JP2004093844A

JP2004093844A - Liquid crystal device, manufacturing method of liquid crystal device, electronic equipment

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Publication number: JP2004093844A
Application number: JP2002254055A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ito; 伊藤　友幸
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】基板間の電気的導通を保持するとともにセルギャップの制御を厳密に行い得る構造を有する液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、基板間導通部２１が配された上基板１と、柱状スペーサ２２が配された下基板２とが対向配置されており、これら基板間に液晶層３が所定のセルギャップで挟持された構造であって、基板間導通部２１により基板間の導通を保持するとともに、基板間導通部２１と柱状スペーサ２２との高さを異ならしめることにより、液晶装置全面にわたって厳密なセルギャップの制御を可能とするものである。
【選択図】　　　　図１An object of the present invention is to provide a liquid crystal device having a structure capable of maintaining electrical conduction between substrates and strictly controlling a cell gap.
In a liquid crystal device according to the present invention, an upper substrate 1 on which an inter-substrate conducting portion 21 is disposed and a lower substrate 2 on which a columnar spacer 22 is disposed are opposed to each other. Is a structure sandwiched by a predetermined cell gap. The inter-substrate conducting portion 21 maintains conduction between the substrates, and the inter-substrate conducting portion 21 and the columnar spacer 22 have different heights. This enables strict control of the cell gap over the entire surface.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置、およびその製造方法、電子機器に関し、特に基板間の距離と電気的導通の制御に好適な基板構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶に電圧を印加するとその光学的透過率が変化する現象を利用した表示素子である。液晶パネルは、画素電極を駆動するスイッチング素子等が配置された素子基板と、対向電極が配置された対向基板とが、所定間隔（セルギャップ）をもって配置され、これら基板間に液晶を封止して構成される。素子基板と対向基板とは、互いの電極形成面が対向するように、その周縁部においてシール材によって貼り合わされている。このシール材によって区画された基板間の領域内には液晶が封入されて液晶層とされる。従来、このような液晶パネルにおいて、セルギャップを所定の大きさに保持するには、液晶層中あるいはシール材中に各種のスペーサを分散させる方法が利用されている。これらスペーサとしては、ガラス製あるいはプラスチック製のビーズやフィラー等が用いられており、これらスペーサの粒径をもって、液晶パネルのセルギャップとしている。
【０００３】
ところが粒状あるいはフィラー状のスペーサを液晶層中に分散させる構成では、スペーサが凝集し、これにより液晶層への入射光が散乱され、液晶パネルの表示品質を低下させるという問題があった。このような問題に対応して、その位置決めが可能な柱状スペーサを配置した液晶装置が提案されている。しかしながら、このような柱状スペーサを配した液晶装置においても、シール領域においては、スペーサによる散乱光の発生が問題にならないために、シール材に粒子あるいはフィラー状のスペーサを分散させた構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シール領域は基板の周縁部において液晶層を封止する領域であるために、基板内表面における膜構造は画素領域と異なっており、画素領域とシール領域との境界部において段差が生じている。加えて高品位の表示を可能とする狭セルギャップの液晶装置が提案されているが、この狭セルギャップの液晶装置においてはシール領域と画素領域との段差がそのままセルギャップに反映され、シール領域近傍でセルギャップが不均一になるという問題があった。
【０００５】
図１０は、従来の液晶装置をカラーフィルタが設けられた対向基板側から見た概略模式平面図である。液晶装置１００は上基板１と下基板２との間に液晶層を挟持し、この液晶層を上下基板の周縁部に沿って設けられたシール部４０によって封止したものである。シール部４０の外側の領域にはＴＦＴ等の各駆動回路への配線がなされている。素子基板となる下基板２の一辺は上基板１よりも延長されて実装領域５とされ、外部回路への接続端子等が配設されている。上下基板１、２の対角線上の角部２箇所には、上下基板間の電気的導通を保持するための上下導電部６０が設けられている。
【０００６】
ところでシール部４０の配設位置の外周部にあたる額縁部において、上下導電部６０の占める面積は大きいものであるので、その配設位置と配設個数には制限があり、画素数の増加とパネルサイズの増大に伴って、対向電極への応答速度に遅延が生じるという問題があった。また、上下導通部６０は導電ペーストを硬化してなるものであって、その導電特性は樹脂中に分散された導電粉に依存し、上下基板間の接触抵抗が一定でなく、大きくなりやすいという問題もあった。スペーサを有する液晶パネルの構造等については、例えば、特開平９−７３０９３号公報に記載されたものが知られている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、液晶装置における基板間の電気的導通を安定的に保持でき、かつ基板間距離をも厳密に制御できる構造を有する液晶装置とその製造方法、およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記一対の基板を構成する各基板の内面に、基板間を所定の距離に保持する凸部と、導電部とがそれぞれ設けられ、前記一対の基板のうちの一方の基板に設けられた凸部は柱状スペーサとされ、前記一対の基板のうちの他方の基板に設けられた凸部は柱状スペーサの表面が導電層で被覆されてなる基板間導通部とされ、前記各基板の導電部同士が前記基板導通部を介して電気的に接続されたことを特徴とするものである。ここで言う「各基板の内面に設けられた導電部」とは、電極や配線を含むものである。ただし、各基板の内面に凸部を設けたと言っても、凸部の両端は一対の基板に直接接しているので、その凸部がいずれの基板側に設けられたものであるかを判別するのは困難と考えられる。しかしながら、後述するように、樹脂材料等を用いてフォトリソグラフィー技術により凸部（柱状スペーサ部分）を形成した場合、エッチング時の特性により柱状スペーサを形成した基板側の面積（下面）が大きく、他方の基板側の面積（上面）が小さい錐台形状となる。これにより、凸部を形成した側の基板が判別できる。
本発明の構成によれば、他方の基板に設けられた基板間導通部は、基板間距離を一定に保持するスペーサとしての機能と、各基板間の電気的接続を行う導通部としての機能とを併せ持つものとなる。この基板間導通部と柱状スペーサとを各基板にそれぞれ設けることにより、液晶パネルの全面にわたって均一なセルギャップを保持できるようになる。
さらに、その導電率において信頼性に優れた導電層により、各基板の導電部間での電気的導通を確実に保持することができ、安定した表示が可能な液晶装置とすることができる。
【０００９】
本発明の液晶装置においては、前記柱状スペーサと前記基板間導通部とは、それぞれの基板の互いに異なる領域に各々設けられることが好ましい。
このような構成とすれば、各基板の各領域の機能に即して柱状スペーサと基板間導通部とを、それぞれ区画して設けることができる。特定領域内に柱状スペーサを配置する一方で、その特定領域外に基板間導通部を配置するので、たとえば画素表示領域やシール領域などの各領域の特性に合わせて柱状スペーサと基板間導通部とを所定位置に配置することができ、均一なセルギャップの制御と確実な電気的接続とが同時に可能となり、高品質の表示が可能な液晶装置とすることができる。
【００１０】
前記柱状スペーサの高さと、前記基板間導通部の高さとは、異なることが望ましい。さらに、前記一方の基板の柱状スペーサの高さと当該柱状スペーサが配置される領域における前記一方の基板上の積層膜の膜厚および前記他方の基板上の積層膜の膜厚との和と、前記他方の基板の基板間導通部の高さと当該基板間導通部が配置される領域における前記他方の基板上の積層膜の膜厚および前記一方の基板上の積層膜の膜厚との和を等しくすることが望ましい。
つまり、各基板表面には、駆動回路や電極、あるいはカラーフィルター等による各種の積層膜の凹凸が存在するので、この凹凸の高さの差を、柱状スペーサの高さと基板間導通部の高さとの差として設定する。柱状スペーサと基板間導通部とに差を与えることにより、液晶パネルのセルギャップには基板積層膜の凹凸分の高さが反映されなくなるので、全面にわたって均一なセルギャップを有する液晶装置とすることができる。
【００１１】
また前記基板間導通部は、各基板における画像表示領域外の周辺部に設けられることが望ましい。
この構成によれば、画像表示領域内での散乱光によって表示特性を低下させることなく、基板間距離を厳密に制御しつつ基板間の電気的接続とを確実に保持できる。
【００１２】
さらに前記基板間導通部が液晶を封止するシール部の内部に設けられることが望ましい。
この構成によれば、他の領域との段差が生じやすいシール領域のセルギャップを厳密に制御することができる。
さらに基板間導通部はシール材によって基板に強固に密着されるので、安定した電気導通をも保持でき、表示ムラの少ない表示特性に優れた液晶装置となる。また、基板間導通部がシール部に保護された構造となるので、導電層が外気に曝されることがなくなり、耐候性の良好な液晶装置とすることができる。
さらにこの構成によれば、液晶装置の画像表示領域外に導通部形成のためのスペースを設定する必要がなくなり、液晶装置の狭額縁化を図ることも可能である。
【００１３】
前記柱状スペーサは樹脂材料からなることが好ましい。
この構成によれば、各基板に柱状スペーサおよび基板間導通部となる凸部を形成するに際して、基板と別の部材を特別に用意する必要がなく、製造コストを増大させることがない。また、素子基板や対向基板を構成する膜材料から凸部を形成可能であるので、通常の製造プロセス条件の若干の変更で形成が可能となる。
【００１４】
さらに、前記柱状スペーサはたとえばアクリル膜、ポリイミド膜のような樹脂材料からなることが好ましい。
これらの感光性を有する熱硬化型の樹脂で凸部を構成すれば、フォトリソグラフィー技術等を利用して各基板上の所望領域内に所望の凸部を容易に形成することができる。よってこの凸部から所望の高さを有する柱状スペーサおよび基板間導通部を所望領域に所望の高さで形成することができる。
【００１５】
前記基板間導通部の導電層は金属層からなることが好ましい。
金属膜によれば、安定した導電性を得ることができ、基板間の電気的接続を安定して維持することができる。また、金属膜は種々の製膜技術によって簡単かつ安価に所定の膜厚で凸部表面に被覆することができ、これによって基板間導通部の高さを高い精度で調整可能となるので、スペーサとして基板間距離を厳密に調整することができる。
【００１６】
前記基板間導通部の導電層が透明導電性膜からなることが好ましい。
このような構成とすることにより、基板に透明電極を形成する際に基板間導通部の導電層を併せて形成することも可能となり、製造プロセスの簡略化を図ることができる。さらに、基板間導通部を構成する凸部も共に透明部材とすることにより、この構成の基板間導通部が液晶装置のいかなる領域に形成されていても光透過率を低下させることがなくなる。
【００１７】
本発明の液晶装置の製造方法は、互いに対向する一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のそれぞれに、基板間を所定の距離に保持する凸部をフォトリソグラフィーにより形成する工程と、前記一対の基板の一方の基板に設けられた凸部に導電層を被覆して基板間導通部を形成する工程とを有することを特徴とする。
本発明の製造方法によれば、各基板上に所望の凸部を形成することができるので、この凸部から所望形状で所望高さを有する柱状スペーサと基板間導通部とを所望領域に容易に形成することができる。さらに、すべての製造工程を製膜技術によって行うことができるので、製造工程と製造機械との簡略化による製造コストの低減を図ることもできる。
【００１８】
さらに本発明の製造方法にあっては、一対の基板のそれぞれを特定領域と非特定領域とに区画するとともに、一方の基板の特定領域内と、他方の基板の非特定領域内とに、それぞれ凸部をフォトリソグラフィーにより形成する工程を有することが好ましい。
この方法によれば、特定領域内の積層膜の凹凸の高さと形状とに応じて、柱状スペーサおよび基板間導通部となる凸部をそれぞれ別個の領域内の所定位置に所定の高さ寸法をもって正確に形成可能となるので、セルギャップが厳密に調整された液晶装置を得られる。
【００１９】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、上記本発明の液晶装置を備えたことにより表示品位の高い表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
［液晶装置］
図１は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの半透過反射型液晶装置に本発明の構成を適用した一実施の形態を示した部分断面図である。
図２は図１に示した液晶装置を構成するアレイ基板における画素の平面模式図であり、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。なお、各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに平面寸法や膜厚等の縮尺を適宜異ならせてある。
【００２１】
液晶パネル１００は、上基板１と下基板２とが互いに対向して配置され、これら基板１、２間に液晶層３が挟持されるとともに、シール材５０により封止されて構成されている。
上基板１の内面側（液晶層３側）には、カラーフィルタ４が設けられている。カラーフィルタ４は、光のＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応し、各色材層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを平面視マトリクス状に配列して構成されている。さらに色材層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂからなる画素毎の境界部分は、マトリクス状に設けられた遮光膜（図示せず）によってそれぞれ区画されている。この遮光膜の上には、その表面に導電層２０が被覆された凸部１１が下基板２へ向かって設けられており、基板間導通部２１とされている。この導電層２０は導電性を有する薄膜であって、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ，　以下、ＩＴＯと略記する）などの透明導電性材料のほか、金属薄膜であってもよい。本実施の態様においては、導電層２０をＩＴＯとし、カラーフィルタ４を導電層２０と同一膜で被覆して上基板１の共通電極５としている。
【００２２】
下基板２はスイッチング素子としてのＴＦＴが形成されたアレイ基板となっており、その内面側（液晶層３側）には、下地絶縁層６が形成され、この下地絶縁層６上には例えば膜厚３０〜１００ｎｍ程度のポリシリコン膜からなる半導体層７が設けられ、この半導体層７を覆うように膜厚３０〜１５０ｎｍ程度の絶縁薄膜８が全面に形成されている。この半導体層７は、図面では省略されているが、ＴＦＴのチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域を含み、ＴＦＴを駆動するための走査線、データ線がそれぞれ接続されてなるものである。さらに絶縁薄膜８上には平坦化膜９と画素電極１０とが順次積層されている。平坦化膜９は絶縁膜としても用いられるものであり、たとえば平坦性が高い樹脂膜の一種であるアクリル樹脂膜が２μｍ程度に厚く形成されてなるものである。画素電極１０はＩＴＯ等の透明導電性膜からなり、前記ＴＦＴによってスイッチング制御されている。さらに画素電極１０上には上基板１へ向かって凸部１２が設けられており、柱状スペーサ２２とされている。
【００２３】
図２は、液晶パネル１００の画素の概略模式平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。液晶パネル１００の一方の基板をなす下基板２上には、複数の画素電極１０がマトリクス状に配置されている。画素電極１０の紙面縦方向に延びる辺に沿ってデータ線１３が設けられ、紙面横方向に延びる辺に沿って走査線１４が設けられている。ポリシリコン膜からなる半導体層７は、データ線１３と走査線１４との交差点の近傍で概略Ｕ字状に形成され、その一端がデータ１３の延長方向と走査線１４の延長方向とにそれぞれ延長されている。さらに画素の約半分の面積を覆うように、容量電極１５が配置されており、さらに容量電極１５上には反射層１６が配置されている。反射層１６は、その表面に凹凸１６ａが設けられ、この凹凸１６ａにより液晶パネルへの入射光を反射させることにより、その領域において反射表示を行うものである。データ線１３と走査線１４との交差点で各画素間の境界となる位置には、下基板２側の柱状スペーサ２２が設けられている。
【００２４】
上基板１と下基板２との間には、液晶層３が挟持されているが、これら基板間の距離Ｒ、ひいてはセルギャップは、それぞれの基板１、２に設けられた基板間導通部２１と柱状スペーサ２２によって保持されている。本実施の形態においては、上基板１の基板間導通部２１は、各画素を区画している遮光膜領域に設けられた凸部１１に導電層２０を被覆してなり、下基板２の柱状スペーサ２２は、半導体層７が積層された領域内に設けられた凸部１２からなる。本実施の形態においては上基板１の導電層２０と共通電極５とは一体に形成された同一膜であり、ＩＴＯ等の透明導電性膜が用いられている。
【００２５】
基板間導通部２１は、下基板２と上基板１との間の電気的導通を保持するものであって、上基板１の共通電極５と下基板２上の縁部に形成されたコモン配線５ａとが直接接触することでこれらを電気的に接続するものである。基板間導通部２１の導電層２０の構成材料は導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、ＩＴＯ等の透明導電性膜の他、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属から構成されていてもよい。
【００２６】
図１に示した本実施の形態の液晶パネル１００においては、上基板１上に設けられた基板間導通部２１の高さＲ１と、下基板２上に設けられた柱状スペーサ２２の高さＲ２とは、Ｒ＝Ｒ１＋Δ１１＋Δ１２＝Ｒ２＋Δ２１＋Δ２２を満たすものである。基板間導通部２１の高さＲ１は、これを構成する凸部１１の高さと導電層２０の膜厚の合計値となっている。Ｒは液晶パネル１００の基板間の距離であり、Δ１１は基板間導通部１が配設された領域における上基板１の積層膜厚、Δ１２は同領域における下基板２の積層膜の膜厚である。Δ２１は柱状スペーサ２２が配設された領域における上基板１の積層膜の膜厚であって、Δ２２は同領域における下基板２の積層膜の膜厚である。
【００２７】
図１に示した液晶パネル１００においては、Δ１１は０であり、Δ１２は下基板１上の下地絶縁層６と半導体層７と絶縁薄膜８と平坦化膜９の各膜厚の合計値である。また、Δ２１は上基板１上のカラーフィルタ４の膜厚と共通電極５の膜厚との合計値であり、Δ２２はΔ１２と等しい。各基板１、２上に形成される各積層膜とは、液晶パネル１００を構成する際に各基板の液晶層３側に形成され、かつ基板間導通部２１および柱状スペーサ２２の下地あるいは突合せ状態で接触する膜の総称であって、図１ないし図３に示された各積層膜のほか、反射層、半導体層、複数の絶縁層、複数の配線等を含むものである。
【００２８】
図１ないし図３に示した本実施の形態においてはＲ１とＲ２とは異なる値を示すものであるが、各基板間導通部２１と柱状スペーサ２２との配設領域においてΔ１１＋Δ１２＝Δ２１＋Δ２２となる場合もあり、そのような場合には、基板間導通部２１の高さＲ１と柱状スペーサ２２の高さＲ２とは等しい値であっても良い。
【００２９】
このように基板間導通部２１と柱状スペーサ２２の高さＲ１、Ｒ２を設定することにより、基板間距離Ｒに対してΔ１１＋Δ１２およびΔ２１＋Δ２２の値が大きくなる狭セルギャップの液晶パネルにおいても、基板上の積層膜の厚さに影響を受けることなくセルギャップを厳密に制御かつ保持することができ、セルギャップの不均一による表示特性の低下等を防止することができる。
【００３０】
基板間導通部２１および柱状スペーサ２２を配設する位置は、上下基板１、２のいずれの領域であっても特に限定されるものではないが画素開口領域外であることが好ましい。
図１ないし図３に示した本実施の形態においては、上基板１の基板間導通部２１は遮光膜領域に、下基板２の柱状スペーサ２２は各画素の走査線１４の形成領域に、それぞれ配設されており、いずれも表示領域外となっている。このように、画素開口領域外に柱状スペーサを設ければ、液晶パネル１００の表示特性を損なうことがなく好適である。
【００３１】
さらに液晶パネル１００の表示特性を損なわないという観点とパネルの均一なセルギャップの制御という両方の観点から、これら基板間導通部２１と柱状スペーサ２２は液晶パネル１００の同じ領域ではなく、異なる領域において、それぞれの基板に設けられるのが好ましい。特に基板間導通部２１を積層膜による段差が大きなシール部に形成すれば、セルギャップにこの段差が反映されることがなくなる。またシール部は液晶装置の周縁部の画像表示領域外であるので画像特性を損なうこともない。また基板間導通部２１の配設個数を増やしても額縁部の面積が増加しないので、画素数の大きい大パネルにおいても応答速度の遅延が起こることがなくなり、これによっても高品質の表示が可能となる。
【００３２】
また基板間導通部２１と柱状スペーサ２２が、ともに表示領域内に配設されても、たとえば半導体層の電極領域や各画素の境界となるブラックマトリクス領域などに選択的にこれらを配設することにより、表示に影響を与えることなく、セルギャップの制御と基板間の電気的接続とが可能となる。たとえば上基板１においては基板間導通部２１の配設領域をブラックマトリクスの形状と一致させ、下基板２においては柱状スペーサ２２の配設領域をストライプ状に形成された走査線上とするものである。
【００３３】
基板間導通部２１および柱状スペーサ２２の配設個数は特に限定されるものではないが、基板への接触面積が同一である場合には、径が大きいものを数少なく配設するよりも、その径が小さいものを多数個配設することが好ましい。これは液晶層３への液晶材料の注入の問題、液晶層３への電圧印加を均一とするという点等の利点があるためである。基板間導通部２１は、より均一で迅速な応答を考慮して、画像表示部周縁のそれぞれの角部もしくは辺に１個以上配設されることがより好ましい。
【００３４】
さらに基板導通部２１および柱状スペーサ２２を構成する各凸部１１、１２の断面形状は図２に示したように正六角形に限定されるものではなく、断面矩形、円形、楕円形のほか種々の多角形であってもよい。
【００３５】
凸部１１、１２は、１層または複数層の膜材料からなり、たとえばアクリル膜、ポリイミド膜のような感光性を有する熱硬化型の樹脂材料や、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機材料であってもよい。これらの材料を用いると、半導体の製造工程で一般に用いられる製膜技術、特にフォトリソグラフィー技術等を利用して基板上に所望形状の柱状スペーサを所望の高さで容易に形成することができるので好適である。さらに基板１、２上に直接凸部１１、１２を配設する構成の場合には、基板１、２と同材料であってもよい。この場合には、基板１、２の成形とともに凸部１１、１２を一体成形できるので、特別の材料と製造プロセスとを用意する必要がなく、製造コストを増大させることがない。
【００３６】
図１ないし図３に示したように、凸部１１、１２をフォトリソグラフィー技術によって形成した場合、それらの縦方向の断面形状は、基板側を下底とした台形となる。たとえば上基板１に形成された凸部１１の底面積は上基板側が大きく、下基板側では小さくなる。下基板２の凸部１２についても同様であり、凸部が形成されている基板側の底面積が大きくなる。このような状態を鑑みて、基板間導通部２１と柱状スペーサ２２は、一方の基板上に形成するのではなく、それぞれ上下の基板上に分けて形成されることが好ましい。基板間導通部２１と柱状スペーサ２２の底面積に上下で差があっても、いずれも形成された基板側の底面積が大きいので、上下の基板の両方でそれぞれを形成し、これらを張り合わせると、それぞれの凸部１１、１２の底面積が大きな側が互い違いとなり、液晶パネル全体としての凸部１１、１２の底面積は上下の基板で差異が生じないこととなる。
【００３７】
［液晶装置の製造プロセス］
次に、上記構成の液晶パネルの製造プロセスについて説明する。
まず透明基板を用意し、上下の基板とする。上基板１には、例えば金属クロムをスパッタリングした後、フォトリソグラフィー工程、エッチング工程を経て遮光膜を形成する。なおこの遮光膜は、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｌ（アルミニウム）などの金属材料の他、カーボンやＴｉをフォトレジストに分散した樹脂ブラックなどの材料から形成してもよい。次に、カラーフィルタ４となる色材層を染色法、顔料分散法、印刷法などの周知の方法を用いて形成する。
【００３８】
一方、下基板２上には下地絶縁膜を形成し、その上にアモルファスのシリコン層を積層する。このアモルファスシリコン層に対して、例えばレーザアニール処理等の加熱処理を施すことにより、アモルファスシリコン層を再結晶させ、例えば膜厚３０〜１００ｎｍ程度の結晶性のポリシリコン層を形成する。次にこのポリシリコン層を半導体層７のパターンとなるようにパターニングし、その上に例えば膜厚３０〜１５０ｎｍ程度のゲート絶縁膜となる絶縁薄膜を形成する。その後、表示領域のうち、ＴＦＴと蓄積容量部との接続部および蓄積容量部の下部電極となるべき領域以外の領域をポリイミド等のレジストでマスクした後、例えばドナーとしてのＰＨ３／Ｈ２イオンを絶縁薄膜を介してポリシリコン層にドーピングする。次に上記レジストを剥離した後、絶縁薄膜上に走査線および容量線を形成する。この走査線等の形成は、タンタルまたはＡｌ等の金属をスパッタまたは真空蒸着した後、当該走査線等のレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとしたエッチングを行い、レジストパターンを剥離することにより行う。そして、当該走査線および容量線の形成後、蓄積容量部を覆うレジストパターンを形成した後、イオンを注入する。以上の工程により、ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域が形成される。
【００３９】
さらに絶縁薄膜を積層し、その後、ソースコンタクトホールおよびドレインコンタクトホールとなる位置を開口し、その後、アルミニウム等の金属をスパッタまたは蒸着し、データ線およびドレイン電極の形状をなすレジストパターンを形成し、これをマスクとしてエッチングすることにより、データ線とドレイン電極とを形成する。さらに平坦化膜を塗布した後、膜厚約５０〜２００ｎｍ程度のＩＴＯ等の透明導電性薄膜を形成し、これをパターニングして画素電極を形成する。以上の工程により、本実施の形態の下基板２が完成する。
【００４０】
上述した各工程によって用意された上下基板１、２上にそれぞれ凸部１１、１２を形成する。これには、各基板上にアクリル樹脂膜を形成した後、フォトレジストを形成し、マスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離を行うことにより、所定領域に所望の高さ寸法を有する凸部１１、１２を配設することができる。アクリル樹脂膜が感光性を有する場合には、フォトレジストを用いることなく、アクリル樹脂膜に対して直接、マスク露光、現像を行えば良い。下基板２に設けられた凸部１２はそのまま柱状スペーサ２２とされるが、上基板１に設けられた凸部１１の表面には、真空蒸着法、スパッタ法等の各種製膜技術によって導電層２０を形成して基板間導通部２１とすることができる。図１に示した本実施の形態は、導電層２０と共通電極５とが一体に形成されたものであるが、このような構成は、基板表面をマスクすることなく全面に導電層２０を形成することにより得られる。このようにすると導電層２０と共通電極５とを一工程にて形成することができ、工程の簡略化に伴って製造コストを低減できる。共通電極５と導電層２０とを別個に形成する際には、凸部１１以外の基板表面に感光性樹脂材料を塗布するなどしてマスキングし、導電層２０の形成後にマスク材を除去すればよい。いずれの方法によっても導電層２０は薄膜製造技術によって正確な膜厚で凸部１１表面に形成することができる。
【００４１】
たとえば図１ないし図３に示した本実施態様の液晶パネル１００において、基板間導通部２１を遮光膜上に、柱状スペーサ２２を液晶パネル１００の各画素の境界領域となるＴＦＴのデータ線７の配設領域上に、それぞれ形成してセルギャップを３．５μｍに設定する場合には、基板間導通部２１と柱状スペーサ２２のそれぞれの高さは以下のように設定することができる。下基板２の平坦性が非常に良く、配線領域上と画素領域上との間において段差が生じていない場合には、セルギャップ（＝３．５μｍ）は柱状スペーサ２２の高さＲ２と等しい。下基板２の下地絶縁膜６と絶縁薄膜８と平坦化膜９と電極１０のそれぞれの膜厚の合計値Δ２２（＝３μｍ）と上基板１上のカラーフィルタ４と共通電極５の膜厚との和Δ２１をセルギャップに加算した値、すなわちＲ＝Ｒ２＋Δ２１＋Δ２２とし、Ｒ＝７．５μｍを基板間距離とする。基板間導通部２１の高さＲ１は、基板間距離Ｒから下基板２上の膜厚Δ２２を減じた値、すなわちＲ−Δ２２＝Ｒ１とし、Ｒ１＝４．５μｍを基板間導通部２１の高さＲ１とする。基板間導通部２１の凸部１１の高さは、カラーフィルタ４上の共通電極５の膜厚０．２μｍを減じた値４．３μｍとなる。基板間導通部２１と柱状スペーサ２２の形成位置とその高さとは、フォトリソグラフィー技術を利用することにより所望に変化させることができるのみならず、通常の液晶パネルの製造プロセスを若干変更するのみで充分に形成可能である。
【００４２】
なお基板上に凸部を直接形成する場合には、基板の成形時に一体成形してもよく、これにより製造工程の簡略化を図ることができる。凸部をシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機材料から構成する場合には、半導体製造工程に一般に用いられる製膜技術等を利用することにより、容易かつ正確に所望膜厚のものを所望形状で製造可能である。さらに、必要に応じて凸部は複数の膜材料を積層して構成してもよい。
【００４３】
上述のように基板間導通部２１と柱状スペーサ２２とがそれぞれ形成された上基板１と下基板２とを対向させて配置し、シール材により貼り合わせ、空パネルを作製する。次いで、液晶を空パネル内に封入すれば、本実施の形態の液晶装置が作製される。
【００４４】
［第２の実施形態の液晶装置の構成］
以下、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。図４に示した液晶装置が第１図ないし第３図に示した液晶装置と異なるところは、基板間導通部２１を下基板２に、柱状スペーサ２２を上基板１に、それぞれ設けたところである。上述したように基板間導通部２１と柱状スペーサ１２の高さはＲ＝Ｒ１＋Δ１１＋Δ１２＝Ｒ２＋Δ２１＋Δ２２を満たすものである。従って、図１ないし図３に示した第１の実施の形態と全く同様にＲ、Δ１１、Δ１２、Δ２１、Δ２２の各値を設定した場合には、Ｒ１＝４．３μｍ、Ｒ２＝３．５μｍとなる。このように基板間導通部２１と柱状スペーサ２２との配置関係が逆転した場合においても、本発明の効果は全く変わらず、全面にわたって厳密にセルギャップが制御され、上下基板間での電気的接続が安定的に維持された液晶装置とすることができる。
【００４５】
図５は本発明の第３の実施の形態を示したものであって、液晶装置の全体構成を示す概略平面図である。本実施の形態は、液晶層３を封止するシール部４０の内部に基板間導通部２１を配設した構成に特徴があり、液晶装置１００の表示領域をなす矩形の各辺に複数個の基板間導通部２１を設けたものである。この例にあっては、各辺に２個づつの基板間導通部２１が設けられており、各基板間導通部２１で上下基板間の電気的接続が行われると共に、配線がなされて実装領域５０の端子類（図示せず）に接続されている。このような構成とすることにより、基板間導通部２１はシール部４０の配設スペース内に収容されることとなり、その配設個数を増加させても液晶装置１００の額縁部を増大することがない。よって、例えばパッシブマトリクス方式の液晶装置であれば、液晶パネル１００の画素数が増加しても、基板間導通部２１の配設個数を増加させることが可能であるので、電圧の印加に対して遅延のない表示が可能となる。
【００４６】
また、このような構成によれば、シール部４０によって基板間導通部２１と電極との圧着度を向上させ、その機械的強度を増すのみならず圧着状態の変化による基板間導通部２１の抵抗値の変化を低減することができる。これによって基板間でより一層と信頼性の高い電気的導通を保持することができる。さらに導電層２０はシール部４０に保護され、直接外気に曝されることがなくなるので、酸化等による導電層２０の抵抗値の上昇等を防止することができ、より耐候性の良好な液晶装置とすることができる。
【００４７】
また、基板間導通部２１はセルギャップを保持するためのスペーサとしても機能するものである。シール領域は、電極層や半導体層等の膜構成が他の領域と異なり段差が生じるが、この領域における段差の高さを緩和するように、その高さを調整したスペーサとしての基板間導通部２１を設けることにより、全面にわたってセルギャップが厳密に調整された液晶装置とすることができる。
【００４８】
本発明の液晶装置においては、基板間導通部２１と柱状スペーサ２２との構成が特徴的なものであるが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。たとえば上記実施の形態においてはＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクスタイプの半透過反射型の液晶装置１００を主として例示したが、その他、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）をスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶装置、あるいはパッシブマトリクス方式の液晶装置に適用することも可能である。
【００４９】
図６は本発明の構成をパッシブマトリクス方式に適用した一実施の形態を示したものである。図６の液晶装置１０１においては、各画素に電圧を印加するための電極５、１０がそれぞれストライプ状に形成されており、上下基板１，２の電極５、１０の交点で各画素の駆動が行われるようになっている。上基板１の電極５は、液晶装置１０１の長辺方向に沿って配線されており、下基板２の電極１０は液晶装置１０１の短辺方向に沿って配線されている。また、下基板２上のシール部４０に対応する領域には、上基板１の電極５に信号を与えるための引き廻し配線５ａが形成されている。また、下基板２上には、下基板２の電極１０に信号を与えるための引き廻し配線（図示せず）も形成されている。そして、基板間導通部２１は、シール部４０に対応する領域内の各電極５と各引き廻し配線５ａとの交点に配設されており、これによって上下基板間の電気的接続が行われる。本発明の構成によれば、基板間導通部２１の占有面積が小さいので、その配設個数を増加させることができる。また基板間導通部２１と柱状スペーサ２２の配設によって液晶の全領域でのセルギャップを均一に保持することができる。
【００５０】
［電子機器］
以下、本発明の液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図７は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
図８は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
図９は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
図７から図９に示す電子機器は、上記の液晶装置を用いた液晶表示部を備えたものであるので、表示品位の高い電子機器を実現することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液晶装置によれば、基板間を所定の距離に保持する凸部を基板のそれぞれに設け、一方の基板の凸部に導電層を被覆して基板間導通部とすると共に、他方の凸部は柱状スペーサとしたので、液晶パネル中でのスペーサの偏在を防止するとともに、基板間で安定した電気的導通の保持が可能となり、表示特性の良好な液晶装置とすることができる。
また基板間導通部と柱状スペーサとの高さを異ならしめて、各基板上の積層膜の凹凸に対応できるようにしたので、全面にわたって厳密にセルギャップが制御された液晶装置を得ることができる。
さらにスペーサとして機能する基板間導通部をシール部内に収容することにより、その配設個数を増加させることができ、応答速度の遅延のない良好な表示特性を有する狭額縁の液晶装置とすることができる。
また、この構成によればシール部によって基板間導通部が保護されるので、導電層が外気に曝されることがなくなり、耐候性の良好な液晶装置とすることができる。
また本発明の製造方法によれば、基板間導通部と柱状スペーサとなる各基板の凸部をフォトリソグラフィーにより形成するものであるので、所望の基板間導通部と柱状スペーサとを正確に形成することができるばかりでなく、通常の製造工程の若干の変更により高品質な液晶装置を安価にて提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の液晶装置の概略断面図である。
【図２】同、液晶装置のＴＦＴアレイ基板における画素の概略模式平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う概略断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の液晶装置の概略断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の液晶装置の概略平面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の液晶装置の概略平面図である。
【図７】本発明の液晶装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の液晶装置を用いた電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の液晶装置を用いた電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１０】従来の液晶装置の概略平面図である。
【符号の説明】
１　上基板
２　下基板
３　液晶層
５　電極
１０　画素電極
１１　凸部
１２　凸部
２０　導電層
２１　基板間導通部
２２　柱状スペーサ
４０　シール材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device, a method of manufacturing the same, and an electronic device, and more particularly to a substrate structure suitable for controlling the distance between substrates and electrical conduction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is a display element utilizing a phenomenon that the optical transmittance of a liquid crystal changes when a voltage is applied to the liquid crystal. In a liquid crystal panel, an element substrate on which a switching element for driving a pixel electrode and the like are arranged, and an opposing substrate on which an opposing electrode is arranged are arranged at a predetermined interval (cell gap), and a liquid crystal is sealed between these substrates. It is composed. The element substrate and the opposing substrate are bonded to each other with a sealing material at their peripheral edges so that the surfaces on which the electrodes are formed face each other. Liquid crystal is sealed in a region between the substrates partitioned by the sealing material to form a liquid crystal layer. Conventionally, in such a liquid crystal panel, a method of dispersing various spacers in a liquid crystal layer or a sealing material has been used to maintain the cell gap at a predetermined size. As these spacers, beads or fillers made of glass or plastic are used, and the particle size of these spacers is used as the cell gap of the liquid crystal panel.
[0003]
However, in a configuration in which granular or filler spacers are dispersed in the liquid crystal layer, there is a problem in that the spacers are agglomerated, which scatters light incident on the liquid crystal layer, thereby deteriorating the display quality of the liquid crystal panel. In response to such a problem, there has been proposed a liquid crystal device having a columnar spacer capable of positioning the liquid crystal. However, even in a liquid crystal device having such columnar spacers, in the sealing region, the generation of scattered light by the spacers does not become a problem, so that the sealing material has a structure in which particles or filler-like spacers are dispersed in the sealing material. I have.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the seal region is a region that seals the liquid crystal layer at the periphery of the substrate, the film structure on the inner surface of the substrate is different from that of the pixel region, and a step occurs at the boundary between the pixel region and the seal region. In addition, a liquid crystal device with a narrow cell gap that enables high-quality display has been proposed. In such a liquid crystal device with a narrow cell gap, the step between the sealing region and the pixel region is directly reflected in the cell gap, and the sealing region is There is a problem that the cell gap becomes non-uniform in the vicinity.
[0005]
FIG. 10 is a schematic plan view of a conventional liquid crystal device viewed from a counter substrate side provided with a color filter. The liquid crystal device 100 has a liquid crystal layer sandwiched between an upper substrate 1 and a lower substrate 2, and the liquid crystal layer is sealed by a seal portion 40 provided along the peripheral portions of the upper and lower substrates. In a region outside the seal portion 40, wiring to each drive circuit such as a TFT is provided. One side of the lower substrate 2 serving as an element substrate is extended from the upper substrate 1 to form a mounting area 5, and connection terminals to external circuits and the like are provided. Upper and lower conductive portions 60 for maintaining electrical continuity between the upper and lower substrates are provided at two diagonal corners of the upper and lower substrates 1 and 2.
[0006]
By the way, since the area occupied by the upper and lower conductive portions 60 is large in the frame portion corresponding to the outer peripheral portion of the disposition position of the seal portion 40, the disposition position and the disposition number are limited. There is a problem that the response speed to the counter electrode is delayed as the size increases. In addition, the upper and lower conductive portions 60 are formed by hardening the conductive paste, and the conductive characteristics thereof depend on the conductive powder dispersed in the resin, and the contact resistance between the upper and lower substrates is not constant and tends to increase. There were also problems. As a structure of a liquid crystal panel having a spacer, for example, a structure described in JP-A-9-73093 is known.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a liquid crystal device having a structure that can stably maintain electrical conduction between substrates in a liquid crystal device and can also strictly control the distance between substrates. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method thereof and an electronic device using the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid crystal device according to the present invention is a liquid crystal device in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates facing each other, wherein a substrate is provided on an inner surface of each of the substrates constituting the pair of substrates. Protrusions that maintain a predetermined distance therebetween and conductive parts are provided, and the protrusions provided on one of the pair of substrates are columnar spacers, and the other of the pair of substrates is provided. The projections provided on the substrates are inter-substrate conduction portions in which the surfaces of the columnar spacers are covered with a conductive layer, and the conductive portions of each substrate are electrically connected via the substrate conduction portions. It is characterized by the following. Here, the “conductive portion provided on the inner surface of each substrate” includes an electrode and a wiring. However, even if a convex portion is provided on the inner surface of each substrate, since both ends of the convex portion are in direct contact with the pair of substrates, it is determined on which substrate side the convex portion is provided. Is considered difficult. However, as described later, when the protrusions (columnar spacer portions) are formed by a photolithography technique using a resin material or the like, the area (lower surface) on the substrate side on which the columnar spacers are formed is large due to the characteristics at the time of etching. Has a small frustum-shaped area (upper surface) on the substrate side. Thereby, the substrate on which the convex portion is formed can be determined.
According to the configuration of the present invention, the inter-substrate conductive portion provided on the other substrate has a function as a spacer for maintaining a constant inter-substrate distance and a function as a conductive portion for performing electrical connection between the substrates. Will be combined. By providing the inter-substrate conduction portion and the columnar spacer on each substrate, a uniform cell gap can be maintained over the entire surface of the liquid crystal panel.
Further, the conductive layer having excellent reliability in conductivity can reliably maintain electrical conduction between the conductive portions of the substrates, and can provide a liquid crystal device capable of performing stable display.
[0009]
In the liquid crystal device according to the aspect of the invention, it is preferable that the columnar spacer and the inter-substrate conductive portion are provided in different regions of each substrate.
With such a configuration, the columnar spacer and the inter-substrate conduction portion can be separately provided according to the function of each region of each substrate. Since the columnar spacers are arranged in the specific region, the inter-substrate conducting portions are arranged outside the specific region. Can be arranged at predetermined positions, uniform cell gap control and reliable electrical connection can be simultaneously performed, and a liquid crystal device capable of high-quality display can be provided.
[0010]
It is preferable that the height of the columnar spacer is different from the height of the inter-substrate conductive portion. Further, the sum of the height of the columnar spacer of the one substrate and the thickness of the stacked film on the one substrate and the thickness of the stacked film on the other substrate in a region where the columnar spacer is arranged, The sum of the height of the inter-substrate conduction portion of the other substrate and the thickness of the laminated film on the other substrate and the thickness of the laminated film on the one substrate in the region where the inter-substrate conduction portion is arranged is equal. It is desirable to do.
In other words, since the surface of each substrate has unevenness of various laminated films due to drive circuits, electrodes, color filters, and the like, the difference in the height of the unevenness is determined by the height of the columnar spacer and the height of the inter-substrate conductive portion. Set as the difference between By providing a difference between the columnar spacer and the conductive portion between the substrates, the cell gap of the liquid crystal panel does not reflect the height of the unevenness of the substrate laminated film. Therefore, the liquid crystal device has a uniform cell gap over the entire surface. Can be.
[0011]
Further, it is preferable that the inter-substrate conduction portion is provided in a peripheral portion of each substrate outside the image display area.
According to this configuration, the electrical connection between the substrates can be reliably maintained while the distance between the substrates is strictly controlled without deteriorating the display characteristics due to the scattered light in the image display area.
[0012]
Further, it is desirable that the inter-substrate conducting portion is provided inside a sealing portion for sealing the liquid crystal.
According to this configuration, it is possible to strictly control the cell gap in the seal region where a step is easily generated from another region.
Further, since the inter-substrate conduction portion is firmly adhered to the substrate by the sealant, stable electric conduction can be maintained, and a liquid crystal device having less display unevenness and excellent display characteristics can be obtained. In addition, since the conductive portion between the substrates is protected by the seal portion, the conductive layer is not exposed to the outside air, and a liquid crystal device having good weather resistance can be provided.
Further, according to this configuration, it is not necessary to set a space for forming the conductive portion outside the image display area of the liquid crystal device, and the frame of the liquid crystal device can be narrowed.
[0013]
The columnar spacer is preferably made of a resin material.
According to this configuration, when forming the columnar spacers and the projections serving as the conductive portions between the substrates on each substrate, it is not necessary to separately prepare a separate member from the substrate, and the manufacturing cost is not increased. In addition, since the projections can be formed from the film material forming the element substrate and the counter substrate, the projections can be formed by slightly changing ordinary manufacturing process conditions.
[0014]
Further, the columnar spacer is preferably made of a resin material such as an acrylic film and a polyimide film.
If the projections are made of such a thermosetting resin having photosensitivity, a desired projection can be easily formed in a desired region on each substrate using a photolithography technique or the like. Therefore, the columnar spacer and the inter-substrate conductive portion having a desired height from the convex portion can be formed at a desired height in a desired region.
[0015]
It is preferable that the conductive layer of the inter-substrate conducting portion is formed of a metal layer.
According to the metal film, stable conductivity can be obtained, and the electrical connection between the substrates can be stably maintained. In addition, the metal film can be easily and inexpensively coated on the surface of the convex portion with a predetermined film thickness by various film forming techniques, and the height of the conductive portion between the substrates can be adjusted with high precision. The distance between the substrates can be strictly adjusted.
[0016]
It is preferable that the conductive layer of the inter-substrate conducting portion is made of a transparent conductive film.
With such a configuration, it is possible to form the conductive layer of the inter-substrate conduction portion together when the transparent electrode is formed on the substrate, so that the manufacturing process can be simplified. Further, since the projections constituting the inter-substrate conducting portion are also made of a transparent member, the light transmittance does not decrease even if the inter-substrate conducting portion of this configuration is formed in any region of the liquid crystal device.
[0017]
The method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates facing each other, wherein each of the pair of substrates holds a predetermined distance between the substrates. A step of forming a convex portion to be formed by photolithography, and a step of forming a conductive portion between the substrates by covering the convex portion provided on one of the pair of substrates with a conductive layer.
According to the manufacturing method of the present invention, since a desired convex portion can be formed on each substrate, a columnar spacer having a desired shape and a desired height from the convex portion and the inter-substrate conductive portion can be easily formed in a desired region. Can be formed. Further, since all the manufacturing steps can be performed by the film forming technique, the manufacturing cost can be reduced by simplifying the manufacturing steps and the manufacturing machine.
[0018]
Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, each of the pair of substrates is divided into a specific region and a non-specific region, and within a specific region of one substrate and a non-specific region of the other substrate, respectively. It is preferable to include a step of forming the projection by photolithography.
According to this method, according to the height and shape of the unevenness of the laminated film in the specific region, the columnar spacer and the convex portion serving as the inter-substrate conductive portion are each provided at a predetermined position in a separate region with a predetermined height dimension. Since the liquid crystal device can be formed accurately, a liquid crystal device in which the cell gap is strictly adjusted can be obtained.
[0019]
An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal device according to the present invention.
According to the present invention, it is possible to realize an electronic apparatus including a display unit with high display quality by including the liquid crystal device of the present invention.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Liquid crystal device]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an embodiment in which the configuration of the present invention is applied to an active matrix type transflective liquid crystal device using a TFT (Thin Film Transistor) element as a switching element.
FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel on an array substrate constituting the liquid crystal device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG. In addition, in each drawing, in order to make each layer and each member a size recognizable in the drawing, the scale such as a plane dimension and a film thickness is appropriately changed for each layer and each member.
[0021]
The liquid crystal panel 100 is configured such that an upper substrate 1 and a lower substrate 2 are arranged to face each other, a liquid crystal layer 3 is sandwiched between the substrates 1 and 2, and is sealed by a sealing material 50.
A color filter 4 is provided on the inner surface side (the liquid crystal layer 3 side) of the upper substrate 1. The color filter 4 corresponds to R (Red), G (Green), and B (Blue) of light, and is configured by arranging the color material layers 4R, 4G, and 4B in a matrix when viewed in plan. Further, the boundaries between the pixels composed of the color material layers 4R, 4G, and 4B are defined by light-shielding films (not shown) provided in a matrix. On the light-shielding film, a convex portion 11 whose surface is covered with a conductive layer 20 is provided toward the lower substrate 2, and serves as an inter-substrate conducting portion 21. The conductive layer 20 is a conductive thin film, and may be a transparent conductive material such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) or a metal thin film. In the present embodiment, the conductive layer 20 is made of ITO, and the color filter 4 is covered with the same film as the conductive layer 20 to form the common electrode 5 of the upper substrate 1.
[0022]
The lower substrate 2 is an array substrate on which a TFT as a switching element is formed, and a base insulating layer 6 is formed on the inner surface side (the liquid crystal layer 3 side). A semiconductor layer 7 made of a polysilicon film having a thickness of about 30 to 100 nm is provided, and an insulating thin film 8 having a thickness of about 30 to 150 nm is formed on the entire surface so as to cover the semiconductor layer 7. Although not shown in the drawing, the semiconductor layer 7 includes a channel region, a source region, and a drain region of the TFT, and is formed by connecting a scanning line and a data line for driving the TFT. Further, a planarizing film 9 and a pixel electrode 10 are sequentially laminated on the insulating thin film 8. The flattening film 9 is also used as an insulating film, and is formed, for example, by forming an acrylic resin film, which is a kind of resin film having high flatness, to a thickness of about 2 μm. The pixel electrode 10 is made of a transparent conductive film such as ITO, and the switching is controlled by the TFT. Further, a projection 12 is provided on the pixel electrode 10 toward the upper substrate 1, and serves as a columnar spacer 22.
[0023]
FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel of the liquid crystal panel 100, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. A plurality of pixel electrodes 10 are arranged in a matrix on a lower substrate 2 which is one substrate of the liquid crystal panel 100. The data lines 13 are provided along the sides of the pixel electrodes 10 extending in the vertical direction on the paper, and the scanning lines 14 are provided on the sides extending in the horizontal direction on the paper. The semiconductor layer 7 made of a polysilicon film is formed in a substantially U-shape near the intersection of the data line 13 and the scanning line 14, and one end thereof extends in the extending direction of the data 13 and the extending direction of the scanning line 14, respectively. Have been. Further, a capacitance electrode 15 is arranged so as to cover about half the area of the pixel, and a reflection layer 16 is arranged on the capacitance electrode 15. The reflective layer 16 is provided with irregularities 16a on its surface, and reflects light incident on the liquid crystal panel by the irregularities 16a to perform reflective display in that area. A columnar spacer 22 on the lower substrate 2 side is provided at a position where an intersection between the data line 13 and the scanning line 14 becomes a boundary between pixels.
[0024]
A liquid crystal layer 3 is sandwiched between the upper substrate 1 and the lower substrate 2. The distance R between these substrates, and thus the cell gap, is determined by the inter-substrate conducting portions 21 provided on the respective substrates 1 and 2. And the columnar spacer 22. In the present embodiment, the inter-substrate conduction portion 21 of the upper substrate 1 is formed by covering the projection 11 provided in the light-shielding film region dividing each pixel with the conductive layer 20, and forming the columnar portion of the lower substrate 2. The spacer 22 includes the convex portion 12 provided in a region where the semiconductor layer 7 is stacked. In the present embodiment, the conductive layer 20 of the upper substrate 1 and the common electrode 5 are the same film integrally formed, and a transparent conductive film such as ITO is used.
[0025]
The inter-substrate conduction portion 21 maintains electrical conduction between the lower substrate 2 and the upper substrate 1, and includes a common wiring 5 formed on the common electrode 5 of the upper substrate 1 and an edge on the lower substrate 2. These are electrically connected by direct contact with 5a. The constituent material of the conductive layer 20 of the inter-substrate conducting portion 21 is not particularly limited as long as it has conductivity. In addition to a transparent conductive film such as ITO, a metal such as silver, copper, nickel, and aluminum may be used. It may be configured.
[0026]
In the liquid crystal panel 100 of the present embodiment shown in FIG. 1, the height R1 of the inter-substrate conducting portion 21 provided on the upper substrate 1 and the height R2 of the columnar spacer 22 provided on the lower substrate 2 Means that R = R1 + Δ11 + Δ12 = R2 + Δ21 + Δ22. The height R1 of the inter-substrate conductive portion 21 is the sum of the height of the convex portion 11 and the thickness of the conductive layer 20. R is the distance between the substrates of the liquid crystal panel 100, Δ11 is the laminated film thickness of the upper substrate 1 in the region where the inter-substrate conducting portion 1 is provided, and Δ12 is the film thickness of the laminated film of the lower substrate 2 in the same region. is there. Δ21 is the film thickness of the laminated film of the upper substrate 1 in the region where the columnar spacers 22 are provided, and Δ22 is the film thickness of the laminated film of the lower substrate 2 in the same region.
[0027]
In the liquid crystal panel 100 shown in FIG. 1, Δ11 is 0, and Δ12 is the total value of the thicknesses of the base insulating layer 6, the semiconductor layer 7, the insulating thin film 8, and the planarizing film 9 on the lower substrate 1. . Δ21 is the sum of the thickness of the color filter 4 on the upper substrate 1 and the thickness of the common electrode 5, and Δ22 is equal to Δ12. Each laminated film formed on each of the substrates 1 and 2 is formed on the liquid crystal layer 3 side of each substrate when the liquid crystal panel 100 is formed, and is a base or abutting state of the inter-substrate conductive portion 21 and the columnar spacer 22. , And includes a reflective layer, a semiconductor layer, a plurality of insulating layers, a plurality of wirings, and the like in addition to the laminated films shown in FIGS. 1 to 3.
[0028]
In the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3, R1 and R2 indicate different values. However, in the case where Δ11 + Δ12 = Δ21 + Δ22 in the area where the inter-substrate conducting portions 21 and the columnar spacers 22 are provided. In such a case, the height R1 of the inter-substrate conducting portion 21 and the height R2 of the columnar spacer 22 may be equal.
[0029]
By setting the heights R1 and R2 of the inter-substrate conductive portions 21 and the columnar spacers 22 in this manner, even in a liquid crystal panel having a narrow cell gap in which the values of Δ11 + Δ12 and Δ21 + Δ22 become large with respect to the inter-substrate distance R, the height of the substrate The cell gap can be strictly controlled and maintained without being affected by the thickness of the laminated film, and a decrease in display characteristics due to an uneven cell gap can be prevented.
[0030]
The position where the inter-substrate conducting portion 21 and the columnar spacer 22 are disposed is not particularly limited in any of the regions of the upper and lower substrates 1 and 2, but is preferably outside the pixel opening region.
In the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the inter-substrate conductive portion 21 of the upper substrate 1 is provided in the light-shielding film region, and the columnar spacer 22 of the lower substrate 2 is provided in the region where the scanning line 14 of each pixel is formed. All of them are outside the display area. As described above, it is preferable to provide the columnar spacer outside the pixel opening region without deteriorating the display characteristics of the liquid crystal panel 100.
[0031]
Further, from the viewpoint of not impairing the display characteristics of the liquid crystal panel 100 and controlling the uniform cell gap of the panel, the inter-substrate conducting portions 21 and the columnar spacers 22 are not located in the same region of the liquid crystal panel 100 but in different regions. Is preferably provided on each substrate. In particular, if the inter-substrate conduction portion 21 is formed in a seal portion having a large step due to the laminated film, the step is not reflected in the cell gap. Further, since the seal portion is outside the image display area at the peripheral portion of the liquid crystal device, the image characteristics are not impaired. In addition, since the area of the frame portion does not increase even if the number of the inter-substrate conducting portions 21 is increased, the response speed is not delayed even in a large panel having a large number of pixels, thereby enabling high quality display. It becomes.
[0032]
Even if the inter-substrate conducting portion 21 and the columnar spacer 22 are both disposed in the display region, they may be selectively disposed in, for example, an electrode region of a semiconductor layer or a black matrix region which is a boundary between pixels. Thereby, the control of the cell gap and the electrical connection between the substrates can be performed without affecting the display. For example, in the upper substrate 1, the area where the inter-substrate conductive portions 21 are arranged is made to match the shape of the black matrix, and in the lower substrate 2, the area where the columnar spacers 22 are arranged is on a scanning line formed in stripes. .
[0033]
The numbers of the inter-substrate conducting portions 21 and the columnar spacers 22 are not particularly limited. However, when the contact area with the substrate is the same, the diameters are larger than those having a large diameter. It is preferable to dispose a large number of components having small values. This is because there are advantages such as a problem of injecting a liquid crystal material into the liquid crystal layer 3 and uniform application of a voltage to the liquid crystal layer 3. It is more preferable that one or more inter-substrate conduction parts 21 are provided at each corner or side of the periphery of the image display part in consideration of more uniform and quick response.
[0034]
Further, the cross-sectional shape of each of the projections 11 and 12 constituting the substrate conduction portion 21 and the columnar spacer 22 is not limited to a regular hexagon as shown in FIG. It may be a polygon.
[0035]
The protrusions 11 and 12 are made of one or more layers of a film material. For example, a photosensitive thermosetting resin material such as an acrylic film or a polyimide film, or an inorganic material such as a silicon oxide film or a silicon nitride film. It may be. When these materials are used, columnar spacers having a desired shape can be easily formed at a desired height on a substrate by using a film forming technique generally used in a semiconductor manufacturing process, in particular, a photolithography technique or the like. It is suitable. Further, in the case of a configuration in which the convex portions 11 and 12 are provided directly on the substrates 1 and 2, the same material as the substrates 1 and 2 may be used. In this case, since the protrusions 11 and 12 can be integrally formed together with the formation of the substrates 1 and 2, there is no need to prepare a special material and a manufacturing process, and the manufacturing cost does not increase.
[0036]
As shown in FIGS. 1 to 3, when the protrusions 11 and 12 are formed by the photolithography technique, their vertical cross-sections are trapezoidal with the substrate side being the lower bottom. For example, the bottom area of the protrusions 11 formed on the upper substrate 1 is larger on the upper substrate side and smaller on the lower substrate side. The same applies to the projections 12 of the lower substrate 2, and the bottom area on the substrate side on which the projections are formed increases. In consideration of such a state, it is preferable that the inter-substrate conductive portion 21 and the columnar spacer 22 are formed separately on the upper and lower substrates, instead of being formed on one substrate. Even if the bottom areas of the inter-substrate conductive portion 21 and the columnar spacer 22 are different from each other at the top and bottom, since the bottom areas on both sides of the formed substrate are large, they are formed on both the upper and lower substrates, and they are bonded together. Thus, the sides having the larger bottom areas of the projections 11 and 12 are alternated, and the bottom areas of the projections 11 and 12 as the whole liquid crystal panel do not differ between the upper and lower substrates.
[0037]
[Manufacturing process of liquid crystal device]
Next, a manufacturing process of the liquid crystal panel having the above configuration will be described.
First, a transparent substrate is prepared and used as upper and lower substrates. After sputtering metal chromium, for example, on the upper substrate 1, a light shielding film is formed through a photolithography process and an etching process. The light-shielding film may be formed of a material such as resin black in which carbon or Ti is dispersed in a photoresist, in addition to a metal material such as Cr (chromium), Ni (nickel), and Al (aluminum). Next, a color material layer to be the color filter 4 is formed by using a known method such as a dyeing method, a pigment dispersion method, and a printing method.
[0038]
On the other hand, a base insulating film is formed on the lower substrate 2, and an amorphous silicon layer is stacked thereon. The amorphous silicon layer is recrystallized by subjecting the amorphous silicon layer to a heat treatment such as a laser annealing process to form a crystalline polysilicon layer having a thickness of, for example, about 30 to 100 nm. Next, the polysilicon layer is patterned so as to have a pattern of the semiconductor layer 7, and an insulating thin film serving as a gate insulating film having a thickness of, for example, about 30 to 150 nm is formed thereon. After that, in the display region, a region other than a region between the connection portion between the TFT and the storage capacitor portion and a region to be a lower electrode of the storage capacitor portion is masked with a resist such as polyimide, and then, for example, PH3 / H2 ions as donors are insulated. Doping the polysilicon layer through the thin film. Next, after removing the resist, a scanning line and a capacitance line are formed on the insulating thin film. The formation of the scanning lines and the like is performed by sputtering or vacuum depositing a metal such as tantalum or Al, forming a resist pattern of the scanning lines or the like, performing etching using the resist pattern as a mask, and stripping the resist pattern. Do. Then, after forming the scanning line and the capacitor line, a resist pattern covering the storage capacitor portion is formed, and then ions are implanted. Through the above steps, a source region and a drain region of the TFT are formed.
[0039]
Furthermore, an insulating thin film is laminated, and thereafter, a position to be a source contact hole and a drain contact hole is opened, and thereafter, a metal such as aluminum is sputtered or vapor-deposited to form a resist pattern in the shape of a data line and a drain electrode, By etching using this as a mask, a data line and a drain electrode are formed. After a flattening film is further applied, a transparent conductive thin film such as ITO having a thickness of about 50 to 200 nm is formed, and this is patterned to form a pixel electrode. Through the above steps, the lower substrate 2 of the present embodiment is completed.
[0040]
The protrusions 11 and 12 are formed on the upper and lower substrates 1 and 2 prepared by the above-described steps, respectively. For this, after forming an acrylic resin film on each substrate, a photoresist is formed, and mask exposure, development, etching, and resist peeling are performed, so that a convex portion 11 having a desired height dimension is provided in a predetermined region. 12 can be provided. When the acrylic resin film has photosensitivity, mask exposure and development may be performed directly on the acrylic resin film without using a photoresist. The protrusions 12 provided on the lower substrate 2 are used as columnar spacers 22 as they are, and the surface of the protrusions 11 provided on the upper substrate 1 is formed on the surface of the conductive layer by various film forming techniques such as a vacuum deposition method and a sputtering method. 20 can be formed to be the inter-substrate conducting portion 21. In the present embodiment shown in FIG. 1, the conductive layer 20 and the common electrode 5 are integrally formed. However, such a configuration forms the conductive layer 20 over the entire surface without masking the substrate surface. It is obtained by doing. By doing so, the conductive layer 20 and the common electrode 5 can be formed in one step, and the manufacturing cost can be reduced as the steps are simplified. When the common electrode 5 and the conductive layer 20 are separately formed, masking is performed by, for example, applying a photosensitive resin material to the substrate surface other than the protrusions 11 and removing the mask material after forming the conductive layer 20. Good. In any case, the conductive layer 20 can be formed on the surface of the projection 11 with an accurate film thickness by a thin film manufacturing technique.
[0041]
For example, in the liquid crystal panel 100 of this embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the inter-substrate conducting portion 21 is provided on the light-shielding film, and the columnar spacer 22 is provided with the data line 7 of the TFT serving as a boundary region of each pixel of the liquid crystal panel 100. When the cell gap is set to 3.5 μm on each of the disposition areas and the cell gap is set to 3.5 μm, the respective heights of the inter-substrate conductive portion 21 and the columnar spacer 22 can be set as follows. When the flatness of the lower substrate 2 is very good and there is no step between the wiring region and the pixel region, the cell gap (= 3.5 μm) is equal to the height R2 of the columnar spacer 22. The total value Δ22 (= 3 μm) of the thicknesses of the base insulating film 6, the insulating thin film 8, the planarizing film 9, and the electrode 10 of the lower substrate 2, and the film thickness of the color filter 4 and the common electrode 5 on the upper substrate 1. Is the value obtained by adding the sum Δ21 to the cell gap, that is, R = R2 + Δ21 + Δ22, and R = 7.5 μm is the distance between the substrates. The height R1 of the inter-substrate conducting portion 21 is a value obtained by subtracting the film thickness Δ22 on the lower substrate 2 from the inter-substrate distance R, that is, R−Δ22 = R1, and R1 = 4.5 μm is the height of the inter-substrate conducting portion 21. Let it be R1. The height of the convex portion 11 of the inter-substrate conductive portion 21 is 4.3 μm, which is a value obtained by subtracting the film thickness of the common electrode 5 on the color filter 4 of 0.2 μm. The formation position and the height of the inter-substrate conduction portion 21 and the columnar spacer 22 can be changed as desired by using the photolithography technology, and can be changed only by slightly changing a normal liquid crystal panel manufacturing process. It can be formed sufficiently.
[0042]
In the case where the projection is directly formed on the substrate, the projection may be integrally formed at the time of molding the substrate, thereby simplifying the manufacturing process. When the protrusions are made of an inorganic material such as a silicon oxide film or a silicon nitride film, a film having a desired film thickness can be easily and accurately formed into a desired shape by utilizing a film forming technique generally used in a semiconductor manufacturing process. It can be manufactured at Further, the projections may be formed by laminating a plurality of film materials as necessary.
[0043]
The upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the inter-substrate conducting portions 21 and the columnar spacers 22 are respectively formed as described above are arranged so as to face each other, and are bonded to each other with a sealing material to produce an empty panel. Next, by enclosing the liquid crystal in the empty panel, the liquid crystal device of the present embodiment is manufactured.
[0044]
[Configuration of Liquid Crystal Device of Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The liquid crystal device shown in FIG. 4 is different from the liquid crystal device shown in FIGS. 1 to 3 in that the inter-substrate conducting portion 21 is provided on the lower substrate 2 and the columnar spacer 22 is provided on the upper substrate 1, respectively. . As described above, the heights of the inter-substrate conductive portion 21 and the columnar spacer 12 satisfy R = R1 + Δ11 + Δ12 = R2 + Δ21 + Δ22. Accordingly, when the values of R, Δ11, Δ12, Δ21, and Δ22 are set in the same manner as in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, R1 = 4.3 μm and R2 = 3.5 μm It becomes. Thus, even when the arrangement relationship between the inter-substrate conductive portion 21 and the columnar spacer 22 is reversed, the effect of the present invention does not change at all, the cell gap is strictly controlled over the entire surface, and electrical connection between the upper and lower substrates is achieved. Can be stably maintained.
[0045]
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, and is a schematic plan view showing the entire configuration of a liquid crystal device. The present embodiment is characterized in that the inter-substrate conducting portion 21 is disposed inside the seal portion 40 for sealing the liquid crystal layer 3, and a plurality of rectangular portions forming the display area of the liquid crystal device 100 are provided on each side. This is provided with an inter-substrate conduction section 21. In this example, two inter-substrate conductive portions 21 are provided on each side, and electrical connection between the upper and lower substrates is performed by the inter-substrate conductive portions 21, and wiring is performed to form a mounting area. 50 terminals (not shown). With such a configuration, the inter-substrate conducting portion 21 is accommodated in the space in which the seal portion 40 is provided, and the frame portion of the liquid crystal device 100 can be increased even if the number of the provided portions is increased. Absent. Therefore, for example, in the case of a passive matrix type liquid crystal device, even if the number of pixels of the liquid crystal panel 100 is increased, the number of the inter-substrate conductive portions 21 can be increased. Display without delay is possible.
[0046]
Further, according to such a configuration, the degree of pressure bonding between the inter-substrate conductive portion 21 and the electrode is improved by the seal portion 40, and not only the mechanical strength is increased, but also the resistance of the inter-substrate conductive portion 21 due to a change in the press-fit state. The change in the value can be reduced. As a result, more reliable electrical conduction between the substrates can be maintained. Further, since the conductive layer 20 is protected by the seal portion 40 and is not directly exposed to the outside air, an increase in the resistance value of the conductive layer 20 due to oxidation or the like can be prevented, and a liquid crystal device with better weather resistance can be prevented. It can be.
[0047]
Further, the inter-substrate conduction section 21 also functions as a spacer for maintaining a cell gap. In the sealing region, a step difference occurs due to a difference in the film configuration of the electrode layer, the semiconductor layer, and the like from other regions, but the inter-substrate conduction portion as a spacer whose height is adjusted so as to reduce the height of the step in this region. The provision of 21 enables a liquid crystal device in which the cell gap is strictly adjusted over the entire surface.
[0048]
The liquid crystal device of the present invention is characterized by the configuration of the inter-substrate conducting portion 21 and the columnar spacer 22, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the active matrix type transflective liquid crystal device 100 using TFT as a switching element has been mainly exemplified. However, an active matrix type liquid crystal device using a thin film diode (TFD) as a switching element, Alternatively, the present invention can be applied to a passive matrix type liquid crystal device.
[0049]
FIG. 6 shows an embodiment in which the configuration of the present invention is applied to a passive matrix system. In the liquid crystal device 101 of FIG. 6, electrodes 5 and 10 for applying a voltage to each pixel are formed in a stripe shape, and driving of each pixel is performed at an intersection of the electrodes 5 and 10 on the upper and lower substrates 1 and 2. Is being done. The electrode 5 of the upper substrate 1 is wired along the long side direction of the liquid crystal device 101, and the electrode 10 of the lower substrate 2 is wired along the short side direction of the liquid crystal device 101. In a region on the lower substrate 2 corresponding to the seal portion 40, a lead-out wiring 5a for supplying a signal to the electrode 5 of the upper substrate 1 is formed. In addition, on the lower substrate 2, a routing wiring (not shown) for supplying a signal to the electrode 10 of the lower substrate 2 is also formed. The inter-substrate conducting portion 21 is disposed at the intersection of each electrode 5 and each lead-out wiring 5a in a region corresponding to the seal portion 40, whereby electrical connection between the upper and lower substrates is performed. According to the configuration of the present invention, since the area occupied by the inter-substrate conductive portions 21 is small, the number of the conductive portions 21 can be increased. Further, the arrangement of the inter-substrate conducting portions 21 and the columnar spacers 22 makes it possible to maintain a uniform cell gap in the entire region of the liquid crystal.
[0050]
[Electronics]
Hereinafter, specific examples of an electronic device including the liquid crystal device of the present invention will be described.
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 7, reference numeral 500 indicates a mobile phone main body, and reference numeral 501 indicates a liquid crystal display unit using the above-described liquid crystal device.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. 8, reference numeral 600 denotes an information processing device, reference numeral 601 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 603 denotes an information processing device main body, and reference numeral 602 denotes a liquid crystal display unit using the above liquid crystal device.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 9, reference numeral 700 denotes a watch main body, and reference numeral 701 denotes a liquid crystal display unit using the above-described liquid crystal device.
Since the electronic devices shown in FIGS. 7 to 9 include a liquid crystal display portion using the above-described liquid crystal device, electronic devices with high display quality can be realized.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the liquid crystal device of the present invention, a protrusion for holding a predetermined distance between the substrates is provided on each of the substrates, and the protrusion on one of the substrates is covered with a conductive layer. In addition to the inter-conducting portion, the other protruding portion is a columnar spacer, which prevents uneven distribution of the spacer in the liquid crystal panel, enables stable electrical conduction between the substrates, and improves display characteristics. It can be a liquid crystal device.
In addition, since the heights of the inter-substrate conducting portions and the columnar spacers are made different so as to cope with the unevenness of the laminated film on each substrate, a liquid crystal device in which the cell gap is strictly controlled over the entire surface can be obtained.
Further, by accommodating the inter-substrate conductive portion functioning as a spacer in the seal portion, the number of the conductive portions can be increased, and a liquid crystal device having a narrow frame having good display characteristics without delay in response speed can be provided. it can.
Further, according to this configuration, the conductive portion between the substrates is protected by the seal portion, so that the conductive layer is not exposed to the outside air, and a liquid crystal device having good weather resistance can be obtained.
In addition, according to the manufacturing method of the present invention, since the inter-substrate conductive portions and the columnar spacers are formed by photolithography, the desired inter-substrate conductive portions and columnar spacers are accurately formed. In addition to the above, it is possible to provide a high-quality liquid crystal device at a low cost by slightly changing a normal manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel on a TFT array substrate of the liquid crystal device.
FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic sectional view of a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view of a liquid crystal device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view of a liquid crystal device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus using the liquid crystal device of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing another example of an electronic apparatus using the liquid crystal device of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing still another example of an electronic apparatus using the liquid crystal device of the present invention.
FIG. 10 is a schematic plan view of a conventional liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
1 Upper substrate
2 Lower substrate
3 Liquid crystal layer
5 electrodes
10 pixel electrode
11 convex part
12 convex part
20 conductive layer
21 Conductor between boards
22 Column spacer
40 Sealing material

Claims

A liquid crystal device comprising a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates facing each other,
On the inner surface of each of the substrates constituting the pair of substrates, a convex portion for maintaining a predetermined distance between the substrates and a conductive portion are provided, and the convex portion provided on one of the pair of substrates. Is a columnar spacer, and the convex portion provided on the other substrate of the pair of substrates is an inter-substrate conductive portion in which the surface of the columnar spacer is covered with a conductive layer, and the conductive portions of the respective substrates are A liquid crystal device electrically connected through the inter-substrate conduction section.

2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the columnar spacer and the inter-substrate conductive portion are provided in different regions of each substrate. 3.

3. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the height of the columnar spacer is different from the height of the inter-substrate conductive portion.

The sum of the height of the columnar spacer of the one substrate, the thickness of the laminated film on the one substrate and the thickness of the laminated film on the other substrate in a region where the columnar spacer is arranged, and The sum of the height of the inter-substrate conducting portion of the substrate, the thickness of the laminated film on the other substrate in the region where the inter-substrate conducting portion is arranged, and the thickness of the laminated film on the one substrate is equal. The liquid crystal device according to claim 3, wherein:

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the inter-substrate conduction portion is provided in a peripheral portion of each substrate outside an image display area.

The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 4, wherein the inter-substrate conductive portion is provided inside a seal portion that seals liquid crystal.

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the columnar spacer is made of a resin material.

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the conductive layer of the inter-substrate conductive portion is formed of a metal layer.

The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 7, wherein the conductive layer of the inter-substrate conductive portion is formed of a transparent conductive film.

A method for manufacturing a liquid crystal device including a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates facing each other,
Forming a columnar spacer on each of the pair of substrates by photolithography,
The columnar spacer provided on one of the pair of substrates is a projection that holds a predetermined distance between the substrates, and the columnar spacer is provided on the other of the pair of substrates. Forming a convex portion that forms a conductive portion between the substrates by covering the conductive layer.

The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 10, wherein each of the pair of substrates is divided into a specific region and a non-specific region, and a specific region of one substrate and a non-specific region of the other substrate. And a step of forming each of the projections by photolithography.

An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1.