(57)【要約】【課題】  異物付着の原因となる成膜時のマスクを用いることなく第１配向膜を形成し、配線不良の原因となるボンディングパッド部上への第１配向膜の付着を極力防止することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】  画素電極１２と、能動素子回路１４よりなる表示画素Ｐｘが配置されると共に、無機材料よりなる第１配向膜１６が形成され、能動素子回路に電気的に接続される複数のボンディングパッド部５２が周辺部に配置されてなる第１基板４と、無機材料よりなる第２配向膜２０が積層され、第１基板に所定の間隙をもって対向配置される第２基板と、両配向膜の間に封入される液晶層８とよりなる液晶表示装置において、ボンディングパッド部の表面には無機材料よりなる第１配向膜を指向性の高い蒸着法で形成する際に部分的に無機材料を付着させる部分と付着させない部分を発生させるための凹凸部５４が形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と該画素電極に接続される能動素子回路よりなる表示画素がマトリクス状に配置されると共に、前記画素電極の表面に無機材料よりなる第１配向膜が形成され、前記能動素子回路に電気的に接続される複数のボンディングパッド部が前記画素電極の周辺部に配置されてなる第１基板と、
共通電極上に無機材料よりなる第２配向膜が積層されると共に、前記第１基板に所定の間隙をもって対向配置される第２基板と、
前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に封入される液晶層と、
よりなる液晶表示装置において、
前記ボンディングパッド部の表面には、前記無機材料よりなる第１配向膜を指向性の高い蒸着法で形成する際に部分的に無機材料を付着させる部分と付着させない部分を発生させるための凹凸部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオプロジェクタ等の大画面ディスプレイや光コンピュータ等に用いられる液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に大画面の映像を表示するビデオプロジェクタや光コンピュータ等においては、画像情報を有する電気信号を画像に変換したり、光情報を電気信号に変換することなしに加工（演算）するデバイスとして、液晶表示装置が用いられている。この液晶表示装置においては高解像と高輝度が性能上特に重要であるが、それを両立させることが可能なものとして反射方式の液晶表示装置が知られている。
ここで、従来の一般的な反射型の液晶表示装置について説明する。図５は従来の液晶表示装置の一例を示す平面図、図６は図５中のＡ−Ａ線矢視断面図、図７は１つの表示画素を示す断面図、図８は配向膜形成時のボンディングパッド部の状況を示す拡大断面図である。
【０００３】
図５乃至図７に示すように、この液晶表示装置２は、例えば半導体材料であるシリコン基板よりなる第１基板４と、この第１基板４に対して所定の隙間をもって対向配置される、例えばガラス板等の透明な材料よりなる第２基板６と、これらの第１基板４と第２基板６との間に、その周辺部をシール材１０でシールして封入される液晶層８とにより主に構成されている。上記第１基板４の表面（液晶層８側）には、表示画素Ｐｘが縦横にマトリクス状に多数個配置されている。各表示画素Ｐｘは、表面側に位置する光反射性の画素電極１２と、この画素電極１２の下部に位置する能動素子回路１４（図７参照）とよりなり、上記能動素子回路１４は画素電極１２に電気的に接続される。
【０００４】
そして、上記画素電極１２を含む第１基板４の表面（図中において上面）には、第１配向膜１６が形成されている。また上記第２基板６の表面（図中において下面）には、例えばＩＴＯよりなる透明な共通電極１８が形成されており、更に、この共通電極１８の表面（下面）に第２配向膜２０が形成されている。そして、上記各画素電極１２と共通電極１８との間に個別に表示信号を印加することにより各表示画素Ｐｘ毎に液晶層８を駆動し、第２基板６側より入射される読出し光を変調して反射光として出力するようになっている。
【０００５】
ここで上記第１基板４側には、各能動素子回路４へ接続されて表示信号を供給する水平信号線や画素選択を行う垂直走査線（図示せず）が形成されると共に、第１基板４の周辺部にはこれらの水平信号線や垂直走査線に接続された水平走査駆動回路や垂直走査駆動回路（図示せず）が設けられ、更に、外部より上記水平走査駆動回路や垂直走査駆動回路へ各種の信号（電力も含む）を供給するためのボンディングパッド部２２が周辺部に配置されている。
【０００６】
このボンディングパッド部２２は、例えば第１基板４の周辺部に沿って所定のピッチで多数個設けられている。そして、ボンディングパッド部２２は、その下部で上記水平走査駆動回路や垂直走査駆動回路へ接続されている配線電極２６上に積層して接合されている。このようなボンディングパッド部２２に、例えばフレキシブルプリント基板（図示せず）を溶着により接続し、外部よりこの第１基板４へ信号等を供給し得るようになっている。
ここで各表示画素Ｐｘの具体的構成について図７を参照してより詳しく説明する。図７に示すように、シリコン基板よりなる第１基板４上には、半導体プロセスによってＭＯＳ−ＦＥＴよりなるスイッチングトランジスタ３０と電荷蓄積容量３２が形成されている。３４は絶縁体層、３６はスイッチングトランジスタ３０のドレイン、３８はゲート、４０はソースである。
【０００７】
また、上記絶縁体層３４の上にはＡｌ製の反射型の画素電極１２が形成されており、その下側の一部がスイッチングトランジスタ３０のソース４０に接続されていると共に、その接続部分から板状の信号検出部４２を側方へ延在せしめ、信号検出部４２と第１基板４の間にＳｉＯ２の絶縁膜４４を介在させることで上記 電荷蓄積容量３２を構成している。
従って、第１基板４に対して一画素単位でＭＯＳ−ＦＥＴよりなるスイッチングトランジスタ３０と電荷蓄積容量部３２からなる前記能動素子回路１４が形成されている。また、ガラス基板よりなる第２基板６の片面に透明な共通電極１８が全面に亘って形成されている。そして、第１基板４側の画素電極１２と絶縁体層３４が現れた表面と、透明な第２基板６側の透明な共通電極１８の表面にはそれぞれ第１及び第２配向膜１６、２０が形成されており、各基板４、６の配向膜１６、２０の間に負の誘電異方性を有する液晶層８を封止して、液晶表示装置を構成している。
【０００８】
上記したような構成の液晶表示装置は、種々の駆動方式が存在しているが、液晶の複屈折を利用し、初期配向状態が配向膜の表面に対してほぼ垂直で、電界をかけることで液晶を第１及び第２配向膜１６、２０の表面に平行に寝かせる方式はコントラスト比や応答速度に優れ、反射型の液晶プロジェクタ用に最適な方式であると考えられている。
しかし、この方式では液晶は完全に垂直ではなく、わずかに傾斜させる（プレチルト角を持たせる）必要がある（例えば、特許文献１参照）。上記第１、第２配向膜１６、２０の形成方法としては、有機材料のポリイミド膜のラビング法、無機材料の斜方蒸着法、イオンアシスト斜方蒸着法などが知られている。
【０００９】
上記ポリイミド配向膜ではポリイミド材料と使用する液晶材料によってプレチルト角の大きさがほぼ決まってしまい、成膜条件やラビング条件を変化させても、プレチルト角をほとんど変えることが出来ない。一般にプレチルト角は大きなものが得られ難く、大きくできた場合でも、膜の表面状態が悪いために、ムラやラビング筋が発生し易い。また、配向膜が有機物なので、耐光性、耐熱性に問題がある。
これに対して、無機材料の斜方蒸着法等は耐光性、耐熱性がよく、歩留り低下の原因となるラビングが不要で、なおかつ所望の配向特性が得られることから注目されている。
【００１０】
ところで、反射型の液晶表示装置の製造方法は、一般的にはシリコン基板に能動素子回路と、画素電極を多数個形成した後に、各チップ毎に切断した後、配向膜を形成し、これと透明な第２基板とを貼り合わせ、液晶を注入後に封止するという手順がとられている。
ところが、近年、液晶プロジェクタの低価格化に伴い、液晶表示装置は小型化の傾向にある。すなわち液晶表示装置のコストは、歩留りの向上も含めチップサイズが小さいほど単価が下がると言われている。特にシリコン基板上にＭＯＳ回路を形成して、液晶を駆動させるアクティブマトリックスタイプの反射型の液晶表示装置においては、半導体プロセスとほぼ同等のコスト関係が成立する。よって、このチップサイズを如何に小さくすることが出来るかがコストの低減には重要となる。
【００１１】
しかし、チップサイズの小型化とともに、分断後のチップである第１基板のハンドリングの領域が狭くなり、従来のハンドリング方法ではハンドリングが困難になってきている。そのため、新たな製造方法として、ＭＯＳ回路を形成した大口径のシリコン基板をチップサイズに分断することなく、このシリコン基板と同サイズの透明な第２基板に、配向膜をそれぞれ形成した後、両基板を貼り合わせ、これに液晶を注入した後、最後に各チップサイズに分断する方法が採用されている。
【００１２】
【特許文献１】特許第２９４４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上述の製造方法において第１基板４に対する第１配向膜１６の形成を斜方蒸着法で行なう場合、ボンディングパッド部２２へ絶縁性の配向膜が付着すると、配線不良を引き起こすことから、ボンディングパッド部上に配向膜が付着しないように、図８に示すようにボンディングパッド部２２上にマスク４８を配置して配向膜の成膜を行う。そして、配向膜の形成後に、信号線用の例えばフレキシブルプリント基板を、間に異方性導電性樹脂を介在させて上記ボンディングパッド部２２へ熱圧着することにより、外部から信号等を入力できるようにしている。しかし、チップサイズの小型化に伴い、マスクするエリアも狭くなってマスク４８の設置位置を誤差に起因してボンディングパッド部２２に配向膜が付着したり、或いはマスク４８に付いていた異物が落下して基板に付着したりし、この結果、歩留まりを低下させる原因となっていた。
【００１４】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、第１基板に対して第１配向膜の形成の際に、異物付着の原因となる成膜時のマスクを用いることなく第１配向膜を形成し、なおかつ配線不良の原因となるボンディングパッド部上への第１配向膜の付着を極力防止することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に係る発明は、画素電極と該画素電極に接続される能動素子回路よりなる表示画素がマトリクス状に配置されると共に、前記画素電極の表面に無機材料よりなる第１配向膜が形成され、前記能動素子回路に電気的に接続される複数のボンディングパッド部が前記画素電極の周辺部に配置されてなる第１基板と、共通電極上に無機材料よりなる第２配向膜が積層されると共に、前記第１基板に所定の間隙をもって対向配置される第２基板と、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に封入される液晶層と、よりなる液晶表示装置において、前記ボンディングパッド部の表面には、前記無機材料よりなる第１配向膜を指向性の高い蒸着法で形成する際に部分的に無機材料を付着させる部分と付着させない部分を発生させるための凹凸部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液晶表示装置によれば、ボンディングパッド部の表面に凹凸部を形成するようにしたので、第１配向膜の形成の際にマスクを用いることが不要となるため、配向膜の形成時に第１基板であるＩＣチップへの異物の付着やボンディングパッド部全面への配向膜の付着を防止でき、この結果、歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る液晶表示装置の一例を示す平面図、図２は図１中の第１配向膜を形成する前のボンディングパッド部を示す拡大断面図、図３は図１中の第１配向膜を形成した後のボンディングパッド部を示す拡大断面図である。尚、図５〜図８にて説明した構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本発明の液晶表示装置５０は、ボンディングパッド部以外の構造は、先に説明した従来の液晶表示装置２０と同じである。すなわち、この液晶表示装置５０は、例えば半導体材料であるシリコン基板よりなる第１基板４と、この第１基板４に対して所定の隙間をもって対向配置される、例えばガラス板等の透明な材料よりなる第２基板６と、これらの第１基板４と第２基板６との間に、その周辺部をシール材１０でシールして封入される液晶層８とにより主に構成されている。そして、図６及び図７に示したように、上記第１基板４の表面（液晶層８側）には、表示画素Ｐｘが縦横にマトリクス状に多数個配置されている。各表示画素Ｐｘは、表面側に位置する光反射性の画素電極１２と、この画素電極１２の下部に位置する能動素子回路１４（図７参照）とよりなり、上記能動素子回路１４は画素電極１２に電気的に接続される。
【００１９】
そして、上記画素電極１２を含む第１基板４の表面（図中において上面）には、第１配向膜１６が形成されている。また上記第２基板６の表面（図中において下面）には、例えばＩＴＯよりなる透明な共通電極１８が形成されており、更に、この共通電極１８の表面（下面）に第２配向膜２０が形成されている。そして、上記各画素電極１２と共通電極１８との間に個別に表示信号を印加することにより各表示画素Ｐｘ毎に液晶層８を駆動し、第２基板６側より入射される読出し光を変調して反射光として出力するようになっている。
【００２０】
ここで上記第１基板４側には、各能動素子回路４へ接続されて表示信号を供給する水平信号線や画素選択を行う垂直走査線（図示せず）が形成されると共に、第１基板４の周辺部にはこれらの水平信号線や垂直走査線に接続された水平走査駆動回路や垂直走査駆動回路（図示せず）が設けられ、更に、外部より上記水平走査駆動回路や垂直走査駆動回路へ各種の信号（電力も含む）を供給するための本発明の特徴とするボンディングパッド部５２が周辺部に配置されている。
【００２１】
このボンディングパッド部５２は、例えば第１基板４の周辺部に沿って所定のピッチで多数個、例えば実際には数１０個程度設けられている。そして、ボンディングパッド部５２は、その下部で上記水平走査駆動回路や垂直走査駆動回路へ接続されている配線電極２６上に積層して接合されている。
ここで上記ボンディングパッド部５２の表面には、上記ボンディングパッド部５２の表面には、上記無機材料よりなる第１配向膜１６を指向性の高い蒸着法で形成する際に部分的に無機材料が付着しない部分を発生させるための凹凸部５４が形成されている。
【００２２】
具体的には、上記ボンディングパッド部５２は、配線電極２６上に所定の隙間を隔てて複数条に亘って形成された例えばＳｉＯ２ よりなる層間絶縁膜５６と、この層間絶縁膜５６の上面及び側面を含む表面全体に亘って形成した例えばＡｌ等の導電性材料よりなるボンディングパッド薄膜５８とにより構成されている。従って、１つのボンディングパッド部５２の上面は、断面矩形の凸部５４Ａと凹部５４Ｂとが交互に繰り返すパルス状になった凹凸部５４が形成されている。
【００２３】
上記ボンディングパッド部５２の形成方法は、例えばＡｌをスパッタして配線電極２６を形成し、その上にＳｉＯ２ 膜を例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成膜する。そして、このＳｉＯ２ 膜をパターニングした後に不要部分をエッチングにより除去して断面凹凸状の層間絶縁膜５６を形成し、最後にＡｌをスパッタにてパターニングすることによりボンディングパッド薄膜５８を形成して、ボンディングパッド部５２の全体が完成されることになる。ここで上記層間絶縁膜５６の厚さＨ１は例えば１μｍ程度、ボンディングパッド薄膜５８の厚さＨ２は０．２μｍ程度、１つのボンディングパッド部５２の幅Ｌ１は１ｍｍ程度、凹凸部５４のピッチＰは２μｍ程度、凸部５４Ａ間の間隔Ｌ２は１μｍ程度である。尚、図２においては、１つのボンディングパッド部５２に８個の凸部５４Ａが設けられているが、実際には更に多くの凸部５４Ａが設けられるのは勿論である。
【００２４】
このように、ボンディングパッド部５２の表面に凹凸部５４を形成することにより、斜方蒸着法により第１配向膜１６を成膜する際に、蒸着源から凸部５４Ａの陰になる部分には配向膜が付着しなくなるようにしている。図３は第１配向膜１６が斜法蒸着法により形成された状態を示し、ここで蒸着源の方向は、第１基板４に対する鉛直線から左方向へ角度θだけ傾いた斜め上方向からマスクを用いることなく蒸着を行うようにしている。従って、上記斜め上方向に対して凸部５４Ａの陰となっている部分には、第１配向膜１６が付着されず、その部分ではボンディングパッド薄膜５８の露出状態が維持されている。
上述のようにして図３に示すような形状で第１配向膜１６が部分的に付着しているような状態のボンディングパッド部５２にフレキシブルプリント基板を、間に異方性導電性樹脂を介在させて熱圧着したところ、導通不良は発生せず、良好な導通状態であることが確認できた。尚、上記導電性樹脂中には、粒状の導通材が混入されており、この導通材が熱により溶融して配向膜１６の付着していない露出状態のボンディングパッド薄膜５８と接続され、電気的な導通が図られることになる。
【００２５】
このように、ボンディングパッド部５２の表面に凹凸部５４を形成するようにしたので、第１配向膜１６の形成の際にマスクを用いることが不要となるため、配向膜の形成時に第１基板４であるＩＣチップへの異物の付着やボンディングパッド部全面への配向膜の付着を防止でき、この結果、歩留まりを向上させることができる。
この場合、角度θは凹凸部５４のピッチＰと凸部５４Ａの高さＨ１等に基づいて最適になるように設定され、例えば３０〜８０度の範囲が好ましい。
【００２６】
また上記実施例ではボンディングパッド部５４の断面形状は矩形パルス状としたが、この形成に限定されず、斜方蒸着法を用いた時に配向膜が付着しない部分が生じるような形状ならばどのような形状でもよく、例えば図４に示すように断面三角形状のノコギリ歯状となるように形成してもよい。
更に、本発明は、例えば大口径のシリコン基板をチップサイズに切り出す前に適用してもよいし、ハンドリングは難しくなるがチップサイズに切り出した後に適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１中の第１配向膜を形成する前のボンディングパッド部を示す拡大断面図である。
【図３】図１中の第１配向膜を形成した後のボンディングパッド部を示す拡大断面図である。
【図４】ボンディングパッド部の変形例の断面形状を示す図である。
【図５】従来の液晶表示装置の一例を示す平面図である。
【図６】図５中のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図７】１つの表示画素を示す断面図である。
【図８】配向膜形成時のボンディングパッド部の状況を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
４…第１基板、６…第２基板、８…液晶層、１２…画素電極、１４…能動素子回路、１６…第１配向膜、１８…共通電極、２０…第２配向膜、５０…液晶表示装置、５２…ボンディングパッド部、５４…凹凸部、５４Ａ…凸部、５４Ｂ…凹部、５６…層間絶縁膜、５８…ボンディングパッド薄膜、Ｐｘ…表示画素。
【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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