JP2007108342A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネル上の配線不良を安定して検査することが可能であり、しかも、製造歩留まりの低下を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 検査用配線部40は、複数の第1配線パターンWP1からなる第1配線パターン群G1と、第1配線パターンWP1のそれぞれとは離間した複数の第2配線パターンWP2からなる第2配線パターン群G2と、検査用配線部40のほぼ全体を覆うように島状に配置され各第1配線パターンWP1と対応する第2配線パターンWP2とをつなぐ複数の開口部APを有する平坦化膜130と、平坦化膜130の各開口部APに個別に配置され第1配線パターンWP1と第2配線パターンWP2とを電気的に接続する複数の第3配線パターンWP3からなる第3配線パターン群G3と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図3

Description

この発明は、表示装置に係り、特に、配線不良を検査するための検査用配線部を備えた表示装置に関する。
液晶表示装置などの表示装置は、マトリクス状の表示画素によって構成された有効表示部を備えている。この有効表示部は、表示画素の行方向に沿って延在する複数の走査線、表示画素の列方向に沿って延在する複数の信号線、これら走査線と信号線との交差部付近に配置されたスイッチング素子、スイッチング素子に接続された画素電極などを備えている。
有効表示部の各走査線や各信号線に接続された配線群は、有効表示部の周囲に配置されている。このような配線群でのショートや断線、さらには有効表示部でのショートや断線などの表示パネル上での配線不良を検査する検査配線を同一の表示パネル上に備えた表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−033813号公報
このような表示パネルを製造する過程において、検査用配線が損傷を受けたり、隣接する検査用配線の間に導電性を有する異物が付着したりすると、表示パネルの配線不良を検査することが困難となる。
そこで、この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示パネル上の配線不良を安定して検査することが可能であり、しかも、製造歩留まりの低下を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。
この発明の態様による表示装置は、
複数の表示画素によって構成された有効表示部と、
前記有効表示部の外側に位置する外周部に配置された複数の配線からなる配線群と、
前記有効表示部及び前記配線群における配線不良を検査するための検査用配線部と、を備え、
前記検査用配線部は、
複数の第1配線パターンからなる第1配線パターン群と、
第1配線パターンのそれぞれとは離間した複数の第2配線パターンからなる第2配線パターン群と、
検査用配線部のほぼ全体を覆うように島状に配置され、各第1配線パターンと対応する第2配線パターンとをつなぐ配線を施すための複数の開口部を有する平坦化膜と、
前記平坦化膜の各開口部に個別に配置され、第1配線パターンと第2配線パターンとを電気的に接続する複数の第3配線パターンからなる第3配線パターン群と、
を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、表示パネル上の配線不良を安定して検査することが可能であり、しかも、製造歩留まりの低下を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置、特に液晶表示装置について図面を参照して説明する。
図1に示すように、液晶表示装置は、略矩形平板状の表示パネルとして液晶表示パネル1を備えている。この液晶表示パネル1は、一対の基板すなわちアレイ基板3及び対向基板4と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層5と、によって構成されている。この液晶表示パネル1は、画像を表示する矩形状の有効表示部6を備えている。この有効表示部6は、マトリクス状に配置された複数の表示画素PXによって構成されている。
アレイ基板3は、有効表示部6において、表示画素PXの行方向に沿って延在する複数の走査線Y(1、2、3、…、m)、表示画素PXの列方向に沿って延在する複数の信号線X(1、2、3、…、n)、これら走査線Yと信号線Xとの交差部付近において表示画素PX毎に配置されたスイッチング素子7、スイッチング素子7に接続された画素電極8などを備えている。
スイッチング素子7は、薄膜トランジスタ(TFT)などで構成されている。このスイッチング素子7のゲート電極7Gは、対応する走査線Yに電気的に接続されている(あるいは走査線と一体に形成されている)。スイッチング素子7のソース電極7Sは、対応する信号線Xに電気的に接続されている(あるいは信号線と一体に形成されている)。スイッチング素子7のドレイン電極7Dは、対応する表示画素PXの画素電極8に電気的に接続されている。
対向基板4は、有効表示部6において、全表示画素PXに共通の対向電極9などを備えている。これらアレイ基板3及び対向基板4は、画素電極8と対向電極9とを対向させた状態で配設され、これらの間にギャップを形成する。液晶層5は、アレイ基板3と対向基板4とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル1は、複数種類の表示画素、例えば赤(R)を表示する赤色画素、緑(G)を表示する緑色画素、青(B)を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらカラーフィルタは、アレイ基板3または対向基板4の主面に配置される。
液晶表示パネル1は、有効表示部6の外側に位置する外周部10に駆動信号源として駆動ICチップ11を配置可能である。図1に示した例では、駆動ICチップ11は、対向基板4の端部4Aより外方に延在したアレイ基板3の延在部10A上に配置されている。なお、液晶表示パネル1は、有効表示部6に駆動信号を供給する駆動回路を有するフレキシブル配線基板を接続可能な接続パッド部を、駆動ICチップ11と同様に延在部10A上に配置しても良い。
液晶表示パネル1に実装された駆動ICチップ11は、有効表示部6の各信号線Xに駆動信号(映像信号)を供給する信号線駆動部11X、及び、有効表示部6の各走査線Yに駆動信号(走査信号)を供給する走査線駆動部11Yを有している。
走査線駆動部11Yは、例えば、奇数番走査線Y(1、3、5、…)に対して駆動信号を出力する第1駆動部11Y1、及び、偶数番走査線Y(2、4、6、…)に対して駆動信号を出力する第2駆動部11Y2を含んで構成されてもよい。これら第1駆動部11Y1及び第2駆動部11Y2は、信号線駆動部11Xを挟んだ両側にそれぞれ配置されている。
より詳細には、第1駆動部11Y1は、外周部10の一端側10Bに配置された第1配線群20を介して奇数番走査線Y(1、3、5、…)と電気的に接続されている。この第1配線群20は、奇数番走査線Y(1、3、5、…)のそれぞれに接続された配線W(1、3、5、…)によって構成されている。つまり、第1駆動部11Y1から出力された駆動信号は、各配線W(1、3、5、…)を介して対応する奇数番走査線Y(1、3、5、…)に供給され、奇数行目の表示画素PXをオン・オフさせる。すなわち、奇数行目の各表示画素PXに含まれるスイッチング素子7は、対応する走査線Yから供給された駆動信号に基づいてオン・オフ制御される。
第2駆動部11Y2は、外周部10の他端側10Cに配置された第2配線群30を介して偶数番走査線Y(2、4、6、…)と電気的に接続されている。この第2配線群30は、偶数番走査線Y(2、4、6、…)のそれぞれに接続された配線W(2、4、6、…)によって構成されている。つまり、第2駆動部11Y2から出力された駆動信号は、各配線W(2、4、6、…)を介して対応する偶数番走査線Y(2、4、6、…)に供給され、偶数行目の表示画素PXをオン・オフさせる。すなわち、偶数行目の各表示画素PXに含まれるスイッチング素子7は、対応する走査線Yから供給された駆動信号に基づいてオン・オフ制御される。
また、信号線駆動部11Xは、各信号線X(1、2、3、…)と電気的に接続されている。各列の各表示画素PXに含まれるスイッチング素子7は、オンしたタイミングで対応する信号線Xから供給された映像信号を画素電極8に書き込む。
アレイ基板3は、図1に示すように、外周部10における第1配線群20の各配線間の配線不良、第2配線群30の各配線間の配線不良、及び、有効表示部6における配線不良を検査するための検査用配線部40を備えている。この検査用配線部40は、駆動ICチップ11が配置される領域に対応して形成されている。
図2に示すように、検査用配線部40は、信号線駆動部11Xに対応して設けられた信号線検査部41、走査線駆動部11Yの第1駆動部11Y1に対応して設けられた第1走査線検査部42、第2駆動部11Y2に対応して設けられた第2走査線検査部43、及び、各検査部41、42、43に各種信号を入力するためのパッド部44を有している。
信号線検査部41は、各信号線Xに接続された信号線検査用配線51を備えている。また、信号線検査部41は、各信号線X(1、2、…、n)と信号線検査用配線51(R、G、B)との間にスイッチ素子61を備えている。これらのスイッチ素子61は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。
すなわち、各スイッチ素子61のゲート電極61Gは、スイッチ信号線55に電気的に接続されている。また、各スイッチ素子61のソース電極61Sは、対応する信号線検査用配線51(R、G、B)に電気的に接続されている。さらに、各スイッチ素子61のドレイン電極61Dは、対応する信号線Xに電気的に接続されている。
第1走査線検査部42は、第1配線群20の各配線21、例えば配線W1、W3、W5…に接続された第1検査用配線52を備えている。また、第1走査線検査部42は、各配線21と第1検査用配線52との間にスイッチ素子62を備えている。これらのスイッチ素子62は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。
すなわち、各スイッチ素子62のゲート電極62Gは、スイッチ信号線55に電気的に接続されている。また、各スイッチ素子62のソース電極62Sは、対応する第1検査用配線52に電気的に接続されている。さらに、各スイッチ素子62のドレイン電極62Dは、対応する配線21に電気的に接続されている。
第2走査線検査部43は、第2配線群30の各配線31、例えば配線W2、W4、W6…に接続された第2検査用配線53を備えている。また、第2走査線検査部43は、各配線31と第2検査用配線53との間にスイッチ素子63を備えている。これらのスイッチ素子63は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。
すなわち、各スイッチ素子63のゲート電極63Gは、スイッチ信号線55に電気的に接続されている。また、各スイッチ素子63のソース電極63Sは、対応する第2検査用配線53に電気的に接続されている。さらに、各スイッチ素子63のドレイン電極63Dは、対応する配線31に電気的に接続されている。
パッド部44は、信号線検査用配線51の一端部に駆動信号の入力を可能とする入力パッド71、第1検査用配線52の一端部に駆動信号の入力を可能とする入力パッド72、第2検査用配線53の一端部に駆動信号の入力を可能とする入力パッド73、及び、スイッチ信号線55の一端部に駆動信号の入力を可能とする入力パッド75を備えている。
入力パッド71から入力される駆動信号は、検査段階において各表示画素PXの画素電極8に書き込まれる検査用映像信号である。入力パッド72及び73から入力される駆動信号は、検査段階において各表示画素PXのスイッチング素子7のオン・オフを制御するための検査信号である。入力パッド75から入力される駆動信号は、検査段階において、信号線検査部41のスイッチ素子61、第1走査線検査部42のスイッチ素子62、及び、第2走査線検査部43のスイッチ素子63のオン・オフを制御するためのスイッチ信号である。
各信号線X(1、2、…n)、第1配線群20の各配線21、及び、第2配線群30の各配線31は、それぞれの中途部に駆動ICチップ11との接続を可能とする接続パッドPDを備えている。
上述したような構成の液晶表示装置によれば、有効表示部の両端側から奇数番走査線及び偶数番走査線にそれぞれ駆動信号を供給可能なレイアウトにおいて、奇数番走査線に駆動信号を供給するための第1配線群を構成する第1配線に対して検査信号を入力することが可能となるとともに、偶数番走査線に駆動信号を供給するための第2配線群を構成する第2配線に対して検査信号を入力することが可能となる。このため、第1配線群における配線間でのショートや各配線の断線、及び、第2配線群における配線間でのショートや各配線の断線といったパネル上での配線不良を確実に検出することが可能となる。
また、信号線検査部41、第1走査線検査部42、及び、第2走査線検査部43は、駆動ICチップ11が配置される領域に対応して、アレイ基板3の延在部10A上に配置されている。当然のことながら、各種検査用配線51〜55は、延在部10A上に配置されている。これらの検査用配線は、駆動ICチップ11の長手方向に沿って伸びている。つまり、検査用配線は、駆動ICチップ11を実装した際に駆動ICチップ11に重なる。要するに、外形寸法を拡大することなく、駆動ICチップを実装可能な領域を確保する一方でアレイ基板上に検査用配線を配置することが可能となる。
次に、検査用配線部40の構造例について具体的に説明する。
図3及び図4に示すように、検査用配線部40を構成する各種検査用配線は、複数の金属層の配線パターンを利用して形成されている。すなわち、アレイ基板3は、絶縁基板110上に配置された第1金属層M1、第1金属層M1上に配置された絶縁膜120、絶縁膜120上に配置された第2金属層M2、第2金属層M2上に配置された平坦化膜130、平坦化膜130上に配置された第3金属層M3などを備えている。
第1金属層M1は、例えば、走査線Yを形成する金属層であり、モリブデン(Mo)/タングステン(W)などの金属材料によって形成されている。第2金属層M2は、例えば、信号線Xを形成する金属層であり、モリブデン(Mo)/アルミニウム(Al)/モリブデン(Mo)などの金属材料によって形成されている。第3金属層M3は、例えば、画素電極8を形成する金属層であり、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)などの金属材料によって形成されている。
絶縁膜120は、窒化シリコン膜(SiN)や酸化シリコン膜(SiO)などの無機系材料によって形成されている。平坦化膜130は、アクリル樹脂などの有機系材料によって形成されている。この平坦化膜130は、検査用配線部40のほぼ全体を覆うように島状に配置されている。
検査用配線部40は、図3に示すように、複数の第1配線パターンWP1からなる第1配線パターン群G1と、これら第1配線パターンWP1のそれぞれとは離間した複数の第2配線パターンWP2からなる第2配線パターン群G2と、各第1配線パターンWP1と対応する第2配線パターンWP2とをそれぞれ個別に電気的に接続する複数の第3配線パターンWP3からなる第3配線パターン群G3と、を備えている。つまり、検査用配線部40を構成する各検査用配線は、第1配線パターンWP1と第2配線パターンWP2とを第3配線パターン2WP3によって電気的に接続したブリッジ構造によって形成されたものを含んでいる。
図4に示した例では、第1配線パターンWP1は第1金属層M1に形成され、第2配線パターンWP2は第2金属層M2に形成され、第3配線パターンWP3は第3金属層M3に形成されている。
なお、図4に示した例に限らず、第1配線パターンWP1及び第2配線パターンWP2は、その双方が同一金属層(すなわち第1金属層M1または第2金属層M2のいずれか一方)に形成されていても、また、双方が互いに異なる金属層に形成されていても良い(すなわち一方が第1金属層M1に形成され、他方が第2金属層M2に形成されていてもよい)。
第1配線パターンWP1は、少なくともその一端部(コンタクト部)C1が検査用配線部40の内部に延在している(つまり、第1配線パターンWP1のコンタクト部C1は、平坦化膜130のエッジ130Eより内方に配置されている)。この第1配線パターンWP1のコンタクト部C1は、絶縁膜120に形成されたコンタクトホール120Hから露出している。第2配線パターンWP2は、少なくともその一端部(コンタクト部)C2が検査用配線部40の内部に延在している(つまり、第2配線パターンWP2のコンタクト部C2は、平坦化膜130のエッジ130Eより内方に配置されている)。
平坦化膜130は、各第1配線パターンWP1と対応する第2配線パターンWP2とをつなぐ複数の開口部APを有している。すなわち、各開口部APは、第1配線パターンWP1のコンタクト部C1を露出するとともに、第2配線パターンWP2のコンタクト部C2を露出し、これらのコンタクト部C1及びC2をつなぐように平坦化膜130の下層に位置する絶縁膜120を露出する。
第3配線パターンWP3は、平坦化膜130の各開口部APに個別に配置され、第1配線パターンWP1と第2配線パターンWP2とを電気的に接続している。すなわち、第3配線パターンWP3は、コンタクト部C1及びC2に接触するとともに、これらのコンタクト部C1及びC2をつなぐように絶縁膜120上に延在している。このため、第3配線パターンWP3は、平坦化膜130のエッジ130Eを経由して配置される場合や、第1配線パターンWP1のコンタクト部C1及び第2配線パターンWP2のコンタクト部C2を露出するコンタクトホールを経由して平坦化膜130上に配置される場合と比較して、配置される領域の凹凸の影響を受けにくい。これにより、第3配線パターンWP3の断線を防止することが可能となる。
また、平坦化膜130の開口部APは、検査用配線毎に個別に配置されている。すなわち、開口部APは、単一の第1配線パターンWP1のコンタクト部C1と単一の第2配線パターンWP2のコンタクト部C2とつなぐように形成されているため、コンタクト部C1及びC2を接続する第3配線パターンWP3を配置した際に、隣接する他の第1配線パターンWP1のコンタクト部C1や他の第2配線パターンWP2のコンタクト部C2と電気的に接続されることがない。つまり、隣接する検査用配線のブリッジ構造は、平坦化膜130によって確実に区画されている。このため、例え開口部AP内で第3配線パターンWP3のパターニング不良が発生しても、隣接する検査用配線間でのショートを防止することが可能となる。
(比較例)
比較例に係る検査用配線部40においては、図5に示すように、平坦化膜130は、複数の第1配線パターンWP1とそれぞれに対応する第2配線パターンWP2とをつなぐ共通の開口部APを有している。すなわち、開口部APは、複数の第1配線パターンWP1のコンタクト部C1を露出するとともに、複数の第2配線パターンWP2のコンタクト部C2を露出し、これらのコンタクト部C1及びC2をつなぐように平坦化膜130の下層に位置する絶縁膜120を露出する。
このような開口部APを有する平坦化膜130を形成した後に、第3金属層M3のパターニングを行った際、パターニング不良を発生することがあった。
すなわち、図6Aに示すように、平坦化膜130を形成した後に、第3金属層M3を構成する金属材料として例えばITOを成膜する。その後、図6Bに示すように、第3金属層M3をパターニングするためのレジスト140のパターン化を行う。このとき、開口部APのエッジAPEに沿ってレジスト140が残ることがある。すなわち、第3金属層M3上にレジスト140を成膜した際、凹部に相当する開口部APにレジスト140が流れ込み、開口部APのエッジAPEに沿って堆積したレジスト140の膜厚が厚くなりやすい。このため、レジスト140をパターン化した際、エッジAPEに沿ったレジスト140を十分に除去できないことがある。
その後、図6Cに示すように、レジスト140をマスクとして第3金属層M3をエッチングすると、エッジAPEに沿って第3金属層M3が残ってしまう。つまり、第3金属層M3をパターニングすることによって形成された第3配線パターンWP3は、エッジAPEに沿って繋がってしまう。要するに、図5に示すように、隣接する第3配線パターンWP3が導通してしまい、隣接する検査用配線のブリッジ構造間でショートが発生してしまう。
以上説明したように、この実施の形態によれば、検査用配線部を備えたアレイ基板において、検査用配線部を覆うように島状に配置された平坦化膜により、検査用配線の損傷や隣接する検査用配線間への導電性の異物の付着を防止することができる。
また、検査用配線部は、同層または異層に配置された第1配線パターンと第2配線パターンとをこれらとは異なる層の第3配線パターンによって電気的に接続したブリッジ構造の検査用配線を含んでおり、各検査用配線のブリッジ構造は、平坦化膜に個別に形成された開口部に対応して形成されている。つまり、隣接する検査用配線のブリッジ構造は、平坦化膜によって区画されている。このため、開口部内で第3配線パターンのパターニング不良が発生しても、隣接するブリッジ構造が導通することがなく、検査用配線間でのショートを防止することが可能となる。また、第3配線パターンは、平坦化膜のエッジやコンタクトホールを経由することなく配置されるため、配置される領域の凹凸の影響を受けにくい。このため、第3配線パターンの断線を防止することが可能となる。
したがって、検査用配線部を用いて表示パネル上の各種配線の配線不良を安定的に検査することが可能となる。このため、配線不良の表示パネルの後工程への流出を未然に防ぐことが可能となる。これにより、製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
この発明の表示装置は、上述した液晶表示装置に限定されるものではない。例えば、有効表示部の両端側から奇数番走査線及び偶数番走査線にそれぞれ駆動信号を供給するレイアウトに限らず、有効表示部の一端側から全走査線にそれぞれ駆動信号を供給するレイアウトに適用しても良い。また、表示装置の一例として液晶表示装置を例に説明したが、自己発光素子を表示素子とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの表示装置に適用しても良い。
図1は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示パネルの構成を概略的に示す図である。 図2は、図1に示した液晶表示パネルの検査用配線部の構成を概略的に示す図である。 図3は、図2に示した検査用配線部を構成する検査用配線の一部を拡大した平面図である。 図4は、図3に示した検査用配線部をA−A線で切断したときの断面図である。 図5は、比較例に係る検査用配線部を構成する検査用配線の一部を拡大した平面図である。 図6Aは、検査用配線部の製造工程を説明するための図であり、第3金属層の成膜工程を示す図である。 図6Bは、検査用配線部の製造工程を説明するための図であり、レジストのパターン化工程を示す図である。 図6Cは、検査用配線部の製造工程を説明するための図であり、第3金属層のエッチング工程を示す図である。
符号の説明
PX…表示画素、1…液晶表示パネル、3…アレイ基板、6…有効表示部、10…外周部、10A…延在部、11…駆動ICチップ、20…第1配線群、21…配線、30…第2配線群、31…配線、40…検査用配線部、41…信号線検査部、42…第1走査線検査部、43…第2走査線検査部、44…パッド部、51…信号線検査用配線、52…第1検査用配線、53…第2検査用配線、55…スイッチ信号線、120…絶縁膜、120H…コンタクトホール、130…平坦化膜、130E…エッジ、AP…開口部、M1…第1金属層、M2…第2金属層、M3…第3金属層、W1…第1配線パターン、W2…第2配線パターン、W3…第3配線パターン

Claims (5)

  1. 複数の表示画素によって構成された有効表示部と、
    前記有効表示部の外側に位置する外周部に配置された複数の配線からなる配線群と、
    前記有効表示部及び前記配線群における配線不良を検査するための検査用配線部と、を備え、
    前記検査用配線部は、
    複数の第1配線パターンからなる第1配線パターン群と、
    第1配線パターンのそれぞれとは離間した複数の第2配線パターンからなる第2配線パターン群と、
    検査用配線部のほぼ全体を覆うように島状に配置され、各第1配線パターンと対応する第2配線パターンとをつなぐ配線を施すための複数の開口部を有する平坦化膜と、
    前記平坦化膜の各開口部に個別に配置され、第1配線パターンと第2配線パターンとを電気的に接続する複数の第3配線パターンからなる第3配線パターン群と、
    を備えたことを特徴とする表示装置。
  2. 前記有効表示部は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持した液晶表示パネルに備えられたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記検査用配線部は、対向基板の端部より外方に延在したアレイ基板の延在部上に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. さらに、前記検査用配線部が配置された領域に対応して島状に配置された前記平坦化膜上に駆動ICチップを備えたことを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記駆動ICチップは、前記有効表示部の信号線に映像信号を供給する信号線駆動部、及び、前記有効表示部の走査線に駆動信号を供給する走査線駆動部を備えたことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
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