JP7506504B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、集積回路または集積回路付き回路基板を表示パネルに接続した表示装置に関するものである。

表示装置を構成する表示パネルへ外部からの信号を供給するために、集積回路または集積回路を備えた回路基板を表示パネルの絶縁性基板に実装する技術が知られている。この際、表示パネルと当該回路とを接続するための電極が露出していると、電極の腐食や異物による短絡等の問題が生じる。その防止のために、表示パネルの絶縁性基板の裏面および表面に防湿絶縁材料を塗布する技術が知られている。（特許文献１）

特開２０００－２８４７２５号公報

しかしながら、防湿絶縁材料は液状であるため塗布領域の制御が難しい。特に薄いガラス基板やプラスチック基板などのように基板自体が変形しやすい基板に塗布した場合、基板の傾きや変形により、塗布が不要な領域にまで防湿絶縁材料が侵入してしまう可能性がある。

このような状況であっても、例えば、特許文献１に記載の液晶表示装置に用いられる液晶パネルのように、防湿絶縁材料を塗布した後にＦＰＣ等を実装してバックライトや光学シートと共に表示装置に組み入れる場合には、大きな問題は生じない。しかし、防湿絶縁材料を塗布した後に例えばタッチセンサに用いるタッチスクリーンや、液晶表示装置を保護する透明保護板を液晶パネル上に貼りつける場合には、問題が生じうる。

具体的には、このような場合、両者の重ね合わせの精度を維持するためにアライメントマークが重要となるが、防湿絶縁材料が所定の位置に設けられたアライメントマークをも覆ってしまった場合には読取りができなくなる問題が生じうる。すなわち、塗布工程および次工程の歩留まりに影響を及ぼすといった不具合が生じている。

本開示は以上のような課題を解決するためになされたものであり、防湿絶縁材料を塗布する領域を容易に制御することが可能な表示パネルの提供を目的とする。

本開示にかかる表示装置は、表示領域と前記表示領域の周囲にある額縁領域とを有する基板と、前記基板上の前記額縁領域に形成される電極端子と絶縁膜と、前記絶縁膜に開口されたコンタクトホールと、少なくとも前記電極端子を覆う防湿絶縁材料と、を備えており、前記額縁領域は、前記防湿絶縁材料を形成しない塗布禁止領域と、前記塗布禁止領域以外の領域で前記防湿絶縁材料を塗布する領域と、に分けられ、前記電極端子は前記防湿絶縁材料を塗布する領域に形成され、前記塗布禁止領域と前記防湿絶縁材料を塗布する領域との間には、前記コンタクトホールが設けられ、前記コンタクトホールにより前記防湿絶縁材料の前記塗布禁止領域への侵入が阻止されていることを特徴とする表示装置である。

本開示を適用した表示装置においては、防湿絶縁材料を塗布する領域を容易に制御することが可能であるため、防湿絶縁材料が所定外の領域に侵入することにより生じる不具合を防止することが可能となる。

実施の形態1に係る表示装置の液晶パネルの模式図である。 実施の形態1に係る表示装置の液晶パネルの実装部を拡大した平面図である。 実施の形態1に係る表示装置の液晶パネルの実装部を拡大した断面図である。 本開示の表示装置のアレイ基板の工程フローを示す断面図である。 本開示の表示装置のアレイ基板の薄膜トランジスタと画素電極との断面図である。 実施の形態２に係る表示装置のアレイ基板の実装部を拡大した断面図である。 本開示の表示装置のモジュールの断面図である。

実施の形態1.
本開示の表示装置が備える液晶パネルの構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る表示装置の液晶パネルを示しており、ここでは液晶表示装置の液晶パネルを例にして模式的な平面図として示している。

液晶表示装置は表示領域に複数の画素６がマトリクス上に配置されて構成される。そして、複数の画素６の配置に応じて延在する走査配線７や信号配線８と、走査配線７と信号配線８の交差部近傍に形成されて各々の配線と接続するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）と、画素電極等とが形成されたアレイ基板１０と、当該アレイ基板１０と液晶を介して対向配置されてカラーフィルタやブラックマトリクス等が形成された対向基板（図示せず）とを貼り合わせた液晶パネルを備える。

公知の技術により、液晶パネルの両面には偏光板や位相板が貼り付けられ、バックライト、外部回路や筐体等が取り付けられて液晶表示装置が完成する。（いずれも図示せず）

次に、アレイ基板１０の説明を行う。アレイ基板１０は、ガラス、プラスチック等の絶縁性基板１上に各種素子を形成した基板である。平面的には、画像等の表示に直接寄与する表示領域５１と、表示領域５１の外周である額縁領域５２とに分けられる。額縁領域５２には、ＣＯＧ（Chip On Film）またはＣＯＦ(Chip On Film)実装技術により、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６１で図示するような集積回路が実装されている。

また、アレイ基板１０の端部には、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６１に制御信号、クロック、画像データ等を供給する外部回路と接続するフレキシブル基板９の複数の端子（図示せず）が設けられている。フレキシブル基板９とアレイ基板１０とが重なる領域（点線で図示）は実装部９ａであり、後述するように端子の電極２が並置されている。

なお、図１では、表示領域５１から、走査配線駆動回路６０または信号配線駆動回路６１の出力部へ延びる走査配線または信号配線の引き出し配線や、走査配線駆動回路６０および信号配線駆動回路６１の入力部と、アレイ基板１０の端部に設けられたフレキシブル基板９の複数の端子とを接続する入力配線が多数本あるが、図の簡略化のためにこれらの多数の配線は図示していない。

小型のパネルでは、配線の総本数が比較的少ないので、走査配線用駆動回路６０および信号配線用駆動回路６１を一体化した駆動回路が使用されることがある。一体化する際には、各々のフレキシブル基板９もまとめて１枚にすることがある。

図２は、実施の形態１に係る表示装置の液晶パネルにおけるフレキシブル基板の実装部の平面図である。図３は、図２においてＡ－Ａで示す箇所の断面図である。以下、フレキシブル基板の実装部について説明するが、当該実装部の構造は走査配線用駆動回路６０および信号配線用駆動回路６１等の集積回路の実装部と同様の構造であり、ここでの説明は、それらの実装部にも適用できる。

図３に示すように、液晶パネルにおけるアレイ基板１０の額縁領域５２上には複数の電極２が並置されている。これらの複数の電極２は前述の通り、外部回路から電圧を供給されて、表示領域５１内の配線や画素電極に伝達するための電極端子である。電極２には電圧が印加されるため異物や腐食から保護するために、電極２を覆うように防湿樹脂材料１２が塗布される。

一方、アライメントマーク１１のように防湿樹脂材料１２を塗布しない領域も存在する。図３において、アライメントマーク１１を囲む四角い領域は、塗布禁止領域２１である。図示していないが、塗布禁止領域２１以外の領域であれば、防湿樹脂材料１２を塗布しても構わない。なお、図３においては、塗布禁止領域２１としてアライメントマーク１１を含めた近傍領域を設定したが、他に防湿樹脂材料１２を塗布してはいけない領域があれば、同様である。

図２と図３に示すように、塗布禁止領域２１の周囲を囲むように複数のコンタクトホール５が形成されている。そして、防湿樹脂材料１２は、コンタクトホール５の開口縁で丸く収まっており、コンタクトホール５を埋めていない。つまり、防湿樹脂材料１２はコンタクトホール５の開口縁において堰き止められている。以下、この構造について説明する。

防湿絶縁材料は液体である。表面張力の特性から、液体は自身の表面積をできる限り小さくしたいという傾向を有する。そのため、液体である防湿絶縁材料がコンタクトホールで設けた窪みを超える際、窪みが無い場合と比べると、より多くのエネルギーが必要となる。

したがって、このようなコンタクトホール５を塗布禁止領域２１の近傍に複数個設けることにより、防湿絶縁材料１２が塗布禁止領域２１に侵入することを阻止することができる。そのため、図３に示すようにアライメントマーク１１が防湿絶縁材料１２に覆われることもないため、アライメント不良となる不具合を防止することができる。この効果により、例えば、液晶表示パネルの視認側にタッチパネルや保護板を重畳させる際にもアライメントを正常に行うことができ、位置がずれることを防止できる。

次に、図２、図３に示す電極端子の製造方法について図４と図５とを用いて説明する。図４は、図３に示す電極端子の製造フローである。図５は、電極端子と同時に表示領域内に形成される薄膜トランジスタと画素電極との断面図である。

図４（ａ）は走査配線の写真製版後の状態を示している。図示する通り、ガラス、プラスチック等の絶縁性基板１上に、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の金属や、これらの合金または積層膜からなるアライメントマーク１１が形成されている。この金属層は、図５においてゲート電極１３と同じ層で形成してもよく、ゲート電極１３は走査配線７と接続してもよい。

次に、図４（ｂ）に示すように、この上層の全面に酸化膜、窒化膜等からなる絶縁膜３が形成されている。この絶縁膜３は、図５におけるゲート絶縁膜１４と対応してもよい。図５においては、ゲート電極１３を覆うゲート絶縁膜１４上に半導体層１５とオーミックコンタクト膜１６とが積層して形成されているが、図４（ｂ）においては当該積層構造を図示していない。これに関しては後述の実施の形態２において説明する。

その後、図５に示すように、信号配線８と同一層からなるソース電極１７やドレイン電極１８が、オーミックコンタクト膜１６と重なるように形成される。図示しないが、ソース電極１７は信号配線８と接続している。ソース電極１７とドレイン電極１８から露出するオーミックコンタクト膜１６は最終的に除去される。その際、アレイ基板上の電極端子の周囲に信号配線（図示せず）も形成する。

図５から、ソース電極１７とドレイン電極１８との間において、オーミックコンタクト膜１６は除去されて、半導体層１５はＴＦＴのチャネル部となる。このようにして、スイッチング素子であるＴＦＴが構成されている。

その後、図４（ｃ）に示すように、この上層の全面に酸化膜、窒化膜等からなる絶縁膜４を形成する。この絶縁膜４は、図５における保護絶縁膜１９と対応してもよい。

その後、図３に示すように、絶縁膜形成後、不要な絶縁膜３および絶縁膜４を除去してコンタクトホール５を形成する。

この上層の前面に透明導電膜を成膜した後、パターニングにより不要な透明導電膜を除去する。この透明導電膜は、図５における画素電極２０と対応してもよい。一方、図４（ｃ）においては当該透明導電膜を図示していない。これに関しても後述の実施の形態２において説明する。

本実施の形態においては、塗布禁止領域２１とそれ以外の領域との境界に配置された複数のコンタクトホールが各々互いに分離している構造を図示した。各々のコンタクトホールを分離せずに形成しても効果はあるが、各々のコンタクトホールを分離させた場合、各々の開口縁の数や長さが増大するため、防湿絶縁材料が塗布禁止領域に侵入することをより確実に防止できる。

今回のアレイ基板の製造フローは、従来の製造フローと同一であり、マスクおよび工程の追加も不要であるため、生産効率を低下させることがない。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る表示装置のアレイ基板の額縁領域上の実装部の構成を示す。実施の形態２では、コンタクトホール５の開口縁に絶縁膜３、４が存在する領域において半導体層１５と同層の半導体層１５ａ、信号配線８と同層の導電膜８ａ、画素電極２０と同層の透明導電膜２０ａをも残している点が、実施の形態１と異なる。なお、図６に示すように、半導体層、導電膜、透明導電膜をすべて積層させても良いが、そのうち少なくとも１層のみ設けてもよい。

そのため、本実施の形態においては、実施の形態１で説明した構造よりもコンタクトホールの深さ方向での高低差が大きくなる。図６において防湿絶縁材料（図示せず）が窪みを超える際に必要となる液体の表面積は実施の形態１の構造よりも大きくなるため、実施の形態１の状況に比べてさらにエネルギーを要することになる。これにより、本実施の形態においては防湿絶縁材料の侵入をより確実に防止することが可能となる。

実施の形態１、２で説明した液晶パネルは、前述したとおり、アレイ基板と対向基板との間に液晶を封入するようにシール材で互いに貼り合わせて構成されている。この液晶パネルを備えるモジュールについて図７に示す。当該モジュールを適宜、各機器に組み込むことにより表示装置が完成する。なお、図７においては液晶パネルで特有な偏光板等の図示は省略している。

図７から、液晶パネル３０は光学シート３１とともに、光源を備えるバックライト３２上に位置し、フレーム３３内に収納されている。液晶パネル３０上には透明な接着層３４を介して保護カバー３５が配置されている。透明な接着層３４は透明な粘着シートでもよいし、硬化型の液状樹脂でもよい。また、保護カバー３５はタッチ検出機能を有するタッチスクリーンでもよいし、あるいは、液晶パネル３０と保護カバー３５との間にタッチスクリーンを配置してもよい。本開示は、特に図７のように液晶パネル３０と保護カバー３５とを積層する構造に有効である。

実施の形態１、２では、液晶パネルを用いた液晶表示装置について説明してきたが、本開示は液晶表示装置には限定されない。液晶パネルは、有機ＥＬパネルでもよいし、電気泳動型のパネルでもよい。

１ 基板、２ 電極、３ 絶縁膜、４ 絶縁膜、５ コンタクトホール、
６ 画素、７ 走査配線、８ 信号配線、９ フレキシブル基板、９ａ 実装部、
１０ アレイ基板、１１ アライメントマーク、１２ 防湿樹脂材料、
１３ ゲート電極、１４ ゲート絶縁膜、１５ 半導体層、１６ オーミックコンタクト膜、
１７ ソース電極、１８ ドレイン電極、１９ 保護絶縁膜、２０ 画素電極、
２１ 塗布禁止領域、３０ 液晶パネル、５１ 表示領域、５２ 額縁領域、
６０ 走査配線駆動回路、６１ 信号配線駆動回路

Claims (6)

1. 表示領域と前記表示領域の周囲にある額縁領域とを有する基板と、
   前記基板上の前記額縁領域に形成される電極端子と絶縁膜と、
   前記絶縁膜に開口されたコンタクトホールと、
   少なくとも前記電極端子を覆う防湿絶縁材料と、を備えており、
   前記額縁領域は、前記防湿絶縁材料を形成しない塗布禁止領域と、前記塗布禁止領域以外の領域で前記防湿絶縁材料を塗布する領域と、に分けられ、
   前記電極端子は前記防湿絶縁材料を塗布する領域に形成され、
   前記塗布禁止領域と前記防湿絶縁材料を塗布する領域との間には、前記コンタクトホールが設けられ、
   前記コンタクトホールにより前記防湿絶縁材料の前記塗布禁止領域への侵入が阻止されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記防湿絶縁材料は、前記コンタクトホールの少なくとも１個の開口縁において、丸くなって当該コンタクトホールを埋めていない、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記コンタクトホールは複数形成されており、互いに分離している、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記コンタクトホールの開口縁に、半導体層、金属膜、透明導電膜の少なくとも１層を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記防湿絶縁材料を形成しない領域内にアライメントマークを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記基板と重畳する保護カバーまたはタッチスクリーンをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。

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