透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法
【課題】透明導電膜の形成方法に依らずに、その表面に凹凸を形成することが可能な透明導電膜の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の透明導電膜の製造方法は、酸化物からなる透明導電膜を形成し、透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒すことで、透明導電膜の表面に凹凸を形成する、ことを特徴とする。
【解決手段】本発明の透明導電膜の製造方法は、酸化物からなる透明導電膜を形成し、透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒すことで、透明導電膜の表面に凹凸を形成する、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法に関し、特には、酸化物からなる透明導電膜の表面に凹凸を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スズ添加酸化インジウム（以下、ＩＴＯともいう）等の酸化物からなる透明導電膜は、液晶表示装置などの様々な機器に用いられている。こうした透明導電膜には、その表面に凹凸を形成することが求められることがある。特許文献１には、基板上に感光性樹脂を塗布する工程と、各階調毎にパターン形状が異なる３階調以上のパターンを備えたフォトマスクを用いて感光性樹脂に対して露光を行い、現像を行うことにより、複数の段差を有し、断面形状が非対称な感光性樹脂からなる複数の凸部を形成する工程と、複数の段差を有する感光性樹脂からなる複数の凸部の表面をなだらかな曲面にする工程と、複数の凸部のなだらかな表面上に反射膜を形成する発明、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０４３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、複数のフォトリソグラフィ工程を必要とすることから時間と手間と費用を要することになる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、非常に簡易かつ安価な方法で、これまでのプロセスに多くの変更を加えずに、その表面に凹凸を形成することが可能な透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の透明導電膜の製造方法は、酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明者らは、酸化物からなる透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒すことで、その表面に凹凸が形成されることを見出した。本発明によれば、これまでにプロセスに多くの変更を加えることなく安価かつ簡易に、その表面に凹凸を形成することが可能である。
【０００８】
また、本発明の一態様において、前記透明導電膜は、スズ添加酸化インジウムからなる。これによると、透明性及び導電性に優れたＩＴＯの表面に簡便に凹凸を形成することが可能である。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明の反射膜の製造方法は、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、前記透明導電膜上に反射膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜上に形成された反射膜の表面にも凹凸が形成されるため、反射光の拡散効果が高められる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記反射膜の製造方法で反射膜を製造する工程を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜上に形成された反射膜の表面にも凹凸が形成されるため、反射光の拡散効果が高められる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記透明導電膜上に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、前記反射膜は、前記絶縁膜上に形成される。これによると、透明導電膜上に形成される絶縁膜の厚みに応じて反射膜の凹凸の度合いを調整することが可能である。
【００１２】
また、本発明の一態様では、薄膜トランジスタを形成する工程をさらに含み、前記絶縁膜は、前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜である。これによると、製造の簡便化を図ることが可能である。
【００１３】
さらに、前記反射膜は、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同時に形成されてもよい。これによると、製造の簡便化を図ることが可能である。
【００１４】
さらに、前記透明導電膜は共通電極であってもよい。これによると、共通電極を利用して反射膜の表面に凹凸を形成することが可能である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、前記絶縁膜を形成する工程と、が同一の反応室内で行われる。これによると、これら２つの工程を連続して行うことが可能である。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、反射型の液晶表示装置であって、基板と、前記基板上に形成される薄膜トランジスタと、前記基板上に形成され、水素含有ガスの還元雰囲気に晒された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成される反射膜と、を備え、前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜が、前記透明導電膜と前記反射膜との間に介在する、ことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜上に形成された反射膜の表面にも凹凸が形成されるため、反射光の拡散効果が高められる。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明のイメージセンサの製造方法は、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜の表面に凹凸が形成されると共に、透明導電膜と対向する対向導電膜の表面にも凹凸が形成されるので、透明導電膜と対向導電膜との間の容量の向上を図ることが可能である。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明のタッチパネルの製造方法は、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜の表面に凹凸が形成されるので、外部から入射する光の反射を抑制することが可能である。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明の太陽電池の製造方法は、光電変換層を形成する工程と、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜の表面に凹凸が形成されるので、光閉じ込め効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る透明導電膜の製造方法により製造される透明導電膜のＳＥＭ像である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第１の工程を表す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第２の工程を表す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第３の工程を表す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第４の工程を表す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第５の工程を表す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第６の工程を表す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るイメージセンサの製造方法により製造されるイメージセンサの断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るタッチパネルの製造方法により製造されるタッチパネルの断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の製造方法により製造される太陽電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［透明導電膜の製造方法］
本発明の一実施形態に係る透明導電膜の製造方法では、酸化物からなる透明導電膜が水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、透明導電膜の表面に凹凸が形成される。
【００２３】
透明導電膜を構成する酸化物としては、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）が代表的である。他の酸化物としては、酸化インジウム・亜鉛（ＩＺＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などがある。上述したように、透明導電膜の表面の凹凸はインジウム等の金属と酸素との結合が還元性の水素ラジカルによって切断され、酸素が離脱して、金属が析出することにより生じると推測される。こうした酸化物の中でも、ＩＴＯは、他の材料と比較して透明性及び導電性に優れるため、透明導電膜の材料として好適である。また、ＩＴＯは、酸化スズよりも水素ラジカルに反応しやすい性質を持つ。このため、ＩＴＯは、表面に凹凸を形成する観点からも有利であると思われる。
【００２４】
本実施形態の透明導電膜は、代表的な形成方法であるスパッタリングにより作成される。膜厚は３０ｎｍから１００ｎｍが好ましい。他の形成方法としては、真空蒸着法やイオンプレーティング法、パルスレーザ蒸着などの物理的作製法や、スプレー法やディップ法などの化学的作製法がある。
【００２５】
水素含有ガスとは、水素原子を含んだ分子のガスであり、より詳しくは、プラズマ状態において水素ラジカルを生じるガスである。水素含有ガスとしては、水素ガス（Ｈ２）、モノシラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）などのガスで、これら単独でも、混合ガスでも良いが、水素ガスを含むガスがより好ましい。また、水素含有ガスの還元雰囲気とは、水素含有ガスのプラズマ状態であり、換言すると、水素ラジカルを含んだ雰囲気である。
【００２６】
透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程には、例えば、ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）装置やスパッタリング装置、エッチング装置のような減圧可能な反応室（いわゆる真空チャンバ）を備える装置が用いられる。減圧可能な反応室を備える装置が用いられるのは、反応室内でプラズマ状態を作り出すためである。
【００２７】
反応室内に水素含有ガスが導入され、かつ反応室内が例えば１００〜３００Ｐａ程度まで減圧されたときに、高周波電源による放電でプラズマ状態が作り出される。このときの高周波電源の出力は例えば３０００Ｗ程度であり、放電時間は例えば数秒程度である。なお、これに限られず、直流電源が用いられてもよい。
【００２８】
十分な水素ラジカルを得るためには、平行平板型アノードカップリング方式によりプラズマ状態を作り出すことが可能な装置が用いられることが好ましい。これに限れられず、平行平板型または容量結合型のカソードカップリング方式によりプラズマ状態を作り出すことが可能な装置が用いられてもよい。
【００２９】
なお、凹凸の面内分布の均一化を図るために、プラズマ状態を作り出す前に予備加熱が行われてもよい。予備加熱では、例えば、反応室の温度を２００℃程度の高温が６０秒程度維持される。
【００３０】
以上に説明した方法で、表面が平坦なＩＴＯ（膜厚約３０ｎｍ）からなる透明導電膜を水素ガスの還元雰囲気に晒したところ、図１に示されるように、透明導電膜の表面には多数の微小な凹凸が形成された。図１のうち、（Ａ）は透明導電膜の表面ＳＥＭ像であり、（Ｂ）は透明導電膜の断面ＳＥＭ像である。これらのＳＥＭ像では、平均径が２５から３５ｎｍで平均高さが１０から２０ｎｍの円錐形状の突起物が、ほぼ隙間無くランダムに埋め尽くされている。これらのＳＥＭ像から、突起物はエッチング等で人工的に作成された構造と異なり、自発的に生成された形状であることが見て取れる。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）の表面ＳＥＭ像を模式的に表した模式図である。一辺が１００μｍの正方形の領域に、直径３０ｎｍで突起高さ１５ｎｍの円錐形の突起が整然と並んでいるものと仮定すると、突起が無く平坦な面の場合の表面積と比較して、約３倍の表面積が生成されているものと計算できる。
【００３１】
［液晶表示装置の製造方法・反射膜の製造方法］
図２は、本発明の一実施形態に係る反射型の液晶表示装置１の断面図である。この図では、１画素に対応する部分の断面構造が模式的に示されている。液晶表示装置１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として備えるアクティブマトリクス型で、液晶分子に対して面内方向の電界を印加するＩＰＳ（In-Plane Switching）型の液晶表示装置として構成されているが、この態様に限られず、単純マトリクス型であってもよいし、ＶＡ（Vertical Alignment）型であってもよい。
【００３２】
液晶表示装置１は、対向配置される一対の基板２，３と、これらの間に挟持される液晶層４と、を備えている。第１の基板２において、無アルカリガラス等からなるガラス基板２１の液晶層４と同側の面上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と、共通電極６と、反射膜７と、画素電極８と、が設けられている。また、ガラス基板２１の液晶層４と逆側の面上には、偏光板２２が設けられている。
【００３３】
ＴＦＴ５は、ゲート電極５１と、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層５３と、ソース電極５５と、ドレイン電極５７と、を備えている。ゲート電極５１は不図示の走査線に接続されている。半導体層５３はゲート電極５１上に配置されており、ゲート電極５１と半導体層５３との間にはゲート絶縁膜２７が配置されている。ソース電極５５及びドレイン電極５７は半導体層５３上に配置されている。ソース電極５５は不図示の信号線に接続されており、ドレイン電極５７は画素電極８に接続されている。ソース電極５５及びドレイン電極５７の上には保護絶縁膜２９が配置され、保護絶縁膜２９上には配向膜２３が配置されている。
【００３４】
共通電極６は、共通線６１に接続されており、ガラス基板２１とゲート絶縁膜２７との間に配置されている。画素電極８は、ＴＦＴ５に接続されており、保護絶縁膜２９と配向膜２３との間に配置されている。共通電極６及び画素電極８は、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜である。このうち、共通電極６は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。反射膜７は、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ、Ｃｕ等の比較的反射率の高い金属からなり、ゲート絶縁膜２７と保護絶縁膜２９との間に配置されている。反射膜７は共通電極６上に形成されており、このため、反射膜７の表面にも凹凸が形成されている。これにより、反射膜７による反射光の拡散効果が高められている。
【００３５】
本実施形態において、反射膜７は画素領域の一部に配置されており、これにより、液晶表示装置１は、反射膜７により反射される反射光と、それ以外の部分を透過する透過光との両方による表示が可能な、いわゆる半透過型の液晶表示装置として構成されている。
【００３６】
第２の基板３において、無アルカリガラス等からなるガラス基板２１の液晶層４と同側の面上には、ＴＦＴ５と対向する位置にブラックマトリクス３５が設けられ、画素電極８と対向する位置にカラーフィルタ３６が設けられている。ブラックマトリクス３５及びカラーフィルタ３６の上には平坦化膜３７が配置され、平坦化膜３７上には配向膜３３が配置されている。また、ガラス基板２１の液晶層４と逆側の面上には、偏光板３２が設けられている。
【００３７】
図３〜図８は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法の各工程を表す図である。これらの図のうち（Ａ）に係る断面図は、各工程においてレジストパターン形成及びエッチングによる薄膜の加工が終了し、フォトレジストが除去された状態を示している。（Ｂ）に係るフローチャートは、各工程に含まれる主な処理を示している。
【００３８】
ここで、レジストパターン形成とは、フォトレジストの塗布から、フォトマスクを使用した選択的な露光を経て、現像を行うまでの、レジストパターンを形成する一連の工程を含む処理であり、以下では詳細な説明を省略する。
【００３９】
図３に示される第１の工程では、ゲート電極５１、共通電極６、共通線６１及び不図示の走査線が形成される。具体的には、始めに、ガラス基板２１上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜（膜厚は約３０ｎｍ）が成膜され、続いて、透明導電膜上にスパッタリングによりＣｕ等の金属からなる金属膜が成膜される（Ｓ１１）。なお、透明導電膜は、スパッタリング以外の方法で形成されてもよい。次いで、金属膜上にハーフトーンマスクを利用してレジストパターンが形成される（Ｓ１２）。ここでは、ゲート電極５１、共通線６１及び不図示の走査線が形成される領域にフォトレジストが厚く形成され、共通電極６が形成される領域（すなわち、透明導電膜を露出させる領域）にフォトレジストが薄く形成される。次いで、金属膜がエッチングされ、続いて、透明導電膜がエッチングされる（Ｓ１３）。次いで、フォトレジストの薄く形成された部分がハーフアッシングにより除去される（Ｓ１４）。次いで、ハーフアッシングにより露出した金属膜がエッチングされる（Ｓ１５）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ１６）。これにより、ガラス基板２１上に、ゲート電極５１、共通電極６、共通線６１及び不図示の走査線が形成される。
【００４０】
図４に示される第２の工程では、共通電極６が上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒される（Ｓ２１）。これにより、透明導電膜からなる共通電極６の露出した表面には凹凸が形成される。本実施形態では、第２の工程と第３の工程とを連続して行うため、第２の工程はプラズマＣＶＤ装置の反応室内で行われる。
【００４１】
図５に示される第３の工程では、ゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４が形成される。具体的には、第２の工程の後に、プラズマＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスが導入されることでＳｉＮからなる絶縁膜（膜厚は３５０ｎｍ）が成膜され、続いて、シランガス及び水素ガスが導入されることで非晶質Ｓｉからなるａ−Ｓｉ層が成膜され、続いて、シランガス、水素ガス及びホスフィンガスが導入されることでｎ型非晶質Ｓｉ（ｎ＋ａ−Ｓｉ）からなるｎ＋ａ−Ｓｉ層が成膜される（Ｓ３１）。次いで、この積層膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ３２）。次いで、ドライエッチングガスによりａ−Ｓｉ層及びｎ＋ａ−Ｓｉ層がエッチングされる（Ｓ３３）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ３４）。これにより、ゲート電極５１及び共通電極６を覆うゲート絶縁膜２７が形成されると共に、ゲート電極５１上に島状の半導体層５３及びコンタクト層５４が形成される。ここで、共通電極６の表面には凹凸が形成されているので、ゲート絶縁膜２７のうち共通電極６上に位置する部分にも凹凸が形成される。なお、ゲート絶縁膜２７の厚さが増加するに伴い、ゲート絶縁膜２７の表面の凹凸の高さないし深さが短くなって、凹凸の度合いが弱まる。デバイスへの適応上、ゲート絶縁膜２７の厚さは１５０から５００ｎｍの範囲が好ましい。
【００４２】
図６に示される第４の工程では、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び反射膜７が形成される。具体的には、始めに、ゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４の上にスパッタリングにより金属膜が形成される（Ｓ４１）。金属膜の厚さは３００ｎｍとしたが、デバイスへの適応上１５０から５００ｎｍの範囲が好ましい。金属膜は、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ｃｕ等の金属からなる。次いで、金属膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ４２）。次いで、金属膜がエッチングされる（Ｓ４３）。次いで、ドライエッチングガスにより、コンタクト層５４のうちソース電極５５とドレイン電極５７との間の部分がエッチングされる（Ｓ４４）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ４５）。これにより、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び反射膜７が形成される。ここで、共通電極６の表面には凹凸が形成されているので、共通電極６上に位置する反射膜７にも凹凸が形成される。なお、本実施形態では、反射膜７がソース電極５５及びドレイン電極５７と一斉に形成されたが、この態様に限られず、個別の材料で個別に形成されてもよい。
【００４３】
図７に示される第５の工程では、保護絶縁膜２９が形成される。具体的には、始めに、プラズマＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスが導入されることで、ＳｉＮからなる絶縁膜が成膜される（Ｓ５１）。次いで、絶縁膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ５２）。次いで、ドライエッチングガスにより絶縁膜がエッチングされる（Ｓ５３）。このとき、絶縁膜には、底面にドレイン電極５７が露出するスルーホールが形成される。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ５４）。これにより、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び反射膜７を覆う保護絶縁膜２９が形成されると共に、保護絶縁膜２９にスルーホールが形成される。
【００４４】
図８に示される第６の工程では、画素電極８が形成される。具体的には、始めに、保護絶縁膜２９上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜が成膜される（Ｓ６１）。次いで、透明導電膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ６２）。次いで、透明導電膜がエッチングされる（Ｓ６３）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ６４）。これにより、保護絶縁膜２９上に画素電極８が形成される。画素電極８は、保護絶縁膜２９に形成されたスルーホールを埋めて、その底面に露出したドレイン電極５７に接続される。
【００４５】
そして、保護絶縁膜２９及び画素電極８の上に配向膜２３を形成し、ガラス基板２１の液晶層４と逆側の面上に偏光板２２を配置することで、第１の基板２が完成する。さらに、第１の基板２と第２の基板３とで液晶層４を挟持する液晶パネルを形成し、液晶パネルに駆動回路などを組み付けることで、液晶表示装置１が完成する。
【００４６】
［イメージセンサの製造方法］
図９は、本発明の一実施形態に係るイメージセンサ１００の製造方法により製造されるイメージセンサ１００の断面図である。この図では、１画素に対応する部分の断面構造が模式的に示されている。なお、上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００４７】
イメージセンサ１００は、ガラス基板２１上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と、画素容量部１０１と、を備えている。ＴＦＴ５は、光電変換素子としての役割と、スイッチング素子としての役割と、を担っている。画素容量部１０１は、対向配置される共通電極６と画素電極８０とを備えており、共通電極６と画素電極８０との間には、ゲート絶縁膜２７が配置されている。共通電極６及び画素電極８０は、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜である。このうち、共通電極６は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。また、画素電極８０は共通電極６上に形成されているため、画素電極８０にも凹凸が形成されている。ＴＦＴ５及び画素容量部１０１の上には平坦化膜１０７が配置され、平坦化膜１０７上にはガラスシート１０９が配置されている。
【００４８】
イメージセンサ１００では、ガラス基板２１側に配置された不図示のバックライトから出射された光が、ガラスシート１０９側に配置された不図示の読み取り対象物で反射され、ＴＦＴ５の半導体層５３に至ることで（図９中の破線を参照）、読み取り対象物の画像が読み取られる。
【００４９】
画素容量部１０１では、共通電極６の表面に凹凸が形成されると共に、共通電極６と対向する画素電極８０の表面にも凹凸が形成されるので、共通電極６と画素電極８０との間の容量の向上を図ることが可能である。
【００５０】
本発明の一実施形態に係るイメージセンサ１００の製造方法は、上記図３〜図５に示される第１〜第３の工程と同じ３つの工程を含んでいる。すなわち、第１の工程ではガラス基板２１上にゲート電極５１、共通電極６、共通線６１及び不図示の走査線が形成され、第２の工程では共通電極６が水素含有ガスの還元雰囲気に晒され、第３の工程ではゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４が形成される。
【００５１】
その後の第４の工程では、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び画素電極８０が形成される。具体的には、始めに、ゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４の上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜が形成され、この透明導電膜がレジストパターンを用いてエッチングされる。さらに、ドライエッチングガスにより、コンタクト層５４のうちソース電極５５とドレイン電極５７との間の部分がエッチングされる。ここで、共通電極６の表面には凹凸が形成されているので、共通電極６上に位置する画素電極８０にも凹凸が形成される。その後、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び画素電極８０の上に平坦化膜１０７を形成し、平坦化膜１０７上にガラスシート１０９を配置することで、イメージセンサ１００が完成する。
【００５２】
［タッチパネルの製造方法］
図１０は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル２００の製造方法により製造されるタッチパネル２００の断面図である。タッチパネル２００は、抵抗膜方式のタッチパネルとして構成されており、表示装置の画面上に配置されて使用される。なお、この態様に限られず、静電容量方式のタッチパネルであってもよい。
【００５３】
タッチパネル２００では、一対の基板２０１，２０２が隙間Ｓを空けた状態で対向配置されており、この隙間Ｓには、多数のドットスペーサー２０３が所定の間隔で配列している。第１の基板２０１では、ガラス基板２０４の隙間Ｓと同側の面上に、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜２０５が形成されている。この透明導電膜２０５は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。第２の基板２０２においても、透明な樹脂フィルム２０６の隙間Ｓと同側の面上に、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜２０７が形成されている。
【００５４】
このように透明導電膜２０５の表面に凹凸が形成されることで、第２の基板２０２側から入射し、透明導電膜２０５の表面で反射される光（図１０中の破線を参照）を抑制することが可能である。この結果、抵抗値を調整するために透明導電膜２０５の厚さを増しても、透明導電膜２０５の透過率の劣化が抑制される。
【００５５】
本発明の一実施形態に係るタッチパネル２００の製造方法では、第１の基板２０１を製造する工程において、ガラス基板２０４上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜２０５が成膜され、次いで、透明導電膜２０５上に多数のドットスペーサー２０３が配置される。なお、透明導電膜２０５は、スパッタリング以外の方法で形成されてもよい。その後、透明導電膜２０５は上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒される。これにより、透明導電膜２０５の表面には凹凸が形成される。なお、透明導電膜２０５が水素含有ガスの還元雰囲気に晒された後に、透明導電膜２０５上にドットスペーサー２０３が配置されてもよい。
【００５６】
［太陽電池の製造方法］
図１１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池３００の製造方法により製造される太陽電池３００の断面図である。太陽電池３００は、薄膜型の太陽電池として構成されているが、この態様に限られず、結晶型の太陽電池として構成されてもよい。
【００５７】
太陽電池３００は、基板３０１と、基板３０１上に形成される裏面電極３０２と、裏面電極３０２上に形成される光電変換層３０３と、光電変換層３０３上に形成される、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜３０４と、を備えている。光電変換層３０３は、Ｓｉ等の半導体からなり、ｐｎ接合を含んでいる。透明導電膜３０４の表面は、太陽光の受光面とされている。透明導電膜３０４は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。このように透明導電膜３０４の表面に凹凸が形成されることで、透明導電膜３０４に入射した光に対する光閉じ込め効果を向上させることが可能である。
【００５８】
本発明の一実施形態に係る太陽電池３００の製造方法では、基板３０１上にスパッタリングにより裏面電極３０２が形成され、次いで、裏面電極３０３上にプラズマＣＶＤ装置により、ｐｎ接合を含む光電変換層３０３が形成され、次いで、半導体層３０３上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜３０４が形成される。なお、透明導電膜３０４は、スパッタリング以外の方法で形成されてもよい。その後、透明導電膜３０４は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒される。これにより、透明導電膜３０４の表面には凹凸が形成される。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６０】
１ 液晶表示装置、２ 第１の基板、２１ ガラス基板、２２ 偏光板、２３ 配向膜、２７ ゲート絶縁膜、２９ 保護絶縁膜、３ 第２の基板、３１ ガラス基板、３２ 偏光板、３３ 配向膜、３５ ブラックマトリクス、３６ カラーフィルタ、３７ 平坦化膜、４ 液晶層、５ 薄膜トランジスタ、５１ ゲート電極、５３ 半導体層、５４ コンタクト層、５５ ソース電極、５７ ドレイン電極、６ 共通電極、６１ 共通線、７ 反射膜、８ 画素電極、８０ 画素電極、１００ イメージセンサ、１０１ 画素容量部、１０７ 平坦化膜、１０９ ガラスシート、２００ タッチパネル、２０１ 第１の基板、２０２ 第２の基板、２０３ ドットスペーサー、２０４ ガラス基板、２０５ 透明導電膜、２０６ 樹脂フィルム、２０７ 透明導電膜、３００ 太陽電池、３０１ 基板、３０２ 裏面電極、３０３ 光電変換層、３０４ 透明導電膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法に関し、特には、酸化物からなる透明導電膜の表面に凹凸を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スズ添加酸化インジウム（以下、ＩＴＯともいう）等の酸化物からなる透明導電膜は、液晶表示装置などの様々な機器に用いられている。こうした透明導電膜には、その表面に凹凸を形成することが求められることがある。特許文献１には、基板上に感光性樹脂を塗布する工程と、各階調毎にパターン形状が異なる３階調以上のパターンを備えたフォトマスクを用いて感光性樹脂に対して露光を行い、現像を行うことにより、複数の段差を有し、断面形状が非対称な感光性樹脂からなる複数の凸部を形成する工程と、複数の段差を有する感光性樹脂からなる複数の凸部の表面をなだらかな曲面にする工程と、複数の凸部のなだらかな表面上に反射膜を形成する発明、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０４３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、複数のフォトリソグラフィ工程を必要とすることから時間と手間と費用を要することになる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、非常に簡易かつ安価な方法で、これまでのプロセスに多くの変更を加えずに、その表面に凹凸を形成することが可能な透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の透明導電膜の製造方法は、酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明者らは、酸化物からなる透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒すことで、その表面に凹凸が形成されることを見出した。本発明によれば、これまでにプロセスに多くの変更を加えることなく安価かつ簡易に、その表面に凹凸を形成することが可能である。
【０００８】
また、本発明の一態様において、前記透明導電膜は、スズ添加酸化インジウムからなる。これによると、透明性及び導電性に優れたＩＴＯの表面に簡便に凹凸を形成することが可能である。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明の反射膜の製造方法は、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、前記透明導電膜上に反射膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜上に形成された反射膜の表面にも凹凸が形成されるため、反射光の拡散効果が高められる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記反射膜の製造方法で反射膜を製造する工程を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜上に形成された反射膜の表面にも凹凸が形成されるため、反射光の拡散効果が高められる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記透明導電膜上に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、前記反射膜は、前記絶縁膜上に形成される。これによると、透明導電膜上に形成される絶縁膜の厚みに応じて反射膜の凹凸の度合いを調整することが可能である。
【００１２】
また、本発明の一態様では、薄膜トランジスタを形成する工程をさらに含み、前記絶縁膜は、前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜である。これによると、製造の簡便化を図ることが可能である。
【００１３】
さらに、前記反射膜は、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同時に形成されてもよい。これによると、製造の簡便化を図ることが可能である。
【００１４】
さらに、前記透明導電膜は共通電極であってもよい。これによると、共通電極を利用して反射膜の表面に凹凸を形成することが可能である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、前記絶縁膜を形成する工程と、が同一の反応室内で行われる。これによると、これら２つの工程を連続して行うことが可能である。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、反射型の液晶表示装置であって、基板と、前記基板上に形成される薄膜トランジスタと、前記基板上に形成され、水素含有ガスの還元雰囲気に晒された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成される反射膜と、を備え、前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜が、前記透明導電膜と前記反射膜との間に介在する、ことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜上に形成された反射膜の表面にも凹凸が形成されるため、反射光の拡散効果が高められる。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明のイメージセンサの製造方法は、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜の表面に凹凸が形成されると共に、透明導電膜と対向する対向導電膜の表面にも凹凸が形成されるので、透明導電膜と対向導電膜との間の容量の向上を図ることが可能である。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明のタッチパネルの製造方法は、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜の表面に凹凸が形成されるので、外部から入射する光の反射を抑制することが可能である。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明の太陽電池の製造方法は、光電変換層を形成する工程と、上記透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によると、透明導電膜の表面に凹凸が形成されるので、光閉じ込め効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る透明導電膜の製造方法により製造される透明導電膜のＳＥＭ像である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第１の工程を表す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第２の工程を表す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第３の工程を表す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第４の工程を表す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第５の工程を表す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の第６の工程を表す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るイメージセンサの製造方法により製造されるイメージセンサの断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るタッチパネルの製造方法により製造されるタッチパネルの断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の製造方法により製造される太陽電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の透明導電膜の製造方法、反射膜の製造方法、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置、イメージセンサの製造方法、タッチパネルの製造方法、及び太陽電池の製造方法の各実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［透明導電膜の製造方法］
本発明の一実施形態に係る透明導電膜の製造方法では、酸化物からなる透明導電膜が水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、透明導電膜の表面に凹凸が形成される。
【００２３】
透明導電膜を構成する酸化物としては、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）が代表的である。他の酸化物としては、酸化インジウム・亜鉛（ＩＺＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などがある。上述したように、透明導電膜の表面の凹凸はインジウム等の金属と酸素との結合が還元性の水素ラジカルによって切断され、酸素が離脱して、金属が析出することにより生じると推測される。こうした酸化物の中でも、ＩＴＯは、他の材料と比較して透明性及び導電性に優れるため、透明導電膜の材料として好適である。また、ＩＴＯは、酸化スズよりも水素ラジカルに反応しやすい性質を持つ。このため、ＩＴＯは、表面に凹凸を形成する観点からも有利であると思われる。
【００２４】
本実施形態の透明導電膜は、代表的な形成方法であるスパッタリングにより作成される。膜厚は３０ｎｍから１００ｎｍが好ましい。他の形成方法としては、真空蒸着法やイオンプレーティング法、パルスレーザ蒸着などの物理的作製法や、スプレー法やディップ法などの化学的作製法がある。
【００２５】
水素含有ガスとは、水素原子を含んだ分子のガスであり、より詳しくは、プラズマ状態において水素ラジカルを生じるガスである。水素含有ガスとしては、水素ガス（Ｈ２）、モノシラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）などのガスで、これら単独でも、混合ガスでも良いが、水素ガスを含むガスがより好ましい。また、水素含有ガスの還元雰囲気とは、水素含有ガスのプラズマ状態であり、換言すると、水素ラジカルを含んだ雰囲気である。
【００２６】
透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程には、例えば、ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）装置やスパッタリング装置、エッチング装置のような減圧可能な反応室（いわゆる真空チャンバ）を備える装置が用いられる。減圧可能な反応室を備える装置が用いられるのは、反応室内でプラズマ状態を作り出すためである。
【００２７】
反応室内に水素含有ガスが導入され、かつ反応室内が例えば１００〜３００Ｐａ程度まで減圧されたときに、高周波電源による放電でプラズマ状態が作り出される。このときの高周波電源の出力は例えば３０００Ｗ程度であり、放電時間は例えば数秒程度である。なお、これに限られず、直流電源が用いられてもよい。
【００２８】
十分な水素ラジカルを得るためには、平行平板型アノードカップリング方式によりプラズマ状態を作り出すことが可能な装置が用いられることが好ましい。これに限れられず、平行平板型または容量結合型のカソードカップリング方式によりプラズマ状態を作り出すことが可能な装置が用いられてもよい。
【００２９】
なお、凹凸の面内分布の均一化を図るために、プラズマ状態を作り出す前に予備加熱が行われてもよい。予備加熱では、例えば、反応室の温度を２００℃程度の高温が６０秒程度維持される。
【００３０】
以上に説明した方法で、表面が平坦なＩＴＯ（膜厚約３０ｎｍ）からなる透明導電膜を水素ガスの還元雰囲気に晒したところ、図１に示されるように、透明導電膜の表面には多数の微小な凹凸が形成された。図１のうち、（Ａ）は透明導電膜の表面ＳＥＭ像であり、（Ｂ）は透明導電膜の断面ＳＥＭ像である。これらのＳＥＭ像では、平均径が２５から３５ｎｍで平均高さが１０から２０ｎｍの円錐形状の突起物が、ほぼ隙間無くランダムに埋め尽くされている。これらのＳＥＭ像から、突起物はエッチング等で人工的に作成された構造と異なり、自発的に生成された形状であることが見て取れる。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）の表面ＳＥＭ像を模式的に表した模式図である。一辺が１００μｍの正方形の領域に、直径３０ｎｍで突起高さ１５ｎｍの円錐形の突起が整然と並んでいるものと仮定すると、突起が無く平坦な面の場合の表面積と比較して、約３倍の表面積が生成されているものと計算できる。
【００３１】
［液晶表示装置の製造方法・反射膜の製造方法］
図２は、本発明の一実施形態に係る反射型の液晶表示装置１の断面図である。この図では、１画素に対応する部分の断面構造が模式的に示されている。液晶表示装置１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として備えるアクティブマトリクス型で、液晶分子に対して面内方向の電界を印加するＩＰＳ（In-Plane Switching）型の液晶表示装置として構成されているが、この態様に限られず、単純マトリクス型であってもよいし、ＶＡ（Vertical Alignment）型であってもよい。
【００３２】
液晶表示装置１は、対向配置される一対の基板２，３と、これらの間に挟持される液晶層４と、を備えている。第１の基板２において、無アルカリガラス等からなるガラス基板２１の液晶層４と同側の面上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と、共通電極６と、反射膜７と、画素電極８と、が設けられている。また、ガラス基板２１の液晶層４と逆側の面上には、偏光板２２が設けられている。
【００３３】
ＴＦＴ５は、ゲート電極５１と、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層５３と、ソース電極５５と、ドレイン電極５７と、を備えている。ゲート電極５１は不図示の走査線に接続されている。半導体層５３はゲート電極５１上に配置されており、ゲート電極５１と半導体層５３との間にはゲート絶縁膜２７が配置されている。ソース電極５５及びドレイン電極５７は半導体層５３上に配置されている。ソース電極５５は不図示の信号線に接続されており、ドレイン電極５７は画素電極８に接続されている。ソース電極５５及びドレイン電極５７の上には保護絶縁膜２９が配置され、保護絶縁膜２９上には配向膜２３が配置されている。
【００３４】
共通電極６は、共通線６１に接続されており、ガラス基板２１とゲート絶縁膜２７との間に配置されている。画素電極８は、ＴＦＴ５に接続されており、保護絶縁膜２９と配向膜２３との間に配置されている。共通電極６及び画素電極８は、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜である。このうち、共通電極６は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。反射膜７は、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ、Ｃｕ等の比較的反射率の高い金属からなり、ゲート絶縁膜２７と保護絶縁膜２９との間に配置されている。反射膜７は共通電極６上に形成されており、このため、反射膜７の表面にも凹凸が形成されている。これにより、反射膜７による反射光の拡散効果が高められている。
【００３５】
本実施形態において、反射膜７は画素領域の一部に配置されており、これにより、液晶表示装置１は、反射膜７により反射される反射光と、それ以外の部分を透過する透過光との両方による表示が可能な、いわゆる半透過型の液晶表示装置として構成されている。
【００３６】
第２の基板３において、無アルカリガラス等からなるガラス基板２１の液晶層４と同側の面上には、ＴＦＴ５と対向する位置にブラックマトリクス３５が設けられ、画素電極８と対向する位置にカラーフィルタ３６が設けられている。ブラックマトリクス３５及びカラーフィルタ３６の上には平坦化膜３７が配置され、平坦化膜３７上には配向膜３３が配置されている。また、ガラス基板２１の液晶層４と逆側の面上には、偏光板３２が設けられている。
【００３７】
図３〜図８は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法の各工程を表す図である。これらの図のうち（Ａ）に係る断面図は、各工程においてレジストパターン形成及びエッチングによる薄膜の加工が終了し、フォトレジストが除去された状態を示している。（Ｂ）に係るフローチャートは、各工程に含まれる主な処理を示している。
【００３８】
ここで、レジストパターン形成とは、フォトレジストの塗布から、フォトマスクを使用した選択的な露光を経て、現像を行うまでの、レジストパターンを形成する一連の工程を含む処理であり、以下では詳細な説明を省略する。
【００３９】
図３に示される第１の工程では、ゲート電極５１、共通電極６、共通線６１及び不図示の走査線が形成される。具体的には、始めに、ガラス基板２１上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜（膜厚は約３０ｎｍ）が成膜され、続いて、透明導電膜上にスパッタリングによりＣｕ等の金属からなる金属膜が成膜される（Ｓ１１）。なお、透明導電膜は、スパッタリング以外の方法で形成されてもよい。次いで、金属膜上にハーフトーンマスクを利用してレジストパターンが形成される（Ｓ１２）。ここでは、ゲート電極５１、共通線６１及び不図示の走査線が形成される領域にフォトレジストが厚く形成され、共通電極６が形成される領域（すなわち、透明導電膜を露出させる領域）にフォトレジストが薄く形成される。次いで、金属膜がエッチングされ、続いて、透明導電膜がエッチングされる（Ｓ１３）。次いで、フォトレジストの薄く形成された部分がハーフアッシングにより除去される（Ｓ１４）。次いで、ハーフアッシングにより露出した金属膜がエッチングされる（Ｓ１５）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ１６）。これにより、ガラス基板２１上に、ゲート電極５１、共通電極６、共通線６１及び不図示の走査線が形成される。
【００４０】
図４に示される第２の工程では、共通電極６が上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒される（Ｓ２１）。これにより、透明導電膜からなる共通電極６の露出した表面には凹凸が形成される。本実施形態では、第２の工程と第３の工程とを連続して行うため、第２の工程はプラズマＣＶＤ装置の反応室内で行われる。
【００４１】
図５に示される第３の工程では、ゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４が形成される。具体的には、第２の工程の後に、プラズマＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスが導入されることでＳｉＮからなる絶縁膜（膜厚は３５０ｎｍ）が成膜され、続いて、シランガス及び水素ガスが導入されることで非晶質Ｓｉからなるａ−Ｓｉ層が成膜され、続いて、シランガス、水素ガス及びホスフィンガスが導入されることでｎ型非晶質Ｓｉ（ｎ＋ａ−Ｓｉ）からなるｎ＋ａ−Ｓｉ層が成膜される（Ｓ３１）。次いで、この積層膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ３２）。次いで、ドライエッチングガスによりａ−Ｓｉ層及びｎ＋ａ−Ｓｉ層がエッチングされる（Ｓ３３）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ３４）。これにより、ゲート電極５１及び共通電極６を覆うゲート絶縁膜２７が形成されると共に、ゲート電極５１上に島状の半導体層５３及びコンタクト層５４が形成される。ここで、共通電極６の表面には凹凸が形成されているので、ゲート絶縁膜２７のうち共通電極６上に位置する部分にも凹凸が形成される。なお、ゲート絶縁膜２７の厚さが増加するに伴い、ゲート絶縁膜２７の表面の凹凸の高さないし深さが短くなって、凹凸の度合いが弱まる。デバイスへの適応上、ゲート絶縁膜２７の厚さは１５０から５００ｎｍの範囲が好ましい。
【００４２】
図６に示される第４の工程では、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び反射膜７が形成される。具体的には、始めに、ゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４の上にスパッタリングにより金属膜が形成される（Ｓ４１）。金属膜の厚さは３００ｎｍとしたが、デバイスへの適応上１５０から５００ｎｍの範囲が好ましい。金属膜は、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ，Ｃｕ等の金属からなる。次いで、金属膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ４２）。次いで、金属膜がエッチングされる（Ｓ４３）。次いで、ドライエッチングガスにより、コンタクト層５４のうちソース電極５５とドレイン電極５７との間の部分がエッチングされる（Ｓ４４）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ４５）。これにより、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び反射膜７が形成される。ここで、共通電極６の表面には凹凸が形成されているので、共通電極６上に位置する反射膜７にも凹凸が形成される。なお、本実施形態では、反射膜７がソース電極５５及びドレイン電極５７と一斉に形成されたが、この態様に限られず、個別の材料で個別に形成されてもよい。
【００４３】
図７に示される第５の工程では、保護絶縁膜２９が形成される。具体的には、始めに、プラズマＣＶＤ装置の反応室内にアンモニアガス、シランガス及び窒素ガスが導入されることで、ＳｉＮからなる絶縁膜が成膜される（Ｓ５１）。次いで、絶縁膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ５２）。次いで、ドライエッチングガスにより絶縁膜がエッチングされる（Ｓ５３）。このとき、絶縁膜には、底面にドレイン電極５７が露出するスルーホールが形成される。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ５４）。これにより、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び反射膜７を覆う保護絶縁膜２９が形成されると共に、保護絶縁膜２９にスルーホールが形成される。
【００４４】
図８に示される第６の工程では、画素電極８が形成される。具体的には、始めに、保護絶縁膜２９上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜が成膜される（Ｓ６１）。次いで、透明導電膜上にレジストパターンが形成される（Ｓ６２）。次いで、透明導電膜がエッチングされる（Ｓ６３）。その後、フォトレジストが剥離される（Ｓ６４）。これにより、保護絶縁膜２９上に画素電極８が形成される。画素電極８は、保護絶縁膜２９に形成されたスルーホールを埋めて、その底面に露出したドレイン電極５７に接続される。
【００４５】
そして、保護絶縁膜２９及び画素電極８の上に配向膜２３を形成し、ガラス基板２１の液晶層４と逆側の面上に偏光板２２を配置することで、第１の基板２が完成する。さらに、第１の基板２と第２の基板３とで液晶層４を挟持する液晶パネルを形成し、液晶パネルに駆動回路などを組み付けることで、液晶表示装置１が完成する。
【００４６】
［イメージセンサの製造方法］
図９は、本発明の一実施形態に係るイメージセンサ１００の製造方法により製造されるイメージセンサ１００の断面図である。この図では、１画素に対応する部分の断面構造が模式的に示されている。なお、上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００４７】
イメージセンサ１００は、ガラス基板２１上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と、画素容量部１０１と、を備えている。ＴＦＴ５は、光電変換素子としての役割と、スイッチング素子としての役割と、を担っている。画素容量部１０１は、対向配置される共通電極６と画素電極８０とを備えており、共通電極６と画素電極８０との間には、ゲート絶縁膜２７が配置されている。共通電極６及び画素電極８０は、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜である。このうち、共通電極６は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。また、画素電極８０は共通電極６上に形成されているため、画素電極８０にも凹凸が形成されている。ＴＦＴ５及び画素容量部１０１の上には平坦化膜１０７が配置され、平坦化膜１０７上にはガラスシート１０９が配置されている。
【００４８】
イメージセンサ１００では、ガラス基板２１側に配置された不図示のバックライトから出射された光が、ガラスシート１０９側に配置された不図示の読み取り対象物で反射され、ＴＦＴ５の半導体層５３に至ることで（図９中の破線を参照）、読み取り対象物の画像が読み取られる。
【００４９】
画素容量部１０１では、共通電極６の表面に凹凸が形成されると共に、共通電極６と対向する画素電極８０の表面にも凹凸が形成されるので、共通電極６と画素電極８０との間の容量の向上を図ることが可能である。
【００５０】
本発明の一実施形態に係るイメージセンサ１００の製造方法は、上記図３〜図５に示される第１〜第３の工程と同じ３つの工程を含んでいる。すなわち、第１の工程ではガラス基板２１上にゲート電極５１、共通電極６、共通線６１及び不図示の走査線が形成され、第２の工程では共通電極６が水素含有ガスの還元雰囲気に晒され、第３の工程ではゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４が形成される。
【００５１】
その後の第４の工程では、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び画素電極８０が形成される。具体的には、始めに、ゲート絶縁膜２７、半導体層５３及びコンタクト層５４の上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜が形成され、この透明導電膜がレジストパターンを用いてエッチングされる。さらに、ドライエッチングガスにより、コンタクト層５４のうちソース電極５５とドレイン電極５７との間の部分がエッチングされる。ここで、共通電極６の表面には凹凸が形成されているので、共通電極６上に位置する画素電極８０にも凹凸が形成される。その後、ソース電極５５、ドレイン電極５７及び画素電極８０の上に平坦化膜１０７を形成し、平坦化膜１０７上にガラスシート１０９を配置することで、イメージセンサ１００が完成する。
【００５２】
［タッチパネルの製造方法］
図１０は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル２００の製造方法により製造されるタッチパネル２００の断面図である。タッチパネル２００は、抵抗膜方式のタッチパネルとして構成されており、表示装置の画面上に配置されて使用される。なお、この態様に限られず、静電容量方式のタッチパネルであってもよい。
【００５３】
タッチパネル２００では、一対の基板２０１，２０２が隙間Ｓを空けた状態で対向配置されており、この隙間Ｓには、多数のドットスペーサー２０３が所定の間隔で配列している。第１の基板２０１では、ガラス基板２０４の隙間Ｓと同側の面上に、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜２０５が形成されている。この透明導電膜２０５は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。第２の基板２０２においても、透明な樹脂フィルム２０６の隙間Ｓと同側の面上に、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜２０７が形成されている。
【００５４】
このように透明導電膜２０５の表面に凹凸が形成されることで、第２の基板２０２側から入射し、透明導電膜２０５の表面で反射される光（図１０中の破線を参照）を抑制することが可能である。この結果、抵抗値を調整するために透明導電膜２０５の厚さを増しても、透明導電膜２０５の透過率の劣化が抑制される。
【００５５】
本発明の一実施形態に係るタッチパネル２００の製造方法では、第１の基板２０１を製造する工程において、ガラス基板２０４上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜２０５が成膜され、次いで、透明導電膜２０５上に多数のドットスペーサー２０３が配置される。なお、透明導電膜２０５は、スパッタリング以外の方法で形成されてもよい。その後、透明導電膜２０５は上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒される。これにより、透明導電膜２０５の表面には凹凸が形成される。なお、透明導電膜２０５が水素含有ガスの還元雰囲気に晒された後に、透明導電膜２０５上にドットスペーサー２０３が配置されてもよい。
【００５６】
［太陽電池の製造方法］
図１１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池３００の製造方法により製造される太陽電池３００の断面図である。太陽電池３００は、薄膜型の太陽電池として構成されているが、この態様に限られず、結晶型の太陽電池として構成されてもよい。
【００５７】
太陽電池３００は、基板３０１と、基板３０１上に形成される裏面電極３０２と、裏面電極３０２上に形成される光電変換層３０３と、光電変換層３０３上に形成される、ＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜３０４と、を備えている。光電変換層３０３は、Ｓｉ等の半導体からなり、ｐｎ接合を含んでいる。透明導電膜３０４の表面は、太陽光の受光面とされている。透明導電膜３０４は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒されることで、その表面に凹凸が形成されている。このように透明導電膜３０４の表面に凹凸が形成されることで、透明導電膜３０４に入射した光に対する光閉じ込め効果を向上させることが可能である。
【００５８】
本発明の一実施形態に係る太陽電池３００の製造方法では、基板３０１上にスパッタリングにより裏面電極３０２が形成され、次いで、裏面電極３０３上にプラズマＣＶＤ装置により、ｐｎ接合を含む光電変換層３０３が形成され、次いで、半導体層３０３上にスパッタリングによりＩＴＯ等の酸化物からなる透明導電膜３０４が形成される。なお、透明導電膜３０４は、スパッタリング以外の方法で形成されてもよい。その後、透明導電膜３０４は、上述したように水素含有ガスの還元雰囲気に晒される。これにより、透明導電膜３０４の表面には凹凸が形成される。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６０】
１ 液晶表示装置、２ 第１の基板、２１ ガラス基板、２２ 偏光板、２３ 配向膜、２７ ゲート絶縁膜、２９ 保護絶縁膜、３ 第２の基板、３１ ガラス基板、３２ 偏光板、３３ 配向膜、３５ ブラックマトリクス、３６ カラーフィルタ、３７ 平坦化膜、４ 液晶層、５ 薄膜トランジスタ、５１ ゲート電極、５３ 半導体層、５４ コンタクト層、５５ ソース電極、５７ ドレイン電極、６ 共通電極、６１ 共通線、７ 反射膜、８ 画素電極、８０ 画素電極、１００ イメージセンサ、１０１ 画素容量部、１０７ 平坦化膜、１０９ ガラスシート、２００ タッチパネル、２０１ 第１の基板、２０２ 第２の基板、２０３ ドットスペーサー、２０４ ガラス基板、２０５ 透明導電膜、２０６ 樹脂フィルム、２０７ 透明導電膜、３００ 太陽電池、３０１ 基板、３０２ 裏面電極、３０３ 光電変換層、３０４ 透明導電膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、
を含むことを特徴とする透明導電膜の製造方法。
【請求項２】
前記透明導電膜の表面に凹凸が形成される、
請求項１に記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項３】
前記透明導電膜は、スズ添加酸化インジウムからなる、
請求項１または２に記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、
前記透明導電膜上に反射膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする反射膜の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の反射膜の製造方法で反射膜を製造する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記透明導電膜上に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
前記反射膜は、前記絶縁膜上に形成される、
請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
薄膜トランジスタを形成する工程をさらに含み、
前記絶縁膜は、前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜である、
請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記反射膜は、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同時に形成される、
請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記透明導電膜は共通電極である、
請求項５ないし８の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、前記絶縁膜を形成する工程と、が同一の反応室内で行われる、
請求項５ないし９の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項１３】
光電変換層を形成する工程と、
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
反射型の液晶表示装置であって、
基板と、
前記基板上に形成される薄膜トランジスタと、
前記基板上に形成され、水素含有ガスの還元雰囲気に晒された透明導電膜と、
前記透明導電膜上に形成される反射膜と、
を備え、
前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜が、前記透明導電膜と前記反射膜との間に介在する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
酸化物からなる透明導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、
を含むことを特徴とする透明導電膜の製造方法。
【請求項２】
前記透明導電膜の表面に凹凸が形成される、
請求項１に記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項３】
前記透明導電膜は、スズ添加酸化インジウムからなる、
請求項１または２に記載の透明導電膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、
前記透明導電膜上に反射膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする反射膜の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の反射膜の製造方法で反射膜を製造する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記透明導電膜上に絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
前記反射膜は、前記絶縁膜上に形成される、
請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
薄膜トランジスタを形成する工程をさらに含み、
前記絶縁膜は、前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜である、
請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記反射膜は、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同時に形成される、
請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記透明導電膜は共通電極である、
請求項５ないし８の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記透明導電膜を水素含有ガスの還元雰囲気に晒す工程と、前記絶縁膜を形成する工程と、が同一の反応室内で行われる、
請求項５ないし９の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程を含むことを特徴とするタッチパネルの製造方法。
【請求項１３】
光電変換層を形成する工程と、
請求項１ないし３の何れかに記載の透明導電膜の製造方法で透明導電膜を製造する工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
反射型の液晶表示装置であって、
基板と、
前記基板上に形成される薄膜トランジスタと、
前記基板上に形成され、水素含有ガスの還元雰囲気に晒された透明導電膜と、
前記透明導電膜上に形成される反射膜と、
を備え、
前記薄膜トランジスタのゲート電極とチャネル層との間に形成される絶縁膜が、前記透明導電膜と前記反射膜との間に介在する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−５１０８３（Ｐ２０１３−５１０８３Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８７６３８（Ｐ２０１１−１８７６３８）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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