(57)【要約】【課題】  製造工程中や製造完了後などにおける柱状スペーサの剥離・倒伏を防止し、表示品位の低下を防止することのできる電気光学装置及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】  本発明の電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板の少なくとも一方１０に形成されたコンタクトホール１５ａと、前記コンタクトホールを反映してその上方に形成された凹部上に固定されたスペーサ１８と、を具備することを特徴とする。【選択図】図５
2006091055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、
前記一対の基板の少なくとも一方に形成されたコンタクトホールと、
前記コンタクトホールを反映してその上方に形成された凹部上に固定されたスペーサと、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記一対の基板の少なくとも一方に形成された下層導体と、
前記下層導体上に形成され、前記下層導体を露出する前記コンタクトホールを備えた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記下層導体と導電接続された上層導体と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、
前記一対の基板の少なくとも一方に形成されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子上に形成され、前記スイッチング素子と導電接続された導体層を露出するコンタクトホールを備えた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記導体層に導電接続された画素電極と、
前記コンタクトホールを反映してその上方に形成された凹部上に固定されたスペーサと、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
前記コンタクトホールは、前記スイッチング素子と平面的に重ならない位置に形成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。
【請求項５】
前記スペーサの中心位置は、前記凹部の開口範囲の中心と一致す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。
【請求項６】
前記スペーサは、前記凹部の開口範囲内に形成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。
【請求項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、該電気光学装置の制御手段とを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置及び電子機器に関し、特に、電気光学物質が配置される基板間隔を規制するために一方の基板に固定されたスペーサを備えた電気光学装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気光学装置の一種であるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、通常、スイッチング素子を形成した素子基板と、対向基板との間に液晶が配置されたセル構造を備えている。この素子基板と対向基板との間の基板間隔は液晶層の厚さを規定することとなるので、基板間隔（セルギャップ）を一定に保つことは良好な表示特性を得るためにきわめて重要であり、基板間隔が均一でなければ、光透過率、コントラスト比、応答速度などにばらつきが生じ、これによって色ムラや輝度ムラなどの表示ムラが発生する。
【０００３】
上記のセル構造には、上記基板間隔を一定に保つためにスペーサが配置されている。従来は、一方の基板に上記基板間隔に見合うプラスチックまたはガラスビーズで構成されるスペーサを均一に散布した状態で、２枚の基板をシール材などによって貼り合わせる場合が多い。この場合、スペーサの分布のばらつき、スペーサのかたまりなどにより基板間隔や光透過率が不均一になる場合があり、これが表示ムラや表示特性のばらつきの原因になる。
【０００４】
そこで、２枚の基板のうち、一方の基板上に固定されたスペーサ（柱状スペーサ）を形成させる方法が提案されている。例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されているように、所定の有機材料などからなる柱状スペーサを、基板上に適宜の間隔を置いて林立させた状態となるように形成し、これらの柱状スペーサによって２枚の基板間隔を規制するようにしている。この柱状スペーサは、フォトリソグラフィ法により、画素領域以外の遮光範囲において均一な分布密度で所望の形状となるように形成することが可能である。
【０００５】
特許文献１に記載された液晶表示装置では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のソース電極と対向基板の対向電極との間に柱状スペーサを設け、この柱状スペーサは対向電極に接触した導体を備え、この導体に対して配向膜及び保護膜を介してソース電極に接触した構造を有する柱体であり、画素電極に印加された電圧を保持するための補助容量として機能するようになっている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された液晶表示装置では、一方の絶縁性基板上に、配向処理した配向膜と、配向膜上にパターニングして形成された金属膜と、この金属膜上に形成された感光性樹脂とを備えた柱状スペーサを設けることにより、配向膜の損傷を防止して、柱状スペーサに起因する配向不良を低減している。
【０００７】
特許文献３では、２枚の基板のうち、一方の基板上に柱状スペーサを設けるとともに、その根元に被設置面と滑らかに接続される面を有するスロープ部を形成させることにより、柱状スペーサの存在を原因とする配向不良領域を低減することを提案している。
【０００８】
一方、上記の液晶表示装置においては、素子基板に画素に電位を供給するためのスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）、薄膜ダイオード（Thin Film Diode）などのアクティブ素子を基板上に複数配列させた構造を有しているが、配向膜の配向性を高め、素子基板の開口率を高め、高品質の画像表示を得るためには、配向膜の下層に層間絶縁膜を設けて配向膜の下面が接する面を平滑にし、層間絶縁膜にコンタクトホールを設けて、このコンタクトホールを介してアクティブ素子の電極と画素電極を接続させ、この画素電極を層間絶縁膜の上面に形成させたいわゆるオーバーレイヤー構造の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献４及び特許文献５を参照。）
【特許文献１】特開平１０−６８９５５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３９６８号公報
【特許文献３】特開２００４−４５５５９号公報
【特許文献４】特開平１１−７２８０２号公報
【特許文献５】特開２０００−２０６５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の液晶表示装置の製造工程においては、柱状スペーサを形成した基板の表面に形成された配向膜に対して、液晶の初期配向状態を揃えるためにラビング処理を施すステップが実施される。このラビング処理とは、両基板の最上層に形成されたポリイミド等からなる配向膜の表面をローラに巻き付けたバフ布などにより配向膜表面を一定方向に擦る処理を言う。このステップでは、ラビング処理に際してローラに巻き付けたバフ布により配向膜表面を一定方向に擦るため、バフ布の力により柱状スペーサがラビング方向に応力を受け、倒伏したり、剥離したりする場合がある。このような現象が起きれば、当該部分のセルギャップの規制力が失われるために基板間隔が不均一となり、また、倒伏したり剥離したりした柱状スペーサが画素領域に入ることにより、液晶の配向状態が乱され、光抜けなどに起因するコントラストの低下を引き起こすという問題がある。
【００１０】
特に、上記特許文献４又は特許文献５に記載されているいわゆるオーバーレイヤー構造の基板に柱状スペーサを適用しようとすれば、柱状スペーサの下地となる層間絶縁膜表面が平滑に形成されているため、この平滑な面上に形成された柱状スペーサは、配向膜のラビング処理時に剥離・倒伏しやすく、上述の不具合がさらに生じやすくなるという問題点がある。
【００１１】
上記の問題点は、ラビング処理時だけのものではなく、製造工程中の他の工程でも発生する恐れがあり、また、製造完了後においても外部から受ける衝撃力などによって発生する恐れがある。
【００１２】
本発明の目的は、柱状スペーサの剥離・倒伏を防止することにより、表示品位の低下を防止することのできる電気光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板の少なくとも一方に形成されたコンタクトホールと、前記コンタクトホールを反映してその上方に形成された凹部上に固定されたスペーサと、を具備することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、コンタクトホールを反映してその上方に形成された凹部上にスペーサが固定されていることにより、下地面との接触面積が増大するためスペーサの密着力が高められるとともに、凹部内に存在する基部が凹部の内側面によって支持されるので、スペーサ支持力が増大する。したがって、製造工程中や製造完了後などにおけるスペーサの剥離や倒伏を防止することができ、製造不良や表示不良などを低減することが可能になる。
【００１５】
本発明において、前記一対の基板の少なくとも一方に形成された下層導体と、前記下層導体上に形成され、前記下層導体を露出する前記コンタクトホールを備えた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記下層導体と導電接続された上層導体と、をさらに具備することが好ましい。この場合、上記下層導体としては、配線層、或いは、スイッチング素子に接続された導体などが挙げられ、上記上層導体としては、画素電極などの電極が挙げられる。この場合、柱状スペーサは、上層導体の上、或いは、上層導体上に形成される他の層（絶縁膜など）の上に形成される。
【００１６】
また、本発明の更に別の電気光学装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された電気光学物質と、前記一対の基板の少なくとも一方に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子上に形成され、前記スイッチング素子と導電接続された導体層を露出するコンタクトホールを備えた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、前記コンタクトホールを介して前記導体層に導電接続された画素電極と、前記コンタクトホールを反映してその上方に形成された凹部上に固定されたスペーサと、を具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明において、前記コンタクトホールは、前記スイッチング素子と平面的に重ならない位置に形成されていることが好ましい。この場合、コンタクトホールの開口範囲はコンタクト構造により遮光されるので、スイッチング素子と平面的に重ならない位置に形成されていても、柱状スペーサをコンタクトホールの開口範囲に形成したときに開口率への影響はなく、また、柱状スペーサによる表示への影響も回避される。ここで、コンタクトホールの開口範囲をスイッチング素子の形成領域に対して隣接して設け、コンタクトホールの開口範囲のラビング方向（液晶の初期配向方向）にスイッチング素子の形成領域が配置されるように構成すれば、柱状スペーサによるラビングの影の影響を低減できる。
【００１８】
本発明において、前記スペーサの中心位置は、前記凹部の開口範囲の中心と一致することが好ましい。これによれば、スペーサの中心位置を凹部の開口範囲の中心と一致させることで、スペーサの形成範囲の大小に拘らず、スペーサによる表示への影響を最小限に抑えることができる。
【００１９】
本発明において、前記スペーサは、前記凹部の開口範囲内に形成されていることが好ましい。スペーサの形成範囲は凹部の開口範囲より広い範囲であってもよいが、このようにスペーサの形成範囲が凹部の開口範囲内に収まるように形成されていることにより、スペーサによる表示への影響を最小限に抑えることができる。
【００２０】
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、該電気光学装置の制御手段とを有することを特徴とする。電子機器としては、携帯電話、電子時計、画像モニタなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る電気光学装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、以下、電気光学装置の一例としてＴＦＤ素子７３を用いた液晶表示装置６０の一例について説明するが、本発明は、例えば、ＴＦＴ素子を用いた液晶表示装置などの他の形式を有する液晶表示装置にも適用できるものであり、液晶表示装置以外の各種の電気光学装置にも適用できる。したがって、以下の実施形態は、この発明を限定するものではない。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００２２】
［電気光学装置の構成］
まず、本発明に係る電気光学装置の実施形態である液晶表示装置６０の構成について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本実施形態の液晶表示装置６０の等価回路の一例を示す。同図に示す液晶表示装置６０は、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子７３を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置である。この液晶表示装置６０には走査線駆動回路６４及び信号線駆動回路６５が含まれる。液晶表示装置６０は、図示Ｙ方向（列方向）に延在する複数の走査線６１と、図示Ｘ方向（行方向）に延在する複数の信号線６２ａに接続された対向電極６２と、走査線６１及び対向電極６２の各交差位置に設けられた複数の画素領域６３とを有する。これら複数の画素領域６３は縦横にマトリクス状に配列されている。走査線６１には走査線駆動回路６４により生成された走査電位が供給され、対向電極６２には信号線駆動回路６５により生成された信号電位が供給される。各画素領域６３においては、走査線６１と対向電極６２の間にＴＦＤ素子７３と液晶層４０が直列に接続されている。
【００２４】
なお、本実施形態では２端子非線形素子であるＴＦＤ素子７３を用いているが、３端子非線形素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として用いる場合には、上記走査線をＴＦＴのゲートに接続し、上記信号線をＴＦＴのソースに接続し、ＴＦＴのドレインを画素電極に接続して、対向電極を共通電位に接続すればよい。また、パッシブマトリクス型液晶表示装置の場合には、それぞれストライプ状に構成された一対のストライプ電極間に所定の電位を供給するように構成すればよい。
【００２５】
図２は液晶表示装置６０の概略縦断面図、図３は素子基板の画素単位の拡大平面図、図４は素子部の拡大斜視図、図５は図３に示すＶ−Ｖ線に沿った断面構造を示す部分縦断面図である。
【００２６】
図２に示すように、液晶表示装置６０では、素子基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。素子基板１０と対向基板２０は、表示領域の周囲に位置するシール領域に設けられたシール材３１により相互に接着されている。
【００２７】
素子基板１０と対向基板２０との間には液晶層４０が封入されている。液晶層４０は、例えば一種のネマチック液晶、若しくは、数種類のネマテッィク液晶を混合した液晶などからなり、後述する一対の配向膜間において所定の初期配向状態となるように構成されている。また、シール材３１は、液晶表示装置の画像表示領域の周囲を囲むように平面的にみて矩形枠状に設けられている。
【００２８】
上記のシール材３１を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等を挙げることができる。素子基板１０及び対向基板２０を貼り合わせるにあたっては、適当な圧力をかけて両基板１０及び２０を圧着するとともに、シール材が紫外線硬化樹脂からなるのであればシール材に対して紫外線を照射することにより、また、熱硬化樹脂からなるのであれば加熱を行うこと等により、硬化される。また、このシール材３１中には、素子基板１０と対向基板２０との間の基板間隔、すなわちセルギャップを所定値とするため、スペーサの一種たるギャップ材（不図示）が混入されている。このギャップ材は、例えばグラスファイバ、あるいはガラスビーズ等からなり、略球状若しくは円柱状に構成されたものが一般的である。
【００２９】
図３及び図４に示すように、素子基板１０上には、金属薄膜等で構成された走査線６１及び画素スイッチング用のＴＦＤ素子７３が形成されている。そして、図４及び図５に示すように、走査線６１及びＴＦＤ素子７３の上には有機樹脂などで構成された層間絶縁膜１５が積層されている。この層間絶縁膜１５にはコンタクトホール１５ａが形成されている。層間絶縁膜１５上にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体で構成された画素電極１７が形成され、この画素電極１７は、上記コンタクトホール１５ａを通して下層に設けられた第２金属層１４に導電接続され、この第２金属層１４はＴＦＤ素子７３に導電接続されている。ここで、ＴＦＤ素子７３とコンタクトホール１５ａとは、平面的にずれた隣接位置に設けられている。
【００３０】
そして、この例では、図３及び図５に示すように、素子基板１０上に柱状スペーサ１８が形成されている。この柱状スペーサ１８は上記画素電極１７上における上記コンタクトホール１５ａの上方位置に配置されている。すなわち、コンタクトホール１５ａによって画素電極１７の表面にはコンタクトホール１５ａを反映した凹部が形成され、この凹部上に柱状スペーサ１８が配置固定されている。柱状スペーサ１８の構成素材は絶縁体であれば特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド等の有機樹脂材料であることが好ましい。柱状スペーサ１８は、フォトリソグラフィ法により、すなわち、基板上に観光性樹脂を塗布し、所定のマスクを用いて露光し、現像処理を行うことによって形成されることが最も望ましい。なお、層間絶縁膜１５、画素電極１７及び柱状スペーサ１８上には配向膜１９が形成されている。
【００３１】
上記ＴＦＤ素子７３は、走査線６１及びこの走査線６１の近傍に島状に配置された第１金属層１１の表面に陽極酸化によって形成された絶縁膜１２と、走査線６１及び第１金属層１１上に上記絶縁膜１２を介して形成された第２金属層１３及び１４とから構成されている。第１金属層１１は、走査線６１と同じ素材、例えば、タンタル（Ｔａ）単体、タングステン（Ｗ）等を含むタンタル合金、などの各種の導電性材料によって形成される。第２金属層１３及び１４は、例えば、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料で形成される。ここで、第２金属層１３は、走査線６１上から第１金属層１１上にまで伸びるように形成され、第２金属層１４は第１金属層１１上から画素電極１７の下方位置まで伸びるように構成される。
【００３２】
本実施形態の場合、ＴＦＤ素子７３は第１のＴＦＤ素子部７１と第２のＴＦＤ素子部７２とから構成される。図３及び図４に示すように、第１のＴＦＤ素子部７１は、第２金属層１３、絶縁膜１２、第１金属層１１の接合部分により構成され、金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造を備えたものとなる。一方、第２のＴＦＤ素子部７２は、第１金属層１１、絶縁膜１２、第２金属層１４の接合部分により構成され、第１のＴＦＤ素子部７１とは反対のダイオードスイッチング特性を備えた金属／絶縁体／金属のサンドイッチ構造を備えたものとなる。このように、ＴＦＤ素子７３は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した構成となっているため、１つのダイオードのみを用いた場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化される。ただし、ＴＦＤ素子としては、単一のダイオード構造を備えたもので構成しても構わない。
【００３３】
他方、図２に示すように、対向基板２０上には、カラーフィルタ２１が形成される。このカラーフィルタ２１としては、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）などの複数色の着色層を画素領域に合わせて所定の配列パターンにて配列させ、その上に透明な樹脂層などで構成される保護膜を形成したものが挙げられる。また、カラーフィルタ２１上には、ＩＴＯ等の透明導電体で構成される複数の対向電極６２がストライプ状に形成され、これらの対向電極６２の間に遮光膜２２が形成される。対向電極６２及び遮光膜２２の上には配向膜２３が形成される。
【００３４】
［柱状スペーサの構造］
次に、本実施形態に係る柱状スペーサ１８について、図３及び図５を参照しつつ、より詳しく説明する。柱状スペーサ１８は、図３に示すように、ＴＦＤ素子７３とは異なる位置に設けられたコンタクトホール１５ａ上に配置されている。ここで、ＴＦＤ素子７３や柱状スペーサ１８の形成領域は、上記遮光膜２２或いは図示しない別の遮光層などによって遮光されていることが好ましい。このような遮光膜や遮光層を構成する材料としては、金属クロム、カーボン又はチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラックや、ニッケル等の金属材料等を考えることができ、更には、これらを含む二つ以上の材料により積層構造を有するものとすることも可能である。また、上記カラーフィルタ２１の２以上の着色層を重ね合わせることによって遮光を行うこともできる。
【００３５】
ただし、別途の遮光膜を設けなくても、コンタクトホール１５ａ（或いはその上の凹部）の開口範囲は、コンタクト構造（第２金属層１４）によって遮光されているので、柱状スペーサ１８は遮光範囲内に形成されていることになる。したがって、いずれにしても、本実施形態では、柱状スペーサ１８を設けても遮光範囲を広げる必要がなく、開口率を維持できるため、表示の明るさ低下を回避できる。また、上記のように柱状スペーサ１８の形成領域が遮光されていることで、柱状スペーサ１８による液晶分子の配向の乱れが表示に寄与しなくなるので、光抜けを防止することができ、コントラストの向上を図ることができる。
【００３６】
この場合、コンタクトホール１５ａとスイッチング素子（ＴＦＤ素子７３）とが隣接し、かつ、柱状スペーサ１８の形成範囲（すなわちコンタクトホール１５ａの開口範囲）からスイッチング素子（ＴＦＤ素子７３）に向かう方向がラビング方向（液晶分子の初期配向方向）となるように構成されていれば、柱状スペーサ１８が存在することに起因して生ずる、ラビングの影による表示への影響も低減できる。これは、ラビングの影となる部分がスイッチング素子の形成領域となるが、当該領域は本来遮光範囲内にあるので、表示に影響を与えないからである。
【００３７】
本実施形態では、柱状スペーサ１８は、図３に示すように、画素電極１７によって規定される画素領域毎に形成されている。ただし、画素領域の配列方向に一つおき、二つおきなど、所定数の画素領域毎に柱状スペーサ１８を形成するようにしても構わない。すなわち、柱状スペーサ１８は、全てのコンタクトホール１５ａ上に形成させる必要はなく、柱状スペーサ１８による基板間隔の規制により均一な表示態様を実現できるように構成されていればよい。通常は、柱状スペーサ１８の配置密度が基板面上で均等になるように構成される。
【００３８】
上記のように配置される柱状スペーサ１８は、図５に示すように、基板内面上に突出した突出部１８Ａと、この突出部１８Ａの下方においてコンタクトホール１５ａ内に配置される基部１８Ｂとを有する。このように、基部１８Ｂがコンタクトホール１５ａ内に配置されているので、柱状スペーサ１８を平坦な下地面上に形成した場合に比べて下地面（図示例の場合には画素電極１７の表面）との間の接着面積が格段に広くなるため、柱状スペーサ１８の密着力が著しく増大する。また、基部１８Ｂがコンタクトホール１５ａの内側面により支持されるため、柱状スペーサ１８の支持力も増大し、その結果、倒伏に対する耐力がきわめて大きくなる。
【００３９】
本実施形態において、上記柱状スペーサ１８の基部１８Ｂの高さはコンタクトホール１５ａの深さとほぼ等しく、コンタクトホール１５ａの深さは層間絶縁膜１５の厚さとほぼ等しい。層間絶縁膜１５は、配線（走査線６１）やスイッチング素子（ＴＦＤ素子７３）と画素電極１７との間の寄生容量を低減するとともに、液晶層の厚さを一定にするために画素電極１７の下地面の平坦性を確保するために設けられるので、通常かなり厚く、例えば０．５〜２．０μｍ程度（典型的には約１．０μｍ程度）に形成される。したがって、基部１８Ｂも高くなり、上記の密着力や支持力が大幅に向上する。また、上記突出部１８Ａは通常２〜３μｍ程度であるので、突出部１８Ａにラビング時などにおいて水平方向の応力を受けても、それほど大きな倒伏力とはならない。したがって、配向膜１９のラビング処理時の力が加わっても、柱状スペーサ１８の剥離・倒伏をほぼ完全に防止することができる。
【００４０】
もちろん、本実施形態では、ラビング処理時だけではなく、製造工程中の他の処理に際しても柱状スペーサ１８が剥離・倒伏する恐れを低減できる。また、液晶表示装置６０の製造完了後において外部から衝撃力を受けた場合などにおいても柱状スペーサ１８の剥離・倒伏を防止することができるため、液晶表示装置６０の耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００４１】
図５に示す柱状スペーサ１８は、突出部１８Ａの平面範囲がコンタクトホール１５ａの開口面よりも広くなるように構成されたものである。また、基部１８Ｂは、コンタクトホール１５ａの内部全体を占有するように形成されている。したがって、基部１８Ｂは突出部１８Ａよりも平面範囲が小さくなっているが、基部１８Ｂが下地面に接する面積は大きく、コンタクトホール１５ａの内側面に基部１８Ｂがしっかりと支持されているので、上記密着力や支持力を充分に確保することができる。
【００４２】
また、柱状スペーサ１８の中心位置は、コンタクトホール１５ａの中心位置と一致するように構成されている。これによって、図示例のように柱状スペーサ１８の形成範囲がコンタクトホール１５ａの開口範囲よりも大きい場合でも、柱状スペーサ１８におけるコンタクトホール１５ａの開口範囲の外側への張り出し幅を低減することができるので、光漏れ等によるコントラストの低下を招くことなく、遮光範囲を低減でき、開口率を高めることができる。また、後述するように、柱状スペーサ１８の形成範囲がコンタクトホール１５ａの開口範囲内に収まる場合でも、柱状スペーサ１８が液晶分子の配向状態に影響を与える範囲を遮光範囲内に留めたり、その遮光範囲内からの張り出し幅を低減したりすることが可能になる。
【００４３】
なお、本実施形態では柱状スペーサ１８の突出部１８Ａの縦断面形状が台形状になっている。すなわち、突出部１８Ａは上方へいくほど横断面が小さくなっている。このようにすると、配向膜のラビング処理時のラビングロールの回転力により受ける倒伏力を軽減することができる。また、柱状スペーサ１８からラビング処理時のラビング方向に向けて伸びる、ラビングの影となる配向不良部分の発生を軽減することもできる。
【００４４】
図６乃至図８には、コンタクトホール１５ａに対して異なる関係にある柱状スペーサ１８を形成した場合の様子を示す。図６は、柱状スペーサ１８（具体的には突出部１８Ａと基部１８Ｂの境界部分）の平面占有範囲をコンタクトホール１５ａの開口範囲とほぼ等しくした場合の断面構造を示す。この構造では、柱状スペーサ１８の平面占有範囲がコンタクトホール１５ａの開口範囲とほぼ等しいことにより、画素電極１７の平坦部を柱状スペーサ１８が覆うことがなくなるため、遮光範囲を極力低減し、開口率を高め、表示を明るく上で有利になる。
【００４５】
図７には、柱状スペーサ１８の平面占有範囲をコンタクトホール１５ａの開口範囲よりも小さくした構造を示す。この構造にすれば、柱状スペーサ１８による液晶分子の配向に影響を与える範囲を図５及び図６に示すものより小さく構成することができるため、さらなる遮光範囲の縮小により開口率を向上させ、表示を明るくすることが可能になるとともに、柱状スペーサ１８周囲の光漏れに起因するコントラストの低下を防止できる。この場合、柱状スペーサ１８により液晶分子の配向状態が影響を受ける範囲をコンタクトホール１５ａの形成範囲に収まるように構成することが最も望ましい。
【００４６】
図８には、柱状スペーサ１８の中心をコンタクトホール１５ａの中心からずらした態様で形成した構造を示す。この場合でも、上記と同様に柱状スペーサ１８と下地面との接着面積が増大し、密着力の増大を図ることができる。また、コンタクトホール１５ａに対する柱状スペーサ１８のずれ方向をラビング方向Ｒ（すなわち、液晶分子の初期配向方向）と一致させ、柱状スペーサ１８の基部１８Ｂがコンタクトホール１５ａにおけるラビング方向Ｒ側にある内側面に支持された状態とすれば、上記と同様に充分な支持力を確保できるため、ラビング処理による柱状スペーサ１８の剥離・倒伏を防止できる。
【００４７】
なお、上記の各柱状スペーサ１８の横断面形状は、図３において円形であるように描いてあるが、本発明においては特に限定されず、任意である。ただし、ラビング処理時に加わる応力に配慮して、上記横断面形状をラビング方向に長軸を持つ楕円形、菱形、長方形などの延長形状にすれば、ラビング処理時に受ける応力を低減することができるとともに、柱状スペーサ１８のラビング方向の耐力を高めることができるため、ラビング処理時の剥離・倒伏の恐れをさらに低減させることができる。
【００４８】
［液晶表示装置の製造方法］
次に、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。なお、以下の記述においては、図２乃至図５を適宜に参照されたい。
【００４９】
まず、素子基板１０の製造工程について説明する。最初に、素子基板１０上に酸化タンタル等で構成された下地層１０ａ（図４及び図５参照）を形成する。この下地層１０ａはスパッタリング法で直接形成してもよく、或いは、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法などによりタンタル薄膜を形成し、これを熱酸化することによって形成してもよい。この下地層１０ａは配線やＴＦＤ素子の密着性向上や不純物の拡散防止などの目的で形成される。
【００５０】
次に、スパッタリング法や蒸着法などでタンタル薄膜を形成し、このタンタル薄膜をフォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いてパターニングして、走査線６１及び第１金属層１１を形成する。このとき、走査線６１と第１金属層１１との間に連結部が残され、相互に連続するようにパターニングが行われる。
【００５１】
次に、走査線６１を通して通電し、陽極酸化法によって走査線６１及び第１金属層１１の表面を酸化し、酸化タンタルで構成される絶縁膜１２を形成する。この陽極酸化工程では、素子基板１０を電解液中に浸漬した状態でタンタル薄膜の表面を酸化し、次いで陽極酸化膜のピンホール除去や膜質の安定を目的としてアニール処理が施される。その後、パターニング処理により走査線６１と第１金属層１１の間の連結部を除去し、走査線６１と第１金属層１１とを離反させる。
【００５２】
次に、素子基板１０の表面の全面にスパッタリング法等によりクロム薄膜を形成する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてこのクロム薄膜をパターニングし、第２金属層１３及び１４を形成する。このようにして上述の第１ＴＦＤ素子部７１と第２ＴＦＤ素子部７２とを備えたＴＦＤ素子７３が各画素に形成される。
【００５３】
次に、例えばアクリル樹脂からなる層間絶縁膜１５を全面に平滑に塗布し硬化させる。その後、パターニング処理により、第２金属層１４の一部を露出させるコンタクトホール１５ａを形成する。この層間絶縁膜１５を、フォトリソグラフィ技術を用いて、すなわち、感光性樹脂の塗布、露光、現像の各処理を行うことによって、コンタクトホール１５ａを備えた状態に形成してもよい。
【００５４】
次に、画素電極となるＩＴＯ等の透明導電材料をスパッタリング法により全面に堆積させ、フォトリソグラフィ技術によるパターニング処理により画素電極１７を形成する。このとき、画素電極１７はコンタクトホール１５ａを介して第２金属層１４と電気的に接続した状態となる。また、画素電極１７の表面には、上記コンタクトホール１５ａを反映した凹部が形成される。
【００５５】
次に、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの感光性樹脂をセルギャップに見合う厚みで塗布し、所定のマスクを介して露光した後に現像し、上記柱状スペーサ１８を形成する。この柱状スペーサ１８はフォトリソグラフィ技術により形成できるが、柱状スペーサ１８の製造方法はフォトリソグラフィ法に限られるものではなく、例えば、マスクを介したパターニング処理（エッチング処理）によって行うこともできる。
【００５６】
次に、ポリイミド樹脂を全面に塗布し、焼成などにより硬化させることにより、配向膜１９を形成する。その後回転金属ローラ等に巻き付けたラビング布で硬化後の配向膜表面を一定方向に擦るラビング処理を行う。本発明では柱状スペーサ１８の下部がコンタクトホール１５ａ上に形成されているため、ラビング処理により柱状スペーサ１８が剥離・倒伏することはない。なお、本実施形態では、画素電極１７上に柱状スペーサ１８を形成しているが、配向膜１９を先に形成し、この配向膜１９上に柱状スペーサ１８を形成しても構わない。
【００５７】
次に、対向基板２０の製造工程について説明する。最初に、基板上にＲ，Ｇ，Ｂなどの複数の着色層を塗布及びパターニングにより順次形成する。各着色層の形成は、フォトリソグラフィ法を用いて、すなわち、染料や顔料を含む感光性樹脂を塗布し、所定のマスクにより露光し、現像を順次施すことによって行うことが好ましい。その後、アクリル樹脂などを塗布して着色層を覆う保護膜を形成する。これによってカラーフィルタ２１が基板上に形成される。
【００５８】
次に、上記カラーフィルタ２１上に、ＩＴＯなどの透明導電材料をスパッタリング法などによって体積させ、パターニング処理を行うことによってストライプ状の上記対向電極６２を形成する。また、対向電極６２の間には遮光膜２２を形成する。ただし、上記カラーフィルタ２１の形成工程において、複数の着色層を重ねることによって遮光膜を形成した場合には、ここで改めて遮光膜２２を形成しなくてもよい。その後、上記配向膜１９と同様の素材及び方法で、配向膜２３を形成し、上記と同様にラビング処理を施す。
【００５９】
以上の工程により、素子基板１０及び対向基板２０がそれぞれ形成される。そして、素子基板１０と対向基板２０とをシール材３１を介して貼りあわせ、シール材３１内に液晶４０を封止すれば、本実施形態の液晶表示装置６０を製造することができる。
【００６０】
［電子機器］
最後に、図９及び図１０を参照して本発明に係る電気光学装置を搭載した電子機器について説明する。この実施形態では、上述の液晶表示装置６０を含む電気光学装置１００を表示手段として備えた電子機器について説明する。ただし、上記の液晶表示装置以外の他の電気光学装置でも同様に本実施形態に適用することができる。
【００６１】
図９は、本実施形態の電子機器における電気光学装置１００に対する制御系（表示制御系）の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源２９１と、表示情報処理回路２９２と、電源回路２９３と、タイミングジェネレータ２９４と、光源制御回路２９５とを含む表示制御回路２９０を有する。また、電気光学装置１００には、上述の構成を有する液晶表示パネル６０Ｐ及びこの電気光学パネル６０Ｐを駆動する駆動回路６０Ｄを備えた液晶表示装置６０と、光源１３１及び導光板１３２を備えたバックライト１３０とが設けられている。この駆動回路６０Ｄは、電気光学パネル６０Ｐに直接実装されている電子部品（半導体ＩＣなど）で構成され、上記の走査線駆動回路６４及び信号線駆動回路６５に相当する。ただし、駆動回路６０Ｄは、上記のような態様の他に、パネル表面上に形成された回路パターン、或いは、液晶パネルに導電接続された回路基板に実装された半導体ＩＣチップ若しくは回路パターンなどによっても構成することができる。
【００６２】
表示情報出力源２９１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２９４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２９２に供給するように構成されている。
【００６３】
表示情報処理回路２９２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、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と共に駆動回路６０Ｄへ供給する。駆動回路６０Ｄは、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路２９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【００６４】
光源制御回路２９５は、外部から導入される制御信号に基づいて、電源回路２９３から供給される電力をバックライト１３０の光源１３１に供給する。光源１３１から放出された光は導光板１３２に入射され、導光板１３２から液晶表示パネル６０Ｐに照射される。この光源制御回路２９５は、上記制御信号に応じて光源１３１の点灯／非点灯を制御する。また、各光源の輝度を制御することも可能である。
【００６５】
図１０は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話の外観を示す。この電子機器１０００は、操作部１００１と、表示部１００２とを有し、表示部１００２の筐体内部に回路基板１００３が配置されている。回路基板１００３上には上記の電気光学装置１００が実装されている。そして、表示部１００２の表面において上記液晶表示パネル６０Ｐの表示領域を視認できるように構成されている。
【００６６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶表示装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態ではＴＦＤ素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を構成したが、本発明は、ＴＦＴ素子などの他のスイッチング素子を用いた装置構成とすることも可能であり、この場合には、ＴＦＴのドレインと画素電極とを層間絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して導通させる構造とすればよい。また、コンタクトホールを反映した凹部が存在するのであれば、スイッチング素子を持たない装置構成、例えば、パッシブマトリクス型の装置構成に適用することも可能である。さらに、液晶以外の電気光学物質を備えた各種の電気光学装置、例えば、電気泳動ディスプレイ装置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。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る実施形態の液晶表示装置の等価回路図。
【図２】実施形態の概略縦断面図。
【図３】実施形態における素子基板の平面構造を示す拡大平面図。
【図４】実施形態における素子基板のＴＦＤ素子近傍の構造を示す拡大斜視図。
【図５】実施形態における素子基板の柱状スペーサを含む部分の拡大縦断面図。
【図６】実施形態における柱状スペーサの他の構成例を示す拡大縦断面図。
【図７】実施形態における柱状スペーサの別の構成例を示す拡大縦断面図。
【図８】実施形態における柱状スペーサの別の構成例を示す拡大縦断面図。
【図９】電子機器の実施形態における表示制御系の構成を示す概略構成図。
【図１０】電子機器の概観を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…素子基板、１１…第１金属層、１２…絶縁膜、１３、１４…第２金属層、１５…層間絶縁膜、１５ａ…コンタクトホール、１７…画素電極、１８…柱状スペーサ、１９…配向膜、２０…対向基板、２１…カラーフィルタ、２２…遮光膜、２３…配向膜、４０…液晶、６０…液晶表示装置、６１…走査線、６２…対向電極、６２ａ…信号線、６３…画素領域、６４…走査線駆動回路、６５…信号線駆動回路、７１…第１のＴＦＤ素子部、７２…第２のＴＦＤ素子部、７３…ＴＦＤ素子
【図１】
2006091055.tif 000003
【図２】
2006091055.tif 000004
【図３】
2006091055.tif 000005
【図４】
2006091055.tif 000006
【図５】
2006091055.tif 000007
【図６】
2006091055.tif 000008
【図７】
2006091055.tif 000009
【図８】
2006091055.tif 000010
【図９】
2006091055.tif 000011
【図１０】
2006091055.tif 000012