KR19980042840A - 액정 표시 소자 및 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 소자는 스트라이프상의 신호 전극과 스트라이프상의 주사 전극을 각각 갖는 2장의 투광성 기판과, 그 사이에 충전된 강유전성 액정으로 이루어진 액정층을 구비하고 있다. 도전 배선은 투광성 기판에서 이웃하는 신호 전극의 사이 및 이웃하는 주사 전극의 사이에 각 전극과 서로의 길이 방향의 측면만을 접하도록 형성된다. 또한, 각 전극과 각 전극에 인접하는 도전 배선으로 하이브리드 전극이 형성되고, 이웃하는 하이브리드 전극간에 절연성의 차광 부재가 형성되어 있다. 도전 배선은 투광성 기판에 접촉하는 제1층과, 그 위에 있는 제2층과, 가장 위에 있는 제3층에 의해 구성되어 있다. 제1층은 인듐 주석 산화물이나 탄탈과 같이 투광성 기판과의 밀착성이 높은 도전 재로로 되어 있다. 이와 같은 구조에 의해 도저너 배선의 평탄성을 확보하는 것과 동시에 도전 배선의 박리를 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 소자 및 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법
본 발명은 화소에 전압을 인가하기 위한 전극의 배선 저항을 저하시키는 도전 배선을 가지며, 특히 대용량이고 고해상도의 표시가 가능한 액정 표시 소자 및 이러한 액정 표시 소자에 양호하게 사용되는 투광성 전극 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 대향하여 배치되는 한쌍의 투광성 기판간에 액정층이 개재되어 있는 액정 셀을 가지고 있다. 상기 투광성 기판에는 소정의 패턴으로 형성된 투명 전극이 액정층에 전압을 인가하기 위해 설치되어 있다.
이러한 액정 표시 장치는 컴퓨터 등의 정보 기기나 텔레비젼 등의 영상 기기의 디스플레이로서의 이용이 늘어나고 있다. 근년에는 이에 대응하도록 대화면화의 요구가 높아지고, 그 요구에 대해 각종 개발이 행해지고 있다.
액정 표시 장치로서는 STN(Super-Twisted Nematic) 방식이나 TN(Twisted Nematic) 방식을 이용한 액정 표시 장치가 알려져 있지만, 근년 강유전성 액정을 사용한 액정 표시 장치가 더욱 고해상도이고 대용량의 표시를 행하는 것이 가능하기 때문에 주목받고 있다.
강유전성 액정은 Applied Physics Letters 36, (1980) p.899-901에서 N.A. Clark와 S.T. Lagerwall에 의해 개시되어 있는 바와 같이 메모리성, 고속 응답성, 광시야각 등의 우수한 특성을 갖추고 있다. 게다가, 강유전성 액정은 종래의 TN 방식이나 STN 방식의액정 표시 장치에 적용되는 단순 매트릭스 방식을 사용하여 고해상도이고 대용량으로 표시를행하는 것이 가능하다. 단순 매트릭스 방식은 주지하는 바와 같이 투명 도전막으로 이루어진 스트라이프상의 주사 전극과 신호 전극이 투광성 기판상에 매트릭스상으로 배치되어 있는 2장의 전극 기판을 대향시킨 구조를 사용한다.
강유전성 액정을 사용한 종래의 액정 표시 장치에 설치되는 액정 표시 소자(액정 셀)의 구성을 나타내는 단면도를 도 18에 나타낸다. 이 액정 셀은 도 18에 나타낸 바와 같이 서로 대향하는 투광성 기판으로서 2장의 글라스 기판(171, 172)을 구비하고 있다. 글라스 기판(171)의 표면에는 ITO(인듐 주선 산화물) 등으로 이루어진 복수의 투명한 신호 전극(173…)이 투명 도전막으로서 서로 평행하게 형성되어 있다. 게다가 그 위에는 산화 실리콘(SiO2) 등으로 이루어진 투명한 절연막(174)가 적층되어 있다.
한편, 글라스 기판(172)의 표면에는 ITO 등으로 이루어진 복수의 투명한 주사 전극(175…)가 투명 도전막으로서 신호 전극(173…)과 직교하도록 서로 평행하게 배치되고, 게다가 SiO2등으로 이루어진 절연막(176)으로 피복되어 있다. 이들 절연막(174, 176)상에는 러빙 처리 등의 일축 배향 처리가 실시된 배향막(177, 178)이 각각 형성되어 있다.
강유전성 액정(179)는 밀봉제(180)에 의해 접합된 글라스 기판(171, 172)의 사이에 형성되는 공간내에 충전되어 있다. 강유전성 액정(179)는 밀봉제(180)에 설치된 도시하지 않은 주입구로부터 주입되고, 이 주입구는 강유전성 액정(179)의 주입 후 밀봉제(184)로 밀봉된다.
또한, 글라스 기판(171, 172)는 편광축이 서로 직교하도록 배치된 편광판(181, 182)사이에 끼워져 있다. 또한, 배향막(177, 178)사이에는 필요에 따라 스페이서(183…)이 배치된다.
도 19에 도시한 바와 같이 강유전성 액정의 분자(91)은 그 장축 방향과 직교하는 방향으로 자발 분극(92)를 가지고 있다. 또한, 분자(91)은 상기의 신호 전극(73)과 주사 전극(75)과의 사이에 인가되는 구동 전압에 의해 생기는 전계와 자발 분극(92)와의 벡터곱에 비례한 힘을 받아 원추 궤적(93)의 표면상을 운동한다.
이 때문에 관찰자에게는 분자(91)은 도 20에 도시하는 바와 같이 액정 궤적의 양축의 위치 Pa·Pb의 사이에서 스위칭하는 것처럼 보인다. 예를 들면, 상기의 편광판(81, 82)가 각각의 편광축이 도 20에 나타낸 화살표 A-A' 방향과 화살표 B-B' 방향과 각각 일치하도록 배치되는 경우, 분자(91)이 위치 Pa의 상태에 있을 때 암시야가 얻어지고, 분자(91)이 위치 Pb에 있을 때 복굴절에 의해 생긴 명시야가 얻어진다.
또한, 이 위치 Pa·Pb에서의 분자(91)의 배향 상태는 탄성 에너지적으로 등가이기 때문에 전계가 인가됨으로써 분자(91)이 위치 Pa·Pb의 어느 한쪽의 상태로 배향하면, 전계를 제거한 후도 그 배향 상태에 따른 광학 상태, 즉 암시야 또는 명시야가 보유된다. 이것은 메모리 효과라고 불리어며, 네마틱 액정에는 없는 강유전성 액정에 특유한 성질이다.
따라서, 이 메모리 효과와 자발 분극(92)에 의한 고속 응답성을 갖춘 강유전성 액정을 단순 매트릭스 방식에 적용한 액정 표시 장치에서는 보다 고해상도이고 대용량의 표시를 행할 수 있다.
그렇지만, 상기 강유전성 액정을 단순 매트릭스 방식에 적용하는 경우, ITO 등의 투명 도전막만으로 전극을 형성하는 것으로 고해상도이고 대용량의 강유전성 액정 표시 장치를 제작하려고 하면, 표시 면적의 확대에 수반하여 투명 도전막으로 이루어진 전극의 길이 방향으로 길어지게 되기 때문에 전극 저항이 크게 된다. 이 결과, 발열이나 신호의 지연, 화소 영역에 부여되는 신호 파형의 무디어짐 등의 구동에 영향을 주는 문제가 발생한다.
종래의 TN 방식이나 STN 방식의 액정 표시 장치에서는 주기적인 구동 전압의 인가에 의해 복수의 프레임 주사로 고콘트래스트의 일화면을 형성하는 멀티플렉싱 구동이 채용되고 있다. 이 때문에, 구동 전압의 인가가 지연됨에 의한 표시 품위의 저하는 거의 문제가 되지 않았다. 그렇지만, 강유전성 액정 표시 장치의 경우, 1 프레임 주사로 고콘트래스트의 일화면을 형성할 필요가 있기 때문에, 구동 전압의 인가가 지연되면 구동에 지장을 가져올 우려가 있다.
상술한 이유에 의해, 강유전성 액정 표시 장치를 대화면화하는 경우는 투명 도전막으로 이루어진 주사 전극(175…) 및 신호 전극(173…)의 길이 방향으로 저저항의 금속막으로 이루어진 금속 전극을 형성하는 것으로 전체의 전극 저항을 저하시키는 방법이 채용되어 왔다.
상기 금속 전극은 스트라이프상으로 형성된 투명 도전막으로 이루어진 투명 전극(주사 전극(175…) 및 신호 전극(173…))의 길이 방향을 따라서, 또한 투명 전극과 접촉하도록 형성되지 않으면 안된다. 그래서, 금속 전극의 형성 방법으로서는 크게 나누어 2종류의 방법이 채용되어 왔다.
우선 제1의 방법은 투명 기판(투광성 기판)상에 스트라이프상의 투명 전극을 형성하고, 그 위에 투명 전극과 밀착하도록 금속 전극을 형성하는 방법이다. 상기 제1의 방법으로서는 예를 들면 다음의 (1) 내지 (3)의 방법등을 들 수 있다.
(1)의 방법은 도 21에 도시한 바와 같이, 금속 전극(103…)을 투광성 기판(101)상에 형성된 스트라이프상의 투명 전극(102…)상에 투명 전극(102)의 상면(102a)에서의 측연부(102b)를 따라 형성한다. (2)의 방법은 도 22에 도시한 바와 같이 금속 전극(103…)을 투명 전극(102…)상의 상면(102a)에서의 측연부(102b)와 측연부(102b)로부터 투명 전극(102)의 측면(102c)를 덮도록 하여 형성한다(특개평 1-280724호 공보 참조). (3)의 방법은 도 23에 도시한 바와 같이, 투명 전극(102…)를 덮는 절연막(104)에 설치된 가늘고 긴 쓰루홀(105…)를 거쳐 절연막(104)상의 금속 전극(103…)에 투명 전극(102…)를 각각 접촉시킨다(특개평1-280724호 공보 참조).
그렇지만, (1) 내지 (3)의 각각의 방법에서는 금속 전극(103)이 적어도 그 두께만큼 상면(102a)로부터 돌출해버린다.
강유전성 액정 소자를 대화면 패널에 적용했을 때에 인가 전압의 지연을 억제하기 위한 저저항 도전막으로서의 금속 전극(103)의 막두께는 0.1μm이상, 양호하게는 0.4μm 이상으로 할 필요가 있다. 따라서, 금속 전극(103)의 상면(102a)로부터 돌출한 부분의 막두께를 적어도 0.1μm를 확보하고, 패널이 대화면으로 될수록 금속 전극(103)을 두껍게 할 필요가 있다.
표면 안정형 강유전성 액정 소자를 실현하기 위해서는 대향하는 양전극 기판간의 간극을 1.0μm∼3μm 정도로 설정하는 것이 양호하다. 따라서, 패널이 대화면으로 되면 상면(102a)로부터 돌출한 금속 전극(103)이 대향하는 전극 기판 사이에서 서로 접촉할 우려가 증가한다.
또한, 금속 전극(103)이 상면(102a)로부터 돌출하고 있음으로서 금속 전극(103)을 덮는 절연막 및 배향막에 단차가 생긴다. 이 때문에, 단차의 개소에서 액정의 배향이 어지럽게 되는 결과, 표시 특성이 불균일하게 된다.
제2의 방법은 투명 기판상에 스트라이프상의 금속 전극을 형성하고, 그 위에 투명 전극을 금속 전극과 도전 접촉하도록 형성하는 방법이다. 제2의 방법으로서는 예를 들면 도 24에 도시한 바와 같이 투명 기판(101)상에 금속 전극(103…)을 스트라이프상으로 형성한 후 절연막(104)를 거쳐 스트라이프상으로 투명 전극(102…)를 형성하고, 금속 전극(103…)과 투명 전극(102…)를 절연막(104)에 설치한 쓰루홀(105…)를 거쳐 각각 접촉시키는 방법(특개평2-63019호 공보 참조) 등을 들 수 있다. 이 방법을 사용한 경우, 제1의 방법을 사용한 경우와 비교하여 금속 전극(103)을 두껍게 형성할 수 있기 때문에, 전극 저항을 보다 낮게 할 수 있다는 잇점이 있다.
그렇지만, 제2의 방법은 금속 전극(103)과 투명 전극(102)와의 사이에 절연막(104)를 형성하고, 절연막(104)에 금속 전극(103)과 투명 전극(102)를 접속시키기 위한 쓰루홀(105)를 형성하는 공정이 필요하다.
또한, 제2의 방법을 채용하는 경우, 금속 전극(103)이 블랙 매트릭스를 겸한다. 이 경우, 서로 이웃하는 투명 전극(102, 102)사이로부터 광이 누설되는 것을 방지하기 위하여, 금속 전극(103)이 그물 모양으로 표시한 영역 A를 덮는 구조로 된다. 따라서, 금속 전극(103)을 형성할 때에는 패턴화의 위치 어긋남을 고려하여 금속 전극(103)을 영역 A를 넘어 폭 방향으로 크게 형성할 필요가 있다. 이에 의해 투명 전극(102)와 금속 전극(103)이 절연막(104)를 통해 겹쳐지는 부분이 생기게 된다. 이 때문에, 제2의 방법은 금속 전극(103)과 투명 전극(102)와의 사이에 절연막(104)가 개재하는 것으로, 금속 전극(103)과 쌍을 이루는 투명 전극(102)에 인접하는투명 전극(102)와 그 금속 전극(103)과의 사이에서 누설 전류가 흐를 가능성이 높다는 문제점을 가지고 있다.
그래서, 제1 및 제2의 문제를 해소하는데는 금속 배선을 투광성 기판에 매설하는 것이 생각된다. 예를 들면, 특개평9-127494호 공보(미국 특허 출원 08/744,171호)에는 투광성 기판에 에칭에 의해 홈을 형성하고, 이 홈에 도전체를 투광성 기판과 동일 평면을 이루도록 매설하는 것이 개시되어 있다. 상기의 도전체로서 금속 배선을 투광성 기판에 매설하면, 상기와 같은 불합리를 해소할 수 있다.
그런데, 특개평9-127494호 공보에 기재된 기술을 사용하여 금속 배선을 투광성 기판에 매설하는 경우, 형성되는 금속 배선의 막두께가 겨우 1μm이다. 이 때문에, 보다 대형의 액정 패널을 제작하는데는 저항이 높고, 금속 배선의 막두께가 불충분하다.
어느 경우에도 대형 액정 디스플레이를 고속으로 구동하기 위해서는 화소 영역에서 액정에 인가되는 전압이 낮게 되지 않도록 전극 저항을 낮게 할 필요가 있다. 이를 위해서는 금속 전극(103)을 될 수 있는 한 두껍게 형성해야만 한다. 그렇지만, 금속 배선을 1μm 이상의 막두께로 형성하는데는 스퍼터링이나 진공 증착만으로는 막 벗겨짐이나 금속 표면의 뿌옇게 흐려짐이 생길 뿐만 아니라 성막 속도나 단가의 면에서도 실용에는 적합하지 않다는 문제가 있다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 도금 등의 후막화 프로세스가 별도로 필요하게 된다. 도금법을 사용하면, 금속 배선의 막두께를 증대시키는 것이 가능하다. 그렇지만, 이러한 후막화 프로세스를 채용하면, 특개평9-127494호 공보의 투광성 기판에서 금속 배선을 투광성 기판과 동일 평면을 이루도록 매설하는 것이 극히 곤란해진다. 한편, 도 21 내지 도 23에 도시한 구조에서는 금속 전극(103)이 투명 전극(102)상에 형성되기 때문에, 금속 전극(103)의 막 두께를 증대시키면 전극 기판의 표면을 평탄하게 형성하는 것이 더욱 곤란해진다.
또한, 금속 배선은 투명 전극의 보조 배선으로서 사용되기 때문에, 글라스 등으로 이루어진 투광성 기판이나 투명 전극과의 밀착성이 요구된다. 또한, 투광성 기판상에 컬러 필터층과 같은 다른 층이 설치되어 있는 경우에는, 그들 층과의 밀착성이 요구된다. 그렇지만, 금속 배선이 Cu(구리)나 Al(알루미늄) 등의 소위 저저항 금속으로 이루어진 경우, 이들 금속과 투광성 기판이나 컬러 필터층과의 밀착성은 양호하지 않다. 이 때문에, 금속 배선과 투광성 기판 또는 컬러 필터층과의 접촉 부분에 금속 배선의 단절이나 누설 전류의 원인으로 되는 막 벗겨짐이 생기기 쉽게 된다.
게다가, 금속 배선은 에칭이나 레지스트의 현상 과정에서 여러 가지의 약품에 노출되기 때문에, 그 표면이나 측면이 산화 또는 에칭되기 쉬워 이것도 도전 불량이나 금속 배선의 단절의 원인으로 된다. 또한, 고온에서의 열처리에 의해 금속 배선의 산화는 더욱 촉진된다. 게다가, Cu나 Al과 같은 저저항 금속은 연신성이 있고, 러빙 공정에서 손상을 입기 쉽다. 그 때문에, 이 손상으로 균일하고 양호한 표시가 되지 않는다.
전술한 금속 배선을 투광성 기판에 매설하는 구조를 얻기 위해서는 도 25a에 도시한 바와 같이 글라스나 플라스틱 등과 같은 재료로 이루어진 투광성 기판(111)에 에칭을 실시한다. 그런데, 투광성 기판(111)이 결정 구조를 갖지 않기 때문에, 투광성 기판(111)은 등방적으로 에칭되어 간다. 이 때문에, 투광성 기판(111)에는 양측에 곡면(테이퍼면)을 갖는 홈(111a…)가 형성된다.
이러한 홈(111a…)에 금속을 성막하는 경우, 홈(111a…)의 형상을 반영하여 막이 성장하기 때문에, 도 25b에 나타낸 바와 같이 양측 모서리에 돌출부(112a…)를 갖는 금속 배선(112…)가 형성된다. 이 결과, 금속 배선(112…)가 투광성 기판(111)과 함께 평탄면을 형성하도록 금속 배선(112…)를 설치할 수 있게 된다.
게다가, 상기의 방법에서는 금속 배선(112…)의 막두께를 크게 하기 위하여 홈(111a…)를 깊게 형성할수록 홈(111a…)의 테이퍼면이 크게 된다. 그 때문에, 돌출부(112a…)도 크게 되어 버린다.
제1 및 제2의 문제를 해소하는 방법으로서, 그 외에 J. Electrochem. Soc., 140, No. 8, August 1993, p2410-2414에서 제안된 방법을 들 수 있다. 이 방법에서는 금속 배선을 기판상에 패턴화한 후, SiO2를 LPD(Liquid-phase deposition)법에 의해 금속 배선 이외의 부분에 성막하여 기판 표면을 평탄화한다.
그런데, 이 방법에서는 평탄한 금속 배선을 얻을 수 있는 것으로, SiO2의 성막 속도가 아주 느리다(20nm/h). 이 때문에, 예를 들면 2μm의 두께의 막을 얻도록 하기 위해서는 100h의 시간을 요한다. 또한, 이 방법에서는 화학 반응에 의해 막을 성장시키기 때문에, 용액의 온도나 용액 중의 각 성분의 농도가 성막 속도에 영향을 미친다. 그 때문에, 성막에 제공되는 용액에 엄밀한 관리가 요구된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 저저항의 금속 배선이 액정의 배향 혼란의 원인으로 되는 단차가 투광성 기판의 표면에 나타나지 않도록 평탄하게 형성되고, 또한 투광성 기판등에 견고하게 고정된 투광성 기판을 갖는 액정 표시 소자 및 투광성 기판상에 투명 전극 및 금속 배선을 형성하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1의 액정 표시 소자는 상기의 목적을 달성하기 위하여,
스트라이프상으로 형성된 투명 전극 및 이 투명 전극에 도전 접촉하는 도전 배선을 갖는 한쌍의 투광성 기판과,
대향하여 배치되는 상기 투광성 기판의 사이에 형성되는 액정층을 포함하고,
상기 도전 배선은 상기 투광성 기판에 밀착하는 도전 재료로 이루어진 최하층을 갖는 것과 함께, 상기 투광성 기판상의 이웃하는 상기 투명 전극간에 그 한쪽의 투명 전극과 서로의 길이 방향의 측면만으로 접하도록 형성되어 있다.
상기 구성에 의하면, 상기 도전 배선이 인접하는 한쪽의 투명 전극과 서로의 측면만을 접하도록 형성되어 있는 것으로, 도전 배선을 투명 전극상에 형성하는 경우와 같이 도전 배선과 투명 전극이 상하로 겹치는 부분이 없게 된다. 이에 의해 투명 전극 표면과 도전 배선 표면과의 단차가 작게 되기 때문에, 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란이 억제된다. 그 결과, 표시 품위가 대폭 향상하도록 균일한 특성으로 양호한 표시를 실현할 수 있다.
또한, 도전 배선에서의 최하층이 투광성 기판에 밀착하는 도전 재료로 이루어지기 때문에, 도전 배선이 투광성 기판에 견고히 고정된다. 따라서, 투광성 기판과의 접촉 부분에서의 박리 등을 방지할 수 있다.
제1의 액정 표시 소자에서의 전극 기판, 즉 상기 투명 전극 및 상기 도전 배선을 갖는 투광성 기판을 제조하는 제조 방법은,
(1) 투광성 기판상에 투명 도전막을 형성하는 공정과,
(2) 상기 투명 도전막상에 포토레지스트를 성막하고 이 포토레지스트를 스트라이프상으로 패턴화하는 공정과,
(3) 상기 투명 도전막을 에칭함으로써 스트라이프상의 투명 전극을 형성하는 공정과,
(4) 상기 투명 전극상에 포토레지스트를 잔존시킨채로 상기 투광성 기판상에 상기 투광성 기판에 밀착하는 층을 포함하는 도전 재료막을 형성하는 공정과,
(5) 상기 포토레지스트를 그 위의 상기 도전 재료막과 함께 제거하는 공정과,
(6) 다른 포토레지스트를 사용하여 상기 투명 전극간에 잔존하는 상기 도전 재료막을 스트라이프상으로 에칭함으로써 인접하는 한쪽의 상기 투명 전극에 접하는 스트라이프상의 도전 배선을 형성하는 공정을 포함하고 있다.
상기 제조 방법에서는 (2) 및 (3) 공정에서 포토레지스트를 사용하여 스트라이프상으로 투명 전극을 형성한 후, (4) 공정에서 이 포토레지스트를 제거하지 않고 투광성 기판상에 금속을 성막하여 리프트 오프에 의해 도전 배선을 형성하기 때문에, 패턴 어긋남을 일으키는 일이 없다. 게다가, 상기의 제조 방법을 사용하면, 도전 배선이 이웃하는 투명 전극의 사이에, 인접하는 한쪽의 투명 전극과 서로의 측면에서만 접하도록 형성된 전극 기판을 제조할 수 있다.
본 발명의 제2의 액정 표시 소자는 상기의 목적을 달성하기 위하여,
한쌍의 투광성 기판과,
상기 투광성 기판상에 분단하도록 형성되는 절연막과,
상기 절연막상에 형성되는 소정 패턴의 투명 전극과,
상기 투명 전극에 도전 접촉하는 도전 배선으로서, 상기 투광성 기판에 밀착하는 도전 재료로 이루어진 최하층을 가짐과 동시에 상기 절연막 사이에 상기 절연막과 동일 평면을 이루도록 형성되는 도전 배선과,
대향하여 배치되는 상기 투광성 기판의 사이에 형성되는 액정층을 포함하고 있는 액정 표시 소자.
상기의 구성에 의하면, 도전 배선이 절연막 사이에 형성되는 것으로, 도전 배선의 형성면의 단차를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 그 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란을 억제하고, 표시 품위를 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 도전 배선에서의 최하층이 투광성 기판에 밀착하는 도전 재료로 이루어지기 때문에, 도전 배선이 투광성 기판에 견고히 고정된다. 그 때문에, 투광성 기판과의 접촉 부분에서의 박리 등을 방지할 수 있다.
제2의 액정 표시 소자에서의 전극 기판, 즉 상기 투명 전극 및 상기 도전 배선을 갖는 투광성 기판을 제조하는 제조 방법은,
(1) 투광성 기판상에 절연 재료로 이루어진 막을 형성하는 공정과,
(2) 상기 절연 재료막상에 포토레지스트를 성막하고, 이 포토레지스트를 스트라이프상으로 패턴화하는 공정과,
(3) 상기 절연 재료막을 에칭함으로써 스트라이프상의 절연막을 형성하는 공정과,
(4) 상기 투명 전극상에 상기 포토레지스트를 잔존시킨 채로 상기 투광성 기판상에 상기 투광성 기판에 밀착하는 층을 포함하는 도전 재료막을 상기 절연막과 같은 두께로 형성하는 공정과,
(5) 상기 포토레지스트를 그 위의 상기 도전 재료막과 함께 제거함으로써 분단된 상기 절연막 사이에 잔존한 상기 도전 재료막으로 이루어진 도전 배선을 형성하는 공정과,
(6) 상기 절연막 및 상기 도전 배선상에 투명 도전막을 형성하는 공정과,
(7) 다른 포토레지스트를 사용하여 상기 투명 도전막을 상기 각 도전 배선마다 상기 각 절연막상에서 분단하도록 에칭함으로써 스트라이프상의 투명 전극을 형성하는 공정을 포함하고 있다.
상기의 제조 방법에서는, (1) 및 (2) 공정에서 포토레지스트를 사용하여 스트라이프상으로 절연막을 형성한 후, (3) 공정에서 이 포토레지스트를 제거하지 않고 투광성 기판상에 금속막을 형성하고, 리프트 오프에 의해 도전 배선을 형성한다. 그 때문에, 레지스트 패턴이 어긋나는 일은 없다. 게다가, 상기의 제조 방법을 사용하면, 도전 배선이 분단된 절연막 사이에 절연막의 표면과 동일 평면을 이루도록 형성된다. 그 결과, 도전 배선의 형성면에 단차가 없는 구조를 갖는 전극 기판이 얻어진다. 따라서, 이 전극 기판을 구비한 액정 표시 소자는 그 단차에 의한 배향 혼란이나 쇼트 개소의 발생이 방지되고, 균일한 특성으로 양호하게 표시를 행할 수 있다.
본 발명의 제3 액정 표시 소자는 상기의 목적을 달성하기 위하여,
소정 패턴의 홈을 갖는 한쌍의 투광성 기판과,
상기 투광성 기판상에 형성되는 소정 패턴의 투명 전극과,
상기 홈안에 금속 도금에 의해 형성되어 상기 투명 전극에 도전 접촉하는 금속 배선과,
상기 투광성 기판과 상기 금속 배선에 밀착하는 도전 재료에 의해 상기 홈의 저면에 평탄하게 형성되는 도전성 중간층과,
대향하여 배치되는 상기 투광성 기판의 사이에 형성되는 액정층을 포함하고 있다.
이와 같이, 금속 배선이 평탄한 도전성 중간층상에 금속 도금에 의해 형성되어 있기 때문에, 금속 배선은 양측 모서리가 크게 돌출하는 일이 없게 된다. 이에 의해 금속 배선을 투광성 기판과 동일 평면을 이루도록 형성할 수 있다. 또한, 도전성 중간층이 투광성 기판과 금속 배선에 밀착하는 재료로 이루어지기 때문에, 금속 배선이 투광성 기판에 견고히 고정된다.
제3의 액정 표시 소자에서의 전극 기판, 즉 상기 투명 전극 및 상기 금속 배선을 갖는 상기 투광성 기판을 제조하는 방법은,
(1) 상기 투광성 기판상에 소정 패턴의 상기 홈을 형성하는 공정과,
(2) 상기 홈의 부분상에만 상기 도전성 중간층을 형성하는 공정과,
(3) 상기 도전성 중간층을 평탄화하는 공정과,
(4) 상기 홈내에서 평탄화된 상기 도전성 중간층상에 금속 도금에 의해 상기 금속 배선을 형성하는 공정과,
(5) 상기 투광성 기판상에 투명 도전막을 형성하고, 이 투명 도전막을 패턴화함으로써 상기 금속 배선의 각각에 접촉하는 투명 전극을 형성하는 공정을 포함하고 있는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
상기의 제조 방법에서는, (1) 공정에서 얻은 홈에서 (2) 공정에서 형성된 도전성 중간층이 (3) 공정에 의해 평탄화된다. 이에 의해, (4) 공정에서 도금에 의해 형성되는 금속 배선의 양측 모서리가 크게 돌출하는 일은 없기 때문에, 금속 배선의 표면이 거의 평탄하게 된다. 따라서, 금속 배선을 투광성 기판과 동일 평면을 이루도록 형성할 수 있다.
또한, 도금의 성막 속도가 스퍼터링이나 증착의 그것에 비해 높기 때문에, 설비나 재료에 드는 비용이 저렴하다. 그 때문에, 도금은 비교적 큰 막 두께가 요구되는 금속 배선을 형성하는데에 적합하다. 따라서, 저저항의 금속 배선을 투광성 기판상에 평탄하게 또한 단시간에 형성할 수 있다.
본 발명의 또다른 목적, 특징, 및 우수한 점은 이하에 기술한 내용에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 잇점은 첨부 도면을 참조한 이하의 설명에서 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 소자의 요부의 구조를 나타낸 단면도.
도 2a 내지 도 2h는 도 1의 액정 표시 소자에서의 전극 기판의 제조 공정을 나타낸 공정도.
도 3은 도 2a 내지 도 2h의 제조 공정에 의해 제작된 상기 전극 기판의 표면을 단차계로 측정한 결과를 나타낸 설명도.
도 4는 상기 전극 기판에서 도전 배선이 투명 전극의 양측에 형성되는 구조의 잇점을 나타낸 설명도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 소자의 요부의 구조를 나타낸 단면도.
도 6a 내지 도 6h는 도 5의 액정 표시 소자에서의 전극 기판의 제조 공정을 나타낸 공정도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 소자의 요부의 구조를 나타낸 단면도.
도 8은 도 7의 액정 표시 소자에서의 도전 배선 근방의 구조를 확대하여 도시한 단면도.
도 9a 내지 도 9h는 도 7의 액정 표시 소자에서의 전극 기판의 제조 공정을 나타낸 공정도.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 소자의 요부의 구조를 나타낸 단면도.
도 11은 도 10의 액정 표시 소자에서의 도전 배선 근방의 구조를 확대하여 도시한 단면도.
도 12a 내지 도 12f는 도 10의 액정 표시 소자에서의 전극 기판의 제조 공정을 나타낸 공정도.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 소자의 구조를 나타낸 단면도.
도 14는 도 13의 액정 표시 소자에서의 도전성 중간층 및 금속 배선층의 구조의 일례를 나타낸 단면도.
도 15a 내지 도 15g는 도 13의 액정 표시 소자에서 투광성 기판에 도전성 중간층 및 금속 배선층을 형성하는 방법을 나타낸 공정도.
도 16a 내지 도 16h는 도 13의 액정 표시 소자에서 투광성 기판에 도전성 중간층 및 금속 배선층을 형성하는 다른 방법을 나타낸 공정도.
도 17a 내지 도 17b는 금속 배선층의 필요로 되는 시트 저항을 시뮬레이션으로 결정할 때에 사용하는 액정 인가 전압의 파형을 나타내는 파형도.
도 18은 종래의 액정 표시 소자의 개략 구성을 나타낸 단면도.
도 19는 강유전성 액정의 분자의 전계 응답을 나타낸 도면.
도 20은 강유전성 액정의 분자의 스위칭의 상태를 설명하는 도면.
도 21은 투명 전극상에 도전 배선이 투명 전극의 상면에서의 길이 방향 단부를 따라가도록 형성되어 있는 종래의 액정 표시 소자의 전극 기판의 구성을 나타낸 단면도.
도 22는 투명 전극상에 도전 배선이 상기 투명 전극의 상면에서의 길이 방향 단부를 따라서, 또한 길이 방향 단부로부터 투명 전극의 측면에서 돌출하여 형성되어 있는 종래의 액정 표시 소자의 전극 기판의 구성을 나타낸 단면도.
도 23은 투광성 기판상에 형성된 투명 전극이 절연막의 쓰루홀을 통해 도전 배선에 도전 접촉하고 있는 종래의 액정 표시 소자의 전극 기판의 구성을 나타낸 단면도.
도 24는 투광성 기판상에 형성된 도전 배선이 절연막의 쓰루홀을 통해 투명 전극에 도전 접촉하고 있는 종래의 액정 표시 소자의 전극 기판의 구성을 나타낸 단면도.
도 25a 및 도 25b는 종래의 액정 표시 소자에서 글라스 기판에 금속 배선을 형성하는 방법을 나타낸 공정도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 투광성 기판
3 : 신호 전극
4, 6 : 절연막
5 : 주사 전극
7, 8 : 배향막
9 : 스페이서
10 : 액정층
31 : 컬러 필터
32 : 블랙 매트릭스
33 : 오버코트막
34 : 컬러 필터층
35 : 하이브리드 전극
[실시예 1]
본 발명의 제1 실시예에 대해서 도 1 내지 도 4에 근거하여 설명하면 이하와 같다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 도 1에 도시한 바와 같이 투명 재료로 이루어지고 서로 대향하는 2장의 투광성 기판(1, 2)를 구비하고 있다. 투광성 기판(1, 2)로서는 예를 들면 글라스 기판, 폴리메틸메타클리레이트와 같은 수지 기판이 사용된다. 또한, 투광성 기판(1, 2)의 각각의 외면에는 편향축이 서로 직교하도록 배치된 도시하지 않은 편향판이 투광성 기판(1, 2)을 사이에 두도록 부착되어 있다.
투광성 기판(1)에서의 투광성 기판(2)의 대향면에는 전극 재료로서 예를 들면 ITO(인듐 주석 산화물)을 사용하여 이루어지는 투명한 신호 전극(3…)이 투명 전극으로서 서로 평행한 스트라이프상으로 배치되어 있다. 게다가, 신호 전극(3…)상에는 SiO2(산화실리콘), SiN(질화실리콘) 등으로 이루어진 투명한 절연막(4)가 적층되어 있다.
한편, 투광성 기판(2)에서의 투광성 기판(1)과의 대향면에는 전극 재료로서 예를 들면 ITO를 사용하여 이루어진 투명한 주사 전극(5…)이 투명 전극으로서신호 전극(3…)과 직교하도록 서로 평행한 스트라이프상으로 배치되어 있다. 게다가, 주사 전극(5…)상에는 SiO2, SiN 등으로 이루어진 투명한 절연막(6)이 적층되어 있다.
게다가, 절연막(4, 6)상에는 러빙 처리 등의 일축 배향 처리가 실시된 배향막(7, 8)가 각각 형성되어 있다. 배향막(7, 8)로서는 폴리이미드, 나일론, 폴리비닐알콜 등의 유기 고분자로 이루어진 막 또는 SiO2사방 증착막 등이 사용된다. 배향막(7, 8)에 유기 고분자막을 사용한 경우에는 일반적으로 액정 분자가 전극 기판에 대해 거의 평행하게 배향하도록 배향 처리가 이루어진다.
투광성 기판(1, 2)은 스페이서(9…)에 의해 소정의 간격으로 보유되고, 도시하지 않은 밀봉제에 의해 투광성 기판(1, 2)의 주변부에서 서로 부착되어 접착 고정되어 있다. 그리고, 투광성 기판(1, 2)의 사이에 형성되는 공간에는 강유전성 액정 등의 액정 재료가 충전됨으로써 액정층(10)이 형성되어 있다. 강유전성 액정은 고속 응답이 가능하고 메모리성을 갖는 등의 우수한 특성을 가지기 때문에, 대용량 및 고해상도의 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…)가 대향하는 영역에 의해 도시하지 않은 화소 영역이 형성되어 있다. 이 화소 영역은 신호 전극(3)과 주사 전극(5)에 전압이 인가되면, 강유전성 액정의 분자의 배향 상태가 전환됨으로써 표시 상태를 명과 암으로 변화시켜 표시를 행하도록 되어 있다.
게다가, 투광성 기판(1)상에는 이웃하는 신호 전극(3, 3)끼리의 사이에 신호 전극(3)의 전극 저항을 저하시키기 위해 신호 전극(3)보다도 저저항인 금속으로 이루어진 도전 배선(11…)이 인접하는 한쪽의 신호 전극(3)과 서로 길이 방향의 측면에만 접하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 신호 전극(3)과 도전 배선(11)은 신호 전극(3)의 길이 방향의 측면에서 도전 접촉하고 있다. 또한, 신호 전극(3)은 한쌍의 도전 배선(11, 11)에 의해 사이에 끼워져 있다. 도전 배선(11…)은 금속이 양호한 차광성을 갖는 것으로부터 차광막으로서도 기능한다.
또한, 도전 배선(11…)은 후술의 제3 실시예에서의 액정 표시 소자의 도전 배선(11…)(도 8 참조)와 같이 단일의 금속 뿐만 아니라 서로 다른 도전 재료로 이루어지는 복수의 층에 의해 구성되어 있어도 좋다.
게다가, 신호 전극(3)과 그 양측의 도전 배선(11, 11)로 형성되는 하이브리드 전극(12, 12)끼리의 사이에는 실리콘 등의 절연성을 갖는 차광 부재(13)이 하이브리드 전극(12, 12)사이를 메우는 것과 동시에 하이브리드 전극(12)의 표면의 높이와 동일 높이를 갖도록 형성되어 있다.
실리콘은 금속과 마찬가지로 증착 또는 스퍼터링에 의해 막 두께를 제어하는 것이 용이하기 때문에 평탄성을 가지며, 또한 블랙 매트릭스로서 기능한다. 실리콘의 비저항은 실온 부근에서 3×105Ωcm이기 때문에, SiO2등의 절연물에 비해 절연성이 떨어지지만, 액정 표시의 구동 특성에 악영향을 미칠 정도는 아니다. 단, 차광 부재(13)의 재료로서는 실리콘에 한정되는 것은 아니며, 증착 또는 스퍼터링이 가능하고 절연성 및 차광성을 갖는 재료이라면 양호하게 사용될 수 있다.
이와 같이, 절연성을 갖는 차광 부재(13)이 하이브리드 전극(12, 12)사이를 덮도록 하이브리드 전극(12)와 서로의 측면을 접하여 배치되어 있는 것으로, 도전 배선(11)과 신호 전극(3)과의 사이에 또다른 절연체를 설치하지 않아도 인접하는 하이브리드 전극(12)에서 누설 전류가 흘러 액정 표시 소자를 구동할 수 없게 되지는 않는다. 따라서, 이러한 절연체를 형성하기 위한 공정을 생략할 수 있다.
또한, 차광 부재(13)은 상기의 화소 영역 이외의 비표시 영역을 투과하는 광을 차단하고, 도전 배선(11)과 함께 블랙 매트릭스로서 기능한다.
신호 전극(3), 도전 배선(11) 및 차광 부재(13)은 각각의 표면이 거의 동일 평면을 형성하도록 인접하여 배치되고, 각 구성 요소간에 단차가 없는 구성을 가지고 있다.
한편, 도시하지는 않았지만 투광성 기판(2)에도 이웃하는 주사 전극(5, 5)의 사이에는 도전 배선(11)과 마찬가지의 도전 배선이 이웃하는 한쪽의 주사 전극(5)와서로의 길이 방향의 측면에만 접하도록 평행하게 배치되어 있다. 또한, 주사 전극(5)와 도전 배선으로 이루어진 하이브리드 전극의 사이에는 이 하이브리드 전극의사이를 덮도록 차광 부재(13)과 마찬가지의 차광 부재가 배치되어 있다.
여기에서, 상기의 액정 표시 소자의 제조 공정에서의 전극 기판의 제작에 대해서 설명한다.
우선, 도 2a에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(21)(투광성 기판(1, 2))상에 투명 도전막으로서의 ITO막(22)를 막두께 500nm가 되도록 스퍼터 증착 또는 EB(전자 비임) 증착에 의해 전면에 형성한다. 또한, 투광성 기판(21)의 크기는 152mm×152mm×1.11mm이고, 투광성 기판(21)으로서는 코닝사 제조의 7059 글라스 기판을 사용하고 있다.
다음에, ITO막(22)상에 포토레지스트(23)(상품명 TSMR-8800:東京應化공업주식회사제)을 스핀 코팅하고, ITO 전극(투명 전극) 형성용 포토마스크와 자외선 노광 장치를 사용한 포토리쏘그라피에 의해 포토레지스트(23)을 스트라이프상으로 패턴화한다.
이어서, ITO막(22) 및 포토레지스트(23)이 형성된 투광성 기판(21)을 미리 35℃로 조정한 브롬화수소산(47중량% 농도의 HBr(브롬화수소) 수용액)에 10분간 침적하는 것으로 ITO막(22)의 에칭을 행한다. 이에 의해 도 2b에 도시한 바와 같이 ITO막(22)로 이루어진 스트라이프상의 투명 전극(24…)(신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…))가 형성된다. 또한, 상기의 공정에서 포토레지스트(23)의 포스트베이크(postbake)는 행해지지 않는다. 이 때의 투명 전극(24)의 선폭은 100μm, 화소 영역에서의 투명 전극(24)의 길이는 96mm이다. 또한, 에칭된 ITO막(22)의 폭, 즉 서로 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이의 폭은 30μm이다.
그 후, 포토레지스트(23)이 투명 전극(24)상에 적층된 그대로의 상태로 포토레지스트(23)의 전면에 자외선을 조사하고, 게다가 130℃의 크린 오븐(clean oven)중에서 20분간 포스트 베이크를 행한다. 게다가, 포토레지스트(23)으로의 자외선 조사는 자외선 노광 장치를 사용하여 2J/cm2의 조건하에서 행한다.
포토레지스트(23)의 전면에 자외선을 조사하여 포스트베이크를 행하는 것으로 이하에 기술하는 효과를 얻을 수 있다.
즉, ITO막(22)를 에칭한 후의 포토레지스트(23)은 ITO막(22)이 0.5μm∼1.0μm 정도 오버에칭(overetching)되기 때문에, 얻어진 투명 전극(24)의 길이 방향의 측면(24a)보다도 얼마되지는 않지만 돌출한 형상으로 된다.
따라서, 그대로의 상태로 투명 전극(24)상에 금속을 증착이나 스퍼터에 의해 성막하여도 측면(24a)보다도 돌출한 포토레지스트(23)이 마스크로 되고, 투명 전극(24)의 형성 영역과 비형성 영역과의 경계에 홈(투광성 기판(21)의 노출부)가 생기고, 투명 전극(24)와 후술하는 도전 배선과의 전기적 접촉이 충분히 확보될 수는 없다.
그래서, 포토레지스트(23)에 자외선을 조사하여 포스트베이크하면, 포토레지스트(23)이 수축하여 투명 전극(24)의 측면(24a)와 포토레지스트(23)의 길이 방향의 측면(23a)와의 단차를 없앨 수 있다. 따라서, 금속을 성막하기 전에 포토레지스트(23)에 자외선을 조사하여 포스트베이크하면, 투명 전극(24)의 형성 영역과 비형성 영역과의 경계에 홈이 생기지 않고 투명 전극(24)와 도전 배선을 도전 접촉시킬 수 있다.
이어서, EB 증착 장치를 사용하여 도 2c에 도시한 바와 같이 투광성 기판(21) 및 포토레지스트(23)상에 금속을 증착시켜 도전 재료막(25)를 형성한다. 또한, 금속으로서는 동(순도 99.999중량% : 고순도화학연구소 제조)을 사용한다. 또한, 투광성 기판(21)의 증착 온도는 100℃∼120℃, 성막 레이트는 30nm/min∼50nm/min으로 한다. 게다가, 금속을 증착시킬 때에는 도전 재료막(25)의 막두께가 투명 전극(24)의 두께(500nm)와 거의 같도록 제어한다. 단, 도전 재료막(25)의 막두께는 투명 전극(24)의 막두께를 넘지 않는 것으로 한다.
다음에, 도전 재료막(25)의 형성후의 투광성 기판(21)을 중량% 수산화나트륨 수용액에 침적하여, 초음파를 걸어 포토레지스트(23)를 제거하는 것으로 포토레지스트(23)상의 도전 재료막(25)를 리프트 오프한다. 이에 의해, 도 2d에 도시한 바와 같이 도전 재료막(25)가 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 서로의 길이 방향의 측면에서만 접하도록 형성된다.
다음에, 도 2e에 도시한 바와 같이, 투명 전극(24) 및 도전 재료막(25)상에 포토레지스트(26)을 스핀 코팅한다. 그리고, 포토마스크 및 자외선 노광 장치를 사용한 포토리쏘그라피에 의해 포토레지스트(26)를 도전 재료막(25)의 에칭폭이 10μm로 되도록 스트라이프상으로 패턴화한다.
그리고, 에칭액으로서 인산계의 에칭제를 사용하여 도전 재료막(25)의 에칭을 행한다. 이에 의해, 도 2f에 도시한 바와 같이, 도전 재료막(25)로 이루어지고 인접하는 투명 전극(24, 24)의 사이에서 분단된 스트라이프상의 도전 배선(27…)(도전 배선 11…)이 형성된다. 게다가, 상기의 공정에서의 포토레지스트(26)의 포스트베이크는 행하지 않는다.
그 후, 포토레지스트(26)의 전면에 자외선을 조사하여 포스트베이크를 행한다. 이에 의해, 도전 배선(27)의 길이 방향의 측면(27a)와 포토레지스트(26)의 길이 방향의 측면(26a)와의 단차가 없게 되고, 패턴 어긋남이 방지된다. 이 결과, 도전 배선(27)의 형성 영역과 비형성 영역과의 경계에 홈을 생기게 하지 않고, 도전 배선(27, 27)의 사이에 후술하는 차광 부재를 형성할 수 있다. 게다가, 포토레지스트(26)으로의 자외선 조사는 자외선 노광 장치를 사용하여 2J/cm2의 조건하에서 행한다.
다음에, EB 증착 장치를 사용하여 도 2g에 도시한 바와 같이 투광성 기판(21) 및 포토레지스트(26)상에 실리콘(28)(순도 99.999 중량% : 고순도 화학 연구소 제조)를 증착시킨다. 이 경우의 실리콘(28)의 증착량은 도전 배선(27)의 두께, 즉 투명 전극(24)의 두께(500nm)에 거의 같게 되도록 제어한다. 단, 실리콘(28)의 막 두께가 투명 전극(24)의 두께를 넘지 않도록 실리콘(28)을 형성한다.
다음에, 실리콘(28)의 증착 후의 투광성 기판(21)을 3 중량% 수산화 나트륨 수용액에 침적하여 초음파를 걸어 포토레지스트(26)을 제거하는 것으로 포토레지스트(26)상의 실리콘(28)을 리프트 오프한다. 이에 의해, 도 2h에 도시한 바와 같이, 실리콘(28)로 이루어지는 차광 부재(29…)(차광 부재 13…)이 형성된다.
이와 같이 하여 얻어진 차광 부재(29)는 인접하는 도전 배선(27, 27)과 서로의 길이 방향의 측면에서만 접하도록 투명 전극(24) 및 도전 배선(27, 27)로 이루어지는 하이브리드 전극(30, 30)의 사이를 메우고 있다. 이에 의해, 차광 부재(29…)는 이 차광 부재(29…)의 표면이 하이브리드 전극(30…)의 표면과 거의 동일 평면을 형성하도록 배치된다.
투명 전극(24), 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)의 표면 형상을 단차계로 측정한 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도전 배선(27), 차광 부재(29), 투명 전극(24)의 각 표면간의 단차는 20nm∼30nm의 범위내에 들어 있다.
게다가, 이 단차는 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)의 표면이 투명 전극(24)의 표면보다도 반드시 아래가 되도록, 즉 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)가 투명 전극(24)의 표면보다도 돌출하지 않도록 한다. 이것은 투명 전극(24)의 표면보다도 돌출한 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)에 의해 화소 영역의 강유전성 액정의 배향을 어지럽히지 않도록 하기 위함이다.
그 후, 투광성 기판(21)상에 절연막(절연막 4, 6) 및 폴리이미드 배향막(배향막 7, 8)을 순서대로 형성하고, 폴리이미드 배향막에 러빙에 의한 일축 배향 처리를 실시한다. 그리고, 이와 같이 제작된 전극 기판(하이브리드 전극(30…)이 형성된 투광성 기판(21))을 마찬가지로 하여 제작된 다른 1장의 전극 기판에 대향시켜 그 사이에 강유전성 액정을 주입함으로써 액정 표시 소자를 제작한다.
이와 같이 하여 실제로 제작된 액정 표시 소자에서, 하이브리드 전극(30…)에 전압을 인가한 바, 양 전극 기판사이에서 도전 배선끼리가 쇼트하지 않으며, 또한 화소 영역에 인가되는 인가 신호의 파형의 무디어짐은 거의 없었다. 또한, 이 액정 표시 소자는 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)에 의해 비표시 영역이 차광되고 있기 때문에, 균일하고 높은 콘트래스트의 표시를 행할 수 있었다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 투명 전극(24)의 형성에 이용한 포토레지스트(23)을 도전 재료막(25)를 성막할 때에 제거하지 않고 투광성 기판(21)상에 도전 재료막(25)를 성막한 후에 리프트 오프하기 때문에, 패턴 어긋남을 일으키는 일이 없다. 게다가, 도전 재료막(25)를 진공 증착 또는 스퍼터에 의해 성막하기 때문에, 도전 배선(27)의 표면과 투명 전극(24)의 표면과의 단차를 30nm 이내에 들도록 도전 재료막(25)의 막두께를 제어하는 것이 용이하다.
또한, 차광 부재(29)를 형성할 때에도 마찬가지의 방법을 사용하는 것으로 차광 부재(29)를 형성할 때에 패턴 어긋남을 일으키는 일이 없고, 게다가 투명 전극(24…), 도전 배선(27…) 및 차광 부재(29…)를 투광성 기판(21)을 기준으로 하는 각각의 표면의 높이가 같게 되도록 형성할 수 있다.
또한, 도전 재료막(25)를 성막하기 전에 포토레지스트(23) 전면에 자외선을 조사하여 포스트베이크를 행하는 것으로 도전 재료막(25)를 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 도전 재료막(25)와 투명 전극(24)와의 사이에 홈을 생기게 하지 않고 형성할 수 있다. 즉, 도전 배선(27)을 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 도전 배선(27)과 투명 전극(24)와의 사이에 홈을 생기게 하지 않고 형성할 수 있다.
이 결과, 투명 전극(24, 24)의 사이에 도전 배선(27)이 인접하는 한쪽의 투명 전극(24)와 서로의 길이 방향의 측면만을 접하도록 배치된다.
본 실시예의 액정 표시 소자는 서로에 대향하여 배치되는 한쌍의 투광성 기판(1, 2)(21)과 투광성 기판(1, 2) 사이에 형성되는 액정층(10)과, 투광성 기판(1, 2)사이에서 서로 교차하도록 투광성 기판(1, 2)상에 스트라이프상으로 설치되어, 그 교차 부분에서 액정층(10)에 전압을 인가하는 복수의 투명 전극(24)(신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…))를 구비한 액정 표시 소자에 있어서, 예를 들면 한쪽의 투광성 기판(1)에서의 다른 쪽의 투광성 기판(2)와의 대향 면상에 형성된 투명 전극(24, 24)사이에 도전 배선(11)(27)이 인접하는 한쪽의 투명 전극(24)과 서로의 길이 방향의 측면만을 접하도록 배치되어 있다.
상기의 구성에 의하면, 도전 배선(27)을 투명 전극(24)상에 형성하는경우와 같이 도전 배선(27)과 투명 전극(24)가 상하로 겹치는 부분이 없고, 도전 배선(27)의 배선 부분의 단차, 즉 투명 전극(24)의 표면과 도전 배선(27)의 표면과의 단차를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 쇼트 개소를 발생시키는 일없이 대폭으로 전극 저항을 저감시킬 수 있고, 화소 영역에 부여되는 구동 신호의 파형의 무디어짐이나 발열에 의한 셀내의 온도 불균일을 억제하고, 표면 전위의 저하를 억제할 수 있다. 게다가, 상기의 구성에 의하면 강유전성 액정의 배향성이나 스위칭 특성에 악영향을 미치지 않고 고콘트래스트로 균일한 특성의 표시를 실현하는 일이 가능하다.
상기의 액정 표시 소자는 특히 액정층(10)이 강유전성 액정으로 이루어지기 때문에, 메모리성, 고속 응답성, 광시야각 등의 우수한 특성을 가지며, 보다 고해상도이고 대용량의 표시를 행할 수 있다.
본 실시예의 액정 표시 소자는 투명 전극(24)의 표면의 높이와 도전 배선(27)의 표면의 높이가 동일하기 때문에, 투광성 기판(21)의 평탄성을 해치지 않고 전극 저항을 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 액정의 배향성이나 스위칭 특성에 악영향을 미치지 않고 고콘트래스트로 균일한 특성의 표시를 실현하는 것이 가능하다.
게다가, 본 실시예에서는 투명 전극(24)의 양측에 도전 배선(27, 27)이 접하여 배치되어 있는 것으로 도 2e 및 도 2f에 도시한 바와 같이 포토레지스트(26)을 패턴화하여 도전 배선(27)을 스트라이프상으로 형성할 때에 도 4에 도시한 바와 같이 다소 마스크 어긋남이 생기어 투명 전극(24)와 평행한 도전 배선(27)을 형성할 수 없었다 하여도 투명 전극(24)의 임의의 위치에서 투명 전극(24)의 양측에 형성되는 도전 배선(27)의 금속의 합계량은 일정하게 되고, 장소에 의한 전극 저항도 일정하게 된다. 이 때문에, 높은 패턴화 정밀도를 필요로 하는 일 없이 균일한 특성으로 양호한 표시를 행할 수 있는 액정 표시 소자를 제공할 수 있다.
본 실시예에서는 투명 전극(24)와 도전 배선(27)이 하이브리드 전극(30)을 형성하고, 하이브리드 전극(30, 30) 사이에 절연성을 갖는 차광 부재(29)가 그 표면의 높이가 하이브리드 전극(30)의 표면의 높이와 같은 높이를 갖도록 배치되어 있다. 또한, 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)는 각각 투명 전극(24)와 도전 배선(27)와의 사이에 홈이 형성되지 않도록 배치되어 있다. 이에 의해 이웃하는 화소 영역의 사이, 즉 비표시 영역을 통과하는 광을 완전히 차단할 수 있다. 따라서, 비표시 영역에서의 누설광에 의한 화질의 열화를 방지할 수 있다. 그 때문에, 고콘트래스트의 표시를 행할 수 있다. 게다가, 하이브리드 전극(30)의 형성면에 차광 부재(29)에 의한 단차가 생기지 않기 때문에, 이 단차에 의한 액정의 배향의 혼란 등도 일어나지 않는다.
[비교예 1]
여기에서, 제1 실시예의 비교예를 설명한다.
본 비교예에서는, 제1 실시예에서의 전극 기판의 제작에 있어서, 포토레지스트(23)을 패턴화한 후, 곧 130℃에서 포스트베이크를 행하고, ITO막(22)가 형성된 투광성 기판(21)을 35℃로 조정한 브롬화 수소산에 10분간 침적하는 것으로 ITO막(22)의 에칭을 행한다.
또한, 포토레지스트(26)을 패턴화한 후, 곧 130℃에서 포스트베이크를 행하고, 인산계 에칭액에서 도전 배선(27)을 에칭한다. 그리고, 상기의 공정 이외의 공정은 제1 실시예와 동일한 공정에 의해 전극 기판을 제작한다.
이와 같이 하여 제작된 전극 기판의 표면은 투명 전극(24)과 도전 배선(27)과의 사이, 및 도전 배선(27)과 차광 부재(29)와의 사이에 홈이 형성되어 있었다. 그리고, 이 홈에 의해 액정의 배향은 제1 실시예에 비해 뒤떨어진다.
[실시예 2]
본 발명의 제2 실시예에 대해 도 5 및 도 6에 근거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 설명의 편의상 본 실시예에서 상기 제1 실시예와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 상기 제1 실시예에 따른 액정 표시 소자아 이하의 점에서 상위하다.
본 실시예에서는 도 5에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(1)에서의 투광성 기판(2)와의 대향면에 오목부(1a)가 형성되어 있다. 이에 의해, 투광성 기판(1)에서 이웃하는 신호 전극(3, 3)의 사이에는 도전 배선(11) 및 차광 부재(13)이 신호 전극(3)과 거의 동일 평면을 형성하도록 매설되어 있다.
또한, 본 실시예에서의 도전 배선(11)도 후술하는 제3 실시예에서의 도전 배선(11)과 동일 구성이어도 좋다.
한편, 도시하지는 않았지만, 투광성 기판(2)에도 오목부(1a)와 마찬가지의 오목부가 형성되어 이웃하는 주사 전극(5, 5)의 사이에 도전 배선(11)과 마찬가지의 도전 배선 및 차광 부재(13)과 마찬가지의 차광 부재가 주사 전극(5)와 거의 동일 평면을 형성하도록 매설되어 있다.
여기에서, 상기 액정 표시 소자의 제조 공정에서의 전극 기판의 제작에 대해 설명한다.
우선, 도 6a에 도시한 바와 같이 투광성 기판(21)(투광성 기판(1, 2))상에 전극 재료로서의 ITO를 500nm 증착하고, 포토레지스트(23)를 스핀 코팅한 후, ITO를 스트라이프상으로 패턴화한다. 이에 의해, 스트라이프상의 투명 전극(24…)(신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…))가 형성된다.
본 실시예에서는 투명 전극(24)의 선폭은 100μm, 화소 영역에서의 투명 전극(24)의 길이는 96mm, 서로 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이의 폭은 20μm이다.
그 후, 제1 실시예와 마찬가지로 포토레지스트(23)을 투명 전극(24)상에 적층한 그대로의 상태로 포토레지스트(23)의 전면에 자외선을 조사하고, 게다가 포스트베이크를 행한다. 이에 의해, 투명 전극(24)의 길이 방향의 측면(24a)와포토레지스트(23)의 길이 방향의 측면(23a)와의 단차가 없게 되고, 패턴 어긋남이 방지된다.
이어서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 버퍼드 플루오르화수소산(buffered hydrofluoric acid), 즉 HF(플루오르화수소)와 NH4F(플루오르화암모늄)을 1 : 6의 비로 혼합한 용액을 사용하여 투광성 기판(21)을 500nm의 깊이로 에칭한다. 게다가, 에칭액, 에칭 시간 등의 조건은 사용하는 투광성 기판(21)의 종류에 따라 다르다.
상기 에칭에 의해 투광성 기판(21)에는 투명 전극(24, 24)의 사이에 오목부(21a…)(오목부(1a…))가 형성된다.
계속하여, 도 6c에 도시한 바와 같이 포토레지스트(23) 및 투광성 기판(21)상에 제1 실시예에서 사용한 금속과 동일 금속을 투명 전극(24)의 표면의 높이와 거의 같게 되도록 증착시켜 도전 재료막(25)를 형성한다. 즉, 도전 재료막(25)의 막두께가 오목부(21a)의 깊이(500nm)와 투명 전극(24)의 두께(500nm)와의 합계(1μm)와 거의 같게 되도록 제어한다. 단, 이 경우 도전 재료막(25)의 표면이 투명 전극(24)의 표면보다도 높게 되지 않도록 제어한다.
그 후, 도전 재료막(25)의 형성 후의 투광성 기판(21)을 3 중량% 수산화나트륨 수용액에 침적하고, 초음파를 걸어 포토레지스트(23)을 제거하는 것으로 포토레지스트(23)상의 도전 재료막(25)를 리프트 오프한다. 이에 의해, 도 6d에 도시한 바와 같이 도전 재료막(25)는 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 인접하는 투명 전극(24)와 서로의 측면에서만 접하도록 그 일부가 투광성 기판(21)에 매설된다.
다음에, 도 6e에 도시한 바와 같이 투명 전극(24) 및 도전 재료막(25)상에 포토레지스트(26)을 스핀 코팅하고, 이 포토레지스트(26)을 도전 재료막(25)의 에칭폭이 10μm로 되도록 스트라이프상으로 패턴화한다.
이어서, 에칭액으로서 인산계의 에칭제를 사용하여 도전 재료막(25)의 에칭을 행한다. 이에 의해, 도 6f에 도시한 바와 같이, 인접하는 투명 전극(24, 24)의 사이에서 분단된 스트라이프상의 도전 배선(27…)(도전 배선(11…))이 형성된다.
그리고, 포토레지스트(26)의 전면에 자외선을 조사한 후, 포스트베이크를 행한다. 이에 의해, 도전 배선(27)의 길이 방향의 측면(27d)와 포토레지스트(26)의 길이 방향의 측면(26a)와의 단차가 없게 되고, 패턴 어긋남이 방지된다.
다음에, EB 증착 장치를 사용하여, 도 6g에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(21) 및 포토레지스트(26)상에 실리콘(28)을 증착시킨다. 실리콘(28)을 증착시킬 때에는 증착된 실리콘(28)의 표면의 높이가 도전 배선(27) 및 투명 전극(24)의 표면의 높이와 거의 같게 되도록 실리콘(28)의 증착량을 제어한다. 즉, 실리콘(28)의 막두께를 오목부(21a)의 깊이(500nm)와 투명 전극(24)의 두께(500nm)와의 합계(1μm)와 거의 같게 되도록 제어한다. 단, 이 경우, 실리콘(28)의 표면이 투명 전극(24)의 표면보다도 높게 되지 않도록 증착량을 제어하는 것이 양호하다.
다음에, 실리콘(28)의 증착 후의 투광성 기판(21)을 3 중량% 수산화나트륨 수용액에 침적하고 초음파를 걸어서 포토레지스트(26)을 제거하는 것으로 포토레지스트(26)상의 실리콘(28)을 리프트 오프한다. 이에 의해 도 6h에 도시한 바와 같이, 실리콘(28)로 이루어지는 차광 부재(29…)(차광 부재(13…))를 형성한다.
이와 같이 하여 얻어진 차광 부재(29)는 이웃하는 도전 배선(27, 27)과 서로의 길이 방향의 측면에서만 접하도록 투명 전극(24) 및 도전 배선(27, 27)로 이루어지는 하이브리드 전극(30, 30)의 사이를 메우고 있다. 이에 의해, 차광 부재(29…)는 그 표면이 하이브리드 전극(30…)의 표면과 거의 동일 평면을 형성하도록 배치된다.
그 후, 투광성 기판(21)상에 절연막(절연막(4, 6)) 및 폴리이미드 배향막(배향막(7, 8))을 순서대로 형성하고, 폴리이미드 배향막에 러빙에 의한 일축 배향 처리를 실시한다. 그리고 이와 같이 제작된 전극 기판(하이브리드 전극(30…)이 형성된 투광성 기판(21))을 마찬가지로 하여 제작된 다른 1장의 전극 기판에 대향시켜 그 사이에 강유전성 액정을 주입함으로써 액정 표시 소자를 제작한다.
이와 같이 하여 실제로 제작된 액정 표시 소자에서 하이브리드 전극(30…)에전압을 인가한 바, 양전극 기판간에서 도전 배선끼리 쇼트하지 않고, 또한 화소 영역에 인가되는 인가 신호의 신호 무디어짐은 거의 없었다. 또한, 이 액정 표시 소자는 도전 배선(27…) 및 차광 부재(29…)에 의해 비표시 영역이 차광되어 있기 때문에, 균일하고 높은 콘트래스트의 표시를 행할 수 있었다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 도전 배선(27)의 일부가 투광성 기판(21)에 매설되는 것과 함께, 투광성 기판(21)에서의 도전 배선(27)을 형성하는 면에 오목부(21a)가 형성되어 있다. 이에 의해, 투명 전극(24)의 두께를 두껍게 형성하지 않아도 투명 전극(24, 24)의 사이에 형성되는 도전 배선(27)의 두께를 오목부(21a)의 깊이분, 즉 투광성 기판(21)에 매설되어 있는 분만큼 보다 두껍게 형성할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 실시예보다도 더욱 저항을 더 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 도전 배선(27)의 선폭은 5μm이고, 제1 실시예의 절반이지만, 두께가 2배이기 때문에 저항값은 같다. 이와 같이, 본 실시예에서는 제1 실시예와 같은 정도의 저항값을 얻는 경우, 도전 배선(27) 및 차광 부재(29)의 폭, 즉 이웃하는 하이브리드 전극(30, 30)의 사이의 폭을 제1 실시예의 구조에서의 그것의 2/3로 할 수 있다. 이와 같이, 도전 배선(27)이 두껍게 되는 분, 이웃하는 투명 전극(24)사이의 간격이 작게 된다. 따라서, 얻어지는 액정 표시 소자의 개구율을 향상시킬 수 있고, 더욱 양호한 표시를 실현할 수 있다.
본 실시예의 전극 기판의 제작 방법은 투광성 기판(21)상에 투명한 전극 재료막을 형성하는 공정과, 전극 재료막상에 포토레지스트(23)에 의해 스트라이프상의 패턴을 형성하는 공정과, 전극 재료막을 에칭함으로써 스트라이프상의 투명 전극(24…)를 형성하는 공정과, 투명 전극(24…)상에 포토레지스트(23)을 잔존시킨 채로 투명 전극(24…)이 형성된 투광성 기판(21)상에 도전 재료막(25)를 형성하는 공정과, 포토레지스트(23)을 그 위의 도전 재료막(25)와 함께 제거하는 공정과, 투명 전극(24, 24) 사이에 잔존하는 도전 재료막(25)상에 포토레지스트(26)에 의해 스트라이프상의 패턴을 형성하는 공정과, 도전 재료막(25)를 에칭함으로써 인접하는 한쪽의 투명 전극(24)와 평행하게 접하는 도전 배선(27)을 스트라이프상으로 형성하는 공정을 포함한다.
상기의 방법에 의하면, 포토레지스트(23)을 사용하여 스트라이프상으로 투명 전극(24…)을 형성한 후, 이 포토레지스트(23)을 제거하지 않고 투광성 기판(21)상에 도전 재료막(25)를 형성하고, 리프트 오프에 의해 도전 배선(27)을 형성하기 때문에, 패턴 어긋남을 일으키는 일이 없다. 게다가, 상기의 방법을 사용하면, 도전 배선(27)을 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 인접하는 한쪽의 투명 전극(24)과 서로의 측면만을 접하도록 형성할 수 있기 때문에, 쇼트 개소를 발생시키지 않고 투명 전극(24…)의 전극 저항을 대폭으로 저하시킬 수 있다. 따라서, 화소 영역에 인가되는 구동 신호의 파형의 무디어짐이나 발열에 의한 셀내의 온도 불균일이 억압되기 때문에, 표면 전위의 저하가 억제된다.
이와 같이, 상기의 방법에 의해 제조된 전극 기판을 갖는 액정 표시 소자는 도전 배선을 투명 전극상에 형성하는 종래의 구조와 같이 도전 배선과 투명 전극이 상하로 겹치는 부분이 없다. 따라서, 투명 전극(24)의 표면과 도전 배선(27)의 표면과의 단차가 종래의 구조와 비교하여 대폭 저감된다. 이 때문에, 이 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란이 억제되고, 표시 품위가 대폭 향상되기 때문에, 균일한 특성으로 양호한 표시를 실현할 수 있다.
그리고, 상기의 제작 방법에서는, 도전 재료막(25)를 형성하기 전에 포토레지스트(23)에 자외선을 조사하여 포스트베이크를 행하는 공정을 더 포함하고 있기 때문에, 포토레지스트(23)의 길이 방향의 측면(23a)와 투명 전극(24)의 길이 방향의 측면(24a)와의 단차를 없앨 수 있다. 그 때문에, 투명 전극(24)과 도전 배선(27)와의 사이에 홈이 없고, 투명 전극(24)의 측면(24a)와 도전 배선(27)의 측면이 서로 접하도록 도전 배선(27)을 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 형성할 수 있다.
또한, 상기의 제작 방법은 도전 재료막(25)를 형성하기 전에, 투광성 기판(21)에서의 도전 배선(27)이 형성되는 면에 오목부(21a)를 형성하는 공정을 더 포함하고 있다. 이에 의해, 도전 배선(27)이 오목부(21a)의 깊이분만큼 두껍게 형성되기 때문에, 투명 전극(24)를 두껍게 형성하지 않아도 더욱 저저항화를 실현할 수 있다.
[실시예 3]
본 실시예에 대해서 도 7 내지 도 9에 근거하여 설명하면, 이하와 같다. 게다가, 설명의 편의상 상기의 제1 및 제2 실시예와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 주로 제1 실시예와의 상위점에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 제1 실시예에 따른 액정 표시 소자와 이하의 점에서 상위하다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 도 7에 도시한 바와 같이 투광성 기판(2)상에서의 투광성 기판(1)과의 대향면에 컬러 필터(31…), 블랙 매트릭스(32…) 및 오버코트막(33)으로 이루어지는 컬러 필터층(34)가 설치되어 있다. 상기 컬러 필터층(34)는 적·녹·청의 컬러 필터(31…)와 블랙 매트릭스(32…)가 평행하게 접하여 교호하게 설치되고, 이들 컬러 필터(31…) 및 블랙 매트릭스(32…)를 덮도록 오버코트막(33)이 설치된 구성을 가지고 있다. 그리고, 컬러 필터층(34)상에는 예를 들면 ITO로 이루어진 복수의 투명한 주사 전극(5…)이 스트라이프상으로 배치되어 있다.
한편, 투광성 기판(1)에서의 투광성 기판(2)와의 대향면에는 투광성 기판(1)상에 예를 들면 ITO로 이루어지는 복수의 투명한 신호 전극(3…)이 주사 전극(5…)와 직교하도록 스트라이프상으로 배치되어 있다.
본 실시예에서도 투광성 기판(1)상에는 이웃하는 신호 전극(3, 3)의 사이에 도전 배선(11)이 인접하는 한쪽의 신호 전극(3)과 서로의 길이 방향의 측면만을 접하도록 배치되어 있다. 이에 의해 신호 전극(3)과 도전 배선(11)은 신호 전극(3)의 길이 방향의 측면에서 도전 접촉하고 있다.
본 실시예에서는 도전 배선(11)은 신호 전극(3)의 편측에만 설치되어 있다. 이 때문에, 신호 전극(3)과 그의 편측에만 설치된 도전 배선(11)에 의해 하이브리드 전극(35)를 형성하고 있다. 신호 전극(3)과 도전 배선(11)으로 형성되는 하이브리드 전극(35, 35)의 사이에는 실리콘 등의 절연성을 갖는 차광 부재(13)이 하이브리드 전극(35, 35)사이를 메우도록 하이브리드 전극(35)과 서로 길이 방향의 측면을 접하여 배치되어 있다. 그리고, 신호 전극(3…), 도전 배선(11…) 및 차광 부재(13…)은 각각의 표면이 거의 동일 평면을 형성하도록 인접하여 배치되고 각 구성 요소간에 단차가 없는 구조로 된다.
게다가, 도시하지 않았지만, 투광성 기판(2)측에도 이웃하는 주사 전극(5, 5)의 사이에 도전 배선(11)과 마찬가지의 도전 배선이 이웃하는 한쪽의 주사 전극(5)과 서로의 길이 방향의 측면만을 접하도록 평행하게 배치되어 있다. 또한, 주사 전극(5)와 도전 배선으로 이루어지는 하이브리드 전극의 사이에는 하이브리드 전극의 사이를 메우도록 차광 부재(13)와 마찬가지의 차광 부재가 배치되어 있다.
상기의 구성에서도 제1 실시예와 마찬가지로 도전 배선 형성면에 단차가 없고, 이 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란을 억제하여 표시 품위를 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 도전 배선(11)은 도 8에 도시하는 바와 같이 투광성 기판(1)측으로부터 제1층(11a), 제2층(11b), 제3층(11c)가 순서대로 적층된 3층 구조를 가지고 있다. 제1층(11a) 및 제3층(11c)은 ITO 또는 Ta(탄탈)로 이루어지고, 제2층(11b)는 Cu, Al, 이들의 합금 등의 소위 저저항 도전 재료로 이루어져 있다. 제1층(11a) 및 제3층(11c)은 동일 도전 재료로 형성되어 있어도 좋고, 각각 서로 다른 도전 재료로 형성되어 있어도 좋다. 도전 배선(11)은 그 하면에서 투광성 기판(1)과 접촉하고, 그 측면에서 신호 전극(3)과 접촉하고 있다.
게다가, 도시는 하지 않았지만 투광성 기판(2)측에 형성된 도전 배선도 도전 배선(11)과 마찬가지의 3층 구조를 가지고 있다. 그리고, 투광성 기판(2)측에 형성된 도전 배선은 그 하면에서 컬러 필터층(34)와 접촉하고, 그 측면에서 주사 전극(5)와 접촉하고 있다.
일반적으로 Cu, Al, 이들의 합금 등의 소위 저저항 금속은 글라스, 컬러 필터 또는 컬러 필터층을 구성하는 수지 재료(폴리에스텔계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 스티렌계 수지 재료 등)과의 밀착성이 떨어지고 있다. 이 때문에, 저저항 금속만을 사용하여 도전 배선을 형성하면, 도전 배선과 글라스 기판 또는 컬러 필터층과의 접촉 계면(컬러 필터층이 오버코트막을 포함하지 않는 경우에는 컬러 필터와의 접촉 계면)에서 막 박리가 생길 우려가 있다.
그래서, 저저항 금속으로 이루어진 층의 하층으로서 저저항 금속과 밀착성이 높고 게다가 글라스 기판이나 컬러 필터, 컬러 필터층 등과의 밀착성도 높은 ITO 또는 Ta를 얇게 성막하면, 저저항 금속층과 이 저저항 금속층과 접하는 다른 층과의 사이에서의 막 박리를 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 액정 표시 소자는 도전 배선(11)이 Cu, Al 및 이들의 합금으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 금속으로 이루어지는 층, 즉 제2층(11b)을 가지고 있다. 이에 의해, 액정 표시 소자에서의 전극 저항을 효율좋게 또한 저가로 저하시킬 수 있다.
또한, 도전 배선(11)이 적어도 2층으로 되어 있고, 투광성 기판(1, 2) 또는 컬러 필터층(34)와 접촉하는 층, 즉 제1층(11a)이 ITO 및 Ta 중 적어도 한쪽의 금속으로 이루어진다. 이에 의해, 도전 배선(11)과 투광성 기판(1, 2) 또는 컬러 필터층(34)와의 밀착성이 향상된다. 그 때문에, 도전 배선(11)과 투광성 기판(1, 2) 또는 컬러 필터층(34)와의 접촉 계면에서의 막 박리에 의한 단선이나 도통 불량을 방지할 수 있다.
게다가, 상기의 컬러 필터층(34)는 오버코트층을 포함하지 않는 컬러 필터를 포함한다.
이상과 같이, 도전 배선(11)의 제1층(11a)으로서 ITO 및 Ta를 사용하고, 제2층으로서 Cu, Al, 이들의 합금 등의 저저항 금속을 사용하면, 도전 배선(11)과 도전 배선(11)에 접촉하는 다른 층과의 접촉 계면에서의 막 박리를 방지하고, 또한 저저항 금속에의해 전극 저항을 충분히 저하시킬 수 있다.
즉, 도전 배선(11)으로서 저저항 금속만을 사용하는 경우에는, 도전 배선(11)과 도전 배선(11)과 접촉하는 다른 층과의 밀착성이 떨어지고 막 박리가 생길 우려가 있다.
한편, Ta나 ITO와 같이, 글라스 기판, 컬러 필터층 등과의 밀착성이 양호한 금속만을 사용하여 도전 배선(11)을 형성한 경우, 예를 들면 Ta의 저항율은 13.1×10-6Ω·cm이고, ITO의 저항율은 그 조성 등에도 의하지만 약 2×10-4Ω·cm이고, Cu(저항율 1.70×10-6Ω·cm)나 Al(저항율 2.74×10-6Ω·cm)의 저항율과 비교하여 높다. 그 때문에, 이 경우는 Cu, Al, 이들의 합금 등의 저저항 금속을 사용하여 도전 배선(11)을 형성한 경우와 비교하여 도전성이 떨어진다.
이에 대해, 본 실시예에서는 도전 배선(11)이 투광성 기판(1)과의 접촉면측에 ITO 또는 Ta로 이루어지는 제1층(11a)을 가지며, 이 제1층(11a)상에 저저항 금속으로 이루어지는 제2층(11b)을 가지는 것으로 저저항화와 밀착성을 함께 만족시킬 수 있다.
또한, 일반적으로 도전 배선은 예를 들면 에칭이나 포토레지스트의 현상 과정에서 여러 가지 약품에 노출되기 때문에, 그 표면이 산화되거나 에칭됨으로써 도통 불량이나 단선이 생기기 쉽다. 게다가, 고온에서의 열처리에 의해 더욱 산화가 촉진되어 저항값이 높게 된다.
또한, Cu, Al, 이들의 합금 등의 저저항 금속 등은 연신성이 있고, 러빙 공정으로 흠집이 생기기 쉽다. 이 때문에, 이 러빙에 의해 생긴 흠집 부분에서 도통 불량이나 단선이 생긴다.
그렇지만, ITO나 Ta는 저저항 금속에 비해 경도가 현격히 높고, 게다가 산이나 알칼리에 대한 내약품성이나 내열성에서도 우수하다. 그래서, 본 실시예의 액정 표시 소자에서는 도전 배선(11)의 최상층, 이 경우에는 제3층(11c)을 ITO 또는 Ta로 형성하면, 도전 배선(11) 표면의 산화에 의한 고저항화 또는 도전 배선(11)의 표면에 생긴 손상 개소에서의 단선이나 도통 불량을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는, 제1층(11a) 및 제3층(11c)의 막 두께는 특히 한정되는 것은 아니다. 이것은 이하의 이유에 의한다.
ITO나 Ta는 예를 들면 투광성 기판(1)이나 컬러 필터층(34)와의 밀착성은 우수하지만, Cu, Al 및 이들의 합금 등의 저저항 금속에 비하면 그 저항값이 높다. 이 때문에, ITO 및 Ta 중 적어도 한쪽의 도전 재료로 이루어진 층(제1층(11a) 및 제3층(11c))이 지나치게 두껍게 되면, 소망의 저항값을 얻기 위해 필요하게 되는 도전 배선(11)의 두께가 너무 두껍게 된다. 따라서, 도전 배선(11)을 소정의 막 두께로 형성하는 경우, 제1 및 제3층(11a, 11c)를 두껍게 형성하면, 그 만큼 제2층(11b)의 막 두께가 얇게 된다. 또한, 저항값을 소정의 값으로 떨어뜨린 경우, 상기와 같이 제1층(11a) 및 제3층(11c)의 저항값이 제2층(11b)의 저항값보다도 높기 때문에, 소정의 저항값을 얻기 위해 필요하게 되는 도전 배선(11)의 막 두께가 두껍게 되고, 액정 패널이 대형화된다.
또한, 제1 및 제3층(11a, 11c)가 너무 얇으면, 투광성 기판(1) 또는 컬러 필터층(34)와의 밀착성을 충분히 향상시킬 수 없게 되고, 막 박리가 생길 우려가 있는 것과 함께, 내약품성이나 내열성 등을 충분히 향상시킬 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 제1 및 제3층(11a, 11c)는 밀착성을 충분히 향상시킬 수 있을 정도로 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 그래서, 제1 및 제3층(11a, 11c)의 두께가 0.005μm 이상인 것으로, 저저항화 또는 액정 표시 소자의 소형화를 저해하는 일없이 예를 들면 투광성 기판(1) 또는 컬러 필터층(34)와의 밀착성을 충분히 향상시킬 수 있다.
게다가, 일반적으로 증착, 스퍼터링 등의 박막 형성 기술을 사용하여 금속층을 형성하는 경우, 금속층의 막두께가 1μm를 넘으면 성막에 시간이 걸리고, 생산성이 저하한다. 또한, 1μm를 넘는 막 두께를 갖는 금속층을 형성하는데는 두껍게 성막하는 것이 용이한 도금법을 사용하는 것이 생각되지만, 막 두께가 너무 두꺼우면 막 두께 제어가 곤란하게 되고, 단차 구조를 형성한다. 이 때문에, 이 단차 구조가 액정의 배향성에 악영향을 미칠 우려가 있다.
따라서, 이들의 이유로부터 제1층(11a) 및 제3층(11c)의 막두께는 0.005μm∼1μm의 범위내인 것이 양호하다.
제2층(11b)에 사용할 수 있는 금속으로서는 제1층(11a)에 사용한 금속보다도 저항이 낮은 금속이면 특히 한정되지 않는다. 이와 같은 저저항 금속으로서는 상기 Al 및 Cu 외에 Au(금 : 저항율 2.20×10-6Ω·cm), Ag(은 ; 저항율 1.59×10-6Ω·cm), Ni(니켈; 저항율 7.04×10-6Ω·cm), Mo(몰리브덴; 저항율 5.33×10-6Ω·cm), 이들의 합금 등을 들 수 있다. 이들 저저항 금속 중에서도 Cu, Al, 이들의 합금이 Ta나 ITO와의 밀착성, 저항율, 및 제조 단가 등의 점에서 특히 양호하다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자에서의 전극 기판은 이하의 공정에 의해 제조할 수 있다.
우선 도 9a에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(21)(투광성 기판(1, 2))상에 투명 도전막으로서의 ITO막(22)를 막두께 200nm로 되도록 스퍼터 증착 또는 EB 증착에 의해 전면에 형성한다.
게다가, 투광성 기판(21)상에 컬러 필터층(컬러필터 층(34))를 형성하는 경우에는 투광성 기판(21)상에 우선 컬러 필터층을 형성하고, 그 후 이 컬러 필터층상에 ITO막(22)를 형성한다.
컬러 필터층에서의 컬러 필터의 형성 방법으로서는 안료 분산법, 염색법, 전착법, 인쇄법 등 종래 공지의 여러 가지 방법을 사용할 수 있다. 또한, 컬러 필터의 배열로서는 특히 한정하는 것은 없고, 예를 들면 스트라이프 배열, 모자이크 배열, 델타(삼각형) 배열 등, 용도 등에 따라 여러 가지의 배열로 설정하면 된다.
다음에, ITO막(22)상에 포토레지스트(23)(상품명 TSMR-8800; 동경 응화공업주식회사 제조)를 스핀 코팅하여 ITO막(투명 전극) 형성용 포토마스크 및 자외선 노광 장치를 사용한 포토리쏘그라피에 의해 포토레지스트(23)을 스트라이프상으로 패턴화한다.
이어서, ITO막(22) 및 포토레지스트(23)이 형성된 투광성 기판(21)을 미리 35℃로 조정한 브롬화수소산에 10분간 침적하는 것으로 ITO막(22)의 에칭을 행한다. 이에 의해 도 9b에 도시한 바와 같이, ITO막(22)로 이루어진 스트라이프상의 투명 전극(24…)(신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…))가 형성된다. 게다가, 상기의 공정에서 포토레지스트(23)의 포스트베이크는 행하지 않는다. 이 때의 투명 전극(24)의 선폭은 385μm, 화소 영역에서의 투명 전극(24)의 길이는 192mm이다. 또한, 에칭된 ITO막(22)의 폭, 즉 서로 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이의 폭은 15μm이다.
그 후, 포토레지스트(23)을 투명 전극(24)상에 적층한 그대로의 상태로 포토레지스트(23)의 전면에 자외선을 조사하여 포스트베이크를 행한 후, 포토레지스트(23)이 적층된 투광성 기판(21)을 순수물로 세정하여 건조한다.
그 후, 스퍼터 증착 또는 EB 증착에 의해 도 9c에 도시한 바와 같이 투광성 기판(21) 및 포토레지스트(23)상에 ITO 또는 Ta로 이루어진 제1막(25a)과, Cu, Al 또는 이들의 합금으로 이루어진 제2막(25b)와, ITO 또는 Ta로 이루어진 제3막(25c)를 각각의 막두께가 20nm, 160nm, 20nm가 되도록 이 순서로 성막하였다.
이어서, 포토레지스트(23)을 그 위의 제1막(25a), 제2막(25b), 및 제3막(25c)와 함께 리프트 오프하는 것으로 도 9d에 도시한 바와 같이 제1막(25a), 제2막(25b), 제3막(25c)로 이루어진 도전 재료막(25)가 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 서로의 길이 방향의 측면에서만 접하도록 형성된다.
이어서, 도 9e에 도시한 바와 같이, 투명 전극(24) 및 도전 재료막(25)상에 포토레지스트(26)을 스핀 코팅한다. 그리고, 포토마스크 및 자외선 노광 장치를 사용한 포토리쏘그라피에 의해 포토레지스트(26)를 도전 재료막(25)의 에칭폭이 7.5μm가 되도록 스트라이프상으로 패턴화한다.
그리고, 에칭액으로서 인산을 주성분으로 하는 에칭액을 사용하여 도전 재료막(25)의 에칭을 행한다. 이에 의해, 도 9f에 도시한 바와 같이, 이웃하는 투명 전극(24, 24)의 사이에 인접하는 한쪽의 투명 전극(24)과 평행하게 접하는 스트라이프상의 도전 배선(27…)(도전 배선(11…))을 형성한다. 도전 배선(27)은 제1막(25a)로 이루어진 제1층(27a)(제1층(11a)), 제2막(25b)로 이루어진 제2층(27b)(제2층(11b)), 제3막(25c)로 이루어진 제3층(27c)(제3층(11c))가 투광성 기판(21)측으로부터 순서대로 적층된 3층 구조를 가지고 있다. 게다가, 상기의 공정에서 포토레지스트(26)의 포스트베이크는 행하지 않는다.
그 후, 포토레지스트(26)의 전면에 자외선을 조사하여 포스트베이크르르 행한 후, 도 9g에 도시한 바와 같이 투광성 기판(21) 및 포토레지스트(26)상에 실리콘(28)을 증착시킨다. 이 때, 도전 배선(27)의 두께, 즉 투명 전극(24)의 두께(240nm)에 거의 같게 되도록 실리콘(28)의 증착량을 제어한다. 단, 실리콘(28)의 막두께는 투명 전극(24)의 두께를 넘지 않도록 한다.
다음에, 포토레지스트(26)을 그 위의 실리콘(28)과 함께 리프트 오프함으로써, 도 9h에 도시한 바와 같이 실리콘(28)로 이루어진 차광 부재(29)는 인접하는 도전 배선(27) 및 투명 전극(24)과 서로의 길이 방향의 측면에서만 접하도록 투명 전극(24) 및 도전 배선(27)로 이루어진 하이브리드 전극(36, 36)의 사이를 메우고 있다. 또한, 하이브리드 전극(36…)과 차광 부재(29…)은 거의 동일 평면을 형성하고 있다.
그 후, 하이브리드 전극(36…) 등이 형성된 투광성 기판(21)상에 SiO2, SiN 등에 의해 절연막(절연막(4, 6))을 형성한다. 게다가, 그 위에 폴리이미드 배향막(배향막(7, 8))을 형성하고, 폴리이미드 배향막에 러빙에 의한 일축 배향 처리를 실시한다. 그리고, 이와 같이 제작된 전극 기판(하이브리드 전극(36…)이 형성된 투광성 기판(21))을 마찬가지로 하여 제작된 다른 1장의 전극 기판에 스페이서를 거쳐 대향시켜 그 사이에 강유전성 액정을 주입함으로써 액정 표시 소자를 제작한다.
본 실시예의 구성에서도 예를 들면 도전 배선(27)과 투명 전극(24)이 상하로 겹치는 부분이 없고, 도전 배선(27) 형성면의 단차, 즉 투명 전극(24)의 표면과 도전 배선(27)의 표면과의 단차를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 그 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란을 억제하고, 표시 품위를 대폭 향상시킬 수 있다. 게다가, 상기의 구성에 의하면, 투명 전극(24)의 형성면으로부터 도전 배선(27)이 돌출하지 않기 때문에, 쇼트 개소를 발생시키지 않고, 대폭 전극 저항을 저감시킬 수 있다. 따라서, 화소 영역에 부여되는 구동 신호의 파형의 무디어짐이나 발열에 의한 셀내의 온도 불균일을 억제하여 표면 전위의 저하를 억제할 수 있다.
이 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 신호 전극(3…)의 폭이나 주사 전극(5…)의 폭을 다르게 하여 계조 표시를 시키는 경우에도, 계조 불량 등의 표시 불량이 없고, 정지 화상 및 동화상을 양호하게 표시할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 도 9h에 도시한 바와 같이 하이브리드 전극(36, 36)사이가 차광 부재(29)로 메워져 있기 때문에 고콘트래스트의 표시를 실현하는 것이 가능하다.
게다가, 본 실시예에 의하면, 도 9f에 도시한 도전 배선(27)에서의 투광성 기판(21) 또는 컬러 필터층(컬러 필터층(34))와 접촉하는 층(제1층(27a))가 Ta 또는 ITO로 이루어진 것으로, 도전 배선(27)과 투광성 기판(21) 또는 컬러 필터층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 도전 배선(27)에서의 최상층(제3층(27c))가 Ta 또는 ITO로 이루어진 것으로, 도전 배선(27)의 표면의 산화나 러빙에 의한 손상을 방지할 수 있다.
게다가, 본 실시예에서 컬러 필터층(컬러 필터층(34))는 필요에 따라 형성하면 좋고, 컬러 필터층이 없는 구성으로 하여도 좋다.
게다가, 본 실시예에 따른 액정 표시 소자에서도 도 5에 도시한 제2 실시예와 같이 투광성 기판(1)(투광성 기판(21))에서 도전 배선(11)(도전 배선(27))이 형성되는 면에 오목부가 설치되고, 또한 도전 배선(11)의 일부가 그 오목부에 매설되는 구조를 채용하는 것이 양호하다. 상기의 구조에 의하면, 도전 배선(11)의 막두께가 두껍게 되는 만큼, 더욱 저저항화를 도모할 수 있다.
[실시예 4]
본 실시예에 대해서 도10 내지 도 12에 근거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기의 제1 내지 제3 실시예와 동일 기능을 갖는 구성 요소에는 동일 부호를 부기하여 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 주로 제1 실시예와의 상위점에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 상기의 제1 실시예에 따른 액정 표시 소자와 이하의 점에서 상위하다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 도 10 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(1)상에서의 투광성 기판(2)와의 대향면에 신호 전극(3…)의 전극 저항을 저하시키기 위한 복수의 도전 배선(11…)이 서로 평행한 스트라이프상으로 설치되고, 이웃하는 도전 배선(11, 11)의 사이에는 투명한 절연 재료로 이루어진 절연막(41…)이 그 표면이 도전 배선(11…)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 설치되어 있다. 게다가, 도전 배선(11…) 및 절연막(41…)의 평면상에는 서로 평행한 스트라이프상으로 형성된 복수의 신호 전극(3…)이 도전 배선(11…)과 평행하게 설치되어 있다. 그리고, 각각의 신호 전극(3…)은 각각의 도전 배선(11…)과 접하고 있다. 이에 의해, 도전 배선(11)과 신호 전극(3)은 신호 전극(3)의 하층면과 길이 방향을 따라 도전 접촉하고 있다.
게다가, 신호 전극(3)상에는 예를 들면 SiO2나 SiN 등으로 이루어진 투명한 절연막(4)가 적층되고, 이 절연막(4)상에는 러빙 처리 등의 일축 배향 처리가 실시된 배향막(7)이 형성되어 있다.
한편, 투광성 기판(2)상에서의 투광성 기판(1)과의 대향면에는 컬러 필터(31…), 블랙 매트릭스(32…) 및 오버코트막(33)으로 이루어진 컬러 필터층(34)가 설치되어 있다. 컬러 필터층(34)는 적·녹·청의 컬러 필터(31…)과 블랙 매트릭스(32…)가 평행하게 접하여 교호하게 설치되고, 이들 컬러 필터(31…) 및 블랙 매트릭스(32…)를 덮도록 오버코트막(33)이 설치된 구성을 가지고 있다.
그리고, 컬러 필터층(34)상에는 주사 전극(5…)의 전극 저항을 저하시키기 위한 복수의 도전 배선(51…)이 서로 평행한 스트라이프상으로 설치되고, 이웃하는 도전 배선(51, 51)의 사이에는 투명한 절연 재료로 이루어진 절연막(52…)이 그 표면이 도전 배선(51…)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 설치되어 있다. 게다가, 도전 배선(51…) 및 절연막(52…)의 평면상에는 서로 평행한 스트라이프상으로 형성된 복수의 주사 전극(5…)이 도전 배선(51…)과 평행하게 설치되어 있다. 그리고, 각각의 주사 전극(5…)는 각각의 도전 배선(51…)과 접하고 있다.
게다가, 주사 전극(5)상에는 SiO2, SiN 등으로 이루어진 투명한 절연막(6)이 적층되고, 이 절연막(6)상에는 러빙 처리 등의 일축 배향 처리가 실시된 배향막(8)이 형성되어 있다. 투광성 기판(1)과 투광성 기판(2)는 신호 전극(3…)과 주사 전극(5…)가 서로 직교하도록 대향하여 부착되어 있다.
또한, 본 실시예에서 도전 배선(51)은 도 11에 도시한 바와 같이 투광성 기판(1)측, 즉 컬러 필터층(34)측으로부터 제1층(51a), 제2층(51b), 제3층(51c)이 순서대로 적층된 3층 구조를 가지고 있다. 제1층(51a) 및 제3층(51c)는 ITO 또는 Ta로 이루어지고, 제2층(51b)는 Cu, Al, 이들의 합금 등의 소위 저저항 도전 재료로 이루어져 있다. 제1층(51a) 및 제3층(51c)는 동일 금속으로 형성되어도 좋고, 각각 서로 다른 금속으로 형성되어도 좋다.
제1층(51a) 및 제3층(51c)의 막두께는 상기의 제3 실시예와 마찬가지의 이유로 0.005μm∼1μm의 범위내로 하는 것이 양호하다. 또한, 도시하지는 않았지만, 투광성 기판(1)측에 형성된 도전 배선(11)도 도전 배선(51)과 마찬가지의 3층 구조를 갖고 있다.
본 실시예의 액정 표시 소자는 서로 대향하여 배치되는 한쌍의 투광성 기판(1, 2)(21)과 투광성 기판(1, 2)사이에 형성되는 액정층(10)을 구비한 액정 표시 소자에서, 예를 들면 한쪽의 투광성 기판(1)에서의 다른 쪽의 투광성 기판(2)와의 대향면상에 복수의 도전 배선(11, 51(65))이 스트라이프상으로 설치되고, 도전 배선(11, 11)사이에 절연막(41)(63)이 이 절연막(41)의 표면이 도전 배선(11)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 설치되며, 스트라이프상의 신호 전극(3)(투명 전극(68))이 평면상에 도전 배선(11)과 평행하게 설치되고, 각각의 신호 전극(3)이 각각의 도전 배선(11)과 접하고 있다(도 12(f) 참조).
상기의 구조에 의하면, 투광성 기판(21)상에는 도전 배선(27)과 절연막(63)이 절연막(63)의 표면이 도전 배선(27)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 설치되어 있는 것으로 도전 배선(27)의 형성면의 단차를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 상기의 구성에 의하면 상기 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란을 억제하고, 표시 품위를 대폭 향상시킬 수 있는 것과 함께, 쇼트 개소를 발생시키는 일없이 투명 전극(24)의 전극 저항을 대폭 저하시킬 수 있다. 이 결과, 화소 영역에 인가되는 구동 신호의 파형의 무디어짐이나 발열에 의한 셀내의 온도 불균일을 억제하고, 표면 전위의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 균일한 특성으로 양호한 표시를 행할 수 있는 액정 표시 소자를 제공할 수 있다.
본 실시예에서도 상기와 같이 제2층(51b)이 제1층(51a) 및 제3층(51c)를구성하는 ITO 또는 Ta(탄탈)보다도 저저항인 금속으로 이루어지는 것으로 도전 배선(51)과 접촉하는 다른 층과의 밀착성이 우수한 것과 함께, 도전성이 우수하고 균일하고 양호하게 화상을 표시하는 액정 표시 소자를 제공할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 이하의 공정에 의해 제조할 수 있다. 우선, 도 12a에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(21)(투광성 기판(1, 2))상에 절연 재료로서 포지형의 감광성 수지 재료(61)를 스핀 코팅법, 스크린 인쇄법, 롤 코트법 등의 방법에 의해 도포하고, 프리베이크(prebake)한다.
게다가, 투광성 기판(21)상에 컬러 필터층(컬러 필터층(34))를 형성하는 경우에는, 투광성 기판(21)상에 우선 컬러 필터층을 형성하고, 그 후 이 컬러 필터층상에 감광성 수지 재료(61)을 배치한다. 이 경우, 컬러 필터층의 오버코트막을 감광성 수지(61)로 이루어진 막으로 대용하면, 오버코트막을 별도로 설치할 필요가 없기 때문에, 공정수를 삭감할 수 있다. 감광성 수지 재료(61)로서는 폴리에스텔계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 스티렌계 수지 재료 등을 들 수 있지만, 특히 한정되는 것은 아니다.
그 후, 감광성 수지 재료(61)상에 포토레지스트(62)를 스핀코팅하고, 포토마스크를 사용하여 투광성 기판(21) 상면측으로부터 노광을 행하고, 계속하여 현상, 세정, 건조, 포스트베이크를 행하여 도 12b에 도시한 바와 같이 감광성 수지 재료(61)로 이루어진 스트라이프상의 절연막(63)(절연막(41, 52))를 막두께 240nm가 되도록 형성한다.
절연막(63)이 상기와 같이 감광성 수지 재료(61)로 이루어진 것으로, 포토레지스트(62)를 스트라이프상으로 패턴화하는 공정과, 감광성 수지 재료(61)를 에칭함으로써 스트라이프상의 절연막(63…)을 형성하는 공정을 동시에 행할 수 있다. 이 때문에, 제조에 요하는 시간이나 공정수가 삭감되기 때문에, 제조 단가를 저감시킬 수 있다.
그 후, 절연막(63)상에 포토레지스트(62)를 잔존시킨 채로 도 12c에 도시한 바와 같이 도전 재료막(64)를 형성한다. 이 때, 우선 투광성 기판(21) 및 포토레지스트(62)상에 ITO 또는 Ta를 스퍼터 증착 또는 EB 증착시켜 막두께 20nm의 제1막(64a)를 형성한다.
계속하여 제1막(64a)상에 Cu, Al 또는 이들의 합금으로 이루어진 제2막(64b), 및 ITO 또는 Ta로 이루어진 제3막(64c)를 각각 막두께가 200nm, 20nm가 되도록 성막한다.
제2막(64b)을 형성하는 방법으로서는 스퍼터 증착, EB 증착, 도금법 등을 들 수 있다. 이 경우, 도금법을 사용하면, 막 박리나 금속의 뿌옇게 흐려짐이 생기는 일이 없고, 제2막(64b)을 용이하게 두껍게 성막할 수 있는 것으로 양호하다. 도금법으로서는 전해 도금법, 무전해 도금법 등을 들 수 있다.
제2막(64b)을 도금법으로 성막하는 경우에는, 포토레지스트(62)상의 제1막(64a)을 제거하지 않고 제2막(64b)를 성막할 수도 있다. 그렇지만, 포토레지스트(62)상의 제1막(64a)을 리프트 오프에 의해 제거한 후, 예를 들면 전해 도금법을 사용하여 제2막(64b)을 성막함으로써 절연막(63, 63)사이에 성막된 제1막(64a)상에 제2막(64b)을 선택적으로 성막할 수 있다.
또한, 제2막(64b) 및 제3막(64c)을 스퍼터 증착 또는 EB 증착으로 형성하는 경우에는 포토레지스트(62)를 그 위의 제1막(64a), 제2막(64b) 및 제3막(64c)와 함께 리프트 오프한다. 이에 의해 도 12d에 도시한 바와 같이 제1막(64a)으로 이루어진 제1층(65a)(제1층(11a, 51a)), 제2막(64b)으로 이루어진 제2층(65b)(제2층(11b, 51b)), 제3막(64c)으로 이루어진 제3층(65c)(제3층(11c, 51c))가 투광성 기판(21)측으로부터 순서대로 적층된 3층 구조를 가지는 도전 배선(65)(도전 배선(11, 51))이 이웃하는 절연막(63, 63)의 사이에 그 표면이 절연막(63)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 설치되어 있다.
이어서, 도 12e에 도시한 바와 같이 절연막(63…) 및 도전 배선(65…)상에 투명 도전막으로서의 ITO막(66)을 스퍼터 증착 또는 EB 증착에 의해 전면에 형성한다. 게다가, ITO 막(66)상에 포토레지스트(67)를 스핀 코팅한다. 그리고, ITO 전극(투명 전극) 형성용 포토마스크 및 자외선 노광 장치를 사용한 포토리쏘그라피에 의해 포토레지스트(67)을 각각의 도전 배선(65…)과 평행하고, 또한 각각의 절연막(63…)상에서 분단된 스트라이프상으로 패턴화한다.
게다가, ITO막(66) 및 포토레지스트(67)이 형성된 투광성 기판(21)을 미리 35℃로 조정한 브롬화수소산에 10분간 침적하는 것으로 ITO막(66)의 에칭을 행한다.
그 후, 포토레지스트(67)을 제거함으로써 도 12f에 도시한 바와 같이 ITO막(66)으로 이루어진 스트라이프상의 투명 전극(68…)(신호 전극(3…), 주사 전극(5…))이 절연막(63…) 및 도전 배선(65…)상에 도전 배선(65…)과 평행하고 또한 각각의 투명 전극(68)이 각가의 도전 배선(65)과 접하도록 형성된다.
그 후, 투명 전극(68…)이 형성된 투광성 기판(21)상에 SiO2, SiN 등에 의해 절연막(절연막(4, 6))을 형성한다. 게다가, 그 위에 폴리이미드 배향막(배향막(7, 8))을 형성하고, 폴리이미드 배향막에 러빙에 의한 일축 배향 처리를 실시한다. 그리고, 이와 같이 제작된 전극 기판을 마찬가지로 하여 제작된 다른 한 장의 전극 기판에 스페이서를 거쳐 대향시켜 그 사이에 강유전성 액정을 주입함으로써 액정 표시 소자를 제작한다.
또한, 상기 액정 표시 소자는 Si 등의 절연성을 갖는 차광막이 투명 전극(68, 68)사이에 이들과 동일 평면을 형성하도록 설치되어 있는 구성이더라도 좋다. 차광막은 예를 들면 제1 실시예에 나타낸 바와 같은 리프트 오프를 사용하여 형성하면 전극 기판상의 단차가 더욱 작은 액정 표시 소자를 제작할 수 있다.
본 실시예의 구성에 의하면, 도전 배선(65)의 형성면에 단차가 없기 때문에, 균일하고 양호하게 화상을 표시하는 액정 표시 소자를 제공할 수 있다. 이 때문에, 상기의 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란을 억제하고, 표시 품위를 대폭 향상시킬 수 있다. 게다가, 상기의 구성에 의하면, 쇼트 개소를 발생시키는 일없이 대폭 전극 저항을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 화소 영역에 인가되는 구동 신호의 파형의 무디어짐이나 발열에 의한 셀내의 온도 불균일을 억제하여 표면 전위의 저하를 억제할 수 있다.
이 결과, 도 10에 도시한 바와 같이 신호 전극(3…)의 폭이나 주사 전극(5…)의 폭을 다르게 하여 계조 표시를 시킨 경우에도 계조 불량 등의 표시 불량이 없고, 정지화상 및 동화상을 양호하게 표시할 수 있다.
게다가, 본 실시예에 의하면, 도 12d에 도시한 도전 배선(65)에서의 투광성 기판(21) 또는 컬러 필터층(컬러 필터층(34))와의 접촉층(제1층(65a))가 Ta 또는 ITO로 이루어진 것으로 도전 배선(65)와 투광성 기판(21) 또는 컬러 필터층이나 절연막(63)과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. Ta나 ITO는 일반적인 컬러 필터층의 재료 또는 감광성 수지 재료로서 사용되는 거의 모든 수지 재료와의 밀착성이 우수하다.
또한, 본 실시예에 의하면, 도전 배선(65)에서의 최상층(제3층(65c))이 Ta 또는 ITO로 이루어진 것으로, 도전 배선(65)의 표면의 산화나 러빙에 의한 손상을 방지할 수 있다.
게다가, 본 실시예에서도 컬러 필터층(컬러 필터층(34))는 필요에 따라 형성하면 되고, 컬러 필터층이 없는 구성이더라도 좋다.
게다가, 본 실시예에서도 제2 실시예에서 기술한 바와 같이 투광성 기판(1)(투광성 기판(21))에서의 도전 배선(11)(도전 배선(65))가 형성되는 면에 오목부가 설치되고, 또한 도전 배선(11)의 일부가 그 오목부에 매설되어 있는 구조를 채용하는 것이 양호하다. 이 구조에 의하면, 도전 배선(11)이 두껍게 되는 만큼 더욱 저저항화를 도모할 수 있다.
본 실시예의 전극 기판의 제조 방법은 투광성 기판(21)상에 절연 재료막(감광성 수지 재료(61)로 이루어진 막)을 형성하는 공정과, 절연 재료막상에 포토레지스트(62)에 의해 스트라이프상의 패턴을 형성하는 공정과, 절연 재료막을 에칭함으로써 스트라이프상의 절연막(63)을 형성하는 공정과, 절연막(63)상에 포토레지스트(62)를 잔존시킨 채로 절연막(63)이 형성된 투광성 기판(21)상에 도전 재료막(64)을 형성하는 공정과, 포토레지스트(62)를 그 위의 도전 재료막(64)와 함께 제거하는 것으로, 분단된 절연막(63)사이에 도전 재료막(64)로 이루어진 도전 배선(65)을 형성하는 공정과, 절연막(63) 및 도전 배선(65)상에 투명한 전극 재료막(ITO막(66))을 형성하는 공정과, 전극 재료막상에 포토레지스트(67)에 의해 각각의 도전 배선(65)과 평행하고 또한 분단된 절연막(63)의 각각의 위에서 분단된 스트라이프상의 패턴을 형성하는 공정과, 전극 재료막을 에칭함으로써 스트라이프상의 투명 전극(68)을 형성하는 공정을 포함하고 있다.
상기의 제작 방법에 의하면, 포토레지스트(62)를 사용하여 스트라이프상으로 절연막(63)을 형성한 후, 이 포토레지스트(62)를 제거하지 않고 투광성 기판(21)상에 도전 재료막(64)를 형성하고, 리프트 오프에 의해 도전 배선(65)을 형성하기 때문에, 패턴 어긋남을 일으키는 일이 없다. 게다가, 도전 배선(65)과 절연막(63)이 동일 평면을 이루도록 형성되기 때문에, 도전 배선(65)의 형성면에 단차가 없는 구조를 얻을 수 있다. 이 때문에, 이 단차에 의한 배향 혼란이나 쇼트 개소의 발생을 방지하고, 균일하고 양호한 표시를 실시할 수 있는 액정 표시 소자를 제공할 수 있다.
또한, 상기의 제작 방법에서 절연 재료막을 형성하는 절연 재료로서 감광성 수지 재료(61)를 사용하기 때문에, 절연 재료막상에 포토레지스트(62)에 의해 스트라이프상의 패턴을 형성하는 공정과, 절연 재료막을 에칭함으로써 스트라이프상의 절연막(63)을 형성하는 공정을 동시에 행할 수 있다. 이 결과, 제조에 요하는 시간이나 공정수가 삭감되기 때문에, 제조 단가를 저감시킬 수 있다.
게다가, 상기의 제작 방법에서는 도전 배선(27)을 Cu, Al 및 이들의 합금 중 적어도 한 종류의 금속으로 이루어진 층을 포함하도록 형성하고, 도전 재료막(64)의형성 방법으로서 도금법을 사용하고 있다. 도금법을 사용하는 것으로 도전 재료막(64)를 막 박리나 표면의 뿌옇게 흐려짐을 일으키는 일없이 용이하게 두껍게 형성할 수 있다. 따라서, 도전 재료막(64)를 용이하게 소정의 두께로 형성할 수 있다.
[실시예 5]
본 실시예에 대해서 도 13내지 도 17에 근거하여 설명하면 이하와 같다. 게다가, 설명의 편의상 상기의 제1 내지 제4 실시예와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일 부호를 부기한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 소자는 도 13에 도시한 바와 같이 서로 대향하는 2장의 투광성 기판(1, 2)을 구비하고 있다. 투광성 기판(1)의 표면에는 신호 전극(3…)(투명 도전막)이 서로 평행하게 배치되고, 게다가 그 위에 투명한 절연막(4)가 적층된다. 한편, 투광성 기판(2)의 표면에는 복수의 투명한 주사 전극(5…)(투명 도전막)이 신호 전극(3…)과 직교하도록 서로 평행하게 배치되어 있다. 이들의 주사 전극(5…)은 투명한 절연막(6)으로 피복되어 있다. 또한, 절연막(4, 6)상에는 배향막(7, 8)이 각각 형성되어 있다.
신호 전극(3…), 절연막(4) 및 배향막(7)이 형성된 투광성 기판(1)과, 주사 전극(5…), 절연막(6) 및 배향막(8)이 형성된 투광성 기판(2)는 일정 간격(셀 갭)을 두고 대향하도록 밀봉제(14)로 부착되어 있다. 이 투광성 기판(1, 2)의사이에 형성되는 공극에는 강유전성 액정 등의 액정 재료가 충전되어 액정층(10)을 형성하고 있다. 액정층(10)은 밀봉제(14)에 설치된 도시하지 않는 주입구로부터 주입되고, 그 주입구가 밀봉제(15)로 밀봉됨으로써 봉입된다. 투광성 기판(1, 2)는 편광축이 서로 직교하도록 배치된 2장의 편광판(16, 17) 사이에 끼워져 있다.
또한, 투광성 기판(1)에는 신호 전극(3…)의 하측면에 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)가 매설되어 있다. 한편, 도시하지는 않았지만, 투광성 기판(2)에도 주사 전극(5…)의 하측면에 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)와 마찬가지의 도전성 중간층 및 금속 배선층이 매설되어 있다.
금속 배선을 이루는 금속 배선층(72…)는 도전성 중간층(71)상에 도금(전해 도금)에 의해 형성된다. 또한, 금속 배선층(72…)은 투광성 기판(1)과 동일 평면을 이루도록 거의 평탄하게 형성되어 있다. 금속 배선층(72)를 형성하는 재료로서는 단가 및 저항율의 점에서 구리가 적합하지만, 은, 금, 니켈 등이라도 좋다. 단, 은 및 금은 단가가 높다는 결점이 있고, 니켈은 저항율이 높기 때문에 소망의 배선 저항값을 얻는데는 6μm보다 두껍게 성막하지 않으면 안되는 결점이 있다. 이에 대해 구리는 은 다음으로 저항율이 낮고 은 및 금에 비교하여 저렴하다.
도전성 중간층(71)은 투광성 기판(1)과 금속 배선층(72)와의 밀착성을 보충하기 위하여 설치되는 층으로서, 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성된다. 제3 실시예에서도 서술한 바와 같이 일반적으로 글라스 등의 투광성 기판(1, 2)는 금속 배선층(72)를 형성하기 위해 사용되는 금속 재료(특히 구리)와의 밀착성이 높지 않다. 이 때문에, 도전성 중간층(71)은 투광성 기판(1)과 금속 배선층(72)의 쌍방에 밀착성이 양호한 금속, 금속 산화물 또는 금속과 금속 산화물과의 조합에 의해 형성되어 있다.
금속으로서는 니켈, 크롬 등이 적합하며, 금속 산화물로서는 ITO, 산화 주석 등이 적합하다. 또한, 금속 산화물에 의해 형성되는 박막은 투광성 기판과의 밀착성은 양호하지만, 도금에 의해 금속 배선층(72)를 형성하는 금속 재료와의 밀착성은 그 정도로 양호하지는 않다. 한편, 스퍼터링이나 증착에 의해 형성된 금속 박막은 상기의 금속 재료와의 밀착성이 양호하다. 그래서, 금속과 금속 산화물을 조합한 도전성 중간층(71)에 의해 투광성 기판(1, 2)와 금속 배선층(72)와의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 금속, 금속 산화물 또는 금속과 금속 산화물과의 조합에 의해 도전성 중간층(71)을 형성하는 것이 양호하다. 이에 의해, 금속, 금속 산화물 또는 금속과 금속 산화물과의 조합으로부터 투광성 기판(1)의 재료와 금속 배선층(72)의 재료와의 쌍방에 양호한 밀착성을 보이는 재료를 선택할 수 있다. 따라서, 금속 배선층(72)의 고정성을 보다 향상시킬 수 있다.
게다가, 투광성 기판(1, 2)의 재료 및 금속 배선층(72…)의 재료에 따라 도전성 중간층(71…)의 재료를 적절히 선택하면, 도전성 중간층(71…)과 투광성 기판(1, 2) 및 금속 배선층(72…)과의 밀착성을 양호하게 할 수 있다.
또한, 도 14에 도시한 바와 같이 도전성 중간층(71)과 구리로 형성되는 금속 배선층(72…)과의 사이 및 금속 배선층(72…)의 표면에는 산화되기 어려운 금속으로 이루어지는 코팅층(73, 74)이 형성되는 것이 양호하다. 구리는 산화되기 쉽기 때문에, 난산화성의 코팅층(73, 74)에 의해 코팅됨으로써 산화가 방지된다.
코팅층(73)은 도전성 중간층(71…)과 마찬가지로 스퍼터링 또는 증착에 의해 형성된다. 한편, 코팅층(74)는 금속 배선층(72…)과 마찬가지로 도금에 의해 형성된다. 코팅층(73, 74)의 형성용 재료로서는 코팅층(73)이 도전성 중간층(71)을 겸하는 것과 함께, 스퍼터링 또는 전해 도금의 양쪽으로 성막이 가능한 니켈이 적합하다. 그 외의 재료로서는 은을 들 수 있다. 그렇지만, 은은 도전성 중간층(71)로서의 적합성이 니켈보다 떨어지는 것으로 생각되며, 또한 니켈 보다도 고가이라는 불합리가 있다.
여기에서, 투광성 기판(1)에 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)를형성하는 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)을 형성하기 위하여 이온 충격을 사용하는 방법 및 리프트 오프를 사용하는 방법을 사용하고 있다.
게다가, 이하에서는 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)를 투광성 기판(1)상에 형성하는 방법을 설명하지만, 투광성 기판(2)에 대해서도 마찬가지로 형성하기 때문에 편의상 그 설명을 생략한다.
이온 충격을 사용하는 방법에서는 우선 도 15a에 도시한 바와 같이 투광성 기판(1)상에 포토레지스트(81)을 도포하고, 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)를 형성하는 영역에 소정의 패턴화를 실시하여 신호 전극(3…)에 평행한 패턴(81a…)를 형성한다. 다음에, 도 15b에 도시한 바와 같이, 포토레지스트(81)을 통해 투광성 기판(1)을 에칭한다. 그 결과, 투광성 기판(1)에는 양측에 곡면상의 테이퍼면을 갖는 홈(1b…)가 형성된다.
계속하여, 도 15c에 도시한 바와 같이, 스퍼터링이나 증착에 의해 도전성 재료(82)를 성막한다. 이 때, 도전성 재료(82)로서 금속과 금속 산화물을 조합하여 사용하는 경우는 투광성 기판(1)과의 밀착성이 높은 금속 산화물을 먼저 성막하고, 그 위에 금속을 성막한다. 도전성 재료(82)가 성막된 결과, 홈(1b…)의 전면이 도전성 재료(82)에 의해 덮여진다. 홈(1b…)내의 도전성 재료(82)는 도전성 중간층(71)을 이루고 있다.
그 후, 홈(1b…)의 테이퍼면(측면)에 형성된 도전성 재료(82)를 이온 충격에 의해 제거함으로써 도 15d에 도시한 바와 같이 도전성 중간층(71)을 평탄화한다. 이 공정에서 도전성 재료(82)의 막두께는 이온 충격에 의해 전체에서 얇게 되지만, 홈(1b…)의 측면상의 도전성 재료(82)는 포토레지스트(81)상 및 홈(1b…)의 저면(평탄면)상의 도전성 재료(82)에 의해 얇기 때문에, 먼저 제거된다.
게다가, 도 15e에 도시한 바와 같이, 포토레지스트(81)과 함께 그 위의 도전성 재료(82)를 리프트 오프에 의해 제거한다. 또한, 도 15f에 도시한 바와 같이, 전해 도금에 의해 홈(1b…)내에 구리 등을 성막함으로써 금속 배선층(72…)을 형성한다. 그리고, 도 15g에 도시한 바와 같이 투광성 기판(1)상에 금속 배선층(72…)를 덮도록 신호 전극(3…)을 형성한다.
홈(1b…)내에서는 금속 배선층(72)의 하층인 도전성 중간층(71)이 평탄한 저면 및 측면의 일부상에 평탄하게 형성되어 있다. 이에 의해, 금속 배선층(72)는 홈(1b…)의 측면을 따라 성막되는 양측 모서리가 약간 돌출되어 있지만 거의 평탄하게 형성된다.
이와 같이 이온 충격에 의해 홈(1b…)의 측면에 형성된 도전성 중간층(71)을 제거하면, 도전성 중간층(71)의 표면을 연마함으로써 도전성 중간층(71)에제거되기 때문에, 후술하는 리프트 오프를 사용하는 방법보다 공정수가 적다. 따라서, 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 프로세스의 간략화를 도모할 수 있다.
그렇지만, 이온 충격에 의하면 도전성 재료(82)를 전면에 걸쳐 그 표면으로부터 연마해가기 때문에, 리프트 오프를 사용하는 방법과 마찬가지의 두께로 도전성 재료(82)를 성막하면, 도전성 중간층(71…)이 얇게 형성되어 버린다. 따라서, 도전성 중간층(71…)을 소망의 두께로 형성하기 위해서는 도전성 재료(82)를 두껍게 성막하여 둘 필요가 있다. 또한, 이온 충격 장치는 이온 충격에 의해 오염되기 때문에, 청소, 정비 등의 보수에 시간이 걸린다.
한편, 리프트 오프를 사용하는 방법에서는 도 16a 및 도 16b에 도시한 바와 같이, 우선 이온 충격을 사용하는 방법과 마찬가지로 투광성 기판(1)상에 패턴(81a…)를갖는 포토레지스트(81)을 형성하고, 투광성 기판(1)을 에칭한다(도 15a 및 도 15b 참조). 그 결과, 투광성 기판(1)에는 양측에 곡면상의 테이퍼면을 갖는 홈(1b…)가 형성된다.
이어서, 도 16c에 도시한 바와 같이 포토레지스트(81)을 박리하고, 도 16d에 도시한 바와 같이 다시 포토레지스트(83)을 도포한다. 그리고, 이 포토레지스트(83)의 홈(1b…)의 저면상의 부분만 제거함으로써 포토레지스트(83)을 패턴화한다.
계속하여, 도 16e에 도시한 바와 같이 스퍼터링이나 증착에 의해 도전성 재료(82)를 성막한다. 게다가, 도 16f에 도시한 바와 같이 포토레지스트(83)과 함께 그 위의 도전성 재료(82)를 리프트 오프에 의해 제거한다. 이 결과, 홈(1b…)의 저면상에만 도전성 재료(82)가 남아 있고, 도전성 중간층(71)이 형성된다. 이와 같은 도전성 중간층(71)은 수직으로 깎아지르는 양측단을 갖는 판상으로 되어 있다.
그 후는 이온 충격을 사용하는 방법과 마찬가지로 도 16g에 도시한 바와 같이 전해 도금에 의해 금속 배선층(72…)를 형성한다. 그리고, 도 16h에 도시한 바와 같이 투광성 기판(1)상에 금속 배선층(72…)를 덮도록 신호 전극(3…)을 형성한다.
홈(1b…)내에서는 금속 배선층(72)의 하층인 도전성 중간층(71)이 홈(1b…)의 저면상에만 평탄하게 형성되어 있다. 이에 의해, 금속 배선층(72)는 홈(1b…)의 측면을 따라서 성막되는 양측 모서리가 약간 오목하게 되어 있지만, 거의 평탄하게 형성된다.
이와 같이 리프트 오프에 의해 홈(1b…)의 측면에 형성된 도전성 중간층(71)을 제거하면, 전술한 이온 충격을 사용하는 방법보다도 공정수가 많게 되어 이온 충격과 같이 도전성 재료(82)(도전성 중간층(71))의 표면을 연마하지 않기 때문에, 도전성 재료(82)를 두껍게 성막하지 않아도 된다. 또한, 리프트 오프 장치는 이온 충격과 같이 장치를 오염시키지 않기 때문에, 그만큼 청소, 정비 등의 보수에 노력이 들지 않는다. 따라서, 재료의 낭비를 방지하고, 또한 보수성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이온 충격 및 리프트 오프를 사용하는 각각의 방법에서는 금속 배선층(72…)을 전해 도금에 의해 형성하고 있다. 전해 도금에 의하면, 도전체의 위에만 도금되기 때문에, 홈(1b…)의 저면에 형성된 도전성 중간층(71…)에 선택적으로 금속 배선층(72…)를 형성할 수 있다.
게다가, 다른 도금법으로서 무전해 도금이 있지만, 이것에서는 도전성 중간층(71…)상의 선택적인 도금을 행하는 일은 곤란하다.
그런데, 금속 배선층(72)의 두께는 금속 배선층(72)의 재료가 되는 금속의 저항율과 필요로 되는 금속 저항값에 의해 결정된다. 배선 저항은 40인치 정도의 대형의 액정 표시 소자인 경우, 후술하는 바와 같이 시트 저항값으로 말하면 0.01∼0.03Ω/□ 필요하게 된다.
여기에서, 저항율을 ρ[μΩcm]로 하고, 금속 배선층(72)의 막두께를 d[cm]로 하면, 시트 저항 r[Ω/□]은
r = ρ / d
로 표현되기 때문에, ρ 및 r이 정해지면
d = ρ / r
에 의해 필요한 d가 구해진다.
금속으로서 구리를 채용하여 금속 배선층(72)를 형성한 경우, ρ = 2[μΩcm]이다. 따라서, 이 저항율 ρ를 하한값으로 하면, r = 0.01[Ω/□]일 때, d는 상기 식에 의해
d = 2[μΩcm] / 0.01[Ω/□]
= 200 ×10-6[cm] = 2[μm]
로 된다. 또한, r = 0.03[Ω/□] 일 때, d는 상기 식에 의해
d = 2[μΩcm] / 0.03[Ω/□] ≒ 0.7[μm]
가 된다.
금속으로서 구리를 채용하고, 상기의 금속 배선층(72)의 형성에 사용한 도금액과 다른 도금액을 사용하여 다른 금속 배선층(72)를 형성한 경우, ρ = 6[μΩcm]이다. 따라서, 이 저항율 ρ을 상한값으로 하면, r = 0.01[Ω/□]일 때, d는 상기 식에 의해
d = 6[μΩcm] / 0.01[Ω/□] = 6[μm]
으로 된다. 또한, r = 0.03[Ω/□] 일 때, d는 상기 식에 의해
d = 6[μΩcm] / 0.03[Ω/□] = 2[μm]
으로 된다.
상기의 계산에 의해 필요로 되는 d는 0.7∼6μm의 범위의 값으로 된다. 단, 1μm보다 얇은 범위에서는 도금에 의하지 않아도 스퍼터링 등의 성막 방법으로 금속 배선층(72)를 형성할 수 있다. 따라서, 도금으로 금속 배선층(72)를 형성하는 경우, d는 1∼6μm의 범위의 값으로 된다.
이에 의해, 대형의 액정 표시 소자에 적합한 배선 저항을 확보할 수 있으며, 또한 도금에 적합한 막두께로 금속 배선층(72)를 형성할 수 있다. 따라서, 표시 품위가 양호한 대형의 액정 표시 소자를 용이하게 제공할 수 있다.
금속 배선층(72)의 저항값이 높으면, 구동 전압(액정 인가 전압)의 파형에 왜곡이 생겨 액정을 소망대로 구동할 수 없다. 이 때문에, 필요한 시트 저항값을 전술한 바와 같이 0.01∼0.03Ω/□로 정해져 있지만, 이와 같이 정해지는 것은 이하의 수순에 의한다.
우선, 어떤 조건(화면 사이즈, 셀의 구성, 구동 방법 및 액정의 물성값)에서 구동 전압의 파형이 어느 정도 왜곡되었는가를 계산에 의해 시뮬레이션한다. 시뮬레이션에 의해 예를 들면 왜곡이 작은 도 17a에 도시한 바와 같은 파형과, 왜곡이 큰 도 17b에 도시한 것과 같은 파형이 얻어지면, 그 파형을 실제로 액정 셀에 인가한다. 그 결과, 도 17a에 도시한 파형으로는 구동할 수 있지만 도 17b에 도시한 파형으로는 구동할 수 없다는 것을 알 수 있었다.
게다가, 도 17a 및 도 17b에서, -20V 내지 20V의 범위에서 변화하는 교류 파형은 주사 전극에 인가되는 전압을 나타내고, -t0에서 t0의 기간에서 60V의 진폭을 갖는 파형은 신호 전극에 인가되는 전압을 나타내고 있다. 또한, t0= 17.36μs이다.
상기의 시뮬레이션에 근거하여 도 17a 또는 도 17b에 도시한 파형이 얻어진 때의 금속 배선층(72)의 저항값을 산출한다. 그리고, 구동 가능한 도 17a의 파형에서의 저항값과 구동 불가능한 도 17b의 파형에서의 저항값과의 사이에 필요하게 되는 저항값을 선택한다. 게다가, 금속 배선층(72)의 파형으로부터 필요하게 되는 시트 저항값을 산출한다.
이와 같이, 상기의 순서에서의 계산이 많은 변수(상기의 조건)을 포함하여 복잡하기 때문에, 단순히 최적의 시트 저항값을 구하는 것은 곤란하다. 따라서, 상기의 수순으로 얻어진 시트 저항값은 액정 표시 소자가 실제로 사용되는 몇가지 조건하에서도 구동이 정상적으로 행해지도록 대체로 그 값으로서 정해진다.
계속하여, 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)를 형성하는 구체예에 대해서 이하와 같이 설명한다.
[구체예 1]
본 구체예에서는 전술한 이온 충격을 사용한 방법에 따라 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)를 형성한다.
우선, 소다 석회 글라스(soda lime glass)로 이루어진 투광성 기판(1)에 포토레지스트(81)을 도포하고, 패턴화를 실시함으로써(도 15a), 폭 9μm, 피치 120μm의 스트라이프상의 패턴(81a…)를 노광에 의해 포토레지스트(81)에 형성한다. 이어서, 포토레지스트가 도포된 투광성 기판(1)을 15%의 버퍼드 플루오르화수소산(다이킨공업제의 반도체용 버퍼드 플루오르화수소산; 품목번호110)에 15분간 침적함으로써 깊이 1.5μm, 폭 20μm의 홈(1b…)를 투광성 기판(1)에 형성한다(도 15b).
또한, 버퍼드 플루오르화수소산이라는 것은 제2 실시예에서 기술한 바와 같이 플루오르화수소와 플루오르화암모늄과의 혼합물이다.
투광성 기판(1)을 세정 및 건조한 후, 도전성 재료(82)로서 스퍼터링에 의해 ITO를 30nm 성막하고, 또한 그 위에 구리를 400nm 성막한다(도 15c). 그 후, 아르곤 이온 충격을 아르곤 분압 3×10-3Torr, 출력 300W로 15분간 행하여 홈(1b…)내에 형성된 도전성 중간층(71)을 평탄화한다(도 15d). 또한, 리프트 오프에 의해 포토레지스트(81)와 그 위의 도전성 재료(82)를 제거한다(도 15e).
전해 도금 프로세스에서는 우선 희염산에 투광성 기판(1)을 침적하여 구리(도전성 중간층(71…))의 표면에 형성되는 산화막을 제거하고, 순수물 세정을 한 후, 활성화 처리를 행한다. 그 후, (주) 고순도 화학 연구소제의 구리 도금액 C-100EP 중에 도금 온도 55℃, 전류 밀도 14.6mA/cm2로 16분간 전해 도금을 행하여 금속 배선층(72…)를 형성한다(도 15f). 그리고, 종래의 프로세스에 의해 신호 전극(3…)을 형성한다(도 15g).
상기와 같이 하여 얻어진 금속 배선층(72…)는 양측 모서리가 약간 돌출할 뿐이며, 투광성 기판(1)과 함께 거의 동일 평면을 형성하고 있다. 이 금속 배선층(72…)의 저항율은 2.6μΩcm이고, 시트 저항율은 4.7×10-3Ω/□이다.
이와 같이 도금 처리에 구리 도금액을 사용하는 것이 양호하다. 이에 의해 금속 배선층(72…)이 구리에 의해 형성된다. 구리는 은 다음으로 저항율이 낮고, 또한 은이나 금에 비해 비용이 들지 않는다. 따라서, 액정 표시 소자용 전극 기판을 저가로 제조할 수 있다.
또한, 도전성 중간층(71)의 평탄화시에는 이온 충격의 조건을 최적화함으로써 도전성 중간층(71)의 평탄성을 보다 높일 수 있다. 예를 들면, 이온 충격의 시간을 길게 할수록 도전성 재료(82)를 더욱 연마할 수 있기 때문에, 이온 충격의 시간을 길게 설정하면, 홈(1b…)의 측면에 성막된 도전성 재료(82)를 확실히 제거할 수 있다.
[비교예]
본 비교예에서는 상기의 구체예 1과 동일 조건으로 도전성 중간층을 형성하고, 아르곤 이온 충격을 행하지 않고 도 15c에 도시한 상태에서 구체예 1과 동일 조건으로 전해 구리 도금을 행한다. 이 결과 얻어진 도전성 중간층은 양측 모서리가 크게 돌출하고, 홈으로부터 투광성 기판의 표면에 크게 돌출하고 있다(도 25b 참조).
[구체예 2]
본 구체예에서는 전술한 리프트 오프를 사용한 방법에 따라 도전성 중간층(71…) 및 금속 배선층(72…)를 형성한다.
우선, 구체예 1과 마찬가지로 하여 소다 회석 글라스로 이루어진 투광성 기판(1)에 깊이 6μm의 홈(1b…)를 형성한 후(도 16b), 포토레지스트(81)을 박리한다(도 16c). 이어서, 포토레지스트(83)을 도포하고, 상기의 포토레지스트(81)을 패턴화할 때에 사용한 마스크를 사용하여 포토레지스트(83)을 노광함으로써 홈(1b…)의 저면만 노출하도록 패턴화를 행한다(도 16d). 계속하여, 구체예 1과 마찬가지로 하여 도전성 재료(82)를 성막하고(도 16e), 리프트 오프에 의해 불필요한 도전성 재료(82)를 제거하여 평탄한 도전성 중간층(71…)을 형성한다(도 16f).
전류 밀도(18mA/cm2)과 시간(20분간)이 서로 다른 이외는 구체예 1과 동일 조건으로 전해 도금을 행하여 구리로 이루어진 금속 배선층(72…)를 형성한다(도 16g). 그리고, 종래의 프로세스에 의해 신호 전극(3…)을 형성한다(도 16h).
상기와 같이 하여 얻어진 금속 배선층(72…)는 양측 모서리가 약간 오목할 뿐이며, 투광성 기판(1)과 함께 거의 동일 평면을 형성하고 있다. 이 금속 배선층(72…)의 저항율은 2.6μΩcm이고, 시트 저항은 4.3×10-3Ω/□이다.
[구체예 3]
본 구체예에서는 구체예 1과 마찬가지로 하여 소다 석회 글라스로 이루어진 투광성 기판(1)을 2장 준비하고, 각각에 깊이 2μm의 홈(1b…)를 형성한다(도 15b). 이어서, 한쪽의 투광성 기판(1)에 도전성 재료(82)로서 ITO(금속 산화물)을 100nm 성막한다(도 15c). 게다가, 각각의 투광성 기판(1)에 대해 구체예 1과 마찬가지로 하여 아르곤 이온 충격 및 리프트 오프를 행하여 도전성 중간층(71…)을 형성한다(도 15e).
그리고, 구체예 1과 전류 밀도(10mA/cm2)와 시간(8분간)이 서로 다른 이외는 동일 조건으로 전해 도금을 행하여 구리로 이루어진 금속 배선층(72…)을 형성한다(도 15f).
어떤 투광성 기판(1)에서도 상기와 같이 하여 형성된 금속 배선층(72…)는 구체예 1에서 얻어진 금속 배선층(72…)과 마찬가지로 평타나한 표면 형상을 이루고 있다.
게다가, 구체예 1 내지 3과 비교예에서 얻어진 금속 배선층(72…)의 돌출량 또는 오목량은 표 1과 같이 계측되었다. 구체예 1 내지 3과 비교예에서는 홈(1b)의 깊이가 통일되어 있지 않지만, 표 1에서는 비교를 용이하게 하기위해 홈(1b)의 깊이를 6μm로 통일한 경우의 계측값을 기재하고 있다.
돌출량 오목량
구체예 1 1μm 이하 -
비교예 5μm 정도 -
구체예 2 - 1μm 이하
구체예 3 1μm 이하 -
발명의 상세한 설명의 항목에서 이루어진 구체적인 실시 태양 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 그러한 구체예에만 한정하여 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 이후에 기재하는 특허 청구 사항의 범위내에서 여러 가지 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 소자는 액정의 배향성이나 스위칭 특성에 악영향을 미치지 않고 고콘트래스트로 균일한 특성의 표시를 실현하는 것이 가능하다. 또한, 투명 전극의 표면과 도전 배선의 표면과의 단차에 의해 발생하는 액정의 배향의 혼란이 억제되고, 표시 품위가 대폭 향상되기 때문에, 균일한 특성으로 양호한 표시를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조 방법에 따르면 도전 배선이 오목부의 깊이분만큼 두껍게 형성되므로, 투명 전극을 두껍게 형성하지 않아도 더욱 저저항화를 실현할 수 있다.

Claims (87)

  1. 스트라이프(stripe)상으로 형성된 투명 전극 및 이 투명 전극에 도전 접촉하는 도전 배선을 갖는 한쌍의 투광성 기판과,
    대향하여 배치되는 상기 투광성 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하되,
    상기 도전 배선은 상기 투광성 기판에 밀착하는 도전 재료로 이루어진 제1층을 가지는 것과 함께, 상기 투광성 기판상의 이웃하는 상기 투명 전극 사이에 그 한쪽의 투명 전극과 서로의 길이 방향의 측면에서만 접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제1층의 상부에 상기 제1층보다 저항이 낮은 금속 재료로 이루어지는 제2층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2층은 동, 알루미늄 및 이들의 함금으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제2층의 상부에 상기 제2층보다 경도 및 난산화성(難酸化性)이 높은 도전 재료로 이루어지는 제3층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도전 배선의 일부가 상기 투광성 기판에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    한쪽의 상기 투광성 기판에서 그 투광성 기판과 상기 도전 배선과의 사이에 설치되어 있는 컬러 필터층을 더 포함하고,
    상기 컬러 필터층상에 형성되는 상기 도전 배선에서의 상기 제1층은 상기 투광성 기판 대신에 컬러 필터층에 밀착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제1층의 상부에 상기 제1층보다 저항이 낮은 금속 재료로 이루어지는 제2층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2층은 동, 알루미늄 및 이들 함금으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제2층의 상부에 상기 제2층보다 경도 및 난산화성(難酸化性)이 높은 도전 재료로 이루어지는 제3층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제3층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전극의 표면의 높이와 상기 도전 배선의 표면의 높이가 같은 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도전 배선이 상기 투명 전극을 사이에 두도록 상기 투명 전극의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도전 배선의 일부가 상기 투광성 기판에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 투광성 기판은 상기 투명 전극과 상기 도전 배선으로 이루어지는 전극 사이에 그 표면의 높이가 상기 전극 표면의 높이와 같은 높이를 가지도록 형성되는 절연성의 차광 부재를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 도전 배선의 일부가 상기 투광성 기판에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 액정층이 강유전성 액정 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  24. 한쌍의 투광성 기판과,
    상기 투광성 기판상에 분단하도록 형성되는 절연막과,
    상기 절연막상에 형성되는 소정 패턴의 투명 전극과,
    상기 투명 전극에 도전 접촉하는 도전 배선으로서, 상기 투광성 기판에 밀착하는 도전 재료로 이루어지는 제1층을 가지는 것과 함께 상기 절연막 사이에 상기 절연막과 동일 평면을 이루도록 형성되는 도전 배선과,
    대향하여 배치되는 상기 투광성 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하고 있는 액정 표시 소자.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제1층의 상부에 상기 제1층보다 저항이 낮은 금속 재료로 이루어지는 제2층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제2층은 동, 알루미늄 및 이들의 함금으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제2층의 상부에 상기 제2층보다 경도 및 난산화성(難酸化性)이 높은 도전 재료로 이루어지는 제3층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제3층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 제3층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  32. 제24항에 있어서,
    상기 도전 배선의 일부가 상기 투광성 기판에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  33. 제24항에 있어서,
    한쪽의 상기 투광성 기판에서 그 투광성 기판과 상기 절연막 및 상기 도전 배선과의 사이에 설치되어 있는 컬러 필터층을 더 포함하고,
    상기 컬러 필터층상에 형성되는 상기 도전 배선에서의 상기 제1층은 상기 투광성 기판 대신에 컬러 필터층에 밀착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제1층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 제1층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제1층의 상부에 상기 제1층보다 저항이 낮은 금속 재료로 이루어지는 제2층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제2층은 동, 알루미늄 및 이들의 함금으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 도전 배선은 상기 제2층의 상부에 상기 제2층보다 경도 및 난산화성(難酸化性)이 높은 도전 재료로 이루어지는 제3층을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제3층은 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 제3층의 두께가 0.005∼1μm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  41. 제24항에 있어서,
    상기 액정층이 강유전성 액정 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  42. 소정 패턴의 홈을 갖는 한쌍의 투광성 기판과,
    상기 투광성 기판상에 형성되는 소정 패턴의 투명 전극과,
    상기 홈 안에 금속 도금에 의해 형성되어 상기 투명 전극에 도전 접촉하는 금속 배선과,
    상기 투광성 기판과 상기 금속 배선에 밀착하는 재료에 의해 상기 홈의 저면에 평탄하게 형성된 도전성 중간층과,
    대향하여 배치되는 상기 투광성 기판의 사이에 형성되는 액정층
    을 포함하고 있는 액정 표시 소자.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 금속 배선이 1∼6μm의 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 금속 배선이 전해 도금법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 금속 배선이 동 도금에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 도전성 중간층 및 상기 금속 배선의 산화를 각각 방지하는 제1 및 제2의 코팅층으로서, 상기 도전성 중간층의 상부에 설치되는 제1 코팅층 및 상기 금속 배선의 상부에 설치되는 제2 코팅층을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코팅층이 니켈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  48. 제42항에 있어서,
    상기 도전성 중간층이 금속, 금속 산화물 또는 금속과 금속 산화물과의 조합에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 금속 배선이 1∼6μm의 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  50. 제48항에 있어서,
    상기 금속 배선이 전해 도금법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 금속 배선이 동 도금에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 도전성 중간층 및 상기 금속 배선의 산화를 각각 방지하는 제1 및 제2의 코팅층으로서, 상기 도전성 중간층의 상부에 설치되는 제1 코팅층 및 상기 금속 배선의 상부에 설치되는 제2 코팅층을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코팅층이 니켈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  54. 제42항에 있어서,
    상기 액정층이 강유전성 액정 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  55. (1) 투광성 기판상에 투명 도전막을 형성하는 공정과,
    (2) 상기 투명 도전막상에 포토레지스트를성막하고, 이 포토레지스트를 스트라이프상으로 패턴화하는 공정과,
    (3) 상기 투명 도전막을 에칭함으로써 스트라이프상의 투명 전극을 형성하는 공정과,
    (4) 상기 투명 전극상에 포토레지스트를 잔존시킨 채로 상기 투광성 기판상에 상기 투광성 기판에 밀착하는 층을 포함하는 도전 재료막을 형성하는 공정과,
    (5) 상기 포토레지스트를 그 위의 상기 도전 재료막과 함께 제거하는 공정과,
    (6) 다른 포토레지스트를 이용하여 상기 투명 전극 사이에 잔존하는 상기 도전 재료막을 스트라이프상으로 에칭함으로써 인접하는 한쪽의 상기 투명 전극에 접하는 스트라이프상의 도전 배선을 형성하는 공정
    을 포함하고 있는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 도전 재료막을 상기 투명 전극상의 상기 포토레지스트의 길이 방향의 측면과 상기 투명 전극의 길이 방향의 측면과의 단차를 없애도록 상기 (3) 및 (4) 공정의 사이에 상기 포토레지스트에 자외선을 조사한 후에 포스트베이크(postbake)를 행하는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  57. 제55항에 있어서,
    상기 (3) 및 (4) 공정의 사이에 상기 투광성 기판에서의 상기 도전 배선이 형성되는 면에 상기 도전 배선의 일부를 매설할 수 있는 오목부를 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  58. 제55항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 우선 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 제1층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 제1층의 상부에 동, 알루미늄 및 이들의 합금 중 적어도 한 종류의 금속으로 이루어지는 제2층을 도금법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 제2층의 상부에 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 제3층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  61. (1) 투광성 기판상에 절연 재료로 이루어지는 막을 형성하는 공정과,
    (2) 상기절연 재료막상에 포토레지스트를 성막하고 이 포토레지스트를 스트라이프상으로 패턴화하는 공정과,
    (3) 상기 절연 재료막을 에칭함으로써 스트라이프상의 절연막을 형성하는 공정과,
    (4) 상기 투명 전극상에 상기 포토레지스트를 잔존시킨 채로 상기 투광성 기판상에 상기 투광성 기판에 밀착하는 층을 포함하는 도전 재료막을 상기 절연막과 동일 두께로 형성하는 공정과,
    (5) 상기 포토레지스트를 그 위의 상기 도전 재료막과 함께 제거함으로써 분단된 상기 절연막 사이에 잔존한 상기 도전 재료막으로 이루어지는 도전 배선을 형성하는 공정과,
    (6) 상기 절연막 및 상기 금속 배선상에 투명 도전막을 형성하는 공정과,
    (7) 다른 포토레지스트를 사용하여 상기 투명 도전막을 상기 각 도전 배선마다 상기 각 절연막상에서 분단하도록 에칭함으로써 스트라이프상의 투명 전극을 형성하는 공정
    을 포함하고 있는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  62. 제61항에 있어서,
    상기 절연 재료로서 감광성 수지 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  63. 제61항에 있어서,
    상기 (3) 및 (4) 공정 사이에 상기 투광성 기판에서의 상기 도전 배선이 형성되는 면에 상기 도전 배선의 일부를 매설할 수 있는 오목부를 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  64. 제61항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 우선 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 제1층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 제1층의 상부에 동, 알루미늄 및 이들의 합금 중 적어도 한 종류의 금속으로 이루어지는 제2층을 도금법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 제2층의 상부에 인듐 주석 산화물 및 탄탈 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 제3층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  67. 투광성 기판상에 적어도 투명 전극과 이 투명 전극에 도전 접촉하는 금속 배선으로 이루어지는 소정 패턴의 전극을 구비하고 있는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법에 있어서,
    (1) 투광성 기판상에 소정 패턴의 홈을 형성하는 공정과,
    (2) 상기 홈의 부분에만 상기 투광성 기판과 상기 금속 배선에 밀착하는 재료로 이루어지는 도전성 중간층을 형성하는 공정과,
    (3) 상기 도전성 중간층을 평탄화하는 공정과,
    (4) 상기 홈안에서 평탄화된 상기 도전성 중간층상에 금속 도금에 의해 상기 금속 배선을 형성하는 공정과,
    (5) 상기 투광성 기판상에 투명 도전막을 형성하고, 이 투명 도전막을 패턴화함으로써 상기 금속 배선의 각각에 접촉하는 투명 전극을 형성하는 공정
    을 포함하고 있는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 (2) 공정에서 상기 홈의 측면에 형성된 상기 도전성 중간층을 상기 (3) 공정에서 이온 충격에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 (1) 공정에서 포토레지스트를 사용하여 상기 홈을 형성하고, 상기 (2) 공정에서 상기 포토레지스트를 이용하여 상기 도전성 중간층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  70. 제68항에 있어서,
    상기 이온 충격으로서 아르곤 이온 충격을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  71. 제67항에 있어서,
    상기 (2) 공정에서 상기 홈의 측면에 형성된 상기 도전성 중간층을 상기 (3) 공정에서 리프트 오프(lift off)에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  72. 제67항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서의 도금 처리를 전해 도금법에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 도금 처리에 동 도금액을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  74. 제67항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 금속 배선의 시트 저항값을 0.01∼0.03Ω/□로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  75. 제74항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 금속 배선의 저항율이 2∼6μΩcm로 되도록 도금 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  76. 제75항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 1∼6μm의 두께로 상기 금속 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  77. 제67항에 있어서,
    상기 (2) 공정에서 금속, 금속 산화물 또는 금속과 금속 산화물과의 조합에 의해 상기 도전성 중간층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 (2) 공정에서 상기 도전성 중간층을 형성하는 재료로서 금속과 금속 산화물을 조합하여 사용하고, 금속 산화물을 먼저 성막하고 그 위에 금속을 성막하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  79. 제77항에 있어서,
    상기 (2) 공정에서 상기 홈의 측면에 형성된 상기 도전성 중간층을 상기 (3) 공정에서 이온 충격에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  80. 제79항에 있어서,
    상기 (1) 공정에서 포토레지스트를 사용하여 상기 홈을 형성하고, 상기 (2) 공정에서 상기 포토레지스트를 사용하여 상기 도전성 중간층을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  81. 제79항에 있어서,
    상기 이온 충격으로서 아르곤 이온 충격을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  82. 제77항에 있어서,
    상기 (2) 공정에서 상기 홈의 측면에 형성된 상기 도전성 중간층을 상기 (3) 공정에서 리프트 오프에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  83. 제77항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서의 도금 처리를 전해 도금법에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  84. 제77항에 있어서,
    상기 도금 처리에 동 도금액을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  85. 제77항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 금속 배선의 시트 저항값을 0.01∼0.03Ω/□로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  86. 제85항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 상기 금속 배선의 저항율이 2∼6μΩcm로 되도록 도금 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
  87. 제86항에 있어서,
    상기 (4) 공정에서 1∼6μm의 두께로 상기 금속 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자용 전극 기판의 제조 방법.
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