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JP2997738B2 - Liquid crystal electro-optical device manufacturing method - Google Patents
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JP2997738B2 - Liquid crystal electro-optical device manufacturing method - Google Patents

Liquid crystal electro-optical device manufacturing method

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JP2997738B2
JP2997738B2 JP3668091A JP3668091A JP2997738B2 JP 2997738 B2 JP2997738 B2 JP 2997738B2 JP 3668091 A JP3668091 A JP 3668091A JP 3668091 A JP3668091 A JP 3668091A JP 2997738 B2 JP2997738 B2 JP 2997738B2
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瀬 晃 間
谷 敏 次 浜
毅 西
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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、従来2枚の基板より構
成されていた液晶電気光学装置を、1枚のみの基板で構
成し、薄型で軽量化された新しい液晶電気光学装置を作
製する作製方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device which has conventionally been constituted by two substrates, but is constituted by only one substrate to produce a new liquid crystal electro-optical device which is thin and lightweight. It relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶電気光学装置はネマティック
液晶を使用したTN型やSTN型のものが広く実用化さ
れている。また、最近では強誘電性液晶を使用したもの
も知られている。これら液晶電気光学装置は、基板上に
電極およびリードを有する第一の基板と、基板上に電極
およびリードを有する第二の基板によって、液晶組成物
を挟持しており、前記基板上の電極によって、液晶組成
物に電界を加え、液晶の誘電率の異方性によって、液晶
分子を動作させてその結果液晶分子の持つ光学異方性を
利用する装置である。
2. Description of the Related Art As a conventional liquid crystal electro-optical device, a TN type or STN type using a nematic liquid crystal has been widely put into practical use. Recently, a device using a ferroelectric liquid crystal has been known. In these liquid crystal electro-optical devices, a liquid crystal composition is sandwiched between a first substrate having electrodes and leads on a substrate, and a second substrate having electrodes and leads on the substrate. This is an apparatus in which an electric field is applied to a liquid crystal composition and liquid crystal molecules are operated based on the anisotropy of the dielectric constant of the liquid crystal, thereby utilizing the optical anisotropy of the liquid crystal molecules.

【0003】具体的には、TN(ツィストネマチック)
液晶電気光学装置の場合、図2に示すように、第一の基
板(201)のITO(インジュウム酸化錫)(20
2)上にポリイミドを主体とする配向膜(203)を設
け、ラビング法によって液晶分子(204)の方向を一
定にそろえる手段をもたせる。同様にして第二の基板を
設け、第一の基板と第二の基板のラビング方向が90°
をなす様に対向させ、ネマチック液晶組成物(205)
を挟持するものである。
[0003] Specifically, TN (twisted nematic)
In the case of the liquid crystal electro-optical device, as shown in FIG. 2, ITO (indium tin oxide) (20) of the first substrate (201) is used.
2) An alignment film (203) mainly composed of polyimide is provided thereon, and a means for uniformly aligning liquid crystal molecules (204) by a rubbing method is provided. Similarly, a second substrate is provided, and the rubbing direction of the first substrate and the second substrate is 90 °.
Nematic liquid crystal composition (205)
Is sandwiched.

【0004】液晶分子は、液晶層の両基板接触面ではラ
ビングの規制力につられて、ラビング方向に並ぶ。液晶
層の中間付近では、90°に位置する上下の分子の間
を、エネルギーが一番小さくなる様に、螺旋を描いて並
ぶことになる。
The liquid crystal molecules are aligned in the rubbing direction on the contact surfaces of the liquid crystal layer with both substrates due to the rubbing control force. In the vicinity of the middle of the liquid crystal layer, a spiral is drawn between the upper and lower molecules located at 90 ° so that the energy is minimized.

【0005】これらの装置はいずれも偏光板を要し、か
つ液晶を装置内で一定の方向に規則正しく配向させる必
要があった。その為、装置の構造は一対の基板によっ
て、液晶材料を保持する容器を構成して、その容器中に
液晶を注入し、液晶を配向させてその光学的な効果を利
用していた。
Each of these devices requires a polarizing plate, and it is necessary to regularly orient the liquid crystal in a certain direction in the device. Therefore, in the structure of the apparatus, a container for holding a liquid crystal material is constituted by a pair of substrates, the liquid crystal is injected into the container, the liquid crystal is aligned, and the optical effect is used.

【0006】一方、これらの偏光板や配向を必要とせ
ず、画面の明るい、コントラストのよい分散型液晶が知
られている。この分散型液晶とは透光性の固相ポリマー
がネマティク、コレステリックあるいはスメクティクの
液晶を粒状または海綿状に保持しているものである。こ
の液晶装置の作成方法としては、液晶のカプセル化によ
りポリマー中に液晶を分散させ、そのポリマーをフィル
ムあるいは基板上に薄膜として形成されているものが知
られている。ここで、カプセル化物質としてはゼラチ
ン、アラビアゴム、ポリビニルアルコール等が提案され
ている。
On the other hand, there is known a dispersion type liquid crystal which does not require such a polarizing plate or alignment and has a bright screen and good contrast. This dispersion type liquid crystal is a liquid crystal in which a light-transmitting solid-state polymer holds nematic, cholesteric, or smectic liquid crystals in a granular or spongy state. As a method of manufacturing this liquid crystal device, a method is known in which liquid crystal is dispersed in a polymer by encapsulating the liquid crystal, and the polymer is formed as a thin film on a film or a substrate. Here, gelatin, gum arabic, polyvinyl alcohol and the like have been proposed as encapsulating substances.

【0007】これらの技術ではポリビニルアルコールで
カプセル化された液晶分子は、それらが薄膜中で正の誘
電異方性を有するものであれば、電界の存在下でその液
晶分子が電界の方向に配列し、液晶の屈折率とポリマー
の屈折率とが等しい場合には透明性が発現する。一方電
界が無い場合には液晶は特定の方向に配列せず様々な方
向をむいているので、液晶の屈折率がポリマーの屈折率
とずれることになり、光は散乱され光の透過をさまた
げ、白濁状態となる。この様にカプセル化された液晶を
分散して内部に有するポリマーをフィルムあるいは薄膜
化したものとしては、前述の例以外に、いくつか知られ
ている。例えば、液晶材料がエポキシ樹脂中に分散した
もの、また、液晶と光硬化物質との相分離を利用したも
の、3次元につながったポリマー中に液晶を含侵させた
ものなどが知られている。本発明においてはこれらの液
晶電気光学装置を総称して分散型液晶と言う。
In these techniques, the liquid crystal molecules encapsulated in polyvinyl alcohol are arranged in the direction of the electric field in the presence of an electric field if they have a positive dielectric anisotropy in the thin film. However, when the refractive index of the liquid crystal is equal to the refractive index of the polymer, transparency is exhibited. On the other hand, when there is no electric field, the liquid crystal is oriented in various directions without being arranged in a specific direction, so the refractive index of the liquid crystal is shifted from the refractive index of the polymer, the light is scattered and the transmission of light is hindered, It becomes cloudy. In addition to the above-described examples, there are some known polymers and thin films in which the encapsulated liquid crystal is dispersed to have a polymer therein. For example, those in which a liquid crystal material is dispersed in an epoxy resin, those using phase separation between a liquid crystal and a photocurable substance, those in which a liquid crystal is impregnated in a three-dimensionally connected polymer, and the like are known. . In the present invention, these liquid crystal electro-optical devices are collectively called dispersion type liquid crystal.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記の様な大型の液晶
電気光学装置の実用化において、特に液晶電気光学装置
の作製方法においては、安価で、容易に大型装置を作製
する技術が必要とされている。
In the practical use of the large-sized liquid crystal electro-optical device as described above, especially in the method of manufacturing the liquid crystal electro-optical device, a technique for manufacturing a large-sized device at low cost is required. ing.

【0009】大型化する際の問題点としては、TN型、
STN型、FLC型等は液晶分子を一定の方向に配向さ
せる必要があるため、液晶材料を一対の基板で囲まれた
容器内に注入しなければならい。
[0009] The problem with increasing the size is that the TN type,
Since the STN type, FLC type, and the like need to orient liquid crystal molecules in a certain direction, a liquid crystal material must be injected into a container surrounded by a pair of substrates.

【0010】これらの液晶を注入するには、図3に示す
ように、予め作成した一対の基板から構成される液晶セ
ル(301)を液晶注入装置の容器内に配置し、この容
器を真空排気して、液晶セルの内部の空気を除去した後
に、セルの注入口(302)に液晶(303)を接触さ
せた後、窒素(304)等で注入装置の容器内の圧力を
上昇させて、液晶セル内の圧力と容器の圧力との圧力差
を利用して注入しなければならない。
In order to inject these liquid crystals, as shown in FIG. 3, a liquid crystal cell (301) composed of a pair of substrates prepared in advance is placed in a container of a liquid crystal injection device, and the container is evacuated. Then, after removing the air inside the liquid crystal cell, the liquid crystal (303) is brought into contact with the injection port (302) of the cell, and then the pressure in the container of the injection device is increased with nitrogen (304) or the like. The injection must be performed using the pressure difference between the pressure in the liquid crystal cell and the pressure in the container.

【0011】液晶装置が大型化した場合、例えばA4サ
イズの液晶セルの場合、注入口(302)から液晶セル
の端まで距離にして200mm以上となる。また一対の
基板間隔は最大20μm程度でこの間隔の部分を200
mm以上も液晶材料は移動する必要があり、注入時間は
非常に長時間を必要とした。
When the size of the liquid crystal device is increased, for example, in the case of an A4 size liquid crystal cell, the distance from the injection port (302) to the edge of the liquid crystal cell is 200 mm or more. The distance between the pair of substrates is about 20 μm at the maximum, and
The liquid crystal material had to move by more than mm, and the injection time required a very long time.

【0012】また、注入工程に真空雰囲気または減圧雰
囲気を必要とするために、価格の高い製造装置が必要で
あり、液晶セルの製造価格は高いものとなっていた。
Further, since a vacuum atmosphere or a reduced-pressure atmosphere is required for the injection step, an expensive manufacturing apparatus is required, and the manufacturing cost of the liquid crystal cell is high.

【0013】さらに、液晶組成物は数種類の単体液晶分
子の集合体であり、各液晶物質毎に転移温度、蒸気圧点
が異なるために、真空下に曝すことで、転移点の低いも
のは蒸気化し、液晶組成物の組成比が変化してしまい、
仕込み材料の液晶組成物の電気光学特性と注入後の液晶
組成物の電気光学特性とが大きく変化するという問題が
生じていた。
Further, the liquid crystal composition is an aggregate of several kinds of single liquid crystal molecules, and the transition temperature and the vapor pressure point are different for each liquid crystal substance. And the composition ratio of the liquid crystal composition changes,
There has been a problem that the electro-optical properties of the liquid crystal composition of the charged material and the electro-optical properties of the liquid crystal composition after injection significantly change.

【0014】さらにまた、大型基板にて基板間隔を均一
に保持する為に基板の厚みを増してゆく必要が生じ、基
板が2枚必要なこともあり、その重量が重くなり、世の
中が必要とする軽薄短小の大型液晶パネルと矛盾が生じ
て来ている。
Further, in order to keep the distance between the substrates even in a large-sized substrate, it is necessary to increase the thickness of the substrate. In some cases, two substrates are required, and the weight becomes heavy. Contradictions have arisen with light, thin and short large LCD panels.

【0015】[0015]

【問題を解決するための手段】そこで、本発明では1枚
の基板上に設けた第一の電極上に、液晶材料を分散させ
た調光層をスクリーン方法またはオフセット方法等の印
刷方法またはスピン法によって塗布した後に、熱または
紫外線のエネルギーによって固体化し、さらにその上に
第二の電極を設けることで、対向の基板を必要としない
1枚の基板で構成される液晶電気光学装置の作製方法で
ある。
Therefore, in the present invention, a light control layer in which a liquid crystal material is dispersed is printed on a first electrode provided on one substrate by a printing method such as a screen method or an offset method, or by a spin method. A method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device including a single substrate that does not require an opposing substrate by solidifying by heat or ultraviolet energy after coating by a method, and further providing a second electrode thereon. It is.

【0016】具体的には、すなわち、所定のパターニン
グが施された第一の電極を有する1枚の基板上に、透明
固体物質である有機樹脂と液晶の混合物よりなる20μ
m以下の調光層薄膜を作製するために、オフセット法に
よって転写印刷、またはスクリーン法によって印刷、ス
ピンナーによって高速回転をさせて塗布した後に有機樹
脂の硬化手段(熱または紫外線)によって硬化させた
後、1本以上の本数よりなる第二の電極およびリード、
および保護膜を順に設けることにより、一枚のみの基板
で液晶電気光学装置を実現するものであります。
Specifically, 20 μm of a mixture of an organic resin, which is a transparent solid substance, and a liquid crystal is formed on one substrate having a first electrode on which predetermined patterning has been performed.
In order to produce a light control layer thin film of m or less, transfer printing by an offset method, printing by a screen method, applying by rotating at a high speed with a spinner, and then curing by organic resin curing means (heat or ultraviolet) A second electrode and a lead comprising one or more wires,
By providing a protective film and a protective film in order, a liquid crystal electro-optical device can be realized with only one substrate.

【0017】ここで、調光層とは透明固体物質(透光性
の固相ポリマーまたは高分子形成性のモノマー)とネマ
ティック、コレステリックあるいはスメクティックの液
晶を含み、これらの液晶は粒状または海綿状にて、保持
されているものであります。この透光性の固相ポリマー
はポリエチレン、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリル、ポリビ
ニルアルコール、ポリエステル、ポリアミド樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹
脂等の単独または混合物が用いられる。
Here, the dimming layer includes a transparent solid substance (a transparent solid polymer or a polymer-forming monomer) and a nematic, cholesteric or smectic liquid crystal. Is what is being held. This translucent solid polymer is used alone or as a mixture of polyethylene, polymethacrylate, polystyrene, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyester, polyamide resin, polyethylene terephthalate resin, fluororesin, silicone resin and the like. Can be

【0018】調光層構成材料物は高分子形成性のモノマ
ーと液晶材料あるいは前記固相ポリマーと液晶材料とを
共通の溶媒に溶解したものが使用される。前者の場合は
その混合物を塗布法で基板上に塗布したのちに熱または
光を照射して、調光層を形成する。一方、後者は溶解し
た液状物を塗布して液状媒体層を形成し、その後この溶
媒を除去して、調光層を形成する。
The light modulating layer constituting material is prepared by dissolving a polymer-forming monomer and a liquid crystal material or the solid phase polymer and a liquid crystal material in a common solvent. In the former case, the mixture is applied onto a substrate by a coating method and then irradiated with heat or light to form a light control layer. On the other hand, the latter applies a dissolved liquid material to form a liquid medium layer, and then removes the solvent to form a light control layer.

【0019】溶媒としては、ケトン類、アルコール類、
ベンゼン、トルエン等の不飽和炭化水素や水等が使用で
きる。これらは塗布の方法により適宜選択して、単独あ
るいは混合して使用される。
As the solvent, ketones, alcohols,
Unsaturated hydrocarbons such as benzene and toluene and water can be used. These are appropriately selected depending on the method of application, and used alone or in combination.

【0020】塗布の方法は液晶材料の形状、特性に応じ
て、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコータ
ー、ナイフコーター、スプレー塗布、スピンコート、ス
クリーン印刷、オフセット印刷等の方法を採用できる。
Depending on the shape and characteristics of the liquid crystal material, a coating method such as doctor knife, roll coater, curtain coater, knife coater, spray coating, spin coating, screen printing, offset printing and the like can be adopted.

【0021】また、多数の電極をマトリクス構成にして
使用する場合、基板上にマトリックス構成を有する信号
線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜トランジ
スタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補型に構
成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型薄膜ト
ランジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、他の一
方を前記マトリックス構成を有する一対の信号線の第一
の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジスタの
ゲートを前記マトリックス構成を有する信号線の第二の
信号線へ接続した電気回路を設けたものを基板としても
良い。
When a large number of electrodes are used in a matrix configuration, a signal line having a matrix configuration on a substrate and a P-channel thin-film transistor and an N-channel thin-film transistor in each pixel electrode in a complementary configuration are used. A thin film transistor is provided, one of the input / output sides of the complementary thin film transistor is connected to the pixel electrode, the other is connected to a first signal line of a pair of signal lines having the matrix configuration, and the gate of the complementary thin film transistor is connected. Provided with an electric circuit connected to the second signal line of the signal lines having the matrix configuration may be used as a substrate.

【0022】また、基板上にマトリックス構成を有する
信号線とそれぞれの画素電極にNチャンネル型薄膜トラ
ンジスタを設け、該薄膜トランジスタの入出力側の一方
を前記画素電極へ、他の一方を前記マトリックス構成を
有する一対の信号線の第一の信号線へ接続し、かつ前記
薄膜トランジスタのゲートを前記マトリックス構成を有
する信号線の第二の信号線へ接続した電気回路を設けた
ものを基板としても良い。
Also, an N-channel thin film transistor is provided on a signal line having a matrix structure and each pixel electrode on a substrate, and one of the input / output sides of the thin film transistor is provided with the pixel electrode, and the other is provided with the matrix structure. A substrate provided with an electric circuit connected to the first signal line of the pair of signal lines and the gate of the thin film transistor connected to the second signal line of the signal line having the matrix structure may be used as the substrate.

【0023】また、基板上にマトリクス構成を有する液
晶装置において、それぞれの画素に繋がる配線に電気的
非線型素子を設け、該電気的非線型素子の出力を前記画
素に連結せしめた構成を設けたものを基板としても良
い。
Further, in a liquid crystal device having a matrix configuration on a substrate, an arrangement is provided in which an electric non-linear element is provided in a wiring connected to each pixel, and an output of the electric non-linear element is connected to the pixel. A substrate may be used.

【0024】[0024]

【実施例】『実施例1』 図1に本実施例の液晶電気光
学装置の作製方法の工程図を示す。図1においては、説
明の為の概略図である為実際の寸法とは異なって描かれ
ている。使用する基板としては通常の青板ガラス100
上に透光性の画素電極101として厚さ2000ÅのI
TOを所定のパターンに形成したものを使用した。この
電極101は所定のパターンにエッチング形成されてお
り、画素電極101と同時に第二の電極の端子部102
を形成する。(図1(A))
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a process chart of a method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device of this embodiment. FIG. 1 is a schematic diagram for explanation, and is therefore drawn differently from actual dimensions. The substrate to be used is ordinary blue plate glass 100
A transparent pixel electrode 101 having a thickness of 2000
The TO formed in a predetermined pattern was used. The electrode 101 is formed by etching in a predetermined pattern, and the terminal portion 102 of the second electrode is formed simultaneously with the pixel electrode 101.
To form (Fig. 1 (A))

【0025】但しこの端子部は特に金属で形成した場合
に有効で第二の電極の取り出し部の抵抗をさげる役目を
果たす。
However, this terminal portion is effective especially when it is made of metal, and plays a role of reducing the resistance of the extraction portion of the second electrode.

【0026】次に、プレポリマーとネマティック液晶の
混合均一溶液をスクリーン印刷法にて厚さ約15μmに
形成した。このプレポリマーとして、トリメチロールプ
ロパントリアクリレートを用い、重合開始剤とともに通
常のネマティク液晶材料に対して約25%の割合で混合
した均一溶液を使用した。この後、印刷した混合溶液を
暫く放置して、十分にレベリングした後に基板全面に紫
外光を照射して、基板間に形成されたモノマーを硬化
(高分子化)させ、調光層103を25μmの厚さに形
成した。(図1(B))
Next, a mixed homogeneous solution of the prepolymer and the nematic liquid crystal was formed to a thickness of about 15 μm by a screen printing method. As this prepolymer, a uniform solution was used in which trimethylolpropane triacrylate was mixed with a polymerization initiator at a ratio of about 25% to a normal nematic liquid crystal material. Thereafter, the printed mixed solution is left for a while, and after sufficiently leveling, the entire surface of the substrate is irradiated with ultraviolet light to cure (polymerize) the monomer formed between the substrates, and the light control layer 103 is formed to have a thickness of 25 μm. It was formed in thickness. (FIG. 1 (B))

【0027】本実施例の場合、調光層塗布の後、溶媒を
除去する必要が無く、レベリングの際に溶媒が蒸発する
ことにより、調光層表面が乱れることが無く平坦な調光
層表面を得ることができ均一な液晶電気光学特性を実現
するのに都合が良かった。
In the case of this embodiment, there is no need to remove the solvent after the light control layer is applied, and the surface of the light control layer is not disturbed by evaporation of the solvent during leveling, so that the surface of the light control layer is flat. And it was convenient to realize uniform liquid crystal electro-optical characteristics.

【0028】さらに、この調光層103上に第二の電極
104として、ITOを2000Å形成し、所定のパタ
ーンにエッチング除去する。この時、調光層にダメージ
を与える可能性が高いので、ITO膜をスパッタ法で形
成する際に加熱温度を通常より下げ、更に酸素雰囲気濃
度を下げた状態で低級酸化物の状態のITO膜を形成す
る。そして、所定のマスクパターンを使用して、フォト
レジストにてマスクを形成し四塩化炭素を含むエッチン
グ気体にてドライエッチングを行いITO膜をパターニ
ングした後に250℃程度の温度で酸化性雰囲気下で酸
化処理を行いITO膜を酸化して、透過率を向上させ、
電気抵抗を下げることにより第二の電極を形成できる。
Further, ITO is formed on the dimming layer 103 as the second electrode 104 by 2000 .ANG., And is etched and removed in a predetermined pattern. At this time, there is a high possibility of damaging the light control layer. Therefore, when forming the ITO film by the sputtering method, the heating temperature is lower than usual, and the ITO film in the state of a lower oxide is further reduced with the oxygen atmosphere concentration further reduced. To form Then, using a predetermined mask pattern, a mask is formed with a photoresist, dry-etched with an etching gas containing carbon tetrachloride to pattern the ITO film, and then oxidized in an oxidizing atmosphere at a temperature of about 250 ° C. Process to oxidize the ITO film to improve transmittance,
The second electrode can be formed by lowering the electric resistance.

【0029】もちろん、通常の酸溶液を使用したウェッ
トエッチングにてITOをパターニングできるが、その
際には使用する酸溶液に耐性のある調光層を選ばねば成
らない。
Of course, ITO can be patterned by wet etching using a normal acid solution, but in that case, a light control layer having resistance to the acid solution to be used must be selected.

【0030】次に、この第二の電極上に透光性の保護
膜、シリコーン樹脂を塗布法にて形成し、保護膜105
を完成して、1枚の基板だけで、液晶電気光学装置を完
成することができた。(図1(C))
Next, a light-transmitting protective film and a silicone resin are formed on the second electrode by a coating method.
Was completed, and the liquid crystal electro-optical device could be completed with only one substrate. (Fig. 1 (C))

【0031】『実施例2』 本実施例では図4に示すよ
うな回路構成すなわちインバータ型の回路構成を用いた
液晶表示装置を用いて、液晶表示装置の説明を行う。こ
の回路構成に対応する実際の電極等の配置構成を図5に
示している。これらは説明を簡単にする為2×2に相当
する部分のみ記載されている。図4、図5において、
1、2は駆動回路、3〜8は駆動回路とスイッチング素
子を接続する配線、15は液晶、16は対向電極を示
し、23で示す領域が1画素を示し、他の符号は図7と
同じである。また、実際の駆動信号波形を図6に示す。
これも説明を簡単にする為に4×4のマトリクス構成と
した場合の信号波形で説明を行う。
Embodiment 2 In this embodiment, a liquid crystal display device will be described using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. 4, that is, an inverter type circuit configuration. FIG. 5 shows an actual arrangement of electrodes and the like corresponding to this circuit configuration. For simplification of description, only portions corresponding to 2 × 2 are described . 4 and 5,
1 and 2 are drive circuits and 3 to 8 are drive circuits and switching elements.
15 is a liquid crystal, and 16 is a counter electrode.
The area indicated by 23 indicates one pixel, and the other symbols are the same as those in FIG.
Is the same. FIG. 6 shows an actual drive signal waveform.
For the sake of simplicity, the description will be made using signal waveforms in the case of a 4 × 4 matrix configuration.

【0032】まず、本実施例で使用するスイッチング素
子の作製方法を図7を使用して説明する。図7(A)に
おいて、石英ガラス等の高価でない700℃以下、例え
ば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上にマグネ
トロンRF(高周波)スパッタ法を用いてブロッキング
層51としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚
さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成
膜温度15℃、出力400〜800W、圧力0.5Pa
とした。ターゲットに石英または単結晶シリコンを用い
た成膜速度は30〜100Å/分であった。
First, a method for manufacturing a switching element used in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7A, a silicon oxide film as a blocking layer 51 is formed on a glass 50 which can withstand a heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C. by using a magnetron RF (high frequency) sputtering method. It is made to a thickness of 3000 mm. The process conditions are an atmosphere of 100% oxygen, a film formation temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa.
And The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target was 30 to 100 ° / min.

【0033】この上にシリコン膜をLPCVD(減圧気
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
でジシラン(Si)またはトリシラン(Si
)をCVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は
30〜300Paとした。成膜速度は50〜250Å/
分であった。NTFTとPTFTとのスレッシュホール
ド電圧(Vth)に概略同一に制御するため、ホウ素を
ジボランを用いて1×1015〜1×1018cm−3
の濃度として成膜中に添加してもよい。
On this, a silicon film was formed by LPCVD (low pressure gas phase), sputtering or plasma CVD. When formed by the reduced pressure gas phase method, the temperature is 1
450-550 ° C lower by 00-200 ° C, for example 530 ° C
With disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H
8 ) was supplied to a CVD apparatus to form a film. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The deposition rate is 50-250 ° /
Minutes. In order to control the threshold voltage (Vth) of the NTFT and PTFT to be substantially the same, boron is used to diborane to 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3.
May be added during the film formation.

【0034】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10−5Pa以下とし、単結晶シリコンをターゲ
ットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰
囲気で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とし
た。成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、
スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paで
あった。
In the case of performing the sputtering method, the back pressure before the sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, and a single crystal silicon was used as a target in an atmosphere in which hydrogen was mixed with 20 to 80% of argon. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%. The deposition temperature is 150 ° C., the frequency is 13.56 MHz,
The sputter output was 400-800 W and the pressure was 0.5 Pa.

【0035】プラズマCVD法により珪素膜を作製する
場合、温度は例えば300℃とし、モノシラン(SiH
)またはジシラン(Si)を用いた。これらを
PCVD装置内に導入し、13.56MHzの高周波電
力を加えて成膜した。
When a silicon film is formed by a plasma CVD method, the temperature is set to, for example, 300 ° C. and monosilane (SiH
4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) was used. These were introduced into a PCVD apparatus, and a high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0036】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm−3以下であることが好まし
い。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ
ール温度を高くまたは熱アニール時間を長くしなければ
ならない。また少なすぎると、バックライトによりオフ
状態のリーク電流が増加してしまう。そのため4×10
19〜4×1021cm−3の範囲とした。水素は4×
1020cm−3であり、珪素4×1022cm−3
して比較すると1原子%であった。また、ソース、ドレ
インに対してより結晶化を助長させるため、酸素濃度を
7×1019cm−3以下、好ましくは1×1019
−3以下とし、ピクセル構成するTFTのチャネル形
成領域のみに酸素をイオン注入法により5×1020
5×1021cm−3となるように添加してもよい。そ
の時周辺回路を構成するTFTには光照射がなされない
ため、この酸素の混入をより少なくし、より大きいキャ
リア移動度を有せしめることは、高周波動作をさせるた
める有効である。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the thermal annealing temperature must be increased or the thermal annealing time must be increased. If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight. Therefore 4 × 10
The range was 19 to 4 × 10 21 cm −3 . Hydrogen is 4x
It was 10 20 cm −3 , which was 1 atomic% as compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 . In order to further promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 c.
m −3 or less, and oxygen is ion-implanted only into a channel formation region of a TFT constituting a pixel to form 5 × 10 20 to
You may add so that it may become 5 * 10 < 21 > cm <-3> . At this time, since light is not irradiated to the TFTs constituting the peripheral circuit, it is effective to reduce the mixing of oxygen and to have a higher carrier mobility for high-frequency operation.

【0037】次に、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、例えば1500Åの厚さに作製の後、4
50〜700℃の温度にて12〜70時間非酸化物雰囲
気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて600
℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表面にアモルフ
ァス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱処
理で特定の核が存在せず、全体が均一に加熱アニールさ
れる。即ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また水
素は単に混入しているのみである。
Next, a silicon film in an amorphous state is
After fabrication to a thickness of ~ 5000mm, for example 1500mm, 4
Medium-temperature heat treatment in a non-oxide atmosphere at a temperature of 50 to 700 ° C. for 12 to 70 hours, for example, 600 hours in a hydrogen atmosphere
It was kept at a temperature of ° C. Since a silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the substrate surface below the silicon film, no specific nucleus is present in this heat treatment, and the whole is uniformly heat-annealed. That is, it has an amorphous structure at the time of film formation, and hydrogen is simply mixed therein.

【0038】アニールにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い
領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しか
しこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がな
されるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レーザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピーク522
cm−1より低周波側にシフトしたピークが観察され
る。それの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、5
0〜500Åとマイクロクリスタルのようになっている
が、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ
構造を有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(ア
ンカリング)がされたセミアモルファス構造の被膜を形
成させることができた。
By the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part of the silicon film exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the formation of silicon is particularly likely to be crystallized to be in a crystalline state. However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, silicon mutually pulls each other. Single crystal silicon peak 522 measured by laser Raman spectroscopy
A peak shifted to a lower frequency side than cm −1 is observed. Its apparent particle size, calculated from the half width, is 5
Although it is like a microcrystal having a size of 0 to 500 °, there are actually a large number of regions having high crystallinity and a cluster structure, and a semi-amorphous structure in which each cluster is bonded to each other by silicon (anchoring). Could be formed.

【0039】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGB
の明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度
となる。即ちホール移動度(μh)=10〜200cm
/VSec、電子移動度(μe)=15〜300cm
/VSecが得られる。
As a result, the coating exhibits a state substantially free of grain boundaries (hereinafter referred to as GB). Carriers can easily move from one cluster to another through the anchored locations between the clusters, so-called GB
Carrier mobility higher than that of polycrystalline silicon that clearly exists. That is, hole mobility (μh) = 10 to 200 cm
2 / VSec, electron mobility (μe) = 15-300 cm
2 / VSec is obtained.

【0040】他方、上記の如き中温でのアニールではな
く、900〜1200℃の高温アニールにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリ
ア(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害して
しまう。結果として10cm/Vsec以上の移動度
がなかなか得られないのが実情である。即ち、本実施例
ではかくの如き理由により、セミアモルファスまたはセ
ミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いてい
る。この後、第1のフォトマスク にてパターニングし
てシリコン膜52を得た。
On the other hand, when the film is polycrystallized by high-temperature annealing at 900 to 1200 ° C. instead of annealing at the above-mentioned medium temperature, segregation of impurities in the film occurs due to solid phase growth from nuclei. Impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen increase, and the mobility in the crystal is large. However, a barrier (barrier) is formed in GB to hinder the movement of carriers there. As a result, a mobility of 10 cm 2 / Vsec or more cannot be easily obtained. That is, in this embodiment, a silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystalline structure is used for such a reason. Thereafter, patterning is performed using a first photomask.
Thus, a silicon film 52 was obtained.

【0041】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
On this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0042】この後、この上側にリンが1〜5×10
21cm−3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリ
コン膜とその上にモリブデン(Mo)、タングステン
(W),MoSiまたはWSiとの多層膜を形成し
た。これを第2のフォトマスクにてパターニングして
図7(B)を得た。PTFT用のゲイト電極9、NTF
T用のゲイト電極19を形成した。例えばチャネル長1
0μm、ゲイト電極としてリンドープ珪素を0.2μ
m、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成し
た。 図7(C)において、フォトレジスト57をフォ
トマスクを用いて形成し、PTFT用のソース10、
ドレイン12に対し、ホウ素を1〜5×1015cm
−2のドーズ量でイオン注入法により添加した。 次に
図7(D)の如く、NTFTをフォトマスクを用いて
形成した。NTFT用のソース20、ドレイン18とし
てリンを1〜5×1015cm−2のドーズ量でイオン
注入法により添加した。
Thereafter, 1 to 5 × 10
A silicon film having a concentration of 21 cm −3 or a multilayer film of the silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or WSi 2 was formed thereon. This was patterned using a second photomask to obtain FIG. Gate electrode 9 for PTFT, NTF
A gate electrode 19 for T was formed. For example, channel length 1
0 μm, phosphorus-doped silicon as gate electrode 0.2 μm
m, and molybdenum was formed thereon to a thickness of 0.3 μm. In FIG. 7C, a photoresist 57 is formed using a photomask, and a source 10 for PTFT,
1-5 × 10 15 cm of boron is applied to the drain 12.
A dose of -2 was added by ion implantation. Next, as shown in FIG. 7D, NTFT was formed using a photomask. Phosphorus was added as a source 20 and a drain 18 for NTFT by an ion implantation method at a dose of 1 to 5 × 10 15 cm −2 .

【0043】これらはゲイト絶縁膜54を通じて行っ
た。しかし図7(B)において、ゲイト電極19
マスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、その
後、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入してもよ
い。
These steps were performed through the gate insulating film 54. However, in FIG. 7B, the silicon oxide on the silicon film may be removed using the gate electrodes 9 and 19 as a mask, and then boron and phosphorus may be directly ion-implanted into the silicon film.

【0044】次に、600℃にて10〜50時間再び加
熱アニールを行った。PTFTのソース10、ドレイン
12、NTFTのソース20、ドレイン18を不純物を
活性化してP、Nとして作製した。またゲイト電極
9、19下にはチャネル形成領域21、11がセミアモ
ルファス半導体として形成されている。
Next, heat annealing was performed again at 600 ° C. for 10 to 50 hours. The source 10 and the drain 12 of the PTFT and the source 20 and the drain 18 of the NTFT were activated to produce P + and N + by activating impurities. Channel formation regions 21 and 11 are formed below the gate electrodes 9 and 19 as semi-amorphous semiconductors.

【0045】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、700℃以上にすべての工程で温度を加えるこ
とがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。
In this way, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 700 ° C. or more in all steps, even though it is a self-aligned system. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and this is a process very suitable for the large pixel liquid crystal display device of the present invention.

【0046】本実施例では熱アニールは図7(A)、
(D)で2回行った。しかし図7(A)のアニールは求
める特性により省略し、双方を図7(D)のアニールに
より兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図7(E)に
おいて、層間絶縁物65を前記したスパッタ法により酸
化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜の形成は
LPCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用いてもよ
い。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形成し、その
後、フォトマスクを用いて電極用の窓66を形成し
た。さらに、これら全体にアルミニウムをスパッタ法に
より形成し、リード71、72およびコンタクト67、
68をフォトマスクを用いて作製した後、表面を平坦
化用有機樹脂69例えば透光性ポリイミド樹脂を塗布形
成し、再度の電極穴あけをフォトマスクにて行った。
In this embodiment, the thermal annealing is performed as shown in FIG.
(D) was performed twice. However, the annealing in FIG. 7A may be omitted depending on the desired characteristics, and both may be omitted by the annealing in FIG. 7D to shorten the manufacturing time. In FIG. 7E, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 65 by the above-described sputtering method. This silicon oxide film may be formed by an LPCVD method, a photo CVD method, or a normal pressure CVD method. For example, it was formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and then a window 66 for an electrode was formed using a photomask. Further, aluminum is formed on the entirety by sputtering, and leads 71 and 72 and contacts 67,
After fabricating No. 68 using a photomask, the surface was coated with an organic resin 69 for planarization, for example, a translucent polyimide resin, and the electrode hole was formed again using the photomask.

【0047】図7(F)に示す如く2つのTFTを相補
型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素の
電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ法
によりITO(インジューム・スズ酸化膜)を形成し
た。それをフォトマスクによりエッチングし、画素電
極17を構成させた。このITOは室温〜150℃で成
膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニール
により成就した。
As shown in FIG. 7 (F), in order to connect the two TFTs to a complementary structure and connect the output terminals thereof to the electrodes of one pixel of the liquid crystal device as a transparent electrode, ITO (indium oxide) was formed by sputtering. (A tin oxide film). This was etched using a photomask to form the pixel electrode 17. This ITO film was formed at room temperature to 150 ° C. and achieved by annealing at 200 to 400 ° C. in oxygen or atmosphere.

【0048】かくの如くにしてPTFT22とNTFT
13と画素電極である透明導電膜の電極70とを同一ガ
ラス基板50上に作製した。得られたTFTの特性はP
TFTで移動度は20(cm/Vs)、Vthは−
5.9(V)で、NTFTで移動度は40(cm/V
s)、Vthは5.0(V)であった。
Thus, PTFT 22 and NTFT
13 and a transparent conductive film electrode 70 as a pixel electrode were formed on the same glass substrate 50. The characteristics of the obtained TFT are P
In a TFT, the mobility is 20 (cm 2 / Vs) and Vth is −
At 5.9 (V), the mobility is 40 (cm 2 / V) for NTFT.
s) and Vth was 5.0 (V).

【0049】上記の作製法は、インバータ型であるが、
バッファ型であっても全く同じであることは、いうまで
もない。この様にして、基板を得た。
The above manufacturing method is an inverter type.
It goes without saying that the buffer type is exactly the same. Thus, a substrate was obtained.

【0050】前記基板を使用して液晶電気光学装置を図
1の作製工程の順に従い作製する。図8は本実施例の液
晶装置の概略断面図であるが、前述のアクティブ素子の
部分を外した断面の様子を示している。また本実施例で
はアクティブ素子を使用しているので調光層上の第二の
電極はパターニングせず、ほぼ全面に形成されている。
図8に示す様に、前記基板(230)上に、紫外線硬化
特性を有する、エポキシ変成アクリル樹脂中に50重量
%のネマチック液晶を分散させた樹脂を、スクリーン法
を用いて形成した。
Using the above substrate, a liquid crystal electro-optical device is manufactured in the order of the manufacturing steps shown in FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal device according to the present embodiment, and shows a cross-sectional view excluding the above-described active element. In this embodiment, since the active element is used, the second electrode on the dimming layer is not patterned but formed on almost the entire surface.
As shown in FIG. 8, a resin in which 50% by weight of a nematic liquid crystal was dispersed in an epoxy-modified acrylic resin having an ultraviolet curing property was formed on the substrate (230) by using a screen method.

【0051】使用したスクリーンのメッシュ密度は1イ
ンチ当り125メシュとし、エマルジョン厚は15μm
とした。またスキージー圧は1.5kg/cmとし
た。
The screen used had a mesh density of 125 meshes per inch and an emulsion thickness of 15 μm.
And The squeegee pressure was 1.5 kg / cm 2 .

【0052】次に10分間のレベリングの後236nm
を中心とした発光波長を有する高圧水銀ランプにて、1
000mJのエネルギーを与え、樹脂を硬化させ、12
μm厚の調光層(231)を形成した。
Next, after 10 minutes of leveling, 236 nm
With a high-pressure mercury lamp having an emission wavelength centered on
2,000 mJ of energy to cure the resin, 12
A light control layer (231) having a thickness of μm was formed.

【0053】その後、直流スパッタ法を用いて、Mo
(モリブデン)を2500Å成膜し、第二の電極(23
2)とした。
Thereafter, the Mo sputtering is performed using a DC sputtering method.
(Molybdenum) is deposited at 2500 ° and the second electrode (23
2).

【0054】その後、黒色のエポキシ樹脂を、スクリー
ン法を用いて印刷を行い、50℃で30分仮焼成の後、
180℃で30分本焼成を行い、50μmの保護膜(2
33)を形成した。
Thereafter, a black epoxy resin is printed by a screen method, and after pre-baking at 50 ° C. for 30 minutes,
Main firing is performed at 180 ° C. for 30 minutes, and a 50 μm protective film (2
33) was formed.

【0055】基板上のリードにTAB形状の駆動ICを
接続し、ただひとつの基板で構成される反射型の液晶表
示装置を完成させた。本実施例ではアクティブ素子とし
て相補型構成のTFTを各画素に1組づつ設けたが、特
にこの構成に限定されることはなく、複数組の相補型構
成のTFTを設けてもよく、さらに複数組の相補型構成
のTFTを複数に分割された画素電極に設けてもよい。
A drive IC having a TAB shape was connected to the leads on the substrate, and a reflection type liquid crystal display device composed of only one substrate was completed. In the present embodiment, one set of complementary TFTs is provided for each pixel as an active element. However, the present invention is not particularly limited to this configuration, and a plurality of sets of complementary TFTs may be provided. A set of complementary TFTs may be provided on a plurality of divided pixel electrodes.

【0056】また、相補型構成ではなく通常のTFT素
子を設けた基板を使用してよいことは言うまでもない。
本実施例ではマクティブ素子として、TFTを使用した
ので、調光層上の第2の電極をパターニングせず、全面
に形成するだけでよいので作製方法が非常に簡単であっ
た。
Needless to say, a substrate provided with a normal TFT element instead of the complementary structure may be used.
In the present embodiment, since the TFT was used as the mactive element, the second electrode on the light control layer was not formed by patterning, but only had to be formed on the entire surface, so that the manufacturing method was very simple.

【0057】『実施例3』 本実施例では、アクティブ
素子として、電気的に非線型特性を有するMIM型素子
を使用した例を示す。図9に示す様に、まず0.7mm
のポリカーボネイト(240)に、RFスパッタで酸化
珪素膜(241)を1000〜3000Å設けた後に、
DCスパッタ法によって、ITO膜を1000Å成膜
し、その後、フォトリソ法を用いて、表示画素電極の一
方の辺と、概略同一寸法とする幅のストライプ状に、パ
ターニングをして、第一の電極(242)とした。
[Embodiment 3] In this embodiment, an example will be described in which a MIM element having electrically non-linear characteristics is used as an active element. First, as shown in FIG.
After a silicon oxide film (241) is provided on the polycarbonate (240) of
An ITO film is formed at a thickness of 1000 by DC sputtering, and then patterned by photolithography into a stripe having a width substantially equal to one side of the display pixel electrode. (242).

【0058】その後、下記条件の下にグロー放電を行
い、Si(X+Y=1)膜(243)を1000
Å成膜した。成膜条件は、ガス混合比Cが2SC
CM、SiHが1SCCM、PH(5重量%)/S
iHが1SCCM、Hが10SCCMであり、反応
圧力が50Pa、RFパワーが100Wである。
Thereafter, glow discharge is performed under the following conditions, and the Si X C Y (X + Y = 1) film (243) is
Å A film was formed. The film formation conditions are such that the gas mixture ratio C 2 H 4 is 2 SC
CM, SiH 4 is 1 SCCM, PH 3 (5% by weight) / S
iH 4 is 1 SCCM, H 2 is 10 SCCM, the reaction pressure is 50 Pa, and the RF power is 100 W.

【0059】本実施例においてPHを添加するのは、
膜(243)の導電率を変化させ、非線型特性を制御す
るためであり、30体積%以下の割合で添加すると効果
がある。この非線型性を制御する方法としては、熱アニ
ールを加える方法がある。これは、MIM型素子のI
(insulator)部分に相当する薄膜(243)
の脱水素化を計ることによって膜中の水素含有量をコン
トロールし、MIM型素子の非線型性を制御するもので
ある。本実施例では、この熱アニールの処理条件は、温
度が380℃、圧力が100Pa、処理雰囲気がAr、
処理時間が1時間とした。
In this embodiment, PH 3 is added
This is for changing the conductivity of the film (243) to control the non-linear characteristics, and is effective when added at a ratio of 30% by volume or less. As a method of controlling the non-linearity, there is a method of adding thermal annealing. This is because of the MIM type device
(243) a thin film corresponding to the (insulator) part
The hydrogen content in the film is controlled by measuring the dehydrogenation of the MIM, thereby controlling the nonlinearity of the MIM element. In the present embodiment, the processing conditions of this thermal annealing are as follows: temperature is 380 ° C., pressure is 100 Pa, processing atmosphere is Ar,
The processing time was 1 hour.

【0060】また、本発明においてはこのSi
(X+Y=1)で示される組成物を含む薄膜(24
3)の厚さを2000Å以下、好ましくは1000Å以
下にすることによって、その光透過性を高めることがで
きた。図10に本実施例にて使用したSi(X+
Y=1)で示される組成物を含む薄膜の1000Å時の
分光透過率を示す。
In the present invention, the Si X C
Y (X + Y = 1)
By setting the thickness of 3) to 2000 ° or less, preferably 1000 ° or less, the light transmittance was able to be increased. FIG. 10 shows the Si X C Y (X +
The spectral transmittance at 1000 ° of a thin film containing the composition represented by Y = 1) is shown.

【0061】従来はMIM型素子のinsulator
部分に絶縁性材料、例えばTaO5(5酸化タンタル)
膜を用いようとする場合、その光透過性が問題となるの
で、なるべくその面積を小さくする等の工程上の制約が
あったが、このように光透過率の高い薄膜を使用すると
図9に示すように素子をパターニングする必要もなく開
口率を大きくすることができる。その後,再びDCスパ
ッタ法によって、膜(243)上にITOを1000Å
成膜し、フォトリソ法を用いて、第2の電極(244)
を得た。この場合、マグネトロン型RFスパッタ法を用
いてもよい。
Conventionally, an insulator of the MIM type element is used.
An insulating material such as TaO5 (tantalum pentoxide)
When a film is to be used, its light transmittance becomes a problem. Therefore, there were process restrictions such as reducing the area as much as possible. However, when a thin film having such a high light transmittance is used, FIG. As shown, the aperture ratio can be increased without having to pattern the element. After that, ITO is again applied on the film (243) by 1000 Å by DC sputtering.
Forming a second electrode (244) by photolithography;
I got In this case, a magnetron type RF sputtering method may be used.

【0062】画素電極の一方である電極の寸法は、一辺
が250μmの正方形とし、画素間のギャップは、25
μmとした。この画素の電極(244)は表示の際、単
位画素となる大きさを有するものであり、薄膜(24
3)に加わる電界が各画素において均一になるように作
用するものである。この様にして、基板(245)を得
た。
The size of one of the pixel electrodes is a square having a side of 250 μm, and the gap between the pixels is 25 μm.
μm. The electrode (244) of this pixel has a size to be a unit pixel at the time of display, and has a thin film (24).
The electric field applied to 3) acts so as to be uniform in each pixel. Thus, a substrate (245) was obtained.

【0063】前記基板上に、紫外線硬化特性を有する、
エポキシ変成アクリル樹脂中に60重量%のコレステリ
ック液晶を分散させた樹脂を、スピン法を用いて塗布を
行った。その時の条件は、3500rpm、60秒間と
した。レベリングの後236nmを中心とした発光波長
を有する高圧水銀ランプにて、1000mJのエネルギ
ーを与え、樹脂を硬化させ、12μm厚の液晶分散樹脂
層(246)を形成した。
Having ultraviolet curing properties on the substrate;
A resin in which 60% by weight of cholesteric liquid crystal was dispersed in an epoxy-modified acrylic resin was applied using a spin method. The conditions at that time were 3500 rpm for 60 seconds. After leveling, an energy of 1000 mJ was applied by a high-pressure mercury lamp having an emission wavelength centered at 236 nm to cure the resin and form a liquid crystal dispersed resin layer (246) having a thickness of 12 μm.

【0064】その後、直流スパッタ法を用いて、ITO
を1200Å成膜し、その後フォトリソ法を用いてパタ
ーニングをし、第二の電極(247)とした。
Thereafter, the direct current sputtering method is used to
Was formed into a film having a thickness of 1200 °, and then patterned by a photolithography method to form a second electrode (247).

【0065】その後、透光性のシリコン樹脂を、スクリ
ーン法を用いて印刷を行い、50℃で30分仮焼成の
後、120℃で30分本焼成を行い、50μmの保護膜
(248)を形成し、基板上のリードにTAB形状の駆
動ICを接続し、反射型の液晶電気光学装置を得た。
Thereafter, a light-transmitting silicone resin is printed by a screen method, and after preliminarily firing at 50 ° C. for 30 minutes, main firing is performed at 120 ° C. for 30 minutes to form a 50 μm protective film (248). Then, a TAB-shaped drive IC was connected to the leads on the substrate to obtain a reflective liquid crystal electro-optical device.

【0066】以上の実施例において、調光層の塗布には
他の塗布法を必要に応じて採用することができる。その
際には使用する溶液の成分、粘度、特性によって適当に
選択することができる。本発明において、基板として使
用できるものは、ガラス,エンプラに限定されず、有機
フィルム,紙など、薄膜状の電極,調光層を支持できる
ものであれば巾広い応用が可能である。
In the above embodiments, other coating methods can be employed as needed for coating the light control layer. In that case, it can be appropriately selected according to the components, viscosity and characteristics of the solution to be used. In the present invention, what can be used as the substrate is not limited to glass and engineering plastics, but can be widely applied as long as it can support a thin-film electrode and a light control layer such as an organic film and paper.

【0067】[0067]

【発明の効果】従来の作製方法に比べて、印刷法または
スピン法を用いたために、真空装置を使用しなくてす
み、工程コストの低減化が可能となった。
As compared with the conventional manufacturing method, since the printing method or the spin method is used, a vacuum device is not required, and the process cost can be reduced.

【0068】また、真空装置を用いないため、液晶組成
物の組成比が変化することなく、工程間のばらつき、面
内のばらつきを無くすことができた。
Further, since no vacuum apparatus was used, variation between steps and in-plane variation could be eliminated without changing the composition ratio of the liquid crystal composition.

【0069】さらに、基板が1枚しか必要としないた
め、軽くて薄い液晶電気光学装置を安価で実現すること
ができた。
Further, since only one substrate is required, a light and thin liquid crystal electro-optical device can be realized at low cost.

【0070】偏板を使用せず、配向膜も必要とせず、
一枚のみの基板で液晶電気光学効果を実現できるので、
非常に明るい液晶電気光学装置を実現できた。
[0070] without using a polarizing plate, an alignment film without the need,
Since the liquid crystal electro-optic effect can be realized with only one substrate,
A very bright liquid crystal electro-optical device was realized.

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

【図1】本発明の液晶電気光学装置の作製工程概略図FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing process of a liquid crystal electro-optical device of the present invention.

【図2】TN液晶表示装置の構造図FIG. 2 is a structural diagram of a TN liquid crystal display device.

【図3】従来例による液晶組成物の注入方法FIG. 3 shows a method of injecting a liquid crystal composition according to a conventional example.

【図4】本実施例によるインバーター型相補型薄膜トラ
ンジスタのマトリクス回路図
FIG. 4 is a matrix circuit diagram of an inverter type complementary thin film transistor according to the present embodiment.

【図5】本実施例によるデバイス配置図FIG. 5 is a device layout diagram according to the present embodiment.

【図6】本実施例による駆動信号FIG. 6 shows a drive signal according to the embodiment.

【図7】本実施例による液晶表示装置の作成方法FIG. 7 is a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present embodiment.

【図8】本実施例による液晶表示装置の断面図FIG. 8 is a sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment.

【図9】本実施例による液晶表示装置の断面図FIG. 9 is a sectional view of the liquid crystal display device according to the present embodiment.

【図10】本実施例によるSiC膜の分光透過率FIG. 10 shows the spectral transmittance of the SiC film according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100・・・基板 101・・・第一の電極 103・・・調光層 104・・・第二の電極 100: substrate 101: first electrode 103: dimming layer 104: second electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 高橋 美実 審判官 横林 秀治郎 審判官 河原 英雄 (56)参考文献 特開 昭62−39821(JP,A) 特開 平1−259320(JP,A) 特開 平2−96714(JP,A) 特表 昭58−501631(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page Judge of the Joint Panel Judge Yoshimi Takahashi Judge Shujiro Yokobayashi Judge Hideo Kawahara (56) References JP-A-62-39821 (JP, A) JP-A-1-259320 (JP, A) JP-A-2-96714 (JP, A) JP-T-58-501631 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、アクティブ素子と第一の電極
とを形成し、 前記アクティブ素子と第一の電極上に、液晶と有機透明
物質とを有する調光層を形成し、 前記調光層上に、スパッタ法により低級酸化物のインジ
ューム・スズ酸化膜を形成し、 前記インジューム・スズ酸化膜を第二の電極にパターニ
ングし、 前記パターニングの後、加熱酸化処理を行う ことを特徴
とする液晶電気光学装置作製方法。
To 1. A substrate, forming an active element and a first electrode, the active element and the first electrode, forming a light modulating layer and a liquid crystal and an organic transparent material, and the dimming features on the layer, the indium tin oxide film of the low-grade oxide formed by sputtering, patterning the indium tin oxide film on the second electrode, after the patterning, to carry out thermal oxidation treatment Liquid crystal electro-optical device manufacturing method.
【請求項2】 基板上に、絶縁体が2000Å以下の膜厚のS
ix Cy(x+y=1)であるMIM素子と、電極とをマトリク
ス状に形成する工程と、 前記基板上に、液晶と有機透明物質とを有する調光層を
設ける工程と、 前記調光層上に、電極層を形成する工程と、 前記電極層をパターニングする工程を有することを特徴
とする液晶電気光学装置作製方法。
2. The method according to claim 1, wherein the insulating material has a thickness of 2000 .ANG.
ix Cy (x + y = 1) , forming a MIM element and electrodes in a matrix, providing a dimming layer having a liquid crystal and an organic transparent material on the substrate, Forming an electrode layer; and patterning the electrode layer.
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