(57)【要約】【課題】外部からの押圧力に起因する信号線の破損を抑制した液晶パネルを提供する。【解決手段】基板12，13のギャップを保持するスペーサ15の位置に一部が対応するように層間絶縁膜26を形成する。スペーサ15よりも大きい硬度を有し、スペーサ15に対応する位置での層間絶縁膜26の潰れ変形を防止する支持体25を形成する。外部からの押圧力Ｆをスペーサ15で支持した際の層間絶縁膜26の潰れ変形を支持体25によって防止し、層間絶縁膜26とスペーサ15との間に形成した信号線27の破損を抑制できる。【選択図】図１
2010096891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された基板と、
これら基板の間に配置され、これら基板の間隙を保持する間隙保持部材と、
前記基板の少なくともいずれか一方に塗布により形成され、少なくとも一部が前記間隙保持部材の位置に対応する塗布型層と、
この塗布型層と前記間隙保持部材との間の位置に少なくとも一部が形成された機能層と、
前記間隙保持部材よりも大きい硬度を有し、前記間隙保持部材に対応する位置での前記塗布型層の潰れ変形を防止する支持部材と
を具備したことを特徴とする基板装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記間隙保持部材に対応する位置で前記塗布型層内に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の基板装置。
【請求項３】
前記間隙保持部材に対応する位置で前記塗布型層に形成された孔部を具備し、
前記支持部材は、前記孔部に嵌合されている
ことを特徴とする請求項１記載の基板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の間隙を保持する間隙保持部材を備えた基板装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板装置としての液晶表示素子である液晶パネルは、特にモバイル製品において額縁部の縮小が求められている。製造プロセス技術では、ウェットエッチングからドライエッチングへと移行することで、エッチング変換差を抑制し、微細化を実現してきた。
【０００３】
しかしながら、微細化が進むに従い、低抵抗配線が必要となり配線幅は微細になる代わりに配線膜厚が厚くなり、膜厚が厚くなる分、ドライエッチングでもエッチング変換差が次第に大きくなり、狭額縁化に歯止めが掛かってきている。
【０００４】
そこで、近年、半導体分野同様、液晶パネルにおいても、多層配線技術を取り入れる動きが活発になってきている。このような多層配線技術においては、各層を平坦化する必要があり、例えば塗布型の層間絶縁膜(スピン・オン・グラス)が用いられている。
【０００５】
すなわち、従来の方法では、例えば層間絶縁膜の形成は主にＣＶＤ法によりなされてきたが、ＣＶＤ法の場合、配線段差を埋めることができないため、層間絶縁膜上に形成される配線が層間絶縁膜下に形成された配線と交差する場合などに細りや断線が発生することがあり、多層配線化が容易でない。そこで、ＣＶＤ法に代わり注目されているのが塗布方式での絶縁膜の形成法である。この方法であれば、配線段差を小さくすることができるので、絶縁膜を挟んで上下で配線が交差しても細りや断線が発生することはない(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２０００−１８７２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、塗布型絶縁膜材料(特に有機系材料)は、ＣＶＤ法などにより成膜された膜に比べて膜質が脆弱なものが多い。このような材料では、アレイ基板製造工程、セル製造工程およびモジュール製造工程などにおいて不用意な押圧力が加わると、液晶材料を封入する間隙を保持するための間隙保持部材、すなわちスペーサの直下の塗布型絶縁層が窪むおそれがある。特に、ドライバ部などでは、この窪み位置に配線などの機能層が配置されることがあるため、窪みによって配線にクラックや断線が生じるおそれがあるという問題点を有している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、外部からの押圧力に起因する機能層の破損を抑制した基板装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、互いに対向配置された基板と、これら基板の間に配置され、これら基板の間隙を保持する間隙保持部材と、前記基板の少なくともいずれか一方に塗布により形成され、少なくとも一部が前記間隙保持部材の位置に対応する塗布型層と、この塗布型層と前記間隙保持部材との間の位置に少なくとも一部が形成された機能層と、前記間隙保持部材よりも大きい硬度を有し、前記間隙保持部材に対応する位置での前記塗布型層の潰れ変形を防止する支持部材とを具備したものである。
【０００９】
そして、基板の間隙を保持する間隙保持部材の位置に少なくとも一部が対応するように塗布型層を形成し、間隙保持部材よりも大きい硬度を有し、間隙保持部材に対応する位置での塗布型層の潰れ変形を防止する支持部材を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部からの押圧力を間隙保持部材で支持した際の塗布型層の潰れ変形を支持部材によって防止し、塗布型層と間隙保持部材との間に形成された機能層の破損を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施の形態の基板装置の構成を図１ないし図１０を参照して説明する。
【００１２】
図１および図２において、11は基板装置としての透過型でかつアクティブマトリクス型の表示素子である液晶表示素子、すなわち液晶パネルを示し、この液晶パネル11は、基板であるアレイ基板12と基板である対向基板13とが対向配置されているとともに、これら基板12，13間に光変調層としての液晶層14が介在され、かつ、基板12，13間の間隙(距離)すなわちギャップが、例えば樹脂により形成された間隙保持部材である複数のスペーサ15によって保持されている。さらに、アレイ基板12と対向基板13とは、液晶層14を構成する液晶材料を注入する図示しない液晶注入口を除く外周を囲むように配置される接着部である図示しないシール部によって接着されている。そして、液晶パネル11には、アレイ基板12と対向基板13とに、偏光板18，19が貼り付けられている。また、液晶パネル11の背面側には、図示しない面光源であるバックライトが配置されており、これら液晶パネル11およびバックライトをベゼルに収容することにより、表示装置である液晶表示装置、すなわち液晶モジュールが構成される。
【００１３】
アレイ基板12は、透光性および絶縁性を有するアレイ基板本体としての透明基板すなわちガラス基板21の液晶層14側の主面上に、図示しない平坦化膜などを介して、走査線22および薄膜トランジスタ24などがそれぞれパターン形成されているとともに、支持部材としての支持体25が形成されている。また、走査線22および薄膜トランジスタ24を覆って、塗布型層としての層間絶縁膜26が形成され、この層間絶縁膜26上に機能層としての信号線27が形成され、この信号線27を覆って層間絶縁膜26上に画素平坦化膜28が形成され、この画素平坦化膜28上に画素(副画素)29を構成する画素電極30と上記スペーサ15とが形成され、画素電極30を覆って液晶層14の液晶分子の配向用の配向膜31が形成されている。
【００１４】
各走査線22は、例えばアルミニウム、あるいは銅などの導電部材により水平(Ｈ)方向に沿って直線状に形成されており、一部が突出して各薄膜トランジスタ24のゲート電極となっている。
【００１５】
各薄膜トランジスタ24は、ソース電極が画素電極30と接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ33からの信号が走査線22を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ34から信号線27を介して入力された信号に対応して画素電極30に電圧を印加することで、画素29をそれぞれ独立して点灯／消灯制御するものである。
【００１６】
各支持体25は、スペーサ15を形成する部材よりも大きい硬度の部材、例えばレジストなどにより、スペーサ15のそれぞれに対応する位置、すなわち平面視でスペーサ15と同一位置で、かつ、信号線27の一部の下側の位置に形成されている。また、この支持体25は、図１中の下側から上側へと、徐々に寸法が小さくなるように柱状に形成されている。
【００１７】
層間絶縁膜26は、例えば有機系材料であるポリシロキサンをベースとして、スピンコート法やスリット法によって塗布により所定厚みに形成されている。すなわち、この層間絶縁膜26は、塗布により形成されていることにより、表面側である上面26aが、薄膜トランジスタ24などにより形成された下層の凹凸段差を抑制した、比較的平坦な面となっている。また、この層間絶縁膜26の上面26aは、支持体25の上面25aと面一となっている。
【００１８】
各信号線27は、例えばアルミニウム、あるいは銅などの導電部材により垂直(Ｖ)方向に沿って直線状に形成されている。すなわち、走査線22と信号線27とは、格子状に交差して形成されている。また、これら信号線27は、層間絶縁膜26とスペーサ15との間に一部が位置している。さらに、これら信号線27は、層間絶縁膜26を貫通して形成された図示しないコンタクトホールを介して、薄膜トランジスタ24のソース電極と電気的に接続されている。そして、これら走査線22と信号線27との交差位置に対応して、各薄膜トランジスタ24が配置されている。
【００１９】
画素平坦化膜28は、上層の画素電極30を平坦に形成するために、下層の信号線27などによる凹凸段差を平坦化するもので、例えばシリコン窒化膜などである。
【００２０】
画素電極30は、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料により形成されており、画素平坦化膜28および層間絶縁膜26を貫通して形成された図示しないコンタクトホールを介して、薄膜トランジスタ24のドレイン電極と電気的に接続されている。
【００２１】
一方、対向基板13は、透光性および絶縁性を有する対向基板本体としての透明基板すなわちガラス基板51の一主面上の、アレイ基板12側の薄膜トランジスタ24と対応する位置に、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)に対応する図示しない着色部を有する着色層としてのカラーフィルタ層52が例えばストライプ状にそれぞれ形成されている。また、このカラーフィルタ層52を覆って、共通電極(透明電極)である対向電極53および液晶層14の液晶分子の配向用の配向膜55が形成されているとともに、カラーフィルタ層52の周囲に遮光部である図示しない額縁部が形成されている。
【００２２】
対向電極53は、例えばＩＴＯなどの透明導電材料により形成されており、全ての画素29の画素電極30に対応して形成されている。
【００２３】
また、液晶層14は、所定の液晶材料により形成された光変調層であり、アレイ基板12側の配向膜31と、対向基板13側の配向膜55との間に介在されている。
【００２４】
また、スペーサ15は、例えば導電性を有さない透明樹脂などにより柱状に形成されている。
【００２５】
シール部は、例えば熱硬化性樹脂などの接着剤を硬化させることにより形成されている。
【００２６】
また、液晶注入口は、シール部によってその縁部が区画されており、例えば紫外線硬化樹脂などにより形成された図示しない封止材にて封止されている。
【００２７】
次に、上記第１の実施の形態の製造方法を説明する。
【００２８】
まず、通常の薄膜トランジスタを形成するプロセスと同様の方法で成膜とパターニングとを繰り返すことにより、図３に示すように、薄膜トランジスタ24をガラス基板21上に形成する(薄膜トランジスタ形成工程)。
【００２９】
次いで、ネガ型レジストを、所定膜厚、例えば膜厚７００ｎｍとなるように塗布し、マスクを介して露光した後、例えば２．３８％のＴＭＡＨを含有する現像液によって現像することで、支持体25のドットパターンを形成した後、所定温度、例えば２２０℃で、所定時間、例えば６０分間焼成することで、図４に示すように、支持体25を形成する(支持部材形成工程)。このとき、最終的な支持体25の厚みは、６００ｎｍとなる。
【００３０】
さらに、有機系材料のポリシロキサンをスピンコート法やスリット法によって、図５に示すように、支持体25の厚みと略等しい所定の厚み、例えば６００ｎｍに塗布した(塗布工程)後、所定温度、例えば３５０℃で焼成して層間絶縁膜26を形成する(塗布型層形成工程)。
【００３１】
次いで、薄膜トランジスタ24に対応する位置にコンタクトホールを形成し(第１コンタクトホール形成工程)、所定の導電部材により成膜した後パターニングして、図６に示すように、信号線27をコンタクトホール上に形成する(機能層(信号線)形成工程)。
【００３２】
この後、図７に示すように、層間絶縁膜26上に、信号線27を覆って窒化シリコンなどにより画素平坦化膜28を形成する(平坦化膜形成工程)。
【００３３】
さらに、画素平坦化膜28および層間絶縁膜26にコンタクトホールを形成し(第２コンタクトホール形成工程)、ＩＴＯなどの透明導電部材により成膜した後パターニングして、図８に示すように、画素電極30をコンタクトホール上に形成する(画素電極形成工程)とともに、図９に示すように、画素平坦化膜28上の支持体25に対応する位置にスペーサ15をそれぞれ形成する(間隙保持部材形成工程)。
【００３４】
また、ガラス基板51上にカラーフィルタ層52および対向電極53を成膜した対向基板13と、アレイ基板12とのそれぞれに、配向膜55，31を塗布し(配向膜形成工程)、これら配向膜55，31をラビングした(ラビング工程)後、図１０に示すように、液晶注入口を除く位置に接着剤を塗布して基板12，13を貼り合わせ、所定温度、例えば１８０℃で焼成することで接着剤を硬化させてシール部とする(貼り合わせ工程)。
【００３５】
さらに、液晶注入口から基板12，13間に液晶材料を注入し(液晶注入工程)、液晶注入口を光硬化樹脂(紫外線硬化樹脂)などにより閉塞した(閉塞工程)後、各基板12，13に偏光板18，19を貼着して(貼着工程)、図１に示す液晶パネル11を完成する。
【００３６】
このように、基板12，13のギャップを保持するスペーサ15の位置に対応するように層間絶縁膜26を塗布によって形成し、スペーサ15よりも大きい硬度を有する支持体25により、スペーサ15に対応する位置での層間絶縁膜26の潰れ変形を防止することで、外部からの押圧力Ｆをスペーサ15で支持した際の層間絶縁膜26の潰れ変形を支持体25によって防止し、層間絶縁膜26とスペーサ15との間に形成された信号線27の破損を抑制できる。
【００３７】
すなわち、完成した液晶パネル11には、層間絶縁膜26の脆弱性による窪みなどが発生することがなく、従って信号線27の断線およびクラックなどが全く発生しなかった。また、その後、モジュール工程を通して最終形態の液晶モジュールとして検査した。モジュール工程は手作業が多く、作業者によって扱いが異なることから、従来の構成では層間絶縁膜の窪みによる信号線の断線あるいはクラックが多数発生することもあったのに対して、上記液晶パネル11では、信号線27の断線あるいはクラックが全く発生することなく液晶モジュールを完成できた。
【００３８】
この結果、液晶パネル11の歩留まりを向上できるとともに、塗布型層である層間絶縁膜26を用いた多層配線技術を用いることが可能となるので、液晶パネル11の狭額縁化を図ることができ、かつ、断線などに対する信頼性を向上できる。
【００３９】
次に、第２の実施の形態を図１１ないし図１４を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態の支持体25が、層間絶縁膜26にそれぞれ形成された孔部であるホール57に、例えばインクジェット装置により埋め込むように打ち込まれて嵌合しているものである。
【００４１】
各支持体25は、図１１中の下側から上側へと、徐々に寸法が大きくなるように柱状に形成されている。また、これら支持体25の上面25aは、層間絶縁膜26の上面26aと面一となっている。
【００４２】
各ホール57は、それぞれスペーサ15に対応する位置に、底部へと徐々に寸法が小さくなるように形成されている。
【００４３】
そして、上記第１の実施の形態の薄膜トランジスタ形成工程に続いて、有機系材料のポリシロキサンをスピンコート法やスリット法によって、図１２に示すように、所定の厚み、例えば６００ｎｍに塗布した(塗布工程)後、所定温度、例えば３５０℃で焼成して層間絶縁膜26を形成する(塗布型層形成工程)。
【００４４】
次いで、この層間絶縁膜26の所定位置に、例えばレジストマスクを介してドライエッチング加工することにより、図１３に示すように、ホール57を形成する(孔部形成工程)。
【００４５】
この後、インクジェット装置により、図１４に示すように、溶液状の材料をホール57に打ち込み、所定温度、例えば２２０℃で焼成することで、支持体25を形成する(支持部材形成工程)。
【００４６】
そして、以下、上記第１の実施の形態の機能層形成工程以下の工程を適用することで、液晶パネル11を完成する。
【００４７】
このように、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
また、層間絶縁膜26にホール57を形成し、このホール57に嵌合するように支持体25を形成することにより、支持体25の上面25aと層間絶縁膜26の上面26aとを面一に制御しやすくなる。
【００４９】
しかも、支持体25は、インクジェット装置により溶液状の材料をホール57に打ち込んで形成できるので、製造性が良好になる。
【００５０】
なお、上記各実施の形態において、機能層としては、信号線27以外でも、任意の配線や素子などを適用することができる。
【００５１】
また、液晶パネル11は、透過型のものとしたが、反射型、あるいは半透過型のものなどでも対応できることは言うまでもない。
【００５２】
さらに、表示素子としては、液晶パネル11以外でも、任意の光変調層を有する表示素子、あるいは、自発光型の有機ＥＬ表示素子などでも対応できる。
【００５３】
そして、表示素子以外でも、基板を互いに対向配置した構成を有する任意の基板装置に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の基板装置の要部を示す説明断面図である。
【図２】同上基板装置を示す回路図である。
【図３】同上基板装置の製造方法の薄膜トランジスタ形成工程を示す説明断面図である。
【図４】同上基板装置の製造方法の支持部材形成工程を示す説明断面図である。
【図５】同上基板装置の製造方法の塗布型層形成工程を示す説明断面図である。
【図６】同上基板装置の製造方法の機能層形成工程を示す説明断面図である。
【図７】同上基板装置の製造方法の平坦化膜形成工程を示す説明断面図である。
【図８】同上基板装置の製造方法の画素電極形成工程を示す説明断面図である。
【図９】同上基板装置の製造方法の間隙保持部材形成工程を示す説明断面図である。
【図１０】同上基板装置の製造方法の貼り合わせ工程を示す説明断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の基板装置の要部を示す説明断面図である。
【図１２】同上基板装置の製造方法の塗布型層形成工程を示す説明断面図である。
【図１３】同上基板装置の製造方法の孔部形成工程を示す説明断面図である。
【図１４】同上基板装置の製造方法の支持部材形成工程を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
11    基板装置としての液晶パネル
12    基板であるアレイ基板
13    基板である対向基板
15    間隙保持部材であるスペーサ
25    支持部材としての支持体
26    塗布型層としての層間絶縁膜
27    機能層としての信号線
57    孔部であるホール
【図１】
2010096891.tif 000003
【図２】
2010096891.tif 000004
【図３】
2010096891.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010096891.tif 000012
【図１１】
2010096891.tif 000013
【図１２】
2010096891.tif 000014
【図１３】
2010096891.tif 000015
【図１４】
2010096891.tif 000016