JP5272101B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は対向する基板にそれぞれ形成された配線を導電性スペーサを介して電気的に接
続するためのコンタクト構造に関する。特に、本発明は、液晶表示装置等の電気光学装置
のコモンコンタクトに応用されるコンタクト構造に関する。

近年、モバイルコンピュータや携帯電話（ＰＨＳを含む）等の携帯情報端末機器（携帯
機器）の表示部に液晶表示装置が広く使用されている。また液晶表示装置として、薄膜ト
ランジスタをスイッチング素子に使用したアクティブマトリクス型の液晶表示装置が広く
知られている。

液晶表示装置は２枚の基板に液晶を封入し、２枚の基板にそれぞれ形成された電極によ
り電界を形成し、その電界強度を制御することにより表示を行っている。アクティブマト
リクス型液晶表示装置においては、２枚の基板のうち、一方の基板は画素電極に電圧供給
を制御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されるため、ＴＦＴ基板と呼ばれ、
他方の基板は画素電極に対向する対向電極が形成されるため、対向基板と呼ばれている。

アクティブマトリクス型表示装置においては、ＴＦＴ基板上の画素電極と対向基板上の
対向電極間で電界を発生して、表示を実現している。ＴＦＴ基板上の画素電極の電位は薄
膜トランジスタにより制御されて変動するが、対向基板上の対向電極は一定のコモン電位
に固定される。対向電極をコモン電位に固定するために、対向電極は、ＴＦＴ基板上に形
成されたコモンコンタクトを介して取出し端子に接続され、この取出し端子は基板外部の
電源に接続される。このような接続構成により、対向電極の電位は電源によりコモン電位
に固定される。

以下に、図１２〜図１４を用いて、従来のアクティブマトリクス型表示装置のコモンコ
ンタクトの構造を簡単に説明する。

図１２はＴＦＴ基板１０の上面図であり、基板１１上には、画素電極、画素電極に接続
された薄膜トランジスタがマトリクス状に配置された画素領域１２と、薄膜トランジスタ
のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御するための走査線駆動回路１３と、画素電極に画像デ
ータを供給するための信号線駆動回路１４が設けられている。更に、外部から電力や制御
信号を供給するための取出し端子１５が設けられ、対向電極との接続部となるコモンコン
タクト部１６ａ〜１６ｄが設けられている。

図１３は画素領域１２及びコモンコンタクト部１６の断面構成図である。図１３に示す
ように、ＴＦＴ基板１１の画素領域１２には、基板１１上に薄膜トランジスタ１７が形成
され、薄膜トランジスタ１７上には層間絶縁膜１８が形成され、層間絶縁膜１８上には、
薄膜トランジスタ１７のドレイン電極に接続された画素電極１９が形成されている。

コモンコンタクト部１６において、内部配線２１が薄膜トランジスタ１７のソース・ド
レイン電極の出発膜をパターニングして形成されている。層間絶縁膜１８には矩形状の開
口部が形成され、この開口部において内部配線２１に接続される導電性パッド２２が形成
されている。画素電極１９と導電性パッド２２は同じ出発膜からパターニングされている
。

図１４は従来例のコモンコンタクト部１６の上面図であり、導電性パッド２２の内側の
点線の領域が層間絶縁膜１８に形成された開口部に相当する。

図１３に示すように、対向基板２３表面には透明導電膜でなる対向電極２４が形成され
、対向電極２４は画素領域１２において画素電極１９に対向し、コモンコンタクト部１６
において導電性パッド２２と対向する。

そして、基板１１と２３の間隔を保持するため、画素領域１２には球状の絶縁性のスペ
ーサ２５が配置され、コモンコンタクト部１６には球状の導電性スペーサ２６が配置され
る。導電性スペーサ２６により対向電極２４はＴＦＴ基板の導電性パッド２２に電気的に
接続される。導電性パッド２２は内部配線２１に電気的に接続され、内部配線２１は取出
し端子１５に電気的に接続されている。このような接続構成により、対向基板２３側の対
向電極２４は、ＴＦＴ基板１１側の取出し端子１５に接続されている。

従来の液晶表示装置においては、図１３に示すように、コモンコンタクト部１６には層
間絶縁膜１８に開口部が形成されるため、（コモンコンタクト部のセルギャップＧｃ ）
≒（画素領域のセルギャップＧｐ ）＋（層間絶縁膜１８の膜厚ｔ）の関係がある。

画素領域１２のセルギャップＧｐはスペーサ２５により規定される。スペーサ２５には
規格品が用いられるため、スペーサ２５の径が同じであれば、画素領域１２のセルギャッ
プＧｐは基板ごとにほぼ同じになる。しかしながら、コモンコンタクト部のセルギャップ
Ｇｃ が基板ごとにばらつくことを避けることは、困難である。

コモンコンタクト部のセルギャップＧｃは、上記の関係からセルギャップＧｐが一定な
ため、層間絶縁膜１８の膜厚ｔのみに依存する。よって、基板ごとにセルギャップＧｃ
を一定にするには層間絶縁膜１８の膜厚ｔをばらつかないようにする必要があるが、この
層間絶縁膜１８の膜厚ｔは、基板ごとに同じ膜厚ｔになるように成膜しても、基板ごとに
その膜厚ｔがばらつくことは避けられない。

また、液晶表示装置のコモンコンタクト部は通常２〜４個形成されるが、同一基板でも
層間絶縁膜１８の膜厚ｔが場所ごとに異なる場合があり、このような場合には、同一基板
であってもコモンコンタクト部ごとに膜厚ｔが異なるおそれもある。

このような層間絶縁膜１８の膜厚ｔのばらつきため、コモンコンタクト部のセルギャッ
プＧｃ は基板ごと、あるいはコモンコンタクト部ごとにばらついてしまう。更に、この
セルギャップＧｃ のばらつきにより、画素領域のセルギャップＧｐのばらつきを生じて
しまう。

このコモンコンタクト部のセルギャップＧｃ のばらつきが画素領域のセルギャップＧ
ｐ に与える影響は、画素領域１２の面積がコモンコンタクト部の面積より相対的に狭く
なる程顕在化することになる。特に、プロジェクターなどに用いる投射用ディスプレイは
、１〜２ｉｎｃｈ 程度の極めて高精細な小型ディスプレイであるため、上述の画素領域
のセルギャップＧｐ のばらつきの問題が顕在化してしまう。

また、導電性スペーサ２６も規格品が用いられるが、その径は画素領域１２のスペーサ
２５の径と設計時の層間絶縁膜１８の膜厚で決定される。しかしながら、層間絶縁膜１８
の膜厚が設計値よりも非常に厚くなった場合、コモンコンタクト部のセルギャップＧｃ
が非常に大きくなるため、導電性スペーサ２６により、対向電極を導電性パッドに良好に
接続することができなくなってしまう。このような場合には、対向電極の電位をコモン電
位に固定できなくなり、表示が行えなくなる。

本発明の目的は、上記の問題点を解消し、層間絶縁膜の膜厚がばらついても、基板ごと
の基板間隔のばらつきをなくし、かつ導電性スペーサが原因となる接触不良の発生を減少
することを可能にしたコンタクト構造を提供することにある。

上述した問題点を解消するために、本発明の構成は、第１の導電膜と、前記第１の導電
膜上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜に設けられた開口部と、前記開口部において前記
第１の導電膜と電気的に接続された第２の導電膜と、導電性スペーサと、が設けられたコ
モンコンタクト部と、前記コモンコンタクト部上に対向して設けられた第３の導電膜と、
を有し、前記第２の導電膜と前記第３の導電膜は、前記導電性スペーサにより電気的に接
続されており、前記第３の導電膜上には、第４の導電膜が設けられていることを特徴とす
る。

また、前記導電性スペーサは、前記絶縁膜上において前記第２の導電膜と前記第３の導
電膜との双方に接すると好ましい。この場合、前記第３の導電膜は、透光性を有し、前記
第４の導電膜の前記開口部と重なる位置に開口を設けると好ましい。さらに、この場合、
前記第４の導電膜に設けられた前記開口の面積は、前記開口部の面積よりも大きいと好ま
しい。

また、前記導電性スペーサは、前記開口部において前記第２の導電膜と前記第３の導電
膜との双方に接しても良い。

また、前記コモンコンタクト部が設けられた基板には、画素領域が設けられており、前
記第４の導電膜と、前記画素領域に対向して設けられたブラックマトリクスと、は同一の
出発膜から形成されていると好ましい。

なお、前記第２の導電膜及び前記第３の導電膜は、代表的にはＩＴＯを用いることがで
きる。

本発明のコモンコンタクト構造により、層間絶縁膜の膜厚がばらついても、基板ごとの
基板間隔のばらつきをなくし、かつ導電性スペーサが原因となる接触不良の発生を減少す
ることが可能になる。

即ち、本発明においては、基板間隔は導電性スペーサの大きさのみに依存することにな
るため、導電性スペーサの大きさが同じであれば、第１の導電膜と第２の導電膜とを絶縁
している絶縁膜の厚さが基板ごとに異なっても、その対向する基板の間隔を基板ごとに同
じにすることができる。

本実施形態のコモンコンタクト部の断面構成図。 本実施形態のコモンコンタクト部の上面図。 実施例１の液晶表示装置のＴＦＴ基板の上面図。 実施例１の液晶表示装置の対向基板の上面図。 実施例１のＴＦＴ基板の作製工程を示す図。 実施例１の画素領域、コモンコンタクト部の断面構成図。 実施例２の画素領域、コモンコンタクト部の断面構成図。 実施例３の画素領域、コモンコンタクト部の断面構成図。 実施例２のコモンコンタクト部の拡大構成図。 実施例３のコモンコンタクト部の断面構成図である。 実施例３のコンタクト部の上面図。 従来例のＴＦＴ基板の上面図。 従来例の画素領域、コモンコンタクト部の断面構成図。 従来例のコモンコンタクト部の上面図。

図１、図２を用いて本発明の実施の形態を説明する。

［実施の形態１］ 図１は本実施の形態のコモンコンタクト部の断面構成図であり、図２
はＴＦＴ基板側の上面図である。また、図２（Ａ）に示す領域１２０の断面拡大図が図１
に相当する。

図１３に示すように、従来例では画素領域１２のスペーサは画素電極１９を介して、層
間絶縁膜１８上に配置されるが、コモンコンタクト部１６の導電性パッド２２の下層には
層間絶縁膜１８が存在しない。層間絶縁膜１８が存在しないことが、コモンコンタクト部
のセルギャップＧｃ が層間絶縁膜１８の膜厚に依存することの原因である。

そこで、本実施形態においては、コモンコンタクト部にも導電性パッドの下層に絶縁体
を存在させ、絶縁体上に導電性スペーサを配置することにより、コモンコンタクト部のセ
ルギャップＧｃ が層間絶縁膜１８の膜厚に依存しないようにするものであり、本実施形
態では、層間絶縁膜１８を選択的に残存するように開口部を形成することを特徴とする。

本実施形態において、第１の基板１０１には第１の導電膜１０３と、第１の導電膜１０
３を覆う絶縁膜１０４と、絶縁膜１０４を選択的に残存して開口され第１の導電膜１０３
を露出する開口部１１１と、残存された前記絶縁膜１０４ａと開口部１１１とを覆う第２
の導電膜１０５がそれぞれ形成される。

第２の基板１０２上には第３の導電膜１０６が形成され、第１の基板１０１と第２の基
板１０２との間には、導電性スペーサ１０７が挟持されている。

図１３に示す従来のコモンコンタクト部１６であれば、開口部１１０においては、層間
絶縁膜１８はすべて除去されていたが、本実施形態では、絶縁膜１０４ａを選択的に残存
させて開口部１１１を形成する。この開口部１１１により第１の導電膜１０３が露出され
、ここで第１の導電膜１０３と第２の導電膜１０５とが接続される。

また、第１の基板１０１側において、残存された絶縁膜１０４ａが最も第２の基板１０
２に接近しているため、図１に示すように、この残存された絶縁膜１０４ａ上において、
導電性スペーサ１０７により、第１の基板上の第２の導電膜１０５と第２の基板１０２上
の第３の導電膜１０６が電気的に接続される。

更に、開口部１１０では残存された絶縁膜１０４ａが最も第２の基板に接近しているた
め、第２の導電膜１０５と第３の導電膜１０６を電気的に接続している導電性スペーサ１
０７により、基板間隔Ｇが保持される。よって、この基板間隔Ｇは導電性スペーサ１０７
の大きさのみに依存することになる。従って、導電性スペーサ１０７の大きさが同じであ
れば、絶縁膜１０４の厚さｔが基板ごとに異なっても、その基板間隔Ｇは基板ごとに同じ
にすることができる。

また、本実施形態において、開口部１１１の面積は１つの導電性スペーサが占める面積
よりも十分に広く、導電性スペーサが自由に移動できるような余裕を持たせることが好ま
しい。この理由は開口部１１１に存在する導電性スペーサ１０７がギャップの保持には寄
与しないようにするためである。もし、この領域に導電性スペーサが自由に移動できるよ
うな余裕がないと、ここで導電性スペーサ１０７が複数個積み重なってしまい、基板間隔
Ｇを基板全体で均一にすることができなくなる。

更に、本実施形態において、残存された絶縁膜１０４ａ表面の面積は１つの導電性スペ
ーサ１０７が占めるよりも十分に広く、導電性スペーサ１０７が確実に配置されるような
空間であることが好ましい。これは、絶縁膜１０４ａ上に導電性スペーサ１０７が確実に
配置されないと、第１の基板と第２の基板間で電気的な接続を取ることができず、更にギ
ャップを保持することもできなくなるからである。

また、本実施形態において、図２（Ａ）に示すように開口部１１１を形成したが、図２
（Ｂ）に示すように、残存された絶縁膜１０４ａと開口部１１１の関係を逆にすることも
できる。なお、図２（Ａ）で点線で示す領域１２０の拡大断面図が図１に相当する。

［実施形態２］ 図１、図２（Ａ）を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本
実施の形態のコモンコンタクト部の断面構成図であり、図２（Ａ）はＴＦＴ基板側の上面
図である。図２（Ａ）で点線で示す領域１２０の拡大断面図が図１に相当する。

本実施形態も実施形態１と同様に、コモンコンタクト部にも導電性パッドの下層に絶縁
体を存在させ、絶縁体上に導電性スペーサを配置することにより、コモンコンタクト部の
セルギャップＧｃ が層間絶縁膜１８の膜厚に依存しないようにするものである。そこで
、本実施形態では、層間絶縁膜１８を選択的に残存するように開口部を形成することを特
徴とする。

即ち、本実施形態においては、導電性パッド２２の下層に絶縁体を形成し、この絶縁体
上に導電性スペーサを配置することにより、コモンコンタクト部のセルギャップＧｃが層
間絶縁膜１８の膜厚に依存しないようにした。

図１に示すように、第１の基板１０１には、第１の導電膜１０３と、第１の導電膜１０
３を覆う絶縁膜１０４と、絶縁膜１０４に形成された第１の導電膜１０３を露出する開口
部１１１と、開口部１１１より露出された第１の導電膜１０３表面に選択的に形成された
絶縁膜１０４ａと、開口部１１１を覆う第２の導電膜１０５が形成されている。

第２の基板１０２上には第３の導電膜１０６が形成され、第１の基板１０１と第２の基
板１０２との間には導電性スペーサ１０７が配置されている。

図２（Ａ）はＴＦＴ基板側の上面図であり、第２の導電膜１０５が形成されていない状
態を示す。図２（Ａ）において、点線で示す開口部１１０は従来例の層間絶縁膜１８に形
成されたコモンコンタクト用の開口部に相当する。本実施形態では、この開口部１１０に
、第１の導電膜１０３が露出される部分を残すように、選択的に絶縁膜１０４ａを形成す
る。

開口部１１０において、絶縁膜１０４ａが形成されない領域では、第１の導電膜１０３
が露出され、その上に形成される第２の導電膜１０５と接続される。

また、第１の基板１０１側において、開口部１１０では絶縁膜１０４ａが最も第２の基
板に接近しているため、図１に示すように、この絶縁膜１０４ａ上において、導電性スペ
ーサ１０７により、第１の基板１０１上の第２の導電膜１０５と第２の基板１０２上の第
３の導電膜１０６が電気的に接続される。

更に、開口部１１０では絶縁膜１０４ａが最も第２の基板１０２に接近しているため、
第２の導電膜１０５と第３の導電膜１０６を電気的に接続している導電性スペーサ１０７
により、基板間隔Ｇが保持される。よって、この基板間隔Ｇは導電性スペーサ１０７の大
きさのみに依存することになる。従って、導電性スペーサ１０７の大きさが同じであれば
、絶縁膜１０４の厚さｔが基板ごとに異なっても、その基板間隔Ｇを基板ごとに同じにす
ることができる。

本実施形態において、絶縁膜１０４ａが形成されない領域の面積は１つの導電性スペー
サ１０７が占めるよりも十分に広く、導電性スペーサ１０７が自由に移動できるような余
裕を持たせることが好ましい。この理由は絶縁膜１０４ａが形成されない領域に存在する
導電性スペーサ１０７がギャップの保持には寄与しないようにするためである。もし、こ
の領域に導電性スペーサが自由に移動できるような余裕がないと、ここで導電性スペーサ
１０７が複数個積み重なってしまい、基板間隔Ｇを基板全体で均一にすることができなく
なってしまう。

更に、本実施形態において、絶縁膜１０４ａの表面の面積は１つの導電性スペーサ１０
７が占めるよりも十分に広く、導電性スペーサ１０７が確実に配置されるような空間であ
ることが好ましい。これは、絶縁膜１０４ａ上に導電性スペーサ１０７が確実に配置され
ないと、第１と第２の基板間で電気的な接続を取ることができず、更にギャップを保持す
ることができなくなるからである。

また、本実施形態において、図２（Ａ）に示すように絶縁膜１０４ａを形成したが、図
２（Ｂ）に示すように、絶縁膜１０４ａを形成する領域と、第１の導電膜１０３を露出さ
せる領域の関係を逆にすることもできる。

本実施例では本発明を反射型液晶表示装置のコモンコンタクト部に応用した例を示す。
図３は本実施例のＴＦＴ基板の上面図であり、図４は対向基板の上面図である。

図３に示すように、ＴＦＴ基板２００において、基板２０１上には、画素電極、画素電
極に接続された薄膜トランジスタがマトリクス状に配置された画素領域２０２と、薄膜ト
ランジスタのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御するための走査線駆動回路２０３と、画素
電極に画像データを供給するための信号線駆動回路２０４が設けられている。更に、外部
から電力や制御信号を供給するための取出し端子２０５が設けられ、対向電極との接続部
となるコモンコンタクト部２０６ａ〜２０６ｄが設けられている。

図４に示すように、対向基板２５０は、基板上に透光性導電膜からなる対向電極２５２
が形成されている構造を有する。中央部の矩形の領域２５３はＴＦＴ基板２００の画素領
域２０２と対向する領域であり、４隅の領域２５４ａ〜２５４ｄはＴＦＴ基板２００のコ
ンタクト部２０６ａ〜２０６ｄと電気的に接続される領域である。

そして、図３に示すように、ＴＦＴ基板２００のコモンコンタクト部２０６ａ〜２０６
ｄにはそれぞれ導電性パッドが形成されている。これら導電性パッドは内部配線２０７ａ
〜２０７ｃによって電気的に接続されている。また、内部配線２０７ａ、２０７ｂは取出
し端子２０５に延在し、コモン端子２０５ａ、２０５ｂに電気的に接続されている。

以下、ＴＦＴ基板の画素領域２０２、及びコモンコンタクト部２０６を作製する工程を
図５を用いて説明する。

まず、絶縁表面を有する基板２０１を用意する。本実施例ではガラス基板上に下地膜と
して酸化珪素膜を形成した。基板２０１の上には結晶性珪素膜でなる活性層３０２を形成
する。なお、本実施例では１つの薄膜トランジスタのみを図示しているが、実際には、画
素領域２０２には１００万個以上の薄膜トランジスタが形成される。

本実施例では非晶質珪素膜を熱結晶化させて結晶性珪素膜を得ている。そして、その結
晶性珪素膜を通常のフォトリソ工程でパターニングして活性層３０２を得る。なお、本実
施例では結晶化の際に結晶化を助長する触媒元素（ニッケル）を添加している。この技術
については特開平７−１３０６５２号公報に詳細に記載されている。

次に、１５０ｎｍの厚さの酸化珪素膜３０３を形成し、その上に０．２ｗｔ％のスカン
ジウムを含有させたアルミニウム膜（図示せず）を成膜し、レジストマスク３０４を用い
てアルミニウム膜をパターニングし、ゲイト電極の原型となる島状パターン３０５を形成
した（図５（Ａ））。

本実施例では、ここで特開平７−１３５３１８号公報に記載された陽極酸化技術を利用
する。なお、詳細は同公報を参考にすると良い。

まず、上記島状パターン３０５上にパターニングで使用したレジストマスク３０４を残
したまま、３％のシュウ酸水溶液中で陽極酸化を行う。この時、白金電極を陰極として２
〜３ｍＶの化成電流を流し、到達電圧は８Ｖとする。この結果、上面にレジストマスク３
０４が存在しているため、多孔質状の陽極酸化膜３０６が島状パターン３０５の側面に形
成される（図５（Ｂ））。

その後、レジストマスク３０４を除去した後に３％の酒石酸のエチレングリコール溶液
をアンモニア水で中和した溶液中で陽極酸化を行う。この時、化成電流は５〜６ｍＶとし
、到達電圧は１００Ｖとすれば良い。こうして、緻密な陽極酸化膜３０７が形成される。

そして、上記陽極酸化工程によって、島状パターン３０５の陽極酸化されない部分がゲ
イト電極３０８として画定する。なお、コモンコンタクト部２０６ｃ、２０６ｄを接続す
る内部配線２０７ｃも、上記アルミニウム膜を出発膜として、ゲイト電極３０８の形成と
同時に形成されている。

次に、ゲイト電極３０８及びその周囲の陽極酸化膜３０６、３０７をマスクとして酸化
珪素膜３０３をエッチングし、ゲイト絶縁膜３０９を形成する。エッチングはＣＦ４ガス
を用いたドライエッチング法を採用した（図５（Ｃ））。

ゲイト絶縁膜３０９を形成した後、多孔質状の陽極酸化膜３０６をアルミ混酸を用いた
ウェットエッチングにより、除去した。

次に、イオン注入法またはプラズマドーピング法により一導電性を付与する不純物イオ
ンを添加する。画素領域にＮ型薄膜トランジスタを配置するならばＰ（リン）イオンを、
Ｐ型薄膜トランジスタを配置するならばＢ（ボロン）イオンを添加すれば良い。

本実施例では、上記不純物イオンの添加工程をイオン注入法を用いて、２度に分けて行
った。１度目は８０ｋｅＶの高加速電圧で行い、ゲイト絶縁膜３０９の端部（突出部）の
下に不純物イオンのピークがくるように調節した。そして、２度目は５ｋｅＶの低加速電
圧で行い、ゲイト絶縁膜３０９の端部（突出部）の下に不純物イオンが添加されないよう
に、加速電圧を調節した。

こうして薄膜トランジスタのソース領域３１０、ドレイン領域３１１、低濃度不純物領
域３１２、３１３、チャネル形成領域３１４が形成される。なお、ドレイン領域３１１側
の低濃度不純物領域３１３はＬＤＤ領域とも呼ばれる（図５（Ｄ））。

この時、ソース、ドレイン領域３１０、３１１は ３００〜５００ Ω／□のシート抵
抗が得られる程度に不純物イオンを添加することが好ましい。また、低濃度不純物領域３
１２、３１３は薄膜トランジスタの性能に合わせて最適化を行う必要がある。不純物イオ
ンの添加工程が終了したら熱処理を行い、不純物イオンの活性化を行った。

次に、第１の層間絶縁膜３１５として酸化珪素膜を１μｍの厚さに形成した。第１の層
間絶縁膜３１５の膜厚を１μｍと膜厚にしたのは第１の層間絶縁膜３１５の表面をできる
だけ平坦にするためであり、膜厚にすることで、ゲイト電極３０８による突出を緩和でき
る。

第１の層間絶縁膜３１５として、酸化珪素膜の他に窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜を形成
しても良い。或いは、これら絶縁膜の多層膜としても良い。

そして、第１の層間絶縁膜３１５に、ソース、ドレイン領域３１０、３１１に対するコ
ンタクトホールと、コモンコンタクト部２０６ｃ、２０６ｄに内部配線２０７ｃに対する
コンタクトホールをそれぞれ形成した後、ソース、ドレイン電極３１６、３１７や内部配
線３１８の出発膜となる導電膜を形成する。

ここでは、導電膜としてチタン（Ｔｉ）膜、アルミニウム（Ａｌ）膜、チタン（Ｔｉ）
膜の多層膜を、スパッタリング法で形成した。なお、チタン（Ｔｉ）膜の膜厚はそれぞれ
１００ｎｍとし、アルミニウム膜の膜厚は３００ｎｍとした。この多層膜をパターニング
して、ソース電極３１６、ドレイン電極３１７及び内部配線３１８をそれぞれ形成した（
図５（Ｅ））。

図５の内部配線３１８は図３の内部配線２０７ａ、２０７ｂに対応する。内部配線２０
７ａ、２０７ｂはコモンコンタクト部２０６ｂ、２０６ｃにおいて、ゲイト電極３０８と
同一工程を経て形成された内部配線２０７ｃに接続される。

次に、第２の層間絶縁膜３１９として有機性樹脂膜を１〜２μｍの厚さに形成する。有
機性樹脂膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、アクリル等を用いる
ことができる。有機樹脂膜を用いるのは第２の層間絶縁膜３１９の表面を平坦にするため
である。第２の層間絶縁膜３１９の表面を平坦にすることは、セルギャップを均一にする
のに重要である。本実施例では、第２の層間絶縁膜３１９としてポリイミドを１μｍの膜
厚に形成した。

次に、第２の層間絶縁膜３１９にドレイン電極３１７、内部配線３１８それぞれに対す
るコンタクトホール３２０、３２１を開口した。内部配線３１８のコンタクトホール３２
１は、図２（Ａ）に示す開口部１１１のように、１．１ｍｍ×１．１ｍｍの矩形状の領域
１１０内に、１００μｍ×１００μｍの矩形状の開口を、１００μｍの間隔で５×５のマ
トリクス状に形成した。またコンタクトホール３２１の他に、取出し端子２０５部におい
て内部配線３１８（２０７ａ、２０７ｂ）とコモン端子２０５ａ、２０５ｂとを接続する
ためのコンタクトホールも形成される（図５（Ｆ））。

後述するが、本実施例では、導電性スペーサの直径を３．５μｍとするため、開口部を
１００μｍ×１００μｍとし、ここに配置される導電性スペーサが移動できるような十分
なゆとりを与え、開口部で導電性スペーサが積み重ならないようにした。

また、コモンコンタクト部において、第２の層間絶縁膜３１９が残存している領域の面
積も導電性スペーサが移動できるような十分な広い領域としているため、この領域に導電
性スペーサを確実に配置することができる。よって、この領域に配置された導電性スペー
サにより、セルギャップの保持、電気的接続を確実に行うことができる。

そして、後に画素電極３２２、導電性パッド３２３となる金属薄膜を１００ｎｍ〜４０
０ｎｍの厚さに形成する。本実施例では金属薄膜として１ｗｔ％のチタンを添加したアル
ミニウム膜を３００ｎｍの厚さに、スパッタ法で形成した。しかる後、金属薄膜をパター
ニングして、画素電極３２２、導電性パッド３２３をそれぞれ形成した。導電性パッド３
２３は、コンタクトホール３２１を覆うように１．１ｍｍ×１．１ｍｍの矩形状に形成し
た。更に、取出し端子２０５もパターニングされる。以上によりＴＦＴ基板が完成する（
図５（Ｇ））。

他方、図６に示すように対向基板２５０においては、透光性基板２５１上にＩＴＯ膜で
なる対向電極２５２を形成した。基板２５１には、ガラスや石英基板を用いることができ
る。

次にＴＦＴ基板２００と対向基板２５０を貼り合わる。この貼り合わせ工程は公知のセ
ル組み法に従って行えば良い。

まず、ＴＦＴ基板２００、対向基板２５０のいずれか一方の基板に、シール材を塗布す
る。本実施例では対向基板２５０側にシール材を塗布した。シール材には紫外線・熱硬化
型の樹脂材料を用い、シールディスペンサー装置により、液晶注入口を残して、基板周囲
にシール材を線状に塗布した。また、図４に示す領域２５４ａ〜２５４ｄには、球状の導
電性スペーサ４０１を３．０ｗｔ％混入したシール材を塗布した。導電性スペーサが混入
されたシール材は異方性導電膜として機能する。

導電性スペーサ４０１は樹脂材料でなる球体に導電膜が被覆されたものが一般的に使用
されており、本実施例では金（Ａｕ）で被覆された、導電性スペーサ４０１を使用した。
導電性スペーサ４０１の直径はセルギャップよりも０．２μｍ〜１μｍ程大きくすればよ
い。本実施例では、セルギャップを３μｍとするため、直径３．５μｍの導電性スペーサ
４０１を使用した。シール材を塗布した後、仮焼成する。

次に、ＴＦＴ基板２００、対向基板２５０のいずれか一方の基板に、セルギャップを維
持するためのスペーサ４０２を散布する。本実施例では、スペーサ４０２を対向基板２５
０側に散布した。また、セルギャップを３μｍとするため、スペーサ４０２は直径３μｍ
のポリマ系材料でなる球状のスペーサを用いた。

次に、ＴＦＴ基板２００と対向基板２５０とを対向し、画素領域のセルギャップがスペ
ーサ４０２の直径となるまでプレスした。プレスした状態で十数秒紫外線を照射してシー
ル材を紫外硬化させ、セルギャップを固定し、しかる後加圧しながら加熱してシール材の
接着強度を向上させる。

そして、液晶を封入し、封入口を封止することでセル組工程が完了する。図６に示すよ
うに、対向基板２５０の対向電極２５２は導電性スペーサ４０１によりＴＦＴ基板２００
の導電性パッド３２３に電気的に接続され、ＴＦＴ基板側において、導電性パッド３２３
は内部配線３１８を介してコモン端子に接続されている。このような接続構造により、対
向基板２５０側の対向電極２５２をＴＦＴ基板側の配線によって、外部の電源と接続する
ことが可能になる。なお、図６のコモンコンタクト部の拡大図が図１に対応する。

本実施例では、セルギャップを３μｍとするために、画素領域に散布されるスペーサ４
０２の直径を３μｍとし、導電性スペーサ４０１の直径を３．５μｍとした。導電性スペ
ーサの直径をスペーサ４０２の直径（セルギャップ）よりも大きくするのは、対向電極２
５２と導電性パッド３２３の接続を確実にするためである。基板貼り合わせ工程のプレス
工程において、導電性スペーサ４０１はセルギャップよりも直径が大きいため、押しつぶ
される。押しつぶされることにより、対向電極２５２、導電性パッド３２３との接触面積
が大きくなり、電気的な接続が確実になるとともに、セルギャップを画素領域と同じに維
持することができる。

また、本実施例では、内部配線３１８をソース、ドレイン電極３１６、３１７の出発膜
で構成したが、内部配線３１８は画素電極３２２よりも下層の配線であればよい。例えば
、第２の層間絶縁膜３１９内にチタン等の導電膜でなるブラックマトリクスを形成した場
合、この導電膜で内部配線３１８を形成することができる。

また、本実施例ではセルギャップを均一にするため、その表面に画素電極３２２が形成
される第２の層間絶縁膜３１９の表面が平坦であることが重要であると共に、内部配線３
１８が形成される第１の層間絶縁膜３１５の表面の平坦性も重要になる。

表面が平坦な層間絶縁膜を得る方法として、層間絶縁膜の厚膜化による方法、有機性樹
脂膜を用いたレベリングによる方法、機械的な研磨による方法、エッチバック技術による
方法などが挙げられる。本実施例では、第１の層間絶縁膜３１５の平坦化に厚膜化による
方法を採用し、第２の層間絶縁膜３１９の平坦化に有機性樹脂膜を用いたレベリングによ
る方法を採用したが、他の手法を用いて平坦化しても良い。

本実施例の液晶表示装置において、液晶層に二色性色素を分散させたり、ＴＦＴ基板、
対向基板に配向膜を設けたり、対向基板にカラーフィルタを設けたりすることも可能であ
る。その様な液晶層の種類、配向膜、カラーフィルタの有無等は、駆動方法、液晶の種類
等により実施者が適宜決定すれば良い。

例えば、対向基板２５０の側にカラーフィルタを設けた場合、カラーフィルタはコモン
コンタクト部には形成されないので、対向基板において、画素領域とコモンコンタクト部
に段差が生ずる。この段差を補正するため、導電性スペーサの直径をカラーフィルタの厚
さ程度大きくする必要がある。

また、本実施例は反射型の液晶表示装置の例を示したが、透過型の液晶表示装置とする
こともでき、この場合には、画素電極及び導電性パッドの出発膜を透光性を有するＩＴＯ
膜等で形成すればよい。

本実施例では代表的なトップゲイト型薄膜トランジスタであるコプレナー型薄膜トラン
ジスタを一例として記載したが、ボトムゲイト型薄膜トランジスタであっても構わない。
また、薄膜トランジスタ以外にも、薄膜ダイオード、ＭＩＭ素子、バリスタ素子等を用い
ることができる。

本実施例は、実施例１のコモンコンタクト部の変形例である。図７は本実施例のアクテ
ィブマトリクス型表示装置の断面構成図である。図７において、ＴＦＴ基板の構成は図６
と同じであり、符号の記載を一部省略した。また図７において図６と同一の符号は同一の
部材を示す。また、図７に示すコモンコンタクト部の拡大図を図９に示す。

図６に示す実施例１において、対向電極２５２は透明導電膜であるＩＴＯ膜で構成され
ているため、対向電極２５２と導電性スペーサ４０１間の電気抵抗は、金属膜と比較して
大きくなる。本実施例はこの電気抵抗を低減することを目的とする。

このため、対向基板２５０側に金属膜を形成し、パターニングして、コモンコンタクト
部２５４ａ〜２５４ｄに導電膜でなる接続パッド５０１をそれぞれ形成する。接続パッド
５０１を形成することで、対向電極２５２と導電性スペーサ４０１間の抵抗値を下げるこ
とができる。だだし、接続パッド５０１を構成する導電膜は対向電極２５２に使用される
導電膜よりも電気抵抗が低いことが重要である。

また、対向基板側のブラックマトリクスをクロム等の導電膜で形成した場合には、接続
パッド５０１をこの導電膜で形成することができ、導電膜をパターニングしてブラックマ
トリクスを形成する際に、接続パッド５０１を形成すればよい。

本実施例は実施例２の変形例であり、図８は本実施例のアクティブマトリクス型表示装
置の断面構成図である。図８において、ＴＦＴ基板の構成は図６と同じであり、符号の記
載を一部省略した。なお、図８において図６と同一の符号は同一の部材を示す。また、図
８のコモンコンタクト部の拡大図が図１０に対応する。

実施例１においては、対向基板２５１、対向電極２５２双方とも透光性を有するため、
基板を貼り合わせた状態で、対向基板２５０側からコモンコンタクト部に導電性スペーサ
４０１の分布の様子を視認することができた。しかし、実施例２では金属膜でなる接続パ
ッド５０１を形成したため、導電性スペーサ４０１の分布の様子を視認することができな
い。

本実施例では、抵抗値を下げるための接続パッドを設けた状態で、導電性スペーサ４０
１の分布の様子を視認することを可能することを目的とする。このため、接続パッド６０
１に選択的に開口部を設け、この開口部を介して導電性スペーサ４０１が見えるようにし
た。

図１１は、本実施例のコンタクト部の上面図であり、対向基板側から見た状態を示す。
また、図１０は、図１１の点線で囲まれた領域６００のコモンコンタクト部の断面構成図
に対応する。図１１に示すように導電性パッド６０１には開口部６０２が形成される。開
口部６０２では対向基板２５１と対向電極２５２だけが存在し、双方とも透光性を有する
ため、開口部６０２から導電性スペーサ４０１の分布の様子を確認することが可能になる
。

開口部６０２はセルギャップを維持するため、導電性スペーサ４０１が対向電極と接し
ない箇所である、ＴＦＴ基板の第２の層間絶縁膜に開口されたコンタクトホール３２１に
対峙する箇所に形成するとよい。更に、その面積を第２の層間絶縁膜の開口部よりも若干
、数％〜３０％程度大きく形成すると良い。なお、開口部６０２の数や配置、形状等は図
１１に限定されるものではなく、実施者が適宜に設定することができる。

接続パッド６０１の開口部６０２を第２の層間絶縁膜の開口部よりも若干大きく形成す
るのは、電気的な接続に寄与している、第２の層間絶縁膜３１９上の導電性パッド３２３
を視認できるようにするためである。

実施例２、３においては、コモンコンタクト部のセルギャップを均一にすることと、導
電性スペーサ４０１と対向電極２５２の接続抵抗を下げることを同時に実現するための構
成を示したが、導電性スペーサ４０１と対向電極２５２の抵抗値を下げることを主要な目
的とする場合であれば、ＴＦＴ基板側のコモンコンタクト部の構造を図１３に示すような
、従来のコモンコンタクト部の構成としてもよい。この場合、図１３のコモンコンタクト
部１６において、基板２３と対向電極２４の間に、実施例２、３で示した接続パッド５０
１、６０１を形成すればよい。

上述した実施例１〜３においては、本発明をアクティブマトリクス型液晶表示装置に応
用した例を示したが、本発明のコンタクト構造は、対向する基板にそれぞれ形成された配
線を導電性スペーサを介して電気的に接続するようなコンタクト構造を有する装置に応用
可能であり、例えば、異なるシリコンウェハに形成されたＩＣ等を接続することも可能で
ある。

１０１ 第１の基板
１０２ 第２の基板
１０３ 第１の導電膜
１０４ 絶縁膜
１０５ 第２の導電膜
１０６ 第３の導電膜
１０７ 導電性スペーサ
２００ ＴＦＴ基板
２０５ 取出し端子
２０６ コモンコンタクト部
２０７ 内部配線
２５０ 対向基板
２５２ 対向電極
３１５ 第１の層間絶縁膜
３１８ 内部配線
３１９ 第２の層間絶縁膜
３２２ 画素電極
３２３ 導電性パッド
４０１ 導電性スペーサ
４０２ スペーサ
５０１、６０１ 接続パッド

Claims (1)

1. 第１の導電膜を有し、
   前記第１の導電膜上に絶縁膜を有し、
   前記絶縁膜上に第２の導電膜を有し、
   前記第２の導電膜上に導電性スペーサを有し、
   前記導電性スペーサ上に第３の導電膜を有し、
   前記絶縁膜は、開口部を有し
   前記第１の導電膜と前記第２の導電膜とは、前記開口部において電気的に接続され、
   前記導電性スペーサは、前記絶縁膜上において、前記第２の導電膜及び前記第３の導電膜に接することを特徴とする表示装置。

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