JPH09179130A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
歩留まり、信頼性を向上する。 【解決手段】走査線の出発膜をパターニングして、領域
R1、領域R2には、電気的に接続されない角柱状の第1層
目のダミー配線301が形成され、領域R3には、画素部
から延長された配線302が形成され、領域R4には、接
続端部303aを有する配線303が形成される。これ
らの表面に層間絶縁膜が形成された後に、信号線の出発
膜をパターニングして、配線301〜303の間隙を埋
めるように第2層目のダミー配線304が形成されると
共に、画素部から延長された配線305と配線303が
接続される。この結果、シール材形成領域107の線A
−A’に沿った断面構成を一様にすることができる。
Description
ック方式の液晶表示装置に関するものであり、基板張り
合わせ時に発生する不良を削減することを目的とする。
特に、周辺回路一体型の液晶表示装置に関するものであ
る。
示装置においては、画素部にマトリクス状に配置された
MIM等の2端子素子、又はTFT等の3端子素子のス
イチッング作用を利用して、画素電極間に挟持されてい
る液晶材料の透光性等の光学特性を制御して、表示を得
ている。一般に、画素電極のスイチッング素子として、
アモルファスシリコンを使用したTFTが広く使用され
ている。
界効果移動度が0.1cm/Vs〜1cm/Vs程度と
低くいため、アモルファスシリコンを利用したTFTを
画素電極に接続されたTFTを制御する周辺駆動回路に
配置することはできない。
型液晶表示装置では、半導体集積回路により構成された
周辺駆動回路を、テープ自動ボンディング(TAB)法
や、チップ・オン・グラス(COG)法により、液晶パ
ネルに外付けしている。
ックス型液晶パネルの概略の正面図であり、周辺駆動回
路を外付けにしたものである。図16に示すように、ガ
ラス、石英等の素子基板1上には、走査線2、信号線3
がマトリクス上に配置され、画素部4において、これら
の配線の交差部には、画素電極、画素電極のスイッチン
グ用の画素TFTが接続されている。走査線2、信号線
3はそれぞれシール材領域5の外側まで延在しており、
このため、シール材を横切る配線数は少なくとも、走査
線2、信号線3の数だけある。それら配線の端部はその
まま引き出し端子6となり、引き出し端子6には、図示
しない周辺駆動回路接続されている。更に、シール材領
域5に形成されるシール材により、素子基板1と図示し
ない対向基板とが接合され、これらの基板間にシール材
により液晶材料が封入されている。
TFTを得るために、結晶性シリコンを利用してTFT
を作製技術が盛んに研究されている。結晶性シリコンを
利用したTFTはアモルファスシリコンTFTよりも格
段の高速動作が可能であり、結晶性シリコンにより、N
MOSのTFTのみでなく、PMOSのTFTも同様に
得られるのでCMOS回路を形成することが可能であ
る。従って、同一基板上に表示部と共に、周辺駆動回路
を作製することが可能になる。
ックス型液晶表示装置の概略の正面図であり、周辺駆動
回路と表示部をパネル一体化したものである。図17に
示すように、ガラス、石英等の素子基板11上には、画
素部12が配置され、画素部12の周囲において、上側
には信号線駆動回路13が設けられ、左側には走査線駆
動回路14が設けられている。信号線駆動回路13、走
査線駆動回路14にはそれぞれ信号線15、走査線16
が接続されている。信号線15、走査線16はそれぞれ
画素部12において格子を成し、信号線駆動回路13、
走査線駆動回路14に接続されていない端部はシール材
領域17の外側まで延在して、図示しない制御回路、電
源等が接続されている。また、シール材領域17に形成
されるシール材により、素子基板11と対向基板18と
が接合され、シール材形により、これら基板11、18
間に液晶材料が封入されている。更に、素子基板11上
には、外部端子19が設けられている。
来例では、画素部4周辺の配線構造が紙面において上下
及び左右に対称的であるため、シール部の段差が均一に
なるので、基板間隔を均等にすることができる。
動回路がシール材の外側に接続されるため、シール材を
横切る配線数が多く、駆動回路から画素部に接続されて
いる配線とシール材との界面から水分が侵入して、液晶
表材料を劣化してしまうとい問題点がある。また、周辺
駆動回路が外側にあるため、装置自体が大型化してしま
う。
に示す第2の従来例の周辺駆動回路一体型のアクティブ
マトリックス型液晶表示装置では、シール材領域17の
内側に周辺駆動回路を配置している。また、一般的に冗
長回路を設けずに、片側駆動方式が採用されている。こ
のため、図13に示すように、素子基板11の右側、下
側だけ配線がシール材を横断しているので、配線構造が
紙面上下及び左右で対称性が無くなり、シール材の段差
は周辺駆動回路側と、配線が延長している側では異な
る。従って、基板を張り合わせる際に、基板に均等に圧
力がかからないため、基板間隔を均等にすることが困難
になる。この結果、表示ムラが生じたり、画質を低下さ
せてしまう。
低くなっているため、基板張り合わせ時に、周辺駆動回
路において、配線が上下間でショートしてしまう恐れが
あり、線欠陥が生じ易い。これらの問題点は、周辺駆動
回路一体型の液晶表示装置の歩留りの低下、信頼性の低
下の新たな原因となっている。
部分は走査線と信号線とが重なっている領域であり、こ
の領域には、走査線、信号線、これらを分離するための
層間絶縁膜のみでなく、更に、画素電極、ブラックマト
リクス等が積層されている。一般に、シール材には基板
間隔を維持するための円柱状のファイバーが混入されて
いる。ファイバーの寸法は画素部の突出部の厚さと、シ
ール材の内側に散布されるスペーサーの寸法とを合わせ
て、マージンを考慮した値とされて、画素部よりシール
材の段差が高くなるようにしているが、画素部の突出部
上にスペーサーが配置されていると、シール材よりもこ
の部分のほうが高くなってしまうので、この状態で、基
板を張り合わせると、スペーサにより走査線と信号線が
上下間でショートされてしまい、点欠陥、線欠陥の原因
となる。
て、画質の優れた、信頼性の高い周辺駆動回路一体型の
液晶表示装置を提供することにある。
ために、本発明に係る液晶表示装置の構成は、マトリク
ス回路を有する素子基板と、該素子基板と対向する対向
基板と、前記素子基板と前記対向基板とを接着するため
のシール材と、を有する液晶表示装置において、前記素
子基板において、前記シール材が形成される領域には、
少なくとも1層以上の積層構造を有する基板間隔補正手
段が配置されていることを特徴とする。
配置され、第1の層間絶縁膜より層間分離された信号線
と走査線と、該信号線と該走査線との交点に配置され、
第2の層間絶縁膜により信号線と層間分離された画素電
極とを有するマトリクス回路と、該マトリクス回路を制
御するための周辺駆動回路とを有する素子基板と、該素
子基板と対向する対向基板と、前記マトリクス回路を取
り囲み、前記素子基板と前記対向基板とを接着するため
のシール材と、を有する液晶表示装置において、前記素
子基板において、前記シール材の形成領域には、少なく
とも信号線と同一の材料から成る第1の支持手段と、前
記第1の層間絶縁膜と、信号線と同一の材料から成る第
2の支持手段と、第2の層間絶縁膜とが互いに異なる層
に形成されている基板間隔補正手段を有することを特徴
とする。
成は、マトリクス状に配置され、第1の層間絶縁膜より
層間分離された信号線と走査線と、該信号線と該走査線
との交点に配置され、第2の層間絶縁膜により信号線と
層間分離された画素電極と、画素電極を動作させるため
の薄膜トランジスタとを有するマトリクス回路と、該マ
トリクス回路を制御するための周辺駆動回路とを有する
素子基板と、該素子基板と対向する対向基板と、前記マ
トリクス回路を取り囲み、前記素子基板と前記対向基板
とを接着するためのシール材と、を有する液晶表示装置
において、前記素子基板において、前記シール材の形成
領域には、少なくとも走査線と同一の材料から成る支持
手段と、前記第1の層間絶縁膜と、第2の層間絶縁膜と
が互いに異なる層に形成されている基板間隔補正手段を
有することを特徴とする。
態を説明する。図1は本実施例のアクティブマトリック
ス型液晶表示装置の素子基板の概略の正面図であり、周
辺駆動回路103、102と表示部102が素子基板1
01上に配置されている。
て、信号線105、走査線106がシール材形成領域1
07を横断しているが、周辺回路103、104側のシ
ール材形成領域107には、これらの配線が横断してい
ない。このため本発明において、シール材下部構造の段
差を均一にする基板間隔補正手段を形成する。
の断面図である。図6に示すように、シール材形成領域
には、走査線106と同一の材料から成る第1の支持部
材301、302、303と、信号線105と走査線1
06とを分離する第1の層間絶縁膜220、信号線10
5と同一の材料から成る第2の支持部材304とが積層
されている。特に、第1の支持部材301、302、3
03上に、第2の支持部材304が存在しないようにし
たため、シール材形成領域107の縁部に沿った基板間
隔維持手段の断面構成を一様になるので、シール材の段
差を均一にすることができる。
幅方向の断面図である。図15に示すように、シール材
形成領域107には、走査線106と同一の材料から成
る第1の支持部材301、302、303と、信号線1
05と走査線106とを分離する第1の層間絶縁膜22
0、信号線105と同一の材料から成る第2の支持部材
701とが積層されている。マトリクス回路の厚さが最
大となる領域は、信号線105と走査線106とが重な
る領域であり、その領域には、少なくとも、素子基板上
に、信号線、層間絶縁膜、走査線、パッシベーション膜
が積層されている。従って、本発明では、第1の支持部
材301、302、303上と、第2の支持部材701
とを重なるように配置することにより、基板間隔保持手
段の段差と、マトリクス回路の厚さが最大となる領域の
高さを略等しくすることができるので、シール材より
も、スペーサーを含むマトリクス回路の段差が低くなる
ので、基板を張り合わせる際の圧力はシール材で支える
ことができるため、スペーサにより走査線と信号線が上
下間でショートされることを防止することができる。な
お、信号線105と走査線106とが重なる領域には、
更に、画素電極、ブラックマトリクス等が積層されるた
め、基板間隔形成手段にも、同様に、画素電極、ブラッ
クマトリクス等を積層するとよい。
シール材形成領域107には、線状の第1の支持部材3
01、302、303と第2の支持部材304とが等間
隔に交互に配置されている
ール材形成領域107を横断する領域R3において、第1
の支持部材302と一体的に形成され、シール材形成領
域107の外部に延長される。他方、マトリクス回路1
02から延長された信号線305はシール材形成領域1
07を横断する第1の支持部材303とシール材形成領
域107の内側で接続される。
域107を横断して電気的に素子基板外部の回路と接続
される配線パターンを第1の支持部材302、303の
みで構成するようにしたため、シール材の段差をより均
一にすることができる。
102又は周辺回路103、104からの配線がシール
材形成領域107を横断しない領域R1、R2において、第
1の配線層401を分断せずに、シール材形成領域10
7の幅と略等しく矩形波状に形成する。これにより、シ
ール材形成領域107の幅方向の任意の断面構成におい
て、第1の配線層が存在するため、外部から水分が侵入
することを防止することができる。
は、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと共に形
成されるようにし、第1の配線層は前記信号線と同時に
形成され、前記第2の配線層は前記信号線と同時に形成
される。
明する。
クス型液晶表示装置の素子基板の概略の正面図であり、
周辺駆動回路と表示部を一体化したものである。図1に
示すように、ガラス、石英等の素子基板101上には、
画素部102が配置され、画素部102の周囲におい
て、上側には信号線駆動回路103が設けられ、左側に
は走査線駆動回路104が設けられている。信号線駆動
回路103、走査線駆動回路104はそれぞれ信号線1
05、走査線106により画素部102と接続され、信
号線105、走査線106は画素部102において格子
を成し、それらの交差には、それぞれ液晶セル111、
画素TFT112が直列に接続されている。画素TFT
112において、ゲイト電極は信号線105に接続さ
れ、ソース電極は走査線106に接続され、ドレイン電
極は液晶セル111の電極に接続されている。
3、走査線駆動回路104を取り囲むようにシール材領
域107が配置され、シール材領域107に形成される
シール材により、素子基板101と図示しない対向基板
とが接合され、これらの基板間に液晶材料が封入され
る。
走査線106はシール材形成領域107の外部に延長さ
れて、パネル外部の制御回路等に接続される。更に、素
子基板101には外部端子108が設けられており、配
線109により外部端子108と信号線駆動回路10
3、走査線駆動回路104とがそれぞれ接続される。
アクティブマトリックス型の液晶表示装置において、シ
ール材の段差を均等にするために、信号線103、走査
線104の出発膜から整形された電気的に実質的に絶縁
されている配線パターン(ダミー配線構造)をシール材
形成領域107に配置して、シール材下部の構造を均一
にすることにより、シール材の段差を均一にすることを
特徴とする。また、本実施例では、このような配線パタ
ーンを液晶パネルに配置されるTFTと同時に作製す
る。
パネルの作製工程について、図2〜6を用いて説明す
る。図2にTFTの作製工程を断面図で示し、図2の左
側に周辺駆動回路(信号線駆動回路203、走査線駆動
回路204)に配置される駆動回路TFTの作製工程を
示し、右側に画素部202に配置される画素TFTの作
製工程を示す。
301の作製工程図を示す。図3、図4はシール材形成
領域107の模式的な上面図であり、図1において楕円
で示す領域R1〜R4の拡大図である。また、図5、図6は
それぞれ図3、図4における線A−A’による断面図で
ある。
ように、石英基板またはガラス基板等の基板201上
に、下地酸化膜202として厚さ1000〜3000Å
の酸化珪素膜を形成する。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
法を用いればよい。
よってアモルファスシリコン膜を300〜1500Å、
好ましくは500〜1000Å形成する。そして、50
0℃以上、好ましくは、800〜950℃の温度で熱ア
ニールをおこない、シリコン膜を結晶化させる。熱アニ
ールによって結晶化させた後に、光アニールをおこなっ
て、さらに結晶性を高めてもよい。また、熱アニールに
よる結晶化の際に、特開平6−244103、同6−2
44104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
もよい。
して、島状の周辺駆動回路のTFTの活性層203(P
チャネル型TFT用)、204(Nチャネル型TFT)
とマトリクス回路のTFT(画素TFT)の活性層20
5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の酸化シリコ
ンをゲイト絶縁膜206として形成する。酸化シリコン
膜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法によって酸化シリコン膜を形成す
る場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素(N2 O)
もしくは酸素(O2 )とモンシラン(SiH4 )を用い
ることが好ましい。
る。本実施例では、厚さ2000Å〜5μm、好ましく
は2000〜6000Åの多結晶シリコン膜(導電性を
高めるため微量の燐を含有する)をLPCVD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、ゲイト電極207、208、209を形成する。
(図2(A))
209を形成すると同時に、図3に示すように、シール
材領域107にも第1層目の配線の出発膜をパターニン
グして、配線パターンを形成する。
側領域R2には、シール材形成領域107を横断するよう
な配線パターン形成する必要がないので、シリコン膜を
パターニングして、電気的に接続されない、等間隔に配
置された線状の第1層目のダミー配線301が形成され
る。
域107を横断するように配線302を形成する。配線
302は図1に示す走査線106に相当し、画素TFT
のゲイト電極209が延長されたものである。
成領域107を横断するように配線303が形成され
る。配線303の画素部102側の端部には画素部10
2から延長された第2層目の配線と接続するための接続
端部303aが形成される。
2、303の間隔は走査線106の間隔と同じに、即ち
画素の間隔と略同一とされる。本実施例では、第1層目
のダミー配線301、配線302、第1層目のダミー配
線301の間隔を約50μmとし、その幅を約10μm
とする。
領域107には、第1層目のダミー配線301、配線3
02、配線303が等間隔に配置されているためシール
材形成領域107の断面構成を一様にすることができ
る。
目のダミー配線301、配線302、303の出発膜の
材料はシリコン膜に限定されるものでなく、一般的に使
用されているゲイト電極の材料を使用すればよいく、例
えば、シリサイドや、陽極酸化可能な材料としてアルミ
ニウム、タンタル、クロム、モリブデン等を使用するこ
とができる。
ーピング法によって、全ての島状活性層203〜205
に、ゲイト電極207〜209をマスクとして、自己整
合的にフォスフィン(PH3 )をドーピングガスとして
燐を注入する。ドーズ量は1×1012〜5×1013原子
/cm2 する。この結果、弱いN型領域210、21
1、212が形成される。
を覆うフォトレジストのマスク213を形成すると同時
に、画素TFTの活性層205のうち、ゲイト電極20
9に平行にゲイト電極209の端から3μm離れた部分
までを覆うフォトレジストのマスク214を形成する。
そして、再び、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として燐を注入する。ドーズ量は
1×1014〜5×1015原子/cm2 とする。この結
果、強いN型領域(ソース/ドレイン)215、216
が形成される。画素TFTの活性層205の弱いN型領
域212のうち、マスク214に覆われていた領域21
7は今回のドーピングでは燐が注入されないので、弱い
N型のままとなる。(図2(C))
Tの活性層204、205をフォトレジストのマスク2
18で覆い、ジボラン(B2 H6 )をドーピングガスと
して、イオンドーピング法により、島状領域103に硼
素を注入する。ドーズ量は5×1014〜8×1015原子
/cm2 とする。このドーピングでは、硼素のドーズ量
が図2(C)における燐のドーズ量を上回るため、先に
形成されていた弱いN型領域210は強いP型領域21
9に反転する。
を経て、強いN型領域(ソース/ドレイン)215、2
16、強いP型領域(ソース/ドレイン)219、弱い
N型領域(低濃度不純物領域)217が形成される。本
実施例においては、低濃度不純物領域217)の幅x
は、約3μmとする。
間の熱アニールを施すことにより、ドーピングによるダ
メージを回復せしめ、ドーピング不純物を活性化して、
シリコンの結晶性を回復させる。
基板全面に層間絶縁物220として、プラズマCVD法
によって酸化シリコン膜を厚さ3000〜6000Å形
成する。本実施例では層間絶縁物220の膜厚を400
0Åとする。なお、層間絶縁物220は、窒化シリコン
膜の単層膜、又は酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の多
層膜であってもよい。層間絶縁物220をエッチングし
て、ソース/ドレイン219、215、216及び、図
3に示す配線303の接続端部303aに対するコンタ
クトホールをそれぞれ形成する。
形成する。本実施例では、スパッタ法によって、厚さ1
000Åのチタン膜、厚さ2000Åのアルミニウム
膜、厚さ1000Åのチタン膜を連続的に形成する。こ
の3層膜をエッチングして、周辺回路の電極・配線22
1、522、523および画素TFTの電極・配線22
4、225を形成すると同時に、図4、図6に示すよう
に、シール材形成領域107に電気的に接続されない第
2層目のダミー配線304が形成される。なお、図6は
図4の領域R1〜R4における線A−A’による断面図であ
る。
304は第1層目の電極・配線の出発膜(シリコン膜)
から形成された第1層目のダミー配線301、配線30
2、配線303の間隙に均等に配置される。このため、
図6に示すように、シール材形成領域107の下部構成
を一様にすることができる。なお、ダミー配線304は
走査線駆動回路側R1と走査線延長線側領域R3とで1本の
配線が分断されたように形成され、同様に、信号線駆動
回路側領域R2、信号線延長側領域R4とにおいても、1本
の配線が分断されたように形成される。
素子基板101外部の回路や外部端子と接続するため
に、シール材形成領域107を横断するような配線パタ
ーン(配線302、配線303)を第1層目の配線の出
発膜から形成するようにして、第2層目の配線をシール
材形成領域107の外部に延長しないようにして、シー
ル材形成領域107の下部構造の段差がより均一になる
ようにしている。
2を他の回路とをパネル外部で接続するために、第2層
目の電極・配線の出発膜(チタン/アルミニウム/チタ
ン膜)をパターニングする際に、配線303と接続端部
303aで接続される配線305が形成される。配線3
03、配線305により、画素部102を他の回路とを
パネル外部で接続することが可能になる。
チを走査線106のピッチとし、即ち配線305のピッ
チ同じにして、第2層目のダミー配線304の幅を30
μmとする。第1層目のダミー配線301、配線30
2、配線303の間隔は50μm程度であるため、第2
層目のダミー配線304の端面と、第1層目のダミー配
線301、配線302、配線303端面の間隔は10μ
m程度となる。
(チタン/アルミニウム/チタン膜)をパターニングし
た後に、図2(E)、図6に示すように、プラズマCV
D法によって、厚さ1000〜3000Åの窒化シリコ
ン膜をパッシべーション膜226として形成する。
7において、層間絶縁膜220上に、第2層目のダミー
配線304が第1層目のダミー配線301、配線30
2、303が形成されていない領域に等間隔に配置され
ることにより、図4における線A−A’による断面構
成、即ちシール材形成領域107の外周沿った断面構成
を同一にすることができる。そして、第2層目のダミー
配線304の表面にパッシべーション膜227を形成す
ることにより、シール材形成領域107の表面を平坦化
することができる。
た断面構成を同一にするためには、第1層目の電極・配
線の出発膜から形成されたダミー配線301、配線30
2、配線303のみを配置してもよいが、これらの配線
301〜303の間隔が約50μmであるのに対して、
その幅が約10μmと小さく、その強度を補償できない
ため、第2層目のダミー配線304を形成して、シール
材の下部構成を補強する。
07の下部構造の段差を均一するためには、第2層目の
ダミー配線304が第1層目のダミー配線301、配線
302、配線303と重ならないようにすることが重要
になる。短面の間隔が10μm程度であれば、マスクの
アライメント等の誤差を考慮しても、第2層目のダミー
配線304が第1層目のダミー配線301、配線30
2、配線303とが重なることを回避することができ
る。
をシール材形成領域107の幅よりも長く成るように形
成したが、ダミー配線301、304がシール材形成領
域107から突出しないように形成してもよい。
ターン109の構成は信号線延長側領域R4に配置された
配線301、305構成と同一にすればよい。第1層目
の配線の出発膜からシール材形成領域を横断する配線パ
タ─ンを形成する。そして、第2層目の配線の出発膜か
ら第1層目の配線パターンと接続する配線パターンを形
成して、信号線駆動回路103と走査線駆動回路104
と、外部端子109とが接続されるようにすればよい。
て、画素TFTの電極225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(インディウム錫酸化物)膜をエ
ッチングして、画素電極228を形成する。このように
して、周辺論理回路とアクティブマトリクス回路を一体
化して形成する。(図2(E))
パネルの組立工程を説明する。図2〜図6に示す工程に
より得られたTFT基板101と、カラーフィルタ基板
とをそれぞれ表面処理に用いられたエッチング液レジス
ト剥離液等の各種薬品を十分に洗浄する。
T基板に付着させる。配向膜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。
の両基板に付着した配向膜を加熱・硬化させる。これを
ベークと呼ぶ。ベークは最高使用温度約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。
毛足の長さ2〜3mmのバフ布(レイヨン・ナイロン等
の繊維)で一定方向に擦り、微細な溝を作るラビング工
程を行う。
タ基板のいずれかに、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混ぜ、ガラ
ス基板上に散布するウェット方式と、溶媒を一切使用せ
ずスペーサを散布するドライ方式がある。
材を塗布する。封止材塗布には、TFT基板とカラーフ
ィルタ基板を接着する役割と注入する液晶材が外部に流
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剤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
基板の貼り合わせを行う。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。
せたアクティブマトリクス型液晶表示デバイスの液晶注
入口より液晶材を入れて、液晶材注入後エポキシ系樹脂
で液晶注入口を封止する。以上のようにして、アクティ
ブマトリクス型液晶表示デバイスが組み立てられる。
例であり、図1に示す液晶パネルにおいて、シール材形
成領域107の配線が横断しない領域の第1層目のダミ
ー配線に関するものである。
線301と、線状の第2層目のダミー配線304を交互
に配置するようにしたため、パターニングは容易である
が、シール材形成領域107を横断するように配線パタ
−ンが配置されているため、配線と層間絶縁膜220、
パッシベーション膜227との界面から水分が侵入しや
すい。本実施例では、シール材形成領域107におい
て、図4に示す配線302、303のように、画素部1
02、駆動回路103、104をシール材外部の回路に
電気的に接続するための配線が横断しない領域には、第
1層目のダミー配線301を分断しないで形成すること
により、外部から水分が侵入することを防止する。
の作製工程図であり、図7、図8はシール材形成領域1
07の模式的な上面図であり、図1において楕円で示す
領域R1〜R4の拡大図である。
と同様にTFTと同時に作製される。また、電気的に接
続される配線がシール材形成領域107を横断するよう
な領域、即ち走査線延長側領域R3、信号線延長側領域R
4、及び外部端子108に接続される配線パターン10
9は実施例1と同一の構成とする。以下、シール材形成
領域107に電気的に接続されない第1層目のダミー配
線401の作製工程を図7、図8に従って説明する。
膜等の出発膜を例えば3000Åの厚さに成膜する。図
7に示すように、この出発膜をパターニングして、TF
Tのゲイト電極・配線を形成すると共に、走査線駆動回
路側領域R1、信号線駆動回路側領域R2には矩形波状の第
1層目のダミー配線401を形成する。走査線駆動回路
側領域R1、信号線駆動回路側領域R2において、第1層目
のダミー配線401のピッチP1、P2は走査線106、信
号線105のピッチと等しくなるようにし、本実施例で
は約50μmとし、第1層目のダミー配線401の幅を
10μmとする。又、第1層目のダミー配線401はシ
ール材形成領域107から突出しないようにする。
応する。図5に示すように、本実施例では、図5に示す
ように、シール材形成領域107には、第1層目のダミ
ー配線401を配線302、配線303を等間隔に配置
したため、シール材形成領域107の断面構成を一様に
することができる。
周沿った断面構成を同一にすることができるが、1層目
の配線の出発膜から形成された第1層目のダミー配線4
01は間隔が約50μmに対して、その幅が約10μm
と小さく、その強度を補償できないため、層間絶縁物2
20上にダミー配線402を形成して、シール材の下部
構成を補強する。
形成した後に、チタン膜やチタンとアルミの積層膜等を
第2層目の電極・配線の出発膜として、4000Åの厚
さに形成する。この出発膜をパターニングして、TFT
のソース・ドレイン電極・配線を形成すると共に、図8
に示すように、線状の第2層目のダミー配線402を等
間隔に形成する。第2層目のダミー配線402は第1層
目のダミー配線401が形成されていない領域を埋める
様に、かつ第1層目のダミー配線401と重ならないよ
うに形成される。その後、第2層目の電極・配線の出発
膜(チタン/アルミニウム/チタン膜)をパターニング
した後に、厚さ1000〜3000Åの窒化シリコン膜
をパッシべーション膜226として形成する。なお、図
8における線B−B’による断面図は図6に対応する。
材形成領域107において、層間絶縁膜220上に、第
2層目のダミー配線402を第1層目のダミー配線40
1が形成されていない領域に、等間隔に配置することに
より、図6に示すようにシール材形成領域107の外周
沿った断面構成を同一にすることができる。更に、第2
層目のダミー配線304の表面にパッシべーション膜2
27を形成することにより、シール材形成領域107の
表面を平坦化することができる。
の段差を均一するためには、第2層目のダミー配線40
2が第1層目のダミー配線401と重ならないようにす
ることが重要になる。端面の間隔が10μm程度であれ
ば、マスクのアライメント等の誤差を考慮しても、ダミ
ー配線401と402とが重なることを回避することが
できる。
おいて、配線が横断しない領域に、具体的には領域R1、
R2に、分断されないダミー配線401を形成したため、
シール材形成領域107を横断する断面構成(線B−
B’に直交する線に沿った断面構成)において、ダミー
配線401が必ず存在するため、外部からの水分の侵入
を防止することが可能になる。
層目の配線パターンの変形例であり、シール材形成領域
107に配線パターンを1層のみ配置するようにしてい
る。実施例1では、第1層目のダミー配線301、第2
層目のダミー配線304を交互に配置するようにしたた
め、パターニングは容易であるが、図6の断面図に示す
ように、第1層目のダミー配線301、第2層目のダミ
ー配線304と層間絶縁膜220、パッシベーション膜
227との界面から水分が侵入しやすい。本実施例は水
分の侵入を防止するために、シール材形成領域107に
おける第1層目の配線の形状を工夫したものである。
の上面図であり、走査線駆動回路側領域R1、信号線駆動
回路側領域R2付近の拡大図を示す。図10は図9におけ
る点線C−C’による断面図であり、図11は図9にお
ける点線D−D’による断面図である。また、本実施例
のシール材の下部のダミー配線は実施例1と同様にTF
Tと同時に作製される。
ミニウム膜等により例えば3000Åの厚さに成膜す
る。この出発膜をパターニングして、TFTのゲイト電
極・配線が形成されると共に、図9に示すように、電気
的に接続されないダミー配線501が形成される。その
表面に、図10、図11に示すように、TFTの作製工
程に従って、層間絶縁物220、パッシベーション膜2
27が順次に積層される。なお、実施例1、2と同様
に、層間絶縁膜220上に、第2の電極・配線の出発膜
からなる配線パターンを、ダミー配線501と重ならな
いように形成してもよい。
域107外縁側には、ダミー配線501の長手方向に対
して直交する分岐501a等間隔に形成される。これら
の分岐501aは隣合うダミー配線501の分岐501
aと互い違いに形成されて、ダミー配線501の隙間を
埋めるように配置される。従って、シール材形成領域1
07を横断する任意の断面構成(線C−C’に直交する
線に沿った断面構成)において、ダミー配線501が必
ず存在するため、外部からの水分の侵入を防止すること
が可能になる。
ール材形成領域107の幅Wは数mm程度であるため、
分岐501aが形成される領域の長さLは100μm〜
500μm程度にすればよい。また、ダミー配線501
のピッチは画素のピッチと同一にし、且つ分岐501a
が形成されている部分において、隣合うダミー配線50
1の端面の間隔の最小値は、配線間でショートすること
を防止するためには、5〜10μm程度にすることが好
ましい。
域R1、信号線駆動回路側領域R2に形成されるダミー配線
501のみについて説明したが、走査線延長側領域R3に
は、ダミー配線501をシール材形成領域107を横断
して画素側及び基板外側それぞれ延長して形成する。ま
た、信号線延長側領域R4には、ダミー配線501を基板
外側に延長するようして、画素側には図3に示す配線3
03のように接続端部を形成すればよい。
部側に分岐501aを有する配線パターンが均一に配置
されるために、図1に示すシール材形成領域107に配
置されるシール材の下部構成を紙面において左右、上下
に対称にすることができるため、基板張り合わせ時に基
板に均等に圧力をかけることができる。
成領域107に配置された基板間隔補正手段の最上層を
パッシベーション膜227としたが、その表面に、さら
に、画素電極228、ブラックマトリクス等を画素部1
02の作製工程に従って形成してもよい。
シール材の下部構成を均一に配置するようにするため、
シール材形成領域において、第1層目の配線の端面と第
2層目の配線の端面とが重ならないようにしている。本
実施例では、第1層目の配線の端面と第2層目の配線の
端面とを重ねて、シール材と画素部との段差が小さくな
るようにする。図12は本実施例の基板間隔補正手段の
上面図であり、走査線駆動回路側、又は信号線駆動回路
側の領域のみを図示している。また、図13は図12の
線E−E’における断面図である。
2層目のダミー配線304の変形例であり、先ず、シー
ル材形成領域には、走査線602の出発膜により線状の
第1層目のダミー配線を形成する。そして、層間絶縁物
220を形成した後に、信号線603の出発膜をパター
ニングして、第2層目のダミー配線601を形成する。
ダミー配線601は第1層目のダミー配線301と重な
るように、かつダミー配線301が形成されていない領
域を埋める様に等間隔に形成される。
することができるので、基板の張り合わせ時に、シール
材に均等に圧力をかけることができる。更に、走査線6
02と信号線603とが重なっている部分と略同じ段差
を有する凸部が、シール材形成領域に等間隔に配置され
ている。従って、基板張り合わせの圧力をシール形成領
域の凸部で支持されるので、スペーサにより、走査線6
02と信号線603とが上下間でショートすることを防
止することができる。
線601をシール材形成領域107の幅よりも短くした
が、シール材形成領域107の幅よりも長くしてもよ
い。
同様に、第1層目の配線の端面と第2層目の配線の端面
とを重ねて、シール材と画素部との段差が小さくなるよ
うにする。図14は本実施例の基板間隔補正手段の上面
図であり、走査線駆動回路側、又は信号線駆動回路側の
領域のみを図示している。また、図15は図14の線F
−F’における断面図である。
のダミー配線401の変形例であり、先ず、シール材形
成領域には、走査線702の出発膜により線状の第1層
目のダミー配線を形成する。そして、層間絶縁物220
を形成した後に、信号線703の出発膜をパターニング
して、第2層目のダミー配線701を形成し、その表面
にパッシベッション膜227を形成する。ダミー配線7
01は第1層目のダミー配線401と重なるように、か
つダミー配線401が形成されていない領域を埋める様
に等間隔に形成される。これにより、シール材の下部構
成を均一にすることができるので、基板の張り合わせ時
に、シール材に均等に圧力をかけることができる。更
に、走査線602と信号線603とが重なっている部分
と略同じ段差を有する凸部が、シール材形成領域に等間
隔に配置されている。従って、基板張り合わせの圧力を
シール形成領域の凸部で支持されるので、スペーサによ
り、走査線607と信号線703とが上下間でショート
することを防止することができる。
成領域107に配置された基板間隔補正手段の最上層を
パッシベーション膜227としたが、その表面に、さら
に、画素電極228、ブラックマトリクス等を画素部1
02の作製工程に従って、形成してもよい。これによ
り、基板補正手段の段差と画素部の段差をより等しくす
ることができる。
ール材の下部に形成される基板間隔補正手段補正の段差
を均一にすることができるためシール材自体の段差も均
一にすることができる。また、基板間隔補正手段によ
り、スペーサーを含んでもマトリクス回路がシール材よ
りも突出することがない。従って、基板張り合わせ時
に、周辺駆動回路において配線が上下間でショートする
ことを回避することができ、周辺駆動回路一体型の液晶
表示装置の歩留りを向上するとともに、信頼性をも向上
することができる。さらに、基板間隔を均一に維持する
ことができるので、表示ムラがなくなり、高精細な表示
が可能になる。
リクス回路、周辺駆動回路と同時に、かつ工程数を増加
することなく作製することが可能である。
る。
る。
の線B−B’における断面図である。
の線B−B’における断面図である。
る。
る。
る。
る。
る。
Claims (23)
- 【請求項1】 マトリクス回路を有する素子基板と、 該素子基板と対向する対向基板と、 前記素子基板と前記対向基板とを接着するためのシール
材と、 を有する液晶表示装置において、 前記素子基板において、前記シール材が形成される領域
には、少なくとも1層以上の積層構造を有する基板間隔
補正手段が配置されていることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記基板間隔補正手
段は、少なくとも前記マトリクス回路の配線と同一の材
料からなる支持部材を含むことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項3】 請求項1において、前記マトリクス回路
は絶縁膜により層毎に絶縁されている層状の配線構造を
有し、前記基板間隔補正手段は、少なくとも前記層状の
配線と同一の積層構造を有することを特徴とする液晶表
示装置。 - 【請求項4】 請求項1において、前記基板間隔補正手
段の厚さの最大値は、前記マトリクス回路の厚さの最大
値と略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の素子基板において、マ
トリクス回路を駆動するための周辺回路が前記マトリク
ス回路と、前記シール材との間に配置されていることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項6】 マトリクス状に配置され、第1の層間絶
縁膜より層間分離された信号線と走査線と、該信号線と
該走査線との交点に配置され、第2の層間絶縁膜により
信号線と層間分離された画素電極とを有するマトリクス
回路と、該マトリクス回路を制御するための周辺駆動回
路とを有する素子基板と、 該素子基板と対向する対向基板と、 前記マトリクス回路を取り囲み、前記素子基板と前記対
向基板とを接着するためのシール材と、 を有する液晶表示装置において、 前記素子基板において、前記シール材の形成領域には、
少なくとも信号線と同一の材料から成る第1の支持手段
と、前記第1の層間絶縁膜と、信号線と同一の材料から
成る第2の支持手段と、第2の層間絶縁膜とが互いに異
なる層に形成されている基板間隔補正手段を有すること
を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項7】請求項6に記載の素子基板において、マト
リクス回路を駆動するための周辺回路が前記マトリクス
回路と、前記シール材との間に配置されていることを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項8】 請求項6に記載の基板間隔補正手段にお
いて、前記第1の支持部材の端面と第2の支持部材の端
面とは重ならないことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項9】 請求項6に記載の基板間隔補正手段は、
少なくとも、前記マトリクスにおいて前記信号線と前記
走査線が重なっている領域と同一の積層構造を有するこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項10】 請求項6において、前記基板間隔補正
手段の厚さの最大値は、前記マトリクス回路の厚さの最
大値と略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項11】 請求項6において、前記シール材内部
に配置された回路と、前記素子基板上の前記シール材の
外側に配置された回路、又は前記素子基板外部の回路と
を接続するための配線は、前記第1の支持部材と一体的
に形成され、前記第1の支持部材は前記シール材の外側
に延長していることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項12】 請求項6において、前記シール材内部
に配置された回路と、前記素子基板上の前記シール材の
外側に配置された回路、又は前記素子基板外部の回路と
を接続するための配線は、前記シール材の内側で前記第
1の支持部材と接続され、前記第1の支持部材は前記シ
ール材の外側に延長していることを特徴とする液晶表示
装置。 - 【請求項13】 請求項6において、前記第2の支持部
材は、前記シール材内部に配置された回路と、前記素子
基板上の前記シール材の外側に配置された回路、及び前
記素子基板外部の回路とに電気的に接続されていないこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項14】 請求項6に記載の基板間隔補正手段に
おいて、前記第1の支持部材は線状の配線が等間隔に配
置され、前記第2の配線層には、前記第1の配線層の間
隙に、信号線又は走査線と平行な線状の配線が等間隔に
配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項15】 請求項6において、前記第1の支持部
材は、前記シール材の幅と略等しく蛇行する形状である
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項16】 請求項6において、前記第1の支持部
材は、前記リクス記第2の支持部材のピッチは前記画素
電極のピッチと概略等しいことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項17】 請求項6に記載のマトリクス回路は前
記信号線に接続される画素電極と、該画素電極を駆動す
る薄膜トランジスタを有し、前記第1の支持部材は前記
走査線と同時に形成され、前記第2の支持部材は前記信
号線と同時に形成されることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項18】 マトリクス状に配置され、第1の層間
絶縁膜より層間分離された信号線と走査線と、該信号線
と該走査線との交点に配置され、第2の層間絶縁膜によ
り信号線と層間分離された画素電極と、画素電極を動作
させるための薄膜トランジスタとを有するマトリクス回
路と、該マトリクス回路を制御するための周辺駆動回路
とを有する素子基板と、 該素子基板と対向する対向基板と、 前記マトリクス回路を取り囲み、前記素子基板と前記対
向基板とを接着するためのシール材と、 を有する液晶表示装置において、 前記素子基板において、前記シール材の形成領域には、
少なくとも走査線と同一の材料から成る支持手段と、前
記第1の層間絶縁膜と、第2の層間絶縁膜とが互いに異
なる層に形成されている基板間隔補正手段を有すること
を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項19】 請求項18に記載の素子基板におい
て、マトリクス回路を駆動するための周辺回路が前記マ
トリクス回路と、前記シール材との間に配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項20】 請求項18において、前記シール材内
部に配置された回路と、前記素子基板上の前記シール材
の外側に配置された回路、又は前記素子基板外部の回路
とを接続するための配線は、前記支持部材と一体的に形
成され、前記第1の支持部材は前記シール材の外側に延
長していることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項21】 請求項18において、前記シール材内
部に配置された回路と、前記素子基板上の前記シール材
の外側に配置された回路、又は前記素子基板外部の回路
とを接続するための配線は、前記シール材の内側で前記
支持部材と接続され、前記支持部材は前記シール材の外
側に延長していることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項22】 請求項18において、前記支持部材
は、素子基板の縁部に沿った複数の分岐を有する線状の
部材であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項23】請求項22において、前記支持部材の分
岐は前記シール材が形成される領域の内側で、且つ素子
基板の外側よりに形成されていることを特徴とする。
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