基板、対向電極等を有する透明基板を対向基板という。
【０００４】
近年、低温プロセスで形成した薄膜ポリシリコンを使用したＴＦＴが開発され、液晶表示装置に使用されるようになった。低温プロセスでＴＦＴを形成する場合は、透明基板として安価なガラス基板を使用することができるという利点がある。また、アモルファスシリコンＴＦＴに比べてポリシリコンＴＦＴは駆動能力が高く小型化できるので、開口率が向上して明るい画像が得られるという利点もある。更に、アモルファスシリコンＴＦＴの場合は駆動速度が遅いので、駆動用ＩＣを別途用意して液晶表示パネルと接続する必要があったが、ポリシリコンＴＦＴは駆動速度が速いので、駆動（ドライバ）回路をガラス基板上に形成することができる。これにより、駆動用ＩＣを別途製造する必要がなく、製造コストを低減することができる。
【０００５】
近年、液晶表示装置の製造工程のより一層の効率化を図るために、駆動回路だけでなく、制御回路もガラス基板上に形成するシステムオンパネルという技術が提案されている。
【０００６】
図８は、この技術を用いた液晶表示装置のＴＦＴ基板を示す模式図である。ガラス基板６１には、表示領域６２と、データドライバ回路６３、ゲートドライバ回路６４及び制御回路６５が設けられている。表示領域６２は複数の画素電極がマトリクス状に配列された領域であり、各画素電極の間にはデータバスライン及びゲートバスラインが配置されている。対向基板は、この表示領域６２とほぼ同じ大きさに形成され、表示領域６２に対向させて配置される。
【０００７】
制御回路６５は、パーソナルコンピュータ等の映像信号出力装置から映像信号を入力し、データ信号及びタイミング信号（データスタート信号、データクロック信号、ゲートスタート信号及びゲートクロック信号等）を生成してこれらの信号をデータドライバ回路６３及びゲートドライバ回路６４に供給する。
【０００８】
データドライバ回路６３は表示領域６２内のデータバスラインにデータ信号を供給する回路であり、ゲートドライバ回路６４はゲートバスラインに走査信号を供給する回路である。これらのデータドライバ回路６３及びゲートドライバ回路６４からデータバスライン及びゲートバスラインに所定のタイミングでデータ信号及び走査信号を供給することにより、液晶表示装置に所望の画像を表示することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す液晶表示装置では、データドライバ回路６３及びゲートドライバ回路６４だけでなく、制御回路６５までガラス基板６１上に形成しているので、表示領域６２の外側の部分の面積が必然的に大きくなる。ガラス基板６１の表示領域６２よりも外側部分は額縁といわれるが、額縁が狭いほど液晶表示装置の小型化が可能であるとともに、製品としての見栄えもよいとされている。
【００１０】
また、図８に示す液晶表示装置では、表示領域６２、データドライバ回路６３、ゲートドライバ回路６４及び制御回路６５のいずれか１つに不具合が発生すると、他の回路が正常であるにもかかわらず液晶表示装置として使用できなくなってしまう。このため、これらの回路を１枚のガラス基板上に形成する方法では歩留まりの低下を招き、製品コストが上昇してしまう。
【００１１】
以上から本発明の目的は、額縁部分が狭く、製造コストを低減できる液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、複数のデータバスライン及び該データバスラインに交差する複数のゲートバスラインが設けられた表示領域と、前記データバスラインにデータ信号を供給するデータドライバ回路と、前記ゲートバスラインに走査信号を供給する走査ドライバ回路と、前記データドライバ回路及び前記走査ドライバ回路に前記データ信号及び前記走査信号の出力タイミングを示す信号を供給する制御回路とを有する液晶表示装置において、ガラス又は石英からなる第１の基板上に、前記データドライバ回路及び前記走査ドライバ回路の少なくとも一方と前記表示領域とが設けられ、ガラス又は石英からなる第２の基板上に、前記制御回路が設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板とがフレキシブルケーブルで接続されていることを特徴とする液晶表示装置により解決する。
【００１３】
また、上記した課題は、基板を１又は複数組のパネル領域及び制御回路領域に区画して、前記パネル領域に、複数のデータバスラインと、これらのデータバスラインに交差する複数のゲートバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記ゲートバスラインに接続された複数の薄膜トランジスタと、これらの薄膜トランジスタにそれぞれ接続された複数の画素電極と、前記データバスライン及び前記ゲートバスラインの少なくとも一方に信号を供給するドライバ回路とを形成し、同時に、前記制御回路領域に、前記ドライバ回路に信号を供給するための制御回路を形成し、前記基板を切断して、前記パネル領域を有する第１の基板、前記制御回路領域を有する第２の基板を個々に分離し、前記第１の基板と前記第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続することを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００１４】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１５】
本発明方法においては、まず、１枚の基板を１又は複数組のパネル領域及び制御回路領域に区画する。そして、パネル領域にデータバスライン、ゲートバスライン及び画素電極を形成するとともにドライバ回路を形成し、これと同時に制御回路領域に制御回路を形成する。その後、前記基板を切断して、前記パネル領域を有する第１の基板と、前記制御回路領域を有する第２の基板とに分離し、第１及び第２の基板をフレキシブルケーブルで接続する。
【００１６】
このように、本発明方法においては、第１及び第２の基板を同時に形成するので製造効率がよく、製造コストを低減することができる。また、作製した表示装置の各要素に同程度の信頼性を期待することができる。更に、制御回路を有する第２の基板を第１の基板と分離するので、額縁部分を狭くすることができて、デザイン的に優れた液晶表示装置が得られる。
【００１７】
また、本発明装置においては、表示領域及びドライバ回路を有する第１の基板と、制御回路を有する第２の基板をいずれもガラス又は石英からなる基板の上に形成する。従って、上記の方法により第１及び第２の基板を同時に形成することが可能である。また、制御回路を第１の基板から分離しているので、第１の基板では額縁部分を狭くすることができる。また、第１の基板と第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続するので、第２の基板を例えばバックライトユニットの裏面側や、第１の基板の表示領域の外側に配置することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【００２０】
液晶表示パネル１は、バックライトユニット２の蛍光面（光が出力される側）に配置されており、制御回路基板４はバックライトユニット２の後面側に配置されている。そして、液晶表示パネル１と制御回路基板４とはフレキシブルケーブル３を介して電気的に接続されている。バックライトユニット２内には１又は複数本の冷陰極管が収納されている。
【００２１】
図２は液晶表示パネル１の表示領域における断面図、図３は同じくその液晶表示パネルのＴＦＴ基板の平面図である。
【００２２】
液晶表示パネル１は、対向して配置されたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０と、これらのＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に封入された液晶２９とにより構成されている。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０は、図２，図３に示すように、ガラス又は石英からなる基板（以下、単に「ガラス基板」という）１１ａと、このガラス基板１１ａ上に形成されたデータバスライン１２、ゲートバスライン１３、画素電極１４及びＴＦＴ１５等により構成される。データバスライン１２及びゲートバスライン１３は相互に直交して配置されており、両者の間に形成された絶縁膜（図示せず）により電気的に絶縁されている。データバスライン１２及びゲートバスライン１３に囲まれた矩形の領域が画素であり、各画素にはそれぞれインジウム酸化スズ（indium-tin oxide：以下、ＩＴＯという）からなる透明の画素電極１４とＴＦＴ１５とが配置されている。ＴＦＴ１５はゲートバスライン１３の突出部分（ゲート）と、その上に絶縁膜を介して選択的に形成されたポリシリコン膜１６とにより構成される。ＴＦＴ１５のソースはコンタクトホール（図示せず）を介して画素電極１４に接続されており、ＴＦＴ１５のドレインはコンタクトホール（図示せず）を介してデータバスライン１２に接続されている。
【００２４】
ポリシリコン膜１６は、ガラス基板１１ａ上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：化学的気相成長）法によりアモルファスシリコン膜を形成し、このアモルファスシリコン膜にレーザ光を照射してアモルファスをポリシリコンに変化させることにより形成することができる。
【００２５】
ガラス基板１１ａの上側には、図２に示すように、画素電極１４を覆うようにして配向膜１７が形成されている。この配向膜１７は例えばポリイミドからなり、その表面には電圧を印加していないときの液晶分子の配向方向を決定するために、配向処理が施されている。配向処理の代表的な方法としては、布製のローラーにより配向膜の表面を一方向に擦るラビング法が知られている。
【００２６】
一方、対向基板２０は、ガラス基板２１と、このガラス基板２１の下面側に形成されたカラーフィルタ２２、ブラックマトリクス２３、対向電極２４及び配向膜２５等により構成されている。カラーフィルタ２２には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３種類あり、１つの画素電極１４に１つのカラーフィルタ２２が対向している。これらのカラーフィルタ２２の間にはブラックマトリクス２３が形成されている。このブラックマトリクス２３は、例えばクロム（Ｃｒ）のように光が透過しない金属薄膜からなる。
【００２７】
カラーフィルタ２２及びブラックマトリクス２３の下には、ＩＴＯからなる透明の対向電極２４が形成されている。この対向電極２４の下には配向膜２５が形成されている。この配向膜２５の表面にも配向処理が施されている。
【００２８】
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間には、球形のスペーサ（図示せず）が配置され、これによりＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間隔が一定に維持される。また、ＴＦＴ基板１０の下及び対向基板２０の上にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置される。これらの偏光板は、偏光軸が相互に直交するように配置される。
【００２９】
図４は液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【００３０】
液晶表示パネル１には、図２に示すように複数の画素がマトリクス状に配列された表示領域３１と、この表示領域３１の外側に配置されたデータドライバ回路３２、ゲートドライバ回路３３及び端子電極３４とが設けられている。これらの表示領域３１、データドライバ回路３２、ゲートドライバ回路３３及び端子電極３４は同一のガラス基板１１ａ上に設けられており、データドライバ回路３２及びゲートドライバ回路３３を構成するＴＦＴは、表示領域３１内のＴＦＴと同時に形成されたものである。また、端子電極３４とデータドライバ回路３２及びゲートドライバ回路３３との間、データドライバ回路３２と表示領域３１のデータバスライン１２との間、並びにゲートドライバ回路３３と表示領域３１のゲートバスライン１３との間は、データバスライン１２又はゲートバスライン１３と同時に形成された配線により接続されている。
【００３１】
制御回路基板４は、ガラス基板１１ｂ上に形成されたタイミング発生回路４１、データ形成回路４２及び端子電極４３により構成されている。制御回路基板４には、パーソナルコンピュータ等の映像出力装置から、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）信号と、垂直同期信号Ｖs 及び水平同期信号Ｈs とが入力される。
【００３２】
タイミング発生回路４１は、垂直同期信号Ｖs 及び水平同期信号Ｈs から、データクロック信号DCLK、データクロック反転信号/DCLK 、データスタート信号DSI 、ゲートクロック信号GCLK、ゲートクロック反転信号/GCLK 及びゲートスタート信号GSI を生成して出力する。データスタート信号DSI は１水平同期期間の始まりを示す信号であり、ゲートスタート信号GSI は１垂直同期期間の始まりを示す信号である。
【００３３】
データ形成回路４２は、映像表示装置からＲ・Ｇ・Ｂ信号を入力するとともに、タイミング発生回路４１から水平同期信号Ｈs 、データクロック信号DCLK及びデータクロック反転信号/DCLK を入力して１水平同期期間分のデータ信号Ｄ1 〜ＤN （Ｎは水平方向の画素数）を生成し、水平同期信号Ｈs に同期したタイミングで並列に出力する。
【００３４】
液晶表示パネル１と制御回路基板４とを接続するフレキシブルケーブル３は、端子電極３４及び端子電極４３に接合される。そして、データドライバ回路３２は制御回路基板４からデータ信号Ｄ1 〜ＤN 、データスタート信号DSI 、データクロック信号DCLK，/DCLK を入力し、データスタート信号DSI 、データクロック信号DCLK，/DCLに同期したタイミングで表示領域３１の各データバスライン１２にデータ信号Ｄ1 〜ＤN を供給する。また、ゲートドライバ回路３３は、制御回路基板４からゲートスタート信号GSI 、ゲートクロックGCLK，/GCLK を入力し、これらのゲートスタート信号GSI 、ゲートクロックGCLK，/GCLK に同期したタイミングで表示領域３１の各ゲートバスライン１３に順番に走査信号を供給する。
【００３５】
図５，図６は本発明の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を工程順に示す図である。
【００３６】
まず、図５に示すように、ガラス基板１１をパネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３に区画して、各領域にそれぞれ所定の回路を形成する。すなわち、パネル領域５１には、図３に示すように、データバスライン１２、ゲートバスライン１３、画素電極１４及びＴＦＴ１５等と、図４に示すようにデータドライバ回路３２、ゲートドライバ回路３３及び端子電極３４を形成する。これと同時に、制御回路領域５２には制御回路、すなわちタイミング発生回路４１及びデータ形成回路４２を構成するＴＦＴ等と端子電極４３を形成し、カスタム集積回路領域５３には、制御回路の一部を構成する集積回路を形成する。この例では、１枚のガラス基板１１上に４組分のパネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３を設けている。また、これらのパネル領域５１、制御回路領域５２及び集積回路領域５３は相互に独立して配置されている。すなわちパネル領域５１、制御回路領域５２及び集積回路領域５３は電気的に接続されていない。
【００３７】
次に、これらのパネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３に形成した各回路の検査を行う。そして、不良と判定されたものは次の工程から外す。
【００３８】
次に、ガラス基板１１を切断して、各パネル領域５１、制御回路領域５２及びカスタム集積回路領域５３を個々に分離する。パネル領域５１を含む基板はＴＦＴ基板１０となり、制御回路領域５２を有する基板は制御回路基板４となり、集積回路領域５３を有する基板は制御回路基板４に搭載されるカスタム集積回路となる。
【００３９】
その後、ＴＦＴ基板１０と、別途作成した対向基板２０（図２参照）を組み合わせ、両者の間に液晶を封入して液晶表示パネル１とする。
【００４０】
次いで、図６に示すように、制御回路基板４の上にカスタム集積回路５３ａ（集積回路領域５３を有する基板）を搭載して制御回路基板４を完成させ、この制御回路基板４と液晶表示パネル１とをフレキシブルケーブル３で電気的に接続する。その後、図１に示すように、バックライトユニット２の蛍光面側に液晶表示パネル１を配置し、裏面側に制御回路基板４を配置する。これにより、液晶表示装置が完成する。
【００４１】
本実施の形態においては、１枚のガラス基板１１を複数組のパネル領域５１、制御回路領域５２及び集積回路領域５３に区画し、これらの領域にＴＦＴ及び配線等を同時に形成するので、製造効率がよく、製造コストを低減することができる。また、各要素回路に同程度の信頼性を期待することができる。更に、１枚のガラス基板１１の上に１又は複数組の液晶表示装置の部品を形成するので、部品管理が容易になるという利点もある。更に、本実施の形態においては、液晶表示パネル１と制御回路基板４とを分離するので、液晶表示パネル１の額縁部分を狭くすることができる。これにより見栄えがよくなり、デザイン的に優れた液晶表示装置が得られる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。なお、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は制御回路基板を配置する位置が異なることにあり、その他の部分は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態においては、制御回路基板４ａがバックライトユニット２の蛍光面側であって、液晶表示パネル１の額縁部分に対向する位置に配置されている。そして、制御回路基板４ａと液晶表示パネル１とは、フレキシブルケーブル３ａにより電気的に接続されている。液晶表示パネル１の構造及び製造方法は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明装置によれば、表示領域及びドライバ回路を有する第１の基板と、制御回路を有する第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続するので、第１の基板の表示領域の外側部分の幅を狭くすることができる。これにより、小型化が可能であり、デザイン的に優れた液晶表示装置が得られる。
【００４５】
また、本発明方法によれば、ガラス又は石英等の基板をパネル領域及び制御回路領域に区画して、各領域に所定の回路を構成した後、パネル領域を有する第１の基板と、制御回路領域を有する第２の基板とに分離するので、製造効率がよく、製造コストを低減することができる。また、各要素回路に同程度の信頼性を期待することができる。更に、第１の基板の表示領域の外側部分を狭くすることができ、小型化が容易でデザイン的に優れた液晶表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【図２】図２は液晶表示パネルの表示領域における断面図である。
【図３】図３は同じくその液晶表示パネルのＴＦＴ基板の平面図である。
【図４】図４は液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図６】図６は本発明の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図７】図７は本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【図８】図８は従来の液晶表示装置のＴＦＴ基板を示す模式図である。
【符号の説明】
１，６１ 液晶表示パネル、
２ バックライトユニット、
３，３ａ フレキシブルケーブル、
４，４ａ 制御回路基板、
１０ ＴＦＴ基板、
１１，１１ａ，１１ｂ，２１ ガラス基板、
１２ データバスライン、
１３ ゲートバスライン、
１４ 画素電極、
１５ ＴＦＴ、
２０ 対向基板、
３１ 表示領域、
３２，６３ データドライバ回路、
３３，６４ ゲートドライバ回路、
４１ タイミング発生回路、
４２ データ形成回路、
５１ パネル領域、
５２ 制御回路領域、
５３ 集積回路領域。
Claims (4)
- 複数のデータバスライン及び該データバスラインに交差する複数のゲートバスラインが設けられた表示領域と、前記データバスラインにデータ信号を供給するデータドライバ回路と、前記ゲートバスラインに走査信号を供給する走査ドライバ回路と、前記データドライバ回路及び前記走査ドライバ回路に前記データ信号及び前記走査信号の出力タイミングを示す信号を供給する制御回路とを有する液晶表示装置において、
ガラス又は石英からなる第１の基板上に、前記データドライバ回路及び前記走査ドライバ回路の少なくとも一方と前記表示領域とが設けられ、
ガラス又は石英からなる第２の基板上に、前記制御回路が設けられ、
前記第１の基板と前記第２の基板とがフレキシブルケーブルで接続されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 光を出射するバックライトユニットを有し、前記第１の基板は前記バックライトユニットの光出射面側に配置され、前記第２の基板は前記バックライトの前記光出射面と反対側の面側に配置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。
- 光を出射するバックライトユニットを有し、前記第１の基板は前記バックライトユニットの光出射面側に配置され、前記第２の基板は前記バックライトユニットの前記光出射面側で、かつ前記第１の基板の前記表示領域よりも外側部分に対向して配置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。
- 基板を１又は複数組のパネル領域及び制御回路領域に区画して、前記パネル領域に、複数のデータバスラインと、これらのデータバスラインに交差する複数のゲートバスラインと、前記ゲートバスライン及び前記ゲートバスラインに接続された複数の薄膜トランジスタと、これらの薄膜トランジスタにそれぞれ接続された複数の画素電極と、前記データバスライン及び前記ゲートバスラインの少なくとも一方に信号を供給するドライバ回路とを形成し、同時に、前記制御回路領域に、前記ドライバ回路に信号を供給するための制御回路を形成し、
前記基板を切断して、前記パネル領域を有する第１の基板、前記制御回路領域を有する第２の基板を個々に分離し、
前記第１の基板と前記第２の基板とをフレキシブルケーブルで接続することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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