JP2694229B2 - 電気光学装置用電極の作製方法 - Google Patents
電気光学装置用電極の作製方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、液晶表示装置等の電気光学装置用の電極の
作製方法に関するものであり、透明導電膜で形成された
電極の作製方法に関するものである。
作製方法に関するものであり、透明導電膜で形成された
電極の作製方法に関するものである。
液晶表示装置におけるセル内の電気導電体としては、
In2O3およびIn2O3とSnO3の酸化物複合体やZnOなどの透
明導電膜が知られている。しかしこれら物質の比抵抗は
電気導電体として用いるには高く、ρ＝2.0×10-4Ωcm
以上である。よって透明電極の低抵抗化を実現する為に
は膜厚を厚くする他がなかった。
In2O3およびIn2O3とSnO3の酸化物複合体やZnOなどの透
明導電膜が知られている。しかしこれら物質の比抵抗は
電気導電体として用いるには高く、ρ＝2.0×10-4Ωcm
以上である。よって透明電極の低抵抗化を実現する為に
は膜厚を厚くする他がなかった。
こういったことは年々液晶表示装置が高デューティー
化または大型化していく上で，画質の向上を防げる大き
な要因である。
化または大型化していく上で，画質の向上を防げる大き
な要因である。
また、従来の液晶表示装置は画素の背景部からの光も
れが大きいために表示品質の劣化を生じた。
れが大きいために表示品質の劣化を生じた。
カラー化においてもその迷光のために表示品質の低下
を生ずる要因である。
を生ずる要因である。
本発明は、液晶表示装置の相対向する透明平面基材の
少なくともどちらか一方において、レーザー光を照射し
て透明導電膜と、遮光性を有する電気導電体あるいは金
属膜とをともに除去することにより、帯状の透明導電膜
の長手方向に対して平行の両端上に、遮光性を有する電
気導電体あるいは金属膜を設けるための電極の作製方法
である。
少なくともどちらか一方において、レーザー光を照射し
て透明導電膜と、遮光性を有する電気導電体あるいは金
属膜とをともに除去することにより、帯状の透明導電膜
の長手方向に対して平行の両端上に、遮光性を有する電
気導電体あるいは金属膜を設けるための電極の作製方法
である。
また、本発明は、透明導電膜上に設けられる遮光性を
有する電気導電体あるいは金属膜の比抵抗を透明導電膜
より小さくすることで、液晶表示装置の表示部にあたる
透明電極においての抵抗による電圧降下現象を緩和せし
め表示品質を向上させようとするものである。
有する電気導電体あるいは金属膜の比抵抗を透明導電膜
より小さくすることで、液晶表示装置の表示部にあたる
透明電極においての抵抗による電圧降下現象を緩和せし
め表示品質を向上させようとするものである。
第１図に本発明による液晶表示装置の表示部にあたる
電極構造を示す。
電極構造を示す。
透明平面基材（１）上に透明導電膜（２）を形成す
る。
る。
この透明導電膜は555nmにおいて透過率が60％以上の
もののことを言う。また、透明導電膜は成膜後において
すでに透明であってもいいし、成膜後、加熱などの処理
を行うことによって透明になってもかまわない。又、場
合によって透明平面基材（１）と透明導電膜（２）の間
に、透明絶縁膜を設けることもある。
もののことを言う。また、透明導電膜は成膜後において
すでに透明であってもいいし、成膜後、加熱などの処理
を行うことによって透明になってもかまわない。又、場
合によって透明平面基材（１）と透明導電膜（２）の間
に、透明絶縁膜を設けることもある。
つぎに透明導電膜（２）上に、透明導電膜より比抵抗
の小さい電気導電体（３）を成膜する。つぎにレーザー
加工により第１図の様にこの電気導電体（３）及び透明
導電膜（２）を加工する。
の小さい電気導電体（３）を成膜する。つぎにレーザー
加工により第１図の様にこの電気導電体（３）及び透明
導電膜（２）を加工する。
まず、第２図（ａ）のように電気導電体（12）の一部
をフォトリソグラフィー技術あるいはレーザー光を照射
することにより電気導電体（12）の一部を除去して溝
（11）を形成する。このとき溝（11）の巾は、電気導電
体（12）の巾よりも十分大きいことを特徴とする。次に
第２図（ｂ）に示した様に電気導電体（12）の一部と透
明導電膜（２）の一部をレーザー光を照射することによ
り除去して溝（13）を形成して、表示部電極を絶縁分離
することにより形成する。このとき溝（13）は電気導電
体（12）よりも小さくかつ、電気導電体（12）の内巾で
あればどこを除去しても問題はない。
をフォトリソグラフィー技術あるいはレーザー光を照射
することにより電気導電体（12）の一部を除去して溝
（11）を形成する。このとき溝（11）の巾は、電気導電
体（12）の巾よりも十分大きいことを特徴とする。次に
第２図（ｂ）に示した様に電気導電体（12）の一部と透
明導電膜（２）の一部をレーザー光を照射することによ
り除去して溝（13）を形成して、表示部電極を絶縁分離
することにより形成する。このとき溝（13）は電気導電
体（12）よりも小さくかつ、電気導電体（12）の内巾で
あればどこを除去しても問題はない。
この様にして第１図（ａ）（ｂ）のように液晶表示装
置の透明電極を形成する。
置の透明電極を形成する。
本発明はさらに前記のように透明電極上に設けた電気
導電体に遮光性をもたせることにより表示画素間の迷光
を遮断し、また背景色を黒色にすることができることを
特徴としている。
導電体に遮光性をもたせることにより表示画素間の迷光
を遮断し、また背景色を黒色にすることができることを
特徴としている。
本発明では、透明導電膜より比抵抗の小さい電気導電
体として金属膜を用いることで、透明電極の抵抗による
電圧効果現象をより緩和できることを特徴としている。
体として金属膜を用いることで、透明電極の抵抗による
電圧効果現象をより緩和できることを特徴としている。
以下に実施例により本発明を説明する。
（実施例１） 第３図を用いて本発明による実施例を示す。
透明絶縁膜をコーティングした透明平面基材（１）を
よく脱脂洗浄し、その上に透明電極（２）として特にIn
2O3−SnO2を、電気導電膜（３）としてCrを順次公知の
スパッタリングにより成膜した。
よく脱脂洗浄し、その上に透明電極（２）として特にIn
2O3−SnO2を、電気導電膜（３）としてCrを順次公知の
スパッタリングにより成膜した。
ここで透明電極はZnO,SnO2など電気導電体はTi,Al,W,
Moなどの金属膜でも良い。さらにまた、成膜方法はCVD
法あるいは蒸着法でもよい。
Moなどの金属膜でも良い。さらにまた、成膜方法はCVD
法あるいは蒸着法でもよい。
次に巾10μｍ、長さ30cmのビーム状に集光したKrFエ
キシマレーザーを照射しながら透明平面基材（１）を移
動させ、電気導電膜（３）の一部を除去し溝（11）をつ
くった。
キシマレーザーを照射しながら透明平面基材（１）を移
動させ、電気導電膜（３）の一部を除去し溝（11）をつ
くった。
本実施例では溝（11）を300μｍ、電気導電体（12）
の巾を第30μｍにして第３図（ｂ）のように加工した。
の巾を第30μｍにして第３図（ｂ）のように加工した。
ここで第３図（ｂ）のように加工する為に、公知のフ
ォトリソグラフィー技術を利用してもよい。
ォトリソグラフィー技術を利用してもよい。
例えば電気導電体（３）上にフォトレジストを塗布し
第３図（ｂ）のように第１のマスクで露光、現像するこ
とによりレジストをパターニングする。次に硝酸第２セ
リウムアンモニウムを用いて電気導電体（３）を本実施
例ではCrのエッチングを行い、その後レジストを除去す
ることにより、第３図（ｂ）のように加工することもで
きた。次に巾５〜10μｍ、長さ30cmのビーム形状に集光
したKrFエキシマレーザーを電気導電体（12）の巾内に
照射することにより、電気導電体（12）と透明電極
（２）を完全に除去することができ、新たに溝（13）を
形成することができた。この溝（13）により電極を絶縁
分離し、表示電極を完成した。ここでこのプロセスにお
いても前記と同様にフォトリソグラフィー技術を利用し
てエッチング処理にて実現してもよい。
第３図（ｂ）のように第１のマスクで露光、現像するこ
とによりレジストをパターニングする。次に硝酸第２セ
リウムアンモニウムを用いて電気導電体（３）を本実施
例ではCrのエッチングを行い、その後レジストを除去す
ることにより、第３図（ｂ）のように加工することもで
きた。次に巾５〜10μｍ、長さ30cmのビーム形状に集光
したKrFエキシマレーザーを電気導電体（12）の巾内に
照射することにより、電気導電体（12）と透明電極
（２）を完全に除去することができ、新たに溝（13）を
形成することができた。この溝（13）により電極を絶縁
分離し、表示電極を完成した。ここでこのプロセスにお
いても前記と同様にフォトリソグラフィー技術を利用し
てエッチング処理にて実現してもよい。
例えば電気導電体（３）を加工して第２図（ｂ）のよ
うにパターニングした基板上にフォトレジストを塗布し
第３図（ｃ）の溝（13）を取り除くために露光、現象を
して溝（13）部分のレジストを除去する。
うにパターニングした基板上にフォトレジストを塗布し
第３図（ｃ）の溝（13）を取り除くために露光、現象を
して溝（13）部分のレジストを除去する。
次に、硝酸第２セリウムアンモニウムを用いて電気導
電体（12）、本実施例ではCrをエッチングにて除去す
る。
電体（12）、本実施例ではCrをエッチングにて除去す
る。
さらにつづけて混酸（硝酸と塩酸）あるいは塩化第２
鉄の塩酸溶液を用いて透明電極（２）本実施例ではIn2O
2−SnO2をエッチングにて除去し、その後レジストを除
去することによって、第３図（ｃ）のように表示電極を
完成した。また、本実施例以外の物質を用いたときは公
知のエッチング液を選択することによってパターニング
可能である。
鉄の塩酸溶液を用いて透明電極（２）本実施例ではIn2O
2−SnO2をエッチングにて除去し、その後レジストを除
去することによって、第３図（ｃ）のように表示電極を
完成した。また、本実施例以外の物質を用いたときは公
知のエッチング液を選択することによってパターニング
可能である。
このようにレーザー加工、フォトリソの両方において
試作したがレーザーによる加工の方が工程数が簡単であ
る。
試作したがレーザーによる加工の方が工程数が簡単であ
る。
このようにして画素サイズ300μｍ×300μｍ画素数64
0×400dotの液晶表示装置を試作した。
0×400dotの液晶表示装置を試作した。
（実施例２） 第４図を用いて本発明の実施例を示す。
透明絶縁膜をコーティングした透明平面基板（１）を
よく脱脂洗浄し、その上に透明電極（２）としてIn2O3
−SnO2をスパッタリングにて成膜した。その上にフォト
レジストを塗布して露光、現象を行い、（ａ）のように
パターニングした。このときレジスト（４）の巾は溝
（14）よりも十分大きく今回の試作では、レジスト
（４）の巾を300μｍ、溝（14）を30μｍにした。次に
（ｂ）の様に電気導電体（３）としてCrをスパッタにて
成膜した。
よく脱脂洗浄し、その上に透明電極（２）としてIn2O3
−SnO2をスパッタリングにて成膜した。その上にフォト
レジストを塗布して露光、現象を行い、（ａ）のように
パターニングした。このときレジスト（４）の巾は溝
（14）よりも十分大きく今回の試作では、レジスト
（４）の巾を300μｍ、溝（14）を30μｍにした。次に
（ｂ）の様に電気導電体（３）としてCrをスパッタにて
成膜した。
次にレジスト（４）を除去することによりレジスト上
の電気導電体（３）をリフトオフ処理し、（ｃ）のよう
に電気導電体（３）をパターニングした。
の電気導電体（３）をリフトオフ処理し、（ｃ）のよう
に電気導電体（３）をパターニングした。
次に巾５〜10μｍ、長さ30cmのビーム形状に集光した
KrFエキシマレーザーを電気導電体（３）の巾内に照射
することにより、電気導電体（３）と透明電極（２）を
完全に除去することにより、新たに溝（13）を形成し
た。この溝（13）により電極が絶縁分離され、表示電極
（15）が形成された。このとき実施例１のようにフォト
リソグラフィー技術を用いてもよい。
KrFエキシマレーザーを電気導電体（３）の巾内に照射
することにより、電気導電体（３）と透明電極（２）を
完全に除去することにより、新たに溝（13）を形成し
た。この溝（13）により電極が絶縁分離され、表示電極
（15）が形成された。このとき実施例１のようにフォト
リソグラフィー技術を用いてもよい。
このようにして画素サイズ300μｍ×300μｍ画素数64
0×400dotの液晶表示装置を試作した。
0×400dotの液晶表示装置を試作した。
以上の実施例においては、いずれも透明電極の上側に
遮光性を有する電気導電体を設けていたが、特に上側に
限定されることなく、下側に設けても同様の効果が得ら
れる。
遮光性を有する電気導電体を設けていたが、特に上側に
限定されることなく、下側に設けても同様の効果が得ら
れる。
しかし、本実施例のように透明電極の上側に遮光性を
有する電気導電体を設ける場合にレーザー加工を利用す
る際には、レーザー加工によって形成される溝の端部の
もり上がりがなく平坦な加工面が得られるという利点が
ある。
有する電気導電体を設ける場合にレーザー加工を利用す
る際には、レーザー加工によって形成される溝の端部の
もり上がりがなく平坦な加工面が得られるという利点が
ある。
これは透明電極と電気導電体各々の物性が異なること
に起因し、レーザー光に対して電気導電体、透明電極の
順に並んでいる構造の方がレーザー加工の際の溝の端部
にバリ（２〜10μｍ程度の突起）が発生しないという実
験結果が得られている。
に起因し、レーザー光に対して電気導電体、透明電極の
順に並んでいる構造の方がレーザー加工の際の溝の端部
にバリ（２〜10μｍ程度の突起）が発生しないという実
験結果が得られている。
よって下側に電気導電体を形成した構造の場合レーザ
ー加工後にこのバリを取るための処理工程つまり酸等に
よるエッチング工程が必要となる。しかしながら実用的
な構造ではないというものではない。
ー加工後にこのバリを取るための処理工程つまり酸等に
よるエッチング工程が必要となる。しかしながら実用的
な構造ではないというものではない。
（実施例３） 第５図は本発明、実施例１または実施例２の作製方法
によって得られた表示電極を備えた液晶表示装置であ
る。
によって得られた表示電極を備えた液晶表示装置であ
る。
本図面は表示部のみしか示してないが駆動ICを同一基
板上に持った型でもかまわない。
板上に持った型でもかまわない。
透明平面基材（１）上に透明電極（２）と電気導電体
（３）を形成し実施例１または２に従って加工し、その
上に配向膜（７）を形成し、配向処理を行い封止剤
（６）を塗布し、スペーサーを介して第５図（Ａ）のよ
うに重ね合わせ液晶（５）を注入して表示装置を作製し
たものである。
（３）を形成し実施例１または２に従って加工し、その
上に配向膜（７）を形成し、配向処理を行い封止剤
（６）を塗布し、スペーサーを介して第５図（Ａ）のよ
うに重ね合わせ液晶（５）を注入して表示装置を作製し
たものである。
この時透明電極（２）はρ＝2.0〜5.0×10-4Ωcmであ
る。また電気導電体（３）として用いる材料例えばCrで
なる金属膜の時、ρ＝1.4×10-5Ωcm以下であれば全体
で3.0×10-6Ωcmである。今回試作した表示装置の透明
電極は1000Å、電気導電体は500Åであった。
る。また電気導電体（３）として用いる材料例えばCrで
なる金属膜の時、ρ＝1.4×10-5Ωcm以下であれば全体
で3.0×10-6Ωcmである。今回試作した表示装置の透明
電極は1000Å、電気導電体は500Åであった。
この時透明電極（２）は厚いほど抵抗は低くなるが透
過率は悪くなる為1000Åとした。最高値は500Å〜2000
Åである。またシート抵抗は30Ω／□（ρ＝3.0×10-4
Ωcm）であった。このとき透明電極のみで表示装置を作
製すると、一番長い電極の両端は240nmで、その時の抵
抗値は22KΩであった。
過率は悪くなる為1000Åとした。最高値は500Å〜2000
Åである。またシート抵抗は30Ω／□（ρ＝3.0×10-4
Ωcm）であった。このとき透明電極のみで表示装置を作
製すると、一番長い電極の両端は240nmで、その時の抵
抗値は22KΩであった。
また本発明による電気導電体（３）を設けることによ
り約1/2の12〜13KΩになった。
り約1/2の12〜13KΩになった。
これはTiやAl,Wなどの金属膜を使うことにより透明電
極（２）のみの抵抗の約1/10まて透明電極の膜厚を厚く
することなく低下せしめることが可能であった。
極（２）のみの抵抗の約1/10まて透明電極の膜厚を厚く
することなく低下せしめることが可能であった。
本発明は、液晶表示装置等の電気光学装置用の電極を
作製する際に、レーザー光を照射して、透明導電膜と、
遮光性の電気導電体あるいは金属膜とを共に除去するよ
うにしたため、容易に、またバリを発生させずに、帯状
の透明電極の長手方向に対して平行の両端上に遮光性の
電気導電体あるいは金属膜を設けることができる。
作製する際に、レーザー光を照射して、透明導電膜と、
遮光性の電気導電体あるいは金属膜とを共に除去するよ
うにしたため、容易に、またバリを発生させずに、帯状
の透明電極の長手方向に対して平行の両端上に遮光性の
電気導電体あるいは金属膜を設けることができる。
また、本発明の作製方法によって得られた電気光学装
置用の電極は、透明電極と遮光性を有する電気導電体あ
るいは金属導電膜とが並列に配されるため、低抵抗化さ
れ、透明電極の抵抗による電圧降下現象を緩和せしめ表
示品質を向上させるのに有効である。
置用の電極は、透明電極と遮光性を有する電気導電体あ
るいは金属導電膜とが並列に配されるため、低抵抗化さ
れ、透明電極の抵抗による電圧降下現象を緩和せしめ表
示品質を向上させるのに有効である。
本発明では、電気導電体として金属膜を使用するのは
低抵抗化により有効である。
低抵抗化により有効である。
透明電極のシート抵抗20〜50Ω／□であるため、シー
ト抵抗（２〜５Ω／□500Å以下）の導電膜を用いるこ
とによりA4サイズの表示装置で表示電極抵抗が1/2〜1/1
0以下になる。
ト抵抗（２〜５Ω／□500Å以下）の導電膜を用いるこ
とによりA4サイズの表示装置で表示電極抵抗が1/2〜1/1
0以下になる。
またこのことは従来非常に困難であった超大型セルを
可能とするものである。
可能とするものである。
以上の説明より明らかな如く、本発明は従来のように
低抵抗化の為に透明電極の膜厚を厚くして透明性を低下
させるようなことはなく、透明性を保ちつつ低抵抗化で
きるので表示品質の向上と大型化に寄与するものであ
る。
低抵抗化の為に透明電極の膜厚を厚くして透明性を低下
させるようなことはなく、透明性を保ちつつ低抵抗化で
きるので表示品質の向上と大型化に寄与するものであ
る。
さらにまた本発明は液晶表示装置等の透明電極の長手
方向に対して平行の両端上に設けられた電気導電体に遮
光性をもたせたことにより、上記効果に加えて以下のよ
うなブラックストライプによる効果が得られる。
方向に対して平行の両端上に設けられた電気導電体に遮
光性をもたせたことにより、上記効果に加えて以下のよ
うなブラックストライプによる効果が得られる。
表示部の背景色が黒になるため表示色との差が明瞭に
なるため高コントラスト比がとれる。
なるため高コントラスト比がとれる。
また背景色の変化がほとんどないため視角依存性が極
めて小さく良好な視認性が得られる。また背景部からの
光もれもなく表示部のきわだった表示が可能になる。ま
た背景部からの迷光防止になり任意の他色カラー表示に
対応が可能となった。
めて小さく良好な視認性が得られる。また背景部からの
光もれもなく表示部のきわだった表示が可能になる。ま
た背景部からの迷光防止になり任意の他色カラー表示に
対応が可能となった。
第１図は本発明による液晶表示部の電極構造 第２図、第３図、第４図は本発明による表示部の電極構
造作製例 第５図は本発明による液晶表示装置例
造作製例 第５図は本発明による液晶表示装置例
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 直哉 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 小玉 光文 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 福井 毅 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 高山 一郎 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 合議体 審判長 岡田 幸夫 審判官 田中 弘満 審判官 綿貫 章 (56)参考文献 特開 昭60−249120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−77031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−30970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−169829（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に透明導電膜と、 該膜上に複数の帯状の遮光性を有する電気導電体を形成
し、 前記帯状の遮光性を有する電気導電体に対してレーザー
光を照射して被照射部の前記遮光性を有する電気導電体
と前記透明導電膜とを除去することにより、 長手方向に対して平行な両端上に遮光性を有する電気導
電体が設けられた複数の帯状の透明導電膜を形成するこ
とを特徴とする電気光学装置用電極の作製方法。 - 【請求項２】基板上に透明導電膜と、 該膜上に複数の帯状の金属膜を形成し、 前記帯状の金属膜に対してレーザー光を照射して被照射
部の前記金属膜と前記透明導電膜とを除去することによ
り、 長手方向に対して平行な両端上に金属膜が設けられた複
数の帯状の透明導電膜を形成することを特徴とする電気
光学装置用電極の作製方法。 - 【請求項３】基板上に透明導電膜と、 該膜上に遮光性を有する電気導電体を形成し、 前記遮光性を有する電気導電体に対してレーザー光を照
射して、複数の帯状の遮光性を有する電気導電体を作製
する工程と、 前記帯状の遮光性を有する前記導電体に対してレーザー
光を照射して被照射部の遮光性を有する電気導電体と前
記透明導電膜とを除去することにより、 長手方向に対して平行な両端上に遮光性を有する電気導
電体が設けられた複数の帯状の透明導電膜を形成するこ
とを特徴とする電気光学装置用電極の作製方法。 - 【請求項４】基板上に透明導電膜と、 該膜上に金属膜を形成し、 前記金属膜に対してレーザー光を照射して、複数の帯状
の金属膜を作製する工程と、 前記帯状の金属膜に対してレーザー光を照射して被照射
部の金属膜と前記透明導電膜とを除去することにより、 長手方向に対して平行な両端上に金属膜が設けられた複
数の帯状の透明導電膜を形成することを特徴とする電気
光学装置用電極の作製方法。
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