JP2005241858A - Electrooptical device, electronic apparatus, and method for manufacturing electrooptical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の基板間に電気光学物質およびスペーサが介在する電気光学装置、この電気光学装置を備えた電子機器、および電気光学装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device in which an electro-optical material and a spacer are interposed between a pair of substrates, an electronic apparatus including the electro-optical device, and a method for manufacturing the electro-optical device.
代表的な電気光学装置である液晶装置では、一対の基板間に電気光学物質としての液晶が保持されており、液晶の層厚を規定するためには基板間隔を制御する必要がある。このため、従来は、一対の基板を貼り合せる際、一方の基板上に多数の粒状スペーサを散布し、これらの粒状スペーサを基板間に介在させることにより、基板間隔を制御している(例えば、特許文献1参照)。 In a liquid crystal device which is a typical electro-optical device, liquid crystal as an electro-optical material is held between a pair of substrates, and the substrate interval needs to be controlled in order to define the layer thickness of the liquid crystal. For this reason, conventionally, when bonding a pair of substrates, a large number of granular spacers are dispersed on one substrate, and these granular spacers are interposed between the substrates to control the substrate interval (for example, Patent Document 1).
また、一方の基板に柱状の樹脂スペーサを形成し、この樹脂スペーサの先端部を他方の基板に当接させて基板間隔を制御することもある(例えば、特許文献2参照)。
このようなスペーサのうち、粒状スペーサは、一般的に圧縮強度が小さい。このため、押圧荷重に対する耐性が弱く、押圧荷重がかかると基板間隔が容易に変動するという問題点がある。これに対して、柱状の樹脂スペーサは、一般に圧縮強度が大きい。このため、基板が押圧された場合でも、このような荷重を樹脂スペーサが変形することなく支えるので、押圧荷重に対する耐性が強く、押圧荷重がかかっても基板間隔が維持されるという利点がある。また、柱状の樹脂スペーサは、粉状スペーサと違って、基板上の所定位置に形成することができるので、各画素において表示光が出射される表示開口部で液晶の配向を乱すことがないという利点がある。 Among such spacers, granular spacers generally have a low compressive strength. For this reason, the tolerance with respect to a pressing load is weak, and there exists a problem that a board | substrate space | interval will fluctuate easily when a pressing load is applied. In contrast, columnar resin spacers generally have a high compressive strength. For this reason, even when the substrate is pressed, such a load is supported without deformation of the resin spacer. Therefore, there is an advantage that the resistance to the pressing load is strong and the substrate interval is maintained even when the pressing load is applied. In addition, unlike the powder spacer, the columnar resin spacer can be formed at a predetermined position on the substrate, so that the alignment of the liquid crystal is not disturbed at the display opening from which display light is emitted in each pixel. There are advantages.
しかしながら、柱状の樹脂スペーサの場合、高さ寸法と太さが異なるため、樹脂スペーサが基板から剥離して横向きになると、基板間隔の制御を行えないという問題点がある。かといって、基板への固定強度を強めるために樹脂スペーサを太くすると、各画素において表示光が出射される表示開口部にはみ出してしまい、表示光量が低下するという問題点がある。また、基板への固定強度を強めるために樹脂スペーサを太くすると、環境温度が変化した際に液晶が発泡しやすいという問題点がある。すなわち、柱状の樹脂スペーサは、圧縮強度が大きいため、基板間に液晶を封入した状態で温度が低下して液晶が体積収縮した場合、基板間隔が狭くなろうとするのを妨げてしまうため、基板間が負圧状態になって液晶が発泡しやすいという問題点がある。 However, in the case of a columnar resin spacer, since the height dimension and thickness are different, there is a problem that if the resin spacer is peeled from the substrate and turned sideways, the substrate interval cannot be controlled. However, if the resin spacer is made thicker in order to increase the fixing strength to the substrate, there is a problem that the amount of display light is reduced because it protrudes from the display opening where display light is emitted from each pixel. Further, if the resin spacer is made thick in order to increase the fixing strength to the substrate, there is a problem that the liquid crystal easily foams when the environmental temperature changes. In other words, the columnar resin spacer has a high compressive strength, and therefore, when the temperature drops and the liquid crystal shrinks in a state in which the liquid crystal is sealed between the substrates, the interval between the substrates is prevented from being narrowed. There is a problem that the liquid crystal easily foams due to the negative pressure in between.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板から基板間隔制御用の樹脂スペーサを突出させた場合でも、基板に対する樹脂スペーサの固定強度が大きい電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to use an electro-optical device having a high fixing strength of a resin spacer with respect to a substrate even when the resin spacer for controlling the substrate interval is protruded from the substrate, and the electro-optical device. Is to provide the electronic equipment that was.
また、本発明の課題は、基板から基板間隔制御用の樹脂スペーサを突出させて、かつ、基板に対する樹脂スペーサの固定強度を高めても、表示光量が低下することのない電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた電子機器を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an electro-optical device in which the amount of display light does not decrease even if the resin spacer for controlling the substrate interval is protruded from the substrate and the fixing strength of the resin spacer to the substrate is increased. An object of the present invention is to provide an electronic apparatus using an electro-optical device.
さらに、本発明の課題は、上記の樹脂スペーサを効率よく形成可能な電気光学装置の製造方法を提供することにある。 Furthermore, the subject of this invention is providing the manufacturing method of the electro-optical apparatus which can form said resin spacer efficiently.
上記課題を解決するために、本発明では、第1の基板と、該第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に保持された電気光学物質と、前記第1の基板から突出して前記第2の基板に当接する複数の基板間隔制御用の樹脂スペーサとを有し、前記樹脂スペーサは、前記第1の基板上での接地面積を前記第2の基板に対する当接面積よりも広い形状とする略錐面状あるいは略球面状の側面部を備えた突起であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and the first substrate and the second substrate are held. And a plurality of substrate spacing control resin spacers protruding from the first substrate and contacting the second substrate, the resin spacers on the first substrate It is a protrusion provided with a substantially conical surface or a substantially spherical side surface that makes the ground contact area wider than the contact area with the second substrate.
本発明においては、第1の基板に形成された基板間隔制御用の樹脂スペーサは、略錐面状あるいは略球面状の側面部を備えた突起であり、第1の基板上での接地面積が第2の基板に対する当接面積よりも広い。このため、第1の基板から基板間隔制御用の樹脂スペーサを突出させた場合でも、第1の基板に対する樹脂スペーサの固定強度が大きいので、樹脂スペーサが剥離して基板間隔が変動することを防止することができる。 In the present invention, the resin spacer for controlling the gap between the substrates formed on the first substrate is a protrusion having a substantially conical surface or a substantially spherical side surface, and has a ground contact area on the first substrate. It is wider than the contact area with the second substrate. For this reason, even when the resin spacer for controlling the substrate interval is protruded from the first substrate, the resin spacer is firmly fixed to the first substrate, so that it is possible to prevent the resin spacer from peeling off and changing the substrate interval. can do.
本発明において、前記樹脂スペーサは、前記第1の基板側から前記第2の基板に向けて太さが連続的に縮小する略角錐台形状あるいは略円錐台形状の基部と、該基部の先端部分から略一定の太さで前記第2の基板に向けて伸びた柱状部とを備えていることが好ましい。このように構成すると、全体が円錐台形状あるいは角錐台形状とした場合と比較して、狭い領域内に固定強度の大きな樹脂スペーサを形成することができるので、樹脂スペーサが各画素の表示開口領域にはみ出ることがない。それ故、基板に対する樹脂スペーサの固定強度を高めても、表示光量が低下することがない。 In the present invention, the resin spacer includes a base having a substantially truncated pyramid shape or a substantially truncated cone shape whose thickness continuously decreases from the first substrate side toward the second substrate, and a tip portion of the base portion. And a columnar portion extending toward the second substrate with a substantially constant thickness. With this configuration, a resin spacer having a large fixed strength can be formed in a narrow region as compared with the case where the whole is a truncated cone shape or a truncated pyramid shape. It doesn't stick out. Therefore, even if the fixing strength of the resin spacer to the substrate is increased, the amount of display light does not decrease.
本発明において、前記樹脂スペーサは、前記第1の基板から前記第2の基板に向けて略半球状、円錐状あるいは角錐状に突出している構成、あるいは前記樹脂スペーサは、前記第1の基板から前記第2の基板に向けて略円錐台状あるいは略角錐台状に突出している構成を採用することができる。このように構成した場合も、樹脂スペーサの底面積が広いので、樹脂スペーサが第1の基板から剥離することがない。また、このような構造であれば、樹脂スペーサ自身の圧縮強度が大きいので、画素スイッチング素子を覆うように樹脂スペーサを形成した場合でも、画素スイッチング素子が損傷することがない。従って、画素スイッチング素子の形成領域を樹脂スペーサの形成領域として利用できるので、樹脂スペーサが各画素の表示開口領域にはみ出ることがない。それ故、基板に対する樹脂スペーサの固定強度を高めても、表示光量が低下することがない。 In the present invention, the resin spacer protrudes in a substantially hemispherical shape, a conical shape, or a pyramid shape from the first substrate toward the second substrate, or the resin spacer extends from the first substrate. A configuration that protrudes in a substantially truncated cone shape or a substantially truncated pyramid shape toward the second substrate can be employed. Even in this configuration, the resin spacer does not peel from the first substrate because the bottom area of the resin spacer is large. Further, with such a structure, since the compressive strength of the resin spacer itself is large, even when the resin spacer is formed so as to cover the pixel switching element, the pixel switching element is not damaged. Therefore, since the pixel switching element formation region can be used as the resin spacer formation region, the resin spacer does not protrude into the display opening region of each pixel. Therefore, even if the fixing strength of the resin spacer to the substrate is increased, the amount of display light does not decrease.
本発明において、前記第1の基板上には、前記樹脂スペーサとして、前記第2の基板に向けて略半球状、円錐状あるいは角錐状に突き出た第1の突起と、前記第2の基板に向けて略円錐台状あるいは略角錐台状に突き出た第2の突起とが形成されていることが好ましい。このような形状の樹脂スペーサであれば、樹脂スペーサの底面積が広いので、樹脂スペーサが第1の基板から剥離することがない。また、このような構造であれば、樹脂スペーサ自身の圧縮強度が大きいので、画素スイッチング素子を覆うように樹脂スペーサを形成した場合でも、画素スイッチング素子が損傷することがない。従って、画素スイッチング素子の形成領域を樹脂スペーサの形成領域として利用できるので、樹脂スペーサが各画素の表示開口領域にはみ出ることがない。それ故、基板に対する樹脂スペーサの固定強度を高めても、表示光量が低下することがない。また、第1の突起(樹脂スペーサ)は、第2の基板に向けて略半球状、円錐状あるいは角錐状に突き出ているため、先端部分は圧縮強度が小さいのに対して、第2の突起(樹脂スペーサ)は略円錐台状あるいは略角錐台状に突き出ているため、圧縮強度が大きい。従って、第1の突起と第2の突起を適正な割合で形成すれば、温度変化により電気光学物質が収縮した際の基板の変形をある程度、許容し、かつ、基板に押圧荷重がかかった場合に基板間隔の所定レベル以上の変動を防止できるので、電極間の短絡を防止できるなど、電気光学装置の信頼性を向上することができる。すなわち、基板間に電気光学物質を保持した状態で温度が低下して電気光学物質が体積収縮した場合、基板間隔が狭くなろうとする分、基板に押されて弾性変形するため、基板間が負圧状態にならないので、電気光学物質が発泡することがない。また、基板が押圧された場合、このような押圧荷重を第2の突起が支える。従って、基板はそれ以上、変形することがないので、押圧荷重に対する耐性が強く、押圧荷重がかかっても基板間隔が維持されることになる。 In the present invention, on the first substrate, as the resin spacer, a first protrusion protruding in a substantially hemispherical shape, a conical shape, or a pyramid shape toward the second substrate; and It is preferable that a second protrusion protruding in a substantially truncated cone shape or a substantially truncated pyramid shape is formed. If the resin spacer has such a shape, since the bottom area of the resin spacer is large, the resin spacer does not peel from the first substrate. Further, with such a structure, since the compressive strength of the resin spacer itself is large, even when the resin spacer is formed so as to cover the pixel switching element, the pixel switching element is not damaged. Therefore, since the pixel switching element formation region can be used as the resin spacer formation region, the resin spacer does not protrude into the display opening region of each pixel. Therefore, even if the fixing strength of the resin spacer to the substrate is increased, the amount of display light does not decrease. Further, since the first protrusion (resin spacer) protrudes in a substantially hemispherical shape, a conical shape, or a pyramid shape toward the second substrate, the tip portion has a low compressive strength, whereas the second protrusion Since the (resin spacer) protrudes in a substantially truncated cone shape or a substantially truncated pyramid shape, the compression strength is high. Therefore, if the first protrusion and the second protrusion are formed at an appropriate ratio, the substrate is allowed to deform to some extent when the electro-optic material contracts due to a temperature change, and a pressing load is applied to the substrate. In addition, since it is possible to prevent fluctuations in the substrate interval beyond a predetermined level, it is possible to improve the reliability of the electro-optical device, such as preventing a short circuit between the electrodes. In other words, when the electro-optic material is held in a state where the electro-optic material is held between the substrates and the volume of the electro-optic material is shrunk, the substrate is pushed by the substrate and elastically deformed as much as the interval between the substrates is reduced. Since the pressure state does not occur, the electro-optic material does not foam. Further, when the substrate is pressed, the second protrusion supports such a pressing load. Accordingly, since the substrate is not further deformed, the resistance against the pressing load is strong, and the distance between the substrates is maintained even when the pressing load is applied.
本発明において、前記樹脂スペーサは、各画素において表示光が出射される表示開口部を避けた領域に形成されていることが好ましい。例えば、表示に直接、寄与しない配線領域などに形成する。また、前記樹脂スペーサは、前記第1の基板において各画素に形成されている画素スイッチング用素子を覆うように形成してもよい。 In the present invention, it is preferable that the resin spacer is formed in a region avoiding a display opening from which display light is emitted in each pixel. For example, it is formed in a wiring region that does not directly contribute to display. The resin spacer may be formed so as to cover a pixel switching element formed in each pixel on the first substrate.
本発明では、第1の基板と、該第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に保持された電気光学物質と、前記第1の基板から突出して前記第2の基板に当接する複数の基板間隔制御用の樹脂スペーサとを有する電気光学装置の製造方法であって、前記第1の基板の表面側に感光性樹脂を塗布した後、露光および現像を行って前記樹脂スペーサを形成する工程では、遮光部から透光部に向けて透光度が連続して変化している部分透光部を備えた露光マスクを介して前記感光性樹脂を露光し、前記部分透光部を介しての露光により、前記樹脂スペーサとして、前記第1の基板上での接地面積を前記第2の基板に対する当接面積よりも広い形状とする略錐面状あるいは略球面状の側面部を備えた突起を形成することを特徴とする。透光度が連続して変化している部分透光部を備えた露光マスクを介して感光性樹脂を露光すると、部分透光部を介して露光された感光性樹脂では、現像液に対する溶解性が連続的に変化するので、現像後、錐面や球面を効率よく形成することができる。 In the present invention, a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, an electro-optic material held between the first substrate and the second substrate, A method of manufacturing an electro-optical device having a plurality of substrate spacing control resin spacers protruding from a first substrate and in contact with the second substrate, wherein a photosensitive resin is applied to a surface side of the first substrate. In the step of forming the resin spacer by performing exposure and development after coating, through an exposure mask having a partial light-transmitting portion in which the light transmittance continuously changes from the light-shielding portion toward the light-transmitting portion. The photosensitive resin is exposed to light and exposed through the partial light transmitting portion, so that the grounding area on the first substrate is wider than the contact area with the second substrate as the resin spacer. Protrusions with a substantially conical surface or a substantially spherical side surface And wherein the Rukoto. When the photosensitive resin is exposed through an exposure mask having a partially transparent portion whose translucency changes continuously, the photosensitive resin exposed through the partially transparent portion is soluble in a developer. Since it changes continuously, a conical surface and a spherical surface can be efficiently formed after development.
本発明に係る電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。 The electro-optical device according to the present invention is used in an electronic apparatus such as a mobile phone or a mobile computer.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing to be referred to, the scale may be different for each layer or each member in order to make the size recognizable on the drawing.
[実施の形態1]
(電気光学装置の全体構成)
図1は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図2(A)、(B)は、本発明を適用した電気光学装置を素子基板の側からみた概略斜視図、および電気光学装置を画素電極を通る部分でY方向に切断したときの断面を模式的に示す説明図である。図3は、本発明に係る電気装置の画素構成を示す断面図である。なお、図3では、各画素に形成されている各要素が表れるように、後述する図4(A)のA−A′線に示す画素の対角線に沿って電気光学装置を切断したときの断面図で表してある。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of electro-optical device)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electro-optical device to which the present invention is applied. 2A and 2B are a schematic perspective view of the electro-optical device to which the present invention is applied as viewed from the element substrate side, and a cross-section when the electro-optical device is cut in the Y direction at a portion passing through the pixel electrode. It is explanatory drawing shown typically. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a pixel configuration of the electric device according to the present invention. In FIG. 3, a cross section when the electro-optical device is cut along a diagonal line of a pixel indicated by an AA ′ line in FIG. 4A described later so that each element formed in each pixel appears. It is shown in the figure.
図1に示す電気光学装置1aは、画素スイッチング素子としてTFD(Thin Film Diode)を用いたアクティブマトリクス型液晶装置であり、交差する2方向をX方向およびY方向としたとき、複数の走査線51aがX方向(行方向)に延びており、複数のデータ線52aがY方向(列方向)に延びている。走査線51aとデータ線52aとの各交差点に対応する位置には画素53aが形成され、この画素53aでは、液晶層54aと、画素スイッチング用のTFD素子56a(非線形素子)とが直列に接続されている。各走査線51aは走査線駆動回路57aによって駆動され、各データ線52aはデータ線駆動回路58aによって駆動される。
The electro-
このような電気光学装置1aを構成するにあたって、本形態では、図2(A)、(B)に示すように、素子基板10(第1の基板)と対向基板20(第2の基板)とをシール材30によって貼り合わせるとともに、両基板とシール材30とによって囲まれた領域内に電気光学物質としての液晶19を封入してある。シール材30は、対向基板20の縁辺に沿って略長方形の枠状に形成されるが、液晶を封入するために一部が開口している。このため、液晶19の封入後にその開口部分が封止材31によって封止される。
In constructing such an electro-
素子基板10は、対向基板20とシール材30によって貼り合わされた状態で対向基板20の端縁から一方の側に張り出した張り出し領域10aを有しており、この張り出し領域10aに向けて、データ線52aおよび走査線51aに接続する配線パターン8(信号線)が延びている。シール材30には導電性を有する多数の導通粒子が分散されており、この導通粒子は、例えば金属のメッキが施されたプラスチックの粒子や、導電性を有する樹脂の粒子であり、素子基板10および対向基板20の各々に形成された配線パターン同士を基板間導通させる機能を備えている。このため、本形態では、データ線52aに対して画像信号を出力する第1のIC4、および走査線51aに走査信号を出力する2つの第2のIC5が素子基板10の張り出し領域10aにCOG実装され、かつ、この素子基板10の張り出し領域10aの端縁に対して可撓性基板7が接続されている。
The
なお、電気光学装置1aと対向するように偏光板や位相差板などが配置されるが、本発明とは直接の関係がないため、それらの図示および説明を省略する。
Although a polarizing plate, a retardation plate, and the like are disposed so as to face the electro-
図2(B)および図3において、素子基板10および対向基板20は、ガラスや石英などの光透過性を有する板状部材である。素子基板10の内側(液晶19の側)表面には、上述した複数のデータ線52a、後述する画素スイッチング用のTFD素子(図示せず)、画素電極34a、および配向膜12などが形成されている。対向基板20の内側(液晶19の側)の面上には、画素電極34aと対向する領域を避けるようにブラックマトリクスあるいはブラックストライプと称せられる遮光膜21が形成され、画素電極34aと対向する領域には、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のカラーフィルタ22が所定の配列で形成されている。また、対向基板20において、遮光膜21およびカラーフィルタ22を形成した面には、その平坦化および保護のために平坦化層23がコーティングされている。平坦化層23の表面には走査線51aが形成され、さらにそれらの表面に配向膜24が形成されている。
2B and 3, the
(TFD素子の構成)
図4(A)、(B)は、図2に示す電気光学装置において画素スイッチング素子として用いたTFD素子の説明図である。
(Configuration of TFD element)
4A and 4B are explanatory diagrams of a TFD element used as a pixel switching element in the electro-optical device shown in FIG.
図4(A)、(B)において、素子基板10は、表面に下地層14が形成され、TFD素子56aは、この下地層14の上に形成された第1TFD素子33aおよび第2TFD素子33bからなる2つのTFD素子要素によって、いわゆるBack−to−Back構造として構成されている。このため、TFD素子56aは、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されている。下地層14は、例えば、厚さが50〜200nm程度の酸化タンタル(Ta2O5)によって構成され、TFD素子56aの密着性を向上させ、さらに素子基板10からの不純物の拡散を防止するために設けられている。第1TFD素子33aおよび第2TFD素子33bは、第1金属層32aと、この第1金属層32aの表面に形成された絶縁層32bと、絶縁膜32bの表面に互いに離間して形成された第2金属層32c、32dとによって構成されている。第1金属層32aは、例えば、厚さが100〜500nm程度タンタル単体膜、タンタル合金膜等によって形成され、絶縁層32cは、例えば、陽極酸化法によって第1金属層32aの表面を酸化することによって形成された厚さが10〜35nmの酸化タンタル(Ta2O5)である。第2金属層32c、32dは、例えばクロム(Cr)等といった金属膜によって50〜300nm程度の厚さに形成されている。第2金属層32cは、そのままデータ線52aとなり、他方の第2金属層32dは、ITO(Indium Tin Oxide)等といった透明導電材からなる画素電極34aに接続されている。
4A and 4B, the
(基板間隔の制御)
図5は、本発明を適用した電気光学装置の効果を示す説明図である。
(Control of board interval)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the effect of the electro-optical device to which the present invention is applied.
本形態の電気光学装置1aにおいて、液晶19の層厚は素子基板10と対向基板20との基板間隔によって制御される。このため、本形態では、図3および図4(A)、(B)に示すように、素子基板10において、画素電極53aを避けた領域、例えば、データ線52aが通っている位置のうち、対向基板20の遮光膜21と対向する位置に樹脂スペーサ9が形成されており、配向膜12は樹脂スペーサ9の上層側に形成されている。
In the electro-
本形態において、樹脂スペーサ9は、素子基板10側から対向基板20に向けて太さが連続的に縮小する略角錐台形状の基部91と、この基部91の先端部分から略一定の太さで対向基板20に向けて角柱状に伸びた柱状部92とを備えている。
In this embodiment, the
このため、本形態では、素子基板10から基板間隔制御用の樹脂スペーサ9を突出させた場合でも、素子基板10に対する樹脂スペーサ9の固定強度が大きいので、樹脂スペーサ9が剥離して基板間隔が変動するような不具合の発生を防止することができる。
For this reason, in this embodiment, even when the
(本形態と変形例、並びに従来例との比較)
本形態では、図5に示すように、樹脂スペーサ9としては、略角錐台状の基部91と角柱状の柱状部92とを備えているものを説明したが、基部91が円錐台状であってもよく、柱状部92が円柱状であってもよい。また、樹脂スペーサ9としては、角柱状の柱状部92の太さが相違する2種類以上の樹脂スペーサ9を同一の素子基板10上に形成してもよい。
(Comparison between this embodiment, a modified example, and a conventional example)
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
また、樹脂スペーサ9において、素子基板10上での底面積を広くしてその固定強度を高めるという観点からすれば、図5(B)に示すように、角錐台形状あるいは円錐台形状の樹脂スペーサ9A、あるいは、図5(C)に示すように、角錐形状あるいは円錐形状の樹脂スペーサ9Bであってもよい。また、図5(D)に示すように、半球状の樹脂スペーサ9Cであってもよい。これらいずれの樹脂スペーサ9、9A、9B、9Cを用いた場合でも、図5(E)に示すように、太さが一定の樹脂スペーサ9Xと比較して、素子基板10上での底面積を広くしてその固定強度を確保しながら、側面形状に応じて樹脂スペーサの圧縮強度を適正な値に設定できるという利点がある。すなわち、図5(E)に実線で示す樹脂スペーサ9Xの場合、素子基板10上での底面積が狭いので、固定強度が小さい。かといって、図5(E)に一点鎖線で示すように太くすると、素子基板10への固定強度が大きくできるが、圧縮強度が大きくなり過ぎる。その結果、基板間に液晶19を封入した状態で温度が低下して液晶19が体積収縮した場合、基板間隔が狭くなろうとするのを妨げてしまうため、基板間が負圧状態になって液晶19が発泡するおそれがある。
In view of increasing the bottom area of the
また、図5(A)に示す本形態の樹脂スペーサ9は、図5(B)、(C)、(D)に示す樹脂スペーサ9A、9B、9C(本形態の変形例)と比較して以下の利点がある。まず、図5(A)に示す樹脂スペーサ9の場合、柱状部92の途中位置から基部91が広がっているので、基部91の側面部のテーパ角を同一にした場合、図5(B)に示すものと比較して、基部91を必要以上に広げる必要がない。それ故、基部91を広げた場合でも、基部91は、画素の表示開口領域(画素電極34a上)にはみ出ることがない。また、図5(B)、(C)、(D)に示す樹脂スペーサ9A、9B、9Cの場合、素子基板10への固定強度をそのままにして圧縮強度をさらに高めようとすると、相似関係を維持したまま拡大した形態、あるいは、テーパを緩くした形態を採用することになり、その結果、素子基板10上での底面積が拡大してしまう。しかるに、図5(A)に示す樹脂スペーサ9の場合、基部91と柱状部92を各々独立して形状を変えることができるので、素子基板10への固定強度をそのままにして、圧縮強度をさらに高めるには、基部91の形状についてはそのままにして、柱状部92を太くすればよいなど、設計の自由度が高い。それ故、柱状部92のみを太くして圧縮強度を高める場合でも、基部91については大きくする必要がないので、樹脂スペーサ9が画素の表示開口領域にはみ出ることがないという利点がある。
Further, the
(電気光学装置1aの製造方法)
図6は、図2に示す電気光学装置の製造方法を示す工程図である。図7は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、樹脂スペーサ形成工程の工程断面図である。なお、図7には、素子基板上の各種構成要素を省略して表してある。
(Method of manufacturing electro-
FIG. 6 is a process diagram showing a method for manufacturing the electro-optical device shown in FIG. FIG. 7 is a process cross-sectional view of the resin spacer forming process in the manufacturing process of the electro-optical device according to the present embodiment. In FIG. 7, various components on the element substrate are omitted.
本形態の電気光学装置1aを製造するにあたっては、図6に示す能動素子形成工程P11〜シール材印刷工程P16からなる素子基板形成工程と、走査線形成工程P21〜粒状スペーサ散布工程P24からなる対向基板形成工程とは別々に行われる。また、以下に説明する工程の多くは、素子基板10および対向基板20を多数取りできる大面積の元基板の状態で行われ、元基板同士を貼り合わせた後、切断されるが、以下の説明では、所定サイズに切断した素子基板10および対向基板20を用いた例で説明する。
In manufacturing the electro-
まず、素子基板形成工程のうち、能動素子形成工程SP11では、成膜工程、フォトエッチング工程、および陽極酸化工程など、周知の方法でデータ線52a、配線パターン8、およびTFD素子56aなどを形成する。
First, in the element substrate forming process, in the active element forming process SP11, the
次に、画素電極形成工程P12では、ITOによって画素電極23aを形成するとともに、配線パターン8の端部にITO膜を形成してパッドを形成する。
Next, in the pixel electrode formation step P12, the pixel electrode 23a is formed from ITO, and an ITO film is formed at the end of the
次に、樹脂スペーサ形成工程P13において、フォトリソグラフィ技術を用いて図3を参照して説明した樹脂スペーサ9を形成する。ここで、感光性樹脂としてはネガタイプおよびポジタイプのいずれを用いてもよいが、ネガタイプの感光性樹脂を用いて、樹脂スペーサ9を製造する一例を方法を図7を参照して説明する。
Next, in the resin spacer formation process P13, the
本形態では、図7(A)に示すように、素子基板10上にスピンコート法などを用いてアクリル樹脂などといったネガタイプの感光性樹脂98を分厚く塗布した後、露光マスク930で感光性樹脂98を露光する。ここで、露光マスク930は、感光性樹脂98を除去したい部分に遮光部931を備え、感光性樹脂98を柱状部92として残したい領域に透光部933を備えている。また、露光マスク930は、遮光部931と透光部933との間には部分透光部932を備えており、部分透光部932では、遮光部931から透光部933に向けて透光度が連続的に高くなっている。このため、露光マスク930で感光性樹脂98を露光すると、部分透光部932では、露光量が連続的に変化している。従って、感光性樹脂98を現像した際、部分透光部932を介して露光部分では、露光量によって、感光性樹脂98の溶解速度が異なるので、図7(B)に示すように、錐面を備えた基部91から柱状部92が伸びた樹脂スペーサ9が形成される。このような方法であれば、感光性樹脂の塗布工程、露光工程および現像工程が1回で済むので、生産性を向上することができる。また、露光マスクが1枚で済むという利点もある。さらに、部分透光部92の透光パターンを変更するだけで、図5(A)〜(D)に示すいずれの形態の樹脂スペーサ9を形成することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 7A, a negative
このようにして多段の樹脂スペーサ9を形成した後は、再び図6に示すように、配向膜形成工程P14において配向膜21を形成した後、ラビング処理工程P15において、配向膜21に対してラビング処理その他の配向処理を行う。
After the
次に、シール材印刷工程P16において、図2に示すように、ディスペンサーやスクリーン印刷等によってシール材30を環状に塗布する。なお、シール材30の一部分に液晶注入用の開口を形成しておく。
Next, in the sealing material printing process P16, as shown in FIG. 2, the sealing
以上の素子基板形成工程とは別に、対向基板形成工程では、まず、対向電極形成工程P21において、遮光膜21およびカラーフィルタ22などに続いて走査線51a(対向電極)を形成した後、配向膜形成工程P22で配向膜24を形成し、次に、ラビング処理工程P23において配向膜24に対してラビング処理その他の配向処理を行う。
Separately from the element substrate forming process described above, in the counter substrate forming process, first, in the counter electrode forming process P21, the
そして、貼り合わせ工程P31において、素子基板10と対向基板20とを位置合わせした上でシール材30を間に挟んで、基板10、20同士を貼り合わせ、次に、シール材硬化工程P32で、紫外線硬化その他の方法でシール材30を硬化させる。これにより、空のパネル構造体を形成した後、液晶注入工程P33において、液晶注入用の開口からパネルの内側に液晶を減圧注入し、次に、注入口封止工程P34において、封止材31で開口を封止する。しかる後に、実装工程P35において、素子基板10に対して、IC4、5、および可撓性基板7を異方性導電材で実装し、電気光学装置1aを完成させる。
In the bonding step P31, the
[実施の形態2]
本形態の電気光学装置は、基本的な構成が実施の形態1と共通しており、樹脂スペーサの形態のみが相違するので、共通する部分については説明を省略する。
[Embodiment 2]
The basic configuration of the electro-optical device of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, and only the form of the resin spacer is different. Therefore, the description of the common portions is omitted.
図8(A)、(B)は、本形態の電気光学装置における樹脂スペーサの形成位置を示す平面図、およびそのB−B′線での断面図である。図9は、本形態の電気光学装置に形成した樹脂スペーサを拡大して示す説明図である。 FIGS. 8A and 8B are a plan view showing a position where a resin spacer is formed in the electro-optical device of this embodiment, and a cross-sectional view taken along the line BB ′. FIG. 9 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, a resin spacer formed in the electro-optical device of this embodiment.
図8(A)、(B)、および図9に示すように、本形態の電気光学装置1aでは、素子基板10上の画素電極53aを避けた領域として、TFD素子56aの形成領域に樹脂スペーサ9A、9Cが形成され、配向膜12は樹脂スペーサ9の上層側に形成されている。
As shown in FIGS. 8A, 8B, and 9, in the electro-
ここで、素子基板10上には、半球状の樹脂スペーサ9C(第1の突起)、および角錐台形状あるいは円錐台形状の樹脂スペーサ9A(第2の突起)の双方が形成されている。
Here, both the hemispherical resin spacer 9C (first protrusion) and the truncated pyramid-shaped or truncated cone-shaped
このような樹脂スペーサ9A、9Cは、いずれも素子基板10上での底面積が大きいので、素子基板10に対する固定強度が大きい。従って、樹脂スペーサ9が剥離して基板間隔が変動するような不具合の発生を防止することができる。
Since
また、角錐台形状あるいは円錐台形状の樹脂スペーサ9A、および半球状の樹脂スペーサ9Cであれば、樹脂スペーサ9A、9C自身の圧縮強度が大きいので、TFD素子56aを覆うように樹脂スペーサ9A、9Cを形成した場合でも、TFD素子56aが損傷することがない。従って、TFD素子56aの形成領域を樹脂スペーサ9A、9Cの形成領域として利用できるので、樹脂スペーサ9A、9Cが画素電極34a上(各画素の表示開口領域)にはみ出ることがない。それ故、素子基板10に対する樹脂スペーサ9A、9Cの固定強度を高めても、表示光量が低下することがない。
In addition, if the
さらに、本形態では、圧縮強度の異なる樹脂スペーサ9A、9Cが形成されている。すなわち、樹脂スペーサ9Cは、略半球状であるため、先端部分の圧縮強度が小さいのに対して、樹脂スペーサ9Aは略円錐台状あるいは略角錐台状に突き出ているため、樹脂スペーサ9Cと比較して圧縮強度が大きい。従って、樹脂スペーサ9A、9Cを適正な割合で形成すれば、樹脂スペーサ9Aのみ、あるいは樹脂スペーサ9Cのみを形成した場合と違って、温度変化により液晶19が収縮した際の基板の変形をある程度、許容し、かつ、基板に押圧荷重がかかった場合に基板間隔の所定レベル以上の変動を防止できる。すなわち、基板間に液晶19を保持した状態で温度が低下して液晶19が体積収縮した場合、基板間隔が狭くなろうとする分、基板に押されて弾性変形するため、基板間が負圧状態にならないので、液晶19が発泡することがない。また、基板が押圧された場合、このような押圧荷重を樹脂スペーサ9Aが支える。従って、基板はそれ以上、変形することがないため、押圧荷重に対する耐性が強く、押圧荷重がかかっても基板間隔が維持されることになるので、電極間の短絡を防止できるなど、電気光学装置1aの信頼性を向上することができる。
Furthermore, in this embodiment,
なお、本形態では、圧縮強度が小さな樹脂スペーサ(第1の突起)として半球状の樹脂スペーサ9Cを用い、圧縮強度が大きな樹脂スペーサ(第2の突起)として略円錐台状あるいは略角錐台状の樹脂スペーサ9Aを用いたが、圧縮強度が小さな樹脂スペーサ(第1の突起)として、図5(C)に示すような略円錐状あるいは略角錐状の樹脂スペーサ9Cを樹脂スペーサ9Cと併用してもよい。
In this embodiment, a
[その他の実施の形態]
上記形態は、TFDを非線形素子として用いたアクティブマトリクス型液晶装置に本発明を適用した例であるが、TFTを非線形素子として用いたアクティブマトリクス型液晶装置、あるいは非線形素子を用いないパッシブマトリクス型液晶装置に本発明を適用してもよい。また、液晶装置に限らず、一対の基板間に電気光学物質を保持し、かつ、これらの基板間隔を制御する必要のある電気光学装置であれば、いかなる電気光学装置にも本発明を適用することができる。
[Other embodiments]
The above embodiment is an example in which the present invention is applied to an active matrix liquid crystal device using TFD as a non-linear element. The present invention may be applied to an apparatus. The present invention is not limited to a liquid crystal device, and the present invention is applied to any electro-optical device as long as the electro-optical material is held between a pair of substrates and the distance between the substrates needs to be controlled. be able to.
[電子機器への適用例]
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった各種の電子機器において表示部として用いることができる。
[Application example to electronic equipment]
The electro-optical device to which the present invention is applied can be used as a display unit in various electronic devices such as a mobile phone and a mobile computer.
1a 電気光学装置、9 樹脂スペーサ、9A 樹脂スペーサ(第2の突起)、9B 樹脂スペーサ(第1の突起)、9C 樹脂スペーサ(第1の突起)、10 素子基板(第1の基板)、19 液晶(電気光学物質)、20 対向基板(第2の基板)、91 基部、92 柱状部 1a electro-optical device, 9 resin spacer, 9A resin spacer (second protrusion), 9B resin spacer (first protrusion), 9C resin spacer (first protrusion), 10 element substrate (first substrate), 19 Liquid crystal (electro-optic material), 20 counter substrate (second substrate), 91 base, 92 columnar portion
Claims (9)
前記樹脂スペーサは、前記第1の基板上での接地面積を前記第2の基板に対する当接面積よりも広い形状とする略錐面状あるいは略球面状の側面部を備えた突起であることを特徴とする電気光学装置。 A first substrate; a second substrate disposed opposite the first substrate; an electro-optic material held between the first substrate and the second substrate; and the first substrate A plurality of substrate spacer control resin spacers protruding from the second substrate and coming into contact with the second substrate,
The resin spacer is a protrusion having a substantially conical surface or a substantially spherical side surface that makes a ground contact area on the first substrate wider than a contact area with the second substrate. Electro-optical device characterized.
前記第1の基板の表面側に感光性樹脂を塗布した後、露光および現像を行って前記樹脂スペーサを形成する工程では、遮光部から透光部に向けて透光度が連続して変化している部分透光部を備えた露光マスクを介して前記感光性樹脂を露光し、前記部分透光部を介しての露光により、前記樹脂スペーサとして、前記第1の基板上での接地面積を前記第2の基板に対する当接面積よりも広い形状とする略錐面状あるいは略球面状の側面部を備えた突起を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 A first substrate; a second substrate disposed opposite to the first substrate; an electro-optic material held between the first substrate and the second substrate; and the first substrate. And a plurality of substrate spacer control resin spacers protruding from the second substrate and abutting against the second substrate.
In the step of applying the photosensitive resin to the surface side of the first substrate and then performing exposure and development to form the resin spacer, the light transmittance continuously changes from the light shielding portion toward the light transmitting portion. The photosensitive resin is exposed through an exposure mask having a partially transparent portion, and the ground area on the first substrate is set as the resin spacer by the exposure through the partially transparent portion. A method of manufacturing an electro-optical device, comprising: forming a protrusion having a substantially conical surface or a substantially spherical side surface that is wider than a contact area with the second substrate.
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