(57)【要約】【課題】液晶表示パネルの不良箇所を容易に特定できる反射型液晶表示装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】相互に対向して配置された第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に封入された液晶と、前記第１の基板上に形成された複数の画素電極と、前記画素電極の下に形成される表面がイオン注入されたレジスト膜とを有する反射型液晶表示装置において、前記レジスト膜の下にアドレスを示す金属のパターンを形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向して配置された第１及び第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に封入された液晶と、
前記第１の基板上に形成された複数の画素電極と、
前記画素電極の下に形成される表面がイオン注入されたレジスト膜と、
前記レジスト膜の下に形成されるアドレスを示す金属のパターンと
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
前記パターンは少なくともゲート電極形成層又はソース・ドレイン電極形成層のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記パターンの形状は画素毎に異なることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
基板上にアドレスを示す金属のパターンを形成する工程と、
前記パターンの上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜の表面にイオン注入する工程と、
前記レジスト膜に熱処理を行う工程と、
前記レジスト膜の上に画素電極を形成する工程と
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記パターンは少なくともゲート電極形成層又はソース・ドレイン電極形成層のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に液晶表示パネルの検査時に不良箇所の特定が容易な反射型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄くて軽量であり、低電圧で駆動できて消費電力が小さいという利点がある。このため、液晶表示装置は、テレビ、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＰＤＡ（携帯端末）及び携帯電話など、種々の電子機器に使用されている。さらに、低消費電力化の向上、屋外での使用の汎用性等の要求を満たすものとして、反射型液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
図１は従来の反射型液晶表示装置の断面図の例を示す図である。図１に示すように、反射型液晶表示装置は、背面側のガラス基板２１と表示側の透明基板２９との間に液晶層２６が設けられ、背面側のガラス基板２１に反射電極２４が形成され、表示側から入射した外光が反射電極２４の表面で反射され、液晶層２６を通過して再度表示側に出射される構造をしている。
【０００４】
ガラス基板２１上には、ゲートバスライン（図示せず）に接続されるゲート電極３１が形成される。ゲート電極３１が形成されたガラス基板の上側全面は絶縁層２２で覆われ、絶縁層２２の上に活性層となる半導体膜が形成され、その上にチャネル保護膜が形成される。チャネル保護膜の上にはオーミックコンタクト層が形成され、その上にドレインバスライン（図示せず）に接続されるドレイン電極３３とソース電極３２が形成されＴＦＴ(Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ)が形成される。ＴＦＴが形成されたガラス基板の上側は樹脂層２３が形成され、樹脂層２３の上に画素電極である反射電極２４が形成される。ソース電極３２はコンタクトホール３４を介して反射電極２４と接続される。樹脂層２３及び反射電極２４の上にはポリイミドからなる配向膜２５が形成される。樹脂層２３及び反射電極２４の表面には、入射光を乱反射させるための凹凸が形成される。一方、表示側の透明基板２９には、ＴＦＴが形成されたガラス基板に対向する側の全面にＩＴＯ（Indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）などの透明電極２８が形成され、透明電極２８の表面に配向膜２７が形成される。透明基板２９を挟んだ透明電極２８の反対側には偏光板３０が形成される。以下、画素電極及びＴＦＴが形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、ＴＦＴ基板と表示側の透明基板との間に液晶を封入してなる構造物を液晶表示パネルと呼ぶ。
【特許文献１】特開２００２−２２１７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来は、動作試験等で不良の発生を検出すると、顕微鏡等を使用して不良箇所を観察し、不良の原因を特定していた。しかし、パネルサイズが大きくなると、不良箇所を探すのが大変であるため、大型のパネルを不良箇所を探せる範囲の大きさに分割して、顕微鏡等によって観察を行っていた。ところが、パネルを分割してしまうと、分割したパネルに不良箇所が含まれていても、不良箇所が基板のどの部分に対応するのかわからなくなってしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、目的は、液晶表示パネルの不良箇所を容易に特定できる反射型液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題は、相互に対向して配置された第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に封入された液晶と、前記第１の基板上に形成された複数の画素電極と、前記画素電極の下に形成される表面がイオン注入されたレジスト膜と、前記レジスト膜の下に形成されるアドレスを示す金属のパターンとを有することを特徴とする反射型液晶表示装置により解決する。
【０００８】
また、上記した課題は、基板上にアドレスを示す金属のパターンを形成する工程と、前記パターンの上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜の表面にイオン注入する工程と、前記レジスト膜に熱処理を行う工程と、前記レジスト膜の上に画素電極を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法により解決する。
【０００９】
本発明では、画素電極の下方のゲート電極形成層にアドレスを示すパターンを形成し、パターンの上にレジスト膜を形成する。そして、レジスト膜の表層をイオン注入により硬化し、レジスト膜を２００〜２３０℃で熱処理をすると、表面にパターンを示す凸部が現れる。これにより、パターンの形状を読み取ることができる。
【００１０】
ここで、上記のパターンの形状を画素毎に異なる形状とすることにより、画素を識別することが可能となる。特に、パターンの形状を、画素電極の位置を表す数字等の形状（以下、アドレスパターンと呼ぶ。）とすると、画素の位置はアドレスパターンを示す凸部により直接視認することができる。これにより、欠陥のある箇所が液晶表示パネルのどこに位置するかを容易に特定できるという効果が得られる。
【００１１】
また、大型の液晶表示パネルの基板を、不良箇所を探せる範囲の大きさに分割して検査した場合でも、画素毎にアドレスパターンが形成され、アドレスパターンを示す凸部により直接視認できるので欠陥箇所を容易に特定できるという効果が得られる。
【００１２】
なお、上記のアドレスを示すパターンは、ゲート電極形成層又はソース・ドレイン電極形成層のどちらかに形成しても良いし、ゲート電極形成層とソース・ドレイン電極形成層の両方に形成しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態のアドレスパターンを含む画素電極を示す平面図である。スイッチング素子として機能するＴＦＴ１４のドレイン電極はドレインバスライン１２に接続され、ソース電極は画素電極１５と電気的に接続されている。また、ゲートバスライン１１の一部をＴＦＴ１４のゲート電極としている。画素電極１５は、水平方向に延びる複数のゲートバスライン１１及び垂直方向に延びる複数のドレインバスライン１２により区画されて、マトリクス状に設けられている。画素電極１５はＩＴＯ等の透明導電体からなり、画素電極１５の下方のゲート電極形成層と同じ層に、アドレスパターン２０１が形成されている。また、蓄積容量電極１３は蓄積容量バスライン１６と対向し、画素電極１５と電気的に接続されている。
【００１５】
図２に示すアドレスパターン２０１は数字の１００、２５０の形状のように形成する。アドレスパターン２０１はゲート電極と同じ層で形成されており、本発明の製造方法によって、顕在化することになるので、画素の位置を特定することが可能となる。
【００１６】
以下、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について図３から図１１を参照して説明する。図３から図５は図２のI−I線の位置における製造方法の説明図、図６から図８は図２のII−II線の位置における製造方法の説明図、図９から図１１は図２のIII−III線の位置における製造方法の説明図である。
【００１７】
まず、図３(a)に示すゲート電極３０２を以下のように形成する。ガラスからなる透明基板３０１の上に金属膜、例えばＡｌ（アルミニウム）膜を１５０ｎｍ、ＭｏＮ（チッ化モリブデン）膜を９０ｎｍ、Ｍｏ（モリブデン）膜を１０ｎｍの厚さで順に積層し、フォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成し、エッチングして、ゲート電極３０２を形成する。金属膜がＡｌ／ＭｏＮ／Ｍｏの時は、例えば燐酸、硝酸及び酢酸の混酸を使用してエッチングする。
【００１８】
図６(a)に示すアドレスパターン５０１はゲート電極３０２と同じ層で形成されており、ゲート電極３０２の形成と同時に行う。図２に示すように、例えばアドレスパターン５０１は数字の１００の形に形成する。この数字は、アドレスパターン５０１を形成したゲート電極形成層の上の画素が液晶表示パネルのどこに位置するかを示すものである。例えば、１００と２５０という数字のパターンがゲート電極形成層に形成されていれば、その上の画素電極１５は液晶表示パネルの基準となる画素電極の位置から水平方向に１００番目、垂直方向に２５０番目の画素電極であることを表す。
【００１９】
また、図９(a)に示す蓄積容量バスライン１６の形成はゲート電極３０２の形成と同時に行う。
【００２０】
次に、図３(b)に示すように、ガラス基板３０１の上側全面にゲート絶縁膜３０３を４００ｎｍ、ゲート絶縁膜３０３の上にＴＦＴの活性層となる半導体膜３０４（アモルファスシリコン膜）を３０ｎｍ、チャネル保護膜３０６となるＳｉＮ膜３０５を１２０ｎｍの厚さに順次プラズマＣＶＤ法により形成する。
【００２１】
次に、図３(c)に示すチャネル保護膜３０６を以下のように形成する。ＳｉＮ膜３０５上の所定の領域（ＴＦＴ形成領域）にフォトレジストを塗布し、チャネル保護膜３０６形成用のレジストパターンを形成し、これをマスクにしてＳｉＮ膜３０５をエッチングしてチャネル保護膜３０６を形成する。
【００２２】
次に、図４(a)に示すように、ガラス基板３０１の上側全面に、オーミックコンタクト層となるシリコン膜（不純物が高濃度に導入されたシリコン膜）３０７を３０ｎｍの厚さで形成し、その上に金属膜３０８、例えばＴｉが２０ｎｍ、Ａｌが７０ｎｍ、Ｔｉが８０ｎｍの厚さの３層膜を形成する。
【００２３】
次に、図４(b)に示すソース電極３０９及びドレイン電極３１０を以下のように形成する。ソース電極３０９及びドレイン電極３１０となるレジストパターンをフォトリソグラフィ法で形成し、これをマスクにして金属膜３０８、シリコン膜３０７及び半導体膜３０４をエッチングして、ソース電極３０９及びドレイン電極３１０を形成する。
【００２４】
また、図１０(b)に示す蓄積容量電極１３の形成も、ソース電極３０９及びドレイン電極３１０の形成と同時に行う。
【００２５】
次に、図４(c)に示すコンタクトホール３１２を以下のように形成する。ガラス基板３０１の上側全面に透明絶縁膜からなる保護膜３１１、例えばＳｉＮ膜を３３０ｎｍの厚さに形成する。そして、この保護膜３１１の上にフォトレジスト膜を形成し、コンタクトホール形成用の開口部を開口し、フォトレジスト膜をマスクとして保護膜３１１をエッチングして、ソース電極３０９に通じるコンタクトホール３１２を形成する。
【００２６】
また、図１０(c)に示す蓄積容量電極１３に通じるコンタクトホールもソース電極３０９に通じるコンタクトホール３１２の形成と同時に行う。
【００２７】
次に、図５(a)に示すように、ガラス基板３０１の上側全面にポジ型フォトレジスト膜３１３を３．５μｍ形成し、ソース電極３０９のコンタクトホール開口部にレジストの開口部３１４を形成する。次に、H2で希釈したジボラン（B2H6）ガスを用いてレジスト膜３１３の表層にB（ホウ素）をイオン注入し、表層を硬化させる。イオン注入は、ドーズ量５×１０13〜１×１０15／ｃｍ2、加速電圧５〜６０ｋVで行う。
【００２８】
次に、図５(b)に示すように、レジスト膜３１３を２００〜２３０℃で熱処理すると、やがて、アドレスパターン５０１を形成したゲート電極形成層の上のレジスト膜３１３の表面には、図８(b)に示すように、アドレスパターン５０１を示す凸部が現れる。この凸部は次のようにして現れると考えられる。レジスト膜３１３に熱処理をすると、金属で形成されているアドレスパターン５０１の部分に熱が伝わりやすい。そして、アドレスパターン５０１の上のレジスト膜が冷却されて収縮し、アドレスパターン５０１が形成されていない部分のレジスト膜を引き込むことになる。その結果、アドレスパターン５０１の上のレジスト膜でアドレスパターン５０１の境界に対応する部分に段差が形成され、アドレスパターン５０１を示す凸部が現れる。これによりアドレスパターン５０１の形状の境界を視認でき、アドレスパターン５０１の形状を読み取ることができる。
【００２９】
次に、図５(c)に示すように、アルミニウムの金属膜を１５０nm成膜して、画素電極１５を形成し、コンタクトホール３１２を介して、ソース電極３０９に接続する。
【００３０】
また、図１１(c)に示す蓄積容量電極１３も同様に画素電極１５と接続する。
【００３１】
その後、表面にポリイミドからなる配向膜を形成し、ＴＦＴ基板を形成する。
【００３２】
本実施形態によると、アドレスパターン５０１の上方にレジスト膜３１３が形成され、レジスト膜３１３の表層をイオン注入して硬化させ、レジスト膜３１３を２００〜２３０℃で熱処理をすると、表面にアドレスパターン５０１を示す凸部が現れる。これにより、アドレスパターン５０１の形状を読み取ることができ、画素の位置を表すアドレスを知ることができる。そして、欠陥のある画素の箇所が液晶表示パネルのどこに位置するかを容易に特定でき、不良箇所の修正を迅速に行うことができるという効果が得られる。
【００３３】
本実施形態によりゲート電極形成層にアドレスパターン５０１を形成した結果、実際に画素電極の表面で、アドレスパターン５０１として形成した形状を読み取ることができることを確認している。
【００３４】
なお、アドレスパターン５０１はすべての画素について形成する必要はなく、例えば１００画素ごとに形成することにしてもよい。欠陥のある画素とアドレスパターン５０１が形成されている画素との位置関係が分かれば欠陥のある画素の位置を容易に特定できるからである。
【００３５】
また、本実施形態では、アドレスパターン５０１をゲート電極形成層に形成したが、ソース・ドレイン電極形成層に形成してもよい。また、ゲート電極形成層及びソース・ドレイン電極形成層の両方に形成してもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、反射型液晶表示パネルを対象としているが、半透過型液晶表示パネルについても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】反射型液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図２】アドレスパターンを含む画素電極を示す平面図である。
【図３】図２のI−I線の位置における製造方法の説明図（その１）である。
【図４】図２のI−I線の位置における製造方法の説明図（その２）である。
【図５】図２のI−I線の位置における製造方法の説明図（その３）である。
【図６】図２のII−II線の位置における製造方法の説明図（その１）である。
【図７】図２のII−II線の位置における製造方法の説明図（その２）である。
【図８】図２のII−II線の位置における製造方法の説明図（その３）である。
【図９】図２のIII−III線の位置における製造方法の説明図（その１）である。
【図１０】図２のIII−III線の位置における製造方法の説明図（その２）である。
【図１１】図２のIII−III線の位置における製造方法の説明図（その３）である。
【符号の説明】
【００３８】
１１                 ゲートバスライン、
１２                 ドレインバスライン、
１３                 蓄積容量電極、
１４                 ＴＦＴ、
１５                 画素電極、
１６                 蓄積容量バスライン、
２１、３０１         ガラス基板、
２２                 絶縁層、
２３                 樹脂層、
２４                 反射電極、
２５、２７           配向膜、
２６                 液晶層、
２８                 透明電極、
２９                 透明基板、
３０                 偏光板、
３１、３０２         ゲート電極、
３２、３０９         ソース電極、
３３、３１０         ドレイン電極、
３４、３１２         コンタクトホール、
２０１、５０１       アドレスパターン、
３０３               ゲート絶縁膜、
３０４               半導体膜、
３０５               保護膜、
３０６               チャネル保護膜、
３０７               コンタクト層、
３０８               金属層、
３１１               絶縁膜、
３１３               レジスト膜、
３１４               レジスト開口部、
３１５               しわ状凹凸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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