JP4262582B2 - Method for forming conductive element and method for forming reflective electrode part of liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、Al膜などの反射性金属導電膜上にIZO膜などの非晶質透明導電膜が積層されてなる積層膜から形成される反射電極部を備えた液晶表示装置における反射電極部や配線などの導電素子の形成方法に関し、特に、ウエットエッチングにより順テーパ状の導電素子を形成する対策に関する。 The present invention relates to a reflective electrode portion in a liquid crystal display device including a reflective electrode portion formed of a laminated film in which an amorphous transparent conductive film such as an IZO film is laminated on a reflective metal conductive film such as an Al film. The present invention relates to a method for forming a conductive element such as a wiring, and particularly relates to a countermeasure for forming a forward tapered conductive element by wet etching.
一般に、カラー液晶ディスプレイやカラー入力装置などとして用いられる液晶表示装置の1つとして、透過型の機能と、反射型の機能とを併せ持った透過反射兼用型の液晶表示装置がある。 In general, as one of liquid crystal display devices used as a color liquid crystal display, a color input device, and the like, there is a transmissive / reflective liquid crystal display device having both a transmissive function and a reflective function.
このものでは、TFT素子部および反射電極部を有するTFT基板と、カラーフィルタ層および対向電極部を有するカラーフィルタ基板(以下、CF基板という)とを備えた反射型液晶表示装置における上記反射電極部の一部が、透明電極部に置き換えられた構造をなしており、バックライトの光をパネル裏面側から照射することで、透過型の液晶表示装置としての機能をも発揮できるようになされている。 In this device, the reflective electrode portion in a reflective liquid crystal display device comprising a TFT substrate having a TFT element portion and a reflective electrode portion, and a color filter substrate (hereinafter referred to as a CF substrate) having a color filter layer and a counter electrode portion. Part of the structure is replaced with a transparent electrode part, and the function as a transmissive liquid crystal display device can be exhibited by irradiating the light of the backlight from the back side of the panel. .
上記の透明電極部に用いられる透明導電材料としては、酸化スズ,酸化亜鉛,酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)などが使用される。特に、ITO,IZOは、可視光に対する透明性に優れているとともに、適切な導電性を有する適切な材料であり、透過型液晶表示装置では、TFT基板およびCF基板の各透明電極部を共にITO又はIZOで構成することが可能である。一方、反射電極部に用いられる反射性金属導電材料としては、アルミニウムなど、透明電極部の場合とは異なる物質である反射性金属が使用される。 As the transparent conductive material used for the transparent electrode portion, tin oxide, zinc oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like is used. In particular, ITO and IZO are suitable materials having excellent transparency with respect to visible light and suitable conductivity. In a transmissive liquid crystal display device, both transparent electrode portions of a TFT substrate and a CF substrate are made of ITO. Alternatively, it can be composed of IZO. On the other hand, as the reflective metal conductive material used for the reflective electrode part, a reflective metal which is a substance different from the transparent electrode part such as aluminum is used.
その際に、各導電材料はそれ自体の仕事関数を有する。つまり、透明電極部と反射電極部とでは、仕事関数が異なっており、このため、透過表示モードと反射表示モードとを併用できるようにした透過反射兼用型液晶表示装置では、対向ズレが生じる。一般に、透過専用型や、反射専用型の場合には、TFT基板とCF基板との間の電極電位差が消去されるようにオフセット電圧をパネルに印加することでパネルに直流電圧成分が印加されないようになっているが、透過反射兼用型の場合には、反射電極部と透明電極部との間で電極電位が異なっているにも拘わらず、オフセット電圧は、全絵素に対して一つしか設定することができず、反射電極部か透明電極部かのどちらか片方だけにしか最適オフセット電圧を印加することができない。その結果、液晶パネルに直流電圧成分が印加されることになり、このことで、電極部の電位の矩形波が非対称になって輝度変化(フリッカ)が発生し、表示品位が著しく低下することになる。また、直流電圧成分が長時間印加されると、液晶の信頼性にも悪影響を及ぼすことにもなる。 In so doing, each conductive material has its own work function. That is, the work function is different between the transparent electrode portion and the reflective electrode portion, and therefore, a counter-reflection shift occurs in the transmissive / reflective liquid crystal display device in which the transmissive display mode and the reflective display mode can be used together. In general, in the case of a transmission-only type or a reflection-only type, a DC voltage component is not applied to the panel by applying an offset voltage to the panel so that the electrode potential difference between the TFT substrate and the CF substrate is eliminated. However, in the case of the transmissive / reflective type, the offset voltage is only one for all the pixels even though the electrode potential is different between the reflective electrode part and the transparent electrode part. It cannot be set, and the optimum offset voltage can be applied to only one of the reflective electrode portion and the transparent electrode portion. As a result, a DC voltage component is applied to the liquid crystal panel. This causes the rectangular wave of the potential of the electrode portion to be asymmetrical, resulting in a change in luminance (flicker), and a significant reduction in display quality. Become. Further, when a DC voltage component is applied for a long time, the reliability of the liquid crystal is also adversely affected.
このようなTFT基板側の電極材料の仕事関数が異なることに起因する表示不良を解消するには、反射電極部の電極材料の仕事関数を、透明電極部の仕事関数に合わせるようにすることが考えられる。 In order to eliminate such a display defect caused by the difference in work function of the electrode material on the TFT substrate side, the work function of the electrode material of the reflective electrode part is matched with the work function of the transparent electrode part. Conceivable.
具体的には、例えば、透明電極部がITO膜からなっており、また反射電極部がAl膜からなっている場合には、ITO膜表面の仕事関数は略4.9eVであるので、そのITO膜の場合と略同じ位の仕事関数を持つ透明導電材料(例えば、ITOそのものやIZOなど)を、Al膜上に積層すればよい。これにより、反射電極部表面の仕事関数を、透明電極部表面の仕事関数に略等しくすることができる。また、これにより、反射電極部と透明電極部とが互いに同じ電極電位になることから、液晶に直流電圧が印加されなくなり、よって、信頼性にも悪影響を及ぼさなくなる。 Specifically, for example, when the transparent electrode portion is made of an ITO film and the reflective electrode portion is made of an Al film, the work function on the surface of the ITO film is about 4.9 eV. A transparent conductive material (for example, ITO itself or IZO) having a work function substantially the same as that of the film may be stacked on the Al film. Thereby, the work function of the reflective electrode part surface can be made substantially equal to the work function of the transparent electrode part surface. This also causes the reflective electrode portion and the transparent electrode portion to have the same electrode potential, so that no direct current voltage is applied to the liquid crystal, and thus reliability is not adversely affected.
尚、上記に関連する技術としては、特許文献1に記載されているように、反射型の液晶表示装置において、TFT基板側のAl膜からなる反射電極部の仕事関数を、CF基板側のITO膜からなる透明電極の仕事関数に合わせるべく、Al膜上にITO膜を積層し、このITO/Al積層膜から反射電極部を形成するようにしたものが知られている。
ところで、透明導電材料をAl膜上に積層するに当り、透明導電材料として、IZOを選択することが考えられる。この理由は、IZOは、非晶質であるので、Al膜の場合と同じ弱酸のエッチング液を用いてエッチングすることができ、よって、IZO/Al積層膜を連続エッチングによりパターニングを行うことで、反射電極部の形成を容易化することができるからである。 By the way, in laminating the transparent conductive material on the Al film, it is conceivable to select IZO as the transparent conductive material. The reason for this is that since IZO is amorphous, it can be etched using the same weak acid etchant as in the case of the Al film. Therefore, by patterning the IZO / Al laminated film by continuous etching, This is because the formation of the reflective electrode portion can be facilitated.
しかしながら、上記の提案例では、従来のパターニング(感光材塗布,露光,現像,エッチング)で処理を行うと、エッチング後の反射電極部端部の断面形状を断面から見たとき、図11に誇張して示すように、IZO膜101の端部がAl膜102の端部から庇のように飛び出した状態になってしまい、その庇状の部分が後工程で剥れて絵素間のリークを招くことにより液晶表示装置の製造時の歩留りを落とす虞れがある。これは、IZOがAlに比べてエッチングされにくい材料であるためと考えられる。
However, in the above proposed example, when processing is performed by conventional patterning (photosensitive material application, exposure, development, etching), the cross-sectional shape of the end portion of the reflective electrode after etching is exaggerated in FIG. As shown, the end of the IZO
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、Al膜などの金属導電膜上に該金属導電膜よりもエッチングされにくいIZO膜などの非晶質導電膜が積層されてなる積層膜を金属導電膜用のエッチング液によりパターニングして液晶表示装置における反射電極部などの導電素子を形成するに当り、非晶質導電膜をエッチングされやすくする工程を加えることで、非晶質導電膜の端部が金属導電膜の端部から飛び出さない状態にパターニングできるようにし、もって、液晶表示装置の反射電極部をIZO/Al積層膜から形成する際に、IZO膜の端部が剥がれて絵素間のリークを招くという事態を未然に防止し、もって、そのようなリークに起因して製造時の歩留りが落ちるのを抑えられるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the main object of the present invention is to provide an amorphous conductive film such as an IZO film that is harder to etch than a metal conductive film such as an Al film. In forming a conductive element such as a reflective electrode portion in a liquid crystal display by patterning the laminated film with an etching solution for a metal conductive film, a process for making the amorphous conductive film easy to be etched is added. The patterning can be performed so that the end portion of the amorphous conductive film does not protrude from the end portion of the metal conductive film, and the IZO film is formed when the reflective electrode portion of the liquid crystal display device is formed from the IZO / Al laminated film. In other words, it is possible to prevent a situation in which the edge portion of the film is peeled off and cause a leak between picture elements, and to suppress a decrease in manufacturing yield due to such a leak.
上記の目的を達成すべく、本発明では、Al膜上のIZO膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行うことで、IZO膜をエッチングされやすくし、しかる後、IZO/Al積層膜を連続エッチングするようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the IZO film on the Al film is subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing fluorine, thereby making the IZO film easy to be etched. / Al laminated film was continuously etched.
具体的には、金属導電膜上に、該金属導電膜と同じエッチング液によるエッチングの可能な非晶質導電膜を積層した後、前記金属導電膜および前記非晶質導電膜からなる積層膜を前記エッチング液を用いてパターニングするようにした導電素子の形成方法として、前記非晶質導電膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行い、しかる後、前記エッチング液を用いて前記積層膜をパターニングするようにする。尚、ここで、「導電素子」とは、電極や配線などを含む概念である。 Specifically, an amorphous conductive film that can be etched with the same etching solution as the metal conductive film is stacked on the metal conductive film, and then a stacked film including the metal conductive film and the amorphous conductive film is formed. As a method for forming a conductive element that is patterned using the etching solution, a plasma treatment is performed on the amorphous conductive film in a gas atmosphere containing fluorine, and then the etching solution is used. Then, the laminated film is patterned. Here, the “conductive element” is a concept including electrodes and wiring.
上記の構成を、一対の基板と、該両基板間に配置された液晶層とを備え、前記一対の基板のうちの一方の基板は、光反射機能および電極機構を具備する反射性金属導電膜上に、該反射性金属導電膜と同じエッチング液によるエッチングが可能でかつ光透過機能および電極機能を具備する非晶質透明導電膜が積層されてなる積層膜から形成される反射電極部を絵素毎に有する液晶表示装置における前記反射電極部の形成方法に適用する場合には、反射性金属導電膜を形成する工程と、反射性金属導電膜上に非晶質透明導電膜を形成する工程と、前記非晶質透明導電膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行う工程と、前記反射性金属導電膜および前記非晶質透明導電膜を、エッチング液を用いてパターニングする工程とを備えるようにすることができる。 The reflective metal conductive film having the above-described configuration, comprising a pair of substrates and a liquid crystal layer disposed between the substrates, wherein one of the pair of substrates has a light reflecting function and an electrode mechanism. A reflective electrode portion formed from a laminated film in which an amorphous transparent conductive film that can be etched with the same etching solution as the reflective metal conductive film and has a light transmission function and an electrode function is laminated. When applied to the method for forming the reflective electrode portion in the liquid crystal display device provided for each element, a step of forming a reflective metal conductive film and a step of forming an amorphous transparent conductive film on the reflective metal conductive film And a step of performing plasma treatment on the amorphous transparent conductive film in a gas atmosphere containing fluorine, and using the etching solution for the reflective metal conductive film and the amorphous transparent conductive film. Patterning process and It may be so provided.
また、上記の場合に、前記非晶質透明導電膜を、酸化インジウムと酸化亜鉛とを主成分とする非晶質導電性酸化物In−Zn−Oからなるものとすることができる。 In the above case, the amorphous transparent conductive film can be made of an amorphous conductive oxide In—Zn—O containing indium oxide and zinc oxide as main components.
本発明によれば、金属導電膜上に、該金属導電膜よりもエッチングされにくい非晶質導電膜を積層してなる積層膜を、金属導電膜および非晶質導電膜に共通のエッチング液によりエッチングして電極や配線などの導電素子を形成する際に、非晶質導電膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行うことで、該非晶質導電膜をエッチングされやすくすることができるので、非晶質導電膜の端部が金属導電膜の端部から庇状に飛び出した状態にならないように、導電素子を形成することができる。 According to the present invention, a laminated film formed by laminating an amorphous conductive film that is harder to be etched than the metal conductive film is formed on the metal conductive film by using an etching solution common to the metal conductive film and the amorphous conductive film. When forming conductive elements such as electrodes and wiring by etching, the amorphous conductive film is easily etched by performing plasma treatment in a gas atmosphere containing fluorine. Therefore, the conductive element can be formed so that the end portion of the amorphous conductive film does not protrude from the end portion of the metal conductive film in a bowl shape.
また、反射性金属導電膜上に非晶質透明導電膜を積層してなる積層膜を、金属導電膜の場合と同じエッチング液によりエッチングして液晶表示装置の反射電極部を形成する場合には、非晶質透明導電膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行うことで、該非晶質透明導電膜をエッチングされやすくすることができるので、非晶質透明導電膜の端部が反射性金属導電膜の端部から庇状に飛び出した状態にならないように、反射電極部を順テーパ状に形成することができ、この結果、非晶質透明導電膜の上記庇状の部分が剥がれて絵素間のリークを招くという事態を未然に防止でき、よって、そのようなリークにより液晶表示装置の製造時の歩留りが落ちるのを抑えることができる。 When forming a reflective electrode portion of a liquid crystal display device by etching a laminated film formed by laminating an amorphous transparent conductive film on a reflective metal conductive film with the same etching solution as that for the metal conductive film Since the amorphous transparent conductive film can be easily etched by performing plasma treatment in a gas atmosphere containing fluorine on the amorphous transparent conductive film, The reflective electrode portion can be formed in a forward tapered shape so that the end portion does not protrude from the end portion of the reflective metal conductive film into a bowl shape. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the portion of the liquid crystal display device is peeled off and cause a leak between picture elements. Therefore, it is possible to suppress a decrease in yield in manufacturing a liquid crystal display device due to such a leak.
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明の実施形態に係る透過反射兼用型液晶表示装置の液晶表示パネルにおける要部の構成を示す平面図である。 FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the main part of the liquid crystal display panel of the transflective liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.
本液晶表示装置は、TFT素子部11および絵素電極14を有するTFT基板10と、カラーフィルタ層および対向電極を有するCF基板(図示せず)と、これらTFT基板10およびCF基板間に配された液晶層40とを備えており、図2に示すのは、CF基板側から見たTFT基板10である。
The present liquid crystal display device is disposed between a
TFT基板10は、所定の方向(図2の左右方向)に延びるように配置された複数本のゲートバスライン12,12,…と、これらゲートバスライン12,12,…にそれぞれ交差する方向(同図の上下方向)に延びるように配置された複数本のソースバスライン13,13,…とを有する。これらゲートバスライン12,12,…およびソースバスライン13,13,…は、導電薄膜からなっている。TFT素子部11は、ゲートバスライン12,12,…およびソースバスライン13,13,…の各交差部近傍に配置されていて、ソース電極11aと、ゲート電極11bと、ドレイン電極11cとを有する。ソース電極11aはソースバスライン13に、またゲート電極11bはゲートバスライン12にそれぞれ接続されており、ドレイン電極11cには、絵素電極14が接続されている。この絵素電極14は、絵素の透過領域に配置された透明電極部15と、透過領域を取り囲む反射領域に配置された反射電極部16とからなっている。
The
上記のTFT素子部11の積層構造を、図2のIII−III線断面を示す図3に基づいて説明する。
The laminated structure of the
TFT基板10は、ガラス基板21を有していて、このガラス基板21上には、層厚が略3000ÅであるTa層がゲートバスライン12から分岐するように設けられており、上記のゲート電極11bは、このTa層からなっている。ゲート電極11b上には、ゲート絶縁膜22が設けられている。このゲート絶縁膜22は、層厚が略3000ÅであるSiNx層からなっている。ゲート電極11bに対応するゲート絶縁膜22上の部位には、第1半導体層23が設けられている。この第1半導体層23は、層厚が略1500ÅであるSi層からなっている。第1半導体層23上のソース電極11aおよびドレイン電極11cに対応する各範囲には、それぞれ、第2半導体層24が設けられている。これら第2半導体層24は、層厚が略500Åであるn+ 層からなっている。各第2半導体層24上には、それぞれ、層厚が略4500ÅであるTa/ITO層が積層されており、ソース電極11aおよびドレイン電極11cは、そのTa/ITO層からなっている。このようにして、TFT素子部11が構成されている。
The
上記絵素電極14の積層構造を、図3のIV−IV線断面を示す図4に基づいて説明する。
A laminated structure of the
各絵素の略全領域に対応する部分には、ITO膜25がTFT素子部11のドレイン電極11cに接続するように設けられており、透明電極部15は、そのITO膜25の透過領域部分からなっている。一方、各絵素の反射領域に対応する部分には、層間絶縁膜26が形成されている。この層間絶縁膜26は、層厚が略3000ÅであるSiNx層からなっている。層間絶縁膜26上には、凹凸形成絶縁膜27が形成されている。この凹凸形成絶縁膜27は、膜厚が略3μmである有機絶縁膜からなっている。そして、反射電極部16は、その凹凸形成絶縁膜27上に形成されている。この反射電極部16は、透過領域との境界部分において透明電極部15に接続している。
An ITO film 25 is provided at a portion corresponding to substantially the entire region of each pixel so as to be connected to the
この反射電極部16は、膜厚が略1000Åである反射性金属導電膜としてのAl膜28と、このAl膜28上に積層された非晶質透明導電膜としてのIZO膜29とからなるIZO/Al積層膜にて構成されている。
The
ここで、IZO膜29の膜厚は、表示品位の観点から、10〜200Åの範囲であることが望ましい。つまり、極端な例として、IZO膜29の膜厚が数千Åであると、反射すべき光をそのIZO膜29が吸収して表示品位の低下を引き起こす。このように、反射表示モードにおいては、反射電極部16による色味が表示品位に直接に影響することから、IZO膜29の膜厚制御は重要である。実際に、色味の膜厚依存性を確認したところ、膜厚が200Åを超えているときには、着色が発生して表示品位が著しく低下した。したがって、膜厚は薄ければ薄いほど着色が無くて良好な表示品位が得られる。一方、IZO膜29の膜厚が薄すぎると、今度は、反射電極部16表面の仕事関数(例えば、4.9eV)が透明電極部15におけるITO膜25表面の仕事関数に略等しい値にはならない。そこで、仕事関数の膜厚依存性についても確認したところ、膜厚が10Åであるときに、辛うじて、ITO膜25の仕事関数に略等しい値が得られた。
Here, the film thickness of the
以上のようにして、透過反射兼用型液晶表示装置が構成されている。 As described above, the transflective liquid crystal display device is configured.
次に、上記のように構成された透過反射兼用型液晶表示装置の反射電極部の形成方法を、図1に示す工程毎の断面図に基づいて説明する。 Next, a method for forming the reflective electrode portion of the transmission / reflection type liquid crystal display device configured as described above will be described with reference to cross-sectional views for each step shown in FIG.
第1工程は、反射電極部成膜工程であり、ここでは、図1(a)に示すように、凹凸形成絶縁膜27上に、Al膜28およびIZO膜29を順に成膜する。具体的には、DCマグネトロンスパッタ装置を用いて連続的に成膜を行う。尚、IZO膜29の材料の一例としては、「IZOターゲット」(出光興産社製)が挙げられる。
The first step is a reflective electrode portion film forming step. Here, as shown in FIG. 1A, an
そして、本実施形態では、第2工程として、図1(b)に示すように、CF4 /O2 ガス雰囲気中にてIZO膜29の表面にプラズマ処理を施すCF4 /O2 プラズマ処理工程を行う。これにより、IZO膜29は、エッチングされやすくなる。
In the present embodiment, as the second step, as shown in FIG. 1B, a CF 4 / O 2 plasma treatment step in which plasma treatment is performed on the surface of the
具体的には、一例として、CF4 /O2 ガスのガス流量比を、500sccm/0sccm〜150sccm/350sccm〔但し、1sccmは、0℃および1013hPa条件下での1cc/min〕,パワーを1000〜1400W,圧力を150mTorr(≒20Pa),温度を60℃,処理時間を30〜120secとする。 Specifically, as an example, the gas flow rate ratio of CF 4 / O 2 gas is set to 500 sccm / 0 sccm to 150 sccm / 350 sccm (where 1 sccm is 1 cc / min under the conditions of 0 ° C. and 1013 hPa), and the power is 1000 to 1000 The pressure is 1400 W, the pressure is 150 mTorr (≈20 Pa), the temperature is 60 ° C., and the treatment time is 30 to 120 sec.
第3工程以降の工程は、従来のフォトリソグラフィの場合と同じである。つまり、第3工程は、感光材塗布工程であり、ここでは、図1(c)に示すように、IZO膜29上の所定範囲に、感光材を塗布してレジスト膜51を形成する。具体的には、ノボラック樹脂を含有してなるポジ型レジストを、略2.0〜2.4μmの厚さに塗布する。
The third and subsequent steps are the same as in the case of conventional photolithography. That is, the third step is a photosensitive material application step, and here, as shown in FIG. 1C, a photosensitive material is applied to a predetermined range on the
第4工程は、露光工程であり、ここでは、図1(d)に示すように、フォトマスク52を用いて、レジスト膜51の除去すべき部分を露光する。尚、ネガ型レジストを使用する場合には、逆に、レジスト膜の残すべき部分を露光することになる。
The fourth step is an exposure step. Here, as shown in FIG. 1D, a portion to be removed of the resist
第5工程は、現像工程であり、ここでは、現像液として、TMAH(テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド)が2.38%の濃度に希釈されてなるアルカリ溶液を用い、図1(e)に示すように、レジスト膜51の現像処理を行う。
The fifth step is a development step. Here, an alkaline solution obtained by diluting TMAH (tetramethylammonium hydroxide) to a concentration of 2.38% is used as a developer. FIG. 1 (e) As shown in FIG. 3, the resist
第6工程は、エッチング工程であり、ここでは、エッチング液として、硝酸,酢酸,リン酸,水の混合液(弱酸性エッチング液)を用い、図1(f)に示すように、IZO/Al積層膜に対するエッチングを行う。このとき、従来の場合には、エッチング後にIZO膜の端部が庇状に残ってしまう(図11参照)が、本実施形態では、第2工程の処理によりIZO膜29がエッチングされやすくなっているので、IZO/Al積層膜は、順テーパ状に形成される。
The sixth step is an etching step. Here, a mixed solution of nitric acid, acetic acid, phosphoric acid and water (weakly acidic etching solution) is used as an etching solution, and as shown in FIG. 1 (f), IZO / Al Etching is performed on the laminated film. At this time, in the conventional case, the end of the IZO film remains in a bowl shape after etching (see FIG. 11), but in this embodiment, the
第7工程は、感光材剥離工程であり、ここでは、剥離液を用いて、レジスト膜51を剥離させる。図1(g)は、剥離後の状態を示している。
The seventh step is a photosensitive material peeling step. Here, the resist
以上の第1〜第7工程により、IZO膜29を最表面に有してなる反射電極部16の順テーパ加工が終了する。
Through the above first to seventh steps, the forward taper processing of the
ここで、第2工程における「フッ素を含有してなるガス雰囲気中でのプラズマ処理」の作用について説明すると、詳しいことは未だ判っていないが、プラズマ処理後の表面膜質分析を行った結果、IZO膜29表面に薄いフッ化物が存在することが判った。このフッ化物の存在により、表面の親水性が増して、レジストとの密着力が弱くなり、IZO膜29がエッチングされやすくなると考える。プラズマ処理前後でIZO膜29表面の接触角を測定したところ、プラズマ処理前では30°であったが、プラズマ処理後には10°と急激に変化した。恐らくこの接触角の変化は、レジストとの密着性が弱くなることを示している一つの結果と考えられる。尚、IZO膜29表面の残留フッ素による該IZO膜29表面の仕事関数の変化についても調査したが、そのような変化は殆ど認められなかった。よって、反射表示モードでの表示品位に悪影響はないものと考えられる。
Here, the action of “plasma treatment in a gas atmosphere containing fluorine” in the second step will be described. Although details are not yet known, as a result of surface film quality analysis after plasma treatment, IZO It was found that thin fluoride exists on the surface of the
したがって、本実施形態によれば、透過反射兼用型液晶表示装置において、Al膜用のエッチング液によりIZO/Al積層膜を連続エッチングして反射電極部16を形成する際に、IZO膜29に対するCF4 /O2 ガス雰囲気中でのプラズマ処理により、該IZO膜29をエッチングされやすくすることができるので、順テーパ状の反射電極部16を形成することができる。この結果、Al膜28の端部から庇状に飛び出した状態のIZO膜29の端部が後工程で剥がれることによる絵素間のリークを未然に防止でき、よって、そのようなリークに起因して製造時の歩留りが落ちるのを抑えることができる。
Therefore, according to the present embodiment, when the
尚、上記の実施形態では、Al膜28上にIZO膜29を積層してなるIZO/Al積層膜から反射電極部16を形成するようにしているが、Al膜28の下層にMo膜を配置して得られたAl/Mo積層膜上にIZO膜29を積層し、このIZO/Al/Mo積層膜から反射電極部16を形成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、反射性金属導電膜の材料としてAlを使用するようにしているが、他の反射性金属導電材料を使用するようにしてもよい。 In the above embodiment, Al is used as the material of the reflective metal conductive film. However, other reflective metal conductive materials may be used.
また、上記の実施形態では、非晶質透明導電膜の材料としてIZOを使用するようにしているが、他の非晶質透明導電材料(例えば、ITOなど)を使用するようにしてもよい。 In the above embodiment, IZO is used as the material for the amorphous transparent conductive film, but other amorphous transparent conductive material (for example, ITO) may be used.
また、上記の実施形態では、フッ素を含有する雰囲気ガスとして、CF4 /O2 ガスを用いるようにしているが、その他の雰囲気ガス(例えば、SF6 など)を用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, CF 4 / O 2 gas is used as the atmosphere gas containing fluorine. However, other atmosphere gas (for example, SF 6 ) may be used.
また、上記の実施形態では、エッチング時に、硝酸,酢酸,リン酸,水の混合液(弱酸性エッチング液)を用いるようにしているが、エッチング液としては、反射性金属導電膜および非晶質透明導電膜に応じて適宜選択することができる。例えば、反射性金属導電膜としてのAl膜上に、非晶質透明導電膜として、ITO膜を積層する場合には、実施形態の場合と同じエッチング液を用いてエッチングすることができる。 In the above embodiment, a mixed liquid (weak acid etching liquid) of nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, and water is used during etching. As the etching liquid, a reflective metal conductive film and an amorphous film are used. It can select suitably according to a transparent conductive film. For example, when an ITO film is laminated as an amorphous transparent conductive film on an Al film as a reflective metal conductive film, it can be etched using the same etching solution as in the embodiment.
さらに、上記の実施形態では、透過反射兼用型液晶表示装置の反射電極部16を形成する場合について説明しているが、本発明は、液晶表示装置のバスライン(配線)など、種々の導電素子の形成に適用することができる。その場合、金属導電膜,非晶質導電膜およびエッチング液は、公知のものから必要に応じて適宜採用することができる。
Further, in the above embodiment, the case where the
(実験例)
ここで、CF4 /O2 プラズマ処理の行われたIZO膜表面におけるフッ素の存在を検証するために行った実験について説明する。
(Experimental example)
Here, an experiment conducted for verifying the presence of fluorine on the surface of the IZO film subjected to the CF 4 / O 2 plasma treatment will be described.
具体的には、Al膜上に、膜厚が1000ÅのIZO膜を成膜した後、CF4 /O2 プラズマ処理を180secに亘って行った試料1と、60secに亘って行った試料2とを作成し、これら試料1および2に対し、イオンをスパッタしてエッチングしつつ、AES(Auger Electron Spectroscopy,「オージェ電子分光法」)サーベイおよびAESプロファイルを順に測定し、その測定結果に基づいてIZO膜の表面部分におけるフッ化物の層厚を調べるようにした。尚、上記AESサーベイおよびAESプロファイルの各測定条件は、一次電子加速電圧Epを、Ep=3.00keVとし,試料1に流れる電流Ipを、Ip=0.0294μAとした。
Specifically, after an IZO film having a thickness of 1000 mm is formed on an Al film,
試料1について、スパッタ時間経過に伴うAESプロファイルを図5に、また、初期状態の時点およびスパッタ時間が0.1minを経過した時点の各AESサーベイを図6および図7に、それぞれ示す。ここで、「初期状態」とは、深さ方向に分析する際に、イオンを未だ衝突させていない状態のことである。また、図6および図7の各特性図の横軸は、試料1に一次電子を当てたときに放出される電子のエネルギー〔単位:eV〕であり、縦軸は、測定された電子の数Nを電子のエネルギーで微分したものである。尚、初期状態の時点でのAESサーベイ(図6参照)の測定値に基づき、Peak-to-Peakの各値を、それぞれ、In,Zn,O,F,Cの各元素の感度係数(Sensitivity Factor)で割って得られた値(In(p-p),Zn(p-p),O(p-p),F(p-p),C(p-p)) の合計を100%とするFの濃度を算出すると、20.33%であった。
FIG. 5 shows the AES profile of the
試料2について、スパッタ時間経過に伴うAESプロファイルを図8に、また、初期状態の時点およびスパッタ時間が0.1minを経過した時点の各AESサーベイを図9および図10に、それぞれ示す。尚、図9のAESサーベイの測定値に基づいて、試料1の場合と同様に初期状態の時点でのFの濃度を算出すると、18.87%であった。
FIG. 8 shows the AES profile of the
次に、各試料について、AESサーベイの測定値に基づき、スパッタ時間経過毎のFの濃度を算出した。その結果、Fの濃度が1%に低下したのは、試料1では、スパッタ時間が0.26minを経過した時点であり、試料2では、スパッタ時間が0.27minを経過した時点であった。
Next, for each sample, the concentration of F for each elapse of the sputtering time was calculated based on the measured value of the AES survey. As a result, the F concentration decreased to 1% at the time when the sputtering time for
一方、試料1および2の各AESプロファイルから、Inの濃度を示すラインと、Alの濃度を示すラインとが交差するポイントを、IZO膜が無くなる深さ位置と見做し、そのポイントトの横軸の値(スパッタ時間)を読み取ったところ、試料1の場合には、6.19minであり、試料2の場合には、6.10minであった。つまり、膜厚が1000ÅであるIZO膜のエッチングに要する時間は、試料1では6.19minであり、試料2では6.10minであった。
On the other hand, from the AES profiles of
よって、CF4 /O2 プラズマ処理時間が180secである試料1の場合には、膜厚が42.00Å(≒1000×0.26/6.19)であるフッ化物の膜が、また、処理時間が60secである試料2の場合には、膜厚が44.26Å(≒1000×0.27/6.10)であるフッ化物の膜がそれぞれIZO膜の表面部分に形成されていると見積もることができる。
Therefore, in the case of
尚、参考として、初期状態の時点と、スパッタ開始から0.1minずつ経過した各時点とにおいて、それぞれ、Inの濃度に対するFの濃度の比であるFの相対濃度を、次表に示す。この表からは、Fの相対濃度は、試料1の方が試料2に比べて若干高目であり、また、何れの試料においても、開始から0.1minが経過した時点でFが略無くなっていることが判る。
For reference, the relative concentration of F, which is the ratio of the concentration of F to the concentration of In, is shown in the following table at the time of the initial state and at the time of each 0.1 minute from the start of sputtering. From this table, the relative concentration of F is slightly higher in the
16 反射電極部(導電素子)
28 Al膜(反射性金属導電膜,金属導電膜)
29 IZO膜(非晶質透明導電膜,非晶質導電膜)
16 Reflective electrode (conductive element)
28 Al film (reflective metal conductive film, metal conductive film)
29 IZO film (amorphous transparent conductive film, amorphous conductive film)
Claims (3)
前記非晶質導電膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行い、しかる後、前記エッチング液を用いて前記積層膜をパターニングすることを特徴とする導電素子の形成方法 An amorphous conductive film that can be etched with the same etching solution as the metal conductive film is stacked on the metal conductive film, and then the stacked film composed of the metal conductive film and the amorphous conductive film is used with the etching liquid. A method of forming a conductive element that is patterned by:
A method for forming a conductive element, wherein the amorphous conductive film is subjected to plasma treatment in a gas atmosphere containing fluorine, and then the laminated film is patterned using the etching solution.
前記反射性金属導電膜を設ける工程と、
前記反射性金属導電膜上に、前記非晶質透明導電膜を設ける工程と、
前記非晶質透明導電膜に対し、フッ素を含有してなる気体雰囲気中でプラズマ処理を行う工程と、
前記反射性金属導電膜および前記非晶質透明導電膜を、前記エッチング液を用いてパターニングする工程とを備えていることを特徴とする液晶表示装置の反射電極部形成方法。 A pair of substrates and a liquid crystal layer disposed between the substrates, wherein one of the pair of substrates is provided on the reflective metal conductive film having a light reflection function and an electrode mechanism. Reflection of a liquid crystal display device having a reflective electrode portion formed of a laminated film formed by laminating amorphous transparent conductive films that can be etched with the same etching solution as the conductive metal conductive film and have a light transmission function and an electrode function An electrode part forming method comprising:
Providing the reflective metal conductive film;
Providing the amorphous transparent conductive film on the reflective metal conductive film;
Performing a plasma treatment in a gas atmosphere containing fluorine on the amorphous transparent conductive film;
And a step of patterning the reflective metal conductive film and the amorphous transparent conductive film using the etching solution.
前記非晶質透明導電膜は、酸化インジウムと酸化亜鉛とを主成分とする非晶質導電性酸化物In−Zn−Oからなることを特徴とする液晶表示装置の反射電極部形成方法。
In the reflective electrode part formation method of the liquid crystal display device of Claim 2,
The method for forming a reflective electrode part of a liquid crystal display device, wherein the amorphous transparent conductive film is made of an amorphous conductive oxide In-Zn-O containing indium oxide and zinc oxide as main components.
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