JP2004341214A - 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】フォトリソグラフィ処理等によって形成されるスペーサを有する液晶装置に関して、製造時に基板の組み合わせズレが発生する場合でも表示品質が低下するのを防止する。
【解決手段】互いに対向する第１基板及び第２基板４ｂと、第１基板に設けられていて第２基板４ｂへ向けて突出する遮光層１７と、第２基板４ｂに設けられていて第１基板へ向けて突出する複数のスペーサ１４とを有する液晶装置である。遮光層１７の横列方向の１列に対応して１列に並ぶ複数のスペーサ１４は、遮光層１７の幅方向に関して互いにずらせて配置される。基板４ｂとそれに対向する基板との間に組み合わせズレがあっても、スペーサ１４が遮光層１７に平面的に重なり合う面積には変動がなく、よって、スペーサ１４によって維持されるセルギャップにも変動が生じない。
【選択図】 図４

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィ処理等といったパターン形成法を用いて形成される複数のスペーサを有する電気光学装置及び電子機器に関する。また、本発明は、その電気光学装置を製造するための電気光学装置の製造方法に関する。
【従来の技術】
液晶装置は、一般に、一対の基板の間に液晶層を介在させ、その液晶層内に存在する液晶分子の配向を表示の最小単位である表示ドットごとに制御し、液晶層を通過する光をその液晶分子によって表示ドットごと変調することにより、光の進行方向に沿った液晶層の下流側位置に文字、数字、図形等といった像を表示する。
この液晶装置においては、液晶層を形成するために、一対の基板間に間隙、いわゆるセルギャップを形成する必要がある。このセルギャップを形成するため、従来、一対の基板の一方に球状の部材であるスペーサを散在させた上で、一対の基板を貼り合わせる構造が知られている。
また、最近では、フォトリソグラフィ処理等を利用したパターン形成法によって一方の基板上に複数の突起状のスペーサを形成し、このスペーサを間に挟んで一対の基板を貼り合わせるという構造が提案されている。このようなスペーサは、柱状スペーサと呼ばれることもある。
このようにフォトリソグラフィ処理等によってスペーサを形成する場合、そのスペーサのまわりにおいては液晶分子の配向が乱れるので、光抜け等といった表示不良が発生し易く、従って、スペーサは非表示領域である遮光領域、いわゆるブラックマスク領域に形成されることが多い。
このようにパターニング処理によって形成されたスペーサを用いた液晶装置に関して表示品質を高く維持するため、従来から、種々の方法が提案されている。例えば、このようなスペーサが用いられる場合にはそのスペーサの近傍にラビングが不十分になる領域が発生する傾向にあるが、このようにラビングが不十分になる領域を表示に寄与しない領域であるブラックマスクに一致させて形成することにより、表示品質が低下するのを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色着色層から成るカラーフィルタを有する液晶装置に関して、ラビング方向に見てスペーサの下流側にＲ色画素又はＢ色画素が来るようにスペーサを形成するようにした液晶装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開２００１−１５９７５５号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−２１４６２１号公報（第４頁、図２）
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶装置は、例えば、遮光層を形成した基板とスペーサを形成した基板とを貼り合わせることによって形成される。このように一対の基板が貼り合わされたとき、スペーサは、通常、遮光層に対向する位置に配置される。液晶装置の種類によっては、遮光層が着色層よりも液晶層側へ突出する構造のものがある。この構造においては、液晶層に接する基板表面において遮光層に対応する部分とそれ以外の部分との間に段差が形成される。
このように遮光層に対応して段差構造を有する液晶装置において、一対の基板の貼り合わせが正常に行われれば問題はないが、貼り合わされた一対の基板が互いに正規位置からずれる場合には、問題が考えられる。すなわち、このような基板間の位置ズレが発生すると、平面的に見てスペーサが遮光層の外側へはみ出すことがある。この場合には、遮光層とスペーサとが平面的に重なり合う面積が変化するので、スペーサによって維持される基板間隙、いわゆるセルギャップが変動して表示が乱れるおそれがある。
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、フォトリソグラフィ処理等によって形成されるスペーサを有する液晶装置をはじめとする電気光学装置に関して、製造時に基板の組み合わせズレが発生する場合でも表示品質が低下するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（１）上記の目的を達成するため、本発明に係る電気光学装置は、互いに対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板に設けられていて前記第２基板へ向けて突出する遮光層と、前記第２基板に設けられていて前記第１基板へ向けて突出する複数のスペーサとを有し、前記複数のスペーサのうち前記遮光層の１列に対応して１列に並ぶ複数のスペーサは、前記遮光層の幅方向に関して互いにずらせて配置されることを特徴とする。
この電気光学装置によれば、複数のスペーサが予め遮光層に対して平面的に異なる位置に形成されているので、電気光学装置の製造時に基板の重ねズレが発生した場合でも、遮光層とスペーサとの平面的な重なりの面積に変動がなく、それ故、セルギャップの変動を抑えることができる。この結果、製造時に基板の位置ズレが生じても、電気光学装置の表示品質を高く維持することができる。
（２） 上記構成の電気光学装置において、前記遮光層の１列に対応する前記複数のスペーサは、前記遮光層の１列の中心線を境として交互に反対側へずれることが望ましい。複数のスペーサの１列は、縦列であることもあるし、横列であることもあるし、縦横の両方であることもある。また、「交互」の態様としては、１つずつ交互にずらせる場合、２つずつ交互にずらせる場合、または３つ以上の複数個ずつ交互にずらせる場合等が考えられる。スペーサを交互に反対側へずらせるようにすれば、スペーサを不規則にずらせる場合に比べて、セルギャップの変動を確実に防止できる。
（３） 上記構成の電気光学装置において、前記遮光層の１列に対応する前記複数のスペーサは、周期的にずれることが望ましい。ここで、周期的とは、スペーサのずれ方が一定の間隔で繰り返すことである。こうすれば、スペーサを不規則にずらせる場合に比べて、セルギャップの変動を確実に防止できる。
（４） 上記構成の電気光学装置において、前記遮光層の１列の中心線の一方の側に在る前記複数のスペーサの断面積の合計は、前記中心線の他方の側に在る前記複数のスペーサの断面積の合計に等しい又はほぼ等しいことが望ましい。こうすれば、電気光学装置の製造時に基板の組みズレが生じても、遮光層に対するスペーサの面積の変動を確実に抑えることができる。
（５） 上記構成の電気光学装置において、前記複数のスペーサは互いに等しい平面断面積を持つように形成され、さらに、前記遮光層の１列の中心線の一方の側に在る前記複数のスペーサの当該中心線からの距離の合計は、前記中心線の他方の側に在る前記複数のスペーサの当該中心線からの距離の合計に等しい又はほぼ等しいことが望ましい。こうすれば、複数のスペーサを遮光層の中心の両側に均等に振り分けることができるので、遮光層に対するスペーサの面積の変動を確実に抑えることができる。
（６） 上記構成の電気光学装置において、前記遮光層はＲ色着色層、Ｇ色着色層及びＢ色着色層のうちの２つ又は３つの積み重ねによって形成されることが望ましい。こうして形成された遮光層は基板上で突出するので、この遮光層に対するスペーサの平面的な位置が変動すると、遮光層に対するスペーサの面積が変動することにより、セルギャップが変動するおそれがある。この場合に、本発明のように、スペーサを予め位置的にずらせて配置すれば、遮光層に対するスペーサの面積の変動を抑えることができるので、セルギャップの変動を抑えることができる。
（７） 次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の電気光学装置と、該電気光学装置の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする。この電子機器において、電気光学装置は、例えば電子機器に関する種々の表示を行う際に用いられる。本電気光学装置によれば、セルギャップの変動を防止して高い表示品質を達成できるので、電子機器における表示も高い表示品質で行うことができる。
このような電子機器としては、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、腕時計型情報機器、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、液晶テレビ、ビューファインダ型又は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、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が考えられる。
（８） 次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、第２基板へ向けて突出する遮光層を第１基板上に形成する工程と、前記第１基板へ向けて突出する複数のスペーサを前記第２基板上に形成する工程と、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる工程とを有し、前記スペーサを形成する工程では、前記遮光層の１列に対応して１列に並ぶ複数のスペーサが前記遮光層の幅方向に互いにずれるように形成されることを特徴とする。
この電気光学装置の製造方法によれば、製造時に基板の重ねズレが発生した場合でも、遮光層に対する位置が異なっている複数のスペーサが在るため、遮光層とスペーサとの重なりの面積に変動がなく、それ故、セルギャップの変動を抑えることができる。この結果、製造時に基板の位置ズレが生じても、電気光学装置の表示品質を高く維持することができる。
【発明の実施の形態】
（電気光学装置の第１実施形態）
以下、本発明に係る電気光学装置を、ＴＦＤ素子をアクティブ素子として用いる構造の半透過反射方式の液晶装置を例示して挙げて説明する。ここで、半透過反射方式とは、太陽光、室内光等といった外部光を反射層で反射させて表示を行う反射型表示と、バックライトから放射されて基板を透過した光を用いて表示を行う透過型表示の両方を実現できる表示方式である。なお、本発明を適用できる液晶装置がこの実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。
図１において、液晶装置１は、液晶パネル２と、それに組みつけられる照明装置３とを有する。液晶パネル２は、第１基板４ａと第２基板４ｂとを環状のシール材６によって貼り合わせることによって形成されている。第１基板４ａと第２基板４ｂとの間には、図２に示すように、スペーサ１４によって維持される隙間、いわゆるセルギャップ１２が形成され、このセルギャップ１２内に液晶が封入されて液晶層１３が形成されている。
図２において、第１基板４ａは、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成された第１基材１１ａを有する。その第１基材１１ａの液晶側表面には樹脂層１５が形成され、その上に反射層１６が形成される。また、反射層１６の上には遮光層１７が形成され、さらに、矢印Ａ方向から平面的に見てそれらの遮光層１７の間に複数の着色層１８が形成される。
図２に示す断面構造では、着色層１８は加法混色の３原色の１色であるＢ（青）色の着色層だけが示されているが、実際には、その他の２色であるＲ（赤）色及びＧ（緑）色の着色層１８が矢印Ａ方向から見てＢ色着色層１８（Ｂ）と異なる平面位置に設けられる。これらＲ，Ｇ，Ｂの各色の複数の着色層１８は適宜の平面的な配列状態に配置されるが、本実施形態では例えば、図５に示すようなストライプ配列に配置されている。
このストライプ配列は、図５の縦方向に同色が１列に並び、横方向にＲ，Ｇ，Ｂが交互に繰り返して並ぶ配列である。また、遮光層１７は、図５に示すように、各着色層１８を囲むように格子状に形成されている。なお、各着色層１８の左上隅部分が切り欠かれて遮光層１７の領域が広くなっているのは、この部分に対応してアクティブ素子を配置させるためである。図２において、遮光層１７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色着色層１８（Ｒ），１８（Ｇ），１８（Ｂ）を積み重ねることにより、相手側の基板４ｂに向けて突出するように形成されている。このため、第１基板４ａの液晶層１３に接触する表面も遮光層１７の突出に対応して突出している。このため、基板４ａの液晶層１３側の表面には、遮光層１７の所に段差が形成されている。スペーサ１４はその段差の高い部分に当接している。
本発明では遮光層１７が突出する構造であることが重要であるが、その材質はＲ，Ｇ，Ｂの着色層材料によって形成される場合に限られず、必要に応じて任意に選定できる。なお、図２に示す遮光層１７は図５において図の横方向に延びる遮光層１７に相当している。図５において図の縦方向に延びる遮光層１７は、その幅が狭い関係もあって、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のうちから適宜の２色を選んで、その２色の積み重ねによって形成されているものとする。
図２に戻って、遮光層１７及び着色層１８の上にはオーバーコート層１９が形成され、その上に、帯状の透明電極２１ａが形成され、その上に配向膜２２ａが形成される。配向膜２２ａには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、その配向膜２２ａの近傍の液晶分子の配向が決められる。また、第１基材１１ａの外側表面には、図１において偏光板２３ａが貼着等によって装着されている。１本の帯状の透明電極２１ａは、図２で紙面に対して直角方向へ延びており、隣り合う電極２１ａの間に遮光層１７が位置している。これにより、複数の電極２１ａは、矢印Ａ方向から見てストライプ状に形成されている。
図２において、樹脂層１５は第１層１５ａ及びその上に積層された第２層１５ｂを有する。これらの層は同じ材料によって形成できる。第１層１５ａの表面にはドット部としての複数の凹部２４が矢印Ａ方向から見て平面的に不規則、すなわちランダムに配置されている。このため、第１層１５ａの上に積層された第２層１５ｂの表面には、これらの凹部２４及びそれに隣接する凸部に対応して凹凸が形成されている。第１層１５ａの表面に形成される凹凸は粗い状態であり、これに第２層１５ｂを積層することにより滑らかな凹凸が得られる。第２層１５ｂの表面、すなわち樹脂層１５の表面に凹凸を設けたことにより、その樹脂層１５に積層された反射層１６の表面にも凹凸が形成される。この凹凸の存在により、反射層１６に入射した光は散乱光となって反射する。
図２において、第１基板４ａに対向する第２基板４ｂは、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成された第２基材１１ｂを有する。その第２基材１１ｂの液晶側表面には、図の左右方向へ延びる線状のライン配線２６と、アクティブ素子としての複数のＴＦＤ素子２７と、複数の透明なドット電極２１ｂとが形成される。また、個々のドット電極２１ｂの間であって遮光層１７に対応する位置に複数のスペーサ１４が設けられている。さらに、以上の各要素の上に配向膜２２ｂが形成されている。複数のスペーサ１４の先端は配向膜２２ｂを介して相手側基板４ａの表面に接触している。相手側基板４ａにおけるこの接触部分は、基板４ａ側の遮光層１７の突出形状に応じて突出している。
配向膜２２ｂには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、その配向膜２２ｂの近傍の液晶分子の配向が決められる。第１基板４ａ側の配向膜２２ａのラビング方向と第２基板４ｂ側の配向膜２２ｂのラビング方向は、液晶の特性に応じて適宜の角度で交差するようになっている。また、第２基材１１ｂの外側表面には、図１において偏光板２３ｂが貼着等によって装着されている。
さて、図１（ａ）は、液晶パネル２の内部における微小領域の平面構造であって、第２基板４ｂ側に形成されるドット電極２１ｂ及びＴＦＤ素子２７を第２基材１１ｂを省略した状態で実線で示し、さらに、第１基板４ａ側に形成される帯状電極２１ａを鎖線で示している。ドット電極２１ｂは、図示のように、正方形又は長方形に近いドット形状に形成されており、ＴＦＤ素子２７を介してライン配線２６に接続されている。なお、図２は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に従った断面図に相当する。
図１（ａ）に示すように、第１基板４ａ側の帯状電極２１ａは、第２基板４ｂ側のライン配線２６と直角の方向に延在し、且つそれと直角な方向に互いに間隔をおいて平行に、すなわち全体としてストライプ状に形成されている。また、個々の帯状電極２１ａは、ライン配線２６と直角の方向に列状に並ぶ複数のドット電極２１ｂに対向するように形成される。そして、ドット電極２１ｂと帯状電極２１ａとが重なる領域が、表示の最小単位である表示ドットＤを構成する。
図２の反射層１６には、図５に示すように、個々の表示ドットＤに対応して光通過用の開口２８が設けられている。これらの開口２８は、反射層１６に光を透過させる機能を持たせるための構成であるが、この開口２８を設ける代わりに反射層１６の厚さを薄くして、光を反射する機能と光を透過させる機能の両方を持たせるようにすることもできる。図２において、開口２８に対応する領域が光透過領域Ｔであり、その周りの反射層１６が存在する領域が光反射領域Ｒである。
図５に示すように、個々の着色層１８は表示ドットＤに対応して設けられている。着色層１８を用いない白黒表示の場合は１つの表示ドットＤによって１つの画素が形成されるが、本実施形態のように３色の着色層１８を用いてカラー表示を行う構造の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色に対応する３つの着色層１８の集まりによって１つの画素が形成される。
ＴＦＤ素子２７は、図３に示すように、第１ＴＦＤ要素２７ａと第２ＴＦＤ要素２７ｂとを直列に接続することによって形成されている。このＴＦＤ素子２７は、例えば、次のようにして形成される。すなわち、まず、Ｔａ（タンタル）によってライン配線２６の第１層２６ａ及びＴＦＤ素子２７の第１金属３１を形成する。次に、陽極酸化処理によってライン配線２６の第２層２６ｂ及びＴＦＤ素子２７の絶縁膜３２を形成する。次に、例えばＣｒ（クロム）によってライン配線２６の第３層２６ｃ及びＴＦＤ素子２７の第２金属３３を形成する。
第１ＴＦＤ要素２７ａの第２金属３３はライン配線２６の第３層２６ｃから延びている。また、第２ＴＦＤ要素２７ｂの第２金属３３の先端に重なるように、ドット電極２１ｂが形成される。ライン配線２６からドット電極２１ｂへ向けて電気信号が流れることを考えれば、その電流方向に沿って、第１ＴＦＤ要素２７ａでは第２電極３３→絶縁膜３２→第１金属３１の順に電気信号が流れ、一方、第２ＴＦＤ要素２７ｂでは第１金属３１→絶縁膜３２→第２金属３３の順に電気信号が流れる。
つまり、第１ＴＦＤ要素２７ａと第２ＴＦＤ要素２７ｂとの間で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１において、第２基板４ｂは第１基板４ａの外側に張り出す張出し部３６を有し、その張出し部３６の第１基板４ａ側の表面には配線３７及び端子３８が形成されている。これらの配線３７及び端子３８が集まる領域に１つの駆動用ＩＣ３９ａ及び２つの駆動用ＩＣ３９ｂが図示しないＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：異方性導電膜）によって実装されている。
配線３７及び端子３８は第２基板４ｂ上にライン配線２６やドット電極２１ｂを形成するときに同時に形成される。なお、ライン配線２６は張出し部３６の上にそのまま延び出て配線３７となって、駆動用ＩＣ３９ａに接続されている。また、第１基板４ａと第２基板４ｂとを接着するシール材６の内部には球形又は円筒形の導通材（図示せず）が混入されている。第１基板４ａ上に形成された帯状電極２１ａは第１基板４ａの上でシール材６の所まで引き回された後、シール材６中の導通材を介して第２基板４ｂ上の配線３７に接続されている。これにより、第１基板４ａ上の帯状電極２１ａは第２基板４ｂ上の駆動用ＩＣ３９ｂに接続されている。
図１において、液晶パネル２を構成する第１基板４ａの外側表面に対向して配設された照明装置３は、例えば、透明なプラスチックによって形成された方形状で板状の導光体４１と、点状光源としてのＬＥＤ４２とを有する。導光体４１のうち液晶パネル２と反対側の面には光反射シート（図示せず）を装着することができる。また、導光体４１のうち液晶パネル２に対向する面には光拡散シート（図示せず）を装着することができる。また、光拡散シートの上に、さらに、プリズムシート（図示せず）を装着することもできる。
ＬＥＤ４２は本実施形態では３個使用されているが、ＬＥＤ４２は必要に応じて１個とすることもでき、あるいは、３個以外の複数個とすることもできる。また、ＬＥＤ等といった点状光源に代えて、冷陰極管等といった線状光源を用いることも出来る。
以下、上記構成より成る液晶装置に関してその動作を説明する。
太陽光、室内光等といった外部光が十分な場合、図２に矢印Ｆで示すように、外部光が第２基板４ｂを通して液晶パネル２の内部へ取り込まれ、この外部光が液晶層１３を通過した後に反射膜１６で反射して液晶層１３へ供給される。
他方、外部光が不十分である場合には、照明装置３を構成するＬＥＤ４２（図１参照）を点灯する。このとき、ＬＥＤ４２から点状に出た光は導光体４１の入光面４１ａから該導光体４１の内部へ導入され、その後、液晶パネル２に対向する面、すなわち光出射面４１ｂから面状に出射する。このようにして光出射面４１ｂの各所から出射する光が、図２において矢印Ｇで示すように反射膜１６に形成した開口２８を通って面状の光として液晶層１３へ供給される。
以上のようにして液晶層１３へ光が供給される間、液晶パネル２に関しては、駆動用ＩＣ３９ａ及び３９ｂ（図１参照）によって制御されて、ライン配線２６に例えば走査信号が供給され、同時に、帯状電極２１ａに例えばデータ信号が供給される。このとき、走査信号とデータ信号との電位差に応じて特定表示ドットに付属するＴＦＤ素子２７が選択状態（すなわち、オン状態）になると、その表示ドット内の液晶容量に映像信号が書き込まれ、その後、当該ＴＦＤ素子２７が非選択状態（すなわち、オフ状態）になると、その信号は当該表示ドットに蓄えられて当該表示ドット内の液晶層を駆動する。
こうして、液晶層１３内の液晶分子が表示ドットごとに制御され、それ故、液晶層１３を通過する光が表示ドットＤごとに変調される。そして、このように変調された光が第２基板４ｂ側の偏光板６３ｂを通過することにより、液晶パネル２の有効表示領域内に文字、数字、図形等といった像が表示される。反射層１６で反射する外部光を利用して行われる表示が反射型表示である。また、照明装置３からの光を利用して行われる表示が透過型表示である。本実施形態では、それらの反射型表示及び透過型表示を使用者の希望に応じて、あるいは外部環境の変化に応じて自動的に選択する。
以上の構成から成る液晶装置において、スペーサ１４は、例えば感光性樹脂等を材料として、例えばフォトリソグラフィ処理等を用いたパターニング処理によって、例えば頂部が欠けた円錐形状、頂部が欠けた角錐形状、その他任意の形状に形成される。つまり、スペーサ１４の断面形状は、円形、正方形、長方形、楕円形、長円形、その他任意の形状にすることができる。本実施形態では、スペーサ１４は、頂部が欠けた円錐形状であって、第１基板４ａ側が面積の狭い頂部側であり、第２基板４ｂ側が面積の広い底面側である形状に形成される場合を示している。また、スペーサ１４は、図４に示すように、相手側の基板４ａ（図５参照）上にストライプ配列で配置されたＲ，Ｇ，Ｂの各色着色層１８（Ｒ），１８（Ｇ），１８（Ｂ）のそれぞれの周囲に対応するように形成されている。
図４の基板４ｂに対向する図５の基板４ａ上に形成された遮光層１７は、格子状、すなわち縦方向の複数列と横方向の複数列がほぼ直角に交差する形状に形成されている。図４において、複数のスペーサ１４は、遮光層１７の横方向の列に対応するように並べられている。
また、横方向に１列に並べられた複数のスペーサ１４を見たとき、それらのスペーサ１４は、遮光層１７の幅方向（すなわち、図４の上下方向）に関して互いにずらせて配置されている。具体的には、複数のスペーサ１４は、遮光層１７の１列の中心線Ｌ０を境として図の上下の両側へ１個ずつ交互にずれるように配置されている。さらに、複数のスペーサ１４は、３個のスペーサ１４を１周期として横列方向へ周期的に配置されている。
本実施形態では、遮光層１７の横方向の列はＲ，Ｇ，Ｂの各色着色層１８（Ｒ），１８（Ｇ），１８（Ｂ）の積み重ねによって形成されているので、遮光層１７は、図２に示すように、基板４ａから基板４ｂに向けて突出している。このため、スペーサ１４の先端は、遮光層１７の突出に応じて基板４ａの液晶側表面に現れた段差の頂部面に接触している。今、仮に、スペーサ１４が図４において互いにずれることなく横方向に直線状に揃っているとすると、図２において基板４ａと基板４との間に組み合わせズレが発生した場合に、遮光層１７とスペーサ１４との重なりの面積に変動が生じ、その結果、セルギャップ１２に変動が生じることが考えられる。
これに対し、本実施形態ではスペーサ１４が図４に示すように互いに位置的にずらせて配置されているので、図２において、第１基板４ａと第２基板４ｂとの間に位置ズレが発生した場合でも、遮光層１７とスペーサ１４との重なりの面積には変動がなく、それ故、セルギャップの変動を抑えることができる。この結果、液晶装置の製造時に基板の位置ズレが生じても、液晶装置の表示品質を高く維持することができる。
さらに、本実施形態において複数のスペーサ１４は、図４において、遮光層１７の横方向１列の中心線Ｌ０の一方の側に在る複数のスペーサ１４の断面積の合計が、中心線Ｌ０の他方の側に在る複数のスペーサ１４の断面積の合計に等しいか又はほぼ等しくなるように形成されている。こうすれば、図４の第２基板４ｂと図５の第１基板４ａとの間の位置ズレが中心線Ｌ０に対してどちら側に発生しても、スペーサ１４の遮光層１７に対する面積変動を抑えることができる。
さらに、図４において、複数のスペーサ１４は互いに等しい平面断面積を持つように形成されている。しかも、遮光層１７の横方向１列の中心線Ｌ０の一方の側に在る複数のスペーサ１４の中心線Ｌ０からの距離の合計が、中心線Ｌ０の他方の側に在る複数のスペーサ１４の中心線Ｌ０からの距離の合計に等しいか又はほぼ等しくなるように形成されている。ここで、中心線Ｌ０からスペーサ１４までの距離とは、スペーサ１４の中心線Ｌ０に近い側の周縁までの距離と考えても良いし、あるいはスペーサ１４の中心までの距離と考えても良い。こうすることによっても、図４の第２基板４ｂと図５の第１基板４ａとの間の位置ズレが中心線Ｌ０に対してどちら側に発生しても、スペーサ１４の遮光層１７に対する面積変動を抑えることができる。
（変形例）
図４では、複数のスペーサ１４が横１列内で、１個ずつ交互に位置的にずらされて配置されている。これに代えて、複数のスペーサ１４は、２個ずつ交互に、あるいはそれ以上の複数個ずつ交互に配置させることもできる。
また、図４では、３個のスペーサ１４を１周期として複数のスペーサ１４を横列方向へ周期的にずらせて配置した。しかしながら、複数のスペーサ１４は、図６に示すように、５個のスペーサ１４を１周期として横列方向へ周期的に配置させることもできる。
また、図４や図６の実施形態では、幅の広い横列方向の遮光層１７に対応させてスペーサ１４を形成したが、スペーサ１４は図７に示すように、幅の狭い縦列方向の遮光層１７に対応させて形成することもできる。この場合、複数のスペーサ１４は縦列方向の遮光層１７の幅方向（すなわち、図７の左右の横方向）に互いにずらせて配置されている。より具体的には、複数のスペーサ１４は縦列方向の遮光層１７の中心線Ｌ１を境として左右の両側へ交互にずらせて配置されている。
また、上記実施形態では、２端子型のスイッチング素子であるＴＦＤ素子２７を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置に本発明を適用したが、本発明はＴＦＤ素子以外の２端子型のスイッチング素子を用いる場合にも適用できる。また、本発明は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等といった３端子型スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置にも適用できる。また、本発明は、スイッチング素子を用いない構造の単純マトリクス型の液晶装置にも適用できる。また、本発明は液晶装置に限らず、有機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動装置などの電気光学装置にも適用できる。
（電気光学装置の製造方法の第１実施形態）
以下、本発明に係る電気光学装置の製造方法を、図１に示した液晶装置を製造する場合を例に挙げて、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。図８において、工程Ｐ１から工程Ｐ５が図１の第２基板４ｂを形成するための工程である。また、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７が図１の第１基板４ａを形成するための工程である。また、工程Ｐ２１から工程Ｐ２８がそれらの基板を組み合わせて液晶装置を完成させるための工程である。
なお、本実施形態の製造方法では、図１に示す第１基板４ａ及び第２基板４ｂを１つずつ形成するのではなく、第１基板４ａに関しては、複数の第１基板４ａを形成できる大きさの面積を有する第１マザー基材を用いて複数の第１基板４ａを同時に形成する。また、第２基板４ｂに関しては、複数の第２基板４ｂを形成できる大きさの面積を有する第２マザー基材を用いて複数の第２基板４ｂを同時に形成する。第１マザー基材及び第２マザー基材は、例えば、透明なガラス、透明なプラスチック等によって形成される。
まず、図８の工程Ｐ１において、第２マザー基材の表面に図１（ａ）のＴＦＤ素子２７及びライン配線２６を形成する。次に、工程Ｐ２において、図１（ａ）のドット電極２１ｂをＩＴＯを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。
次に、工程Ｐ３において、図２のスペーサ１４を感光性樹脂を材料として適宜のパターニング処理、例えばフォトリソグラフィ処理によって形成する。このとき、複数のスペーサ１４は、図４に示すように、相手側の基板４ａ上に形成された遮光層１７の中心線Ｌ０に対して互いに位置的にずらせて形成される。
次に、工程Ｐ４において、図２の配向膜２２ｂを塗布や印刷等によって形成し、さらに工程Ｐ５において、その配向膜２２ｂに配向処理、例えばラビング処理を施す。以上により、第２マザー基材の上に第２基板４ｂの複数個分のパネル要素が形成される。以下、この平板構造体を第２マザー基板という。なお、実際の工程では、熱処理や、その他の処理が必要に応じて行われることがあるが、上記説明ではそれらを省略した。
次に、図８の工程Ｐ１１において、第１マザー基板の表面上に図２の樹脂層１５の第１層１５ａを、例えば感光性樹脂を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。その第１層１５ａの表面には微細な凹凸が形成される。その後、第１層１５ａの上に同じ材料の第２層１５ｂを薄く塗布して、樹脂層１５を形成する。
次に、図８の工程Ｐ１２において、図２の反射層１６を、例えばＡｌやＡｌ合金等といった光反射性物質を材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。このとき、表示ドットＤごとに開口２８を形成することにより、光反射部Ｒと透光部Ｔを形成する。次に、工程Ｐ１３において、図２の着色層１８をＲ，Ｇ，Ｂの各色ごとに順々に形成する。例えば、各色の顔料や染料を感光性樹脂に分散させて成る着色材料をフォトリソグラフィ処理によって所定の配列、例えば図５のストライプ配列に形成する。このとき、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の積み重ねにより、遮光層１７が各着色層の周り、すなわち複数の表示ドットＤの周りを埋めるような格子状パターンに形成される。
次に、工程Ｐ１４において、図２のオーバーコート層１９を、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等といった感光性樹脂を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。次に、図８の工程Ｐ１５において、図２の帯状電極２１ａをＩＴＯを材料としてフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によって形成する。さらに、工程Ｐ１６において図２の配向膜２２ａを形成し、さらに工程Ｐ１７において配向処理としてのラビング処理を行う。
以上により、第１マザー基材の上に第１基板４ａの複数個分のパネル要素が形成される。以下、この平板構造体を第１マザー基板という。なお、実際の工程では、熱処理や、その他の処理が必要に応じて行われることがあるが、上記説明ではそれらを省略した。
その後、図８の工程Ｐ２１において、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせる。これにより、第１マザー基板と第２マザー基板とが個々の液晶装置の領域において図１のシール材６を挟んで貼り合わされた構造の大面積のパネル構造体が形成される。
なお、第１マザー基板を構成する第１マザー基材及び第２マザー基板を構成する第２マザー基材のそれぞれの対応する位置には、予め、それらの基板の相互位置を決めるためのアライメントマークが形成されている。工程Ｐ２１の貼り合わせを行う際には、双方のアライメントマークが一定の位置関係になるようにして、例えば一方のアライメントマークが他方のアライメントマークの中に入るようにして、第１マザー基板と第２マザー基板とを位置決めする。
このとき、場合によっては、第１マザー基板と第２マザー基板との位置関係、すなわち、各液晶装置における第１基板４ａと第２基板４ｂとの位置関係がずれることがある。この場合、本実施形態では、工程Ｐ３において、図４のように複数のスペーサ１４を位置的にずらせて配置したので、仮にマザー基板間に位置ズレが生じても、遮光層１７とスペーサ１４との平面的な重なりの面積に変動がなく、それ故、スペーサ１４によって第１基板４ａと第２基板４ｂとの間に維持されるセルギャップの変動を抑えることができる。この結果、製造時に基板の位置ズレが生じても、液晶装置の表示品質を高く維持することができる。
次に、以上のようにして形成された大面積のパネル構造体に含まれるシール材６（図１参照）を、工程Ｐ２２において硬化させて両マザー基板を接着する。次に、工程Ｐ２３において、パネル構造体を１次切断、すなわち１次ブレイクして、図１の液晶パネル２の複数が１列に並んだ状態で含まれる中面積のパネル構造体、いわゆる短冊状のパネル構造体を複数形成する。シール材６には予め適所に開口６ａが形成されており、上記の１次ブレイクによって短冊状のパネル構造体が形成されると、そのシール材６の開口６ａが外部に露出する。
次に、図８の工程Ｐ２４において、上記のシール材の開口６ａを通して各液晶パネル部分の内部へ液晶を注入し、その注入の完了後、その開口６ａを樹脂によって封止する。次に、工程Ｐ２５において、２回目の切断、すなわち２次ブレイクを行い、短冊状のパネル構造体から図１に示す個々の液晶パネル２を切り出す。
次に、図８の工程Ｐ２６において、図１の液晶パネル２に偏光板２３ａ及び６３ｂを貼着によって装着する。次に、工程Ｐ２７において、図１の駆動用ＩＣ３９ａ及び３９ｂを実装し、さらに工程Ｐ２８において、図１の照明装置３を取り付ける。これにより、液晶装置１が完成する。
なお、上記実施形態では、工程Ｐ３においてスペーサ１４を図４に示す位置に形成したが、これに代えて、図６や図７に示すような位置にスペーサ１４を設けることができる。
（電子機器の実施形態）
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
図９は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、表示情報出力源１０１、表示情報処理回路１０２、電源回路１０３、タイミングジェネレータ１０４及び液晶装置１０５によって構成される。そして、液晶装置１０５は液晶パネル１０７及び駆動回路１０６を有する。
表示情報出力源１０１は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ１０４により生成される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といった表示情報を表示情報処理回路１０２に供給する。
次に、表示情報処理回路１０２は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１０６へ供給する。ここで、駆動回路１０６は、走査線駆動回路（図示せず）やデータ線駆動回路（図示せず）と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路１０３は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。液晶装置１０５は、例えば、図１に示した液晶装置１と同様に構成できる。
図１０は、本発明に係る電子機器の他の実施形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータ１１０は、キーボード１１２を備えた本体部１１４と、液晶表示ユニット１１６とから構成されている。この液晶表示ユニット１１６は、例えば図１に示した液晶装置１を表示部として用いて構成できる。
図１１は、本発明を電子機器の一例である携帯電話機に適用した場合の一実施形態を示している。ここに示す携帯電話機１２０は、本体部１２１と、これに開閉可能に設けられた表示体部１２２とを有する。液晶装置等といった電気光学装置によって構成された表示装置１２３は、表示体部１２２の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部１２２にて表示画面１２４によって視認できる。本体部１２１の前面には操作ボタン１２６が配列して設けられる。
表示体部１２２の一端部からアンテナ１２７が出没自在に取付けられている。受話部１２８の内部にはスピーカが配置され、送話部１２９の内部にはマイクが内蔵されている。表示装置１２３の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部１２１又は表示体部１２２の内部に格納される。
図１２は、本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態であるデジタルスチルカメラであって、液晶装置をファインダとして用いるものを示している。このデジタルスチルカメラ１３０におけるケース１３１の背面には液晶表示ユニット１３２が設けられる。この液晶表示ユニット１３２は、被写体を表示するファインダとして機能する。この液晶表示ユニット１３２は、例えば図１に示した液晶装置１を用いて構成できる。
ケース１３１の前面側（図においては裏面側）には、光学レンズやＣＣＤ等を含んだ受光ユニット１３３が設けられている。撮影者が液晶表示ユニット１３２に表示された被写体像を確認して、シャッタボタン１３４を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３５のメモリに転送されてそこに格納される。
ケース１３１の側面には、ビデオ信号出力端子１３６と、データ通信用の入出力端子１３７とが設けられている。ビデオ信号出力端子１３６にはテレビモニタ１３８が必要に応じて接続され、また、データ通信用の入出力端子１３７にはパーソナルコンピュータ１３９が必要に応じて接続される。回路基板１３５のメモリに格納された撮像信号は、所定の操作によって、テレビモニタ１３８や、パーソナルコンピュータ１３９に出力される。
図１３は、本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態である腕時計型電子機器を示している。ここに示す腕時計型電子機器１４０は、時計本体１４１に支持された表示部としての液晶表示ユニット１４２を有し、この液晶表示ユニット１４２は、時計本体１４１の内部に設けた制御回路１４３によって制御されて、時刻、日付等を情報として表示する。この液晶表示ユニット１４２は、例えば図１に示した液晶装置１を用いて構成できる。
図１４は、本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態であるＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：パーソナル・デジタル・アシスタント：携帯型情報端末装置）を示している。ここに示すＰＤＡ１５０は、接触方式、いわゆるタッチパネル方式の入力装置１５１をその正面パネル上に有する。この入力装置１５１は透明であり、その下には表示部としての液晶装置１５２が配置されている。
使用者は、付属のペン型入力具１５３を入力装置１５１の入力面に接触させることにより、液晶装置１５２に表示されたボタン、その他の表示を選択したり、文字、図形等を描いたりして、必要な情報を入力する。この入力情報に対してＰＤＡ１５０内のコンピュータによって所定の演算が行われ、その演算の結果が液晶装置１５２に表示される。液晶装置１５２は、例えば図１に示した液晶装置１を用いて構成できる。
（変形例）
電子機器としては、以上に説明したパーソナルコンピュータや、携帯電話機や、デジタルスチルカメラや、腕時計型電子機器や、ＰＤＡの他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダや、カーナビゲーション装置や、ページャや、電子手帳や、電卓や、ワードプロセッサや、ワークステーションや、テレビ電話機や、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気光学装置の一実施形態を分解状態で示す斜視図である。
【図２】図１の電気光学装置の主要部の断面構造を示す断面図である。
【図３】図１の電気光学装置で用いられるＴＦＤ素子を示す斜視図である。
【図４】素子が形成される基板の一部の平面図である。
【図５】着色層及び遮光層が形成される基板の一部の平面図である。
【図６】本発明に係る液晶装置の他の実施形態の主要部であって、素子が形成される基板の一部を示す平面図である。
【図７】本発明に係る電気光学装置のさらに他の実施形態の主要部であって、素子が形成される基板の一部を示す平面図である。
【図８】本発明に係る電気光学装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。
【図９】本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る電子機器の他の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る電子機器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：液晶装置、２：液晶パネル、３：照明装置、４ａ，４ｂ：基板、１１ａ，１１ｂ：基材、１３：液晶層、１４：スペーサ、１８：着色層、２１ａ，２１ｂ：電極、２７：ＴＦＤ素子、１１０：パーソナルコンピュータ（電子機器）、１２０：携帯電話機（電子機器）、１３０：カメラ（電子機器）、１４０：腕時計型電子機器、１５０：ＰＤＡ（電子機器）

Claims (8)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板に設けられていて前記第２基板へ向けて突出する遮光層と、
   前記第２基板に設けられていて前記第１基板へ向けて突出する複数のスペーサとを有し、
   前記複数のスペーサのうち前記遮光層の１列に対応して１列に並ぶ複数のスペーサは、前記遮光層の幅方向に関して互いにずらせて配置される
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１において、前記遮光層の１列に対応する前記複数のスペーサは、前記遮光層の１列の中心線を境として交互に反対側へずれることを特徴とする電気光学装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記遮光層の１列に対応する前記複数のスペーサは、周期的にずれることを特徴とする電気光学装置。
4. 請求項１から請求項３の少なくともいずれか１つにおいて、前記遮光層の１列の中心線の一方の側に在る前記複数のスペーサの断面積の合計は、前記中心線の他方の側に在る前記複数のスペーサの断面積の合計に等しいか又はほぼ等しいことを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１から請求項４の少なくともいずれか１つにおいて、
   前記複数のスペーサは互いに等しい平面断面積を持つように形成され、
   前記遮光層の１列の中心線の一方の側に在る前記複数のスペーサの当該中心線からの距離の合計は、前記中心線の他方の側に在る前記複数のスペーサの当該中心線からの距離の合計に等しいか又はほぼ等しいことを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項１から請求項５の少なくともいずれか１つにおいて、前記遮光層はＲ色着色層、Ｇ色着色層及びＢ色着色層のうちの２つ又は３つの積み重ねによって形成されることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項１から請求項６の少なくともいずれか１つに記載の電気光学装置と、該電気光学装置の動作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. 第２基板へ向けて突出する遮光層を第１基板上に形成する工程と、
   前記第１基板へ向けて突出する複数のスペーサを前記第２基板上に形成する工程と、
   前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる工程とを有し、
   前記スペーサを形成する工程では、前記遮光層の１列に対応して１列に並ぶ複数のスペーサが前記遮光層の幅方向に互いにずれるように形成される
   ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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