JPH0630205B2 - 透明電極付基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は透明電極の製造方法に関し、特に液晶表示装置
用透明電極付基板の製造方法に関する。

［従来の技術］ ドットマトリクス等の液晶表示装置パネルにおいて、表
示電極間にブラックマスクと呼ばれる遮光用の膜を形成
して、不要な光が透過することを防止し、表示コントラ
ストを上げることが行われている。

従来技術によるこのような透明電極付基板の製造方法に
ついて第２図（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

まず、第２図（Ａ）に示すようにガラス基板１１上に透
明導電膜パターンからなる表示電極１２を形成する。こ
のためには、まずガラス基板１１上に透明導電膜をＣＶ
Ｄまたは蒸着等により形成し、その上にフォトレジスト
膜をスピン塗布等で形成し、フォトレジスト膜に所望の
パターンをマスクを用いて露光し、現像後選択エッチン
グによって透明導電膜の不要部分を除去して表示電極１
２を得る。

第２図（Ｂ）のように表示電極１２のパターン間にブラ
ックマスク１３を形成する。このためにはブラックマス
クとなる遮光性膜を全面に形成後、表示電極１２作成の
際と同様のフォトエッチングを行なう。すなわち、フォ
トレジスト膜を形成し、パターンを露光し、現像後選択
エッチングを行なう。

ブラックマスクとして絶縁材料を用いる場合、遮光性能
を向上させるには色素としてカーボンを用いる方法があ
るが、この場合ブラックマスク自体の絶縁抵抗が低下す
るのでカーボンの含有率をあまり高くできない。

ブラックマスクとして金属等の導電性の材料を用いる場
合は、短絡を防ぐためまず表示電極１２を絶縁膜で覆
い、その後ブラックマスクを形成する。

各画素にカラーフィルタを配した液晶表示装置の場合
は、たとえば第３図（Ａ）に示すようにまずカラーフィ
ルタ１５のパターンを形成する。次に第３図（Ｂ）に示
すようにブラックマスク１３を形成し、第３図（Ｃ）に
示すようにカラーフィルタ１５上に表示電極１２を形成
する。この場合も、カラーフィルタ１５、ブラックマス
ク１３、表示電極１２の各作成工程でマスクを用いたフ
ォトリソグラフィ技術を必要とする。

［発明が解決しようとする課題］ ブラックマスクは、表示電極と同等程度の精度でフォト
リソグラフィ技術を用いて形成される。このフォトリソ
グラフィ技術は露光時のアラインメント等複雑で精度を
要する工程を含み、製造コストの増大、歩留まりの低下
を招きやすい。

本発明の目的は簡単なフォトリソグラフィ技術を用いて
ブラックマスクを備えた透明電極付基板を製造する方法
を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 透明基板上にブラックマスクの金属パターンを形成後、
透明絶縁膜、透明導電膜、フォトレジスト膜を形成し、
基板側からブラックマスクを介してフォトレジスト膜を
露光し、フォトレジスト膜を現像後、透明電極をパター
ニングする。

［作用］ 金属膜は遮光性、寸法再現性等ブラックマスクとしての
機能に優れている。薄い膜で十分な遮光性を得られるの
でパターニング精度も高くなる。また金属膜は十分な耐
熱性を有し、透明電極の熱処理の自由度が増す。

フォトレジスドト膜は、透明導電膜を通してブラックマ
スクと自己整合して露光される。

マスクおよびアライメントが不要であり、厳密にブラッ
クマスクに対して相補的な高精度パターンを得ることが
できる。

［実施例］ 第１図に示すように、ガラス基板１に厚さ５００〜１０
００Åのモリブデン等の金属膜を蒸着し、フォトエッチ
ング法にてブラックマスク２のパターンを形成する。

Mo膜は黒系統の色を有し、可視光の反射がほとんど無い
という利点も備えている。但し、Cr、Al等の他の金属膜
でも遮光膜としての機能は十分備えている。液晶層に対
してイオンの溶出等の影響を与えない安定な材料である
ことが望ましい。

第１図（Ｂ）に示すように、上に形成する透明電極４と
ブラックマスク２を絶縁するため厚さ約１０００〜２０
００ÅのSiO2膜等の絶縁膜３を形成してブラックマスク
２を覆う。例えば、東京応化工業から入手できるＯＣＤ
type７等の絶縁膜用材料をスピン塗布し、焼成して膜を
形成する。

第１図（Ｃ）に示すように、透明電極４としてＩＴＯ
（インジウム−錫酸化物）膜を蒸着などにより形成す
る。

第１図（Ｄ）に示すように、ＩＴＯ膜等の透明電極４上
にネガ型のフォトレジスト膜５を塗布する。例えば、遠
紫外レジストであるＯＵＤＲ−１２０を３０００rpmの
回転数でスピン塗布し、８５℃で３０分プリベークして
約１μｍ厚のレジスト膜を作る。仮焼成した後、ガラス
基板１の裏面（膜付けをを行なっていない面）より紫外
光にてフォトレジストを露光する。例えば、キャノンＰ
ＬＡ５２０Ｆ（ＣＭ−２９０）として知られる約２５０
ｎｍにピークを持つ光源で約１秒間露光する。

第１図（Ｅ）に示すように、フォトレジスト膜５を現像
して未露光部分を除去する。例えば、上記ＯＵＤＲ−１
２０の専用現像液で現像する。

第１図（Ｆ）に示すように、エッチングにて不要なＩＴ
Ｏ膜を除去し、透明電極のパターン４ａを形成する。例
えば、HCl：FeCl_３：Ｈ_２Ｏ＝３：２：１のエッチング
液を液温４５℃にして用いる。厚さ約２５００ÅのＩＴ
Ｏ膜の場合約６分間浸漬する。

第１図（Ｇ）に示すように、フォトレジストを剥離す
る。例えば、硫酸：過酸化水素水＝２：１の剥離液に約
５分間浸漬する。

通常、フォトエッチング法にてＩＴＯの透明電極を形成
する場合、パターンの高精度化、ライン幅の減少、およ
びパターン面積の拡大に伴って歩留まりが急激に悪化す
るが、その原因としてフォトレジストの塗布欠陥（ピン
ホール）等と共にきず、ひび割れ、ブラックマスクへの
汚れや異物の付着等が大きな割合を占めている。本方式
によれば、フォトレジストにフォトマスクを用いてパタ
ーン焼き付けを行なう露光工程が基板裏面からの光照射
工程に置換されるので、マスク露光工程に関わる問題点
の多くを回避することが可能である。

フォトマスクを用いずに露光を行なうことによりフォト
マスクのパターン面と基板上のフォトレジストをコンタ
クトするときに生じるフォトマスクへのフォトレジスト
や異物の転写、応力によるフォトレジスト膜のひび割れ
は発生しない。

フォトマスクを用いた一括露光方式で上記の問題を回避
するためには、露光装置でフォトマスクと基板をあずギ
ャップを介して非接触でコンタクトさせる機能が必要で
あり、解像力を低下させずにパターンを焼き付けること
ができるギャップ（数１０μｍ）を設定するためには複
雑な制御機構を必要とするが本方式ではフォトレジスト
を塗布した基板の裏側から露光するだけでギャップゼロ
でコンタクトした場合と同等の効果が得られ、通常の露
光装置が備えている複雑なワークのハンドリング機構は
一切必要としない。

また露光時のマスクパターンを兼ねるブラックマスクの
膜が金属膜なのでブラックマスクとしての遮光性能も申
し分ない。

従来の方式で高精度の表示電極パターンを形成する場
合、現実的に十分な歩留まりが得られない場合がある。
この場合、不良品が後工程に流出することによる製造コ
ストの増加を防止するために良品、不良品の選別のため
の検査を行なうことが多い。電極パターンの検査法とし
ては顕微鏡等を用いた目視による方法、パターン認識を
用いてビデオカメラで撮影したパターンを数値化して計
算機に処理させる方法、パターンの導通検査を行ない、
ショート、オープンで判断する方法等があるが、ＩＴＯ
等の透明導電膜は光学的なコントラストが充分にとれず
電気抵抗が比較的高いために検査が難しいという問題が
ある。

本方式においては、金属膜によるブラックマスクは一般
的なフォトエッチング法にて形成されるので、同様に検
査を行なう必要があるが、遮光性が良いので光学的なコ
ントラストが十分にあり、電気抵抗が十分低いのでパタ
ーン検査は容易に行なえる。その後の透明電極の形成は
前記の通り高歩留まりで製造できるので、細かい検査は
省略することもできる。

電極ピッチが約０．１５mm以下、パターン線間の寸法が
約３０μｍ以下の高精度透明電極パターンの製造では、
一般に検査、リペアなしには有効な歩留まりが得にくい
が、上述の実施例によればブラックマスクパターンの検
査がＩＴＯパターンの検査より確実に行え、パターンの
リペアも技術の確立したフォトマスクのリペア方法を利
用して行えるので、後工程に不良品を流出させることは
ほとんど防止できる。透明電極の製造はセルフアライン
メントで高歩留まりで行える。

各表示画像にカラーフィルタを配し、透明電極をカラー
フィルタ上に形成する構造の場合でも、カラーフィルタ
として分光特性が３００ｎｍ付近で十分透過があり色素
に顔料を使用した耐酸性を有する物を選択すれば、遠紫
外光用レジストを用いて本方式を適用することが可能で
ある。

［発明の効果］ マイクアライメントなしのフォトリソグラフィで透明電
極パターンを形成することができる。

高精度、高歩留まりで透明電極パターンを形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の実施例による透明電極
付基板の製造方法を説明するための基板の断面図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）は従来技術による透明電極付基板
の製造方法を説明するための基板の断面図、 第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、他の従来技術による
透明電極付基板の製造方法を説明するための基板の断面
図である。 図において、 １……基板 ２……ブラックマスク ３……絶縁膜 ４……透明電極膜 ５……フォトレジスト膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上にブラックマスクを構成する遮
   光性金属膜パターンを形成する工程と、 該遮光性金属膜パターンを透明絶縁膜で覆う工程と、 該透明絶縁膜上に透明導電膜を形成する工程と、 該透明導電膜上にフォトレジスト膜を形成する工程と、 該フォトレジスト膜を透明基板側から該ブラックマスク
   を介して露光する工程と、 該透明導電膜を、現像した該フォトレジスト膜をマスク
   としてパターニングする工程と を含み、 該透明基板上に該ブラックマスクと自己整合した透明電
   極パターンを得ることを特徴とする液晶表示装置用の透
   明電極付基板の製造方法。