半导体装置和显示装置的制造方法_2

文档序号:8385991阅读:来源:国知局
体功能部的半导体部侧产生静电的情况下能够有效地引导该静电,能够更好地防止静电被施加至信号配线侧连接部。
[0029]接着,为了解决上述问题,本发明的显示装置包括:上述的半导体装置;以与上述半导体装置相对的方式配置的对置基板;配置在上述半导体装置与上述对置基板之间的液晶层;和设置在上述半导体装置并且与上述信号配线部连接的开关元件。
[0030]根据这样的显示装置,能够抑制上述半导体装置因静电而产生的不良,所以动作可靠性等优异。
[0031](发明的效果)
[0032]根据本发明,能够抑制因静电而产生的不良。
【附图说明】
[0033]图1是表示本发明的实施方式I的安装有驱动器的液晶面板、柔性基板与控制电路基板的连接结构的概略平面图。
[0034]图2是表示沿液晶显示装置的长边方向的截面结构的概略截面图。
[0035]图3是表示液晶面板的截面结构的概略截面图。
[0036]图4是表示阵列基板的显示部的TFT的截面结构的截面图。
[0037]图5是概略地表示构成液晶面板的阵列基板的配线结构的平面图。
[0038]图6是表示阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0039]图7是图6的vi1-vii线截面图。
[0040]图8是图6的vii1-viii线截面图。
[0041]图9是图6的ix-1x线截面图。
[0042]图10是图6的x-x线截面图。
[0043]图11是图6的x1-xi线截面图。
[0044]图12是图6的xi1-xii线截面图。
[0045]图13是概略地表示静电保护电路部所具有的静电保护电路的电路结构的电路图。
[0046]图14是表示形成第二金属膜前的阶段的阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0047]图15是图14的χν-χν线截面图。
[0048]图16是图14的xv1-xvi线截面图。
[0049]图17是图14的xvi1-xvii线截面图。
[0050]图18是图14的xvii1-xviii线截面图。
[0051]图19是表示本发明的实施方式2的阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0052]图20是图19的xx-xx线截面图。
[0053]图21是图19的xx1-xxi线截面图。
[0054]图22是概略地表示静电保护电路部所具有的静电保护电路的电路结构的电路图。
[0055]图23是表示本发明的实施方式3的阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0056]图24是图23的xxiv-xxiv线截面图。
[0057]图25是图23的xxv-xxv线截面图。
[0058]图26是表示本发明的实施方式4的阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0059]图27是图26的xxvi1-xxvii线截面图。
[0060]图28是表示形成第二金属膜前的阶段的阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0061]图29是图28的xxix-xxix线截面图。
[0062]图30是表示本发明的实施方式5的阵列基板的静电保护部的截面结构的截面图。
[0063]图31是表示本发明的实施方式6的阵列基板的静电保护部的截面结构的截面图。
[0064]图32是表示本发明的实施方式7的阵列基板的静电保护电路部、共用配线、静电保护部和接触部的平面图。
[0065]图33是图32的xxxii1-xxxiii线截面图。
【具体实施方式】
[0066]<实施方式1>
[0067]根据图1至图18对本发明的实施方式I进行说明。在本实施方式中,对液晶显示装置10进行例示。另外在各图面的一部分表示X轴、Y轴和Z轴,以各轴方向成为在各图面所示的方向的方式进行描绘。此外,在上下方向,以图2等为基准,且以该图上侧为正面侦U、以该图下侧为内侧。
[0068]如图1和图2所示,液晶显示装置10包括:液晶面板(显示装置)11,其具有能够显示图像的显示部AA和显示部AA外的非显示部NAA ;驱动液晶面板11的驱动器(面板驱动部)21 ;从外部对驱动器21供给各种输入信号的控制电路基板(外部的信号供给源)12 ;将液晶面板11与外部的控制电路基板12电连接的柔性基板(外部连接部件)13 ;和作为将光供给至液晶面板11的外部光源的背光源装置(照明装置)14。此外,液晶显示装置10还包括用于收容并保持相互组装的液晶面板11和背光源装置14的正背面一对外装部件15、16,其中,在正面侧的外装部件15形成有开口部15a,该开口部15a用于从外部视认(观看)在液晶面板11的显示部AA显示的图像。本实施方式的液晶显示装置10用于便携式信息终端(包括电子书和PDA等)、移动电话(包括智能手机等)、笔记本电脑(包括平板型笔记本电脑等)、数字相框、便携式游戏机、电子墨水纸等各种电子设备(未图示)。因此,构成液晶显示装置10的液晶面板11的画面尺寸为几英寸?几十英寸,一般为被分类小型和中小型的大小。
[0069]首先对背光源装置14进行简单说明。如图2所示,背光源装置14包括:朝向正面侧(液晶面板11侧)开口的大致形成为箱形的底座14a;配置在底座14a内的未图示的光源(例如冷阴极管、LED、有机EL等);和以覆盖底座14a的开口部的方式配置的未图示的光学部件。光学部件具有使从光源发出的光变换成面状等的功能。
[0070]接着,对液晶面板11进行说明。如图1所示,液晶面板11作为整体形成为纵长的方形(矩形),在靠近该长边方向的一个端部侧(图1所示的上侧)的位置配置有显示部(有源区域)AA,并且在靠近长边方向的另一个端部侧(图1所示的下侧)的位置分别安装有驱动器21和柔性基板13。在该液晶面板11,显示部AA外的区域为不显示图像的非显示部(非有源区域)NAA,该非显示部NAA包括包围显示部AA的大致框状的区域(后述的CF基板Ila的包括部分)和被确保在长边方向的另一个端部侧的区域(后述的阵列基板Ilb中不与CF基板Ila重叠而露出的部分),在其中的被确保在长边方向的另一个端部侧的区域包含驱动器21和柔性基板13的实际安装区域(安装区域)。液晶面板11的短边方向与各图面的X轴方向一致,长边方向与各图面的Y轴方向一致。另外,在图1中,比CF基板Ila小一圈的框状的点划线表示显示部AA的外形,该实线外侧的区域为非显示部NAA。
[0071 ] 接着,对与液晶面板11连接的部件进行说明。如图1和图2所示,控制电路基板12通过螺栓等安装在背光源装置14的底座14a的背面(与液晶面板11侧相反侧的外表面)。该控制电路基板12在酚醛纸或玻璃环氧树脂制的基板上,安装用于向驱动器21供给各种输入信号的电子部件并且形成有未图示的规定的图案的配线线路(导电路)。在该控制电路基板12,经未图示的ACF(Anisotropic Conductive Film:各向异性导电膜)电连接且机械连接柔性基板13的一个端部(一端侧)。
[0072]如图2所示,柔性基板(FPC基板)13包括由具有绝缘性和柔韧性的合成树脂材料(例如聚酰亚胺类树脂等)构成的基材,在该基材上具有大量的配线图案(未图示),在长度方向的一个端部与如已述的那样配置在底座14a的背面侧的控制电路基板12连接,而且另一个端部(另一端侧)与液晶面板11的阵列基板Ilb连接,因此在液晶装置10内以截面形状成为大致U型的方式被弯曲成折返状。在柔性基板13的长度方向的2个端部,配线图案向外部露出而构成端子部(未图示),这些端子部分别与控制电路基板12和液晶面板11电连接。由此,能够将从控制电路基板12侧供给的输入信号输送至液晶面板11侦U。
[0073]如图1所示,驱动器21由在内部具有驱动电路的LSI芯片构成,通过基于从作为信号供给源的控制电路基板12供给的信号进行动作,对从作为信号供给源的控制电路基板12供给的输入信号进行处理而生成输出信号,并向液晶面板11的显示部AA输出该输出信号。该驱动器21俯视时为横长的方形(沿液晶面板11的短边形成较长的长方形),并且直接安装在液晶面板11 (后述的阵列基板Ilb) 的非显示部NAA,g卩,被COG(Chip On Glass:玻璃衬底芯片)安装。另外,驱动器21的长边方向与X轴方向(液晶面板11的短边方向)一致,该短边方向与Y轴方向(液晶面板11的长边方向)一致。
[0074]再对液晶面板11进行说明。如图3所示,液晶面板11包括一对基板lla、llb和设置在2个基板lla、llb之间的液晶层11c,该液晶层Ilc含有作为伴随电场施加而光学特性发生变化的物质的液晶分子,2个基板IlaUlb以维持液晶层Ilc的厚度的量的缝隙的状态被未图示的密封剂贴合。本实施方式的液晶面板11的动作模式对将IPS (In-plane-Switching:面内开关型)模式进一步进行改良后的FFS (Fringe FieldSwitching:边缘场开关)模式,在一对基板lla、llb中的阵列基板Ilb侧一起形成后述的像素电极18和共用电极22,且将该像素电极18和共用电极22配置在不同的层。一对基板IlaUlb中正面侧为CF基板(对置基板)11a。背面侧为阵列基板(半导体装置)11b、该CF基板Ila和阵列基板Ilb包括几乎透明的(具有高的透光性的)玻璃基板GS,在该玻璃基板GS上层叠形成有各种膜。其中,CF基板Ila如图11和图2所示那样短边尺寸与阵列基板Ilb大致相同,长边尺寸比阵列基板Ilb小,并且以使在长边方向的一方(图1所示的上侧)的端部一致的状态与阵列基板Ilb贴合。因此,阵列基板Ilb中在长边方向的另一方(图1所示的下侧)的端部不遍及规定范围地与CF基板Ila重合,成为正背面2个板面向外部露出的状态,此处确保驱动器21和柔性基板13的安装区域。另外,在2个基板IlaUlb的内面侧,分别形成有用于使液晶层Ilc所含的液晶分子取向的取向膜lld、lle。此外,在2个基板iiauib的外表面侧分别粘贴有偏振板iif、Hg。
[0075]首先,对在阵列基板Ilb的内面侧(液晶层Ilc侧,与CF基板Ila的相对面侧)通过已知的光刻法层叠形成的各种膜进行说明。如图4所示,在阵列基板11b,自下层(玻璃基板GS)侧起依次层叠形成有第一金属膜(栅极金属膜)34、栅极绝缘膜(绝缘膜)35、半导体膜36、保护膜37、第二金属膜(源极金属膜)38、第一层间绝缘膜39、有机绝缘膜40、第一透明电极膜23、第二层间绝缘膜41、第二透明电极膜24。
[0076]第一金属膜34由钛(Ti)和铜(Cu)的层叠膜形成。该第一金属膜34在显不部AA构成后述的栅极配线19和TFT17的栅极电极17a等,而且在非显示部NAA构成后述的共用配线25、栅极配线19的端部(栅极配线侧连接部48)、静电保护电路部26所具有的二极管29、30的一部分(栅极电极部29e、30e)等。栅极绝缘膜35由包括氮化硅(SiNx)的下层侧栅极绝缘膜35a和氧化硅(S12)的上层侧栅极绝缘膜35b的层叠膜形成。半导体膜36由包括作为氧化物半导体的一种的铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜构成。形成半导体膜36的含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜为非晶或晶质。该半导体膜36在显示部AA构成后述的TFT17的沟道部17d等,而且在非显示部NAA构成后述的静电保护电路部26所具有的二极管29、30的一部分(半导体部29d、30d)等。保护膜37由氧化硅(S12)构成。
[0077]第二金属膜38由钛(Ti)和铜(Cu)的层叠膜形成。该第二金属膜38在显示部AA构成后述的源极配线20和/或TFT17的源极电极17b以及漏极电极17c,而且在非显示部NAA构成后述的第一短路配线部31、第二短路配线部33、静电保护电路部26所具有的二极管29、30的一部分(电极部29a、30a、29b、30b)等。第一层间绝缘膜39由氧化硅(S12)构成。有机绝缘膜40由作为有机材料的丙烯树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA))和/或聚酰亚胺树脂构成。第一透明电极膜23和第二透明电极膜24由ITO (Indium TinOxide:氧化铟锡)或ZnO(Zinc Oxide:氧化锌)这样的透明电极材料构成。第二层间绝缘膜41由氮化硅(SiNx)构成。上述各膜中,第一透明电极膜23和第二透明电极膜24仅在阵列基板Ilb的显示部AA形成,在非显示部NAA不形成,而且栅极绝缘膜35、保护膜37、第一层间绝缘膜39、有机绝缘膜40和第二层间绝缘膜41这样由绝缘材料构成的膜作为遍及阵列基板Ilb的几乎整个面的整面状的图案形成。此外,第一金属膜34、半导体膜36和第二金属膜38在阵列基板Ilb的显示部AA和非显示部NAA的双方以规定的图案形成。
[0078]接着,对阵列基板Ilb的显示部AA内存在的结构依次进行说明。在阵列基板Ilb的显示部AA,如图3所示作为开关元件的TFT (ThinFilm Transistor:薄膜晶体管)17和像素电极18各自每多个呈矩阵状排列设置,在这些TFT17和像素电极18的周围,以包围的方式配置有形成栅格状的栅极配线(信号配线部、行控制线、扫描线)19和源极配线(列控制线、数据线)20。换言之,在形成栅格状的栅极配线19和源极配线20的交叉部,呈矩阵状排列配置有TFT17和像素电极18。栅极配线19欧第一金属膜34构成,而且源极配线20由第二金属膜38构成,以在相互的交叉部位间设置有栅极绝缘膜35和保护膜37的方式配置。如图4所示,栅极配线19和源极配线20分别与TFT17的栅极电极17a和源极电极17b连接,像素电极18与TFT17的漏极电极17c连接。该TFT17具有沟道部17d,该沟道部17d将源极电极17b和漏极电极17c桥接,由使2个电极17b、17c间的电子的移动成为可能的半导体膜36构成。此处,形成沟道部17d的半导体膜36是含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜,该含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜的电子迀移率与非晶硅薄膜等相比例如高20倍?50倍左右,因此能够容易地使TFT17小型化、使像素电极18的透射光量极大化,由此能够实现高精细化和低电力消耗等,因此优选。这样的具有含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜的TFT17为栅极电极17a配置在最下层、在其上层侧隔着栅极绝缘膜35层叠有沟道部17d的栅极电极配置于下部型,为与一般的具有非晶硅薄膜的TFT相同的层叠结构。另一方面,含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜具有如下性质:由于是氧化物所以容易被氧化或还原,进一步,容易通过在形成源极电极17b和漏极电极17c时进行的蚀刻处理被蚀刻。因此,本实施方式的TFT17包括由半导体膜36 (含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜)构成的沟道部17d和在源极电极17b与漏极电极17c之间由氧化娃(S12)构成的保护膜37,由此能够抑制沟道部17d被氧化或还原而电特性发生变化,并且能够在形成源极电极17b和漏极电极17c时不易被蚀刻。另外,在保护膜37中与源极电极17b和漏极电极17c在平面视图重叠的位置形成有开口部,通过该开口部,源极电极17b和漏极电极17c与沟道部17d连接。
[0079]像素电极18由第二透明电极膜24构成,在被栅极配线19和源极配线20包围成的区域作为整体俯视时形成纵长的方形(矩形),并且通过设置未图示的多个狭缝而形成大致梳齿状。如图4所示,该像素电极18在第二层间绝缘膜41上形成,在与后述的共用电极22之间设置有第二层间绝缘膜41。像素电极18通过在第一层间绝缘膜39、有机绝缘膜40和第二层间绝缘膜41形成的接触孔CH与TFT17的漏极电极17c连接,因此能够通过驱动TFT17而对像素电极18施加规定的电位。共用电极22由第一透明电极膜23构成,为遍及阵列基板Ilb的显示部AA的几乎整个面的、所谓的整面状的图案。共用电极22在有机绝缘膜40上形成。在共用电极22,从共用配线(静电释放配线部)25被施加共用电位(基准电位),因此能够如上述那样通过利用TFT17施加至像素电极18的电位而使2个电极18、22间产生规定的电位差。当在2个电极18、22间产生电位差时,在液晶层11c,被施加不仅包含通过像素电极18的狭缝沿着阵列基板Ilb的板面的成分,而且包含相对于阵列基板Ilb的板面的法线方向的成分的边缘电场(斜电场),因此液晶层Ilc中所含的液晶分子中,不仅存在于狭缝的液晶分子而且存在于像素电极18上的液晶分子也能够适当地对其取向状态进行开关。由此,液晶面板11的开口率变高,能够获得充分的透射光量,并且能够获得高的视野角特性。另外,在阵列基板Ilb还能够设置电容配线(未图示),该电容配线与栅极配线19并列行进并且横穿像素电极18,同时隔着栅极绝缘膜35、保护膜
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