JPH02275924A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH02275924A
JPH02275924A JP1092102A JP9210289A JPH02275924A JP H02275924 A JPH02275924 A JP H02275924A JP 1092102 A JP1092102 A JP 1092102A JP 9210289 A JP9210289 A JP 9210289A JP H02275924 A JPH02275924 A JP H02275924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
film
display device
hard carbon
Prior art date
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Pending
Application number
JP1092102A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kimura
裕治 木村
Hitoshi Kondo
均 近藤
Hidekazu Ota
英一 太田
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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Priority to JP1092102A priority Critical patent/JPH02275924A/en
Publication of JPH02275924A publication Critical patent/JPH02275924A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the liquid crystal display device which never changes in display quality by providing an active element and picture element electrodes which are manufactured having the same constitution with a display part nearby the display part, sealing them simultaneously with the display part, and using the active element as a sensor for a driving compensating circuit. CONSTITUTION:A similar transparent substrate 1 is used as a counter substrate, and the transparent common picture element electrodes 2 are patterned. Orienting materials 5 such as films of polyimide or hard carbon are provided on two substrates and rubbed, gap materials 6 are put between them together with seal materials, and while the gap is held constant, liquid crystal 7 is charged to constitute the liquid crystal display device. At this time, an element of the same constitution is manufactured as a sensor part nearby the display part area. Thus, the same elements are provided on the same substrate and their characteristic variations are measured and known in detail, so a driving waveform and a voltage can accurately be adjusted. Consequently, the liquid crystal display device which does not change in display quality is obtained.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a liquid crystal display, and is applied to displays of computer terminals and the like.

〔従来技術〕[Prior art]

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
Conventionally, temperature compensation has hardly been performed in electro-optical devices using liquid crystals used in electronic watches and calculators, except for a few. However, liquid crystal display devices that display a large amount of information due to multiplex drive have a narrow operating temperature range unless temperature compensation is performed due to the temperature dependence of the liquid crystal.

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。
Therefore, the need for temperature compensation arose. The most commonly used temperature sensor is the thermistor. Thermistors are mainly MnO and 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。
It is made of transition metal oxides such as NiO, and takes advantage of the property that resistance decreases as temperature increases.
T C (Negative Temperature)
Coefficient) thermistors are most commonly used for temperature compensation. Figure 1 shows the resistance-temperature characteristics of the NTC thermistor. Thermistors are divided into bulk type and thin film type based on the formation process. Bulk type thermistors are manufactured using ceramic technology, which requires pressure forming and firing processes, and glass substrates are the most widely used in liquid crystal display devices.
Second, it has the disadvantage that it is difficult to form directly. Furthermore, bulk thermistors have a drawback of slow thermal response due to their large volume. Furthermore, due to the poor thermal conductivity of the glass substrate widely used in electro-optical devices, there is a difference between the temperature of the thermistor and the temperature of the liquid crystal due to sudden temperature changes, making accurate temperature compensation impossible. There were drawbacks. Furthermore, since it is difficult to form bulk thermistors with high resistance and good reproducibility, there is a drawback that the thermistor consumes a large amount of power. On the other hand, thin film thermistors are formed using vapor deposition techniques. Since thin film thermistors are formed by vapor deposition technology, it is difficult to control the film thickness, and they have the drawback of poor productivity. Furthermore, in addition to changes in temperature, when an element is continuously used, its characteristics may change. In this way, the characteristics of active elements and liquid crystal materials change due to temperature changes and environmental changes. In conventional methods, it was difficult to quickly sense this change and change the drive waveform and voltage without changing the display characteristics.
In No. 22, an MIM element is used as a temperature compensation sensor, but since changes in the characteristics of the active element are not directly measured, the adjustment accuracy is not good.

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。
Furthermore, in JP-A-62-249125, T is used as an active element.
Although it uses a PT and encapsulates a liquid crystal like a display element for characteristic change analysis, there is no mechanism to feed back the information to the drive circuit, and there is a drawback that display compensation cannot be performed.

〔目  的〕〔the purpose〕

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。
The present invention overcomes the conventional problems and quickly senses temperature changes in the environment in which the liquid crystal display device is placed and changes in element characteristics due to changes over time, provides feedback to the drive circuit, and constantly improves display quality. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that does not change.

〔構  成〕〔composition〕

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。
As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have discovered that a liquid crystal layer is provided between a pair of substrates, and is connected to the inner surface of at least one of the substrates via a common electrode and an active element. In a liquid crystal display device having a display section including a plurality of pixel electrodes, an active element and a pixel electrode manufactured with the same configuration as the display section are provided near the display section, and these are connected to the display section. It has been found that the above object can be achieved by providing a liquid crystal display device characterized in that the active element is simultaneously sealed and used as a sensor for a drive compensation circuit.

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。
The liquid crystal display device of the present invention is characterized in that it can be manufactured using a method similar to the manufacturing method of conventional liquid crystal display devices.The difference from the conventional method is that it has a liquid crystal display section as a sensor on the same surface. This is where it is fed back to the drive circuit.

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。
The manufacturing method and configuration of this device will be specifically explained below with reference to the accompanying drawings.

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。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall structure of the liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a liquid crystal display used in the liquid crystal display section, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the liquid crystal display used in the liquid crystal display. FIG. 2 is an explanatory diagram of an active element.

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。
First, as the substrate 1, a transparent insulating substrate such as glass, plastic, or a flexible plastic substrate is used. A pixel electrode 2 is provided on this transparent substrate, at least one active element 3 is provided for each pixel, and a common wiring 4 is further provided. At this time, the pixel electrode is made of ITO, ZnO:An, Z
It is formed by depositing and patterning a transparent electrode material such as n○:S, Sn○2:sb by several hundred to several thousand people using a method such as sputtering, vapor deposition, or CVD. The active element 3 includes a TPT element using a-8i, poly-8i, etc., a hard carbon film as an insulating layer, and a SiNx
, 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。
MIM and MS elements using Ta2O3, An203, etc., PIN diodes, and back-to-pack diode varistors are used. The common wiring (upper electrode) 4 is made of the previously used transparent electrode material, AQ, Ni, Cr, Ni-Cr,
It is formed by using a highly conductive material such as Mo, Ta, T1, Au, Ag, Pt, etc., and depositing hundreds to thousands of layers by a method such as sputtering, vapor deposition, or CVD, and then patterning it. A similar transparent substrate is used as the counter substrate, and a transparent common pixel electrode is patterned and attached. At this time, an active element may be attached to each pixel electrode on this counter substrate as well. An alignment material 5 such as polyimide or hard carbon film is attached to these two substrates, rubbed, a sealing material is attached, a gap material 6 is inserted, the gap is kept constant, and the liquid crystal 7 is sealed to display the liquid crystal display. It shall be a device.

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。
At this time, an element having the same configuration may be fabricated as part of the sensor near the display region. For example, to that Leiara 1,
You can do it as shown in Figure 1.

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。
Usually, the electrode extension part 10 and the drive part of the liquid crystal panel are covered by the external part, so that they do not come into direct contact with the mouth. Similarly, the display area can be seen from the outside, but since a portion of the sensor is covered by the exterior part, the display area is not affected in any way, and there is no problem with the appearance.

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。
By providing the same elements on the same substrate and measuring changes in their characteristics, changes in the characteristics of the elements of the display section can be seen in more detail, making it possible to adjust the drive waveform and voltage with high precision.

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。
At this time, changes in element characteristics and display characteristics can be seen in electrical characteristics and optical characteristics, but measurement of optical characteristics requires a large device and cannot be easily measured. There are various electrical characteristics such as the current flowing through the element for a certain waveform, the voltage, or the effective voltage that increases to the liquid crystal side, but since the current value and applied voltage differ depending on each element material and liquid crystal material, the display device was manufactured. The drive voltage and waveform may be controlled by sensing the current or voltage that is easiest to control, so the number is not limited to one.

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。
As for active devices, there are three-terminal devices such as TFTs and two-terminal devices such as metal-insulator-metal (MIM) devices, but MIM devices are advantageous because of their structure and ease of manufacturing method. . Especially when a hard carbon film is used for the insulating layer of the M1M element.

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。
It is particularly desirable because it is possible to manufacture a high-quality liquid crystal display device with a large area and few defects depending on the method of manufacturing the hard carbon film and the conditions such as film quality.

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。
A hard carbon film is a hard carbon film containing at least one of amorphous and microcrystalline materials with carbon atoms and hydrogen atoms as the main structure-forming elements.It is also called a 0-C film, a diamond-like carbon film, an amorphous diamond film, and a diamond thin film.) It consists of One feature of the hard carbon film is that since it is a vapor-phase grown film, its physical properties can be controlled over a wide range by controlling the film forming conditions, as will be described later. Therefore, even though it is called an insulating film, its resistance value covers the range from semi-insulator to insulator, and in this sense, the MIM element of the present invention is an MSI element (M6
jal-5emi-Insulator).

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。
The current-voltage characteristics of the MIM element of the present invention are shown in FIG. 4, and are approximately expressed by the conduction equation shown below.

■=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。
■=χexp (βv1/-)...(1)1:
Current V: Impression pressure χ: Conductivity coefficient β: Poole-Frenkel coefficient 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
Regarding hydrocarbon gas as a raw material gas, for example, C1
14,C,,H,,C3HIl,C4H,. Gases containing at least all hydrocarbons such as paraffinic hydrocarbons such as C211, acetylenic hydrocarbons such as C211, olefinic hydrocarbons, acetylenic hydrocarbons, diolefinic hydrocarbons, and even aromatic hydrocarbons can be used. It is.

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
Furthermore, other than hydrocarbons, compounds containing at least carbon element can be used, such as alcohols, ketones, ethers, esters, CO2CO2, etc.

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。
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, since the deposition is performed under low pressure 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. Active species can also be formed by thermal decomposition at high temperatures. In addition, it may be formed through an ionic state generated by ionization vapor deposition, ion beam vapor deposition, etc., or may be formed from neutral particles generated by vacuum vapor deposition, sputtering, etc. However, it may also 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.

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。
Deposition temperature: Room temperature to 950°C Due to this plasma state, the raw material gas is decomposed into radicals and ions and reacts, so that carbon atoms (C) are deposited on the substrate.
A hard carbon film containing at least one of an amorphous material (amorphous) and a microcrystalline material (crystal size is several tens to several micrometers) is deposited. 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、 より決定。
Optical band gap (Egopt): Determined by determining the absorption coefficient (α) from the spectral characteristics.

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。
Amount of hydrogen in the film (C): 29 from infrared absorption spectrum
It is determined by integrating the peak near 00 cm-1 and multiplying by the absorption cross section A. That is, CI, =A-f a (w)/v-dvS P3/S
P2 ratio: The infrared absorption spectrum is determined by SF3. It is decomposed into Gaussian functions respectively attributed to SF2, and determined from the area ratio thereof.

ビッカース硬度(++):マイクロビッカース計による
Vickers hardness (++): Based on 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。
The hard carbon film thus formed was measured using Raman spectroscopy and IR spectroscopy.
As a result of analysis by 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 5 and 6, respectively. There is. The ratio of SP3 binding to SP2 binding 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 resistance-1 are measured to overlap, but the attribution of the peak corresponding to each wave number has been clarified, and the 7th
As shown in the figure, if you perform peak separation using Gaussian distribution, calculate the area of each peak, and find the ratio, SP3/S
P2 can be known.

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。
Further, according to X-ray and electron diffraction analysis, it has been found that it is in an amorphous state (a-C: o) and/or 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。
In the case of plasma CVD method, which is generally suitable for mass production,
The lower the RF high output, the higher the specific resistance 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。
Furthermore, this method has the characteristic that it can form a high-quality hard carbon film even under relatively low temperature conditions of about room temperature to 150°C, making it ideal for lowering the temperature of the MIM device manufacturing process. It is. 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、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
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 Ta205, which is conventionally used in MIM. AQ20
3. Since it is smaller than SiNx, when producing an element with the same capacitance, the element size only needs to be larger, so microfabrication is not required as much, and the yield is improved.

(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
(Due to the relationship between the driving conditions, the capacitance Ed of the LCD and the MIM element is LC at duty ratio
D drive becomes possible 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1−1良好な階調性(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 1-1, good 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、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。
In addition to carbon atoms and hydrogen atoms, this hard carbon film
It may contain as a constituent element an element of group Ⅰ, an element of group ②, an element of group V of the periodic table, an alkali metal element, an alkaline earth metal element, a nitrogen atom, an oxygen atom, a chalcogen-based element, or a halogen atom. For those in which a Group Ⅰ element of the periodic table, a Group V element, an alkali metal element, an alkaline earth metal element, nitrogen atom, or oxygen atom are introduced as one of the constituent elements, the thickness of the hard carbon film is non-doped. about 2 compared to
It is possible to increase the thickness by ~3 times, and thereby prevent the occurrence of pinholes during device fabrication, and dramatically improve the mechanical strength of the device. Furthermore, in the case of nitrogen atoms or oxygen atoms, the periodic table No.
There is an effect similar to that of group elements.

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。
Similarly, devices that incorporate Group 1V elements 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 in the case of group Ⅰ elements and chalcogen-based elements because they reduce the active double bonds present in the hard carbon film, and in the case of halogen elements, ]) abstraction for hydrogen The reaction promotes the decomposition of the raw material gas and reduces the number of dunk rings in the film, and 2) during the film formation process, the halogen element X pulls out hydrogen in the C-H bond and replaces it,
This is because it enters the film as a -X bond and the bond energy increases (the bond energy between C-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
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。
In order to use these elements as constituent elements of the film, in addition to hydrocarbon gas and hydrogen, the raw material gases must include elements from group 1, group Ⅰ, and group Ⅰ of the periodic table. , alkali metal elements, alkaline earth metal elements, nitrogen atoms, oxygen atoms,
In order to contain chalcogen elements or halogen elements, compounds (or molecules) containing these elements or atoms (
Hereinafter, these may also be referred to as "other compounds").

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 。
Examples of compounds containing group nr elements of the periodic table include B(OC2H9), B21(6, BCQ, 3
.. B13r3゜BF3. A Q (0-1, -C3
117)3. (CH3), A Q, (C2t15
)3AQ.

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。
1-C4H9) 3A Q I A Q CQ 3. G
a(0-i-C3H,,)3. (CH3)3Ga
+ (C2t(,)3 Ga + GaCQ 31 G
aBr 31 (0-1-Ci ”7 LIn, (
C2Hs)3In, etc.

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 。
Examples of compounds containing Group Ⅰ elements of the periodic table include 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。
GeCQ4. GeH, ,Ge(OC2H5)4.
Ge(C2It5)4. (Cl13)4Sn, (
C2115) 4Sn, Sn(,Q, etc.).

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。
Examples of compounds containing Group Ⅰ elements of the periodic table include 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。
PCQ3. PBr3. PO(OCH3)3. P(C2H
5)3. POCQ3゜AsH3, AsCQ3. AsBr
, ASF3. AsF5. AsCQ, 3°SbH3,,S
bF3. , SbCQ, 3.5b (OC2H5), etc.

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。
As a compound containing an alkali metal atom, for example, Li0
-i-C3H1, Na0-i-C3H7, KO-i-C
There are 3H7 etc.

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。
Examples of compounds containing alkaline earth metal atoms include C
a(OC2H3)3. Mg(OC2H5)3+ (C
zHs)zMg, 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、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。
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, keyne groups, 21-2 groups,
Examples include organic compounds having functional groups or bonds such as nitroso groups, sulfone groups, ether bonds, ester bonds, peptide bonds, and oxygen-containing heterocycles, as well as metal alkoxides.

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。
Examples of compounds containing chalcogen elements include H2S
, (CI+3)(CH□), 5(C112)4CIl
J, CI□=CllCH25CH2CH=CI-12
, C7II5SC21t5. C21t5SCH,, thiophene, II□Se, (C2115)2Sc, H
There is a 2Te benefit.

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.

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。
To manufacture the active device 3, particularly the MIM device, as shown in FIG. 3, first, a transparent electrode material is deposited on the transparent insulating substrate 1 by a method such as vapor deposition or sputtering, and then patterned into a predetermined pattern. Next, a metal thin film for the lower electrode is formed by a method such as vapor deposition or sputtering, and patterned into a predetermined pattern by wet or dry etching to form the lower electrode 8. Second, a hard metal film is formed by a plasma CVD method, an ion beam method, etc. A carbon film 9 is coated. Next, a metal thin film for an upper electrode was coated thereon by a method such as vapor deposition or sputtering, and was patterned into a predetermined pattern to form an upper electrode (common electrode) 4 to obtain an MIM element 3.

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。
Further, unnecessary portions of the lower electrode 8 are removed to expose the transparent electrode pattern, which is used as the pixel electrode 2.

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.

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。
Here, the thickness of the lower electrode, upper electrode and transparent electrode is usually
The numbers range from several hundred to several thousand people, and from several hundred to several thousand people, respectively. The thickness of the hard carbon film is 100 to 8000, preferably 200 to 6000, more preferably 300.
~4000 people.

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8の材料としては、AQ 、 Ta、 Cr。The materials for the lower electrode 8 include AQ, Ta, and Cr.

W、 Mo、 Pt+ Ni+透明導電体等種々の導電
体が使用される。
Various conductors are used, such as W, Mo, Pt+Ni+transparent conductors.

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。
Next, the material for the two-part electrode (common electrode) 4 is Afl.
, Cr, Ni, Mo, Pt, Ag, Transparent conductor tube Various conductors are used, but Ni, Pt,
Ag is preferred. M using hard carbon film 9 as an insulating film
It can be seen that the symmetry of the IM element does not change even if the type of electrode is changed, and that Poole-Frenkel type conduction is performed from the relationship Q n I ccJ v. Furthermore, from this fact, it can be seen that in the case of this type of MIM element, the combination of the two-part electrode and the lower electrode may be used 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 factors, N
It turned out that j, Pt, and Ag are good.

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。
The structure of a liquid crystal panel that incorporates MIM elements is basically as follows.
An alignment layer of polyimide, hard carbon, etc. is provided as an alignment film on each of the transparent substrates having a common transparent electrode facing the liquid crystal display substrate obtained as described above, and then subjected to a rubbing treatment.

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。
Next, the respective pixel electrode sides of each substrate are placed inside and faced to each other.
A liquid crystal display device can be obtained by laminating them together using a gear system and then sealing a liquid crystal material into the cells thus formed.

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。
Although the above two liquid crystal display devices have been described as having a black and white display, the present invention is not limited thereto, and may be a color liquid crystal display device in which a color filter is provided inside or outside the cell.

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。
In addition to the display part, it has a sensor with the same structure as the display part.
In addition, as a result of using a hard carbon film for the active element, it becomes possible to manufacture a liquid crystal display device that has a large area, high density, and excellent display quality, and whose display quality does not change even when the environment changes.

以下2実施例を示す。Two examples will be shown below.

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。
Example 1 - A Pyrex substrate was used as the transparent substrate. 800 pieces of ITO were deposited by Macnetron sputtering and then patterned to form pixel electrodes. Next, an MTM element using a hard carbon film as an active element was fabricated as follows. First, 1,000 layers of AQ were deposited on the pixel electrode by vapor deposition, and then patterned to form a lower electrode. Second, a hard carbon film was deposited to a thickness of 800 mm as an insulating film, and then patterned by light etching.

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。
Furthermore, Ni was deposited on the hard carbon insulating film to a thickness of 1000 nm by vapor deposition, and then patterned to form a two-part electrode.
It was set as an M element. At this time, M and IM elements were fabricated in addition to the display area, so that they could be drawn out to the outside in the same way as the common wiring.

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

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。
Next, these substrates were placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and bonded together with a gap material interposed therebetween, and a commercially available liquid crystal material was further sealed in the cells thus formed to produce a liquid crystal display device. As a sensor for the temperature compensation circuit of this liquid crystal display device, an MIM element outside the display area is used,
The liquid crystal display device was driven.

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。
At this time, the conditions for forming the hard carbon film were, for example, pressure: 0.035 Torr CH4 flow rate: ]O5CCM RF power: 0.21 tl/aJ Temperature: room temperature.

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。
Example 2 800% ITO was used as a transparent electrode material on a plastic substrate.
After the layer was deposited, patterning was performed.

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。
Next, 1,500 layers of AQ were deposited as a lower electrode material and patterned. Next, 1000 hard carbon films were deposited.

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。
Subsequently, 1500 pieces of Ni were deposited as an upper electrode by E and B vapor deposition, and then N5 and hard carbon were patterned in the same pattern.

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。
At this time, MIM elements and pixel electrodes having a similar configuration were formed in areas other than the display area.

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。
Next, as the other transparent substrate (counter substrate), 1000% of ITO was deposited on a plastic film by sputtering.
After depositing it to a thickness of 100 mL, it was patterned into stripes to form a common pixel electrode. Furthermore, a color filter was attached to the opposite side of the pixel electrode to serve as a counter substrate.

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。
Next, these substrates were placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and they were bonded together with a gap material in between, and a commercially available liquid crystal material was then filled in the thus formed cells to create a color liquid crystal display device. . MIM-LC fabricated outside the display area as a sensor for the drive compensation circuit of this liquid crystal display device
D was used. At this time, the conditions for forming the hard carbon film are, for example, pressure: 0.05 Torr CH, flow rate: 7 SCCM, RF power: 0. IW/d temperature: 100°C.

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。
Example 3 A MIM element was provided on a Pyrex glass substrate as one transparent substrate in the following manner. First, Cr was deposited to a thickness of 1000 nm by sputtering, and then patterned to form a lower common electrode.

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
Next, an 800-layer thick iNx film was formed thereon using SiH4 and NH by the P-CVD method, and then patterned to form an insulating film. Furthermore, Cr was vapor-deposited to a thickness of 2,000 layers and patterned to form an upper electrode. Next, ITO was deposited on the MIM element thus formed by sputtering.
After the film was deposited to a thickness of 0.000 mm, it was patterned to form a pixel electrode.

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。
At this time, MIM elements and pixel electrodes were similarly provided outside the display region.

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。
Next, a Pyrex substrate is used as the counter substrate, and ITO
was deposited to a thickness of 500 by sputtering, and then patterned into stripes to form a common pixel electrode.

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。
Next, these substrates were placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and bonded together with a gap material interposed therebetween, and a commercially available liquid crystal material was further sealed in the cells thus formed to produce a liquid crystal display device. An MIM-L CD fabricated outside the display area was used as a drive compensation sensor for this liquid crystal display device.

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。
Example 4 Transparent quartz is used for the substrate, and pol is used for the switching element.
A thin film transistor element (TPT) using y-Si was used. The configuration of TPT is shown below. poly-8i
was deposited for 1000 times at 850° C. using the low pressure CVD method. 3000 layers of SiO2 were used as the gate insulating film, 1000 layers of Po1y-3 were used as the gate electrode, and 1000 layers of Po1y-3 were used as the gate electrode.
AQ was deposited by sputtering as a drain electrode, and 3
000 people. SiO2 was used as the interlayer insulating film, and the number of people was 8,000. Although a coating method and an impurity diffusion material were used for impurity diffusion into poly-Si, a method such as ion implantation may also be used. After fabricating the TPT, ITO was deposited as a pixel electrode by an 800-person sputtering method and patterned.

この時、表示領域外にもTPT素子を作製しておいた。At this time, TPT elements were also fabricated outside the display area.

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

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。
Next, these substrates were placed facing each other with each pixel electrode side facing inside, and bonded together with a gap material interposed therebetween, and a commercially available liquid crystal material was further sealed in the cells thus formed to produce a liquid crystal display device. At this time, the drain voltage change of the TPT element outside the display area was used for drive compensation.

実施例5 透明基板には、パイレックス基板を使用した。Example 5 A Pyrex substrate was used as the transparent substrate.

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。
Next, 7000 layers of Ni--Cr were deposited as a lower electrode, and then 9000 layers of hard carbon film were deposited. Next, hard carbon N
The i-Cr was sequentially patterned by dry etching. At this time, the Ni--Cr layer of the lower electrode was dry etched so as to have a tapered shape.

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。
Next, 1000 hard carbon films were deposited, followed by ITO.
, B. After 1000 layers were deposited by vapor deposition, it was patterned to form a pixel electrode. At this time, the MIM element is formed on the side surface of the lower electrode. On the surface of the lower electrode, the hard carbon film is sufficiently thick at 1 μm and becomes a highly insulating material, so that it does not function as a nonlinear resistance element.

この時、表示領域外に同様にMIM素子を作製しておい
た。
At this time, an MIM element was similarly fabricated outside the display area.

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。
Next, ITO was deposited to a thickness of 1,000 layers on the other transparent substrate (counter substrate), a flexible plastic film substrate, by sputtering, and patterned into stripes to form a common pixel electrode.

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。
Next, a film was formed on polyimide 1 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
、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。
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. MIM-LCD fabricated outside the area as a sensor for the drive compensation circuit of this liquid crystal display device
It was used.

〔効  果〕〔effect〕

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。
The liquid crystal display unit, active elements and pixel electrodes with similar configurations are placed in the same area, and changes in their characteristics are directly fed back to the drive circuit, making it possible to respond to changes in characteristics in real time and create a liquid crystal display device with no change in display quality. It becomes possible. Traditionally, temperature sensors and other devices were manufactured and mounted separately, but
In the present invention, a portion of the sensor can be manufactured in the same process, so the number of processes is shortened, yield is improved, and costs are reduced.

【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
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall structure of a liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a liquid crystal display body, and FIG. 3 is an explanatory diagram of an MIM element (active element). Figure 4 is M
The current-voltage (1-V) characteristics of the IM element are shown. FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 show the characteristics of the hard carbon film. 1 Transparent substrate 2... Pixel electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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。
1. In a liquid crystal display device having a display section having a liquid crystal layer between a pair of substrates, and a plurality of pixel electrodes connected to the inner surface of at least one of the substrates via a common electrode and an active element. , an active element and a pixel electrode manufactured with the same configuration as the display section are provided near the display section,
A liquid crystal display device characterized in that these are enclosed together with the display section, and the active elements thereof are used as sensors for a drive circuit.
JP1092102A 1989-04-12 1989-04-12 Liquid crystal display device Pending JPH02275924A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414740B1 (en) 1999-06-01 2002-07-02 Nec Corporation LCD having temperature detection elements provided on an active-substrate

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