JP2000171814A - 液晶パネル基板の導電性薄膜パターニング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エッチングレートの速い導電性薄膜のエッチン
グ処理工程での加工精度を向上した液晶パネル基板の導
電性薄膜パターニング方法および装置を提供する。 【解決手段】導電性薄膜を所定の開口パターンのレジス
トマスクで被覆した液晶パネル基板ＳＵＢ１を高速回転
させながら当該液晶パネル基板に対して略直角な方向か
らエッチング液ＥＴＬを低流量スプレーする。このと
き、液晶パネル基板の回転数を毎分５００〜１５００回
転、エッチング液のスプレーの流量は毎分５〜１０リッ
トルとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネル基板に
形成する導電性薄膜のパターニング方法とその装置に係
り、特に短時間のエッチングを必要とするエッチング速
度の速い導電性薄膜を高精度でウェットエッチング可能
とした液晶パネル基板の導電性薄膜パターニング方法お
よび装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは、ガラス等の２枚の絶縁基
板（液晶パネル基板）の少なくとも一方にスイッチング
素子、画素電極、画素選択用の各種の電極配線を有し、
これらの電極等を構成する導電性薄膜パターンは一般に
ウエットエッチングによるパターニングで形成してい
る。

【０００３】図１３は従来の導電性薄膜のパターニング
方法の一例を説明するウェットエッチング装置の構成例
を示す模式図である。液晶パネル基板（ガラス等の絶縁
基板）上に成膜した導電性薄膜に所定のパターニングを
施す場合、図１４の（ａ）に示したように、導電性薄膜
ＩＴＯ１を覆って感光性レジストを塗布し、これを所定
の開口パターンを持つフォトマスクを用いて露光・現像
して所定の開口パターンを有するレジストマスク（エッ
チングマスク）ＲＥＧを形成する。

【０００４】導電性薄膜ＩＴＯ１にレジストマスクＲＥ
Ｇを被覆した液晶パネル基板ＳＵＢ１は、搬入ロボット
（図示せず）によって図１３の矢印ＩＮに示したよう
に、ウェットエッチング設備ＥＰＤの基板搬入室ＣＡＩ
Ｃに搬入され、搬送ローラＴＲＲに載置される。

【０００５】液晶パネル基板ＳＵＢ１は搬送ローラＴＲ
Ｒによって順次ウェットエッチング室ＥＴＣ→洗浄室Ｒ
ＮＳＣ→乾燥室ＤＲＣを通り、基板搬出室ＣＡＯＣから
矢印ＯＵＴに示したように搬出され、次の製造設備に移
送される。

【０００６】すなわち、ウェットエッチング室ＥＴＣに
は第１スプレーノズルＮＯＺ１が設置されており、搬送
ローラＴＲＲの搬送動作で移動する液晶パネル基板ＳＵ
Ｂ１に対して、その略垂直な方向からエッチング液ＥＴ
Ｌを吐出（スプレー）する。エッチング液ＥＴＬはレジ
ストマスクＲＥＧの開口に露出している部分の導電性薄
膜ＩＴＯ１をエッチングし、図１４の（ｂ）のように当
該部分の導電性薄膜ＩＴＯ１を除去する。

【０００７】液晶パネル基板ＳＵＢ１は搬送ローラＴＲ
Ｒで次の洗浄室ＲＮＳＣに入る。洗浄室ＲＮＳＣにはエ
ッチング液を置換して除去するリンス液ＲＮＳＬを液晶
パネル基板ＳＵＢ１に対して略直角な方向からスプレー
する第２スプレーノズルＮＯＺ２が設置されている。

【０００８】洗浄室ＲＮＳＣを通過することで、エッチ
ング液が除去された液晶パネル基板ＳＵＢ１は次段の乾
燥室ＤＲＣに入り、ここを通過することでリンス液ＲＮ
ＳＬが乾燥除去される。乾燥された液晶パネル基板ＳＵ
Ｂ１は基板搬出室ＣＡＯＣに入り、図示しない搬出ロボ
ットによって次の製造設備に移送される。

【０００９】このような搬送ローラＴＲＲを用いたウェ
ットエッチング装置では、エッチング処理対象である液
晶パネル基板ＳＵＢ１は搬送ローラＴＲＲにより当該基
板と水平な方向に搬送される。スプレーノズルＮＯＺ１
はエッチング液を当該液晶パネル基板ＳＵＢ１の全面で
均一になるように散布すると共に、その流量を所定の値
に設定し、液晶パネル基板ＳＵＢ１を連続的に搬送して
成膜されている薄膜のウェットエッチングを行うもので
ある。

【００１０】水平搬送される液晶パネル基板に対してス
プレーされるエッチング液の流量は、当該液晶パネル基
板の全面でエッチング液を均一に分布すためにある程度
の流量とする必要があり、その流量低減が制限される。

【００１１】そのため、液晶パネル基板ＳＵＢ１に成膜
された導電性薄膜ＩＴＯ１のエッチング時間の調整はこ
の搬送ローラＴＲＲの搬送速度を変えることで行われ
る。すなわち、エッチング液とその流量が同じ条件で
は、搬送ローラＴＲＲの搬送速度が低速である場合はエ
ッチングが多く施され、高速ではエッチング量は少なく
なる。したがって、エッチングレートの速い導電性薄膜
ＩＴＯ１をエッチングする場合は、搬送ローラＴＲＲに
よる液晶パネル基板ＳＵＢ１の搬送速度を高くすること
になる。

【００１２】また、ウェットエッチング処理の他の方法
および装置として、回転盤装置（所謂、スピナー）に導
電性薄膜とレジストマスクを形成した液晶パネル基板を
載置固定して高速回転させつつ、その上方に設置したノ
ズルからエッチング液をスプレーしてエッチング処理を
行い、その後洗浄室に移動させてリンス液をスプレーし
て洗浄するようにしたものも知られている。

【００１３】この回転盤装置には、液晶パネル基板を載
置する基盤に植立させて複数の支持ピンを設けてあり、
液晶パネル基板の側縁を複数個所でこの支持ピンに係合
させて固定するようになっている。そして、液晶パネル
基板をウェットエッチング室内に搬入して回転盤装置の
回転盤に載置固定し、回転させた状態でエッチング液を
スプレーして所要のエッチング処理を施した後、洗浄室
および乾燥室に移送するようになっている。

【００１４】なお、上記した各エッチング方法および装
置は既知であるので、特に文献をあげない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のウェッ
トエッチング装置の前者では、液晶パネル基板のエッチ
ング時間は搬送ローラの搬送速度で調整するものである
ため、液晶パネル基板に成膜した導電性薄膜がエッチン
グレートの速い短時間でのエッチング処理が必要なもの
である場合には、搬送ローラの搬送速度を上げてウェッ
トエッチング室を通過する時間を短くするか、あるいは
ウェットエッチング室の長さを短くする必要がある。

【００１６】搬送ローラの基板搬送速度を上げた場合、
当該搬送ローラに載置されている液晶パネル基板が滑っ
て姿勢がくずれたり、あるいは搬送ローラから脱落する
等の不具合が発生するため、その搬送速度の高速化には
限界がある。また、エッチング液の量を少なくすると絶
縁基板の全面に均一にエッチング液を分布させることが
困難となり、エッチング液量を少なくすることにも限界
がある。

【００１７】そのため、エッチングレートの速い薄膜で
は、エッチング量が大きくなり、精度良く加工すること
ができないという問題があった。

【００１８】一方、回転盤装置を用いた前記後者のウェ
ットエッチング装置では、液晶パネル基板に成膜した導
電性薄膜がエッチングレートの速い短時間でのエッチン
グ処理が必要なものである場合には、その回転速度を上
げてエッチング時間を短縮することができる。しかし、
回転盤上に液晶パネル基板を固定する支持ピンは、一般
に強酸であるウェットエッチング液に対して耐蝕性のあ
る樹脂材料を用いて形成しているため、エッチング速度
の速い薄膜のエッチングのために、回転盤を高速回転さ
せると、液晶パネル基板を支持する従来の樹脂製の支持
ピンでは機械的強度が不足するという難点があった。

【００１９】本発明は、上記従来技術の諸問題を解消す
ることを目的とし、エッチングレートの速い導電性薄膜
のエッチング処理工程での加工精度を向上した液晶パネ
ル基板の導電性薄膜パターニング方法および装置を提供
することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エッチングレートの速い導電性薄膜を成
膜し、その上層にエッチングマスク（レジストパター
ン）を被覆した液晶パネル基板をウェットエッチング室
に設置した回転盤装置の回転盤上に載置固定し、回転盤
装置の回転盤を高速回転させながら、その上方に配置し
たノズルから低流量でエッチング液をスプレーするよう
にした。

【００２１】このとき、ウェットエッチング室に配置す
るノズルは、回転盤装置の回転盤上に載置固定した液晶
パネル基板に対して略垂直な方向からエッチング液をス
プレーするように配置しておき、エッチングレートの速
い導電性薄膜のエッチング時には回転盤装置の回転盤の
回転速度をより高速とし、低流量でエッチング液をスプ
レーする。

【００２２】そして、回転盤装置の回転盤に設ける支持
ピンを、ニッケル合金を材料として形成することによ
り、高速回転に伴う機械的強度が確保され、かつエッチ
ング液に対する耐蝕性が確保される。

【００２３】本発明の典型的な構成は下記のとおりであ
る。すなわち、 （１）液晶パネル基板の導電性薄膜パターニングを、導
電性薄膜を所定の開口パターンのレジストマスクで被覆
した液晶パネル基板を高速回転させながら当該液晶パネ
ル基板に対して略直角な方向からエッチング液を低流量
スプレーする方法で行う。

【００２４】（２）（１）における前記液晶パネル基板
の回転数を毎分５００〜１５００回転とし、前記エッチ
ング液のスプレーの流量を毎分５〜１０リットルとし
た。

【００２５】（３）液晶パネル基板の導電性薄膜パター
ニング装置を、導電性薄膜を所定の開口パターンのレジ
ストマスクで被覆した液晶パネル基板を載置し、その周
縁に係合して固定するニッケル合金の支持ピンを備えて
高速回転する回転盤を有する回転盤装置と、高速回転す
る回転盤上の液晶パネル基板に対して略垂直な方向から
エッチング液を低流量スプレーするノズルを配置した構
成とした。

【００２６】本発明の上記方法および装置を特徴づける
回転盤の高速化とスプレーするエッチング液の低流量化
により、膜厚が薄く、エッチングレートの速い導電性薄
膜を高精度かつ均一にパターニングすることが可能とな
る。

【００２７】なお、本発明は上記構成および後述する実
施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸
脱することなく種々の変更が可能である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

【００２９】図１は本発明による液晶パネル基板の導電
性薄膜パターニング方法を適用するウェットエッチング
装置の一実施例の構成を説明する模式図である。パター
ニング対象である液晶パネル基板は前記図１３に示した
ものと同様である。

【００３０】図１４の（ａ）に示したように、導電性薄
膜ＩＴＯ１を覆って感光性レジストを塗布し、これを所
定の開口パターンを持つフォトマスクを用いて露光・現
像して所定の開口パターンを有するレジストマスク（エ
ッチングマスク）ＲＥＧを形成した液晶パネル基板ＳＵ
Ｂ１は、矢印ＩＮに示したようにウェットエッチング設
備ＥＰＤの基板搬入室ＣＡＩＣに搬入される。

【００３１】基板搬入室ＣＡＩＣには移載ロボットＲＢ
Ｔ１が設置されており、この移載ロボットＲＢＴ１で液
晶パネル基板ＳＵＢ１をウェットエッチング室ＥＴＣに
設置されている回転盤装置ＲＴＲの回転盤ＲＴＲＰ１上
に載置する。

【００３２】図２は図１の回転盤装置の回転盤の上面模
式図であって、液晶パネル基板ＳＵＢ１は一点鎖線で示
してある。回転盤ＲＴＲＰ１の平面形状は、載置する液
晶パネル基板ＳＵＢ１の矩形形状に合わせた略十字形
で、その各突出椀部の端部両側には、液晶パネル基板Ｓ
ＵＢ１の隅部を両側から係止する如く各一対の支持ピン
ＨＬＰが植立されている。

【００３３】エッチング処理すべき液晶パネル基板ＳＵ
Ｂ１は、図１の矢印ＩＮ方向から基板搬入室ＣＡＩＣに
搬入され、移載ロボットＲＢＴ１に受け渡される。移載
ロボットＲＢＴ１は搬入された液晶パネル基板ＳＵＢ１
をウェットエッチング室ＥＴＣ内の回転盤装置ＲＴＲ１
の回転盤ＲＴＲＰ１に移載する。

【００３４】このウェットエッチング室ＥＴＣの上方で
回転盤ＲＴＲＰ１に載置された液晶パネル基板ＳＵＢ１
の上部の略垂直な位置からエッチング液ＥＴＬをスプレ
ーする第１ノズルＮＯＺ１が設置されている。

【００３５】回転盤装置ＲＴＲ１の回転盤ＲＴＲＰ１に
液晶パネル基板ＳＵＢ１を載置し、液晶パネル基板ＳＵ
Ｂ１を図２に示した支持ピンＨＬＰで固定した後、回転
盤装置ＲＴＲ１が回転盤ＲＴＲＰ１の回転を開始し、回
転盤ＲＴＲＰ１が毎分５００〜１５００回転の範囲の所
要の高速回転数に達した状態で第１ノズルＮＯＺ１から
エッチング液ＥＴＬをスプレーする。従来のこの種の回
転盤装置を用いたエッチングにおける回転盤装置の回転
数は、毎分１０〜１００回転程度である。

【００３６】この程度の回転数では、回転盤ＲＴＲＰ１
に設けた支持ピンＨＬＰは樹脂製でも十分に耐えること
ができる。しかし、本発明の回転数では、回転により生
じる遠心力は樹脂製支持ピンでは強度が持たず、屈折や
破壊が生じ、液晶パネル基板ＳＵＢ１が飛散してしま
う。本実施例では、支持ピンＨＬＰはニッケル合金で作
られており、機械的強度と耐腐食性とを併せ持たせてあ
る。

【００３７】第１ノズルＮＯＺ１から吐出されるエッチ
ング液ＥＴＬのスプレー量は、毎分５〜１０リットルの
範囲であり、従来のスプレー量に比較して極めて少量で
ある。因みに、従来のこの種の回転盤装置を用いたエッ
チングにおけるエッチング液のスプレー量は、毎分１５
〜２０リットル程度である。

【００３８】回転盤装置ＲＴＲ１の回転盤ＲＴＲＰ１の
回転数を高速とし、スプレーするエッチング液の量を少
量とすることによって、導電製薄膜ＩＴＯ１に対してエ
ッチング液を均等に接触させることができる。そのた
め、回転盤ＲＴＲＰ１の回転数とノズルＮＯＺ１からス
プレーエッチング液の吐出量とを調整することで、エッ
チングレートの調整が可能であり、エッチングレートが
速い導電性薄膜ＩＴＯ１であってもエッチング加工を高
精度で制御することができる。

【００３９】ウェットエッチング室ＥＴＣでのエッチン
グ処理が終了すると、回転盤装置ＲＴＲ１が停止し、液
晶パネル基板ＳＵＢ１は図示しない移載装置で次段の洗
浄／乾燥室ＲＮＳ／ＤＲＣに移送される。

【００４０】洗浄／乾燥室ＲＮＳ／ＤＲＣには、ウェッ
トエッチング処理室ＥＴＣに設置されているものと同様
の回転盤装置ＲＴＲ２と洗浄液ＲＮＳＬをスプレーする
第２ノズルＮＯＺ２とが設置されている。

【００４１】ウェットエッチング室ＥＴＣから移送され
てきたエッチング処理済みの液晶パネル基板ＳＵＢ１は
回転盤装置ＲＴＲ２の回転盤ＲＴＲＰ２に載置され、固
定される。この載置固定機構は図２に示したものと同様
である。

【００４２】回転盤ＲＴＲＰ２が回転し、液晶パネル基
板ＳＵＢ１に対して、その略垂直上方に設置した第２ノ
ズルＮＯＺ２から純水がスプレーされる。この時点では
レジストマスクＲＥＧは残存しており、エッチング処理
で残留したエッチング液を純水と置換しながら除去す
る。

【００４３】所定の時間の洗浄処理が終了し、洗浄液Ｒ
ＮＳＬである純水の水切りのための回転を行わせる。そ
して、図示しないガスノズルから高温窒素ガス等を吹き
付けて残留した純粋を完全に乾燥させる。回転盤装置Ｒ
ＴＲ２はこの乾燥工程でその回転盤ＲＴＲＰ２を低速回
転させたままでも、あるいは停止させた状態のいずれで
もよい。なお、この乾燥工程は、通常、窒素ガスのブロ
ーと高速回転の組み合わせで行う。

【００４４】回転盤ＲＴＲＰ２の回転停止後、乾燥させ
た液晶パネル基板ＳＵＢ１は、図示しない移載装置で基
板搬出室ＣＡＯＣに移送され、そこに設置されている搬
出ロボットＲＢＴ２で矢印ＯＵＴに示したように、次の
工程に搬送される。

【００４５】なお、上記のエッチング工程、洗浄／乾燥
工程での回転盤やスプレー圧、室内温度、エッチング液
の組成や温度、洗浄液の温度等はサンプルを用いて獲得
した最適値に調整される。

【００４６】上記の方法により、特にエッチングレート
の速い導電性薄膜のエッチング加工を高精度に行うこと
が可能となる。なお、本実施例では導電性薄膜としてＩ
ＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）を例としたが、
エッチングレートの速い他の導電性薄膜についても同様
である。

【００４７】なお、上記実施例では、基板搬入室→ウェ
ットエッチング室→洗浄／乾燥室→基板搬出室の液晶パ
ネル基板の搬送をそれぞれ移載ロボットや搬入／搬出ロ
ボットで行う形式としたが、これに限るものではなく、
回転盤装置を各処理室間で移動させるようにすることも
できる。

【００４８】次に、本発明を適用する液晶パネル基板と
この液晶パネルを用いた液晶表示装置の具体例について
説明する。

【００４９】図３は本発明を適用した液晶表示装置にお
ける液晶表示モジュールの各構成部品を示す分解斜視図
である。図中、ＳＨＤは上フレーム、ＷＤはその表示
窓、ＰＮＬは液晶パネル、ＳＰＳは光拡散板、ＧＬＢは
導光体、ＲＦＳは反射板、ＢＬはバックライト、ＭＣＡ
は下フレームであり、図に示すような上下の配置関係で
各部材が積み重ねられて液晶表示モジュールＭＤＬが組
み立てられる。

【００５０】液晶表示モジュールＭＤＬは上フレームＳ
ＨＤに設けられた爪と下フレームに形成したフックによ
って全体が固定されるようになっている。

【００５１】上フレームＳＨＤの周辺には駆動回路基板
（ゲート側回路基板、ドレイン側回路基板）ＰＣＢ１，
ＰＣＢ２、インタフェース回路基板ＰＣＢ３がテープキ
ャリアパッドＴＣＰ１，ＴＣＰ２、あるいはジョイナＪ
Ｎ１，ＪＮ２，ＪＮ３で液晶パネルＰＮＬおよび回路基
板相互間が接続されている。

【００５２】下フレームＭＣＡは、その開口ＭＯにバッ
クライトＢＬを構成する光拡散シートＳＰＳ、導光体Ｇ
ＬＢ、反射板ＲＦＳを収納する形状になっている。な
お、導光体ＧＬＢの側面には線状ランプ（蛍光管）ＬＰ
が配置される。この線状ランプＬＰから出射される光を
導光体ＧＬＢ、反射板ＲＦＳ、光拡散板ＳＰＳにより表
示面で一様な照明光として液晶パネルＰＮＬ側に出射す
る。なお、ＬＳは蛍光管ＬＰに備えた反射シートであ
る。

【００５３】このバックライトＢＬと液晶パネルＰＮＬ
の間には照明光に進路を調整するためのプリズムシート
ＰＲＳが遮光スペーサＩＬＳを介して積層されている。

【００５４】図４は液晶パネルをバックライトと共に上
フレームと下フレームで一体化した液晶表示モジュール
の外形構造の説明図であって、（Ａ）は表示面側の平面
図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側側面図、（Ｄ）は
上側側面、（Ｅ）は下側側面図を示す。

【００５５】同図において、ＳＨＤは上フレーム、ＡＲ
は表示域、ＨＬＤ１〜４は取り付け穴、ＬＣＴは接続コ
ネクタ、ＬＰＣ１はランプケーブル、ＣＴ１はインター
フェースコネクタ、ＷＤは表示領域を露出する開口であ
る。また、ＰＯＬは上偏光板（ＰＯＬ２）で液晶パネル
ＰＮＬの上面を覆って貼付されている。

【００５６】この液晶表示装置は、上フレームＳＨＤと
下フレームＭＣＡの２種類の収納・保持部材を用いて組
み込まれ、取り付け穴ＨＬＤ１〜４でノートパソコンや
モニター等の情報処理装置の表示部に実装される。

【００５７】取り付け穴ＨＬＤ１とＨＬＤ２の間にある
凹部にはバックライト用のインバータが組み込まれ、接
続コネクタＬＣＴとランプケーブルＬＰＣ１でバックラ
イト組立体を構成する線状ランプ（蛍光管）に電力を供
給する。なお、この例では蛍光管は液晶パネルＰＮＬの
裏下辺に組み込まれている。

【００５８】本体コンピユータ（ホスト）からの信号お
よび必要な電源は裏面に位置するインターフェースコネ
クタＣＴ１を介して供給される。

【００５９】図示の液晶表示装置は外径寸法が大きく、
表示域ＡＲも大きくなったにも係わらず、表示に寄与し
ない所謂額縁領域が小さい。さらに、重量も軽量化さ
れ、可搬型情報処理装置の可搬性を失うことなく見やす
い大画面表示が得られる。

【００６０】図５は図４の液晶表示装置の実装例を説明
するノート型コンピユータの斜視図である。このノート
型コンピユータ（可搬型パソコン）はキーボード部（本
体部）と、このキーボード部にヒンジで連結した表示部
から構成される。キーボード部にはキーボードとホスト
（ホストコンピュータ）、ＣＰＵ等の信号生成機能を収
納し、表示部のケースＣＡＳＥには液晶パネルＰＮＬを
有し、その周辺に駆動回路基板ＦＰＣ１，ＦＰＣ２、コ
ントロールチップＴＣＯＮを搭載したＰＣＢ、およびバ
ックライト電源であるインバータ電源基板ＩＶなどが実
装される。

【００６１】そして、上記液晶パネルＰＮＬ、各種回路
基板ＦＰＣ１，ＦＰＣ２，ＰＣＢ、インバータ電源基板
ＩＶ、およびバックライトを一体化した液晶表示モジュ
ールは前記した構造で表示部に固定される。

【００６２】以下、本発明を適用するアクティブ・マト
リクス方式のカラー液晶表示装置の詳細について説明す
る。

【００６３】図６は本発明を適用したアクティブ・マト
リクス方式液晶表示装置の一画素とその周辺の構成を説
明する平面図、図７は図６の３−３線に沿って切断した
断面図である。

【００６４】図６に示したように、各画素は隣接する２
本の走査信号線（ゲート信号線または水平信号線）ＧＬ
と、隣接する２本の映像信号線（ドレイン信号線または
垂直信号線）ＤＬとの交差領域内（４本の信号線で囲ま
れた領域内）に配置されている。

【００６５】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ、透明画
素電極ＩＴＯ１および保持容量素子Ｃａｄｄを含む。走
査信号線ＧＬは列方向に延在し、行方向に複数本配置さ
れている。映像信号線ＤＬは行方向に延在し、列方向に
複数本配置されている。

【００６６】図７に示したように、液晶ＬＣを基準の下
部透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴＦ
Ｔおよび透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明ガ
ラス基板ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光用
ブラックマトリクスのパターンＢＭが形成されている。
上下部の透明ガラス基板ＳＵＢ２，１は例えば１．１ｍ
ｍ程度、または０．７ｍｍ程度の厚さを有している。

【００６７】上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶
ＬＣ側）の表面には、遮光膜ＢＭ、カラーフィルタＦＩ
Ｌ、および上部配向膜ＯＲＩ２が順次積層して設けられ
ている。

【００６８】図８は表示マトリクス部の等価回路とその
周辺回路の結線図である。この図は回路図であるが、実
際の幾何学的配置に対応して描かれている。ＡＲは複数
の画素を二次元状に配列したマトリクスアレイである。

【００６９】図中、Ｘは映像信号線ＤＬを意味し、添字
Ｇ，ＢおよびＲはそれぞれ緑、青および赤画素に対応し
て付加されている。Ｙは走査信号線ＧＬを意味し、添字
１，２，３，・・・，ｅｎｄは走査タイミングの順序に
従って付加されている。

【００７０】映像信号線Ｘ（添字省略）は上側の映像信
号駆動回路Ｈｅに接続されている。すなわち、映像信号
線Ｘは、走査信号線Ｙと同様に、液晶パネルＰＮＬの片
側のみに端子が引き出されている。

【００７１】走査信号線Ｙ（添字省略）は垂直走査回路
Ｖに接続されている。

【００７２】ＳＵＰは１つの電圧源から複数に分圧して
安定化された電圧源を得るための電源回路やホスト（上
位演算処理装置）からのＣＲＴ（陰極線管）用の情報を
ＴＦＴ液晶表示装置用の情報に交換する回路を含む回路
である。

【００７３】図９は図６に示した画素の等価回路図であ
る。図９において、Ｃｇｓは薄膜トランジスタＴＦＴの
ゲート電極ＧＴとソース電極ＳＤ１との間に形成される
寄生容量である。寄生容量素子Ｃｇｓの誘電体膜は絶縁
膜ＧＩおよび陽極酸化膜ＡＯＦである。Ｃｐｉｘは透明
画素電極ＩＴＯ１（ＰＩＸ）と透明共通電極ＩＴＯ２
（ＣＯＭ）との間に形成される液晶容量である。これら
の透明電極は前記した本実施例のエッチング方法で加工
される。Ｖ１ｃは中点電位である。

【００７４】保持容量素子Ｃａｄｄの容量（保持容量Ｃ
ａｄｄ）は、薄膜トランジスタＴＦＴがスイッチングす
るとき、中点電位（画素電極電位）Ｖ１ｃに対するゲー
ト電位変化ΔＶｇの影響を低減するように働く。この様
子を式で表すと、次式のようになる。

【００７５】ΔＶ１ｃ＝｛Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃａｄｄ
＋Ｃｐｉｘ）｝×ΔＶｇ ここで、ΔＶ１ｃはΔＶｇによる中点電位の変化分を表
す。この変化分ΔＶ１ｃは液晶ＬＣに加わる直流成分の
原因となるが、保持容量Ｃａｄｄを大きくすればする
程、その値を小さくすることができる。また、保持容量
素子Ｃａｄｄは放電時間を長くする作用もあり、薄膜ト
ランジスタＴＦＴがオフした後の映像情報を長く蓄積す
る。液晶ＬＣに印加される直流成分の低減は、液晶ＬＣ
の寿命を向上し、液晶表示画面の切替え時に前の画像が
残る、所謂焼付きを低減することができる。

【００７６】前述したように、ゲート電極ＧＴはｉ型半
導体層ＡＳを完全に覆うよう大きくされている分、ソー
ス電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２とのオーバーラップ
面積が増え、従って寄生容量Ｃｇｓが大きくなり、中点
電位Ｖ１ｃはゲート（走査）信号Ｖｇの影響を受け易く
なるという逆効果が生じる。しかし、保持容量素子Ｃａ
ｄｄを設けることにより、このデメリットも解消でき
る。

【００７７】保持容量素子Ｃａｄｄの保持容量Ｃａｄｄ
は画素の書込み特性から、液晶容量Ｃｐｉｘに対して４
〜８倍（４・Ｃｐｉｘ＜Ｃａｄｄ＜８・Ｃｐｉｘ）、寄
生容量Ｃｇｓに対して８〜３２倍（８・Ｃｇｓ＜Ｃａｄ
ｄ＜３２・Ｃｇｓ）程度の値に設定する。

【００７８】次に、上記した液晶パネルの下側透明ガラ
ス基板ＳＵＢ１側の製造方法について図１０〜図１２を
参照して説明する。なお、各図において、中央の文字は
工程名の略称であり、左側は画素部分、右側はゲート端
子付近の断面形状で見た加工の流れを示す。また、工程
Ｄを除き、工程Ａ〜工程Ｉは各写真処理に対応して区分
けしたもので、各工程のいずれの断面図も写真処理後の
加工が終わり、フォトレジストを除去した段階を示して
いる。なお、写真処理とは、フォトレジストの塗布から
マスクを使用した選択露光を経てそれを現像するまでの
一連の作業を示すものとし、繰り返しの説明は避ける。
以下、区分けした工程に従って説明する。

【００７９】工程Ａ（図１０） ７０５９ガラス（商品名）からなる下側透明ガラス基板
ＳＵＢ１の上に膜厚が１１００ÅのクロムＣｒからなる
第１導電膜ｇ１をスパッタリングにより設け、写真処理
後、エッチング液として硝酸第２セリウムアンモニウム
溶液で第１導電膜ｇ１を選択的にエッチングし、ゲート
端子ＧＴＭ、ドレイン端子ＤＴＭ、ゲート端子ＧＴＭを
接続する陽極酸化バスラインＳＨｇ、ドレイン端子ＤＴ
Ｍを短絡するバスラインＳＨｄ、陽極酸化バスラインＳ
Ｈｇに接続された陽極酸化パッド（図示せず）を形成す
る。

【００８０】工程Ｂ（図１０） 膜厚が２８００ÅのＡｌ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｔａ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等からなる第２導電膜ｇ２
をスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸と
硝酸および氷酢酸の混酸液で第２導電膜ｇ２をエッチン
グする。

【００８１】工程Ｃ（図１０） 写真処理後（前述した陽極酸化マスクＡＯ形成後）、３
％酒石酸をアンモニアによりＰＨ６．２５±０．０５に
調整した溶液をエチレングリコール液で１：９に希釈し
た液からなる陽極酸化液中に下側透明ガラス基板ＳＵＢ
１を浸漬し、化成電流密度が０．５ｍＡ／ｃｍ² になる
ように調整（定電流化成）する。次に、所定のＡｌ₂ Ｏ
₃ 膜厚が得られるのに必要な化成電圧１２５Ｖに達する
まで陽極酸化を行う。その後、この状態で数１０分保持
するのが望ましい（定電圧化成）。これは、均一なＡｌ
₂ Ｏ₃ 膜を得る上で大事なことである。それによって、
導電膜ｇ２は陽極酸化され、走査信号線ＧＬ、ゲート電
極ＧＴおよび電極ＰＬ１上に膜厚が１８００Åの陽極酸
化膜ＡＯＦが形成される。

【００８２】工程Ｄ（図１１） プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が２０００Åの窒化Ｓｉ膜を設
け、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガスを導入
して、膜厚が２０００Åのｉ型非晶質Ｓｉ膜を設けたの
ち、プラズマＣＶＤ装置に水素ガス、ホスフィンガスを
導入して、膜厚が３００ÅのＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜を
形成する。

【００８３】工程Ｅ（図１１） 写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆ 、ＣＣ
ｌ₄ を使用してＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜、ｉ型非晶質Ｓ
ｉ膜を選択的にエッチングすることにより、ｉ型半導体
層ＡＳの島を形成する。

【００８４】工程Ｆ（図１１） 写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆ を使用
して窒化Ｓｉ膜を選択的にエッチングする。

【００８５】工程Ｇ（図１２） 膜厚が１４００ÅのＩＴＯ膜からなる第１導電膜ｄ１を
スパッタリングにより設ける。写真処理後、エッチング
液として塩酸と硝酸との混酸液で第１導電膜ｄ１を選択
的にエッチングすることにより、ゲート端子ＧＴＭ、ド
レイン端子ＤＴＭの最上層および透明画素電極ＩＴＯ１
を形成する。

【００８６】工程Ｈ（図１２） 膜厚が６００ÅのクロムＣｒからなる第２導電膜ｄ２を
スパッタリングにより設け、さらに膜厚が４０００Åの
Ａｌ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ等からなる第３導電膜ｄ３をスパッタリングに
より設ける。写真処理後、第３導電膜ｄ３を工程Ｂと同
様な液でエッチングし、第２導電膜ｄ２を工程Ａと同様
な液でエッチングし、映像信号線ＤＬ、ソース電極ＳＤ
１、ドレイン電極ＳＤ２を形成する。次に、ドライエッ
チング装置にＣＣｌ₄ 、ＳＦ₆ を導入して、Ｎ（＋）型
非晶質Ｓｉ膜をエッチングすることにより、ソースとド
レイン間のＮ（＋）型半導体層ｄ０を選択的に除去す
る。

【００８７】工程Ｉ（図１２） プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が１μｍの窒化Ｓｉ膜を設け
る。写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆ を
使用した写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ技術）で窒
化Ｓｉ膜を選択的にエッチングすることによって、保護
膜ＰＳＶ１を形成する。

【００８８】このようにして製造した下側透明ガラス基
板ＳＵＢ１の内側最表面に配向膜を形成し、別途の製造
工程で制作した上側透明ガラス基板ＳＵＢ２とを貼り合
わせ、貼り合わせギャップに液晶ＬＣを挟持し、シール
材で封止すると共に、両面に偏向板（ＰＯＬ１，２）を
貼付して液晶パネルＰＮＬを得る。

【００８９】この液晶パネルＰＮＬを、図３で説明した
ように、バックライト、その他の光学フィルム等と共に
積層し、各種の駆動回路基板を組み込んで液晶表示装置
（液晶表示モジュール）に一体化する。

【００９０】この液晶表示装置によれば、その液晶パネ
ルに形成する導電性薄膜が高精度に加工されているた
め、信頼性の高いかつ高画質の液晶表示装置を得ること
ができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転盤装置の高速回転と低量エッチング液の組合せで、
エッチングレートの速い薄膜でも、そのエッチング時間
を効率よく制御することができ、エッチング精度が向上
し、表示品質のよいエッチング表示装置を得ることがで
きる。

【００９２】また、回転盤装置の回転盤に備える支持ピ
ンをニッケル合金としたことによって高速回転に伴う機
械的な強度維持と、エッチング液に対する耐蝕性を向上
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶パネル基板の導電性薄膜パタ
ーニング方法を適用するウェットエッチング装置の一実
施例の構成を説明する模式図である。

【図２】図１の回転盤装置の回転盤の上面模式図であ
る。

【図３】本発明を適用した液晶表示装置における液晶表
示モジュールの各構成部品を示す分解斜視図である。

【図４】液晶パネルをバックライトと共に上フレームと
下フレームで一体化した液晶表示モジュールの外形構造
の説明図である。

【図５】図４の液晶表示装置の実装例を説明するノート
型コンピユータの斜視図である。

【図６】本発明を適用したアクティブ・マトリクス方式
液晶表示装置の一画素とその周辺の構成を説明する平面
図である。

【図７】図６の３−３線に沿って切断した断面図であ
る。

【図８】表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の
結線図である。

【図９】図６に示した画素の等価回路図である。

【図１０】液晶パネルの下側透明ガラス基板側の製造方
法を説明する工程図である。

【図１１】液晶パネルの下側透明ガラス基板側の製造方
法を説明する図１０に続く工程図である。

【図１２】液晶パネルの下側透明ガラス基板側の製造方
法を説明する図１１に続く工程図である。

【図１３】従来の導電性薄膜のパターニング方法の一例
を説明するウェットエッチング装置の構成例を示す模式
図である。

【図１４】液晶パネル基板上に成膜した導電性薄膜に所
定のパターニングを施す場合のレジストマスクとエッチ
ング処理の説明図である。

【符号の説明】

ＳＵＢ１ 液晶パネル基板（下側ガラス基板） ＣＡＩＣ 基板搬入室 ＲＢＴ１ 移載ロボット ＲＢＴ２ 搬出ロボット ＥＴＣ ウェットエッチング室 ＲＮＳ／ＤＲＣ 洗浄／乾燥室 ＣＡＯＣ 基板搬出室 ＮＯＺ１，ＮＯＺ２ ノズル ＲＴＲ１，ＲＴＲ１ 回転盤装置 ＲＴＲＰ１，ＲＴＲＰ２ 回転盤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA24 JB52 MA05 MA08 MA15 MA18 MA24 MA35 MA37 NA01 PA06 PA08 PA09 PA13 4K057 DB06 DB11 DB15 DE02 DE06 WA11 WB08 WB11 WB15 WE02 WE04 WE08 WE12 WE30 WM06 WM11 WN01 5F110 BB02 CC07 DD02 EE04 EE34 EE44 FF03 FF30 GG02 GG15 GG24 GG35 GG45 HK04 HK06 HK09 HK16 HK25 HK33 HK35 NN02 NN24 NN35 QQ01 QQ05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性薄膜を所定の開口パターンのレジス
   トマスクで被覆した液晶パネル基板を高速回転させなが
   ら当該液晶パネル基板に対して略直角な方向からエッチ
   ング液を低流量スプレーすることを特徴とする液晶パネ
   ル基板の導電性薄膜パターニング方法。
2. 【請求項２】前記液晶パネル基板の回転数を毎分５００
   〜１５００回転とし、前記エッチング液のスプレーの流
   量を毎分５〜１０リットルとしたことを特徴とする請求
   項１に記載の液晶パネル基板の導電性薄膜パターニング
   方法。
3. 【請求項３】導電性薄膜を所定の開口パターンのレジス
   トマスクで被覆した液晶パネル基板を載置し、その周縁
   に係合して固定するニッケル合金の支持ピンを備えて高
   速回転する回転盤を有する回転盤装置と、高速回転する
   回転盤上の液晶パネル基板に対して略垂直な方向からエ
   ッチング液を低流量スプレーするノズルを配置したこと
   を特徴とする液晶パネル基板の導電性薄膜パターニング
   装置。