JP2003195785A - マトリクスアレイ基板及びその製造方法 - Google Patents
マトリクスアレイ基板及びその製造方法Info
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Abstract
板において、ドライエッチングによりパターン配線を製
造する際に、近接して並列される配線間に、エッチング
残渣に起因する短絡が生じるのを防止することができる
ものを提供する。 【解決手段】配線が近接して並列される個所に、配線間
間隔が所定値以下であって、所定値以上の幅の幅広部1
1eが含まれる場合、該幅広部11eに、配線方向に延
びるスリット7を少なくとも一つ設ける。スリット7が
設けられる幅広部11eは、特には、COG方式の平面
表示装置用のマトリクスアレイ基板において、FPC−
IC配線11が、棚状領域の隅部10eでL字状に折れ
曲がる個所である。
Description
表される平面表示装置等に用いられるマトリクスアレイ
基板に関する。特には、周縁部に、駆動ICチップと、
フレキシブル配線基板の端子部とを搭載するための接続
パッド及び接続配線を有するマトリクスアレイ基板に関
する。
は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして、パーソ
ナル・コンピュータ、ワードプロセッサあるいはTV等
の表示装置として、更に投射型の表示装置として各種分
野で利用されている。
的に接続されて成るアクティブマトリクス型表示装置
は、隣接画素間でクロストークのない良好な表示画像を
実現できることから、盛んに研究・開発が行われてい
る。
型液晶表示装置を例にとり、その構成について簡単に説
明する。
装置は、マトリクスアレイ基板(以下アレイ基板と呼
ぶ)と対向基板とが所定の間隔をなすよう近接配置さ
れ、この間隔中に、両基板の表層に設けられた配向膜を
介して液晶層が保持されて成っている。
縁基板上に、上層の金属配線パターンとして例えば複数
本の信号線と、下層の金属配線パターンとして例えば複
数本の走査線とが絶縁膜を介して格子状に配置され、格
子の各マス目に相当する領域にITO(Indium-Tin-Oxid
e)等の透明導電材料からなる画素電極が配される。そし
て、格子の各交点部分には、各画素電極を制御するスイ
ッチング素子が配されている。スイッチング素子が薄膜
トランジスタ(以下、TFTと略称する。)である場合
には、TFTのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は
信号線にそれぞれ電気的に接続され、さらにソース電極
は画素電極に電気的に接続されている。
ITO等から成る対向電極が配置され、またカラー表示
を実現するのであればカラーフィルタ層が配置されて構
成されている。
短辺側において、アレイ基板が対向基板から突き出し
て、外部からの駆動信号の入力を行うための棚状領域を
なしている。これら棚状領域には、信号線や走査線に駆
動信号等を入力するための接続パッドが配列される。
パッドに入力を行う方式としては、駆動ICチップを搭
載した、テープキャリアパッケージ(TCP)と呼ばれ
る矩形状のフレキシブル配線を棚状領域に実装するOL
B(Outer Lead Bonding)方式、及び、駆動ICチップを
棚状領域に直接実装するCOG(Chip On Glass)方式が
ある。このような実装にあたり、ACF(異方性導電
膜)等の導電接続材を介して、TCP先端の端子面、ま
たは駆動ICチップの下面の端子形成面が、棚状領域に
搭載されるとともに、この棚状領域上の接続パッド群と
電気的に接続されるのが一般的である。すなわち、フェ
ースダウン実装が行われる。
置の周縁部の構成について説明する(例えば、特開平6
−75240,特開平10−206877)。
領域には、信号線に画像信号(データ信号)を入力する
ための複数の信号線駆動用(X側)の駆動ICチップが
実装され、一短辺(Y端辺)側の棚状領域には、各走査
線にTFTの駆動ゲート電圧等を逐次供給するための複
数または一つの走査線駆動用(Y側)の駆動ICチップ
が実装される。
の信号等の入力には、例えば、X端辺に沿って配される
一つの長尺帯状のフレキシブル配線基板(以降、FPC
と略称する。)を用い、棚状領域に予め形成されたFP
C−IC間接続用のパターン配線を介して、該FPCか
ら各駆動ICチップへの入力を行う。
からY側駆動ICチップへの入力を行うためのY側のF
PC−IC間接続用のパターン配線は、比較的長さが長
いこともあり、なるべく幅広に形成されて並列するのが
好ましい。特には、このように並列されるパターン配線
が全体に屈曲または湾曲する場合や、斜めに配される場
合には、そのような部分での電気抵抗をなるべく低くす
べく、幅広部とするのが好ましい。FPC−IC間接続
用以外のパターン配線についても同様である。
たはコーティングにより金属膜の成膜、及びエッチング
によるパターニングによって行われる。特には、サイド
エッチングや排水処理の問題から、近年ドライエッチン
グを用いるのが主流となっている。
膜のパターニングにより互いに近接して並列されるパタ
ーン配線を作成する場合、配線間の領域に金属層の残留
が見られることがあった。特には、幅広の配線や幅広部
の間の領域に、このようなエッチング残渣(さ)が生
じ、この残留金属層に起因して配線間の短絡を生じるこ
とがあった。
るために、配線間の間隔を充分に大きくとることが考え
られる。しかし、このような方策であると、配線を並列
して配置するための面積を大きくするか、または配線幅
を小さくする必要があった。配線のための面積を大きく
とると、アレイ基板や平面表示装置の外形寸法が大きく
なってしまうのであり、また、配線幅を小さくとると電
気抵抗が増大し走査線印加電圧の波形がなまる等の弊害
を生じることがある。
であり、平面表示装置用アレイ基板及びその製造方法に
おいて、ドライエッチング等により形成されるパターン
配線が互いに近接して並列される場合に、配線間の領域
の金属層の残留に起因する配線間短絡を防止することの
できるアレイ基板等を提供するものである。
絶縁基板上に、略平行に配列される複数の走査線と、こ
れら走査線に絶縁膜を介して略直交する複数の信号線
と、これら走査線及び信号線の交差部近傍に配置される
スイッチング素子と、各スイッチング素子にそれぞれ電
気的に接続されてマトリクス状に配列される画素電極
と、これら画素電極の配列領域より外の周縁部にあって
前記走査線または信号線に信号入力や給電を行うための
接続配線とを備えるマトリクスアレイ基板において、複
数の配線が互いに近接して並列する個所に、該配線の他
の部分よりも幅の広い幅広部、または、他のいずれかの
配線より幅の広い幅広配線が含まれ、前記幅広部または
前記幅広配線中に、配線方向に延びるスリットが設けら
れたことを特徴とする。
パターン配線を製造する際に、近接して配される配線間
に、エッチング残渣に起因する短絡が生じるのを防止す
ることができる。
トリクスアレイ基板10について、図1〜2を用いて説
明する。図1は、平面表示装置の要部(隅部)の構成を
模式的に示す平面図であり、図2は、平面表示装置の全
体を模式的に示す斜視図である。
クティブマトリクス型液晶表示装置であり、画像表示領
域2の対角寸法が7インチである。
の寸法の少し小さい対向基板20とが、対向基板20の
四周端縁に沿って配されたシール材6により貼り合わさ
れており、この内側の空隙に液晶材料が封止されて表示
パネル本体をなしている。
辺10aが対向基板20の端縁から突き出してなる長辺
側(X側)の棚状領域10Xでは、アレイ基板10の一
長辺10aに沿って複数のX側駆動ICチップ3が、A
CFを介してフェースダウン方式により実装されてい
る。図示の例では3個のX側駆動ICチップ3が、アレ
イ基板の長辺10aに沿った向きに配されて、略等間隔
に配列されている。
き出された信号線引き出し配線17が、各X側駆動IC
チップ3の基板内側の長辺3c及び両短辺3b,3dの
個所へと延びている。図には示さないが、信号線引き出
し配線17の先端の信号線パッドが、X側駆動ICチッ
プ3の下面の各出力バンプにそれぞれ電気的に接続され
る。
チップ3の配列個所より基板外側に、一つの長尺帯状の
FPC(フレキシブル配線基板)4が、ACF等により
接続されて搭載されている。FPC4におけるY側の端
縁4b(図の左端)は、図示の例で、対向基板20のY
側の短辺20を延ばした線のあたりにある。すなわち、
FPC4は、アレイ基板10における長辺側及び短辺側
の棚状領域10X,10Yが合わさる隅部10eの直前
まで延びている。
域からX側駆動ICチップ3の搭載領域へと延びるX側
FPC−IC配線12が金属薄膜からなるパターニング
配線として形成されている。図示の例で、X側FPC−
IC配線12は、X側駆動ICチップ3の基板外側の長
辺3aへと、これに略垂直に延びている。そして、図に
は示さないが、X側FPC−IC配線12の基板内側の
先端にそれぞれ形成された接続パッドが、X側駆動IC
チップ3の下面にある各入力バンプにそれぞれACFを
介して接続されている。なお、同様に、X側FPC−I
C配線12の基板外側の先端にそれぞれ形成された接続
パッドが、FPC4のX側端子部42の下面に形成され
た接続端子にACFを介して接続されている。
向基板20の端縁から突き出してなる短辺側(Y側)の
棚状領域10Yでは、該一短辺10bに沿った向きに、
X側駆動ICチップ3よりも長さ寸法の大きいY側駆動
ICチップ5が搭載されている。
出し配線18は、信号線引き出し配線17とほぼ同様
に、Y側駆動ICチップ5の基板内側長辺5dの個所へ
と延びており、この先端の接続パッドは、Y側駆動IC
チップ5の下面に配列された出力バンプにACFを介し
て電気的に接続される。
左端部)にはY側ICチップ5に向かっての出力を行う
ためのY側端子部41が形成されている。アレイ基板1
0上にあってFPC4の搭載領域からY側駆動ICチッ
プ5の搭載領域へと延びるY側FPC−IC配線11
は、Y側端子部41の下方にあるFPC側の接続パッド
13から、棚状領域の隅部10eを経て、Y側駆動IC
チップ5の一短辺5aの個所にあるIC側の接続パッド
14へと略L字状に延びている。
11は、棚状領域の隅部10eにて、略90度向きを変
えるように、屈曲ないしは湾曲している。詳しくは、Y
側FPC−IC配線11が、アレイ基板10の長辺10
aに沿って延びる短い第1の直線部分11と、これから
約45度傾いて延びる第2の直線部分11eと、アレイ
基板10の短辺10bに沿って延びる比較的長い第3の
直線部分11bとからなる。第1の直線部分10aにつ
いての配線間隔は比較的大きいが、第2及び第3の直線
部分10e,10bについての配線間隔は、いずれも小
さく、同程度である。
eは、他の直線部分11a及び11bよりもかなり幅広
に形成されている。これは、棚状領域10e及び10b
中のスペースを有効に利用して、なるべく配線の電気抵
抗を低減するためである。
部分11eは、この直線部分11eに沿って延びるスリ
ット7により複数に分割されている。スリット7により
分割されてなる各分割線71の幅は、第3の直線部分1
1eの幅と同程度またはそれ以下に設定される。
より、配線間の領域における金属層のエッチング残渣の
生成をほぼ完全に防止することが可能である。これは、
スリット4の存在により、金属配線を形成するドライエ
ッチング工程においてローディング効果を充分に抑える
ことができたためであると考えられる。ここで、ローデ
ィング効果とは、エッチング速度がエッチングにおける
エッチング対象部分の面積に依存する性質であり、ドラ
イエッチング等のエッチングにおいて問題となってい
た。
式であると、配線の幅を大きく保ったままで配線間の間
隔を増大する場合に比べて、限られたスペースにおける
パターン配線の全体の幅(すなわち分割線の合計幅)を
大きくすることができる。そのため、配線間の短絡を防
止しつつ、パターン配線のための領域及び面積を最大限
有効に利用して、配線抵抗を低減することができる。
2の直線部分11e及び第3の直線部分11bについて
の配線間の間隔は40〜60μmであり、スリット7の
幅が10〜30μmであって、各分割線71の幅は、4
0〜60μmである。
並列される配線間の間隔を40〜60μmの所定値、例
えば50μmに設定した場合に、配線の幅が80〜12
0μmの所定値、例えば100μmを越えるときには、
この幅広の配線中に、5〜30μmの所定値、例えば2
0μm幅のスリットを適宜設けることで、分割線71の
幅が、40〜60μmとなるようにするという設計ルー
ルを採用することができる。ここで、100μmの配線
に20μm幅のスリット7を設けるという場合、40μ
mの分割線71が2つ形成されるような具合に行うこと
をいうものとする。
の間隔のみならず、ドライエッチングの条件にも依存す
るので、上記のような範囲を中心として、設計ルールを
適宜設定することができる。しかし、近接して並列され
る配線間の間隔は、エッチング残渣以外の原因による短
絡等を考慮して上記数値範囲を中心として設定されるこ
とが多く、この場合、スリット7を配置するのが適当と
なる配線幅は、上記数値範囲を中心とした値となるのが
一般的である。
防止の充分な効果を得る上で5μm以上とするのが好ま
しく、より好ましくは10μm以上、さらに好ましくは
15μm以上である。スリット7の幅を大きくしすぎる
と配線抵抗が大きくなりすぎるので、スリット7の幅
は、30μm以下とするのが好ましく、より好ましくは
25μm以下である。
の一例について説明する。
グステン合金膜(MoW膜)を250nm堆積させる。
そして、第1のマスクパターンを用いてレジストパター
ンを作成した後、反応性ガス種を用いるケミカルドライ
エッチングを行う。例えば、弗素系ガスを用いる誘導結
合プラズマエッチングを行う。
の走査線16と、アレイ基板10の短辺10b側に引き
出された、引き出し線18及びその先端のパッド部とを
作成する。一方、アレイ基板10の長辺10a側には、
信号線パッドを形成する。
の両端の接続パッドと、X側FPC−IC配線12及び
この両端の接続パッド13,14とを作成する。
膜及び50nm厚の窒化シリコン膜をこの順で堆積させ
てゲート絶縁膜15を形成し、さらに、TFT7の半導
体活性層をなすための、50nm厚のアモルファスシリ
コン(a-Si:H)からなる半導体被膜、及び200nm厚の
窒化シリコン膜を、連続して堆積させる。
てTFTのチャネル部に対応する個所にチャネル保護膜
を形成する。
ファスシリコン(n+a-Si:H)からなる低抵抗半導体被膜を
堆積する。そして、良好なオーミックコンタクトが得ら
れるようにフッ酸で処理した後、スパッタリングによ
り、350nmのアルミニウム(Al)層を堆積させ
る。このようにして得られた金属膜及び半導体層につい
て、第3のマスクパターンを用いて露光、現像して得ら
れるレジストパターンの下で一括してパターニングを行
なう。
板10の長辺10a側に引き出された、引き出し配線1
7及びその先端のパッド部コンタクト用幅広部とが形成
される。また、画素領域では各画素ドットに対応して、
信号線15の延在部から成るドレイン電極、及びソース
電極を形成して、TFT81を完成させる。
した後、Y側FPC−IC配線の両端の接続パッド1
3,14その他のパッド部を露出させるコンタクトホー
ルと、ソース−画素電極間コンタクトホールとを同時に
作成する。また、信号線引き出し配線17と、信号線パ
ッドとを電気的に接続させるためのコンタクトホールも
同時に形成する。
パターニングにより、画素電極82を作成するととも
に、Y側FPC−IC配線の両端の接続パッド13,1
4その他のパッド部の個所を覆うパッド部ITO膜を作
成する。
れる。ガラス基板上に、まず、金属遮光層が、クロム
(Cr)等の金属層の堆積後、パターニングにより形成
される。そして、レッド(R)、ブルー(B)及びグリ
ーン(G)の各色の着色層についての成膜及びパターニ
ングを繰り返すことにより、画素ドットごとに所定の色
を割り当てたカラーフィルタを作成する。次いで、IT
O等の透明導電材料からなる対向電極層を、シール材6
内側に対応する領域に形成する。
ら表示パネル本体を組み立てた後、アレイ基板10の棚
状領域10X,10Yの所定個所にCOG用ACFテー
プ及びFPC用ACFテープを貼り付け、各駆動ICチ
ップ3,5及びFPC4を位置合わせしてから圧着す
る。
いて示す。比較例においては、上記実施例と同様の構成
において、Y側FPC−IC配線11’の幅広部、すな
わち第2直線部11eに、スリットが設けられていな
い。この第2直線部11eの線幅は、例えば120〜2
00μmである。
C−IC配線等を作成するドライエッチング工程の後
に、幅広の第2直線部11e同士の間隙にはエッチング
残渣が残ることがあり、配線間短絡のおそれがあると考
えられた。
配線の一部に幅広部が設けられ、互いに近接して並列さ
れる幅広部中にスリットが設けられるとして説明した
が、各配線が全長にわたって幅広に形成されて、スリッ
トが全長にわたって設けられるのであっても良い。ま
た、配線幅が一定の幅広配線における配線間の間隔が詰
まった個所にのみ設けるのであっても良い。
配線を例にとり説明したが、同様に幅広部または幅広の
配線が並列される個所に、同様のスリットを設けること
ができる。例えば、アレイ基板側の接続パッドから対向
電極の側へと給電を行うための給電配線やアレイ基板上
の補助容量(Cs)線の束ね配線から引き出された配線
等が並列された個所に配線中のスリットを設けることが
できる。さらには、駆動ICチップ3,5から信号線ま
たは走査線に接続するための引き出し配線について、特
には、いわゆる斜め配線について、幅広に形成する場合
に、スリットを設けることができる。
は幅広配線の近接並列個所の全長にわたって延びるスリ
ットを設けたが、場合によっては、断続するものであっ
ても良い。例えば、ミシン目状のスリットとすることも
可能である。
製造する際に、近接して配される配線間に、エッチング
残渣に起因する短絡が生じるのを防止することができ
る。
に示す平面図である。
視図である。
に示す、図1に対応する平面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】絶縁基板上に、略平行に配列される複数の
走査線と、これら走査線に絶縁膜を介して略直交する複
数の信号線と、これら走査線及び信号線の交差部近傍に
配置されるスイッチング素子と、各スイッチング素子に
それぞれ電気的に接続されてマトリクス状に配列される
画素電極と、これら画素電極の配列領域より外の周縁部
にあって前記走査線または信号線に信号入力や給電を行
うための接続配線とを備えるマトリクスアレイ基板にお
いて、 複数の配線が互いに近接して並列する個所に、該配線の
他の部分よりも幅の広い幅広部、または、他のいずれか
の配線より幅の広い幅広配線が含まれ、 前記幅広部または前記幅広配線中に、配線方向に延びる
スリットが設けられたことを特徴とするマトリクスアレ
イ基板。 - 【請求項2】前記幅広部または前記幅広配線の幅が80
μm以上であって、この個所での配線間の間隔が60μ
m以下であり、前記スリットの幅が5μm以上であるこ
とを特徴とする請求項1記載のマトリクスアレイ基板。 - 【請求項3】前記周縁部には、 導電接続材を介して駆動ICチップを搭載するためのI
C搭載領域と、 前記各駆動ICチップに入力を行うフレキシブル配線基
板の端子部を、導電接続材を介して搭載するためのフレ
キシブル配線端子接続領域と、 前記駆動IC及び前記フレキシブル配線基板が搭載され
た際に、前記フレキシブル配線基板の端子部から、前記
駆動ICチップへの接続を実現するためのIC入力用配
線とが備えられ、 前記スリットが、前記IC入力用配線が並列された個所
における前記幅広部または幅広配線に設けられることを
特徴とする請求項1または2記載のマトリクスアレイ基
板。 - 【請求項4】互いに近接して並列する配線が湾曲または
屈曲して延びる個所に、前記幅広部及び前記スリットが
設けられることを特徴とする請求項2または3記載のマ
トリクスアレイ基板。 - 【請求項5】金属膜の堆積、及びこのドライエッチング
によるパターニングでもって、複数の配線または配線部
分が互いに近接して並列する個所を含む配線パターンを
形成する工程を備えるマトリクスアレイ基板の製造方法
において、 前記近接して並列する個所における、少なくとも一の配
線または配線部分について、隣り合う配線パターンとの
間隔が40〜60μmの範囲の所定値以下であって、配
線幅が80〜120μmの範囲の所定値以上である場
合、該配線または配線部分に、配線方向に延びるスリッ
トを設けることを特徴するアレイ基板の製造方法。
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JP2001395453A JP4109864B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | マトリクスアレイ基板及びその製造方法 |
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