(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、
前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタを有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着されている液晶表示装置において、
前記ドレイン配線は前記シール材より表示領域側でゲート配線と同一工程で形成された金属材料に繋ぎ変えられ、前記シール材下では前記ドレイン配線は該ゲート配線と同一工程で形成された金属材料層として引き出され、前記シール材より外側の外部接続端子側領域では、前記ゲート配線と同一工程で形成された金属材料層から前記ドレイン配線層による金属材料層を経由し、外部接続端子へと接続され、前記ドレイン配線と前記液晶層間に保護膜を有し、前記ゲート配線と同一工程で形成された金属材料層と前記ドレイン配線層間に無機絶縁膜を有し、
前記保護膜は、前記シール材下の領域では開口部を有し、前記シール材は前記無機絶縁膜と接着していることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項２】
前記保護膜は、ＳｉＮで形成された無機膜と感光性有機材料の積層膜であることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】
前記保護膜は、コンタクトホール形成に際し１回の露光で加工された開口部を有する請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】
前記保護膜は、感光性有機材料のみからなることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項５】
前記無機絶縁膜は、前記シール材に接する面に凹凸が形成されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項６】
前記シール材はシランカップリング材を混合して形成され、更に前記無機絶縁膜はＳｉを含有して形成されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）方式等のアクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶を挟んで対向配置された２枚の基板それぞれの液晶層側に電極を配置し、該電極間に基板に垂直な方向の電界を形成する、いわゆる縦電界方式と、液晶の上下基板間の液晶間隙に基板に平行な成分を有する横電界を印加する横電界方式（インプレーンスイッチングモード：ＩＰＳ型）が主に用いられている。いずれの方式も前記対向配置された基板それぞれの液晶層側の最表面に液晶分子の初期配向を制御するための配向膜を形成し、さらに液晶層はその四周がシール材により封止されている。
【０００３】
シール材が形成された領域は、画素が形成された有効表示領域に対し、周辺領域あるいは外周部と称され、該外周部の少なくとも１辺ではシール材より下層で配線が端子部に引き出されている。
【０００４】
上記外周部の断面構造の例としては、特開２００１−１３３７８７号、特開２００１−２６４７９３号などが公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
外周部はシール材による上下基板の固定と配線の引出しという２つの重要な役割を有する。前者に対しては、強度を向上するという課題があり、特にシール材と該シール材が付着する層の接着力を向上させることが重要である。後者に対しては配線の引出し部での信頼性確保という課題があり、特にシール部との直接の接触を防止することが重要である。本発明の第１の目的は、上記２つの課題を両立して解決する手段を提供することにある。
【０００６】
さらに、配線より上層に有機絶縁膜を構成し、その上に電極を構成する液晶表示装置が例えば特開平９−２３０３７８号に知られている。しかし発明者は、有機絶縁膜とシール材を付着させた場合、上記付着する層が該有機絶縁膜となり、この場合接着力が低下するという新たな課題を見出した。本発明の第２の目的は、画素内の配向膜に接して形成される有機膜層を有する液晶表示装置においても、前記２つの課題を両立して解決する手段を提供することにある。
【０００７】
本願のさらなる課題と目的は、本願明細書において明らかとなるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題を解決するための手段の主な例を挙げると、以下のようになる。
【０００９】
（手段１）
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタを有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着され、少なくとも前記第１の基板と前記第２の基板の液晶層側の最表面に配向膜を有する液晶表示装置において、前記第1の基板上において前記薄膜トランジスタと前記第１の基板に形成された配向膜との間に形成された有機膜を設け、該有機膜は前記シール材の領域で除去し、前記シール材は前記第１の基板の無機絶縁膜に対して接着し、かつ前記第２の基板の有機材料に対して接着する。
【００１０】
（手段２）
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタを有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着されている液晶表示装置において、前記ドレイン配線は前記シール材より表示領域側でゲート配線と同一工程で形成された金属材料に繋ぎ変え、前記シール材下では前記ドレイン配線は該ゲート配線と同一工程で形成された金属材料層として引き出し、前記シール材より外側の外部接続端子側領域では、前記ゲート配線と同一工程で形成された金属材料層から前記ドレイン配線層による金属材料層を経由し、外部接続端子へと接続する。
【００１１】
（手段３）
手段２において、前記薄膜トランジスタの保護膜として形成された有機保護膜に、前記ドレイン配線が前記シール材下のゲート配線と同一工程で形成された金属材料層として引き出される領域では開口部を設け、該領域のシール材は無機絶縁膜と接着する。
【００１２】
（手段４）
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタと、前記第１の基板と前記第２の基板の液晶層側の最表面に配置された配向膜と、前記第１の基板と前記第２の基板の液晶層側と対向する側にそれぞれ偏光板を有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着されている液晶表示装置において、画素の集合体として定まる画素領域の各画素に前記第１の基板上に画素電極と共通電極を設け、該画素電極と共通電極間に前記第１の基板と平行な成分を有する電界により前記液晶層を駆動し、前記第１の基板の前記画素領域から前記シール材の間の領域に少なくとも前記画素より幅の広い透明電極が形成し、前記配向膜は該透明電極形成領域に位置づけられて前記第１の基板と第２の基板の双方に形成された領域を設け、前記偏光板は該配向膜形成領域に位置づけられて設けられた領域を設け、前記偏光板、前記液晶層、前記配向膜の配置がノーマリーブラックを実現するよう構成する。
【００１３】
（手段５）
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタとを有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着されている液晶表示装置において、前記第１の基板と前記第２の基板のギャップを定める柱状スペーサを設け、該柱状スペーサは各画素の集合体として定まる画素領域より前記シール材側の領域に厚さの異なる少なくとも２つの領域を有し、そのうちの少なくとも一方の領域は前記第１の基板と前記第２の基板のギャップを定める高さであり、他方の領域は該一方の領域よりも薄く構成され、かつ該柱状スペーサは遮光性を呈する材料により構成する。
【００１４】
（手段６）
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタとを有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着されている液晶表示装置において、前記カラーフィルタ層を前記第１の基板上に構成し、画素の集合として定まる画素領域から端子領域までの間に前記ドレイン配線材料と前記ゲート配線材料が該配線間の層間絶縁膜を介して互いにその端部を重畳して形成される配線重畳領域を設け、該配線重畳領域に前記カラーフィルタ層の少なくとも１層を構成する。
【００１５】
（手段７）
第１の基板と第２の基板に挟まれた液晶層とカラーフィルタ層とを有し、前記第１の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差しマトリクス状に配置された複数のドレイン配線と、前記ゲート配線と前記ドレイン配線との交点に対応して形成された薄膜トランジスタとを有し、前記第１の基板と前記第２の基板がその外周部をシール材により接着されている液晶表示装置において、
前記シール材を前記第１の基板上に対して有機材料と接着され、前記第２の基板に対して無機材料と接着する。
【００１６】
本発明のさらなる手段は、以下の発明の実施の形態の中で明らかとなるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴を示す代表的な構造を、以下実施例により説明する。
【００１８】
（実施例１）
図1は本発明の一実施例の液晶表示装置に係る映像信号線（ドレイン線）側外周部の断面図、図２は液晶表示装置の画素部の平面図、図３は液晶表示装置の画素部の断面図、図４は液晶セルの平面構成図、図５は図４に示した表示パネルと外部回路を接続した状態を示す図である。ここで、図１は図４の平面構成図の１-１’として一点鎖線で示した切断線の断面図で、液晶セルの外周部における1本の映像信号（ドレイン）線側の端子配線Ｔｄにおける断面図である。
【００１９】
まず、画素部の構成について図２を用いて説明する。２本の映像信号線ＤＬとゲート配線ＧＬに囲まれた領域が画素を構成する。映像信号線ＤＬとゲート配線ＧＬを覆ってマトリクス状に共通電極ＣＰＴが構成されている。ＣＰＴは、金属材料で構成してもよい。また透明電極、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等で構成することにより実質的な光透過領域の向上を図ることができる。本実施例では、例えばＩＴＯで構成した。ポリシリコン層ＰＳＩはコンタクトホールＣＮＴ１により映像信号線ＤＬと接続し、ゲート配線ＧＬから延在したゲート電極を越え、コンタクトホールＣＮＴ１によりソース電極ＳＭに接続されている。ソース電極ＳＭはさらに、コンタクトホールＣＮＴ２により画素電極ＳＰＴに接続されている。ＳＰＴは、金属材料で構成してもよい。また透明電極、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等で構成することにより実質的な光透過領域の向上を図ることができる。本実施例では、例えばＩＴＯで構成した。すなわち本実施例ではＣＰＴとＳＰＴはＩＴＯにより同一レイヤで構成した。ゲート配線ＧＬと平行に共通配線ＣＬを有し、該ＣＬはコンタクトホールＣＮＴ１により共通金属電極ＣＭに接続され、さらにコンタクトホールＣＮＴ２により共通電極ＣＰＴに接続される。これにより、共通配線ＣＬから共通電極ＣＰＴへの共通電位が供給される。
【００２０】
図３に画素部の断面構成を示す。図２の３−３’間の領域である。図では丸印を付けているが、これは図の見やすさの便宜のためである。本明細書中の他の部分でも、図中の切断部を示す丸印の表記は文章では省略した。
【００２１】
３−３’間は、ドレイン配線ＤＬ〜ＴＦＴのポリシリコン層ＰＳＩ〜ソース電極ＳＭ〜画素電極ＳＰＴ〜主透過部〜共通電極ＣＰＴ〜共通金属電極ＣＭ〜共通配線ＣＬの断面となる。図３での左側はＴＦＴの断面に相当する。ドレイン配線ＤＬがＴＦＴの一方の電極としてのＰＳＩ（ｎ＋）層にＣＮＴ１により接続され、ソース電極ＳＭがＴＦＴの他方の電極としてのＰＳＩ（ｎ＋）層にＣＮＴ１により接続されている。ゲート配線層によりゲート電極ＧＬがゲート絶縁膜ＧＩ上に構成されたいわゆるＭＯＳ型ＴＦＴであり、図３の構造は特にトップゲート型あるいはプレーナー型と称される構造である。ただし、該構造に特に限定する物ではない。
【００２２】
歪点約６７０℃の無アルカリガラス基板ＧＬＳ１上に膜厚５０ｎｍのＳｉＮ膜と膜厚１２０ｎｍのＳｉＯ２膜からなる下地絶縁膜ＵＬＳが形成されている。
【００２３】
下地絶縁膜ＵＬＳ上にポリシリコン層ＰＳＩがあり、その上にＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜ＧＩがある。ゲート絶縁膜ＧＩ上には前記ゲート電極があり、該ゲート電極を覆って層間絶縁膜ＩＬＩが構成されている。層間絶縁膜ＩＬＩ上には金属からなるドレイン配線ＤＬが構成され、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉのように３層金属膜よりなる。ドレイン配線ＤＬはゲート絶縁膜ＧＩ及び層間絶縁膜ＩＬＩに開けられた第1のコンタクトホールＣＮＴ１を通じて、低温ポリシリコンＰＳＩのリンを不純物としてドープされた高濃度ｎ型層ＰＳＩ（ｎ＋）に接続されている。該高濃度ｎ型層ＰＳＩ（ｎ＋）は導電性が高く、擬似的に配線部として働く。一方、ＭｏあるいはＭｏＷのような金属膜よりなるゲート配線ＧＬ下のＰＳＩはボロンを不純物としてドープされたｐ型層ＰＳＩ（ｐ）となっており、いわゆる半導体層として働き、ゲート配線ＧＬにＯＮ電位で導通状態、ＯＦＦ電位で非導通状態となるスイッチング動作を示す。
【００２４】
ゲート配線ＧＬにオン電圧が印加された場合、ゲート配線ＧＬ下部でゲート絶縁膜ＧＩ下部であり、ボロンを不純物としてドープされたｐ型層ＰＳＩ（ｐ）のゲート絶縁膜ＧＩ界面のポテンシャルが反転してチャネル層が形成され、ｎ型化されＴＦＴにオン電流が流れ、結果的にソース電極ＳＭへ電流が流れ液晶容量が充電される。
【００２５】
上記ゲート配線ＧＬを覆うようにＳｉＯ２からなる層間絶縁膜ＩＬＩが形成され。さらにドレイン配線ＤＬの上層には膜厚２００ｎｍのＳｉＮからなる保護絶縁膜ＰＡＳと膜厚２μｍのアクリル系樹脂を主成分とする有機保護膜ＦＰＡＳにより被覆されている。有機保護膜ＦＰＡＳ上では、インジウム‐スズ酸化物（ＩＴＯ）よりなる共通電極ＣＰＴ及び画素電極ＳＰＴが形成されている。画素電極ＳＰＴは有機保護膜ＦＰＡＳおよび保護絶縁膜ＰＡＳに設けられたコンタクトホールＣＮＴ２によりソース電極ＳＭと接続されている。
【００２６】
ゲート配線ＧＬと同層で、共通配線ＣＬが構成されている。共通配線ＣＬは、ＩＬＩに構成されたコンタクトホールＣＮＴ１により共通金属電極ＣＭに接続されている。さらに保護絶縁膜ＰＡＳおよび有機保護膜ＦＰＡＳに設けられたコンタクトホールＣＮＴ２により共通金属電極ＣＭと共通電極ＣＰＴが接続されている。
【００２７】
ＳＰＴとＰＳＩ（ｎ＋）の接続にＳＭを介し、またＣＬとＣＰＴの接続にＣＭを介して接続する利点は、直接接続する場合よりコンタクトホールを小さくできる点にある。また一度に加工するコンタクトホールの深さを低減できるため、加工性が向上し、残査による接触不良が低減し、歩留りの向上が実現するからである。
【００２８】
そして上記画素電極ＳＰＴと共通電極ＣＰＴ間に基板と平行な成分を有する電界、いわゆる横電界Ｅを発生させることにより、液晶層ＬＣ中の液晶分子を駆動する。
【００２９】
一方、液晶ＬＣを封止する対向の基板ＧＬＳ２にはカラーフィルタ（ＣＦ）が形成されている。ＧＬＳ２上には色表示を行う顔料を分散した有機膜材料から構成された色フィルタ（ＦＩＬ）がその画素毎に割り当てられた色に応じて、青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の透過光を表現する色フィルタとなっている。その内側には有機材料からなるオーバコート膜ＯＣ膜が形成されている。ＯＣ膜は平坦性を向上する効果がある。ＧＬＳ２及びＧＬＳ１のＬＣに対して接している面には配向膜ＯＬＩが形成されて、必要に応じて配向処理が施され、初期配向方向を制御している。またＧＬＳ２及びＧＬＳ１の外側の面にはそれぞれ偏光板ＰＯＬが貼られる。この偏光板は互いのガラス基板間で偏光軸が直交するいわゆるクロスニコル状態が形成されている。表示としてはノーマリーブラックモードの、すなわち、無電界で黒表示とした液晶表示装置である。
【００３０】
前記、画素電極ＳＰＴと共通電極ＣＰＴで挟まれた領域が主透過領域である。ＩＰＳ方式では、このＳＰＴとＣＰＴの電極間に印加された横電界Ｅにより液晶分子ＬＣが印加電圧により回転し、クロスニコルに配置された偏光板への偏光度を変えて透過率が変化する。結果的に、横方向に電界が印加されない場合は、たとえ画素電極あるいは共通電極がＩＴＯのような透明電極であっても透過率が変化しない。本実施例では、ポジ型の液晶分子ＬＣを用いており、前記画素透明電極ＳＰＴ及び共通透明電極ＣＰＴはその端部では電極上で１．５μｍは横電界成分が印加されるので透過に寄与する。
【００３１】
有機保護膜ＦＰＡＳはその比誘電率は約３とＳｉＮで形成した保護膜ＰＡＳの約７に比べて半分程度と低い。さらにその厚さは、ＳｉＮが真空中の気相成長法で製膜しているのに比べ塗布法で形成することができるため、簡易にＳｉＮの２００ｎｍに対して１０倍の２μｍ以上の成膜が実現する。したがって有機保護膜ＦＰＡＳ上に配置された透明電極ＳＰＴ及びＣＰＴはドレイン配線ＤＬ上に配置してもドレイン配線ＤＬと電極間の寄生容量が極めて小さくでき、結果的に平面レイアウトが最適化でき、開口率が向上し、明るい液晶表示装置が提供できる。
【００３２】
ポリシリコンを半導体層として用いる表示装置では、ポリシリコンＰＳＩ中の欠陥の置き換え効果があるＳｉＮをポリシリコンより上層のいずれかの層に設けることが望ましい。本実施例では、保護絶縁膜をＳｉＮとすることでこれを実現した。ＳｉＮは、ＳｉＮ：Ｈの形で水素をトラップする特性がある。ダングリングボンドがＨ原子で終端され安定化するためである。これにより、ポリシリコンＰＳＩ中の欠陥を置き換え、ＰＳＩの特性を安定化し、しきい値電圧の変動を防止できる。
【００３３】
ＳｉＮによるＰＡＳ、アクリルによるＦＰＡＳの２種類の保護膜をそれぞれ別のホト工程を用いて加工した場合製造する上の製造工程が増加してコストが上昇する。本実施例では、有機保護膜ＦＰＡＳとして感光性のアクリル樹脂を用い、これを現像し、有機保護膜ＦＰＡＳ自身をマスクとして保護膜ＰＡＳを加工している。そのため第２のコンタクトホールＣＮＴ２はその開口端面はほぼ同一パターンになっている。これらの採用で、簡単な製造工程で明るい液晶表示が提供できる。
【００３４】
次に液晶パネルの概観の平面構造について説明する。図４は上下のガラス基板ＧＬＳ１、ＧＬＳ２を含む表示パネルのマトリクス（ＡＲ）周辺の要部平面を示す図である。このパネルの製造では、小さいサイズであればスループット向上のため１枚のガラス基板で複数個分のデバイスを同時に加工してから分割し、大きいサイズであれば製造設備の共用のためどの品種でも標準化された大きさのガラス基板を加工してから各品種に合ったサイズに小さくし、いずれの場合も一通りの工程を経てからガラスを切断する。
【００３５】
図４は後者の例を示すもので、上下基板ＧＬＳ１、ＧＬＳ２の切断後を表している。いずれの場合も、完成状態では外部接続端子群Ｔｇ、Ｔｄが存在する（図で上辺）部分はそれらを露出するように上側基板ＧＬＳ２の大きさが下側基板ＧＬＳ１よりも内側に制限されている。端子群Ｔｇ、Ｔｄはそれぞれ後述するＴＦＴガラス基板ＧＬＳ１上で表示部ＡＲの左右に配置された低温ポリシリコンＴＦＴの走査回路ＧＳＣＬへ供給する電源及びタイミングデータに関する接続端子、表示領域ＡＲの上部でＴＦＴガラス基板ＧＬＳ１上に低温ポリシリコンＴＦＴのドレイン分割回路ＤＤＣへの映像データあるいは電源データを供給するための端子Ｔｄであり、引出配線部を集積回路チップＣＨＩが搭載されたテープキャリアパッケージＴＣＰ（図５）の単位に複数本まとめて配置されている。各群のマトリクス部からＴＦＴガラス基板上のドレイン分割回路ＤＤＣを経て外部接続端子部に至るまでの引出配線は、両端に近づくにつれ傾斜している。これは、パッケージＴＣＰの配列ピッチ及び各パッケージＴＣＰにおける接続端子ピッチに表示パネルのドレイン信号端子Ｔｄを合わせるためである。
【００３６】
透明ガラス基板ＧＬＳ１、ＧＬＳ２の間にはその縁に沿って、液晶封入口ＩＮＪを除き、液晶ＬＣを封止するようにシールパターンＳＬが形成される。シール材は例えばエポキシ樹脂から成る。
【００３７】
図３の断面構造で示した配向膜ＯＲＩ層は、シールパターンＳＬの内側に形成される。液晶ＬＣは液晶分子の向きを設定する下部配向膜ＯＲＩと上部配向膜ＯＲＩとの間でシールパターンＳＬで仕切られた領域に封入されている。
【００３８】
この液晶表示装置は、ＧＬＳ１側、ＧＬＳ２側で別個に種々の層を積み重ね、シールパターンＳＬを基板ＧＬＳ２側に形成し、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１と上部透明ガラス基板ＧＬＳ２とを重ね合わせ、シール材ＳＬの開口部として設けられる封入口ＩＮＪから液晶ＬＣを注入し、その後該封入口をエポキシ樹脂などで封止し、上下基板を切断することによって組み立てられる。むろん液晶の注入は吸引法あるいは滴下法などによっても良い。
【００３９】
図５は、図４に示した表示パネルに映像信号駆動ＩＣを搭載したＴＣＰとＴＦＴ基板ＧＬＳ１上に低温ポリシリコンＴＦＴで形成したドレイン分割回路ＤＤＣとの接続及びＴＦＴ基板ＧＬＳ１に低温ポリシリコンＴＦＴで形成した走査回路ＧＳＣＬと外部とを接続した状態を示す上面図である。
【００４０】
ＴＣＰは駆動用ＩＣチップがテープ・オートメイティド・ボンディング法（ＴＡＢ）により実装されたテープキャリアパッケージ、ＰＣＢ１は上記ＴＣＰやコントロールＩＣであるＴＣＯＮ、その他電源用のアンプ、抵抗、コンデンサ等が実装された駆動回路基板である。ＣＪはパソコンなどからの信号や電源を導入するコネクタ接続部分である。
【００４１】
上記のように、液晶表示装置の外周部はＴＦＴガラス基板上に外部回路との接続端子ＴｇあるいはＴｄが形成される領域である。またＴＦＴガラス基板とＣＦガラス基板とを接続させるシール材が形成された領域である。
【００４２】
図１に図４の１−１’切断線での断面構造の一例を示し、特に外周部、すなわち有効表示領域外の領域を説明する。図１により図４のＴＦＴ液晶セルの接続端子Ｔｄ、シール領域、画面領域に対する断面構造の一例を説明する。
【００４３】
ＧＬＳ１とＧＬＳ２はシール材ＳＥＬを介して組み合わされ、これらの間に液晶ＬＣが封入されている。シール材は上下のガラス基板の接着材の役割を果し、有機系材料を印刷あるいは塗布し、紫外線あるいは熱で硬化させる。
【００４４】
ＧＬＳ１がＧＬＳ２から外側に突き出した領域には、外部回路のテープキャリアパッケージＴＣＰあるいはフレキシブルプリント基板ＦＰＣに最終的に接続される接続端子電極ＴＭが形成されている。接続端子電極ＴＭは、例えば図３の画素領域の断面構造での画素電極ＳＰＴに用いられているＩＴＯで構成する。ＩＴＯを初めとする透明導電体は、酸化物であるため酸化に対する安定性がほとんどの金属材料より高く、端子ＴＭのように水分にさらされる端子の腐食性を向上できる材料である。図1の右側の領域は画素領域へ向かう領域である。図４の端子配線Ｔｄは、図１においては、以下の電流経路を持つ配線の総称である。すなわち、端子電極ＴＭ、保護膜ＰＡＳ及び有機保護膜ＦＰＡＳ膜に開口したコンタクトホールＣＮＴ２を経て、図３のドレイン配線ＤＬと同一工程、材料で形成された金属配線（図１ではＤＬと記載）、層間絶縁膜ＩＬＩに開口された第1のコンタクトホールＣＮＴ１を経て、図３のゲート配線ＧＬと同一工程、材料で構成された金属材料（図１ではＧＬと記載）、そして再度、第1のコンタクトホールＣＮＴ１を経てドレイン配線ＤＬへ至る。
【００４５】
ＧＬＳ１とＧＬＳ２の間隙、すなわち液晶ギャップは支柱ＣＳで規定である。ＣＳはＧＬＳ１あるいはＧＬＳ２上に有機膜を塗布、ホト、現像、加熱の一連の工程を経て加工される。基本的には、円筒、台形、四角などの形状に加工され、画素部では数画素に１個の単位で透過率や配向膜のラビング処理による配向状態への影響を少なくする場所に配置される。外周部においても同図のように液晶ギャップを保持するために配置されている。
【００４６】
以上のような外周部では、（１）液晶ギャップを保つ、（２）上下基板を接着する、（３）水分などによる腐食の影響を受けやすい端子領域の配線の腐食を防ぐ、（４）制御されない光漏れを防止する、という４つの大きな役割が要求される。
【００４７】
（１）に対しては、シールＳＥＬ中にファイバあるいは支柱ＣＳを設ける、もしくはシールＳＥＬ近傍に支柱ＣＳを設けることが望ましい。図1にはシール近傍に設けた支柱ＣＳを開示する。むろん、シールＳＥＬ中にさらにファイバあるいは支柱を設けても良い。しかし図1のように画素領域とシールＳＥＬ部で段差のある構造では、シール近傍のＦＰＡＳ形成領域に支柱ＣＳを設ける、あるいはシールＳＥＬ内にＣＳより太いファイバを設けることの一方もしくは双方を組み合わせて用いることが望ましい。
【００４８】
（４）に対しては、本実施例では図１に示すようにＧＬＳ２基板の内側面に金属あるいは黒顔料を混入した有機材料のブラックマトリクスＢＭを配置し、その遮光性を保つことで外周部の光漏れを防止した。
【００４９】
（２）に対しては、その接着強度は強いほうが望ましい。信頼性が向上するからである。上下基板はシール材ＳＥＬで接着され、その接着強度は相手基板の表面状態に強く依存する。例えば、汚染度、水分有無、表面の微細な凹凸などである。本実施例では、ＣＦガラス基板ＧＬＳ２上では、オーバコート膜ＯＣとした。これにより、ＣＦの段差を平坦化した。平坦化により、段差部があった場合のシール材の形成不良やボイド（空隙）を防止できるため、接着強度が向上する。一方、ＧＬＳ１基板上では図３に示すように画素領域に有機保護膜ＦＰＡＳを形成した。ＦＰＡＳとしてはポジ型の感光性有機材料を用いた。ＦＰＡＳは有機材料であり、成膜時に溶媒成分を含み、形成後の加熱によっても溶媒成分の完全な除去が困難であるためシール材ＳＥＬとの接着性が低いという課題がある。これに対し、非有機系であるＳｉＮである保護膜ＰＡＳやＳｉＯ２である層間絶縁膜ＩＬＩは極めて高い接着強度を持つ。したがって、シール材ＳＥＬに対する接着面をＰＡＳかＩＬＩとすることが望ましい。さらに、シール材ＳＥＬにシランカップリング材を混合することで、Ｓｉを含有するＰＡＳやＩＬＩとの接着強度をさらに向上することが可能となる。分子間力の増加が図れるからである。
【００５０】
本実施例では、シール材ＳＥＬによる接着強度を向上させるために以下のような構造を導入した。ガラス基板ＧＬＳ１上に有機保護膜ＦＰＡＳ及び保護膜ＰＡＳの積層膜に対する開口部ＣＮＴ２を形成する。この開口部の形成方法は図３での第２のコンタクトホールＣＮＴ２と同じである。前記外周部の開口部ＣＮＴ２の幅は少なくとも上下のガラス基板の接着強度を安定に保つ以上の幅とする。本実施例ではシール幅より開口部の幅を広く形成してある。シール材ＳＥＬは層間絶縁膜ＩＬＩと接しており、接着強度が極めて高くなっている。さらに、この開口部の層間絶縁膜ＩＬＩの表面は、保護膜ＰＡＳをＦ系ガスを用いたドライエッチングで加工された面であり、その清純度が高く形成されている。さらに、表面に極微少な形状の凹凸が形成されているため、接触面積の増加により極めて高い接着強度面となっておりその効果を高めている。微少であることによりボイド等の発生を生じずに、接着力向上の効果のみを奏することができる。このためには、微少な凹凸の高さの差が５０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００５１】
（３）の配線腐食防止に対しては、本実施例では配線腐食防止と（２）の接着強度増加を両立できる以下の構造を導入した。本実施例では、ドレイン配線ＤＬの外部の端子ＴＭへの引出しを、シール材ＳＥＬより画素領域側で第１のコンタクトホールＣＮＴ１を介して一度ゲート配線ＧＬ層へ繋ぎ、少なくとも、シール材ＳＥＬ領域を通過した後に再度第１のコンタクトホールＣＮＴ１を経由して、ドレイン配線ＤＬと同一工程、材料で形成した金属材料領域を経て、第２のコンタクトホールＣＮＴ２により腐食に強いＩＴＯ等の酸化物透明導電体で形成した端子電極ＴＭに至る。すなわち、このようにドレイン配線ＤＬをゲート配線ＧＬと同一工程、材料で構成した配線へ一旦繋ぎ変えることで少なくともシール材ＳＥＬ領域の下部の金属配線はその上部を層間絶縁膜ＩＬＩで保護されているので腐食に対する耐性が保たれている。むろん、腐食耐性向上の観点からは、ＩＬＩ上にＰＡＳが延在しても良い。
【００５２】
また、端子部ＴＭを一度ＤＬと同層の金属材料を経由してゲート配線材料と接続した理由は、例えばＧＬの材料としてＭｏあるいはＭｏＷのようなＦ系ガスのドライエッチングに対する選択比の小さい材料も適用を可能とするための汎用構造を目指したからである。上記のような選択比の小さい材料では、第２のコンタクトホールＣＮＴ２開口時にエッチングガスがＧＬにあたるとＧＬがエッチング除去されるので、該領域でＧＬの消失の危険がある。そこで、ドレイン配線ＤＬと同一材料に繋ぎ変えることでこのような懸念を払拭した。むろん、ドライエッチング耐性の高い材料では、ＴＭとＧＬ層を直接接続しても良い。なお、ドレイン配線ＤＬの配線材料が厚い場合には、シール外領域でのＴＭと接触するＤＬを十分保護するため、有機保護膜ＦＰＡＳもＴＭ周囲に設けることが望ましい。本実施例では、ＤＬの低抵抗化による遅延低減の観点からＤＬと同層の配線材料の厚さを５００ｎｍ以上と厚く形成したため、保護膜ＰＡＳ上に有機保護膜ＦＰＡＳも設けて被覆した。
【００５３】
また、端子電極ＴＭが被覆される領域の下部の第１のコンタクトホールＣＮＴ１と第２のコンタクトホールはその開口部が重ならないように平面的に配置されている。これは、コンタクトホールＣＮＴ１とＣＮＴ２が重なることによる段差増大を回避し、ＴＭの段差低減によるＴＣＰとの接続抵抗の低減を図り、また十分な被覆形状の確保により端子電極ＴＭ下部のＤＬと同層の金属材料層の腐食を防止するためである。
【００５４】
上記のような、外周部におけるシール材ＳＥＬと端子領域の構造により、シール材の接着強度が高く、端子配線の腐食のない液晶表示装置を提供できる。
【００５５】
次に、図３に示すようなＮＭＯＳ型ＴＦＴ及び図１に示すような外周部の製造工程を図６〜図１１を用いて説明する。図6〜図１１において、各工程で（ａ）は外周部、（ｂ）は画素部が形成される様子を説明する。
【００５６】
厚さ０．５ｍｍ、サイズ７３０ｍｍ×９２０ｍｍの歪点約６７０℃の無アルカリガラス基板ＧＬＳ１を洗浄後、ＳｉＨ４とＮＨ３とＮ２の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍのＳｉＮ膜、続いて、テトラエトキシシランとＯ２の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、膜厚１２０ｎｍのＳｉＯ２膜の積層の下地絶縁膜ＵＬＳを形成する。本絶縁膜ＵＬＳは多結晶シリコン膜へのガラス基板ＧＬＳ１からのＮａ拡散を防止するためである。ＳｉＮ、ＳｉＯ２ともに形成温度は４００℃である。なお、本願では半導体層として多結晶シリコンで代表するが、巨大結晶シリコン、連続粒界シリコン、アモルファスシリコンでもよい。またガラス厚、サイズは異なっていても良い。
【００５７】
次に、ＵＬＳ上にＳｉＨ４、Ａｒの混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりほぼ真性（イントリンシック）の水素化非晶質シリコン膜を５０ｎｍ形成する。成膜温度は４００℃で、成膜直後水素量は約５ａｔ％である。次に基板を４５０℃で約３０分間アニールすることにより、水素化非晶質シリコン膜中の水素を放出させる。アニ−ル後の水素量は約１ａｔ％である。
【００５８】
次に、波長３０８ｎｍのエキシマレーザ光ＬＡＳＥＲを前記非晶質シリコン膜にフルエンス４００ｍＪ／ｃｍ２で照射し、非晶質シリコン膜を溶融再結晶化させて、ほぼ真性の多結晶シリコン膜を得る。この時レーザビームは幅０．３ｍｍ、長さ２００ｍｍの細線状の形状であり、ビームの長手方向とほぼ垂直な方向に基板を１０μｍピッチで移動しながら照射した。照射時は窒素雰囲気とした。
【００５９】
ホトリソグラフィ法により所定のレジストパターンを多結晶シリコン膜上に形成しＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法により多結晶シリコン膜ＰＳＩを所定の形状に加工する（図６）。
【００６０】
次に、テトラエトキシシランと酸素の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍのＳｉＯ２を形成しゲート絶縁膜ＧＩを得る。この時のテトラエトキシシランとＯ２の混合比は１：５０、形成温度は４００℃である。引き続きイオン注入法によりよりＢイオンを加速電圧３３ＫｅＶ、ドーズ量１Ｅ１２（ｃｍ−２）で打ちこみ、ｎ型ＴＦＴのチャネル領域のポリシリコン膜ＰＳＩ（ｐ）を形成する。
【００６１】
次にスパッタリング法により、金属配線材料ｇ1、例えばＭｏあるいはＭｏＷ膜を２００ｎｍ形成後、通常のホトリソグラフィ法により所定のレジストパターンをＭｏ膜上に形成し、混酸を用いたウエットエッチング法によりＭｏ膜を所定の形状に加工しゲート配線ＧＬおよび第２の共通配線ＣＬ、端子部の引き出し配線を構成するゲート配線ＧＬを得る。
【００６２】
エッチングに用いたレジストパターンを残したまま、イオン注入法によりよりＰイオンを加速電圧６０ＫｅＶ、ドーズ量１Ｅ１５（ｃｍ−２）で打ちこみ、ｎ型ＴＦＴのソース、ドレイン領域ＰＳＩ（ｎ＋）を形成する（図７）。 上記でｎ型ＴＦＴのソース、ドレインがｎ＋型の低温ポリシリコン膜ＰＳＩ（ｎ＋）及びｐ型のチャネル領域のポリシリコン膜ＰＳＩ（ｐ）ができあがるが、以下のようにｐ型とｎ＋型の間にＰイオン濃度がｎ＋型より少ないｎ型のＬＤＤ領域を作り、ＴＦＴのリーク電流を低減することができる（図示していない）。すなわち、エッチングに用いたレジストパターンを除去後、再度イオン注入法によりPイオンを加速電圧６５ＫｅＶ、ドーズ量２Ｅ１３（ｃｍ−２）で打ちこみ、ｎ型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成する。ＬＤＤ領域の長さはＭｏをウエットエッチングしたときのサイドエッチング量で定められる。本実施例の場合約０．８μmである。この長さはＭｏのオーバーエッチング時間を変化させることで制御できる。
【００６３】
次に、基板にエキシマランプまたはメタルハライドランプの光を照射するラピッドサーマルアニール（ＲＡＴ)法により打ち込んだ不純物を活性化する。エキシマランプまたはメタルハライドランプ等の紫外光を多く含む光を用いてアニールすることにより、多結晶シリコン層ＰＳＩのみを選択的に加熱でき、ガラス基板が加熱されることによるダメージを回避できる。不純物の活性化は、基板収縮や曲がり変形等が問題にならない範囲で、４５０℃程度の温度での熱処理によっても可能である（図７）。
【００６４】
次に、テトラエトキシシランと酸素の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により膜厚５００ｎｍのＳｉＯ２を形成し層間絶縁膜ＩＬＩを得る。この時のテトラエトキシシランとＯ２の混合比は１：５、形成温度は３５０℃である。
【００６５】
次に、所定のレジストパターンを形成後、混酸を用いたウエットエッチング法により、前記層間絶縁膜に第1のコンタクトスル−ホールＣＮＴ１を開孔する。層間絶縁膜ＩＬＩあるいは層間絶縁膜ＩＬＩとゲート絶縁膜ＧＩの積層膜に対して開口される。層間絶縁膜ＩＬＩのみを開口する場合は、下部にゲート配線ＧＬと同一工程、材料で形成した金属材料ｇ1が埋設されている場合である（図８）。
【００６６】
続いて、スパッタリング法により、Ｔｉを５０ｎｍ、Ａｌ−Ｓｉ合金を５００ｎｍ、Ｔｉを５０ｎｍを順次積層形成した後に所定のレジストパターンを形成し、その後ＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法により一括エッチングし、ドレイン配線ＤＬとソース電極ＳＭ、共通金属電極ＣＭ、端子部のドレイン配線ＤＬを得る（図９）。
【００６７】
ＳｉＨ４とＮＨ３とＮ２の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により膜厚３００ｎｍのＳｉＮ膜である保護膜ＰＡＳを形成し、さらに、スピン塗布法によりアクリル系感光性樹脂を約３.５μｍの膜厚で塗布し、所定のマスクを用いて露光、現像して前記アクリル系樹脂にスルーホールを形成する。次に２３０℃で２０分間ベークすることで、アクリル樹脂を焼成し、膜厚２．０μｍの平坦化有機保護膜ＦＰＡＳを得る。膜厚の現象は、ＦＰＡＳの光、及び熱による反応による固化により生じる。続いて、前記有機保護膜ＦＰＡＳに設けたスルーホールパターンをマスクとして下層のＳｉＮ膜をＣＦ４を用いたリアクティブイオンエッチング法により加工し、ＳｉＮ膜に第２のコンタクトホールＣＮＴ２を形成する。この際に、シール材ＳＥＬを塗布すべき開口部を外周領域ＣＮＴ２も形成される（図１０）。
【００６８】
このように有機保護膜ＦＰＡＳをマスクとして用いて下層の絶縁膜を加工することにより、一回のホトリソグラフィ工程で２層の膜をパターニングでき、工程を簡略化できる。
【００６９】
最後にスパッタリング法によりＩＴＯ膜等の透明導電膜を７０ｎｍ形成し、混酸を用いたウエットエッチングにより所定の形状に加工して共通透明電極ＣＰＴおよび画素透明電極ＳＰＴ及び端子電極ＴＭを形成しアクティブマトリクス基板が完成する（図１１）。以上６回のホトリソグラフィ工程で多結晶シリコンＴＦＴが形成される。
【００７０】
（実施例２）
図１２は実施例２におけるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図、図１３は実施例２におけるＴＦＴ液晶表示装置の画素部の断面図である。実施例１に対する本実施例の構造上の特徴は、実施例１で形成されていたＳｉＮ膜によるＴＦＴの保護膜ＰＡＳが省略されている点にある。
【００７１】
ＳｉＮで形成された保護膜ＰＡＳを削除することにより、プラズマＣＶＤ法により膜厚３００ｎｍのＳｉＮ膜である保護膜ＰＡＳを形成工程、ＣＦ４を用いたリアクティブイオンエッチング法により加工した工程が省略できる。このため、ＴＦＴ液晶表示装置の製造工程を簡略化でき、コストの低減と工程短縮による歩留り向上が実現できる。
【００７２】
上記構造変更を実現するには、層間絶縁膜ＩＬＩは実施例１のＳｉＯ２に対し、ＳｉＨ４とＮＨ３とＮ２の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で形成することが望ましい。これにより、図１３のポリシコンＰＳＩに水素を供給し結晶粒界のダングリングボンドを置換する役目を果していた実施例１の保護膜ＰＡＳの役割を層間絶縁膜が果すことができる。
【００７３】
一方、外周部におけるシール材ＳＥＬの接着性は層間絶縁膜ＩＬＩ上に形成されている点で、実施例１と同様に高い状態を実現できる。また、端子部の腐食性は、端子電極ＴＭ下部のドレイン配線ＤＬ同一材料で構成されている金属材料は有機保護膜ＦＰＡＳで被覆されていることにより高いレベルに保たれている。
【００７４】
（実施例３）
図１４は実施例３におけるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。本実施例の第１の特徴はガラス基板ＧＬＳ２から実施例１及び実施例２に形成されていた、ブラックマトリクスＢＭが削除されている点である。これにより、ガラス基板ＧＬＳ２におけるブラックマトリクスＢＭを構成するコストが削減される、ＢＭ工程を削除することで工程が削減され歩留りが向上する効果がある。図には示されていないが、本実施例ではポリシリコンＰＳＩ上に平面的に位置づけられた領域にはブラックマトリクスＢＭが形成されていない。これは、ポリシリコンＰＳＩで形成したＴＦＴは、ガラス基板ＧＬＳ１側から照射されるバックライトの光照射やガラス基板ＧＬＳ２側からの室内光などの外光に対してのＴＦＴリーク電流増加が少ない特徴があるためである。従って、図１、図１２では、液晶表示で制御されない外周部のみにブラックマトリクスＢＭを形成していればよいのであり、ポリシリコンＰＳＩの遮光は必須ではない。
【００７５】
そこで本実施例では、ＢＭの代わりの外周部の遮光を以下の構造により実現した。まず、外周部のガラス基板上ＧＬＳ１に透明電極で形成された共通電極ＣＰＴを幅広く配置している。この共通電極ＣＰＴは少なくとも本実施例のＴＦＴ液晶表示装置の１画素の幅より広い値に設定する。本実施例では最小部で１００μｍ以上、最大部で３ｍｍとした。
【００７６】
この透明電極の設置に伴い、ガラス基板ＧＬＳ１及ガラス基板ＧＬＳ２に形成される配向膜ＯＬＩの領域も拡張する。外周部の共通電極ＣＰＴ上も配向膜ＯＬＩを形成する。また上記ＩＴＯ上に対する領域にはクロスニコル状に偏光板を配置しさらに、配向膜ＯＬＩはノーマリーブラックモードになるようにラビング処理が施されている。
【００７７】
上記構造は以下の作用となる。画素領域も、ノーマリーブラックモードを用いる液晶表示装置であることが前提であり、例えばＩＰＳ型、ＦＦＳ型、ＶＡ型、ＭＶＡ型、ＰＶＡ型、ＡＳＶ型、ＯＣＢ型などがある。本実施例ではＩＰＳ型の例を代表に説明する。ＩＰＳ型では横電界が印加されていない場所は液晶分子が動かない。したがってノーマリーブラックモードであれば例え透明電極上であっても光が透過しない遮光状態となる。このため、図１３で示した外周部では共通電極ＣＰＴ上は液晶分子が動かず金属膜に遮光がなくとも遮光性が保たれている。上記の外周部の透明電極は一例として共通電極ＣＰＴとしたが、これは上記原理においては、必ずしも共通電極電位が印加されている必要はなく、該領域が等価的に無電界状態を実現できさえすれば良い。したがって、電位的には電源に接続されていない状態でも良い。またフローティング状態でも良い。該フローティング領域上では液晶層はやはり無電界状態となるためである。同様に、ＩＰＳ型以外にも適用できる。
【００７８】
上記遮光性は、支柱ＣＳやシール材ＳＥＬの一方もしくは双方に黒顔料を添加して遮光性を高めることで、さらにその効果の向上を奏することができる。特に、シール材ＳＥＬ部ではシール材ＳＥＬ中での光の乱反射による偏光状態の乱れによりノーマリーブラックモードによる黒実現効果が液晶層中より減じられるため、黒顔料添加あるいは色相添加により、吸光性を向上せしめることが望ましい。
【００７９】
（実施例４）
図１５及び図１６はそれぞれ本実施例の液晶表示装置における外周部及び画素部の断面図である。本実施例の実施例１、２に対する最大の特徴はガラス基板ＧＬＳ１にカラーフィルタ機能を集約した、いわゆるカラーフィルタオンＴＦＴ機能を有する液晶表示装置として構成した点である。
【００８０】
図１６に示すようにＴＦＴ基板ＧＬＳ１上にカラーフィルタ層ＦＩＬが形成される。カラーフィルタ層は、各画素で赤（R）、緑（G）、青（B）と色分けされており、例えばＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）と表記することができる（図１６にはＦＩＬ（Ｇ）は図示していない）。各色、例えば、赤と青の境界はドレイン配線ＤＬ上に設けられる。図１６ではＤＬ上にＦＩＬ（Ｂ）とＦＩＬ（Ｒ）の境界が配置されている例が示されている。これにより、各色の混色を防止する。カラーフィルタ層ＦＩＬの厚さは、混入される顔料の種類、分量及び厚みにより色純度を調整する。カラーフィルタＦＩＬの厚さが色毎に異なるため、その平坦性を均一に保つために、アクリルのような透明の感光性有機材料でできた有機保護膜ＦＰＡＳが形成されている。液晶分子は、第2のコンタクトホールＣＮＴ２から有機保護膜上に形成された画素電極ＳＰＴと共通電極ＣＰＴの間の横電界で駆動する。ポリシリコンＰＳＩで形成されたＴＦＴは光照射でのリーク電流が小さいので本実施例の画素部においてもブラックマトリクスＢＭは形成されていない。上記のようにＴＦＴガラス基板ＧＬＳ１上にカラーフィルタ層ＦＩＬを形成することにより、上下基板の合わせずれによる開口率の低下を低減できるので明るい液晶表示装置を提供できる。
【００８１】
図１５の外周部のガラス基板ＧＬＳ２にはカラーフィルタ層ＦＩＬ及びブラックマトリクスＢＭが形成されていない。外周部の遮光性は以下の構造で実現した。感光性有機膜で形成された支柱ＣＳに遮光性を高める黒色などの顔料を添加しこれを用いる。この感光性材料はポジ型（紫外線照射部分が現像除去できる）材料を用いる。さらに、その支柱ＣＳを露光する際に用いるホトマスクに以下の工夫を行う。図１５の画素領域及び外周部の液晶ギャップを均一に保つために支柱ＣＳの高さは所定の厚さとする。この部分ではホトマスクはＣｒなどで遮光された円や四角のパターンとする。さらに、透過部に対応する部分はＣｒパターンを形成せず、これによりＣＳ材は塗布、露光、現像後除去される。次ぎに使用する露光機の解像度限界近傍のサイズのＣｒのスリットとスペースパターンを用い、ＣＳ残留部でかつ非ＣＳ部の高さとして構成するために光量制御が可能なマスクとする。このようにすると、光の回折、干渉によりこの部分はマスクなしの部分に比べて減光された照射領域となる、いわゆるハーフトーン露光が実現できる。この場合、現像後のＣＳ材の厚さは液晶ギャップを規定するＣＳに対して、薄い厚さの領域ができる。この薄い厚さの領域が外周部のブラックマトリクスの役目を果す。ハーフトーン方式はホトマスクパターンを適切に設計することにより、１回の露光現像により厚さの異なる複数の領域が形成できる。また外周部に液晶ギャップを規定する高さのＣＳと、遮光のための薄い領域の２つの領域とすることで、上下基板の合わせ時の接触抵抗を低減し、位置合わせ時の基板操作を容易とすることができる。さらに、シール材ＳＥＬ近傍のＣＳの単位あたりの対向基板への接触面積を画素領域に比べ極端に増加することを防ぐことができる。仮に１００倍を越えるような面積差があると、ギャップ出し時の加圧の圧力が、画素領域と外周部で極端に変ってしまい、外周部で正常なギャップが出せなくなる。圧力はＣＳで受けれられるため、単位あたりの圧力は圧力を単位あたりのＣＳ面積で割った値となるためである。
【００８２】
（実施例５）
図１７は本実施例の液晶表示装置の外周部の断面構造を示す。本実施例ではカラーフィルタオンＴＦＴ構造の液晶表示装置で、その外周部に特徴がある。図１７のＴＦＴ基板ＧＬＳ１上の図面右手側の画素領域で、ドレイン配線ＤＬの下部には層間絶縁膜ＩＬＩを介して、ゲート配線ＧＬと同一工程、材料で構成した金属材料が形成されている。図ではＧＬと表記する。この埋設されたＧＬは、ゲート配線ＧＬの電位は印加されておらず、平面的には短冊状のフロート電極である。すなわち、その金属材料ＧＬの持つ遮光性のみを利用している。前記金属膜は一定の間隔で延びるドレイン配線ＤＬをその平面的に下部絶縁膜ＩＬＩを介して塞ぐように、入れ子状態に配置されている。これによりＴＦＴ基板ＧＬＳ１側からのバックライト光を遮光する。その上部にはカラーフィルタ層ＦＩＬが形成される。ガラス基板ＧＬＳ２には偏光板が形成されている。このＦＩＬと偏光板配置の効果は、次のようになる。すなわちＴＦＴ基板上の金属電極ＧＬとドレイン配線ＤＬの入れ子構造だけではガラスＧＬＳ２側から観測すると外光、すなわちＧＬＳ２側からの入射光の金属光沢の反射が見える。そこで、外周部でカラーフィルタ層ＦＩＬを配置することにより、これを減じることができる。さらに、ＦＩＬ中最も透過率が低く、結果的に反射を低減できる色を配置することが望ましい。この目的では、青が人間の視感度が３原色の中で最も低いため望ましい。偏光板ＰＯＬも入射光を低減できるので反射を抑える効果がある。
【００８３】
（実施例６）
図１８は本実施例の液晶表示装置における外周部の断面構造を示す。図１４に対する本実施例の構造上の特徴は、ガラス基板ＧＬＳ２上から有機膜で形成されたオーバコート膜ＯＣが除去されている点にある。
【００８４】
シール材ＳＥＬのガラス基板ＧＬＳ２側の接着面はガラス基板ＧＬＳ２そのものとなるので接着強度を向上することができる。またシランカップリング材添加もガラスはＳｉを含有するため、接着強度向上に効果を奏する。従って、ガラス基板ＧＬＳ１のシール材ＳＥＬの接着面は有機保護膜ＦＰＡＳであっても、全体としての接着強度は高くなる。一方の基板の有機膜が除去されているため、ガラス基板ＧＬＳ１の接着面はカラーフィルタ層や実施例４で示した顔料を添加して遮光性を高めた支柱材ＣＳでも良い。またガラス基板ＧＬＳ２上に無機膜、例えばスパッリング方法で形成したＳｉＯ２膜を設けて基板からのイオン漏出防止を図っても良い。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では上下基板間の接着強度が高く、端子信頼性が高く、周辺部の遮光性の高い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】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の画素の平面図である。
【図３】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の画素の要部断面図である。
【図４】ＬＣＤセルの全体平面図である。
【図５】ＬＣＤセルにＰＣＢ基板とＴＡＢを接続した全体平面図である。
【図６】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の画素の要部断面図である。
【図１４】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。
【図１５】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。
【図１６】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の画素の要部断面図である。
【図１７】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。
【図１８】本発明の他の実施例によるＴＦＴ液晶表示装置の外周部の断面図である。
【符号の説明】
ＢＭ…ブラツクマトリクス、ＣＣ…検査回路、ＣＪ…コネクタ部、ＣＬ…共通配線、ＣＭ…共通金属電極、ＣＰＴ…共通透明電極、ＣＮＴ1…層間絶縁膜あるいは層間絶縁膜とゲート絶縁膜膜の積層膜に開けられたコンタクトホール、ＣＮＴ2…有機保護膜あるいは有機保護膜と保護膜の積層膜に開けられたコンタクトホール、ＤＤＣ…ガラス基板上のドレイン分割回路、ＤＬ…ドレイン配線、ＣＦ…カラーフィルタ、ＦＩＬ…カラーフィルタ層、ＦＰＡＳ…有機保護膜、ＧＦＰＣ…ゲートＦＰＣ、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＧＬ…ゲート配線、ＧＬＳ１…ＴＦＴガラス基板、ＧＬＳ２…ＣＦガラス基板、ＩＮＪ…封入口、ＩＬＩ…層間絶縁膜、ＬＣ…液晶（分子）、ＯＣ…オーバコート膜、ＯＬＩ…配向膜、ＰＡＳ…保護絶縁膜、ＰＣＢ…回路実装基板、ＰＯＬ…偏光板、ＰＳＩ…ｐ−Ｓｉアイランド、ＰＳＩ（ｐ）…ｐ型ｐ−Ｓｉ半導体層、ＰＳＩ（ｎ＋）…ｎ＋型ｐ−Ｓｉ半導体層、ＳＥＬ…シール材あるいはシール材塗布領域、ＳＭ…ソース電極、ＣＳ…支柱、ＳＰＴ…画素透明電極、ＳＳＣ…電源、ＴＭ…端子電極、ＴＣＯＮ…コントロール回路、ＴＣＰ…テープキャリヤパッケージ、ＵＬＳ…下地絶縁膜。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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