CN1900776A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于，在连接外部电路的液晶显示装置及其制造方法中，抑制外部电路与液晶显示装置产生接续不良。在具有画素区域(100P)与外部连接区域(107)的液晶显示装置中，外部连接区域(107)备置：配置在栅极绝缘膜(12)上的栅极金属层(15)；覆盖栅极金属层(15)的层间绝缘膜(16)；覆盖层间绝缘膜(16)中栅极金属层(15)上的区域的第1导电层(19)；具有露出覆盖第1导电层(19)上的栅极金属层(15)上的区域的第2开口部(22)，且配置在第1导电层(19)上的钝化膜(20)；以及覆盖从第2开口部(22)露出的第1导电层(19)的第2导电层(26)。在第2导电层(26)上，通过各向异性导电膜(410)并通过热压焊连接外部电路的金属凸块(50)。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种备置画素区域、与外部电路连接的外部连接区域的液晶显示装置及其制造法。
背景技术
[0002]近年来，随着移动电话和数字相机等便携型电子设备的普及，液晶显示装置的需求日益高涨。作为液晶显示装置中的一种，在构成该液晶显示装置的玻璃基板上安装外部电路的玻璃覆晶封装体(Chip on Glass，简称COG)众所皆知。接着，在以COG的方式安装外部电路的情况下，参照图面说明关于已知例的液晶显示装置概略。图10为显示该液晶显示装置概略构成的俯视图。
[0003]如图10所示，液晶显示装置，亦即，在玻璃基板制成的液晶显示面板100上形成备置画素选择用薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，简称TFT)的若干个显示画素制成的画素区域100P。
[0004]在该画素区域100P中，于向行(row)方向延伸的扫描线101与向列(column)方向延伸的数据线102的交差点附近，配置有例如N沟道型的画素选择用TFT103。该画素选择用TFT103的栅极连接至扫描线101，其源极连接至数据线102。对扫描线101施加从垂直驱动电路201输出的画素选择信号G，依据该信号控制画素选择用TFT103的导通或关断。对数据线102输出来自水平驱动电路202的显示信号D。
[0005]画素选择用TFT103的漏极，连接于夹着液晶层LC的未图示的画素电极及共通电极中的画素电极。尚且，因为该液晶层LC起到电介质的功能而以电容表示。此外，画素选择用TFT103的漏极，连接有用以将施加至上述画素电极的显示信号D维持在一水平期间的未图示的维持电容。尚且，上述构成中，虽将数据线102连接至画素选择用TFT103的源极、而将画素电极连接至该漏极，但亦可将画素电极连接至源极、而将数据线102连接至漏极。
[0006]另一方面，在画素区域100P的外侧，亦即液晶显示面板100的框缘，配置垂直驱动电路201或水平驱动电路202等，与用于连接后装的未图示的外部电路(施加基准时钟等信号或电源等的驱动电路)的外部连接区域107。该外部连接区域107，形成有从垂直驱动电路201或水平驱动电路202等拉出的配线层及端子108。该外部连接区域107的端子108，经由以均等尺寸的若干个导电性树脂球140与绝缘性黏着剂制成的各向异性导电膜(Anisotropic conductive film；简称ACF)，连接未图示的外部电路端子的金属凸块(bump)150。
[0007]接着，参照附图说明关于液晶显示装置的外部连接区域107端子108的构造。图11为图10的外部连接区域107端子108的沿X-X剖线的剖面图。如图11所示，外部连接区域107中，在基板110上形成例如与画素选择用TFT103的栅极电极相同材料制成的栅极金属层111。此外，在基板110上以具有露出栅极金属层111一部份的开口部120的方式，形成栅极绝缘膜112及平面化膜113。
[0008]于开口部120露出的栅极金属层111上，形成由与在显示画素处形成的未图示的画素电极同一个材料，例如铟锡氧化物(indium tin oxide；简称ITO)制成的层(以下简称为[ITO114])。然后，在含有该开口部120内的ITO层114上，配置含有若干个导电性树脂球140的各向异性导电膜141。然后，外部电路端子的金属凸块150定位载置于外部连接区域107端子108的最上层电极的ITO层114上并以热压焊连接。
[0009]接着，说明关于上述液晶显示装置的动作。来自未图示的外部连接电路或垂直驱动电路201的高电位画素选择信号G，在1个水平期间内施加至扫描线101，则画素选择用TFT103会导通。于是，从未图示的外部电路或水平驱动电路202输出至数据线102的显示信号D通过画素选择用TFT103，并通过未图示的维持电容来维持，同时，施加至上述画素电极。然后，依据显示信号D，控制1水平期间内液晶层LC的电场，并依据该电场控制液晶分子的配向。借此，施行黑显示或白显示的液晶显示。通过在1个画面(field)期间内对所有的行显示画素施行该动作，而能在显示区域全体显示所希望的画像。
[0010]尚且，作为本发明的相关技术文献，列举以下的专利文献。
专利文献1：特开2002-229058号公报
发明内容
(发明解决的课题)
[0011]然而，如图11所示，外部连接区域107的开口部120内部，未图示的外部电路端子的金属凸块150表面与ITO层114表面的距离，与开口部120的外部距离相比较大。因而，各向异性导电膜中的导电性树脂球140不接触于未图示的外部电路的金属凸块150与ITO层114中任意一方。亦即，在金属凸块150与外部连接区域107端子108之间，产生电性连接不良。结果，导致产生连接外部电路的液晶显示装置良率劣化的问题。
[0012]因此，本发明旨在于连接外部电路的液晶显示装置其及制造方法中，谋求抑制外部电路与液晶显示装置产生连接不良的对策。
(解决课题的技术方案)
[0013]本发明所涉及的液晶显示装置鉴于解决上述问题，其为经由液晶层贴合的第1及第2基板所制成，并且具备：含有具备画素选择用晶体管的若干个显示画素的画素区域，与在该区域外侧经由各向异性导电膜连接外部电路端子的外部连接区域的液晶显示装置，并具有以下特征。
[0014]亦即，本发明所涉及的液晶显示装置的上述画素区域具备有：配置于第1基板的主动层、覆盖含有主动层的第1基板全面的第1绝缘膜、配置于第1绝缘膜上中主动层上方的区域的栅极电极、覆盖栅极电极的第2绝缘膜，同时，外部连接区域具备有：配置于第1绝缘膜上的金属层、覆盖金属层的第2绝缘膜、以覆盖第2绝缘膜上的金属层上的区域的方式而配置的第1导电层、以具有露出覆盖第1导电层上中的金属层领域的开口部的方式而配置在第1导电层上的钝化膜。更且，在本发明所涉及的液晶显示装置的外部连接区域，亦可以以覆盖在上述开口部露出的第1导电层上的方式，配置第2导电层。
[0015]此外，本发明所涉及的液晶显示装置制造方法，为含有备置画素选择用晶体管的若干个显示画素的画素区域，与在该区域外侧经由以各向异性导电膜连接外部电路端子的外部区域的液晶显示装置制造方法；此方法具备有：准备划定画素区域外部连接区域的第1基板，且在画素区域的第1基板上形成主动层的步骤；在含有主动层的第1基板全面上形成第1绝缘膜的步骤；在画素区域的第1绝缘膜上形成栅极电极，同时，在外部连接区域的第1绝缘膜上形成金属层的步骤；形成覆盖栅极电极及金属层的第2绝缘膜的步骤；以覆盖外部连接区域的第2绝缘膜上中金属层上方的区域的方式，形成导电层的步骤；以设置露出覆盖导电层上范围中的金属层区域的开口部的方式，在导电层上形成钝化膜的步骤；将第2基板贴合至第1基板，将液晶封入两者之间，且切断第1及第2基板并分离成若干个液晶显示装置的步骤。
(发明效果)
[0016]依据本发明所涉及的液晶显示装置及其制造方法，于液晶显示装置的外部连接区域，在经由以各向异性导电膜连接外部电路的端子之际，能抑制已知例中产生的连接不良。因而，能谋求液晶显示装置优良品率的提升。
附图说明
[0041]图1A及图1B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图2A及图2B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图3A及图3B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图4A及图4B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图5A及图5B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图6A及图6B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图7A及图7B为表示本发明所涉及的液晶显示装置制造方法的剖视图。
图8为表示本发明所涉及的液晶显示装置及其制造方法的剖视图。
图9为表示本发明所涉及的液晶显示装置及其制造方法的剖视图。
图10为表示已知例所涉及的液晶显示装置的概略平面图。
图11为表示已知例所涉及的液晶显示装置的概略剖面图。
【主要组件符号说明】
10 第1基板 11多晶硅膜层
12、112 栅极绝缘膜 13栅极电极
13L、14 配线层 15、111 栅极金属层
16 层间绝缘膜 17 源极电极
18 漏极电极 19 第1导电层
20 钝化膜 21 第1开口部
22 第2开口部 23、113 平面化膜
23C 凹部 24 反射金属层
25 画素电极 26 第2导电层
27 第1配向膜 28 共通电极
29 第2配向膜 30 第2基板
31 间隔物 32、LC 液晶层
33 相位差板 34 偏光板
40、140 导电性树脂球 41、141 各向异性导电膜
50、150金属凸块 100 液晶显示面板
100P 画素区域 101 扫描线
102 数据线 103 画素选择用TFT
107 外部连接区域 108 端子
110 基板 114 ITO层
120 开口部 201垂直驱动电路
202 水平驱动电路 C1第1接触孔
C2 第2接触孔 C3第3接触孔
C4 第4接触孔
具体实施方式
[0017]接着，参照图面说明关于本发明实施例所涉及的液晶显示装置制造方法。图1至图9为说明本实施例所涉及的液晶显示装置制造方法说明图。图1至图9中，与图10及图11所示的同样构成要素，附注相同的符号来说明。尚且，图1A表明图10的画素区域素100P的若干个显示画素中的一个显示画素的画素选择用TFT103附近的剖面。
[0018]此外，第图1B，显示图10所示的外部连接区域107端子108的沿X-X线的剖面。尚且，于后述的图2至图7，也与图1同样，用以显示上述2个区域的剖面。此外，图8显示图10的画素区域素100P的1个显示画素的画素选择用TFT103附近的剖面，图9显示图10所示外部连接区域107端子108的沿X-X线的剖面。
[0019]首先，如图1A及图1B所示，准备例如玻璃制成的第1基板10。在该第1基板10划定对应图10的画素区域100P及外部连接区域107的区域。
[0020]接着，在图1A的画素区域100P的第1基板上，形成多晶硅膜层11，作为图10所示画素选择用TFT103的主动层。然后，以覆盖多晶硅膜层11的方式，在第1基板10上形成例如氧化硅膜或氮化硅膜制成的栅极绝缘膜12作为第1绝缘膜。此时，在图1B的外部接区域107，于该第1基板上仅形成栅极绝缘膜12。
[0021]接着，如图2A及图2B所示，在栅极绝缘膜12的全面，形成能成为栅极电极的金属层，例如厚度约0.25μm的铬(Cr)层。然后，使用未图示的屏蔽(mask)将上述的铬层蚀刻成预定的图案(pattern)。此时，在图2A的画素区域100P中，形成栅极电极13，同时，形成延伸在预定位置的配线层13L作为由同一个金属制成的层。此外，在图2B的外部连接区域107，于栅极绝缘膜12上，形成连接于未图示的垂直驱动电路201或水平驱动电路202等而延伸至预定位置的配线层14，作为与栅极电极13同一个金属制成的层。与此同时，在对应外部连接区域107端子108位置的栅极绝缘膜12上，形成具有对应于该端子108的平面尺寸面积的栅极金属层15，作为与栅极电极13同一个金属制成的层。
[0022]接着，如图3A及图3B所示，在栅极绝缘膜12上，以覆盖栅极电极13、配线层13L、14以与门极金属层15的方式，形成例如厚度为约0.5μm而由例如氧化硅膜或氮化硅膜制成的层间绝缘膜16。再且，在图3A的画素区域100P中，形成贯穿部份栅极绝缘膜12及层间绝缘膜16，且露出多晶硅层11的源极区域及漏极区域的第1及第2接触孔(contact hole)C1、C2。另一方面，在图3B的外部连接区域107中，形成露出部份配线层14的第3接触孔C3。
[0023]接着，如图4A及图4B所示，在含有第1、第2及第3接触孔C1、C2、C3内的层间绝缘膜16全面，形成例如可成为画素选择用TFT103的源极电极及漏极电极的金属层，例如约0.4μm厚的铝层(Al)。
[0024]然后，使用未图示的屏蔽将上述铝层蚀刻成预定的图案。此时，在图4A的画素区域100P中，形成源极电极17及漏极电极18作为同一个金属制成的层。另一方面，图4B的外部连接区域107中，在层间绝缘膜16上的范围，以覆盖栅极金属层15上的区域的方式，形成第1导电层19，作为与源极电极17及漏极电极18同一个金属制成的层。该第1导电层19，延伸至配线层14的形成位置，透过第3接触孔连接配线层14。
[0025]接着，如图5A及图5B所示，以覆盖源极区域17及漏极区域18的方式，在层间绝缘膜16上形成例如0.3μm厚度由例如氧化硅膜或氮化硅膜等制成的钝化膜20。
[0026]接着，使用未图示的屏蔽将上述钝化膜20蚀刻成预定的图案。此时，在图5A的画素区域100P，形成露出部分漏极电极18的第1开口部21。另一方面，在图5B的外部连接区域107，以露出覆盖第1导电层19范围中的栅极金属层15的区域的方式形成第2开口部22。此时，第2开口部22，其开口径比栅极金属层20的平面尺寸还大。
[0027]接着，如图6A及图6B所示，在含有第1及第2开口部21、22内的钝化膜20全面上，形成例如涂布氧化膜等的平面化膜23。
[0028]然后，通过使用未图示的屏蔽蚀刻平面化膜23，在图6A的画素区域100P中，于后述的画素电极的形成区域形成具有预定深度的若干个凹部23。尚且，该凹部23的形成亦可省略。接着，通过使用不同于先前蚀刻所用的未图示的屏蔽来蚀刻平面化膜23，在图6A的画素区域100P中，于对应第1开口部21的位置，形成露出漏极电极18位置的第4接触孔C4。另一方面，在图6B的外部连接区域107中，去除平面化膜23。
[0029]接着，如图7A所示，在画素区域，于包含凹部23C内的部份平面化膜23上，形成例如由铝(Al)制成的反射金属层24。接着，如图7A及图7B所示，于画素区域100P及外部连接区域107的两个区域，以覆盖在第4接触孔C4内、钝化膜20、平面化膜23、反射金属层24及第2开口部22露出的第1导电层19的方式，形成能成为液晶显示装置的画素电极的金属层，例如0.1μm厚度的ITO层。
[0030]然后，使用未图示的屏蔽将ITO层蚀刻成预定的图案。此时，在图7A的画素区域100P中，形成透过第4接触孔C4连接漏极电极18，且覆盖延伸至平面化膜23上的反射金属层24的画素电极25。另一方面，在图7B的外部连接区域107中，以覆盖在第2开口部22露出的第1导电层19的方式，由与画素电极25同一种金属形成第2导电层26。该第2导电层26成为外部连接区域107端子108的最上层电极。
[0031]在此，该第2导电层26的表面，与其周围存在的钝化膜20的表面相比，成为比其还高或相同的高度。尚且，只要能起到同等作用效果，第2导电层26的表面，与其周围存在的钝化膜20的表面相比，亦可比其还低。此时，例如，第2导电层26的表面，与跨在第2导电层26范围中的钝化膜20部分的表面高度差，作成为能确保后述的导电性树脂球于显示良好的导通时所需的[崩溃量]即可。
[0032]只要满足该高度的关系，于上述步骤中形成的外部连接区域107的栅极金属层15、层间绝缘膜16、第1导电层19、及第2导电层26各层的预定厚度，无具体限定，可为任意厚度。
[0033]接着，如图8所示，在画素区域100P，形成覆盖画素电极25的第1配向膜27。然后，例如由玻璃制成或例如由ITO层制成的共通电极28及第2配向膜29所形成的第2基板30，经由间隔物(spacer)31贴合至第1基板10侧。之后，将预定的液晶封入第1及第2配向膜27、29之间并形成液晶层32。更且，第2基板30的外侧面，积层相位差板33及偏光板34。如此，于画素区域100P，将形成液晶显示装置的显示画素。
[0034]然后，如图9所示，外部连接区域107，例如连接施加基准频率等信号或电源等驱动电路的附录的外部电路。在图9，于外部电路的范围中，仅显示其端子的金属凸块50。该金属凸块50连接至外部连接区域107之际，覆盖第2导电层26，贴合由均等尺寸的若干个导电性树脂球40与绝缘性黏着剂制成的各向异性导电膜41。接着，金属凸块50经由各向异性导电膜41，被载置在外部连接区域端子108的最上层电极，亦即第2导电层26上，边施以预定温度的热处理，边压焊至外部连接区域107的端子108上。
[0035]该压焊时，被各向异性导电膜41包含的若干个导电性树脂球40当中，存在于第2导电层26上的导电性树脂球40，被金属凸块50与第2导电层26挟持，以对该当表面具有预定接触面积的方式崩溃。亦即，经由导电性树脂球40，电性连接金属凸块50与外部连接区域107的端子108。
[0036]如此，金属凸块50与第2导电层26介以各向异性导电膜41连接之际，能回避已知例中所见的接续不良。其结果是，能谋求连接外部电路的液晶显示装置优良品率的提升。
[0037]尚且，在上述实施例，虽将外部连接区域107端子108的最上层电极视为第2导电层26，但本发明并无局限于此。亦即，亦可省略第2导电层26的形成，将第1导电层19作为外部连接区域107端子108的最上层电极。
[0038] 但是，此时，连接外部电路的金属凸块50与第1导电层19之际，导电性树脂球40被金属凸块50与第1导电层19挟持，对该当表面必须以具有预定接触面积的方式崩溃。故此，第1导电层19表面必须形成与钝化膜20的表面相同高度，或者比其还高。例如，为满足上述高度的关系，亦可形成具有相当厚度的栅极金属层15。
[0039]尚且，只要能起到同等作用效果，第2导电层26的表面，与其周边存在的钝化膜20表面相比，亦可比其还低。该情况下，例如，第2导电层26的表面，与第2导电层26跨在钝化膜20的部分的表面高度差，只要做到能确保导电性树脂球40于显示良好的导通时所需的[崩溃量]即可。借此，跨在第2导电层26当中的钝化膜20的部分成为墙壁，故能起到防止导电性树脂球40从第2导电层26上脱落的效果。
[0040]此外，于上述实施例中，外部连接区域107的栅极金属层15，虽视做与栅极电极13由同一个金属制成的层，但本发明并不局限于此，亦可使用其它金属，通过与栅极电极的形成步骤不相同的步骤来形成。
Claims (12)
1.一种液晶显示装置，其由隔着液晶层贴合的第1及第2基板制成，并且具备：含有具备画素选择用晶体管的若干个显示画素的画素区域，与在该区域外侧经由各向异性导电膜连接外部组件的外部连接区域的液晶显示装置，其特征在于，其还具备：
在前述画素区域备置有：配置于前述第1基板的主动层、覆盖含有前述主动层的前述第1基板全面的第1绝缘膜、配置在前述第1绝缘膜上中前述主动层上方的区域的栅极电极、覆盖前述栅极电极的第2绝缘膜；同时，
在前述外部连接区域备置有：配置于前述第1绝缘膜上的金属层、覆盖前述金属层的前述第2绝缘膜、以覆盖前述第2绝缘膜上中前述金属层上方的区域的方式配置的第1导电层、以具有用以连接前述外部组件用的开口部的方式配置在前述第1导电层上的钝化膜。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，备置有以其一部份处于于前述开口部底部的方式而配置前述第1导电层上的第2导电层。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，备置有设置于前述开口部，并经由各向异性导电膜连接于前述第1导电层的金属凸块。
4.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，备置有设置于前述开口部，并经由各向异性导电膜连接前述第2导电层的金属凸块。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，前述栅极电极及前述金属层由同一种材料制成。
6.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，前述栅极电极及前述金属层由同一种材料制成。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，备置有连接前述主动层的源极电极及漏极电极，且前述源极电极、前述漏极电极及前述第1导电层由同一种材料制成。
8.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，备置有连接前述主动层的源极电极及漏极电极，且前述源极电极、前述漏极电极及前述第1导电层由同一种材料制成。
9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，在前述画素区域中，于前述第1基板与前述第2基板之间，配置平面化膜、反射金属层、画素电极、第1及第2配向膜以及共通电极，于前述第2基板的外侧主面，积层相位差板及偏光板。
10.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，在前述画素区域中，于前述第1基板与前述第2基板之间，配置平面化膜、反射金属层、画素电极、第1及第2配向膜以及共通电极，于前述第2基板的外侧主面，积层相位差板及偏光板。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，前述第2导电层与前述画素电极由同一种材料所制成。
12.一种液晶显示装置制造方法，其中具备：
准备划定画素区域及外部连接区域的第1基板，并于前述画素区域的前述第1基板上形成主动层的步骤；
在含有前述主动层的前述第1基板的全面上形成第1绝缘膜的步骤；
在前述画素区域的前述第1绝缘膜上形成栅极电极，同时，在前述外部连接区域的前述第1绝缘膜上形成金属层的步骤；
形成覆盖前述栅极电极及前述金属层的第2绝缘膜的步骤；
以覆盖前述外部连接区域的前述第2绝缘膜上中前述金属层上方的区域的方式，形成导电层的步骤；
以在前述导电层上中前述金属层上设置开口部的方式，在前述导电层上形成钝化膜的步骤；
将第2基板贴合至前述第1基板，将液晶封入其间的步骤。
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