JP2004354496A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置の電気接続用端子にゴミが付着することを軽減する。
【解決手段】基板１０上に、第１のメタル層１、第１の絶縁膜６、第２のメタル層２、第２の絶縁膜７、ＩＴＯ層３が順次形成されている。また、各層メタルの接続用として、第１のコンタクトホール４と、第１のコンタクトホール４より所定の間隔をあけて小さく第２のコンタクトホール５が配置される。第１のコンタクトホール４により第１のメタル層１と第２のメタル層２が、第２のコンタクトホール５により第２のメタル層２とＩＴＯ層３が接続される。平面構造は、ＩＴＯ層３は、圧着する側の導電パターンの外形，ピッチ等にあわせて形成され、その内側に第２のコンタクトホール５が配置される。ＩＴＯ層３の端辺は、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、第２のメタル層２の端辺に対し間隔をあけて配置される。
【選択図】 図１
【解決手段】基板１０上に、第１のメタル層１、第１の絶縁膜６、第２のメタル層２、第２の絶縁膜７、ＩＴＯ層３が順次形成されている。また、各層メタルの接続用として、第１のコンタクトホール４と、第１のコンタクトホール４より所定の間隔をあけて小さく第２のコンタクトホール５が配置される。第１のコンタクトホール４により第１のメタル層１と第２のメタル層２が、第２のコンタクトホール５により第２のメタル層２とＩＴＯ層３が接続される。平面構造は、ＩＴＯ層３は、圧着する側の導電パターンの外形，ピッチ等にあわせて形成され、その内側に第２のコンタクトホール５が配置される。ＩＴＯ層３の端辺は、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、第２のメタル層２の端辺に対し間隔をあけて配置される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に液晶表示パネルの基板上に形成された電気接続用端子部へのゴミの付着を軽減し得る構造の液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、パーソナルコンピュータやＴＶなどのディスプレイとして広く用いられている。中でもアクティブマトリックス型液晶表示装置は、高速応答性を有し、高画素数化に適しており、ディスプレイ画面の高画質化、大型化、カラー化等を実現するディスプレイとして実用化されている。以下アクティブマトリックス型液晶表示装置を例に採って説明する。
【０００３】
図３は、アクティブマトリックス型液晶表示装置を模式的に表した平面図である。アクティブマトリックス型液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間に液晶層を挟持させた構造を有している。ＴＦＴ基板１１には、信号線１３と走査線１４の交差部に画素電極１７がマトリックス状に配設され、各画素電極１７には駆動用のＴＦＴ（スイッチング素子）１８が付設されている。信号線１３の端部には信号線用端子１６が設けられており、また走査線１４の端部には走査線用端子１５が設けられている。これら信号線端子１６および走査線端子１５は、フレキシブル配線基板の端子や駆動回路などのバンプの圧着、また表示検査時の駆動信号入力のためのプローブの接触等をする電気接続用端子である。一方、対向基板１２には図示はしていないが共通電極やカラーフイルタおよび配向膜が設けられている。なお、共通電極は、ＴＦＴ基板上に設けるものもある。
【０００４】
図４（ａ）〜（ｆ）は、液晶表示装置の製造方法、特にＴＦＴ基板の製造方法の１例を工程順に示した断面図である。ガラスなどの透明基板２１上に第１のメタル層を形成し、パターニングして走査線２２および走査線用端子２３を形成する。この上全面に第１の絶縁膜２４を形成する。次に全面に第２のメタル層を形成し、パターニングして信号線２５および信号線用端子２６を形成する。次にこれらの上全面に第２の絶縁層２７を形成する。次にコンタクトホール２８および２９を形成して走査線用端子２３および信号線用端子２６を露出させる。次にこの上全面に透明な導電膜を形成し、パターニングして画素電極３０および走査線用端子と信号線用端子に接続された透明電極３１、３２を形成する。この後、表示領域に配向膜を形成する。この後、配向膜上に液晶分子を所定方向に配列させるために、例えばラビングなどによりある方向性をもった傷を形成する。なお、スイッチング素子であるＴＦＴの形成工程については、本発明に直接関係がないので省略してある。
【０００５】
ラビングは、図５に示すようにラビングロール５１を回転させながら基板５２の表面をスライドさせ、ラビング布の毛で配向膜上にある方向性をもった傷を形成する方法が一般的である。このラビング方法によると、ラビング布の毛により削られた配向膜屑や、ラビング布から剥離した繊維屑といったゴミが発生する。またラビング工程ではあるまとまった枚数の基板をまとめて処理するため、ラビングロールに付着する等したゴミは一基板のみならず、処理する基板全体に運ばれることになる。こうやって運ばれたゴミは、コンタクトホール等、基板上の表面段差の大きい部分に多く付着する。
【０００６】
ここで、ラビングによる段差へのゴミ付着例を図６に示す。図５に示すようなラビングロール５１の回転，基板進行方向の場合、図６に示すように基板５２に形成されている段差部５３のＡ部およびＢ部に屑が付着する。この回転方向であるとラビング方向前方のＢ部の屑はラビングロールの毛により掻きだされるためゴミの付着量が少ないが、ラビング方向後方のＡ部はラビングロールの回転方向に対して影になっているため、よりゴミの付着量が多くなる。よってラビング時のゴミ付着を軽減させる場合、このゴミの付着量が多いＡ部に相当する段差を軽減することにより、ゴミ付着量が大幅に軽減する。
【０００７】
ここで従来の端子構造を説明する。第１の従来技術の端子構造を図７に示す。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。断面構造は、図７（ｂ）に示すように基板１０上より、第１のメタル層１、第１の絶縁膜６、第２のメタル層２、第２の絶縁膜７、ＩＴＯ層３からなる。また、各層メタルの接続用として、第１のコンタクトホール４と、第２のコンタクトホール５が配置される。第１のコンタクトホール４により第１のメタル層１と第２のメタル層２が、第２のコンタクトホール５により第２のメタル層２とＩＴＯ層３が接続される。平面構造は、図７（ａ）に示すように外側からＩＴＯ層３、第１のメタル層１、第２のメタル層２、第１のコンタクトホール４、第２のコンタクトホール５と順に形成される。
【０００８】
また第１の従来技術より工程数を削減した場合の端子構造として、第２の従来技術の端子構造を説明する。第２の従来技術を図８に示す。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。断面構造は、図８（ｂ）に示すように基板１０上より、第１のメタル層１、第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７、ＩＴＯ層３からなる。また、第１のメタル層１とＩＴＯ膜３との接続用として、第１のコンタクトホール４が配置される。第１のコンタクトホール４は第１の絶縁膜６と第２の絶縁膜７の両膜にホールを形成する。平面構造は、図８（ａ）に示すように外側からＩＴＯ層３、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、と順に形成される。これら従来の端子構造は、第１のコンタクトホール４と第２のコンタクトホール５の端面が近接もしくは一致しているため、最上層のＩＴＯ層３の表面段差は第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７の厚みをあわせた分とほぼ同等であり大きい。よって先に述べたラビング工程でのゴミが付着量は多くなる。
【０００９】
なお、この配向膜の屑付着を軽減させるための技術として、従来基板表面の段差を軽減することによりゴミ付着防止や配向膜の印刷性の向上する方法が提案されている。この方法は、スイッチング素子と画素電極とを電気的に接続するためのコンタクトホール内に有機樹脂の平坦化層を設けるというものである（特許文献１参照）。
【００１０】
また、他の従来の技術として、表示領域外にダミー電極を配列し、ラビング処理時布材から剥離した繊維屑をダミー電極で除去することで表示領域内にゴミが進入するのを防ぐことが提案されている（特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−３１１９６３号公報（〔００２９〕、〔００３０〕、図１）
【特許文献２】
特開平９−４３６２９号公報（〔０００７〕〜〔００１０〕、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した第１の従来の端子構造の場合、第１のコンタクトホール４と第２のコンタクトホール５の端面が近接しているため、最上層のＩＴＯ層３の表面段差は第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７の厚みをあわせた分とほぼ同等であり大きい。また段差を軽減するため第１のコンタクトホール４の端面に対して第２のコンタクトホール５の端面を所定の間隔以上離すように形成すれば一段差の変化量が小さくなりゴミ付着量は軽減できるが、第２のコンタクトホール５のサイズがかなり小さくなり電気的接続においてコンタクト（接触）抵抗の増加が懸念される。
【００１３】
また、第２の従来の端子構造の場合、第１のコンタクトホール４で第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７に同時に穴を形成するため、最上層のＩＴＯ層３の表面段差は両層厚みをあわせた分となり、表面段差が大きくなる。このためゴミが付着し易いという問題がある。
【００１４】
また、上記特許文献１の段差を軽減する方法は、コンタクトホール内に有機樹脂の平坦化層を形成するという方法であり、本発明が対象にしている端子部へ適用すると当然のことながら圧着する側との導通はとれなくなってしまう。
【００１５】
さらに、上記特許文献２の段差を軽減する方法は、表示領域へのゴミ付着を対策するものであり、この技術により端子部のゴミ付着の軽減はできない。また、前記ダミー電極に相当するようなゴミを除去する何らかのパターンを端子部周辺に配置するには、それらのパターンを形成するためのスペースが必要である。設計的に余分なスペースがない場合には、この技術を使用することは難しい。
【００１６】
本発明の目的は、こうした端子部における段差を、従来の特性を損なうことなく小さくできる電気接続用端子構造を有する液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明絶縁性基板上にマトリクス状に配置された複数の走査線と信号線を備え、走査線と信号線との交差部には画素電極およびスイッチング素子が設けられている第１の基板と、この第１の基板と平行に配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置において、前記走査線および信号線の電気接続用端子部が、段差を小さくした構造を有することを特徴とする。電気接続用端子部は、第１のメタル層と、第１のメタル層を露出させるための第１のコンタクトホールを備える第１の絶縁膜と、前記第１のコンタクトホール内に前記第１のメタル層に接続するように形成した第２のメタル層と、前記第２のメタル層を露出させるための第２のコンタクトホールを備える第２の絶縁膜と、前記第２のメタル層と接続するように形成した透明電極層とから構成され、前記第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの外周壁より所定の間隔を開けて小さく形成されている。第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの中央にまたは前記第１のコンタクトホールの中央からラビング方向にずれて設けられている形成されている。透明電極層は、その端辺が前記第２の絶縁膜の段差のある外周壁より間隔をあけて小さく形成されていることを特徴とする。そして透明電極層は、その外周部が前記第２のコンタクトホール上から前記第２の絶縁膜の上に掛るように形成されている。前記透明電極層は、ラビング方向にずれた第２のコンタクトホール上に、前記第２のメタル層に接続されて設けられている。
【００１８】
また、本発明によれば、透明基板上にメタル層を形成し、パターニングして走査線と共にその電気接続用端子部となる第１のメタル層を形成する工程と、この上全面に第１の絶縁膜を形成し前記第１のメタル層を露出させるための第１のコンタクトホールを形成する工程と、この上全面にメタル層を形成し、パターニングして信号線と共に前記第１のメタル層に接続された第２のメタル層を形成する工程と、これらの上全面に第２の絶縁層を形成し第２のコンタクトホールを設け前記第２のメタル層を露出させる工程と、この上全面に透明な導電膜を形成し、パターニングして画素電極および前記第２のメタル層に接続された透明電極層を形成する工程と、外周部の電気接続用端子部の部分を除いた全面（表示領域）に配向膜を形成する工程と、この配向膜上に液晶分子を所定方向に配列させるためのラビング処理を行う工程とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの外周壁より所定の間隔を開けて小さく形成されている液晶表示装置の製造方法が得られる。第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの中央部に位置するように形成されているか、または第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの内部でラビング方向にずれて形成されており、透明電極層は、第２のコンタクトホール上に形成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。ここではアクティブマトリックス型液晶表示装置を例にとって説明する。本発明の液晶表示装置の全体構成は、図３に模式的に示したように、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間に液晶層を挟持させた構造を有している。ＴＦＴ基板１１には、信号線１３と走査線１４の交差部に画素電極１７がマトリクス状に配設され、各画素電極１７には駆動用のＴＦＴ（スイッチング素子）１８が付設されている。信号線１３の端部には信号線用端子１６が設けられており、また走査線１４の端部には走査線用端子１５が設けられている。これら信号線端子１６および走査線端子１５は、フレキシブル配線基板端子や駆動回路などのバンプの圧着、また表示検査時の駆動信号入力のためのプローブの接触等をする電気接続用端子である。一方、対向基板１２には図示はしていないが共通電極やカラーフイルタおよび配向膜が設けられている。本発明の特徴部分は、以下に説明するように信号線端子および走査線端子の構造にある。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態である走査線端子または信号線端子構造を示す平面図および断面図である。端子の断面構造は、図１（ｂ）に示すようにガラスなどの透明基板１０上に設けた第１のメタル層１、この第１のメタル層１を露出させるための第１のコンタクトホール４を形成した第１の絶縁膜６、第１のメタル層１と接続するように第１のコンタクトホール４内に設けた第２のメタル層２、この第２のメタル層２を露出させるための第２のコンタクトホール５を備える第２の絶縁膜７、第２のコンタクトホール５を介して第２のメタル層２と接続するように設けたＩＴＯ層３からなる。ＩＴＯ層３は、その外周部が第２のコンタクトホール５の上から第２の絶縁膜７に掛かるように形成されている。
【００２１】
平面構造は、図１（ａ）に示すように第２のコンタクトホール５は、第１のコンタクトホール４の外周壁より所定の間隔をあけて小さく形成されている。ＩＴＯ層３は、圧着する側の導電パターンの外形，ピッチ等にあわせて形成され、その内側に第２のコンタクトホール５が配置される。すなわち、ＩＴＯ層３は、第２のコンタクトホール５より広い幅ａを有しており、外周部は第２の絶縁膜７の上まで延びて形成されている。しかしＩＴＯ層３の外周幅は、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４および第２のメタル層２の端辺の幅より小さくされている。ＩＴＯ層３の外周辺は、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４および第２のメタル層２の端辺とは所定の間隔をあけて配置されている。ここでいう所定の間隔とは、第１のコンタクトホール４により形成される段差と、第２のコンタクトホール５により形成される段差の位置を離すためのものである。なお、ＩＴＯ層３の少なくとも１辺において、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４および第２のメタル層２の端辺と所定の間隔をあけて配置されておればよい。
【００２２】
次に本発明の液晶表示装置の製造方法、特に図１に示す端子構造を有するＴＦＴ基板の製造方法の１例を工程順に説明する。ガラスなどの透明基板の上に、メタル層を形成し、パターニングして例えば走査線と共にその端子部となる第１のメタル層１を形成する。つぎにこの上全面に第１の絶縁膜６を形成し、第１のコンタクトホール４を設けて端子部の第１のメタル層１を露出させる。ついで第１の絶縁膜６の上にメタル層を形成し、パターニングして例えば信号線と共に第１のコンタクトホール４内に第１のメタル層１と接続された第２のメタル層２を形成する。つぎにこの上全面に第２の絶縁膜７を形成し、この第２の絶縁膜７に第１のコンタクトホール４より小さい第２のコンタクトホール５を形成し、第２のメタル層２の１部を露出させる。つぎにこの上全面にＩＴＯ膜を設け、パターニングして画素電極と共に第２のコンタクトホール５の上にＩＴＯ層３を形成する。このＩＴＯ層３は、第２のコンタクトホール５より大きいが第１のコンタクトホール４より小さい広がりを有するように形成する。この後、外周部の走査線用端子と信号線用端子の部分などを除いた表示領域に配向膜を形成し、配向膜表面に液晶分子を所定方向に配列させるために、例えばラビングなどによりある方向性をもった傷を形成する。
【００２３】
なお、スイッチング素子であるＴＦＴの形成工程については、本発明に直接関係がないので省略してある。また、対向基板は従来と同様に透明基板上に共通電極やカラーフイルタおよび配向膜を形成して製作する。このようにして製作したＴＦＴ基板と、べつに製作した対向基板とを間に液晶層を挟んで対向させることにより液晶表示装置が完成する。なお、ここでは対向基板上に共通電極を設ける例について述べたが、共通電極はＴＦＴ基板側に設けてもよい。
【００２４】
このように本実施形態の電気接続用端子においては、端子を構成しているＩＴＯ層３の表面の段差が第２の絶縁膜７の厚みのみとなるため、表面段差は小さくなりラビング工程において端子へのゴミ付着を軽減できるという効果がある。
【００２５】
次に本発明の第２の実施形態の端子構造について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態である電気接続用端子を示す断面図および平面図である。断面構造は図２（ｂ）に示すように、透明基板１０上に形成した第１のメタル層１、この第１のメタル層１の上部に形成した第１のコンタクトホール４を有する第１の絶縁膜６、第１のコンタクトホール４内に第１のメタル層１と接続するように形成した第２のメタル層２、第２のコンタクトホール５を有する第２の絶縁膜７、第２のコンタクトホール５を介して第２のメタル層２に接続されたＩＴＯ層３からなる。ここで第２のコンタクトホール５は、第１のコンタクトホール４の中央からラビング方向に偏って設けられている。ＩＴＯ層３は、偏ったコンタクトホール５の上に外周部が第２の絶縁膜７に掛かるように設けられている。
【００２６】
平面構造は、図２（ａ）に示すようにＩＴＯ層３が圧着する側の端子の外形，ピッチにあわせて形成され、その内側に第２のコンタクトホール５が配置される。そして第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、第２のメタル層２の端辺が、ＩＴＯ層３の一部の端辺に対して所定の間隔をあけて形成されている。すなわちＩＴＯ層３がラビング方向に偏って形成されており、ラビング方向の後方部では第１のコンタクトホール４の端辺に対し間隔があいている。これは図６で説明したことから分かるように、ラビング方向の前端部（Ｂ部）にはラビング時の配向膜の屑がたまりにくいが、後端部（Ａ部）では屑がたまりやすいので、本実施形態のようにラビング方向の後方部において、端子のＩＴＯ層が段差を形成している第１のコンタクトホール４の端辺から間隔があいて離れておれば、端子へのゴミ付着は少ないからである。ここが第１の実施形態との相違点になる。この第２の実施形態の端子構造は、上述した第１の実施形態とほぼ同様の工程を経て製作することができる。
【００２７】
この第２の実施形態によれば、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、第２のメタル層２の形成領域を第１の実施形態よりも小さくできるため、圧着側の端子ピッチが狭い場合等でも活用でき、屑の発生状況によっては第１の実施形態と同等の効果が期待できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明の電気接続用端子構造によれば、以下のような効果が得られる。
（１）外部と電気接触する領域ａ（図１参照）の表面段差が小さくなり、ラビング時の配向膜屑やラビング布から剥離した繊維屑に代表されるような工程上で発生するゴミが端子へ付着することを軽減できる。
（２）領域ａ（図２参照）を広げる必要がないため、圧着側の端子が狭ピッチの場合にも活用できる。
（３）第１のコンタクトホール、第２のコンタクトホールとも広く形成することが可能であり、コンタクト抵抗の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態である端子構造を示す平面図および断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態である端子構造を示す平面図および断面図である。
【図３】アクティブマトリックス型液晶表示装置の構成を模式的に示した平面図である。
【図４】液晶表示装置の製造工程の要部を工程順に説明する断面図である。
【図５】基板のラビング工程を説明するための図である。
【図６】基板のラビング工程において、基板の段差部にゴミが付着する様子を説明するための図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、従来の端子構造を示す平面図および断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、従来の他の端子構造を示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
１ 第１のメタル層
２ 第２のメタル層
３ ＩＴＯ層
４ 第１のコンタクトホール
５ 第２のコンタクトホール
６、２４ 第１の絶縁膜
７、２７ 第２の絶縁膜
１０、２１ 基板
１１ ＴＦＴ基板
１２ 対向基板
１３、２５ 信号線
１４、２２ 走査線
１５、２３ 走査線用端子
１６、２６ 信号線用端子
１７、３０ 画素電極
２８、２９ コンタクトホール
３１、３２ 透明電極
５１ ラビングロール
５２ 基板
５３ 段差部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に液晶表示パネルの基板上に形成された電気接続用端子部へのゴミの付着を軽減し得る構造の液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、パーソナルコンピュータやＴＶなどのディスプレイとして広く用いられている。中でもアクティブマトリックス型液晶表示装置は、高速応答性を有し、高画素数化に適しており、ディスプレイ画面の高画質化、大型化、カラー化等を実現するディスプレイとして実用化されている。以下アクティブマトリックス型液晶表示装置を例に採って説明する。
【０００３】
図３は、アクティブマトリックス型液晶表示装置を模式的に表した平面図である。アクティブマトリックス型液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間に液晶層を挟持させた構造を有している。ＴＦＴ基板１１には、信号線１３と走査線１４の交差部に画素電極１７がマトリックス状に配設され、各画素電極１７には駆動用のＴＦＴ（スイッチング素子）１８が付設されている。信号線１３の端部には信号線用端子１６が設けられており、また走査線１４の端部には走査線用端子１５が設けられている。これら信号線端子１６および走査線端子１５は、フレキシブル配線基板の端子や駆動回路などのバンプの圧着、また表示検査時の駆動信号入力のためのプローブの接触等をする電気接続用端子である。一方、対向基板１２には図示はしていないが共通電極やカラーフイルタおよび配向膜が設けられている。なお、共通電極は、ＴＦＴ基板上に設けるものもある。
【０００４】
図４（ａ）〜（ｆ）は、液晶表示装置の製造方法、特にＴＦＴ基板の製造方法の１例を工程順に示した断面図である。ガラスなどの透明基板２１上に第１のメタル層を形成し、パターニングして走査線２２および走査線用端子２３を形成する。この上全面に第１の絶縁膜２４を形成する。次に全面に第２のメタル層を形成し、パターニングして信号線２５および信号線用端子２６を形成する。次にこれらの上全面に第２の絶縁層２７を形成する。次にコンタクトホール２８および２９を形成して走査線用端子２３および信号線用端子２６を露出させる。次にこの上全面に透明な導電膜を形成し、パターニングして画素電極３０および走査線用端子と信号線用端子に接続された透明電極３１、３２を形成する。この後、表示領域に配向膜を形成する。この後、配向膜上に液晶分子を所定方向に配列させるために、例えばラビングなどによりある方向性をもった傷を形成する。なお、スイッチング素子であるＴＦＴの形成工程については、本発明に直接関係がないので省略してある。
【０００５】
ラビングは、図５に示すようにラビングロール５１を回転させながら基板５２の表面をスライドさせ、ラビング布の毛で配向膜上にある方向性をもった傷を形成する方法が一般的である。このラビング方法によると、ラビング布の毛により削られた配向膜屑や、ラビング布から剥離した繊維屑といったゴミが発生する。またラビング工程ではあるまとまった枚数の基板をまとめて処理するため、ラビングロールに付着する等したゴミは一基板のみならず、処理する基板全体に運ばれることになる。こうやって運ばれたゴミは、コンタクトホール等、基板上の表面段差の大きい部分に多く付着する。
【０００６】
ここで、ラビングによる段差へのゴミ付着例を図６に示す。図５に示すようなラビングロール５１の回転，基板進行方向の場合、図６に示すように基板５２に形成されている段差部５３のＡ部およびＢ部に屑が付着する。この回転方向であるとラビング方向前方のＢ部の屑はラビングロールの毛により掻きだされるためゴミの付着量が少ないが、ラビング方向後方のＡ部はラビングロールの回転方向に対して影になっているため、よりゴミの付着量が多くなる。よってラビング時のゴミ付着を軽減させる場合、このゴミの付着量が多いＡ部に相当する段差を軽減することにより、ゴミ付着量が大幅に軽減する。
【０００７】
ここで従来の端子構造を説明する。第１の従来技術の端子構造を図７に示す。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。断面構造は、図７（ｂ）に示すように基板１０上より、第１のメタル層１、第１の絶縁膜６、第２のメタル層２、第２の絶縁膜７、ＩＴＯ層３からなる。また、各層メタルの接続用として、第１のコンタクトホール４と、第２のコンタクトホール５が配置される。第１のコンタクトホール４により第１のメタル層１と第２のメタル層２が、第２のコンタクトホール５により第２のメタル層２とＩＴＯ層３が接続される。平面構造は、図７（ａ）に示すように外側からＩＴＯ層３、第１のメタル層１、第２のメタル層２、第１のコンタクトホール４、第２のコンタクトホール５と順に形成される。
【０００８】
また第１の従来技術より工程数を削減した場合の端子構造として、第２の従来技術の端子構造を説明する。第２の従来技術を図８に示す。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。断面構造は、図８（ｂ）に示すように基板１０上より、第１のメタル層１、第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７、ＩＴＯ層３からなる。また、第１のメタル層１とＩＴＯ膜３との接続用として、第１のコンタクトホール４が配置される。第１のコンタクトホール４は第１の絶縁膜６と第２の絶縁膜７の両膜にホールを形成する。平面構造は、図８（ａ）に示すように外側からＩＴＯ層３、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、と順に形成される。これら従来の端子構造は、第１のコンタクトホール４と第２のコンタクトホール５の端面が近接もしくは一致しているため、最上層のＩＴＯ層３の表面段差は第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７の厚みをあわせた分とほぼ同等であり大きい。よって先に述べたラビング工程でのゴミが付着量は多くなる。
【０００９】
なお、この配向膜の屑付着を軽減させるための技術として、従来基板表面の段差を軽減することによりゴミ付着防止や配向膜の印刷性の向上する方法が提案されている。この方法は、スイッチング素子と画素電極とを電気的に接続するためのコンタクトホール内に有機樹脂の平坦化層を設けるというものである（特許文献１参照）。
【００１０】
また、他の従来の技術として、表示領域外にダミー電極を配列し、ラビング処理時布材から剥離した繊維屑をダミー電極で除去することで表示領域内にゴミが進入するのを防ぐことが提案されている（特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−３１１９６３号公報（〔００２９〕、〔００３０〕、図１）
【特許文献２】
特開平９−４３６２９号公報（〔０００７〕〜〔００１０〕、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した第１の従来の端子構造の場合、第１のコンタクトホール４と第２のコンタクトホール５の端面が近接しているため、最上層のＩＴＯ層３の表面段差は第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７の厚みをあわせた分とほぼ同等であり大きい。また段差を軽減するため第１のコンタクトホール４の端面に対して第２のコンタクトホール５の端面を所定の間隔以上離すように形成すれば一段差の変化量が小さくなりゴミ付着量は軽減できるが、第２のコンタクトホール５のサイズがかなり小さくなり電気的接続においてコンタクト（接触）抵抗の増加が懸念される。
【００１３】
また、第２の従来の端子構造の場合、第１のコンタクトホール４で第１の絶縁膜６、第２の絶縁膜７に同時に穴を形成するため、最上層のＩＴＯ層３の表面段差は両層厚みをあわせた分となり、表面段差が大きくなる。このためゴミが付着し易いという問題がある。
【００１４】
また、上記特許文献１の段差を軽減する方法は、コンタクトホール内に有機樹脂の平坦化層を形成するという方法であり、本発明が対象にしている端子部へ適用すると当然のことながら圧着する側との導通はとれなくなってしまう。
【００１５】
さらに、上記特許文献２の段差を軽減する方法は、表示領域へのゴミ付着を対策するものであり、この技術により端子部のゴミ付着の軽減はできない。また、前記ダミー電極に相当するようなゴミを除去する何らかのパターンを端子部周辺に配置するには、それらのパターンを形成するためのスペースが必要である。設計的に余分なスペースがない場合には、この技術を使用することは難しい。
【００１６】
本発明の目的は、こうした端子部における段差を、従来の特性を損なうことなく小さくできる電気接続用端子構造を有する液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明絶縁性基板上にマトリクス状に配置された複数の走査線と信号線を備え、走査線と信号線との交差部には画素電極およびスイッチング素子が設けられている第１の基板と、この第１の基板と平行に配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置において、前記走査線および信号線の電気接続用端子部が、段差を小さくした構造を有することを特徴とする。電気接続用端子部は、第１のメタル層と、第１のメタル層を露出させるための第１のコンタクトホールを備える第１の絶縁膜と、前記第１のコンタクトホール内に前記第１のメタル層に接続するように形成した第２のメタル層と、前記第２のメタル層を露出させるための第２のコンタクトホールを備える第２の絶縁膜と、前記第２のメタル層と接続するように形成した透明電極層とから構成され、前記第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの外周壁より所定の間隔を開けて小さく形成されている。第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの中央にまたは前記第１のコンタクトホールの中央からラビング方向にずれて設けられている形成されている。透明電極層は、その端辺が前記第２の絶縁膜の段差のある外周壁より間隔をあけて小さく形成されていることを特徴とする。そして透明電極層は、その外周部が前記第２のコンタクトホール上から前記第２の絶縁膜の上に掛るように形成されている。前記透明電極層は、ラビング方向にずれた第２のコンタクトホール上に、前記第２のメタル層に接続されて設けられている。
【００１８】
また、本発明によれば、透明基板上にメタル層を形成し、パターニングして走査線と共にその電気接続用端子部となる第１のメタル層を形成する工程と、この上全面に第１の絶縁膜を形成し前記第１のメタル層を露出させるための第１のコンタクトホールを形成する工程と、この上全面にメタル層を形成し、パターニングして信号線と共に前記第１のメタル層に接続された第２のメタル層を形成する工程と、これらの上全面に第２の絶縁層を形成し第２のコンタクトホールを設け前記第２のメタル層を露出させる工程と、この上全面に透明な導電膜を形成し、パターニングして画素電極および前記第２のメタル層に接続された透明電極層を形成する工程と、外周部の電気接続用端子部の部分を除いた全面（表示領域）に配向膜を形成する工程と、この配向膜上に液晶分子を所定方向に配列させるためのラビング処理を行う工程とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの外周壁より所定の間隔を開けて小さく形成されている液晶表示装置の製造方法が得られる。第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの中央部に位置するように形成されているか、または第２のコンタクトホールは、第１のコンタクトホールの内部でラビング方向にずれて形成されており、透明電極層は、第２のコンタクトホール上に形成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。ここではアクティブマトリックス型液晶表示装置を例にとって説明する。本発明の液晶表示装置の全体構成は、図３に模式的に示したように、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間に液晶層を挟持させた構造を有している。ＴＦＴ基板１１には、信号線１３と走査線１４の交差部に画素電極１７がマトリクス状に配設され、各画素電極１７には駆動用のＴＦＴ（スイッチング素子）１８が付設されている。信号線１３の端部には信号線用端子１６が設けられており、また走査線１４の端部には走査線用端子１５が設けられている。これら信号線端子１６および走査線端子１５は、フレキシブル配線基板端子や駆動回路などのバンプの圧着、また表示検査時の駆動信号入力のためのプローブの接触等をする電気接続用端子である。一方、対向基板１２には図示はしていないが共通電極やカラーフイルタおよび配向膜が設けられている。本発明の特徴部分は、以下に説明するように信号線端子および走査線端子の構造にある。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態である走査線端子または信号線端子構造を示す平面図および断面図である。端子の断面構造は、図１（ｂ）に示すようにガラスなどの透明基板１０上に設けた第１のメタル層１、この第１のメタル層１を露出させるための第１のコンタクトホール４を形成した第１の絶縁膜６、第１のメタル層１と接続するように第１のコンタクトホール４内に設けた第２のメタル層２、この第２のメタル層２を露出させるための第２のコンタクトホール５を備える第２の絶縁膜７、第２のコンタクトホール５を介して第２のメタル層２と接続するように設けたＩＴＯ層３からなる。ＩＴＯ層３は、その外周部が第２のコンタクトホール５の上から第２の絶縁膜７に掛かるように形成されている。
【００２１】
平面構造は、図１（ａ）に示すように第２のコンタクトホール５は、第１のコンタクトホール４の外周壁より所定の間隔をあけて小さく形成されている。ＩＴＯ層３は、圧着する側の導電パターンの外形，ピッチ等にあわせて形成され、その内側に第２のコンタクトホール５が配置される。すなわち、ＩＴＯ層３は、第２のコンタクトホール５より広い幅ａを有しており、外周部は第２の絶縁膜７の上まで延びて形成されている。しかしＩＴＯ層３の外周幅は、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４および第２のメタル層２の端辺の幅より小さくされている。ＩＴＯ層３の外周辺は、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４および第２のメタル層２の端辺とは所定の間隔をあけて配置されている。ここでいう所定の間隔とは、第１のコンタクトホール４により形成される段差と、第２のコンタクトホール５により形成される段差の位置を離すためのものである。なお、ＩＴＯ層３の少なくとも１辺において、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４および第２のメタル層２の端辺と所定の間隔をあけて配置されておればよい。
【００２２】
次に本発明の液晶表示装置の製造方法、特に図１に示す端子構造を有するＴＦＴ基板の製造方法の１例を工程順に説明する。ガラスなどの透明基板の上に、メタル層を形成し、パターニングして例えば走査線と共にその端子部となる第１のメタル層１を形成する。つぎにこの上全面に第１の絶縁膜６を形成し、第１のコンタクトホール４を設けて端子部の第１のメタル層１を露出させる。ついで第１の絶縁膜６の上にメタル層を形成し、パターニングして例えば信号線と共に第１のコンタクトホール４内に第１のメタル層１と接続された第２のメタル層２を形成する。つぎにこの上全面に第２の絶縁膜７を形成し、この第２の絶縁膜７に第１のコンタクトホール４より小さい第２のコンタクトホール５を形成し、第２のメタル層２の１部を露出させる。つぎにこの上全面にＩＴＯ膜を設け、パターニングして画素電極と共に第２のコンタクトホール５の上にＩＴＯ層３を形成する。このＩＴＯ層３は、第２のコンタクトホール５より大きいが第１のコンタクトホール４より小さい広がりを有するように形成する。この後、外周部の走査線用端子と信号線用端子の部分などを除いた表示領域に配向膜を形成し、配向膜表面に液晶分子を所定方向に配列させるために、例えばラビングなどによりある方向性をもった傷を形成する。
【００２３】
なお、スイッチング素子であるＴＦＴの形成工程については、本発明に直接関係がないので省略してある。また、対向基板は従来と同様に透明基板上に共通電極やカラーフイルタおよび配向膜を形成して製作する。このようにして製作したＴＦＴ基板と、べつに製作した対向基板とを間に液晶層を挟んで対向させることにより液晶表示装置が完成する。なお、ここでは対向基板上に共通電極を設ける例について述べたが、共通電極はＴＦＴ基板側に設けてもよい。
【００２４】
このように本実施形態の電気接続用端子においては、端子を構成しているＩＴＯ層３の表面の段差が第２の絶縁膜７の厚みのみとなるため、表面段差は小さくなりラビング工程において端子へのゴミ付着を軽減できるという効果がある。
【００２５】
次に本発明の第２の実施形態の端子構造について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態である電気接続用端子を示す断面図および平面図である。断面構造は図２（ｂ）に示すように、透明基板１０上に形成した第１のメタル層１、この第１のメタル層１の上部に形成した第１のコンタクトホール４を有する第１の絶縁膜６、第１のコンタクトホール４内に第１のメタル層１と接続するように形成した第２のメタル層２、第２のコンタクトホール５を有する第２の絶縁膜７、第２のコンタクトホール５を介して第２のメタル層２に接続されたＩＴＯ層３からなる。ここで第２のコンタクトホール５は、第１のコンタクトホール４の中央からラビング方向に偏って設けられている。ＩＴＯ層３は、偏ったコンタクトホール５の上に外周部が第２の絶縁膜７に掛かるように設けられている。
【００２６】
平面構造は、図２（ａ）に示すようにＩＴＯ層３が圧着する側の端子の外形，ピッチにあわせて形成され、その内側に第２のコンタクトホール５が配置される。そして第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、第２のメタル層２の端辺が、ＩＴＯ層３の一部の端辺に対して所定の間隔をあけて形成されている。すなわちＩＴＯ層３がラビング方向に偏って形成されており、ラビング方向の後方部では第１のコンタクトホール４の端辺に対し間隔があいている。これは図６で説明したことから分かるように、ラビング方向の前端部（Ｂ部）にはラビング時の配向膜の屑がたまりにくいが、後端部（Ａ部）では屑がたまりやすいので、本実施形態のようにラビング方向の後方部において、端子のＩＴＯ層が段差を形成している第１のコンタクトホール４の端辺から間隔があいて離れておれば、端子へのゴミ付着は少ないからである。ここが第１の実施形態との相違点になる。この第２の実施形態の端子構造は、上述した第１の実施形態とほぼ同様の工程を経て製作することができる。
【００２７】
この第２の実施形態によれば、第１のメタル層１、第１のコンタクトホール４、第２のメタル層２の形成領域を第１の実施形態よりも小さくできるため、圧着側の端子ピッチが狭い場合等でも活用でき、屑の発生状況によっては第１の実施形態と同等の効果が期待できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明の電気接続用端子構造によれば、以下のような効果が得られる。
（１）外部と電気接触する領域ａ（図１参照）の表面段差が小さくなり、ラビング時の配向膜屑やラビング布から剥離した繊維屑に代表されるような工程上で発生するゴミが端子へ付着することを軽減できる。
（２）領域ａ（図２参照）を広げる必要がないため、圧着側の端子が狭ピッチの場合にも活用できる。
（３）第１のコンタクトホール、第２のコンタクトホールとも広く形成することが可能であり、コンタクト抵抗の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態である端子構造を示す平面図および断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態である端子構造を示す平面図および断面図である。
【図３】アクティブマトリックス型液晶表示装置の構成を模式的に示した平面図である。
【図４】液晶表示装置の製造工程の要部を工程順に説明する断面図である。
【図５】基板のラビング工程を説明するための図である。
【図６】基板のラビング工程において、基板の段差部にゴミが付着する様子を説明するための図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、従来の端子構造を示す平面図および断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、従来の他の端子構造を示す平面図および断面図である。
【符号の説明】
１ 第１のメタル層
２ 第２のメタル層
３ ＩＴＯ層
４ 第１のコンタクトホール
５ 第２のコンタクトホール
６、２４ 第１の絶縁膜
７、２７ 第２の絶縁膜
１０、２１ 基板
１１ ＴＦＴ基板
１２ 対向基板
１３、２５ 信号線
１４、２２ 走査線
１５、２３ 走査線用端子
１６、２６ 信号線用端子
１７、３０ 画素電極
２８、２９ コンタクトホール
３１、３２ 透明電極
５１ ラビングロール
５２ 基板
５３ 段差部
Claims (11)
- 透明絶縁性基板上にマトリクス状に配置された複数の走査線と信号線を備え、走査線と信号線との交差部には画素電極およびスイッチング素子が設けられている第１の基板と、この第１の基板と平行に配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置において、前記走査線および信号線の電気接続用端子部が、段差を小さくした構造を有することを特徴とする液晶表示装置。
- 前記電気接続用端子部は、第１のメタル層と、第１のメタル層を露出させるための第１のコンタクトホールを備える第１の絶縁膜と、前記第１のコンタクトホール内に前記第１のメタル層に接続するように形成した第２のメタル層と、前記第２のメタル層を露出させるための第２のコンタクトホールを備える第２の絶縁膜と、前記第２のメタル層と接続するように形成した透明電極層とから構成され、前記第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの外周壁より所定の間隔を開けて小さく形成されていることを特徴する請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの中央に形成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
- 前記透明電極層は、その端辺が前記第２の絶縁膜の段差のある外周壁より間隔をあけて小さく形成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
- 前記透明電極層は、その外周部が前記第２のコンタクトホール上から前記第２の絶縁膜の上に掛るように形成されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
- 前記第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの中央からラビング方向にずれて設けられていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
- 前記透明電極層は、ラビング方向にずれた第２のコンタクトホール上に、前記第２のメタル層に接続されて設けられていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 透明基板上にメタル層を形成し、パターニングして走査線と共にその電気接続用端子部となる第１のメタル層を形成する工程と、この上全面に第１の絶縁膜を形成し前記第１のメタル層を露出させるための第１のコンタクトホールを形成する工程と、この上全面にメタル層を形成し、パターニングして信号線と共に前記第１のメタル層に接続された第２のメタル層を形成する工程と、これらの上全面に第２の絶縁層を形成し第２のコンタクトホールを設け前記第２のメタル層を露出させる工程と、この上全面に透明な導電膜を形成し、パターニングして画素電極および前記第２のメタル層に接続された透明電極層を形成する工程と、外周部の電気接続用端子部の部分を除いた全面（表示領域）に配向膜を形成する工程と、この配向膜上に液晶分子を所定方向に配列させるためのラビング処理を行う工程とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記前記第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの外周壁より所定の間隔を開けて小さく形成されていることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの中央部に位置するように形成されていることを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第２のコンタクトホールは、前記第１のコンタクトホールの内部でラビング方向にずれて形成されることを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記透明電極層は、前記第２のコンタクトホール上に形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
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