JP3803640B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は2枚の基板間に封入された液晶を用いて表示を行う、ドライバー回路一体形成のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のドライバー回路内蔵アクティブマトリクス型液晶表示装置(以下、単に液晶表示装置とする)の一例を図1を用いて説明する。図1(a)は従来の液晶表示装置の概略の外観図であり、図1(b)は図1(a)のA−Aにおける縦断面図、図1(c)は図1(a)のB−B縦断面図である。素子基板101上には表示領域102、走査線及び信号線のドライバー回路103及び104、外部接続端子105が形成され、対向基板106がシール107で素子基板101に接合され、素子基板101と対向基板106の間に液晶108が封入されている。対向基板106上には共通電極109が設けられ、この共通電極109は素子基板101上のコモン端子110に導通剤111で接続されている。また、対向基板106上には遮光層112が設けられている。素子基板101の表示領域102には、画素駆動トランジスタ113が設けられ、画素電極114が画素駆動トランジスタ113に接続されている。画素駆動トランジスタ113及びドライバー回路103(104)のゲート電極と走査線を含む第1の配線層115は層間絶縁膜116で第2の配線層117と隔てられ、必要な箇所で第2の配線層117と接続されている。第2の配線層117は表示領域の信号線を含み、画素電極114と同層に設けられている。第2の配線層117の上層は液晶保護絶縁膜118で第2の配線層117の信号が液晶に直接漏れるのを防ぐために設けられる。液晶保護絶縁膜118は画素電極114上は通常取り除いておく。素子基板101上と対向基板106上には更に配向膜119がある。
【0003】
図1の液晶表示装置では画素電極114と信号線(第2の配線層117)が同層にあり、短絡を避けるため有る程度の間隔を確保する必要があり、その間隔の部分は表示に寄与しない。これは液晶表示装置の高開口率化や高精細化の妨げとなる。この問題を解決するため、信号線上に更に層間絶縁膜を設け、この上層に画素電極を設ける事で画素電極と信号線を絶縁し、画素電極と信号線の距離を小さくする、あるいは信号線と画素電極を重ねるといった方法がとられる場合がある。上記の信号線上の層間絶縁膜はSiO2あるいはポリイミド等の有機薄膜が用いられる。信号線上の層間絶縁膜は、その形成方法の簡便さ、誘電率の小ささ(信号線と画素電極の結合容量を小さくするため)、ストレスが小さい事による厚膜化の容易さ(誘電率と同じ理由による)、さらには膜表面の平坦性をSiO2よりも良くしやすいので表示品質が良い等の観点からポリイミドを用いるのが有利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図1のような従来の液晶表示装置では、ドライバー回路がシールよりも外側にあるため装置自体が大きくなってしまい、また、素子基板と対向基板の接合後の製造途上における取扱い中にドライバー回路を傷つけ易く故障を招き易いという問題があった。また、ドライバー回路がシールよりも外側にあるため、シールを横切る配線(信号線と走査線)が多く、ドライバー回路から表示領域につながる配線とシールの界面を通じて水分が液晶中に浸入し、液晶を劣化させるという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、一対の基板間のシール部の内側に挟持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板に、表示領域に形成される画素トランジスタと、前記画素トランジスタに接続された配線と、前記画素トランジスタに接続された配線上に形成された有機絶縁膜を介して設けられた画素電極と、前記シール部の内側でかつ前記表示領域の外側に、前記表示領域の辺に対応して設けられた複数のドライバ回路と、前記ドライバ回路を構成するトランジスタと、前記画素トランジスタに接続された配線と同一層に設けられ、前記ドライバ回路を構成するトランジスタに接続され前記画素トランジスタ側に延在する配線を有し、前記有機絶縁膜は、前記ドライバ回路を構成するトランジスタ、前記ドライバ回路を構成するトランジスタに接続された配線、及び前記シール部には配置されていないことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明のドライバー回路内蔵アクティブマトリクス型液晶表示装置とその製造工程について実施例に基づき詳しく説明する。
【0007】
図2に本実施例の液晶表示装置の構造を示す。図2(a)は本実施例の液晶表示装置の平面図であり、図2(b)、図2(c)はそれぞれ図2(a)のA−A、B−Bにおける縦断面図である。透明な素子基板201上には表示領域202、ドライバー回路203、外部接続端子204、コモン端子205およびこれらを接続する配線等が形成されており、シール206によって素子基板201と対向基板207が接合され、両基板間に液晶208が封入されている。ドライバー回路203はシール206と表示領域202の間に設けてある。こうすることでドライバー回路203が表示領域202より外側にある場合に比べ液晶表示装置を小型にできる。表示領域202には画素駆動トランジスタ209、画素電極210、画素駆動トランジスタ209及びドライバー回路203のゲート電極と共に第1の配線層211に含まれる走査線、第2の配線層212に含まれる信号線が形成され、第1の配線層211と第2の配線層212は第1の層間絶縁膜213で、また、第2の配線層212と画素電極210は第2の層間絶縁膜214で絶縁されている。第2の層間絶縁膜214は、ドライバー回路203上とシール206の下の部分を取り除いておく。これは、主にポリイミドが用いられる第2の層間絶縁膜214がドライバー回路203の配線の電界によって恒常的な分極を起こし、長期的には大きな面積に及んで液晶の配向を乱すことによる表示品質の劣化を防ぐことが目的であると共に、ポリイミドを通じて水分や不純物が液晶中に浸入するのをふせぐ。素子基板201上には、さらに液晶を配向するための配向膜215が形成されている。コモン端子205と対向基板207上の共通電極216は導通剤217で電気的に接続され共通電極216の電位が制御される。対向基板207上には共通電極216の他に配向膜215と必要に応じて遮光膜218及びカラーフィルターが予め形成されている。(本実施例ではカラーフィルターは省略してある。)対向基板207上の共通電極216は、シール206と重なる部分とドライバー回路203に対向する部分を取り除いておく。こうすることで素子基板201上のコモン端子205以外の配線と共通電極216が、シール206中やドライバー回路203上のごみ等により短絡することを防ぐ。
【0008】
次に、本実施例の液晶表示装置の製造工程を図3を用いて説明する。図3は本実施例の液晶表示装置の構造を説明した図2(b)に相当する部分の縦断面で製造工程を説明する図である。
【0009】
まず、素子基板301上に画素駆動トランジスタ302、ドライバー回路303を形成する。走査線及び画素駆動トランジスタ302とドライバー回路303のゲート電極を含む第1の配線層304、第1の層間絶縁膜305、信号線を含む第2の配線層306をこの時形成する(図3(a))。本実施例では画素トランジスタ302とドライバー回路303は多結晶シリコン薄膜トランジスタで構成される。第1の配線層304には多結晶シリコンを用いるが、金属シリサイドあるいは金属を用いても良く、第1の層間絶縁膜305はシリコン酸化膜(SiO2)かシリコン窒化膜(Si3N4)、あるいはそれらの多層膜である。第2の配線層306には通常アルミニウム(Al)合金(銅とシリコンを含む)を用いる。
【0010】
次に、素子基板301上に第2の層間絶縁膜307を形成し、その上に画素電極308を形成し、画素駆動トランジスタ302に第2の層間絶縁膜307に開けたコンタクト孔を通じて接続する。さらに配向膜309を形成する(図3(b))。図3(b)の工程をより詳しく説明すると、本実施例では第2の層間絶縁膜307(ここではポリイミドである)をスピンコートで塗布成膜した後、画素電極308と画素トランジスタ302とを接続するコンタクト孔をフォトリソグラフ法で形成するが、この時第2の配線層306が露出しない様にする。即ちドライバー回路303の上やシールの下になる部分にはこの時点ではまだ第2の層間絶縁膜307が残っている。次に画素電極308を形成し、その後ドライバー回路303の上とシールの下になる部分の第2の層間絶縁膜307を取り除く。これは画素電極308に酸化インジウムスズ(ITO)を用い、そのエッチング成形に王水系のエッチング剤(硝酸と塩酸を含む水溶液)を用いる場合、第2の配線層306即ちAlが露出しているとITOのエッチング剤にAlが侵されるためである。ITO(即ち画素電極308)を例えば水素やメタンを含むプラズマ中でエッチング成形する場合には第2の配線層306は露出していてもかまわないので、第2の層間絶縁膜307成形工程を1回にすることもできる。第2の層間絶縁膜307はここではポリイミド薄膜であるが、他の樹脂薄膜でも比較的耐熱性が高く、透明であれば用いる事が出来る。また、第2の層間絶縁膜307はポリイミドとSiO2あるいはSi3N4との多層膜でも良い。この場合にはドライバー回路303上及びシール下となる第2の層間絶縁膜307のうち必ず取り除く必要のあるのはポリイミドで他は残しても取り去っても良い。また配向膜309もポリイミド薄膜であり、形成は印刷技術(フレキソ印刷等)を用いて行い、液晶を配向するために必要な部分にのみ形成する。配向膜309の形成はスピンコート法で行うこともある。
【0011】
配向膜309を形成した素子基板301はシール310で対向基板311と接合し、液晶312を封入する(図3(c))。さらに外部回路を外部接続端子に接続して液晶表示装置を完成する。
【0012】
【発明の効果】
以上の構成からなる本発明によると、次のような効果が生じる。
(1)素子基板上のドライバー回路がシールより表示領域側にあるためドライバー回路から画素領域に延びる延べ数百本に及ぶ信号線や走査線がシールを横切ることがなく、シールを横切る配線を外部接続端子からドライバー回路につながる電源線、クロック線、ビデオ信号線など高々数十本と従来比べ格段に少なくできるので、シールを横切る配線とシール界面から浸入する水分を格段に少なくでき、信頼性が高い。
(2)ドライバー回路がシールの内側にあるのでドライバー回路がシールの外にある場合に比べて装置を小型にできる効果があり、また素子基板と対向基板を接合した後の取扱いでドライバー回路を傷つけるようなこともない。
(3)第2の配線層と画素電極は第2の層間絶縁膜で絶縁されており、この第2の層間絶縁膜は、ドライバー回路上とシールの下の部分を取り除いておくことにより、主にポリイミドが用いられる第2の層間絶縁膜がドライバー回路の配線の電界によって恒常的な分極を起こし、長期的には大きな面積に及んで液晶の配向を乱すことによる表示品質の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のドライバー回路内蔵のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造図。
【図2】本発明のドライバー回路内蔵のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造図。
【図3】本発明のドライバー回路内蔵のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法を説明する工程図。
【符号の説明】
101、201、301 素子基板
102、202 表示領域
103、104、203、303 ドライバー回路
105、204 外部接続端子
106、207、311 対向基板
107、206、310 シール
108、208、312 液晶
109、216 共通電極
110、205 コモン端子
111、217 導通剤
112、218 遮光層
113、209、302 画素駆動トランジスタ
114、210、308 画素電極
115、211、304 第1の配線層
116 …層間絶縁膜
117、212、306 第2の配線層
118 液晶保護絶縁膜
119、215、309 配向膜
213、305 第1の層間絶縁膜
214、307 第2の層間絶縁膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an active matrix type liquid crystal display device integrally formed with a driver circuit for performing display using liquid crystal sealed between two substrates.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional active matrix liquid crystal display device with a built-in driver circuit (hereinafter simply referred to as a liquid crystal display device) will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a schematic external view of a conventional liquid crystal display device, FIG. 1B is a longitudinal sectional view taken along line A-A in FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. FIG. A
[0003]
In the liquid crystal display device of FIG. 1, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional liquid crystal display device as shown in FIG. 1, since the driver circuit is outside the seal, the device itself becomes large, and the driver circuit is not handled during the manufacturing process after joining the element substrate and the counter substrate. There was a problem that it was easy to damage and cause a failure. In addition, since the driver circuit is outside the seal, there are many wirings (signal lines and scanning lines) that cross the seal, and moisture penetrates into the liquid crystal through the interface between the driver circuit and the display area, and the liquid crystal There was a problem of deteriorating.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal sandwiched inside a seal portion between a pair of substrates, a pixel transistor formed in a display region on one of the pair of substrates, and the pixels A wiring connected to the transistor; a pixel electrode provided via an organic insulating film formed on the wiring connected to the pixel transistor; and the display inside the seal portion and outside the display region A plurality of driver circuits provided corresponding to the sides of the region, transistors constituting the driver circuit, and wirings connected to the pixel transistors are provided in the same layer and connected to the transistors constituting the driver circuit. Wiring extending to the pixel transistor side, and the organic insulating film includes a transistor constituting the driver circuit and a transistor constituting the driver circuit. Wiring connected to Njisuta, and the seal portion to provide a liquid crystal display apparatus characterized by not disposed.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The active matrix liquid crystal display device with a built-in driver circuit of the present invention and the manufacturing process thereof will be described in detail based on embodiments.
[0007]
FIG. 2 shows the structure of the liquid crystal display device of this embodiment. 2A is a plan view of the liquid crystal display device of this embodiment, and FIGS. 2B and 2C are longitudinal sectional views taken along lines AA and BB in FIG. 2A, respectively. is there. On the
[0008]
Next, the manufacturing process of the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the manufacturing process in a longitudinal section of a portion corresponding to FIG. 2B for explaining the structure of the liquid crystal display device of this embodiment.
[0009]
First, the
[0010]
Next, a second
[0011]
The
[0012]
【The invention's effect】
According to the present invention having the above configuration, the following effects are produced.
(1) Since the driver circuit on the element substrate is closer to the display area than the seal, hundreds of signal lines and scanning lines extending from the driver circuit to the pixel area do not cross the seal, and the wiring crossing the seal is connected externally. Dozens of power lines, clock lines, video signal lines, etc. connected to the driver circuit from the terminal can be remarkably reduced compared to the conventional, so the moisture that penetrates from the wiring across the seal and the seal interface can be remarkably reduced, and the reliability is high. .
(2) Since the driver circuit is inside the seal, there is an effect that the device can be made smaller than when the driver circuit is outside the seal, and the driver circuit is damaged by handling after joining the element substrate and the counter substrate. There is no such thing.
(3) The second wiring layer and the pixel electrode are insulated by the second interlayer insulating film, and this second interlayer insulating film is formed by removing portions on the driver circuit and below the seal. The second interlayer insulating film, which uses polyimide for the electrode, causes permanent polarization by the electric field of the wiring of the driver circuit, and prevents deterioration of display quality due to disturbing the alignment of the liquid crystal over a large area in the long term. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram of a conventional active matrix liquid crystal display device with a built-in driver circuit.
FIG. 2 is a structural diagram of an active matrix liquid crystal display device incorporating a driver circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an active matrix liquid crystal display device with a driver circuit according to the present invention.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301
Claims (1)
前記一対の基板のうち一方の基板に、表示領域に形成される画素トランジスタと、
前記画素トランジスタに接続された配線と、
前記画素トランジスタに接続された配線上に形成された有機絶縁膜を介して設けられた画素電極と、
前記シール部の内側でかつ前記表示領域の外側に、前記表示領域の辺に対応して設けられた複数のドライバ回路と、
前記ドライバ回路を構成するトランジスタと、
前記画素トランジスタに接続された配線と同一層に設けられ、前記ドライバ回路を構成するトランジスタに接続され前記画素トランジスタ側に延在する配線を有し、
前記有機絶縁膜は、前記ドライバ回路を構成するトランジスタ、前記ドライバ回路を構成するトランジスタに接続された配線、及び前記シール部には配置されていないことを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal sandwiched inside a seal portion between a pair of substrates;
A pixel transistor formed in a display region on one of the pair of substrates;
A wiring connected to the pixel transistor;
A pixel electrode provided via an organic insulating film formed on a wiring connected to the pixel transistor;
A plurality of driver circuits provided on the inner side of the seal part and on the outer side of the display area, corresponding to the sides of the display area;
A transistor constituting the driver circuit;
Provided in the same layer as the wiring connected to the pixel transistor, and has a wiring connected to the transistor constituting the driver circuit and extending to the pixel transistor side,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the organic insulating film is not disposed on a transistor constituting the driver circuit, a wiring connected to the transistor constituting the driver circuit, and the seal portion .
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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2003
- 2003-01-09 JP JP2003003350A patent/JP3803640B2/en not_active Expired - Lifetime
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