JP2008216524A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、タッチキー機能を有する液晶装置の信頼性を高める。
【解決手段】スペーサ１５１ａ及び１５１ｂは、互いに異なアスペクト比を有しているため、例えば、温度低下に伴って液晶装置が収縮する場合に、スペーサ１５１ａによって基板間ギャップを維持できなくても、スペーサ１５１ｂによって基板間ギャップを維持することができる。したがって、例えば、環境温度に応じて液晶装置１が収縮した場合であっても、互いに異なるアスペクト比を有するスペーサ１５１ａ及び１５１ｂの何れかによって基板間ギャップが確保されることになり、液晶装置１の信頼性を高めることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、タッチキー機能を有する液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。

この種の液晶装置では、液晶層を挟持するＴＦＴアレイ基板及び対向基板間の間隔（所謂、基板間ギャップ）を一定に維持するためにこれら基板間にスペーサとしてのビーズを散布する。このようなビーズによれば、液晶装置のコントラスト低下を招き、液晶装置の表示性能を低下させてしまう場合がある。特に、ＴＦＴアレイ基板の基板面に沿った横電界によって液晶の配向制御を行なう横電界方式の液晶装置では、コントラスト低下が顕著に発生する。このようなコントラスト低下を抑制するために、ＴＦＴアレイ基板或いは対向基板に配置された柱状のスペーサによって、基板間ギャップを維持する液晶装置が知られている。柱状のスペーサは、例えばアクリル材料或いはポリイミド材料等のポジ型の感光材料に露光することによって形成される（例えば、特許文献１及び２参照。）。また、特許文献３は、一対の基板を相互に接着するシール部に埋め込まれ、且つ高い剛性率を有するスペーサを備えた液晶装置を開示している。

一方、この種の液晶装置では、例えば、指等の入力手段が表示面を押圧することによって生じるＴＦＴアレイ基板及び対向基板間の静電容量の変化が検知されることによって、指等の入力手段が液晶装置の表示面を押圧したことを検知し、各種情報の入力が可能なタッチキー機能を有するものが知られている。

特開平１０−８２９０９号公報 特開平６−１７５１３３号公報 特開２００２−３３３６３０号公報

しかしながら、この種の液晶装置では、フォトリソグラフィ技術を用いて相互に同一のサイズを有するスペーサを形成することは技術的に困難であり、複数のスペーサ相互でサイズに違いが生じる技術的問題点がある。加えて、液晶装置が使用される周辺温度等の環境に応じて、液晶装置が収縮し、基板間ギャップを維持することが困難になる場合もある。

また、フォトリソグラフィ法を用いて複数のスペーサを同時に形成する場合、安定してスペーサを形成できるように、スペーサとなるべき露光前の樹脂のサイズを大きくせざるをえなくなり、スペーサのアスペクト比が小さくなると共に、スペーサのサイズに応じて開口率も低下してしまう。ここで、スペーサのサイズを小さくすることによって開口率を高めるとスペーサが強度不足となり、スペーサによって基板間ギャップを維持できなくなる。スペーサの強度不足を補うために基板上におけるスペーサの密度を上げると、露光処理の回数が増大し、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させてしまう。

また、タッチキー機能を有する液晶装置では、対向基板を押圧することによって対向基板及びＴＦＴアレイ基板間の静電容量の変化を検出することによって、各種情報を入力が可能になるが、対向基板がＴＦＴアレイ基板に接してしまうとこれら基板間がショートしてしまい、静電容量を検出できなくなる問題点も生じる。

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、製造プロセスを煩雑化させることなく、基板間ギャップを維持することによって信頼性が高められた液晶装置、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。加えて、タッチキー機能を有する液晶装置であって、対向基板を押圧した際に生じる不具合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、基板と、該基板上に対向するように配置された対向基板と、前記基板及び前記対向基板間に挟持された液晶層と、前記基板及び前記対向基板間に配置されており、互いに異なるアスペクト比を有する複数のスペーサとを備える。

本発明に係る液晶装置によれば、基板は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の画素スイッチング用素子が形成されたＴＦＴアレイ基板である。当該液晶装置の動作時には、例えば、ＴＦＴアレイ基板に形成された画素電極と、対向基板に形成された対向電極との間に挟持された液晶層の配向が制御されることによって、表示領域に所望の画像が表示される。

複数のスペーサは、基板及び前記対向基板間に配置されており、互いに異なるアスペクト比を有している。複数のスペーサは、例えば、アクリル樹脂或いはポリイミド樹脂等のポジ型の感光材料から構成されており、フォトリソグラフィ法を用いて当該樹脂を露光処理することによって所定の形状に形成される。複数のスペーサは、互いに異なアスペクト比を有しているため、例えば、温度低下に伴って液晶装置が収縮した場合に、複数のスペーサのうち一の高さを有するスペーサによって基板間ギャップを確保できなくても、当該スペーサよりアスペクト比の小さい、言い換えれば、一の高さを有するスペーサより低い他の高さを有するスペーサによって基板間ギャップを維持することができる。したがって、例えば、環境温度に応じて液晶装置が収縮した場合であっても、互いに異なるアスペクト比を有する複数のスペーサの何れかによって基板間ギャップが確保されることになり、液晶装置の信頼性を高めることができる。尚、このようにアスペクト比が互いに異なる複数のスペーサのうち互いに同じアスペクト比を有するスペーサは基板上に均一に配置されているほうが基板全体で基板間ギャップを均一に維持するためには好ましい。

加えて、本発明に係る液晶装置によれば、スペーサとなるべき露光前の樹脂のサイズ、より具体的には、当該樹脂の幅を予め調整しておくことによって、一回の露光処理によってアスペクト比が互いに異なるスペーサ、言い換えれば、高さが互いに異なるスペーサを形成でき、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させることない。より具体的には、露光処理の際には、露光対象となる樹脂に対して光が回り込むため、互いに異なる幅を有する複数の樹脂部に対して一括して露光処理を実施することによって、これら樹脂部の幅の相違に応じて互いに異なるアスペクト比を有する複数のスペーサを形成可能である。したがって、互いに異なるアスペクト比を有する複数のスペーサを形成するために、複数回の露光処理を行なう必要がなく、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させることない。

よって、本発明に係る液晶装置によれば、製造プロセスを煩雑化させることなく、基板間ギャップを維持することによって信頼性が高められた液晶装置を提供可能である。

本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記基板上の表示領域は、前記液晶層からみて前記基板の側から入射する光源光を前記液晶層の配向状態に応じて変調した変調光として前記対向基板の側に透過させる透過領域と、前記対向基板の側から入射した入射光を前記対向基板の側に反射する反射領域とを備えており、前記複数のスペーサの一のスペーサ、及び前記一のスペーサと異なるアスペクト比を有する他のスペーサの夫々は、前記透過領域及び前記反射領域の夫々に配置されていてもよい。

この態様によれば、複数のスペーサの一のスペーサ、及び前記一のスペーサと異なるアスペクト比を有する他のスペーサの夫々が、透過領域及び反射領域の夫々に配置されていることによって、これら領域の夫々における基板間ギャップを確保でき、液晶装置の表示品位の低下を防止できる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記対向基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面側から前記対向基板を押圧することによって、前記対向基板及び前記基板間に生じる静電容量の変化に応じて当該液晶装置に各種情報を入力可能なタッチキー構造を備え、前記複数のスペーサのうち所定のスペーサは、前記対向基板に接しないように前記基板上に形成されている。

この態様によれば、タッチキー構造は、静電容量方式によって指等の入力手段を介して各種情報を入力可能に構成されている。この態様では、対向基板が押圧されることによって対向基板が基板に向かって撓んだ場合でも、対向基板の撓みが所定のスペーサによって規制され、対向基板及び基板が相互に接触することを防止可能である。この態様によれば、対向基板を押圧した場合でも、所定のスペーサによって対向基板及び基板間の基板間ギャップを確保でき、タッチキー機能を維持することが可能である。

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、タッチキー機能を有し、且つ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＞
＜１−１：液晶装置の全体構成＞
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１の全体構成を説明する。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共に対向基板の側から見た液晶装置１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。本実施形態に係る液晶装置１は、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。加えて、液晶装置１は、後述する対向電極２１及び画素電極９ａ間に生じる静電容量の変化に応じて各種情報を入力可能なタッチキー機能を有している。

図１及び図２において、液晶装置１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、複数の画素部が設けられる表示領域たる画像表示領域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。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。

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。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、ＴＦＴアレイ基板１０の中心から見て、この額縁遮光膜５３より以遠が周辺領域として規定されている。

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。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。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。対向電極２１は、固定電位とされ、画素電極９ａと共に、本発明の「タッチキー構造」の一例を構成する。

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、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜が形成されている。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。

尚、図１及び図２に示した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等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線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。

＜１−２：画素部における構成＞
次に、図３乃至図６を参照しながら、液晶装置１の画素部の構成を詳細に説明する。図３は、液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路であり、図４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平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ´断面図である。図６は、図４のＶＩ−ＶＩ´断面図である。尚、図５及び図６においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。

図３において、液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素の夫々には、画素電極９ａ及びＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置１の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、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。

ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、液晶装置１は、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が所定のタイミングで書き込まれる。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、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。

液晶層５０に含まれる液晶は、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、全体として液晶装置１からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。蓄積容量７０は、画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に付加されている。

次に、図４乃至図６を参照して、画素部の具体的な構成を説明する。図４において、液晶装置１のＴＦＴアレイ基板１０上には、Ｘ方向及びＹ方向に対してマトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ（点線部９ａ´により輪郭が示されている）が設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。液晶装置１は、対向基板２０の両面のうち液晶層５０に臨まない表示面２０Ｓの側から指等の入力手段によって対向基板２０が押圧されることによって、対向電極２１及び画素電極９ａ間に生じる静電容量の変化を不図示の電流検出手段によって検出し、当該検出された静電容量の変化に応じて各種情報を入力可能に構成されたタッチキー構造を有している。

半導体層１ａのうち図４中右上がりの斜線領域で示したチャネル領域１ａ´に対向するように走査線３ａが配置されている。このように、走査線３ａとデータ線６ａとが交差する個所の夫々には画素スイッチング用のＴＦＴ３０が設けられている。

データ線６ａは、その上面が平坦化された第２層間絶縁膜４２を下地として形成された下地膜４２ａａ上に形成されており、コンタクトホール８１を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域に接続されている。データ線６ａ及びコンタクトホール８１内部は、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等のＡｌ（アルミニウム）含有材料、又はＡｌ単体、若しくはＡｌ層とＴｉＮ層等との多層膜からなる。データ線６ａは、ＴＦＴ３０を遮光する機能を有している。

蓄積容量７０は、高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極としての下部容量電極７１と、固定電位側容量電極としての上部容量電極３００の一部とが、誘電体膜７５を介して対向配置されることにより形成されている。

図４及び図５に示すように、上部容量電極３００は、例えば金属又は合金を含む上側遮光膜（内蔵遮光膜）としてＴＦＴ３０の上側に設けられている。上部容量電極３００は、固定電位側容量電極としても機能する。上部容量電極３００は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。上部容量電極３００は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる第１膜と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる第２膜とが積層された多層構造を持っていてもよい。

下部容量電極７１は、例えば導電性のポリシリコン膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなり画素電位側容量電極として機能する。下部容量電極７１は、画素電位側容量電極としての機能の他、上側遮光膜としての上部容量電極３００とＴＦＴ３０との間に配置される、光吸収層或いは上側遮光膜の他の例としての機能を持ち、更に、画素電極９ａとＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域１ｅとを中継接続する機能を持つ。但し、下部容量電極７１も、上部容量電極３００と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成されていてもよい。

容量電極としての下部容量電極７１と上部容量電極３００との間に配置される誘電体膜７５は、例えばＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。

上部容量電極３００は、画素電極９ａが配置された画像表示領域１０ａからその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。

ＴＦＴ３０の下側に下地絶縁膜１２を介して格子状に設けられた下側遮光膜１１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０側から装置内に入射する戻り光からＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ´及びその周辺を遮光する。下側遮光膜１１ａは、上部容量電極３００と同様に、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。

下地絶縁層１２は、下側遮光膜１１ａからＴＦＴ３０を層間絶縁する機能の他、ＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成されることにより、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れや、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用ＴＦＴ３０の特性の劣化を防止する機能を有する。画素電極９ａは、下部容量電極７１を中継することにより、コンタクトホール８３及び８５を介して半導体層１ａのうち高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続されている。

図４及び図５に示すように、液晶装置１は、透明なＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される透明な対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。

ＴＦＴアレイ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１６が設けられている。例えば、画素電極９ａはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電性膜からなり、配向膜１６は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間の基板間ギャップを確保するためのスペーサ１５１ａ及び１５１ｂが形成されている。スペーサ１５１ａ及び１５１ｂは、アクリル樹脂或いはポリイミド樹脂等のポジ型の感光材料から構成されており、フォトリソグラフィ法を用いて所定の形状及びサイズを有するように形成されている。

対向基板２０には、その全面に渡って対向電極２１が設けられており、その下側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電性膜からなる。配向膜２２は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。

対向基板２０には、格子状又はストライプ状の遮光膜を設けるようにしてもよい。このような構成を採ることで、上部容量電極３００として設けられた上側遮光膜と併せ、ＴＦＴアレイ基板１０側からの入射光のチャネル領域１ａ´ないしその周辺への侵入を阻止するのをより確実に阻止することができる。

このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及び２２により所定の配向状態をとる。

図５において、画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ゲート電極３ａ２、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を含む絶縁膜２、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。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及び高濃度ドレイン領域１ｅは、半導体層１ａの不純物領域を構成しており、チャネル領域１ａ´の両側にミラー対称に形成されている。

ゲート電極３ａ２は、ポリシリコン膜等の導電膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等によって形成されており、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに重ならないように絶縁膜２を介してチャネル領域１ａ´上に設けられている。したがって、ＴＦＴ３０では、高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅとゲート電極３ａ２とのオフセットが十分に確保されている。

尚、ゲート電極３ａ２の縁は、平面的に見て低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃとチャネル領域１ａ´との境界に重なっており、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃと、ゲート電極３ａ２との間に生じる寄生容量が低減されている。これにより、ＴＦＴ３０トランジスタの高速動作が可能となり、液晶装置１の表示性能が高められている。

加えて、液晶装置１では、ゲート電極３ａ２上にＴＦＴ３０を覆うように形成された上部容量電極３００によって、ゲート電極３ａ２のみによって遮光する場合に比べて効果的に低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃを遮光できる。

このように、液晶装置１によれば、光リーク電流が低減されたＴＦＴ３０を用いて、フリッカ等の画像表示を行う際に発生する不具合を低減でき、高品位で画像を表示できる。加えて、ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ構造を有しているため、ＴＦＴ３０の非動作時において低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに流れるオフ電流が低減され、且つＴＦＴ３０の動作時に流れるオン電流の低下が抑制されている。よって、液晶装置１によれば、ＬＤＤ構造の利点及び光リーク電流が殆ど流れないことを利用して高品位で画像を表示できる。

下側遮光膜１１ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８１及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３が各々開孔された第１層間絶縁膜４１が形成されている。

第１層間絶縁膜４１上には下部容量電極７１及び上部容量電極３００が形成されており、これらの上には、コンタクトホール８１及び８５が各々開孔された第２層間絶縁膜４２が形成されている。

本実施形態における第２層間絶縁膜４２は、例えばＢＰＳＧ膜からなり、加熱による流動化状態を経ることによって上面が平坦化されている。即ち、その成膜時の上面には、下層側の蓄積容量７０やＴＦＴ３０、走査線３ａ、更には下地遮光膜１１ａの存在によって段差が生じているが、一旦流動化されることで、上面は段差による凹凸が均された状態となっている。

なお、第２層間絶縁膜４２は、感光性のアクリル樹脂などを用いて、段差を軽減する修法も、多く利用されている。

更に、データ線６ａの上から第２層間絶縁膜４２の全面を覆うように、コンタクトホール８５が形成された第３層間絶縁膜４３が、例えばＢＰＳＧ膜により形成されている。画素電極９ａ及び配向膜１６は、第３層間絶縁膜４３の上面に設けられている。

なお、第３層間絶縁膜４２は、感光性のアクリル樹脂などを用いて、段差を軽減する修法も、多く利用されている。

次に、図４及び図６を参照しながら、スペーサ１５１ａ及び１５１ｂについて詳細に説明する。

図４及び図６に示すように、スペーサ１５１ａは、画像表示領域１０ａのうち実質的に画像表示に寄与する開口領域のうちＴＦＴアレイ基板１０の裏面側から入射する光源光を透過させる透過領域に形成されている。より具体的には、開口領域は、光を透過或いは反射することによって表示面２０Ｓから表示すべき画像に応じた光が出射される領域である。このような開口領域は、データ線６ａ等の非透過性膜が形成された非開口領域に囲まれている。透過領域では、光源光は液晶層５０の配向状態に応じて変調され、変調光として表示面２０Ｓから出射される。スペーサ１５１ｂは、開口領域のうち反射膜３９が形成された反射領域に形成されている。反射膜３９は、対向基板２０側から入射する入射光を対向基板２０側に反射し、当該反射された光が液晶層５０によって変調され、表示面２０Ｓから出射される。スペーサ１５１ａ及び１５１ｂは、アクリル樹脂等の感光材料をＴＦＴアレイ基板１０上に塗布した後、当該塗布された感光材料に対してフォトリソグラフィ法を用いて露光することによって一括で形成されている。

スペーサ１５１ａ及びスペーサ１５１ｂは、互いに異なるアスペクト比を有している。より具体的には、スペーサ１５１ｂのアスペクト比は、スペーサ１５１ａのアスペクト比より大きい。スペーサ１５１ａ及び１５１ｂは、スペーサとなるべき露光前の樹脂のサイズ、言い換えれば当該樹脂の幅を予め調整しておくことによって、一回の露光処理によってアスペクト比が互いに異なるように、言い換えれば高さが互いに異なるように形成される。即ち、露光処理の際には、露光対象となる感光材料からなる樹脂部に対して光が回り込むため、互いに異なる幅を有する複数の樹脂部に対して一括して露光処理を実施することによって、これら樹脂部の幅の相違に応じて互いに異なるアスペクト比を有するスペーサ１５１ａ及び１５１ｂを形成可能である。したがって、互いに異なるアスペクト比を有するスペーサ１５１ａ及び１５１ｂを形成するために、複数回の露光処理を行なう必要がなく、液晶装置１の製造プロセスを煩雑化させることない。

スペーサ１５１ａ及び１５１ｂは、互いに異なアスペクト比を有しているため、例えば、温度低下に伴って液晶装置が収縮する場合に、スペーサ１５１ａによって基板間ギャップを維持できなくても、スペーサ１５１ｂによって基板間ギャップを維持することができる。したがって、例えば、環境温度に応じて液晶装置１が収縮した場合であっても、互いに異なるアスペクト比を有するスペーサ１５１ａ及び１５１ｂの何れかによって基板間ギャップが確保されることになり、液晶装置１の信頼性を高めることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０９上に形成されたアスペクト比が互いに異なるスペーサ１５１ａ及び１５１ｂのうち互いに同じアスペクト比を有するスペーサは、ＴＦＴアレイ基板１０上に均一に配置されているほうがＴＦＴアレイ基板１０全体で液晶装置１の収縮に応じて基板間ギャップを均一に維持するためには好ましい。

尚、本実施形態では、アスペクト比が相互に異なるスペーサとしてスペーサ１５１ａ及び１５１ｂの２種類を例示しているが、互いにアスペクト比が異なる３種類以上のスペーサがＴＦＴアレイ基板１０上に形成されていてもよい。

また、本実施形態では、互いに異なるアスペクト比を有するスペーサ１５１ａ及び１５１ｂの夫々が、透過領域及び反射領域の夫々に配置されているため、これら領域の夫々における基板間ギャップを確保でき、液晶装置１の表示品位の低下を防止できる。

次に、図６を参照しながら、タッチキー構造を有する液晶装置１に、互いに異なるアスペクト比を有するスペーサを形成することの利点を説明する。

図６において、液晶装置１は、対向基板２０の表示面２０Ｓから対向基板２０を押圧することによって、対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０間に生じる静電容量の変化に応じて当該液晶装置１に各種情報を入力可能な静電容量方式のタッチキー構造を有している。ここで、スペーサ１５１ｂが、本発明の「所定のスペーサ」の一例である。対向基板２０は、表示面２０Ｓ側から押圧された際にＴＦＴアレイ基板１０に向かって撓む。スペーサ１５１ｂは、撓んだ対向基板２０がＴＦＴアレイ基板１０に接しないように、より具体的には、対向電極２１が画素電極９ａに接しないように、対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０間の基板間ギャップを確保する。スペーサ１５１ｂによれば、対向基板２０が押圧された場合でも、対向電極２１及び画素電極９ａがショートすることを防止できる。尚、このようなスペーサ１５１ｂのアスペクト比は、例えば０．３以上が好ましい。

したがって、液晶装置１によれば、指等の入力手段を介して表示面２０Ｓから入力される情報を正確に検知することが可能である。加えて、スペーサ１５１ｂより強度が高いスペーサ１５１ａが形成されているため、タッチキー機能を損なうことなく、液晶装置１の強度を高めることが可能である。

以上説明したように、液晶装置１によれば、製造プロセスを煩雑化させることなく、基板間ギャップを維持することによって信頼性が高められた液晶装置を提供可能であると共に、タッチキー機能を維持しつつ高品位の画像表示が可能な液晶装置を提供できる。

＜２：電子機器＞
次に、上述した液晶装置を具備してなる電子機器の実施形態を説明する。

図７は、上述した液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図７において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、上述した液晶装置を含んでなる液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。液晶表示ユニット１２０６は、液晶パネル１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されており、タッチパネル機能を有し、且つ高い信頼性を有している。

次に、上述した液晶装置を携帯電話に適用した例について説明する。図８は、本実施形態の電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図８において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置と同様に互いにアスペクト比が異なる複数のスペーサが配置された液晶装置１００５を備えている。液晶装置１００５にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。携帯電話１３００によれば、液晶装置が指等の入力手段の動きに応じた各種情報を入力可能であると共に、高品位の画像表示が可能である。

本実施形態に係る液晶装置を対向基板の側から見た平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の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における各種素子、配線等の等価回路である。 本実施形態に係る液晶装置におけるデータ線、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平面図である。 図４のＶ−Ｖ´断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ´断面図である。 本実施形態に係る電子機器の一例であるコンピュータの斜視図である。 本実施形態に係る電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。

符号の説明

１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、２０・・・対向基板、４３・・・第３層間絶縁膜、５０・・・液晶層、１５１ａ，１５１ｂ・・・スペーサ

Claims (4)

1. 基板と、
   該基板上に対向するように配置された対向基板と、
   前記基板及び前記対向基板間に挟持された液晶層と、
   前記基板及び前記対向基板間に配置されており、互いに異なるアスペクト比を有する複数のスペーサと
   を備えたことを特徴とする液晶装置。
2. 前記基板上の表示領域は、前記液晶層からみて前記基板の側から入射する光源光を前記液晶層の配向状態に応じて変調した変調光として前記対向基板の側に透過させる透過領域と、前記対向基板の側から入射した入射光を前記対向基板の側に反射する反射領域とを備えており、
   前記複数のスペーサの一のスペーサ、及び前記一のスペーサと異なるアスペクト比を有する他のスペーサの夫々は、前記透過領域及び前記反射領域の夫々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. 前記対向基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面側から前記対向基板を押圧することによって、前記対向基板及び前記基板間に生じる静電容量の変化に応じて当該液晶装置に各種情報を入力可能なタッチキー構造を備え、
   前記複数のスペーサのうち所定のスペーサは、前記対向基板に接しないように前記基板上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。
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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