JP2013218124A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、端子部に導電粒子によって傷が発生することに起因して端子部金属が腐食することを防止する。
【解決手段】端子金属１０１２の上に、第１の絶縁膜１０２と第２の絶縁膜１０６が形成され、第１の絶縁膜１０２と第２の絶縁膜１０６にコンタクトホール１２１が形成され、コンタクトホール１２１と第２の絶縁膜１０６の上に第１のＩＴＯ１０８１が形成された端子を有し、導電粒子１７０を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、コンタクトホール１２１の内部に第１の絶縁膜１０２の上に第２のＩＴＯ１１０１が積層され、この上に第１のＩＴＯ１０８１が積層された領域を有し、コンタクトホール１２１における端子金属１０１２と第１のＩＴＯ１０８１とが接触する部分の幅ｓは、導電粒子１７０の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図４

Description

本発明は，液晶表示装置に係り，特に端子部の接続の信頼性を向上させた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にブラックマトリクスあるいはオーバーコート膜等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

液晶表示装置はフラットで軽量であることから、ＴＶ等の大型表示装置から、携帯電話やＤＳＣ（Digital Still Camera）等、色々な分野で用途が広がっている。一方、液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。

ＴＦＴ基板と対向基板で形成される液晶表示パネルには、ＴＦＴ基板に形成された端子部から走査信号、映像信号、コモン電圧等が供給される。端子部には、走査線、映像信号、コモン配線等と接続する引き出し線が延在しているが、これらの配線は金属によって形成されている。これらの配線は、ゲート絶縁膜、無機パッシベーション膜等によって保護されているが、端子部においては、フレキシブル配線基板等と接続するために、コンタクトホールが形成され、金属膜が露出する。

金属膜は、水分等によって腐食したり、酸素によって酸化して絶縁物になったりするので、これを防止するために、導電性金属酸化物であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等によって覆って、金属を保護している。

しかし、製造条件あるいは使用条件によっては、ＩＴＯと金属膜間の抵抗が大きくなり、導通不良を起こしうる。「特許文献１」には、端子金属とフレキシブル配線基板等の外部端子との接続部分にＩＴＯを使用せず、酸化シリコンあるいは窒化シリコン等の絶縁膜を金属端子の上に形成し、この絶縁膜に複数のコンタクトホールを形成して、外部端子との接続を取る構成が記載されている。そして、「特許文献１」では、端子部とフレキシブル配線基板等の接続は、ＡＳＣ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を用いて、これを熱圧着することで接続している。

特開２００４−３６１４４３号公報

表示領域からの引き出し線によって延在した金属配線が端子部となる部分は、ゲート絶縁膜、無機パッシベーション膜等の絶縁膜が除去されてコンタクトホールが形成されている。端子部の金属膜を保護するために、端子部の金属を、ＩＴＯ等の金属酸化物導電膜によって覆っている。この金属酸化物に傷やクラックが発生すると、この部分から水分や酸素が侵入して金属膜を腐食させたり、酸化させたりする。

「特許文献１」では、ＩＴＯと金属膜との間に形成される絶縁性の不純物によって接続不良が生ずることを防止するために、絶縁膜に複数のコンタクトホールを形成することによって接続を確保する構成が記載されている。この構成は、端子部の絶縁膜に複数のコンタクトホールを形成したあと、直ちに、フレキシブル配線基板等の外部回路と接続する場合はよいが、コンタクトホール形成後、外部回路との接続までに長時間かかると、コンタクトホール部分において、露出した金属膜が酸化あるいは腐食するという問題が生ずる。

一方、従来のように、端子部の金属膜の上をＩＴＯ等によって覆う場合は、ＩＴＯ等に欠陥があって、水分や酸素が下層の金属膜まで浸入すると金属膜が腐食したり酸化したりして、端子部の抵抗が大きくなるという問題を生ずる。

端子部と、フレキシブル配線基板等の外部回路との接続は、ＡＳＣを端子とフレキシブル配線基板等の外部端子との間に挟み、熱圧着によって接続する方法が取られる。ＡＳＣは、樹脂フィルムと樹脂フィルム中に分散された３μｍ〜５μｍの導電粒子によって構成されている。ＡＳＣを端子と外部回路の端子との間で熱圧着すると、導電粒子が端子と外部端子を接続することになる。

導電粒子は、プラスチック粒子に金属メッキが施されたものである。熱圧着するときに、この導電粒子が端子部に熱とともに押し付けられるので、端子部のＩＴＯ、および、その下の金属膜に傷を生じさせやすい。ＩＴＯおよび金属膜に傷が発生するとこの部分において、金属膜等が腐食あるいは酸化して導通不良を引き起こす。このような問題は、フレキシブル配線基板等の外部端子と接続する部分のみでなく、ドライバＩＣ等と接続する端子部についても同様である。

図１４は、従来例における端子構造と端子配列を示す平面図である。図１４は、端子配置がいわゆる千鳥状になっている。このような端子配置は、ＩＣドライバと接続する端子に多く用いられる。図１４において、表示領域からゲート線引出し線１０１１が延在し、このゲート線引出し線１１０１が端子部１２０において広がって、端子金属１１０２を形成している。

端子金属１１０２の上において、ゲート絶縁膜あるいは無機パッシベーション膜等による保護用絶縁膜に対してコンタクトホール１２１が形成されている。コンタクトホール１２１およびその周辺部を覆って、端子金属１０１２を外部雰囲気から保護するために、コモン電極等と同時に形成されるＩＴＯ１０８１が形成されている。

図１５は図１４のＤ−Ｄ断面図である。図１５において、ＴＦＴ基板の上にゲート線引出し線１０１１が広くなった端子金属１０１２存在している。ゲート線引出し線１０１１はＳｉＯ_２あるいはＳｉＮ等によって形成されるゲート絶縁膜１０２および、ＳｉＮ等によって形成される無機パッシベーション膜１０６によって保護されているが、端子部１２０においては導通をとるために、これらの絶縁膜は除去されてコンタクトホール１２１が形成されている。コンタクトホール１２１およびその周辺部は、ＩＴＯ１０８１によっておおわれている。

図１５において、端子１２０とＩＣ等の外部回路とはＡＳＣによって接続されている。図１５においては、ＡＳＣの樹脂フィルムは省略され、導電粒子１７０のみが記載されている。また、ＩＣ側の端子も省略されている。図１５において、端子金属１０１２の上に形成されたＩＴＯ１０８１とは、導電粒子１７０がコンタクトホール１２１内に存在して導通を取っている。導電粒子１７０は、熱圧着によって樹脂とともに、端子部１２０に接着するが、圧着した時に、導電粒子１７０によってＩＴＯ１０８１あるいは端子金属１０１２に傷が発生する場合が多い。このような傷が発生すると、端子金属１０１２が水分によって腐食されたり、酸素によって酸化されて導通不良になったりする場合がある。

このような現象は、接続の信頼性を損ねる。本発明の課題は、上記のようなＡＳＣを用いて端子部を外部回路と接続する場合に、ＩＴＯあるいは、端子金属に傷が発生して導通不良を引き起こす現象を防止し、信頼性の高い液晶表示装置を実現することである。

本発明は上記課題を克服するものであり、具体的な手段のうち主なものは次のとおりである。

（１）ＴＦＴと画素電極がマトリクス状に形成された表示領域と端子領域を有するＴＦＴ基板の端子領域に形成された端子部金属の上に、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜が形成され、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜にコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第２の絶縁膜の上に第１のＩＴＯが形成された端子を有し、導電粒子を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、前記コンタクトホールの内部に前記第１の絶縁膜の上に第２のＩＴＯが積層され、この上に第１のＩＴＯが積層された領域を有し、前記コンタクトホールにおける前記端子部金属と前記第１のＩＴＯとが接触する部分の幅ｓは、前記導電粒子の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。

（２）ＴＦＴと画素電極がマトリクス状に形成された表示領域と端子領域を有するＴＦＴ基板の端子領域に形成された端子部金属の上に、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜と第３の絶縁膜が形成され、前記第１の絶縁膜と前記第２と前記第３の絶縁膜にコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第３の絶縁膜の上に第１のＩＴＯが形成された端子を有し、導電粒子を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、前記コンタクトホールの内部に前記第１の絶縁膜、前記第２の絶縁膜、第２のＩＴＯがこの順で積層され、前記第２のＩＴＯの上に第１のＩＴＯが積層された領域を有し、前記コンタクトホールにおける前記端子部金属と前記第１のＩＴＯとが接触する部分の幅ｓは、前記導電粒子の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。

（３）ＴＦＴと画素電極がマトリクス状に形成された表示領域と端子領域を有するＴＦＴ基板の端子領域において、第１の絶縁膜の上に端子部金属が形成され、前記端子部金属の上に第２の絶縁膜と第３の絶縁膜が形成され、前記第２の絶縁膜と前記第３の絶縁膜にコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第３の絶縁膜の上に第１のＩＴＯが形成された端子を有し、導電粒子を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、前記コンタクトホールの内部に前記第２の絶縁膜の上に第２のＩＴＯが積層され、この上に第１のＩＴＯが積層された領域を有し、前記コンタクトホールにおける前記端子部金属と前記第１のＩＴＯとが接触する部分の幅ｓは、前記導電粒子の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、端子部の金属と直接接着する部分のＩＴＯに、ＡＳＣの導電粒子による傷が発生しないので、端子部の金属が腐食したり酸化したりする現象を防止することが出来る。したがって端子部の導通を安定して確保することが出来、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが出来る。

本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。 実施例１の表示領域の断面図である。 実施例１の第１の形態による端子部の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 実施例１の第２の形態による端子部の平面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 実施例１の第３の形態による端子部の平面図である。 図７のＣ−Ｃ断面図である。 実施例２の表示領域の断面図である。 実施例２の第１の形態による端子部の平面図である。 実施例２の第２の形態による端子部の平面図である。 実施例２の第３の形態による端子部の平面図である。 実施例２の第４の形態による端子部の平面図である。 従来例による端子部の平面図である。 図１４のＤ−Ｄ断面図である。

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

図１は本発明が適用される液晶表示装置の例である。図１は例えば、携帯電話等に使用される液晶表示装置である。図１における表示領域１６０において、ＴＦＴや画素電極を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板１００にシール材１５０を介してカラーフィルタ等を有する対向基板２００が接着している。ＴＦＴ基板１００と対向電極２００との間には、図示しない液晶層が挟持されている。

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００が１枚となっている部分は、ドライバＩＣ等を接続するＩＣ用端子１２０、外部回路と接続するフレキシブル配線基板端子１３０等が形成される端子領域となっている。ＩＣドライバ用端子１２０もフレキシブル配線基板用端子１３０も同様な問題点をもっており、同様な手段によって課題を解決することが出来る。以後、ＩＣドライバ用端子１２０を例にとって説明するが、フレキシブル配線基板用端子１３０についても同様に適用することが出来る。以後の説明では、ＩＣドライバ用端子１２０を単に端子と呼ぶ。

図２は本実施例が適用される、いわゆるＩＰＳ−ＬＩＴＥと呼ばれる液晶表示装置の断面図である。図２において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上にゲート電極１０１が形成されている。ゲート電極１０１は、電気抵抗を小さくするために、２層構造になっている。下層はＡｌを主体とする合金であり、上層はＭｏを主体とした合金である。Ａｌを主体とする合金はＡｌ成分が９０％以上を占め、Ｍｏを主体とする合金とは、Ｍｏが９０％以上を占める合金である。本実施例では、下層はＡｌＣｕであり、上層はＭｏＣｒである。成分は、例えば、ＡｌＣｕにおいてＣｕが０．５％、ＭｏＣｒにおいてＣｒが２．５％である。この他の、下層を形成するＡｌ合金としてはＡｌＮｄ、上層を構成する金属としては、ＭｏＷ等がある。

ゲート電極１０１と同じ材料は、ゲート線引出し線１０１１および端子金属１０１２として使用される。端子金属１０１２を構成するＡｌＣｕもＡｌＮｄも水分によって腐食する。したがって、端子部１２０において、保護するＩＴＯに傷やクラックがあるとその部分からＡｌ合金が腐食することになる。

ゲート電極１０１の上にはゲート絶縁膜１０２が形成されている。ゲート絶縁膜１０２の上にはａ−Ｓｉによる半導体層１０３が形成され、半導体層１０３の上にはドレイン電極１０４およびソース電極１０５が形成されている。ドレイン電極１０４とソース電極１０５の間にチャンネル部が形成されており、これによってＴＦＴが形成される。このタイプのＴＦＴは、ゲート電極１０１が半導体層１０３の下側にあるので、ボトムゲートタイプのＴＦＴと呼ばれている。ソース電極１０５は画素電極１１０の領域に延在し、透明電極であるＩＴＯによって形成された画素電極１１０と接続する。図２において画素電極１１０は平面ベタで形成されている。

図２において、画素電極１１０と画素電極１１０の間にはドレイン電極１０４と同時に形成される映像信号線１０４が存在している。映像信号線１０４、ドレイン電極１０４、ソース電極１０５、および、図示しないドレイン線引出し線は同じ工程で同時に形成される。なお、ドレイン線引出し線は、表示領域内の映像信号線１０４またはドレイン線１０４を端子と接続する配線である。ドレイン電極１０４、ドレイン線引出し線等は、ＭｏＣｒ、ＭｏＷ、Ａｌ合金等で形成される。映像信号線１０４等の抵抗を小さくする必要がある場合は、Ａｌ合金が使用される。

ＴＦＴ、画素電極１１０等を覆って無機パッシベーション膜１０６が形成されている。無機パッシベーション膜１０６の上には、スリット１１２を有するコモン電極１０８が形成されている。コモン電極１０８は、ＩＴＯによって全面ベタで形成され、画素電極１１０と対向する部分にはスリット１１２が形成されている。画素電極１１０にＴＦＴを介して映像信号が印加されると、コモン電極１０８との間にスリット１１２を通して電気力線が発生し、液晶分子３０１を回転させて、液晶層３００の透過率を変化させ、画像を形成する。図１におけるＴはＴＦＴ領域、Ｓはソース電極領域、Ｐは画素電極領域、Ｄは映像信号線領域である。

図２において、液晶層３００を挟み、ＴＦＴ基板１００と対向して対向基板２００が配置している、対向基板２００には、カラーフィルタ２０１あるいはブラックマトリクス２０２が形成され、その上にオーバーコート膜２０３が形成れている。オーバーコート膜２０３の上には配向膜１１３が形成されている。図２はＩＰＳなので、対向基板２００の内側には電極は形成されていない。

図３は、本発明の第１の実施例の第１の形態を示す端子部の平面図である。図３において、端子１２０はいわゆる千鳥状に配置している。端子１２０には、表示領域からゲート線引出し線１０１１が延在し、端子部において幅が広くなって端子金属１０１２を形成している。端子部全体は、コモン電極１０８と同じ工程によって形成されたＩＴＯ１０８１によって覆われている。

端子金属１０１２の多くの部分もゲート絶縁膜１０２および無機パッシベーション膜１０６からなる保護膜によって覆われている。端子部の１部にはコンタクトホール１２１が形成され、この部分でＩＣと接続する。コンタクトホール１２１の内側には、ゲート絶縁膜１０２、画素電極１１０と同時に形成された画素電極ＩＴＯ１１０１、コモン電極と同時に形成されたコモン電極ＩＴＯ１０８１が積層された島状領域が形成されている。これが、本発明の特徴である。

図４は図３のＡ−Ａ断面図である。図３において、ＴＦＴ基板１００の上には、表示領域から延在してきたゲート線引出し線１０１１が広がって端子金属１０１２が形成されている。端子金属１０１２の上にはゲート絶縁膜１０２と無機パッシベーション膜１０６が積層して形成されている。無機パッシベーション膜１０６とゲート絶縁膜１０２を一括エッチングしてコンタクトホール１２１を形成している。その上を端子部全体にコモン電極１０８と同時に形成されたコモン電極ＩＴＯ１０８１が覆っている。

図４において、コンタクトホール１２１の中央部には、ゲート絶縁膜１０２、画素電極ＩＴＯ１１０１が積層され、その上にコモン電極ＩＴＯ１０８１が形成されている。このような構造とするプロセスは次のとおりである。すなわち、ゲート絶縁膜１０２を形成し、その上にＩＴＯによって画素電極１１０を形成するときに、この画素電極ＩＴＯ１１０１を端子部のゲート絶縁膜１０２の上に一部残す。その後、無機パッシベーション膜１０６を形成し、さらに、端子部のコンタクトホール１２１を形成するために、無機パッシベーション膜１０６とゲート絶縁膜１０２を一括エッチングする。この時、画素電極ＩＴＯ１１０１が残った部分は、これがレジストとなって、画素電極ＩＴＯ１１０１の下のゲート絶縁膜１０２はエッチングされずに島状に残る。

そうすると、このコモン電極ＩＴＯ１０８１が実際に端子金属１０１２と接続する部分は、図４に示す幅ｓの領域のみとなる。この幅ｓの領域は、図３に示すように、島状領域を囲むように形成されている。このような端子部に対してＡＳＣによってＩＣを接続する場合は、樹脂中に分散させた導電粒子１７０によって導通が取られる。この導電粒子１７０の径ｄをコンタクトホール１２１の下部の幅ｓよりも大きくすることによって、導電粒子７０がコンタクトホール１２１の底面に接触することを防止することが出来る。

図４のような構成であれば、導電粒子１７０が端子金属１０１２とコモン電極ＩＴＯ１０８との積層部分を押すということは無いので、この部分における端子金属１０１２とＩＴＯ１０８１の傷あるいはクラックを防止することが出来る。コンタクトホール１２１の底面において、このような傷あるいはクラックを防止することが出来れば、端子金属１０１２の腐食あるいは酸化を防止することが出来、端子部１２０における電気的接続は安定して確保することが出来る。因みに、導電粒子１７０の径は３〜５μｍであるから、コンタクトホール１２１の底部の径ｓはこれよりも小さくする必要がある。

図４において、導電粒子１７０は、コンタクトホール１２１にも存在するし、ゲート絶縁膜１０２と無機パッシベーション膜１０６の積層膜上にも存在する。いずれの箇所においてもＡＳＣによるＩＣとの導通を確保するこことが出来る。ただし、端子部１２０においては、導電粒子１７０は、端子金属１０１２とコモン電極ＩＴＯ１０８１とが直接積層した部分には接触していない。

図５および図６は本実施例の第２の形態を示す図であり、図５はその平面図、図６はその断面図である。図５において、端子部１２０には、島状の領域を有するコンタクトホール１２１が２個形成されている他は、第１の形態を示す図３と同様である。図５において、内部に島状の領域を有するコンタクトホール１２１が縦方向に並列して２個形成されている。各々のコンタクトホール１２１の働きは同じである。

図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。図５において、中央に島状部分を有するコンタクトホール１２１が２個並列して形成されている。島状部分は、図４と同様、ゲート絶縁膜１０２の上に画素電極ＩＴＯ１１０１が形成された部分である。形成方法は、実施形態１で説明したのと同様であるが、画素電極ＩＴＯ１１０１を端子部１２０に２箇所形成する点が異なるだけである。したがって、図４の構成とは、画素電極１１０を形成するときのフォトマスクが異なるだけでプロセスは同じである。

図６において、導電粒子１７０がコンタクトホール１２１の部分に存在している状態が示されている。コンタクトホール１２１の底面の径ｓは導電粒子１７０の径ｄよりも小さいので、導電粒子１７０がコンタクトホール１２１の底面と接触することはない。したがって、導電粒子１７０が、コンタクトホール１２１の底面において、コモン電極ＩＴＯ１０８１と端子金属１０１２が積層された部分においてＩＴＯ１０８１あるいは端子金属１０１２を傷つけたり、クラックを生じさせたりすることは無い。

本実施形態は、コンタクトホール１２１が２箇所に形成されているので、端子部１２０における接触抵抗を小さくすることが出来るという特徴がある。図５および図６は、コンタクトホール１２１が２箇所に形成されている例であるが、端子部１２０の大きさによっては、２個以上の複数個コンタクトホール１２１を形成することも出来る。

図７および図８は本実施例の第３の形態を示す図であり、図７はその平面図、図８はその断面図である。図７において、端子部１２０には、島状の領域を有するコンタクトホール１２１が１個形成されていることは、第１の形態と同様であるが、実施形態１を示す図３と比較してコンタクトホール１２１の径が大きく、かつ、内部に形成された島状領域も大きい。その他の構成は図３と同様でありコンタクトホール１２１の働きも同様である。

図８は、図７のＣ−Ｃ断面図である。図８において、中央に縦長の島状部分を有する縦長のコンタクトホール１２１が形成されている。島状部分は、図４と同様、ゲート絶縁膜１０２の上に画素電極ＩＴＯ１１０１が形成された部分である。形成方法は、実施形態１で説明したのと同様である。

図８において、導電粒子１７０がコンタクトホール１２１の部分に存在している状態が示されている。コンタクトホール１２１の底面の径ｓは導電粒子１７０の径ｄよりも小さいので、導電粒子１７０がコンタクトホール１２１の底面と接触することはない。したがって、導電粒子１７０が、コンタクトホール１２１の底面において、コモン電極ＩＴＯ１０８１と端子金属１０１２が積層された部分におけるＩＴＯ１０８１あるいは端子金属１０１２を傷つけたり、クラックを生じさせたりすることは無い。

本実施形態は、図７に示すように、縦長の島状領域を囲むコンタクトホール１２１の長さが図３に示す実施例形態１の場合よりも大きいので、端子部における接触抵抗を小さくすることが出来るという特徴がある。

実施例１は、いわゆるＩＰＳ−ＬＩＴＥと呼ばれるＩＰＳ方式の液晶表示装置の端子部に対して本発明を適用した例である。本発明は、ＩＰＳ−ＬＩＴＥ方式の液晶表示装置にのみ適用できるのではなく、他のＩＰＳ方式、例えば、ＩＰＳＰＲＯと呼ばれる液晶表示装置に対しても適用することが出来る。図９はＩＰＳＰＲＯと呼ばれるＩＰＳ方式液晶表示装置の表示領域の断面図である。

図９の構造は、簡単に言えば、平面ベタで形成されたコモン電極１０８の上に絶縁膜１０９を挟んで櫛歯状の画素電極１１０が形成されている。そして、画素電極１１０とコモン電極１０８の間の電圧によって液晶分子３０１を回転させることによって画素毎に液晶層３００の光の透過率を制御することにより画像を形成するものである。

図９において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上に、ゲート電極１０１が形成されている。ゲート電極１０１は走査線、ゲート線引出し線１０１１あるいは端子金属１０１２と同時に形成されている。ゲート電極１０１はＡｌ合金層の上にキャップ層であるＭｏ合金が積層されている。Ａｌ合金層としては、ＡｌＮｄ合金あるいはＡｌＣｕ合金等が使用され、Ｍｏ合金としては、ＭｏＣｒあるいはＭｏＷ等が使用される。ゲート電極１０１は、ＴＦＴ基板の端部付近にまで延在し、ゲート線引出し線１０１１あるいは端子金属１０１２を形成する。

ゲート電極１０１を覆ってゲート絶縁膜１０２がＳｉＮによって形成されている。ゲート絶縁膜１０２は端子部を保護するために、シール部の外側にまで形成されている。ゲート絶縁膜１０２の上に、ゲート電極１０１と対向する位置に半導体層１０３がａ−Ｓｉ膜によって形成されている。ａ−Ｓｉ膜はＴＦＴのチャネル部を形成するが、チャネル部を挟んでａ−Ｓｉ膜上にドレイン電極１０４とソース電極１０５が形成される。

ドレイン電極１０４は映像信号線が兼用し、ソース電極１０５は画素電極１１０と接続される。ドレイン電極１０４もソース電極１０５も同層で同時に形成される。図９において、ドレイン電極１０４あるいはソース電極１０５は単層で描かれているが、本実施例では、Ａｌ合金層を挟んで、上層にキャップ層、下層にベース層を有する３層構造である。なお、ドレイン電極１０４、ソース電極１０５あるいは映像信号線等はＡｌ合金層とキャップ層の２層構造の場合がある。あるいは、映像信号線等は１層の場合もあり、この場合は、例えば、ＭｏＣｒ合金、ＭｏＷ合金等が使用される。

映像信号線等は、シール部を経てＴＦＴ基板１００の端部付近まで延在してドレイン層引出し線および端子金属を形成する場合がある。この場合の端子はドレイン端子という。

ＴＦＴを覆って無機パッシベーション膜１０６がＳｉＮによって形成される。無機パッシベーション膜１０６はＴＦＴの、特にチャネル部を不純物４０１から保護する。無機パッシベーション膜１０６は端子部１２０を保護するために、シール部の外側にまで延在し、引出し線１０４１および端子金属１０１２等を保護する。

無機パッシベーション膜１０６の上には有機パッシベーション膜１０７が形成される。有機パッシベーション膜１０７はＴＦＴの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く形成される。厚さは１μｍから４μｍである。有機パッシベーション膜は感光性樹脂で形成され、レジストを用いずに、パターニングすることが出来る。

有機パッシベーション膜１０７の上にはコモン電極１０８が形成される。コモン電極１０８は透明導電膜であるＩＴＯを表示領域全体にスパッタリングすることによって形成される。コモン電極１０８を全面にスパッタリングによって形成した後、画素電極１１０とソース電極１０５を導通するためのスルーホール１１１部だけはコモン電極１０８をエッチングによって除去する。

コモン電極１０８を覆って層間絶縁膜１０９がＳｉＮによって形成される。層間絶縁膜１０９が形成された後、エッチングによってスルーホール１１１を形成する。この層間絶縁膜１０９をレジストにして無機パッシベーション膜１０６をエッチングしてスルーホール１１１を形成する。その後、層間絶縁膜１０９およびスルーホール１１１を覆って画素電極１１０となるＩＴＯをスパッタリングによって形成する。スパッタリングしたＩＴＯをパターニングして画素電極１１０を形成する。画素電極１１０となるＩＴＯはスルーホール１１１にも被着される。スルーホール１１１において、ＴＦＴから延在してきたソース電極１０５と画素電極１１０が導通し、映像信号が画素電極１１０に供給されることになる。

画素電極１１０の上には液晶分子３０１を配向させるための配向膜１１３が形成されている。図９において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が設置されている。対向基板２００の内側には、カラー表示するためのカラーフィルタ２０１が形成され、カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成されている。ブラックマトリクス２０２はコントラストを向上させるためであるが、ＴＦＴに対する遮光膜としての役割も有している。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３は表面の凹凸を緩和させるためである。オーバーコート膜２０３の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜１１３が形成されている。

以上で説明した構成とは逆に、ＩＰＳでは、平面ベタで形成された画素電極１１０の上に層間絶縁膜１０９を挟んで櫛歯状のコモン電極１０８が形成されている構成の場合もある。この場合も端子部に形成されるＩＴＯは同様であり、名前が異なるだけであるので、以下の説明は、図９で説明した構造を基に行う。

図１０は、本実施例における第１の実施形態を示す断面図である。本実施例における第１の形態を示す端子部の平面図は図３と同様である。図１０は図３のＡ−Ａ断面に相当する本実施形態による断面図である。図１０において、ＴＦＴ基板１００の上にゲート線引出し線１０１１の幅が広がった端子金属１０１２が形成され、その上にゲート絶縁膜１０２、その上に無機パッシベーション膜１０６、その上に層間絶縁膜１０９が積層されている。図９に示す有機パッシベーション膜１０７は形成されていない。有機パッシベーション膜１０７は、図１におけるシール材１５０の内部にのみ形成されている。

図１０において、層間絶縁膜１０９、無機パッシベーション膜１０６、ゲート絶縁膜１０２を一括エッチングしてコンタクトホール１２１を形成している。その上の端子部全体を画素電極と同時に形成された画素電極ＩＴＯ１１０１が覆っている。図１０において、コンタクトホール１２１の中央部には、ゲート絶縁膜１０２、無機パッシベーション膜１０６、コモン電極ＩＴＯ１０８１が積層された島状領域が形成され、その上に画素電極ＩＴＯ１１０１が形成されている。

このような構造とするプロセスは次のとおりである。すなわち、図９に示す表示領域と同様、ゲート絶縁膜１０２および無機パッシベーション膜１０６を積層して形成する。その後、表示領域において形成される有機パッシベーション膜１０７はシール材１５０の外側では除去する。その後、ＩＴＯによってコモン電極１０８を形成するときに、このコモン電極ＩＴＯ１０８１を端子部の無機パッシベーション膜１０６の上に一部残す。

その後、端子部のコンタクトホール１２１を形成するために、層間絶縁膜１０９、無機パッシベーション膜１０６、ゲート絶縁膜１０２を一括エッチングする。この時、コモン電極ＩＴＯ１０８１が残った部分は、これがレジストとなって、コモン電極ＩＴＯ１０８１の下の無機パッシベーション膜１０６とゲート絶縁膜１０２はエッチングされずに島状に残る。

そうすると、画素電極ＩＴＯ１１０１が実際に端子金属１０１２と接続する部分は、図１０に示す幅ｓの領域のみとなる。この幅ｓの領域は、図３に示すように、島状領域を囲むように形成されている。このような端子部に対してＡＳＣによってＩＣを接続する場合は、樹脂中に分散させた導電粒子１７０によって導通が取られる。この導電粒子１７０の径ｄをスルーホール１２１の下部の幅ｓよりも大きくすることによって、導電粒子１７０がスルーホール１２１の底面に接触することを防止することが出来る。このような構成による本実施形態による効果は、図４において説明したのと同様なので、説明を省略する。

図１１は本実施例における第２の実施形態を示す断面図である。本実施例における第２の形態を示す端子部の平面図は図５と同様である。図１１は図５のＢ−Ｂ断面に相当する本実施形態による断面図である。図１１の構成は、端子部に２個のコンタクトホール１２１が形成されている点を除けば、図１０の構成と同じである。すなわち、本実施形態においても、端子部金属と画素電極ＩＴＯ１１０１が積層されている部分には、導電粒子１７０は接触していないので、この部分において、端子金属１０１２あるいは画素電極ＩＴＯ１１０１に傷が発生したり、クラックが発生したりすることはない。したがって、端子金属１０１２が腐食、あるいは、酸化するという事態は防止することが出来、接続の信頼性を保つことが出来る。

また、本実施形態によれば、スルーホール１２１が２個存在しているので、端子部１２０の接触抵抗を小さくすることが出来る点は実施例１における実施形態２と同様である。図５および図１１は、コンタクトホール１２１が２箇所に形成されている例であるが、端子部の大きさによっては、２個以上の複数個コンタクトホール１２１を形成することも出来る。

図１２は、本実施例における第３の実施形態を示す断面図である。本実施例における第３の形態を示す端子部の平面図は図７と同様である。図１２は図７のＣ−Ｃ断面に相当する本実施形態による断面図である。図１２の構成は、端子部に縦長のスルーホール１２１が形成され、その内部に縦長の島状領域が形成されていることを除けば、本実施例の実施形態１と同様である。

すなわち、本実施形態においても、端子部金属１０１２と画素電極ＩＴＯ１１０１が積層されている部分には、導電粒子１７０は接触していないので、この部分において、端子金属１０１２あるいは画素電極ＩＴＯ１１０１に傷が発生する、あるいは、クラックが発生するということは無い。したがって、端子金属１０１２が腐食、あるいは、酸化するという事態は防止することが出来るので、接続の信頼性を保つことが出来る。

本実施形態では、コンタクトホール１２１の長さを大きくし、コンタクトホール１２１の面積を大きくできるので、端子部１２０の接触抵抗を小さくすることが出来る。

図１３は、本発明による第４の実施形態を示す断面図であり、端子部金属にドレイン引出し線を使用した場合である。本実施形態の平面図は、図３と同様であり、図１３は図３のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。図１３において、ＴＦＴ基板１００の上にゲート絶縁膜１０２が形成され、ゲート絶縁膜１０２の上にドレイン引出し線の幅が大きくなったドレイン端子金属１０４２が形成されている。本実施例における、この場合のドレイン端子金属１０４２は、Ａｌ合金層を挟んで、上層にキャップ層、下層にベース層を有する３層構造である。Ａｌ合金層は、ＡｌＮｄまたはＡｌＣｕ合金である。キャップ層およびベース層はＭｏＣｒ合金あるいはＭｏＷ合金である。

このように、ドレイン端子金属１０４２にＡｌが含まれていると、ドレイン端子金属１０４２を覆う画素電極ＩＴＯ１１０１等に傷あるいはクラック等が生じているとその部分から水分あるいは酸素が侵入し、Ａｌ合金が腐食され、端子部１２０における接続不良が発生する。

本実施形態では、スルーホール１２１内に島状領域を形成することによって、ドレイン端子金属１０４２と画素電極ＩＴＯ１１０１とが積層する部分の径ｓを小さくすることによって、導電粒子１７０がドレイン端子金属１０４２と画素電極ＩＴＯ１１０１とが積層する部分に接触することを防止し、ドレイン端子金属１０４２とこの部分のＩＴＯとに傷が発生したり、クラックが生じたりすることを防止する。これによってドレイン端子金属１０４２の腐食あるいは酸化を防止し、端子部１２０の信頼性を確保することが出来る。

ドレイン引出し線を用いた端子構造は、この他に、平面図として図５あるいは図７の構造のような構成が存在する。このような構成は、図１１の断面図および図１２の断面図において、ゲート絶縁膜１０２の上にドレイン引出し線が広くなった端子部金属１０４２が形成されている他は、図１１および図１２と同様なので、図示と説明を省略する。

以上の説明では、端子はＩＣ用端子として説明したが、フレキシブル配線基板用端子の場合も同様にして適用することが出来る。

１００…ＴＦＴ基板、 １０１…ゲート電極、 １０２…ゲート絶縁膜、 １０３…半導体層、 １０４…ドレイン電極、 １０５…ソース電極、 １０６…無機パッシベーション膜、 １０７…有機パッシベーション膜、 １０８…コモン電極、 １０９…層間絶縁膜、 １１０…画素電極、 １１１…スルーホール、 １１２…スリット、 １１３…配向膜、 １２０…ＩＣ用端子、 １２１…コンタクトホール、 １３０…フレキシブル配線基板用端子、 １５０…シール材、 １６０…表示領域、 １７０…導電粒子、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０２…ブラックマトリクス、 ２０２…オーバーコート膜、 ３００…液晶層、 ３０１…液晶分子、 １０１１…ゲート線引出し線、 １０１２…端子金属、 １０４１…ドレイン引出し線、 １０４２…端子金属、 １０８１…コモン電極ＩＴＯ、 １１０１…画素電極ＩＴＯ

Claims (8)

1. ＴＦＴと画素電極がマトリクス状に形成された表示領域と端子領域を有するＴＦＴ基板の端子領域に形成された端子部金属の上に、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜が形成され、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜にコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第２の絶縁膜の上に第１のＩＴＯが形成された端子を有し、導電粒子を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、
   前記コンタクトホールの内部に前記第１の絶縁膜の上に第２のＩＴＯが積層され、この上に第１のＩＴＯが積層された領域を有し、
   前記コンタクトホールにおける前記端子部金属と前記第１のＩＴＯとが接触する部分の幅ｓは、前記導電粒子の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であり、
   前記端子部金属はゲート電極と同時に形成され、前記第１の絶縁膜はゲート絶縁膜であり、前記第２の絶縁膜は無機パッシベーション膜であり、前記第１のＩＴＯはコモン電極と同時に形成され、前記第２のＩＴＯは画素電極と同時に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記コンタクトホールは、前記端子部金属の上に複数個形成されていることを特徴する請求項２に記載の液晶表示装置。
4. ＴＦＴと画素電極がマトリクス状に形成された表示領域と端子領域を有するＴＦＴ基板の端子領域に形成された端子部金属の上に、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜と第３の絶縁膜が形成され、前記第１の絶縁膜と前記第２と前記第３の絶縁膜にコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第３の絶縁膜の上に第１のＩＴＯが形成された端子を有し、導電粒子を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、
   前記コンタクトホールの内部に前記第１の絶縁膜、前記第２の絶縁膜、第２のＩＴＯがこの順で積層され、前記第２のＩＴＯの上に第１のＩＴＯが積層された領域を有し、
   前記コンタクトホールにおける前記端子部金属と前記第１のＩＴＯとが接触する部分の幅ｓは、前記導電粒子の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であり、
   前記端子部金属はゲート電極と同時に形成され、前記第１の絶縁膜はゲート絶縁膜であり、前記第２の絶縁膜は無機パッシベーション膜であり、前記第３の絶縁膜は層間絶縁膜であり、前記第１のＩＴＯは画素電極またはコモン電極と同時に形成されたものであり、前記第２のＩＴＯは、前記画素電極あるいは前記コモン電極のうちの、前記第１のＩＴＯとは異なる電極で形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記コンタクトホールは、前記端子部金属の上に複数個形成されていることを特徴する請求項５に記載の液晶表示装置。
7. ＴＦＴと画素電極がマトリクス状に形成された表示領域と端子領域を有するＴＦＴ基板の端子領域において、第１の絶縁膜の上に端子部金属が形成され、
   前記端子部金属の上に第２の絶縁膜と第３の絶縁膜が形成され、前記第２の絶縁膜と前記第３の絶縁膜にコンタクトホールが形成され、前記コンタクトホールと前記第３の絶縁膜の上に第１のＩＴＯが形成された端子を有し、導電粒子を有するＡＳＣを介して他の回路と接続する液晶表示装置であって、
   前記コンタクトホールの内部に前記第２の絶縁膜の上に第２のＩＴＯが積層され、この上に第１のＩＴＯが積層された領域を有し、
   前記コンタクトホールにおける前記端子部金属と前記第１のＩＴＯとが接触する部分の幅ｓは、前記導電粒子の径をｄとした場合、ｓ＜ｄであることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であり、
   前記第１の絶縁膜はゲート絶縁膜であり、前記端子部金属はドレイン電極と同時に形成され、前記第２の絶縁膜は無機パッシベーション膜であり、前記第３の絶縁膜は層間絶縁膜であり、前記第１のＩＴＯは画素電極またはコモン電極と同時に形成されたものであり、前記第２のＩＴＯは、前記画素電極あるいは前記コモン電極のうちの、前記第１のＩＴＯとは異なる電極で形成されたものであることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

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