(57)【要約】      （修正有）【課題】画素電極と共通電極の絶縁性が高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】共通電極１２上に、スパッタリング法によってＳｉＯ2膜又はＳｉＮ膜から成る絶縁膜１３を形成し、その絶縁膜１３上にパターニングした画素電極１４を形成し、画素電極１４上に液晶８を配置し、液晶８中に形成する平行電界によって液晶８の配向を変え、文字や画像を表示する。ＣＶＤ法による絶縁膜の場合は画素電極１４と共通電極１２の間が短絡してしまうが、スパッタリング法の場合、水素の発生が無く、また、基板を１００℃未満の温度にして絶縁膜を形成できるので、金属の拡散が無く、短絡が生じない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に配置された共通電極と、
前記共通電極上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された画素電極とを有し、
前記画素電極上に配置された液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記透明基板上に金属酸化物から成る前記共通電極を形成した後、希ガスによってＳｉＯ2ターゲット又はＳｉＮターゲットのいずれか一方又は両方のターゲットをスパッタリングし、前記共通電極表面に、ＳｉＯ2膜又はＳｉＮ膜のいずれか一方又は両方の絶縁膜を形成し、前記絶縁膜表面に、金属酸化物から成る前記画素電極を形成する液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁膜形成中、前記透明基板の温度を１００℃未満にする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリンジフィールド駆動方式の液晶表示装置に係り、特に、共通電極と画素電極の間の絶縁膜を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明導電膜は、インジウム（III)酸化物(In2O3)とスズ（IV)酸化物(SnO2)の混合膜であるスズドープ酸化インジウム(以下ITOと省略)膜をはじめ、銀ドープITO、酸化インジウム・酸化亜鉛、酸化インジウム・酸化チタン、アルミニウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、カドミウムドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化錫、フッ素ドープ酸化錫、ニオブドープ酸化チタン等が開発されている。
透明導電膜は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイといったフラットパネルディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス、タッチパネル、太陽電池、電子ペーパーなどの駆動電極に多く用いられている。
【０００３】
透明導電膜を利用したデバイスには、例えば液晶材料を評価するテストデバイスが挙げられるが、基板上に透明導電膜を成膜、パターニングし下部透明導電膜を配置した後に窒化シリコンＳｉＮ、酸化シリコンＳｉＯ2、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）といった絶縁膜を配置し、さらに前記絶縁膜上に上部透明導電膜を配置するような構造を持つデバイスがある。
【０００４】
絶縁膜の形成方法には、ドライプロセスであるスパッタリング法および化学気相蒸着法（以下ＣＶＤ法と省略）、そしてウェットプロセスにてＳＯＧ（spin on glass）膜とよばれるＳｉＯ2膜を形成する方法があり、同じ組成の絶縁膜でも形成方法が異なると特性が異なる。
【０００５】
広視野角の液晶表示装置として、近年では、フリンジフィールド駆動方式の液晶表示装置が注目されている。フリンジフィールド駆動方式では、絶縁膜を透明導電膜で挟み込んだ構造を持つため、ピンホールの有無や、絶縁破壊耐圧の大きさが問題となる。
【０００６】
これらのうち、ＳＯＧ膜はシラノール化合物の溶液を加熱処理してＳｉＯ2膜を形成する手法であり、膜厚を厚く形成でき、絶縁破壊耐圧も高いが、ウェット工程であるためにスループットが悪いため、ＳＯＧ膜に代わる絶縁膜が望まれている。
上記方式の液晶表示装置は、例えば、下記文献に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２３４５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、フリンジフィールド構造の液晶表示装置の下部パネルを効率よく製造できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ドライプロセスにおける絶縁膜の成膜方法として、ＣＶＤ法は成膜速度も速く膜厚分布も良いという利点があり、フリンジフィールド構造の液晶表示装置の絶縁膜に使用したいという要求がある。
しかし、ＣＶＤ法による絶縁膜では、画素電極と共通電極の間を絶縁することができない。
【０００９】
本発明の発明者等は、その原因が、ＣＶＤ法によってＳｉＯ2等の絶縁膜を形成する際に、水素が発生し、しかも成膜温度が高温であることから、透明導電膜が水素で還元されて金属原子が析出し、高温で絶縁膜中に拡散して画素電極と共通電極が短絡してしまう、と予想された。
【００１０】
本発明は上記観点から創作されたものであり、透明基板と、前記透明基板上に配置された共通電極と、前記共通電極上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置された画素電極とを有し、前記画素電極上に配置された液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記透明基板上に金属酸化物から成る前記共通電極を形成した後、希ガスによってＳｉＯ2ターゲット又はＳｉＮターゲットのいずれか一方又は両方のターゲットをスパッタリングし、前記共通電極表面に、ＳｉＯ2膜又はＳｉＮ膜のいずれか一方又は両方の絶縁膜を形成し、前記絶縁膜表面に、金属酸化物から成る前記画素電極を形成する液晶表示装置の製造方法である。
また、本発明は、前記絶縁膜形成中、前記透明基板の温度を１００℃未満にする液晶表示装置の製造方法である。
【００１１】
本発明は上記のように構成されており、ＡｒやＸｅ等の希ガスによってＳｉＯ2ターゲットやＳｉＮターゲットをスパッタリングして絶縁膜を形成しているので、成膜中に水素が発生せず、従って、金属酸化物から成る共通電極が還元されることはない。
また、スパッタリングの際に基板を加熱しなくても絶縁膜を形成できるので、１００℃未満の温度で絶縁膜を成長させることができ、共通電極中に遊離した金属が絶縁膜中を拡散することはない。
【発明の効果】
【００１２】
共通電極と画素電極が短絡しない。
真空中で絶縁膜を形成できるので、ＳＯＧ膜の製造工程に比べ、作業性がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１の符号１は、本発明の液晶表示装置の一例であり、フリンジフィールド構造が採用されている。
この液晶表示装置は、下部パネル５を有している。
下部パネル５は、ガラス基板から成る透明基板１１を有しており、透明基板１１上には、パターニングされた共通電極１２が形成された後、スパッタリング法によって、露出した共通電極１２上に、絶縁膜１３が形成されている。
【００１４】
絶縁膜１３の表面上には、スパッタリング法等によって、透明導電膜が形成された後、透明導電膜がパターニングされ、櫛形やリング型等の所定形状にパターニングされた複数の画素電極１４が形成されている。
【００１５】
各画素電極１４と共通電極１２は、不図示の制御回路に接続されており、共通電極１２を基準の電位とし、共通電極１２に対して所望の画素電極１４に電圧を印加できるように構成されている。
画素電極１４上には液晶８が配置されており、上部ガラス基板２１が、下部パネル５と平行に配置されている。
【００１６】
上部ガラス基板２１、画素電極１４、絶縁膜１３、共通電極１２、及び透明基板１１は透明であり、透明基板１１の裏面に配置されたバックライトパネル３３の発光光は、下部偏光板３５ａと、透明基板１１と、共通電極１２と、絶縁膜１３とを透過して、液晶８に入射する。
画素電極１４と共通電極１２の間に電圧を印加すると、画素電極１４の上部の液晶の内部に、透明基板１１と平行な電界が形成される。
【００１７】
この液晶８は、透明基板１１と平行な方向の平行電界の有無によって配向が変化するように構成されており、下部偏光板３５ａと平行電界が形成された部分の液晶８ａを透過した光は、上部偏光板３５ｂも透過し、外部に放射され、明るく見える。
下部偏光板３５ａと平行電界が形成されていない部分の液晶８ｂを透過した光は、上部偏光板３５ｂを透過できず、外部からは黒色に見える。
これにより、文字や画像等を表示することが可能になる。
【００１８】
この液晶表示装置１の共通電極１２と画素電極１４は、透明で導電性を有する金属酸化物であり、先ず、透明基板１１上に、スパッタリング法によってＩＴＯ膜等の導電性を有する金属酸化物薄膜を形成し、ウェットエッチング法によってパターニングし、図２(ａ)に示すように、透明基板１１上に共通電極１２を形成する。
【００１９】
次いで、スパッタリング法によって、ＳｉＯ2ターゲットや、ＳｉＮターゲットを希ガスでスパッタリングし、同図(ｂ)に示すように、共通電極１２上に絶縁膜１３を形成し、同図(ｃ)に示すように、絶縁膜１３上に、スパッタリング法によってＩＴＯ膜等の導電性を有する金属酸化物薄膜１７を形成し、同図(ｄ)に示すように、ウェットエッチング法によってパターニングし、画素電極１４を形成する。
画素電極１４上に液晶８と上部ガラス基板２１と下部偏光板３５ａと上部偏光板３５ｂとバックライトパネル３３とを配置すると、図１の液晶表示装置１が得られる。
【実施例】
【００２０】
図３(ａ)、(ｂ)の符号２は、液晶表示装置１にの絶縁膜１３を評価するため用いる評価用素子であり、同図(ａ)は平面図、同図(ｂ)は断面図である。
図１の液晶表示装置１と同じ部材には同じ符号を付すと、この評価用素子２は、パイレックスガラス７０５９（コーニング社製）から成る透明基板１１を有しており、該透明基板１１上にはパターニングされたＩＴＯ膜から成る共通電極１２が配置されている。
【００２１】
共通電極１２上には、下記条件で形成された絶縁膜１３が配置されており、絶縁膜１３上には、パターニングされたＩＴＯ膜から成る画素電極１４が配置されている。
符号１９は引出電極であり、厚さ５ｎｍのCr膜と厚さ５ｎｍのAu膜との積層膜で構成されており、共通電極１２に接続されている。
【００２２】
下記条件で、実施例１〜５，比較例１、２の評価用素子２を作成し、画素電極１４と共通電極１２の間に２〜４Ｖの電圧を印加し、絶縁膜１３の絶縁性を調べた。
絶縁膜１３の形成条件と測定結果を下記表１に示す。
【００２３】
【表１】
2008281799.tif 000003
【００２４】
実施例２では、スパッタリング法によって基板を加熱せずに１５０ｎｍのＳｉＮ膜を形成した後、その表面に、ＣＶＤ法によって基板温度３００℃で１５０ｎｍのＳｉＮ膜を積層した。
ＣＶＤ法による絶縁膜１３は、画素電極１４と共通電極１２の間が短絡してしまっているが、スパッタリング法によって形成された絶縁膜１３では、短絡せず、絶縁性評価に合格している。
【００２５】
共通電極１２は、スパッタリング法による膜厚２０ｎｍのＩＴＯ膜である。共通電極１２、画素電極１４はパターニングされたＩＴＯを用いた
表１中のスパッタリング法による絶縁膜１３の形成条件は、ターゲットはＳｉＯ2板又はＳｉＮ板を用い、スパッタリングガスにはアルゴンガスを用いた。酸素ガスや窒素ガスは添加していない。透明基板１１は加熱せず、１００℃未満の温度で絶縁膜１３を成長させた。
【００２６】
また、表１中のＣＶＤ法による絶縁膜１３の形成条件は、絶縁膜１３がＳｉＯ2膜の場合(比較例１)は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と酸素（O2）を原料ガスとして、基板温度３００℃で、真空槽内で原料ガスのプラズマを形成してＳｉＯ2膜を成長させた。
絶縁膜１３がＣＶＤ法によるＳｉＮ膜の場合は、ＳｉＨ4ガスと、ＮＨ3ガスと、Ｎ2ガスから成る原料ガスを用い、基板温度３００℃にて、真空槽内で原料ガスのプラズマを形成し、ＳｉＮ膜を成長させた。
【００２７】
実施例１〜３、比較例１、２の共通電極１２の膜厚と画素電極１４の膜厚は２０ｎｍにし、実施例４、５の共通電極１２の膜厚と画素電極１４の膜厚は５ｎｍである。
なお、上記実施例では、透明導電膜としてＩＴＯ膜を用いたが、酸化亜鉛や酸化スズ等の他の透明導電膜を用いても結果は同じである。
【００２８】
また、上記実施例では、絶縁膜１３としてＳｉＯ2膜又はＳｉＮ膜を用いたが、他の絶縁膜１３（アルミナ）でも、スパッタリング法によって形成すれば共通電極１２と画素電極１４の間の絶縁性を確保できると予想されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によって得られる液晶表示装置の例
【図２】(ａ)〜(ｄ)：その液晶表示装置の製造工程を説明するための図
【図３】(ａ)：評価用素子の平面図  (ｂ)：断面図
【符号の説明】
【００３０】
１１……透明基板
１２……共通電極
１３……絶縁膜
１４……画素電極
【図１】
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【図２】
2008281799.tif 000005
【図３】
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