(57)【要約】【課題】一対の基板の延出部分に設けられる外部配線を的確に保護し、表示装置の信頼性を向上させること。【解決手段】本発明は、一対の基板１１ａ、１１ｂ間に設けられる画素領域Ｓと、この一対の基板１１ａ、１１ｂのうち一方のみ（基板１１ｂ）が延出してなる延出部分に設けられる外部取り出し配線１４とを備える表示装置１であり、この外部取り出し配線１４を基板１１ｂの延出部分に形成されたトレンチ１０内に設けるようにしたものである。【選択図】　　　　図１
2004004248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に設けられる画素領域と、前記一対の基板のうち一方のみが延出してなる延出部分に設けられる外部配線とを備える表示装置において、
前記外部配線は前記基板の延出部分に形成された凹部内に設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記凹部の深さは前記外部配線の高さ以上である
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記基板の延出部分に形成された各種薄膜から前記基板にかけて形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記延出部分に設けられる回路素子と前記延出部分に接続される外部配線部材の接続部分との間に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
一対の基板間に画素領域を形成し、前記画素領域に対する信号の入力を行うための外部配線を前記一対の基板のうち一方のみ延出している延出部分へ形成して成る表示装置の製造方法において、
前記基板の延出部分に凹部を設け、その凹部内に前記外部配線を形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記画素領域の形成でスルーホールを設ける工程と同一工程で前記凹部を形成する
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記凹部の深さを前記外部配線の高さ以上に形成する
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記凹部を前記基板の延出部分に形成された各種薄膜から前記基板にかけて形成する
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの各種トランジスタにより駆動する液晶ディスプレイのような一対の基板間に画素領域が形成された表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置として高精細、高画質な表示が求められており、液晶ディスプレイではそのために液晶駆動用のスイッチング素子として薄膜トランジスタを利用したアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ
Ｄｉｓｐｌａｙ）が用いられている。
【０００３】
図８に液晶ディスプレイの平面図を示す。液晶ディスプレイは、マトリクス状に画素配列され、画像を表示する画素領域Ｓと、画素領域Ｓを囲むように配置された周辺回路領域Ｒとを備えている。
【０００４】
通常、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイにおいては、ＴＦＴに制御信号を送信したりする制御部と接続する外部取り出し配線を設置するが、この外部取り出し配線は、液晶ディスプレイのいわゆる画素領域Ｓ以外の部分、すなわち周辺回路領域Ｒに設置されることが多く、現在のところ多くのＬＣＤに用いられている。
【０００５】
ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイを製造するには、大別してＴＦＴを形成する駆動側基板の製造と、これに対向させる対向側基板の製造とがあり、これらを貼り合わせて形成される隙間に液晶を注入するようにしている。
【０００６】
このうち、駆動側基板の製造では、先ず、ガラス基板などの透光性を備えた基板上にＴＦＴのゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を形成した後、層間絶縁膜としてのシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を形成し、その上に外部取り出し配線となるＡｌ（アルミニウム）などの金属膜を形成し、外部取り出し配線として接続するようパターニングしている。通常、外部取り出し配線の上には層間絶縁膜が形成される。
【０００７】
外部取り出し配線は、例えば、特開２００１−２４２８０３号公報、特開２００１−２８４５９２号公報、特許第３２４７７９３号に示されるように、ＴＦＴを覆う層間絶縁膜上に形成される。従来の外部取り出し配線の配設の一例を図９の断面図に示す。従来の外部取り出し配線１４は、この層間絶縁膜１３上に形成されることから、基板上０．５μｍ〜１μｍ程度の高さに配設されていることが多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の外部取り出し配線は基板上０．５μｍ〜１μｍ程度の高さに配設されているため、外部からの圧力などにより容易に傷がつきやすい。特に、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイ製造プロセスにおいては、一対の基板（ガラス板）の貼り合わせや、一方の基板に延出部分を持たせるため他方の基板の一部を取り除く必要があり、この際、延出部分に形成された外部取り出し配線に不要な圧力を与えてしまうことが少なくない。
【０００９】
さらに、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプレイの製造工程において、人的に外部取り出し配線上に触れてしまう可能性もある。外部取り出し配線に傷がつくとエレクトロマイグレーションや温度などにより導電中に断線しやすくなり、表示装置の信頼性を低下させる原因となる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、基板に設けられた外部取り出し配線を外力から的確に保護することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、一対の基板間に設けられる画素領域と、この一対の基板のうち一方のみが延出してなる延出部分に設けられる外部配線とを備える表示装置であり、外部配線が基板の延出部分に形成された凹部内に設けられているものである。
【００１２】
また、本発明は、一対の基板間に画素領域を形成し、この画素領域に対する信号の入出力を行うための外部配線を一対の基板のうち一方のみ延出している延出部分へ形成して成る表示装置の製造方法であり、基板の延出部分に凹部を設け、その凹部内に外部配線を形成する方法である。
【００１３】
このような本発明では、一対の基板のうち一方のみ延出して延出部分に形成される外部配線が、この延出部分に形成された凹部内に設けられていることから、外部配線が延出部分の凹部周辺に保護される状態となり、外圧による外部配線への悪影響を防止できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態の表示装置を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は外部取り出し配線周辺の断面図である。
【００１５】
すなわち、本実施形態に係る表示装置１は、一対の基板１１ａ、１１ｂの間に設けられる画素領域Ｓと、一対の基板１１ａ、１１ｂのうち一方（ここでは基板１１ｂ）のみが延出してなる延出部分に設けられる外部取り出し配線（外部配線）１４とを備えるもので、画素領域Ｓに主として液晶を用いたＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）からなるものである。
【００１６】
特に、本実施形態の表示装置１では、基板１１ｂの延出部分に設けられる外部取り出し配線１４が、延出部分に形成されたトレンチ（凹部）１０内に設けられている点に特徴がある。
【００１７】
基板１１ｂの延出部分には表示領域Ｓを駆動するための回路素子である集積回路Ｃが設けられており、この集積回路Ｃと外部配線であるフレキシブルケーブルＦとの導通を得るために複数本の外部取り出し配線１４が形成されている。
【００１８】
本実施形態のように、この外部取り出し配線１４が基板１１ｂに形成されたトレンチ１０内に設けられていることにより、外部取り出し配線１４がトレンチ１０の周辺部分より基板側に埋まる状態となって外圧から保護されるようになる。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に基づいて外部取り出し配線を中心とした断面構造を説明する。ガラス基板などの基板１１ｂ上にＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１２が形成され、さらにその上にＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４からなる層間絶縁膜１３が形成されている。
【００２０】
このゲート絶縁膜１２は表示装置の表示部となる画素領域ＳにおけるＴＦＴのゲート絶縁膜１２として形成されるものである。このゲート絶縁膜１２は画素領域Ｓ以外の領域、すなわち周辺回路領域においてはエッチングされずに残されている。
【００２１】
この層間絶縁膜１３およびゲート絶縁膜１２の一部をエッチングすることにより、トレンチ１０が形成されている。このエッチングはさらに基板１１にまでトレンチ１０が及ぶようにして行うことが望ましい。このようにすることにより、後に配置する外部取り出し配線１４を基板１１ｂの近くに形成できるからである。また、ガラス基板からなる基板１１ｂまでエッチングすることで、エッチングされた基板１１ｂの表面に凹凸ができ、後に形成する外部取り出し配線１４の密着性を向上できるようになる。
【００２２】
トレンチ１０は、ＴＦＴや周辺回路において形成されるコンタクトホールのエッチングと同時に形成することができる。これにより、トレンチ１０を形成するためのフォトリソグラフィ工程を増やすことなく、マスク変更のみで対処できるという利点がある。
【００２３】
トレンチ１０は、その底面の幅よりトレンチ上部の幅のほうが広い、いわゆる順テーパとなるように形成されていてもよい。これにより、集積回路ＣやフレキシブルケーブルＦの接続部分など、トレンチ１０の側面に沿って外部取り出し配線１４が設けられる際、急激な段差による断線を回避できるようになる。
【００２４】
外部取り出し配線１４として用いる金属膜１４ａは、例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｃｕが挙げられる。また、金属膜１４ａの上面を覆うようにバリアメタル１５を形成してもよい。バリアメタル１５としては、例えば、ＴｉやＴｉＮが用いられる。このバリアメタル１５を形成することにより、集積回路ＣやフレキシブルケーブルＦとの接続信頼性を向上できるようになる。
【００２５】
金属膜１４ａおよびバリアメタル１５はその合計した高さにおいて、トレンチ１０の深さより小さくなるように形成される。金属膜１４ａおよびバリアメタル１５はそのまま外部取り出し配線１４となるものであり、外部取り出し配線１４は基板１１ｂから高い位置に配設されることは、外部取り出し配線１４がその後の外圧によって悪影響を受け、好ましくない。このため、金属膜１４ａおよびバリアメタル１５はトレンチ１０の低部に配置させる。
【００２６】
図１によれば、金属膜１４ａ上面およびバリアメタル１５上面の位置は、層間絶縁膜１３の高さと同じ位置であるが、金属膜１４ａ上面およびバリアメタル１５上面の位置は、ゲート絶縁膜１２の高さと同じ位置であってもよく、基板１１ｂの上面よりも低い位置にあってもよい。このようにすることにより、金属膜１４ａおよびバリアメタル１５をさらに基板１１側に近づけることができ、外部取り出し配線１４をその後に受ける圧力から保護することができる。
【００２７】
また、外部取り出し配線１４とトレンチ１０の低部の縁との距離は１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。これにより、フォトリソグラフィ工程でのアライメントズレにより配線がトレンチの外に出ることも無く、また絶縁膜１６を平坦に形成することができる、という効果がある。
【００２８】
なお、外部取り出し配線１４は、トレンチ１０の内側を全て埋め込むように設けられていてもよい。これによりトレンチ１０の開口がふさがって、後で行う絶縁膜１６のスピンコート塗布の作業性を向上できるようになる。
【００２９】
次に、図２から図４の断面図に基づき、本実施形態の表示装置の製造方法における概要を説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板から成る基板１１ｂを洗浄した後、基板１１ｂ上にゲート電極２０をスパッタリングおよびエッチングによって形成する。
【００３０】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ゲート電極２０を覆うよう基板１１ｂ上にゲート絶縁膜１２を形成し、さらにゲート絶縁膜１２上にアモルファスシリコン膜２１を形成する。そして、アモルファスシリコン膜２１にレーザアニールを施してポリシリコン膜２２を形成する。ポリシリコン膜２２を形成した後は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）を形成するためのイオン注入を行う。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように、ゲート電極２０の位置に対応したポリシリコン膜２２上にストッパー膜２３をゲート電極２０に対して自己整合的に形成し、さらにストッパー膜２３を覆うようレジスト２４を形成する。そして、このレジスト２４をマスクとしてイオン注入を行い、ＬＤＤと隣接したソース、ドレイン領域を形成する。
【００３２】
次に、図３（ａ）に示すように、ポリシリコン膜２２のエッチングを行った後、図３（ｂ）に示すように、このポリシリコン膜２２の上に層間絶縁膜１３を塗布する。
【００３３】
次いで、図４（ａ）に示すように、層間絶縁膜１３の必要部分にコンタクトホールをエッチングによって形成する。このコンタクトホールのエッチングと同時に、外部取り出し配線１４の位置にトレンチ１０も形成する。エッチングの後は、コンタクトホールに配線２５を形成するとともに、トレンチ１０内に外部取り出し配線１４を形成する。これにより、外部取り出し配線１４の上面は、層間絶縁膜１３の上面より低い位置に埋め込まれる状態となる。
【００３４】
配線２５および外部取り出し配線１４を形成した後は、図４（ｂ）に示すように配線２５および外部取り出し配線１４を覆うよう絶縁膜１６を形成する。この絶縁膜１６には図示しない光拡散面および反射面が形成される。また、上記駆動側基板とは別途に対向側基板を形成し、これらを貼り合わせて間に液晶を注入し、表示装置を完成させる。
【００３５】
次に図５から図７の断面図に基づき、外部取り出し配線部分の製造について説明する。先ず、ガラス基板などの基板１１ｂ上に、いわゆる画素領域に形成するＴＦＴなどのためのゲート絶縁膜１２をＣＶＤまたは熱酸化法により形成する（図５（ａ））。
【００３６】
ゲート絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜またはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次積層した構造であり、その厚さは、５０ｎｍ〜３００ｎｍである。ゲート酸化膜１２はフォトレジストを用いてパターニングされるので、次いでドライエッチングによりエッチングされうるが、このパターニングの際、外部取り出し配線形成部周辺にはゲート酸化膜１２を残しておいてもよい。また、ゲート酸化膜１２を外部取り出し配線形成部周辺に残さないでもよい。
【００３７】
次に、ゲート酸化膜１２の直上（ゲート酸化膜１２を残さない場合は基板１１ｂ上）に、層間絶縁膜１３をＣＶＤなどにより形成する（図５（ｂ））。層間絶縁膜１３は、ＴＦＴなどのトランジスタと配線間を絶縁するための膜である。層間絶縁膜１３の厚さは、１００ｎｍ〜１μｍ程度であり、通常５００ｎｍ程度形成する。
【００３８】
次いで、層間絶縁膜１３を覆うようにレジスト２４を塗布し、露光、現像によりパターニングする（図５（ｃ））。このパターニングは、後にトレンチ１０を形成できる程度の幅が必要である。通常、マスクにはＣＡＤ上に描いたパターンを焼き付けるが、トレンチ１０の幅は、外部取り出し配線１４の配線幅＋２．５μｍが好適であり、適用しうる範囲は外部取り出し配線１４の配線幅＋（１．０μｍ〜３．０μｍ）である。外部取り出し配線の配線幅＋１．０μｍのトレンチ１０の幅に設定した場合は、フォトリソグラフィ工程でのアライメントずれにより配線がトレンチを乗り越えて上に出ないという効果の限度であり、外部取り出し配線の配線幅＋３．０μｍのトレンチ１０の幅に設定した場合は、絶縁膜１６がコート後に平坦性を失わないという効果の限度がある。したがって、上記トレンチ１０の幅とすることが好ましい。
【００３９】
その後、層間絶縁膜１３およびゲート絶縁膜１２などの一部をエッチングすることにより、トレンチ１０を形成する。この場合、１０％から２０％濃度のＨＦ（弗酸）水溶液に浸漬することにより絶縁膜を速度５０から２００ｎｍ／ｍｉｎ．でエッチングする。
【００４０】
このエッチングはさらに基板１１ｂにまでトレンチ１０が及ぶようにして行うことが望ましい。このようにすることにより、後に配置する外部取り出し配線１４を基板１１ｂの近くに形成できるからである。また、ガラス基板からなる基板１１ｂまでエッチングすることで、エッチングされた基板１１ｂの表面に凹凸ができ、後に形成する外部取り出し配線１４の密着性を向上できるようになる。
【００４１】
図６（ａ）は、このエッチングが基板１１ｂにまで及ぶ場合の断面図を示す。この場合、１０％から２０％濃度の弗酸水溶液に浸漬することよって異方性エッチングを行う。
【００４２】
トレンチ１０の深さは、配線層の厚さによるが配線膜厚を０．５μｍとすると、０．５μｍ〜２．０μｍとすることが好適である。トレンチ１０の深さを０．５μｍとした場合は、配線層がトレンチの上にでないという効果の限度であり、外部取り出し配線１４の配線幅＋のトレンチ１０の深さを２．０μｍとした場合は、配線層がトレンチの上からトレンチの中につながって形成するときに配線が断線しないという効果の限度がある。したがって、上記トレンチ１０の深さは上記が最適である。
【００４３】
トレンチ１０は、ＴＦＴや周辺回路において形成されるコンタクトホールのエッチングと同時に形成することができる。これにより、トレンチ１０を形成するためのフォトレジスト工程を増やすことなく形成することができるという利点がある。
【００４４】
トレンチ１０は、その底面の幅よりトレンチ上部の幅のほうが広い、いわゆる順テーパとなるように形成されていてもよい。このようにすることにより、後に基板１１ｂ上に接続する集積回路Ｃ（図１参照）やフレキシブルケーブルＦ（図１参照）の接続部分など、トレンチ１０の側面に沿って外部取り出し配線１４を形成する際、急激な段差による断線を回避できるようになる。
【００４５】
その後、全面にスパッタなどの方法により、金属膜１４ａを形成する。金属膜１４ａは例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ｃｕなどからなる。また、金属膜１４ａの上面を覆うようにバリアメタル１５を形成してもよい。図６（ｂ）は、金属膜１４ａの上面を覆ってバリアメタル１５を形成した場合の断面図である。
【００４６】
バリアメタル１５は、例えばＴｉやＴｉＮからなる。バリアメタル１５を形成することにより、集積回路Ｃ（図１参照）やフレキシブルケーブルＦ（図１参照）との接続信頼性、アルミニウムから成る金属膜１４ａの耐腐食性を向上できるようになる。
【００４７】
金属膜１４ａおよびバリアメタル１５はその合計した高さにおいて、トレンチ１０の深さより小さくなるように形成される。金属膜１４ａおよびバリアメタル１５はそのまま外部取り出し配線１４となるものであり、外部取り出し配線１４は基板１１ｂから高い位置に配設されることは、外圧を受けやすくなるため好ましくない。このため、金属膜１４ａおよびバリアメタル１５はトレンチ１０の低部に配置させる。
【００４８】
その後、外部取り出し配線１４をパターニングするために、レジスト２８を塗布および露光、現像することにより形成する（図６（ｃ））。さらに、下記エッチング条件により、異方性エッチングを施す（図７（ａ））。エッチングガスは塩素系のガスでＣｌ２とＢＣｌ３を用い、適度の高周波電力を加えてプラズマエッチングによってエッチングを行う。
【００４９】
ここで、金属膜１４ａ上面およびバリアメタル１５上面の位置は、層間絶縁膜１３の高さと同じ位置であっても、また金属膜１４ａ上面およびバリアメタル１５上面の位置は、ゲート絶縁膜１２の高さと同じ位置であってもよく、基板１１ｂの上面よりも低い位置にあってもよい。このようにすることにより、金属膜１４ａおよびバリアメタル１５をさらに基板１１ｂ側に近づけることができ、外部取り出し配線１４がその後に受ける圧力によって断線しやすくなることを防ぐことができる。
【００５０】
その後、レジストを除去して外部取り出し配線１４を完成させ（図７（ｂ））、保護等のための絶縁膜１６を形成する（図７（ｃ））。絶縁膜１６の形成では、主としてスピンコート法を用いるが、外部取り出し配線１４がトレンチ１０の中に設けられていることで層間絶縁膜１３上に突出しないことから、絶縁膜１６のスピンコートの作業性を向上できるようになる。
【００５１】
以上の工程により外部取り出し配線１４をトレンチ１０内に設けることができ、これによって外部取り出し配線１４を外圧から的確に保護することができ、外部取り出し配線１４への傷付き防止、断線防止を図ることができるようになる。
【００５２】
なお、上記説明した実施形態においては表示装置としてＬＣＤから成るものを例としたが、本発明はこれに限定されず一対の基板１１ａ、１１ｂを貼り合わせて構成される表示装置であればＬＣＤ以外のものであっても適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一対の基板を重ね合わせて形成される表示装置であって、一方の基板の延出部分に形成される外部配線を凹部内に形成することにより、外部からの圧力などから外部配線を的確に保護することが可能となる。これにより、外部配線の傷付きを防ぐことができ、表示装置の信頼性低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の表示装置を説明する図である。
【図２】本実施形態の液晶表示装置の製造方法の概要を説明する断面図（その１）である。
【図３】本実施形態の液晶表示装置の製造方法の概要を説明する断面図（その２）である。
【図４】本実施形態の液晶表示装置の製造方法の概要を説明する断面図（その３）である。
【図５】外部取り出し配線部分の製造を説明する断面図（その１）である。
【図６】外部取り出し配線部分の製造を説明する断面図（その２）である。
【図７】外部取り出し配線部分の製造を説明する断面図（その３）である。
【図８】液晶ディスプレイの平面図である。
【図９】従来の外部取り出し配線の配設の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…表示装置、１０…トレンチ、１１ａ…基板、１１ｂ…基板、１２…ゲート絶縁膜、１３…層間絶縁膜、１４…外部取り出し配線、１６…絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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