JP2009216978A - 電気光学装置、電子機器、カラーフィルタ基板及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトレジストからなるフォトスペーサの密着性を相対的に向上させる。
【解決手段】電気光学装置（１００）は、第１基板（２０）と、第２基板（１０）と、電気光学物質（５０）と、第１基板上に設けられると共に、遮光層（２１１）、カラーフィルタ（２１２）層及びオーバーコート層（２１３）の少なくとも１つを含む光学層と、光学層上に設けられる電極層（２１）と、光学層まで貫通するスルーホール（２１ａ）と、スルーホールを介して光学層と接するように設けられるフォトスペーサ（２１０）とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、このような電気光学装置を備える電子機器、このような電気光学装置に用いられるカラーフィルタ基板及びこのような電気光学装置を製造する製造方法の技術分野に関する。

この種の電気光学装置として、一対の素子基板及び対向基板間に、電気光学物質の一例である液晶が挟持される液晶装置が一例としてあげられる。このような液晶装置では、複数の画素電極が素子基板上に設けられると共に、カラーフィルタ及び共通電極（或いは、対向電極）が対向基板上に設けられる。液晶装置の駆動時には、画素電極と共通電極との間の電位差に基づく印加電圧が液晶に印加される。その結果、液晶の配向や秩序が制御され、画像表示が可能となる。

ここで、画素電極及び共通電極間の間隔、すなわち液晶層の厚さ（セルギャップ）を一定に保つために、例えば柱状のフォトレジストからなるフォトスペーサを設けることが行われている。このようなフォトスペーサを設ける液晶装置としては、対向基板上に所定のパターンの遮光層であるブラックマトリクスを形成し、その後にその表面に例えば赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）及び青（Ｂｌｕｅ）の３色のカラーフィルタ層をストライプ状に形成し、更にこれらの表面に適宜オーバーコート層及びＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極である共通電極を形成し、フォトスペーサを共通電極の表面に設けたものが知られている。

しかしながら、透明電極を構成するＩＴＯやＩＺＯと、フォトスペーサを形成する感光性有機物質と呼ばれるフォトレジストとの間の密着強度は弱いため、フォトスペーサが共通電極から剥離しやすいという技術的な問題点を有している。このような問題点を解決するために、例えば特許文献１や特許文献２には、カラーフィルタにスルーホールを設け、このスルーホールを含めたカラーフィルタ層の表面全体に透明電極を設け、このスルーホールにフォトスペーサを設ける液晶装置が開示されている。このような構成の液晶装置によれば、フォトスペーサは、ブラックマトリクス上のストライプ状カラーフィルタ層に形成されたスルーホールに設けられている。このため、スルーホールがアンカーとして作用することになり、フォトスペーサと透明電極との密着強度を高めている。

特開２００５−３２１４９５号公報 特開２００６−３００９７５号公報

しかしながら、透明電極を構成するＩＴＯやＩＺＯとフォトスペーサを構成するフォトレジストとの間の密着強度自体が弱いことには何ら変わりは無いため、フォトスペーサが透明電極と接するように設けられていることを考慮すれば、依然としてフォトスペーサが透明電極から剥がれてしまいかねないという技術的な問題点を有していることに変わりはない。

本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えばフォトレジストからなるフォトスペーサの密着性を相対的に向上させる電気光学装置、このような電気光学装置に用いられるからフィルター基板、このような電気光学装置を備える電子機器、及びこのような電気光学装置を製造するための製造方法を提供することを課題とする。

（電気光学装置）
本発明の電気光学装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持される電気光学物質と、前記第１基板上の前記電気光学物質に対向する側に設けられると共に、遮光層、カラーフィルタ層及びオーバーコート層の少なくとも１つを含む光学層と、前記光学層上に設けられる電極層と、前記電極層を貫通し、前記光学層まで達するスルーホールと、少なくとも一部が前記スルーホールを介して前記光学層と接するように設けられるフォトスペーサとを備える。

本発明の電気光学装置によれば、第１基板上には、光学層と電極層とがこの順に積層されている。また、第２基板上にもまた他の電極層が形成されている。そして、第１基板上の電極層と第２基板上の電極層との間に電気光学物質が挟持されている。その結果、これら２つの電極層間の電位差に起因した電圧が電気光学物質に印加されることで、画像表示が行われる。

光学層は、遮光層、カラーフィルタ層及びオーバーコート層の少なくとも１つを備えている。遮光層は、光の透過を抑制する又は防ぐ層を示す趣旨であって、例えばブラックマトリクスが一例としてあげられる。カラーフィルタ層は、当該カラーフィルタ層に入射する光に対して特定の色相（Ｒ、Ｇ、B等）を与える層を示す趣旨であり、例えばカラーフィルタ層に入射する光のうちの特定の波長成分のみを透過する（言い換えれば、特定の波長成分以外の波長成分を吸収する）層が一例としてあげられる。オーバーコート層は、厚みを一定にするための（加えて、表面を平坦にするための）或いは光学層が含むカラーフィルタ層による電気光学物質への悪影響を防ぐための層である。

電極層は、電圧を印加するための層であって、例えば後述の画素電極や共通電極から構成される層である。第２基板に入射した光が電気光学物質及び第１基板を抜けて伝搬することを考慮すれば、この電極層は、ＩＴＯやＩＺＯからなる透明電極から構成されることが好ましい。

本発明では特に、光学層上に設けられている電極層は、電極層を貫通し、光学層まで達しているスルーホールを有している。このスルーホールは、光学層まで達している箇所が少なくとも一部に存在していれば、その形状や大きさ等は任意に設定してもよい。

このようなスルーホールを有する電極層、及び光学層が設けられた第1基板に対して、更にフォトスペーサが設けられている。言い換えれば、フォトスペーサは、電極層及び光学層が設けられた第1基板に対して、電極層及び光学層が設けられる側に設けられる。フォトスペーサは、例えばフォトレジストを材料として構成される構造物であり、第１基板と第２基板との間の間隔（つまり、電気光学物質が設けられる間隙の幅）を一定に保つ。特に、フォトスペーサは、フォトスペーサの少なくとも一部がスルーホールを介して光学層と接するように設けられる。例えば、光学層の上に電極層が設けられていることを考慮すれば、フォトスペーサの底面（具体的には、電極層及び光学層と向き合う側の面）の少なくとも一部が光学層と接するように設けられる。

このように、本発明によれば、フォトスペーサは、例えばフォトスペーサの底面全体又は底面の一部が光学層と接するように設けられる。従って、フォトスペーサと光学層との間の密着強度が、フォトスペーサと電極層との間の密着強度よりも強いことを考慮すれば、フォトスペーサが電極層のみと接する構成と比較して、フォトスペーサの密着性を高めることができる。これにより、フォトスペーサが電極層から剥がれてしまうという不都合の発生を好適に抑制ないしは防止することができる。

本発明の電気光学装置の一の態様では、前記スルーホールの内周（内側の側面）に、前記フォトスペーサの外周（外側の側面）が接している。

この態様によれば、スルーホールの内径と、フォトスペーサの外径が同じになるので、フォトスペーサは、例えばフォトスペーサの底面全体が光学層と接するように設けられる。従って、フォトスペーサが電極層のみと接する構成と比較して、フォトスペーサの密着性をより一層高めることができる。これにより、フォトスペーサが電極層から剥がれてしまうという不都合の発生をより一層好適に抑制ないしは防止することができる。

加えて、フォトスペーサの外側の側面（特に、底面付近の側面）は、電極層の端部（つまり、スルーホールの外縁を構成する端部）と接するため、電極層の端部が或いはスルーホールがフォトスペーサに対してアンカーとして作用することになる。従って、フォトスペーサが電極層のみと接する構成と比較して、フォトスペーサの密着性をますます高めることができる。これにより、フォトスペーサが電極層から剥がれてしまうという不都合の発生をより一層好適に抑制ないしは防止することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記フォトスペーサは、前記スルーホールの内径より大きな外径を有する部分を備えている。

この態様によれば、フォトスペーサは、例えばフォトスペーサの底面の一部（例えば、スルーホールよりも大きな外形を有する部分以外の部分）が光学層と接し且つ底面の他の一部（例えば、スルーホールよりも大きな外形を有する部分）が電極層と接するように設けられる。従って、フォトスペーサが電極層とのみ接する構成と比較して、フォトスペーサの密着性を高めることができる。これにより、フォトスペーサが電極層から剥がれてしまうという不都合の発生を好適に抑制ないしは防止することができる。

上述の如くフォトスペーサがスルーホールの内径より大きな外径を有する部分を備えている電気光学装置の態様では、前記フォトスペーサは、前記スルーホールに嵌合する嵌合部を備えているように構成してもよい。

このように構成すれば、他の箇所から突き出ている嵌合部がスルーホールに嵌合する。従って、フォトスペーサの一部（つまり、嵌合部の特に底面）が確実に光学層と接することになる。従って、フォトスペーサの密着性を高めることができる。これにより、フォトスペーサが電極層から剥がれてしまうという不都合の発生を好適に抑制ないしは防止することができる。

加えて、嵌合部の外側の側面は、電極層の端部（つまり、スルーホールの外縁を構成する端部）と接するため、電極層の端部ないしはスルーホールがフォトスペーサ（特に、その嵌合部）に対してアンカーとして作用することになる。従って、フォトスペーサが電極層のみと接する構成と比較して、フォトスペーサの密着性をますます高めることができる。これにより、フォトスペーサが電極層から剥がれてしまうという不都合の発生をより一層好適に抑制ないしは防止することができる。

本発明の電気光学装置の他の態様では、前記フォトスペーサは、前記スルーホールの外縁を構成する前記電極層の端部の少なくとも一部を覆う。

この態様によれば、電極層の端部（つまり、スルーホールの外縁）において、電極層とフォトスペーサとを滑らかにつなげることができる。

（電子機器）
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置（或いは、その各種態様）備えているため、上述した本発明の電気光学装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる。つまり、上述した本発明の電気光学装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、携帯オーディオプレーヤ、ワードプロセッサ、デジタルカメラ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現することができる。

（カラーフィルタ基板）
本発明のカラーフィルタ基板は、基板と、前記基板上に設けられると共に、遮光層、カラーフィルタ層及びカバー層の少なくとも１つを含む光学層と、前記光学層上に設けられる電極層と、前記電極層を貫通し、前記光学層まで達するスルーホールと、少なくとも一部が前記スルーホールを介して前記光学層と接するように設けられるフォトスペーサとを備える。つまり、本発明のカラーフィルタ基板は、上述した電気光学装置に用いられるファラーフィルタ基板（つまり、光学層、電極層及びフォトスペーサが設けられる第１基板）である。

本発明のカラーフィルタ基板によれば、上述したように、フォトスペーサは、例えばフォトスペーサの底面全体又は底面の一部が光学層と接するように設けられる。従って、上述した本発明の電気光学装置が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

尚、上述した本発明の電気光学装置における各種態様に対応して、本発明のカラーフィルタ基板も各種態様をとることができる。

（電気光学装置の製造方法）
本発明の電気光学装置の製造方法は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持される電気光学物質とを備える電気光学装置を製造する製造方法であって、前記第１基板上に、遮光層、カラーフィルタ層及びオーバーコート層の少なくとも１つを含む光学層を形成する第１形成工程と、前記光学層上に、電極層を形成する第２形成工程と、前記電極層に、前記光学層まで達するスルーホールを形成する第３形成工程と、少なくとも一部が前記スルーホールを介して前記光学層と接するフォトスペーサを形成する第４形成工程とを備える。

本発明の電気光学装置によれば、第１形成工程において光学層を形成し、第２形成工程において電極層を形成し、第３形成工程においてスルーホールを形成し、第４形成工程においてフォトスペーサを形成することで、上述した本発明の電気光学装置を好適に製造することができる。

尚、上述した本発明の電気光学装置における各種態様に対応して、本発明の製造方法も各種態様をとることができる。

本発明の製造方法の一の態様では、前記第３形成工程は、前記光学層上に形成された前記電極層のうちの一部の領域において、前記光学層を露出させるように、前記電極層を除去する除去工程を備える。

この態様によれば、スルーホールを比較的容易に設けることができる。

上述の如く第３形成工程が除去工程を備える製造方法の態様では、前記除去工程は、
前記光学層上に形成された前記電極層上にポジ型の第１フォトレジストを塗布する第１塗布工程と、前記一部の領域が露光されるパターンを有するフォトマスクを用いて、前記第１フォトレジストを露光する第１露光工程とを備え、前記第４形成工程は、前記電極層上にネガ型の第２フォトレジストを塗布する第２塗布工程と、前記フォトマスクを用いて、前記第２フォトレジストを露光する第２露光工程とを備える。

このように構成すれば、第１露光工程では、第１塗布工程において塗布されたポジ型の第１フォトレジストが、フォトマスクを用いて露光される。このとき、フォトマスクは、一部の領域部分（つまり、スルーホールが設けられる領域部分）が露光されるようなパターンを有している。従って、第１露光工程後の現像により、第１フォトレジストは、一部の領域に塗布された部分が除去される。従って、その後、電極層に対してエッチング処理等を行えば、スルーホールを有する電極層が形成される。

続いて、第２露光工程では、第２塗布工程において塗布されたネガ型の第２フォトレジストが、第１露光工程において使用されたフォトマスクを用いて露光される。従って、第２露光工程後の現像により、第２フォトレジストは、一部の領域上に塗布された部分が残る。従って、残された第２レジストがフォトスペーサとなる。

このように、電極層のパターニングに用いるフォトレジストと、フォトスペーサを構成するフォトレジストとの種類を変えることで、１枚のフォトマスクを用いて、電極層のパターニング（つまり、スルーホールの形成）とフォトスペーサの形成とを行うことができる。

上述の如く第３形成工程が除去工程を備える製造方法の態様では、前記除去工程は、前記光学層上に形成された前記電極層上にネガ型の第１フォトレジストを塗布する第１塗布工程と、前記一部の領域以外の領域が露光されるパターンを有するフォトマスクを用いて、前記第１フォトレジストを露光する第１露光工程とを備え、前記第４形成工程は、前記電極層上にポジ型の第２フォトレジストを塗布する第２塗布工程と、前記フォトマスクを用いて、前記第２フォトレジストを露光する第２露光工程とを備えるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１露光工程では、第１塗布工程において塗布されたネガ型の第１フォトレジストが、フォトマスクを用いて露光される。このとき、フォトマスクは、一部の領域（つまり、スルーホールが設けられる領域）以外の領域が露光されるようなパターンを有している。従って、第１露光工程後の現像により、第１フォトレジストは、一部の領域上に塗布された部分が除去される。従って、その後、電極層に対してエッチング処理等を行えば、スルーホールを有する電極層が形成される。

続いて、第２露光工程では、第２塗布工程において塗布されたポジ型の第２フォトレジストが、第１露光工程において使用されたフォトマスクを用いて露光される。従って、第２露光工程後の現像により、第２フォトレジストは、一部の領域上に塗布された部分のみが残る。従って、残された第２レジストがフォトスペーサとなる。

このように、電極層のパターニングに用いるフォトレジストと、フォトスペーサを構成するフォトレジストとの種類を変えることで、１枚のフォトマスクを用いて、電極層のパターニング（つまり、スルーホールの形成）とフォトスペーサの形成とを行うことができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から更に明らかにされよう。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。尚、以下では、本発明に係る電気光学装置の一例として、液晶装置を用いて説明を進める。

（１）液晶装置の基本構成
先ず、本実施形態に係る液晶装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、本発明に係る「第２基板」の一具体例を構成するＴＦＴアレイ基板１０と、本発明に係る「第１基板」の一具体例を構成する対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置する枠状或いは額縁状のシール領域に設けられたシール材５２により互いに貼り合わされている。

図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。但し、データ線駆動回路１０は、シール領域よりも内側に、データ線駆動回路１０１が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられていてもよい。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層に画素電極９ａがマトリクス状に設けられている。画素電極９ａ上には、配向膜８が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、ブラックマトリクス２１１及びカラーフィルタ２１２が形成されている。そして、ブラックマトリクス２１１及びカラーフィルタ２１２上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる共通電極２１が複数の画素電極９ａと対向してベタ状に形成されている。尚、ブラックマトリクス２１１やカラーフィルタ２１２等を含む対向基板２０側の詳細な構成については後に詳述する（図４等参照）。

共通電極２１上には更に配向膜８とフォトスペーサ２１０とが形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。上記構成はＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９ａと対向基板２０の共通電極２１の間の電界により液晶層５０を駆動する所謂縦電界のモードの構成であるが、ＩＰＳ（イン・プレーン・スイッチング）、ＦＦＳ（フリンジ・フィールド・スイッチング）等の横電界モードの構成でも良い。

尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。

（２）液晶装置の電気的な詳細構成
続いて、図３を参照して、本実施形態に係る液晶装置１００の要部の電気的な構成について説明する。ここに、図３は、本実施形態に係る液晶装置１００の要部の電気的な構成を概念的に示すブロック図である。

図３において、本実施形態に係る液晶装置１００は、そのＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１等の駆動回路が形成されている。

走査線駆動回路１０４は、走査信号を、走査線Ｙ１からＹｎ（但し、ｎは１以上の整数）に順次供給する。例えば、ある走査線Ｙａ（但し、ａは、１≦ａ≦ｎを満たす整数）にハイレベルの走査信号が供給されると、この走査線Ｙａに接続されたＴＦＴ１１６が全てオン状態となり、この走査線Ｙａに対応する画素部７０が全て選択される。

データ線駆動回路１０１は、画像信号を、データ線Ｘ１からＸｍ（但し、ｍは１以上の整数）に順次供給し、オン状態のＴＦＴ１１６を介してこの画像信号に基づく画像電圧を画素電極９ａ及び蓄積容量１１９に書き込む。

本実施形態に係る液晶装置１００には、更に、そのＴＦＴアレイ基板１０の中央を占める画像表示領域１０ａに、マトリクス状に配列された複数の画素部７０が設けられている。

画素部７０は、画素スイッチング用のＴＦＴ１１６、画素電極９ａ、液晶素子１１８、共通電極２１及び蓄積容量１１９を備えている。

ＴＦＴ１１６は、ソース端子がデータ線Ｘ１〜Ｘｍのいずれかに電気的に接続され、ゲート端子が走査線Ｙ１からＹｎのいずれかに電気的に接続され、ドレイン端子が画素電極９ａに電気的に接続されている。画素スイッチング用のＴＦＴ１１６は、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態が切り換えられる。

液晶素子１１８は、画素電極９ａ、共通電極２１並びに画素電極９ａ及び共通電極２１間に位置する液晶から構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ１１６を介してデータ線Ｘ１からＸｍのいずれかと電気的に接続されている。共通電極２１は、共通配線ＣＯＭと電気的に接続されている。液晶装置１００の動作時には、データ線Ｘ１からＸｍ及びＴＦＴ１１６を介して供給された画像信号の電位を有する画素電極９ａと、共通線ＣＯＭを介して供給された共通電圧の電位を有する共通電極２１との間には電界が生じる。液晶は、当該電界に応じて駆動されることによって、即ち、当該電界に応じて分子集合の配向や秩序が変化することによって、光を変調し、階調表示を可能とする。

蓄積容量１１９は、保持された画像信号がリークするのを防ぐために付加されている。蓄積容量１１９を構成する一方の電極は、画素電極９ａに電気的に接続され、他方の電極は、共通配線ＣＯＭに電気的に接続されている。

（３）対向基板の詳細な構成
続いて、図４を参照して、対向基板２０の詳細な構成について説明する。ここに、図４（ａ）は、対向基板２０の詳細な構成を概念的に示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の（ＶＩ）−（ＶＩ’）断面図である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、対向基板２０上には、マトリクス状のブラックマトリクス２１１が設けられている。このブラックマトリクス２１１は、例えば金属クロム等の金属薄膜や炭素材料を分散させたフォトレジスト等から形成されるが、有害な物質を含まないという点からは後者が好適に用いられる。このブラックマトリクス２１１が設けられた領域が非画素領域に相当し、ＴＦＴアレイ基板１０上にマトリクス状に設けられた画素電極９ａの周縁部に対応する位置に該当する。このブラックマトリクス２１１は、非画素領域からの光漏れを防止し、表示される画像のコントラストを高めるために設けられる。

ブラックマトリクス２１１で区画された領域には、赤色（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑色（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）及び青色（Ｂ：Ｂｌｕｅ）の３色のカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂがそれぞれストライプ状に設けられている。カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂは、図４（ａ）における横方向においては、３色のカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂが順番に配列される共に、各カラーフィルタ層の境界がブラックマトリクス２１１の一部と重なるように設けられる。また、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂは、図４（ａ）における縦方向には、同色のカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂがブラックマトリクス２１１上をまたがるように形成される。これらのカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂの形成材料としては、それぞれの着色剤を混合した感光性樹脂を用いてもよい。

カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂ上には共通電極２１が設けられている（但し、図面の見易さを重視するために、図４（ａ）において共通電極２１は図示していない）。この共通電極２１は、図４（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス２１１に対応する位置（つまり、非画素領域）において、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂにまで貫通するスルーホール２１ａを有している。ここで、スルーホール２１ａのサイズや形状等（より具体的には、対向基板２０の表面に沿った方向におけるサイズや形状等）は、フォトスペーサ２１０の底面のサイズや形状等と概ね同一である。

スルーホール２１ａには、フォトレジストを材料とするフォトスペーサ２１０が設けられる。このフォトスペーサ２１０の高さ（つまり、第２基板の表面の法線に沿った方向における高さ）が、液晶層５０の厚さ（つまり、セルギャップ）となる。尚、後に詳述するが、フォトスペーサ２１０の材料となるフォトレジストは、対向基板２０の製造方法に応じてネガ型及びポジ型のいずれかであることが好ましい。

このため、本実施形態によれば、フォトスペーサ２１０は、その底面全体がカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂと接するように設けられる。従って、フォトスペーサ２１０とカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂとの間の密着強度が、フォトスペーサ２１０と共通電極２１との間の密着強度よりも強いことを考慮すれば、フォトスペーサ２１０が共通電極２１のみと接する構成と比較して、フォトスペーサ２１０の密着性を高めることができる。これにより、液晶装置１００の製造過程中や使用中に外部から強い力が加わったとしても、フォトスペーサ２１０が共通電極２１から剥がれてしまう可能性を少なくする又はなくすことができる。従って、信頼性の高い液晶装置１００を実現することができる。

加えて、フォトスペーサ２１０の側面（特に、底面付近の側面）は、共通電極２１の端部（つまり、スルーホール２１ａの外縁を構成する共通電極２１ａの端部）によって挟持されている。このため、共通電極２１の端部（或いは、スルーホール２１ａ）がフォトスペーサ２１０に対してアンカーとして作用することになる。従って、フォトスペーサ２１０が共通電極２１のみと接する構成と比較して、フォトスペーサ２１０の密着性をより一層高めることができる。これにより、フォトスペーサ２１０が共通電極２１から剥がれてしまう可能性をより一層少なくする又はなくすことができる。従って、より一層信頼性の高い液晶装置１００を実現することができる。

尚、図４においては、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂまで貫通しているスルーホール２１ａが形成される例について説明している。つまり、共通電極２１を貫通して、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂまで到達するスルーホール２１ａが形成される例について説明している。しかしながら、ブラックマトリクス２１１まで貫通するスルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。つまり、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂをも貫通して、ブラックマトリクス２１１まで到達するスルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。このように構成しても、フォトスペーサ２１０とブラックマトリクス２１１との間の密着強度が、フォトスペーサ２１０と共通電極２１との間の密着強度よりも強いことを考慮すれば、フォトスペーサ２１０が共通電極２１のみと接する構成と比較して、フォトスペーサ２１０の密着性を高めることができる。従って、上述した効果を好適に享受することができる。

また、図４においては、ブラックマトリクス２１１とカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂが設けられる領域に、スルーホール２１ａが形成される例について説明している。しかしながら、スルーホール２１ａが形成される位置は、これに限定されないことは言うまでもない。ここで、スルーホール２１ａが形成される位置の他の具体例の一部について、図５及び図６を参照しながら説明する。ここに、図５は、対向基板２０の詳細な構成を概念的に示す他の断面図であり、図６は、対向基板２０の詳細な構成を概念的に示す他の断面図である。

図５に示すように、ブラックマトリクス２１１が設けられる領域（言い換えれば、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂが設けられない領域）に、スルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。この場合、スルーホール２１ａは、ブラックマトリクス２１１まで貫通している。つまり、スルーホール２１ａは、共通電極２１を貫通して、ブラックマトリクス２１１まで到達する。

また、図６に示すように、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂ上には必要に応じて透明な有機材料等からなるオーバーコート層（平坦化層）２１３が設けられることもある。このオーバーコート層２１３は、通常カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂ全体の厚さが一定となるようにすると共に、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂから着色剤が液晶中に拡散して液晶を劣化させるのを防止するために設けられるものである。

この場合は、ブラックマトリクス２１１及びカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂに加えて、オーバーコート層２１３が設けられる領域に、スルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。この場合、スルーホール２１ａは、オーバーコート層２１３まで貫通している。つまり、スルーホール２１ａは、共通電極２１を貫通して、オーバーコート層まで到達する。

このように構成しても、フォトスペーサ２１０とオーバーコート層２１３との間の密着強度が、フォトスペーサ２１０と共通電極２１との間の密着強度よりも強いことを考慮すれば、フォトスペーサ２１０が共通電極２１のみと接する構成と比較して、フォトスペーサ２１０の密着性を高めることができる。従って、上述した効果を好適に享受することができる。

尚、図５においては、オーバーコート層２１３まで貫通しているスルーホール２１ａが形成される例について説明している。つまり、共通電極２１を貫通して、オーバーコート層２１３まで到達するスルーホール２１ａが形成される例について説明している。しかしながら、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂまで貫通するスルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。つまり、共通電極２１及びオーバーコート層２１３をも貫通して、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂまで到達するスルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。或いは、ブラックマトリクス２１１まで貫通するスルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。つまり、共通電極２１、オーバーコート層２１３並びにカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂをも貫通して、ブラックマトリクス２１１まで到達するスルーホール２１ａが形成されるように構成してもよい。

（４）変形例
続いて、上述した対向基板２０の変形例について説明する。

（４−１）第１変形例
まず、図７を参照して、第１変形例について説明する。ここに、図７は、第１変形例に係る対向基板の詳細な構成を概念的に示す断面図である。

図７に示すように、第１変形例では、スルーホール２１ａのサイズ（より具体的には、対向基板２０の表面に沿った方向におけるサイズ）は、フォトスペーサ２１０の底面のサイズよりも小さい。この場合、フォトスペーサ２１０ｂは、スルーホール２１ａと嵌合する凸部２１６ｂを有している。つまり、第１変形例に係るフォトスペーサ２１０ｂは、上述したフォトスペーサ２１０の底面が略平坦であるのに対して、底面の一部がスルーホール２１ａの形状に合わせて突き出ているという点において異なっている。

このように第１変形例においても、上述した例と同様に、フォトスペーサ２１０ｂが共通電極２１のみと接する構成と比較して、フォトスペーサ２１０ｂの密着性を相応に高めることができる。これにより、液晶装置１００の製造過程中や使用中に外部から強い力が加わったとしても、フォトスペーサ２１０ｂが共通電極２１から剥がれてしまう可能性を相応に少なくする又はなくすことができる。従って、相応に信頼性の高い液晶装置１００を実現することができる。

加えて、凸部２１６ｂの側面は、共通電極２１の端部（つまり、スルーホール２１ａの外縁を構成する共通電極２１ａの端部）によって挟持されている。このため、共通電極２１の端部（或いは、スルーホール２１ａ）がフォトスペーサ２１０ｂ（特に、フォトスペーサ２１０ｂの一部である凸部２１６ｂ）に対してアンカーとして作用することになる。従って、フォトスペーサ２１０ｂが共通電極２１のみと接する構成と比較して、フォトスペーサ２１０ｂの密着性をより一層高めることができる。これにより、フォトスペーサ２１０ｂが共通電極２１から剥がれてしまう可能性をより一層少なくする又はなくすことができる。従って、より一層信頼性の高い液晶装置１００を実現することができる。

（５）製造方法
続いて、図８から図１６を参照して、本実施形態に係る液晶装置１００（特に、対向基板２０）の製造方法について説明する。ここに、図８から図１６は、本実施形態に係る液晶装置１００（特に、対向基板２０）の製造工程の一連の工程を概念的に示す断面図である。

尚、対向基板２０上にブラックマトリクス２１１及びカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂを形成する工程は、従来用いられている工程と同様であってもよい。但し、従来の工程の一例についても、念のため以下に説明しておく。

まず、ガラス基板や石英基板等からなる対向基板２０を用意し、マトリクス状に所定のパターンのブラックマトリクス２１１を形成する。次いで、このブラックマトリクス２１１が形成された基板の表面に、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂをストライプ状に設ける。ブラックマトリクス２１１やカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂの形成方法は、印刷法、電着法、転写法等周知の形成方法を採用してもよい。更に、必要に応じて、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂが設けられた基板の表面全体に感光性樹脂からなるオーバーコート層２１３を形成するように構成してもよい。

その後、図８に示すように、カラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂ（或いは、必要に応じて形成されたオーバーコート層２１３）の表面全体に、スパッタリング法等によりＩＴＯやＩＺＯからなる共通電極２１を形成する。

続いて、図９に示すように、共通電極２１の表面全体にポジ型のフォトレジスト３０１が塗布される。その後、塗布されたポジ型のフォトレジスト３０１を乾燥させる。

続いて、図１０に示すように、所定のフォトマスク３０２を用いて、光ないしは電子ビームが、ポジ型のフォトレジスト３０２に対して照射される。つまり、露光が行われる。ここで用いられるフォトマスク３０２は、上述したスルーホール２１ａが形成される領域が露光され且つスルーホール２１ａが形成されない領域が露光されないパターンを有している。図１０では、スルーホール２１ａが形成される領域に対応する位置に間隙が配置されるパターンを有するフォトマスク３０２を図示している。

続いて、図１１に示すように、現像処理が施されることで、図９における工程で共通電極２１の表面全体に塗布されたポジ型のフォトレジスト３０１のうち、図１０における工程で露光した部分に塗布された一部のフォトレジスト３０１が除去される。つまり、図１１に示すように、図９における工程で共通電極２１の表面全体に塗布されたポジ型のフォトレジスト３０１のうち、スルーホール２１ａが形成される領域に塗布された一部のフォトレジスト３０１が除去される。

続いて、図１２に示すように、エッチング処理が施されることで、フォトレジスト３０１が除去された部分の共通電極２１が除去される。これにより、スルーホール２１ａが形成される。尚、このときに、残留したフォトレジスト３０１が同時に除去されてもよい。

続いて、図１３に示すように、共通電極２１の表面全体（スルーホール２１ａの存在によって露出しているカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂも含む）にネガ型のフォトレジスト３０３が塗布される。その後、塗布されたネガ型のフォトレジスト３０３を乾燥させる。

続いて、図１４に示すように、図１０における工程で用いられたフォトマスク３０２を再度用いて、光ないしは電子ビームが、ネガ型のフォトレジスト３０３に対して照射される。

続いて、図１５に示すように、現像処理が施されることで、図１３における工程で共通電極２１の表面全体（スルーホール２１ａの存在によって露出しているカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂも含む）に塗布されたネガ型のフォトレジスト３０３のうち、図１４における工程で露光していない部分に塗布された一部のフォトレジスト３０３が除去される。つまり、図１５に示すように、図１３における工程で共通電極２１の表面全体（スルーホール２１ａの存在によって露出しているカラーフィルタ層２１２Ｒ、２１２Ｇ及び２１２Ｂも含む）に塗布されたネガ型のフォトレジスト３０３のうち、スルーホール２１ａが形成される領域以外の領域に塗布された一部のフォトレジスト３０３が除去される。その後、熱処理を経て、図１５に示すようにスペーサ２１０が形成される。

このとき図１６に示すように対向基板２０上に形成されるフォトスペーサ２１０ａは、スルーホール２１ａの外縁を構成する共通電極２１の端部を覆うオーバーラップ部分２１５ａを備えたほうが望ましい。このオーバーラップ部分２１５ａは、共通電極２１とフォトスペーサ２１０ａとの間に不連続な又は顕著な段高の大きい段差が生じないように形成される。つまり、オーバーラップ部分２１０ａはフォトスペーサ２１０ａの側面より幾分か突き出ると共に、共通電極２１の表面に沿うように(言い換えれば、覆うように)形成される。これにより、上述した各種効果を享受しつつ、フォトスペーサ２１０ａと共通電極２１の界面を滑らかにつなぐことができる。

これにより、上述した対向基板２０を製造することができる。また、ＴＦＴアレイ基板１０については、従来の製造方法により製造されてもよい。このようにして製造されたＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等からなるシール材５２によって貼り合わせられる。この際、ＴＦＴアレイ基板１０上における枠状のシール領域に所定の高さを有するシール材５２を形成し、このシール材５２の内側の領域に液晶層５０を構成する所定量の液晶を滴下した後に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを、シール材５２によって互いに貼り合せるように構成してもよい。即ち、所謂、液晶滴下貼り合わせ方式を採用してもよい。或いは、真空雰囲気にて、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール材５２によって互いに貼り合せた後、シール材５２に設けられた液晶注入口に、液晶を滴下することで、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間のスペースに液晶を真空注入するように構成してもよい。

これにより、上述した液晶装置１００を製造することができる。加えて、共通電極２１にスルーホール２１ａを形成するためのフォトレジスト３０１がポジ型であり且つフォトスペーサ２１０を構成するフォトレジスト３０３がネガ型であるため、これらの露光を行う際に同一のフォトマスク３０２を用いることができる。つまり、異なる２種類のフォトマスクを用いる必要がないため、製造工程の簡略化や低コスト化を図ることができる。

尚、共通電極２１にスルーホール２１ａを形成するためのフォトレジスト３０１がネガ型であり且つフォトスペーサ２１０を構成するフォトレジスト３０３がポジ型であるように構成してもよい。但し、この場合は、フォトマスク３０２は、スルーホール２１ａが形成される領域以外の領域が露光される（つまり、スルーホール２１ａが形成される領域が露光されない）パターンを有している必要がある。この場合であっても、これらの露光を行う際に同一のフォトマスク３０２を用いることができるため、製造工程の簡略化や低コスト化を図ることができる。

（６）電子機器
続いて、図１７及び図１８を参照しながら、上述の液晶装置１００を具備してなる電子機器の例を説明する。

図１７は、上述した液晶装置１００が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図１７において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、上述した液晶装置１００を含んでなる液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。液晶表示ユニット１２０６は、液晶装置１００の背面にバックライトを付加することにより構成されている。

次に、上述した液晶装置１００を携帯電話に適用した例について説明する。図１８は、電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図１８において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、半透過反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置１００と同様の構成を有する液晶装置１００５を備えている。

これらの電子機器においても、上述した液晶装置１００を含んでいるため、上述した各種効果を好適に享受することができる。

尚、図１７及び図１８を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた直視型の表示装置や、液晶プロジェクタ等の投射型の表示装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、電子機器、カラーフィルタ基板及び製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の要部の電気的な構成を概念的に示すブロック図である。 対向基板の詳細な構成を概念的に示す平面図及び断面図である。 対向基板の詳細な構成を概念的に示す他の断面図である。 対向基板の詳細な構成を概念的に示す他の断面図である。 第１変形例に係る対向基板の詳細な構成を概念的に示す他の断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置（特に、対向基板）の製造工程の一工程を概念的に示す断面図である。 液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。 液晶装置が適用された携帯電話の斜視図である。

符号の説明

１００…液晶装置、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、２１…共通電極、２１ａ…スルーホール、２１０…フォトスペーサ、２１１…ブラックマトリクス、２１２Ｒ…カラーフィルタ層、２１２Ｇ…カラーフィルタ層、２１２Ｂ…カラーフィルタ層、２１３…オーバーコート層

Claims (11)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板間に挟持される電気光学物質と、
   前記第１基板上の前記電気光学物質に対向する側に設けられると共に、遮光層、カラーフィルタ層及びオーバーコート層の少なくとも１つを含む光学層と、
   前記光学層上に設けられる電極層と、
   前記電極層を貫通し、前記光学層まで達するスルーホールと、
   少なくとも一部が前記スルーホールを介して前記光学層と接するように設けられるフォトスペーサと
   を備えることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記スルーホールの内周に、前記フォトスペーサの外周が接していることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記フォトスペーサは、前記スルーホールの内径より大きな外径を有する部分を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記フォトスペーサは、前記スルーホールに嵌合する嵌合部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記フォトスペーサは、前記スルーホールの外縁を構成する前記電極層の端部の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項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。
7. 基板と、
   前記基板上に設けられると共に、遮光層、カラーフィルタ層及びカバー層の少なくとも１つを含む光学層と、
   前記光学層上に設けられる電極層と、
   前記電極層を貫通し、前記光学層まで達するスルーホールと、
   少なくとも一部が前記スルーホールを介して前記光学層と接するように設けられるフォトスペーサと
   を備えることを特徴とするカラーフィルタ基板。
8. 第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持される電気光学物質とを備える電気光学装置を製造する製造方法であって、
   前記第１基板上に、遮光層、カラーフィルタ層及びオーバーコート層の少なくとも１つを含む光学層を形成する第１形成工程と、
   前記光学層上に、電極層を形成する第２形成工程と、
   前記電極層に、前記光学層まで達するスルーホールを形成する第３形成工程と、
   少なくとも一部が前記スルーホールを介して前記光学層と接するフォトスペーサを形成する第４形成工程と
   を備えることを特徴とする製造方法。
9. 前記第３形成工程は、前記光学層上に形成された前記電極層のうちの一部の領域において、前記光学層を露出させるように、前記電極層を除去する除去工程を備えることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
10. 前記除去工程は、
    前記光学層上に形成された前記電極層上にポジ型の第１フォトレジストを塗布する第１塗布工程と、
    前記一部の領域が露光されるパターンを有するフォトマスクを用いて、前記第１フォトレジストを露光する第１露光工程と
    を備え、
    前記第４形成工程は、
    前記電極層上にネガ型の第２フォトレジストを塗布する第２塗布工程と、
    前記フォトマスクを用いて、前記第２フォトレジストを露光する第２露光工程と
    を備えることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
11. 前記除去工程は、
    前記光学層上に形成された前記電極層上にネガ型の第１フォトレジストを塗布する第１塗布工程と、
    前記一部の領域以外の領域が露光されるパターンを有するフォトマスクを用いて、前記第１フォトレジストを露光する第１露光工程と
    を備え、
    前記第４形成工程は、
    前記電極層上にポジ型の第２フォトレジストを塗布する第２塗布工程と、
    前記フォトマスクを用いて、前記第２フォトレジストを露光する第２露光工程と
    を備えることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。

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