JPH012019A - アクティブマトリックス型液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各画素毎に能動素子を形成した能動素子基板
を一方の基板として用いたアクティブマトリックス型液
晶表示素子に関するものである。

［従来の技術］ 最近ＯＡ機器端末やポータプルテレビ等の実現のために
、平面デイスプレィの開発が盛んに行われている。

これを実現するための手段として行列状に電極を配した
液晶表示素子において、行列状電極の交差点近傍に能動
素子を配して、これによってスタティック駆動に近い液
晶表示素子の駆動を行う、いわゆるアクティブマトリッ
クス方式が盛んに研究開発されている。

このような各画素毎に能動素子を形成した能動素子基板
を一方の基板として用いてアクティブマトリックス型液
晶表示素子を構成する場合には、これに対向する基板と
しては、能動素子に伊続された画素電極との間の液晶層
に電圧な印加できるような対向電極が形成されていれば
よい。

このような液晶表示素子の等価回路図を第２図に示す。

第２図は、能動素子として薄膜トランジスタを使用した
例を示している。この第２図において、２１は薄膜トラ
ンジスタに信号を入力するための信号線（ソース線）、
２２は薄膜トランジスタを選択するための電圧を印加す
るゲート線、２３は画素のオンオフをさせる薄膜トラン
ジスタ、２４は画素毎に構成される液晶層固有の容量成
分を表すキャパシタを示している。なお、この図は、ｍ
単な例を示しているにすぎなく、１画素に２以上の能動
素子を形成して冗長性を与え欠陥の発生を低下させたり
、能動素子毎に蓄積用キャパシタを設けたりしてもよい
。

このように、能動素子基板で順次走査をして各画素に印
加する電圧を制御するため、これに対向させる対向電極
基板には単に対向電極なベタに形成しておけばよいもの
であった。

［発明の解決しようとする問題点］ しかし、対向電極基板にベタの対向電極を形成しただけ
の基板を使用した場合、液晶表示素子のセル化工程を流
動させた際に、異物、塵等の付着を生じ、これにより、
対向電極と、能動素子基板上の信号線やゲート線との間
に短絡を生じることがあり、液晶表示素子の製造歩留ま
りを低下させる原因となっていた。

特に、このような短絡欠陥を発生させる原因を調査した
ところ、両方の基板を接着するために設けられたシール
部分において多く発生していることが見うけられた。

このような短絡が発生した場合には、液晶表示素子とし
て見た場合には、線状に欠陥を生じることとなり、この
ような線欠陥は液晶表示素子としては致命的なものであ
り、不良品となってしまうこととなる。

［問題を解決するための手段］ 一本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたもので
あり、各画素毎に能動素子を形成した能動素子基板と対
向電極を形成した対向電極基板との間に液晶を挟持して
なるアクティブマトリックス型液晶表示素子において、
対向電極が能動素子に接続された画素電極群に囲まれた
表示部分に対向する部分と、その表示部分に対向する部
分を外部に接続するためのリード部分とのみに形成され
たことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示
素子を提供するものである。

一本発明の能動素子基板に形成される能動素子は、３端
子素子が使用でき、前述のガラス、セラミック等の絶縁
性基板上に形成された薄膜トランジスタが代表的なもの
であるが、この外、例えばダイオードリング、単結晶基
板上に形成されたトランジスタ等の能動素子であっても
よく、対向電極基板が共通の対向電極として使用されれ
ば良いものが使用できる。

もちろん、この能動素子は１画素に２以上形成されてい
て並列接続されていたり、一方を選択して接続されてい
てもよいし、画素毎にキャパシタ、カラーフィルター、
遮光膜等が設けられていてもよい。また、画素の配置も
、画素が縦横に並ぶように配置されていてもよいし、斜
めに並ぶように配置されていてもよいし１画素のパター
ンがいくつかのパターンに分れていてもよい。この外、
本発明の効果を損しない範囲内で能動素子基板に用いら
れる他の構成が付加されていてもよい。

次に図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の代表的な例を示す平面図であり、第
１図（Ａ）は能動素子基板の画素と配線を示す平面図で
あり、第１図（Ｂ）は対向電極基板の対向電極を示す平
面図である。

なお、この第１図では、分り易くするために画素を３×
４の１２個しか描いていないが、実際の能動素子基板で
は３２０Ｘ　２００の６４０００個の画素としたり、さ
らにこの各画素に３色のカラーフィルターを形成して１
９２０００個の画素としたりして使用される。

この、第１図（Ａ）の能動素子基板ｌでは薄膜トランジ
スタ２が信号線３、ゲート線４との交差点近傍に形成さ
れており、薄膜トランジスタ２のドレイン電極が画素電
極５に接続されている。

能動素子に接続された画素電極群に囲まれた表示部分は
各画素電極の外周によって囲まれる部分であり、画素電
極群の内部では配線及び能動素子の部分も含んでいる。

これらの信号線３、ゲート線４とからなる配線は能動素
子である薄膜トランジスタ２に接続された画素電極５群
に囲まれた表示部分から外に引き出されている。この配
線は対向電極基板とのシール部分を通過して外部の端子
部分６に接続されている。

一方、この能動素子基板に対向する対向電極基板には、
対向電極が形成されている。この対向電極は通常、１ｎ
Ｊｓ−ＳｎＯｉ、Ｓｎｕｇ、　ＺｎＯ等の透明電極とさ
れるが、反射型液晶表示素子の場合等反射性金属電極で
あってもよい。

この対向電極は、能動素子であるに薄膜トランジスタ２
接続された画素電極５群に囲まれた表示部分に対向する
部分と、その表示部分に対向する部分を外部に接続する
ためのリード部分とのみに形成されている。

この例では、対向電極基板７は第１図（Ｂ）に示すよう
に、対向電極８が能動素子に接続された画素電極群に囲
まれた表示部分に対向する長方形部分９と、その長方形
部分を外部に接続するための長方形の４つの頂点付近か
ら斜め方向に伸びた４本のリード部分１０とからなって
いる。

この４本のリード部分１０は導電性粒子を混入した接着
剤等による基板間導電接続部材により能動素子基板の上
に形成されたリード線付外部接続端子１１に接続されて
いる。

また、この例では能動素子基板の画素電極群に囲まれた
表示部分に対向する部分とほぼ同型でそれよりもやや大
きい対向電極パターンとしている。これは、能動素子基
板との位置合せ精度及びエツチングによるパターンの縮
小の精度を考慮したものであり、能動素子基板の画素電
極群に囲まれた表示部分よりもわずかに大きな面積の部
分に対向するようにすることが好ましい。もっとも、こ
のパターンの拡大は短絡の危険性を増加させるため、必
要最小限とすることが好ましく、少なくともシール部ま
ではおよばないようにされる。

なお、リード部分１０はシール部１３またはシール外で
基板間導電接続する場合にはシール部乃至はその外側ま
で電極が延長される。この場合においても、この対向電
極のリード部分が延長されたシール部では能動素子基板
の配線が重ならないようにされる。この例においても、
このリード部分は、表示部分に対向する長方形部分の４
つの頂点付近から斜め方向に伸びており、これがシール
部と交差する部分においては能動素子基板側にはこのリ
ード部分と基板間導電接続されるリード線以外の電極が
形成されていない。このため、シール部で能動素子基板
の信号線やゲート線と対向電極とが対向していなく、短
絡を生じる危険性が低い。

また、このリード部分は、この例では４本各頂点から斜
めに設けられたが、１本としたり、２木としたりしても
よい。斜めに取り出すとしても、直線としなく、［４字
状にしたり、円弧状にしたりしてもよく、少なくともシ
ール部で信号線やゲート線と対向することがないように
されればよい。

この対向電極を形成するには、公知の）オドリソグラフ
ィー、マスク蒸着等の方法によって行えばよく、能動素
子のバターニングような高精度は要しない。

シール部は、公知のシール材が使用でき、通常シール材
を所望の形状に印刷して、２枚の基板を相対向せしめ、
加熱又は紫外線照射によりシール材を硬化させて接着さ
れる。

このような構成を採ることにより、シール圧青時に異物
、塵等がまぎれこんでも、シール部で基板間短絡を生じ
ることがなく、製造歩留を向上させることができる。

このようにして製造された液晶セルに液晶を注入し、注
入口を封ＩＦシて液晶表示素子を完成させる。もちろん
、シール圧着前に液晶を基板上に供給しておき、その後
ツール圧着をすることもできる。

さらに、カラー表示を実現するために、この対向電極基
板上に３原色からなるカラーフィルターを形成して、ま
たは能動素子基板の画素電極にカラーフィルターを形成
して、カラー表示を行うようにすることも容易に可能で
ある。

また、遮光膜や偏光膜を基板内面に形成してもよく、駆
動回路の一部若しくは全部を基板上に同時に作り込んで
もよい。

［作用］ 本発明では、対向電極のリード部分１０はシール部１３
では能動素子基板の配線−と重ならないようにされてい
る。前述の第１図の例においてもリード部分は、表示部
分に対向する長方形部分の４つの頂点付近から斜め方向
に伸びており、これがシール部と交差する部分において
は能動歯ｒ基板側にはこのリード部分ＩＯと基板間導電
接続されるリード線以外の電極が形成されていない。

このため、製造工程中で異物、塵等が混入しても、短絡
を生じに＜＜、特に短絡の危険の大きいシール部におい
ては、能動素子基板の信号線やゲート線と対向電極とが
対向していなく、短絡を生じる危険性が低く、製造歩留
が高いものとなる。

［実施例］ 実施例１ 第１図の構成で、ガラス基板上に能動素子として薄膜ト
ランジスタを形成したアクティブマトリックス型液晶表
示素子を製造した。

薄膜トランジスタは逆スタガー構造とし、ガラス基板上
に通常のフォトリソグラフィー法を用いて形成して能動
素子基板を得た。この画素電極はＩ　Ｔ　Ｏ（１ｎＪｓ
−３ｎＯｉ）とした。

この能動素子基板の画素電極上にポリイミド膜を積層し
、これをラビ°ングして配向膜を形成した。

対向電極基板としては、赤、青、緑の３原色のカラーフ
ィルターを設けたガラス基板のカラーフィルター上にＴ
ＴＯを、第１図（Ｂ）のパターンとなるような開口を有
するマスクを用いてスパッタ法で７０ｎｍ厚となるよう
に堆積した。

この際、対向電極の長方形の部分は、能動素子に接続さ
れた画素電極群に囲まれた表示部分よりも約１ｍｎ＋程
度はど大きくなるようにした。

この対向電極基板にも能動素子基板に積層したものと同
様のポリイミド膜を積層し、これをラビングして配向膜
を形成した。

このようにして製造した能動素子基板の周辺にシール材
を印刷し、対向電極基板に基板間導電接続材を印刷し、
両方の基板の電極面を相対向させて圧着してセル化を行
い、液晶を注入して液晶表示素子を製造した。

同時に１０個の液晶表示素子を製造したが、対向電極基
板の対向電極と、能動素子基板の配線との間での短絡は
全く発生しなく、線欠陥な生じなかった。

これに対して、対向電極基板の対向電極なベタ電極とし
た比較例の液晶表示素子では、１０個の液晶表示素子中
１個にゴミとみられる短絡が発生した。

［９！、明の効果１ 本発明では、対向電極が能動素子に接続された画素電極
群に囲まれた表示部分に対向する部分と、その表示部分
に対向する部分を外部に接続するためのリード部分との
みに形成されており、少なくともシール部では対向電極
が能動素子基板の配線と重ならないようにされている。

このため、！！２造工程中で異物、Ｓ等が混入したとし
ても、基板間の短絡を生じにくい。特に短絡の危険の大
きいシール部においては、能動素子基板の信号線やゲー
ト線と対向電極とが対向していなく、基板間の短絡を生
じる危険性が少なく、製造歩留が高いものとなる。

本発明は、このほか１本発明の効果を損しない範囲内で
種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の代表的な例を示す平面図であり、第
１図（Δ）は能動素子基板の画素と配線を示し、第１図
（［３）は対向電極基板の対向電極を示す。 第２図は、能動素子として薄膜トランジスタを使用した
アクティブマトリックス液晶表示素ｒの等価回路図。 能動素子基板　　：　１ 薄膜トランジスタ：　２ 信号線　　　　　：　３ ゲート線　　　　＝　４ 画素電極　　　　：　５ 端子部分　　　　＝　６ 対向電極基板　　：　７ 対向電極　　　　二　８ 菖２区 ）■−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）各画素毎に能動素子を形成した能動素子基板と対
   向電極を形成した対向電極基板との間に液晶を挟持して
   なるアクティブマトリックス型液晶表示素子において、
   対向電極が能動素子に接続された画素電極群に囲まれた
   表示部分に対向する部分と、その表示部分に対向する部
   分を外部に接続するためのリード部分とのみに形成され
   たことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示
   素子。
2. （２）対向電極が能動素子に接続された画素電極群に囲
   まれた表示部分に対向する長方形部分と、その長方形部
   分を外部に接続するための長方形の頂点付近から斜め方
   向に伸びたリード部分とのみに形成された特許請求の範
   囲第１項記載のアクティブマトリックス型液晶表示素子
   。