JP2007183452A - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
とともに電蝕が生じないようにした、端面が順テーパ状のITO層からなる透明導電層を
有する半透過型液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】半透過型液晶表示装置10の有機層間膜19又は窒化珪素からなる絶縁層2
2の表面にITOからなる透明導電層31を形成する際に、予め有機層間膜19の反射部
に反射板を形成した後、有機層間膜19又は窒化珪素からなる絶縁層22の表面に変性層
34ないし35を形成し、この変性層34ないし35上にアモルファスITOからなる透
明導電層31を形成した後に所定のパターンにエッチングして端部が順テーパ状態となる
ようにし、その後アモルファスITOを多結晶ITO化する。前記変性層34ないし35
の形成には、Heによるプラズマ処理ないしはプラズマCVD法を採用することができる
。
【選択図】図1
Description
層とITOからなる透明導電性膜との間の接着強度が強固で剥離し難く、しかも製造工程
において電蝕が発生し難い半透過型液晶表示装置に関する。
置を例にとり、その数画素部分の平面図である図3及び図3のA−A断面図である図4を
参照して簡単に説明する。
れた走査線Xn、Xn+1・・・と信号線Ym、Ym+1・・・で囲まれた領域毎に画素電極
12が設けられているとともに、この画素電極12の反射部の下部にはアルミニウム又は
銀等の金属からなる反射板24が形成されている。また、画素電極12は駆動用の薄膜ト
ランジスタ(Thin Film Transistor)TFTからなる画素トランジスタ14に接続されて
いる。
Ym、Ym+1・・・に接続されて画像信号Vsの供給を受け、また、ドレイン電極Dはコ
ンタクトホール17を経て画素電極12に接続されている。更に、TFTのゲート電極G
は走査線Xn、Xn+1・・・に接続されて所定の電圧を有するゲートパルスVgが印加さ
れるようになされている。
査線Xn、Xn+1・・・及び信号線Ym、Ym+1・・・を覆うように、第1の透光性基板
11の表示領域全体に窒化硅素層(以下、SiN層という。)からなる絶縁層22を介し
て層間膜19が所定の高さとなるように設けられており、それぞれの画素毎に反射部の層
間膜19上には反射板24を介して画素電極12が設けられているとともに透過部領域に
は層間膜19の表面に直接画素電極12が設けられている。なお、反射部の層間膜19の
表面は反射光を拡散光とするために表面が僅かに凹凸状態となるようになされているが、
この凹凸状態は図示省略した。
れているとともに、反射部のセルギャップを透過部領域のセルギャップの半分となるよう
にするためのトップコート層23が設けられている。そして、画素電極12と共通電極1
6との間には液晶20が封入されている。
のITO層は、高温雰囲気でスパッタリング方法によって成膜することで多結晶状態の膜
とすることができ、得られた多結晶ITO層は、透過率が高くかつ低抵抗であるため、透
明電極として優れている。しかしながら、液晶表示装置においては、成膜したITO層を
個別の電極形状にエッチングしてパターニングする必要があるが、透明電極として優れた
上述の多結晶状態のITO層はエッチングレートが低いためエッチングに時間がかかる。
とでエッチング時間を短縮することが可能となるが、アモルファスITO層は、高抵抗か
つ低透過率であり、電極としての特性が劣るという問題がある。
80℃程度以上、1時間程度以上の熱処理を施すことにより、アモルファス状態のITO
層を作製し、この状態で高いエッチングレートにて所望パターンを形成し、その後、18
0℃程度以上(例えば、220℃程度)の温度で1時間程度以上(例えば1時間程度〜3
時間程度)の熱処理を施すことで、ITO層を多結晶化し、かつ膜の抵抗を低下させ、透
過率を高めるITO層の製造方法の発明が開示されている。
が、この層間膜19上にアモルファスITO層を設ける場合は、層間膜形成時及びアモル
ファスITO層形成時に焼成工程があるため、有機樹脂膜からガスが発生するので、アモ
ルファスITO層との密着性が悪くなる。また、アモルファスITO層の形成時には基板
表面にSiN層からなる絶縁層が露出している部分が存在するが、この部分においてもア
モルファスITO層の付着性が良好でない。そのため、アモルファスITO層をウェット
エッチングする場合、有機層間膜又はSiNからなる絶縁層上のアモルファスITO層が
逆テーパ形状にエッチングされてしまうことが確認された。
表面に設けたアモルファスITO層のエッチング状態を示す断面図であり、図6はSiN
からなる絶縁層の表面に設けたアモルファスITO層のエッチング状態を示す断面図であ
る。
ファスITO層31を成膜し、このアモルファスITO層31の表面に所定のパターンと
なるようにフォトレジスト膜32を設け、塩酸と硝酸の混合エッチング液によりアモルフ
ァスITO層31の露出面を湿式エッチングすると、図5に示すように、アモルファスI
TO層31には端面が逆テーパ状となっているサイドエッチング部d1が形成される。同
様にして、SiN層22の表面にアモルファスITO層31を成膜した後にフォトレジス
ト膜32を設け、湿式エッチングすると、図6に示すように、アモルファスITO層31
には端面が逆テーパ状となっているサイドエッチング部d2が形成される。
ァスITO層31の多結晶ITO層化、フォトレジスト膜32の除去、その他の製造段階
を順に経るに従い、製品として出荷される頃には、多結晶ITOからなる透明導電層と有
機層間膜ないしはSiNからなる絶縁膜との間の付着強度の低下及び電蝕(上記特許文献
2参照)という不都合が発生することが知られている。
しはSiNからなる絶縁膜上に設けられたアモルファスITO層の湿式エッチングの際に
生じる端面が順テーパ状にエッチングされれば生じないことから、このような順テーパ状
にエッチングできる条件を得るべく種々実験を重ねた結果、有機層間膜ないしはSiNか
らなる絶縁膜の表面に変性層を形成させると順テーパ状にエッチングできること、及び、
反射板を層間絶縁膜の変性層上に設けると却って反射板の付着強度が弱くなることから、
反射板自体は層間絶縁膜の表面に直接設ければよいことを見出し、本発明を完成するに至
ったのである。
、有機層間膜ないしはSiNからなる絶縁膜とITO層との間の密着性を改善するととも
に電蝕が生じないようにした、端面が順テーパ状のITO層からなる透明導電層を有する
半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
画素毎に有機層間膜の表面の一部に直接反射板が設けられているとともに、前記有機層間
膜及び反射板の表面にITO(Indium Tin Oxide)からなる透明導電層が設けられている
半透過型液晶表示装置において、前記有機層間膜とITOからなる透明導電層との間には
前記有機層間膜の変性層が設けられ、前記変性層上のITOからなる透明導電層の端部が
順テーパ状態となっていることを特徴とする。
層は、前記有機層間膜上に前記反射板を形成した後に、前記有機層間膜表面を不活性ガス
によってプラズマ処理することにより形成されたものであることを特徴とする。
層は、前記反射板を形成した後に、不活性ガスをキャリアガスとしたプラズマCVD法に
より前記有機層間膜上に形成されたものであることを特徴とする。
Oからなる透明導電層は、アモルファスITOからなる透明導電層を形成した後に所定の
パターンにエッチングされ、その後多結晶ITO化されたものであることを特徴とする。
いて、前記反射板の下部の前記有機層間膜の表面は凹凸形状を有することを特徴とする。
の表面の一部に直接反射板が設けられているとともに、前記有機層間膜及び反射板の表面
にITOからなる透明導電層が設けられており、更に窒化硅素からなる絶縁層の表面にも
ITOからなる透明導電層が設けられている半透過型液晶表示装置において、前記有機層
間膜及び窒化珪素からなる絶縁層とITOからなる透明導電層との間にはそれぞれ前記有
機層間膜又は窒化珪素の変性層が設けられ、前記変性層上のITOからなる透明導電層の
端部が順テーパ状態となっていることを特徴とする。
変性層は、前記有機層間膜上に前記反射板を形成した後に、前記有機層間膜及び窒化珪素
からなる絶縁層を不活性ガスによってプラズマ処理することにより形成されたものである
ことを特徴とする。
変性層は、前記反射板を形成した後に、不活性ガスをキャリアガスとしたプラズマCVD
法により前記有機層間膜及び窒化珪素からなる絶縁層上に形成されたものであることを特
徴とする。
ITOからなる透明導電層は、アモルファスITOからなる透明導電層を形成した後に所
定のパターンにエッチングされ、その後多結晶ITO化されたものであることを特徴とす
る。
置において、前記反射板の下部の前記有機層間膜の表面は凹凸形状を有することを特徴と
する。
なわち、請求項1に係る発明によれば、ITOからなる透明電極は有機層間膜の表面に設
けられた変性層上に設けられているとともに端部が順テーパ状態となっているから、IT
Oからなる透明電極と有機層間膜との間の付着強度が大きく、電蝕が生じない半透過型液
晶表示装置が得られる。加えて、反射板は、有機層間膜の表面に直接設けられているので
、付着強度が低下することがない。なお、請求項1に係る発明における透明導電層は、そ
れぞれの画素毎に設けられる画素電極以外に、透明な導電性配線として設けられている部
分も含む。
きい状態を維持することができるとともに、有機層間膜の表面を変性させること(請求項
2)、ないしは、有機層間膜の表面に変性層を積層することができ(請求項3)るため、
熱的に安定しているとともにITOとの付着強度の強い変性層が得られる。
グレートが高いため、エッチング時間を短縮することが可能となり、また、多結晶ITO
層はアモルファスITO層よりも低抵抗でかつ高透過率であるため、製造時間を短縮でき
、しかも、光学特性及び電気特性に優れた半透過型液晶表示装置が得られる。
、反射部の視野角が広く、明るい表示の半透過型液晶表示装置が得られる。
化珪素からなる絶縁層の表面に設けられた変性層上に設けられているとともに端部が順テ
ーパ状態となっているから、ITOからなる透明電極と有機層間膜又は窒化珪素からなる
絶縁層との間の付着強度が大きく、電蝕が生じない表示装置が得られる。加えて、反射板
は、有機層間膜の表面に直接設けられているので、付着強度が低下することがない。なお
、請求項6に係る発明における透明導電層は、それぞれの画素毎に設けられる画素電極以
外に、透明な導電性配線として設けられている部分も含む。
きい状態を維持することができるとともに、有機層間膜及び窒化珪素からなる絶縁層の表
面を変性させること(請求項7)、ないしは、有機層間膜及び窒化珪素からなる絶縁層の
表面に変性層を積層することができ(請求項8)るため、熱的に安定しているとともにI
TOとの付着強度の強い変性層が得られる。
グレートが高いため、エッチング時間を短縮することが可能となるので、また、多結晶I
TO層はアモルファスITO層よりも低抵抗でかつ高透過率であるため、製造時間を短縮
でき、しかも、光学特性及び電気特性に優れた半透過型液晶表示装置が得られる。
め、反射部の視野角が広く、明るい表示の半透過型の表示装置が得られる。
明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための有機層間膜
又は窒化珪素からなる絶縁層へのITOからなる透明電極を形成した例を液晶表示装置を
例にとり説明するものであって、本発明をこれに特定することを意図するものではなく、
本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものに
も均しく適用し得るものである。
TOのエッチング状態を示す断面図であり、図2は実施例におけるSiNからなる絶縁膜
の表面に設けたアモルファスITOのエッチング状態を示す断面図であり、図5及び図6
における構成部分と同一の構成には同じ参照符号を付与して説明する。また、この層間膜
上へのITOからなる透明電極を形成した液晶表示装置の基本的構成及び動作原理は、図
3及び図4に示した従来例の半透過型液晶表示装置50と同様であるので、必要に応じて
図3及び図4を引用して説明することとする。
図4に示すように、第1の透光性基板11の表面に直接ないしは絶縁膜(図示せず)を介
して、所定パターンに走査線X1、・・・、Xnを形成する。このとき、ゲート電極Gが
走査線X1、・・・、Xnと同時に形成されると共に、補助容量電極13もこの走査線X
1、・・・、Xnと同時に形成される。この走査線X1、・・・、Xn、ゲート電極G及
び補助容量電極13はMo/Al又はアルミニウム合金等の遮光性導電性部材からなる。
このゲート絶縁膜18を介してゲート電極Gと対向するようにアモルファス−Si層21
を形成し、次いで、Mo/Al/Moからなる金属層を表示領域全面に設けた後にエッチ
ングすることにより、信号線Y1、・・・、Ymを前記走査線X1、・・・、Xnに直交
する方向に形成するとともに、アモルファス−Si層21上に部分的に重なるように信号
線Y1、・・・、Ymから延設されたソース電極Sと、ドレイン電極Dを設ける。これに
よりTFT構造の画素トランジスタ14が形成される。
13に対向配置され、これにより補助容量Csが形成される。その後、各画素トランジス
タ14、走査線Xn、Xn+1・・・及び信号線Ym、Ym+1・・・を覆うようにSiNか
らなる絶縁層22を形成し、次いで第1の透光性基板11の表示領域全体を被覆するよう
に例えばポリイミドからなる層間膜19を所定高さとなるように設け、反射部の層間膜1
9の表面に常法により微細な凹凸を設ける。この微細な凹凸は、この後に設けられる反射
板24の表面が凹凸状になるようにし、反射板24により反射された反射光を拡散させる
ことにより反射部での視野角を広くするとともに反射部の表示が明るくなるようにするた
めのものである。なお、図面においては微小な凹凸は省略されている。
ィー法により所定パターンにフォトレジストを設けた後、エッチングすることによりそれ
ぞれの画素毎に所定のパターンの反射板24を形成する。そして、露出している層間膜1
9の表面を変性化する。
体にわたってアモルファスITOからなる透明導電性材料で被覆する。このとき、アモル
ファスITOからなる画素電極12部分とドレイン電極Dはコンタクトホール17の部分
で電気的に接続される。次いで、フォトリソグラフィー法により所定パターンにフォトレ
ジストを設けた後、塩酸と硝酸の混合エッチング液によりアモルファスITO層の露出面
を湿式エッチングし、それぞれの画素毎に反射板24の表面及び層間膜19の表面にアモ
ルファスITOからなる画素電極12を形成する。その後、熱処理を施して、アモルファ
スITO層を多結晶化し、かつ膜の抵抗を低下させて多結晶ITOからなる画素電極12
を得る。なお、この変性化工程及び画素電極12の具体的な製造工程については後述する
。
明な共通電極16、及び反射部に対応する位置にのみトップコート層23を形成したカラ
ーフィルタ基板を第1の透光性基板11と対向させ、この間に液晶20を封入することに
より本実施例の半透過型液晶表示装置10が完成される。なお、トップコート層23は、
反射部のセルギャップが透過部のセルギャップの1/2となるようにするために設けられ
るものである。
な製造工程を、図1を参照しながら説明する。なお、図1は実施例におけるポリイミドか
らなる層間膜の表面に設けたアモルファスITOのエッチング状態を示す断面図である。
Heガスのプラズマ処理を行う。このとき、Heガスのプラズマはポリイミドからなる層
間膜19の表面に接触し、これによりポリイミドの一部が熱分解及びスパッタリングされ
、変性されて変性層34が形成される。
ファスITO層を常温かつ水添加雰囲気でプラズマCVD法により成膜し、成膜後に18
0℃程度以上、1時間程度以上の熱処理を施すことにより、アモルファスITO層31に
変換する。
ト膜32を設け、塩酸と硝酸の混合エッチング液によりアモルファスITO層31の露出
面を湿式エッチングする。そうすると、層間膜19の変性層34上のアモルファスITO
層31は、図1に示したように、端面が順テーパ状となったサイドエッチング部D1が形
成された状態となる。
スト膜32の除去、その他の製造段階を順に経ても、製品として出荷される多結晶ITO
からなる画素電極12を含む透明導電層と有機層間膜19との間の付着強度の低下及び電
蝕が生じることがなくなり、安定な品質の半透過型液晶表示装置が得られる。
果が生じることの理由は次のような理由によるものと推測される。すなわち、Heガスの
プラズマは、超高温であるため、ポリイミドからなる層間膜19の表面に接触した際にポ
リイミドの一部を熱分解及びスパッタリングさせるが、同時にポリイミドの表面の一部を
溶融する。この溶融したポリイミドはその後に固まって硬化した変性層34が得られる。
この硬化した変性層34は、表面が熱的に安定しているとともに、以降の高温処理工程で
たとえ層間膜19からガスが発生することがあってもこのガスの透過を抑制し、変性層3
4の表面から上部へのガスの流出が抑えられるため、ITO層と変性層34との間の密着
性が改善されるものと推測される。
る絶縁層22が露出することはなく、したがってSiNからなる絶縁層22の表面にIT
Oを設けることはない。しかしながら、半透過型液晶表示装置の額縁部での各種接続配線
を複層構造とする場合あるいは検査用端子を設ける場合などにおいては、SiNからなる
絶縁層22の表面にITO層を設ける場合がある。このような場合においても、SiNか
らなる絶縁層22の表面に変性層35を設けることは有効である。
してHeガスのプラズマにより変性層35を形成し、この変性層35上にアモルファスI
TO層を常温かつ水添加雰囲気でプラズマCVD法により成膜し、成膜後に180℃程度
以上、1時間程度以上の熱処理を施すことにより、アモルファスITO層31に変換する
。
ト膜32を設け、塩酸と硝酸の混合エッチング液によりアモルファスITO層31の露出
面を湿式エッチングする。そうすると、SiNからなる絶縁膜22の変性層35上のアモ
ルファスITO層31は、図2に示したように、端面が順テーパ状となったサイドエッチ
ング部D2が形成された状態となる。
れる多結晶ITOとSiNからなる絶縁膜22との間の付着強度の低下及び電蝕が生じる
ことがなくなり、安定な品質の半透過型液晶表示装置が得られる。
11 第1の透光性基板
12 画素電極
13 補助容量電極
14 画素トランジスタ
15 透光性基板
16 共通電極
17 コンタクトホール
18 ゲート絶縁膜
19 層間膜
20 液晶
21 アモルファス−Si層
22 SiNからなる絶縁層
23 トップコート層
24 反射板
31 アモルファスITO層
32 フォトレジスト膜
34、35 変性層
CF カラーフィルタ層
d1、d2 逆テーパ状のサイドエッチング部
D1、D2 順テーパ状のサイドエッチング部
Claims (10)
- それぞれの画素毎に有機層間膜の表面の一部に直接反射板が設けられているとともに、
前記有機層間膜及び反射板の表面にITO(Indium Tin Oxide)からなる透明導電層が設
けられている半透過型液晶表示装置において、前記有機層間膜とITOからなる透明導電
層との間には前記有機層間膜の変性層が設けられ、前記変性層上のITOからなる透明導
電層の端部が順テーパ状態となっていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。 - 前記変性層は、前記有機層間膜上に前記反射板を形成した後に、前記有機層間膜表面を
不活性ガスによってプラズマ処理することにより形成されたものであることを特徴とする
請求項1に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記変性層は、前記反射板を形成した後に、不活性ガスをキャリアガスとしたプラズマ
CVD法により前記有機層間膜上に形成されたものであることを特徴とする請求項1に記
載の半透過型液晶表示装置。 - 前記ITOからなる透明導電層は、アモルファスITOからなる透明導電層を形成した
後に所定のパターンにエッチングされ、その後多結晶ITO化されたものであることを特
徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記反射板の下部の前記有機層間膜の表面は凹凸形状を有することを特徴とする請求項
1〜4のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。 - それぞれの画素毎に有機層間膜の表面の一部に直接反射板が設けられているとともに、
前記有機層間膜及び反射板の表面にITOからなる透明導電層が設けられており、更に窒
化硅素からなる絶縁層の表面にもITOからなる透明導電層が設けられている半透過型液
晶表示装置において、前記有機層間膜及び窒化珪素からなる絶縁層とITOからなる透明
導電層との間にはそれぞれ前記有機層間膜又は窒化珪素の変性層が設けられ、前記変性層
上のITOからなる透明導電層の端部が順テーパ状態となっていることを特徴とする半透
過型液晶表示装置。 - 前記変性層は、前記有機層間膜上に前記反射板を形成した後に、前記有機層間膜及び窒
化珪素からなる絶縁層を不活性ガスによってプラズマ処理することにより形成されたもの
であることを特徴とする請求項6に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記変性層は、前記反射板を形成した後に、不活性ガスをキャリアガスとしたプラズマ
CVD法により前記有機層間膜及び窒化珪素からなる絶縁層上に形成されたものであるこ
とを特徴とする請求項6に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記ITOからなる透明導電層は、アモルファスITOからなる透明導電層を形成した
後に所定のパターンにエッチングされ、その後多結晶ITO化されたものであることを特
徴とする請求項6に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記反射板の下部の前記有機層間膜の表面は凹凸形状を有することを特徴とする請求項
6〜9のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置。
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