JPH0273230A - 基板のパターニング法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、透明電極基板、それを用いた電気光学素子及
びそのパターニング法に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、液晶表示素子、エレクトロクロミック表示素
子等の電気光学素子の透明導電膜等をパターニングする
ためには、その透明導電膜等を形成した基板上にフォト
レジスト層を形成し、その上にフォトマスクと光源とを
配置してパターンを露光し、不要パターンを除去して、
その透明導電膜等の特定のパターンを形成することが行
われている。

しかし、このフォトマスクにゴミが付着していると、そ
のゴミがパターンとして写し込まれてしまい、正確なパ
ターニングができない、例えば、隣接電極パターンの短
絡というような問題を生じた。

このため、フォトマスク上のゴミを除去するために、洗
浄を行ったり、帯電防止空気の吹き付けによる吹き飛ば
しを行りたすしているが、完全にゴミが除去されるには
至っていない。

近年、液晶表示素子等の電気光学素子は、高精細化が進
み、大面積でかつ細かいパターンが要求されており、こ
のゴミによるパターン不良が大きな問題になってきてい
る。

そこで、ゴミの存在を予想し、避けられないものとみな
して、ゴミがある程度存在してもパターン不良を生じな
いようなパターニング法が望まれている。

例えば、複製されたフォトマスクで別個の経歴を経たも
のを複数枚用意し、複数回の露光工程を通過させること
により、ゴミの付着の影響を少なくしていた。

これは、別個の経歴を経たフォトマスクを利用すること
により、その同一箇所にゴミ等が付着している可能性は
極めて低いためである。具体的には、同一箇所にゴミ等
が付着している可能性は統計的には数億分の１程度と低
い。これにより、そのゴミ等がそのままパターンとして
残ることを防止できることに基いている。

［発明の解決しようとする課題］ しかし、このような複数回の露光工程を経ることは、加
工時間の増加、位置合せ不良の発生等の問題点を増加さ
せる原因にもなっていた。

さらに、同一のフォトマスクを用いて、間番こ洗浄や吹
き飛ばし工程を設けて、？！数回の露光工程を経る場合
には、フォトマスク素材自体のキズ、気泡、洗浄等によ
り容易に除去できない粘着性ゴミ等に対しては、同等効
果を生じないという問題点を有していた。

本発明は、露光工程の時間を大幅に増加させることなく
、ゴミ等によるパターン不良を減少させることを目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであ
り、透明導電膜を形成した基板上にフォトレジスト層を
形成し、その上にフォトマスクと光源とを配置してパタ
ーンを露光し、不要パターンを除去して、特定のパター
ンを形成した透明電極基板において、フォトマスクと光
源との間に光を収束させる部材を配置して、パターンを
露光して形成したことを特徴とする透明電極基板、及び
、その透明電極基板を用いて、基板間に電気光学媒体を
挟持してなることを特徴とする電気光学素子、及び、パ
ターニングする膜を形成した基板上にフォトレジスト層
を形成し、その上にフォトマスクと光源とを配置してパ
ターンを露光し、不要パターンを除去して、特定のパタ
ーンを形成する基板のパターニング法において、フォト
マスクと光源との間に光を収束させる部材を配置して、
パターンを露光して形成したことを特徴とする基板のパ
タニング法を提供するものである。

本発明では、フォトマスクと光源との間に光を収束させ
る部材を配置して、パターンを露光して形成することに
より、ゴミ等が存在していても、それがそのままパター
ンとして残されに（（、パターン不良を生じにくい。

本発明の基板としては、ガラス、プラスチック、金属、
セラミック等公知の種々の材料が使用でき５その上にパ
ターニングを行いたい透明導電膜等のパターニングする
膜が形成されている。この基板とパターニングする膜と
の間に。

別の膜、例えば、絶縁膜、半導体膜、カラーフィルター
膜、導電膜、接着性向上膜等が設けられていてもよい。

パターニングする膜としては、酸化インジウム系または
酸化スズ系の透明導電膜が代表的な膜であるが、このほ
か、金属導電膜、絶縁膜、半導体膜、カラーフィルター
膜、遮光膜等パターニングが要求されるものであれば何
でも使用可能である。

本発明は、特に、パターニングする膜として酸化インジ
ウム系または酸化スズ系の透明導電膜を用いた透明電極
基板に好適であり、隣接電極間短絡が大問題となる基板
面に狭い電極絶縁幅で多数の電極群が形成される用途に
好適である。具体的には、液晶等の電気光学媒体を透明
電極基板間に挟持してなる液晶表示素子等の電気光学素
子に好適である。

最近の液晶素子では、画素数が６４０Ｘ　４００ドツト
というような高精細な素子が要求されており、特にカラ
ー化するとすれば、セグメント電極は１９２０本必要と
なる。また、この場合、コントラスト比を上げるために
は、電極間の絶縁幅が挟いほど良いこととなるので、隣
接電極間の絶縁幅はより狭い方へ移行してきている。こ
のため、本発明によって、この隣接電極間の短絡の危険
性が減るメリットは極めて大きい。

本発明のフォトマスクと光源との間に光を収束させる部
材としては、円筒形レンズ、半円筒形レンズ、鈍角プリ
ズム等があり、光源からでた平行光線を収束させる機能
を有する部材が使用できる。もっとも、線状光源でなく
、点状光源の場合には、通常のレンズでも使用できる。

本発明の電気光学素子とは、少な（とも一方が本発明に
よる透明導電膜をパターニングした透明電極基板を用い
て、一対の電極付の基板間に液晶物質、エレクトロクロ
ミック物質等の電気光学媒体を挟持してなる素子であり
、特に。

液晶物質を用いた電気表示素子に適している。

本発明を図面を参照しつつ、さらに詳しく説明する。

第１図は、本発明の露光工程を示す正面図であり、第２
図はそのＡＡ面断面図である。

本発明では、まず、この透明導電膜等のパタニングする
膜ｌを形成した基板２上に、フォトレジスト層３を印刷
法、ロールコート法、スピンコード法等で形成する。次
いで、その上にパターン層４を形成したフォトマスク５
をわずかな間隔を置いて配置する。具体的には、　　ｉ
ｏ。

〜３００μｍ程度間隔をあければよい、このフォトマス
ク５の上方に平行光線を発生させる図示されていない光
源を配置する。

本発明では、このフォトマスク５と図示されていない光
源との間に光を収束させる部材６を配置する。この例で
は、円筒形レンズを配置している。

この光を収束させる部材により、ゴミ７が存在しても、
光が回り込み小さなゴミであればパターンを形成しない
ですむ。

この場合、光源が走査する方向は第１図では図の前後方
向であり、第２図では図の左右方向である。

このため、この走査方向は、形成するパターンのゴミに
より切れ目やブリッジが形成された場合に困る方向に直
交する方向とすることが好ましい。

図の透明導電膜の例では、ストライブ状透明電極が第１
図の前後方向に帯状に延びているようにすることが好ま
しい、これにより、短絡や断線の原因となる繊維状等の
細長いゴミの長手方向がこの図のように隣接パターン間
にかかつていても、走査することにより、その狭い幅方
向（第２図の左右方向）は、光が回り込むことにより、
露光されることとなり、ゴミの下の部分も露光される。

これに対して、この例では第２図の左右方向に長平方向
がある細長いゴミでは、充分光が回り込まないため、充
分露光されないこととなる。このため、ストライブ状透
明電極が第２図の左右方向に帯状に延びているようにす
ることが好ましい、これにより、帯状電極を横切る方向
の細長いゴミによる悪影響は除去できる。なお、帯状電
極に沿った方向の細長いゴミは、パターンに影響を与＾
ろが、１）１極に沿っているため、電極の断線や短絡と
いう事態は生じにくい、このため、この例のように線状
の光源を利用する場合には、パターンに沿った方向に走
査するようにすることが好ましい。

また、本発明によれば、フォトマスクに付着したゴミの
みでなく、フォトマスク素材自体のキズ、気泡等の欠点
であっても、小さいものはパターンを形成しないですむ
。

また、フォトレジストは、ネガ型、ポジ型のいずれでも
使用可能である。

上記例では、線状光源による走査例を示したが、点状光
源を用いた場合には通常のレンズ状の部材を用いて光を
回り込ませてもよい。

また、上記例では、透明導電膜をパターニングする例を
中心に示したが、前述したように金属導電膜、絶縁膜、
半導体膜、カラーフィルター膜、遮光膜等をパターニン
グする際にも使用できることは明らかである。

なお、このような基板を用いて、電気光学素子を形成す
るのは公知の電気光学素子の構成及び製法が利用できる
。

具体的に液晶表示素子の例をとって説明すれば、上記透
明電極基板上に必要に応じてＳｉＯ□、５ｉＯｚ−Ｔｉ
Ｏ□等の絶縁膜、Ｓｉｎ、ポリイミド、ポリアミド等の
配向膜、カラーフィルター、遮光膜等を形成し、２枚の
基板を周辺でシールし、注入口から液晶を注入して注入
口を封止して液晶セルを形成すればよい。この液晶セル
の外側に必要に応じて偏光膜１反射膜、光源、タッチス
イッチ等を配置して液晶表示素子を製造すればよい。

本発明では、この外、本発明の効果を損しない範囲内で
種々の応用が可能なものである。

［作用Ｊ 本発明の作用を図面を参照して説明する。

従来の光を収束させる部材を使用しない場合には、光は
光源から平行光線として供給されるため、フォトマスク
５上のゴミ７は、そのまま写し込まれ、パターンを形成
することとなる。

このため、例えば、図の例が透明導電膜のパターニング
の例であった場合には、ゴミの存在した部分で電極間に
ブリッジができ隣接電極間短絡を生じたり、を極が途中
で切れて断線してし・まうこととなる。

これに対して、本発明の場合には、第２図に示すように
、光源からでた平行光線が光を収束させる部材６により
曲げられて収束されため、ゴミの横を通過した光がゴミ
の下の部分まで到達し、その部分のフォトレジストが感
光することどなる。

これにより、小さなゴミであれば、ゴミがないのと同様
にパターニングができ、加工時間をほとんど増加させる
ことなく、短絡、断線等の問題を生じにくくできるため
、生産性が極めて良くなる。

［実施例］ 実施例１ 液晶表示素子用のＩ　Ｔ　Ｏ（ＩｎｚＯｓ−３ｎＯｘ）
透明導電膜を形成したガラス基板の透明電極のパタニン
グを第１図及び第２図に示すような露光装置を用いて行
った。

一方の基板は、　６４０本のストライブ状電極を形成し
、ストライブ状電極の長平方向に光源の走査を行った。

また、他方の基板はこれと直交するような方向に２００
本のストライブ状電極を形成し、やはりそのストライブ
状電極の長平方向に光源の走査を行った。

円筒形レンズを用いなかった比較例に比して実施例の基
板は、欠陥（短絡、断線）がほぼ数分の１になった。

これら２枚の基板上にＳｉｎ□〜ＴｉＯ□の絶縁層を形
成し、さらにポリイミド層を形成し、これをラビングし
て配向層を形成した。これら２枚の基板を周辺をシール
材でシールして、内部に液晶を注入し、注入口を封止し
て液晶セルを形成した。

この液晶セルの両側に一対の偏光膜を配置して、ツイス
トネマチック型液晶表示素子を作成した。

実施例２ 実施例１の６４０本のストライブ状電極を形成した基板
を形成する代りに、Ｒ８０３色のカラーフィルターを形
成し、その上に平坦化層を介してＩＴＯによる透明導電
膜を形成した基板を用いて、　９６０本のストライブ状
電極を形成した基板を作成した。

その他の点は実施例１と同様にして、液晶表示素子を作
成したところ、良い歩留りでカラー液晶表示素子が得ら
れた。

実施例３ 実施例１の円筒形レンズに佐久、下側に凸な半円筒形レ
ンズを用いたほかは実施例１と同様にして、露光を行っ
た。

この実施例３の基板は、実施例１と同様に欠陥が少ない
ものであった。

これら２枚の基板を用いて、実施例１と同様にしてツイ
ストネマチック型液晶表示素子を作成した。

実施例４ 実施例１の円筒形レンズに佐久、下側に凸な三角形状の
プリズムを鈍角が下側にくるように配置した鈍角プリズ
ムを用いたほかは実施例１と同様にして、露光を行った
。

この実施例４の基扱け、実施例１と同様に欠陥が少ない
ものであった。

これら２枚の基板を用いて、実施例１と同様にしてツイ
ストネマチック型液晶表示素子を作成した。

［発明の効果］ 本発明では、フォトマスクと光源との間に、円筒形レン
ズ等の光を収束させる部材を配置して、パターンを露光
して形成することにより、ゴミ等が存在していても、そ
れがそのままパターンとして残されにく（、パターン不
良を生じにくい。

即ち、本発明では、光源からでた平行光線が光を収束さ
せる部材により曲げられて収束されため、ゴミの横を通
過した光がゴミの下の部分まで到達し、その部分のフォ
トレジストが感光するため、小さなゴミであれば、ゴミ
がないのと同様にパターニングができることとなる。

さらに、本発明は加工時間をほとんど増加させることな
（、短絡、断線等の問題を生じにくくできるため、生産
性が極めて良くなる。

本発明では、この外、本発明の効果を損しない範囲内で
種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の露光工程を示す正面図であり、第２
図はそのＡＡ面断面図である。 パターニングする膜 基板 フォトレジスト層 パターン層 フォトマスク 光を収束させる部材 ゴミ ：　　ｌ ：　　２ ：　　３ ：　　４ ：　　５ ：　　６ ：　　７ １＋−Ａ ↓τ↓

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明導電膜を形成した基板上にフォトレジスト層
   を形成し、その上にフォトマスクと光源とを配置してパ
   ターンを露光し、不要パターンを除去して、特定のパタ
   ーンを形成した透明電極基板において、フォトマスクと
   光源との間に光を収束させる部材を配置して、パターン
   を露光して形成したことを特徴とする透明電極基板。
2. （２）請求項１の透明電極基板を用いて、基板間に電気
   光学媒体を挟持してなることを特徴とする電気光学素子
   。
3. （３）パターニングする膜を形成した基板上にフォトレ
   ジスト層を形成し、その上にフォトマスクと光源とを配
   置してパターンを露光し、不要パターンを除去して、特
   定のパターンを形成する基板のパターニング法において
   、フォトマスクと光源との間に光を収束させる部材を配
   置して、パターンを露光して形成したことを特徴とする
   基板のパターニング法。