JP2021085900A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

電気光学装置および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2021085900A
JP2021085900A JP2019212095A JP2019212095A JP2021085900A JP 2021085900 A JP2021085900 A JP 2021085900A JP 2019212095 A JP2019212095 A JP 2019212095A JP 2019212095 A JP2019212095 A JP 2019212095A JP 2021085900 A JP2021085900 A JP 2021085900A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spacer
electro
pixel electrode
optical device
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019212095A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021085900A5 (ja
JP7342648B2 (ja
Inventor
伊藤　智
Satoshi Ito
智 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019212095A priority Critical patent/JP7342648B2/ja
Priority to US16/953,279 priority patent/US11327369B2/en
Publication of JP2021085900A publication Critical patent/JP2021085900A/ja
Publication of JP2021085900A5 publication Critical patent/JP2021085900A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7342648B2 publication Critical patent/JP7342648B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133345—Insulating layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G02F1/133723—Polyimide, polyamide-imide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13398—Spacer materials; Spacer properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Abstract

【課題】開口率の低下を抑制しつつ、基板間の距離の安定化を図ることができる電気光学装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置は、複数の絶縁層を含む積層体と、前記積層体に配置される画素電極と、を有する第１基板と、共通電極を有する第２基板と、前記画素電極と前記共通電極との間に配置され、電界に応じて光学的特性が変化する電気光学層と、前記第１基板に接続され、前記画素電極と前記共通電極との間の距離を規定するスペーサーと、を備え、前記スペーサーは、前記第１基板の厚さ方向からみて前記画素電極に重なる第１部分と、前記厚さ方向からみて前記画素電極に重ならない第２部分と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。
プロジェクター等の電子機器には、一般的に、画素ごとに光学的特性を変更可能な液晶装置等の電気光学装置が用いられる。特許文献１には、複数の画素電極が形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板と、共通電極を有する対向基板と、これら２個の基板に挟まれる液晶とを備える。また、特許文献１には、２個の基板間のギャップを規定する柱状のスペーサーが開示される。当該スペーサーは、画素電極上に形成される。
特開２００１−５００６号公報
特許文献１では、平面視で画素電極に包含される領域のみにスペーサーが配置される。このため、従来では、画素電極に対するスペーサーの密着性を十分に得ようとすると、画素電極上におけるスペーサーが占める面積の割合が大きくなり、開口率が低下してしまう。よって、開口率の低下を抑制しつつ、スペーサーによって２個の基板間の距離の安定化を図ることが難しいという課題がある。
本発明の電気光学装置の一態様は、複数の絶縁層を含む積層体と、前記積層体に配置される画素電極と、を有する第１基板と、共通電極を有する第２基板と、前記画素電極と前記共通電極との間に接続され、電界に応じて光学的特性が変化する電気光学層と、前記第１基板に接続され、前記画素電極と前記共通電極との間の距離を規定するスペーサーと、を備え、前記スペーサーは、前記第１基板の厚さ方向からみて前記画素電極に重なる第１部分と、前記厚さ方向からみて前記画素電極に重ならない第２部分と、を有する。
好適な実施形態に係る電気光学装置の平面図である。 図１に示す電気光学装置の断面図である。 素子基板の電気的な構成を示す等価回路図である。 電気光学装置の一部を示す断面図である。 素子基板の一部を示す平面図である。 図５中のＣ−Ｃ線断面である。 保護層等を形成する方法を説明するための図である。 第１凹部を形成する方法を説明するための断面図である。 スペーサーの製造方法について説明するための断面図である。 スペーサーの製造方法について説明するための断面図である。 電子機器の一例であるパーソナルコンピューターを示す斜視図である。 電子機器の一例であるスマートフォンを示す平面図である。 電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示す部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
１．電気光学装置
本発明の電気光学装置の一例として、アクティブマトリクス方式の液晶装置を例に説明する。
１Ａ．基本構成
図１は、第１実施形態に係る電気光学装置１００の平面図である。図２は、図１に示す電気光学装置１００の断面図である。なお、図１では、対向基板４の図示を省略する。また、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向といい、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向という。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向といい、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向という。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向といい、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向という。
図１および図２に示す電気光学装置１００は、透過型の液晶装置である。図２に示すように、電気光学装置１００は、透光性を有する素子基板２と、透光性を有する対向基板４と、複数のスペーサー５１と、枠状のシール部材８と、液晶層９とを有する。素子基板２は「第１基板」の例示であり、対向基板４は「第２基板」の例示であり、液晶層９は「電気光学層」の例示である。シール部材８は、素子基板２と対向基板４との間に配置される。液晶層９は、素子基板２、対向基板４およびシール部材８によって囲まれる領域内に配置される。素子基板２、液晶層９および対向基板４は、Ｚ軸に沿って並ぶ。以下では、Ｚ１方向またはＺ２方向からみることを「平面視」と言う。
本実施形態の電気光学装置１００では、光は、例えば素子基板２に入射し、液晶層９を透過して対向基板４から出射される。なお、光は、対向基板４に入射し、液晶層９を透過して素子基板２から出射されてもよい。当該光は可視光である。「透光性」とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。また、図１に示す電気光学装置１００は平面視で四角形状をなすが、電気光学装置１００の平面視での形状は、これに限定されず、例えば円形であってもよい。
図２に示すように、素子基板２は、第１基材２１と積層体２２と複数の画素電極２６と第１配向膜２９とを有する。積層体２２の厚さ方向、すなわち積層方向は、Ｚ１方向またはＺ２方向と同一である。素子基板２が有する第１基材２１の表面はＸ−Ｙ平面に平行である。第１基材２１は、透光性および絶縁性を有する平板で構成される。第１基材２１の材料は、例えば、ガラスまたは石英である。積層体２２は、透光性および絶縁性を有する。なお、図２では図示しないが、積層体２２には、複数の配線等が配置される。各画素電極２６は、透光性を有する。各画素電極２６の材料は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電材料である。また、図示しないが、素子基板２は、平面視で、複数の画素電極２６を囲むように配置される複数のダミー画素電極を有してもよい。当該各ダミー画素電極は、画像の表示に寄与しない電極である。また、第１配向膜２９は、素子基板２において最も液晶層９側に位置しており、液晶層９の液晶分子を配向させる。第１配向膜２９の材料は、例えば、ポリイミドおよび酸化ケイ素である。
図２に示すように、複数のスペーサー５１は、積層体２２と対向基板４との間に配置される。なお、各スペーサー５１および素子基板２のそれぞれについては、後で説明する。
図２に示すように、対向基板４は、第２基材４１と絶縁膜４２と共通電極４５と第２配向膜４６とを有する。第２基材４１、絶縁膜４２、共通電極４５および第２配向膜４６は、この順に並ぶ。第２配向膜４６が最も液晶層９側に位置する。絶縁膜４２、共通電極４５および第２配向膜４６のそれぞれは、平面視で第２基材４１のほぼ全域と重なる。第２基材４１は、透光性および絶縁性を有する平板で構成される。第２基材４１の材料は、例えば、ガラスまたは石英である。絶縁膜４２の材料は、例えば、酸化ケイ素等の透光性および絶縁性を有するケイ素系の無機材料である。共通電極４５は、図示しない導通用電極を介して素子基板２に電気的に接続される。共通電極４５には、例えば固定電位が印加される。共通電極４５の材料は、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯ等の透明導電材料である。第２配向膜４６は、液晶層９の液晶分子を配向させる。第２配向膜４６の材料は、例えば、ポリイミドおよび酸化ケイ素である。
シール部材８は、例えば、エポキシ樹脂等の各種の硬化性樹脂を含む接着剤を用いて形成される。シール部材８は、素子基板２および対向基板４のそれぞれに対して固着される。
液晶層９は、正または負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。液晶層９は、液晶分子が第１配向膜２９および第２配向膜４６の双方に接するように素子基板２および対向基板４によって挟持される。液晶層９は、複数の画素電極２６と共通電極４５との間に配置され、電界に応じて光学的特性が変化する。具体的には、液晶層９が有する液晶分子の配向は、液晶層９に印加される電圧に応じて変化する。
図１に示すように、素子基板２は、複数の走査線駆動回路１１と、データ線駆動回路１２と、複数の外部端子１４と、複数の引回配線１５とを有する。複数の引回配線１５のそれぞれは、複数の外部端子１４のうちのいずれかに接続される。各外部端子１４は、図示しない配線基板に接続される。当該配線基板を介して、素子基板２に各種信号が入力される。また、複数の引回配線１５のそれぞれは、走査線駆動回路１１またはデータ線駆動回路１２に接続される。
以上の構成の電気光学装置１００は、画像を表示する表示領域Ａ１０と、平面視で、表示領域Ａ１０を囲む周辺領域Ａ２０とを有する。表示領域Ａ１０は、行列状に配列される複数の画素Ｐを有する。複数の画素Ｐには、複数の画素電極２６が１対１で配置される。周辺領域Ａ２０には、走査線駆動回路１１およびデータ線駆動回路１２等が配置される。
１Ｂ．電気的な構成
図３は、素子基板２の電気的な構成を示す等価回路図である。図３に示すように、素子基板２は、複数のトランジスター２３と、ｎ本の走査線２４４と、ｍ本のデータ線２４６と、ｎ本の容量線２４５と、複数の蓄積容量２４０とを有する。これらは、図２の積層体２２に配置される。なお、ｎおよびｍのそれぞれは２以上の整数である。また、複数のトランジスター２３は、複数の画素電極２６に１対１で配置される。各トランジスター２３は、例えばスイッチング素子として機能するＴＦＴである。各トランジスター２３は、ゲート、ソースおよびドレインを含む。
ｎ本の走査線２４４のそれぞれはＸ軸に沿って延在し、ｎ本の走査線２４４はＹ軸に沿って等間隔で並ぶ。ｎ本の走査線２４４のそれぞれは、全てのトランジスター２３のうちの幾つかのトランジスター２３のそれぞれのゲートに電気的に接続される。また、ｎ本の走査線２４４は、図１に示す走査線駆動回路１１に電気的に接続される。１〜ｎ本の走査線２４４には、走査線駆動回路１１から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが線順次で供給される。
図３に示すｍ本のデータ線２４６のそれぞれはＹ軸に沿って延在し、ｍ本のデータ線２４６はＸ軸に沿って等間隔で並ぶ。ｍ本のデータ線２４６のそれぞれは、全てのトランジスター２３のうちの幾つかのトランジスター２３のそれぞれのソースに電気的に接続される。また、ｍ本のデータ線２４６は、図１に示すデータ線駆動回路１２に電気的に接続される。１〜ｍ本のデータ線２４６には、データ線駆動回路１２から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、およびＳｍが並行に供給される。
図３に示すｎ本の走査線２４４とｍ本のデータ線２４６とは、互いに絶縁され、平面視で格子状をなす。隣り合う２個の走査線２４４と隣り合う２個のデータ線２４６とで囲まれる領域が画素Ｐに対応する。各画素電極２６には、対応するトランジスター２３のドレインが電気的に接続される。
ｎ本の容量線２４５のそれぞれはＸ軸に沿って延在し、ｎ本の容量線２４５はＹ軸に沿って等間隔で並ぶ。また、ｎ本の容量線２４５は、ｍ本のデータ線２４６およびｎ本の走査線２４４と絶縁され、これらに対して離間して形成される。各容量線２４５には、例えばグランド電位等の固定電位が印加される。また、ｎ本の容量線２４５のそれぞれは、全ての蓄積容量２４０のうちの幾つかの蓄積容量２４０に電気的に接続される。複数の蓄積容量２４０は、複数の画素電極２６に１対１で電気的に接続される。また、複数の蓄積容量２４０は、複数のトランジスター２３のドレインに１対１で電気的に接続される。各蓄積容量２４０は、画素電極２６の電位を保持するための容量素子である。
走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが順次アクティブとなり、ｎ本の走査線２４４が順次選択されると、選択される走査線２４４に接続されるトランジスター２３がオン状態となる。すると、ｍ本のデータ線２４６を介して表示すべき階調に応じた大きさの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、およびＳｍが、選択される走査線２４４に対応する画素Ｐに取り込まれ、画素電極２６に印加される。これにより、各画素電極２６と図２に示す対向基板４が有する共通電極４５との間に形成される液晶容量に、表示すべき階調に応じた電圧が印加され、印加される電圧に応じて液晶分子の配向が変化する。また、蓄積容量２４０によって、印加される電圧が保持される。このような液晶分子の配向の変化によって光が変調され、階調表示が可能となる。
１Ｃ．素子基板２
図４は、電気光学装置１００の一部を示す断面図である。図４に示すように、素子基板２は、第１基材２１と、積層体２２と、吸湿膜２５と、複数の画素電極２６と、コート層２８と、第１配向膜２９と、を有する。積層体２２と吸湿膜２５と複数の画素電極２６とコート層２８と第１配向膜２９とは、この順に第１基材２１から積層される。また、積層体２２とコート層２８との間には、複数のスペーサー５１が配置される。また、図４では図示しないが、素子基板２は、複数の保護部３０を有する。複数の保護部３０は図６を参照しつつ後で説明する。なお、以下の説明では、Ｚ１方向を上方とし、Ｚ２方向を下方として説明する。
図４に示すように、第１基材２１上には、積層体２２が配置される。積層体２２は、複数の絶縁層２２１、２２２、２２３、および２２４を有する。絶縁層２２１、２２２、２２３、および２２４は、この順に第１基材２１から複数の画素電極２６に向かって積層される。なお、積層体２２が有する層数は、４個に限定されず任意である。例えば、当該層数は、各種の配線の配置に応じて適宜設定される。
積層体２２には、複数の遮光部２４１、複数のトランジスター２３、および複数の中継電極２４９が配置される。なお、図４では、各遮光部２４１、各トランジスター２３、および各中継電極２４９のそれぞれは、模式的に示される。また、図４では図示しないが、積層体２２には、図３に示す配線等が配置される。具体的には、積層体２２には、前述の複数の走査線２４４、複数の容量線２４５、複数のデータ線２４６および複数の蓄積容量２４０が配置される。
図４に示すように、絶縁層２２１と絶縁層２２２との間には、複数の遮光部２４１が配置される。複数の遮光部２４１は、複数のトランジスター２３に１対１で配置される。各遮光部２４１は、対応するトランジスター２３への光の入射を遮断する。各遮光部２４１の材料は、特に限定されないが、例えばタングステン等の金属である。なお、複数の遮光部２４１は、第１基材２１に配置されてもよい。また、複数の遮光部２４１は省略されてもよい。
絶縁層２２２と絶縁層２２３との間には、複数のトランジスター２３が配置される。各トランジスター２３は、図示しないが、半導体層、ゲート電極およびゲート絶縁層を有する。当該半導体層は、ソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域を有する。半導体層は、例えば、ポリシリコンで形成される。半導体層のうちのチャネル領域を除く領域には、導電性を高める不純物がドープされる。また、当該ゲート電極は、例えば、ポリシリコンに導電性を高める不純物がドープされることにより形成される。当該ゲート電極は、金属、金属シリサイドおよび金属化合物等の導電性を有する材料で形成されてもよい。
絶縁層２２３と絶縁層２２４との間には、複数の中継電極２４９が配置される。複数の中継電極２４９は、複数のトランジスター２３に１対１で配置される。各中継電極２４９は、対応するトランジスター２３のドレインに電気的に接続される。また、複数の中継電極２４９は、複数の画素電極２６に１対１で配置される。各中継電極２４９は、トランジスター２３と画素電極２６とを電気的に中継する。また、絶縁層２２４は、複数の第１凹部２２４１を有する。各第１凹部２２４１上には、スペーサー５１が配置される。
各中継電極２４９の材料は、例えば、金属、金属窒化物、または金属シリサイドである。当該金属としては、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）およびアルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。また、図４で図示していない各配線の材料も、例えば、当該金属、金属、金属窒化物、または金属シリサイドである。特に、アルミニウムが含まれることで、配線の低抵抗化を図ることができる。また、図示しないが、積層体２２に配置される各配線の配置は、任意である。例えば、トランジスター２３よりも上方に各配線が配置されてもよいし、トランジスター２３の下方に各配線が配置されてもよい。
絶縁層２２１〜２２４の各材料は、例えば、酸化ケイ素および酸窒化ケイ素等のケイ素を含む無機材料である。当該無機材料であることで、樹脂材料である場合に比べ、光学特性に優れるとともに充分に薄い層が形成され易い。また、絶縁層２２１〜２２４は、互いに同一材料で構成されてもよいし、異なる材料で構成されてもよい。ただし、同一材料であることで、積層体２２の形成が容易であり、かつ、界面反射が抑制される。
図４に示すように、積層体２２上には、吸湿膜２５が配置される。吸湿膜２５は、吸湿性を有し、液晶層９に混入した水分を吸着する。吸湿膜２５は、例えば、ＢＳＧ（Borosilicate Glass）等の透光性および吸湿性を有する無機材料で構成される。なお、吸湿膜２５は適宜省略してもよい。
吸湿膜２５上には、複数の画素電極２６が配置される。複数の画素電極２６上には、透光性および絶縁性のコート層２８が配置される。コート層２８は、複数の画素電極２６に接触する。また、コート層２８は、複数のスペーサー５１を覆う。コート層２８の材料は、例えば、酸化ケイ素および酸窒化ケイ素等のケイ素を含む無機材料である。なお、コート層２８は適宜省略してもよい。
コート層２８上には、第１配向膜２９が配置される。第１配向膜２９は、コート層２８に接触する。第１配向膜２９の下層にコート層２８が配置されることで、画素電極２６のうち第１配向膜２９で覆われてない部分が生じることが抑制される。よって、コート層２８が存在することで、第１配向膜２９の均一性を高めることができる。
本実施形態では、第１配向膜２９のうち各スペーサー５１上に位置する部分が対向基板４に接触する。なお、コート層２８および第１配向膜２９は、複数の画素電極２６上に少なくとも配置されていればよい。よって、コート層２８および第１配向膜２９は、各スペーサー５１を覆ってなくてもよい。この場合、各スペーサー５１は、対向基板４に直接的に接触してもよい。
図５は、素子基板２の一部を示す平面図である。図４は、図５中のＣ−Ｃ線断面に相当する。なお、説明の便宜上、各中継電極２４９にドットパターンを付している。各画素電極２６に斜線パターンを付している。また、図５では、コート層２８および第１配向膜２９の図示が省略される。
図４および図５に示すように、素子基板２は、光が透過する複数の透光領域Ａ１１と、光を遮断する配線領域Ａ１２とを有する。複数の透光領域Ａ１１は、行列状に配置される。複数の透光領域Ａ１１のそれぞれは、平面視でほぼ四角形状をなす。各透光領域Ａ１１には、画素電極２６が設けられる。各透光領域Ａ１１は、画像の表示に寄与する領域である。配線領域Ａ１２は、平面視で格子状をなし、透光領域Ａ１１を囲む。配線領域Ａ１２には、前述の複数の中継電極２４９、複数の走査線２４４、複数のデータ線２４６、および複数の容量線２４５が設けられる。また、配線領域Ａ１２には、図示しないが、前述した複数のトランジスター２３、および複数の蓄積容量２４０が配置される。
１Ｄ．スペーサー５１およびその近傍の構成
図４および図５に示すように、複数のスペーサー５１は、複数の中継電極２４９に１対１で配置される。また、複数のスペーサー５１は、複数の画素電極２６に１対１で配置される。例えば、図５に示すように、複数のスペーサー５１のうちの任意の１個のスペーサー５１であるスペーサー５１ａは、当該スペーサー５１ａに対して図５中の右斜め上に位置する画素電極２６に対応して配置される。また、スペーサー５１ａは、平面視で当該スペーサー５１ａに重なる中継電極２４９に対応する。
図４に示すように、各スペーサー５１は、柱状であり、素子基板２から対向基板４に向かってＺ１方向に沿って突出する。各スペーサー５１は、素子基板２と対向基板４との間の距離を規定する。具体的には、各スペーサー５１は、対応する画素電極２６と共通電極４５との間の距離を規定する。別の見方をすれば、各スペーサー５１は、液晶層９の厚さを規定する。また、前述のように、スペーサー５１は画素電極２６ごとに配置される。このため、画素Ｐごとで、素子基板２と対向基板４との間の距離のバラつきを低減することができる。また、複数の画素Ｐ間での当該距離の差を低減することができる。
各スペーサー５１の材料は、特に限定されないが、無機材料であることが好ましい。別の言い方をすれば、各スペーサー５１は樹脂材料を含まないことが好ましい。各スペーサー５１が樹脂材料を含まないことで、液晶層９中に樹脂成分が侵入するおそれが回避される。このため、有機汚染による誤作動等の不具合の発生を防ぐことができる。また、無機材料で構成されることで、有機材料で構成される場合に比べ、各スペーサー５１の寸法精度を高めることができ、かつ経時的な寸法変化を生じ難くすることができる。よって、長期にわたって、素子基板２と対向基板４との間の距離の安定化を図ることができる。
各スペーサー５１を構成する無機材料は、特に限定されないが、例えば、酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素であることが好ましい。窒化ケイ素および酸窒化ケイ素を含むことで、例えばドライエッチングにより寸法精度の高いスペーサー５１を容易に製造することができる。なお、製造方法については後で説明する。また、無機材料の中でも、酸化ケイ素であることで、各スペーサー５１を、特に容易に、かつ寸法精度高く製造することができる。
なお、各スペーサー５１は、複数層で形成されてもよい。その場合、当該複数層は、互いに異なる材料であってもよいし、同一材料でもよい。よって、各スペーサー５１は、複数種の無機材料を含んでもよい。また、各スペーサー５１は、樹脂材料を含んでもよい。
図５に示すように、各スペーサー５１の平面視での形状は、四角形である。なお、当該形状は、例えば、四角形以外の多角形、または円形であってもよい。また、図５に示す各スペーサー５１の平面視での形状は、Ｘ軸に沿った方向を長手方向とする四角形であるが、Ｙ軸に沿った方向を長手方向とする四角形であってもよい。
また、各スペーサー５１は、平面視で、走査線２４４とデータ線２４６との交差する部分に重なる。また、各スペーサー５１の一部は、平面視で、対応する中継電極２４９に重なる。また、複数のスペーサー５１は、複数の第１凹部２２４１に１対１で配置される。各第１凹部２２４１は、平面視で、画素電極２６に重ならず、各種の配線に重なる。つまり、第１凹部２２４１は、画像の表示に寄与しない部分に形成される。また、各第１凹部２２４１は、平面視で、対応するスペーサー５１の外縁と重ならず、当該スペーサー５１の中心と重なる。
また、各スペーサー５１の一部は、平面視で、対応する画素電極２６に重なる。具体的には、各スペーサー５１は、平面視で、対応する画素電極２６に重なる第１部分Ｐ１と、当該画素電極２６に重ならない第２部分Ｐ２と、を有する。例えば、スペーサー５１ａは、当該スペーサー５１ａに対して図５中の右斜め上に位置する画素電極２６に重なる第１部分Ｐ１と、当該画素電極２６に重ならない第２部分Ｐ２とを有する。第２部分Ｐ２は、平面視で配線に重なる。
スペーサー５１ａが第１部分Ｐ１および第２部分Ｐ２を有することで、スペーサー５１ａが第１部分Ｐ１のみで構成される場合に比べ、スペーサー５１ａが平面視で画素電極２６に重なる領域を拡大させずに、スペーサー５１ａの配置面積を大きくすることができる。配置面積が大きくなることで、スぺ−サ−５１ａの安定性が向上する。また、スペーサー５１ａの素子基板２に対する密着性が向上する。よって、開口率の低下を抑制しつつ、スペーサー５１ａと素子基板２との密着性を高めることができる。このため、スペーサー５１ａが素子基板２から剥離することが抑制されるので、スペーサー５１ａによって素子基板２と対向基板４との間の距離の安定性を高めることができる。
なお、全てのスペーサー５１が、第１部分Ｐ１および第２部分Ｐ２を有さなくてもよい。ただし、全てのスペーサー５１が第１部分Ｐ１および第２部分Ｐ２を有することが好ましい。これにより、素子基板２と対向基板４との間の距離の安定性を特に高めることができる。また、画素Ｐごとに当該距離の安定性にバラつきが生じることを抑制することができる。
また、各スペーサー５１が平面視で画素電極２６に重なる第１部分Ｐ１を有することで、第１部分Ｐ１を有さない場合に比べ、画素Ｐの高密度化を図ることができる。図５に示す例では、各スペーサー５１は、平面視で、４個の画素電極２６に重なる。このため、画素Ｐの高密度化をさらに効果的に図ることができる。よって、電気光学装置１００の高解像度化を図ることができる。
図６は、図５中のＣ−Ｃ線断面である。図６では、複数のスペーサー５１のうちの任意のスペーサー５１ａが図示される。以下では、スペーサー５１ａおよびそれに関連する要素を中心に説明する。
図６に示すように、スペーサー５１ａの第２部分Ｐ２は、積層体２２に接触する。ここで、積層体２２は、スペーサー５１ａを構成する無機材料を含むことが好ましい。当該無機材料を含むことで、含まない場合に比べ、第２部分Ｐ２と積層体２２との密着性を高めることができる。このため、スペーサー５１ａが素子基板２から剥離することをより効果的に抑制することができる。
具体的には、第２部分Ｐ２は、積層体２２が有する第１凹部２２４１の表面に接触する。第２部分Ｐ２の一部は、第１凹部２２４１内に配置される。すなわち、積層体２２は、スペーサー５１ａの一部が配置される第１凹部２２４１を有する。第１凹部２２４１は、絶縁層２２４の上面に形成される窪みである。また、第２部分Ｐ２は、吸湿膜２５を貫通している。第２部分Ｐ２の一部が第１凹部２２４１に配置されることで、第２部分Ｐ２が平坦面上に配置される場合に比べ、スペーサー５１ａと積層体２２との密着性を高めることができる。また、スペーサー５１ａが第１凹部２２４１に配置されることで、平坦面上に配置される場合に比べ、スペーサー５１ａを安定させることができる。このようなことから、スペーサー５１ａの素子基板２からの剥離をより効果的に抑制することができる。
図６に示すように、第２部分Ｐ２は、先端面５１１を有する。先端面５１１は、スペーサー５１ａの積層体２２と接触する面とは反対の面である。当該先端面５１１は、第２凹部５１１１を有する。第２凹部５１１１は、先端面５１１に形成される窪みである。第２凹部５１１１の表面は、第１凹部２２４１の表面の形状に沿って形成される。よって、図示しないが、第２凹部５１１１は、平面視で第１凹部２２４１に重なる。先端面５１１のうち第２凹部５１１１を除く部分は、素子基板２と対向基板４との距離を規定する。また、図示では、コート層２８および第１配向膜２９のそれぞれは、第２凹部５１１１の表面に沿って形成されるが、第２凹部５１１１の内部を埋めるよう形成されてもよい。埋めるよう形成されることで、対向基板４に対してスペーサー５１ａをより安定させることができる。
図６に示すように、スペーサー５１ａの第２部分Ｐ２が積層体２２に接触していることに対して、スペーサー５１ａの第１部分Ｐ１は、積層体２２に接触していない。第１部分Ｐ１と積層体２２との間には、吸湿膜２５、画素電極２６、および保護部３０が配置される。なお、素子基板２が有する複数の保護部３０は、複数のスペーサー５１に１対１で配置される。図６では、複数の保護部３０のうちスペーサー５１ａに対応する保護部３０が図示される。
積層体２２のうちスペーサー５１ａと平面視で重なる部分には、コンタクトホール２２４０が形成される。なお、積層体２２は、複数のコンタクトホール２２４０を有しており、複数のコンタクトホール２２４０は、複数のスペーサー５１ａに１対１で形成される。
画素電極２６の一部は、コンタクトホール２２４０に配置される。コンタクトホール２２４０は、絶縁層２２４に存在する孔である。図６に示すように、画素電極２６は、コンタクトホール２２４０を形成する壁面に沿って配置されるコンタクト部２６０を有する。コンタクト部２６０は中継電極２４９に接続される。なお、画素電極２６は、コンタクトホール２２４０を埋めるメタルプラグによって中継電極２４９に接続されてもよい。
画素電極２６のコンタクト部２６０上には、保護部３０が配置される。よって、保護部３０は、画素電極２６とスペーサー５１ａとの間に配置される。保護部３０は、画素電極２６の材料、およびスペーサー５１ａの材料とは異なる材料で構成される膜を含む。このため、例えば、スペーサー５１ａの製造時に、画素電極２６および積層体２２を保護することができる。また、スペーサー５１ａに含まれる無機材料の種類によっては、スペーサー５１ａが画素電極２６に接触していると、スペーサー５１ａが画素電極２６の結晶性に影響を与えるおそれがある。しかし、画素電極２６を保護する保護部３０が配置されることで、当該影響が生じるおそれを抑制することができる。
具体的には、保護部３０は、金属酸化物膜３１、絶縁膜３２および遮光膜３３を有する。金属酸化物膜３１、絶縁膜３２および遮光膜３３は、この順に画素電極２６から配置される。
金属酸化物膜３１の材料は、スペーサー５１ａを構成する無機材料、および画素電極２６の材料と異なる。かかる金属酸化物膜３１が存在することで、スペーサー５１ａの製造時に、画素電極２６を保護することができる。よって、製造時に、画素電極２６が損傷することを抑制することができる。
具体的には、金属酸化物膜３１の材料は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）である。当該材料で構成されることで、他の材料で構成される場合に比べ、スペーサー５１ａの製造時に、画素電極２６をより効果的に保護することができる。特に、画素電極２６の材料がＩＴＯ等の透明導電材料であり、かつスペーサー５１ａの材料が酸化ケイ素または酸窒化ケイ素である場合、金属酸化物膜３１によって画素電極２６を特に好適に保護することができる。
金属酸化物膜３１上には、絶縁膜３２が配置される。絶縁膜３２は、二酸化ケイ素等の酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素を含むことが好ましく、酸化ケイ素で構成されることがより好ましい。
絶縁膜３２上には、遮光性を有する遮光膜３３が配置される。したがって、保護部３０は、遮光性を有する遮光膜３３を有する。遮光膜３３の材料は、スペーサー５１ａを構成する無機材料、および画素電極２６の材料と異なる。かかる遮光膜３３が存在することで、スペーサー５１ａが透光性を有する場合、スペーサー５１ａが導光路として機能することが抑制される。このため、ある画素Ｐにおける光が他の画素Ｐに侵入してしまい、コントラストが低下することを抑制することができる。なお、本明細書において、遮光性とは、可視光に対する遮光性を意味し、好ましくは、可視光の透過率が５０％未満であることをいい、より好ましくは、１０％以下であることをいう。また、遮光膜３３が存在することで、スペーサー５１ａの製造時に、画素電極２６を保護することができる。
遮光膜３３の材料は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）等の金属、または窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。かかる材料で構成されることで、スペーサー５１ａが導光路として機能することを特に効果的に抑制することができる。また、遮光膜３３が窒化ケイ素であることで、金属を用いずにスペーサー５１ａを形成することができる。このため、金属が液晶層９に侵入することによる液晶層９の劣化が抑制される。それゆえ、電気光学装置１００の長寿命化を図ることができる。
また、前述の絶縁膜３２が画素電極２６と遮光膜３３との間に配置されるので、遮光膜３３は、画素電極２６に接触しない。このため、遮光膜３３が金属を含んでいても、遮光膜３３の影響によって画素電極２６の結晶性が変わることを抑制することができる。また、金属酸化物膜３１、絶縁膜３２および遮光膜３３は、前述のコート層２８によって覆われる。このため、遮光膜３３が金属を含む場合であっても、金属が液晶層９に侵入することによる液晶層９の劣化が抑制される。このため、電気光学装置１００の長寿命化を図ることができる。
なお、保護部３０を構成する各膜のうちのいずれかは省略されてもよい。例えば金属酸化物膜３１は省略されてもよい。また、保護部３０は、金属酸化物膜３１、絶縁膜３２および遮光膜３３以外の膜を有してもよい。
１Ｅ．スペーサー５１の製造方法
以下、複数のスペーサー５１の製造方法、およびそれに関連する要素の製造方法を説明する。図７は、保護層３０ｘ等を形成する方法を説明するための図である。なお、以下では、スペーサー５１ａを代表して説明する。
まず、図７に示すように、例えばエッチングにより、積層体２２にコンタクトホール２２４０が形成される。なお、絶縁層２２１〜２２４は、それぞれ、例えば熱酸化またはＣＶＤ（chemical vapor deposition）法等で形成される。また、中継電極２４９および各種の配線のそれぞれは、例えば、スパッタリング法または蒸着法により金属膜が形成された後、当該金属膜に対してレジストマスクを用いたエッチングが行なわれることにより形成される。
次に、例えばＣＶＤ法により、積層体２２上に吸湿膜２５が形成される。次に、吸湿膜２５上に複数の画素電極２６が形成される。例えば、透明電極材料で構成される層がＣＶＤ法またはＰＶＤ法により形成され、その後、当該層がマスクを用いてパターニングされる。これにより、複数の画素電極２６が形成される。各画素電極２６の一部は、コンタクトホール２２４０に配置される。よって、コンタクト部２６０を有する画素電極２６が形成される。
次に、例えばＣＶＤ法により、複数の画素電極２６上に金属酸化物膜３１ｘが形成される。金属酸化物膜３１ｘは、後の工程を経て、複数の金属酸化物膜３１になる。金属酸化物膜３１ｘの材料は、例えば、酸化アルミニウムまたは酸化ハフニウムである。次に、例えばプラズマＣＶＤ法により、絶縁膜３２ｘが形成される。絶縁膜３２ｘは、後の工程を経て、複数の絶縁膜３２になる。絶縁膜３２ｘの材料は、例えば、酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素である。次に、例えばスパッタリング法または蒸着法により、絶縁膜３２ｘ上に遮光膜３３ｘが形成される。遮光膜３３ｘは、後の工程を経て、複数の遮光膜３３になる。遮光膜３３ｘの材料は、例えば、窒化チタン等の金属、または窒化ケイ素である。以上により、金属酸化物膜３１ｘ、絶縁膜３２ｘ、および遮光膜３３ｘを含む保護層３０ｘが形成される。
図８は、第１凹部２２４１を形成する方法を説明するための断面図である。次に、図８に示すように、例えばレジストマスクを用いたエッチングにより、保護層３０ｘ、吸湿膜２５、および積層体２２の各一部が除去される。当該除去により、積層体２２には、第１凹部２２４１が形成される。また、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、金属酸化物膜３１ｘ、および吸湿膜２５のそれぞれには、平面視で第１凹部２２４１に重なる貫通孔が形成される。
例えば、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、金属酸化物膜３１ｘ、吸湿膜２５、および積層体２２の各一部の除去は、１個のレジストマスクを用いて、一括でまたは複数回に分けて行われる。当該レジストマスクは、例えば、第１凹部２２４１の平面視での形状に対応する開口を有する。具体的には例えば、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、金属酸化物膜３１ｘ、吸湿膜２５、および積層体２２の各一部は、八フッ化シクロブタン（Ｃ４Ｆ８）、酸素（Ｏ２）およびアルゴン（Ａｒ）を含むエッチングガスを用いたエッチングにより除去される。なお、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、金属酸化物膜３１ｘ、および吸湿膜２５の各材料に応じて、上記エッチングガス以外のエッチングガス等が、適宜用いられる。
なお、積層体２２の各一部の除去では、積層体２２に配置される配線をエッチングストッパーとして利用してもよい。
図９は、複数のスペーサー５１ａの製造方法について説明するための断面図である。次に、図９に示すように、積層体２２上および保護層３０ｘ上に、スペーサー５１ａを形成するための材料を含む材料層５１ｘが形成される。材料層５１ｘは、後の工程で、複数のスペーサー５１になる。例えばプラズマＣＶＤにより、例えば無機材料を含む材料層５１ｘが形成される。材料層５１ｘは、コンタクトホール２２４０内および第１凹部２２４１内を埋めるように形成される。
図１０は、複数のスペーサー５１ａの製造方法について説明するための断面図である。次に、例えばレジストマスクを用いたエッチングにより、材料層５１ｘ、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、および金属酸化物膜３１ｘの各一部が除去される。材料層５１ｘの一部が除去されることにより、図１０に示すスペーサー５１ａを含む複数のスペーサー５１が形成される。また、遮光膜３３ｘの一部が除去されることで、複数の遮光膜３３が形成される。絶縁膜３２ｘの一部が除去されることで、複数の絶縁膜３２が形成される。金属酸化物膜３１ｘの一部が除去されることにより、複数の金属酸化物膜３１が形成される。
例えば、材料層５１ｘ、遮光膜３３ｘ、および絶縁膜３２ｘの各一部の除去は、１個のレジストマスクを用いて、一括でまたは複数回に分けて行われる。当該レジストマスクは、例えば、平面視で、複数のスペーサー５１ａを除く形状に対応する開口を有する。
具体的には例えば、材料層５１ｘの一部は、例えば、八フッ化シクロブタン（Ｃ４Ｆ８）、酸素（Ｏ２）およびアルゴン（Ａｒ）を含むエッチングガスを用いたエッチングにより除去される。この除去の際、遮光膜３３ｘは、エッチングストッパーとして機能する。また、例えば、遮光膜３３ｘおよび絶縁膜３２ｘの各一部は、例えば、四フッ化メタン（ＣＦ４）および酸素（Ｏ２）を含むエッチングガスを用いたケミカルドライエッチングにより除去される。この除去の際、金属酸化物膜３１ｘは、エッチングストッパーとして機能する。また、遮光膜３３ｘおよび絶縁膜３２ｘの各一部を除去した後、レジストマスクが除去される。その後、金属酸化物膜３１ｘの一部が除去される。この除去では、積層体２２の材料のエッチングレートが金属酸化物膜３１ｘの材料のエッチングレートよりも速いエッチング液等が用いられる。具体的には、金属酸化物膜３１ｘの一部の除去では、フッ酸が用いられる。例えば、積層体２２が酸化ケイ素で構成され、金属酸化物膜３１ｘが酸化アルミニウムで構成される場合、フッ酸が用いられることで、金属酸化物膜３１ｘのみを効率よく除去することができる。
また、材料層５１ｘ、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、および金属酸化物膜３１ｘの各一部の除去では、エッチングは、Ｚ２方向に進む垂直方向に進行するとともに、Ｚ方向と交差する方向にも進行する。つまり、遮光膜３３の側壁、絶縁膜３２の側壁、および金属酸化物膜３１ｘの側壁のそれぞれがサイドエッチングより除去される。具体的には、平面視で、遮光膜３３のうちスペーサー５１ａの外縁と重なる部分と、絶縁膜３２のうちスペーサー５１ａの外縁と重なる部分と、金属酸化物膜３１ｘののうちスペーサー５１ａの外縁と重なる部分が、サイドエッチングにより除去される。
ここで、スペーサー５１ａは、積層体２２に接触する第２部分Ｐ２を有する。つまり、スペーサー５１ａと積層体２２との間の領域全てに、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、および金属酸化物膜３１ｘは存在していない。スペーサー５１ａが第２部分Ｐ２を有することで、スペーサー５１ａが積層体２２に接触する部分を有さない場合に比べ、スペーサー５１ａが積層体２２から剥離し難くなる。特に、材料層５１ｘ、遮光膜３３ｘ、絶縁膜３２ｘ、および金属酸化物膜３１ｘで互いに異なる材料が含まれると、互いの界面でサイドエッチングが進行し易い。このため、スペーサー５１ａが第２部分Ｐ２を有することで、サイドエッチングの影響があっても、スペーサー５１ａが積層体２２から剥離し難くなる。
以上のような方法により、無機材料で構成されるスペーサー５１ａを特に簡単かつ確実に製造することができる。また、スペーサー５１ａの製造において、画素電極２６が損傷することを特に効果的に抑制することができる。また、スペーサー５１ａが積層体２２から剥離することを抑制することができる。
また、図示しないが、スペーサー５１ａが形成させた後、スペーサー５１ａを覆うようにコート層２８が形成される。コート層２８は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により形成される。コート層２８の形成では、適宜、蒸着源に対して画素電極２６の表面が斜めに配置される。これにより、画素電極２６の表面だけでなく、スペーサー５１ａの壁面にコート層２８を好適に形成することができる。コート層２８は、例えばケイ素を含む無機材料で形成される。特に、二酸化ケイ素等の酸化ケイ素で形成されることで、ＡＬＤ法により、均質で充分に薄いコート層２８を形成することができる。
また、図示しないが、コート層２８が形成された後、コート層２８上に、酸化ケイ素等を含む膜を斜方蒸着されることにより第１配向膜２９が形成される。コート層２８上に第１配向膜２９が形成されることで、コート層２８が無い場合に比べ、画素電極２６およびスペーサー５１あに対する第１配向膜２９の密着性を高めることができる。密着性を高めるためには、コート層２８と第１配向膜２９とは同一の材料を含むことが特に好ましい。なお、第１配向膜２９の形成においても、コート層２８の形成と同様に、適宜、蒸着源に対して画素電極２６の表面が斜めに配置される。
２．変形例
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
前述の実施形態では、スペーサー５１ａは、積層体２２に接触する。しかし、スペーサー５１ａと積層体２２との間には任意の層が介在していてもよい。その場合、当該層は、スペーサー５１ａと積層体２２との密着性向上のために、スペーサー５１ａの材料と同一材料を含むことが好ましい。加えて、当該層は、積層体２２の材料と同一材料を含むことが好ましい。
前述の実施形態では、スペーサー５１ａの第１部分Ｐ１は画素電極２６と離間する。しかし、第１部分Ｐ１は画素電極２６の一部と接触してもよい。
前述の実施形態では、積層体２２の第１凹部２２４１の表面は平滑である。しかし、第１凹部２２４１の表面は、粗面であってもよい。別の見方をすれば、積層体２２のスペーサー５１ａとの接触面は、粗面であってもよい。粗面であることで、平滑な面である場合に比べ、積層体２２とスペーサー５１ａとの密着性をより高めることができる。
複数のスペーサー５１は、複数の画素電極２６に１対１で配置される。しかし、例えば、２個以上の画素電極２６に対して１個のスペーサー５１が配置されてもよい。また、１個の画素電極２６に対して２個以上のスペーサー５１が配置されてもよい。
前述の実施形態では、積層体２２、複数の画素電極２６、および金属酸化物膜３１は、この順に並ぶ。しかし、積層体２２、金属酸化物膜３１、および複数の画素電極２６は、この順に並んでもよい。すなわち、金属酸化物膜３１は、画素電極２６と吸湿膜２５との間に位置してもよい。この場合、金属酸化物膜３１は酸化アルミニウムを含むことが好ましい。酸化アルミニウムを含むことで、金属酸化物膜３１によって、積層体２２の屈折率と画素電極２６の屈折率との差を低減することができる。このため、積層体２２と画素電極２６との間における界面反射を低減することができる。具体的には、積層体２２が酸化ケイ素で構成され、画素電極２６がＩＴＯで構成される場合、金属酸化物膜３１における屈折率は、積層体２２における屈折率よりも高く、かつ画素電極２６における屈折率よりも低い。つまり、積層体２２、金属酸化物膜３１および画素電極２６の各屈折率は、この順に高くなる。それゆえ、金属酸化物膜３１が設けられていない場合に比べ、積層体２２と画素電極２６との間における界面反射を抑制することができる。よって、光の利用効率の低下を抑制することができる。なお、本実施形態では、積層体２２上に吸湿膜２５が設けられるが、吸湿膜２５、金属酸化物膜３１および画素電極２６の各屈折率もこの順に高くなる。
前述の実施形態では、トランジスター２３はＴＦＴである場合を例に説明したが、トランジスター２３はＴＦＴに限定されず、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）であってもよい。
前述の実施形態では、アクティブマトリクス方式の電気光学装置１００が例示されるが、これに限定されず、電気光学装置の駆動方式は、例えば、パッシブマトリクス方式等でもよい。
３．電子機器
電気光学装置１００は、各種電子機器に用いることができる。
図１１は、電子機器の一例であるパーソナルコンピューター２０００を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、各種の画像を表示する電気光学装置１００と、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設置される本体部２０１０と、制御部２００３と、を有する。制御部２００３は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。
図１２は、電子機器の一例であるスマートフォン３０００を示す平面図である。スマートフォン３０００は、操作ボタン３００１と、各種の画像を表示する電気光学装置１００と、制御部３００２と、を有する。操作ボタン３００１の操作に応じて電気光学装置１００に表示される画面内容が変更される。制御部３００２は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。
図１３は、電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。投射型表示装置４０００は、例えば、３板式のプロジェクターである。電気光学装置１ｒは、赤色の表示色に対応する電気光学装置１００であり、電気光学装置１ｇは、緑の表示色に対応する電気光学装置１００であり、電気光学装置１ｂは、青色の表示色に対応する電気光学装置１００である。すなわち、投射型表示装置４０００は、赤、緑および青の表示色に各々対応する３個の電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂを有する。制御部４００５は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１００の動作を制御する。
照明光学系４００１は、光源である照明装置４００２からの出射光のうち赤色成分ｒを電気光学装置１ｒに供給し、緑色成分ｇを電気光学装置１ｇに供給し、青色成分ｂを電気光学装置１ｂに供給する。各電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂは、照明光学系４００１から供給される各単色光を表示画像に応じて変調するライトバルブ等の光変調器として機能する。投射光学系４００３は、各電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂからの出射光を合成して投射面４００４に投射する。
以上の電子機器は、前述の電気光学装置１００と、制御部２００３、３００２または４００５と、を備える。電気光学装置１００は、前述のように開口率の低下が抑制され、かつ、素子基板２と対向基板４との間の距離の安定化が図られている。このため、パーソナルコンピューター２０００、スマートフォン３０００または投射型表示装置４０００の表示品質を高めることができる。
なお、本発明の電気光学装置が適用される電子機器としては、例示した機器に限定されず、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、およびＰＯＳ（Point of sale）端末等が挙げられる。さらに、本発明が適用される電子機器としては、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、またはタッチパネルを備えた機器等が挙げられる。
以上、好適な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されない。また、本発明の各部の構成は、前述の実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成に置換でき、また、任意の構成を付加できる。
また、前述した説明では、本発明の電気光学装置の一例として液晶装置について説明したが、本発明の電気光学装置はこれに限定されない。例えば、本発明の電気光学装置は、イメージセンサー等にも適用することができる。また、例えば、有機ＥＬ（electro luminescence）、無機ＥＬまたは発光ポリマー等の発光素子を用いた表示パネルに対しても前述の実施形態と同様に本発明が適用され得る。また、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを用いた電気泳動表示パネルに対しても前述の実施形態と同様に本発明が適用され得る。
２…素子基板、４…対向基板、８…シール部材、９…液晶層、１１…走査線駆動回路、１２…データ線駆動回路、１４…外部端子、１５…引回配線、２１…第１基材、２２…積層体、２３…トランジスター、２５…吸湿膜、２６…画素電極、２８…コート層、２９…第１配向膜、３０…保護部、３１…金属酸化物膜、３２…絶縁膜、３３…遮光膜、４１…第２基材、４２…絶縁膜、４５…共通電極、４６…第２配向膜、５１…スペーサー、５１ａ…スペーサー、１００…電気光学装置、２２１…絶縁層、２２２…絶縁層、２２３…絶縁層、２２４…絶縁層、２４０…蓄積容量、２４１…遮光部、２４４…走査線、２４５…容量線、２４６…データ線、２４９…中継電極、２６０…コンタクト部、５１１…先端面、２２４０…コンタクトホール、２２４１…第１凹部、５１１１…第２凹部、Ａ１０…表示領域、Ａ１１…透光領域、Ａ１２…配線領域、Ａ２０…周辺領域、Ｐ…画素、Ｐ１…第１部分、Ｐ２…第２部分。

Claims (9)

  1. 複数の絶縁層を含む積層体と、前記積層体に配置される画素電極と、を有する第１基板と、
    共通電極を有する第２基板と、
    前記画素電極と前記共通電極との間に配置され、電界に応じて光学的特性が変化する電気光学層と、
    前記第１基板に接続され、前記画素電極と前記共通電極との間の距離を規定するスペーサーと、を備え、
    前記スペーサーは、前記第１基板の厚さ方向からみて前記画素電極に重なる第１部分と、前記厚さ方向からみて前記画素電極に重ならない第２部分と、を有することを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記スペーサーは、無機材料で構成される請求項１に記載の電気光学装置。
  3. 前記積層体は、前記無機材料を含み、
    前記第２部分は、前記積層体に接触する請求項２に記載の電気光学装置。
  4. 前記第１部分と前記画素電極との間に配置され、前記画素電極を保護する保護部をさらに有し、
    前記保護部は、前記無機材料、および前記画素電極の材料と異なる材料で構成される膜を有する請求項２または３に記載の電気光学装置。
  5. 前記保護部は、遮光性を有する遮光膜を有する請求項４に記載の電気光学装置。
  6. 前記無機材料は、酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素である請求項２から５のいずれか１項に記載の電気光学装置。
  7. 前記積層体は、前記第２部分の一部が配置される第１凹部を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の電気光学装置。
  8. 前記スペーサーは、先端面を有し、
    前記先端面は、第２凹部を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の電気光学装置。
  9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の電気光学装置と、
    前記電気光学装置の動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。
JP2019212095A 2019-11-25 2019-11-25 電気光学装置および電子機器 Active JP7342648B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019212095A JP7342648B2 (ja) 2019-11-25 2019-11-25 電気光学装置および電子機器
US16/953,279 US11327369B2 (en) 2019-11-25 2020-11-19 Electro-optical device and electronic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019212095A JP7342648B2 (ja) 2019-11-25 2019-11-25 電気光学装置および電子機器

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021085900A true JP2021085900A (ja) 2021-06-03
JP2021085900A5 JP2021085900A5 (ja) 2022-10-13
JP7342648B2 JP7342648B2 (ja) 2023-09-12

Family

ID=75975336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019212095A Active JP7342648B2 (ja) 2019-11-25 2019-11-25 電気光学装置および電子機器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11327369B2 (ja)
JP (1) JP7342648B2 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0457819U (ja) * 1990-09-21 1992-05-18
JPH11153798A (ja) * 1997-11-20 1999-06-08 Toshiba Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2005302808A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Sharp Corp 薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法
JP2008311616A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Samsung Electronics Co Ltd 薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法
KR20140091396A (ko) * 2013-01-11 2014-07-21 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 어레이기판 및 이의 제조 방법
US20150022766A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
JP2018060132A (ja) * 2016-10-07 2018-04-12 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US20190129265A1 (en) * 2017-10-26 2019-05-02 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3838818B2 (ja) 1999-06-17 2006-10-25 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示パネル及びその製造方法
JP3907647B2 (ja) * 2003-09-08 2007-04-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR101611923B1 (ko) * 2012-02-27 2016-04-14 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP2018165778A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0457819U (ja) * 1990-09-21 1992-05-18
JPH11153798A (ja) * 1997-11-20 1999-06-08 Toshiba Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2005302808A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Sharp Corp 薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法
JP2008311616A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Samsung Electronics Co Ltd 薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法
KR20140091396A (ko) * 2013-01-11 2014-07-21 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 어레이기판 및 이의 제조 방법
US20150022766A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
JP2018060132A (ja) * 2016-10-07 2018-04-12 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US20190129265A1 (en) * 2017-10-26 2019-05-02 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device

Also Published As

Publication number Publication date
US11327369B2 (en) 2022-05-10
US20210157190A1 (en) 2021-05-27
JP7342648B2 (ja) 2023-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6690671B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP6939857B2 (ja) 電気光学装置、および電子機器
US10948786B2 (en) Electro-optical device, electronic apparatus, and method for manufacturing electro-optical device
JP2021033110A (ja) 電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器
US11754892B2 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
JP7415384B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP7342649B2 (ja) 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器
JP2019219603A (ja) 電気光学装置および電子機器
JP6885440B2 (ja) 電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器
JP7342648B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP6813045B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP2021092680A (ja) 電気光学装置および電子機器
JP7302398B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP6908086B2 (ja) 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器
JP7140296B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP7463872B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
JP7207387B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
US20210074739A1 (en) Electro-optical device, method for manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus
JP6835122B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
US20220291555A1 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
JP2021184028A (ja) 液晶装置および電子機器
JP2022079973A (ja) 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器
JP2020126250A (ja) 電気光学装置および電子機器
JP2020170145A (ja) 電気光学装置および電子機器
JP2023147678A (ja) 電気光学装置および電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20200817

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210914

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20211101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221004

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230619

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230801

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230814

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7342648

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150