JP4141781B2 - Method for manufacturing reflective liquid crystal display device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な凹凸が設けられた有機樹脂膜の上に反射電極が形成された反射型液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比べて薄く、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り、テレビ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ディスクトップ型ＰＣ、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。特に、各画素毎にスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、その駆動能力の高さからＣＲＴにも匹敵する優れた表示特性を示し、ディスクトップ型ＰＣやテレビなど従来ＣＲＴが使用されていた分野にも広く使用されるようになった。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。２枚の透明基板のうちの一方の基板には各画素毎に画素電極及びＴＦＴが形成され、他方の基板には画素電極に対向するカラーフィルタと、各画素共通のコモン（共通）電極とが形成されている。以下、画素電極及びＴＦＴが形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、カラーフィルタ及びコモン電極が形成された基板をＣＦ基板と呼ぶ。また、ＴＦＴ基板、ＣＦ基板及びそれらの間に封入された液晶からなる構造体を液晶パネルと呼ぶ。
【０００４】
液晶表示装置には、画素毎に透過光の光量を制御して画像を表示する透過型液晶表示装置と、画素毎に反射光の光量を制御して画像を表示する反射型液晶表示装置とがある。透過型液晶表示装置にはバックライトと呼ばれる専用の光源が必要であるのに対し、反射型液晶表示装置では光源として周囲の光（自然光又は電灯光）を使用するので、透過型液晶表示装置に比べて消費電力がより一層少ないという長所がある。また、屋外では、透過型液晶表示装置よりも反射型液晶表示装置のほうが視認性が優れていることもある。このため、反射型液晶表示装置は、主に屋外で使用されることが多いノート型ＰＣ、ＰＤＡ及び携帯電話に搭載されている。
【０００５】
反射型液晶表示装置では、画素電極（反射電極ともいう）として光の反射率が高い金属薄膜を使用する。金属薄膜の表面には微細な凹凸を設け、光を乱反射させることによって液晶パネルを見る位置（液晶パネルに対する角度）が変化しても視認性が大きく変化しないようにしている。
【０００６】
本願出願人は、フォトレジストを使用して画素電極の表面に微細なしわ状の凹凸を形成する方法を既に提案している（特開２００２−２２１７１６号公報等）。以下、図１〜図７を参照してその方法について説明する。
【０００７】
まず、図１（ａ）に示すように、スパッタ法により、ガラス基板１０の上に金属膜１１を形成し、その上に、フォトレジストを使用して所定のパターンのレジスト膜１２を形成する。
【０００８】
次に、図１（ｂ）に示すように、レジスト膜１２をマスクとして金属膜１１をエッチングし、ゲートバスライン１１ａ及び蓄積容量バスライン１１ｂを形成する。その後、レジスト膜１２を除去する。
【０００９】
次に、図２（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により、基板１０の上側全面にゲート絶縁膜１３を形成し、更にその上にＴＦＴの動作層となるアモルファスシリコン膜１４及びチャネル保護膜となるＳｉＮ（窒化シリコン）膜１５を順次形成する。
【００１０】
その後、ＳｉＮ膜１５の上にポジ型フォトレジスト膜を形成する。そして、基板１０の裏面側からフォトレジスト膜を露光し、更に基板１０の上側から所定の露光マスクを介して露光した後に現像処理を施して、ゲートバスライン１１ａの上方のチャネル保護膜形成領域を覆うレジスト膜１６を自己整合的に形成する。
【００１１】
次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜１６をマスクとしてＳｉＮ膜１５をエッチングし、チャネル保護膜１５ａを形成する。その後、レジスト膜１６を除去する。
【００１２】
次に、図３（ａ）に示すように、基板１０の上側全面に、オーミックコンタクト層となるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１７を形成する。その後、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法により、ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１７上に金属膜１８を形成する。そして、フォトレジストを使用して、金属膜１８の上に所定のパターンのレジスト膜１９を形成する。
【００１３】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜１９をマスクとして金属膜１８、ｎ+ 型アモルファス膜１７及びアモルファスシリコン膜１４をエッチングして、ＴＦＴの動作層となるアモルファスシリコン膜１４の形状を確定するとともに、データバスライン１８ａ、ソース電極１８ｂ、ドレイン電極１８ｃ及び蓄積容量電極１８ｄを形成する。このとき、アモルファスシリコン膜１４のうちＴＦＴのチャネルとなる部分は、チャネル保護膜１５ａにより保護される。その後、レジスト膜１９を除去する。
【００１４】
次に、図４（ａ）に示すように、基板１０の上側全面に、透明絶縁膜からなる最終保護膜２０を形成する。最終保護膜２０は、例えばＳｉＮにより形成する。そして、この最終保護膜２０の上に、コンタクトホール形成部が開口されたレジスト膜２１を形成する。
【００１５】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜２１をマスクとして最終保護膜２０をエッチングし、ソース電極１８ｂ及び蓄積容量電極１８ｄに到達するコンタクトホール２０ａ，２０ｂをそれぞれ形成する。その後、レジスト膜２１を除去する。
【００１６】
次に、図５（ａ）に示すように、基板１０の上側全面にポジ型フォトレジスト膜２２を形成し、露光及び現像処理を施して、コンタクトホール２０ａ，２０ｂが露出する開口部を形成する。その後、１３０〜１４５℃の温度でポストベークした後、更にレジスト膜２２の表層に紫外線（ＵＶ）を照射して、表層のポリマーを架橋させる。このときの紫外線の照射量は、１０００〜６０００ｍＪ／ｃｍ2 程度である。次に、２００℃以上の温度で熱焼成すると、レジスト膜２２の表層（架橋した部分）と深部（架橋していない部分）との熱的変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）が異なるため、図５（ｂ）に示すように、レジスト膜２２の表面に微細なしわ状の凹凸が生成される。
【００１７】
次に、図６（ａ）に示すように、基板１０の上側にＡｌをスパッタリングして、レジスト膜２２の上にＡｌからなる金属膜２３を形成する。レジスト膜２２の表面には微細な凹凸が設けられているので、金属膜２３の表面にも凹凸が形成される。この金属膜２３は、コンタクトホール２０ａ，２０ｂを介してソース電極１８ｂ及び蓄積容量電極１８ｄに電気的に接続される。その後、金属膜２３の上に、画素電極を確定するためのレジスト膜２４を所定のパターンで形成する。
【００１８】
次いで、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜２４をマスクとして金属膜２３をエッチングし、各画素毎に分離された画素電極２３ａを形成する。その後、図７に示すようにレジスト膜２４を除去する。このようにして、表面に微細な凹凸を有する画素電極２３ａが形成される。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００２−２２１７１６号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする問題点】
上述した反射型液晶表示装置の製造方法では、フォトレジスト膜にＵＶを照射して表層のみを架橋させた後、熱処理を施すことによってフォトレジスト膜にしわ状の凹凸を形成している。この場合、ＵＶ光の照度及び照度分布が重要であり、これらのパラメータが変化すると凹凸のむらが発生する。しかし、大型の基板全体にＵＶを均一に、かつ再現性よく照射することは難しい。
【００２１】
また、上述の方法では、フォトレジスト膜２２にコンタクトホール２０ａ，２０ｂに通じる開口部を形成した後、１３０〜１４５℃の温度でポストベークを行っている。ポストベークの温度は凹凸の傾斜角及びピッチに関係することが判明しているが、上述したＵＶ光を使用する方法では、ホストベークの温度を１５０℃以上にするとフォトレジスト膜に凹凸を形成することができなくなることが確認されている。
【００２２】
例えば、ＰＤＡに使用される小型の液晶表示装置の場合は比較的粗い凹凸を形成することが好ましく、ノート型ＰＣに使用される中型の液晶表示装置の場合は比較的細かい凹凸を形成することが好ましい。しかし、上述した方法では、このような要望に対応することができない。
【００２３】
なお、ポストベークの温度が１３０℃よりも低いと、レジスト膜中のＮ2 を十分に除去することができず、ＵＶ照射時に露光破裂が発生することがある。
【００２４】
以上から、本発明の目的は、レジスト膜の凹凸の傾斜角及びピッチを精度よく制御することができて、凹凸のむらのない反射電極を有する反射型液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、基板上に有機樹脂を塗布して有機樹脂膜を形成する工程と、前記有機樹脂膜をベークするベーク工程と、前記有機樹脂膜に荷電粒子を照射して表層のみを硬化させる荷電粒子照射工程と、前記有機樹脂膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する熱処理工程と、前記有機樹脂膜の上に反射電極を形成する反射電極形成工程とを有し、前記荷電粒子照射工程においては、イオン注入法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＰＣ法及びＴＣＰ法のうちのいずれかの方法により前記有機樹脂膜に荷電粒子を照射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。
【００２６】
上記した課題は、第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第１のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第１のフォトレジスト膜の前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する第１の露光／現像工程と、前記第１のフォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記薄膜トランジスタのソース電極に通じるコンタクトホールを形成する工程と、前記第１のフォトレジスト膜を除去する工程と、前記絶縁膜上に第２のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第２のフォトレジスト膜の前記コンタクトホールに対応する位置に開口部を形成する第２の露光／現像工程と、前記第２のフォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程と、前記第２のフォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記第２のフォトレジスト膜の上側全面に導電性の反射膜を形成する工程と、前記反射膜をパターニングして第１の電極を形成する工程と、導電体膜からなる第２の電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、前記第２のフォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程においては、イオン注入法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＰＣ法及びＴＣＰ法のうちのいずれかの方法を用い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。
【００２７】
上記した課題は、第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記薄膜トランジスタのソース電極に通じるコンタクトホールを形成する工程と、前記フォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程と、前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上側全面に導電性の反射膜を形成する工程と、前記反射膜をパターニングして第１の電極を形成する工程と、導電体膜からなる第２の電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、前記フォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程においては、イオン注入法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＰＣ法及びＴＣＰ法のうちのいずれかの方法を用い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。
【００２９】
本発明においては、荷電粒子を照射して有機樹脂膜の表層のみを硬化させ、その後熱処理を施して有機樹脂膜の表面にしわ状の凹凸を形成する。荷電粒子を有機樹脂に照射する方法には、例えばイオン注入（Ion Doping）法、反応性イオンプラズマエッチング（Reactive Ion Etching）法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（Electron Cyclotron Resonance Plasm）法、誘導結合型ＩＰＣ（Inductively Coupled Plasma）法及びＴＣＰ（Transformer Coupled Plasm ）法などがある。
【００３０】
有機樹脂膜に照射された荷電粒子は、有機樹脂膜の表層で熱エネルギーに変換され、熱架橋反応を引き起こす。これにより、有機樹脂膜の表層のみが硬化する。その後、熱処理を施すと、有機樹脂膜の表層（架橋した部分）と深部（架橋していない部分）との熱的変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）が異なるため、有機樹脂膜の表面に凹凸が形成される。
【００３１】
イオン注入法又はＲＩＥ法等により荷電粒子を有機樹脂膜に照射して有機樹脂膜の表層を硬化させる方法は、大型の基板を使用した場合であっても基板上の有機樹脂膜全体にわたって均一に荷電粒子を照射することが可能である。また、照射量（ドーズ量）の再現性も、ＵＶ照射に比べて優れている。これにより、レジスト膜の表面に微細なしわ状の凹凸を均一にかつ再現性よく形成することができる。
【００３２】
また、本願発明者等の実験から、荷電粒子により有機樹脂膜の表層のみを硬化させた場合は、ベーク温度を１６５℃にしても凹凸が形成されることが確認されている。これは、ＵＶに比べて荷電粒子のエネルギーが高いため、硬化した部分と硬化していない部分との熱変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）の差が大きくなるためと考えられる。つまり、本発明によれば、適用可能なベーク温度の範囲が広いので、凹凸の傾斜角及びピッチを大きく変化させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３４】
（反射型液晶表示装置）
図８は本発明の実施の形態の反射型液晶表示装置を示すブロック図である。
【００３５】
この液晶表示装置は、制御回路１０１、データドライバ１０２、ゲートドライバ１０３及び表示部１０４により構成されている。この液晶表示装置には、コンピュータ等の外部装置（図示せず）から表示信号（Ｒ（赤）信号、Ｇ（緑）信号及びＢ（青）信号）、水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsync等の信号が供給され、電源（図示せず）から高電圧（例えば、１８Ｖ）ＶH 、低電圧ＶL （例えば、３．３Ｖ又は５Ｖ）及び接地電位Ｖgnd が供給される。
【００３６】
表示部１０４には、水平方向及び垂直方向に多数の画素（サブピクセル）が配列されている。一つの画素は、ＴＦＴ１０５と、このＴＦＴ１０５のソース電極に接続された表示セル１０６及び蓄積容量１０７とにより構成される。表示セル１０６は、一対の電極（画素電極及びコモン電極）と、それらの電極間の液晶と、偏光板とにより構成される。
【００３７】
また、表示部１０４には、水平方向に延びる複数のゲートバスライン１０８ａと、垂直方向に延びる複数のデータバスライン１０９ａとが設けられている。水平方向に並ぶ画素の各ＴＦＴ１０５のゲート電極は同一のゲートバスライン１０８ａに接続され、垂直方向に並ぶ画素の各ＴＦＴ１０５のドレイン電極は同一のデータバスライン１０９ａに接続されている。
【００３８】
制御回路１０１は、水平同期信号Ｈsync及び垂直同期信号Ｖsyncを入力し、１水平同期期間の開始時にアクティブになるデータスタート信号DSI と、１水平同期期間を一定の間隔に分割するデータクロックDCLKと、１垂直同期期間の開始時にアクティブになるゲートスタート信号GSI と、１垂直同期期間を一定の間隔に分割するゲートクロックGCLKとを出力する。
【００３９】
データドライバ１０２は、シフトレジスタ１０２ａ、レベルシフタ１０２ｂ及びアナログスイッチ１０２ｃにより構成されている。
【００４０】
シフトレジスタ１０２ａは複数の出力端子を有している。このシフトレジスタ１０２ａはデータスタート信号DSI により初期化され、データクロックDCLKに同期したタイミングで各出力端子から順番に低電圧のアクティブ信号を出力する。
【００４１】
レベルシフタ１０２ｂは複数の入力端子と複数の出力端子とを備えている。そして、シフトレジスタ１０２ａから出力された低電圧のアクティブ信号を、高電圧に変換して出力する。
【００４２】
アナログスイッチ１０２ｃも、複数の入力端子と複数の出力端子とを有している。アナログスイッチ１０２ｃの各出力端子は、それぞれ対応するデータバスライン１０９ａに接続されている。アナログスイッチ１０２ｃは、レベルシフタ１０２ｂからアクティブ信号を入力すると、アクティブ信号を入力した入力端子に対応する出力端子に表示信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号のいずれか１つ）を出力する。
【００４３】
すなわち、データドライバ１０２は、１水平同期期間内にデータクロックDCLKに同期したタイミングで、表示部１０４のデータバスライン１０９ａに表示信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号）を順番に出力する。
【００４４】
ゲートドライバ１０３は、シフトレジスタ１０３ａ、レベルシフタ１０３ｂ及び出力バッファ１０３ｃにより構成されている。
【００４５】
シフトレジスタ１０３ａは複数の出力端子を有している。このシフトレジスタ１０３ａはゲートスタート信号GSI により初期化され、ゲートクロックGCLKに同期したタイミングで各出力端子から順番に低電圧の走査信号を出力する。
【００４６】
レベルシフタ１０３ｂは、複数の入力端子と複数の出力端子とを備えている。そして、シフトレジスタ１０３ａから入力された低電圧の走査信号を、高電圧に変換して出力する。
【００４７】
出力バッファ１０３ｃも、複数の入力端子と複数の出力端子とを有している。出力バッファ１０３ｃの各出力端子は、それぞれ対応するゲートバスライン１０８ａに接続されている。出力バッファ１０３ｃは、レベルシフタ１０３ｂから入力された走査信号を、入力端子に対応する出力端子を介してゲートバスライン１０８ａに供給する。
【００４８】
すなわち、ゲートドライバ１０３からは、１垂直同期期間内にゲートクロックGCLKに同期したタイミングで、表示部１０４のゲートバスライン１０８ａに走査信号を順番に供給する。
【００４９】
表示部１０４のＴＦＴ１０５は、ゲートバスライン１０８ａに走査信号が供給されるとオンとなる。このとき、データバスライン１０９ａに表示信号（Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号のいずれか１つ）が供給されると、表示セル１０６及び蓄積容量１０７に表示信号が書き込まれる。表示セル１０６では、書き込まれた表示信号により液晶分子の傾きが変化し、その結果表示セル１０６の光反射率が変化する。各画素毎に表示セル１０６の光反射率を制御することによって、所望の画像が表示される。
【００５０】
図９は、上述した反射型液晶表示装置の１画素を示す平面図、図１０は図９のＩ−Ｉ線による断面図である。
【００５１】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１０に示すように、相互に対向して配置されたＴＦＴ基板１２０及びＣＦ基板１５０と、これらのＴＦＴ基板１２０及びＣＦ基板１５０の間に封入された液晶１８０と、ＣＦ基板１５０の上に配置された偏光板１５６とにより構成されている。
【００５２】
ＴＦＴ基板１２０は、図９，図１０に示すように、ガラス基板１２１と、ガラス基板１２１上に形成されたゲートバスライン１０８ａ、蓄積容量バスライン１０８ｂ、データバスライン１０９ａ、ＴＦＴ１０５、蓄積容量電極１２９ｃ及び画素電極（反射電極）１３４等により構成されている。
【００５３】
図１０に示すように、画素電極１３４の下のレジスト膜１３３には微細なしわ状の凹凸が設けられており、画素電極１３４の表面にはレジスト膜１３３の凹凸に倣った凹凸が設けられている。
【００５４】
蓄積容量バスライン１０８ｂは、ゲートバスライン１０８ａと同じ配線層に形成され、ゲートバスライン１０８ａと平行に配置されている。また、蓄積容量電極１２９ｃは、ゲート絶縁膜１２４を介して蓄積容量バスライン１０８ｂ上に形成されており、これらの蓄積容量電極１２９ｃ、蓄積容量バスライン１０８ｂ及びそれらの間の絶縁膜１２４により、図８に示す蓄積容量１０７を構成している。蓄積容量電極１２９ｃは、コンタクトホール１３１ｂを介して画素電極１３４と電気的に接続されている。
【００５５】
更に、本実施の形態では、図９に示すように、ゲートバスライン１０８ａの一部がＴＦＴ１０５のゲート電極となっており、ＴＦＴ１０５のソース電極１２９ａはコンタクトホール１３１ａを介して画素電極１３４に接続され、ドレイン電極１２９ｂはデータバスライン１０９ａに接続されている。更にまた、画素電極１３４の上には、電界が印加されていないときの液晶分子の配向方向を決める配向膜１３５がポリイミド等により形成されている。
【００５６】
一方、ＣＦ基板１５０は、ガラス基板（透明絶縁性基板）１５１と、このガラス基板１５１の一方の面側（図１０では下側）に形成されたブラックマトリクス１５２、カラーフィルタ１５３及びコモン電極１５４とにより構成されている。ブラックマトリクス１５２は画素電極１３５間の領域を覆うように形成されている。また、ガラス基板１５１の下には、各画素毎に、赤色、緑色及び青色のいずれか１色のカラーフィルタ１５３が形成されている。更に、カラーフィルタ１５３の下にコモン電極１５４が形成されており、このコモン電極１５４の下には配向膜１５５が形成されている。
【００５７】
これらのＴＦＴ基板１２０及びＣＦ基板１５０は、配向膜１３５，１５５が形成された面を相互に対向させて配置されており、両者の間に封入された液晶１８０とともに液晶パネルを構成する。なお、制御回路１０１、データドライバ１０２及びゲートドライバ１０３は、液晶パネルと一体的に形成してもよいし、他の基板上にこれらの回路を形成し、フレキシブル基板等を介して液晶パネルに電気的に接続してもよい。
【００５８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態の反射型液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００５９】
まず、ＴＦＴ基板の製造方法について説明する。図１１〜図１６は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００６０】
まず、図１１（ａ）に示すように、ＰＶＤ法により、ガラス基板１２１の上に金属膜１２２を形成し、その上に、フォトレジストを使用して所定のパターンのレジスト膜１２３を形成する。金属膜１２２は、例えば厚さが１５０ｎｍのＡｌ（アルミニウム）膜と、厚さが９０ｎｍのＭｏＮ（窒化モリブデン）膜と、厚さが１０ｎｍのＭｏ（モリブデン）膜とを基板側からこの順に積層して形成する。なお、金属膜１２２は、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ合金、又はＡｌとＴｉ（チタン）との積層膜などにより形成してもよい。
【００６１】
次に、図１１（ｂ）に示すように、レジスト膜１２３をマスクとして金属膜１２２をエッチングし、ゲートバスライン１０８ａ及び蓄積容量バスライン１０８ｂを形成する。金属膜１２２がＡｌ／ＭｏＮ／Ｍｏからなるときは、エッチャントとして例えば燐酸、硝酸及び酢酸の混酸を使用してウェットエッチングを行う。金属膜１２２がＣｒからなるときは、Ｃｒエッチャントによるウェットエッチングを行う。金属膜１２２がＡｌ合金又はＡｌとＴｉとの積層膜からなるときは、塩素系ガスを使用したドライエッチングを行う。
【００６２】
このようにしてゲートバスライン１０８ａ及び蓄積容量バスライン１０８ｂを形成した後、レジスト膜１２３を除去する。
【００６３】
次に、図１２（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により、ガラス基板１２１の上側全面にＳｉＮからなるゲート絶縁膜１２４を形成し、更にその上にＴＦＴ１０５の動作層となるアモルファスシリコン膜１２５及びチャネル保護膜となるＳｉＮ（窒化シリコン）膜１２６を順次形成する。ゲート絶縁膜１２４の厚さは、例えば３５０ｎｍとする。また、アモルファスシリコン膜１２５の厚さは例えば３０ｎｍ、ＳｉＮ膜１２６の厚さは例えば１２０ｎｍとする。
【００６４】
その後、ＳｉＮ膜１２６の上にポジ型フォトレジスト膜を形成する。そして、基板１２１の裏面側からフォトレジスト膜を露光し、更に基板１２１の上側から所定の露光マスクを介して露光した後に現像処理を施して、ゲートバスライン１０８ａの上方のチャネル保護膜形成領域を覆うレジスト膜１２７を自己整合的に形成する。
【００６５】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジスト膜１２７をマスクとしてＳｉＮ膜１２６をエッチングし、チャネル保護膜１２６ａを形成する。その後、レジスト膜１２７を除去する。
【００６６】
次に、図１３（ａ）に示すように、ＰＶＤ法により、基板１２１の上側全面に、オーミックコンタクト層となるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１２８を形成しする。その後、ＰＶＤ法により、ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１２８上に金属膜１２９を形成する。ｎ+ 型アモルファスシリコン膜１２８の厚さは、例えば３０ｎｍとする。また、金属膜１２９は、例えば厚さが２０ｎｍＴｉ膜と、厚さが７５ｎｍのＡｌ膜と、厚さが８０ｎｍのＴｉ膜との３層の積層構造とする。
【００６７】
その後、フォトレジストを使用して、金属膜１２９の上に所定のパターンのレジスト膜１３０を形成する。
【００６８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、レジスト膜１３０をマスクとし、金属膜１２９、ｎ+ 型アモルファス膜１２８及びアモルファスシリコン膜１２５を塩素系ガスを使用したＲＩＥ法によりエッチングする。これにより、ＴＦＴ１０５の動作層となるアモルファスシリコン膜１２５の形状が確定するとともに、データバスライン１０９ａ、ソース電極１２９ａ、ドレイン電極１２９ｂ及び蓄積容量電極１２９ｃが形成される。このとき、アモルファスシリコン膜１２５のうちＴＦＴ１０５のチャネルとなる部分は、チャネル保護膜１２６ａにより保護される。その後、レジスト膜１３０を除去する。
【００６９】
次に、図１４（ａ）に示すように、ガラス基板１２１の上側全面に、透明絶縁膜からなる最終保護膜１３１を形成する。最終保護膜１３１は、例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮを３３０ｎｍの厚さに堆積して形成する。そして、この最終保護膜１３１の上に、コンタクトホール形成部が開口されたレジスト膜１３２を形成する。
【００７０】
次に、図１４（ｂ）に示すように、レジスト膜１３２をマスクとして最終保護膜１３１をフッ素（Ｆ）系ガスを用いたＲＩＥ法によりエッチングし、ソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃに到達するコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂをそれぞれ形成する。その後、レジスト膜１３２を除去する。
【００７１】
次に、図１５（ａ）に示すように、基板１２１の上側全面にポジ型フォトレジストを約３．５μｍの厚さに塗布してレジスト膜１３３を形成する。その後、このレジスト膜１３３に対し露光及び現像処理を施して、コンタクトホール１３１ａ，１３１ｂが露出する開口部を形成する。これにより、レジスト膜１３３の厚さは約３μｍになる。その後、レジスト膜１３３を１３０〜１６５℃の温度でポストベークする。なお，レジスト膜の好ましい厚さ（現像処理後の厚さ）はレジストの種類によって異なるが、例えば１〜４μｍの範囲とする。
【００７２】
次に、Ｈ2 で希釈したジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）ガスを用いてレジスト膜１３３の表層にＢ（ホウ素）をイオン注入することで、レジスト膜１３３の表層のみを硬化させる。ここで、ＰＤＡ等に使用する小型の反射型液晶表示装置を製造する場合、例えばＢ2 Ｈ6 ガスの流量を３５sccm、加速電圧を３０ｋＶ、ドーズ量を３×１０14／ｃｍ2 とする。好ましいドーズ量及び加速電圧はフォトレジスト膜の種類及び荷電粒子の種類により異なるが、例えばドーズ量は１×１０13〜２×１０15／ｃｍ2 の範囲とし、加速電圧は１〜１００ｋＶの範囲とする。凹凸のむらを回避するためには、ドーズ量は５×１０13〜１×１０15／ｃｍ2 、加速電圧は５〜６０ｋＶとすることが好ましい。
【００７３】
なお、レジスト膜１３３に注入するイオンは、Ｈ（水素）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｐ（リン）、Ａｒ（アルゴン）及びＡｓ（ヒ素）からなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。例えば、レジスト膜１３３にＰをイオン注入する場合は、Ｈ2 で希釈したホスフィン（ＰＨ3 ）ガスを使用し、ガス流量を４０sccm、加速電圧を５〜６０ｋＶ、ドーズ量を５×１０13〜１×１０15／ｃｍ2 とすることが好ましい。
【００７４】
更に、レジスト膜１３３にこれらのイオンを注入する方法としては、上述したイオン注入法の他にも、ＲＩＥ法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＣＰ法又はＴＣＰ法等がある。
【００７５】
次に、２００〜２３０℃の温度でレジスト膜１３３を熱処理（焼成）する。そうすると、イオン注入により硬化した層（表層）と、硬化していない層（深部）との熱変形特性（熱膨張率又は熱収縮率）が異なるため、図１５（ｂ）に示すように、レジスト膜１３３の表面に微細なしわ状の凹凸が形成される。
【００７６】
次に、ＰＶＤ法により、ガラス基板１２１の上側全面にＡｌからなる金属膜を約１５０ｎｍの厚さに形成する。この金属膜は、表面に凹凸を有するレジスト膜１３３の上に形成されるので、金属膜の表面にも微細な凹凸が形成される。また、金属膜はコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂを介してソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃにそれぞれ電気的に接続される。
【００７７】
その後、金属膜の上に画素電極の形状を確定するためのレジスト膜を形成し、燐酸、硝酸及び酢酸の混酸等で金属膜をウェットエッチングして、図１６に示すように、画素電極１３４を形成する。その後、レジスト膜を除去した後、基板１２１の上側全面にポリイミドからなる配向膜１３５を形成する。これにより、ＴＦＴ基板が完成する。
【００７８】
以下、ＣＦ基板１５０の製造方法について説明する。
【００７９】
まず、ガラス基板１５１の面上（図１０では下側の面）にＣｒ膜を形成し、このＣｒ膜をフォトリソグラフィによりパターニングして、ブラックマトリクス１５２を形成する。その後、赤色感光性樹脂、緑色感光性樹脂及び青色感光性樹脂を使用して、ガラス基板１５１の一方の面上に赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ１５３を形成する。
【００８０】
次に、それらのカラーフィルタ１５３の上にＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）をスパッタして透明のコモン電極１５４を形成する。そして、コモン電極１５４の上に、ポリイミドからなる配向膜１５５を形成する。このようにしてＣＦ基板１５０が完成する。
【００８１】
次いで、ＴＦＴ基板１２０とＣＦ基板１５０との間に両者の間隔を一定に維持するためのスペーサ（図示せず）を配置し、真空注入法又は滴下注入法によりＴＦＴ基板１２０とＣＦ基板１５０との間に液晶１８０を封入する。このようにして、図９，図１０に示すような反射型液晶表示装置が完成する。
【００８２】
本実施の形態では、イオン注入法によりフォトレジスト膜１３３にＢイオンを照射してフォトレジスト膜１３３の表層のみを硬化させるので、ＵＶ照射によりフォトレジスト膜の表層を硬化させる方法に比べて、ガラス基板の面積が大きい場合であっても、ガラス基板上のレジスト膜全体にわたって均一な条件でＢイオンを照射することが可能である。これにより、レジスト膜１３３に凹凸を均一に、かつ再現性よく形成することができる。
【００８３】
また、本実施の形態では、Ｂイオンによりフォトレジスト膜１３３の表層のみを硬化させるので、ポストベーク温度を１６５℃まで上昇させることができる。これにより、凹凸の傾斜角やピッチの制御性が向上する。
【００８４】
更に、ポストベーク温度を高く設定することにより、レジスト膜１３３中のＮ2 を十分に除去することができるため、Ｂイオン照射時にレジスト膜１３３に露光破裂が発生することが防止される。
【００８５】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態の反射型液晶表示装置の製造方法について説明する。第２の実施の形態では、最終保護膜のコンタクトホールの形成に使用したレジスト膜を残し、そのレジスト膜の表面に凹凸を形成する。
【００８６】
第１の実施の形態の図１４（ａ），（ｂ）に示す工程において、最終保護膜１３１にコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂを形成する際には、一般的に、ゲートバスライン１０８ａの端部に設けられた端子の上にも開口部を形成して、端子の表面を露出させる。従って、図１４（ｂ）に示すように、コンタクトホール形成部ではオーバーエッチングになり、レジスト膜１３２の開口部の径よりもコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂの径のほうが大きくなる。仮に、レジスト膜１３２の上に画素電極となる金属膜を形成すると、レジスト膜１３２の開口部の径よりもコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂの径のほうが大きいため、レジスト膜１３２上の金属膜とソース電極１２９ａ及び蓄積容量電極１２９ｃとが電気的に接続されないことが起こる。そのため、第１の実施の形態では、コンタクトホール１３１ａ，１３１ｂの形成に使用したレジスト膜１３２を剥離し、最終保護膜１３１の上に新たにレジスト膜１３３を形成して、レジスト膜１３３の表面に凹凸を形成している。
【００８７】
一方、第２の実施の形態では、エッチング条件を制御することにより、レジスト膜の開口部の径よりも小さな径のコンタクトホールを形成する。
【００８８】
即ち、図１７（ａ）に示すように、第１の実施の形態と同様にしてガラス基板１２１上にＳｉＮからなる最終保護膜１３１まで形成した後、最終保護膜１３１の上にポジ型フォトレジスト膜１４１を塗布する。そして、露光及び現像処理を施して、レジスト膜１４１にコンタクトホール形成用の開口部を形成する。その後、このレジスト膜１４１をマスクとし、ＳＦ6 ／Ｏ2 ガスを使用して最終保護膜１３１をＲＩＥ法によりエッチングする。
【００８９】
このとき、ＳＦ6 ガスの流量を少なくし、Ｏ2 ガスの流量を多くすると、最終保護膜１３１のエッチング速度が遅くなり、レジスト膜１４１のエッチング速度が速くなって、最終保護膜１３１に形成されるコンタクトホール１３１ａ，１３１ｂの径が、レジスト膜１４１の開口部の径よりも小さくなる。例えば、ＳＦ6 ガスの流量を１３０sccm、Ｏ2 ガスの流量を２７０sccm、圧力を８．０Ｐａ、パワーを６００Ｗとする。
【００９０】
また、ＳｉＮ中のＳｉの含有量を増やし緻密な膜を形成することにより最終保護膜１３１の膜質を硬くして、最終保護膜１３１をエッチングされにくくしてもよい。例えば、通常の窒化膜の成膜条件は、ＳｉＨ4 ガスの流量が２４０sccm、Ｎ2 ガスの流量が２１００sccm、圧力が２１３．３Ｐａ、温度が２３０℃、パワーが２０００Ｗである。これに対し、緻密で硬い窒化膜を成膜するときには、ＳｉＨ4 ガスの流量を１８０sccm、ＮＨ3 ガスの流量を６００sccm、Ｎ2 ガスの流量を４０００sccm、圧力を１６０Ｐａ、温度を２３０℃、パワーを１４００Ｗとする。また、例えば、ＳｉＨ4 ガスの流量を２４０sccm、ＮＨ3 ガスの流量を６００sccm、Ｎ2 ガスの流量を４０００sccm、圧力を１６０Ｐａ、温度を２３０℃、パワーを１４００Ｗとする。このようにして形成した窒化膜をエッチングするときには、例えば、ＳＦ6 ガスの流量を１３０sccm、Ｏ2 ガスの流量を２７０sccm、圧力を８．０Ｐａ、パワーを６００Ｗとする。
【００９１】
次に、図１７（ｂ）に示すように、コンタクトホール１３１ａ，１３１ｂの形成に使用したレジスト膜１４１にＢをイオン注入して、レジスト膜１４１の表層のみを硬化させる。
【００９２】
次いで、２００〜２３０℃の温度でレジスト膜１４１を熱処理（焼成）する。これにより、図１８に示すように、レジスト膜１４１の表面に微細な凹凸が形成される。その後、レジスト膜１４１の上に画素電極１４２を形成する。このようにして、表面にしわ状の微細な凹凸が設けられた画素電極（反射電極）を有する反射型液晶表示装置が製造される。
【００９３】
本実施の形態においては、コンタクトホール１３１ａ，１３１ｂに形成に使用したレジスト膜１４１に荷電粒子を注入し、その後熱処理を施すことによりレジスト膜１４１の表面に微細なしわ状の凹凸を形成する。従って、第１の実施の形態に比べて工程数が減少し、製造コストが削減されるという効果が得られる。
【００９４】
（その他の実施の形態）
第１の実施の形態では、イオン注入法によりレジスト膜１３３に荷電粒子を注入していたが、ＲＩＥ法によりレジスト膜１３３に荷電粒子を注入してもよい。例えば、レジスト膜１３３をポストベークした後、ＲＩＥ法により、圧力が６．０Ｐａ、Ｈｅガス流量が３００sccm、パワーが１０００Ｗ、処理時間が３０秒間の条件で、レジスト膜１３３に対しＨｅプラズマ処理を施す。
【００９５】
ＲＩＥ法によりレジスト膜１３３に荷電粒子を注入する場合、レジスト膜に覆われていない部分の最終保護膜がエッチングされにくいガスを使用することが必要である。最終保護膜がＳｉＮにより形成されている場合、レジスト膜１３３には上述したようにＨｅを注入することが好ましい。ＲＩＥ法によるレジスト膜１３３への荷電粒子の注入に使用可能なガスとしては、Ｈｅガスの他にも例えばＣＨＦ3 ガス及びＨＣｌガスがある。最終保護膜が窒化シリコンからなるときはＣＨＦ3 ガスを使用することが好ましく、最終保護膜が酸化シリコンからなるときはＨＣｌガスを使用することが好ましい。
【００９６】
また、第１の実施の形態では、スイッチング素子としてチャネル保護型のＴＦＴを使用した場合について説明したが、チャネルエッチング型のＴＦＴを使用してもよい。チャネルエッチング型のＴＦＴは、次のようにして形成する。
【００９７】
即ち、図１９（ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１２４上に動作層となるアモルファスシリコン膜１５１を厚く（例えば１２００Å）形成した後、その上にオーミックコンタクト層となるｎ+ 型アモルファスシリコン膜１５２を形成する。
【００９８】
次に、図１９（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、アモルファスシリコン膜１５１及びｎ+ 型アモルファスシリコン膜１５２を島状にパターニングする。
【００９９】
次いで、図１９（ｃ）に示すように、ガラス基板１２１の上側全面に金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法により金属膜をパターニングして、ソース電極１５３ａ及びドレイン電極１５３ｂを形成する。このとき、ソース電極１５３ａとドレイン電極１５３ｂとの間を、アモルファスシリコン膜１５１の厚さ方向の途中までエッチングして、ソース電極１５３ａとドレイン電極１５３ｂとの間を電気的に分離する。このようにして、チャネルエッチング型のＴＦＴが完成する。
【０１００】
更に、画素電極１３４に、図２０に示すような中央部が若干屈曲した水平方向に延在するパターン１６１を設けてもよい。例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示す工程で、金属膜１２２をエッチングしてゲートバスライン１０８ａ及び蓄積容量バスライン１０８ｂを形成する際に、中央部が若干屈曲した水平方向に延在する金属パターンを設けておく。これにより、この金属パターンに倣って画素電極１３４にも同様のパターン（凸部）１６１が形成される。
【０１０１】
その後、レジスト膜１３３を熱処理すると、レジスト膜１３３の表面のしわ状の凹凸は画素電極１３４のパターン１６１に規制されてパターン１６１と同じ方向に延出し、所望の方向に選択的に光が反射されるようになる。ＰＤＡ等の小型の装置の場合、液晶表示装置とユーザの視線とのなす角度がほぼ一定であるので、反射光の方向を一方向に揃えることが好ましい。本実施の形態は、そのような場合に適用できる。
【０１０２】
（イオン注入条件及びベーク条件）
以下、最適なイオン注入条件及びベーク条件を調べた結果について説明する。
【０１０３】
本願発明者等は、まず、ガラス基板上の全面にポジ型の第１のノボラックフォトレジスト（以下、レジストＡという）を１．３μｍの厚さに塗布し、所定のパターンで露光及び現像処理した後、ホットプレートで１５０℃のポストベークを行った。その後、Ｂ2 Ｈ6 ガスを用い、加速電圧が３０ｋＶ、ドーズ量が３×１０15／ｃｍ2 、注入時間が２１６秒の条件で、レジスト膜の表層にＢイオン注入した。そして，このレジスト膜を、更にレジストの硬化温度である２２０℃で熱焼成した。その結果、レジスト膜の表面に部分的にしわ状の凹凸が形成された。このときのレジスト膜の表面の光学顕微鏡像及びレジスト膜の断面の電子顕微鏡像を図２３（ａ），（ｂ）に示す。
【０１０４】
上記の条件では、レジスト膜の表面に凹凸が形成されない部分が多く存在するとともに、露光破裂やひび割れも多く発生した。本願発明者等は、露光破裂及びひび割れが多いことから、荷電粒子のドーズ量が多すぎるものと判断した。
【０１０５】
そこで、加速電圧を１０ｋＶ、ドーズ量を１×１０14／ｃｍ2 にさげて、同様の実験を行った。その結果、基板上のレジスト膜の全体にわたって、むらのない凹凸を形成することができた。
【０１０６】
その後、ガス種、加速電圧、ドーズ量及び時間を種々変化させて同様の実験を行った。また、フォトレジストをポジ型の第２のノボラックフォトレジスト（以下、レジストＢという）に替えて同様の実験を行った。なお、レジスト膜の特性の違いを考慮して、レジストＡの場合は膜厚を１．３μｍとし、レジストＢでは膜厚を３．０μｍとした。そして、生成されたしわ状の凹凸のピッチや深さを調べた。それらの結果を図２１，図２２にまとめて示す。
【０１０７】
サンプルＮｏ.２，３，６，７，８，９のサンプルについては、レジスト膜上に金属膜を形成して反射電極とし、その反射率を測定した。その結果も、図２２に併せて示す。また、サンプルＮｏ.２，３，６，７，８，１０，１１，１２のサンプルの光学顕微鏡写真像を図２４に示す。
【０１０８】
なお、図２１において、ＨＰは現像装置に付属するホットプレートを使用してベークを行ったことを示し、ＣＯはクリーンオーブン（タバイ製）を使用してベークを行ったことを示す。更に、反射率は反射電極の法線に対して３０°の角度から平行光を照射し、法線方向での輝度を測定した。但し、凹凸のない標準白色板に同条件で入射させた場合の法線方向での反射強度を１００％として相対値を示している。更にまた、低ドーズモードとは、電極の絞りでドーズ量を低減するモードである。
【０１０９】
これらの図２１，図２２に示すように、低ドーズモードで加速電圧を１０ｋＶ、ドーズ量を３×１０13／ｃｍ2 としたときにはレジスト膜に凹凸が全くできなかった。また、ベーク温度を１７０℃としたときも、レジスト膜に凹凸ができなかった。
【０１１０】
加速電圧が５ｋＶ〜６０ｋＶ、ドーズ量が５×１０13〜１×１０15／ｃｍ2 のときは、レジスト膜にむらのない凹凸を再現性よく形成できることが確認された。また、ＰＨ3 ガスを用いてレジスト膜にＰをイオン注入した場合も、レジスト膜にむらのない凹凸を再現性よく形成できることが確認された。
【０１１１】
入射角３０°の平行光に対して反射率が最大となるのは、サンプルＮｏ．８の６０ｋＶのときであり、このときのしわ状の凹凸のピッチは粗く、反射率は９５．８％と高い値であった。
【０１１２】
また、現像装置のホットプレートでポストベークを行ったサンプルＮｏ．１〜９では、プレートのピン跡や溝跡によるむらが目視で観察されたのに対して、クリーンオーブンでポストベーク温度を変化させたサンプルＮｏ．１０〜１３では全くむらが見られなかった。
【０１１３】
更に、クリーンオーブンでポストベーク温度を変化させたサンプルＮｏ．１０〜１３では、高温側でしわの深さが浅く制御できることも確認できた。
【０１１４】
このように、荷電粒子の照射条件やベーク時の温度を制御することにより、凹凸の傾斜角やピッチを大きく変化させることができる。従って、本発明によれば、例えば２〜５インチの小型の液晶表示装置に適した散乱度の低い鏡面に近い反射電極から、６〜１５インチの中型の液晶表示装置に適した散乱度の高い反射電極まで、均一かつ再現性よく製造することが可能となる。これにより、反射型液晶表示装置の表示特性が向上するという効果を奏する。
【０１１５】
なお、本発明は、反射電極の一部に開口部を設け、暗いところではバックライトの光を液晶パネルに透過させて画像を表示する透過・反射型液晶表示装置にも適用することができる。
【０１１６】
（付記１）基板上に有機樹脂を塗布して有機樹脂膜を形成する工程と、前記有機樹脂膜をベークするベーク工程と、前記有機樹脂膜に荷電粒子を照射して表層のみを硬化させる荷電粒子照射工程と、前記有機樹脂膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する熱処理工程と、前記有機樹脂膜の上に反射電極を形成する反射電極形成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。
【０１１７】
（付記２）前記有機樹脂としてポジ型フォトレジストを使用することを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１１８】
（付記３）前記ベーク工程では、１３０乃至１６５℃の温度でベークすることを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１１９】
（付記４）前記熱処理工程では、２００乃至２３０℃の温度で熱処理することを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１２０】
（付記５）前記荷電粒子照射工程では、前記フォトレジスト膜に、Ｈ、Ｈｅ、Ｂ、Ｐ、Ａｒ及びＡｓからなる群から選択された少なくとも１種のイオンを照射することを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１２１】
（付記６）前記荷電粒子照射工程では、１ｋＶ乃至１００ｋＶの加速電圧で前記荷電粒子を加速することを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１２２】
（付記７）前記荷電粒子照射工程では、前記荷電粒子の注入量を、１×１０13乃至２×１０15／ｃｍ2 とすることを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１２３】
（付記８）前記荷電粒子照射工程では、イオン注入法、反応性イオンプラズマエッチング法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＣＰ法及びＴＣＰ法のいずれかの方法により前記荷電粒子を前記フォトレジスト膜に照射することを特徴とする付記１に記載の反射型液晶表示装置の製造方法。
【０１２４】
（付記９）第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第１のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第１のフォトレジスト膜の前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する第１の露光／現像工程と、前記第１のフォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記薄膜トランジスタのソース電極に通じるコンタクトホールを形成する工程と、前記第１のフォトレジスト膜を除去する工程と、前記絶縁膜上に第２のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第２のフォトレジスト膜の前記コンタクトホールに対応する位置に開口部を形成する第２の露光／現像工程と、前記第２のフォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程と、前記第２のフォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記第２のフォトレジスト膜の上側全面に導電性の反射膜を形成する工程と、前記反射膜をパターニングして第１の電極を形成する工程と、導電体膜からなる第２の電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入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。
【０１２５】
（付記１０）第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第フォトレジスト膜の前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記薄膜トランジスタのソース電極に通じるコンタクトホールを形成する工程と、前記第フォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程と、前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の上側全面に導電性の反射膜を形成する工程と、前記反射膜をパターニングして第１の電極を形成する工程と、導電体膜からなる第２の電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入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。
【０１２６】
（付記１１）一対の基板間に液晶を封入して構成され、前記一対の基板の一方に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続され、ドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタと、前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に形成されて表面にしわ状の凹凸が設けられた有機樹脂膜と、前記有機樹脂膜の上に形成されて前記有機樹脂膜の凹凸に倣う凹凸が設けられた反射電極とを有する反射型液晶表示装置において、前記有機樹脂膜の凹凸が、荷電粒子を表層に注入した後、熱処理を施すことによって形成されたものであることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【０１２７】
（付記１２）前記薄膜トランジスタが、チャネル保護型薄膜トランジスタであることを特徴とする付記１１に記載の反射型液晶表示装置。
【０１２８】
（付記１３）前記薄膜トランジスタが、チャネルエッチング型薄膜トランジスタであることを特徴とする付記１１に記載の反射型液晶表示装置。
【０１２９】
（付記１４）前記反射電極の下方に、前記ゲート電極と同じ層に形成されて前記しわ状の凹凸の延出方向を規制するパターンが設けられていることを特徴とする付記１１に記載の反射型液晶表示装置。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、荷電粒子を有機樹脂膜に照射して表層のみを硬化させ、その後熱処理を施して有機樹脂膜の表面にしわ状の凹凸を形成し、その上に反射電極を形成するので、凹凸の傾斜角及びピッチを精度よく制御することができる。これにより、反射型液晶表示装置の表示特性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その１）である。
【図２】図２は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その２）である。
【図３】図３は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その３）である。
【図４】図４は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その４）である。
【図５】図５は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その５）である。
【図６】図６は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その６）である。
【図７】図７は、従来の反射型液晶表示装置の製造方法の例を示す断面図（その７）である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態の反射型液晶表示装置を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の反射型液晶表示装置の１画素を示す平面図である。
【図１０】図１０は図９のＩ−Ｉ線による断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図１４】図１４は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
【図１５】図１５は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その５）である。
【図１６】図１６は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その６）である。
【図１７】図１７は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１８】図１８は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１９】図１９は、チャネルエッチング型ＴＦＴの製造方法を示す断面図である。
【図２０】図２０は、画素電極１３４にしわ上の凹凸の延出方向を規制するパターンを設けた例を示す平面図である。
【図２１】図２１は、ガス種、加速電圧、ドーズ量及び時間を種々変化させてしわ状の凹凸の形成状態を調べた結果を示す図（その１）である。
【図２２】図２２は、ガス種、加速電圧、ドーズ量及び時間を種々変化させてしわ状の凹凸の形成状態を調べた結果を示す図（その２）である。
【図２３】図２３（ａ）はレジスト膜の表面に形成されたしわ状の凹凸の一例を示す光学顕微鏡像、図２３（ｂ）は同じくそのレジスト膜の断面の電子顕微鏡像である。
【図２４】図２４（ａ）〜（ｈ）は、いずれもレジスト膜の表面に形成されたしわ状の凹凸の例を示す光学顕微鏡像である。
【符号の説明】
１０，１２１，１５１…ガラス基板、
１１ａ，１０８ａ…ゲートバスライン、
１１ｂ，１０８ｂ…蓄積容量バスライン、
１２，１６，１９，２１，２２，１２３，１２７，１３０，１３２，１３３，１４１…レジスト膜、
１３，１２４…ゲート絶縁膜
１４，１２５，１５１…アモルファスシリコン膜、
１５，１２６…ＳｉＮ膜、
１５ａ，１２６ａ…チャネル保護膜、
１７，１２８，１５２…ｎ+ 型アモルファスシリコン膜、
１８，２３，２４，１２２，１２９…金属膜、
１８ａ…データバスライン、
１８ｂ，１２９ａ，１５３ａ…ソース電極、
１８ｃ，１２９ｂ，１５３ｂ…ドレイン電極、
１８ｄ，１２９ｃ…蓄積容量電極、
２０，１３１…最終保護膜、
２０ａ，２０ｂ，１３１ａ，１３１ｂ…コンタクトホール、
２３ａ，１３４，１４２…画素電極（反射電極）、
１０１…制御回路、
１０２…データドライバ、
１０３…ゲートドライバ、
１０４…表示部、
１０５…ＴＦＴ、
１０６…表示セル、
１０７…蓄積容量、
１０９ａ…データバスライン、
１２０…ＴＦＴ基板、
１３５，１５５…配向膜、
１５０…ＣＦ基板、
１５２…ブラックマトリクス、
１５３…カラーフィルタ、
１５４…コモン電極、
１６１…画素電極に設けられたパターン
１８０…液晶。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device in which a reflective electrode is formed on an organic resin film provided with fine irregularities. To the law Related.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device is advantageous in that it is thinner and lighter than a CRT (Cathode Ray Tube), can be driven at a low voltage and consumes less power, and can be used in televisions, notebook PCs (personal computers), desktop PCs, It is used in various electronic devices such as PDAs (mobile terminals) and mobile phones. In particular, an active matrix type liquid crystal display device provided with a TFT (Thin Film Transistor) as a switching element for each pixel exhibits excellent display characteristics comparable to a CRT due to its high driving capability, and is a desktop type. It has come to be widely used in fields where CRTs have been used, such as PCs and televisions.
[0003]
In general, a liquid crystal display device has a structure in which liquid crystal is sealed between two transparent substrates. A pixel electrode and a TFT are formed for each pixel on one of the two transparent substrates, and a color filter facing the pixel electrode and a common electrode common to each pixel are formed on the other substrate. Is formed. Hereinafter, the substrate on which the pixel electrode and the TFT are formed is called a TFT substrate, and the substrate on which the color filter and the common electrode are formed is called a CF substrate. A structure made of a TFT substrate, a CF substrate, and liquid crystal sealed between them is called a liquid crystal panel.
[0004]
The liquid crystal display device includes a transmissive liquid crystal display device that displays an image by controlling the amount of transmitted light for each pixel, and a reflective liquid crystal display device that displays an image by controlling the amount of reflected light for each pixel. is there. A transmissive liquid crystal display device requires a dedicated light source called a backlight, whereas a reflective liquid crystal display device uses ambient light (natural light or electric light) as a light source. There is an advantage that the power consumption is much smaller than that. In addition, outdoors, a reflective liquid crystal display device may have better visibility than a transmissive liquid crystal display device. For this reason, reflective liquid crystal display devices are mounted on notebook PCs, PDAs, and mobile phones that are often used mainly outdoors.
[0005]
In a reflective liquid crystal display device, a metal thin film having a high light reflectance is used as a pixel electrode (also referred to as a reflective electrode). Fine irregularities are provided on the surface of the metal thin film so that the visibility does not change greatly even if the position of viewing the liquid crystal panel (angle with respect to the liquid crystal panel) changes by irregularly reflecting light.
[0006]
The applicant of the present application has already proposed a method of forming fine wrinkle-like irregularities on the surface of the pixel electrode using a photoresist (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-221716). The method will be described below with reference to FIGS.
[0007]
First, as shown in FIG. 1A, a metal film 11 is formed on a glass substrate 10 by sputtering, and a resist film 12 having a predetermined pattern is formed thereon using a photoresist.
[0008]
Next, as shown in FIG. 1B, the metal film 11 is etched using the resist film 12 as a mask to form a gate bus line 11a and a storage capacitor bus line 11b. Thereafter, the resist film 12 is removed.
[0009]
Next, as shown in FIG. 2A, a gate insulating film 13 is formed on the entire upper surface of the substrate 10 by plasma CVD, and further an amorphous silicon film 14 and a channel protective film serving as an operation layer of the TFT are formed thereon. A SiN (silicon nitride) film 15 is sequentially formed.
[0010]
Thereafter, a positive photoresist film is formed on the SiN film 15. Then, the photoresist film is exposed from the back side of the substrate 10, and further exposed through a predetermined exposure mask from the upper side of the substrate 10, and then subjected to development processing, so that a channel protective film forming region above the gate bus line 11a is formed. A covering resist film 16 is formed in a self-aligning manner.
[0011]
Next, as shown in FIG. 2B, the SiN film 15 is etched using the resist film 16 as a mask to form a channel protective film 15a. Thereafter, the resist film 16 is removed.
[0012]
Next, as shown in FIG. 3A, n serving as an ohmic contact layer is formed on the entire upper surface of the substrate 10. + A type amorphous silicon film 17 is formed. After that, n by PVD (Physical Vapor Deposition) method + A metal film 18 is formed on the type amorphous silicon film 17. Then, a resist film 19 having a predetermined pattern is formed on the metal film 18 using a photoresist.
[0013]
Next, as shown in FIG. 3B, the metal film 18, n is formed using the resist film 19 as a mask. + The amorphous silicon film 14 and the amorphous silicon film 14 are etched to determine the shape of the amorphous silicon film 14 serving as the TFT operation layer, and the data bus line 18a, the source electrode 18b, the drain electrode 18c, and the storage capacitor electrode 18d are formed. To do. At this time, the portion of the amorphous silicon film 14 which becomes the channel of the TFT is protected by the channel protective film 15a. Thereafter, the resist film 19 is removed.
[0014]
Next, as shown in FIG. 4A, a final protective film 20 made of a transparent insulating film is formed on the entire upper surface of the substrate 10. The final protective film 20 is formed of SiN, for example. Then, a resist film 21 having contact hole forming portions opened is formed on the final protective film 20.
[0015]
Next, as shown in FIG. 4B, the final protective film 20 is etched using the resist film 21 as a mask to form contact holes 20a and 20b reaching the source electrode 18b and the storage capacitor electrode 18d, respectively. Thereafter, the resist film 21 is removed.
[0016]
Next, as shown in FIG. 5A, a positive photoresist film 22 is formed on the entire upper surface of the substrate 10, and exposure and development processes are performed to form openings through which the contact holes 20a and 20b are exposed. . Then, after post-baking at a temperature of 130 to 145 ° C., the surface layer of the resist film 22 is further irradiated with ultraviolet rays (UV) to crosslink the surface layer polymer. The irradiation amount of ultraviolet rays at this time is 1000 to 6000 mJ / cm. 2 Degree. Next, when heat baking is performed at a temperature of 200 ° C. or higher, the thermal deformation characteristics (thermal expansion coefficient or thermal contraction ratio) of the surface layer (crosslinked portion) and the deep portion (non-crosslinked portion) of the resist film 22 are different. As shown in FIG. 5B, fine wrinkle-like irregularities are generated on the surface of the resist film 22.
[0017]
Next, as shown in FIG. 6A, Al is sputtered on the upper side of the substrate 10 to form a metal film 23 made of Al on the resist film 22. Since fine irregularities are provided on the surface of the resist film 22, irregularities are also formed on the surface of the metal film 23. The metal film 23 is electrically connected to the source electrode 18b and the storage capacitor electrode 18d through the contact holes 20a and 20b. Thereafter, a resist film 24 for defining pixel electrodes is formed on the metal film 23 in a predetermined pattern.
[0018]
Next, as shown in FIG. 6B, the metal film 23 is etched using the resist film 24 as a mask to form pixel electrodes 23a separated for each pixel. Thereafter, the resist film 24 is removed as shown in FIG. In this way, the pixel electrode 23a having fine irregularities on the surface is formed.
[0019]
[Patent Document 1]
JP 2002-221716A
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In the manufacturing method of the reflection type liquid crystal display device described above, the photoresist film is irradiated with UV to crosslink only the surface layer, and then subjected to heat treatment to form wrinkled irregularities on the photoresist film. In this case, the illuminance and illuminance distribution of the UV light are important, and unevenness occurs when these parameters change. However, it is difficult to irradiate the entire large substrate with UV uniformly and with good reproducibility.
[0021]
Further, in the above-described method, after the openings that lead to the contact holes 20a and 20b are formed in the photoresist film 22, post baking is performed at a temperature of 130 to 145 ° C. Although it has been found that the post-baking temperature is related to the inclination angle and pitch of the unevenness, in the method using the UV light described above, the unevenness is formed in the photoresist film when the host baking temperature is set to 150 ° C. or higher. It has been confirmed that it will be impossible.
[0022]
For example, in the case of a small-sized liquid crystal display device used for a PDA, it is preferable to form relatively rough unevenness, and in the case of a medium-sized liquid crystal display device used for a notebook PC, relatively fine unevenness may be formed. preferable. However, the above-described method cannot meet such a demand.
[0023]
If the post-bake temperature is lower than 130 ° C., N in the resist film 2 May not be sufficiently removed, and exposure burst may occur during UV irradiation.
[0024]
From the above, an object of the present invention is to manufacture a reflective liquid crystal display device having a reflective electrode that can accurately control the inclination angle and pitch of the unevenness of the resist film and has no unevenness in the unevenness. Provide law It is to be.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problems include a step of applying an organic resin on a substrate to form an organic resin film, a baking step of baking the organic resin film, and irradiating the organic resin film with charged particles to cure only the surface layer. A charged particle irradiation step, a heat treatment step of heat-treating the organic resin film to form wrinkled irregularities on the surface, and a reflective electrode formation step of forming a reflective electrode on the organic resin film, In particle irradiation process, ion implantation method , Electric The problem is solved by a manufacturing method of a reflective liquid crystal display device, wherein the organic resin film is irradiated with charged particles by any one of a child cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled IPC method, and a TCP method.
[0026]
The above-described problems include a gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, a gate electrode connected to the gate bus line, and a drain electrode to the data bus on the first substrate. Forming a thin film transistor connected to a line; forming an insulating film over the gate bus line, the data bus line, and the thin film transistor; and forming a first photoresist film on the insulating film. A first exposure / development step of forming an opening in a position corresponding to the source electrode of the thin film transistor in the first photoresist film, and etching the insulating film using the first photoresist film as a mask Forming a contact hole leading to a source electrode of the thin film transistor; and the first photoresist A step of removing the film, a step of forming a second photoresist film on the insulating film, and a second exposure / formation for forming an opening at a position corresponding to the contact hole of the second photoresist film. A developing step, a step of injecting charged particles into the surface layer of the second photoresist film, a step of heat-treating the second photoresist film to form wrinkled irregularities on the surface, and the second photo Forming a conductive reflective film on the entire upper surface of the resist film; patterning the reflective film to form a first electrode; and a second electrode provided with a second electrode made of a conductive film. A step of placing the substrate and the first substrate facing each other and enclosing a liquid crystal therebetween, and in the step of injecting charged particles into the surface layer of the second photoresist film, ion implantation is performed. Law , Electric The problem is solved by a manufacturing method of a reflective liquid crystal display device using any one of a child cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled IPC method, and a TCP method.
[0027]
The above-described problems include a gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, a gate electrode connected to the gate bus line, and a drain electrode to the data bus on the first substrate. Forming a thin film transistor connected to a line; forming an insulating film over the gate bus line, the data bus line, and the thin film transistor; forming a photoresist film on the insulating film; An exposure / development process for forming an opening in the photoresist film at a position corresponding to the source electrode of the thin film transistor, and etching the insulating film using the photoresist film as a mask to form a contact hole leading to the source electrode of the thin film transistor Forming and injecting charged particles into the surface layer of the photoresist film A step of heat-treating the photoresist film to form wrinkled irregularities on the surface; a step of forming a conductive reflective film on the entire upper surface of the photoresist film; and patterning the reflective film A step of forming one electrode, a step of disposing a second substrate provided with a second electrode made of a conductor film and the first substrate, and enclosing a liquid crystal therebetween. In the step of injecting charged particles into the surface layer of the photoresist film, an ion implantation method , Electric The problem is solved by a manufacturing method of a reflective liquid crystal display device using any one of a child cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled IPC method, and a TCP method.
[0029]
In the present invention, the charged particles are irradiated to cure only the surface layer of the organic resin film, and then heat treatment is performed to form wrinkled irregularities on the surface of the organic resin film. Examples of methods for irradiating an organic resin with charged particles include ion implantation (Ion Doping), reactive ion plasma etching (Reactive Ion Etching), electron cyclotron resonance plasma (Electron Cyclotron Resonance Plasm), and inductively coupled IPC ( Inductively Coupled Plasma (TCP) method and TCP (Transformer Coupled Plasm) method.
[0030]
The charged particles irradiated to the organic resin film are converted into thermal energy at the surface layer of the organic resin film, causing a thermal crosslinking reaction. Thereby, only the surface layer of the organic resin film is cured. After that, when heat treatment is applied, the surface of the organic resin film has different thermal deformation characteristics (thermal expansion coefficient or thermal shrinkage ratio) between the surface layer (crosslinked portion) and the deep portion (non-crosslinked portion) of the organic resin film. Unevenness is formed on the surface.
[0031]
The method of curing the surface layer of the organic resin film by irradiating the organic resin film with charged particles by ion implantation or RIE is uniform over the entire organic resin film on the substrate even when a large substrate is used. It is possible to irradiate charged particles. In addition, the reproducibility of the irradiation amount (dose amount) is also superior to the UV irradiation. As a result, fine wrinkle-like irregularities can be formed uniformly and with good reproducibility on the surface of the resist film.
[0032]
Further, it has been confirmed from experiments by the inventors of the present application that when only the surface layer of the organic resin film is cured by charged particles, irregularities are formed even when the baking temperature is 165 ° C. This is presumably because the energy of charged particles is higher than that of UV, and thus the difference in thermal deformation characteristics (thermal expansion coefficient or thermal contraction ratio) between the cured part and the uncured part becomes large. That is, according to the present invention, since the range of applicable bake temperatures is wide, the inclination angle and pitch of the unevenness can be greatly changed.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0034]
(Reflective liquid crystal display)
FIG. 8 is a block diagram showing a reflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
[0035]
The liquid crystal display device includes a control circuit 101, a data driver 102, a gate driver 103, and a display unit 104. In this liquid crystal display device, display signals (R (red) signal, G (green) signal and B (blue) signal), horizontal synchronization signal Hsync, vertical synchronization signal Vsync, etc. from an external device (not shown) such as a computer. And a high voltage (for example, 18V) VH, a low voltage VL (for example, 3.3V or 5V) and a ground potential Vgnd are supplied from a power source (not shown).
[0036]
The display unit 104 has a large number of pixels (sub-pixels) arranged in the horizontal direction and the vertical direction. One pixel includes a TFT 105, a display cell 106 connected to the source electrode of the TFT 105, and a storage capacitor 107. The display cell 106 includes a pair of electrodes (pixel electrode and common electrode), a liquid crystal between the electrodes, and a polarizing plate.
[0037]
Further, the display unit 104 is provided with a plurality of gate bus lines 108a extending in the horizontal direction and a plurality of data bus lines 109a extending in the vertical direction. The gate electrodes of the TFTs 105 of the pixels arranged in the horizontal direction are connected to the same gate bus line 108a, and the drain electrodes of the TFTs 105 of the pixels arranged in the vertical direction are connected to the same data bus line 109a.
[0038]
The control circuit 101 receives the horizontal synchronization signal Hsync and the vertical synchronization signal Vsync, a data start signal DSI that becomes active at the start of one horizontal synchronization period, and a data clock DCLK that divides one horizontal synchronization period at a constant interval, A gate start signal GSI that becomes active at the start of one vertical synchronization period and a gate clock GCLK that divides the one vertical synchronization period at regular intervals are output.
[0039]
The data driver 102 includes a shift register 102a, a level shifter 102b, and an analog switch 102c.
[0040]
The shift register 102a has a plurality of output terminals. The shift register 102a is initialized by the data start signal DSI, and outputs a low voltage active signal in order from each output terminal at a timing synchronized with the data clock DCLK.
[0041]
The level shifter 102b includes a plurality of input terminals and a plurality of output terminals. Then, the low-voltage active signal output from the shift register 102a is converted into a high voltage and output.
[0042]
The analog switch 102c also has a plurality of input terminals and a plurality of output terminals. Each output terminal of the analog switch 102c is connected to the corresponding data bus line 109a. When an active signal is input from the level shifter 102b, the analog switch 102c outputs a display signal (any one of an R signal, a G signal, and a B signal) to an output terminal corresponding to the input terminal to which the active signal is input.
[0043]
That is, the data driver 102 sequentially outputs display signals (R signal, G signal, and B signal) to the data bus line 109a of the display unit 104 at a timing synchronized with the data clock DCLK within one horizontal synchronization period.
[0044]
The gate driver 103 includes a shift register 103a, a level shifter 103b, and an output buffer 103c.
[0045]
The shift register 103a has a plurality of output terminals. The shift register 103a is initialized by the gate start signal GSI, and outputs a low voltage scanning signal in order from each output terminal at a timing synchronized with the gate clock GCLK.
[0046]
The level shifter 103b includes a plurality of input terminals and a plurality of output terminals. Then, the low-voltage scanning signal input from the shift register 103a is converted into a high voltage and output.
[0047]
The output buffer 103c also has a plurality of input terminals and a plurality of output terminals. Each output terminal of the output buffer 103c is connected to the corresponding gate bus line 108a. The output buffer 103c supplies the scanning signal input from the level shifter 103b to the gate bus line 108a via an output terminal corresponding to the input terminal.
[0048]
That is, the gate driver 103 sequentially supplies scanning signals to the gate bus lines 108a of the display unit 104 at a timing synchronized with the gate clock GCLK within one vertical synchronization period.
[0049]
The TFT 105 of the display unit 104 is turned on when a scanning signal is supplied to the gate bus line 108a. At this time, when a display signal (any one of an R signal, a G signal, and a B signal) is supplied to the data bus line 109a, the display signal is written into the display cell 106 and the storage capacitor 107. In the display cell 106, the tilt of the liquid crystal molecules changes according to the written display signal, and as a result, the light reflectance of the display cell 106 changes. A desired image is displayed by controlling the light reflectance of the display cell 106 for each pixel.
[0050]
FIG. 9 is a plan view showing one pixel of the reflective liquid crystal display device described above, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
[0051]
As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device of the present embodiment includes a TFT substrate 120 and a CF substrate 150 arranged to face each other, and a liquid crystal sealed between the TFT substrate 120 and the CF substrate 150. 180 and a polarizing plate 156 disposed on the CF substrate 150.
[0052]
As shown in FIGS. 9 and 10, the TFT substrate 120 includes a glass substrate 121, a gate bus line 108a, a storage capacitor bus line 108b, a data bus line 109a, a TFT 105, and a storage capacitor electrode 129c formed on the glass substrate 121. And a pixel electrode (reflection electrode) 134 and the like.
[0053]
As shown in FIG. 10, the resist film 133 under the pixel electrode 134 is provided with fine wrinkle-like unevenness, and the surface of the pixel electrode 134 is provided with unevenness following the unevenness of the resist film 133. Yes.
[0054]
The storage capacitor bus line 108b is formed in the same wiring layer as the gate bus line 108a, and is arranged in parallel with the gate bus line 108a. The storage capacitor electrode 129c is formed on the storage capacitor bus line 108b via the gate insulating film 124. The storage capacitor electrode 129c, the storage capacitor bus line 108b, and the insulating film 124 therebetween provide a storage capacitor electrode 129c. The storage capacitor 107 shown in FIG. The storage capacitor electrode 129c is electrically connected to the pixel electrode 134 through the contact hole 131b.
[0055]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 9, a part of the gate bus line 108a serves as the gate electrode of the TFT 105, and the source electrode 129a of the TFT 105 is connected to the pixel electrode 134 through the contact hole 131a. The drain electrode 129b is connected to the data bus line 109a. Furthermore, an alignment film 135 that determines the alignment direction of the liquid crystal molecules when no electric field is applied is formed on the pixel electrode 134 with polyimide or the like.
[0056]
On the other hand, the CF substrate 150 includes a glass substrate (transparent insulating substrate) 151, a black matrix 152 formed on one surface side (lower side in FIG. 10), a color filter 153, and a common electrode 154. It is comprised by. The black matrix 152 is formed so as to cover the region between the pixel electrodes 135. A color filter 153 of any one of red, green, and blue is formed for each pixel under the glass substrate 151. Further, a common electrode 154 is formed under the color filter 153, and an alignment film 155 is formed under the common electrode 154.
[0057]
The TFT substrate 120 and the CF substrate 150 are arranged so that the surfaces on which the alignment films 135 and 155 are formed are opposed to each other, and constitute a liquid crystal panel together with the liquid crystal 180 sealed therebetween. Note that the control circuit 101, the data driver 102, and the gate driver 103 may be formed integrally with the liquid crystal panel, or these circuits are formed on another substrate and electrically connected to the liquid crystal panel via a flexible substrate or the like. May be connected.
[0058]
(First embodiment)
A method for manufacturing the reflective liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described below.
[0059]
First, a method for manufacturing a TFT substrate will be described. 11 to 16 are cross-sectional views showing a method of manufacturing the TFT substrate of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
[0060]
First, as shown in FIG. 11A, a metal film 122 is formed on a glass substrate 121 by a PVD method, and a resist film 123 having a predetermined pattern is formed thereon using a photoresist. As the metal film 122, for example, an Al (aluminum) film having a thickness of 150 nm, a MoN (molybdenum nitride) film having a thickness of 90 nm, and a Mo (molybdenum) film having a thickness of 10 nm are stacked in this order from the substrate side. Form. Note that the metal film 122 may be formed of Cr (chromium), an Al alloy, or a laminated film of Al and Ti (titanium).
[0061]
Next, as shown in FIG. 11B, the metal film 122 is etched using the resist film 123 as a mask to form the gate bus line 108a and the storage capacitor bus line 108b. When the metal film 122 is made of Al / MoN / Mo, wet etching is performed using, for example, a mixed acid of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid as an etchant. When the metal film 122 is made of Cr, wet etching using a Cr etchant is performed. When the metal film 122 is made of an Al alloy or a laminated film of Al and Ti, dry etching using a chlorine-based gas is performed.
[0062]
After the gate bus line 108a and the storage capacitor bus line 108b are thus formed, the resist film 123 is removed.
[0063]
Next, as shown in FIG. 12A, a gate insulating film 124 made of SiN is formed on the entire upper surface of the glass substrate 121 by plasma CVD, and an amorphous silicon film 125 serving as an operation layer of the TFT 105 is further formed thereon. Then, a SiN (silicon nitride) film 126 to be a channel protective film is sequentially formed. The thickness of the gate insulating film 124 is 350 nm, for example. The thickness of the amorphous silicon film 125 is 30 nm, for example, and the thickness of the SiN film 126 is 120 nm, for example.
[0064]
Thereafter, a positive photoresist film is formed on the SiN film 126. Then, the photoresist film is exposed from the back side of the substrate 121, and further exposed through a predetermined exposure mask from the upper side of the substrate 121, and then subjected to development processing, so that a channel protective film forming region above the gate bus line 108a is formed. A covering resist film 127 is formed in a self-aligning manner.
[0065]
Next, as shown in FIG. 12B, the SiN film 126 is etched using the resist film 127 as a mask to form a channel protective film 126a. Thereafter, the resist film 127 is removed.
[0066]
Next, as shown in FIG. 13A, an n-type contact layer is formed on the entire upper surface of the substrate 121 by PVD. + A type amorphous silicon film 128 is formed. Then, by PVD method, n + A metal film 129 is formed on the type amorphous silicon film 128. n + The thickness of the type amorphous silicon film 128 is, for example, 30 nm. The metal film 129 has, for example, a three-layer structure including a 20 nm Ti film, an Al film having a thickness of 75 nm, and a Ti film having a thickness of 80 nm.
[0067]
Thereafter, a resist film 130 having a predetermined pattern is formed on the metal film 129 using a photoresist.
[0068]
Next, as shown in FIG. 13B, using the resist film 130 as a mask, the metal films 129, n + The type amorphous film 128 and the amorphous silicon film 125 are etched by the RIE method using a chlorine-based gas. As a result, the shape of the amorphous silicon film 125 serving as the operation layer of the TFT 105 is determined, and the data bus line 109a, the source electrode 129a, the drain electrode 129b, and the storage capacitor electrode 129c are formed. At this time, the portion of the amorphous silicon film 125 that becomes the channel of the TFT 105 is protected by the channel protective film 126a. Thereafter, the resist film 130 is removed.
[0069]
Next, as shown in FIG. 14A, a final protective film 131 made of a transparent insulating film is formed on the entire upper surface of the glass substrate 121. The final protective film 131 is formed by depositing SiN to a thickness of 330 nm, for example, by plasma CVD. Then, a resist film 132 having contact hole forming portions is formed on the final protective film 131.
[0070]
Next, as shown in FIG. 14B, the final protective film 131 is etched by RIE using fluorine (F) gas using the resist film 132 as a mask to reach the source electrode 129a and the storage capacitor electrode 129c. Contact holes 131a and 131b are formed, respectively. Thereafter, the resist film 132 is removed.
[0071]
Next, as shown in FIG. 15A, a positive photoresist is applied to the entire upper surface of the substrate 121 to a thickness of about 3.5 μm to form a resist film 133. Thereafter, the resist film 133 is exposed and developed to form openings through which the contact holes 131a and 131b are exposed. As a result, the thickness of the resist film 133 is about 3 μm. Thereafter, the resist film 133 is post-baked at a temperature of 130 to 165 ° C. The preferred thickness of the resist film (thickness after development) varies depending on the type of resist, but is in the range of 1 to 4 μm, for example.
[0072]
Next, H 2 Diborane diluted with B (B 2 H 6 ) B (boron) is ion-implanted into the surface layer of the resist film 133 using a gas to cure only the surface layer of the resist film 133. Here, when manufacturing a small reflective liquid crystal display device used for a PDA or the like, for example, B 2 H 6 The gas flow rate is 35 sccm, the acceleration voltage is 30 kV, and the dose amount is 3 × 10. 14 / Cm 2 And The preferable dose and acceleration voltage vary depending on the type of the photoresist film and the type of charged particles. For example, the dose is 1 × 10 13 ~ 2x10 15 / Cm 2 The acceleration voltage is in the range of 1 to 100 kV. In order to avoid unevenness of unevenness, the dose amount is 5 × 10 13 ~ 1x10 15 / Cm 2 The acceleration voltage is preferably 5 to 60 kV.
[0073]
The ions implanted into the resist film 133 are at least one selected from the group consisting of H (hydrogen), He (helium), B (boron), P (phosphorus), Ar (argon), and As (arsenic). It is preferable that For example, when P is ion-implanted into the resist film 133, H 2 Diluted with phosphine (PH Three ) Use gas, gas flow rate 40sccm, acceleration voltage 5-60kV, dose amount 5x10 13 ~ 1x10 15 / Cm 2 It is preferable that
[0074]
Further, as a method of implanting these ions into the resist film 133, there are an RIE method, an electron cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled ICP method, a TCP method and the like in addition to the above-described ion implantation method.
[0075]
Next, the resist film 133 is heat-treated (baked) at a temperature of 200 to 230 ° C. Then, since the thermal deformation characteristics (thermal expansion coefficient or thermal contraction ratio) of the layer cured by ion implantation (surface layer) and the uncured layer (deep part) are different, as shown in FIG. Fine wrinkle-like irregularities are formed on the surface of the film 133.
[0076]
Next, a metal film made of Al is formed to a thickness of about 150 nm on the entire upper surface of the glass substrate 121 by the PVD method. Since the metal film is formed on the resist film 133 having irregularities on the surface, fine irregularities are also formed on the surface of the metal film. The metal film is electrically connected to the source electrode 129a and the storage capacitor electrode 129c through the contact holes 131a and 131b, respectively.
[0077]
Thereafter, a resist film for determining the shape of the pixel electrode is formed on the metal film, and the metal film is wet-etched with a mixed acid of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, and the pixel electrode 134 is formed as shown in FIG. Form. Thereafter, after removing the resist film, an alignment film 135 made of polyimide is formed on the entire upper surface of the substrate 121. Thereby, the TFT substrate is completed.
[0078]
Hereinafter, a method for manufacturing the CF substrate 150 will be described.
[0079]
First, a Cr film is formed on the surface of the glass substrate 151 (the lower surface in FIG. 10), and this Cr film is patterned by photolithography to form a black matrix 152. Thereafter, red, green and blue color filters 153 are formed on one surface of the glass substrate 151 using a red photosensitive resin, a green photosensitive resin and a blue photosensitive resin.
[0080]
Next, ITO (Indium-Tin Oxide) is sputtered on the color filters 153 to form a transparent common electrode 154. Then, an alignment film 155 made of polyimide is formed on the common electrode 154. In this way, the CF substrate 150 is completed.
[0081]
Next, a spacer (not shown) is disposed between the TFT substrate 120 and the CF substrate 150 to maintain a constant distance between them, and the TFT substrate 120 and the CF substrate 150 are separated by a vacuum injection method or a drop injection method. A liquid crystal 180 is sealed between them. In this way, a reflection type liquid crystal display device as shown in FIGS. 9 and 10 is completed.
[0082]
In the present embodiment, since the photoresist film 133 is irradiated with B ions by the ion implantation method and only the surface layer of the photoresist film 133 is cured, the glass film is more glassy than the method of curing the surface layer of the photoresist film by UV irradiation. Even when the area of the substrate is large, it is possible to irradiate B ions under uniform conditions over the entire resist film on the glass substrate. Thereby, unevenness can be formed uniformly and with good reproducibility on the resist film 133.
[0083]
In this embodiment, since only the surface layer of the photoresist film 133 is cured by B ions, the post-bake temperature can be increased to 165 ° C. Thereby, the controllability of the inclination angle and pitch of the unevenness is improved.
[0084]
Further, by setting the post-bake temperature high, N in the resist film 133 is increased. 2 Can be sufficiently removed, thereby preventing exposure burst from occurring in the resist film 133 during B ion irradiation.
[0085]
(Second Embodiment)
A method for manufacturing the reflective liquid crystal display device according to the second embodiment will be described below. In the second embodiment, the resist film used for forming the contact hole of the final protective film is left, and irregularities are formed on the surface of the resist film.
[0086]
In the steps shown in FIGS. 14A and 14B of the first embodiment, when the contact holes 131a and 131b are formed in the final protective film 131, generally at the end of the gate bus line 108a. An opening is also formed on the provided terminal to expose the surface of the terminal. Therefore, as shown in FIG. 14B, the contact hole forming portion is over-etched, and the diameters of the contact holes 131a and 131b are larger than the diameter of the opening of the resist film 132. If a metal film to be a pixel electrode is formed on the resist film 132, the diameters of the contact holes 131a and 131b are larger than the diameter of the opening of the resist film 132. Therefore, the metal film on the resist film 132 and the source electrode are formed. 129a and the storage capacitor electrode 129c may not be electrically connected. Therefore, in the first embodiment, the resist film 132 used to form the contact holes 131a and 131b is peeled off, and a new resist film 133 is formed on the final protective film 131, so that the resist film 133 is formed on the surface of the resist film 133. Unevenness is formed.
[0087]
On the other hand, in the second embodiment, a contact hole having a diameter smaller than the diameter of the opening of the resist film is formed by controlling the etching conditions.
[0088]
That is, as shown in FIG. 17A, after forming a final protective film 131 made of SiN on a glass substrate 121 in the same manner as in the first embodiment, a positive photoresist is formed on the final protective film 131. A film 141 is applied. Then, exposure and development are performed to form an opening for forming a contact hole in the resist film 141. Then, using this resist film 141 as a mask, SF 6 / O 2 The final protective film 131 is etched by RIE using gas.
[0089]
At this time, SF 6 Reduce the gas flow rate, O 2 When the gas flow rate is increased, the etching rate of the final protective film 131 is decreased, the etching rate of the resist film 141 is increased, and the diameters of the contact holes 131a and 131b formed in the final protective film 131 are reduced. It becomes smaller than the diameter of the opening. For example, SF 6 The gas flow rate is 130 sccm, O 2 The gas flow rate is 270 sccm, the pressure is 8.0 Pa, and the power is 600 W.
[0090]
Alternatively, the final protective film 131 may be made difficult to be etched by increasing the Si content in SiN and forming a dense film to harden the film quality of the final protective film 131. For example, the usual nitride film formation conditions are SiH Four Gas flow rate is 240sccm, N 2 The gas flow rate is 2100 sccm, the pressure is 213.3 Pa, the temperature is 230 ° C., and the power is 2000 W. On the other hand, when forming a dense and hard nitride film, SiH Four The gas flow rate is 180 sccm, NH Three The gas flow rate is 600 sccm, N 2 The gas flow rate is 4000 sccm, the pressure is 160 Pa, the temperature is 230 ° C., and the power is 1400 W. For example, SiH Four Gas flow rate is 240sccm, NH Three The gas flow rate is 600 sccm, N 2 The gas flow rate is 4000 sccm, the pressure is 160 Pa, the temperature is 230 ° C., and the power is 1400 W. When etching the nitride film thus formed, for example, SF 6 The gas flow rate is 130 sccm, O 2 The gas flow rate is 270 sccm, the pressure is 8.0 Pa, and the power is 600 W.
[0091]
Next, as shown in FIG. 17B, B is ion-implanted into the resist film 141 used to form the contact holes 131a and 131b, and only the surface layer of the resist film 141 is cured.
[0092]
Next, the resist film 141 is heat-treated (baked) at a temperature of 200 to 230 ° C. As a result, fine irregularities are formed on the surface of the resist film 141 as shown in FIG. Thereafter, the pixel electrode 142 is formed on the resist film 141. In this manner, a reflective liquid crystal display device having a pixel electrode (reflective electrode) provided with fine wrinkles on the surface is manufactured.
[0093]
In this embodiment, fine wrinkle-like irregularities are formed on the surface of the resist film 141 by injecting charged particles into the resist film 141 used for forming the contact holes 131a and 131b and then performing a heat treatment. Therefore, the number of processes is reduced as compared with the first embodiment, and the manufacturing cost can be reduced.
[0094]
(Other embodiments)
In the first embodiment, charged particles are injected into the resist film 133 by an ion implantation method, but charged particles may be injected into the resist film 133 by an RIE method. For example, after the resist film 133 is post-baked, He plasma treatment is performed on the resist film 133 by RIE under the conditions of a pressure of 6.0 Pa, a He gas flow rate of 300 sccm, a power of 1000 W, and a treatment time of 30 seconds. .
[0095]
When the charged particles are injected into the resist film 133 by the RIE method, it is necessary to use a gas that is difficult to etch the portion of the final protective film that is not covered with the resist film. When the final protective film is formed of SiN, it is preferable to implant He into the resist film 133 as described above. As a gas that can be used for injecting charged particles into the resist film 133 by the RIE method, other than He gas, for example, CHF can be used. Three There are gas and HCl gas. CHF when the final protective film is made of silicon nitride Three Gas is preferably used, and HCl gas is preferably used when the final protective film is made of silicon oxide.
[0096]
In the first embodiment, the case where a channel protection type TFT is used as the switching element has been described. However, a channel etching type TFT may be used. The channel etching type TFT is formed as follows.
[0097]
That is, as shown in FIG. 19A, an amorphous silicon film 151 serving as an operation layer is formed thick (for example, 1200 mm) on the gate insulating film 124, and then an n-type contact serving as an ohmic contact layer is formed thereon. + A type amorphous silicon film 152 is formed.
[0098]
Next, as shown in FIG. 19B, the amorphous silicon films 151 and n are formed by photolithography. + The type amorphous silicon film 152 is patterned into an island shape.
[0099]
Next, as shown in FIG. 19C, a metal film is formed on the entire upper surface of the glass substrate 121, and the metal film is patterned by photolithography to form a source electrode 153a and a drain electrode 153b. At this time, the source electrode 153a and the drain electrode 153b are etched halfway in the thickness direction of the amorphous silicon film 151 to electrically isolate the source electrode 153a and the drain electrode 153b. In this manner, a channel etching type TFT is completed.
[0100]
Further, the pixel electrode 134 may be provided with a pattern 161 extending in the horizontal direction with the central portion slightly bent as shown in FIG. For example, in the process shown in FIGS. 11A and 11B, when the metal film 122 is etched to form the gate bus line 108a and the storage capacitor bus line 108b, the central portion extends in the horizontal direction with a slight bend. A metal pattern is provided. Thus, a similar pattern (convex portion) 161 is formed on the pixel electrode 134 following this metal pattern.
[0101]
Thereafter, when the resist film 133 is heat-treated, the wrinkled irregularities on the surface of the resist film 133 are restricted by the pattern 161 of the pixel electrode 134 and extend in the same direction as the pattern 161, and light is selectively reflected in a desired direction. Become so. In the case of a small-sized device such as a PDA, the angle formed between the liquid crystal display device and the user's line of sight is substantially constant, so that the direction of reflected light is preferably aligned in one direction. This embodiment can be applied to such a case.
[0102]
(Ion implantation conditions and baking conditions)
Hereinafter, the results of examining the optimum ion implantation conditions and baking conditions will be described.
[0103]
The inventors of the present application first applied a positive first novolak photoresist (hereinafter referred to as “resist A”) to a thickness of 1.3 μm on the entire surface of the glass substrate, and then exposed and developed with a predetermined pattern. Then, 150 degreeC post-baking was performed with the hotplate. Then B 2 H 6 Gas is used, acceleration voltage is 30 kV, and dose is 3 × 10 15 / Cm 2 B ions were implanted into the surface layer of the resist film under the condition that the implantation time was 216 seconds. This resist film was further thermally baked at 220 ° C., which is the curing temperature of the resist. As a result, wrinkle-like irregularities were partially formed on the surface of the resist film. The optical microscope image of the surface of the resist film at this time and the electron microscope image of the cross section of the resist film are shown in FIGS.
[0104]
Under the above conditions, there were many portions where the unevenness was not formed on the surface of the resist film, and many exposure bursts and cracks occurred. The inventors of the present application determined that the dose amount of charged particles was too large because of many exposure bursts and cracks.
[0105]
Therefore, the acceleration voltage is 10 kV and the dose is 1 × 10. 14 / Cm 2 A similar experiment was conducted. As a result, unevenness with no unevenness could be formed over the entire resist film on the substrate.
[0106]
Thereafter, the same experiment was performed with various changes in gas type, acceleration voltage, dose, and time. A similar experiment was conducted by replacing the photoresist with a positive type second novolak photoresist (hereinafter referred to as resist B). In consideration of the difference in characteristics of the resist film, the film thickness of the resist A was 1.3 μm, and the film thickness of the resist B was 3.0 μm. Then, the pitch and depth of the generated wrinkled irregularities were examined. The results are collectively shown in FIGS.
[0107]
For samples Nos. 2, 3, 6, 7, 8, and 9, a metal film was formed on the resist film to form a reflective electrode, and the reflectance was measured. The results are also shown in FIG. Moreover, the optical microscope photograph image of the sample of sample No.2,3,6,7,8,10,11,12 is shown in FIG.
[0108]
In FIG. 21, HP indicates that baking is performed using a hot plate attached to the developing device, and CO indicates that baking is performed using a clean oven (manufactured by Tabai). Further, the reflectance was measured by measuring the luminance in the normal direction by irradiating parallel light from an angle of 30 ° with respect to the normal line of the reflective electrode. However, the relative value is shown assuming that the reflection intensity in the normal direction when the light is incident on a standard white plate without unevenness under the same conditions as 100%. Furthermore, the low dose mode is a mode in which the dose is reduced by the aperture of the electrode.
[0109]
As shown in FIGS. 21 and 22, in the low dose mode, the acceleration voltage is 10 kV and the dose is 3 × 10. 13 / Cm 2 As a result, the resist film was not uneven at all. Further, even when the baking temperature was 170 ° C., the resist film was not uneven.
[0110]
Acceleration voltage 5kV-60kV, dose amount 5x10 13 ~ 1x10 15 / Cm 2 In this case, it was confirmed that uniform unevenness could be formed on the resist film with good reproducibility. PH Three It was confirmed that even when P was ion-implanted into the resist film using a gas, the unevenness in the resist film could be formed with good reproducibility.
[0111]
The maximum reflectivity with respect to parallel light with an incident angle of 30 ° is that of sample no. 8 and 60 kV. At this time, the pitch of the wrinkled irregularities was rough, and the reflectance was as high as 95.8%.
[0112]
In addition, sample No. No. 1 was post-baked on the hot plate of the developing device. In Nos. 1 to 9, while unevenness due to pin marks and groove marks on the plate was visually observed, sample No. 1 was obtained by changing the post-baking temperature in a clean oven. No unevenness was seen at 10-13.
[0113]
Further, sample No. 1 was obtained by changing the post-baking temperature in a clean oven. In 10-13, it was also confirmed that the wrinkle depth was shallow and could be controlled on the high temperature side.
[0114]
In this way, by controlling the irradiation conditions of charged particles and the temperature during baking, the inclination angle and pitch of the unevenness can be greatly changed. Therefore, according to the present invention, for example, from a reflective electrode close to a mirror surface having a low scattering degree suitable for a small liquid crystal display device of 2 to 5 inches, a high scattering degree suitable for a medium liquid crystal display device of 6 to 15 inches is obtained. Even the reflective electrode can be manufactured uniformly and with good reproducibility. As a result, the display characteristics of the reflective liquid crystal display device are improved.
[0115]
The present invention can also be applied to a transmissive / reflective liquid crystal display device in which an opening is provided in a part of the reflective electrode and the light of the backlight is transmitted through the liquid crystal panel in a dark place to display an image.
[0116]
(Appendix 1) A step of forming an organic resin film by applying an organic resin on a substrate, a baking step of baking the organic resin film, and a charge for irradiating the organic resin film with charged particles to cure only the surface layer It comprises a particle irradiation step, a heat treatment step for heat-treating the organic resin film to form wrinkled irregularities on the surface, and a reflection electrode formation step for forming a reflection electrode on the organic resin film. A method of manufacturing a reflective liquid crystal display device.
[0117]
(Additional remark 2) The positive type photoresist is used as said organic resin, The manufacturing method of the reflection type liquid crystal display device of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
[0118]
(Supplementary note 3) The method for manufacturing a reflective liquid crystal display device according to supplementary note 1, wherein the baking step is performed at a temperature of 130 to 165 ° C.
[0119]
(Additional remark 4) In the said heat processing process, it heat-processes at the temperature of 200 thru | or 230 degreeC, The manufacturing method of the reflection type liquid crystal display device of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
[0120]
(Appendix 5) In the charged particle irradiation step, the photoresist film is irradiated with at least one ion selected from the group consisting of H, He, B, P, Ar, and As. A manufacturing method of the reflective liquid crystal display device described in 1.
[0121]
(Additional remark 6) The said charged particle irradiation process WHEREIN: The said charged particle is accelerated with the acceleration voltage of 1 kV thru | or 100 kV, The manufacturing method of the reflection type liquid crystal display device of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
[0122]
(Supplementary Note 7) In the charged particle irradiation step, the charged particle injection amount is 1 × 10 13 To 2 × 10 15 / Cm 2 The method for manufacturing a reflective liquid crystal display device according to appendix 1, wherein:
[0123]
(Appendix 8) In the charged particle irradiation step, the charged particles are removed from the photoresist film by any one of an ion implantation method, a reactive ion plasma etching method, an electron cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled ICP method, and a TCP method. The manufacturing method of the reflection type liquid crystal display device according to appendix 1, wherein:
[0124]
(Supplementary Note 9) On the first substrate, a gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, a gate electrode connected to the gate bus line, and a drain electrode to the data bus line Forming a thin film transistor connected to the gate bus line, forming the insulating film above the data bus line and the thin film transistor, and forming a first photoresist film on the insulating film. And a first exposure / development step of forming an opening at a position corresponding to the source electrode of the thin film transistor in the first photoresist film, and etching the insulating film using the first photoresist film as a mask. Forming a contact hole leading to the source electrode of the thin film transistor, and forming the first photoresist film And a second exposure / development step of forming an opening at a position corresponding to the contact hole of the second photoresist film. A step of injecting charged particles into the surface layer of the second photoresist film, a step of heat-treating the second photoresist film to form wrinkled irregularities on the surface, and the second photoresist film Forming a conductive reflective film on the entire upper surface of the substrate, patterning the reflective film to form a first electrode, and a second substrate provided with a second electrode made of a conductive film, A method of manufacturing a reflection type liquid crystal display device, comprising: a step of placing the first substrate facing each other and enclosing a liquid crystal therebetween.
[0125]
(Supplementary Note 10) On the first substrate, a gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, a gate electrode connected to the gate bus line, and a drain electrode to the data bus line Forming a thin film transistor connected to the gate bus line, the data bus line and the thin film transistor; forming a photoresist film on the insulating film; and An exposure / development process for forming an opening at a position corresponding to the source electrode of the thin film transistor in the first photoresist film, and etching the insulating film using the photoresist film as a mask to form a contact hole leading to the source electrode of the thin film transistor And forming charged particles into the surface layer of the first photoresist film. A step of heat-treating the photoresist film to form wrinkled irregularities on the surface; a step of forming a conductive reflective film on the entire upper surface of the photoresist film; and patterning the reflective film A step of forming one electrode, a step of disposing a second substrate provided with a second electrode made of a conductor film and the first substrate, and enclosing a liquid crystal therebetween. A method for producing a reflective liquid crystal display device, comprising:
[0126]
(Supplementary Note 11) A liquid crystal is sealed between a pair of substrates, and a gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, and a gate electrode are provided on one of the pair of substrates. A thin film transistor connected to the gate bus line and having a drain electrode connected to the data bus line, and formed on the surface of the gate bus line, the data bus line, and the thin film transistor, and provided with wrinkled irregularities on the surface. In a reflective liquid crystal display device having an organic resin film and a reflective electrode formed on the organic resin film and provided with irregularities following the irregularities of the organic resin film, the irregularities of the organic resin film are charged particles. A reflection type liquid crystal display device, which is formed by performing heat treatment after injecting into the surface layer.
[0127]
(Supplementary note 12) The reflective liquid crystal display device according to supplementary note 11, wherein the thin film transistor is a channel protective thin film transistor.
[0128]
(Supplementary note 13) The reflective liquid crystal display device according to supplementary note 11, wherein the thin film transistor is a channel etching thin film transistor.
[0129]
(Supplementary note 14) The reflection according to supplementary note 11, wherein a pattern which is formed in the same layer as the gate electrode and restricts the extending direction of the wrinkle-like irregularities is provided below the reflective electrode. Type liquid crystal display device.
[0130]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the organic resin film is irradiated with charged particles to cure only the surface layer, and then heat treatment is performed to form wrinkle-like irregularities on the surface of the organic resin film. Since the reflective electrode is formed, the inclination angle and pitch of the unevenness can be controlled with high accuracy. As a result, the display characteristics of the reflective liquid crystal display device are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view (No. 1) showing an example of a manufacturing method of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 2 is a sectional view (No. 2) showing an example of a manufacturing method of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 3 is a sectional view (No. 3) showing an example of a manufacturing method of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 4 is a cross-sectional view (No. 4) showing an example of a manufacturing method of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 5 is a sectional view (No. 5) showing an example of the manufacturing method of the conventional reflection type liquid crystal display device.
FIG. 6 is a sectional view (No. 6) showing an example of a manufacturing method of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 7 is a sectional view (No. 7) showing an example of the manufacturing method of the conventional reflection type liquid crystal display device.
FIG. 8 is a block diagram showing a reflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing one pixel of a reflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 11 is a sectional view (No. 1) showing the method for manufacturing the liquid crystal display according to the first embodiment of the invention.
FIG. 12 is a sectional view (No. 2) showing the method for manufacturing the liquid crystal display according to the first embodiment of the invention.
FIG. 13 is a sectional view (No. 3) showing the method for manufacturing the liquid crystal display according to the first embodiment of the invention.
FIG. 14 is a sectional view (No. 4) showing the method for manufacturing the liquid crystal display according to the first embodiment of the invention.
15 is a sectional view (No. 5) showing the method for manufacturing the liquid crystal display according to the first embodiment of the invention. FIG.
FIG. 16 is a cross-sectional view (No. 6) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display according to the first embodiment of the invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view (No. 1) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display according to the second embodiment of the invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a channel etching type TFT.
FIG. 20 is a plan view showing an example in which a pattern for restricting the extending direction of the unevenness on the wrinkle is provided on the pixel electrode 134;
FIG. 21 is a diagram (part 1) showing a result of examining the formation state of wrinkle-like unevenness by variously changing the gas type, acceleration voltage, dose amount, and time.
FIG. 22 is a diagram (part 2) showing the result of examining the formation state of wrinkled irregularities by variously changing the gas type, acceleration voltage, dose amount, and time;
FIG. 23A is an optical microscope image showing an example of wrinkle-like irregularities formed on the surface of the resist film, and FIG. 23B is an electron microscope image of the cross section of the resist film.
FIGS. 24A to 24H are optical microscope images showing examples of wrinkled irregularities formed on the surface of a resist film.
[Explanation of symbols]
10, 121, 151 ... glass substrate,
11a, 108a ... gate bus line,
11b, 108b... Storage capacitor bus line,
12, 16, 19, 21, 22, 123, 127, 130, 132, 133, 141... Resist film,
13,124 ... Gate insulating film
14, 125, 151 ... amorphous silicon film,
15, 126 ... SiN film,
15a, 126a ... channel protective film,
17, 128, 152 ... n + Type amorphous silicon film,
18, 23, 24, 122, 129 ... metal film,
18a ... data bus line,
18b, 129a, 153a ... source electrodes,
18c, 129b, 153b ... drain electrodes,
18d, 129c ... storage capacitor electrode,
20, 131 ... final protective film,
20a, 20b, 131a, 131b ... contact holes,
23a, 134, 142 ... pixel electrodes (reflection electrodes),
101 ... Control circuit,
102: Data driver,
103 ... Gate driver,
104 ... display part,
105 ... TFT,
106 ... display cell,
107: Storage capacity,
109a ... data bus line,
120 ... TFT substrate,
135, 155 ... alignment film,
150 ... CF substrate,
152 ... Black matrix,
153 ... Color filter,
154 ... Common electrode,
161... Pattern provided on the pixel electrode
180 ... Liquid crystal.

Claims (4)

基板上に有機樹脂を塗布して有機樹脂膜を形成する工程と、
前記有機樹脂膜をベークするベーク工程と、
前記有機樹脂膜に荷電粒子を照射して表層のみを硬化させる荷電粒子照射工程と、
前記有機樹脂膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する熱処理工程と、
前記有機樹脂膜の上に反射電極を形成する反射電極形成工程とを有し、
前記荷電粒子照射工程においては、イオン注入法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＰＣ法及びＴＣＰ法のうちのいずれかの方法により前記有機樹脂膜に荷電粒子を照射することを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。Applying an organic resin on the substrate to form an organic resin film;
A baking step of baking the organic resin film;
A charged particle irradiation step of irradiating the organic resin film with charged particles and curing only the surface layer;
A heat treatment step of heat-treating the organic resin film to form wrinkled irregularities on the surface;
A reflective electrode forming step of forming a reflective electrode on the organic resin film,
In the charged particle irradiation step, and irradiating the ion implantation method, electron cyclotron resonance plasma method, the charged particles in the organic resin film by any of the methods of inductively coupled IPC method and TCP method A method of manufacturing a reflective liquid crystal display device. 前記ベーク工程では、１３０乃至１６５℃の温度でベークす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の製造方法。  2. The method of manufacturing a reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the baking step is performed at a temperature of 130 to 165 [deg.] C. 第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、
前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に第１のフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記第１のフォトレジスト膜の前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する第１の露光／現像工程と、
前記第１のフォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記薄膜トランジスタのソース電極に通じるコンタクトホールを形成する工程と、
前記第１のフォトレジスト膜を除去する工程と、
前記絶縁膜上に第２のフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記第２のフォトレジスト膜の前記コンタクトホールに対応する位置に開口部を形成する第２の露光／現像工程と、
前記第２のフォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程と、
前記第２のフォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記第２のフォトレジスト膜の上側全面に導電性の反射膜を形成する工程と、
前記反射膜をパターニングして第１の電極を形成する工程と、
導電体膜からなる第２の電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、
前記第２のフォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程においては、イオン注入法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＰＣ法及びＴＣＰ法のうちのいずれかの方法を用いることを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。A gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, a gate electrode connected to the gate bus line, and a drain electrode connected to the data bus line on the first substrate. Forming a thin film transistor; and
Forming an insulating film above the gate bus line, the data bus line, and the thin film transistor;
Forming a first photoresist film on the insulating film;
A first exposure / development step of forming an opening at a position corresponding to the source electrode of the thin film transistor in the first photoresist film;
Etching the insulating film using the first photoresist film as a mask to form a contact hole leading to a source electrode of the thin film transistor;
Removing the first photoresist film;
Forming a second photoresist film on the insulating film;
A second exposure / development step of forming an opening at a position corresponding to the contact hole of the second photoresist film;
Injecting charged particles into the surface layer of the second photoresist film;
Heat treating the second photoresist film to form wrinkled irregularities on the surface;
Forming a conductive reflective film on the entire upper surface of the second photoresist film;
Patterning the reflective film to form a first electrode;
A step of disposing a second substrate provided with a second electrode made of a conductor film and the first substrate facing each other, and enclosing a liquid crystal between the two,
Wherein in the second photoresist film step of injecting charged particles into the surface layer of, characterized by using any of the methods of the ion implantation method, electron cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled IPC method and TCP method A method of manufacturing a reflective liquid crystal display device. 第１の基板上に、走査信号が供給されるゲートバスラインと、表示信号が供給されるデータバスラインと、ゲート電極が前記ゲートバスラインに接続されドレイン電極が前記データバスラインに接続された薄膜トランジスタとを形成する工程と、
前記ゲートバスライン、前記データバスライン及び前記薄膜トランジスタの上方に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記薄膜トランジスタのソース電極に対応する位置に開口部を形成する露光／現像工程と、
前記フォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記薄膜トランジスタのソース電極に通じるコンタクトホールを形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程と、
前記フォトレジスト膜を熱処理して表面にしわ状の凹凸を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の上側全面に導電性の反射膜を形成する工程と、
前記反射膜をパターニングして第１の電極を形成する工程と、
導電体膜からなる第２の電極が設けられた第２の基板と前記第１の基板とを対向させて配置し、両者の間に液晶を封入する工程とを有し、
前記フォトレジスト膜の表層に荷電粒子を注入する工程においては、イオン注入法、電子サイクロトロン共鳴プラズマ法、誘導結合型ＩＰＣ法及びＴＣＰ法のうちのいずれかの方法を用いることを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。A gate bus line to which a scanning signal is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied, a gate electrode connected to the gate bus line, and a drain electrode connected to the data bus line on the first substrate. Forming a thin film transistor; and
Forming an insulating film above the gate bus line, the data bus line, and the thin film transistor;
Forming a photoresist film on the insulating film;
An exposure / development step of forming an opening at a position corresponding to the source electrode of the thin film transistor in the photoresist film;
Etching the insulating film using the photoresist film as a mask to form a contact hole leading to a source electrode of the thin film transistor;
Injecting charged particles into the surface layer of the photoresist film;
Heat treating the photoresist film to form wrinkled irregularities on the surface;
Forming a conductive reflective film on the entire upper surface of the photoresist film;
Patterning the reflective film to form a first electrode;
A step of disposing a second substrate provided with a second electrode made of a conductor film and the first substrate facing each other, and enclosing a liquid crystal between the two,
In the step of injecting charged particles into the surface layer of the photoresist film, the reflection characterized by using any of the methods of the ion implantation method, electron cyclotron resonance plasma method, an inductively coupled IPC method and TCP method Type liquid crystal display device manufacturing method.
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