JP3272844B2 - Manufacturing method of liquid crystal display device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス型の液晶表示装置の製造方法に係わり、特に画素電極
及びスイッチング素子を形成したアレイ基板の周辺部に
駆動回路部を形成した駆動回路一体型の液晶表示装置の
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an active matrix type liquid crystal display, and more particularly to a drive circuit integrated type in which a drive circuit is formed around an array substrate on which pixel electrodes and switching elements are formed. of a liquid crystal display device
It relates to a manufacturing method .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、エレクトロ・ルミネッセンス，発
光ダイオード，プラズマ，蛍光表示，液晶等の表示デバ
イスは、表示部の薄型化が可能であることから、事務機
器やコンピュータ等の表示装置或いは特殊な表示装置へ
の用途として要求が高まっている。これらの中で、非晶
質（アモルファス）シリコン（ａ−Ｓｉ）を用いた薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子としてマト
リックス状に配した液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）
は、表示品位が高く低消費電力であるため、その開発が
盛んに行われている。2. Description of the Related Art In recent years, display devices such as electroluminescence, light emitting diode, plasma, fluorescent display, and liquid crystal display devices can be made thinner. Demand is increasing for use in devices. Among them, a liquid crystal display device (TFT-LCD) in which thin film transistors (TFTs) using amorphous silicon (a-Si) are arranged in a matrix as switching elements.
Has been actively developed because of its high display quality and low power consumption.
【０００３】しかし、ａ−ＳｉのＴＦＴはキャリア移動
度が結晶シリコンより低く、動作速度に限界があり、そ
の応用には限界があった。そのため、高速動作を要求さ
れる駆動回路には駆動回路用のＩＣを用い、それを画素
用ａ−ＳｉのＴＦＴに接続して用いていた。このような
場合、駆動回路用ＩＣと画素用ＴＦＴとの接続の信頼性
やコストなどに問題があった。さらに、高精細化が進む
と画素ピッチが短くなり、駆動回路用ＩＣに対する信号
線の接続間隔が短くなり、かつ接続点数が増えることに
より、信頼性低下，コスト増などの問題が顕著になる。However, an a-Si TFT has a lower carrier mobility than crystalline silicon, and has a limitation in operation speed, and its application is limited. Therefore, an IC for a driving circuit is used for a driving circuit that requires a high-speed operation, and the driving circuit is connected to an a-Si TFT for a pixel. In such a case, there is a problem in reliability, cost, and the like of connection between the driving circuit IC and the pixel TFT. Further, as the definition becomes higher, the pixel pitch becomes shorter, the connection interval of the signal line to the driver circuit IC becomes shorter, and the number of connection points increases, so that problems such as a decrease in reliability and an increase in cost become remarkable.
【０００４】そこで最近、ａ−ＳｉのＴＦＴと同一基板
（アレイ基板）上に、レーザー光や電子線などのエネル
ギービームを照射するというアニール法で多結晶シリコ
ンを形成し、駆動回路用の多結晶シリコンのＴＦＴと画
素用のａ−ＳｉのＴＦＴをモノリシックに形成するとい
う技術が提案されている。In recent years, polycrystalline silicon has been formed on the same substrate (array substrate) as an a-Si TFT by an annealing method of irradiating an energy beam such as a laser beam or an electron beam to form a polycrystalline silicon for a driving circuit. A technique of monolithically forming a silicon TFT and an a-Si TFT for a pixel has been proposed.
【０００５】図５に、ａ−ＳｉのＴＦＴとビームアニー
ルにより結晶化された多結晶シリコン膜を用いたＴＦＴ
を同一基板上に形成した駆動回路一体型ＴＦＴ−ＬＣＤ
構造の一例を示す。（ａ）は斜視図で、（ｂ）は（ａ）
の矢視Ａ−Ａ′断面図である。この図に示すように、従
来技術では、駆動回路部５０５，画素部５０２共に基板
５０１上に直接、又は基板保護用の膜（基板保護膜）を
介してその上に形成されていた。FIG. 5 shows an a-Si TFT and a TFT using a polycrystalline silicon film crystallized by beam annealing.
Drive circuit integrated TFT-LCD formed on the same substrate
1 shows an example of the structure. (A) is a perspective view, (b) is (a)
3 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. As shown in this figure, in the prior art, both the drive circuit unit 505 and the pixel unit 502 are formed directly on the substrate 501 or over the substrate protective film (substrate protective film).
【０００６】ここで、駆動回路部５０５は高速動作が要
求されるため、そこに構成されるＴＦＴは結晶化したシ
リコンが必要である。この結晶化したシリコン、例えば
多結晶シリコンの形成には、液晶表示装置をガラス基板
に形成する制約上、ＤＲＡＭの製造に用いているような
６００℃以上の高温プロセスは用いることができず、そ
のため基板に熱ダメージを与えないようなレーザーアニ
ールなどによる結晶化の方法が用いられている。Here, since the driving circuit section 505 is required to operate at a high speed, the TFT formed therein needs crystallized silicon. For the formation of this crystallized silicon, for example, polycrystalline silicon, a high-temperature process of 600 ° C. or higher, which is used for manufacturing a DRAM, cannot be used due to a limitation of forming a liquid crystal display device on a glass substrate. A crystallization method by laser annealing or the like that does not damage the substrate by heat is used.
【０００７】しかしながら、この種の駆動回路一体型の
液晶表示装置にあっては、次のような問題があった。 （１）駆動回路用のＩＣをアレイ基板とは別に実装した
液晶表示装置では、駆動回路から発生する熱はそのパッ
ケージを通して発散されているため問題がないが、ガラ
ス基板上に駆動回路を形成した駆動回路一体型の液晶表
示装置では、駆動回路自身から発生する熱の逃げ場がな
く、駆動回路自身の熱による誤動作が発生する。However, this type of liquid crystal display device integrated with a driving circuit has the following problems. (1) In a liquid crystal display device in which an IC for a drive circuit is mounted separately from the array substrate, there is no problem because heat generated from the drive circuit is radiated through the package, but the drive circuit is formed on a glass substrate. In a liquid crystal display device integrated with a drive circuit, there is no escape place for heat generated from the drive circuit itself, and a malfunction occurs due to the heat of the drive circuit itself.
【０００８】（２）レーザーアニール法による結晶化で
は、膜厚方向に結晶化の不均一性がある。図６に示した
製造プロセスの模式図で説明する。なお、図６は断面透
過電子顕微鏡像を模式化したものである。図６（ａ）
は、基板６０１（ガラス基板若しくは基板保護膜を形成
したガラス基板）上に、レーザーアニールされるシリコ
ン膜６０６を形成し、レーザーアニールしている段階を
示す。図６（ｂ）は、その基板を上からレーザーアニー
ルした後のシリコン膜６０７の結晶の状態を示した模式
図である。(2) In crystallization by laser annealing, there is non-uniform crystallization in the film thickness direction. This will be described with reference to a schematic diagram of the manufacturing process shown in FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional transmission electron microscope image. FIG. 6 (a)
Indicates a stage in which a silicon film 606 to be laser-annealed is formed on a substrate 601 (a glass substrate or a glass substrate on which a substrate protective film is formed), and laser annealing is performed. FIG. 6B is a schematic diagram showing a crystal state of the silicon film 607 after the substrate has been subjected to laser annealing from above.
【０００９】これから分かるように、シリコン膜６０７
には膜厚方向結晶性の不均質性がある。即ち、レーザー
が照射された側は、結晶粒の大きなものが形成される
が、基板側は、結晶粒に小さいものが形成されてしま
う。As can be seen, the silicon film 607
Has inhomogeneity in crystallinity in the film thickness direction. That is, while the side irradiated with the laser has large crystal grains, the substrate side has small crystal grains.
【００１０】（３）駆動回路部及び画素部を形成するた
めには、ＣＶＤなどによる成膜工程が必要である。ＣＶ
Ｄなどの成膜工程では、一般に３００〜４００℃程度の
高温が必要である。そのため、基板として用いているガ
ラス基板に歪が生じて、特に大型基板を用いる場合な
ど、フォトリソグラフィー工程での合わせマスクにずれ
が生じてしまう。さらに、超大型基板の場合には、ＣＶ
Ｄなど成膜工程やその他の工程での搬送中にも、基板の
自重により歪みの原因となってしまう。(3) In order to form the drive circuit section and the pixel section, a film forming step by CVD or the like is required. CV
In a film forming process such as D, a high temperature of about 300 to 400 ° C. is generally required. Therefore, distortion occurs in the glass substrate used as the substrate, and a displacement occurs in the alignment mask in the photolithography process, particularly when a large substrate is used. Furthermore, in the case of a very large substrate, CV
Even during transfer in a film forming process such as D or other processes, the substrate may cause distortion due to its own weight.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の駆
動回路一体型の液晶表示装置においては、駆動回路自身
から発生する熱の逃げ場がなく、駆動回路自身の熱によ
る誤動作が発生するという問題があった。As described above, in the conventional liquid crystal display device integrated with a drive circuit, there is no escape place for heat generated from the drive circuit itself, and a malfunction due to the heat of the drive circuit itself occurs. was there.
【００１２】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、駆動回路から発生する
熱を速やかに逃がすことができ、駆動回路の発熱に起因
する誤動作を防止し得る駆動回路一体型の液晶表示装置
の製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to quickly release heat generated from a drive circuit and to prevent malfunction due to heat generation of the drive circuit. Liquid crystal display device with integrated drive circuit
It is to provide a manufacturing method of.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち本発
明は、マトリックス状に配置された画素電極及びこれら
の画素電極に接続されて前記画素電極を駆動するための
スイッチング素子群を中央部に有し、かつ前記スイッチ
ング素子群を駆動するための駆動回路を周辺部に有する
アレイ基板と、このアレイ基板に対向配置された対向基
板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に封入され
た液晶層とを具備した駆動回路一体型の液晶表示装置を
製造方法するに際し、前記駆動回路が配置される周辺部
に金属膜を形成する工程と、この金属膜上に絶縁膜を介
して半導体膜を形成する工程と、この半導体膜をレーザ
ーアニールによって結晶化させる工程と、この結晶化し
た半導体膜を用いた前記駆動回路を形成する工程とを有
することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration. That is, the present invention has a switching element group for being connected to the pixel electrode and the pixel electrodes arranged in a matrix for driving the pixel electrode in the center portion, and the switching <br/> ing element group an array substrate having a periphery drive circuit for driving and a counter substrate arranged to face the array substrate, the driving circuit comprising a encapsulated liquid crystal layer between the array substrate and the counter substrate Integrated liquid crystal display
In manufacturing, a peripheral portion where the drive circuit is arranged
Forming a metal film on the metal film, and forming an insulating film on the metal film.
Forming a semiconductor film by performing
-A step of crystallization by annealing and this crystallization
Forming the drive circuit using the semiconductor film.
It is characterized by doing.
【００１４】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) アレイ基板の周辺部の金属膜上に絶縁膜が形成さ
れ、この絶縁膜の上に多結晶半導体層が形成され、この
多結晶半導体層に駆動回路が形成されること。 (2) 絶縁膜上の多結晶半導体層は、レーザーアニールに
より再結晶化されたもの（多結晶又は単結晶）であるこ
と。 (3) スイッチング素子はａ−ＳｉのＴＦＴであり、駆動
回路は多結晶ＳｉのＴＦＴであること。Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) An insulating film is formed on a metal film in a peripheral portion of an array substrate, a polycrystalline semiconductor layer is formed on the insulating film, and a driving circuit is formed on the polycrystalline semiconductor layer. (2) The polycrystalline semiconductor layer on the insulating film must be recrystallized by laser annealing (polycrystalline or single crystal). (3) The switching element is an a-Si TFT, and the drive circuit is a polycrystalline Si TFT.
【００１５】[0015]
【作用】本発明によれば、駆動回路部の下にアレイ基板
を構成するガラス等よりも熱伝導率の良い金属膜を配設
することにより、駆動回路から発生する熱はこの金属膜
を介して逃げることになる。従って、駆動回路自身から
発生する熱による誤動作を防止することができ、信頼性
の向上をはかることが可能となる。According to the present invention, by disposing a metal film having a higher thermal conductivity than glass or the like constituting the array substrate below the drive circuit portion, heat generated from the drive circuit is transmitted through the metal film. And run away. Therefore, malfunction due to heat generated from the drive circuit itself can be prevented, and reliability can be improved.
【００１６】また、レーザーアニールによるシリコン膜
の結晶化における結晶性の不均一性の問題を回避するこ
ともできる。従来のレーザーアニール法による結晶化で
は、膜厚方向に結晶化の不均一性があった。即ち、レー
ザーが照射された側には結晶粒の大きなものが形成され
るが、基板側には結晶粒に小さいものが形成されてしま
う。これに対し本発明のように、レーザーアニールする
シリコン膜の下に金属膜を配置することにより、その金
属膜が鏡のような役割を果たし、あたかもシリコン膜の
両面からレーザー光が照射されるようになり、その結
果、結晶粒の揃ったシリコン膜が形成される。Further, the problem of non-uniformity of crystallinity in crystallization of a silicon film by laser annealing can be avoided. In the crystallization by the conventional laser annealing method, there is non-uniform crystallization in the film thickness direction. That is, large crystal grains are formed on the side irradiated with the laser, but small crystal grains are formed on the substrate side. On the other hand, as in the present invention, by arranging a metal film under a silicon film to be laser-annealed, the metal film acts as a mirror, as if the laser light is irradiated from both sides of the silicon film. As a result, a silicon film with uniform crystal grains is formed.
【００１７】また、ガラス等からなるアレイ基板上に金
属膜を形成することにより、工程中に受けるガラスの熱
歪によるフォトリソグラフィー工程での合わせマスクに
ずれがなくなる。同時に、製造工程での搬送中に受け
る、基板の自重により歪みが低減される。Further, by forming a metal film on an array substrate made of glass or the like, the alignment mask in the photolithography process due to the thermal distortion of the glass received during the process is eliminated. At the same time, distortion is reduced by the weight of the substrate received during transportation in the manufacturing process.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例により説
明する。図１は本発明の一実施例に係わる駆動回路一体
型の液晶表示装置の概略構成を示すもので、図１（ａ）
は斜視図、図１（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′断面図で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid crystal display device integrated with a driving circuit according to an embodiment of the present invention.
1 is a perspective view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
【００１９】ガラス等の透明絶縁基板又は表面に基板保
護膜を形成された基板１０１の中央部上に、マトリック
ス状に配置された画素電極、該画素電極に接続されて画
素電極を駆動するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）か
らなる画素部１０２が形成されている。基板１０１の周
辺部上には金属膜１０３が形成され、この金属膜１０３
を覆うように絶縁膜１０４が形成されている。そして、
絶縁膜１０４上には多結晶Ｓｉ層が形成され、この多結
晶Ｓｉ層に、画素部１０２のＴＦＴを駆動するための駆
動回路１０５が設けられている。A pixel electrode arranged in a matrix on a transparent insulating substrate such as glass or a substrate 101 having a substrate protective film formed on the surface thereof, and connected to the pixel electrode for driving the pixel electrode. A pixel portion 102 including a thin film transistor (TFT) is formed. A metal film 103 is formed on the peripheral portion of the substrate 101.
Insulating film 104 is formed so as to cover. And
A polycrystalline Si layer is formed over the insulating film 104, and a driving circuit 105 for driving the TFT of the pixel portion 102 is provided on the polycrystalline Si layer.
【００２０】なお、図には示さないが、上記１０１〜１
０５からなるアレイ基板１００に対向して透明電極を設
けた対向基板が配置され、これらの基板間に液晶層が封
入されるものとなっている。Although not shown in the drawing, the above-mentioned 101 to 101
An opposing substrate provided with a transparent electrode is disposed opposite to the array substrate 100 composed of the liquid crystal layer 05, and a liquid crystal layer is sealed between these substrates.
【００２１】次に、画素部及び駆動回路部の拡大模式図
を、図２に示す。２０１は絶縁基板又は基板保護膜を形
成した基板であり、２０２は画素部、２０５は駆動回路
部である。Next, FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of the pixel portion and the drive circuit portion. 201 is an insulating substrate or a substrate on which a substrate protective film is formed, 202 is a pixel portion, and 205 is a drive circuit portion.
【００２２】画素部２０２は、画素駆動用ＴＦＴと画素
電極とからなっている。画素駆動用ＴＦＴは、ａ−Ｓｉ
のＴＦＴで実績のある逆スタガーとよばれる構造のＴＦ
Ｔであり、画素スイッチング用として用いられる。駆動
回路部２０５は、例えばビームアニールにより結晶化さ
れた多結晶シリコン膜を用いたコプラナ型ＴＦＴであ
る。The pixel section 202 is composed of a pixel driving TFT and a pixel electrode. The pixel driving TFT is a-Si
TF with a structure called a reverse stagger that has a proven track record in TFT
T, which is used for pixel switching. The drive circuit unit 205 is, for example, a coplanar TFT using a polycrystalline silicon film crystallized by beam annealing.
【００２３】より具体的には画素用ＴＦＴは、基板２０
１上に形成されたゲート電極２１１と、その上に形成さ
れた絶縁膜２１２、その上に形成された高抵抗半導体膜
（ａ−Ｓｉ膜）からなるチャネル領域２１３、チャネル
領域に接する低抵抗半導体膜（例えばｎ+ ａ−Ｓｉ膜）
２１４、その上に形成された金属膜からなるソース電極
２１５，ドレイン電極２１６からなり、これらの上に保
護膜２１７が形成されている。そして、ＩＴＯなどの透
明電極からなる画素電極２３１が画素用ＴＦＴのドレイ
ン電極２１６に接続されている。なお、図中の２１８は
チャネル保護膜である。More specifically, the pixel TFT is provided on the substrate 20.
1, a gate electrode 211, an insulating film 212 formed thereon, a channel region 213 formed of a high-resistance semiconductor film (a-Si film) formed thereon, and a low-resistance semiconductor in contact with the channel region. Film (for example, n + a-Si film)
214, a source electrode 215 and a drain electrode 216 made of a metal film formed thereon, on which a protective film 217 is formed. The pixel electrode 231 made of a transparent electrode such as ITO is connected to the drain electrode 216 of the pixel TFT. Incidentally, reference numeral 218 in the drawing denotes a channel protective film.
【００２４】一方、駆動回路用ＴＦＴは、基板２０１上
に金属膜２０３を形成し、その上に絶縁膜２０４を形成
し、そしてこの絶縁膜２０４上に形成されている。具体
的には、絶縁膜２０４の上に、レーザーアニールなどの
方法により結晶化された高抵抗半導体膜からなるチャネ
ル領域２２１、そのチャネル領域２２１に接する低抵抗
半導体膜（例えば燐をイオン注入されかつ結晶化された
Ｓｉ膜）２２２、その上にゲート絶縁膜２２３を介して
形成されたゲート電極２２４、低抵抗半導体膜２２２に
接続されたソース電極２２５，ドレイン電極２２６、及
びゲート電極２２４とソース・ドレイン電極２２５，２
２６を絶縁するための層間絶縁膜２２７から構成されて
いる。そして、これらの上に保護膜２２８が形成されて
いる。On the other hand, the driving circuit TFT has a metal film 203 formed on a substrate 201, an insulating film 204 formed thereon, and formed on the insulating film 204. Specifically, a channel region 221 made of a high-resistance semiconductor film crystallized by a method such as laser annealing on the insulating film 204, and a low-resistance semiconductor film (for example, phosphorus ion-implanted and in contact with the channel region 221) A crystallized Si film) 222, a gate electrode 224 formed thereon via a gate insulating film 223, a source electrode 225 connected to the low-resistance semiconductor film 222, a drain electrode 226, and the gate electrode 224 and a source electrode 224. Drain electrode 225,2
26 is formed of an interlayer insulating film 227 for insulating the insulating film 26. Then, a protective film 228 is formed on these.
【００２５】画素用ＴＦＴの高抵抗半導体膜２１３は、
例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）又は多結晶シリコン
からなり、画素用ＴＦＴの低抵抗半導体膜２１４は、例
えばＰ（燐）又はＢ（ボロン）をドーピングされた非晶
質シリコン又は多結晶シリコンである。The high-resistance semiconductor film 213 of the pixel TFT is
For example, the low-resistance semiconductor film 214 of the pixel TFT is made of amorphous silicon (a-Si) or polycrystalline silicon, and is made of amorphous silicon or polycrystalline silicon doped with, for example, P (phosphorus) or B (boron). It is.
【００２６】駆動回路用ＴＦＴの高抵抗半導体膜２２１
は、非晶質シリコンや多結晶シリコンを例えばレーザー
光を照射することによりアニールしたものであり、より
粒径の大きい多結晶シリコンや単結晶であり、必要に応
じて不純物をドーピングしてある。駆動回路用ＴＦＴの
低抵抗半導体膜２２２は、同じくビームアニールで形成
された多結晶シリコン又は単結晶シリコンであり、例え
ばＰ（燐）又はＢ（ボロン），Ａｓ（砒素）などが必要
に応じてドーピングされている。High-resistance semiconductor film 221 of drive circuit TFT
Is obtained by annealing amorphous silicon or polycrystalline silicon by, for example, irradiating a laser beam, and is polycrystalline silicon or single crystal having a larger particle size, and is doped with impurities as necessary. The low-resistance semiconductor film 222 of the driving circuit TFT is made of polycrystalline silicon or single-crystal silicon similarly formed by beam annealing. For example, P (phosphorus), B (boron), As (arsenic), or the like is used as necessary. Doped.
【００２７】画素用ＴＦＴのゲート電極２１１の材料
は、例えばＭｏ−Ｔａ合金，Ａｌ，Ａｌ−Ｔａ合金，Ｔ
ａ，Ｗ及びそれらのシリサイド等である。また、その表
面は陽極酸化により酸化されている場合もある。The material of the gate electrode 211 of the pixel TFT is, for example, Mo—Ta alloy, Al, Al—Ta alloy, T
a, W and their silicides. Also, the surface may be oxidized by anodic oxidation.
【００２８】画素用ＴＦＴのゲート絶縁膜２１２の形成
には、例えばＥＣＲ−ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法，光
ＣＶＤ法が用いられ、膜としてはＳｉＯｘ膜，ＳｉＮｘ
膜，及びこれらの積層構造等である。The gate insulating film 212 of the pixel TFT is formed by, for example, an ECR-CVD method, a plasma CVD method, or a photo-CVD method.
A film, a laminated structure thereof, and the like.
【００２９】画素用ＴＦＴのソース・ドレイン電極２１
５，２１６及び駆動回路用ＴＦＴのソース・ドレイン電
極２２５，２２６の材料は、例えばＭｏ，Ａｌ，Ｃｒ及
びそれらの積層構造である。Source / drain electrodes 21 of pixel TFT
5, 216 and the source / drain electrodes 225, 226 of the driving circuit TFT are, for example, Mo, Al, Cr and their laminated structures.
【００３０】駆動回路用ＴＦＴの下地の絶縁膜２０４の
形成には、例えば熱ＣＶＤ法，ＥＣＲ−ＣＶＤ法，プラ
ズマＣＶＤ法，光ＣＶＤ法が用いられ、膜としてはＳｉ
Ｏｘ膜又はＳｉＮｘ膜等である。For example, thermal CVD, ECR-CVD, plasma CVD, and photo-CVD are used to form the insulating film 204 under the TFT for the drive circuit.
Ox film or SiNx film.
【００３１】次に、本実施例に係わる駆動回路一体型の
液晶表示装置の製造方法について、図３を参照して説明
する。まず、図３（ａ）に示すように、ガラス，石英，
絶縁コートされた絶縁基板３０１上に、金属膜（Ｃｒ，
Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏなど）３０３を形成する。Next, a method of manufacturing a liquid crystal display device integrated with a drive circuit according to this embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
On an insulating substrate 301 coated with an insulating material, a metal film (Cr,
(Ti, Al, Mo, etc.) 303 is formed.
【００３２】次いで、図３（ｂ）に示すように、金属膜
３０３を駆動回路が形成される部分を残して除去する。
次いで、図３（ｃ）に示すように、基板３０１及び金属
膜３０３上に、透明絶縁膜（例えば、ＳｉＯｘ，ＳｉＮ
ｘなど）３０４をＣＶＤ，スパッタなどの成膜法で形成
する。Next, as shown in FIG. 3B, the metal film 303 is removed except for a portion where a driving circuit is formed.
Next, as shown in FIG. 3C, a transparent insulating film (for example, SiOx, SiN) is formed on the substrate 301 and the metal film 303.
x) 304 is formed by a film forming method such as CVD or sputtering.
【００３３】最後に、図３（ｄ）に示すように、基板３
０１の中央部上に画素電極及びａ−ＳｉのＴＦＴ等から
なる画素部３０２を形成し、さらに周辺部に多結晶Ｓｉ
のＴＦＴからなる駆動回路部３０５を形成する。ここ
で、図３（ｄ）では基板３０１の中央部にも絶縁膜３０
４を残しているが、この部分の絶縁膜３０４は除去して
もよい。Finally, as shown in FIG.
A pixel portion 302 composed of a pixel electrode and an a-Si TFT is formed on the central portion of
Is formed. Here, in FIG. 3D, the insulating film 30 is also provided at the center of the substrate 301.
4, but the insulating film 304 in this portion may be removed.
【００３４】次に、駆動回路用ＴＦＴ形成のための半導
体膜の形成方法について、図４を参照して説明する。図
４は断面透過電子顕微鏡像を模式化したものであり、４
０１は基板若しくは基板保護膜を形成した基板である。Next, a method for forming a semiconductor film for forming a TFT for a driving circuit will be described with reference to FIG. FIG. 4 schematically shows a cross-sectional transmission electron microscope image.
01 is a substrate or a substrate on which a substrate protection film is formed.
【００３５】図４（ａ）は、基板４０１上に、金属膜４
０３，絶縁膜４０４を積層した後、レーザーアニールさ
れるＳｉ膜４０６を形成し、レーザーアニールしている
段階を示す。図４（ｂ）は、その基板をレーザーアニー
ルした後のＳｉ膜４０７の結晶の状態を示した模式図で
ある。FIG. 4A shows that a metal film 4 is formed on a substrate 401.
03, a step of forming a silicon film 406 to be laser-annealed after laminating the insulating film 404 and performing laser annealing. FIG. 4B is a schematic diagram showing a crystal state of the Si film 407 after the substrate has been laser-annealed.
【００３６】これから分かるように、下に金属膜４０３
があることにより、そこでレーザー光が反射され、Ｓｉ
膜４０６は両面からレーザ光を照射されることになり、
これにより膜厚方向結晶性が均質になる。As can be seen, the metal film 403
There, the laser light is reflected there and Si
The film 406 will be irradiated with laser light from both sides,
Thereby, the crystallinity in the film thickness direction becomes uniform.
【００３７】このように本実施例によれば、駆動回路部
が形成されるアレイ基板の周辺部に金属膜を形成するこ
とにより、従来技術で問題であった以下の点を解決する
ことができる。 （１）駆動回路から発生する熱に関して 駆動回路の下にガラスより熱伝導率の良い金属膜を形成
しているので、駆動回路から発生する熱の逃げが良くな
り、駆動回路自身から発生する熱による誤動作が発生し
なくなる。これは、ガラス基板上に駆動回路を形成した
駆動回路一体型の液晶表示装置において、従来問題とな
っていた駆動回路自身から発生する熱の逃げ場を確保す
ることになり、装置の信頼性を向上させる上で大きなメ
リットである。 （２）レーザーアニールによるＳｉ膜の結晶化における
結晶性の不均一性 レーザーアニールするシリコン膜の下に金属膜を配置す
ることにより、その金属膜が鏡のような役割を果たし、
あたかもシリコン膜の両面からレーザー光が照射される
ようになり、その結果、結晶粒のそろったシリコン膜が
形成される。これは、従来のレーザーアニール法による
結晶化では、レーザーが照射された側は結晶粒の大きな
ものが形成されるが、基板側は結晶粒に小さいものが形
成されてしまうという、膜厚方向に結晶化の不均一性を
解決し、駆動回路用のＴＦＴの素子特性向上につなが
る。 （３）基板の熱及び自重による歪に関して ガラス基板に金属膜を形成することにより、工程中に受
けるガラスの熱歪によるフォトリソグラフィー工程での
合わせマスクにずれがなくなる。同時に、製造工程での
搬送中に受ける、基板の自重により歪みが低減される。As described above, according to the present embodiment, the following points, which have been problems in the prior art, can be solved by forming the metal film around the array substrate on which the drive circuit section is formed. . (1) Regarding heat generated from the drive circuit A metal film having better thermal conductivity than glass is formed under the drive circuit, so that heat generated from the drive circuit can escape better and heat generated from the drive circuit itself. No malfunction occurs due to this. This improves the reliability of the drive circuit integrated type liquid crystal display device, in which the drive circuit is formed on a glass substrate, to secure a place for heat generated from the drive circuit itself, which has been a problem in the past. This is a great merit in doing so. (2) Non-uniformity of crystallinity in crystallization of Si film by laser annealing By arranging a metal film under a silicon film to be laser-annealed, the metal film plays a mirror-like role,
Laser light is irradiated from both sides of the silicon film, and as a result, a silicon film with uniform crystal grains is formed. This is because, in the crystallization by the conventional laser annealing method, large grains are formed on the side irradiated with laser, but small grains are formed on the substrate side. This solves the non-uniformity of crystallization and leads to an improvement in the element characteristics of the TFT for the driving circuit. (3) Distortion due to heat and self-weight of the substrate By forming the metal film on the glass substrate, the alignment mask in the photolithography process due to the thermal distortion of the glass received during the process is eliminated. At the same time, distortion is reduced due to the weight of the substrate received during transportation in the manufacturing process.
【００３８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例では、シリコン膜を用いたＴＦ
Ｔの例について説明したが、他の半導体膜を用いたＴＦ
Ｔにも適用できる。また、画素用ＴＦＴは、自己整合型
（セルフアライン）で形成したものでも構わない。さら
に、駆動回路用ＴＦＴは、ゲート電極を２つ持った構造
のダブルゲート構造、ドレイン領域に低濃度で不純物を
添加したＬＤＤ構造のものでも構わない。The present invention is not limited to the embodiment described above. In the embodiment, TF using a silicon film is used.
Although the example of T was described, TF using another semiconductor film was used.
Applicable to T. The pixel TFT may be a self-aligned type (self-aligned). Further, the driving circuit TFT may have a double gate structure having two gate electrodes or an LDD structure in which a low concentration impurity is added to a drain region.
【００３９】また、実施例ではアレイ基板の周辺部に形
成する金属膜は４つに分離して形成したが、必ずしも分
離する必要はなく、画素部を囲うように連続した形に形
成してもよい。さらに、アレイ基板に放熱器を設け、こ
の放熱器に金属膜を接続するようにしてもよい。また、
ガラス基板に駆動回路を形成し、これをアレイ基板に実
装するようにしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。In the embodiment, the metal film formed on the periphery of the array substrate is divided into four parts. However, it is not always necessary to separate them, and the metal film may be formed continuously so as to surround the pixel part. Good. Further, a radiator may be provided on the array substrate, and a metal film may be connected to the radiator. Also,
A drive circuit may be formed on a glass substrate and mounted on an array substrate. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、駆
動回路が配置されるアレイ基板の周辺部に金属膜を形成
することにより、駆動回路から発生する熱を速やかに逃
がすことができ、駆動回路の発熱に起因する誤動作を防
止し得る駆動回路一体型の液晶表示装置を実現すること
が可能となる。As described above in detail, according to the present invention, the heat generated from the drive circuit can be quickly released by forming the metal film around the array substrate on which the drive circuit is disposed. Further, it is possible to realize a liquid crystal display device integrated with a drive circuit, which can prevent malfunction due to heat generation of the drive circuit.
【図１】本発明の一実施例に係わる駆動回路一体型の液
晶表示装置の概略構成を示す斜視図と断面図。1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing a schematic configuration of a liquid crystal display device integrated with a driving circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】実施例における駆動回路部及び画素部の具体的
構成を拡大して示す断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a specific configuration of a driving circuit portion and a pixel portion in an embodiment.
【図３】実施例に係わる駆動回路一体型の液晶表示装置
の製造工程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the liquid crystal display device integrated with a driving circuit according to the embodiment.
【図４】本発明によるエキシマレーザーアニールしたＳ
ｉ膜の断面模式図。FIG. 4 shows an excimer laser-annealed S according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an i-film.
【図５】従来技術による駆動回路一体型の液晶表示装置
の概略構成を示す斜視図と断面図。FIG. 5 is a perspective view and a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device integrated with a driving circuit according to a conventional technique.
【図６】従来技術によるエキシマレーザーアニールした
Ｓｉ膜の断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an excimer laser-annealed Si film according to a conventional technique.
１００…アレイ基板 １０１，２０１，３０１，４０１…基板、 １０２，２０２，３０２…画素部 １０３，２０３，３０３，４０３…金属膜 １０４，２０４，３０４，４０４…絶縁膜 １０５，２０５，３０５…駆動回路部 ２１１…画素ＴＦＴ用のゲート電極 ２１２…画素ＴＦＴ用のゲート絶縁膜 ２１３…画素ＴＦＴ用の高抵抗半導体膜 ２１４…画素ＴＦＴ用の低抵抗半導体膜 ２１５…画素ＴＦＴ用のソース電極 ２１６…画素ＴＦＴ用のドレイン電極 ２１７…画素ＴＦＴ用の保護膜 ２１８…チャネル保護膜 ２２４…駆動回路ＴＦＴ用のゲート電極 ２２３…駆動回路ＴＦＴ用のゲート絶縁膜 ２２１…駆動回路ＴＦＴ用の高抵抗半導体膜 ２２２…駆動回路ＴＦＴ用の低抵抗半導体膜 ２２５…駆動回路ＴＦＴ用のソース電極 ２２６…駆動回路ＴＦＴ用のドレイン電極 ２２７…層間絶縁膜 ２２８…駆動回路ＴＦＴ用に保護膜 ２３１…画素電極 ４０６…結晶化前のＳｉ膜 ４０７…結晶化後のＳｉ膜 100 array substrate 101, 201, 301, 401 substrate 102, 202, 302 pixel unit 103, 203, 303, 403 metal film 104, 204, 304, 404 insulating film 105, 205, 305 drive circuit Part 211: Gate electrode for pixel TFT 212: Gate insulating film for pixel TFT 213: High-resistance semiconductor film for pixel TFT 214: Low-resistance semiconductor film for pixel TFT 215: Source electrode for pixel TFT 216: Pixel TFT Drain electrode 217 ... Protective film for pixel TFT 218 ... Channel protective film 224 ... Gate electrode for drive circuit TFT 223 ... Gate insulating film for drive circuit TFT 221 ... High resistance semiconductor film for drive circuit TFT 222 ... Drive Low-resistance semiconductor film for circuit TFT 225: Source electrode for drive circuit TFT 226: Drive circuit Drain electrode for path TFT 227 ... Interlayer insulating film 228 ... Protective film for drive circuit TFT 231 ... Pixel electrode 406 ... Si film before crystallization 407 ... Si film after crystallization
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−257166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−15584（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359586（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−59553（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1345 G02F 1/133 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-257166 (JP, A) JP-A-62-15584 (JP, A) JP-A-4-359586 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 60- 59553 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1345 G02F 1/133
Claims (1)
これらの画素電極に接続されて前記画素電極を駆動する
ためのスイッチング素子群を中央部に有し、かつ前記ス
イッチング素子群を駆動するための駆動回路を周辺部に
有するアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置された
対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に封
入された液晶層とを具備した駆動回路一体型の液晶表示
装置を製造方法するに際し、 前記駆動回路が配置される周辺部に金属膜を形成する工
程と、この金属膜上に絶縁膜を介して半導体膜を形成す
る工程と、この半導体膜をレーザーアニールによって結
晶化させる工程と、この結晶化した半導体膜を用いた前
記駆動回路を形成する工程とを有することを特徴とする
液晶表示装置の製造方法。 A pixel electrode disposed in a matrix and a switching element group connected to these pixel electrodes for driving said pixel electrode at a central portion; and said switching element group. an array substrate having a periphery drive circuit for driving and a counter substrate arranged to face the array substrate, the driving circuit comprising a encapsulated liquid crystal layer between the array substrate and the counter substrate Integrated liquid crystal display
In manufacturing the device, a step of forming a metal film in a peripheral portion where the drive circuit is arranged is performed.
And forming a semiconductor film on the metal film via an insulating film .
And bonding the semiconductor film by laser annealing
Crystallizing step and before using the crystallized semiconductor film
Forming a driving circuit.
A method for manufacturing a liquid crystal display device.
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