JP3773834B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号線同士の短絡を防止して歩留まりを向上させた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶表示装置には薄型軽量、低消費電力という特徴があり、小型携帯端末から大型テレビに至るまで幅広く利用されている。この液晶表示装置としては、各画素電極にスイッチング素子としてＴＦＴを設けたＴＦＴ型液晶表示装置が主流になっている。この構成は、ガラス基板上に複数の走査線と複数の映像線を直交するように配線し、走査線と映像線の交差部分にＴＦＴを設けている。このときガラス基板上には走査線、ゲート絶縁膜、映像線、保護膜が順に積層される。画素電極はゲート絶縁膜又は保護膜の上に形成され、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ソース電極は映像線に、ドレイン電極は画素電極にそれぞれ電気的に接続する。走査線や映像線、画素電極はガラス基板の全面に材料となる金属が積層され、フォトリゾグラフィー法などによってパターニングし、不要部分をエッチングで除去して形成される。このとき不要部分の一部分がエッチングされずに残ってしまうと、その残った部分と他の配線との間で短絡が生じ、表示不良の原因になっていた。
【０００３】
このような問題の対策として、従来パターニング後に行うリペア工程のなかで、不要部分にレーザを照射するなどして短絡部分を分離する作業を行っていた。
【０００４】
また、他の対策として特許第２７３８２８９号公報がある。これは、映像線と画素電極が残留物によって短絡状態となったとしても、映像線と画素電極の間に溝を設けることにより残留物を取り除くというものである。しかし、映像線と画素電極の間以外に溝を設ける構成についての記載はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
駆動回路からの信号を走査線、映像線に流すため、基板上には走査線、映像線からのびる走査引出線、映像引出線が複数の画素からなる画素領域外に形成される。これらを形成する際、不十分なエッチング処理による残留物によって引出線同士が短絡する恐れがある。しかし、上記文献においてはこの課題について考慮されていない。
【０００６】
また、近年液晶表示装置はますます高精細化しており、これに伴い引出線同士の間隔も狭くなってきている。このような流れの中では、エッチング不良により引出線同士の短絡が発生する可能性がますます増してくる。
【０００７】
そこで、本発明は画素領域以外においてもエッチング残渣による引出線同士の短絡を防止して、最適な表示状態を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、液晶を封入した一対の基板における一方の基板上に、複数の画素からなる画素領域と、導電性の材料からなる複数の配線と、該配線からのびる引出線と、前記引出線上に積層された絶縁膜と、前記引出線の端部と接続する端子と、が形成された液晶表示装置において、前記一対の基板を貼り合せた際、外部に露出しない位置における隣り合う前記引出線の間には、前記絶縁膜に溝が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記引出線は幅広部と幅狭部とで構成され、前記一対の基板を貼り合せた際、外部に露出する位置には幅狭部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、絶縁基板上に導電性の材料により複数の走査引出線を形成し、前記絶縁基板と前記走査引出線上に第一の絶縁膜を成膜し、前記第一の絶縁膜上に導電性の材料により複数の映像引出線を形成し、前記第一の絶縁膜と前記映像引出線の上に第二の絶縁膜を成膜し、前記走査引出線の隣に前記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を貫通する溝と、前記映像引出線の隣に前記第二の絶縁膜を貫通する溝を形成し、前記第二の絶縁膜上に導電性を有する透明な膜を形成し、前記溝内に露出した前記導電性の材料と前記透明な膜とをエッチングにより取り除くことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は画素領域の形成された第一基板の拡大平面図、図２は図１の画素領域周辺の拡大平面図である。
【００１２】
１はガラス基板などの絶縁性を有する透明な第一基板であり、この第一基板１上にはＡｌなどの導電性の材料からなる走査線２が略等間隔で平行に配置される。第一基板１及び走査線２上にはゲート絶縁膜が積層されており、このゲート絶縁膜上にＡｌなどの導電性の材料で形成された映像線３が設けられている。
【００１３】
画素領域４（図1の斜線部）は複数の画素からなっており、走査線２と映像線３とが直交するように配置され、走査線２と映像線３で囲まれる領域が１画素に相当する。この１画素に対応して、走査線２と映像線３の交差部にスイッチング素子であるＴＦＴ５を配置する。また映像線３やＴＦＴ５を覆う絶縁性の膜からなる保護膜上に、ＩＺＯ（indium-zinc-oxide）などの透明電極からなる画素電極６を配置する。保護膜に形成されるコンタクトホール７を介してＴＦＴ５のドレイン電極と画素電極６とが電気的に接続している。なお、画素領域４には所謂ダミー画素のような実際に表示としては使われないようなものも含まれる。
【００１４】
走査引出線２０、映像引出線３０は、画素領域４の外において走査線２、映像線３それぞれから駆動回路（図示せず）へのびて形成されている。この駆動回路は、ＴＦＴ５を動作させるための信号を走査線２、映像線３に流すためのものである。なお、たとえば複数の走査線２に対して一つの駆動回路を用いて総ての走査線２に信号を流してもよく、または複数の駆動回路を用いて分割して走査線２に信号を流してもよい。また、本実施例においては走査線２等と走査引出線２０等とは一体に形成しているが、例えば異なる導電性の材料を用いて別々に形成し互いにコンタクトを取っているものであってもよい。
【００１５】
本実施例においては映像線３の駆動回路を複数用いており、それぞれの映像線３からのびる映像引出線３０が対応する駆動回路に向かって収束するように形成されている。このため、隣り合う映像引出線３０の間隔は狭くなっている。また、液晶表示装置が大型のものになればなるほど、基板上に形成された配線の抵抗が大きな問題となる。このため配線の材料に低抵抗なＡｌを用いるなどのほか、引出線の幅をできるだけ広くしている。しかし、例えば映像引出線３０の幅を広くすれば隣り合う映像引出線３０の間隔が狭くなる。さらには小型、大型のものにかかわらず液晶表示装置の高精細化にともない１画素が小さくなればなるほど、隣り合う映像引出線３０の間隔はより一層狭くなる。したがって隣り合う映像引出線３０の間であっても、エッチング残渣により短絡が発生する可能性は非常に高い。
【００１６】
しかしながら本発明の実施例においては、映像引出線３０上に積層された保護膜に、映像引出線３０の隣に位置する溝８ｂが設けられている。この溝８ｂは少なくとも映像引出線３０上に積層された保護膜を垂直方向に貫通しており、溝８ｂが設けられることで、ゲート絶縁膜上の隣り合う映像引出線３０を短絡させる残留物を保護膜から露出させることが可能となる。したがって隣り合う映像引出線３０の間に残留物があり引出線の間で短絡が生じていたとしても、溝８ｂを形成した後エッチング処理を施すことで溝８ｂ内の残留物を除去でき、短絡を断つことができる。なお、走査引出線２０の隣にも同様な溝８ａが保護膜とゲート絶縁膜を貫通し設けられている。
【００１７】
図３は映像引出線の端子周辺を拡大した平面図を示す。第一基板１上には端子３１が形成されている。この端子３１は、映像引出線３０それぞれに設けられており、映像引出線３０の上に積層された保護膜の上にたとえば画素電極６と同じ導電性を有するＩＺＯによって形成されている。また、保護膜に設けたコンタクトホール（図示せず）を介して映像引出線３０と接続している。端子３１を介して映像引出線３０と駆動回路が電気的に接続することとなる。なお、この接続は所謂ＴＡＢ方式により製造されたＴＣＰを用いて接続するものや、所謂ＣＯＧ方式により接続するものなどが考えられる。また、本実施例においては端子３１を介して映像引出線３０が駆動回路と接続するが、例えば第一基板上１上に駆動回路を直接形成し、駆動回路と映像引出線３０が直に接続するものでもよい。
【００１８】
また、複数の駆動回路（図示せず）を用いて対応する駆動回路に向かって収束するように映像引出線３０が形成されているため、映像引出線３０の長さは一定ではない。本実施例において複数の駆動回路の一つに対応する映像引出線３０は、真ん中の引出線から両端の引出線に向かってその長さが徐々に長くなるよう形成されている。したがって通常映像引出線３０ごとに抵抗値が異なってしまう。しかしながら、映像引出線３０には幅広部３２と幅狭部３３を設けており、映像引出線３０ごとに幅広部３２と幅狭部３３の割合を変えており、最長となる両端の映像引出線３０から最短となる中心の映像引出線３０に向かうにつれ幅狭部３３の占める割合を徐々に増やしているため、映像引出線３０ごとの抵抗値を同じにすることができる。つまり、映像引出線３０は幅広部３２と幅狭部３３で構成されおり、幅広部３２で抵抗は小さく、幅狭部３３で抵抗は大きくなる。また、映像引出線３０ごとに幅広部３２と幅狭部３３の割合を変えているので、映像引出線３０ごとに抵抗値を調整することが可能となる。
【００１９】
また、第一基板１と第２基板（図示せず）とは基板間に液晶を封入して貼り合わせる。その際図３に示す一点破線のライン上に両基板を貼り合わせるためのシール材が塗布される。つまり一点破線より外側にある映像引出線３０の一部は外部に露出することとなる。なお、この第二基板はたとえば第一基板１の画素に対応してカラーフィルタが積層されているようなものである。映像引出線３０の隣に形成されている溝８ｂは一点破線まで延びて形成されている。つまり第一基板１と第二基板とを貼り合せた場合、溝８ｂは外部に露出しない範囲内で形成されており、外部に露出する位置には形成されていない。通常端子３１を介して駆動回路を接続し、駆動回路と第二基板との間は樹脂などで覆うため、外部に溝８ｂが露出していたとしても最終的には溝８ｂは外気と遮断される。しかしながら駆動回路と第二基板との間を樹脂などで覆うまでに溝８ｂは外気とまったく触れないわけではない。したがって溝８ｂを設けたことにより切断された残留物の断面が外気に触れる恐れがあり、この断面を介して映像引出線３０の腐食が発生する恐れがある。一般にＡｌはＣｒなどと比べると抵抗値が低い。そこで、特に大型の液晶表示装置においては、配線の抵抗を抑えるために、よくＡｌが用いられている。しかしながら、ＡｌはＣｒなどと比べて腐食されやすいという問題もある。そこでこのように第一基板１と第二基板とを貼り合せた際に外部に露出しない位置まで溝８ｂを設けておけば、残留物の断面からの腐食を防止することが可能となる。
【００２０】
また、一点破線より外側に幅狭部３３が形成されるようにするために、端子３１側に幅狭部３３が設けられている。このような構成により隣り合う映像引出線３０との間隔が広くなる幅狭部３３が溝８ｂのない位置に形成されるので、幅広部３２が溝８ｂのない位置に形成される場合に比べ隣り合う映像引出線３０の間隔が広くなり、それだけ短絡が発生する可能性が低くなる。
【００２１】
なお、走査線２についても同様の構成となっている。また映像線３は駆動回路側にのびる映像引出線３０側だけでなく、たとえばその反対側においても画素領域４の外側にのびており、非線形素子を介して静電破壊を防ぐための所謂ショートリングと呼ばれているものに接続しているものもある。したがって、エッチング残渣による短絡を防止するために、映像引出線３０側だけでなく反対側においても画素領域４の外側にのびる映像線３の隣に溝８ｂを設けておいてもよい。
【００２２】
次に図１に示すＡ−Ａ断面の形成工程を図４に基づいて説明する。図４（ａ）では、ガラス基板１上にＡｌを成膜し、露光処理、エッチングをして走査引出線２０を形成する。１２はＡｌのエッチング不良による残留部を示す。この残留部１２により隣接する走査引出線２０は短絡している。
【００２３】
図４（ｂ）では、第一基板１、走査引出線２０の上にゲート絶縁膜９を積層する。そしてゲート絶縁膜９の上に半導体層を積層し、エッチングによりゲート電極に対向する部分に島状の半導体を残す（図示せず）。
【００２４】
図４（ｃ）では、ゲート絶縁膜９上にＡｌを成膜し、露光処理、エッチングにより映像引出線３０、ソース電極、ドレイン電極などを形成する。１３はエッチング不良による残留部を示し、隣接する映像引出線３０が残留部１３によって短絡している。
【００２５】
図４（ｄ）ではゲート絶縁膜９や映像引出線３０の上に絶縁性のものからなる保護膜１０を積層する。
【００２６】
図４（ｅ）では保護膜１０やゲート絶縁膜９の所定箇所にコンタクトホールをエッチングして形成する。その際に溝８ａを走査引出線２０の隣に、溝８ｂを映像引出線３０の隣にそれぞれ形成する。このとき保護膜についてのエッチングではＡｌである残留物１２、１３はエッチングできないため、残留物１２、１３はそのまま溝内に露出した状態で残る。つまりこの溝８ａ、８ｂは少なくとも走査引出線２０、映像引出線３０上に積層された絶縁膜を貫通しており、残留物１２、１３を絶縁膜から露出させるためのものである。なお、図４（ｅ）において溝８ｂは残留物１３のない場所ではゲート絶縁膜９にも形成されているが、溝８ｂのエッチングを工夫し、溝８ｂが保護膜１０だけに形成してあってもよい。
【００２７】
図４（ｆ）では保護膜１０上にＩＺＯを成膜し、露光処理、エッチングにより所定形状の画素電極６、端子３１を形成する。このときＩＺＯ除去のためのエッチングによりＡｌも除去できるため、溝８ａ、８ｂ内に存在する残留部１２、１３は除去される。その後、画素電極６や保護膜１０の上に配向膜（図示せず）を積層する。なお、一般にＣｒとＩＺＯの組合せでは同時エッチングするのは困難であるが、ＡｌとＩＺＯは例えば同じエッチング液によりエッチングできるため走査引出線２０や映像引出線３０をＡｌで、画素電極６をＩＺＯにより形成することにより、余分な工程をわざわざ設けなくても残留物１２、１３をエッチングできる。このように本発明では、画素電極６を形成する際に溝８ａ、８ｂ内の残留物１２、１３も除去できるため、特別に溝８ａ、８ｂ内の残留物を取り除く工程を設ける必要がない。
【００２８】
なお、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば上記実施形態以外の形態も可能である。例えば走査線や映像線をＡｌで形成し、画素電極をＩＺＯで形成したが、この組合せ以外で画素電極と走査線、映像線を同時にエッチングできる材料を用いてもよい。また走査線２や映像線３をＡｌで形成する場合を説明したが、ＩＺＯとの電気的なコンタクトの相性を考慮してＡｌとＭｏなどの積層構造にしてもよい。また必ずしも画素電極を形成する際に溝内の残留物を同時に取り除く必要はなく、たとえば画素電極をＩＴＯ（indium-tin-oxide）で形成する場合には、ＩＴＯをエッチングした後で残留物をエッチングにより取り除くこととなる。また走査引出線２０と映像引出線３０がそれぞれ異なる材料により形成されている場合には、それぞれの残留物を個々にエッチングして取り除いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、引出線の隣に溝を形成し、その溝を介して引出線と引出線の間にできたエッチング不良による残留物を取り除くため、引出線同士の短絡を防ぐことができる。
【００３０】
また、隣り合う引出線の間隔が狭くなり引出線同士の短絡が生じる可能性が高くなったとしても、残留物を取り除くことができため、液晶表示装置の大型化、小型化また高精細化が可能となる。
【００３１】
また、リペア工程中に行われていた引出線の短絡部分の除去作業をわざわざ行う必要がないので、リペア工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第一基板の拡大平面図である。
【図２】本発明による表示部周辺の拡大平面図である。
【図３】本発明による端子周辺の拡大平面図である。
【図４】図１に示す第一基板Ａ−Ａ断面の形成工程を説明する図である。
【符号の説明】
２ 走査線
３ 映像線
４ 画素領域
８ａ、８ｂ 溝
３０ 映像引出線
３１ 端子
３２ 幅広部
３３ 幅狭部

Claims (5)

1. 液晶を封入した一対の基板における一方の基板上に、複数の画素からなる画素領域と、導電性の材料からなる複数の配線と、該配線からのびる引出線と、前記引出線上に積層された絶縁膜と、前記引出線の端部と接続する端子と、が形成された液晶表示装置において、
   前記一対の基板を貼り合せた際、外部に露出しない位置における隣り合う前記引出線の間には、前記絶縁膜に溝が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記引出線は幅広部と幅狭部とで構成され、前記一対の基板を貼り合せた際、外部に露出する位置には幅狭部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記配線はＡｌで形成された走査線と映像線を有しており、前記引出線は前記走査線からのびる走査引出線と前記映像線からのびる映像引出線であり、
   前記走査線と前記映像線は互いに交差し、該交差領域に前記走査線と前記映像線とに接続するスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続するＩＺＯで形成された画素電極が設けられていることを特徴とする請求項１または２の何れか一項記載の液晶表示装置。
4. 絶縁基板上に導電性の材料により複数の走査引出線を形成し、前記絶縁基板と前記走査引出線上に第一の絶縁膜を成膜し、前記第一の絶縁膜上に導電性の材料により複数の映像引出線を形成し、前記第一の絶縁膜と前記映像引出線の上に第二の絶縁膜を成膜し、前記走査引出線の隣に前記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を貫通する溝と、前記映像引出線の隣に前記第二の絶縁膜を貫通する溝を形成し、前記第二の絶縁膜上に導電性を有する透明な膜を形成し、前記溝内に露出した前記導電性の材料と前記透明な膜とをエッチングにより取り除くことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 前記導電性の材料はＡｌであり、前記導電性を有する透明な膜はＩＺＯ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の製造方法。

Images