JP2008116550A - 液晶装置、液晶装置の製造方法並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な光学特性を有する位相差層を備えつつ、位相差層の硬度不足によるセル厚むらの発生を防止することが可能な液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板（基板本体２０Ａ）の前記液晶層側に設けられた位相差層２３と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板（基板本体２０Ａ）の前記液晶層側に設けられたフォトスペーサＰＳとを備え、前記位相差層２３と前記フォトスペーサＰＳとが平面的に重ならないように配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法並びに電子機器に関し、特に、液晶パネルの内側に位相差層及びフォトスペーサを設けた反射型又は半透過反射型の液晶装置及びその製造技術に関するものである。

半透過反射型の液晶装置は、携帯電話や携帯情報端末等の表示デバイスとして広く用いられている。半透過反射型の液晶装置では、反射表示と透過表示とを単一の液晶層を用いて実現するために、表示モード間での位相差の調整が必要である。そこで、下記特許文献１〜３では、反射表示領域に位相差層を設けることで、適切な反射表示及び透過表示を得られるようにしている。
特開２００３−２７９９５６号公報 特開２００４−４４９４号公報 特開２００３−１６７１２６号公報

特許文献１〜３に記載の液晶装置によれば、液晶セルに位相差層を内蔵しているため、液晶セルの外側に上記位相差の調整のためのλ／４位相差板等を設ける必要がなく、液晶装置の薄型化や低コスト化を実現できる。しかしながら、液晶セルの内面側に設けられる位相差層は、重合性液晶オリゴマーやコレステリック液晶が用いて形成されているため、硬度が低く、スペーサ材として樹脂ボール（Elastic Ball; EB）やガラスボール（Glass Ball; GB）を用いると、スペーサ材が位相差層の中に埋まってしまい、セル厚均一性が確保できないという問題がある。

この問題に対して、特許文献３では、位相差層の表面に無機絶縁膜を形成し、位相差層の硬度を高める技術が開示されている。しかしながら、この方法では、液晶パネルのセル厚均一性は改善できるものの、無機絶縁膜を形成するための新たな工程が必要になり、製造工程の複雑化、製造コストの上昇を招くといった問題が発生する。また、重合性液晶材料を選択し、位相差層の硬度を高める方法が開示されているが、この方法では、位相差層の材料が限定されてしまい、十分な表示特性が得られないという問題がある。

また、液晶装置は、使用環境によって低温、高温の温度サイクルに曝される場合があり、その温度サイクルによって、完成体としての液晶パネルにセル厚むらが発生するという問題がある。その理由は次の通りである。まず、低温時に液晶の収縮があると、その収縮に液晶パネルの体積の収縮が追随せず、その結果、液晶パネルに大気圧（この圧力は、液晶パネル製造時の圧力以上である）が加わり、フォトスペーサの一部が位相差層に埋まってしまう。そして、この状態で液晶パネルが室温に戻ると、液晶の体積は元に戻るため、平均セル厚は元通りとなるが、上下の基板をフォトスペーサが支えていないため、セル厚むらが発生する。高温になると、さらに液晶の体積が増加するため、このセル厚むらは顕著になる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、良好な光学特性を有する位相差層を備えつつ、位相差層の硬度不足によるセル厚むらの発生を防止することが可能な液晶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることにより、表示品質が高く、信頼性に優れた電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の前記液晶層側に設けられた位相差層と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の前記液晶層側に設けられたフォトスペーサとを備え、前記位相差層と前記フォトスペーサとが平面的に重ならないように配置されていることを特徴とする。この構成によれば、位相差層の硬度が低くてもフォトスペーサが位相差層の中に埋まることがないので、低温、高温の温度サイクルに曝された場合でもセル厚むらが発生しにくい。また、位相差層の材料選択の余地が広がるので、表示品質に優れた液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記一対の基板のうちの一方の基板に遮光膜が設けられ、前記遮光膜と前記フォトスペーサとは平面的に重なるように配置されていることが望ましい。この構成によれば、フォトスペーサの近傍で液晶の配向が乱れた場合でも、表示品質の高い液晶装置が提供できる。特に、本発明の場合には、位相差層とフォトスペーサとが重ならないように設けられているので、フォトスペーサの高さが高くなり、フォトスペーサ近傍の液晶の配向の乱れは大きくなるが、遮光膜によってその部分の表示を遮光することによって、そのような表示の乱れを最小限に抑えることができる。

本発明においては、前記フォトスペーサが設けられた基板の前記液晶層側に配向膜が設けられ、前記配向膜にはラビング処理が施されており、前記遮光膜は、前記フォトスペーサを通って前記ラビング方向と平行な方向に延びていることが望ましい。この構成によれば、フォトスペーサの影の部分でラビング不良が発生しても、ラビング不良となる領域は遮光膜によって遮光され、表示に影響を与えない。したがって、表示品質の高い液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記ラビング方向と平行な方向に延びている部分の前記遮光膜の長さは、前記フォトスペーサの高さよりも大きいことが望ましい。フォトスペーサの影によってラビング不良が発生する領域は、フォトスペーサの高さと同等以上の大きさを有するからである。

本発明においては、前記位相差層、前記フォトスペーサ及び前記遮光膜は、同一の前記基板に設けられていることが望ましい。この構成によれば、位相差層とフォトスペーサとを別々の基板に設ける場合に比べて、組み立てずれによる遮光膜のマージンを小さくすることができる。このため、開口率を大きくすることができ、明るい表示が実現できる。

本発明においては、前記フォトスペーサは、互いに隣接する２つの前記位相差層の中間の位置に設けられていることが望ましい。この構成によれば、位相差層とフォトスペーサとが互いに離れた位置に設けられているので、互いに相手の段差、形状等の影響を受けて、その高さ、形状等が、所望の高さ、形状等からずれてしまう等の問題が発生しない。したがって、セル厚及びリタデーション（複屈折位相差）の精度が高い液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記フォトスペーサは、互いに異なる着色層が設けられたサブ画素同士の境界部に設けられていることが望ましい。この構成によれば、上述した位相差層及びフォトスペーサの前記所望の高さ、形状等からのずれを最小限に抑えることができる。互いに異なる着色層はサブ画素の長手方向において隣接するため、このような着色層の境界部にフォトスペーサを配置すれば、位相差層との距離を最大限大きくすることができるからである。

本発明においては、前記位相差層と前記フォトスペーサとは、互いに異なる前記基板に設けられていることが望ましい。この構成によれば、位相差層とフォトスペーサとが別々の基板に形成されているので、互いに相手の段差、形状等の影響を受けて、その高さ、形状等が、所望の高さ、形状等からずれてしまうという問題が発生しない。したがって、セル厚及びリタデーション（複屈折位相差）の精度が高い液晶装置が提供できる。また、フォトスペーサの形成工程における処理（現像、加熱等）によって、位相差層の特性が変化するような材料も使用できるようになり、更に表示品質を高めることができる。

本発明の液晶装置の製造方法は、基板上に位相差層を形成する工程と、前記位相差層が形成された領域を避けて、前記基板上にフォトスペーサを形成する工程とを備えることを特徴とする。この方法によれば、位相差層の硬度が低くてもフォトスペーサが位相差層の中に埋まることがないので、低温、高温の温度サイクルに曝された場合でもセル厚むらが発生しにくい。また、位相差層の材料選択の余地が広がるので、表示品質に優れた液晶装置が提供できる。また、位相差層を形成した後にフォトスペーサを形成するので、フォトスペーサの影響によって位相差層の形状、厚み等が不均一になることを防止することができる。フォトスペーサは位相差層よりも厚く（高く）形成されるので、フォトスペーサを形成した後に位相差層の形成材料を塗布すると、塗膜から突出するフォトスペーサの影響によって塗膜の均一性が大きく損なわれるからである。一方、位相差層を形成してからフォトスペーサの形成材料を塗布した場合、位相差層は塗膜によって完全に覆われるので、位相差層の部分では塗膜は若干凹凸状に形成されるものの、それ以外の部分では概ね均一な膜厚で形成される。したがって、フォトスペーサの形状、厚み等は高い精度で形成されることになる。

本発明の電子機器は、前述した本発明の液晶装置又は前述した本発明の液晶装置の製造方法により製造されてなる液晶装置を備えることを特徴とする。この構成によれば、表示品質が高く、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。この際、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。例えば本実施形態においては、Ｘ軸方向を走査線の延在方向、Ｙ軸方向をデータ線の延在方向、Ｚ軸方向を観察者による液晶パネルの観察方向としている。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の液晶装置の第１実施形態である液晶装置１００の概略構成図である。同図に示すように、液晶装置１００は、互いに対向する第１基板１０及び第２基板２０と、該第１基板１０及び第２基板２０の間に挟持された液晶層５０とを備えている。第１基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの液晶層５０側には、ＩＴＯ等からなる複数の画素電極１２が設けられている。画素電極１２はＸ軸方向及びＹ軸方向に配列されており、該画素電極１２の間隙に沿ってＹ軸方向に延在する複数のデータ線１１が設けられている。画素電極１２の配置された領域は表示の最小単位であるサブ画素を構成し、該サブ画素がＸ軸方向及びＹ軸方向に配列することにより全体としての表示領域が形成されている。

データ線１１と画素電極１２との間には、画素スイッチング素子である薄膜ダイオード（Thin Film Diode；以下、「ＴＦＤ」と略記する）素子１３が設けられている。ＴＦＤ素子１３は、Ｘ軸方向を長手方向とする長尺状の第１導電膜１３ａと、第１導電膜１３ａの表面を覆って形成された図示略の絶縁膜と、該絶縁膜の表面を覆ってデータ線１１と平行に配置された長尺状の第２導電膜１３ｃとを備えている。データ線１１は画素電極１２に向かってＸ軸方向に分岐した分岐部を備えており、該分岐部が第１導電膜１３ａとなっている。データ線１１及び第１導電膜１３ａの表面には陽極酸化膜が形成されており、該陽極酸化膜が前記絶縁膜となっている。画素電極１２は第２導電膜１３ｃの一部に乗り上げるように形成されており、両者が重なり合う部分において第２導電膜１３ｃと画素電極１２とが電気的に接続されている。なお、第１導電膜１３ａとしてはタンタル（Ｔａ）が用いられ、前記絶縁膜としては酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）が用いられる。また、第２導電膜１３ｃとしては、クロム（Ｃｒ）が用いられる。

画素電極１２と基板本体１０Ａとの間には、平面視矩形状の反射膜１４が設けられている。画素電極１２は、サブ画素領域内に部分的に設けられた反射膜１４を覆うように形成されている。１サブ画素内において、反射膜１４と画素電極１２とが平面的に重なる領域が反射表示領域であり、反射膜１４と画素電極１２とが平面的に重ならない領域が透過表示領域である。本実施形態の場合、画素電極１２はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる導電膜であり、反射膜１４は、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜や、屈折率の異なる誘電体膜（ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２等）を積層した誘電体積層膜（誘電体ミラー）からなるものである。液晶装置１００は、反射膜１４での反射光を散乱させる機能を具備していることが好ましく、かかる構成により反射表示の視認性を向上させることができる。

なお、画素電極１２は、本実施形態のように反射膜１４を覆うように形成されている構成のほか、透明導電材料からなる透明電極と、光反射性の金属材料からなる反射電極とが平面的に区画されている構成、即ち、透過表示領域に対応して配置された透明電極と、反射表示領域に対応して配置された反射電極とを備え、前記両電極が透過表示領域と反射表示領域との間（境界部）で互いに電気的に接続されているものも採用することができる。この場合、反射電極は反射表示を行うための反射膜としても機能する。

画素電極１２の液晶層５０側には、データ線１１、画素電極１２及びＴＦＤ素子１３を覆ってポリイミド等からなる配向膜１８が設けられている。また、基板本体１０Ａの液晶層５０とは反対側には、第１偏光板１９が設けられている。さらに、第１偏光板１９の基板本体１０Ａとは反対側には、図示略の照明装置（バックライト）が設けられている。

一方、第２基板２０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａを基体としてなり、基板本体２０Ａの液晶層５０側には、カラーフィルタ２２が設けられている。カラーフィルタ２２は、互いに色の異なる複数の着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを備えている。各着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、それぞれＹ軸方向に延在するストライプ状に形成されており、これらがＸ軸方向に互いに交互に配列されている。カラーフィルタ２２と基板本体２０Ａとの間には、遮光膜２２ＢＭが設けられている。遮光膜２２ＢＭには、透過表示領域及び反射表示領域に対応する図示略の開口部が設けられており、これらの開口部を介して、着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを透過した光が外部に射出されるようになっている。各サブ画素領域には３原色のうちの１色の着色層が配置され、３つのサブ画素領域によって３色の着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを含む１つの画素領域が形成されている。

カラーフィルタ２２の液晶層５０側には、反射表示領域に対応して複数の位相差層２３が設けられている。位相差層２３はＸ軸方向に延在して帯状に設けられており、Ｘ軸方向に配列した複数の画素電極１２に跨って配置されている。位相差層２３は、その光学軸方向に平行な振動方向を有する光に対して略１／２波長（λ／２）の位相差を付与するものであり、基板本体２０Ａの内面側に設けられたいわゆる内面位相差層である。位相差層２３は、高分子液晶（コレステリック液晶等）の溶液や液晶モノマー（あるいは液晶オリゴマー）の溶液を配向膜上に塗布し、乾燥固化させる際に所定方向に配向させる方法により形成することができる。また、付与する位相差はこれに限らず、構造に応じて略１／４波長（λ／４）の位相差を付与してもよい。

本実施形態の場合、位相差層２３は、反射表示領域における液晶層５０の厚さを透過表示領域における液晶層５０の厚さよりも小さくするための液晶層厚調整層としても機能するものとなっている。半透過反射型の液晶装置では、反射表示領域への入射光は液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域への入射光は液晶層５０を１回しか透過しない。これにより反射表示領域と透過表示領域との間で液晶層５０のリタデーションが異なると、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られないことになる。そこで位相差層２３を液晶層５０側に突出させて形成することでいわゆるマルチギャップ構造を実現している。具体的には、反射表示領域における液晶層５０の層厚が透過表示領域における液晶層５０の層厚の半分程度に設定されて、反射表示領域および透過表示領域における液晶層５０のリタデーションが略同一に設定されている。これにより、反射表示領域および透過表示領域において均一な画像表示を得ることができるようになっている。

本実施形態では、位相差層２３を反射表示領域に選択的に形成しているが、位相差層としての機能の観点からは透過表示領域における透過光に対する位相差と、反射表示領域における透過光に対する位相差とに所定の差異を生じさせることができればよく、液晶層厚調整層としての機能の観点からは反射表示領域において透過表示領域においてよりも液晶層５０側に突出して形成されていればよいため、部位により膜厚の異なる位相差層をカラーフィルタ２２上に形成してもよい。すなわち、透過表示領域において薄い膜厚、小さい位相差を有し、反射表示領域において厚い膜厚、大きい位相差を有する位相差層を形成してもよい。

位相差層２３の液晶層５０側には、位相差層２３及びカラーフィルタ２２を覆ってＩＴＯ等からなる複数の走査線２１が設けられている。走査線２１はＸ軸方向に延在して帯状に設けられており、Ｘ軸方向に配列した複数の画素電極１２に跨って配置されている。そして、これらの画素電極１２に対して共通の共通電極となっている。カラーフィルタ２２の液晶層５０側には、走査線２１及びカラーフィルタ２２を覆ってポリイミド等からなる配向膜２８が設けられている。また、基板本体２０Ａの液晶層５０とは反対側には偏光板２９が設けられている。偏光板２９の透過軸と偏光板１９の透過軸とは互いに直交するように配置されている。

次に、図２〜図６を用いて、液晶装置１００の製造方法について説明する。なお、図２〜図６では、第２基板２０の形成工程を中心に説明し、他の工程の説明は省略する。

まず、図２に示すように、遮光膜２２ＢＭ及びカラーフィルタ２２が形成された基板本体２０Ａを用意する。遮光膜２２ＢＭは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って格子状に設けられており、反射表示領域及び透過表示領域に対応する部分にそれぞれ矩形の開口部Ｈ１及びＨ２を備えている。開口部Ｈ１及びＨ２は、それぞれカラーフィルタ２２の着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに対向してＸ軸方向に一定の間隔で配置されている。また、着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って開口部Ｈ１と開口部Ｈ２とが互いに交互に配置されている。着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、それぞれＹ軸方向に延びるストライプ状に形成されており、各着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２ＢがＸ軸方向に沿って互いに交互に隙間なく配置されている。

次に、図３に示すように、カラーフィルタ２２上に位相差層２３を形成する。位相差層２３は、Ｘ軸方向に配列された複数のサブ画素領域に跨って平面視帯状に形成される。位相差層２３は、各サブ画素領域の反射表示領域（より詳細には、反射表示領域用の開口部Ｈ１に対向する領域）に対応して形成され、Ｙ軸方向に均等な間隔で配列される。

位相差層２３は、例えば以下の方法によって形成することができる。まず、カラーフィルタ２２上に配向膜形成材料をスピンコート法或いはフレキソ印刷法で塗布、焼成した後、ラビング処理を行う。次に、この配向膜上に高分子液晶溶液をスピンコート法により塗布する。次に、塗布した高分子液晶溶液のプレベイクを行い、さらにベイクにより得られた高分子液晶層のアイソトロピック転移温度（相転移温度）以上となる温度で加熱した後、徐々に冷却して高分子液晶を配向させる。ここで、相転移温度とは、位相差を生じさせて変化する温度のことである。次に、形成した高分子液晶層上であって反射表示領域に対応する平面領域にレジストをパターン形成し、かかるレジストをマスクとして前記高分子液晶層のエッチングを行う。かかるエッチング処理には、ドライエッチングの他、ウェットエッチングも適用できる。以上の工程により、反射表示領域に対応する領域に高分子液晶層からなる位相差層２３を形成することができる。

なお、位相差層２３の形成方法としては、液晶モノマーや液晶オリゴマーの溶液をカラーフィルタ２２上に塗布した後、露光して重合させる方法も適用できる。この形成方法では、液晶モノマーや液晶オリゴマーの塗布膜に対して部分的に露光処理を行った後、現像することで容易にパターニングすることが可能であるため、高分子液晶層上でのレジストのパターン形成、エッチング及びレジスト剥離が不要であるという利点がある。

次に、図４に示すように、位相差層２３と重ならない領域にギャップ材であるフォトスペーサＰＳを形成する。フォトスペーサＰＳは、例えば、カラーフィルタ２２及び位相差層２３を覆って感光性材料をスピンコート法或いはフレキソ印刷法で塗布し、該感光性材料を露光処理及び現像処理することにより形成することができる。ここで、フォトスペーサＰＳの厚み（高さ）は、透過表示領域における第１基板と第２基板との間隔（ギャップ）と同じ厚みである。本実施形態の場合、この間隔は位相差層２３の厚みの２倍程度であるので、フォトスペーサＰＳの厚みも位相差層２３の厚みの２倍程度となる。

図５は、１画素領域を位相差層２３及びフォトスペーサＰＳの側から見た平面図である。同図に示すように、フォトスペーサＰＳは、遮光膜２２ＢＭと平面的に重なる領域に形成されている。フォトスペーサＰＳは、Ｙ軸方向において隣接する２つの位相差層２３の中間の位置に設けられている。前述のように、フォトスペーサＰＳを構成する感光性材料は位相差層２３を覆って形成されるため、感光性材料の厚みは位相差層２３による凹凸の影響を受けることになる。しかし、フォトスペーサＰＳは位相差層２３と位相差層２３との中間の位置（すなわち位相差層２３から最も離れた位置）に形成されるため、フォトスペーサＰＳの形成領域においては感光性材料の膜厚は安定し、膜厚のばらつきは最小限に抑えられる。また、フォトスペーサＰＳは、青色カラーフィルタ２２Ｂの配置された領域に形成されているため、仮にフォトスペーサＰＳの位置から光が漏れたとしても、表示への悪影響は小さい。緑や赤に比べて青色は視覚への影響が最も小さいからである。

次に、図６に示すように、カラーフィルタ２２及び位相差層２３上に走査線２１を形成し、走査線２１、位相差層２３及びカラーフィルタ２２を覆って配向膜２８を形成する。そして、配向膜２８に対してラビング処理を施す。ラビング方向Ｒｕｂは、走査線２１及び位相差層２３の延在方向（Ｘ軸方向）と平行な方向である。その後、データ線、反射膜、画素電極及び外部接続端子等を形成した第１基板を第２基板に対向配置し、第１基板上に形成したシール材を介して第１基板と第２基板とを貼り合わせる。そして、シール材を硬化し、第１基板、第２基板及びシール材によって囲まれた空間に液晶を注入し、更に第１基板及び第２基板の外面に偏光板を貼着して液晶装置を完成する。

以上説明したように、本実施形態の液晶装置１００においては、位相差層２３とフォトスペーサＰＳとが平面的に重ならないように配置されているので、位相差層２３の硬度が低くてもフォトスペーサＰＳが位相差層２３の中に埋まることがなく、低温、高温の温度サイクルに曝された場合でもセル厚むらが発生しにくい。また、位相差層２３の材料選択の余地が広がるので、表示品質に優れた液晶装置１００が提供できる。

また、フォトスペーサＰＳと遮光膜２２ＢＭとが平面的に重なるように配置されているので、フォトスペーサＰＳの近傍で液晶の配向が乱れた場合でも、表示品質の高い液晶装置が提供できる。特に、本実施形態の場合には、位相差層２３とフォトスペーサＰＳとが重ならないように設けられているので、フォトスペーサＰＳの高さが高くなり、フォトスペーサ近傍の液晶の配向の乱れは大きくなるが、遮光膜２２ＢＭによってその部分の表示を遮光することによって、そのような表示の乱れを最小限に抑えることができる。

また、位相差層２３、フォトスペーサＰＳ及び遮光膜２２ＢＭは、同一の基板２０に設けられているので、位相差層２３とフォトスペーサＰＳとを別々の基板に設ける場合に比べて、組み立てずれによる遮光膜２２ＢＭのマージンを小さくすることができる。このため、開口率を大きくすることができ、明るい表示が実現できる。

また、フォトスペーサＰＳは、互いに隣接する２つの位相差層２３の中間の位置に設けられているので、互いに相手の段差、形状等の影響を受けて、その高さ、形状等が、所望の高さ、形状等からずれてしまう等の問題を回避することができる。特に本実施形態では、フォトスペーサＰＳを互いに異なる着色層が設けられたサブ画素同士の境界部に設けているので、位相差層２３との距離を最大限大きくすることができ、その形状等への影響を最小限に抑えることができる。互いに異なる着色層はサブ画素の長手方向において隣接するからである。したがって、セル厚及びリタデーション（複屈折位相差）の精度が高い液晶装置が提供できる。

また、本実施形態では、位相差層２３を形成した後にフォトスペーサＰＳを形成するので、フォトスペーサＰＳの影響によって位相差層２３の形状、厚み等が不均一になることを防止することができる。フォトスペーサＰＳは位相差層２３よりも厚く（高く）形成されるので、フォトスペーサＰＳを形成した後に位相差層２３の形成材料を塗布すると、塗膜から突出するフォトスペーサＰＳの影響によって塗膜の均一性が大きく損なわれるからである。一方、位相差層２３を形成してからフォトスペーサＰＳの形成材料を塗布した場合、位相差層２３は塗膜によって完全に覆われるので、位相差層２３の部分では塗膜は若干凹凸状に形成されるものの、それ以外の部分では概ね均一な膜厚で形成される。したがって、フォトスペーサＰＳの形状、厚み等は高い精度で形成されることになる。

なお、本実施形態では、位相差層２３、フォトスペーサＰＳ及び遮光膜２２ＢＭを同一基板上に設けたが、位相差層２３とフォトスペーサＰＳとは互いに異なる基板に設けてもよい。この場合、位相差層２３とフォトスペーサＰＳとが別々の基板に形成されているので、互いに相手の段差、形状等の影響を受けて、その高さ、形状等が、所望の高さ、形状等からずれてしまうという問題が発生しない。したがって、セル厚及びリタデーション（複屈折位相差）の精度が高い液晶装置が提供できる。また、フォトスペーサＰＳの形成工程における処理（現像、加熱等）によって、位相差層２３の特性が変化するような材料も使用できるようになり、更に表示品質を高めることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図７及び図８を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、配向膜２８に対してラビング処理を施す工程の工程図である。本実施形態において液晶装置の基本構成は第１実施形態の液晶装置と同じであり、異なるのは、配向膜２８のラビング方向Ｒｕｂのみである。

図８は、１画素領域を位相差層２３及びフォトスペーサＰＳの側から見た平面図である。同図に示すように、フォトスペーサＰＳは、遮光膜２２ＢＭと平面的に重なる領域に形成されている。ラビング方向Ｒｕｂは、カラーフィルタ２２の着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）と平行な方向である。遮光膜２２ＢＭは、フォトスペーサＰＳを通ってラビング方向Ｒｕｂと平行な方向に延びている。このため、フォトスペーサＰＳの影の部分でラビング不良が発生しても、ラビング不良となる領域Ｄは遮光膜２２ＢＭによって遮光され、表示に影響を与えない。したがって、表示品質の高い液晶装置が提供できる。

［第３の実施の形態］
次に、図９を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図９は、１画素領域を位相差層２３及びフォトスペーサＰＳの側から見た平面図である。本実施形態において液晶装置の基本構成は第１実施形態の液晶装置と同じであり、異なるのは、フォトスペーサＰＳの配置位置のみである。

図９に示すように、フォトスペーサＰＳは、位相差層２３の近傍において遮光膜２２ＢＭと平面的に重なる領域に形成されている。ラビング方向Ｒｕｂは、位相差層２３の延在方向（Ｘ軸方向）と平行な方向である。遮光膜２２ＢＭは、フォトスペーサＰＳを通ってラビング方向Ｒｕｂと平行な方向に延びている。このため、フォトスペーサＰＳの影の部分でラビング不良が発生しても、ラビング不良となる領域Ｄは遮光膜２２ＢＭによって遮光され、表示に影響を与えない。したがって、表示品質の高い液晶装置が提供できる。

なお、図９では、フォトスペーサＰＳを位相差層２３の近傍に形成したが、Ｙ軸方向に延びる遮光膜２２ＢＭの幅が広い場合には、点線で示した領域にフォトスペーサＰＳを配置することもできる。この場合、ラビング方向Ｒｕｂと平行な方向に延びている部分の遮光膜２２ＢＭの長さ（Ｘ軸方向における遮光膜２２ＢＭの幅）は、フォトスペーサＰＳの高さよりも大きいことが望ましい。フォトスペーサＰＳの影によってラビング不良が発生する領域Ｄは、フォトスペーサＰＳの高さと同等以上の大きさを有するからである。

［電子機器］
次に、図１０を用いて、本発明の液晶装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。図１０は、本発明の液晶装置の一例である図１の液晶装置を携帯電話の表示部に適用した例についての概略構成図である。同図に示す携帯電話１３００は、上記実施形態の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。上記各実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、表示特性に優れた電子機器を提供できる。

第１実施形態の液晶装置の概略構成図である。 同液晶装置の製造方法の説明図である。 同液晶装置の製造方法の説明図である。 同液晶装置の製造方法の説明図である。 同液晶装置の製造方法の説明図である。 同液晶装置の製造方法の説明図である。 第２実施形態の液晶装置の製造方法の説明図である。 同液晶装置の製造方法の説明図である。 第３実施形態の液晶装置の製造方法の説明図である。 電子機器の一例である携帯電話機の概略構成図である。

符号の説明

１０…第１基板、２０…第２基板、２２ＢＭ…遮光膜、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…着色層、２３…位相差層、２８…配向膜、５０…液晶層、１００…液晶装置、１３００…携帯電話機（電子機器）、ＰＳ…フォトスペーサ、Ｒｕｂ…ラビング方向

Claims (10)

1. 液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の前記液晶層側に設けられた位相差層と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の前記液晶層側に設けられたフォトスペーサとを備え、
   前記位相差層と前記フォトスペーサとが平面的に重ならないように配置されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記一対の基板のうちの一方の基板に遮光膜が設けられ、前記遮光膜と前記フォトスペーサとは平面的に重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記フォトスペーサが設けられた基板の前記液晶層側に配向膜が設けられ、前記配向膜にはラビング処理が施されており、前記遮光膜は、前記フォトスペーサを通って前記ラビング方向と平行な方向に延びていることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記ラビング方向と平行な方向に延びている部分の前記遮光膜の長さは、前記フォトスペーサの高さよりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記位相差層、前記フォトスペーサ及び前記遮光膜は、同一の前記基板に設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の液晶装置。
6. 前記フォトスペーサは、互いに隣接する２つの前記位相差層の中間の位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
7. 前記フォトスペーサは、互いに異なる着色層が設けられたサブ画素同士の境界部に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
8. 前記位相差層と前記フォトスペーサとは、互いに異なる前記基板に設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の液晶装置。
9. 基板上に位相差層を形成する工程と、前記位相差層が形成された領域を避けて、前記基板上にフォトスペーサを形成する工程とを備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
10. 請求項１〜８のいずれかの項に記載の液晶装置又は請求項９に記載の液晶装置の製造方法により製造されてなる液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

Images