專利名稱：顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，其具有一對彼此相對的基板，和在基板之間形成的像素區(qū)域，例如各種晶體管諸如薄膜晶體管(TFT)驅(qū)動的液晶顯示器，并且本發(fā)明還涉及該顯示裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近些年，已經(jīng)要求顯示裝置提供高清晰度和高質(zhì)量顯示。由于液晶顯示器滿足這種要求，因此利用TFT的有源矩陣型液晶顯示器被廣泛使用。TFT用作驅(qū)動液晶的開關(guān)元件。
圖4示出相關(guān)技術(shù)中液晶顯示器的平面圖。液晶顯示器包括像素區(qū)域S和環(huán)繞像素區(qū)域S布置的外圍電路區(qū)域R，像素區(qū)域S具有多個以矩陣形式排列的像素，用于顯示圖像。
通常，利用TFT的有源矩陣型液晶顯示器具有向每個TFT發(fā)送控制信號的控制單元，以及連接到控制單元的引線。在很多情況下，引線位于液晶顯示器中除像素區(qū)域S之外的一個區(qū)域，即，位于外圍電路區(qū)域R。這種安排用在目前的很多LCD中。
利用TFT的有源矩陣型液晶顯示器的制造一般分為驅(qū)動基板的制造過程以及與驅(qū)動基板相對的另一基板的制造過程，其中TFT在驅(qū)動基板上形成。這些基板互相對準(zhǔn)和連接從而在其間定義一個間隙，液晶充滿這一間隙。
驅(qū)動基板制造過程包括如下步驟首先在半透明基板如玻璃基板上形成二氧化硅膜或氮化硅膜作為每個TFT的柵極絕緣膜，然后形成二氧化硅膜或氮化硅膜作為夾層絕緣膜，接著形成Al(鋁)的金屬膜作為引線，最后將構(gòu)圖金屬薄膜來形成引線。另一個夾層絕緣膜通常形成在引線之上。
引線在夾層絕緣膜上覆蓋TFT而形成，例如日本專利公開號為2001-242803和2001-284592，以及日本專利號為3247793中所記載的。傳統(tǒng)的引線14布置的示例在圖5中示出。如圖5所示，傳統(tǒng)的引線14在夾層絕緣膜13上形成。因此，在很多情況下，引線14距離基板的高度約為0.5μm到1μm。
這樣，傳統(tǒng)的引線布置在距離基板約為0.5μm到1μm的高度處，使得引線易于被外部壓力損壞。特別是在利用TFT的有源矩陣型液晶顯示器的制造過程中，需要將一對基板(玻璃基板)對準(zhǔn)，并除去其中一個基板的一部分，從而使另一個基板具有伸出部分，并于其上形成引線。此時，過度的壓力可能頻繁地施加于在伸出部分形成的引線上。
此外，在利用TFT的有源矩陣型液晶顯示器的制造過程中，工人有可能接觸引線，引起引線損壞(刮傷)。引線的損壞可能在電流傳導(dǎo)的過程中因電遷移，溫度等等引起引線中斷，這樣導(dǎo)致顯示裝置可靠性的降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種顯示裝置，其能夠可靠地保護設(shè)置在伸出部分上的引線不受外部壓力的作用。
依照本發(fā)明的一個方面，提供了一種顯示裝置，其包括一對彼此相對的基板，設(shè)置在基板之間的像素區(qū)域，以及設(shè)置在一個基板伸出部分的外部導(dǎo)線；該外部導(dǎo)線置于伸出部分上的凹陷中。
依照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種顯示裝置的制造方法，該顯示裝置包括一對彼此相對的基板，在基板之間形成的像素區(qū)域，以及在一個基板伸出部分上形成的外部導(dǎo)線，用于將信號輸入到像素區(qū)域。制造方法包括步驟在伸出部分形成凹陷，以及將外部導(dǎo)線置于凹陷中。
依照本發(fā)明的顯示裝置的上述結(jié)構(gòu)，凹陷在一個基板的伸出部分上形成，且外部導(dǎo)線置于該凹陷中。因此，外部導(dǎo)線從凹陷的外圍縮進，從而能夠保護外部導(dǎo)線不受作用于伸出部分的外部壓力，因此能夠防止外部壓力對外部導(dǎo)線的不利作用。
附圖簡述本發(fā)明的這些和其他目的可通過參考說明書，結(jié)合附圖而了解到，附圖中圖1A是依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的顯示裝置的平面示意圖；圖1B是圖1A所示顯示裝置的必要部分的放大截面圖；
圖2A到2G是圖1A所示顯示裝置的制造方法的截面圖；圖3A到3I是依據(jù)優(yōu)選實施例的引線的形成方法的放大截面圖；圖4是相關(guān)技術(shù)中液晶顯示器的平面示意圖；圖5是顯示相關(guān)技術(shù)中布置引線的示例的放大截面圖。
具體實施例現(xiàn)在參考


本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1A是依據(jù)優(yōu)選實施例的顯示裝置1的平面圖，圖1B是圖1A所示顯示裝置1的必要部分的放大截面圖。
顯示裝置1包括一對彼此相對的基板11a和11b，設(shè)置在基板11a和11b之間的像素區(qū)域S，設(shè)置在基板11a和11b之一的伸出部分(在該實施例中為基板11b的伸出部分)上的引線(外部導(dǎo)線)。顯示裝置1是主要使用液晶作為像素區(qū)域S的LCD(液晶顯示器)。
根據(jù)該優(yōu)選實施例，顯示裝置1的特征在于設(shè)置在基板11b伸出部分上的引線14置于該伸出部分上形成的溝槽(凹陷)10中。
此外，集成電路C作為電路元件驅(qū)動像素區(qū)域S，設(shè)置在基板11b的伸出部分上，軟性電纜F作為外部導(dǎo)線，通過引線14電連接于集成電路C。引線14包括多條單獨的導(dǎo)導(dǎo)線。
引線14置于基板11b上形成的溝槽10內(nèi)的這種結(jié)構(gòu)，使引線14從溝槽10的外圍縮進基板11b中，因此可以保護引線14不受外部壓力的作用。
現(xiàn)在參考圖1B說明引線14及其外圍的剖面結(jié)構(gòu)。SiO2/Si3N4/SiO2的柵極絕緣膜12形成在基板11b如玻璃基板上，SiO2或Si3N4的夾層絕緣膜13形成在柵極絕緣膜12上。
柵極絕緣膜12作為像素區(qū)域S中的TFT的柵極絕緣膜而形成，像素區(qū)域S作為顯示裝置1的顯示區(qū)域。柵極絕緣膜12位于除像素區(qū)域S之外的區(qū)域，即外圍電路區(qū)域的左邊。
溝槽10通過部分蝕刻夾層絕緣膜13和柵極絕緣膜12而形成。優(yōu)選地，溝槽10的深度延伸到基板11b，使稍后布置的引線14可以在基板11b附近形成。此外，通過蝕刻基板11b如玻璃基板，基板11b(溝槽10底部)的刻蝕面制作得粗糙由此提高引線14與基板11b的粘連作用(adhesion)。
溝槽10可以通過與在TFT或外圍電路上形成接觸孔(通孔)同樣的蝕刻工藝來形成。因此，不需要增加用于形成溝槽10的光刻工藝，唯一需要的是改變掩膜。
在該優(yōu)選實施例中，溝槽10通常逐漸變細(xì)，從而使溝槽10的頂部比其底部寬，如圖1B所示。這樣的結(jié)構(gòu)可以避免沿溝槽10的側(cè)面布置引線14時因尖銳的臺階而在引線14與集成電路C或軟性電纜F之間的連接處發(fā)生引線14中斷。
構(gòu)成引線14的每根導(dǎo)導(dǎo)線包括在溝槽10底部形成的金屬膜14a和在金屬膜14a上表面上形成以便完全覆蓋金屬膜14a的屏蔽金屬15。金屬膜14a例如由Al，Al-Si，Al-Si-Cu，或Cu形成。屏蔽金屬15例如由Ti，或TiN形成。通過形成屏蔽金屬15，可以提高引線14與集成電路C或軟性電纜F之間連接的可靠性。
金屬膜14a和屏蔽金屬15的總厚度設(shè)定為小于溝槽10的深度。金屬膜14a和屏蔽金屬15作為引線14，這樣如果引線14距離基板11b的高度很大，那么在隨后的步驟中引線14易受外部壓力的不利影響。為了避免這一問題，金屬膜14a和屏蔽金屬15置于溝槽10中，使得屏蔽金屬15的上表面在高度上低于中間層絕緣膜13的上表面。
作為改進，屏蔽金屬15的上表面在高度上可以與中間層絕緣膜13的上表面相同。此外，屏蔽金屬15的上表面在高度上可以與柵極絕緣膜12的上表面相同。此外，屏蔽金屬15的上表面在高度上可以低于溝槽10的外圍中基板11b的上表面。這樣的配置，使金屬膜14a和屏蔽金屬15可以進一步從溝槽10的外圍縮進，從而達(dá)到有效保護引線14免受隨后可能施加的外部壓力的作用。
從引線14到溝槽10底部邊緣的距離優(yōu)選地設(shè)定為在1μm到3μm的范圍內(nèi)。通過設(shè)定這一距離，可以防止引線14在光刻工藝中由于未對準(zhǔn)而在溝槽10外形成。此外，覆蓋引線14的絕緣膜16可以平坦地(具有平坦度)形成。
作為改進，溝槽10可以用引線14完全充滿。在這種情況下，溝槽10的上開口封閉，從而可以改善用于形成絕緣膜16的旋轉(zhuǎn)涂覆(spin coating)的可加工性。
現(xiàn)在參考圖2A到2G說明依照該優(yōu)選實施例的顯示裝置1的制造方法。如圖2A所示，柵極20在基板11b如玻璃基板上通過對基板11b進行清潔之后利用濺射和蝕刻而形成。
如圖2B所示，柵極絕緣膜12然后在基板11b上形成從而覆蓋柵極20，然后非晶硅膜21在柵極絕緣膜12上形成。接著對非晶硅膜21進行激光退火以形成多晶硅膜22。形成多晶硅膜22之后，進行用于形成LDD(輕度摻雜漏極)區(qū)域的離子注入。
如圖2C所示，接著，阻擋膜23在多晶硅膜22上分別對應(yīng)于柵極20的位置，以與柵極20自對準(zhǔn)的方式形成，保護層24然后在多晶硅膜22上形成從而分別覆蓋阻擋膜23。之后，通過利用保護層24作為掩膜進行離子注入以形成鄰近LDD區(qū)域的源極和漏極區(qū)域。
如圖2D所示，蝕刻多晶硅膜22。之后，如圖2E所示，夾層絕緣膜13通過涂覆而在多晶硅膜22的表面上形成。
如圖2F所示，通過蝕刻將接觸孔穿過夾層絕緣膜13在需要的位置處形成。在蝕刻形成接觸孔的同時，溝槽10也穿過夾層絕緣膜13和柵極絕緣膜12進入基板11b的表面而形成，其位置對應(yīng)于隨后形成的引線14。蝕刻工藝之后，導(dǎo)線25在每一個接觸孔中形成，引線14在溝槽10中形成，從而引線14的上表面變得低于夾層絕緣膜13的上表面。
在形成導(dǎo)線25和引線14之后，形成絕緣膜16，用以覆蓋導(dǎo)線25和引線14，如圖2G所示。盡管沒有示出，但是光漫射面和反射面在絕緣膜16上形成。此外，相對的基板不依賴于上述驅(qū)動基板11b而形成，然后這些基板彼此對準(zhǔn)和連接，其間定義一間隙。最后，液晶充滿間隙從而完成顯示裝置1。
現(xiàn)在參考附圖3A到3I說明形成引線14的方法。首先，對于形成于像素區(qū)域的TFT，柵極絕緣膜12通過CVD或熱氧化在基板11b如玻璃基板上形成(圖3A)。
柵極絕緣膜12是二氧化硅膜或通過順序沉積二氧化硅膜，氮化硅膜和二氧化硅膜而形成的多層膜。柵極絕緣膜12的厚度為50nm到300nm。柵極絕緣膜12隨后利用光刻膠形成圖案，接著利用干法刻蝕進行刻蝕。在該構(gòu)圖工藝中，柵極絕緣膜12脫離引線形成部分的外圍?；蛘?，柵極絕緣膜12不脫離引線形成部分的外圍。
在接下來的步驟中，夾層絕緣膜13例如(圖3B)通過CVD直接在柵極絕緣膜12(或者在柵極絕緣膜12不脫離引線形成部分的外圍時，在基板11b)上形成。夾層絕緣膜13是用于使晶體管如TFT與導(dǎo)線絕緣的膜。夾層絕緣膜13的厚度為100nm到1μm，通常約為500nm。
在接下來的步驟中，保護層24涂覆在夾層絕緣膜13之上，并通過曝光和顯影構(gòu)圖(圖3C)。在構(gòu)圖的過程中，圖案寬度必須進行設(shè)定從而使溝槽10可以隨后形成。通常，由CAD繪制的圖案印在掩膜上。此時，溝槽10的寬度優(yōu)選設(shè)定為引線14的寬度加2.5μm，溝槽10寬度的合適范圍為引線14的寬度加上1.0μm到3.0μm。在溝槽10的寬度設(shè)定為引線14的寬度加1.0μm的情況下，這一寬度是下限，可以防止在光刻工藝中因未對準(zhǔn)而使引線14在溝槽10之外形成。在溝槽10的寬度設(shè)定為引線14的寬度加3.0μm的情況下，這一寬度是上限，可以防止隨后形成的絕緣膜16在涂覆之后損失其平面度。因此，溝槽10的寬度優(yōu)選設(shè)定為上述范圍內(nèi)。
在接下來的步驟中，夾層絕緣膜13和柵極絕緣膜12進行部分蝕刻以形成溝槽10。在這種情況下，通過將絕緣膜浸入10％到20％濃度的HF(氫氟酸)水溶液中，來以每分鐘50到200nm的速度進行蝕刻。
優(yōu)選地，蝕刻被進行到使溝槽10的深度延伸到基板11b。因此，隨后布置的引線14可以在基板11b附近形成。此外，通過蝕刻基板11b如玻璃基板，基板11b(溝槽10底部)的刻蝕面可制作得粗糙由此提高引線14與基板11b的粘連作用。
圖3D示出在該蝕刻過程中溝槽10的深度延伸到基板11b時的橫截面視圖。在這種情況下，通過將基板11b浸入10％到20％濃度的HF水溶液中來進行各向異性蝕刻。
當(dāng)溝槽10的深度取決于隨后形成的引線14的厚度時，引線14的厚度是0.5μm時溝槽10深度的優(yōu)選范圍為0.5μm到2.0μm。在溝槽10的深度設(shè)定為0.5μm的情況下，這一深度是下限，能夠防止引線14從溝槽10的上開口伸出。在溝槽10的深度設(shè)定為2.0μm的情況下，這一深度是上限，能夠防止在溝槽10內(nèi)部及其外部之間形成引線14時，引線14可能發(fā)生的中斷。因此，溝槽10的深度優(yōu)選設(shè)定在上述范圍內(nèi)。
溝槽10可通過與在TFT或外圍電路上形成接觸孔同樣的蝕刻工藝來形成。因此，不需要增加用于形成溝槽10的光刻工藝。
溝槽10通常逐漸變細(xì)，從而使溝槽10的頂部比其底部寬，如圖3D所示。這樣的結(jié)構(gòu)可以避免沿溝槽10的側(cè)面布置引線14中因尖銳的臺階而在引線14與集成電路C(參見圖1A)或與軟性電纜F(參見圖1A)之間的連接處發(fā)生引線14中斷，集成電路C和軟性電纜F順次連接到基板11b。
在形成溝槽10之后，構(gòu)成引線14的金屬膜14a通過濺射等方法在基板11b的表面上形成。金屬膜14a例如由Al，Al-Si，Al-Si-Cu，或Cu形成。之后，屏蔽金屬15在金屬膜14a的表面上形成。然而，屏蔽金屬15可被省略。圖3E示出形成屏蔽金屬15時的橫截面視圖。
屏蔽金屬15例如由Ti，或TiN形成。通過形成屏蔽金屬15可以提高引線14與集成電路C(參見圖1A)或與軟性電纜F(參見圖1A)之間連接的可靠性。此外，金屬膜14a為Al時的耐蝕性可通過屏蔽金屬15得到改善。
金屬膜14a和屏蔽金屬15的總厚度設(shè)定為小于溝槽10的深度。金屬膜14a和屏蔽金屬15作為引線14，這樣如果引線14距離基板11b的高度很大，那么引線14易受外部壓力的影響。為了避免這一問題，金屬膜14a和屏蔽金屬15布置在溝槽10中，使屏蔽金屬15的上表面在高度上低于夾層絕緣膜13的上表面。
在接下來的步驟中，保護層28涂覆在屏蔽金屬15的表面上，并通過曝光和顯影構(gòu)圖以遮蓋溝槽10中的屏蔽金屬15(圖3F)。之后，通過利用保護層28作為掩膜在下面條件下進行各向異性蝕刻(圖3G)。即，通過施加適當(dāng)?shù)母哳l功率，并利用C12和BC13作為蝕刻氣體進行等離子刻蝕。
屏蔽金屬15的上表面在高度上可以與夾層絕緣膜13的上表面相同。此外，屏蔽金屬15的上表面在高度上可以與柵極絕緣膜12的上表面相同。此外，屏蔽金屬15的上表面在高度上可以低于在溝槽10的外圍中基板11b的上表面。采用這樣的結(jié)構(gòu)，金屬膜14a和屏蔽金屬15可以進一步從溝槽10的外圍縮進，由此起到有效保護引線14免受隨后施加的外部壓力的作用。因此，可以更可靠地防止引線14的中斷。
之后，保護層28被移除從而完成引線14(圖3H)，接著絕緣膜16作為保護膜在基板11b的表面上形成(圖3I)。絕緣膜16主要通過旋覆形成。由于引線14置于溝槽10中使其從夾層絕緣膜13的上表面縮進，如圖3I所示，因此可以改善用于形成絕緣膜16的旋覆的可加工性。
這樣，引線14可以通過上述步驟布置在溝槽10中，使其能夠得到可靠保護不受外部壓力的作用，由此防止引線14的損害，以及防止引線14的中斷。
盡管依據(jù)上述優(yōu)選實施例的顯示裝置是LCD，本發(fā)明并不限于上述優(yōu)選實施例，但可以應(yīng)用于任何具有這種結(jié)構(gòu)的顯示裝置，該結(jié)構(gòu)包括一對彼此對準(zhǔn)和連接的基板。
依據(jù)如上所述的本發(fā)明，提供了一種通過對準(zhǔn)一對基板而形成的顯示裝置，其中一個基板有伸出部分，伸出部分具有凹陷，外部導(dǎo)線布置在凹陷中。這樣的結(jié)構(gòu)能夠可靠地保護外部導(dǎo)線不受外部壓力等的作用，由此防止外部導(dǎo)線的損壞，從而防止顯示裝置可靠性的降低。
盡管利用特定的術(shù)語對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是這樣的說明書僅僅是出于示例性的目的，并且可以理解，可做各種改動和變化而脫離下面權(quán)利要求書的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括一對彼此相對的基板，設(shè)置在所述基板之間的像素區(qū)域，以及設(shè)置在一個所述基板的伸出部分上的外部導(dǎo)線；所述外部導(dǎo)線置于所述伸出部分上形成的凹陷中。
2.依照權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述凹陷的深度大于或等于所述外部導(dǎo)線的高度。
3.依照權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括在所述凹陷外圍，所述伸出部分上形成的多層薄膜；所述凹陷的深度從所述多層薄膜延伸到具有所述伸出部分的所述基板。
4.依照權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括設(shè)置在所述伸出部分的電路元件，以及連接到所述伸出部分的外部導(dǎo)線元件；所述凹陷在所述電路元件與所述外部導(dǎo)線元件的連接部分之間形成。
5.一種顯示裝置的制造方法，該顯示裝置包括一對彼此相對的基板，在所述基板之間形成的像素區(qū)域，以及在一個所述基板的伸出部分上形成的外部導(dǎo)線，用于輸入信號到所述像素區(qū)域，所述制造方法包括步驟在所述伸出部分上形成凹陷；以及在所述凹陷中布置所述外部導(dǎo)線。
6.依照權(quán)利要求5所述的制造方法，還包括在所述像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)中形成通孔的步驟；形成所述凹陷的所述步驟與形成所述通孔的所述步驟相同。
7.依照權(quán)利要求5所述的制造方法，其中所述凹陷的深度大于或等于所述外部導(dǎo)線的高度。
8.依照權(quán)利要求5所述的制造方法，其中所述顯示裝置還具有在所述凹陷的外圍中，所述伸出部分上形成的多層薄膜；所述凹陷的深度從所述多層薄膜延伸到具有伸出部分的所述基板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顯示裝置及其制造方法，該裝置包括一對彼此相對的基板，設(shè)置在基板之間的像素區(qū)域，以及設(shè)置在一個基板的伸出部分上的外部導(dǎo)線。外部導(dǎo)線布置在伸出部分上形成的凹陷中。這樣的結(jié)構(gòu)能夠可靠地保護在伸出部分上形成的外部導(dǎo)線，由此改善顯示裝置的可靠性。
文檔編號H05K3/10GK1469161SQ03145450
公開日2004年1月21日 申請日期2003年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者林久雄, 鳥山重隆, 隆 申請人:索尼公司