JP2673460B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶素子に関し、特に電極としてITOと金属
配線の積層構成を有する液晶素子に関するものである。
［従来の技術］ 従来、液晶素子の電極配線の低抵抗化を目的としてIT
O（インジウム チン オキサイド;Indium Tin Oxide）
と金属配線の積層構造が用いられてきた。上記金属配線
を形成する金属としては、ITOと選択エッチングが可能
で、かつ通常のフォトリソプロセスに耐えるCr,Mo,W,Ni
等が用いられてきた。しかし、近年、液晶素子の大面積
・高精細化への要求が増々高まり、電極配線の抵抗をさ
らに小さくする必要が生じてきた。そのために、抵抗が
低く安価で微細加工が可能なAlが金属配線として用いら
れるようになってきている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ITOとAlからなる電極配線の積層構成
を通常のフォトリソプロセスを用いて形成すると、ITO
にピンホール状の欠陥が発生し易いという欠点があっ
た。その具体的な例を、図面に基づいて説明する。第４
図（ａ）〜（ｄ）は上記従来例の電極配線の製造工程を
示す工程図である。まず、ガラス基板１上にITO2のパタ
ーンを形成する（第４図（ａ）参照）。次に、その上に
Al4を3000Åの厚さに成膜し、ポジ型のフォトレジスト
５を塗布する（第４図（ｂ）参照）。その後、通常のフ
ォトリソプロセスでパターンを形成するが、この際に有
機アルカリを主成分とする現像液に対してAlが溶解す
る。このときAl薄膜にわずかなピンホール７があると、
Alが溶解するときに発生する水素の作用により、現像プ
ロセス中にITOも溶解してしまう（第４図（ｃ）参
照）。次に、Alをエッチングして電極パターンを形成す
ると、ITOの溶解した部分がピンホール状の欠陥８とな
って液晶素子の表示品位を著しく悪化させる結果となる
（第４図（ｄ）参照）。
上記の第４図に示す様な従来例の欠点を補うために、
ITOとAl薄膜の間に保護膜を設ける方法が提案されてい
る。第５図（ａ）〜（ｄ）は、その方法の具体例を示す
ものであり、第１層にITO2、第２層にCr9,第３層にAl4
を用いた構成の電極配線の製造工程を示す工程図であ
る。その製造工程は、第２層にCr9を用いた以外は、第
４図の工程と同様であり、また現像プロセス中にAlが溶
解することは同様であるが、AlとITOの間にCrが存在す
るため、ITOにピンホールが発生することを防ぐことが
できる。しかしながら、第５図（ｃ），（ｄ）で示した
様に、Alのエッチング工程とCrのエッチング工程が必要
となり、工程が複雑になるという欠点が生ずる。
本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するために
なされたものであり、電極を、ITOとAlまたはAl合金か
らなる層の間にMo−Ta合金又はMo−Ti合金からなる層を
設けた構成にすることにより、製造プロセスを複雑にす
ることなく、またITOにピンホール状の欠陥を生じるこ
となく、Alを用いた低抵抗配線を実現することができる
液晶素子を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、ITOからなる第１層と、前記第１層
上に設けられたMo−Ta合金又はMo−Ti合金からなる第２
層と、前記第２層上に設けられたAl又はAl合金からなる
第３層とから構成された電極を有し、前記Mo−Ta合金又
はMo−Ti合金のTa又はTiの含有率が30wt％以下であるこ
とを特徴とする液晶素子である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の液晶素子は、ITOからなる第１層と、前記第
１層上に設けられたMo−Ta合金又はMo−Ti合金からなる
第２層と、前記第２層上に設けられたAl又はAl合金から
なる第３層とから構成された電極を備えた基板に配向処
理を施し、該基板２枚を貼り合わせた後、液晶を注入し
て構成される。
本発明において、基板上に電極を形成する方法は、基
板上にスパッタ法によりITOを成膜し、通常のフォトリ
ソ技術によりストライプ状のパターンを形成し、次に、
Mo−Ta合金又はMo−Ti合金と、Al又はAl合金の積層膜を
順次ITOと同様にスパッタ法にて形成し、その上にポジ
型フォトレジストを塗布した後、露光、現像してパター
ンを形成する。次に、リン酸に硝酸、酢酸および水を少
量加えたエッチング液でAl又はAl合金,Mo−Ta合金又はM
o−Ti合金をエッチングした後、フォトレジストを剥離
することにより形成することができる。
本発明において、第２層にはMo−Ta合金又はMo−Ti合
金が用いられる。第２層にMo−Ta合金又はMo−Ti合金を
使用すると、エッチング速度をTa,Ti等の合金の配合成
分の含有割合を調整することによりコントロールするこ
とが可能である（第３図）。本発明においてMo−Ta合金
またはMo−Ti合金のTa又はTiの含有率は30wt％以下であ
り、好ましくは５〜15wt％の範囲が望ましい。
また、Mo−Ta合金又はMo−Ti合金からなる第２層の膜
厚は50〜2000Å、好ましくは300〜1000Åの範囲が望ま
しい。
本発明の液晶素子は、特に液晶素子が強誘電性液晶素
子であることが好ましく、強誘電性液晶としては、特に
制限することはなく、広範囲のものを使用することがで
きる。
［実施例］ 以下、参考例および実施例を示し本発明をさらに具体
的に説明する。
参考例１ 第１図（ａ）〜（ｅ）は液晶素子に用いられる基板の
電極配線の製造工程の参考例を示す工程図である。同図
において、１はガラス基板、２はITOらなる第１層、３
はMoからなる第２層、４はAlからなる第３層、５はフォ
トレジストである。先ず、ガラス基板１上にスパッタ法
により膜厚1000ÅのITO2を形成し、通常のフォトリソ技
術によりストライプ状のパターンを形成した（第１図
（ａ）参照）。
次に、膜厚500ÅのMoと、膜厚3000ÅのAlの積層膜をI
TOと同様にスパッタ法にて形成した。さらに、ポジ型フ
ォトレジスト５（OFPR−800東京応化（株）製）をロー
ルコーターを用いて約１μｍの厚さに塗布した後（第１
図（ｂ）参照）、露光し、有機アルカリを主成分とする
現像液（NMD−３東京応化（株）製）に浸漬してパター
ンを形成した（第１図（ｃ）参照）。この工程におい
て、Alはアルカリ溶液に溶解するが、AlとITOの間にMo
が存在るために、ITOにピンホールが発生することを防
ぐことができる。
次に、リン酸に硝酸、酢酸および水を少量加えた16:
1:2:1の容量比のエッチング液でAl,Moをエッチングした
後、フォトレジストを剥離して金属電極を形成した（第
１図（ｄ）参照）。このとき、上記エッチング液に対す
るエッチング速度は、通常AlよりMoの方が大きいため、
Al電極のオーバーハングが形成される。第１図（ｅ）は
第１図（ｄ）のＡの部分を示す部分拡大図であり、Al電
極のオーバーハングの状態を示す。
この基板に配向処理を施し、該基板２枚を貼り合わせ
た後に強誘電性液晶（商品名:CS−1014チッソ（株）社
製）を封入して液晶表示装置を得た。その結果、電極を
オーバーハング部分の近くに液晶の配向欠陥が発生した
が、欠陥が微小であるため実用上問題はない。
実施例１ 第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の液晶素子に用いられ
る基板の電極配線の製造工程の実施例を示す工程図であ
る。同図において、１はガラス基板、２はITOからなる
第１層、６はMo−Ta合金からなる第２層、４はAlからな
る第３層、５はフォトレジストである。本実施例は、参
考例１で示した電極構成に対して、第２層としてMo−Ta
合金を用いたことに特徴がある。まず、ガラス基板１上
にITO2のパターンを形成後（第２図（ａ）参照）、Moと
Taの合金（Mo92.5wt％,Ta7.5wt％６の薄膜を膜厚500Å
に、続いてAl薄膜を薄膜3000Åに成膜し、参考例１と同
様のプロセスにより金属電極パターンを形成した。（第
２図（ｂ）〜（ｄ）参照）。上記Mo−Ta合金のエッチン
グ速度は第３図に示した通りであり、Taの含有割合によ
ってコントロールすることが可能である。本実施例で
は、Alのエッチング速度とMo−Ta合金のエッチング速度
をほぼ同じに合わせるために、Ta7.5wt％のMo−Ta合金
を用いた。この結果、Al電極のオーバーハングがない、
理想的な電極パターンを形成することが可能となった。
また、Mo−Ta合金によりITOのピンホール状欠陥を防止
することができた。第２図（ｅ）は第２図（ｄ）のＢの
部分を示す部分拡大図であり、Al電極のオーバーハング
のない状態を示す。参考例１と同様に液晶素子を形成し
たところ、電極近くの配向欠陥もなく良好な表示を得る
ことができた。
以上、実施例１では金属配線としてAlを用いる場合に
ついて述べたが、エレクトロマイグレーションや耐触性
の観点から、Al−Si,Al−Si−Cu,Al−Ti等のAl合金を金
属配線に使う場合にも、Mo−Ta合金のTa含有率又はMo−
Ti合金のTi含有率を調製することにより、上記Al合金と
Mo−Ta合金又はMo−Ti合金のエッチング速度を同じくす
ることが可能であり、同様の効果を得ることができる。
これらの効果は、STN,アクティブマトリクス，強誘電性
液晶を含むすべての液晶素子について適用することがで
きる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、電極を、ITO
からなる第１層とAlまたはAl合金からなる第３層の間
に、Mo−Ta合金又はMo−Ti合金からなる第２層を設けた
構成にすることにより、製造プロセスを複雑にすること
なく、またITOにピンホール状の欠陥を生じることな
く、Alを用いた低抵抗配線を実現することができる液晶
素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｅ）は液晶素子に用いられる基板の電
極配線の製造工程の参考例を示す工程図、第２図（ａ）
〜（ｅ）は本発明の液晶素子に用いられる基板の電極配
線の製造工程の実施例を示す工程図、第３図はMo−Ta合
金のTaの含有率とエッチング速度との関係を示すグラ
フ、第４図（ａ）〜（ｄ）および第５図（ａ）〜（ｅ）
は各々従来例の電極配線の製造工程を示す工程図であ
る。 １……ガラス基板、２……ITO ３……Mo、４……Al ５……フォトレジスト、６……Mo−Ta合金 ７……Alピンホール ８……ITOのピンホール状の欠陥 ９……Cr
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−132833（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−272162（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−95481（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105325（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−8821（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ITOからなる第１層と、前記第１層上に設
    けられたMo−Ta合金又はMo−Ti合金からなる第２層と、
    前記第２層上に設けられたAl又はAl合金からなる第３層
    とから構成された電極を有し、前記Mo−Ta合金又はMo−
    Ti合金のTa又はTiの含有率が30wt％以下であることを特
    徴とする液晶素子。
  2. 【請求項２】前記第２層の膜厚が50〜2000Åである請求
    項１記載の液晶素子。
  3. 【請求項３】前記液晶素子が強誘電性液晶素子である請
    求項１又は２記載の液晶素子。
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