(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に形成した共通電極と、複数色のカラーフィルタとを備えたカラーフィルタ基板と、
絶縁基板上に形成した複数の走査電極配線と、走査電極配線に交差するように形成された複数の画像信号電極配線と、走査電極配線と画像信号電極配線とに接続して有効表示領域を形成するように二次元配列された複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタのそれぞれに接続された画素電極と、画素電極に接続された付加容量と、カラーフィルタ基板に形成した共通電極と接続するための共通電極配線端子と、走査電極配線および画像信号電極配線から有効表示領域の外側の一辺に引き出された走査電極配線端子およびこの一辺と隣接する他辺に引き出された画像信号電極配線端子と、少なくとも薄膜トランジスタを被覆する保護絶縁膜とを具備してカラーフィルタ基板と所定の間隙で対向配置され、この間隙に液晶を挟持して液晶パネルを構成するアクティブマトリクス基板と、
走査電極配線端子と画像信号電極配線端子に表示のための信号電圧を供給する走査電極駆動回路と画像信号電極駆動回路とを具備し、
アクティブマトリクス基板の製造過程で画像信号電極配線端子を共通に接続して薄膜トランジスタの静電気保護を行うための静電気保護配線からレーザーで切り離す分離部を上層の低抵抗金属層および下層の高融点金属層の積層構造としたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記分離部が、前記アクティブマトリクス基板側からクロムまたはクロムを主成分とする合金層、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金層、絶縁保護膜の順で成膜した積層構造であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【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方式の液晶表示装置に係り、特に画素駆動用の電極配線の切断に伴う切断不良や溶融物の再付着による線欠陥等の表示品質劣化を回避した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の映像機器や情報機器のモニターに用いられる液晶表示装置として薄膜トランジスタをスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置が広く用いられている。
【０００３】
この種の液晶表示装置は、絶縁基板上に画素選択用の多数の薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス基板と、共通電極とカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板を貼り合わせ、両者の間に液晶を挟持させて構成した液晶パネルに駆動回路を組み込んで構成される。
【０００４】
この種の液晶表示装置では、従来から、駆動回路を搭載したフレキシブル回路基板テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）を用いて画像信号電極配線や走査電極配線と駆動回路とを接続するテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）方式を用いているが、携帯型のパソコンなどに組み込む際の表示画面の有効面積の拡大、薄型化の要請から、その液晶パネルの駆動回路を当該液晶パネルの一方の基板上に直接搭載するチップオングラス方式（ＣＯＧ）が採用されるようになってきた。
【０００５】
これらの液晶表示装置では、アクティブマトリクス基板の製造工程における静電気保護のために、製品サイズに切断除去される基板部分に画像信号電極配線と電気的に接続された静電気保護配線を備えている。そして、上記画像信号電極配線と静電気保護配線はＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）の薄膜で形成されている。
【０００６】
図８は従来の液晶表示装置を構成する液晶パネルの画像信号電極配線引き出し部分の説明図であり、（ａ）は一個の画像信号電極駆動回路に対応する要部平面図、（ｂ）はその画像信号電極配線の断面図を示す。
【０００７】
この液晶パネルは、（ａ）に示したように、アクティブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板１０を貼り合わせ、両者の間隙に液晶を挟持して構成される。アクティブマトリクス基板１の周辺には、製品として切断する切断線７の外側に静電気保護共通配線５が形成されている。この静電気保護共通配線５には静電気保護配線４が形成してあり、有効表示領域ＡＲ側から引き出された複数の画像信号電極配線２がこの静電気保護配線４に接続されている。
【０００８】
符号３は外部接続端子で、画像信号電極駆動回路（ＩＣ）６の入力端子となり、図示しない外部回路の出力が結合される。画像信号電極配線２と静電気保護配線４の間には分離部８が形成してあり、この分離部８のレーザ走査領域９にレーザ光を照射することにより、画像信号電極配線２と静電気保護配線４を切断して分離するように構成されている。
【０００９】
上記画像信号電極配線２と静電気保護配線４を結合している分離部８は、同図（ｂ）に示したように、透明な導電膜であるＩＴＯ層８０で形成されており、アクティブマトリクス基板を製品サイズに切断した後、またはその前に画像信号電極配線と静電気保護配線のＩＴＯで形成された分離部８をレーザ光で切断し、この切断部分に駆動回路（ＩＣ）６を搭載している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＩＴＯは比抵抗が高く、広い配線幅をもっているため、レーザ光による切断時にその飛散物が隣接画像信号電極配線２間に再付着して短絡が発生する。また、この種の切断工程に広く使われているＹＡＧレーザの波長は１．０６５μｍであるが、ＩＴＯは可視光以上の波長の透過率が高く、レーザ光切断の効率が悪い。そのため、切断部のＩＴＯが除去し切れずに残り、画像信号電極配線２と静電気保護配線４とを分離できない事態が生じる。
【００１１】
このような飛散物の再付着や切断残りによる短絡が発生すると、表示画面上に線欠陥が起こり、製品不良となり、製造歩留りと信頼性の低下を招く。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、製造歩留りと製品の信頼性を向上させた液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、アクティブマトリクス基板に形成した電極配線、特に画像信号電極配線と静電気保護配線とをレーザ光で分離する分離部を、低抵抗金属と高融点金属の積層構造で構成した。また、この積層構造を絶縁膜で覆った構成とした。
【００１４】
本発明の典型的な構成は下記のとおりである。すなわち、
絶縁基板上に形成した共通電極と、複数色のカラーフィルタとを備えたカラーフィルタ基板と、
（１）絶縁基板上に形成した複数の走査電極配線と、走査電極配線に交差するように形成された複数の画像信号電極配線と、走査電極配線と画像信号電極配線とに接続して有効表示領域を形成するように二次元配列された複数の薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタのそれぞれに接続された画素電極と、画素電極に接続された付加容量と、カラーフィルタ基板に形成した共通電極と接続するための共通電極配線端子と、走査電極配線および画像信号電極配線から有効表示領域の外側の一辺に引き出された走査電極配線端子およびこの一辺と隣接する他辺に引き出された画像信号電極配線端子と、少なくとも薄膜トランジスタを被覆する保護絶縁膜とを具備してカラーフィルタ基板と所定の間隙で対向配置され、この間隙に液晶を挟持して液晶パネルを構成するアクティブマトリクス基板と、
走査電極配線端子と画像信号電極配線端子に表示のための信号電圧を供給する走査電極駆動回路と画像信号電極駆動回路とを具備し、
アクティブマトリクス基板の製造過程で画像信号電極配線端子を共通に接続して薄膜トランジスタの静電気保護を行うための静電気保護配線から切り離す分離部の少なくとも一方を、低抵抗金属および高融点金属の積層構造を含む構成とした。
【００１５】
なお、走査電極配線側にも静電気保護配線を設けた場合には、この走査電極配線側と静電気保護配線の分離部を同様の積層構造とすることで、画像信号電極配線の分離と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
（２）（１）における前記分離部を、前記アクティブマトリクス基板側からクロムまたはクロムを主成分とする合金層、アルミニウムまたはアルミニウムを過半量含む合金層、絶縁保護膜の順で成膜した。
【００１７】
上記本発明の構成により、高融点金属がレーザ光の照射で気化するとき、その上層の低抵抗金属層が、また絶縁膜を有する場合にはこの絶縁膜が同時に除去され、隣接する電極配線間の、または静電気保護配線との短絡が無くなり、製造歩留りと製品の信頼性が向上する。
【００１８】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例を参照して詳細に説明する。なお、この実施例では、アクティブマトリクス基板上の端子部に駆動回路の一部を構成する半導体素子を直接搭載した、所謂チップオングラス（ＣＯＧ）方式の液晶表示装置を例として示したが、駆動回路を全て液晶パネルの外側の基板に取り付けてＴＡＢ方式の液晶表示装置にも同様に適用できるものである。
【００２０】
図１は本発明による液晶表示装置の第一実施例を説明する液晶パネルの画像信号電極配線端子部分の部分平面図である。図１（ａ）は前記図８の（ａ）で説明した切断線７で切断後の液晶パネルの要部を示し、（ｂ）は分離部の模式断面図である。なお、図８と同一符号は同一部分に対応する。
【００２１】
図１の（ａ）に示したように、画像信号電極配線２と静電気保護配線４の分離部８はレーザ光のスポット（レーザスポット）９０を前記図８の（ａ）のレーザ走査領域９に沿って走査させることにより、分離部８を切断して切断部８Ａを得ている。
【００２２】
同図（ｂ）は（ａ）における分離部８の断面を示す。この分離部８は、ガラス基板を好適とするアクティブマトリクス基板１上にクロムの薄層８１を成膜し、この上にアルミニウムの薄層８２を形成し、さらにその上層を覆って絶縁保護膜８３を形成した積層構造としてある。絶縁保護膜８３は例えばＳｉＮ膜等のＰＡＳ膜が用いられる。
【００２３】
同図（ｂ）に示した積層構造において、クロムの融点は１８６０°Ｃ、沸点が２６７０°Ｃ、比抵抗は１２．９×１０-6Ω・ｃｍであり、アルミニウムの融点は６６０°Ｃ、沸点が２４７０°Ｃ、比抵抗は２．６５５×１０-6Ω・ｃｍである。
【００２４】
アルミニウム薄層８２のみで分離部８を構成した場合、融点が低いアルミニウムの薄層８２は一旦溶融した後蒸発する。そのため、蒸発する際のアルミニウムの溶解物が隣接する画像信号電極配線や、駆動回路６の搭載部に付着する。そして、これが画像信号電極配線間、あるいは駆動回路６の電極間に短絡をもたらして製品不良を引き起こすことがある。
【００２５】
これに対し、図１に示した本実施例の積層構造をＹＡＧレーザを用いて切断した場合、下層に融点と沸点の差が少ないクロム層８１がレーザ光の加熱で昇華し、このときに上層のアルミニウム層８２も一緒に蒸発するため、溶融したアルミニウムが付着し、駆動回路の搭載時に予期しない部分に短絡を起こして製品不良となることが防止される。
【００２６】
なお、本実施例では、分離部８の上層の低抵抗材料としてアルミニウムを用いているが、これに限るものではなく、アルミニウムを主成分とする合金でも同様の効果が得られる。また、下層の高融点金属層の材料であるクロムが最適であるがこれに代えて、クロム合金、あるいはタングステン、モリブデン、タンタルおよびこれらの合金を用いることができる。
【００２７】
図２は本発明による液晶表示装置の第二実施例を説明する液晶パネルの画像信号電極配線端子部分の分離部の模式断面図である。なお、図１と同一符号は同一部分に対応する。
【００２８】
本実施例は、図１の（ｂ）に示した第一実施例における絶縁保護膜８３を省略したものであり、他の構成は図１の（ｂ）と同様である。すなわち、アクティブマトリクス基板１上にクロムの薄層８１を成膜し、この上にアルミニウムの薄層８２を形成してある。
【００２９】
本実施例によっても前記第一実施例と同様に、積層構造をＹＡＧレーザを用いて切断した場合、下層に融点と沸点の差が少ないクロム層８１がレーザ光の加熱で昇華し、このときに上層のアルミニウム層８２も一緒に蒸発するため、溶融したアルミニウムが付着し、駆動回路の搭載時に予期しない部分に短絡を起こして製品不良となることが防止される。なお、使用可能な材料も第一実施例と同様である。
【００３０】
なお、走査電極配線側にも静電気保護配線を設けた場合には、この走査電極配線側と静電気保護配線の分離部を同様の積層構造とすれば良い。
【００３１】
図３はチップオングラス方式で駆動回路を実装した液晶パネルの要部断面図であり、本発明の第一実施例を適用した液晶表示装置を示す。この液晶表示装置の構造は同図に示したとおりである。すなわち、アクティブマトリクス基板１（ＳＵＢ１）の内面に形成された画像信号電極配線に連結する配線端子２（ＤＴＭ）はクロム層８１（ｄ２）とアルミニウム層８２（ｄ３）および絶縁保護層８３（ＰＳＶ１）の積層構造で構成されている。
【００３２】
カラーフィルタ基板１０（ＳＵＢ２）の内面にはブラックマトリクスＢＭとカラーフィルタが形成されているが、カラーフィルタは図示されていない。ブラックマトリクスＢＭとカラーフィルタは絶縁保護膜ＰＳＶ２で被覆され、両基板の貼り合わせ間隙に液晶ＬＣが挟持され、シール材ＳＬで接着されている。
【００３３】
画像信号電極配線ＤＴＭと静電気保護配線４との分離部８の切断部分８Ａはレーザ光で切断してあり、この領域に画像信号電極駆動回路６（ＩＣ）が搭載されている。画像信号電極駆動回路６の端子（ＢＵＭＰ）と画像信号電極配線ＤＴＭと引き出し端子Ｔｄの電気的接続、引き出し端子Ｔｄ出力端子３（ＴＭ）の電気的接続は異方性導電膜ＡＣＦ２、ＡＣＦ１を介して行われる。
【００３４】
出力端子３（ＴＭ）は外部回路（多層プリント基板）ＦＰＣと接続してホストコンピュータからの駆動信号を画像信号電極駆動回路６に供給する。なお、図３におけるアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板の表面にシリカ層ＳＩＯが形成されているが、これは、基板の表面の平滑性を向上させるための薄層であり、必須のものではない。また、両基板には、それぞれ偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が積層されている。
【００３５】
図４は本発明を適用した液晶表示装置を構成する液晶パネルとその外周部に配置された回路を示すブロック図である。図示していないが、本構成例では、画像信号電極駆動回路（ドレインドライバＩＣ1 〜ＩＣM ）は液晶パネルの一方の基板（アクティブマトリクス基板）上に形成された配線端子（図３２おけるＤＴＭ）および走査電極駆動回路（ゲートドライバＩＣ1 〜ＩＣN ）の配線端子ＧＴＭと異方性導電膜あるいは紫外線硬化樹脂でチップオングラス実装（ＣＯＧ実装）されている。
【００３６】
この構成例では、ＸＧＡ仕様である１０２４×３×７６８の有効ドットに対応して、画像信号電極駆動回路（ドレインドライバＩＣ）をＭ個、走査電極駆動回路（ゲートドライバＩＣ）をＮ個ＣＯＧ実装している。なお、液晶パネルの下側には画像信号電極駆動部（ドレインドライバ部）１０３が配置され、左側面部には走査電極駆動回路部（ゲートドライバ部）１０４、同じ左側面部にはコントローラ部１０１、電源部１０２が配置される。コントローラ部１０１および電源部１０２、画像信号電極駆動回路部（ドレンドライバ部）１０３、走査電極駆動回路部（ゲートドライバ部）１０４は、それぞれ電気的接続手段ＪＮ１，ＪＮ２により相互接続させている。また、コントローラ部１０１および電源部１０２は走査電極駆動回路部（ゲートドライバ部）１０４の裏面に配置されている。
【００３７】
図５は本発明を適用した液晶パネルの等価回路とその外周部に配置される駆動回路等の回路構成図である。この構成では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型液パネルＰＮＬ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の下側にのみ画像信号電極駆動回路部（ドレンドライバ部）１０３が配置され、１０２４×７６８画素から構成されるＸＧＡ仕様の液晶パネルの側面部には走査電極駆動回路部（ゲートドライバ部）１０４、コントローラ部１０１、電源部１０２が配置される。
【００３８】
画像信号電極駆動回路部（ドレンドライバ部）１０３は、多層フレキシブル基板を折り曲げて実装する。コントローラ部１０１、電源部１０２を実装したインターフェイス基板ＰＣＢは液晶パネルＰＮＬの短辺の外周部に配置された走査電極駆動回路部（ゲートドライバ部）１０４の裏面に配置される。これは、実装対象であるパソコン等の情報処理装置の横幅に制約があり、可能な限り表示部を構成する液晶表示装置（液晶表示モジュールＭＤＬ）の幅も縮小させる必要があるためである。
【００３９】
図５に示したように、薄膜トランジスタＴＦＴは、隣接する２本の画像信号電極配線２（ドレイン信号線ＤＬ）と、隣接する２本の走査電極配線（ゲート信号線ＧＬ）との交差領域に配置される。薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極とゲート電極は、それぞれ画像信号電極配線２（ドレイン信号線ＤＬ）と走査電極配線（ゲート信号線ＧＬ）に接続される。
【００４０】
薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極は画素電極に接続され、画素電極とカラーフィルタ基板に形成されている共通電極（コモン電極）との間に液晶層が設けられているので、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極との間には液晶容量（ＣLC）が等価的に接続される。薄膜トランジスタＴＦＴは走査電極配線（ゲート信号線ＧＬ）に正のバイアス電圧を印加すると導通し、負のバイアス電圧を印加すると不導通となる。また、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極と前ラインの走査電極配線（ゲート信号線ＧＬ）との間には、保持容量（または付加容量）Ｃａｄｄが接続される。
【００４１】
なお、ソース電極、ドレイン電極は本来その間のバイアス極性によって決まるもので、この液晶表示装置ではその極性は動作中反転するので、ソース電極、ドレイン電極は動作中入れ替わるものと理解されたい。
【００４２】
図６は本発明を適用したアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。同図は本発明による液晶表示装置（以下、液晶パネル，回路基板，バックライト、その他の構成部材を一体化したモジュール：ＭＤＬと称する）の具体的構造を説明するものである。
【００４３】
ＳＨＤは金属板からなるシールドケース（メタルフレームとも言う）、ＷＤは表示窓、ＩＮＳ１〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路基板（ＰＣＢ１はドレイン側回路基板：画像信号配線１０１駆動回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板：走査電極配線１００駆動回路、ＰＣＢ３はインターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板ＰＣＢ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＣＨ１１はアクティブマトリクス基板上に直接搭載された画像信号電極駆動回路６、ＣＨ１２は同様に直接搭載された走査電極駆動回路、ＰＮＬは液晶表示パネル、ＧＣはゴムクッション、ＩＬＳは遮光スペーサ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＭＣＡは一体化成形により形成された下側ケース（モールドフレーム）、ＭＯはＭＣＡの開口、ＬＰは蛍光管、ＬＰＣはランプケーブル、ＧＢは蛍光管ＬＰを支持するゴムブッシュ、ＢＡＴは両面粘着テープ、ＢＬは蛍光管や導光板等からなるバックライトＢＬを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組立てられる。
【００４４】
液晶表示モジュールＭＤＬは、下側ケースＭＣＡとシールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜３、液晶パネルＰＮＬを収納固定した金属製のシールドケースＳＨＤと、線状ランプＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリズムシートＰＲＳ等からなるバックライトＢＬを収納した下側ケースＭＣＡとを合体させてなる。
【００４５】
インターフェース回路基板ＰＣＢ３には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およびタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミングコンバータＴＣＯＮ等が搭載される。
【００４６】
図６では、その液晶パネルの画像信号駆動回路と走査電極駆動回路（集積回路ＣＨ１，ＣＨ２）をアクティブマトリクス基板上に直接実装した、所謂ＣＯＧ方式で説明したが、本発明はこのような実装方式の液晶パネルに限定されるものではなく、従来からのＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）を用いて実装する方式にも同様に適用できる。
【００４７】
図７は本発明による液晶表示装置の実装例を説明するノート型コンピユータの斜視図である。このノート型コンピユータ（可搬型パソコン）はキーボード部（本体部）と、このキーボード部にヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部にはキーボードとホスト（ホストコンピュータ）、ＣＰＵ等の信号生成機能を収納し、表示部のケースＣＡＳＥには液晶パネルＰＮＬを有し、その周辺に駆動回路基板ＦＰＣ１，ＦＰＣ２、コントロールチップＴＣＯＮを搭載したＰＣＢ、およびバックライト電源であるインバータ電源基板ＩＶなどが実装される。
【００４８】
この可搬型パソコンは、前記実施例で説明した構造の液晶パネルを搭載しており、表示むらの無い高品質の画像表示を得ることができる。
【００４９】
上記実施例では、画像信号電極配線と静電気保護配線との分離部について説明したが、本発明は走査電極配線にも静電気保護配線を設けた場合には、その静電気保護配線と走査電極配線との分離部分にも同様に適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像信号電極配線と静電気保護配線との分離部での切断残りや切断時の飛散物の再付着による短絡による不良を防止でき、製造歩留りと信頼性が向上した表示不良のない高品質の画像表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第一実施例を説明する液晶パネルの画像信号電極配線端子部分の部分平面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の第二実施例を説明する液晶パネルの画像信号電極配線端子部分の分離部の模式断面図である。
【図３】チップオングラス方式で駆動回路を実装した液晶パネルの要部断面図である。
【図４】本発明を適用した液晶表示装置を構成する液晶パネルとその外周部に配置された回路を示すブロック図である。
【図５】本発明を適用した液晶パネルの等価回路とその外周部に配置される駆動回路等の回路構成図である。
【図６】本発明を適用したアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の実装例を説明するノート型コンピユータの斜視図である。
【図８】従来の液晶表示装置を構成する液晶パネルの画像信号電極配線引き出し部分の説明図である。
【符号の説明】
１  アクティブマトリクス基板
２  画像信号電極配線
３  外部接続端子
４  静電気保護配線
５  静電気保護共通配線
６  画像信号電極駆動回路
７  切断線
８  分離部
８Ａ  切断部分
８０  ＩＴＯ
８１  クロム層
８２  アルミニウム層
８３  絶縁保護層
９  レーザ走査領域
９０  レーザスポット
１０  カラーフィルタ基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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