JP2005326472A - 電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に製造することが可能で、しかも表示領域における基板間隔のばらつきを低減することのできる電気光学装置を提供する。
【解決手段】 本発明の電気光学装置は、所定の間隔をおいて対向配置された一対の基板１１０，１２０と、一対の基板の基板外周部に沿って間隙に配置されたシール材１３と、一対の基板とシール材とにより囲まれた内部領域に配置された電気光学物質と、内部領域内に構成された表示領域Ｇ及びシール材１３の配置領域に配置され、一対の基板のうち少なくともいずれか一方の基板１１０に固定配置された間隙を保持するための複数の柱状スペーサ１７，１７′，１７″と、表示領域Ｇにおいて柱状スペーサ１７と重なる状態で配置される層構造１５，１５Ｐと、シール材１３の配置領域において柱状スペーサと重なる状態で配置される層構造１５Ｐとを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法に係り、特に、相互に対向配置される一対の基板のうちの少なくとも一方に固定配置された柱状スペーサを備えた電気光学装置の構造に関する。

一般に、液晶表示装置などの電気光学装置として、シール材を介して貼り合わされた一対の基板間に電気光学物質が配置された構造を有するものがあるが、多くの場合、電気光学物質の厚さを規定するために一対の基板間にスペーサが配置される。このスペーサの配置方法としては、合成樹脂などで構成された独立の粒状スペーサをいずれか一方の基板上に散布した後に、この一方の基板に対して他方の基板を貼り合わせる方法や、予め少なくともいずれか一方の基板上に固定された突起状の柱状スペーサを形成しておき、この柱状スペーサを介して一対の基板を貼り合わせる方法などが知られている。

上記の粒状スペーサを用いた電気光学装置においては、シール材に囲まれた内部領域に粒状スペーサを配置するとともに、シール材の内部にも粒状スペーサを分散状態となるように混入しておき、一対の基板を貼り合わせることにより、両基板間のシール材の厚さが内部に混入された粒状スペーサによって規定されるように構成している。通常、内部領域にはカラーフィルタや電極パターンなどの層構造が形成されるので、この層構造の分だけ、シール材に囲まれた内部領域に配置される粒状スペーサの粒径は、シール材の内部に混入される粒状スペーサの粒径よりも小さいものが選ばれる。

一方、柱状スペーサを用いた電気光学装置においては、通常、一方の基板におけるシール材に囲まれた内部領域に柱状スペーサを固定された状態で形成し、シール材の内部には粒状スペーサを混入している。そして、内部領域では柱状スペーサによって基板間隔が規定され、シール材の配置領域では粒状スペーサによって基板間隔が規定されるように構成している。

また、液晶プロジェクタなどの画像投射装置に用いる液晶装置では、表示領域の内部にスペーサが配置されると表示画像にスペーサの影が写りこむので、これを防止するために、シール材に囲まれた内部領域にはスペーサを配置せず、シール材の配置領域においてのみ基板間隔が規定されるように構成している。この場合、一対の基板のうちの一方の基板上において柱状スペーサをシール材の配置領域のみに固定配置し、この柱状スペーサによってシール材の厚さが規定されるように構成する場合がある（例えば、以下の特許文献１参照）。
特開２００１−２９６５２９号公報

ところで、従来の表示領域に柱状スペーサを固定配置し、シール材の内部に粒状スペーサを混入した電気光学装置では、シール材中にグラスファイバなどで構成される微細な粒状スペーサを均一に分散させる必要があるので、シール材と粒状スペーサとを混合攪拌する工程が必要となり、製造工程における工程管理が煩雑になるという問題点がある。また、スクリーン印刷によってシール材を配置する場合には粒状スペーサがスクリーンを通過しにくいので、シール材の印刷品位が低下したり、粒状スペーサ密度がばらついたりするという問題点がある。さらに、粒状スペーサの場合には粒径にばらつきがあるとそのまま基板間隔のばらつきに直結するので、粒径の均一な高価な粒状スペーサを用いる必要がある。また、通常、電気光学装置に設けられる配線にはシール材の配置領域を横断する部分があるが、当該部分においてシール材の内部に混入された粒状スペーサが配線を傷つけることがあり、これによって電気的な信頼性が低下するという問題点がある。

一方、上記の特許文献１に開示されているように、シール材の配置領域のみに柱状スペーサを配置する構造では、基板間隔がシール材の配置領域のみで規制されるため、表示領域の基板間隔を正確かつ均一に規定することが難しく、表示品位を高めることが困難である。上記の特許文献１には表示領域の周囲にある額縁遮光層と重なる表示外領域に限定して上記の柱状スペーサを配置することも記載されているが、これでは、表示領域における基板間隔を十分に規定することはできない。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、容易に製造することが可能で、しかも表示領域における基板間隔のばらつきを低減することのできる電気光学装置を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の電気光学装置は、所定の間隔をおいて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板の基板外周部に沿って前記間隙に配置されたシール材と、前記一対の基板と前記シール材とにより囲まれた内部領域に配置された電気光学物質と、前記内部領域内に構成された表示領域及び前記シール材の配置領域に配置され、前記一対の基板のうち少なくともいずれか一方の前記基板に固定配置された前記間隙を保持するための複数の柱状スペーサと、前記表示領域において前記柱状スペーサと重なる状態で配置される層構造と、前記シール材の配置領域において前記柱状スペーサと重なる状態で配置される層構造と、を具備することを特徴とする。

この発明によれば、表示領域とシール材の配置領域のいずれにも柱状スペーサが配置され、表示領域とシール材の配置領域のいずれにおいても柱状スペーサにより基板間隔を規定することができるため、表示領域の基板間隔のばらつきを抑制することができるとともに、粒状スペーサをシール材に混入する必要がなくなるので、製造工程を簡略化し、容易に製造を行うことも可能になる。また、シール材の配置領域では、柱状スペーサと重なることによって基板間隔を規定する層構造を有するため、この層構造の厚さにより、表示領域の基板間隔と、シール材の配置領域の基板間隔との関係を調整することができる。さらに、この層構造は、シール材の配置領域の基板間隔が表示領域の基板間隔に影響を与えない程度に設定されればよいので、表示領域や表示外領域などの他の部分に形成される層構造の少なくとも一部を用いて同時に形成することができるため、製造工程数を増加させる必要もない。

ここで、上記のシール材の配置領域に配置される層構造は、表示領域に設けられる層構造の少なくとも一部と一体のパターンにて構成されたものであってもよく、或いは、表示領域に設けられる層構造とは切り離されたパターンで構成されたものであってもよい。また、シール材の配置領域に配置される層構造は、表示領域に設けられる層構造と同一の層構成を有するものである必要はなく、異なる層構成を有するものであってもよい。例えば、表示外領域に設けられる層構造と同一に構成されていてもよく、表示外領域に設けられる層構造の一部を含むように構成されていてもよく、或いは、表示領域に設けられる層構造の一部と、表示外領域に設けられる層構造の一部とを含むように構成されていてもよい。

また、上記のシール材の配置領域に配置される層構造は、柱状スペーサの高さ方向の片側にのみ重なり配置されるように構成されている必要はなく、柱状スペーサの高さ方向の両側双方に（すなわち、柱状スペーサから見て一方の基板側と他方の基板側に）上記層構造の一部と残部とがそれぞれ配置される態様で構成されていても構わない。

本発明において、前記表示領域に配置された前記柱状スペーサと、前記シール材の配置領域に配置された前記柱状スペーサとは相互に同一の高さを有し、前記表示領域において前記柱状スペーサと重なる層構造と、前記シール材の配置領域に配置された層構造とは相互に同一の厚さを有することが好ましい。これによれば、表示領域の基板間隔とシール材の配置領域とを同一に規定することができるため、表示領域の基板間隔のばらつきをさらに低減することができる。また、複数の柱状スペーサを同一の高さに形成することができるので、表示領域に配置される柱状スペーサと、シール材の配置領域に配置される柱状スペーサとを一度に形成することができるため、製造工程数を増加させる必要がない。

本発明において、前記一対の基板のうち少なくともいずれか一方の前記基板上にはカラーフィルタ及び該カラーフィルタを覆う保護膜が形成され、前記シール材の配置領域における層構造は前記保護膜を含むことが好ましい。これによれば、カラーフィルタを覆う保護膜はカラーフィルタの表面を平坦化するために形成されるために充分な厚さがあることから、シール材の配置領域において保護膜を形成することにより、表示領域の層構造とシール材の配置領域の層構造とをほぼ同様の厚さに構成することが可能になる。

本発明において、一方の前記基板上には前記シール材の配置領域を横断する複数の配線を有し、前記柱状スペーサは絶縁材料で構成され、前記配線間に配置されていることが好ましい。この場合には、絶縁材料で構成される柱状スペーサが配線間に配置されていることで、隣接する配線間の電気的短絡の発生を低減することが可能になるとともに、柱状スペーサと配線とが重なることによる基板間隔のばらつきの発生を防止できる。このような電気的短絡は、シール材に付着したゴミによって引き起こされる場合もあれば、後述するように異方性導電材料で構成されるシール材自体によって引き起こされる場合もある。

この場合に、前記柱状スペーサは前記配線に沿って前記シール材の配置領域を横断する形状とされていることが望ましい。これによれば、柱状スペーサが配線に沿ってシール材の配置領域を横断する形状とされていることにより、隣接する配線間に電気的短絡を生ずることをより確実に防止できる。特に、前記シール材が多数の導電性粒子を分散させてなる異方性導電材料である場合には、導電性粒子が隣接する配線間に介在して電気的短絡を引き起こすことがあるので、上記構成はきわめて有効である。ここで、配線に沿ってシール材の配置領域を横断してさらにシール材の配置領域の幅方向両側に張り出すように柱状スペーサを構成することで、一対の基板の貼り合わせ時において基板間にシール材の幅方向の多少の位置ずれが生じても確実に電気的短絡を防止できるようになる。

本発明において、一方の前記基板上には前記シール材の配置領域を横断する複数の配線を有し、前記柱状スペーサは絶縁材料で構成され、前記配線上に配置されていることが好ましい。絶縁材料で構成される柱状スペーサが配線上に配置されていることにより、柱状スペーサで配線を被覆することができるので、隣接する配線間の電気的短絡の発生を低減できる。

本発明において、前記柱状スペーサは前記シール材の配置領域に配置される前記配線の部分を全て覆う形状とされていることが好ましい。これによれば、配線のうちシール材の配置領域に配置される部分が全て柱状スペーサによって覆われるので、隣接する配線間の電気的短絡をより確実に防止できる。ここで、柱状スペーサは配線を一本ずつ覆うように構成されていてもよく、或いは、複数の配線を一体的に覆うように構成されていてもよい。

次に、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の電気光学装置と、該電気光学装置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。上記の電気光学装置を搭載した電子機器においては、電気光学装置の表示領域の基板間隔のばらつきを抑制できるため、高い表示品位を得ることができる。また、電気光学装置の製造コストを抑制できるため、安価に構成できる。さらに、電気光学装置の電気的信頼性を高めることができるため、電子機器の信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、シール材を介して一対の基板を所定の間隔をおいて対向させ、前記一対の基板と前記シール材とにより囲まれた内部領域に電気光学物質を配置する電気光学装置の製造方法であって、一方の前記基板上の表示領域及びシール材の配置領域に複数の柱状スペーサを固定配置する工程と、他方の前記基板上の表示領域及びシール材の配置領域にそれぞれの層構造を形成する工程と、前記柱状スペーサと前記層構造とが重なるように前記一対の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、一方の基板上に柱状スペーサを形成し、他方の基板上に層構造を形成することで、上記の効果を奏する電気光学装置を効率的に製造することができる。ここで、前記柱状スペーサと前記層構造との重ね合わせ構造により前記シール材の配置領域における基板間隔を前記表示領域における基板間隔と実質的に同一に規定することが好ましい。

次に、添付図面を参照して本発明の電気光学装置、電子機器、及び、電気光学装置の製造方法の実施形態について詳細に説明する。

［電気光学装置］
図１は本実施形態の電気光学装置１００の全体構成を模式的に示す概略平面図であり、図２（ａ）は電気光学装置１００の基板貼り合わせ前の図１のII−II線に沿った断面構造を模式的に示す概略縦断面図、図２（ｂ）は電気光学装置１００の図１のII−II線に沿った断面構造を模式的に示す概略縦断面図であり、図３（ａ）は電気光学装置１００の基板貼り合わせ前の図１のIII−III線に沿った断面構造を模式的に示す概略縦断面図、図２（ｂ）は電気光学装置１００の図１のIII−III線に沿った断面構造を模式的に示す概略縦断面図である。なお、本明細書に添付する各図面においては、通常、図示及び説明の都合上、基板の厚さに対して各層や薄膜などの厚さ、スペーサの寸法、配線やスペーサの配列ピッチや数などは、大幅に強調したり、適宜に省略したりして描いてあり、実際の状況をそのまま表してはいない。特に、図１乃至図３は、電気光学装置１００の構造のうち細部を大幅に省略して表してある。

この実施形態の電気光学装置１００は、ガラスやプラスチックなどで構成される第１基板１１０と第２基板１２０とがシール材１３を介して貼り合わされ、第１基板１１０、第２基板１２０及びシール材１３にて囲まれた内部領域１３Ｘに電気光学物質である液晶層１３０が配置されたものである。内部領域１３Ｘの内部には、複数の画素領域が配列された表示領域Ｇが形成される。この表示領域Ｇは、内部領域１３Ｘからその外周部（シール材１３に近い部分、すなわち表示外領域）を除いた範囲に構成される。

図１に示すように、表示領域Ｇ内には、第１基板１１０の内面上に形成された複数の配線１１２がストライプ状に配列され、また、第２基板１２０の内面上に形成された複数の対向電極１２２がストライプ状に配列されている。配線１１２と対向電極１２２とは相互に直交する方向に伸びるように構成されている。配線１１２は後述する能動素子を介して画素電極に接続され、この画素電極と上記対向電極１２２とが重なり合う領域が画素領域となっている。

第１基板１１０上の配線１１２はそのまま表示領域Ｇから外側へ伸びてシール材１３の外側へ導出され、基板張出部１１０Ｔの表面上に引き出されている。この基板張出部１１０Ｔは、第１基板１１０における第２基板１２０の外形よりも外側に張り出した部分である。また、第２基板１２０上の対向電極１２２は表示領域Ｇから外側へ伸びて上下導通部を介して第１基板１１０上の配線１１８に導電接続され、この配線１１８がシール材１３の外側へ導出され、基板張出部１１０Ｔ上に引き出されている。なお、対向電極１２２と配線１１８とを導電接続させる上下導通部として、図示例の場合、シール材１３を用いている。この場合には、シール材１３の内部に微細な導電性スペーサを多数混入し、分散配置させることによって異方性導電材を構成する。ここで、シール材１３の一部のみを異方性導電材となるように構成してもよく、シール材１３の全てを異方性導電材として形成してもよく、また、シール材１３を用いずに、シール材１３とは別に上下導通部を設けてもよいが、本実施形態では製造工程（シール材の配置ステップ）を簡略化するために、シール材１３全体を異方性導電材料としている。

上記の基板張出部１１０Ｔの表面上には、上記配線１１２及び１１８に導電接続される態様で、駆動回路（半導体集積回路）１４１，１４２，１４３が実装されている。また、基板張出部１１０Ｔの端部には、上記駆動回路１４１，１４２，１４３に導電接続された複数の入力端子１４４が配列されている。

本実施形態においては、第１基板１１０上に、アクリル樹脂などの絶縁材料で構成された複数の柱状スペーサ１７，１７′，１７″が固定配置されている。ここで、複数の柱状スペーサ１７は表示領域Ｇ内に配置されている。また、柱状スペーサ１７′はシール材１３の配置領域に配置されている。柱状スペーサ１７′は、通常、柱状スペーサ１７と同じ形状寸法となるように構成される。さらに、柱状スペーサ１７″もシール材１３の配置領域に配置されている。この柱状スペーサ１７″は、シール材の配置領域のうち配線１１２，１１８が横断する範囲に形成されている。そして、柱状スペーサ１７″の平面形状は、配線１１２，１１８に沿って伸び、シール材１３を横断する形状となっている。

図２及び図３に示すように、第２基板１２０の内面上にはカラーフィルタ１５が形成され、このカラーフィルタ１５をアクリル樹脂などで構成された透明な保護膜１５Ｐが被覆している。この保護膜１５Ｐは、カラーフィルタ１５に外部からの汚染物質が侵入して着色材料が劣化することを防止するとともに、カラーフィルタ１５の形成領域の表面を平坦化するために形成されるものである。保護膜１５Ｐは、本実施形態の場合、第２基板１２０の内面の全面に亘って形成され、その保護膜１５Ｐの表面はほぼ平坦に構成されている。

そして、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、第２基板１２０の内面上に精密ディスペンサやスクリーン印刷などによってシール材１３を配置し、第１基板１１０と第２基板１２０とを貼り合わせることにより、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、柱状スペーサ１７，１７′，１７″が基板間隔を規定する態様でパネル構造が形成される。ここで、柱状スペーサ１７は表示領域Ｇにおいて基板間隔を規定し、柱状スペーサ１７′及び１７″はシール材１３の配置領域において、シール材１３の内部に配置される態様で基板間隔を規定する。

本実施形態では、柱状スペーサ１７，１７′及び１７″は全て同一高さになるように形成され、また、表示領域Ｇにおいては上記柱状スペーサ１７と重なる部分に配置されるカラーフィルタ１５と保護膜１５Ｐの積層構造で構成される層構造が設けられ、シール材１３の配置領域においては、柱状スペーサ１７′及び１７″と重なる部分に配置される保護膜１５Ｐで構成される層構造が設けられている。そして、上記柱状スペーサ１７と層構造１５，１５Ｐとの重なりによって規定される表示領域Ｇの基板間隔と、上記柱状スペーサ１７′，１７″と層構造１５との重なりによって規定されるシール材１３の配置領域の基板間隔とがほぼ同一となるように構成されている。

次に、上記電気光学装置１００の内部構造について詳細に説明する。図４は電気光学装置１００の表示領域内の構造を拡大して模式的に示す拡大部分断面図、図５は表示領域内のカラーフィルタ構造を示す概略平面図である。

この電気光学装置１００においては、第１基板１１０の内面上に配線１１２が形成され、この配線１１２は画素領域Ｐ毎に設けられた能動素子１１３に接続されている。図示例の場合には能動素子１１３はＴＦＤ（薄膜ダイオード）によって構成される。能動素子１１３はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）や酸化亜鉛などの透明導電体で構成される画素電極１１４に導電接続されている。画素電極１１４は画素領域Ｐに対応した領域に設けられている。なお、本実施形態においては、画素領域Ｐは縦横にマトリクス状に配列されている。

第１基板１１０の内面上に形成された上記の柱状スペーサ１７は適宜に分散配置されていればよく、画素領域Ｐ毎に形成しなくてもよいが、図示例では画素領域Ｐ毎に設けられている。また、この柱状スペーサ１７は遮光領域Ｋの内部、具体的には、遮光領域Ｋ内に形成された上記配線１１２及び能動素子１１３の上に固定配置されている。この柱状スペーサ１７は、基板上に感光材料、例えば感光性樹脂を所定の厚さになるように塗布し、その後、所定の露光マスクなどを用いることにより露光し、現像を行うフォトリソグラフィ法によって形成される。このような方法で形成される柱状スペーサ１７は、単層構造を有するため、その高さに関する制御性が高く、上記のように基板間隔を規定するに充分な高さ精度を得ることができる。この柱状スペーサ１７は、図７に示すように、遮光領域内であって、能動素子１１３が形成されている部分に固定配置されている。

ところで、上記のように単層構造の柱状スペーサ１７を形成する場合には、柱状スペーサ１７の高さを場所によって異なるものに形成することは難しい。本実施形態では、上記柱状スペーサ１７′，１７″についても柱状スペーサ１７と同時に同じ材料にて同時に形成され、スペーサ１７、１７′及び１７″は全て基本的に同じ高さを有する。なお、上記の構造の上にはポリイミド樹脂などで構成される配向膜１１７が形成されている。

一方、第２基板１２０の内面上には上記のカラーフィルタ１５が形成されている。このカラーフィルタ１５においては、複数の色相を呈する着色層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂのいずれかが上記の画素領域Ｐ毎に形成されており、これらの複数色の着色層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが所定の配列パターンを構成するように配列されている。例えば、図５に示す例では、着色層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂはいわゆるストライプ配列パターンにて配列されている。この着色層の配列パターンの他の例としては、デルタ配列、斜めモザイク配列、ペンタイル配列などの種々の配列パターンが挙げられる。

上記の遮光領域Ｋには遮光層１５Ｋが形成されている。この遮光層１５Ｋは、本実施形態の場合には上記の着色層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂのうち、複数色の着色層を積層することによって構成される。図示例の場合、３色の着色層の全てを積層することによって遮光層１５Ｋが構成されている。また、上記の着色層１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ及び遮光層１５Ｋの上には、アクリル樹脂などの透明材料で構成された上記の保護膜１５Ｐが形成されている。

保護膜１５Ｐの上にはＩＴＯなどの透明導電体で構成された対向電極１２２が形成されている。本実施形態の場合には、図５にも一点鎖線で示すように、複数の帯状の対向電極１２２が相互にストライプ状に配列されている。なお、本実施形態では画素領域Ｐ毎にダイオード素子（２端子非線形素子）を形成していることから、相互に独立した電位が与えられる複数の対向電極１２２を設けているが、例えば、画素領域Ｐ毎にトランジスタ素子（３端子非線形素子）を形成する場合には、単一の対向電極構造若しくは共通の電位が供給される対向電極構造を設ければよい。

上記対向電極１２２の上にはポリイミド樹脂などで構成される配向膜１２３が形成される。この配向膜１２３は、上記の配向膜１１７と同様のものであり、本実施形態の電気光学物質である液晶に初期配向状態を付与するためのものである。

そして、第１基板１１０と第２基板１２０との間には電気光学物質である液晶層１３０が配置される。この液晶層１３０としては、例えば、ＴＮ（捩れネマチック）モード若しくはＳＴＮ（超捩れネマチック）モードの液晶層を用いることができる。なお、図４では、第１基板１１０の外面上に偏光板１３１及び位相差板１３２を配置し、第２基板１２０の外面上に偏光板１３３及び位相差板１３４を配置した例を示してある。

図６は上記能動素子１１３の詳細構造を示す斜視図である。図６に示すように、能動素子（ＴＦＤ素子）１１３は第１ＴＦＤ要素１１３ａと第２ＴＦＤ要素１１３ｂとを直列に接続することによって形成されている。この能動素子１１３は、例えば、次のように形成される。まず、基板１１０上にはＴａ_２Ｏ_５等で構成された密着性改善及び汚染防止用の下地層１１０ａが形成される。次に、この下地層１１０ａの上に、スパッタリング法やフォトリソグラフィ技術等を用いて、金属Ｔａ（タルタル）やＴａＷ等によって構成される配線１１２の第１金属層１１２Ａ及び能動素子１１３の第１金属層１１３Ａを形成する。次に、これら第１金属層１１２Ａ、１１３Ａの表面を陽極酸化処理等よって酸化して、Ｔａ_２Ｏ_５等で構成される配線１１２の絶縁膜１１２Ｂ及び能動素子１１３の絶縁膜１１３Ｂを形成する。次に、これら絶縁膜１１２Ｂ及び１１３Ｂ上にＣｒ（クロム）等を積層することによって配線１１２の第２金属層１１２Ｃ及び能動素子１１３の第２金属層１１３Ｃ、１１３Ｄを形成する。

ここで、第１金属層１１２Ａ、絶縁膜１１２Ｂ及び第２金属層１１２Ｃによって配線１１２が構成される。また、第１金属層１１３Ａ、絶縁膜１１３Ｂ及び第２金属層１１３Ｃによって第１ＴＦＤ要素１１３ａが構成され、第１金属層１１３Ａ、絶縁膜１１３Ｂ及び第２金属層１１３Ｄによって第２ＴＦＤ要素１１３ｂが構成される。そして、第１ＴＦＤ要素１１３ａの第２金属層１１３Ｃは配線１１２の第２金属層１１２Ｃから延びている。また、第２ＴＦＤ要素１１３ｂの第２金属層１１３Ｄはその先端が画素電極１１４に重なるように形成され、導電接続されている。

上記能動素子１１３により配線１１２から画素電極１１４に流れる電流は、第１ＴＦＤ要素１１３ａでは、第２金属層１１３Ｃ、絶縁膜１１３Ｂ、第１金属層１１３Ａの順に進み、第２ＴＦＤ要素１１３ｂでは、第１金属層１１３Ａ、絶縁膜１１３Ｂ、第２金属層１１３Ｄの順に進む。つまり、能動素子１１３においては、電気的に逆向きの一対のＴＦＤ要素が互いに直列に接続されている。このような構造は、一般に、バック・ツー・バック（Back-to-Back）構造と呼ばれており、この構造のＴＦＤ素子は、ＴＦＤ素子を１個のＴＦＤ要素だけによって構成する場合に比べて安定した特性を得られることが知られている。

図８は図１における一点鎖線で囲まれた範囲VIIIを示す拡大横断面図であり、図９は当該範囲VIIIにおける図８のＸ−Ｘ断面をさらに拡大して示す拡大部分縦断面図である。なお、図８及び図９において、構造を明確化するためにシール材１３の樹脂基材の断面部分においてハッチングを省略してある。この範囲VIIIでは、シール材１３の配置領域に柱状スペーサ１７′が配置されている。シール材１３は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂基材で構成されている。これらの樹脂基材としては通常熱硬化性樹脂若しくは光硬化性樹脂が用いられる。本実施形態の場合、シール材の樹脂基材中には多数の導電性粒子１３ｄが分散した状態となるように混入されている。ここで、導電性粒子１３ｄとしては、樹脂粒の表面をメッキなどにより形成された導電膜で被覆したものを用いることができる。このような構成によってシール材１３は異方性導電材料（すなわち厚さ方向には導電性を有し、平面方向には絶縁性を有する材料）となっている。そして、シール材１３の底面が第１基板１１０上に形成された配線１１８に接触し、シール材１３の上面が第２基板１２０上に形成された図示二点鎖線で示す対向電極１２２に接触することにより、シール材１３を介して配線１１８と対向電極１２２とが導電接続されている。

この領域においては、柱状スペーサ１７′は、上記の保護膜１５Ｐ、対向電極１２２及び配線１１８で構成される層構造と重なり合った状態となっており、柱状スペーサ１７′と層構造との重ね合わせ構造により第１基板１１０と第２基板１２０との間の基板間隔が規定されている。

図１０は図１における一点鎖線で囲まれた範囲IXを示す拡大横断面図であり、図１１は当該範囲IXにおける図１０のＹ−Ｙ断面を示す拡大縦断面図である。なお、図１０及び図１１において、構造を明確化するためにシール材１３の樹脂基材の部分においてハッチングを省略してある。この範囲IXにおいては、シール材１３の配置領域を複数の配線１１２，１１８が横断している。そして、これらの複数の配線１１２，１１８の間には、これらの配線に沿って伸びるように設けられた柱状スペーサ１７″が配置されている。この柱状スペーサ１７″は、シール材１３の配置領域を横断する形状に構成されている。これによって隣接する配線１１２，１１８間が電気的に確実に絶縁され、電気的短絡が発生することを防止できる。すなわち、本実施形態の場合にはシール材１３の内部に多数の導電性粒子１３ｄが配置されているので、この導電性粒子１３ｄを介して隣接する配線間に電気的短絡が生ずる可能性があるが、配線間に絶縁材料で構成される柱状スペーサ１７″が形成されていることにより、このような電気的短絡を防止できる。ただし、隣接配線間の電気的短絡は、シール材１３が異方性導電材料である場合にのみ生ずるものではなく、シール材や基板上に配置されているゴミなどが原因となる場合もある。

さらに、図示例の場合、柱状スペーサ１７″の両端部はシール材１３の配置領域の幅方向両側部から張り出している。このようにすることで、第１基板１１０と第２基板１２０とを貼り合わせる際に生ずる基板間の位置ずれにより、シール材１３と柱状スペーサ１７″とが図１０の上下方向に多少ずれたとしても、隣接する配線１１２，１１８間の絶縁を確実に確保することができる。

実際にはシール材１３の内部には導電性粒子１３ｄが配置されているので、基板を貼り合わせる際に柱状スペーサ１７″と導電性粒子１３ｄとが重なる可能性があるが、基板貼り合わせ前における柱状スペーサ１７″の頂部の断面形状は実際には凸曲線状に構成されているので、導電性粒子は柱状スペーサ１７″の頂部の両側のいずれか一方に移動しやすく、柱状スペーサ１７″と導電性粒子１３ｄとが重なることはほとんどない。また、仮に柱状スペーサ１７″と導電性粒子１３ｄとが重なっても、導電性粒子１３ｄは柱状スペーサ１７″にめり込み、実際の基板間隔にはそれほど影響を与えない。

なお、図８乃至図１１では導電性粒子１３ｄの形状や寸法が相互に異なるように描いてあるが、これは図面相互間の厚さと平面方向の長さとのアンバランスから来るものであり、実際の形状や寸法を反映しているものではない。

図１２は上記範囲IXの異なる構成例の拡大横断面図であり、図１３は当該異なる構成例における図１２のＺ−Ｚ断面を示す拡大縦断面図である。なお、図面中の符号はそれぞれ図１０及び図１１に示すものと対応する部分には同一符号を付してある。この構成例では、柱状スペーサ１７″が配線１１２，１１８上に固定配置されている。より具体的には、柱状スペーサ１７″の各々が一つの配線１１２，１１８上に配置されている。また、柱状スペーサ１７″は配線１１２，１１８を覆うように形成されている。柱状スペーサ１７″は配線１１２，１１８に沿って伸び、シール材１３の配置領域を横断するように構成されている。そして、配線１１２，１１８のうち、シール材１３の配置領域に配置される配線部分の全てを柱状スペーサ１７″が被覆するように構成されている。したがって、先の構成と同様に、隣接する配線１１２，１１８間の電気的短絡を防止することができる。

なお、柱状スペーサ１７″は上記の例では配線１１２，１１８の間にそれぞれ形成されていたり、配線１１２，１１８上にそれぞれ形成されていたりするが、柱状スペーサ１７″を、複数の配線１１２，１１８及びその間隔を一体的に覆うように形成してもよい。この場合でも、隣接する配線間に電気的短絡が生ずることを防止できる。

さらに、図１２及び図１３に示す構成例でも、柱状スペーサ１７″の両端部は、シール材１３の配置領域の幅方向両側部から張り出すように形成されている。このようにすることで、第１基板１１０と第２基板１２０とを貼り合わせる際に生ずる基板間の位置ずれにより、シール材１３と柱状スペーサ１７″とが図１２の上下方向に多少ずれたとしても、隣接する配線１１２，１１８間の絶縁を確実に確保することができる。

次に、図１４を参照して、上記実施形態の電気光学装置の製造方法の概略工程について説明する。図１４は上記実施形態の製造工程図である。この電気光学装置１００を製造するにあたっては、図１２に示す能動素子形成ステップＰ１１からシール材配置ステップＰ１６までを含む第１基板形成工程と、カラーフィルタ形成ステップＰ２１からラビング処理ステップＰ２４までを含む第２基板形成工程とが別々に（或いは並行して）行われる。

まず、第１基板形成工程では、能動素子形成ステップＰ１１において成膜工程、フォトエッチング工程、陽極酸化工程など周知の方法で配線１１２、１１８及び能動素子１１３を形成する。その後、画素電極形成ステップＰ１２において、スパッタリング法などを用いてＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）の薄膜を成膜し、パターニングを行うことによって画素電極１１４を形成する。

次に、スペーサ形成ステップＰ１３において、感光剤を含むアクリル樹脂などの感光性樹脂を塗布し、露光、現像を順次行うことにより、スペーサ１７，１７′，１７″を形成する。その後、配向膜形成ステップＰ１４において配向膜１１７を形成し、ラビング処理ステップＰ１５において配向膜１１７に対してラビング処理を施した後、シール材配置ステップＰ１６において精密ディスペンサやスクリーン印刷等により、シール材１３の一部に開口部を設けた態様で、表示領域Ｇとなるべき領域を取り巻くようにシール材１３を配置する。以上の工程によって上記の第１基板１１０が形成される。

一方、第２基板形成工程では、まず、カラーフィルタ形成ステップＰ２１において、フォトリソグラフィ法などを用いてカラーフィルタ１５を形成する。着色層１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、アクリル樹脂などの透明樹脂基材中に染料や顔料などの着色材を分散させた着色材料を用いて形成する。好ましくは感光剤を添加した着色材料を塗布し、露光、現像することによってそれぞれの着色層を形成する。この工程は、複数種類の着色層ごとに繰り返し行われる。この複数の着色層を形成するステップＰ２１において上記の遮光層１５Ｋが同時に形成される。また、このステップＰ２１ではカラーフィルタ１５を覆う保護膜１５Ｐも形成される。保護膜１５Ｐは樹脂基材を基板上に塗布し、スピンコーティング法などによって表面が平坦になるように形成される。このようにすることで、第２基板１２０の表面はほぼ平坦に構成される。このとき、表示領域Ｇにおける保護膜１５Ｐの厚さよりも、シール材１３の配置領域における保護膜１５Ｐの厚さの方が大きくなる。

次に、対向電極形成ステップＰ２２において対向電極１２２を形成する。この対向電極１２２は、スパッタリング法でＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）の薄膜を成膜し、これをエッチングなどによりパターニングすることにより形成される。次に、配向膜形成ステップＰ２３においてポリイミド樹脂の塗布及び焼成などによって配向膜１２３を形成する。次に、ラビング処理ステップＰ２４において配向膜１２３に対してラビング処理を施す。以上の工程によって上記の第２基板１２０が形成される。

次に、基板貼り合せステップＰ３１において第１基板１１０と第２基板１２０とを位置合せした状態でシール材１３を介して貼り合せ、シール材硬化ステップＰ３２において第１基板１１０と第２基板１２０とを圧着した状態で、シール材１３の硬化特性に応じて光照射処理や加熱処理などを施すことによりシール材１３を硬化させる。このとき、上記柱状スペーサ１７，１７′，１７″により基板間隔が規定される。これによって電気光学装置１００のパネル構造が形成される。

なお、単一の電気光学装置を形成する場合にはこの段階で電気光学装置１００のパネル構造自体が形成され、以下のパネル分断ステップは不要となるが、以下においては、この段階で複数の電気光学装置１００となるべき部分を含む前段パネル構造が構成されるものとして説明する。

次に、パネル分断ステップＰ３３において、必要に応じて前段パネル構造をスクライブ・ブレイク法やレーザブレイク法などにより基板を分断し、シール材１３の開口部（液晶注入口）が端面に開口した状態とする。通常、このステップによってその前段パネル構造から複数の短冊パネル構造が形成される。そして、液晶注入ステップＰ３４においてシール材１３の上記開口部からその内側に液晶を注入し、その後、液晶封止ステップＰ３５においてシール材１３の開口部に封止材を塗布し、硬化させることにより液晶を封入する。このようにして液晶が封入されることにより上記の液晶層１３０が形成される。

その後、パネル分断ステップＰ３６において、必要に応じて個々のパネル構造に分割する。そして、実装ステップＰ３７において、分割されたパネル構造の第１基板１１０に駆動回路１４１、１４２、１４３を実装する。このステップにおいて、電気光学装置１００の入力端子１４４に可撓性基板などを異方性導電材により接続してもよい。以上の工程により、電気光学装置１００が完成される。

なお、上記実施形態では、フォトリソグラフィ技術を用いてスペーサを形成しているが、本発明のスペーサの形成方法は上記の方法に限定されるものではない。例えば、スペーサを一つ一つ基板上の既定の位置に配置していく方法でも、上記各実施形態のようなスペーサ配列を実現できる。より具体的なスペーサの形成方法としては、スペーサを所定の溶媒中に均一に分散させたスペーサ分散溶液をインクジェット方式によって基板上に吐出するといった方法が挙げられる。この方法では、スペーサ分散溶液の液滴を基板上の既定位置に正確に着弾させることができ、当該液滴から溶媒を揮発させることによって基板上の上記既定位置にスペーサが配置されることになる。このとき、基板上の所定位置に凹部を設け、この凹部に上記液滴を着弾させることで、スペーサの位置精度を高めることができる。また、スペーサの表面に熱可塑性樹脂をコーティングしておくことにより、基板上でスペーサを加熱して熱可塑性樹脂を溶融させる工程を設けることで、スペーサを基板上に固定配置することができる。

本実施形態では、表示領域Ｇ内においては、柱状スペーサ１７と、これに重ね合わされる層構造である、カラーフィルタ１５、保護膜１５Ｐ、能動素子１１３とによって基板間隔が規定される。一方、シール材１３の配置領域では、柱状スペーサ１７′、１７″と、これに重ねあわされる層構造である、保護膜１５Ｐとによって基板間隔が規定される。このとき、表示領域Ｇの基板間隔を均一に構成するためには、表示領域Ｇの基板間隔と、シール材１３の配置領域の基板間隔とが同一であることが望ましい。ただし、厳密に同一でなくとも、表示領域Ｇの基板間隔のばらつき（特に表示領域Ｇの外周部の基板間隔が小さくなるなど）を引き起こさない程度の差であれば、両領域の間に或る程度の基板間隔の差が存在しても構わない。この場合に許容される基板間隔の差は０．１〜０．５μｍ程度である。

実際には、柱状スペーサ１７と、柱状スペーサ１７′，１７″とは同一の高さを有するように形成されるので、表示領域Ｇにおける層構造の厚さと、シール材１３の配置領域における層構造の厚さも同一であることが望ましい。このように設定すれば、表示領域の基板間隔と、シール材１３の配置領域の基板間隔とが同一になるので、シール材１３の基板間隔が表示領域の基板間隔の均一性を妨げる恐れはなくなる。

[電子機器]
最後に、図１５及び図１６を参照して、上記実施形態の電気光学装置１００を用いた電子機器の構成について説明する。

図１５は本実施形態の表示系の構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記と同様の電気光学装置１００と、この電気光学装置１００を制御するための制御手段１９０とを有する。電気光学装置１００には、上記のように構成されたパネル構造１００Ｐと、このパネル構造１００Ｐを電気的に駆動する駆動部１００Ｄが設けられている。この駆動部１００Ｄは上記の基板張出部１１０Ｔに実装された駆動回路１４１，１４２，１４３で構成される。ただし、駆動部１００Ｄは、基板張出部１１０Ｔに実装されたフレキシブル基板などの配線基板上において構成されていてもよく、また、電気光学装置１００とは別に構成されていてもよい。駆動部１００Ｄは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。

制御手段１９０は、駆動部１００Ｄに制御信号や電力を供給するものであり、表示情報出力源１９１と、表示処理回路１９２と、電源回路１９３と、タイミングジェネレータ１９４とを有する。

表示情報出力源１９１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１９４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路１９２に供給するように構成されている。

表示処理回路１９２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反復回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫとともに上記駆動部１００Ｄへ供給する。また、電源回路１９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

図１６は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話１０００を示す。この携帯電話１０００は、ケース体の内部に回路基板１１００が配置され、この回路基板１１００に対して上述の電気光学装置１００が実装されている。ケース体の操作部１００１の前面には操作ボタンが配列されている。また、表示部１００２には電気光学装置１００の画面１００Ａが配置されている。操作部１００１の端部にはマイクが内蔵され、また、表示部１００２の端部にはスピーカが内蔵されている。また、ケース体の端部にはアンテナが出没自在に取り付けられている。

尚、本発明の電気光学装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、製造工程において一対の基板のうち一方の基板上に柱状スペーサを形成し、他方の基板上に層構造を形成しているが、一方の基板に柱状スペーサと層構造の双方を形成してもよく、また、双方の基板に柱状スペーサを形成してもよい。

また、上記実施形態では能動素子としてＴＦＤ素子を用いているが、ＴＦＤ素子の代わりにＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）などの他の能動素子を用いることもできる。さらに、上記実施形態はアクティブマトリクス型であるが、パッシブマトリックス型の表示装置とすることもできる。

また、上記実施形態では液晶表示装置を構成する例について説明しているが、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。

実施形態の電気光学装置の全体構成を示す概略平面図。 実施形態の図１に示すII−II線に沿った断面構造の基板貼り合せ前の状態を示す概略断面図（ａ）及び完成時の状態を示す概略断面図（ｂ）。 実施形態の図１に示すIII−III線に沿った断面構造の基板貼り合せ前の状態を示す概略断面図（ａ）及び完成時の状態を示す概略断面図（ｂ）。 実施形態の表示領域の一部を拡大して示す拡大部分断面図。 実施形態のカラーフィルタの一部を拡大して示す拡大部分平面図。 実施形態の電気光学装置の能動素子の構造を模式的に示す拡大部分斜視図。 図１の範囲VIIにおける第１基板の平面構造を示す拡大部分平面図。 図１の範囲VIIIにおけるシール材の横断面を示す拡大部分横断面図。 図１の範囲VIIIにおける縦断面の一部（図８のＸ−Ｘ断面）を示す拡大部分縦断面図。 図１の範囲IXにおけるシール材の横断面を示す拡大部分横断面図。 図１の範囲IXにおける縦断面（図１０のＹ−Ｙ断面）を示す拡大部分縦断面図。 異なる構成例について図１の範囲IXにおけるシール材の横断面を示す拡大部分横断面図。 異なる構成例について図１の範囲IXにおける縦断面（図１２のＺ−Ｚ断面）を示す拡大部分縦断面図。 実施形態の製造工程を示す工程図。 電気光学装置を搭載した電子機器の表示制御系の構成を示す概略ブロック図。 電子機器の一例を示す概略斜視図。

符号の説明

１００…電気光学装置、１１０…第１基板、１１２…配線、１１３…能動素子、１１４…画素電極、１１６…絶縁膜、１２０…第２基板、１２２…対向電極、１３０…液晶層、１３…シール材、１５…カラーフィルタ、１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…着色層、１５Ｋ…遮光層、１５Ｐ…保護膜、１７，１７′，１７″…スペーサ

Claims (8)

1. 所定の間隔をおいて対向配置された一対の基板と、
   前記一対の基板の基板外周部に沿って前記間隙に配置されたシール材と、
   前記一対の基板と前記シール材とにより囲まれた内部領域に配置された電気光学物質と、
   前記内部領域内に構成された表示領域及び前記シール材の配置領域に配置され、前記一対の基板のうち少なくともいずれか一方の前記基板に固定配置された前記間隙を保持するための複数の柱状スペーサと、
   前記表示領域において前記柱状スペーサと重なる状態で配置される層構造と、
   前記シール材の配置領域において前記柱状スペーサと重なる状態で配置される層構造と、
   を具備し、
   前記表示領域に配置された前記柱状スペーサと、前記シール材の配置領域に配置された前記柱状スペーサとは相互に同一の高さを有し、前記表示領域において前記柱状スペーサと重なる層構造と、前記シール材の配置領域に配置された層構造とは相互に同一の厚さを有することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記一対の基板のうち少なくともいずれか一方の前記基板上にはカラーフィルタ及び該カラーフィルタを覆う保護膜が形成され、
   前記シール材の配置領域における層構造は前記保護膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 一方の前記基板上には前記シール材の配置領域を横断する複数の配線を有し、
   前記柱状スペーサは絶縁材料で構成され、前記配線間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記柱状スペーサは前記配線に沿って前記シール材の配置領域を横断する形状とされていることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 一方の前記基板上には前記シール材の配置領域を横断する複数の配線を有し、
   前記柱状スペーサは絶縁材料で構成され、前記配線上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記柱状スペーサは前記シール材の配置領域に配置される前記配線の部分を全て覆う形状とされていることを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置と、該電気光学装置を制御する制御手段とを有することを特徴とする電子機器。
8. シール材を介して一対の基板を所定の間隔をおいて対向させ、前記一対の基板と前記シール材とにより囲まれた内部領域に電気光学物質を配置する電気光学装置の製造方法であって、
   一方の前記基板上の表示領域及びシール材の配置領域に複数の柱状スペーサを固定配置する工程と、
   他方の前記基板上の表示領域及びシール材の配置領域にそれぞれの層構造を形成する工程と、
   前記柱状スペーサと前記層構造とが重なるように前記一対の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、
   を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
   

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