【事件の表示】
　特許第２９８６９３３号「薄膜積層デバイス」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９８６９３３号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
 １　経緯
　特許出願　　　　　　　　　　　　　　　　　　平成　３年　１月２９日
　設定登録（特許第２９８６９３３号）　　　　　平成１１年１０月　１日
　特許異議申立（斉藤忠）　　　　　　　　　　　平成１２年　６月　６日
　取消理由通知１　　　　　　　　　　　　　　　平成１２年１０月１２日
　特許異議意見書１・訂正請求書１　　　　　　　平成１３年　１月　４日
　訂正拒絶理由通知　　　　　　　　　　　　　　平成１３年　５月　８日
　特許異議意見書２　　　　　　　　　　　　　　平成１３年　７月１７日
　取消理由通知２　　　　　　　　　　　　　　　平成１３年　８月　２日
　特許異議意見書３・訂正請求書２　　　　　　　平成１３年１０月１５日
　訂正請求取下書（訂正請求書１について）　　　平成１３年１０月１５日
（なお、書類の後の番号は単に整理するために付した。）
２　訂正について
（１）訂正事項
ａ．特許請求の範囲の請求項１〜３を下記の請求項１のみに訂正する。
　【請求項１】　ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さ１０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子。
ｂ．明細書【０００４】の１０〜１２行の「すなわち、本発明は、……特徴としている。」を「すなわち、本発明は、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さｌ０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子に関する。」に訂正する。
　
（２）訂正の目的
訂正事項ａ
　特許請求の範囲の記載を減縮することを目的として、請求項１〜３の要件を集合したうえ、特許明細書【０００５】における（特許公報第２頁第４欄第１０行〜第１１行）「無機物質が波長４００〜８５０ｎｍにおいて透過率が７５％以上の特定の無機物質であることが好ましい」の記載、【０００５】における（特許公報第２頁第４欄第２０行〜第２２行）「無機物質を…好ましくは１０００〜１００００Åの厚さで形成する」の記載ならびに【００１６】における（特許公報第５頁第１０欄第４０行〜第４２行）「これらを総合して考慮すると、硬質炭素膜の膜厚は３００〜４０００Å、比抵抗率は１０７〜１０１１Ω・ｃｍであることが一層好ましい。」の記載を根拠としている。
訂正事項ｂ
　訂正事項ａの特許請求の範囲の減縮に対応するものであって、明りょうでない記載の釈明に相当する。
　
（３）訂正についてのまとめ
　上記訂正は、特許明細書又は図面に記載した事項の範囲内において、特許請求の範囲の減縮および明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　以上のとおりであるから、上記訂正は特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号。以下「平成６年改正法」という。）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、平成１１年改正前の特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年改正法による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３　特許異議申立理由・取消理由の概要
（１）特許異議申立理由
　特許異議申立人斉藤忠は、甲第１号証（特開昭６２−１９６１３９号公報＝引用例１）、甲第２号証（特開平２−２５９７２９号公報＝引用例２）、参考資料１（特開昭６１−１９０８０８号公報＝引用例３）、参考資料２（特開昭６１−１６９２４０号公報＝引用例４）、参考資料３（特開昭６１−１８３８１０号公報＝引用例５）、参考資料４（特開平２−１１０５２２号公報＝引用例６）、参考資料５（特開平２−２７１３２１号公報＝引用例７）を提出し、本件特許の請求項１〜３に係る発明は、上記引用例１〜７に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、取り消されるべきであると主張している。
（２）取消理由理由１
　上記（１）と同趣旨である。
（３）取消理由理由２
　上記（１）と同趣旨であることと、請求項には、非晶質無機物質薄膜の厚さが限定されておらず、ＭＩＭ型素子を設けた際の効果が明確にならないと、いうものである。
４　本件発明
　本件発明は、訂正請求書２（平成１３年１０月１５日）で訂正された明細書の特許請求の範囲請求項１に記載されたとおりの次のものである。
「ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さ１０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子。」（以下、訂正発明という。）
５　引用例記載の発明及び訂正発明との対比
（１）引用例１には、透明プラスチックフィルム（Ａ）、非結晶性の酸化アルミニュウム薄膜（Ｂ）および透明導電薄膜（Ｃ）とからなり、（Ａ）の片面ないし両面に前記（Ｂ）、（Ｃ）の少なくとも一層が積層されている透明導電性フイルムが開示されており、前記（Ｂ）の透過率は７０％以上が好ましく、その膜厚は３０〜５０００Åが好ましく、５０００Å以上ではカールが発生し、好ましくない旨記載されている。
　しかしながら、引用例１には、該透明導電性フィルムが液晶表示セルに有用であるとは記載されているが、これがＭＩＭ素子として有用である旨の開示はない。そのうえ、訂正発明は酸化アルミニウムは用いておらず、パッシベーション効果の大きい特定の無機物質を使用しており、かつこの層の上には引用例１のような透明導電薄層（Ｃ）は使用せず、その膜厚も１０００〜１００００Åという特定の膜厚であり、引用例１とは異なっている。そして、引用例１には、酸化アルミニウム層を他の材料で置換しなければならない動機もない。
（２）引用例２には、透明基板／硬質炭素膜／配向膜／液晶層／配向膜／硬質炭素膜／透明基板よりなる液晶セル構造において、一方の硬質炭素膜／透明基板を延長し、その硬質炭素膜上に能動素子を設けることならびにその能動素子にＭＩＭ素子を用いることが開示されている。
　しかし、引用例２には透明基板あるいは透明基板／硬質炭素膜が、ＭＩＭ素子の構成要素として不都合があることは何ら示唆されていないから、これを他のものと置換しようという動機は全く存在しないし、透明基板／硬質炭素膜よりなる積層物をＭＩＭ素子の基板として転用しようという発想は生まれない。
（３）引用例３は、プラスチックフィルム又はシート（Ａ）の少なくとも片面に、低融点金属の透明な酸化物層（Ｂ）（例えば酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ）、塩酸により腐食されない透明金属酸化物層（Ｃ）（例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン）、透明導電層（Ｄ）を順次積層した透明電極であり、ＭＩＭ素子ではなく、これをＭＩＭ素子の基板として用いるという考え方も示されていない。
　そのうえ、引用例３の発明と訂正発明とでは積層構造が異っている。
　しかも、引用例３は低融点金属の透明な酸化物層（Ｂ）を必須とするが、このような層は訂正発明では使用しないものである。
　よって、引用例３の発明は、訂正発明とは発明の目的、構成、効果のいずれの点においても全く異るものである。
（４）引用例４の発明は、透明合成樹脂フィルムの片面に、透明な絶縁酸化物層が形成され、該層上にインジウム酸化物を主成分とする透明な導電性被膜が形成された透明導電性フィルムに関するものであり、これが液晶表示素子などに用いうることは記載されているものの、ＭＩＭ素子の基板に用いるという考え方は全く示されていない。
　そのうえ、引用例４の発明と訂正発明とでは積層構造が異っている。
　よって、引用例４の発明は、訂正発明とは発明の目的、構成、効果のいずれの点においても異るものである。
（５）引用例５は、透明なプラスチックフィルム又はシート（Ａ）の少なくとも片面にＳｉＯ２−ｘ（０≦ｘ≦１）薄膜層（Ｂ）を介して透明導電性薄膜層（Ｃ）を形成した透明電極において、（Ａ）の厚みと（Ｃ）の厚みとを特定の関係になるようにした透明電極に関するものであり、その用途として液晶表示用電極などが例示されているが、この引用例においてもこの電極をＭＩＭ素子の基板として用いるという考え方は示されていない。
　そのうえ、引用例５の発明と訂正発明とでは積層構造が異っている。
　よって、引用例５の発明は、訂正発明とは発明の目的、構成、効果のいずれの点においても異るものである。
（６）引用例６の図面は訂正発明のものと似かよっている。
　しかし、引用例６のプラスチック基板の片面には偏光板が設けられる旨明記されており、訂正発明のようにプラスチック基板の両面に非晶質無機物質薄膜を設けるという着想はない。
　そのうえ、訂正発明においては前記非晶質無機物質薄膜の厚みを１０００〜１００００Åとするということが発明の要件であるが、この点について引用例６は全くふれるところがない。
（７）引用例７の第５頁左下段には、プラスチックフィルム上に透明導電体層を、さらにその上にＳｉＯ２または半透明金属層を設けた後、硬質炭素膜を設けるという手順でＭＩＭ素子部分を形成している。
　このように、引用例７には、プラスチックフィルムの両面に透過率７５％以上の非晶質無機物質薄膜を設けるという構成は開示されていないし、ましてや、その厚みを１０００〜１００００Åと特定化するという技術思想も示されていない。
　訂正発明は、このような特定の非晶質無機物質薄膜を特定の厚さでプラスチックフイルムの両面に設けることにより、この層が結晶性の場合におこる水分による素子の劣化、無機物質の熱膨張異方性に基づく基板伸縮の異方性の発生という問題点を解消している。
（８）以上のとおりであるから、訂正発明は引用例１〜７を総合しても容易に発明できるものとはいえない。
（９）そして、訂正発明は、「前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å」と規定されており、取消理由２の不明確であるとの理由も解消した。
　
６　異議申立のまとめ
　訂正発明は引用例１〜引用例７記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。従って、異議申立人斉藤忠の主張には理由がない。
　そして、他に訂正発明を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、上記のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０）
【訂正の要旨】
（１）訂正事項
ａ．特許請求の範囲の請求項１〜３を特許請求の範囲の減縮を目的として、下記の請求項１のみに訂正する。
　【請求項１】　ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さ１０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子。
ｂ．明細書【０００４】の１０〜１２行の「すなわち、本発明は、……特徴としている。」を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「すなわち、本発明は、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さ１０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子に関する。」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
薄膜積層デバイス
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さ１０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、薄膜積層デバイスに関し、詳しくはＯＡ機器用やＴＶ用等のフラットパネルディスプレイなどに好適に使用しうるスイッチング素子に関する。
　【０００２】
　【従来技術】
　ＯＡ機器端末機や液晶ＴＶは大面積液晶パネルの使用の要望が強く、そのため、アクティブマトリックス方式では各画素ごとにスイッチを設け、電圧を保持するように工夫されている。また、近年液晶パネルの軽量化、低コスト化が盛んに行なわれており、スイッチング素子の基板にプラスチックを用いることが検討されている。
　しかし、プラスチック上に、薄膜積層スイッチング素子を形成するとプラスチック基板の変形やカールを生じ、膜ハガレ等の問題があった。また、薄膜積層スイッチング素子を作製する際、酸、アルカリ、水等の溶液中にプラスチックを浸漬するフォトリソグラフィーの工程があり、プラスチック内に酸、アルカリ、水等が残存し、素子劣化の原因となった。薄膜積層デバイスを微細パターン化する場合、基板の伸縮によってパターンずれを生じ、大面積を一括露光することが困難であった。また、基板伸縮の異方性は、パターン形成をさらに困難なものとした。
　プラスチックフィルム基板を用いた液晶表示装置の作製において、配向処理の際、プラスチック特有の配向方法を行なう必要があった。しかしＳｉＯ２層をプラスチックフィルムの片面に形成することによって、ガラス基板と同様の方法で配向処理ができるようにしたことが特公平１−４７７６９号公報に開示されている。しかし、ＳｉＯ２をプラスチックフィルムにコートし、その上に薄膜積層デバイスを作製した場合、作製時の熱を伴う工程でＳｉＯ２のクラックを生じることがしばしば認められ、薄膜積層デバイスの信頼性を不充分なものとした。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明は前記従来の課題を解決し、軽量、低コスト、膜ハガレ、カール等がなく、信頼性の良好な薄膜積層デバイスを提供することを目的としている。
　【０００４】
　【課題を解決するための手段】
　前記の目的を達成させるため、本発明者らは、軽量、安価なプラスチック上にスイッチング素子を作製することを検討し、研究を重ねた結果、素子作製プロセスにおけるプラスチック基板の変形がプラスチックフィルムの場合ではカールが最大の問題であることが明らかとなった。また、プラスチックの変形やプラスチックフィルムのカールの原因は、積層する薄膜の内部応力、プラスチックの熱伸縮、酸、アルカリ、水による膨潤などであることを知見し、無機物質からなる非晶質薄膜を両面に形成したプラスチック基板を用いることが効果的であることが明らかとなり、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：ＨおよびＡｌＮよりなる群から選ばれた波長４００〜８５０ｎｍにおける透過率が７５％以上の非晶質無機物質薄膜であって、厚さ１０００〜１００００Åのものを両面に形成したプラスチック基板上に、金属膜、硬質炭素膜、金属膜よりなる層がその順で積層されているＭＩＭ型素子であって、前記硬質炭素膜が膜厚３００〜４０００Å、比抵抗率１０７〜１０１１Ω・ｃｍのものであることを特徴とするＭＩＭ型素子に関する。
　【０００５】
　無機物質からなる非晶質薄膜は波長４００〜８５０ｎｍにおいて透過率が７５％以上であることが好ましい。無機物質としては、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：Ｈ，ＡｌＮよりなる群から選ばれたものであることが好ましい。また、薄膜積層デバイスとしては、硬質炭素膜を絶縁層とするＭＩＭ型素子が本発明の特徴を極めて有効に発揮することができる。
　プラスチック基板へのＳｉＯ２等の無機物質薄膜の形成はその上に作製する薄膜積層デバイスのはがれなどの問題解決のため重要である。プラスチック基板（フィルム）の片面のみに前記薄膜を形成したのでは無機物質薄膜の内部応力に応じたカールが発生し、ハンドリングなどの問題を生じる。
　また、前記無機物質薄膜が結晶性である場合には、プラスチック基板に内在する水分等が結晶粒界を通って薄膜積層デバイス下に達し、素子の劣化をもたらすことが判明した。さらに、薄膜積層デバイス作製プロセスにおける熱工程において結晶粒界を核として無機物質薄膜にクラックが生じた。さらに、薄膜積層デバイスを微細加工する際に、無機物質の熱膨張異方性に基づく基板伸縮の異方性を生じ、パターンの形成を困難なものとすることも判明した。これらの問題を回避するため、プラスチック基板（フィルム）の両面に無機物質からなる非晶質薄膜を形成することが大切である。
　本発明の薄膜積層デバイスを液晶表示駆動素子に用いる場合、表示コントラストを確保するため、無機物質の透過率が波長４００〜８５０ｎｍにおいて７５％以上有することが好ましい。
　本発明の薄膜積層デバイスを作製するためには、まずポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミドなどのプラスチックあるいはプラスチックフィルム両面にＳｉＯｘ（１≦Ｘ≦２），Ｓｉ：Ｏ：Ｎ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：Ｈ，ＳｉｘＮｙ（ｙ＝１−ｘ），ＴｉＯ２，ＺｎＳ，ＺｎＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，ＭｇＯ，ＧｅＯ，ＺｒＯ２，Ｎｂ２Ｏ５，ＳｉＣ，Ｔａ２Ｏ５などの無機物質をスパッタ法、蒸着法、プラズマＣＶＤ法等により３００〜１５０００Å、好ましくは１０００〜１００００Åの厚さで形成する。これら無機物質を非晶質にするためには基板温度を２００℃以下、好ましくは１５０℃以下にし、スパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ法で作製することが好ましい。形成される薄膜は、必ずしも両面の無機物質が同一である必要はなく、また膜厚も同一である必要はない。
　特に好ましい無機物質としては、パッシベーション効果の大きいＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ：Ｎ：Ｏ，Ｓｉ：Ｏ：Ｈ，Ｓｉ：Ｎ：Ｈ，Ｓｉ：Ｏ：Ｎ：Ｈ，ＡｌＮなどがある。
　プラスチックの厚さは、５０μｍ〜２ｍｍのものを使用するが、５００μｍ以下、特に３００μｍ以下が好ましい。さらに、無機物質で両面コートされたプラスチックの上に、薄膜積層デバイスを形成する。薄膜積層デバイスとしては、金属−絶縁体−金属層構成のＭＩＭ型素子、特開昭６１−２７５８１１号公報でいうところのＭＳＩ素子（Ｍｅｔａｌ−Ｓｅｍｉ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、半導体−絶縁体−半導体層構成のＳＩＳ素子、特開昭６４−７５７７号公報に記載の金属−絶縁体−金属−絶縁体−金属のＭＩＭＩＭ素子などがある。なかでも、絶縁体に硬質炭素膜を用いたＭＩＭ型素子が有利である。硬質炭素膜を絶縁層に用いた場合プラスチック基板（フィルム）は大きくカールするので基板両面に無機物質膜を形成し基板の剛性を大きくすることにより対応する。
　【０００６】
　次に前記素子の製法について詳細に説明する。
　まず、前記の無機物質を両面にコート（２ａ，２ｂ）したプラスチック基板１上に画素電極用透明電極材料を蒸着、スパッタリング等の方法で堆積し、所定のパターンにパターニングし、画素電極４とする。
　次に、蒸着、スパッタリング等の方法で下部電極用導体薄膜を形成し、ウエット又はドライエッチングにより所定のパターンにパターニングして下部電極となる第１導体７とし、その上にプラズマＣＶＤ法、イオンビーム法等により硬質炭素膜２を被覆後、ドライエッチング、ウエットエッチング又はレジストを用いるリフトオフ法により所定のパターンにパターニングして絶縁膜とし、次にその上に蒸着、スパッタリング等の方法によりバスライン用導体薄膜を被覆し、所定のパターンにパターニングしてバスラインとなる第２導体６を形成し、最後に下部電極の不必要部分を除去し、透明電極パターンを露出させ、画素電極４とする。この場合、ＭＩＭ素子の構成はこれに限られるものではなく、ＭＩＭ素子の作製後、最上層に透明電極を設けたもの、透明電極が上部又は下部電極を兼ねた構成のもの、下部電極の側面にＭＩＭ素子を形成したもの等、種々の変形が可能である。
　ここで下部電極、上部電極及び透明電極の厚さは通常、夫々数百〜数千Å、数百〜数千Å、数百〜数千Åの範囲である。硬質炭素膜の厚さは、１００〜８０００Å、望ましくは２００〜６０００Å、さらに望ましくは３００〜４０００Åの範囲である。
　又プラスチック基板の場合、いままでその耐熱性から能動素子を用いたアクティブマトリックス装置の作製が非常に困難であった。しかし硬質炭素膜は室温程度の基板温度で良質な膜の作製が可能であり、プラスチック基板においても作製が可能であり、非常に有効な画質向上手段である。
　【０００７】
　次に本発明で使用されるＭＩＭ素子の材料について更に詳しく説明する。
　下部電極となる第１導体７の材料としては、Ａｌ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ，ＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａｌ，Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２等種々の導電体が使用される。
　次にバスラインとなる第２導体６の材料としては、Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｗ，Ｔａ，ＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａｌ，Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２等種々の導電体が使用されるが、Ｉ−Ｖ特性の安定性及び信頼性が特に優れている点からＮｉ，Ｐｔ，Ａｇが好ましい。絶縁膜として硬質炭素膜２を用いたＭＩＭ素子は電極の種類を変えても対称性が変化せず、またｌｎＩ∝√ｖの関係からプールフレンケル型の伝導をしていることが判る。またこの事からこの種のＭＩＭ素子の場合、上部電極と下部電極との組合せをどのようにしてもよいことが判る。しかし硬質炭素膜と電極との密着力や界面状態により素子特性（Ｉ−Ｖ特性）の劣化及び変化が生じる。これらを考慮すると、Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇが良いことがわかった。
　本発明のＭＩＭ素子の電流−電圧特性は図４のように示され、近似的には以下に示すような伝導式で表わされる。
　【０００８】
　【数１】
　【０００９】
Ｉ：電流　Ｖ：印加電圧　κ：導電係数　β：プールフレンケル係数
ｎ：キャリヤ密度　μ：キャリヤモビリティ　ｑ：電子の電荷量
Φ：トラップ深さ　ρ：比抵抗　ｄ：硬質炭素の膜厚（Å）
ｋ：ボルツマン定数　Ｔ：雰囲気温度　ε１：硬質炭素の誘電率
ε２：真空誘電率
　【００１０】
　次に図３により液晶表示装置の作製法を述べる。
　まず、絶縁基板１′上に共通電極４′用の透明導体、例えばＩＴＯ，ＺｎＯ：Ａｌ，ＺｎＯ：Ｓｉ，ＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３等をスパッタリング、蒸着等で数百Åから数μｍ堆積させ、ストライプ状にパターニングして共通電極４′とする。この共通電極４′を設けた基板１′と先にＭＩＭ素子をマトリックス状に設けた基板１の各々の表面にポリイミドのような配向材８を付け、ラビング処理を行ない、シール材を付け、ギャップ材９を入れてギャップを一定にし、液晶３を封入して液晶表示装置とする。このようにして液晶表示装置が得られる。
　【００１１】
　本発明デバイスのＭＩＭ素子に使用する硬質炭素膜について詳しく説明する。
　硬質炭素膜を形成するためには有機化合物ガス、特に炭化水素ガスが用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、加熱或は減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。
　原料ガスとしての炭化水素ガスについては、例えばＣＨ４，Ｃ２Ｈ６，Ｃ３Ｈ８，Ｃ４Ｈ１０等のパラフィン系炭化水素、Ｃ２Ｈ４等のオレフィン系炭化水素、ジオレフィン系炭化水素、さらには芳香族炭化水素などすべての炭化水素を少なくとも含むガスが使用可能である。
　さらに、炭化水素以外でも、例えば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、ＣＯ，ＣＯ２等、少なくとも炭素元素を含む化合物であれば使用可能である。
　本発明における原料ガスからの硬質炭素膜の形成方法としては、成膜活性種が、直流、低周波、高周波、或いはマイクロ波等を用いたプラズマ法により生成されるプラズマ状態を経て形成される方法が好ましいが、より大面積化、均一性向上、低温成膜の目的で、低圧下で堆積を行なうため、磁界効果を利用する方法がさらに好ましい。また高温における熱分解によっても活性種を形成できる。その他にも、イオン化蒸着法、或いはイオンビーム蒸着法等により生成されるイオン状態を経て形成されてもよいし、真空蒸着法、或いはスパッタリング法等により生成される中性粒子から形成されてもよいし、さらには、これらの組み合せにより形成されてもよい。
　【００１２】
　こうして作製される硬質炭素膜の堆積条件の一例はプラズマＣＶＤ法の場合、次の通りである。
　ＲＦ出力：０．１〜５０Ｗ／ｃｍ２
　圧力：１／１０３〜１０Ｔｏｒｒ
　堆積温度：室温〜３５０℃
　このプラズマ状態により原料ガスがラジカルとイオンとに分解され反応することによって、基板上に炭素原子Ｃと水素原子Ｈとからなるアモルファス（非晶質及び微結晶質（結晶の大きさは数１０Å〜数μｍ）の少くとも一方を含む硬質炭素膜が堆積する。また、硬質炭素膜の諸特性を表１に示す。
　【００１３】
　【表１】
　【００１４】
注）測定法；
　比抵抗（ρ）　：コプレナー型セルによるＩ−Ｖ特性より求める。
　光学的バンドギャップ（Ｅｇｏｐｔ）：分光特性から吸収係数（α）を求め、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　数２式の関係より決定。
　【００１５】
　【数２】
膜中水素量〔Ｃ（Ｈ）〕：赤外吸収スペクトルから２９００／ｃｍ近のピークを
　　　　　　　　　　　　積分し、吸収断面積Ａを掛けて求める。すなわち、
　　　　　　　　　　　　〔Ｃ（Ｈ）〕＝Ａ・∫α（ｖ）／ｖ・ｄｖＳＰ３／
　　　　　　　　　　　　ＳＰ２比：赤外吸収スペクトルを、ＳＰ３，ＳＰ２に
　　　　　　　　　　　　それぞれ帰属されるガウス関数に分解し、その面積比
　　　　　　　　　　　　より求める。
ビッカース硬度（Ｈ）　：マイクロビッカース計による。
屈折率（ｎ）　　　　　：エリプソメーターによる。
欠陥密度　　　　　　　：ＥＳＲによる。
　【００１６】
　こうして形成される硬質炭素膜はラマン分光法及びＩＲ吸収法による分析の結果、夫々、図６及び図７に示すように炭素原子がＳＰ３の混成軌道とＳＰ２の混成軌道とを形成した原子間結合が混在していることが明らかになっている。ＳＰ３結合とＳＰ２結合の比率は、ＩＲスペクトルをピーク分離することで概ね推定できる。ＩＲスペクトルには、２８００〜３１５０／ｃｍに多くのモードのスペクトルが重なって測定されるが、夫々の波数に対応するピークの帰属は明らかになっており、図５の如くガウス分布によってピーク分離を行ない、夫々のピーク面積を算出し、その比率を求めればＳＰ３／ＳＰ２を知ることができる。
　また、Ｘ線及び電子線回折分析によればアモルファス状態（ａ−Ｃ：Ｈ）、及び／又は約５０Å〜数μｍ程度の微結晶粒を含むアモルファス状態にあることが判っている。
　一般に量産に適しているプラズマＣＶＤ法の場合には、ＲＦ出力が小さいほど膜の比抵抗値および硬度が増加し、低圧力なほど活性種の寿命が増加するために基板温度の低温化、大面積での均一化が図れ、かつ比抵抗、硬度が増加する傾向にある。更に、低圧力ではプラズマ密度が減少するため、磁場閉じ込め効果を利用する方法は比抵抗の増加には特に効果的である。
　さらに、この方法は常温〜１５０℃程度の比較的低い温度条件でも同様に良質の硬質炭素膜を形成できるという特徴を有しているため、ＭＩＭ素子製造プロセスの低温化には最適である。従って、使用する基板材料の選択自由度が広がり、基板温度をコントロールし易いために大面積に均一な膜が得られるという特徴をもっている。また硬質炭素膜の構造、物性は表１に示したように、広範囲に制御可能であるため、デバイス特性を自由に設計できる利点もある。さらには膜の比誘電率も２〜６と従来のＭＩＭ素子に使用されていたＴａ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＮｘと比較して小さいため、同じ電気容量を持った素子を作る場合、素子サイズが大きくてすむので、それほど微細加工を必要とせず、歩留りが向上する（駆動条件の関係からＬＣＤとＭＩＭ素子の容量比はＣ（ＬＣＤ）／Ｃ（ＭＩＭ）＝１０：１程度必要である）。
　また、素子急峻性β∝１／√ε・√ｄであるため、比誘電率εが小さければ急峻性は大きくなり、オン電流Ｉｏｎとオフ電流Ｉｏｆｆとの比が大きくとれるようになる。このためより低デューティ比でのＬＣＤ駆動が可能となり、高密度のＬＣＤが実現できる。さらに膜の硬度が高いため、液晶材料封入時のラビング工程による損傷が少なくこの点からも歩留りが向上する。以上の点を顧みるに、硬質炭素膜を使用することで、低コスト、階調性（カラー化）、高密度ＬＣＤが実現できる。
　さらにこの硬質炭素膜が炭素原子及び水素原子の他に、周期律表第ＩＩＩ族元素、同第ＩＶ族元素、同第Ｖ族元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、窒素原子、酸素元素、カルコゲン系元素又はハロゲン原子を構成元素として含んでもよい。構成元素の１つとして周期律表第ＩＩＩ族元素、同じく第Ｖ族元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、窒素原子又は酸素原子を導入したものは硬質炭素膜の膜厚をノンドープのものに比べて約２〜３倍に厚くすることができ、またこれにより素子作製時のピンホールの発生を防止すると共に、素子の機械的強度を飛躍的に向上することができる。更に窒素原子又は酸素原子の場合は以下に述べるような周期律表第ＩＶ族元素等の場合と同様な効果がある。
　同様に周期律表第ＩＶ族元素、カルコゲン系元素又はハロゲン元素を導入したものは硬質炭素膜の安定性が飛躍的に向上すると共に、膜の硬度も改善されることも相まって高信頼性の素子が作製できる。これらの効果が得られるのは第ＩＶ族元素及びカルコゲン系元素の場合は硬質炭素膜中に存在する活性な２重結合を減少させるからであり、またハロゲン元素の場合は、１）水素に対する引抜き反応により原料ガスの分解を促進して膜中のダングリングボンドを減少させ、２）成膜過程でハロゲン元素ＸがＣ−Ｈ結合中の水素を引抜いてこれと置換し、Ｃ−Ｘ結合として膜中に入り、結合エネルギーが増大する（Ｃ−Ｈ間及びＣ−Ｘ間の結合エネルギーはＣ−Ｘ間の方が大きい）からである。
　これらの元素を膜の構成元素とするためには、原料ガスとしては炭化水素ガス及び水素の他に、ドーパントとして膜中に周期律表第ＩＩＩ族元素、同第ＩＶ族元素、同第Ｖ族元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、窒素原子、酸素原子、カルコゲン系元素又はハロゲン元素を含有させるために、これらの元素又は原子を含む化合物（又は分子）（以下、これらを「他の化合物」ということもある）のガスが用いられる。
　ここで周期律表第ＩＩＩ族元素を含む化合物としては、例えばＢ（ＯＣ２Ｈ５）３，Ｂ２Ｈ６，ＢＣｌ３，ＢＢｒ３，ＢＦ３，Ａｌ（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）３，（ＣＨ３）３Ａｌ，（Ｃ２Ｈ５）３Ａｌ，（ｉ−Ｃ４Ｈ９）３Ａｌ，ＡｌＣｌ３，Ｇａ（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）３，（ＣＨ３）３Ｇａ，（Ｃ２Ｈ５）３Ｇａ，ＧａＣｌ３，ＧａＢｒ３，（Ｏ−ｉ−Ｃ３Ｈ７）３Ｉｎ，（Ｃ２Ｈ５）３Ｉｎ等がある。
　周期律表第ＩＶ族元素を含む化合物としては、例えばＳｉ２Ｈ６，（Ｃ２Ｈ５）３ＳｉＨ，ＳｉＦ４，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＣｌ４，Ｓｉ（ＯＣＨ３）４，Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４，Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）４，ＧｅＣｌ４，ＧｅＨ４，Ｇｅ（ＯＣ２Ｈ５）４，Ｇｅ（Ｃ２Ｈ５）４，（ＣＨ３）４Ｓｎ，（Ｃ２Ｈ５）４Ｓｎ，ＳｎＣｌ４等がある。
　周期律表第Ｖ族元素を含む化合物としては、例えばＰＨ３，ＰＦ３，ＰＦ５，ＰＣｌ２Ｆ３，ＰＣｌ３，ＰＣｌ２Ｆ，ＰＢｒ３，ＰＯ（ＯＣＨ３）３，Ｐ（Ｃ２Ｈ５）３，ＰＯＣｌ３，ＡｓＨ３，ＡｓＣｌ３，ＡｓＢｒ３，ＡｓＦ３，ＡｓＦ５，ＡｓＣｌ３，ＳｂＨ３，ＳｂＦ３，ＳｂＣｌ３，Ｓｂ（ＯＣ２Ｈ５）３等がある。
　アルカリ金属原子を含む化合物としては、例えばＬｉＯ−ｉ−Ｃ３Ｈ７，ＮａＯ−ｉ−Ｃ３Ｈ７，ＫＯ−ｉ−Ｃ３Ｈ７等がある。
　アルカリ土類金属原子を含む化合物としては、例えばＣａ（ＯＣ２Ｈ５）３，Ｍｇ（ＯＣ２Ｈ５）２，（Ｃ２Ｈ５）２Ｍｇ等がある。
　窒素原子を含む化合物としては、例えば窒素ガス、アンモニア等の無機化合物、アミノ基、シアノ基等の官能基を有する有機化合物及び窒素を含む複素環等がある。
　酸素原子を含む化合物としては、例えば酸素ガス、オゾン、水（水蒸気）、過酸化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素、三酸化二窒素、五酸化二窒素、三酸化窒素等の無機化合物、水酸基、アルデヒド基、アシル基、ケトン基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホン基、エーテル結合、エステル結合、ペプチド結合、酸素を含む複素環等の官能基或いは結合を有する有機化合物、更には金属アルコキシド等が挙げられる。
　カルコゲン系元素を含む化合物としては、例えばＨ２Ｓ，（ＣＨ３）（ＣＨ２）４Ｓ（ＣＨ２）４ＣＨ３，ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＳＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２，Ｃ２Ｈ５ＳＣ２Ｈ５，Ｃ２Ｈ５ＳＣＨ３，チオフェン、Ｈ２Ｓｅ，（Ｃ２Ｈ５）２Ｓｅ，Ｈ２Ｔｅ等がある。
　またハロゲン元素を含む化合物としては、例えば弗素、塩素、臭素、沃素、弗化水素、弗化炭素、弗化塩素、弗化臭素、弗化沃素、塩化水素、塩化臭素、塩化沃素、臭化水素、臭化沃素、沃化水素等の無機化合物、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、ハロゲン化スチレン、ハロゲン化ポリメチレン、ハロホルム等の有機化合物が用いられる。
　液晶駆動ＭＩＭ素子として好適な硬質炭素膜は、駆動条件から膜厚が１００〜８０００Å、比抵抗が１０６〜１０１３Ω・ｃｍの範囲であることが有利である。
　なお、駆動電圧と耐圧（絶縁破壊電圧）とのマージンを考慮すると膜厚は２００Å以上であることが望ましく、また、画素部と薄膜二端子素子部の段差（セルギャップ差）に起因する色むらが実用上問題とならないようにするには膜厚は６０００Å以下であることが望ましいことから、硬質炭素膜の膜厚は２００〜６０００Å、比抵抗は５×１０６〜１０１３Ω・ｃｍであることがより好ましい。
　硬質炭素膜のピンホールによる素子の欠陥数は膜厚の減少にともなって増加し、３００Å以下では特に顕著になること（欠陥率は１％を越える）、及び、膜厚の面内分布の均一性（ひいては素子特性の均一性）が確保できなくなる（膜厚制御の精度は３０Å程度が限度で、膜厚のバラツキが１０％を越える）ことから、膜厚は３００Å以上であることがより望ましい。
　また、ストレスによる硬質炭素膜の剥離が起こりにくくするため、及び、より低デューティ比（望ましくは１／１０００以下）で駆動するために、膜厚は４０００Å以下であることがより望ましい。
　これらを総合して考慮すると、硬質炭素膜の膜厚は３００〜４０００Å、比抵抗率は１０７〜１０１１Ω・ｃｍであることが一層好ましい。
　【００１７】
　【実施例】
　本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　実施例１
　図１に示すように、１００μｍ厚のポリアリレートフィルム１両面に基板温度５０℃でスパッタリング法によって６０００Åの厚さのＳｉＯ２層（２ａ，２ｂ）を作製した。Ｘ線回折によりＳｉＯ２膜が非晶質であることがわかった。また、波長４００〜８５０ｎｍにおいて８０％以上の透過率を示した。次にＳｉＯ２上にＩＴＯをスパッタリング法により約１０００Å厚に堆積後、パターン化して画素電極を形成した。
　次に、ＭＩＭ素子を次のようにして設けた。まず、Ａｌを蒸着法により約１０００Å厚に堆積後パターン化して下部電極７を形成し、その上に、絶縁層２として、硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法により約１０００Å厚に堆積させたのち、ドライエッチングによりパターン化した。この時の硬質炭素膜の成膜条件は以下の通りである。
　圧　　　力：０．０３５Ｔｏｒｒ
　ＣＨ４流量：１０　ＳＣＣＭ
　ＲＦパワー：０．２Ｗ／ｃｍ２
　更にこの上にＮｉをＥＢ蒸着法により約１０００Å厚に堆積後パターン化して上部電極６を形成した。
　【００１８】
実施例２
　図１に示すように２５０μｍ厚のポリエーテルサルフォンフィルム両面に基板温度３０℃でスパッタリング法によって５０００Åの厚さのＳｉ３Ｎ４層２ａ，２ｂを作製した。Ｘ線回折によってＳｉ３Ｎ４が非晶質であることがわかった。また、波長４００〜８５０ｎｍにおいて８０％以上の透過率を示した。次にＳｉ３Ｎ４上にＩＴＯをスパッタリング法により約１０００Å厚に堆積後、パターン化して画素電極を形成した。
　次に、ＭＩＭ素子を次のようにして設けた。まず、Ａｌを蒸着法により約１０００Å厚に堆積後パターン化して下部電極７を形成し、その上に、絶縁層２として、硬質炭素膜をプラズマＣＶＤ法により約１０００Å厚に堆積させたのち、ドライエッチングによりパターン化した。この時の硬質炭素膜の成膜条件は以下の通りである。
　圧　　　力：０．０３５Ｔｏｒｒ
　ＣＨ４流量：１０　ＳＣＣＭ
　ＲＦパワー：０．２Ｗ／ｃｍ２
　更にこの上にＮｉをＥＢ蒸着法により約１０００Å厚に堆積後パターン化して上部電極６を形成した。
　実施例１，２に示したＭＩＭ型素子は膜ハガレ、基板の変形、基板のカール、無機物質のクラツクはみられなかった。また、８０℃、１０００時間の高温保存でも劣化はみられなかった。
　【００１９】
　【効果】
　本発明は、以上説明したように構成されているから、本発明の薄膜積層デバイスは、基板の変形、カール等がなく、かつ低コスト、軽量化を達成でき、さらに薄膜積層デバイスを絶縁層に硬質炭素膜を用いたＭＩＭ型素子にすると、硬質炭素膜が、
　１）　プラズマＣＶＤ法等の気相合成法で作製されるため、成膜条件によって物性が広範に制御でき、従ってデバイス設計上の自由度が大きい、
　２）　硬質でしかも厚膜にできるため、機械的損傷を受け難く、また厚膜化によるピンホールの減少も期待できる、
　３）　室温付近の低温においても良質な膜を形成できるので、基板材質に制約がない、
　４）　膜厚、膜質の均一性に優れているため、薄膜デバイス用として適している、
　５）　誘電率が低いので、高度の微細加工技術を必要とせず、従って素子の大面積化に有利であり、さらに誘電率が低いので素子の急峻性が高くＩｏｎ／Ｉｏｆｆ比がとれるので、低デューティ比での駆動が可能である、
等の特長を有し、このため特に信頼性の高い液晶表示用スイッチング素子として好適であって、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の薄膜デバイスの構造を示す断面図である。
　【図２】
　本発明の薄膜デバイスにより構成されたＭＩＭ素子の要部説明図である。
　【図３】
　本発明の薄膜デバイスを組込んだ液晶表示装置の一部断面斜視図である。
　【図４】
　ａ，ｂはそれぞれＭＩＭ素子のＩ−Ｖ特性曲線、ｌｎＩ−√ｖ特性曲線を示すグラフである。
　【図５】
　本発明のＭＩＭ素子の絶縁層に使用した硬質炭素膜のＩＲスペクトルのガウス分布を示す。
　【図６】
　本発明のＭＩＭ素子の絶縁層に使用した硬質炭素膜をＩＲ吸収法で分光した分析結果を示すスペクトル図である。
　【図７】
　本発明のＭＩＭ素子の絶縁層に使用した硬質炭素膜をラマンスペクトル法で分析した分析結果を示すスペクトル図である。
　【符号の説明】
　１　プラスチツク基板
　１′　プラスチツク基板
　２　硬質炭素膜
　２ａ　無機物質層
　２ｂ　無機物質層
　３　液晶
　４　画素電極
　４′　共通電極
　５　能動素子（ＭＩＭ素子）
　６　第２導体（バスライン）（上部電極）
　７　第１導体（下部電極）
　８　配向膜
　９　ギャップ材