(57)【要約】【課題】柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれ起因する表示不良を防止できる液晶装置及びそれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】第１基板１６または第２基板１上には、遮光材料からなるブラックマトリクス１４が形成され、第１基板１６の液晶層１３側の面におけるブラックマトリクス１４と平面視で重なり合う領域には、第１基板１６と第２基板１との間の間隔を保持するための複数の柱状スペーサ１７が配置され、第２基板１の液晶層１３側の面における各柱状スペーサ１７と対向する領域を含み、ブラックマトリクス１４と平面視で重なり合う領域に、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを収容する嵌合部１８がそれぞれ配置され、ブラックマトリクス１４の幅方向における嵌合部１８の寸法が、ブラックマトリクス１４の延在方向における嵌合部１８の寸法よりも短い液晶装置とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持して互いに対向配置された第１基板と第２基板とを有する液晶装置であって、
前記第１基板または前記第２基板上には、前記第１基板または第２基板上に形成された配線を平面視で覆っている遮光材料からなるブラックマトリクスが形成され、
前記第１基板の前記液晶層側の面における前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域には、前記配線と平面視で重なると共に、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を保持するための複数の柱状スペーサが配置され、
前記第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部がそれぞれ形成され、
前記ブラックマトリクスの幅方向における前記嵌合部の寸法が、前記ブラックマトリクスの延在方向における前記嵌合部の寸法よりも短いことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記嵌合部が、前記第２基板に形成された凹部であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記嵌合部が、前記第２基板の前記液晶層側に立設された立設壁に囲まれてなるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記嵌合部の内面が、外縁部から前記柱状スペーサの頂部と対向配置される領域に向かって徐々に面積が小さくなる曲面形状とされてい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液晶装置。
【請求項５】
液晶層を挟持して互いに対向配置された第１基板と第２基板とを有する液晶装置の製造方法であって、
前記第１基板または前記第２基板上に、前記第１基板または第２基板上に形成された配線を平面視で覆っている遮光材料からなるブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、
前記第１基板の前記液晶層側の面における前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記配線と平面視で重なると共に、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を保持するための複数の柱状スペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部であって、前記ブラックマトリクスの幅方向の寸法が、前記ブラックマトリクスの延在方向の寸法よりも短い前記嵌合部を設ける嵌合部形成工程とを有していることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２基板上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程をさらに有し、
前記コンタクトホールを形成する工程において、前記コンタクトホールを形成すると同時に前記嵌合部となる凹部を形成することを特徴とする請求項５に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた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、液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器に関し、特に、２つの基板間の間隔を保持するための複数の柱状スペーサが設けられた液晶装置、液晶装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２つの基板間の間隔（セルギャップ）を保持する複数の柱状スペーサが設けられた液晶装置（液晶パネル）がある。このような液晶パネルでは、一方の基板に配置された柱状スペーサの頂部が他方の基板に接することによって、一定のセルギャップが保持されている。
しかしながら、柱状スペーサが設けられた液晶パネルでは、基板に反りなどの変形が生じた場合に、一方の基板に配置された柱状スペーサの頂部と他方の基板との接する位置がずれて、表示不良が生じる場合があった。
【０００３】
この問題を解決する技術として、支柱表面に微細な凹凸からなる粗面を有する柱状スペーサを備えた液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１４１４号公報
【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に記載の技術を用いた場合であっても、液晶パネルに対して厚み方向の外力が加わって基板が変形した場合などに、一方の基板に配置された柱状スペーサの頂部と他方の基板との接する位置が大きくずれて、表示不良が生じる場合があった。また、特許文献１に記載の技術を用いた場合、柱状スペーサの頂部と他方の基板との接する位置がずれて、他方の基板が柱状スペーサの頂部で擦られることによって、他方の基板の液晶層と接する側に設けられている配向膜に傷がついてしまう場合があった。配向膜の傷は、液晶の配向不良を引き起こすため、表示不良の原因となる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれに起因する表示不良を防止できる液晶装置及びそれを備えた電子機器を提供することを目的としている。
また、本発明は、柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれに起因する表示不良を防止できる液晶装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持して互いに対向配置された第１基板と第２基板とを有する液晶装置であって、前記第１基板または前記第２基板上には、前記第１基板または第２基板上に形成された配線を平面視で覆っている遮光材料からなるブラックマトリクスが形成され、前記第１基板の前記液晶層側の面における前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域には、前記配線と平面視で重なると共に、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を保持するための複数の柱状スペーサが配置され、前記第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部がそれぞれ形成され、前記ブラックマトリクスの幅方向における前記嵌合部の寸法が、前記ブラックマトリクスの延在方向における前記嵌合部の寸法よりも短いことを特徴とする。
【０００７】
本発明の液晶装置は、第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部がそれぞれ形成されているものであるので、嵌合部に収容された柱状スペーサは、ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域内に形成された嵌合部内において移動が許される。さらに、本発明の液晶装置では、前記ブラックマトリクスの幅方向における前記嵌合部の寸法が、前記ブラックマトリクスの延在方向における前記嵌合部の寸法よりも短いものであるので、嵌合部に収容された柱状スペーサの移動可能（位置ずれ可能）な範囲は、ブラックマトリクスが形成されていることによって表示不良を発生させにくいブラックマトリクスの延在方向が、ブラックマトリクスの幅方向と比較して大きいものとなる。つまり柱状スペーサが移動したとしても移動可能なのは、配線の延在方向であるブラックマトリクスで常に遮光された状態となっている方向だけなので、表示の不良が発生していたとしても遮光されているので認識されることがない。
【０００８】
本発明の液晶装置によれば、嵌合部内において柱状スペーサの頂部と第２基板との位置ずれが生じたとしても、嵌合部がブラックマトリクスの形成された領域と平面視で重なり合う領域に配置されているので、表示不良の発生が防止される。したがって、嵌合部内における柱状スペーサの頂部と第２基板との位置ずれによって、第２基板の液晶層と接する側に設けられている配向膜に傷がついたとしても、表示不良の発生が防止される。
また、本発明の液晶装置は、柱状スペーサの移動が許されるものであるが、柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部によって、柱状スペーサの頂部が嵌合部内からはみ出して移動することのないものとなり、嵌合部外での柱状スペーサの頂部と第２基板との大きな位置ずれが防止される。
【０００９】
また、本発明の液晶装置は、嵌合部内において柱状スペーサの頂部の移動が可能なものであるので、例えば、嵌合部内に柱状スペーサの移動可能なスペースが設けられていない場合と比較して、第１基板と第２基板とを貼り合せる際など、柱状スペーサの頂部と第２基板との位置合わせを行う場合に、柱状スペーサの頂部を嵌合部内に容易に収容することができ、容易に位置合わせを行うことができる。
さらに、本発明の液晶装置では、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方が変形した場合に、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方の変形に追従して、嵌合部内で柱状スペーサが移動できる。したがって、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方の変形によって、柱状スペーサの破壊が生じにくいものとなり、強度の優れた液晶装置となる。
【００１０】
また、本発明の液晶装置によれば、前記第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部がそれぞれ配置されているので、柱状スペーサおよび嵌合部が設けられていることによって、開口率が低下することがない。
【００１１】
また、上記液晶装置においては、前記嵌合部が、前記第２基板に形成された凹部であるものとすることができる。
また、上記液晶装置においては、前記嵌合部は、前記第２基板の前記液晶層側に立設された立設壁に囲まれてなるものであってもよい。
【００１２】
また、上記液晶装置においては、前記嵌合部の内面が、外縁部から前記柱状スペーサの頂部と対向配置される領域に向かって徐々に面積が小さくなる曲面形状とされているものとすることができる。
このような液晶装置では、柱状スペーサの頂部を嵌合部に収容させることで、柱状スペーサの頂部が、嵌合部の内面の最も深さの深い部分である柱状スペーサの頂部と対向配置される領域に、嵌合部の内面形状に沿って導かれるものとなり、柱状スペーサの頂部と第２基板との位置が、自己整合的に位置合わせされるものとなる。
【００１３】
したがって、柱状スペーサの頂部と第２基板との位置合わせを行う場合などに、柱状スペーサの頂部と第２基板との位置合わせを容易に正確に行うことができる。また、このような液晶装置では、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方が一時的に変形した場合、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方の変形に追従して嵌合部内で柱状スペーサが移動し、その後、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方の変形の回復に追従して、柱状スペーサが嵌合部内の柱状スペーサの頂部の対向配置される領域に自己整合的に位置合わせされるものとなる。
【００１４】
また、このような液晶装置では、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方が変形した場合に、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方の変形に追従して嵌合部内で柱状スペーサがより一層移動しやすいものとなる。その結果、柱状スペーサは、第１基板と第２基板のうちの少なくとも一方の変形によって、より一層破壊されにくいものとなり、より優れた強度を有する液晶装置となる。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置の製造方法は、液晶層を挟持して互いに対向配置された第１基板と第２基板とを有する液晶装置の製造方法であって、前記第１基板または前記第２基板上に、前記第１基板または第２基板上に形成された配線を平面視で覆っている遮光材料からなるブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、前記第１基板の前記液晶層側の面における前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記配線と平面視で重なると共に、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を保持するための複数の柱状スペーサを形成するスペーサ形成工程と、前記第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部であって、前記ブラックマトリクスの幅方向の寸法が、前記ブラックマトリクスの延在方向の寸法よりも短い前記嵌合部を設ける嵌合部形成工程とを有していることを特徴とする。
【００１６】
本発明の液晶装置の製造方法によれば、前記第２基板の前記液晶層側の面における各柱状スペーサと対向する領域を含み、前記ブラックマトリクスと平面視で重なり合う領域に、前記柱状スペーサの頂部を収容する嵌合部がそれぞれ形成され、前記ブラックマトリクスの幅方向における前記嵌合部の寸法が、前記ブラックマトリクスの延在方向における前記嵌合部の寸法よりも短く、柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、容易に位置合わせを行うことができ、優れた強度を有する本発明の液晶装置を製造できる。
【００１７】
また、上記液晶装置の製造方法においては、前記第２基板上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程をさらに有し、前記コンタクトホールを形成する工程において、前記コンタクトホールを形成すると同時に前記嵌合部となる凹部を形成することを特徴とする方法とすることができる。
このような液晶装置の製造方法では、コンタクトホールを形成すると同時に嵌合部となる凹部が形成されるので、嵌合部を形成しない場合と比較して、製造工程を増やすことなく、嵌合部を容易に効率よく形成できる。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器によれば、柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、容易に位置合わせを行うことができ、優れた強度を有する液晶装置を備えたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器について、例を挙げて説明する。なお、これ以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明における液晶装置の第１実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の液晶装置の一例の一部を示した概略平面図であり、図２は、図１に示す液晶装置のＡ−Ａ’断面図である。なお、図１においては、図面を見やすくするために、嵌合部の平面配置を説明する際に必要な部材を図示し、その他の部材の図示を省略している。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置は、光を変調して表示を行う略矩形の複数の表示領域（画素領域）Ａ１と、各表示領域Ａ１を取り囲むように格子状に形成された線状の非表示領域Ａ２とを有している。図１に示すように、非表示領域Ａ２には、非表示領域Ａ２と同じ平面形状を有する遮光材料からなるブラックマトリクス１４が形成されている。また、非表示領域Ａ２には、図１に示す各表示領域Ａ１の左下角部に接して拡幅部Ａ３が設けられており、拡幅部Ａ３にはＴＦＴ２１が形成されている。本実施形態の液晶装置においては、図１および図２に示すように、ＴＦＴ２１と平面視で重なる領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されている。
【００２２】
ＴＦＴ２１のソース電極５には、図１において上下方向に延びるソース線５ａが接続されている。ソース電極５は、ソース線５ａから分岐してＳｉ半導体層４に向かって延びる平面視Ｌ字型の形状となっている。また、ＴＦＴ２１のドレイン電極６には、コンタクトホール２２を介して各表示領域Ａ１に形成された画素電極９（図１においては図示略）が接続されている。ドレイン電極６は、Ｓｉ半導体層４から画素電極９に向かって延びる矩形状の形状となっている。また、図１および図２に示すように、Ｓｉ半導体層４は矩形状であり、Ｓｉ半導体層４の中央部は、ゲート電極２と平面視で重なり合っている。ゲート電極２は、図１において左右方向に延びるゲート線２ａの一部である。また、Ｓｉ半導体層４の一端部は、ソース電極５と平面視で重なり合って配置されており、Ｓｉ半導体層４とソース電極５とが接続されている。Ｓｉ半導体層４の他端部は、ドレイン電極６と平面視で重なり合って配置されており、Ｓｉ半導体層４とドレイン電極６とが接続されている。
【００２３】
また、本実施形態の液晶装置は、図２に示すように、液晶層１３を挟持して互いに対向配置された素子基板１（第２基板）と対向基板１６（第１基板）とを有する。液晶層１３は、素子基板１と対向基板１６とが対向する領域の縁端に沿って設けられたシール材（図示略）によって、素子基板１と対向基板１６との間に封止されている。
【００２４】
図２に示す対向基板１６は、例えばガラスや石英、プラスチックなどからなる。対向基板１６の内面側（液晶層１３側）の面における非表示領域Ａ２には、図１および図２に示すように、遮光材料からなる線状のブラックマトリクス１４が格子状に形成されている。なお、ブラックマトリクス１４は必ずしも格子状である必要はなく、例えばゲート線２ａの延在方向（図１の平面図における左右方向）のみに形成されたものであってもよい。また、ブラックマトリクス１４の形成された対向基板１６の内面側の面には、層間絶縁膜１５、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、「ＩＴＯ」と略記する）等の導電材料からなる共通電極１２、ポリイミドやシリコン酸化物等からなる配向膜１１がこの順で形成されている。
【００２５】
また、配向膜１１の内面側の面における非表示領域Ａ２には、図１および図２に示すように、複数の柱状スペーサ１７が配置されている。柱状スペーサ１７は、素子基板１と対向基板１６との間の間隔（セルギャップ）を保持するためのものであり、アクリル樹脂などの感光性樹脂からなる。柱状スペーサ１７は、図１に示すように、平面視円形であって、図２に示すように、断面視台形であり、基部から頂部１７ａに向かって徐々に断面積が小さくなっており、頂部１７ａが平面になっている。
【００２６】
また、図２に示す素子基板１は、例えばガラスや石英、プラスチックなどからなる。素子基板１上（液晶層１３側の面）には、ＴＦＴ２１が形成されている。ＴＦＴ２１は、素子基板１上に形成されたゲート電極２と、ゲート電極２を覆うように形成されたゲート絶縁膜３と、ゲート電極２上にゲート絶縁膜３を介して形成されたＳｉ半導体層４と、Ｓｉ半導体層４の一端部上に形成されたソース電極５と、Ｓｉ半導体層４の他端部上に形成されたドレイン電極６とを有している。
【００２７】
ＴＦＴ２１上には、第１層間絶縁膜７と第２層間絶縁膜８（平坦化膜）とからなる層間絶縁膜が形成されている。図２に示すように、第２層間絶縁膜８上において、ＴＦＴ２１上であって、対向基板１６に形成された各柱状スペーサ１７と対向する領域を含み、ブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域には、嵌合部１８となる凹部１８ｄが形成されている。また、本実施形態の液晶装置では、図１および図２に示すように、第１層間絶縁膜７および第２層間絶縁膜８を貫通して、ドレイン電極６を露出するコンタクトホール２２が設けられている。そして、コンタクトホール２２の内面および第２層間絶縁膜８上にＩＴＯ等の導電材料からなる画素電極９が形成されることにより、画素電極９とドレイン電極６とが電気的に接続されている。
【００２８】
また、画素電極９の形成された素子基板１上には、ポリイミドやシリコン酸化物等からなる配向膜１０が形成されている。このことにより、凹部１８ｄ内には、素子基板１に埋め込まれるように形成された凹部からなり、凹部１８ｄの形状を反映した形状を有する嵌合部１８が形成されている。
【００２９】
嵌合部１８は、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを収容するものである。本実施形態においては、嵌合部１８の中央部が柱状スペーサ１７と対向配置される領域となっており、図１および図２に示すように、嵌合部１８の中央部に、柱状スペーサの頂部１７ａが収容されている。
嵌合部１８（および凹部１８ｄ）は、図１に示すように、平面視長円形であって、図２に示すように、断面視台形であり、底面が平面になっている。また、図２に示すように、嵌合部１８（および凹部１８ｄ）内の側壁は、傾斜面となっており、嵌合部１８（および凹部１８ｄ）内の面積が縁部から底面に向かって徐々に小さくなっている。また、図１に示すように、ブラックマトリクス１４の幅方向における嵌合部１８の寸法ｄ１は、ブラックマトリクス１４の延在方向（ゲート線２ａの延在している方向）における嵌合部１８の寸法ｄ２よりも短くなっている。言い換えると、ゲート線２ａ上においてゲート線２ａの延在方向に沿って、ゲート配線２ａを覆うようにブラックマトリクス１４が形成され、このブラックマトリクス１４と平面視で重なり合う領域に柱状スペーサ１７が配置され、このブラックマトリクス１４と柱状スペーサ１７とが重なり合う領域には、柱状スペーサ１７の頂部を収容する嵌合部１８が形成されており、ブラックマトリクス１４の延在方向（ゲート線２ａの延在方向）における嵌合部１８の寸法が、ブラックマトリクス１４の幅方向における嵌合部１８の寸法より長いことになる。
【００３０】
「液晶装置の製造方法」
本実施形態の液晶装置は、例えば、以下に示す方法によって製造できる。なお、以下の説明では、嵌合部１８の製造工程を中心に説明し、その他の工程の説明は省略若しくは簡略化する。また、嵌合部１８の製造工程以外の工程については、公知の方法を採用することができる。
まず、対向基板１６の液晶層１３側となる面上に、遮光材料からなる線状のブラックマトリクス１４を格子状に形成し、非表示領域Ａ２となる領域を規定する。次いで、ブラックマトリクス１４の形成された対向基板１６の液晶層１３側となる面に層間絶縁膜１５、共通電極１２、配向膜１１をこの順で形成する。さらに、配向膜１１上の非表示領域Ａ２となる領域上に、素子基板１と対向基板１６との間の間隔を保持する柱状スペーサ１７を複数形成する。
【００３１】
また、素子基板１上には、まず、ゲート電極２となるゲート線２ａ、ゲート絶縁膜３、Ｓｉ半導体層４、ソース電極５およびソース線５ａ、ドレイン電極６を形成して、非表示領域Ａ２となる領域上にＴＦＴ２１を形成する。
次いで、ＴＦＴ２１上に、第１層間絶縁膜７と第２層間絶縁膜８とを順次形成して、層間絶縁膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術を用いて第１層間絶縁膜７および第２層間絶縁膜８をエッチングして、ドレイン電極６を露出するコンタクトホール２２を形成すると同時に、第２層間絶縁膜８をエッチングして、嵌合部１８となる凹部１８ｄを形成する。凹部１８ｄは、図２に示すように、ＴＦＴ２１上であって、柱状スペーサ１７と対向配置される領域を含み、ブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域に形成する。また、凹部１８ｄは、平面視長円形、断面視台形で、内部におけるブラックマトリクス１４の幅方向の寸法が、ブラックマトリクス１４の延在方向の寸法よりも短い形状となるように形成する。
【００３２】
続いて、コンタクトホール２２の内面および第２層間絶縁膜８上に画素電極９を形成し、画素電極９とドレイン電極６とを電気的に接続する。さらに、画素電極９の形成された素子基板１上に配向膜１０を形成する。このことにより、素子基板１の液晶層１３側の面に、素子基板１に埋め込まれた凹部からなり、凹部１８ｄの形状を反映した形状を有する嵌合部１８を形成する。
【００３３】
その後、素子基板１または対向基板１６に環状のシール材（図示略）を設け、シール材の設けられた基板上に液晶を滴下する。続いて、素子基板１と対向基板１６とを対向させて、嵌合部１８に柱状スペーサ１７の頂部１７ａを収容し、シール材を用いて素子基板１と対向基板１６とを貼り合わせ、素子基板１と対向基板１６との間に液晶を封止して液晶層１３とする。
以上の工程により、図１および図２に示す液晶装置が得られる。
【００３４】
本実施形態の液晶装置は、素子基板１の液晶層１３側の面における各柱状スペーサ１７と対向する領域を含み、ブラックマトリクス１４と平面視で重なり合う領域に、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを収容する嵌合部１８がそれぞれ形成されているものであるので、嵌合部１８に収容された柱状スペーサ１７は、ブラックマトリクス１４と平面視で重なり合う領域内に形成された嵌合部１８内において移動が許される。さらに、本発明の液晶装置では、ブラックマトリクス１４の幅方向における嵌合部１８の寸法ｄ１が、ブラックマトリクス１４の延在方向における嵌合部１８の寸法ｄ２よりも短いものであるので、嵌合部１８に収容された柱状スペーサ１７の移動可能（位置ずれ可能）な範囲は、ブラックマトリクス１４の幅方向と比較して、ブラックマトリクス１４の延在方向が大きいものとなる。
【００３５】
本実施形態の液晶装置によれば、嵌合部１８内において柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置ずれが生じたとしても、嵌合部１８がブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域に配置されているので、表示不良の発生が防止される。
また、本実施形態の液晶装置は、柱状スペーサ１７の移動が許されるものであるが、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを収容する嵌合部１８によって、柱状スペーサ１７の頂部１７ａが嵌合部１８内からはみ出して移動することのないものとなり、嵌合部１８外での柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との大きな位置ずれが防止できる。
【００３６】
また、本実施形態の液晶装置は、嵌合部１８内において柱状スペーサ１７の頂部１７ａの移動が可能なものであので、例えば、嵌合部１８内に柱状スペーサ１７の移動可能なスペースが設けられていない場合と比較して、素子基板１と対向基板１６とを貼り合せる際における嵌合部１８と柱状スペーサ１７の頂部１７ａとの位置合わせを容易に行うことができる。
また、本発明の液晶装置では、素子基板１と対向基板１６のうちの少なくとも一方が変形した場合に、素子基板１と対向基板１６のうちの少なくとも一方の変形に追従して、嵌合部１８内で柱状スペーサ１７が移動できる。したがって、柱状スペーサ１７が、素子基板１と対向基板１６のうちの少なくとも一方の変形によって、破壊されにくいものとなり、強度の優れた液晶装置となる。
【００３７】
また、本実施形態の液晶装置においては、嵌合部１８内の側壁が傾斜面となっており、嵌合部１８内の面積が縁部から底面に向かって徐々に小さくなっているので、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを嵌合部１８に収容させることで、柱状スペーサ１７の頂部１７ａが嵌合部１８の内面の最も深さの深い部分である嵌合部１８の底面に導かれるものとなる。嵌合部１８の底面は、柱状スペーサ１７と対向配置される領域嵌合部１８の中央部に位置しているので、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置合わせを容易に行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態の液晶装置においては、ＴＦＴ２１と平面視で重なる領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されている。ＴＦＴ２１は、通常、図１に示すように、非表示領域Ａ２の拡幅部Ａ３に形成される。拡幅部Ａ３におけるブラックマトリクス１４の幅は、他の領域よりも広くなっている。したがって、ＴＦＴ２１と平面視で重なる領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されている場合、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置ずれが生じたとしても、表示不良の発生をより確実に防止できる。
【００３９】
また、本実施形態の製造方法においては、素子基板１上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜を貫通するコンタクトホール２２を形成する工程を有し、コンタクトホール２２を形成する工程において、コンタクトホール２２を形成すると同時に嵌合部１８となる凹部１８ｄを形成するので、嵌合部１８を形成しない場合と比較して、製造工程を増やすことなく、嵌合部１８を容易に効率よく形成できる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る液晶装置の第２実施形態について図面を参照して説明する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の液晶装置の他の一例を示した断面図であり、液晶装置を構成する柱状スペーサおよび嵌合部の周辺のみを拡大して示したブラックマトリクスの幅方向の拡大断面図である。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す液晶装置を構成する柱状スペーサおよび嵌合部の周辺のみを拡大して示したブラックマトリクスの延在方向の拡大断面図である。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す液晶装置は、図１および図２に示す液晶装置と、嵌合部および凹部の形状が異なっており、それ以外の構成については同一となっている。したがって、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す液晶装置において、図１および図２に示す液晶装置と同一の構成については、その説明について省略若しくは簡略化する。
【００４１】
図３（ａ）に示す液晶装置では、嵌合部１８ａ（および凹部１８ｅ）は、図１に示す液晶装置と同様に平面視は長円形とされているが、断面視が略円弧状とされている。また、図３（ａ）に示す液晶装置においては、嵌合部１８ａの内面の最も深さの深い部分が、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと対向配置される領域となっている。したがって、図３（ａ）に示す嵌合部１８ａでは、嵌合部１８ａの内面が、外縁部から柱状スペーサ１７の頂部１７ａと対向配置される領域に向かって徐々に面積が小さくなる曲面形状とされている。また、図３（ａ）に示す液晶装置においても、嵌合部１８ａ内のブラックマトリクス１４の幅方向の寸法は、ブラックマトリクス１４の延在方向の寸法よりも短くなっている。
【００４２】
なお、図１および図３（ａ）に示す液晶装置では、嵌合部１８、１８ａの平面形状が長円形のものを例に挙げて説明したが、嵌合部の平面形状は長円形に限定されるものでなく、例えば、楕円形や矩形とすることができる。
【００４３】
図３（ａ）に示す液晶装置においても、図１および図２に示す液晶装置と同様に、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、優れた強度を有するものとなる。
また、図３（ａ）に示す液晶装置においても、図１および図２に示す液晶装置と同様に、コンタクトホール２２を形成する工程において、コンタクトホール２２を形成すると同時に嵌合部１８ａとなる凹部１８ｅを形成できるので、嵌合部１８ａを形成しない場合と比較して、製造工程を増やすことなく、嵌合部１８ａを容易に効率よく形成できる。
【００４４】
また、図３（ａ）に示す液晶装置においては、嵌合部１８ａの内面が、外縁部から柱状スペーサ１７の頂部１７ａと対向配置される領域に向かって徐々に面積が小さくなる曲面形状とされているので、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを嵌合部１８ａに収容させることで、柱状スペーサ１７の頂部１７ａが嵌合部１８ａの内面の最も深さの深い部分である柱状スペーサ１７の頂部１７ａと対向配置される領域に導かれるものとなり、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置が、自己整合的に位置合わせされるものとなる。したがって、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置合わせを容易に正確に行うことができる。
【００４５】
また、図３（ａ）に示す液晶装置では、素子基板１および/または対向基板１６が一時的に変形した場合、素子基板１および/または対向基板１６の変形に追従して嵌合部１８ａ内で柱状スペーサ１７が移動し、その後、素子基板１および/または対向基板１６の変形の回復に追従して、柱状スペーサ１７が嵌合部１８ａ内の柱状スペーサ１７の頂部１７ａの対向配置される領域に自己整合的に位置合わせされるものとなる。
また、図３（ａ）に示す液晶装置では、素子基板１および/または対向基板１６が変形した場合に、素子基板１および/または対向基板１６の変形に追従して嵌合部１８ａ内で柱状スペーサ１７がより一層移動しやすいものとなる。その結果、柱状スペーサ１７が、素子基板１および/または対向基板１６の変形によって、より一層破壊されにくいものとなり、より優れた強度を有する液晶装置となる。
【００４６】
また、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示す液晶装置においては、嵌合部１８ｃが、素子基板１の液晶層１３側に立設された４つの立設壁１９に囲まれてなる平面視長方形のものとされている。４つの立設壁１９は、平板状で一体化されており、アクリル樹脂などの感光性樹脂によって形成されている。立設壁１９は、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、ブラックマトリクス１４の幅方向に延び互いに対向して設けられた２枚の幅方向壁１８ｂ、１８ｂと、ブラックマトリクス１４の延在方向に延び互いに対向して設けられた２枚の延在方向壁１８ｆ、１８ｆとを有している。図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、幅方向壁１８ｂ、１８ｂの長さは、延在方向壁１８ｆ、１８ｆよりも短く、２枚の幅方向壁１８ｂ、１８ｂ間の距離が、２枚の延在方向壁１８ｆ、１８ｆよりも遠くなっている。したがって、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示す液晶装置においても、嵌合部１８ｃ内のブラックマトリクス１４の幅方向の寸法は、ブラックマトリクス１４の延在方向の寸法よりも短くなっている。
【００４７】
なお、４つの立設壁１９は、一体化されていなくてもよく、隣接する別の立設壁１９との間に、柱状スペーサ１７の太さよりも狭い隙間を有していてもよい。また、立設壁１９は、平板状のものに限定されるものではなく、曲面を有するものであってもよく、立設壁１９によって構成される嵌合部１８ｃの平面形状は、長方形に限定されるものでなく、例えば、長円形や楕円形とすることができる。また、立設壁１９の数も特に限定されるものでない。
【００４８】
図３（ｂ）および図３（ｃ）に示す液晶装置は、例えば、以下に示す方法によって製造できる。なお、以下の説明では、図１および図２に示す液晶装置の製造方法と同じ工程の説明は省略若しくは簡略化する。
まず、図１および図２に示す液晶装置の製造方法と同様にして各部材の形成された対向基板１６を形成する。
【００４９】
次いで、図１および図２に示す液晶装置の製造方法と同様にして、素子基板１上にＴＦＴ２１を形成し、ＴＦＴ２１上に、第１層間絶縁膜７と第２層間絶縁膜８とを順次形成することにより層間絶縁膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術を用いて第１層間絶縁膜７および第２層間絶縁膜８をエッチングして、ドレイン電極６を露出するコンタクトホール２２を形成する。
【００５０】
続いて、コンタクトホール２２の内面および第２層間絶縁膜８上に画素電極９を形成し、画素電極９とドレイン電極６とを電気的に接続する。さらに、画素電極９の形成された素子基板１上に配向膜１０を形成する。
その後、ＴＦＴ２１上であって、素子基板１の配向膜１０上における各柱状スペーサ１７と対向配置される領域を含み、ブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域に、フォトリソグラフィ技術を用いて４つの立設壁１９を形成することにより、柱状スペーサ１７の頂部１７ａを収容する嵌合部１８ｃを形成する。
【００５１】
その後、図１および図２に示す液晶装置の製造方法と同様にして、素子基板１と対向基板１６とを貼り合わせ、素子基板１と対向基板１６との間に液晶を封止して液晶層１３とする。
以上の工程により、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示す液晶装置が得られる。
なお、上記工程の他には、例えば第２層間絶縁膜８を通常よりも厚く成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、立設壁１９の形状を残すようにして第２層間絶縁膜８をエッチングすることで立設壁１９を形成してもよい。
【００５２】
図３（ｂ）および図３（ｃ）に示す液晶装置においても、図１および図２に示す液晶装置と同様に、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、優れた強度を有するものとなる。
なお、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、嵌合部１８ｃが、素子基板１の液晶層１３側に立設された立設壁１９に囲まれてなるものである場合であっても、例えば、立設壁の断面形状を円弧状にすることなどにより、嵌合部の内面が、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと対向配置される領域に向かって徐々に面積が小さくなる曲面形状とされているものとしてもよい。
【００５３】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る液晶装置の第３実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本発明の液晶装置の他の一例を示した概略平面図である。図４に示す本実施形態の液晶装置は、図１および図２に示す液晶装置と、柱状スペーサおよび嵌合部の配置が異なっており、それ以外の構成については同一となっている。したがって、図４に示す液晶装置において、図１および図２に示す液晶装置と同一の構成については、その説明について省略若しくは簡略化する。
【００５４】
図１および図２に示す液晶装置では、ＴＦＴ２１と平面視で重なる領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されていたが、図４に示す液晶装置では、ゲート線２ａ上におけるブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されている。
なお、柱状スペーサ１７および嵌合部１８の配置は、ブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域であればどこであってもよく、図１または図４に示した配置に限定されるものではない。例えば、図４に示す液晶装置では、すべての柱状スペーサ１７および嵌合部１８をゲート線２ａ上に形成したが、柱状スペーサ１７および嵌合部１８のうちの一部のみをゲート線２ａ上に形成してもよい。また、柱状スペーサ１７および嵌合部１８をソース線５ａ上に形成してもよい。
【００５５】
図４に示す液晶装置においても、図１および図２に示す液晶装置と同様に、柱状スペーサ１７の頂部１７ａと素子基板１との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、優れた強度を有するものとなる。
【００５６】
また、本実施形態の液晶装置においては、ゲート線２ａ上におけるブラックマトリクス１４の形成された領域と平面視で重なり合う領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されている。ゲート線２ａ上は、ＴＦＴ２１などと比較して、素子基板１上に形成される部材の数が少なく、素子基板１の液晶層１３側の高さの均一性に優れている。このため、ゲート線２ａ上におけるブラックマトリクス１４と平面視で重なり合う領域に、柱状スペーサ１７および嵌合部１８が形成されている場合、柱状スペーサ１７および嵌合部１８によって、対向基板１６と素子基板１との間の間隔を高い精度で保持できる液晶装置となる。
【００５７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態においては、対向基板１６に柱状スペーサが配置され、素子基板１に嵌合部が配置されているものとしたが、素子基板１に柱状スペーサが配置され、対向基板１６に嵌合部が配置されていてもよい。
この場合においても、柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、優れた強度を有する液晶装置を実現できる。
【００５８】
また、上述した実施形態においては、柱状スペーサの断面形状が円形のものを例に挙げて説明したが、柱状スペーサの形状は特に限定されない。
【００５９】
（電子機器）
次に、上述した液晶装置を備える電子機器について説明する。なお、この実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明がこの実施形態に限定されるものではない。
図５は、本発明の液晶装置を備える電子機器の一例である携帯電話機を示す外観斜視図である。図５に示すように携帯電話機３００は、本体部３０１と、これに開閉可能に設けられた表示体部３０２とを有する。表示体部３０２の内部には表示装置３０３が配置されており、電話通信に関する各種表示が表示画面３０４において視認可能となっている。また、本体部３０１には操作ボタン３０５が配列されている。
【００６０】
そして、表示体部３０２の一端部には、アンテナ３０６が伸縮自在に取り付けられている。また、表示体部３０２の上部には受話部３０７が設けられ、本体部３０１の下端部には送話部３０８が設けられている。表示装置３０３には本発明の液晶装置が用いられている。
【００６１】
本実施形態に係る携帯電話機３００によれば、柱状スペーサの頂部と基板との位置ずれに起因する表示不良を防止でき、優れた強度を有する本発明の液晶装置が備えられているので、高い信頼性が得られる。
【００６２】
また、液晶装置を備える電子機器としては、携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備える機器などのような他の電子機器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の液晶装置の一例の一部を示した概略平面図である。
【図２】図２は、図１に示す液晶装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の液晶装置の他の一例を示した断面図であり、液晶装置を構成する柱状スペーサおよび嵌合部の周辺のみを拡大して示したブラックマトリクスの幅方向の拡大断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す液晶装置を構成する柱状スペーサおよび嵌合部の周辺のみを拡大して示したブラックマトリクスの延在方向の拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の液晶装置の他の一例を示した概略平面図である。
【図５】図５は、本発明の液晶装置を備える電子機器の一例である携帯電話機を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ１…表示領域、Ａ２…非表示領域、１…素子基板（第２基板）、２…ゲート電極、２ａ…ゲート線、３…ゲート絶縁膜、４…Ｓｉ半導体層、５…ソース電極、５ａ…ソース線、６…ドレイン電極、７…第１層間絶縁膜、８…第２層間絶縁膜、９…画素電極、１０、１１…配向膜、１２…共通電極、１３…液晶層、１４…ブラックマトリクス、１５…層間絶縁膜、１６…対向基板（第１基板）、１７…柱状スペーサ、１７ａ…頂部、１８、１８ａ、１８ｃ…嵌合部、１８ｄ、１８ｅ…凹部、１８ｂ、１８ｂ…幅方向壁、１８ｆ、１８ｆ…延在方向壁、１９…立設壁、２１…ＴＦＴ、２２…コンタクトホール。
【図１】
2009216976.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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