JPH02110522A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンピュータ一端末等のデイスプレィ、液晶テ
レビ等に使用されるアクティブマトリックス型液晶表示
装置に関する。

〔従来技術〕

アクティブマトリックス方式によるハイデユーティ表示
が可能な液晶表示装置として駆動部に非線型素子を用い
たものが知られている。この種の表示装置は具体的には
少くとも一方の基板上には非線型素子と接続してマトリ
ックス状に配列された複数の透明画素電極、及びタイミ
ング線又はデータ線のいずれか一方を有し、他方の基板
上には透明電極、及びタイミング線又はデータ線の他方
を有する２枚の対向する基板間に液晶を封入してなるも
のである。こ＼で基板としてはガラス板又はプラスチッ
クフィルムが使用されているが、プラスチックフィルム
を用いた液晶表示装置はガラス板を用いたものに比べて
薄く且つ軽量である１曲げ表示が可能である、衝撃に強
い、表示に浮遊感がなく且つ明るい等の利点を有してい
る。

しかし従来使用されている非線型素子の作製にはプラス
チックフィルムが溶融又は変形する温度以上の高温を必
要とするため、フィルム基板の使用は事実上不可能であ
った１例えば非線型素子として絶縁膜力＜Ｔａ、Ｏ７か
らなる阿工阿素子を作製する場合、まず基板上にＴａ膜
を形成し、ついでこのＴａ膜の陽極酸化によってＴａ２
０Ｊｆｆを形成するが、その後、素子特性安定化のため
２００〜３００℃の高温熱処理を必要とする（ＪＡＰＡ
Ｎ　ＤＩＳＰＬＡＹ　１９８３年４０４頁）。また非線
型素子として活性層がａ（アモルファス）−５ｉからな
るＴＰＴ素子を作製する場合、ａ−５ｉ膜の形成に６０
０℃以上の基板温度を必要とする（信学技報ＥＴＤ　８
７−５７）。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は非線型素子を、高温プロセスを必要とし
ない１問素子で構成することにより、種々の利点を有す
るプラスチックフィルム基板の使用が可能で、しかもア
クティブマトリックス方式によるハイデユーティ表示が
可能な液晶表示装置を提供することである。

〔発明の構成・動作〕

本発明の液晶表示装置は少くとも一方の基板上には非線
型素子と接続してマトリックス状に配列された複数の透
明画素電極、及びタイミング線又はデータ線のいずれか
一方を有し、他方の基板上には透明電極、及びタイミン
グ線又はデータ線のいずれか他方を有する２枚の対向す
るプラスチックフィルム基板間に液晶を封入してなる液
晶表示袋はにおいて、非線型素子として絶縁膜が硬質炭
素からなるＨＩＭ素子を用いたことを特徴とするもので
ある。

本発明の液晶表示装置のカラー用の場合の一例を第１図
に示す。図中１、はプラスチックフィルム基板、２は透
明（ライン）電極、３は透明画素電極、４はデータ線、
５，６．７は阿門型の非線型素子で、５は上部及び走査
電極としての金属層、６は硬質炭素からなる絶縁膜、７
は下部共通電極としての金属層よりなる。８は液晶層、
９は偏光板、１０はカラーフィルターである。

このように本発明装置はプラスチックフィルム基板上に
形成された非線型素子に特徴があり、絶縁膜に硬質炭素
膜を用いたＭＩＭ素子からなっている。このＭＴＭ素子
（第２図参照）は次のようにして形成される。まずポリ
エチレンテレフタレートのようなプラスチックフィルム
基板１上にＡＱ、　Ａｇ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｔｉ、　
Ｎｉ−Ｃｒ合金等の高導電材料を蒸着法、ＣＶＤ法等に
より堆積せしめた後、所定のパターンにパターン化して
下部共通ｆｆ１ｔＩとしての金ＦＩＩ層７を形成する。

次にその上に硬質炭素からなる絶縁膜６を形成する。

硬質炭素膜は炭素原子及び水素原子を主要な組織形成元
素として非晶質及び微結晶質の少なくとも一方を含む膜
で、ｉ−Ｃ膜、ダイヤモンド状炭素膜、アモルファスダ
イヤモンド膜、ダイヤモンド薄膜とも呼ばれている。こ
の硬質炭素膜はイオンビーム法等によっても形成できる
が、こ＼ではプラズマＣＶＤ法によって説明する。

装置としては、例えば平行平板型プラズマＣＶＤ装置が
使用される。まず、膜を形成すべき基板はセルフバイア
スのため正イオンの衝撃が促進されるＲＦ給電側に取付
けられる。このような装置にＣ１１４，Ｃ２Ｈ，、Ｃ，
ＨＩＩ又はＣ，Ｈ２゜等のパラフィン系炭化水素とを混
合した原料ガスを導入し、平行平板電極間に１３．５６
Ｍ！（ｚの高周波電界を印加するとグロー放電が発生す
る。なお原料ガスとしてはオレフィン系炭化水素、アセ
チレン系炭化水素、ジオレフィン系炭化水素、更には芳
香族炭化水素など全ての炭化水素と水素との混合ガスが
適用可能である。このグロー放電により原料ガスとイオ
ンとに分解され反応することによって、基板上に炭素原
子Ｃと水素原子１１とからなるアモルファス（ａ−Ｃ：
Ｉｆ）及び微結晶質（結晶の大きさは数ｌ○人〜数μｌ
１１）の少くとも一方を含む硬質炭素膜が堆積する。こ
の時の反応条件を第１表に、また硬質炭素膜の特性を第
２表に示す。

第１表 第２表 比　抵　抗（ρ）；コプレナー型セルによるＩ−Ｖ特性
より求める。

ビッカース硬度（Ｈ）　；マイクロビッカース計による
。

屈　　折　　率（ｎ）；エリプソメーターによる。

欠　陥　密　度；　ＥＳＲによる。

なお誘電率は５以下と低い。

こうして形成される硬質炭素膜はラマン分光法及びＩＲ
吸収法による分析の結果、夫々、第３図及び第４図に示
すように炭素原子がＳＰ３の混成軌道とＳＰ”の混成軌
道とを形成した原子間結合が混在していることが明らか
になっている。

なお、硬質炭素膜にはＳＰ３を主体としてＳＰ”を含む
ものと、ＳＰ２を主体としてＳＰ３を含むものとがある
。こり硬質炭素膜はＳＰ３Ｐ２Ｏ６める割合が１００〜
数％の広い範囲に亘り、また微結晶の粒径は数１０人〜
数μｍの範囲である。

いずれにしても以上のような方法ではＲＦ比出力小さく
圧力が低いほど膜の比抵抗値および硬度が増加し、水素
混合比が大きいほど屈折率が増加して欠陥密度が減少し
、良質な硬質炭素膜を得ることができる。

次に以上のような硬質炭素からなる絶縁膜６上に前述の
ような高導電材料を蒸着法、ＣＶＤ法等により堆積せし
めた後、所定のパターンにパターン化して上部及び走査
電極としての金属層５を形成する。最後に全体を１５０
℃程度の温度でアニールしてＭＩＭの製造工程が完了す
る。

このように絶縁膜を硬質炭素膜により形成することによ
り、素子特性のバラツキが少なくなり、機械的損傷に耐
え得るＭＩＭ素子を作製することができる。この１阿素
子を液晶表示用能動素子として使用する場合、液晶材料
封入時のラビング工程による損傷が少なく、歩留まりが
向上するものとなる。また液晶表示袋［ＬＣＤとＭＩＭ
素子との電気容量比はＣＬＣＤ　：　ＣＭｉＭ＝１０　
：　１程度必要であり、絶縁膜の誘電率が小さい方が加
工に有利である。硬質炭素膜の場合、誘電率は前述のよ
うに低いのでそれ程微細加工を必要とせずに高精度に形
成でき、この点からも歩留まりが向上する。

なおこのＭＩＭ素子は電流Ｉ−電電圧時特性おいて、Ｑ
ｎＩｃｃｖ’ＶもしくはＱｎＩ／Ｖｃｃｖ’Ｖの関係が
ある。この場合のＩ−Ｖ特性を第５図（ａ）及び（ｂ）
に示す。

透明画素電極、タイミング線、データ線、透明電極、液
晶層等の形成法及び材料は従来と全く同様でよい。

〔発明の作用効果〕

本発明によればプラスチックフィルムを基板とする液晶
表示装置に低温成膜可能な硬質炭素絶縁膜を有する非線
型素子を採用したことにより、軽量で見易く、且つ耐衝
撃性に優れた、ハイデユーティ表示が可能なアクティブ
マトリックス型液晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明液晶表示装置の一例の断面図。 第２図は本発明装置に用いられるＭＩＭ型非線型素子部
分の斜視図、第３図及び第４図は夫々このＭＩＭ素子の
硬質炭素絶縁膜のラマン分光図及びＩＲ吸収図、第５図
（ａ）及び（ｂ）は前記ＭＩＭ素子の電流−電圧特性図
である。 １・・プラスチックフィルム基板　　　２・・・透明ラ
イン電極３・・・透明画素電極　　　　　　　　　４・
・・データ線５・・・上部及び走査電極としての金属層
６・・・硬質炭素絶縁膜　　７・・・下部共通電極とし
ての金属層８・・・液晶層　　　　　　　　　　　　９
・・・偏光板ＩＯ・・・カラーフィルター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少くとも一方の基板上には非線型素子と接続してマ
   トリックス状に配列された複数の透明画素電極、及びタ
   イミング線又はデータ線のいずれか一方を有し、他方の
   基板上には透明電極、及びタイミング線又はデータ線の
   いずれか他方を有する２枚の対向するプラスチックフィ
   ルム基板間に液晶を封入してなる液晶表示装置において
   、非線型素子として絶縁膜が硬質炭素からなるＭＩＭ素
   子を用いたことを特徴とする液晶表示装置。