JP2004012520A

JP2004012520A - 液晶パネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2004012520A
Application number: JP2002161778A
Authority: JP
Inventors: Takashi Isoda; 磯田　高志; Minoru Hiroshima; 廣島　實
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】クラックやしわ等の外観不良の無いＩＴＯ膜をカラーフィルタ基板の透明共通電極として有する液晶パネルを提供する。
【解決手段】第１の基板ＳＵＢ１上に遮光層ＢＭで区画した複数色のカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と、平坦化層ＯＣの上にＩＴＯ膜の透明共通電極ＩＴＯ２とを有するカラーフィルタ基板と、第２の基板ＳＵＢ２上に二次元に配列した多数の薄膜トランジスタＴＦＴと、透明共通電極ＩＴＯ２との間に電界を形成する画素電極ＩＴＯ１を有し、カラーフィルタ基板と所定の間隔で対向させて配置した薄膜トランジスタ基板と、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の対向間に封入した液晶層ＬＣを有すし、カラーフィルタ基板の透明共通電極ＩＴＯ２を構成するＩＴＯ膜のＸ線回折による回折ピークＨＫＬ（２２２）の２θ値を３０．４５±０．０５度の範囲とした。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルに係り、特にカラーフィルタ基板に設ける透明共通電極であるＩＴＯ膜のクラックやしわの発生を抑制して製品不良を防止した液晶パネルとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは、交差する電極に印加するパルスのタイミングで所定の画素を選択する所謂単純マトリクス方式と、画素毎に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を二次元に配置して所定の画素を選択する所謂アクティブ・マトリクス方式とがある。ここでは、広く普及している薄膜トランジスタを用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶パネルを例として説明する。以下では、薄膜トランジスタを用いたものを薄膜トランジスタ型液晶パネルとも称する。
【０００３】
薄膜トランジスタ型液晶パネルは、薄膜トランジスタを二次元に配列した一方の基板（薄膜トランジスタ基板）に所定の間隔で対向させた他方の基板（カラーフィルタ基板）との間に液晶を注入し封止して所定の厚さ（セルギャプ）とした液晶層を封止して構成される。カラーフィルタ基板には、通常、樹脂等でパターニングした遮光層により区画した複数色のカラーフィルタ層と、上記遮光層とカラーフィルタ層の上層を覆って形成した平坦化層を有する。通常、上記のカラーフィルタや平坦化層は樹脂材料を用いる。
【０００４】
カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の下地基板は共に大略矩形の形状を有するガラスやセラミックスあるいは樹脂板を基板として用いる。所謂透過型の液晶パネルは両下地基板は共に透明であり、反射型では少なくとも表示面側の下地基板が透明となっている。二枚の下地基板のそれぞれにカラーフィルタや薄膜トランジスタなどを形成したカラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板は、その間に液晶を注入して後に周辺を樹脂等のシール剤を用いて接着し、固定される。また、両基板の間の間隙を保つために、微小球形のガラスビーズあるいは樹脂ビーズを両基板の間に設置したり、薄膜トランジスタ基板あるいはカラーフィルタ基板に樹脂を用いて固定的に形成した柱状スペーサが形成される。
【０００５】
薄膜トランジスタ基板の内面には薄膜トランジスタ、絶縁層、透明画素電極、配向膜等を有し、カラーフィルタ基板の内面には遮光層、複数色（通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色）のカラーフィルタ、平坦化層（または、オーバーコート層）、透明共通電極、および配向膜を有する。両基板の配向膜は液晶層を構成する液晶の界面に位置されている。カラーフィルタ基板に設ける平坦化層は遮光層とカラーフィルタ層の表面凹凸を平坦化して液晶の配向乱れを抑制し、また液晶を注入する際の流動抵抗を低減する。
【０００６】
カラーフィルタ層として顔料で着色したフィルムを用いたものもあるが、通常は顔料などの色剤を混入した樹脂を用いる。また、遮光層としては樹脂製以外に、例えば酸化クロム等の金属膜を用いる場合があるが、樹脂を用いた遮光層は膜厚が厚いため、上記の表面凹凸が大きく、そのため平坦化層が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したカラーフィルタ基板に設ける透明共通電極としては、通常はＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）のスパッタリング方式あるいはイオンプレーティング方式で形成されている。スパッタリング方式によるＩＴＯ膜の形成は、充分に真空引きされた成膜室内にアルゴン等の不活性ガスに酸化補助剤として酸素ガスを添加した低圧混合ガスを導入し、低圧雰囲気中でＩＴＯをターゲットとし、そのプラズマ放電によって成膜される。また、イオンプレーティング方式ではＩＴＯをプラズマガン等を用いてアーク放電等で直接加熱し、その蒸発現象を利用して成膜を行う。
【０００８】
何れの方式においても、成膜するカラーフィルタ基板を２００°Ｃ以上に加熱することで低抵抗で高光透過率のＩＴＯ膜を得ている。樹脂材料で構成した有機物のカラーフィルタは、上記した低圧状態や熱およびプラズマ雰囲気に晒されることによって分解され、一酸化炭素や二酸化炭素等のガスを放出する。この放出ガスはＩＴＯ膜の特性を劣化させる。この対策として、スパッタリング方式では、複数のターゲットを並べたり、成膜速度を落とすことでＩＴＯ膜に深さ方向のプロファイルをつける、所謂多層成膜が一般的に採用されている。
【０００９】
スパッタリング方式に使用する成膜材料であるＩＴＯターゲットは、膜厚や膜質の分布を製品から要求される仕様を満足させるため、少なくとも一辺のサイズを成膜基板（カラーフィルタ基板）より大きくする必要がある。したがって、装置サイズが大きくなり、製造設備の敷地面積が非常に広くなってしまう。
【００１０】
また、多層成膜により深さ方向にプロファイルをつけられたＩＴＯ膜は特性の管理が困難となる。この種のデバイスに通常使用されているＩＴＯ膜は多結晶であるため、Ｘ線回折で膜の構造を知ることが可能である。しかしながら、多層膜は結晶構造にも深さ方向にプロファイルができてしまう。このような構造を持つＩＴＯ膜は深さ方向で２θ値のシフトが生じて回折ピークが広くなり易い。
【００１１】
高温で形成されたＩＴＯ膜は大きな結晶粒（グレイン）とその間に小さな結晶粒（サブグレイン）を併せ持つグレイン−サブグレイン構造を有しているのが一般的である。このグレイン−サブグレイン構造は膜に段差を生じさせる。この段差はＩＴＯ膜の上に形成される配向膜の塗布特性に影響を及ぼし、塗布むらを発生させ、表示品質低下の原因にもなる。
【００１２】
これに対し、プラズマガンを使用した圧力勾配型イオンプレーティング装置（以下、単にＩＰ装置と称する）はスパッタリング装置に比較して小型の装置であり、かつ高速の成膜が可能である。また、ＩＰ装置による成膜に使用する原料も、スパッタリングに用いるＩＴＯターゲット材に比べて、その表面積が小さくでき、且つＩｎ_２Ｏ_３とＳｎＯ_２との組成比を変えるに際し、上記ターゲット材の如く原料自体を交換する必要もない。このため、ＩＰ装置を用いることで、ＩＴＯ膜を安価に作製することが可能である。しかし、ＩＰ装置で成膜したＩＴＯ膜は残留応力が非常に大きく、次工程以降の熱履歴で成膜したＩＴＯ膜にクラックやしわ等の外観不良が発生するという問題がある。
【００１３】
本発明の第１の目的は、クラックやしわ等の外観不良の無いＩＴＯ膜をカラーフィルタ基板の透明共通電極として有する液晶パネルを提供することにある。また、本発明の第２の目的は、ＩＰ装置を用いて成膜し、前記したクラックやしわ等の発生を低減して安定した特性を持つＩＴＯ膜を備えた液晶パネルの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するための本発明の代表的な構成を記述すれば、次のとおりである。以下における第１基板および第２基板は前記したガラスあるいはセラミックス等の下地基板である。
【００１５】
（１）、第１の基板上に遮光層で区画した複数色のカラーフィルタ層と、前記樹脂平坦化層の上にＩＴＯ膜の透明共通電極とを有するカラーフィルタ基板と、第２の基板上に二次元に配列した多数の薄膜トランジスタと、前記透明共通電極との間に電界を形成する画素電極を有し、前記カラーフィルタ基板と所定の間隔で対向させて配置した薄膜トランジスタ基板と、
前記カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の対向間に封入した液晶層を有する液晶パネルであって、
前記カラーフィルタ基板の前記透明共通電極を構成するＩＴＯ膜が、Ｘ線回折による回折ピークＨＫＬ（２２２）の２θ値が３０．４５±０．０５度の範囲にあることを特徴とする。
【００１６】
（２）、（１）における透明共通電極を構成するＩＴＯ膜はグレイン−サブグレイン構造を持たず、砂地様表面を持ち、かつ結晶粒による段差を有しないことを特徴とする。
【００１７】
上記（１）（２）の構成としたことにより、クラックやしわ等の発生が低減されて安定した特性を持つＩＴＯ膜を備えた液晶パネルが得られる。なお、カラーフィルタの上層に平坦化膜（所謂、オーバーコート膜）を設けた場合は、この平坦化膜の上にＩＴＯ膜を有する。
【００１８】
上記第２の目的を達成するための本発明の代表的な構成を記述すれば、次のとおりである。すなわち、
（３）、第１基板上に樹脂遮光層で区画した複数色の樹脂カラーフィルタ層と、前記樹脂平坦化層の上にＩＴＯ膜の透明共通電極とを有するカラーフィルタ基板と、
第２基板上に二次元に配列した多数の薄膜トランジスタと、前記透明共通電極との間に電界を形成する画素電極を有し、前記カラーフィルタ基板と所定の間隔で対向させて配置した薄膜トランジスタ基板と、
前記カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の対向間に封入した液晶層を有する液晶パネルの製造方法であって、
樹脂平坦化層を形成した前記カラーフィルタ基板を１００°Ｃ以下に保ち、酸素ガスと水蒸気の雰囲気中でＩｎ酸化物をイオンプレーティングして非晶質ＩＴＯ膜を形成した後、加熱処理して結晶化することを特徴とする。
【００１９】
（４）、（３）において、前記Ｉｎ酸化物がＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２であることを特徴とする。
【００２０】
（５）、（３）または（４）において、前記カラーフィルタ基板の前記透明共通電極を構成するＩＴＯ膜が、Ｘ線回折による回折ピークＨＫＬ（２２２）の２θ値が３０．４５±０．０５度の範囲にあることを特徴とする。
【００２１】
上記のＸ線回折は、結晶試料の表面（平坦と想定）に角度θで入射させた波長λ（単位：Å（オングストローム））のＸ線を、この結晶試料内で反射させ且つその表面から出射させて測定して行われる。Ｘ線は、結晶試料内において結晶面（格子面）の間隔ｄとともに次式で示されるブラッグの回折条件（Ｂｒａｇｇ’ｓ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を満たす場合にのみ、当該結晶面により反射され且つ結晶試料外に出射される。
ｎλ＝２ｄｓｉｎθ　　　　　　　　・・・・（式１）
λ，θ，及びｄは上述の如く定義され、ｎは任意の自然数を指す。λは、Ｘ線回折装置に備えられたＸ線源に応じて決まり、銅原子のＫ殼電子を励起してＸ線を発生させる場合はλ＝１．５４Å（Ｃｕ−Ｋα）、モリブデン原子のＫ殼電子を励起してＸ線を発生させる場合はλ＝０．７１Å（Ｍｏ−Ｋα）となる。
【００２２】
結晶面は、結晶試料の単位胞（Ｕｎｉｔ　Ｃｅｌｌ）を３次元的に規定する３種類の単位ベクトルの１／Ｈ、１／Ｋ、及び１／Ｌで規定され、ＩＴＯのように体心立方構造（立方体の単位胞を有する）を有する結晶試料の場合、その間隔ｄは次式で示される。
【００２３】
ｄ＝ａ／（Ｈ^２＋Ｋ^２＋Ｌ^２）^１／２　・・・・（式２）
この式で、ａは当該結晶試料の格子定数（単位：Å）、換言すれば上記単位胞の立方体をなす単位ベクトルの長さに相当する。上記Ｈ、Ｋ、及びＬは整数であり、これらの組み合わせに応じて上記面間隔ｄが離散的に定まる。逆に言えば、３つの整数Ｈ，Ｋ，Ｌの組み合わせに対してのみ、上記式１によるブラッグの回折条件が満たされる。従って、結晶試料に入射したＸ線は、上記３つの整数Ｈ，Ｋ，Ｌの組み合わせに対応して結晶試料から出射する。この３つの整数Ｈ，Ｋ，Ｌの組み合わせは、ミラー指数（Ｍｉｌｌｅｒ’ｓ　Ｉｎｄｉｃｅｓ）とも呼ばれ、結晶試料から出射するＸ線の検出ピーク（回折ピークとも呼ぶ）を（Ｈ，Ｋ，Ｌ）として特定する。
【００２４】
また、結晶試料に入射するＸ線の光路をその結晶試料の入射面の反対側に仮想的に延ばすと、この仮想的な光路は結晶試料内で反射されたＸ線が結晶試料外へ出射する方向に対して２θの角度をなす。Ｘ線回折による結晶試料の評価では、結晶試料表面へのＸ線入射角度θを漸次変化させる。従って、上記Ｘ線の出射角度：２θも漸次変化し、これが上記ミラー指数に対応する特定の値をとるとき、Ｘ線の回折ピークが現れる。
【００２５】
ところで、Ｘ線の回折ピークは、結晶構造に応じて特定のミラー指数に強く現れる。結晶構造とＸ線を強く回折するミラー指数との関係は、単結晶試料でのＸ線回折で得られるラウエ・パターン（Ｌａｕｅ　Ｐａｔｔｅｒｎ）で特定される。従って、Ｘ線の回折プロファイルから上記２θとミラー指数とを対応させることにより、結晶試料の格子定数を求めることもできる。
【００２６】
従って、上記ＩＴＯ膜のＸ線回折によるＨＫＬ＝（２２２）の回折ピークと上記２θ値（３０．４５±０．０５°）との関係は、このＩＴＯ膜に含まれる結晶粒の格子定数を反映し、その組み合わせは各結晶粒における化合物Ｉｎ_２Ｏ_３とＳｎＯ_２との存在形態を特定する。
【００２７】
上記（１）（２）の構成としたことにより、ＩＰ装置を用いて成膜したＩＴＯ膜にクラックやしわ等が発生することが抑制され、安定した特性を持つＩＴＯ膜を備えた液晶パネルが得られる。また、ＩＰ装置を用いことで液晶パネルの製造設備の設置面積が少なくて済み、全体として液晶パネルの低コスト化が可能となる。
【００２８】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶パネルの実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する液晶パネルに駆動回路や照明装置等の周辺部材を組み込んで液晶表示装置が得れれる。
【００３０】
図１は本発明を適用する液晶パネルの構成例を模式的に説明する要部断面図である。図中の参照符号ＳＵＢ１は第１基板に多数の薄膜トランジスタ等を形成した薄膜トランジスタ基板、ＳＵＢ２は第２の基板にカラーフィルタ等を形成したカラーフィルタ基板である。薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１の内面には、薄膜トランジスタＴＦＴを有する。この薄膜トランジスタＴＦＴはゲート電極ＧＴ、アモルファスシリコン半導体層ＡＳ、ソース電極ＳＤ、ドレイン電極ＤＴを有する。ここでは、アモルファスシリコン半導体層ＡＳで薄膜トランジスタを構成しているが、これに限るものではなく、ポリシリコン半導体を用いたものでもよい。
【００３１】
ゲート電極ＧＴはゲート絶縁層ＩＮＳＬで被覆され、ソース電極ＳＤ、ドレイン電極ＤＴの上層にパッシベーション層ＰＳＶを有する。このパッシベーション層ＰＳＶの上層にコンタクトホールでソース電極ＳＤと接続した透明画素電極ＩＴＯ１が形成されている。この透明画素電極ＩＴＯ１とパッシベーション層ＰＳＶを覆って配向膜ＯＲＩ１が塗布されている。また、カラーフィルタ基板ＳＵＢ２の内面には透明共通電極ＩＴＯ２を有し、この透明共通電極ＩＴＯ２を覆って配向膜ＯＲＩ２が塗布されている。そして、このカラーフィルタ基板ＳＵＢ２には薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１との間の間隙を一定値に保持するための柱状スペーサＰＳＴが形成さえている。
【００３２】
図２は図１におけるカラーフィルタ基板の詳細構成を模式的に説明する要部断面図である。このカラーフィルタ基板の内面には３色のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が樹脂からなる遮光層（ブラックマトリクス）ＢＭで区画して配列されている。遮光層ＢＭは吸光物質を分散した感光性樹脂材料の塗布、マスク露光、ホトリソグラフィー工程で各画素領域に開口を有し、この開口にカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）も顔料分散樹脂を用いたホトリソグラフィー技法等で形成される。
【００３３】
このようにして形成されたカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と遮光層ＢＭとは層厚が異なるのが普通であり、したがってこれらを形成した表面には凹凸がある。この凹凸があると、その後に形成される透明共通電極や配向膜の成膜形状、柱状スペーサの高さに影響する。そのため、カラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と遮光層ＢＭを覆って樹脂からなる平坦化層（または平滑化層）ＯＣを形成している。そして、この平坦化層ＯＣ上に透明共通電極ＩＴＯ２が成膜されている。この構成例では、３色のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の上層に透明共通電極ＩＴＯ２が形成されている。そして、その上を覆って配向膜ＯＲＩ２が形成されている。
【００３４】
柱状スペーサＰＳＴは、上記した遮光層やカラーフィルタと同様の技法で樹脂膜をパターニングすることで形成され、あるいは平滑化層の上層をパターニングして形成される。この柱状スペーサＰＳＴの殆どは平滑化層ＯＣの上に形成されるが、液晶パネルのサイズ、基板の機械的強度、二枚の基板の間の間隙の程度によっては透明共通電極ＩＴＯ２の上にも形成される。したがって、この構成例では、カラーフィルタ基板ＳＵＢ２に透明共通電極ＩＴＯ２を形成した後に柱状スペーサＰＳＴを設けたものである。
【００３５】
図３は本発明を適用する液晶パネルの一画素付近の構成例を模式的に説明する平面図であり、図１の薄膜トランジスタ基板をカラーフィルタ基板側から見た透視図である。画素電極ＩＴＯ１は図２におけるカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のうちの一つのカラーフィルタに対向している。図３において、参照符号ＴＦＴは薄膜トランジスタ、ＤＬはドレイン配線（画像信号線）、ＧＬはゲート配線（走査信号線）、ＡＳは半導体層、ＳＤ１はソース電極、ＳＤ２はドレイン電極、ＬＳＤは透明画素電極ＩＴＯ１とドレイン配線ＤＬの間隙を遮光する遮光膜である。図３に示したように、透明画素電極ＩＴＯ１はｘ方向へ延在するゲート配線ＧＬからの走査信号の供給によって駆動する薄膜トランジスタＴＦＴを介して、ｙ方向へ延在するドレイン配線ＤＬから映像信号が供給される。
【００３６】
以下、このような液晶パネルの製造方法の一例について説明する。まず、薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１は厚さ０．７乃至１．１ｍｍの透明基板（好適にはガラス基板）を用い、この表面に成膜とパターニングを繰り返して、ゲート配線ＧＬ、ゲート配線とドレイン配線間を絶縁する絶縁層ＩＮＳＬ、アモルファスシリコンを用いた半導体層ＡＳ、ドレイン配線ＤＬを形成する。半導体層ＡＳは、ゲート配線ＧＬの一部をゲート電極とし、絶縁層ＩＮＳＬの一部をゲート絶縁膜とする薄膜トランジスタＴＦＴの活性層を形成する。この半導体層ＡＳの表面にドレイン配線と同時にソース電極ＳＤ１とドレイン電極ＳＤ２を形成する。この上にパッシベーション層（保護膜）ＰＡＳを形成した後、このパッシベーション層ＰＡＳにコンタクトホールを開けてソース電極ＳＤ１に接続した透明画素電極ＩＴＯ１を形成する。
【００３７】
カラーフィルタ基板ＳＵＢ２は厚さ０．７乃至１．１ｍｍの透明基板（好適にはガラス基板）を用い、この表面に感光性の黒色樹脂レジストを塗布し、マスク露光、現像、焼成の各工程を経て画素部分に開口を有する樹脂遮光層ＢＭを形成する。次に、感光性の緑色樹脂レジスト、赤色樹脂レジスト、青色樹脂レジストを用いて上記と同様の塗布、マスク露光、現像、焼成の各工程を経て遮光層の開口に緑のカラーフィルタＦＩＬ（Ｇ）、赤のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、青のカラーフィルタＦＩＬ（Ｂ）を形成する。さらに透明樹脂を塗布した平坦化層ＯＣを形成し、その上にＩＰ装置を用いて透明共通電極ＩＴＯ２を形成する。その後、感光性樹脂を塗布し、露光、現像、焼成の工程を経て樹脂製の柱状スペーサＰＳＴを形成する。
【００３８】
カラーフィルタ基板ＳＵＢ２に有する透明共通電極ＩＴＯ２は前記したＩＴＯ膜に相当する。この透明共通電極ＩＴＯ２は、成膜室内にカラーフィルタカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成したカラーフィルタ基板を入れ、まず当該成膜室内を真空引きする。なお、本実施例ではカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の上層には平坦化層ＯＣが形成されているが、遮光層ＢＭとカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の形成面が比較的平坦である場合は平坦化層ＯＣ無しとすることもできるが、通常はこの平坦化層ＯＣを形成してある。
【００３９】
イオンプレーティングのターゲットとなるＩｎ酸化物としてＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２を成膜室にセットする。成膜室内はプロセス放電等の処理により残留水分を除去し、０．１ｍＰａ台とする。そして、真空引きした成膜室にアルゴンガスを導入する。アルゴンガスを導入した成膜室の真空度は０．２乃至０．７Ｐａ程度である。
【００４０】
次に、酸素ガスを導入し、さらに水を蒸気化して導入する。このとき、カラーフィルタ基板の基板温度は１００°Ｃ以下とする。この状態でプラズマガンでターゲットであるＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２を加熱する。
【００４１】
成膜室内の真空度は低い程良い。酸素ガスの添加量は、抵抗が略最小になるように、成膜室内の残留ガスの５％乃至１５％の範囲で調整する。水蒸気の添加量は、非晶質、または非晶質に近いＩＴＯ膜が成膜できるように、全ガス量の０．３％乃至０．６％の範囲で調整する。ここで言う非晶質とは、Ｘ線回折で結晶の回折ピーク像が確認できないという意味である。すなわち、Ｘ線回折で結晶の回折ピーク像が確認できない、あるいは当該回折ピーク像が非常に弱い、所謂微結晶を含む。
【００４２】
このようにして成膜したＩＴＯ膜は光の透過率が低く、また電気抵抗も高い状態にある。しかしながら、これを熱処理することで高い透過率および低抵抗の膜が得られる。また、このとき同時に、結晶化後のＸ線回折ピークＨＫＬ（２２２）の２θを３０．４５±０．０５度の範囲に調整することで、高透過率および低抵抗に加え、耐熱性の良好なＩＴＯ膜が得られる。
【００４３】
なお、上記の基板温度とは、蒸発源からの輻射熱や飛散粒子から受けるエネルギーによる温度上昇を含めた成膜中の実質的な温度であり、予め熱電対等で測定する必要がある。したがって、基板加熱は上記の条件を満足する範囲（室温から１００°Ｃ以下）とする。
【００４４】
図４は比較のために示す従来のスパッタリング方式で成膜したＩＴＯ膜の表面の走査型電子顕微鏡写真、図５は本実施例のイオンプレーティング方式で成膜したＩＴＯ膜の表面の走査型電子顕微鏡写真である。図４に示されたように、従来方法によるＩＴＯ膜ではグレイン−サブグレイン構造となっており、これが残留応力の原因となり、熱処理プロセスでクラックやしわが発生する。しかし、図５に示された本実施例の方法によるＩＴＯ膜では、砂地様表面を呈し、グレイン−サブグレイン構造とはなっていない。
【００４５】
また、図６比較のために示す従来のスパッタリング方式で成膜したＩＴＯ膜の断面の走査型電子顕微鏡写真、図７は本実施例のイオンプレーティング方式で成膜したＩＴＯ膜の断面の走査型電子顕微鏡写真である。図６に示されたように、従来方法によるＩＴＯ膜の断面に上記グレイン−サブグレイン構造に起因した凹凸が確認できる。これが残留応力の原因となり、熱処理プロセスでクラックやしわが発生する。しかし、図７に示された本実施例の方法によるＩＴＯ膜ではグレイン−サブグレイン構造とはなっていないことにより、表面はほぼ平坦となっている。
【００４６】
そのため、本実施例によるＩＴＯ膜すなわち透明共通電極の上に形成される配向膜には残留応力が生ぜず、製造プロセス中の熱処理でクラックが発生することがない。
【００４７】
本実施例の製造方法では、非晶質のＩＴＯ膜を形成した後に加熱して結晶化するため、膜質が均一となり、高い耐熱性が得られる。
【００４８】
また、基板温度を１００°Ｃ以下の低温に保ち、さらに水蒸気を添加して成膜することにより、カラーフィルタ基板に有する樹脂材料（有機材料）の分解が抑制されて発ガスが低減する。さらに、平坦性に優れたＩＴＯ膜（透明共通電極）が得られるため、配向膜の塗布性が改善される。なお、カラーフィルタ基板の透明共通電極としてのＩＴＯ膜に限らず、薄膜トランジスタ基板側の画素電極等の透明電極の形成にも本発明は同様に適用できる。
【００４９】
このように、本実施例によれば、低抵抗、高透過率をもち、信頼性に優れた透明共通電極を有するカラーフィルタ基板が得られ、このカラーフィルタ基板を用いて構成した液晶パネルによれば、品質の高い表示性能が得られると共に、製造歩留りも向上する。
【００５０】
上記のカラーフィルタ基板を用いた液晶パネルは次のようにして作製する。最初に、上記した薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１とカラーフィルタ基板ＳＵＢ２のそれぞれの内面に配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２をオフセット印刷で塗布し、焼成する。焼成した配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２を布（ラビング布）で所定の方向に沿ってラビングし、配向処理を施す。
【００５１】
次に、薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１とカラーフィルタ基板ＳＵＢ２の一方の周辺に所定のギャップ材を混入したエポキシ系接着剤をディスペンサーで塗布してシールＳＬを設ける。このとき、両基板の辺のシールＳＬの一部を不連続として液晶を注入するための注入口を１または複数箇所形成して両基板の周囲を周回して当該エポキシ系接着剤を設ける。そして、他方の基板の内面を上記一方の基板の内面に対向させ、所定の均一な間隙に保って貼り合わせ、紫外線照射による硬化や加熱硬化する。両基板の間の間隙は柱状スペーサＰＳＴで確保される。次に、上記注入口から液晶を注入した後、当該注入口に樹脂等の封止剤を塗布し、硬化させて液晶を封止する。この液晶注入作業は、窒素ガス雰囲気中で真空状態から加圧して行う。
【００５２】
図８は本発明による液晶パネルを用いた液晶表示装置の概略構成を説明する斜視図である。液晶パネルＰＮＬの一方の基板（通常は薄膜トランジスタ板ＳＵＢ１）の隣接する１辺にはゲート駆動回路チップＧＤＲを搭載したテープキャリアパッケージＴＣＰ１が接続されている。また、上記１辺と隣接する他辺にはドレイン駆動回路チップＤＤＲを搭載したテープキャリアパッケージＴＣＰ２が接続されている。テープキャリアパッケージＴＣＰ２はフレキシブルプリント基板ＦＰＣによりゲート側のテープキャリアパッケージＴＣＰ１と接続されると共に、図示しないインターフェース基板に接続される。なお、テープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２に代えて、各駆動回路チップを第１基板の辺に直接搭載してもよい。
【００５３】
液晶パネルＰＮＬの背面には、導光板ＧＬＢと冷陰極蛍光ランプ等の線状ランプＣＦＬとからなるバックライトが設置される。線状ランプＣＦＬはインバータＩＮＶで駆動される。これら液晶パネルＰＮＬとバックライトとは図示しない上ケースと下ケースとで保持されて液晶表示装置として製品化される。
【００５４】
【発明の効果】
以上、実施例により説明したように、本発明によれば、非晶質ＩＴＯ膜の形成後にこれを熱的に結晶化することで当該ＩＴＯ膜が均一な膜質となり、高い対熱性を得ることができる。また、これを低温で成膜することで、この成膜時のカラーフィルタ材料の分解が抑制され、発ガス量を低減できる。さらに、平坦性に優れたＩＴＯ膜が得られることで配向膜の塗布性が向上し、信頼性と表示品質の高い液晶パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する液晶パネルの構成例を模式的に説明する要部断面図である。
【図２】図１におけるカラーフィルタ基板の詳細構成を模式的に説明する要部断面図である。
【図３】本発明を適用する液晶パネルの一画素付近の構成例を模式的に説明する平面図である。
【図４】比較のために示す従来のスパッタリング方式で成膜したＩＴＯ膜の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】本実施例のイオンプレーティング方式で成膜したＩＴＯ膜の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】比較のために示す従来のスパッタリング方式で成膜したＩＴＯ膜の断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】本実施例のイオンプレーティング方式で成膜したＩＴＯ膜の断面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】本発明による液晶パネルを用いた液晶表示装置の概略構成を説明する斜視図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ１　薄膜トランジスタ基板
ＳＵＢ２　カラーフィルタ基板
ＴＦＴ　薄膜トランジスタ
ＧＴ　ゲート電極
ＡＳ　アモルファスシリコン半導体層
ＳＤ　ソース電極
ＤＴ　ドレイン電極
ＩＴＯ１　画素電極
ＩＴＯ２　透明共通電極
ＯＲＩ１，ＯＲＩ２　配向膜
ＯＣ　平坦化層（オーバーコート層）
ＰＳＴ　樹脂柱状スペーサ
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２　偏光板
ＬＣ　液晶（層）
ＰＮＬ　液晶パネル。

Claims

第１基板上に遮光層で区画した複数色のカラーフィルタ層と、前記遮光層とカラーフィルタ層の上層を覆う樹脂平坦化層と、前記樹脂平坦化層の上にＩＴＯ膜の透明共通電極とを有するカラーフィルタ基板と、
第２基板上に二次元に配列した多数の薄膜トランジスタと、前記透明共通電極との間に電界を形成する画素電極を有し、前記カラーフィルタ基板と所定の間隔で対向させて配置した薄膜トランジスタ基板と、
前記カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の対向間に封入した液晶層を有する液晶パネルであって、
前記カラーフィルタ基板の前記透明共通電極を構成するＩＴＯ膜が、Ｘ線回折による回折ピークＨＫＬ（２２２）の２θ値が３０．４５±０．０５度の範囲にあることを特徴とする液晶パネル。
前記透明共通電極を構成するＩＴＯ膜がグレイン−サブグレイン構造を持たず、砂地様表面を持ち、かつ結晶粒による段差を有しないことを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
第１基板上に樹脂遮光層で区画した複数色の樹脂カラーフィルタ層と、前記遮光層とカラーフィルタ層の上層を覆う樹脂平坦化層と、前記樹脂平坦化層の上にＩＴＯ膜の透明共通電極とを有するカラーフィルタ基板と、
第２基板上に二次元に配列した多数の薄膜トランジスタと、前記透明共通電極との間に電界を形成する画素電極を有し、前記カラーフィルタ基板と所定の間隔で対向させて配置した薄膜トランジスタ基板と、
前記カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板の対向間に封入した液晶層を有する液晶パネルの製造方法であって、
樹脂平坦化層を形成した前記カラーフィルタ基板を１００°Ｃ以下に保ち、酸素ガスと水蒸気の雰囲気中でＩｎ酸化物をイオンプレーティングして非晶質ＩＴＯ膜を形成した後、加熱処理して結晶化することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
前記Ｉｎ酸化物がＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２であることを特徴とする請求項３に記載の液晶パネルの製造方法。
前記カラーフィルタ基板の前記透明共通電極を構成するＩＴＯ膜が、Ｘ線回折による回折ピークＨＫＬ（２２２）の２θ値が３０．４５±０．０５度の範囲にあることを特徴とする請求項３または４に記載の液晶パネルの製造方法。