(57)【要約】【課題】画素電極とスイッチング電極との電気的接続を容易に形成でき、製造工程を簡略化し、液晶パネルを安価に製造できる積層構造体を提供する。【解決手段】スイッチング電極と画素電極との間に、導電体を配置する。【選択図】  図２
2008046156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本基板と、
前記基本基板上に配置されかつスイッチング動作するスイッチング素子に、電気的に接続されたスイッチング電極と、
前記スイッチング電極から離隔した位置に配置された画素電極と、
前記スイッチング電極と前記画素電極との間に配置され、前記スイッチング電極と前記画素電極との双方に電気的に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作を画素電極へ伝える導電体と、を含むことを特徴とする積層構造体。
【請求項２】
前記導電体が、前記スイッチング電極と前記画素電極とは別体であり、
前記導電体は、前記スイッチング電極の所望する位置に配置されて係止された請求項１に記載の積層構造体。
【請求項３】
前記導電体は、前記スイッチング電極に係止するための固定剤と共に、前記スイッチング電極に配置される請求項２に記載の積層構造体。
【請求項４】
前記スイッチング電極と前記基本基板とを覆うように、絶縁材料からなる樹脂層が形成され、
前記樹脂層の表面に前記画素電極が形成され、
前記導電体は、前記樹脂層によって包囲された請求項１〜３に記載の積層構造体。
【請求項５】
スイッチング動作するスイッチング素子であって、スイッチング電極を有しかつ前記スイッチング電極と電気的に接続されたスイッチング素子を、基本基板に形成するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を伝える導電体を、前記スイッチング電極に配置するステップと、
前記スイッチング電極と前記基本基板とを覆うように、かつ、前記導電体を包囲するように、絶縁材料からなる樹脂層を形成するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作が前記導電体を介して伝えられる画素電極を、前記樹脂層の表面に形成するステップと、を含むことを特徴とする積層構造体を製造する方法。
【請求項６】
スイッチング動作するスイッチング素子であって、スイッチング電極を有しかつ前記スイッチング電極と電気的に接続されたスイッチング素子を、基本基板に形成するステップと、
前記スイッチング電極と前記基本基板とを覆うように、絶縁材料からなる樹脂層を形成するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を伝える導電体を、前記樹脂層に埋め込んで前記スイッチング電極に配置するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作が前記導電体を介して伝えられる画素電極を、前記樹脂層の表面に形成するステップと、を含むことを特徴とする積層構造体を製造する方法。
【請求項７】
前記導電体を配置するステップは、前記スイッチング電極の所望する位置に前記導電体を配置して係止させる請求項５又は６に記載の積層構造体を製造する方法。
【請求項８】
前記導電体を配置するステップは、前記スイッチング電極に係止させるための溶液と共に、前記スイッチング電極に配置する請求項７に記載の積層構造体を製造する方法。
【請求項９】
請求項１〜４に記載された積層構造体を含む液晶パネルであって、
前記基本基板から離隔した位置に配置された対向基板と、
前記基本基板と前記対向基板との間に配置された液晶層と、を含み、
前記画素電極は、前記基本基板上にマトリクス状に複数配列され、
前記スイッチング素子は、前記画素電極の各々をスイッチング駆動する複数個の素子からなり、
前記導電体は、前記スイッチング素子の各々に電気的に接続されたスイッチング電極の各々に配置されたことを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電気的に接続する必要がある電極を含む積層構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶パネルにおける積層構造は、樹脂層にコンタクトホールを形成し、導電層を形成することによって、ドレイン電極と画素電極とを電気的に接続していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１５４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の積層構造は、画素電極とドレイン電極との電気的接続を形成するためのコンタクトホールを形成する必要があり、コンタクトホールは、フォトリソ法によって形成していた。このため、コンタクトホールを形成するためのマスクやレチクルを必要とし、エッチング等の工程を要するので、製造工程が複雑になると共に、工程に要する設備に投資しなければならず、液晶パネルを安価かつ大量に生産することが困難となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画素電極とドレイン電極との電気的接続を容易に形成でき、製造工程を簡略化し、液晶パネルを安価に製造できる積層構造体を提供することにある。
以上のような目的を達成するために、本発明においては、スイッチング電極と画素電極との間に、導電体を配置する。
【０００５】
具体的には、本発明に係る積層構造体は、
基本基板と、
前記基本基板上に配置されかつスイッチング動作するスイッチング素子に、電気的に接続されたスイッチング電極と、
前記スイッチング電極から離隔した位置に配置された画素電極と、
前記スイッチング電極と画素電極との間に配置され、前記スイッチング電極と画素電極との双方に電気的に接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作を画素電極へ伝える導電体と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る積層構造体は、基本基板と、スイッチング電極と、画素電極と、導電体とを含む。
【０００７】
基本基板は、積層構造を形成できるものであればよい。
【０００８】
スイッチング電極には、スイッチング素子が電気的に接続されている。スイッチング素子は、基本基板上に配置されている。また、スイッチング素子は、スイッチング動作する。
【０００９】
画素電極は、スイッチング電極から離隔した位置に配置されている。
【００１０】
導電体は、スイッチング電極と画素電極との間に配置されている。さらに、導電体は、スイッチング電極と画素電極との双方に電気的に接続されている。この電気的な接続により、スイッチング素子のスイッチング動作が、導電体を介して画素電極へ伝えられる。
【００１１】
このように、スイッチング電極と画素電極との間に導電体を配置して、スイッチング素子のスイッチング動作を、導電体を介して画素電極へ伝えるので、コンタクトホールを形成する必要がなくなり、また、コンタクトホールを形成するためのフォトリソ工程やエッチング工程が必要なくなるので、簡素な工程でかつ安価に積層構造体を形成することができる。
【００１２】
本発明に係る積層構造体は、
前記導電体が、前記スイッチング電極と前記画素電極とは別体であり、
前記導電体は、前記スイッチング電極の所望する位置に配置されて係止されたものが好ましい。
【００１３】
導電体は、上述したスイッチング電極と画素電極との双方から別体である。導電体は、別体であるので、まず、スイッチング電極の所望する位置に配置され、その位置に係止される。
【００１４】
導電体は、スイッチング電極と画素電極との双方から別体であるので、積層構造体とは別個に、導電体を準備することができ、積層構造体の製造工程を簡略化することができる。
【００１５】
本発明に係る積層構造体は、
前記導電体が、前記スイッチング電極に係止するための固定剤と共に、前記スイッチング電極に配置されるものが好ましい。
【００１６】
導電体は、固定剤と共に、スイッチング電極に配置される。この固定剤は、スイッチング電極に導電体を係止するためものである。
【００１７】
固定剤を用いるので、スイッチング電極に導電体を配置した後、導電体を的確に係止させることができ、導電体が別体であっても、電気的接続を確実に形成することができる。
【００１８】
本発明に係る積層構造体は、
前記スイッチング電極と前記基本基板とを覆うように絶縁材料からなる樹脂層が形成され、
前記樹脂層の表面に前記画素電極が形成され、
前記導電体は、前記樹脂層によって包囲されたものが好ましい。
【００１９】
積層構造体には、さらに、樹脂層が形成される。樹脂層は、絶縁材料からなり、スイッチング電極と基本基板とを覆う。樹脂層の表面には、画素電極が形成される。このように樹脂層を形成することで、導電体によるスイッチング電極と画素電極との電気的接続以外の箇所で、電気的な接続が形成されないようにすることができる。
【００２０】
さらに、導電体は、樹脂層によって包囲されたものが好ましい。樹脂層によって導電体を包囲することにより、導電体をより的確に係止することができると共に、導電体によるスイッチング電極と画素電極との電気的接続を持続させることができる。
【００２１】
本発明に係る積層構造体を製造する方法は、
スイッチング動作するスイッチング素子であって、スイッチング電極を有しかつ前記スイッチング電極と電気的に接続されたスイッチング素子を、基本基板に形成するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を伝える導電体を、前記スイッチング電極に配置するステップと、
前記スイッチング電極と前記基本基板とを覆うように、かつ、前記導電体を包囲するように、絶縁材料からなる樹脂層を形成するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作が前記導電体を介して伝えられる画素電極を、前記樹脂層の表面に形成するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２２】
積層構造体を製造する方法は、スイッチング素子を形成するステップと、導電体を配置するステップと、樹脂層を形成するステップと、画素電極を形成するステップとを含む。
【００２３】
スイッチング素子は、スイッチング動作をする。このスイッチング素子は、スイッチング電極を有し、スイッチング電極と電気的に接続されている。スイッチング素子を形成するステップは、このようなスイッチング素子を基本基板に形成する工程である。
【００２４】
導電体は、スイッチング素子のスイッチング動作を伝える。導電体を配置するステップは、このような導電体をスイッチング電極に配置する工程である。
【００２５】
樹脂層は、絶縁材料からなる。樹脂層を形成するステップは、このような樹脂層を、スイッチング電極と基本基板とを覆うように、かつ、導電体を包囲するように形成する工程である。
【００２６】
画素電極には、スイッチング素子のスイッチング動作が導電体を介して伝えられる。画素電極を形成するステップは、画素電極を樹脂層の表面に形成する工程である。
【００２７】
上述した製造方法は、スイッチング電極に導電体を配置した後に、配置された導電体を包囲するように樹脂層を形成する。このような順番で製造することで、スイッチング電極と導電体との間の電気的接触を的確にすることができる。また、このような製造方法で積層構造体を製造することによって、コンタクトホールを形成する必要がなくなり、コンタクトホールを形成するためのフォトリソ工程やエッチング工程が必要なくなるので、簡素な工程でかつ安価に積層構造体を形成することができる。
【００２８】
本発明に係る積層構造体を製造する方法は、
スイッチング動作するスイッチング素子であって、スイッチング電極を有しかつ前記スイッチング電極と電気的に接続されたスイッチング素子を、基本基板に形成するステップと、
前記スイッチング電極と前記基本基板とを覆うように、絶縁材料からなる樹脂層を形成するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作を伝える導電体を、前記樹脂層に埋め込んで前記スイッチング電極に配置するステップと、
前記スイッチング素子のスイッチング動作が前記導電体を介して伝えられる画素電極を、前記樹脂層の表面に形成するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２９】
積層構造体を製造する方法は、スイッチング素子を形成するステップと、樹脂層を形成するステップと、導電体を配置するステップと、画素電極を形成するステップとを含む。
【００３０】
スイッチング素子は、スイッチング動作をする。このスイッチング素子は、スイッチング電極を有し、スイッチング電極と電気的に接続されている。スイッチング素子を形成するステップは、このようなスイッチング素子を基本基板に形成する工程である。
【００３１】
樹脂層は、絶縁材料からなる。樹脂層を形成するステップは、このような樹脂層を、スイッチング電極と基本基板とを覆うように、かつ、導電体を包囲するように形成する。
【００３２】
導電体は、スイッチング素子のスイッチング動作を伝える。導電体を配置するステップは、このような導電体を前記樹脂層に埋め込んでスイッチング電極に配置する工程である。
【００３３】
画素電極には、スイッチング素子のスイッチング動作が導電体を介して伝えられる。画素電極を形成するステップは、画素電極を樹脂層の表面に形成する工程である。
【００３４】
上述した製造方法は、スイッチング電極と基本基板とを覆うように樹脂層を形成した後に、導電体を樹脂層に埋め込んでスイッチング電極に配置する。このような順番で製造することで、スイッチング電極の所望する位置に的確に導電体を配置することができる。また、このような製造方法で積層構造体を製造することによって、コンタクトホールを形成する必要がなくなり、コンタクトホールを形成するためのフォトリソ工程やエッチング工程が必要なくなるので、簡素な工程でかつ安価に積層構造体を形成することができる。
【００３５】
本発明に係る積層構造体を製造する方法は、
前記導電体を配置するステップが、前記スイッチング電極の所望する位置に前記導電体を配置して係止させるものが好ましい。
【００３６】
スイッチング電極の所望する位置に導電体を配置して係止させるので、導電体とスイッチング電極との電気的接続を確実に形成することができる。
【００３７】
本発明に係る積層構造体を製造する方法は、
前記導電体を配置するステップが、前記スイッチング電極に係止させるための固定剤と共に、前記スイッチング電極に配置するものが好ましい。
【００３８】
導電体を固定剤と共にスイッチング電極に配置するので、導電体を配置させると同時に係止させることができ、製造工程をさらに簡略化することができる。
【００３９】
本発明に係る液晶パネルは、
上述した積層構造体を含む液晶パネルであって、
前記基本基板から離隔した位置に配置された対向基板と、
前記基本基板と前記対向基板との間に配置された液晶層と、を含み、
前記画素電極は、前記基本基板上にマトリクス状に複数配列され、
前記スイッチング素子は、前記画素電極の各々をスイッチング駆動する複数個の素子からなり、
前記導電体は、前記スイッチング素子の各々に電気的に接続されたスイッチング電極の各々に配置されたことを特徴とする。
【００４０】
このように、スイッチング電極と画素電極との間に導電体を配置して、スイッチング素子のスイッチング動作を、導電体を介して画素電極へ伝えるので、コンタクトホールを形成する必要がなくなり、また、コンタクトホールを形成するためのフォトリソ工程やエッチング工程が必要なくなるので、簡素な工程でかつ安価に液晶パネルを形成することができる。
【発明の効果】
【００４１】
画素電極とスイッチング電極との電気的接続を容易に形成でき、製造工程を簡略化し、液晶パネルを安価に製造できる積層構造体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００４３】
＜＜積層構造＞＞
＜積層構造の構成＞
本発明の実施の一形態である液晶パネルとして、以下ではＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス方式の液晶パネルを用いて説明する。
【００４４】
図１は、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶パネルの下面ガラス基板（基本基板）１２に形成された積層構造の概略を示す正面図である。なお、下面ガラス基板１２は、後述する液晶パネルのＴＦＴ基板を構成する基板である。また、図１に示したものは、下面ガラス基板１２の１つの画素分について示したものであり、主として、図１の中央の画素電極１４ａが形成された領域について示したものである。図１に示すように、画素電極１４ａに隣り合う領域には、８個の画素電極１４ｂ〜１４ｉが形成されている。これらの８個の画素電極１４ｂ〜１４ｉの構造は、画素電極１４ａと同じである。以下では、画素電極１４ａが形成された領域について説明する。
【００４５】
下面ガラス基板１２には、図１に示した画素がマトリクス状に形成されている。下面ガラス基板１２は、透光性を有する。なお、本実施の形態では、液晶パネルの基板として、ガラス基板１２を用いたが、液晶パネルの基板は、光を通す透明でかつ絶縁性の基板であればよい。液晶パネルの基板は、例えば、可撓性のフィルムなどでもよい。
【００４６】
下面ガラス基板１２には、画素電極１４ａと、画素電極１４ａを駆動するためのＴＦＴ１６（スイッチング素子）と、ＴＦＴ１６のゲート入力となるＸ配線１８ａ及び１８ｂと、ＴＦＴ１６のソース入力となるＹ配線２０ａ及び２０ｂとが形成されている。
【００４７】
Ｘ配線１８ａ及び１８ｂは、長尺な形状を有し、複数の電極からなる。これらの複数の電極は、図１に示すように、互いに平行になるように、図１の左右方向に沿って形成されている。このＸ配線１８ａ及び１８ｂには、後述するゲート電極２２に供給するための電圧信号が流れ、Ｙ配線２０ａ及び２０ｂには、後述するソース電極２４に供給するための電圧信号が流れる。
【００４８】
Ｙ配線２０ａ及び２０ｂも、長尺な形状を有し、複数の電極からなる。これらの複数の電極は、図１に示すように、互いに平行になるように、図１の上下方向に沿って形成されている。このＹ配線２０ａ及び２０ｂには、後述するソース電極２４に供給するための電圧信号が流れる。
【００４９】
上述したＸ配線１８ａ及び１８ｂとＹ配線２０ａ及び２０ｂとは、下面ガラス基板１２のほぼ全体に亘るように、格子状に形成されている。
【００５０】
画素電極１４ａは、略長方形の形状を有する。画素電極１４ａは、透明なＩＴＯ（酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide））からなる。なお、画素電極１４ａは、ＩＴＯからなるものに限られず、透明で導電性を有する薄膜であればよい。この画素電極１４ａは、上述した隣り合う２つのＸ配線１８ａ及び１８ｂと、隣り合う２つのＹ配線２０ａ及び２０ｂとの間に亘って形成されると共に、後述するＴＦＴ１６を覆うように形成される。このようにすることで、画素電極１４は、下面ガラス基板１２の全体で、マトリクス状に形成される。また、図１に示すように、画素電極１４ａは、画素電極１４ａの外周部が、Ｘ配線１８ａ及び１８ｂの縁及びＹ配線２０ａ及び２０ｂの縁と若干重なるように形成される。このようにすることで、開口率を高くすることができる。この画素電極１４の１つによって、液晶パネルの１つの画素が構成される。以下では、１つの画素電極１４ａによって占められる領域を、１つの画素領域と称する。
【００５１】
Ｘ配線１８ａ及び１８ｂとＹ配線２０ａ及び２０ｂとの交差部分の近傍には、ＴＦＴ１６が形成されている。ＴＦＴ１６は、ゲート電極２２と、ソース電極２４と、ドレイン電極２６との３種類の電極からなる。ゲート電極２２は、Ｘ配線１８ａ及び１８ｂと電気的に接続するように形成され、ソース電極２４は、Ｙ配線２０ａ及び２０ｂと電気的に接続するように形成されている。ＴＦＴ１６は、Ｘ配線１８ａ及び１８ｂから供給された電圧信号により、ゲート電極２２に電圧を印加することができる。ゲート電極２２に電圧が印加されたときには、ドレイン電極２６とソース電極２４との間は、オン状態となり、ゲート電極２２に電圧が印加されていないときには、ドレイン電極２６とソース電極２４との間は、オフ状態となる。このように、ＴＦＴ１６は、ゲート電極２２への電圧を制御することによって、スイッチング動作をする。ドレイン電極２６とソース電極２４との間が、オン状態となったときには、ドレイン電極２６とソース電極２４とは、短絡し、ソース電極２４を介して、Ｙ配線からの電圧信号が、ドレイン電極２６に供給される。ドレイン電極２６とソース電極２４との間が、オフ状態となったときには、ドレイン電極２６とソース電極２４とは、開放され、Ｙ配線からの電圧信号は、ドレイン電極２６に供給されない。
【００５２】
また、図１に示すように、 ＴＦＴ１６のドレイン電極２６と電気的に接続するように、接続電極２７が形成されている。接続電極２７は、画素領域の略中央に向かって形成されている。画素領域の略中央には、付加容量の第１の電極２９ａが、接続電極２７と電気的に接続するように、図１の左右方向に沿って形成されている。付加容量の第２の電極２９ｂが、付加容量の第１の電極２９ａと重なるように、形成されている。付加容量の第２の電極２９ｂは、共通配線（図示せず）に電気的に接続されている。付加容量を設けることにより、液晶（図示せず）の応答特性を改善することができる。
【００５３】
さらに、図１には、ドレイン電極２６に導電性粒子３４が配置されている。後述するように、導電性粒子３４によって、ドレイン電極２６と画素電極１４ａとの電気的接続が形成される。また、接続電極２７には、導電性粒子３４’が配置されている。この導電性粒子３４’によっても、ドレイン電極２６と画素電極１４ａとの電気的接続が形成される。
【００５４】
なお、図１では、説明を簡略化するために、ドレイン電極２６上に導電性粒子３４を配置すると共に、接続電極２７上に導電性粒子３４’を配置する場合を示したが、ドレイン電極２６のみに導電性粒子３４を配置するか、接続電極２７のみに導電性粒子３４’を配置するかでよい。また、図１に示したように、ドレイン電極２６に導電性粒子３４を配置すると共に、接続電極２７上に導電性粒子３４’を配置した場合には、ドレイン電極２６と画素電極１４ａとの電気的接続をより確実にすることができる。
以下の説明では、画素電極１４ａを単に画素電極１４と称する。
【００５５】
＜断面構造の第１の態様＞
図２は、図１に示した線Ｘ−Ｘ’に沿った積層構造体１０の断面図である。この図２は、ドレイン電極２６上に導電性粒子３４を配置した場合の構成の断面図である。なお、図２は、簡略化のため、後述する固定剤３３を省略して示した。
【００５６】
ガラス基板１２の上には、上述したゲート電極２２が形成されている。ゲート電極２２は、金属薄膜、例えば、アルミニウムやタンタル等からなるものが好ましい。ガラス基板１２とゲート電極２２とを覆うように、絶縁膜２８が形成されている。絶縁膜２８は、酸化ケイ素や窒化ケイ素からなるものが好ましい。
【００５７】
絶縁膜２８の上面には、アモルファスシリコン膜３０が、形成されている。アモルファスシリコン膜３０の上面の一部分（図２の左側）には、ソース電極２４が形成され、アモルファスシリコン膜３０の上面の他の部分（図２の右側）には、ドレイン電極２６が形成されている。ソース電極２４及びドレイン電極２６は、金属薄膜、例えば、アルミニウムやタンタル等からなるものが好ましい。なお、本実施の形態では、絶縁膜２８の一部に、アモルファスシリコン膜３０を形成したが、この膜は、アモルファスシリコンには限られず、半導体の特性を有する半導体膜であればよい。
【００５８】
上述したソース電極２４と、ドレイン電極２６と、アモルファスシリコン膜３０と、絶縁膜２８とを覆うように、樹脂層３２が形成されている。樹脂層３２の上面は、略平坦になるように形成されている。樹脂層３２は、ソース電極２４と、ドレイン電極２６と、アモルファスシリコン膜３０とを絶縁すると共に、樹脂層３２の上面を略平坦に形成できるものであればよい。樹脂層３２の内部には、導電性粒子３４が配置されている。導電性粒子３４は、ドレイン電極２６と電気的接続を形成するように配置されている。このため、樹脂層３２は、導電性粒子３４を保持すると共に、導電性粒子３４がドレイン電極２６と電気的接続を形成し、かつ、導電性粒子３４が、後述する画素電極１４とも電気的接続を形成できるものが好ましい。
【００５９】
樹脂層３２は、絶縁性を有し、かつ、光や熱によって硬化する有機材料からなる。樹脂層３２の誘電率は、ＴＦＴ１６のソース電極２４及びドレイン電極２６と、画素電極１４との間を電気的に絶縁できるものであればよく、これらの間の電位差に応じて適宜定めればよい。例えば、樹脂層３２は、誘電率が３以下の有機材料にすることができる。樹脂層３２は、スピン塗布法、ロールコート法又はスリットコート法や、その他の塗布法によって塗布し、その後、光又は熱で硬化させることで、導電性粒子３４を的確に保持することができ、かつ、樹脂層３２の膜厚や樹脂層３２の表面の平坦性を十分に制御することができる。
【００６０】
また、樹脂層３２は、有機材料からなる薄膜であるので、無機材料からなる薄膜に比べて、比誘電率を低くすることができ、透明度が高い膜にすることができる。さらに、樹脂層３２の膜を厚くする制御も容易であり、ＴＦＴ１６の電極や画素電極１４やその他の電極や配線との間の容量成分を低くすることができ、これらの間で電圧信号が流れることを防止でき、クロストーク等の影響を小さくすることができるので、画素電極１４を的確に制御でき、液晶パネルの表示を良好にできる。
【００６１】
さらに、樹脂層３２の樹脂は、後述する固化した固定剤３３やバインダ３３’に対して、非相溶性のものが好ましい。固定剤３３は、後述するように、ドレイン電極２６上で固化することによって、導電性粒子３４をドレイン電極２６に係止させるためのものである。バインダ３３’は、固定剤３３のみからなる液状物であって、流動可能な状態となっているものや、固定剤３３と溶剤とからなる液状物であって、固定剤３３が溶剤に溶解した状態となっているものである。このようなバインダ３３’が、ドレイン電極２６上で固体化することによって、固化した固定剤３３となる。このように、樹脂層３２の樹脂を、固化した固定剤３３や、液状物であるバインダ３３’に対して、非相溶性のものにすることで、一旦固化した固定剤３３が、樹脂層３２に溶け出したり、又は液状のバインダ３３’が、樹脂層３２に流動したり若しくは溶け出したりして、樹脂層３２の絶縁性等の特性に影響を与えたり、樹脂層３２の樹脂が、バインダ３３’の粘度や密着性等の特性に影響を与えたりすることを防止することができる。
【００６２】
樹脂層３２の上面には、画素電極１４が形成されている。上述した導電性粒子３４は、画素電極１４とも電気的接続を形成するように配置されている。導電性粒子３４については、後述する。
【００６３】
このように構成したことにより、ドレイン電極２６とソース電極２４との間が、オン状態となって、ドレイン電極２６とソース電極２４とが、短絡したときには、Ｙ配線からの電圧信号が、アモルファスシリコン膜３０を介して、ソース電極２４からドレイン電極２６に供給される。さらに、Ｙ配線からの電圧信号は、導電性粒子３４を介して、ドレイン電極２６から画素電極１４に供給される。
なお、後述するように、画素電極１４の上部には、液晶層（図示せず）が配置される。
【００６４】
＜断面構造の第２の態様＞
図３は、図１に示した線Ｘ−Ｘ”に沿った積層構造体１０の断面図である。この図３は、接続電極２７上に導電性粒子３４’を配置した場合の構成の断面図である。なお、図３では、図２と共通の構成要素には、同じ符号を付して示した。また、図３は、簡略化のため、後述する固定剤３３を省略して示した。
【００６５】
図３に示すように、ドレイン電極２６の右端部は、右方向に延出するように、絶縁膜２８上に形成されている。ドレイン電極２６の延出した端部と電気的に接続するように、絶縁膜２８上に、付加容量の第１の電極２９ａが形成されている。付加容量の第１の電極２９ａの下方には、絶縁膜２８を介して、ガラス基板１２上に、付加容量の第２の電極２９ｂが形成されている。
【００６６】
上述した付加容量の第１の電極２９ａ上には、導電性粒子３４’が配置されている。導電性粒子３４’は、付加容量の第１の電極２９ａと電気的接続を形成するように配置されている。上述したように、付加容量の第１の電極２９ａは、ドレイン電極２６の延出した端部と電気的に接続するように、形成されている。したがって、導電性粒子３４’は、ドレイン電極２６と電気的な接続を形成する。
【００６７】
この図３に示した場合でも、樹脂層３２は、導電性粒子３４’を保持すると共に、導電性粒子３４’がドレイン電極２６と電気的接続を形成し、かつ、導電性粒子３４が、後述する画素電極１４とも電気的接続を形成できるものが好ましい。
【００６８】
＜導電性粒子の構造＞
図４は、上述した導電性粒子３４及び３４’の３つの態様を示す。なお、導電性粒子３４及び３４’は、以下に示す導電性粒子３４ａ〜３４ｃのいずれでもよい。
【００６９】
図４（ａ）に示した導電性粒子３４ａは、弾性を有する樹脂からなる粒子芯３６ａと、金属からなる粒子殻３６ｂとからなる。粒子芯３６ａは、弾性を有し、略球状の形状を有するものであればよい。導電性粒子３４ａは、粒子芯３６ａの周囲を、メッキ法によって、粒子殻３６ｂを構成する金属で覆うように形成されている。
【００７０】
特に、粒子芯３６ａは、樹脂や、シリカ等の無機物を樹脂で被覆したものが好ましい。このように、粒子芯３６ａを弾性を有する樹脂にしたことにより、液晶パネルを製造する際に加圧された場合には、導電性粒子３４ａは、加えられた圧力の大きさに応じて変形することができ、画素電極１４やドレイン電極２６との電気的接続を的確に形成することができる。
【００７１】
また、粒子殻３６ｂを構成する金属は、画素電極１４とドレイン電極２６とに導電性粒子３４ａを電気的に接続でき、ドレイン電極２６からの電圧信号を画素電極１４に的確に伝えることができるものであればよく、必要とする電気伝導率に応じて適宜定めればよい。また、粒子芯３６ａを構成する樹脂の種類や、メッキのし易さ等も考慮して、粒子殻３６ｂを構成する金属を適宜定めればよい。特に、導電性粒子３４ａは、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔａ等の導電性の高い金属を、単層で形成したもの、又は複数の層を積層して形成したものからなるのが好ましい。
【００７２】
上述したように、樹脂からなる粒子芯３６ａと導電性の高い金属からなる粒子殻３６ｂとで導電性粒子３４ａを構成し、樹脂層３２を絶縁性を有する材料で構成することにより、導電性粒子３４ａを介した電圧信号を的確に画素電極１４に伝達することができ、導電性粒子３４ａが存在しない箇所では、的確に絶縁して、クロストーク等の影響を小さくすることができ、画素電極１４を的確に制御できる。
【００７３】
導電性粒子３４ａが、ドレイン電極２６上に配置されたときには、図４（ａ）に示すように、導電性粒子３４ａとドレイン電極２６との間に固化した固定剤３３が位置する。後述するように、導電性粒子３４ａは、バインダ３３’と共に、ドレイン電極２６上に配置される。バインダ３３’が、ドレイン電極２６上で固体化することによって、固化した固定剤３３となる。このように、固化した固定剤３３を用いることによって、導電性粒子３４ａをドレイン電極２６上に的確に係止させることができる。
【００７４】
バインダ３３’は、液状物であるので、導電性粒子３４ａと共に、ドレイン電極２６上に配置されたときには、若干流動する場合がある。バインダ３３’が、ドレイン電極２６上で流動する場合には、バインダ３３’は、ドレイン電極２６上において略円状や略円環状に拡がる。バインダ３３’が拡がったときのバインダ３３’の直径ｄは、導電性粒子３４ａの直径Ｄ以下となるのが好ましい。バインダ３３’の拡がりをこのようにすることで、ドレイン電極２６の大きさを大きくすることなく、導電性粒子３４ａをドレイン電極２６上に配置することができるので、ドレイン電極２６を小さくでき、ＴＦＴ１６全体の大きさも小さくできるため、１画素当りで表示に有効な領域の面積を大きくでき、高精細な表示ができる液晶パネルを提供することができる。
【００７５】
図４（ｂ）に示した導電性粒子３４ｂは、全体が金属からなる中実な球である。金属は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔａ等の導電性の高い金属からなるのが好ましい。このように中実な金属球を導電性粒子３４ｂとしたことにより、剛性を高めた積層構造を提供することができ、また、全体が金属から構成されているので、ドレイン電極２６から画素電極１４への電圧信号を的確に伝えることができる。
【００７６】
また、図４（ｂ）に示した例においても、固化した固定剤３３を用いて、導電性粒子３４ｂをドレイン電極２６上に係止させるのが好ましい。この場合も、バインダ３３’を導電性粒子３４ｂと共に、ドレイン電極２６上に配置する。
【００７７】
図４（ｃ）に示した導電性粒子３４ｃは、金属からなる中空な球である。金属は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔａ等の導電性の高い金属からなるのが好ましい。このように中空の金属球を導電性粒子３４ｂとしたことにより、剛性と弾性とを有する積層構造を提供することができる。なお、金属部分の厚さを適宜選ぶことで、積層構造の剛性と弾性とのそれぞれを所望するものに変更することができる。
【００７８】
この図４（ｃ）に示した例においても、固化した固定剤３３を用いて、導電性粒子３４ｂをドレイン電極２６上に係止させるのが好ましい。この場合も、バインダ３３’を導電性粒子３４ｃと共に、ドレイン電極２６上に配置する。
【００７９】
上述した導電性粒子３４ａ〜３４ｃの直径は、樹脂層３２の厚さや、ドレイン電極２６と樹脂層３２の上面との距離に応じて適宜定めればよい。例えば、導電性粒子３４ａ〜３４ｃの直径は、略１．５〜３マイクロメートル程度にすることができる。
【００８０】
上述したように、導電性粒子３４を用いることで、コンタクトホールを形成する必要がなくなり、コンタクトホールを形成するのに要した工程や設備を不要にできるので、液晶パネルをさらに安価に製造することができる。さらに、コンタクトホールを形成する場合に、コンタクトホールの開口部をテーパー状に形成する必要があり、ＴＦＴを小型化するのが困難であったが、導電性粒子３４を用いることで、コンタクトホールを不要にできるので、ＴＦＴを小型化することができ、１画素当りで表示に有効な領域の面積を大きくできるため、高精細な表示ができる液晶パネルを提供することができる。
【００８１】
＜導電性粒子の配置の態様＞
図５は、導電性粒子３４をドレイン電極２６に配置する態様を示す。なお、上述したように、導電性粒子３４及び３４’は、導電性粒子３４ａ〜３４ｃのいずれでもよい。また、導電性粒子３４’を付加容量の第１の電極２９ａ上に配置する場合も同様にできる。
【００８２】
図５（ａ）に示した配置の態様は、ドレイン電極２６上に１つの導電性粒子３４を配置したものである。図５（ｂ）に示した配置の態様は、ドレイン電極２６上に複数の、例えば、４つの導電性粒子３４を配置したものである。導電性粒子３４の数は、ドレイン電極２６の幅や面積や、導電性粒子３４の大きさや、導電性粒子３４の配置の方法や、画素電極１４とドレイン電極２６との間で必要となる電気伝導率や、樹脂層３２の種類に応じて適宜定めればよい。また、液晶パネルを製造する際に加圧する場合には、加えられた圧力の大きさに応じて、導電性粒子３４の数を定めてもよい。
【００８３】
＜＜積層構造の形成工程＞＞
＜第１の形態＞
図６は、導電性粒子を含む積層構造を形成する工程を示す図である。なお、図６は、図２に示したように、ドレイン電極２６上に導電性粒子３４を配置する場合の工程を示す。また、導電性粒子３４’を付加容量の第１の電極２９ａ上に配置する場合も、同様の工程によってできる。この図６は、簡略化のため、固定剤３３を省略して示した。
【００８４】
まず、図６（ａ）に示すように、下から順に、ゲート電極２２を下面ガラス基板１２に形成し、これらの上に、絶縁膜２８を形成し、絶縁膜２８の上に、アモルファスシリコン膜３０を形成し、アモルファスシリコン膜３０の上に、ソース電極２４とドレイン電極２６とを形成する。これらの層は、フォトリソ法等によって、下面ガラス基板１２上に形成することができる。
【００８５】
次に、図６（ｂ）に示すように、上側に露出しているソース電極２４と、ドレイン電極２６と、アモルファスシリコン膜３０と、絶縁膜２８との全てを覆うように、樹脂層３２を形成する。樹脂層３２は、絶縁性を有し、かつ、光や熱によって硬化する有機材料からなるのが好ましい。樹脂層３２は、スピン塗布法、ロールコート法又はスリットコート法や、その他の塗布法によって塗布し、その後、光又は熱で硬化させることによって形成する。このようにすることで、導電性粒子３４を的確に保持することができ、かつ、樹脂層３２の膜厚や樹脂層３２の表面の平坦性を十分に制御することができる。
【００８６】
さらに、図６（ｃ）に示すように、形成された樹脂層３２に導電性粒子３４を埋め込んで、ドレイン電極２６上の所望する位置に導電性粒子３４を配置し、ドレイン電極２６上のその位置で導電性粒子３４を係止させる。導電性粒子３４をドレイン電極２６上に係止させるためには、固定剤３３を用いるのが好ましい。導電性粒子３４は、インクジェット法や、グラビア印刷法等の印刷法によって配置したり、転写法等によっても配置することができる。
【００８７】
図６（ｃ）に示した工程において、インクジェット法やグラビア印刷法等の印刷法を用いる場合には、導電性粒子３４をバインダ３３’と共に樹脂層３２に埋め込む。バインダ３３’には、２つの態様がある。まず、１番目の態様は、固定剤３３のみからなる液状物であって、流動可能な状態となっているものである。すなわち、固定剤３３のみからなる態様である。２番目の態様は、固定剤３３と溶剤とからなる液状物であって、固定剤３３が溶剤に溶解した状態となっているものである。すなわち、固定剤３３と溶剤とからなる態様である。これらの１番目の態様及び２番目の態様のいずれの場合においても、導電性粒子３４が、バインダ３３’と共に樹脂層３２に埋め込まれたときには、上述した図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、導電性粒子３４とドレイン電極２６との間隙にバインダ３３’が流動し、バインダ３３’は、その状態で固体化する。このようにすることで、固化した固定剤３３が形成され、導電性粒子３４は、固化した固定剤３３によって保持されるので、導電性粒子３４をドレイン電極２６上に的確に係止させることができる。
【００８８】
上述した形態は、樹脂層３２を先に塗布し、その後に、導電性粒子３４をドレイン電極２６上に配置するものである。このため、導電性粒子３４をドレイン電極２６上に係止させるためのものとして、樹脂層３２を用いることができる場合がある。このような場合には、バインダ３３’を用いなくとも、導電性粒子３４をドレイン電極２６上に係止できる。バインダ３３’は、上述したように、固定剤３３のみからなる液状物や、固定剤３３と溶剤とからなる液状物である。したがって、樹脂層３２を先に塗布して、その後に、インクジェット法や印刷法によって、導電性粒子３４をドレイン電極２６上に配置する場合には、バインダ３３’に用いた溶剤のみを用いればよい。具体的には、バインダ３３’に用いる溶剤と共に、導電性粒子３４を樹脂層３２に埋め込めばよい。このように、バインダ３３’に用いる溶剤のみを用いた場合であっても、樹脂層３２によって導電性粒子３４をドレイン電極２６に的確に係止させることができる。
【００８９】
このように、印刷法を用いた場合には、導電性粒子３４をドレイン電極２６上の所望する位置に配置し、さらに、その位置に導電性粒子３４を係止できるので、ドレイン電極２６上の所望する位置に、的確にかつ確実に導電性粒子３４を配置することができる。
【００９０】
＜第２の形態＞
図７は、導電性粒子を含む積層構造を形成する他の工程を示す図である。なお、図７は、図２に示したように、ドレイン電極２６上に導電性粒子３４を配置する場合の工程を示す。また、導電性粒子３４’を付加容量の第１の電極２９ａ上に配置する場合も同様の工程によってできる。この図７は、簡略化のため、固定剤３３を省略して示した。
【００９１】
まず、図６（ａ）と同様に、下から順に、ゲート電極２２を下面ガラス基板１２に形成し、そのこれらの上に、絶縁膜２８を形成し、絶縁膜２８の上に、アモルファスシリコン膜３０を形成し、アモルファスシリコン膜３０の上に、ソース電極２４とドレイン電極２６とを形成する。
【００９２】
次に、図７（ａ）に示すように、まず、ドレイン電極２６上の所望する位置に導電性粒子３４を配置し、ドレイン電極２６上のその位置で導電性粒子３４を係止させる。この工程は、図６（ｂ）に示した工程と同様に、インクジェット法や、グラビア印刷法等の印刷法によって配置したり、転写法等によっても配置することができる。
【００９３】
この後、図７（ｂ）に示すように、上側に露出しているソース電極２４と、ドレイン電極２６と、アモルファスシリコン膜３０と、絶縁膜２８と、導電性粒子３４との全てを覆うように、樹脂層３２を形成する。樹脂層３２は、絶縁性を有し、かつ、光や熱によって硬化する有機材料からなるのが好ましい。樹脂層３２は、スピン塗布法、ロールコート法又はスリットコート法や、その他の塗布法によって塗布し、その後、光又は熱で硬化させることによって形成する。なお、上述したように、樹脂層３２の上面には、画素電極１４が形成され、導電性粒子３４と画素電極１４とが電気的接続が形成されるようにするので、導電性粒子３４の上端が、若干露出するように、樹脂層３２を形成するのが好ましい。
【００９４】
また、図７（ａ）に示した工程で、固定剤３３を用いることによって、導電性粒子３４は、ドレイン電極２６上の所望する位置に既に係止されているので、図７（ａ）に示した工程で、樹脂層３２を形成する際に、導電性粒子３４が、ドレイン電極２６の所望する位置からずれたり、ドレイン電極２６から落ちたりしないようにでき、積層構造を的確に形成することができる。
【００９５】
上述したように、導電性粒子３４を用いることによって、導電性粒子３４を介して、ドレイン電極２６と画素電極１４との電気的接続を形成できるので、フォトリソ法でコンタクトホールを形成する必要がなくなる。このため、ドレイン電極２６と画素電極１４との電気的接続を形成するための製造工程を簡略化できるので、製造に要する時間を短縮でき、液晶パネルを製造する枚数を増やすこともできる。さらに、コンタクトホールを形成するためのフォトリソ法の装置も必要となくなるので、製造コストを安価にすることもできる。
【００９６】
さらに、ＴＦＴ１６を覆うように画素電極１４を形成できるので、開口率を高くすることもできる。
【００９７】
上述したバインダ３３’は、印刷版に付着しないものが好ましい。バインダ３３’をこのようなものにすることで、印刷版を繰り返し使用することによって、印刷処理の回数が増えていった場合であっても、導電性粒子３４のドレイン電極２６上への係止を的確に行うことができる。
【００９８】
また、バインダ３３’は、所定の粘度を有するものが好ましい。具体的には、バインダ３３’が、ドレイン電極２６上で必要以上に拡がって流動しない程度の粘度を有するものが好ましい。上述したように、導電性粒子３４ａが、ドレイン電極２６上に配置されたときには、バインダ３３’は、ドレイン電極２６上において略円状や略円環状に拡がる。このときのバインダ３３’の直径ｄが、導電性粒子３４ａの直径Ｄ以下となるのが好ましい。バインダ３３’の拡がりをこのようにすることで、ドレイン電極２６の大きさを大きくすることなく、導電性粒子３４ａをドレイン電極２６上に配置することができるので、ドレイン電極２６を小さくでき、ＴＦＴ１６の全体の大きさも小さくできるため、１画素当りで表示に有効な領域の面積を大きくでき、高精細な表示ができる液晶パネルを提供することができる。
【００９９】
さらに、バインダ３３’は、導電性粒子３４を十分に分散させる分散性に優れたものが好ましい。このようなバインダ３３’を用いることによって、導電性粒子３４がドレイン電極２６上で凝集することを防止できるので、導電性粒子３４とドレイン電極２６との電気的接続をより確実にすることができる。
【０１００】
さらにまた、固化した固定剤３３は、所定の密着性を有するものが好ましい。具体的には、固化した固定剤３３は、ドレイン電極２６と導電性粒子３４との双方に十分に密着するものが好ましい。固化した固定剤３３を、このようにすることで、導電性粒子３４のドレイン電極２６への係止を維持することができる。
【０１０１】
＜＜液晶パネル＞＞
図８は、本発明の積層構造体を含む液晶パネルを示す断面図である。図２に示したように、画素電極１４までの積層構造体を形成した後、画素電極１４の上面に配向膜３８を印刷して焼成することによって、ＴＦＴ１６が形成されている側の基板（以下、ＴＦＴ基板と称する。）を形成する。
【０１０２】
一方、ガラス基板（対向基板）４０の下面に、フォトリソグラフィ法によって、カラーフィルター４２を形成し、その下面に対向電極４４を形成し、さらにその下面に配向膜４６を印刷して焼成して、カラーフィルター４２が形成されている側の基板（以下、ＣＦ基板と称する。）を形成する。
【０１０３】
次に、上述したＴＦＴ基板又はＣＦ基板のうちのいずれか一方の外周にシール材（図示せず）を、スクリーン印刷法又はディスペンサによる直接描画法によって枠状に塗布し、スペーサとなる複数の微粒子をＣＦ基板に付着させて固定する。次いで、シール材によって囲まれたＴＦＴ基板の面に液晶材料を滴下し、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とが向かい合うようにして、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを減圧下で重ね合わせることによって、滴下した液晶が拡がり、液晶層４８が形成されて、図８に示した液晶パネルを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】ＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶パネルの下面ガラス基板１２に形成された積層構造の概略を示す正面図である。
【図２】図１に示した線Ｘ−Ｘ’に沿った積層構造体１０の断面図である。
【図３】図１に示した線Ｘ−Ｘ”に沿った積層構造体１０の断面図である。
【図４】導電性粒子３４の態様を示す断面図である。
【図５】導電性粒子３４の配置の態様を示す正面図である。
【図６】導電性粒子を含む積層構造を形成する工程を示す図である。
【図７】導電性粒子を含む積層構造を形成する他の工程を示す図である。
【図８】本発明の積層構造体を含む液晶パネルを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  積層構造体
１２  下面ガラス基板（基本基板）
１４  画素電極
１６  ＴＦＴ（スイッチング素子）
２６  ドレイン電極（スイッチング電極）
３２  樹脂層
３３  固定剤
３３’  バインダ
３４、３４’  導電性粒子（導電体）
４０  ガラス基板（対向基板）
４８  液晶層
【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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【図８】
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