(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ（Ｋα）線によるＸ線回折θ−２θ測定の結果、回折角（２θ）が３５°以上４０°以下の範囲で回折ピークが現れ、
かつ、比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以下２５μΩ・ｃｍ以上であるタンタルからなる金属薄膜が直接形成されたことを特徴とする絶縁性樹脂基板。
【請求項２】
金属薄膜が配線として設けられている請求項１に記載の絶縁性樹脂基板を素子側基板として備え、
上記素子側基板に対向配置される対向側基板と、
上記素子側基板および対向側基板に挟持された液晶層とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器やパーソナルコンピュータ、携帯情報端末等に用いられる液晶表示装置、および該液晶表示装置の配線やアクティブ素子などに用いられる金属薄膜、並びにこれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータに代表される情報処理装置では、装置の小型化や軽量化が進展している。そこで、このような情報処理装置の部品の１つである表示装置に対し、軽量化および高密度表示化の要望が高まっている。こうした要望に答える表示装置として、液晶表示装置の開発が活発に行われている。
【０００３】
液晶表示装置の軽量化としては、液晶表示装置のガラス基板をプラスチック基板へ転換するための技術開発が注目されている。また、液晶表示装置の高密度表示化としては、金属−絶縁膜−半導体（多結晶シリコン）−金属構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等が設けられたアクティブマトリクス型液晶表示装置の技術開発が注目されている。
【０００４】
そこで、軽量化と高密度表示化とを同時に満たす技術として、プラスチック基板を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置が期待されている。しかし、アクティブマトリクス型液晶表示装置の製造工程において、アモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンからなるＴＦＴをアクティブ素子として形成する場合、プラスチック基板材料の許容温度以上で処理しなければならないという問題がある。それゆえ、直ちに、ガラス基板をプラスチック基板に転換することは困難である。
【０００５】
これに対して、非線形抵抗素子である金属−絶縁膜−金属構造のＭＩＭ（Met-al Insulator Metal）をアクティブ素子として用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置の場合、ＴＦＴを用いる場合と比較して、製造工程中の処理温度をプラスチック基板材料の許容温度以下にすることが可能である。しかし、後述のとおり、ＭＩＭを構成する金属膜の膜応力によって基板が変形してしまうという問題があり、やはり量産化には至っていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、アクティブ素子としてＭＩＭを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置では、その金属配線の陽極酸化膜がＭＩＭの非線形抵抗膜として用いられており、金属配線としてはタンタル（Ｔａ）膜が多く用いられている。このように、従来より液晶表示装置に用いられている上記ＭＩＭ等の薄膜二端子素子においては、第１の電極としてＴａ膜が用いられ、非線形抵抗膜としてＴａの陽極酸化膜が用いられる。
【０００７】
以上のように、薄膜二端子素子の第１の電極として設けられる従来のＴａ膜は、配線を兼ねるために３００〜５００ｎｍ程度の膜厚が必要であった。
【０００８】
次に、プラスチック基板に上記のような膜厚で形成されるＴａ膜が、プラスチック基板に与える全応力について説明する。この場合、Ｔａ膜がポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）からなるプラスチック基板に与える全応力は、以下のような式で示される。
【０００９】
全応力      Ｓ＝σ・ｄ［Ｎ／ｍ］                    ……（１）
Ｔａ膜応力  σ＝σI ＋σT ［Ｎ／ｍ2 ］              ……（２）
σT ＝Ｅf （αf −αs ）ΔＴ［Ｎ／ｍ2 ］……（３）
σI ：Ｔａ膜の内部応力［Ｎ／ｍ2 ］，σT ：Ｔａ膜の熱応力［Ｎ／ｍ2 ］，
ｄ：Ｔａ膜の膜厚［ｍ］，Ｅf ：Ｔａ膜のヤング率［Ｎ／ｍ2 ］，
αf ：Ｔａ膜の熱膨張率［Ｋ-1］，αs ：ＰＥＳ基板の熱膨張率［Ｋ-1］，
ΔＴ：温度差［Ｋ］
ここで、Ｔａ膜の内部応力σI は、膜厚１００ｎｍのときに１．８×１０9 ［Ｎ／ｍ2 ］である。また、Ｔａ膜のヤング率Ｅf は１．８６×１０11［Ｎ／ｍ2 ］、Ｔａ膜の熱膨張率αf は６．５×１０-6［Ｋ-1］、ＰＥＳ基板の熱膨張率αs は５．５×１０-6［Ｋ-1］である。
【００１０】
上式（１）ないし（３）を用いて、Ｔａ膜厚が５００ｎｍで、且つ、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）からなるプラスチック基板を用いた場合、該プラスチック基板上のＴａ膜の全応力Ｓを計算すると、全応力Ｓは約１０００［Ｎ／ｍ］となる。
【００１１】
以上のように、プラスチック基板上にＴａ膜にて金属配線を形成する場合、成膜されたＴａ膜の全応力は約１０００［Ｎ／ｍ］と大きい。プラスチック基板の剛性はガラス基板と比較して低いため、Ｔａ膜の全応力により、プラスチック基板の反りや、金属薄膜（Ｔａ膜）のプラスチック基板に対する剥離などが発生し、素子形成プロセスの継続が困難となるという問題が生じる。
【００１２】
この問題に対し、Ｔａ膜の全応力を緩和する方法として、上式（１）より、Ｔａ膜の膜厚を薄くすることが考えられる。例えばＴａ膜の膜厚を１００［ｎｍ］とする場合、プラスチック基板に与える応力（全応力Ｓ）は、上式（１）ないし（３）を用いて算出すると約２００［Ｎ／ｍ］（圧縮応力）となり、プラスチック基板に対する応力を約１／５とすることができる。しかし、単純に考えれば、膜厚が１／５となれば抵抗値が約５倍となってしまう。つまり、金属配線としての観点からみると、配線抵抗が大きくなるため、表示信号の遅延等の問題により、ディスプレイ表示画面にコントラストむら等が発生して表示品位が劣化するという、表示画面の品質上の問題が発生する。
【００１３】
そこで、Ｔａ膜の膜厚を薄くして金属配線を形成する場合、膜抵抗を低くすることがＴａ膜形成時の重要技術となる。しかし、ＣＶＤ（Chemical Vapor Depo-sition）法やスパッタリング等、真空雰囲気で膜形成する方法においては、プラスチック基板を用いる場合に基板内に吸収された水・酸素・窒素などが放出され、こうしたガス成分が膜形成時に膜中に混入してＴａ膜の膜特性を変化させる原因となることが、詳細な検討から判明した。また、こうした基板からのガス放出の状態は一定ではないので、膜形成ごとにＴａ膜の質を一定に保つことも難しく、Ｔａ膜の膜抵抗を低く安定的に形成することは困難であることも解った。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、例えば液晶表示装置の配線として用いられた場合に、プラスチック基板を変形させない程度に薄い膜厚であっても、表示品位を低下させず、且つ、再現性の高い画像を提供できる金属薄膜が形成された絶縁性樹脂基板を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る絶縁性樹脂基板は、Ｃｕ（Ｋα）線によるＸ線回折θ−２θ測定の結果、回折角（２θ）が３５°以上４０°以下の範囲で回折ピークが現れ、かつ、比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以下２５μΩ・ｃｍ以上であるタンタルからなる金属薄膜が直接形成されたことを特徴としている。
【００１６】
従来、例えば、Ｃｕ（Ｋα）線によるＸ線回折θ−２θ測定の結果、回折角（２θ）が３０°以上３５°以下の範囲で回折ピークが現れるタンタル薄膜は、比抵抗が２００μΩ・ｃｍ程度であった。この従来のタンタル薄膜を、例えば液晶表示装置の金属配線として用いる場合、大画面の液晶表示装置では配線の抵抗により配線遅延が生じるなど、表示品位が良好ではなかった。また、従来のタンタル薄膜を、絶縁性の樹脂基板上に金属配線やスイッチング素子の電極として形成し、軽量の液晶表示装置を製造しようとする場合、絶縁性樹脂基板をタンタル薄膜の応力で変形させないためにタンタル膜厚を薄くすると、配線の抵抗値が増加して配線遅延が生じていた。
【００１７】
これに対し、本発明に係る絶縁性樹脂基板上のタンタルからなる金属薄膜は、従来のものより比抵抗が４分の１以下であるため、大画面の液晶表示装置の配線として用いられる場合であっても、また、樹脂基板に変形を生じさせない程度まで膜厚を薄くしても、配線遅延が生じる虞れがない。
【００１８】
このように、本発明に係る絶縁性樹脂基板を用いることにより、抵抗の小さい配線等を実現することができる。
【００１９】
尚、上記Ｃｕ（Ｋα）線の波長は、約７×１０-2ｎｍである。また、Ｘ線回折θ−２θ測定における回折ピークが上記のような回折角（２θ）３５°以上４０°以下の範囲で現れるタンタル薄膜は、一般的に、立方晶構造であるとされている。
【００２０】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、金属薄膜が配線として設けられている上記の絶縁性樹脂基板を素子側基板として備え、上記素子側基板に対向配置される対向側基板と、上記素子側基板および対向側基板に挟持された液晶層とを備えたことを特徴としている。
【００２１】
従来、大画面の液晶表示装置では、配線の抵抗により配線遅延が生じるなど、表示品位が良好ではなかった。また、従来では、絶縁性の樹脂基板上に金属配線やスイッチング素子の電極としてタンタル薄膜を形成して、軽量の液晶表示装置を製造しようとする場合、タンタル薄膜の応力によって絶縁性樹脂基板を変形させないためにタンタル膜厚を薄く形成すると、配線の抵抗値が増加して配線遅延が生じていた。
【００２２】
これに対し、従来のものより比抵抗が低い、本発明の絶縁性樹脂基板上の金属薄膜を金属配線として用いると、大画面の液晶表示装置に適用する場合であっても、また、絶縁性樹脂基板に変形を生じさせない程度まで膜厚を薄くしても、配線遅延が生じる虞れはない。
【００２３】
このように、大面積や軽量であって、かつ表示品位の良好な液晶表示装置を実現することができる。
【００２４】
上述したように、絶縁性樹脂基板を用いることにより、液晶表示装置の軽量化を実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２６】
図２（ａ）は、本実施の形態に係る液晶表示装置の１画素当たりの構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００２７】
本実施の形態に係る液晶表示装置を構成している液晶表示素子１は、素子側基板２と、該素子側基板２に対向配置された対向側基板３と、これら両基板２，３に挟持された液晶層４とを備えている。
【００２８】
上記素子側基板２は、絶縁性樹脂基板２１上に、配線部２２ａおよび該配線部２２ａから１画素毎に分岐している下部電極部２２ｂからなる電極配線２２と、該電極配線２２を覆う陽極酸化膜２３と、上記下部電極部２２ｂ上に陽極酸化膜２３を介してその一端部が配置された略Ｌ字形状の上部電極２４と、該上部電極２４の他端部上に一部が重畳するように設けられた画素電極２５と、これら素子が形成された絶縁性樹脂基板２１の略全面を覆うように設けられた配向膜２６とを備えている。上記電極配線２２、陽極酸化膜２３、および上部電極２４は、アクティブ素子として、薄膜二端子素子であるＭＩＭ（Metal Insulator Metal ）を構成している。上記電極配線２２は、液晶表示装置における配線とＭＩＭの下部電極とを兼ねており、また、上記陽極酸化膜２３は、配線上の絶縁膜とＭＩＭの非線形抵抗膜とを兼ねている。
【００２９】
上記対向側基板３は、透明絶縁性樹脂基板３１上に、上記画素電極２５に対向するように設けられた対向電極３２と、対向電極３２が形成された透明絶縁性樹脂基板３１上の全面に設けられた配向膜３３とを備えている。
【００３０】
次に、図１（ａ）ないし（ｆ）を用い、本実施の形態に係る液晶表示装置の素子側基板２の製造方法について説明する。
【００３１】
（１）  絶縁性樹脂基板２１上に、スパッタリング法によりＴａ膜２２（後に電極配線２２となる）を膜厚１００ｎｍに成膜する（図１（ａ）参照。）。
【００３２】
この時の成膜条件は、基板温度１５０℃、ＲＦパワー３．４Ｗ／ｃｍ2 で、さらに、アルゴン（Ａｒ）ガスとヘリウム（Ｈｅ）ガスとの混合ガスで、Ｈｅガス混合比が６０％のものをスパッタリングガスとして用い、全圧力は０．５Ｐａであった。
【００３３】
このようにして形成されたＴａ膜２２は、比抵抗が４７μΩ・ｃｍであった。これに対し、通常、スパッタリングガスとしてアルゴンガス１００％を用いた場合に形成されるＴａ膜は、その比抵抗が２００μΩ・ｃｍである。このことから、スパッタリングにおいて上記した本方法を用いることにより、低抵抗のＴａ膜２２の成膜が可能であることが判明した。
【００３４】
また、本実施の形態における方法にて形成されるＴａ膜２２は、波長が約７×１０-2ｎｍのＣｕ（Ｋα）線によるＸ線回折θ−２θ測定により、図３（ｂ）に示すように、回折角（２θ）３５°〜４０°で回折シグナル（回折ピーク）が観察される。このように、回折角（２θ）３５°〜４０°の範囲に回折ピークが現れるタンタル薄膜の結晶構造は、一般的に立方晶構造であるとされている。また、これと比較するために、図３（ａ）には、従来の、Ａｒガスのみを用いたスパッタリングによって形成されたＴａ膜の、Ｘ線回折θ−２θ測定の結果が示されている。尚、図中のＹ軸のＣＰＳとはＸ線計数値であり、Count(s) Per Second の略である。
【００３５】
また、詳細な検討により、ヘリウムガスの混合比を５０％以上とすることで、比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以下で２５μΩ・ｃｍ以上のＴａ膜が得られることが判明した。これより、ヘリウムガスの混合比は５０％以上であることが好ましい。
【００３６】
（２）  次に、上記のように成膜されたＴａ膜２２を用い、金属配線と液晶電気光学素子であるＭＩＭの下部電極とを兼ねる電極配線２２を形成する。具体的には、Ｔａ膜２２をフォトエッチング法により選択的にエッチングして所定の形状にパターニングし、配線部２２ａと下部電極部２２ｂとを備えた電極配線２２を形成する。
【００３７】
（３）  次に、ＭＩＭの非線形抵抗膜となる陽極酸化膜（Ｔａ2 Ｏ5 ）２３を形成する（図１（ｃ）参照。）。
【００３８】
本実施の形態における陽極酸化条件としては、陽極酸化溶液として１％のホウ酸アンモニウム溶液を用い、溶液温度を室温、化成電圧を３５Ｖとした。この条件の下で、上記電極配線２２が形成された絶縁性樹脂基板２１を上記陽極酸化溶液に浸して、電極配線２２の表面に、非線形抵抗膜となる陽極酸化膜２３を形成する。
【００３９】
上記した本実施の形態の陽極酸化プロセスにおいて、化成電圧および化成電流の、陽極酸化時間に対する変化が、図４に示されている。図４に示すように、本実施の形態では、低電流電圧電源を用いて、化成電流を３．２×１０-2Ａ一定として定電流化成を行った後、形成する非線形抵抗膜の膜厚に対応した電圧値（本実施の形態では３５Ｖ）になった時点で、一定時間定電圧化成を行った。なお、本実施の形態において、定電流化成を行った時間は約５４分、定電圧化成を行った時間は約２５分であった。
【００４０】
以上のような陽極酸化プロセスにより、電極配線２２の表面から深さ方向に約２６ｎｍまでの部分が陽極酸化され、膜厚約６０ｎｍの陽極酸化膜２３が形成される。
【００４１】
なお、本実施の形態における陽極酸化条件では、陽極酸化溶液として１％のホウ酸アンモニウム溶液を用いているが、ＭＩＭの素子特性は酸化条件によって左右されるので、要求される素子特性を満足するような条件で行えばよい。陽極酸化溶液の代表的な他の例としては、酢酸、クエン酸などの有機酸や、硫酸、塩酸などの無機酸や、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール等である。また、それぞれの濃度は、０．０００１重量％以上、より好ましくは０．００１重量％以上で、且つ、５重量％以下、より好ましくは１重量％以下である。
【００４２】
（４）  次に、ＭＩＭの上部電極２４として機能するチタン（Ｔｉ）膜を、ＥＢ（Electron Beam ）蒸着法により、膜厚１００ｎｍで形成する。本実施の形態においては、この時の成膜条件を、成膜温度が室温（基板加熱せず）、到達真空度が６．６７×１０-4Ｐａ、加速電圧４ｋＶ、成膜電流１２０Ａとした。
【００４３】
続いて、このＴｉ膜に対し、フォトリソグラフィーおよびエッチングを施して所定の形状に加工し、上部電極２４を形成する（図１（ｄ）参照。）。なお、上部電極２４となる金属膜には、Ｔｉ以外に、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブテン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）等を用いることが可能である。
【００４４】
以上、（１）〜（３）の工程により、本実施の形態に係る液晶表示素子１の薄膜二端子素子（ＭＩＭ）を作製することができる。このようにして作製されたＭＩＭの素子特性（電流−電圧特性）が、図５に示されている。該ＭＩＭの素子特性は、素子面積が５μｍの正方形で、α＝１．７×１０-4、β＝３．３であった。なお、αとは薄膜二端子素子の導電性を表すパラメータで、βとは薄膜二端子素子の急峻性（電圧に対する電流変化の大きさ）を表すパラメータであり、それぞれ、薄膜二端子素子の電流−電圧特性の伝導機構であるPool-Freckel伝導を表す下記の理論式の係数である。尚、次式（４）が、薄膜二端子素子の電流−電圧特性を示している。
【００４５】
Ｉ＝αＶＥｘｐ［β√ｖ］                  ……（４）
α＝｛ｎμｑＳＥｘｐ［一φ／ｋＴ］｝／ｄ  ……（５）
β＝｛√ｑ＾３／πεｒε０｝／ｋＴ        ……（６）
（ｎ：キャリア濃度，μ：キャリア移動度，ｑ：電子の電荷量，Ｓ：素子面積，φ：トラップ深さ，ｋ：ボルツマン定数，Ｔ：温度，ｄ：非線形抵抗膜の膜厚，εｒ：非線形抵抗膜の比誘電率，ε０：真空の誘電率）
引き続き、本実施の形態に係る液晶表示装置の製造工程について、図１を用いて説明する。
【００４６】
（４）  上記のようにしてＭＩＭが形成された絶縁性樹脂基板２１上に、スパッタリングにより、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を膜厚４０〜１５０ｎｍで形成する。ここでは、膜厚１００ｎｍにてＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより、画素電極２５を形成した（図１（ｅ）参照。）。
【００４７】
（５）  次に、絶縁性樹脂基板２１の全面を覆うように、膜厚６０ｎｍのポリイミド膜を塗布し、１５０℃、２時間の焼成を行って、配向膜２６を形成する（図１（ｆ）参照。）。
【００４８】
以上（１）〜（５）の工程により、素子側基板２が完成する。
【００４９】
一方、対向側基板３の作製方法について説明する。まず、透明絶縁性樹脂基板３１上に、スパッタリングにてＩＴＯ膜を膜厚１００ｎｍで成膜し、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより所定形状に加工して、対向電極３２を形成する。次に、透明絶縁性樹脂基板３１を覆うように、膜厚６０ｎｍのポリイミド膜を塗布し、１５０℃、２時間の焼成を行って、配向膜３３を形成する。このようにして、対向側基板３が完成する。
【００５０】
上記のように作製した、素子側基板２の配向膜２６及び対向側基板３の配向膜３３に対し、液晶層４を配向させるためのラビング処理を行う。その後、これら素子側基板２および対向側基板３上に、貼り合わせ用のシール材料（図示せず）の印刷とスペーサ（図示せず）散布とを行い、両基板２，３を貼り合わせる。その後、これら基板２，３間に液晶を注入して液晶層４を形成して、液晶表示素子１の作製が完了する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、配線および下層電極となるＴａ膜２２を低抵抗となるように形成できるので、大画面の液晶表示装置であっても、配線遅延のない画面表示品位の高いものが得られる。さらに、素子側基板２の絶縁性基板が剛性の低い樹脂（プラスチック等）からなるもの（ここでは絶縁性樹脂基板２１）でも、この絶縁性樹脂基板２１上に直接形成するＴａ膜２２を低抵抗に作製できるため、絶縁性樹脂基板２１の剛性の低さを解決することができる。要するに、基板変形が生じないように絶縁性樹脂基板２１の剛性の低さを考慮して、配線となるＴａ膜２２を従来よりも薄く形成した場合であっても、表示信号の遅延が生じて表示画面の品質が低下する程度まで抵抗が大きくなることがない。従って、薄型・軽量かつ耐衝撃性に優れ、且つ表示品位も良好な液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００５２】
〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施の形態について、図６および図７に基づき説明すれば、以下のとおりである。尚、説明の便宜上、前記した実施の形態１で説明した部材と同様の機能を有する部材については同一の参照番号を付記し、その説明を省略する。
【００５３】
図６（ａ）は、本実施の形態に係る液晶表示装置を構成する液晶表示素子５の１画素当たりの構成を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。同図に示すように、上記液晶表示素子５は、素子側基板６と、対向側基板３と、これら両基板６，３に挟持される液晶層４とを備えている。本実施の形態に係る液晶表示素子５は、薄膜二端子素子のＭＩＭの代わりに薄膜三端子素子のＴＦＴ（Thin Film Transistor）をアクティブ素子として用いた素子側基板６を備えているが、その他の構成は前記した実施の形態１の液晶表示装置と略同じである。
【００５４】
図６（ａ），（ｂ）を用いて、素子側基板６の構成について説明する。絶縁性樹脂基板６１上に複数のゲート配線６２が互いに平行に形成されており、該ゲート配線６２からは、一画素毎にゲート電極６２ａが分岐している。また、ソース配線６３は、後述するゲート絶縁膜６５を介して上記ゲート配線６２と交差するように配されている。また、該ソース配線６３からは、一画素毎にソース電極６３ａが分岐している。尚、上記ゲート絶縁膜６５とは、上記ゲート配線６１およびゲート電極６１ａを覆うように設けられている層である。また、図中の６４は、ゲート配線６１を陽極酸化して得られる陽極酸化膜である。
【００５５】
上記ソース電極６３ａは、上記ゲート絶縁膜６５、後述する非ドープアモルファスＳｉ膜（ａ−Ｓｉ膜）６６、およびコンタクト層であるｎ+ アモルファスＳｉ膜（ｎ+ ａ−Ｓｉ膜）６７ａを介して上記ゲート電極６２ａの一方の側部に重畳形成されている。また、上記ゲート電極６２ａの他方の側部には、上記ゲート絶縁膜６５、上記ａ−Ｓｉ膜６６、およびコンタクト層であるｎ+ ａ−Ｓｉ膜６７ｂを介してドレイン電極６８が重畳形成されている。尚、上記ａ−Ｓｉ膜６６は、ゲート電極６２ａの上方にゲート絶縁膜６５を介して形成されている層である。さらに、画素電極６９が、上記ドレイン電極６８に接続するように設けられている。
【００５６】
尚、各画素を選択的に駆動するためのアクティブ素子であるＴＦＴは、上記ゲート電極６２ａ、ゲート絶縁膜６５、ａ−Ｓｉ膜６６、ｎ+ ａ−Ｓｉ膜６７ａ，６７ｂ、ソース電極６３ａ、およびドレイン電極６８から構成されている。
【００５７】
以上のように素子形成された素子側基板６の全面に、配向膜７０が設けられる。
【００５８】
次に、図７（ａ）ないし（ｇ）を用いて、上記素子側基板６の製造方法について説明する。
【００５９】
（１）  絶縁性樹脂基板６１上に、スパッタリングによりＴａ膜６２（後にゲート配線６２となる）（図７（ａ）参照。）。この時の成膜条件は、前記した実施の形態１においてＴａ膜２２を作製した際と同様である。従って、本実施の形態に係るＴａ膜６２は、実施の形態１におけるＴａ膜２２と同様の特性を有している。すなわち、Ｔａ膜６２も比抵抗が４７μΩ・ｃｍの低抵抗金属薄膜となる。
【００６０】
（２）  上記Ｔａ膜６２を、フォトリソグラフィの手法によりパターニングして、ゲート配線６２を作製する（図７（ｂ）参照。）。
【００６１】
（３）  次に、上記ゲート配線６２を、実施の形態１のＴａ膜２２からなる電極配線の陽極酸化と同様の方法および条件で陽極酸化し、陽極酸化膜６４を作製する（図７（ｃ）参照。）。
【００６２】
（４）  さらに、窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法によって成膜し、ゲート絶縁膜６５の形状にパターニングする（図７（ｄ）参照。）。
【００６３】
（５）  ａ−Ｓｉ膜をプラズマＣＶＤ法によって成膜して島状にパターニングし、ａ−Ｓｉ膜６６を形成する（図７（ｅ）参照。）。
【００６４】
（６）  ｎ+ ａ−Ｓｉ膜をプラズマＣＶＤ法によって成膜し、さらにＴｉ膜をスパッタリング法により成膜して、ｎ+ ａ−Ｓｉ膜とＴｉ膜とを共にパターニングし、ｎ+ ａ−Ｓｉ膜６７ａ，６７ｂ、ソース配線６３（ソース電極６３ａ）およびドレイン電極６８を形成する（図７（ｆ）参照）。
【００６５】
以上（１）〜（６）の工程により、薄膜三端子素子であるＴＦＴが形成される。
【００６６】
（７）  上記のようにしてＴＦＴが形成された絶縁性樹脂基板６１上に、スパッタリングによりＩＴＯ膜を膜厚４０〜１５０ｎｍで成膜し、画素電極６９を形成する。本実施の形態では膜厚１００ｎｍにてＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより、画素電極６９を形成した。
【００６７】
（８）  次に、絶縁性樹脂基板６１を覆うように、膜厚６０ｎｍのポリイミド膜を塗布し、１５０℃，２時間の焼成を行って配向膜７０を形成する。
【００６８】
以上、（１）〜（８）の工程を経て、素子側基板６の作製が完了する。
【００６９】
対向側基板３の製造方法、素子側基板６と対向側基板３との貼り合わせ方法、および液晶層４の形成方法は、前記した実施の形態１の場合と同様であるので、ここでは省略する。
【００７０】
尚、本実施の形態に係る液晶表示装置の説明、および図６、図７において、補助容量や補助容量電極線など、本発明の特徴部分に直接関係しない構成は、簡略化のため省略されている。
【００７１】
以上のように、本実施の形態では、本方法にて形成された低抵抗のＴａ膜６２を、ゲート配線６２およびＴＦＴのゲート電極６２ａとして用いている。従って、ゲート配線６２の抵抗を低くすることができるので、大画面の液晶表示装置でも配線遅延のない、画面表示品位の高い装置を得ることができる。さらに、本実施の形態のように、素子側基板６を構成する絶縁性樹脂基板６１が剛性の低いプラスチック等の樹脂からなる場合であっても、この絶縁性樹脂基板６１上に直接形成するＴａ膜６２を低抵抗に形成できるため、絶縁性樹脂基板６１の剛性の低さを解決できる。要するに、基板変形が生じないように基板の剛性の低さを考慮して、配線となるＴａ膜の膜厚を従来より薄く形成した場合でも、表示信号の遅延が生じて表示画面の品質が低下する程度まで、配線抵抗が大きくなることがない。従って、薄型・軽量かつ耐衝撃性に優れ、且つ表示品位も良好な、ＴＦＴを備えた液晶表示装置を実現することができる。
【００７２】
なお、実施の形態１および２においては、スパッタリングにおいて、ＡｒガスにＨｅガスを添加した混合ガスをスパッタリンガスとする本発明に係る方法を用いて、低抵抗のタンタル薄膜を製造したが、本方法を他の金属の薄膜形成に適用することも可能である。
【００７３】
また、実施の形態１および２においては、本発明に係る方法にて作製された低抵抗金属薄膜を液晶表示装置の金属配線やアクティブ素子電極として利用しているが、これに限るものではなく、液晶表示装置以外、例えば回路基板、イメージセンサ、半導体装置などに利用することも当然可能である。
【００７４】
上述した金属薄膜の製造方法は、タンタルをターゲットとすると共に、絶縁性樹脂基板の温度を１５０℃、ＲＦパワーを３．４Ｗ／ｃｍ2 、ＡｒガスとＨｅガスとの混合ガスでＨｅガス混合比が５０％以上のものをスパッタリングガスとして用いるスパッタリングによって、上記絶縁性樹脂基板上に金属薄膜を形成することを特徴としている。
【００７５】
上記の方法によれば、スパッタリングにおいて、従来はアルゴンガスのみを用いていたスパッタリングガスにヘリウムガスを添加することで、容易に低抵抗のタンタル薄膜を作製することが可能となる。
【００７６】
また、添加するヘリウムガスの含有率を５０％以上とすることにより、従来の方法にて作製したタンタル薄膜の場合は２００μΩ・ｃｍであった比抵抗を、５０μΩ・ｃｍ程度にまで低下させることができる。
【００７７】
このように、簡単な方法で、確実に比抵抗が低減されたタンタル薄膜を作製することが可能となる。
【００７８】
また、上述した液晶表示装置の製造方法は、上記の金属薄膜の製造方法を用いて、絶縁性樹脂基板上に金属薄膜を形成する工程と、上記金属薄膜にて配線を形成する工程とを含むことを特徴としている。
【００７９】
上記の方法により、従来よりも低抵抗の金属薄膜を液晶表示装置の配線として用いることができる。従って、該金属薄膜からなる配線を大画面の液晶表示装置に適用する場合であっても、また、軽量化のために絶縁性基板を樹脂とし、該樹脂基板に変形を生じさせない程度まで金属膜厚を薄く形成する場合であっても、配線遅延が生じる虞れはない。
【００８０】
このように、本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、大面積や軽量であって、かつ表示品位の良好な液晶表示装置を実現することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る絶縁性樹脂基板は、Ｃｕ（Ｋα）線によるＸ線回折θ−２θ測定の結果、回折角（２θ）が３５°以上４０°以下の範囲で回折ピークが現れ、かつ、比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以下２５μΩ・ｃｍ以上であるタンタルからなる金属薄膜が直接形成された構成である。
【００８２】
それゆえ、本発明に係る絶縁性樹脂基板上のタンタルからなる金属薄膜は、従来のものより比抵抗が４分の１以下となるため、大画面の液晶表示装置であっても、また、絶縁性樹脂基板に変形を生じさせない程度まで膜厚を薄くしても、配線遅延が生じる虞れがない。このように、本発明に係る絶縁性樹脂基板を用いることにより、抵抗の小さい配線等を実現して、軽量で、耐衝撃性に優れ、表示品位の良好な液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。
【００８３】
また、本発明に係る液晶表示装置は、金属薄膜が、配線として設けられている上記絶縁性樹脂基板を素子側基板として備え、上記素子側基板に対向配置される対向側基板と、上記素子側基板および対向側基板に挟持された液晶層とを備えた構成である。
【００８４】
それゆえ、金属薄膜を、大画面の液晶表示装置の配線として適用する場合であっても、また、樹脂基板に変形を生じさせない程度まで膜厚を薄くする場合であっても、配線遅延が生じる虞れがない。このように、大面積や軽量であって、かつ表示品位の良好な液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。
【００８５】
上述したように、絶縁性樹脂基板を用いることにより、液晶表示装置の軽量化を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）ないし（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】  （ａ）は、上記製造工程にて作製される液晶表示装置の、一画素当たりの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】  （ａ）は、従来の成膜方法にて形成されたＴａ膜のＸ線回折データであり、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る成膜方法にて形成されたＴａ膜のＸ線回折データである。
【図４】  上記液晶表示装置の製造工程の、薄膜二端子素子の非線形抵抗膜を形成する陽極酸化工程において、化成電流および化成電圧と陽極酸化時間との関係を示すグラフである。
【図５】  上記液晶表示装置の製造方法にて形成される薄膜二端子素子の、電流−電圧特性を示すグラフである。
【図６】  （ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置の、一画素当たりの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】  （ａ）ないし（ｇ）は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１    液晶表示素子
２    素子側基板
３    対向側基板
６    素子側基板
２１    絶縁性樹脂基板（絶縁性基板）
２２    電極配線，Ｔａ膜（金属薄膜）
３１    透明絶縁性樹脂基板（透明絶縁性基板）
３２    対向電極
６１    絶縁性樹脂基板
６２    ゲート配線，Ｔａ膜（金属薄膜）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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