(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を導入したスパッタリングによりアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を成膜し、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜をパターニングして画素電極を形成し、
前記画素電極の表面で入射光が乱反射することを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項２】
水分を導入したスパッタリングによりアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を、絶縁表面を有する基板上に成膜し、
前記成膜時には前記基板を加熱しており、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜をパターニングして画素電極を形成し、
前記画素電極の表面で入射光が乱反射することを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面を有する基板上に、ソース領域、ドレイン領域及びチャネル領域を有する活性層と、ゲイト絶縁膜と、ゲイト電極を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に第１の層間絶縁膜を形成し、
前記第１の層間絶縁膜上に、前記第１の層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域に接続されるソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記第１の層間絶縁膜、前記ソース電極及びドレイン電極上に第２の層間絶縁膜を形成し、
前記第２の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記第２の層間絶縁膜上に、水分を導入したスパッタリングによりアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を成膜し、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜をパターニングして、前記第２の層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記ソース電極又はドレイン電極に接続された画素電極を形成し、
前記画素電極の表面で入射光が乱反射することを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項４】
請求項２において、
前記成膜時には前記基板を１００℃〜３００℃で加熱していることを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項５】
請求項３において、前記第１の層間絶縁膜は窒化珪素膜であり、前記第２の層間絶縁膜はポリイミド樹脂膜であることを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜の表面にはアルミニウム粒が析出されることを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項において、
空気を用いて前記水分の導入を行うことを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記空気をスパッタリング雰囲気に０．１％〜５％混合することを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項において、
ターゲット中に水分を含有させることで前記水分の導入を行うことを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項において、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜の表面は数μｍ以下の凹凸を有することを特徴とする反射型表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本明細書で開示する発明は、反射型の液晶ディスプレイの画素電極に利用される電極を形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の液晶ディスプレイが知られている。これは、外部から入射する光を画素電極で反射され、これと液晶の光学変調作用とを組み合わせることにより、表示を行う機能を有している。
【０００３】
この構造においては、電極で反射する光が乱反射し、見た目で白濁したような反射を画素電極にさせる必要がある。
【０００４】
反射型の液晶表示装置においては、液晶の光学変調作用を利用して、入射光が画素電極で反射して装置外部に出力される状態と、入射光が装置外部に出力されない状態とを選択することで、明と暗の表示を行わせ、さらにそれを組み合わせることで、画像表示を行わせる。
【０００５】
このような動作原理においては、明の表示、即ち外部からの入射光が画素電極で反射し、それが装置外部に出力される表示状態において、画素電極で入射光をそのまま鏡のように反射させる表示が見る角度によってぎらついたり、暗くなったりする現象が発生する。即ち、視野角が狭くなる現象が発生する。
【０００６】
これは、見る角度によって、入射光の反射状態が異なることに起因する。この問題を避けるために画素電極において入射光が乱反射するように工夫する必要が生じる。この乱反射をさせるような工夫を施すと、見た目で白濁したような状態が得られる。（勿論、ある特定の波長のみを入射させるような特殊なことをした場合、必ずしも白濁しない）
【０００７】
一般には、画素電極の表面にライトエッチングを施し、その表面に微妙な凹凸を形成することにより、上記の乱反射をさせている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
反射型の液晶ディスプレイは、その製造価格をできるだけ低く抑えることが至上命題となっている。これは、反射型の液晶ディスプレイが、安価な情報処理端末や携帯電話の表示ディスプレイに主に利用されることを主な目的としているからである。
【０００９】
従って、その作製工程はできるだけ削減し、生産コストを極力抑制することが重要な課題となる。
【００１０】
上記の画素電極の表面にエッチングにより凹凸を形成する工程は、最終段階においてウェットエッチングを行ったりドライエッチングを行わなければならないと煩雑さがある。
【００１１】
特にこのエッチングは装置の大部分が完成した後に行うので、ウエットエッチングであれば、装置内部へのエッチャントの侵入が問題となる。また、ドライエッチングであれば、バイアス電圧が印加されることにより静電破壊等が問題となる。特にアクティブマトリクス型の構成を採用した場合、これらの問題は大きなものとなる。
【００１２】
これらの問題を回避するには、工程管理基準を厳しくする等の手間をかける必要がある。しかし、このようなことは作製コストを高めることになる。
【００１３】
そこで、本明細書で開示する発明は、画素電極の表面で入射光が乱反射するような構成をより簡便な方法で得る手段を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の一つは、
入射光を反射させる形式を有する表示装置の画素電極の作製方法であって、
アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜の成膜時に当該膜の表面に粒を形成し入射光が乱反射する表面を形成することを特徴とする。
【００１５】
他の発明の構成は、
入射光を反射させる形式を有する表示装置の画素電極の作製方法であって、
水分を意図的に導入したスパッタリングによりアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を成膜し、
当該膜の表面に入射光が乱反射する表面を形成することを特徴とする。
【００１６】
他の発明の構成は、
入射光を反射させる形式を有する表示装置の画素電極の作製方法であって、
水分を意図的に導入したスパッタリングによりアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を加熱した絶縁表面を有する基体上に成膜し、
成膜と同時に前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜の表面にアルミニウム粒を析出させ、
当該膜の表面に入射光が乱反射する表面を形成することを特徴とする。
【００１７】
他の発明の構成は、
入射光を反射させる形式を有する表示装置の画素電極の作製方法であって、
前記画素電極はアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料でなり、前記画素電極の成膜時に基体の加熱と水分の導入を意図的に行ったスパッタリングを行い入射光が乱反射する表面を有するアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を成膜することを特徴とする。
【００１８】
他の発明の構成は、
入射光を反射させる形式を有する表示装置の画素電極の作製方法であって、
前記画素電極はアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料でなり、前記画素電極の成膜時に基体の加熱と水分の導入を意図的に行ったスパッタリングを行うことにより、成膜と同時にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜の表面にアルミニウム粒を析出させ、入射光が乱反射する表面を有するアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする膜を成膜することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
反射型の液晶表示装置の画素電極をアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした材料でスパッタリング法によって作製する。この際、雰囲気中に水分を含有させる。また、好ましくは基板（基体）を加熱する。こうすると、アルミニウム粒（概略数μｍ程度以下の粒径を有する）の析出が起こり、得られるアルミニウム膜の表面が図２に示すような凹凸を有するものとなる。
【００２０】
この膜は通常のスパッタリング工程に水分を意図的に導入することが容易に実行することができる。
【００２１】
また、析出するアルミニウム粒の粒径やその析出状態は、水分の導入量や加熱温度でもって制御することができる。
【００２２】
こうして得られたアルミニウム膜は、入射光を乱反射させ、見た目で白濁した状態とすることができる。このような膜は、反射型の液晶表示装置の画素電極に利用するには最適なものとなる。
【００２３】
水分の導入方法は、雰囲気中に含有させることが最も簡単である。特に簡単なのは、空気を用いて水分の導入を行うことである。また、ターゲット中に水分を含有させる方法も採用することができる。
【００２４】
水分の作用は、アルミニウム膜の堆積中に酸素が存在することで粒界の形成が促進され、粒の析出が進むためであると考えられる。また、加熱は粒の成長を促進させる効果がある。
【００２５】
具体的な条件としては、例えば水分の導入に空気を利用するのであれば、スパッタリング雰囲気に空気を0.1 ％〜５％程度混合されればよい。
【００２６】
また加熱の温度は１００℃〜３００℃程度から選択すればよい。
【００２７】
なお、電極を形成するための材料としては、純粋にアルミニウム材料を用いる以外に不純物を含有させたり、アルミニウムと他の金属材料と合金化したものを用いることもできる。
【００２８】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、反射型のアクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程を示す。図１に本実施例の作製工程を示す。
【００２９】
まず、ガラス基板１０１上に下地膜として酸化珪素膜１０２をプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法により３０００Åの厚さに成膜する。
【００３０】
次に図示しない非晶質珪素膜を成膜し、さらにこの非晶質珪素膜に対してレーザー光を照射することにより、結晶性珪素膜に変成する。そして得られた結晶性珪素膜をパターニングすることにより活性層１０３を得る。
【００３１】
こうして図１（Ａ）に示す状態を得る。次にゲイト電極を構成するための図示しないアルミニウム膜をスパッタ法により４０００Åの厚さに成膜する。そしてこのアルミニウム膜上に窒化珪素膜１０６をプラズマＣＶＤ法により１０００Åの厚さに成膜する。
【００３２】
こうして図１（Ｂ）に示す状態を得る。次に陽極酸化法により、１０８で示されるようにアルミニウムパターンの側面に陽極酸化物を形成する。この工程においては、窒化珪素膜１０６が存在する関係で電解溶液がアルミニウムパターンの側面のみに接することになり、陽極酸化物１０８はアルミニウムパターンの側面方向において選択的に成長する。
【００３３】
こうして図１（Ｃ）に示すようにゲイト電極として機能するアルミニウムパターン１０７を得る。この状態で一導電型を付与する不純物のドーピングをプラズマドーピング法でもって行う。ここでは、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタを作製するためにＰ（リン）のドーピングを行う。
【００３４】
このドーピング工程において、ソース領域１０９とドレイン領域１１３が自己整合的に形成される。
【００３５】
ここで、１１０、１１２の領域がオフセットゲイト領域と称される高抵抗領域となる。また、１１１の領域がチャネル領域となる。
【００３６】
こうして図１（Ｃ）に示す状態を得る。次に第１の層間絶縁膜として窒化珪素膜１１４をプラズマＣＶＤ法により２０００Åの厚さに成膜し、さらにポリイミド樹脂膜１１５を成膜する。
【００３７】
そしてコンタクトホールの形成を行い、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜との積層膜でなるソース電極（ソース線の一部）１１６、ドレイン電極１１７を形成する。
【００３８】
次に第２の層間絶縁膜として、ポリイミド樹脂膜１１８を成膜し、さらにコンタクトホールの形成を行った後、アルミニウムでなる膜を３０００Åの厚さにスパッタ法で成膜する。
【００３９】
成膜条件を以下に示す。
ターゲット      スカンジウムを0.18重量％含有したアルミニウムターゲット
成膜圧力        0.26 Pa
ＲＦ電力        ２０００Ｗ（13.56 ＭＨｚ）
膜厚            ３０００Å
成膜時間        9.36分
【００４０】
ここでは、スパッタリングガスとして、湿度５０％の空気を１％含有させたアルゴンガスを利用する。またスパッタリング時には、基板を抵抗加熱ヒータにより１５０℃に加熱する。
【００４１】
スパッタ装置は、通常の高周波マグネトロン型のスパッタ装置にガス供給系を増設したものを利用する。
【００４２】
本実施例に示すようなスパッタリングでもってアルミニウム膜を成膜すると、アルミニウムの粒が析出し、得られるアルミニウム膜の表面が凹凸を有したものとなる。そして、入射光がそこで乱反射し、見た目で白濁した状態を得ることができる。
【００４３】
アルミニウム膜を得たら、パターニングを施すことにより、１１９と１２０で示される画素電極パターンを得る。ここで、１２０は図示する薄膜トランジスタのドレインに接続された画素電極となる。また、１１９は左隣の画素電極のパターンである。
【００４４】
こうして得られたアルミニウムでなる画素電極の表面の状態を表面粗さ計で計測した結果を図２に示す。表面粗さ計の原理は、試料の表面に探針を走査させ、試料表面の凹凸を短針の微小な動きとして検出し、それを電気信号に変えて試料表面の凹凸を計測するものである。
【００４５】
図２から明らかなように得られたアルミニウム膜の表面は適当な凹凸を有しており、その関係で見た目で均一に白濁した状態が得られる。このようなアルミニウム膜は、反射型の液晶表示装置の画素電極として理想的なものである。
【００４６】
なお、本実施例では、トップゲイト型の薄膜トランジスタを利用する場合を示したが、ボトムゲイト型等の他の形式を有する薄膜トランジスタを利用することもできる。
【００４７】
また、要は画素電極の形成方法であるので、本実施例に示すようなアクティブマトリクス型ではなく、単純マトリクス型に本明細書で開示する発明を利用するのでもよい。
【００４８】
また、液晶表示装置に利用される液晶の種類もＴＮ型、ＳＴＮ型、強誘電性型、分散型、ゲストホスト型等を利用することができる。
【００４９】
〔実施例２〕
本実施例は、実施例１に示す画素電極を構成するアルミニウム膜を成膜する際の条件を変更した例である。本実施例では、水蒸気をスパッタリング雰囲気中に含有させる。
【００５０】
【発明の効果】
本明細書で開示する発明を採用することにより、画素電極の表面で入射光が乱反射するような構成をより簡便な方法で得ることができる。そして、反射型の液晶表示装置をより低コストで得ることができる技術を提供することができる。
【００５１】
本明細書では、主に反射型のアクティブマトリクス型の例に発明を利用する例を示した。しかし、本明細書で開示する発明は、それのみに応用範囲が限定されるものではなく、他に入射光を乱反射させるような用途に利用する電極の作製に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  反射型のアクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程の一部を示す図。
【図２】  得られたアルミニウム膜の表面の凹凸を計測したデータを示す図。
【符号の説明】
１０１          ガラス基板
１０２          下地膜（酸化珪素膜）
１０３          活性層
１０４          ゲイト絶縁膜酸化珪素膜
１０５          アルミニウムパターン
１０６          窒化珪素膜
１０７          ゲイト電極
１０８          陽極酸化物
１０９          ソース領域
１１０          高抵抗領域
１１１          チャネル領域
１１２          高抵抗領域
１１３          ドレイン領域
１１４          窒化珪素膜
１１５          ポリイミド樹脂膜
１１６          ソース電極（ソース線）
１１７          ドレイン電極
１１８          ポリイミド樹脂膜
１１９          画素電極（表面に凹凸を有したアルミニウム膜）
１２０          画素電極（表面に凹凸を有したアルミニウム膜）
【図１】
0003729952.tif 000002
【図２】
0003729952.tif 000003