JP4165172B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置及び電子機器の技術分野に属し、特に、二枚の基板に挟まれた間隙の間隔を所定の値に保つため、柱状のスペーサが利用される電気光学装置及びそのような電気光学装置を具備してなる電子機器の技術分野に属するものである。
【０００２】
【背景技術】
液晶表示装置等の電気光学装置は、通常、電極、配線、素子等が作り込まれた二枚の基板間に、液晶が封入されて構成される。そして、このような電気光学装置においては、前記二枚の基板間に、該二枚の基板により挟まれた間隙の間隔、すなわち液晶からなる層の層厚（以下、「セルギャップ」という。）を、基板全面において一定（例えば、約３〜５μｍ）に保つため、いわゆるスペーサが設けられるのが一般的である。ここで、セルギャップを一定に保たなければならないのは、そうしないと、光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性に影響を与え、悪い場合には、表示むら等を発生させる可能性があるからである。
【０００３】
このスペーサとしては、より具体的には、例えば微小な略球状の形状を有するものが広く利用されている。このような微小な略球状のスペーサは、液晶テレビ、モニタのように直視型（大型）の液晶表示装置の場合には、その多数が二枚の基板間の液晶中に均等に散布されて使用される。他方、プロジェクタのライトバルブなどの拡大表示を行う小型の液晶表示装置の場合には、二枚の基板間を相接着するシール材中に混合された形態で使用されたりもする。
【０００４】
また、スペーサの別の例としては、いわゆる柱形状を有するもの（以下、「柱状スペーサ」という。）も利用されている（特許文献１参照。）。これは、適当な有機材料等からなる柱状の部材を、基板上に適当な間隔をおいて林立させた形態で使用されるスペーサであって、該柱の軸方向の耐力によって二枚の基板を支え、それらの間のセルギャップを一定に保つものである。ここで、「適当な間隔」というのは、従来においては例えば、数画素から数十画素に柱状スペーサが１本存在するといった程度である。ちなみに、このような柱状スペーサが用いられる場合にあっても、上述した、シール材中に混合されて使用される略球状のスペーサ（以下、このシール材中のスペーサのことを、特に「ギャップ材」と呼ぶこととする。）が、併せて使用されることが一般的である。これにより、基板全面において、セルギャップ一定の要請をよりよく満たすことが可能となるからである。
【０００５】
なお、基板間を「一定」に保つという場合における、その精度は、液晶からなる層を構成する液晶分子の、二枚の基板間における「ねじれ角度」の相違に応じて異なり、例えば、該ねじれ角度が９０°であるＴＮ（Twisted Nematic）形の場合には±０．１μｍ程度以下、該ねじれ角度が２６０°程度であるＳＴＮ（Super Twisted Nematic）形の場合には±０．３μｍ程度以下が要求される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−６６１８１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来におけるスペーサにあっては、次のような問題があった。すなわち、上述したような液晶表示装置においては、二枚の基板間に液晶を注入する必要があるため、該二枚の基板によって挟まれた間隙と外部との間を連通する液晶注入口が設けられるが、この液晶注入口の存在によって、セルギャップを一定に保つことが困難となる点である。
【０００８】
この事情をより具体的に説明する。まず、液晶表示装置の製造は概略次のようにして行われる。すなわち、予め、二枚の基板それぞれの上に電極、配線、素子等々の必要な構成を作りこみ、次に、前記二枚の基板の少なくとも一方の周囲に前記ギャップ材が混入されたシール材を塗布した後（シール材塗布工程）、前記二枚の基板をそれぞれ貼り合わせた上で（貼り合わせ工程）、最後に、前記液晶注入口を通じて前記間隙内に液晶を真空吸引により導入する、となる。
【０００９】
このような製造工程においてまず、シール材塗布工程では、液晶注入口となるべき部分について、該シール材の塗布を行うことができない。なぜなら、当該部分にシール材を塗布すると、液晶の導入が不可能になるからである。また、前記貼り合わせ工程は、二枚の基板に対して適当な圧力を加えつつ行われるのが一般的である。
【００１０】
このようなことから、前記液晶注入口が存在する部分については、他の部分に比べて、セルギャップがより小さくなってしまうのである。なぜなら、貼り合わせ工程では、上述したように、二枚の基板の貼り合わせを適当な圧力を利用しつつ実行するため、前記シール材、あるいは該シール材中のギャップ材は、その圧力に抗するように、相互に近づきつつある基板に対して所定の抗力を発生することになるが、液晶注入口が存在する部分には、そのようなシール材及びギャップ材が存在しないからである。
【００１１】
ここで、二枚の基板間に、前記スペーサとして柱状スペーサが存在したとしても、上述したような不具合を解消するには至らない。なぜなら、前記貼り合わせ工程における圧力は相当程度に大きいため、柱状スペーサの発生する抗力が、前記したようなシール材及びギャップ材の発生する抗力に比肩しうるまでには至らないからである。これは、柱状スペーサが、上述したように、基板を柱の軸方向の耐力で支えている、すなわち基板面をいわば「点」で支えているのに対し、シール材等は、基板の周囲にのみ塗布されるとはいえ、「面」で支えているといえることを考えると、より明らかである。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液晶注入口の存在にもかかわらず、基板全面において、セルギャップを一定に保つことの可能な電気光学装置及びそのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電気光学装置は、一対の基板の間隙に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、一対の基板を接着するとともに、電気光学物質が挟持される表示領域を規定するシール材と、電気光学物質を注入するためのシール材の開口部である注入口と、表示領域にマトリクス状に形成された複数の画素と、画素間に形成された格子状の遮光層と、表示領域における間隙を確保するための複数の柱状スペーサと、を備え、表示領域においては、２個以上の画素ごとに１つの柱状スペーサを配置した第１の配列パターンによって柱状スペーサが形成され、注入口近傍においては、第１の配列パターンによって形成された柱状スペーサに加えて、第１の配列パターンよりも密な配列パターンによって柱状スペーサが形成され、スペーサは、平面視において遮光層と重なるように配置されていることを特徴とする。
また、柱状スペーサの配列は、平面視において注入口から半円状に離れるにつれて、密な配列パターンから段階的に第１の配列パターンとなるように設けられ、注入口近傍における密な配列パターンは、１つの画素ごとに１つの柱状スペーサが設けられた基準配列パターンであることが好ましい。
【００１４】
本発明の第１電気光学装置によれば、まず、柱状スペーサによって、一対の基板により挟まれた間隙を所定の厚さに保つことが可能となる。また、この間隙に対しては、注入口を通じて、該間隙の外部から液晶等の電気光学物質を導入することができる。そして、この注入口が存在する部分については、そうでない部分に比べて、「口」が形成されている分、一般に強度が弱い。したがって、一対の基板を貼り合わせる工程においては、当該注入口が存在する部分は、そうでない部分に比べて、より潰れやすい、すなわちセルギャップが小さくなりやすいといえる。
【００１５】
ここで、本発明では特に、前記柱状スペーサが、一対の基板間において該一対の基板に平行な面内に点在するよう複数配置されており、かつ、前記面内において注入口付近ではより密に、それ以外ではより疎に配置されている。したがって、注入口付近における柱状スペーサに起因する抗力は、それ以外におけるそれよりも大きくなる。これにより、一対の基板を貼り合わせる際に、相当程度に大きな圧力がかかったとしても、注入口付近では、より密に配置された柱状スペーサによって、当該圧力に十分に抗しうることになる。
【００１６】
ちなみに、このようなことを、従来広く用いられていた略球状のスペーサの散布形態で実現しようとするのは極めて困難である。すなわち、一対の基板間に略球状のスペーサを散布する形態で、注入口付近におけるセルギャップの狭小化を防止しようとするためには、当該スペーサを該注入口付近に密集させて散布する必要があるが、そのようなことは極めて困難である。このような事情を鑑みるに、本発明において、柱状スペーサを用いることの優位性が確認される。
【００１７】
以上のことから、本発明によれば、注入口付近における一対の基板間の間隙、すなわちセルギャップを所定の厚さに保つことができ、ひいては基板全面に関するセルギャップを所定の厚さに保つことができる。また、このことから、本発明に係る電気光学装置によれば、セルギャップの不均一さに起因する、光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性に悪影響が与えられる可能性を低減することができ、また、表示むら等を発生させる可能性を低減することも可能となるから、画像の品質を向上させることができるのである。
【００１８】
なお、本発明において、「付近」というのは、注入口を中心に考えて、適当な範囲にわたる領域のことをいう。更に言えば、この「付近」というのは、前述したような表示ムラ等の画像上の不具合が発生しないようにするため、柱状スペーサを密に配置すべきはどの程度の領域となるべきかが考慮されて、具体的に決せられる。
【００１９】
例えば、より一般的には、前記表示ムラは、ｍｍ（ミリメートル）オーダから１ｃｍ程度に至る大きさを有するものが観察されることがあるため、柱状スペーサを密に配置すべき領域は、このような事情が勘案されて決定されることになる。また、より具体的には、画像表示領域が２インチである場合には、５ｍｍ程度の表示ムラが観察されることがあるため、柱状スペーサを密に配置すべき領域は、例えば、その５ｍｍという値を挟んで３〜７ｍｍ程度、等というように決定されるのである。
【００２０】
要するに、本発明にいう「付近」というのは、上述した内容も含めて、経験的、実験的、理論的、あるいはシミュレーション等によって、適宜定めうる事項である。
【００２１】
本発明の第１電気光学装置の一態様では、前記注入口付近に配置された前記柱状スペーサは、前記面内において前記注入口を中心とした半円形状の領域内で、より密に配置されている。
【００２２】
この態様によれば、上述した本発明に係る作用効果を、より効果的に享受することが可能となる。というのも、従来問題となっていた、注入口付近におけるセルギャップが他の部分におけるそれよりも小さくなるという場合において、その小さくなる領域は、一般に、注入口を中心とした略半円形状にわたっていたからである。換言すれば、注入口それ自体が設けられている部分が最も大きく潰れてセルギャップが最も小さくなり、そこを基準に放射状にセルギャップが次第に大きくなる、あるいは注入口の口径が、上述したような略半円形状の直径又はその一部に該当するような潰れ方をする、というのが一般的だったのである。
【００２３】
しかるに、本態様においては、柱状スペーサが、前記面内において前記注入口を中心とした半円形状の領域内で、より密に配置されているから、上述のような特徴的なセルギャップの不均一さを、より効果的に解消することが可能となるのである。また、密に配置すべき柱状エスペーサの数を、必要最小限に抑えることも可能となる。
【００２４】
なお、本態様にいう「半円形状」というのは、字義どおり、「真円を、その直径で二つに切断した場合における、一方の部分が有する形状」という意味合いを含むことは勿論、例えば、「楕円を、その長径又は短径で二つに切断した場合にける、一方の部分が有する形状」、すなわちいわば半楕円形状や、その他「半円形状」というに著しくかけ離れた形状を除く、種々の変則的な形状等を含む概念である。
【００２５】
要するに、注入口付近における柱状スペーサの具体的な配置が、そもそも上述したように表示ムラ等の発生を如何に防止しうるか、という観点から決せられることを鑑みるに、本態様にいう「半円形状」というのも、そのような観点から実質的に考慮されるべき概念であるという点に留意されたい。
【００２６】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記一対の基板の一方たる第１基板上には、マトリクス状に配列された画素電極及び該画素電極の各々に接続されたスイッチング素子を備え、前記注入口付近に配置された柱状スペーサは、前記画素電極の各々に対応するように配置されている。
【００２７】
この態様によれば、例えば、薄膜トランジスタ（以下、適宜「ＴＦＴ」という。）や薄膜ダイオード（以下、適宜「ＴＦＤ」という。）等のスイッチング素子を介して、画素電極のそれぞれに対して所定の電界を印加することが可能であるから、いわゆるアクティブマトリクス駆動が可能となる。なお、画素電極の一及びスイッチング素子の一を少なくとも含むものを一単位として、いわゆる「画素」の一が定義される。
【００２８】
そして、本態様では特に、注入口付近に配置された柱状スペーサは、これら画素電極の各々、すなわち画素の各々に対応するように配置されている。この点、柱状スペーサは、数画素から数十画素につき１本ずつという割合で配置されることが一般的であることに鑑みて、本態様においても前記注入口付近以外の部分ではそのような配置がなされているという前提を置くと、本態様においては、注入口付近で、「より密に」柱状スペーサが配置されている、ということができる。
【００２９】
ちなみに、柱状スペーサが、数画素から数十画素につき１本ずつの割合とされるのが一般的であるというのは、注入口を通じた液晶等の電気光学物質の導入を、円滑に実現するためである。もし、基板全面において、柱状スペーサを画素の一々に対応して配置するような形態とすると、基板の隅々に対して前記液晶等を行き渡らせることが困難な状況となる。
【００３０】
なお、「画素電極の各々に対応」して柱状スペーサが設けられるとは、当該画素電極の一に対して、柱状スペーサが一、配置されているという場合を含むほか、場合によっては、当該画素電極の一に対して、柱状スペーサが二以上、配置されているという場合を当然に含む。
【００３１】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記第１基板及び前記一対の基板の他方たる第２基板の少なくとも一方の上には、前記マトリクス状に対応した遮光膜を備え、前記柱状スペーサは、前記遮光膜の幅の範囲内に配置されている。
【００３２】
この態様によれば、マトリクス状に対応した遮光膜、すなわち例えば格子状、ストライプ状等となる遮光膜が備えられていることにより、画素間の光が混合することで、コントラスト比の低下等を招くようなことがない。また、公知のカラーフィルタを設ける場合にあっては、混色の防止を図ることもできる。
【００３３】
そして本態様では特に、柱状スペーサは、前記遮光膜の幅の範囲内に配置されている。つまり、柱状スペーサは、画像の表示にとって直接には関係のない部分に設けられることになるから、該柱状スペーサを設けることによっても、画像の明るさ等を損なうことがない。
【００３４】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記一対の基板それぞれの、前記電気光学物質に対向する側に形成される配向膜を更に備え、前記柱状スペーサは、前記マトリクス状に対応した遮光領域における交差部内の隅部に配置されている。
【００３５】
この態様によれば、柱状スペーサは、いわば画素電極の角部付近に柱状スペーサが配置されることになる。このことと、本態様において特に備えられる配向膜との関係から、次のような作用効果が享受される。
【００３６】
すなわち、本態様によれば、前記配向膜に対して、通常施すことの必要とされるラビング処理を好適に行うことが可能となる。ここで、ラビング処理とは、回転金属ローラ等に巻き付けたバフ布で、焼成後の配向膜表面を一定方向に擦る処理をいう。これにより、電気光学物質の一例たる液晶の配向方位を所定の方向に揃えることが可能となる。これは、配向膜を構成するポリイミドのポリマー主鎖がラビング方向に延伸され、この延伸方向に沿って液晶分布が配列することによる。
【００３７】
ところで、このようなラビング処理は、配向膜の全面に関し、可能な限り均一に行われることが好ましい。しかしながら、一対の基板のそれぞれの上においては、通常、電極、配線、素子等の各種構成が形成されるとともに、本発明に関しては特に、柱状スペーサも設けられることから、ラビング処理を配向膜全面に関して均一に行うことには困難が伴う。なぜなら、前記各種構成や柱状スペーサは「高さ」を有するから、焼成後の配向膜表面には、通常、当該高さに応じた凸凹が生じているからである。つまり、この凸凹を前記回転ローラ等によって擦ったとしても、例えば、その凹の部分は十分にラビングできないなどということが生じうるのである。したがって、この場合、画像の品質に相応の悪影響が及ぶ可能性がある。
【００３８】
しかるに、本態様においては、柱状スペーサが、交差部内の隅部に配置されていることにより、上述の不具合を相当程度解消することが可能なのである。
【００３９】
すなわち、本態様に係る柱状スペーサの配置態様によれば、交差部内の中央部や、該交差部内の隅部以外の周辺部は、柱状スペーサが配されることなく略平坦な面となる。このような場合において、ラビング処理の方向を、前記隅部から前記交差部の中央部に至るような方向とするのである。これによれば、柱状スペーサが有する「高さ」に起因して、その影となる部分、すなわちラビング処理を有効に行うことが困難な部分は、前記交差部内に含まれることになる。
【００４０】
ところで、この交差部とは、そもそもマトリクス状に配列された画素電極間のいわば「隙間」に対応する遮光領域における交差部であって、かつ、この遮光領域には、上述したように遮光膜等が設けられることが一般的であることを鑑みるに、上述したように、ラビング処理不奏効の部分を前記交差部内に留めることは、画像の品質向上にとって好適となることがわかる。つまり、そのような遮光領域に、ラビング処理不奏効の部分があったとしても、画像の品質に大きな影響を及ぼすことはない。このことを言い換えれば、柱状スペーサを設ける以上、ラビング処理不奏効の部分が多少なりとも生じるところ、本態様によれば、当該部分を画像の表示にとって影響のない部分に閉じ込めることが可能となるという意味で、好適なラビング処理を実施することができるといえるのである。
【００４１】
なお、前記交差部としては、例えば、これを正方形であると仮定し、柱状スペーサはその隅部のうちの一つである左上隅部に配置する、等という形態を具体的に想定することが可能である。この場合、該正方形の中央部や、該正方形内の右上隅部、左下隅部、右下隅部を含む周辺部は略平坦な面となる。したがって、このような場合におけるラビング処理の方向は、前記正方形に関し、前記左上隅部から前記中央部ないし前記右下隅部に向かう方向等と設定すればよい。
【００４２】
この態様では特に、前記一対の基板のうち前記柱状スペーサが配置された方に、ラビング処理が施された配向膜を更に備え、前記隅部は、前記柱状スペーサが配置された方の基板上において、前記交差部内における前記ラビング方向の上流側の隅に位置するようにするとよい。その作用効果は、上述したところから明らかである。
【００４３】
本発明の第１電気光学装置の他の態様では、前記注入口は複数備えられ、前記柱状スペーサは、当該複数の注入口のそれぞれにおいて、前記面内においてより密に配置されている。
【００４４】
この態様によれば、例えば、前記一対の基板が比較的大きな面積ないし径を有するものであったとしても、該一対の基板間のセルギャップを、好適に、所定の値に保つことが可能となる。
【００４５】
ちなみに、基板が比較的大きな径を有するような場合においては、本態様のように、一対の基板間の間隙に対する液晶等の導入を効率的に行うため、注入口が複数設けられることが普通に行われているが、このように注入口が複数存在する形態となると、該注入口の存在を原因とした、セルギャップに間する上記不具合はより深刻になるといえる。しかるに、本態様は、このような場合にも好適に適用することが可能なのである。
【００４６】
なお、上述において、「大きな径」とは、具体的には例えば、当該電気光学装置における画像表示領域の大きさが１５インチ程度以上である場合を指す。
【００４７】
本発明の第２の電気光学装置は、電気光学物質を挟持してなる一対の基板と、前記一対の基板により挟まれた間隙とその外部とを連通する注入口と、前記一対の基板の互いに対向する側の面内において点在するよう複数配置されており、かつ、前記面内において配置された柱状スペーサとを備えてなり、前記基板にはマトリクス状に配列された画素電極が備えられているとともに、前記注入口付近における前記柱状スペーサは、前記画素電極の各々に対応するように配置され、それ以外における前記柱状スペーサは、２個から３０個の前記画素電極につき１個配置されている。
【００４８】
本発明の第２の電気光学装置によれば、上述の第１電気光学装置と同様に、柱状スペーサによって一対の基板間を所定の厚さに保つこと、また、該一対の基板間には注入口を通じて液晶等の電気光学物質を導入することができる。
【００４９】
そして、本発明では特に、注入口付近における柱状スペーサは、前記画素電極の各々に対応するように配置され、それ以外における柱状スペーサは、２個から３０個の画素電極につき１個配置されている。すなわち、注入口付近における柱状スペーサの配置密度の方が、それ以外における配置密度よりも大きくなるようにされている。
【００５０】
したがって、注入口付近における柱状スペーサに起因する抗力は、それ以外におけるそれよりも大きくなる。これにより、一対の基板を貼り合わせる際、相当程度に大きな圧力がかかったとしても、注入口付近では、より密に配置された柱状スペーサによって、当該圧力に十分に抗しうることになる。
【００５１】
しかも、第２電気光学装置においては、注入口付近における柱状スペーサの配置密度は１〔本／画素〕であるのに対し、それ以外における配置密度は約０．０３〜０．５〔本／画素〕であって、前者は後者の約２〜３３倍ということになる。したがって、注入口付近における柱状スペーサ全体が発揮し得る抗力は、それ以外におけるそれに比べて、相当程度に大きくなり、前述の作用効果は、かなり効果的に奏されることになる。
【００５２】
以上のことから、本発明によれば、注入口付近における一対の基板間の間隙、すなわちセルギャップを所定の厚さに保つことができ、ひいては基板全面に関するセルギャップを所定の厚さに保つことができる。また、このことから、本発明に係る電気光学装置によれば、セルギャップの不均一さに起因する、光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性に悪影響が与えられる可能性を低減することができ、また、表示むら等を発生させる可能性を低減することも可能となるから、画像の品質を向上させることができる。
【００５３】
なお、本発明にいう「付近」の意義は、前述の第１電気光学装置に関して述べたのと同様である。
【００５４】
また、本発明の第２電気光学装置においても、上述の本発明の第１の電気光学装置に関して述べた各種の態様を適用することが当然に可能である。すなわち、第２電気光学装置に対して、柱状スペーサを「半円形状の範囲内」でより密に配置する態様、「遮光膜の幅の範囲内」に配置する態様、「遮光領域における交差領域の隅部」に配置する態様、「ラビング方向の上流側の隅」に配置する態様、「注入口が複数」設けられる態様の適用が可能である。
【００５５】
本発明の第１又は第２の電気光学装置の他の態様では、前記柱状スペーサの配置密度は、前記基板を平面視して、前記注入口の中心から該中心の外部へ向けて漸次減少する。
【００５６】
この態様によれば、例えば、注入口の中心の直近における柱状スペーサの配置密度をＰ〔本／画素〕とし、該注入口付近以外であって該注入口から相応程度離間した位置における柱状スペーサの配置密度をＱ〔本／画素〕とすると、Ｐ＞Ｑであり、且つ、Ｐ＞Ｘ＞Ｑを満たすＸ〔本／画素〕なる配置密度で柱状スペーサが配置された領域が一般に存在するということになる。これを更に一般化すれば、Ｐ＞Ｘ１＞Ｘ２＞…＞Ｘｎ＞Ｑを満たすＸ１、Ｘ２、…、Ｘｎ〔本／画素〕なる配置密度の領域を想定することも可能である。
【００５７】
なお、より具体的には、例えば柱状スペーサが密に配置されている領域が、半径Ｒ〔ｍｍ〕の半円形状である場合を仮定すると、該半円形の中心から半径ｒ〔ｍｍ〕の半径形状領域内では、配置密度がＰであり、この半径ｒの半円形状の外周と半径Ｒの半円形状の内周とで挟まれた領域内では、配置密度がＸ_{ｒ - Ｒ}であり、この半径Ｒの半円形状領域以外の領域内では、配置密度がＱであって、Ｐ＞Ｘ_{ｒ - Ｒ}＞Ｑである、などという態様が、本態様の範囲内に含まれる。
【００５８】
このような態様によれば、一対の基板を貼り合わせる際において最も潰れやすいと考えられる注入口の中心部分で柱状スペーサが最も密に配置され、該中心部分から距離を置けば置くほど潰れる危険性が減少していくのに応じて、柱状スペーサは漸次より疎に配置されていることになる。したがって、本態様は、セルギャップを一定に保つという目的を達成するにあたって、より有効且つ適切な柱状スペーサの配置態様が実現されることになる。
【００５９】
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（ただし、その各種態様を含む。）を具備してなる。
【００６０】
本発明の電子機器によれば、上述した、各種態様を含む本発明の電気光学装置を具備してなるから、当該電気光学装置を構成する一対の基板間のセルギャップが一定に保たれることによって、高品質な画像を表示することの可能な、投射型表示装置（液晶プロジェクタ）、液晶テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル等の各種電子機器を実現することができる。
【００６１】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明の電気光学装置を液晶表示装置に適用したものである。
【００６３】
（電気光学装置の全体構成）
まず、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成を、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板２０の側からみた平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【００６４】
図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００６５】
ここで、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマテッィク液晶を混合した液晶からなり、後述する一対の配向膜間で、所定の配向状態をとるものである。
【００６６】
また、画像表示領域１０ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画素電極９ａ、該画素電極９ａに接続されたＴＦＴ、走査線及びデータ線等が設けられた領域、あるいは該領域に対向し且つ対向基板２０上の全面において対向電極２１が設けられた領域のことであり、図１において紙面に向かってこちら側から向こう側に至る（すなわち、対向基板２０側からＴＦＴアレイ基板１０側に至る）光の透過が可能とされることで、画像の表示に寄与することとなる領域のことである。なお、光の透過が可能とされるのは、前記の画素電極９ａ又はその一部、あるいは対向電極２１が透明材料からなるとともに、該画素電極９ａに対する電界の印加によって前記液晶層５０の状態が変更を受けることによる。また、画素電極９ａの一及び前記ＴＦＴの一を少なくとも含むものを一単位として、一画素が定義されるが、本実施形態においては、この「画素」と「画素電極」とを略同一の意義を有する用語して使用することとする。
【００６７】
さらに、シール材５２は、図１に示すように、画像表示領域１０ａの周囲を囲むように、平面的にみて、「ロ」の字状に設けられているが、その一部においては、図１の下方に示すように、切り欠きが形成されて液晶注入口５２ａが設けられている。この液晶注入口５２ａの存在により、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０により挟まれた間隙とその外部との連通が図られており、これを利用することによって、製造工程時、前記間隙に対して液晶を注入することが可能となる。
【００６８】
なお、この液晶注入口５２ａの具体的な大きさは、両基板１０及び２０の大きさ如何にもよるが、概ねｍｍ（ミリメートル）オーダで形成することが可能であり、より具体的には例えば、約３ｍｍ程度とすればよい。また、完成された電気光学装置においては、液晶注入口５２ａが存在する部分に対応して、前記間隙に導入された液晶が外部に漏れることのないようにするため、例えば紫外線硬化型アクリル系樹脂からなる封止材５４が設けられる。
【００６９】
このようなシール材５２を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等を挙げることができる。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を貼り合わせるにあたっては、適当な圧力をかけて両基板１０及び２０を圧着するとともに、シール材が前記紫外線硬化樹脂からなるのであれば該シール材に対して紫外線を照射することにより、また、前記熱硬化樹脂からなるのであれば加熱を行うこと等により、硬化させられている。
【００７０】
また、このシール材５２中には、両基板１０及び２０に挟まれた間隙の間隔、すなわちセルギャップを所定値とするため、スペーサの一種たるギャップ材（不図示）が混入されている。このギャップ材は、例えばグラスファイバ、あるいはガラスビーズ等からなり、略球状の形状を有するものを利用するのが一般的である。
【００７１】
そして、本実施形態では特に、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間のセルギャップを所定の値に保つため、上述のギャップ材の他、図２に示すように、対向基板２０側、かつ、対向電極２１上に、柱状スペーサ４０１が設けられている。この柱状スペーサ４０１は、例えばアクリル系樹脂、ポリイミド等の材料からなり、その１本１本は、図２に示すように、略四角柱形状、あるいは略円柱形状を有している。また、このような形状は、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の少なくとも一方の上に、前記材料からなる原膜をいったん形成した後、フォトリソグラフィ技術を応用して前記原膜をエッチングすることで成形ないしパターニングする、等の手法によって形成することが可能である。この場合においては、前記原膜上に形成するレジスト膜に対する露光処理（パターニング処理）の如何によって、柱状スペーサ４０１の形状を上述のように成形することができるだけでなく、それらの配置を自由に定めることも可能となる。
【００７２】
そして、これらの柱状スペーサ４０１は、図３に観念的に示されているように、前記液晶注入口５２ａが存在する付近ではより密に、それ以外の部分ではより疎に形成・配置されている。より具体的には、本実施形態において、柱状スペーサ４０１は、液晶注入口５２ａが存在する部分を含む線分５０１ａを一辺として含む略四辺形状の領域（以下、「四辺形状領域」という。）５０１内において、その他の領域５０２よりも、より密に配置された形態となっている。なお、図３は、あくまでも観念的な意味で、疎・密が表されていることに注意されたい。
【００７３】
図４及び図５では、図３中符号Ｘ及びＹで示される円内部分をそれぞれ拡大したものが示されており、柱状スペーサ４０１の配置の様子が、より詳しく、またより実際に即した形で示されている。すなわちまず、図４において、複数の柱状スペーサ４０１それぞれは、画素電極９ａの一々に対応するように１本ずつ設けられている一方、図５においては、図中縦横それぞれの方向において、二つの画素電極９ａを間に挟んで、１本ずつ設けられている。密度の単位を用いれば、前者は、柱状スペーサ４０１が１〔本／画素〕で配置されているのに対し、後者は、約０．１〔本／画素〕（＝１÷９）で配置されているといえる。
【００７４】
一方で、両者いずれにおいても、柱状スペーサ４０１は、画素電極９ａ間の隙間を縫うように規定される格子状の遮光領域内に配置されている。そして、この格子状の遮光領域には、該領域に略一致する格子状の遮光膜２３（図２も参照）と、その最外周を規定する額縁遮光膜５３（図１も参照）とが備えられている。つまり、本実施形態における柱状スペーサ４０１は、格子状の遮光膜２３の幅の範囲内に配置されていることになる。
【００７５】
ちなみに、この遮光膜２３によれば、画素電極９ａ間の光の混合を防止することができ、コントラストの低下等を招くことがない。また、この遮光膜２３を構成する材料としては、金属クロム、カーボン又はチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラックや、ニッケル等の金属材料等を考えることができ、更には、これらを含む二つ以上の材料により積層構造を有するものとすることも可能である。
【００７６】
また、本実施形態における柱状スペーサ４０１は、前記格子状の遮光膜２３の幅の範囲内に設けられていることに加え、より詳細に言えば、図４及び図５に示すように、画素電極９ａの角部付近に対応するように配置されている。換言すれば、柱状スペーサ４０１は、マトリクス状に配列された前記格子状の遮光領域における交差部６０１内の図中左上隅部６０１ａに配置されているのである。
【００７７】
以上のような構成のほか、図１及び図２においては、シール材５２の外側の領域に、後述するデータ線に画像信号を所定のタイミングで供給することにより該データ線を駆動するデータ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている一方、後述する走査線に走査信号を所定のタイミングで供給することにより該走査線を駆動する走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する二辺に沿って設けられている。
【００７８】
なお、走査線に供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だけでもよいことは言うまでもない。また、データ線駆動回路１０１を画像表示領域１０ａの辺に沿って両側に配列してもよい。
【００７９】
ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナ部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的に導通をとるための導通材１０６が設けられている。
【００８０】
また、図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、ＩＴＯ（インデウィム・ティン・オキサイド）等の透明材料からなる対向電極２１のほか、最上層部分に配向膜２２が形成されている。ここで、本実施形態における配向膜２２は、対向基板２０側に、上述したような柱状スペーサ４０１が設けられている関係から、対向電極２１を覆うように形成されている他、この柱状スペーサ４０１をも覆うように形成されている。
【００８１】
なお、ＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、複数のデータ線６ａに画像信号を所定のタイミングで印加するサンプリング回路、複数のデータ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００８２】
このような構成となる本実施形態の電気光学装置においては、特に、上述の柱状スペーサ４０１の特徴的な配置態様により、次のような作用効果が奏されることになる。
【００８３】
すなわちまず、柱状スペーサ４０１は、液晶注入口５２ａ付近の四辺形状領域５０１では、より密に配置されているから、本実施形態に係る電気光学装置を製造する過程、とりわけＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の貼り合わせ工程において、液晶注入口５２ａ付近のセルギャップが、他の部分のそれよりも小さなるという不具合を解消することができる。これは、前記四辺形状領域５０１において、柱状スペーサ４０１がより密に形成されていることから、該柱状スペーサ４０１に起因する抗力が、それ以外における該柱状スペーサ４０１に起因する抗力よりも大きくなるためである。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を貼り合せる際に、相当程度に大きな圧力がかかったとしても、液晶注入口５２ａ付近では、より密に配置された柱状スペーサ４０１によって、当該圧力に十分対抗しうることになる。
【００８４】
これにより、液晶注入口５２ａ付近のセルギャップを、他の部分におけるそれと、略同等に維持することができ、もって両基板１０及び２０全面に関するセルギャップを所定の値に保つことが可能となる。そして、このことから、本実施形態に係る電気光学装置によれば、光透過率、コントラスト比、応答速度等の表示特性に悪影響が与えられる可能性を低減することができ、また、表示ムラ等を発生させる可能性を低減することも可能となるから、画像の品質を向上させることができる。
【００８５】
また、上記に加えて、本実施形態においては、柱状スペーサ４０１は、図４及び図５を参照して説明したように、遮光膜２３の幅の範囲内であって、かつ、交差部６０１の左上隅部６０１ａに形成されていたから、該柱状スペーサ４０１が画像表示上の邪魔になるようなことがなく、また、前記配向膜２２に対するラビング処理を好適に実施することが可能となる。ここでラビング処理が好適に実施されるとは、本実施形態において、ラビング処理不奏効の部分を交差部６０１内にとどめることが可能となることを意味する。
【００８６】
例えば、図４及び図５において、図に示す矢印に一致する方向でラビング処理を実施することによれば、ラビング処理不奏効の部分は、交差部６０１内に留められることとなる。ここで、この交差部６０１は、格子状の遮光膜２３の形成領域の一部であったから、当該交差部６０１を挟んだ積層構造内に、何かしらの軽微な不具合があったとしても、それは、基本的には画像の表示に大きな影響を及ぼすことがない。したがって、配向膜２２に対するラビング処理不良が、交差部６０１内で発生したとしても、それが画像の表示に対して大きな影響を及ぼすようなことはないのである。言い換えると、柱状スペーサ４０１を設ける以上、ラビング処理不奏効の部分が多少なりとも生じるところ、本実施形態においては、当該部分を画像の表示にとって影響のない部分（つまり、交差部６０１）に閉じ込めることが可能となるという意味で、好適なラビング処理を実施することができるといえるのである。
【００８７】
なお、上記では、柱状スペーサ４０１がより密に形成されるべき領域が、略四辺形状とされていたが、本発明は、このような形態に限定されるものではない。例えば、図６に観念的に示すように、液晶注入口５２ａを中心として略半楕円形状となる領域（以下、「半楕円形状領域」という。）５０３を想定し、その内部において、柱状スペーサ４０１をより密に配置するとともに、該半楕円形状領域５０３以外の領域５０４において、より疎に配置することが考えられる。
【００８８】
このような形態によれば、画像上における表示ムラの発生を、より確実に防止することが可能となる。というのも、従来問題となっていた、液晶注入口５２ａ付近におけるセルギャップが他の部分におけるそれよりも小さくなるという場合において、その小さくなる領域は、一般に、液晶注入口５２ａを中心とした略半円形状にわたっていたからである。
【００８９】
しかるに、本形態によれば、柱状スペーサ４０１が、図６に示すように、平面的にみて液晶注入口５２ａを中心とした略半円形状の領域内で、より密に配置されていることから、上述のような特徴的なセルギャップの不均一さを、より効果的に解消することが可能となるのである。
【００９０】
本発明においては、上述した四辺形状領域５０１、あるいは半楕円形状領域５０３のほか、柱状スペーサ４０１を密に配置すべき領域を、種々に設定することが可能であることは言うまでもない。
【００９１】
また、上記においては、液晶注入口５２ａが１つのみ設けられる形態について説明したが、本発明は、このような形態にも限定されるものでもない。例えば、本発明は、画像表示領域１０ａの面積が比較的大きい等の理由のため、液晶注入口を二つ設けるような場合に対しても適用することが可能である。例えば、図７に観念的に示すように、液晶注入口５２ａａ及び５２ａｂという二つの注入口を備える場合においては、当該二つの液晶注入口５２ａａ及び５２ａｂについて、図３、あるいは図６に示すような柱状スペーサ４０１の配置を行うようにしてもよい。ちなみに、図７においては、図４に示すように、四辺形状領域５０５内で柱状スペーサ４０１が密に配置されている形態が示されている。
【００９２】
さらに、上記では、四辺形状領域５０１及びそれ以外の領域５０２（図３参照）に形成されるべき柱状スペーサ４０１の配置密度は、それぞれ、１〔本／画素〕及び約０．１〔本／画素〕とされていたが、本発明が、このような形態に限定されるものでは勿論ない。要するに、図３を例にしていえば、液晶注入口５２ａ付近の四辺形状領域５０１における柱状スペーサ４０１の配置密度をｐ、液晶注入口５２ａ付近以外の領域５０２における柱状スペーサ４０１の配置密度をｑとすれば、ｐ＞ｑなる関係が満たされておれば、それでよい。
【００９３】
ただ、好ましくは、液晶注入口５２ａ付近における柱状スペーサ４０１は、画素電極９ａの各々に対応するように配置され、それ以外における柱状スペーサ４０１は、２個から３０個の画素電極９ａにつき１個配置されているように構成するとよい。この場合、前者についての配置密度は１〔本／画素〕となり、後者についての配置密度は０．０３〜０．１〔本／画素〕となる。これによると、前者は後者の約２〜３３倍ということになり、液晶注入口５２ａ付近における柱状スペーサ４０１全体が発揮し得る抗力は、それ以外におけるそれに比べて、相当程度に大きくなり、前述の作用効果は、かなり効果的に奏されることになる
加えて、上記においては、柱状スペーサ４０１は、対向基板２０側、かつ、対向電極２１上にアクリル系樹脂等を柱状に構成するものとして形成されていたが、本発明は、そのような形態に限定されるものではない。例えば、図８に示すような各種の変形形態を考えることができる。
【００９４】
まず、図８（ａ）に示すように、対向基板２０上において、ＩＴＯ膜からなる対向電極２１の下（図中、上側）にある遮光膜２３を絶縁材料層としてパターニングして柱状スペーサ４０１´を形成してもよい。この場合には、画素電極９ａと対向電極２１とのショート防止用に両者間（少なくとも一方の基板上）に透明な絶縁膜３０２を設けるとよい。また、図８（ｂ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板側に柱状スペーサ４０１´´を設けてもよい。この場合には、画素電極９ａ上に透明な絶縁膜４０２を介して柱状スペーサ４０１´´が形成されており、不図示の対向基板２０側の配向膜２２に対してラビング処理を施してもよい。あるいは、図８（ｃ）に示すように、対向基板２０上において、配向膜２２を形成した後に、柱状スペーサ４０１´´´を設けてもよい。
【００９５】
また、柱状スペーサを適当な有機材料等からパターニング形成する代わりに、例えばエッチングにより基板本体（対向基板２０又はＴＦＴアレイ基板１０）や基板上に積層された層間絶縁膜に溝を形成するなど、柱状スペーサを形成すべき領域を除く基板上領域に溝（凹部）を形成することで、隔壁を溝以外の凸状部分から形成してもよい。なお、この場合にも、図８の変形例の場合と同様に、画素電極９ａと対向電極２１とのショート防止用に透明な絶縁膜を設けておくとよい。
【００９６】
（変形形態）
以下では、上述した実施形態の電気光学装置を変形した変形形態について、図９及び図１０を参照しながら説明する。ここに図９は、図３、図６及び図７と同趣旨の図であって、本変形形態に係る柱状スペーサの配置態様を観念的に示す説明図であり、図１０は、図９における半円状領域５０２Ｃ及びその付近の一部拡大図である。なお、本変形形態に係る電気光学装置の全体構成等は、上述の実施形態と略同様であるので、以下では、その説明については省略することとする。また、以下で参照する図面において、上記実施形態で説明した要素と同一の要素を指示する場合においては、上記実施形態で使用した符号と同一符号を用いることとする。
【００９７】
まず、図９においては、図６と略同様に、柱状スペーサ４０１は、平面的に見て液晶注入口５２ａを中心とした半円形状領域５０３Ｃ内で、より密に配置されている。これにより、既に述べたように、液晶注入口５２ａを中心として略半円形状にわたって「潰れ」が生じていたという実際に事情に即した形で、これを防止する作用効果を得ることができることになる。
【００９８】
そして、図９においては特に、柱状スペーサ４０１は、液晶注入口５２ａの中心から該中心の外部へ向け、その密度が漸次減少するように配置されている。より詳細には、図１０に示すように、柱状スペーサ４０１が密に配置されている半円形状領域５０３Ｃの半径がＲ〔ｍｍ〕であり、該半楕円形状領域５０３の中心Ｃから半径ｒ〔ｍｍ〕の半円形状領域内では、配置密度Ｐが１〔本／画素〕であり、この半径ｒの半円形状の外周と半径Ｒの半円形状の内周とで挟まれた領域内では、配置密度Ｘ_{ｒ - Ｒ}が約０．３〜０．４〔本／画素〕であり、この半径Ｒの半円形状領域（即ち、半円形状領域５０３Ｃ）以外の領域内では、配置密度Ｑが約０．１〔本／画素〕であって、Ｐ＞Ｘ_{ｒ - Ｒ}＞Ｑである、というようになっている。ここに、Ｘ_{ｒ - Ｒ}の具体値については、図１０に示す当該領域において、柱状スペーサ４０１が１２本存在し、画素電極９ａが約３４個存在していることに基づいており、Ｑの具体値については、図１０に示す当該領域が図５に示したのと同様な配置態様であること（図１０中破線参照）に基づいている。
【００９９】
このような態様によれば、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を貼り合わせる際において最も潰れやすいと考えられる液晶注入口５２ａの中心Ｃ及びその近傍部分で柱状スペーサ４０１が最も密に配置され、該中心Ｃ及びその近傍部分から距離を置けば置くほど潰れる危険性が減少していくのに応じて、柱状スペーサ４０１は漸次より疎に配置されていることになる。したがって、本態様は、セルギャップを一定に保つという目的を達成するにあたって、より有効且つ適切な柱状スペーサ４０１の配置態様が実現されることになる。
【０１００】
なお、上記変形形態では、半円形状領域５０３Ｃについて説明したが、本発明は、このような形態に限定されない。柱状スペーサ４０１の配置密度が漸次減少する態様は、該柱状スペーサ４０１が蜜に形成されるべき領域が具体的にどのような形状となるものであっても、基本的に適用可能である。むろん図７に示したように、二つの液晶注入口５２ａａ及び５２ａｂをもつ電気光学装置についても、本態様の考え方を当てはめることも容易である。
【０１０１】
ちなみに、本態様の考え方をより一般的にいえば、液晶注入口５２ａの中心の直近における柱状スペーサ４０１の配置密度がＰ〔本／画素〕、該液晶注入口５２ａ付近以外であって該注入口５２ａから相応程度離間した位置における柱状スペーサの配置密度がＱ〔本／画素〕であるとすると、Ｐ＞Ｑであり、且つ、Ｐ＞Ｘ＞Ｑを満たすＸ〔本／画素〕なる配置密度で柱状スペーサが配置された領域が存在するということになる。これを更に一般化すれば、Ｐ＞Ｘ１＞Ｘ２＞…＞Ｘｎ＞Ｑを満たすＸ１、Ｘ２、…、Ｘｎ〔本／画素〕なる配置密度の領域を想定することも可能である。
【０１０２】
（電気光学装置の回路構成及び動作）
以下では、上述のような構成となる電気光学装置において、画素電極９ａ等が如何に駆動されるかについて、図１１を参照して説明する。ここに、図１１は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素１００ａにおける各種素子、配線等の等価回路である。
【０１０３】
図１１において、複数の画素１００ａには、それぞれ、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【０１０４】
また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【０１０５】
画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板２０に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素１００ａの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素１００ａの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
【０１０６】
なお、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加することがある。例えば、画素電極９ａの電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い電気光学装置を実現することができる。なお、蓄積容量７０を形成する方法としては、それ専用の特別の配線である容量線３００を形成する場合、及び前段の走査線３ａとの間に形成する場合のいずれであってもよい。
【０１０７】
（ＴＦＴ及びその周辺の実際的な構成）
上述したような画素１００ａは、より実際的には、図１２及び図１３に示すような構成を有する。ここに、図１２は、第２実施形態に用いたＴＦＴアレイ基板の相互に隣接する複数の画素群の平面図であり、図１３は、図１２のＡ−Ａ´断面図である。ただし、図１２及び図１３においては、一画素についてのみ、その詳細を示している。
【０１０８】
図１２において、ＴＦＴアレイ基板上には、上述したＴＦＴ３０、走査線３ａ、データ線６ａ、蓄積容量７０等のほか、透明電極８、反射電極９等が設けられている。なお、上述までの画素電極９ａとは、いま述べた透明電極８及び反射電極９の両者を含意した用語である。
【０１０９】
反射電極９は、ＴＦＴアレイ基板１０上に、マトリクス状に形成されており、これら各反射電極９に対し、透明電極８を介して、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が電気的に接続されている。また、この反射電極９には、図１２に示すように透過窓１４が形成され、この透過窓１４に対応する領域は、透明電極８によって覆われている。このような反射電極９は、アルミニウムや銀、若しくはこれらの合金、又はチタン、窒化チタン、モリブデン、タンタル等との積層膜から構成されており、透明電極８は、ＩＴＯ（インディウム・ティン・オキサイド）等から構成されている。
【０１１０】
一方、反射電極９及び透明電極８の下には、図１３に示すように、凹凸形成層１３、及びその上層の凹凸層７（いずれも、図１２では示されない）が形成されている。ここで凹凸形成層１３及び凹凸層７は、例えば、有機系樹脂等の感光性樹脂からなり、特に前者は、基板面に点在するブロック塊を含むような形で形成される層であり、後者は、このような凹凸形成層１３を含む基板の全面を覆うような形で形成される層である。したがって、凹凸層７の表面は、凹凸形成層１３を構成するブロック塊の点在態様に応じて、いわば「うねる」こととなり、その結果、凹凸パターン９ｇが形成されることになる。図１２においては、この凹凸パターン９ｇが円形状で示されており、該円形状の部分は、その他の部分に比べて、図の紙面に向かってこちら側に突出した形となっていることを示している。すなわち、当該円形状の部分における、図の紙面に向かって向こう側には、凹凸層７、そして前記ブロック塊が形成されているのである（図１３参照）。
【０１１１】
このような構成を備える第２実施形態の電気光学装置では、透明電極８及び透過窓１４を利用することで、透過モードによる画像表示を行うことが可能となり、反射電極９並びに凹凸形成層１３、凹凸層７及び凹凸パターン９ｇを利用することで、反射モードによる画像表示を行うことが可能となる。すなわち、前者の構成により規定される領域は、図示されない内部光源から発せられた光を図１２の紙面向こう側からこちら側に至るように透過させる透過領域であり、後者の構成により規定される領域は、紙面こちら側から前記反射電極９に至って反射した後、再び紙面こちら側に至らせるような反射領域となる。なお、後者の場合では特に、凹凸パターン９ｇによって光の散乱反射が起きるから、画像の視野角依存性を小さくすることができる。
【０１１２】
さて、図１２に戻り、反射電極９を形成する領域の縦横の境界に沿っては、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３００が形成され、ＴＦＴ３０は、データ線６ａ及び容量線３００に対して接続されている。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホールを介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続され、透明電極８は、コンタクトホール１５及びソース線６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´に対向するように走査線３ａが延在している。
【０１１３】
なお、蓄積容量７０は、画素スイッチング用のＴＦＴ３０を形成するための半導体膜１の延設部分１ｆを導電化したものを下部電極とし、この下部電極に、走査線３ａと同層の容量線３００が上部電極として重なった構造になっている。
【０１１４】
ちなみに、本実施形態では特に、既に図３乃至図５等を参照して述べたように、反射電極９の角部に対応する位置に、柱状スペーサ４０１が設けられていることに特徴がある（図１２参照）。
【０１１５】
なお、図１３においては上記のほか、ＴＦＴアレイ基板１０上に、厚さが１００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜（絶縁膜）からなる下地保護膜１１１が形成され、この下地保護膜１１１とＴＦＴ３０の上に、厚さが３００〜８００ｎｍのシリコン酸化膜からなる第１層間絶縁膜４、更に、この第１層間絶縁膜４の上に厚さが１００〜８００ｎｍのシリコン窒化膜からなる第２層間絶縁膜５（表面保護膜）等が形成されている。ただし、場合により、この第２層間絶縁膜５は、形成してなくてもよい。また、ＴＦＴアレイ基板１０側には、その最上層として、配向膜１６が形成されている。その他、図１３においては、各種構成要素を電気的に接続するコンタクトホール等が設けられる。一方、対向基板２０側には、画素１００ａ間のいわば隙間を縫うように延在する遮光膜２３、基板全面に形成された対向電極２１及び配向膜２２が、この順に積層するように形成されている。
【０１１６】
（電子機器）
このように構成された電気光学装置は、各種の電子機器の表示部として用いることができるが、その一例を、図１４〜図１６を参照しつつ具体的に説明する。
【０１１７】
図１４は、本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【０１１８】
図１４において、電子機器は、表示情報出力原７７、表示情報処理回路７１、電源回路７２、タイミングジェネレータ７７及び液晶表示装置７４を有する。また、液晶表示装置７４は、液晶表示パネル７５及び駆動回路７６を有する。液晶装置７４としては、前述した電気光学装置を用いることができる。
【０１１９】
表示情報出力原７０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のようなメモリ、各種ディスク等のストレージユニット、デジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ７３によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等のような表示情報を、表示情報処理回路７１に供給する。
【０１２０】
表示情報処理回路７１は、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等のような周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像信号をクロック信号ＣＬＫとともに駆動回路７６へ供給する。電源回路７２は、各構成要素に所定の電圧を供給する。
【０１２１】
図１５は、本発明に係る電子機器の一実施形態であるモバイル型のパーソナルコンピュータを示している。ここに示すパーソナルコンピュータ８０は、キーボード８１を備えた本体部８２と、液晶表示ユニット８３とを有する。液晶表示ユニット８３は、前述した電気光学装置１００を含んで構成される。
【０１２２】
図１６は、他の電子機器である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機９０は、複数の操作ボタン９１と、前述した電気光学装置１００からなる表示部とを有している。
【０１２３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び電子機器もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の電気光学装置におけるＴＦＴアレイ基板を、その上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】 図１のＨ−Ｈ´断面図である。
【図３】 本発明の実施形態に係る柱状スペーサの配置態様を観念的に示す説明図である。
【図４】 液晶注入口付近の領域における柱状スペーサの配置態様を示す説明図である。
【図５】 液晶注入口付近以外の領域における柱状スペーサの配置態様を示す説明図である。
【図６】 図３とは異なる柱状スペーサの配置態様を観念的に示す説明図であって、図３とは、柱状スペーサがより密に配置されるべき領域が半円形状となる点について異なるものである。
【図７】 図３とは異なる柱状スペーサの配置態様を観念的に示す説明図であって、図３とは液晶注入口の数について異なるものである。
【図８】 柱状スペーサの各種変形形態を示す断面図である。
【図９】 図３、図６及び図７と同趣旨の図であって、本発明の変形形態に係る柱状スペーサの配置態様を観念的に示す説明図である。
【図１０】 図９における半円状領域及びその付近の一部拡大図である。
【図１１】 本発明の実施形態の電気光学装置における画像表示領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素子、配線等の等価回路を示す回路図である。
【図１２】 ＴＦＴアレイ基板の相互に隣接する複数の画素群の平面図である。
【図１３】 図１２のＡ−Ａ´線断面図である。
【図１４】 本発明に係る電気光学装置を表示装置として用いた電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図１５】 本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピュータを示す説明図である。
【図１６】 本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の他の例としての携帯電話機の説明図である。
【符号の説明】
９ａ…画素電極
１０…ＴＦＴアレイ基板
１０ａ…画像表示領域
２０…対向基板
２１…対向電極
２３…遮光膜
５０…液晶層
５２…シール材
５２ａ…液晶注入口
５４…封止材
４０１…柱状スペーサ
５０１…四辺形状領域
５０２…（四辺形領域以外の）領域
５０３…半楕円形状領域
５０３Ｃ…半円形状領域
５０４…（半楕円形状領域以外の）領域
６０１…交差部
６０１ａ…交差部の左上隅部
３ａ…走査線
６ａ…データ線
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層
７０…蓄積容量

Claims (4)

1. 一対の基板の間隙に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、
   前記一対の基板を接着するとともに、前記電気光学物質が挟持される表示領域を規定するシール材と、
   前記電気光学物質を注入するための前記シール材の開口部である注入口と、
   前記表示領域にマトリクス状に形成された複数の画素と、
   前記画素間に形成された格子状の遮光層と、
   前記表示領域における前記間隙を確保するための複数の柱状スペーサと、を備え、
   前記表示領域においては、２個以上の前記画素ごとに１つの柱状スペーサを配置した第１の配列パターンによって前記柱状スペーサが形成され、
   前記注入口近傍においては、第１の配列パターンによって形成された前記柱状スペーサに加えて、第１の配列パターンよりも密な配列パターンによって前記柱状スペーサが形成され、
   前記スペーサは、平面視において前記遮光層と重なるように配置されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記柱状スペーサの配列は、平面視において前記注入口から半円状に離れるにつれて、前記密な配列パターンから段階的に前記第１の配列パターンとなるように設けられ、
   前記注入口近傍における前記密な配列パターンは、１つの前記画素ごとに１つの前記柱状スペーサが設けられた基準配列パターンであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記一対の基板のうち、前記柱状スペーサが形成された一方の基板には、前記柱状スペーサの上層にラビング処理が施された配向膜が設けられ、
   前記柱状スペーサは、前記遮光層における交差部内の隅部に配置され、
   前記隅部は、前記交差部内における前記ラビング方向の上流側であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。

Images