JP4292863B2 - 電気光学装置用基板、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
電気光学装置用基板、電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び電子機器 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学装置用基板、電気光学装置、電気光学装置の製造方法及び電子機器に係り、特に、表示領域に設けられた電極に接続された配線を有する液晶表示装置として構成する場合に好適な構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ装置などの電気光学装置においては、一対の対向する電極間に電気光学層を配置してなる複数の画素が配列された表示領域(有効動作領域)と、この表示領域の外側に配置された周辺領域とが設けられる。この周辺領域には、表示領域に設けられた上記電極から引き出された複数の配線が配設され、これらの配線を介して上記電極が駆動され、表示領域に所望の表示態様が実現される。
【0003】
上記電気光学装置の一例として液晶表示装置について説明すると、たとえば、ガラスなどの基板上に反射層が形成され、この反射層上にカラーフィルタを構成する着色層が形成され、さらに、この着色層上に透明な絶縁膜を形成し、この絶縁膜上にITO(インジウムスズ酸化物)などの透明導電体で構成された透明電極が形成された構造を有するものが知られている。このような液晶表示装置がたとえば反射型カラー液晶表示装置である場合には、一方の基板1の上に反射層2、保護膜3、遮光膜13、着色層4、保護膜6、密着性向上層5、電極7が順次積層された構造を有する(例えば、以下の特許文献1参照)。
【0004】
一方、特に携帯型電子機器においては、反射表示と透過表示のいずれもが表示可能に構成された半透過反射型の液晶表示装置が採用される場合が多い。このような半透過反射型の液晶表示装置としては、たとえば、反射機能を有する反射層に画素毎に開口部を形成することにより、この開口部を通してバックライトなどの照明手段の光を透過可能に構成したものが知られている(例えば、以下の特許文献2参照)。すなわち、画素のうち、上記の開口部が設けられている部分が光透過領域となり、その他の部分が光反射領域となるので、昼間などでは光反射領域にて反射される反射光によって表示を視認可能とし、夜間などにおいては照明手段を点灯させて光透過領域を透過する透過光によって表示を視認可能とする。
【0005】
ところで、上記のような半透過反射型の液晶表示装置においては、透過表示を行う場合には、表示光は照明手段から入射して液晶層を一回だけ通過するのに対して、反射表示を行う場合には、外光が入射して反射層によって反射された表示光は液晶層を往復2回通過するため、リタデーションΔn・d(Δnは液晶分子の屈折率異方性、dは液晶層の厚さ)の関数である光変調度合が透過表示と反射表示とで大きく異なることとなることから、透過表示と反射表示とをそれぞれ最適化することが困難であるという問題点がある。すなわち、透過表示と反射表示の一方の表示品位を優先すると他方の表示品位が犠牲になる。このため、上記の液晶表示装置では、上記光透過領域の液晶層を厚く、また、上記光反射領域の液晶層を薄く構成することによって、両表示のコントラストなどを共に向上させる構造(マルチギャップ構造)を採用している。
【0006】
ところが、このような半透過反射型の液晶表示装置では、光反射領域の電極を反射層を兼ねた金属電極とし、光透過領域の電極をITOなどで構成された透明電極としているため、基板内面上に金属電極が露出していることから耐食性の問題が生じやすいとともに、この金属電極と対向する透明電極との間に極性差が生ずるため、表示品位の低下や長期信頼性の低下をもたらすという問題点がある。
【0007】
このような問題点を解決する方法としては、反射層上に絶縁層を介して透明電極を形成する方法がある。この方法では、反射層が絶縁層により被覆されるために耐食性の問題を回避することができるとともに、反射層とは別に透明電極を設けるために上記のような極性差が生じないという利点がある。また、このように構成する場合に、カラーフィルタの着色層を保護するための保護膜をパターニングすることにより基板上に表面凹凸を構成し、これによって上記のように光透過領域の液晶層を厚く、光反射領域の液晶層を薄くする構造が採用される場合がある。このような構造を有する液晶表示装置の細部構造を図13及び図14に示す。
【0008】
ここで、図13は、後述する透明電極222a−1の延長方向と直交する断面を示す拡大部分断面図、図14は、同透明電極222a−1の延長方向と平行な断面を示す拡大部分断面図である。
【0009】
図13及び図14に示す液晶表示装置200においては、第1基板210と第2基板220との間に液晶層235が配置される。第1基板210には、基板211上に、配線211a、駆動素子213及び画素電極212Pが形成され、これらの上に配向膜218が形成されている。また、第2基板220には、基板221上に透明下地層227、反射層223、着色層224、保護膜225、透明電極222a−1及び配線222a−2、配向膜228が順次形成されている。反射層223には画素P毎に開口部223aが形成され、この開口部223aによって光透過領域Ptが構成され、その他の部分は光反射領域Prとなっている。画素間には遮光層229が形成されている。なお、第1基板210と第2基板220との間には絶縁スペーサ235Aが配置され、基板間ギャップGaを規制している。
【0010】
この液晶表示装置では、保護膜225をパターニングするだけで光透過領域Ptにおいて液晶層235の厚さGbを厚くし、光反射領域Prにおいて液晶層235の厚さGaを薄くしている。これによって、液晶層235を一回だけ透過する光(透過光)によって構成される透過表示と、液晶層235を往復2回透過する光(反射光)によって構成される反射表示との間の表示態様の差を低減している。
【0011】
また、上記配線222a−2の端部は表示領域から引き出されて周辺領域において拡幅した接続パッド部222apとなっており、この接続パッド部222apは、シール材231を介して接続パッド部212bpに接着されている。ここで、シール材231は、多数の導電スペーサ231Aが基材中に分散配置された異方性導電材となっている。そして、この導電スペーサ231Aによって接続パッド部222apと212bpとが導電接続されている。すなわち、この異方性導電材であるシール材231の上記接続パッド部222apと212bpとの間に配置された部分によって第1基板210と第2基板220との間を導通させる上下導通部が構成されている。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−14334号公報
【特許文献2】
特開平11−242226号公報(特に、図1、図4、図24、図25など参照。)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図13及び図14に示した半透過反射型の液晶表示装置においては、光透過領域Ptにおいて着色層224上に保護膜225が形成されていないことから、着色層224を介して反射層223と透明電極222a−1との間にリーク電流が流れ、これによって表示品位が低下するといった問題点がある。上記の問題点を解消するために、光透過領域Ptにおいても反射層223の開口部223a上に絶縁層を形成する場合が考えられるが、この場合には、この絶縁層や保護膜の厚さが増大するため、特に、透明電極222a−1に接続された配線222a−2の下地表面に、大きな表面段差が生じたり、表面傾斜角が増大したりすることにより、透明導電体の成膜時においてカバレッジ不足などにより配線に断線が発生するという問題点が考えられる。この配線の断線が発生すると、上記透明電極222a−1がストライプ状に構成されている場合には、当該透明電極222a−1が伸びている画素列全体に表示不良が発生するという深刻な問題を生ずる。
【0014】
また、上述のように異方性導電材としての機能をも有する上記シール材231中には、第1基板210と第2基板220との間隔Gcに対応する外径を有する導電スペーサ231Aが分散配置されている。この導電スペーサ231Aは、表示領域内に配置された絶縁スペーサ235Aの外径Gaが2〜3μmであるのに対して、6〜7μm程度と大きくなっていることによって、シール材231を全周に亘って形成することができなくなる場合があるという問題点がある。
【0015】
例えば、第1基板210に形成されている配線212aは、シール材231の形成領域を通過して表示領域外に引き出され、図示しない給電端子に接続されている。このとき、配線212a間の間隙を小さくしようとすると、上記のように比較的大きな外径Gcを有する導電スペーサ231Aによって隣接する配線212a間が短絡してしまうおそれがある。したがって、配線212a間の間隙は、導電スペーサ231Aによって短絡が生じない程度に充分に大きく設定する必要があり、その結果、配線数を増大させることが困難になり、高精細な液晶表示装置を構成することが難しくなる。したがって、上記のような異方性導電材で構成されたシール材231を全周に亘って構成することができないため、少なくとも上記配線212aの通過部分には導電スペーサ231Aではなく、絶縁スペーサを含んだ、異方性導電機能を有しないシール材を別途配置する必要が生じ、これによって、製造工数が増え、製造コストが増大する。
【0016】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、基板上に電極及びこれに接続された配線を形成してなる電気光学装置用基板及び電気光学装置において、電極に接続された配線の断線を低減することができるとともに、異方性導電材に含まれている導電スペーサによる他の配線間の短絡を防止することができる構造を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の電気光学装置用基板は、基板上に複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置用基板において、前記基板上には前記画素毎に、反射層からなる光反射領域と前記反射層が形成されない光透過領域とを具備し、前記反射層上に絶縁層が形成され、前記表示領域には、前記絶縁層の有無若しくは厚さの変化により、前記光透過領域の形成部位が低く構成された凹凸表面が構成され、前記凹凸表面上に電極が配置され、前記電極に接続された配線が設けられ、前記配線は、前記絶縁層の上に配置された接続パッド部を有することを特徴とする。
【0018】
上記のように、反射層上に絶縁層を形成し、絶縁層の有無若しくは厚さの変化により開口部の形成部位が低く構成された凹凸表面が構成されていることにより、マルチギャップタイプの電気光学装置を容易に構成することができる。
【0019】
本発明では、上記の凹凸表面によるマルチギャップ構造を構成したとき、表示領域に設けられた電極に接続された配線の接続パッド部が上記絶縁層上に配置されていることにより、絶縁層の外縁によって生ずる段差や傾斜面が配線に影響しなくなるため、配線の断線を防止することができる。
【0020】
また、絶縁層の厚さ分だけ接続パッド部を高い位置に設置することができるため、多数の導電体を基材中に分散配置してなる異方性導電材によって接続パッド部を電気光学層の反対側に導電接続する場合に、当該導電体を小さく形成することが可能になり、これにより、当該異方性導電材による電気光学装置に設けられた別の高密度配線の短絡事故の発生を防止できるようになる。したがって、電気光学装置の高精細化を妨げることなく、異方性導電材を電気光学装置を構成するシール材と兼用することが可能になり、構造の簡略化や製造コストの低減を図ることが可能になる。
【0021】
ここで、上記絶縁層は、透光性を有する無機材料や有機材料などによって構成できる。無機材料としては、SiO2、TiO2、Ta2O5などが挙げられる。また、有機材料としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などが挙げられる。特に樹脂材料によって構成する場合、感光性樹脂材料をフォトリソグラフィ法によってパターニングすることが好ましい。
【0022】
また、本発明に係る別の電気光学装置用基板は、基板上に複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置用基板において、前記基板上には着色層が形成され、該着色層上に絶縁層が形成され、前記絶縁層上に電極が配置され、前記電極に接続された配線が設けられ、前記配線は、前記周辺領域において前記絶縁層の上に配置された接続パッド部を有することを特徴とする。
【0023】
この場合にも、着色層上に形成された絶縁層の上に接続パッド部を設けることによって、絶縁層の外縁により生ずる段差や傾斜面の影響を配線が受けることはなくなるため、配線の断線を防止することができる。また、絶縁層の厚さ分だけ接続パッド部を高い位置に設置することができるため、多数の導電体を基材中に分散配置してなる異方性導電材によって接続パッド部を電気光学層の反対側に導電接続する場合に、導電体を小さく形成することが可能になり、これにより、当該異方性導電材による別の高密度配線の短絡事故を防止でき、異方性導電材をシール材と兼用することも可能になる。
【0024】
ここで、前記接続パッド部は、前記着色層上に配置されていることが好ましい。これによって、接続パッド部が着色層の厚さ分だけさらに高い位置に配置されることになるため、異方性導電材による別の高密度配線の短絡事故をより確実に防止できる。
【0025】
また、前記表示領域には、前記絶縁層の有無若しくは厚さの変化により凹凸表面が構成されていることが好ましい。絶縁層の有無若しくは厚さの変化により凹凸表面が構成されていることにより、マルチギャップ構造を構成できる。また、このような凹凸表面を構成する場合には、絶縁層の厚さが必然的に厚くなるので、上記の配線の断線や異方性導電材による高密度配線の短絡事故が発生しやすくなることから、本発明はより効果的である。
【0026】
本発明において、前記絶縁層上には平坦な表面部が形成され、該表面部上に前記接続パッド部が形成されていることが好ましい。これによれば、接続パッド部が平坦な表面部上に形成されていることにより、異方性導電材を用いた接続パッド部の導電接続部分の信頼性を向上させることができる。
【0027】
本発明において、前記接続パッド部は、前記絶縁層における前記凹凸表面の高い表面部位における厚さと略同一の厚さを有する部分の上に配置されていることが好ましい。これによれば、接続パッド部がさらに高い位置に形成されるため、異方性導電材を用いて接続パッド部を導電接続する場合に、別の高密度配線の短絡事故をより確実に防止することができ、また、異方性導電材をシール材と兼用することもより容易になる。
【0028】
本発明において、前記絶縁層は、前記基板上に順次に積層された第1絶縁層及び第2絶縁層で構成され、前記表示領域には、前記第1絶縁層と前記第2絶縁層の少なくとも一方が部分的に存在しないことにより前記凹凸表面が構成されていることが好ましい。これによれば、第1絶縁層と第2絶縁層の少なくとも一方をパターニングすることによって容易に凹凸表面を構成できる。また、2層構造とすることによって絶縁性を確保することができる。なお、第1絶縁層と第2絶縁層は相互に同じ材料によって構成されていてもよく、或いは、相互に異なる材料によって構成されていてもよい。
【0029】
この場合に、前記接続パッド部は、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層の上に配置されていることが好ましい。これによれば、接続パッド部がさらに高い位置に形成されるため、異方性導電材を用いて接続パッド部を導電接続する場合に、別の高密度配線の短絡事故をより確実に防止することができ、また、異方性導電材をシール材と兼用することもより容易になる。
【0030】
また、前記第1絶縁層は前記表示領域において全面的に形成され、前記第2絶縁層が部分的に形成されていることにより前記凹凸表面が構成されていることが好ましい。これによれば、上層の第2絶縁層を部分的に形成することにより形状のダレなどが少なくなるため、凹凸表面をより制御性良く形成することができる。
【0031】
本発明において、前記周辺領域には遮光層が構成され、前記接続パッド部は、前記遮光層の上に配置されていることが好ましい。遮光層が構成されていることによって配線は遮光層の厚さ分高い位置に形成されることになるが、本発明では、接続パッド部も遮光層上に配置されていることにより、遮光層の厚さ分の段差が発生しないため、配線の断線を発生しにくく構成できる。また、遮光層の厚さ分だけ接続パッド部が高い位置に構成されるため、異方性導電材による接続パッド部の導電接続構造を設ける場合に、異方性導電材中の導電体を小さくすることができるため、当該導電体による別の高密度配線の短絡事故を防止することができる。
【0032】
ここで、遮光部は、配線と絶縁層との間、絶縁層の下、絶縁層が第1絶縁層と第2絶縁層とで構成されている場合には第2絶縁層と第1絶縁層との間、のいずれに配置されていてもよいが、特に、絶縁層の下層に遮光部が構成されていることが望ましい。
【0033】
なお、この遮光部は、黒色樹脂などにより単一材料で構成することもでき、また、後述するように、複数色の着色層を積層することによって構成することも可能である。
【0034】
次に、本発明に係る電気光学装置は、一対の対向する電極の間に電気光学層が配置され、複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置において、前記電気光学層の一方側には基板が配置され、該基板上には前記画素毎に、反射層からなる光反射領域と前記反射層が形成されない光透過領域とを具備し、前記反射層上に絶縁層が配置され、
前記表示領域には、前記絶縁層の有無若しくは厚さの変化により、前記光透過領域の形成部位が低く構成された凹凸表面が構成され、前記凹凸表面上に電極が配置され、前記電極に接続された配線が設けられ、前記配線は、前記絶縁層の上に配置された接続パッド部を有し、前記接続パッド部は、上下導通部を介して前記電気光学層の反対側に導電接続されていることを特徴とする。
【0035】
この発明によれば、絶縁層によって構成された凹凸表面により電気光学装置にマルチギャップ構造を構成することが可能になる。また、この構造を構成するために必要な絶縁層上に配線の接続パッド部を設けることにより、絶縁層の外縁により生ずる段差や傾斜面が配線に影響しなくなるため、配線の断線を防止することができる。
【0036】
また、絶縁層の厚さ分だけ接続パッド部を高い位置に設置することができるため、上下導通部として多数の導電体を基材中に分散配置してなる異方性導電材を用いた場合には、その導電体を小さく形成することが可能になり、これにより、当該異方性導電材による電気光学装置に設けられた別の高密度配線の短絡事故の発生を防止できるようになる。したがって、配線の高密度化や配線本数の増大により電気光学装置の高精細化を図ることができる。また、異方性導電材を電気光学装置を構成するシール材と兼用することが可能になり、構造の簡略化や製造コストの低減を図ることが可能になる。
【0037】
次に、本発明に係る別の電気光学装置は、一対の電極の間に電気光学層が配置され、複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置において、前記電気光学層の一方側には基板が配置され、該基板上には着色層が形成され、該着色層上に絶縁層が配置され、前記絶縁層の上に電極が配置され、前記電極に接続された配線が設けられ、前記配線は、前記絶縁層の上に配置された接続パッド部を有し、前記接続パッド部は、上下導通部を介して前記電気光学層の反対側に導電接続されていることを特徴とする。
【0038】
この場合にも、着色層上に形成された絶縁層の上に接続パッド部を設けることによって、絶縁層の外縁により生ずる段差や傾斜面の影響を配線が受けることはなくなるため、配線の断線を防止することができる。また、絶縁層の厚さ分だけ接続パッド部を高い位置に設置することができるため、上下導通部として多数の導電体を基材中に分散配置してなる異方性導電材を用い、これによって接続パッド部を電気光学層の反対側に導電接続する場合に、その導電体を小さく形成することが可能になり、その分、当該異方性導電材による別の高密度配線の短絡事故を防止でき、異方性導電材をシール材と兼用することも可能になる。
【0039】
本発明において、前記上下導通部は多数の導電体が基材中に分散配置されてなる異方性導電材により構成され、該異方性導電材の形成領域には、複数の他方の前記電極に接続された複数の配線が通過していることが好ましい。他方の電極にそれぞれ接続された複数の配線が異方性導電材の形成領域を通過している場合には、異方性導電材中の導電体が上記のように小さく構成されることにより、これら複数の配線の間隙を小さく設定しても短絡事故が生じないように構成できるので、電気光学装置の小型化及び高精細化を図ることが可能になる。
【0040】
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、一対の対向する電極の間に電気光学層が配置され、複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置の製造方法において、基板上に前記画素毎に反射層からなる光反射領域を形成し、前記反射層上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に一方の前記電極及び該一方の電極に接続された配線を形成し、前記配線には、前記絶縁層上に配置された接続パッド部を設け、前記接続パッド部を、多数の導電体を基材中に分散させてなる異方性導電材を介して前記電気光学層の反対側に導電接続させることを特徴とする。
【0041】
また、本発明に係る別の電気光学装置の製造方法は、一対の対向する電極の間に電気光学層が配置され、複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置の製造方法において、前記電気光学層の一方側に配置される基板上に着色層を形成し、該着色層上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に一方の前記電極及び該一方の電極に接続された配線を設け、前記配線には、前記周辺領域において前記絶縁層上に接続パッド部を設け、前記接続パッド部を、多数の導電体を基材中に分散させてなる異方性導電材を介して前記電気光学層の反対側に導電接続させることを特徴とする。
【0042】
次に、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の電気光学装置と、該電気光学装置の制御手段とを有することを特徴とする。本発明に係る電気光学装置は、半透過反射型の構成を有することによって透過表示と反射表示のいずれでも表示が可能となるため、特に、携帯電話機、携帯型情報端末、電子時計などの携帯型電子機器を構成する上できわめて有効である。
【0043】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る電気光学装置用基板、電気光学装置、その製造方法及び電子機器の実施形態について詳細に説明する。以下に説明する各実施形態は、いずれも電気光学装置の一種である液晶装置に関するものであるが、本発明は、液晶装置に限らず、エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、フィールドエミッション表示装置などの各種の電気光学装置に用いることができるものである。
【0044】
最初に、本実施形態の液晶装置100の全体構成について説明する。図1は液晶装置100の分解斜視図、図2は液晶装置100の平面透視図である。液晶装置100は、第1基板110と、第2基板120とをシール材131によって貼り合せ、第1基板110、第2基板120及びシール材131によって囲まれた空間内に図示しない電気光学物質である液晶を封入したものである。第1基板110は、第2基板120の外形よりも張り出した基板張出部110Tを有し、この基板張出部110Tの表面上に液晶駆動回路などを内蔵した電子部品(半導体ICチップ)132,133が実装されている。これらの電子部品132,133の図示しない複数の端子は、基板張出部110T上にそれぞれ引き出された配線112a、配線112b及び入力端子112c,112dに導電接続されている。
【0045】
第1基板110においては、ガラスやプラスチックなどの透明材料で構成される基板111の表面上にITOなどで構成された導体パターン112が形成されている。この導体パターン112には、シール材131の内側に設定された表示領域D(図2参照)内にストライプ状に形成された配線112aが含まれる。これらの配線112aは、図示を省略した駆動素子(たとえば、TFD(薄膜ダイオード))に接続されている。配線112aは、表示領域D内から上記基板張出部110Tの表面上に引き出され、その端部が給電端子となり、複数の給電端子が配列されて給電端子部112asが構成されている。また、表示領域Dの外側には周辺領域E(図2参照)が設けられている。この周辺領域Eには基板111上に複数の配線112bが形成されている。これらの配線112bには、表示領域Dとの境界線に沿って配設された接続パッド部112bpが設けられている。また、配線112bにおける接続パッド部112bpとは反対側の端部は、上記基板張出部110Tに引き出されて給電端子となり、複数の給電端子が配列された給電端子部112bsが構成されている。さらに、基板張出部110Tの端縁近傍には、複数の入力端子112c,112dが形成されている。これらの入力端子112c,112dは、図示しないフレキシブル配線基板などの配線部材が接続されることにより、外部の表示制御手段から制御信号や表示データなどを導入可能とするためのものである。
【0046】
一方、第2基板120には、ガラスやプラスチックなどで構成された基板121の表面(第1基板110と対向する内面)上に、ITOなどで構成される導体パターン122が形成されている。この導体パターン122には、ストライプ状に構成された複数の帯状導体122aが設けられている。これらの帯状導体122aの端部にはそれぞれ接続パッド部122apが形成されている。これらの帯状導体122aは、上記第1基板110の配線112aの延長方向と直交する方向に伸びている。
【0047】
図3は、第2基板120に設けられた帯状導体122aの両端部近傍を拡大して示す概略平面図である。帯状導体122aは、表示領域D内に配置された部分が電極122a−1となっており、この電極122a−1と一体に構成された配線122a−2は周辺領域Eに引き出されている。上記接続パッド部122apは上記配線122a−2の外側の端部において拡幅した形状に構成されている。なお、この配線122a−2及びその近傍の構成について以下に説明する場合、表示領域D側を内側、周辺方向E側或いはさらにその外縁に向かう方向を外側ということにする。
【0048】
図4に示すように、帯状導体122aの接続パッド部122apは、シール材131を介して配線112bの接続パッド部112bpに接続されている。シール材131には、樹脂基材中に多数の微小な導電体である導電スペーサ131Aが分散配置されている。導電スペーサ131Aは球状に構成されている。導電スペーサ131Aとしては、金属などの導電体で構成されたもの、プラスチックなどの絶縁体の表面にめっきなどで金属などの導電層を形成したものなどを用いることができる。なお、図4ではシール材131の幅が導電スペーサ131Aの直径のほぼ2倍程度に描かれているが、実際には、導電スペーサ131Aの外径は5〜10μm程度であり、シール材131の幅は0.1〜3.0mm程度である。これらの導電スペーサ131Aは、第1基板110と第2基板120とがシール材131を介して貼り合わされ、加圧された状態でシール材131が硬化されたとき、接続パッド部121bpと接続パッド部122apとを導電接続するように構成されている。より具体的には、上記のような構成によりシール材131は導電異方性を有するので、複数の接続パッド部112bpと接続パッド部122apとは、このシール材131を介して相互に対応するもの同士のみが導電接続される。そして、図2に示す平面配置において、矩形枠状に形成されたシール材131の左右両側にある、接続パッド部112bpの列と接続パッド部122apの列とが対向配置されている部位に配置された部分131Dは、第1基板110と第2基板120とを導電接続するための上下導通部を構成している。
【0049】
この実施形態では、上記の上下導通部に設けられる接続パッド部122apは、基板121の表面上に直接形成されているのではなく、上記第1絶縁層125及び第2絶縁層126の上に形成されている。すなわち、第1絶縁層125及び第2絶縁層126は表示領域Dから外側へ張り出して周辺領域Eにまで形成され、周辺領域Eにおいてその表面が平坦に構成された部分が設けられ、この平坦な表面部分に上記接続パッド部122apが形成されている。
【0050】
次に、図5乃至図10を参照して本発明に係る電気光学装置用基板及び電気光学装置の実施形態についてより詳細に説明する。図8は、液晶装置100の第2基板120について表示領域Dと周辺領域Eの境界近傍を示す拡大平面透視図、図9は、液晶装置100の表示領域D内の一部を配線122a−2の延長方向に切断した状態を示す拡大断面図、図10は、液晶装置100の表示領域D内の一部を配線122a−2の延長方向と直交する方向に切断した状態を示す拡大断面図である。
【0051】
この実施形態では、図8に示すように、表示領域Dにおいて複数の画素Pが平面的に配列形成されている。表示領域D内の画素Pの間には画素間領域が存在し、この画素間領域には後述する遮光層129が形成されている。また、周辺領域Eの表示領域Dの外縁に沿った部分にも遮光層129が表示領域Dを取り囲むように構成されている。
【0052】
図10に示すように、第1基板110において、上記の配線112aは、駆動素子113を介して画素電極112Pに接続されている。駆動素子113及び画素電極112Pは画素P毎に形成されている。駆動素子113としては、例えば、薄い絶縁膜を介して導体が接合したMIM構造を有するTFD(薄膜ダイオード素子)が挙げられる。画素電極112Pは、たとえば、ITOなどの透明導電体で構成される。これらの配線112a、駆動素子113及び画素電極112Pの上には、ポリイミド樹脂などで配向膜118が形成される。
【0053】
図9及び図10に示すように、第2基板120の基板121上には透明下地層127が形成されている。この透明下地層127の表面には図示しない微細な凹凸が形成されている。透明下地層127は、たとえば、基板121の表面上に感光性樹脂を塗布し、所定の露光マスクを用いて露光(例えばプロキシミティ露光)した後に現像することによって微細な凹凸表面を備えた状態に形成される。この透明下地層127は、その凹凸表面によって以下に説明する反射層123の反射面を光散乱性反射面とするために設けられるものである。これによって、その上に形成された反射層123の表面に微細な凹凸が形成され、反射層123の正反射による背景の写り込みや照明光による幻惑などを防止できる。
【0054】
上記の透明下地層127の上には反射層123が形成される。この反射層123は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金などの金属材料で、蒸着法やスパッタリング法などを用いて形成される。反射層123には、図8に示すように、上記画素P毎に開口部123aが形成される。この開口部123aによって画素P内には光透過領域Ptが構成される。この光透過領域Pt以外は、光反射領域Prとなっている。反射層の厚さは、一般的に1000〜2000Å程度である。
【0055】
次に、反射層123の上に遮光層129が形成される。この遮光層129は、観察側(図1の下側、図9及び図10の上側)へ放出される表示光をある程度遮断できるものであればよい。たとえば、黒色樹脂層や表面処理(酸化膜)を施した金属層などで構成できる。遮光層129は、光学濃度(Optical Density)が1以上であることが好ましく、特に、1.5以上であることが望ましい。遮光層129の厚さは、たとえば0.5〜3.0μm程度である。
【0056】
また、反射層123及びその開口部123a上には、着色層124R,124G,124B(以下、必要に応じて単に「着色層124」という場合もある。)が配置されている。各画素Pには、複数色の着色層124R,124G,124Bのいずれかが配置されている。これらの複数色の着色層124R,124G,124Bは、上記表示領域D内において所定の配列パターンとなるように配設されている。この配列パターンとしては、たとえば、公知のストライプ配列、デルタ配列、斜めモザイク配列などが挙げられる。なお、上記遮光層129は、上記の着色層124R,124G,124Bのうちの2色以上を重ねることによって構成しても構わない。
【0057】
これらの着色層124上には上記第1絶縁層125及び第2絶縁層126が積層され、これらの第1絶縁層125及び第2絶縁層126は、上記着色層124を外部から保護する保護膜としても機能するようになっている。
【0058】
また、第1絶縁層125は、SiO2、TiO2、Ta2O5などの透明な無機材料、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明な有機樹脂材料などで構成できる。この第1絶縁層125は、材料によっても異なるが、塗布法、スパッタリング法、CVD法などによって形成できる。本実施形態の場合、第1絶縁層125は、表示領域Dにおいてほぼ等しい厚さになるように形成されている。また、第1絶縁層125は表示領域Dから周辺領域Eに広がり、上記遮光層129を越えて外側にさらに広がるように構成されている。第1絶縁層125の厚さは、絶縁特性との兼ね合いで決定されるが、アクリル樹脂などで構成する場合には0.5μm程度で充分な絶縁性を備えるので、例えば0.5〜2.5μm程度とされる。
【0059】
上記第1絶縁層125の上には第2絶縁層126が形成されている。この第2絶縁層126は、上記第1絶縁層125において説明した各素材により、同様の方法で構成できる。第2絶縁層126は、図9及び図10に示すように、表示領域Dにおいて、開口部123a上の領域、すなわち光透過領域Ptを避けるように構成されている。より具体的には、第2絶縁層126は、光透過領域Ptには形成されておらず、光反射領域Prには形成されている。これによって、第2基板120には、光透過領域Ptにおいて低くなった凹凸表面が構成される。第2絶縁層126の厚さは、本実施形態の場合には第2基板の表面段差量を決定するため、光透過領域Ptと光反射領域Prとにおける液晶層135の必要とされる厚さの差に応じた厚さとされる。第2絶縁層126の厚さは、例えば1.5〜3.0μm程度である。
【0060】
なお、上記第1絶縁層125及び第2絶縁層126の代わりに、単一の絶縁層を構成することもできる。この場合、上記のように第2基板120の表面を凹凸形状に構成する場合、従来構造と同様に単一の絶縁層をパターニングして、光透過領域Ptにおいては着色層124上に直接電極122a−1が形成されるように構成してもよい。また、単一の絶縁層を光透過領域Ptでは薄く、光反射領域Prでは厚く構成するようにしてもよい。このような単一層の厚さを場所によって変えることにより構成された表面凹凸構造は、例えば、感光性樹脂の露光強度を場所によって変えることによって形成できる。
【0061】
次に、上記第1絶縁層125及び第2絶縁層126上には、ITO(インジウムスズ酸化物)などの透明導電体で構成された帯状導体122aが形成される。この帯状導体122aは上述の通り表示領域D内の電極122a−1と周辺領域E内の配線122a−2が一体に構成されたものである。配線122a−2は周辺領域Eに引き出されている。電極122a−1上にはポリイミド樹脂などで配向膜128が形成される。
【0062】
上記の構成によって、第2基板120の表面は、光透過領域Ptにおいて一段低く構成された凹凸表面を有する。これによって、第1基板110と第2基板120との間に挟持された液晶層135は、各画素P毎に、光透過領域Ptで厚く、光反射領域Prで薄くなるように構成される。すなわち、マルチギャップタイプの液晶装置が構成される。ここで、液晶層135の光に対する複屈折率や旋光性の程度(光変調度合)は、リタデーションΔn・d(Δnは液晶層135内の液晶分子の屈折率異方性、dは液晶層135の厚さ)の関数となるため、液晶層135の厚さが光透過領域Ptで厚く光反射領域Prで薄いことによって、透過表示と反射表示の表示品位をより高いレベルで両立させることが可能になる。つまり、光透過領域Ptでは、図示しないバックライトなどの照明手段から放出される照明光は一回だけ液晶層135を通過するのに対して、光反射領域Prでは、入射した外光は往復2回液晶層135を通過するので、液晶層135の厚さが光透過領域Ptと光反射領域Prとで等しい場合には、透過表示と反射表示のいずれか一方を光学的に最適化すると、他方は犠牲になり表示品位(例えばコントラストなど)が低下する。これに対して、本実施形態では、光透過領域Ptにおける液晶層135は厚く、光反射領域Prにおける液晶層135は薄いため、上記の液晶層135に対する通過回数の差による影響が低減され、透過表示と反射表示を共に高品位化することができる。
【0063】
上記液晶層135の厚さは絶縁スペーサ135Aによって規制されている。この絶縁スペーサ135Aは、第1基板110と第2基板120の凸部との間に介在し、光反射領域Prにおける液晶層135の厚さを規定する。
【0064】
本実施形態においては、第1絶縁層125を画素P内の全面に形成することにより、反射層123と電極122a−1との絶縁性を確保し、また、第2絶縁層126をパターニングすることにより、光透過領域Ptにおいて第2絶縁層126が存在せず、光反射領域Prにおいて第2絶縁層126が存在するように構成されていることにより、上記第2基板120の表面が凹凸状に構成されている。このように構成すると、より上層にある第2絶縁層126がパターニングされることによって上記凹凸表面の段差部分のダレを低減することができるため、凹凸表面形状をより制御性良く形成することができ、所望の光学特性を高精度かつ歩留まり良く得ることができるという利点がある。たとえば、光透過領域Ptと光反射領域Prとの境界の段差部分に形成される傾斜面の幅は、当該幅内では液晶分子の配向が乱れるため、電極122a−1に断線が生じない範囲でなるべく小さく構成することが好ましいが、上記の幅は一般的には水平方向に約8〜10μm程度であるのに対して、本実施形態では5〜7μm程度の幅に抑制することができる。
【0065】
なお、図9及び図10に示すように、この液晶装置100においては、第2基板120に向けて偏光板136及び位相差板137が配置され、第1基板110の外側に、観察側(図示上側)に向けて位相差板138及び偏光板139が配置される。これらの偏光板136,139及び位相差板137,138は、第1基板110及び第2基板120の外面上に貼着固定される。
【0066】
この実施形態では、反射層123が金属で構成されていて、表示領域D内において全面的に形成された第1絶縁層125によって反射層123と電極122a−1との間の絶縁が確保されている。したがって、電極122a−1と反射層123との間の電気リークによって表示品位が損なわれることはない。
【0067】
上記実施形態では、第1絶縁層125を表示領域D内に全面的に形成するとともに、第2絶縁層126を表示領域D内において部分的に存在しないように構成することにより、第2基板120に、光透過領域Ptが低くなるように構成された凹凸表面を形成している。しかしながら、本発明はこのような場合に限られるものではない。たとえば、第1絶縁層125を表示領域D内において部分的に存在しないように構成することによって第1基板120の凹凸表面を形成し、この上に第2絶縁層126を全面的に形成することによって電気リークを防止してもよい。さらには、第1絶縁層125と第2絶縁層126の双方を表示慮域D内において部分的に存在しないように構成することによって凹凸表面を形成するようにしても構わない。この場合、第1絶縁層125と第2絶縁層126のいずれか少なくとも一方が反射層123と電極122a−1との間に介在するようにすれば(第1絶縁層125の非形成範囲と、第2絶縁層126の非形成範囲とが平面的に重ならないようにすれば)、上記の電気リークを防止し、これに起因する表示品位の低下を回避できる。
【0068】
図5は、本実施形態における第2基板120について、周辺領域Eの一部(表示領域Dに隣接する部分)を拡大して示す拡大部分断面図である。ここで、断面の方向は、上記配線122a−2の延長方向としてある。また、図5に示す各層の厚さと長さの比は実際のものとは大幅に異なり、厚さを長さに対して拡大して強調表示してある。
【0069】
図5(a)に示す構成においては、上述のように第1絶縁層125及び第2絶縁層126の上に接続パッド部122apが配置されている。これによって、第1絶縁層125及び第2絶縁層126の外縁が接続パッド部122apよりも外側に配置されていることになるため、配線122a−2の下地表面には、その延長方向に向けて見たとき、各絶縁層の外縁によって生ずる表面段差や傾斜面などが存在しないことになる。したがって、帯状導体122の成膜時におけるカバレッジ不足などによる配線122a−2の断線が発生しにくくなることから、線欠陥の発生が低減される。
【0070】
また、この実施形態では、接続パッド部122apが第1絶縁層125及び第2絶縁層126の上に配置されていることによって、接続パッド部122apは、第1絶縁層125及び第2絶縁層126の厚さ分だけ基板121の表面より高い位置に形成されていることになる。したがって、その分だけ、導電スペーサ131Aの直径を小さく構成することが可能になる。
【0071】
なお、接続パッド部122apは、第2絶縁層126の平坦な表面部分に形成されている。これによって、接続パッド122apと対向する接続パッド112bpとの間のシール材131を介した導電接続の信頼性を向上させることが可能になる。
【0072】
図5(b)に示す構成は、第1絶縁層125の外縁が接続パッド部122apよりも外側に配置されているが、第2絶縁層126の外縁が接続パッド部122apよりも内側に配置されている。これによって、接続パッド部122apは第1絶縁層125の上に配置されているが、第2絶縁層126の上には配置されていない。したがって、図5(a)に示す構成に較べると、配線122a−2の下地表面に第2絶縁層126の外縁に起因する段差或いは傾斜面が形成されるとともに、接続パッド部122apも低い位置に形成されることになる。しかしながら、従来構造に較べると、配線122a−2の下地表面の段差量も少なくなり、接続パッド部122apの高さも高くなるため、一定の効果が得られる。
【0073】
図5(c)に示す構成においては、遮光層129を外側へ張り出すように延長形成し、この遮光層129の上に接続パッド部122apが形成されている。すなわち、接続パッド部122apの下層には、基板121上に、遮光層129、第1絶縁層125、第2絶縁層126が順次積層されている。これによって、配線122a−2の下地表面にはほとんど段差や傾斜面が存在しなくなるため、配線の断線の発生確率をさらに低減することができる。また、接続パッド部122apはさらに高い位置に配置されることになるので、導電スペーサ131Aの直径をさらに低減できる。
【0074】
この場合、たとえば、図5(c)に点線で示すように、上記遮光層129の代わりに、着色層124を接続パッド122apの下層に形成することも可能である。この場合にも、着色層124の厚さ分だけ接続パッド122apを高い位置に形成できるため、上記と同様の効果が得られる。
【0075】
次に、図6及び図7を参照して、本実施形態における導電スペーサ131Aと配線112aとの関係について説明する。なお、図6は図5(a)に示す構造を前提として描いてあるが、図5(b)及び図5(c)に示す構造であっても構わない。
【0076】
この実施形態では、図6に示すように、第1絶縁層125及び第2絶縁層126の上に接続パッド部122apが形成され、この接続パッド部122apと、これに対向配置された接続パッド部112bpとの間にシール材131が介在し、その中の導電スペーサ131Aによって上下導通部の導電接続状態が実現されている。このとき、導電スペーサ131Aの直径Gcは、第1絶縁層125及び第2絶縁層126の厚さ分だけ、図14に示す従来構造の場合よりも小さくなっている。なお、図6において、表示領域内の絶縁スペーサ135Aによって規制される光反射領域Prの液晶層135の厚さはGa、光透過領域Ptにおける液晶層135の厚さはGbとなっている。
【0077】
図7は、第1基板110の図1に示す領域VIIを拡大して示す拡大部分平面図である。上述のように、シール材131は接続パッド部112bpに重なる領域に形成されている。また、このシール材131の形成領域には図1にも示す交差範囲Kにおいて配線112aが通過し、シール材131と交差して上記基板張出部110Tに引き出されている。この交差範囲Kにおいては、複数の配線112aがほぼ平行に配列されている。
【0078】
シール材131の内部には上述のように導電スペーサ131Aが分散配置されているが、この導電スペーサ131Aの直径が大きくなると、交差範囲Kにおいて、隣接する配線112aの間隙Gdを充分に確保しないと、隣接する配線112a同士が短絡する危険性がある。ところが、本実施形態では、上記のように絶縁層(第1絶縁層125及び第2絶縁層126)の上に配線122a−2の接続パッド部122apを形成しているため、当該絶縁層の厚さ分だけ異方性導電材であるシール材131の導電スペーサ131Aを小さく構成している。したがって、その分、配線112a間の短絡を回避しつつ当該配線間の間隙Gdを小さくすることが可能になる。このように間隙Gdを小さくすることにより、配線112aの本数を増大させることが可能になるため、液晶装置100の高精細化が可能になる。
【0079】
[電子機器]
最後に、図11及び図12を参照して、本発明に係る電子機器の実施形態について説明する。この実施形態では、上記電気光学装置(液晶装置100)を表示手段として備えた電子機器について説明する。図11は、本実施形態の電子機器における液晶装置100に対する制御系(表示制御系)の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源191と、表示情報処理回路192と、電源回路193と、タイミングジェネレータ194とを含む表示制御回路190を有する。また、上記と同様の液晶装置100には、上述の構成を有する液晶パネル100Aを駆動する駆動回路100Bが設けられている。この駆動回路100Bは、上記のように液晶パネル100Aに直接実装されている電子部品(半導体ICチップ)132,133で構成される。ただし、駆動回路100Bは、上記のような態様の他に、パネル表面上に形成された回路パターン、或いは、液晶パネルに導電接続された回路基板に実装された半導体ICチップ若しくは回路パターンなどによっても構成することができる。
【0080】
表示情報出力源191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194によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路192に供給するように構成されている。
【0081】
表示情報処理回路192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100Bへ供給する。駆動回路100Bは、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路193は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【0082】
図12は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話の外観を示す。この電子機器1000は、操作部1001と、表示部1002とを有し、表示部1002の内部に回路基板1100が配置されている。回路基板1100上には上記の液晶装置100が実装されている。そして、表示部1002の表面において上記液晶パネル100Aを視認できるように構成されている。
【0083】
本実施形態の液晶装置100は、上記のように透過表示と反射表示とを状況に応じて切り替えて実施することが可能であるため、上記のような携帯型の電子機器に搭載される場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の液晶装置の全体構成を示す概略分解斜視図。
【図2】 実施形態の液晶装置の概略平面透視図。
【図3】 実施形態の第2基板の導体パターンの一部を拡大して示す拡大部分平面図。
【図4】 実施形態の上下導通部を拡大して示す拡大部分断面図。
【図5】 実施形態の第2基板の周辺領域の一部の構成例を拡大して示す拡大部分断面図(a)〜(c)。
【図6】 実施形態の周辺領域の一部を拡大して示す拡大部分断面図。
【図7】 実施形態の一部を拡大して示す拡大平面透視図。
【図8】 実施形態の表示領域及び周辺領域の一部を拡大して示す部分拡大平面図。
【図9】 実施形態の表示領域の一部における第2基板の配線の延長方向に沿った断面を拡大して示す部分拡大断面図。
【図10】 実施形態の表示領域の一部における第2基板の配線の延長方向と直交する断面を拡大して示す拡大平面断面図。
【図11】 電子機器に搭載された電気光学装置及びその制御手段を示す概略構成図。
【図12】 電子機器の一例を示す概略斜視図。
【図13】 従来の半透過反射型の液晶表示装置の構造を示す拡大部分断面図。
【図14】 従来の半透過反射型の液晶表示装置の図13と直交する断面を示す拡大部分断面図。
【符号の説明】
100…液晶装置、110…第1基板、111…基板、112a…配線、112P…画素電極、113…駆動素子、120…第2基板、121…基板、122…導体パターン、122a…帯状導体、122a−1…電極、122a−2…配線、122ap…接続パッド部、123…反射層、123a…開口部、124R,124G,124B…着色層、129…遮光層、125…第1絶縁層、126…第2絶縁層、131…シール材、131A…導電スペーサ、132,133…電子部品、135…液晶層、135A…絶縁スペーサ、D…表示領域、E…周辺領域、K…交差範囲
Claims (10)
- 基板上に複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置用基板において、
前記基板上には前記画素毎に、反射層からなる光反射領域と前記反射層が形成されない光透過領域とを具備し、前記反射層上に絶縁層が形成され、
前記表示領域には、前記絶縁層の有無若しくは厚さの変化により、前記光透過領域の形成部位が低く構成された凹凸表面が構成され、
前記凹凸表面上に電極が配置され、
前記電極に接続された配線が設けられ、
前記配線は、前記絶縁層の上に配置された接続パッド部を有することを特徴とする電気光学装置用基板。 - 前記絶縁層上には平坦な表面部が形成され、該表面部上に前記接続パッド部が形成され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用基板。
- 前記接続パッド部は、前記絶縁層における前記凹凸表面の高い表面部位における厚さと略同一の厚さを有する部分の上に配置され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用基板。
- 前記絶縁層は、前記基板上に順次に積層された第1絶縁層及び第2絶縁層で構成され、前記表示領域には、前記第1絶縁層と前記第2絶縁層の少なくとも一方が部分的に存在しないことにより前記凹凸表面が構成されていることを特徴とする請求項1又は3に記載の電気光学装置用基板。
- 前記接続パッド部は、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層の上に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置用基板。
- 前記第1絶縁層は前記表示領域において全面的に形成され、前記第2絶縁層が部分的に形成されていることにより前記凹凸表面が構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の電気光学装置用基板。
- 遮光層が構成され、前記接続パッド部は、前記遮光層の上に配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
- 一対の対向する電極の間に電気光学層が配置され、複数の画素を含む表示領域を有する電気光学装置において、
前記電気光学層の一方側には基板が配置され、該基板上には前記画素毎に、反射層からなる光反射領域と前記反射層が形成されない光透過領域とを具備し、前記反射層上に絶縁層が配置され、
前記表示領域には、前記絶縁層の有無若しくは厚さの変化により、前記光透過領域の形成部位が低く構成された凹凸表面が構成され、
前記凹凸表面上に電極が配置され、
前記電極に接続された配線が設けられ、
前記配線は、前記絶縁層の上に配置された接続パッド部を有し、
前記接続パッド部は、上下導通部を介して前記電気光学層の反対側に導電接続
されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記上下導通部は、多数の導電体を基材中に分散させてなる異方性導電材からなることを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置。
- 請求項8又は9に記載の電気光学装置と、該電気光学装置の制御手段とを有することを特徴とする電子機器。
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