JPH05134261A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異物付着等の外部からの影響による信号線の
断線やショート線欠陥を生じない、信頼性の高いアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置を提供する。 【構成】 絶縁基板12上に絶縁膜15を介して互いに交差
するように、ゲート線13およびデータ線18をそれぞれ複
数本配設する。絶縁膜15より液晶19側に配設されたゲー
ト線13の、第１の基板11および第２の基板21のシール材
25に対応する部分又は、その部分より外側を、絶縁膜15
より絶縁基板12側に配設されたゲート線13と同一層に同
一材料で形成する。充分に強固な絶縁膜15によりゲート
線端部31などを保護できる。 【効果】 外部要因である腐食性異物による信号線の断
線やシール材に混入した導電性異物による短絡の発生等
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチ素子として薄
膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、テレビジョンやグラフ
ィックディスプレイ等に広く用いられるようになってお
り、これらテレビジョンやグラフィックディスプレイ等
に適する大容量で高精細のアクティブマトリクス型液晶
表示装置の開発および実用化が盛んになっている。そし
て、この種の液晶表示装置では、クロストークのない高
コントラストの表示が行なえるように、各画素を駆動制
御する半導体スイッチとして、透過型の表示が可能で大
面積化も容易な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が多く用い
られている。

【０００３】この薄膜トランジスタのアレイを用いた従
来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造を図
４、図５および図６を参照して説明する。ここで、図５
はこのアクティブマトリクス型液晶表示装置の周縁部の
断面図であり、また、図４は図５で示した第１の基板11
の平面図であり、さらに、図６はアクティブマトリクス
型液晶表示装置の等価回路を示している。なお、図５で
示した断面形状は、図４における線Ａ−Ａに沿った部分
である。

【０００４】まず、図４および図５を参照して具体的構
成を説明する。図５において、第１の基板11は、ガラス
等の透明な絶縁基板12上に、複数のゲート線13およびこ
のゲート線13と一体に形成された電界効果トランジスタ
である薄膜トランジスタ14のゲート電極14G を形成した
ものである。そして、これらゲート線13およびゲート電
極14G の全体を覆うように絶縁膜15が形成されている。

【０００５】また、絶縁膜15上の所定位置、すなわちゲ
ート電極14Gの上方となる位置に、例えばアモルファス
シリコンによる半導体層16が形成されている。さらに、
絶縁膜15には透明な画素電極17が形成されている。また
さらに、絶縁膜15上には複数のデータ線18が、複数のゲ
ート線13と交差する位置関係で配設されている。これら
データ線18は例えばアルミニウムからなり、半導体層16
の上面の一部と接合しているドレイン電極14D が一体に
形成されている。半導体層16の上面には、ドレイン電極
14D と対向するように、ソース電極14S が形成されてい
る。このソース電極14S も例えばアルミニウムからな
り、絶縁膜15の上面を経て他端部は画素電極17と接続し
ている。

【０００６】さらに、各データ線18の終端部には、図４
で示すように、断線検査用のパッド18a が、また、給電
側の端部にはＯＬＢ（Ｏuter Ｌead Ｂonding）用のパ
ッド18b が、交互の配置関係となるように形成されてい
る。なお、第１の基板11の図示しない反対側はパッド18
a ，18b の関係が上記と反対になる。

【０００７】これら各素子を配設した絶縁基板12の、液
晶19と対向する部分には液晶配向膜20が形成されてい
る。

【０００８】このようにして構成された第１の基板11に
は、絶縁膜15を介して互いに交差するように配設された
それぞれ複数のゲート線13およびデータ線18と、これら
各ゲート線13およびデータ線18の各交点部分に配設され
た、ゲート電極14G 、ドレイン電極14D 、ソース電極14
S および半導体層16からなる薄膜トランジスタ14と、ソ
ース電極14S に接続された画素電極17と、液晶配向膜20
とがそれぞれ構成されている。

【０００９】また、第１の基板11に対して第２の基板21
が対向配置されるが、この第２の基板21は、図５で示す
ように、ガラス等による透明な絶縁基板22上に透明な対
向電極23および液晶配向膜24を順次形成したものであ
る。この第２の基板21は、第１の基板11に対して、６μ
ｍ程度の間隙を保つように、周辺部をシールするシール
材25により一体に支持される。そして、間隙内には液晶
19が封入され、挟持されている。

【００１０】なお、第１の基板11は、第２の基板21より
面積が大きいため、図示の線Ｂより外側の部分は外部に
露出している。

【００１１】次に、図６の等価回路によりアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の全体構成を概略説明する。こ
の種の液晶表示装置では、絶縁基板12上にそれぞれ複数
本の信号線であるゲート線13およびデータ線18を、絶縁
膜15を介して互いに交差するように配設し、これら各ゲ
ート線13およびデータ線18の各交点部分に、薄膜トラン
ジスタ14をそれぞれ設けている。そして、ゲート電極14
G を行毎にゲート線13に接続し、また、ドレイン電極14
D を列毎にデータ線18に接続している。さらに、ソース
電極14S は対応する画素電極17に接続している。

【００１２】そして、液晶表示装置は、ゲート線13がア
ドレス信号により順次走査駆動され、薄膜トランジスタ
14は行毎に順次導通状態になる。また、このゲート線13
の走査に同期して、データ線18には選択された数列に対
して並列に画素信号が供給される。このため、信号電圧
は行毎に順次透明な画素電極17に導かれ、対向電極23と
の間に挟持された液晶19を励起し、画像信号となって画
像表示がなされる。

【００１３】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示器では、デバイスの信頼性に関して次のような問題点
がある。

【００１４】図４において、データ線18の給電側のＣ部
と、終端部の検査用パッド18a とが隣接する部分は、第
２の基板21の端辺Ｂより外側に位置しているため、外部
環境にさらされる。このため、この隣接部分Ｄに跨がる
形で異物が付着し、しかもこれがデータ線18の材料を浸
蝕する性質を持つ微量の例えば塩素などの元素を含有す
る場合は、デバイスを駆動させると、電蝕によりデータ
線18の材料が腐食し断線してしまう。

【００１５】上記現象は、第１の基板11として表面に保
護膜を有するものを用いても、保護膜のピンホールやク
ラックを通して同様に発生する。

【００１６】特に隣接するデータ線18が、互いに交番す
る電位状態になる駆動方法を採用した場合は、電触現象
はかなり速い速度で進行し、デバイスにとって致命的な
線欠陥を発生する原因となる。

【００１７】また、図５で示したシール材25内に導電性
の異物が混入していたり、或いはシール工程中に、導電
性異物が付着した場合等では、シール工程での圧着時に
この異物が、第１の基板11のデータ線18と第２の基板21
の対向電極23との間を短絡してしまうことがある。第１
の基板11および第２の基板21として表面に窒化シリコン
（ＳｉＮ）等による保護膜を設けたものを使用しても、
圧着時に導電性異物がこの保護膜を突き破ってしまうの
で、短絡が生じてしまう。そして、この短絡が生じる
と、いわゆるショート線欠陥、すなわち、画質的には線
状の欠陥が生じてしまう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように、第１の基
板11の絶縁膜15上に形成される信号線13は、外部からの
影響を受け易く、隣接部に付着した異物により断線が生
じたり、シール部分での導電性異物によりショート線欠
陥を生じる等の問題点がある。

【００１９】本発明の目的は、異物付着のような外部か
らの影響による信号線の断線やショート線欠陥を生じる
ことのない、信頼性の高いアクティブマトリクス型の液
晶表示装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明な絶縁基
板上にアドレス信号入力配線とデータ信号入力配線とか
らなる信号線群を絶縁膜を介して互いに交差するように
配設し、これら各信号線の各交点部分に、ゲート電極が
前記いずれか一方の信号線と一体に形成され、ドレイン
電極が前記いずれか他方の信号線と一体に形成され、ソ
ース電極が画素電極に接続された薄膜トランジスタをそ
れぞれ設けた第１の基板と、この第１の基板に対向する
一面に対向電極を形成した第２の基板とを、周辺部をシ
ール材によりシールした状態で間隙を保って配置し、前
記間隙内に液晶を封入した液晶表示装置において、前記
信号線群の端部は、前記絶縁膜より前記液晶側に配設さ
れた前記信号線のうち、いずれか一方の前記シール材に
対応する部分又は前記シール部を含んだ前記液晶挟持部
より外側の部分を、前記絶縁膜より前記絶縁基板側に配
設された前記信号線のうちいずれか他方と同一層に同一
材料で形成したものである。

【００２１】

【作用】本発明では、アドレス信号入力配線とデータ信
号入力配線とからなる信号線群のうち、絶縁膜より液晶
側に配設されたいずれか一方の信号線のシール材に対応
する部分又はシール部を含んだ液晶挟持部より外側の部
分を、絶縁膜より絶縁基板側に配設されたいずれか他方
の信号線と同一層に同一材料で形成したので、この部分
の信号線は強固な絶縁膜により保護され、外部からの異
物付着等による影響を受けることはなく、断線やショー
ト線欠陥が生じることもない。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

【００２３】なお、液晶表示装置としての等価回路は図
６で示した従来の構成と同じであり、また、具体的な構
造も、図４乃至図６で示した従来構造例と類似点が多い
ので、対応する部分には同一符号を付し、その構造は製
造工程と関連させて説明する。

【００２４】図２は第１の基板の構造を示す平面図であ
り、図１は液晶表示装置の断面図で、（ａ）は図２のＡ
−Ａに沿う部分の断面形状を示し、（ｂ）は図２のＥ−
Ｅに沿う部分の断面形状を示している。

【００２５】図２および図１において、第１の基板11に
従来と同様に、ガラス等による透明な絶縁基板12上にモ
リブデン（Ｍo ）をスパッタリングにより厚さ１５０ｎ
ｍで堆積したのち、ゲート線13およびこのゲート線13と
一体のゲート電極14G をパターン形成する。

【００２６】このとき、ゲート線13と絶縁膜15を介して
交差するデータ線18の一部、すなわち、図１で示す第２
の基板21とのシール部内側から外側に延出するデータ線
端部31も、ゲート線13やゲート電極14G と共に信号線と
してのデータ線18の本数分、パターン形成しておく。こ
れら信号線端部としてのデータ線端部31は各データ線18
の終端部および給電側の端部となるものであり、データ
線18の終端部には、図２で示すように、断線検査用の検
査用のパッド31a を、また、給電側の端部にはＯＬＢ
（Ｏuter Ｌead Ｂonding）用のパッド31b をそれぞれ
形成しておく。

【００２７】次に、これらの上面を覆うように、例えば
酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）からなる絶縁膜15をプラズマ
ＣＶＤ法により厚さ３３０ｎｍで堆積し、検査用のパッ
ド31a およびＯＬＢ用のパッド31b の部分のみが外部に
露出するようにスルーホール31c ，31d を形成する。

【００２８】次に、絶縁膜15上の所定位置、すなわち、
ゲート電極14G の上方となる位置に半導体層16を形成す
べく、例えばアモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法
により厚さ３００ｎｍで堆積し図示形状にパターン形成
する。また、絶縁膜15の、図６で示した各交点近くに相
当する位置には、それぞれ透明な画素電極17を形成すべ
く、例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxicide）をスパッ
タリング法により厚さ１５０ｎｍに堆積し、図２で示す
形状にパターン形成する。

【００２９】次に、各データ線端部31の内端部に対応す
る絶縁膜15にコンタクトホール32をそれぞれ形成し、各
データ線端部31の内端部上面を露出させる。この後、絶
縁膜15上には、複数のデータ線18を、複数のゲート線13
と交差するように配設する。これらデータ線18は、例え
ばアルミニウムからなり、半導体層16の上面の一部と接
合しているドレイン電極14D と一体に形成される。ま
た、このとき、半導体層16の上面には、ドレイン電極14
D と対向するように、ソース電極14S も形成する。この
ソース電極14S も例えばアルミニウムからなり、絶縁膜
15の上面を経て他端部は画素電極17に接続する。

【００３０】ここで、各データ線18の端部は、それぞれ
データ線端部31の内端部上と重なるように設定されてお
り、図１で示すように、コンタクトホール32を介して対
応するデータ線端部31とそれぞれ接続する。

【００３１】次に、上述のように各素子を配置した絶縁
基板12上の、液晶19と対向する領域に、ポリイミドから
なる液晶配向膜20を塗布形成する。

【００３２】このようにして構成された第１の基板11に
は、従来と同様に、絶縁膜15を介して互いに交差するよ
うに配設されたそれぞれ複数のゲート線13およびデータ
線18と、これら各ゲート線13およびデータ線18の各交点
部分に配設された、ゲート電極14G 、ドレイン電極14D
、ソース電極14S および半導体層16からなる薄膜トラ
ンジスタ14と、ソース電極14S に接続された画素電極17
と、液晶配向膜20とがそれぞれ設けられるが、この内複
数のデータ線18の各端部31は、ゲート線13と同一層に、
同一材料で形成されており、充分に強固なゲート絶縁膜
15により覆われた状態にある。

【００３３】第２の基板21は従来と同じもので、ガラス
等による透明な絶縁基板22上に、厚さ１００ｎｍのＩＴ
Ｏによる透明な対向電極23および液晶配向膜24が順次形
成されている。そして、この第２の基板21は、第１の基
板11に対して６μｍ程度の間隙を保つように、周辺部を
シールするシール材25により一体に支持され、間隙内に
は液晶19が封入され、挟持されている。

【００３４】上記構成において、ゲート線13およびデー
タ線18の端部は、それぞれ外部からの信号を受けるべく
外部に導出されるが、ゲート線13はもともと充分に強固
な絶縁膜15内に配設されていて問題はない。データ線18
については、外部に導出されるデータ線端部31が絶縁膜
15内に配設されることになるので問題は生じない。すな
わち、第２の基板21の外辺より外側で、図２で示すよう
に、外部環境にさらされている検査用パッド31a と給電
側のデータ線端部31との隣接部分Ｅに跨がる形で異物が
付着し、しかもこれがデータ線18の材料を浸蝕する性質
を持つ微量の元素を含有していても、ＯＬＢ用のパッド
31b を除く給電側のデータ線端部31のほとんどが絶縁膜
15内に閉じ込められているので、従来のようにデータ線
18に電蝕が生じることはなく、したがって断線も生じな
い。

【００３５】また、シール材25内に導電性の異物が混入
していたり、或いは、シール工程中に、導電性異物が付
着し、シール工程で圧着力が加わっても、第１の基板11
のデータ線18のデータ線端部31が充分に強固な絶縁膜15
によって覆われているため、導電性異物がこの絶縁膜15
を突き破ることはない。したがって、第２の基板21の対
向電極23との間が短絡されず、この短絡による、いわゆ
るショート線欠陥、すなわち、線状の欠陥の発生を防止
することができる。

【００３６】なお、外部にさらされた部分での異物の付
着がほとんとなく、シール部での短絡のみが問題となる
場合は、図３で示すように、シール材25に対応する部分
のみを絶縁膜15内に配設するようにしてもよい。すなわ
ち、データ線端部31は、シール材25の内側から外側に達
する部分のみを、図示しないゲート線13を形成する際
に、同一層に、同一材料でパターン形成する。また、こ
れらを覆う絶縁膜15には、データ線端部31のシール材25
に対する内側端部および外側端部と対応する部分にそれ
ぞれコンタクトホール32a ，32b を設ける。そして、絶
縁膜15上へのデータ線18の形成に当たっては、アルミニ
ウムによるデータ線18を、内側コンタクトホール32a 上
に達するまで形成すると共にシール材25の外側において
は、外側コンタクトホール32b 上から外方に伸びるよう
に形成する。その結果、データ線18は、データ線端部31
を介して外部に導出され、さらに、外部において検査用
パッド18a に接続する。

【００３７】このように構成したことにより、データ線
18はシール部において充分に強固な絶縁膜15により覆わ
れ保護されるので、シール材25内に導電性の異物が混入
していたり、或いはシール工程中に、導電性異物が付着
し、シール工程で圧着力が加わっても、導電性異物がこ
の絶縁膜15を突き破ってしまうことはなく、第２の基板
21の対向電極23との間が短絡されることはない。

【００３８】なお、図３の例では、第１の基板11の表面
はＳｉＮの保護膜36により覆われており、一層データ線
18等に対する保護機能が向上する。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁基板
上に絶縁膜を介して互いに交差するように配設したそれ
ぞれ複数本の信号線のうち、絶縁膜より液晶側に配設さ
れた信号線の、少なくともシール材に対応する部分を、
絶縁膜より絶縁基板側に配設された信号線と同一層に同
一材料で形成したので、充分に強固な絶縁膜により保護
することができる。したがって、外部要因である腐食性
異物による信号線の断線やシール材に混入した導電性異
物による短絡の発生等を防止することができる。すなわ
ち、製造工程を変更することなく、歩留まりが向上し、
液晶表示装置としての信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明の液晶表示装置の一実施例の図
２に示すＡ−Ａ断面図である。（ｂ） 本発明の液晶表
示装置の一実施例の図２に示すＥ−Ｅ断面図である。

【図２】同上部分平面図である。

【図３】同上他の実施例を示す断面図である。

【図４】従来の液晶表示装置を示す部分平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】一般的な液晶表示装置の等価回路図である。

【符号の説明】

11 第１の基板 12 絶縁基板 13 信号線としてのゲート線 14 薄膜トランジスタ 14D ドレイン電極 14G ゲート電極 14S ソース電極 15 絶縁膜 17 画素電極 18 信号線 19 液晶 21 第２の基板 23 対向電極 25 シール材 31 信号線端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な絶縁基板上にアドレス信号入力配
   線とデータ信号入力配線とからなる信号線群を絶縁膜を
   介して互いに交差するように配設し、これら各信号線の
   各交点部分に、ゲート電極が前記いずれか一方の信号線
   と一体に形成され、ドレイン電極が前記いずれか他方の
   信号線と一体に形成され、ソース電極が画素電極に接続
   された薄膜トランジスタをそれぞれ設けた第１の基板
   と、この第１の基板に対向する一面に対向電極を形成し
   た第２の基板とを、周辺部をシール材によりシールした
   状態で間隙を保って配置し、前記間隙内に液晶を封入し
   た液晶表示装置において、 前記信号線群の端部は、前記絶縁膜より前記液晶側に配
   設された前記信号線のうち、いずれか一方の前記シール
   材に対応する部分又は前記シール部を含んだ前記液晶挟
   持部より外側の部分を、前記絶縁膜より前記絶縁基板側
   に配設された前記信号線のうちいずれか他方と同一層に
   同一材料で形成したことを特徴とする液晶表示装置。