TWI284751B - Display device and manufacturing method therefor - Google Patents

Description

1284751 玫、發明說明： 發明所屬之技術領域 日月口 L· 疋有關於例如液晶顯示器（LCD)之顯示裝置，具有 對彼此相對之基板、以及形成於基板之此 ,示裝署b ^ ^ ^ 罝疋由例如薄膜電晶體（TFT)之各種電晶體驅動；並 且本發明亦有關於此顯示裝罝之製造方法。 先前技術 、、年來顯示裝置被要求提供高定義與高品質顯示。當 履曰日顯不恭符合此要求，所使用主動矩陣式液晶顯示器其 使用TFT。使用此等TFT作為用於驅動液晶之切換元件。 口圖4 ,、、、員不在習知技術中液晶顯示器之平面圖。此液晶顯示 器匕括·像素區S、具有多個配置成矩陣形之像素用於顯示 影像，以及所配置之週邊電路區R、以便圍繞像素區s。 主動矩陣式液晶顯示器使用TFT，通常具有：控制單元、 用於發出控制信號給各TFT，以及連接控制單元之導引線。 在午夕丨肖形中，此導引線是位於液晶顯示器之像素區s以外 的區域中，即，在週邊電路區汉中。目前，在許多lcD中使 用此配置。 此使用TFT之主動矩陣式液晶顯示器之製造通常可分為： 用於在其上形成TFT之驅動基板之製造過程，以及用於面對 此驅動基板之另一基板之製造過程。此等基板彼此對準且 裝附以界定其間之間隙，並且將液晶注入此間隙中。 此驅動基板之製造過程包括步驟··首先形成矽氧化物薄膜 或石夕氮化物薄Μ作為在透明基板（例如玻璃基板）上各TFT之 胃6 - 84654 1284751 閘極絕緣薄膜。其次，形成的矽氧化物薄膜或矽氫化物薄 膜作為層間絕緣薄膜；其次，形成鋁（A1)金屬薄膜作為導引 線；並且最後將此金屬薄膜圖案化以形成導引線。通常在 此導引線上形成另一層間絕緣薄膜。 此導引線是形成於層間絕緣薄膜上覆蓋TFT，是例如在日 本專利公開案號No_ 2〇〇1-2428〇3與2〇〇卜284592以及日本專 利案號No· 3247793中說明。在圖5中顯示傳統導引線“配 置之例子如同於圖5中所示，在傳統之導引線j4是形成於 層間絕緣薄膜13上6因& ’在許多情形中，此導引線⑷巨 基板之高度是大約〇·5 μπι至1 。 因此，傳、统的導引線是設置在距基板大約〇5叫至i叫 之高度，以致於此導引線容易被外部壓力損壞。尤其是在 使用TFT之王動矩陣式液晶顯示器之製造過程中，必須將一 對基板（玻璃基板）對齊，且去除此等基板之一之一部份，以 便提供導引線形成於其上之另—基板之延伸。在此時經常 將不當的壓力施加於形成於此延伸上之導引線。 此外，在使用TFT之主動矩陣式液晶顯示器之製造過程 中，有此可能性工作人員可能會觸到導引線，而造成對導 引線之損壞（刮傷）。此對導引線之損#由於在導電期間電子 遷移、溫度等會造成導引線之中斷，因此導致顯示裝置可 靠度的降低。 ’ 發明内容 因此，本發明之目的是提供一種顯示裝置，其可以可靠 地保護設於延伸上之導引線防止受到外部壓力之損壞。非 84654 1284751 、根據本發明之觀點，提供—顚示裝置包括：_ 《基板’設置介於基板之間之像素區；設於此等基板目= 《延伸上之外部接線；此外部接線設置於在延 ：： 的凹處中。 厅形成 根據本發明《另—觀點，提供顯示裝置之製造方法，並 具有：―對彼此相對之基板，形成介於絲之㈣像素/，' 以及形成於基板之一之延伸上乏朴砘拎始 伸上炙外邵接線，用於將信號輸 像素區。此製造方法包括步驟在延伸上形成凹處，以及 在凹處中設置外部接線。 以根據本發明顯示裝置之以上結構，此凹處是形成於基 板之-之延伸上，並且外部接線是設置在凹處中。因此， 外錢線可由凹處周I縮回，目此可以保護外部接線防止 受到施加於延伸之外部壓力，因而防止外部壓力對外部接 線造成不利的影響。 本發明之此等與其他目的，將由以下之說明並參考所附 圖式而得知。 實施方式 現在參考所附圖式說明本發明之較佳實施例。圖丨A為根 據較佳實施例之顯示裝置丨之平面圖，以及圖⑺為於圖1A 中所示顯示裝置1之主要部份之放大截面圖。 顯π裝置1包括：彼此面對之一對基板lla與llb，設置介於 基板11a與lib之間之像素區s，設置於基板lla與llb之一之 延伸（在此較佳實施例中為基板Ub之延伸）上之導引線（外部 接線）。顯示袭置1為液晶顯示裝置（LCD)，主要使用用於像 84654 1284751 素區S之液晶。 根據此較佳實施例之顯示裝置丨之特徵為，此在基板Ub 之延伸上所提供之導引線14，是設置於形成於此延伸上之 溝渠（凹處）10中。 此外，作為電路元件用於驅動像素區S之積體電路C是設 置於基板1 lb之延伸上，且作為外部接線構件之撓性電纜ρ 經由導引線14而電性連接至積體電路c。導引線14是由多個 個別導線構成。 以此結構此導引線14是設置於在基板11 b上所形成的溝渠 10中，此導引線14可由溝渠10之周圍縮回進入基板llb中， 因此允許保護導引線14防止外部壓力造成損壞。 現在參考圖1B說明導引線14與其周圍之截面結構：由 SiOVShNVSiO2所構成之閘極絕緣薄膜12是形成於例如玻璃 基板之基板lib上，以及由Si〇2或Si#4所構成之層間絕緣薄 膜13是形成於閘極絕緣薄膜12上。 閘極絕緣薄膜12形成作為像素區S中TFT之閘極絕緣薄 膜，作為顯示裝置1之顯示區。此閘極絕緣薄膜12是設於像 素區S以外的區域中，即，在周邊電路區中。 溝渠10是藉由係層間絕緣薄膜13與閘極絕緣薄膜12之一 部份蝕刻而成。此溝渠10的深度較佳延伸至基板llb，以致 於稍後設置之導引線14可以靠近基板11 b而形成。此外，藉 由蝕刻例如玻璃基板之基板Ub，而將基板lib之經蝕刻表 面（溝渠10之底部）製得粗糙，因此改善導引線14對基板nb 之附著。 84654 1284751 溝渠ι〇可以藉由用於在TFT或週邊電路形成接觸孔（通孔） 過程相同的㈣過程形成。因此，不須要增加用於形成溝 渠1 〇之微影過程，但是須要改變遮罩。 在此較佳實施例中，溝渠10在正常情況下靠近末端愈來 愈尖細，以致於如同於第⑺圖中所示，溝渠10之頂部是寬 於其底部。以此結構而可以避免在介於導引線14與積體電 路c或撓性電纜F之間之連接沿著溝渠1〇之侧表面所設置導 引線14中由於陡峭台階所造成導引線14之斷裂。 構成導引線14之各導線是由在溝渠1〇之底部上所形成之 金屬薄膜14a，與在金屬薄膜14a之上表面上所形成之阻障 金層15所構成，以便完全覆蓋其表面。金屬薄膜例如是 由Al ’ Al-Si，Al-Si_Cu，或Cu形成。阻障金屬15是由例如 Τι或ΤιΝ形成。藉由形成阻障金屬15，而可以改善在導引線 14與積體電路C或撓性電纜F之間連接之可靠度。 將金屬薄膜14a與阻障金屬15之整個厚度設定為小於溝渠 1〇之深度。金屬薄膜14a與阻障金屬15作為導引線14，以致 於如果導引線14距基板lib之高度為大，則導引線14在隨後 步驟中，可以受到外部壓力不利的影響。為了避免此問題 而將金屬薄膜14a與阻障金屬15設置在溝渠1〇中，以致於阻 障金屬1 5之上表面之位準是低於層間絕緣薄膜13之上表面 之位準。 在修正中，阻障金屬15之上表面可以與層間絕緣薄膜13 之上表面之位準相同。此外，阻障金屬15之上表面可以與 閘極絕緣薄膜12上表面在相同之位準。此外，在溝渠1 〇之 84654 -10- 1284751 周圍中’阻障金屬15之上表面之位準可以低於基板之上 表面之位準。以此結構，金屬薄膜l4a與阻障金屬15可以由 溝渠10之周圍更加縮入，因此可以有效地保護導引線14防 止受到隨後施加之外部壓力。 較佳將從導引線14至溝渠10之底部邊緣之距離設定在i μϊη至3 μηχ之範圍中。藉由設定此距離而可以避免由於在微 影術過程中對齊不良，而使導引線14形成於溝渠1〇之外。 此外’可以形成（具有平面性）平坦之覆蓋導引線14之絕緣薄 膜16 〇 在修正中，可以將溝渠1〇完全以導引線14填滿。在此情 形中’將溝渠10之上部開口封閉，以致可以改善用於形成 絕緣薄膜16之旋塗之可操作性。 現在參考2 Α圖至圖2G說明根據此較佳實施例之顯示裝置1 之製造方法。如同於圖2 A中所示，在將基板11 b清潔之後， 藉由濺鍍與蝕刻在例如玻璃基板之基板ub上形成閘極電極 20 〇 如同於圖2B中所示，其次在基板ub上形成閘極絕緣薄膜 12以覆蓋閘極電極2〇 ,並且其次在閘極絕緣薄膜12上形成 非晶矽薄膜21。其次，此非晶矽薄膜21受到雷射回火以形 成多晶碎薄膜22。在形成多晶矽薄膜22後實施離子植入， 以形成輕微摻雜汲極（LDD)區。 如同於圖2C中所示，其次在多晶矽薄膜22上形成終止薄 膜23，其位置是以相對於閘極電極2〇以自我對齊之方式各 自對應於閘極電極20。然後，在多晶矽薄膜22上形成光 84654 -11- 1284751 24，以便各自覆蓋終止薄膜23。在此之後，藉由使用光阻 24作為遮罩實施離子植入，以形成靠近乙1)1)區域之源極區 與汲極區。 如同於圖2D中所示，將多晶矽薄膜22蝕刻。在此之後， 藉由如同在圖2E中所示藉由塗佈，而在多晶矽薄膜22之表 面上形成層間絕緣薄膜13。 如同於圖2F中所示，藉由在所須要的位置蝕刻經由層間 絕緣薄膜13形成接觸孔，與蚀刻用於形成接觸孔同時，亦 經由層間絕緣薄膜13與閘極絕緣薄膜12而進入對應於稍後 形成之導引線14位置之基板nb之表面中，以形成溝渠1〇。 在此蝕刻步騾，在各接觸孔中形成佈線25，並且在溝渠1〇 中形成導引線14，以致於導引線14之上表面低於層間絕緣 薄膜13之上表面。 在形成佈線25與導引線14之後，則如同2G中所示，形成 絕緣薄膜16，以便覆蓋佈線25與導引線14。雖然並未顯 示’在纟e*緣薄膜16上形成光線擴散表面與反射表面。此 外’與以上驅動基板11 b獨立無關地形成相面對基板，並且 然後將此等基板彼此對齊且附著在一起，而具有界定於其 間之間隙。最後’將液晶填入於間隙中以完成顯示裝置1。 現在參考圖3A至31說明形成導引線14之方法。首先，將 形成於像素區中用於TFT之閘極絕緣薄膜12，藉由CVD或熱 氧化而形成於例如玻璃基板之基板lib上（圖3 A)。 閘極絕緣薄膜12是矽氧化物薄膜或多層薄膜，藉由依序 沉積矽氧化物薄膜、矽氫化物薄膜、以及矽氧化物薄膜而 84654 -12- 1284751 形成。閘極絕緣薄膜丨2具有50 nm至300 nm之厚度。閘極絕 緣薄膜12藉由使用光阻且然後藉由乾式蝕刻而蝕刻以形成 圖木在此圖案化步驟中，閘極絕緣薄膜12是存留在導線 形成部份之周圍中。以替代的方式，閘極絕緣薄膜丨2可以 不存留在導線形成部份之周圍中。 在下一步驟中，在閘極絕緣薄膜12上藉由例如cvd(圖3B) 直接形成層間絕緣薄膜13(或者在閘極絕緣膜12未存留於導 引線形成部份之周圍中的情形中，形成於基板丨lb上）。此 層間絕緣薄膜13是用於將例如TFT之電晶體對佈線絕緣。此 層間絕緣薄膜13具有100 nm至1 μηι之厚度，正常為大約5〇〇 nm ° 在下一步驟中，將光阻24塗佈於層間絕緣薄膜13上且藉 由曝光與顯影而形成圖案（圖3C)。在此圖案化過程中，必 須設定圖案寬度以致於可以在稍後形成溝渠。通常，圖案 是由CAD緣製而印在遮罩上。在此時，較佳將溝渠1 〇之寬 度設定為導引線14之寬度加上2 · 5 μιη，並且溝渠1〇寬度之 可應用範圍是導引線14之寬度加上1_〇 μιη至3.0 μηι。在此情 形中’將溝渠1 0之寬度設定為導引線14之寬度加上1. 〇 μπι，此寬度為下限，其可避免因為在微影過程中之對準偏 差而將導引線14形成於溝渠10之外。在此情形中將溝渠1〇 之寬度設定為導引線14之寬度加上3·0 μιη，此寬度是上 限，其可以避免稍後形成之絕緣薄膜16在塗佈之後失去其 平坦性。因此，較佳將溝渠10之寬度設定在以上的範圍 中 〇 84654 -13- 1284751 在下一步騾中，將層間絕緣薄膜13與閘極絕緣薄膜12部 份餘刻以形成溝渠10。在此情形中，是以50至200 nm/min 之速率藉由將絕緣薄膜浸入於具有濃度丨〇%至2〇y。之氫氟酸 (HF)水溶液中而進行蝕刻。 較佳實施敍刻以致於溝渠1〇之深度延伸至基板lib。因 此，此在稍後放置之導引線14可以靠近基板llb而形成。此 外’藉由將例如玻璃基板之基板llb蝕刻，可以使基板ub 之經蝕刻表面（溝渠1〇之底部）粗糙，因而改善導引線14對基 板1 lb之附著。 圖3D顯π橫截面，在此情形中之蝕刻過程中將溝渠之 木度延伸至基板llb。在此情形中藉由將基板nb浸入於具 有10%至20%濃度<HF水溶液中而實施非均向性蝕刻。 在稍後取決於導引線14之厚度而形成溝渠1〇之深度，當 導引線14〈厚度為〇·5 μιη時，此溝渠之深度範圍較佳為〇·5 μιη至2·0 μιη。在此情形中，將溝渠1〇之深度設定至 μηι ’此*度為下限，其可防止導引線會從溝渠⑺之上部開 口突出卩在此情形中將溝渠1G之深度設定為2()㈣，此深 度為上限其可避免在溝渠10之内部與外部之間形成導引 線14中導引線14會斷裂H較佳將溝渠1G之深度設定 在以上範圍中。 溝渠10可〃藉由與在TFT或周豸電路形成接觸㈣同的敍 剑過程而形成。因，匕，並不須要添加用於形成溝渠10之微 影過程。 以致於如同 溝渠1 〇在正常情況下靠近末端愈來愈尖細 84654 -14- 1284751 圖3D中所示，溝渠10之頂部是寬於其底部。以此結構而可 以避免在介於導引線14與積體電路C(請參考圖1A)或撓性電 纜F(請參考圖1A)(此兩者均隨後連接至基板ub)之間之連接 沿著溝渠10之侧表面所設置導引線14中由於陡峭台階所造 成導引線14之斷裂。 在形成溝渠1 〇之後’藉由賤鍍或類似者將構成導引線14 之金屬薄膜14a之金屬薄膜14a形成於基板llb之表面上。此 金屬薄膜14例如由Al、Al_Si、Al_Si-Cu或Cu構成。然後， 在金屬薄膜14a之表面上形成阻障金屬15。然而，可以將阻 障金屬15省略。圖3 E顯示形成阻障金屬1 5情形中之橫截 面。 此阻障金屬15例如是由Ti或TiN形成。藉由形成阻障金屬 15而可以改善介於導引線14與積體電路C(請參考圖1A)或撓 性電纜F(請參考圖1A)之間連接之可靠度。此外，在使用鉛 (A1)的情形中藉由阻障金屬丨5，而可以改善金屬薄膜之 腐蝕阻撓。 將金屬薄膜14a與阻障金屬15之總厚度設定為小於溝渠1〇 之深度。金屬薄膜14a與阻障金屬15作為導引線14，以致於 如果此導引線14距基板Ub之高度大的話，則導引線14層受 到外部壓力。為了避免此問題，將金屬薄膜l4a與阻障金屬 15設置於溝渠1〇中，以致於阻障金屬15之上表面之位準是 低於層間絕緣薄膜13上表面之位準。 在下一步驟中，將光阻28準備在阻障金屬15之表面上， 且藉由曝光與顯影而將其圖案化，以便遮蓋在溝渠1〇中之 84654 -15- 1284751 阻障金屬15(圖3F)。然後，在以下之條件下藉由使用光阻 28作為遮罩實施非均向性蝕刻（圖3G)。這即是，藉由施加 通常高頻功率且使用C12與BC13作為蝕刻氣體而實施電漿 蝕刻。 阻障金屬15之上表面可以與中間層絕緣薄膜13之上表面 可以在相同之高度位準。此外，阻障金屬1 5之上表面與閘 極絕緣薄膜12之上表面可以在相同的高度位準。此外，阻 障金屬15之上表面可以低於在溝渠1〇之周圍中基板ub上表 面之高度位準。以此結構，金屬薄膜14a與阻障金屬15可以 從溝渠10之周圍更縮入，因而達成導引線14有效的保護， 防止受到隨後施加之外部壓力之損害。因此，更可靠地防 止導引線14之斷裂。 然後’將光阻28去除以完成導引線14(圖3H),並且之後 在基板11 b之表面上形成絕緣薄膜16作為保護薄膜（圖31)。 此絕緣薄膜16主要藉由旋塗形成。由於導引線14是放置在 溝渠10中，以致於如同於圖31中所示從層間絕緣薄膜13之 上表面縮入，而可以改善用於形成絕緣薄膜丨6之旋塗之可 操作性。 因此，可以藉由以上步驟在溝渠1〇中設置導引線14，以 致於可以可靠地保護導引線14防止受到外部壓力的損害， 因此避免對導引線14之損害，且因而防止導引線14中二斷 雖然此根據以上較佳實施例之顯示裳置為咖，伸本發 明並不受限於以上之較佳實施例，而可以應用至任何具有 84654 -16- 1284751 此種結構之顯示裝置，兑冰古 、 衣直其彡又有一對彼此對準且裝附之基 板。 、如同O/f述’根據本發明設有由一對對準基板所形成 之顯不裝置中基板之一具有以凹處所形成之延伸，且 將外部佈線設置於凹處中。以此結構，可以可#地保護外 部佈、、泉防止外邵壓力或類似者之損害，因此避免對外部佈 線 < 損害，以防止顯示裝置可靠度之降低。 雖然以上使用特殊用語描述本發明之較佳實施例，但此 種描述只用於說明目的，但應瞭解可以在不偏離以下申請 專利|&圍之精神與範圍之前題下對其作各種改變與變化。 圖式簡單說明 圖1 A為根據本發明較佳實施例之顯示裝置之概要平面 国 · 圖， 圖1B為在圖1A中所示顯示裝置主要部份是放大截面圖； 圖2A至2G為截面圖用於說明於圖1A中所示顯示裝置之製 造方法； 圖3A至31為放大截面圖，用於說明根據較佳實施例形成 導引線之方法； 圖4為習知技術液晶顯示器之平面圖；以及 圖5為放大截面圖、顯示在習知技術中導引線配置之例。 圖式代表符號說明 顯示裝置 10 11a 溝渠 基板 84654 -17- 基板 閘極絕緣薄膜 層間絕緣薄膜 . 導引線 . 金屬薄膜 阻障金屬 絕緣薄膜 閘極電極 φ 非晶矽薄膜 多晶矽薄膜 終止薄膜 光阻 佈線 光阻 像素區 積體電路 鲁 撓性電纜 液晶顯示器 -18-

Claims (1)

1284751 拾、申請專利範圍： 1 . /種顯示裝覃，包括： 一對彼此面對的基板、設置於該等基板之間之像素 區、设置於該等基板之一延伸上之外部饰線； 該外部佈線是設置於在該延伸上所形成之凹處中。 2.如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中 該凹處之深度是大於或等於該外部佈線之高度。 3 ·如申請專利範圍第1項之顯示裝置，更包括 形成於該凹處周圍中該延伸上之多層薄膜； 該凹處之深度從該多層薄膜延伸至具有該延伸之該基 板。 4.如申請專利範圍第1項之顯示裝置，更包括 设置於该延伸上之電路元件，以及連接至該延伸之外 部佈線構件； 該凹處是形成介於該電路元件與該外部佈線構件之連 接部份之間。 5· —種顯示裝置之製造方法，此裝置具有： 一對彼此面對之基板、形成介於該等基板之間之像素 區、以及形成於該等基板之一延伸上之外部佈線用以將 仏號知入该像素區’該製造方法包括以下步驟； 在該延伸上形成凹處；以及 在該凹處中設置該外部佈線。 6·如申請專利範圍第5項之製造方法，更包括 在該像素區的形成中形成通孔之步驟； 84654 1284751 該形成該凹處之步驟係該相同於該形成該通孔之步 驟。 7·如申請專利範圍第5項之製造方法，其中 該凹處之深度是大於或等於該外部佈線之高度。 8.如申請專利範圍第5項之製造方法，其中 該顯示裝置更具有形成於該凹處周園中該延伸上之多 層薄膜， 該凹處之深度從該多層薄膜延伸至具有該延伸之該基 板0 84654 2-