JPH0383022A - 電気光学装置の製造方法 - 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］ 本発明は電気光学装置の製造方法に関する。さらに詳し
くは、導電体−非線形電気伝導層一導電体構造を有する
非線形素子（従来、金属−絶縁体−金属構造により構成
されているため、ＭＩＭ素子と呼ばれており、以下本明
細書でもＭ　Ｉ　Ｍ素子と呼ぶ）をアクティブ基板上の
各画素電極ごとに設けて、マルチプレックス特性を向上
させた、電気光学装置の製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、主に液晶を用いた単純マトリクス型電気光学装置
の実用化が進み、パソコン、パーソナルワープロなどの
フラットパネルデイスプレィとして幅広く用いられるよ
うになってきた。よって、さらなる表示情報の大容量化
、高密度化、高速化の要請に応えられ、製造工程も比較
的簡素な２端イー素子型、中でもＨＩＭ素子によるアク
ティブマトリクスを電気光学装置に対する期待が高まっ
ている。このＭＩＭ素子は酸化タンタルを非線形電気伝
導層として、弊社がすでに液晶テレビジョン受像機等へ
の実用化を行なっている。

また、既に発明者らは、有機薄膜による非線形電気伝導
層を用い、電気的特性を向上させたＭＩＭ素子によるア
クティブマトリクス型電気光学装置も提案している。こ
れによると、アクティブ素子基板を作るのに、フォトマ
スクが２枚／フォトエツチング２回で済む工程を組むこ
とができ、製造工程を簡略化できる。

前記フォトマスク２枚による既に提案した製造工程は、
少なくとも ａ、基板２０１上に、画素電極、および補助的に第１の
導電体配線の構成要素となる、導電体層２０２を形成す
る工程、 ｂ、前記導電体層上に、第１の導電体配線の主たる構成
要素となる、第１導電体Ｈ２Ｏ３を形成、する工程、→
第２図（ａ） ｃ、　　１回の露光で同時に、第１の導電体配線２０４
と画素電極のパターンを形成する、フォトエツチング工
程、　　→第２図（ｂ）、第２図（ｅ）ｄ、前記第１の
導電体配線２０４上に、選択的に非線形電気伝導層２０
５を形成する工程、　　→第２図（ｄ）、第２図（ｅ） ｅ、第２の導電体配線用の第２導電体層２０６を形成す
る工程、　　→第２図（ｆ） ｆ、第２の導電体配線２０７をパターン形成すると同時
に、画素電極２０日上に残っている不要な第１導電体Ｍ
２Ｏ９を除去するフォトエツチング工程（このとぎ、第
２導電体配線の下の第１導電体配線は残る〉　→第２図
（ｇ）、第２図（ｈ）の６エ程からなる。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ このとぎ特に問題となるのは、ｆ、の工程の画素電極上
の不要な第１導電体層の除去である。

第１の導電体配線は、クロストークの減少や開口率の向
上のために、できるだけ低抵抗であるほうが好ましい、
このため、基板温度もできるだけ高温にして、緻密で厚
めの膜を形成するのが普通である。また、非線形電気伝
導層の形成工程でも、第１導電体が緻密でないと電極の
溶解が生じたり、形成される非線形電気伝導層が、抵抗
によって場所にるむらを生じたりするで、これを防ぐた
めにも、第１の導電体層が緻密で、低抵抗であることが
要求される。

しかし、第２導電体層は配線長も短く、あまり低抵抗で
ある必要がない、このため、有機薄膜による非線形電気
伝導層に損傷を与えないため、できるだけ薄めに低温度
で、低ダメージ形成するのが一般的である。

この様に異なる状態の導電体層を同時にエツチングし、
しかも第１導電体層は第２導電体層のエツチングが終了
してからエツチングが開始されるので、電気伝導を司る
いちばんＭ要な素子部分における第２導電体配線におい
て、サイドエッチ・オーバーエッチや、素子部分への部
分的なエツチング液の染み込みなどによって、素子特性
のばらつきや欠陥を生じ、アクティブ素子基板の製造が
不安定となり、歩留まりを低下させる要因となっていた
。

そこで本発明では、ＴＰＴによるものはもちろん、従来
のＨＩＭ素子によるアクティブマトリクス型電気光学装
置に比較しても、製造プロセスおよび製造装置を減らし
、製造コストの上昇を最小限にし、かつ安定した品質の
アクティブ素子基板が得られ、それにより優れた電気光
学装置が構成できる電気光学装置の製造方法を実現する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 一対のアクティブ素子基板と対向基板間に液晶が挟持さ
れ、該アクティブ素子基板上には少なくとも、第１の導
電体配線、該第１の導電体配線上に形成された有機薄膜
からなる非線形電気伝導層、複数の画素に対応する画素
電極、該非線形電気伝導層を介して、該第１の導電体配
線と該画素電極を電気的に接続する第２の導電体配線が
形成されてなる電気光学装置の製造方法において、少な
くとも、 ａ、基板上に、画素電極、および補助的に第１の導電体
配線の構成要素となる、導電体層を形成する工程、 ｂ、前記導電体層上に、第１の導電体配線の主たる構成
要素となる、第１導電体層を形成する工程、 ｃ、　　１回の露光で、第１の導電体配線と画素電極を
同時にパターン形成する、フォトエツチング工程、 ｄ、前記第１の導電体配線上に、選択的に非線形電気伝
導層を形成する工程、 ｅ１選択的に形成された、前記非線形電気伝導層をレジ
ストとして、前記画素電極上に残っている不要な第１導
電体層を除去するエツチング工程、ｆ、第２の導電体配
線用の第２導電体層を形成する工程、 ｇ、第２の導電体配線をパターン形成するフォトエツチ
ング工程 からなることを特徴とする。

本発明による手段は、少なくとも７エ程を必要とし、前
記従来の方法は少なくとも６エ程である２ので、本発明
は従来法に比較して、−見工程が増えているが、本発明
のｄ、工程の非線形電気伝導層形成にともなう洗浄時に
、エツチング槽を１槽増やすのみでｅ、の工程はで対応
できるため、製造工程増はわずかであり、負荷は僅少で
ある。

［実施例コ 実施例１ 基板１０１として、コーニング社の＃７０５９ガラスを
用い、１０〜２００ｎｍの厚さの画素電極用導電体１０
２であるＩＴＯ薄膜、および１１００ｎ〜１μｍの厚さ
の第１導電体１０３であるクロム薄膜をスパッタリング
によって形成し、■Ｔｏ／クロムの積層膜とする。

→第１図（ａ） 次に、パネル外部と電気的接続をとる端子部、４００本
の第１の導電体配線と４００Ｘ６４０ドツトの画素電極
の両パターンを、１枚のフォトマスクを用いて、フォト
エツチングによりパターン形成する。

→第１図（ｂ）、第１図（Ｃ） 次に、この基板を過塩素酸ナトリウム（０，５Ｍ）を支
持電解質とし、ピリジン（０，１Ｍ）を添加したアニリ
ン（０，２Ｍ）のアセトニトリル溶液を電解液中に浸漬
し、電解液中に浸漬した飽和カロメル電極に対して１．
１ｖの電位を１０分間印加して電解酸化重合を行い、第
１の導電体配線上に、約５０ｎｍの厚さのポリアニリン
重合膜を形成し非線形電気伝導層１０４とする。

→第１図（ｄ）、第１図（ｅ） この後、基板の水洗による電解液の洗い落としに引き続
いて、ポリアニリンで被覆されていない画素電極１０５
上に相当するの不用な部分のクロムの除去のため、エツ
チングを行なう。

→第１図（ｆ）、第１図（ｇ） このエツチング工程によって、非線形電気伝導層の形成
が不完全だった場合や、第２の導電体配線が形成される
前に非線形電気伝導層が微少な損傷を受けた場合には、
その部分の第１の導電体配線も部分的にエツチングを受
けるため、短絡型の欠陥となるはずの素子の修復が行な
われ、非常に低欠陥となった。

さらに、第２導電体１０６として基板全面に５Ｏｎｍ〜
１μｍのクロム薄膜を形成する。

→第１図（ｈ） この後、非線形電気伝導層を介して、第１の導電体配線
と画素電極を電気的に直接接続するように、フォトエツ
チングによって第２の導電体配線１０７をパターン形成
する。

→第１図（ｉ）、第１図（ｊ） 以上でアクティブ素子基板が完成する。このアクティブ
素子基板と、直交する６４０本のストライプ状対向電極
を設けた対向基板を組合せ、６μｍの間層で上下基板の
配向方向を約９０度ツイストさせたＴＮ液晶パネルとす
る。

この液晶パネルはバイアス比１／７、デユーティ比１／
４００で駆動したところ、１：　３０以上の良好なコン
トラスト比と、スタチック駆動時に近い広い視野角が得
られた。

実施例２ 実施例１と同様の構成・作成方法で得られたアクティブ
素子基板と、赤、緑、青の３色のカラーフィルターを形
成した対向基板を組み合わせ、ＴＮモードの電気光学装
置を構成して、カラー液晶パネルとした。この液晶パネ
ルでは赤・緑・青各色とも１：　２０以上のコントラス
ト比が得られた。

実施例３ 実施ｐｉｇ１の液晶パネルと同様の電極構成の基板を用
い、水酸化ナトリウム（０，１Ｍ）を支持電解質、２，
６−キシレノール（０，２Ｍ）を原料モノマーとしたメ
タノール溶液を電解液とし、電解液中に浸漬した飽和カ
ロメル電極に対し０．５Ｖの電位を印加して第１の導電
体配線上に約４０ｎｍの厚さのポリ（フェニレンオキサ
イド）重合膜を形成して非線形電気伝導層とし、実施例
１と同様のアクティブ素子基板を作成した。また、液晶
組成物としてチッソ（株）の強誘電性液晶組成物である
Ｃ５−１０１８を用い、対向基板も実施例１と同様のも
のを用い、基板間隔２μｍの強誘電性液晶パネルとした
。この液晶パネルでは強誘電性液晶の特徴である高速応
答が利用でき、選択パルス印加後数ｍ５ｅｃ以内で液晶
が応答するため、１００Ｈｚ程度のフレーム周期で駆動
しても各フレーム内で表示書換えが可能となり、非常に
高速の液晶電気光学装置が得られた。

また、このアクティブ素子基板はネマッチック液晶と組
み合わせると、実施例１と同様に動作可能であることも
確認した。

以上、実施例について述べたが、本発明は上記実施例に
限定されるものではない。

例えば、上記実施例では導電体を金属電極とし、材料に
クロムを用いたが、クロム以外にも鉄、銅、アルミニウ
ム、タンタル、タングステン、モリブデン、ニッケル、
チタン、金、白金などの金属を単独であるいはこれらの
金属同志または他の金属との合金として用いることがで
きる。さらに、金屑以外にも電気伝導性の大きい化合物
など（例えばＩＴＯや有機導電体）も同様に用いること
ができる。ただし、第１導電体層と第２導電体層は同じ
か似たものを用いた方が、電気特性の対称性や、エツチ
ングによる修復性などから好ましい、また、導電体の形
成法としてスパッタリング、蒸着、電子線照射蒸着、ス
ピンコード後の焼成などの各種操作単独あるいは組み合
わせて用いるのが有効であることも確認した。

また、有機物の単量体を電気化学的に電極表面上で電解
酸化あるいは電解還元して重合反応を生じさせ、重合体
薄膜とする電解重合法は公知であり、例えば「化学工業
」誌第４４巻第６号４６２〜４７２ページに記載されて
おり、種々の方法を用いて行うことができる。また、単
量体としては上記以外にも種々のものが考えられ、アニ
リン以外のアミン基をもつ芳香族化合物、２，６−キシ
レノール以外のフェノールなどの水酸基をもつ芳香族化
合物、ビロール、チオフェン、フランなどの複素環式化
合物、ベンゼン、アズレン、ピレンなとの縮合芳香族多
核炭化水素、ビニルピリジンなどのビニル化合物、アセ
チレンおよびその誘導体などを用いることが可能である
。これらいずれもが、本発明に適用可能であることは明
かである。

また本発明は、このほかにも第１の導電体配線上に、非
線形電気伝導層を選択形成できる方法すべてに適用でき
ることは容易に推測できるが、例えば電気泳動による帯
電分子の電極上への選択吸着による方法（いわゆる電着
法）にも適用できることは確認した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、従来３回のフォト
エツチング工程を要したアクティブ素子基板の製造工程
が、２回のフォトエツチング工程で済み、電気光学装置
の製造プロセスのスルーブツトが向上する。また、この
とき画素電極と第１の導電体配線は同時に形成され、露
光時に画素電極と第１の導電体配線とが短絡しないよう
に精密に位置合わせする必要がなくなるため、フォトエ
ツチング精度ぎりぎりまで画素電極を大きくすることが
でき、開口率の向上にも効果がある。

また、従来の酸化タンタル絶縁膜によるＨＩＭ素子のよ
うに、第１導電体であるタンタルを酸化させることで酸
化タンタルの絶縁膜を形成する場合と異なり、本発明に
よれば、第１の導電体配線上に膜を付着させることで絶
縁膜を形成するため、第１導電体配線の膜厚を減少させ
ない、従って、金属薄膜の形成時に、導電体薄膜の膜減
りを考慮して予め厚くしておく必要がなく、金属薄膜形
成のスルーブツトが向上する。これによっても、製造プ
ロセスのスルーブツトが向上し、製造コスト面で非常に
有利になる。

さらに、既に提案したフォトマスク２枚工程による製造
方法で必要だった精密なプロセス制御（第１導電体層の
形成条件、第２導電体層の形成条件、非線形電気伝導層
の形成条件、第２の導電体配線のためのフォトエツチン
グ条件など〉に対し、本発明の製造方法では各々の余裕
度が非常に大きくなるため、安定して高い歩留まりでア
クティブ素子基板を作成することが可能となり、製造方
法として非常に有用である。

そのうえ、膜形成がもしも不完全だった場合や、第２電
極が形成される前になんらかの損傷を受けた場合には、
従来の製造方法ではＭ工Ｍ素子が短絡型の欠陥になって
しまっていたが、本発明の製造方法によれば、画素電極
上の不用な第１導電体層の除去と同時に、損傷部分の第
１導電体層もエツチングを受けて、素子の修復が行なわ
れるため、非常に低欠陥となるという効果も現れ、本発
明は製造方法としてさらに有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本究明によるアクティブ素子基板の製造工程を
説明する図である。 第１図（ａ）は、画素用導電体膜および第１導電体膜形
成を表わす断面図。 第１図（ｂ）は、フォトエツチングによって形成された
画素電極と第１導電体配線のパターンを表わす上面図。 第１図（ｃ）は、第１図（ｂ）のＡ−Ｂ線における断面
図。 第１図（ｄ）は、非線形電気伝導層の形成を表わす上面
図。 第１図（ｅ）は、第１図（ｄ）のＣ−Ｄ線における断面
図。 第１図（ｆ）は、画素電極上の不要な第１の導電体の除
去工程によって、画素電極上の第１の導電体が除去され
たところを表わす上面図。 第１図（ｇ）は、第１図（ｆ）のＥ−Ｆ線における断面
図。 第１図（ｈ）は、第２の導電体薄膜の形成を表わす断面
図。 第１図（ｉ）゛は、フォトエツチングによって形成され
た第２導電体配線のパターニングによって完成した、ア
クティブ素子基板の上面図、第１図（ｊ）は第１１ｆｆ
ａ　（ｉ）　（ＤＧ−Ｈ線における断面図である。 １０１・・・・・・基板 １０２・・・・・・画素電極用導電体 １０３・・・・・・第１導電体 １０４・・・・・・非線形電気伝導層 １０５・・・・・・画素電極 １０６・・・・・・第２導電体 １０７・・・・・・第２の導電体配線 第２図は、従来発明者らが提案した、フォトマスク２枚
・フォトエツチング工程２回によるアクティブ素子基板
の製造工程を説明する図である。 第２図（ａ）は、画素用導電体膜および第１導電体膜形
成を表わす断面図。 第２図（ｂ）は、フォトエツチングによって形成された
画素電極と第１導電体配線のパターンを表わす上面図。 第２図（Ｃ）は、第２図（ｂ）のＡ−Ｂ線における断面
図。 第２！！Ｉ　（ｄ）は、非線形電気伝導層の形成を表わ
す上面図。 第２図（ｅ）は、第２図（ｃ）のＣ−Ｄ線における断面
図。 第２図（ｆ）は、第２の導電体薄膜の形成を表わす断面
図。 第２図（ｇ）は、フォトエツチングによって形成された
第２導電体配線のパターニングによって完成した、アク
ティブ索子基板の上面図。 第２図（ｈ）は、第２図（ｇ）のＥ−Ｆ線における断面
図である。 ２０１・・・・・・基板 ２０２・・・・・・画素電極用導電体 ２０３・・・・・・第１導電体 ２０４・・・・・・第１の導電体配線 ２０５・・・・・・非線形電気伝導層 ２０６・・・・・・第２導電体 ２０７・・・・・・第２の導電体配線 ２０８・・・・・・画素電極 ２０９・・・・・・第１導電体の残ったもの以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一対のアクティブ素子基板と対向基板間に液晶が挟持さ
   れ、該アクティブ素子基板上には少なくとも、第１の導
   電体配線、該第１の導電体配線上に形成された有機薄膜
   からなる非線形電気伝導層、複数の画素に対応する画素
   電極、該非線形電気伝導層を介して、該第１の導電体配
   線と該画素電極を電気的に接続する第２の導電体配線が
   形成されてなる電気光学装置の製造方法において、少な
   くとも、 ａ、基板上に、画素電極、および補助的に第１の導電体
   配線の構成要素となる、導電体層を形成する工程、 ｂ、前記導電体層上に、第１の導電体配線の主たる構成
   要素となる、第１導電体層を形成する工程、 ｃ、１回の露光で、第１の導電体配線と画素電極を同時
   にパターン形成する、フォトエッチング工程、 ｄ、前記第１の導電体配線上に、選択的に非線形電気伝
   導層を形成する工程、 ｅ、選択的に形成された、前記非線形電気伝導層をレジ
   ストとして、前記画素電極上に残っている不要な第１導
   電体層を除去するエッチング工程、ｆ、第２の導電体配
   線用の第２導電体層を形成する工程、 ｇ、第２の導電体配線をパターン形成するフォトエッチ
   ング工程 からなることを特徴とする電気光学装置の製造方法。