JP2006017857A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板の位置ずれによる表示不良の発生が少ない電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置において、第1の基板は、表示領域内に、セルギャップを規定するための柱状スペーサを備えるとともに、第2の基板は、表示領域内であって柱状スペーサに対応する位置に、当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を備える。
【選択図】 図2
【解決手段】 対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置において、第1の基板は、表示領域内に、セルギャップを規定するための柱状スペーサを備えるとともに、第2の基板は、表示領域内であって柱状スペーサに対応する位置に、当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を備える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器に関する。特に、一方の基板上に形成された柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を、他方の基板上に備えることにより、基板の位置ずれを所定範囲内に制限した電気光学装置、そのような電気光学装置の製造方法、及びそのような電気光学装置を備えた電子機器に関する。
従来、電気光学装置の一態様である液晶表示装置は、対向配置される一対の基板の双方に形成した複数の電極を平面的に重ねることによって、ドットマトリクス状に配列された複数の画素を形成している。そして、それぞれの画素に印加する電圧を選択的にオン、オフさせることによって、当該画素領域の液晶材料を通過する光を変調させ、画像や文字等の像を表示するものである。かかる液晶表示装置においては、対向する一対の基板をシール材で貼り合せることによりセル構造を形成した後、当該セル構造の内部に液晶材料を封入することにより製造されている。
ここで、一対の母基板を貼り合わせる際には、一方の基板におけるセル領域の周縁部にシール材を塗布するとともに、他方の基板を重ね合わせた後、仮圧着及び本圧着を行うことが一般的である。より具体的には、シール材が塗布された基板に対し、他方の基板を重ね合わせ、双方の基板に形成された位置合わせマーク(アライメントマーク)を一致させて仮圧着した後、さらに本圧着することにより、一対の基板を貼り合わせている。
このとき、仮圧着後の段階ではシール材が完全に硬化していないために、一対の基板を仮圧着工程から本圧着工程に移動させる間の振動、あるいは、本圧着工程の機械精度に起因して、一対の基板の位置ずれが生じる場合があった。このような基板の位置ずれが生じた液晶パネルを組み込んでしまうと、製造された液晶表示装置は、画像欠陥等の表示不良が生じることになり、使いものにならないという問題が見られた。
このとき、仮圧着後の段階ではシール材が完全に硬化していないために、一対の基板を仮圧着工程から本圧着工程に移動させる間の振動、あるいは、本圧着工程の機械精度に起因して、一対の基板の位置ずれが生じる場合があった。このような基板の位置ずれが生じた液晶パネルを組み込んでしまうと、製造された液晶表示装置は、画像欠陥等の表示不良が生じることになり、使いものにならないという問題が見られた。
そこで、基板の位置ずれ(貼り合わせずれ)を防止するために、それぞれの基板上に所定の凸部と凹部を設けた電気光学装置が開示されている。より具体的には、図12に示すように、液晶を挟んでTFTアレイ基板620と、対向基板610とが対向配置されており、TFTアレイ基板620側に、凹部632が設けられ、対向基板610上に、凸部631が設けられている電気光学装置600であって、凸部631と、凹部632が嵌合することによって、TFTアレイ基板620と、対向基板610との間の、貼り合わせずれが防止できるとともにセルギャップが所定値に保持される電気光学装置600である。(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−222234号公報 (特許請求の範囲、図8)
しかしながら、特許文献1に記載された電気光学装置においては、凸部と嵌合する凹部を、独立した部材としてではなく、基板上における保護膜等の層内にへこみ状の凹部として形成してあるために、凹部の深さ、あるいは、凹部における底部の膜厚を精度良く制御して形成することが困難な場合が見られた。また、凹部が形成される所定の層が画素領域においても存在するために、光の透過率を低下させてしまう場合があった。
さらに、特許文献1に記載された電気光学装置は、凸部と凹部とを勘合させた状態でマージンのない構成であるために、当該凸部及び凹部をスムーズに嵌合させることが困難である場合があった。すなわち、例えば、それぞれの基板上において、凸部又は凹部を形成する際に、大きさにばらつきがある場合や、配置にずれが生じている場合等には、それぞれの基板のアライメントマーク同士を合わせた上で重ね合わせた場合であっても、凸部と凹部とをスムーズに嵌合させることができないという問題が見られた。特に、凸部及び凹部の数が多いほど、全ての凸部及び凹部を迅速に嵌合させることは困難であった。
したがって、基板間のセルギャップにばらつきが生じたり、上下基板の電極の位置ずれによる表示不良が発生したりするという問題が見られた。
さらに、特許文献1に記載された電気光学装置は、凸部と凹部とを勘合させた状態でマージンのない構成であるために、当該凸部及び凹部をスムーズに嵌合させることが困難である場合があった。すなわち、例えば、それぞれの基板上において、凸部又は凹部を形成する際に、大きさにばらつきがある場合や、配置にずれが生じている場合等には、それぞれの基板のアライメントマーク同士を合わせた上で重ね合わせた場合であっても、凸部と凹部とをスムーズに嵌合させることができないという問題が見られた。特に、凸部及び凹部の数が多いほど、全ての凸部及び凹部を迅速に嵌合させることは困難であった。
したがって、基板間のセルギャップにばらつきが生じたり、上下基板の電極の位置ずれによる表示不良が発生したりするという問題が見られた。
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、液晶表示装置等の電気光学装置において、一方の基板上に形成された柱状スペーサを利用するとともに、他方の基板上に当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を、他の部材とは別部材として形成することにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、電気光学装置において、所定の孔部を有する突起部を形成することにより、柱状スペーサと当該孔部とを、迅速に、かつ精度良く係合させて貼り合せることができ、基板の位置ずれを所定範囲内に制限した電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、そのような電気光学装置の製造方法、さらに、そのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することである。
すなわち、本発明は、電気光学装置において、所定の孔部を有する突起部を形成することにより、柱状スペーサと当該孔部とを、迅速に、かつ精度良く係合させて貼り合せることができ、基板の位置ずれを所定範囲内に制限した電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、そのような電気光学装置の製造方法、さらに、そのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することである。
本発明によれば、対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置であって、第1の基板は、表示領域内に、セルギャップを規定するための柱状スペーサを備えるとともに、第2の基板は、表示領域内であって柱状スペーサに対応する位置に、当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を備える電気光学装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、柱状スペーサが形成された基板に対向する基板上に、所定の孔部を有する突起部を、他の部材から独立して備えることにより、既存の柱状スペーサを利用して基板の位置ずれを所定範囲内に制限することができる。また、当該突起部が、他の部材から独立していることにより、画素領域における光の透過率の低下を少なくすることができる。したがって、基板の位置合わせ精度が高く、表示特性に優れた電気光学装置を効率よく提供することができる。
なお、かかる孔部を有する突起部は、すべての柱状スペーサに対応して備えられていてもよく、あるいは、一部の柱状スペーサに対応して備えられていても構わない。
すなわち、柱状スペーサが形成された基板に対向する基板上に、所定の孔部を有する突起部を、他の部材から独立して備えることにより、既存の柱状スペーサを利用して基板の位置ずれを所定範囲内に制限することができる。また、当該突起部が、他の部材から独立していることにより、画素領域における光の透過率の低下を少なくすることができる。したがって、基板の位置合わせ精度が高く、表示特性に優れた電気光学装置を効率よく提供することができる。
なお、かかる孔部を有する突起部は、すべての柱状スペーサに対応して備えられていてもよく、あるいは、一部の柱状スペーサに対応して備えられていても構わない。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、孔部は、柱状スペーサが挿入された状態で、水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有することが好ましい。
このように構成することにより、柱状スペーサを突起部における孔部に確実に挿入させることができるとともに、基板の位置ずれを所定範囲内に制限することができる。
このように構成することにより、柱状スペーサを突起部における孔部に確実に挿入させることができるとともに、基板の位置ずれを所定範囲内に制限することができる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、柱状スペーサ及び突起部が、画素間領域に形成してあることが好ましい。
このように構成することにより、柱状スペーサ及び突起部によって、画素領域における光の透過率が低下することを確実に防止することができる。
なお、画素間領域とは、第1の電極と第2の電極が平面的に重なって形成される画素領域同士のそれぞれの間隙となる領域を意味する。
このように構成することにより、柱状スペーサ及び突起部によって、画素領域における光の透過率が低下することを確実に防止することができる。
なお、画素間領域とは、第1の電極と第2の電極が平面的に重なって形成される画素領域同士のそれぞれの間隙となる領域を意味する。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、孔部の垂直断面形状をテーパ状とすることが好ましい。
このように構成することにより、柱状スペーサを孔部に迅速に挿入させることができるとともに、位置合わせ精度を向上させることができる。
このように構成することにより、柱状スペーサを孔部に迅速に挿入させることができるとともに、位置合わせ精度を向上させることができる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、突起部の高さを、セルギャップよりも低くすることが好ましい。
このように構成することにより、突起部によって基板間のセルギャップに影響を及ぼすことがなくなり、セルギャップのばらつきを防止することができる。
このように構成することにより、突起部によって基板間のセルギャップに影響を及ぼすことがなくなり、セルギャップのばらつきを防止することができる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、柱状スペーサの高さを2〜10μmの範囲内の値とするとともに、突起部の高さを1〜9μm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、所望の用途に対応したセルギャップを備えた電気光学装置に、好適に適用することができるようになる。
このように構成することにより、所望の用途に対応したセルギャップを備えた電気光学装置に、好適に適用することができるようになる。
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、柱状スペーサ及び突起部を感光性樹脂から形成してあることが好ましい。
このように構成することにより、例えば、ハーフトーンマスク等を用いて、柱状スペーサ及び所定構造の突起部を容易に形成することができる。
このように構成することにより、例えば、ハーフトーンマスク等を用いて、柱状スペーサ及び所定構造の突起部を容易に形成することができる。
また、本発明の別の態様は、対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置の製造方法であって、以下の工程(A)〜(D)を含む電気光学装置の製造方法である。
(A)第1の基板上における表示領域に相当する領域に、柱状スペーサを形成する工程
(B)第2の基板上における表示領域に相当する領域であって、柱状スペーサに対応する位置に、柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部であって、当該孔部に柱状スペーサが挿入された状態で水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有する孔部を有する突起部を形成する工程
(C)第1の基板における柱状スペーサを、第2の基板における突起部の孔部に挿入させて、第1の基板及び第2の基板を仮圧着する工程
(D)仮圧着した第1の基板及び第2の基板を本圧着する工程
すなわち、第2の基板上に、所定のマージンを有する孔部を有する突起部を形成することにより、第1の基板における柱状スペーサの挿入を迅速に、かつ精度良く行うことができる。また、第1の基板上の柱状スペーサを当該突起部と係合させながら位置合わせして、第1の基板及び第2の基板を貼り合せることにより、位置合わせ精度を著しく向上させることができるとともに、移動させる際の基板の位置ずれを防止することができる。したがって、表示不良の発生の少ない電気光学装置を効率的に製造することができる。
(A)第1の基板上における表示領域に相当する領域に、柱状スペーサを形成する工程
(B)第2の基板上における表示領域に相当する領域であって、柱状スペーサに対応する位置に、柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部であって、当該孔部に柱状スペーサが挿入された状態で水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有する孔部を有する突起部を形成する工程
(C)第1の基板における柱状スペーサを、第2の基板における突起部の孔部に挿入させて、第1の基板及び第2の基板を仮圧着する工程
(D)仮圧着した第1の基板及び第2の基板を本圧着する工程
すなわち、第2の基板上に、所定のマージンを有する孔部を有する突起部を形成することにより、第1の基板における柱状スペーサの挿入を迅速に、かつ精度良く行うことができる。また、第1の基板上の柱状スペーサを当該突起部と係合させながら位置合わせして、第1の基板及び第2の基板を貼り合せることにより、位置合わせ精度を著しく向上させることができるとともに、移動させる際の基板の位置ずれを防止することができる。したがって、表示不良の発生の少ない電気光学装置を効率的に製造することができる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法を実施するにあたり、工程(B)において、第2の基板上に、感光性樹脂層を形成するとともに、ハーフトーンマスクを用いて露光した後、現像することにより、孔部を有する突起部を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、基板上の別の部材の形成と同時に、所定構造の孔部を有する突起部を精度良く形成することできる。
このように実施することにより、基板上の別の部材の形成と同時に、所定構造の孔部を有する突起部を精度良く形成することできる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法を実施するにあたり、工程(C)において、第1の基板又は第2の基板を超音波振動させながら、柱状ペーサを、孔部に挿入することが好ましい。
このように実施することにより、柱状スペーサ及び突起部における孔部がセルフアライメント効果を発揮して所定位置に納まるために、第1の基板及び第2の基板の位置合わせ精度を著しく向上させることができるようになる。
このように実施することにより、柱状スペーサ及び突起部における孔部がセルフアライメント効果を発揮して所定位置に納まるために、第1の基板及び第2の基板の位置合わせ精度を著しく向上させることができるようになる。
また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの電気光学装置を備えた電子機器である。
すなわち、基板の位置ずれを所定範囲内に制限した電気光学装置を備えることにより、表示特性に優れた電子機器を効率的に提供することができる。
すなわち、基板の位置ずれを所定範囲内に制限した電気光学装置を備えることにより、表示特性に優れた電子機器を効率的に提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置を含む電子機器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。
[第1実施形態]
第1実施形態は、対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置であって、第1の基板は、表示領域内に、セルギャップを規定するための柱状スペーサを備えるとともに、第2の基板は、表示領域内であって柱状スペーサに対応する位置に、当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を備えた電気光学装置である。
以下、図1〜図5を適宜参照しながら、本発明の第1実施形態の電気光学装置について、第1の基板(カラーフィルタ基板と称する場合がある。)30、及び第2の基板(素子基板と称する場合がある。)60を用いた液晶表示装置を例に採って説明する。
なお、本実施形態の液晶表示装置は、TFD素子(Thin Film Diode)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であるが、これ以外にも、TFT素子(Thin Film Transistor)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置や、パッシブマトリクス型構造の液晶表示装置であっても構わない。
第1実施形態は、対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置であって、第1の基板は、表示領域内に、セルギャップを規定するための柱状スペーサを備えるとともに、第2の基板は、表示領域内であって柱状スペーサに対応する位置に、当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を備えた電気光学装置である。
以下、図1〜図5を適宜参照しながら、本発明の第1実施形態の電気光学装置について、第1の基板(カラーフィルタ基板と称する場合がある。)30、及び第2の基板(素子基板と称する場合がある。)60を用いた液晶表示装置を例に採って説明する。
なお、本実施形態の液晶表示装置は、TFD素子(Thin Film Diode)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であるが、これ以外にも、TFT素子(Thin Film Transistor)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置や、パッシブマトリクス型構造の液晶表示装置であっても構わない。
1.電気光学装置の基本構造
まず、図1及び図2を参照して、本発明の第1実施形態の電気光学装置の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。ここで、図1は液晶表示装置に使用される液晶パネル20の概略斜視図であり、図2は当該液晶パネル20の概略断面図である。
かかる液晶パネル20は、二端子型非線形素子としてのスイッチング素子69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20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により電気光学装置(液晶表示装置)となる。
まず、図1及び図2を参照して、本発明の第1実施形態の電気光学装置の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。ここで、図1は液晶表示装置に使用される液晶パネル20の概略斜視図であり、図2は当該液晶パネル20の概略断面図である。
かかる液晶パネル20は、二端子型非線形素子としてのスイッチング素子69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20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により電気光学装置(液晶表示装置)となる。
また、液晶パネル20は、透明な第1のガラス基板31を基体とする第1の基板30と、透明な第2のガラス基板61を基体とする第2の基板60とが、対向配置されるとともに接着剤等のシール材23を介して貼り合わせられている。また、第1の基板30と、第2の基板60とが形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、開口部23aを介して液晶材料21を注入した後、封止材25にて封止されてなるセル構造を備えている。すなわち、第1の基板30と第2の基板60との間に液晶材料21が充填されている。
また、第2のガラス基板61の内面、すなわち、第1のガラス基板31に対向する表面上に、第2の電極(画素電極と称する場合がある。)63をマトリクス状に形成し、第1のガラス基板31の内面、すなわち、第2のガラス基板61に対向する表面上には、第1の電極(走査電極と称する場合がある。)33が形成されている。また、第2の電極63は、スイッチング素子69を介して電気配線(データ線と称する場合がある。)65に対して電気的に接続されている。
そして、もう一方の第1の電極33は、図2に概略断面を示すように、導電性粒子を含むシール材23を介して第2の基板60上の引回し配線66に対して電気的に接続されている。したがって、このように構成された第2の電極63と第1の電極33との交差領域がマトリクス状に配列された多数の画素(以下、画素領域と称する場合がある。)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。
なお、図1中、それぞれの画素領域に対応する第2の電極63やスイッチング素子69については、一部の画素領域にのみ図示してあるが、その他の画素領域についても同様に存在する。
そして、もう一方の第1の電極33は、図2に概略断面を示すように、導電性粒子を含むシール材23を介して第2の基板60上の引回し配線66に対して電気的に接続されている。したがって、このように構成された第2の電極63と第1の電極33との交差領域がマトリクス状に配列された多数の画素(以下、画素領域と称する場合がある。)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。
なお、図1中、それぞれの画素領域に対応する第2の電極63やスイッチング素子69については、一部の画素領域にのみ図示してあるが、その他の画素領域についても同様に存在する。
また、第2のガラス基板61は、第1のガラス基板31の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部60Tを有し、この基板張出部60T上には、電気配線65、引回し配線66及び、独立して形成された複数の配線からなる外部接続用端子67が形成されている。
そして、これら電気配線65、引回し配線66及び外部接続用端子67に対して電気的に接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体素子(IC)91が実装されている。さらに、基板張出部60Tの端部には、外部接続用端子67に導電接続されるように、回路基板93が実装されている。
そして、これら電気配線65、引回し配線66及び外部接続用端子67に対して電気的に接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体素子(IC)91が実装されている。さらに、基板張出部60Tの端部には、外部接続用端子67に導電接続されるように、回路基板93が実装されている。
2.第1の基板及び第2の基板
液晶パネル20を構成する第1の基板30は、一例として、第1のガラス基板31と、反射層35と、着色層37と、遮光層39と、平坦化層41と、第1の電極33と、から構成されている。また、第1の電極33の上には、ポリイミド樹脂等からなる第1の配向膜45が形成されている。
そして、第1のガラス基板31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)47及び偏光板49が配置されている。
液晶パネル20を構成する第1の基板30は、一例として、第1のガラス基板31と、反射層35と、着色層37と、遮光層39と、平坦化層41と、第1の電極33と、から構成されている。また、第1の電極33の上には、ポリイミド樹脂等からなる第1の配向膜45が形成されている。
そして、第1のガラス基板31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)47及び偏光板49が配置されている。
また、第1の基板30と対向する第2の基板60は、一例として、第2のガラス基板61と、電気配線65と、スイッチング素子(図示せず)と、第2の電極(図示せず)と、から構成されている。また、電気配線65や第2の電極等の上には、第1の基板30における第1の配向膜45と同様のポリイミド樹脂等からなる第2の配向膜75が形成されている。さらに、第2のガラス基板61の外面においても、位相差板(1/4波長板)77及び偏光板79が配置されている。
なお、第1実施形態の電気光学装置の例では、着色層37を第1のガラス基板31上に設けてあるが、第2のガラス基板61上に設けることもできる。
なお、第1実施形態の電気光学装置の例では、着色層37を第1のガラス基板31上に設けてあるが、第2のガラス基板61上に設けることもできる。
3.柱状スペーサ
また、図2に示すように、第1の基板30は、第1の基板30と第2の基板60との間のセルギャップを規定するための柱状スペーサ103を備えている。
かかる柱状スペーサ103を形成する材料は、特に制限されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の熱硬化性あるいは光硬化性のレジスト材料を使用することができる。ただし、後述するように、所望の位置に容易に柱状スペーサ103を形成することができることから、感光性樹脂を使用することが好ましい。また、かかる感光性樹脂からなるレジスト材料を使用する場合には、ネガ型又はポジ型のいずれであっても構わない。
なお、本実施形態においては、第1の基板30上に柱状スペーサ103を形成してあるが、対向する第2の基板60上に形成することもでき、さらに、第1の基板30及び第2の基板60の双方に形成することもできる。
また、図2に示すように、第1の基板30は、第1の基板30と第2の基板60との間のセルギャップを規定するための柱状スペーサ103を備えている。
かかる柱状スペーサ103を形成する材料は、特に制限されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の熱硬化性あるいは光硬化性のレジスト材料を使用することができる。ただし、後述するように、所望の位置に容易に柱状スペーサ103を形成することができることから、感光性樹脂を使用することが好ましい。また、かかる感光性樹脂からなるレジスト材料を使用する場合には、ネガ型又はポジ型のいずれであっても構わない。
なお、本実施形態においては、第1の基板30上に柱状スペーサ103を形成してあるが、対向する第2の基板60上に形成することもでき、さらに、第1の基板30及び第2の基板60の双方に形成することもできる。
また、図3(a)に示すように、柱状スペーサ103は、例えば、それぞれの画素領域の間隙である、画素間領域に形成することが好ましい。
この理由は、柱状スペーサ103が画素領域に存在すると、当該画素領域における光の透過率が低下し、表示ムラとなる場合があるためである。また、画素間領域は通常遮光膜が形成されているために、柱状スペーサ103を形成するための紫外線硬化樹脂が不透明であっても、画像表示に影響を与えることがないためである。
この理由は、柱状スペーサ103が画素領域に存在すると、当該画素領域における光の透過率が低下し、表示ムラとなる場合があるためである。また、画素間領域は通常遮光膜が形成されているために、柱状スペーサ103を形成するための紫外線硬化樹脂が不透明であっても、画像表示に影響を与えることがないためである。
また、かかる柱状スペーサ103は、画像表示領域Aにおいて均一に配置されていることが好ましい。この理由は、セルギャップを規定する柱状スペーサ103が不均一に配置されていると、セルギャップにばらつきが生じる場合があるためである。
したがって、例えば、全体的に均一に配置されるように、それぞれの画素領域に対して1個ずつ配置されていることが好ましい。
したがって、例えば、全体的に均一に配置されるように、それぞれの画素領域に対して1個ずつ配置されていることが好ましい。
また、かかる柱状スペーサ103の形状は特に制限されるものではなく、例えば、図4(a)〜(d)に示すように、円柱状のスペーサ103aや四角柱状のスペーサ103b等とすることができるが、中でも、上面に平坦部を有する円錘状のスペーサ103cや四角錘状のスペーサ103dとすることが好ましい。この理由は、製造段階において第1の基板30と第2の基板60を貼り合わせる際に、後述する第2の基板60上の突起部150における孔部150aに、容易に挿入させることができるためである。
また、柱状スペーサ103の高さ(h)と、柱状スペーサ103の底面の形状を円相当とした場合の径(w)とが、h<wの関係を満足することが好ましい。この理由は、形成された柱状スペーサ103の強度を高めることができることができるためである。
また、柱状スペーサ103の高さ(h)と、柱状スペーサ103の底面の形状を円相当とした場合の径(w)とが、h<wの関係を満足することが好ましい。この理由は、形成された柱状スペーサ103の強度を高めることができることができるためである。
なお、柱状スペーサ103の高さ(h)は、当該柱状スペーサ103の形成箇所において、第1の基板30及び第2の基板60上にそれぞれ形成されている複数の層の厚さを考慮したうえで、所望のセルギャップが確保されるように定められている。
具体的には、柱状スペーサ103の高さを1〜10μmの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、使用する液晶材料や液晶モードに合わせた適正なセルギャップを形成するためである。
したがって、柱状スペーサ103の高さを1.5〜9μmの範囲内の値とすることがより好ましく、2〜5μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
具体的には、柱状スペーサ103の高さを1〜10μmの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、使用する液晶材料や液晶モードに合わせた適正なセルギャップを形成するためである。
したがって、柱状スペーサ103の高さを1.5〜9μmの範囲内の値とすることがより好ましく、2〜5μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
4.突起部
また、図2に示すように、第2の基板60上には、第1の基板30上に形成された柱状スペーサ103が挿入される孔部150aを有する突起部150を備えている。すなわち、第1の基板30上の柱状スペーサ103と係合して、製造時の基板の貼り合わせ段階における基板の位置ずれを防止することができるため、表示特性を向上させることができる。
この孔部150aを有する突起部150を形成する材料についても、特に制限されるものではないが、上述の柱状スペーサ103と同様に、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の熱硬化性材料あるいは感光性材料からなるレジスト材料を使用することが好ましい。この理由は、孔部150aを有する突起部150のように複雑な形状であっても、ハーフトーンマスク等を用いて、精度良く形成することができるためである。
また、図2に示すように、第2の基板60上には、第1の基板30上に形成された柱状スペーサ103が挿入される孔部150aを有する突起部150を備えている。すなわち、第1の基板30上の柱状スペーサ103と係合して、製造時の基板の貼り合わせ段階における基板の位置ずれを防止することができるため、表示特性を向上させることができる。
この孔部150aを有する突起部150を形成する材料についても、特に制限されるものではないが、上述の柱状スペーサ103と同様に、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の熱硬化性材料あるいは感光性材料からなるレジスト材料を使用することが好ましい。この理由は、孔部150aを有する突起部150のように複雑な形状であっても、ハーフトーンマスク等を用いて、精度良く形成することができるためである。
また、図3(a)〜(c)に示すように、かかる突起部150は、言うまでもなく、画素間領域であって、第1の基板30上の柱状スペーサ103の位置に対応させて配置されている。ここで、かかる突起部150は、第1の基板30上の柱状スペーサ103の全てに対応させて形成する必要はなく、少なくとも2箇所以上形成してあることにより、基板の位置ずれを効果的に防止することができる。ただし、基板の全面においてセルギャップにばらつきが生じるおそれを少なくすることができることから、全体的に密度を均一に形成されていることが好ましく、例えば、3個の柱状スペーサ103に対して1個の割合で形成することが好ましい。
また、図5に示すように、かかる突起部150における孔部150aは、第1の基板30上の柱状スペーサ103が挿入された状態で、水平方向にマージン(m)を有することが好ましい。
この理由は、かかるマージン(m)がない場合には、製造時の基板の貼り合わせ工程において、柱状スペーサ103を突起部150における孔部150aに、迅速に挿入することが困難となる場合があるためである。すなわち、柱状スペーサ103と突起部150における孔部150aとの、垂直方向の配置が一致していない場合や、孔部150aに比べて突起部150の大きさが大きい場合には、当該柱状スペーサ103を突起部150における孔部150aに挿入する際に、孔部150aの縁に接触してしまう場合があるためである。したがって、柱状スペーサ103が孔部150aに完全に挿入されないため、セルギャップにばらつきが生じ、表示ムラが発生する場合がある。
したがって、突起部150における孔部150aが、第1の基板30上の柱状スペーサ103が挿入された状態で、水平方向にマージン(m)を有することにより、当該孔部150aに、柱状スペーサ103を確実に挿入させることができ、具体的には、水平方向に1〜4μmの範囲内のマージン(m)を有することが好ましい。
この理由は、かかるマージン(m)がない場合には、製造時の基板の貼り合わせ工程において、柱状スペーサ103を突起部150における孔部150aに、迅速に挿入することが困難となる場合があるためである。すなわち、柱状スペーサ103と突起部150における孔部150aとの、垂直方向の配置が一致していない場合や、孔部150aに比べて突起部150の大きさが大きい場合には、当該柱状スペーサ103を突起部150における孔部150aに挿入する際に、孔部150aの縁に接触してしまう場合があるためである。したがって、柱状スペーサ103が孔部150aに完全に挿入されないため、セルギャップにばらつきが生じ、表示ムラが発生する場合がある。
したがって、突起部150における孔部150aが、第1の基板30上の柱状スペーサ103が挿入された状態で、水平方向にマージン(m)を有することにより、当該孔部150aに、柱状スペーサ103を確実に挿入させることができ、具体的には、水平方向に1〜4μmの範囲内のマージン(m)を有することが好ましい。
また、図5に示すように、かかる突起部150における孔部150aの垂直断面形状をテーパ状とすることが好ましい。すなわち、孔部150aの断面積が、柱状スペーサ103が挿入される入口部分から遠ざかるに連れて、小さくなることが好ましい。
この理由は、孔部150aをこのような形状にした場合には、製造時の基板の貼り合わせ工程において、柱状スペーサ103を、突起部150における孔部150aに容易に挿入することができるためである。また、挿入段階で基板の位置合わせ精度が低い場合であっても、柱状スペーサ103が孔部150aに挿入されるにつれ、セルフアライメント効果を発揮して、位置合わせ精度を向上させることができるためである。
この理由は、孔部150aをこのような形状にした場合には、製造時の基板の貼り合わせ工程において、柱状スペーサ103を、突起部150における孔部150aに容易に挿入することができるためである。また、挿入段階で基板の位置合わせ精度が低い場合であっても、柱状スペーサ103が孔部150aに挿入されるにつれ、セルフアライメント効果を発揮して、位置合わせ精度を向上させることができるためである。
また、図5に示すように、かかる突起部150の高さを、セルギャップよりも低くすることが好ましい。この理由は、かかる突起部150の高さがセルギャップよりも高くなると、セルギャップにばらつきを生じさせてしまう場合があるためである。
したがって、セルギャップを考慮して、かかる突起部150の高さを0.5〜8μmの範囲内の値とすることが好ましく、1.5〜7μmの範囲内の値とすることがより好ましい。
そして、柱状スペーサ103と、突起部150とのかみ合わせ部分の長さを1〜3μmの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、柱状スペーサ103と、突起部150とを確実にかみ合わせることができるとともに、突起部150等によって、セルギャップに影響を及ぼすことを防止することができるためである。
したがって、セルギャップを考慮して、かかる突起部150の高さを0.5〜8μmの範囲内の値とすることが好ましく、1.5〜7μmの範囲内の値とすることがより好ましい。
そして、柱状スペーサ103と、突起部150とのかみ合わせ部分の長さを1〜3μmの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、柱状スペーサ103と、突起部150とを確実にかみ合わせることができるとともに、突起部150等によって、セルギャップに影響を及ぼすことを防止することができるためである。
なお、第1実施形態の電気光学装置においては、第1の基板30に柱状スペーサ103を備えるとともに、第2の基板60に孔部150aを有する突起部150を備えているが、これと逆に、第1の基板30に孔部150aを有する突起部150を備えるとともに、第2の基板60に柱状スペーサ103を備えてもよく、あるいは、それらが第1の基板30及び第2の基板60の双方に形成されていても構わない。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態は、図6にそのフローを示すように、対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置の製造方法であって、以下の工程(A)〜(D)を含む電気光学装置の製造方法である。
(A)第1の基板上における表示領域に相当する領域に、柱状スペーサを形成する工程
(B)第2の基板上における表示領域に相当する領域であって、柱状スペーサに対応する位置に、柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部であって、当該孔部に柱状スペーサが挿入された状態で水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有する孔部を有する突起部を形成する工程
(C)第1の基板における柱状スペーサを、第2の基板における突起部の孔部に挿入させて、第1の基板及び第2の基板を仮圧着する工程
(D)仮圧着した第1の基板及び第2の基板を本圧着する工程
本発明の第2実施形態は、図6にそのフローを示すように、対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置の製造方法であって、以下の工程(A)〜(D)を含む電気光学装置の製造方法である。
(A)第1の基板上における表示領域に相当する領域に、柱状スペーサを形成する工程
(B)第2の基板上における表示領域に相当する領域であって、柱状スペーサに対応する位置に、柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部であって、当該孔部に柱状スペーサが挿入された状態で水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有する孔部を有する突起部を形成する工程
(C)第1の基板における柱状スペーサを、第2の基板における突起部の孔部に挿入させて、第1の基板及び第2の基板を仮圧着する工程
(D)仮圧着した第1の基板及び第2の基板を本圧着する工程
以下、第2実施形態にかかる電気光学装置の製造方法として、第1実施形態の電気光学装置の製造方法の一例を、図6〜図10を適宜参照しながら説明する。
なお、本実施形態で製造する液晶表示装置は、TFD素子(Thin Film Diode)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であるが、これ以外でもTFT素子(Thin Film Transistor)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置や、あるいは、パッシブマトリクス構造の液晶表示装置であっても構わない。
なお、本実施形態で製造する液晶表示装置は、TFD素子(Thin Film Diode)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であるが、これ以外でもTFT素子(Thin Film Transistor)を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置や、あるいは、パッシブマトリクス構造の液晶表示装置であっても構わない。
1.工程(A)
(1)第1の電極、アライメントマーク等の形成
所定の柱状スペーサを形成する工程(A)は、第1の基板30の製造工程において行われる。
ここで、第1の基板30は、図7(a)〜(e)に示すように、ガラス基板31における、画像表示領域Aに相当する箇所に、反射層35、着色層37、遮光膜39、平坦化膜41、及び第1の電極33等を順次形成することにより製造することができる。なお、第2実施形態の電気光学装置は、TFD素子を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であり、第1の電極33は走査電極を意味する。
このとき、第1の基板30の周縁部Dのいずれかの箇所に、後の基板の貼り合わせ工程において、第1の基板30及び第2の基板60の位置合わせをするために用いるアライメントマーク99aを、遮光性材料や透光性材料から形成しておくことが好ましい。なお、これらの反射層35や、アライメントマーク99a等については、公知の方法により形成することができる。
(1)第1の電極、アライメントマーク等の形成
所定の柱状スペーサを形成する工程(A)は、第1の基板30の製造工程において行われる。
ここで、第1の基板30は、図7(a)〜(e)に示すように、ガラス基板31における、画像表示領域Aに相当する箇所に、反射層35、着色層37、遮光膜39、平坦化膜41、及び第1の電極33等を順次形成することにより製造することができる。なお、第2実施形態の電気光学装置は、TFD素子を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であり、第1の電極33は走査電極を意味する。
このとき、第1の基板30の周縁部Dのいずれかの箇所に、後の基板の貼り合わせ工程において、第1の基板30及び第2の基板60の位置合わせをするために用いるアライメントマーク99aを、遮光性材料や透光性材料から形成しておくことが好ましい。なお、これらの反射層35や、アライメントマーク99a等については、公知の方法により形成することができる。
(2)柱状スペーサの形成
かかる第1の基板30の製造工程において、第1の基板30上における画像表示領域Aに、第1の基板30及び第2の基板60間のセルギャップを規定するための柱状スペーサ103を形成する。すなわち、後述する、第2の基板60上に形成される孔部150aを有する突起部150と係合して、第1の基板30及び第2の基板60を貼り合わせる際の位置ずれを防止するためである。なお、柱状スペーサ103の形状等に関しては、第1実施形態ですでに説明してあるため、ここでの説明を省略する。
かかる柱状スペーサ103は、独立した工程において形成することもできるが、例えば、平坦化膜41を形成するのと同時に、所定の柱状スペーサ103を形成することが好ましい。この理由は、平坦化膜41を構成する電気絶縁性樹脂を利用することにより、工程数を増やすことなく柱状スペーサ103を形成することができるとともに、柱状スペーサ103の配置や形状の精度を高くすることができるためである。
かかる第1の基板30の製造工程において、第1の基板30上における画像表示領域Aに、第1の基板30及び第2の基板60間のセルギャップを規定するための柱状スペーサ103を形成する。すなわち、後述する、第2の基板60上に形成される孔部150aを有する突起部150と係合して、第1の基板30及び第2の基板60を貼り合わせる際の位置ずれを防止するためである。なお、柱状スペーサ103の形状等に関しては、第1実施形態ですでに説明してあるため、ここでの説明を省略する。
かかる柱状スペーサ103は、独立した工程において形成することもできるが、例えば、平坦化膜41を形成するのと同時に、所定の柱状スペーサ103を形成することが好ましい。この理由は、平坦化膜41を構成する電気絶縁性樹脂を利用することにより、工程数を増やすことなく柱状スペーサ103を形成することができるとともに、柱状スペーサ103の配置や形状の精度を高くすることができるためである。
すなわち、まず、図7(b)に示すように、第1の基板30上の全面に渡って、透光樹脂層41Xを形成する。この透光樹脂層41Xは、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂等の、電気絶縁性樹脂から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第1の基板30上に塗布されるが、塗布方法としては、公知のスピンコート法や印刷法等を用いることができる。
次いで、図7(c)〜(d)に示すように、透光樹脂層41Xに対して、所定のパターンマスク121を用いて、公知のフォトリソグラフィ法によりパターニングを施すことにより、画像表示領域Aに限定された平坦化膜41を形成するとともに、その一部に段差を形成して柱状スペーサ103を形成することができる。より具体的には、透光樹脂層41Xに対して、ハーフトーンマスク121を用いて露光、現像を行うことにより、高さの異なる平坦化膜41及び柱状スペーサ103を容易に形成することができる。
なお、柱状スペーサ103を形成するために利用する透光樹脂層は、平坦化膜41を形成するための樹脂層に限られるものではなく、形成する基板に応じて、表面保護膜、平坦化膜、あるいは層間絶縁膜等を形成するための透光樹脂層であれば、好適に利用することができる。また、必ずしも平坦化膜41等と一体的に形成する必要はなく、独立した部材として、第1の基板上に形成されていても構わない。
次いで、図7(c)〜(d)に示すように、透光樹脂層41Xに対して、所定のパターンマスク121を用いて、公知のフォトリソグラフィ法によりパターニングを施すことにより、画像表示領域Aに限定された平坦化膜41を形成するとともに、その一部に段差を形成して柱状スペーサ103を形成することができる。より具体的には、透光樹脂層41Xに対して、ハーフトーンマスク121を用いて露光、現像を行うことにより、高さの異なる平坦化膜41及び柱状スペーサ103を容易に形成することができる。
なお、柱状スペーサ103を形成するために利用する透光樹脂層は、平坦化膜41を形成するための樹脂層に限られるものではなく、形成する基板に応じて、表面保護膜、平坦化膜、あるいは層間絶縁膜等を形成するための透光樹脂層であれば、好適に利用することができる。また、必ずしも平坦化膜41等と一体的に形成する必要はなく、独立した部材として、第1の基板上に形成されていても構わない。
2.工程(B)
(1)第2の電極等の形成
所定の孔部を有する突起部を形成する工程(B)は、第2の基板60の製造工程において行われる。
ここで、第2の基板は、図8(a)〜(d)に示すように、ガラス基板61における画像表示領域Aに、第2の電極(図示せず)、スイッチング素子(図示せず)、電気配線65、表面保護膜81等を形成することにより製造することができる。なお、第2実施形態に係る電気光学装置は、TFD素子を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であり、第2電極は画素電極を、スイッチング素子はTFD素子を、電気配線はデータ線を、それぞれ意味する。
また、第1の基板30と同様に、後の基板の貼り合わせ工程において、第1の基板30及び第2の基板60の位置合わせをするためのアライメントマーク99bを形成することが好ましい。これらの第2の電極63や、アライメントマーク99b等についても、公知の方法により形成することができる。
(1)第2の電極等の形成
所定の孔部を有する突起部を形成する工程(B)は、第2の基板60の製造工程において行われる。
ここで、第2の基板は、図8(a)〜(d)に示すように、ガラス基板61における画像表示領域Aに、第2の電極(図示せず)、スイッチング素子(図示せず)、電気配線65、表面保護膜81等を形成することにより製造することができる。なお、第2実施形態に係る電気光学装置は、TFD素子を備えたアクティブマトリクス型構造の液晶表示装置であり、第2電極は画素電極を、スイッチング素子はTFD素子を、電気配線はデータ線を、それぞれ意味する。
また、第1の基板30と同様に、後の基板の貼り合わせ工程において、第1の基板30及び第2の基板60の位置合わせをするためのアライメントマーク99bを形成することが好ましい。これらの第2の電極63や、アライメントマーク99b等についても、公知の方法により形成することができる。
(2)突起部の形成
かかる第2の基板60の製造工程において、図8(d)に示すように、第1の基板30上の柱状スペーサ103が挿入される孔部150aを有する突起部150を形成する。すなわち、上述した第1の基板30上の柱状スペーサ103と係合して、第1の基板30及び第2の基板60を貼り合わせる際の位置ずれを防止するためである。
かかる孔部150aを有する突起部150は、第1の基板30上に柱状スペーサ103を形成するのと同様の方法により形成することができる。すなわち、図8(b)〜(c)に示すように、紫外線硬化性樹脂を材料として使用し、ハーフトーンマスク121を用いたフォトリソグラフィ法により形成することができる。
このとき、かかる突起部150おける孔部150aは、第1実施形態で説明したとおり、第1の基板30上に形成された柱状スペーサ103と係合した状態において、水平方向に所定のマージン(m)を設けることが好ましい。
かかる第2の基板60の製造工程において、図8(d)に示すように、第1の基板30上の柱状スペーサ103が挿入される孔部150aを有する突起部150を形成する。すなわち、上述した第1の基板30上の柱状スペーサ103と係合して、第1の基板30及び第2の基板60を貼り合わせる際の位置ずれを防止するためである。
かかる孔部150aを有する突起部150は、第1の基板30上に柱状スペーサ103を形成するのと同様の方法により形成することができる。すなわち、図8(b)〜(c)に示すように、紫外線硬化性樹脂を材料として使用し、ハーフトーンマスク121を用いたフォトリソグラフィ法により形成することができる。
このとき、かかる突起部150おける孔部150aは、第1実施形態で説明したとおり、第1の基板30上に形成された柱状スペーサ103と係合した状態において、水平方向に所定のマージン(m)を設けることが好ましい。
3.工程(C)
(1)シール材の塗布
次いで、図9(a)〜(b)に示すように、例えば、第2の基板60上において、エポキシ樹脂等を主成分とするシール材23を、スクリーン印刷やディスペンサにより、画像表示領域Aを囲むようにパターニングして塗布する。かかるシール材23は、例えば、加熱硬化性の接着剤であることが好ましい。
かかるシール材23は、次工程の仮圧着工程に移る前に、低温処理(プリベーク)して、シール材23中の溶剤を蒸発させたり、脱気させたりしておくことが好ましい。この理由は、シール材23の流動やパンクを防止して、第1の基板30及び第2の基板60の接着不良を防止することができるためである。
(1)シール材の塗布
次いで、図9(a)〜(b)に示すように、例えば、第2の基板60上において、エポキシ樹脂等を主成分とするシール材23を、スクリーン印刷やディスペンサにより、画像表示領域Aを囲むようにパターニングして塗布する。かかるシール材23は、例えば、加熱硬化性の接着剤であることが好ましい。
かかるシール材23は、次工程の仮圧着工程に移る前に、低温処理(プリベーク)して、シール材23中の溶剤を蒸発させたり、脱気させたりしておくことが好ましい。この理由は、シール材23の流動やパンクを防止して、第1の基板30及び第2の基板60の接着不良を防止することができるためである。
また、基板を貼り合わせるためのシール材23とは別に、第2の基板60の周縁部Dに、アクリル樹脂等を主成分とする紫外線硬化性接着剤151を塗布しておくことが好ましい。この理由は、紫外線硬化性接着剤151により、第1の基板30及び第2の基板60を確実に固定させておくことにより、本圧着工程への移動の際の衝撃や振動による基板の位置ずれを、さらに確実に防止することができるためである。すなわち、シール材23により仮圧着した場合であっても、シール材23が完全に硬化していないため、本圧着工程への移動の際の衝撃や振動によって、基板の位置ずれが生じる場合があるためである。
(2)位置合わせ及び仮圧着
次いで、図9(c)に示すように、第1の基板30及び第2の基板60を平面的に位置合わせするとともに、それぞれの基板30、60に形成された柱状スペーサ103及び突起部150における孔部150aを垂直方向に位置合わせする。
かかる位置合わせは、例えば、第2の基板60の下方に光源97を配置するとともに、第1の基板30及び第2の基板60を透過するように光を照射する。そして、第1の基板30の上方に配置されたカメラ98によって透過像を撮影し、それぞれの基板30、60に形成したアライメントマーク99a、99bが平面的に合致するようにいずれかの基板を相対的に移動させることにより行うことができる。
次いで、図9(c)に示すように、第1の基板30及び第2の基板60を平面的に位置合わせするとともに、それぞれの基板30、60に形成された柱状スペーサ103及び突起部150における孔部150aを垂直方向に位置合わせする。
かかる位置合わせは、例えば、第2の基板60の下方に光源97を配置するとともに、第1の基板30及び第2の基板60を透過するように光を照射する。そして、第1の基板30の上方に配置されたカメラ98によって透過像を撮影し、それぞれの基板30、60に形成したアライメントマーク99a、99bが平面的に合致するようにいずれかの基板を相対的に移動させることにより行うことができる。
次いで、図10(a)に示すように、第1の基板30及び第2の基板60を位置合わせした状態で、それぞれの基板を重ね合わせる。このとき、第1の基板30上の柱状スペーサ103が、第2の基板60上の突起部150における孔部150aに挿入されることになるが、孔部150aが所定のマージンを有するために、柱状スペーサ103及び孔部150aをスムーズに、かつ、確実に係合させることができる。
このとき、第1の基板30上の柱状スペーサ103を、例えば四角錐状とし、第2の基板60における突起部150の孔部150aの垂直断面形状をテーパ状とした場合には、アライメントマーク99a、99bによってある程度の位置合わせをした後、第1の基板30又は第2の基板60の少なくとも一方の基板に超音波振動をかけながら係合、仮圧着させることが好ましい。この理由は、このように実施することにより、柱状スペーサ103及び突起部150によってセルフアライメント効果を発揮して、第1の基板30及び第2の基板60の平面配置が所定位置に納まり、第1の基板30及び第2の基板60の位置合わせ精度を向上させることができるためである。
次いで、図10(b)に示すように、突起部150における孔部150aに塗布された紫外線硬化性接着剤151に対して紫外線を照射することにより、当該紫外線硬化性接着剤151を硬化させて、位置合わせされた第1の基板30及び第2の基板60を完全に固定させることが好ましい。このように実施することにより、確実に固定された第1の基板30及び第2の基板60が得られ、本圧着工程への移動の際の衝撃や振動による基板の位置ずれについて、確実に防止することができる。
4.工程(D)
次いで、図10(c)に示すように、柱状スペーサ103及び突起部150により位置ずれを防止しつつ、紫外線硬化性接着剤151及びシール材23によって仮固定された第1の基板30及び第2の基板60を本圧着して、貼り合わせる。なお、本圧着は、シール材23を熱硬化させるために行う。
次いで、図10(c)に示すように、柱状スペーサ103及び突起部150により位置ずれを防止しつつ、紫外線硬化性接着剤151及びシール材23によって仮固定された第1の基板30及び第2の基板60を本圧着して、貼り合わせる。なお、本圧着は、シール材23を熱硬化させるために行う。
5.後工程
次いで、図示しないが、第1の基板30及び第2の基板60が形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、液晶材料を注入した後、封止材等にて封止する。また、貼り合わせられた第1の基板30及び第2の基板60における、セル領域C以外の領域Dを切除することにより、セル構造を形成する。この段階で、セル領域C以外の領域Dに存在した紫外線硬化性接着剤151が、パネル上から除去されることとなる。
その後、第1の基板30および第2の基板60のそれぞれの外面に、所定の偏光板を配置するとともに、バックライト等とともに筐体に組み込むことにより、電気光学装置を製造することができる。
次いで、図示しないが、第1の基板30及び第2の基板60が形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、液晶材料を注入した後、封止材等にて封止する。また、貼り合わせられた第1の基板30及び第2の基板60における、セル領域C以外の領域Dを切除することにより、セル構造を形成する。この段階で、セル領域C以外の領域Dに存在した紫外線硬化性接着剤151が、パネル上から除去されることとなる。
その後、第1の基板30および第2の基板60のそれぞれの外面に、所定の偏光板を配置するとともに、バックライト等とともに筐体に組み込むことにより、電気光学装置を製造することができる。
[第3実施形態]
本発明に係る第3実施形態として、第1実施形態の電気光学装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
本発明に係る第3実施形態として、第1実施形態の電気光学装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
図11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20と、これを制御するための制御手段200とを有している。また、図11中では、液晶パネル20を、パネル構造体20aと、半導体素子(IC)等で構成される駆動回路20bと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段200は、表示情報出力源201と、表示処理回路202と、電源回路203と、タイミングジェネレータ204とを有することが好ましい。
また、表示情報出力源201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204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処理回路202に供給するように構成されていることが好ましい。
また、表示情報出力源201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204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処理回路202に供給するように構成されていることが好ましい。
また、表示処理回路202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20bへ供給することが好ましい。さらに、駆動回路20bは、第1の電極駆動回路、第2の電極駆動回路及び検査回路を含むことが好ましい。また、電源回路203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。
そして、本実施形態の電子機器であれば、第1の基板及び第2の基板において、柱状スペーサ及びそれと係合する孔部を有する突起部を備えた電気光学装置を使用している。そのために、第1の基板及び第2の基板の位置ずれを防止して、表示不良の発生がなく、優れた画像表示を実現できる電子機器とすることができる。
そして、本実施形態の電子機器であれば、第1の基板及び第2の基板において、柱状スペーサ及びそれと係合する孔部を有する突起部を備えた電気光学装置を使用している。そのために、第1の基板及び第2の基板の位置ずれを防止して、表示不良の発生がなく、優れた画像表示を実現できる電子機器とすることができる。
本発明によれば、柱状スペーサと係合する所定の突起部を備えているために、基板の位置ずれを所定範囲内に制限して、製造される電気光学装置における表示不良を効果的に防止することができる。したがって、液晶表示装置等の電気光学装置や電子機器、例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等をはじめとして、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に適用することができる。
また、本発明の電気光学装置及び電子機器は、上述の図示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、上記実施形態の液晶パネルは所謂COGタイプの構造を有しているが、半導体素子(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。
20:液晶パネル、23:シール材、30:第1の基板、60:第2の基板、41:平坦化膜、41X:透光保護層、65:電気配線、81:表面保護膜、97:光源、98:アライメントカメラ、99a・99b:アライメントマーク、103:柱状スペーサ、125:レジスト材料、150:突起部、150a:孔部、151:紫外線硬化性接着剤
Claims (11)
- 対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置において、
前記第1の基板は、前記表示領域内に、セルギャップを規定するための柱状スペーサを備えるとともに、
前記第2の基板は、前記表示領域内であって前記柱状スペーサに対応する位置に、当該柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部を備えることを特徴とする電気光学装置。 - 前記孔部は、前記柱状スペーサが挿入された状態で、水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記柱状スペーサ及び突起部が、画素間領域に形成してあることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
- 前記孔部の垂直断面形状をテーパ状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。
- 前記突起部の高さを、前記セルギャップよりも低く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。
- 前記柱状スペーサの高さを1〜10μmの範囲内の値とするとともに、前記突起部の高さを0.5〜8μmの範囲内の値とす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。
- 前記柱状スペーサ及び突起部を、紫外線硬化性樹脂から形成してあ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。
- 対向配置される第1の基板及び第2の基板と、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された電気光学材料と、を含むとともに、表示領域を備えた電気光学装置の製造方法であって、以下の工程(A)〜(D)を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
(A)前記第1の基板上における前記表示領域に相当する領域に、柱状スペーサを形成する工程
(B)前記第2の基板上における前記表示領域に相当する領域であって、前記柱状スペーサに対応する位置に、前記柱状スペーサが挿入される孔部を有する突起部であって、当該孔部に前記柱状スペーサが挿入された状態で水平方向に1〜4μmの範囲内のマージンを有する孔部を有する突起部を形成する工程
(C)前記第1の基板における柱状スペーサを、前記第2の基板における突起部の孔部に挿入させて、前記第1の基板及び第2の基板を仮圧着する工程
(D)仮圧着した前記第1の基板及び第2の基板を本圧着する工程 - 前記工程(B)において、前記第2の基板上に紫外線硬化性樹脂層を形成するとともに、ハーフトーンマスクを用いて露光した後、現像することにより、前記孔部を有する突起部を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の製造方法。
- 前記工程(C)において、前記第1の基板又は第2の基板を超音波振動させながら、前記柱状ペーサを、前記孔部に挿入することを特徴とする請求項8又は9に記載の電気光学装置の製造方法。
- 請求項1〜7に記載されたいずれかの電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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JP2004193509A JP2006017857A (ja) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器 |
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JP2009216976A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器 |
WO2017033340A1 (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 堺ディスプレイプロダクト株式会社 | 液晶パネル、液晶表示装置及び液晶パネルの製造方法 |
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- 2004-06-30 JP JP2004193509A patent/JP2006017857A/ja not_active Withdrawn
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