JP2000010106A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に凹凸を生じさせることなく、液晶基板
に補助電極を設ける液晶表示装置の製造方法を提供する
ことにある。 【解決手段】 本発明の液晶表示装置の製造方法は、第
１の薄膜導体層に所定の電極パターンを形成し、電解メ
ッキ法により、前記所定の電極パターンが形成された第
１の薄膜導体層を給電層として、電極を形成する工程を
有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、特
に単純マトリックス方式の強誘電液晶表示装置の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、データ側基板１５２およびスキ
ャン側基板１５３を備えている単純マトリックス方式の
液晶表示装置を示す図である。データ側基板１５２は複
数の信号電極（データ電極）１４９を有し、スキャン側
基板１５３は複数の走査電極（スキャン電極）１４７を
有している。走査電極１４７が信号電極１４９と交差す
るように、データ側基板１５２およびスキャン側基板１
５３が配置される。走査電極１４７と信号電極１４９が
交差する交差部が画素として働く。なお、データ側基板
１５２とスキャン側基板１５３の間に、強誘電液晶（図
示されず）が配置される。

【０００３】単純マトリックス方式による液晶表示素子
を高精細化すると、電極の線の幅が狭くなり、電極１ラ
イン当たりの抵抗値が高くなる。このため、１ラインに
おける電圧値が、そのラインの中で異なる。このため、
画素を駆動するために必要な適性電圧が、画素に印加さ
れないという問題が生じる。

【０００４】上記問題を解決するために、電極の下部に
補助電極を配置する構成がとられる。補助電極の材料と
しては、銅、アルミニウムなどの導電性に優れたものが
用いられる。

【０００５】以下に、補助電極を基板に形成する従来の
方法を図５（ａ）〜図５（ｇ）を用いて説明する。図５
（ａ）〜図５（ｇ）は、従来の液晶表示装置の製造方法
を示す図である。

【０００６】カラーフィルタ保護層１１の上に絶縁層１
１２、補助電極１１３およびレジスト層１４が積層され
る（図５（ａ））。なお、補助電極１１３は、真空蒸着
やスパッタリングなどにより積層される。レジスト層１
４が露光・現像され、それが所定のレジストパターンに
形成され（図５（ｂ））、その所定のレジストパターン
をマスクとして、補助電極１１３がエッチングされる
（図５（ｃ））。その後、レジスト層１４が除去される
（図５（ｄ））。

【０００７】感光性有機絶縁層１５が、図５（ｄ）の基
板の上に積層され（図５（ｅ））、補助電極１１３の上
に位置する感光性有機絶縁層１５の一部がエッチングさ
れる（図５（ｆ））。

【０００８】ところで、強誘電液晶としては、カイラル
スメクティックＣ相、Ｉ相、Ｇ相またはＨ相を持つもの
が用いられる。これらの液晶相は、液晶を保持する基板
に段差があると配向欠陥を生じやすく、均一なモノドメ
インが得られない。

【０００９】上述した方法により補助電極が形成される
と、基板上に段差が生じ、均一なモノドメインとなら
ず、液晶表示装置が適正な駆動特性を得ることは困難で
ある。さらに、基板上に段差や凹凸があると基板間のス
ペース、つまりセルギャップが生じるため、液晶材料の
注入が困難になるなどの課題を有していた。

【００１０】このため、補助電極を設ける場合、特に、
カラーフィルタ側の基板においては、図５（ｇ）に示す
ように感光性有機絶縁層１５を平坦化する必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】基板を平坦化するため
に、研磨による方法が用いられている。しかしながら、
基板を研磨することによって平坦化する方法では、製造
コストが高くなる。また、研磨する方法では、平坦化さ
れる絶縁材料が有機材料の場合、その絶縁材料にスクラ
ッチなどが入りやすく、表示装置としての性能が低下す
る。

【００１２】また、特開平４−２１４５３４号公報に
は、カラーフィルタ保護層内に透明導電線を埋め込むこ
とによって、電極の低抵抗化と基板の平坦化を図る方法
が開示されている。特開平４−２１４５３４号公報に記
載の方法のように、カラーフィルタに凹部を形成する際
に、カラーフィルタ全面にわたって均一な深さでエッチ
ングすることが困難である。

【００１３】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、基板に凹凸を生じさせる
ことなく、液晶基板に補助電極を設ける方法を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
製造方法は、基板上に、無機絶縁層、第１の薄膜導体
層、および第１のレジスト層を順次形成する工程と、前
記第１のレジスト層に所定のパターンを形成し、前記レ
ジストパターンをマスクとして、前記第１の薄膜導体層
に所定の電極パターンを形成した後、前記第１のレジス
ト層を除去する工程と、有機絶縁層、第２の薄膜導体
層、および第２のレジスト層を順次形成する工程と、前
記第２のレジスト層に、前記所定のパターンとほぼ同一
のパターンまたは前記所定のパターンを反転させたパタ
ーンを形成する工程と、前記第２のレジスト層をマスク
として、前記第２の薄膜導体層および前記有機絶縁層を
順次エッチングした後、前記第２のレジスト層を除去す
る工程と、電解メッキ法により、前記所定の電極パター
ンが形成された第１の薄膜導体層を給電層として、電極
を形成する工程と、前記電極を形成する工程の後、前記
第２の薄膜導体層を除去する工程とを包含し、そのこと
により上記目的が達成される。

【００１５】前記電極を形成する工程が、電解メッキ層
の厚さを制御する工程を包含してもよい。

【００１６】前記電解メッキ層の厚さを制御する工程
が、平坦な配線層を形成するために、前記給電層に印加
される電圧または前記給電層に供給される電流に基づ
き、前記第２の薄膜導体層と電解メッキ層が同一平面に
到達したことを検知する工程を包含してもよい。

【００１７】前記無機絶縁層が酸化シリコンまたは窒化
シリコンであってもよい。

【００１８】前記有機絶縁層が、光透過性を有する熱硬
化型液状樹脂によって形成されてもよい。

【００１９】以下、作用について説明する。

【００２０】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上に、無機絶縁層、第１の薄膜導体層、および第１のレ
ジスト層を順次形成する。第１のレジスト層がパターン
ニングされ、レジストパターンが形成される。第１の薄
膜導体層には、レジストパターンにより、電極パターン
が形成される。

【００２１】その後、電極パターンを持つ第１の薄膜導
体層の基板上に、有機絶縁層、第２の薄膜導体層、およ
び第２のレジスト層が形成される。第２のレジスト層に
よって、電極パターンを持つ第１の薄膜導体層の上部に
位置する有機絶縁層および第２の薄膜導体層がエッチン
グされ、その後第２のレジスト層が除去される。

【００２２】電解メッキ法により、前記電極パターンを
持つ第１の薄膜導体層を給電層として、電極が形成され
る。前記電極を形成する工程の後、前記第２の薄膜導体
層が除去される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１〜３を用いて、説明する。

【００２４】図１（ａ）〜図１（ｊ）は、本発明の実施
形態における液晶表示装置の製造方法を示す図である。

【００２５】図１（ａ）は、カラーフィルタ保護層１１
の上に、無機絶縁層１２、第１の薄膜導体層２１および
第１のレジスト層２２が順次形成される工程を示す図で
ある。無機絶縁層１２とは、たとえば、酸化シリコン、
窒化シリコンなどを意味する。なお、第１の薄膜導体層
２１は、真空蒸着またはスパッタリングなどによって形
成されてもよい。

【００２６】図１（ｂ）は、第１のレジスト層が露光・
現像され、それが所定のレジストパターンに形成される
工程を示す図である。図１（ｃ）は、第１の電極を形成
するために、上述した所定のレジストパターンをマスク
として、第１の薄膜導体層２１がエッチングされる工程
を示す図である。また、図１（ｄ）は、レジスト層２２
を除去する工程を示す図である。

【００２７】図１（ｅ）は、図１（ｄ）に示す層の上
に、光透過性を有する有機絶縁層１６、第２の薄膜導体
層２４、および第２のレジスト層２３が順次形成される
工程を示す図である。ここで、光透過性を有する有機絶
縁層１６とは、たとえば、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）などを意味する。有機絶縁層１６は、熱硬
化型液状樹脂がスピンコートなどによって塗布された
後、それを硬化させる方法によって形成される。また、
第２の薄膜導体層２４の形成は、第１の薄膜導体層２１
の形成と同様、真空蒸着、スパッタリングなどにより行
われてもよい。

【００２８】図１（ｆ）は、第２のレジスト層２３が露
光・現像され、それが上述した所定のレジストパターン
を反転させたパターンに形成される工程を示す図であ
る。第２のレジスト層２３から、その所定のレジストパ
ターンが除去され、所定のレジストパターンを反転させ
たパターンが残る。

【００２９】図１（ｇ）は、残った第２のレジスト層２
３をマスクとして、第２の薄膜導体層２４および有機絶
縁層１６が順次エッチングされる工程を示す。有機絶縁
層１６をエッチングする方法としては、反応性イオンエ
ッチングによる方法などかある。有機絶縁層１６が感光
性を有する材料である場合、有機絶縁層１６はフォトエ
ッチングにより、エッチングすることが可能である。第
２の薄膜導体層２４および有機絶縁層１６がエッチング
された後、図１（ｇ）に示される第２のレジスト層２３
が除去される（図１（ｈ））。

【００３０】図１（ｉ）は、電解メッキ法により補助電
極１３が形成される工程を示してる。第１の薄膜導体層
２１からなる第１の電極が給電層として働く。以下に、
本実施形態における電解メッキ法を説明する。

【００３１】本実施形態においては、補助電極１３のメ
ッキ厚さを精密に制御するため、第１の電極からなる複
数本の導体パターンに対し、それぞれに給電層が設けら
れる。具体的には、それぞれの導体パターンに印加され
る電圧および／またはそれぞれの導体パターンに流れる
電流が制御される。本実施形態では、メッキ電流が一定
に保たれてメッキが行われるため、電圧が検知される。

【００３２】図２は、メッキが行われる時間と、導体パ
ターンに印加される電圧（メッキ電圧）の関係を示す図
である。

【００３３】メッキされる補助電極１３の表面積が一定
で補助電極１３の厚さが増加していく場合、メッキ電圧
Ｖ₁は一定となる。メッキが進行し、時刻ｔ₁にて、補助
電極１３が第２の薄膜導体層２４と電気的に接触する。
そのことにより、メッキされる面積が急激に広くなる。
このため、導体パターンとそれと対をなす電極との間の
低抗値が変化し、メッキ電圧の値がＶ₁からＶ₂へと急変
する。このときに、メッキを終了させることによって、
精密に補助電極１３の厚さを制御することが可能であ
る。また、導体パターンに印加される電圧を個別に制御
することによって、基板面内における補助電極１３の厚
さのばらつきを低減することが可能である。

【００３４】なお、特開昭５８−９４１１８号公報に
は、メッキに必要な電流と時間によってメッキの厚さを
制御する方法が開示されている。そのような方法では、
基板の全面にわたってメッキの厚さを均一にすることは
難しく、メッキの厚さは２〜３μｍ程度、ばらつく。

【００３５】図１（ｊ）は、第２の薄膜導体層２４がエ
ッチングによって除去される工程を示す図である。第２
の薄膜導体層２４はエッチングによって除去されるが、
補助電極１３の一部も除去される。このため、補助電極
１３の一部が除去される量を予め予想し、上述した補助
電極１３を形成することが好ましい。このことにより、
基板の表面を平坦にするために、有機絶縁層１６と補助
電極１３を同じ高さに揃えることが可能である。

【００３６】図３は、図１（ｊ）の基板を用いた液晶表
示装置の一例を示す図である。

【００３７】図３の液晶表示装置は、液晶５１、データ
側基板５２、およびスキャン側基板５３を備えている。
データ側基板５２は、透明基板４１、第１の絶縁層４
４、補助電極４５、データ電極４９および配向膜４８を
有している。また、スキャン側基板５３は、透明基板４
１、カラーフィルタ４２、カラーフィルタ保護層１１、
第１の無機絶縁層１２、補助電極１３、有機絶縁層１
６、スキャン電極４７、および配向膜４８を有してい
る。なお、図３では、第１の薄膜半導体層を省略してい
る。スキャン側基板５３は、図１（ｊ）に示す平坦な基
板に透明なスキャン電極４７を形成し、それに液晶配向
膜をコーティングすることによって、形成される。

【００３８】本実施形態における液晶表示装置の製造方
法は、従来の液晶表示装置の製造方法に比べて、以下に
示す効果を有する。

【００３９】従来の液晶表示装置の製造方法では、補助
電極が、真空蒸着またはスパッタリングなどによってを
形成される。本実施形態における液晶表示装置の製造方
法は、真空蒸着およびスパッタリングに比べて、短い時
間で電極を形成することができる。また、本実施形態に
おける液晶表示装置の製造方法は、真空蒸着およびスパ
ッタリングに比べて、電極を形成するコストが低い。

【００４０】また、真空蒸着およびスパッタリングで
は、成膜時に、基板の温度を上昇させる必要がある。こ
のため、基板に積層された有機系材料の層にダメージが
生じる恐れがある。しかし、本実施形態における液晶表
示装置の製造方法では、成膜時に、基板の温度を上昇さ
せる必要がない。このため、本実施形態における液晶表
示装置の製造方法は、有機系材料の層にダメージを与え
ない。

【００４１】なお、データ側基板５２の補助電極４５
が、本発明におれる液晶表示装置の製造方法によって、
形成されてもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基
板上に、無機絶縁層、第１の薄膜導体層、および第１の
レジスト層を順次形成する工程と、前記第１のレジスト
層に所定のパターンを形成し、前記レジストパターンを
マスクとして、前記第１の薄膜導体層に所定の電極パタ
ーンを形成した後、前記第１のレジスト層を除去する工
程と、有機絶縁層、第２の薄膜導体層、および第２のレ
ジスト層を順次形成する工程と、前記第２のレジスト層
に前記所定のパターンとほぼ同一パターンまたは前記所
定のパターンを反転させたパターンを形成する工程と、
前記第２のレジスト層をマスクとして、前記第２の薄膜
導体層および前記有機絶縁層を順次エッチングした後、
前記第２のレジスト層を除去する工程と、電解メッキ法
により、前記所定の電極パターンが形成された第１の薄
膜導体層を給電層として、電極を形成する工程と、前記
電極を形成する工程の後、前記第２の薄膜導体層を除去
する工程とを包含する。本発明の液晶表示装置の製造方
法は、電解メッキ法によって上記電極を形成するため、
有機絶縁層にダメージを与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｊ）は、本発明の実施形態における
液晶表示装置の製造方法を示す図である。

【図２】メッキが行われる時間と、導体パターンに印加
される電圧（メッキ電圧）の関係を示す図である。

【図３】図１（ｊ）の基板を用いた液晶表示装置の一例
を示す図である。

【図４】データ側基板およびスキャン側基板を備えてい
る単純マトリックス方式の液晶表示装置を示す図であ
る。

【図５】（ａ）〜（ｇ）は、従来の液晶表示装置の製造
方法を示す図である。

【符号の説明】

１１ カラーフィルタ保護層 １２ 第１の無機絶縁層 １３ 補助電極 １４ レジスト層 １６ 有機絶縁層 ２１ 第１の薄膜導体層 ２２ 第１のレジスト層 ２３ 第２のレジスト層 ２４ 第２の薄膜導体層 ４１ 透明基板 ４２ カラーフィルタ ４７ スキャン電極 ４８ 配向膜 ４９ データ電極 ５１ 液晶 ５２ データ側基板 ５３ スキャン側基板 １１２ 絶縁層 １１３ 補助電極 １４７ スキャン電極 １４９ データ電極 １５２ データ側基板 １５３ スキャン側基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H090 HA03 HB07X HC05 HC12 HC14 HC17 HD05 JA13 JB02 JC17 JD14 KA14 LA04 MA05 2H092 GA05 HA06 HA15 KB25 MA04 MA05 MA11 MA13 MA17 MA31 MA34 MA35 MA37 MA41 NA19 NA25 NA27 NA28 PA06 QA13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、無機絶縁層、第１の薄膜導体
   層、および第１のレジスト層を順次形成する工程と、 該第１のレジスト層に所定のパターンを形成し、該レジ
   ストパターンをマスクとして、該第１の薄膜導体層に所
   定の電極パターンを形成した後、該第１のレジスト層を
   除去する工程と、 有機絶縁層、第２の薄膜導体層、および第２のレジスト
   層を順次形成する工程と、 該第２のレジスト層に該所定のパターンとほぼ同一のパ
   ターンまたは該所定のパターンを反転させたパターンを
   形成する工程と、 該第２のレジスト層をマスクとして、該第２の薄膜導体
   層および該有機絶縁層を順次エッチングした後、該第２
   のレジスト層を除去する工程と、 電解メッキ法により、該所定の電極パターンが形成され
   た第１の薄膜導体層を給電層として、電極を形成する工
   程と、 該電極を形成する工程の後、該第２の薄膜導体層を除去
   する工程と、 を包含する液晶表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記電極を形成する工程が、電解メッキ
   層の厚さを制御する工程を包含する請求項１に記載の液
   晶表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記電解メッキ層の厚さを制御する工程
   が、平坦な配線層を形成するために、前記給電層に印加
   される電圧または該給電層に供給される電流に基づき、
   前記第２の薄膜導体層と電解メッキ層が同一平面に到達
   したことを検知する工程を包含する請求項２に記載の液
   晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記無機絶縁層が酸化シリコンまたは窒
   化シリコンである請求項１に記載の液晶表示装置の製造
   方法。
5. 【請求項５】 前記有機絶縁層が、光透過性を有する熱
   硬化型液状樹脂によって形成される請求項１に記載の液
   晶表示装置の製造方法。