(57)【要約】【課題】  スペーサの安定性の向上を図った電気光学装置、そのような電気光学装置の製造方法、及びそのような電気光学装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】  表面に電極を備えた電気光学装置用基板と、当該電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置において、  電気光学装置用基板上に、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを備えることを特徴とする。【選択図】  図３
2006201218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極を備えた電気光学装置用基板と、当該電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置において、
前記電気光学装置用基板上に、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが前記突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記スペーサが、隣接する電極間の間隙に形成してあ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】
前記突起部の形状が柱状であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記電気光学材料が液晶材料であるとともに、前記電気光学装置の側面には、当該液晶材料の注入口を備え、前記基部を基板面に対して垂直方向から眺めた場合に、当該基部は短辺と長辺を有し、当該長辺が前記側面に対して垂直方向に配置してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記電極における隣接する電極に対向する端部の位置と、前記スペーサの端部の位置と、が一致していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記スペーサがライン状に配置されているとともに、前記突起部が複数設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記電気光学装置用基板が、表面にスイッチング素子と、電気配線と、をさらに備え、前記スペーサが前記電気配線に沿って、当該電気配線を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記スペーサが、電気絶縁性の感光性樹脂から形成してあるとともに、前記基部と前記突起部とが一体的に形成してあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
前記スペーサの比誘電率を５以下の値とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項１０】
電気光学装置用基板と、当該電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置の製造方法であって、
前記電気光学装置用基板の基体上に、所定形状にパターニングされた電極を形成する工程と、
前記電極が形成された基体上に、感光性樹脂からなる樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に対して、ハーフトーン露光又は多重露光した後、現像することにより、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが前記突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを形成する工程と、
を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜９に記載されたいずれか一つの電気光学装置を備え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、電気光学装置の製造方法、及び電子機器に関する。特に、所定の突起部及び基部を含むスペーサを備えることにより、スペーサの安定性の向上を図った電気光学装置、そのような電気光学装置の製造方法、及びそのような電気光学装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像表示装置である電気光学装置の一態様として、液晶装置が広く用いられている。一般に液晶装置は、電極が形成された一対の基板と、その基板間のセルギャップに封入された液晶材料とを主要素として構成され、かかる電極に印加する電圧を制御することで、液晶材料を適宜配向させ、画像を表示させるものである。
そして、一対の基板間のセルギャップは、表示特性に影響を与える要素であり、その幅を精度良く均一に規定する必要がある。そこで、セルギャップ幅を均一にするために、上下基板間に球状スペーサや柱状スペーサを配置する方法が用いられていた。
【０００３】
ここで、球状スペーサとは、例えば、球状のガラスボール(ポリスチレンボール)であって、基板間の間隙に分散配置させることで、その粒径に対応したセルギャップを規定することができる。そのため、画像表示領域全域でセルギャップを規定することが可能な反面、分散性の制御が困難という問題点が見られた。
一方、柱状スペーサとは、フォトリソグラフィ法により成形された感光性樹脂からなるスペーサであって、画素電極間や素子電極上といった有効表示領域外など、配置場所を任意に選択することができる。すなわち、かかる柱状スペーサは、球状スペーサと異なり、配置箇所を精度良く制御することができることから、開口面積の拡大化に伴い 、スペーサ配置箇所の制限が厳しくなってきている近年では広く用いられている。例えば、図１７に示すように、上基板６０４と、下基板６０５との間隙であって、画像表示領域Ａ以外の部分に配置された円柱状スペーサ６０８が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１７５１３３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された柱状スペーサ６０８は、図１７に示すように円筒形をなしていることから、柱状スペーサの上下端部でのみ、基板と接触することになる。そのため、例えばスペーサに低誘電材料を用いたような場合に、スペーサの構成材料の比誘電率の低下に伴って、スペーサと基板との密着性が低下してしまう場合が見られた。
その結果、液晶注入作業時や搬送時など、スペーサに物理的負荷が掛かった際に、スペーサの位置ずれが発生する場合があり、均一なセルギャップを規定することが困難になるという問題が見られた。
【０００５】
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、一対の基板からなる電気光学装置において、かかる基板におけるセルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを設けることにより上述する問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち本発明は、かかるスペーサを設けることにより、例えば、低誘電材料を用いてスペーサを形成した場合であっても、構成上、基部が突起部を強固に支えるとともに、スペーサと基板との接触面積が拡大することによって、スペーサの安定性の向上が図られた電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及びそのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、表面に電極を備えた電気光学装置用基板と、電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置において、電気光学装置用基板上に、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを備えることを特徴とする電気光学装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、基板上に所定の突起部及び基部を含むスペーサを備えることにより、基部が突起部を強固に支えるとともに、スペーサと基板との接触面積が拡大し、密着性を上げることが可能となる。よって、液晶注入といったスペーサに物理的負荷の掛かる作業を実施する場合や、作業工程間の搬送など機械的衝撃の加わる場合でも、セルギャップの均一性を維持し、安定した表示特性を有する電気光学装置を提供することができる。また、かかるセルギャップに液晶材料を注入する液晶注入工程においても、液晶の流れを阻害することなく、安定的に注入作業を実施することができる。
【０００７】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、スペーサが、隣接する電極間の間隙に形成してあることが好ましい。
このように構成することにより、画素領域外にスペーサを配置することができる。したがって、画素領域を通過する光の透過率を低下させることが無いことから、表示特性の低下を防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、突起部の形状が柱状であることが好ましい。
このように構成することにより、突起部が柱状であるために、壁状や球状とした場合に比べて、基板平面方向への射影面積を小さくでき、画素領域上にスペーサを配置した場合であっても、表示面積への影響を最小限に抑えることができる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、電気光学材料が液晶材料であるとともに、電気光学装置の側面には液晶材料の注入口を備え、基部を基板面に対して垂直方向から眺めた場合に、基部は短辺と長辺を有し、長辺が側面に対して垂直方向に配置してあることが好ましい。
このように構成することにより、液晶材料をセルギャップ内に注入する際の流入方向と、基部の長辺方向とが平行になることから、基部が液晶材料の流れを阻害することなく、安定的な注入作業を実施することが可能となるためである。
【００１０】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、電極における隣接する電極に対向する端部の位置と、スペーサの端部の位置と、が一致していることが好ましい。
このように構成することにより、画素面積を小さくすることなく、隣接する電極間の電気絶縁性を効果的に得ることができる。したがって、表示領域である電極上にスペーサを重ねることによって生じる表示特性の低下を防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、スペーサがライン状に配置されているとともに、突起部が複数設けられていることが好ましい。
このように構成することにより、スペーサをライン状とすることで、ストライプ状もしくはマトリックス状に配置された電極の間隙に、選択的に配置することができるため、電極とスペーサとが重なることによって生じる表示特性の低下を生じさせることなく、セルギャップを規定することができる。
【００１２】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、電気光学装置用基板が、表面にスイッチング素子と、電気配線と、をさらに備え、かかる電気光学装置にスペーサが電気配線に沿って、電気配線を被覆するように形成されていることが好ましい。
このように構成することにより、ＴＦＤやＴＦＴ等のアクティブマトリックス型の電気光学装置において、電気絶縁性材料であるスペーサが、電極間に配置される電気配線を被覆する構造となるため、電気配線と、隣接する画素電極との間の電気絶縁性を確保することができる。したがって、いわゆる縦クロストークの問題を解決することができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、スペーサを電気絶縁性の感光性樹脂から形成してあるとともに、基部と突起部とが一体的に形成してあることが好ましい。
このように構成することにより、上下基板間の電気絶縁性を確保するとともに、フォトリソグラフィ法による同時形成が可能となることから、柱状部及び基部を効率的に形成することができる。さらには、ハーフトーンマスク等を用いることで、より微細な段差を形成することもできる。
【００１４】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、スペーサの比誘電率を５以下の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、セルギャップを精度良く規定するとともに、上下基板間の電気絶縁性を安定的に確保することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の別の態様は、電気光学装置用基板と、電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置の製造方法であって、電気光学装置用基板の基体上に、所定形状にパターニングされた電極を形成する工程と、電極が形成された基体上に、感光性樹脂からなる樹脂層を形成する工程と、樹脂層に対して、ハーフトーン露光又は多重露光した後、現像することにより、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを形成する工程と、を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法である。
すなわち、柱状部と基部とを一体的に備えたスペーサを効率的に形成することができることから、スペーサと基板との密着性や安定性が向上し、均一なセルギャップを維持することができる電気光学装置を効率的に製造することができる。
【００１６】
また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの電気光学装置を備えた電子機器である。
すなわち、所定の突起部及び基部を含むスペーサが形成された装置を備えることにより、スペーサと基板との密着性に優れ、表示特性の向上が図られた電子機器を効率的に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置を含む電子機器に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
【００１８】
［第１実施形態］
第１実施形態は、表面に電極を備えた電気光学装置用基板と、電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置である。そして、電気光学装置用基板上に、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを備えることを特徴とする。
以下、図１〜１１を適宜参照しながら、本実施形態の電気光学装置について、カラーフィルタ基板と、所定のスペーサを備えるとともにＴＦＤ素子（Thin Film Diode）を備えた素子基板と、を含む液晶装置を例に採って具体的に説明する。
なお、本実施形態の液晶装置は、ＴＦＴ素子（Thin Film Transistor）を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶装置や、パッシブマトリクス型の液晶装置であっても構わない。
【００１９】
１．電気光学装置の基本構造
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態の電気光学装置の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。ここで、図１は液晶装置に使用される液晶パネル１０の概略斜視図であり、図２は当該液晶パネル１０の概略断面図である。また、図１及び図２中の矢印は、液晶パネル１０に表示された画像を観察する際の観視方向を示している。
かかる液晶パネル１０は、二端子型非線形素子としてのスイッチング素子６９を用いたアクティブマトリクス型構造を有する液晶パネルであって、図示しないものの、バックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを必要に応じて適宜取付けることにより電気光学装置（液晶装置）となる。
【００２０】
また、液晶パネル１０は、透明な第１のガラス基板３１を基体とするカラーフィルタ基板３０と、透明な第２のガラス基板６１を基体とする素子基板６０とが、対向配置されるとともに接着剤等のシール材２３を介して貼り合わせられている。また、カラーフィルタ基板３０と、素子基板６０とが形成する空間であって、シール材２３の内側部分に対して、液晶材料注入口２３ａを介して液晶材料２１を注入した後、封止材２５にて封止されてなるセル構造を備えている。すなわち、第１の基板３０と第２の基板６０との間に液晶材料２１が充填されている。
【００２１】
また、第２のガラス基板６１の内面、すなわち、第１のガラス基板３１に対向する表面上に、第２の電極（画素電極と称する場合がある。）６３をマトリクス状に形成してある。一方、第１のガラス基板３１の内面、すなわち、第２のガラス基板６１に対向する表面上には、第１の電極（走査電極と称する場合がある。）３３が形成されている。
また、第２の電極６３は、スイッチング素子６９を介して電気配線（データ線と称する場合がある。）６５に対して電気的に接続されるとともに、もう一方の第１の電極３３は、導電性粒子を含むシール材２３を介して素子基板６０上の引回し配線６６に対して電気的に接続されている。このように構成された第２の電極６３と第１の電極３３との交差領域がマトリクス状に配列された多数の画素（以下、画素領域と称する場合がある。）を構成し、これら多数の画素の配列が、全体として液晶表示領域Ａを構成することになる。
なお、図１中、それぞれの画素領域に対応する第２の電極６３やスイッチング素子６９については、一部の画素領域にのみ図示してあるが、その他の画素領域についても同様に存在する。
【００２２】
また、第２のガラス基板６１は、第１のガラス基板３１の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部６０Ｔを有し、この基板張出部６０Ｔ上には、電気配線６５、引回し配線６６及び、独立して形成された複数の配線からなる外部接続用端子６７が形成されている。
そして、これら電気配線６５、引回し配線６６及び外部接続用端子６７に対して電気的に接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体素子（ＩＣ）９１が実装されている。さらに、基板張出部６０Ｔの端部には、外部接続用端子６７に導電接続されるように、回路基板９３が実装されている。
【００２３】
２．カラーフィルタ基板
液晶パネル１０を構成するカラーフィルタ基板３０は、一例として、第１のガラス基板３１と、反射層３５と、着色層３７と、遮光層３９と、層厚調整層４０と、第１の電極３３と、から構成されている。また、第１の電極３３の上には、ポリイミド樹脂等からなる第１の配向膜４５が形成されている。
そして、第１のガラス基板３１の所定位置に、鮮明な画像表示が認識できるように、位相差板（１／４波長板）４７及び偏光板４９が配置されている。
【００２４】
また、カラーフィルタ基板３０に形成された遮光膜３９は、隣接する画素間において色材が混色することを防止して、コントラストに優れた画像表示を得るための膜である。このような遮光膜３９としては、例えば、クロム（Ｃｒ）やモリブテン（Ｍｏ）等の金属膜を遮光膜３９として使用したり、あるいは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いたりすることができる。さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を重ね合わせることにより、遮光膜を形成することもできる。
【００２５】
また、着色層３７は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。着色層３７の色調の一例としては原色系フィルタとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）等の補色系や、その他の種々の色調で形成することができる。
また、着色層３７の配列パターンとしては、ストライプ配列を採用することが多いが、このストライプ配列の他に、斜めモザイク配列や、デルタ配列等の種々のパターン形状を採用することができる。
【００２６】
また、着色層３７や遮光膜３９上には、遮光膜３９等の導電性の材料からなる部材と、走査電極３３との間の電気絶縁性を図るために、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの光硬化性又は熱硬化性の樹脂材料からなる層厚調整層４０が形成されている。
また、層厚調整層４０の上には、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体からなる走査電極３３が形成されている。かかる走査電極３３は、複数の透明電極が並列したストライプ状に構成されている。そして、この走査電極３３の上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜４５が形成されている。
【００２７】
３．素子基板
カラーフィルタ基板３０と対向する素子基板６０は、一例として、第２のガラス基板６１と、電気配線６５と、スイッチング素子（図示せず）と、第２の電極（図示せず）と、から構成されている。また、電気配線６５や第２の電極等の上には、第１の基板３０における第１の配向膜４５と同様のポリイミド樹脂等からなる第２の配向膜７５が形成されている。さらに、第２のガラス基板６１の外面においても、位相差板（１／４波長板）７７及び偏光板７９が配置されている。
なお、第１実施形態の電気光学装置の例では、着色層３７を第１のガラス基板３１上に設けてあるが、第２のガラス基板６１上に設けることもできる。
【００２８】
また、素子基板６０上の電気配線６５は、複数の配線が並列したストライプ状に構成されている。また、ドライバ９１等の実装領域側の辺に対して垂直方向に延びる辺側には、導電性粒子を含むシール材２３を介してカラーフィルタ基板３０上の走査電極３３と電気的に接続される引回し配線６６が設けられている。そして、画素電極６３は、それぞれの電気配線６５の間に、マトリクス状に配置されるとともに、電気配線６５と画素電極６３とは、ＴＦＤ素子６９を介して電気的に接続されている。
なお、本実施形態にかかる液晶装置は、ＴＦＤ素子６９を備えた液晶装置１０であり、電気配線６５とは、データ線を意味する。
【００２９】
４．スペーサ
（１）基本構成
また、図２に示すように、素子基板６０上には、カラーフィルタ基板３０とのセルギャップを規定するためのスペーサ１０３が設けてある。かかるスペーサ１０３は、セルギャップを規定するための突起部１０４と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部１０５から構成してある。
ここで、突起部とはセルギャップを規定するための部材である。一方、基部とはスペーサの安定性や密着性を向上させるための部材である。
すなわち、かかるスペーサ１０３は、突起部１０４と基部１０５とを備えることで、均一なセルギャップを規定するとともに、突起部を強固に支える機能と、スペーサと基板との接触面積を拡大させることによる密着性改善機能と、を有している。
その結果、スペーサ１０３に物理的負荷の掛かる液晶注入といった作業を実施する場合や、作業工程間の搬送など機械的衝撃の加わる場合でも、セルギャップの均一性を維持できるために、安定した表示特性を有する電気光学装置を提供することが可能となる。
また、基部１０５と突起部１０４との高さを異ならせることにより、セルギャップに液晶材料を注入する液晶注入工程においても、液晶の流れを阻害することなく、安定的に注入作業を実施することが可能となる。
なお、本実施形態においては、素子基板６０に形成する場合を例にとって説明するが、スペーサはカラーフィルタ基板３０に形成することのでき、さらに、素子基板６０とカラーフィルタ基板３０の両方に形成することもできる。
【００３０】
また、スペーサ１０３の構成材料が、電気絶縁性の感光性樹脂を用いて形成してあることが好ましい。その理由は、ハーフトーンマスクを用いたり、露光量調整を行うことにより、基部と突起部とを同時形成することが可能となるためである。さらに、素子基板の微細化が進んだ場合であっても、汎用性のあるフォトリソグラフィ法を用いることで、精度良く所望の形状を得ることができるためである。
なお、スペーサを構成する電気絶縁性の感光性樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、紫外線硬化性樹脂として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。
【００３１】
さらに、スペーサ１０３の材料の比誘電率は、材質、添加剤及びプロセス条件等を考慮し、所定の範囲内の値に調整しておくことが好ましい。このように調整しておくことにより、スペーサに低誘電材料を用いた場合であっても、素子基板６０とスペーサ１０３との接触面積を可能な範囲で適宜変更することで密着性を確保するとともに、電極間の電気絶縁性を最大限に得ることが可能となるためである。
したがって、従来のスペーサ形状であれば、密着性との関係において、比誘電率を５以下とすることは困難であったが、本発明の電気光学装置においては、比誘電率の値を５以下とすることが好ましく、さらには４以下とすることがより好ましい。
なお、かかる比誘電率は、電極および測定対象樹脂からなる測定用素子を形成することで算出することができる。
より具体的には、まず基板上に間隔２００μｍで配置した所定の櫛型パターンを有する電極を形成する。次に、この基板上に測定対象樹脂を塗布した後、光硬化処理をすることにより測定用素子を形成する。最後に、静電容量測定器を用いて、１ｋＨｚ、１Ｖの交流電圧を印加したときに測定される静電容量の値から比誘電率を算出することができる。
【００３２】
（２）形状
次に、図３〜図６を適宜参照しつつ、スペーサ１０３の形状について説明する。
まず、突起部１０３については、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、円柱突起部１０４ａや、四角柱突起部１０４ｂ、円錘台突起部１０４ｃ、四角錘台突起部１０４ｄとすることもできるが、特に、上面に平坦部を有する円錘台突起部１０４ｃや、上面に平坦部を有する四角錘台突起部１０４ｄとすることが好ましい。
この理由は、上面の平坦部の面積を小さくすることで、カラーフィルタ基板３０表面との接触面積を抑えることが可能となり、その結果、カラーフィルタ基板の配線設計をより容易に実施することが可能となるためである。
また、このような形状とすることにより、壁状や球状とした場合に比べて、基板平面方向への射影面積を小さくできるため、たとえ画像表示領域上にスペーサを配置した場合であっても、画像表示領域への障害を最小限に抑えることが可能となる。
【００３３】
また、突起部１０４の高さ（ｈ）と、底面幅（ｗ）とが、ｗ＞ｈの関係を満たすよう形成してあることが好ましい。この理由は、かかる関係を満たすことで、突起部側面方向からの外力に対して、機械的強度を保つことが可能となるためである。
なお、柱状スペーサ１０３の高さ（ｈ）は、当該柱状スペーサ１０３の形成箇所において、第１の基板３０及び第２の基板６０上にそれぞれ形成されている複数の層の厚さを考慮したうえで、所望のセルギャップが確保されるように定められている。
具体的には、柱状スペーサ１０３の高さ（ｈ）を１〜１０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、このような高さであれば、使用する液晶材料や液晶モードに合わせた適正なセルギャップを形成することができ、液晶材料を均一な厚さとすることができるためである。
したがって、かかる柱状スペーサ１０３の高さ（ｈ）を１．５〜９μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２〜５μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
一方、柱状スペーサ１０３の底面幅（ｗ）は、柱状スペーサ１０３の断面積の形状にもよるが、通常、２〜２０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、このような高さであれば、構造的に安定的なスペーサとなることができるためである。
したがって、かかる柱状スペーサ１０３の底面幅（ｗ）を３〜１５μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、４〜１２μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３４】
また、基部１０５については、例えば、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、基部の上面側が丸みを帯びた半円柱状の板状基部１０５ｅ〜１０５ｆとすることができる。
この理由は、基部と基板との接触面積を拡大することができるために、液晶注入といったスペーサに物理的負荷の掛かる作業を実施する場合や、作業工程間の搬送など機械的衝撃の加わる場合でも、セルギャップの均一性を維持することができるためである。また、例えば、アクティブマトリックス構造の基板に、かかるスペーサ１０３ｅ〜１０３ｆを配置するような場合には、電気配線を覆うようにスペーサ１０３ｅ〜１０３ｆを配置することによって、画素電極と、電気配線との電気絶縁性を効果的に得ることが可能となる。
【００３５】
また、基部１０４の平面形状については、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、直線状基部１０５ｇや、１０５ｇを十字状に組み合わせた十字状基部１０５ｈとすることができ、さらには円板状基部１０５ｉとすることもできる。
より具体的には、図５（ａ）に示すように、基部１０５を直線状基部１０５ｇとした場合には、素子基板上の画素電極間の間隙に合わせて配置することが可能とることから、表示特性を劣化させることなくスペーサ１０３を配置することが可能となる。
また、図５（ｂ）に示すように、基部１０５ｇを十字状基部１０５ｈとした場合には、素子基板上の画素電極間の間隙に合わせて配置できるとともに、素子基板とスペーサとの接触面積を広げることが可能となることから、さらに密着性を向上させることも可能となる。
また、図５（ｃ）に示すように、基部１０５を円盤状基部１０５ｉとした場合には、素子基板との接触面積を十分とることが可能となるため、高い密着性を維持することが可能となる。
【００３６】
（３）配置
また、スペーサ１０３は隣接する電極間の間隙に形成してあることが好ましい。
この理由は、画素領域外にのみスペーサを配置することにより、画素領域を通過する光の透過率を低下させることが無いことから、表示特性の低下を防ぐことができるためである。
より具体的には、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、スペーサ１０３が、隣接する画素電極６３の間隙に、等間隔で配置することができる。かかる図６（ａ）では、素子基板６０上に、画素電極１列に対して、スペーサ１列の割合で配置した様子を示してあるが、特に制限されるものではなく、画素電極面積や、画素集積度などの条件に合わせて適宜変更することができる。
また、かかるスペーサ１０３は、画像表示領域内において、均一に分散して配置してあることが好ましい。この理由は、このように配置することで、セルギャップの面内均一性が高まり、表示特性の低下を防ぐことができるためである。
【００３７】
また、図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、スペーサ１０３の基部１０５は、短辺Ｓと長辺Ｌを有しており、かかる長辺Ｌは、注入口２３ａを備えたシール部２３の側面２３Ｒに対して垂直方向に配置してあることが好ましい。
より具体的には、図７（ａ）に示すように、スペーサ１０３ｑの基部１０５ｑの長辺Ｌが、液晶材料注入口２３ａを備えたシール部２３の側面２３Ｒと垂直になるよう、かかるスペーサ１０３ｑを配置することができる。
その結果、液晶注入作業時の流れ方向Ｆと、長辺Ｌとが平行になるため、安定的な注入作業を実施することが容易となる。
【００３８】
また、図８に示すように、素子基板６０上において、スペーサ１０３は、ライン状に配置されているとともに、突起部１０４が複数設けられていることが好ましい。より具体的にはスペーサ１０３ｊを構成している基部１０５ｊを、電極６３の間隙にライン状に配置するとともに、突起部１０４ｊを、かかるラインに沿って所定の間隔で配置することができる。
このように配置することによって、電極６３との間の電気絶縁性を高めるだけでなく、基部１０５ｊが、突起部１０４ｊの機械的強度を補強する梁の役割も果たすことが可能となる。
また、図９に示すように、スペーサ１０３ｋを構成している基部１０５ｋを、電極６３の間隙に、十字に配置するとともに、突起部１０４ｋを基部１０３ｋ上で任意に配置することも好ましい。
このように配置することによって、上述した効果に加えて、さらに画素電極間の電気絶縁性を高めることが可能となることから、高画質化に伴う画素間距離の短縮にも対応することが可能となる。
【００３９】
次に、図１０（ａ）〜（ｂ）に示すように、素子基板６０上にスペーサ１０３を配置するにあたり、隣接する電極６３の対向する端部位置と、スペーサの端部位置とが一致していることが好ましい。より具体的には、図１０（ａ）に示すように、スペーサ１０３ｍの両端を、それぞれ対向する電極の端部であるＬ１及びＬ２と一致するように、配置してあることが好ましい。
この理由は、このように配置することにより、かかるスペーサ１０３ｍを電気絶縁性材料で形成した場合に、画素面積を小さくすることなく、電極間の電気絶縁性を極大にすることができる。
また、図１０（ｂ）に示すように、スペーサ１０３ｎの少なくともいずれか一端を、対向する電極の端部（Ｌ２）と一致するように配置してあることも好ましい。
この理由は、このように配置することにより、図１０（ａ）に示した、両端を一致させた場合ほどでは無いものの、十分に電極間の電気絶縁性を得ることができるためである。また、基部１０５ｎの幅を、画素電極間距離（Ｌ）の範囲内で、任意に変更することが可能となることから、素子基板の設計を容易にすることが可能となるためである。
【００４０】
また、図１１に示すように、電気配線６５を被覆するようにスペーサ１０３ｐを形成することが好ましい。
この理由は、このように配置することにより、電気配線６５と電極６３との間隔を、電気絶縁性材料からなるスペーサにより遮断することで、高い電気絶縁性を確保することができるためである。その結果、電気配線６５と、電極６３との距離を短縮することが可能となり、画素集積度の向上に資することが可能となる。また、電気配線近傍の液晶の配列が配線に印加される信号によって乱されたり、電気配線と電極とが接近した場合に、電気配線近傍の液晶材料が配向してしまうといった問題も解消することが可能となる。
【００４１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態は、図１２に示すように、電気光学装置用基板と、当該電気光学装置用基板に保持された電気光学材料と、を含む電気光学装置の製造方法であって、電気光学装置用基板の基体上に、所定形状にパターニングされた電極を形成する工程と、電極が形成された基体上に、紫外線硬化性樹脂からなる樹脂層を形成する工程と、樹脂層に対して、ハーフトーン露光又は多重露光した後、現像することにより、セルギャップを規定するための突起部と、基板面からの高さが突起部の高さよりも低い基部と、を含むスペーサを形成する工程と、を含む電気光学装置の製造方法である。
【００４２】
以下、第２実施形態にかかる電気光学装置の製造方法として、第１実施形態の電気光学装置の製造方法の一例を、図１２〜図１４を適宜参照しながら説明する。
なお、電気光学装置がカラー液晶装置である場合、便宜上、画素電極を備えた電気光学装置用基板を素子基板と称し、カラーフィルタを備えた基板をカラーフィルタ基板と称する。
【００４３】
１．素子基板の製造工程
（１）素子第１電極及び酸化膜の形成
図１２に示すように、素子基板の製造工程における記号Ｓ１で表されるように、電極形成工程は、電気光学装置用基板上に、所定形状にパターニングされた電極を形成する工程である。
例えば、図１３（ａ）に示す素子基板６０の場合、まず、ガラス基板からなる基体６１上に、素子第１電極７１を形成する。この素子第１電極７１は、例えば、タンタル合金から構成されており、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いて形成することができる。このとき、素子第１電極７１の形成前に、第２のガラス基板６１に対する素子第１電極７１の密着力を著しく向上させることができるとともに、第２のガラス基板６１から素子第１電極７１への不純物の拡散を効率的に抑制することができることから、基体６１上に酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）等からなる絶縁膜を形成することも好ましい。
次いで、素子第１電極７１の表面を陽極酸化法によって酸化させることにより、酸化膜７２を形成する。より具体的には、素子第１電極７１が形成された基板を、クエン酸溶液等の電解液中に浸漬した後、かかる電解液と、素子第１電極７１との間に所定電圧を印加して、素子第１電極７１の表面を酸化させることができる。
【００４４】
（２）素子第２電極及びデータ線の形成
次いで、再び、スパッタリング法等により、素子第１電極７１を含む基板上に、全面的に金属膜を形成し、それをフォトリソグラフィ法によって、パターニングすることにより、素子第２電極７３、７４及びデータ線６５を形成する。このようにして、ＴＦＤ素子６９及びデータ線６５を形成することができる。
【００４５】
（３）画素電極の形成
最後に、スパッタリング法等により、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物等）等の透明導電体材料からなる透明導電層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、ＴＦＤ素子６９と電気的に接続された画素電極６３を形成することができる。
【００４６】
（４）スペーサ形成
（４）−１．塗布工程
次に、図１２に示すように、素子基板の製造工程における記号Ｓ２〜Ｓ４で表されるにスペーサ形成工程は、電気光学装置用基板上に、セルギャップを規定するためのスペーサ１０３を形成する工程である。
まず、図１３（ｂ）に示すように、感光性樹脂材料を、例えば、スピンコーター等の塗布装置を用いて基板上に均一に塗布して、感光性樹脂材料層１４０を形成する（Ｓ２）。このとき、例えば、スピンコーターを用いた場合、６００〜２，０００ｒｐｍの回転数で、５〜２０秒の塗布時間として、厚さ１〜１０μｍの感光性樹脂材料層を形成することができる。
ここで、感光性樹脂材料層を構成する感光性樹脂材料の種類は特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、オキセタン系樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、感光性樹脂材料としては、光透過部を透過した光が照射された箇所が光分解して、現像剤に対して可溶化するポジ型と、光透過部を透過した光が照射された箇所が硬化し、現像剤に対して不溶化するネガ型とがあるが、いずれも好適に使用することができる。なお、本実施形態においては、ポジ型の感光性樹脂材料を使用した場合を例に採って説明する。
【００４７】
（４）−２．露光及び現像工程
次に、図１３（ｃ）に示すように、フォトマスク１１１を配置した後、記号Ｌで示されるｉ線等のエネルギー線を照射して、均一に塗布された感光性樹脂材料層１４０に対してパターン露光を実施する（Ｓ３）。
ここで、図４（ａ）〜（ｂ）に示すような、基部１０５と突起部１０４とを同時形成するために、部分的に光透過率を異ならせたハーフトーンマスクを用いたハーフトーン露光及び現像（Ｓ４）によって段差を形成することにより、基部１０５と突起部１０４とが、一回の露光により形成することが可能となる。
【００４８】
（４）−３．配向膜の形成
最後に、画素電極６３等が形成された素子基板６０上に、ポリイミド樹脂等からなる配向膜を形成することにより、素子基板６０を製造することができる（Ｓ５）。
【００４９】
２．カラーフィルタ基板の製造工程
（１）光反射膜の形成
まず、図１４（ａ）に示すように、第１の基板の基材としてのガラス基板３１上に、反射領域を形成するための反射膜３５を形成する。かかる反射膜は、蒸着法やスパッタリング法にてアルミニウム等の金属材料を母基板上に被着させた後、フォトリソグラフィ方を用いてパターニングすることにより形成することができる。
また、半透過反射型のカラーフィルタ基板を製造する場合には、それぞれの画素に対応させて、透過領域を形成する開口部３５ａを備えた反射膜３５を形成する。
【００５０】
（２）遮光膜の形成
次いで、図１４（ｂ）に示すように、それぞれの画素間領域に遮光膜３９を形成する。かかる遮光膜としては、例えば、クロム（Ｃｒ）やモリブテン（Ｍｏ）等の金属膜を遮光膜として使用することができる。
例えば、クロム（Ｃｒ）等の金属材料を蒸着法等によりガラス基板上に積層した後、所定のパターンに合わせてエッチング処理することにより形成することができる。
【００５１】
（３）着色層の形成
次いで、図１４（ｂ）に示すように、それぞれの画素に対応して、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちのいずれか一色の着色層３７を形成する。かかる着色層は、顔料や染料等の着色材を分散させた透明樹脂等からなる感光性樹脂を母基板上に塗布し、当該感光性樹脂に対してパターン露光及び現像処理を順次施すことにより形成することができる。なお、かかる露光及び現像処理は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色毎に繰り返すことになる。
【００５２】
（４）層厚調整層の形成
次いで、図１４（ｃ）に示すように、感光性樹脂材料を、例えば、スピンコーター等の塗布装置を用いて基板上に均一に塗布して、層厚調整層４０を形成する。
その後、フォトマスクを配置した後、ｉ線等のエネルギー線を照射して、均一に塗布された層厚調整層４０に対してパターン露光を実施することにより、反射領域及び透過領域におけるリタデーションを調整するために、反射領域に層厚部４０ａを配置し、透過領域に層薄部４０ｂを配置した層厚調整層４０を形成する。
【００５３】
（５）走査電極及び配向膜の形成
次いで、図１４（ｄ）に示すように、層厚部及び層薄部を含む層厚調整層上に、全面的にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電材料からなる透明導電層を、例えば、スパッタリング法により形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施し、所定のパターン形状の電極３３を形成する。
例えば、製造するカラーフィルタ基板が、パッシブマトリクス型の液晶装置や、ＴＦＤ素子（Thin Film Diode）を備えたアクティブマトリクス型の液晶装置に使用されるカラーフィルタ基板である場合には、複数の透明電極が並列したストライプ状にパターニングされる。また、製造するカラーフィルタ基板が、ＴＦＴ素子（Thin Film Transistor）を備えたアクティブマトリクス型の液晶装置に使用されるカラーフィルタ基板である場合には、それぞれのセル領域に対応した面状電極としてパターニングされる。
このとき、表示領域内においては、層厚調整層の層厚部及び層薄部の境界の段差が垂直方向に形成されているために、当該段差部分の走査電極は形成不良を生じやすいが、表示領域外における層厚調整層には緩和部が形成されており、一つの画素内における反射領域及び透過領域の走査電極が緩和部で確実につながるように形成できるために、電気的導通性を確保することができる。したがって、断線等による動作不良の発生を防止しつつ、表示不良領域の面積を小さくした液晶装置を製造することができる。
最後に、透明電極３３が形成された基板上において、それぞれのセル領域毎に、ポリイミド樹脂等からなる配向膜４５を形成することにより、カラーフィルタ基板３０を製造することができる。
【００５４】
５．組立工程
また、図１２に示すフロー図における組立工程（Ｓ６）は、素子基板６０と、カラーフィルタ基板３０とを、接着剤等のシール材２３を介して貼り合わせる工程である。
より具体的には、図１５（ａ）に示すように、素子基板６０及びカラーフィルタ基板３０のいずれか一方、あるいは両方に、シール材２３を塗布し、さらに位置ずれ防止部材としての紫外線硬化性接着剤を塗布する。次いで、素子基板６０及びカラーフィルタ基板３０の位置合わせを行い、仮圧着して、シール材２３により仮固定する。次いで、紫外線を照射して、位置ずれ防止部材としての紫外線硬化性接着剤を硬化させた後、本圧着して、シール材２３により両基板を固定する。
【００５５】
また、図１２中のフロー図の後工程（Ｓ７）は、図１５（ｂ）に示すように、素子基板６０と、カラーフィルタ基板３０とが貼り合わせられて形成される空間であって、シール材２３の内側部分に、開口部２３ａを介して液晶材料２１を注入する。その後、かかる開口部２３ａを封止材２５にて封止し、半透過反射型液晶装置１０が組み立てられることになる。
さらに、図１２中のフロー図の後工程（Ｓ７）に含めることができるが、カラーフィルタ基板３０における第１の基体３１の外側に、位相差板（１／４波長板）４７及び偏光板４９を配置し、同様に、素子基板６０における第２の基体６１の外側に、位相差板（１／４波長板）７７及び偏光板７９を配置して、半透過反射型液晶装置１０における画像表示動作が可能となる。
なお、かかる半透過反射型液晶装置１０には、図示しないもののバックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを、必要に応じて、適宜取付けて、構成することができる。
【００５６】
［第３実施形態］
本発明に係る第３実施形態として、第１実施形態の電気光学装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
図１６は、本発明の電子光学装置を備えた電子機器３００の概略構成図である。この電子機器３００の例では、液晶装置等の電子光学装置３１０と、これを制御するための制御手段３２０とを有している。そして、電子光学装置３１０を、パネル構造体３１０ａと、半導体素子（半導体素子）等で構成される駆動回路３１０ｂと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段３２０は、表示情報出力源３３１と、表示情報処理回路３３２と、電源回路３３３と、タイミングジェネレータ３３４とから構成してある。
さらに、表示情報出力源３３１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３３４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３３２に供給するように構成されている。
【００５７】
また、表示情報処理回路３３２は、シリアルーパラレル変換回路、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３１０ｂへ供給するように構成してある。さらに、駆動回路３１０ｂは、第１の電極駆動回路、第２の電極駆動回路及び検査回路を含み、電源回路３３３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する機能を有している。
よって、本実施形態の電子機器は、スペーサの密着性の向上が図られ、セルギャップが均一化された電気光学装置を備えているために、表示特性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の電気光学装置によれば、所定の突起部と、基部と、を含むスペーサを備えているために、スペーサがずれたりすることによるセルギャップの不均一性から生じる表示特性の低下を防止した電気光学装置とすることができる。したがって、電気光学装置や電子機器として、例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等をはじめとして、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電気泳動装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた電子機器や、電子放出素子を使用した装置（ＦＥＤ:Field Emission DisplayやＳＣＥＥＤ：Surface-Conduction Electron-Emitter Display）、プラズマディスプレイ装置、有機エレクトロルミネッセンス装置及び無機エレクトロルミネッセンス装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】電気光学装置の概略を説明するために供する斜視図である。
【図２】電気光学装置の概略を説明するために供する断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ突起部の形状を説明するために供する図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれスペーサの形状を説明するために供する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ基部の平面形状を説明するために供する図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれスペーサの配置を説明するために供する図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれスペーサと注入口との位置関係を説明するために供する図である。
【図８】（ａ）〜（ｂ）は、スペーサと電極との位置関係を説明するために供する図である（その１）。
【図９】（ａ）〜（ｂ）は、スペーサと電極との位置関係を説明するために供する図である（その２）。
【図１０】（ａ）〜（ｂ）は、スペーサと電極との位置関係を説明するために供する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｂ）は、ＴＦＤ素子基板へのスペーサの配置を説明するために供する図である。
【図１２】電気光学装置の製造工程のフロー図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、素子基板の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、カラーフィルタ基板の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｂ）は、カラーフィルタ基板の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１６】本発明の電子光学装置を備えた電子機器の概略構成を説明するために供するブロック図である。
【図１７】従来の電気光学装置を説明するために供する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０：液晶装置、２３：シール材、２３ａ：注入口、３０：カラーフィルタ基板、３１：ガラス基板、３３：走査電極、３５：光反射膜、３５ａ：開口部、４０：層厚調整層、４０ａ：厚肉部、４０ｂ：薄肉部、１４０：感光性樹脂材料層、４５：配向膜、６０：素子基板、６１：ガラス基板、６３：画素電極、６５：データ線、６９：ＴＦＤ素子、７５：配向膜、１０３：スペーサ、１０４：基部、１０５：突起部
【図１】
2006201218.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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