(57)【要約】【課題】  有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜とＩＴＯ層との間の密着性を改善するとともに電蝕が生じないようにした、端面が順テーパ状のＩＴＯ層からなる透明導電層を有する液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置を提供すること。【解決手段】  有機層間膜１９又は窒化珪素からなる絶縁膜３３の表面にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電層を形成する際に、有機層間膜１９又は窒化珪素からなる絶縁膜３３の表面に変性層３４を形成し、この変性層３４上にアモルファスＩＴＯからなる透明導電層３１を形成した後に所定のパターンにエッチングして端部が順テーパ状態となるようにし、単一のＨｅのプラズマ処理を行うことにより変性層を形成すること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の表面にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電層を有する表示装置において、前記ＩＴＯからなる透明導電層は前記有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の表面に設けられた変性層上に設けられているとともに端部が順テーパ状態となっていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記変性層は、前記有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜を単一の不活性ガスによるプラズマ処理することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記変性層は、単一の不活性ガスをキャリアガスとしたプラズマ処理により前記有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜上に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ＩＴＯからなる透明導電層は、アモルファスＩＴＯで透明導電層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記変性層の表面は凹凸形状を有しており、前記ＩＴＯからなる透明導電層と前記変性層の間の少なくとも一部分には光反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜の表面に設けられたＩＴＯからなる透明導電性膜を有する表示装置に関し、特に有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜とＩＴＯからなる透明導電性膜との間の接着強度が強固で剥離し難く、しかも製造工程において電蝕が発生し難い液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、従来例の表示装置としてアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例にとり、その数画素部分の平面図である図３及び図３のＡ−Ａ断面図である図４を参照して簡単に説明する。従来の液晶表示装置１０は、第１の基板１１上にマトリクス状に設けられた走査線Ｘｎ、Ｘｎ+1・・・と信号線Ｙｍ、Ｙｍ+1・・・で囲まれた領域毎に画素電極１２が設けられている。この画素電極１２の下部には絶縁膜を介して補助容量電極１３が形成されており、また、画素電極１２は駆動用の画素トランジスタ１４に接続されている。さらに、第２の基板１５にはカラーフィルタ層ＣＦを介して対向電極１６が設けられている。
【０００３】
画素トランジスタ１４は絶縁ゲート電界効果型の薄膜トランジスタＴＦＴ（Thin Film Transistor）からなり、そのソース電極Ｓは信号線Ｙｍ、Ｙｍ+1・・・に接続されて画像信号Ｖsの供給を受け、また、ドレイン電極Ｄはコンタクトホール１７を経て画素電極１２に接続されている。さらに、画素トランジスタ１４のゲート電極Ｇは走査線Ｘｎ、Ｘｎ+1・・・に接続されて所定の電圧を有するゲートパルスＶgが印加されるようになされている。
【０００４】
なお、ここに示した液晶表示装置１０においては、各画素トランジスタ１４、走査線Ｘｎ、Ｘｎ+1・・・及び信号線Ｙｍ、Ｙｍ+1・・・を覆うように、第１の透光性基板１１の表示領域全体に絶縁膜１８を介して層間膜１９が平坦に所定高さとなるように設けられており、画素電極１２は、層間膜１９の表面に設けられてセルギャップが一定に保たれている。また、画素電極１２と対向電極１６との間には液晶２０が封入されている。
【０００５】
この画素電極１２及び対向電極１６は、通常は透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から形成されている。このＩＴＯ膜は、高温雰囲気でスパッタリング方法によって成膜することで多結晶状態の膜を形成することができ、得られた多結晶ＩＴＯ膜は、透過率が高くかつ低抵抗であるため、透明電極として優れている。しかしながら、表示装置においては、成膜したＩＴＯ膜を個別電極形状にエッチングしてパターニングする必要があるが、透明電極として優れた上述の多結晶状態のＩＴＯ膜はエッチングレートが低いためエッチングに時間がかかる。
【０００６】
一方、アモルファス状態のＩＴＯ膜はエッチングレートが高いため、これを採用することでエッチング時間を短縮することが可能となるが、アモルファスＩＴＯ膜は、高抵抗かつ低透過率であり、電極としての特性が劣るという問題がある。
【０００７】
そこで、下記特許文献１には、ＩＴＯ膜を常温かつ水添加雰囲気で成膜し、成膜後、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成し、この状態で高いエッチングレートにて所望パターンを形成し、その後、１８０℃程度以上（例えば、２２０℃程度）の温度で１時間程度以上（例えば１時間程度〜３時間程度）の熱処理を施すことで、ＩＴＯ膜を多結晶化し、かつ膜の抵抗を低下させ、透過率を高めるＩＴＯ膜の製造方法の発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−０１６８５８号公報
【特許文献２】特開２００１−２５５５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般に層間膜１９はアクリル等の絶縁性の有機樹脂膜から作製されるが、この層間膜１９上にアモルファスＩＴＯ層を設ける場合は、層間膜形成時、アモルファスＩＴＯ膜形成時に焼成工程があるため、有機樹脂膜からガスが発生し、アモルファスＩＴＯとの密着性が悪くなる。また、アモルファスＩＴＯ層形成時には基板表面に窒化珪素層（以下、ＳｉＮ層という。）が露出している部分が存在するが、この部分においてもアモルファスＩＴＯの付着性が良好でない。そのため、アモルファスＩＴＯ層をウェットエッチングする場合、有機層間膜又はＳｉＮからなる絶縁膜上のアモルファスＩＴＯ層が逆テーパ形状にエッチングされてしまうことが確認された。
【０００９】
この状態を図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）はポリイミドからなる層間膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図であり、図２（ｂ）はＳｉＮからなる絶縁膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図である。
【００１０】
まず、層間膜１９上に上記特許文献１に開示されている方法と同様の方法でアモルファスＩＴＯ膜３１を成膜し、このアモルファスＩＴＯ膜３１の表面に所定のパターンとなるようにフォトレジスト膜３２を設け、塩酸と硝酸の混合エッチング液によりアモルファスＩＴＯ膜３１の露出面をウェットエッチングすると、図２（ａ）に示すように、アモルファスＩＴＯ膜３１には端面が逆テーパ状となっているサイドエッチング部ｄ１が形成される。同様にして、ＳｉＮ膜３３の表面にアモルファスＩＴＯ膜３１を成膜した後にフォトレジスト膜３２を設け、ウェットエッチングすると、図２（ｂ）に示すように、アモルファスＩＴＯ膜３１には端面が逆テーパ状となっているサイドエッチング部ｄ２が形成される。
【００１１】
このようにアモルファスＩＴＯ膜３１の端面に逆テーパ状態が形成されると、アモルファスＩＴＯ膜３１の多結晶ＩＴＯ層化、フォトレジスト膜３２の除去、その他の製造段階を順に経るに従い、製品として出荷される頃には、多結晶ＩＴＯからなる透明導電層と有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜との間の付着強度の低下及び電蝕（上記特許文献２参照）という不都合が発生する。
【００１２】
本願の発明者等は、上記のような付着強度低下及び電蝕という問題点は有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜上に設けられたアモルファスＩＴＯ層のウェットエッチングの際に生じる端面が順テーパ状にエッチングされれば生じないことから、このような順テーパ状にエッチングできる条件を得るべく種々実験を重ねた結果、有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜の表面に不活性ガスのプラズマ処理により変性層を形成させると解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１３】
すなわち、本発明は、有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜とＩＴＯ層との間の密着性を改善するとともに電蝕が生じないようにした、端面が順テーパ状のＩＴＯ層からなる透明導電層を有する液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項１の表示装置の発明は、有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の表面にＩＴＯからなる透明導電層を有する表示装置において、前記ＩＴＯからなる透明導電層は前記有機層間膜又はＳｉＮからなる絶縁膜の表面に設けられた変性層上に設けられているとともに端部が順テーパ状態となっていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記変性層は、前記有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の単一の不活性ガスによるプラズマ処理により形成されたものであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記変性層は、単一の不活性ガスをキャリアガスとしたプラズマＣＶＤ法により前記有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜上に形成されたものであることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置において、前記ＩＴＯからなる透明導電層は、アモルファスＩＴＯで形成したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置において、前記変性層の表面は凹凸形状を有しており、前記ＩＴＯからなる透明導電層と前記変性層の間の少なくとも一部分には光反射膜が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記の構成を備えることにより、以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、ＩＴＯからなる透明電極は有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の表面に設けられた変性層上に設けられているとともに端部が順テーパ状態となっているから、ＩＴＯからなる透明電極と有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜との間の付着強度が大きく、電蝕が生じない表示装置が得られる。
【００２０】
また、請求項２の発明によれば容易に有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の表面を変性させることができ、また、請求項３の発明によれば容易に有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜の表面に変性層を積層することができるため、熱的に安定しておりＩＴＯとの付着強度の強い変性層が得られる。
【００２１】
また、請求項４の発明によれば、アモルファスＩＴＯ膜は多結晶ＩＴＯよりもエッチングレートが高いため、エッチング時間を短縮することが可能となるので、また、多結晶ＩＴＯ膜はアモルファスＩＴＯ膜よりも低抵抗でかつ高透過率であるため、製造時間を短縮でき、しかも、光学特性及び電気特性に優れた表示装置が得られる。
【００２２】
また、請求項５の発明によれば、請求項１〜４の表示装置の効果を奏する半透過型の表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る表示装置の実施例を図１を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための有機層間膜又は窒化珪素からなる絶縁膜へのＩＴＯからなる透明電極を形成した例を液晶表示装置を例にとり説明するものであって、本発明をこれに特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。なお、図１（ａ）は実施例におけるアクリルからなる層間膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図であり、図１（ｂ）は実施例におけるＳｉＮからなる絶縁膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図であり、図２における構成部分と同一の構成には同じ参照符号を付与して説明する。また、この層間膜上へのＩＴＯからなる透明電極を形成した液晶表示装置の具体的構成及び動作原理は、図３及び図４に示した従来例のものと同様であるので、必要に応じて図３及び図４を引用して説明することとする。
【実施例】
【００２４】
本実施例にかかる液晶表示装置１０は、以下の工程により製造される。まず、図３及び図４に示すように、第１の基板１１の表面に直接ないしは絶縁膜（図示せず）を介して、所定パターンに走査線Ｘ１、・・・、Ｘｎを形成する。このとき、ゲート電極Ｇが走査線Ｘ１、・・・、Ｘｎと同時に形成されると共に、補助容量電極１３もこの走査線Ｘ１、・・・、Ｘｎと同時に形成される。この走査線Ｘ１、・・・、Ｘｎ、ゲート電極Ｇ及び補助容量電極１３はアルミニウム又はアルミニウム合金等の遮光性導電性部材からなる。
【００２５】
次にこの第１の基板１１表面をＳｉＮからなる絶縁膜１８により被覆し、この絶縁膜１８を介してゲート電極Ｇと対向するようにアモルファスＳｉ層２１を形成し、信号線Ｙ１、・・・、Ｙｍを前記走査線Ｘ１、・・・、Ｘｎに直交する方向に形成し、アモルファスＳｉ層２１上に部分的に重なるように、信号線Ｙ１、・・・、Ｙｍから延設されたソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄを設けることにより画素トランジスタ１４を形成する。なお、信号線Ｙ１、・・・、Ｙｍ、ソース電極Ｓ及びドレイン電極ＤはＭｏ／Ａｌ／Ｍｏから形成される。
【００２６】
この画素トランジスタ１４のドレイン電極Ｄは絶縁膜を介して補助容量電極１３に対向配置され、これにより補助容量Ｃｓが形成される。その後、各画素トランジスタ１４、走査線Ｘｎ、Ｘｎ+1・・・及び信号線Ｙｍ、Ｙｍ+1・・・を覆うように、第１の基板１１の表示領域全体に絶縁膜１８を介してアクリルからなる層間膜１９を平坦に所定高さとなるように設け、層間膜１９の表面にＩＴＯからなる画素電極１２を設け、この画素電極１２とドレイン電極Ｄをコンタクトホール１７を介して電気的に接続する。なお、ＩＴＯからなる画素電極１２は走査線Ｘ１、・・・、Ｘｎ及び信号線Ｙ１、・・・、Ｙｍにより区画された領域を覆うように形成する。
【００２７】
そして、別途第２の基板１５の表面にカラーフィルタ層ＣＦ及びＩＴＯからなる透明な対向電極１６を形成したカラーフィルタ基板を第１の基板１１と対向させ、この間に液晶２０を封入することにより本実施例の液晶表示装置１０が完成される。この際、ＩＴＯからなる画素電極と層間膜との間の一部分にＡｌからなる反射膜（図示せず）を設ければ半透過型の液晶表示装置となる。
【００２８】
アクリルからなる層間膜１９上にＩＴＯからなる透明な画素電極１２の形成は次のようにして行われる。まず、層間膜１９を形成した第１の透光性基板１１の表面に常温により単一のＨｅガスのプラズマ処理を行う。このとき、Ｈｅガスのプラズマはアクリルからなる層間膜１９の表面に照射され、表面に変性層３４が形成される。これにより、有機層間膜の表面は、アクリルの一部が熱分解及び樹脂架橋されるため、熱的、脱ガス的に安定化され、また、ＳｉＮ膜の表面にも影響を及ぼさなくなる。実施例では、今回最も好ましい単一の不活性ガスとして、Ｈｅを用いたが、条件によってはArなどの不活性ガスを用いてもよい。
【００２９】
その後、変性層３４上にアモルファスＩＴＯ膜３１を常温かつ水添加雰囲気でスパッタリング法により成膜する。
【００３０】
次いで、アモルファスＩＴＯ膜３１の表面に所定のパターンとなるようにフォトレジスト膜３２を設け、塩酸と硝酸の混合エッチング液によりアモルファスＩＴＯ膜３１の露出面をウェットエッチングする。そうすると、層間膜１９上のアモルファスＩＴＯ膜３１は、図１（ａ）に示したように、端面が順テーパ状となったサイドエッチング部Ｄ１が形成された状態となり、また、ＳｉＮからなる絶縁膜３３上のアモルファスＩＴＯ膜３１でも、図１（ｂ）に示したように、端面が順テーパ状となったサイドエッチング部Ｄ２が形成された状態となる。
【００３１】
したがって、この工程後のフォトレジスト膜３２の除去、焼成として１８０℃程度以上、３０分以上の熱処理を施すことで、その他の製造段階を順に経ても、製品として出荷される多結晶ＩＴＯからなる透明導電層と有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜との間の付着強度の低下及び電蝕が生じることがなくなり、安定な品質の液晶表示装置が得られる。
【００３２】
なお、本実施例では単一のＨｅのプラズマ処理によって有機層間膜ないしはＳｉＮからなる絶縁膜の表面に変性層を作製した例を示したが、プラズマＣＶＤにより変性層を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）は実施例における単一なＨeガスでのプラズマ処理を行ったアクリルからなる層間膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図であり、図１（ｂ）は実施例における単一なＨeガスでのプラズマ処理を行ったＳｉＮからなる絶縁膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）はアクリルからなる層間膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図であり、図２（ｂ）はＳｉＮからなる絶縁膜の表面に設けたアモルファスＩＴＯのエッチング状態を示す断面図である。
【図３】従来例の液晶表示装置の数画素分の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ    アクティブマトリクス型液晶表示パネル
１１                     第１の基板
１２                     画素電極
１３                     補助容量電極
１４                     画素トランジスタ（ＴＦＴ）
１５                     第２の基板
１６                     共通電極
１７                     コンタクトホール
１８、２２、２４        絶縁膜
１９                     層間膜
２０                     液晶
２１                     走査線の延長部
２３                     アモルファスシリコン層
ＣＦ                     カラーフィルタ層
Ｘｎ、Ｘｎ+1            走査線
Ｙｍ、Ｙｍ+1            信号線
【図１】
2006301243.tif 000003
【図２】
2006301243.tif 000004
【図３】
2006301243.tif 000005
【図４】
2006301243.tif 000006