JPH09171192A - アクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方 法 - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方 法

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JPH09171192A
JPH09171192A JP34922895A JP34922895A JPH09171192A JP H09171192 A JPH09171192 A JP H09171192A JP 34922895 A JP34922895 A JP 34922895A JP 34922895 A JP34922895 A JP 34922895A JP H09171192 A JPH09171192 A JP H09171192A
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潤 小山
Yoshitaka Yamamoto
良高 山元
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Abstract

(57)【要約】 【目的】小型、且つ、信頼性にすぐれたアクティブマト
リクス型液晶表示装置を提供する。 【構成】マトリクス状に配置された複数の画素薄膜トラ
ンジスタと前記画素薄膜トランジスタを駆動する駆動回
路薄膜トランジスタを同一基板上に有し、且つ画素薄膜
トランジスタおよび駆動回路薄膜トランジスタが直接
に、又は薄膜を介して液晶材に接しているアクティブマ
トリクス型液晶表示装置において、基板端面のうち少な
くとも1つは、対向基板と同一位置で分断され、且つそ
の分断端面に非導電性または弱導電性の材料を塗布また
は接着して、薄膜トランジスタが静電破壊されることを
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置に関するものであり、特に、小型
化、高信頼性化を図るアクティブマトリクス型液晶表示
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス型表示装置は、表
示媒体として液晶が用いられ、マトリクスの各交差部に
画素が配置され、すべての画素にはスイッチング用の素
子が設けられている。画素情報はスイッチング素子のオ
ン/オフによって制御される。スイッチング素子とし
て、特に三端子素子、即ちゲート、ソース、ドレインを
有する薄膜トランジスタが用いられている。以下、薄膜
トランジスタをTFTとも称する。
【0003】なお、マトリクスにおける行には、当該行
に平行に配置された走査線(ゲート線)が当該行の薄膜
トランジスタのゲート電極に接続され、列には当該行に
平行に配置された信号線(ソース線)が当該列のTFT
のソース(もしくはドレイン)電極に接続されている。
さらに、走査線を駆動する走査線駆動回路と、信号線を
駆動する信号線駆動回路か設けられている。
【0004】図2に示すのはアクティブマトリクス型液
晶表示装置の第1の従来例である。図2に示すように、
アクティブマトリクス型液晶表示装置において、画素マ
トリクスに対して、上方には、信号線を駆動する信号線
駆動回路か配置され、左方には、走査線を駆動するため
の走査線駆動回路が配置されている。
【0005】図2の断面図を図3に示す。図3に示すよ
うに、画素TFTは液晶材に囲まれており、液晶材はT
FT側基板と対向基板の間に挟持されている。他方、信
号線駆動回路および走査線駆動回路は薄い酸化膜もしく
は窒化膜によって保護されているのみである。従って、
これらの駆動回路を構成するTFTは液晶材内部の画素
TFTに比較して、周囲環境が不利な状態におかれてい
る。
【0006】上記の問題点を解消するために、長時間の
信頼性確保を目的として、画素TFTのみでなく、信号
線駆動回路および走査線駆動回路を液晶材中に配置する
ことにより、表示装置の信頼性をより高めた構造が考案
されている。
【0007】図4に示すのは、上記対策を施した第2の
従来例である。第2の従来例では、信号線駆動回路、及
び走査線駆動回路の外側にシール材等の封止材が配置さ
れているため、画素TFTと共に、駆動回路TFTも液
晶材に取り囲まれている。更に、液晶表示装置を小型化
するために、対向基板の端面とTFT基板の端面とが3
方向、図4においては、上端面、下端面及び右端面とが
合致されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上で
説明した第1、第2の従来例では以下のような問題点が
あった。図5に示すように、従来のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置において、TFT素子の静電気による
破壊を防止するために、画素マトリクスの周囲にショー
トリングを形成している。ショートリングにより、画素
TFTに接続された信号線、走査線全てがショートされ
るため、液晶表示装置の製造工程、特にラビング工程等
において発生する静電気が、画素TFTの端子間に印加
されることが防止される。
【0009】図2、図3に示す第1の従来例において
は、ショートリングは液晶表示装置の製造工程の最後に
おいて、レーザー等を用いて、ガラス基板と共に切断を
行うのが一般的である。
【0010】しかしながら、第2の従来例では、液晶表
示装置の大きさをできるだけ小さくするため、対向基板
とTFT基板は端子を引き出さない3方向(図4におい
て、基板の上端面、下端面及び右端面)において、同一
端面にて切断することが望ましい。したがって、最終工
程にてレーザーでショートリングを切断するのは困難を
伴う。即ち、基板と同時にショートリングを同一端面で
切断するので、図6に示すように、切断後に基板の端面
が外部に露出されてしまう。基板の分断後の工程におい
て、この端面に静電気が発生すると、内部の画素TFT
を破壊して、表示装置を不良にしてしまうという問題点
があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解消する
ために、本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示
装置の製造方法は、以下の手段を有する。マトリクス状
に配置された複数の画素薄膜トランジスタと、該画素薄
膜トランジスタを駆動する駆動回路薄膜トランジスタを
同一基板上に有し、且つ前記画素薄膜トランジスタ、及
び前記駆動回路薄膜トランジスタが直接に、又は薄膜を
介して液晶材に接しているアクティブマトリクス型液晶
表示装置の製造方法において、前記基板端面のうち少な
くとも1つを、対向基板と同一位置で分断する工程と、
該工程により分断された前記基板の端面に、非導電性又
は弱導電性の材料を塗布又は接着する工程と、を有する
ことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】上記の構成を利用することによっ
て得られるアクティブマトリクス型液晶表示装置の具体
的な構成を図1に示す。図1において、TFT基板上に
は、マトリクス状に配置された複数の画素TFTと、画
素TFTを駆動する駆動回路薄膜トランジスタが形成さ
れている。対向基板とTFT基板間には、封止材により
液晶材が封止され、画素TFTと共に、駆動回路TFT
は液晶材内部に存在しているため、駆動回路TFTを保
護することができる。
【0013】また、本発明では、対向基板、TFT基板
を整形するために、これらの基板を切断した後に、分断
端面が外部と接触しないように、ショートリング分断端
面に非導電性または弱導電性の樹脂を塗布している。こ
れにより、画素TFTに接続されているバスラインを外
部から遮蔽することができるので、画素TFTが静電破
壊されるのを防止することができる。
【0014】
【実施例】以下、図示の実施例1、2に基づいて、本発
明に係るアクティブマトリクス回路を用いた液晶表示装
置の基板の作製方法を説明をする。
【0015】〔実施例1〕 本実施例のモノリシック型
アクティブマトリクス回路を得る製作工程について、図
7を用いて説明する。この工程は低温ポリシリコンプロ
セスのものである。図7の左側に駆動回路のTFTの作
製工程を、右側にアクティブマトリクス回路のTFTの
作製工程をそれぞれ示す。
【0016】図7(A)に示すように、ガラス基板(7
01)上に下地酸化膜(702)として厚さ1000〜
3000Aの酸化珪素膜を形成した。この酸化珪素膜の
形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法やプラ
ズマCVD法を用いれば良い。その後、プラズマCVD
法やLPCVD法によってアモルファスのシリコン膜を
300〜1500Åの厚さ、好ましくは500〜100
0Åの厚さに形成する。
【0017】そして、500℃以上、好ましくは、50
0〜600℃の温度で熱アニールを行い、アモルファス
シリコン膜を結晶化させる。もしくは、結晶性を高め
る。なお、熱アニールによる結晶化終了後、光(レーザ
ー等)アニールをおこなって、さらに結晶化を高めても
よい。また、熱アニールによる結晶化の際に特開平6−
244103、同6−244104に記述されているよ
うに、ニッケル等のシリコンの結晶化を促進させる元素
(触媒元素)を添加しても良い。
【0018】次に、結晶化されたシリコン膜を島状にエ
ッチングして、駆動回路のTFTの活性層(703)
(Pチャネル型TFT用)、活性層(704)(Nチャ
ネル型TFT用)と、マトリクス回路のTFT(画素T
FT)の活性層(705)をそれぞれ形成する。さら
に、酸素雰囲気中でのスパッタ法によって、厚さ500
〜2000Åの酸化珪素のゲート絶縁膜(706)を形
成する。ゲート絶縁膜(706)の形成方法としては、
プラズマCVD法を用いてもよい。プラズマCVD法に
よって酸化珪素膜を形成する場合には、原料ガスとし
て、一酸化二窒素(N2O)もしくは酸素(O2 )とモ
ンシラン(SiH4 )を用いることが好ましかった。
【0019】その後、厚さ2000〜6000Åのアル
ミニウムをスパッタ法によって、基板全面に形成する。
そしてこれをエッチングしてゲート電極(707、70
8、709)を形成する。ここで、その後の熱プロセス
によってヒロックが発生するのを防止するために、アル
ミニウムにはシリコンまたはスカンジウム、パラジウム
などを含有するものを用いても良い。(図7(A))
【0020】次に、このアルミニウムから成るゲート電
極(707、708、709)を陽極酸化する。陽極酸
化によって、ゲート電極(707、708、709)表
面は、それぞれ酸化アルミニウム(710、711、7
12)となり、絶縁物としての効果を有する様になる。
(図7(B))
【0021】次に、Pチャネル型TFTの活性層(70
3)を覆うフォトレジストのマスク(713)、を形成
する。そしてイオンドーピング法によってフォスフィン
をドーピングガスに使用して、活性層(704、70
5)に燐を注入する。ドーズ量は1×1012〜5×10
13原子/cm2 とする。この結果として、活性層(70
4、705)に強いN型領域(ソース、ドレイン)(7
14、715)が形成される。(図7(C))
【0022】次に、Nチャネル型TFTの活性層(70
4)、及び画素TFTの活性層(705)を覆うフォト
レジストのマスク(716)を形成する。そして再びイ
オンドーピング法によってジボラン(B26)をドーピ
ングガスに使用して、活性層(703)にホウ素を注入
する。ドーズ量は5×1014〜8×1015原子/cm2
とする。この結果として、活性層(703)に強いP型
領域(717)が形成される。以上のドーピングによ
り、強いN型領域(ソース、ドレイン)(714、71
5)、強いP型領域(ソース、ドレイン)(717)が
それぞれ形成される。(図7(D))
【0023】その後、450〜850で0.5〜3時間
の熱アニールを施すことにより、ドーピング不純物を活
性化させると共に、ドーピングによるダメージを回復せ
しめて、シリコンの結晶性を回復させる。
【0024】図8(A)に示すように、アニール終了
後、全面に層間絶縁物(718)として、プラズマCV
D法によって酸化珪素膜を厚さ3000〜6000Å形
成した。層間絶縁物(718)は窒化珪素膜の単層膜、
或いは酸化珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよ
い。そして、層間絶縁物(718)をウエットエッチン
グ法またはドライエッチング法によって、エッチングし
て、ソース/ドレインにコンタクトホールを形成する。
【0025】そして、スパッタ法によって厚さ2000
〜6000Åのアルミニウム膜、もしくはチタンとアル
ミニウムの多層膜を形成する。これをエッチングして、
周辺回路の電極・配線(719、720、721)、お
よび画素TFTの電極・配線(722、723)をそれ
ぞれ形成する。(図8(A))
【0026】さらに、プラズマCVD法によって、厚さ
1000〜3000Åの窒化珪素膜(724)をパッシ
ベーション膜として形成し、これをエッチングして、画
素TFTの電極(723)に達するコンタクトホールを
形成する。最後に、スパッタ法で成膜した厚さ500〜
1500ÅのITO(インジウム錫酸化物)膜をエッチ
ングして、画素電極(725)を形成した。このように
して、周辺駆動回路とアクティブマトリクス回路が一体
的に形成される。(図8(B))
【0027】次に、アクティブマトリクス型液晶表示装
置の組立工程を以下に説明する。TFT基板、対向基板
を洗浄し、薬液等を十分に洗浄する。
【0028】次に、配向膜をTFT基板、対向基板に付
着させる。配向膜にはある一定の溝が刻まれ、その溝に
沿って液晶分子が均一に配列する。配向膜の材料にはブ
チルセルソングかn−メチルピロリドンといった溶媒に
溶媒の約10重量%のポリイミドを溶解したものを用い
る。これをポリイミドワニスと呼ぶ。ポリイミドワニス
はフレキソ印刷装置によって印刷する。
【0029】そして、TFT基板、対向基板の両基板に
付着した配向膜を加熱して、硬化させる。これをベーク
とよび、最高温度約300℃の熱風を送り加熱し、ポリ
イミドワニスを焼成、硬化させるものである。その次に
ラビング工程を行う。配向膜の付着したガラス基板を毛
足の長さ2〜3mmのバフ布(レイヨン、ナイロン等の
繊維)で一定方向にこすり、微細な溝を形成する。
【0030】そして、TFT基板もしくは対向基板のい
ずれかに、ポリマー系、ガラス系、シリカ系等の球のス
ペーサを散布する。スペーサの散布の方式としては、純
水、アルコール等の溶媒にスペーサをまぜ、ガラス基板
上に散布するウエット方式を採用することかできる。或
いは、溶媒を一切使用せずスペーサを散布するドライ方
式を採用することができる。
【0031】その次に、TFT基板の画素部の外枠に封
止材を塗布する。封止材塗布にはTFT基板と対向基板
を接着する目的と、注入した液晶材が外部に流出するの
を防ぐ目的がある。封止材の材料はエポキシ樹脂とフェ
ノール硬化材をエチルセルソルブの溶媒に溶かしたもの
が使用される。封止材塗布後に2枚のガラス基板の張り
合わせを行う。方法は約160℃の高温プレスによっ
て、約3時間で封止材を硬化する加熱硬化方式をとる。
【0032】次に、TFT基板と対向基板を張り合わ
せ、液晶注入口より液晶材をいれて、液晶材注入口を封
止する。封止が終了したのち、表示装置の3方向(図2
における上側、下側、右側)の分断面において、ガラス
切りにより、TFT基板、対向基板を同一分断面にて切
断する。
【0033】そして、その分断面に非導電性又は弱導電
性の樹脂材料を塗布する。例えば、エポキシ樹脂を塗布
する。以上の工程を経て図1に示す液晶表示装置が完成
される。
【0034】〔実施例2〕 図9に本発明の第2の実施
例を示す。この例では、薄膜トランジスタで構成された
駆動回路を制御する制御回路を封止材の下に配置して、
実装面積の縮小、信頼性の向上をはかっている。制御回
路は通常単結晶シリコンチップによって構成され、その
厚みは液晶材の厚さにくらべて大きいため、そのまま封
止材にいれることはできない。よって本実施例では、図
9に示すように、制御回路の厚みが基板間隔よりも突出
している長さだけ、対向基板の厚さをその部分だけ薄く
することにより、対応をおこなっている。
【0035】なお、対向基板の厚さを薄くする代わり
に、TFT基板の厚さを薄くしてもよい。或いは対向基
板とTFT基板双方の厚さを薄くしてもよい。
【0036】ここで、前述した駆動回路を制御する制御
回路はTFT基板上にCOG(Chip On Gra
ss)で実装する。COG方式としては、制御回路チッ
プの裏面をTFT基板に張り付け、ワイヤーボンディン
グでTFT基板上の配線と電気接続をとるワイヤーボン
ディング方式と、チップを裏返してチップ上のパッドと
TFT基板上の配線を導電ペースト等で接続するフェー
スダウン方式とがあるが、いずれの方式を採用してもか
まわない。
【0037】また、TFT基板、対向基板の一部を薄化
する方法としては、対向基板のあらかじめ該当する箇所
を機械的に削り取ってもかまわないし、もしくは、化学
的にその場所をエッチングしても良い。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、画素T
FTのみならず、駆動回路TFTを液晶内に封止したた
め、駆動回路TFTの耐温性や耐汚染性を向上すること
ができる。また、アクティブマトリクス型液晶表示デバ
イスの小型化をはかることができる。
【0039】更に、基板の分断端面に非導電性又は弱導
電性の材料を塗布する、又は接着することにより、信頼
性、特に静電気破壊に対する信頼性を向上することがで
きる。
【0040】また、本発明では、TFT基板又は/及び
画素基板の厚さを部分的に薄くすることにより、駆動回
路の制御回路等の必要とする回路全てを1対の基板間に
配置することができ、かつ、これらの回路を液晶材中に
封止するようにしたため、アクティブマトリクス表示装
置を小型化できると共に、信頼性を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス型表示装置の断
面図。
【図2】第1の従来例のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の概略構成図。
【図3】第1の従来例のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の断面図。
【図4】第2の従来例のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の構成図。
【図5】従来例のアクティブマトリクス型液晶表示装置
のショートリングの構成図。
【図6】第2の従来例のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の断面図。
【図7】第1の実施例のモノリシック型アクティブマト
リクス回路の作製工程を説明する断面図。
【図8】第1の実施例のモノリシック型アクティブマト
リクス回路の作製工程を説明する断面図。
【図9】第2の実施例のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の断面図。
【符号の説明】
701 ガラス基板 702 下地酸化珪素膜 703〜705 シリコン活性層 706 ゲート絶縁膜 707〜709 ゲート端子 710〜712 陽極酸化膜 713、716 フォトレジスト 714、715 強いN型領域(ソース、ド
レイン) 717 強いP型領域(ソース、ド
レイン) 718、724 層間絶縁膜 719〜723 Al電極 725 画素透明電極

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリクス状に配置された複数の画素薄膜
    トランジスタと、該画素薄膜トランジスタを駆動する駆
    動回路薄膜トランジスタとを同一基板上に有し、且つ、
    前記画素薄膜トランジスタと前記駆動回路薄膜トランジ
    スタとが直接に又は薄膜を介して、液晶材に接している
    アクティブマトリクス型液晶表示装置において、 前記基板端面のうち少なくとも1つは対向基板と同一位
    置で分断され、且つ、その分断端面に非導電性又は弱導
    電性の材料が塗布又は接着されていることを特徴とする
    アクティブマトリクス型液晶表示装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記非導電性又は弱
    導電性の材料が塗布又は接着された分断端面は、前記画
    素TFTの配列方向に対して、平行または垂直であるこ
    とを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、薄膜トランジスタで構
    成された駆動回路を制御する制御回路が基板上に実装さ
    れ、 且つ、前記制御回路は前記基板上の前記液晶材の封止材
    中に封入されていることを特徴とするアクティブマトリ
    クス型表示装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、薄膜トランジスタで構
    成された駆動回路を制御する制御回路を実装するため
    に、薄膜トランジスタの配置された基板の前記制御回路
    の実装位置の厚さを薄くしたことを特徴とするアクティ
    ブマトリクス型液晶表示装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、薄膜トランジスタで構
    成された駆動回路を制御する制御回路を実装するため
    に、薄膜トランジスタが配置された基板に対向する基板
    の前記制御回路の実装位置の厚さを薄くしたことを特徴
    とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  6. 【請求項6】請求項3〜5において、前記制御回路は、
    COG(Chip OnGlass)法により、前記基
    板上に実装されていることを特徴とするアクティブマト
    リクス型液晶表示装置。
  7. 【請求項7】マトリクス状に配置された複数の画素薄膜
    トランジスタと、該画素薄膜トランジスタを駆動する駆
    動回路薄膜トランジスタを同一基板上に有し、且つ前記
    画素薄膜トランジスタ、及び前記駆動回路薄膜トランジ
    スタが直接に又は薄膜を介して液晶材に接しているアク
    ティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、 前記基板端面のうち少なくとも1つを、対向基板と同一
    位置で分断する工程と、 該工程により分断された前記基板の端面に、非導電性又
    は弱導電性の材料を塗布又は接着する工程と、 を有することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶
    表示装置の製造方法。
  8. 【請求項8】請求項7において、前記分断工程におい
    て、前記基板の分断面が画素TFTが配列された方向に
    対して、平行または垂直になるように分断することを特
    徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方
    法。
  9. 【請求項9】請求項7において、薄膜トランジスタで構
    成された駆動回路を制御する制御回路を、前記基板上の
    液晶の封止材中に封入する工程を有することを特徴とす
    るアクティブマトリクス型表示装置の製造方法。
  10. 【請求項10】請求項7において、薄膜トランジスタで
    構成された駆動回路を制御する制御回路を実装するため
    に、薄膜トランジスタが配置された基板の前記制御回路
    の実装位置を薄くする工程を有することを特徴とするア
    クティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
  11. 【請求項11】請求項7において、薄膜トランジスタで
    構成された駆動回路を制御する制御回路を実装するため
    に、薄膜トランジスタが配置された基板に対向する基板
    の前記制御回路の実装位置を薄くする工程を有すること
    を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の製
    造方法。
  12. 【請求項12】請求項9〜11において、前記制御回路
    をCOG(Chip On Glass)法で、前記基
    板上に実装する工程を有することを特徴とするアクティ
    ブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
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