JP2952075B2 - 液晶素子の製造法 - Google Patents
液晶素子の製造法Info
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示素子、シャッタア
レイ等に用いられる液晶素子に関し、特に表示電極とし
てITO(インジウムチンオキサイド;Indium
Tin Oxide)と金属配線の積層構成を有する液
晶素子の製造法に関するものである。
レイ等に用いられる液晶素子に関し、特に表示電極とし
てITO(インジウムチンオキサイド;Indium
Tin Oxide)と金属配線の積層構成を有する液
晶素子の製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示素子の電極配線の低抵抗
化を目的としてITO(インジウムチンオキサイド;I
ndium 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との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。
化を目的としてITO(インジウムチンオキサイド;I
ndium 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との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。
【0003】また、近年、液晶表示素子の大面積化、高
精細化への要求が高まり、電極配線の抵抗をさらに小さ
くする必要から、抵抗が低く安価で微細加工が可能なA
lが金属配線として用いられるようになった。
精細化への要求が高まり、電極配線の抵抗をさらに小さ
くする必要から、抵抗が低く安価で微細加工が可能なA
lが金属配線として用いられるようになった。
【0004】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で形成する際には、IT
Oにピンホール状の欠陥が発生し易いという問題があっ
たが、このような欠陥を防止するための技術として、I
TO層とAl層の間にMoまたはMo合金からなる層を
設けた3層積層構成の表示電極を用いることが特願平0
2−042611に提案されている。
を、通常のフォトリソプロセスで形成する際には、IT
Oにピンホール状の欠陥が発生し易いという問題があっ
たが、このような欠陥を防止するための技術として、I
TO層とAl層の間にMoまたはMo合金からなる層を
設けた3層積層構成の表示電極を用いることが特願平0
2−042611に提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】本発明者らが上記
提案のITO、Mo、またはMo合金Alの3層構造か
らなる表示電極について検討を重ねたところ、次のよう
な問題点を見出した。 1.通常フォトプロセス工程の最終工程としてレジスト
剤剥離を行うが、剥離液を用いた剥離時間がAl膜保護
のために制約を受け、剥離工程の最適条件設定が難し
い。 2.AlよりMoの方がエッチング速度が大きく、Al
電極がオーバーハングになるので、基板に配向処理を施
し、該基板2枚を貼り合わせ、液晶を封入して液晶表示
素子を得ると、配向欠陥が発生する場合がある。
提案のITO、Mo、またはMo合金Alの3層構造か
らなる表示電極について検討を重ねたところ、次のよう
な問題点を見出した。 1.通常フォトプロセス工程の最終工程としてレジスト
剤剥離を行うが、剥離液を用いた剥離時間がAl膜保護
のために制約を受け、剥離工程の最適条件設定が難し
い。 2.AlよりMoの方がエッチング速度が大きく、Al
電極がオーバーハングになるので、基板に配向処理を施
し、該基板2枚を貼り合わせ、液晶を封入して液晶表示
素子を得ると、配向欠陥が発生する場合がある。
【0006】本発明が解決しようとしている課題は上記
の2点である。
の2点である。
【0007】すなわち本発明の一つの目的は、ITOと
Al配線の積層構成を有する表示電極を作製する場合
に、フォトリソプロセスの剥離工程における最適条件
を、剥離工程を複雑化することなく得ることである。
Al配線の積層構成を有する表示電極を作製する場合
に、フォトリソプロセスの剥離工程における最適条件
を、剥離工程を複雑化することなく得ることである。
【0008】また本発明の別の目的は、液晶表示素子と
して用いる場合に、配向欠陥を生じにくい表示電極を提
供することである。
して用いる場合に、配向欠陥を生じにくい表示電極を提
供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (a)透明基板上に透明導電膜からなる第1層を形成す
る第1工程、 (b)前記第1層をパターニングすることからなる第2
工程、 (c)前記パターニングされた透明導電膜を有する透明
基板上に、順次、Mo−Ta合金又はMo―Ti合金か
らなり、該Ta又はTiの含有率を30wt%以下とし
た第2層と、Al又はAl合金からなる第3層と、Mo
又はMo合金からなる第4層を積層し、該第2層、該第
3層及び該第4層のエッチング速度をそれぞれt2、t3
及びt4とした時、t2<t3<t4の関係を満たす様に設
定した第3工程、 (d)前記積層された積層膜上にフォトレジスト膜を設
け、該フォトレジスト膜にパターン露光し、アルカリ現
像液によって現像しフォトレジストパターンを形成する
第4工程、 (e)前記フォトレジストパターンを介して前記第2
層、第3層及び第4層からなる積層体をエッチングする
第5工程、及び (f)前記フォトレジストパターンを剥離する第6工程 を有する液晶素子の製造法に、特徴を有する。
る第1工程、 (b)前記第1層をパターニングすることからなる第2
工程、 (c)前記パターニングされた透明導電膜を有する透明
基板上に、順次、Mo−Ta合金又はMo―Ti合金か
らなり、該Ta又はTiの含有率を30wt%以下とし
た第2層と、Al又はAl合金からなる第3層と、Mo
又はMo合金からなる第4層を積層し、該第2層、該第
3層及び該第4層のエッチング速度をそれぞれt2、t3
及びt4とした時、t2<t3<t4の関係を満たす様に設
定した第3工程、 (d)前記積層された積層膜上にフォトレジスト膜を設
け、該フォトレジスト膜にパターン露光し、アルカリ現
像液によって現像しフォトレジストパターンを形成する
第4工程、 (e)前記フォトレジストパターンを介して前記第2
層、第3層及び第4層からなる積層体をエッチングする
第5工程、及び (f)前記フォトレジストパターンを剥離する第6工程 を有する液晶素子の製造法に、特徴を有する。
【0010】以下本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明の液晶表示素子は、ITOからなる
第1層と、前記第1層上に設けられたMo又はMo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、前記第3層上に設けられた
Mo又はMo合金からなる第4層とから構成された表示
電極を備えた基板に配向処理を施し、前記基板2枚を貼
りあわせた後、液晶を注入して構成される。
第1層と、前記第1層上に設けられたMo又はMo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、前記第3層上に設けられた
Mo又はMo合金からなる第4層とから構成された表示
電極を備えた基板に配向処理を施し、前記基板2枚を貼
りあわせた後、液晶を注入して構成される。
【0012】本発明の製造法の好ましい態様において、
前記第2層、第3層及び第4層の積層膜の上に、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、硝酸、酢酸及び水からなるエッチン
グ液で前記積層膜をエッチングした後、フォトレジスト
膜を剥離する。
前記第2層、第3層及び第4層の積層膜の上に、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、硝酸、酢酸及び水からなるエッチン
グ液で前記積層膜をエッチングした後、フォトレジスト
膜を剥離する。
【0013】本発明において、Mo合金中のTa又はT
iの含有率を調整することによりエッチング速度をコン
トロールすることができる。図4は、Mo合金中のTa
含有率をエッチング速度の関係を図示するものである。
iの含有率を調整することによりエッチング速度をコン
トロールすることができる。図4は、Mo合金中のTa
含有率をエッチング速度の関係を図示するものである。
【0014】本発明において、第2層、第3層及び第4
層のエッチング速度がt2<t3<t4の関係を満たす様
に、Mo−Ta合金又はMo―Ti合金中のTa又はT
iの含有率を30wt%以下、好ましくは、5〜15w
t%の範囲に設定する。
層のエッチング速度がt2<t3<t4の関係を満たす様
に、Mo−Ta合金又はMo―Ti合金中のTa又はT
iの含有率を30wt%以下、好ましくは、5〜15w
t%の範囲に設定する。
【0015】また、Mo又はMo合金からなる第2層、
第4層の膜厚は50〜2000Å、好ましくは300〜
1000Åの範囲が望ましい。
第4層の膜厚は50〜2000Å、好ましくは300〜
1000Åの範囲が望ましい。
【0016】本発明においては、第3層を形成する材料
は、各実施例で用いたAlに限定されることなく、エレ
クトロマイグレーションや耐蝕性の観点から、Alのか
わりにAl−Si、Al−Si−Cu、Al−Ti等の
Al合金を用いることもできる。この場合、Mo合金膜
のエッチング速度は、用いるAl合金に応じて適宜設定
可能であることは図4より明らかである。
は、各実施例で用いたAlに限定されることなく、エレ
クトロマイグレーションや耐蝕性の観点から、Alのか
わりにAl−Si、Al−Si−Cu、Al−Ti等の
Al合金を用いることもできる。この場合、Mo合金膜
のエッチング速度は、用いるAl合金に応じて適宜設定
可能であることは図4より明らかである。
【0017】本発明の液晶表示素子は特に限定されるこ
となく、STN液晶素子TN−アクティブマトリクス液
晶素子、強誘電性液晶素子等を含む全ての液晶表示素子
に適用することができる。
となく、STN液晶素子TN−アクティブマトリクス液
晶素子、強誘電性液晶素子等を含む全ての液晶表示素子
に適用することができる。
【0018】以下、実際に作製した例を示し、本発明を
さらに具体的に説明する。
さらに具体的に説明する。
【0019】
【実施例】(参考例1) 図1(a)〜(d)は参考例にかかる液晶表示素子に用
いられる基板の電極配線の製造工程を示す工程図であ
る。図1において101はガラス基板、102はITO
からなる第1層、103はMoからなる第2層、104
はAlからなる第3層、105はMoからなる第4層、
106はフォトレジストを示している。
いられる基板の電極配線の製造工程を示す工程図であ
る。図1において101はガラス基板、102はITO
からなる第1層、103はMoからなる第2層、104
はAlからなる第3層、105はMoからなる第4層、
106はフォトレジストを示している。
【0020】製造工程を説明する。先ず、ガラス基板1
01上に、スパッタ法により膜厚1000ÅのITO層
102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(図1(a))。
01上に、スパッタ法により膜厚1000ÅのITO層
102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(図1(a))。
【0021】次に、膜厚500ÅのMo膜103、膜厚
3000ÅのAl膜104、膜厚500ÅのMo膜10
5を順次スパッタ法によりITO層上に積層形成した。
3000ÅのAl膜104、膜厚500ÅのMo膜10
5を順次スパッタ法によりITO層上に積層形成した。
【0022】更に、ポジ型フォトレジスト106を形成
するため、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(図
1(b))、露光し、有機アルカリを主成分とする現像
液NMD−2(東京応化(株)製)に浸漬してパターン
を形成した(図1(c))。
するため、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(図
1(b))、露光し、有機アルカリを主成分とする現像
液NMD−2(東京応化(株)製)に浸漬してパターン
を形成した(図1(c))。
【0023】次に、リン酸:硝酸:酢酸:水=16:
1:2:1(容量比)のエッチング液でAlおよびMo
をエッチングした後、フォトレジスト106を剥離液N
−303C(ナガセ(株)製)を用いて剥離し、表示電
極を形成した(図1(d))。
1:2:1(容量比)のエッチング液でAlおよびMo
をエッチングした後、フォトレジスト106を剥離液N
−303C(ナガセ(株)製)を用いて剥離し、表示電
極を形成した(図1(d))。
【0024】この、フォトレジスト剥離工程において、
第4層のMo膜105が剥離液に対して第3層のAl膜
104を保護する働きがあるので、レジスト剥離に十分
な時間をかけてもAl膜104が侵食されることなく好
適にレジスト剥離を行うことができた。
第4層のMo膜105が剥離液に対して第3層のAl膜
104を保護する働きがあるので、レジスト剥離に十分
な時間をかけてもAl膜104が侵食されることなく好
適にレジスト剥離を行うことができた。
【0025】(実施例1) 図2(a)〜(d)は、本発明の第1の実施例にかか
る、液晶表示素子に用いられる基板の電極配線の製造工
程を示す工程図である。図2において、201はガラス
基板、202はITOからなる第1層、207はMo−
Ta合金からなる第2層、204はAlからなる第3
層、205はMoからなる第4層、206はフォトレジ
ストである。
る、液晶表示素子に用いられる基板の電極配線の製造工
程を示す工程図である。図2において、201はガラス
基板、202はITOからなる第1層、207はMo−
Ta合金からなる第2層、204はAlからなる第3
層、205はMoからなる第4層、206はフォトレジ
ストである。
【0026】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合金を用いた点で異な
る。
対して、第2層としてMo−Ta合金を用いた点で異な
る。
【0027】製造工程を説明する。
【0028】先ず、ガラス基板201上に実施例1と同
様にITO202のパターン(第1層)を形成した(図
2(a))後、ITO層上に順次、第2層207として
のMo−Ta合金(Mo:Ta=90:10(wt
%))の薄膜(膜厚500Å)、第3層204としての
Al薄膜(膜厚3000Å)、第4層205としてのM
o薄膜(膜厚500Å)をスパッタ法により成膜した。
様にITO202のパターン(第1層)を形成した(図
2(a))後、ITO層上に順次、第2層207として
のMo−Ta合金(Mo:Ta=90:10(wt
%))の薄膜(膜厚500Å)、第3層204としての
Al薄膜(膜厚3000Å)、第4層205としてのM
o薄膜(膜厚500Å)をスパッタ法により成膜した。
【0029】以下、参考例1と同様にフォトレジスト2
06を塗布し(図2(b))、更に同様のプロセスで表
示電極を形成した(図2(c)、(d))。
06を塗布し(図2(b))、更に同様のプロセスで表
示電極を形成した(図2(c)、(d))。
【0030】Mo−Ta合金のエッチング速度は図4に
示した通りであり、Taの含有率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
グ速度よりMo−Ta合金のエッチング速度を遅くする
ため、Taの含有率が10wt%のMo−Ta合金を用
いた。この結果各層のエッチング速度が Mo−Ta(第2層)<Al(第3層)<Mo(第4
層) という関係になっているので、図2(e)に示すよう
に、上層が小さく下層が大きいピラミッド型の断面形状
を有する理想的な電極パターンを形成することができ
た。
示した通りであり、Taの含有率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
グ速度よりMo−Ta合金のエッチング速度を遅くする
ため、Taの含有率が10wt%のMo−Ta合金を用
いた。この結果各層のエッチング速度が Mo−Ta(第2層)<Al(第3層)<Mo(第4
層) という関係になっているので、図2(e)に示すよう
に、上層が小さく下層が大きいピラミッド型の断面形状
を有する理想的な電極パターンを形成することができ
た。
【0031】以上のようにして作製した表示電極を有す
る2枚の基板にそれぞれ配向処理を施し、前記基板2枚
を貼り合わせ、強誘電性液晶CS−1014(チッソ
(株)製)を封入して液晶表示素子を作製したところ、
電極近傍に液晶の配向欠陥の生じない良好な表示が可能
な表示素子とすることができた。
る2枚の基板にそれぞれ配向処理を施し、前記基板2枚
を貼り合わせ、強誘電性液晶CS−1014(チッソ
(株)製)を封入して液晶表示素子を作製したところ、
電極近傍に液晶の配向欠陥の生じない良好な表示が可能
な表示素子とすることができた。
【0032】(実施例2) 図3は本実施例において作製した表示電極の断面形状を
示す図である。
示す図である。
【0033】図3において、302はITOからなる第
1層、307はMo−Ta合金からなる第2層、304
はAlからなる第3層、305はMoからなる第4層で
ある。
1層、307はMo−Ta合金からなる第2層、304
はAlからなる第3層、305はMoからなる第4層で
ある。
【0034】Mo−Ta合金のTa含有率が7.5wt
%のものを用いた以外は、実施例1と同様のプロセスに
よって表示電極を形成した。
%のものを用いた以外は、実施例1と同様のプロセスに
よって表示電極を形成した。
【0035】本実施例においては、第2層としてのMo
−Ta膜307のエッチング速度と、第3層としてのA
l膜304のエッチング速度がほぼ同じであるため、表
示電極の断面形状はピラミッド型の形状にならず、図3
に示した形状になった。
−Ta膜307のエッチング速度と、第3層としてのA
l膜304のエッチング速度がほぼ同じであるため、表
示電極の断面形状はピラミッド型の形状にならず、図3
に示した形状になった。
【0036】このような断面形状の表示電極において
も、液晶素子としたときに液晶の配向欠陥がない、良好
な表示が可能であった。
も、液晶素子としたときに液晶の配向欠陥がない、良好
な表示が可能であった。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示電極を、ITOからなる第1層と、Mo合金からな
る第2層と、Al又はAl合金からなる第3層と、Mo
又はMo合金からなる第4層から構成することにより、
製造プロセス、特にフォトレジスト剥離工程を複雑化す
ることなく、電極近傍に液晶配向欠陥を生じない電極パ
ターンを得ることができ、表示の良好な液晶素子を得る
ことができる。
表示電極を、ITOからなる第1層と、Mo合金からな
る第2層と、Al又はAl合金からなる第3層と、Mo
又はMo合金からなる第4層から構成することにより、
製造プロセス、特にフォトレジスト剥離工程を複雑化す
ることなく、電極近傍に液晶配向欠陥を生じない電極パ
ターンを得ることができ、表示の良好な液晶素子を得る
ことができる。
【図1】参考例にかかる電極配線の製造工程を示す工程
図である。
図である。
【図2】本発明の第1の実施例にかかる電極配線の製造
工程を示す工程図である。
工程を示す工程図である。
【図3】本発明の第2の実施例にかかる電極配線の断面
形状を示す図である。
形状を示す図である。
【図4】Mo−Ta合金中のTa含有率とエッチング速
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
101、201 ガラス基板 102、202、302 ITOからなる第1層 103 Moからなる第2層 104、204、304 Alからなる第3層 105、205、305 Moからなる第4層 106、206 フォトレジスト 207、307 Mo−Ta合金からなる第2層
───────────────────────────────────────────────────── 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3−260631(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/1345
Claims (4)
- 【請求項1】 (a)透明基板上に透明導電膜からなる
第1層を形成する第1工程、 (b)前記第1層をパターニングすることからなる第2
工程、 (c)前記パターニングされた透明導電膜を有する透明
基板上に、順次、Mo−Ta合金又はMo―Ti合金か
らなり、該Ta又はTiの含有率を30wt%以下とし
た第2層と、Al又はAl合金からなる第3層と、Mo
又はMo合金からなる第4層を積層し、該第2層、該第
3層及び該第4層のエッチング速度をそれぞれt2、t3
及びt4とした時、t2<t3<t4の関係を満たす様に設
定した第3工程、 (d)前記積層された積層膜上にフォトレジスト膜を設
け、該フォトレジスト膜にパターン露光し、アルカリ現
像液によって現像しフォトレジストパターンを形成する
第4工程、 (e)前記フォトレジストパターンを介して前記第2
層、第3層及び第4層からなる積層体をエッチングする
第5工程、及び (f)前記フォトレジストパターンを剥離する第6工程 を有する液晶素子の製造法。 - 【請求項2】 前記第2層及び第4層の層厚がそれぞれ
50Å〜2000Åの範囲である請求項1に記載の液晶
素子の製造法。 - 【請求項3】 前記液晶素子が強誘電性液晶である請求
項1に記載の液晶素子の製造法。 - 【請求項4】 前記Mo−Ta合金又はMo―Ti合金
のTa又はTiの含有率を5〜15wt%とした請求項
1に記載の液晶素子の製造法。
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