JP2004045614A

JP2004045614A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器

Info

Publication number: JP2004045614A
Application number: JP2002201247A
Authority: JP
Inventors: Takehito Washisawa; 鷲澤　岳人
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12
Also published as: TW200405087A; KR20040005670A; KR100605772B1; TWI232981B; US20040032560A1; CN1472578A; CN1324372C

Abstract

【課題】基板間隔を基板面内で均一化することが可能であるとともに、コントラスト低下等の表示特性の低下が生じ難い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５０を挟持する下側基板１０及び上側基板２０の間にスペーサーが配置されてなる構成を具備し、液晶層５０及びスペーサーが、基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材９３内部に配置され、そのシール材９３内部におけるスペーサーの密度が５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置、液晶装置の製造方法、及びこの液晶装置を備える電子機器に係り、特に、基板間にスペーサーを配設する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶装置として、下側基板と上側基板とがそれぞれの基板の周縁部においてシール材を介して貼着され、これら一対の基板間に液晶層が封入された構成のものがある。この場合、基板間隔を基板面内において均一にするために、一対の基板間にスペーサーを配置する技術が知られている。
【０００３】
このような液晶装置は以下のような方法により製造される。すなわち、下側基板及び上側基板のそれぞれに電極及び配向膜等を積層形成した後、例えば下側基板上において、その基板周縁部に液晶注入口を形成した形で未硬化のシール材を印刷し、同じ基板若しくはもう一方の基板の表面上にスペーサーを散布してから、未硬化のシール材を介して該下側基板と、一方の上側基板とを貼着することにより液晶セルを得る。そして、該液晶セルの未硬化のシール材を硬化し、さらにシール材に予め形成しておいた液晶注入口から液晶セル内に液晶を注入することにより液晶層を形成し、その後、注入口を封止材により封止する。最後に、下側基板及び上側基板の外側に位相差板及び偏光板等の光学素子を形成して上記構成を備える液晶装置が製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、液晶注入前に基板の貼合せを行うため、基板貼合せの際の圧力をスペーサーのみが受けることとなり、貼合せ圧力に耐え得るものとするためには、どうしてもスペーサーの数を減らすことができず、具体的には例えば２００〜３００個／ｍｍ^２程度必要であった。ここでスペーサーの数が少ないと表示に対する影響が少なく、高コントラストの表示が可能となるとともに、コストダウンに繋がり得るが、上記の製造方法では２００個／ｍｍ^２程度にするのが均一な基板間隔（液晶層厚）の確保という観点から限界であった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、基板間隔を基板面内で均一化することが可能であるとともに、コントラスト低下等の表示特性の低下が生じ難い液晶装置と、その液晶装置の製造方法、さらにはこの液晶装置を備える電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板間にスペーサーが配置されてなる液晶装置であって、液晶層及びスペーサーが、基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材内部に配置され、そのシール材内部におけるスペーサーの密度が５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の液晶装置は、シール材が基板面内の領域において閉ざされた枠状に構成されているため、当該液晶装置の製造時において、基板貼合せ後に液晶を注入することができず、基板貼合せ前に液晶をいずれかの基板上に滴下して他方の基板と貼り合わせる工程を採用せざるを得ない。この場合に基板上に液晶を滴下し、さらにスペーサーをも散布した状態で基板を貼り合わせるものとすることができるため、基板貼合せの際の圧力をスペーサーのみならず、液晶もが受けることとなり、従来の注入口を設けた構成の液晶装置に比してスペーサーの数を相対的に減らすことが可能となる。すなわち、液晶が貼合せ圧力の一部を受ける役割を担うため、スペーサーの数を減らしたとしても貼合せ圧力に耐え得ることができ、均一な基板間隔を確保することができるようになる。
【０００８】
したがって、本発明では、シール材の構成を、基板面内の領域において閉ざされた枠状としたために、シール材の枠の内部領域におけるスペーサーの密度を５０〜１５０個／ｍｍ^２と小さくすることができ、その結果、従来に比してスペーサーの表示に対する影響が少なくなり、スペーサー付近における光抜けに基づくコントラストの低下等が生じ難くなる。その結果、上記構成により、使用するスペーサー数の減少によるコストダウンとともに表示特性の向上を図ることが可能な液晶装置を提供することができるようになる。
【０００９】
なお、スペーサーの散布密度が５０個／ｍｍ^２よりも小さい場合、液晶層厚（基板間隔）を基板面内で均一に維持することが困難となる場合があり、表示品位の低下を引き起こし、また、スペーサーの散布密度が１５０個／ｍｍ^２を超えると、コストダウンの幅が小さくなるとともに、光抜けが発生し易くなり、コントラスト向上幅が小さくなる場合がある。
【００１０】
また、もし仮に、従来のように注入口のあるシール材を用いて、基板貼合せ前の液晶注入を行った場合には、基板貼合せ時に液晶が外部に漏出する等の不具合が生じるため、注入口を有するシール材を形成した場合には貼合せ前の液晶注入は事実上不可能である。一方、本発明の注入口のないシール材を用いて、基板貼合せ後に液晶注入を行えないことは言うまでもなく、したがって、本発明の構成により確実に基板貼合せ前の液晶注入が可能となり、上記範囲のスペーサー散布密度を実現可能になるのである。
【００１１】
本発明の液晶装置において、シール材は詳しくは基板の外縁に露出することなく枠状に形成されているものとすることができる。また、シール材は詳しくは基板の外縁に向けた開口を具備しない閉口枠形状に形成されているものとすることもできる。このようにシール材に液晶注入口を設けず完全に閉ざされた枠形状（詳しくは閉口枠形状）とすることで、基板貼合せ前に液晶を基板上に滴下し、一方の基板にスペーサーを散布した後にこれら基板を貼り合わせる製法を採用可能となり、上記のようにスペーサーの散布密度を５０〜１５０個／ｍｍ^２と少なくすることが可能となる。
【００１２】
なお、本発明の液晶装置において、上記スペーサーの表面の一部又は全部に、配向規制手段を具備させることができる。すなわち、スペーサーの表面付近においては液晶の配向乱れが生じ、コントラストの低下が生じる場合があるが、このようにスペーサーの表面に配向規制手段を具備させることで、スペーサー表面付近においても液晶を配向させることが可能となり、光抜けの発生を防止し、ひいてはコントラスト低下等の不具合の生じ難い液晶装置を提供することができる。なお、配向規制手段としては、例えばシランカップリング剤等を用いて、スペーサー表面に長鎖のアルキル基を付与したもの等を例示することができる。
【００１３】
また、スペーサーの表面の一部又は全部に、硬化した熱硬化型樹脂が付着しているものとすることができる。このように熱硬化型樹脂をスペーサーの表面に形成し、例えば基板間の所定位置にスペーサーを配設した後に熱処理を施すことにより、基板に対しスペーサーを安定して固着させることが可能となり、例えばスペーサーが浮遊して所定位置からズレてしまう等の不具合発生を防止することが可能となる。
【００１４】
さらに、スペーサーには着色が施されているものとすることもできる。例えば当該液晶装置を表示装置として用いた場合であって、黒表示（暗表示）を行う領域において、配設されたスペーサーから光が抜け、その部分で白表示（明表示）が行われてしまう場合があるが、上記のようにスペーサーに対して着色を施すことで、特に黒に着色したスペーサーを用いることで黒表示（暗表示）を確実に行うことが可能となる。
【００１５】
次に、上記液晶装置の製造方法は、以下の工程を含むことを特徴とする。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板のうちのいずれかの基板上に液晶を滴下する工程と、一対の基板のうちいずれかの基板上に、該基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材を形成する工程と、一対の基板のうちいずれかの基板上にスペーサーを散布する工程と、これら一対の基板を貼り合わせる工程とを含み、スペーサーの散布密度が、シール材の枠の内部領域において５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の液晶装置の製造方法では、基板貼合せ前に基板上に液晶を滴下し、この基板若しくはこれとは異なる基板上にシール材を形成し、さらにいずれかの基板上にスペーサーを散布した後に、これら一対の基板を貼り合わせる構成としたため、基板貼合せ時の圧力をスペーサーのみならず液晶層もが受けるかたちとなるため、スペーサー密度を減らしても、基板面内で基板間隔が不均一となることがない。すなわち、上記のような各工程を行うとともに、スペーサー散布密度を上記範囲とすることで、基板間隔の面内均一性を保持したまま、スペーサーの影響による光抜けに基づくコントラスト低下等が生じ難い液晶装置を提供することが可能となる。
【００１７】
なお、上記本発明の液晶装置の製造方法として、以下のような工程を含むものとしてもよい。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法の異なる態様は、一対の基板のうちいずれかの基板上に、該基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材を形成する工程と、該シール材の内部領域に液晶を滴下する工程と、一対の基板のうちいずれかの基板上にスペーサーを散布する工程と、これら一対の基板を貼り合わせる工程とを含み、スペーサーの散布密度が、シール材の枠の内部領域において５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする。
【００１８】
このような製造方法によっても、基板貼合せ前に枠状のシール材を形成した基板上であってシール材の枠の内部領域に液晶を滴下し、さらにはいずれかの基板上にスペーサーを散布した後に、これら一対の基板を貼り合わせる構成としたため、基板貼合せ時の圧力をスペーサーのみならず液晶層もが受けるかたちとなる。したがって、スペーサー密度を減らしても、基板面内で基板間隔が不均一となることがなく、すなわち、上記のような各工程を行うとともに、スペーサー散布密度を上記範囲とすることで、基板間隔の面内均一性を保持したまま、スペーサーの影響による光抜けに基づくコントラスト低下等が生じ難い液晶装置を提供することが可能となる。
【００１９】
次に、本発明の電子機器は上記のような液晶装置を例えば表示装置として備えることを特徴とする。このように本発明の液晶装置を備えることにより、表示品質の優れた電子機器を提供することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
［液晶装置］
以下に示す本実施形態の液晶装置は、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透過型液晶装置である。なお、本実施形態の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板間に配設されるスペーサーの構造、及び一対の基板を貼着し液晶層を一対の基板内に封止するシール材の構成が特徴的なものとなっている。
【００２１】
図１は本実施形態の透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図３は図２のＡ−Ａ’線断面図で、図４は本実施形態の透過型液晶装置全体の平面構造について示す全体平面図である。なお、図３においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、各図においては、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２２】
本実施形態の透過型液晶装置において、図１に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０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されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００２３】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０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ＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、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。
【００２４】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極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、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【００２５】
次に、図２に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の要部の平面構造について説明する。図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００２６】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【００２７】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００２８】
次に、図３に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。図３は上述した通り、図２のＡ−Ａ’線断面図で、ＴＦＴ素子３０が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施形態の透過型液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。
【００２９】
液晶層５０は、強誘電性液晶であるスメクティック液晶にて構成され、電圧変化に対する液晶駆動の応答性が速いものとされている。ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ素子３０、画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。なお、各基板１０，２０間はスペーサー１５を介して所定間隔が保たれた状態となっている。
【００３０】
ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００３１】
上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００３２】
さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。
【００３３】
本実施形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００３４】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００３５】
また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図２に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。
【００３６】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。したがって、このようなＴＦＴ素子３０を具備する領域においては、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち液晶層５０の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。
【００３７】
他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、そのほぼ全面に渡って、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側には、電圧無印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。
【００３８】
なお、図４は本実施形態の透過型液晶装置１００の全体構成について概略を示す平面模式図であって、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間には、閉環状のシール材９３により封止する形にて液晶層５０が形成されている。すなわち、本実施形態の透過型液晶装置１００において、シール材９３は、液晶を注入するための注入口を具備せず、基板１０，２０の面内領域において閉ざされた枠形状であって、基板１０，２０の外縁に露出することなく、基板１０，２０の外縁に向けた開口を具備しない閉口枠形状に形成されている。
【００３９】
次に、図５は、図２の画素電極９が形成された領域、すなわちＴＦＴ素子３０の非形成領域であって、遮光膜２３が形成されていない表示領域の構成について示す断面図である。この表示領域においても、図３に示した領域と同様、下側のＴＦＴアレイ基板（なお、表示領域ではＴＦＴ素子は非形成）１０と、これに対向配置される上側の対向基板２０との間に液晶層５０が挟持された構成をとっており、さらにこの表示領域においても、各基板１０，２０間はスペーサー１５を介して所定間隔が保たれた状態となっている。
【００４０】
上述した通り、液晶層５０を挟持する一対の基板１０，２０間にはスペーサー１５が形成され、そのスペーサー形成数は、シール材９３の内部面積に対して５０〜１５０個／ｍｍ^２（例えば約１００個／ｍｍ^２）とされている。このように、本実施の形態ではスペーサーの散布密度を小さくしたため、スペーサー１５付近での光抜けに基づく表示品位低下が生じ難いものとなる。
【００４１】
ここで、シール材に液晶注入口を形成した従来の液晶装置においては、基板貼合せ前に液晶を注入すると、基板貼合せ時に注入口から抜け出る惧れがあり好ましくない。そこで、シール材に液晶注入口を形成した場合には、基板貼合せ後に液晶を注入せざるを得ない。一方、シール材９３に液晶注入口を形成しない本実施形態の液晶装置では、注入口がないため基板貼合せ後に液晶を注入することができず、基板貼合せ前に液晶を基板１０，２０のうちのいずれかの基板上に滴下して他方の基板と貼り合わせる工程を採用せざるを得ない。
【００４２】
この場合に基板上に液晶を滴下し、さらにスペーサー１５をも散布した状態で基板を貼り合わせるものとすることができるため、基板貼合せの際の圧力（貼合せ圧力）をスペーサー１５のみならず、液晶もが受けることとなり、従来の液晶注入口を設けた構成の液晶装置に比してスペーサー１５の数を相対的に減らすことが可能となり、すなわち５０〜１５０個／ｍｍ^２程度の少ないスペーサー数を実現可能となった。
【００４３】
このように、本実施形態の液晶装置においては、シール材９３に液晶注入口を形成しない構成としたために、液晶が貼合せ圧力の一部を受ける役割を担うこととなり、スペーサー１５の数を減らしたとしても貼合せ圧力に耐え得ることができ、均一な基板間隔を確保することができるようになる。したがって、本実施形態の液晶装置では、シール材９３の構成を、基板１０，２０の面内領域において閉ざされた枠状としたために、シール材９３内部におけるスペーサー１５の密度を５０〜１５０個／ｍｍ^２と小さくすることができ、その結果、従来に比してスペーサー１５の表示に対する影響が少なくなり、スペーサー１５付近における光抜けに基づくコントラストの低下等が生じ難くなったのである。
【００４４】
本実施形態の液晶装置において、スペーサー１５の散布密度が５０個／ｍｍ^２よりも小さい場合、液晶層５０の層厚（基板間隔）を基板１０，２０の面内で均一に維持することが困難となる場合があり、表示品位の低下を招く、また、スペーサー１５の散布密度が１５０個／ｍｍ^２を超えると、コストダウンの幅が小さくなるとともに、光抜けが発生し易くなり、コントラスト向上幅が小さくなる場合があり、さらに信頼性の面からも、液晶層５０に低温気泡発生率が高くなる開口がある。なお、本実施形態のようにシール材９３に液晶注入口を設けない構成とした場合のスペーサー１５の散布密度は、好ましくは８０〜１５０個／ｍｍ^２程度とするのが良い。
【００４５】
なお、本実施形態では白黒表示を前提とした構成としているが、カラー表示を行うべく、カラーフィルタ層を形成することもできる。すなわち、上側基板（対向基板）２０の内面に、着色層及び遮光層（ブラックマトリクス）からなるカラーフィルタ層を設け、カラーフィルタ層を保護する保護層を順次形成し、さらに保護層上に画素電極９を形成することができる。表示領域においては、各々異なる色、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を備えるものとされており、したがって、各色の表示領域により画素が構成され、画素毎にカラー表示が可能となる。また、本実施形態ではアクティブマトリクスタイプの液晶装置を例示したが、例えば単純マトリクスタイプの液晶装置にも本発明に係る構成を採用することも可能である。
【００４６】
次に、本実施形態の液晶装置に用いるスペーサー１５の構成について説明する。スペーサー１５は、例えば二酸化珪素やポリスチレン等からなる球状部材にて構成することができる。スペーサー１５の直径は、液晶装置に封入される液晶層５０の厚み（セル厚、すなわち基板間隔）に合わせて設定され、例えば２〜１０μｍの範囲内から選択される。
【００４７】
スペーサー１５としては、図６に示すように表面に熱硬化性樹脂層１５０が付与された構成のものを採用することができる。この場合、熱硬化性樹脂の硬化によりスペーサー１５が下側基板（ＴＦＴアレイ基板）１０及び／又は上側基板（対向基板）２０に対し確実に固着されるようになる。例えば、当該液晶装置の製造工程において、液晶を滴下した基板（例えばＴＦＴアレイ基板１０）とは異なる基板（対向基板２０）上にスペーサー１５を散布した後に熱処理を行い、熱硬化性樹脂を硬化させることにより、対向基板２０に対してスペーサー１５を固着させることができる。
【００４８】
また、スペーサー１５の表面には、例えば図７のように長鎖のアルキル基を付与した表面処理層１５１を設けることができる。長鎖のアルキル基を付与した表面処理層１５１を設ける手段としては、例えばシランカップリング剤を用いて表面処理を行うことが挙げられる。図９（ａ）に示すように、表面処理層１５１の設けられていないスペーサー１５を用いた場合、スペーサー１５表面付近において液晶分子の配向が乱れ、その部分において光漏れが生じる場合がある。一方、図９（ｂ）に示すように、表面処理層１５１の設けられたスペーサー１５ａを用いた場合には、スペーサー１５ａ表面付近において液晶分子を所定の方向に配向（本実施形態の場合は垂直配向）することが可能となり、その部分において光漏れが生じ難いものとなる。
【００４９】
さらに、スペーサーには着色を施すことが可能で、図８に示したスペーサー１５ｂは、黒色に着色されたスペーサーの一例を示している。例えば図１０（ａ）に示すように、無着色スペーサー１５を用いると、黒表示（暗表示）時にスペーサーに対応して白色の点表示が発生することとなり、場合によってはコントラスト低下の一因となる場合がある。しかしながら、図１０（ｂ）に示すように、図８に示したような着色スペーサー１５ｂを用いることで、黒表示（暗表示）時にスペーサーに対応する白色の点表示が発生しないものとなる。なお、白表示（明表示）時にスペーサーに対応する黒色の点表示が発生することとなるが、黒表示（暗表示）時の白色の点表示発生に比してコントラスト低下に対する影響は小さいものとなる。
【００５０】
［液晶装置の製造方法］
次に、上記実施形態に示した液晶装置の製造方法について、その一例を図３及び図１１を参照しつつ説明する。まず、図１１のＳ１に示すように、ガラス等からなる下側の基板本体１０Ａ上に遮光膜１１ａ、第１層間絶縁膜１２、半導体層１ａ、チャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ、高濃度ドレイン領域１ｅ、蓄積容量電極１ｆ、走査線３ａ、容量線３ｂ、第２層間絶縁膜４、データ線６ａ、第３層間絶縁膜７、コンタクトホール８、画素電極９、配向膜４０を形成し、下側基板（ＴＦＴアレイ基板）１０を作成する。また、上側の基板本体２０Ａ上にも遮光膜２３、対向電極２１、配向膜６０を形成し、上側基板（対向基板）２０を作成する。
【００５１】
次に、図１１のＳ２において、下側基板（ＴＦＴアレイ基板）１０上に所定量の液晶を滴下する。続いて、図１１のＳ３において、上側基板２０上にシール材９３を印刷し、さらにＳ４において、同じく上側基板２０上にスペーサー１５を散布する。この場合、シール材９３は図４に示したように液晶注入口を有しない閉口枠形状に形成し、さらにスペーサー１５の散布密度を閉口枠形状のシール材９３の内側領域において５０〜１５０個／ｍｍ^２程度としている。
【００５２】
そして、図１１のＳ５において、これら下側基板１０と上側基板２０とを貼り合わせ、さらに下側基板１０及び上側基板２０の外側に図示しない位相差板及び偏光板等の光学素子を形成して少なくとも図３に示したパネル構造を備える液晶装置が製造される。
【００５３】
一方、製造方法の異なる例として、図１２に示すような工程により上記実施形態の液晶装置を得ることもできる。まず、図１２のＳ１１に示すように、上述した図１１のＳ１と同様、ガラス等からなる下側の基板本体１０Ａ上に配向膜４０等を形成し、下側基板（ＴＦＴアレイ基板）１０を作成する。また、上側の基板本体２０Ａ上にも配向膜６０等を形成し、上側基板（対向基板）２０を作成する。
【００５４】
次に、図１２のＳ１２において、下側基板（ＴＦＴアレイ基板）１０上に上記同様、液晶注入口を有しない閉口枠形状のシール材９３を印刷し、さらに、図１２のＳ１３において、該閉口枠形状のシール材９３の内側に所定量の液晶を滴下する。続いて、図１１のＳ１４において、上側基板２０上にスペーサー１５を散布する。この場合、スペーサー１５の散布密度は閉口枠形状のシール材９３の内側領域において５０〜１５０個／ｍｍ^２程度としている。
【００５５】
そして、図１２のＳ１５において、これら下側基板１０と上側基板２０とを貼り合わせ、さらに下側基板１０及び上側基板２０の外側に図示しない位相差板及び偏光板等の光学素子を形成して少なくとも図３に示したパネル構造を備える液晶装置が製造される。
【００５６】
［電子機器］
次に、上記実施形態で示した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１３（ａ）は携帯電話の一例を示した斜視図である。図１３（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００５７】
図１３（ｂ）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１３（ｂ）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は情報処理本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００５８】
図１３（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１３（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００５９】
このように、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えたものであるので、表示品質の優れた電子機器となる。
【００６０】
［実施例］
次に、本実施形態の液晶装置の特性を確認するために以下の実施例を行った。すなわち、表１に示すように、実施例１〜４の液晶装置と、比較例１〜４の液晶装置を作製し、コントラストないし基板間隔の均一性について考察した。
【００６１】
まず、実施例１〜４の液晶装置は、図１１に示した工程を含む製造方法により製造され、上記実施形態に係る構成を備える。すなわち、シール材９３が液晶注入口を備えず閉口枠形状とされ、スペーサー１５の散布密度は表１に示すように、実施例１から順に５０個／ｍｍ^２、８０個／ｍｍ^２、１１０個／ｍｍ^２、１５０個／ｍｍ^２に設定した。
【００６２】
一方、比較例１，２の液晶装置は、液晶注入口を備え無いシール材９３を形成し、スペーサー１５の散布密度を１０個／ｍｍ^２及び２００個／ｍｍ^２に設定したものである。また、比較例３，４の液晶装置は、液晶注入口を備えるシール材を用い、下側基板１０及び上側基板２０を貼り合わせた後に、該液晶注入口から液晶を注入することで製造したもので、スペーサー１５の散布密度は、それぞれ５０個／ｍｍ^２及び１５０個／ｍｍ^２に設定した。
【００６３】
【表１】

【００６４】
表１に示すように、実施例１〜４の液晶装置は、高コントラストで基板間隔が基板面内で均一なものであったが、比較例１の液晶装置では、スペーサー１５の散布密度が１０個／ｍｍ^２であることに起因して、実施例１〜４の液晶装置に比して基板間隔が不均一なものとなった。また、比較例２の液晶装置では、スペーサー１５の散布密度が２００個／ｍｍ^２であることに起因して、実施例１〜４の液晶装置に比してコントラストが低くなった、また、散布密度が２００個／ｍｍ^２以上になると液晶パネルそのものが硬くなり、熱による液晶の膨張や収縮により、液晶５０内部に気泡を生じる可能性がある。さらに、比較例３，４の液晶装置では、シール材に液晶注入口を形成して、基板貼合せ後に液晶を注入したことに起因して、実施例１〜４の液晶装置に比して基板間隔が面内で不均一となった。
【００６５】
なお、比較例３，４について、基板を貼り合わせる前に、いずれかの基板上に液晶を滴下し、その後基板を貼り合わせる手法を採用したところ、貼合せ時に液晶が注入口から漏出し、結果的に液晶が基板貼合せ圧力を受ける効果を発現できず、スペーサーの散布密度を５０〜１５０個／ｍｍ^２とした各比較例３，４において基板間隔が不均一なものとなった。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、液晶層を挟持する一対の基板間にスペーサーが配置されてなる液晶装置において、液晶層及びスペーサーを、基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材内部に配置し、そのシール材内部におけるスペーサーの密度を５０〜１５０個／ｍｍ^２としたため、当該液晶装置の製造時において、基板貼合せ前に液晶をいずれかの基板上に滴下して他方の基板と貼り合わせる工程を採用可能となり、この場合に基板上に液晶を滴下し、さらにスペーサーをも散布した状態で基板を貼り合わせるものとすることができるため、基板貼合せの際の圧力をスペーサーのみならず、液晶もが受けることとなり、従来の注入口を設けた構成の液晶装置に比してスペーサーの数を減らすことが可能となる。
【００６７】
具体的には、上述のようにスペーサーの数を５０〜１５０個／ｍｍ^２程度にすることが可能となり、その結果、従来に比してスペーサーの表示に対する影響が少なくなり、スペーサー付近における光抜けに基づくコントラストの低下等が生じ難くなる。したがって、本発明により、使用するスペーサー数の減少による表示品位の向上とともにコストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。
【図２】図１の液晶装置のＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。
【図３】図１の液晶装置についてその非表示領域における構造を示す断面図である。
【図４】図１の液晶装置について全体構成の概略を示す全体平面模式図である。
【図５】図１の液晶装置についてその表示領域における構造を示す断面図である。
【図６】スペーサーの構成を示す模式図である。
【図７】スペーサーに表面処理層を設けた場合の構成を示す模式図である。
【図８】スペーサーに着色を施した場合の構成を示す模式図である。
【図９】図７のスペーサーを用いた場合の効果について示す説明図である。
【図１０】図８のスペーサーを用いた場合の効果について示す説明図である。
【図１１】図１の液晶装置の製造方法について、その一例を示す工程説明図である。
【図１２】図１の液晶装置の製造方法について、その一変形例を示す工程説明図である。
【図１３】本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。
【符号の説明】
１０　下側基板（ＴＦＴアレイ基板）
１５　スペーサー
２０　上側基板（対向基板）
５０　液晶層
９３　シール材

Claims

液晶層を挟持する一対の基板間にスペーサーが配置されてなる液晶装置であって、前記液晶層及びスペーサーが、前記基板面内のシール材によって囲まれた内部領域に配置され、該シール材によって囲まれた内部領域における前記スペーサーの密度が５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする液晶装置。
前記シール材が前記基板の外縁に露出することなく枠状に形成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。
前記シール材が前記基板の外縁に向けた開口を具備しない閉口枠形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうちのいずれかの基板上に液晶を滴下する工程と、前記一対の基板のうちいずれかの基板上に、該基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材を形成する工程と、前記一対の基板のうちいずれかの基板上にスペーサーを散布する工程と、これら一対の基板を貼り合わせる工程とを含み、前記スペーサーの散布密度が、前記シール材の内部領域において５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする液晶装置の製造方法。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうちのいずれかの基板上に、該基板面内の領域において閉ざされた枠状のシール材を形成する工程と、該シール材の内部領域に液晶を滴下する工程と、前記一対の基板のうちいずれかの基板上にスペーサーを散布する工程と、これら一対の基板を貼り合わせる工程とを含み、前記スペーサーの散布密度が、前記シール材の内部領域において５０〜１５０個／ｍｍ^２とされていることを特徴とする液晶装置の製造方法。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。