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技術 表示装置に使用する低抵抗電極の製造方法

出願人 マイクロン・ディスプレイ・テクノロジー・インコーポレイテッド
発明者 デビット・エイ・キャッセイ
出願日 1994年7月14日 (26年5ヶ月経過) 出願番号 1994-184140
公開日 1995年6月27日 (25年6ヶ月経過) 公開番号 1995-166379
状態 特許登録済
技術分野 液晶5(電極、アクティブマトリックス) 光の可変吸収、エレクトロクロミック表示素子 エレクロ、電気泳動、可変反射吸収素子 電場発光光源(EL) エレクトロルミネッセンス光源 エッチングと化学研磨(つや出し) 電子管及び放電灯用電極の製造 ガス放電表示管
主要キーワード 高導電性物質 エネルギー反応 反応性層 スペーサ構造体 可視画素 低抵抗体 自己整合性 シリコン二酸化物
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年6月27日)のものです。
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図面 (8)

目的

エッチング工程の制御が容易な低抵抗電極の製造方法を提供することを目的とする。

構成

高抵抗横列(又は縦列電極2に低抵抗スペーサ4を形成する。電極2は好ましくはほぼ透明な物質2から製造され、低抵抗高導電性)物質4がその上に形成される。その後高導電性物質4をエッチングして高導電性物質4が電極の側に添って残るようにする。これにより、電極の抵抗が減少する。

概要

背景

ラップトップ型コンピュータスクリーンに通常使用される表示装置は、電極間にあるエネルギー又は電圧反応性物質液晶プラズマ螢光体等の物質)により機能する。エネルギー又は電圧反応性物質が励起すると、それらの物質は透明電極に光が通れるようにして光が使用者まで達するか、または発光して光が透明電極を通って使用者まで達する。フラットパネル表示装置集積回路技術を使用して、各画素が1セットの電極により活性化される薄くて高い解像度の表示装置を製造している。フラットパネル表示技術は、軽量携帯スクリーンを必要とする器械においてますます重要となってきている。

画素位置に1以上の透明電極がある装置として、液晶表示装置(LCD),電気螢光発光表示装置(EL),プラズマ表示装置及びエレクトロクロミック表示装置がある。これらの装置は、直交する縦列及び横列導電性電極を種々の方法で用いており、使用者は可視の画素位置を見る。電極は通常は縦列及び横列に並んでパターン化している。エネルギー又は電圧反応性物質が電極間に配置されている。

電極間に電圧がかかると、物質が反応して光が使用者まで伝わる。光が電極を通って使用者まで届くためには、行電極又は列電極又は両方が透明物質で製造されなければならない。透明電極物質はまた、インジウムスズ酸化物のように導電性でなくてはならない。しかしながら、不透明又は反射金属導電体に比べて、透明な導電性物質抵抗が高い傾向がある。高抵抗であるため、表示装置の作動速度が遅く、電力消費が大きい。横列(又は縦列)電極の抵抗により電力損失が大きくなるにつれて、表示装置の電力消費は増加する。表示装置の操作速度は、横列又は列電極のRC時定数の増加により阻害される。従って、電極の抵抗が低いと、表示装置の操作全体が改善される。

現在の低抵抗電極の製造方法は幾つかの欠点を有する。幾つかの製造方法は、フォトエッチング工程により、必要な電極のパターニングエッチングを行う。この工程は自己整合性でないので、制御がより難しい。電極の導電性を改善するために、電気めっきを用いる方法がある。例えば、リ−(Lie )等の「P−29:側壁銅電気めっきによる透明電極の導電性改善」を参照せよ。

概要

エッチング工程の制御が容易な低抵抗電極の製造方法を提供することを目的とする。

高抵抗横列(又は縦列)電極2に低抵抗スペーサ4を形成する。電極2は好ましくはほぼ透明な物質2から製造され、低抵抗(高導電性)物質4がその上に形成される。その後高導電性物質4をエッチングして高導電性物質4が電極の側に添って残るようにする。これにより、電極の抵抗が減少する。

目的

以上述べたように、電極は光を通すために透明でなければならないが、透明な導電性物質からなる電極は抵抗が高く、表示装置の作動速度が遅くなり電力消費が大きくなる等の問題点があった。また、低抵抗電極の製造方法は、フォトエッチング工程は制御が難しい等の問題点があった。この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、エッチング工程の制御が容易な低抵抗電極の製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

基板上に電極パターン化し、前記電極の長さに添って低抵抗物質を形成し、フラットパネル表示装置において前記電極と前記低抵抗物質はほぼ透明な高抵抗導電性物質と結合している低抵抗電極の製造方法。

請求項2

ほぼ透明な物質から電極を形成し、前記電極上のほぼ透明な絶縁物質をパターン化し、前記電極上を低抵抗物質で覆い、前記低抵抗物質を選択的に除いて前記電極に添って低抵抗スペーサを残すほぼ透明な電極の製造方法。

請求項3

基板上に電極をパターン化し、前記電極の長さに添って低抵抗物質を形成し、前記電極の上に絶縁層を形成する低抵抗電極の製造方法。

請求項4

基板上に1以上の絶縁層を形成し、前記基板上にエネルギー反応性層を形成し、前記絶縁層及び前記反応性層の少なくとも1つの層の上にほぼ透明な電極を形成し、前記電極に添って高導電性ランナーを製造する電極の導電性を改善する方法。

請求項5

前記電極の上に高導電性物質を形成し前記高導電性物質を選択的に除くことにより前記ランナーを製造する請求項4記載の方法。

請求項6

ドープシリコンタンタル酸化物及びサリシド物質を少なくとも1つ含む前記低抵抗物質をエッチングして前記低抵抗物質を形成する請求項1乃至請求項3いずれか1項記載の方法。

請求項7

前記電極がインジウムスズ酸化物及びスズ酸化物を少なくとも1つ含み、前記電極が約1000Aから10000Aの高さを有する請求項1乃至請求項6いずれか1項記載の方法。

請求項8

前記電極は基板上に形成され、前記電極及び前記基板の間に絶縁層,導電層及び発光源が1以上ある請求項2記載の方法。

請求項9

前記電極が表示装置に使用されていて、前記表示装置は液晶表示装置電気螢光発光表示装置プラズマ表示装置及びエレクトロクロミック表示装置の少なくとも1つである請求項1乃至請求項8いずれか1項記載の方法。

請求項10

前記絶縁層は前記エッチングの間前記電極を保護し、前記絶縁層は二酸化シリコンからなる請求項3乃至請求項9いずれか1項記載の方法。

技術分野

0001

この発明は、表示装置に使用する低抵抗電極の製造方法、特に、1以上の透明電極を用いた表示装置に使用する低抵抗電極の製造方法に関するものである。

背景技術

0002

ラップトップ型コンピュータスクリーンに通常使用される表示装置は、電極間にあるエネルギー又は電圧反応性物質液晶プラズマ螢光体等の物質)により機能する。エネルギー又は電圧反応性物質が励起すると、それらの物質は透明電極に光が通れるようにして光が使用者まで達するか、または発光して光が透明電極を通って使用者まで達する。フラットパネル表示装置集積回路技術を使用して、各画素が1セットの電極により活性化される薄くて高い解像度の表示装置を製造している。フラットパネル表示技術は、軽量携帯スクリーンを必要とする器械においてますます重要となってきている。

0003

画素位置に1以上の透明電極がある装置として、液晶表示装置(LCD),電気螢光発光表示装置(EL),プラズマ表示装置及びエレクトロクロミック表示装置がある。これらの装置は、直交する縦列及び横列導電性電極を種々の方法で用いており、使用者は可視の画素位置を見る。電極は通常は縦列及び横列に並んでパターン化している。エネルギー又は電圧反応性物質が電極間に配置されている。

0004

電極間に電圧がかかると、物質が反応して光が使用者まで伝わる。光が電極を通って使用者まで届くためには、行電極又は列電極又は両方が透明物質で製造されなければならない。透明電極物質はまた、インジウムスズ酸化物のように導電性でなくてはならない。しかしながら、不透明又は反射金属導電体に比べて、透明な導電性物質抵抗が高い傾向がある。高抵抗であるため、表示装置の作動速度が遅く、電力消費が大きい。横列(又は縦列)電極の抵抗により電力損失が大きくなるにつれて、表示装置の電力消費は増加する。表示装置の操作速度は、横列又は列電極のRC時定数の増加により阻害される。従って、電極の抵抗が低いと、表示装置の操作全体が改善される。

0005

現在の低抵抗電極の製造方法は幾つかの欠点を有する。幾つかの製造方法は、フォトエッチング工程により、必要な電極のパターニングエッチングを行う。この工程は自己整合性でないので、制御がより難しい。電極の導電性を改善するために、電気めっきを用いる方法がある。例えば、リ−(Lie )等の「P−29:側壁銅電気めっきによる透明電極の導電性改善」を参照せよ。

発明が解決しようとする課題

0006

以上述べたように、電極は光を通すために透明でなければならないが、透明な導電性物質からなる電極は抵抗が高く、表示装置の作動速度が遅くなり電力消費が大きくなる等の問題点があった。また、低抵抗電極の製造方法は、フォトエッチング工程は制御が難しい等の問題点があった。この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、エッチング工程の制御が容易な低抵抗電極の製造方法を提供することを目的とする。

0007

本発明は透明横列(縦列)電極の製造方法であり、低抵抗ランナーにより電極の導電性を改善する。電極は好ましくはほぼ透明な物質から形成され、低抵抗体(即ち、高導電性物質)がその上に置かれる。その後、高導電性物質は、その導電性物質が電極の側面に添って残るように、エッチングされる。電極は直接基板の上に形成してもよく、また、1以上の絶縁又は導電層の上に形成してもよい。他の実施例では、電極と基板の間にエネルギー又は電圧反応性物質(液晶,プラズマ,螢光体等)がある。

0008

本発明は、以下の図面を参照した非限定の実施例の説明により、より理解できるであろう。容易に理解できるように、電気螢光発光表示装置を例として本発明を説明する。しかしながら、当業者が本発明を知れば、1以上の透明電極を用いる他の表示装置にも本発明を適用できるであろう。電気螢光発光表示装置の操作はよく知られているので説明しない。例えば、米国特許第4006383号,第4042854号,第4114070号を参照せよ。

0009

図2に示されるように、横列(縦列)電極2は、インジウムスズ酸化物やスズ酸化物等の導電性透明物質から形成され、その上にはシリコン二酸化物等の透明絶縁性物質3がある。タンタル酸化物やサリシド(salicided)物質も絶縁性物質3を形成するために用いることができる。電極2がほぼ透明な物質から形成されないときは、電極2のかなりの部分をほぼ透明とすべきである。本発明により、シリコン二酸化物層3を使用する利点は、エッチングしてスペーサを形成するために、積み重ねの高さを大きくすることである。エッチングされる積み重ねが高くなれば、特にエッチング均一性等のエッチングパラメーターと過剰エッチング(overetch)の程度における柔軟性が増す。例えば、エッチング時間に関して許容幅が大きくなる。電極2は約1000A(オングストローム)から5000Aの高さを有する。

0010

他の実施例では、例えば図5に示されるように、透明シリコン二酸化物層3はない。このような場合は、導電性透明電極2は通常非常に小さくエッチング工程の過剰エッチングにより侵食される恐れがあるので、エッチング工程はより難しい。絶縁層3はエッチング工程に対する許容幅となるので、本発明がより実用的となる。基板1はこの分野で知られている種々の物質のいずれからでも形成できるが、コストや製造する表示装置の型により選択される。一般的な物質はコーニング7059やソダリンフロートガラス等のガラスであり、このガラスは黒化,ドープ等の処理をされててもよい。

0011

また、ここで述べる実施例では、基板1と電極2の間に絶縁層3がある。図6に示される実施例では、電極2の上の絶縁層3Aとともに電極2の下に別の絶縁層3がある。図4に示される実施例の電極2は、電極2の下に絶縁層3がある。絶縁層3は好ましくはシリコン二酸化物,タンタル酸化物,サリシド物質等の透明物質から形成される。表示装置によって、電極2と基板1の間に導電層とともに他の絶縁層があってもよい。さらに、電極2と基板1の間にエネルギー反応性素子や物質(液晶,プラズマ,螢光体等)があってもよい。他の実施例(図示せず)では電極2を基板1の上に直接配置する。

0012

図3には行電極2の上と基板1の表面に低抵抗物質4が示されている。この低抵抗物質4は、レーザーによる除去,化学蒸着CVD),エバポレーション又はスパッタリングの処理が施される金属膜又は他の適当な導電性物質である。さらに、スペーサエッチングの間、低抵抗膜4が引き続いて側面までエッチングされるのを防ぐために、保護膜(図示せず)を用いてもよい。図1は低抵抗導電性物質4がエッチングされた後の行電極2を示している。スペーサ4が残り、スペーサ4は行電極2の長さに延びている。低抵抗導電性物質4は好ましくは反応イオンエッチングを用いてエッチングされるが、この分野で知られている他の適当なエッチングを用いてもよい。

0013

図7は本発明による電極を表示装置に用いた例を示す。この例では、表示装置は液晶を用いている。しかしながら、本発明は透明電極を用いた他の表示装置にも同様に適している。低抵抗行電極は、本発明のスペーサ構造体4の他に、透明絶縁体3とインジウムスズ酸化物層2を含んでいる。使用者は、透明列電極に接続しているガラススクリーンを通して表示装置を見る。液晶は、列電極と本発明により製造される行電極の間にある。また、行電極は基板1上にあり、この実施例では基板1はガラスである。液晶表示装置は電極の後ろから照らされる。ここでは「バックリット」「バックライト」の用語を用いる。

0014

ここで詳細に説明されたフラットパネル表示装置に使用する低抵抗電極は、十分に上述した目的を達成し効果を得られるが、本発明の現在の好ましい例を示しているにすぎなく、添付の特許請求の範囲に記載されていない限り、ここに示される構造の詳細やデザインに限定することを意図していない。例えば、受動マトリックスLCDに関して好ましい実施例が記載されているが、当業者は、本発明が、直交する横列と縦列の導電性電極(プラズマ表示装置,電気螢光発光表示装置,エレクトロクロミック表示装置等)を用いて可視画素位置を使用者に見せる他の表示装置技術にも適用できることが理解できるであろう。

発明の効果

0015

以上のように、本発明によれば、電極が低抵抗物質であるスペーサを含むので電極の抵抗を低くできる効果がある。また、絶縁層と電極の上に低抵抗物質を覆ってエッチングしているのでエッチングの制御が容易になる効果がある。

図面の簡単な説明

0016

図1絶縁層が電極の上でパターン化され、低抵抗物質を異方性にエッチングして電極に添ってスペーサを形成する本発明による実施例の概略断面図である。
図2スペーサを形成する前の図1の電極の概略断面図である。
図3低抵抗物質が上にのっている図2の電極の概略断面図である。
図4絶縁層が電極の下にある本発明の他の実施例の概略断面図である。
図5絶縁層がない本発明の他の実施例の概略断面図である。
図6絶縁層が電極の上と下にある本発明の他の実施例の概略断面図である。
図7本発明を適用した液晶表示装置の概略断面図である。

--

0017

1基板
2電極
3絶縁層
3A 別の絶縁層
4スペーサ(低抵抗物質)

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