JPH0667167A - Plastic substrate for liquid crystal display device - Google Patents

Plastic substrate for liquid crystal display device

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JPH0667167A
JPH0667167A JP14832392A JP14832392A JPH0667167A JP H0667167 A JPH0667167 A JP H0667167A JP 14832392 A JP14832392 A JP 14832392A JP 14832392 A JP14832392 A JP 14832392A JP H0667167 A JPH0667167 A JP H0667167A
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JP
Japan
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liquid crystal
thin film
plastic substrate
crystal display
display device
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Application number
JP14832392A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kondo
均 近藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0667167A publication Critical patent/JPH0667167A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high contrast reflection type liquid crystal display device by preventing the degradation of contrast caused by boundary reflection of incident light. CONSTITUTION:In the first step, a thin film 2 made of an inorganic material having 1.6 to 2.0 reflective index is formed on a surface forming a transparent electrode 4 of a plastic substrate 1. In the second step, a thin film 3 made of an inorganic material having 1.2 to 1.6 reflective index is provided on the opposite face of the surface on which the transparent electrode 4 is formed. In the third step, the transparent electrodes 4 are arranged in a matrix state on the plastic substrate 1 and a switching element is provided at each of the transparent electrode 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置用プラスチ
ック基板、特にOA機器用やTV用等のフラットパネル
ディスプレイなどの液晶表示装置に好ましく使用しうる
アクティブマトリックス型液晶表示装置用プラスチック
基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic substrate for a liquid crystal display device, and more particularly to a plastic substrate for an active matrix liquid crystal display device which can be preferably used for a liquid crystal display device such as a flat panel display for OA equipment and TV.

【0002】[0002]

【従来の技術】OA機器端末機や液晶TVは大面積液晶
パネルの使用の要望が強く、そのため、アクティブマト
リックス方式では各画素ごとにスイッチを設け、電圧を
保持するように工夫されている(特開昭62-62333、同61
-260219号公報参照)。また、近年液晶パネルの軽量
化、低コスト化が盛んに行なわれており、基板にプラス
チックを用いることが検討されている(特開平1-47769
号公報参照)。しかし、プラスチック上に、画素(透
明)電極やスイッチング素子を作製する際、酸、アルカ
リ、水等の溶液中にプラスチックを浸漬する工程があ
り、プラスチック内に酸、アルカリ、水等が残存し、特
性劣化の原因となる。
2. Description of the Related Art In OA equipment terminals and liquid crystal TVs, there is a strong demand for the use of large-area liquid crystal panels. Therefore, in the active matrix system, a switch is provided for each pixel so that the voltage can be maintained. Kaisho 62-62333, 61
-See the 260219 publication). In recent years, liquid crystal panels have been actively reduced in weight and cost, and the use of plastic as a substrate has been studied (Japanese Patent Laid-Open No. 1-47769).
(See the official gazette). However, when manufacturing pixel (transparent) electrodes and switching elements on plastic, there is a step of immersing the plastic in a solution of acid, alkali, water, etc., and acid, alkali, water, etc. remain in the plastic, It causes characteristic deterioration.

【0003】これを回避するために、プラスチック基板
の少なくとも片面(透明電極やスイッチング素子の形成
される面)、望ましくは両面に無機物質からなる薄膜を
形成することが考えられる。そのような無機物質として
プラスチック基板との密着性、各種溶液の浸透性等の点
からSiOx(x=1.1〜1.9)、SiNx(x=0.5〜1.
2)あるいはそれらを積層した物等が本発明者らにより
提案されている(特願平2−417313号、特願平3
−189336号)。
In order to avoid this, it is conceivable to form a thin film made of an inorganic substance on at least one surface (the surface on which the transparent electrodes and switching elements are formed), preferably both surfaces, of the plastic substrate. As such an inorganic substance, SiO x (x = 1.1 to 1.9) and SiN x (x = 0.5 to 1.) from the viewpoints of adhesion to a plastic substrate and permeability of various solutions.
2) Alternatively, a laminate of the above has been proposed by the present inventors (Japanese Patent Application Nos. 2-417313 and 3).
No. 189336).

【0004】一方、ノートブックパソコンに代表される
携帯型機器においては低消費電力、薄型化の要求からバ
ックライトを使用しない反射型の液晶表示装置が望まれ
ている。近年研究が盛んな散乱モードを用いた高分子分
散型液晶は偏光板を必要としない点で特にこの用途に適
するものと期待されている。
On the other hand, in portable equipment represented by a notebook personal computer, a reflection type liquid crystal display device which does not use a backlight is desired from the demand of low power consumption and thinning. Polymer-dispersed liquid crystals using a scattering mode, which has been actively researched in recent years, are expected to be particularly suitable for this application because they do not require a polarizing plate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、反射型液晶表
示装置は入射光の界面反射によりコントラストを低下さ
せる問題がある。図4(a)は通常のTN液晶、図4
(b)は高分子分散型液晶を用いた従来の反射型液晶表
示装置の断面図を示す。いずれの場合もプラスチック基
板の両面にSiO2 薄膜が形成されている。
However, the reflection type liquid crystal display device has a problem that the contrast is lowered due to interface reflection of incident light. FIG. 4A shows a normal TN liquid crystal, FIG.
(B) is a cross-sectional view of a conventional reflective liquid crystal display device using polymer dispersed liquid crystal. In both cases, SiO 2 thin films are formed on both sides of the plastic substrate.

【0006】図4(a)について動作の一例を説明す
る。上下基板のそれぞれに設けられた配向膜のラビング
方向が直交するように貼り合わされ、偏光板の偏光方向
がそれに合わせてあるので、電圧の印加されない画素は
入射光が反射し、上の偏光板を通ることよって白(実際
には偏光板を通した色)を表示する。電圧の印加された
画素は(液晶分子が縦方向にそろうため)反射偏光板で
90°偏光した反射光が上の偏光板を通らないことによっ
て黒を表示する。コントラスト比は反射光量の比で表わ
される。図からわかるように入射光が反射偏光板に到達
するまでには多くの界面(屈折率の異なる物質の接合
面)が存在するために、界面反射によって黒を表示すべ
き状態での反射光量が増加しコントラストを低下させ
る。図4(b)について動作例を説明する。電圧の印加
されない画素は液晶分子及び色素がランダムな分子軸を
持つために、入射光は散乱し、色素の色(一般に黒)が
表示される。電圧の印加された画素は液晶分子及び色素
の分子軸が縦方向にそろうために入射光は反射板(一般
には拡散反射板)で反射され白を表示する。この場合も
入射光が高分子分散液晶層に到達するまでに界面反射を
起こし、コントラストを低下させる。本発明の目的は、
上記従来技術の欠点を解消し、コントラストの高い反射
型液晶表示装置を提供することにある。
An example of the operation will be described with reference to FIG. Since the rubbing directions of the alignment films provided on the upper and lower substrates are orthogonal to each other, and the polarization direction of the polarizing plate is aligned with that, incident light is reflected by the pixels to which no voltage is applied, and the upper polarizing plate is By passing through, white is displayed (actually the color through the polarizing plate). Pixels to which voltage is applied are reflective polarizing plates (because liquid crystal molecules are aligned in the vertical direction).
Black is displayed when the reflected light polarized by 90 ° does not pass through the upper polarizing plate. The contrast ratio is represented by the ratio of the amount of reflected light. As can be seen from the figure, there are many interfaces (bonding surfaces of substances with different refractive indices) before the incident light reaches the reflective polarizing plate, so the amount of reflected light in the state where black should be displayed by interface reflection Increase and decrease contrast. An operation example will be described with reference to FIG. In a pixel to which no voltage is applied, the incident light is scattered because the liquid crystal molecules and the dye have random molecular axes, and the color of the dye (generally black) is displayed. In a pixel to which a voltage is applied, incident light is reflected by a reflection plate (generally a diffuse reflection plate) because liquid crystal molecules and dye molecular axes are aligned in the vertical direction, and white is displayed. Also in this case, interface reflection occurs before the incident light reaches the polymer dispersed liquid crystal layer, and the contrast is lowered. The purpose of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device with high contrast by solving the above-mentioned drawbacks of the prior art.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第1は、透明電
極を形成する面に屈折率が1.6以上2.0以下である無
機物質からなる薄膜を形成することを特徴とする液晶表
示装置用プラスチック基板にある。本発明の第2は透明
電極を形成する面の反対面に屈折率が1.2以上1.6以
下である無機物質からなる薄膜を形成することを特徴と
する前記液晶表示装置用プラスチック基板にある。本発
明の第3は上記プラスチック基板に透明電極をマトリッ
クス状に配し各々の透明電極にスイッチング素子を設け
ることを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示
装置用プラスチック基板にある。
A first aspect of the present invention is to form a thin film of an inorganic substance having a refractive index of 1.6 or more and 2.0 or less on a surface on which a transparent electrode is formed. It is on a plastic substrate for display devices. A second aspect of the present invention is the plastic substrate for a liquid crystal display device, wherein a thin film made of an inorganic material having a refractive index of 1.2 or more and 1.6 or less is formed on the surface opposite to the surface on which the transparent electrode is formed. is there. A third aspect of the present invention is a plastic substrate for an active matrix type liquid crystal display device, wherein transparent electrodes are arranged in a matrix on the plastic substrate and a switching element is provided on each transparent electrode.

【0008】前述のようにプラスチックを基板とする液
晶表示装置においては、基板の少なくとも透明電極ある
いはスイッチング素子を形成する面、望ましくは両面に
無機物質からなる薄膜を形成することが不可欠である。
本発明においてはこの無機物質(具体的には屈折率)を
限定することにより、プラスチック基板を保護すると同
時に界面での反射を低減させる。
As described above, in a liquid crystal display device using a plastic substrate, it is indispensable to form a thin film made of an inorganic material on at least the surface of the substrate on which the transparent electrode or the switching element is formed, preferably both surfaces.
In the present invention, by limiting this inorganic substance (specifically, the refractive index), the plastic substrate is protected and at the same time reflection at the interface is reduced.

【0009】以下本発明の構成の一例を図面に基づき説
明する。図1は高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置
の入射光側の基板付近の断面図を示す。異種物質が接す
る界面は、空気/プラスチック、プラスチック/透
明電極、透明電極/高分子(液晶)である。屈折率は
それぞれ概ね1.0(空気)、1.6(プラスチック)、
2.0(透明電極)、1.5(液晶)であるから、プラス
チック基板1の透明電極を形成する面には屈折率が1.
6以上2.0以下、より好ましくは1.7以上1.9以下
である無機物質からなる薄膜2を形成するのが望まし
い。そのような物質としてAl23、CeF3、Mg
O、SiO等があげられるが、耐プロセス性、耐環境
性、成膜性等の面でSiOが特に望ましい。なお、より
界面反射を低減するため、あるいはより耐プロセス性、
耐環境性を増大させるため等の目的に応じて他の物質か
らなる薄膜を重ね合せて2層以上の薄膜としてもよい。
An example of the configuration of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the vicinity of a substrate on the incident light side of a liquid crystal display device using a polymer dispersed liquid crystal. The interface where different substances come in contact is air / plastic, plastic / transparent electrode, transparent electrode / polymer (liquid crystal). Refractive index is about 1.0 (air), 1.6 (plastic),
Since it is 2.0 (transparent electrode) and 1.5 (liquid crystal), the surface of the plastic substrate 1 on which the transparent electrode is formed has a refractive index of 1.
It is desirable to form the thin film 2 made of an inorganic material having a thickness of 6 or more and 2.0 or less, more preferably 1.7 or more and 1.9 or less. Al 2 O 3 , CeF 3 , Mg as such substances
Examples thereof include O and SiO, and SiO is particularly desirable in terms of process resistance, environment resistance, film forming property, and the like. In addition, in order to further reduce the interface reflection, or more process resistance,
Two or more thin films may be formed by stacking thin films made of other substances according to the purpose such as increasing the environmental resistance.

【0010】プラスチック基板の透明電極4を形成する
面の反対面には屈折率が1.2以上1.6以下、より好ま
しくは1.2以上1.4以下である無機物質からなる薄膜
3を形成するのが望ましい。そのような物質としてCa
2、NaF、LiF、MgF2等があげられるが、耐環
境性、成膜性等の面でMgF2が特に望ましい。なお、
より界面反射を低減するため、あるいはより耐プロセス
性、耐環境性を増大させるため等の目的に応じて、他の
物質からなる薄膜を重ね合せて2層以上の薄膜としても
よい。
A thin film 3 made of an inorganic substance having a refractive index of 1.2 or more and 1.6 or less, more preferably 1.2 or more and 1.4 or less is formed on the surface of the plastic substrate opposite to the surface on which the transparent electrode 4 is formed. It is desirable to form. Ca as such a substance
F 2 , NaF, LiF, MgF 2 and the like can be mentioned, but MgF 2 is particularly preferable in terms of environment resistance, film forming property and the like. In addition,
In order to further reduce interfacial reflection, increase process resistance and environment resistance, thin films made of other substances may be laminated to form two or more thin films.

【0011】更には図2に示すように透明電極上を覆う
ように屈折率が1.6以上2.0以下、より好ましくは
1.7以上1.9以下である無機物質からなる薄膜2’を
形成すればより効果的である。この場合も必要に応じて
他の物質からなる薄膜を重ね合せて2層以上の薄膜とす
ることを妨げるものではない。これらの薄膜の膜厚は数
百Å〜数μm、好ましくは1000Å〜1μmとするのがよ
い。なお、これら薄膜の屈折率は例えばエリプソメータ
ーによって測定できる。
Further, as shown in FIG. 2, a thin film 2'made of an inorganic substance having a refractive index of 1.6 or more and 2.0 or less, more preferably 1.7 or more and 1.9 or less so as to cover the transparent electrode. Is more effective. Also in this case, it does not prevent the thin films made of other substances from being superposed on each other as necessary to form two or more thin films. The film thickness of these thin films is several hundred Å to several μm, preferably 1000 Å to 1 μm. The refractive index of these thin films can be measured by, for example, an ellipsometer.

【0012】図3はマトリックス状に配された透明電極
(画素電極)4の各々にスイッチング素子13が接続され
た場合の断面図である。各構成材料は図1に準ずる。こ
の場合も図2に示す薄膜2’を形成することを妨げるも
のではない。液晶層としてTN液晶を用いても同様な効
果が得られるが下基板(反射板側)にも同様の薄膜を形
成すれば、よリ効果的である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in which a switching element 13 is connected to each of the transparent electrodes (pixel electrodes) 4 arranged in a matrix. Each constituent material is based on FIG. Also in this case, the formation of the thin film 2 ′ shown in FIG. 2 is not hindered. The same effect can be obtained by using TN liquid crystal as the liquid crystal layer, but it is more effective if a similar thin film is formed on the lower substrate (reflector side).

【0013】スイッチング素子としては薄膜トランジス
タ(TFT)や、金属−絶縁体−金属構成のMIM型素
子、特開昭61-275811号公報で言うところのMSI素子
(Metal-Semi-Insnlator)、半導体−絶縁体−半導体層
構成のSIS素子、特開昭64-7577号公報に記載の金属
−絶縁体−金属−絶縁体−金属のMIMIM素子などが
ある。なかでも、絶縁体に硬質炭素膜を用いたMIM型
素子が有利である。硬質炭素膜を用いることにより広範
囲でのテバイス設計が可能で、しかも素子特性のバラツ
キ少なく、また、しきい値電圧、耐圧に優れ、歩留りの
よい薄膜二端子素子が得られる。
As the switching element, a thin film transistor (TFT), a MIM type element having a metal-insulator-metal structure, an MSI element (Metal-Semi-Insnlator) referred to in JP-A-61-275811, a semiconductor-insulation element. There are SIS elements having a body-semiconductor layer structure and MIMIM elements of metal-insulator-metal-insulator-metal described in JP-A-64-7577. Among them, the MIM type element using a hard carbon film as an insulator is advantageous. By using a hard carbon film, it is possible to design a device in a wide range and to obtain a thin film two-terminal device having a small variation in device characteristics, an excellent threshold voltage and a high breakdown voltage, and a high yield.

【0014】プラスチックしてはとくに制限はないが、
ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテル
サルホン(PES)、ポリアリレート、ポリイミド、ポ
リエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレン
ナフタレート(PEN)、ポリフェニレンサルファイド
(PPS)等の耐熱性プラスチックの使用が望ましい。
There are no particular restrictions on the plastic,
It is desirable to use heat resistant plastics such as polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone (PES), polyarylate, polyimide, polyether ether ketone (PEEK), polyethylene naphthalate (PEN), and polyphenylene sulfide (PPS).

【0015】本発明のプラスチック基板を用いた薄膜二
端子素子の作製方法について図5に基づき説明する。ま
ず、プラスチック基板の少なくとも透明電極の形成され
る面に屈折率が1.6以上2.0以下である無機物質から
なる薄膜を、好ましくは透明電極の形成される面の反対
面にも屈折率が1.2以上1.6以下である無機物質から
なる薄膜をスパッタリング法、蒸着法、プラズマCVD
法、イオンプレーティング法、塗布法等により数百Å〜
数μm堆積する。この上にITO、ZnO:Al、In
23、SnO2等の透明導電性薄膜をスパッタリング、
蒸着等の方法により数百〜数千Åの厚さに成膜し、所定
のパターンにエッチングして画素電極24を設けた。
A method of manufacturing a thin film two-terminal element using the plastic substrate of the present invention will be described with reference to FIG. First, a thin film made of an inorganic material having a refractive index of 1.6 or more and 2.0 or less on at least the surface of the plastic substrate on which the transparent electrode is formed, and preferably on the opposite surface of the surface on which the transparent electrode is formed. A thin film made of an inorganic material having a thickness of 1.2 or more and 1.6 or less, a sputtering method, an evaporation method, a plasma CVD method.
Method, ion plating method, coating method, etc.
Deposit several μm. ITO, ZnO: Al, In
Sputtering a transparent conductive thin film such as 2 O 3 or SnO 2
A film having a thickness of several hundred to several thousand Å was formed by a method such as vapor deposition, and the pixel electrode 24 was provided by etching in a predetermined pattern.

【0016】次にAl、Ta、Ti、Cr、Ni、C
u、Au、Ag、W、Mo、Pt、Ni−Cr等の導電
性薄膜をスパッタリング、蒸着等の方法により数百〜数
千Åの厚さに成膜し、エッチングにより所定のパターン
にパターニングして下部導体21を形成した。この下部導
体上に、プラズマCVD法あるいはイオンビーム法によ
って、100〜8000Å、好ましくは200〜6000Å、さらに好
ましくは300〜4000Åの厚さに成膜したのち、所定のパ
ターンにエッチングして硬質炭素膜22を形成した。
Next, Al, Ta, Ti, Cr, Ni, C
A conductive thin film such as u, Au, Ag, W, Mo, Pt, or Ni-Cr is formed into a film having a thickness of several hundred to several thousand Å by a method such as sputtering or vapor deposition, and is patterned into a predetermined pattern by etching. To form the lower conductor 21. On this lower conductor, by a plasma CVD method or an ion beam method, a hard carbon film is formed by forming a film having a thickness of 100 to 8000Å, preferably 200 to 6000Å, more preferably 300 to 4000Å, and then etching it into a predetermined pattern. 22 was formed.

【0017】最後に、Ni、Pt、Ag、Cr、Ti、
Cu、Au、W、Mo、Ta、Ni−Cr、ITO、Z
nO:Al、In23、SnO2等の導電性薄膜をスパ
ッタリング、蒸着等の方法により数百〜数千Åの厚さに
成膜した後、所定のパターンにエッチングして上部導体
23を設けた。上部導体および下部導体は、上記のような
各種導電性薄膜を必要に応じて2層以上重ね合せたもの
を用いてもよい。更に本発明による素子は、上記図5に
示した構成のものに限られるものではなく、上部導体と
下部導体の位置関係を変えた構成、あるいは上部導体と
下部導体の位置関係を変え、かつ上部導体が画素電極を
兼ねた構成のようなものであってもよい。
Finally, Ni, Pt, Ag, Cr, Ti,
Cu, Au, W, Mo, Ta, Ni-Cr, ITO, Z
nO: Al, In 2 O 3 , SnO 2 or other conductive thin film is formed to a thickness of several hundred to several thousand Å by a method such as sputtering or vapor deposition, and then etched into a predetermined pattern to form an upper conductor.
23 was set up. As the upper conductor and the lower conductor, two or more layers of the above-mentioned various conductive thin films may be used if desired. Further, the device according to the present invention is not limited to the structure shown in FIG. 5, but the structure in which the positional relationship between the upper conductor and the lower conductor is changed, or the positional relationship between the upper conductor and the lower conductor is changed, and A structure in which the conductor also serves as the pixel electrode may be adopted.

【0018】次に本発明で用いられる硬質炭素膜につい
て、膜の形成方法とその特性を述べる(特開平3-223723
号参照、特開平3-163531号〜163533号公報参照)。
Next, a method of forming a hard carbon film used in the present invention and its characteristics will be described (Japanese Patent Laid-Open No. 3-223723).
See Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-163531 to 163533).

【0019】原料ガスとしての炭化水素ガスは、例えば
CH4、C28、C410等のパラフィン系炭化水素、C
24等のオレフィン系炭化水素、ジオレフィン系炭化水
素、アセチレン系炭化水素、更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。また、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、エステル類などであって少なくと
も炭素元素を含む化合物であれば使用可能である。
The hydrocarbon gas as a raw material gas is, for example, paraffin hydrocarbon such as CH 4 , C 2 H 8 or C 4 H 10 or C.
A gas containing at least all hydrocarbons such as olefinic hydrocarbons such as 2 H 4 , diolefinic hydrocarbons, acetylene hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons can be used. In addition to hydrocarbons, compounds such as alcohols, ketones, ethers, and esters that contain at least a carbon element can be used.

【0020】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
波ある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、均一性向上及び/又は低温製膜の目
的で低圧下で堆積を行わせしめるのには磁界効果を利用
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
蒸着法ある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、真空蒸着法成い
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、更には、これらの組み合せにより形
成されてもよい。
As a method of forming a hard carbon film from a raw material gas in the present invention, a film formation active species is formed through a plasma state generated by a plasma method using direct current, low frequency, high frequency or microwave. A method is preferable, but a method utilizing a magnetic field effect is more preferable for causing the deposition under a low pressure for the purpose of increasing the area, improving the uniformity, and / or forming the film at a low temperature. In addition, active species can also be formed by thermal decomposition at high temperature. Besides, it may be formed through an ionic state generated by an ionization vapor deposition method, an ion beam vapor deposition method or the like, or may be formed from neutral particles generated by a vacuum vapor deposition method or a sputtering method. However, it may be formed by a combination thereof.

【0021】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、概ね次の通りであ
る。 RF出力:0.1〜50W/cm2 圧 力:10-3〜10Torr 堆積温度:室温〜950℃で行うことができるが好ましく
は室温〜300℃。
In the case of plasma CVD, an example of the deposition conditions for the hard carbon film thus produced is as follows. RF output: 0.1 to 50 W / cm 2 Pressure: 10 −3 to 10 Torr Deposition temperature: Room temperature to 950 ° C., preferably room temperature to 300 ° C.

【0022】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10Å〜数μm)
の少なくとも一方を含む硬質炭素膜が堆積する。硬質炭
素膜の諸特性を表1に示す。
By this plasma state, the source gas is decomposed into radicals and ions to react with each other, so that amorphous and microcrystalline (crystal size) composed of carbon atoms C and hydrogen atoms H are formed on the substrate. Is several 10Å to several μm)
A hard carbon film containing at least one of the above is deposited. Table 1 shows various characteristics of the hard carbon film.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】測定法: 比抵抗(ρ):コプレナー型セルによるi-v特性より
求める。 光学的バンドキャップ(Egopt):分光特性から吸収係
数 (α)を求め、(αhν)1/2=B(hν´‐Egopt)の
関係より決定する。 膜中水素量(CH):赤外吸収スペクトルから2900cm-1
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、CH=A・∫α(w)/w・dw Sp3/Sp2:赤外吸収スペクトルを、Sp3、Sp2
それぞれ帰属されるガウス関数に分解し、その面積比よ
り求める。 ビッカース硬度(H):マイクロビッカース計による。 屈折率(n):エリプソメーターによる。 欠陥密度:ESRによる。
Measurement method: Specific resistance (ρ): Determined from the iv characteristics of a coplanar cell. Optical band gap (Egopt): calculated absorption coefficient (alpha) from the spectral characteristics are determined from the relationship (αhν) 1/2 = B (hν'-Egopt). Amount of hydrogen in film (C H ): Calculated by integrating the peak around 2900 cm −1 from the infrared absorption spectrum and multiplying by the absorption cross section A. That is, C H = A · ∫α (w) / w · dw Sp 3 / Sp 2 : Infrared absorption spectrum is decomposed into Gaussian functions assigned to Sp 3 and Sp 2 , respectively, and calculated from the area ratio. Vickers hardness (H): By micro Vickers meter. Refractive index (n): By ellipsometer. Defect density: According to ESR.

【0025】[0025]

【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0026】〔実施例1〕PET基板上に蒸着法により
SiO薄膜を3500Å堆積した。次に図5に示す薄膜二端
子素子を以下のように作製した。まずITOをスパッタ
リング法により700Å厚に堆積後、パターンニングして
画素電極24を形成した。次にAlを蒸着法により1000Å
厚に堆積後、パターンニングして下部導体21を形成し
た。その上に絶縁膜22として硬質炭素膜をプラズマCV
D法により1100Å堆積させたのちドライエッチングによ
りパターンニングした。さらにその上にNiをEB蒸着
法により1000Å厚に堆積後、パターニングして上部導体
23を形成した。この時硬質炭素膜の成膜条件は以下の通
りである。 圧 力 :0.035Torr CH4流量 :10SCCM RFパワー:0.3W/cm2 この基板の裏面からの反射率は5%であり、SiO薄膜
を形成しない場合(7%)に比べて低減した。
Example 1 An SiO thin film was deposited on a PET substrate by vapor deposition to form 3500 liters. Next, the thin film two-terminal element shown in FIG. 5 was produced as follows. First, ITO was deposited to a thickness of 700 Å by a sputtering method and then patterned to form a pixel electrode 24. Next, deposit 1000 Å Al by vapor deposition.
After thickly depositing, the lower conductor 21 was formed by patterning. A hard carbon film is used as an insulating film 22 on the plasma CV.
After depositing 1100Å by method D, it was patterned by dry etching. Further, Ni is deposited thereon to a thickness of 1000 Å by the EB evaporation method, and then patterned to form the upper conductor.
Formed 23. At this time, the conditions for forming the hard carbon film are as follows. Pressure: 0.035 Torr CH 4 Flow rate: 10 SCCM RF power: 0.3 W / cm 2 The reflectance from the back surface of this substrate is 5%, which is lower than that when the SiO thin film is not formed (7%).

【0027】〔実施例2〕ポリアリレート基板上にEB
蒸着法によりMgF2薄膜を3000Å堆積した。更にその
反対面に蒸着法によりSiO薄膜を3500Å堆積した。そ
の上に図5に示す薄膜二端子素子を以下のように作製し
た。まずITOをスパッタリング法により700Å厚に堆
積後、パターンニングして画素電極24を形成した。次に
Alを蒸着法により600Å厚に堆積後、パターンニング
して下部導体21を形成した。その上に硬質炭素膜をプラ
ズマCVD法により1500Å堆積させたのち、NiをEB
蒸着法により1000Å堆積させた。Ni、硬質炭素膜を順
次エッチングして上部導体23、絶縁膜22を形成した。硬
質炭素膜とNiを連続成膜することにより界面特性(密
着性、電気的バリア等)をより良好なものにできる。こ
の時硬質炭素膜の成膜条件は以下の通りである。 圧 力 :0.035Torr CH4流量 :10SCCM RFパワー:0.2W/cm2 この基板の裏面からの反射率は2%であり、MgF2
膜及びSiO薄膜を形成しない場合(7%)に比べて低
減した。
Example 2 EB on a polyarylate substrate
A MgF 2 thin film of 3000 liters was deposited by a vapor deposition method. Further, an SiO thin film was deposited on the opposite surface by vapor deposition to 3500Å. A thin film two-terminal element shown in FIG. 5 was produced thereon as follows. First, ITO was deposited to a thickness of 700 Å by a sputtering method and then patterned to form a pixel electrode 24. Next, Al was deposited to a thickness of 600 Å by a vapor deposition method and then patterned to form a lower conductor 21. After depositing a hard carbon film on it by 1500 Å by the plasma CVD method, Ni is EB
1000 Å was deposited by the vapor deposition method. The Ni and the hard carbon film were sequentially etched to form the upper conductor 23 and the insulating film 22. Interfacial properties (adhesion, electrical barrier, etc.) can be improved by continuously forming a hard carbon film and Ni. At this time, the conditions for forming the hard carbon film are as follows. Pressure: 0.035Torr CH 4 Flow rate: 10SCCM RF power: 0.2W / cm 2 The reflectance from the back surface of this substrate is 2%, which is lower than the case where MgF 2 thin film and SiO thin film are not formed (7%). did.

【0028】〔実施例3〕実施例2と同様にして薄膜二
端子素子を形成したのち、その面に蒸着法によりSiO
薄膜を3500Å堆積した。
[Embodiment 3] A thin film two-terminal element was formed in the same manner as in Embodiment 2, and then SiO 2 was formed on the surface by vapor deposition.
A thin film was deposited at 3500Å.

【0029】〔実施例4〕ポリアリレート基板上に蒸着
法によりSiO薄膜を1500Å堆積後、EB蒸着法により
MgF2薄膜を1000Å堆積した。さらにその反対面に蒸
着法によりSiO薄膜を2000Å堆積後TiO2薄膜を120
0Å堆積した。その上に図5に示す薄膜二端子素子を実
施例2と同様にして作製した。この基板の裏面からの反
射率は1%であり、各薄膜を形成しない場合(7%)に
比べて低減した。
Example 4 1500 μl of SiO thin film was deposited on the polyarylate substrate by the vapor deposition method, and then 1000 μl of MgF 2 thin film was deposited by the EB vapor deposition method. Further, on the opposite side, deposit 2000 liters of SiO thin film by vapor deposition method and then deposit TiO 2 thin film on 120 liters.
0Å Accumulated. A thin film two-terminal element shown in FIG. 5 was manufactured thereon in the same manner as in Example 2. The reflectance from the back surface of this substrate was 1%, which was lower than the case where each thin film was not formed (7%).

【0030】[0030]

【発明の効果】【The invention's effect】

(1)本発明の液晶表示装置用プラスチック基板は透明
電極を形成する面に少なくとも屈折率が1.6以上2.0
以下である無機物質からなる薄膜が設けられているの
で、耐プロセス性、耐環境性に優れるとともに基板/透
明電極界面での反射を低減することができ、コントラス
トの高い反射型液晶表示装置が得られる。 (2)また透明電極を形成する面の反対面に少なくとも
屈折率が1.2以上1.6以下である無機物質からなる薄
膜を設けると、空気/基板界面での反射をも低減でき、
よりコントラストの高い表示が得られる。 (3)更に、透明電極を覆うように少なくとも屈折率が
1.6以上2.0以下である無機物質からなる薄膜を設け
ると、透明電極/液晶界面での反射をも低減でき、さら
にコントラストの高い表示が得られる。 (4)スイッチング素子を用いたアクティブマトリック
ス型では大容量でもコントラストの高い表示が可能であ
り、より効果的である。 (5)スイッチング素子として、第1導体と第2導体と
の間に絶縁膜を介在させてなる薄膜二端子素子を用いる
と、TFTに比べ、低コストで開口率が高いという利点
があるため、液晶ディスプレイ用アクティブマトリック
ス基板として、特に好ましい。 (6)加うるに絶縁膜に硬質炭素膜を用いているため、
より信頼性の高い液晶表示用スイッチング素子として好
適であることはいうまでもない。
(1) The plastic substrate for a liquid crystal display device of the present invention has a refractive index of at least 1.6 or more and 2.0 on the surface on which the transparent electrode is formed.
Since a thin film made of the following inorganic material is provided, it has excellent process resistance and environment resistance, and can reduce reflection at the substrate / transparent electrode interface, resulting in a reflective liquid crystal display device with high contrast. To be (2) When a thin film made of an inorganic material having a refractive index of 1.2 or more and 1.6 or less is provided on the surface opposite to the surface on which the transparent electrode is formed, reflection at the air / substrate interface can be reduced,
A display with higher contrast can be obtained. (3) Further, when a thin film made of an inorganic material having a refractive index of 1.6 or more and 2.0 or less is provided so as to cover the transparent electrode, the reflection at the transparent electrode / liquid crystal interface can be reduced and the contrast can be further improved. High display is obtained. (4) The active matrix type using a switching element is more effective because it can display a high contrast even with a large capacity. (5) When a thin film two-terminal element in which an insulating film is interposed between a first conductor and a second conductor is used as a switching element, it has advantages of lower cost and higher aperture ratio than a TFT. It is particularly preferable as an active matrix substrate for liquid crystal displays. (6) In addition, since the hard carbon film is used as the insulating film,
Needless to say, it is suitable as a more reliable liquid crystal display switching element.

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

【図1】本発明によるプラスチック基板を装着した高分
子分散型液晶表示装置の入射側の基板付近の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an incident side substrate of a polymer dispersion type liquid crystal display device equipped with a plastic substrate according to the present invention.

【図2】本発明によるプラスチック基板を装着した高分
子分散型液晶表示装置の入射側基板付近の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of an incident side substrate of a polymer dispersed liquid crystal display device equipped with a plastic substrate according to the present invention.

【図3】本発明によるプラスチック基板を装着した高分
子分散型液晶表示装置の入射側基板付近の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an incident side substrate of a polymer dispersed liquid crystal display device equipped with a plastic substrate according to the present invention.

【図4(a)】TN液晶を用いた従来の反射型液晶表示
装置の断面図。
FIG. 4A is a sectional view of a conventional reflective liquid crystal display device using TN liquid crystal.

【図4(b)】高分子分散型液晶を用いた従来の反射型
液晶表示装置の断面図。
FIG. 4B is a sectional view of a conventional reflective liquid crystal display device using polymer dispersed liquid crystal.

【図5】本発明に係るアクティブマトリックス基板の薄
膜二端子素子の代表的な一例の斜視図。
FIG. 5 is a perspective view of a typical example of a thin film two-terminal element of an active matrix substrate according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラスチック基板 2 無機薄膜 2’ 無機薄膜 3 無機薄膜 4 透明電極 5 配向膜 6 液晶層(TN) 7 偏光板 8 反射偏光板 9 液晶 10 高分子層 11 色素 12 反射板 13 スイッチング素子 21 下部導体 22 絶縁膜(硬質炭素膜) 23 上部導体 24 画素電極 1 Plastic Substrate 2 Inorganic Thin Film 2'Inorganic Thin Film 3 Inorganic Thin Film 4 Transparent Electrode 5 Alignment Film 6 Liquid Crystal Layer (TN) 7 Polarizing Plate 8 Reflective Polarizing Plate 9 Liquid Crystal 10 Polymer Layer 11 Dye 12 Reflecting Plate 13 Switching Element 21 Lower Conductor 22 Insulating film (hard carbon film) 23 Upper conductor 24 Pixel electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極を形成してなる液晶表示装置用
プラスチック基板において、透明電極を形成する面に屈
折率が1.6以上2.0以下である無機物質からなる薄膜
を設けることを特徴とする液晶表示装置用プラスチック
基板。
1. A plastic substrate for a liquid crystal display device having a transparent electrode, wherein a thin film made of an inorganic substance having a refractive index of 1.6 or more and 2.0 or less is provided on a surface of the transparent electrode. A plastic substrate for liquid crystal displays.
【請求項2】 透明電極を形成する面の反対面に屈折率
が1.2以上1.6以下である無機物質からなる薄膜を設
けることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置用
プラスチック基板。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a thin film made of an inorganic material having a refractive index of 1.2 or more and 1.6 or less is provided on the surface opposite to the surface on which the transparent electrode is formed. Plastic substrate.
【請求項3】 少なくとも透明電極上を覆うように屈折
率が1.6以上2.0以下である無機物質からなる薄膜を
設けることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶
表示装置用プラスチック基板。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a thin film made of an inorganic material having a refractive index of 1.6 or more and 2.0 or less is provided so as to cover at least the transparent electrode. Plastic substrate.
【請求項4】 請求項1、2または3に記載のプラスチ
ック基板に透明電極をマトリックス状に配し、各々の透
明電極に接続したスイッチング素子を設けることを特徴
とするアクティブマトリックス型液晶表示装置用プラス
チック基板。
4. An active matrix type liquid crystal display device, characterized in that transparent electrodes are arranged in a matrix on the plastic substrate according to claim 1, 2 or 3 and a switching element connected to each transparent electrode is provided. Plastic substrate.
【請求項5】 透明電極に接続したスイッチング素子が
第1の導体と第2の導体の間に硬質炭素膜を介在させて
なる薄膜二端子素子であることを特徴とする請求項4に
記載のアクティブマトリックス型液晶表示装置用プラス
チック基板。
5. The thin-film two-terminal element according to claim 4, wherein the switching element connected to the transparent electrode is a thin film two-terminal element in which a hard carbon film is interposed between the first conductor and the second conductor. Plastic substrate for active matrix liquid crystal display.
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5に記載の
基板を少なくとも外光入射側に用いたことを特徴とする
反射型液晶表示装置。
6. A reflection type liquid crystal display device, characterized in that the substrate according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 is used at least on an outside light incident side.
JP14832392A 1992-05-14 1992-05-14 Plastic substrate for liquid crystal display device Pending JPH0667167A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101102024B1 (en) * 2004-11-19 2012-01-04 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device

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