JPH08234215A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置を構成する一対の基板のシール
構造を改善してパネルの小型化を図ると共に信頼性を改
善する。 【構成】 液晶表示装置は駆動基板１と対向基板２とを
互いに重ねたパネル構造を有する。駆動基板１の中央領
域には画素電極やスイッチング素子が集積形成された表
示画面４が設けてある。又、表示画面４を囲む周辺領域
にはスイッチング素子を駆動する駆動回路５，６，７が
集積形成されている。対向基板２には少なくとも対向電
極が形成されている。接着部材８は両基板１，２の間に
介在し所定の間隙を介して両者を互いに接合する。この
間隙には液晶が保持されている。接着部材８は周辺領域
に沿って帯状に配設され、且つ各駆動回路５，６，７の
上に重なる様に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画素電極やスイッチング
素子が集積形成された表示画面に加えて周辺の駆動回路
部も一対的に形成されたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に関する。より詳しくは、画素電極や駆動回路
部が形成された駆動基板と、対向電極が形成された対向
基板とを互いに接合するシール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のアクティブマトリクス型
液晶表示装置の一例を示す模式的な平面図である。図示
する様に、液晶表示装置は駆動基板１０１と対向基板１
０２とを接着部材１０３で互いに貼り合わせたパネル構
造を有し、両基板１０１，１０２の間隙には液晶が保持
されている。駆動基板１０１側には、画素電極やスイッ
チング素子が集積形成された中央領域が設けられてお
り、表示画面１０４を構成する。又、表示画面１０４を
囲む周辺領域には、スイッチング素子を駆動する駆動回
路部が薄膜トランジスタ等により集積形成されている。
この従来例では、駆動回路部が水平駆動回路１０５と第
一垂直駆動回路１０６と第二垂直駆動回路１０７とに分
かれている。この従来例では、対向基板１０２の外周部
に沿って接着部材１０３が配設されており、駆動基板１
０１と接合して密封された内部空間１０８を構成する。
この内部空間１０８に液晶が封入されている。図から明
らかな様に、この従来例では内部空間１０８に表示画面
１０４の他駆動回路部も包含されている。

【０００３】図５は、従来のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の他の例を示す模式的な平面図である。基本
的には、図４に示した先の従来例と同一の構造を有して
おり、対応する部分には対応する参照番号を付して理解
を容易にしている。異なる点は、接着部材１０３が中央
領域の表示画面１０４と周辺領域の駆動回路部との間に
沿って連続的に配設されている事である。従って、この
従来例では接着部材１０３で囲まれた内部空間に表示画
面１０４のみが含まれ、駆動回路部は大気側の外部空間
に位置している。この為、水平駆動回路１０５、第一垂
直駆動回路１０６、及び第二垂直駆動回路１０７と、表
示画面１０４とを接続する配線１０９は接着部材１０３
の帯を横切る様にパタニングされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来構造
では、周辺領域に位置する駆動回路部のさらに外側に、
接着部材１０３を配設する為のシール領域を設けなけれ
ばならず、駆動基板１０１のチップサイズが大型化する
という課題がある。駆動基板１０１はスイッチング素子
や駆動回路部の薄膜トランジスタを集積形成した薄膜半
導体装置であり、通常のＬＳＩプロセスにより製造され
る。従って、チップサイズが大きくなるほどウェハから
切り出される個数が少なくなり、コスト的に不利であ
る。駆動基板１０１の外径寸法に比べ、表示画面１０４
の有効寸法がかなり小さくなっており、基板面の有効活
用がなされていない。加えて、図４に示した従来構造で
は、接着部材１０３によって囲まれた内部空間１０８
に、表示画面１０４に加え周辺駆動回路部も包含されて
いる。さらに、この内部空間１０８には液晶も充填され
ている。従って、水平駆動回路１０５、第一垂直駆動回
路１０６、第二垂直駆動回路１０７等に発生した直流電
圧が、液晶に印加される惧れがあり、長期的に見て液晶
の劣化を招く可能性があり信頼性の観点から好ましくな
い。

【０００５】一方、図５に示した従来例では、中央領域
の表示画面１０４と周辺領域の駆動回路部との間に、別
途接着部材１０３を配設するシール領域が設けられてい
る。この為、図４に示した従来例と同様に駆動基板１０
１のチップサイズが大型化するという課題がある。又、
周辺の水平駆動回路１０５、第一垂直駆動回路１０６、
第二垂直駆動回路１０７は外部の大気と直接接してお
り、機械的、電気的あるいは化学的なダメージを被る惧
れがある。一般に、接着部材１０３には、駆動基板１０
１と対向基板１０２との間の間隙寸法を一定に制御する
為、例えば所定の外径を有するガラスファイバの微細片
が混入されている。この接着部材１０３を横切って、表
示画面１０４と駆動回路部とを電気的に接続する配線１
０９がパタニングされている。この構造では、接着部材
１０３に含有したガラスファイバの微細片が配線１０９
を損傷する可能性があり、断線故障等の原因になるとい
う課題もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は駆動基板のチップサイズの小型化が
可能なシール構造を有するアクティブマトリクス型液晶
表示装置を提供する事を目的とする。又、駆動基板に集
積形成された周辺駆動回路部の信頼性を改善可能なシー
ル構造を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置を
提供する事を目的とする。かかる目的を達成する為に以
下の手段を講じた。即ち、本発明にかかる液晶表示装置
は基本的な構成として、画素電極やスイッチング素子が
集積形成された中央領域及び該スイッチング素子を駆動
する駆動回路部が集積形成された周辺領域を有する一方
の基板と、少なくとも対向電極を有する他方の基板とを
備えている。両基板の間には接着部材が介在しており、
所定の間隙を介して両基板を互いに接合する。又、該間
隙には液晶が保持されている。本発明の特徴事項とし
て、前記接着部材は該周辺領域に沿って帯状に配設され
且つ該駆動回路部の上に重なる様に配置されている。

【０００７】好ましくは、前記接着部材は該駆動回路部
表面の凹凸を埋める平坦化膜を介して該駆動回路部の上
に形成されている。又、前記接着部材はガラスファイバ
の微細片を含有しており、両基板の間隙を一定に規制し
ている。一方、前記駆動回路部は該周辺領域の上辺側に
位置し行列配置した該スイッチング素子の列駆動を行な
う水平駆動回路と、該周辺領域の左辺側及び右辺側に位
置し両側から同時に該スイッチング素子の行駆動を行な
う一対の垂直駆動回路とを含んでいる。この場合、前記
接着部材は左辺側の垂直駆動回路、上辺側の水平駆動回
路及び右辺側の垂直駆動回路に渡って連続的且つ帯状に
配設されている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、上下一対の基板を互いに接合
する接着部材は、基板の周辺領域に沿って帯状に配設さ
れ、且つ周辺領域に形成された駆動回路部の上に重なる
様に配置されている。換言すると、基板上の駆動回路部
とシール部とを同一スペースとして兼用させ、液晶表示
装置のパネルサイズを小型化している。この際、駆動回
路部表面を平坦化膜で被覆しその凹凸を埋めた後、接着
部材を形成している。従って、駆動回路部を有効に保護
できると共に、両基板の間隙寸法を一定に制御できる。
さらに、接着部材にガラスファイバの微細片を含有さ
せ、両基板の間隙を一定に規制した場合でも、ガラスフ
ァイバの微細片が駆動回路部の表面を損傷する惧れがな
い。加えて、周辺領域には上辺側の水平駆動回路の左右
両側に一対の垂直駆動回路を配置し、全体的に駆動回路
部はコの字型に配置している。この配置形状は接着部材
に対して安定な土台構造を提供しており、基板の間隙寸
法を一定に制御できる。即ち、一方の基板に対し他方の
基板はコの字型に配置した周辺駆動回路部を土台にして
水平に保持される。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかるアクティブマト
リクス型液晶表示装置の基本的な構成を示す模式的な平
面図である。図示する様に、本液晶表示装置は下側の基
板（以下、駆動基板）１と、上側の基板（以下、対向基
板）２とを互いに重ねたパネル構造を有している。パネ
ルの上端側で、駆動基板１は対向基板２よりも延長され
ており、その露出した表面に外部接続用の端子３が形成
されている。駆動基板１の中央領域には、画素電極やス
イッチング素子が集積形成されており、表示画面４を構
成する。又、中央領域の表示画面４を囲む周辺領域に
は、スイッチング素子を駆動する駆動回路部が集積形成
されている。なお、スイッチング素子や駆動回路部は例
えば薄膜トランジスタ等で構成される。この駆動回路部
は１個の水平駆動回路５と２個の垂直駆動回路６，７と
に分かれている。水平駆動回路５は周辺領域の上辺側に
位置し、行列配置したスイッチング素子の列駆動を行な
う。周辺領域の左辺側に位置した第一垂直駆動回路６及
び右辺側に位置した第二垂直駆動回路７は両側から同時
にスイッチング素子の行駆動を行なう。一方、対向基板
２の内表面には対向電極や場合によってはカラーフィル
タが形成されている。

【００１０】接着部材８が両基板１，２の間に介在し、
所定の間隙を介して両基板を互いに接合している。この
間隙には液晶が保持されている。本発明の特徴事項とし
て、接着部材８は周辺領域に沿って帯状に配設され、且
つ駆動回路部の上に重なる様に配置されている。具体的
には、接着部材８は左辺側の第一垂直駆動回路６、上辺
側の水平駆動回路５及び右辺側の第二垂直駆動回路７に
渡って連続的且つ帯状に配設されている。この接着部材
８により囲まれた内部空間９には前述した表示画面４が
収納されていると共に、液晶が満たされている。具体的
な寸法を例示すると、各駆動回路５，６，７は１〜３mm
の幅寸法を有する。その表面はアクリル系樹脂等からな
る平坦化膜により被覆されており、表面の凹凸を埋めて
いる。この平坦化膜は、例えば１〜２μｍの厚みを有す
る。この平坦化膜は駆動基板１の平面性を改善すると共
に、各駆動回路５，６，７の保護膜として機能する。さ
らには、両基板１，２の間隙寸法を均一化させる為の土
台として機能する。表示画面４から例えば１mm程度の間
隔で外方に設けられた各駆動回路５，６，７の上に接着
部材８を形成している。この接着部材８の厚みは数μｍ
程度である。かかる構成により、駆動回路部と接着部材
８の形成されたシール部とを同一スペースで兼用させて
いる。これにより、図４及び図５に示した従来構造の駆
動基板に比べ、その外径寸法（チップサイズ）が縮小で
き、パネルの小型化及び低コスト化を実現する事が可能
である。

【００１１】図２は、図１に示した駆動基板１の具体的
な構成例を表わした平面図である。図示する様に、駆動
基板１上には中央領域に位置する表示画面４と、周辺領
域に配置した各駆動回路５，６，７と、これらに外部か
ら信号を供給する端子３とが集積形成されている。表示
画面４は行列配置した画素を有している。個々の画素は
画素電極ＰＸＬとスイッチング用の薄膜トランジスタＴ
ｒとからなる。又、行状に配列したゲートラインＸと列
状に配列したデータラインＹとを備えている。各薄膜ト
ランジスタＴｒのゲート電極は対応するゲートラインＸ
に接続され、ソース電極は対応するデータラインＹに接
続され、ドレイン電極は対応する画素電極ＰＸＬに接続
されている。

【００１２】周辺領域に配置した垂直駆動回路６，７は
配線１０及びバッファ１１を介して端子３から供給され
た垂直スタートパルスＶＳＴや２相の垂直クロックパル
スＶＣＫ１，ＶＣＫ２等に応じて動作し、順次画素の各
行を選択駆動する。又、水平駆動回路５は同じく端子３
から入力された水平スタートパルスＨＳＴや２相の水平
クロックパルスＨＣＫ１，ＨＣＫ２を配線１０及びバッ
ファ１１を介して受け入れ且つこれらに応じて、選択さ
れた画素を列順次で書き込み駆動する。本例では、互い
に等価な一対の垂直駆動回路６，７を備えており、表示
画面４の左右両側に配置され、画素の各行を両側から同
時に選択駆動する。即ち、第一垂直駆動回路６がゲート
ラインＸの左端側に接続される一方、第二垂直駆動回路
７がゲートラインＸの右端側に接続されている。両垂直
駆動回路６，７は互いに同一タイミングでゲートパルス
を順次出力し、薄膜トランジスタＴｒを行毎に開閉して
上述した画素の選択駆動を行なう。一対の垂直駆動回路
６，７を設けると回路構成の冗長性が生まれ信頼性が高
くなると共に、各ゲートラインＸの両側から同時にゲー
トパルスを入力する為、従来問題となっていた波形なま
りによる表示ムラが抑制できる。一方、水平駆動回路５
は１個のみであり、データラインＹの一端に接続されて
いる。水平駆動回路５は端子３、配線１０、バッファ１
１を介して外部から供給された映像信号を各データライ
ンＹにサンプリング分配し、選択された画素を列順次で
書き込み駆動する。

【００１３】図示する様に、各駆動回路５，６，７及び
付属する配線１０、バッファ１１は略コの字状に配列さ
れている。この上に沿って、接着部材を連続的且つ帯状
に配設する。これにより、駆動基板１の表面積を有効活
用できる。

【００１４】図３は、図１に示したアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の具体的な構成例を示す模式的な部分
断面図であり、中央領域５１と周辺領域５２を区分して
示してある。先ず最初に中央領域５１の構成を説明す
る。石英ガラス等の絶縁材料からなる駆動基板５３の表
面にはスイッチング用の薄膜トランジスタ５４が集積的
に形成されている。薄膜トランジスタ５４は所定の形状
にパタニングされた半導体薄膜５５を素子領域として利
用している。この半導体薄膜５５は例えば多結晶シリコ
ンからなり比較的大きな移動度を有している。この為、
同一基板上に垂直駆動回路や水平駆動回路等を周辺領域
５２に形成する事が可能である。半導体薄膜５５の上に
はゲート絶縁膜を介してゲート電極Ｇがパタニング形成
されている。薄膜トランジスタ５４のソース領域Ｓには
第一層間絶縁膜５６に開口した第一コンタクトホール５
７を通じ、金属配線５８が電気接続している。第一層間
絶縁膜５６は例えば燐がドーピングされたガラス（ＰＳ
Ｇ）からなる。金属配線５８は例えばアルミニウムから
なり前述したデータラインを構成する。一方、薄膜トラ
ンジスタ５４のドレイン領域Ｄには第一層間絶縁膜５６
及び第二層間絶縁膜５９に開口した第二コンタクトホー
ル６０を通じ、画素電極６１が電気接続している。この
第二層間絶縁膜５９は金属配線５８を被覆する様に成膜
されており例えばＰＳＧからなる。かかる構成を有する
駆動基板５３に対し、所定の間隙を介して対向基板６２
が接合している。対向基板６２の内面には対向電極６３
が形成されている。両基板５３，６２の間隙には液晶６
４が保持されている。

【００１５】第二層間絶縁膜５９と画素電極６１との間
に平坦化膜６５が介在している。平坦化膜６５は薄膜ト
ランジスタ５４や金属配線５８の凹凸を埋め平坦化する
為に十分な厚みを有している。平坦化膜６５の表面は略
完全な平面状態にあり、その上に画素電極６１がパタニ
ング形成される。従って、画素電極６１のレベルには何
等凹凸が存在しない。平坦化膜６５は一般に無色透明で
ある事が要求される。又、第二コンタクトホール６０を
設ける必要がある為、微細加工が可能でなければならな
い。さらに、画素電極６１のエッチング等に薬品を用い
る為、所望の耐薬品性が要求される。加えて、後工程で
高温に曝される為、所定の耐熱性を要求される。かかる
要求特性を満たす為所望の有機材料が選択される。例え
ば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂が挙げられる。ポリ
イミドは耐熱性に優れているが若干着色がある。これに
対してアクリル樹脂は略完全に無色透明である。これら
の樹脂は、例えばスピンコート法や転写法等により塗布
される。本実施例では、所定の粘性を有し凹凸を埋める
のに好適なアクリル樹脂を用いている。

【００１６】一方周辺領域５２にも薄膜トランジスタ５
４が集積形成されており、本例では図示を簡略化する為
一対の相補形薄膜トランジスタのみを示している。これ
らの薄膜トランジスタ５４は周辺領域５２に含まれる垂
直駆動回路や水平駆動回路の構成要素となる。この薄膜
トランジスタ５４は多結晶シリコンからなる半導体薄膜
５５を活性層として集積形成される。基本的な構成は中
央領域５１に設けられたスイッチング用薄膜トランジス
タと同様である。即ち、第一層間絶縁膜５６を介して金
属配線５８が各薄膜トランジスタ５４のソース領域やド
レイン領域に電気接続しており相互に結線され回路を構
成する。金属配線５８の表面は第二層間絶縁膜５９によ
り被覆されている。

【００１７】本発明の特徴事項として平坦化膜６５は周
辺領域５２まで延在しており、複数の薄膜トランジスタ
５４及びこれらを相互接続する金属配線５８を被覆して
いる。この平坦化膜６５は保護膜あるいはオーバーパシ
ベーション膜として機能し、エッチング液の浸入等によ
る金属配線５８の腐食を防止している。有機材料からな
る平坦化膜６５は無機材料からなる層間絶縁膜５９に比
べ応力が小さくクラックも生じにくい。この為、下地の
金属配線５８を効果的に保護できる。この様に、平坦化
膜６５を周辺領域５２にまで延在させる事により、垂直
駆動回路及び水平駆動回路の製造歩留りを著しく向上す
る事ができる。

【００１８】駆動基板５３と対向基板６２との間には接
着部材６６が介在しており、所定の間隙を介して両基板
５３，６２を互いに接合している。この接着部材６６は
周辺領域５２に沿って帯状に配設され、駆動回路部の上
に重なる様に配置している。この接着部材６６は駆動回
路部表面の凹凸を埋める平坦化膜６５を介して駆動回路
部の上に形成されている。この接着部材６６はガラスフ
ァイバの微細片６７（図示は微細片の断面が現われてい
る）を含有しており、両基板５３，６２の間隙を一定に
規制している。接着部材６６は例えば熱硬化性のエポキ
シ樹脂からなる。あるいは、これに代えて紫外線硬化型
のアクリル樹脂等を用いても良い。かかる構成では、周
辺領域５２に形成した駆動回路部が平坦化膜６５に加え
接着部材６６により被覆されており、外気から完全に遮
断されている。従って、図５に示した従来例に比べ信頼
性が高い。又、液晶６４は中央領域５１のみに存在し、
周辺領域５２からは除かれている。従って、駆動回路部
に発生した直流電圧成分が液晶６４に印加される事がな
く、液晶６４の信頼性も向上する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、周
辺の駆動回路部上に接着部材を配設し、駆動回路部とシ
ール部とを同一スペースで兼用させている。これによ
り、図４及び図５に示した従来例に比較し駆動基板のサ
イズが縮小化でき、パネルの小型化及び低コスト化を実
現する事が可能である。又、接着部材と駆動回路部との
間に平坦化膜を介在させる事により、駆動回路部自体を
保護できると共に、互いに接合した一対の基板の間隙寸
法を一定に制御可能である。さらに、駆動回路部の真上
から液晶が除かれている為、直流電圧が印加されず信頼
性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液晶表示装置の基本的な構成を
示す模式的な平面図である。

【図２】図１に示した液晶表示装置に組み込まれる駆動
基板の具体的な構成例を示す平面図である。

【図３】図１に示した液晶表示装置の具体的な構成例を
示す部分断面図である。

【図４】従来の液晶表示装置の一例を示す平面図であ
る。

【図５】従来の液晶表示装置の他の例を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 駆動基板 ２ 対向基板 ４ 表示画面 ５ 水平駆動回路 ６ 垂直駆動回路 ７ 垂直駆動回路 ８ 接着部材 ９ 内部空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素電極やスイッチング素子が集積形成
   された中央領域及び該スイッチング素子を駆動する駆動
   回路部が集積形成された周辺領域を有する一方の基板
   と、 少なくとも対向電極を有する他方の基板と、 両基板の間に介在し所定の間隙を介して両基板を互いに
   接合する接着部材と、 該間隙に保持された液晶とを備えた液晶表示装置であっ
   て、 前記接着部材は該周辺領域に沿って帯状に配設され且つ
   該駆動回路部の上に重なる様に配置されている事を特徴
   とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記接着部材は、該駆動回路部表面の凹
   凸を埋める平坦化膜を介して該駆動回路部の上に形成さ
   れている事を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記接着部材はガラスファイバの微細片
   を含有しており、両基板の間隙を一定に規制している事
   を特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記駆動回路部は、該周辺領域の上辺側
   に位置し行列配置した該スイッチング素子の列駆動を行
   なう水平駆動回路と、該周辺領域の左辺側及び右辺側に
   位置し両側から同時に該スイッチング素子の行駆動を行
   なう一対の垂直駆動回路とを含んでおり、 前記接着部材は、左辺側の垂直駆動回路、上辺側の水平
   駆動回路及び右辺側の垂直駆動回路に渡って連続的且つ
   帯状に配設されている事を特徴とする請求項１記載の液
   晶表示装置。