JP3119912B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
いて画素電極を制御する液晶表示装置に関する。
ィックディスプレイなどに広く用いられ、これらテレビ
ジョンやグラフィックディスプレイなどに適する大容量
で高精細のアクティブマトリクス型液晶表示装置の開発
および実用化が盛んになっている。そして、この種の液
晶表示装置では、クロストークのない高コントラストの
表示が行なえるように、各画素を駆動制御する半導体ス
イッチとして、透過型の表示が可能で大面積化も容易な
薄膜トランジスタ(TFT)が多く用いられている。
来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造を図
4、図5および図6を参照して説明する。ここで、図5
はこのアクティブマトリクス型液晶表示装置の周縁部の
断面図、図4は図5で示した第1の基板11の平面図、図
6はアクティブマトリクス型液晶表示装置の等価回路を
示している。なお、図5で示した断面形状は、図4にお
ける線A−Aに沿った部分である。
成を説明する。図5に示すように、第1の基板11は、ガ
ラスなどの透明な絶縁基板12上に、複数のゲート線13お
よびこのゲート線13と一体に形成された電界効果トラン
ジスタである薄膜トランジスタ14のゲート電極14Gを形
成したものである。そして、これらゲート線13およびゲ
ート電極14Gの全体を覆うように絶縁膜15が形成されて
いる。
ート電極14Gの上方となる位置に、たとえばアモルファ
スシリコンの半導体層16が形成されている。さらに、絶
縁膜15には透明な画素電極17が形成されている。またさ
らに、絶縁膜15上には複数のデータ線18が、複数のゲー
ト線13と交差する位置関係で配設されている。これらデ
ータ線18はたとえばアルミニウムで、半導体層16の上面
の一部と接合しているドレイン電極14Dが一体に形成さ
れている。半導体層16の上面には、ドレイン電極14Dと
対向するように、ソース電極14Sが形成されている。こ
のソース電極14Sもたとえばアルミニウムで、絶縁膜15
の上面を経て他端部は画素電極17と接続している。
で示すように、断線検査用パッド18aが、また、給電側
の端部にはOLB(Outer Lead Bonding)用パッド18b
が、交互の配置関係となるように形成されている。な
お、第1の基板11の図示しない反対側はパッド18a,18b
の関係は反対になる。
晶19と対向する部分には液晶配向膜20が形成されてい
る。
は、絶縁膜15を介して互いに交差するように配設された
それぞれ複数のゲート線13およびデータ線18と、これら
各ゲート線13およびデータ線18の各交点部分に配設され
た、ゲート電極14G、ドレイン電極14D、ソース電極14S
および半導体層16を有する薄膜トランジスタ14と、ソー
ス電極14Sに接続された画素電極17と、液晶配向膜20と
がそれぞれ構成されている。
が対向配置されるが、この第2の基板21は、図5で示す
ように、ガラスなどの透明な絶縁基板22上に透明な対向
電極23および液晶配向膜24を順次形成したものである。
この第2の基板21は、第1の基板11に対して、6μm程
度の間隙を保つように、周辺部をシールするシール材25
により一体に支持される。そして、間隙内には液晶19が
封入され、挟持されている。
面積が大きいため、図示の線Bより外側の部分は外部に
露出している。
トリクス型液晶表示装置の全体構成を概略説明する。こ
の種の液晶表示装置では、絶縁基板12上にそれぞれ複数
本の信号線であるゲート線13およびデータ線18を、絶縁
膜15を介して互いに交差するように配設し、これら各ゲ
ート線13およびデータ線18の各交点部分に、薄膜トラン
ジスタ14をそれぞれ設けている。そして、ゲート電極14
Gを行毎にゲート線13に接続し、また、ドレイン電極14D
を列毎にデータ線18に接続している。さらに、ソース電
極14Sは対応する画素電極17に接続している。
ドレス信号により順次走査駆動され、薄膜トランジスタ
14は行毎に順次導通状態になる。また、このゲート線13
の走査に同期して、データ線18には選択された数列に対
して並列に画素信号が供給される。このため、信号電圧
は行毎に順次透明な画素電極17に導かれ、対向電極23と
の間に挟持された液晶19を励起し、画像信号となって画
像表示がなされる。
示器では、デバイスの信頼性に関して次のような問題点
がある。
と、終端部の検査用パッド18aとが隣接する部分は、第
2の基板21の端辺Bより外側に位置しているため、外部
環境にさらされる。このため、この隣接部分Dに跨がる
形で異物が付着し、しかもこれがデータ線18の材料を浸
蝕する性質を持つ微量の例えば塩素などの元素を含有す
る場合は、デバイスを駆動させると、電蝕によりデータ
線18の材料が腐食し断線してしまう。
護膜を有するものを用いても、保護膜のピンホールやク
ラックを通して同様に発生する。
る電位状態になる駆動方法を採用した場合は、電触現象
はかなり速い速度で進行し、デバイスにとって致命的な
線欠陥を発生する原因となる。
の異物が混入していたり、あるいはシール工程中に導電
性異物が付着した場合などでは、シール工程での圧着時
にこの異物が、第1の基板11のデータ線18と第2の基板
21の対向電極23との間を短絡してしまうことがある。第
1の基板11および第2の基板21として表面に窒化シリコ
ン(SiN)などによる保護膜を設けたものを使用して
も、圧着時に導電性異物がこの保護膜を突き破ってしま
うので、短絡が生じてしまう。そして、この短絡が生じ
ると、いわゆるショート線欠陥、すなわち、画質的には
線状の欠陥が生じてしまう。
板11の絶縁膜15上に形成されるデータ線18は、外部から
の影響を受け易く、隣接部に付着した異物により断線が
生じたり、シール部分での導電性異物によりショート線
欠陥を生じるなどの問題点がある。
らの影響による信号線の断線やショート線欠陥を生じる
ことのない、信頼性の高い液晶表示装置を提供すること
にある。
配置される複数の第1配線、この第1配線上に設けられ
た絶縁膜、この絶縁膜を介して前記第1配線と交差する
複数の第2配線、前記第1配線および第2配線に電気的
に接続された薄膜トランジスタ、この薄膜トランジスタ
に電気的に接続された画素電極を備えた第1の基板と、
この第1の基板と対向して設けられた第2の基板と、前
記第1の基板および第2の基板の間の周辺部に配置され
るシール材と、前記第1の基板および第2の基板の間の
シール材によって囲まれる領域に配置される液晶と、前
記第1配線と同一工程で作成され、前記シール材によっ
て囲まれる領域内で前記第2配線に電気的に接続され前
記シール材によって囲まれる領域の外に前記シール材と
交差して延在した第3配線と、前記絶縁膜と同一工程で
作成され、前記第3配線の前記シール材と交差する部分
および前記シール材によって囲まれる領域の外に位置す
る前記第3配線の表面を覆う絶縁膜とを具備したもので
ある。
に設けられ第3配線に形成された接続用パッドと、この
接続用パッド上の絶縁膜が選択的に除去された絶縁膜除
去部とを具備したものである。
1配線、この第1配線上に設けられた絶縁膜、この絶縁
膜を介して前記第1配線と交差する複数の第2配線、前
記第1配線および第2配線に電気的に接続された薄膜ト
ランジスタ、この薄膜トランジスタに電気的に接続され
た画素電極を備えた第1の基板と、この第1の基板と対
向して設けられた第2の基板と、前記第1の基板および
第2の基板の間の周辺部に配置されるシール材と、前記
第1の基板および第2の基板の間のシール材によって囲
まれる領域に配置される液晶と、前記第1配線と同一工
程で作成され、前記シール材によって囲まれる領域内で
前記第2配線に電気的に接続され前記シール材によって
囲まれる領域の外に前記シール材と交差して延在した第
3配線と、前記絶縁膜と同一工程で作成され、前記第3
配線の前記シール材と交差する部分の前記第3配線の表
面を覆う絶縁膜と、前記シール材によって囲まれる領域
の外で前記第3配線と電気的に接続された第4配線と、
この第4配線の表面を覆う保護膜とを具備したものであ
る。
パッドと、この接続用パッド上の絶縁膜が選択的に除去
された絶縁膜除去部とを具備したものである。
力配線で、第2配線は、データ信号入力配線であるもの
である。
のである。
囲まれる領域の外に延在する対向電極を有するものであ
る。
延在した第3配線を第1配線と同一工程で作成し、第3
配線のシール材によって囲まれる領域の外の部分の表面
を覆う絶縁膜を、第1配線上に設けた絶縁膜と同一工程
で作成したため、製造工程を増加することなく、第2配
線を第3配線に電気的に接続し、シール材と交差する部
分の第3配線は強固な絶縁膜によりシール材から保護さ
れるとともに、外部からの異物付着などによる影響を受
けることはなく、断線やショート線欠陥が生じず、歩留
まりが向上する。
を選択的に除去して絶縁膜除去部を形成することにより
接続用パッドを外部と容易に電気的に接続できる。
で第2配線に電気的に接続するとともにシール材によっ
て囲まれる領域の外にシール材と交差して延在させた第
3配線を、第1配線と同一工程で作成し、この第3配線
のシール材と交差する部分の表面を覆う絶縁膜を、第1
配線上に設けた絶縁膜と同一工程で作成したため、製造
工程を増加することなく、第3配線をシール材によって
囲まれる領域の外で第4配線を第3配線と電気的に接続
し、シール材と交差する部分の第3配線は強固な絶縁膜
によりシール材から保護されるとともに、この第4配線
の表面を保護膜で覆うことにより外部からの異物付着な
どによる影響を受けることはなく、断線やショート線欠
陥が生じず、歩留まりが向上する。
絶縁膜を選択的に除去して絶縁膜除去部を形成すること
により接続用パッドを外部と容易に電気的に接続でき
る。
で、第2配線はデータ信号入力配線であるので、これら
アドレス信号入力配線およびデータ信号入力配線に断線
やショート線欠陥が生じない。
まれる領域の外に延在する対向電極を有するので、外部
と容易に接続できる。
面を参照して説明する。
6で示した従来の構成と同じであり、また、具体的な構
造も、図4ないし図6で示した従来構造例と類似点が多
いので、対応する部分には同一符号を付し、その構造は
製造工程と関連させて説明する。
り、図1は液晶表示装置の断面図で、(a)は図2のA
−Aに沿う部分の断面形状を示し、(b)は図2のE−
Eに沿う部分の断面形状を示している。
従来と同様に、ガラスなどの透明な絶縁基板12上にモリ
ブデン(Mo)をスパッタリングにより厚さ150nm
で堆積したのち、第1配線であるアドレス信号入力配線
としてのゲート線13およびこのゲート線13と一体のゲー
ト電極14Gをパターン形成する。
交差する第2配線であるデータ信号入力配線としてのデ
ータ線18の一部、すなわち、図1で示す第2の基板21と
のシール部内側から外側に延出する第3配線としてのデ
ータ線端部31も、ゲート線13やゲート電極14Gとともに
信号線としてのデータ線18の本数分、パターン形成して
おく。これら信号線端部としてのデータ線端部31は各デ
ータ線18の終端部および給電側の端部となるものであ
り、データ線18の終端部には、図2で示すように、断線
検査用の検査用パッド31aを、また、給電側の端部には
OLB(Outer Lead Bonding)用の接続用パッド31bを
それぞれ形成しておく。
ば酸化シリコン(SiOx)の絶縁膜15をプラズマCV
D法により厚さ330nmで堆積し、検査用パッド31a
および接続用パッド31bの部分のみが外部に露出するよ
うにスルーホール31c,31dを形成する。
ゲート電極14Gの上方となる位置に半導体層16を形成す
べく、たとえばアモルファスシリコンをプラズマCVD
法により厚さ300nmで堆積し図示形状にパターン形
成する。また、絶縁膜15の、図6で示した各交点近くに
相当する位置には、それぞれ透明な画素電極17を形成す
べく、たとえばITO(Indium Tin Oxide)をスパッタ
リング法により厚さ150nmに堆積し、図2で示す形
状にパターン形成する。
る絶縁膜15にコンタクトホール32をそれぞれ形成し、各
データ線端部31の内端部上面を露出させる。この後、絶
縁膜15上には、複数のデータ線18を、複数のゲート線13
と交差するように配設する。これらデータ線18は、たと
えばアルミニウムで、半導体層16の上面の一部と接合し
ているドレイン電極14Dと一体に形成される。また、こ
のとき、半導体層16の上面には、ドレイン電極14Dと対
向するように、ソース電極14Sも形成する。このソース
電極14Sもたとえばアルミニウムで、絶縁膜15の上面を
経て他端部は画素電極17に接続する。
データ線端部31の内端部上と重なるように設定されてお
り、図1で示すように、コンタクトホール32を介して対
応するデータ線端部31とそれぞれ接続する。
基板12上の、液晶19と対向する領域に、ポリイミドの液
晶配向膜20を塗布形成する。
は、従来と同様に、絶縁膜15を介して互いに交差するよ
うに配設されたそれぞれ複数のゲート線13およびデータ
線18と、これら各ゲート線13およびデータ線18の各交点
部分に配設された、ゲート電極14G、ドレイン電極14D、
ソース電極14Sおよび半導体層16を有する薄膜トランジ
スタ14と、ソース電極14Sに接続された画素電極17と、
液晶配向膜20とがそれぞれ設けられるが、このうち複数
のデータ線18の各データ線端部31は、ゲート線13と同一
層に同一材料で形成されており、充分に強固な絶縁膜15
により覆われた状態にある。
等による透明な絶縁基板22上に、厚さ100nmのIT
Oの透明な対向電極23および液晶配向膜24が順次形成さ
れている。そして、この第2の基板21は、第1の基板11
に対して6μm程度の間隙を保つように、周辺部をシー
ルするシール材25により一体に支持され、間隙内には液
晶19が封入され、挟持されている。
タ線18の端部は、それぞれ外部からの信号を受けるべく
外部に導出されるが、ゲート線13はもともと充分に強固
な絶縁膜15内に配設されていて問題はない。同様に、デ
ータ線18については、外部に導出されるデータ線端部31
が絶縁膜15内に配設されることになるので問題は生じな
い。すなわち、第2の基板21のシール材25と交差する部
分より外側は、図2で示すように、選択的に絶縁膜15が
除去され絶縁膜除去部が形成されている接続用パッド31
b 上の絶縁膜除去部を除く給電側のデータ線端部31のほ
とんどが絶縁膜15内に閉じ込められている。このため、
従来のようにデータ線18に外部環境にさらされている検
査用パッド31aと給電側のデータ線端部31との隣接部分
Eに跨がる形で異物が付着し、しかもこれがデータ線18
の材料を浸蝕する性質を持つ微量の元素を含有していて
も、データ線18は絶縁膜15に覆われていることにより電
蝕が生じることはなく、したがって断線も生じない。
していたり、あるいは、シール工程中に導電性異物が付
着し、シール工程で圧着力が加わっても、第1の基板11
のデータ線18のデータ線端部31が充分に強固な絶縁膜15
によって覆われているため、導電性異物がこの絶縁膜15
を突き破ることはない。したがって、第2の基板21の対
向電極23との間が短絡されず、この短絡による、いわゆ
るショート線欠陥、すなわち、線状の欠陥の発生を防止
することができる。
着がほとんどなく、シール部での短絡のみが問題となる
場合は、図3で示すように、シール材25に対応する部分
のみを絶縁膜15内に配設するようにしてもよい。すなわ
ち、データ線端部31は、シール材25の内側から外側に達
する部分のみを、図示しないゲート線を形成する際に、
同一層に同一材料でパターン形成する。また、これらを
覆う絶縁膜15には、データ線端部31のシール材25に対す
る内側端部および外側端部と対応する部分にそれぞれコ
ンタクトホール32a,32bを設ける。そして、絶縁膜15上
へのデータ線18の形成に当たっては、第2配線としての
アルミニウムのデータ線18を、内側コンタクトホール32
a上に達するまで形成するとともにシール材25の外側に
おいては、第4配線としてのアルミニウムのデータ線18
を外側コンタクトホール32b上から外方に伸びるように
形成する。その結果、データ線18は、データ線端部31を
介して外部に導出され、さらに、外部において検査用パ
ッド18aに接続される。
端部31はシール材25と交差する部分において充分に強固
な絶縁膜15により覆われ保護されるので、シール材25内
に導電性の異物が混入していたり、あるいは、シール工
程中に導電性異物が付着し、シール工程で圧着力が加わ
っても、導電性異物がこの絶縁膜15を突き破ってしまう
ことはなく、第2の基板21の対向電極23との間が短絡さ
れることはない。
同一の工程で、データ線端部31を作 成しているととも
に、ゲート線13上に設けた絶縁膜15を作成する工程と同
一の工程で、データ線短部31の表面を覆う絶縁膜15を作
成していることにより、製造工程を増加することなく、
外部要因である腐食性異物によるゲート線13およびデー
タ線18の断線やシール材25に混入した導電性異物による
短絡の発生などを防止できるので、歩留まりが向上し、
液晶表示装置としての信頼性を高めることができる。
はSiNの保護膜36により覆われており、一層データ線
18等に対する保護機能が向上する。
れる領域外に延在した第3配線を第1配線と同一工程で
作成し、第3配線のシール材によって囲まれる領域の外
の部分の表面を覆う絶縁膜を、第1配線上に設けた絶縁
膜と同一工程で作成したため、製造工程を増加すること
なく、シール材と交差する部分の第3配線は強固な絶縁
膜によりシール材から保護されるとともに、第3配線の
表面を絶縁膜あるいは保護膜で覆うことにより、外部か
らの異物付着などによる影響を受けることはなく、断線
やショート線欠陥が生じず、強固に保護できるので、歩
留まりを向上でき、液晶表示装置としての信頼性を高め
ることができる。
る。 (a)図2に示すA−A断面 (b)図2に示すE−E断面
ート線 14 薄膜トランジスタ 15 絶縁膜 17 画素電極 18 第2配線または第4配線であるデータ信号入力配
線としてのデータ線 19 液晶 21 第2の基板 23 対向電極 25 シール材 31 第3配線としてのデータ線端部 31b 接続用パッド 36 保護膜
Claims (7)
- 【請求項1】 絶縁基板上に配置される複数の第1配
線、この第1配線上に設けられた絶縁膜、この絶縁膜を
介して前記第1配線と交差する複数の第2配線、前記第
1配線および第2配線に電気的に接続された薄膜トラン
ジスタ、この薄膜トランジスタに電気的に接続された画
素電極を備えた第1の基板と、 この第1の基板と対向して設けられた第2の基板と、 前記第1の基板および第2の基板の間の周辺部に配置さ
れるシール材と、 前記第1の基板および第2の基板の間のシール材によっ
て囲まれる領域に配置される液晶と、前記第1配線と同一工程で作成され、 前記シール材によ
って囲まれる領域内で前記第2配線に電気的に接続され
前記シール材によって囲まれる領域の外に前記シール材
と交差して延在した第3配線と、前記絶縁膜と同一工程で作成され、前記 第3配線の前記
シール材と交差する部分および前記シール材によって囲
まれる領域の外に位置する前記第3配線の表面を覆う絶
縁膜とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 シール材によって囲まれる領域の外に設
けられ第3配線に形成された接続用パッドと、 この接続用パッド上の絶縁膜が選択的に除去された絶縁
膜除去部とを具備したことを特徴とする請求項1記載の
液晶表示装置。 - 【請求項3】 絶縁基板上に配置される複数の第1配
線、この第1配線上に設けられた絶縁膜、この絶縁膜を
介して前記第1配線と交差する複数の第2配線、前記第
1配線および第2配線に電気的に接続された薄膜トラン
ジスタ、この薄膜トランジスタに電気的に接続された画
素電極を備えた第1の基板と、 この第1の基板と対向して設けられた第2の基板と、 前記第1の基板および第2の基板の間の周辺部に配置さ
れるシール材と、 前記第1の基板および第2の基板の間のシール材によっ
て囲まれる領域に配置される液晶と、前記第1配線と同一工程で作成され、 前記シール材によ
って囲まれる領域内で前記第2配線に電気的に接続され
前記シール材によって囲まれる領域の外に前記シール材
と交差して延在した第3配線と、前記絶縁膜と同一工程で作成され、前記 第3配線の前記
シール材と交差する部分の前記第3配線の表面を覆う絶
縁膜と、 前記シール材によって囲まれる領域の外で前記第3配線
と電気的に接続された第4配線と、 この第4配線の表面を覆う保護膜とを具備したことを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項4】 第4配線に設けられた接続用パッドと、 この接続用パッド上の絶縁膜が選択的に除去された絶縁
膜除去部とを具備したことを特徴とする請求項3記載の
液晶表示装置。 - 【請求項5】 第1配線は、アドレス信号入力配線で、 第2配線は、データ信号入力配線であることを特徴とす
る請求項1ないし4いずれか記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 第1配線は、アルミニウムであることを
特徴とする請求項1ないし5いずれか記載の液晶表示装
置。 - 【請求項7】 第2の基板は、シール材によって囲まれ
る領域の外に延在する対向電極を有することを特徴とす
る請求項1ないし6いずれか記載の液晶表示装置。
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