(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶駆動回路および画素部を複数形成し、かつ透明導電材料からなる透明電極を形成した液晶駆動基板と、透明導電材料からなる対向電極を形成した対向基板と、これら液晶駆動基板と対向基板との間に形成された液晶層とを備えた液晶表示素子において、
前記透明電極が、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなるアニール未処理の非晶質材料によって形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記透明電極が所定形状にパターニングされ、かつその断面にテーパーが形成されているとともに、前記テーパー角が３０度以上４５度以下である
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記透明電極の厚さが、前記対向電極の厚さより薄い
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項４】
液晶駆動回路および画素部を複数形成し、かつ透明導電材料からなる透明電極を形成した液晶駆動基板と、透明導電材料からなる対向電極を形成した対向基板と、これら液晶駆動基板と対向基板との間に形成された液晶層とを備えた液晶表示素子において、
前記液晶駆動基板と前記透明電極との間には、前記対向基板側から入射した光を反射する反射層が設けられるとともに、前記透明電極と前記反射層との間には、１／４波長板として作用する液晶高分子層が設けられており、
前記透明電極が、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなるアニール未処理の非晶質材料によって形成されている
ことを特徴とする反射型の液晶表示素子。
【請求項５】
前記透明電極が所定形状にパターニングされ、かつその断面にテーパーが形成されているとともに、前記テーパー角が３０度以上４５度以下である
ことを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記透明電極の厚さが、前記対向電極の厚さより薄い
ことを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶駆動基板と対向基板との間に液晶層を形成してなる液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子（ＬＣＤ）等の光学デバイスでは、その透明電極として、通常ＩＴＯと呼ばれる酸化インジウム−酸化スズ系の透明導電材料が用いられる。このＩＴＯからなる透明導電材料は、一般にスパッタ法あるいは蒸着法によって成膜され、さらに必要に応じてパターニングされる。ここで、スパッタ法が採用された場合、通常は加熱スパッタが行われあるいはスパッタ後に２００℃〜３００℃程度のアニールがなされることによってＩＴＯが結晶化され、これにより光透過率および比抵抗特性が高められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような液晶表示素子には以下に述べる改善すべき課題がある。ＩＴＯのアニール処理は、特に液晶駆動基板の製造において工数の増加を招き、さらにアニール灯などが必要となることから設備投資面でもコストアップを招いている。また、１／４波長板として作用する液晶高分子層を液晶駆動基板上に積層した構成の反射型液晶表示素子では、この液晶高分子層の相転移温度が約１１０℃であるため、液晶駆動基板最終工程であるＩＴＯアニール処理（２２０℃、１ｈｒ）を行うことができず、これにより画質向上が阻まれるおそれがある。
【０００４】
さらに、特に液晶駆動基板上における透明電極を各画素に対応すべく画素形状にパターニングした場合、ＩＴＯはその結晶粒径が比較的大きいため、パターニングした端縁をテーパー状にエッチングしようとしても得られるテーパーエッチ形状は十分なテーパー状にならず、これによりこの上に形成される配向膜をラビング処理した際、バフカス（コットンやレーヨン等のラビングバフ材が配向膜とこすれて両方の削られたものがまざったゴミ）がテーパーエッチを行った端縁にこびりついてしまうことがある。そして、このようにバフカスが端縁にこびりついてしまうと、隣接する画素における透明電極間でリーク電流が生じ、これに起因して輝点欠陥不良が生じてしまう。したがって、このようなリーク電流を防ぐため画素間の間隔を広くとる必要があるが、画素間の間隔を広くとると画素部の開口率が低くなり、表示性能が低下してしまう。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コストダウンを可能にし、さらにはリーク電流を防止して表示性能の向上を図り得るようにした液晶表示素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示素子では、液晶駆動回路および画素部を複数形成し、かつ透明導電材料からなる透明電極を形成した液晶駆動基板と、透明導電材料からなる対向電極を形成した対向基板と、これら液晶駆動基板と対向基板との間に形成された液晶層とを備えた液晶表示素子において、前記透明電極が、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなるアニール未処理の非晶質材料によって形成されていることを前記課題の解決手段とした。
また、液晶駆動回路および画素部を複数形成し、かつ透明導電材料からなる透明電極を形成した液晶駆動基板と、透明導電材料からなる対向電極を形成した対向基板と、これら液晶駆動基板と対向基板との間に形成された液晶層とを備えた液晶表示素子において、前記液晶駆動基板と前記透明電極との間には、前記対向基板側から入射した光を反射する反射層が設けられるとともに、前記透明電極と前記反射層との間には、１／４波長板として作用する液晶高分子層が設けられており、前記透明電極が、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなるアニール未処理の非晶質材料によって形成されていることを前記課題の解決手段とした。
【０００７】
この液晶表示素子によれば、液晶駆動基板の透明電極を非晶質材料によって形成したので、例えば非晶質材料として酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなる材料を用いれば、この材料が低温での成膜による非晶質の状態で光透過率、比抵抗特性が良好であることから、ＩＴＯを用いていた従来の液晶表示素子と異なり、その製造に際して透明電極形成のためのアニール処理が必要でなくなる。また、従来のＩＴＯに代えてテーパーエッチングが容易で整ったテーパー形状となる非晶質材料で透明電極を形成しているので、製造時、透明電極上の配向膜のラビング処理の際にバフカスがテーパーエッチを行った端縁にこびりついてしまうことが抑えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示素子を詳しく説明する。図１は本発明の液晶表示素子を透過型液晶表示素子に適用した場合の一実施形態例を示す図であり、図１中符号１は透過型液晶表示素子（以下、液晶表示素子と略称する）である。この液晶表示素子１は、液晶駆動基板２と対向基板３とが所定の間隙を介して互いに対向した状態に配置され、これら基板間に液晶層４が設けられて構成されたものである。
【０００９】
液晶駆動基板２はガラス等の透明基材からなるもので、その内面側（対向基板３側）には、多数の画素開口部５…とこれら画素開口部５…にそれぞれ対応する多数の液晶駆動回路６…とが形成されている。液晶駆動回路６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子７を有して構成されたもので、このスイッチング素子７の上には層間絶縁膜８を介してブラックマスク９が形成されている。このブラックマスク９は、スイッチング素子７の直上部を覆うことによって該ブラックマスク９で覆わない箇所を画素開口部５とするものであり、このようにブラックマスク９で囲まれたことによって各画素開口部５は他の画素開口部５…に対し不連続なものとなっている。
【００１０】
ブラックマスク９上、および画素開口部５における層間絶縁膜８上には透明平坦化膜１０が形成されており、この透明平坦化膜１０上には透明電極１１が形成されている。透明電極１１は、前記スイッチング素子７に電気的に接続されたもので、このスイッチング素子７によってその駆動が制御されるものである。また、この透明電極１１は、非晶質の透明導電材料からなるもので、本例では酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなる非晶質材料（Ｉｎ2 Ｏ3 −ＺｎＯ系非晶質材料、以下、ＩＺＯと呼称する）によって形成されている。
【００１１】
このＩＺＯは、スパッタ法や蒸着法によって成膜され、さらに公知のリソグラフィー技術、エッチング技術によりパターニングされて透明電極１１に形成されるもので、非晶質の状態で光透過率が８９〜９０％（波長５５ｎｍ、膜厚１５０ｎｍ）、比抵抗が３．４×１０-4Ω・ｃｍと良好な特性を有するものである。したがって、このＩＺＯによって形成された透明電極１１は、従来のＩＴＯからなる透明電極と異なり、アニール処理が必要でなくなるのである。なお、この透明電極１１は、その厚さが後述する対向基板３の対向電極の厚さと同じかあるいはそれより薄く形成されている。すなわち、必要十分な光学特性および電気特性を有している場合、厚さが薄い方が段差が小さくなり、配向膜のステップカバレージがよく、バフカスもこびりつきにくくなるからである。
【００１２】
また、この透明電極１１は、前記各画素開口部５毎に独立して形成されたものであり、したがって前述したように対応したスイッチング素子７によってその駆動が独立して制御されるものとなっている。すなわち、この透明電極１１は、隣合う画素の透明電極１１との間がエッチング除去されたことによって互いに分離され、独立したパターンに形成されていることにより、それぞれに独立した電極となっている。ここで、透明電極１１、１１間のエッチング箇所、すなわちエッチングによって形成された端縁１１ａ、１１ａは、上面から下面にかけて電極１１、１１間の開口幅が漸次狭まるようテーパー状のものとなっている。
【００１３】
この端縁１１ａのテーパー角は、ＩＺＯからなる膜のテーパーエッチングが調節されていることによって３０〜４５度程度となっている。よって、透明電極１１…上に形成されたポリイミド等からなる配向膜（図示略）は、このテーパーエッチ部１１ｂ上においてゆるやかな傾斜面しか形成せず、これによりラビング時に発生するバフカスが前記端縁１１ａ、１１ａ間のテーパーエッチ部１１ｂの上部にこびりつかないようになっている。
【００１４】
対向基板３は、ガラス等の透明基材からなり、光の入射側に配置されるもので、その内面（対向基板３側の面）側にはマイクロカラーフィルタ（図示略）、ＩＴＯあるいは前記ＩＺＯ等の透明導電材料からなる対向電極１２、ポリイミド等からなる配向膜（図示略）がこの順に形成されている。マイクロカラーフィルタは、各画素毎に分割化され異なる色に着色されて形成されたものである。液晶層４は、ツイストネマチック液晶等からなるもので、透明電極１１と対向電極１２との間の電圧印加の有無によってその配向状態が変わり、これによって光を透過しあるいはこれを遮断するものである。
【００１５】
このような構成の液晶表示素子１にあっては、液晶駆動基板２の透明電極１１を、低温での成膜による非晶質の状態で光透過率、比抵抗特性が良好なＩＺＯによって形成したので、ＩＴＯを用いていた従来の液晶表示素子と異なり、製造に際して透明電極１１のアニール処理を行う必要がなくなる。したがって、工数の削減や設備投資面でのコストダウンを図ることができる。
【００１６】
また、ＩＺＯは非晶質であるためＩＴＯに比べてテーパーエッチングが容易であり、したがってテーパー角度が容易にコントロールされることからテーパーエッチ部１１ｂがゆるやかな傾斜面からなる良好なテーパー形状となる。よって、この上に形成される配向膜に、そのラビング時に発生するバフカスがこびりつかないようになり、これにより隣接する画素における透明電極１１、１１間でリーク電流が生じ、これに起因して輝点欠陥不良が生じることを防止することができる。そして、このように輝点欠陥不良がなく、隣接する透明電極１１、１１間の距離を狭くすることができることから、有効開口率を高めることができ、これにより高輝度化を実現することができる。
【００１７】
図２は本発明の液晶表示素子を反射型液晶表示素子に適用した場合の一実施形態例を示す図であり、図２中符号２０は反射型液晶表示素子（以下、液晶表示素子と略称する）である。この液晶表示素子２０は、液晶駆動基板２１と対向基板２２とが所定の間隙を介して互いに対向した状態に配置され、これら基板間に液晶層２３が設けられて構成されたものである。
【００１８】
液晶駆動基板２１はガラス等の透明基材からなるものであり、ＡｌまたはＡｇ製の反射層２４を形成し、さらに液晶高分子層からなる１／４波長板層２５を形成している点以外は、基本的に図１に示した液晶駆動基板２と同様の構成を有したものである。すなわち、液晶駆動基板２１の内面側（対向基板２２側）には、多数の画素部（図示略）とこれら画素部にそれぞれ対応する多数の液晶駆動回路２６…とが形成されている。液晶駆動回路２６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子（図示略）を有して構成されたものである。
【００１９】
また、この液晶駆動基板２１には、その画素部にランダムな大きさの凹凸構造を有したＡｌまたはＡｇ製の反射層２４が形成されており、これによって対向基板２２側から入射した光は該反射層２４で反射し散乱するようになっている。この反射層２４上には透明平坦化膜２７が形成され、この透明平坦化膜２７上には前記の１／４波長板層２５が形成されている。
【００２０】
そして、この１／４波長板層２５上には透明電極２８が形成されている。透明電極２８は、図１に示した透明電極１１と同様に、スイッチング素子（図示略）に電気的に接続されたもので、このスイッチング素子によってその駆動が制御されるものである。また、この透明電極２８も、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなる非晶質材料（Ｉｎ2 Ｏ3 −ＺｎＯ系非晶質材料、以下、ＩＺＯと呼称する）によって形成されている。
【００２１】
さらに、この透明電極２８も、各画素部毎に独立して形成されたものであり、したがって対応したスイッチング素子によってその駆動が独立して制御されるものとなっている。ここで、透明電極２８はこのように各画素部毎に独立しており、したがってエッチングにより独立したパターンに形成されているが、このエッチングによって各透明電極２８は、その電極２８、２８間のエッチング箇所、すなわちエッチングによって形成された端縁２８ａ、２８ａが、上面から下面にかけて電極２８、２８間の開口幅が漸次狭まるようテーパー状のものとなっている。
【００２２】
この端縁２８ａのテーパー角は、図１に示した例と同様に３０〜４５度程度に調節され形成されている。よって、この例においても、透明電極２８…上に形成されたポリイミド等からなる配向膜（図示略）は、このテーパーエッチ部２８ｂ上においてゆるやかな傾斜面しか形成せず、これによりラビング時に発生するバフカスが前記端縁２８ａ、２８ａ間のテーパーエッチ部２８ｂの上部にこびりつかないようになっている。
【００２３】
対向基板２２は、図１に示した対向基板３と同様にガラス等の透明基材からなり、光の入射側に配置されるもので、その内面（対向基板３側の面）側にはマイクロカラーフィルタ（図示略）、ＩＴＯあるいは前記ＩＺＯ等の透明導電材料からなる対向電極２９、ポリイミド等からなる配向膜（図示略）がこの順に形成されている。マイクロカラーフィルタは、各画素毎に分割化され異なる色に着色されて形成されたものである。液晶層２３は、複合型の二色性色素を所定の割合で含有して構成されたゲストホスト液晶からなるものである。
【００２４】
このような構成の液晶表示素子２０にあっても、液晶駆動基板２１の透明電極２８を、低温での成膜による非晶質の状態で光透過率、比抵抗特性が良好なＩＺＯによって形成したので、製造に際して透明電極２８のアニール処理を行う必要がなくなり、したがって工数の削減や設備投資面でのコストダウンを図ることができる。
【００２５】
また、ＩＺＯは非晶質であるためＩＴＯに比べてテーパーエッチングが容易であり、したがってテーパーエッチ部２８ｂがゆるやかな傾斜面からなる良好なテーパー形状となる。よって、この上に形成される配向膜に、そのラビング時に発生するバフカスがこびりつかなくなり、したがって隣接する画素における透明電極２８、２８間でリーク電流が生じ、これに起因して輝点欠陥不良が生じることを防止することができる。そして、このように輝点欠陥不良がなく、隣接する透明電極２８、２８間の距離を狭くすることができることから、有効開口率を高めることができ、これにより高輝度化を実現することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶表示素子は、液晶駆動基板の透明電極を非晶質材料によって形成したものであるから、例えば非晶質材料として酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物である六方晶層状化合物および酸化インジウムからなる材料を用いれば、この材料が低温での成膜による非晶質の状態で光透過率、比抵抗特性が良好であることにより、ＩＴＯを用いていた従来の液晶表示素子と異なり、その製造に際して透明電極形成のためのアニール処理が必要でなくなる。したがって、工数の削減や設備投資面でのコストダウンを図ることができる。また、特に液晶高分子層を１／４波長板層とし、このためアニール処理ができなかった反射型の液晶表示素子についても、本発明を適用することにより、アニール処理を行うことなくその画質の向上を図ることができる。
【００２７】
また、従来のＩＴＯに代えてテーパーエッチングが容易な非晶質材料で透明電極を形成しているので、製造時、透明電極上の配向膜のラビング処理の際にバフカスがテーパーエッチを行った端縁にこびりつかなくなってしまうことを抑えることができ、これにより隣接する画素における透明電極間でリーク電流が生じ、これに起因して輝点欠陥不良が生じることを防止することができる。そして、このように輝点欠陥不良がなく、隣接する透明電極間の距離を狭くすることができることから、有効開口率を高めることができ、これにより高輝度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を透過型液晶表示素子に適用した場合の一実施形態例を示す要部側断面図である。
【図２】  本発明を反射型液晶表示素子に適用した場合の一実施形態例を示す要部側断面図である。
【符号の説明】
１，２０…液晶表示素子、２，２１…液晶駆動基板、３，２２…対向基板、４，２３…液晶層、５…画素開口部、６，２６…液晶駆動回路、１１，２８…透明電極、１２，２９…対向電極
【図１】
0003785767.tif 000002
【図２】
0003785767.tif 000003