JP2008096767A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、封止部をＵＶ硬化させる際に、画素領域の周辺に配置された回路部が受けるダメージを低減する。
【解決手段】ＴＦＴアレイ基板１０上において、画像表示領域１０ａ及び検査回路部１７０間の領域に設けられた封止部１５６をＵＶ硬化させる際には、データ線駆動回路１０１等の周辺回路部に比べて封止部１５６に近い領域に配置された検査回路部１７０にＵＶ光が照射されたとしても、既に検査回路部１７０は画素回路部を検査する役割を完了している。したがって、検査回路部１７０がＵＶ光によってダメージを受けたとしても液晶装置１の表示性能に何ら影響を与えることはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、液晶層を挟持するために相互に貼り合わせられた一対の基板間に液晶を注入することによって形成される液晶装置、及びそのような液晶装置をライトバルブに用いたプロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

この種の液晶装置では、相対向するように配置された一対の基板間に液晶層を封止し、液晶層の駆動によって画像表示が行われる画素領域が形成される。液晶装置に液晶を注入する方法としては、例えば一対の基板をシール材によって相互に接着し、シール材が部分的に配置されていない液晶注入口から液晶を注入する方法が採用される（例えば、特許文献１参照。）。封止部は、例えば、基板の裏面側からＵＶ光を照射することによって硬化される。

特開２００３−２５５３８０号公報

しかしながら、液晶装置の表示領域の周辺には、画素領域に形成された画素部を駆動するための走査線駆動回路及びデータ線駆動回路等の各種回路が配置されている。したがって、液晶注入口を封止する際に封止部に照射されるＵＶ光が、各回路に含まれるＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の半導体素子に照射されてしまい、該半導体素子がダメージを受けてしまう問題点がある。特に、矩形状を有する画素領域を規定する複数の辺のうちデータ線駆動回路に面する辺に沿って液晶注入口を設けた場合、データ線駆動回路に含まれる半導体素子がＵＶ光によってダメージを受け易くなる。加えて、画素領域のサイズ拡大に対する要請に伴い、液晶注入口を封止する封止部及びデータ線駆動回路を隔てる間隔が狭くなる傾向にあるため、ＵＶ光照射によって半導体素子が受けるダメージは、より一層大きくなると考えられる。

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、データ線駆動回路等に含まれる半導体素子に照射されるＵＶ光を低減できる液晶装置、及びそのような液晶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。

本発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、基板上の画素領域に形成された画素回路部を検査する検査回路部と、前記基板上において、前記検査回路部が形成された領域及び前記画素領域間に設けられた液晶注入口を封止する封止部とを備える。

本発明に係る液晶装置によれば、検査回路部は、例えばＴＦＴ等の半導体素子が形成されたＴＦＴアレイ基板上に設けられており、例えばＴＦＴアレイ基板上の画素領域に画素回路が形成された段階で、当該画素回路部を検査する。ここで、「画素回路部」とは、液晶装置が組み上げられた際に、画素部の一部を構成する回路であり、例えば、ＴＦＴアレイ基板に形成された回路部であって、画素スイッチング用ＴＦＴ、及び画素電極等を含む回路部を意味する。封止部は、ＴＦＴアレイ基板等の基板上において、検査回路部が形成された領域及び画素領域間に設けられた液晶注入口を封止する。液晶は、例えば、ＴＦＴアレイ基板及び該ＴＦＴアレイ基板に対向する対向基板がシール材によって相互に接着された後、液晶注入口からこれら基板間に注入される。封止部は、例えば、ＵＶ硬化型の樹脂であり、液晶が注入された液晶注入口に未硬化の状態で充填され、該充填された樹脂をＵＶ光によって硬化させることによって形成される。

ここで、検査回路部による画素回路部の検査工程は、液晶注入口を封止部によって封止する工程に先んじて行なわれるため、封止部を形成する際に照射されるＵＶ光が検査回路部に照射されることによって該検査回路部に含まれる半導体素子がダメージを受けても何ら問題が生じない。加えて、基板上において、画素領域の周辺に形成される回路部のうち検査回路部を除く他の回路部と封止部との距離は、封止部及び検査回路部間の距離より大きいため、例えば液晶装置の駆動時に動作するデータ線駆動回路部に含まれる半導体素子に対して照射されるＵＶ光を低減できる。

したがって、本発明に係る液晶装置によれば、データ線駆動回路等の回路部に含まれる半導体素子がＵＶ光によって受けるダメージを低減でき、高品位の画像表示が可能になる。

本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記画素領域の周辺に延びる周辺領域に形成された周辺回路部及び前記画素領域を互いに隔てる領域の幅は、前記画素領域及び前記検査回路部を互いに隔てる領域の幅より狭くてもよい。

この態様によれば、基板上において周辺回路部に向かって画素領域のサイズを拡げることが可能である。したがって、例えば、ＵＶ光が照射されることによる周辺回路部が受けるダメージを低減できると共に、画素領域のサイズ拡大に対する要請にも応えることが可能である。

この態様では、前記画素領域は、矩形状であり、前記周辺回路部は、前記周辺領域のうち該矩形状である画素領域を規定する複数の辺の一の辺に沿った領域に配置されたデータ線駆動回路部を有しており、前記液晶注入口は、前記複数の辺のうち前記一の辺に対向する他の辺に沿って設けられていてもよい。

この態様によれば、液晶注入口は、複数の辺のうち前記一の辺に対向する他の辺に沿って、言い換えれば、基板上において、画素領域から見てデータ線駆動回路と反対側に設けされている。したがって、一の辺に沿って液晶注入口を設ける場合に比べて、データ線駆動回路に照射される、例えばＵＶ光の照射量を低減できる。

本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置を具備してなる。

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る液晶装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、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、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。

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形態から明らかにされる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る液晶装置及び電子機器の各実施形態を説明する。

＜１：液晶装置＞
先ず、図１及び図２を参照しながら本実施形態に係る液晶装置の構成を説明する。

図１は、本発明に係る「基板」の一例であるＴＦＴアレイ基板１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板２０の側から見た平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。本実施形態では、液晶装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置１を例に挙げる。

図１及び図２において、液晶装置１は、液晶層５０、液晶層５０を挟持するＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０、検査回路部１７０、及び封止部１５６を備えている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば、石英基板、又はガラス基板等の透明基板からなる。対向基板２０は、例えば、石英基板、又はガラス基板等からなる。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、複数の画素が配列されてなる、本発明に係る「画素領域」の一例としての画像表示領域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により相互に貼り合わされている。画像表示領域１０ａは、平面的に見て矩形状を有しており、シール材５２は、画像表示領域１０ａを規定する各辺に沿って配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に挟持された液晶層５０は、シール材５２及び封止部１５６によって封止されている。特に、液晶注入口１６０では、液晶注入口１６０からＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に注入された液晶が漏れないように封止部１５６によって液晶注入口１６０が封止されている。

図１において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、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。即ち、データ線駆動回路１０１は、矩形状である画像表示領域１０ａを規定する複数の辺の一辺に沿った領域に配置されている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられており、配線１０５によって相互に電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４が、本発明に係る「周辺回路部」の一例を構成している。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

液晶層５０を構成する液晶は、ＴＦＴアレイ基板１０及び該ＴＦＴアレイ基板１０に対向する対向基板２０がシール材５２によって相互に接着された後、液晶注入口１６０からこれら基板間に注入される。

検査回路部１７０は、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画像表示領域１０ａを基準としてデータ線駆動回路１０１が配置された領域に対して反対側の領域であり、且つ封止部１５６より外側に位置する領域に配置されている。検査回路部１７０は、ＴＦＴ等の半導体素子を含んでおり、不図示の配線等の接続手段を介して画像表示領域１０ａに形成された画素回路部に電気的に接続されている。詳細には説明しないが、画素回路部は、液晶装置１が組み上げられた際に画素部の一部を構成する回路であり、例えば、画素スイッチング用ＴＦＴ、及び画素電極等の各種要素を含んでなる。検査回路部１７０は、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに画素回路部が形成された段階で、当該画素回路部を検査する。

封止部１５６は、ＴＦＴアレイ基板１０上において、検査回路部１７０が形成された領域及び画像表示領域１０ａ間に設けられた液晶注入口１６０を封止する。したがって、液晶注入口１６０は、画像表示領域１０ａを規定する複数のうちデータ線駆動回路１０１が配置された側の辺に対向する他の辺に沿って設けられていることになる。封止部１５６は、ＵＶ硬化樹脂を硬化させることによって形成されている。より具体的には、ＵＶ硬化樹脂は、液晶が液晶注入口１６０から注入された後、未硬化の状態で液晶注入口１６０に充填され、ＴＦＴアレイ基板１０側、或いは対向基板２０側から、当該充填されたＵＶ硬化樹脂にＵＶ光を充填させることによって硬化される。

液晶装置１の製造時には、検査回路部１７０による画素回路部の検査工程は、液晶注入口１６０を封止部１５６によって封止する工程に先んじて行なわれるため、封止部１５６を形成する際に照射されるＵＶ光が検査回路部１７０に照射されることによって該検査回路部１７０に含まれる半導体素子がダメージを受けても何ら問題が生じない。

より具体的には、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画像表示領域１０ａ及び検査回路部１７０間の領域に設けられた封止部１５６をＵＶ硬化させる際には、データ線駆動回路１０１等の周辺回路部に比べて封止部１５６に近い領域に配置された検査回路部１７０にＵＶ光が照射されたとしても、既に検査回路部１７０は画素回路部を検査する役割を完了している。したがって、検査回路部１７０がＵＶ光によってダメージを受けたとしても液晶装置１の表示性能に何ら影響を与えることはない。その一方で、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画像表示領域１０ａの周辺に形成される回路部のうち検査回路部１７０を除くデータ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４と封止部１５６との距離は、封止部１５６及び検査回路部１７０間の距離より長いため、データ線駆動回路部等に含まれる半導体素子に対して照射されるＵＶ光の照射量を低減でき、液晶装置１の駆動時に動作するデータ線駆動回路１０１等の動作性能を低下させることがない。

したがって、本実施形態に係る液晶装置１によれば、データ線駆動回路１０１等の回路部に含まれる半導体素子が、封止部１５６を硬化させる際に照射されるＵＶ光によってダメージを受けることを低減でき、高品位の画像表示が可能になる。

加えて、液晶装置１では、データ線駆動回路１０１及び画像表示領域１０ａを互いに隔てる領域の幅Ｗ１は、画像表示領域１０ａ及び検査回路部１７０を互いに隔てる領域Ｗ２の幅より狭い。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０上においてデータ線駆動回路１０１０に向かって画像表示領域１０ａのサイズを拡げることが可能である。このような液晶装置１によれば、封止部１５６を硬化する際にデータ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４が受けるダメージを低減できると共に、画像表示領域１０ａのサイズ拡大に対する要請にも応えることが可能である。

図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用ＴＦＴや走査線、データ線等の配線の上層にＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが設けられている。画素電極９ａ上には、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。そして、遮光膜２３上に、画素電極９ａと同様にＩＴＯ膜からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。対向電極２１上には配向膜が形成されている。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

次に、図３乃至図５を参照しながら、本実施形態に係る液晶装置を製造可能な液晶装置の製造方法を説明する。図３は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法における主要な工程を示したフローチャートである。図４は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法における主要な工程における封止工程を示した工程断面図である。図５は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法における主要な工程における封止工程の比較例を示した工程断面図である。

図３において、ＴＦＴアレイ基板１０の本体に画素回路部、検査回路部１７０及び配向膜等を形成することによってＴＦＴアレイ基板１０を形成する（ステップＳ１）。これと相前後して、或いは並行して、対向電極及び配向膜等が形成された対向基板２０を形成する（ステップＳ２）。次に、検査回路部１７０によって、ＴＦＴアレイ基板１０の画素回路部が検査される（ステップＳ３）。次に、真空中でＴＦＴアレイ基板１０上のシール領域に未硬化のシール材を塗布する（Ｓ１０）。次に、真空中において、未硬化のシール材５２を介してＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を貼り合わせる（Ｓ２０）。尚、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を相互に貼り合わせる基板貼り合わせ工程は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の相対的な位置合わせを精度良く行うアライメント工程を含んでいる。ここで、シール材５２の塗布工程と、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を貼り合せる基板貼り合せ工程とが真空中で行われているため、後述する硬化工程の前段階の工程で、シール材５２に空気が触れることない。したがって、塗布されたシール材５２に空気が含まれることがなく、且つ空気に含まれる酸素によってシール材が変質することをなくすことができる。

次に、シール材５２を硬化させ、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を硬化したシール材５２を介して相互に接着する（Ｓ３０）。シール材５２は、紫外線（ＵＶ光）等が照射されることによって硬化されていてもよいし、熱を加える熱硬化によって硬化されてもよい。また、ＵＶ硬化及び熱硬化を順次連続して行うことによって、硬化されてもよい。

次に、シール材５２が部分的に形成されなった領域に位置する液晶注入口１６０からＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に液晶を注入する（ステップＳ４０）。次に、液晶注入口１６０に未硬化のＵＶ硬化樹脂を充填し、ＵＶ光を照射することによって硬化させる。これにより、封止部１５６によって液晶注入口１６０が封止され（ステップ４５）、液晶装置１が組み上がる。

ここで、図４及び図５を参照しながら、封止部１５６によって液晶注入口１６０を封止する封止工程を詳細に説明する。尚、図５に示した封止工程によって液晶注入口が封止される液晶装置１ａでは、液晶装置１と共通する部分に共通の参照符号を付している。

図４に示すように、例えばＴＦＴアレイ基板１０の裏面側（図中下側）から未硬化の封止部１５６にＵＶ光を照射した場合、液晶注入口１６０の近くに配置された検査回路部１７０にも、ある程度ＵＶ光が照射される。しかしながら、画像表示領域１０ａを基準として液晶注入口１６０の反対側に配置されたデータ線駆動回路１０１、及び走査線駆動回路１０４には、ＵＶ光は殆ど照射されない。したがって、液晶装置１を駆動する際に動作するデータ線駆動回路１０１等の動作性能がＵＶ光の照射によって低下することを防止できる。

他方、図５に示した比較例では、液晶注入口が画像表示領域１０ａ及びデータ線駆動回路１０１間の領域に設けられているため、液晶注入口を封止する封止部１５６ａは、データ線駆動回路１０１の近傍に配置されていることになる。このような封止部１５６ａを硬化させるためにＵＶ光を照射した場合、ＵＶ光の照射精度或いは集光精度の幅に応じてデータ線駆動回路１０１にもＵＶ光が照射されることになり、データ線駆動回路１０１に含まれる半導体素子等がダメージを受けてしまう。

しかしながら、図１乃至図４を参照しながら説明したように、液晶注入口１６０を封止する封止部１５６が、画像表示領域１０ａを基準としてデータ線駆動回路１０１が設けられた領域と反対側の領域に配置されていることによって、検査回路部１７０はＵＶ光によってダメージを受けるものの、データ線駆動回路１０１等は殆どダメージを受けない。

このように本実施形態に係る液晶装置によれば、液晶注入口を封止する際に照射されるＵＶ光によってデータ線駆動回路等に生じるダメージを低減でき、高品位の画像を表示できる。

尚、本発明に係る液晶装置は、後述するプロジェクタ等の電子機器の他、シリコン基板上に素子を形成する反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。

＜２：電子機器＞
次に、上述した液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。図６は、液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタの構成例を示す平面図である。図６に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。

液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。

なお、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。

このようなプロジェクタは、上述の液晶装置を具備してなるので、データ線駆動回路に含まれるＴＦＴ等の動作不良に起因する表示不良が低減された高品位の画像を表示できる。

本実施形態に係る液晶装置の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ´線断面図である。 本実施形態に係る液晶装置を製造可能な液晶装置の製造方法における主要な工程を示したフローチャートである。 本実施形態に係る液晶装置を製造可能な液晶装置の製造方法における封止工程の工程断面図である。 本実施形態に係る液晶装置を製造可能な液晶装置の製造方法における封止工程の比較例を示した工程断面図である。 本実施形態に係る電子機器の平面図である。

符号の説明

１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、２０・・・対向基板、１５６・・・封止部、１６０・・・液晶注入口、１７０・・・検査回路部

Claims (4)

1. 基板上の画素領域に形成された画素回路部を検査する検査回路部と、
   前記基板上において、前記検査回路部が形成された領域及び前記画素領域間に設けられた液晶注入口を封止する封止部と
   を備えたことを特徴とする液晶装置。
2. 前記画素領域の周辺に延びる周辺領域に形成された周辺回路部及び前記画素領域を互いに隔てる領域の幅は、前記画素領域及び前記検査回路部を互いに隔てる領域の幅より狭いこと
   を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記画素領域は、矩形状であり、
   前記周辺回路部は、前記周辺領域のうち該矩形状である画素領域を規定する複数の辺の一の辺に沿った領域に配置されたデータ線駆動回路部を有しており、
   前記液晶注入口は、前記複数の辺のうち前記一の辺に対向する他の辺に沿って設けられていること
   を特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の液晶装置を具備してなること
   を特徴とする電子機器。

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