JP2007078930A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子領域の表面の段差を小さくし、配線が断線しにくい液晶表示装置を提供することである。
【解決手段】 シール材で貼り合わされた第１及び第２の透明基板を有する液晶パネルを備えた液晶表示装置において、第１の透明基板１１の第２の透明基板と対向する面には、シール材で囲まれた表示領域１６と、配線１８が形成された端子領域１９とが形成されており、端子領域１９の外部接続される部分以外の配線１８の間に、配線間膜２３ａを設ける構成とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、２枚の透明基板をシール材で貼り合わせた後に透明基板を切断して得られる液晶パネルを備えた液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置を製造する場合には、液晶セルを１つずつ独立して作製するのでは生産性が悪いため、実際には大判のガラス基板（マザー基板）上に複数の液晶セルを隣接して配設してから個々の液晶セルに分割している。

このとき、個々の液晶セルに分割するためには、端子領域に対向する基板の一部を切断する必要がある。

ここで図４に、端子領域１９の一般的な断面図を示す。透明基板１１上にＴＦＴ素子のゲート電極を形成する材料で作成された配線１８が所定の間隔で形成され、その上にＴＦＴ素子のゲート絶縁膜を形成する材料で成膜されたゲート絶縁膜２２が積層される。そして、その上にはＴＦＴ素子を保護するために、ＳｉＮなどを用いてＣＶＤ法により成膜された保護膜２６が積層されている。したがって通常端子領域１９においては、配線にあわせて表面が凹凸になっている。

そして端子領域１９に対向する基板の切断時にガラス粉やカレット（破片）などの異物が発生し、この異物が端子領域１９に残ると、切断時やその後の工程で配線１８が傷付けられ、断線するおそれがある。そこで、この断線を防止する様々な手法が提案されている。

例えば、特許文献１には、薄膜トランジスタの製造工程において、端子電極間に第２の電極と、アモルファスシリコンと、第１の保護膜と、ｎ^＋型アモルファスシリコンと、保護膜とからなる積層膜を形成することが開示されている。これによると、積層膜が２つのガラス基板を貼り合わせた際の突起部となって、ガラス切断片等による端子電極の破壊から保護するとされている。

また例えば、特許文献２には、上下一対の基板間にシール材を介して液晶を封入してなるカラー液晶表示装置において、上側の基板におけるシール材の外側に位置する切断個所付近に対向する下側の基板の上面にダミーカラーフィルタを所定間隔で形成するとともに、このダミーカラーフィルタを覆って絶縁保護膜を形成し、ダミーカラーフィルタ間の絶縁保護膜上に電極リード端子を所定ピッチで形成したものが開示されている。これによると、電極リード端子の上面がダミーカラーフィルタ上に対応する絶縁保護膜の上面よりも低くなるので、上側の基板の切断時に発生したガラス粉などの異物が付着しても、これらの異物によって電極リード端子が傷付けられることが少なく、電極リード端子の断線を大幅に低減できるとしている。
特開２０００−２９０６１号公報 特開平９−９０３９９号公報

しかしながら、上記特許文献に記載されている技術においてもなお断線が生じていた。本発明者の検討によると、これは、端子領域上に大きな凹凸があると、その段差部分の強度が弱くなり、段差部分に異物が当たると積層膜が剥離してしまうためであることが考えられ、これが配線の断線の原因となる。

特にＴＶ用やＰＣモニター用などの大型の液晶表示装置において、配線一つ一つがある程度の大きさ、厚さを備えていたので、それほどガラス粉やカレットにより断線が生じるほどには至らず、問題となっていなかった。しかし、最近の携帯電話の普及により、小型液晶表示装置が増え、更には液晶表示装置の表示も非常に高精細化となっているため、配線一つ一つが非常に細くなってきている。したがって従来問題視していなかったガラス粉やカレットなどの非常な小さな物が存在することによっても断線が生じやすくなり、大きな問題となってきた。

図４の構成によると、保護膜２６の表面には配線１８の厚み分だけ段差が生じる。この段差部分に異物が当たることにより保護膜２６及びゲート絶縁膜２２が剥離し、配線１８が断線する。配線表面に凹凸を形成しようとする特許文献１、特許文献２に記載の技術においても同様に断線が生じる。

従って、端子領域１９上の特に対向基板の切断部付近は、異物が挟まっても断線しにくいようにできるだけ平坦であることが望ましい。

本発明は、端子領域の表面の段差を小さくし、配線が断線しにくい液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、シール材で貼り合わされた第１及び第２の透明基板を有する液晶パネルを備えた液晶表示装置において、第１の透明基板の第２の透明基板と対向する面には、前記シール材で囲まれた表示領域と、複数の配線と該複数の配線を覆い保護するための保護膜が形成された端子領域と、が形成されており、前記端子領域における隣り合う配線との間に配線間膜が設けられ、前記保護膜は該配線間膜も覆っていることを特徴とする。

この構成によると、配線間膜が設けられることにより、配線間膜の厚み分だけ隣り合う配線との間にできる凹部が埋まるので、端子領域の表面の段差が小さくなる。

上記の液晶表示装置において、前記保護膜は複数の層から形成されており、前記配線間膜は前記保護膜に挟まれて形成されており、更には、配線間膜は、表示領域のアイランドと同工程・同材料で形成されることが望ましい。工程数が増加しないので生産性を悪化させることがないからである。

また上記の液晶表示装置において、配線間膜の厚みが配線の厚みと略同等であることが望ましい。端子領域の表面の段差がなくなり異物によって積層膜が剥離しにくくなるからである。

本発明によれば、配線間膜を設けることにより端子領域の表面の段差が小さくなるので、ガラス粉やカレットなどの異物によって層が剥離するおそれが減少し、配線が傷付けられにくくなり、断線しにくくなる。その結果、歩留まりが向上し生産性が上がる。

図１は、液晶パネルの平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１、図２は液晶注入前の状態を示している。液晶パネル１０は、ガラス等からなる第１及び第２の透明基板１１、１２が間隔を有して対向しており、透明基板１１、１２の対向面にそれぞれ電極や絶縁膜等の各種膜が積層された積層膜１３、１４が所定のパターンで設けられている。第１及び第２の透明基板１１、１２の対向面を縁取るようにシール材１５が設けられている。シール材１５は、第１及び第２の透明基板１１、１２を接着するとともに、液晶（不図示）が注入される表示領域１６を囲んでいる。シール材１５の一部は途切れており、液晶を注入するための注入口１７を形成している。

シール材の外側の第１の透明基板１１上には、表示領域１６に形成されたゲート配線やソース配線などの各種配線からのびる配線１８が形成された端子領域１９がある。配線１８の先端付近はＦＰＣ（不図示）などの外部接続や液晶パネル１０を駆動するドライバ（不図示）が接続される配線端子部２０となっている。

次に、液晶パネル１０を備えた液晶表示装置の製造プロセスについて説明する。大きく分けてアレイ工程、セル工程、モジュール工程の３つの工程がある。アレイ工程とは、第１の透明基板１１を加工してスイッチング素子や配線等が形成される積層膜１３を作り込むアレイ基板の工程である。この基板としては複数の液晶パネルが配列されるマザー基板を用いて、２インチ程度の液晶パネルを複数形成するようにしている。なおここで言っているアレイ工程とは、例えばＳＴＮ液晶パネルのようなパッシブ型の液晶パネルを構成する基板を作製する工程も含むものであり、液晶パネルを構成する基板において、基板上に画素電極や配線等を形成する工程のことである。

次工程のセル工程は、先に出来上がったアレイ基板とこれに対向するＣＦ基板（第２の透明基板１２）との表面処理を行った後、両者を貼り合わせて組み立て、マザー基板から液晶パネル毎に切断し、その２枚の基板の隙間（ギャップ）に液晶を注入して封じ込める工程である。

液晶パネル毎に切断するにはスクライブ・ブレーク法が用いられる。図２において、第２の透明基板１２から切断される端材１２ａを破線で示す。切断は、まず第２の透明基板１２の外面の切断面１２ｂとなる部分をスクライブし、その後切断面１２ｂに対向する第１の透明基板１１の外面を叩いて端材１２ａをブレークさせる。この端材１２ａの切断時に切断面１２ｂの角が積層膜１３に当たると、その衝撃で積層膜１３が剥がれて配線１８が断線するおそれがある。また、切断面１２ｂの一部が欠けてカレットとして積層膜１３上に残ると、後の工程でカレットが挟まり配線１８が断線するおそれがある。従って配線１８を保護するような積層膜１３を設ける必要がある。

最後のモジュール工程は、先に出来上がったアレイ・ＣＦ基板を電気的に制御できるように駆動系の電子回路などを取り付ける工程であり、更に、光源となるバックライトなどの電子部品・材料を取り付ける工程でもある。

以下、アレイ工程で形成される第１の透明基板１１の構成について詳しく説明する。図３は、第１の透明基板１１の構成を示す断面図である。図３の左図は端子領域１９を、右図は表示領域１６を示す。

まず、第１の透明基板１１上に、端子領域１９においては配線１８が、表示領域１６においてはゲート電極２１が形成される。配線１８及びゲート電極２１は、スパッタ法によって２２００Åの厚みに形成される。その材料としては、Ｔａ、ＭｏＴａ、ＭｏＷ、などの合金やＡｌを用いることができる。

なお、表示領域１６における配線としては、ゲート配線やソース配線などが形成されており、特にゲート配線とソース配線とは表示領域１６では交差するように形成されるので、絶縁膜を介して別層に設けておかなければならない。しかし、端子領域１９においては、ゲート用の配線と、ソース用の配線とは、配線の引き回しにより、同一方向に形成されるので、交差することがないので、別層に設けておく必要はない。そこで実施例においては、ゲート用、ソース用の配線共に、ゲート電極２１を形成する際に同一工程で、同じ層に形成している。そして端子領域１９に形成されたソース用の配線は、表示領域１６においてゲート配線よりも上層に形成されたソース配線と、任意の場所でコンタクト部分を介して接続している。

次に、端子領域１９及び表示領域１６において、ゲート絶縁膜２２が形成される。このゲート絶縁膜２２は、端子領域１９においては、配線１８を保護するための膜として機能する。端子領域１９においては、配線端子部２０以外の部分に形成される。ゲート絶縁膜２２は、ＣＶＤ（化学的気相成長）法によって４０００Åの厚みに形成される。その材料としては、ＳｉＮなどを用いることができる。

次に、端子領域１９においては、配線１８の間に配線間膜２３ａが形成されている。そして表示領域１６においては、ゲート電極２１の上方の所定位置にアモルファスシリコンからなるアイランド２３ｂが形成される。配線間膜２３ａは配線１８の間にできる凹部を埋めるため、配線１８の間の層厚を増す目的で設けられるものである。そして配線間膜２３ａにより、配線１８の厚みによって生じる端子領域１９の表面の段差が緩和される。

実施例において、配線間膜２３ａ及びアイランド２３ｂは同一工程において、ＣＶＤ法によって１６００Åの厚みに形成される。この配線間膜２３ａは、従来ドライエッチングで除去されていた端子領域１９のアモルファスシリコンの部分をマスクすることでアイランド２３ｂと同時に容易に形成される。

なお、配線間膜２３ａとアイランド２３ｂとは必ずしも同工程・同材料で形成される必要はなく、配線間膜２３ａをアイランド２３ｂとは別工程・別材料で形成してもよい。これによると工程数は増えるが、配線間膜２３ａの厚みはアイランド２３ｂの厚みに支配されることなく、所望の厚みに形成できる。端子領域１９の表面を平坦化するという配線間膜２３ａを設ける目的からは、配線間膜２３ａの厚みは配線１８の厚みと略同等であることが好ましい。

また、配線間膜２３ａの形成位置は必ずしもゲート絶縁膜２２上である必要はなく、配線１８の間であれば、ゲート絶縁膜２２の下や後述する保護膜２６の上に形成してもよい。

次に、表示領域１６において、アイランド２３ｂ上にソース電極２４及びドレイン電極２５が形成される。ソース電極２４及びドレイン電極２５はスパッタ法によって１５５０〜１７５０Åの厚みに形成される。その材料としては、ＡｌやＴｉなどを用いることができる。この工程までで、表示領域１６における１画素ごとにスイッチング素子であるＴＦＴが形成される。

次に、表示領域１６において、ＴＦＴなどを保護するための保護膜２６が形成される。また、この保護膜２６は、端子領域１６においては、ゲート絶縁膜２２と同様、配線１８を保護するための膜として機能する。端子領域１９においては、配線端子部２０以外の部分に形成される。保護膜２６は、ＣＶＤ法によって２５００Åの厚みに形成される。その材料としては、ＳｉＮなどを用いることができる。

次に、表示領域１６において、樹脂膜２７が形成される。樹脂膜２７は、スピンコートによって２．７μｍの厚みで表面が平坦に形成される。その材料としては、ノボラック系の樹脂などを用いることができる。なお、表示領域１６において樹脂膜２７を設ける理由は、表示領域１６内に格子状に形成された配線と、後述する画素電極２７との間で生じる容量の影響を抑えるためである。特に中大型の液晶表示装置であれば、画素一つ一つの大きさも大きくので、配線と画素電極との間で生じる容量による表示への影響もある程度許容できる。しかしながら携帯電話などに用いられる小型の液晶表示装置の場合、一つの画素が非常に小さいため、配線と画素電極との間で生じる容量が表示へ大きく影響してしまう。そこで保護膜２６の上に更に樹脂膜２７を形成することによって、配線と画素電極との間の距離が大きくなり、配線と画素電極との間で生じる容量も非常に小さくすることができる。

次に、表示領域１６において、画素電極２８が形成される。画素電極２８は、スパッタ法によって１０００Åの厚みに形成される。その材料としてはＩＴＯなどを用いることができる。

このように、端子領域１９において、配線１８の間に配線間膜２３ａが設けられることにより、配線間膜２３ａの厚み分だけ、端子領域１９の最上層である保護膜２６の表面の段差が小さくなる。例えば、上記の実施形態ではその段差は、配線１８の厚みから配線間膜２３ａの厚みを差し引いた６００Åの段差が生じることになる。これは従来の段差（配線の厚みに相当する２２００Å）の３分の１にも満たない。従って、端子領域１９の表面は平坦に近いと言え、透明基板１１、１２の分断時の衝撃や、ガラス粉やカレットなどの異物によって層が剥離するおそれが減少し、配線１８が傷付けられにくくなり、断線しにくくなる。

また、配線間膜２３ａは、表示領域１６のアイランド２３ｂと同工程・同材料で形成されることにより、生産性を悪化させることがない。

本発明の液晶表示装置は、様々な方式の液晶パネルに利用でき、特に、透明基板上に積層される膜中にアイランドが設けられる仕様に有効に利用することができる。

本発明の液晶パネルの平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の透明基板の構成を示す断面図である。 従来の端子領域の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ 液晶パネル
１１ 第１の透明基板
１２ 第２の透明基板
１５ シール材
１６ 表示領域
１８ 配線
１９ 端子領域
２３ アイランド
２３ａ 配線間膜

Claims (4)

1. シール材で貼り合わされた第１及び第２の透明基板を有する液晶パネルを備えた液晶表示装置において、
   第１の透明基板の第２の透明基板と対向する面には、前記シール材で囲まれた表示領域と、複数の配線と該複数の配線を覆い保護するための保護膜が形成された端子領域と、が形成されており、
   前記端子領域における隣り合う配線との間に配線間膜が設けられ、前記保護膜は該配線間膜も覆っていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記保護膜は複数の層から形成されており、前記配線間膜は前記保護膜に挟まれて形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記配線間膜は、前記表示領域のアイランドと同工程・同材料で形成されることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記配線間膜の厚みが前記配線の厚みと略同等であることを特徴とする請求項１から３記載の液晶表示装置。

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