JPH02275924A - 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〕 本発明は液晶表示デイスプレーに関するものであり、コ
ンピュータ一端末等のデイスプレーに応用される。

〔従来技術〕

従来、電子時計や電卓に使用される液晶を用いた電気光
学装置は一部を除き温度補償はほとんど行なわれていな
かった。しかし、マルチプレクス駆動による表示情報量
の大きな液晶表示装置は、液晶の温度依存性により、温
度補償を行わないと使用温度範囲が狭くなってしまった
。

従って温度補償を行なう必要性が生まれた。最も一般的
に用いられている温度センサはサーミスタである。サー
ミスタは主としてＭｎＯ，Ｃｏｄ。

ＮｉＯなどの遷移金属酸化物から成るものであり、抵抗
が温度上昇とともに減少する性質を利用したものでＮ　
Ｔ　Ｃ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　
Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタが温度補償に最も
多く使われている。ＮＴＣサーミスタの抵抗温度特性を
第１図に示す。サーミスタは形成プロセスから、バルク
形、薄膜形に分けられる。バルク形サーミスタはセラミ
ック技術で製造される為、加圧成形、焼成の工程があり
、液晶表示装置で最も広く使用されているガラス基板」
二に直接形成することが困難であるという欠点があった
。また、更に、バルク形サーミスタは容積が大きいため
に熱応答が遅いという欠点があった。また、更に電気光
学装置に広く使用されているガラス基板の熱伝導が悪い
ために急激な温度の変化に対し、サーミスタの温度と液
晶の温度に差が生じてしまい、正確な温度補償ができな
いという欠点があった。また、更にバルク形サーミスタ
は高抵抗で再現性のよいものを形成するのが困難である
ために、サーミスタの消費電力が大きくなっていまうと
いう欠点があった。一方、薄膜サーミスタは蒸着技術で
形成される。薄膜サーミスタは蒸着技術により形成され
るために膜厚の制御が困難であり、生産性が悪いという
欠点があった。さらに温度変化だけでなく、素子には連
続的に使用している場合、その特性に変化が生じること
がある。この様に、能動素子、液晶材料は温度変化、環
境変化により、その特性の変化が生じた。従来の方式に
おいては、この変化を速やかに感知し、駆動波形、電圧
を変化させ、表示特性を変化させないことが困難であっ
た・ これらの問題に対処するために、特開昭５８−１７６６
２２では温度補償用センサーとしてＭＩＭ素子を使用し
ているが、直接能動素子の特性変化を測定していないの
で、その調整精度が良くない欠点があった。

また特開昭６２−２４９１２５では、能動素子としてＴ
ＰＴを使用しており、特性変化解析用に表示用素子と同
様に液晶を封入しているが、その情報を駆動回路にフィ
ードバックする機構がなく、表示補償ができない欠点が
あった。

〔目　　的〕

本発明は、従来の問題を克服し、液晶表示装置が置かれ
た環境での温度変化や、経時変化に伴う素子特性の変化
を速やかに感知し、駆動回路へのフィードバックを行な
い、常に表示品質が変化しない液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。

〔構　　成〕

本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意研究した
結果、一対の基板間に液晶層を有し、前記基板の少くと
も一方の基板の内面に共通電極と能動素子を介して接続
された複数の画素電極を備えた表示部を有する液晶表示
装置において、前記表示部の近傍に前記表示部と同じ構
成で作製された能動素子及び画素電極が設けられており
、これらを前記表示部と同時に封入し、その能動素子を
駆動補償回路用センサーとして使用することを特徴とす
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。

本発明の液晶表示装置の作製は、従来の液晶表示装置の
作製方法と同様の方法を用いて行えるところに特徴があ
り、従来と異なるところは同一面にセンサーとして液晶
表示部を持ち、それが駆動回路へフィードバックされる
ところである。

以下にこの装置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全体の構成を示す説明
図であり、第２図は、液晶表示部に使用する液晶表示体
の説明図であり、第３図は液晶表示体に使用する能動素
子の説明図である。

まず基板１にはガラス、プラスチックまたはフレキシブ
ルなプラスチック基板のような透明絶縁基板を使用する
。この透明基板上に画素電極２を設け、各々の画素に少
くとも１つの能動素子３を設け、さらに共通配線４を設
ける。この時、画素電極は、ＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａｎ、Ｚ
ｎ○：Ｓ、Ｓｎ○２：　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
数千人堆積させパターニングすることによって形成され
る。能動素子３には、ａ−８ｉ、ｐｏｌｙ−８ｉ等を用
いたＴＰＴ素子や、絶縁層に硬質炭素膜、Ｓ　ｉ　Ｎｘ
、　Ｓ　ｉ　Ｃ。

Ｔａ２Ｏ３，Ａｎ２０３などを用いたＭＩＭ、ＭＳ工素
子や、ＰＩＮダイオード、バックトウパックダイオード
バリスタを用いる。共通配線（上部電極）４は、先に用
いた透明電極材料や、ＡＱ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｔａ、Ｔ１、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
数百人から数千人堆積させ、パターニングすることによ
って形成される。対向基板には同じ様な透明基板を用い
、透明共通画素電極をパタニングして付けておく。この
とき、この対向基板にも各画素電極に能動素子を付けて
おいてもよい。この２枚の基板にポリイミドや硬質炭素
膜の様な配向材５を付け、ラビングを行い、シール材を
付けて、ギャップ材６を入れ、ギャップを一定にして液
晶７を封入して、液晶表示装置とする。

この時、表示部領域の近傍に同構成の素子をセンサ一部
として作製すればよい。そのレイアラ１へは、例えば、
第１図のようにすればよい。

通常液晶パネルは電極引き出し部１０や、駆動部は外観
部で覆うため、直接口にふれることはない。これと同様
に表示部領域は外部から見ることができるが、センサ一
部は外観部で覆われる為、なんら表示部には影響がなく
、外観」二問題はない。

このように同一基板内に同じ素子を設け、その特性変化
を測定すれば、表示部の素子の特性変化がより詳しくわ
かる為、駆動波形、電圧を精度よく調整する事が可能と
なる。

この時、素子特性及び表示特性は、電気特性、光学特性
で変化がわかるが、光学的特性の測定には装置が大きく
なり、容易に測定する事ができない。電気的特性は、一
定波形に対する素子に流れる電流や、電圧又は液晶側に
ががる実効電圧等いろいろあるが、各素子材料、液晶材
料により電流値や、かかる電圧が異なるので表示装置を
作製した場合に一番制御しやすい電流又は電圧をセンシ
ングして駆動電圧、波形を制御すればよい為、特に１つ
に限られない。

能動素子については、ＴＦＴのような三端子素子や金属
−絶縁体−金属（Ｍ　Ｉ　Ｍ）素子のような二端子素子
があるが、その構造、作製方法の容易さからＭＩＭ素子
が有利である。特にＭ１Ｍ素子の絶縁層に硬質炭素膜を
使用した場合。

硬質炭素膜の製造方法、膜質等の条件により、大面積に
、且つ欠陥の少ない高品質の液晶表示装置の作製が可能
となる為、特に望ましい。

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硬
質炭素膜０−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）か
らなっている。硬質炭素膜の一つの特徴は気相成長膜で
あるがために、後述するようにその諸物性が製膜条件に
よって広範囲に制御できることにある。従って絶縁膜と
いってもその抵抗値は半絶縁体〜絶縁体領域までをカバ
ーしており、この意味では本発明のＭＩＭ素子は、特開
昭６１−２７５８１９に言うところのＭＳＩ素子（Ｍ６
ｊａｌ−５ｅｍｉ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）としても位置
付けられるものである。

本発明のＭＩＭ素子の電流−電圧特性は第４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。

■＝χｅｘｐ　（βｖ１／　−）　　　・・（１）１：
電流　Ｖ：印力師圧　χ：導電係数　β：プールフレン
ケル係数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Ｃ１
１４，Ｃ，、Ｈ，、Ｃ３ＨＩｌ、　Ｃ４Ｈ，。等のパラ
フィン系炭化水素、Ｃ２１１，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、ＣＯ２ＣＯ２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。

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μｍ）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、 より決定。

膜中水素量（Ｃ）ｌ）　：赤外吸収スペクトルから２９
００ｃｍ−１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、 ＣＩ、＝Ａ−ｆ　ａ　（ｗ）／ｖ−ｄｖＳ　Ｐ３／Ｓ　
Ｐ２比：赤外吸収スペクトルを、ＳＦ３．ＳＦ２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（＋＋）：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５図及び第６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。ＳＰ３結合とＳＰ２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、２８００〜３１５０耐−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７
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ＳＰ３／Ｓ
Ｐ２を知ることができる。

また、Ｘ線及び電子回折分析によればアモルファス状態
（ａ−Ｃ：　ｏ）、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高出力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℃程度の比較的明細書
の浄書 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、Ｔａ２０５．　ＡＱ２０
３．　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
、それほと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Ｅｄ であるため、誘電率Ｅ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ＬＣ
Ｄ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１−１良好な階調性（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Ｖ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Ｖ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」ニすることができる。更に窒素原子
又は酸素原子の場合は以下に述へ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１Ｖ族元素、カルコゲン系元素又はハ
ロケ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、］）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ク
リングボン１くを減少させ、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
１■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イＴ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」ということもある）のカ
スか用いられる。

ニーで周期律表第ｎｒ族元素を含む化合物としては、例
えばＢ（ＯＣ２Ｈ９）、　、　Ｂ２１（６，ＢＣＱ、３
．　Ｂ１３ｒ３゜ＢＦ３．　Ａ　Ｑ　（０−１，−Ｃ３
１１７）３．　（ＣＨ３）、Ａ　Ｑ　、　（Ｃ２ｔ１５
）３Ａ　Ｑ　。

１−Ｃ４Ｈ９）３Ａ　Ｑ　Ｉ　Ａ　Ｑ　ＣＱ　３．　Ｇ
ａ（０−ｉ−Ｃ３Ｈ，、）３．　（ＣＨ３）３　Ｇａ　
＋　（Ｃ２ｔ（、）３　Ｇａ　＋　ＧａＣＱ　３１　Ｇ
ａＢｒ　３１　（０−１−Ｃｉ　”７　ＬＩｎ　、　（
Ｃ２Ｈｓ　）３　Ｉｎ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５ｉ
３Ｈｓ　＋　（Ｃ２ＨＳ　）、ｌ　ＳｊＨ＋　Ｓ、＋、
Ｆ４１５ＩＨ２Ｃα２１ＳｉＣＬ、、Ｓｊ　（ＯＣ１＋
３　）４　１　５ｉ（ＱＣ２Ｉｆ５）４　、　　Ｓｊ　
　（ＱＣ，Ｈｌ）４　。

ＧｅＣＱ　４．　ＧｅＨ，、、Ｇｅ（ＯＣ２Ｈ５）４．
　Ｇｅ（Ｃ２Ｉｔ５）４．　（Ｃｌ１３）４Ｓｎ、　（
Ｃ２１１５）４Ｓｎ、　Ｓｎ（、Ｑ、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，、ＰＦ３．　ＰＦ、、　ＰＩ２ＦＪ、　１）（１，
Ｆ。

ＰＣＱ３．ＰＢｒ３．ＰＯ（ＯＣＨ３）３．Ｐ（Ｃ２Ｈ
５）３．ＰＯＣＱ３゜ＡｓＨ３，ＡｓＣＱ３．ＡｓＢｒ
、ＡＳＦ３．ＡｓＦ５．ＡｓＣＱ、３゜ＳｂＨ３，、Ｓ
ｂＦ３．　、ＳｂＣＱ、３．５ｂ（ＯＣ２Ｈ５）、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
−ｉ−Ｃ３Ｈ１，Ｎａ０−ｉ−Ｃ３Ｈ７，ＫＯ−ｉ−Ｃ
３Ｈ７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Ｃ
ａ（ＯＣ２Ｈ３）３．　Ｍｇ（ＯＣ２Ｈ５）３＋　（Ｃ
ｚＨｓ）ｚＭｇ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、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１−ン基、二１〜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Ｈ２Ｓ
、　（ＣＩ＋３）（ＣＨ□）、５（Ｃ１１２）４ＣＩｌ
Ｊ、　ＣＩ□＝ＣｌｌＣＨ２５ＣＨ２ＣＨ＝ＣＩ−１２
，Ｃ７ＩＩ５ＳＣ２１ｔ５．　Ｃ２１ｔ５ＳＣＨ，、チ
オフェン、ＩＩ□Ｓｅ、　（Ｃ２１１５）２Ｓｃ、　Ｈ
２Ｔｅ得がある。

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。

第３図に示したような能動素子３、特にＭＩＭ素子を作
製するには、まず透明絶縁基板１上に透明電極材料を蒸
着、スパッタリング等の方法で堆積し、所定のパターン
にパターニングする。続いて、蒸着、スパッタリング等
の方法て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パターニングし
て下部電極８とし、その」二にプラズマＣＶＤ法、イオ
ンビーム法等により硬質炭素膜９を被覆する。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、所定のパターンにパターニングして上
部電極（共通電極）４を形成し、ＭＩＭ素子３とした。

また、下部電極８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２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。

ここで下部電極、上部電極及び透明電極の厚さは通常、
夫々数百〜数千人、数百〜数千人、は数百〜数千人の範
囲である。硬質炭素膜の厚さは１００〜８０００人、望
ましくは２００〜６０００人、さらに望ましくは３００
〜４０００人の範囲である。

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８の材料としては、ＡＱ　、　Ｔａ、　Ｃｒ。

Ｗ、　Ｍｏ、　Ｐｔ＋　Ｎｉ＋透明導電体等種々の導電
体が使用される。

次に」二部電極（共通電極）４の材料としては、Ａｆｌ
　、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｍｏ、　Ｐｔ、　Ａｇ、透明導
電体管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９を用いたＭ
ＩＭ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　Ｉ　ｃｃＪ　ｖ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、」二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。こ九らを考慮すると、Ｎ
ｊ、　Ｐｔ、　Ａｇか良いことがわかった。

ＭＩＭ素子を絹込んだ液晶パネルの構造は基本的には、
前述のようにして得られた液晶表示用基板と対向して共
通透明電極を持つ透明基板にそれぞれ配向膜としてポリ
イミド、硬質炭素等の配向層を設はラビング処理伝行な
う。

次に各々の基板の各画素電極側を内側にして対向させ、
ギヤツブ制を介して貼合せ、更にこうして形成されたセ
ル内に液晶材料を封入することにより液晶表示装置か得
られる。

以」二の液晶表示装置は白黒表示のものについて説明し
たがこれら限られず、カラーフィルターをセルの内側又
は外側に設けたカラー液晶表示装置としてもよい。

表示部以外に表示部と同じ構造をしたセンサーを持ち、
且つ能動素子に硬質炭素膜を用いた結果、大面積で、高
密度で、且つ表示品質に優れ、さらに環境変化にも表示
品質が変化しない液晶表示装置の作製が可能となる。

以下２実施例を示す。

実施例１− 透明基板にはパイレックス基板を用いた。マクネトロン
スパッタによりＩＴＯを８００人堆積させ、次にパター
ン化して画素電極とした。次に能動素子として硬質炭素
膜を用いたＭＴＭ素子を以下の様に作成した。まず、画
素電極上にＡＱを蒸着法により１０００人堆積後、パタ
ーン化して下部電極を形成した。その」二に絶縁膜とし
て硬質炭素膜を８００人厚堆積積後、Ｉくライエツチン
グによりパターン化した。

更に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」二部電極を形成し、ＭＩ
Ｍ素子とした。この時、表示部以外にもＭ、　Ｉ　Ｍ素
子を作製しておき、共通配線と同様に外部に引き出せる
ようにしておいた。

次に他方の透明基板（対向基板）としてパイレックス基
板」−にＩＴＯをスパッタリング法により１０００人厚
に堆積後、ストライプ状にパターン化して共通画素電極
とした。

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液晶表示
装置を作った。この液晶表示装置の温度補償回路用セン
サーとして、表示領域外のＭ　Ｉ　Ｍ素子を使用して、
液晶表示装置を駆動した。

この時、硬質炭素膜の成膜条件は例えば、圧　　　カニ
　０．０３５Ｔｏｒｒ ＣＨ４流量：　］Ｏ５ＣＣＭ ＲＦパワー：　０．２１ｔｌ／ａＪ 温　　度　：室温 であった。

実施例２ プラスチック基板に透明電極材料としてＩＴＯを８００
人堆積後、パターニングを行なった。

次に下部電極材料としてＡＱを１５００人堆積後、パタ
ーニングした。次に硬質炭素膜を１０００人堆積した。

続いて上部電極としてＮｉをＥ、Ｂ蒸着で１５００人堆
積後、Ｎ５、硬質炭素を同一パターンでパターニングし
た。

この時、表示領域以外にも同様な構成のＭＩＭ素子と画
素電極を形成しておいた。

次に他方の透明基板（対向基板）として、プラスチック
フィルム上にＩＴＯをスパッタリング法により１０００
人厚に堆積後、ストライプ状にパターン化して共通画素
電極を形成した。更に、画素電極と逆側にカラーフィル
ターを付け、対向基板とした。

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
セル内の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。この液晶表示装置の駆動補償回
路のセンサーとして表示領域外に作製したＭＩＭ−ＬＣ
Ｄを使用した。この時、硬質炭素膜の成膜条件は、例え
ば、 圧　　　カニ　０．０５Ｔｏｒｒ ＣＨ，流量：　７ＳＣＣＭ ＲＦパワー：　０．ＩＷ／ｄ 温　　　度　：１００℃ であった。

実施例３ 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Ｃｒをスパッタリ
ング法により１０００人厚に堆積後、パターン化して下
部共通電極を形成した。

次にその上にＳｉＨ４及びＮＨ，からＰ−ＣＶＤ法によ
り８００人厚堆積ｉＮｘ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２０００人厚に蒸
着後、パターン化して上部電極とした。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５
００人厚堆積積後、パターン化して画素電極を形成した
。

このとき表示部領域外に同様にＭＩＭ素子と画素電極を
設けておいた。

次に対向基板としてパイレックス基板を使用し、ＩＴＯ
をスパッタリング法により５００人厚堆積積後、ストラ
イプ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液晶表示
装置を作った。この液晶表示装置の駆動補償用センサー
として表示領域外に作製したＭ　Ｉ　Ｍ　−Ｌ　ＣＤを
使用した。

実施例４ 基板には透明石英を用い、スイッチング素子にはｐｏｌ
ｙ−Ｓ　ｉを用いた薄膜トランジスタ素子（ＴＰＴ）を
使用した。ＴＰＴの構成を以下に示す。ｐｏｌｙ−８ｉ
を減圧ＣＶＤ法を用いて８５０℃で１０００人堆積させ
た。ゲート絶縁膜としてＳｉＯ２を３０００人とし、ゲ
ート電極として、Ｐｏ１ｙ−３ｉ１０００人、ソース・
ドレイン電極としてＡＱをスパッタにより堆積させ、３
０００人とした。層間絶縁膜としては、ＳｉＯ２を使用
し、８０００人とした。ｐｏｌｙ−Ｓ　ｉへの不純物拡
散は塗布式、不純物拡散材を使用したが、イオン注入等
による方法でもかまわない。ＴＰＴ作製後、画素電極と
して、ＩＴＯを８００人スパッタ法により堆積させ、パ
ターニングを行った。

この時、表示領域外にもＴＰＴ素子を作製しておいた。

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ＩＴＯをスパッタリング法により１０００人厚に
堆積し、ストライプ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液晶表示
装置を作った。この時、表示領域外のＴＰＴ素子のドレ
イン電圧変化を駆動補償に使用した。

実施例５ 透明基板には、パイレックス基板を使用した。

次に下部電極としてＮｉ−Ｃｒを７０００人堆積し、次
に硬質炭素膜を９０００人堆積した。次に硬質炭素Ｎ　
ｉ　−Ｃｒを順次ドライエツチングでパターニングした
。この時下部電極のＮｉ−Ｃｒは、テーパーとなるよう
にドライエツチングした。

次に硬質炭素膜を１０００人堆積し、続いてＩＴＯをＥ
、Ｂ、蒸着で１０００人堆積した後、パターニングし画
素電極とした。この時ＭＩＭ素子は、下部電極の側面で
形成されている。下部電極の表面部分では、硬質炭素の
膜厚が１μｍと充分に厚く、高絶縁体となり非線形抵抗
素子としては、働かない。

この時、表示領域外に同様にＭＩＭ素子を作製しておい
た。

次に他方の透明基板（対向基板）であるフレキシブルプ
ラスチックフィルム基板上にＩＴＯをスパッタリング法
により１０００人厚に堆積し、ストライプ状にパターン
化して共通画素電極を形成した。

次に両基板の」二に配向膜としてポリイミ１へ膜を形成
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。この液晶表示装置の駆動補償
回路用センサーとして領域外に作製したＭＩＭ−ＬＣＤ
を使用した。

〔効　　果〕

液晶表示部と、同様の構成の能動素子と画素電極を同一
領域に設け、その特性変化を直接駆動回路にフィードバ
ックする為、リアルタイムに特性変化に対応でき、表示
品質に変化のない液晶表示装置が可能となる。従来、温
度センサーなどは、別に作製、実装していたのに対し、
本発明では同一工程でセンサ一部を作製できるため、工
程数が短縮し、歩留りが向上し、コストダウンとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の全体の構成を示す説明
図であり、第２図は液晶表示体の説明図であり、第３図
はＭＩＭ素子（能動素子）の説明図である。第４図はＭ
ＩＭ素子の電流電圧（１−Ｖ）特性を示す。 第５図、第６図及び第７図は硬質炭素膜の特性を示す。 １　透明基板　　　　２・・画素電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の基板間に液晶層を有し、前記基板の少くとも
   一方の基板の内面に共通電極と能動素子を介して接続さ
   れた複数の画素電極を備えた表示部を有する液晶表示装
   置において、前記表示部の近傍に前記表示部と同じ構成
   で作製された能動素子及び画素電極が設けられており、
   これらを前記表示部と同時に封入し、その能動素子を駆
   動回路用センサーとして使用することを特徴とする液晶
   表示装置。