JP2010243722A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置において、配線が高密度化する場合やプローブの先端が摩耗する場合であっても、接触式配線検査を常に正確に実施することが可能な表示装置を提供すること。
【解決手段】
２種類以上の配線（Ｌ１，Ｌ２）が層間絶縁膜（ＩＬ）を介して基板（ＳＵＢ１）上に配置される表示装置において、該基板の表示領域外の少なくとも一部領域では、該層間絶縁膜（ＩＬ）の上側に並列に配置される複数の上層配線（Ｌ２）を有し、該層間絶縁膜の下側に配置される下層配線（Ｌ１）が該上層配線の間又は該上層配線に隣接して配置され、該上層配線の表面が該基板上の最も高い位置に位置するように、該上層配線の下方に高さを調整するための調整層（Ｄ）を配置することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は表示装置に関し、特に接触式配線検査に適した表示装置に関する。

液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセント表示装置など、種々の平板状の表示装置が実用化されている。これらの表示装置では、基板上にマトリックス状の多数の配線を形成しており、製造工程において配線欠陥を確認することが不可欠となっている。

配線の検査方法の一つとして、以下の特許文献１〜４に示すように、配線にプローブを直接接触させる接触式配線検査がある。また、接触式配線検査においても、櫛歯状の多数のプローブを利用し、複数の配線に同時に接触させて検査を行う方法と、１本又は数本のプローブを配線の配列方向に走査しながら検査を行う方法とがある。

特開平１０−２７４６６２号公報 特開２００４−３７１８４号公報 特開平８−６０５７号公報 特開平８−３１３９２２号公報

接触式配線検査では、検査の回数が多くなると、プローブの先端が摩耗し、プローブが配線に接触不良を起こすことがある。特に、プローブを走査する方式では、この摩耗が激しく、配線欠陥を正確に検査するためには、プローブの先端を研磨し、常に鋭利な状態に維持することが必要となる。

他方、近年の表示装置においては、表示装置の高解像度化や小型化などが要求され、配線が高密度化する傾向にある。このため、接触式配線検査で使用するプローブの先端はより細く、摩耗し易くなる上、プローブ先端が少し摩耗しただけでも、配線欠陥を正確に検査できない状態となる。

図１及び２は、配線を検査する様子を示したものである。図１（ａ）は、配線の平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の一点鎖線Ａ−Ａ’に沿ってプローブＰＢを走査する様子を示す断面図である。図２も同様である。

表示装置に複数種類の配線（Ｌ１，Ｌ２）を行う際には、例えば、図１（ｂ）に示すように、基板ＳＵＢ１上に配線Ｌ１を形成し、その上に層間絶縁膜ＩＬを設け、次に、該層間絶縁膜ＩＬ上に、他の配線Ｌ２が形成している。これは、配線間の導通を避けるためであり、当然、配線の種類が多くなる程、各配線間に設ける層間絶縁膜の数も多くなる。

図１は配線Ｌ２を検査する場合を示しており、配線の密度が比較的低い場合や、検査対象の配線の線幅が広い場合などでは、図１（ｂ）に示すように、プローブＰＢの先端が片減りした場合でも、配線Ｌ２毎に確実に接触することが可能である。なお、矢印ＢはプローブＰＢの移動方向を示している。

しかしながら、図２に示すように、配線が高密度化したり、配線Ｌ２の近傍に配線Ｌ１が存在する場合などでは、図２（ｂ）のプローブＰＢ’のような位置では、配線Ｌ２が存在するにも拘わらず、プローブＰＢ’の先端が配線Ｌ１の上側に形成された層間絶縁膜の凸部に乗り上げ、配線Ｌ２と十分なコンタクトができないことが危惧される。特に、このような不具合は、配線Ｌ２の厚みが、配線Ｌ１より薄い場合には頻発することとなる。

本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題を解決し、２種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置において、配線が高密度化する場合やプローブの先端が摩耗する場合であっても、接触式配線検査を常に正確に実施することが可能な表示装置を提供することである。

本発明の表示装置は、上述した課題を解決するため、以下のような特徴を有する。

（１） ２種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置において、該基板の表示領域外の少なくとも一部領域では、該層間絶縁膜の上側に並列に配置される複数の上層配線を有し、該層間絶縁膜の下側に配置される下層配線が該上層配線の間又は該上層配線に隣接して配置され、該上層配線の表面が該基板上の最も高い位置に位置するように、該上層配線の下方に高さを調整するための調整層を配置することを特徴とする。

（２） 上記（１）に記載の表示装置において、該一部領域は、接触式配線検査時のプローブが接触する領域であることを特徴とする。

（３） 上記（２）に記載の表示装置において、該調整層は、該下層配線と同時に形成されることを特徴とする。

（４） 上記（２）に記載の表示装置において、該調整層は、電気的に孤立していることを特徴とする。

（５） 上記（３）に記載の表示装置において、該調整層は、該下層配線同士を接続する接続部分であることを特徴とする。

（６） 上記（２）に記載の表示装置において、該一部領域では、該上層配線の線幅及び該調整層の幅は、該表示領域内にある該上層配線の線幅より太いことを特徴とする。

（７） 上記（２）に記載の表示装置において、該表示装置は、液晶表示装置であり、該基板は、薄膜トランジスタが形成される基板であり、該下層配線は共通配線を構成し、該上層配線はドレイン線又はゲート線のいずれかであることを特徴とする。

本発明は、上記（１）のように、２種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置において、該基板の表示領域外の少なくとも一部領域では、該層間絶縁膜の上側に並列に配置される複数の上層配線を有し、該層間絶縁膜の下側に配置される下層配線が該上層配線の間又は該上層配線に隣接して配置され、該上層配線の表面が該基板上の最も高い位置に位置するように、該上層配線の下方に高さを調整するための調整層を配置するため、基板上の最も高い位置には常に上層配線が位置するため、配線が高密度化する場合やプローブの先端が摩耗する場合であっても、プローブの先端を確実に上層配線に接触させることができる。これにより、接触式配線検査において常に正確な検査を実施することが可能となる。

上記（２）のように、基板の表示領域外の少なくとも一部領域が、接触式配線検査時のプローブが接触する領域であるため、より接触式配線検査に適した表示装置を提供することができる。

上記（３）のように、調整層は、下層配線と同時に形成されるため、調整層を形成するため、製造工程を別途付加する必要が無い。また、調整層の厚みを下層配線の厚みと同じにすることが容易であるため、調整層の厚みを正確に調整する必要が無く、表示装置の製造を簡便化できる。

上記（４）のように、調整層は、電気的に孤立しているため、調整層の存在が各配線の作動に不具合を生じることも無い。

上記（５）のように、調整層は、下層配線同士を接続する接続部分であるため、液晶表示装置のコモン線などの共通配線のように、下層配線同士を接続する必要がある場合には、調整層を接続部分として利用することも可能となる。

上記（６）のように、基板の表示領域外の少なくとも一部領域では、上層配線の線幅及び調整層の幅は、表示領域内にある上層配線の線幅より太いため、接触式配線検査を行う際のプローブがより接触し易くなり、より正確な検査を実施することが可能となる。

上記（７）のように、表示装置は、液晶表示装置であり、基板は、薄膜トランジスタが形成される基板であり、下層配線は共通配線を構成し、上層配線はドレイン線又はゲート線のいずれかであるため、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の配線検査も、より正確に実施することが可能となる。

従来の表示装置に対して実施される接触式配線検査において、正常な検査状態を説明する図である。 従来の表示装置に対して実施される接触式配線検査において、異常な検査状態を説明する図である。 本発明に係る表示装置の一つである液晶表示装置の全体を示す概略図である。 本発明に係る表示装置の一つである液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルの全体を示す概略図である。 本発明の表示装置に係る第１の実施例を説明する図である。 本発明の表示装置に係る第２の実施例を説明する図である。 本発明の表示装置に係る第３の実施例を説明する図である。 本発明の表示装置に係る第４の実施例を説明する図である。

本発明に係る表示装置について、以下に詳細に説明する。以下では、表示装置の一例として液晶表示装置を中心に説明するが、本発明の表示装置は、２種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置であれば良く、液晶表示装置だけでなく、有機エレクトロルミネッセント表示装置など、種々の表示装置も本発明の技術的範囲に含まれるものである。

図３は、本発明が適用される液晶表示装置の概略構成図である。観察者側から、液晶表示パネルＰＡ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬが順次配置されている。

液晶表示パネルＰＡは、一対の平行配置された、例えばガラスからなる基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を有し、これら各基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の間に液晶が封入されている。

基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の液晶側の面には、マトリクス状に配置された画素が形成され、これら画素ごとに液晶の光透過率を制御できるようになっている。

そして、これら各画素が形成された領域を画像表示領域ＡＲ（図中一点鎖線で囲まれた領域）とし、バックライトＢＬからの光を画像表示領域ＡＲの全域にわたって照射し、各画素を透過する光を通して観察者に映像を認識させるようになっている。

観察者側から見て後方に配置された基板ＳＵＢ１は、たとえばその図中左側辺および上側辺において基板ＳＵＢ２から露出された部分を有し、これらの部分において、複数のドライバ基板ＳＣＤｈ、ＳＣＤｖが接続されるようになっている。これらドライバ基板ＳＣＤｈ、ＳＣＤｖはいわゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）と呼ばれるＴＣＰ（Tape Carrier Package）やＣＯＦ（Chip on Film）などによって形成され、配線が形成されたフレキシブル基板ＦＢの上面に半導体チップＣＨが搭載されて構成される。

これら各ドライバ基板ＳＣＤｈ、ＳＣＤｖは各画素を独立に駆動させる回路であり、たとえば図中ｙ方向に並設されるドライバ基板ＳＣＤｖは走査信号駆動回路であり、図中ｘ方向に並設されるドライバ基板ＳＣＤｈは映像信号駆動回路である。

映像信号駆動回路である複数のドライバ基板ＳＣＤｈには、基板ＳＵＢ１と接続された辺と対向する他の辺においてプリント基板ＰＣＢが接続され、プリント基板ＰＣＢを通して外部入力信号が入力される。

なお、走査信号駆動回路である複数のドライバ基板ＳＣＤｖは、その外部入力信号が基板ＳＵＢ１の表面に形成された配線（不図示）を通して入力されるため、プリント基板ＰＣＢに相当する基板は備えられていない。

このように構成された液晶表示パネルＰＡの背面には、たとえばプリズムシートおよび拡散板等の積層体からなる光学シート手段（光学部材）ＯＳを介してバックライトＢＬが配置されている。光学部材ＯＳはバックライトＢＬからの光を拡散、集光させたりして液晶表示パネルＰＡ側へ導くようになっている。

図３では、バックライトＢＬは、いわゆる直下型と称され、箱状の筐体（フレーム部材ＤＦＲ）内に、線状光源ＦＬである複数の冷陰極蛍光ランプや外部電極蛍光ランプを並設させた構成となっている。冷陰極蛍光ランプの両側端部には、該ランプの電極部分を覆い該ランプからの光を液晶表示パネル側に反射させるサイドモールドＳＭＤが配置されている。バックライトＢＬは、線状光源に代えて、発光ダイオードなどの点状光源を平面状に配置しても良い。また、直下型に代えて、表示パネルの辺下側（横下側）に光源を配置し、導光板などを利用して画像表示領域を照明することも可能である。

次に、図４を用いて、基板ＳＵＢ１に形成される電極及び配線について説明する。基板ＳＵＢ１は、基板ＳＵＢ２と比較して、その面積が大きく形成され、たとえば図中左側辺部および上側辺部において、前記基板ＳＵＢ２から露出された領域を有する。

基板ＳＵＢ１の左側辺部の領域には、複数のドライバ基板ＳＣＤｖ（走査信号駆動回路）が並設され、基板ＳＵＢ１の上側辺部の領域には、複数のドライバ基板ＳＣＤｈ（映像信号駆動回路）が並設されている。ドライバ基板ＳＣＤｖは走査信号駆動回路を構成し、ゲート線（ゲート信号線）ＧＬに接続され、ドライバ基板ＳＣＤｈは映像信号駆動回路を構成し、ドレイン線（ドレイン信号線）ＤＬに接続されている。

基板ＳＵＢ１の液晶側の面であって液晶表示領域ＡＲ内には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが、また、図ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。

隣接する一対のゲート信号線ＧＬと隣接する一対のドレイン信号線ＤＬで囲まれる矩形状の領域は画素が形成される領域を構成し、これにより、各画素は液晶表示領域ＡＲ内においてマトリクス状に配置されるようになる。

前記各ゲート信号線ＧＬは、その左側端部がシール材ＳＥを越えて液晶表示領域ＡＲの外側にまで延在され、近接するドライバ基板ＳＣＤｖの出力端子に接続され、該ドライバ基板ＳＣＤｖによって走査信号（電圧）が供給されるようになっている。

前記各ドレイン信号線ＤＬは、その上側端部がシール材ＳＬを越えて液晶表示領域ＡＲの外側にまで延在され、近接するドライバ基板ＳＣＤｈの出力端子に接続され、該ドライバ基板ＳＣＤｈによって映像信号（電圧）が供給されるようになっている。

前記画素は、たとえば図中丸枠Ｐの拡大図である丸枠Ｐ'に示すように、ゲート信号線ＧＬからの走査信号(電圧)によってオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを介してドレイン信号線ＤＬからの映像信号（電圧）が供給される画素電極ＰＸと、一定の基準信号（電圧）が印加されて、前記画素電極ＰＸとの間の電位差によって電界を生じせしめる共通電極ＣＴが備えられている。

画素電極ＰＸと共通電極ＣＴはともに同じ基板ＳＵＢ１に形成されており、前記電界は基板ＳＵＢ１の表面と平行な電界成分を一部に含むもので、このような電界によって液晶の分子を挙動（駆動）させるものを横電界（In-Plane-Switching）方式と称されている。

なお、前記共通電極ＣＴはゲート信号線ＧＬ又はドレイン信号線ＤＬと平行に配置される共通配線（コモン線）ＣＬを通して所定の電圧が印加されるようになっており、該コモン線ＣＬは前記シール材ＳＥを越えて延在され、基板ＳＵＢ１面に形成されたコモン電圧端子ＣＴＭに接続されている。

次に、接触式配線検査に適した表示装置の構成について説明する。図５乃至図８は、図４に符号Ａで示す表示領域（ＡＲ）外の一部に配置される配線の様子を示したものである。接触式配線検査は、基板ＳＵＢ１に薄膜トランジスタや配線及び電極などを形成した後、配線欠陥を調べるために行われる。なお、プローブを用いた検査は、薄膜トランジスタや電極の検査にも利用される。

本発明の表示装置の特徴は、２種類以上の配線（Ｌ１，Ｌ２）が層間絶縁膜（ＩＬ）を介して基板（ＳＵＢ１）上に配置される表示装置において、該基板の表示領域外の少なくとも一部領域では、該層間絶縁膜（ＩＬ）の上側に並列に配置される複数の上層配線（Ｌ２）を有し、該層間絶縁膜の下側に配置される下層配線（Ｌ１）が該上層配線の間又は該上層配線に隣接して配置され、該上層配線の表面が該基板上の最も高い位置に位置するように、該上層配線の下方に高さを調整するための調整層（Ｄ）を配置することを特徴とする。

調整層Ｄは、配線Ｌ２の下方に配置される膜体であり、配線Ｌ２の表面位置を基板表面からより高くするものであれば、特に拘らない。このため、図５〜８に示すような層間絶縁膜に限らず、他の絶縁膜や半導体膜、又は他の配線や電極に使用する金属膜であっても良い。以下の説明では、配線Ｌ１を形成する際に同時に形成可能な膜体Ｄを例に説明する。当然、調整層Ｄを、下層配線Ｌ１と同時に形成する場合には、製造工程を別途付加する必要が無い。また、調整層Ｄの厚みを下層配線Ｌ１の厚みと同じにすることが容易であるため、調整層の厚みを正確に調整する必要が無く、表示装置の製造も簡便化できる。

図５は、本発明の表示装置に係る第１の実施例を示したものであり、上層配線Ｌ２の途中に調整層Ｄを配置したものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）の一点鎖線Ａ−Ａ'に沿ってプローブＰＢを移動させる際の様子を断面図で示したものである。

図５（ｂ）に示すように、上層配線Ｌ２の表面は、基板ＳＵＢ１上の最も高い位置に位置するため、配線が高密度化する場合やプローブの先端が摩耗する場合であっても、プローブＰＢの先端は、確実に上層配線に接触する。

さらに、図５においては、上層配線Ｌ２の線幅及び調整層Ｄの幅は、表示領域（ＡＲ，図４参照）内にある上層配線Ｌ２の線幅より太くしており、接触式配線検査を行う際のプローブＰＢがより接触し易い構造となっている。

図６は、本発明の表示装置に係る第２の実施例を示したものであり、上層配線Ｌ２の接続パッド部に調整層Ｄを配置したものである。その他の構成は、第１の実施例と同様である。

図５及び図６では、上層配線Ｌ２の線幅に対して、調整層Ｄの幅が狭い例を図示しているが、図７では、本発明の第３の実施例として、上層配線Ｌ２の線幅に対して、調整層Ｄの幅が広い例を示している。上層配線Ｌ２の配幅が狭い場合には、調整層Ｄの幅を該線幅より広くし、確実に上層配線Ｌ２の表面を高くすることが好ましい。

図５〜図７に係る実施例では、調整層Ｄは、下層配線Ｌ１及び上層配線Ｌ２から電気的に孤立している。このため、調整層Ｄの存在により、各配線が作動する際に、電気的短絡などによる不具合を生じることが無い。しかしながら、図８に示す第４の実施例のように、下層配線Ｌ１を相互に接続する接続線として調整層Ｄ’を利用することも可能である。液晶表示装置のコモン線などの共通配線ＣＴが下層配線Ｌ１となる場合は、図８のような構造を採用することで、共通配線ＣＴ間の電気的接続をより確実に行うことにも寄与する。

以上のように、本発明によれば、２種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置において、配線が高密度化する場合やプローブの先端が摩耗する場合であっても、接触式配線検査を常に正確に実施することが可能な表示装置を提供することが可能となる。

ＡＲ 画像表示領域
ＢＬ バックライト
ＦＬ 線状光源
ＣＬ コモン線
ＣＴ 共通電極
ＣＴＭ コモン電圧端子
ＤＦＲ フレーム部材
ＤＬ ドレイン信号線
ＧＬ ゲート信号線
ＩＬ 層間絶縁膜
Ｌ１ 下層配線
Ｌ２ 上層配線
ＯＳ 光学シート
ＰＡ 液晶表示パネル
ＰＢ プローブ
ＰＸ 画素電極
ＳＥ シール材
ＳＭＤ サイドモールド
ＳＵＢ１ ＴＦＴ基板
ＳＵＢ２ 対向基板
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ

Claims (7)

1. ２種類以上の配線が層間絶縁膜を介して基板上に配置される表示装置において、
   該基板の表示領域外の少なくとも一部領域では、該層間絶縁膜の上側に並列に配置される複数の上層配線を有し、該層間絶縁膜の下側に配置される下層配線が該上層配線の間又は該上層配線に隣接して配置され、該上層配線の表面が該基板上の最も高い位置に位置するように、該上層配線の下方に高さを調整するための調整層を配置することを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置において、該一部領域は、接触式配線検査時のプローブが接触する領域であることを特徴とする表示装置。
3. 請求項２に記載の表示装置において、該調整層は、該下層配線と同時に形成されることを特徴とする表示装置。
4. 請求項２に記載の表示装置において、該調整層は、電気的に孤立していることを特徴とする表示装置。
5. 請求項３に記載の表示装置において、該調整層は、該下層配線同士を接続する接続部分であることを特徴とする表示装置。
6. 請求項２に記載の表示装置において、該一部領域では、該上層配線の線幅及び該調整層の幅は、該表示領域内にある該上層配線の線幅より太いことを特徴とする表示装置。
7. 請求項２に記載の表示装置において、該表示装置は、液晶表示装置であり、該基板は、薄膜トランジスタが形成される基板であり、該下層配線は共通配線を構成し、該上層配線はドレイン線又はゲート線のいずれかであることを特徴とする表示装置。

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