JP2010281972A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造歩留まりを向上させる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１基板は、絶縁基板と、絶縁基板上に配置された第１導電層と、絶縁層を介して第１導電層の上層に配置された第２導電層ＳＬ１と、表示部において、前記複数の表示画素が配列する行に沿って延びる走査線と、前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する列に沿って延びる信号線と、を備え、前記第１導電層は、前記絶縁層を介して前記第２導電層と対向する対向部を備え、前記第２導電層は前記信号線であって、前記第１導電層は前記表示部を囲むように配置され、前記対向部は、前記第１導電層が延びる方向と、前記第１導電層が延びる方向と略直交する方向とにマトリクス状に並んで配置された欠落部を備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、互いに対向するアレイ基板および対向基板と、一対の基板間に挟持された液晶層とを備えている。液晶表示装置を製造する際には、アレイ基板を形成するアレイ工程と、アレイ基板と対向基板とを対向させて固定し、アレイ基板と対向基板との間に液晶材料を注入するセル工程と、駆動回路や制御回路基板等を搭載するモジュール工程と、を経て、液晶表示装置が形成される。

従来、製造工程において、静電気による電極の破壊の発生確率を低下させるとともに、静電気によって破壊された電極を数回修復することができる液晶ディスプレイが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２６８８６０号公報

アレイ工程では、絶縁基板上に複数の導電層および絶縁層を成膜する成膜工程、プラズマエッチング工程、エッチング工程等、様々な製造工程において、異物が混入し、成膜パターンの不良が発生して、輝点・滅点・断線等の不良が生じることがあった。

アレイ工程において上記のような不良が発見された場合、複数の導電層および絶縁層を成膜した後に、レーザまたはレーザＣＶＤ等を照射することによりリペアを行う。アレイ工程では発見されず、セル工程の点灯検査において上記のような不良が発見された場合、アレイ基板の絶縁基板側からレーザを照射することにより液晶分子の配向を乱したり、コンタクト部分等の加工をしたりしてリペアを行なう。

しかし、液晶分子の配向を乱すリペアに関しては、液晶層の使用材料・配向モードによってはリペアが困難であった。また、コンタクト部分等のリペアについては、コンタクトの際に導電層の一部である残渣物がセル内へ飛散することがあった。この際、残渣物の大きさがアレイ基板と対向基板とのギャップ近くの大きさになると、液晶表示装置の使用環境下において残渣物によるアレイ基板と対向基板とのショートが発生し、更なる欠陥を招くことがあった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであって、製造工程において発生した不良のリペアによって更なる不良が発生することを抑制し、製造歩留まりを向上させる液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向して配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を備えた液晶表示装置であって、前記第１基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に配置された第１導電層と、絶縁層を介して前記第１導電層の上層に配置された第２導電層と、前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する行に沿って延びる走査線と、前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する列に沿って延びる信号線と、を備え、前記第１導電層は、前記絶縁層を介して前記第２導電層と対向する対向部を備え、前記第２導電層は前記信号線であって、前記第１導電層は前記表示部を囲むように配置され、前記対向部は、前記第１導電層が延びる方向と、前記第１導電層が延びる方向と略直交する方向とにマトリクス状に並んで配置された欠落部を備える液晶表示装置である。

本発明によれば、製造工程において発生した不良のリペアによって更なる不良が発生することを抑制し、製造歩留まりを向上させる液晶表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例について説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置のリペア配線と信号線とが交差する交差部の第１構成例について説明するための図である。 図２に示す線III−IIIにおける断面の一例について説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置のリペア配線と信号線とが交差する交差部の第２構成例について説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置のリペア配線と信号線とが交差する交差部の第３構成例について説明するための図である。 図５に示す線VI-VIにおける断面の一例について説明するための図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る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、本実施形態に係る液晶表示装置は、アレイ基板（第１基板）１０と、アレイ基板１０に対向するように配置された対向基板（第２基板）２０と、アレイ基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層ＬＱと、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰと、を備えている。

アレイ基板１０は、表示部ＤＹＰにおいて、各表示画素ＰＸに配置された画素電極ＰＥと、表示画素ＰＸの配列する行に沿って配置された複数の走査線ＧＬ（ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、…）と、表示画素ＰＸの配列する列に沿って配置された複数の信号線ＳＬ（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、…）と、走査線ＧＬと信号線ＳＬとが交差する位置近傍に配置された画素スイッチＳＷと、を備えている。

画素スイッチＳＷはスイッチング素子として薄膜トランジスタを備えている。薄膜トランジスタのゲート電極は、対応する走査線ＧＬと電気的に接続されている（あるいは一体に形成されている）。薄膜トランジスタのソース電極は対応する信号線ＳＬと電気的に接続されている（あるいは一体に形成されている）。薄膜トランジスタのドレイン電極は、対応する画素電極ＰＥと電気的に接続されている（あるいは一体に形成されている）。

複数の走査線ＧＬは、表示部ＤＹＰの周囲に配置された走査線駆動回路ＧＤに接続されている。複数の信号線ＳＬは、表示部ＤＹＰの周囲に配置された信号線駆動回路ＳＤに接続されている。

走査線駆動回路ＧＤは、図示しない制御手段より供給される制御信号に基づいて、複数の走査線ＧＬを順次駆動する。駆動された走査線ＧＬにより、画素スイッチＳＷの薄膜トランジスタにゲート電圧（走査線駆動信号）が印加されると、薄膜トランジスタのソース−ドレイン間が導通する。

信号線駆動回路ＳＤは、図示しない制御手段により供給される制御信号に基づいて、複数の信号線ＳＬに並列的に映像信号を供給する。複数の信号線ＳＬに供給された映像信号は、画素スイッチＳＷを介して、対応する信号線ＳＬから対応する画素電極ＰＥに供給される。

対向基板２０は、複数の画素電極ＰＥに対向する対向電極ＣＥを備えている。対向電極ＣＥには、図示しない対向電極駆動回路より対向電圧が供給される。複数の画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとは、対向する一対の配向膜（図示せず）に覆われている。一対の配向膜の表面には、所定方向にラビング処理が成されている。

液晶層ＬＱに含まれる液晶分子は、配向膜のラビング方向によりその初期配向方位が規制され、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとに供給される電圧により生じる電位差によりその配向状態を制御される。

アレイ基板１０は、表示部ＤＹＰの周囲を囲むように配置された第１導電層であるリペア配線ＷＡを備えている。リペア配線ＷＡは、表示部ＤＹＰの周囲において、各信号線ＳＬの信号線駆動回路ＳＤ側の端部および信号線駆動回路ＳＤから離れた側の端部と、絶縁層Ｌ１を介して対向するように配置されている。すなわち、本実施形態では信号線ＳＬは第２導電層と電気的に接続され（あるいは一体に形成され）、信号線ＳＬが第２導電層に相当する。

リペア配線ＷＡが、表示部ＤＹＰの周囲の領域において絶縁層Ｌ１を介して信号線ＳＬ１と対向する交差部ＣＰを図２および図３に示す。図３に示すように、リペア配線ＷＡと信号線ＳＬ１とは絶縁層Ｌ１を介して配置され、リペア配線ＷＡは、信号線ＳＬ１が配置される層よりも下層に配置されている。

リペア配線ＷＡは、交差部ＣＰにおいて絶縁層Ｌ１を介して信号線ＳＬ１と対向する対向部ＷＡ２を備え、対向部ＷＡ２は、欠落部ＨＬを備えている。図２および図３に示す場合では、リペア配線ＷＡが延びる方向Ｄ１に４つ、リペア配線ＷＡが延びる方向Ｄ１に略直交する方向Ｄ２に３つの欠落部ＨＬが、マトリクス状に配置されている。

また、リペア配線ＷＡは、方向Ｄ１において対向部ＷＡ２を挟むように配置された細線部ＷＡ１を備えている。細線部ＷＡ１は、リペア配線ＷＡが複数の信号線ＳＬと絶縁層を介して対向する複数の対向部ＷＡ２を備える場合には、複数の対向部ＷＡ２の間に配置される。細線部ＷＡ１は、リペア配線ＷＡの他の部分と比較して方向Ｄ２における幅が小さくなっている。

ここで、例えば、表示部ＤＹＰ内において信号線ＳＬ１が断線している場合、リペア配線ＷＡを、信号線ＳＬの信号線駆動回路ＳＤ側の端部と信号線駆動回路ＳＤから離れた側の端部とにおいて電気的に接続させてリペアを行なう。

アレイ基板１０と対向基板２０とを対向させた状態で貼り合せて、アレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶材料を注入した後、点灯検査で信号線ＳＬ１の断線が発見された場合、アレイ基板１０の絶縁基板ＳＢ１側から対向部ＷＡ２にレーザを照射して、リペア配線ＷＡと信号線ＳＬ１とをコンタクトさせる。

このとき、加工する配線パターンである対向部ＷＡ２が大きいと、大きいパワーのレーザを照射する必要があり、加工すべきでない周囲の配線パターンまでレーザの影響を受けることがある。また、大きなパワーのレーザを照射すると、加工すべき配線パターンおよびその周りの本来加工すべきでない配線パターンの残渣が液晶層ＬＱ内に飛散して液晶分子の配向を乱す等の欠陥が生じることがあった。特に、飛散物が大きい場合には、アレイ基板１０と対向基板２０との間でショートが生じる原因となることがあった。

そこで、本実施形態では、上記のように、リペア配線ＷＡに欠落部ＨＬを設け、加工すべき配線パターンである対向部ＷＡ２の領域を小さくしている。したがって、アレイ基板１０の絶縁基板ＳＢ１側から対向部ＷＡ２にレーザを照射して、リペア配線ＷＡと信号線ＳＬ１とをコンタクトさせる場合に、絶縁基板ＳＢ１に近い導電層であるリペア配線ＷＡを低パワーのレーザで加工可能となる。その結果、本来加工されるべきでない部分の残渣が液晶層ＬＱ内に飛散することを回避することができ、リペアを行なうことによる欠陥の発生を回避することができる。

さらに、アレイ基板１０の絶縁基板ＳＢ１側からレーザを照射して、各対向部ＷＡ２を挟むように配置された２つの細線部ＷＡ１の一方においてリペア配線ＷＡを切断し、信号線駆動回路ＳＤから離れた側の信号線ＳＬ１の端部と、信号線駆動回路ＳＤとを１つのリペア配線ＷＡの経路により電気的に接続する。

したがって、本実施形態では、信号線ＳＬ１と交差するリペア配線ＷＡは、対向部ＷＡ２に対して方向Ｄ１の同じ側に配置された細線部ＷＡ１において切断される。このとき、切断するリペア配線ＷＡの部分が液晶層ＬＱ内に飛散すると、ショート等の欠陥の原因となることがあった。

そこで、本実施形態では、リペア配線ＷＡに細線部ＷＡ１を設けている。リペア配線ＷＡを切断する際に、細線部ＷＡ１において切断することによって、照射するレーザのパワーを低くすることができるとともに、仮に飛散物が生じたとしても飛散物を小さくすることができる。したがって、リペア配線ＷＡを切断したことにより欠陥が生じることを抑制することができる。

上記のように、リペア配線ＷＡと信号線ＳＬ１とを交差部ＣＰにおいて電気的に接続することによって、信号線ＳＬ１が表示部ＤＹＰ内で断線した場合でも、信号線駆動回路ＳＤから出力される映像信号は、リペア配線ＷＡを介して断線部分の前後に渡って信号線ＳＬに供給される。

なお、上記のリペア配線ＷＡが切断されたことにより、リペア配線ＷＡは２つの部分に分割され、リペア配線ＷＡの一方は上記のように信号線ＳＬの信号線駆動回路ＳＤ側の端部と信号線駆動回路ＳＤから離れた側の端部とを電気的に接続するために用いられる。リペア配線ＷＡの他方は、他の信号線ＳＬの断線による不良の修復に用いることができる。

したがって、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、信号線ＳＬ１の断線による不良を修復することができるとともに、製造工程において発生した不良のリペアによって更なる不良が発生することを抑制し、製造歩留まりを向上させる液晶表示装置を提供することができる。

なお、リペア配線ＷＡの欠落部ＨＬは図３に示すように、交差部ＣＰにおいてリペア配線ＷＡが延びる方向Ｄ１に延びて設けられても良い。図３に示すように、方向Ｄ１に延びるように欠落部ＨＬを設けると、絶縁層Ｌ２を介して信号線ＳＬ１と対向するリペア配線ＷＡの領域を小さくすることができるとともに、リペア配線ＷＡの抵抗が大きくなることが抑制される。

さらに、信号線ＳＬ１の上層に配置された絶縁層Ｌ２の更に上層に、導電層あるいは絶縁層の少なくとも１層からなる補強層（図示せず）を配置しても良い。本実施形態で補強層を配置する場合には、交差部ＣＰにおいて絶縁層Ｌ２の上層に例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる補強層を配置する。

絶縁層Ｌ２を介して交差部ＣＰの上層にさらに補強層を配置することにより、レーザパワー、あるいは、信号線ＳＬ１やリペア配線ＷＡのパターンにばらつきがあった場合でも、リペアによる残渣が液晶層ＬＱ内に飛散することを回避することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る液晶表示装置は、第１実施形態に係る液晶表示装置と同様に、アレイ基板１０と、アレイ基板１０と対向するように配置された対向基板２０と、アレイ基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層ＬＱと、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部ＤＹＰとを備えている。

図５および図６に、信号線ＳＬ１とリペア配線ＷＡとの交差部ＣＰを示している。図５および図６に示すように、リペア配線ＷＡの上層に配置された保護層としての絶縁層Ｌ１および絶縁層Ｌ２は、細線部ＷＡ１上に設けられた肉薄部を備えている。本実施形態に係る液晶表示装置では、絶縁層Ｌ２が、細線部ＷＡ１の上層において欠落した欠落部Ｌ２Ａを備えている。すなわち、肉薄部は、絶縁層Ｌ２の欠落部Ｌ２Ａと絶縁層Ｌ１の一部とにより構成されている。

上記のように、細線部ＷＡ１の上層に保護層の肉薄部が配置されると、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と比較して、絶縁基板ＳＢ１側からレーザを照射してリペア配線ＷＡを切断する際に、レーザパワーを低くすることができる。さらに、細線部ＷＡ１上の保護層が薄くなるとともに、低いレーザパワーにより加工されるため、保護層が液晶層ＬＱ内に飛散することを抑制することができる。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができるとともに、製造工程において発生した不良のリペアによって更なる不良が発生することをより効果的に抑制し、製造歩留まりを向上させる液晶表示装置を提供することができる。

なお、保護層の肉薄部は、ハーフ露光等をして細線部ＷＡ１の上層に配置された保護層の膜厚を薄くすることにより形成される。図６に示す場合では、肉薄部は絶縁層Ｌ２の欠落部Ｌ２Ａと絶縁層Ｌ１の一部とにより構成されていたが、肉薄部は絶縁層Ｌ１の欠落部と絶縁層Ｌ２の一部とにより構成されていてもよく、また、絶縁層Ｌ１および／または絶縁層Ｌ２の他の部分より薄く形成され部分により構成されていてもよい。

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、実施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。例えば、上記第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、リペア配線ＷＡと信号線ＳＬとを電気的に接続させる場合について説明したが、本願発明は、リペア配線ＷＡを上層に配置された導電層と電気的に接続させるために絶縁基板ＳＢ１側からレーザを照射して加工する部分であれば上述の実施形態以外の場合であっても適用可能である。その場合であっても上述の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

また、上記第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、リペア配線ＷＡの対向部ＷＡ２に島状の欠落部ＨＬが設けられていたが、欠落部ＨＬは対向部ＷＡ２の領域を小さくするように配置されていれば良く、円形状や多角形状であってもよく、リペア配線ＷＡの端部に開口した凹形状であってもよい。このとき、欠落部ＨＬの大きさは、リペア配線ＷＡの抵抗が大きくならないように配置されることが好ましい。

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。

ＬＱ…液晶層、ＷＡ…リペア配線（第１配線）、ＣＰ…交差部、Ｌ１…絶縁層、ＨＬ…欠落部、ＳＬ…信号線（第２配線）、ＳＢ１…絶縁基板、１０…アレイ基板（第１基板）、２０…対向基板（第２基板）

Claims (5)

1. 第１基板と、前記第１基板と対向して配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を備えた液晶表示装置であって、
   前記第１基板は、絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に配置された第１導電層と、
   絶縁層を介して前記第１導電層の上層に配置された第２導電層と、
   前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する行に沿って延びる走査線と、
   前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する列に沿って延びる信号線と、を備え、
   前記第１導電層は、前記絶縁層を介して前記第２導電層と対向する対向部を備えるとともに、前記表示部を囲むように配置され、
   前記第２導電層は前記信号線と電気的に接続され、
   前記対向部は、前記第１導電層が延びる方向と、前記第１導電層が延びる方向と略直交する方向とにマトリクス状に並んで配置された欠落部を備える液晶表示装置。
2. 第１基板と、前記第１基板と対向して配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を備えた液晶表示装置であって、
   前記第１基板は、絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に配置された第１導電層と、
   絶縁層を介して前記第１導電層の上層に配置された第２導電層と、
   前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する行に沿って延びる走査線と、
   前記表示部において、前記複数の表示画素が配列する列に沿って延びる信号線と、を備え、
   前記第１導電層は、前記絶縁層を介して前記第２導電層と対向する対向部を備えるとともに、前記表示部を囲むように配置され、
   前記第２導電層は前記信号線と電気的に接続され、
   前記対向部は、前記欠落部は、前記第１導電層が延びる方向に延びて配置された欠落部を備える液晶表示装置。
3. 前記絶縁層を介して前記第１導電層と前記第２導電層とが対向する交差部において、前記第２導電層の上層に補強層が配置されている請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記第１導電層は、前記第１導電層が延びる方向と略直交する方向の幅が小さい細線部を備えている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
5. 前記第２導電層の上層に配置され、前記絶縁層とともに保護層を構成する第２絶縁層をさらに備え、
   前記保護層は、前記細線部の上層に設けられた肉薄部を備える請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の液晶表示装置。

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