JPH02259729A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH02259729A
JPH02259729A JP1081185A JP8118589A JPH02259729A JP H02259729 A JPH02259729 A JP H02259729A JP 1081185 A JP1081185 A JP 1081185A JP 8118589 A JP8118589 A JP 8118589A JP H02259729 A JPH02259729 A JP H02259729A
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JP
Japan
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substrate
liquid crystal
hard carbon
carbon film
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP1081185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kimura
裕治 木村
Hidekazu Ota
英一 太田
Hitoshi Kondo
均 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02259729A publication Critical patent/JPH02259729A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration of the performance of a liquid crystal substance caused by the elution of alkaline oxide contained in a substrate to the surface of the substrate by providing a hard carbon film layer on the surface of at least one substrate of a liquid crystal display device having a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates. CONSTITUTION:A glass plate or a plastic plate, etc., is used as the insulating transparent substrate 1 of the liquid crystal display device and the hard carbon film 2 is provided on the substrate 1. After patterning is performed to the substrate 1, an active element 5 and a common electrode 6 are provided at every picture element electrode 4. An orientation material 8 made of polyimide is attached to the surface of the substrate 1 and a gap is made constant by a gap material 9, then the liquid crystal 3 is sealed. A metal-insulating material- metal (MIM) element is used as the active element 5 and the hard carbon film is used for the insulating material, so that the liquid crystal layer and the active layer of the active element are prevented from being contaminated by impurities from the substrate 1 and the liquid crystal display device with high display quality is obtained.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a liquid crystal display device used in displays of computer terminals, wall-mounted televisions, pocket televisions, and the like.

〔従来技術〕[Prior art]

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。
A liquid crystal display (LCD) basically consists of two opposing glass substrates each with a plurality of display pixel electrodes, and the cells formed between these substrates filled with liquid crystal material. However, in the conventional method, Na, 0, O, Be contained in the glass substrate are displayed.
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。
There is a problem in that alkaline oxides such as MnO, Cab, and 5rOtBaO are eluted onto the substrate surface, deteriorating the liquid crystal material and deteriorating the device characteristics of the active device.

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。
In order to solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-692
In No. 6, a glass component with a low soda content is used, but this does not completely prevent the problem.

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。
Also, JP-A-60-130717 and JP-A-60-2
In No. 47685, a plastic substrate is used for the transparent substrate on which no active elements are placed in order to reduce the weight, but the substrate on which the active elements are placed has the disadvantage that a plastic substrate cannot be used because it requires high temperature treatment. .

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。
Furthermore, in JP-A No. 64-92I, a hard carbon film is used as a passivation film for a glass substrate, but since the hard carbon film is heat-treated at about 300 degrees Celsius, it is difficult to form the film at room temperature. In addition, the plastic substrate had the drawback that it could not be used as a Bassibasimin film.

〔目  的〕〔the purpose〕

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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome the conventional drawbacks by coating a transparent substrate with a hard carbon film at a low temperature, and to provide a liquid crystal display device with good display quality and long-term stability.

〔構  成〕〔composition〕

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。
As a result of intensive research to achieve the above object, we have developed a liquid crystal display device having a liquid crystal layer between a pair of transparent substrates, characterized in that a hard carbon film layer is provided on the surface of at least one of the substrates. It has been found that the above objects can be achieved by providing a device.

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。
In a preferred embodiment of the invention, the liquid crystal layer has at least one metal-insulator-metal (MI
M) An element is provided, and the insulator is made of a hard carbon film.

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。
That is, the feature of the present invention is that a hard carbon film is coated on a transparent substrate, and a pixel electrode is formed on the hard carbon film.

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。
An active element is provided to form an active matrix substrate. More preferably, an MIM element is provided as an active element on this substrate, and a hard carbon film is used for this insulating layer.

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。
In the present invention, a hard carbon film refers to a hard carbon film containing at least one of amorphous and microcrystalline materials (i-C film, diamond-like carbon film, amorphous diamond (also called diamond film).

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。
Next, the manufacturing method and structure of the present invention will be specifically explained with reference to the accompanying drawings.

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。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the form of a liquid crystal display device of the present invention.

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。
First, a hard carbon film 2 is provided on the insulating transparent substrate 1, which may be a glass plate, a plastic plate, a flexible plastic film, or the like. The hard carbon membrane 2 has a thickness of 100 to 30,000, and is generally room temperature to 950°C, preferably room temperature to 25°C.
Formed at a temperature of 0°C. However, when using an MIM element using a hard carbon film as an active element, the temperature at which the hard carbon film is formed is not limited to this range.

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。
The method for manufacturing this hard carbon film 2 and the physical properties of the film will be described later. The substrates thus obtained are used to produce liquid crystal display substrates, optical sensor substrates, etc.

従来、透明基板単体で用いられていた基板を作製する。A substrate that has conventionally been used as a single transparent substrate is manufactured.

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。
Here, ITO, Zno:A Q, ZnO:S are used as transparent electrode materials for liquid crystal display on a substrate provided with a hard carbon film, which will be explained below by taking a liquid crystal display substrate as an example.
A transparent electrode material such as SnO, :Sb is deposited in a thickness of several hundred to several micrometers by a method such as sputtering deposition or CVD, and then patterned into a predetermined pattern. At this time, if the substrate is for a simple matrix, the transparent electrodes are patterned into stripes to form a substrate for liquid crystal display. In order to use the substrate for an active matrix, after patterning the transparent electrode, an active element (switching element) 5 and a common electrode 6 are provided for each pixel electrode 4. The active element 5 is a TPT element using a-5L, Poly-3i, etc., and the insulating layer is a hard carbon film, SiNx, SiC, Ta,
O,,Afi,03. MIM element using etc., MSI
elements, PIN diodes, back-to-back diodes, varistors, etc. are used. The common electrode wiring is made of the previously used transparent electrode material, 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。Sputtering deposition using highly conductive material such as PT.

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。
A thickness of several hundred to several micrometers is deposited by a method such as the CVD method, and then buttered. In this way, an active matrix substrate was obtained.

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。
A transparent substrate 1 made in the same manner was used as the opposite substrate to these substrates, an alignment material 8 such as polyimide was applied to the surface, a rubbing treatment was performed, a sealing material was applied, and a gap material 9 was put in to close the gap. A liquid crystal display device is obtained by keeping the temperature constant and enclosing liquid crystal 2. The liquid crystal display device obtained in this way can prevent contamination of the liquid crystal layer and the active layer of the active element from the transparent substrate with impurities, and can prevent deterioration of the liquid crystal layer and the active element. The long-term stability of the liquid crystal display device is increased, and since the surface of the transparent substrate is coated with a hard carbon film 2, it is less prone to scratches, which prevents scratches that occur during each process and rubbing. It becomes possible to manufacture. Particularly for plastic substrates whose surfaces tend to be easily scratched, the effect of preventing scratches on one surface is very effective.

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。
Furthermore, by using an MIM element in which a hard carbon film is used as an insulating layer on a transparent substrate coated with a hard carbon film, a liquid crystal display device with good display quality can be manufactured. MIM below
The fabrication of the device will be described with reference to FIG.

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。
First, on a transparent substrate coated with the hard carbon film obtained by the method described above, a transparent electrode material for an image electrode is deposited by a method such as vapor deposition sputtering, and patterned into a predetermined pattern.

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。
Next, a metal thin film for the lower electrode is formed by a method such as vapor deposition or sputtering, patterned into a predetermined pattern by wet or dry etching to form the lower electrode 7, and then hardened by a plasma CVD method, an ion beam method, etc. After coating the carbon film 2', it is patterned into a predetermined pattern by dry etching, wet etching, or a lift-off method using a resist to form an insulating film, and then a thin metal film for the upper electrode is formed on it by a method such as vapor deposition or sputtering. The upper electrode 6 is formed by coating and patterning into a predetermined pattern, and finally the unnecessary portion of the lower electrode 7 is removed.
The transparent electrode pattern is exposed to serve as the pixel electrode 4.

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。
In this case, the configuration of the MIM element is not limited to this, and after the MIM element is created, a transparent electrode is provided on the top layer, a transparent electrode also serves as an upper or lower electrode, and a side surface of the lower electrode. Various modifications are possible, such as one in which an MIM element is formed on the top.

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。
The use of MIM elements using hard carbon films not only improves the display quality and enables manufacturing at low temperatures, but also allows the use of a similar hard carbon film on the surface of the substrate, making it possible to directly insulate the transparent substrate. Compared to a layer with a hard carbon film, the adhesion is improved, and the strength against external loads such as the rubbing process is increased, resulting in a 1-point improvement in yield. Furthermore, in the case of plastic substrates, it has been extremely difficult to fabricate active matrix devices using active elements due to their heat resistance. However, a hard carbon film can be produced at a substrate temperature of about room temperature, and can also be produced on a plastic substrate, making it a very effective means for improving image quality.

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。
Next, the material of the MIM element used in the present invention will be explained in more detail.

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。
The material of the lower electrode 7 is A Q t D a, Cr
Various conductors are used, such as yW, No, Pt, Ni, and transparent conductors.

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
Next, the materials for the upper electrode 6 include AQ, Cr, N1 +
Various conductors such as transparent conductors can be used for MOr P i J Ag, but Ni, Pt, and Ag are preferable because they have particularly excellent stability and reliability of IV characteristics.

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。
The symmetry of the MIM device using the hard carbon film 2' as the insulating film does not change even if the type of electrode is changed, and the Q n oe
From the relationship y' y, it can be seen that Poole-Frenkel type conduction is occurring. Further, from this fact, it can be seen that in the case of this type of MIM element, the upper electrode and the lower electrode may be combined in any manner. However, the device characteristics (IV characteristics) deteriorate and change depending on the adhesion between the hard carbon film and the electrode and the state of the interface. Considering these, Ni, Pt.

Agが良いことがわかった。It turns out that Ag is good.

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。
The current-voltage characteristics of the MIM element of the present invention are shown in FIG. 3, and are approximately expressed by the conduction equation shown below.

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。
I=zaxp(βvL/2), (1) Engineering:
Current v: Cut m-ball χ: Conductivity coefficient β: Poole-Frenkel coefficient n: Carrier density μ: Carrier mobility
q: Electron charge Φ Nidrap depth ρ: Specific resistance d:
Hard carbon film thickness: Boltzmann constant T: Ambient temperature
ε, : Dielectric constant of hard carbon, : Vacuum permittivity The hard carbon film in the present invention will be explained in detail.

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。
An organic compound gas, especially a hydrocarbon gas, is used to form a hard carbon film. The phase state of these raw materials does not necessarily have to be a gas phase at normal temperature and pressure; they can be used in either a liquid or solid phase as long as they can be vaporized through melting, evaporation, sublimation, etc. by heating or reduced pressure. be.

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。
Regarding hydrocarbon gas as a raw material gas, for example, CH
4,C,H,,C3H,,C,H□. Paraffinic hydrocarbons such as C, 84, etc., olefinic hydrocarbons, acetylenic hydrocarbons.

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。
Gases containing at least all hydrocarbons such as diolefinic hydrocarbons and even aromatic hydrocarbons can be used.

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
Furthermore, other than hydrocarbons, compounds containing at least the carbon element can be used, such as alcohols, ketones, ethers, esters, CO, and CO□.

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。
The method of forming a hard carbon film from a raw material gas in the present invention is a method in which the film-forming active species is formed through a plasma state generated by a plasma method using direct current, low frequency, high frequency, microwave, etc. However, for the purpose of increasing the area, improving uniformity, and forming a film at a low temperature, a method using a magnetic field effect is more preferable because the deposition is performed under low pressure. Active species can also be formed by thermal decomposition at high temperatures. . Alternatively, it may be formed through an ion state generated by an ionization vapor deposition method, an ion beam vapor deposition method, or the like.

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。
It may be formed from neutral particles produced by vacuum evaporation, sputtering, or the like.

さらには、これらの組み合わせにより形成されてもよい
Furthermore, it may be formed by a combination of these.

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。
An example of the deposition conditions for the hard carbon film produced in this manner is as follows in the case of the plasma CVD method.

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。
RF output: 0.1 to 50 V/a # Pressure: 101 to 1.0 Torr Deposition temperature: Room temperature to 950° C. Due to this plasma state, the raw material gas is decomposed into radicals and ions and reacts.

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。
A hard carbon film containing at least one of an amorphous (non-crystalline) and a microcrystalline (crystal size: several tens to several microliters 11) consisting of carbon atoms C and hydrogen atoms H is deposited on the substrate. Further, various properties of the hard carbon film are shown in Table 1.

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。
Table 1 Note) Measurement method: Specific resistance (ρ): Determined from the IV characteristics of a coplanar cell.

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。
Optical band gap (Egopt): Obtain the absorption coefficient (α) from the spectral characteristics and determine from the relationship (ahv) = B (hv-Egopt).

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。
Amount of hydrogen in the film (CM): 2900 from infrared absorption spectrum
It is determined by integrating the peak around m-' and multiplying by the absorption cross section A. Namely.

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。
C□=A test fα(w)/w ratio S P'/S P'' ratio: Infrared absorption spectrum, sp
', sp'' are decomposed into Gaussian functions that belong to each, and the area ratio is obtained.

ビッカース硬度(H)二マイクロビッカース計による。Vickers hardness (H) by 2 micro Vickers meter.

屈  折  率(n):エリプソメーターによる。Refractive index (n): By ellipsometer.

欠陥密度:ESRによる。Defect density: Based on ESR.

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。
The hard carbon film thus formed was measured using Raman spectroscopy and IR spectroscopy.
As a result of analysis by the absorption method, it was revealed that there were interatomic bonds in which the carbon atoms formed the SF3 hybrid orbital and the SF3 hybrid orbital, as shown in Figures 4 and 5, respectively. There is. sp” bond and SP1 bond ratio is IR
It can be roughly estimated by separating the peaks of the spectrum. I
In the R spectrum, many mode spectra from 2800 to 3150 aa-1 are measured to overlap, but the attribution of the peak corresponding to each wave number has been clarified.
If you perform peak separation using Gaussian distribution as shown in Figure 6, calculate the area of each peak, and find the ratio, SP
You can know "/SP".

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。
Also, according to x, m and electron diffraction analysis, amorphous 7I! (a-C: )l) and/or is in an amorphous state containing microcrystalline grains of about 50 to several μm in size.

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。
In the case of plasma CVD method, which is generally suitable for mass production,
The lower the RF output, the higher the resistivity and hardness of the film, and the lower the pressure, the longer the life of the active species. There is a tendency to increase. Furthermore, since the plasma density changes at low pressure, the method using the magnetic field confinement effect is
It is particularly effective in increasing specific resistance.

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。
Furthermore, this method has the characteristic that it can form a hard carbon film of good quality even under relatively low temperature conditions of about room temperature to 150° C., so it is optimal for lowering the temperature of the MIM element manufacturing process. Therefore, the degree of freedom in selecting the substrate material to be used is increased, and the substrate temperature can be easily controlled, so that a uniform film can be obtained over a large area.

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。
In addition, the structure and physical properties of the hard carbon film are as shown in Table 1.
Since it can be controlled over a wide range, there is also the advantage that device characteristics can be designed freely. Furthermore, the dielectric constant of the film is 3 to 5, which is conventionally used in MIM. Ta, O,, A Q
Since it is smaller than zoa and SiNx, when manufacturing an element with the same capacitance, the element size only needs to be larger, so microfabrication is not required so much, and the yield is improved.

(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。
(Due to the driving conditions, the capacitance ratio of the LCD and MIM element is C
-C=10:1 is required)LCD"MI River 17・Previous 1.1= *1°Element steepness β"F co, so if the dielectric constant ε is small, the steepness will be large, and the ON The ratio between the current Ion and the off-state current IOFF can be increased. Therefore, it is possible to drive the LCD at a lower duty ratio, and a high-density LCD can be realized. Furthermore, since the film has high hardness, there is little damage caused by the rubbing process during encapsulation of the liquid crystal material, which also improves yield.

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
In view of the above points, by using a hard carbon film, a low-cost, gradation (color), and high-density LCD can be realized.

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。
In addition to carbon atoms and hydrogen atoms, this hard carbon film
Group ■ elements of the periodic table, Group ■ elements of the periodic table.

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。
Elements from group Ⅰ of the periodic table as one of the constituent elements, which may include group Ⅰ elements, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, nitrogen atoms, oxygen elements, chalcogen elements, or halogen atoms as constituent elements; Similarly, when group Ⅰ elements, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, nitrogen atoms, or oxygen atoms are introduced, the thickness of the hard carbon film can be made approximately 2 to 3 times thicker than that of non-doped ones. Moreover, this can prevent the occurrence of pinholes during device fabrication and dramatically improve the mechanical strength of the device. Further, in the case of a nitrogen atom or an oxygen atom, the same effect as in the case of an element of group Ⅰ of the periodic table as described below can be obtained.

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。
Similarly, devices that incorporate elements from group Ⅰ of the periodic table, chalcogen elements, or halogen elements dramatically improve the stability of the hard carbon film and also improve the hardness of the film, resulting in highly reliable elements. can be made. These effects can be obtained because in the case of group Ⅰ elements and chalcogen elements, active double bonds existing in the hard carbon film are reduced, and in the case of halogen elements, 1) abstraction for hydrogen is achieved. The reaction promotes the decomposition of the raw material gas and reduces dangling bonds in the film, and
extracts the hydrogen in the C-H bond and replaces it, C-X
It enters the membrane as a bond, increasing the bond energy (C
This is because the bond energy between -H and between C-X is larger for C-X.

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。
In order to use these elements as constituent elements of the film, in addition to hydrocarbon gas and hydrogen, the material gases must include elements from group Ⅰ, Ⅰ, ①, In order to contain an alkali metal element, an alkaline earth metal element, a nitrogen atom, an oxygen atom, a chalcogen element or a halogen element,
Gases of compounds (or molecules) containing these elements or atoms (hereinafter, these may also be referred to as "other compounds J") are used.

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。
Examples of compounds containing Group Ⅰ elements of the periodic table in 2N include B(OCis) i la, o, l BCna
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)ip (CH
s) aGa, (CtHs)xGa* GaCQ 2
, GaBra e (0-f-CiHt)tIn,
(C,Hl)3In and the like.

周期律表第■族元素を含む化合物としては。As a compound containing an element of group Ⅰ of the periodic table.

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。
For example, Si, H, (C, Hs), SIH, SiF,
SiH, CJ2. , SiCQ 4t 5i (OC
Hj)4t5i(OCl)11)4t5i(o
ciot) * fGeCI241 GeH4v Ge(
QC,)11), Ge(CJs)ms (CHi)
, Sn, (C,)I, )4Snt 5nCfi4, etc.

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。
As a compound containing an element of group Ⅰ of the periodic table, for example, 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。
pcIl,, PBr,, PO(OCR,) at P
(C,H8)It POcns*AsHa, AsCQ
,, AsBr,, AsF,, AsF,, AsC
jl, tSbHa, 5bFa -SbCj! s t
There are Sb(OCJg)s, etc.

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。
As a compound containing an alkali metal atom, for example, Li0
-1-C,H,,Na0-i-C,)It t KO-
i-C, )l, etc.

アルカリ土類金属原子を含む化合物としては。As a compound containing an alkaline earth metal atom.

例えばCa(OCJi)a + Mg(OCxHi)3
+ (CJs)Jg等がある。
For example, Ca(OCJi)a + Mg(OCxHi)3
+ (CJs)Jg, etc.

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。
Examples of compounds containing nitrogen atoms include nitrogen gas, inorganic compounds such as ammonia, organic compounds having functional groups such as amino groups and cyano groups, and nitrogen-containing heterocycles.

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。
Examples of compounds containing oxygen atoms include oxygen gas, ozone, water (steam), hydrogen peroxide, -carbon oxide, carbon dioxide, carbon suboxide, -nitrogen oxide, nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, and dinitrogen pentoxide. , inorganic compounds such as nitrogen trioxide, hydroxyl groups, aldehyde groups, acyl groups, ketone groups, nitro groups, nitroso groups, sulfone groups, ether bonds, ester bonds, peptide bonds, and functional groups or bonds such as heterocycles containing oxygen. Further, examples thereof include organic compounds having a metal alkoxide, metal alkoxides, and the like.

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。
Examples of compounds containing chalcogen elements include H*S
-(CH3)(CH-)4S(C)Is)*CHs-
CHi =CHCHsSCH, CH=CH,,C,H,
SC,H,,C,HISCH,,thiophene, )I,
See CClHg')*Seg H, Ta, etc.

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。
Compounds containing halogen elements include, for example, fluorine,
Inorganic compounds such as chlorine, bromine, iodine, hydrogen fluoride, chlorine fluoride, bromine fluoride, iodine fluoride, hydrogen chloride, bromine chloride, iodine chloride, hydrogen bromide, iodine bromide, hydrogen iodide, alkyl halides Organic compounds such as halogenated aryl, halogenated styrene, halogenated polymethylene, and haloform are used.

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。
The present invention will be explained in more detail below with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

(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。
(Left below) Example 1 A hard carbon film was formed on a plastic substrate using the plasma CVD method.
000 people deposited.

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。At this time, the film forming conditions were: Pressure Crab 0.05 Torr CH4 style i: 5 SCCM RF power: IW/cd Temperature: room temperature And so.

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。
Next, by electron beam (E, B,) evaporation method,
After depositing 1000 ITO layers, it was patterned into stripes to form a common pixel electrode.

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。
Subsequently, a polyimide film was formed thereon as an alignment film, and a rubbing treatment was performed.

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。
Next, these substrates were placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and were bonded together with a gap material having a diameter of 5 μm interposed therebetween, and a commercially available liquid crystal material was then sealed in the thus formed cells to create a liquid crystal display device. Ta.

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。
Example 2 A plastic substrate was used as the transparent substrate. 1000 layers of hard carbon was deposited on this substrate by plasma CVD method. 800 layers of ITO was deposited using magnetron sputtering method. Then, it was patterned to form pixel electrodes. was formed.

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。
Next, an MIM element using a hard carbon film as an active element was provided as follows.

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。
First, AQ was deposited to a thickness of 1,000 layers on the pixel electrode of the substrate by vapor deposition, and then patterned to form a lower electrode. A hard carbon film was deposited thereon to a thickness of 900 mm as an insulating film by plasma CVD, and then patterned by dry etching.

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。
Furthermore, 1000% Ni was deposited on each hard carbon insulating film by vapor deposition.
After depositing it to a thickness of 100 mL, it was patterned to form an upper electrode.

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。
Next, a hard carbon film of 1,000 layers is deposited on a flexible plastic film substrate as the other transparent substrate (counter substrate), and then ITO is deposited to a thickness of 1,000 layers by sputtering and patterned into stripes to form a common pixel electrode. did. Furthermore, a color filter was provided on the opposite surface where the common pixel electrode was provided.

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。
Next, a polyimide film is formed as an alignment film on both substrates,
A rubbing process was performed.

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。
Next, these substrates were placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and were bonded together with a gap material interposed therebetween, and a commercially available liquid crystal material was further sealed in the thus formed cells to produce a color liquid crystal display device.

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。At this time, the hard carbon film formation conditions used for the MIM element were as follows: Pressure Crab 0.035 Torr CH4 flow rate: 10 SCCM RF power: 0.2W/cd Temperature: room temperature Met.

又、基板上に堆積させた硬質炭素の成膜条件は。Also, what are the conditions for forming the hard carbon film deposited on the substrate?

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。Pressure Crab 0.07 min orr CH, flow rate: 5 SCCM RF power: 0.5W/aJ Temperature: 100℃ Met.

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。
Example 3 A Pyrex substrate was used as a transparent substrate, and 3,000 hard carbon films were deposited on this substrate by plasma CVD.

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。
Next, 1000 layers of ITO were deposited by vapor deposition as a pixel electrode, and then buttered. Next, 1500 layers of AQ were deposited by vapor deposition as a lower electrode, and then buttered.

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。
Next, a hard carbon film of 800 mm was deposited by plasma CVD, and then patterned by dry etching. Furthermore, 1,500 pieces of Ni was deposited as an upper electrode by E, B, and evaporation methods, and then buttered.

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。
Next, a hard carbon film of 3,000 layers was deposited on the Pyrex substrate as the other transparent substrate (counter substrate), and then ITO was deposited to a thickness of 1,000 layers by sputtering, and then patterned into stripes to form a common pixel electrode. did.

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。
Next, a polyimide film was formed as an alignment film on both substrates, and a rubbing process was performed.

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。
Next, these substrates are placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and are pasted together with a gap material interposed therebetween.A liquid crystal display device as shown in the figure is then created by filling the cells formed in this way with a commercially available liquid crystal material. made.

この時、MIM素子に用いた硬質炭素の成膜条件は。At this time, the conditions for forming the hard carbon film used in the MIM element are as follows.

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。Pressure Crab 0.02 Torr CH4 flow rate: 20 SCCM RF power: 0.8W/cd Temperature: 100℃ Met.

又、基板上に堆積させた硬質炭素の成膜条件は。Also, what are the conditions for forming the hard carbon film deposited on the substrate?

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。
pressure crab 0. I Torr CH4 flow rate: 25 SCCM RF power: IW/ad Temperature: 150° C. Example 4 A MIM element was provided on a Pyrex glass substrate as one transparent substrate in the following manner. First, 1000 hard carbon films were deposited by plasma CVD.

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。
Next, after depositing Cr to a thickness of 100 OA by sputtering, it was patterned to form a lower common electrode.
After forming a deposited iN film with a thickness of 0.000 nm, it was patterned to form an insulating film. Furthermore, after evaporating Cr to a thickness of 200 OA, it was patterned and used as an upper electrode.ITO was deposited on the MIM element thus formed to a thickness of 500 OA by sputtering.
After the film was deposited to a certain thickness, it was patterned to form a pixel electrode.

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。
Next, a Pyrex substrate was used as a counter substrate, and a hard carbon film was deposited on this to a thickness of 100 OA.

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
Next, after depositing 500 layers of ITO using sputtering method,
A common pixel electrode was formed by patterning it into stripes.

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。
Further, these two substrates were bonded together via a gap material in the same manner as in Example 1, and then a commercially available liquid crystal material was sealed to produce a liquid crystal display device.

〔効  果〕〔effect〕

(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。
(i) By coating a hard carbon film on a transparent substrate, Na, O, K, O, Be contained in the glass substrate can 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。
It is possible to prevent alkaline oxides such as BaO from eluting to the substrate surface and deteriorating the liquid crystal material or deteriorating the device characteristics of the active element. Similarly, in the case of a plastic substrate, it is possible to prevent the influence of adsorbed water from the substrate and to improve the chemical resistance of the substrate. Furthermore, since it is coated with a hard carbon film, it is possible to prevent scratches caused by work in each process and scratches that occur during rubbing processing, resulting in good display quality and long-term stability (
This makes it possible to provide a liquid crystal display device with excellent environmental resistance.

(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。
(ii) When the substrate surface is coated with a hard carbon film and the hard carbon film is used as the insulating layer of the MIM element,
The mechanical strength of the device is improved, and long-term stability and yield are improved.

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。
Furthermore, when the substrate is plastic, it has been difficult to fabricate active elements due to the high substrate temperature, but by using MIM elements using hard carbon films that can be formed at low temperatures, active matrix display can be achieved even on plastic substrates. This makes it possible to manufacture high-density liquid crystal display devices with good display quality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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 −’
FIG. 1 is an explanatory diagram of a liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an MIM element. FIG. 3 shows the current-voltage (I-V) characteristics of the MIM element. Figures 4, 5 and 6 show the characteristics of the hard carbon film. 1... Transparent substrate 2, 2'... Hard carbon film 3... Liquid crystal material 4... Pixel electrode 5...
Active element 6...Common electrode (upper electrode) 7...Lower electrode 8...Alignment film 9...Gap material patent applicant Rico Co., Ltd. - Figure 3 Figure 6 (1st letter) Crn - '

Claims (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。
[Scope of Claims] 1. A liquid crystal display device having a liquid crystal layer and an active element between a pair of transparent substrates, characterized in that a hard carbon film layer is provided on the surface of at least one of the substrates. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the active element is a metal-insulator-metal (MIM) element, and the insulator is made of a hard carbon film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06175163A (en) * 1992-12-10 1994-06-24 Ricoh Co Ltd Thin film-laminated layer device

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