JP2004354504A - Substrate for optoelectronic device, manufacturing method of substrate for optoelectronic device, optoelectronic device, manufacturing method of optoelectronic device, and electronic equipment - Google Patents

Substrate for optoelectronic device, manufacturing method of substrate for optoelectronic device, optoelectronic device, manufacturing method of optoelectronic device, and electronic equipment Download PDF

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Kazuo Oike
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pair of substrates for an optoelectronic device with excellent electric insulation property which are placed close and opposite to each other, in which concentration of pressure on the elements of the substrate rarely occurs even when excessive pressure is applied between the substrates, and to provide an optoelectronic device or the like utilizing the substrates. <P>SOLUTION: The pair of substrates for the optoelectronic device are oppositely used in the optoelectronic device and comprise a first and a second substrate for the optoelectronic device. The first substrate for the optoelectronic device is provided with a first glass substrate as the substrate, a coloring layer, a black matrix as a light shielding layer, a surface protection layer and electric wiring provided thereon. The second substrate for the optoelectronic device is provided with a second glass substrate as an opposite substrate, an element first electrode constituting a plurality of elements, an insulation film, an element second electrode, and a plurality of pixel electrodes. Also, a pressure controlling member is provided between pixel electrodes on the second substrate for the optoelectronic device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学装置用基板、電気光学装置用基板の製造方法、および電気光学装置用基板を含む電気光学装置、電気光学装置の製造方法、並びに電子機器に関する。特に、近接して対向配置するとともに、基板間に過度の圧力がかかった場合であっても、素子破壊を有効に防止することができる電気光学装置用基板、電気光学装置用基板の製造方法、および、このような電気光学装置用基板を含む電気光学装置、電気光学装置の製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置等の電気光学装置は、対向する第１の電気光学装置用基板と、第２の電気光学装置用基板とを含む一対の電気光学装置用基板との間に、液晶材料を注入して構成されている。また、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の場合には、図１８（ａ）〜（ｂ）に示すように、第２の電気光学装置用基板４１４上に、複数の画素電極４２０がマトリクス状に配列されるとともに、これらの画素電極４２０のそれぞれに非線形素子（スイッチング素子）、例えば、薄膜ダイオード（ＴＦＤ素子）が設けられており、第１の電気光学装置用基板上に、対向電極が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
そして、非線形素子としての薄膜ダイオードに対して、しきい値以上の電圧を印加し、当該非線形素子を導通状態にするとともに、当該非線形素子と、対向電極との間に電圧をさらに印加することにより、液晶材料の配向性を制御して、所定の画像表示を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３１４１７２号 （第６〜７頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、液晶表示装置等の電気光学装置は、第１の電気光学装置用基板と、第２の電気光学装置用基板とを近接した状態で、対向配置するとともに、基板間に過度の圧力がかかった場合に、素子が破壊されやすいという問題が見られた。
すなわち、第１の電気光学装置用基板と、第２の電気光学装置用基板とを、例えば、５μｍ以下に近接配置するとともに、外部押圧等によって基板間に過度の圧力がかかった場合に、第２の電気光学装置用基板における素子部分に圧力が集中し、第１の電気光学装置用基板における電気配線と、第２の電気光学装置用基板における素子電極との間の電気絶縁性が低下したり、素子電極が機械的に破壊されたりするという問題が見られた。
よって、第１の電気光学装置用基板の電気配線から、素子における第１電極の端部に対して、リーク電流が生じ、それが素子（例えば、薄膜ダイオード）中を流れて、データ電極に到達して、絶縁膜が破壊されたり、誤動作を生じ易くなったりするという問題が見られた。
そこで、本発明は、所定箇所に、圧力調整部材を形成することにより、第１の電気光学装置用基板と、第２の電気光学装置用基板とを近接した状態で、対向配置するとともに、基板間に過度の圧力がかかった場合であっても、第２の電気光学装置用基板における素子に圧力が集中することが少なく、電気絶縁性に優れた電気光学装置用基板、およびそれを利用した電気光学装置、電気光学装置の製造方法、並びに電子機器等を容易に提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電気光学装置に対向使用されるとともに、第１の電気光学装置用基板および第２の電気光学装置用基板からなる一対の電気光学装置用基板において、第１の電気光学装置用基板は、基板としての第１のガラス基板と、着色層と、遮光層としてのブラックマトリクスと、その上に設けられた表面保護層と、電気配線とを備え、第２の電気光学装置用基板は、対向基板としての第２のガラス基板と、複数の素子を構成する素子第１電極、絶縁膜および素子第２電極と、複数の画素電極とを備え、かつ、第２の電気光学装置用基板上の画素電極間に、圧力調整部材を設けた電気光学装置用基板により、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、第２の電気光学装置用基板上の所定箇所に、圧力調整部材が設けてあることから、第１および第２の電気光学装置用基板を近接した状態で、対向配置するとともに、これらの基板間に過度の圧力がかかった場合であっても、第２の電気光学装置用基板の素子にかかる圧力を低下することができる。
したがって、第１の電気光学装置用基板における電気配線（走査電極）と、第２の電気光学装置用基板における素子第１電極との間で、優れた電気絶縁性を確保するとともに、機械的破壊を有効に防止することができる。
また、圧力調整部材は、画素電極間に設けてあることより、圧力調整部材の面積を比較的大きくした場合であっても、画素電極の開口率を狭めるおそれを少なくすることができる。
なお、本発明において、圧力調整部材とは、ダミー電極を含む広い概念であって、基板間の応力を一部吸収して、素子にかかる圧力を低下できる構成部材を意味する。
【０００６】
また、本発明の電気光学装置用基板を構成するにあたり、素子の高さを１としたときに、圧力調整部材の高さを０．８〜５の範囲内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、素子にかかる圧力を有効に低下させることができるとともに、第２の電気光学装置用基板の表面を、比較的容易に平坦化することができる。
【０００７】
また、本発明の電気光学装置用基板を構成するにあたり、圧力調整部材の面積を１×１０１〜１×１０４μｍ２の範囲内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、第２の電気光学装置用基板における画素電極の開口率を過度に狭めることなく、素子にかかる圧力を有効に低下させることができる。
【０００８】
また、本発明の電気光学装置用基板を構成するにあたり、圧力調整部材の平面形状を、円形、楕円形、または四角形とすることが好ましい。
このように構成することにより、第２の電気光学装置用基板における画素電極間に、精度よく形成することができるとともに、素子にかかる圧力を有効に低下させることができる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置用基板を構成するにあたり、圧力調整部材が、ダミー電極であって、当該ダミー電極の端部と、素子第１電極、素子第２電極および画素電極の端部と、のそれぞれの距離を３〜１００μｍの範囲内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、圧力調整部材として、導電材料からなるダミー電極を設けたとしても、当該ダミー電極に対して、素子第１電極、素子第２電極および画素電極から電流が流れることを有効に防止することができる。
また、このような距離であれば、圧力調整部材としてのダミー電極の形成場所や面積に対する制約を少なくすることができる。
なお、本発明において、ダミー電極とは、圧力調整部材の下位概念であって、素子と実質的に同一材料から構成されているものの、周囲の部材とは電気絶縁されており、素子の機能ははたしえない構成部材を意味する。
【００１０】
また、本発明の電気光学装置用基板を構成するにあたり、圧力調整部材が、電気絶縁材料または導電性材料からなることが好ましい。
圧力調整部材が電気絶縁材料からなる場合には、第２の電気光学装置用基板における素子第１電極、素子第２電極、および画素電極と、第１の電気光学装置用基板における走査電極等とが、電気的に接続されるのを有効に防止することができる。
一方、圧力調整部材が導電性材料からなる場合には、ダミー電極として素子と同時に形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１１】
また、本発明の電気光学装置用基板を構成するにあたり、圧力調整部材を、第１の電気光学装置用基板におけるブラックマトリクスに対応する位置に設けることが好ましい。
このように構成することにより、第２の電気光学装置用基板における画素電極の開口率を大きく採ることができる一方、素子にかかる圧力を有効に低下させることができる。
【００１２】
また、本発明の別の態様は、対向する第１の電気光学装置用基板と第２の電気光学装置用基板とを含む一対の電気光学装置用基板の製造方法であって、
基板としての第１のガラス基板上に、着色層と、遮光層としてのブラックマトリクスと、表面保護層と、電気配線と、を形成することにより第１の電気光学装置用基板を準備する工程と、
対向基板としての第２のガラス基板上に、複数の素子を構成する素子第１電極、絶縁膜および素子第２電極と、複数の画素電極と、を形成することにより第２の電気光学装置用基板を準備する工程と、を備えるとともに、
第２の電気光学装置用基板上の画素電極間に、圧力調整部材を形成する工程をさらに含むことを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法である。
このように実施することにより、第１の電気光学装置用基板と、第２の電気光学装置用基板とを近接した状態で、対向配置するとともに、これらの基板間に過度の圧力がかかった場合であっても、第２の電気光学装置用基板の素子にかかる圧力を低下することができる電気光学装置用基板を効率的に提供することができる。
【００１３】
また、本発明の電気光学装置用基板の製造方法を実施するにあたり、圧力調整部材がダミー電極であって、素子を形成するのと同時に形成することが好ましい。
このように実施することにより、工程数を増大させることなく、所定のダミー電極を設けることができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様は、第１の電気光学装置用基板および第２の電気光学装置用基板からなる一対の電気光学装置用基板を含む電気光学装置であって、
第１の電気光学装置用基板は、基板としての第１のガラス基板と、着色層と、遮光層としてのブラックマトリクスと、その上に設けられた表面保護層と、電気配線と、を備え、
第２の電気光学装置用基板は、対向基板としての第２のガラス基板と、複数の素子を構成する素子第１電極、絶縁膜および素子第２電極と、複数の画素電極と、を備え、
かつ、第２の電気光学装置用基板上の画素電極間に、圧力調整部材を設けた電気光学装置用基板を含む電気光学装置である。
すなわち、第２の電気光学装置用基板上の所定箇所に、圧力調整部材を設けてあるため、電気光学装置を構成する際に、近接した状態で、対向配置するとともに、これらの基板間に過度の圧力がかかった場合であっても、優れた電気絶縁性を示すことができる。したがって、電気光学装置を薄型化して構成した場合であっても、画素欠陥の発生を有効に防止し、耐久性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの電気光学装置用基板の製造方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法である。
このように実施することにより、第１の電気光学装置用基板と、第２の電気光学装置用基板とを近接配置するとともに、基板間に過度の圧力がかかった場合であっても、第２の電気光学装置用基板における素子に圧力が集中することが少なくなる。したがって、電気絶縁性に優れた電気光学装置を効率的に提供することができる。
【００１６】
また、本発明の別の態様は、上述した電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器である。
このように構成することにより、電気絶縁性に優れ、素子破壊の発生が少ない電気光学装置を含む電子機器を効果的に提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の電気光学装置用基板、電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置用基板を含む電気光学装置等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、図１（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、電気光学装置において対向使用されるとともに、第１の電気光学装置用基板２２０および第２の電気光学装置用基板２１０からなる一対の電気光学装置用基板１０であって、第１の電気光学装置用基板２２０は、基板としての第１のガラス基板２２１と、カラーフィルタとしての着色層（図示せず。）と、遮光層としての三層構造のブラックマトリクス１８（１５、１６、１７）と、その上に設けられた表面保護層１１と、電気配線（走査電極）１９と、を備えている。
そして、第２の電気光学装置用基板２１０は、対向基板としての第２のガラス基板２１１と、複数の素子３１、３２を構成する素子第１電極２４、絶縁膜２３および素子第２電極２２、２５と、複数の画素電極２０とを備えるとともに、第２の電気光学装置用基板上２１０の画素電極２０間に、圧力調整部材（ダミー電極）８０を設けることを特徴とする電気光学装置用基板１０である。
以下、カラーフィルタ基板（第１の電気光学装置用基板）、二つの二端子型非線形素子を備えた対向基板（第２の電気光学装置用基板）、およびそれらを用いた液晶パネルを例に採って説明する。
【００１９】
１．液晶パネルの基本構造
まず、図２〜図４を参照して、本発明の第１実施形態の電気光学装置用基板を用いた電気光学装置の基本構造、すなわち、セル構造や配線、あるいは位相差板および偏光板について具体的に説明する。なお、図２は、本発明に係る第１実施形態の電気光学装置用基板を用いた電気光学装置を構成する液晶パネル２００の外観を示す概略斜視図であり、図３は、液晶パネル２００の模式的な概略断面図であり、図４は、アクティブマトリクス配線の電気的構成を示す図である。
また、図２に示される電気光学装置を構成する液晶パネル２００は、二端子型非線形素子としてのＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）２７１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２００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、適宜取付けることが好ましい。
【００２０】
（１）セル構造
図２に示すように、液晶パネル２００は、ガラス板や合成樹脂板等からなる透明な第１のガラス基板２２１を基体とするカラーフィルタ基板２２０（第１の電気光学装置用基板と称する場合がある。）と、これに対向配置される第２のガラス基板２１１を基体とする対向基板２１０（第２の電気光学装置用基板と称する場合がある。）とが、接着剤等のシール材２３０を介して貼り合わせられていることが好ましい。そして、カラーフィルタ基板２２０と、対向基板２１０とが形成する空間であって、シール材２３０の内側部分に対して、開口部２３０ａを介して液晶材料２３２を注入した後、封止材２３１にて封止されてなるセル構造を備えていることが好ましい。
すなわち、図３に示すように、カラーフィルタ基板２２０と対向基板２１０との間に液晶材料２３２が充填されていることが好ましい。
【００２１】
（２）配線
▲１▼マトリクス
図２に示すように、第２のガラス基板２１１の内面（第１のガラス基板２２１に対向する表面）上に、マトリクス状の透明電極２１６と配線２１８Ａを形成し、第１のガラス基板２２１の内面上には、当該透明電極２１６に直交する方向に並列した、複数のストライプ状の透明電極２２２を形成することが好ましい。また、透明電極２１６を、非線形素子２７１を介して配線２１８Ａに対して導電接続するとともに、もう一方の透明電極２２２を、配線２２８に対して導電接続することが好ましい。
そして、透明電極２２２と直交する配線２１８ＡにＴＦＤ素子２７１を介して接続された透明電極２１６がマトリクス状に配列された多数の画素を構成し、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。
また、図４に、ドライバＩＣおよびＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス配線の具体的な電気的構成例を示す。すなわち、Ｙ方向に延在する複数のデータ電極２６と、Ｘ方向に延在する複数の走査電極１９とから構成されており、各交差部分において画素５０が構成されている。また、各画素５０において、液晶表示要素５１と、ＴＦＤ素子３１とが直列接続されている。
【００２２】
▲２▼入力端子部
また、図２に示すように、第２のガラス基板２１１は、第１のガラス基板２２１の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部２１０Ｔを有し、この基板張出部２１０Ｔ上には、配線２２８に対して、シール材２３０の一部で構成される上下導通部を介して導電接続された配線２１８Ｂ、および、独立して形成された複数の配線パターンからなる入力端子部２１９が形成されていることが好ましい。
また、基板張出部２１０Ｔ上には、これら配線２１８Ａ、２１８Ｂおよび入力端子部２１９に対して導電接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体ＩＣ２６１が実装されていることが好ましい。
さらに、基板張出部２１０Ｔの端部には、入力端子部２１９に導電接続されるように、フレキシブル配線基板２６３が実装されていることが好ましい。
【００２３】
（３）位相差板および偏光板
図２に示される液晶パネル２００において、図３に示すように、第１のガラス基板２２１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）２５０および偏光板２５１が配置されていることが好ましい。
そして、第２のガラス基板２１１の外面においても、位相差板（１／４波長板）２４０および偏光板２４１が配置されていることが好ましい。
【００２４】
２．カラーフィルタ基板（第１の電気光学装置用基板）
次いで、図１〜図３等を適宜参照しながら、本発明の第１の電気光学装置用基板としての構造的特徴や動作を、カラーフィルタ基板２２０を例に採って詳細に説明する。
【００２５】
（１）基本的構成
カラーフィルタ基板２２０は、図３に示すように、基本的に、ガラス基板２２１と、着色層２１４と、透明電極２２２と、配向膜２１７と、から構成してあることが好ましい。
また、カラーフィルタ基板２２０において、反射機能が必要な場合、例えば、携帯電話等に使用される反射半透過型の液晶表示装置においては、ガラス基板２２１と、着色層２１４との間に、図３に示すように、反射層２１２を設けることが好ましい。
さらに、カラーフィルタ基板２２０において、図３に示すように、その表面を平坦化するための平坦化層３１５や、電気絶縁性を向上させるための絶縁層を設けることも好ましい。
【００２６】
（２）着色層
▲１▼構成
また、図３に示す着色層２１４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。
通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によって不要部分を欠落させることによって、所定のカラーパターンを有する着色層を形成する。ここで、複数の色調の着色層を形成する場合には上記工程を繰り返すことになる。
【００２７】
▲２▼遮光膜
また、図３に示すように、画素毎に形成された着色層２１４の間の画素間領域に、ブラックマトリクス（黒色遮光膜、あるいはブラックマスクと称する場合もある。）２１４ＢＭが形成してあることが好ましい。
このようなブラックマトリクス２１４ＢＭとしては、例えば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や、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などを用いることができる。
なお、図１に示すブラックマトリクス２１４ＢＭにおいては、加色法を利用して、Ｒ（赤）層１７、Ｇ（緑）層１６、Ｂ（青）層１５の三層構造としてある。このように構成することにより、カーボン等の黒色材料を使用しなくとも、優れた遮蔽効果を得ることができる。
【００２８】
また、図５に示すように、ブラックマトリクスを赤色層、青色層、および緑色層の三層から形成する場合においては、第２の電気光学装置用基板２１０の素子部分３１、３２に対応する部分の赤色層、青色層、および緑色層のうち、少なくとも一層を形成していない（除去する）ことが好ましい。
この理由は、ブラックマトリクス全体としての厚さが薄くなり、三層構造の場合と比較してセルギャップが広くなることから、押圧等によりパネルに圧力がかかった場合であっても、第２の電気光学装置用基板における素子部分にかかる圧力を低下させることができるためである。したがって、第１および第２の電気光学装置用基板を、近接して対向配置した際に、パネルに圧力がかかった場合であっても、第１の電気光学装置用基板および第２の電気光学装置用基板に形成された対向する電極間でのリーク電流の発生を防ぎ、優れた電気絶縁性を示すことができる。
【００２９】
▲３▼配列パターン
また、着色層の配列パターンとして、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。
【００３０】
（３）透明電極
図３に示すように、平坦化層３１５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透明電極２２２を形成することが好ましい。かかる透明電極２２２は、図２および３に示すように、複数の透明電極２２２が並列したストライプ状に構成されていることが好ましい。
また、アクティブマトリクス配線においては、かかる透明電極２２２が、走査電極を構成することになる。
【００３１】
（４）配向膜
また、図３に示すように、透明電極２２２の上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜２１７が形成されていることが好ましい。
この理由は、このように配向膜２１７を設けることにより、カラーフィルタ基板２２０を液晶表示装置等に使用した場合に、液晶材料の配向駆動を電圧印加によって容易に実施することができるためである。
【００３２】
（５）表面保護層
また、反射層２１２等の上には、画素毎に着色層２１４が形成され、その上をアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明樹脂からなる表面保護層（平坦化層、オーバーコート層）３１５により、被覆してあることが好ましい。そして、この着色層２１４と表面保護層（平坦化層）３１５とによってカラーフィルタが形成されることになる。
また、図６に示すように、表面保護層１１のうち、第２の電気光学装置用基板２１０における素子３１、３２に対応する位置に、非形成部９０を設けることが好ましい。この理由は、表面保護層を形成しない素子部分についてはセルギャップが広がることにより、押圧等によりパネルに圧力がかかった場合であっても、素子に対して圧力がかかりにくくすることができるためである。
【００３３】
３．対向基板（第２の電気光学装置用基板）
（１）基本構造
また、図１および図３に示すように、カラーフィルタ基板２２０と対向するもう一方の対向基板（第２の電気光学装置用基板）２１０は、ガラス等からなる第２のガラス基板２１１上に、第１のガラス基板と同様の透明電極２１６や配向膜２２４を順次積層させたものであることが好ましい。
なお、本実施形態の例では、着色層が、上述した第１のガラス基板２２１に設けてあるが、当該着色層を、かかる対向基板２１０の第２のガラス基板２１１上に設けることも可能である。
【００３４】
（２）素子
第２の電気光学装置用基板に設ける素子としては、図１（ａ）〜（ｃ）にその構成の概略を、図４にその回路構成を示すように、二端子型非線形素子であるＴＦＤ素子３１、３２が典型的であるが、図７に回路構成を示すように、ＴＦＴ素子であっても良い。
ここで、ＴＦＤ素子３１、３２を例にとって説明するが、図１（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、素子第１電極としての第１金属膜２４、絶縁膜２３、および素子第２電極としての第２金属膜２２、２５からなるサンドイッチ構成を有することが好ましい。また、第１金属膜２４や第２金属膜２２、２５としては、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）や、クロム（Ｃｒ）等が挙げられる。また、絶縁膜２３としては、このような金属材料を陽極酸化させて構成してあることが好ましい。例えば、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等が具体的に挙げられる。
そして、正負方向のダイオードスイッチング特性を示し、しきい値以上の電圧が、第１金属膜２４および第２金属膜２２、２５の両端子間に印加されると導通状態となるアクティブ素子である。
【００３５】
なお、二端子型非線形素子の配置方法に関して、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、二個のＴＦＤ素子３１、３２は、走査電極１９またはデータ電極２６と、画素電極２０との間に介在するように、ガラス基板２１１上に形成され、反対のダイオード特性を有する第１のＴＦＤ素子３２および第２のＴＦＤ素子３１から構成してあることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、印加する電圧波形として、交流を使用することができ、液晶表示装置等における液晶材料の劣化を防止することができるためである。すなわち、液晶材料の劣化を防止するために、ダイオードスイッチング特性が、正負方向において対称的であることが望まれ、図１（ａ）〜（ｃ）に例示するように、二個のＴＦＤ素子３１、３２を逆向きに直列接続することにより、交流を使用することができるためである。
【００３６】
（３）圧力調整部材（ダミー電極）
▲１▼構成
圧力調整部材を構成する好適材料としては、電気絶縁材料または導電性材料が挙げられるが、電気絶縁材料から構成してある場合には、第２の電気光学装置用基板における素子第１電極、素子第２電極、および画素電極と、第１の電気光学装置用基板における走査電極等とが、電気的に接続されるのを有効に防止することができる。また、圧力調整部材が導電性材料から構成してある場合には、ダミー電極として、素子と同時に形成することができ、圧力調整部材の製造工程を簡略化することができる。
ここで、好ましい電気絶縁材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ガラス等の一種単独または二種以上の組合せが挙げられる。
また、好ましい導電性材料としては、素子電極を構成する材料、例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）や、クロム（Ｃｒ）等、および、絶縁膜として、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の一種単独または二種以上の組合せが挙げられる。
ただし、後に説明するように、素子の高さと実質的に同じ高さとすることができることから、素子の構成と同様に、図８に示すように、第１金属膜８１、絶縁膜８２、および第２金属膜８３からなる構成とすることが好ましい。
【００３７】
▲２▼配置１
また、圧力調整部材（ダミー電極）８０の配置に関して、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２の電気光学装置用基板２１０上の複数の画素電極２０の間であって、第１の電気光学装置用基板２２０のブラックマトリクス１８に対応する位置に設けることが好ましい。
この理由は、かかる位置であれば、画素電極の開口率を過度に狭めることなく、容易に形成できるためである。また、通常、画素電極の開口率を狭めることのないように、素子はブラックマトリクスに対応する位置に形成されることが多く、圧力調整部材も同様の位置に設けることにより、素子にかかる圧力を有効に低下させることができるためである。
【００３８】
▲３▼配置２
また、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧力調整部材（ダミー電極）８０の端部と、素子第１電極２４、素子第２電極２２、２５および画素電極２０の端部との距離を、それぞれ３〜１００μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる距離が３μｍ未満の値となると、圧力調整部材を導電性材料から構成した場合に、素子第１電極、素子第２電極あるいは画素電極から、圧力調整部材に対して電流が流れてしまう場合があるためである。一方、かかる距離が１００μｍを超えると、形成する圧力調整部材の面積や配置が過度に制限されたり、素子にかかる圧力の低下が不十分となったりする場合があるためである。
したがって、圧力調整部材の端部と、素子第１電極、素子第２電極および画素電極の端部との距離を５〜８０μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、６〜５０μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３９】
▲４▼高さ
また、圧力調整部材（ダミー電極）の高さ（高さ比率）を、素子の高さを１としたときに、０．８〜５の範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる圧力調整部材の高さ比率が０．８未満の値となると、素子電極にかかる圧力を低下させることが困難となる場合があるためである。一方、かかる圧力調整部材の高さ比率が５を超えると、第２の電気光学装置用基板における表面平坦性が低下する場合があるためである。
したがって、かかる圧力調整部材の高さ比率を、素子の高さを１としたときに、０．９〜３．０の範囲内の値とすることがより好ましく、０．９５〜１．５の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００４０】
一方、圧力調整部材がダミー電極である場合には、図８に示すように、ダミー電極８０の高さと、素子３１、３２の高さとを実質的に等しくすることがより好ましい。
この理由は、このような形態の圧力調整部材であれば、ダミー電極として素子と同時に形成することができ、圧力調整部材の製造工程を簡略化することができるためである。
【００４１】
▲５▼面積
また、圧力調整部材（ダミー電極）の面積を１×１０１〜１×１０４μｍ２の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる圧力調整部材の面積が１×１０１μｍ２未満の値となると、素子電極にかかる圧力を低下する効果が発現しない場合があるためである。一方、圧力調整部材の面積が１×１０４μｍ２を超えると、圧力調整部材の端部と、近接する素子電極あるいは画素電極の端部との距離が近付き、圧力調整部材を導電性材料から構成した場合に、素子電極あるいは画素電極から圧力調整部材に対して電流が流れてしまう場合があるためである。さらに、圧力調整部材の面積が１×１０４μｍ２を超えると、画素電極の開口率を過度に低下させてしまう場合があるためである。
したがって、圧力調整部材の面積を１．２×１０１〜５×１０３μｍ２の範囲内の値とすることがより好ましく、１．５×１０１〜１×１０２μｍ２の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００４２】
▲６▼形状
また、圧力調整部材（ダミー電極）を設けるにあたり、当該圧力調整部材の平面形状は特に制限されるものではないが、例えば、図９（ａ）〜（ｈ）に示すように、円、楕円、長方形、正方形、星形、ひし形、多角形、および異形とすることが好ましい。また、図１０（ａ）に示すような連続した形状であってもよく、あるいは図１０（ｂ）に示すような不連続な形状であってもよい。
ただし、容易に形成することが可能なことから、圧力調整部材の平面形状を図９（ｃ）に示すような長方形や、圧力を吸収しやすいことから、図９（ａ）〜（ｂ）に示すような、円または楕円とすることがより好ましい。
【００４３】
▲７▼耐電圧特性
また、圧力調整部材（ダミー電極）を設けるにあたり、所定の耐電圧特性を発揮できる構成であることが好ましい。
ここで、図１１を参照して、パネルに対して電圧がかけられた場合の素子の好ましい耐電圧特性について説明する。
図１１の横軸には、パネルにかけられる電圧（Ｖ）を採って示してあり、図１１の縦軸には、第１の電気光学装置用基板における電気配線（走査電極）と、第２の電気光学装置用基板における素子第１電極との間に流れる電流（Ａ）を採って示してある。そして、所定の圧力調整部材を有するパネルにおけるＩＶ曲線をを実線Ａで示してあり、圧力調整部材を形成していないパネルにおけるＩＶ曲線を点線Ｂで示してある。
この図１１に示すように、圧力調整部材を形成していない場合には、パネルにかけられる電圧が１０Ｖを超える領域ではＩＶ曲線が立ち上がり、素子破壊現象が見られる。一方、所定の圧力調整部材を形成した場合には、パネルにかけられる電圧が２５Ｖを超える領域においてもＩＶ曲線が立ち上がらず、素子破壊現象は見られない。
したがって、所定の圧力調整部材を設けることにより、リーク電流の発生や、素子破壊を効果的に防止することができることが理解できる。
【００４４】
［第２実施形態］
第２実施形態は、図１２〜図１５に例示されるように、対向する第１の電気光学装置用基板２２０と第２の電気光学装置用基板２１０とを含む一対の電気光学装置の製造方法であって、第１の電気光学装置用基板２２０は、基板としての第１のガラス基板２２１と、カラーフィルタとしての着色層２１４と、遮光層としてのブラックマトリクス２１４ＢＭと、その上に設けられた表面保護層３１５と、透明電極２２２と、を備えた電気光学装置用基板の製造方法である。
そして、第２の電気光学装置用基板２１０は、対向基板としての第２のガラス基板２１１と、複数の素子を構成する素子第１電極１５８、絶縁膜１５６および素子第２電極１５２と、複数の画素電極１５４と、を備えるとともに、画素電極１５４間に、圧力調整部材（ダミー電極）８０を形成する工程をさらに含むことを特徴とする電気光学装置用基板の製造方法である。
以下、圧力調整部材として、ダミー電極８０を形成する場合を想定して、電気光学装置用基板の製造方法を説明する。
【００４５】
１．第１の電気光学装置用基板の製造
（１）着色層の形成
図１２（ａ）に示すように、第１基板２２１上には、画像表示領域に相当する箇所に、反射層２１２、および黒色遮光層２１４ＢＭを順次形成することが好ましい。
ここで、開口部２１２ａを備えた反射層２１２は、蒸着法やスパッタリング法にて金属材料等を基板上に被着させた後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングすることにより形成される。また、黒色遮光層２１４ＢＭ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塗布し、これにパターン露光、現像処理を順次施すことによって形成する。
また、着色層２１４についても、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、反射層２１２等の上に塗布し、これにパターン露光、現像処理を順次施すことによっても形成することができる。
なお、複数の色の着色層２１４を配列形成する場合には、色毎に上記工程を繰り返すことになる。
【００４６】
（２）透光保護層（表面保護層）の形成
次いで、図１２（ｂ）に示すように、第１基板２２１上に全面的に透光保護層（表面保護層）３１５Ｘを形成する。この透光保護層３１５Ｘは、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂などで構成することができる。これらの樹脂は流動性を有する未硬化状態で基板上に塗布され、乾燥、光硬化、熱硬化などの適宜の手段で硬化される。塗布方法としては、スピンコート法や印刷法などを用いることができる。
次いで、上記透光保護層３１５Ｘに、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングを施し、図１２（ｃ）に示すように、画像表示領域に限定された平坦化層３１５を形成する。この工程によって、透光保護層３１５Ｘから画像表示領域以外の領域、すなわち、図３に示すシール材２３０の外側に配置される領域とほぼ同じ領域上から透光性素材が欠落される。
なお、第２の電気光学装置用基板における素子に対応する位置に表面保護層の非形成部を設ける場合には、本工程において、同様にフォトリソグラフィ技術およびエッチング法により形成することができる。
【００４７】
（３）透明導電層の形成
次いで、図１２（ｄ）に示すように、平坦化層３１５上に、電気配線として、全面的にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体材料からなる透明導電層２２２Ｘを形成することが好ましい。この透明導電層２２２Ｘは、一例として、スパッタリング法により成膜することができる。そして、透明導電層２２２Ｘに対して、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いてパターニングを施し、図１２（ｅ）に示すように透明電極２２２、を形成することが好ましい。
【００４８】
２．第２の電気光学装置用基板の製造
（１）素子第１電極の形成
図１３（ａ）に示すように、第２の電気光学装置用基板２１０のガラス基板２１１上に、金属膜１５８を形成する工程である。この金属膜１５８は、例えば、タンタル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。また、この金属膜１５８の厚さはＴＦＤ素子の用途等に対応して、適宜変更することができるが、通常、２０〜５００ｎｍの範囲内の値とすることが好ましい。
【００４９】
また、図示しないが、金属膜１５８の形成前に、第２の電気光学装置用基板２１０のガラス基板２１１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。この理由は、第２の電気光学装置用基板２１０のガラス基板２１１と、金属膜１５８との間に、このように絶縁膜を形成することにより、ガラス基板２１１に対する金属膜１５８の密着力を著しく向上させることができるとともに、ガラス基板２１１から金属膜１５８への不純物の拡散を効率的に抑制することができるためである。
次いで、図１３（ｂ）〜図１４（ｂ）に示すように、金属膜１５８をフォトリソグラフィ法やエッチング技術を用いて、パターニングして、素子第１電極とすることが好ましい。
【００５０】
（２）酸化膜の形成
次いで、図１４（ｃ）に示すように、金属膜１５８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１５６を形成することが好ましい。より具体的には、金属膜１５８が形成されたガラス基板２１１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、金属膜１５８との間に所定電圧を印加して、金属膜１５８の表面を酸化させることが好ましい。
なお、酸化膜１５６の厚さはＴＦＤ素子の用途等に対応して、適宜変更することができるが、通常、１０〜５０ｎｍの範囲内の値とすることが好ましい。
【００５１】
（３）素子第２電極の形成
次いで、図示しないが、再び、スパッタリング法等により、金属膜１５８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やエッチング技術を用いて、パターニングすることにより、図１５（ｂ）に示すように、素子第２電極１５２を形成することが好ましい。
【００５２】
（４）ダミー電極の形成
第２の実施形態にかかる電気光学装置用基板の製造方法では、ダミー電極を形成するにあたり、製造工程の簡便上、素子を形成する工程において同時に形成することが好ましい。すなわち、素子第１電極、酸化膜、および素子第２電極を形成する際に、ダミー電極を形成する所望の箇所にもそれらを形成することにより、ダミー電極を形成することが好ましい。
このように、素子を形成する工程と同時に形成することにより、工程数を増大させることなく、所望のダミー電極を有する電気光学装置用基板を得ることができる。
また、このように形成することにより、得られるダミー電極の高さと、素子の高さとが実質的に等しくなり、第１および第２の電気光学装置用基板を、近接状態で対向配置させた際に、パネルに過度に圧力がかかった場合であっても、素子にかかる圧力を低下させることができ、その結果、リーク電流の発生や素子の機械的破壊を防ぎ、電気絶縁性および耐久性に優れた電気光学装置用基板を効率的に得ることができる。
【００５３】
［第３実施形態］
本発明に係る第３実施形態としての電気光学装置を、電子機器における表示装置として用いた場合について具体的に説明する。
【００５４】
（１）電子機器の概要
図１６は、本実施形態の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。この電子機器は、液晶パネル２００と、これを制御するための制御手段１２００とを有している。また、図１６中では、液晶パネル２００を、パネル構造体２００Ａと、半導体ＩＣ等で構成される駆動回路２００Ｂと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段１２００は、表示情報出力源１２１０と、表示処理回路１２２０と、電源回路１２３０と、タイミングジェネレータ１２４０とを有することが好ましい。
また、表示情報出力源１２１０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１２４０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１２２０に供給するように構成されていることが好ましい。
【００５５】
また、表示情報処理回路１２２０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２００Ｂへ供給することが好ましい。さらに、駆動回路２００Ｂは、走査線駆動回路、データ線駆動回路および検査回路を含むことが好ましい。また、電源回路１２３０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。
【００５６】
（２）電子機器
本発明に係る電気光学装置としての液晶表示装置を適用可能な電子機器としては、パーソナルコンピュータや携帯電話機が代表的であるが、そのほかにも、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などが挙げられる。
【００５７】
また、本発明の電気光学装置およびそれを用いた電子機器は、上述例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、第３実施形態に示す液晶パネルは、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）を用いたアクティブマトリクス方式を採用しているが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のアクティブマトリクス方式の電気光学装置にも適用することができ、あるいは、図１７に示すように、単純マトリックス方式の電気光学装置にも適用することができる。
また、第３実施形態に示す液晶パネルは、いわゆるＣＯＧタイプの構造を有しているが、ＩＣチップを直接実装する構造ではない液晶パネル、例えば液晶パネルにフレキシブル配線基板やＴＡＢ基板を接続するように構成されたものであっても構わない。
さらに、第３実施形態では、液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた装置などの各種の電気光学装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係る対向基板の斜視図であり、（ｂ）は、第１実施形態に係る電気光学装置用基板の断面図であり、（ｃ）は、第１実施形態に係る対向基板の平面図である。
【図２】第１実施形態に係る液晶パネルの外観を示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態のパネル構造を模式的に示す概略断面図である。
【図４】アクティブマトリクス配線の電気的構成を示す図である。
【図５】二層構造のブラックマトリクスを説明するために供する図である。
【図６】表面保護層の非形成部を説明するために供する図である。
【図７】ＴＦＴの電気配線を説明するために供する図である。
【図８】ダミー電極の構成を説明するために供する図である。
【図９】（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ圧力調整部材の平面形状を説明するために供する図である（その１）。
【図１０】（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ圧力調整部材の平面形状を説明するために供する図である（その２）。
【図１１】電圧（Ｖ）と電流（Ａ）との関係を説明するために供する図である。
【図１２】第１の電気光学装置用基板の製造方法を説明するために供する図である。
【図１３】ＴＦＤの製造方法を説明するために供する図である（その１）。
【図１４】ＴＦＤの製造方法を説明するために供する図である（その２）。
【図１５】ＴＦＤの製造方法を説明するために供する図である（その３）。
【図１６】本発明に係る電子機器の実施形態における構成ブロックを示す概略構成図である。
【図１７】単純マトリックスタイプの液晶パネルの外観を示す概略斜視図である。
【図１８】従来の液晶パネルの構造を説明するために供する図である。
【符号の説明】
１０：電気光学装置用基板、１１：表面保護層、１８：ブラックマトリクス、１９：電気配線（走査電極）、２０：画素電極、２２：第１の素子第２電極、２３：絶縁膜、２４：素子第１電極、２５：第２の素子第２電極、２６：データ電極、２７：第２のガラス基板、３１：第１のＴＦＤ素子、３２：第２のＴＦＤ素子、８０：圧力調整部材（ダミー電極）、１５２：素子第２電極、１５４：画素電極、１５６：酸化膜、１５８：素子第１電極、２００：液晶パネル、２１０：第２の電気光学装置用基板（対向基板）、２１１：第２基板、２１２：反射層、２１２ａ：開口部、２１２ｒ：反射部、２１４：着色層、２１５ａ：開口部、２１６：透明電極、２２０：第１の電気光学装置用基板（カラーフィルタ基板）、２２１：第１基板、２２２：透明電極、３１５：平坦化層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device substrate, a method of manufacturing an electro-optical device substrate, an electro-optical device including the electro-optical device substrate, a method of manufacturing an electro-optical device, and an electronic apparatus. In particular, while being disposed in close proximity to each other, even when excessive pressure is applied between the substrates, a substrate for an electro-optical device that can effectively prevent element destruction, a method for manufacturing an electro-optical device substrate, Also, the present invention relates to an electro-optical device including such an electro-optical device substrate, a method of manufacturing the electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electro-optical device such as a liquid crystal display device includes a pair of electro-optical device substrates including a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate facing each other. It is composed by injection. In the case of an active matrix liquid crystal display device, as shown in FIGS. 18A and 18B, a plurality of pixel electrodes 420 are arranged in a matrix on a second electro-optical device substrate 414. In addition, a nonlinear element (switching element), for example, a thin-film diode (TFD element) is provided for each of these pixel electrodes 420, and a counter electrode is provided on the first electro-optical device substrate. (For example, see Patent Document 1).
Then, by applying a voltage equal to or higher than the threshold value to the thin-film diode as a non-linear element to make the non-linear element conductive, and further applying a voltage between the non-linear element and the counter electrode. In addition, a predetermined image display is performed by controlling the orientation of the liquid crystal material.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-314172 (pages 6 to 7, FIG. 5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, in an electro-optical device such as a liquid crystal display device, a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate are arranged facing each other in a state of being close to each other, and excessive pressure is applied between the substrates. However, there was a problem that the device was liable to be destroyed in the case where the stress was applied.
That is, when the first electro-optical device substrate and the second electro-optical device substrate are arranged close to, for example, 5 μm or less and an excessive pressure is applied between the substrates by external pressing or the like, Pressure concentrates on the element portion of the second electro-optical device substrate, and the electrical insulation between the electric wiring on the first electro-optical device substrate and the element electrode on the second electro-optical device substrate decreases. And the device electrodes are mechanically destroyed.
Accordingly, a leak current is generated from the electric wiring of the first electro-optical device substrate to the end of the first electrode of the element, and flows through the element (for example, a thin film diode) to reach the data electrode. As a result, there have been problems in that the insulating film is broken or malfunctions are likely to occur.
Therefore, the present invention provides a pressure adjusting member at a predetermined position, so that the first electro-optical device substrate and the second electro-optical device substrate are opposed to each other in a state of being close to each other, and Even when an excessive pressure is applied during the process, the pressure is less concentrated on the elements of the second electro-optical device substrate, and the electro-optical device substrate having excellent electrical insulation and the use thereof are provided. It is an object of the present invention to easily provide an electro-optical device, a method of manufacturing the electro-optical device, electronic equipment, and the like.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a first electro-optical device is used in a pair of electro-optical device substrates which are used to face an electro-optical device and include a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate. The substrate for use includes a first glass substrate as a substrate, a colored layer, a black matrix as a light-shielding layer, a surface protective layer provided thereon, and electric wiring, and a second electro-optical device. The substrate includes a second glass substrate as a counter substrate, an element first electrode, an insulating film and an element second electrode constituting a plurality of elements, and a plurality of pixel electrodes, and a second electro-optical device. The above-mentioned problem can be solved by the electro-optical device substrate provided with the pressure adjusting member between the pixel electrodes on the substrate.
That is, since the pressure adjusting member is provided at a predetermined position on the second electro-optical device substrate, the first and second electro-optical device substrates are opposed to each other in a state of being close to each other, and Even when an excessive pressure is applied between the substrates, the pressure applied to the elements of the second electro-optical device substrate can be reduced.
Therefore, excellent electrical insulation between the electrical wiring (scanning electrode) on the first electro-optical device substrate and the element first electrode on the second electro-optical device substrate is ensured, and mechanical destruction occurs. Can be effectively prevented.
Further, since the pressure adjusting member is provided between the pixel electrodes, even when the area of the pressure adjusting member is relatively large, the possibility of reducing the aperture ratio of the pixel electrode can be reduced.
In the present invention, the pressure adjusting member is a broad concept including a dummy electrode, and means a component member capable of partially absorbing stress between substrates and reducing the pressure applied to the element.
[0006]
In configuring the electro-optical device substrate of the present invention, it is preferable that, when the height of the element is 1, the height of the pressure adjusting member is set to a value in the range of 0.8 to 5.
With this configuration, the pressure applied to the element can be effectively reduced, and the surface of the second electro-optical device substrate can be relatively easily flattened.
[0007]
In configuring the electro-optical device substrate of the present invention, the area of the pressure adjusting member is set to 1 × 10 1 ~ 1 × 10 4 μm 2 It is preferable to set the value within the range.
With this configuration, the pressure applied to the element can be effectively reduced without excessively reducing the aperture ratio of the pixel electrode in the second electro-optical device substrate.
[0008]
Further, in configuring the electro-optical device substrate of the present invention, it is preferable that the planar shape of the pressure adjusting member is a circle, an ellipse, or a square.
With this configuration, it is possible to accurately form the pixel electrodes between the pixel electrodes of the second electro-optical device substrate, and to effectively reduce the pressure applied to the elements.
[0009]
Further, in forming the electro-optical device substrate of the present invention, the pressure adjusting member is a dummy electrode, and an end of the dummy electrode, an end of the element first electrode, an end of the element second electrode, and an end of the pixel electrode. , Is preferably set to a value within the range of 3 to 100 μm.
With this configuration, even if a dummy electrode made of a conductive material is provided as a pressure adjusting member, it is possible to prevent a current from flowing from the element first electrode, the element second electrode, and the pixel electrode to the dummy electrode. It can be effectively prevented.
Further, with such a distance, restrictions on the formation location and area of the dummy electrode as the pressure adjusting member can be reduced.
In the present invention, the dummy electrode is a subordinate concept of the pressure adjusting member, and is composed of substantially the same material as the element, but is electrically insulated from surrounding members, and the function of the element is It means a component that cannot be fulfilled.
[0010]
Further, in forming the substrate for an electro-optical device of the present invention, it is preferable that the pressure adjusting member is made of an electrically insulating material or a conductive material.
When the pressure adjusting member is made of an electrically insulating material, the first electrode, the second electrode, and the pixel electrode on the second electro-optical device substrate, and the scanning electrode and the like on the first electro-optical device substrate. However, electrical connection can be effectively prevented.
On the other hand, when the pressure adjusting member is made of a conductive material, it can be formed simultaneously with the element as a dummy electrode, and the manufacturing process can be simplified.
[0011]
In configuring the electro-optical device substrate of the present invention, it is preferable that the pressure adjusting member is provided at a position corresponding to the black matrix on the first electro-optical device substrate.
With this configuration, while the aperture ratio of the pixel electrode in the second electro-optical device substrate can be increased, the pressure applied to the element can be effectively reduced.
[0012]
Another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a pair of electro-optical device substrates including a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate facing each other,
Preparing a first electro-optical device substrate by forming a coloring layer, a black matrix as a light shielding layer, a surface protection layer, and electric wiring on a first glass substrate as a substrate; ,
Forming a first element electrode, an insulating film, a second element electrode, and a plurality of pixel electrodes constituting a plurality of elements on a second glass substrate as a counter substrate to form a second electro-optical device And a step of preparing a substrate,
A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, further comprising a step of forming a pressure adjusting member between pixel electrodes on a second substrate for an electro-optical device.
By implementing in this manner, the first electro-optical device substrate and the second electro-optical device substrate are arranged facing each other in a state of being close to each other, and when excessive pressure is applied between these substrates. Even in this case, it is possible to efficiently provide the electro-optical device substrate that can reduce the pressure applied to the elements of the second electro-optical device substrate.
[0013]
In carrying out the method for manufacturing a substrate for an electro-optical device according to the present invention, it is preferable that the pressure adjusting member is a dummy electrode and is formed at the same time as the element is formed.
With such an implementation, a predetermined dummy electrode can be provided without increasing the number of steps.
[0014]
Another aspect of the present invention is an electro-optical device including a pair of electro-optical device substrates each including a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate,
The first electro-optical device substrate includes a first glass substrate as a substrate, a coloring layer, a black matrix as a light shielding layer, a surface protection layer provided thereon, and electric wiring,
The second electro-optical device substrate includes a second glass substrate as an opposing substrate, an element first electrode, an insulating film, an element second electrode, and a plurality of pixel electrodes which form a plurality of elements,
The electro-optical device includes an electro-optical device substrate provided with a pressure adjusting member between pixel electrodes on the second electro-optical device substrate.
That is, since the pressure adjusting member is provided at a predetermined position on the substrate for the second electro-optical device, when configuring the electro-optical device, the electro-optical device is disposed close to and opposed to the substrate, and excessively Even when the pressure is applied, excellent electrical insulation can be exhibited. Therefore, even when the electro-optical device is configured to be thin, generation of pixel defects can be effectively prevented, and durability can be improved.
[0015]
Another embodiment of the present invention is a method for manufacturing an electro-optical device, which uses any one of the above-described methods for manufacturing a substrate for an electro-optical device.
By implementing in this manner, the first electro-optical device substrate and the second electro-optical device substrate are arranged close to each other, and even if an excessive pressure is applied between the substrates, The concentration of pressure on the elements of the electro-optical device substrate is reduced. Therefore, it is possible to efficiently provide an electro-optical device having excellent electric insulation.
[0016]
Another embodiment of the present invention is an electronic apparatus including the above-described electro-optical device.
With such a configuration, it is possible to effectively provide an electronic apparatus including an electro-optical device having excellent electric insulation and less occurrence of element destruction.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an electro-optical device substrate, a method of manufacturing an electro-optical device substrate, an electro-optical device including an electro-optical device substrate, and the like of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
However, such an embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.
[0018]
[First Embodiment]
The first embodiment, as exemplified in FIGS. 1A to 1C, is used to oppose an electro-optical device, and a first electro-optical device substrate 220 and a second electro-optical device substrate The first electro-optical device substrate 220 includes a first glass substrate 221 as a substrate and a colored layer (not shown) as a color filter. , A black matrix 18 (15, 16, 17) having a three-layer structure as a light-shielding layer, a surface protective layer 11 provided thereon, and electric wiring (scanning electrodes) 19.
The second electro-optical device substrate 210 includes a second glass substrate 211 as an opposing substrate, an element first electrode 24 constituting a plurality of elements 31 and 32, an insulating film 23 and an element second electrode 22, 25, a plurality of pixel electrodes 20, and a pressure adjusting member (dummy electrode) 80 is provided between the pixel electrodes 20 on the second substrate 210 for an electro-optical device. It is 10.
Hereinafter, a color filter substrate (first electro-optical device substrate), an opposing substrate provided with two two-terminal nonlinear elements (second electro-optical device substrate), and a liquid crystal panel using them will be described as examples. Will be explained.
[0019]
1. Basic structure of liquid crystal panel
First, with reference to FIGS. 2 to 4, a basic structure of an electro-optical device using an electro-optical device substrate according to a first embodiment of the present invention, that is, a cell structure and wiring, or a retardation plate and a polarizing plate This will be specifically described. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the appearance of a liquid crystal panel 200 constituting an electro-optical device using the electro-optical device substrate according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic schematic sectional view, and FIG. 4 is a diagram showing an electrical configuration of an active matrix wiring.
2 is a liquid crystal panel 200 having an active matrix type structure using a TFD (Thin Film Diode) 271 as a two-terminal nonlinear element, and is not shown. However, it is preferable to appropriately attach a lighting device such as a backlight or a front light, a case body, or the like as necessary.
[0020]
(1) Cell structure
As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 200 has a color filter substrate 220 (hereinafter sometimes referred to as a first electro-optical device substrate) having a transparent first glass substrate 221 made of a glass plate, a synthetic resin plate, or the like as a base. ) And a counter substrate 210 (hereinafter, sometimes referred to as a second electro-optical device substrate) having a second glass substrate 211 as a base, which is opposed to the second glass substrate 211, and a sealing material 230 such as an adhesive. It is preferable that they are stuck together. Then, after injecting the liquid crystal material 232 into the space formed by the color filter substrate 220 and the counter substrate 210 through the opening 230 a into the inside of the sealing material 230, the sealing material 231 is used. It is preferable to have a sealed cell structure.
That is, as shown in FIG. 3, it is preferable that the liquid crystal material 232 is filled between the color filter substrate 220 and the counter substrate 210.
[0021]
(2) Wiring
(1) Matrix
As shown in FIG. 2, a matrix of transparent electrodes 216 and wirings 218A are formed on the inner surface of the second glass substrate 211 (the surface facing the first glass substrate 221). It is preferable to form a plurality of stripe-shaped transparent electrodes 222 on the inner surface in parallel in a direction perpendicular to the transparent electrodes 216. Further, it is preferable that the transparent electrode 216 be conductively connected to the wiring 218A via the nonlinear element 271 and the other transparent electrode 222 be conductively connected to the wiring 228.
The transparent electrodes 216 connected to the wiring 218A orthogonal to the transparent electrodes 222 via the TFD elements 271 constitute a large number of pixels arranged in a matrix, and the large number of pixels are arranged in a liquid crystal display area as a whole. A.
FIG. 4 shows a specific electrical configuration example of an active matrix wiring using a driver IC and a TFD element. That is, it is composed of a plurality of data electrodes 26 extending in the Y direction and a plurality of scanning electrodes 19 extending in the X direction, and a pixel 50 is formed at each intersection. In each pixel 50, a liquid crystal display element 51 and a TFD element 31 are connected in series.
[0022]
(2) Input terminal section
Further, as shown in FIG. 2, the second glass substrate 211 has a substrate overhang 210T that extends outside the outer shape of the first glass substrate 221. A wiring 218B conductively connected to the wiring 228 via an upper / lower conductive portion formed by a part of the sealing material 230, and an input terminal portion 219 formed of a plurality of wiring patterns formed independently. It is preferred that
Further, it is preferable that a semiconductor IC 261 having a built-in liquid crystal drive circuit or the like is mounted on the substrate overhang portion 210T so as to be conductively connected to the wirings 218A and 218B and the input terminal portion 219.
Further, it is preferable that a flexible wiring board 263 is mounted on an end of the board extension 210T so as to be conductively connected to the input terminal 219.
[0023]
(3) retardation plate and polarizing plate
In the liquid crystal panel 200 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, a phase difference plate (２５０ wavelength plate) 250 and a quarter-wave plate 250 are provided at predetermined positions of the first glass substrate 221 so that a clear image display can be recognized. It is preferable that the polarizing plate 251 is provided.
Further, it is preferable that the retardation plate (1/4 wavelength plate) 240 and the polarizing plate 241 are also arranged on the outer surface of the second glass substrate 211.
[0024]
2. Color filter substrate (first electro-optical device substrate)
Next, the structural characteristics and operation of the first electro-optical device substrate of the present invention will be described in detail by taking the color filter substrate 220 as an example, with reference to FIGS.
[0025]
(1) Basic configuration
As shown in FIG. 3, the color filter substrate 220 preferably basically includes a glass substrate 221, a coloring layer 214, a transparent electrode 222, and an alignment film 217.
Further, when the color filter substrate 220 needs a reflection function, for example, in a transflective liquid crystal display device used for a mobile phone or the like, between the glass substrate 221 and the coloring layer 214, as shown in FIG. It is preferable to provide a reflective layer 212 as shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 3, it is preferable to provide a flattening layer 315 for flattening the surface of the color filter substrate 220 and an insulating layer for improving electric insulation.
[0026]
(2) Colored layer
(1) Configuration
In addition, the coloring layer 214 shown in FIG. 3 usually has a predetermined color tone by dispersing a coloring material such as a pigment or a dye in a transparent resin. As an example of the color tone of the colored layer, there is a primary color filter composed of a combination of three colors of R (red), G (green), and B (blue), but is not limited thereto. ), M (magenta), C (cyan), and other various color tones.
Usually, a colored resist having a predetermined color pattern is formed by applying a colored resist made of a photosensitive resin containing a coloring material such as a pigment or a dye on the surface of the substrate, and removing unnecessary portions by photolithography. Here, when forming a colored layer of a plurality of colors, the above steps are repeated.
[0027]
(2) Light shielding film
Further, as shown in FIG. 3, a black matrix (also referred to as a black light-shielding film or a black mask) 214BM is formed in a region between pixels between the coloring layers 214 formed for each pixel. Is preferred.
Examples of such a black matrix 214BM include a material in which a coloring material such as a black pigment or a dye is dispersed in a resin or other base material, and three colors of R (red), G (green), and B (blue). And the like, in which both the coloring materials are dispersed in a resin or other base material.
Note that the black matrix 214BM shown in FIG. 1 has a three-layer structure of an R (red) layer 17, a G (green) layer 16, and a B (blue) layer 15 using an additive method. With this configuration, an excellent shielding effect can be obtained without using a black material such as carbon.
[0028]
In addition, as shown in FIG. 5, when the black matrix is formed of three layers of a red layer, a blue layer, and a green layer, portions corresponding to the element portions 31 and 32 of the second electro-optical device substrate 210 It is preferable that at least one of the red layer, the blue layer, and the green layer is not formed (removed).
The reason for this is that the thickness of the entire black matrix is reduced, and the cell gap is increased as compared with the case of the three-layer structure. Therefore, even when pressure is applied to the panel by pressing or the like, the second This is because the pressure applied to the element portion on the electro-optical device substrate can be reduced. Therefore, even when pressure is applied to the panel when the first and second electro-optical device substrates are arranged close to each other and opposed to each other, the first electro-optical device substrate and the second electro-optical device It is possible to prevent the occurrence of a leak current between opposing electrodes formed on the device substrate, and to exhibit excellent electrical insulation.
[0029]
(3) Array pattern
Also, a stripe arrangement is often adopted as the arrangement pattern of the colored layers. In addition to this stripe arrangement, various pattern shapes such as an oblique mosaic arrangement and a delta arrangement can be adopted.
[0030]
(3) Transparent electrode
As shown in FIG. 3, it is preferable to form a transparent electrode 222 made of a transparent conductor such as ITO (indium tin oxide) on the flattening layer 315. As shown in FIGS. 2 and 3, the transparent electrode 222 is preferably formed in a stripe shape in which a plurality of transparent electrodes 222 are arranged in parallel.
In the active matrix wiring, the transparent electrode 222 constitutes a scanning electrode.
[0031]
(4) Alignment film
Further, as shown in FIG. 3, an alignment film 217 made of a polyimide resin or the like is preferably formed on the transparent electrode 222.
The reason for this is that by providing the alignment film 217 in this manner, when the color filter substrate 220 is used for a liquid crystal display device or the like, the driving of alignment of the liquid crystal material can be easily performed by applying a voltage.
[0032]
(5) Surface protective layer
Further, a coloring layer 214 is formed for each pixel on the reflection layer 212 and the like, and a coloring layer 214 is formed on the coloring layer 214 by a surface protection layer (planarization layer, overcoat layer) 315 made of a transparent resin such as an acrylic resin or an epoxy resin. Preferably it is coated. Then, a color filter is formed by the coloring layer 214 and the surface protection layer (planarization layer) 315.
In addition, as shown in FIG. 6, it is preferable that the non-forming portion 90 is provided in a position corresponding to the elements 31 and 32 on the second electro-optical device substrate 210 in the surface protection layer 11. The reason for this is that the cell gap is widened in the element portion where the surface protective layer is not formed, so that even when pressure is applied to the panel by pressing or the like, pressure can be less likely to be applied to the element. is there.
[0033]
3. Counter substrate (second electro-optical device substrate)
(1) Basic structure
As shown in FIGS. 1 and 3, another counter substrate (second electro-optical device substrate) 210 facing the color filter substrate 220 is provided on a second glass substrate 211 made of glass or the like. It is preferable that a transparent electrode 216 and an alignment film 224 similar to those of the first glass substrate are sequentially laminated.
In the example of the present embodiment, the coloring layer is provided on the first glass substrate 221 described above. However, the coloring layer may be provided on the second glass substrate 211 of the counter substrate 210. is there.
[0034]
(2) Element
As the elements provided on the second electro-optical device substrate, as shown in FIGS. 1A to 1C, the outline of the configuration and the circuit configuration in FIG. 31 and 32 are typical, but may be TFT elements as shown in the circuit configuration of FIG.
Here, the TFD elements 31 and 32 will be described as an example. As illustrated in FIGS. 1A to 1C, a first metal film 24 as an element first electrode, an insulating film 23, and an element It is preferable to have a sandwich configuration including the second metal films 22 and 25 as two electrodes. Examples of the first metal film 24 and the second metal films 22 and 25 include tantalum (Ta), titanium (Ti), aluminum (Al), and chromium (Cr). Further, it is preferable that the insulating film 23 is formed by anodizing such a metal material. For example, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) And the like.
The active element exhibits diode switching characteristics in the positive and negative directions and becomes conductive when a voltage equal to or higher than the threshold is applied between both terminals of the first metal film 24 and the second metal films 22 and 25.
[0035]
As for the method of arranging the two-terminal nonlinear element, as shown in FIGS. 1A to 1C, the two TFD elements 31 and 32 are connected to the scan electrode 19 or the data electrode 26 and the pixel electrode 20. It is preferable that the first TFD element 32 and the second TFD element 31 are formed on the glass substrate 211 so as to be interposed therebetween and have opposite diode characteristics.
The reason for this is that with this configuration, an alternating current can be used as a voltage waveform to be applied, and deterioration of a liquid crystal material in a liquid crystal display device or the like can be prevented. That is, in order to prevent the deterioration of the liquid crystal material, it is desired that the diode switching characteristics are symmetrical in the positive and negative directions, and as shown in FIGS. 1A to 1C, two TFD elements 31 are used. , 32 are connected in series in the opposite direction, so that alternating current can be used.
[0036]
(3) Pressure adjusting member (dummy electrode)
(1) Configuration
Examples of a suitable material for forming the pressure adjusting member include an electric insulating material and a conductive material. When the pressure adjusting member is formed of an electric insulating material, the element first electrode, the element It is possible to effectively prevent the second electrode and the pixel electrode from being electrically connected to the scanning electrode and the like on the first electro-optical device substrate. When the pressure adjusting member is made of a conductive material, it can be formed as a dummy electrode at the same time as the element, and the manufacturing process of the pressure adjusting member can be simplified.
Here, as a preferable electric insulating material, an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a silicone resin, a polycarbonate resin, glass or the like may be used alone or in combination of two or more.
Preferred examples of the conductive material include a material constituting an element electrode, for example, tantalum (Ta), titanium (Ti), aluminum (Al), chromium (Cr), and the like, and an insulating film formed of tantalum oxide (Ta). 2 O 5 ), Aluminum oxide (Al 2 O 3 ), Etc. alone or in combination of two or more.
However, as described later, since the height can be substantially the same as the height of the element, as shown in FIG. 8, the first metal film 81, the insulating film 82, and the It is preferable to use a configuration including two metal films 83.
[0037]
(2) Arrangement 1
Further, regarding the arrangement of the pressure adjusting member (dummy electrode) 80, as shown in FIGS. 1A to 1C, between the plurality of pixel electrodes 20 on the second electro-optical device substrate 210, The first electro-optical device substrate 220 is preferably provided at a position corresponding to the black matrix 18.
The reason for this is that in such a position, the pixel electrode can be easily formed without excessively reducing the aperture ratio. Usually, the element is often formed at a position corresponding to the black matrix so as not to reduce the aperture ratio of the pixel electrode, and the pressure applied to the element is reduced by providing the pressure adjusting member at the same position. This is because it can be effectively reduced.
[0038]
(3) Arrangement 2
Further, as shown in FIGS. 1A to 1C, the end of the pressure adjusting member (dummy electrode) 80, the end of the element first electrode 24, the end of the element second electrodes 22 and 25, and the end of the pixel electrode 20. Is preferably a value within a range of 3 to 100 μm.
The reason is that when the distance is less than 3 μm, when the pressure adjusting member is made of a conductive material, current flows from the element first electrode, the element second electrode or the pixel electrode to the pressure adjusting member. This is because there is a case where it ends up. On the other hand, if the distance exceeds 100 μm, the area and arrangement of the pressure adjusting member to be formed may be excessively limited, or the pressure applied to the element may not be sufficiently reduced.
Therefore, the distance between the end of the pressure adjusting member and the ends of the element first electrode, the element second electrode, and the pixel electrode is more preferably set to a value in the range of 5 to 80 μm, and more preferably in the range of 6 to 50 μm. Is more preferable.
[0039]
▲ 4 ▼ Height
Further, it is preferable that the height (height ratio) of the pressure adjusting member (dummy electrode) be a value in the range of 0.8 to 5, where the height of the element is 1. The reason for this is that if the height ratio of the pressure adjusting member is less than 0.8, it may be difficult to reduce the pressure applied to the element electrode. On the other hand, if the height ratio of the pressure adjusting member exceeds 5, the surface flatness of the second electro-optical device substrate may decrease.
Therefore, it is more preferable that the height ratio of the pressure adjusting member be a value in the range of 0.9 to 3.0, where the height of the element is 1, and the height ratio is 0.95 to 1.5. More preferably, the value is within the range.
[0040]
On the other hand, when the pressure adjusting member is a dummy electrode, as shown in FIG. 8, it is more preferable that the height of the dummy electrode 80 is substantially equal to the height of the elements 31 and 32.
The reason for this is that with such a pressure adjusting member, the dummy electrode can be formed simultaneously with the element, and the manufacturing process of the pressure adjusting member can be simplified.
[0041]
▲ 5 ▼ area
Further, the area of the pressure adjusting member (dummy electrode) is 1 × 10 1 ~ 1 × 10 4 μm 2 It is preferable to set the value within the range.
The reason is that the area of the pressure adjusting member is 1 × 10 1 μm 2 If the value is less than the above, the effect of reducing the pressure applied to the device electrode may not be exhibited. On the other hand, the area of the pressure adjusting member is 1 × 10 4 μm 2 When the pressure adjustment member exceeds the distance between the end of the pressure adjustment member and the end of the adjacent element electrode or pixel electrode, the pressure adjustment member is made of a conductive material. This is because a current may flow in the case. Furthermore, the area of the pressure adjusting member is 1 × 10 4 μm 2 This is because if the ratio exceeds the above, the aperture ratio of the pixel electrode may be excessively reduced.
Therefore, the area of the pressure adjusting member is reduced to 1.2 × 10 1 ~ 5 × 10 3 μm 2 Is more preferable to be within the range of 1.5 × 10 1 ~ 1 × 10 2 μm 2 It is more preferable to set the value within the range.
[0042]
▲ 6 ▼ Shape
In providing the pressure adjusting member (dummy electrode), the planar shape of the pressure adjusting member is not particularly limited. For example, as shown in FIGS. Preference is given to rectangles, squares, stars, diamonds, polygons and irregular shapes. Further, the shape may be a continuous shape as shown in FIG. 10A, or a discontinuous shape as shown in FIG. 10B.
However, since the pressure adjusting member can be easily formed, the planar shape of the pressure adjusting member is rectangular as shown in FIG. 9C, and the pressure adjusting member is easy to absorb pressure. More preferably, it is a circle or an ellipse as shown.
[0043]
(7) Withstand voltage characteristics
In providing the pressure adjusting member (dummy electrode), it is preferable that the pressure adjusting member has a configuration capable of exhibiting a predetermined withstand voltage characteristic.
Here, a preferable withstand voltage characteristic of the element when a voltage is applied to the panel will be described with reference to FIG.
The horizontal axis in FIG. 11 shows the voltage (V) applied to the panel, and the vertical axis in FIG. 11 shows the electric wiring (scanning electrode) on the first electro-optical device substrate and the second electric line (scanning electrode). The current (A) flowing between the element and the first electrode in the electro-optical device substrate is shown. An IV curve of a panel having a predetermined pressure adjusting member is indicated by a solid line A, and an IV curve of a panel having no pressure adjusting member is indicated by a dotted line B.
As shown in FIG. 11, when the pressure adjusting member is not formed, the IV curve rises in a region where the voltage applied to the panel exceeds 10 V, and an element destruction phenomenon is observed. On the other hand, when the predetermined pressure adjusting member is formed, the IV curve does not rise even in a region where the voltage applied to the panel exceeds 25 V, and no element destruction phenomenon is observed.
Therefore, it can be understood that the provision of the predetermined pressure adjusting member can effectively prevent generation of a leak current and destruction of the element.
[0044]
[Second embodiment]
In the second embodiment, as illustrated in FIGS. 12 to 15, a method of manufacturing a pair of electro-optical devices including a first electro-optical device substrate 220 and a second electro-optical device substrate 210 facing each other. The first electro-optical device substrate 220 is provided on a first glass substrate 221 as a substrate, a coloring layer 214 as a color filter, a black matrix 214BM as a light shielding layer, and the like. This is a method of manufacturing an electro-optical device substrate including a surface protective layer 315 and a transparent electrode 222.
The second electro-optical device substrate 210 includes a second glass substrate 211 as an opposing substrate, an element first electrode 158, an insulating film 156, and an element second electrode 152 that constitute a plurality of elements. And a pixel electrode 154, and further comprising a step of forming a pressure adjusting member (dummy electrode) 80 between the pixel electrodes 154.
Hereinafter, a method for manufacturing an electro-optical device substrate will be described on the assumption that a dummy electrode 80 is formed as a pressure adjusting member.
[0045]
1. Manufacture of first electro-optical device substrate
(1) Formation of colored layer
As shown in FIG. 12A, it is preferable that a reflective layer 212 and a black light shielding layer 214BM are sequentially formed on the first substrate 221 at a position corresponding to an image display area.
Here, the reflective layer 212 having the opening 212a is formed by depositing a metal material or the like on a substrate by a vapor deposition method or a sputtering method, and then patterning the same using a photolithography technique and an etching method. . The black light-shielding layer 214BM is formed by applying a photosensitive resin made of a transparent resin or the like in which a coloring material such as a pigment or a dye is dispersed, and sequentially performing pattern exposure and development processing.
Also, as for the colored layer 214, a photosensitive resin made of a transparent resin or the like in which a coloring material such as a pigment or a dye is dispersed is applied on the reflective layer 212 and the like, and pattern exposure and development are sequentially performed on this. Can also be formed.
When the colored layers 214 of a plurality of colors are formed in an array, the above steps are repeated for each color.
[0046]
(2) Formation of translucent protective layer (surface protective layer)
Next, as shown in FIG. 12B, a light-transmitting protective layer (surface protective layer) 315X is formed on the entire surface of the first substrate 221. The light transmitting protective layer 315X can be made of, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, an imide resin, a fluororesin, or the like. These resins are applied to the substrate in an uncured state having fluidity, and are cured by appropriate means such as drying, light curing, and heat curing. As a coating method, a spin coating method, a printing method, or the like can be used.
Next, the light-transmitting protective layer 315X is patterned by using a photolithography technique and an etching method to form a flattening layer 315 limited to an image display region, as shown in FIG. By this step, the light-transmitting material is removed from the light-transmitting protective layer 315X from a region other than the image display region, that is, substantially the same region as the region arranged outside the sealant 230 shown in FIG.
Note that in the case where a portion where the surface protective layer is not formed is provided at a position corresponding to the element in the second electro-optical device substrate, in the present step, it can be similarly formed by a photolithography technique and an etching method.
[0047]
(3) Formation of transparent conductive layer
Next, as shown in FIG. 12D, a transparent conductive layer 222X made entirely of a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) is formed as an electric wiring on the planarization layer 315. preferable. The transparent conductive layer 222X can be formed by, for example, a sputtering method. Then, it is preferable that the transparent conductive layer 222X is patterned by using a photolithography technique and an etching method to form the transparent electrode 222 as shown in FIG.
[0048]
2. Manufacture of second electro-optical device substrate
(1) Formation of element first electrode
As shown in FIG. 13A, this is a step of forming a metal film 158 on the glass substrate 211 of the second electro-optical device substrate 210. The metal film 158 is made of, for example, tantalum, and can be formed by using a sputtering method or an electron beam evaporation method. The thickness of the metal film 158 can be appropriately changed according to the use of the TFD element or the like, but is preferably set to a value in the range of 20 to 500 nm.
[0049]
Although not shown, tantalum oxide (Ta) is formed on the glass substrate 211 of the second electro-optical device substrate 210 before the metal film 158 is formed. 2 O 5 ) Is also preferably formed. The reason is that by forming the insulating film between the glass substrate 211 of the second electro-optical device substrate 210 and the metal film 158 in this manner, the adhesion of the metal film 158 to the glass substrate 211 is remarkably increased. This is because the diffusion of impurities from the glass substrate 211 to the metal film 158 can be efficiently suppressed.
Next, as shown in FIGS. 13B to 14B, it is preferable that the metal film 158 is patterned by using a photolithography method or an etching technique to form an element first electrode.
[0050]
(2) Formation of oxide film
Next, as shown in FIG. 14C, it is preferable to form an oxide film 156 by oxidizing the surface of the metal film 158 by an anodic oxidation method. More specifically, after immersing the glass substrate 211 on which the metal film 158 is formed in an electrolytic solution such as a citric acid solution, a predetermined voltage is applied between the electrolytic solution and the metal film 158, It is preferable to oxidize the surface of the metal film 158.
Note that the thickness of the oxide film 156 can be appropriately changed according to the use of the TFD element or the like, but it is generally preferable that the thickness be in the range of 10 to 50 nm.
[0051]
(3) Formation of element second electrode
Next, although not shown, a metal film is formed on the entire surface of the metal film 158 again by a sputtering method or the like, and is patterned by using a photolithography method or an etching technique, thereby obtaining a structure shown in FIG. It is preferable to form the element second electrode 152 as shown in FIG.
[0052]
(4) Formation of dummy electrode
In the method of manufacturing the substrate for an electro-optical device according to the second embodiment, when forming the dummy electrodes, it is preferable to form the dummy electrodes at the same time in the step of forming the elements for the sake of simplifying the manufacturing steps. That is, when forming the element first electrode, the oxide film, and the element second electrode, it is preferable to form the dummy electrodes by forming them at desired locations where the dummy electrodes are to be formed.
By forming the element at the same time as the step of forming the element, a substrate for an electro-optical device having a desired dummy electrode can be obtained without increasing the number of steps.
Further, by forming in this manner, the height of the obtained dummy electrode is substantially equal to the height of the element, so that the first and second electro-optical device substrates are opposed to each other in a close state. In addition, even when the panel is excessively pressurized, the pressure applied to the element can be reduced, thereby preventing leakage current and mechanical destruction of the element, and improving electrical insulation and durability. An excellent substrate for an electro-optical device can be efficiently obtained.
[0053]
[Third embodiment]
A case in which the electro-optical device according to the third embodiment of the present invention is used as a display device in an electronic device will be specifically described.
[0054]
(1) Overview of electronic devices
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the electronic device of the present embodiment. This electronic device has a liquid crystal panel 200 and a control means 1200 for controlling the liquid crystal panel 200. In FIG. 16, the liquid crystal panel 200 is conceptually divided into a panel structure 200A and a drive circuit 200B including a semiconductor IC or the like. Preferably, the control means 1200 includes a display information output source 1210, a display processing circuit 1220, a power supply circuit 1230, and a timing generator 1240.
The display information output source 1210 includes a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), a storage unit such as a magnetic recording disk or an optical recording disk, and a tuning unit for synchronizing and outputting a digital image signal. It is preferable that the display information processing circuit 1220 be configured to supply display information to the display information processing circuit 1220 in the form of an image signal in a predetermined format based on various clock signals generated by the timing generator 1240.
[0055]
The display information processing circuit 1220 includes well-known various circuits such as a serial-parallel conversion circuit, an amplification / inversion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, and a clamp circuit, and executes processing of input display information. It is preferable that the image information be supplied to the drive circuit 200B together with the clock signal CLK. Further, the drive circuit 200B preferably includes a scan line drive circuit, a data line drive circuit, and a test circuit. In addition, the power supply circuit 1230 has a function of supplying a predetermined voltage to each of the above-described components.
[0056]
(2) Electronic equipment
Personal computers and mobile phones are representative examples of electronic devices to which a liquid crystal display device as an electro-optical device according to the present invention can be applied. In addition, a liquid crystal television, a viewfinder type and a monitor direct-view type video tape are also available. Examples include a recorder, a car navigation device, a pager, an electrophoresis device, an electronic organizer, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, and an electronic device equipped with a touch panel.
[0057]
Further, the electro-optical device of the present invention and the electronic apparatus using the same are not limited to the above-described example, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, the liquid crystal panel shown in the third embodiment employs an active matrix system using a TFD (thin film diode), but can be applied to an active matrix electro-optical device using a TFT (thin film transistor). Alternatively, as shown in FIG. 17, the present invention can be applied to a simple matrix type electro-optical device.
The liquid crystal panel according to the third embodiment has a so-called COG type structure, but does not have a structure in which an IC chip is directly mounted. For example, a liquid crystal panel is connected to a flexible wiring substrate or a TAB substrate. May be configured.
Furthermore, in the third embodiment, a case where the present invention is applied to a liquid crystal device has been described. However, the present invention is not limited to this, and an electroluminescent device, in particular, an organic electroluminescent device, an inorganic electroluminescent device, and the like, a plasma display device, The present invention can be applied to various electro-optical devices such as an FED (field emission display) device, an LED (light emitting diode) display device, an electrophoretic display device, a thin cathode ray tube, a liquid crystal shutter, and a device using a digital micromirror device (DMD).
[Brief description of the drawings]
1A is a perspective view of a counter substrate according to a first embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view of an electro-optical device substrate according to the first embodiment, and FIG. FIG. 3 is a plan view of the counter substrate according to the first embodiment.
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating an appearance of the liquid crystal panel according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic sectional view schematically showing the panel structure of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an electrical configuration of an active matrix wiring.
FIG. 5 is a diagram provided to explain a black matrix having a two-layer structure.
FIG. 6 is a diagram provided for explaining a non-formed portion of a surface protective layer.
FIG. 7 is a diagram provided for explaining electric wiring of a TFT.
FIG. 8 is a diagram provided for explaining a configuration of a dummy electrode;
FIGS. 9A to 9H are views for explaining the planar shape of the pressure adjusting member, respectively (part 1); FIGS.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the planar shape of each pressure adjusting member (part 2); FIGS.
FIG. 11 is a diagram provided to explain the relationship between voltage (V) and current (A).
FIG. 12 is a diagram provided to explain a method for manufacturing the first electro-optical device substrate.
FIG. 13 is a diagram provided to explain a method for manufacturing a TFD (part 1);
FIG. 14 is a diagram provided to explain a method for manufacturing a TFD (part 2);
FIG. 15 is a view provided to explain a method for manufacturing a TFD (part 3);
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating configuration blocks in an embodiment of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 17 is a schematic perspective view showing the appearance of a simple matrix type liquid crystal panel.
FIG. 18 is a diagram provided for explaining a structure of a conventional liquid crystal panel.
[Explanation of symbols]
10: substrate for electro-optical device, 11: surface protective layer, 18: black matrix, 19: electric wiring (scanning electrode), 20: pixel electrode, 22: first element second electrode, 23: insulating film, 24: Element first electrode, 25: Second element second electrode, 26: Data electrode, 27: Second glass substrate, 31: First TFD element, 32: Second TFD element, 80: Pressure adjusting member ( Dummy electrode), 152: element second electrode, 154: pixel electrode, 156: oxide film, 158: element first electrode, 200: liquid crystal panel, 210: substrate for second electro-optical device (opposite substrate), 211: A second substrate, 212: reflection layer, 212a: opening, 212r: reflection portion, 214: coloring layer, 215a: opening, 216: transparent electrode, 220: first electro-optical device substrate (color filter substrate), 221: First substrate, 2 2: a transparent electrode, 315: planarizing layer

Claims (12)

電気光学装置に対向使用されるとともに、第１の電気光学装置用基板および第２の電気光学装置用基板からなる一対の電気光学装置用基板において、
前記第１の電気光学装置用基板は、基板としての第１のガラス基板と、着色層と、遮光層としてのブラックマトリクスと、その上に設けられた表面保護層と、電気配線と、を備え、
前記第２の電気光学装置用基板は、対向基板としての第２のガラス基板と、複数の素子を構成する素子第１電極、絶縁膜および素子第２電極と、複数の画素電極と、を備え、
かつ、前記第２の電気光学装置用基板上の画素電極間に、圧力調整部材を設けることを特徴とする電気光学装置用基板。A pair of electro-optical device substrates, each of which is used to face the electro-optical device and includes a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate,
The first electro-optical device substrate includes a first glass substrate as a substrate, a coloring layer, a black matrix as a light shielding layer, a surface protection layer provided thereon, and electric wiring. ,
The second electro-optical device substrate includes a second glass substrate as a counter substrate, an element first electrode, an insulating film, an element second electrode constituting a plurality of elements, and a plurality of pixel electrodes. ,
And a pressure adjusting member provided between pixel electrodes on the second electro-optical device substrate. 前記素子の高さを１としたときに、前記圧力調整部材の高さを０．８〜５の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置用基板。2. The electro-optical device substrate according to claim 1, wherein when the height of the element is 1, the height of the pressure adjusting member is set to a value within a range of 0.8 to 5. 3. 前記圧力調整部材の面積を１×１０１〜１×１０４μｍ２の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置用基板。The substrate for an electro-optical device according to claim 1, wherein an area of the pressure adjusting member is set to a value within a range of 1 × 10 1 to 1 × 10 4 μm 2 . 前記圧力調整部材の平面形状を、円形、楕円形、または四角形とす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用基板。The electro-optical device substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a planar shape of the pressure adjusting member is a circle, an ellipse, or a rectangle. 前記圧力調整部材が、ダミー電極であって、当該ダミー電極の端部と、前記素子第１電極、前記素子第２電極および前記画素電極の端部と、のそれぞれの距離を３〜１００μｍの範囲内の値とす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用基板。The pressure adjusting member is a dummy electrode, and the distance between the end of the dummy electrode and the ends of the element first electrode, the element second electrode, and the pixel electrode is in a range of 3 to 100 μm. 5. The substrate for an electro-optical device according to claim 1, wherein: 前記圧力調整部材が、電気絶縁材料または導電性材料からな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用基板。The substrate for an electro-optical device according to claim 1, wherein the pressure adjusting member is made of an electrically insulating material or a conductive material. 前記圧力調整部材を、前記第１の電気光学装置用基板におけるブラックマトリクスに対応する位置に設け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用基板。The electro-optical device substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein the pressure adjusting member is provided at a position corresponding to a black matrix on the first electro-optical device substrate. 対向する第１の電気光学装置用基板と第２の電気光学装置用基板とを含む一対の電気光学装置用基板の製造方法において、
基板としての第１のガラス基板上に、着色層と、遮光層としてのブラックマトリクスと、表面保護層と、電気配線と、を形成することにより第１の電気光学装置用基板を準備する工程と、
対向基板としての第２のガラス基板上に、複数の素子を構成する素子第１電極、絶縁膜および素子第２電極と、複数の画素電極と、を形成することにより第２の電気光学装置用基板を準備する工程と、を備えるとともに、
前記第２の電気光学装置用基板上の画素電極間に、圧力調整部材を形成する工程をさらに含むこと、
を特徴とする電気光学装置用基板の製造方法。In a method for manufacturing a pair of electro-optical device substrates including a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate facing each other,
Preparing a first electro-optical device substrate by forming a coloring layer, a black matrix as a light shielding layer, a surface protection layer, and electric wiring on a first glass substrate as a substrate; ,
Forming a first element electrode, an insulating film, a second element electrode, and a plurality of pixel electrodes constituting a plurality of elements on a second glass substrate as a counter substrate to form a second electro-optical device And a step of preparing a substrate,
Forming a pressure adjusting member between pixel electrodes on the second electro-optical device substrate;
A method for manufacturing a substrate for an electro-optical device, comprising: 前記圧力調整部材がダミー電極であって、前記素子を形成するのと同時に形成することを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置用基板の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the pressure adjusting member is a dummy electrode and is formed at the same time when the element is formed. 第１の電気光学装置用基板および第２の電気光学装置用基板からなる一対の電気光学装置用基板を含む電気光学装置において、
前記第１の電気光学装置用基板は、基板としての第１のガラス基板と、着色層と、遮光層としてのブラックマトリクスと、その上に設けられた表面保護層と、電気配線と、を備え、
前記第２の電気光学装置用基板は、対向基板としての第２のガラス基板と、複数の素子を構成する素子第１電極、絶縁膜および素子第２電極と、複数の画素電極と、を備え、
かつ、前記第２の電気光学装置用基板上の画素電極間に、圧力調整部材を設けることを特徴とする電気光学装置。In an electro-optical device including a pair of electro-optical device substrates each including a first electro-optical device substrate and a second electro-optical device substrate,
The first electro-optical device substrate includes a first glass substrate as a substrate, a coloring layer, a black matrix as a light shielding layer, a surface protection layer provided thereon, and electric wiring. ,
The second electro-optical device substrate includes a second glass substrate as a counter substrate, an element first electrode, an insulating film, an element second electrode constituting a plurality of elements, and a plurality of pixel electrodes. ,
An electro-optical device, wherein a pressure adjusting member is provided between pixel electrodes on the second electro-optical device substrate. 請求項８または９に記載の電気光学装置用基板の製造方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。A method for manufacturing an electro-optical device, comprising using the method for manufacturing an electro-optical device substrate according to claim 8. 請求項１０に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 10.
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