JP3218308B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置はマトリクス状に配列され
た表示絵素を選択することにより画面上に表示情報を形
成している。とりわけ表示絵素の選択方法として絵素電
極のそれぞれに薄膜トランジスタなどのスイッチング素
子を配置するアクティブマトリクス駆動方式においては
高コントラストの表示が可能であり、液晶テレビやノー
トブックパソコンなどに広く用いられている。このアク
ティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置においては、
スイッチング素子は絵素電極とこれに対向して液晶層を
介して配置される透明電極との間に印加される信号電圧
をオンオフする機能を有し、これによって生じる液晶層
の光学的変調により画像情報を表示する。

【０００３】絵素電極とスイッチング素子とを動作させ
る走査配線であるゲートバスラインと、信号電圧を印加
するための信号配線であるソースバスラインは、通常、
数百から千数百オングストロームの窒化シリコンなどの
絶縁膜を介して形成されることが多く、数ミクロンから
十数ミクロンの間隙を保つように配置される。

【０００４】ところで、ゲートバスラインやソースバス
ラインの上に数千オングストロームの厚さの窒化シリコ
ンからなる層間絶縁膜を形成し、さらにその上に絵素電
極を形成するようにした液晶表示装置も提案されている
（特開昭５８ー１７２６８５号公報参照）。このような
液晶表示装置では、それぞれのバスラインの上にも絵素
電極を配置できるために、絵素電極の面積を大きくとる
ことができ、液晶表示装置の光の透過率つまり開口率が
大きくなるという利点がある。

【０００５】こうした層間絶縁膜に感光性を有する透明
アクリル樹脂を用いた液晶表示装置も考案されている。
このアクリル樹脂は所要の可視光領域で高い透過率が得
られること、膜厚も容易に厚く制御できるので各配線と
絵素電極との間の容量を低減することができクロストー
クの低減もできること、などの利点がある。

【０００６】ところで、こうした液晶表示装置において
は、２枚の基板を有し、そのうちの一方をアクティブマ
トリクス基板としてこれの上にゲートバスライン、ソー
スバスライン、スイッチング素子などを形成し、それら
の上に層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜の上に絵素
電極を配置形成し、他方を対向基板としてこれに対向電
極を配置形成するとともに、これら両基板を互いに所要
間隙を存して介して対向配置するとともに、それらの表
示領域外周を両基板の接着を兼ねたシール部材でシール
し、そのシール部材で囲まれた対向内部に液晶を封入し
た構造のものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の液晶表
示装置においては、両基板のシール部材による接着は、
アクティブマトリクス基板側におけるアクリル樹脂など
からなる層間絶縁膜を介在させての接着となる構造であ
るために層間絶縁膜に対してのシール部材の接着強度が
低く、そのために、液晶表示装置としての機械的強度に
おける信頼度と共にシール性の信頼度も必ずしも高くな
い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
素子の上に層間絶縁膜が設けられ、かつこの層間絶縁膜
の上に絵素電極が設けられている一方の基板と、対向電
極を備えかつ前記一方の基板とは所要の間隙を存して対
向配置される他方の基板と、前記両基板間で構成される
空間内に液晶を外部から密封しかつ前記両基板どうしを
接着するシール部材とを有し、前記シール部材と接する
前記層間絶縁膜の一部が除去されている構成としたこと
によってシール部材を用いて両基板を貼り合わせて接着
する際のその接着強度を向上させて上述した課題を解決
している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示
装置の回路について図１を参照して説明すると、行方向
にある複数の各走査端子２にはそれぞれ走査配線として
のゲートバスライン４が接続されている。列方向にある
複数の各信号端子６にはそれぞれ信号配線としてのソー
スバスライン８が接続されている。これら両バスライン
４，８はマトリクス状に交差されている。そして、各交
差においては表示絵素１０が構成されている。表示絵素
１０は絵素電極１２、スイッチング素子１４および補助
容量１６などで構成されている。スイッチング素子１４
は例えば薄膜トランジスタで構成される。各絵素電極１
２はそれぞれ対向電極１８に対向している。補助容量１
６は補助容量バスライン２０に共通に接続されている。
この絵素電極１２と対向電極１８との間に液晶が封入さ
れることになり、各ゲートバスライン４には図中の矢印
で示す方向にゲート信号が走査されて各スイッチング素
子１４のゲート電極に印加され、これにより、各ソース
バスライン８からの信号がスイッチング素子１４のソー
スとドレインの電極を介して絵素電極１２に印加される
ようになっている。

【００１１】このような回路を有する液晶表示装置の全
体の平面的な構造について図２を参照して説明すると、
この装置は２枚の基板を有し、一方の基板２２にはアク
ティブマトリクス基板としてこれに走査端子２、ゲート
バスライン４、信号端子６、ソースバスライン８、表示
絵素１０などが設けられ、他方の基板２４には対向基板
としてこれに対向電極１８などが設けられている。基板
２２と基板２４とは互いに所要間隙を介して平行に対向
配置されているとともに、この間隙において表示領域２
６を囲む空間の外周がシール部材２８で形成され、この
空間に液晶が封入されて構成されている。この場合、シ
ール部材２８は両基板２２，２４を互いに接着する機能
を兼ねている。

【００１２】このように基板２２には多数のゲートバス
ライン４とソースバスライン８とが交差して形成される
平面矩形形状内のそれぞれに絵素電極１２が設けられて
いるが、そのうちの１つの絵素電極１２に関連して基板
２２の平面的構成について図３を参照して説明する。絵
素電極１２の周囲を通ってゲートとソースのバスライン
４，８が設けられている。両バスライン４，８の一部は
絵素電極１２の外周部分と重複している。また、両バス
ライン４，８の交差近傍においては、絵素電極１２に接
続されるスイッチング素１４が設けられている。スイッ
チング素子１４のゲートとソースの各電極にはそれぞれ
ゲートとソースのバスライン４，８が接続されている。
スイッチング素子１４のドレイン電極は、コンタクトホ
ール３０を介して絵素電極１２と接続されている。バス
ライン３２は絶縁膜を介してスイッチング素子１４のド
レイン電極との間で付加容量を形成するもので対向電極
と同電位となるように接続されている。

【００１３】ここで、図３のＡーＡ’線に沿う断面構造
を図４を参照して説明すると、基板２２は透明絶縁性で
あり、これの上にスイッチング素子１４のゲート電極３
６が形成されている。ゲート電極３６上にゲート絶縁膜
３８が設けられている。ゲート電極３６に重畳して半導
体層４０が設けられている。半導体層４０の両端部にｎ
+Ｓｉ層４２，４４が設けられている。左側のｎ+Ｓｉ層
４２上にスイッチング素子１４のソース電極４６が、右
側のｎ+Ｓｉ層４４上にスイッチング素子１４のドレイ
ン電極４８が設けられている。ゲートとソースのバスラ
イン４，８を含めこれらの上に層間絶縁膜５０が設けら
れている。層間絶縁膜５０上には透明導電膜からなる絵
素電極１２が設けられている。層間絶縁膜５０を貫くコ
ンタクトホール３０を介してスイッチング素子１４のド
レイン電極４８は絵素電極１２に接続されている。絵素
電極１２上に配向膜５４が形成されている。

【００１４】基板２４は透明絶縁性であって、その表面
にはカラーフィルタ層５８と、透明導電膜からなる対向
電極１８と、配向膜６０とが設けられていて、基板２２
とはスペーサ６２で互いの間隔を保持されて後述するシ
ール部材で接着されている。

【００１５】この基板２２，２４のこうした間隙に液晶
層６４が封入されている。なお、基板２２，２４それぞ
れの外側表面の偏光板、照明装置、あるいは位相差板な
どは図示が省略されている。

【００１６】次に図２の矢印Ｂ部分の構造について図５
ないし図７を参照して説明する。図５は図２の矢印Ｂ部
分の拡大平面図であり、図６は図５のＣーＣ’線に沿う
断面図であり、図７は図５のＤーＤ’線に沿う断面図で
ある。これらの図において、基板２２，２４の間にシー
ル部材２８が配備され、これら基板２２，２４およびシ
ール部材２８からなる空間内に液晶６４が密封されてい
る。シール部材２８で囲まれて液晶６４が密封されてい
る領域が表示領域２６となっている。基板２２上の層間
絶縁膜５０はこの表示領域２６外にまで形成されている
が、そのうち、コーナ部分つまり図５の矢印ＢＢで示さ
れる部分が除去されている。このコーナ部分では基板２
２上の配線や配向膜も形成されていないし、また基板２
４上の透明導電膜、配向膜も形成されていない。したが
って、シール部材２８はこのコーナ部分では基板２２に
対してはゲート絶縁膜３８に接し、基板２４に対しては
カラーフィルタ層５８の通常Ｃｒなどの金属からなる遮
光層に接していることになるが、いずれもエポキシ樹脂
などからなるシール部材２８に対しての接着性に優れて
いるために、基板２２，２４はシール部材２８によって
互いに十分な接着強度で接着されることになる。このよ
うに層間絶縁膜５０をそのコーナー部分で除去するのは
液晶の表示特性に影響を特に及ぼさないからである。し
たがって、液晶表示特性を考慮しない場合では、層間絶
縁膜５０の除去部分は本実施の形態のコーナー部分だけ
に必ずしも限定されるものでない。

【００１７】次に本発明の液晶表示装置の製造方法につ
いて説明する。まず、基板２２にはガラス基板を用い
る。この基板２２の上にＴａ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｒなどの
単層または多層の金属膜をスパッタリング法で堆積後、
パターニングを行うことでゲートバスラインと付加容量
用バスラインとを形成する。本実施の形態においてはＴ
ａを用いている。続いて、プラズマＣＶＤ法でシリコン
窒化膜ＳｉＮｘを３０００オングストローム堆積し、ゲ
ート絶縁膜３８とする。続けて、半導体層４０をプラズ
マＣＶＤ法で成膜する。材質はアモルファスシリコン
（ａーＳｉ）であり、膜厚は１０００オングストローム
としている。半導体層４０をパターニングした後、リン
をドープしたアモルファスシリコン層４２，４４を堆積
する。これは半導体層４０と、この後に堆積するソース
電極４６、ドレイン電極４８との間をオーミックコンタ
クトとするためのものである。本実施の形態においては
プラズマＣＶＤ法を用いて８００オングストロームの厚
さに形成後、パターニングを行ってアモルファスシリコ
ン層４２，４４を形成する。続いて、Ｔａ，Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｃｒなどの金属膜をスパッタリング法で堆積後、パ
ターニングによりソースバスライン８、ソース電極４６
を形成する。本実施の形態ではＴａを用いている。さら
に透明導電膜を成膜後、パターニングによりドレイン電
極４８を形成する。本実施の形態ではスパッタリング法
によりすずをドープしたインジウム酸化膜を用いてい
る。さらに、この上に層間絶縁膜５０となる感光性のア
クリル樹脂をスピン塗布法により形成する。この樹脂に
対して所望のパターンに従って露光し、アルカリ性の溶
液によって現像処理する。これにより露光された部分の
みがアルカリ性溶液によってエッチングされ、層間絶縁
膜５０を貫通するコンタクトホール３０が形成される。
このとき同時に層間絶縁膜５０もパターニングにより除
去される。次に絵素電極１８を層間絶縁膜５０上に成膜
する。本実施の形態ではすずをドープしたインジウム酸
化膜をスパッタリング法により成膜し、パターニングに
より作成する。

【００１８】次に基板２４の作成法について説明する。
本実施の形態ではガラスを用いている。ガラスからなる
基板２４上に、透過光が赤、青、緑を呈する色層がスト
ライプ状に配列されたカラーフィルタ層５８を形成す
る。カラーフィルタ層５８の各カラー層の間には、外部
からの入射光によってスイッチング素子が誤動作するこ
とを防止するための、遮光層が設けられている。本実施
の形態では、カラー層にはアクリル樹脂中に顔料を分散
させたものを用い。遮光層にはＣｒを用いている。カラ
ーフィルタ層５８の上に透明の対向電極１８としてすず
をドープしたインジウムをスパッタリング法により成膜
している。成膜時にはマスクを用いてシール樹脂が接す
る部分には対向電極１８が堆積しないようにしている。
これはインジウム酸化膜表面ではシール部材との接着性
が弱いからである。

【００１９】こうして作成された基板２２、２４上に、
配向膜５４，６０となるポリイミド樹脂を含む溶液をオ
フセット印刷により塗布する。このときも、シール部材
２８が接する部分には配向膜５４，６０が形成されない
ように印刷版を作成している。これはポリイミド樹脂は
吸湿性が高いために、水分が液晶パネル内部に侵入する
ことを防止できるためと、シール部材２８の接着強度を
高めるためである。基板２２，２４をオーブンで焼成、
ラビン処理を行った後、スペーサ６２を基板２２，２４
表面に散布し、シール部材２８を介して両基板２２，２
４を貼合わせて接着する。スペーサ６２にはポリマービ
ーズを、シール部材２８には樹脂例えばエポキシ樹脂を
用いている。その後、液晶６４を真空注入法により両基
板２２，２４間に注入して液晶パネルとしている。

【００２０】

【発明の効果】以上のように請求項１ないし３に係る本
発明の液晶表示装置によれば、スイッチング素子などが
絶縁膜で覆われこの絶縁膜の上に絵素電極が配備されて
いる一方の基板と、この電極と対向する電極を備えた他
方の基板とを有し、両基板の対向空間内に液晶が両基板
の接着剤でもあるシール部材で封入されたうえで、前記
絶縁膜におけるシール部材と接する部分の内の一部が除
去されているので、該シール部材を用いて両基板を貼合
わせて接着する際にその接着強度を十分大きく向上でき
ることになり、液晶表示装置としての機械的強度におけ
る信頼性向上とシール性の信頼性を向上できることにな
る。

【００２１】請求項４に係る本発明の液晶表示装置によ
れば、液晶による表示領域は平面的に矩形形状であり、
前記層間絶縁膜は前記表示領域のコーナ部分で除去され
ていることから、液晶表示特性に影響されることなく、
したがって、シール部材による前記接着強度を大きくで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の回路
構成図である。

【図２】図１の装置の全体の構造の平面図である。

【図３】図１の装置の要部の平面図である。

【図４】図３のＡーＡ’線に沿う断面図である。

【図５】図１のＢ部分の拡大平面図である。

【図６】図５のＣーＣ’線に沿う断面図である。

【図７】図５のＤーＤ’に沿う断面図である。

【符号の説明】

２２ アクティブマトリクス基板 ２４ 対向基板 ２８ シール部材 ３８ ゲート絶縁膜 ５０ 層間絶縁膜 ６４ 液晶

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−289414（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1339 505

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチング素子の上に層間絶縁膜が設け
   られ、かつこの層間絶縁膜上に絵素電極が設けられてい
   る一方の基板と、対向電極を備えかつ前記一方の基板と
   は所要の間隙を存して対向配置される他方の基板と、前
   記両基板間で構成される空間内に液晶を外部から密封す
   るとともに前記両基板どうしを接着するシール部材とを
   有し、前記シール部材と接する前記層間絶縁膜の一部が
   除去されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】複数の走査配線と信号配線とがマトリクス
   状に設けられ、これら配線の各交差部毎における表示絵
   素に対応して対応する走査配線からは走査信号が信号配
   線からは入力信号が与えられるようスイッチング素子が
   設けられるとともに、これらが層間絶縁膜で覆われたう
   えで、該層間絶縁膜の上に各表示絵素に対応して絵素電
   極が設けられてなるアクティブマトリクス基板と、 前記絵素電極と対向して対向電極を備えた対向基板とを
   有し、 前記両基板は互いに所要間隙を存して対向配置されてい
   るとともに、それらの間の表示領域内に液晶がシール部
   材で封入されており、かつ、前記層間絶縁膜における前
   記シール部材と接する部分の内の一部が除去されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記スイッチング素子は薄膜トランジスタ
   であって、前記アクティブマトリクス基板はその表面に
   前記薄膜トランジスタのゲート電極が形成されるととも
   に、そのゲート電極の上にゲート絶縁膜が形成されてお
   り、かつ前記除去される層間絶縁膜の一部はこのゲート
   絶縁膜上でかつ表示領域外にあることを特徴とする請求
   項１または２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記表示領域は平面的に矩形形状であり、
   前記層間絶縁膜は前記表示領域のコーナ部分で除去され
   ていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載
   の液晶表示装置。