液晶ディスプレイ
IPS型(In-Plane Switching型、インプレイン・スイッチング型)では、電極は一方の基板の面内方向に配置している。電圧を無印加の状態では液晶分子はねじれずに基板面に対して一定の水平方向を向いている。電圧の印加時には電界が面内方向に掛かるたて液晶分子が90度水平に回って電極に沿って並ぶ。無印加と印加で液晶分子が面内方向で90度回ることで、2枚の偏光フィルムとの間で透過、遮蔽を作り出す。液晶分子同士が並んだままで回転できるため反応が速く、特に中間調の応答が良い。見る角度にあまり影響されず視野角が広いという特徴がある。回転は、電極をくし型に配置することで実現されるため、半導体技術を用いるアクティブ・マトリクス駆動でのみ用いられる。液晶配向が基板に対して垂直方向に立ち上がることがないため、視野角が広い。視野角特性が良好なためTV用途で多く用いられるが、反面、開口率を上げにくく表示が暗くなり易い、正面表示でのコントラストを高めにくいといった課題もある。
TN型のNWモードの場合の偏光フィルムのクロスニコル配置がIPS型ではNBモードに用いられており、TN型のNWモードの利点がIPS型ではNBモードの利点にほぼ対応し、IPS型では多くがNBモードで用いられる。NW、NBという名称が電圧と表示との関係のみを表す名称であるため、注意が必要である。
VA型(Vertical Alignment型、 垂直配向型)では、負の誘電率異方性を持った液晶分子と垂直配向膜との組み合せで、無印加時には液晶分子が画面に対して垂直になり、印加時には液晶分子が画面に対して水平な配置となる。見る角度にかかわらず比較的良好な視野角と高いコントラストが得られる。8-15ms程度の応答速度になる。
TN型のNWモードの場合の偏光フィルムのクロスニコル配置がVA型ではNBモードに用いられており、TN型のNWモードの利点がVA型ではNBモードの利点にほぼ対応する。このため、VA型ではNBモードが用いられる。
VA型の派生型として、さらに視野角を広げるために画面の区画ごとに配向を変える「分割配向」を用いたMVA (Multi-domain Vertical Alignment) 型がある。MVA型では1つの画素やサブ画素内で異なる配向の領域を複数持つマルチドメイン方式とすることで視野角を広げている。マルチドメインは透明電極の上に「リブ」と呼ばれる微小な樹脂製の突起物を間隔をあけて構築することで実現される。TV用ディスプレイの用途で多く用いられている。
OCB (Optically Compensated Bend, Optically Compensated Birefringence) 型は、無電界時には液晶が弓状に配列し、電圧印加時にはほぼ直線状に並ぶ。弓状から直線状に変化することで発生する液晶の流れと液晶分子の配向の変化が互いを阻害することがなく配向の変化が液晶の流れを加速するように働くため3-8msといった高速応答性を持つ。光学補償フィルムを必要とする。視野角も広く、-20℃といった低温環境でも応答性がそれほど損なわれないがまだコストに課題があり、放送機器用や車載用での採用が多く、大画面は存在しない。
液晶分子は直径が0.4nm、長さが2nm程度の細長い有機分子である。
液晶パネルに使用されている液晶は、ほとんどがネマティック液晶である。ネマティック液晶は配向方向、つまり分子1つ1つの向きは秩序だった動きをするが、各々の位置は無秩序になっている。一般に長軸方向と誘電的性質および光学的性質とが密接に関連している。液晶パネルにおいては、誘電的性質が配向方向と電圧との組み合わせから決まる駆動動作に積極的に利用され、光学的性質が配向方向と偏光フィルムとの組み合わせから決まる表示動作に利用される。
上述の誘電的性質に関連して、通常液晶パネルに用いられる棒状分子からなるネマティック液晶を誘電率によって分類すれば、長軸方向に大きく長軸に垂直な方向に小さい場合のポジ型液晶と、長軸方向に小さく、長軸に垂直な方向に大きい場合のネガ型液晶がある。ポジ型液晶は、TN型やIPS型に用いられ、ネガ型液晶はVA型に用いられる。光学的性質については、ポジ型およびネガ型のいずれにおいても、屈折率が長軸方向の光電場に対して大きく、長軸に垂直な方向の光電場に対しては小さい複屈折性を有している。
このような誘電的性質と光学的性質とを組み合わせて適切な表示を実現するために、液晶パネルでは、ガラス等の基板に適当な電極を設け、液晶材料の配向方向をその電極間に与えた電圧によって制御し、各電圧での配向方向と屈折率の関係から所望の表示を得る。
強誘電性液晶・ブルー相液晶
液晶パネルに用いられる液晶材料としては他には強誘電性液晶やブルー相液晶などがある。どちらもネマティック液晶と比較して高速な応答を実現することができ、特に、ブルー相液晶は応答速度が10-100μsと速く、暗状態に視野角依存性が原理的に無い。そのため配向膜やラビングなどの配向処理や視野角補償のための光学フィルムが不要なためパネルを薄く安く作れる。近年になって非常に狭かった温度域を広げる技術が登場し、実用化が期待される。
ポリマーネットワーク型液晶 (PNLC, polymer network liquid crystal) は散乱液晶の一種であり、電圧が無印加の状態では液晶層内部の網目状の高分子繊維に沿って液晶分子が不規則に並び、表示が不透明となるが、電圧が印加された状態では液晶分子が表示面に対して垂直に整列するので、表示が透明になる。偏光を利用しないので偏光フィルタが不要である。他の一般的な反射型液晶パネルが11%程度の反射率なのに対して50%と高く、これは実用化されている電気泳動式の電子ペーパーの40%よりも高い。窓ガラスに張り合わせた調光シャッターやプロジェクター投影用スクリーンとして採用されている。
マザーガラスはマザーガラス基板とも呼ばれ、アレイ基板やカラーフィルタ基板の元となる素材である。これらの基板上に成膜するプロセスでは生産性向上のためにマザーガラスを切らずにそのままの大きさで製造工程を進め、終わりに近い工程で各基板ごとの大きさに切断してゆく。マザーガラスは以後の工程で障害とならないように、反り、塵、汚れ、傷、泡、欠けがないように求められる。
1枚のマザーガラスから取れる基板数は「面取り数」と呼ばれ、面取り数を増やすためにマザーガラスは拡大されてきた。マザーガラスの大きさとその月間や年間の処理可能枚数で、液晶ディスプレイ工場の生産能力が表現される。
マザーガラスは、主にその表面に構築される電極や回路の処理工程の最高温度によって使用できる種類が限定される。STN型のような単純マトリックス駆動では低価格のソーダガラスが使用できるが、TFT型のようなアクティブ・マトリックス駆動では高温処理が求められるため、高温ポリシリコン処理での1,000℃以上に耐えられる高価な石英ガラスや低温ポリシリコンでの600℃弱まで耐える無アルカリガラスが使用される。
ガラス厚も薄くなっており、カラーTFT液晶ディスプレイの開発当初は1.1mmであったものが0.7mmになり、特にノートパソコン用などでは0.63mmから0.6mmとなり、携帯電話用では0.4mmの製品が出ている。
配向膜にはポリイミドが使われることが多い。可溶性を高めるためのN-メチル-2-ピロリドン (NMP) などのアミド系極性溶媒と塗布性を高めるためのセロソルブアセテートなどの溶媒にポリアミック酸を溶解させたものが使用される。これを基板に塗布後、250℃以上に加熱処理してポリアミック酸を熱重合によりイミド化させて配向膜を形成する。基板上で熱重合するのではなくあらかじめ液体状態でイミド化させた可溶性ポリイミドも使用される。可溶性ポリイミドを使えば、基板上への塗布後の加熱温度が180℃以下となり、乾燥させる程度の処理となる。このため、加熱温度を高められないカラーフィルタ基板を用いる場合の配向膜として都合が良い。ポリイミド製の配向膜は、材質を選べば透明であり、300℃程度にも耐える高い耐熱性があり、液晶の配向を安定させることが可能であり、ガラス基板や電極膜への塗布性や密着性が良いという特徴がある。
偏光フィルムは、一般的な透過型パネル用では、偏光素子が入った偏光基材とこれを両面で挟むベース基板、そして片面には保護フィルムともう片面にはガラス基板に貼り付けるための離型フィルムから構成される。反射型パネルの裏面用は保護フィルムの代わりに粘着層を介して反射板が付けられる。
偏光フィルムは偏光板とも呼ばれるが「板」のような堅いものではなく、多ければ10層ほど積層されても0.12-0.4mm程度の薄いものであり、液晶パネルへ貼り付けられるまではテープ状に巻かれている。偏光素子が入った偏光基材とは、ヨウ素や二色性染料が偏光素子でありこれが偏光効果を起こす。偏光基材はポリビニルアルコール (PVA, Poly Vinyle Alcohol) が使われ、偏光素子がこの媒体内に含まれる。偏光基材を保護する役割のベース基板にはトリアセチルセルロース (TAC, Triacetyl cellulose, Cellulose triacetate) が使われる。ベース基板も「板」と呼ばれるがフィルムである。離型フィルムにはベース基板側に粘着層が塗布されており、ガラス基板に貼り付ける段階で剥離され、粘着層によってガラス基板に貼り付けられる。
偏光フィルムの単体での光学特性は、透過軸方向に平行方向の透過率:T1 と透過軸方向に直交方向の透過率:T2で表され、T1 は"1"に近く、T2は"0"に近くなるように偏光素子や偏光基材が調整される。1枚の偏光フィルムの単体透過率は T で表され、T1 とT2の平均で表される。
2枚使用時の光学特性は、透過軸方向が互いに平行な平行透過率:T\|と透過軸方向が互いに直交な直交透過率:T\perpがあり、平行透過率:T\|はT2とT1のそれぞれの2乗の和の平均で、直交透過率:T\perpはT2とT1の積で表される。
また、偏光度 P は以下の式で表される。
P = \sqrt{\frac{T_1-T_2}{T_1+T_2}
実際の製品として使われている偏光フィルムでは、単体透過率 T は38-48%程度、偏光度 P は75-99.9%程度である。可視光領域で透過率と偏光度が波長によって差があると液晶パネルにすると色付きするので、これらの特性に波長依存性がないことが求められる。
2009年現在一般には、透明電極としてITO (Indium-tin-oxide) が使用されているが、ITOは塗布後の定着工程で200-300℃程度の比較的低い温度で半結晶化されるため抵抗値が高く、また透過度も波長の短い光線では低くなるために完全な透明ではなく少し茶色や黄色がかった色味を持つ。インジウムが中国に偏在するレアメタルであり、電子機器による需要増で価格が高騰している。
ITOに代わるものとして、ZnO膜や金の微細な繊維を配合した高分子膜の研究が進められて成果が上がっており、早ければ数年の内には製品への採用が始まるとされている。
液晶モジュールは、主な構成部品として液晶パネルに駆動回路と駆動用プリント基板、必要ならばバックライトを取り付けたものである。駆動用プリント基板類は液晶パネルとの接続部が柔軟なため、パネルの裏側に折り込まれて無用な実装面積を省くのが普通である。また、駆動回路の主要部を低温ポリシリコンによるTFT回路で液晶パネル上に取り込むことで、液晶パネルへの接続は、電源部やタイミング・コントローラ回路、最低限の映像信号回路などを載せた小型のプリント基板だけになり、不良の原因となる接続部の大幅な削減によって液晶モジュールの信頼性の向上が実現できるが、額縁スペースが余分に必要となる。
TABモジュール、又はCOGモジュール
TABモジュール・COGモジュール
安価なモノクロの電卓用液晶ディスプレイなどを除けば、多数の画素を駆動するための縦横合わせて数百から数千もの配線を液晶パネルの外部に引き回すことは避けて、パネルの端部にTAB (Tape Automated Bonding)、又はCOG (Chip On Glass) という2種類の実装方法によって、TABモジュール、又はCOGモジュールという駆動回路が接続されている。TABモジュールは、TABやTCP (Tape Carrier Package) と呼ばれる実装方法が用いられた液晶駆動用半導体のパッケージであり、必要なだけ複数個のTABモジュールがACF(Anisotropic Conductive Film、異方性導電膜)によって液晶パネルの端部に接続される。TABモジュールと液晶パネルとの接続端子 (OLB, Outer lead bonding) の間隔は高精細度のパネルでは額縁寸法を決定するため、スリムなものが使用される傾向がある。例えばVGA表示では640×480画素で90μmだったものが、QQXGAの4,096×3,072画素では20μmになっている。
COGモジュールでは、名前の通り、半導体のベアーチップを液晶パネルのアレイガラス基板上に直接実装する。ベアーチップとパネル電極との接続方法には、次の4方式がある。いずれの方式でもベアーチップを保護するために電極の接続後は保護樹脂でコートされる。
駆動用プリント基板はTABモジュールやCOGモジュールに画像信号や駆動電力を供給するための電子回路基板であり、液晶モジュールが外部と接続される部分でもある。プリント基板用のACFで接続される。
バックライトには、光源ランプ、インバーター回路、導光板などが含まれ、光源ランプはCCFL(冷陰極管)を使用する場合が多かったが白色LEDが採用されるようになっていて、EL (Electro luminescence) も使われる。CCFLではインバーター回路によって1,000V以上の高電圧を発生させて管内の放電により、アルゴン、クリプトン、キセノンの単独、又は混合ガスが水銀を励起して水銀イオンが紫外線を放出し、管内面の蛍光体によって白色光を得る。管の両端にフィラメント状のヒーターを持つ通常の蛍光管と異なり、CCFLは加熱を利用せずに高電圧のみで放電を起こすので発熱量は少なく、管径も2-5mm程度と細く作れる。主に両端部で発熱する蛍光管を液晶パネル近くで使用すれば、温度に敏感な液晶材による表示ムラとなって都合が悪いのでCCFLの利用が多い。
LEDでは電流源としての定電流回路か定電圧回路が電源回路となる。光源としてはCCFLとLEDの他に熱陰極蛍光管、分散型エレクトロルミネッセンス、ハロゲンランプ、メタルハイドロランプがある。
直下型と呼ばれる液晶パネルの背面にバックライトを備える形式では、光源となる蛍光管を2本から4本程度の直管を並べるよりもU字やS字、W字の形状に曲げたものが使用されることもある。また直下型とは別にサイドライト型やエッジライト型と呼ばれる光源ランプを導光板の横に配置することでディスプレイの厚みを抑える工夫も採られているが、導光板を持たずに拡散板やライティング・カーテンと呼ばれる部分的に透過率を下げたものを使用するなどして均一な光を当るように工夫したものがある。薄型化が求められなければ、液晶パネルと距離をあけることで均一に照らす形式もある。これらの構造や部品の他にも、拡散シートやプリズム・シート、反射シートなどを使って光を出来るだけ逃さずに均一に液晶パネルの背面を照らすように工夫される。導光板にはポリメチルメタクリレートのようなアクリル樹脂が使用される。バックライトの発光スペクトル(分光特性)と液晶パネルのカラーフィルタの波長に対する光透過度(分光特性)が一致すると光の効率が上がるため鮮やかな色再現ができる。バックライトに蛍光管を使用すると、この光源が液晶ディスプレイ全体の寿命を決定することが多く、比較的長寿命のCCFLが使用されることが多いがLEDの採用が増えている。
装置メーカのセットとして液晶モジュールはコネクタでセットの制御部に接続される。
数万画素のマトリクスLCDパネルの駆動制御コネクタ部はフラットケーブル・フレキシブルケーブルというポリイミドベースの機材に厚さ数十μm、ピッチ0.65mmなどの平行電極を並べた,20極、30極などのコネクタでセットに接続する。LVDS(Low Voltage Differential Signaling)というインターフェースが主流で、デファクトスタンダード的にリーダーメーカーに後発コンパチブル2次供給メーカーが追従する慣例である。セットメーカーはPC、モニター、テレビなどに応じて、ディスプレイコントローラICによって、液晶パネルのドットマトリクスに対応する色と輝度信号を走査線の順番に送り、画像や文字を液晶パネルに表示する。
一方、製品組み込みの小型のNT型のセグメント表示のものなどは、液晶モジュール本体は透明電極のみ配して、装置側基板に金表面処理電極を配して、構造的に位置合わせをして、導電部と絶縁ゴムが縞模様に配置された導電ゼブラゴム電極にて接続をして、液晶駆動機能を有する組み込みマイコンの数十極の電極で直接駆動することが主流である。光源用バックライトに冷陰極管CCFL、EL、LEDをもつものはそれぞれに応じて2極程度のコネクタを備える。
説明を簡単にするため、TFTカラー液晶モジュールでの駆動例を示す。以下の周辺回路の多くは、TABによってアレイ基板に接続されるか、COGや低温ポリシリコンによってアレイ基板上に実装または構築される。低温ポリシリコンを採用している場合でもタイミング・コントローラや電源回路は、ポリシリコンによるTFT素子でD/Aコンバータ、メモリ、コントローラまで作り込むと消費電力が増すために、外付け回路基板上の専用ICが使用される事が多い。
タイミング・コントローラ
タイミング・コントローラICはT-CON (Timing Controller) やタイミングLSI (Timing LSI) とも呼ばれ、液晶モジュールに供給される映像データを平面上の画素に配分するためのクロック信号などを生成し、データドライバとアドレスドライバ(ゲートドライバ)に供給する半導体素子である。
データドライバはソースドライバやXドライバとも呼ばれソース線を通じて、画面のサブ画素ごとに対する印加電圧を加える。元となる映像信号から作られ液晶駆動用の階調化された電圧はソース線ごとにホールド回路で保持され、通常は画面の横方向の配列に対してタイミング・コントローラの信号の従って増幅された信号がデータ線に同時に加えられる。
アドレスドライバはゲートドライバやYドライバとも呼ばれ、タイミング・コントローラの信号に従って、ゲート線を通じて画面のサブ画素の1列分を選択して、データドライバが各サブ画素に書き込むのを助ける。
電源・映像回路部
電源・映像回路部はプリント基板とも呼ばれ、外部からの映像信号と電源を受け取り、映像信号をデータドライバとタイミング・コントローラに渡すと共にデータドライバ、アドレスドライバ、タイミング・コントローラへの駆動電力を供給する。タイミング・コントローラが一体となっているものもある。
数万画素以上のマトリクスLCDパネルの駆動系はパネル上に配し、モジュール上に液晶コントローラを配して、20極、30極などのLVDS(Low Voltage Differential Signaling)というインターフェースでセット側のPC、モニター、テレビなどに応じて、ディスプレイコントローラICによって、液晶パネルのドットマトリクスに対応する色と輝度信号を走査線の順番に送り、画像や文字を液晶パネルに表示する。
一方、製品組み込みの小型のNT型のセグメント表示のものなどは、液晶モジュール本体は透明電極のみ配して、液晶駆動機能を有する組み込みマイコンの数十極の電極で直接駆動することが主流である。
まず製造工程の概要を示したのちに、詳しい説明を加える。
液晶パネル(セル)製造工程
周辺回路、部品、筐体製造工程
各工程の最後や出荷前にそれぞれ検査が行われる。
製造する製品の設計が行われる。本記事では詳しく扱わないが、この設計工程でアレイ基板の回路パターンのデータが作られる。
ガラス製造の専業メーカーが生産するのが一般的である。
マザーガラスは原料溶解、薄板形成、切断・面取り、熱処理・研磨、洗浄、検査、出荷という工程を経て製造される。メーカーによっては熱処理・研磨を行わないところもある。薄板形成の徐冷工程が品質を左右する。
フュージョン法 (Fuson process) は、溶けた2枚の平面状ガラスを垂直に流し下ろしながら表裏合流合体させて空中で冷却する。ガラス表面に接触するものがないので高品質なマザーガラスが得られる。
スロット・ドロー法
スロット・ドロー法 (Slot drawing process) は「ダウン・ドロー法」や「引き下げ法」とも呼ばれ、ルツボの底の「スロット」から平面状にした溶解ガラスを流し出し、下では複数のローラーで固まり始めたガラスを引き下げながら冷却炉で冷やし連続的に外形を整えてゆく。スロットやローラーが接触するので引き下げ力の管理などを上手く行わないとガラス表面にうねりが生じる。製品は研磨が必要になる。
フロート法 (Float process) は、溶解した金属スズの上に溶けたガラスを流して、川のように連続的に平面ガラスを作る方法である。窓用を含めた一般的なガラス板の生産方法であるが、微細なうねりやスズが表面に付くために研磨が必要になる。マザーガラスの生産にはあまり採用されなくなっている。
ガラス製造工程から来たマザーガラスは、必要に応じて研磨・洗浄され、表裏や方向の区別のために「オリエンテーション・フラット」(オリフラ)や「オリエンテーション・コーナー」と呼ばれる印が付けられ、縁や角が面取り加工される。また、これとは別に後のいずれかの工程で、「合わせマーク」と呼ばれるアレイ基板とカラーフィルタ基板を合わせる時の印が付けられる。
アレイ基板の回路パターンは設計データに基づいて作図され、多数のレティクルがあらかじめ作られる。
TFT層・配線層・画素電極形成(5フォト・プロセスでの例)
最初に基板洗浄を行う。
金属膜を蒸着させ、エッチングによってゲート電極と蓄積コンデンサ用Cs電極を形成する。(マスク1)
CVDによって絶縁膜 (SiO2, SiNx) を全面に形成する。
CVDによってゲートとなるa-Si(アモルファス・シリコン)層を連続して堆積させ50nm厚程度まで形成する。
エッチングによってチャネル保護膜 (SiNx) を形成する。(マスク2)
電極との接続性向上とリーク電流の低減のために、燐ドープの半導体層 (n+a-Si) を形成する。
3層金属膜 (Mo-Al-Mo) を蒸着させる。
エッチングによってドレインとソース層を形成する。(マスク3)
CVDによって保護膜 (SiNx) を全面に形成する。
エッチングによってコンタクト孔を形成する。(マスク4)
スパッタリングによってITO(酸化インジウムチタン)膜を全面に蒸着させエッチングによって不要な部分を除去してサブ画素電極を形成する。(マスク5)
上記の内、半導体回路や配線層などを形成するエッチング工程では、マスクとなるレティクルのパターンを主に365nmの紫外線(i線)で光学的に基板上の感光材へ露光して、レジスト層としてパターンを写し取ることで実現される。これはLSIなどの半導体電子部品と同様の仕組みである。マザーガラスの大きさで1,000×1,300mmクラスまでは、1-5秒ほどの短時間で一度に全面を露光するワンショット方式が実用化されているが、転写対象が1mを越える大面積のものでは、光学投影レンズの有効径に制限されて、1枚のレティクルで全面を1度に露光できなくなっている。この場合には、複数枚のレティクルに分割して何度も露光を行う。半導体製造装置のスキャナのようにレティクルと転写面を同時に移動させながら露光するのではなく、移動中は露光シャッターは閉じられ、露光のつなぎ目が厳密にアライアメントがとられてから露光が開始される。このような露光方法をステップ&リピート (Step & repeat) と呼ばれ、この装置は「レンズ・ステッパ」や「ステッパ」と呼ばれる。特に液晶パネル1枚の大きさでレティクルを作る事で露光のつなぎ目を考慮しない方法には適する。半導体製造装置のスキャナのようにレティクルと基板を同時に移動させながら露光するものに、ミラー・プロジェクション法がある。これは、大口径レンズは球面収差のために作れないのを反射鏡で結像させるもので、1枚のレティクルで大面積に転写が可能になる。これらのいずれも、レティクルの等倍で露光する「等倍投影法」とレティクルの1/5や1/10に縮小して露光する「縮小投影法」がある。マスク数は5枚が主流であるが、4枚マスクの導入も始まっている。
アレイ基板の製造工程の各段階中と工程の最後に検査が行われる。アレイ基板として使用されないマザーガラス上の空き領域にあらかじめテスト用回路を作り込んでおき、膜厚、膜質、電気的特性を計測するという手法も使われる。
BM(ブラックマトリクス)層は、金属クロムをスパッタリング蒸着させ、フォトリソグラフィ技術を使ったエッチングによって不要部分が除去される。金属クロムのほかにもカーボンやチタン、ニッケルの使用が検討され、低反射用に金属クロムに加えて酸化クロムの2層構造も使用される。
カラーフィルタ材を一定のパターンに配置・形成する方法には、フォトリソグラフィ法、印刷法、インクジェット法、その他がある。
フォトリソグラフィ法ではBM層形成と同様に全面に塗布したあと、フォトリソグラフィ技術を使ったエッチングによってマスクを作り不要部分を溶解除去する。3色のそれぞれに対して繰り返し処理が必要になる。
シルクスクリーン印刷と同様に、スキージでメッシュ・スクリーン上のカラーフィルタ材を基板に印刷する方法や、オフセット印刷する方法、凸版印刷に凹版印刷など、どれもカラー印刷と同じ手法を用いる。
インクジェット印刷の技術を応用したものである。プラズマディスプレイでの実用が主導した技術であり、大画面の基板では実用され始めている。
BM層とカラーフィルタ層で生じた段差を平準化し、この後のITO膜の形成時の定着性が高められる。
原料となるITOは酸化インジウムに酸化スズを1-5重量%ほど加えた合金である。透明電極をガラス基板上に形成する方法には主に2種類ある。以下にそれらを示す。
ITOの焼結体を真空中で加熱してガス化し、この気体のITOをガラス基板上に析出させて薄膜を形成する。ガス化雰囲気は厳密には真空ではなく、3%ほどの酸素を加えることで結晶化と酸化を制御する。ITOが蒸着する基板側の温度によってITO結晶の特性が変化し、180℃と250℃、300℃、そしてそれ以上の温度で得られるITO膜の抵抗値が異なる。面抵抗で10Ω/□が必要なSTN用ガラス基板では250℃まで加熱され、面抵抗100Ω/□が必要なTFT用ガラス基板では180℃まで加熱された状態でITOが蒸着される。各々のガラス基板にはカラーフィルタが成膜されているので、カラーフィルタ中の有機化合物の耐熱性もこれに合わせたものが求められる。真空蒸着法は基本的に点から蒸発するため、ガラス基板が大面積になるほど膜厚の均一性が損なわれる。加熱する熱源の違いでEB(エレクトロン・ビーム)法、抵抗加熱法、イオンブレーティング法がある。
スパッタリング法は大きく2つの方法に分かれる。いずれの方法でもターゲットと呼ばれる平面状の焼結体を加熱することで蒸発させるため、ガラス基板が大面積になっても膜厚の均一性が保たれる。
アルゴンと少量の酸素の混合ガスをプラズマにしてこの熱でITO酸化物のターゲットから昇華させてガラス基板に成膜する。水素や水を加える手法も存在する。200-1000Å程の厚みを作り、抵抗値は1.7-2.5×10-4Ω・cmになる。