CN1272964A - 薄膜二端元件、其制造方法和液晶显示装置 - Google Patents

薄膜二端元件、其制造方法和液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

一种薄膜二端元件,由下述部分构成:第1金属膜,起到布线层和第1电极的作用;第1绝缘膜,在该第1金属膜的第1电极上形成,具有非线性电阻特性;第2金属膜,在该第1绝缘膜上形成,起到第2电极的作用;以及第3金属膜,其应力比在上述第1金属膜的布线层部分上形成的第1金属膜的应力小,而且,电阻小。一种薄膜二端元件,在作为绝缘性基板的树脂基板上形成了下述部分:第1金属膜,起到布线层和第1电极的作用;第1绝缘膜,在该第1金属膜的第1电极上形成,具有非线性电阻特性;第2金属膜,在该第1绝缘膜上形成,起到第2电极的作用;以及第2绝缘膜,在除了通过上述第1绝缘膜在与第1电极之间起到导电性的功能的部分外的上述第2金属膜的下部形成。

Description

薄膜二端元件、其制造方法和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及薄膜二端元件、其制造方法和液晶显示元件，更详细地说，涉及能很好地用于OA装置、个人计算机、携带信息终端等的薄膜二端元件、其制造方法和具备该薄膜二端元件而构成的液晶显示装置。
背景技术
现在，作为在个人计算机等中使用的液晶显示装置，大多使用所谓的有源矩阵型液晶显示装置，在该装置中，为了显示分辨率高的图像，在玻璃基板等的透明绝缘性基板上并在每个像素中设置了TFT(薄膜晶体管)或MIM(金属-绝缘体-金属)等开关元件。
迄今为止，作为构成TFT的半导体层，使用了将利用等离子体CVD法形成的氢化非晶硅(a-Si：H)膜或利用减压CVD法(LPCVD法)等成膜的a-Si膜利用热处理的固相生长法或激光退火法进行再结晶化而得到的多晶硅(p-Si)等。
另一方面，作为构成MIM元件的非线性电阻膜，使用了通过对钽进行热氧化或阳极氧化得到的氧化钽膜(Ta2O5)或氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiNx)等。
此外，在近年来的多媒体社会的快速的进展中，随着不问场所、时间如何能进行信息的交接的携带型信息终端装置领域的发展，小型、轻量且在可移动性方面良好的液晶显示装置的重要性越来越明显。
但是，在上述的现有的液晶显示装置和开关元件中，存在以下的问题。
作为构成液晶显示装置的绝缘性基板，通常使用了无碱玻璃基板或石英基板等作为透明绝缘性基板，但在用这些基板来制造携带型信息终端装置等中所需要的薄型、轻量的显示装置方面存在极限。此外，从作为携带型信息终端装置的特征的可移动性来考虑，考虑到较多地遇到移动中的跌落、冲击等状况这一点，在使用耐碰撞性方面较差的玻璃基板的液晶显示装置中也存在问题。
与此不同，已进行了使用在薄型、轻量且耐冲击性方面良好的塑料基板作为绝缘性基板的单纯矩阵型液晶显示装置的开发(平型面板显示器，pp123-128，1994)。
但是，由于单纯矩阵型液晶显示装置的每个像素中没有开关元件，故不适合于高品位的图像的显示，只能用于寻呼机等简单的文字显示的用途。
此外，即使以高品位的显示为目的、打算将薄膜晶体管或薄膜二极管(TFT、MIM)等的开关元件安装在塑料基板上、特别是打算使用TFT的情况下，因为其制造工序变得复杂，此外，工艺温度必须约为300～400℃，故也存在难以实现的问题。
另一方面，因为作为薄膜二端元件的MIM元件是用电极夹住非线性电阻膜的简单的元件结构，制造工序的数目少、工艺温度可定为200℃以下，故可安装在塑料基板上。例如，在特开平6-214220号公报和特开平6-281960号公报中提出了使用了这样的MIM元件的有源矩阵型液晶显示装置。
但是，在打算在塑料基板上形成这些MIM元件的情况下，存在以下举出的问题。
首先，在使用塑料基板作为基板材料的情况下，存在从基板材料放出气体的问题。即，塑料基板与玻璃基板等相比，因为容易透过水蒸气等气体，故在制造液晶面板后，水蒸气等气体从外部透过，到达面板内的液晶层，发生显示的恶化等。
与此相对应，通常在制造液晶面板时，在与外部相接的面、即与元件制造面相反的一侧，设置了气体阻挡层。但是，虽然该气体阻挡层对于来自外部的气体妨碍其透过，但不能阻止来自塑料基板本身的气体放出。于是，从基板放出的气体在元件形成中、例如在基板上形成金属膜等时，被取入到膜中，这样就导致金属膜材料的变质等。其结果，在使用这样的金属作为电极布线时，发生布线电阻增加等的问题。
再有，作为其解决对策，可考虑在两面上设置气体阻挡层，但此时，产生基板成本上升等另外的问题。
此外，一般来说，为了使用金属布线的阳极氧化膜作为非线性电阻膜，大多使用Ta膜作为金属布线。但是，因为塑料基板与玻璃基板相比，基板的刚性较低，故在打算在塑料基板上形成Ta的金属布线的情况下，被成膜的金属膜的应力大，发生塑料基板的翘曲等或金属膜的剥离等，因此，也存在元件工艺的继续变得困难的问题。
在现有的薄膜二端元件中，因为第1电极、例如Ta膜兼作布线，故以Ta膜的膜厚约为300～500nm的膜厚进行了成膜。但是，此时Ta膜加到塑料基板上的全应力可用以下的(1)～(3)的公式来表示。
全应力：S＝σ·d  [N/m]                (1)
膜应力：σ＝σ1+σT  [N/m2]            (2)
热应力：σT＝Ef(αf-αs)ΔT  [N/m2]    (3)
(式中，σ1：膜的内部应力，σT：热应力，d：膜厚，Ef：薄膜的扬氏率，αf：薄膜的热膨胀率，αs：基板的热膨胀率，ΔT：温度差)
从上式可知，如果计算Ta膜厚为300nm、使用了聚醚砜(PES)作为塑料基板时的塑料基板上的Ta膜的全应力S，则S约为2326[N/m]。于是，在打算在塑料基板上形成兼作布线的Ta膜时，因为该应力大，故例如象特开平6-214220号公报记载的那样，产生基板的变形。
作为缓和该应力的方法，从上式(1)可知，可考虑减薄Ta膜的膜厚。但是，作为金属布线，随着Ta膜的膜厚变薄，电阻值增大，产生显示信号的延迟等的问题。
此外，作为另外的对策，可考虑加厚塑料基板的膜厚的方法，或进行用于使基板表面上具有刚性的涂敷的方法等。
但是，在这些方法中，不能实现作为塑料基板的优点的薄型、轻量，而且存在基板成本上升等问题。
本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供能在以塑料为代表的、在薄型、轻量且耐冲击性方面良好的树脂基板上形成的薄膜二端元件、其制造方法和液晶显示元件。
发明的公开
按照本发明，提供这样一种薄膜二端元件，由下述部分构成：
第1金属膜，起到布线层和第1电极的作用；
第1绝缘膜，在该第1金属膜的第1电极上形成，具有非线性电阻特性；
第2金属膜，在该第1绝缘膜上形成，起到第2电极的作用；以及
第3金属膜，其应力比在上述第1金属膜的布线层部分上形成的第1金属膜的应力小，而且，电阻小。
此外，按照本发明，提供这样一种薄膜二端元件的制造方法，包含下述工序：
在绝缘性基板上形成起到布线层和第1电极的作用的第1金属膜的工序；
在该第1金属膜的至少布线层部分上形成第3金属膜的工序，该第3金属膜的应力比上述第1金属膜的应力小，而且，电阻小；
在上述第1金属膜的第1电极上形成具有非线性电阻特性的第1绝缘膜的工序；以及
在该绝缘膜上形成起到第2电极的作用的第2金属膜的工序。
再者，按照本发明，提供这样一种液晶显示装置，由下述部分构成：
在具备上述记载的薄膜二端元件的绝缘性基板上形成了与构成上述薄膜二端元件的第2电极连接的像素电极的元件侧基板；
在第2绝缘性基板上形成了对置透明电极的对置基板；以及
在上述元件侧基板与对置基板之间被夹住的液晶层。
此外，按照本发明，提供这样一种薄膜二端元件，在该薄膜二端元件中在树脂基板上形成了下述部分：
第1金属膜，起到布线层和第1电极的作用；
第1绝缘膜，在该第1金属膜的第1电极上形成，具有非线性电阻特性；
第2金属膜，在上述第1绝缘膜上形成，起到第2电极的作用；以及
第2绝缘膜，在除了通过上述第1绝缘膜在与第1电极之间起到导电性的功能的部分外的上述第2金属膜的下部形成。
再者，按照本发明，提供这样一种薄膜二端元件的制造方法，该方法包含下述工序：
在树脂基板上形成起到第1电极的作用的第1金属膜的工序；
在该第1电极上形成具有非线性电阻特性的第1绝缘膜的工序；以及
在该第1绝缘膜上形成起到第2电极的作用的第2金属膜的工序，
其中，还包含在形成上述第2金属膜之前，在除了层叠了上述第1金属膜和第1绝缘膜的部分外的上述绝缘性基板上的整个面上形成第2绝缘膜的工序。
此外，按照，本发明，提供这样一种液晶显示装置，由下述部分构成：
在上述记载的树脂基板上形成的薄膜二端元件上形成了与构成上述薄膜二端元件的第2电极连接的像素电极的元件侧基板；
在第2绝缘性基板上形成了对置透明电极的对置基板；
在上述元件侧基板与对置基板之间被夹住的液晶层。
附图的简单说明
图1(a)是示出本发明的薄膜二端元件的实施形态的主要部分的概略平面图，(b)是示出安装了本发明的薄膜二端元件的液晶显示装置的1个像素的主要部分的概略剖面图。
图2是示出图1的薄膜二端元件和液晶显示装置的制造工序的主要部分的概略剖面图。
图3是示出形成薄膜二端元件的非线性电阻膜用的阳极氧化工序中的化成电流和化成电压的对于阳极氧化时间的变化的图。
图4是示出本发明的薄膜二端元件的电流-电压特性的图。
图5(a)是示出本发明的薄膜二端元件的另一实施形态的主要部分的概略平面图，(b)是示出安装了本发明的薄膜二端元件的另一液晶显示装置的1个像素的主要部分的概略剖面图。
图6是示出图5的薄膜二端元件和液晶显示装置的制造工序的主要部分的概略剖面图。
图7(a)是示出本发明的薄膜二端元件的另一实施形态的主要部分的概略斜视图，(b)是示出安装了本发明的薄膜二端元件的另一液晶显示装置的1个像素的主要部分的概略剖面图。
图8是示出图7的薄膜二端元件和液晶显示装置的制造工序的主要部分的概略剖面图。
图9(a)是示出本发明的薄膜二端元件的又一实施形态的主要部分的概略斜视图，(b)是示出安装了本发明的薄膜二端元件的又一液晶显示装置的1个像素的主要部分的概略剖面图。
图10是示出图9的薄膜二端元件和液晶显示装置的制造工序的主要部分的概略剖面图。
图11是示出布线电阻对于Al膜的膜厚的关系的图。
图12(a)是示出本发明的薄膜二端元件的又一实施形态的主要部分的概略斜视图，(b)是示出安装了本发明的薄膜二端元件的又一液晶显示装置的1个像素的主要部分的概略剖面图。
图13是示出图12的薄膜二端元件和液晶显示装置的制造工序的主要部分的概略剖面图。
用于实施发明的最佳形态
本发明的薄膜二端元件主要在绝缘性基板上层叠第1金属膜、具有非线性电阻特性的第1绝缘膜和第2金属膜而构成。
此外，在这样的薄膜二端元件中，还可在该薄膜二端元件的所希望的区域/周边内形成第2绝缘膜。
作为绝缘性基板，只要是在通常液晶显示装置等中使用的基板，则不作特别的限定。例如可举出聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酮(PEEK)、聚乙烯对苯二甲酸盐(PET)、多芳基(PAR)、聚醚腈等的树脂基板、玻璃基板、石英基板等，但其中从提高液晶显示装置的轻量化、耐冲击性的观点来看，树脂基板较为理想。基板的膜厚不作特别限定，例如可举出约0.4～1.1mm。
作为第1金属膜，例如可举出由Al、Ta等构成的膜。
可通过考虑所使用的材料来适当地选定溅射法、真空蒸镀法、EB蒸镀法、离子镀法、MBE法等对上述导电材料进行成膜，通过利用众所周知的方法、例如光刻和刻蚀工序构图为所希望的形状来形成第1金属膜。例如可以约60～100nm来形成此时的膜厚。
在本发明中，第1金属膜起到布线层和第1电极的功能。
在第1金属膜起到布线层和第1电极的功能的情况下，最好在第1金属膜的至少布线层部分上层叠了其应力比第1金属膜的应力小的第3金属膜。此时的第3金属膜可位于第1金属膜的布线部分的下层或上层的任一层。再有，在第3金属膜被配置在下层的情况下，可不仅在布线层部分上、而可在第1金属膜的电极部分的一部分上或直到全部被形成，在第3金属膜被配置在上层的情况下，也可不仅在布线层部分上、而可直到第1金属膜的电极部分的元件形成部以外被形成。
第3金属膜最好是其应力比第1金属膜的应力小、而且，电阻小的膜。所谓「应力小」，意味着根据上述式(1)～(3)计算的金属膜加到基板上的全应力小。
可根据与所使用的第1金属膜的组合，从满足上述条件的材料中适当地选择并使用第3金属膜的材料。具体地说，可举出Al、Ti、Mo、Ag、Cu或这些金属的合金等的导电性材料。再有，最好用单层膜来形成第3金属膜，但也可形成层叠膜。此外，如果选择应力对基板的影响小的膜厚，则也可使用上述材料以外的材料。
具有非线性电阻特性的第1绝缘膜意味着在第1金属膜的第1电极部分上形成的绝缘膜，但也可不仅在第1电极部分的上表面上形成、而且也可以覆盖包含侧面的第1金属膜表面的整个面的方式来形成。
关于第1绝缘膜，可举出第1金属膜的阳极氧化膜，具体地说，可举出Ta2O5、Al2O3等。关于此时的绝缘膜的膜厚，例如可举出约40～80nm。
可利用众所周知的方法、例如阳极氧化法等来形成第1绝缘膜。具体地说，可将形成了第1金属膜的绝缘性基板浸渍于阳极氧化溶液中，通过施加化成电压/化成电流来形成。在此，作为阳极氧化溶液，可举出酒石酸铵、硼酸铵、草酸等的电解液。此外，可以约1～几％来使用这些阳极氧化溶液。
再有，在存在第3金属膜没有被第1金属膜覆盖的表面的情况下，最好用保护膜来覆盖该表面。作为保护膜，在各种以后的工序中，只要是用于保护第3金属膜的表面的膜，则不作特别限定。例如，在对第1金属膜进行阳极氧化时，通过同时也对该第3金属膜进行阳极氧化，在第3金属膜的表面或侧面上利用阳极氧化来形成，这是较为理想的。此时，根据形成绝缘膜用的阳极氧化条件，可以适当的膜厚来形成。
例如可用Al、Ti、Mo、Ag、Cu、Cr等，利用溅射法、电阻加热蒸镀法、EB蒸镀法等一般的方法来形成第2金属膜。再有，考虑基板的材料等，最好将形成时的基板温度定为约150℃以下。
第2绝缘膜至少在通过非线性电阻膜在与第1金属膜(第1电极)之间起到导电性的功能的第2电极的区域以外的第2电极的下部形成即可，再者，可也在第1电极上且没有形成第2电极的区域、第1电极的侧面、在绝缘性基板上且在第1电极的周边部上形成。即，可形成为覆盖第1电极的端部和端部周边。
第2绝缘膜最好是具有使隔断从绝缘性基板发生的和/或经上述绝缘性基板通过的气体分子和/或液体分子的阻挡性和通过非线性电阻膜在与第1电极之间起到导电性的功能的第2电极的区域以外的第2电极的下部处的电绝缘性提高的绝缘性的膜。特别是为了确保阻挡性，必须是某种程度致密的绝缘膜。
第2绝缘膜例如可由SiNx、SiO2、Ta2O5、Al2O3等的无机系列的绝缘膜、聚酰亚胺等的有机系列的绝缘膜等形成。
关于第2绝缘膜的形成方法，可利用溅射法、CVD法、旋转涂敷法、离子束蒸镀法等来形成。此外，可利用上述的第1金属膜等的构图中使用了的方法来完成第2绝缘膜的开口部分。
可根据上述那样的位置和种类来实现第2绝缘膜的阻挡性和绝缘性。
按照本发明的薄膜二端元件的制造方法，首先，在绝缘性基板上形成起到布线层和第1电极的功能的第1金属膜。此时的第1金属膜的形成方法和构图方法如以上所述。
其次，在第1金属膜的下层形成第3金属膜的情况下，在第1金属膜的至少形成了布线层的区域内形成第3金属膜。再有，第3金属膜的形成方法和构图方法，可与第1金属膜同样地进行。此时，如果第3金属膜在包含形成布线层的区域的区域内被形成，则可进一步在其周边区域等中被形成，但最好形成为与在后工序中被形成的第1金属膜的形状不同。
另一方面，在第1金属膜的上层形成第3金属膜的情况下，如上所述，以所希望的形状来形成第1金属膜，在至少成为布线层的第1金属膜上形成第3金属膜。此时，如果第3金属膜在包含形成布线层的区域的区域内被形成，则可进一步在其周边区域等中被形成，但最好形成为与在下层中被形成的第1金属膜的形状不同。
接着，在第1金属膜的第1电极上形成具有非线性电阻特性的绝缘膜，再者，在该绝缘膜上形成起到第2电极的功能的第2金属膜。此时的绝缘膜的形成方法可以上述那样来进行，第2金属膜的形成方法和构图方法，可与第1金属膜同样地进行。
再有，在制造还具备第2绝缘膜的薄膜二端元件的情况下，可举出下述的方法：在利用第2金属膜形成第2电极之前，利用上述的方法形成第2绝缘膜，在预定的部分中形成开口，其后，如上所述，形成第2电极。
再者，本发明的液晶显示装置主要由下述部分构成：在具备本发明的薄膜二端元件的绝缘性基板上具有与构成薄膜二端元件的第2电极连接的像素电极的元件侧基板；在第2绝缘性基板上形成了对置透明电极的对置基板；以及在这些基板之间被夹住的液晶层。
像素电极可由ITO、ZnO、SnO2等的透明导电性材料或金属膜等来形成。此时的膜厚，例如可举出约400～1500。此外，可通过考虑所使用的材料来适当地选定众所周知的方法，例如溅射法、真空蒸镀法、EB蒸镀法、离子镀法、MBE法、丝网印刷法等进行层叠，通过利用众所周知的方法、例如光刻和刻蚀工序将像素电极形成为所希望的形状。
此外，在利用金属膜形成像素电极的情况下，可作为反射像素电极与构成薄膜二端元件的第2电极一体地来形成。
作为第2绝缘性基板，可使用与在薄膜二端元件中使用的绝缘性基板相同的基板，特别是，最好是透明的基板。
关于对置透明电极，只要是通常被使用的透明的导电性材料，则不作特别限定，例如，可举出ITO、ZnO、SnO2等。此时的膜厚，不作特别限定，例如可举出约100～500nm。
再有，根据透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置等的种类，可在对置基板上进一步形成黑色基体、滤色片等。
此外，关于液晶层，只要是在液晶显示装置中被使用的液晶组成物，则不作特别限定，任一种液晶组成物都可使用。
以下，根据附图说明本发明的薄膜二端元件、其制造方法和液晶显示装置的实施形态。再有，本发明不被这些实施形态来限定。
实施形态1
在图1(a)中，示出本实施形态的液晶显示装置的1个像素中的薄膜二端元件的平面图。此外，在图1(b)中，示出图1(a)中的A-A′线处的液晶显示装置的主要部分的剖面图。
如图1(a)中所示，该薄膜二端元件主要由在绝缘性树脂基板1上形成的第1金属膜2、具有非线性电阻特性的绝缘膜5和由第2金属膜构成的第2电极6构成。
在第1金属膜2的布线层上形成了第3金属膜3。再有，将第1金属膜2和第3金属膜3合起来称为第1电极布线4。
此外，在第1金属膜2的第1电极上覆盖了绝缘膜5，在被层叠的第1电极和绝缘膜5上形成了第2电极6。
再者，如图1(b)中所示，液晶显示装置在每一个像素中具备上述薄膜二端元件而被构成。
即，在该液晶显示装置中，在没有形成薄膜二端元件的基板1上形成了像素电极7，将该像素电极7与薄膜二端元件的第2电极6连接。再者，在包含薄膜二端元件和像素电极7的基板1的整个面上形成了取向膜8。此外，以与该基板1对置的方式配置了透明绝缘性树脂基板9，在该基板9上以与像素电极7对置的方式形成了对置透明电极10、取向膜11。再者，在基板1与基板9之间夹住了液晶层12。
以下，根据图2，说明上述薄膜二端元件和液晶显示装置的制造方法。
首先，如图2(a)中所示，作为绝缘性树脂基板1，使用了厚度为0.4mm的聚醚砜(PES)基板，利用溅射法，在该基板1上对成为第1金属膜2的Ta膜以约100nm的膜厚进行成膜。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为0.5Pa、高频功率为3.4W/cm2。其次，利用光刻和刻蚀，将该Ta膜构图为预定的形状，在基板1的预定的位置上形成第1金属膜2。
接着，如图2(b)中所示，利用溅射法对成为第3金属膜3的Al膜以约150nm的膜厚进行成膜，使其覆盖该Ta膜。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为2Pa、高频功率为1.7W/cm2。
此时的Al膜对于基板的全应力为S，根据上述的式(1)，S＝30.58N/m(压缩应力)。于是，由于Al膜与Ta膜比较应力非常小，故对于基板的影响较小。
其次，利用光刻和刻蚀，将该Al膜构图为预定的形状，使其在Ta膜上且在成为第1金属膜2的布线层的部分上留下。由此，形成具有布线层和第1电极的功能的第1电极布线4。
其次，如图2(c)中所示，利用阳极氧化工艺，在没有被Al膜覆盖的Ta膜的表面上形成成为具有薄膜二端元件的非线性电阻特性的绝缘膜5的阳极氧化Ta2O5膜。
具体地说，作为阳极氧化溶液，使用1％的硼酸铵溶液，将溶液温度定为室温，将化成电压定为35V，通过将形成了第1电极布线4的基板1浸在溶液中来形成Ta2O5膜。
在图3中示出该阳极氧化工艺中的化成电压和化成电流对于阳极氧化时间的变化。在该工艺中，使用恒流恒压电源，首先，在以320mA使化成电流恒定、进行了恒流化成后，在变成与所形成的绝缘膜5的膜厚对应的电压值(在本实施形态中为35V)的时刻处，进行了一定时间的恒压化成。再有，在本实施形态中，进行恒流化成的时间约为54分钟，进行恒压化成的时间约为25分钟。
利用这样的阳极氧化工艺，在从Ta膜的表面算起的深度方向上阳极氧化了约260，形成膜厚约为600的阳极氧化Ta2O5膜。
此外，在该阳极氧化工序中，在Ta膜的表面上形成Ta2O5膜的同时，在Ta膜上形成的Al膜的表面上形成了膜厚约为700的Al2O3膜。该Al2O3膜在以后的制造工艺中起到对于酸等化学药品或取向膜的研磨时的保护膜38的作用。
即，按照这样的阳极氧化，可同时形成成为薄膜二端元件的结构的一部分的Ta2O5/Ta膜结构(绝缘膜/第1电极结构)和对于第3金属膜3的保护膜38。
接着，如图2(d)中所示，利用EB蒸镀法，以1000的膜厚形成具有第2电极(上部电极)6的功能的、成为第2金属膜的Ti膜。此时的成膜条件定为：成膜温度为室温(不加热基板)、到达真空度为5×10-6Torr、加速电压为4kV、成膜电流为120。再有，该Ti膜的全应力为S，根据上述的式(1)，S＝20.83N/m。
接着，利用光刻和刻蚀将Ti膜构图为预定的形状，形成第2电极6。再有，在此，这样来进行第2电极6的构图，使其在绝缘膜5上被形成，于是，使之成为第1电极布线4/绝缘膜5/第2电极6的结构。
如上所述，结束了图1(a)中所示那样的薄膜二端元件的制造。
在图4中示出以这种方式制造的薄膜二端元件的特性(电流(I)-电压(V)特性)。该薄膜二端元件的元件特性在元件面积为5μm的正方形的情况下，α＝1.667*10-4、β＝3.31。
再有，所谓α是表示薄膜二端元件的导电性的参数，所谓β是表示薄膜二端元件的陡峭性(电流变化对于电压的大小)的参数，分别是表示作为薄膜二端元件的电流-电压特性的传导机构的Pool-Frenckel传导的下述的理论式的系数。 I = αVExp ( β V ) α＝{nμqS Exp(-φ/kT)}/d β = { ( q 3 ) / π ϵ 1 ϵ 0 } / kT
(式中，n：载流子浓度，μ：载流子迁移率，q：电子的电荷量，S：元件面积，φ：陷阱深度，k：玻尔兹曼常数，T：温度，d：非线性电阻膜的膜厚，ε：非线性电阻膜的比介电系数，ε0：真空的介电系数)。
接着，如图2(e)中所示，利用溅射法在如上所述地形成了薄膜二端元件的绝缘性树脂基板薄膜二端元件的整个面上，以1000的厚度形成ITO膜，通过利用光刻和刻蚀将ITO膜构图为所希望的形状来形成像素电极7。
其次，利用滚轮涂敷法以600的膜厚对聚酰亚胺膜进行成膜，使其覆盖绝缘性树脂基板1的整个面，进行150℃、2小时的烧结，形成取向膜8。这样，结束了元件侧基板1的制造。
接着，使用由PES构成的透明绝缘性树脂基板9作为对置侧基板，利用溅射法在该基板9的整个面上以1000的膜厚进行成膜，利用光刻和刻蚀工序将ITO膜构图为所希望的形状，形成对置透明电极10。
其次，利用滚轮涂敷法以600的膜厚对聚酰亚胺膜进行成膜，使其覆盖基板11的整个表面，进行150℃、2小时的烧结，形成取向膜11。这样，结束了对置侧基板的制造。
再者，对以上述方式制造的元件侧的基板1和对置侧的基板9的取向膜8、11进行使液晶层12取向用的研磨处理。其后，在这些元件侧的基板1和对置侧的基板9上印刷粘合用的密封材料(未图示)，进行垫层(未图示)散布，粘合各自的基板1、9，通过在这些基板1、9间注入液晶，形成液晶层12，就结束了液晶显示装置的制造。
如上所述，按照本实施形态，薄膜二端元件的布线部分的电阻足够低，而且，与现有的情况相比，可降低对于基板的应力，可在树脂基板上制造具有良好的特性的薄膜二端元件。
此外，通过使用这样的薄膜二端元件，可实现薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面良好的液晶显示装置。
实施形态2
在图5(a)中，示出本实施形态的液晶显示装置的1个像素中的薄膜二端元件的主要部分的平面图。此外，在图5(b)中，示出图5(a)中的A-A线处的液晶显示装置的主要部分的剖面图。
如图5(a)中所示，该薄膜二端元件主要由在绝缘性树脂基板13上形成的第1金属膜15、具有非线性电阻特性的绝缘膜17和由第2金属膜构成的第2电极18构成。
形成了第1金属膜15，使其覆盖在其布线层下形成的第3金属膜14。再有，将第1金属膜15和第3金属膜14合起来称为第1电极布线16。
此外，在第1金属膜15的整个面上形成了绝缘膜17，使其覆盖第1金属膜15，在第1金属膜15的第1电极上通过绝缘膜17形成了第2电极18。
再者，如图5(b)中所示，液晶显示装置在每一个像素中具备上述薄膜二端元件而被构成。
即，在该液晶显示装置中，在没有形成薄膜二端元件的基板13上形成了像素电极19，将该像素电极19与薄膜二端元件的第2电极18连接。再者，在包含薄膜二端元件和像素电极19的基板13的整个面上形成了取向膜20。此外，以与该基板13对置的方式配置了透明绝缘性树脂基板21，在该基板21上以与像素电极19对置的方式形成了对置透明电极22、取向膜23。再者，在基板13与基板21之间夹住了液晶层24。
以下，根据图6，说明上述薄膜二端元件和液晶显示装置的制造方法。
首先，如图6(a)中所示，作为绝缘性树脂基板13，使用了厚度为0.4mm的聚醚砜(PES)基板，利用溅射法，在该绝缘性树脂基板13上对成为起到布线层的作用的第3金属膜14的Al膜以约100nm的膜厚进行成膜。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为2Pa、高频功率为1.7W/cm2。
接着，利用光刻和刻蚀，将该Al膜构图为预定的形状，形成了第3金属膜14。
其次，如图6(b)中所示，利用溅射法对成为第1金属膜15的Ta膜以约100nm的膜厚进行成膜，使其覆盖第3金属膜14。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为0.5Pa、高频功率为3.4W/cm2。
接着，利用光刻和刻蚀，将Ta膜构图为预定的形状，形成了第1金属膜15。再有，在此，利用完全覆盖第3金属膜14的第1金属膜15，形成具有布线层和第1电极的功能的第1电极布线16。
在此，第1电极布线16的应力与实施形态1相同，对基板的影响较小。
其次，如图6(c)中所示，利用与实施形态1相同的阳极氧化工艺以600的膜厚在Ta膜表面上形成成为薄膜二端元件的绝缘膜17的阳极氧化Ta2O5膜。
再有，由于作为第3金属膜14的Al膜完全被第1金属膜15覆盖，故在该阳极氧化工艺中不被氧化。
接着，如图6(d)中所示，与实施形态1相同，形成Ti膜，作为具有第2电极(上部电极)18的功能的第2金属膜。该Ti膜的全应力S与实施形态1相同，S＝20.83N/m。
其次，与实施形态1相同，将Ti膜构图为预定的形状，在绝缘膜17上形成第2电极18。由此，形成了第1电极布线16/绝缘膜17/第2电极18的结构。
以这种方式制造的薄膜二端元件的特性与实施形态1相同。
接着，如图6(e)中所示，与实施形态1相同，在以上述方式形成了薄膜二端元件的基板13的整个面上形成像素电极19、取向膜20，结束了元件侧基板13的制造。
其次，如图6(f)中所示，使用由PES构成的透明绝缘性树脂基板21作为对置侧基板，与实施形态1相同，在该基板21上形成对置透明电极22。
其次，与实施形态1相同，形成取向膜23，使其覆盖基板21的整个面。这样就结束了对置侧基板的制造。
再者，与实施形态1相同，通过在以上述方式制造的元件侧的基板13和对置侧的基板21之间注入液晶，形成液晶层24，就结束了液晶显示装置的制造。
如上所述，按照本实施形态，薄膜二端元件的布线部分的电阻足够低，而且，与现有的情况相比，可降低对于基板的应力，可制造特性良好的薄膜二端元件。
因而，通过使用这样的薄膜二端元件，可实现薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面良好的液晶显示装置。
实施形态3
在图7(a)中，示出本实施形态的液晶显示装置的1个像素中的薄膜二端元件的主要部分的斜视图。此外，在图7(b)中，示出图7(a)中的A-A′线处的液晶显示装置的主要部分的剖面图。
如图7(a)中所示，该薄膜二端元件主要由在绝缘性的树脂基板25上形成的、起到布线层和第1电极的功能的、由第1金属膜26构成的第1电极布线28、具有非线性电阻特性的绝缘膜29和第2电极31构成。
这样来形成绝缘膜29，使其覆盖第1金属膜26。此外，除了被绝缘膜29覆盖的第1金属膜26上的一部分外，在基板25的整个面上形成了第2绝缘膜30，使其覆盖第1金属膜26的端部。再者，从第2绝缘膜30上、到没有形成第2绝缘膜30的绝缘膜29上，形成了第2电极31。
再者，如图7(b)中所示，液晶显示装置在每一个像素中具备上述薄膜二端元件而被构成。
即，在该液晶显示装置中，在第2绝缘膜上且在没有形成薄膜二端元件的基板25上形成了像素电极32，将该像素电极32在第2绝缘膜30上与第2电极31连接。再者，在包含薄膜二端元件和像素电极32的基板25的整个面上形成了取向膜33。此外，以与该基板25对置的方式配置了透明绝缘性树脂基板34，在该基板34上以与像素电极32对置的方式形成了对置透明电极36、取向膜35。再者，在基板25与基板34之间夹住了液晶层37。
以下，根据图8，说明上述薄膜二端元件和液晶显示装置的制造方法。
首先，如图8(a)中所示，作为绝缘性树脂基板25，使用了厚度为0.4mm的PES基板，利用溅射法，在该基板25上对成为第1金属膜26的Ta膜以约100nm的膜厚进行成膜。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为0.5Pa、高频功率为3.4W/cm2。此时的Ta膜对于基板的全应力为S，根据上述的式(1)，S＝765N/m(压缩应力)。
接着，如图8(b)中所示，通过利用光刻和刻蚀将该Ta膜构图为预定的形状，在基板25上的预定的位置上形成起到布线层和第1电极的功能的第1电极布线28。
其次，如图8(c)中所示，利用与实施形态1相同的阳极氧化工艺，在第1电极布线28的表面上形成膜厚约600的阳极氧化Ta2O5膜，作为绝缘膜29。
其次，利用溅射法在包含表面上形成了绝缘膜29的第1电极布线28的基板25的整个面上，以100nm的膜厚对作为第2绝缘膜30的SiO2进行成膜。此时的成膜条件定为：成膜温度为150℃、Ar压力为2Pa、高频功率为1.7W/cm2。再有，作为构成第2绝缘膜30的材料，在具有绝缘性的同时，要求可抑制由来自树脂基板的气体分子或液体分子等构成的气体的放出的功能。发明者门研究的结果，为了同时满足绝缘性和阻挡性，要求某种程度的膜的致密性，例如，在由不进行基板加热那样的通常的EB蒸镀法得到的SiO2中，不能确认气体阻挡性。此外，因为在树脂基板上进行成膜，故在成膜时的基板加热方面存在限制，希望是约150℃的成膜温度。
接着，如图8(d)中所示，利用光刻和刻蚀，将SiO2膜构图为预定的形状，在第1电极布线28上的中央部分处且在第2绝缘膜30中形成开口部。
其次，利用EB蒸镀法，以100nm的膜厚形成具有第2电极(上部电极)31的功能的Ti膜。此时的成膜条件为：成膜温度为室温(不加热基板)、到达真空度为5×10-6Torr、加速电压为4kV、成膜电流为120。再有，该Ti膜的全应力为S，根据上述的式(1)，S＝20.83N/m。
接着，如图8(e)中所示，利用光刻和刻蚀将Ti膜构图为预定的形状，形成第2电极31。再有，在此，这样来进行第2电极31的构图，使其通过在第1电极布线28上形成的第2绝缘膜30的开口部，成为第1电极布线28/绝缘膜29/第2电极31的结构。
如上所述，结束了图7(a)中所示那样的薄膜二端元件的制造。
以这种方式制造的薄膜二端元件的特性，与实施形态1相同。
此外，说明以这种方式制造的薄膜二端元件中的第2绝缘膜30的效果。
第2绝缘膜30以覆盖构成薄膜二端元件的第1电极布线28的端部的方式被形成，可保持在第2绝缘膜30的开口中形成的薄膜二端元件以外的部分处的第2电极31与第1电极布线28的绝缘性。由此，可消除在薄膜二端元件部分以外处的第1电极布线28与第2电极31之间流过的漏泄电流的影响，可得到由第2绝缘膜30的开口规定的、以预定的面积构成的只在第1电极布线28/绝缘膜29/第2电极31处被构成的薄膜二端元件。
此外，将第2绝缘膜30设置成在绝缘性树脂基板25与第2电极31之间被夹住，因为覆盖基板25的整个面，故在形成第2电极31的情况下，具有隔断来自基板25的放出气体的效果。由此，在第2电极31的成膜时，可防止因取入来自基板25的放出气体而引起的金属膜的变质。
再者，因为第2绝缘膜30可缓和第1电极布线28的台阶，故可避免该台阶部分中的第2电极31的布线裂纹等的发生。
再有，在不使用该第2绝缘膜30、在树脂基板25上直接形成成为第2电极31的Ti膜的情况下，由于Ti膜取入来自基板25的放出气体，故可观察到Ti膜的变色。再者，在将该Ti膜加工为预定的形状的工序中，发生因膜的变质引起的刻蚀不良，难以加工为预定的形状。
接着，如图8(f)中所示，在以上述方式形成了薄膜二端元件的绝缘性树脂基板25的整个面上与实施形态1同样地形成像素电极32、取向膜33。这样，就结束了元件侧基板1的制造。
接着，与实施形态1同样，在绝缘性树脂基板34的表面上制造具有对置透明电极36、取向膜35的对置侧基板。
再者，与实施形态1同样，通过粘合各自的基板25、34、在这些基板25、34间注入液晶以形成液晶层37，就结束了液晶显示装置的制造。
因而，按照本实施形态，通过设置隔断来自树脂基板的气体放出的绝缘膜，在防止金属膜的变质的同时，可降低薄膜二端元件的漏泄电流，可制造特性良好的薄膜二端元件。
此外，通过使用这样的薄膜二端元件，可实现薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面良好的液晶显示装置。
实施形态4
在图9(a)中，示出本实施形态的液晶显示装置的1个像素中的薄膜二端元件的主要部分的斜视图。此外，在图9(b)中，示出图9(a)中的A-A′线处的液晶显示装置的主要部分的剖面图。
如图9(a)中所示，该薄膜二端元件主要由在绝缘性树脂基板40上形成的、起到布线层和第1电极的功能的、由第1金属膜41和第3金属膜42的层叠膜构成的第1电极布线43、具有非线性电阻特性的绝缘膜44和第2电极45构成。
这样来形成绝缘膜44，使其覆盖第1金属膜41，在第3金属膜42的侧面形成了保护膜54。再者，除了被绝缘膜44覆盖的第1金属膜41上的一部分外，在基板40上形成了第2绝缘膜53，使其覆盖第1金属膜41的端部，从第2绝缘膜53上、到没有形成第2绝缘膜53的绝缘膜44上，形成了第2电极45。再有，利用第2绝缘膜53，第3金属膜42的保护膜54不与第2电极45接触而保持了绝缘性。
再者，如图9(b)中所示，液晶显示装置在每一个像素中具备上述薄膜二端元件而被构成。
即，在该液晶显示装置中，各像素的薄膜二端元件的第1电极作为起到布线层的功能的第1电极布线43而被形成。此外，在第2绝缘膜53上且在没有形成薄膜二端元件的基板40上形成了像素电极46，将该像素电极46在第2绝缘膜53上与第2电极45连接。再者，在包含薄膜二端元件和像素电极46的基板40的整个面上形成了取向膜48。此外，以与该基板40对置的方式配置了透明绝缘性树脂基板49，在该基板49上以与像素电极46对置的方式形成了对置透明电极50和滤色片55，以与薄膜二端元件对置的方式形成了黑色基体56，在该对置透明电极50和黑色基体56的整个面上形成了取向膜51。再者，在基板40与基板49之间夹住了液晶层52。
以下，根据图10，说明上述薄膜二端元件和液晶显示装置的制造方法。
首先，如图10(a)中所示，作为绝缘性树脂基板40，使用了厚度为0.4mm的PES基板，利用溅射法，在该绝缘性树脂基板40上对成为第3金属膜42的Al膜以约150nm的膜厚进行成膜。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为2Pa、高频功率为1.7W/cm2。
接着，利用溅射法，在第3金属膜42上对成为第1金属膜41的Ta膜以约100nm的膜厚进行成膜。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为0.5Pa、高频功率为3.4W/cm2。
在此，说明Al膜的应力。Al膜与Ta膜比较，应力非常小，在本实施形态的情况下，如果利用上述的式(1)来计算全应力S，则S＝30.58N/m(压缩应力)，与Ta膜比较，全应力S非常小，对基板的影响较小。
此外，在图11中示出Al膜的膜厚与布线电阻的关系。与Ta膜的电阻率ρ＝12.3Ωm相比，Al膜的电阻率ρ＝2.5Ωm，非常小，通过将其作为布线来使用，在布线宽度为20μm、布线长度为10cm的Ta/Al膜中，在Al膜的膜厚为40nm下，与膜厚100nm的Ta膜比较，可达到约1/2的布线电阻，在Al膜的膜厚为150nm下，可达到约1/7的布线电阻。
接着，如图10(b)中所示，通过利用光刻和刻蚀将该第1金属膜41和第3金属膜42构图为预定的形状，形成起到布线层和第1电极的功能的第1电极布线43。
其次，如图10(c)中所示，利用与实施形态1相同的阳极氧化工艺，在第1金属膜41的表面上形成成为薄膜二端元件的绝缘膜44的阳极氧化Ta2O5膜。该Ta2O5膜的膜厚为600。再有，此时，同时地也对第3金属膜42的侧面进行阳极氧化，形成由Al2O3构成的膜厚约700的保护膜54。
这样，利用第1电极布线43与阳极氧化膜的组合，可同时形成成为薄膜二端元件的结构的一部分的Ta2O5膜/Ta膜结构和第3金属膜42的保护层54。
其次，与实施形态1相同，在基板40的整个面上形成作为第2绝缘膜53的SiO2膜，如图10(d)中所示，利用光刻和刻蚀，将SiO2膜构图为预定的形状，在第1电极布线43上的中央处形成开口部。
接着，与实施形态1相同，形成Ti膜，作为具有第2电极(上部电极)45的功能的第2金属膜。该Ti膜的全应力S与实施形态1相同，S＝20.83N/m。
其次，如图10(e)中所示，与实施形态1同样，对Ti膜进行构图，通过在第1电极布线43上形成的第2绝缘膜53的开口，形成了第1电极布线43/绝缘膜44/第2电极45的结构。
以这种方式制造的薄膜二端元件的特性与实施形态1相同。
接着，如图10(f)中所示，在以上述方式形成了薄膜二端元件的基板40的整个面上与实施形态1同样地形成像素电极46、取向膜48，结束了元件侧基板40的制造。
接着，使用由PES构成的透明绝缘性基板49作为对置侧基板，在与像素电极46对置的部分上形成滤色片55，在与薄膜二端元件对置的部分上形成黑色基体56，再者，利用与实施形态1同样的方法，在滤色片55上形成对置透明电极50。此外，在所得到的基板49上与实施形态1同样地形成取向膜51，结束对置侧基板49的制造，与实施形态1同样，通过在基板40、49间注入液晶以形成液晶层52，就结束了液晶装置的制造。
如上所述，按照本实施形态，使薄膜二端元件的布线部分的电阻足够低，而且可降低对于基板的应力，使其比现有的应力低。
此外，通过设置隔断来自基板的气体放出的第2绝缘膜，在防止金属膜的变质的同时，可作成能降低薄膜二端元件的漏泄电流的结构，可制造特性良好的薄膜二端元件。
因而，通过使用这样的薄膜二端元件，可实现薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面良好的液晶显示装置。
实施形态5
在图12(a)中，示出本实施形态的液晶显示装置的1个像素中的薄膜二端元件的主要部分的斜视图。此外，在图12(b)中，示出图12(a)中的A-A线处的液晶显示装置的主要部分的剖面图。
如图12(a)中所示，该薄膜二端元件主要由在绝缘性树脂基板60上形成的、起到布线层和第1电极的功能的、由第1金属膜61和第3金属膜62的层叠膜构成的第1电极布线63、具有非线性电阻特性的绝缘膜64和第2电极65构成。
这样来形成绝缘膜64，使其覆盖第1金属膜61，在第3金属膜62的侧面上形成了保护膜73。再者，除了被绝缘膜64覆盖的第1金属膜61上的一部分外，在基板60的整个面上形成了第2绝缘膜72，使其覆盖第1金属膜61的端部，从第2绝缘膜72上、到没有形成第2绝缘膜72的绝缘膜64上，形成了第2电极65。再有，利用第2绝缘膜72，第3金属膜62的保护膜73不与第2电极65接触而保持了绝缘性，可防止来自该部分的漏泄。
此外，如图12(b)中所示，液晶显示装置在每一个像素中具备上述薄膜二端元件而被构成。
即，在该液晶显示装置中，各像素的薄膜二端元件的第1电极作为起到布线层的功能的第1电极布线63而被形成。此外，在第2绝缘膜72上且在没有形成薄膜二端元件的基板60上形成了反射像素电极66，与上述的第2电极65一体地被形成。再者，在包含薄膜二端元件和反射像素电极66的基板60的整个面上，形成了取向膜67。此外，以与该基板60对置的方式配置了透明绝缘性树脂基板68，在该基板68上以与反射像素电极66对置的方式形成了对置透明电极70，此外，在基板68的整个面上形成了取向膜69。再者，在基板60与基板68之间夹住了液晶层71。
以下，根据图13，说明上述薄膜二端元件和液晶显示装置的制造方法。
首先，如图13(a)中所示，作为绝缘性树脂基板60，使用了厚度为0.4mm的PES基板，在该绝缘性树脂基板60上与实施形态4同样地形成了成为第3金属膜62的Al膜和成为第1金属膜61的Ta膜。再有，Al膜的应力和电阻与实施形态4相同，于是，对基板的应力的影响较小，也可降低布线电阻。
接着，如图13(b)中所示，与实施形态4相同，对第1金属膜61和第3金属膜62进行构图，形成具有布线层和第1电极的功能的第1电极布线63。
其次，如图13(c)中所示，利用与实施形态4相同的阳极氧化工艺，在第1电极布线63的表面上形成成为具有薄膜二端元件的非线性电阻特性的绝缘膜64的阳极氧化Ta2O5膜和保护膜73。
其次，与实施形态4相同，在基板60的整个面上形成作为第2绝缘膜72的SiO2膜，如图13(d)中所示，利用光刻和刻蚀，将SiO2膜加工为预定的形状，在第1电极布线63上的中央处形成开口。
接着，利用溅射法，形成膜厚150nm的Al膜，作为第2电极(上部电极)65和反射像素电极66。此时的成膜条件定为：成膜时的基板温度为150℃、Ar压力为2Pa、高频功率为1.7W/cm2。
其次，如图13(e)中所示，将Al膜构图为预定的形状，通过在第1电极布线63上形成的第2绝缘膜72的开口，形成了第1电极布
其次，如图13(e)中所示，将Al膜构图为预定的形状，通过在第1电极布线63上形成的第2绝缘膜72的开口，形成了第1电极布线63/绝缘膜64/第2电极65的结构，同时，以与第2电极65一体的方式，在基板60上形成的第2绝缘膜72上形成反射像素电极66。
以这种方式制造的薄膜二端元件的特性大体与实施形态1～4相同。
接着，如图13(f)中所示，在以上述方式形成了薄膜二端元件的基板60的整个面上与实施形态1同样地形成取向膜67，结束了元件侧基板60的制造。
接着，使用由PES构成的透明绝缘性基板68作为对置侧基板，与实施形态1同样地形成对置透明电极70和取向膜69，结束了对置侧的基板68的制造，与实施形态1同样，通过在基板60、68间注入液晶以形成液晶层71，结束了液晶装置的制造。
如上所述，按照本实施形态，使薄膜二端元件的布线部分的电阻足够低，而且，可降低对于基板的应力，使其比现有的应力低。
此外，通过设置隔断来自树脂基板的气体放出的绝缘膜，在防止金属膜的变质的同时，可作成能降低薄膜二端元件的漏泄电流的结构，可制造特性良好的薄膜二端元件。
因而，通过使用这样的薄膜二端元件，可实现薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面良好的液晶显示装置。
产业上利用的可能性
按照本发明，由于在绝缘性基板上层叠了：起到布线层和第1电极的作用第1金属膜；在该第1金属膜的第1电极上被形成、具有非线性电阻特性第1绝缘膜；以及起到第2电极的作用的第2金属膜而被构成，在上述第1金属膜的至少布线层部分上层叠其应力比第1金属膜的应力小、而且，电阻小的第3金属膜，故可缓和因具有高的应力的第1金属膜引起的对绝缘性基板的应力，可防止基板的变形、第1金属膜的剥离等。因而，即使不限定绝缘性基板的种类、而且，使用任一种绝缘性基板，也能实现具有具有高性能的非线性电阻特性的绝缘膜和低电阻的电极布线的薄膜二端元件。
此外，在通过对第1金属膜进行阳极氧化来形成第1绝缘膜的情况下，由于能确保第1金属膜与第1绝缘膜的界面处的粘接强度，故可防止剥离等的不良情况。
再者，在第3金属膜表面上形成了保护膜的情况下，在将所得到的薄膜二端元件安装在液晶显示装置上时，在该制造工艺中，可提高耐酸性和耐药品性，同时，也可作为取向膜的研磨时的保护膜来利用。
此外，按照本发明，由于包含下述工序：在绝缘性基板上形成起到布线层和第1电极的作用的第1金属膜的工序；在该第1金属膜的至少布线层部分上形成第3金属膜的工序，该第3金属膜的应力比上述第1金属膜的应力小，而且，电阻小；在上述第1金属膜的第1电极上形成具有非线性电阻特性的第1绝缘膜的工序；以及在该第1绝缘膜上形成起到第2电极的作用的第2金属膜的工序，故可缓和因具有高的应力的第1金属膜引起的对绝缘性基板的应力，可防止基板的变形、第1金属膜的剥离等。因而，即使不限定绝缘性基板的种类、而且，使用任一种绝缘性基板，也能制造具有高性能的非线性电阻特性的绝缘膜和低电阻的电极布线的薄膜二端元件。
再者，在与对第1金属膜进行阳极氧化来形成第1绝缘膜的工序的同时，在第3金属膜的表面上形成保护膜的情况下，可简化形成工序。
此外，按照本发明，即使使用任一种基板，也可减少基板的变形或电极的剥离，可实现具备具有低电阻的电极布线的薄膜二端元件而构成的液晶显示装置。
再者，按照本发明，由于在绝缘性基板上层叠了：起到布线层和第1电极的作用的第1金属膜；具有非线性电阻特性的第1绝缘膜；以及起到第2电极的作用的第2金属膜而被构成，在除了至少通过上述第1绝缘膜在与第1电极之间起到导电性的功能的部分外的第2金属膜的下部形成第2绝缘膜而构成，故可隔断从绝缘性基板发生的或经绝缘性基板透过的气体分子或液体分子，可防止因这些气体分子或液体分子引起的第2电极的变质、恶化，同时，可防止在该部分中的漏泄电流的发生。于是，可提供特性良好的薄膜二端元件。
特别是在第2绝缘膜具有隔断从绝缘性基板发生的和/或经上述绝缘性基板通过的气体分子和/或液体分子的功能和使通过具有非线性电阻特性的绝缘膜在与第1电极之间起到导电性的功能的第2电极的区域以外的第2电极的下部处的电绝缘性提高的功能的情况下，上述效果变得显著。度等的不良情况，在这一点上，也能提供特性良好的薄膜二端元件。
再者，在第1金属膜的至少布线层部分由与第1金属膜相比在与绝缘性基板之间产生的膜应力小的、电阻小的第3金属膜的层叠膜构成的情况下，可提供密接性良好的、电阻足够低的布线，在这一点上，也能提供特性良好的薄膜二端元件。
此外，在利用树脂基板形成绝缘性基板上的情况下，可提供薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面良好的薄膜二端元件，提供装备该薄膜二端元件，可提供更为薄型、轻量、而且，在耐冲击性方面更为良好的液晶显示装置。
再者，按照本发明的薄膜二端元件的制造方法，如上所述，可容易地形成已形成了第2绝缘膜的薄膜二端元件。
此外，按照本发明的液晶显示装置，由于具备上述薄膜二端元件，故可提供特性良好的、可靠性高的、而且，薄型、轻量、在耐冲击性方面良好的液晶显示装置。

Claims (25)

1.一种薄膜二端元件，其特征在于，由下述部分构成：
第1金属膜，起到布线层和第1电极的作用；
第1绝缘膜，在该第1金属膜的第1电极上形成，具有非线性电阻特性；
第2金属膜，在该第1绝缘膜上形成，起到第2电极的作用；以及
第3金属膜，其应力比在上述第1金属膜的布线层部分上形成的第1金属膜的应力小，而且，电阻小。
2.如权利要求1中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第1金属膜由铝或钽膜构成。
3.如权利要求1或2中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
通过对第1金属膜进行阳极氧化来形成第1绝缘膜。
4.如权利要求1～3的任一项中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第3金属膜由钛、钼、银、铜、铝或这些金属的合金的膜构成。
5.如权利要求1～4的任一项中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
在第3金属膜的已露出的表面上形成保护膜。
6.如权利要求1～5的任一项中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
在绝缘性基板上被形成。
7.一种薄膜二端元件的制造方法，其特征在于，包含下述工序：
在绝缘性基板上形成起到布线层和第1电极的作用的第1金属膜的工序；
在该第1金属膜的至少布线层部分上形成第3金属膜的工序，该第3金属膜的应力比上述第1金属膜的应力小，而且，电阻小；
在上述第1金属膜的第1电极上形成具有非线性电阻特性的第1绝缘膜的工序；以及
在该绝缘膜上形成起到第2电极的作用的第2金属膜的工序。
8.如权利要求7中所述的薄膜二端元件的制造方法，其特征在于：
通过对第1金属膜进行阳极氧化来进行第1绝缘膜的形成工序。
9.如权利要求7或8中所述的薄膜二端元件的制造方法，其特征在于：
在与对第1金属膜进行阳极氧化来形成绝缘膜的工序的同时，在第3金属膜的表面上形成保护膜。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，由下述部分构成：
在具备权利要求1～5的任一项中所述的薄膜二端元件的绝缘性基板上形成了与构成上述薄膜二端元件的第2电极连接的像素电极的元件侧基板；
在第2绝缘性基板上形成了对置透明电极的对置基板；以及
在上述元件侧基板与对置基板之间被夹住的液晶层。
11.一种薄膜二端元件，其特征在于：
在作为绝缘性基板的树脂基板上形成了下述部分：
第1金属膜，起到布线层和第1电极的作用；
第1绝缘膜，在该第1金属膜的第1电极上形成，具有非线性电阻特性；
第2金属膜，在上述第1绝缘膜上形成，起到第2电极的作用；以及
第2绝缘膜，在除了通过上述第1绝缘膜在与第1电极之间起到导电性的功能的部分外的上述第2金属膜的下部形成。
12.如权利要求11中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第2绝缘膜具有隔断从树脂基板发生的和/或经上述树脂基板通过的气体分子和/或液体分子的功能。
13.如权利要求11或12中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第2绝缘膜具有提高通过第1绝缘膜在与第1电极之间起到导电性的功能的上述第2电极的区域以外的第2电极中的电绝缘性的功能。
14.如权利要求11中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第1金属膜由铝或钽膜构成。
15.如权利要求11～14的任一项中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
通过对第1金属膜进行阳极氧化来形成第1绝缘膜。
16.如权利要求11～15的任一项中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第1金属膜的布线层部分由层叠其应力比第1金属膜的应力小且电阻低的第3金属膜而构成。
17.如权利要求16中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
在第3金属膜的已露出的表面上形成了保护膜。
18.如权利要求16或17的任一项中所述的薄膜二端元件，其特征在于：
第3金属膜由钛、钼、银、铜、铝或这些金属的合金的膜构成。
19.一种薄膜二端元件的制造方法，其特征在于，包含下述工序：
在作为绝缘性基板的树脂基板上形成起到第1电极的作用的第1金属膜的工序；
在该第1电极上形成具有非线性电阻特性的第1绝缘膜的工序；以及
在该第1绝缘膜上形成起到第2电极的作用的第2金属膜的工序，
其中，还包含在形成上述第2金属膜之前，在除了层叠了上述第1金属膜和第1绝缘膜的部分外的上述绝缘性基板上的整个面上形成第2绝缘膜。
20.如权利要求19中所述的薄膜二端元件的制造方法，其特征在于：
形成第1绝缘膜的工序由对第1金属膜进行阳极氧化构成。
21.如权利要求19或20中所述的薄膜二端元件的制造方法，其特征在于：
还包含在第1金属膜之上或之下形成第3金属膜的工序。
22.如权利要求21中所述的薄膜二端元件的制造方法，其特征在于：
在形成第1绝缘膜时，同时在已露出第3金属膜的表面上形成保护膜。
23.如权利要求22中所述的薄膜二端元件的制造方法，其特征在于：
利用阳极氧化法来形成第1绝缘膜和保护膜。
24.一种液晶显示装置，其特征在于，由下述部分构成：
在权利要求11～18的任一项中所述的树脂基板上形成的薄膜二端元件上形成了与构成上述薄膜二端元件的第2电极连接的像素电极的元件侧基板；在第2绝缘性基板上形成了对置透明电极的对置基板；以及在上述元件侧基板与对置基板之间被夹住的液晶层。
25.如权利要求24中所述的液晶显示装置，其特征在于：将第2电极与像素电极一体地且作为反射像素电极来形成。
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