JPH02259729A - 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】 【技術分野〕 本発明はコンピュータ一端末等のデイスプレー、壁掛は
テレビ、ポケットテレビ等に用いられる液晶表示装置に
関する。

〔従来技術〕

液晶表示装置（Ｌ　ＣＤ）は基本的には対向する２枚の
ガラス基板の夫々に複数の表示画素電極を設け、これら
基板間に形成されるセル内に液晶材料を充填したもので
、単純マトリックス方式で表示されているが、従来のも
のはガラス基板に含まれるＮａ、　０　、に、Ｏ，Ｂｅ
ｄ、　ＭｇＯ，ＺｎＯ，Ｆｅｄ。

ＭｎＯ，Ｃａｂ、　５ｒＯｔ　ＢａＯ等のアルカリ性酸
化物が基板表面に溶出して液晶物質を劣化させたり、能
動素子の素子特性が劣化したりする問題があった。

このような問題を解決するために、特開昭６０−６９２
６号では、ガラスの成分としてソーダ成分の少ないもの
を使用しているが、これで完全に防止できるわけではな
い。

また、特開昭６０−１３０７１７号及び特開昭６０−２
４７６８５号では、能動素子を配置していない透明基板
にはプラスチック基板を使用して軽量化を図っているが
、能動素子を配置する基板は高温処理が必要なためプラ
スチック基板が使用できない欠点がある。

さらにまた、特開昭６４−９２Ｉ号では、硬質炭素膜を
ガラス基板のパッシベーション膜に使用しているが、硬
質炭素膜作製後、３００℃程度で熱処理を行っているた
め、室温で製膜した利点が少なくなり、且つプラスチッ
ク基板にはバッシベーシミン膜として使用できない欠点
があった。

〔目　　的〕

本発明は、透明基板に低温で硬質炭素膜をコーティング
することにより、従来の欠点を克服し１表示品質が良好
で長時間安定性に富んだ液晶表示装置を提供することを
目的とする。

〔構　　成〕

前記目的を達成するために鋭意研究した結果、一対の透
明基板間に液晶層を持つ液晶表示装置において、少くと
も一方の基板の表面上に硬質炭素膜層を設けたことを特
徴とする液晶表示装置を提供することによって前記目的
が達成できることを見出した。

本発明の好ましい実施態様では、前記液晶層が少くとも
１つの画素に少くとも１つの金属−絶縁体−金属（ＭＩ
Ｍ）素子を備え、前記絶縁体が硬質炭素膜からなってい
る。

すなわち、本発明の特徴は、透明基板に硬質炭素膜をコ
ーティングし、その上に画素電極。

能動素子を設け、アクティブマトリックス基板とするこ
とであり、さらに好ましくは、この基板上の能動素子に
ＭＩＭ素子を設け、この絶縁層に硬質炭素膜を使用して
いる。

本発明において硬質炭素膜とは、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硬質炭素膜（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
ド薄膜とも呼ばれる）である。

次に本発明の作製方法及び構成について添付図面に従っ
て具体的に説明する。

第１図は本発明の液晶表示装置の形態を示す説明図であ
る。

まず、絶縁透明基板１としては、ガラス板、プラスチッ
ク板又はフレキシブルなプラスチックフィルム等が使用
される０次にこの透明基板１上に硬質炭素膜２を設ける
。硬質炭素膜２の一船釣厚さは１００〜３０，０００人
であり、一般に室温〜９５０℃、好ましくは室温〜２５
０℃の温度で形成される。しかしながら、能動素子とし
て硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子を用いる場合、その
硬質炭素膜の形成温度についてはこの範囲に限られるも
のではない。

この硬質炭素膜２の作製方法及び膜物性については後述
する。このようにして得られた基板を用いて液晶表示用
基板、光センサー基板等。

従来、透明基板単体で用いられていた基板を作製する。

ここでは特に液晶表示用基板を例にとって以下に説明を
行なう、硬質炭素膜を設けた基板上に液晶表示用透明電
極材料としてＩＴＯ，Ｚｎｏ：Ａ　Ｑ　、　ＺｎＯ：Ｓ
ｉ、　ＳｎＯ，：Ｓｂのような透明電極材料をスパッタ
リング蒸着、ＣＶＤ法等の方法で数百人から数μ園堆積
させ、次に所定のパターンにバターニングする。このと
き単純マトリックス用基板であれば透明電極をストライ
ブ状にバターニングして、液晶表示用基板とする。アク
ティブマトリックス用基板にするには、透明電極をバタ
ーニング後、各画素電極４ごとに能動素子（スイッチン
グ素子）５と共通電極６を設ける。能動素子５としては
、ａ−５Ｌ、　Ｐｏ１ｙ−３ｉ等を用いたＴＰＴ素子や
絶縁層として硬質炭素膜、ＳｉＮｘ、　ＳｉＣ，Ｔａ、
Ｏ，、Ａｆｉ、０３．などを用いたＭＩＭ素子、ＭＳＩ
素子や、ＰＩＮダイオード、バックトウバックダイオー
ド、バリスタ等を用いる。共通電極配線には、先に用い
た透明電極材料やＡａ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｎｉ−Ｃｒ
、　Ｎｏ、　Ｔａ、　Ｔｉ、　Ａｕ、　Ａｇ。

ｐｔ等の高導電材料を用い、スパッタリング蒸着。

ＣＶＤ法等の方法により数百人から数μ冨堆積させ、バ
ターニングする。このようにしてアクティブマトリクス
用基板が得られた。

これらの基板の対向基板には同様に作製された透明基板
１を用い、その表面にポリイミドの様な配向材８を付け
、ラビング処理を行ない、シール材を付け、ギャップ材
９を入れてギャップを一定にし、液晶２を封入して液晶
表示装置とする。このようにして得られた液晶表示装置
は透明基板からの液晶層及び能動素子活性層への不純物
の汚染を防止する事が可能となり、液晶層及び能動素子
の劣化を防止でき、しいては、液晶表示装置の長期安定
性を増す、さらに透明基板表面を硬質炭素膜２が被覆さ
れている為きずがつきにくく、各プロセスやラビング時
に発生するきずを防止でき、表示品質の良い液晶表示装
置の作製が可能となる。特に表面がきすつきやすいプラ
スチック基板では１表面のきすを防止する効果が非常に
有効である。

さらに硬質炭素膜を被覆した透明基板上に硬質炭素膜を
絶縁層に用いたＭＩＭ素子を用いることにより表示品質
の良い液晶表示装置の作製が可能である。下記にＭＩＭ
素子の作製について第２図に従って述べる。

まず、前記した方法で得られた硬質炭素膜を被覆した透
明基板上に、画像電極用透明電極材料を蒸着スパッタリ
ング等の方法で堆積し、所定のパターンにバターニング
する。

次に、蒸着、スパッタリング等の方法で下部電極用金属
薄膜を形成し、ウェット又はドライエツチングにより所
定のパターンにバターニングして下部電極７とし、その
上にプラズマＣｖＤ法、イオンビーム法等により硬質炭
素膜２′を被覆後、ドライエツチング、ウェットエツチ
ング又はレジストを用いるリフトオフ法により所定のパ
ターンにバターニングして絶縁膜とし、次にその上に蒸
着、スパッタリング等の方法により上部電極用金属薄膜
を被覆し、所定のパターンにバターニングして上部電極
６を形成し、最後に下部電極７の不必要部分を除去し、
透明電極パターンを露出させ、画素電極４とする。

この場合、ＭＩＭ素子の構成はこれに限られるものでは
なく、ＭＩＭ素子の作成後、最上層に透明電極を設けた
もの、透明電極が上部又は下部電極を兼ねた構成のもの
、下部電極の側面にＭＩＭ素子を形成したもの等、種々
の変形が可能である。

硬質炭素膜を用いたＭＩＭ素子を用いる事により１表示
品質の向上、低温での作製が可能となるだけでなく、基
板表面に同様な硬質炭素膜がある為、従来透明基板上に
直接、絶縁層の硬質炭素膜が付いていたのに比べ密着力
が向上し、ラビング工程等の外的負荷に対し、より強度
を増し１歩留りの向上となる。又プラスチック基板の場
合いままでその耐熱性から能動素子を用いたアクティブ
マトリクス装置の作製が非常に困難であった。しかし硬
質炭素膜は室温程度の基板温度で良質な膜の作製が可能
であり、プラスチック基板においても作製が可能であり
、非常に有効な画質向上手段である。

次に本発明で使用されるＭＩＭ素子の材料について更に
詳しく説明する。

下部電極７の材料としては、Ａ　Ｑ　ｔ　丁ａ、　Ｃｒ
ｙＷ、　Ｎｏ、　Ｐｔ、　Ｎｉ、透明導電体等種々の導
電体が使用される。

次に上部電極６の材料としては、ＡＱ、Ｃｒ、Ｎ１　＋
　ＭＯｒ　Ｐ　ｉ　Ｊ　Ａｇ　を透明導電体等種々の導
電体が使用されるが、Ｉ−Ｖ特性の安定性及び信頼性が
特に優れている点からＮｉ、　Ｐｔ、　Ａｇが好ましい
。

絶縁膜として硬質炭素膜２′を用いたＭＩＭ素子は電極
の種類を変えても対称性が変化せず、またＱ　ｎ工ｏｅ
　ｙ’　ｙの関係からプールフレンケル型の伝導をして
いることが判る。またこの事からこの種のＭＩＭ素子の
場合、上部電極と下部電極との組合せをどのようにして
もよいことが判る。しかし硬質炭素膜と電極との密着力
や界面状態により素子特性（Ｉ−Ｖ特性）の劣化及び変
化が生じる。これらを考慮すると、Ｎｉ、Ｐｔ。

Ａｇが良いことがわかった。

本発明のＭＩＭ素子の電流−電圧特性は第３図のように
示され、近似的には以下に示すような伝導式で表わされ
る。

Ｉ＝ｚａｘｐ（βｖＬ／　２）　　　、、、（１）工：
電流　ｖ：目切ｍ玉　χ：導電係数　β：プールフレン
ケル係数ｎ：キャリャ密度　μ：キャリャモピリティ　
ｑ：電子の電荷量Φニドラップ深さ　ρ：比抵抗　ｄ：
硬質炭素の膜厚に：ボルツマン定数　Ｔ：雰囲気温度　
ε、：硬質炭素の誘電率直、：真空誘電率 本発明における硬質炭素膜について詳しく説明する。

硬質炭素膜を形成するためには有機化合物ガス、特に炭
化水素ガスが用いられる。これら原料における相状態は
常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、加熱
或は減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得る
ものであれば、液相でも固相でも使用可能である。

原料ガスとしての炭化水素ガスについては、例えばＣＨ
４，Ｃ，Ｈ，、Ｃ３Ｈ，、Ｃ，Ｈ□。等のパラフィン系
炭化水素、Ｃ，８４等のアセチレン系炭化水素、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、さらには芳香族炭化水素など
すべての炭化水素を少なくとも含むガスが使用可能であ
る。

さらに、炭化水素以外でも、例えば、アルコール類、ケ
トン類、エーテル類、エステル類、ＣＯ，ＣＯ□等、少
なくとも炭素元素を含む化合物であれば使用可能である
。

本発明における原料ガスからの硬質炭素膜の形成方法と
しては、成膜活性種が、直流、低周波、高周波、或いは
マイクロ波等を用いたプラズマ法により生成されるプラ
ズマ状態を経て形成される方法が好ましいが、より大面
積化、均一性向上、低温製膜の目的で、低圧下で堆積を
行なうため、磁界効果を利用する方法がさらに好ましい
、また高温における熱分解によっても活性種を形成でき
る。その他にも、イオン化蒸着法、或いはイオンビーム
蒸着法等により生成されるイオン状態を経て形成されて
もよいし。

真空蒸着法、或いはスパッタリング法等により生成され
る中性粒子から形成されてもよいし。

さらには、これらの組み合わせにより形成されてもよい
。

こうして作製される硬質炭素膜の堆積条件の一例はプラ
ズマＣＶＤ法の場合、次の通りである。

ＲＦ出カニ　０．１〜５０Ｖ／ａ＃ 圧　　　カニ　１０１〜１．０Ｔｏｒｒ堆積温度：室温
〜９５０℃ このプラズマ状態により原料ガスがラジカルとイオンと
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Ｈとからなるアモルファ
ス（非晶質）及び微結晶質（結晶の大きさは数１０〜数
μｌ１１）の少くとも一方を含む硬質炭素膜が堆積する
。また、硬質炭素膜の諸特性を第１表に示す。

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

光学的バンドギャップ（Ｅｇｏｐｔ）　：分光特性から
吸収係数（α）を求め、 （ａｈｖ）　　　＝Ｂ（ｈｖ−Ｅｇｏｐｔ）の関係より
決定。

膜中水素量（ＣＭ）：赤外吸収スペクトルから２９００
ｍ−’付近のピークを積分し、吸収断面 積Ａをかけて求める。すなわち。

Ｃ□＝Ａ験ｆα（ｗ）／ｗ句す Ｓ　Ｐ’／Ｓ　Ｐ”比：赤外吸収スペクトルを、　ｓｐ
’、ｓｐ”にそれぞれ帰属されるガウス関数 に分解し、その面積比より求める。

ビッカース硬度（Ｈ）二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。

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４図及び第５図に示
すように炭素原子がＳＦ３の混成軌道とＳＦ３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。ｓｐ”結合とＳＰ１結合の比率は、ＩＲ
スペクトルをピーク分離することで概ね推定できる。Ｉ
Ｒスペクトルには、　２８００〜３１５０ａａ−１に多
くのモードのスペクトルが重なって測定されるが、夫々
の波数に対応するピークの帰属は明らかになっており、
第６図の・如くガウス分布によってピーク分離を行ない
、夫々のピーク面積を算出し、その比率を求めればＳＰ
”　／ＳＰ”を知ることができる。

また、　ｘ、ｍ及び電子回折分析によればアモルファス
状７Ｉ！（ａ−Ｃ：　）ｌ）、及び／又は約５０人〜数
μｍ程度の微結晶粒を含むアモルファス状態にあること
が判っている。

一般に量産に適しているプラズマＣＶＤ法の場合には、
ＲＦ出力が小さいほど膜の比抵抗値および硬度が増加し
、低圧力なほど活性種の寿命が増加するために基板温度
の低温化、大面積での均一化が図れ、かつ比抵抗、硬度
が増加する傾向にある。更に、低圧力ではプラズマ密度
が現象するため、磁場閉じ込め効果を利用する方法は、
比抵抗の増加には特に効果的である。

さらに、この方法は常温〜１５０℃程度の比較的低い温
度条件でも同様に良質の硬質炭素膜を形成できるという
特徴を有しているため、ＭＩＭ素子製造プロセスの低温
化には最適である。従って、使用する基板材料の選択自
由度が広がり、基板温度をコントロールし易いために大
面積に均一な膜が得られるという特徴をもっている。

また硬質炭素膜の構造、物性は第１表に示したように、
広範囲に制御可能であるため、デバイス特性を自由に設
計できる利点もある。さらには、膜の誘電率も３〜５と
従来ＭＩＭに使用されていた。　Ｔａ、Ｏ，、Ａ　Ｑ　
ｚｏａ　、　ＳｉＮｘと比較して小さいため、同じ電気
容量をもった素子を作る場合、素子サイズが大きくてす
むので、それほど微細加工を必要とせず、歩留まりが向
上する。

（駆動条件の関係からＬＣＤとＭＩＭ素子の容量比はＣ
−Ｃ＝１０：１程度必要である）ＬＣＤ″　ＭＩ河 １７・前述１．１＝　＊う１°素子急峻性β“Ｆコであ
るため、誘電率εが小さければ急峻性は大きくなり、オ
ン電流Ｉｏｎとオフ電流Ｉ　ＯＦＦの比が大きくとれる
ようになる。このためより低デユーティ比でのＬＣＤ駆
動が可能となり、高密度のＬＣＤが実現できる。さらに
膜の硬度が高いため、液晶材料封入時のラビング工程に
よる損傷が少なくこの点からも歩留まりが向上する。

以上の点を鑑みるに、硬質炭素膜を使用することで低コ
スト、階調性（カラー化）、高密度ＬＣＤが実現できる
。

さらにこの硬質炭素膜が炭素原子及び水素原子の他に、
周期律表第■族元素、同第■族元素。

同第■族元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元
素、窒素原子、酸素元素、カルコゲン系元素又はハロゲ
ン原子を構成元素として含んでもよい、構成元素の１つ
として周期律表第■族元素、同じく第■族元素、アルカ
リ金属元素、アルカリ土類金属元素、窒素原子又は酸素
原子を導入したものは硬質炭素膜の膜厚をノンドープの
ものに比べて約２〜３倍に厚くすることができ、またこ
れにより素子作製時のピンホールの発生を防止すると共
に、素子の機械的強度を飛躍的に向上することができる
。更に窒素原子又は酸素原子の場合は以下に述べるよう
な周期律表第■族元素等の場合と同様な効果がある。

同様に周期律表第■族元素、カルコゲン系元素又はハロ
ゲン元素を導入したものは硬質炭素膜の安定性が飛躍的
に向上すると共に、膜の硬度も改善されることも相まっ
て高信頼性の素子が作製できる。これらの効果が得られ
るのは第■族元素及びカルコゲン系元素の場合は硬質炭
素膜中に存在する活性な２重結合を減少させるからであ
り、またハロゲン元素の場合は、１）水素に対する引抜
き反応により原料ガスの分解を促進して膜中のダングリ
ングボンドを減少させ、２）成膜過程でハロゲン元素Ｘ
がＣ−Ｈ結合中の水素を引抜いてこれと置換し、Ｃ−Ｘ
結合として膜中に入り、結合エネルギーが増大する（Ｃ
−Ｈ間及びＣ−Ｘ間の結合エネルギーはＣ−Ｘ間の方が
大きい）からである。

これらの元素を膜の構成元素とする為には、原料ガスと
しては炭化水素ガス及び水素の他に、膜中に周期律表第
■族元素、同第■族元素、同第■族元素、アルカリ金属
元素、アルカリ土類金属元素、窒素原子、酸素原子、カ
ルコゲン系元素又はハロゲン元素を含有させるために、
これらの元素又は原子を含む化合物（又は分子）（以下
、これらを「他の化合物Ｊということもある）のガスが
用いられる。

二Ｎで周期律表第■族元素を含む化合物としては、例え
ばＢ（ＯＣｉｓ）ｉ　ｌ　ａ、ｏ、　ｌ　ＢＣｎ　ａ　
ｔ　ＢＢｒ）　ｌＢＦ３　ｔ　Ａ　Ｑ　（０−ｉ−Ｃ３
Ｈｔ）ｘ　ｒ　（ＣＨ３））Ａ　Ｑ　＋　（ＣｚＨｇ）
ｊ　Ｑ　ｔ（１−Ｃ４１＋＊）３Ａ　Ｑ　ｔ　Ａ　Ｑ　
ＣＱ　３　＋　Ｇａ（０−１−ＣＪｔ）ｉ　ｐ　（ＣＨ
ｓ）ａＧａ、　（ＣｔＨｓ）ｘＧａ＊　ＧａＣＱ　２　
、　ＧａＢｒａ　ｅ　（０−ｆ−ＣｉＨｔ）ｔＩｎ、　
（Ｃ，Ｈｌ）３Ｉｎ等がある。

周期律表第■族元素を含む化合物としては。

例えばＳｉ、Ｈ，、（Ｃ，Ｈｓ）、ＳＩＨ，ＳｉＦ、、
　ＳｉＨ，ＣＪ２．、　ＳｉＣＱ　４　ｔ　５ｉ（ＯＣ
Ｈｊ）４　ｔ　５ｉ（ＯＣｌ）１１）４　ｔ　５ｉ（ｏ
ｃｉｏｔ）＊　ｆＧｅＣＩ２４１　ＧｅＨ４ｖ　Ｇｅ（
ＱＣ，）１１）、、　Ｇｅ（ＣＪｓ）ｍｓ　（ＣＨｉ）
、Ｓｎ、　（Ｃ，）Ｉ、）４Ｓｎｔ　５ｎＣｆｉ４等が
ある。

周期律表第■族元素を含む化合物としては、例えば、Ｐ
Ｈ，、ＰＦ、　、　ＰＦ、　、　ＰＣΩ、Ｆ、、　ＰＣ
Ｑ、Ｆ。

ｐｃＩｌ、、　ＰＢｒ、、　ＰＯ（ＯＣＲ，）ａｔ　Ｐ
（Ｃ，Ｈ８）Ｉｔ　ＰＯｃｎｓ＊ＡｓＨａ、　ＡｓＣＱ
、、　ＡｓＢｒ、、　ＡｓＦ、、　ＡｓＦ、、　ＡｓＣ
ｊｌ、ｔＳｂＨａ　、５ｂＦａ　−ＳｂＣｊ！ｓ　ｔ　
Ｓｂ（ＯＣＪｇ）ｓ等がある。

アルカリ金属原子を含む化合物としては、例えばＬｉ０
−１−Ｃ，Ｈ，、Ｎａ０−ｉ−Ｃ，）Ｉｔ　ｔ　ＫＯ−
ｉ−Ｃ，）ｌ、等がある。

アルカリ土類金属原子を含む化合物としては。

例えばＣａ（ＯＣＪｉ）ａ　＋　Ｍｇ（ＯＣｘＨｉ）３
＋　（ＣＪｓ）Ｊｇ等がある。

窒素原子を含む化合物としては例えば窒素ガス、アンモ
ニア等の無機化合物、アミノ基、シアノ基等の官能基を
有する有機化合物及び窒素を含む複素環等がある。

酸素原子を含む化合物としては１例えば酸素ガス、オゾ
ン、水（水蒸気）、過酸化水素、−酸化炭素、二酸化炭
素、亜酸化炭素、−酸化窒素、二酸化窒素、三酸化二窒
素、五酸化二窒素、三酸化窒素等の無機化合物、水酸基
、アルデヒド基、アシル基、ケトン基、ニトロ基、ニト
ロソ基、スルホン基、エーテル結合、エステル結合、ペ
プチド結合、酸素を含む複素環等の官能基或いは結合を
有する有機化合物、更には金属アルコキシド等が挙げら
れる。

カルコゲン系元素を含む化合物としては、例えばＨ＊Ｓ
−（ＣＨ３）（ＣＨ−）４Ｓ（Ｃ）Ｉｓ）＊ＣＨｓ　−
ＣＨｉ　＝ＣＨＣＨｓＳＣＨ，ＣＨ＝ＣＨ，、Ｃ，Ｈ，
ＳＣ，Ｈ，、Ｃ，ＨＩＳＣＨ，、チオフェン、　）Ｉ、
Ｓｅｅ　ＣＣｌＨｇ’）＊Ｓｅｇ　Ｈ，Ｔａ等がある。

またハロゲン元素を含む化合物としては、例えば弗素、
塩素、臭素、沃素、弗化水素、弗化塩素、弗化臭素、弗
化沃素、塩化水素、塩化臭素、塩化沃素、臭化水素、臭
化沃素、沃化水素等の無機化合物、ハロゲン化アルキル
、ハロゲン化アリール、ハロゲン化スチレン、ハロゲン
化ポリメチレン、ハロホルム等の有機化合物が用いられ
る。

以下１本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（以下余白） 実施例１ プラスチック基板に硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法で２
０００人堆積させた。

この時、成膜条件は、 圧　　　カニ　０．０５　Ｔｏｒｒ ＣＨ４流ｉ　：　５　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　ＩＷ／ｃｄ 温　　度：室温 とした。

次に、エレクトロンビーム（Ｅ、Ｂ、）蒸着法により、
ＩＴＯを１０００人堆積後、ストライブ状にバターニン
グし、共通画素電極を形成した。

引続きこの上に配向膜としてポリイミド膜を形成し、ラ
ビング処理を行なった。

次にこれらの基板を各画素電極側を内側にして対向させ
、５μｍ径のギャップ材を介して貼合せ、更にこうして
形成されたセル内に市販の液晶材料を封入することによ
り液晶表示装置を作った。

実施例２ 透明基板にはプラスチック基板を用い、この基板上にプ
ラズマＣＶＤ法で１０００人の硬質炭素を堆積する０次
にＩＴＯを８００人マグネトロンスパッタ法を用い堆積
させた０次いでパターン化して画素電極を形成した。

次に能動素子として硬質炭素膜を使用したＭＩＭ素子を
以下の様に設けた。

まず基板の画素電極上にＡＱを蒸着法により１０００人
厚に堆積後、パターン化して下部電極を形成した。その
上に絶縁膜として硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法により
９００人厚堆積積後、ドライエツチングによりパターン
化した。

更に各硬質炭素絶縁膜上にＮｉを蒸着法により１０００
人厚に堆積後、パターン化して上部電極を形成した。

次に他方の透明基板（対向基板）としてフレキシブルプ
ラスチックフィルム基板上に硬質炭素膜を１０００人堆
積後、ＩＴＯをスパッタリング法により１０００人厚に
堆積し、ストライブ状にパターン化して共通画素電極を
形成した。さらに共通画素電極を設けた逆の表面にカラ
ーフィルターを設けた。

次に両基板の上に配向膜としてポリイミド膜を形成し、
ラビング処理を行なった。

次にこれらの基板を各画素電極側を内側にして対向させ
、ギャップ材を介して貼合せ、更にこうして形成された
セル内に市販の液晶材料を封入することによりカラー液
晶表示装置を作った。

この時ＭＩＭ素子に用いた硬質炭素の成膜条件は、 圧　　　カニ　０．０３５　Ｔｏｒｒ ＣＨ４流量：　１０　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　０．２Ｗ／ｃｄ 温　　度：室温 であった。

又、基板上に堆積させた硬質炭素の成膜条件は。

圧　　　カニ　０．０７　丁ｏｒｒ ＣＨ，流量：　５　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　０．５Ｗ／ａＪ 温　　　度：１００℃ であった。

実施例３ 透明基板にはパイレックス基板を用い、この基板上に硬
質炭素膜をプラズマＣＶＤ法で３０００人堆積させた。

次に画素電極としてＩＴＯを１０００人Ｅ、Ｂ、蒸着に
より堆積させた後、バターニングを行なった０次に下部
電極としてＡＱを蒸着法により１５００人堆積させた後
、バターニングした。

次に硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法で８ｏｏ人堆積させ
た後、ドライエッチによりパターン化した。更に上部電
極としてＮｉをＥ、Ｂ、蒸着法により１５００人堆積さ
せた後、バターニングした。

次に他方の透明基板（対向基板）としてパイレックス基
板上に硬質炭素膜を３０００人堆積させた後、ＩＴＯを
スパッタリング法により１０００人厚に堆積後、ストラ
イブ状にパターン化して共通画素電極を形成した。

次に両基板の上に配向膜としてポリイミド膜を形成しラ
ビング処理を行なった。

次にこれらの基板を各画素電極側を内側にして対向させ
、ギャップ材を介して貼合せ、更にこうして形成された
セル内に市販の液晶材料を封入することにより図に示す
ような液晶表示装置を作った。

この時、ＭＩＭ素子に用いた硬質炭素の成膜条件は。

圧　　　カニ　０．０２　Ｔｏｒｒ ＣＨ４流量：　２０　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　０．８Ｗ／ｃｄ 温　　　度：１００℃ であった。

又、基板上に堆積させた硬質炭素の成膜条件は。

圧　　　カニ　０．Ｉ　　Ｔｏｒｒ ＣＨ４流量：　２５　ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　ＩＷ／ａｄ 温　　　度：１５０℃ であった・ 実施例４ 一方の透明基板としてパイレックスガラス基板上に次の
ようにしてＭＩＭ素子を設けた。まず硬質炭素膜をプラ
ズマＣＶＤ法で１０００人堆積した。

次にＣｒをスパッタリング法により１００ＯＡ厚に堆積
後、パターン化して下部共通電極を形成した０次ニソノ
上４ニーＳｉＨ４及びＮＨ，からＰ−ＣＶＤ法により８
００人厚堆積ｉＮス膜を形成後、パターン化して絶縁膜
を形成した。更にその上にＣｒを２００ＯＡ厚に蒸着後
、パターン化して上部電極とした０次にこうして形成さ
れたＭＩＭ素子上にＩＴＯをスパッタリング法で５００
人厚堆積積後、パターン化して画素電極とした。

次に対向基板としてパイレックス基板を用い、この上に
硬質炭素膜を１００ＯＡ厚に堆積した。

次にＩＴＯをスパッタリング法で５００人厚堆積積後、
ストライブ状にパターン化して共通画素電極を形成した
。

更にこれら２枚の基板を実施例１と同様にギャップ材を
介して貼合せた後、市販の液晶材料を封入することによ
り液晶表示装置を作った。

〔効　　果〕

（ｉ）透明基板上に硬質炭素膜をコーティングすること
により、ガラス基板に含まれるＮａ、Ｏ，Ｋ、Ｏ，Ｂｅ
ｄ、　Ｍｇ０ｔ　ＺｎＯ，Ｆｅｄ、　ＭｎＯ，Ｃａｂ、
　ＳｒＯ。

ＢａＯなどのアルカリ性酸化物が基板表面に溶出し、液
晶物質を劣化させたり、能動素子の素子特性の劣化防止
が可能となる。同様にプラスチック基板においても基板
からの吸着水の影響の防止や、基板の耐薬品性の向上が
得られる。さらに硬質炭素膜をコーティングした為に各
工程における作業によるきすやラビング処理時に起こる
きすの発生を防止でき、表示品質が良く、長期安定性（
耐環境性）に富んだ液晶表示装置を提供することが可能
となる。

（ｉｉ）基板表面に硬質炭素膜をコーティングし、かつ
ＭＩＭ素子の絶縁層に硬質炭素膜を使用した場合には、
素子の機械的強度が向上し、長期安定性、及び歩留りが
向上する。

さらに基板がプラスチックの場合、いままで能動素子は
基板温度が高くて作製が困難であったが、低温で形成で
きる硬質炭素膜を用いたＭＩＭ素子を用いることにより
、プラスチック基板においてもアクティブマトリックス
表示が可能となり、表示品質が良く、高密度液晶表示装
置の作製が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の説明図であり、第２図
はＭＩＭ素子の説明図である。 第３図はＭＩＭ素子の電流−電圧（Ｉ　−Ｖ）特性を示
す。 第４図、第５図及び第６図は硬質炭素膜の特性を示す。 １・・・透明基板　　　　　２，２′・・・硬質炭素膜
３・・・液晶材料　　　　　４・・・画素電極５・・・
能動素子 ６・・・共通電極（上部電極） ７・・・下部電極　　　　　８・・・配向膜９・・・ギ
ャップ材 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 第３ 図 第６図 （１信）Ｃｒｎ　−’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の透明基板間に液晶層及び能動素子を持つ液晶
   表示装置において、少くとも一方の基板の表面上に硬質
   炭素膜層を有することを特徴とする液晶表示装置。 ２、前記能動素子が金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）素子
   であって、前記絶縁体が硬質炭素膜からなる請求項１記
   載の液晶表示装置。