JP4170126B2

JP4170126B2 - Substrate for liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device

Info

Publication number: JP4170126B2
Application number: JP2003097371A
Authority: JP
Inventors: 克紀美崎; 一男野中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004302314A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置の製造方法に関し、とくに表面に凹凸を有する反射電極を備えた液晶表示装置用基板の容易な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画素電極に光反射性をもたせた反射型液晶表示装置は、外光の反射を利用するため屋外で使用可能なかつ消費電力が少ない表示装置として開発が進められている。
この反射型液晶表示装置では、表示を明瞭にするために、光の反射面となる画素電極の表面に凹凸を設けて反射光を散乱させる。かかる画素電極は、予め表面に凹凸が設けられた基板上に金属膜を蒸着、パターニングすることで形成され、金属のもつ高い反射率がそのまま維持される。
【０００３】
このような表面に凹凸を有する基板は、絶縁性基板の表面を削り粉により研磨し、必要に応じて弗酸でエッチングすることにより製造することができる。（例えば、特許文献１参照）。しかし、この凹凸の形成方法では、均一な形状の凹凸を形成することができず、また形状の再現性も悪い。このため、凹凸形状を制御して散乱光の反射特性を制御するこができない。
【０００４】
この問題を解決するため、基板の凹凸を、リソグラフィを用いたパターニングにより形成する方法が発明されている。（例えば、特許文献２参照）。以下、この従来の方法について説明する。
図２０は従来の液晶表示装置平面図であり、上面（光の入出射面）から見た反射型液晶表示装置の基板を表している。図２１は従来の液晶表示装置断面図であり、図２０のＡ−Ａ’断面を表している。
【０００５】
この装置では、図２０及び２１を参照して、ガラス基板３上に平行な複数のゲートバスライン６及び蓄積容量バスライン１２と、これらに直交する複数のドレインバスライン８が配置されている。さらに、ゲートバスライン６とドレインバスライン８の交差点近くにＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が置かれ、基板上全面にＴＦＴを被覆する保護膜１３が形成されている。画素形成領域は、ゲートバスライン６とドレインバスライン８により画定される。この画素形成領域の直上の保護膜１３上に設けられた突起４０が、その上を被覆する絶縁性樹脂膜からなる絶縁膜５４の上面に凹凸形状を付与する。光を反射する画素電極１０は、この凹凸を有する絶縁膜５４上に形成されて、その表面に凹凸が形成される。この突起４０はパターニングにより形成されるため形状制御性に優れ、容易に反射特性を制御することができる。
【０００６】
図２２は従来の液晶表示装置の製造工程断面図であり、すぐ上で述べた反射型液晶表示装置の基板の製造方法を表している。
この基板の製造方法では、図２２（ａ）を参照して、まずガラス基板１上に低抵抗の低抵抗金属５と高融点金属７を積層したゲートバスライン６を形成する。次いで、ゲート絶縁膜３２を堆積する。次いで、ゲート絶縁膜３２上にＴＦＴ２を形成し、さらに基板３全面を覆う保護膜１３を堆積する。さらに、保護膜１３にソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。次いで、基板３上全面に樹脂膜を堆積後、これをパターニングして、画素電極形成領域に樹脂からなる突起４０を形成する。この上に、絶縁性樹脂膜を積層して、突起４０に対応した凹凸を表面に有する絶縁膜５４を形成する。さらに、絶縁膜５４及び保護膜を貫通してＴＦＴ２のソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。その後、画素電極材料を蒸着し、パターニングすることで、表面に凹凸を有する画素電極１０を有する液晶表示装置用基板（ＴＦＴ基板）が形成される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３３８９９３号公報（段落番号００１３の記載）
【０００８】
【特許文献２】
特開平５−２３２４６５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の液晶表示装置用基板の製造方法では、基板表面の研磨痕を凹凸として利用するため、凹凸形状を制御することができず反射特性を制御することができないという問題がある。また、リソグラフィを用いて基板に突起パターンを形成し、その上に突起に対応した凹凸を表面に有する絶縁膜を形成する方法では、優れた反射特性の制御性を有するものの、突起の形成にリソグラフィを用いるため工程が複雑になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、パターニングをすることなく画素電極の下地となる基板表面に凹凸を形成する液晶表示装置用基板の製造方法に関する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明では、基板上に、熱硬化性の第１及び第２樹脂膜を順次積層した積層絶縁膜を形成し、その後、第１及び第２硬化処理を順次行う。
この第１硬化処理は、第２樹脂膜の硬化が第１樹脂膜より進行する条件でなされる。続く第２硬化処理では、該第１及び該第２樹脂膜のいずれの硬化温度以上の温度に加熱して積層絶縁膜全体を硬化する。
【００１２】
この第２硬化処理により、積層絶縁膜の表面に凹凸が形成される。これは、第１硬化処理後の積層絶縁膜は、上層の第２樹脂膜が硬化しているのに対し、下層の第１樹脂膜はまだ軟質のままである。この状態の積層絶縁膜を第２硬化処理で第１、第２樹脂膜とも完全に硬化すると、この過程における第１及び第２樹脂膜の膨張率の相違に基づき、軟質な第１樹脂膜の表面が変形してその表面に凹凸を生ずる。
【００１３】
このとき、下層の第１樹膜膜の表面が凹凸状に変形するには、第２樹脂膜も同様に屈曲する必要がある。従って、第２樹脂膜は、この変形を妨げることなく屈曲できる程度の薄さでなければならない。逆に、第２樹脂膜が薄すぎては、第１及び第２樹脂膜間の膨張率の差に起因する応力が大きくならず、凹凸が発生しない。必要な第２樹脂膜の厚さは、第１及び第２樹脂膜の硬度、弾性率、膨張率等の変形に寄与する物性により異なるが、例えば実験的に定めることができる。
【００１４】
第２硬化処理の過程における第１及び第２樹脂膜の膨張率の相違は、熱膨張率あるいは硬化の際の化学反応（例えば重合反応）に伴う堆積変化の違いに起因する。この膨張率の相違は、第１樹脂と第２樹脂との物性の相違に基づき生ずるものであっても、第１硬化処理によって付与されるものであってもよい。例えば、異なる分子構造、化学的若しくは物理的性質が異なる樹脂、又は濃度が異なる同一樹脂の溶液を用いて成膜された樹脂を用いて膨張率を制御することができる。
【００１５】
第１硬化処理は、上層の第２樹脂膜を下層の第１樹脂膜より硬化させる処理であり、この処理後の第１及び第２樹脂膜の膨張率が異なるものであればよい。この様な硬化処理は、互いに物性が異なる第１及び第２樹脂膜からなる積層絶縁膜に熱、光、粒子ビーム、化学反応等のエネルギを加えることでなされる。
例えば、第１樹脂膜を第２樹脂膜より硬化温度が高い、又は硬化速度が遅いものとし、第１樹脂膜の硬化温度以下の温度で熱処理して第２樹脂膜を硬化させることでなされる。
【００１６】
あるいは、ＵＶ硬化性の第２樹脂膜を用い、ＵＶ光の照射により上層の第２樹脂層を優先して硬化することができる。このとき、下層の第１樹脂膜もＵＶ硬化性を有するときは、例えば、上層の光吸収特性を大としたり、ＵＶ硬化特性を調整することで、上層が硬くかつ第２硬化処理工程での上下層の膨張率が異なる積層絶縁膜を形成することができる。
【００１７】
上述した本発明の構成により表面が凹凸が形成された基板が形成される。この基板上に画素電極材料を堆積することにより、凹凸の反射面を有する画素電極が形成された液晶表示装置用基板が製造される。
本発明によれば、基板表面の凹凸を、リソグラフィを用いることなく、二層の樹脂の形成とその２回の硬化処理により形成することができるので、簡単な工程で形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例に基づき本発明を説明する。図１は本発明の実施形態例組立図であり、本発明の実施形態例の液晶表示装置の構造を表している。図２は本発明の実施形態例回路図であり、図１の液晶表示装置の液晶表示用基板上に設けられた回路を表している。
【００１９】
本発明の実施形態例に係る液晶表示装置は、図１及び２を参照して、スイッチング素子として機能するＴＦＴ２（薄膜トランジスタ）及び光の反射鏡として機能する画素電極１０が形成された液晶表示装置用基板１（以下「ＴＦＴ基板１」ともいう。）と、コモン電極が形成された対向基板４とを対向して配置し、その間に液晶が満たされる。これらの基板１、４は、偏光板２０、２４により挟まれ、必要により下面にバックライトユニットが設けられる。
【００２０】
ＴＦＴ基板１上面は、図２を参照して、ＴＦＴ基板１上面に設けられたゲートバスライン６及びこれに直交するドレインバスライン８により格子状に区画され、各区画に光を反射する画素電極１０が配置されている。この画素電極１０は、ゲートバスライン６とドレインバスライン８の交差部分に形成されたＴＦＴよりスイッチングされる。なお、ゲートバスライン６の間に蓄積容量バスライン１２が配置される。
【００２１】
これらのゲートバスライン６及びドレインバスライン８は、図１を参照して、それぞれＴＦＴ基板１の上端（又は下端）及び右端（又は左端）に形成されたゲートバスライン駆動回路１４及びドレインバスライン駆動回路１６を介して制御回路１８により駆動される。
上述した図１及び図２を参照して説明した液晶表示装置の構造は、バックライトユニット２２の配置を除き、とくに言及しない場合には以下で説明する本発明の全ての実施形態例に共通する。
【００２２】
まず、本発明の第１実施形態例に係る液晶表示装置用基板を説明する。図３は本発明の第１実施形態例平面図であり、液晶表示装置用基板の平面構造をその一画素近傍を拡大して表している。図４は本発明の第１実施形態例Ａ−Ａ’断面図であり、図３のＡ−Ａ’断面構造を表している。
本実施形態例に係る液晶表示装置用基板１は、図３及び図４を参照して、ガラス基板３上面に形成された平行な複数のゲートバスライン６と、その上を被覆するゲート絶縁膜３２上に形成されたＴＦＴ２を備える。さらに、ＴＦＴ２を覆い基板３上全面に、第１及び第２樹脂膜４２、４４からなる２層構造の積層絶縁膜５８が設けられる。この積層絶縁膜５８の上面に、コンタクトホール４６を通してＴＦＴ２のソース電極３０に接続する高融点金属７／低抵抗金属５の２層からなる画素電極１０が設けられる。
【００２３】
この積層絶縁膜５８の上面、即ち下層の第１樹脂膜４２の表面、及び上層の第２樹脂膜の全層は、凹凸形状をしており、その上に設けられた画素電極に凹凸を付与する。従って、画素電極は上面から入射された光を乱反射して散乱反射する。
以下、上述した第１実施形態例の液晶表示装置用基板の製造方法を説明する。図５、６及び７は、それぞれ本発明の第１実施形態例工程断面図（その１）、（その２）及び（その３）であり、液晶表示装置用基板の製造工程途中の断面（図４中のＡ−Ａ’断面）を表している。
【００２４】
図５（ａ）を参照して、まず、透明基板、例えばガラス基板１上に配線抵抗の小さな低抵抗金属５（例えば厚さ１３０ｎｍのＡｌ）、高融点金属７（例えば厚さ７０ｎｍのＴｉ）を順次積層する。なお、必要に応じてＳｉＯ_x等の保護膜を基板３表面に形成されていてもよい。また、低抵抗金属５として、Ａｌ合金、例えばＮｄ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａ又はＳｃ等を含有するＡｌ合金を使用することができる。高融点金属７として、Ｔｉ合金、及びＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ若しくはこれらの合金を用いることができる。
【００２５】
次いで、図５（ｂ）を参照して、フォトリソグラフィを用いてこの低抵抗金属５／高融点金属７の２層膜をパターニングし、ゲートバスライン６を形成する。このパターニングは、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングにより行うことができる。このとき同時に、この２層膜からなる図示されていない蓄積容量バスライン１２をゲートバスライン６の間に形成し、かつ図示されていないゲート端子電極をゲートバスライン６の一端に形成する。なお、本明細書の他の実施形態例においては、蓄積容量バスライン１２及び端子電極等の図外の領域に形成されする構造についてとくに記述しないこともあるが、他の部分と同時に形成可能な部分は第１実施形態例と同様に同時に形成することができる。
【００２６】
次いで、図５（ｃ）を参照して、プラズマＣＶＤ法により、基板３上全面に厚さ４００ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなるゲート絶縁膜３２を堆積する。次いで、その上全面に、プラズマＣＶＤ法により、厚さ３０ｎｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体層３４を堆積し、その後、プラズマＣＶＤ法により厚さ１５０ｎｍのシリコン窒化膜からなるチャネル保護膜３４を基板３上全面に堆積する。
【００２７】
次いで、図５（ｄ）を参照して、レジスト膜をスピン塗布して形成し、ゲートバスライン６及び図外の蓄積容量バスライン１２をマスクトとする背面露光（図の下側から露光光を照射する。）によりこれらに自己整合したレジストマスク（図示していない）を形成する。さらに、上面（図の上側）からマスクを用いて露光・現像し、ＴＦＴ２のチャネル形成領域を画定するレジストマスクパターンと、蓄積容量電極３８（図３参照）を画定するレジストマスクパターンとを形成する。次いで、これらのレジストマスクパターンをマスクとする弗素系ガスを用いたドライエッチングにより、チャネル保護膜２８をパターニングし、ＴＦＴのチャネル形成領域を被覆するシリコン窒化膜からなるチャネル保護膜２８と、蓄積容量電極３８とを形成する。その後、希弗酸を用いて洗浄し、半導体層３４表面の自然酸化膜を除去する。
【００２８】
続いて、上記洗浄後速やかに、図５（ｅ）を参照して、プラズマＣＶＤにより厚さ３０ｎｍのｎ⁺アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層３６を堆積する。次いで、厚さ４０ｎｍの高融点金属７／厚さ７５ｎｍのＡｌ５／厚さ８０ｎｍの高融点金属７を堆積する。この高融点金属は、例えばＴｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ若しくはＷ、又はこれらの合金を用いることができる。
【００２９】
次いで、レジストを塗布形成した後、露光・現像して、ＴＦＴ２のチャネル形成領域を画定する開口を有し、かつソース電極３０及びドレイン電極２６を画定するレジストマスクを形成する。次いで、図６（ｆ）を参照して、このレジストマスクをエッチングマスクとする塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、高融点金属７／Ａｌ５／高融点金属７の３層膜、オーミックコンタクト層３６及び半導体層３４をパターニングして、ＴＦＴ２の動作領域として島状に分離された半導体層３４、ソース電極３０及びドレイン電極２６を形成する。このとき同時に、蓄積容量電極３８（図３参照）を形成する。なお、このドライエッチングにおいて、チャネル保護膜２８はエッチングストッパとして機能し、チャネル形成領域の半導体層３４のエッチングが回避される。
【００３０】
次いで、図６（ｇ）を参照して、プラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる厚さ３００ｎｍの保護膜１３を基板３上全面に堆積する。
次いで、図６（ｈ）を参照して、ソース電極３０上に開口を有するレジストマスクを用いた、酸素ガスを含む弗素系ガスをエッチングガスとするドライエッチングにより、保護膜１３にソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。このとき同時に、蓄積容量電極３８及び図外の端子形成領域の上にコンタクトホール４８（図３参照）を形成する。
【００３１】
次いで、図７（ｉ）を参照して、第１樹脂膜４２及び第２樹脂膜４４を順次形成する。まず、感光性ノボラック樹脂を第１樹脂とし、これを溶媒に溶かして粘度５〜５０ｃＰに調整した溶液を、スピンコータ又はスリットコータを用いて基板１上全面に厚さ０．５〜４μｍに塗布する。次いで、プリベークして乾燥し、第１樹脂膜４２を形成する。このプリベークは、第１樹脂膜４２の硬化があまり進行しない温度、例えば１６０℃以下で行う。
【００３２】
次いで、第１樹脂と同じ感光性ノボラック樹脂を第２樹脂とし、これを溶媒に溶かして粘度５０〜２００ｃＰの溶液を調整する。なお、この第２樹脂溶液の粘度は、上述の第１樹脂溶液の粘度より大きく選定される。この溶液をスピンコータ又はスリットコータを用いて第１樹脂膜４２上全面に厚さ０．３〜３μｍに塗布し、例えば１６０℃以下のプリベークにより乾燥して第２樹脂膜４４を形成する。この結果、第１及び第２樹脂膜４２、４４からなる積層絶縁膜５８が形成される。
【００３３】
次いで、マスクを用いて第２及び第１樹脂膜４４、４２を露光し、ＴＭＡＨ等のアルカリ性の現像液をもちいて現像して、積層絶縁膜５８を貫通しソース電極３０上面を表出するコンタクトホール４６を開設する。
次いで、クリーンオーブン又はホットプレートを用いて積層絶縁膜５８を熱処理する第１硬化処理を行う。この第１硬化処理は、例えば温度１００〜１８０℃で０．２〜６０分間の熱処理でなされる。この熱処理条件では、粘性の高い溶液から形成された上層の第２樹脂膜４４は、粘性の低い溶液から形成された下層の第１樹脂膜４２よりも硬化が早い。このため、この第１硬化処理により、上層の第２樹脂膜４４の硬化が進み、他方下層の第２樹脂膜４２は軟質のまま止まる。
【００３４】
この熱処理による第１硬化処理に代えて、ＵＶ光を照射して第１硬化処理をしてもよい。この硬化処理は、例えば波長２００〜４７０ｎｍ、強度１０〜５５００ｍＪ／ｃｍ²ｓｅｃのＵＶ光を５〜３００秒照射することでなされる。このＵＶ硬化処理により、上述した熱処理による第１硬化処理と同様に、第２樹脂膜４４が選択的に硬化される。
【００３５】
第１硬化処理に続いて、クリーンオーブン又はホットプレートを用いた熱処理で、積層絶縁膜５８を熱硬化する第２硬化処理を行う。この熱処理は、第１及び第２樹脂膜４２、４４の両方の樹脂膜が十分硬化するように、いずれの硬化温度よりも高温でかつ十分な時間なされる。例えば、１８０〜２３０℃で１時間の熱処理を行う。この結果、図７（ｊ）を参照して、積層絶縁膜５８全層が硬化するとともに、この熱処理の間に下層の第１樹脂膜４２の表面が屈曲し表面に凹凸が形成される。同時に、第２樹脂膜４４はこの第１樹脂膜４２の凹凸に沿って屈曲する。このように、積層絶縁膜５８の表面、即ち第２樹脂膜４４の表面には、凹凸が自然発生的に形成される。
【００３６】
次いで、図７（ｋ）を参照して、高融点金属７／低抵抗金属５、例えば厚さ１００ｎｍのＴｉ／厚さ１００ｎｍのＡｌを順次堆積し、これをレジストマスクを用いた塩素系ガスのドライエッチングによりパターニングして画素電極１０を形成する。この画素電極１０の上表面は、積層絶縁膜５８の表面に形成された凹凸に応じた凹凸が形成されている。また、画素電極１０上面は光反射率の高いＡｌ等の低抵抗金属を使用することができる。従って、本実施形態例により製造された画素電極１０は、高い反射率と優れた散乱特性を有している。なお、画素電極１０は、コンタクトホール４６を通してソース電極３０に接続される。次いで、１５０〜２３０℃、好ましくは２００℃で熱処理する。
【００３７】
以上の工程を経て、本発明の第１実施形態例に係る液晶表示装置用基板１（ＴＦＴ基板）が製造される。本構成によれば、凹凸の形成が塗布及び硬化処理工程でなされ、リソグラフィを必要としないので製造がきわめて容易である。
次に、上述した第１実施形態例の変形例として、部分透過型の液晶表示装置用基板を製造する例を以下に説明する。
【００３８】
図７（ｉ）を参照して、上述の第１実施形態例で積層絶縁膜５８を形成後、露光・現像して積層絶縁膜５８にコンタクトホール４６を開設する工程において、画素形成領域の一部領域上の積層絶縁膜５８を除去した図外の開口を形成する。次いで、第１及び第２硬化処理をして凹凸を形成した後、この開口内に反射面となる画素電極１０が延在しないように形成する。
【００３９】
この変形例形成された液晶表示装置用基板を用いて、図１を参照して、基板３下面側にバックライトユニット２２を配置し、画素電極１０による反射光の他に、積層絶縁膜５８を除去した図外の開口を透過するバックライト光をも利用する部分透過型の液晶表示装置を構成することができる。
本発明の第２実施形態例は、コンタクトホールの開設順に関する。本実施形態例では、図６（ｇ）を参照して、ＴＦＴ２上に保護膜１３を形成する工程までは第１実施形態例と同様である。本第２実施形態例では、その後、図８（ａ）を参照して、第１実施形態例と同様の方法で第１樹脂膜４２及び第２樹脂膜４４を塗布・乾燥して、これらの積層からなる積層絶縁膜５８を形成する。ここで、第１実施形態例と異なり、保護膜１３にはソース電極３０を表出するコンタクトホールが開設されていない。
【００４０】
次いで、第２及び第１樹脂膜４２、４４を貫通し保護膜１３上面を表出するコンタクトホール４６をソース電極３０上に開設する。
次いで、図８（ｂ）を参照して、酸素ガスを含む弗酸系ガスを用いたドライエッチングにより、コンタクトホール４６底面に表出する保護膜１３をエッチングして、第２並びに第１樹脂膜４２、４４及び保護膜１３を貫通し、ソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を形成する。
【００４１】
次いで、図８（ｃ）を参照して、第１実施形態例と同様の第１及び第２硬化処理を行い、積層絶縁膜５８の表面に凹凸を形成する。その後、第１実施形態例と同様の工程で画素電極を形成し、液晶表示装置用基板が製造される。
本実施形態例によれば、保護膜１３にコンタクトホール４６を開設するための露光・現像工程を省略することができる。なお、本実施形態例において、保護膜１３へコンタクトホール４６を開設するドライエッチングの条件によっては、このドライエッチングにより第１硬化処理と同様の硬化が進行するので、第１硬化処理を省略することもできる。
【００４２】
本発明の第３実施形態例は、感光性樹脂と非感光性樹脂とからなる積層絶縁膜を用いた例に関する。本実施形態例は、図６（ｈ）を参照して、ＴＦＴ２上の保護膜１３にソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する工程までは第１実施形態例と同様である。
次いで、図９（ａ）を参照して、非感光性樹脂を溶剤に溶かした溶液を塗布、乾燥して厚さ０．５〜４μｍの第１樹脂膜４２を形成する。この溶液の粘度は、例えば５〜５０ｃＰとする。非感光性樹脂として、アクリル系又はノボラック系の樹脂を用いることができる。
【００４３】
次いで、図９（ｂ）を参照して、第１実施形態例と同様の条件で、ノボラック系の感光性樹脂からなる厚さ０．３〜３μｍの第２樹脂膜４４を、溶液の塗布・乾燥により形成する。この溶液は５０〜２００ｃＰとした。第１、第２樹脂膜４２、４４とも、乾燥は１６０℃以下の熱処理で行う。
次いで、マスクを用いて第２樹脂膜４４を露光、現像し、コンタクトホール４６直上の第２樹脂膜４４に開口４６ａを開設する。
【００４４】
次いで、図９（ｃ）を参照して、第２樹脂膜４４をマスクとするドライエッチングにより、開口４６ａ底面に表出する第１樹脂膜４２をエッチングし、ソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。この開設工程は、酸素ガスを用いた灰化及び酸素を含む弗素系ガスを用いたドライエッチングでなすことができる。
【００４５】
次いで、第１実施形態例と同様の条件で第１硬化処理及び第２硬化処理を行う。これにより、積層絶縁膜５８の表面に凹凸が形成される。さらに、光を反射する画素電極３０を形成して、液晶表示装置用基板が製造される。なお、第１樹脂膜４２にコンタクトホール４６を形成するドライエッチング条件によっては、第１硬化処理を省略することもできる。
【００４６】
本発明の第４実施形態例は、第３実施形態例のコンタクトホール形成工程の順序を代えたものである。本実施形態例は、図６（ｇ）を参照して、ＴＦＴ２上に保護膜１３を形成するまで第１実施形態例と同様である。さらに、図１０（ａ）を参照して、第３実施形態例と同様の条件及び工程により、非感光性樹脂からなる第１樹脂膜４２、及び感光性樹脂からなる第２樹脂膜４４を形成し、第２樹脂膜を露光・現像して開口４６ａを形成する。ここまで、第３実施形態例とは、図９（１）を参照して、保護膜１３にコンタクトホール４６が開設されていない点で異なる。
【００４７】
次いで、図１０（ｂ）を参照して、第２樹脂膜４４をマスクとして、酸素ガスによる灰化及び酸素ガスを含む弗素系ガスを用いたドライエッチングにより、第１樹脂膜４２及び保護膜１３を貫通してソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。
次いで、第３実施形態例と同様の第１及び第２硬化処理を行い、積層絶縁膜５８の表面に凹凸を形成する。その上に画素電極１０を形成して液晶表示装置用基板が製造される。
【００４８】
本発明の第５実施形態例は、エッチング選択性を有する２層からなる絶縁保護膜の上層を除去した後、画素電極を形成する形態例に関する。図１１（ａ）を参照して、本実施形態例は、ＴＦＴ２を覆う保護膜１３を形成し、その保護膜１３にＴＦＴ２のソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を形成するまでは、図６（ｈ）までの第１実施形態例の工程と同じである。
【００４９】
本第５実施形態例では、その後、図１１（ｂ）を参照して、感光性ノボラック樹脂を溶剤に溶かし粘度５〜５０ｃＰに調整された溶液を塗布・乾燥して、厚さ０．４〜４μｍの第１樹脂膜４２を形成する。次いで、第１樹脂膜４２を露光・現像して、第１樹脂膜４２にソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。これらの乾燥、露光・現像条件は既述の感光性ノボラック樹脂に対する加工条件と同様である。
【００５０】
次いで、図１１（ｃ）を参照して、粘度５０〜２００ｃＰに調整された第２樹脂溶液を塗布・乾燥して、厚さ０．３〜３μｍの第２樹脂膜４４を形成する。この結果、第１及び第２樹脂膜４２、４４が積層した積層絶縁膜５８が形成される。なお、第２樹脂膜４４は、第１樹脂膜４２に対するエッチング選択性があれば、感光性の有無は問わない。
【００５１】
次いで、図１２（ｄ）を参照して、第１実施形態例と同様の条件で第１及び第２硬化処理を行い、積層絶縁膜５８の表面に凹凸を形成する。次いで、図１２（ｅ）を参照して、酸素ガスを用いた灰化又は酸素ガスを含む弗素系ガスを用いたドライエッチングにより、第２樹脂膜４４を選択的にエッチングして除去し、第１樹脂膜４２を表出する。このとき同時に、コンタクトホール４６内部の第２樹脂膜４４が除去され、コンタクトホール４６の底面にソース電極３０が表出する。
【００５２】
次いで、図１２（ｅ）を参照して、第１実施形態例と同様に、第１樹脂膜４２の表面に高融点金属７／低抵抗金属５の２層からなる画素電極を形成し、熱処理する。この実施形態例では、第１樹脂膜４２のみからなる絶縁膜上に表面凹凸を有する画素電極１０が形成された液晶表示装置用基板が製造される。
本発明の第６実施形態例は、第５実施形態例におけるコンタクトホールの開設工程の変形に関する。本第６実施形態例では、図６（ｇ）を参照して、ＴＦＴ２を覆う保護膜１３を形成する工程までは第１実施形態例と同様である。
【００５３】
次いで、図１３（ａ）を参照して、第５実施形態例と同様に、第１樹脂膜４２を感光性ノボラック樹脂溶液から形成し、これを露光・現像して第１樹脂膜４２を貫通し保護膜１３の上面を表出するコンタクトホール４６を形成する。このコンタクトホール４６は、第５実施形態例と異なり保護膜１３を貫通しない。
次いで、図１３（ｂ）及び（ｃ）を参照して、第５実施形態例と同様の材料及び条件下で、第２樹脂膜４４を全面に形成した後、第１硬化処理及び第２硬化処理を行い積層絶縁膜５８の表面に凹凸を形成する。
【００５４】
次いで、図１４（ｄ）を参照して、第５実施形態例と同様のドライエッチングにより第２樹脂膜４２を除去する。このとき、同時にコンタクトホール４６の底面に表出する保護膜１３をエッチングして、ソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を形成する。次いで、図１４（ｅ）を参照して、画素電極１０を形成後、熱処理して液晶表示装置用基板が製造される。
【００５５】
本実施形態例によれば、保護膜１３への開口工程が省略できるので、製造工程が簡素化される。
本発明の第７実施形態例は、積層絶縁膜上に画素電極材料を形成した後、第２硬化処理を行い凹凸を形成する方法に関する。本実施形態例では、図１５（ａ）を参照して、第１樹脂膜４２及び第２樹脂膜４４を積層した積層絶縁膜５８を形成し、この積層絶縁膜５８にソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する工程までは、図７（ｉ）、図８（ｂ）、図９（ｃ）及び図１０（ｂ）にそれぞれ示す第１、第２、第３及び第４実施形態例のいずれかの方法と同様の工程によりなされる。
【００５６】
次いで、画素電極１０の材料として全面に高融点金属７／低抵抗金属５、例えば厚さ１００ｎｍのＴｉ／厚さ１００ｎｍのＡｌからなる２層膜を堆積する。
次いで図１５（ｂ）を参照して、第１〜第４実施形態例と同様の第１及び第２硬化処理を行い、積層絶縁膜５８表面に凹凸を形成し、同時に画素電極１０を屈曲する。次いで、高融点金属７／低抵抗金属５をパターニングして画素電極１０を形成することで液晶表示装置用基板が製造される。
【００５７】
なお、上記本発明の実施形態例において、画素電極材料として高融点金属７／低抵抗金属５を形成する際に、あるいはコンタクトホール４６の開設の際に、第１硬化処理と同様の結果（硬化）が生ずる場合は第１硬化処理を省略できることは言う迄もない。
本発明の第８実施形態例は、チャネルエッチ型ＴＦＴを用い、かつ画素電極の凹凸に指向性が付与された液晶表示装置用基板の製造方法に関する。
【００５８】
図１６は本発明の第８実施形態例平面図であり、上面（光の入射面）からみた液晶表示装置用基板（ＴＦＴ基板）の一画素近傍を拡大して表している。図１７は本発明の第８実施形態例Ｂ−Ｂ’断面図であり、図１６のＢ−Ｂ’に沿う液晶表示装置用基板の断面構造を表している。
図１６及び図１７を参照して、第８実施形態例に係る液晶表示装置用基板は、以下の２点を除き、既述の第１実施形態例に係る液晶表示装置用基板の構造と同様である。
【００５９】
第１点は、画素電極形成領域のガラス基板３上面に突起パターン５６を有することである。そして、積層絶縁膜５８表面の凹凸は、この突起パターン５６に対応する一定方向に沿って形成されている。即ち、凹凸は、突起パターン５６に応じた指向性を有する。
第２点は、ＴＦＴ２がチャネルエッチング型であることである。即ち、半導体層３４のチャネル形成領域の上層が浅くエッチングされている。また、ゲートバスライン６は、ＴＦＴ２のゲート電極となる部分でほぼ半導体層３４と同程度の幅に拡幅されている。
【００６０】
かかる本第８実施形態例に係る液晶表示装置用基板では、乱反射面を形成する凹凸とその凹凸の有する指向性とにより、その画素電極１０の反射特性は優れた指向性と優れた散乱特性を有するものとなる。
以下、その製造方法を説明する。第８実施形態例では、図１８（ａ）を参照して、必要により表面にＳｉＯ_xを被覆したガラス基板３上に、厚さ１３０ｎｍのＡｌからなる低抵抗金属５、及び厚さ７０ｎｍのＴｉからなる高融点金属７を順次積層する。これらの金属５、７として、第１実施形態例と同様の金属又は合金を使用できる。
【００６１】
次いで、図１８（ｂ）を参照して、レジストマスクを用いた塩素系ガスのドライエッチングにより低抵抗金属５／高融点金属７をパターニングし、ゲートバスライン６、突起パターン５６、図外の蓄積容量バスライン１２及び図外のゲート端子電極を形成する。この突起パターン５６は、画素電極の凹凸に指向性を付与する方向、例えばゲートバスライン６にほぼ平行に延在するパターンとする。
【００６２】
次いで、図１８（ｃ）を参照して、プラズマＣＶＤを用いて、厚さ４００ｎｍのシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜３２、厚さ１５０ｎｍの非晶質シリコンからなる半導体層３４、及び厚さ３０ｎｍのｎ⁺非晶質シリコンからなるオーミックコンタクト層３６を堆積する。このゲート絶縁膜３２の表面には、突起パターン５６に対応する凹凸が形成される。
【００６３】
次いで、図１８（ｄ）を参照して、レジストマスクを用いた弗素系ガスのドライエッチングにより半導体層３４及びオーミックコンタクト層３６をパターニングし、ゲートバスライン６の拡幅部の直上に半導体層３４及びオーミックコンタクト層３６の島状に残る積層からなる島状半導体層３７を形成する。
次いで、図１８（ｅ）を参照して、高融点金属７／低抵抗金属５／高融点金属７からなる３層を順次スパッタリングにより堆積する。この３層は、例えば下層から順に厚さ４０ｎｍのＴｉ／厚さ７５ｎｍのＡｌ／厚さ８０ｎｍのＴｉとする。このＴｉに代えて、Ｔｉ合金又は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ若しくはＷ若しくはこれらの合金を用いることができる。
【００６４】
次いで、図１９（ｆ）を参照して、ソース電極３０及びドレイン電極２６を画定するレジストマスクを形成し、塩素系ガスによるドライエッチングを用いて高融点金属７／低抵抗金属５／高融点金属７をエッチングし、ソース及びドレイン電極３０、２６を形成する。さらに、塩素系ガスのドライエッチングを用いて、ソース電極３０及びドレイン電極２６により被覆されていないチャネル領域及び島状半導体層３７の周縁部分に表出しているオーミックコンタクト層３６をエッチングする。この結果、チャネルカットされたチャネル領域が形成される。なお、画素電極１０の形成領域ではゲート絶縁膜３２がエッチングストッパとして機能するため、ゲート絶縁膜３２の凹凸がそのまま表出される。
【００６５】
次いで、図１９（ｇ）を参照して、厚さ３００ｎｍのシリコン窒化膜からなる保護膜１３をプラズマＣＶＤにより堆積する。この保護膜１３の上面には、突起パターン５６に対応する凹凸パターンが形成される。
次いで、図１９（ｈ）を参照して、レジストマスクを用い、酸素を含む弗素系ガスを用いたドライエッチングにより、保護膜１３にソース電極３０上面を表出するコンタクトホール４６を開設する。
【００６６】
次いで、図１９（ｉ）を参照して、第１実施形態例と同様に、光性樹脂からなる第１樹脂膜４２、第２樹脂膜を塗布、乾燥して積層絶縁膜５８を形成する。樹脂、各種条件は第１実施形態例と同様とした。
次いで、マスク露光により積層絶縁膜５８を露光し、アルカリ性の現像液を用いて現像して、積層絶縁膜５８にソース電極３０を表出するコンタクトホール４６を開設する。次いで、第１実施形態例と同様の条件で第１及び第２硬化処理を施すことにより、積層絶縁膜５８の表面に凹凸を形成する。
【００６７】
本実施形態例では、積層絶縁膜５８表面の凹凸は、突起パターン５６の平面形状に沿うように指向性を有して形成される。しかし、この凹凸は、多数の例えばしわ状の凹凸の延在方向が突起パターン５６の延在方向とほぼ同方向を向くのであって、突起パターン５６の凹凸に直接対応していなくともよい。また、凹凸の高低差や周期が突起パターン５６のそれと対応しなくともよい。
【００６８】
次いで、基板３上全面に高融点金属７／低抵抗金属５を堆積してパターニングし、画素電極１０を形成する。以上の工程を経て本第８実施形態例に係る液晶表示装置用基板が製造される。この本実施形態例により製造された液晶表示装置用基板の画素電極は、高い反射率と、指向性に優れた散乱特性を有する。なお、第８実施形態例における第１及び第２樹脂膜、第１及び第２の硬化処理、さらにはコンタクトホールの開口工程は、第２〜第７実施形態例で述べたものと同様のものに置き換えることができるのはいうまでもない。
【００６９】
（付記１）上面に凹凸を有する基板上に光を乱反射する画素電極が形成されている液晶表示装置用基板の製造方法において、
該基板上に、熱硬化性の第１樹脂膜及び熱硬化性の第２樹脂膜が順次積層された積層絶縁膜を形成する工程と、
次いで、該第２樹脂膜を該第１樹脂膜よりも硬化する第１硬化処理工程と、
次いで、該積層絶縁膜を該第１及び該第２樹脂膜の硬化温度以上に加熱して硬化することで、該積層絶縁膜の表面に凹凸を形成する第２硬化処理工程とを含むことを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【００７０】
（付記２）付記１記載の液晶表示装置用基板の製造方法において、
該基板上に、該凹凸が延在すべき方向に延在する突起パターンが予め設けられていることを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
（付記３）付記１又は２記載の液晶表示装置用基板の製造方法において、
該第１樹脂膜は、該第２樹脂膜よりも高い硬化温度又は遅い硬化速度を有し、
第１硬化処理は、該第１樹脂膜の硬化温度未満の温度でなされる熱処理であることを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【００７１】
（付記４）付記１又は２記載の液晶表示装置用基板の製造方法において、
該第２樹脂膜はＵＶ光硬化性を有し、
第１硬化処理が、ＵＶ光の照射処理であることを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
（付記５）付記１、２、３又は４記載の液晶表示装置用基板の製造方法において、
該第１樹脂膜及び該第２樹脂膜は、それぞれ第１樹脂及び第２樹脂の溶液の塗布・乾燥工程により形成され、
該第２樹脂の溶液は、該１樹脂と比べて大きな架橋率、大きな重合度、大きな分子密度、大きな平均分子量、異なる熱膨張率、硬化時の異なる膨張率、異なる高分子立体構造、異なる光透過率若しくは高いガラス転位温度を有する該第２樹脂を溶媒に溶かした溶液、又は該第１樹脂の溶液と比べて高い粘度を有する溶液からなることを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【００７２】
（付記６）付記１、２、３、４又は５記載の液晶表示装置用基板の製造方法により製造された該基板の上面に、画素電極材料を堆積して表面に凹凸を有しかつ光を反射する該画素電極を形成する工程を含む液晶表示装置の製造方法。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた散乱反射特性を有する画素電極を備えた液晶表示装置用基板の散乱面の凹凸を、リソグラフィを用いることなく形成することができるから、簡単な工程により容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例組立図
【図２】本発明の実施形態例回路図
【図３】本発明の第１実施形態例平面図
【図４】本発明の第１実施形態例Ａ−Ａ’断面図
【図５】本発明の第１実施形態例工程断面図（その１）
【図６】本発明の第１実施形態例工程断面図（その２）
【図７】本発明の第１実施形態例工程断面図（その３）
【図８】本発明の第２実施形態例工程断面図
【図９】本発明の第３実施形態例工程断面図
【図１０】本発明の第４実施形態例工程断面図
【図１１】本発明の第５実施形態例工程断面図（その１）
【図１２】本発明の第５実施形態例工程断面図（その２）
【図１３】本発明の第６実施形態例工程断面図（その１）
【図１４】本発明の第６実施形態例工程断面図（その２）
【図１５】本発明の第７実施形態例工程断面図
【図１６】本発明の第８実施形態例平面図
【図１７】本発明の第８実施形態例Ｂ−Ｂ’断面図
【図１８】本発明の第８実施形態例工程断面図（その１）
【図１９】本発明の第８実施形態例工程断面図（その２）
【図２０】従来の液晶表示装置平面図
【図２１】従来の液晶表示装置断面図
【図２２】従来の液晶表示装置の製造工程断面図
【符号の説明】
１液晶表示装置用基板（ＴＦＴ基板）
２ＴＦＴ
３基板
４対向基板
５低抵抗金属
６ゲートバスライン
７高融点金属
８ドレインバスライン
１０画素電極
１２蓄積容量バスライン
１３保護膜
１４ゲートバスライン駆動回路
１６ドレインバスライン駆動回路
１８制御回路
２０、２４偏光板
２２バックライトユニット
２６ドレイン電極
２８チャネル保護膜
３０ソース電極
３２ゲート絶縁膜
３４半導体層
３６オーミックコンタクト層
３７島状半導体層
３８蓄積容量電極
４０突起
４２第１樹脂膜
４４第２樹脂膜
４６、４８コンタクトホール
５４絶縁膜
５６突起パターン
５８積層絶縁膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a reflective liquid crystal display device, and more particularly to an easy method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device having a reflective electrode having irregularities on the surface.
[0002]
[Prior art]
A reflective liquid crystal display device in which a pixel electrode has light reflectivity is being developed as a display device that can be used outdoors and consumes less power because it uses reflection of external light.
In this reflection type liquid crystal display device, in order to make the display clear, unevenness is provided on the surface of the pixel electrode serving as a light reflection surface to scatter the reflected light. Such a pixel electrode is formed by vapor-depositing and patterning a metal film on a substrate having a surface provided with irregularities in advance, and the high reflectivity of the metal is maintained as it is.
[0003]
Such a substrate having irregularities on the surface can be produced by polishing the surface of the insulating substrate with a shaving powder and, if necessary, etching with hydrofluoric acid. (For example, refer to Patent Document 1). However, this unevenness forming method cannot form unevenness with a uniform shape, and the shape reproducibility is also poor. For this reason, it is impossible to control the reflection characteristics of scattered light by controlling the uneven shape.
[0004]
In order to solve this problem, a method of forming irregularities on a substrate by patterning using lithography has been invented. (For example, refer to Patent Document 2). Hereinafter, this conventional method will be described.
FIG. 20 is a plan view of a conventional liquid crystal display device, and shows a substrate of a reflective liquid crystal display device as viewed from the upper surface (light incident / exit surface). FIG. 21 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device, showing the AA ′ cross-section of FIG.
[0005]
In this apparatus, with reference to FIGS. 20 and 21, a plurality of gate bus lines 6 and storage capacitor bus lines 12 parallel to a glass substrate 3 and a plurality of drain bus lines 8 orthogonal thereto are arranged. Further, a TFT (thin film transistor) is placed near the intersection of the gate bus line 6 and the drain bus line 8, and a protective film 13 covering the TFT is formed on the entire surface of the substrate. The pixel formation region is defined by the gate bus line 6 and the drain bus line 8. The protrusions 40 provided on the protective film 13 immediately above the pixel formation region give an uneven shape to the upper surface of the insulating film 54 made of an insulating resin film covering the protrusion 40. The pixel electrode 10 that reflects light is formed on the insulating film 54 having unevenness, and unevenness is formed on the surface thereof. Since the protrusions 40 are formed by patterning, the shape controllability is excellent, and the reflection characteristics can be easily controlled.
[0006]
FIG. 22 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a conventional liquid crystal display device, and represents a method for manufacturing a substrate of the reflective liquid crystal display device described immediately above.
In this substrate manufacturing method, referring to FIG. 22A, first, a gate bus line 6 in which a low resistance metal 5 and a refractory metal 7 are laminated on a glass substrate 1 is formed. Next, a gate insulating film 32 is deposited. Next, the TFT 2 is formed on the gate insulating film 32, and the protective film 13 covering the entire surface of the substrate 3 is deposited. Further, a contact hole 46 for exposing the source electrode 30 is formed in the protective film 13. Next, after a resin film is deposited on the entire surface of the substrate 3, this is patterned to form a protrusion 40 made of resin in the pixel electrode formation region. On this, an insulating resin film is laminated to form an insulating film 54 having irregularities corresponding to the protrusions 40 on the surface. Further, a contact hole 46 is formed through the insulating film 54 and the protective film to expose the source electrode 30 of the TFT 2. Thereafter, a pixel electrode material is vapor-deposited and patterned to form a liquid crystal display device substrate (TFT substrate) having pixel electrodes 10 having irregularities on the surface.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-338993 (Description of paragraph number 0013)
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-5-232465
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device described above, since the polishing marks on the surface of the substrate are used as unevenness, there is a problem that the uneven shape cannot be controlled and the reflection characteristics cannot be controlled. In addition, a method of forming a projection pattern on a substrate using lithography and forming an insulating film on the surface having projections and depressions corresponding to the projection on the surface has excellent controllability of reflection characteristics. There is a problem that the process becomes complicated due to the use of.
[0010]
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device in which irregularities are formed on the surface of a substrate serving as a base of a pixel electrode without patterning.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention for solving the above-described problems, a laminated insulating film in which thermosetting first and second resin films are sequentially laminated is formed on a substrate, and then first and second curing processes are sequentially performed.
The first curing process is performed under the condition that the curing of the second resin film proceeds from the first resin film. In the subsequent second curing treatment, the entire laminated insulating film is cured by heating to a temperature equal to or higher than the curing temperature of the first and second resin films.
[0012]
As a result of this second curing treatment, irregularities are formed on the surface of the laminated insulating film. In the laminated insulating film after the first curing treatment, the upper second resin film is cured, while the lower first resin film is still soft. When both the first and second resin films are completely cured by the second curing process in this state, the soft insulating first resin film is formed on the basis of the difference in expansion coefficient between the first and second resin films in this process. The surface is deformed to produce irregularities on the surface.
[0013]
At this time, in order for the surface of the lower first dendritic membrane to be deformed into an irregular shape, the second resin membrane must be bent in the same manner. Therefore, the second resin film must be thin enough to bend without hindering this deformation. On the contrary, if the second resin film is too thin, the stress due to the difference in expansion coefficient between the first and second resin films does not increase and unevenness does not occur. The required thickness of the second resin film varies depending on physical properties that contribute to deformation such as hardness, elastic modulus, and expansion coefficient of the first and second resin films, but can be determined experimentally, for example.
[0014]
The difference in expansion coefficient between the first and second resin films in the course of the second curing process is caused by a difference in thermal expansion coefficient or a change in deposition accompanying a chemical reaction (for example, a polymerization reaction) during curing. The difference in expansion coefficient may be caused based on the difference in physical properties between the first resin and the second resin, or may be imparted by the first curing process. For example, the expansion coefficient can be controlled by using resins having different molecular structures, resins having different chemical or physical properties, or resins formed using solutions of the same resin having different concentrations.
[0015]
The first curing process is a process of curing the upper second resin film from the lower first resin film as long as the first and second resin films after the treatment have different expansion coefficients. Such a curing process is performed by applying energy such as heat, light, a particle beam, and a chemical reaction to the laminated insulating film made of the first and second resin films having different physical properties.
For example, the first resin film has a curing temperature higher than that of the second resin film or has a slower curing speed, and is heat-treated at a temperature equal to or lower than the curing temperature of the first resin film to cure the second resin film. .
[0016]
Alternatively, the upper second resin layer can be preferentially cured by irradiation with UV light using a UV curable second resin film. At this time, when the first resin film of the lower layer also has UV curable properties, for example, by increasing the light absorption characteristics of the upper layer or adjusting the UV curing characteristics, the upper layer is hard and in the second curing process step. Stacked insulating films having different upper and lower layers can be formed.
[0017]
A substrate having an uneven surface is formed by the configuration of the present invention described above. By depositing a pixel electrode material on this substrate, a liquid crystal display substrate having a pixel electrode having an uneven reflective surface is manufactured.
According to the present invention, the unevenness on the surface of the substrate can be formed by the formation of two layers of resin and the two curing processes without using lithography, so that it can be formed by a simple process.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on exemplary embodiments of the present invention. FIG. 1 is an assembly diagram of an embodiment of the present invention, and shows the structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, showing a circuit provided on a liquid crystal display substrate of the liquid crystal display device of FIG.
[0019]
1 and 2, the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention is for a liquid crystal display device in which a TFT 2 (thin film transistor) functioning as a switching element and a pixel electrode 10 functioning as a light reflecting mirror are formed. A substrate 1 (hereinafter also referred to as “TFT substrate 1”) and a counter substrate 4 on which a common electrode is formed are arranged to face each other, and liquid crystal is filled therebetween. These substrates 1 and 4 are sandwiched between polarizing plates 20 and 24, and a backlight unit is provided on the lower surface as necessary.
[0020]
With reference to FIG. 2, the upper surface of the TFT substrate 1 is partitioned in a grid pattern by gate bus lines 6 provided on the upper surface of the TFT substrate 1 and drain bus lines 8 orthogonal to the gate bus lines 6, and pixel electrodes that reflect light to the respective partitions. 10 is arranged. The pixel electrode 10 is switched by a TFT formed at the intersection of the gate bus line 6 and the drain bus line 8. A storage capacitor bus line 12 is arranged between the gate bus lines 6.
[0021]
The gate bus line 6 and the drain bus line 8 are the gate bus line driving circuit 14 and the drain bus line formed at the upper end (or lower end) and the right end (or left end) of the TFT substrate 1, respectively, referring to FIG. It is driven by the control circuit 18 via the drive circuit 16.
The structure of the liquid crystal display device described with reference to FIGS. 1 and 2 described above is common to all the embodiments of the present invention described below unless otherwise specified, except for the arrangement of the backlight unit 22. .
[0022]
First, a substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a plan view of the first embodiment of the present invention, and shows the planar structure of the substrate for a liquid crystal display device in the vicinity of one pixel. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the first embodiment of the present invention, and shows the cross-sectional structure taken along the line AA ′ of FIG.
A substrate 1 for a liquid crystal display device according to the present embodiment includes a plurality of parallel gate bus lines 6 formed on the upper surface of a glass substrate 3 and a gate insulating film covering the same, with reference to FIGS. TFT 2 formed on 32 is provided. Further, a laminated insulating film 58 having a two-layer structure including the first and second resin films 42 and 44 is provided on the entire surface of the substrate 3 so as to cover the TFT 2. On the upper surface of the laminated insulating film 58, the pixel electrode 10 composed of two layers of the refractory metal 7 and the low resistance metal 5 connected to the source electrode 30 of the TFT 2 through the contact hole 46 is provided.
[0023]
The upper surface of the laminated insulating film 58, that is, the surface of the lower first resin film 42 and the entire upper layer of the second resin film have an uneven shape, and the pixel electrode provided thereon is provided with unevenness. To do. Accordingly, the pixel electrode diffuses and reflects light incident from the upper surface.
Hereinafter, a method for manufacturing the substrate for a liquid crystal display device according to the first embodiment will be described. 5, 6 and 7 are sectional views (No. 1), (No. 2) and (No. 3) of the first embodiment of the present invention, respectively. AA ′ cross section in FIG.
[0024]
Referring to FIG. 5A, first, a low resistance metal 5 (for example, Al having a thickness of 130 nm) having a low wiring resistance and a refractory metal 7 (for example, Ti having a thickness of 70 nm) are formed on a transparent substrate, for example, a glass substrate 1. Are sequentially stacked. If necessary, SiO _x A protective film such as may be formed on the surface of the substrate 3. Moreover, as the low resistance metal 5, an Al alloy, for example, an Al alloy containing Nd, Si, Cu, Ti, W, Ta, Sc, or the like can be used. As the refractory metal 7, a Ti alloy, Cr, Mo, Ta, W, or an alloy thereof can be used.
[0025]
Next, referring to FIG. 5B, the two-layer film of the low resistance metal 5 / the refractory metal 7 is patterned by photolithography to form the gate bus line 6. This patterning can be performed by dry etching using, for example, a chlorine-based gas. At the same time, a storage capacitor bus line 12 (not shown) made of the two-layer film is formed between the gate bus lines 6, and a gate terminal electrode (not shown) is formed at one end of the gate bus line 6. In other embodiments of the present specification, the structure formed in the region outside the drawing such as the storage capacitor bus line 12 and the terminal electrode is not particularly described, but can be formed simultaneously with other portions. The portions can be formed at the same time as in the first embodiment.
[0026]
Next, referring to FIG. 5C, a gate insulating film 32 made of a silicon nitride film (SiN film) having a thickness of 400 nm is deposited on the entire surface of the substrate 3 by plasma CVD. Next, a semiconductor layer 34 made of amorphous silicon (a-Si) having a thickness of 30 nm is deposited on the entire surface by plasma CVD, and then a channel protective film made of silicon nitride film having a thickness of 150 nm is formed by plasma CVD. 34 is deposited on the entire surface of the substrate 3.
[0027]
Next, referring to FIG. 5D, a resist film is formed by spin coating, and back exposure (using exposure light from the lower side of the figure) with the gate bus line 6 and the storage capacitor bus line 12 outside the figure as masks is performed. A resist mask (not shown) self-aligned with these is formed. Further, exposure and development are performed using a mask from the upper surface (upper side in the figure) to form a resist mask pattern that defines the channel formation region of the TFT 2 and a resist mask pattern that defines the storage capacitor electrode 38 (see FIG. 3). . Next, the channel protective film 28 is patterned by dry etching using a fluorine-based gas using these resist mask patterns as a mask, and the channel protective film 28 made of a silicon nitride film covering the channel formation region of the TFT, and the storage capacitor An electrode 38 is formed. Thereafter, cleaning is performed using dilute hydrofluoric acid, and the natural oxide film on the surface of the semiconductor layer 34 is removed.
[0028]
Subsequently, immediately after the cleaning, referring to FIG. 5 (e), n-thickness of 30 nm is formed by plasma CVD. ⁺ An ohmic contact layer 36 made of amorphous silicon is deposited. Next, a refractory metal 7 having a thickness of 40 nm / Al 5 having a thickness of 75 nm / a refractory metal 7 having a thickness of 80 nm is deposited. As the refractory metal, for example, Ti, Cr, Mo, Ta, W, or an alloy thereof can be used.
[0029]
Next, after a resist is applied and formed, exposure and development are performed to form a resist mask having an opening that defines a channel formation region of the TFT 2 and that defines the source electrode 30 and the drain electrode 26. Next, referring to FIG. 6F, the refractory metal 7 / Al5 / refractory metal 7 three-layer film, ohmic contact layer 36 is formed by dry etching using a chlorine-based gas with the resist mask as an etching mask. Then, the semiconductor layer 34 is patterned to form the semiconductor layer 34, the source electrode 30, and the drain electrode 26 that are separated in an island shape as the operation region of the TFT 2. At the same time, the storage capacitor electrode 38 (see FIG. 3) is formed. In this dry etching, the channel protective film 28 functions as an etching stopper, and etching of the semiconductor layer 34 in the channel formation region is avoided.
[0030]
Next, referring to FIG. 6G, a protective film 13 made of a silicon nitride film (SiN film) having a thickness of 300 nm is deposited on the entire surface of the substrate 3 by plasma CVD.
6H, the source electrode 30 is formed on the protective film 13 by dry etching using a resist mask having an opening on the source electrode 30 and using a fluorine-based gas containing oxygen gas as an etching gas. Open contact hole 46 to be exposed. At the same time, a contact hole 48 (see FIG. 3) is formed on the storage capacitor electrode 38 and the terminal formation region outside the figure.
[0031]
Next, referring to FIG. 7I, a first resin film 42 and a second resin film 44 are sequentially formed. First, a photosensitive novolac resin is used as a first resin, and a solution prepared by dissolving this in a solvent and adjusting the viscosity to 5 to 50 cP is applied to the entire surface of the substrate 1 to a thickness of 0.5 to 4 μm using a spin coater or a slit coater. . Next, the first resin film 42 is formed by pre-baking and drying. This pre-baking is performed at a temperature at which the curing of the first resin film 42 does not proceed so much, for example, 160 ° C. or less.
[0032]
Next, the same photosensitive novolak resin as the first resin is used as the second resin, and this is dissolved in a solvent to prepare a solution having a viscosity of 50 to 200 cP. In addition, the viscosity of this 2nd resin solution is selected larger than the viscosity of the above-mentioned 1st resin solution. This solution is applied to the entire surface of the first resin film 42 to a thickness of 0.3 to 3 μm using a spin coater or a slit coater, and dried by, for example, pre-baking at 160 ° C. or lower to form the second resin film 44. As a result, a laminated insulating film 58 composed of the first and second resin films 42 and 44 is formed.
[0033]
Next, the second and first resin films 44 and 42 are exposed using a mask, developed using an alkaline developer such as TMAH, and the contact that penetrates the laminated insulating film 58 and exposes the upper surface of the source electrode 30. Hall 46 is opened.
Next, a first curing process is performed in which the laminated insulating film 58 is heat-treated using a clean oven or a hot plate. This 1st hardening process is made | formed by the heat processing for 0.2 to 60 minutes at the temperature of 100-180 degreeC, for example. Under this heat treatment condition, the upper second resin film 44 formed from a highly viscous solution cures faster than the lower first resin film 42 formed from a low viscosity solution. For this reason, by the first curing process, the curing of the upper second resin film 44 proceeds, while the second resin film 42 of the lower layer remains soft.
[0034]
Instead of the first curing process by the heat treatment, the first curing process may be performed by irradiating UV light. For example, the curing treatment is performed at a wavelength of 200 to 470 nm and an intensity of 10 to 5500 mJ / cm. ² This is done by irradiating sec UV light for 5 to 300 seconds. By this UV curing process, the second resin film 44 is selectively cured in the same manner as the first curing process by the heat treatment described above.
[0035]
Following the first curing process, a second curing process for thermally curing the laminated insulating film 58 is performed by a heat treatment using a clean oven or a hot plate. This heat treatment is performed at a temperature higher than any of the curing temperatures and for a sufficient time so that both the first and second resin films 42 and 44 are sufficiently cured. For example, heat treatment is performed at 180 to 230 ° C. for 1 hour. As a result, referring to FIG. 7 (j), all layers of the laminated insulating film 58 are cured, and the surface of the lower first resin film 42 is bent during this heat treatment to form irregularities on the surface. At the same time, the second resin film 44 is bent along the unevenness of the first resin film 42. Thus, irregularities are naturally formed on the surface of the laminated insulating film 58, that is, the surface of the second resin film 44.
[0036]
Next, referring to FIG. 7 (k), refractory metal 7 / low resistance metal 5, for example, Ti having a thickness of 100 nm / Al having a thickness of 100 nm are sequentially deposited, and this is deposited on a chlorine-based gas using a resist mask. The pixel electrode 10 is formed by patterning by dry etching. The upper surface of the pixel electrode 10 has unevenness corresponding to the unevenness formed on the surface of the laminated insulating film 58. Further, a low resistance metal such as Al having a high light reflectance can be used for the upper surface of the pixel electrode 10. Therefore, the pixel electrode 10 manufactured according to the present embodiment example has high reflectance and excellent scattering characteristics. The pixel electrode 10 is connected to the source electrode 30 through the contact hole 46. Subsequently, it heat-processes at 150-230 degreeC, Preferably it is 200 degreeC.
[0037]
Through the above steps, the liquid crystal display substrate 1 (TFT substrate) according to the first embodiment of the present invention is manufactured. According to this configuration, the unevenness is formed in the coating and curing process steps, and it is very easy to manufacture because it does not require lithography.
Next, as a modification of the first embodiment described above, an example of manufacturing a partially transmissive liquid crystal display device substrate will be described below.
[0038]
Referring to FIG. 7I, in the step of forming contact hole 46 in stacked insulating film 58 by exposing and developing after forming stacked insulating film 58 in the first embodiment described above, one pixel forming region is formed. A non-illustrated opening is formed by removing the laminated insulating film 58 on the partial region. Next, after the first and second curing processes are performed to form the unevenness, the pixel electrode 10 serving as the reflection surface is formed so as not to extend in the opening.
[0039]
With reference to FIG. 1, the backlight unit 22 is arranged on the lower surface side of the substrate 3 using the liquid crystal display device substrate formed in this modified example, and in addition to the reflected light from the pixel electrode 10, the laminated insulating film 58 is provided. A partially transmissive liquid crystal display device that also uses backlight light that passes through the removed opening (not shown) can be configured.
The second embodiment of the present invention relates to the order of opening contact holes. In this embodiment, referring to FIG. 6G, the process up to the step of forming the protective film 13 on the TFT 2 is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, after that, referring to FIG. 8A, the first resin film 42 and the second resin film 44 are applied and dried by the same method as in the first embodiment. A stacked insulating film 58 made of stacked layers is formed. Here, unlike the first embodiment, the protective film 13 is not provided with a contact hole that exposes the source electrode 30.
[0040]
Next, a contact hole 46 that penetrates the second and first resin films 42 and 44 and exposes the upper surface of the protective film 13 is formed on the source electrode 30.
Next, referring to FIG. 8B, the protective film 13 exposed on the bottom surface of the contact hole 46 is etched by dry etching using a hydrofluoric acid-based gas containing oxygen gas, so that the second and first resin films A contact hole 46 is formed through the layers 42 and 44 and the protective film 13 to expose the source electrode 30.
[0041]
Next, referring to FIG. 8C, first and second curing treatments similar to those in the first embodiment are performed to form irregularities on the surface of the laminated insulating film 58. Thereafter, pixel electrodes are formed in the same process as in the first embodiment, and a substrate for a liquid crystal display device is manufactured.
According to the present embodiment, the exposure / development process for opening the contact hole 46 in the protective film 13 can be omitted. In the present embodiment, depending on the dry etching conditions for opening the contact hole 46 in the protective film 13, the same curing as the first curing process proceeds by this dry etching, so the first curing process is omitted. You can also.
[0042]
The third embodiment of the present invention relates to an example using a laminated insulating film made of a photosensitive resin and a non-photosensitive resin. This embodiment example is the same as the first embodiment until the step of opening the contact hole 46 for exposing the source electrode 30 in the protective film 13 on the TFT 2 with reference to FIG.
Next, referring to FIG. 9A, a solution in which a non-photosensitive resin is dissolved in a solvent is applied and dried to form a first resin film 42 having a thickness of 0.5 to 4 μm. The viscosity of this solution is, for example, 5 to 50 cP. As the non-photosensitive resin, an acrylic or novolac resin can be used.
[0043]
Next, referring to FIG. 9B, under the same conditions as in the first embodiment, a second resin film 44 made of a novolak photosensitive resin having a thickness of 0.3 to 3 μm is applied to the solution. Form by drying. This solution was 50-200 cP. Both the first and second resin films 42 and 44 are dried by heat treatment at 160 ° C. or lower.
Next, the second resin film 44 is exposed and developed using a mask, and an opening 46 a is formed in the second resin film 44 immediately above the contact hole 46.
[0044]
Next, referring to FIG. 9C, the first resin film 42 exposed on the bottom surface of the opening 46a is etched by dry etching using the second resin film 44 as a mask, and the contact hole exposing the source electrode 30 is obtained. 46 is established. This opening process can be performed by ashing using oxygen gas and dry etching using a fluorine-based gas containing oxygen.
[0045]
Next, the first curing process and the second curing process are performed under the same conditions as in the first embodiment. Thereby, irregularities are formed on the surface of the laminated insulating film 58. Further, a pixel electrode 30 that reflects light is formed to manufacture a substrate for a liquid crystal display device. The first curing process may be omitted depending on the dry etching conditions for forming the contact hole 46 in the first resin film 42.
[0046]
The fourth embodiment of the present invention is obtained by changing the order of the contact hole forming process of the third embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment until a protective film 13 is formed on the TFT 2 with reference to FIG. Further, referring to FIG. 10A, a first resin film 42 made of a non-photosensitive resin and a second resin film 44 made of a photosensitive resin are formed under the same conditions and steps as in the third embodiment. Then, the second resin film is exposed and developed to form the opening 46a. Up to this point, the third embodiment differs from the third embodiment in that the contact hole 46 is not opened in the protective film 13 with reference to FIG.
[0047]
Next, referring to FIG. 10B, with the second resin film 44 as a mask, the first resin film 42 and the protective film 13 are formed by ashing with oxygen gas and dry etching using a fluorine-based gas containing oxygen gas. A contact hole 46 that exposes the source electrode 30 is formed.
Next, first and second curing treatments similar to those of the third embodiment are performed to form irregularities on the surface of the laminated insulating film 58. A pixel electrode 10 is formed thereon to manufacture a liquid crystal display substrate.
[0048]
The fifth embodiment of the present invention relates to an embodiment in which a pixel electrode is formed after removing an upper layer of an insulating protective film composed of two layers having etching selectivity. Referring to FIG. 11A, in this embodiment, the protective film 13 that covers the TFT 2 is formed, and the contact hole 46 that exposes the source electrode 30 of the TFT 2 is formed in the protective film 13. The process is the same as that of the first embodiment up to 6 (h).
[0049]
In the fifth embodiment, after that, referring to FIG. 11 (b), a solution prepared by dissolving a photosensitive novolac resin in a solvent and adjusting the viscosity to 5 to 50 cP is applied and dried. A 4 μm first resin film 42 is formed. Next, the first resin film 42 is exposed and developed, and a contact hole 46 for exposing the source electrode 30 is formed in the first resin film 42. These drying, exposure and development conditions are the same as the processing conditions for the photosensitive novolak resin described above.
[0050]
Next, referring to FIG. 11C, the second resin solution adjusted to a viscosity of 50 to 200 cP is applied and dried to form a second resin film 44 having a thickness of 0.3 to 3 μm. As a result, a laminated insulating film 58 in which the first and second resin films 42 and 44 are laminated is formed. The second resin film 44 may be photosensitive or non-photosensitive as long as it has etching selectivity with respect to the first resin film 42.
[0051]
Next, referring to FIG. 12D, first and second curing treatments are performed under the same conditions as in the first embodiment, and irregularities are formed on the surface of the laminated insulating film 58. Next, referring to FIG. 12E, the second resin film 44 is selectively etched and removed by ashing using oxygen gas or dry etching using a fluorine-based gas containing oxygen gas. 1 resin film 42 is exposed. At the same time, the second resin film 44 inside the contact hole 46 is removed, and the source electrode 30 appears on the bottom surface of the contact hole 46.
[0052]
Next, referring to FIG. 12E, similarly to the first embodiment, a pixel electrode composed of two layers of a refractory metal 7 / low resistance metal 5 is formed on the surface of the first resin film 42, and heat treatment is performed. To do. In this embodiment, a substrate for a liquid crystal display device is manufactured in which the pixel electrode 10 having surface irregularities is formed on an insulating film made of only the first resin film 42.
The sixth embodiment of the present invention relates to a modification of the contact hole opening process in the fifth embodiment. In the sixth embodiment, referring to FIG. 6G, the processes up to the step of forming the protective film 13 covering the TFT 2 are the same as those in the first embodiment.
[0053]
Next, referring to FIG. 13A, as in the fifth embodiment, the first resin film 42 is formed from a photosensitive novolac resin solution, and this is exposed and developed to penetrate the first resin film 42. Then, a contact hole 46 that exposes the upper surface of the protective film 13 is formed. Unlike the fifth embodiment, the contact hole 46 does not penetrate the protective film 13.
Next, referring to FIGS. 13B and 13C, after the second resin film 44 is formed on the entire surface under the same material and conditions as in the fifth embodiment, the first curing process and the second curing are performed. Processing is performed to form irregularities on the surface of the laminated insulating film 58.
[0054]
Next, referring to FIG. 14D, the second resin film 42 is removed by dry etching similar to that of the fifth embodiment. At this time, the protective film 13 exposed on the bottom surface of the contact hole 46 is simultaneously etched to form the contact hole 46 exposing the source electrode 30. Next, referring to FIG. 14E, after the pixel electrode 10 is formed, heat treatment is performed to manufacture a substrate for a liquid crystal display device.
[0055]
According to the present embodiment, the opening process to the protective film 13 can be omitted, so that the manufacturing process is simplified.
The seventh embodiment of the present invention relates to a method for forming irregularities by performing a second curing process after forming a pixel electrode material on a laminated insulating film. In this embodiment, referring to FIG. 15A, a laminated insulating film 58 in which the first resin film 42 and the second resin film 44 are laminated is formed, and the source electrode 30 is exposed on the laminated insulating film 58. First, second, third, and fourth embodiments shown in FIGS. 7 (i), 8 (b), 9 (c), and 10 (b), respectively, until the process of opening the contact hole 46 to be performed. This is done by the same steps as in any of the examples.
[0056]
Next, a two-layer film made of refractory metal 7 / low resistance metal 5, for example, 100 nm thick Ti / 100 nm thick Al is deposited on the entire surface as the material of the pixel electrode 10.
Next, referring to FIG. 15B, first and second curing treatments similar to those in the first to fourth embodiments are performed to form irregularities on the surface of the laminated insulating film 58, and the pixel electrode 10 is bent at the same time. . Next, the substrate for a liquid crystal display device is manufactured by patterning the refractory metal 7 / low resistance metal 5 to form the pixel electrode 10.
[0057]
In the above-described embodiment of the present invention, when the refractory metal 7 / low resistance metal 5 is formed as the pixel electrode material or when the contact hole 46 is opened, the same result as the first curing process (curing) Needless to say, the first curing process can be omitted when the above) occurs.
The eighth embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device using channel-etched TFTs and having directivity on the irregularities of pixel electrodes.
[0058]
FIG. 16 is a plan view of an eighth embodiment of the present invention, showing an enlarged view of the vicinity of one pixel of a liquid crystal display device substrate (TFT substrate) as viewed from the upper surface (light incident surface). FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of the eighth embodiment of the present invention, and shows the cross-sectional structure of the substrate for a liquid crystal display device along BB ′ of FIG.
Referring to FIGS. 16 and 17, the substrate for a liquid crystal display device according to the eighth embodiment is the same as the structure of the substrate for a liquid crystal display device according to the first embodiment described above, except for the following two points. It is.
[0059]
The first point is that the protrusion pattern 56 is provided on the upper surface of the glass substrate 3 in the pixel electrode formation region. The unevenness on the surface of the laminated insulating film 58 is formed along a certain direction corresponding to the projection pattern 56. That is, the unevenness has directivity according to the projection pattern 56.
The second point is that the TFT 2 is a channel etching type. That is, the upper layer of the channel formation region of the semiconductor layer 34 is etched shallowly. Further, the gate bus line 6 is widened to a width that is substantially the same as that of the semiconductor layer 34 at a portion that becomes the gate electrode of the TFT 2.
[0060]
In the substrate for a liquid crystal display device according to the eighth embodiment, the reflection characteristics of the pixel electrode 10 have excellent directivity and excellent scattering characteristics due to the unevenness forming the irregular reflection surface and the directivity of the unevenness. It will have.
The manufacturing method will be described below. In the example of the eighth embodiment, referring to FIG. _x A low-resistance metal 5 made of Al having a thickness of 130 nm and a refractory metal 7 made of Ti having a thickness of 70 nm are sequentially laminated on the glass substrate 3 coated with. As these metals 5 and 7, the same metal or alloy as in the first embodiment can be used.
[0061]
Next, referring to FIG. 18B, the low resistance metal 5 / the refractory metal 7 are patterned by dry etching of a chlorine-based gas using a resist mask, the gate bus line 6, the protrusion pattern 56, and the accumulation outside the figure. A capacitor bus line 12 and a gate terminal electrode (not shown) are formed. The protrusion pattern 56 is a pattern extending in a direction that imparts directivity to the unevenness of the pixel electrode, for example, substantially parallel to the gate bus line 6.
[0062]
Next, referring to FIG. 18C, using plasma CVD, a gate insulating film 32 made of a silicon nitride film having a thickness of 400 nm, a semiconductor layer 34 made of amorphous silicon having a thickness of 150 nm, and a thickness of 30 nm. N ⁺ An ohmic contact layer 36 made of amorphous silicon is deposited. Irregularities corresponding to the protrusion patterns 56 are formed on the surface of the gate insulating film 32.
[0063]
Next, referring to FIG. 18D, the semiconductor layer 34 and the ohmic contact layer 36 are patterned by dry etching of a fluorine-based gas using a resist mask, and the semiconductor layer 34 and the ohmic contact layer 36 are directly above the widened portion of the gate bus line 6. An island-shaped semiconductor layer 37 is formed which is formed by stacking the ohmic contact layers 36 in an island shape.
Next, referring to FIG. 18E, three layers of refractory metal 7 / low resistance metal 5 / refractory metal 7 are sequentially deposited by sputtering. The three layers are, for example, Ti of 40 nm thickness / Al of 75 nm thickness / Ti of 80 nm thickness in order from the lower layer. Instead of Ti, a Ti alloy, Cr, Mo, Ta, W, or an alloy thereof can be used.
[0064]
Next, referring to FIG. 19 (f), a resist mask for defining the source electrode 30 and the drain electrode 26 is formed, and refractory metal 7 / low resistance metal 5 / high melting point metal using dry etching with a chlorine-based gas. 7 is etched to form source and drain electrodes 30 and 26. Furthermore, the ohmic contact layer 36 exposed to the peripheral portion of the channel region and the island-shaped semiconductor layer 37 that are not covered with the source electrode 30 and the drain electrode 26 is etched by using dry etching of a chlorine-based gas. As a result, a channel region with a channel cut is formed. In addition, since the gate insulating film 32 functions as an etching stopper in the formation region of the pixel electrode 10, the unevenness of the gate insulating film 32 is exposed as it is.
[0065]
Next, referring to FIG. 19G, a protective film 13 made of a silicon nitride film having a thickness of 300 nm is deposited by plasma CVD. An uneven pattern corresponding to the protrusion pattern 56 is formed on the upper surface of the protective film 13.
Next, referring to FIG. 19H, a contact hole 46 that exposes the upper surface of the source electrode 30 is formed in the protective film 13 by dry etching using a fluorine-based gas containing oxygen using a resist mask.
[0066]
Next, referring to FIG. 19I, similarly to the first embodiment, a first resin film 42 and a second resin film made of a photo-resin are applied and dried to form a laminated insulating film 58. The resin and various conditions were the same as in the first embodiment.
Next, the laminated insulating film 58 is exposed by mask exposure and developed using an alkaline developer, and a contact hole 46 for exposing the source electrode 30 is opened in the laminated insulating film 58. Next, the first and second curing processes are performed under the same conditions as in the first embodiment, thereby forming irregularities on the surface of the laminated insulating film 58.
[0067]
In this embodiment, the unevenness on the surface of the laminated insulating film 58 is formed with directivity so as to follow the planar shape of the protrusion pattern 56. However, the unevenness does not have to correspond directly to the unevenness of the protrusion pattern 56 because the extending direction of a large number of, for example, wrinkle-shaped unevennesses is substantially in the same direction as the extending direction of the protrusion pattern 56. Further, the height difference or period of the unevenness does not have to correspond to that of the protrusion pattern 56.
[0068]
Next, a refractory metal 7 / low resistance metal 5 is deposited on the entire surface of the substrate 3 and patterned to form a pixel electrode 10. The substrate for a liquid crystal display device according to the eighth embodiment is manufactured through the above steps. The pixel electrode of the substrate for a liquid crystal display device manufactured according to this embodiment has high reflectance and scattering characteristics with excellent directivity. The first and second resin films, the first and second curing treatments, and the contact hole opening process in the eighth embodiment are the same as those described in the second to seventh embodiments. Needless to say, it can be replaced.
[0069]
(Supplementary note 1) In a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device in which a pixel electrode that irregularly reflects light is formed on a substrate having irregularities on the upper surface,
Forming a laminated insulating film in which a thermosetting first resin film and a thermosetting second resin film are sequentially laminated on the substrate;
Next, a first curing treatment step for curing the second resin film more than the first resin film,
Next, a second curing treatment step of forming irregularities on the surface of the multilayer insulating film by curing the multilayer insulating film by heating to a temperature higher than the curing temperature of the first and second resin films is included. A method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device.
[0070]
(Additional remark 2) In the manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices of Additional remark 1,
A method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, wherein a projection pattern extending in a direction in which the unevenness should extend is provided in advance on the substrate.
(Appendix 3) In the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to appendix 1 or 2,
The first resin film has a higher curing temperature or slower curing speed than the second resin film,
The method for producing a substrate for a liquid crystal display device, wherein the first curing treatment is a heat treatment performed at a temperature lower than a curing temperature of the first resin film.
[0071]
(Additional remark 4) In the manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices of Additional remark 1 or 2,
The second resin film has UV photocurability,
A method for producing a substrate for a liquid crystal display device, wherein the first curing treatment is an irradiation treatment with UV light.
(Additional remark 5) In the manufacturing method of the liquid crystal display substrate of Additional remark 1, 2, 3 or 4,
The first resin film and the second resin film are formed by applying and drying a solution of the first resin and the second resin, respectively.
The solution of the second resin has a larger cross-linking ratio, a larger degree of polymerization, a larger molecular density, a larger average molecular weight, a different thermal expansion coefficient, a different expansion coefficient during curing, a different polymer three-dimensional structure, and a different light compared to the first resin. A method for producing a substrate for a liquid crystal display device comprising a solution obtained by dissolving the second resin having a transmittance or a high glass transition temperature in a solvent, or a solution having a higher viscosity than the solution of the first resin .
[0072]
(Appendix 6) A pixel electrode material is deposited on the top surface of the substrate manufactured by the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to appendix 1, 2, 3, 4 or 5, and the surface has irregularities and light is emitted. A method of manufacturing a liquid crystal display device, including a step of forming the pixel electrode to be reflected.
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, the unevenness of the scattering surface of the substrate for a liquid crystal display device having a pixel electrode having excellent scattering reflection characteristics can be formed without using lithography, so that it is easily manufactured by a simple process. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an assembly diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA ′ of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention (part 1).
FIG. 6 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention (part 2).
FIG. 7 is a process cross-sectional view of the first embodiment of the present invention (part 3).
FIG. 8 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a process sectional view of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a process cross-sectional view of a fifth embodiment of the present invention (part 1).
FIG. 12 is a process cross-sectional view of the fifth embodiment of the present invention (No. 2)
FIG. 13 is a process sectional view of the sixth embodiment of the present invention (No. 1).
FIG. 14 is a process cross-sectional view of the sixth embodiment of the present invention (part 2).
FIG. 15 is a process sectional view of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a plan view of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sectional view taken along line BB ′ of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a process cross-sectional view of the eighth embodiment of the present invention (part 1).
FIG. 19 is a process cross-sectional view of the eighth embodiment of the present invention (No. 2)
FIG. 20 is a plan view of a conventional liquid crystal display device
FIG. 21 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device
FIG. 22 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a conventional liquid crystal display device
[Explanation of symbols]
1. Liquid crystal display substrate (TFT substrate)
2 TFT
3 Substrate
4 Counter substrate
5 Low resistance metal
6 Gate bus line
7 refractory metal
8 Drain bus line
10 Pixel electrode
12 Storage capacity bus line
13 Protective film
14 Gate bus line drive circuit
16 Drain bus line drive circuit
18 Control circuit
20, 24 Polarizing plate
22 Backlight unit
26 Drain electrode
28 Channel protective film
30 Source electrode
32 Gate insulation film
34 Semiconductor layer
36 Ohmic contact layer
37 Island-like semiconductor layer
38 Storage capacitor electrode
40 protrusions
42 1st resin film
44 Second resin film
46, 48 Contact hole
54 Insulating film
56 Protrusion pattern
58 Multilayer insulation film

Claims

In a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device in which a pixel electrode that irregularly reflects light is formed on a substrate having irregularities on the upper surface,
Forming a laminated insulating film in which a thermosetting first resin film and a thermosetting second resin film are sequentially laminated on the substrate;
Next, a first curing treatment step for curing the second resin film more than the first resin film,
Next, a second curing treatment step of forming irregularities on the surface of the multilayer insulating film by curing the multilayer insulating film by heating to a temperature higher than the curing temperature of the first and second resin films is included. A method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device.

In the manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices of Claim 1,
The first resin film has a higher curing temperature or slower curing speed than the second resin film, and the first curing process is a heat treatment performed at a temperature lower than the curing temperature of the first resin film. A method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device.

In the manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices of Claim 1,
The second resin film has UV photocurability,
A method for producing a substrate for a liquid crystal display device, wherein the first curing treatment is an irradiation treatment with UV light.

In the manufacturing method of the board | substrate for liquid crystal display devices of Claim 1, 2, or 3,
The first resin film and the second resin film are formed by applying and drying a solution of the first resin and the second resin, respectively.
The solution of the second resin, a method of manufacturing a liquid crystal display device substrate, characterized by consisting of a solution having a higher viscosity than the solution of the first resin.

5. The pixel electrode which deposits a pixel electrode material on the upper surface of the substrate manufactured by the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, and has irregularities on the surface and reflects light. A method for manufacturing a liquid crystal display device, including a step of forming a film.