JPH10339889A

JPH10339889A - 電気光学装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10339889A
Application number: JP16799097A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Hirakata; 吉晴平形; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】均一なセル厚を有しており、良好な表示特性
を示す液晶表示装置を提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板と対向基板と
のセルギャップを制御するためにセルギャップ保持材を
用いる。セルギャップ保持材は、その上面があらかじめ
化学機械研磨処理されるので、基板全体にわたって均一
なセルギャップを確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】本明細書で開示する発明は、薄膜トランジ
ス（ＴＦＴと称される）を用いた電気光学装置に関す
る。また、その電気光学装置を作製する方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】

【０００４】最近安価なガラス基板上に半導体薄膜を形
成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
を作製する技術が急速に発達してきている。その理由
は、アクティブマトリクス型液晶表示装置の需要が高ま
ってきたことによる。

【０００５】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された数十〜数百万個もの画素領域
にそれぞれＴＦＴが配置され、各画素電極に出入りする
電荷をＴＦＴのスイッチング機能により制御するもので
ある。

【０００６】ここで、薄膜トランジスタが配置されたア
クティブマトリクス型液晶表示装置の基本的な構成を図
１を用いて説明する。まず、液晶表示装置を基板に対し
て垂直な方向に切断した断面図を、図１（Ａ）に示す。
この断面は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ' で示される破線で切
断した断面図に相当する。

【０００７】下地基板１０１は、透光性であり、絶縁膜
が基板表面に形成されている（図示せず）。１０２はＴ
ＦＴの活性層、１０３はゲイト電極、１０４はデータ
線、１０５はドレイン電極、１０６は層間絶縁膜、１０
７はブラックマトリクス、１０８は透明導電性膜から成
る画素電極、１０９は配向膜である。

【０００８】上記のような構成を有するＴＦＴが配置さ
れた基板全体をアクティブマトリクス基板と呼ぶことに
する。なお、図１（Ａ）では１つの画素のみに注目して
いるが、実際には、数十〜数百万個の画素スイッチング
ＴＦＴ（画素ＴＦＴと呼ぶ）を含む画素領域と、それら
を駆動する複数のＴＦＴを含む周辺駆動回路領域とによ
ってアクティブマトリクス基板が構成される。

【０００９】一方、１１０は透光性を有する基板であ
り、１１１は透明導電性膜から成る対向電極、１１２は
配向膜である。このような構成をとるアクティブマトリ
クス基板と対向する基板全体を、対向基板と呼ぶことに
する。

【００１０】図２（Ａ）に示すように、上記アクティブ
マトリクス基板および対向基板には、液晶材料の配向性
を整えるためのラビングなどの配向処理が行われる。そ
の後、アクティブマトリクス基板と対向基板との基板間
隔（セルギャップ）を制御するために、アクティブマト
リクス基板側に粒形のスペーサ２０１が基板全面に均一
に散布される。次に、シール剤２０２が印刷される。シ
ール剤２０２は、基板同士を貼り合わせる接着剤として
の役割と、基板間に注入される液晶材料が基板外部に漏
れないように封入するための封止剤としての役割とを果
たす。

【００１１】次に、アクティブマトリクス基板と対向基
板とを貼り合わせる。その後、アクティブマトリクス基
板と対向基板との間に液晶材料が充填され、液晶注入口
が封止材で封止される。こうして、図１（Ａ）に示すよ
うな構成を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置
が作製される。

【００１２】しかし、上記のような構成を有する液晶表
示装置には以下のような問題点がある。

【００１３】アクティブマトリクス基板および対向基板
の上面は、完全に平坦ではない。よって、アクティブマ
トリクス基板の上面に粒形のスペーサを散布し、セルギ
ャップを確保しても、セルのギャップむらが生じ、基板
全体に渡って均一なセル厚を実現することができない。
その結果、対向基板にひずみを生じることになる。セル
厚ムラや対向基板にひずみの生じた液晶表示装置には、
表示ムラが生じる、対向基板上面に干渉縞が生じるなど
の欠陥が現れる。

【００１４】特に、液晶の複屈折性を用いて表示を行う
ような場合は、セルギャップの不均一性は、表示の劣化
に顕著に現れる。

【００１５】また、図１（Ｂ）に示すように、粒形のス
ペーサ１１５が画素領域に存在する場合、スペーサ１１
５の近傍は液晶材料の配向性が乱れるため、画像表示の
乱れ（ディスクリネーション）が観測される場合があ
る。

【００１６】上述したように、従来の粒形のスペーサを
用いてセルギャップを制御する場合は、良好な表示を得
ることができないことがある。

【００１７】また、一般的に製造または試作されている
液晶表示装置は画素ピッチに関係なく、４〜６μｍ程度
のセルギャップを確保しているようであるが、今後は、
液晶パネルの高精細化が求められ、画素ピッチを更に微
細化する傾向が強まってきている。

【００１８】例えば、投射型液晶表示装置（プロジェク
ション）は、画像をスクリーンに拡大投射することを考
えて可能な限り高精細な画像を表示できることが望まし
い。またコストの面からも光学系を小型化する必要があ
り、パネルサイズを小さくすることが必要である。この
ため、今後は画素ピッチが４０μｍ以下、好ましくは３
０μｍ以下の液晶表示装置を作製する必要がある。

【００１９】このような高精細な画像を必要とする液晶
表示装置には、数μｍの粒形スペーサでさえも、有効表
示領域に存在する場合は表示品質の劣化につながる。

【００２０】さらに、従来の粒形のスペーサは、液晶材
料注入時に、液晶材料の流動によって粒形のスペーサ自
体も流れてしまい、結果として均一なスペーサ散布密度
を得ることができず、セル厚ムラの原因となることがあ
った。

【００２１】また、最近注目されてきている強誘電性液
晶を用いた液晶表示装置や、反射型液晶表示装置には、
その特性上、小さいセルギャップが求められている。

【００２２】しかし、従来のような粒形のスペーサを用
いて小さく均一なセルギャップを有するセルを作製する
ことは、一般的に困難である。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】

【００２４】本発明は、従来の粒形のスペーサを用いて
は困難であった、小さく均一なセルギャップを有するセ
ルを作製することによって、セル厚ムラおよび表示ムラ
のない電気光学装置を提供することを課題とする。ま
た、本発明は、あらかじめ決められた位置にスペーサを
正確に配置することのできる電気光学装置を提供するこ
とを課題とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】

【００２６】本発明のある実施態様によると、複数のＴ
ＦＴと、前記ＴＦＴに電気的に接続された複数の画素電
極と、を少なくとも有する第１の基板と、第２の基板
と、前記第１の基板と前記第２の基板との基板間隔を保
持する複数のギャップ保持材と、を少なくとも備えた電
気光学装置であって、前記複数のギャップ保持材の前記
第１の基板あるいは前記第２の基板側のいずれか一方の
上面は、化学機械研磨によって平坦化されることを特徴
とする電気光学装置が提供される。このことによって上
記目的が達成される。

【００２７】前記第１の基板と前記第２の基板との間に
表示媒体をさらに備えていてもよい。

【００２８】前記表示媒体は、印加電圧に応答して光学
的特性が変調されてもよい。

【００２９】前記表示媒体は、液晶材料であってもよ
い。

【００３０】前記表示媒体は、液晶材料と高分子との混
合層であってもよい。

【００３１】前記表示媒体は、エレクトロルミネセンス
素子であってもよい

【００３２】前記ギャップ保持材は、紫外線硬化樹脂あ
るいは熱硬化樹脂から成っていてもよい。

【００３３】前記ギャップ保持材は、ポリイミド、アク
リル、ポリアミド、またはポリイミドアミドのうちの何
れか一つから成っていてもよい。

【００３４】本発明のもう一つ別の実施態様によると、
複数のＴＦＴと前記複数のＴＦＴに電気的に接続された
複数の画素電極とを少なくとも有する画素領域と、前記
複数の薄膜トランジスタを駆動する複数の薄膜トランジ
スタによって構成される複数の駆動回路を少なくとも有
する、前記画素領域とは別の場所に設けられる駆動回路
領域と、を少なくとも備える第１の基板と、前記第１の
基板に対向する第２の基板と、複数のギャップ保持材
と、を少なくとも備える電気光学装置であって、前記複
数のギャップ保持材の前記第１の基板あるいは前記第２
の基板側のいずれか一方の上面は、化学機械研磨によっ
て平坦化されることを特徴とする電気光学装置が提供さ
れる。このことによって上記目的が達成される。

【００３５】前記複数のギャップ保持材は、前記画素領
域を除く領域に形成されてもよい。

【００３６】前記複数のギャップ保持材は、前記画素領
域および前記駆動回路領域を除く領域に形成されてもよ
い。

【００３７】前記ギャップ保持材は、円柱形、楕円柱
形、多角柱形であってもよい。

【００３８】また、本発明のもう一つ別の実施態様によ
ると、複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴに電気的に接続され
た複数の画素電極と、を少なくとも有するアクティブマ
トリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板
と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との
基板間隔を保持する複数のギャップ保持材と、を少なく
とも備えた電気光学装置であって、前記複数のギャップ
保持材は、前記対向基板に形成され、前記ギャップ保持
材の上面は、化学機械研磨によって平坦化されることを
特徴とする電気光学装置が提供される。このことによっ
て上記目的が達成される。

【００３９】また、本発明のもう一つ別の実施態様によ
ると、第１の基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
第１の基板および第2の基板の少なくとも一方の上に絶
縁性材料から成る膜を形成する工程と、前記絶縁性材料
から成る膜の表面を化学機械研磨した後、前記絶縁性材
料から成る膜から複数のギャップ保持材を形成する工程
と、を少なくとも含む電気光学装置の製造方法が提供さ
れる。

【００４０】また、本発明のもう一つ別の実施態様によ
ると、一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された
複数のギャップ保持材と、を少なくとも有する電気光学
装置であって、前記一対の基板の内側面には、少なくと
も電極が設けられ、前記ギャップ保持材は、前記一対の
基板のうちの少なくとも一方の内側面に形成され、前記
ギャップ保持材の上面は、化学機械研磨によって平坦化
されることを特徴とする電気光学装置が提供される。こ
のことによって上記目的が達成される。

【００４１】

【作用】

【００４２】本発明によると、複数のギャップ保持材の
上面を平坦化し、セルギャップの制御を行うので、電気
光学装置全体にわたって小さく均一なセル厚を得ること
ができる。

【発明の実施の形態】

【００４３】本発明では、画素スイッチングＴＦＴと駆
動回路ＴＦＴとを同一基板上に一体形成し、電気光学装
置を作製する。

【００４４】

【実施例】

【００４５】（実施例１）

【００４６】本実施例の液晶を用いた反射型の電気光学
装置の作製方法を以下に説明する。まず、アクティブマ
トリクス基板の作製について図３〜図５を用いて説明す
る。それぞれの図の左側部分に駆動回路ＴＦＴの作製工
程を、右側部分に画素ＴＦＴの作製工程を示すことにす
る。

【００４７】最初に、図３（Ａ）を参照する。石英基板
あるいはガラス基板３０１上に下地酸化膜として酸化珪
素膜３０２を１００〜３００ｎｍの厚さに形成する。こ
の酸化珪素膜３０２の形成方法としては、酸素雰囲気中
でのスパッタ法やプラズマＣＶＤ法を用いればよい。

【００４８】次に、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法に
よってアモルファスもしくは多結晶のシリコン膜を３０
〜１５０ｎｍ、好ましくは５０〜１００ｎｍの厚さに形
成する。そして、熱アニールを行い、シリコン膜を結晶
化させる。熱アニールは、５００℃以上、好ましくは８
００〜９００℃の温度で行う。熱アニールによってシリ
コン膜を結晶化させた後、光アニールを行うことによっ
て更に結晶性を高めてもよい。また、熱アニールによっ
てシリコン膜を結晶化させる際に、特開平６−２４４１
０４号広報に開示されているように、ニッケル等の元素
（触媒元素）を添加することによって、シリコンの結晶
化を促進させてもよい。

【００４９】次に、島状の周辺駆動回路ＴＦＴの活性層
（Ｐチャネル型ＴＦＴ活性層３０３、Ｎチャネル型ＴＦ
Ｔ活性層３０４）、および画素ＴＦＴ活性層３０５を形
成する。図３では、便宜上、３つのＴＦＴが示されてい
るが、実際は、数百万個のＴＦＴが同時に形成されてい
る。

【００５０】さらに、酸素雰囲気中でスパッタすること
によって、厚さ５０〜２００ｎｍの酸化珪素のゲイト絶
縁膜３０６を形成する。ゲイト絶縁膜を形成する方法と
してプラズマＣＶＤ法を用いてもよい。プラズマＣＶＤ
法によって酸化珪素膜を形成する場合には、原料ガスと
して、一酸化二窒素（Ｎ₂ Ｏ）、あるいは酸素（Ｏ₂）
とモノシラン（ＳｉＨ₄ ）との混合ガスを用いるのが好
ましい。

【００５１】その後、ＬＰＣＶＤ法によって多結晶シ
リコン膜を、厚さ２００ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは
２００〜６００ｎｍで基板全面に形成する。この多結晶
シリコン膜は、導電性を高めるために微量の燐を含有し
ていてもよい。この多結晶シリコン膜をエッチングする
ことによって、ゲイト電極３０７、３０８および３０９
を形成する。

【００５２】次に、図３（Ｂ）に示すように、イオンド
ーピング法によって全ての島状活性層にゲイト電極をマ
スクとした自己整合的な燐のドーピングを行う。ドーピ
ングガスとしては、フォスフィン（ＰＨ₄ ）を用いる。
この時の、ドーズ量は、１×１０¹²〜５×１０¹³原子／
ｃｍ² とする。この結果、弱いＮ型領域（Ｎ−領域）３
１０、３１１、３１２が形成される。

【００５３】次に、図３（Ｃ）に示すように、Ｐチャネ
ル型ＴＦＴの活性層３０３を覆うフォトレジストのマス
ク３１３、および画素ＴＦＴの活性層３０５のうちゲイ
ト電極３０９を覆うフォトレジストのマスク３１４を形
成する。ゲイト電極を覆うフォトレジストのマスクは、
ゲイト電極と平行に、ゲイト電極の端から３μｍ離れた
部分までを覆う。そして、再びイオンドーピング法によ
って燐を注入する。ドーピングガスは、フォスフィンを
用いる。ドーズ量は、１×１０¹⁴〜５×１０¹⁵原子／ｃ
ｍ² とする。この結果、強いＮ型領域（Ｎ＋領域）のソ
ース／ドレイン３１５、３１６が形成される。画素ＴＦ
Ｔの活性層３０５の弱いＮ型領域（Ｎ−領域）３１２の
うちマスク３１４で覆われていた領域３１７は、今回の
ドーピングでは燐が注入されない。したがって、領域３
１７は、弱いＮ型領域のままである。

【００５４】次に、図４（Ａ）に示すように、Ｎチャネ
ル型ＴＦＴの活性層３０４、３０５をフォトレジストの
マスク３１８で覆う。そして、ジボラン（Ｂ₂ Ｈ₆ ）を
ドーピングガスとしてイオンドーピングを行い、島状領
域３０３に硼素を注入する。ドーズ量は、５×１０¹⁴〜
８×１０¹⁵原子／ｃｍ² とする。今回のドーピングで
は、硼素のドーズ量が前述の図３（Ｃ）で示される工程
においてドーピングされた燐のドーズ量を上回るため、
先に形成されていた弱いＮ型領域３１０は、強いＰ型領
域３１９に反転する。

【００５５】以上のドーピングにより、強いＮ型領域
（ソース／ドレイン）３１５，３１６、強いＰ型領域
（ソース／ドレイン）３１９、弱いＮ型領域（低濃度不
純物領域）３１７が形成される。本実施例においては、
低濃度不純物領域３１７の幅ｘは、約３μｍである（図
４（Ａ））。

【００５６】その後、４５０〜８５０℃で、０．５〜３
時間熱アニールを施すことにより、ドーピング不純物を
活性化させ、かつシリコンの結晶性を回復させる。この
熱アニール処理により、ドーピングによるシリコン膜の
ダメージを回復させる。

【００５７】次に、図４（Ｂ）示すように、プラズマＣ
ＶＤ法によって全面に酸化珪素の層間絶縁膜３２０を形
成する。層間絶縁膜３２０の厚さは、３００〜６０００
ｎｍとする。この層間絶縁膜３２０は、窒化珪素膜、あ
るいは酸化珪素膜と窒化珪素膜との多層膜であってもよ
い。次に、層間絶縁膜３２０をウエットエッチング法に
よってエッチングし、ソース／ドレインにコンタクトホ
ールを形成する。

【００５８】その後、スパッタ法によって、厚さ２００
〜６００ｎｍのチタン膜を形成し、これをエッチングし
て駆動回路の電極・配線３２１、３２２、３２３、およ
び画素ＴＦＴの電極・配線３２４、３２５を形成する。
上記駆動回路の電極・配線３２１、３２２、３２３、お
よび画素ＴＦＴの電極・配線３２４、３２５は、Ｔｉ−
Ａｌ−Ｔｉといった多層膜で構成されてもよい。さら
に、図４（Ｃ）に示すように、厚さ１００〜３００ｎｍ
のポリイミド膜３２６を形成する。このポリイミド膜上
に、フォトレジスト３２７を形成し、フォトリソグラフ
ィー法によって画素ＴＦＴの電極３２５まで達するコン
タクトホールを形成する。

【００５９】次に、画素電極を形成する。図５（Ａ）に
示すように、スパッタ法によりアルミニウムを主成分と
する膜３２８を厚さ５０〜１５０ｎｍに形成する。その
後、図５（Ｂ）に示すように、マスク３２９を形成し、
エッチングすることによって画素電極３３０を形成する
（図５（Ｃ））。

【００６０】なお、本実施例では、画素電極３３０には
反射率の高い材料を用いる。本実施ｆ例では、画素電極
３３０にアルミニウムを主成分とする材料を用いたが、
その他、チタン、アルミニウムとシリコンとの合金、ア
ルミニウムとチタンとの合金、あるいはアルミニウムと
スカンジウムとの合金等を用いてもよい。あるいは、画
素電極３３おは、これらの複数の材料の積層構造をとっ
てもよい。

【００６１】画素領域においては、それぞれの画素電極
に少なくとも１つ以上のＴＦＴが配置され、電気的に接
続されている。駆動回路としては、シフトレジスタやア
ドレスデコーダなどが用いられる。また、その他の回路
が必要に応じて構成される。

【００６２】このようにして、複数の駆動回路ＴＦＴ
（駆動回路領域）と複数の画素ＴＦＴ（画素領域）とが
同一基板上に一体形成されたアクティブマトリクス基板
が作製される。なお本実施例では、画素数は、縦１０２
４×横７６８とした。なお、本明細書では、最端部の画
素ＴＦＴを含む画素ＴＦＴが存在する領域を画素領域と
呼び、最端部の駆動回路ＴＦＴを含む駆動回路ＴＦＴが
存在する領域を駆動回路領域と呼ぶことにする。

【００６３】ＴＦＴ基板を良く洗浄し、ＴＦＴ形成時の
表面処理に用いられたエッチング液、レジスト剥離液等
の各種薬品を十分に洗浄する。

【００６４】次に、図６および図７を用いてギャップ保
持材の形成工程を説明する。なお、便宜上、形成される
ギャップ保持材とＴＦＴとの縮尺は異ならせてある。

【００６５】前述の工程によって得られたＴＦＴ基板を
図６（Ａ）に示す。図６（B）に示すように、スピンコ
ート法によって感光性ポリイミド膜６０１を厚さ４．２
μｍに形成した。その後、感光性ポリイミド膜６０１の
膜厚をアクティブマトリクス基板全面に渡って均一にす
るために、３０分間、常温で放置した（レベリング）。
そして、上面に感光性ポリイミド膜６０１が形成された
アクティブマトリクス基板を１２０℃で３分間プリベー
クした。

【００６６】次に、感光性ポリイミド膜６０１の上面を
ＣＭＰ（化学機械研磨）処理によって研磨し、平坦化す
る。本実施例では、ＣＭＰ工程のスラリには、シリカ
（ＳｉＯ₂ ）微粉を酸性溶液中に分散させたコロイド状
ものを用いた。ＣＭＰ処理の条件としては、基板を５０
ｒｐｍで、研磨布を５０ｒｐｍで回転させ、研磨時間は
３分間とした。このＣＭＰ処理工程によって、感光性ポ
リイミド膜６０１の上面は平坦化され、その膜厚は３．
２μｍであった。また、ＣＭＰ処理を行った感光性ポリ
イミド膜６０１の加工精度は、０．１μｍであった。

【００６７】なお、本実施例では、ＣＭＰ処理の際のス
ラリには、シリカ微粉を酸性溶液中に分散させたものを
用いたが、酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）や酸化セリ
ウム（ＣｅＯ₂ ）など酸性溶液中に分散させたものを用
いてもよい。ＣＭＰ処理を施す材料によってスラリを変
えることが望ましい。また、本実施例では、基板を５０
ｒｐｍで、研磨布を５０ｒｐｍで回転させ、３分間ＣＭ
Ｐ処理を行ったが、ＣＭＰ処理を施す材料によって、最
適な回転数および時間で行うのが望ましい。

【００６８】なお、ＣＭＰ処理された感光性ポリイミド
膜６０１の膜厚によって、セルギャップ（基板間隔）が
決定されるので、所望のセルギャップに合わせて感光性
ポリイミド膜６０１の膜厚を適宜設定し、かつＣＭＰ処
理によって研磨する膜厚を調整すればよい。言い換える
と、精度の高いセルギャップが実現できる。

【００６９】なお、本実施例では、感光性ポリイミド膜
６０１の研磨およひ平坦化工程にＣＭＰを用いたが、感
光性ポリイミド膜６０１の上面を精度良く平坦化するこ
とができれば、いかなる方法によってこの処理工程を行
ってもよい。例えば、エッチバックなどで処理してもよ
い。

【００７０】次に、感光性ポリイミド膜６０１をパター
ンニングする。図７（Ａ）に示すように、感光性ポリイ
ミド膜６０１をフォトマスク７０１で覆い、アクティブ
マトリクス基板上部より紫外線を照射した。その後、現
像処理を行い、２８０℃で１時間ポストベークを施し
た。こうして、図７（Ｂ）に示すように、パターンニン
グされたセルギャップ保持材７０２を形成した。本願明
細書では、ギャップ保持材のＣＭＰ処理された面を上面
と呼ぶことにする。

【００７１】図８（Ａ）に、本実施例のアクティブマト
リクス基板８０１の上面図を示す。図８（Ｂ）は、図８
（Ａ）において点線で示された部分を拡大した斜視図を
示す。なお、図８（Ａ）および（Ｂ）では、便宜上、ギ
ャップ保持材７０２、画素領域８０２、および駆動回路
領域８０３、８０４の縮尺は異なって示されている。本
実施例では、図８（Ａ）および（Ｂ）に示されるように
ギャップ保持材７０２の形状は円柱形であり、円柱の直
径は４μｍ、高さは３．２μｍである。本実施例では、
ギャップ保持材７０２をランダムに配置した。ギャップ
保持材７０２の配置密度は、４０〜１６０個／ｍｍ² と
すればよい。本実施例では、ギャップ保持材７０２は、
５０個／ｍｍ² で配置された。

【００７２】本実施例では、ギャップ保持材の形状は、
円柱状としたが、ギャップ保持材の形状は、楕円形、流
線形、あるいは、三角形、四角形などの多角形状であっ
てもよく、アクティブマトリクス基板（第１の基板）と
対向基板（第２の基板）とのギャップを制御できる形状
であれば、いかなる形状を有することも許される。ま
た、本実施例では、ギャップ保持材は全て同形とした
が、複数種の形状を有したギャップ保持材が形成されて
もよい。また、本実施例では、複数のセルギャップ保持
材が、アクティブマトリクス基板前面に配置密度が均一
となるように形成されたが、ある領域に形成されるギャ
ップ保持材の数を多くしてもよい。

【００７３】次に、対向電極が形成された対向基板（図
示せず）を用意する。本実施例では、対向電極には、Ｉ
ＴＯ（インディウム錫酸化物）を用いた。

【００７４】その次に、配向膜（図示せず）をアクティ
ブマトリクス基板上および対向基板上に形成する。配向
膜には、ポリイミド系の垂直配向膜を用いた。このポリ
イミド系の垂直配向膜をスピンコート法によってアクテ
ィブマトリクス基板上および対向基板上にコートする。
本実施例では、スピンコート法によって配向膜を形成し
た。配向膜の厚さは、１０００Åとした。その後、１８
０℃の熱風を送り込むことによって加熱（ベーク）し、
ポリイミドを硬化させた。

【００７５】次に、配向膜が形成された対向基板表面
を、毛足の長さ２〜３ｍｍのバフ布（レイヨン、ナイロ
ン等の繊維）で一定方向に擦るラビング処理を行った。
なお、本実施例では、アクティブマトリクス基板側のラ
ビング処理は行わない。

【００７６】その次に、アクティブマトリクス基板の外
枠上にシール剤８０５を塗布した（図８（Ａ））。その
後、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わ
せた。

【００７７】次に、表示媒体としての液晶材料を液晶注
入口８０６より注入する。よって、アクティブマトリク
ス基板と対向基板との間に液晶材料が狭持された状態と
なる。本実施例では、ギャップ保持材の形状は円柱形で
あるので、液晶材料注入時に生じる液晶材料とギャップ
保持材の表面との流動抵抗が小さい。よって、基板全面
に渡って均一に液晶材料を注入することができた。な
お、ギャップ保持剤の形状および配置は、この流動抵抗
が小さくなるのが好ましい。

【００７８】その後、液晶材料注入口に封止剤（図示せ
ず）を塗布し、紫外線を照射することによって封止剤を
硬化させ、液晶材料をセル内に完全に封止した。

【００７９】作製されたセルを用いて実際にその表示特
性を調べたところ、セル表面には干渉縞が観察されなか
った。また、ディスクリネーションのない良好な表示が
得られた。

【００８０】（実施例２）

【００８１】本実施例は、ギャップ保持材が形成される
領域が実施例１と異なる。図９を参照する。９００はギ
ャップ保持材、９０１はアクティブマトリクス基板、９
０２は画素領域、９０３および９０４は駆動回路領域、
９０５はシール剤、９０６は液晶注入口である。

【００８２】図９に示すように、本実施例ではギャップ
保持材９００は、画素領域、あるいは駆動回路領域にお
いて、ある一定の間隔をおいて形成された。なお、画素
領域においては、好ましくは、ギャップ保持材９００
は、ＴＦＴの信号線と選択線との交差している領域に形
成されるのが好ましい。また、画素領域と駆動回路領域
とで、ギャップ保持材９００を形成する間隔を異ならせ
てもよい。

【００８３】（実施例３）

【００８４】本実施例は、ギャップ保持材が形成される
領域が実施例１および２と異なる。図１０を参照する。
１０００はギャップ保持材、１００１は、アクティブマ
トリクス基板、１００２は画素領域、１００３および１
００４は駆動回路領域、１００５はシール剤、１００６
は液晶注入口である。

【００８５】図１０に示すように、本実施例ではギャッ
プ保持材１０００は、画素領域１００２、ならびに駆動
回路領域１００３および１００４を除く領域に配置され
た。

【００８６】本実施例では、ギャップ保持材１０００が
画素領域および駆動回路領域に存在しないので、画素の
実質的な開口率を低下させることがなく、かつアクティ
ブマトリクス基板と対向基板との張り合わせ時に、画素
領域および駆動回路領域のＴＦＴに不必要な応力が生じ
ることがない。よって、ＴＦＴがダメージをうけること
がなく、製品の歩留まりの向上につながる。

【００８７】（実施例４）

【００８８】本実施例では、アクティブマトリクス側の
構成は、実施例１、２、あるいは３と同じである。ただ
し、対向基板側の構成が異なる。

【００８９】本実施例の電気光学装置は、対向基板側に
画素電極が形成された後、有機性樹脂膜が形成される。
本実施例では、この有機性樹脂膜には、ポリイミドを用
いた。この有機性樹脂膜には、ポリイミドの他、アクリ
ル、ポリアミド、ポリイミドアミドなどの樹脂が用いら
れてもよい。

【００９０】次に、上記有機性樹脂膜を実施例１と同様
の方法で、ＣＭＰ処理する。よって、上記有機性樹脂膜
は平坦化される。

【００９１】その後、アクティブマトリクス基板および
対向基板に配向膜が形成され、対向基板側にラビング処
理が施される。以降の工程については、実施例１と同じ
である。

【００９２】本実施例では、アクティブマトリクス基板
側に設けられたギャップ保持材の上面が平坦であるだけ
でなく、対向基板に設けられた有機性樹脂膜の上面も平
坦性が確保されているので、より均一なセルギャップが
実現できる。

【００９３】（実施例５）

【００９４】実施例１〜４ではプレーナ型ＴＦＴを例に
とって説明してきたが、本発明は当然の如くＴＦＴの構
造には何ら影響されない。したがって、画素領域および
駆動回路領域の個々のＴＦＴが逆スタガ型ＴＦＴであっ
ても、あるいはマルチゲイト型ＴＦＴであってもよい。

【００９５】上記実施例１〜４では、ギャップ保持材に
はポリイミドを用いたが、アクリル、ポリアミド、また
はポリイミドアミドなどの樹脂を用いてもよい。また、
ギャップ保持材に熱硬化樹脂を用いてもよい。

【００９６】さらに、上記実施例１〜４では、ギャップ
保持材は、アクティブマトリクス基板側に形成された
が、対向基板側に形成されてもよい。また、ギャップ保
持材は、アクティブマトリクス基板および対向基板の両
方に形成されてもよい。これらの場合も、ギャップ保持
材の形成方法は、実施例１の方法に従ってもよい。

【００９７】また、上記実施例１〜４では、ポリイミド
を用いてギャップ保持材を形成したが、他の絶縁性材料
によってギャップ保持材を形成してもよい。

【００９８】また、上記実施例１〜４では、反射型の電
気光学装置について述べてきたが、画素電極を透明電極
するなどの変更を加えることによって、透過型の電気光
学装置を形成してもよい。

【００９９】なお、上記実施例１〜４では、表示媒体と
して液晶材料を用いる場合につて説明してきたが、本発
明のギャップ保持材は、液晶材料と高分子との混合層、
いわゆる高分子分散型液晶表示装置にも用いることがで
きる。また、本発明の電気光学装置の表示媒体は、印加
電圧に応答して光学的特性が変調され得るその他のいか
なる表示媒体を用いてもよい。例えば、エレクトロルミ
ネセンス素子などを表示媒体として用いてもよい。

【０１００】また、上記実施例１〜４では特に示さない
が、カラー表示を行う必要がある場合には、対向基板側
にカラーフィルタを設ければ良い。カラーフィルタに
は、厚さが均一で平坦であること、耐熱性および耐薬品
性に優れていること等が要求される。

【０１０１】また、上記実施例１〜４では、対向基板側
にのみラビング処理を施したが、アクティブマトリクス
基板側にラビング処理を施してもよい。また、アクティ
ブマトリクス基板と対向基板との両側にラビング処理を
施してもよい。

【０１０２】また、上記実施例では、アクティブマトリ
クス型の電気光学装置について述べてきたが、本発明
は、ＴＦＴなどのアクティブ素子を有しないパッシブ型
の電気光学装置にも適用することができるのは言うまで
もない。

【０１０３】

【発明の効果】

【０１０４】本発明によると、ギャップ保持材の上面が
平坦化される。また、ギャップ保持材の上面を化学機械
研磨することによってセルギャップの精度が高くなる。
よって、セル厚分布のない均一なセル厚を有する電気光
学装置が得られる。また、本発明によると、粒形上のス
ペーサを散布することなしにセルギャップを確保するこ
とができるので、基板の貼り合わせ時にＴＦＴに不必要
な力がかかることを防ぐことができ、製品の歩留まりが
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置
の断面図および平面図である。

【図２】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置
の作製工程を示す図である。

【図３】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の作製工程を示す図である。

【図４】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の作製工程を示す図である。

【図５】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の作製工程を示す図である。

【図６】本発明によるギャップ保持材の作製工程を示
す図である。

【図７】本発明によるギャップ保持材の作製工程を示
す図である。

【図８】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の上面図および斜視図である。

【図９】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の上面図である。

【図１０】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の上面図である。

【符号の説明】

１０１、１１０、４０１基板１０２ＴＦＴ活性層１０３ゲイト電極１０４データ線１０５ドレイン電極１０６層間絶縁膜１０７ブラックマトリクス１０８画素電極１０９、１１２配向膜１１１対向電極７０２、９００、１０００ギャップ保持材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴに電気的に
接続された複数の画素電極と、を少なくとも有する第１
の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との基板間隔を保持す
る複数のギャップ保持材と、を少なくとも備えた電気光
学装置であって、前記複数のギャップ保持材の前記第１の基板あるいは前
記第２の基板側のいずれか一方の上面は、化学機械研磨
によって平坦化されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】前記第１の基板と前記第２の基板との間
に表示媒体をさらに備えた、請求項１に記載の電気光学
装置。
【請求項３】前記表示媒体は、印加電圧に応答して光
学的特性が変調される請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】前記表示媒体は、液晶材料である請求項
３に記載の電気光学装置。
【請求項５】前記表示媒体は、液晶材料と高分子との
混合層である請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項６】前記表示媒体は、エレクトロルミネセン
ス素子である請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項７】前記ギャップ保持材は、紫外線硬化樹脂
あるいは熱硬化樹脂から成る請求項１乃至６に記載の電
気光学装置。
【請求項８】前記ギャップ保持材は、ポリイミド、ア
クリル、ポリアミド、またはポリイミドアミドのうちの
何れか一つから成る請求項７に記載の電気光学装置。
【請求項９】複数のＴＦＴと前記複数のＴＦＴに電気
的に接続された複数の画素電極とを少なくとも有する画
素領域と、前記複数の薄膜トランジスタを駆動する複数
の薄膜トランジスタによって構成される複数の駆動回路
を少なくとも有する、前記画素領域とは別の場所に設け
られる駆動回路領域と、を少なくとも備える第１の基板
と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、複数のギャップ保持材と、を少なくとも備える電気光学
装置であって、前記複数のギャップ保持材の前記第１の基板あるいは前
記第２の基板側のいずれか一方の上面は、化学機械研磨
によって平坦化されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】前記複数のギャップ保持材は、前記画
素領域を除く領域に形成される請求項９に記載の電気光
学装置。
【請求項１１】前記複数のギャップ保持材は、前記画
素領域および前記駆動回路領域を除く領域に形成される
請求項９に記載の電気光学装置。
【請求項１２】前記ギャップ保持材は、円柱形、楕円
柱形、多角柱形である請求項９乃至１１に記載の電気光
学装置。
【請求項１３】複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴに電気的
に接続された複数の画素電極と、を少なくとも有するア
クティブマトリクス基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との基板
間隔を保持する複数のギャップ保持材と、を少なくとも
備えた電気光学装置であって、前記複数のギャップ保持材は、前記対向基板に形成さ
れ、前記ギャップ保持材の上面は、化学機械研磨によっ
て平坦化されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１４】第１の基板上に複数のＴＦＴを形成す
る工程と、第１の基板および第2の基板の少なくとも一方の上に絶
縁性材料から成る膜を形成する工程と、前記絶縁性材
料から成る膜の表面を化学機械研磨した後、前記絶縁性
材料から成る膜から複数のギャップ保持材を形成する工
程と、を少なくとも含む電気光学装置の製造方法。
【請求項１５】一対の基板と、前記一対の基板の間に
配置された複数のギャップ保持材と、を少なくとも有す
る電気光学装置であって、前記一対の基板の内側面には、少なくとも電極が設けら
れ、前記ギャップ保持材は、前記一対の基板のうちの少
なくとも一方の内側面に形成され、前記ギャップ保持材
の上面は、化学機械研磨によって平坦化されることを特
徴とする電気光学装置。