(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に互いに離されて設けられた、第１の接続端を有する第１の駆動素子と第２の接続端を有する第２の駆動素子と、
前記基板の上に設けられ、その上に第１の画素電極が形成された第１の樹脂フィルムと、
前記第１の樹脂フィルムの上方に積層され、その上に第２の画素電極が形成された第２の樹脂フィルムと、
前記基板と前記第１の樹脂フィルムとの間、第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとの間、および前記第２の樹脂フィルムの上にそれぞれ配置された液晶層または蛍光体層とを備え、
前記第１の樹脂フィルムおよび前記第２の樹脂フィルムには、これらを上下に貫通する、前記第１の接続端の表面を露出させる第１のコンタクトホールと前記第２の接続端の表面を露出させる第２のコンタクトホールが形成されており、
前記第１のコンタクトホール内には、前記第１の画素電極の上面の一部および側壁面が露出しており、
前記第２のコンタクトホール内には、前記第２の画素電極の上面の一部および側壁面が露出しており、
前記第１のコンタクトホールの内周面には、露出した前記第１の接続端及び露出した前記第１の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第１の導電部材が形成されており、これにより前記第１の駆動素子および前記第１の画素電極が電気的に接続されており、
前記第２のコンタクトホールの内周面には、露出した前記第２の接続端及び露出した前記第２の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第２の導電部材が形成されており、これにより前記第２の駆動素子および前記第２の画素電極が電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１のコンタクトホールの内周面は段差を有しており、
前記第２のコンタクトホールの内周面は段差を有していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第２の樹脂フィルムを貫通する部分における前記第１のコンタクトホールの径が前記第１の樹脂フィルムを貫通する部分における前記第１のコンタクトホールの径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の画素電極はドライエッチングに対して耐性を有する材料から成り、前記コンタクトホールがドライエッチング処理により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
基板の上に、第１の接続端を有する第１の駆動素子と第２の接続端を有する第２の駆動素子とを互いに離して形成する工程と、
前記基板の上に、その上に第１の画素電極が形成された第１の樹脂フィルムを設ける工程と、
前記第１の樹脂フィルムの上方に、その上に第２の画素電極が形成された第２の樹脂フィルムを積層する工程と、
前記第１の樹脂フィルムおよび前記第２の樹脂フィルムに、これらを上下に貫通する、前記第１の接続端の表面を露出させ、かつ前記第１の画素電極の上面の一部および側壁面を露出させる第１のコンタクトホールと前記第２の接続端の表面を露出させ、かつ前記第２の画素電極の上面の一部および側壁面を露出させる第２のコンタクトホールを形成する工程と、
前記第１のコンタクトホールの内周面に、露出した前記第１の接続端及び露出した前記第１の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第１の導電部材を形成し、これにより前記第１の駆動素子と前記第１の画素電極を電気的に接続する工程と、
前記第２のコンタクトホールの内周面に、露出した前記第２の接続端及び露出した前記第２の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第２の導電部材を形成し、これにより前記第２の駆動素子と前記第２の画素電極を電気的に接続する工程とを備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の画素電極は、スパッタに対し耐衝撃性を有する第１のしわ緩和層が表面に形成された第１の樹脂フィルムの上に設けられており、
前記第１の画素電極は、スパッタ方法により形成されており、
前記第２の画素電極は、スパッタに対し耐衝撃性を有する第２のしわ緩和層が表面に形成された第２の樹脂フィルムの上に設けられており、
前記第２の画素電極は、スパッタ方法により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１および第２の樹脂フィルムの厚みが１０μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１および第２のしわ緩和層が、シリカ粒子を含む有機樹脂又はアクリル系樹脂から成ることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１の樹脂フィルムは、基板の上に、該基板との間にスペーサを介在させて間隙を保ちながら設けられており、前記間隙に前記液晶層または蛍光体層が充填されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素電極を備えた複数の樹脂フィルムが積層された構造の表示装置及びその製造方法に関し、特に上下に配置された画素電極の立体配線構造及びその製造方法に関するものであり、１枚のガラス基板上に樹脂フィルムを積層し、基板と樹脂フィルムまたは樹脂フィルム同士の間隙に液晶を封止した液晶表示装置に関する
【０００２】
【従来の技術】
１枚の基板上に複数の樹脂フィルムを積層した構造体としては、基板と樹脂フィルムまたは樹脂フィルム同士の間に液晶を封止した構造の液晶表示素子や、多層構造の回路基板（例えば特開平６−２６８３４５号公報参照）等がある。このような樹脂フィルム積層構造体は、各樹脂フィルムに形成されている電極のうち所定の電極同士を電気的に接続する必要がある。そこで、従来では、樹脂フィルムを積層するごとにコンタクトホールを形成して所定の電極同士を電気的に接続していた。例えば３層構造の液晶表示素子を例に挙げれば、コンタクトホールの形成の工程を２回実施する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来例では、コンタクトホール形成工程が多数回必要となり、製造工程が複雑化していた。また製造工程の増加により製造コストの増加を招いていた。
【０００４】
本発明の目的は、コンタクトホール形成工程を簡略化することができる樹脂フィルム構造体およびその製造方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、表示装置であって、基板と、上記基板の上に互いに離されて設けられた、第１の接続端を有する第１の駆動素子と第２の接続端を有する第２の駆動素子と、上記基板の上に設けられ、その上に第１の画素電極が形成された第１の樹脂フィルムと、上記第１の樹脂フィルムの上方に積層され、その上に第２の画素電極が形成された第２の樹脂フィルムと、上記基板と上記第１の樹脂フィルムとの間、第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとの間、および上記第２の樹脂フィルムの上にそれぞれ配置された液晶層または蛍光体層とを備える。上記第１の樹脂フィルムおよび上記第２の樹脂フィルムには、これらを上下に貫通する、上記第１の接続端の表面を露出させる第１のコンタクトホールと上記第２の接続端の表面を露出させる第２のコンタクトホールが形成されている。上記第１のコンタクトホール内には、上記第１の画素電極の上面の一部および側壁面が露出しており、上記第２のコンタクトホール内には、上記第２の画素電極の上面の一部および側壁面が露出している。上記第１のコンタクトホールの内周面には、露出した上記第１の接続端及び露出した上記第１の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第１の導電部材が形成されており、これにより上記第１の駆動素子および上記第１の画素電極が電気的に接続されている。上記第２のコンタクトホールの内周面には、露出した上記第２の接続端及び露出した上記第２の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第２の導電部材が形成されており、これにより上記第２の駆動素子および上記第２の画素電極が電気的に接続されている。
【００２４】
上述の如く、上記第１コンタクトホールの内周面には、露出した上記第１の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第１の導電部材が形成されており、これにより上記第１の画素電極と第１の導電部材が電気的に接続されるようにしたので、第１の導電部材と上記第１の画素電極との接触面積が大きくなる。また、上記第２コンタクトホールの内周面には、露出した上記第２の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第２の導電部材が形成されており、これにより上記第２の画素電極と第２の導電部材が電気的に接続されるようにしたので、第２の導電部材と上記第２の画素電極との接触面積が大きくなる。そのため、第２の画素電極と第２の導電部材との確実な導通を得ることができる。この結果、電気的接続状態に関して信頼性の向上した表示装置が得られる。
【００２６】
上記構成により、例えば、蛍光体としてエレクトロルミネッセンス等を使用することにより多層構造の表示素子等が得られる。また、このような蛍光体を使用する表示素子等では、バックライト等の光源を省略することができる。
【００２７】
また請求項２記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、上記第１のコンタクトホールの内周面は段差を有しており、上記第２のコンタクトホールの内周面は段差を有していることを特徴とする。
【００２８】
上記構成により、第１の画素電極および第２の画素電極と導電部材とが確実に導通する。
【００３１】
また請求項３記載の表示装置において、上記第２の樹脂フィルムを貫通する部分における上記第１のコンタクトホールの径が上記第１の樹脂フィルムを貫通する部分における上記第１のコンタクトホールの径よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【００３２】
上記構成により、コンタクトホール内周面が階段状となり、下側樹脂フィルム上の電極が段差面を構成することになる。従って、画素電極と導電部材とが確実に導通することになる。
【００３３】
また請求項４記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、上記第１及び第２画素電極はドライエッチングに対して耐性を有する材料から成り、上記コンタクトホールがドライエッチング処理により形成されたものであることを特徴とする。
【００３４】
上記構成により、ドライエッチングによりコンタクトホール内に突出して露出した状態が得られる。
【００３７】
また請求項５記載の発明は、表示装置の製造方法であって、まず、基板の上に、第１の接続端を有する第１の駆動素子と第２の接続端を有する第２の駆動素子とを互いに離して形成する。上記基板の上に、その上に第１の画素電極が形成された第１の樹脂フィルムを設ける。上記第１の樹脂フィルムの上方に、その上に第２の画素電極が形成された第２の樹脂フィルムを積層する。上記第１の樹脂フィルムおよび上記第２の樹脂フィルムに、これらを上下に貫通する、上記第１の接続端の表面を露出させ、かつ上記第１の画素電極の上面の一部および側壁面を露出させる第１のコンタクトホールと上記第２の接続端の表面を露出させ、かつ上記第２の画素電極の上面の一部および側壁面を露出させる第２のコンタクトホールを形成する。上記第１のコンタクトホールの内周面に、露出した上記第１の接続端及び露出した上記第１の電極の上面の一部および側壁面に接触するように第１の導電部材を形成し、これにより上記第１の駆動素子と上記第１の画素電極を電気的に接続する。上記第２のコンタクトホールの内周面に、露出した上記第２の接続端及び露出した上記第２の画素電極の上面の一部および側壁面に接触するように第２の導電部材を形成し、これにより上記第２の駆動素子と上記第２の画素電極を電気的に接続する。
【００３８】
上記構成により、コンタクトホール形成工程を１回行うだけで複数組の所望画素電極と駆動素子を導通させることができる。したがって、従来例に比べてコンタクトホール形成工程の簡略化を図るこことができる。
【００４１】
また請求項６記載の発明は、請求項１に係る表示装置であって、上記第１の画素電極は、スパッタに対し耐衝撃性を有する第１のしわ緩和層が表面に形成された第１の樹脂フィルムの上に設けられている。上記第１の画素電極は、スパッタ方法により形成されている。上記第２の画素電極は、スパッタに対し耐衝撃性を有する第２のしわ緩和層が表面に形成された第２の樹脂フィルムの上に設けられている。上記第２の画素電極は、スパッタ方法により形成されている。
【００４２】
上記構成により、樹脂フィルムにＩＴＯなど無機材料の画素電極をスパッタ成膜した際に発生するしわを防止できる。
【００４３】
請求項７の発明は、請求項１記載の表示装置において、前記第１および第２樹脂フィルムの厚みが１０μｍよりも小さいことを特徴とする。
【００４４】
上記の如く樹脂フィルムの厚みを規制するのは以下の理由による。即ち、厚みが１０μｍよりも小さい場合には、スパッタに対する耐衝撃性が極めて小さく、しわ緩和層を設けないと、しわの発生が顕著に生じるからである。
【００４５】
また請求項８記載の発明は、請求項６記載の表示装置において、前記緩和層が、シリカ粒子を含む有機樹脂又はアクリル系樹脂から成ることを特徴とする。
【００４６】
上記の如く、シリカ粒子を含む有機樹脂又はアクリル系樹脂は、スパッタに対する耐衝撃性が大きいので、確実にしわを防止することができる。
【００４７】
また請求項９記載の発明は、請求項１記載の表示装置において、前記第１の樹脂フィルムが、基板との間にスペーサを介在して間隙を保ちながら設けられており、前記間隙に液晶が充填されていることを特徴とする。
【００４８】
上記構成により、しわのない樹脂フィルムを備えた液晶表示素子が構成される。この結果、樹脂フィルムのしわに起因した不要な散乱が生じず、表示特性の向上を図ることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る液晶表示素子の要部断面図であり、図２はその平面図である。なお、図１は図２の矢視Ｙ−Ｙ断面図であり、図２は図１の矢視Ｘ−Ｘ平面図であり、図１及び図２では液晶表示素子の中央の一画素部分を示している。
【００５０】
実施の形態１は、本発明をカラー液晶表示素子に適用した例を示す。この液晶表示素子は、１枚の基板に複数の樹脂フィルムを積層し、基板と樹脂フィルムの間、並びに樹脂フィルム相互間の各間隙に、それぞれ色が異なる二色性色素を含むゲストホスト液晶を封入して構成されている。
【００５１】
以下、図１及び図２を参照して液晶表示素子の具体的構成について説明する。
【００５２】
基板１上に樹脂フィルム２、３、４がスペーサ５、６、７を介して積層されており、基板１と樹脂フィルム２間、樹脂フィルム２と樹脂フィルム３間、及び樹脂フィルム３と樹脂フィルム４間に液晶を封入するための５μｍの間隙Ａ，Ｂ，Ｃが形成され、それぞれの間隙Ａ，Ｂ，Ｃにシアン、マゼンタ、黄色の二色性色素を含有するゲストホスト液晶２４、２５、２６が充填されている。樹脂フィルム２、３、４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とする厚さ１μｍのフィルムである。なお、樹脂フィルムの主成分がＰＥＴ以外のものを用いることも可能である。
【００５３】
前記スペーサ５、６、７は、ポジ形レジストから成り、軸直角断面が正方形（本実施の形態では一辺１０μｍ）の角柱状である。このスペーサ５、６、７は画素部分全体に所定のピッチで分布した状態で配置され、前記間隙Ａ，Ｂ，Ｃを保持している。
【００５４】
前記基板１は例えばガラスから成る透明基板である。この基板１上には、所定形状にパターニングされた画素電極８及び駆動素子としての画素スイッチング素子２１，２２，２３が形成されている。また、前記樹脂フィルム２，３，４上にはしわ緩和層１８，１９，２０が設けられている。しわ緩和層１８，１９上には、所定形状にパターニングされた画素電極９，１０が形成されており、しわ緩和層２０上には共通電極１１が形成されている。画素電極８，９，１０上には、液晶２４、２５、２６を配向させるためのポリイミドからなる配向膜２８，２９，３０が形成されている。
【００５５】
前記間隙Ａ，Ｂ，Ｃには、１画素について２つの立体配線用パッド列４１，４２が設けられている。立体配線用パッド列４１は、基板１に対して垂直な方向に関してほぼ同一位置に立設された３つの立体配線用パッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃから構成されており、また、立体配線用パッド列４２は、基板１に対して垂直な方向に関してほぼ同一位置に立設された３つの立体配線用パッド４２ａ，４２ｂ，４２ｃから構成されている。立体配線用パッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃ；４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、軸直角断面が正方形の角柱状である。この立体配線用パッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃ；４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、スペーサ５、６、７と同様にポジ形レジストから成る。これらの立体配線用パッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び樹脂フィルム２，３，４を貫通してコンタクトホール１２が形成されており、立体配線用パッド４２ａ，４２ｂ，４２ｃ及び樹脂フィルム２，３，４を貫通してコンタクトホール１３が形成されている。そして、画素スイッチング素子２２の接続端２２ａがコンタクトホール１２内で露出した状態となっており、画素スイッチング素子２３の接続端２３ａがコンタクトホール１３内で露出した状態となっている。このコンタクトホール１２は、画素電極９と画素スイッチング素子２２との接続配線用であり、コンタクトホール１３は、画素電極１０と画素スイッチング素子２３との接続配線用である。コンタクトホール１２内では前記画素電極９上の配向膜２９が除去されており、これにより画素電極９が部分的にコンタクトホール１２内に突出して露出した状態となっている。そして、前記接続端２２ａ及び画素電極９の各露出部に導電部材１４が接触してスイッチング素子２２と画素電極９とが電気的に接続されている。また、同様にコンタクトホール１３内では前記画素電極１０上の配向膜３０が除去されており、これにより画素電極１０が部分的にコンタクトホール１３内に突出して露出した状態となっている。そして、前記接続端２３ａ及び画素電極１０の各露出部に導電部材１５が接触してスイッチング素子２３と画素電極１０とが電気的に接続されている。なお、画素スイッチング素子２１の接続端は画素電極８と基板１上で導通している。このような構成により、共通電極１１を含めて上下に配置された画素電極８，９，１０に関する立体配線が形成され、画素スイッチング素子２１、２２、２３の導通／遮断によって、画素電極８，９間、画素電極９，１０間、画素電極１０と共通電極１１間の電圧が制御されフルカラー表示が行われる。
【００５６】
ここで、コンタクトホール１２，１３内での接続構造が本発明の主たる特徴であることから、当該接続構造を以下に詳細に説明する。
【００５７】
先ずコンタクトホール１２に関して説明すると、樹脂フィルム２のコンタクトホール１２に臨む内周面がコンタクトホール１２の内周面から径方向内方側に張り出しており、この樹脂フィルム２よりも上側樹脂フィルム３，４はそのコンタクトホール１２に臨む内周面がコンタクトホール１２の内周面と面一となっている。しかも、前記樹脂フィルム２の張り出し部分には、画素電極９が形成されている。このような構成により、画素電極９がコンタクトホール１２内において露出した状態となっている。尚、このような画素電極９の露出状態を得る具体的な方法としては、後述するように画素電極を酸素プラズマなどのドライエッチングに耐性のある無機材料（ＩＴＯ）で構成して、ドライエッチングによるコンタクトホール形成の際に、エッチングされやすい材質から成る樹脂フィルムと画素電極とのエッチングの進行度の違いを利用して画素電極を露出させている。
【００５８】
このようにコンタクトホール１２内にいて画素電極９が露出していることにより、導電部材１４と画素電極９とが面状に接することになり、画素電極９と導電部材１４との確実な導通状態が得られる。この結果、画素電極９と画素スイッチング素子２２の接続端２２ａとの導通状態の信頼性が向上する。
【００５９】
コンタクトホール１３に関しても、コンタクトホール１２と同様に、樹脂フィルム３および樹脂フィルム３上の画素電極１０がコンタクトホール１３に張り出して画素電極１０がコンタクトホール１３に露出し、導電部材１５と接している。このような構成により、画素電極１０と導電部材１５との確実な導通状態が得られ、画素電極１０と接続端２３ａとの導通状態の信頼性が向上する。
【００６０】
次いで、本実施の形態における他の特徴であるしわ緩和層１８、１９、２０について説明する。このしわ緩和層１８、１９、２０は、スパッタに対して耐性を有する材料、例えばアクリル系樹脂から成る塗布膜であり、０．２μｍの厚みを有する。そして、電極形成に際しては、アクリル系樹脂のしわ緩和層を樹脂フィルム上に設けた後、しわ緩和層上に無機材料層であるＩＴＯのスパツタにより電極を成膜している。
【００６１】
ここで、本発明者らは、１０μｍ以下の厚みの樹脂フィルム上に無機材料であるＩＴＯなどを直接スパッタ成膜した場合、スパッタの衝撃により樹脂フィルムにしわが寄るという課題を見出した。この様子を図３に示す。図３は、図１の液晶表示素子において、基板１上に画素電極９を形成するまでの工程を実施したときの一画素の平面図であり、概ね図２に対応する図である。なお、図３には、ゲート線、ソース線などは省略している。図３に示すように、樹脂フィルム２には、５０μｍピッチで設けた画素部分の柱状のスペーサ５の間を縫うように画素全体にしわ５０が寄り、樹脂フィルム表面で光が散乱する結果となった。そこで、しわ緩和層１８、１９、２０を設けることでしわを緩和または防止し、図２、図４（ｂ）のように、樹脂フィルムを平滑に維持することができた。本実施の形態では、しわ緩和層としては、アクリル系樹脂を用いたが、アクリル系樹脂に代えてシリカ粒子を含む有機樹脂を用いても同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、実施の形態１では、透明電極であるＩＴＯを樹脂フィルム上に成膜する場合を示したが、他の無機材料（例えば酸化インジウム亜鉛）を樹脂フィルム上に成膜した場合にも、しわ緩和層を設けることで樹脂フィルムのしわを緩和、または防止することができる。
【００６３】
また、樹脂フィルムにしわが発生するという課題は、本実施の形態のように基板と樹脂フィルムの間に間隙を形成しスペーサで支持した場合に限られるものではなく、基板上に密着して樹脂フィルムを設けた場合にも、樹脂フィルムがおよそ１０μｍ以下の厚さのときには、樹脂フィルムに直接無機材料を成膜したときにしわが発生した。この場合でも同様にしわ緩和層を設けることでしわを緩和または防止することができる。
【００６４】
次に、上記構成の液晶表示素子の製造工程を、図４〜図７を参照しながら説明する。図４〜図７は製造工程を図１と同じ断面において模式的に示したものである。
【００６５】
まず、画素スイッチング素子２１、２２、２３を有する基板１上に、配向膜２８を形成し、この上にポジ形レジストによってスペーサ５及び孔１２ａ、１３ａ（コンタクトホール１２，１３の一部分をなす部分に相当する）を有する立体配線用パッド４１ａ，４２ａを形成し、ラミネータを用いて樹脂フィルム２をスペーサ５及び立体配線用パッド４１ａ，４２ａ上に貼り合わせて図４（ａ）の構造を形成した。樹脂フィルム２と、スペーサ５及び立体配線用パッド４１ａ，４２ａとは、スペーサ５及び立体配線用パッド４１ａ，４２ａ上にごく薄くポジ形レジストの接着層を形成して接着させた。図４（ａ）では接着層をスペーサ５及び立体配線用パッド４１ａ，４２ａと一体として示した。
【００６６】
次に、図４（ｂ）のように樹脂フィルム２上にアクリル樹脂をスピンコートにより０．２μｍの厚みで塗布したのち硬化させて、しわ緩和層１８を形成し、この上にＩＴＯを０．１３μｍの厚みにスパッタ成膜した。このようにしわ緩和層を設けることで、ＩＴＯ成膜によって樹脂フィルムにしわが寄ることを防ぐことができる。ＩＴＯは、成膜後フォトリソグラフィの方法及びよう化水素酸を用いたエッチングにより、画素形状にパターニングし、画素電極９を形成した。このとき、コンタクトホール１２を形成する部分は図４（ｂ）および図２に示すように、孔１２ａに比べて小さい径の孔１２ｂに相当する範囲のＩＴＯを除去し、その周囲を残すようにパターニングを実施した。また、孔１３ａの周辺では画素電極９を除去した。
【００６７】
次に、以上の工程を繰り返して配向膜２９、スペーサ６及び立体配線用パッド４１ｂ，４２ｂを形成した後、樹脂フィルム３を貼り合わせ、しわ緩和層１９、画素電極１０を成膜した。ここで、画素電極１０のうちコンタクトホール１３を形成する部分としては、図５（ａ）のように孔１３ａに比べて小さい径１３ｂに相当する範囲のＩＴＯを除去し、その周囲を残すようにパターニングを実施した。また、コンタクトホール１２の周辺ではＩＴＯを取り除いて画素電極１０を形成した。さらに、同様の工程を繰り返し、樹脂フィルムが基板上に３層積層された図５（ａ）の構造を形成した。尚、共通電極１１も画素電極９と同様にＩＴＯをスパッタ成膜し、コンタクトホール１２、１３の周辺ではともに電極を除去するようにパターニングを実施した。
【００６８】
次に、図５（ｂ）に示すように、ポジ形レジスト２７を６μｍの厚みで塗布し、コンタクトホール１２、１３の部分のみのレジストを除去するようにマスク露光および現像を実施した。
【００６９】
次に、ドライエッチングの一手法である酸素プラズマによるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により、コンタクトホール１２、１３を形成した。ここで、樹脂フィルム、ポジ形レジスト、配向膜およびしわ緩和層を構成するアクリル樹脂は、ＲＩＥによりエッチングされる一方、無機材料のＩＴＯからなる画素電極はほとんどエッチングされない。本実施の形態では、酸素流量１５ＳＣＣＭ、電力１５０Ｗの条件で、樹脂フィルム、ポジ形レジスト等を１分間に１μｍの深さでエッチングさせた。図５（ｂ）のポジ形レジスト２７側からエッチングを進めると、ポジ形レジスト２７の表面と、コンタクトホール１２、１３においてのみエッチングが進み、コンタクトホール１２、１３内では、しわ緩和層２０、樹脂フィルム４が除去され、次いで配向膜３０、しわ緩和層１９、樹脂フィルム３が除去される。このとき、コンタクトホール１３においては、配向膜３０が除去された後、画素電極１０をパターニングにより除去した孔１３ｂの内側部分のみのしわ緩和層、樹脂フィルム除去される。コンタクトホール１３内に張り出した画素電極１０の部分では、画素電極がエッチングされないため、画素電極１０およびその下の樹脂フィルム３が残留し、コンタクトホール１３に画素電極１０を露出させることができた。次いで、配向膜２９、しわ緩和層１８、樹脂フィルム２が除去される。このとき、コンタクトホール１３では、配向膜２９、しわ緩和層１８及び樹脂フィルム２の除去部分は、孔１３ｂ内側の直下に位置する部分のみである。
【００７０】
一方、コンタクトホール１２では、配向膜２９が除去された後、画素電極９をパターニングにより除去した孔１２ｂの内側部分のみの樹脂フィルムが除去され、画素電極９のコンタクトホール１２に張り出した部分では樹脂フィルム２が残留して、画素電極９がコンタクトホール１２に露出した。さらに、画素スイッチング素子の接続端２２ａ，２３ａ上の配向膜２８が除去され、コンタクトホール１２、１３内に接続端２２ａ，２３ａが露出した。
【００７１】
以上のようにＲＩＥを５分間実施することにより、図６（ａ）のように、コンタクトホール１２、１３内で、画素電極９、１０及び接続端２２ａ、２３ａが露出した。また、コンタクトホール１２，１３以外の部分はポジ形レジスト２７により保護された。
【００７２】
次に、水溶性のカーボン樹脂からなる導電部材１４、１５をスピンコートで塗布し、図６（ｂ）とした。これにより、コンタクトホール１２、１３内に導電部材１４，１５が充填される。次に、ポジ形レジスト２７を剥離液で除去することにより、コンタクトホール１２、１３以外の部分の導電部材がポジ形レジスト２７とともに浮揚して剥離し、図７のように、コンタクトホール１２、１３のみに導電部材１４、１５を埋め込んだ構造が形成された。こうして、コンタクトホール１２、１３では、コンタクトホールに露出した画素電極９、１０が導電部材１４，１５に接して、接続端２２ａ，２３ａと確実に導通させることができた。これにより、基板上の画素スイッチング素子２２、２３により画素電極９、１０への印加電圧を確実に制御することが可能となる。
【００７３】
以上の工程により、コンタクトホールでの電気的な接続を確実にしつつ、コンタクトホールの形成工程を１回に短縮することができ、コンタクトホール形成工程の簡素化を実現することができた。
【００７４】
尚、参考までに述べると、樹脂フィルムを複数層積層したのちにコンタクトホールを形成すれば、コンタクトホールを形成する回数を１回とすることができ、工程を簡素化できることは容易に想像できる。しかしながら、液晶を配向させるための配向膜を電極上に形成した場合、単に電極を形成した樹脂フィルムを積層し、積層後にコンタクトホールを形成すると、樹脂フィルム上の電極が、コンタクトホールの断面のみでしかコンタクトホールに露出しない。電極としてＩＴＯを用いた場合、光学的な特性から厚みを０．１〜０．２μｍ程度にすることが多いことから、コンタクトホール形成後、電極を接続するためにコンタクトホールに導電部材を設けた際、電極が０．１〜０．２μｍの厚みの断面のみでしか導電部材に接しないため、確実な導通が望めないおそれがある。この点に関して、本発明のように、画素電極をコンタクトホール内に突出して露出させる構成により、画素電極と導電部材との接触面積が大となるため、画素電極と導電部材との確実な導通状態が得られる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、画素電極上を配向膜で被服した構成であったけれども、配向膜のような樹脂の層を被覆しない構成の場合においても、コンタクトホール内に画素電極を露出させることができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
（実施の形態２）
図８は実施の形態２に係る液晶表示素子の要部断面図である。本実施の形態２は、コンタクトホール１２，１３の内周面を段差状に形成して、コンタクトホール１２内に画素電極９を露出させ、且つコンタクトホール１３内に画素電極１０を露出させるようにしたことを特徴する。具体的に説明すれば、立体配線用パッド４１ｂ，４１ｃの孔１２ｂ，１２ｃの径を、立体配線用パッド４１ａの孔１２ａの径よりも大きくし、立体配線用パッド４２ｃの孔１３ｃの径を、立体配線用パッド４２ａ，４２ｂの孔１３ａ，１３ｂの径よりも大きくすることで、階段状のコンタクトホール１２、１３を形成することができる。このような構成によって、上記実施の形態１のように樹脂フィルムおよび画素電極をひさし状に張り出させることなく電極を露出させることができ、実施の形態１と同様にコンタクトホールを一括形成することができると共に、画素電極と導電部材とを接触面積を大きくして確実な導通状態を得ることができる。
【００７７】
（実施の形態３）
実施の形態１では、樹脂フィルムにコンタクトホールを形成する方法としてポジ形レジストのパターニングとＲＩＥによるドライエッチングの方法を用いたが、本実施の形態に係る方法は、レーザーによって樹脂フィルムをスポット状に除去し、コンタクトホールを形成したものである。以下、図９を参照して本実施の形態に係るコンタクトホール形成方法について説明する。
【００７８】
先ず、図９（ａ）のように、実施の形態１と同様の工程で１枚の基板１上に３層の樹脂フィルム２、３、４、画素電極８、９、１０、共通電極１１をスペーサ及び立体配線用パッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃ；４２ａ，４２ｂ，４２ｃを介して積層する。次に、図９（ｂ）のように、コンタクトホール１２，１３を形成する部分にスポット状にレーザーを照射し、コンタクトホール１２、１３をあける。このとき、レーザーによって樹脂フィルムを除去する孔１２ｄ、１３ｄの径を、立体配線用パッド部分の孔１２ａ、１３ａの径よりも小さくすることにより、実施の形態１と同様に、コンタクトホールの内側に樹脂フィルム２、３と電極９、１０を張り出させることができる。ただし、このままでは電極９、１０上に配向膜２９、３０が被覆されたままであり、電極が露出していない。そこで、コンタクトホール形成後、図１０（ａ）のように、導電部材１４，１５を充填する前に、配向膜２９、３０を溶解させ得る溶液でコンタクトホール１２、１３内を洗浄し、電極９、１０を露出させた。次いで、図１０（ｂ）のように、コンタクトホール１２、１３に導電部材１４、１５を充填させると、樹脂フィルム上の電極と導電部材を導通させることができた。なお、この方法では、レーザーによって樹脂フィルム上の電極と樹脂フィルムとに同時にコンタクトホールを形成できるため、樹脂フィルム上の電極をパターニングする際に、コンタクトホールの部分の電極を取り除く必要はない。
【００７９】
（実施の形態４）
実施の形態１では、基板と樹脂フィルムまたは樹脂フィルム同士の間にスペーサを設け、この間隙に液晶を封止して液晶表示素子を構成したが、このような間隙を設けず、樹脂フィルムを単に積層した場合についても同様に、１回のコンタクトホールの形成工程によって、上下に配置された画素電極の立体配線を実施することができる。更に、上記実施の形態１では、樹脂フィルムとしてあらかじめフィルム状に成形されたフィルムを用いたが、このような構成ではなく、基板上に樹脂材料を塗布するなどの方法でフィルム状にして用いてもよい。このような例を実施の形態４に示す。
【００８０】
図１１は実施の形態４に係る樹脂フィルム構造体の製造工程を示すものである。この樹脂フィルム構造体は、例えば多層回路基板である。先ず、電極３５を形成した基板３１上に樹脂フィルム３２をスピンコートにより塗布して形成する。この樹脂フィルム３２は、実施の形態１で用いたしわ緩和層と同じ材質のアクリル樹脂を用いた。この上にＩＴＯからなる電極３６を形成し、コンタクトホール３９を形成する部分３９ａを取り除くようにパターニングする。さらに樹脂フィルム３３、３４をスピンコートにより塗布して積層し、図１１（ａ）の構造を形成する。このように複数の樹脂フィルムを積層後、図１１（ｂ）のように、ポジ形レジスト４０を塗布し、コンタクトホールを形成する部分３９をマスク露光、現像により除去する。次に、ドライエッチングによりコンタクトホールの部分を除去すると、図１１（ｃ）のように電極がコンタクトホールで露出する。実施の形態１と同様の方法によって導電部材３８をコンタクトホール３９に充填すると図１１（ｄ）のように導電部材３８で電極３５と電極３６を接続することができ、立体的な配線を可能とすることができる。
【００８１】
（実施の形態５）
図１２は実施の形態５に係る樹脂フィルム構造体の製造工程を示すものである。本実施の形態５では、異なる層の樹脂フィルム上の電極同士を接続することを特徴とする。即ち、基本的には実施の形態４と同様であるが、樹脂フィルム３２と樹脂フィルム３３のそれぞれの上に形成した電極３６、３７を導電部材３８で接続しているところが異なる。このように層の異なる電極どうしを接続する場合には、図１２（ａ）のように、コンタクトホールを形成する部分において電極３６、３７を除去する部分３９ａ、３９ｂを上下の電極で変化させ、電極３６よりも電極３７のほうが除去する範囲が広くなるように、すなわち、上にいくほど大きな範囲を除去するようにしておく。このようにすることで、図１２（ｂ）のようにポジ形レジスト４０を形成し、図１２（ｃ）のようにドライエッチングによりコンタクトホールを形成すると、電極３６、３７がコンタクトホール３９で露出し、図１２（ｄ）のようにコンタクトホール３９に導電部材３８を充填させることで、電極３６と電極３７を導電部材３８で導通させることができる。こうして、電極３６、３７をともにコンタクトホールで露出させることができ、電極同士の導通を確実に行うことができる。
【００８２】
（実施の形態６）
図１３は実施の形態６に係る樹脂フィルム構造体の断面図である。上記実施の形態４，５では電極同士を接続するものであったけれども、本実施の形態６では、基板３１上に形成されている駆動素子４５，４６と電極３６，３７を電気的に接続することを特徴とする。具体的な製造方法は、上記実施の形態４，５と基本的には同様の方法で２つのコンタクトホール４７，４８を形成して、コンタクトホール４７，４８内で電極３６，３７を部分的に露出させ、この電極３６，３７の露出部分と駆動素子４５，４６の接続端４５ａ，４６ａとを導電部材４９，５０を介して電気的に接続すればよい。
【００８３】
（その他の事項）
上記実施の形態１〜６では、コンタクトホールにおける導通には導電部材であるカーボン塗料を用いたが、他の導電部材を用いてもよい。例えば、無電極メッキなど金属膜をコンタクトホール表面に形成することによって、電極の接続を行ってもよい。この場合、コンタクトホールを形成後、金属膜を形成したのちに、樹脂フィルムを保護したポジ形レジストを剥離することによってコンタクトホール以外の部分の金属膜を除去して、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、実施の形態１〜３では液晶表示素子における例を示したが、例えば、基板と樹脂フィルム間並びに樹脂フィルム相互間の間隙にエレクトロルミネッセンス等の電圧印加により発光する発光体を介装することにより、電気的接続状態に関して信頼性の向上した多層構造の表示素子が得られる。
【００８５】
また、実施の形態４〜６のように、表示素子以外の用途、例えば、樹脂フィルムを用いた回路基板において、上下層間の立体配線を実施する際などにも、本発明を用いることができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、樹脂フィルムを積層して形成した樹脂フィルム構造体において、樹脂フィルム間の電極の接続を１回のコンタクトホール形成工程で実施することができ、コンタクトホールでの導通を確実に行うことができる。
【００８７】
また、本発明によれば、樹脂フィルム上に透明電極であるＩＴＯなど無機材料を形成した場合に、樹脂フィルムにしわが寄ることを防ぎ、平滑な表面を維持することが可能となり、表示デバイスとしての性質を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る液晶表示素子の要部断面図である。
【図２】図１の矢視Ｘ−Ｘ平面図である。
【図３】樹脂フィルムにおいてしわの発生状態を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る液晶表示素子の製造工程を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に係る液晶表示素子の製造工程を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る液晶表示素子の製造工程を示す模式図である。
【図７】実施の形態１に係る液晶表示素子の製造工程を示す模式図である。
【図８】実施の形態２に係る液晶表示素子の要部断面図である。
【図９】実施の形態３に係る液晶表示素子の製造工程を示す模式図である。
【図１０】実施の形態３に係る液晶表示素子の製造工程を示す模式図である。
【図１１】実施の形態４に係る樹脂フィルム構造体の製造工程を示す模式図である。
【図１２】実施の形態５に係る樹脂フィルム構造体の製造工程を示す模式図である。
【図１３】実施の形態６に係る樹脂フィルム構造体の断面図である。
【符号の説明】
１，３１  ：基板
２，３，４，３２，３３，３４  ：樹脂フィルム
５，６，７  ：スペーサ
８，９，１０  ：画素電極
１１  ：共通電極
１２，１３，３９，４７，４８  ：コンタクトホール
１４，１５，３８４９，５０  ：導電部材
１８，１９，２０  ：しわ緩和層
２１，２２，２３  ：画素スイッチング素子
２２ａ，２３ａ  ：画素スイッチング素子の接続端
２４，２５，２６  ：液晶
２７，４０  ：ポジ形レジスト
３５，３６，３７  ：電極
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ；４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  ：立体配線用パッド
４５，４６  ：駆動素子
４５ａ，４６ａ  ：駆動素子の接続端
５０  しわ
【図１】
0003597073.tif 000002
【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】
0003597073.tif 000008
【図８】
0003597073.tif 000009
【図９】
0003597073.tif 000010
【図１０】
0003597073.tif 000011
【図１１】
0003597073.tif 000012
【図１２】
0003597073.tif 000013
【図１３】
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