(57)【要約】【課題】第１基板と第２基板の間に充填された液体の膨張、収縮により気泡の発生及びセルギャップが不均一になることを抑制することにより優れた表示品位を有すると共に、外部から受けた力に対して優れた強度を有するＭＥＭＳシャッターを備えた表示装置を得る。【解決手段】表示装置１０は、第１基板１００及び第２基板２００間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に第１基板１００及び第２基板２００間の基板間距離を規定する複数の第１スペーサー４１０と、第１基板１００及び前記第２基板２００間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に、基板に垂直な方向の高さが第１スペーサー４１０よりも低い複数の第２スペーサー４２０と、第１基板１００及び前記第２基板２００間に構成される空間に充填される液体と、を備える。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、前記複数の画素の各々に対応したシャッター部によって光透過領域を透過する光量を制御する表示装置であって、
前記シャッター部を有する第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に前記第１基板及び第２基板間の基板間距離を規定する複数の第１スペーサーと、
前記第１基板及び前記第２基板間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に、基板に垂直な方向の高さが前記第１スペーサーよりも低い複数の第２スペーサーと、
前記第１基板及び前記第２基板間に構成される空間に充填される液体と、
を備えた、表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載された表示装置において、
基板の面内方向における前記複数の画素が設けられた領域において、前記第１スペーサーが占有する面積は、前記第２スペーサーが占有する面積よりも小さい、表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載された表示装置において、
基板の面内方向における前記複数の画素が設けられた領域において、前記第１スペーサーが占有する面積の割合は、０．０２％以上且つ０．３％未満である、表示装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記第１スペーサーの高さと前記第２スペーサーの高さとの差は、前記液体の膨張または収縮に伴う、前記液体が占める空間の基板に垂直な方向の大きさの変化量よりも大きい、表示装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記第１基板は、前記第２基板に向かって突出する複数の第１柱状凸部を含み、
前記第２基板は、
前記複数の第１柱状凸部の一部の各々と基板に垂直な方向から見て重なるように対応して位置づけられると共に前記第１基板に向かって突出し、突端が、対応する前記第１柱状凸部の突端と接触する、複数の第２柱状凸部と、
前記複数の第１柱状凸部の他の一部の各々と基板に垂直な方向から見て重なるように対応して位置づけられると共に、前記第１基板に向かって突出し、前記第２柱状凸部よりも突出高さが低い複数の第３柱状凸部と、
を含み、
前記第１スペーサーは、前記第１柱状凸部の前記一部及び前記第２柱状凸部で構成され、
前記第２スペーサーは、前記第１柱状凸部の前記他の一部及び前記第３柱状凸部で構成されている、表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載された表示装置において、
前記第２柱状凸部の突出高さと前記第３柱状凸部の突出高さとの差は、前記液体の膨張または収縮に伴う、前記液体が占める空間の基板に垂直な方向の大きさの変化量よりも大きい、表示装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載された表示装置において、
前記第１柱状凸部の突出高さは、前記第２柱状凸部の突出高さよりも大きい、表示装置。
【請求項８】
請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記第１柱状凸部は、少なくとも有機樹脂膜、アモルファスシリコン、及び金属層を含む積層体で構成された、表示装置。
【請求項９】
請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記第２柱状凸部及び前記第３柱状凸部は、同一の材料で形成されている、表示装置。
【請求項１０】
請求項５〜請求項９のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記シャッター部は、
印加される電圧に応じて移動可能なシャッター体と、
前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて弾性変形し、当該シャッター体を移動可能にするシャッタービームと、
前記シャッタービームと電気的に接続され、前記シャッタービームを支持するシャッタービームアンカーと、
前記シャッタービームと対向する駆動ビームと、
前記駆動ビームと電気的に接続され、前記駆動ビームを支持する駆動ビームアンカーと、
を備え、
前記第１基板は、前記シャッター部を含む構造物を支持する支持基板を備え、
前記支持基板の前記第２基板側表面から前記第１柱状凸部の突端までの基板厚さ方向の距離は、前記支持基板の前記第２基板側表面から前記シャッター体までの距離と略同一である、表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記シャッター部は、
印加される電圧に応じて移動可能なシャッター体と、
前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて弾性変形し、当該シャッター体を移動可能にするシャッタービームと、
前記シャッタービームと電気的に接続され、前記シャッタービームを支持するシャッタービームアンカーと、
前記シャッタービームと対向する駆動ビームと、
前記駆動ビームと電気的に接続され、前記駆動ビームを支持する駆動ビームアンカーと、
を備えた、表示装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載された表示装置において、
前記液体は、シリコーンオイルである、表示装置。
【請求項１３】
複数の画素を有し、前記複数の画素の各々に対応したシャッター部によって光透過領域を透過する光量を制御する表示装置の製造方法であって、
第１支持基板上に第１遮光膜、駆動トランジスタ、シャッター部、及び基板に対して垂直に突出する複数の第１柱状凸部を形成して第１基板を得る第１工程と、
第２支持基板上に第２遮光膜、基板に対して垂直に突出する複数の第２柱状凸部、及び、前記第２基板上に基板に対して垂直に突出し且つ前記第２柱状凸部よりも突出高さが低い複数の第３柱状凸部を形成して第２基板を得る第２工程と、
前記第１基板及び前記第２基板を対向配置して前記第１基板及び前記第２基板間を封止空間とし、前記第１基板及び前記第２基板間に構成される空間に液体を充填する第３工程と、
を有し、
前記第３工程において、前記複数の第１柱状凸部の一部の突端及び前記複数の第２柱状凸部の突端が接触すると共に、前記複数の第１柱状凸部の他の一部の突端及び前記複数の第３柱状凸部の突端が非接触となるように、前記第１基板及び前記第２基板を対向配置する、表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルシャッターを用いた表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メカニカル（機械式）シャッターを用いた表示装置として、ＭＥＭＳディスプレイ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が提案されている。例えば、下記特許文献１には、透過型のＭＥＭＳディスプレイが開示されている。このＭＥＭＳディスプレイでは、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えた第１基板に、ＭＥＭＳからなる複数のシャッター部が画素に対応してマトリクス状に配列される。第２基板の第１基板側に積層された遮光膜には、画素に対応してマトリクス状に並ぶ複数の開口部が設けられる。シャッターが移動することにより、開口部を開閉し、バックライトユニットから表示面へ光を透過させたり遮断したりする。
【０００３】
第１基板と第２基板との間には、液体が充填されている。この液体は、シャッター部の構成同士がくっつくのを抑制する機能、基板との屈折率差を小さくする機能、液体によって誘電率を上げることによりシャッターを駆動するための電圧を低下させる機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５０７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１基板と第２基板の間に充填された液体は、ＭＥＭＳディスプレイの温度によって膨張したり収縮したりする。特に、液体としてシリコーンオイルを用いる場合には、熱膨張係数が０．８〜１．３体積％／℃程度であって大きいので、例えば温度が４０℃変化することにより、５％程度の体積変化が生じる。
【０００６】
ところが、低温環境において液体が収縮する場合、基板間距離が小さくなり、シャッター部の構造物が押しつぶされて不良が発生する虞がある。また、シャッター部の損傷を抑制するために第１基板及び第２基板間にスペーサーを設けている場合には、液体の収縮によってスペーサーにより確保された空間が減圧され、気泡が発生してしまう恐れがある。
【０００７】
また、高温環境において液体が膨張する場合、液体が占める空間の厚さが大きくなる。しかしながら、液体が占める空間の厚さの変化に対してスペーサーの変化が追いつかないで、基板内でセルギャップが不均一になる。具体的には、基板中央の領域では、大気圧によって基板が押され、セルギャップが略スペーサーの大きさになるが、基板の周縁部近傍では、液体が膨張した分の体積変化が、セルギャップの増加となって現れる。そして、セルギャップが不均一になることにより、シャッターの動作の不具合や、表示品位の劣化等の問題が発生する。
【０００８】
一方、ＭＥＭＳシャッターを備えた表示装置は、微細な構造を含むため、表示装置の外部から受けた力により、内部構造にダメージを受けやすい傾向がある。
【０００９】
本発明は、第１基板と第２基板の間に充填された液体の膨張、収縮により気泡の発生及びセルギャップが不均一になることを抑制して優れた表示品位を得ると共に、外部から受けた力に対して優れた強度を有する表示装置、及びその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の表示装置は、複数の画素を有し、前記複数の画素の各々に対応したシャッター部によって光透過領域を透過する光量を制御する表示装置であって、前記シャッター部を有する第１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に前記第１基板及び第２基板間の基板間距離を規定する複数の第１スペーサーと、前記第１基板及び前記第２基板間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に、基板に垂直な方向の高さが前記第１スペーサーよりも低い複数の第２スペーサーと、前記第１基板及び前記第２基板間に構成される空間に充填される液体と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１基板と第２基板の間に充填された液体の膨張、収縮により気泡の発生及びセルギャップが不均一になることを抑制することにより優れた表示品位を有すると共に、外部から受けた力に対して優れた強度を有する表示装置、及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、表示装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】図４は、スペーサーのレイアウトを示す表示装置の平面図である。
【図５】図５は、図４よりも詳細にスペーサーのレイアウトを示す、表示装置の平面図である。
【図６】図６は、スペーサーの概略を示す表示装置の断面図である。
【図７】図７は、表示装置の等価回路図である。
【図８】図８は、シャッター部の斜視図である。
【図９】図９は、シャッター部の動作を説明する平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１１】図１１は、シャッター部の動作を説明する平面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【図１３】図１３は、表示装置の断面図である。
【図１４】図１４は、第１基板の断面図である。
【図１５】図１５は、第２基板の断面図である。
【図１６】図１６は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図１７】図１７は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図１８】図１８は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図１９】図１９は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図２０】図２０は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図２１】図２１は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図２２】図２２は、表示装置の製造方法の第１工程を示す説明図である。
【図２３】図２３は、表示装置の製造方法の第３工程を示す説明図である。
【図２４】図２４は、表示装置の製造方法の第３工程において液体注入前を示す断面図である。
【図２５】図２５（ａ）は、常温における表示装置の断面図であり、図２５（ｂ）は、高温雰囲気における表示装置の断面図である。
【図２６】図２６（ａ）は、常温における表示装置の断面図であり、図２６（ｂ）は、低温雰囲気における表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の画素を有し、前記複数の画素の各々に対応したシャッター部によって光透過領域を透過する光量を制御する表示装置であって、前記シャッター部を有する第１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に前記第１基板及び第２基板間の基板間距離を規定する複数の第１スペーサーと、前記第１基板及び前記第２基板間に設けられ、基板に垂直な方向に延びると共に、基板に垂直な方向の高さが前記第１スペーサーよりも低い複数の第２スペーサーと、前記第１基板及び前記第２基板間に構成される空間に充填される液体と、を備える。
【００１４】
上記の構成によれば、第１基板と第２基板との間に、長さの異なる二種類のスペーサー（第１スペーサー及び第２スペーサー）が存在し、そのうち、基板に垂直な方向の高さが大きい第１スペーサーが基板間距離を規定するので、スペーサーの全てが単一の長さであってそれらが基板間距離を規定している場合と比較して、第１基板と第２基板とを支持する際の剛性が小さくなる。そのため、第１基板及び第２基板間に充填されている液体が膨張または収縮するのに伴って、第１基板及び第２基板の基板間距離が変化しようとするとき、液体の体積の変化、つまり第１基板及び第２基板の基板間距離の変化に追従して第１スペーサーが伸長したり収縮したりすることが可能となる。従って、液体の膨張または収縮により、セルギャップが不均一になったり、基板間に気泡が発生したりするのを抑制して優れた表示品位を得ることができる。
【００１５】
また、上記の構成によれば、第１スペーサーよりも基板に垂直な方向の高さが低い第２スペーサーが設けられているので、表示装置の外部から力を受けて第１基板または第２基板が内側に撓んでも、第２スペーサーがシャッター部等の内部構造を保護するので、優れた強度を得ることができる。従って、上記の構成によれば、液体の膨張または収縮により、セルギャップが不均一になったり、基板間に気泡が発生したりするのを抑制して優れた表示品位を得ると共に、内部構造を保護する優れた強度を得ることが可能となる。
【００１６】
本発明の表示装置は、基板の面内方向における前記複数の画素が設けられた領域において、前記第１スペーサーが占有する面積は、前記第２スペーサーが占有する面積よりも小さいことが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、第１スペーサーが占有する面積が第２スペーサーが占有する面積よりも小さいので、液体の膨張または収縮により、セルギャップが不均一になったり、基板間に気泡が発生したりするのを抑制する効果をより顕著に得ることができる。
【００１８】
本発明の表示装置は、基板の面内方向における前記複数の画素が設けられた領域において、前記第１スペーサーが占有する面積の割合は、０．０２％以上且つ０．３％未満であることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、基板の面内方向における前記複数の画素が設けられた領域において、第１スペーサーが占有する面積の割合は、０．０２％以上且つ０．３％未満であるので、液体が膨張または収縮しても、第１基板及び第２基板の基板間距離の変化に追従して第１スペーサーが伸長または収縮するのが容易になる。
【００２０】
本発明の表示装置は、前記第１スペーサーの高さと前記第２スペーサーの高さとの差は、前記液体の膨張または収縮に伴う、前記液体が占める空間の基板に垂直な方向の大きさの変化量よりも大きいことが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、液体の膨張または収縮に伴う、前記液体が占める空間の基板に垂直な方向の大きさの変化量よりも、第１スペーサーの高さと前記第２スペーサーの高さとの差が大きい。このため、液体が膨張または収縮して第１基板及び第２基板間の基板間距離が変わっても、第２スペーサーの高さを、常に、第１基板及び第２基板間の基板間距離よりも低い状態に維持することができる。
【００２２】
本発明の表示装置は、前記第１基板が、前記第２基板に向かって突出する複数の第１柱状凸部を含む。前記第２基板は、前記複数の第１柱状凸部の一部の各々と基板に垂直な方向から見て重なるように対応して位置づけられると共に前記第１基板に向かって突出し、突端が、対応する前記第１柱状凸部の突端と接触する、複数の第２柱状凸部と、前記複数の第１柱状凸部の他の一部の各々と基板に垂直な方向から見て重なるように対応して位置づけられると共に、前記第１基板に向かって突出し、前記第２柱状凸部よりも突出高さが低い複数の第３柱状凸部と、を含む。前記第１スペーサーは、前記第１柱状凸部の前記一部及び前記第２柱状凸部で構成されている。前記第２スペーサーは、前記第１柱状凸部の前記他の一部及び前記第３柱状凸部で構成されていることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、第１スペーサー、第２スペーサーのそれぞれを一本の柱状凸部で形成するのではなく、２本の柱状凸部をつき合わせて構成しているので、柱状凸部１本あたりの突出高さを低くすることができる。つまり、柱状凸部の高さの制御をより正確に行うことができ、結果として、セルギャップの均一性を高めることができる。
【００２４】
本発明の表示装置は、前記第２柱状凸部の突出高さと前記第３柱状凸部の突出高さとの差は、前記液体の膨張または収縮に伴う、前記液体が占める空間の基板に垂直な方向の大きさの変化量よりも大きいことが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、液体の膨張または収縮に伴う、前記液体が占める空間の基板に垂直な方向の大きさの変化量よりも、第２柱状凸部の突出高さと前記第３柱状凸部の突出高さとの差が大きいので、液体が膨張または収縮して第１基板及び第２基板間の基板間距離が変わっても、第２スペーサーにおいては、常に、第１柱状凸部と第３柱状凸部とを非接触の状態に維持することができる。
【００２６】
本発明の表示装置は、前記第１柱状凸部の突出高さは、前記第２柱状凸部の突出高さよりも大きいことが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、第１柱状凸部の突出高さが第２柱状凸部の突出高さよりも高いので、第１柱状凸部によって第１基板及び第２基板の内部構造を保護することができる。
【００２８】
本発明の表示装置は、前記第１柱状凸部は、少なくとも有機樹脂膜、アモルファスシリコン、及び金属層を含む積層体で構成されていることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、シャッター部の構造物と第１柱状凸部とを同時に形成することができる。
【００３０】
本発明の表示装置は、好ましくは、前記第２柱状凸部及び前記第３柱状凸部は、同一の材料で形成されている。
【００３１】
上記の構成によれば、第２柱状凸部と第３柱状凸部とが同一の材料で形成されているので、製造工程の簡略化及び製造コストの抑制が可能となる。
【００３２】
本発明の表示装置は、前記シャッター部が、印加される電圧に応じて移動可能なシャッター体と、前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて弾性変形し、当該シャッター体を移動可能にするシャッタービームと、前記シャッタービームと電気的に接続され、前記シャッタービームを支持するシャッタービームアンカーと、前記シャッタービームと対向する駆動ビームと、前記駆動ビームと電気的に接続され、前記駆動ビームを支持する駆動ビームアンカーと、を備える場合、前記第１基板は、前記シャッター部を含む構造物を支持する支持基板を備え、前記支持基板の前記第２基板側表面から前記第１柱状凸部の突端までの基板厚さ方向の距離は、前記支持基板の前記第２基板側表面から前記シャッター体までの距離と略同一であることが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、支持基板の前記第２基板側表面から前記第１柱状凸部の突端までの基板厚さ方向の距離は、前記支持基板の前記第２基板側表面から前記シャッター体までの距離と略同一なので、第１柱状凸部がシャッター体等の構造物を外力等から保護することができる。
【００３４】
本発明の表示装置は、前記シャッター部が、印加される電圧に応じて移動可能なシャッター体と、前記シャッター体と電気的に接続され、印加される電圧に応じて弾性変形し、当該シャッター体を移動可能にするシャッタービームと、前記シャッタービームと電気的に接続され、前記シャッタービームを支持するシャッタービームアンカーと、前記シャッタービームと対向する駆動ビームと、前記駆動ビームと電気的に接続され、前記駆動ビームを支持する駆動ビームアンカーと、を備える場合に好適である。
【００３５】
本発明の表示装置は、液体が、シリコーンオイルである場合に好適である。
【００３６】
シリコーンオイルは、熱膨張係数が大きいので、第１基板及び第２基板間にシリコーンオイルが充填されている場合には、液体の膨張または収縮による第１基板及び第２基板間のセルギャップの変化量が大きくなるが、本発明の表示装置の構成を採用することにより、第１基板と第２基板の間に充填された液体の膨張、収縮により気泡の発生及びセルギャップが不均一になることを抑制し、且つ、外部から受けた力に対して優れた強度を得ることができる。
【００３７】
本発明の表示装置の製造方法は、複数の画素を有し、前記複数の画素の各々に対応したシャッター部によって光透過領域を透過する光量を制御する表示装置の製造方法であって、第１支持基板上に第１遮光膜、駆動トランジスタ、シャッター部、及び基板に対して垂直に突出する複数の第１柱状凸部を形成して第１基板を得る第１工程と、第２支持基板上に第２遮光膜、基板に対して垂直に突出する複数の第２柱状凸部、及び、前記第２基板上に基板に対して垂直に突出し且つ前記第２柱状凸部よりも突出高さが低い複数の第３柱状凸部を形成して第２基板を得る第２工程と、前記第１基板及び前記第２基板を対向配置して前記第１基板及び前記第２基板間を封止空間とし、前記第１基板及び前記第２基板間に構成される空間に液体を充填する第３工程と、を有する。前記第３工程において、前記複数の第１柱状凸部の一部の突端及び前記複数の第２柱状凸部の突端が接触すると共に、前記複数の第１柱状凸部の他の一部の突端及び前記複数の第３柱状凸部の突端が非接触となるように、前記第１基板及び前記第２基板を対向配置する。
【００３８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、以下の各図中の部材の寸法は、実際の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００３９】
図１は、本実施形態における表示装置の構成例を示す斜視図である。図１に示す表示装置１０は、透過型のＭＥＭＳディスプレイである。表示装置１０は、第１基板１００、第２基板２００及びバックライト３１が順に積層された構成を有する。
【００４０】
第１基板１００は、表示領域１３と、各画素の光の透過を制御する信号を供給するソースドライバ１２及びゲートドライバ１４を有する。
【００４１】
バックライト３１は、各画素にバックライト光を照射するために、例えば、赤色（Ｒ）光源、緑色（Ｇ）光源、及び青色（Ｂ）光源を有している。バックライト３１は、入力されるバックライト用制御信号に基づいて、所定の光源を発光させる。
【００４２】
図２は、表示装置１０の概略平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。なお、ここではバックライト３１の図示を省略している。また、第１基板１００は、ソースドライバ１２、ゲートドライバ１４等を形成する端子領域を有するので、第２基板２００よりも一回り大きいが、ここでは、便宜上、第１基板１００と第２基板２００とを同一のサイズで示している。
【００４３】
第１基板１００と第２基板２００とは、それらの周縁部において、シール材３１０で互いに接着されている。シール材３１０は、環状に設けられている。シール材３１０で囲まれた領域が、表示領域１３となっている。表示領域１３には、複数の画素Ｐがマトリクス状に配置されている。第１基板１００と第２基板２００との間であって且つシール材３１０で囲まれた空間は、外気から遮断された空間Ｌとなっている。シール材３１０は、例えば、エポキシ、アクリル酸塩、シリコン材料等で形成されている。シール材３１０の幅は、例えば、１０〜２０ｍｍである。
【００４４】
空間Ｌには、液体３２０が充填されている。液体３２０としては、例えば、シリコーンオイル等のオイルが用いられる。液体３２０としてシリコーンオイルを用いる場合、その熱膨張係数は、例えば、０．８〜１．３体積％／℃である。
【００４５】
第１基板１００と第２基板２００との間には、第１スペーサー４１０及び第２スペーサー４２０を含む複数のスペーサーが設けられている。図４及び図５は、第１スペーサー４１０及び第２スペーサー４２０のレイアウトを示す表示装置１の平面図である。また、図６は、第１基板１００、第２基板２００、第１スペーサー４１０及び第２スペーサー４２０を示す概略断面図である。なお、図４及び図５における符号Ａは、後述する光透過領域を示す。
【００４６】
第１スペーサー４１０は、図６に示すように、第１基板１００上に設けられた第１柱状凸部１６０ａ、及び第２基板２００上に設けられた第２柱状凸部２３０で構成されている。第１柱状凸部１６０の突端と、第２柱状凸部２３０の突端とは、接触している。つまり、第１スペーサー４１０の高さ（すなわち、第１柱状凸部１６０の突出高さｈ１と第２柱状凸部２３０の突出高さｈ２の和）が、第１基板１００及び第２基板２００のセルギャップＧとなる。第１スペーサー４１０により、第１基板１００及び第２基板２００間のセルギャップＧが、基板全体にわたって均一に保持される。
【００４７】
第２スペーサー４２０は、第１基板１００上に設けられた第１柱状凸部１６０ｂ、及び第２基板２００上に設けられた第３柱状凸部２４０で構成されている。第１柱状凸部１６０の突端と、第３柱状凸部２４０の突端とは、非接触の状態となっている。なお、第１スペーサー４１０を構成する第１柱状凸部１６０ａと、第２スペーサー４２０を構成する第１柱状凸部１６０ｂとは、同一の構成を有する。また、第１スペーサー４１０を構成する第１柱状凸部１６０ａと、第２スペーサー４２０を構成する第１柱状凸部１６０ｂとは、同一の突出高さｈ１を有する。第１柱状凸部１６０の突出高さｈ１は、例えば、６〜１２μｍである。第１柱状凸部１６０（１６０ａ、１６０ｂ）、第２柱状凸部２３０、及び第３柱状凸部２４０の詳細な構成については、後述する。
【００４８】
第２スペーサー４２０の高さは、第１スペーサー４１０の高さよりも低くなっている。なお、第２スペーサー４２０の高さとは、第１柱状凸部１６０の突出高さｈ１と、第３柱状凸部２４０の突出高さｈ３の和を意味するものとする。第１スペーサー４１０と第２スペーサー４２０との高さの差（つまり、図６における、第１柱状凸部１６０の突端と、第３柱状凸部２４０の突端との間に存在する隙間の、厚さ方向の大きさｄ）は、例えば、０．７〜４μｍである。隙間ｄは、０．１〜０．３μｍであることがより好ましく、０．１５〜０．２５μｍであることがさらに好ましい。隙間ｄは、液体３２０の熱膨張または熱収縮に伴う、液体３２０が占める空間Ｌの基板厚さ方向の大きさの変化量よりも大きいことが好ましい。なお、「液体３２０の熱膨張または熱収縮に伴う、液体３２０が占める空間Ｌの基板厚さ方向の大きさの変化量」とは、表示装置１０の使用が想定される実環境における温度変化（例えば、−５０℃〜６０℃程度）の範囲内での熱膨張または熱収縮のことを意味するものとする。
【００４９】
第１スペーサー４１０の高さは、例えば、１０〜１５μｍである。また、第２スペーサー４２０の高さは、例えば、７〜１３μｍである。
【００５０】
第１スペーサー４１０は、例えば、８〜４０個の画素Ｐあたり１本の割合で設けられている（図４では、１２個の画素Ｐあたり１本。）。また、第２スペーサー４２０は、第１スペーサー４１０が設けられていない画素Ｐのそれぞれに対応して設けられている。表示領域１３において、第１スペーサー４１０が設けられる本数は、第２スペーサー４２０の本数よりも少ない。第２スペーサー４２０に対する第１スペーサー４１０の本数の比は、例えば、１／８〜１／４０である。
【００５１】
表示領域１３において第１スペーサー４１０が占有する面積の割合は、０．０２％以上であることが好ましく、０．０５％以上であることがより好ましい。また、表示領域１３において第１スペーサー４１０が占有する面積の割合は、０．３％未満であることが好ましく、０．２％以下であることがより好ましく、０．１５％以下であることがさらに好ましい。第１スペーサー４１０が占有する面積の割合は、第２スペーサー４２０が占有する面積の割合よりも小さい。
【００５２】
図７は、表示装置１０の等価回路図である。図７に示すように、第１基板１００には、複数のデータ線１５と、データ線１５と交差して延びる複数のゲート線１６とが設けられ、データ線１５とゲート線１６とによって画素Ｐが形成されている。
【００５３】
各データ線１５はソースドライバ１２に接続され、各ゲート線１６はゲートドライバ１４に接続されている。ゲートドライバ１４は、各ゲート線１６に、ゲート線１６を選択または非選択の状態に切り替えるゲート信号を順次入力することにより、ゲート線１６を走査する。ソースドライバ１２は、ゲート線１６の走査に同期して、各データ線１５にデータ信号を入力する。これにより、選択されたゲート線１６に接続された各画素Ｐのシャッター部Ｓに所望の信号電圧を印加する。
【００５４】
図８は、１つの画素Ｐにおけるシャッター部Ｓの詳細な構成例を示す斜視図である。シャッター部Ｓは、シャッター体３、第１電極部４ａ、第２電極部４ｂ、シャッタービーム５を備える。
【００５５】
シャッター体３は、板状の形状を有する。なお、図８では、図示の便宜上シャッター体３は平面形状を有するように示しているが、実際には、後述する図１０や図１２の断面図に示すように、シャッター体３の長手方向に折り目を有した形状である。シャッター体３の長手方向（長辺方向）に垂直な方向すなわち短手方向（短辺方向）がシャッター体３の駆動方向（移動方向）である。シャッター体３は、長手方向に延びる開口３ａを有する。開口３ａは、シャッター体３の長手方向に長辺を持つ矩形に形成されている。
【００５６】
第１電極部４ａ及び第２電極部４ｂには、後述するように、所定の電圧が与えられる。第１電極部４ａ及び第２電極部４ｂのそれぞれは、２本の駆動ビーム６と、駆動ビームアンカー７とを含む。２本の駆動ビーム６は、シャッタービーム５と対向して配置されている。駆動ビームアンカー７は、２本の駆動ビーム６に電気的に接続されている。また、駆動ビームアンカー７は、２本の駆動ビーム６を支持している。
【００５７】
シャッター体３は、シャッタービーム５の一端に接続されている。シャッタービーム５の他端は、第１基板１００に固定されたシャッタービームアンカー８に接続される。シャッタービーム５は、シャッター体３の駆動方向における両端部にそれぞれ接続される。シャッタービーム５は、シャッター体３との接続箇所から外側へ延び、さらにシャッター体３の駆動方向の端部に沿って延びてシャッタービームアンカー８に接続される。シャッタービーム５は、可撓性を有する。第１基板１００に対して固定されたシャッタービームアンカー８と、シャッタービームアンカー８及びシャッター体３の間を接続する可撓性を有するシャッタービーム５により、シャッター体３は、第１基板１００に対して可動な状態で支持される。また、シャッター体３は、シャッタービームアンカー８及びシャッタービーム５を介して第１基板１００に設けられた配線と電気的に接続される。
【００５８】
第１基板１００は、図８に示すように、光透過領域Ａを有する。光透過領域Ａは、例えば、シャッター体３の開口３ａに対応した矩形形状を有する。光透過領域Ａは、例えば、１つのシャッター体３に対して２つ設けられている。２つの光透過領域Ａは、シャッター体３の短手方向に並ぶように配置されている。シャッター体３と第１電極部４ａの間、及びシャッター体３と第２電極部４ｂの間に電気的な力が働いていない場合、シャッター体３の開口３ａは光透過領域Ａと重ならない状態（つまり、閉状態）となっている。
【００５９】
本実施形態において、シャッター部Ｓを制御する駆動回路は、第１電極部４ａと第２電極部４ｂに、一定時間ごとに極性の異なる電位を供給している。また、シャッター部Ｓを制御する駆動回路は、シャッター体３に対して、例えば周波数６０Ｈｚで、Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベルまたはＬ（Ｌｏｗ）レベルの固定電位を供給する。
【００６０】
シャッター体３にＬレベルの電位が供給されている場合を例に説明すると、第１電極部４ａの駆動ビーム６の電位がＨレベル、第２電極部４ｂの駆動ビーム６の電位がＬレベルのとき、シャッター体３は、Ｈレベルの第１電極部４ａ側に移動する。その結果、図９及び図１０に示すように、シャッター体３の開口３ａが光透過領域Ａと重なり、バックライト３１の光が第１基板１００側に透過する開状態となる。第１電極部４ａの電位がＬレベル且つ第２電極部４ｂの電位がＨレベルのときには、シャッター体３は、第２電極部４ｂ側に移動する。そして、図１１及び図１２に示すように、シャッター体３の開口３ａ以外の部分が、第１基板１００の光透過領域Ａと重なる。この場合、バックライト３１の光が第１基板１００側に透過しない閉状態となる。従って、本実施形態のシャッター部Ｓでは、シャッター体３、第１電極部４ａ、及び第２電極部４ｂの電位を制御することにより、シャッター体３を移動させ、光透過領域Ａの開状態と閉状態との切り替えを行うことができる。なお、シャッター体３にＨレベルの電位が供給されている場合には、シャッター体３は上記とは逆の動作をする。
【００６１】
図１３は、表示領域１３における表示装置１０の断面を示す。図１３に示すように、第１基板１００は、第１支持基板１１０上に、第１遮光膜１２１を含む層１２０、駆動トランジスタ１３０、シャッター部Ｓ及び第１柱状凸部１６０が形成された構成を有する。なお、図１３では、１つの画素Ｐあたり１つのトランジスタ１３０を示しているが、実際には、単一の画素Ｐに複数のトランジスタを含んでいる。また、第２基板２００は、第２支持基板２１０上に、第２遮光膜２２１を含む層２２０、第２柱状凸部２３０、及び第３柱状凸部２４０が形成された構成を有する。
【００６２】
（第１基板）
図１４は、第１基板１００の構成を詳細に示す断面図である。図１４に示すように、第１遮光膜１２１を含む層１２０は、第１遮光膜１２１、第１透明絶縁膜１２２，及び第２透明絶縁膜１２３を含む。駆動トランジスタ１３０は、ゲート電極１３１，半導体層１３２、エッチストッパ層１３３，ソース電極１３４、及びドレイン電極１３５を含む。
【００６３】
第１遮光膜１２１は、第１支持基板１１０上に設けられている。第１遮光膜１２１は、表示領域１３のうち、光透過領域Ａ以外を覆うように形成されている。これにより、表示視認側から表示装置１０に進入した外光が第１遮光膜１２１よりも第２基板２００側に入っていくのを抑制することができる。第１遮光膜１２１は、例えば、黒色に着色されたＳＯＧ膜、有機樹脂膜等で形成されている。
【００６４】
第１透明絶縁膜１２２は、第１遮光膜１２１を覆って設けられている。また、第２透明絶縁膜１２３は、第１透明絶縁膜１２２を覆って設けられている。第１透明絶縁膜１２２は、例えば、透明なＳＯＧ膜、有機樹脂膜等で形成されている。第２透明絶縁膜１２３は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。
【００６５】
ゲート電極１３１は、第１導電膜で形成されている。第１導電膜は、駆動トランジスタ１３０のゲート電極１３１の他、配線１４１等も構成している。また、ソース電極１３４とドレイン電極１３５とは、第２導電膜で形成されている。第２導電膜は、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４とドレイン電極１３５の他、配線１４２等も構成している。半導体層１３２は、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系等の酸化物半導体膜等で形成されている。エッチストッパ層１３３は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。
【００６６】
ゲート電極１３１はゲート絶縁膜１５１で覆われている。ソース電極１３４とドレイン電極１３５とは、第１パッシベーション膜１５２で覆われている。第１パッシベーション膜１５２は、さらに、平坦化膜１５３及び第２パッシベーション膜１５４で覆われている。駆動トランジスタ１３０は、従来公知の構成を有する。
【００６７】
ゲート絶縁膜１５１は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。第１パッシベーション膜１５２は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。平坦化膜１５３は、例えば、感光性樹脂膜で形成されている。第２パッシベーション膜１５４は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。
【００６８】
第１パッシベーション膜１５２、平坦化膜１５３及び第２パッシベーション膜１５４には、ドレイン電極１３５に達するコンタクトホールＣＨ３が形成されている。第２パッシベーション膜１５４の上には、配線１４３が形成されている。配線１４３の一部１４３ａは、コンタクトホールＣＨ３の表面を覆って設けられ、ドレイン電極１３５と電気的に接続されている。配線１４３は、第３導電膜で形成されている。配線１４３は、シャッター部Ｓの第１電極部４ａ、第２電極部４ｂ、シャッター体３等に接続されている。なお、配線１４３の一部１４３ａは、第２パッシベーション膜１５４の表面に設けられた透明導電膜１４４を介して第１電極部４ａと電気的に接続されていてもよく、配線１４３の一部１４３ａと第１電極部４ａとが直接接することで両者が電気的に接続されていてもよい。配線１４３は、第３パッシベーション膜１５５で覆われている。第３パッシベーション膜１５５は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。
【００６９】
第３パッシベーション膜１５５の上には、シャッター部Ｓが設けられている。シャッター部Ｓの構成は上述の通りである。なお、シャッター体３は、第１支持基板１１０側のシャッター本体３ｂ、金属膜３ｃ、及び無機膜３ｄが積層された構成を有する。
【００７０】
第１柱状凸部１６０は、例えば、有機樹脂膜１６１、ａ−Ｓｉ層１６２、金属層１６３、及び無機膜１６４がこの順で積層された構成を有する。
【００７１】
有機樹脂膜１６１は、シャッター部Ｓのシャッター体３を形成する前工程に設ける犠牲膜と同一の材料で形成されている。具体的には、有機樹脂膜１６１は、アクリル樹脂、ノボラック樹脂等の有機樹脂で形成されている。犠牲膜の詳細については、後述する。有機樹脂膜１６１の厚さは、例えば５〜１２μｍである。
【００７２】
ａ−Ｓｉ層１６２、金属層１６３及び無機膜１６４のそれぞれは、シャッター体３のシャッター本体３ｂ、金属膜３ｃ、無機膜３ｄのそれぞれと同一の材料で形成されている。具体的には、ａ−Ｓｉ層１６２は、例えば、リン、ヒ素等がドープされたアモルファスシリコンで形成されている。金属層１６３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）膜等の金属膜またはその合金を含む膜で形成されている。無機膜１６４は、例えば、厚さが３０〜３００ｎｍである。無機膜１６４は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。
【００７３】
第１支持基板１１０から第１柱状凸部１６０の突端までの基板厚さ方向の距離は、図１４に示すように、第１支持基板１１０からシャッター体３の無機膜３ｄの表面までの距離と略同一である。
【００７４】
（第２基板）
図１５は、第２基板２００の構成を詳細に示す断面図である。第２基板２００は、上述したように、第２支持基板２１０、第２遮光膜２２１を含む層２２０、第２柱状凸部２３０及び第３柱状凸部２４０を含む。
【００７５】
第２支持基板２１０は、第１支持基板１１０と同様、例えば、ガラス板で形成されている。
【００７６】
第２遮光膜２２１を含む層２２０は、第２遮光膜２２１と、それを覆う無機絶縁膜２２２とを有する。第２遮光膜２２１は、例えば、黒色に着色されたＳＯＧ膜、低反射メタル膜、黒色樹脂膜等で形成されている。第２遮光膜２２１は、表示領域１３において、光透過領域Ａ以外を覆うように設けられている。無機絶縁膜２２２は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の無機膜、またはそれらの積層物で形成されている。
【００７７】
第２柱状凸部２３０と第３柱状凸部２４０とは、同一の材料で形成されている。第２柱状凸部２３０及び第３柱状凸部２４０を構成する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ノボラック樹脂等の有機絶縁樹脂が挙げられる。
【００７８】
第２柱状凸部２３０の突出高さは、例えば、３〜６μｍである。また、第３柱状凸部２４０の突出高さは、例えば、１〜４μｍである。第２柱状凸部２３０は、第３柱状凸部２４０よりも突出高さが大きくなるように形成する。第２柱状凸部２３０と第３柱状凸部２４０との突出高さの差は、液体３２０の熱膨張または熱収縮に伴う、液体３２０が占める空間Ｌの基板厚さ方向の大きさの変化量よりも大きいことが好ましい。なお、「液体３２０の熱膨張または熱収縮に伴う、液体３２０が占める空間Ｌの基板厚さ方向の大きさの変化量」とは、表示装置１０の使用が想定される実環境における温度変化（例えば、−５０℃〜６０℃程度）の範囲内での熱膨張または熱収縮のことを意味するものとする。
【００７９】
第１スペーサー４１０を構成する第２柱状凸部２３０は、例えば、８〜４０個の画素Ｐあたり１本の割合で設けられている。また、第２スペーサー４２０を構成する第３柱状凸部２４０は、第２柱状凸部２３０が設けられていない画素Ｐのそれぞれに対応して設けられている。表示領域１３において、第２柱状凸部２３０が設けられる本数は、第３柱状凸部２４０の本数よりも少ない。第３柱状凸部２４０に対する第２柱状凸部２３０の本数の比は、例えば、１／８〜１／４０である。
【００８０】
（製造方法）
次に、本実施形態の表示装置１０の製造方法について説明する。本実施形態の表示装置１０の製造方法は、第１基板１００を形成する第１工程、第２基板２００を形成する第２工程、及び第１基板１００及び第２基板２００を貼り合わせる第３工程を含んでいる。
【００８１】
―第１工程（第１基板の形成）―
まず、第１支持基板１１０を準備する。そして、図１６に示すように、スピンコート法を用いて、光透過領域Ａ以外を覆うように、遮光膜を成膜する。そして、２００〜３５０℃の雰囲気で１時間程度焼成して、第１遮光膜１２１を形成する。
【００８２】
次いで、スピンコート法を用いて第１透明絶縁膜１２２を形成する。そして、第１透明絶縁膜１２２を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いて第２透明絶縁膜１２３を形成する。第２透明絶縁膜１２３を形成した後は、必要に応じて、第２透明絶縁膜１２３に対して、窒素雰囲気下でアニール処理を行う。
【００８３】
次に、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜または積層膜を積層した後パターンニングを行い、第１導電膜を形成する。第１導電膜の厚さは、例えば５０〜５００ｎｍ程度である。
【００８４】
次に、図１７に示すように、第１導電膜を覆うように、第２透明絶縁膜１２３上に、ＰＥＣＶＤ法を用いてゲート絶縁膜１５１を形成する。得られたゲート絶縁膜１５１の厚さは、例えば１００〜５００ｎｍである。
【００８５】
次に、例えばスパッタ法を用いて、酸化物半導体膜を成膜する。そして、酸化物半導体膜をパターンニングして、薄膜トランジスタに対応する領域に半導体層１３２を形成する。
【００８６】
そして、形成した半導体層１３２に対して、窒素雰囲気下でアニール処理を行う。アニール処理を行う温度は、例えば、３５０〜５００℃である。アニール時間は、例えば、１時間程度である。なお、窒素雰囲気下でアニールする他、例えば、大気中（ＣＤＡ）でアニールしてもよい。
【００８７】
次に、図１８に示すように、ゲート絶縁膜１５１及び半導体層１３２を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いてエッチストッパ層１３３を形成する。得られたエッチストッパ層１３３の厚さは、例えば、１００〜５００ｎｍである。そして、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４及びドレイン電極１３５が半導体層１３２に達するためのコンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２を形成する。
【００８８】
続いて、図１８に示すように、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜または積層膜を積層し、第２導電膜を形成する。そして、第２導電膜をフォトリソグラフィによりパターンニングして、ソース電極１３４，ドレイン電極１３５、配線１４２、信号線（不図示）等を形成する。第２導電膜の厚さは、例えば、５０〜５００ｎｍである。
【００８９】
次に、ゲート絶縁膜１５１及び半導体層１３２を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いて第１パッシベーション膜１５２を形成する。第１パッシベーション膜１５２の厚さは、例えば１００〜５００ｎｍである。
【００９０】
次に、図１９に示すように、スピン法を用いて平坦化膜１５３を形成する。ここで、形成する平坦化膜１５３の厚さは、例えば０．５〜３μｍである。
【００９１】
次に、平坦化膜１５３を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いて第２パッシベーション膜１５４を形成する。得られた第２パッシベーション膜１５４の厚さは、例えば、１００〜５００ｎｍである。そして、第１パッシベーション膜１５２、平坦化膜１５３及び第２パッシベーション膜１５４をエッチングして、第２パッシベーション膜１５４の表面からドレイン電極１３５に達するコンタクトホールＣＨ３を形成する。
【００９２】
次に、例えばスパッタ法を用いて、第２パッシベーション膜１５４の表面であってコンタクトホールＣＨ３の近傍に、透明導電膜１４４を形成する。
【００９３】
続いて、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）等の金属膜及びその合金を含む膜のいずれかからなる単層膜または積層膜を積層し、第３導電膜を形成する。そして、第３導電膜をフォトリソグラフィによりパターンニングして、光透過領域Ａ以外の領域に、配線１４３等を形成する。
【００９４】
次に、図２０に示すように、配線１４３及び透明導電膜１４４等を覆うように、第２パッシベーション膜１５４上に、ＰＥＣＶＤ法を用いてＳｉＮｘ膜を成膜し、第３パッシベーション膜１５５を形成する。得られた第３パッシベーション膜１５５の厚さは、例えば、１００〜５００ｎｍである。そして、第３パッシベーション膜１５５をエッチングして、第３パッシベーション膜１５５の表面から透明導電膜１４４に達するコンタクトホールＣＨ４を形成する。
【００９５】
次に、図２１に示すように、例えばスピンコート法を用いて、有機樹脂を成膜する。有機樹脂の膜は、少なくとも光透過領域Ａを含む領域、及び第１柱状凸部１６０を設ける領域に形成する。少なくとも光透過領域Ａを含む領域に形成された有機樹脂の膜は、シャッター部Ｓを形成するための犠牲膜として機能するレジストＲである。また、第１柱状凸部１６０を設ける部分に形成した有機樹脂の膜は、有機樹脂膜１６１となる。
【００９６】
次に、ＰＥＣＶＤ法を用いて、レジストＲ及び有機樹脂膜１６１を覆うようにアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を成膜する。このとき、シャッター体３を形成する部分においては、レジストＲの表面と側面の両方を覆うように成膜する。成膜するａ−Ｓｉ層の厚さは、例えば、２００〜５００ｎｍである。そして、フォトリソグラフィを用いてａ−Ｓｉ層をパターンニングすることにより、第１電極部４ａ，第２電極部４ｂ、シャッタービーム５（図２１には不図示）、シャッター本体３ｂ、及び第１柱状凸部１６０のａ−Ｓｉ層１６２を形成する。なお、第１電極部４ａ及び第２電極部４ｂは、レジストＲの側面に形成された部分で構成されている。
【００９７】
続いて、シャッター本体３ｂ及び第１柱状凸部１６０のａ−Ｓｉ層１６２の上層に、金属膜３ｃ及び第１柱状凸部１６０の金属層１６３を設ける。金属膜３ｃ及び金属層１６３は、例えば、スパッタ法により、アルミニウム（Ａｌ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、クロム（Ｃｒ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、銅（Ｃｕ）膜等の金属膜またはその合金を含む膜を積層して形成する。これにより、シャッター体３が形成される。
【００９８】
次いで、シャッター体３の金属膜３ｃ及び金属層１６３を覆うように、例えばＰＥＣＶＤ法を用いて、シャッター体３の無機膜３ｄ及び第１柱状凸部１６０の無機膜１６４を形成する。
【００９９】
最後に、図２２に示すように、例えば酸素ガスを用いたプラズマエッチング法により、レジストＲを剥離する。これにより、シャッター体３が第３パッシベーション膜１５５から間隔を開けて浮いた状態で配置される。なお、シャッター体３は、シャッタービーム５を介して、シャッタービームアンカー８に支持される。このとき、レジストＲを除去する一方で、有機樹脂膜１６１は除去されない。このようにして、第１基板１００が作製される。
【０１００】
―第２工程（第２基板の形成）―
次に、第２基板２００の製造方法について説明する。なお、第２基板２００を形成する第２工程は、第１工程の後に行っても、第１工程に先行して行っても、第１工程と並行して行っても、いずれでもよい。
【０１０１】
まず、第２支持基板２１０を準備する。そして、スピンコート法を用いて、光透過領域Ａ以外を覆うように、遮光膜を成膜する。そして、２００〜３５０℃の雰囲気で１時間程度焼成して、第２遮光膜２２１を形成する。
【０１０２】
次いで、第２遮光膜２２１を覆うように、ＰＥＣＶＤ法を用いて無機絶縁膜２２２を形成する。
【０１０３】
次に、無機絶縁膜２２２上に、例えば、スピンコート法またはスリットコート法により有機絶縁樹脂を塗布する。そして、第１のマスクを用いて露光及び現像の工程を経てパターンニングし、さらに、有機絶縁樹脂を焼成して完全に硬化して、第２柱状凸部２３０を形成する。続いて、同様に、スピンコート法またはスリットコート法により有機絶縁樹脂を塗布する。このときの塗布厚さは、１回目の塗布厚さと異なる。そして、第２のマスクを用いて露光及び現像の工程を経てパターンニングし、さらに、有機絶縁樹脂を焼成して完全に硬化して、第３柱状凸部２４０を形成する。
【０１０４】
―第３工程（基板貼り合わせ）―
次に、図２３に示すように、シール材３１０を、第１基板１００の支持基板１１０周縁部に枠状に塗布する。このとき、支持基板１１０の周縁部のうち一部３１１は、シール材３１０を塗らないで、開口した状態としておく。シール材３１０としては、例えば、エポキシ、アクリル酸塩、またはシリコン材料などの接着剤を用いる。なお、シール材３１０は、第１基板１００、第２基板２００の両方に塗布してもよく、第２基板２００に塗布してもよい。
【０１０５】
シール材３１０を塗布した第１基板１００と第２基板２００とを、アライメント工程を経て貼り合わせる。シール材３１０は、アライメント工程後の第１基板１００及び第２基板２００の相対位置関係を保持する。これにより、第１基板１００と第２基板２００との間であってシール材３１０で囲まれた空間が、空間Ｌとなる。第１基板１００及び第２基板２００を貼り合せるときの雰囲気温度は、例えば、５〜２０℃である。これにより、図２４に示すように、常温において、第１柱状凸部１６０の突端と第２柱状凸部２３０の突端とが接触すると共に、第１柱状凸部１６０の突端と第３柱状凸部２４０の突端とは非接触の状態となっている。
【０１０６】
このとき、第１スペーサー４１０となる第１柱状凸部１６０、及び第２柱状凸部２３０に圧縮応力が働き、第１柱状凸部１６０と第２柱状凸部２３０とが元の状態よりも圧縮されて固定される。具体的には、第１柱状凸部１６０は、圧縮応力により、第１基板１００を形成したときの突出高さの０〜５％程度短くなった状態で固定される。また、第２柱状凸部２３０は、圧縮応力により、第２基板２００を形成したときの突出高さの３〜１５％程度短くなった状態で固定される。なお、第１スペーサー４１０が圧縮応力により収縮した状態で固定された場合でも、第２スペーサー４２０では、第１柱状凸部１６０の突端と第３柱状凸部２４０の突端とは非接触の状態となっている。
【０１０７】
続いて、空間Ｌに、液体３２０を充填する。液体３２０の注入は、例えば、真空チャンバ内の減圧下で、貼り合わされた第１基板１００及び第２基板２００を液体３２０中に浸けることで行われる。液体３２０注入時の圧力条件は、例えば、０．０２〜０．２０ＭＰａである。そして、液体３２０を注入後は、シール材３１０の開口３１１を接着剤で封止する。シール材３１０は、液体注入前または液体注入後において、硬化処理される。硬化処理は、例えば、脱水硬化、紫外線硬化、熱硬化、または、マイクロ波硬化等により行うことができる。
【０１０８】
以上の工程を経て、表示装置１０が製造される。
【０１０９】
（本実施形態の効果）
本実施形態の表示装置１０では、図２５（ａ）に示す常温の状態から、図２５（ｂ）に示す、例えば６０℃程度の高温雰囲気下に曝された場合、液体３２０が膨張する。液体３２０が膨張した場合であっても、スペーサーとして高さの異なる２種類の第１スペーサー４１０と第２スペーサー４２０が設けられ、第１スペーサー４１０によってのみ第１基板１００及び第２基板２００の基板間距離が規定されているので、液体の膨張に伴って、第１スペーサー４１０が伸長変形することが可能となる。液体３２０の膨張に伴って、第１スペーサー４１０が伸長することにより、液体３２０の体積変化に応じて基板間距離をＧ１からＧ２に広げることができる。このように、第１スペーサー４１０を構成する第１柱状凸部１６０、及び第２柱状凸部２３０が接触した状態に保たれるので、第１基板１００及び第２基板２００間のセルギャップが不均一になるのを抑制することができる。
【０１１０】
なお、表示装置１０の製造工程中、第３工程において、第１基板１００及び第２基板２００の貼り合せを減圧環境下で行うので、圧縮応力が働き、第１柱状凸部１６０と第２柱状凸部２３０とが圧縮された状態で固定される。従って、図２５（ａ）の常温の状態から図２５（ｂ）の高温の状態に変化し、セルギャップがＧ１からＧ２に大きくなっても、第１柱状凸部１６０及び第２柱状凸部２３０の圧縮状態を緩和することによって両者の突端の接触状態が維持される。よって、図２５（ｂ）の状態においても、第１スペーサー４１０で第１基板１００及び第２基板２００の基板間距離を規定することができる。
【０１１１】
また、本実施形態の表示装置１０では、図２６（ａ）に示す常温の状態から、図２６（ｂ）に示す、例えば−３０℃程度の低温雰囲気下に曝された場合、液体３２０が収縮する。液体３２０が収縮した場合であっても、スペーサーとして高さの異なる２種類の第１スペーサー４１０と第２スペーサー４２０が設けられ、第１スペーサー４１０によってのみ第１基板１００及び第２基板２００の基板間距離が規定されているので、液体の収縮に伴って、第１スペーサー４１０が収縮変形することが可能となる。液体３２０の収縮に伴って、第１スペーサー４１０が収縮することにより、液体３２０の体積変化に応じて基板間距離をＧ１からＧ３に狭めることができる。なお、このとき液体３２０の体積変化に伴って基板間距離がＧ３となり、液体３２０の充填空間Ｌが液体３２０の体積に応じた容量となるので、空間Ｌの内部に気泡が発生するのが抑制される。
【０１１２】
本実施形態の表示装置１０は、基板間距離を規定するスペーサー（第１スペーサー４１０）の数を減らして、第１基板１００と第２基板２００とを支持する力を抑制しているが、これに加え、第１スペーサー４１０よりも高さが低い第２スペーサー４２０をさらに備えている。これにより、表示装置１０の外部から力を受けて第１基板１００または第２基板２００が内側に撓んでも、第２スペーサー４２０がシャッター部Ｓ等の内部構造を保護するので、優れた強度を得ることができる。
【０１１３】
本発明の効果を検証する実施例として、第１スペーサー４１０の面積密度（つまり、表示領域１３において、第１スペーサー４１０が占有する面積の割合）の大きさ、及び液体３２０を注入するときの圧力を変更して作製した表示装置について、低温環境（−３０℃）で２４時間放置した後の表示装置内の気泡の発生の有無について評価した。なお、第１スペーサー４１０と第２スペーサー４２０の高さの差ｄは２μｍで一定とした。また、第１基板１００と第２基板２００とを封止するときの封止温度についても、１０℃で一定とした。作製した表示装置Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の作製条件及び評価結果を、表１に示す。
【０１１４】
【表１】
2016080726.tif 000003
【０１１５】
表１の結果から、第１スペーサーの面積密度が０．０５％のとき（Ｎｏ．１及びＮｏ．４）と０．１５％のとき（Ｎｏ．２及びＮｏ．５）に、低温においても気泡の発生が抑制されることが確認された。
【０１１６】
（変形例）
本実施形態では、第１スペーサー４１０の面積密度が第２スペーサー４２０の面積密度よりも小さいとして説明したが、特にこれに限定されない。例えば、第１スペーサー４１０の面積密度が第２スペーサー４２０の面積密度と同一であってもよい。この場合、第２スペーサー４２０の面積密度が第１スペーサー４１０よりも大きい場合と比較して、外部からの力に対する耐久性は低下するものの、液体の膨張または収縮に伴ってセルギャップが不均一になるのを抑制する効果を得ることができる。
【０１１７】
本実施形態では、第２スペーサー４２０が、第１スペーサー４１０が形成されていない画素Ｐの全てに形成されるとして説明したが、強度を保てる限りは、第２スペーサー４２０は、全ての画素Ｐに形成されていなくてもよい。例えば、第１スペーサー４１０と第２スペーサー４２０を合わせて、２つの画素Ｐに１本の割合となるように、第１スペーサー４１０及び第２スペーサー４２０を形成してもよい。
【０１１８】
本実施形態では、駆動トランジスタ１３０の半導体層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、酸素（Ｏ）から構成される化合物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）で形成されていると説明したが、本発明はこれに限定されない。駆動トランジスタ１３０の半導体層が、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｔｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、酸素（Ｏ）から構成される化合物（Ｉｎ−Ｔｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）、または、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び、酸素（Ｏ）から構成される化合物（Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ）等で形成されていてもよい。また、駆動トランジスタ１３０の半導体層が、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン等で形成されていてもよい。
【０１１９】
本実施形態では、１つの画素において光透過領域Ａが２つあり、シャッター体３は、１つの開口３ａを有する形態であるが、光透過領域Ａとシャッター体３の開口３ａの数は、これに限られない。例えば、シャッター体３の開口３ａと光透過領域Ａが１対１で対応する構成であってもよい。
【０１２０】
本実施形態では、シャッタービーム５は、シャッター体６の駆動方向に垂直な方向（開口３ａの長手方向）における中央付近でシャッター体３に接続されると説明したが、これに限定されない。例えば、シャッタービーム５は、シャッター体３の開口３ａの長手方向の端部に寄った位置に接続されてもよい。また、シャッタービーム５は、一対のシャッタービームからなっているが、１本のシャッタービームで構成されていてもよい。
【０１２１】
以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、メカニカルシャッターを用いた表示装置及びその製造方法について利用可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
Ａ  光透過領域
Ｌ  液体が存在する空間
Ｐ  画素
Ｓ  シャッター部
３  シャッター体
５  シャッタービーム
６  駆動ビーム
７  駆動ビームアンカー
８  シャッタービームアンカー
１００  第１基板
１１０  第１支持基板
１２１  第１遮光膜
１３０  駆動トランジスタ
１６０  第１柱状凸部
１６０ａ  第１柱状凸部の一部
１６０ｂ  第１柱状凸部の他の一部
１６１  有機樹脂膜
１６２  ａ−Ｓｉ層
１６３  金属膜
２００  第２基板
２１０  第２支持基板
２２１  第２遮光膜
２３０  第２柱状凸部
２４０  第３柱状凸部
３１０  シール材
３２０  シリコーンオイル（液体）
４１０  第１スペーサー
４２０  第２スペーサー
【図１】
2016080726.tif 000004
【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】
2016080726.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016080726.tif 000013
【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】
2016080726.tif 000019
【図１７】
2016080726.tif 000020
【図１８】
2016080726.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
2016080726.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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