JP2010139962A - アレイ基板、平面表示装置、マザー基板及びアレイ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アレイ基板の電気的な検査を外部回路接続用パッドにプローブを押圧して検査を行うと、接続用パッドにプローブの圧痕が残存してしまい、接続用パッドに接続されるＦＰＣなどが剥がれて信頼性が劣化するが、信頼性に優れたアレイ基板、アレイ基板用マザー基板及びアレイ基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 アレイ基板２０の一側に形成され、表示画素１２を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッド５３を設け、この接続用パッド５３と対称形に形成され接続用パッド５３形成領域外の場所に非接続状態で独立して位置する検査用パッド５６を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、液晶表示装置や有機EL表示装置、プラズマディスプレイなどの平面表示装置に使用されるアレイ基板、このアレイ基板を使用した平面表示装置、アレイ基板を多面採りするためのマザー基板及びアレイ基板の製造方法に関する。

現在、平面表示装置は薄型軽量化や低消費電力などの点からカラーテレビやパーソナルコンピュータ及び映像表示用モニターや携帯電話などに広く採用されている。このような平面表示装置においては、表示画素及びこの表示画素を駆動するための駆動回路を搭載したアレイ基板と、このアレイ基板と対向して配置される対向基板もしくは封止板などを備えて構成されている。

このようなアレイ基板や対向基板などは、複数のアレイ基板領域を有するマザー基板によって一括形成され、その後に個々の基板の多面採りの方法によって切り出して形成される場合が殆どである。このマザー基板に複数のアレイ基板領域を形成する場合でも、製造時のショートなどの不具合を防止するためにショートリングを設けた構成が特許文献１に記載されている。
特開２００７−３４２７５号公報

このようにマザー基板の段階でショートリングを形成しておけば、マザー基板を個々のアレイ基板などに分断するまでの間は、配線間のショートなどの不測の事態を防止することが可能である。

しかしながら、接続用パッドに検査用のプローブを押圧すると、この押圧による圧痕が発生し、接続用パッドに接続されるフレキシブル配線板（ＦＰＣ）などが剥がれ易くなって信頼性が落ちるという問題がある。

本発明は、このような問題点を改善し、検査工程での圧痕が存在しても、この圧痕がＦＰＣなどの接続に悪影響を与えないようにすることで、信頼性をより一層向上させることができるアレイ基板、マザー基板及びアレイ基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁基板の一平面側に互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された表示画素と、絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたアレイ基板において、接続用パッドと対称形に形成され接続用パッド形成領域外の場所に非接続状態で独立して位置する検査用パッドを有することを特徴としている。

また本発明は、一方の絶縁基板の一平面側に互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された表示画素と、絶縁基板の一側に形成され表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドと、この接続用パッドと対称形に形成され接続用パッド形成領域外の場所に非接続状態で独立して位置する検査用パッドを有するアレイ基板と、このアレイ基板の接続用パッド領域を除く領域と対向するように配置された他方側の絶縁基板と、これら両絶縁基板を接着する表示領域外周囲に形成されたシール材とを具備することを特徴とする。

また本発明は、互いに隣接する複数のアレイ基板領域を備え、このアレイ基板領域に、互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された表示画素と、絶縁基板の一側に形成され表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたマザー基板において、接続用パッドと対称形に形成され隣接する他のアレイ基板領域に跨って、あるいは当該アレイ基板領域と隣接する他のアレイ基板領域間に配置され接続用パッドに接続された検査用パッドを有し、この検査用パッドは当該パッドが位置するアレイ基板領域内の回路とは非接続状態に設定されていることを特徴とする。

また本発明は、互いに隣接する複数のアレイ基板領域を備え、このアレイ基板領域に夫々互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された表示画素と、絶縁基板の一側に形成され表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたマザー基板から個別のアレイ基板を製造するアレイ基板の製造方法において、接続用パッドと対称形に形成され隣接する他のアレイ基板領域に跨って接続用パッドに接続された検査用パッドを設け、検査終了後にこの検査用パッドと接続用パッド間でマザー基板を切断、もしくは当該検査用パッド領域を切断除去することを特徴とする。

本発明によれば、アレイ基板の電気的な検査を実施するために検査用機器に接続されているプローブを検査用パッドに強く押圧して圧痕が残存したとしても、検査は正常に行うことができるばかりでなく、接続用パッドには何等の影響を与えることがないので、信頼性の劣化などの問題を抑制することが可能で、高い信頼性を有するアレイ基板やマザー基板、平面表示装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明を液晶表示装置に適用した場合について説明すると、液晶表示装置１０は、図１及び図２に示すように、ガラス材から構成される透明絶縁基板１１の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などからなる表示画素を構成する透明画素電極１２がマトリクス状に配置されている。またこれら画素電極１２の行方向には複数の走査線１３が、画素電極１２の列方向には複数本の信号線１４が配設されている。

この画素電極１２に対応して走査線１３及び信号線１４の交差位置近傍にはスイッチング素子として複数のＴＦＴ１５を有している。このＴＦＴ１５は、画素電極１２の行に沿って形成される走査線１３とゲート電極が接続され、また画素電極１２の列に沿って形成される信号線１４にソース電極もしくはドレイン電極が接続されており、走査線駆動回路１６から走査線１３を介して供給される駆動電圧によってＴＦＴ１５が導通し、信号線駆動回路１７からの信号電圧をＴＦＴ１５のソース・ドレイン通路を通して画素電極１２に印加するように動作する。

さらにこの画素電極１２には、所定の電位に設定された補助容量線から構成される補助容量１８が並列に接続されており、これらＴＦＴ１５や画素電極１２、走査線１３や信号線１４などの駆動線の上面には、さらにポリイミドなどから構成される配向膜１９が設けられてアレイ基板２０が構成されている。

また、このアレイ基板２０と対向する対向基板２１は、同様にガラス材にて形成された透明絶縁基板２２と、この透明絶縁基板２２のアレイ基板２０と対向する主面上には、その周辺部分に黒色の遮光膜（図示せず）が設けられるとともに、ＩＴＯなどから構成される透明共通電極２３が設けられ、この共通電極２３の上面には、さらにポリイミドなどからなる配向膜２４が設けられている。

この遮光膜に囲まれた絶縁基板２２部分には，アクリル材などから構成される三原色カラーフィルタ２５、並びに配線間の隙間からの漏光を遮断するためのブラックマトリクス２６が設けられて対向基板２１を構成している。これら共通電極２３には共通電極駆動回路（図示せず）からの駆動電圧が供給されている。

このアレイ基板２０と対向基板２１は，所定の間隙を持って対向配置されるとともにシール材２７を介して貼り合わされており、この間隙部には液晶部材２８が封止されている。この液晶部材２８の厚さは、アレイ基板２０と対向基板２１間に介在されるスペーサ２９によって規定されて，液晶表示パネル３０が構成されている。この液晶表示パネル３０の両外表面上には，偏光板３１，３２が接着剤３３，３４によって貼付されて、液晶表示装置１０を構成している。

さらに、必要に応じて、アレイ基板２０側の偏光板３１の外方にバックライト（図示せず）が配置される。

このように構成された液晶表示装置１０は、バックライトを点灯し、ＴＦＴ１５を駆動して画素電極１２をスイッチング制御させることで、画素電極１２電圧と対向する共通電極２３に供給される電圧との電位差によって、各々の画素電極１２上の液晶部材２８を制御することにより、所定の画像を表示している。

次に、この液晶表示装置１０の製造方法について簡単に説明する。

図３に示すように、まず複数枚のアレイ基板２０、もしくは対向基板２１に相当する面積を有する多面採り可能な所定の大きさのマザーガラス基板が準備され（図３a）、これを洗浄した後に、アレイ基板２０の場合には、個々のアレイ基板該当領域の表面にゲート金属成膜を形成する薄膜形成工程（同ｂ）を通り、次いでゲート配線パターンをパターンエッチング工程（同ｃ）にて形成する。

次いでゲート絶縁膜用の成膜を形成し、非昌質シリコン成膜やチャネル保護膜パターンを形成する。この非晶質シリコン成膜をエッチング処理して非昌質島状パターンを形成し、更にＩＴＯを成膜して画素電極パターンを形成する。更に信号線用金属成膜を形成して信号配線パターンを構成し、最後に絶縁膜形成工程（同ｄ）を通して信号配線用絶縁膜を成膜して保護膜パターンを形成している。

このように絶縁膜形成工程を通過したガラス基板は、洗浄や乾燥が行われ、検査工程に入る（同e）。この検査工程ではパターン形状検査や電気的な欠陥検査が行われる。この電気的な欠陥検査では、各種配線の短絡や断線を検出するための導通検査、並びにＴＦＴを動作させて表示画素に規定の書き込みが行われるかを評価するための検査などが実施される。

一方、このマザーガラス基板がカラーフィルタを有する対向基板用の場合には、マザーガラス基板にブラックマトリクス（BM）を形成し（同ｂ´）、次いでＲＧＢ着色層からなるカラーフィルタを形成する（同ｃ´）。次いでオーバーコート層を形成し（同ｄ´）、ＩＴＯ膜からなる透明電極膜を形成する工程（同e´）を経る。

ここまでの工程では、アレイ基板用の場合には、複数枚のアレイ基板２０相当の面積を有する多面採り可能な所定の大きさのマザーガラス基板が用いられる。

即ち、図４に示すように、マザーガラス基板５０は、各個別のアレイ用の絶縁基板を連結したままの状態で、個々のアレイ基板形成領域５１（便宜上、パネル−Ａやパネル−Ｂとして示す部分）上に成膜及びパターニングなどの処理が施されて、その個々の領域５１の一側端縁部分５２には、画素電極駆動用の信号などを入力するための外部回路接続用の接続用パッド５３が、基板形成領域端縁５２より表示領域５４方向に略直角に複数列並置されている。

そこで、上記した電気的な検査を行う場合には、接続用パッド５３に検査用機器（図示せず）に接続されているプローブの先端を押圧して電気的な接触を図り、各種配線の短絡や断線を検出するための導通検査、並びにＴＦＴを動作させて表示画素に規定の書き込みが行われるかを評価するための検査などの所定の電気的検査を実施する。

ところが、この検査用機器に接続されているプローブを押圧させると、導電性の薄膜にて形成されている接続用パッド５３に、図４（ｃ）に示すようなプローブの圧痕５５が生じてしまうことになる。

なお、図４（a）はマザーガラス基板全体を示すもので、図４（ｂ）は、図４（a）中の破線部分で囲ったパッド部分を拡大して示しており、図４（ｃ）は、さらに１つのパッド部分を拡大して示している。

この検査工程では、プローブの接触不良を防止するためには、ある程度の押圧力が必要となるが、その反面、機械的には微弱な接続用パッドには、図４（ｃ）に示すように、プローブの圧痕５５が残存する結果となる。

この接続用パッド５３に圧痕５５が残存してしまうと、後述する液晶表示パネル３０の完成後に、外部回路と接続するためのフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）やＴＡＢ−ＩＣを異方性導電接着剤を用いて導電接着させた際に、この圧痕５５部分に位置する異方性導電接着剤が剥がれ易くなってしまい、その結果、ＦＰＣやＴＡＢ−ＩＣが接続用パッド５３部分から剥離し易くなり、接続不良などによって信頼性不良が発生する虞がある。

そこで、本発明の実施の形態では、図４に示すように、例えば接続用パッド５３が位置する個別のアレイ形成領域５１端縁５２の一側部分と、この一側に対向している他のアレイ形成領域５１の一側とに跨って同じ導電薄膜によって連結接続され、且つ外部回路接続用の接続用パッド５３と同一構成のアレイ検査用の検査用パッド５６を、他のアレイ形成領域の対向する一側に形成している。この検査用パッド５６は、パネル−Ａと記載しているアレイ形成領域５１の接続用パッド５３とは電気的に接続されているが、検査用パッド５６が形成されたパネル−Ｂと記載しているアレイ形成領域５１側の回路とは非接続状態に構成されている。

即ち、パネル−Ａと記載しているアレイ形成領域５１の表示領域５４から見れば、接続用パッド５３の先端側に検査用パッド５６が位置していることになる。

このように構成することによって、外部回路接続用の接続用パッド５３には、検査用機器のプローブを押圧させることなく、検査用パッド５６にのみプローブを押圧させるように構成している。

従って、検査用パッド５６に例えプローブの押圧による圧痕５５が発生したとしても、この検査用パッド５６が存在しているパネル−Bと記載しているアレイ形成領域５１は、後工程でマザーガラス基板から個別のアレイ基板に分離するときに、パネル−Ｂのスクライブ線に沿って切断される際に、パネル−Ａと記載しているアレイ形成領域５１より分離されるので、パネル−Ａと記載しているアレイ形成領域５１の接続用パッド５３にＦＰＣやＴＡＢ−ＩＣを接続するに際しては何等の問題も生じない。

換言すれば、アレイ基板２０の表示領域５４からアレイ基板２０の一側に導出される外部回路接続用パッド５３の表示領域５４とは反対側である、より離れた位置に検査用パッド５６を形成することで、プローブの押圧による弊害を解消することが可能となる。

しかも分離されてアレイ基板２０（図中パネル−B）側に残存する検査用パッド５６は、この基板２０内の回路とは非接続状態であるから、見掛け上は空き端子状態となっているので、この基板２０の回路にも悪影響を与えることもない。

この実施の形態においては、アレイ形成領域５１間の間隔を狭く形成することが可能となるので、マザーガラス基板５０全体の大きさを小さく形成することが可能であり、マザーガラス基板５０の利用効率の向上を図ることが可能となる。また、プローブの押圧力を今まで以上に高めることが可能となるので、より正確な計測が可能となる。

このように電気的検査工程、もしくはＩＴＯ膜形成工程を経たマザーガラス基板は、洗浄や乾燥工程を経て配向膜が形成され、さらにラビング処理される（図３ｆ）。その後、アレイ基板の場合には，トランスファ材の塗布やスペーサが散布される（同ｇ）。また対向基板の場合には、シール材が塗布されて（同ｇ´）、これら両基板を互いに対向するように貼り合せてシール材を硬化させることにより，両基板を固着させる（同ｈ）。

ここまでの工程はマザーガラス基板を用いて行い、次いでマザーガラス基板から複数の個々の液晶表示パネルに相当する単品基板に分割する分断処理がなされる（同ｉ）。この分断処理が行なわれた個々のパネルの空隙部分に液晶材料が注入され、注入口を封止して液晶材料を封入する（同ｊ）。その後、アレイ基板と対向基板の外側面側に偏光板を貼付して液晶表示パネルが作成される。

次にマザーガラス基板をアレイ基板側に使用する他の実施の形態について、図５を参照して説明する。

上記の実施の形態の場合には、個別のアレイ基板間の間隔を狭くしてマザーガラス基板を効率的に使用した場合について説明しているが、アレイ基板間を比較的広く採れる場合には、両アレイ基板に跨らずに各個別のアレイ基板毎に専用の検査用パッド５６を形成することも可能である。

そこで、本発明の実施の形態では、図５に示すように、接続用パッド５３が位置する個別のパネル−Ａと記載しているアレイ形成領域５１の一側部分と、他のパネル−Ｂと記載しているアレイ形成領域５１の一側部分との間隔を広めに設定し、この両領域５１間に捨て領域部分６０を設け、この捨て領域部分６０に外部回路接続用の接続用パッド５３と同一構成のアレイ検査用の検査用パッド５６を電気的に接続された状態で形成している。

このように構成することによって、外部回路接続用の接続用パッド５３には、検査用機器のプローブを押圧させることなく、検査用パッド５６にプローブを押圧させるように構成している。

従って、検査用パッド５６に例えプローブの押圧による圧痕５５が発生したとしても、この検査用パッド５６が存在している捨て領域６０は、後工程でマザーガラス基板５０から個別のアレイ基板２０に分離する際に、いずれのアレイ基板２０からも分離されるので、何等の問題も生じない。

換言すれば、アレイ基板２０の表示領域５４からアレイ基板２０の一側に導出される外部回路接続用パッド５３の表示領域５４とは反対側である、より離れた位置に検査用パッド５６を形成することで、プローブの押圧による弊害を解消するようにすることが可能となる。

この実施の形態においては、マザーガラス基板５０全体としての大きさが多少大きくなってしまうが、その反面、検査用パッド５６を捨て領域６０に形成するので、プローブの押圧力を今まで以上に高めることが可能となるばかりでなく、プローブが比較的広い場所においての使用となるので、プローブの取り扱いに余裕を持たせられるので、より正確な計測が可能となるとともに、スクライブされた個別のアレイ基板２０には検査用パッド５６の残痕がなく、外観上も何等の違和感も伴わないという利点もある。

なお、上記実施の形態においては、平面表示装置として液晶表示装置に適用した場合について説明しているが、本発明においてはこれに限定されることなく、例えば表示画素として自発光する発光素子を備え、アレイ基板と対向する絶縁基板として封止板を使用し、この封止板とアレイ基板間に発光素子が位置するようにシール材によって両基板間を封止すれば、有機EL表示装置やプラズマディスプレイなどの平面表示装置にも適用することが可能であり、外部接続用の接続用パッドを備え、アレイ基板の電気的な検査を行う仕様の製品には同様に適用し得ることは明らかである。

また、アレイ基板や対向基板の構成は、上記説明の構成以外のものでも適用が可能であり、接続用パッド中にダミーパッドなどを含む場合には、検査用パッドを全く同一に構成するだけではなく、ダミーパッドを除いた検査に必要な接続用パッドに検査用パッドを対応させて構成することも可能である。

さらに、接続用パッドと検査用パッドとを同じパターン幅で延在する長方形状の同一パターンとして形成し、その一端側を接続用パッドとして使用し、他端側を検査用パッドとして使用することも可能であり、この場合には、パッドパターンの形成が容易になるなどの利点を有する。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での追加や変更は適宜成し得るものである。

本発明に係る液晶表示装置を簡略化して示す構成説明図 本発明に係る液晶表示装置を断面にして示す断面図 本発明に係る液晶表示装置を製造する際の工程説明図 本発明に係るアレイ基板の製造段階での一つの構成例を説明するための説明図 同じくその他の構成例を説明するための説明図

符号の説明

１０…液晶表示装置
１２…画素電極
１３…走査線
１４…信号線
１５…ＦＥＴ
２０…アレイ基板
５１…アレイ形成領域
５２…接続用パッド
５４…表示領域
５６…検査用パッド
６０…捨て領域

Claims (6)

1. 絶縁基板の一平面側に互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、
   この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、
   このスイッチング素子に接続された表示画素と、
   前記絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたアレイ基板において、
   前記接続用パッドと対称形に形成され前記接続用パッド形成領域外の場所に非接続状態で独立して位置する検査用パッドを有することを特徴とするアレイ基板。
2. 一方の絶縁基板の一平面側に互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、このスイッチング素子に接続された表示画素と、前記絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドと、この接続用パッドと対称形に形成され前記接続用パッド形成領域外の場所に非接続状態で独立して位置する検査用パッドを有するアレイ基板と、
   このアレイ基板の前記接続用パッド領域を除く領域と対向するように配置された他方側の絶縁基板と、
   これら両絶縁基板を接着する表示領域外周囲に形成されたシール材とを具備することを特徴とする平面表示装置。
3. 互いに隣接する複数のアレイ基板領域を備え、
   このアレイ基板領域に、
   互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、
   この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、
   このスイッチング素子に接続された表示画素と、
   前記絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたマザー基板において、
   前記接続用パッドと対称形に形成され前記隣接する他のアレイ基板領域に跨って前記接続用パッドに接続された検査用パッドを有し、
   この検査用パッドは当該パッドが位置するアレイ基板領域内の回路とは非接続状態に設定されていることを特徴とするマザー基板。
4. 互いに隣接する複数のアレイ基板領域を備え、
   このアレイ基板領域に、
   互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、
   この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、
   このスイッチング素子に接続された表示画素と、
   前記絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたマザー基板において、
   前記接続用パッドと対称形に形成され当該アレイ基板領域と前記隣接する他のアレイ基板領域間に配置され前記接続用パッドに接続された検査用パッドを有していることを特徴とするマザー基板。
5. 互いに隣接する複数のアレイ基板領域を備え、このアレイ基板領域に夫々互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、
   この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、
   このスイッチング素子に接続された表示画素と、
   前記絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたマザー基板から個別のアレイ基板を製造するアレイ基板の製造方法において、
   前記接続用パッドと対称形に形成され前記隣接する他のアレイ基板領域に跨って前記接続用パッドに接続された検査用パッドを設け、
   この検査用パッドと前記接続用パッド間でマザー基板を切断することを特徴とするアレイ基板の製造方法。
6. 互いに隣接する複数のアレイ基板領域を備え、このアレイ基板領域に夫々互いに略直交するように配置された信号線及び走査線と、
   この信号線及び走査線の交点近傍に配置されたスイッチング素子と、
   このスイッチング素子に接続された表示画素と、
   前記絶縁基板の一側に形成され前記表示画素を駆動させるための外部回路接続用の接続用パッドとを備えたマザー基板から個別のアレイ基板を製造するアレイ基板の製造方法において、
   前記接続用パッドと対称形に形成され当該アレイ基板領域と前記隣接する他のアレイ基板領域間に配置され前記接続用パッドに接続された検査用パッドを設け、
   検査終了後に当該検査用パッド領域を切断除去することを特徴とするアレイ基板の製造方法。

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