DE69834200T2

DE69834200T2 - Dünnschicht-zweipolelemente, herstellungsverfahren und flüssigkristall-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69834200T2
Application number: DE69834200T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Chiba-shi AOMORI; Yoshiki Kashiwashi Nakatani
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: EP1018772A4; DE69834200D1; KR20010022435A; WO1999007027A1; CN100355102C; JP4224203B2; CN1272964A; EP1018772B1; KR100364650B1; US6350557B1; EP1018772A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dünnschicht-Zweipolelement, ein Verfahren zur Herstellung des Dünnschicht-Zweipolelements und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Dünnschicht-Zweipolelement, das besonders gut in Büroautomatisierungsanlagen, personenbezogenen Computern bzw. PC's, transportablen Informationsanzeigen und Ähnlichem einsetzbar ist, ein Verfahren zur Herstellung desselben und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die mit dem Dünnschicht-Zweipolelement ausgestattet ist.
STAND DER TECHNIK
Gegenwärtig werden Flüssigkristallanzeigen in PC's oder Ähnlichen eingesetzt, wobei oftmals sogenannte Flüssigkristallanzeigen vom aktiven Matrixtyp eingesetzt werden, in denen pro Bildelement ein Schaltelement, wie beispielsweise ein TFT (Dünnfilmtransistor), ein MIM (Metallisolatormetall) oder ein dergleichen, auf einem transparenten isolierenden Substrat, wie beispielsweise einem Glassubstrat, aufgebracht ist, um Bilder mit einer hohen Auflösung anzuzeigen.
Gewöhnlich werden als die halbleitende Schicht, die den TFT bildet, eine dünne Schicht aus mit Wasserstoff versetztem amorphen Silizium (a-Si:H), die mit einem plasmaunterstützten CVD-Verfahren hergestellt worden ist, und ein polykristallines Silizium (p-Si) oder dergleichen, welches durch Umkristallisieren eines mit einem Niedrigdruck-CVD-Verfahren (LPCVD-Verfahren) oder dergleichen gebildeten amorphen Siliziumschicht, durch ein Festphasenepitaxie-Verfahren, durch thermische Behandlung oder ein Laserausheilverfahren erhalten worden ist, verwandt.
Andererseits wird als Schicht mit nicht-linearem Widerstand, die einen Bestandteil eines MIM Elementes bildet, eine Schicht aus Tantaloxid (Ta₂O₅), die durch eine thermische Oxidation oder Anodisierung bzw. Eloxierung von Tantal (Ta) gebildet worden ist, oder eine Schicht aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumnitrid (SiNx) oder dergleichen verwandt.
Auch wird bei dem gegenwärtig schnellen Fortschritt der Multimediagesellschaft, und der damit verbundenen Entwicklung auf dem Gebiet der transportablen Informationsanzeigen, die eine Übertragung von Informationen zu jedem Ort und zu jeder Zeit zulassen, Flüssiganzeigevorrichtungen mit kleiner Größe und niedrigem Gewicht, die hervorragend in ihrer Transportierbarkeit sind, eine wachsende Bedeutung beigemessen.
Jedoch weisen die herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen und Schaltelemente, die vorstehend erwähnt sind, folgende Probleme auf:
Als isolierende Substrate, die einen Bestandteil der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bilden, werden gewöhnlicherweise Nicht-Alkaliglassubstrate, Quarzsubstrate oder dergleichen als transparente isolierende Substrate verwendet. Diese Substrate führen zu Einschränkungen bei der Produktion von dünnen, leichten Anzeigevorrichtungen, wie sie für transportable Informationsanzeigevorrichtungen oder dergleichen benötigt werden. Weiterhin ist es aufgrund der Eigenschaft der Transportierbarkeit oftmals wahrscheinlich, dass eine transportierbare Informationsanzeigeeinrichtung herunterfällt, anstößt oder dergleichen, während sie getragen wird. Im Hinblick darauf sind Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen unter Verwendung eines Glassubstrates problematisch, da sie einen schlechten Stoßwiderstand aufweisen.
Um dieses Problem zu bewältigen, werden einfache Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Matrixtyp entwickelt, bei denen dünne leichte Kunststoffsubstrate als isolierende Substrate verwendet werden, die einen höheren Stoßwiderstand aufweisen (Flat Panel Display, Seiten 123 bis 128, 1994).
Da jedoch die einfachen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Matrixtyp keine Schaltelemente für zugehörige Bildelemente haben, sind sie nicht zur Anzeige von hoch auflösenden Bildern geeignet und werden nur für einfache Anzeigen von Buchstaben oder Zeichen, wie z.B. bei Piepsern, verwendet.
Versucht man, Schaltelemente wie Dünnfilmtransistoren, Dünnfilmdioden (TFD, MIM) oder dergleichen an einem Kunststoffsubstrat mit dem Ziel einer hoch auflösenden Anzeige anzubringen, so wird auch der Herstellungsprozess kompliziert, besonders bei der Nutzung von TFTs. Ferner tritt, da bei der Herstellung Temperaturen von cirka 300°C bis 400°C benötigt werden, das Problem auf, dass die Realisierung schwierig ist.
Andererseits haben MIM-Elemente, die Dünnschicht-Zweipolelemente sind, eine einfache Elementstruktur, in welcher eine Schicht mit nicht-linearem Widerstand zwischen Elektroden angeordnet ist, und die Zahl der Produktionsschritte ist klein. Da die Prozessierungstemperatur auf 200°C oder niedriger abgesenkt werden kann, ist es möglich, diese auf einem Kunststoffsubstrat anzubringen. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom aktiven Matrixtyp unter Verwednung solcher MIM-Elemente sind beispielsweise in den japanischen Patentpublikationen Nr. HEI 6(1994)-214220 und HEI 6(1994)-281960 vorgeschlagen.
Wenn jedoch die Absicht besteht, die MIM-Elemente auf dem Kunststoffsubstrat zu bilden, so entstehen die nachstehend aufgeführten Probleme.
Erstens gibt es bei der Nutzung von Kunststoffsubstraten als Material für das Substrat das Problem, dass Gase von dem Substratmaterial entweichen. Das heisst, da ein Kunststoffsubstrat im Vergleich zu einem Glassubstrat durchlässiger für Gase, wie beispielsweise Dampf, ist, können Gase, wie beispielsweise Dampf, von außen in die Flüssigkristallschicht innerhalb einer Anzeigetafel eindringen, nachdem die Anzeigetafel hergestellt wurde, wodurch eine Verschlechterung der Anzeige oder Dergleichen auftreten kann.
Zur Lösung dieses Problems wird bei der Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigetafel eine Gasbarrierenschicht auf der Oberfläche, die mit der Außenseite in Kontakt steht, das heißt auf die Fläche, die der Fläche gegenüber liegt, auf welcher die Elemente gebildet werden, aufgebracht. Diese Gasbarrierenschicht verhindert das Hindurchdringen von Gasen von außerhalb, kann jedoch den Austritt von Gasen aus dem Kunststoffsubstrat selbst nicht verhindern. Dementsprechend werden Gase, die aus dem Substrat austreten, während der Herstellung von Elementen, z.B. während eine Metallschicht oder dergleichen auf dem Substrat gebildet wird, in das Material der Schicht aufgenommen und verursachen eine Veränderung der Qualität des Materials der Metallschicht. Als Ergebnis treten in dem Falle, dass solch eine Metall schicht nachfolgend für die Verdrahtung der Elektroden genutzt wird, Probleme wie beispielsweise ein Ansteigen des Verdrahtungswiderstandes auf.
Zur Lösung dieses Problems können Gasbarrierenschichten auf beiden Oberflächen aufgebracht werden, in diesem Fall aber treten andere Probleme auf, wie beispielsweise eine Erhöhung der Kosten des Substrats.
Im Allgemeinen wird für die metallische Verdrahtung oftmals eine Ta-Schicht genutzt, da als Schicht mit nicht-linearem Widerstand eine anodisch oxidierte Schicht der Metallverdrahtung genutzt wird. Da jedoch ein Kunststoffsubstrat weniger starr ist im Vergleich zu einem Glassubstrat, weist eine Metallverdrahtung aus Ta, wenn sie auf einem Kunststoffsubstrat ausgebildet ist, eine größere mechanische Spannung auf und verursacht ein Verziehen im Kunststoffsubstrat, ein Ablösen der Metallschicht und/oder dergleichen. Das Problem dabei ist, dass dies die Fortsetzung des Herstellungsprozesses eines Elementes erschwert.
Da in einem herkömmlichen Dünnschicht-Zweipolelement die erste Elektrode, z.B. eine Ta-Schicht, auch als Verdrahtung wirkt, ist die Ta-Schicht in einer Dicke von etwa 300 nm bis 500 nm ausgebildet. In diesem Fall lässt sich die mechanische Gesamtspannung, die von der Ta-Schicht auf das Kunststoffsubstrat ausgeübt wird, durch die folgenden Formeln (1) bis (3) darstellen: Mechanische Gesamtspannung S = σ·d [N/m] (1) Schichtspannung σ = σ1 + σT [N/m2] (2) Thermische Spannung σT = Ef(αf – αs)ΔT [N/m2] (3),wobei σ₁ die innere Spannung der Schicht, σ_T die thermische Spannung, d die Schichtdicke, E_f das Youngsche Elastizitätsmodul der dünnen Schicht, α_f der thermische Ausdehnungskoeffizient der dünnen Schicht, α_s der thermische Ausdehnungskoeffizient des Substrats und ΔT die Temperaturdifferenz ist.
Ausgehend von den vorstehend dargestellten Formeln wird unter Annahme einer Schichtdicke der Ta-Schicht von 300 nm und eines Polyethersulfon-Substrats (PES) als Kunststoffsubstrat eine mechanische Gesamtspannung S der Ta-Schicht auf das Kunststoffsubstrat von etwa 2326 N/m berechnet. Dadurch verzieht sich das Substrat für den Fall, dass eine Ta-Schicht auf einem Kunststoffsubstrat gebildet ist, wobei sie auch als Verdrahtung wirkt, aufgrund der großen Spannung in der Ta- Schicht, wie dies in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. HEI 6(1994)-214220 beschrieben ist.
Als Mittel zur Reduzierung dieser Spannung lässt sich von der vorstehend genannten Formel die Reduzierung der Dicke der Ta-Schicht ableiten. Für den Fall einer metallischen Verdrahtung erhöht sich jedoch der Widerstand der Ta-Schicht, wenn die Ta-Schicht dünner wird, was zu Problemen, wie beispielsweise einer Verzögerung der Anzeigesignale, führt.
Als eine andere Gegenmaßnahme kann die Erhöhung der Dicke des Kunststoffsubstrats abgeleitet werden, oder die Oberfläche des Substrats kann beschichtet werden, um eine höhere Steifheit zu erzeugen.
Jedoch bestehen mit diesen Maßnahmen Probleme, da die Dünne und Leichtigkeit, die Vorteile von Kunststoffsubstraten sind, nicht erzielt werden können, und weiterhin steigen die Kosten des Substrats.
In der JP 04-245229 A ist ein Dünnschicht-Zweipol-MIM-Element beschrieben, das auf einem transparenten Substrat eine untere Elektrode, eine strukturierte isolierende Schicht auf der unteren Elektrode, eine weitere isolierende Schicht auf der strukturierten isolierenden Schicht und eine obere Elektrode aufweist. Eine ähnliche Struktur ist in der US 5,432,379 beschrieben, wobei in beiden Fällen die weitere isolierende Schicht dazu dient, den aktiven Teil des Elementes zu definieren.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Probleme entstanden, und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Dünnschicht-Zweipolelement, das die Eigenschaft hat, auf einem dünnen, leichten Substrat aus Harz, das einen ausgezeichneten Stoßwiderstand aufweist, wie er für Kunststoff typisch ist, ausbildbar zu sein, ein Verfahren zur Herstellung des Dünnschicht-Zweipolelements und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Verfügung zu stellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Dünnschicht-Zweipolelement bereitgestellt, das auf einem Harzsubstrat als einem isolierendem Substrat eine erste Metallschicht, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, eine erste isolierende Schicht, die auf der ersten Elektrode aus der ersten metallischen Schicht ausgebildet ist, wobei die erste isolierende Schicht eine nicht- lineare Widerstandscharakteristik aufweist, eine zweite metallische Schicht, die auf der ersten isolierenden Schicht ausgebildet ist und als zweite Elektrode wirkt, und eine zweite isolierende Schicht, die eine Öffnung in einem Abschnitt, in dem die zweite metallische Schicht elektrisch über die erste isolierende Schicht mit der ersten Elektrode verbunden ist, aufweist und die auf der gesamten Oberfläche der ersten isolierenden Schicht sowie des isolierenden Substrates, wo dieses nicht von der ersten isolierenden Schicht bedeckt ist, außer in dem vorstehend genannten Bereich, angeordnet ist, umfasst, wobei die zweite isolierende Schicht als Barriere gegen Gasmoleküle und/oder flüssige Moleküle, die von dem Harzsubstrat erzeugt werden oder dieses durchdringen, wirkt.
Gemäß eine anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelementes zur Verfügung gestellt, das die Schritte Ausbilden einer ersten metallischen Schicht, die als erste Elektrode wirkt, auf einem Harzsubstrat als einem isolierenden Substrat, Ausbilden einer ersten isolierenden Schicht, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, auf der ersten Elektrode, und Ausbilden einer zweiten metallischen Schicht, die als zweite Elektrode wirkt, auf der ersten isolierenden Schicht, wobei eine zweite isolierende Schicht auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Substrates außer in einem Bereich, in dem die zweite metallische Schicht über die erste isolierende Schicht mit der ersten Elektrode elektrisch verbunden ist, ausgebildet wird, bevor die zweite metallische Schicht ausgebildet wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Verfügung gestellt, die ein elementseitiges Substrat, in dem eine Bildelementelektrode auf einem Harzsubstrat ausgebildet ist, das mit einem Dünnschicht-Zweipolelement gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung versehen ist, wobei die Bildelementelektrode mit der zweiten Elektrode, die einen Bestandteil des Dünnschicht-Zweipolelementes bildet, verbunden ist, ein gegenüberliegendes Substrat, in dem eine transparente Gegenelektrode auf einem zweiten isolierenden Substrat ausgebildet ist, und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen dem elementseitigen Substrat und dem gegenüberliegenden Substrat sandwichartig angeordnet ist, umfasst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1(a) ist eine schematische Draufsicht auf einen Hauptteil, die eine Ausführungsform eines Dünnschicht-Zweipolelementes gemäß dem Stand der Technik zu der vorliegenden Erfindung darstellt, und 1(b) ist ein schematischer Querschnitt durch diesen Hauptteil, der ein Bildelement einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung darstellt, bei dem das Dünnschicht-Zweipolelement darauf montiert ist;
2(a) bis 2(e) sind schematische Querschnittsansichten dieses Hauptteils, die einen Herstellungsprozess des Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der 1(a) und 1(b) darstellen;
3 ist eine graphische Darstellung des Strom- und Spannungsverlaufes über die Zeit während eines Anodisierungsprozesses, bei dem eine Schicht mit nicht-linearem Widerstand eines Dünnschicht-Zweipolelementes gebildet wird;
4 ist eine graphische Darstellung der Strom-Spannungskennlinie eines Dünnschicht-Zweipolelementes gemäß der vorliegenden Erfindung;
5(a) ist eine schematische Draufsicht auf ein Hauptteil, dass eine andere Ausführungsform eines Dünnschicht-Zweipolelements gemäß dem Stand der Technik zur vorliegenden Erfindung darstellt, und 5(b) ist ein schematischer Querschnitt dieses Hauptteils, das ein Bildelement einer anderen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung darstellt, bei dem das Dünnschicht-Zweipolelement darauf montiert ist;
6(a) bis 6(f) sind schematische Querschnittsansichten des Hauptteiles, die den Herstellungsprozess des Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der 5(a) und 5(b) darstellen;
7(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Hauptteiles, das eine Ausführungsform eines Dünnschicht-Zweipolelementes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und 7(b) ist ein schematischer Querschnitt des Hauptteiles, das ein Bildelement einer anderen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung darstellt, bei dem das Dünnschicht-Zweipolelement gemäß der vorliegenden Erfindung darauf montiert ist;
8(a) bis 8(f) sind schematische Querschnittsansichten des Hauptteiles, die den Herstellungsprozess des Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der 7(a) und 7(b) darstellen;
9(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Hauptteils, das eine weitere Ausführungsform des Dünnschicht-Zweipolelements gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und 9(b) ist ein schematischer Querschnitt des Hauptteiles, das ein Bildelement einer anderen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung darstellt, bei dem das Dünnschicht-Zweipolelement gemäß der vorliegenden Erfindung darauf montiert ist;
10(a) bis 10(f) sind schematische Querschnittsansichten des Hauptteiles, die den Herstellungsprozess des Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der 9(a) und 9(b) darstellen;
11 ist eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Verdrahtungswiderstandes von der Dicke einer Al-Schicht;
12(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Hauptteiles, das eine weitere Ausführungsform des Dünnschicht-Zweipolelementes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und 12(b) ist ein schematischer Querschnitt des Hauptteiles, das ein Bildelement einer weiteren Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung darstellt, bei dem das Dünnschicht-Zweipolelement gemäß der vorliegenden Erfindung darauf montiert ist;
13(a) bis 13(f) sind schematische Querschnittsansichten des Hauptteiles, die den Herstellungsprozess des Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der 12(a) und 12(b) darstellen.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Das Dünnschicht-Zweipolelement der vorliegenden Erfindung umfasst hauptsächlich eine erste metallische Schicht, eine erste isolierende Schicht, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und eine zweite metallische Schicht, die auf einem isolierenden Substrat laminiert sind; ferner ist eine zweite isolierende Schicht auf der gesamten Oberfläche des Substrates und in einem bestimmten Bereich auf bzw. um das Dünnschicht-Zweipolelement herum ausgebildet.
Das isolierende Substrat ist nicht speziell begrenzt auf eine bestimmte Art von Substrat, sofern dieses Substrat gewöhnlich für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen oder Dergleichen verwendet wird. Als Beispiele sollen hier ein Substrat aus einem Harz, wie beispielsweise Polyethersulfon (PES), Polycarbonat (PC), Polyetheretherke ton (PEEK), Polyethylenterephthalat (PET), Polyarylat (PAR), Polyethernitril oder Dergleichen, ein Substrat aus Glas, ein Substrat aus Quarz oder Dergleichen genannt werden, wobei ein Substrat aus Harz unter dem Gesichtspunkt der Leichtigkeit und der Erhöhung der Stossfestigkeit von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen bevorzugt wird. Die Dicke des Substrates ist nicht speziell begrenzt, kann aber beispielsweise von etwa 0,4 mm bis etwa 1,1 mm betragen.
Als erste metallische Schicht sollen beispielsweise Schichten aus Al, Ta oder Ähnlichem erwähnt werden.
Die erste metallische Schicht kann durch eine Abscheidung der vorstehend erwähnten leitenden Materialien mittels eines Sputterverfahrens, eines Vakuum-Abscheideverfahrens, eines Elektronenstrahl (EB)-Abscheideverfahrens, eines Ionenbeschichtungsverfahrens, eines MEB-Verfahrens oder Ähnlichem, wobei das Verfahren unter Beachtung des verwendeten Materials ausgewählt wird, und durch eine Strukturierung der sich ergebenden Schicht in eine gewünschte Anordnung mit einem bekannten Verfahren, wie beispielsweise mit einem Fotolithographie- und einem Ätzprozess, ausgebildet werden. Die Schicht kann in einer Dicke beispielsweise von etwa 60 nm bis etwa 100 nm ausgebildet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt die erste metallische Schicht als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode.
Wo die erste metallische Schicht als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, ist es bevorzugt, eine dritte metallische Schicht, die eine kleinere mechanische Spannung als die erste metallische Schicht aufweist, mindestens in dem Verdrahtungsschicht-Bereich der ersten metallischen Schicht auszubilden. Die dritte metallische Schicht kann in einer Schicht, die entweder über oder unter dem Verdrahtungsschicht-Bereich der ersten metallischen Schicht liegt, ausgebildet werden. Wird die dritte Schicht in der darunter liegenden Schicht angeordnet, so kann die dritte Schicht nicht nur unter dem Verdrahtungsschicht-Bereich, sondern auch unter einem Teil des Elektrodenbereiches oder dem gesamten Elektrodenbereich der ersten metallischen Schicht ausgebildet werden. Wird die dritte Schicht in der darüber liegenden Schicht angeordnet, so kann die dritte Schicht nicht nur in dem Verdrahtungsschicht-Bereich, sondern auch in einem Bereich außer dem elementbildenden Bereich des Elektrodenbereichs der ersten metallischen Schicht ausgebildet werden.
Vorzugsweise ist die dritte metallische Schicht eine Schicht, die eine geringere mechanische Spannung und einen geringeren elektrischen Widerstand als die erste metallische Schicht aufweist. Der Ausdruck "geringere mechanische Spannung" bedeutet dabei, dass die gesamte mechanische Spannung, die durch die metallische Schicht auf das Substrat ausgeübt und nach den vorstehend aufgeführten Formeln (1) bis (3) berechnet wird, gering ist.
Das Material der dritten metallischen Schicht kann für die Anwendung geeignet aus Materialien ausgewählt werden, die die vorstehend genannten Bedingungen unter Berücksichtigung der Kombination mit der genutzten ersten metallischen Schicht erfüllt. Als Beispiele können leitende Materialien, wie Al, Ti, Mo, Ag, Cu und Legierungen aus diesen genannt werden. Die dritte metallische Schicht wird vorzugsweise als einzelne Schicht ausgebildet, kann aber auch als ein Schichtstapel ausgebildet sein. Ist dabei die Dicke so gewählt, das der Einfluss auf die mechanische Spannung des Substrates klein ist, können auch andere als die erwähnten Materialien genutzt werden.
Die erste isolierende Schicht, die eine nicht-linearen Widerstandscharakteristik aufweist, stellt eine isolierende Schicht dar, die auf dem ersten Elektrodenbereich der ersten metallischen Schicht ausgebildet ist. Jedoch kann die erste isolierende Schicht nicht nur auf dem Bereich der ersten Elektrode ausgebildet sein, sondern kann auch die gesamte Oberfläche der ersten metallischen Schicht, einschließlich ihre Seiten, bedecken.
Als Beispiel für die erste isolierende Schicht sei eine anodisch oxidierte Schicht der ersten metallischen Schicht genannt. Insbesondere seien Ta₂O₅, Al₂O₃ und Dergleichen genannt. Die Dicke der isolierenden Schicht beträgt beispielsweise etwa 40 nm bis etwa 80 nm.
Die erste isolierende Schicht kann mittels eines bekannten Verfahrens, wie beispielsweise eines Anodisierverfahrens oder Ähnlichem ausgebildet werden. Besonders bevorzugt kann sie durch das Eintauchen des isolierenden Substrates, auf dem die erste metallische Schicht ausgebildet ist, in eine Anodisierlösung und das Anlegen einer Formationsspannung/eines Formationsstroms daran ausgebildet werden. Dabei können als Anodisierlösungen Elektrolyte, wie beispielsweise Ammoniumtartrat, Ammoniumborat, Oxalsäure oder Dergleichen erwähnt werden. Diese Anodisierlösungen können in einer Konzentration von etwa einem bis mehrere Prozent verwendet werden.
Wo die dritte metallische Schicht eine Oberfläche aufweist, die nicht von der ersten metallischen Schicht bedeckt ist, so wird die Oberfläche vorzugsweise mit einer Schutzschicht bedeckt. Die Schutzschicht ist nicht besonders begrenzt auf einen bestimmten Typ, vorausgesetzt, dass diese Schicht einen Schutz der Oberfläche der dritten metallischen Schicht in einer Vielzahl von späteren Prozess-Schritten bietet. Vorzugsweise kann die Schutzschicht durch das Anodisieren der Oberfläche oder der Seiten der dritten metallischen Schicht gleichzeitig mit dem Anodisieren der ersten metallischen Schicht ausgebildet werden. Dabei kann die Schutzschicht in einer angemessenen Dicke in Abhängigkeit von den Anodisierbedingungen ausgebildet werden.
Die zweite metallische Schicht kann beispielsweise aus Al, Ti, Mo, Ag, Cu, Cr oder Dergleichen mit einem herkömmlichen Verfahren, wie z.B. einem Sputterverfahren, einem Abscheideverfahren, das die Aufheizung durch einen elektrischen Widerstand nutzt, ein EB-Abscheideverfahren oder Dergleichen gebildet werden. Die Temperatur des Substrates sollte während der Ausbildung der Schicht unter Berücksichtigung des für das Substrat verwendeten Materials vorzugsweise bei etwa 150°C oder darunter gehalten werden.
Geeigneter Weise wird die zweite isolierende Schicht unter der zweiten Elektrode mindestens in einem anderen Bereich, als dem, in dem die zweite Elektrode elektrisch über die nicht-lineare Widerstandsschicht mit der ersten metallischen Schicht (der ersten Elektrode) verbunden ist, ausgebildet. Des weiteren kann die zweite isolierende Schicht auf der ersten Elektrode in einem Abschnitt, in dem die zweite Elektrode nicht ausgebildet ist, auf einer Seite der ersten Elektrode und auf dem isolierenden Substrat in einem Abschnitt, der die erste Elektrode umgibt, ausgebildet werden. Das heißt, die zweite isolierende Schicht kann so ausgebildet sein, dass sie den Randbereich und die Umgebung der ersten Elektrode bedeckt.
Die zweite isolierende Schicht ist eine Schicht, die Barriereeigenschaften zum Abweisen von Gasmolekülen und/oder flüssigen Molekülen, die von dem isolierenden Substrat generiert werden und/oder durch das isolierende Substrat hindurch treten, aufweist und die vorzugsweise ebenso eine isolierende Eigenschaft zur Verstärkung der elektrischen Isolation am Boden des Abschnittes der zweiten Elektrode aufweist, wobei der Abschnitt sich von dem Abschnitt, der elektrisch über die Schicht mit nicht-linearem Widerstand mit der ersten Elektrode verbunden ist, unterscheidet. Insbesondere ist es notwendig, dass die zweite isolierende Schicht eine mehr oder weniger dichte isolierende Schicht ist, um die Barriereneigenschaften sicher zu stellen.
Die zweite isolierende Schicht kann aus einer anorganischen isolierenden Schicht, wie beispielsweise SiN_x, SiO₂, Ta₂O₅ oder Al₂O₃, aus einer organischen isolierenden Schicht, wie Polyamid, oder dergleichen ausgebildet sein.
Die zweite isolierende Schicht kann mittels eines Sputterverfahrens, eines CVD-Verfahrens, eines Aufschleuderverfahrens, eines Ionenstrahlabscheideverfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. Eine Öffnung in der zweiten isolierenden Schicht kann mittels einem Verfahren in Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen Strukturierung der ersten metallischen Schicht ausgebildet werden.
Die Barrieren- und isolierenden Eigenschaften der zweiten isolierenden Schicht können dadurch verwirklicht werden, dass sie in der vorstehend beschriebenen Position und aus dem vorstehend beschriebenen Material ausgebildet wird.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelementes der vorliegenden Erfindung wird zuerst die erste metallische Schicht, die als erste Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, auf dem isolierenden Substrat ausgebildet. Die Verfahren zur Ausbildung und Strukturierung der ersten metallischen Schicht zu diesem Zeitpunkt sind vorstehend beschrieben.
Für den Fall, dass die dritte metallische Schicht in einer Schicht ausgebildet ist, die unter der ersten metallischen Schicht liegt, wird die dritte metallische Schicht in einem Abschnitt der ersten metallischen Schicht, in dem zumindest die Verdrahtungsschicht ausgebildet wird, ausgebildet. Die Verfahren zur Ausbildung und Strukturierung der dritten metallischen Schicht sind ähnlich denen für die erste metallische Schicht. Dabei kann die dritte metallische Schicht weiterhin in einem Abschnitt, der die besagte Region und dergleichen umgibt, ausgebildet werden, sofern die dritte metallische Schicht in einem Abschnitt ausgebildet ist, der den Abschnitt, in dem die Verdrahtungsschicht ausgebildet wird, einschließt. Jedoch ist die dritte metallische Schicht vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Form aufweist, die sich von der der ersten metallischen Schicht unterscheidet, die in einem späteren Schritt ausgebildet wird.
Andererseits wird die erste metallische Schicht zuerst in einer gewünschten Form wie vorstehend beschrieben ausgebildet und danach die dritte metallische Schicht zumindest auf einem Abschnitt der ersten metallischen Schicht, in dem sie als Verdrahtungsschicht wirkt, ausgebildet für den Fall, dass die dritte metallische Schicht in einer Schicht ausgebildet wird, die über der ersten metallischen Schicht liegt. Dabei kann die dritte metallische Schicht weiterhin in einem Abschnitt, der den besagten Abschnitt und dergleichen umgibt, ausgebildet werden, sofern die dritte metallische Schicht in einem Abschnitt ausgebildet ist, der den Abschnitt, in dem die Verdrahtungsschicht ausgebildet ist, einschließt. Jedoch ist die dritte metallische Schicht vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Form aufweist, die sich von der der ersten metallischen Schicht, die in der darunter liegenden Schicht ausgebildet ist, unterscheidet.
Anschließend wird die isolierende Schicht, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, auf der ersten Elektrode der ersten metallischen Schicht ausgebildet. Weiterhin wird die zweite metallische Schicht, die als zweite Elektrode wirkt, darauf ausgebildet. Die Verfahren zur Ausbildung der isolierenden Schicht zu diesem Zeitpunkt können wie vorstehend beschrieben ausgeführt werden, und die Verfahren zur Ausbildung und Strukturierung der zweiten metallischen Schicht können so wie für die erste metallische Schicht ausgeführt werden.
Bevor die zweite Elektrode aus der zweiten metallischen Schicht ausgebildet wird, wird die zweite isolierende Schicht mittels der vorstehend beschriebenen Verfahren ausgebildet, und eine Öffnung wird an einem bestimmten Punkt erzeugt, und danach kann die zweite Elektrode wie vorstehend beschrieben ausgebildet werden.
Ferner besteht die Flüssigkristallvorrichtung der vorliegenden Erfindung hauptsächlich aus einem elementseitigen Substrat, das auf einem isolierenden Substrat, welches mit einem Dünnschicht-Zweipolelement der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, eine Bildelementelektrode aufweist, die mit der zweiten Elektrode des Dünnschicht-Zweipolelements verbunden ist, und aus einem gegenüberliegenden Substrat, das eine transparente Gegenelektrode auf einem zweiten isolierenden Substrat aufweist, und einer Flüssigkristallschicht, die zwischen diesen Substraten sandwichartig angeordnet ist.
Die Bildelementelektrode kann aus einem leitenden transparenten Material, wie beispielsweise ITO, ZnO oder SnO₂, einer Metallschicht oder dergleichen ausgebildet sein. In diesem Falle kann die Dicke beispielsweise ungefähr 400 Å bis etwa 1500 Å betragen (1 Å = 0,1 nm). Die Bildelementelektrode kann mittels einer Abscheidung der vorstehend genannten Materialien durch ein bekanntes Verfahren, wie bei spielsweise ein Sputterverfahren, ein Vakuumabscheideverfahren, ein EB-Abscheideverfahren, ein Ionengalvanisierungsverfahren, ein MEB-Verfahren, ein Siebdruckverfahren oder Dergleichen, wobei das Verfahren unter Beachtung des benutzten Materials ausgewählt wird, und mittels Strukturierung der resultierenden Schicht in eine gewünschte Anordnung durch ein bekanntes Verfahren, wie beispielsweise Fotolithographie und Ätzprozesses, ausgebildet werden.
Für den Fall, dass die Bildelementelektrode aus einer metallischen Schicht ausgebildet ist, kann die Bildelementelektrode einstückig mit der zweiten Elektrode des Dünnschicht-Zweipolelementes als eine Reflexions-Bildelementelektrode ausgebildet werden.
Als zweites isolierendes Substrat kann ein isolierendes Substrat ähnlich dem, das für die Ausbildung des Dünnschicht-Zweipolelementes genutzt wird, verwendet werden, insbesondere ist ein transparentes Substrat bevorzugt.
Die transparente Gegenelektrode ist nicht besonders beschränkt auf ein Material, vorausgesetzt dass es ein gewöhnlicherweise genutztes, leitendes transparentes Material ist. Als Beispiele seien ITO, ZnO, SnO₂ und Dergleichen genannt. Die Dicke des Materials ist nicht besonders beschränkt, und als Beispiele seien etwa 100 nm bis etwa 500 nm genannt.
Es sei erwähnt, dass eine schwarze Matrix, Farbfilter u.ä. auf dem gegenüberliegenden Substrat ausgebildet sein können in Abhängigkeit vom Typ der Anzeigevorrichtung, wie einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Transmissionstyp, einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp oder dergleichen.
Für die Flüssigkristallschicht kann jede Flüssigkristallzusammensetzung, die in Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen genutzt wird, verwendet werden ohne eine besondere Begrenzung.
Ausführungsformen von Dünnschicht-Zweipolelementen aus dem -Stand der Technik (Ausführungsformen 1 und 2), das Verfahren zur Herstellung der Dünnschicht-Zweipolelemente und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sind mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben. Ausführungsformen der Erfindung (Ausführungsformen 3 bis 5) sind mit Bezug auf die 7 bis 13 beschrieben. Jedoch sind letztere Ausführungsformen nicht dazu vorgesehen, den Anwendungsbereich der Erfindung zu begrenzen.
Ausführungsform 1
In 1(a) ist eine Draufsicht auf ein Dünnschicht-Zweipolelement in einem Bildelement einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gezeigt.
In 1(b) ist eine Querschnittsansicht durch einen Hauptteil entlang der Linie A-A' in 1(a) gezeigt.
Wie in 1(a) gezeigt, ist dieses Dünnschicht-Zweipolelement hauptsächlich aus einer ersten metallischen Schicht 2, die auf einem isolierenden Harzsubstrat 1 ausgebildet ist, einer isolierenden Schicht 5, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und einer zweiten Elektrode 6, die aus einer zweiten metallischen Schicht gebildet ist, zusammengesetzt.
Eine dritte metallische Schicht 3 ist auf der Verdrahtungsschicht der ersten metallischen Schicht 2 ausgebildet. Die erste metallische Schicht 2 und die dritte metallische Schicht 3 werden zusammen als erste Elektrodenverbindung 4 bezeichnet.
Die erste Elektrode der ersten metallischen Schicht 2 ist mit einer isolierenden Schicht 5 bedeckt, und die zweite Elektrode 6 ist auf der laminierten ersten Elektrode und der isolierenden Schicht 5 ausgebildet.
Weiterhin ist, wie in 1(b) gezeigt, die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so konstruiert, dass sie mit dem vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelement pro Bildelement ausgestattet ist.
Damit ist in dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eine Bildelementelektrode 7 auf dem Substrat 1 dort ausgebildet, wo das Dünnschicht-Zweipolelement nicht ausgebildet ist. Die Bildelementelektrode 7 ist mit der zweiten Elektrode 6 des Dünnschicht-Zweipolelementes verbunden. Weiterhin ist eine Orientierungsschicht 8 auf der gesamten Oberfläche des Substrates 1, eingeschlossen die Dünnschicht-Zweipolelemente und die Bildelementelektroden 7, ausgebildet. Ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 9 ist gegenüber dem Substrat 1 angeordnet. Auf diesem Substrat 9 sind transparente Gegenelektroden 10 den Bildelementelektroden 7 gegenüberliegend ausgebildet, und eine Orientierungsschicht 11 ist ausgebildet. Weiterhin ist eine Flüssigkristallschicht 12 sandwichartig zwischen den Substraten 1 und 9 angeordnet.
Der Herstellungsprozess des vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristall-Vorrichtung ist nun erläutert mit Bezug auf 2.
Zunächst wird, wie in 2(a) dargestellt, ein Substrat aus Polyethersulfon (PES) mit einer Dicke von 0,4 mm als das isolierende Harzsubstrat 1 verwendet, und eine Ta-Schicht, die als erste metallische Schicht 2 dient, wird in einer Dicke von etwa 100 nm auf dem Substrat 1 mittels eines Sputterverfahrens ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen sind zu dieser Zeit eine Substrattemperatur von 150°C während der Ausbildung der Schicht, ein Ar-Druck von 0,5 Pa und eine RF-Leistung von 3,4 W/cm². Danach wird die Ta-Schicht mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, wobei die erste metallische Schicht 2 in einer bestimmten Position auf dem Substrat 1 ausgebildet wird.
Nachfolgend wird, wie in 2(b) gezeigt, mittels eines Sputterverfahrens eine Al-Schicht, die als dritte metallische Schicht 3 dient, in einer Dicke von etwa 150 nm so ausgebildet, dass sie die Ta-Schicht bedeckt. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Ausbildung der Schicht, ein Ar-Druck von 2 Pa und eine RF-Leistung von 1,7 W/cm².
Die Gesamtspannung S der Al-Schicht auf das Substrat beträgt zu dieser Zeit S = 30,58 N/m (Druckspannung) nach der vorstehenden Formel (1). Da die Al-Schicht eine viel kleinere Spannung verglichen mit der Ta-Schicht aufweist, wird das Substrat weniger beeinflusst.
Als nächstes wird diese Al-Schicht mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, so dass die Al-Schicht auf einem Abschnitt der Ta-Schicht verbleibt, welche als Verdrahtungsschicht der ersten metallischen Schicht 2 wirkt. Damit ist die erste Elektrodenverbindung 4 ausgebildet, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt.
Als nächstes wird, wie in 2(c) gezeigt, eine anodisierte Schicht aus Ta₂O₅, die als isolierende Schicht 5 des Dünnschicht-Zweipolelementes wirkt und eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, auf einer Oberfläche der Ta-Schicht, die nicht mit der Al-Schicht bedeckt ist, mittels eines Anodisierungsprozesses ausgebildet.
Insbesondere wird die Ta₂O₅-Schicht mittels Eintauchen des Substrates 1 mit der darauf ausgebildeten ersten Elektrodenverbindung 4 in eine Lösung bei Raumtemperatur mit einer Ausbildungsspannung von 35 V ausgebildet, wobei eine 1%ige-Lösung von Ammoniumborat als Anodisierungslösung verwendet wird.
3 zeigt die Veränderungen in der Formationsspannung und dem -strom in Bezug auf die Anodisierungszeit während des Anodisierungsprozesses. In diesem Prozess wird unter Nutzung eines Konstant-Strom- und Konstant-Spannungs-Stromversorgungsgerätes zuerst eine Konstant-Strom-Abscheidung mit einem konstanten Formationsstrom von 320 mA ausgeführt; danach wird zu einem Zeitpunkt, bei dem die Spannung einen Wert erreicht, der zur Dicke der sich bildenden isolierenden Schicht 5 korrespondiert (35 V in dieser Ausführungsform), eine Konstant-Spannungs-Abscheidung für eine bestimmte Zeit ausgeführt. In dieser Ausführungsform wird die Konstant-Strom-Abscheidung für ungefähr 54 Minuten ausge führt, und die Konstant-Spannungs-Abscheidung wird für ungefähr 25 Minuten ausgeführt.
Durch diesen Anodisierungsprozess wird die Ta-Schicht über ungefähr 260 Å in eine Richtung der Tiefe von ihrer Oberfläche aus anodisiert, so dass eine anodisierte Schicht aus Ta₂O₅ von ungefähr 600 Å Dicke ausgebildet wird.
Weiterhin wird während des Anodisierungsprozesses zur gleichen Zeit, in der die Ta₂O₅-Schicht auf der Oberfläche der Ta-Schicht ausgebildet wird, eine Al₂O₃-Schicht von etwa 700 Å Dicke auf der Oberfläche der Al-Schicht, die auf der Ta-Schicht ausgebildet ist, ausgebildet. Diese Al₂O₃-Schicht wirkt als eine Schutzschicht 38 gegen Wirkstoffe wie Säuren oder gegen die Reibung einer Orientierungsschicht in späteren Produktionsschritten.
Mit anderen Worten, bei diesem Anodisierungsprozess ist es möglich, gleichzeitig eine Ta₂O₅/Ta-Schichtstruktur (isolierende Schicht/erste Elektrodenstruktur), die ein Teil der Struktur des Dünnschicht-Zweipolelementes ist, und eine Schutzschicht 38 für die dritte metallische Schicht 3 auszubilden.
Nachfolgend wird, wie in 2(d) gezeigt, mittels eines EB-Abscheideverfahrens eine Ti-Schicht, die als zweite metallische Schicht wirkt und als zweite Elektrode (obere Elektrode) 6 wirkt, in einer Dicke von 1000 Å ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind Raumtemperatur während der Bildung der Schicht (ohne das Heizen des Substrates), ein erreichtes Vakuum von 5 × 10^–6 Torr (1 Torr = 133 Pa), eine Beschleunigungsspannung von 4 kV und ein Schichtformationsstrom von 120 A. Die Gesamtspannung S dieser Ti-Schicht beträgt 20,83 N/m gemäß der vorstehend genannten Formel (1).
Nachfolgend wird die Ti-Schicht mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, um die zweite Elektrode 6 auszubilden. Es sei angemerkt, dass die Strukturierung der zweiten Elektrode 6 hier so ausgeführt wird, dass die zweite Elektrode 6 auf der isolierenden Schicht 5 ausgebildet wird, um die Struktur der ersten Elektrodenverbindung 4/isolierenden Schicht 5/zweiten Elektrode 6 bereitzustellen.
In der vorstehend genannten Art wird die Herstellung des Dünnschicht-Zweipolelementes, wie in 1(a) dargestellt, vervollständigt.
Die Kennlinie eines so produzierten Dünnschicht-Zweipolelementes (Strom(I)-Spannungs(V)-Kennlinie) ist in 4 dargestellt. Die Kennwerte dieses Dünnschicht-Zweipolelementes sind α = 1,667 × 10^–4 und β = 3,31, wobei das Element ein Quadrat mit einer Fläche von 5 μm ist.
Es sei angemerkt, dass α ein Parameter ist, der die Leitfähigkeit des Dünnschicht-Zweipolelementes darstellt, und β ein Parameter ist, der die Steilheit (die Größe einer Veränderung des Stroms in Bezug auf die Spannung) eines Dünnschicht-Zweipolelementes darstellt. Sie sind Koeffizienten der folgenden theoretischen Formel, die die Pool-Frenckel-Leitung darstellt, welche ein Leitungsmechanismus in den Strom-Spannungskennlinien von Dünnschicht-Zweipolelementen ist. I = αVExp(β√V) α = {nμqSExp(–ϕ/kT)}/d β = {√(q3)/πεrεo}/kT,wobei n die Ladungsträgerkonzentration, μ die Ladungsträgerbeweglichkeit, q die Ladung der Elektronen, S die Fläche eines Elements, ϕ die Tiefe eines Traps, k die Boltzmann-Konstante, T die Temperatur, d die Dicke der Schicht mit nicht-linearem Widerstand, ε_r die spezifische dielektrische Konstante der Schicht mit nicht-linearem Widerstand und ε₀ die dielektrische Konstante im Vakuum sind.
Nachfolgend wird, wie in 2(e) gezeigt, mittels eines Sputterverfahrens eine ITO-Schicht in einer Dicke von 1000 Å auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Harzsubstrates 1, auf dem Dünnschicht-Zweipolelemente wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, ausgebildet. Die ITO-Schicht wird mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, wobei Bildelementelektroden 7 ausgebildet werden.
Als nächstes wird mittels eines Walzenauftragverfahrens eine Polyimidschicht in einer Dicke von 600 Å so ausgebildet, dass sie die gesamte Oberfläche des resultierenden isolierenden Harzsubstrates 1 bedeckt, und bei 150°C für zwei Stunden gesintert, um eine Orientierungsschicht 8 auszubilden. Damit wird die Herstellung des elementseitigen Substrates 1 abgeschlossen.
Nachfolgend wird ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 9 aus PES als ein gegenüberliegendes Substrat verwendet, und eine ITO-Schicht wird in einer Dicke von 1.000 Å auf der gesamten Oberfläche des Substrates 9 mittels eines Sputterverfahrens ausgebildet. Die ITO-Schicht wird mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, um die transparenten Gegenelektroden 10 bereitzustellen.
Als nächstes wird mittels eines Walzenauftragverfahrens eine Polyimidschicht mit einer Dicke von 600 Å so ausgebildet, dass sie die gesamte Oberfläche des resultierenden isolierenden Harzsubstrates 9 bedeckt, und bei 150°C für zwei Stunden gesintert, um die Orientierungsschicht 11 auszubilden. Damit wird die Herstellung des gegenüberliegenden Substrates beendet.
Im Weiteren wird ein Reibeprozess zum Ausrichten der Flüssigkristallschicht 12 zu den Orientierungsschichten 8, 11 des so hergestellten elementseitigen Substrates 1 und des gegenüberliegenden Substrates 9 durchgeführt. Danach wird ein versiegelndes Material (nicht gezeigt) zum Verbinden auf dem elementseitigen Substrat 1 und dem gegenüberliegenden Substrat 9 aufgedruckt, Abstandshalter (nicht gezeigt) werden verteilt und die Substrate 1, 9 werden miteinander verbunden. Ein Flüssigkristall wird zwischen die Substrate 1 und 9 eingebracht, um die Flüssigkristallschicht 12 auszubilden. Damit wird die Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung fertig gestellt.
Wie vorstehend beschrieben, weist der Verdrahtungsabschnitt des Dünnschicht-Zweipolelementes gemäß dieser Ausführungsform einen genügend kleinen Wider stand auf, und die Spannung auf das Substrat kann, verglichen mit einem herkömmlichen Element, reduziert werden. Damit kann ein Dünnschicht-Zweipolelement, das befriedigende Eigenschaften aufweist, auf einem Harzsubstrat hergestellt werden.
Des Weiteren kann unter Nutzung solcher Dünnschicht-Zweipolelemente eine dünne Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit niedrigem Gewicht und mit hervorragendem Stoßwiderstand realisiert werden.
Ausführungsform 2
In 5(a) ist eine Draufsicht auf ein Hauptteil eines Dünnschicht-Zweipolelementes in einem Bildelement einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform dargestellt. In 5(b) ist eine Querschnittsansicht durch den Hauptteil entlang der Linie A-A' in 5(a) dargestellt.
Wie in 5(a) gezeigt, ist dieses Dünnschicht-Zweipolelement hauptsächlich aus einer ersten metallischen Schicht 15, die auf einem isolierenden Harzsubstrat 13 ausgebildet ist, einer isolierenden Schicht 17, die eine nicht lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und einer zweiten Elektrode 18, die aus einer zweiten metallischen Schicht ausgebildet ist, zusammengesetzt.
Die erste metallische Schicht 15 ist so ausgebildet, dass sie eine dritte metallische Schicht 14, die unter deren Verdrahtungsschicht ausgebildet ist, bedeckt. Die erste metallische Schicht 15 und die dritte metallische Schicht 14 werden zusammen als erste Elektrodenverbindung 16 bezeichnet.
Eine isolierende Schicht 17 ist auf der gesamten Oberfläche der ersten metallischen Schicht 15 so ausgebildet, dass sie die erste metallische Schicht 15 bedeckt, und eine zweite Elektrode 18 ist auf der ersten Elektrode der ersten metallischen Schicht 15 ausgebildet, wobei die isolierende Schicht 17 dazwischen liegt.
Weiterhin ist, wie in 5(b) dargestellt, die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so aufgebaut, dass sie mit dem vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelement pro Bildelement versehen ist.
Das heißt, in dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist eine Bildelementelektrode 19 auf dem Substrat 13 dort ausgebildet, wo das Dünnschicht-Zweipolelement nicht ausgebildet ist. Die Bildelementelektrode 19 ist mit der zweiten Elektrode 18 des Dünnschicht-Zweipolelementes verbunden. Weiterhin ist eine Orientierungsschicht 20 auf der gesamten Oberfläche des Substrats 13, eingeschlossen die Dünnschicht-Zweipolelemente und die Bildelementelektroden 19, ausgebildet. Ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 21 ist als gegenüberliegend zu dem Substrat 13 bereitgestellt. Auf diesem Substrat 21 sind transparente Gegenelektroden 22 gegenüberliegend zu den Bildelementelektroden 19 ausgebildet, und eine Orientierungsschicht 23 ist ausgebildet. Weiterhin ist eine Flüssigkristallschicht 24 sandwichartig zwischen den Substraten 13 und 21 angeordnet.
Der Herstellungsprozess des vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelementes und der Flüssigkristallvorrichtung wird nun mit Bezug auf 6 erläutert.
Zuerst wird, wie in 6(a) gezeigt, ein PES-Substrat mit einer Dicke von 0,4 mm als das isolierende Harzsubstrat 13 genutzt, und eine Al-Schicht, die als dritte metallische Schicht 14 und als Verdrahtungsschicht wirkt, wird in einer Dicke von 100 nm auf dem isolierenden Harzsubstrat 13 mittels eines Sputterverfahrens ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Bildung der Schicht, ein Ar-Druck von 2 Pa und eine RF-Leistung von 1,7 W/cm².
Nachfolgend wird die Al-Schicht mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, um die dritte metallische Schicht 14 auszubilden.
Als nächstes wird, wie in 6(b) dargestellt, mittels eines Sputterverfahrens eine Ta-Schicht, die als erste metallische Schicht 15 dient, mit einer Dicke von 100 nm so ausgebildet, dass sie die dritte metallische Schicht 14 bedeckt. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Bildung der Schicht, ein Ar-Druck von 0,5 Pa und eine RF-Leistung von 3,4 W/cm².
Nachfolgend wird die Ta-Schicht mittels Fotolithographie und Ätzen in eine gewünschte Anordnung strukturiert, um die erste metallische Schicht 15 auszubilden. Es sei angemerkt, dass die erste Elektrodenverbindung 16, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, auf der ersten metallischen Schicht 15, die komplett durch die dritte metallische Schicht 14 bedeckt ist, ausgebildet wird.
Die Spannung der ersten Elektrodenverbindung 16 ist hier die selbe wie die in Ausführungsform 1 und hat nur einen geringen Einfluss auf das Substrat.
Als nächstes wird, wie in 6(c) gezeigt, eine anodisierte Schicht aus Ta₂O₅, die als isolierende Schicht 17 des Dünnschicht-Zweipolelements dient, in einer Dicke von etwa 600 Å auf der Oberfläche der Ta-Schicht mittels den selben Anodisierungsprozessen, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet.
Es sei angemerkt, dass die Al-Schicht, die die dritte metallische Schicht 14 ist, nicht bei diesem Anodisierungsprozess oxidiert wird, da sie komplett durch die erste metallische Schicht 15 abgedeckt ist.
Nachfolgend wird, wie in 6(d) gezeigt, eine Ti-Schicht als die zweite metallische Schicht, die als zweite Elektrode (obere Elektrode) 18 wirkt, in der selben Art, wie für Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Die Gesamtspannung dieser Ti-Schicht beträgt 20,83 N/m wie in Ausführungsform 1.
Danach wird die Ti-Schicht in der selben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, in eine gewünschte Anordnung strukturiert, um die zweite Elektrode 18 auf der isolierenden Schicht 17 auszubilden. Damit wird die Struktur der ersten Elektrodenverbindung 16/Isolierenden Schicht 17/zweiten Elektrode 18 ausgebildet.
Die Kennlinie eines so hergestellten Dünnschicht-Zweipolelementes ist dieselbe wie die des Elementes der Ausführungsform 1.
Nachfolgend werden, wie in 6(e) dargestellt, Bildelementelektroden 19 und eine Orientierungsschicht 20 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, auf der gesamten Oberfläche des Substrates 13, auf dem Dünnschicht-Zweipolelemente wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, ausgebildet. Damit wird die Herstellung eines elementseitigen Substrates 13 abgeschlossen.
Als nächstes wird, wie in 6(f) dargestellt, ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 21 aus PES als gegenüberliegendes Substrat verwendet, und transparente Gegenelektroden 22 werden auf dem Substrat 21 in derselben Art wie in Ausführungsform 1 ausgebildet.
Anschließend wird eine Orientierungsschicht 23 so ausgebildet, dass sie die gesamte Oberfläche des resultierenden Substrates 21 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, bedeckt. Damit ist die Herstellung des gegenüberliegenden Substrates beendet.
Als Nächstes wird ein Flüssigkristall zwischen das so produzierte elementseitige Substrat und das gegenüberliegende Substrat 13 und 21 eingebracht, um eine Flüssigkristallschicht 24 in derselben Art wie in Ausführungsform 1 auszubilden. Damit ist die Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beendet.
Wie vorstehend beschrieben, hat der Verdrahtungsbereich des Dünnschicht-Zweipolelements gemäß dieser Ausführungsform einen ausreichend geringen Widerstand und die Spannung auf das Substrat kann, verglichen mit einem üblichen Element, reduziert werden. Damit kann ein Dünnschicht-Zweipolelement, das hervorragende Eigenschaften besitzt, hergestellt werden.
Damit ist es unter Verwendung eines solchen Dünnschicht-Zweipolelements möglich, eine dünne Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem niedrigem Gewicht, die einen hervorragenden Stoßwiderstand aufweist, zu realisieren.
Ausführungsform 3
In 7(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils eines Dünnschicht-Zweipolelements in einem Bildelement einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dargestellt. In 7(b) ist eine Querschnittsansicht durch den Hauptteil entlang der Linie A-A' in 7(a) gezeigt.
Wie in 7(a) gezeigt, ist dieses Dünnschicht-Zweipolelement hauptsächlich aus einer ersten Elektrodenverbindung 28, umfassend eine erste metallische Schicht 26, die auf einem isolierenden Harzsubstrat 25 ausgebildet ist und als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, aus einer isolierenden Schicht 29, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und aus einer zweiten Elektrode 31 zusammengesetzt.
Die isolierende Schicht 29 ist so ausgebildet, dass sie die erste metallische Schicht 26 bedeckt, und eine zweite isolierende Schicht 30 ist auf der gesamten Oberfläche des Substrats 25 so ausgebildet, dass sie die Endbereiche der ersten metallischen Schicht 26, ausgenommen einen Bereich auf der ersten metallischen Schicht 26, die mit der isolierenden Schicht 29 bedeckt ist, bedeckt. Weiterhin ist die zweite Elektrode 31 so ausgebildet, dass sie sich von der Oberfläche der zweiten isolierenden Schicht 30 bis zu der Oberfläche der isolierenden Schicht 29, wo die zweite isolierende Schicht 30 nicht ausgebildet ist, erstreckt.
Weiterhin ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so aufgebaut, dass sie mit dem vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelement pro Bildelement ausgestattet ist, wie in 7(b) gezeigt.
Das heißt, in dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist eine Bildelementelektrode 32 auf der zweiten isolierenden Schicht 30, wo das Dünnschicht-Zweipolelement nicht ausgebildet ist, und auf dem Substrat 25 ausgebildet. Die Bildelementelektrode 32 ist mit der zweiten Elektrode 31 auf der zweiten isolierenden Schicht 30 verbunden. Weiterhin ist eine Orientierungsschicht 33 auf der gesamten Oberfläche des Substrats 25, eingeschlossen die Dünnschicht-Zweipolelemente und die Bildelementelektroden 32, ausgebildet. Ebenso ist ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 34 gegenüberliegend zum Substrat 25 zur Verfügung gestellt. Auf diesem Substrat 34 sind transparente Gegenelektroden 36 gegenüberliegend zu den Bildelementelektroden 32 ausgebildet, und eine Orientierungsschicht 35 ist ausgebildet. Eine Flüssigkristallschicht 37 ist sandwichartig zwischen den Substraten 25 und 34 angeordnet.
Das Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelements und der Flüssigkristallvorrichtung wird nun mit Bezug auf 8 erklärt.
Zuerst wird, wie in 8(a) gezeigt, ein PES-Substrat mit einer Dicke von 0,4 mm als das isolierende Harzsubstrat 25 genutzt, und eine Ta-Schicht, die als erste metallische Schicht 26 wirkt, wird auf dem Substrat 25 mittels eines Sputterverfahrens in einer Dicke von 100 nm ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Ausbildung der Schicht, ein Ar-Druck von 0,5 Pa und eine RF-Leistung von 3,4 W/cm². Die Gesamtspannung S der Ta-Schicht auf das Substrat beträgt S = 765 N/m (Druckspannung) gemäß der vorstehenden Formel (1).
Nachfolgend wird, wie in 8(b) gezeigt, die Ta-Schicht in eine vorbestimmte Anordnung mittels Fotolithografie und Ätzen strukturiert, wobei eine erste Elektrodenverbindung 28, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, in einer vorbestimmten Position auf dem Substrat 25 ausgebildet wird.
Als Nächstes wird, wie in 8(c) gezeigt, eine anodisierte Schicht aus Ta₂O₅ von etwa 600 Å Dicke als isolierende Schicht 29 auf der Oberfläche der ersten Elektrodenverbindung 28 mit demselben Anodisierungsprozess, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet.
Als Nächstes wird eine SiO₂-Schicht, die die zweite isolierende Schicht 30 ist, mit einer Dicke von 100 nm mittels eines Sputterverfahrens auf der gesamten Oberfläche des Substrats 25, eingeschlossen die erste Elektrodenverbindung 28, auf der die isolierende Schicht 29 ausgebildet ist, ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Schichtbildungstemperatur von 150°C, ein Ar-Druck von 2 Pa und eine RF-Leistung von 1,7 W/cm². Es sei erwähnt, dass ein Material zur Bildung der zweiten isolierenden Schicht 30 isolierende Eigenschaften haben muss, während es gleichzeitig die Funktion hat, das Entweichen von Gas, bestehend aus Gasmolekülen oder flüssigen Molekülen, vom Harzsubstrat zu verhindern. Die Untersuchung der Erfinder hat gezeigt, dass die Schicht eine Dichte in einem gewissen Ausmaß haben muss, um die isolierenden Eigenschaften und die Gasbarriereneigenschaften zur gleichen Zeit zu erfüllen. Beispielsweise wurden die Gasbarriereneigenschaften nicht beobachtet für eine SiO₂-Schicht, die mittels eines herkömmlichen EB-Abscheideverfahrens ausgebildet wurde, das kein Aufheizen des Substrats beinhaltete. Dabei ist das Aufheizen des Substrats während der Schichtbildung begrenzt, da die Schicht auf einem Harzsubstrat ausgebildet wird. Vorzugsweise ist die Schichtbildungstemperatur etwa 150°C.
Nachfolgend wird, wie in 8(d) gezeigt, die SiO₂-Schicht in eine vorbestimmte Anordnung mittels Fotolithografie und Ätzen strukturiert, um eine Öffnung in der zweiten isolierenden Schicht 30 in der Mitte der ersten Elektrodenverbindung 28 auszubilden.
Als Nächstes wird eine Ti-Schicht, die die Funktion der zweiten Elektrode (oberen Elektrode) 31 hat, in einer Dicke von 100 nm mittels eines EB-Abscheideverfahrens ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind Raumtemperatur für die Ausbildung der Schicht (ohne Aufheizen des Substrats), ein erreichtes Vakuum von 5 × 10^–6 Torr, eine Beschleunigungsspannung von 4 kV und ein Schichtformationsstrom von 120 A. Die Gesamtspannung S dieser Ti-Schicht ist S = 20,83 N/m berechnet gemäß der vorstehenden Formel (1).
Nachfolgend wird, wie in 8(e) gezeigt, die Ti-Schicht in eine vorbestimmte Anordnung mittels Fotolithografie und Ätzen strukturiert, um die zweite Elektrode 31 auszubilden. Es sei erwähnt, dass die Strukturierung der zweiten Elektrode 31 durch die Öffnung, die in der zweiten isolierenden Schicht 30 auf der ersten Elektrodenverbindung 28 ausgebildet ist, ausgeführt wird, so dass die Struktur aus der ersten Elektrodenverbindung 28/der isolierenden Schicht 29/der zweiten Elektrode 31 zur Verfügung gestellt wird.
In der vorstehend beschriebenen Weise wird die Herstellung des Dünnschicht-Zweipolelements, wie in 7(a) gezeigt, beendet.
Die Kennlinie eines so hergestellten Dünnschicht-Zweipolelements ist dieselben wie für das Element in Ausführungsform 1.
Nun wird der Effekt der zweiten isolierenden Schicht 30 in dem so hergestellten Dünnschicht-Zweipolelement erklärt.
Die zweite isolierende Schicht 30 ist ausgebildet, um die Kantenbereiche der ersten Elektrodenverbindung 28, die die Dünnschicht-Zweipolelektrode bildet, zu bedecken, und kann die Isolierung zwischen der zweiten Elektrode 31 und der ersten Elektrodenverbindung 28 in Bereichen außer dem Dünnschicht-Zweipolelement, das in der Öffnung der zweiten isolierenden Schicht 30 ausgebildet ist, aufrechterhalten. Das eliminiert den Einfluss des Leckstroms, der zwischen der ersten Elektrodenverbindung 28 und der zweiten Elektrode 31 in den Bereichen außer dem Bereich des Dünnschicht-Zweipolelements fließt, und ermöglicht das Erreichen von Dünnschicht- Zweipolelementen, die nur aus der ersten Elektrodenverbindung 28/der isolierenden Schicht 29/der zweiten Elektrode 31 bestehen, wobei die Dünnschicht-Zweipolelemente in einer vorbestimmten Fläche, die durch die Öffnung in der zweiten isolierenden Schicht 30 definiert ist, erzeugt werden.
Da die zweite isolierende Schicht 30 sandwichartig zwischen dem isolierenden Harzsubstrat 25 und der zweiten Elektrode 31 angeordnet ist und die gesamte Oberfläche des Substrats 25 bedeckt, hat die zweite isolierende Schicht weiterhin den Effekt, das Entweichen von Gas vom Substrat 25 während der Ausbildung der zweiten Elektrode 31 zu verhindern. Damit kann verhindert werden, dass die Metallschicht in ihrer Qualität durch das Aufnehmen von Gas, das vom Substrat 25 während der Ausbildung der zweiten Elektrode 31 entweicht, verändert wird.
Da die zweite isolierende Schicht 30 die Höhendifferenz auf der ersten Elektrodenverbindung 28 reduzieren kann, ist es weiterhin möglich, das Brechen der Verdrahtung für die zweite Elektrode 31 an solchen Stufenbereichen zu verhindern.
Für den Fall, dass die Ti-Schicht, die als zweite Elektrode 31 wirkt, direkt auf dem Harzsubstrat 25 ohne die Nutzung der zweiten isolierenden Schicht 30 ausgebildet wurde, wurde weiterhin beobachtet, dass die Ti-Schicht ihre Farbe verändert durch das Aufnehmen von Gas, das vom Substrat 25 entweicht. Im Strukturierungsprozess dieser Ti-Schicht in eine vorbestimmte Anordnung traten Ätzdefekte infolge der Veränderung der Qualität der Schicht auf, und es war schwierig, sie in eine vorbestimmte Anordnung zu strukturieren.
Nachfolgend werden, wie in 8(f) gezeigt, auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Harzsubstrats 25, auf dem die Dünnschicht-Zweipolelemente wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, Bildelementelektroden 32 und eine Orientierungsschicht 33 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Damit ist die Herstellung eines elementseitigen Substrats 25 beendet.
Nachfolgend wird ein gegenüberliegendes Substrat, das transparente Gegenelektroden 36 und eine Orientierungsschicht 35 auf der gesamten Oberflä che eines isolierenden transparenten Harzsubstrats 34 aufweist, in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet.
Im Weiteren werden die Substrate 25 und 34 miteinander verbunden, und ein Flüssigkristall wird zwischen die Substrate 25 und 34 eingebracht, um die Flüssigkristallschicht 37 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, auszubilden. Damit ist die Herstellung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beendet.
Damit kann, gemäß dieser Ausführungsform, das Bereitstellen einer isolierenden Schicht zum Verhindern des Entweichens von Gas aus dem Harzsubstrat die Veränderung der Qualität der metallischen Schicht verhindern und gleichzeitig den Leckstrom, der das Dünnschicht-Zweipolelement betrifft, reduzieren. Damit kann ein Dünnschicht-Zweipolelement, das eine exzellente Kennlinie hat, hergestellt werden.
Ebenso ist es unter Verwendung solcher Dünnschicht-Zweipolelemente möglich, eine dünne Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit niedrigem Gewicht, die einen exzellenten Stoßwiderstand hat, zu realisieren.
Ausführungsform 4
In 9(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils eines Dünnschicht-Zweipolelements in einem Bildelement einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dargestellt. In 9(b) ist eine Querschnittsansicht durch den Hauptteil entlang der Linie A-A' in 9(a) gezeigt.
Wie in 9(a) gezeigt, ist dieses Dünnschicht-Zweipolelement hauptsächlich aus einer ersten Elektrodenverbindung 43, die auf einem isolierenden Harzsubstrat 40 ausgebildet ist, als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt und einen Schichtstapel aus einer ersten metallischen Schicht 41 und einer dritten metallischen Schicht 42 umfasst, aus einer isolierenden Schicht 44, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik hat, und aus einer zweiten Elektrode 45 zusammengesetzt.
Die isolierende Schicht 44 ist so ausgebildet, dass sie die erste metallische Schicht 41 bedeckt, und eine Schutzschicht 54 ist an den Seiten der dritten metallischen Schicht 42 ausgebildet. Weiterhin ist eine zweite isolierende Schicht 53 auf dem Substrat 40 so ausgebildet, dass sie die Randbereiche der ersten metallischen Schicht 41 außer einem Bereich auf der ersten metallischen Schicht 41, die mit der isolierenden Schicht 44 bedeckt ist, bedeckt. Die zweite Elektrode 45 ist so ausgebildet, dass sie sich von der Oberfläche der zweiten isolierenden Schicht 53 bis zur Oberfläche der isolierenden Schicht 44, wo die zweite isolierende Schicht 53 nicht ausgebildet ist, erstreckt. Dabei verhindert die zweite isolierende Schicht 53, dass die Schutzschicht 54 für die dritte metallische Schicht 42 die zweite Elektrode 45 kontaktiert, und erhält damit die Isolation aufrecht.
Wie in 9(b) gezeigt, ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so aufgebaut, dass sie mit dem vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelement pro Bildelement versehen ist.
Das heißt, dass in dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung die erste Elektrode des Dünnschicht-Zweipolelements in jedem Bildelement als erste Elektrodenverbindung 43, die als Verdrahtungsschicht wirkt, ausgebildet ist. Weiterhin ist eine Bildelementelektrode 46 auf der zweiten isolierenden Schicht 53 ausgebildet, wo das Dünnschicht-Zweipolelement nicht auf dem Substrat 25 ausgebildet ist. Die Bildelementelektrode 46 ist mit der zweiten Elektrode 45 auf der zweiten isolierenden Schicht 53 verbunden. Weiterhin ist eine Orientierungsschicht 48 auf der gesamten Oberfläche des Substrats 40, eingeschlossen die Dünnschicht-Zweipolelemente und die Bildelementelektroden 46, ausgebildet. Ebenso ist ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 49 als gegenüberliegend zum Substrat 40 zur Verfügung gestellt. Auf diesem Substrat 49 sind transparente Gegenelektroden 50 und Farbfilter 55 als gegenüberliegend zu den Bildelementelektroden 46 ausgebildet, und eine schwarze Matrix 56 ist gegenüberliegend zu den Dünnschicht-Zweipolelementen ausgebildet. Eine Orientierungsschicht 51 ist auf der gesamten Oberfläche der transparenten Gegenelektroden 50 und der schwarzen Matrix 56 ausgebildet. Weiterhin ist eine Flüssigkristallschicht 52 sandwichartig zwischen den Substraten 40 und 49 angeordnet.
Das Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelements und der Flüssigkristallvorrichtung wird nun mit Bezug auf 10 erläutert.
Zuerst wird, wie in 10(a) gezeigt, ein PES-Substrat mit einer Dicke von 0,4 mm als isolierendes Harzsubstrat 40 genutzt, und eine Al-Schicht, die als dritte metallische Schicht 42 wirkt, wird mit einer Dicke von 150 nm auf dem isolierenden Harzsubstrat 40 mittels eines Sputterverfahrens ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Ausbildung der Schicht, ein Ar-Druck von 2 Pa und eine RF-Leistung von 1,7 W/cm².
Nachfolgend wird eine Ta-Schicht, die als erste metallische Schicht 41 wirkt, mit einer Dicke von 100 nm auf der dritten metallischen Schicht 42 mittels eines Sputterverfahrens ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Ausbildung der Schicht, ein Ar-Druck von 0,5 Pa und eine RF-Leistung von 3,4 W/cm².
Nun wird die Spannung der Al-Schicht erläutert. Al-Schichten haben eine wesentlich kleinere Spannung verglichen mit Ta-Schichten. Für diese Ausführungsform ergibt die Berechnung der Gesamtspannung S gemäß der vorstehend erwähnten Formel (1) eine Spannung S = 30,58 N/m (Druckspannung), die wesentlich kleiner als die der Ta-Schicht ist. Das Substrat wird weniger beeinflusst.
11 zeigt das Verhältnis zwischen der Dicke einer Al-Schicht und dem Verdrahtungswiderstand. Der spezifische Widerstand der Al-Schicht ρ = 2,5 Ωm ist wesentlich kleiner als der spezifische Widerstand einer Ta-Schicht ρ = 12,3 Ωm. Wird eine Al-Schicht für die Verdrahtung genutzt, so ergibt eine Ta/Al-Schicht von 20 μm Verbindungsweite und 10 cm Verbindungslänge etwa die Hälfte des Verdrahtungswiderstandes einer Ta-Schicht von 100 nm Dicke für den Fall, dass die Al-Schicht 40 nm dick ist, und etwa 1/7 des Verdrahtungswiderstandes für den Fall, dass die Al-Schicht 150 nm dick ist.
Nachfolgend werden, wie in 10(b) gezeigt, die erste und dritte metallische Schicht 41 und 42 in eine vorbestimmte Anordnung mittels Fotolithografie und Ätzen strukturiert, wobei die erste Elektrodenverbindung 43, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, ausgebildet wird.
Danach wird, wie in 10(c) gezeigt, eine anodisierte Schicht von Ta₂O₅, die als isolierende Schicht 44 des Dünnschicht-Zweipolelements wirkt, auf der Oberfläche der ersten metallischen Schicht 41 mit demselben Anodisie rungsprozess, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Diese Ta₂O₅-Schicht hat eine Dicke von etwa 600 Å. Dabei werden die Seiten der dritten metallischen Schicht 42 gleichzeitig anodisiert, um eine Schutzschicht 54 aus Al₂O₃, die eine Dicke von etwa 700 Å hat, auszubilden.
Somit wird es durch die Kombination der ersten Elektrodenverbindung 43 und der anodisierten Schicht möglich, gleichzeitig die Struktur der Ta₂O₅-Schicht/Ta-Schicht, die als Teil des Aufbaus des Dünnschicht-Zweipolelements wirkt, und die Schutzschicht 54 für die dritte metallische Schicht 42 auszubilden.
Danach wird eine SiO₂-Schicht, die als zweite isolierende Schicht 53 wirkt, auf der gesamten Oberfläche des Substrats 40 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Wie in 10(d) gezeigt, wird die SiO₂-Schicht in eine vorbestimmte Anordnung mittels Fotolithografie und Ätzen strukturiert, so dass eine Öffnung in der Mitte der ersten Elektrodenverbindung 43 ausgebildet wird.
Nachfolgend wird eine Ti-Schicht als zweite metallische Schicht, die als zweiten Elektrode (oberen Elektrode) 45 wirkt, in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Die Gesamtspannung S dieser Ti-Schicht ist S = 20,83 N/m wie in Ausführungsform 1.
Danach wird, wie in 10(e) gezeigt, die Ti-Schicht in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, strukturiert, so dass die Struktur der ersten Elektrodenverbindung 43/der isolierenden Schicht 44/der zweiten Elektrode 45 in der Öffnung in der zweiten isolierenden Schicht 53, die auf des ersten Elektrodenverbindung 43 ausgebildet ist, ausgebildet wird.
Die Kennlinie eines so hergestellten Dünnschicht-Zweipolelements ist dieselbe wie die der Ausführungsform 1.
Nachfolgend werden, wie in 10(f) gezeigt, auf der gesamten Oberfläche des Substrats 40, auf der die Dünnschicht-Zweipolelemente wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, eine Bildelementelektrode 46 und eine Orientierungsschicht 48 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Damit ist die Herstellung eines elementseitigen Substrats 40 beendet.
Nachfolgend wird ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 49 aus PES als gegenüberliegendes Substrat genutzt. Farbfilter 55 und eine schwarze Matrix 56 sind in Bereichen, die den Bildelementelektroden 46 gegenüberliegen, bzw. in Bereichen, die den Dünnschicht-Zweipolelementen gegenüberliegen, ausgebildet. Im Weiteren werden transparente Gegenelektroden 50 auf den Farbfiltern 55 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Ebenso wird eine Orientierungsschicht 51 auf dem resultierenden Substrat 49 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Damit ist die Herstellung des gegenüberliegenden Substrats 49 beendet. Wie in Ausführungsform 1 beschrieben, wird ein Flüssigkristall zwischen die Substrate 40 und 49 eingebracht, um eine Flüssigkristallschicht 52 auszubilden. Damit ist die Herstellung der Flüssigkristallvorrichtung beendet.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, den Widerstand in einem Verdrahtungsbereich des Dünnschicht-Zweipolelements ausreichend zu reduzieren und auch die Spannung auf das Substrat verglichen mit einem herkömmlichen Element zu verringern.
Ebenso ist es durch das Bereitstellen der zweiten isolierenden Schicht, die den Austritt von Gas aus dem Substrat verhindert, möglich, eine Struktur herzustellen, die Veränderungen in der Qualität der metallischen Schicht verhindert und gleichzeitig den Leckstrom des Dünnschicht-Zweipolelements reduziert, und es ist möglich, ein Dünnschicht-Zweipolelement, das eine exzellente Kennlinie hat, herzustellen.
Damit ist es durch die Verwendung solcher Dünnschicht-Zweipolelemente möglich, eine dünne Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit niedrigem Gewicht, die einen exzellenten Stoßwiderstand hat, zu realisieren.
Ausführungsform 5
In 12(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils eines Dünnschicht-Zweipolelements in einem Bildelement einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dargestellt. In 12(b) ist eine Querschnittsansicht durch den Hauptteil entlang der Linie A-A' in 12(a) gezeigt.
Wie in 12(a) gezeigt, ist dieses Dünnschicht-Zweipolelement hauptsächlich aus einer ersten Elektrodenverbindung 63, die auf einem isolierenden Harzsubstrat 60 ausgebildet ist und als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt und einen Schichtstapel aus einer metallischen Schicht 61 und einer dritten metallischen Schicht 62 umfasst, aus einer isolierenden Schicht 64, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und aus einer zweiten Elektrode 65 zusammengesetzt.
Die isolierende Schicht 64 ist so ausgebildet, dass sie die erste metallische Schicht 61 bedeckt, und eine Schutzschicht 73 ist an den Seiten der dritten metallischen Schicht 62 ausgebildet. Weiterhin ist eine zweite isolierende Schicht 72 auf der gesamten Oberfläche des Substrats 60 so ausgebildet, dass sie die Randbereiche der ersten metallischen Schicht 61 außer einem Bereich auf der ersten metallischen Schicht 61, der mit der isolierenden Schicht 64 bedeckt ist, bedeckt. Die zweite Elektrode 65 ist so ausgebildet, dass sie sich von der Oberfläche der zweiten isolierenden Schicht 72 bis zur Oberfläche der isolierenden Schicht 64, wo die zweite isolierende Schicht 72 nicht ausgebildet ist, erstreckt. Es sei erwähnt, dass die zweite isolierende Schicht 72 verhindert, dass die Schutzschicht 73 für die dritte metallische Schicht 62 die zweite Elektrode 65 kontaktiert, und damit die Isolierung aufrecht erhält, so dass ein Leckstrom aus diesem Bereich verhindert werden kann.
Weiterhin ist, wie in 12(b) gezeigt, die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung so aufgebaut, dass sie mit dem vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelement pro Bildelement ausgestattet ist.
Das heißt, in dieser Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist die erste Elektrode des Dünnschicht-Zweipolelements in jedem Bildelement als erste Elektrodenverbindung 63, die als Verdrahtungsschicht wirkt, ausgebildet. Weiterhin ist eine Reflexions-Bildelementelektrode 66 einstückig mit der vorstehend beschriebenen zweiten Elektrode 65 auf der zweiten isolierenden Schicht 72, wo das Dünnschicht-Zweipolelement nicht auf dem Substrat 60 ausgebildet ist, ausgebildet. Ebenso ist eine Orientierungsschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats 60, eingeschlossen die Dünnschicht-Zweipolelemente und die Reflexions-Bildelementelektroden 66, ausgebildet. Ein isolierendes transparentes Harzsubstrat 68 ist gegenüberliegend zum Substrat 60 zur Verfügung gestellt. Auf diesem Substrat 68 sind transparen te Gegenelektroden 70 als gegenüberliegend zu den Reflexions-Bildelementelektroden 66 ausgebildet, und eine Orientierungsschicht 69 ist auf der gesamten Oberfläche des Substrats 68 ausgebildet. Weiterhin ist eine Flüssigkristallschicht 71 sandwichartig zwischen den Substraten 60 und 68 angeordnet.
Das Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Dünnschicht-Zweipolelements und der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird nun mit Bezug auf 13 erläutert.
Zunächst wird, wie in 13(a) gezeigt, ein PES-Substrat mit einer Dicke von 0,4 mm als isolierendes Harzsubstrat 60 genutzt, und eine Al-Schicht, die als dritte metallische Schicht 63 wirkt, und eine Ta-Schicht, die als erste metallische Schicht 61 wirkt, werden auf dem isolierenden Harzsubstrat 60 in derselben Art, wie in Beispiel 4 beschrieben, ausgebildet. Es sei erwähnt, dass die Spannung und der Widerstand der Al-Schicht dieselben sind wie die in Ausführungsform 4. Dementsprechend ist der Einfluss der Spannung auf das Substrat gering und der Verdrahtungswiderstand kann reduziert werden.
Nachfolgend werden, wie in 13(b) gezeigt, die erste und dritte metallische Schicht 61 und 62 in derselben Art, wie in Ausführungsform 4 beschrieben, strukturiert, um eine erste Elektrodenverbindung 63, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, auszubilden.
Danach werden, wie in 13(c) gezeigt, eine anodisierte Schicht aus Ta₂O₅, die als isolierende Schicht 64 des Dünnschicht-Zweipolelements wirkt und eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und eine Schutzschicht 73 mit demselben Anodisierungsprozess, wie in Ausführungsform 4 beschrieben, ausgebildet.
Danach wird eine SiO₂-Schicht, die als zweite isolierende Schicht 72 wirkt, auf der gesamten Oberfläche des Substrats 1 in derselben Art, wie in Ausführungsform 4 beschrieben, ausgebildet, und, wie in 13(d) gezeigt, in eine vorbestimmte Anordnung mittels Fotolithografie und Ätzen strukturiert, um eine Öffnung in der Mitte der ersten Elektrodenverbindung 63 auszubilden.
Nachfolgend wird eine Al-Schicht mit einer Dicke von 150 nm als zweite Elektrode (obere Elektrode) 65 und als Reflexions-Bildelementelektrode 66 mittels eines Sputterverfahrens ausgebildet. Die Schichtbildungsbedingungen zu dieser Zeit sind eine Substrattemperatur von 150°C während der Ausbildung der Schicht, ein Ar-Druck von 2 Pa und eine RF-Leistung von 1,7 W/cm².
Danach wird, wie in 13(e) gezeigt, die Al-Schicht in eine gewünschte Anordnung strukturiert, um die Struktur aus der ersten Elektrodenverbindung 63/der isolierenden Schicht 64/der zweiten Elektrode 65 in der Öffnung in der zweiten isolierenden Schicht 72, die auf der ersten Elektrodenverbindung 63 ausgebildet ist, auszubilden, während gleichzeitig die Reflexions-Bildelementelektrode 66 einstückig mit der zweiten Elektrode 65 auf der zweiten isolierenden Schicht 72, die auf dem Substrat 60 ausgebildet ist, ausgebildet wird.
Die Kennlinie eines so hergestellten Dünnschicht-Zweipolelements ist im Wesentlichen dieselbe wie die der Ausführungsformen 1 bis 4.
Nachfolgend wird, wie in 13(f) gezeigt, auf der gesamten Oberfläche des resultierenden Substrats 60, auf dem die Dünnschicht-Zweipolelemente wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, eine Orientierungsschicht 67 in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Damit ist die Herstellung des elementseitigen Substrats 60 beendet.
Nachfolgend wird ein isolierendes transparentes Substrat 68 aus PES als gegenüberliegendes Substrat verwendet, und transparente Gegenelektroden 70 und eine Orientierungsschicht 69 werden in derselben Art, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, ausgebildet. Damit ist die Herstellung des gegenüberliegenden Substrats 68 beendet. Wie in Ausführungsform 1 beschrieben, wird ein Flüssigkristall zwischen die Substrate 60 und 68 eingebracht, um die Flüssigkristallschicht 71 auszubilden. Damit ist die Herstellung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beendet.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, den Widerstand in einem Verdrahtungsbereich des Dünnschicht-Zweipolelements ausreichend zu reduzieren und ebenso die Spannung auf das Substrat verglichen mit einem herkömmlichen Element zu reduzieren.
Weiterhin ist es durch das Bereitstellen der zweiten isolierenden Schicht, die den Austritt von Gas aus dem Substrat verhindert, möglich, eine Struktur, die Veränderungen in der Qualität der metallischen Schicht verhindert und gleichzeitig den Leckstrom des Dünnschicht-Zweipolelements reduziert, zu realisieren und ein Dünnschicht-Zweipolelement, das exzellente Eigenschaften hat, herzustellen.
Damit ist es durch die Verwendung solcher Dünnschicht-Zweipolelemente möglich, eine dünne Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit niedrigem Gewicht, die einen exzellenten Stoßwiderstand hat, zu realisieren.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Dünnschicht-Zweipolelement auf einem isolierenden Harzsubstrat durch das Aufbringen einer ersten metallischen Schicht, die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, einer zweiten isolierenden Schicht, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, und einer zweiten metallischen Schicht, die als zweite Elektrode wirkt, gebildet, und eine zweite isolierende Schicht ist mindestens unter der zweiten metallischen Schicht außer in einem Bereich, der elektrisch über die erste isolierende Schicht mit der ersten Elektrode verbunden ist, ausgebildet. Die zweite isolierende Schicht wirkt als Barriere gegen Gasmoleküle und flüssige Moleküle, die von dem isolierenden Substrat generiert werden und/oder durch das isolierende Substrat hindurch dringen, und verhindert eine Denaturierung oder Schädigung der zweiten Elektrode, die durch solche Gasmoleküle oder flüssige Moleküle verursacht wird, und verhindert gleichzeitig das Auftreten eines Leckstroms in diesem Bereich. Daher ist es möglich, ein Dünnschicht-Zweipolelement mit einer exzellenten Kennlinie herzustellen.
Im Falle, dass die erste isolierende Schicht, die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, durch Anodisierung ausgebildet wird, treten Unannehmlichkeiten wie schlechte Haftung oder dergleichen an der Grenzfläche zwischen der ersten Elektrode und der Schicht mit nicht-linearem Widerstand nicht auf. Damit ist es ebenfalls möglich, ein Dünnschicht-Zweipolelement, das exzellente Eigenschaften hat, bereitzustellen.
In dem Falle, dass mindestens ein Verdrahtungsschichtbereich der ersten metallischen Schicht aus einem Schichtstapel mit der dritten metallischen Schicht, die eine geringere Spannung mit dem isolierenden Substrat erzeugt und einen geringeren elektrischen Widerstand als die erste metallische Schicht aufweist, besteht, ist es möglich, eine Verbindung, die eine gute, enge Kontakteigenschaft und einen ausreichend geringen elektrischen Widerstand aufweist, zur Verfügung zu stellen. Damit ist es ebenfalls möglich, ein Dünnschicht-Zweipolelement, das eine exzellente Kennlinie hat, zur Verfügung zu stellen.
Da das isolierende Substrat als ein Harzsubstrat ausgebildet ist, kann ein dünnes Dünnschicht-Zweipolelement mit niedrigem Gewicht und mit exzellentem Stoßwiderstand zur Verfügung gestellt werden. Es ist durch die Ausstattung mit solchen Dünnschicht-Zweipolelementen möglich, eine dünnere Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die ein niedrigeres Gewicht und einen besseren Stoßwiderstand aufweist, zur Verfügung zu stellen.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelements der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wie vorstehend beschrieben auf einfache Art ein Dünnschicht-Zweipolelement, das eine zweite isolierende Schicht hat, herzustellen.
Gemäß der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine hochzuverlässige, dünne Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit niedrigem Gewicht, die exzellente Eigenschaften und einen exzellenten Stoßwiderstand hat, zur Verfügung zu stellen, da sie mit Dünnschicht-Zweipolelementen wie vorstehend beschrieben ausgestattet ist.

Claims

Dünnschicht-Zweipolelement umfassend: eine erste Metallschicht (26, 41, 61), die als Verdrahtungsschicht und als erste Elektrode wirkt, auf einem Harzsubstrat (25, 40, 60) als einem isolierenden Substrat, eine erste isolierende Schicht (29, 44, 64), die auf der ersten Elektrode aus der ersten metallischen Schicht angeordnet ist, wobei die erste isolierende Schicht eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, eine zweite metallische Schicht (31, 45, 65), die auf der ersten isolierenden Schicht angeordnet ist und die als zweite Elektrode wirkt, und eine zweite isolierende Schicht (30, 53, 72), die eine Öffnung in einem Abschnitt, in dem die zweite metallische Schicht elektrisch über die erste isolierende Schicht mit der ersten Elektrode verbunden ist, aufweist und die auf der gesamten Oberfläche der ersten isolierenden Schicht sowie des isolierenden Substrates, wo dieses nicht von der ersten isolierenden Schicht bedeckt ist, außer in dem vorstehend genannten Bereich angeordnet ist, wobei die zweite isolierende Schicht als Barriere gegen gasförmige und/oder flüssige Moleküle, die von dem Harzsubstrat erzeugt werden oder durch dieses durchdringen, wirkt.
Dünnschicht-Zweipolelement nach Anspruch 1, wobei die zweite isolierende Schicht auch die Funktion hat, die elektrische Isolation der zweiten Elektrode zu verstärken, außer in dem Bereich der zweiten Elektrode, welcher elektrisch über die erste isolierende Schicht mit der ersten Elektrode verbunden ist.
Dünnschicht-Zweipolelement nach Anspruch 1, wobei die erste metallische Schicht eine Schicht aus Aluminium oder Tantal umfasst.
Dünnschicht-Zweipolelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste isolierende Schicht durch das Anodisieren der ersten metallischen Schicht erzeugt wurde.
Dünnschicht-Zweipolelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Verdrahtungsschicht-Bereich der ersten metallischen Schicht ein Laminat mit einer dritten metallischen Schicht (42, 62), die eine kleinere mechanische Spannung und einen kleineren elektrischen Widerstand als die erste metallische Schicht aufweist, umfasst.
Dünnschicht-Zweipolelement nach Anspruch 5, bei dem eine Schutzschicht (54, 73) auf einer freiliegenden Oberfläche der dritten metallischen Schicht angeordnet ist.
Dünnschicht-Zweipolelement nach Anspruch 5 oder 6, wobei die dritte metallische Schicht eine Schicht aus Titan, Molybdän, Silber, Kupfer, Aluminium oder eine Legierung aus diesen umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelements, umfassend die Schritte: Ausbilden einer ersten metallischen Schicht (26, 41, 61), die als erste Elektrode wirkt, auf einem Harzsubstrat (25, 40, 60) als einem isolierenden Substrat, Ausbilden einer ersten isolierenden Schicht (29, 44, 64), die eine nicht-lineare Widerstandscharakteristik aufweist, auf der ersten Elektrode, und Ausbilden einer zweiten metallischen Schicht (31, 45, 65), die als zweite Elektrode wirkt, auf der ersten isolierenden Schicht, wobei eine zweite isolierende Schicht (30, 53, 72) auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Substrates außer einem Bereich, wo die zweite metallische Schicht elektrisch über die erste isolierende Schicht mit der ersten Elektrode verbunden ist, ausgebildet wird, bevor die zweite metallische Schicht ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelementes nach Anspruch 8, wobei der Schritt zum Ausbilden der ersten isolierenden Schicht das Anodisieren der ersten metallischen Schicht umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelements nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin umfassend den Schritt zum Ausbilden einer dritten metallischen Schicht (42, 62) auf oder unter der ersten metallischen Schicht.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelements nach Anspruch 10, wobei eine Schutzschicht (54, 73) auf der freiliegenden Oberfläche der dritten metallischen Schicht gleichzeitig mit der Ausbildung der ersten isolierenden Schicht ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Zweipolelementes nach Anspruch 11, wobei die erste isolierende Schicht und die Schutzschicht durch ein Anodisierverfahren ausgebildet werden.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung umfassend: ein elementseitiges Substrat (25, 40, 60), in dem eine Bildelementelektrode (32, 46, 66) auf einem Harzsubstrat ausgebildet ist, das mit einem auf dem Harzsubstrat ausgebildeten Dünnschicht-Zweipolelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 versehen ist, wobei die Bildpunktelektrode mit der zweiten Elektrode (31, 45, 65), die einen Bestandteil des Dünnschicht-Zweipolelementes bildet, verbunden ist, ein gegenüberliegendes Substrat, in dem eine transparente Gegenelektrode (36, 50, 70) auf einem zweiten isolierenden Substrat (34, 49, 68) ausgebildet ist, und eine Flüssigkristallschicht (37, 52, 71), die zwischen dem elementseitigen Substrat und dem gegenüberliegenden Substrat sandwichartig angeordnet ist.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, wobei die zweite Elektrode einstückig mit der Bildelementelektrode und als eine Reflexions-Bildelementelektrode ausgebildet ist.