(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には樹脂材料でなる層間絶縁膜が配置されており、
前記液晶は、前記層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられた封止材によって封止されており、
前記層間絶縁膜と前記封止材とは一部において重なり、前記層間絶縁膜は前記封止材により外部から遮断されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には樹脂材料でなる層間絶縁膜が配置されており、
前記液晶は、前記層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられた封止材によって封止されており、
前記層間絶縁膜と前記封止材とは一部において重なり、前記層間絶縁膜は前記封止材により外部から遮断されていることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置。
【請求項３】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には、窒化珪素膜と該窒化珪素膜上に樹脂材料でなる膜を有する層間絶縁膜が配置されており、
前記液晶は、前記層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられた封止材によって封止されており、
前記樹脂材料でなる膜と前記封止材とは一部において重なり、前記樹脂材料でなる膜は前記封止材により外部から遮断されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には、窒化珪素膜と該窒化珪素膜上に樹脂材料でなる膜を有する層間絶縁膜が配置されており、
前記液晶は、前記層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられた封止材によって封止されており、
前記樹脂材料でなる膜と前記封止材とは一部において重なり、前記樹脂材料でなる膜は前記封止材により外部から遮断されていることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置。
【請求項５】
請求項１において、前記層間絶縁膜はポリイミド樹脂でなることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項３において、前記封止材はフィラーを含有したエポキシ樹脂でなることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項２において、前記層間絶縁膜はポリイミド樹脂でなることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置。
【請求項８】
請求項２又は請求項４において、前記封止材はフィラーを含有したエポキシ樹脂でなることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置。
【請求項９】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には層間絶縁膜としてポリイミドでなる樹脂材料が配置されており、
前記液晶は、前記樹脂材料を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられ且つエポキシ樹脂でなる封止材によって封止されており、
前記樹脂材料と前記封止材とは一部において積層され、前記樹脂材料は前記封止材により外部から遮断されており、
前記封止材は前記薄膜トランジスタのソースに接続された配線及び前記樹脂材料と接していることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には層間絶縁膜としてポリイミドでなる樹脂材料が配置されており、
前記液晶は、前記樹脂材料を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられ且つエポキシ樹脂でなる封止材によって封止されており、
前記樹脂材料と前記封止材とは一部において積層され、前記樹脂材料は前記封止材により外部から遮断されており、
前記封止材は前記薄膜トランジスタのソースに接続された配線及び前記樹脂材料と接していることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置。
【請求項１１】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には窒化珪素膜及び該窒化珪素膜上にポリイミド膜が配置されており、
前記液晶は、前記窒化珪素膜及び前記ポリイミド膜を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられ且つエポキシ樹脂でなる封止材によって封止されており、
前記ポリイミド膜と前記封止材とは前記薄膜トランジスタ上において積層され、前記ポリイミド膜は前記封止材により外部から遮断されており、
前記封止材は前記窒化珪素膜と接していることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路の薄膜トランジスタ上には窒化珪素膜及び該窒化珪素膜上にポリイミド膜が配置されており、
前記液晶は、前記窒化珪素膜及び前記ポリイミド膜を介して前記薄膜トランジスタの上方に設けられ且つエポキシ樹脂でなる封止材によって封止されており、
前記ポリイミド膜と前記封止材とは前記薄膜トランジスタ上において積層され、前記ポリイミド膜は前記封止材により外部から遮断されており、
前記封止材は前記窒化珪素膜と接していることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本明細書で開示する発明は、周辺駆動回路を内蔵したアクティブマトリクス型の液晶パネルの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。これは、マトリクス状に数百×数百の単位で配置された画素電極のそれぞれに薄膜トランジスタを配置し、この薄膜トランジスタでもって各画素電極に出入りする電荷を制御する構成を有している。
【０００３】
現在市販されているアクティブマトリクス型の液晶パネルの多くは、アクティブマトリクス回路の周辺に外付けのＩＣチップが配置され、このＩＣチップでもってアクティブマトリクス回路を駆動する構成となっている。
【０００４】
しかしさらに進んだ構成として、周辺駆動回路をも薄膜トランジスタでもって構成し、アクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とを一体化させてしまう構成が知られている。この構成は、周辺駆動回路一体型と称されている。
【０００５】
この周辺駆動回路を一体化した液晶パネルにおいては、周辺駆動回路に配置される薄膜トランジスタを構成する薄膜半導体を結晶性を有する珪素薄膜とする必要がある。これは、周辺駆動回路に高速動作が要求されることに起因する。
【０００６】
なお、画素マトリクス回路に配置される薄膜トランジスタを構成する薄膜半導体は非晶質珪素膜であってもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような周辺駆動回路一体型の液晶パネルにおいては、その信頼性が大きな問題となる。即ち、使用環境に対する画像表示の安定性が重要となる。
【０００８】
特に結晶性珪素膜は、その特性の高さ故に特性の経時変化や使用環境の影響が大きいという問題がある。
【０００９】
具体的には、液晶パネルの作製時や取扱時に加わる応力の影響、液晶パネル内に進入する水分の影響、といったことが問題となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本明細書で開示する発明は、液晶パネルの作製時や取扱時に加わる応力によって薄膜トランジスタが影響を受けることを抑制し、さらに液晶パネル内に水分が進入しないような構成を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の一つは、
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持した構成を有し、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と駆動回路とが配置されており、
前記駆動回路上には層間絶縁膜として樹脂材料が配置されており、
前記液晶は封止材によって封止されており、
前記層間絶縁膜と前記封止材とは一部において積層されており、
前記封止材によって前記樹脂材料は外部から遮断されていることを特徴とする表示装置である。
【００１２】
他の発明の構成は、
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と駆動回路とが配置されており、
前記駆動回路上には樹脂材料でなる層間絶縁膜が配置されており、
前記液晶は封止材によって封止されており、
前記層間絶縁膜と前記封止材とは一部において重なっており、
前記層間絶縁膜は前記封止材により外部から遮断されていることを特徴とする液晶パネルを具備した表示機能を有する装置である。
【００１３】
また上記構成において、
層間絶縁膜はポリイミド樹脂でなることを特徴とする。
【００１４】
また上記構成において、
封止材料はエポキシ樹脂でなることを特徴とする。
【００１５】
他の発明の構成は、
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路上には層間絶縁膜としてポリイミドでなる樹脂材料が配置されており、
前記液晶はエポキシ樹脂でなる封止材によって封止されており、
前記樹脂材料と前記封止材とは一部において積層されており、
前記封止材は前記周辺駆動回路を構成する薄膜トランジスタのソースに接続された配線及び前記樹脂材料と接していることを特徴とする。
【００１６】
上記構成においては、封止材を構成するエポキシ樹脂が一部において、有機物と接触し、その部分では高い封止性を発揮するようにすることが特徴となる。
【００１７】
他の発明の構成は、
一対のガラス基板の間に液晶を挟んで保持され、
前記基板の一方にはアクティブマトリクス回路と周辺駆動回路とが配置されており、
前記周辺駆動回路上には層間絶縁膜として無機材料及び該無機材料上に有機樹脂材料が配置されており、
前記液晶はエポキシ樹脂でなる封止材によって封止されており、
前記有機樹脂材料と前記封止材とは前記周辺駆動回路上において積層されており、
前記封止材は前記無機材料と接していることを特徴とする。
【００１８】
上記構成において、無機材料は窒化珪素でなることを特徴とする。
【００１９】
上記構成を採用することで、周辺駆動回路に加わる応力を緩和することができ、かつ図１の１００又は図２の２００で示される部分における封止機能を高めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１にその具体的な構成を示すように、
一対のガラス基板１０１と１１８との間に液晶材料１１４を挟んで保持した構成を有し、
前記基板の一方１０１の表面にはアクティブマトリクス回路（１０２で示される薄膜トランジスタで構成される）と周辺駆動回路（１０３で示される薄膜トランジスタで構成される）とが配置されており、
前記周辺駆動回路には層間絶縁膜１０６、１０９、１１１としてポリイミドでなる樹脂材料が配置されており、
前記液晶材料１１４はエポキシ樹脂でなる封止材料１１５でもって封止されており、
前記ポリイミドでなる樹脂材料と前記エポキシ樹脂でなる封止材料とは一部において積層されており、
前記封止材料によって前記ポリイミドでなる樹脂材料は外部から遮断されていることを特徴とする。
【００２１】
特に図１の１００又は図２の２００で示す部分では、封止材１１５が無機物（無機膜）である配線１０８又は窒化珪素膜１０５と接触し、高い密着性を得ることができる。こうすることで、この部分では高い封止性を得ることができる。
【００２２】
図１において、１０１と１１８が液晶パネルを構成する一対のガラス基板である。この一対のガラス基板の隙間に液晶材料やアクティブマトリクス回路、さらにアクティブマトリクス回路を駆動する周辺駆動回路が配置されている。
【００２３】
１０２で示されるのがアクティブマトリクス回路部に配置された薄膜トランジスタである。図では１つの薄膜トランジスタが配置されているだけであるが、実際には少なくとも画素の数だけ薄膜トランジスタが配置されている。
【００２４】
１０３で示されるのが、周辺駆動回路に配置される薄膜トランジスタである。図では１つの薄膜トランジスタが配置されているだけであるが、実際にはシフトレジスタ回路やバッファー回路を構成するためにＰチャネル型及びＮチャネル型の薄膜トランジスタが必要な数だけ組み合わされて配置される。
【００２５】
１０４がゲイト絶縁膜である。ゲイト絶縁膜は酸化珪素膜で構成される。１０５は第１の層間絶縁膜を構成する窒化珪素膜である。
【００２６】
１０６は窒化珪素膜１０５とともに第１の層間絶縁膜を構成するポリイミドでなる樹脂層間膜である。このポリイミドでなる樹脂層間膜は、表面を平坦化できるという特徴を有している。
【００２７】
１０７は、周辺駆動回路に配置された薄膜トランジスタ１０３のドレインから延在した配線であり、画素マトリクス回路に配置された薄膜トランジスタ１０２のソースに接続されている。
【００２８】
１０８は、周辺駆動回路に配置される薄膜トランジスタ１０３のソースに接続された配線である。この配線１０８は、液晶パネルの外部端子を構成している。
【００２９】
１０９は、第２の層間絶縁膜を構成するポリイミドでなる樹脂層間膜である。１１０は第２の層間絶縁膜を構成する樹脂層間膜１０９上に形成されたチタンでなる遮光膜である。この遮光膜１１０は、薄膜トランジスタ１０２に光照射がなされないようにするためのものである。
【００３０】
１１１は、第３の層間絶縁膜を構成するポリイミドでなる樹脂層間膜である。１１２は、画素電極を構成するＩＴＯ膜である。このＩＴＯ膜１１２と遮光膜１１０とは、樹脂層間膜１０９を介して補助容量を形成している。このような構成とすることで、開口率を低下させることなく必要とする補助容量を得ることができる。
【００３１】
１１３は、ポリイミドでなる配向膜である。この配向膜１１３によって、配向膜１１３に接する液晶１１４に対して配向規制力は及ぶ。
【００３２】
１１５は、液晶材料を封止するためめのエポキシ樹脂である。このエポキシ樹脂１１５によって液晶材料１１４は、一対のガラス基板１１８と１０１との間に保持される。
【００３３】
エポキシ樹脂１１５中には、液晶層のギャップ（間隔）を維持するためのフィラーと称されるガラス繊維が含まれている。
【００３４】
１１６は対向基板（１１８を対向基板と称する）側に配置されたポリイミドでなる配向膜である。１１７は、対向電極である。
【００３５】
本実施例で特徴とするのは、エポキシ樹脂１１５の一部を除いた領域において、層間膜を構成する樹脂膜１１１、１０９、１０６と、封止材（シール材とも称される）を構成するエポキシ樹脂１１５とが重なった状態となっていることである。
【００３６】
このようにすることで、ポリイミドでなる樹脂層間膜でもって、応力緩和を行い、封止材を構成するエポキシ樹脂によって、パネル外部からの水分の侵入を防ぐことができる。
【００３７】
１１１、１０９、１０６で示されるポリイミドでなる樹脂膜は、柔軟性があり、外部から加わる応力を緩和させる機能がある。しかし、吸湿性があり、水分の侵入を防ぐバリアとしてはほとんど機能しない。
【００３８】
他方、封止材料を構成するエポキシ樹脂１１５は、強固であり、応力を緩和させる機能はほとんどないが、水分をブロックする機能は十分に有している。
【００３９】
本実施例に示す構成を採用した場合は、両者の効果を相乗して得ることができる。
【００４０】
特に一部においてエポキシ樹脂とポリイミドとが重ならないようにすることで、その部分で封止性を高めることができる。即ち、エポキシ樹脂とポリイミドとは密着性が悪いので、１００で示される部分のように、一部において両者が重ならないようにすることで、その部分ではエポキシ樹脂による封止効果を高めることができる。
【００４１】
こうすることで、１００で示される部分で液晶をセル内部に封止する機能、さらび外部から液晶層に不純物がボミが進入しない構成を得ることができる。
【００４２】
また、配線１０８が存在しない領域の断面を図２に示す。図２からも判るように、２００で示される部分では、エポキシ樹脂でなる封止材１１５と窒化珪素膜１０５とが直接接し、両者の密着性を高くすることができる。
【００４３】
本発明者らの知見によれば、エポキシ樹脂と無機材料との密着性は極めて良好である。従って図２の２００で示される部分でもって、液晶セルの封止性を高めることは非常に有用となる。
【００４４】
〔実施例２〕
本実施例は、実施例１の構成を改良したものに関する。図１の１００で示される部分においては、配線１０８が存在することによる段差の影響で、封止性が保たれない懸念がある。
【００４５】
本実施例は、この問題を解決するための工夫である。図３に図１の１０８の部分に対応する部分を図１の右の方向から見た断面を示す。なお、符号は図１及び図２と同じものは同じ箇所を示す。
【００４６】
本実施例においては、配線１０８を形成した後に溶液を塗布することにより成膜される酸化珪素膜３００を形成する。このような酸化珪素膜は、ＩＣのファイナルパッシベーション膜や平坦膜として実用化されている。
【００４７】
図３を右方向から見た断面を図４に示す。酸化珪素膜３００は溶液を塗布することにより形成されるので、３０１で示されるような段差部を埋めることができる。そして、その上に形成される封止材料の密着性を高めることができ、良好な封止機能を実現することができる。
【００４８】
また、図４から判るように配線１０８の最端部上の酸化珪素膜３００は除去し、外部とのコンタクトを確保するようにしなければならない。なお、図４は図１に対応するものと見ることができる。
【００４９】
〔実施例３〕
本実施例は、図１の１００で示される封止材の端部において、配線１０８が封止材１１５から応力を受け、断線や導電性の不良が生じてしまうことを防ぐ構成に関する。
【００５０】
封止材１１５を構成するエポキシ樹脂の種類や硬化条件等によっては、封止材１１５から配線１０８が応力を受ける状態が生じる。そして場合によっては、配線１０８に不良が発生してしまうことが発生する。
【００５１】
そこで、本実施例においては、封止材１１５下において、配線１０８を図５に示すようなパターンとする。
【００５２】
このようにすることにより、配線パターン１０８が封止材１１５から応力を受け、その結果として不良が発生してしまうことを抑制することができる。
【００５３】
また、実施例２で示したような配線１０８のパターン側面における封止性の低下を抑制することもできる。
【００５４】
〔実施例４〕
本実施例は、液晶パネルを具備した装置の例を示す。このような装置に具備する液晶パネルにおいて図１に示すような構成を利用することができる。（Ａ）に示すのは、携帯型の情報処理端末である。この装置は、本体２００１に液晶パネルを利用した表示装置２００３、操作ボタン２００４、ＣＣＤカメラ２００２を備えている。この装置は、電話回線から情報を引き出したり、また電話回線を介して情報を送ることができる構成を有している。
【００５５】
表示装置２００３に利用される液晶パネルの形式としては、透過型又は反射型を利用することができる。低消費電力とするのであれば、反射型が有利である。
【００５６】
（Ｂ）に示すのは、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれる装置であり、人間の頭に被り、目の前に直接画像を表示させ、あたかも前方に画像が表示されているかのような機能を有するものである。この装置は、表示装置部に液晶表示装置２１０２を配置し、本体２１０１をバンド２１０３で頭に固定する構造となっている。
【００５７】
液晶パネルとしては、透過型または反射型のものを用いることができる。
【００５８】
（Ｃ）に示すのは、カーナビゲーションシステムと呼ばれるもので、本体２２０２に液晶パネルを利用した表示装置２２０２、操作ボタン２２０３が配置され、衛星からの電波をアンテナ２２０４で受ける機能を有している。
【００５９】
液晶パネルとしては、透過型または反射型のものを用いることができる。
【００６０】
（Ｄ）に示すのは、携帯電話であり、本体２３０１に液晶パネルを利用して表示装置２３０４、音声入力部２３０３、音声出力部２３０２、操作ボタン２３０５、アンテナ２３０６が配置されている。液晶パネルとしては、一般に反射型のものが用いられる。
【００６１】
（Ｅ）に示すのは、携帯型のビデオカメラであり、本体２４０１に操作ボタン２４０４、液晶パネルでなる表示装置２４０２、表示装置２４０２に表示される画像を見るための接眼部２４０３、撮影した画像を記憶するために磁気テープを収納するテープホルダー２４０５を備えている。
【００６２】
表示装置２４０２を構成する液晶パネルとしては、通常バックライトからの光を変調して画像を形成する透過型のものが用いられる。
【００６３】
（Ｆ）に示すのは、投射型のプロジェクターであり、本体２５０１に光源からの光を光学変調する表示装置２５０３を備えている。図においては、表示装置２５０３として反射型の液晶パネルでなるものが示されている。
【００６４】
表示装置で光学変調された画像は、光学系２５０４で拡大されて、スクリーン２５０５に投影される。画像を見る場合は、本体側からスクリーン２５０５に投影された像を見る。
【００６５】
【発明の効果】
本明細書で開示する発明を利用することにより、薄膜トランジスタ回路に水分が侵入することを防ぐことができ、かつ液晶パネルに加わる応力が薄膜トランジスタに悪影響を与えることを防ぐことができる。
【００６６】
即ち、液晶パネルの作製時や取扱時に加わる応力によって薄膜トランジスタが悪影響を受けることを抑制し、さらに液晶パネル内に水分が進入しないような構成を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発明を利用した液晶パネルの断面の一部を示す図。
【図２】  発明を利用した液晶パネルの断面の一部を示す図。
【図３】  発明を利用した液晶パネルの断面の一部を示す図。
【図４】  発明を利用した液晶パネルの断面の一部を示す図。
【図５】  発明を利用した液晶パネルの一部を示す断面図。
【図６】  発明を利用した装置の概要を示す図。
【符号の説明】
１０１          ガラス基板
１０２          画素マトリクス回路に配置された薄膜トランジスタ
１０３          周辺駆動回路に配置された薄膜トランジスタ
１０４          ゲイト絶縁膜
１０５          窒化珪素膜
１０６          ポリイミドでなる樹脂層間膜
１０７          薄膜トランジスタ１０３のドレインと薄膜トランジスタ１０
２のソースを接続する配線。
１０８          薄膜トランジスタ１０３のソースに接続され、液晶パネルの
外部に延在する配線。
１０９          ポリイミドでなる樹脂層間膜
１１０          チタンでなる遮光膜
１１１          ポリイミドでなる樹脂層間膜
１１２          画素電極（ＩＴＯ電極）
１１３          配向膜（ポリイミド膜）
１１４          液晶材料
１１５          エポキシ樹脂でなる封止材料
１１６          配向膜（ポリイミド膜）
１１７          対向電極
１１８          ガラス基板
【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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