KR20010022435A - 박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 액정 표시 장치 - Google Patents

박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 박막 2단자 소자는 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막, 이 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막, 이 제1 절연막 상에 형성되는 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막, 및 제1 금속막의 배선층 부분에 형성되는 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 제3 금속막을 포함하고, 또 다른 박막 2단자 소자는 절연성 기판으로서의 수지 기판 및, 그 상부에, 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막, 이 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막, 이 제1 절연막 상에 형성되는 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막, 및 제1 절연막을 통하여 제1 전극과의 사이에서 전기적으로 기능하는 부분을 제외한 제2 금속막의 하부에 형성된 제2 절연막을 포함한다.

Description

박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 액정 표시 장치{THIN-FILM TWO-TERMINAL ELEMENTS, METHOD OF PRODUCTION THEREOF, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
현재 퍼스널 컴퓨터 등에 이용되는 액정 표시 장치로서 해상도가 높은 영상을 표시하기 위해서, 유리 기판 등의 투명 절연성 기판 상에 각 화소마다 TFT(Thin Film Transistor: 박막 트랜지스터)나 MIM(Metal-Insulator-Metal) 등의 스위칭 소자가 설치되어 있는 소위 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 많이 이용되고 있다.
종래부터, TFT를 구성하는 반도체층으로서는 플라즈마 CVD법에 의해 형성되는 수소화 비정질 실리콘(a-Si : H)막이나 감압 CVD법(LPCVD법) 등에 의해 성막된 a-Si막을, 열처리에 의한 고상 성장법이나 레이저 어닐링법에 의해 재결정화하여 얻어지는 다결정 실리콘(p-Si) 등이 이용되고 있다.
한편, MIM 소자를 구성하는 비선형 저항막으로서는 탄탈(Ta)을 열산화 혹은 양극 산화함으로써 얻어지는 산화 탄탈막(Ta2O5)이나 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 실리콘(SiNx) 등이 이용되고 있다.
또한, 최근 멀티미디어 사회의 급속한 진전 속에서, 때와 장소를 불문하고 정보의 교환을 행할 수 있는 휴대형 정보 단말 기기 분야의 발전에 따라, 소형, 경량 또한 가공성에 우수한 액정 표시 장치의 중요성이 높아지고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 액정 표시 장치 및 스위칭 소자에서는 이하와 같은 문제점이 있었다.
액정 표시 장치를 구성하는 절연성 기판으로서는 통상, 투명 절연성 기판으로서 비알칼리 유리 기판이나 석영 기판 등이 이용되고 있지만, 이들 기판에서는 휴대형 정보 단말 기기 등에 필요한 박형, 경량의 표시 장치를 제조하는데 한계가 있었다. 또한, 휴대형 정보 단말 기기는 그 특징인 가공성으로부터, 이동 중의 낙하 충돌 등의 상황에 자주 조우하리라 생각되며, 이 점에서도 내충격성에 뒤떨어지는 유리 기판을 사용한 액정 표시 장치에는 문제가 있었다.
이에 대해서는, 절연성 기판으로서 박형, 경량 또한 내충격성에 우수한 플라스틱 기판을 이용한 단순 매트릭스형 액정 표시 장치의 개발이 행해지고 있다(플랫 패널 디스플레이, pp123-128. 1994).
그러나, 단순 매트릭스형 액정 표시 장치는 각 화소마다 스위칭 소자를 갖지 않기 때문에, 고품위의 화상을 표시할 수 없어, 페이저 등이 간단한 문자 표시 용도로 이용되고 있는 정도였다.
또한, 고품위인 표시를 목표로 하여 박막 트랜지스터나 박막 다이오드(TFD, MIM) 등의 스위칭 소자를 플라스틱 기판 상에 탑재하려고 하여도, 특히 TFT를 이용하고자 한 경우에는 그 제조 공정이 복잡해지며 또한 프로세스 온도가 300 ∼ 400℃ 정도필요해지기 때문에 실현이 어렵다고 하는 문제점이 있었다.
한편, 박막 2단자 소자인 MIM 소자는 비선형 저항막을 전극으로 협지한 간단한 소자 구성으로, 제조 공정수도 적으며 프로세스 온도도 200℃ 이하로 할 수 있기 때문에, 플라스틱 기판 상에 탑재하는 것이 가능하다. 이러한 MIM 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 예를 들면, 특개평 6-214220호 공보 및 특개평 6-281960호 공보에 제안되어 있다.
그러나, 이들 MIM 소자를 플라스틱 기판 상에 형성하고자 하는 경우에는 이하에 열거한 문제점이 있다.
우선, 플라스틱 기판을 기판 재료로서 이용한 경우 기판 재료로부터 가스가 방출된다고 하는 문제가 있다. 즉, 플라스틱 기판은 유리 기판 등과 비교하여 수증기 등의 가스를 투과하기 쉽기 때문에, 액정 패널 제조 후에 외부로부터 수증기 등의 가스가 패널 내의 액정층까지 투과하여 표시의 열화 등이 발생한다.
이에 대하여 통상은 액정 패널 제조 시에 외부와 접하는 면, 즉 소자 제조면과는 반대측에 가스 배리어층이 설치되어 있다. 그러나, 이 가스 배리어층은 외부로부터의 가스에 대해서는 투과를 방해하지만, 플라스틱 기판 자체로부터의 가스 방출을 저지할 수는 없다. 따라서, 기판으로부터 방출된 가스가 소자 형성 중, 예를 들면 기판 상에 금속막 등을 성막할 때에 막 중에 유입되어, 금속막 재료의 변질 등을 초래하게 된다. 그 결과, 이러한 금속을 전극 배선으로서 이용하는 경우에는 배선 저항이 증가하는 등의 문제가 발생한다.
또, 이 해결책으로서 양면에 가스 배리어층을 설치하는 것을 고려할 수 있지만, 이 경우는 기판 비용이 상승하는 등의 다른 문제가 발생한다.
또한, 일반적으로 금속 배선으로서는 비선형 저항막으로서 금속 배선의 양극 산화막을 이용하기 때문에 Ta막이 많이 이용되고 있다. 그러나, 유리 기판과 비교하여, 플라스틱 기판은 기판의 강성이 낮기 때문에, 플라스틱 기판 상에 Ta에 의한 금속 배선을 형성하고자 하는 경우, 성막된 금속막의 응력이 크며 플라스틱 기판의 휘어짐 등의 발생이나 금속막의 박리 등이 발생하고, 이에 따라 소자 프로세스를 계속하는 것이 곤란해진다는 문제도 있다.
종래의 박막 2단자 소자에서는 제1 전극, 예를 들면 Ta막은 배선을 겸하기 때문에 Ta막의 막 두께는 300 ∼ 500㎚ 정도의 막 두께로 성막이 행해지고 있었다. 그러나 이 경우, Ta막이 플라스틱 기판에 부여하는 전응력(全應力)은 이하의 [식 1] ∼ [식 3]으로 나타낸다.
위 식에서 Ta 막 두께 300㎚, 플라스틱 기판으로서 폴리에테르술폰(PES)을 이용한 경우의 플라스틱 기판 상의 Ta막의 전응력 S를 계산하면, S=2326[N/m] 정도가 된다. 따라서, 플라스틱 기판 상에 배선을 겸한 Ta막을 형성하고자 하는 경우 그 응력이 크기 때문에, 예를 들면 특개평 6-214220호 공보에 기재되어 있듯이 기판의 변형이 생긴다.
이 응력을 완화하는 방법으로는 위 [식 1]에서 Ta막의 막 두께를 얇게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 금속 배선으로는 Ta막의 막 두께가 얇아짐에 따라서 저항치가 증대하여 표시 신호의 지연 등의 문제가 생긴다.
또한, 별도의 대책으로서는 플라스틱 기판의 막 두께를 두껍게 하는 방법 혹은 기판 표면 상에 강성을 갖게 하기 위한 코팅을 행하는 방법 등을 고려할 수 있다.
그러나, 이들의 방법으로는 플라스틱 기판의 메리트인 박형, 경량을 실현할 수 없으며, 더구나 기판 비용이 상승하는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안한 것으로, 박형, 경량 또한 내충격성에 우수한 플라스틱으로 대표되는 수지 기판 상에 형성할 수 있는 박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 액정 표시 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 액정 표시 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 OA 기기나 퍼스널 컴퓨터, 휴대 정보 단말 등에 적당하게 이용되는 박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 그 박막 2단자 소자를 구비하여 이루어지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
도 1의 (a)는 본 발명의 박막 2단자 소자의 실시예를 나타내는 주요부의 개략평면도, (b)는 본 발명의 박막 2단자 소자를 탑재한 액정 표시 장치의 1화소를 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 2는 도 1의 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 3은 박막 2단자 소자의 비선형 저항막을 형성하기 위한 양극 산화 공정에서의 화성(化成) 전류 및 화성 전압의 양극 산화 시간에 대한 변화를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 박막 2단자 소자의 전류-전압 특성을 나타낸 도면.
도 5의 (a)는 본 발명의 박막 2단자 소자의 별도의 실시예를 나타내는 주요부의 개략 평면도, (b)는 본 발명의 박막 2단자 소자를 탑재한 별도의 액정 표시 장치의 1화소를 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 6은 도 5의 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 7의 (a)는 본 발명의 박막 2단자 소자의 별도의 실시예를 나타내는 주요부의 개략 사시도, (b)는 본 발명의 박막 2단자 소자를 탑재한 별도의 액정 표시 장치의 1화소를 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 8은 도 7의 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 9의 (a)는 본 발명의 박막 2단자 소자의 또 다른 실시예를 나타내는 주요부의 개략 사시도, (b)는 본 발명의 박막 2단자 소자를 탑재한 별도의 액정 표시 장치의 1화소를 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 10은 도 9의 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 11은 Al막의 막 두께에 대한 배선 저항의 관계를 나타낸 도면.
도 12의 (a)는 본 발명의 박막 2단자 소자의 또 다른 실시예를 나타내는 주요부의 개략 사시도, (b)는 본 발명의 박막 2단자 소자를 탑재한 또 다른 액정 표시 장치의 1화소를 나타내는 주요부의 개략 단면도.
도 13은 도 12의 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 주요부의 개략 단면도.
＜발명을 실시하기 위한 최량의 형태＞
본 발명의 박막 2단자 소자는, 주로 절연성 기판 상에 제1 금속막, 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막 및 제2 금속막이 적층되어 이루어진다.
또한, 이러한 박막 2단자 소자에서 또한 이 박막 2단자 소자의 원하는 영역/주변에 제2 절연막이 형성되어 있어도 좋다.
절연성 기판으로서는, 통상 액정 표시 장치 등에 사용되는 기판이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 폴리에텔술폰(PES) , 폴리카보네이트(PC) , 폴리에테르에테르케톤(PEEK) , 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) , 폴리아릴레이트(PAR) , 폴리에테르니트릴 등의 수지 기판, 유리 기판, 석영 기판 등을 예로 들 수 있지만, 그 중에서도 액정 표시 장치의 경량화, 내충격성 향상의 관점에서 수지 기판이 바람직하다. 기판의 막 두께는 특별히 한정되지 않으며 예를 들면 0.4 ∼1.1㎜ 정도를 예로 들 수 있다.
제1 금속막으로서는 예를 들면 Al, Ta 등으로 이루어지는 막을 예로 들 수 있다.
제1 금속막은 상기 도전성 재료를 스퍼터링법, 진공 증착법, EB 증착법, 이온플레이팅법, MEB법 등 이용하는 재료를 고려하여 적절하게 선정함으로써 성막하고, 공지의 방법, 예를 들면 포토리소그래피 및 에칭 공정에 의해 원하는 형상으로 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 이 때의 막 두께는 예를 들면 60∼100㎚ 정도로 형성할 수 있다.
본 발명에서 제1 금속막은 배선층 및 제1 전극으로서 기능한다.
제1 금속막이 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 경우에는, 제1 금속막 중 적어도 배선층 부분에, 제1 금속막보다도 응력이 작은 제3 금속막이 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이 때의 제3 금속막은 제1 금속막의 배선 부분 하층 또는 상층의 어느 것이라도 좋다. 또, 제3 금속막이 하층에 배치되는 경우에는 배선층 부분뿐만 아니라 또한 제1 금속막의 전극 부분의 일부 또는 전부에까지 형성되어 있어도 좋으며 제3 금속막이 상층에 배치되는 경우에는 배선층 부분뿐만 아니라 제1 금속막의 전극 부분의 소자 형성부 이외에까지 형성되어 있어도 좋다.
제3 금속막은 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 것이 바람직하다. 「응력이 작다」란, 상기 [식 1] ∼ [식 3]에 기초하여 계산되는 금속막이 기판에 부여하는 전응력이 작은 것을 의미한다.
제3 금속막의 재료는 사용하는 제1 금속막과의 조합에 의해, 상기 조건을 만족하는 재료 중에서 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 구체적으로는 Al, Ti, Mo, Ag, Cu 또는 이들의 합금 등의 도전성 재료를 들 수 있다. 또, 제3 금속막은 단층막으로 형성하는 것이 바람직하지만 적층막이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 기판에 대한 응력의 영향이 적은 막 두께를 선택하면 상기 재료 이외의 재료를 사용하는 것도 가능하다.
비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막은 제1 금속막의 제1 전극 부분 상에 형성되는 절연막을 의미하지만 제1 전극 부분의 상면뿐만 아니라 측면도 포함하는 제1 금속막 표면 전면을 피복하도록 형성되어 있어도 좋다.
제1 절연막은 제1 금속막의 양극 산화막을 예로 들 수 있으며 구체적으로는 Ta2O5, Al2O3등을 예로 들 수 있다. 이 때의 절연막의 막 두께는 예를 들면, 40 ∼ 80㎚ 정도를 예로 들 수 있다.
제1 절연막은 공지의 방법, 예를 들면 양극 산화법 등에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는 제1 금속막을 형성한 절연성 기판을 양극 산화 용액에 침지하고, 화성 전압/화성 전류를 인가함으로써 형성할 수 있다. 여기에서, 양극 산화 용액으로서는 주석산 암모늄, 붕산 암모늄, 옥살산 등의 전해액을 예로 들 수 있다. 또한, 이들 양극 산화 용액은 1 ∼ 수% 정도로 사용할 수 있다.
또, 제3 금속막은 제1 금속막에 덮어져 있지 않은 표면이 존재하는 경우에는 그 표면을 보호막에 의해 피복되어 있는 것이 바람직하다. 보호막으로서는 여러가지의 후속 공정에서, 제3 금속막의 표면을 보호하기 위한 막이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 금속막을 양극 산화할 때에 이 제3 금속막도 동시에 양극 산화함으로써, 제3 금속막의 표면 또는 측면에 양극 산화에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 절연막을 형성하기 위한 양극 산화 조건에 의존하여 적당한 막 두께로 형성할 수 있다.
제2 금속막은 예를 들면 Al, Ti, Mo, Ag, Cu, Cr 등에 의해 스퍼터법, 저항 가열 증착법, EB 증착법 등의 일반적인 방법에 의해 형성할 수 있다. 또, 형성 시의 기판 온도는 기판의 재료 등을 고려하여 150℃ 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.
제2 절연막은 적어도 비선형 저항막을 통하여 제1 금속막(제1 전극)과의 사이에서 전기적으로 기능하는 제2 전극 영역 이외의 제2 전극 하부에 형성되어 있으면 좋으며, 또한 제1 전극 상에 제2 전극이 형성되어 있지 않은 영역, 제1 전극의 측면, 절연성 기판 상에 제1 전극의 주변부에도 형성되어 있어도 좋다. 즉, 제1 전극의 단부 및 단부 주변을 피복하도록 형성되어 있어도 좋다.
제2 절연막은 절연성 기판으로부터 발생하거나 및/또는 상기 절연성 기판을 통하여 통과하는 기체 분자 및/또는 액체 분자를 차단하는 배리어성과, 비선형 저항막을 통하여 제1 전극과의 사이에서 전기적으로 기능하는 제2 전극 영역 이외의 제2 전극 하부에서의 전기적인 절연성을 향상시키는 절연성을 가지는 것이 바람직하며, 특히 배리어성을 확보하기 위하여 어느 정도 치밀한 절연막일 필요가 있다.
제2 절연막은 예를 들면 SiNx, SiO2, Ta2O5, Al2O3등의 무기계 절연막, 폴리이미드 등의 유기계 절연막 등으로 형성되어 있어도 좋다.
제2 절연막의 형성 방법은 스퍼터링법, CVD법, 스핀코트법, 이온빔 증착법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제2 절연막의 개구 부분은 상기한 제1 금속막 등의 패터닝에 준한 방법에 의해 행할 수 있다.
제2 절연막은 상기한 바와 같은 위치 및 종류에 의해 배리어성 및 절연성을 실현할 수 있다.
본 발명의 박막 2단자 소자의 제조 방법에 따르면, 우선 절연성 기판 상에 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막을 형성한다. 이 때의 제1 금속막의 형성 방법 및 패터닝 방법은 상술한 그대로이다.
이어서, 제3 금속막이 제1 금속막의 하층에 형성되는 경우에는 제1 금속막 중 적어도 배선층이 형성되는 영역에 제3 금속막을 형성한다. 또 제3 금속막의 형성 방법 및 패터닝 방법은 제1 금속막과 마찬가지로 행할 수 있다. 이 때, 제3 금속막은, 배선층이 형성되는 영역을 포함하는 영역에 형성되는 것이면 또한 그 주변 영역 등에 형성되어도 좋지만, 후공정에서 형성되는 제1 금속막의 형상과 다르도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 제3 금속막이 제1 금속막의 상층에 형성되는 경우에는 제1 금속막을 상술된 바와 같이 원하는 형상으로 형성하여, 적어도 배선층이 되는 제1 금속막 상에 제3 금속막을 형성한다. 이 때, 제3 금속막은 배선층이 형성되는 영역을 포함하는 영역에 형성되는 것이면 또한 그 주변 영역 등에 형성되어도 좋지만, 하층에 형성된 제1 금속막의 형상과 다르도록 형성하는 것이 바람직하다.
계속하여, 제1 금속막의 제1 전극 상에 비선형 저항 특성을 가지는 절연막을 형성하고 또한 이 절연막 상에 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막을 형성한다. 이 때의 절연막의 형성 방법은 상술한 바와 같이 행할 수 있으며, 제2 금속막의 형성 방법 및 패터닝 방법은 제1 금속막과 마찬가지로 행할 수 있다.
또, 제2 절연막을 더 구비하는 박막 2단자 소자를 제조하는 경우에는 제2 금속막에 의해 제2 전극을 형성하기 전에, 상기한 방법에 의해 제2 절연막을 형성하여 소정의 부분에 개구를 형성하고, 그 후 상술한 바와 같이 제2 전극을 형성하는 방법을 예로 들 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는 주로 본 발명의 박막 2단자 소자를 구비하는 절연성 기판 상에, 박막 2단자 소자를 구성하는 제2 전극과 접속된 화소 전극을 가지는 소자측 기판과, 제2 절연성 기판 상에 대향 투명 전극이 형성된 대향 기판과, 이들 기판 간에 협지된 액정층으로 이루어진다.
화소 전극은 ITO, ZnO, SnO2등의 투명 도전성 재료나 금속막 등으로 형성할 수 있다. 이 경우 막 두께는 예를 들면, 400 ∼ 1500Å 정도를 예로 들 수 있다. 또한, 화소 전극은 공지의 방법, 예를 들면 스퍼터링법, 진공 증착법, EB 증착법, 이온 플레이팅법, MBE법, 스크린 인쇄법 등 이용하는 재료를 고려하여 적절하게 선정함으로써 적층하고, 공지의 방법 예를 들면 포토리소그래피 및 에칭 공정에 의해 원하는 형상으로 형성할 수 있다.
또한, 화소 전극이 금속막에 의해 형성되는 경우에는 박막 2단자 소자를 구성하는 제2 전극과 일체적으로 반사 화소 전극으로서 형성되어 있어도 좋다.
제2 절연성 기판으로서는 박막 2단자 소자에 사용한 절연성 기판과 같은 것을 사용할 수 있어, 특히 투명한 기판이 바람직하다.
대향 투명 전극은 통상 사용되는 투명한 도전성 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 ITO, ZnO, SnO2등을 예로 들 수 있다. 이 때의 막 두께는 특별히 한정되지 않으며 예를 들면 100∼500㎚ 정도를 예로 들 수 있다.
또, 대향 기판 상에는 투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치 등 그 종류에 따라서, 또한 블랙 매트릭스, 컬러 필터 등이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 액정층은 액정 표시 장치에 사용되는 액정 조성물이면 특별히 한정되지 않으며 어느 액정 조성물도 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 박막 2단자 소자, 그 제조 방법 및 액정 표시 장치의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 또, 본 발명은 이들 실시예에 의해서 한정되지 않는다.
＜실시예 1＞
도 1a에 본 실시예의 액정 표시 장치의 1화소에서의 박막 2단자 소자의 평면도를 나타낸다. 또한, 도 1b에 도 1a에서의 A-A'선에서의 액정 표시 장치의 주요부 단면도를 나타낸다.
이 박막 2단자 소자는 도 1a에 도시한 바와 같이, 주로 절연성 수지 기판(1) 상에 형성된 제1 금속막(2), 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(5) 및 제2 금속막으로 이루어지는 제2 전극(6)으로 구성된다.
제1 금속막(2)의 배선층 상에는 제3 금속막(3)이 형성되어 있다. 또, 제1 금속막(2)과 제3 금속막(3)을 합하여 제1 전극 배선(4)이라고 칭한다.
또한, 제1 금속막(2)의 제1 전극 상에는 절연막(5)이 피복되어 있으며, 적층된 제1 전극과 절연막(5)의 상부에 제2 전극(6)이 형성되어 있다.
또한, 액정 표시 장치는 도 1b에 도시한 바와 같이 1화소마다 상기 박막 2단자 소자를 구비하여 구성된다.
즉, 이 액정 표시 장치에서는 박막 2단자 소자가 형성되어 있지 않은 기판(1) 상에 화소 전극(7)이 형성되어 있으며, 이 화소 전극(7)은 박막 2단자 소자의 제2 전극(6)과 접속되어 있다. 또한, 박막 2단자 소자 및 화소 전극(7)을 포함하는 기판(1) 상부 전면에 배향막(8)이 형성되어 있다. 또한, 이 기판(1) 상에 대향하도록 투명 절연성 수지 기판(9)이 배치되어 있으며, 이 기판(9) 상에 화소 전극(7)에 대향하도록 대향 투명 전극(10), 배향막(11)이 형성되어 있다. 또한, 기판(1)과 기판(9)의 사이에는 액정층(12)이 협지되어 있다.
이하에, 상기 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 2에 기초하여 설명한다.
우선, 도 2a에 도시한 바와 같이 절연성 수지 기판(1)으로서, 두께 0.4㎜의 폴리에테르술폰(PES) 기판을 이용하고, 이 기판(1) 상에 제1 금속막(2)이 되는 Ta막을 스퍼터법에 의해 막 두께 100㎚ 정도로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시 기판 온도 150℃, Ar 압력 0.5Pa, RF 파워 3.4W/㎠로 하였다. 다음에, 이 Ta막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하여, 기판(1) 상의 소정의 위치에 제1 금속막(2)을 형성한다.
계속하여, 도 2b에 도시한 바와 같이, 이 Ta막을 피복하도록 제3 금속막(3)이 되는 Al막을 스퍼터법에 의해 막 두께 150㎚ 정도로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시 기판 온도 150℃, Ar 압력 2Pa, RF 파워 1.7W/㎠로 하였다.
이 때의 Al막의 기판에 대한 전응력 S는 전술한 [식 l]에서 S=30.58 N/m(압축 응력)가 된다. 따라서, Al막은 Ta막과 비교하여 매우 응력이 작기 때문에 기판에 대한 영향이 적다.
다음에, 이 Al막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해, Ta막 상에서 제1 금속막(2)의 배선층이 되는 부분에 남도록 소정의 형상으로 패터닝하였다. 이에 따라, 배선층과 제1 전극의 기능을 가지는 제1 전극 배선(4)이 형성된다.
다음에, 도 2c에 도시한 바와 같이 Al막으로 피복되어 있지 않은 Ta막의 표면에 양극 산화 프로세스에 의해, 박막 2단자 소자의 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(5)이 되는 양극 산화 Ta2O5막을 형성한다.
구체적으로는, 양극 산화 용액으로서 1%의 붕산 암모늄 용액을 이용하여, 용액 온도를 실온, 화성 전압 35V로 하여 용액 중에 제1 전극 배선(4)이 형성된 기판(1)을 침지함으로써 Ta2O5막을 형성한다.
이 양극 산화 프로세스에서의, 화성 전압 및 화성 전류의 양극 산화 시에 대한 변화를 도 3에 도시한다. 이 프로세스에서는 정전류 전압 전원을 이용하여 우선 화성 전류를 320㎃로 일정하게 하여 정전류 화성을 행한 후, 형성하는 절연막(5)의 막 두께에 대응한 전압치(본 실시 형태에서는 35V)가 된 시점에서, 일정 시간 정전압 화성을 행하였다. 또, 본 실시 형태에서의 정전류 화성을 행한 시간은 약 54분, 정전압 화성을 행한 시간은 약 25분이었다.
이러한 양극 산화 프로세스에 의해 Ta막의 표면에서 깊이 방향으로 약 260Å가 양극 산화되며, 막 두께 약 600Å의 양극 산화 Ta2O5막이 형성된다.
또한, 이 양극 산화 공정에서는 Ta막의 표면에 Ta2O5막을 형성함과 동시에, Ta막 상에 형성된 Al막의 표면에 막 두께 약 700Å의 Al2O3막이 형성되었다. 이 Al2O3막은 이후의 제조 프로세스에서 산 등의 약품에 대한 또는 배향막의 러빙 시의 보호막(38)으로서 기능하는 것이다.
즉, 이러한 양극 산화에 따르면, 박막 2단자 소자의 구성의 일부가 되는 Ta2O5/Ta막 구조(절연막/제1 전극 구조)와, 제3 금속막(3)에 대한 보호막(38)을 동시에 형성할 수 있다.
계속하여, 도 2d에 도시한 바와 같이 제2 전극(상부 전극 ; 6)의 기능을 가지는 제2 금속막이 되는 Ti막을 EB 증착법에 의해 막 두께 1000Å으로 형성한다. 이 때의 성막 조건은 성막 온도 실온(기판 가열하지 않음), 도달 진공도 5×l0-6Torr, 가속 전압 4kV, 성막 전류 120A로 하였다. 또, 이 Ti막의 전응력 S는 전술한 [식 1]에서 S=20.83 N/m이었다.
계속하여, Ti막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하여, 제2 전극(6)을 형성한다. 또, 여기서, 제2 전극(6)의 패터닝은 절연막(5) 상에 형성되도록 행하며, 따라서 제1 전극 배선(4)/절연막(5)/제2 전극(6)의 구조가 되도록 행하였다.
이상과 같이 하여, 도 1a에 도시한 바와 같은 박막 2단자 소자의 제조가 완료된다.
이러한 방식으로 제조된 박막 2단자 소자의 특성[전류(I)-전압(V) 특성]을 도 4에 도시한다. 이 박막 2단자 소자의 소자 특성은 소자 면적이 5㎛인 정방형으로 α=1.667×10-4, β=3.31이었다.
또, α는 박막 2단자 소자의 도전성을 나타내는 파라메터, β는 박막 2단자 소자의 급준성(전압에 대한 전류 변화의 크기)을 나타내는 파라메터이며 각각 박막 2단자 소자의 전류-전압 특성의 전도 기구인 Pool-Frenckel 전도를 나타내는 하기의 이론식의 계수이다.
I=αV Exp(β√V)
α= {nμqS Exp(-φ/kT)}/d
β= {√(q3)/πεrε0}/kT
(식 중, n : 캐리어 농도, μ : 캐리어 이동도, q : 전자의 전하량, S : 소자 면적, φ : 트랩 깊이, k : 볼츠먼 상수, T : 온도, d : 비선형 저항막 막 두께, εr:비선형 저항막의 비유전율, ε0: 진공의 유전율)
계속하여, 도 2e에 도시한 바와 같이 상기한 바와 같이 하여 박막 2단자 소자가 형성된 절연성 수지 기판(1) 상부 전면에 ITO막을 스퍼터법에 의해 막 두께 1000Å로 형성하고, ITO막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 원하는 형상으로 패터닝함으로써 화소 전극(7)을 형성한다.
다음에, 절연성 수지 기판(1) 전면을 덮도록 폴리이미드막을 롤코트법에 의해 막 두께 600Å로 성막하고, 150℃, 2시간의 소결을 행하여 배향막(8)을 형성한다. 이러한 방식으로 소자측 기판(1)의 제조가 완료된다.
계속하여, 대향측 기판으로서 PES로 이루어지는 투명 절연성 수지 기판(9)을 이용하여, 이 기판(9) 상부 전면에 ITO막을 스퍼터법에 의해 막 두께 1000Å로 성막하고 ITO막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 원하는 형상으로 패터닝하여 대향 투명 전극(10)을 형성한다.
다음에, 기판(11) 전면을 덮도록 폴리이미드막을 롤코트법에 의해 막 두께 600Å로 성막하고 150℃, 2시간의 소결을 행하여 배향막(11)을 형성한다. 이러한 방식으로 대향측 기판의 제조가 완료된다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 제조한 소자측 기판(1) 및 대향측 기판(9)의 배향막(8, 11)에 액정층(12)을 배향시키기 위한 러빙 처리를 행한다. 그 후, 이들 소자측 기판(1) 및 대향측 기판(9) 상에 접합용 시일 재료(도시하지 않음)를 인쇄하여 스페이서(도시하지 않음) 산포(散布)를 행하고, 각각의 기판(1, 9)을 접합하고, 액정을 이들 기판(1)과 기판(9)의 간에 주입하여 액정층(12)을 형성함으로써 액정 표시 장치의 제조를 완료한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면 박막 2단자 소자의 배선 부분이 충분하게 저저항이며 또한 기판에 대한 응력을 종래보다 저감할 수 있어, 충분한 특성을 가지는 박막 2단자 소자를 수지 기판 상에 제조할 수 있다.
또한, 이러한 박막 2단자 소자를 이용함으로써, 박형, 경량이며 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
〈실시 형태 2〉
도 5a에 본 실시예의 액정 표시 장치의 1 화소에서의 박막 2단자 소자의 주요부의 평면도를 나타낸다. 또한, 도 5b에 도 5a에서의 A-A'선에서의 액정 표시 장치의 주요부 단면도를 나타낸다.
이 박막 2단자 소자는 도 5a에 도시한 바와 같이, 주로 절연성 수지 기판(13) 상에 형성된 제1 금속막(15), 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(17) 및 제2 금속막으로 이루어지는 제2 전극(18)으로 구성된다.
제1 금속막(15)은 그 배선층 하부에 형성된 제3 금속막(14)을 피복하도록 형성되어 있다. 또, 제1 금속막(15)과 제3 금속막(14)을 합하여 제1 전극 배선(16)이라고 칭한다.
또한, 제1 금속막(15)을 피복하도록 제1 금속막(15) 상부 전면에 절연막(17)이 형성되고 있으며, 제1 금속막(15)의 제1 전극 상에 절연막(17)을 통하여 제2 전극(18)이 형성되어 있다.
또한, 액정 표시 장치는 도 5b에 도시한 바와 같이 1화소마다 상기 박막 2단자 소자를 구비하여 구성된다.
즉, 이 액정 표시 장치에서는 박막 2단자 소자가 형성되어 있지 않은 기판 (13) 상에 화소 전극(19)이 형성되어 있으며, 이 화소 전극(19)은 박막 2단자 소자의 제2 전극(18)과 접속되어 있다. 또한, 박막 2단자 소자 및 화소 전극(19)을 포함하는 기판(13) 상부 전면에 배향막(20)이 형성되어 있다. 또한, 이 기판(13) 상부에 대향하도록 투명 절연성 수지 기판(21)이 배치되어 있으며, 이 기판(21) 상에 화소 전극(19)에 대향하도록 대향 투명 전극(22), 배향막(23)이 형성되어 있다. 또한, 기판(13)과 기판(21)의 사이에는 액정층(24)이 협지되어 있다.
이하에, 상기 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 6에 기초하여 설명한다.
우선, 도 6a에 도시한 바와 같이, 절연성 수지 기판(13)으로서 두께 0.4㎜의 PES 기판을 이용하고, 이 절연성 수지 기판(13) 상에 배선층으로서 기능하는 제3 금속막(14)이 되는 Al막을 스퍼터법에 의해 두께 l00㎚으로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시에 기판 온도 150℃, Ar 압력 2Pa, RF 파워 1.7W/㎠로 하였다.
계속하여, 이 Al막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하여 제3 금속막(14)을 형성한다.
다음에, 도 6b에 도시한 바와 같이 제3 금속막(14)을 덮도록 제1 금속막(15)이 되는 Ta막을 스퍼터법에 의해 막 두께 100㎚으로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시에 기판 온도 150℃, Ar 압력 0.5Pa, RF 파워 3.4W/㎠로 하였다.
계속하여, Ta막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하여 제1 금속막(15)을 형성한다. 또, 여기서 제3 금속막(14)을 완전하게 피복하는 제1 금속막(15)에 의해, 배선층과 제1 전극과의 기능을 가지는 제1 전극 배선(16)을 형성한다.
여기서, 제1 전극 배선(16)의 응력은 실시예 1과 마찬가지이며, 기판으로의 영향이 적다.
다음에, 도 6c에 도시한 바와 같이 Ta막 표면에 실시예 1과 마찬가지의 양극 산화 프로세스에 의해, 박막 2단자 소자의 절연막(17)이 되는 양극 산화 Ta2O5막을 막 두께 약 600Å로 형성한다.
또, 제3 금속막(14)인 Al막은 제1 금속막(15)에 완전하게 피복되어 있기 때문에 이 양극 산화 프로세스에서는 산화되지 않는다.
계속하여, 도 6d에 도시한 바와 같이, 제2 전극(상부 전극 ; 18)의 기능을 가지는 제2 금속막으로서 실시예 1과 마찬가지로 Ti막을 형성한다. 이 Ti막의 전응력 S는 실시예 1과 마찬가지로 S=20.83 N/m였다.
다음에, 실시예 1과 마찬가지로 Ti막을 원하는 형상으로 패터닝하여 절연막(17) 상에 제2 전극(18)을 형성한다. 이에 따라, 제1 전극 배선(16)/절연막(17)/제2 전극(18)의 구조를 형성하였다.
이러한 방식으로 제조된 박막 2단자 소자의 특성은 실시예 1과 마찬가지였다.
계속하여, 도 6e에 도시한 바와 같이 상기한 바와 같이 하여 박막 2단자 소자가 형성된 기판(13) 상부 전면에, 실시예 1과 마찬가지로 화소 전극(19), 배향막(20)을 형성하여 소자측 기판(13)의 제조를 완료한다.
다음에, 도 6f에 도시한 바와 같이 대향측 기판으로서 PES로 이루어지는 투명 절연성 수지 기판(21)을 이용하여, 이 기판(21) 상에 실시예 1과 마찬가지로 대향 투명 전극(22)을 형성한다.
다음에, 기판(21) 전면을 덮도록 실시예 1과 마찬가지로 배향막(23)을 형성한다. 이러한 방식으로 대향측 기판의 제조가 완료된다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 제조한 소자측 기판(13)과 대향측 기판(21) 사이에 실시예 1과 마찬가지로 액정을 주입하여 액정층(24)을 형성함으로써, 액정 표시 장치의 제조를 완료한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면 박막 2단자 소자의 배선층 부분을 충분하게 저저항으로 하고, 또한 기판에 대한 응력을 종래보다 저감할 수 있어, 특성이 우수한 박막 2단자 소자를 제조할 수 있다.
따라서, 이러한 박막 2단자 소자를 이용함으로써 박형, 경량이며 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
＜실시 형태 3＞
도 7a에 본 실시예의 액정 표시 장치의 1화소에서의 박막 2단자 소자의 주요부의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 7b에 도 7a에서의 A-A'선에서의 액정 표시 장치의 주요부 단면도를 나타낸다.
이 박막 2단자 소자는 도 7a에 도시한 바와 같이, 주로 절연성의 수지 기판(25) 상에 형성된 배선층 및 제1 전극으로서 기능하고, 제1 금속막(26)으로 이루어지는 제1 전극 배선(28), 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(29) 및 제2 전극(31)으로 구성된다.
절연막(29)은 제1 금속막(26)을 피복하도록 형성되어 있다. 또한, 절연막(29)으로 피복된 제1 금속막(26) 상의 일부분을 제외하고, 제1 금속막(26)의 단부를 덮도록 기판(25) 상부 전면에 제2 절연막(30)이 형성되어 있다. 또한, 제2 전극(31)은 제2 절연막(30) 상에서부터 제2 절연막(30)이 형성되어 있지 않은 절연막(29) 상에 걸쳐서 형성되어 있다.
또한, 액정 표시 장치는 도 7b에 도시한 바와 같이, 1화소마다 상기 박막 2단자 소자를 구비하여 구성된다.
즉, 이 액정 표시 장치에서는 제2 절연막(30) 상부에서, 박막 2단자 소자가 형성되어 있지 않은 기판(25) 상에 화소 전극(32)이 형성되어 있으며, 이 화소 전극(32)은 제2 절연막(30) 상에서 제2 전극(31)과 접속되어 있다. 또한, 박막 2단자 소자 및 화소 전극(32)을 포함하는 기판(25) 상부 전면에 배향막(33)이 형성되어 있다. 또한, 이 기판(25) 상에 대향하도록 투명 절연성 수지 기판(34)이 배치되어 있으며, 이 기판(34) 상에 화소 전극(32)에 대향하도록 대향 투명 전극(36), 배향막(35)이 형성되어 있다. 또한, 기판(25)과 기판(34) 사이에는 액정층(37)이 협지되어 있다.
이하에, 상기 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 8에 기초하여 설명한다.
우선, 도 8a에 도시한 바와 같이, 절연성 수지 기판(25)으로서 두께 0.4㎜의 PES 기판을 이용하여, 이 기판(25) 상에 제1 금속막(26)이 되는 Ta막을 스퍼터법에 의해 막 두께 100㎚ 정도로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시 기판 온도 150℃, Ar 압력 0.5Pa, RF 파워 3.4W/㎠로 하였다. 이 때의 Ta막의 기판에 대한 전응력 S는 전술한 [식 1]에서 S=765N/m(압축 응력)이 된다.
계속하여, 도 8b에 도시한 바와 같이, 이 Ta막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝함으로써, 기판(25) 상의 소정의 위치에 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 전극 배선(28)을 형성한다.
다음에, 도 8c에 도시한 바와 같이, 제1 전극 배선(28) 표면에 절연막(29)으로서 실시예 1과 마찬가지의 양극 산화 프로세스에 의해 막 두께 약 600Å의 양극 산화 Ta2O5막을 형성한다.
다음에, 표면에 절연막(29)이 형성된 제1 전극 배선(28)을 포함하는 기판(25) 상부 전면에 제2 절연막(30)인 SiO2막을, 막 두께 100㎚로 스퍼터법에 의해 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 온도 150℃, Ar 압력 2Pa, RF 파워 1.7W/㎠로 하였다. 또, 제2 절연막(30)을 구성하는 재료로서는 절연성을 가짐과 동시에, 수지 기판으로부터의 기체 분자 혹은 액체 분자 등으로 이루어지는 가스 방출을 억제하는 기능이 요구된다. 발명자들의 검토 결과, 절연성과 가스 배리어성을 동시에 만족시키기 위해서는 어느 정도의 막의 치밀성이 요구되며, 예를 들면 기판 가열을 행하지 않은 통상의 EB 증착법에 의한 SiO2막으로는 가스 배리어성은 확인할 수 없었다. 또한, 수지 기판 상에 성막을 행하기 때문에, 성막 시의 기판 가열에는 제한이 있으며 150℃ 정도의 성막 온도인 것이 바람직하다.
계속하여, 도 8d에 도시한 바와 같이, SiO2막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하여 제1 전극 배선(28) 상의 중앙에서 제2 절연막(30)에 개구부를 형성한다.
다음에, 제2 전극(상부 전극 ; 31)의 기능을 가지는 Ti막을 EB 증착법에 의해 막 두께 100㎚로 형성한다. 이 때의 성막 조건은 성막 온도 실온(기판 가열하지 않음), 도달 진공도 5×10-6Torr, 가속 전압 4kV, 성막 전류 120A로 하였다. 또, 이 Ti 막의 전응력 S는 전술한 [식 1]에서 S=20.83N/m였다.
계속하여, 도 8e에 도시한 바와 같이, Ti막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하여 제2 전극(31)을 형성한다. 또, 여기에서 제2 전극(31)의 패터닝은 제1 전극 배선(28) 상에 형성된 제2 절연막(30)의 개구부를 통하여 제1 전극 배선(28)/절연막(29)/제2 전극(31)의 구조가 되도록 행하였다.
이상과 같이 하여, 도 7a에 도시한 바와 같은 박막 2단자 소자의 제조가 완료된다.
이러한 방식으로 제조된 박막 2단자 소자의 특성은 실시예 1과 마찬가지였다.
또한, 이와 같이 제조된 박막 2단자 소자에서의 제2 절연막(30)의 효과에 대하여 설명한다.
제2 절연막(30)은 박막 2단자 소자를 구성하는 제1 전극 배선(28)의 단부를 덮도록 형성되어 있으며, 제2 절연막(30)의 개구에 형성된 박막 2단자 소자 이외의 부분에서의 제2 전극(31)과 제1 전극 배선(28)과의 절연성을 유지할 수 있다. 이에 의해, 박막 2단자 소자 부분 이외에서의 제1 전극 배선(28)과 제2 전극(31) 간에 흐르는 누설 전류의 영향을 없애고, 제2 절연막(30)의 개구로 규정되는, 소정의 면적으로 구성된 제1 전극 배선(28)/절연막(29)/제2 전극(31)으로만 구성되는 박막 2단자 소자를 얻을 수 있다.
또한, 제2 절연막(30)은 절연성 수지 기판(25)과 제2 전극(31) 간에 협지되도록 설치되고 있으며, 기판(25) 전면을 덮기 때문에, 제2 전극(31)을 형성하는 경우 기판(25)으로부터의 방출 가스를 차단하는 효과를 갖는다. 이것에 의해, 제2 전극(31)의 성막 시에 기판(25)으로부터의 방출 가스가 유입됨에 따른 금속막의 변질을 방지할 수 있다.
또한, 제2 절연막(30)은 제1 전극 배선(28)의 단차를 완화할 수 있기 때문에, 이 단차 부분에서의 제2 전극(31)의 배선 절단 등도 회피하는 것이 가능해진다.
또, 이 제2 절연막(30)을 이용하지 않고 수지 기판(25) 상에 직접 제2 전극(31)이 되는 Ti막을 형성한 경우에는 기판(25)으로부터의 방출 가스를 Ti막이 유입함으로써, Ti막의 변색이 관찰되었다. 또한, 이 Ti막을 소정의 형상으로 가공하는 공정에서 막의 변질에 의한 에칭 불량이 발생하여 소정 형상으로 가공하는 것은 곤란하였다.
계속하여, 도 8f에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같이 하여 박막 2단자 소자가 형성된 절연성 수지 기판(25) 상부 전면에, 실시예 1과 마찬가지로 화소 전극(32), 배향막(33)을 형성한다. 이러한 방식으로 소자측 기판(1)의 제조가 완료된다.
계속하여, 실시예 1과 마찬가지의, 절연성 수지 기판(34)의 표면에 대향 투명 전극(36), 배향막(35)을 구비하는 대향측 기판을 제조한다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로 각각의 기판(25, 34)을 접합하여, 액정을 이들 기판(25)과 기판(34) 사이에 주입하여 액정층(37)을 형성함으로써 액정 표시 장치의 제조를 완료한다.
따라서, 본 실시 형태에 따르면, 수지 기판으로부터의 가스 방출을 차단하는 절연막을 설치함으로써, 금속막의 변질을 방지함과 동시에 박막 2단자 소자의 누설 전류를 저감할 수 있어, 우수한 특성의 박막 2단자 소자를 제조할 수 있다.
또한, 이러한 박막 2단자 소자를 이용함으로써 박형, 경량이며 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
＜실시 형태 4＞
도 9a에 본 실시예의 액정 표시 장치의 1화소에서의 박막 2단자 소자의 주요부의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 9b에 도 9a에서의 A-A'선에서의 액정 표시 장치의 주요부 단면도를 나타낸다.
이 박막 2단자 소자는 도 9a에 도시한 바와 같이 주로, 절연성 수지 기판(40) 상에 형성된 배선층 및 제1 전극으로서 기능하고, 제1 금속막(41) 및 제3 금속막(42)의 적층막으로 이루어진 제1 전극 배선(43), 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(44) 및 제2 전극(45)으로 구성된다.
절연막(44)은 제1 금속막(41)을 피복하도록 형성되어 있으며 제3 금속막(42)의 측면에 보호막(54)이 형성되어 있다. 또한, 절연막(44)으로 피복된 제1 금속막(41) 상의 일부분을 제외하고, 제1 금속막(41)의 단부를 덮도록 기판(40) 상에 제2 절연막(53)이 형성되어 있으며, 제2 전극(45)이 제2 절연막(53) 상에서 제2 절연막(53)이 형성되어 있지 않은 절연막(44) 상에 걸쳐서 형성되어 있다. 또, 제2 절연막(53)에 의해 제3 금속막(42)의 보호막(54)이 제2 전극(45)에 접촉하지 않고 절연성이 유지되고 있다.
또한, 액정 표시 장치는, 도 9b에 도시한 바와 같이 1화소마다 상기 박막 2단자 소자를 구비하여 구성된다.
즉, 이 액정 표시 장치에서는 각 화소의 박막 2단자 소자의 제1 전극이 배선층으로서 기능하는 제1 전극 배선(43)으로서 형성되어 있다. 또한, 제2 절연막(53) 상에서, 박막 2단자 소자가 형성되어 있지 않은 기판(40) 상에 화소 전극(46)가 형성되어 있으며, 이 화소 전극(46)은 제2 절연막(53) 상에서 제2 전극(45)과 접속되어 있다. 또한, 박막 2단자 소자 및 화소 전극(46)을 포함하는 기판(40) 상부 전면에 배향막(48)이 형성되어 있다. 또한, 이 기판(40) 상에 대향하도록 투명 절연성 수지 기판(49)이 배치되어 있으며, 이 기판(49) 상에 화소 전극(46)에 대향하도록 대향 투명 전극(50)과 컬러 필터(55)가 형성되어 있으며, 박막 2단자 소자에 대향하도록 블랙 매트릭스(56)가 형성되어 있으며, 이들 대향 투명 전극(50) 및 블랙 매트릭스(56) 상부 전면에 배향막(51)이 형성되어 있다. 또한, 기판(40, 49) 간에는 액정층(52)이 협지되어 있다.
이하에, 상기 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 10에 기초하여 설명한다.
우선, 도 10a에 도시한 바와 같이, 절연성 수지 기판(40)으로서 두께 0.4㎜의 PES 기판을 이용하여, 이 절연성 수지 기판(40) 상에 제3 금속막(42)이 되는 Al막을 스퍼터법에 의해 두께 150㎚로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시의 기판 온도 150℃, Ar 압력 2Pa, RF 파워 1.7W/㎠로 하였다.
계속하여, 제3 금속막(42) 상에 제1 금속막(41)이 되는 Ta막을 스퍼터법에 의해 막 두께 100㎚로 성막한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시에 기판 온도 150℃, Ar 압력 0.5Pa, RF 파워 3.4W/㎠로 하였다.
여기서, Al막의 응력에 대하여 설명한다. Al막은 Ta막과 비교하여 매우 응력이 작으며, 본 실시 형태의 경우 전술한 [식 1]에 의해 전응력 S를 계산하면 S=30.58N/m(압축 응력)이 되며, Ta막에 비교하고 전응력 S가 매우 작아, 기판으로의 영향이 적다.
또한, Al막의 막 두께와 배선 저항의 관계를 도 11에 도시한다. Ta막의 저항율 ρ=12.3Ωm과 비교하여, Al막의 저항율은 ρ=2.5Ωm로 매우 작으며, 이것을 배선으로서 이용함으로써 배선폭 20㎛, 배선 길이 10㎝의 Ta/Al막에서 Al막의 막 두께가 40㎚에서는 막 두께 100㎚의 Ta막에 비하여 약 1/2, Al막의 막 두께가 150㎚에서는 약 1/7의 배선 저항을 달성하는 것을 알 수 있다.
계속하여, 도 10b에 도시한 바와 같이, 제1 금속막(41) 및 제3 금속막(42)을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정의 형상으로 패터닝하고, 배선층과 제1 전극과의 기능을 가지는 제1 전극 배선(43)을 형성한다.
다음에, 도 10c에 도시한 바와 같이, 제1 금속막(41) 표면에 실시예 1과 마찬가지로 양극 산화 프로세스에 의해 박막 2단자 소자의 절연막(44)이 되는 양극 산화 Ta2O5막을 형성한다. 이 Ta2O5막은 막 두께 약 600Å였다. 또, 이 때 동시에 제3 금속막(42)의 측면도 양극 산화되며 Al2O3막으로 이루어지는 막 두께 약 700Å의 보호막(54)이 형성된다.
이와 같이, 제1 전극 배선(43)과 양극 산화막과의 조합에 의해, 박막 2단자 소자의 구성의 일부분이 되는 Ta2O5막/Ta막 구조와 제3 금속막(42)의 보호층(54)을 동시에 형성하는 것이 가능해진다.
다음에, 실시예 1과 마찬가지로 기판(40) 상부 전면에 제2 절연막(53)인 SiO2막을 형성하고 도 10d에 도시한 바와 같이 SiO2막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정 형상으로 패터닝하여 제1 전극 배선(43) 상의 중앙에 개구부를 형성한다.
계속하여, 제2 전극(상부 전극 ; 45)의 기능을 가지는 제2 금속막으로서 실시예 1과 마찬가지로 Ti막을 형성한다. 이 Ti막의 전응력 S는 실시예 1과 마찬가지로 S=20.83N/m이었다.
다음에, 도 10e에 도시한 바와 같이, 실시예 1과 마찬가지로 Ti막을 패터닝하여, 제1 전극 배선(43) 상에 형성된 제2 절연막(53)의 개구를 통하여 제1 전극 배선(43)/절연막(44)/제2 전극(45)의 구조를 형성하였다.
이러한 방식으로 제조된 박막 2단자 소자의 특성은 실시예 1과 마찬가지였다.
계속하여, 도 10f에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같이 하여 박막 2단자 소자가 형성된 기판(40) 상부 전면에 실시예 1과 마찬가지로, 화소 전극(46), 배향막(48)을 형성하여 소자측 기판(40)의 제조를 완료한다.
계속하여, 대향측 기판으로서 PES로 이루어지는 투명 절연성 기판(49)을 이용하여, 화소 전극(46)에 대향하는 부분에 컬러 필터(55)를 박막 2단자 소자에 대향하는 부분에는 블랙 매트릭스(56)를 각각 형성하고, 또한 컬러 필터(55) 상에 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 대향 투명 전극(50)을 형성한다. 또한, 얻어진 기판(49) 상에 실시예 1과 마찬가지로 배향막(51)을 형성하고, 대향측 기판(49)의 제조를 완료하고, 실시예 1과 마찬가지로, 기판(40, 49) 간에 액정을 주입하여 액정층(52)을 형성함으로써 액정 장치의 제조를 완료한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면 박막 2단자 소자의 배선 부분을 충분하게 저저항으로 하고, 또한 기판에 대한 응력을 종래보다 저감할 수가 있다.
또한, 기판으로부터의 가스 방출을 차단하는 제2 절연막을 설치함으로써 금속막의 변질을 막음과 동시에 박막 2단자 소자의 누설 전류를 저감할 수 있는 구조로 하고 특성이 우수한 박막 2단자 소자를 제조할 수 있다.
따라서, 이러한 박막 2단자 소자를 이용함으로써 박형 경량 또한 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
＜실시 형태 5＞
도 12a에 본 실시예의 액정 표시 장치의 1화소에서의 박막 2단자 소자의 주요부의 사시도를 나타낸다. 또한, 도 12b에 도 12a에서의 A-A'선에서의 액정 표시 장치의 주요부 단면도를 나타낸다.
이 박막 2단자 소자는 도 12a에 도시한 바와 같이, 주로 절연성 수지 기판(60) 상에 형성되며, 배선층 및 제1 전극으로서 기능하며 제1 금속막(61) 및 제3 금속막(62)의 적층막으로 이루어지는 제1 전극 배선(63), 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(64) 및 제2 전극(65)으로 구성된다.
절연막(64)은 제1 금속막(61)을 피복하도록 형성되어 있으며 제3 금속막(62)의 측면에는 보호막(73)이 형성되어 있다. 또한, 절연막(64)에서 피복된 제1 금속막(61) 상의 일부분을 제외하고, 제1 금속막(61)의 단부를 덮도록 기판(60) 상부 전면에 제2 절연막(72)이 형성되어 있으며, 제2 전극(65)은 제2 절연막(72) 상에서부터 제2 절연막(72)이 형성되어 있지 않은 절연막(64) 상에 걸쳐서 형성되고 있다. 또, 제2 절연막(72)에 의해 제3 금속막(62)의 보호막(73)이 제2 전극(65)에 접촉하는 일 없이 절연성이 유지되고 있으며 이 부분으로부터의 누설을 방지할 수 있다.
또한, 액정 표시 장치는 도 12b에 도시한 바와 같이 1화소마다 상기 박막 2단자 소자를 구비하여 구성된다.
즉, 이 액정 표시 장치에서는 각 화소의 박막 2단자 소자의 제1 전극이 배선층으로서 기능하는 제1 전극 배선(63)으로서 형성되어 있다. 또한, 제2 절연막(72) 상에서, 박막 2단자 소자가 형성되어 있지 않은 기판(60) 상에 반사 화소 전극(66)이 상술한 제2 전극(65)과 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 박막 2단자 소자 및 반사 화소 전극(66)을 포함하는 기판(60) 상부 전면에 배향막(67)이 형성되어 있다. 또한, 이 기판(60) 상에 대향하도록, 투명 절연성 수지 기판(68)이 배치되어 있으며 이 기판(68) 상에 반사 화소 전극(66)에 대향하도록 대향 투명 전극(70)이 또한 기판(68) 상부 전면에 배향막(69)이 형성되어 있다. 또한, 기판(60, 68) 간에는 액정층(71)이 협지되어 있다.
이하에, 상기 박막 2단자 소자 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 13에 기초하여 설명한다.
우선, 도 13a에 도시한 바와 같이 절연성 수지 기판(40)으로서 두께 0.4㎜의 PES 기판을 이용하여, 이 절연성 수지 기판(40) 상에 제3 금속막(62)이 되는 Al막과, 제1 금속막(61)이 되는 Ta막을 실시예 4와 마찬가지로 형성하였다. 또, Al막의 응력 및 저항은 실시예 4와 마찬가지이며, 따라서 기판에 대한 응력의 영향은 적으며 배선 저항도 저감할 수 있다.
계속하여, 도 13b에 도시한 바와 같이 제1 금속막(61)과 제3 금속막(62)을 실시예 4와 마찬가지로 패터닝하고, 배선층과 제1 전극과의 기능을 가지는 제1 전극 배선(63)을 형성한다.
다음에, 도 13c에 도시한 바와 같이 제1 전극 배선(63) 표면에 실시예 4와 마찬가지의 양극 산화 프로세스에 의해, 박막 2단자 소자의 비선형 저항 특성을 가지는 절연막(64)이 되는 양극 산화 Ta2O5막과 보호막(73)을 형성한다.
계속하여, 실시예 4와 마찬가지로 기판(1) 상부 전면에 제2 절연막(72)인 SiO2막을 형성하고, 도 13d에 도시한 바와 같이 SiO2막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 소정 형상으로 가공하고, 제1 전극 배선(63) 상의 중앙에 개구를 형성한다.
계속하여, 제2 전극(상부 전극 ; 65) 및 반사 화소 전극(66)으로서 막 두께 150㎚의 Al막을 스퍼터법에 의해 형성한다. 이 때의 성막 조건은 성막 시에 기판 온도 150℃, Ar 압력 2Pa, RF 파워 1.7W/㎠로 하였다.
다음에, 도 13e에 도시한 바와 같이, Al막을 원하는 형상으로 패터닝하여 제1 전극 배선(63) 상에 형성된 제2 절연막(72)의 개구를 통하여 제1 전극 배선(63)/절연막(64)/제2 전극(65)의 구조를 형성함과 함께, 기판(60) 상에 형성된 제2 절연막(72) 상에 반사 화소 전극(66)을 제2 전극(65)과 일체적으로 형성한다.
이러한 방식으로 제조된 박막 2단자 소자의 특성은 실시예 1 ∼ 4와 거의 동일하였다.
계속하여, 도 13f에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같이 하여 박막 2단자 소자가 형성된 기판(60) 상부 전면에 실시예 1과 마찬가지로 배향막(67)을 형성하여 소자측 기판(60)의 제조를 완료한다.
계속하여, 대향측 기판으로서 PES로 이루어지는 투명 절연성 기판(68)을 이용하여, 실시예 1과 마찬가지로 대향 투명 전극(70) 및 배향막(69)을 형성하고, 대향측의 기판(68)의 제조를 완료하고, 실시예 1과 마찬가지로 기판(60, 68) 간에 액정을 주입하여 액정층(71)을 형성함으로써 액정 장치의 제조를 완료한다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면 박막 2단자 소자의 배선 부분을 충분하게 저저항으로 하고 또한 기판에 대한 응력을 종래보다 저감할 수 있다.
또한, 수지 기판으로부터의 가스 방출을 차단하는 절연막을 설치함으로써, 금속막의 변질을 막는 동시에, 박막 2단자 소자의 누설 전류를 저감할 수 있는 구조로 함으로써 특성이 우수한 박막 2단자 소자를 제조할 수 있다.
따라서, 이러한 박막 2단자 소자를 이용함으로써 박형 경량 또한 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막,
상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막,
상기 제1 절연막 상에 형성되는 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막, 및
상기 제1 금속막의 배선층 부분에 형성되는 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 제3 금속막으로 이루어지는 박막 2단자 소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 절연성 기판 상에,
배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막을 형성하는 공정,
상기 제1 금속막 중 적어도 배선층 부분에 상기 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 제3 금속막을 형성하는 공정,
상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막을 형성하는 공정,
상기 절연막 상에 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막을 형성하는 공정
을 포함하는 박막 2단자 소자의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 기재된 박막 2단자 소자를 구비하는 절연성 기판 상에, 상기 박막 2단자 소자를 구성하는 제2 전극과 접속된 화소 전극이 형성된 소자측 기판과,
제2 절연성 기판 상에 대향 투명 전극이 형성된 대향 기판과,
상기 소자측 기판과 대향 기판 간에 협지된 액정층으로 이루어지는 액정 표시 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 수지 기판 상에,
배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막,
상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막,
상기 제1 절연막 상에 형성되는 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막, 및
상기 제1 절연막을 통하여 제1 전극과의 사이에서 전기적으로 기능하는 부분을 제외한 상기 제2 금속막의 하부에 제2 절연막이 형성되어 이루어지는 박막 2단자 소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 수지 기판 상에,
제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막을 형성하는 공정,
상기 제1 전극 상에 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막을 형성하는 공정,
상기 제1 절연막 상에 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막을 형성하는 공정으로 이루어지는 박막 2단자 소자의 제조 방법에 있어서,
상기 제2 금속막을 형성하기 전에, 상기 제1 금속막 및 제1 절연막이 적층된 부분을 제외하는 상기 절연성 기판 상부 전면에 제2 절연막을 형성하는 것으로 이루어지는 박막 2단자 소자의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 기재된 수지 기판 상에 형성되는 박막 2단자 소자 상에, 상기 박막 2단자 소자를 구성하는 제2 전극과 접속된 화소 전극이 형성된 소자측 기판과,
제2 절연성 기판 상에 대향 투명 전극이 형성된 대향 기판과,
상기 소자측 기판과 대향 기판 간에 협지된 액정층으로 이루어지는 액정 표시 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 절연성 기판 상에 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막, 해당 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막 및 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막이 적층되어 구성되며, 상기 제1 금속막 중 적어도 배선층 부분에 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적 저항의 작은 제3 금속막이 적층되어 이루어지기 때문에, 높은 응력을 가지는 제1 금속막에 의한 절연성 기판으로의 응력을 완화할 수 있으며, 기판의 변형, 제1 금속막의 박리 등을 방지할 수 있다. 따라서, 절연성 기판의 종류가 한정되지 않고 더구나 어느쪽의 절연성 기판을 사용하여도 고성능인 비선형 저항 특성을 가지는 절연막과 저저항의 전극 배선을 가지는 박막 2단자 소자를 실현할 수 있다.
또한, 제1 절연막이 제1 금속막을 양극 산화함으로써 형성되는 경우에는, 제1 금속막과 제1 절연막과의 계면에서의 접착 강도를 확보할 수 있기 때문에 박리 등의 결점을 방지할 수 있다.
또한, 제3 금속막 표면에 보호막이 형성되어 있는 경우에는 얻어진 박막 2단자 소자를 액정 표시 장치에 탑재할 때, 그 제조 프로세스에서 내산성 및 내약품성을 향상시킬 수 있음과 동시에 배향막의 러빙 시의 보호막으로서도 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 절연성 기판 상에 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막을 형성하는 공정, 해당 제1 금속막 중 적어도 배선층 부분에 상기 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적 저항이 작은 제3 금속막을 형성하는 공정, 상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막을 형성하는 공정, 해당 제1 절연막 상에 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막을 형성하는 공정을 포함하므로, 높은 응력을 가지는 제1 금속막에 의한 절연성 기판으로의 응력을 완화할 수 있으며, 기판의 변형, 제1 금속막의 박리 등을 방지할 수 있다. 따라서, 절연성 기판의 종류가 한정되지 않으며, 더구나 어느쪽의 절연성 기판을 사용하여도 고성능인 비선형 저항 특성을 가지는 절연막과 저저항의 전극 배선을 가지는 박막 2단자 소자를 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 금속막을 양극 산화하여 제1 절연막을 형성하는 공정과 동시에 제3 금속막의 표면에 보호막을 형성하는 경우에는 형성 공정의 간략화가 가능해진다.
또한, 본 발명에 따르면, 어느 한쪽의 종류의 기판을 사용하여도 기판의 변형이나 전극의 박리가 적으며, 저저항인 전극 배선을 가지는 박막 2단자 소자를 구비하여 이루어지는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 절연성 기판 상에 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막, 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막 및 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막이 적층되어 구성되며, 적어도 상기 제1 절연막을 통하여 제1 전극 간에서 전기적으로 기능하는 부분을 제외한 제2 금속막의 하부에 제2 절연막이 형성되어 이루어지므로, 절연성 기판으로부터 발생하거나 또는 절연성 기판을 통하여 투과하는 기체 분자나 액체 분자를 차단할 수 있으며, 이들 기체 분자나 액체 분자에 의해서 야기되는 제2 전극의 변질, 열화를 방지할 수 있음과 동시에, 이 부분에서의 누설 전류의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 특성이 우수한 박막 2단자 소자를 제공하는 것이 가능해진다.
특히, 제2 절연막이 절연성 기판으로부터 발생하거나 및/또는 절연성 기판을 통하여 통과하는 기체 분자 및/또는 액체 분자를 차단하는 기능 또한 비선형 저항 특성을 가지는 절연막을 통하여 제1 전극 간에서 전기적으로 기능하는 제2 전극 영역 이외의 제2 전극 하부에서의 전기적인 절연성을 향상시키는 기능을 가지는 경우에는 상기 효과는 현저해진다.
또한, 비선형 저항 특성을 가지는 제1 절연막이 양극 산화에 의해 형성되어 이루어지는 경우에는 제1 전극과 비선형 저항막과의 계면에서, 접착 강도 등의 결점을 생기게 하지 않으며, 이 점에서도 특성이 우수한 박막 2단자 소자를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 금속막 중 적어도 배선층 부분이 제1 금속막보다 절연성 기판 간에서 생기는 막응력이 작으며, 전기적인 저항이 작은 제3 금속막과의 적층막으로 구성되는 경우에는 밀착성이 양호하여 충분하게 낮은 전기 저항을 가지는 배선을 제공할 수 있으며 이 점에서도 특성이 우수한 박막 2단자 소자를 제공할 수 있다.
또한, 절연성 기판이 수지 기판에 의해 형성되는 경우에는 박형 경량 또한 내충격성에 우수한 박막 2단자 소자를 제공할 수 있으며, 이 박막 2단자 소자를 장비함으로써 보다 박형 경량 또한 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 박막 2단자 소자의 제조 방법에 따르면, 상기한 바와 같이 제2 절연막이 형성된 박막 2단자 소자를 용이하게 형성할 수가 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 상기 박막 2단자 소자를 구비하기 때문에, 특성이 우수하며 신뢰성이 높으며 또한 박형 경량, 내충격성에 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims (25)

  1. 배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막,
    상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막,
    상기 제1 절연막 상에 형성되는 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막, 및
    상기 제1 금속막의 배선층 부분에 형성되는 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 제3 금속막을 포함하는 박막 2단자 소자.
  2. 제1항에 있어서, 제1 금속막은 알루미늄 또는 탄탈막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 절연막은 제1 금속막을 양극 산화함으로써 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 금속막은 티탄, 몰리브덴, 은, 동, 알루미늄 또는 이들 합금의 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 금속막의 노출된 표면에 보호막이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  7. 절연성 기판 상에,
    배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막을 형성하는 공정,
    상기 제1 금속막 중 적어도 배선층 부분에 상기 제1 금속막보다도 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 제3 금속막을 형성하는 공정,
    상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막을 형성하는 공정,
    상기 절연막 상에 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막을 형성하는 공정
    을 포함하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제1 절연막의 형성 공정은 제1 금속막을 양극 산화함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 제1 금속막을 양극 산화하여 절연막을 형성하는 공정과 동시에, 제3 금속막의 표면에 보호막을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 박막 2단자 소자를 구비하는 절연성 기판 상에, 상기 박막 2단자 소자를 구성하는 제2 전극과 접속된 화소 전극이 형성된 소자측 기판과,
    제2 절연성 기판 상에 대향 투명 전극이 형성된 대향 기판과,
    상기 소자측 기판과 대향 기판과의 사이에 협지된 액정층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 절연성 기판으로서의 수지 기판 상에,
    배선층 및 제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막,
    상기 제1 금속막의 제1 전극 상에 형성되는 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막,
    상기 제1 절연막 상에 형성되는 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막, 및
    상기 제1 절연막을 통하여 제1 전극과의 사이에서 전기적으로 기능하는 부분을 제외한 상기 제2 금속막의 하부에 제2 절연막이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  12. 제11항에 있어서, 제2 절연막이 수지 기판으로부터 발생하는 및/또는 상기 수지 기판을 통하여 통과하는 기체 분자 및/또는 액체 분자를 차단하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 제2 절연막은 제1 절연막을 통하여 제1 전극과의 사이에서 전기적으로 기능하는 상기 제2 전극의 영역 이외의 제2 전극에서의 전기적인 절연성을 향상시키는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  14. 제11항에 있어서, 제1 금속막은 알루미늄 또는 탄탈막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 절연막은 제1 금속막을 양극 산화함으로써 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 금속막의 배선층 부분은 제1 금속막보다 응력이 작으며 또한 전기적인 저항이 작은 제3 금속막이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  17. 제16항에 있어서, 제3 금속막의 노출된 표면에 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  18. 제16항 또는 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 금속막은 티탄, 몰리브덴, 은, 동, 알루미늄 또는 이들 합금의 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자.
  19. 절연성 기판으로서의 수지 기판 상에,
    제1 전극으로서 기능하는 제1 금속막을 형성하는 공정,
    상기 제1 전극 상에 비선형 저항 특성을 갖는 제1 절연막을 형성하는 공정,
    상기 제1 절연막 상에 제2 전극으로서 기능하는 제2 금속막을 형성하는 공정으로 이루어지는 박막 2단자 소자의 제조 방법에 있어서,
    상기 제2 금속막을 형성하기 전에, 상기 제1 금속막 및 제1 절연막이 적층된 부분을 제외하는 상기 절연성 기판 상부 전면에 제2 절연막을 형성하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제1 절연막을 형성하는 공정은 제1 금속막을 양극 산화하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 제1 금속막의 상부 또는 하부에 제3 금속막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 제1 절연막을 형성할 때, 동시에 제3 금속막을 노출하고 있는 표면에 보호막을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 제1 절연막 및 보호막을 양극 산화법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 2단자 소자의 제조 방법.
  24. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에의 수지 기판 상에 형성되는 박막 2단자 소자 상에, 상기 박막 2단자 소자를 구성하는 제2 전극과 접속된 화소 전극이 형성된 소자측 기판과,
    제2 절연성 기판 상에 대향 투명 전극이 형성된 대향 기판과,
    상기 소자측 기판과 대향 기판과의 사이에 협지된 액정층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  25. 제24항에 있어서, 제2 전극은 화소 전극과 일체적으로 또한 반사 화소 전극으로서 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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