JP2600929B2 - 液晶画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は画像表示機能を有する液晶パネル、とりわけ
絵素毎にスイッチング素子を内蔵したアクティブ型の液
晶画像表示装置及びその製造方法に関するもので、特に
効果的なパシベーションを得る事ができるものである。
絵素毎にスイッチング素子を内蔵したアクティブ型の液
晶画像表示装置及びその製造方法に関するもので、特に
効果的なパシベーションを得る事ができるものである。
従来の技術 近年の微細加工技術、液晶材料及び実装技術等の進歩
により２〜６インチ程度の小さなサイズではあるが、液
晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像が商用ベー
スで得られるようになってきた。液晶パネルを構成する
２枚のガラス板の一方にＲ、Ｇ、Ｂの着色層を形成して
おくことによりカラー表示も容易に実現され、また絵素
毎にスイッチング素子を内蔵させた、いわゆるアクティ
ブ型の液晶パネルではクロストークも少なくかつ高いコ
ントラスト比を有する画像が保証される。
により２〜６インチ程度の小さなサイズではあるが、液
晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像が商用ベー
スで得られるようになってきた。液晶パネルを構成する
２枚のガラス板の一方にＲ、Ｇ、Ｂの着色層を形成して
おくことによりカラー表示も容易に実現され、また絵素
毎にスイッチング素子を内蔵させた、いわゆるアクティ
ブ型の液晶パネルではクロストークも少なくかつ高いコ
ントラスト比を有する画像が保証される。
このような液晶パネルは、走査線としては120〜240
本、信号線としては240〜720本程度のマトリクス編成が
標準的で、例えば第４図に示すように液晶パネル１を構
成する一方の透光性絶縁性基板、例えばガラス基板２上
に形成された走査線の電極端子群６に駆動信号を供給す
る半導体集積回路チップ３を直接接続するCOG（Chip−O
n−Glass）方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベー
スとし、金メッキされた銅箔の端子群（図示せず）を有
する接続フィルム４を信号線の電極端子群５に接着剤で
圧接しながら固定する方式などの実装手段によって電気
信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの
実装方式を同時に図示しているが、実際にはいずれかの
実装方式が選ばれることは言うまでもない。なお、７、
８は液晶パネル１中央の画像表示部と信号線及び走査線
の電極端子群５、６との間を接続する配線路で、必ずし
も電極端子群と同じ導電材で構成される必要はない。
本、信号線としては240〜720本程度のマトリクス編成が
標準的で、例えば第４図に示すように液晶パネル１を構
成する一方の透光性絶縁性基板、例えばガラス基板２上
に形成された走査線の電極端子群６に駆動信号を供給す
る半導体集積回路チップ３を直接接続するCOG（Chip−O
n−Glass）方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベー
スとし、金メッキされた銅箔の端子群（図示せず）を有
する接続フィルム４を信号線の電極端子群５に接着剤で
圧接しながら固定する方式などの実装手段によって電気
信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの
実装方式を同時に図示しているが、実際にはいずれかの
実装方式が選ばれることは言うまでもない。なお、７、
８は液晶パネル１中央の画像表示部と信号線及び走査線
の電極端子群５、６との間を接続する配線路で、必ずし
も電極端子群と同じ導電材で構成される必要はない。
９は全ての絵素に共通の透明導電性の対向電極を有す
るもう１枚の透光性絶縁性基板であるガラス板で、２枚
のガラス板２、９は石英ファイバやプラスチックビーズ
等のスペーサによって所定の距離を隔てて形成され、そ
の間隙はシール材と封口材で封止された閉空間になって
おり、閉空間には液晶が充填されている。多くの場合、
ガラス板９の閉空間側に着色層と称する染料または顔料
のいずれか一方もしくは両方を含む有機薄膜が被着され
て色表示機能が与えられるのでガラス基板９は別名カラ
ーフィルタとも呼ばれる。そして液晶材の性質によって
はガラス板９上面またはガラス板２下面のいずれかもし
くは両面上に偏光板が貼付され、液晶パネル１は電気光
学素子として機能する。
るもう１枚の透光性絶縁性基板であるガラス板で、２枚
のガラス板２、９は石英ファイバやプラスチックビーズ
等のスペーサによって所定の距離を隔てて形成され、そ
の間隙はシール材と封口材で封止された閉空間になって
おり、閉空間には液晶が充填されている。多くの場合、
ガラス板９の閉空間側に着色層と称する染料または顔料
のいずれか一方もしくは両方を含む有機薄膜が被着され
て色表示機能が与えられるのでガラス基板９は別名カラ
ーフィルタとも呼ばれる。そして液晶材の性質によって
はガラス板９上面またはガラス板２下面のいずれかもし
くは両面上に偏光板が貼付され、液晶パネル１は電気光
学素子として機能する。
第５図は、スイッチング素子として絶縁ゲート型トラ
ンジスタ10を絵素毎に配置したアクティブ型液晶パネル
の等価回路図であり、第６図は同パネルの要部断面図で
ある。実線で描かれた素子は一方のガラス基板２上に、
そして破線で描かれた素子はもう一方のガラス基板９上
に形成されている。走査線11（８）と信号線12（７）
は、例えば非晶質シリコンを半導体層とし、シリコン窒
化膜（Si3N4）をゲート絶縁膜とする薄膜トランジスタ1
0の形成と同時にガラス基板２上に作製される。液晶セ
ル13はガラス基板２上に形成された透明導電性の絵素電
極14と、カラーフィルタ９上に形成された同じく透明導
電性の対向電極15と、２枚のガラス板で構成された閉空
間を満たす液晶16とで構成され、電気的にはコンデンサ
と同じ扱いを受ける。
ンジスタ10を絵素毎に配置したアクティブ型液晶パネル
の等価回路図であり、第６図は同パネルの要部断面図で
ある。実線で描かれた素子は一方のガラス基板２上に、
そして破線で描かれた素子はもう一方のガラス基板９上
に形成されている。走査線11（８）と信号線12（７）
は、例えば非晶質シリコンを半導体層とし、シリコン窒
化膜（Si3N4）をゲート絶縁膜とする薄膜トランジスタ1
0の形成と同時にガラス基板２上に作製される。液晶セ
ル13はガラス基板２上に形成された透明導電性の絵素電
極14と、カラーフィルタ９上に形成された同じく透明導
電性の対向電極15と、２枚のガラス板で構成された閉空
間を満たす液晶16とで構成され、電気的にはコンデンサ
と同じ扱いを受ける。
着色された感光性ゼラチンまたは着色性感光樹脂等よ
りなる着色層17は先述したように、カラーフィルタ９の
閉空間側で絵素電極14に対応してＲ、Ｇ、Ｂの三原色で
所定の配列に従って配置されている。全ての絵素電極14
に共通の対向電極15は着色層17の存在による電圧配分損
失を避けるためには図示したように着色層17上に形成さ
れる。液晶16に接して２枚のガラス板上に被着された、
例えば0.1μｍ程度の膜厚のポリイミド系樹脂薄膜層18
は液晶分子を決められた方向に揃えるための配向膜であ
る。加えて液晶16にツイスト・ネマチック（TN）型のも
のを用いる場合には上下に２枚の偏光板19を必要とす
る。
りなる着色層17は先述したように、カラーフィルタ９の
閉空間側で絵素電極14に対応してＲ、Ｇ、Ｂの三原色で
所定の配列に従って配置されている。全ての絵素電極14
に共通の対向電極15は着色層17の存在による電圧配分損
失を避けるためには図示したように着色層17上に形成さ
れる。液晶16に接して２枚のガラス板上に被着された、
例えば0.1μｍ程度の膜厚のポリイミド系樹脂薄膜層18
は液晶分子を決められた方向に揃えるための配向膜であ
る。加えて液晶16にツイスト・ネマチック（TN）型のも
のを用いる場合には上下に２枚の偏光板19を必要とす
る。
Ｒ、Ｇ、Ｂの着色層17の境界に低反射性の不透明膜20
を配置すると、ガラス基板２上の信号線等の配線層から
の反射光を防止できてコントラスト比が向上し、またス
イッチング素子10の外部光照射によるリーク電流の増大
が防げて強い外光の下でも動作させることが可能とな
り、ブラックマトリクスとして実用化されている。ブラ
ックマトリクス材の構成も多数考えられるが、着色層の
境界に於ける段差の発生状況と光の透過率を考慮する
と、コスト高にはなるが0.1μｍ程度の膜厚のCr薄膜が
簡便である。
を配置すると、ガラス基板２上の信号線等の配線層から
の反射光を防止できてコントラスト比が向上し、またス
イッチング素子10の外部光照射によるリーク電流の増大
が防げて強い外光の下でも動作させることが可能とな
り、ブラックマトリクスとして実用化されている。ブラ
ックマトリクス材の構成も多数考えられるが、着色層の
境界に於ける段差の発生状況と光の透過率を考慮する
と、コスト高にはなるが0.1μｍ程度の膜厚のCr薄膜が
簡便である。
なお、第５図において蓄積容量21はアクティブ型の液
晶パネルとしては必ずしも必須の構成要素とは限らない
が、駆動用信号源の利用効率の向上、浮遊寄生容量の障
害の抑制及び高温動作時の画像のちらつき（フリッカ）
防止等には効果的存在で適宜採用される。また理解を簡
単にするため、薄膜トランジスタ10、走査線11、及び蓄
積容量21に加えて光源やスペーサ等の主要因子は第６図
では省略されている。22は絵素電極14と絶縁ゲート型ト
ランジスタ10のドレインとを接続するための導電性薄膜
で、一般的には信号線12と同一の材質で同時に形成され
る。
晶パネルとしては必ずしも必須の構成要素とは限らない
が、駆動用信号源の利用効率の向上、浮遊寄生容量の障
害の抑制及び高温動作時の画像のちらつき（フリッカ）
防止等には効果的存在で適宜採用される。また理解を簡
単にするため、薄膜トランジスタ10、走査線11、及び蓄
積容量21に加えて光源やスペーサ等の主要因子は第６図
では省略されている。22は絵素電極14と絶縁ゲート型ト
ランジスタ10のドレインとを接続するための導電性薄膜
で、一般的には信号線12と同一の材質で同時に形成され
る。
発明が解決しようとする課題 アクティブ型の液晶パネルにおいては、デバイス構造
か複雑なために全ての液晶セル13が同等の条件で駆動さ
れにくく、従って表示画像がちらついて見える現象が発
生し易い。画像のちらつきはフリッカとも呼ばれ、単純
マトリクス編成の液晶パネルにおいても斜めから観測し
たり、駆動信号に直流成分が多く含まれていると発生す
ることは公知の事実である。
か複雑なために全ての液晶セル13が同等の条件で駆動さ
れにくく、従って表示画像がちらついて見える現象が発
生し易い。画像のちらつきはフリッカとも呼ばれ、単純
マトリクス編成の液晶パネルにおいても斜めから観測し
たり、駆動信号に直流成分が多く含まれていると発生す
ることは公知の事実である。
フリッカを低減させるには全ての液晶セルが同等の駆
動状態となるべく構成素子である液晶セル13、絶縁ゲー
ト型トランジスタ10及び蓄積容量21を高精度で製作する
方法と、隣合った液晶セル13を逆位相で駆動し液晶パネ
ル全体としては観測されないように視覚的に逃れる方法
とがある。前者においてはアクティブ基板やパネル組み
立ての製作条件が厳しくなるだけでなく、大きい蓄積容
量が必要となって歩留まりを下げたり開口率を下げるな
どの欠点がクローズ・アップされ、後者においてはフリ
ッカは見かけ上減少しているものの、対向電極15を一定
の電圧で保持して交流駆動するために信号電圧が高くな
り、従ってフリッカの原因である液晶セル間の微小なば
らつき直流電圧成分も増しているため長期間の使用に対
して液晶が劣化して褐色化し、画像品質を損なうといっ
た欠点があった。
動状態となるべく構成素子である液晶セル13、絶縁ゲー
ト型トランジスタ10及び蓄積容量21を高精度で製作する
方法と、隣合った液晶セル13を逆位相で駆動し液晶パネ
ル全体としては観測されないように視覚的に逃れる方法
とがある。前者においてはアクティブ基板やパネル組み
立ての製作条件が厳しくなるだけでなく、大きい蓄積容
量が必要となって歩留まりを下げたり開口率を下げるな
どの欠点がクローズ・アップされ、後者においてはフリ
ッカは見かけ上減少しているものの、対向電極15を一定
の電圧で保持して交流駆動するために信号電圧が高くな
り、従ってフリッカの原因である液晶セル間の微小なば
らつき直流電圧成分も増しているため長期間の使用に対
して液晶が劣化して褐色化し、画像品質を損なうといっ
た欠点があった。
本来は第６図に示したように有機薄膜の配向膜18が絶
縁性の機能を発揮して信号線12、ドレイン配線22そして
絵素電極14等の表面を絶縁化できれば、絵素電極14と対
向電極15と液晶層16とよりなる液晶セル13に直流電流が
流れ込む事はなく、液晶層16の劣化は生じないはずであ
る。ところが配向膜18は先述したように0.1μｍ程度と
薄いこと、一般的な配向膜の塗布方法がオフセット印刷
のためピン・ホールを内在させ易いこと、そしてアクテ
ィブ素子やカラーフィルタの着色層が熱破壊しないよう
に300℃以下の比較的低温で配向膜のキュア（熱硬化）
が実施されていることなどの理由により配向膜18単独で
は信号線12、ドレイン配線22そして絵素電極14などの表
面を不完全にしか絶縁化出来ず、程度の差はあれ液晶層
16の劣化を阻止することが困難となっている。特に信号
線12には信号電圧が外部から供給され続けるので対向電
極15との間には直流成分が流れ易い。そこで薄い配向膜
に代わって第７図に示したようにアクティブ基板２上で
全面に透明絶縁性被膜23として、例えばSi3N4を0.5μｍ
程度の膜厚でコーティングすることによって液晶層16の
劣化を回避する事が出来ることは容易に理解されよう。
縁性の機能を発揮して信号線12、ドレイン配線22そして
絵素電極14等の表面を絶縁化できれば、絵素電極14と対
向電極15と液晶層16とよりなる液晶セル13に直流電流が
流れ込む事はなく、液晶層16の劣化は生じないはずであ
る。ところが配向膜18は先述したように0.1μｍ程度と
薄いこと、一般的な配向膜の塗布方法がオフセット印刷
のためピン・ホールを内在させ易いこと、そしてアクテ
ィブ素子やカラーフィルタの着色層が熱破壊しないよう
に300℃以下の比較的低温で配向膜のキュア（熱硬化）
が実施されていることなどの理由により配向膜18単独で
は信号線12、ドレイン配線22そして絵素電極14などの表
面を不完全にしか絶縁化出来ず、程度の差はあれ液晶層
16の劣化を阻止することが困難となっている。特に信号
線12には信号電圧が外部から供給され続けるので対向電
極15との間には直流成分が流れ易い。そこで薄い配向膜
に代わって第７図に示したようにアクティブ基板２上で
全面に透明絶縁性被膜23として、例えばSi3N4を0.5μｍ
程度の膜厚でコーティングすることによって液晶層16の
劣化を回避する事が出来ることは容易に理解されよう。
しかしながら全面に厚いパシベーション層23の被着形
成することは製作工程が長くなるのと、絵素電極14上に
絶縁層が介在して液晶層16に印可される電圧が低下する
意味で好ましいものとは言えない状況である。後者につ
いては絵素電極14上のパシベーション層23を選択的に除
去することは可能であるが、絵素電極14上あるいは絵素
電極14のごく近傍にパシベーション層の高い段差が存在
すると配向膜18の乾燥布によるラビング処理が規則的に
行われず、液晶の配向が乱れて逆ドメインを生じ表示画
質が低下する副作用が発生していた。加えて良好な膜質
のパシベーション層23を得るためにはアクティブ素子に
耐熱性も要求され、絶縁ゲート型トランジスタの特性を
確保することが困難となる状況は避けられない。
成することは製作工程が長くなるのと、絵素電極14上に
絶縁層が介在して液晶層16に印可される電圧が低下する
意味で好ましいものとは言えない状況である。後者につ
いては絵素電極14上のパシベーション層23を選択的に除
去することは可能であるが、絵素電極14上あるいは絵素
電極14のごく近傍にパシベーション層の高い段差が存在
すると配向膜18の乾燥布によるラビング処理が規則的に
行われず、液晶の配向が乱れて逆ドメインを生じ表示画
質が低下する副作用が発生していた。加えて良好な膜質
のパシベーション層23を得るためにはアクティブ素子に
耐熱性も要求され、絶縁ゲート型トランジスタの特性を
確保することが困難となる状況は避けられない。
課題を解決するための手段 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、信号線と
ドレイン配線上のみを選択的に絶縁化するために感光性
ポリイミド薄膜を導入し、ポリイミド薄膜を信号線とド
レイン配線上に選択的に被着形成することによって目的
を達成せんとするものである。
ドレイン配線上のみを選択的に絶縁化するために感光性
ポリイミド薄膜を導入し、ポリイミド薄膜を信号線とド
レイン配線上に選択的に被着形成することによって目的
を達成せんとするものである。
作用 信号線とドレイン配線上にのみポリイミド薄膜が選択
的に被着形成されるため液晶層に印可される電圧の低下
はなく、またパシベーション層の被着工程は不要となっ
て、製作工程の短縮化が促進される。
的に被着形成されるため液晶層に印可される電圧の低下
はなく、またパシベーション層の被着工程は不要となっ
て、製作工程の短縮化が促進される。
実施例 以下本発明の実施例について第１図から第３図までの
図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の第１の
実施例にかかる液晶画像表示装置を構成するアクティブ
基板２の断面図であり、全面パシベーションがなされて
いない従来の製造方法によるアクティブ基板２の製作終
了後に、感光性ポリイミド樹脂24を用いて信号線12上と
ドレイン配線22上とに選択的にコーティングした状態を
示している。感光性ポリイミド樹脂としては、例えば旭
化成社製の商品名PIMELを挙げることができよう。代表
的な製品としてＦ−5524グレードを選ぶならば、塗布回
転数を4000rpmとした場合に300℃以上の加熱処理により
最終的な熱硬化後の膜厚は約１μｍとすることができ
る。
図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の第１の
実施例にかかる液晶画像表示装置を構成するアクティブ
基板２の断面図であり、全面パシベーションがなされて
いない従来の製造方法によるアクティブ基板２の製作終
了後に、感光性ポリイミド樹脂24を用いて信号線12上と
ドレイン配線22上とに選択的にコーティングした状態を
示している。感光性ポリイミド樹脂としては、例えば旭
化成社製の商品名PIMELを挙げることができよう。代表
的な製品としてＦ−5524グレードを選ぶならば、塗布回
転数を4000rpmとした場合に300℃以上の加熱処理により
最終的な熱硬化後の膜厚は約１μｍとすることができ
る。
感光性ポリイミド樹脂は、耐熱性と耐薬品性に優れた
ポリイミド樹脂に、紫外線照射による選択的パターン形
成が可能な感光性樹脂の性質を付与した有機樹脂であ
り、感光性樹脂と同一の設備及び被着形成方法が適用さ
れる。唯一の差異は感光性樹脂における現像後の150℃
前後のポスト・ベークに加えて、感光性ポリイミド樹脂
においては250〜450℃程度の有機樹脂としては比較的高
温の加熱が必要で、この加熱処理によって熱硬化後の最
終的な膜厚と膜質が決定されることである。
ポリイミド樹脂に、紫外線照射による選択的パターン形
成が可能な感光性樹脂の性質を付与した有機樹脂であ
り、感光性樹脂と同一の設備及び被着形成方法が適用さ
れる。唯一の差異は感光性樹脂における現像後の150℃
前後のポスト・ベークに加えて、感光性ポリイミド樹脂
においては250〜450℃程度の有機樹脂としては比較的高
温の加熱が必要で、この加熱処理によって熱硬化後の最
終的な膜厚と膜質が決定されることである。
第１図に示された実施例においては、従来の製造方法
に加えて感光性ポリイミド樹脂によるコーティング層24
の形成のための製作工程が必要である。すなわち、ほぼ
１回のホト・マスク工程分に相当する製作工程の増加が
発生する。しかしながら、液晶16層の純度を充分に高く
維持出来るように、液晶材料や配向膜の不純物、とりわ
けイオン性の不純物を除外できるならば第２図に示すよ
うに製作工程を簡略化することが可能となる。
に加えて感光性ポリイミド樹脂によるコーティング層24
の形成のための製作工程が必要である。すなわち、ほぼ
１回のホト・マスク工程分に相当する製作工程の増加が
発生する。しかしながら、液晶16層の純度を充分に高く
維持出来るように、液晶材料や配向膜の不純物、とりわ
けイオン性の不純物を除外できるならば第２図に示すよ
うに製作工程を簡略化することが可能となる。
第２図に示した第２の実施例においては、信号線12と
ドレイン配線22を構成する導電性薄膜層、例えば膜厚１
μｍのAlの被着後に感光性ポリイミド樹脂によるパター
ン26、27を上記素子パターンに対応して形成した後、同
パターン26、27をマスクとしてAlの食刻を行なって信号
線12とドレイン配線22を形成している。そして従来の製
造方法における感光性樹脂とは異なり、感光性ポリイミ
ド樹脂パターン26、27は除去せずにそのまま残してアク
ティブ基板の製作を終了するものである。
ドレイン配線22を構成する導電性薄膜層、例えば膜厚１
μｍのAlの被着後に感光性ポリイミド樹脂によるパター
ン26、27を上記素子パターンに対応して形成した後、同
パターン26、27をマスクとしてAlの食刻を行なって信号
線12とドレイン配線22を形成している。そして従来の製
造方法における感光性樹脂とは異なり、感光性ポリイミ
ド樹脂パターン26、27は除去せずにそのまま残してアク
ティブ基板の製作を終了するものである。
あるいは絶縁ゲート型トランジスタを始めとする素子
類の耐熱性が充分強い場合には、第３図に示した第３の
実施例が可能となる。先ず第３図（ａ）に示したよう
に、信号線12とドレイン配線22を構成する導電性薄膜
層、例えば膜厚１μｍのAlの被着後に感光性ポリイミド
樹脂によるパターン26、27を上記素子パターンに対応し
て形成し、同パターン26、27をマスクとしてAlの食刻を
行なって信号線12とドレイン配線22を形成した後、第３
図（ｂ）に示したようにアクティブ基板２を加熱してポ
リイミド樹脂によるパターン26、27を塑性変形させて26
a、27aとし、信号線12とドレイン配線22の側面までも被
覆させるものである。ネガ型の感光性ポリイミド樹脂が
ネガ型の感光性樹脂と同じように、加熱処理によって塑
性変形する特徴を遺憾なく発揮させた実施例である。塑
性変形の変化量は加熱温度が高いほど大きいが、アクテ
ィブ素子の耐熱性との兼ね合いもあり、第３図（ａ）に
示したように信号線12とドレイン配線22とをやや過食刻
しておくと塑性変形によって側面の被覆が促進されて好
都合である。そして第２の実施例と同様に、感光性ポリ
イミド樹脂パターン26a、27aは除去せずにそのまま残し
てアクティブ基板の製作を終了している。
類の耐熱性が充分強い場合には、第３図に示した第３の
実施例が可能となる。先ず第３図（ａ）に示したよう
に、信号線12とドレイン配線22を構成する導電性薄膜
層、例えば膜厚１μｍのAlの被着後に感光性ポリイミド
樹脂によるパターン26、27を上記素子パターンに対応し
て形成し、同パターン26、27をマスクとしてAlの食刻を
行なって信号線12とドレイン配線22を形成した後、第３
図（ｂ）に示したようにアクティブ基板２を加熱してポ
リイミド樹脂によるパターン26、27を塑性変形させて26
a、27aとし、信号線12とドレイン配線22の側面までも被
覆させるものである。ネガ型の感光性ポリイミド樹脂が
ネガ型の感光性樹脂と同じように、加熱処理によって塑
性変形する特徴を遺憾なく発揮させた実施例である。塑
性変形の変化量は加熱温度が高いほど大きいが、アクテ
ィブ素子の耐熱性との兼ね合いもあり、第３図（ａ）に
示したように信号線12とドレイン配線22とをやや過食刻
しておくと塑性変形によって側面の被覆が促進されて好
都合である。そして第２の実施例と同様に、感光性ポリ
イミド樹脂パターン26a、27aは除去せずにそのまま残し
てアクティブ基板の製作を終了している。
第１図と第３図においては信号線12とドレイン配線22
の全表面が感光性ポリイミド樹脂によってコーティング
されているが、第２図においては信号線12上とドレイン
配線22上とがコーティングされ、信号線12とドレイン配
線22の側面がコーティングされていない差異がある。信
号線12とドレイン配線22のパターン幅は一般的には10μ
ｍ程度であるので、上述したように液晶層16内の不純物
を充分に除去できるならば第２の実施例におけるイオン
性の不純物による直流電流成分は従来例に比べて1/10程
度に減少しているので液晶の劣化は大幅に改善されるこ
とが理解されよう。
の全表面が感光性ポリイミド樹脂によってコーティング
されているが、第２図においては信号線12上とドレイン
配線22上とがコーティングされ、信号線12とドレイン配
線22の側面がコーティングされていない差異がある。信
号線12とドレイン配線22のパターン幅は一般的には10μ
ｍ程度であるので、上述したように液晶層16内の不純物
を充分に除去できるならば第２の実施例におけるイオン
性の不純物による直流電流成分は従来例に比べて1/10程
度に減少しているので液晶の劣化は大幅に改善されるこ
とが理解されよう。
第４の実施例は、ポリイミドの有効な除去方法を提供
するものである。下記の様に、ポリイミドの除去を必要
とする場合に用いて有効なものである。
するものである。下記の様に、ポリイミドの除去を必要
とする場合に用いて有効なものである。
本発明によるアクティブ基板は信号線上にポリイミド
樹脂が形成された状態で液晶パネル化されるので、当然
のことながら信号線がそのまま電極端子になることは出
来ない。電極端子はアクティブ基板を構成する他の導電
性材料、例えば絵素電極に用いられた透明電極であるIT
Oや走査線に用いられたTa、Cr等の金属薄膜を用いて、
信号線とは絶縁層に形成された開口部を経由して接続さ
れる構成になっていればよい。しかしながら、例えば信
号線と同じAlで形成される断線救済のための接続線や信
号線の一部上はポリイミド樹脂が存在するとワイア・ボ
ンドによる接続が不可能となるので除去する必要があ
る。
樹脂が形成された状態で液晶パネル化されるので、当然
のことながら信号線がそのまま電極端子になることは出
来ない。電極端子はアクティブ基板を構成する他の導電
性材料、例えば絵素電極に用いられた透明電極であるIT
Oや走査線に用いられたTa、Cr等の金属薄膜を用いて、
信号線とは絶縁層に形成された開口部を経由して接続さ
れる構成になっていればよい。しかしながら、例えば信
号線と同じAlで形成される断線救済のための接続線や信
号線の一部上はポリイミド樹脂が存在するとワイア・ボ
ンドによる接続が不可能となるので除去する必要があ
る。
このような状況に対して有効なポリイミド除去方法
は、液晶パネルを酸素ガスプラズマ中で、カラーフィル
タまたは対向ガラスをマスクとしてアクティブ基板上で
露出しているポリイミド樹脂を選択的に除去することで
あり、これによって上記目的が達成されるものである。
は、液晶パネルを酸素ガスプラズマ中で、カラーフィル
タまたは対向ガラスをマスクとしてアクティブ基板上で
露出しているポリイミド樹脂を選択的に除去することで
あり、これによって上記目的が達成されるものである。
発明の効果 以上述べたように本発明においては、液晶セルに流入
して液晶を劣化させる直流成分を阻止または大幅に減少
させるために、信号線とドレイン配線を絶縁性のポリイ
ミド樹脂で厚くコーティングしている。このためフリッ
カレス駆動を採用して高い信号電圧を印可しても液晶層
が劣化して表示画像が褐色に着色してみえる品質上の問
題点は解決された。
して液晶を劣化させる直流成分を阻止または大幅に減少
させるために、信号線とドレイン配線を絶縁性のポリイ
ミド樹脂で厚くコーティングしている。このためフリッ
カレス駆動を採用して高い信号電圧を印可しても液晶層
が劣化して表示画像が褐色に着色してみえる品質上の問
題点は解決された。
またポリイミド樹脂に感光性のものを選定することに
より、従来の透明絶縁性薄膜による全面パシベーション
と比べて液晶セルに実効的に供給される電圧の低下を防
ぐことが可能となり、表示画像が暗くなる恐れは皆無で
ある。さらに液晶セル内の不純物を充分に除外できるな
らば、製造行程を従来よりも短縮できる等の優れた効果
が得られる。
より、従来の透明絶縁性薄膜による全面パシベーション
と比べて液晶セルに実効的に供給される電圧の低下を防
ぐことが可能となり、表示画像が暗くなる恐れは皆無で
ある。さらに液晶セル内の不純物を充分に除外できるな
らば、製造行程を従来よりも短縮できる等の優れた効果
が得られる。
さらに、断線救済のための接続線の形成やCOG実装で
必要な配線層も信号線の形成と同時に実行でき、付加的
な製作工程が発生しない効果も見逃すことは出来ないで
あろう。
必要な配線層も信号線の形成と同時に実行でき、付加的
な製作工程が発生しない効果も見逃すことは出来ないで
あろう。
アクティブ基板の構成に関し、絵素電極が厚み方向で
どの位置に形成されるかは絶縁ゲート型トランジスタの
構造と製作方法によって大きく左右されるので、本文中
では省略した。絵素電極は絶縁ゲート型トランジスタに
よって信号線とはスイッチ的にしか導通しないので、絵
素電極と絶縁ゲート型トランジスタとを接続するドレイ
ン配線は必ずしも表面を絶縁化する必要はないが、絶縁
ゲート型トランジスタが常時ONするような欠陥が存在す
ると、その近辺で液晶の劣化が生じる可能性が高く、本
発明のようにドレイン配線も絶縁化する方が好ましい。
同じ理由で、絵素電極もアクティブ基板上の最上層部に
位置するのではなく、透明絶縁性のSiO2やSi3N4が絵素
電極上に被着されている方が信頼性の高い液晶画像表示
装置が得られる。ドレイン配線を信号線と同時に絶縁化
することは、単にマスク・パターンの設計事項に過ぎな
いし、また信号線が絶縁ゲート型トランジスタのソース
配線を兼ねないような場合にはソース配線に対して信号
線と同様な処置が必要なことは説明を要しないであろ
う。
どの位置に形成されるかは絶縁ゲート型トランジスタの
構造と製作方法によって大きく左右されるので、本文中
では省略した。絵素電極は絶縁ゲート型トランジスタに
よって信号線とはスイッチ的にしか導通しないので、絵
素電極と絶縁ゲート型トランジスタとを接続するドレイ
ン配線は必ずしも表面を絶縁化する必要はないが、絶縁
ゲート型トランジスタが常時ONするような欠陥が存在す
ると、その近辺で液晶の劣化が生じる可能性が高く、本
発明のようにドレイン配線も絶縁化する方が好ましい。
同じ理由で、絵素電極もアクティブ基板上の最上層部に
位置するのではなく、透明絶縁性のSiO2やSi3N4が絵素
電極上に被着されている方が信頼性の高い液晶画像表示
装置が得られる。ドレイン配線を信号線と同時に絶縁化
することは、単にマスク・パターンの設計事項に過ぎな
いし、また信号線が絶縁ゲート型トランジスタのソース
配線を兼ねないような場合にはソース配線に対して信号
線と同様な処置が必要なことは説明を要しないであろ
う。
最後に絶縁ゲート型トランジスタの構造が逆になり、
信号線は必ず絶縁膜の下に位置し、走査線がアクティブ
基板の最上層に位置するような構成においては、本発明
の考え方を走査線に適用すればよいことは言うまでもな
く、また液晶パネルが反射型の構成であっても、本発明
の有効性は損なわれるものではないことを補足してお
く。
信号線は必ず絶縁膜の下に位置し、走査線がアクティブ
基板の最上層に位置するような構成においては、本発明
の考え方を走査線に適用すればよいことは言うまでもな
く、また液晶パネルが反射型の構成であっても、本発明
の有効性は損なわれるものではないことを補足してお
く。
第１図、第２図及び第３図は本発明の実施例にかかる液
晶画像表示装置を構成するアクティブ基板の断面図、第
４図は液晶パネルへの実装手段を示す斜視図、第５図は
アクティブ型液晶パネルの等価回路図、第６図は同パネ
ルの要部断面図、第７図は液晶の劣化を防ぐために実施
された従来例のアクティブ基板上のパシベーションを示
す断面図である。 １……液晶パネル、２……ガラス板、９……カラーフィ
ルタ、10……絶縁ゲート型トランジスタ、11……走査
線、12……信号線、13……液晶セル、14……絵素電極、
15……対向電極、16……液晶、18……配向膜、22……ド
レイン配線、23……透明絶縁層、24、26、27……感光性
ポリイミド樹脂パターン、26a、27a……塑性変形した感
光性ポリイミド樹脂パターン。
晶画像表示装置を構成するアクティブ基板の断面図、第
４図は液晶パネルへの実装手段を示す斜視図、第５図は
アクティブ型液晶パネルの等価回路図、第６図は同パネ
ルの要部断面図、第７図は液晶の劣化を防ぐために実施
された従来例のアクティブ基板上のパシベーションを示
す断面図である。 １……液晶パネル、２……ガラス板、９……カラーフィ
ルタ、10……絶縁ゲート型トランジスタ、11……走査
線、12……信号線、13……液晶セル、14……絵素電極、
15……対向電極、16……液晶、18……配向膜、22……ド
レイン配線、23……透明絶縁層、24、26、27……感光性
ポリイミド樹脂パターン、26a、27a……塑性変形した感
光性ポリイミド樹脂パターン。
Claims (10)
- 【請求項１】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置において、前記第１の透光性絶縁性
基板内に配線される前記絶縁ゲート型トランジスタのド
レインと前記絵素電極とを接続するドレイン配線及び前
記信号線の配線路を、前記液晶表示装置に用いられる配
向膜とは異なる材質で、前記配向膜の膜厚よりも厚い有
機薄膜でコーティングし、前記配線路と前記液晶とは電
気的に絶縁されている事を特徴とする液晶画像表示装
置。 - 【請求項２】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置において、前記第１の透光性絶縁性
基板内に配線される前記絶縁ゲート型トランジスタのド
レインと前記絵素電極とを接続するドレイン配線直上及
び前記信号線直上の配線路直上を、前記液晶表示装置に
用いられる配向膜とは異なる材質で、前記配向膜の膜厚
よりも厚い有機薄膜でコーティングし、前記配線路と前
記液晶とは電気的に絶縁されている事を特徴とする液晶
画像表示装置。 - 【請求項３】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置において、前記第１の透光性絶縁性
基板内に配線される前記絶縁ゲート型トランジスタのゲ
ート配線である前記走査線を、前記液晶表示装置に用い
られる配向膜とは異なる材質で、前記配向膜の膜厚より
も厚い有機薄膜でコーティングし、前記走査線と前記液
晶とは電気的に絶縁されている事を特徴とする液晶画像
表示装置。 - 【請求項４】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置において、前記第１の透光性絶縁性
基板内に配線される前記絶縁ゲート型トランジスタのゲ
ート配線である前記走査線直上を、前記液晶表示装置に
用いられる配向膜とは異なる材質で、前記配向膜の膜厚
よりも厚い有機薄膜でコーティングし、前記走査線と前
記液晶とは電気的に絶縁されている事を特徴とする液晶
画像表示装置。 - 【請求項５】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置の製造方法において、前記第１の透
光性絶縁性基板内に配線される前記絶縁ゲート型トラン
ジスタのドレインと前記絵素電極とを接続するドレイン
配線及び前記信号線の配線路の形成にあたり、前記配線
路を選択的に形成するためのマスク材に感光性ポリイミ
ド系樹脂を用い、かつ前記感光性ポリイミド系樹脂薄膜
をそのまま残して第１の透光性絶縁性基板の製作を終え
る事を特徴とする液晶画像表示装置の製造方法。 - 【請求項６】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置の製造方法において、前記第１の透
光性絶縁性基板内に配線される前記絶縁ゲート型トラン
ジスタのドレインと前記絵素電極とを接続するドレイン
配線及び前記信号線の配線路を導電性薄膜の食刻で形成
するにあたり、前記導電性薄膜を前記配線路の形状に選
択的に形成するためのマスク材に感光性ポリイミド系樹
脂を用い、前記導電性薄膜の食刻後に第１の透光性絶縁
性基板を加熱する工程を含み、前記感光性ポリイミド系
樹脂薄膜をそのまま残して第１の透光性絶縁性基板の製
作を終える事を特徴とする液晶画像表示装置の製造方
法。 - 【請求項７】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置の製造方法において、前記第１の透
光性絶縁性基板内に配線される前記絶縁ゲート型トラン
ジスタのドレイン配線を構成する導電性薄膜上に、前記
液晶表示装置に用いられる配向膜とは異なる材質の感光
性ポリイミド系樹脂薄膜を、前記第１の透光性絶縁性基
板より小さい面積を有する前記第２の透光性絶縁性基板
に備えた部材、または前記第１の透光性絶縁性基板より
小さい面積を有する前記第２の透光性絶縁性基板の何れ
かをマスクとして、酸素プラズマにより選択的に除去す
ることを特徴とする液晶画像表示装置の製造方法。 - 【請求項８】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置の製造方法において、前記第１の透
光性絶縁性基板内に配線される前記絶縁ゲート型トラン
ジスタのゲート配線である前記走査線の形成にあたり、
前記ゲート配線を選択的に形成するためのマスク材にマ
スク材に感光性ポリイミド系樹脂を用い、かつ前記感光
性ポリイミド系樹脂薄膜をそのまま残して第１の透光性
絶縁性基板の製作を終える事を特徴とする液晶画像表示
装置の製造方法。 - 【請求項９】複数本の走査線と信号線とを有し、単位絵
素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有する
第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を有
する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填してな
る液晶画像表示装置の製造方法において、前記第１の透
光性絶縁性基板内に配線される前記絶縁ゲート型トラン
ジスタのゲート配線である前記走査線を導電性薄膜の食
刻で形成するにあたり、前記導電性薄膜を前記走査線の
形状に選択的に形成するためのマスク材に感光性ポリイ
ミド系樹脂を用い、前記導電性薄膜の食刻後に第１の透
光性絶縁性基板を加熱する工程を含み、前記感光性ポリ
イミド系樹脂薄膜をそのまま残して第１の透光性絶縁性
基板の製作を終える事を特徴とする液晶画像表示装置の
製造方法。 - 【請求項１０】複数本の走査線と信号線とを有し、単位
絵素毎に絶縁ゲート型トランジスタと絵素電極とを有す
る第１の透光性絶縁性基板と、透明導電性の対向電極を
有する第２の透光性絶縁性基板との間に液晶を充填して
なる液晶画像表示装置の製造方法において、前記第１の
透光性絶縁性基板内に配線される前記絶縁ゲート型トラ
ンジスタのゲート配線を構成する導電性薄膜上に、前記
液晶表示装置に用いられる配向膜とは異なる材質の感光
性ポリイミド系樹脂薄膜を、前記第１の透光性絶縁性基
板より小さい面積を有する前記第２の透光性絶縁性基板
に備えた部材、または前記第１の透光性絶縁性基板より
小さい面積を有する前記第２の透光性絶縁性基板の何れ
かをマスクとして、酸素プラズマにより選択的に除去す
ることを特徴とする液晶画像表示装置の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28836889A JP2600929B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-11-06 | 液晶画像表示装置およびその製造方法 |
| US07/467,548 US5124823A (en) | 1989-01-27 | 1990-01-19 | Active matrix addressed liquid crystal image display and method for fabricating the same |
| EP90300718A EP0380311B1 (en) | 1989-01-27 | 1990-01-23 | Active matrix addressed liquid crystal image display and method for fabricating the same |
| DE69011884T DE69011884T2 (de) | 1989-01-27 | 1990-01-23 | Aktive matrixadressierte Flüssigkristall-Bildanzeige und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| KR1019900000945A KR950001052B1 (ko) | 1989-01-27 | 1990-01-29 | 액티브 매트릭스형 액정 화상 표시장치 및 그 제조방법 |
| US08/123,197 US5459092A (en) | 1989-01-27 | 1993-09-20 | Method for fabricating an active matrix addressed liquid crystal image device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-17949 | 1989-01-27 | ||
| JP1794989 | 1989-01-27 | ||
| JP28836889A JP2600929B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-11-06 | 液晶画像表示装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275925A JPH02275925A (ja) | 1990-11-09 |
| JP2600929B2 true JP2600929B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=26354548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28836889A Expired - Fee Related JP2600929B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-11-06 | 液晶画像表示装置およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5124823A (ja) |
| EP (1) | EP0380311B1 (ja) |
| JP (1) | JP2600929B2 (ja) |
| KR (1) | KR950001052B1 (ja) |
| DE (1) | DE69011884T2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8902206A (nl) * | 1989-09-01 | 1991-04-02 | Philips Nv | Weergeefinrichting. |
| US5289030A (en) | 1991-03-06 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device with oxide layer |
| US6979840B1 (en) * | 1991-09-25 | 2005-12-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistors having anodized metal film between the gate wiring and drain wiring |
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