JP4052804B2

JP4052804B2 - Electrode substrate and method for producing electrode substrate

Info

Publication number: JP4052804B2
Application number: JP2001012526A
Authority: JP
Inventors: 隆藤川; 雅史小倉; 義晴片岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: JP2001345024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極基板および電極基板の作製方法に関する。さらに詳しくは、無機絶縁膜からなる無機絶縁膜領域および有機絶縁膜からなる有機絶縁膜領域の両方に接する透明導電膜が形成される電極基板および電極基板の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を含む透明導電膜は、光を透過させ，且つ、光を制御する電極として利用可能である。そのような特性を有する透明導電膜を使用した電極基板は、エレクトロルミネセンス表示装置などの表示装置だけでなくタッチパネル、太陽電池などの用途への実用化が進められている。
【０００３】
有機絶縁膜および無機絶縁膜の両方の上に透明導電膜を形成した電極基板を使用した表示装置として液晶表示装置が挙げられる。液晶表示装置は、ＣＲＴに替わるフラットパネルディスプレイの一つとして盛んに研究が行われており、とくに消費電力が小さく、薄型であるという特徴を活かして、電池駆動の超小型テレビやノートブック型のパーソナルコンピュータの表示装置としてすでに実用化されている。ここでは、有機絶縁膜および無機絶縁膜の両方の上に透明導電膜を形成した電極基板を使用した表示装置としての具体例として液晶表示装置を説明する。
【０００４】
図１は液晶表示装置１００の基本的な構成を模式的に示す。液晶表示装置１００は、薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）をスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス型ＴＦＴアレイタイプであり、これは高表示品質が望まれる場合に有利である。
【０００５】
図１に示されるように液晶表示装置１００は、上側基板１０２と下側基板（電極基板）１０１との間に液晶層（図示せず）が設けられており、液晶層が上側基板１０２上の上側電極１０４と下側基板１０１上の複数の画素電極１０３とにより制御されるようになっている。下側基板１０１において、複数の画素電極１０３のそれぞれはスイッチング素子（ＴＦＴ）１０８を介してソース配線１０５に接続され、ＴＦＴ１０８のゲートはゲート配線１０６にそれぞれ接続されている。
【０００６】
図２は液晶表示装置の下側基板１０１（電極基板）の上面図を示す。ここで、液晶表示装置として、透過型アクティブマトリクスの液晶表示装置を想定している。ただし、液晶表示装置は、透過型に限定されず、透過／反射両用型液晶表示装置の透過領域も同様に考えることができる。
【０００７】
電極基板１０１は、絶縁性基板２０とその上に形成される構成要素全体を指す。電極基板１０１は、表示領域１５０および周辺領域１６０の２つの領域に分けられる。図２において、表示領域１５０を斜線で示す。表示領域１５０では、複数の画素電極１０３および複数の各画素電極１０３を制御する複数のＴＦＴ１０８が設けられる。画素電極１０３は透明導電膜により形成される。電極基板１０１を透過型液晶表示装置に使用する場合、絶縁性基板２０の少なくとも一部を透明材料で形成し、表示側の反対側からの光（一般に光源）を利用して表示を行うために電極を透明導電膜により形成することで、光の透過および制御を行う。
【０００８】
一方、周辺領域１６０には、複数のゲート接続端子部１１０、複数のソース接続端子部１２０、複数のコモン接続端子部１３０が設けられる。各ゲート接続端子部１１０、ソース接続端子部１２０、コモン接続端子部１３０にそれぞれ対応するゲート配線１０５、ソース配線１０６、コモン配線１０７が、周辺領域１６０から表示領域１５０にわたって形成されている。本明細書において、ゲート接続端子部１１０、ソース接続端子部１２０、コモン接続端子部１３０を総称して、周辺端子部と名付ける。
【０００９】
図３は、電極基板１０１の表示領域１５０を拡大した上面図を示す。図３において、破線で囲まれる領域が１つの画素電極１０３に相当する。各ゲート配線１０５と各コモン配線１０７とはそれぞれ平行に設けられ、各ゲート配線１０５および各コモン配線１０７とそれぞれ直交するように複数のソース配線１０６がそれぞれ設けられている。図３に示されるように、各ゲート配線１０５と各ソース配線１０６とのそれぞれの交差部では、各ゲート配線１０５およびソース配線１０６は、スイッチング素子であるＴＦＴ１０８のゲート電極またはソース電極と少なくとも接続するように分岐されている。ＴＦＴ１０８のドレイン電極に接続される接続電極４８はコモン配線１０７と一部が重なるように設けられ、さらに、接続電極４８とコモン配線１０７とが重なる領域の一部にコンタクトホール５０が設けられる。
【００１０】
図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿った電極基板１０１の表示領域１５０の断面図を示す。図４において、左側（Ａ側）にＴＦＴ１０８、右側（Ａ’側）にコンタクトホール５０が示される。ここで、図４のＡ側をＴＦＴ部、Ａ’側をコンタクトホール部とよぶ。
【００１１】
ＴＦＴ部において、絶縁性基板２０上にゲート配線１０５の分岐部分が形成され、ゲート絶縁膜４４がそれらを覆うように設けられている。ゲート絶縁膜４４としてはシリコンナイトライド（ＳｉＮ_x）が使用され得る。ゲート絶縁膜４４上にアモルファス半導体層４５が形成され、アモルファス半導体層４５の左側上方にソース電極４６ａ、アモルファス半導体層４５の右側上方にドレイン電極４６ｂが形成される。ソース電極４６ａはソース配線１０６と接続され、ドレイン電極４６ｂは接続電極４８と接続されている。このように形成されたＴＦＴ１０８は透明材料からなる有機絶縁膜４９で覆われ、平坦化された有機絶縁膜４９は透明導電膜からなる画素電極１０３で覆われている。
【００１２】
コンタクト部において、絶縁性基板２０上にコモン配線１０７が形成され、ゲート絶縁膜４４がそれらを覆うように設けられている。ゲート絶縁膜４４は接続電極４８で覆われている。コンタクトホール部において、接続電極４８上に有機絶縁膜４９が形成され、有機絶縁膜４９は画素電極１０３で覆われている。ただし、接続電極４８と画素電極１０３とが直接的に接続するコンタクトホール５０が設けられている。
【００１３】
電極基板１０１の表示領域１５０を上述したように形成することで、主に２つの利点により高開口率が得られる。第１の理由は、表面が平坦化された有機絶縁膜４９上に画素電極１０３が形成されるので、画素電極１０３の段差部分により生じていた液晶層内の液晶分子（図示せず）の配向乱れによる表示不良（ドメイン現象）を無くすことができ、液晶層内の表示有効面積を増やすことができるためである。第２の理由は、０．３μｍから２μｍの比較的膜厚の厚い有機絶縁膜４９を形成して、その上に画素電極１０３を形成することによって、有機絶縁膜１０３の基板側にあるゲート配線１０５・ソース配線１０６と上面側（表示側）にある画素電極１０３との間の電気的短絡を生じることがないためである。したがって、表示を目視する側から見た場合、ゲート配線１０５・ソース配線１０６などの配線にオーバーラップさせるような広い面積で画素電極１０３を形成することが可能となる。
【００１４】
一方、周辺端子部では、実装部材との接続不良などを生じるリワーク時の信頼性が欠けるため、一般的に、電極となる無機絶縁膜上に透明導電膜が形成される。透明導電膜の形成は、周辺端子部の電極が酸化し、その結果、電極が高抵抗化することを防ぐ。周辺端子部の電極材料を有機絶縁膜上に形成することも考えられるが、有機絶縁膜の上に透明導電膜を形成することは、信頼性の観点から好ましいものではない。
【００１５】
透明導電膜の成膜後のエッチングは、一般にウエットエッチングを行う。なぜなら、ドライエッチングを行うと有機絶縁膜が変質し、絶縁性が脆化してしまうからである。また、電極基板を液晶表示装置に適用する場合、ドライエッチングに起因して液晶層が汚染され、表示品位の劣化が引き起こされる可能性がある。したがって、本明細書において、特に言及しない限り「エッチング」はウエットエッチングを意味する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述したように有機絶縁膜および無機絶縁膜の両方の上に形成された透明導電膜をエッチングする場合、同時にエッチングすることができるように考えられるが、実際には両者のエッチングシフトは異なる。本明細書において、エッチングシフトとは、エッチングによって除去される膜の長さを意味する。また、単位時間あたりのエッチングシフトを「エッチングレート」と規定する。有機絶縁膜上の透明導電膜と無機絶縁膜上の透明導電膜とを実質的に同じサイズで設計して、同じようなエッチングを行う場合、エッチングシフトが異なることにより、両者の透明導電膜の大きさにずれが生じる。すなわち、エッチングレートが異なる。したがって、透明導電膜をエッチングした際に、図５に示すように、一方の透明導電膜の設計寸法と仕上寸法との間に差が生じてしまう。したがって、有機絶縁膜上の透明導電膜と無機絶縁膜上の透明導電膜は、同時にエッチングすることができない。
【００１７】
ここで、図６を参照して、図２に示す液晶表示装置の電極基板の作製方法を説明する。図６は、工程（ａ）〜（ｇ）によりＴＦＴ部の画素電極１０３、ゲート接続端子部１１０・コモン接続端子部１３０、ソース接続端子部１２０（図２参照）を形成する方法を示す。図６では、ＴＦＴ部の画素電極１０３の形成工程を示すが、画素電極１０３の形成工程はＴＦＴ部に特に限定されるものではなく、表示領域１５０内の画素電極１０３は同じように形成されると考えられる。
【００１８】
工程（ａ）において、透明導電膜１５５（例えばＩＴＯ）を、ＴＦＴ部および周辺領域１６０（図２参照）の周辺端子部に同時に成膜する。
【００１９】
ＴＦＴ部の画素電極１０３となる透明導電膜１５５は、平坦に形成された有機絶縁膜４９上に形成される。
【００２０】
ゲート・コモン接続端子部１１０、１３０では、絶縁性基板２０上にゲート配線１０５またはコモン配線１０７を形成し、ゲート配線１０５またはコモン配線１０７の上の中央部を除去した状態で、無機絶縁膜１４４が形成される。ゲート配線１０５またはコモン配線１０７の上の中央部は電極１５４が設けられている。電極１５４上には、安定した接続抵抗をもつ透明電極１５７となる透明導電膜１５５を成膜する。
【００２１】
ソース接続端子部１２０では、絶縁性基板２０を覆うように無機絶縁膜１４４を形成し、無機絶縁膜１４４上にソース配線１０６を設けて，それらを覆うように、透明電極１５７となる透明導電膜１５５を成膜する。
【００２２】
工程（ｂ）において、周辺端子部のフォトレジストパターニングを行う。周辺端子部において、透明導電膜１５５を残す部分（すなわち、透明電極１５７を形成する部分）上に第１のレジスト１６５を形成する。第１のレジスト１６５は、例えば、東京応化製のノボラック樹脂のポジ型レジストを用いる。工程（ｂ）の際、ＴＦＴ部の透明導電膜１５５上全面に第１のレジスト１６５を形成する。
【００２３】
工程（ｃ）において、ウエットエッチングを行い、周辺端子部の不必要な透明導電膜１５５を除去する。
【００２４】
工程（ｄ）において、第１のレジスト１６５を剥離する。この時、周辺端子部において透明導電膜１５５よりなる透明電極１５７が形成される一方で、ＴＦＴ部の透明導電膜１５５は全面に形成されたままである。
【００２５】
工程（ｅ）において、画素電極１０３のフォトレジストパターニングを行う。透明導電膜１５５を残す部分（すなわち、画素電極１０３となる部分）上に第２のレジスト１６７を形成する。第２のレジスト１６７は、例えば、東京応化製のノボラック樹脂のポジ型レジストを用いる。工程（ｅ）の際、周辺端子部全面に第２のレジスト１６７を形成する。
【００２６】
工程（ｆ）において、ウエットエッチングを行い、ＴＦＴ部の不必要な透明導電膜１５５を除去する。
【００２７】
工程（ｇ）において、第２のレジスト１６７を剥離することで、画素電極１０３が形成される。
【００２８】
このように、電極基板１０１は形成されるが、上述したように、無機絶縁膜１４４上の透明導電膜１５５のエッチング（図６の（ｃ））と有機絶縁膜４９上の透明導電膜１５５のエッチング（図６の（ｆ））とは、それぞれエッチングレートが異なるため別々に行う必要がある。
【００２９】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機絶縁膜上に形成された透明導電膜と無機絶縁膜上に形成される透明導電膜を同時に精度良くエッチングすることができる、電極基板および電極基板の作製方法を提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電極基板の作製方法は、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス素子等の表示装置に使用され、絶縁性基板の同一面側にアクリル樹脂膜である有機絶縁膜と無機絶縁膜の両方の上にＩＴＯ膜が形成された電極基板の作製方法であって、絶縁性基板の同一面側にアクリル樹脂膜が形成された表示領域と無機絶縁膜が形成された周辺領域とを形成する工程と、次いで、該表示領域および該周辺領域にプラズマ処理を行い、前記アクリル樹脂膜を、該アクリル樹脂膜上に形成されるＩＴＯ膜の結晶粒径が成膜後に２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下になるように所定の表面粗さとする工程と、
その後に、前記表示領域および前記周辺領域上に、該表示領域の前記アクリル樹脂膜および該周辺領域の前記無機絶縁膜に接してＩＴＯ膜を、結晶粒径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に形成するＩＴＯ膜形成工程と、前記表示領域の前記アクリル樹脂膜および前記周辺領域の前記無機絶縁膜に接して形成された前記ＩＴＯ膜を同時にウェットエッチングする工程とを包含する。
【００３１】
前記ＩＴＯ膜形成工程において、前記表示領域の前記アクリル樹脂膜に接する前記ＩＴＯ膜の結晶粒径が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下とされる。
【００３３】
本発明の電極基板は、請求項１に記載の電極基板の作製方法によって作成されていることを特徴とする。
【００３５】
前記表示領域の前記アクリル樹脂膜に接する前記ＩＴＯ膜の結晶粒径は、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本願発明者らは、上記の課題を解決するために、すなわち、無機絶縁膜からなる無機絶縁膜領域に接する透明導電膜と、有機絶縁膜からなる有機絶縁膜領域に接する透明導電膜のエッチングレートを同程度にするために、透明導電膜の結晶粒径の制御を行えばよいことを見出した。
【００３７】
尚、ここでいう有機絶縁膜領域とは、透明導電膜に接する層または膜として、例えば、図１０に示される有機絶縁膜４９、図１１に示される有機絶縁膜１４４９が形成された領域、または、図１２に示されるプラスチック基板１４２０において、無機絶縁膜が形成されていない領域を示す。また、無機絶縁膜領域とは、透明導電膜に接する層または膜として、図１０に示される無機絶縁膜１４４、図１１または図１２に示される無機絶縁膜１４４４が形成された領域を示す。
【００３８】
図７は、透明導電膜をウエットエッチングする時間（分）とエッチングシフト（μｍ）との関係を示すグラフである。図７のグラフにおいて、有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が約４０ｎｍの場合の結果を●、およびその線形補間を太線で示す。また、無機絶縁膜上の透明導電膜の結果を■、およびその線形補間を細線で示す。ここで、有機絶縁膜としてアクリル樹脂、透明導電膜としてＩＴＯ、無機絶縁膜としてＳｉＮ_xを使用した。図７のグラフに示されるように、エッチング時間が３〜５分の場合、有機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトは、１．５μｍより小さく、無機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトは１．０μｍより小さい。したがって、有機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトと無機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトとの差が比較的小さいため、所定のエッチング時間で有機絶縁膜上の透明導電膜と無機絶縁膜上の透明導電膜とを同時にエッチングすることが可能である。
【００３９】
図７のグラフでは、有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径は約４０ｎｍの場合を示したが、有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であれば、同様に、有機絶縁膜上の透明導電膜と無機絶縁膜上の透明導電膜とのエッチングシフトの差は小さく、両者を同時にエッチングすることができる。
【００４０】
比較のために、有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が約１００ｎｍの場合の透明導電膜をウエットエッチングする時間（分）とエッチングシフト（μｍ）との関係を示すグラフを図８に示す。図８に示されるように、無機絶縁膜上の透明導電膜の結晶は、有機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトは、エッチング時間が３分〜５分の場合、２．０μｍ以上であり、無機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトと比べて大きく、その差も大きい。したがって、両者を同時にエッチングすることは困難である。
【００４１】
なお、図７および図８に示されるグラフは、有機絶縁膜が形成される有機絶縁膜領域の透明導電膜の結晶粒径を調整するための処理を、無機絶縁膜が形成される無機絶縁膜領域に対しても同様に行った結果を示している。図７および図８のグラフの比較から理解されるように、無機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフトは、有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径を制御するための処理を行ってもほぼ一定である。一般に無機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径は透明導電膜の成膜条件によってほぼ決定される。
【００４２】
有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径は、例えば、有機絶縁膜上に透明導電膜を成膜する前にプラズマ処理を行うことによって制御され得る。有機絶縁膜上の透明導電膜を成膜する前に酸素プラズマ処理またはＣＦ₄プラズマ処理を長時間行うと、有機絶縁膜表面が荒れるため、その上に形成される透明導電膜の結晶粒径が大きくなる傾向がある。また、透明導電膜の成膜前にＡｒプラズマ処理を行うと有機絶縁膜の表面粗さが緩和されるため、その上に形成される透明導電膜の結晶粒径が小さくなる傾向がある。
【００４３】
図９は、有機絶縁膜上の透明導電膜のウエットエッチング時間とエッチングシフトとの関係を示すグラフである。有機絶縁膜としてアクリル樹脂、透明導電膜としてＩＴＯを使用し、ウエットエッチング時間は３．０分とした。図９に示されるように、有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であれば、エッチングシフトは１．０μｍ以下であり、無機絶縁膜上の透明導電膜のエッチングシフト（約０．２μｍ、図７参照）との差が小さいため、所定のエッチング時間で同時エッチングができる。有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であれば、さらにエッチングシフトが小さいため、有機絶縁膜上の透明導電膜の制御性は改善される。また、発明者らは、有機絶縁膜上の透明導電膜表面の結晶粒径が６０ｎｍ以上の場合、図８に示されるようにエッチングシフトは大きく増大し、有機絶縁膜上の透明導電膜と無機絶縁膜上の透明導電膜とのエッチングレートが大きく異なるため、同時エッチングパターニングができなくなることを確認している。
【００４４】
本発明による電極基板の適用例として液晶表示装置を、従来技術の電極基板を適用した液晶表示装置と対比して説明する。ただし、液晶表示装置は、単なる例示にすぎず、本発明は有機絶縁膜および無機絶縁膜の両方の上に透明導電膜を形成した電極基板であればどのような形態であっても適用できる。例えば、エレクトロルミネッセンス素子において、発光領域内では有機絶縁体からなる基板上に陽極として透明導電膜を形成し、他方、端子領域においては無機絶縁体上に透明導電膜を形成するような場合にも本発明を適用することができる。
【００４５】
本発明による電極基板を作製する方法を示す図１０は、従来の電極基板の形成方法を説明する図６に対応する。
【００４６】
具体的には、図１０の工程（ａ）において、表示領域１５０内の有機絶縁膜４９上、ならびに周辺領域１６０の無機絶縁膜１４４上に透明導電膜１５５を成膜する。プラズマ処理を行う場合、透明導電膜１５５を形成する前に、有機絶縁膜４９および、有機絶縁膜４９と無機絶縁膜１４４の両方に適切なプラズマ処理を行い、すくなくとも有機絶縁膜４９上の透明導電膜１５５の結晶粒径を２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下にする。プラズマ処理は、例えば、Ａｒガス２９０ｓｃｃｍ、１．７Ｐａの雰囲気で、ＲＦｐｏｗｅｒ１．０ｋｗにて３０秒行われる。
【００４７】
工程（ｂ）において、画素電極および周辺端子部のフォトレジストパターニングを行う。周辺端子部において、透明導電膜１５５を残す部分（すなわち、画素電極１０３または透明電極１５７を形成する部分）上にレジスト１６９を形成する。レジスト１６９は、例えば、東京応化製のノボラック樹脂のポジ型レジストを用いる。
【００４８】
工程（ｃ）において、ウエットエッチングを行い、画素電極および周辺端子部の不必要な透明導電膜１５５を除去する。ウエットエッチングは、例えば４０℃の第２塩化鉄をウエットエッチング液として、１８０秒間行う。エッチング液としては、液温４０℃のＦｅＣｌ₃とＨＣｌの混合液が使用される。
【００４９】
工程（ｄ）において、レジスト１６９を剥離する。この時、周辺端子部において透明導電膜１５５よりなる透明電極１５７が形成され、表示領域１５０内において画素電極１０３が形成される。
【００５０】
すなわち、本発明により、図６に示す工程（ｂ）〜（ｄ）と（ｅ）〜（ｇ）とを同時に行うことができる。したがって、製造プロセスが短縮され、その結果、製造コストを下げ、また、製造現場の生産能力を向上させることができる。さらに、フォトレジストパターニング工程が減少するため、パターン不良による歩留まり低下を回避することができ、また、レジストおよび剥離液の使用量が減少する。さらに、有機絶縁膜を剥離液に晒す回数が減少するため、有機絶縁膜の膨潤を少なくすることができ、その結果、パネルの品質信頼性が向上する。
【００５１】
また、一般に透明導電膜の結晶粒径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である場合、透明導電膜は電極として機能するのに好適な電気抵抗を有する。しかし、逆に透明導電膜の結晶粒径が２０ｎｍより小さい場合、透明導電膜の粒径が小さすぎて電気抵抗が高くなり、その結果、電極として有効に機能しなくなる。また、このように透明導電膜の抵抗が大きい電極基板を液晶表示装置に適用すると、表示領域の画素電極、および、周辺領域のゲート接続端子部、コモン接続端子部、ソース接続端子部の電気抵抗が増加する。とくに、周辺領域のゲート接続端子部、コモン接続端子部、ソース接続端子部の電気抵抗の増加は、高精細・大型液晶表示装置を製造する際に望ましくない。
【００５２】
図１１の工程（ａ）〜（ｅ）を参照して本発明の概略を模式的に説明する。
【００５３】
工程（ａ）において、絶縁性基板１４２０上に、無機絶縁膜１４４４を形成する。絶縁性基板１４２０として、透明ガラスのほかにプラスチック基板を使用できる。プラスチック基板の材料としてポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリエチレンなどが使用される。無機絶縁膜１４４４としては、例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ_xまたはＴａＯ₂を使用し、５００〜５０００Åの厚さで形成する。
【００５４】
工程（ｂ）において、絶縁性基板１４２０上の別の領域に有機絶縁膜１４４９を形成する。有機絶縁膜１４４９としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどを使用し、１００Å〜１ｍｍの厚さで形成する。
【００５５】
プラズマ処理によって、後に形成される透明導電膜１４５５の結晶粒径の制御を行う場合、プラズマ処理のガスとして、Ａｒ、ＣＦ₄または酸素を使用して、少なくとも有機絶縁膜１４４９表面をプラズマ処理する。
【００５６】
工程（ｃ）において、透明導電膜１４５５をスパッタなどで、絶縁性基板１４２０、無機絶縁膜１４４４、有機絶縁膜１４４９を覆うように成膜する。透明導電膜１４５５として、ＩＴＯを使用してもよい。透明導電膜１４５５は、厚さ５００〜３０００Åで形成する。上述のプラズマ処理を行った場合、少なくとも有機絶縁膜１４４９透明導電膜１４５５の結晶粒径は、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００５７】
工程（ｄ）において、フォトレジスト１４６５をパターニングした後、ウエットエッチングを行い、透明導電膜１４５５のパターニングを行う。フォトレジスト１４６５はノボラック樹脂を使用してもよく、ウエットエッチングのエッチング液として、ＦｅＣｌ₃とＨＣｌの混合液またはＨＢｒを使用してもよい。
【００５８】
工程（ｅ）において、無機絶縁膜１４４４、有機絶縁膜１４４９上に所望の形状の透明導電膜１４５５が形成され、電極基板１７００が完成する。この時、無機絶縁膜１４４４上の透明導電膜１４５５と有機絶縁膜１４４９上の透明導電膜１４５５とのエッチングシフトの差は、２μｍ以下であることが望ましいが、これに限定されない。
【００５９】
無機絶縁膜１４４４、有機絶縁膜１４４９の成膜方法は、材料によって適切に選択される。具体的な方法としては、凸版印刷、スクリーン印刷、スピンコータなどがある。また、成膜後、さらに熱処理または紫外線照射を行ってもよい。
【００６０】
このように形成された透明導電膜１４５５と無機絶縁膜１４４４の密着性ならびに透明導電膜１４５５と有機絶縁膜１４４９との密着性は、ピールテストの結果、良好であることがわかった。
【００６１】
上述の説明では、絶縁性基板１４２０上に無機絶縁膜１４４４および有機絶縁膜１４４９を形成する電極基板１７００を示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８に示すように、絶縁性基板１４２０としてプラスチック基板を使用し、その一部の領域に無機絶縁膜１４４４を形成し、無機絶縁膜１４４４とプラスチック基板１４２０上の一部に透明導電膜１４５５を形成する電極基板１８００も範囲に含む。このような電極基板１８００は、無機絶縁膜１４４４上にスイッチング素子等を含む集積回路を組み込み、透明導電膜１４５５は制御を行う電極だけでなく配線としても利用可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、透明導電膜の結晶粒径の制御を行うことにより、有機絶縁膜領域に接するように形成された透明導電膜と無機絶縁膜領域に接するように形成された透明導電膜を同時にエッチング処理でき、工程の短縮が可能となる。これにより、電極基板の製造コストを低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置の構成を模式図である。
【図２】電極基板の上面図である。
【図３】図２の電極基板の表示領域の拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】設計寸法と仕上寸法との差をあらわす図である。
【図６】従来の電極基板の作製方法を説明する図である。
【図７】有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が約４０ｎｍの場合のエッチング時間とエッチングシフトとの関係を示すグラフである
【図８】有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径が約１００ｎｍの場合のエッチング時間とエッチングシフトとの関係を示すグラフである。
【図９】有機絶縁膜上の透明導電膜の結晶粒径とエッチングシフトとの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明による電極基板の作製方法を説明する図である。
【図１１】本発明の電極基板作製の概略を説明する図である。
【図１２】本発明の別の実施形態による電極基板を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode substrate and a method for manufacturing the electrode substrate. More specifically, the present invention relates to an electrode substrate on which a transparent conductive film is formed in contact with both an inorganic insulating film region made of an inorganic insulating film and an organic insulating film region made of an organic insulating film, and a method for manufacturing the electrode substrate.
[0002]
[Prior art]
A transparent conductive film containing ITO (indium tin oxide) can be used as an electrode that transmits light and controls light. An electrode substrate using a transparent conductive film having such characteristics has been put into practical use not only for display devices such as electroluminescence display devices but also for touch panels, solar cells and the like.
[0003]
A liquid crystal display device is given as a display device using an electrode substrate in which a transparent conductive film is formed on both an organic insulating film and an inorganic insulating film. Liquid crystal display devices have been actively researched as one of flat panel displays that replace CRTs, taking advantage of their low power consumption and thinness. It has already been put into practical use as a display device for personal computers. Here, a liquid crystal display device will be described as a specific example of a display device using an electrode substrate in which a transparent conductive film is formed on both an organic insulating film and an inorganic insulating film.
[0004]
FIG. 1 schematically shows a basic configuration of the liquid crystal display device 100. The liquid crystal display device 100 is an active matrix TFT array type using thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) as switching elements, which is advantageous when high display quality is desired.
[0005]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal layer (not shown) provided between an upper substrate 102 and a lower substrate (electrode substrate) 101, and the liquid crystal layer is on the upper substrate 102. It is controlled by the upper electrode 104 and the plurality of pixel electrodes 103 on the lower substrate 101. In the lower substrate 101, each of the plurality of pixel electrodes 103 is connected to the source wiring 105 through the switching element (TFT) 108, and the gate of the TFT 108 is connected to the gate wiring 106.
[0006]
FIG. 2 is a top view of the lower substrate 101 (electrode substrate) of the liquid crystal display device. Here, a transmissive active matrix liquid crystal display device is assumed as the liquid crystal display device. However, the liquid crystal display device is not limited to the transmissive type, and the transmissive region of the transmissive / reflective liquid crystal display device can be considered similarly.
[0007]
The electrode substrate 101 refers to the insulating substrate 20 and the entire components formed thereon. The electrode substrate 101 is divided into two areas, a display area 150 and a peripheral area 160. In FIG. 2, the display area 150 is indicated by diagonal lines. In the display region 150, a plurality of pixel electrodes 103 and a plurality of TFTs 108 for controlling the plurality of pixel electrodes 103 are provided. The pixel electrode 103 is formed of a transparent conductive film. When the electrode substrate 101 is used in a transmissive liquid crystal display device, at least a part of the insulating substrate 20 is formed of a transparent material, and display is performed using light (generally a light source) from the opposite side of the display side. Light is transmitted and controlled by forming the electrode with a transparent conductive film.
[0008]
On the other hand, the peripheral region 160 is provided with a plurality of gate connection terminal portions 110, a plurality of source connection terminal portions 120, and a plurality of common connection terminal portions 130. A gate line 105, a source line 106, and a common line 107 corresponding to each gate connection terminal part 110, source connection terminal part 120, and common connection terminal part 130 are formed from the peripheral area 160 to the display area 150. In this specification, the gate connection terminal portion 110, the source connection terminal portion 120, and the common connection terminal portion 130 are collectively referred to as peripheral terminal portions.
[0009]
FIG. 3 shows an enlarged top view of the display area 150 of the electrode substrate 101. In FIG. 3, a region surrounded by a broken line corresponds to one pixel electrode 103. Each gate wiring 105 and each common wiring 107 are provided in parallel, and a plurality of source wirings 106 are provided so as to be orthogonal to each gate wiring 105 and each common wiring 107, respectively. As shown in FIG. 3, at each intersection of each gate wiring 105 and each source wiring 106, each gate wiring 105 and source wiring 106 are at least connected to the gate electrode or source electrode of the TFT 108 which is a switching element. Is so branched. A connection electrode 48 connected to the drain electrode of the TFT 108 is provided so as to partially overlap the common wiring 107, and a contact hole 50 is provided in a part of a region where the connection electrode 48 and the common wiring 107 overlap.
[0010]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the display region 150 of the electrode substrate 101 taken along the line AA ′ of FIG. In FIG. 4, the TFT 108 is shown on the left side (A side), and the contact hole 50 is shown on the right side (A ′ side). Here, the A side in FIG. 4 is referred to as a TFT portion, and the A ′ side is referred to as a contact hole portion.
[0011]
In the TFT portion, a branch portion of the gate wiring 105 is formed on the insulating substrate 20, and a gate insulating film 44 is provided so as to cover them. As the gate insulating film 44, silicon nitride (SiN _x ) Can be used. An amorphous semiconductor layer 45 is formed on the gate insulating film 44, a source electrode 46 a is formed above the left side of the amorphous semiconductor layer 45, and a drain electrode 46 b is formed above the right side of the amorphous semiconductor layer 45. The source electrode 46 a is connected to the source wiring 106, and the drain electrode 46 b is connected to the connection electrode 48. The TFT 108 thus formed is covered with an organic insulating film 49 made of a transparent material, and the planarized organic insulating film 49 is covered with a pixel electrode 103 made of a transparent conductive film.
[0012]
In the contact portion, the common wiring 107 is formed on the insulating substrate 20, and the gate insulating film 44 is provided so as to cover them. The gate insulating film 44 is covered with a connection electrode 48. In the contact hole portion, an organic insulating film 49 is formed on the connection electrode 48, and the organic insulating film 49 is covered with the pixel electrode 103. However, a contact hole 50 for directly connecting the connection electrode 48 and the pixel electrode 103 is provided.
[0013]
By forming the display region 150 of the electrode substrate 101 as described above, a high aperture ratio can be obtained mainly by two advantages. The first reason is that since the pixel electrode 103 is formed on the organic insulating film 49 whose surface is flattened, the orientation of liquid crystal molecules (not shown) in the liquid crystal layer caused by the stepped portion of the pixel electrode 103 is formed. This is because display defects (domain phenomenon) due to disturbance can be eliminated and the effective display area in the liquid crystal layer can be increased. The second reason is that a relatively thick organic insulating film 49 having a thickness of 0.3 μm to 2 μm is formed, and a pixel electrode 103 is formed thereon, whereby a gate wiring on the substrate side of the organic insulating film 103 is formed. This is because no electrical short circuit occurs between the source line 106 and the pixel electrode 103 on the upper surface side (display side). Therefore, the pixel electrode 103 can be formed in a wide area so as to overlap with the wiring such as the gate wiring 105 and the source wiring 106 when viewed from the viewing side.
[0014]
On the other hand, since the peripheral terminal portion lacks reliability at the time of rework that causes a connection failure with the mounting member, a transparent conductive film is generally formed on the inorganic insulating film to be an electrode. The formation of the transparent conductive film prevents the electrode at the peripheral terminal portion from being oxidized, and as a result, the electrode from increasing in resistance. Although it is conceivable to form the electrode material of the peripheral terminal portion on the organic insulating film, it is not preferable from the viewpoint of reliability to form the transparent conductive film on the organic insulating film.
[0015]
Etching after forming the transparent conductive film is generally wet etching. This is because when dry etching is performed, the organic insulating film is altered and the insulation becomes brittle. In addition, when the electrode substrate is applied to a liquid crystal display device, the liquid crystal layer is contaminated due to dry etching, which may cause deterioration in display quality. Therefore, in this specification, unless otherwise specified, “etching” means wet etching.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
As described above, when the transparent conductive film formed on both the organic insulating film and the inorganic insulating film is etched, it can be considered that etching can be performed at the same time. In this specification, the etching shift means the length of a film removed by etching. Further, an etching shift per unit time is defined as an “etching rate”. When the transparent conductive film on the organic insulating film and the transparent conductive film on the inorganic insulating film are designed with substantially the same size and the same etching is performed, the etching shift is different, Deviation occurs in size. That is, the etching rate is different. Therefore, when the transparent conductive film is etched, as shown in FIG. 5, a difference occurs between the design dimension and the finished dimension of one transparent conductive film. Therefore, the transparent conductive film on the organic insulating film and the transparent conductive film on the inorganic insulating film cannot be etched at the same time.
[0017]
Here, a method for manufacturing the electrode substrate of the liquid crystal display device illustrated in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a method of forming the pixel electrode 103 of the TFT portion, the gate connection terminal portion 110 / common connection terminal portion 130, and the source connection terminal portion 120 (see FIG. 2) by steps (a) to (g). Although FIG. 6 shows a process for forming the pixel electrode 103 in the TFT portion, the process for forming the pixel electrode 103 is not particularly limited to the TFT portion, and the pixel electrode 103 in the display region 150 is formed in the same manner. it is conceivable that.
[0018]
In the step (a), a transparent conductive film 155 (for example, ITO) is simultaneously formed on the TFT portion and the peripheral terminal portion of the peripheral region 160 (see FIG. 2).
[0019]
The transparent conductive film 155 to be the pixel electrode 103 of the TFT portion is formed on the organic insulating film 49 formed flat.
[0020]
In the gate / common connection terminal portions 110 and 130, the inorganic insulating film 144 is formed in a state in which the gate wiring 105 or the common wiring 107 is formed on the insulating substrate 20 and the central portion on the gate wiring 105 or the common wiring 107 is removed. Is formed. An electrode 154 is provided in the central portion on the gate wiring 105 or the common wiring 107. On the electrode 154, a transparent conductive film 155 is formed as a transparent electrode 157 having a stable connection resistance.
[0021]
In the source connection terminal portion 120, an inorganic insulating film 144 is formed so as to cover the insulating substrate 20, a source wiring 106 is provided on the inorganic insulating film 144, and a transparent conductive film serving as the transparent electrode 157 is formed so as to cover them. 155 is deposited.
[0022]
In the step (b), the peripheral terminal portion is subjected to photoresist patterning. In the peripheral terminal portion, a first resist 165 is formed on a portion where the transparent conductive film 155 is left (that is, a portion where the transparent electrode 157 is formed). As the first resist 165, for example, a positive resist made of Tokyo Ohka Novolak resin is used. In the step (b), a first resist 165 is formed on the entire surface of the transparent conductive film 155 in the TFT portion.
[0023]
In step (c), wet etching is performed to remove unnecessary transparent conductive film 155 in the peripheral terminal portion.
[0024]
In the step (d), the first resist 165 is removed. At this time, the transparent electrode 157 made of the transparent conductive film 155 is formed in the peripheral terminal portion, while the transparent conductive film 155 in the TFT portion remains formed on the entire surface.
[0025]
In step (e), the pixel electrode 103 is subjected to photoresist patterning. A second resist 167 is formed on a portion where the transparent conductive film 155 is left (that is, a portion to be the pixel electrode 103). As the second resist 167, for example, a positive type resist made of Tokyo Ohka Novolak resin is used. In the step (e), a second resist 167 is formed on the entire peripheral terminal portion.
[0026]
In step (f), wet etching is performed to remove unnecessary transparent conductive film 155 in the TFT portion.
[0027]
In the step (g), the pixel electrode 103 is formed by removing the second resist 167.
[0028]
Thus, although the electrode substrate 101 is formed, as described above, the etching of the transparent conductive film 155 on the inorganic insulating film 144 (FIG. 6C) and the transparent conductive film 155 on the organic insulating film 49 are performed. Etching (f of FIG. 6) has to be performed separately because the etching rate is different.
[0029]
The present invention has been made in view of such a current situation, and an object of the present invention is to simultaneously and accurately etch a transparent conductive film formed on an organic insulating film and a transparent conductive film formed on an inorganic insulating film. It is to provide an electrode substrate and a method for manufacturing the electrode substrate that can be used.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
The electrode substrate manufacturing method of the present invention is used in a display device such as a liquid crystal display device or an electroluminescence element, and is formed on the same surface side of an insulating substrate. Acrylic resin film A method of manufacturing an electrode substrate in which an ITO film is formed on both an organic insulating film and an inorganic insulating film, wherein an inorganic insulating film is formed with an acrylic resin film formed on the same side of the insulating substrate Forming the peripheral region, and then performing a plasma treatment on the display region and the peripheral region, and the acrylic resin film The acrylic resin film The crystal grain size of the ITO film formed thereon becomes 20 nm or more and 50 nm or less after the film formation. like A step of obtaining a predetermined surface roughness;
Thereafter, the acrylic resin of the display area is formed on the display area and the peripheral area. film And an ITO film in contact with the inorganic insulating film in the peripheral region. , Crystal grain size Forming an ITO film with a thickness of 20 nm to 50 nm, and the acrylic resin in the display region film And simultaneously wet-etching the ITO film formed in contact with the inorganic insulating film in the peripheral region.
[0031]
In the ITO film forming step, the acrylic resin in the display area film The crystal grain size of the ITO film in contact with is set to 20 nm or more and 40 nm or less.
[0033]
The electrode substrate of the present invention is It is produced by the production method of an electrode substrate according to claim 1. .
[0035]
The acrylic resin in the display area film The crystal grain size of the ITO film in contact with is 20 nm or more and 40 nm or less.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the inventors of the present application, namely, an etching rate of a transparent conductive film in contact with an inorganic insulating film region made of an inorganic insulating film and a transparent conductive film in contact with an organic insulating film region made of an organic insulating film. It was found that the crystal grain size of the transparent conductive film may be controlled in order to achieve the same level.
[0037]
The organic insulating film region referred to here is, for example, a region where the organic insulating film 49 shown in FIG. 10 or the organic insulating film 1449 shown in FIG. 12 shows a region where an inorganic insulating film is not formed in the plastic substrate 1420 shown in FIG. The inorganic insulating film region refers to a region where the inorganic insulating film 144 shown in FIG. 10 or the inorganic insulating film 1444 shown in FIG. 11 or 12 is formed as a layer or film in contact with the transparent conductive film.
[0038]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the time (minutes) for wet-etching the transparent conductive film and the etching shift (μm). In the graph of FIG. 7, the result when the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is about 40 nm is shown by ●, and the linear interpolation is shown by a bold line. Further, the result of the transparent conductive film on the inorganic insulating film is shown by ■, and the linear interpolation is shown by a thin line. Here, acrylic resin as the organic insulating film, ITO as the transparent conductive film, SiN as the inorganic insulating film _x It was used. As shown in the graph of FIG. 7, when the etching time is 3 to 5 minutes, the etching shift of the transparent conductive film on the organic insulating film is smaller than 1.5 μm, and the etching shift of the transparent conductive film on the inorganic insulating film is Is smaller than 1.0 μm. Accordingly, since the difference between the etching shift of the transparent conductive film on the organic insulating film and the etching shift of the transparent conductive film on the inorganic insulating film is relatively small, the transparent conductive film on the organic insulating film and the inorganic insulating film can be obtained in a predetermined etching time. It is possible to simultaneously etch the transparent conductive film on the film.
[0039]
In the graph of FIG. 7, the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is about 40 nm. However, if the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is in the range of 20 nm to 50 nm. Similarly, the difference in etching shift between the transparent conductive film on the organic insulating film and the transparent conductive film on the inorganic insulating film is small, and both can be etched simultaneously.
[0040]
For comparison, FIG. 8 is a graph showing the relationship between the time (minutes) of wet etching of the transparent conductive film and the etching shift (μm) when the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is about 100 nm. Show. As shown in FIG. 8, the crystal of the transparent conductive film on the inorganic insulating film shows that the etching shift of the transparent conductive film on the organic insulating film is 2.0 μm or more when the etching time is 3 minutes to 5 minutes. It is large compared with the etching shift of the transparent conductive film on the inorganic insulating film, and the difference is also large. Therefore, it is difficult to etch both at the same time.
[0041]
Note that the graphs shown in FIGS. 7 and 8 show the treatment for adjusting the crystal grain size of the transparent conductive film in the organic insulating film region in which the organic insulating film is formed, the inorganic insulating film in which the inorganic insulating film is formed. The same results are shown for the area. As understood from the comparison of the graphs of FIGS. 7 and 8, the etching shift of the transparent conductive film on the inorganic insulating film is performed by performing a process for controlling the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film. Is almost constant. Generally, the crystal grain size of the transparent conductive film on the inorganic insulating film is substantially determined by the film forming conditions of the transparent conductive film.
[0042]
The crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film can be controlled, for example, by performing plasma treatment before forming the transparent conductive film on the organic insulating film. Before forming a transparent conductive film on the organic insulating film, oxygen plasma treatment or CF _Four When the plasma treatment is performed for a long time, the surface of the organic insulating film becomes rough, so that the crystal grain size of the transparent conductive film formed thereon tends to increase. In addition, when Ar plasma treatment is performed before forming the transparent conductive film, the surface roughness of the organic insulating film is relaxed, and thus the crystal grain size of the transparent conductive film formed thereon tends to be small.
[0043]
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the wet etching time of the transparent conductive film on the organic insulating film and the etching shift. An acrylic resin was used as the organic insulating film, ITO was used as the transparent conductive film, and the wet etching time was 3.0 minutes. As shown in FIG. 9, when the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is 20 nm or more and 50 nm or less, the etching shift is 1.0 μm or less, and the etching shift of the transparent conductive film on the inorganic insulating film is Since the difference from about 0.2 μm (see FIG. 7) is small, simultaneous etching can be performed within a predetermined etching time. If the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is 20 nm or more and 40 nm or less, the etching shift is further small, so that the controllability of the transparent conductive film on the organic insulating film is improved. In addition, when the crystal grain size on the surface of the transparent conductive film on the organic insulating film is 60 nm or more, the inventors greatly increase the etching shift as shown in FIG. It has been confirmed that simultaneous etching patterning cannot be performed because the etching rate of the transparent conductive film on the insulating film is greatly different.
[0044]
As an application example of the electrode substrate according to the present invention, a liquid crystal display device will be described in comparison with a liquid crystal display device to which a conventional electrode substrate is applied. However, the liquid crystal display device is merely an example, and the present invention can be applied to any form as long as it is an electrode substrate in which a transparent conductive film is formed on both an organic insulating film and an inorganic insulating film. For example, in an electroluminescence element, a transparent conductive film is formed as an anode on a substrate made of an organic insulator in a light emitting region, while a transparent conductive film is formed on an inorganic insulator in a terminal region. The present invention can be applied.
[0045]
FIG. 10 showing a method for manufacturing an electrode substrate according to the present invention corresponds to FIG. 6 for explaining a conventional method for forming an electrode substrate.
[0046]
Specifically, in step (a) of FIG. 10, a transparent conductive film 155 is formed on the organic insulating film 49 in the display region 150 and on the inorganic insulating film 144 in the peripheral region 160. In the case of performing plasma treatment, before forming the transparent conductive film 155, appropriate plasma treatment is performed on the organic insulating film 49 and both the organic insulating film 49 and the inorganic insulating film 144, and at least the transparent conductive film on the organic insulating film 49 is formed. The crystal grain size of the film 155 is set to 20 nm or more and 50 nm or less. For example, the plasma treatment is performed for 30 seconds at an RF power of 1.0 kW in an atmosphere of Ar gas of 290 sccm and 1.7 Pa.
[0047]
In the step (b), photoresist patterning of the pixel electrode and the peripheral terminal portion is performed. In the peripheral terminal portion, a resist 169 is formed on a portion where the transparent conductive film 155 is left (that is, a portion where the pixel electrode 103 or the transparent electrode 157 is formed). As the resist 169, for example, a positive type resist made of Tokyo Ohka Novolak resin is used.
[0048]
In step (c), wet etching is performed to remove unnecessary transparent conductive film 155 in the pixel electrode and the peripheral terminal portion. The wet etching is performed for 180 seconds using, for example, ferric chloride at 40 ° C. as a wet etching solution. As an etching solution, FeCl at a liquid temperature of 40 ° C. _Three And a mixture of HCl is used.
[0049]
In step (d), the resist 169 is removed. At this time, the transparent electrode 157 made of the transparent conductive film 155 is formed in the peripheral terminal portion, and the pixel electrode 103 is formed in the display region 150.
[0050]
That is, according to the present invention, the steps (b) to (d) and (e) to (g) shown in FIG. 6 can be performed simultaneously. Therefore, the manufacturing process is shortened, and as a result, the manufacturing cost can be reduced and the production capacity of the manufacturing site can be improved. Further, since the number of photoresist patterning steps is reduced, it is possible to avoid a decrease in yield due to pattern defects, and the amount of resist and stripping solution used is reduced. Further, since the number of times the organic insulating film is exposed to the stripping solution is reduced, the swelling of the organic insulating film can be reduced, and as a result, the quality reliability of the panel is improved.
[0051]
In general, when the crystal grain size of the transparent conductive film is 20 nm or more and 50 nm or less, the transparent conductive film has an electrical resistance suitable for functioning as an electrode. On the other hand, when the crystal grain size of the transparent conductive film is smaller than 20 nm, the transparent conductive film has a too small grain size, resulting in high electrical resistance. As a result, it does not function effectively as an electrode. In addition, when an electrode substrate having a large resistance of the transparent conductive film is applied to a liquid crystal display device, the electrical resistance of the pixel electrode in the display region and the gate connection terminal portion, the common connection terminal portion, and the source connection terminal portion in the peripheral region Will increase. In particular, an increase in electrical resistance of the gate connection terminal portion, common connection terminal portion, and source connection terminal portion in the peripheral region is not desirable when manufacturing a high-definition / large-sized liquid crystal display device.
[0052]
The outline of the present invention will be schematically described with reference to steps (a) to (e) of FIG.
[0053]
In step (a), an inorganic insulating film 1444 is formed over the insulating substrate 1420. As the insulating substrate 1420, a plastic substrate can be used in addition to transparent glass. Polyimide, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polyethylene or the like is used as a material for the plastic substrate. As the inorganic insulating film 1444, for example, SiO ₂ , SiN _x Or TaO ₂ And is formed with a thickness of 500 to 5000 mm.
[0054]
In step (b), an organic insulating film 1449 is formed in another region on the insulating substrate 1420. As the organic insulating film 1449, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, polycarbonate, or the like is used, and is formed with a thickness of 100 mm to 1 mm.
[0055]
When the crystal grain size of the transparent conductive film 1455 to be formed later is controlled by plasma treatment, Ar, CF are used as plasma treatment gases. _Four Alternatively, plasma treatment is performed on at least the surface of the organic insulating film 1449 using oxygen.
[0056]
In the step (c), a transparent conductive film 1455 is formed by sputtering or the like so as to cover the insulating substrate 1420, the inorganic insulating film 1444, and the organic insulating film 1449. ITO may be used as the transparent conductive film 1455. The transparent conductive film 1455 is formed with a thickness of 500 to 3000 mm. When the above plasma treatment is performed, the crystal grain size of at least the organic insulating film 1449 transparent conductive film 1455 is 20 nm or more and 50 nm or less.
[0057]
In the step (d), after patterning the photoresist 1465, wet etching is performed to pattern the transparent conductive film 1455. As the photoresist 1465, a novolac resin may be used. As an etchant for wet etching, FeCl is used. _Three A mixture of HCl and HCl or HBr may be used.
[0058]
In step (e), a transparent conductive film 1455 having a desired shape is formed over the inorganic insulating film 1444 and the organic insulating film 1449, and the electrode substrate 1700 is completed. At this time, the difference in etching shift between the transparent conductive film 1455 on the inorganic insulating film 1444 and the transparent conductive film 1455 on the organic insulating film 1449 is desirably 2 μm or less, but is not limited thereto.
[0059]
The method for forming the inorganic insulating film 1444 and the organic insulating film 1449 is appropriately selected depending on the material. Specific methods include letterpress printing, screen printing, and spin coater. Further, after film formation, heat treatment or ultraviolet irradiation may be further performed.
[0060]
As a result of a peel test, it was found that the adhesion between the transparent conductive film 1455 and the inorganic insulating film 1444 thus formed and the adhesion between the transparent conductive film 1455 and the organic insulating film 1449 are good.
[0061]
In the above description, the electrode substrate 1700 in which the inorganic insulating film 1444 and the organic insulating film 1449 are formed over the insulating substrate 1420 is shown. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 18, a plastic substrate is used as the insulating substrate 1420, an inorganic insulating film 1444 is formed in a part of the region, and the inorganic insulating film 1444 is formed. In addition, an electrode substrate 1800 in which a transparent conductive film 1455 is formed on a part of the plastic substrate 1420 is also included in the range. Such an electrode substrate 1800 incorporates an integrated circuit including a switching element or the like over an inorganic insulating film 1444, and the transparent conductive film 1455 can be used not only as an electrode to be controlled but also as a wiring.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, the transparent conductive film formed so as to be in contact with the organic insulating film region and the transparent conductive film formed so as to be in contact with the inorganic insulating film region are controlled by controlling the crystal grain size of the transparent conductive film. Etching can be performed simultaneously, and the process can be shortened. Thereby, the manufacturing cost of an electrode substrate can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of a liquid crystal display device.
FIG. 2 is a top view of an electrode substrate.
FIG. 3 is an enlarged view of a display region of the electrode substrate of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a difference between a design dimension and a finishing dimension.
FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional method for manufacturing an electrode substrate.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between etching time and etching shift when the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is about 40 nm.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between etching time and etching shift when the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film is about 100 nm.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the crystal grain size of the transparent conductive film on the organic insulating film and the etching shift.
FIG. 10 is a diagram illustrating a method for manufacturing an electrode substrate according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining the outline of the production of the electrode substrate of the present invention.
FIG. 12 shows an electrode substrate according to another embodiment of the present invention.

Claims

The liquid crystal display device is used in a display device such as electroluminescent device, fabricated of electrode substrates having an ITO film is formed on both the organic insulating film and the inorganic insulating film is an acrylic resin film on the same surface of the insulating substrate A method,
Forming a display region in which an acrylic resin film is formed on the same surface side of an insulating substrate and a peripheral region in which an inorganic insulating film is formed;
Next, by plasma treatment in said display region and the peripheral region, wherein the acrylic resin film, the crystal grain size of the ITO film formed on the acrylic resin film of a predetermined so that the 20nm or 50nm or less after the film is formed A surface roughness process;
Thereafter, an ITO film is formed on the display region and the peripheral region in contact with the acrylic resin film in the display region and the inorganic insulating film in the peripheral region to have a crystal grain size of 20 nm to 50 nm. Forming process;
Simultaneously wet etching the ITO film formed in contact with the acrylic resin film in the display region and the inorganic insulating film in the peripheral region;
A method for producing an electrode substrate including:

2. The electrode substrate manufacturing method according to claim 1, wherein in the ITO film forming step, a crystal grain size of the ITO film in contact with the acrylic resin film in the display region is set to 20 nm or more and 40 nm or less.

An electrode substrate produced by the method for producing an electrode substrate according to claim 1.

The electrode substrate according to claim 3, wherein a crystal grain size of the ITO film in contact with the acrylic resin film in the display region is 20 nm or more and 40 nm or less.