JP2010054905A - 液晶表示装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の基板の間隔を保持するスペーサの配置に起因する配向ムラを低減した液晶表示装置、これを備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置は、第１の基板および第２の基板と、第１の基板と第２の基板とにより挟持された液晶層と、第１の基板と第２の基板との間隔を保持するスペーサ５と、第１の基板および第２の基板の液晶層に面する側に設けられ、ラビング方向が画素の境界線に対して交差するようにラビング処理が施された配向膜とを備え、スペーサ５は、ラビング方向から見て略等間隔Ｌ１となるように第１の基板または第２の基板に複数設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、一対の基板の間隔を保持するためのスペーサを備えた液晶表示装置、これを備えた電子機器に関する。

上記スペーサを備えた液晶表示装置として、アレイ基板と対向基板との基板間隙に挟持された液晶層と、当該基板間隔を規制するスペーサとを備え、有効画素内で隣接するスペーサの並び方向とラビングする所定の方向とが、略並行とならないようにスペーサが対向基板上において形成された液晶表示装置が知られている（特許文献１）。

上記液晶表示装置によれば、対向基板のラビング時に、ラビング布（ラビング部材）の毛先とスペーサとが緩衝し、毛先が押し退けられることが少なくなるため、毛先が基板表面まで十分に到達し、スペーサによるラビングの配向ムラが低減できるとしている。

一方で、一対の基板のいずれか一方の画素間に対応する領域に、予め定めた配列密度でランダムに配置された柱状スペーサを備えた液晶表示装置が知られている（特許文献２）。

上記特許文献２の液晶表示装置によれば、柱状スペーサによるラビングの配向ムラは、柱状スペーサの近傍の極小さい領域で発生するため、画素間に設けられた遮光膜により容易に隠すことができ、上記配向ムラに起因する表示ムラが目立たなくなるとしている。

特開２００２−２８７１５５号公報 特開２００５−１７４９４号公報

上記特許文献１や上記特許文献２の液晶表示装置では、配向処理面においてラビング方向から見たときにスペーサの配置が不均一あるいは不規則（ランダム）になっているため、ラビング時に毛先が押し広げられる部分の位置がスペーサの配置により影響され変化する。言い換えれば、ラビング時に毛先が押し広げられる部分の位置が安定しない。それゆえに、ラビングされた配向膜の配向状態が安定せずに配向ムラが視認されるおそれがあるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例の液晶表示装置は、第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とにより挟持された液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を保持するスペーサと、前記第１の基板および前記第２の基板の前記液晶層に面する側に設けられ、ラビング方向が画素の境界線に対して交差するようにラビング処理が施された配向膜とを備え、前記スペーサは、前記ラビング方向から見て略等間隔となるように前記第１の基板または前記第２の基板に複数設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、ラビング部材をラビングローラに捲回して配向膜の表面を擦るラビング処理（回転ラビング）時にラビング部材の毛先は、ラビング方向から見て略等間隔に配置されたスペーサにより押し広げられる。スペーサにより押し広げられた毛先の部分は、ラビングローラの回転軸を中心にしてほぼ一定の位置を保って回転することになる。したがって、スペーサによりラビング部材の毛先が押し広げられる部分の位置が安定する。ゆえに、毛先が押し広げられる部分の位置が不安定なことに起因する配向ムラを減少させることができる。すなわち、安定した配向処理が施された配向膜を有する液晶表示装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例の液晶表示装置において、前記スペーサは、前記ラビング方向から見て前記ラビング方向に対して直交する方向に略等間隔となるように複数設けられていることが好ましい。
この構成によれば、スペーサは回転ラビングにおける回転軸の方向の直線上において略等間隔で配列することになる。したがって、回転ラビング時にスペーサにより毛先が押し広げられるタイミングが、回転軸の方向に隣接したスペーサ間で同期化される。よって、隣接したスペーサ間で毛先を押し広げる力がほぼ一定に作用する。ゆえに、スペーサによりラビング部材の毛先が押し広げられる方向がより安定する。すなわち、より安定した配向処理が施された配向膜を有する液晶表示装置を提供することができる。

［適用例３］上記適用例の液晶表示装置において、前記スペーサは、前記ラビング方向に沿って略等間隔に複数設けられていることがさらに好ましい。
この構成によれば、回転ラビング時にスペーサにより毛先が押し広げられるタイミングが、ラビング方向に沿って配置されたスペーサ間において同期化される。ゆえに、スペーサにおいてラビング部材の毛先が押し広げられる方向がさらに安定する。すなわち、さらに安定した配向処理が施された配向膜を有する液晶表示装置を提供することができる。

［適用例４］上記適用例の液晶表示装置において、前記第１の基板および前記第２の基板のうちいずれか一方の画素領域にカラーフィルタを有し、前記スペーサは、赤色、緑色、青色を含む少なくとも３色のうち特定の色の前記カラーフィルタを有する前記画素に対応する位置に配置されているとしてもよい。
この構成によれば、カラーフィルタにおける特定の色を基準としてスペーサにより第１の基板と第２の基板との間隔を規定して保持することができる。例えば、緑色を特定の色とすれば、可視光領域のほぼ中心波長を基準として当該間隔を規定することになるため、色バランスが適性化された表示が得られる。

［適用例５］上記適用例の液晶表示装置において、前記スペーサは、前記ラビング方向に沿って配置された前記スペーサを結ぶ仮想直線が主に前記特定の色の前記カラーフィルタを有する前記画素に掛かるように、前記第１の基板または前記第２の基板に複数設けられていることが好ましい。
ラビング方向におけるスペーサの背面側に位置する配向膜の部分は、毛先が押し広げられることにより配向処理が不十分になり易い。当該配向膜の部分をスペーサの影と呼ぶ。この構成によれば、配向膜におけるスペーサの影の部分が各色の画素に亘って発生することを避けることができる。

［適用例６］上記適用例の液晶表示装置において、前記特定の色が青色であることが好ましい。
この構成によれば、もっとも視感度が低い青色の画素に配向膜におけるスペーサの影の部分が配置される。すなわち、スペーサの影による配向ムラが目立ち難い状態とすることができる。

［適用例７］上記適用例の液晶表示装置において、前記画素の配置がデルタ方式であるとしてもよい。
この構成によれば、画素の境界線に対して交差するようにラビング方向が設定された場合、画素の配置がモザイク方式またはデルタ方式ならば特定の色の画素に対応してスペーサをラビング方向から見たときに比較的容易に略等間隔に配置することができる。

［適用例８］上記適用例の液晶表示装置において、複数の前記画素からなる表示領域の行方向または列方向において、少なくとも１行または１列置きに前記スペーサが配置されているとしてもよい。
この構成によれば、画素ごとに１つのスペーサが配置された場合に比べて、画素の配列における少なくとも１行または１列置きにスペーサが配置されているので、配向膜面上における、平面的なスペーサの配置を均等とすると共に、必要以上にスペーサを配置せずに効率化することができる。

［適用例９］上記適用例の液晶表示装置において、前記第１の基板および前記第２の基板のうちいずれか一方に前記複数の前記画素を区画する遮光部を有し、前記スペーサは、前記遮光部が設けられた遮光領域内に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、スペーサの影に相当する配向膜の部分を遮光部で覆うことができる。すなわち、スペーサの影に起因する配向ムラによる表示ムラをより目立ち難くすることができる。

［適用例１０］本適用例の電子機器は、上記適用例の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、安定した配向処理が施された液晶表示装置を備えているため、見映えのよい表示品質を有する電子機器を提供することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

（実施形態１）
＜液晶表示装置＞
まず、本実施形態の液晶表示装置について図１〜図４を参照して説明する。図１は液晶表示装置の構成を示す概略図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った断面図である。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、第１の基板としての素子基板１０と、第２の基板としての対向基板２０と、これらの基板によって挟持された液晶層５０とを有する。
素子基板１０は対向基板２０よりも一回り大きく、両基板は、シール材５２を介して接合され、その隙間に液晶が封入されて液晶層５０を構成している。

同図（ａ）に示すように、素子基板１０の１辺部に沿ってデータ線駆動回路１０１が設けられ、これに電気的に接続された複数の端子部１０２が配列している。該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部には、該２辺部に沿って走査線駆動回路１０４が設けられている。対向基板２０を挟んで該１辺部と対向する他の１辺部には、２つの走査線駆動回路１０４を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。

額縁状に配置されたシール材５２の内側には、同じく額縁状に見切り部５３が設けられている。見切り部５３は、遮光性を有する金属材料あるいは樹脂材料からなり、見切り部５３の内側が複数の画素を有する表示領域１０ａとなっている。

同図（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素ごとに設けられた画素電極１５および後述するスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（図示省略）と、信号配線（図示省略）と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。

対向基板２０の液晶層５０側の表面には、見切り部５３と、カラーフィルタ２２と、これらを覆うように成膜された共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２８とが形成されている。また、表示領域１０ａに設けられた画素ごとの領域（画素領域）を平面的に規定する遮光部５３ａが設けられている。遮光部５３ａは、見切り部５３を形成する工程で平面的に格子状に形成されたものであって、前述したように遮光性を有する金属材料あるいは樹脂材料からなる。

本実施形態における液晶表示装置１００は、ラビング部材を用いて配向膜１８，２８をそれぞれ所定の方向に擦ることにより、液晶分子の配向方向を規制する配向処理方法（ラビング法）が採用されている。詳しいラビングの方法については後述する。

対向基板２０に設けられた共通電極２３は、同図（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

液晶表示装置１００は、素子基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層５０の厚みが所定の厚みとなるように、素子基板１０と対向基板２０との間隔を保持する柱状のスペーサ（図示省略）を有している。このスペーサに係る構成の詳細については、後述する実施例において説明する。

図２は、液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図２に示すように、液晶表示装置１００は、少なくとも表示領域１０ａにおいて互いに絶縁されて直交する走査線３ａとデータ線６ａとを有する。また、走査線３ａに対して一定の間隔を置いて平行するように配置された容量線３ｂを有する。

走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂにより格子状に区画された領域に、画素電極１５と、画素電極１５をスイッチング制御するスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）３０と、保持容量３６とが設けられ、これらがサブ画素ＳＧを構成している。すなわち、サブ画素ＳＧは、マトリクス状に配置されている。

走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎを各サブ画素ＳＧに供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０４（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍを各サブ画素ＳＧに供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０４は、走査線３ａに対して、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶表示装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｓ１〜Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に保持容量３６が接続されている。保持容量３６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

図３はサブ画素の構成を示す概略平面図、図４は図３のＡ−Ａ’線で切ったサブ画素の構造を示す概略断面図である。

図３に示すように、各サブ画素ＳＧには、略矩形状の画素電極１５が形成されている。画素電極１５の長辺（Ｙ軸方向）に沿ってデータ線６ａが延在し、画素電極１５の短辺（Ｘ軸方向）に沿って走査線３ａが延在している。走査線３ａの画素電極１５側に、走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂが形成されている。

データ線６ａが交差する付近の走査線３ａ上に、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層３１を有している。また、半導体層３１の一方の端部（ソース側）において平面的に重なるように配置されたソース電極６ｂと、同じく半導体層３１の他方の端部（ドレイン側）において平面的に重なるように配置されたドレイン電極３２とを備えている。
ソース電極６ｂは、Ｙ軸方向において画素電極１５と反対側に一旦引き出された後にＸ軸方向に延出されデータ線６ａと接続されている。
ドレイン電極３２はＹ軸方向において画素電極１５側に延出されて略矩形状の容量電極３３と接続されている。
容量電極３３は容量線３ｂの平面領域内に配置されており、容量電極３３と容量線３ｂとを電極とする保持容量３６（図４参照）を構成している。容量電極３３の平面領域内に形成されたコンタクトホール３４を介して画素電極１５と容量電極３３とが電気的に接続されている。それゆえに、ＴＦＴ３０のドレイン電極３２と画素電極１５とが導通することになる。
走査線３ａは半導体層３１と平面的に重なる位置に配置されており、ＴＦＴ３０のゲート電極として機能している。すなわち、ＴＦＴ３０はバックゲート方式の薄膜トランジスタである。

図４に示すように、液晶表示装置１００は、素子基板１０と対向基板２０とにより液晶層５０を挟持している。

素子基板１０は、透明なガラス等の基板からなり、その液晶層５０側の表面には、まずアルミニウムやアルミニウム合金等を用いて走査線３ａ、容量線３ｂが形成され、これらを覆うように酸化シリコンや酸化窒化シリコン等からなる第１層間絶縁膜１１が形成される。

次に、第１層間絶縁膜１１上にアモルファスシリコンからなる半導体層３１が形成される。半導体層３１のソース側を覆ってソース電極６ｂが形成され、同じくドレイン側を覆ってドレイン電極３２が形成される。ソース電極６ｂやドレイン電極３２を形成する工程において、これらに電気的に接続するデータ線６ａや容量電極３３が形成される。これらの電極や配線の形成もアルミニウムやアルミニウム合金等の低抵抗な導電材料が用いられる。

そして、ＴＦＴ３０やこれに繋がる配線を覆うように誘電体層としての第２層間絶縁膜１２が形成される。第２層間絶縁膜１２は酸化シリコンや酸化窒化シリコン等からなる。

第２層間絶縁膜１２上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ法によりパターニングすることで画素電極１５が形成される。なお、画素電極１５は、第２層間絶縁膜１２に設けられたコンタクトホール３４を介して容量電極３３と接続している。すなわち、画素電極１５は容量電極３３を介してドレイン電極３２と電気的に接続している。

パターニングされた画素電極１５と第２層間絶縁膜１２とを覆うように配向膜１８が設けられている。配向膜１８は、例えばポリイミド樹脂などの配向膜材料からなる。

対向基板２０は、素子基板１０と同じく透明なガラス等の基板からなり、その液晶層５０側の表面には、前述したようにサブ画素ＳＧを実質的に区画する遮光部５３ａが形成されている（図１（ｂ）参照）。

遮光部５３ａにより区画された画素領域にカラーフィルタ２２が形成されている。カラーフィルタ２２は、サブ画素ＳＧごとに少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の中から選ばれる。

遮光部５３ａとカラーフィルタ２２とを覆うようにＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜を成膜して、これを共通電極２３とする。さらに共通電極２３を覆うように配向膜２８が形成される。配向膜２８も配向膜１８と同じ材料であって、例えばポリイミド樹脂などの配向膜材料が用いられる。

なお、図４においては図示省略したが、液晶表示装置１００の液晶層５０に対して反対側の素子基板１０の表面側および対向基板２０の表面側には、液晶表示装置１００に入射する光を偏向させる偏光板や位相差板など光学素子が設けられる。このような液晶表示装置１００は透過型であって、例えば、ＬＥＤや冷陰極管などを光源とする照明装置を具備して用いられる。

図１（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置１００において、対向基板２０を上基板とし、素子基板１０を下基板とする。対向基板２０の表面に設けられる偏光板を上偏光板と呼び、素子基板１０の表面に設けられる偏光板を下偏光板とする。
図５は、液晶表示装置の光学的な設計条件を示す概略図である。詳しくは、液晶表示装置１００を正面から見たとき（すなわち図１（ａ）に相当）の上偏光板、液晶層、下偏光板の各構成を示している。

図５に示すように、上偏光板の透過軸をＹ軸（サブ画素ＳＧの長辺方向）に対して右下がり４５°とする。これに対して下偏光板の透過軸をＹ軸（サブ画素ＳＧの長辺方向）に対して右上がり４５°とする。したがって、上下偏光板の透過軸が直交するように一対の素子基板１０と対向基板２０に対して上下偏光板が配置される。
上基板は、例えば左上から右下へラビング処理され、ラビング角度は上偏光板と同じく右下がり４５°となっている。下基板は、例えば左下から右上へラビング処理され、ラビング角度は下偏光板と同じく右上がり４５°となっている。
ラビング処理された上下基板により挟まれた液晶層における液晶分子は、上基板側から下基板側に向かって時計方向に９０°ツイスト（回転）している。
図５において図示していないが、液晶分子は、上下基板に対して紙面に垂直な方向において、１〜５°程度の傾斜角度（プレチルト角度）を持って上下基板の配向膜上に配列している。
すなわち、液晶表示装置１００は、ＴＮ（Twist Nematic）モードの液晶表示装置であり、液晶分子が上記のようにツイストしていることから、液晶表示装置１００を正面から見たときにもっとも高いコントラストが得られる（良好な見映えとなる）。言い換えれば、正面コントラストを高くするには、上下の基板において画素の境界線に対し交差するように斜め方向からラビング処理する必要がある。

図６（ａ）および（ｂ）は配向処理方法を示す概略図である。本実施形態における配向処理方法は、図６（ａ）に示すように、ラビング部材が捲回された円柱状のラビングローラを回転させ、ラビング部材により基板表面を擦る回転ラビング法である。

ラビング部材は、基材に繊維が植毛され、毛の長さが例えば１〜３ｍｍ程度に切り揃えられたものである。繊維としては例えば、直径が数μｍ〜数十μｍの腰のある再生セルロース、レーヨン、ナイロン、ポリエステルなどから選ばれる。ラビング時に発生する静電気を逃がすために、これらの繊維に導電性材料を練り込んだものもある。

ラビング方法としては、図６（ｂ）に示すように、回転するラビングローラに対して、ラビング角度（４５°）に合致するように基板を傾ける。そして、ラビング部材の毛先が０．１〜０．５ｍｍ程度の長さで基板表面に押し付けられるように、基板とラビングローラとを基板表面の法線方向において位置決めする。続いて、所定の方向にラビング処理が施されるように、基板と回転するラビングローラとを相対移動させる。図６（ｂ）では基板に対してラビングローラをラビング方向に移動させているが、回転するラビングローラに対して基板をラビング方向に対して反対側に移動させてもよい。

ラビング部材には繊維が高密度に植毛されているので、織物のラビング部材を用いる場合に比べて、基板上に形成された配向膜をムラなく擦って液晶分子を配向させることができる。

このような回転ラビング法を用いて、液晶表示装置１００を構成する素子基板１０や対向基板２０の配向処理を行う場合、素子基板１０と対向基板２０との間隔を保持するスペーサの影響を考慮して、スペーサを素子基板１０または対向基板２０のいずれか一方に配置する必要がある。以降、実施例を参照して説明する。

（実施例１）
図７は、実施例１のスペーサの配置を示す概略図である。詳しくは、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線で切った断面図である。

図７（ａ）に示すように、液晶表示装置１００の１画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ２２が設けられた３つのサブ画素ＳＧにより構成されている。各サブ画素ＳＧは格子状に設けられた遮光部５３ａにより実質的に区画されている。実施例１は、同色のサブ画素ＳＧがＹ軸方向に配列したストライプ方式の画素配列となっている。

実施例１のスペーサ５は、画素ごとに１つの割合で格子状の遮光部５３ａと重なるように配置されている。また、各スペーサ５は、ラビング方向に沿った仮想直線上に位置するように配置され、ラビング方向から見たときに隣接するスペーサ５の間隔が等間隔Ｌ１となるように配置されている。なお、ラビング角度は、前述したようにＹ軸に対して右下がり４５°となっている。
具体的には、図面上の左端の画素列では、スペーサ５は、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧの列をＸ軸方向に区切る遮光部５３ａに重なるように設けられている。より具体的には、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上に位置している。Ｘ軸方向の次の画素列では、Ｇ（緑）のサブ画素ＳＧとＢ（青）のサブ画素ＳＧとの間においてＹ軸方向に延在する遮光部５３ａに重なるように設けられている。このように、図７（ａ）に示した画素列の範囲では、画素列ごとにスペーサ５の配置が異なっている。

図７（ｂ）は図７（ａ）に示したスペーサ５の配置を実現するため、対向基板２０側に柱状のスペーサ５を設けた場合のスペーサ５と遮光部５３ａとの相対的な位置を示す断面図である。
同図（ｂ）に示すように、対向基板２０の（液晶層５０に面する側の）表面に、まず、格子状の遮光部５３ａが形成される。続いて、遮光部５３ａを覆うと共に、サブ画素ＳＧに対応して設けられるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のカラーフィルタ２２が形成される。３色のカラーフィルタ２２の形成方法としては、例えば異なる色材を有する感光性樹脂材料を基板表面に塗布し、露光・現像することにより形成するフォトリソグラフィ法が挙げられる。次に、カラーフィルタ２２を覆うようにＩＴＯなどの透明導電膜を成膜して共通電極２３が形成される。

柱状のスペーサ５を形成する方法としては、例えば共通電極２３を覆うようにして所定の厚みで成膜された感光性樹脂材料を露光・現像することにより、共通電極２３上において柱状に成形する方法が挙げられる。同図（ｂ）ではＢ（青）のサブ画素ＳＧの列を区画する遮光部５３ａの上側にスペーサ５が設けられる。上記感光性材料の所定の厚みは、スペーサ５の共通電極２３上における高さとなる。スペーサ５の高さは、液晶層５０の厚みを規定することになり、液晶材料の選択により光学設計上設定される。一般的にはおよそ２〜５μｍ程度の範囲の中で高さが設定される。柱状のスペーサ５の直径は、素子基板１０と対向基板２０との間隔を保持するための物理的な強度を考慮して、およそ５〜１５μｍ程度の範囲の中で設定される。

配向膜２８は、スペーサ５が形成された対向基板２０の表面を覆うように形成される。配向膜２８の形成方法としては、配向膜材料を転写する印刷法やスピンコート法、配向膜材料を液滴として吐出描画する液滴吐出法などが挙げられる。非接触型で使用する材料の無駄を省ける点で液滴吐出法が好ましい。

図７（ｂ）において、配向膜２８はスペーサ５の表面をすべて覆うように図示していないが、実際には当該表面にわずかに付着している程度で済む。なお、共通電極２３を覆うように配向膜２８を形成してから、配向膜２８上にスペーサ５を形成してもよい。

図８は、ラビング処理状態を示す概略図である。なお、図８はラビング状態を説明可能な程度に適宜拡大して図示している。図８に示すように、回転するラビング部材の毛先は、基板上に設けられたスペーサ５によって押し広げられる。実施例１のスペーサ５の配置によれば、ラビング方向から見て隣接するスペーサ５は等間隔Ｌ１で配置されている。したがって、スペーサ５により毛先が押し広げられる部分の位置は、ラビングローラの回転軸方向において一定となる。

図９（ａ）は比較例のスペーサの配置を示す概略平面図、図９（ｂ）は比較例のラビング状態を示す概略図である。

図９（ａ）に示すように比較例のスペーサ５は、画素ごとに１つ配置されると共に、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上の位置で遮光部５３ａと重なるように配置されている。比較例によれば、ラビング方向から見て隣接するスペーサ５の間隔は一定ではなく不均一な状態となっている。したがって、図９（ｂ）に示すように、回転するラビング部材の毛先が押し広げられる部分の位置がラビング方向への基板またはラビングローラの移動に伴って変化することになる。よって、回転する毛先に加わる応力が基板表面に設けられたスペーサ５の配置によって変動し、毛先のたわみ方が変化する。これによって基板表面に設けられた配向膜の配向処理が不安定となるおそれがあった。

もちろん、比較例におけるラビング方向も右下がり４５°である。仮に比較例のスペーサ５の配置において、ラビング方向が画素の境界線に対して平行、すなわち、Ｘ軸方向またはＹ軸方向と平行ならば、スペーサ５の配置によって毛先が押し広げられる部分の位置がラビング処理に伴って変化することはない。それゆえに、比較例のスペーサ５の配置では、ラビング方向が画素の境界線に対して交差する場合に配向ムラが発生するおそれがある。

比較例のスペーサ５の配置に対して、実施例１では、ラビング方向から見て隣接するスペーサ５が等間隔Ｌ１で配置されており、スペーサ５により毛先が押し広げられる部分の位置がラビングローラの回転軸方向において一定となる。よって、回転する毛先に加わる応力が基板表面に設けられたスペーサ５の配置によって変動し難い。ゆえに、ラビング方向が画素の境界線に対して交差する場合でも安定した配向処理状態が得られる。

（実施例２）
図１０は実施例２のスペーサの配置を示す概略平面図である。図１０に示すように、実施例２のサブ画素ＳＧの配置は、同色のサブ画素ＳＧがＸ軸およびＹ軸に対して交差するように配置された所謂モザイク方式の画素配列となっている。

実施例２の各スペーサ５は、実施例１と同様にラビング方向に沿った仮想直線上に位置するように配置され、ラビング方向から見たときに隣接するスペーサ５の間隔が等間隔Ｌ１となるように配置されている。また、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上の遮光部５３ａに重なるように配置されている。さらには、ラビング方向に沿った仮想直線上において等間隔Ｌ２となるように配置されている。そして、このような配置を実現するため、モザイク方式の画素配列において１行置きにスペーサ５が配置されている。なお、ラビング角度は、Ｙ軸に対して右下がり４５°となっている。

実施例２によれば、ラビング方向に沿った仮想直線上において等間隔Ｌ２でスペーサ５が配置されている。したがって、回転ラビングにおいてスペーサ５によりラビング部材の毛先が押し広げられるタイミングがラビング方向に配列したスペーサ５間において一定の時間間隔となる。よって、実施例１の効果に加えて、スペーサ５により押し広げられる毛先に対して規則的な時間間隔で応力が加わるので、不規則に応力が加わる場合に比べて、配向ムラを低減可能である。

実際にスペーサ５をラビング方向に沿った仮想直線上において等間隔Ｌ２で配置し、且つＢ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上の遮光部５３ａに重なるように配置するには、当然ながらサブ画素ＳＧの大きさや配置ピッチなどが影響する。そのため、画素ごとに少なくとも１つスペーサ５を配置することが困難になることが考えられる。その場合には、実施例２のように１行置きにスペーサ５を配置してもよい。当然ながら１行置きに限定されず、少なくとも１行または１列置きに配置すればよい。結果的に必要以上にスペーサ５が配置されることを抑制することができる。

（実施例３）
図１１は実施例３のスペーサの配置を示す概略平面図である。図１１に示すように、実施例３のサブ画素ＳＧの配置は、異なる色のサブ画素ＳＧが三角形の頂点の位置に配置された所謂デルタ方式の画素配列となっている。

実施例３のスペーサ５は、画素ごとに１つ配置されると共に、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上の遮光部５３ａに重なるように配置されている。また、ラビング方向に沿った仮想直線上に位置するように配置され、ラビング方向から見たときに隣接するスペーサ５の間隔が等間隔Ｌ１となるように配置されている。さらに、ラビング方向に沿った仮想直線上において等間隔Ｌ２となるように配置されている。なお、ラビング角度は、Ｙ軸に対して右下がり４５°となっている。

実施例３において、ラビング方向に配置されたスペーサ５を結ぶ仮想直線は、画素配列がデルタ方式となっているため、Ｂ（青）とＲ（赤）のサブ画素ＳＧを通過している。主にはＢ（青）のサブ画素ＳＧを通過している。言い換えれば、視感度が低い特定の色のサブ画素ＳＧを通過している。

したがって、実施例３のサブ画素ＳＧに対するスペーサ５の配置によれば、実施例１および実施例２の効果に加えて、仮にスペーサ５を起点としてラビング方向に配向ムラが生じても目立ち難いという効果を有する。

実施例３のようなサブ画素ＳＧに対するスペーサ５の配置は、ラビング方向がＸ軸、Ｙ軸と交差する場合、同色のサブ画素ＳＧが同じくＸ軸、Ｙ軸と交差する実施例２のモザイク方式の画素配列においても、サブ画素ＳＧの大きさや配置ピッチにもよるが可能である。すなわち、同色のサブ画素ＳＧがＹ軸方向に配列する実施例１のストライプ方式に比べて、実施例２のモザイク方式や実施例３のデルタ方式の画素配列の方が実施例３のようなスペーサ５の配置を実現し易い。

（実施例４）
図１２は実施例４のスペーサの配置を示す概略平面図である。図１２に示すように、実施例４のサブ画素ＳＧの配置は、実施例３と同じデルタ方式の画素配列である。

実施例４のスペーサ５は、ラビング方向に沿った仮想直線上に位置するように配置され、ラビング方向から見たときに隣接するスペーサ５の間隔が等間隔Ｌ１となるように配置されている。また、ラビング方向に沿った仮想直線上において等間隔Ｌ２となるように配置されている。詳しくは、デルタ方式の画素配列において１行置きに、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上の遮光部５３ａに重なるように配置されている。なお、ラビング角度は、Ｙ軸に対して右下がり４５°となっている。

デルタ方式の画素配列において実施例３のように画素ごとに１つのスペーサ５を配置することは、やはりサブ画素ＳＧの大きさや配置ピッチに依存する。したがって、画素ごとに１つのスペーサ５を配置できない場合には、実施例４に示すように１行置きにスペーサ５を配置してもよい。当然ながら１行置きに限定されず、少なくとも１行または１列置きに配置すればよい。実施例４によれば、実施例３の効果に加えて、必要以上にスペーサ５が配置されることを抑制可能であるという効果を有する。

（実施例５）
図１３は実施例５のスペーサの配置を示す概略平面図である。実施例５のサブ画素ＳＧの配置は、ストライプ方式の画素配列である。

実施例５のスペーサ５は、画素ごとに１つ配置されると共に、Ｂ（青）のサブ画素ＳＧに対して左上の遮光部５３ａに重なるように配置されている。そして、ラビング方向に沿った仮想直線上に位置するように配置され、ラビング方向から見たときに隣接するスペーサ５の間隔が等間隔Ｌ１となるように配置されている。また、ラビング方向に沿った仮想直線上において等間隔Ｌ２となるように配置されている。さらには、ラビング方向に対して直交する方向に沿った仮想直線上に等間隔Ｌ３で配置されている。なお、ラビング角度は、Ｙ軸に対して右下がり４５°となっている。

実施例５によれば、ラビング方向に対して直交する方向、すなわちラビングローラの回転軸方向においてスペーサ５が等間隔Ｌ３で配置されている。したがって、回転ラビングにおいて回転軸方向に配列するスペーサ５間でラビング部材の毛先がスペーサ５により押し広げられるタイミングを同期化することができる。よって、実施例１および実施例２の効果に加えて、毛先に加わる応力の発生タイミングを同期化できるので、不規則に応力が発生する場合に比べて、配向ムラをより低減することができる。

このようなサブ画素ＳＧに対するスペーサ５の配置は、サブ画素ＳＧの大きさや配置ピッチにもよるが、モザイク方式やデルタ方式の画素配列においても可能なことは言うまでもない。

なお、実施例１〜実施例５では、スペーサ５を対向基板２０側に配置された場合を想定して説明したが、ラビング方向から見て隣接するスペーサ５が等間隔Ｌ１で配置されていれば、素子基板１０側にスペーサ５を設けるようにしてもよい。その場合においても平面的に遮光部５３ａと重なる位置にスペーサ５を配置することが好ましい。ラビング方向においてスペーサ５の背後にあたる配向膜は、毛先が押し広げられることにより配向処理が不十分となりやすい。スペーサ５を平面的に遮光部５３ａが設けられた遮光領域内に配置して、このような配向処理が不十分な部分を隠すことにより配向ムラを目立ち難くすることができる。
また、サブ画素ＳＧにおける開口率を確保するために遮光部５３ａの幅は、可能な限り狭い方がよい。したがって、遮光部５３ａの幅よりもスペーサ５の直径が大きい場合には、遮光部５３ａより多少はみだすようにスペーサ５が配置される場合もある。その際には、スペーサ５を起点としたラビング方向の配向ムラが目立ち難くなるように、遮光部５３ａに対するスペーサ５の相対的な位置を考慮する必要がある。

（実施形態２）
＜電子機器＞
次に、上記実施形態１の液晶表示装置１００を備えた電子機器について図１４を参照して説明する。図１４は電子機器としての携帯型電話機を示す概略斜視図である。

図１４に示すように、本実施形態の電子機器としての携帯型電話機３００は、入力用のボタンスイッチや表示部３０２などを備えた本体３０１を有している。表示部３０２には、上記実施形態１の液晶表示装置１００とこれを照明する照明装置とが少なくとも搭載されている。したがって、スペーサ５の配置に起因する配向ムラが視認され難いので、安定した表示品質を有する携帯型電話機３００を提供することができる。

上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記実施形態１の液晶表示装置１００において、光学設計条件は、これに限定されない。例えば、対向基板２０のラビング方向は、Ｙ軸に対して右下がり４５°に限定されず、右下がり５０°や右下がり６０°に設定することも可能である。さらには、右上がり４５°として素子基板１０側のラビング方向と入れ替えることも可能である。各基板のラビング方向に対応して上下偏光板の透過軸の方向を設定することは言うまでもない。

（変形例２）上記実施形態１の液晶表示装置１００は、ＴＮモードに限定されない。例えば、画素の境界線に対して交差する方向にラビング処理が施されるものであれば、対向基板２０に共通電極２３を設けずに、素子基板１０側に一対の電極を設け、液晶分子を一定方向に水平配向させるＩＰＳ（In Place Switching）方式やＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の液晶表示装置に対しても適用可能である。また、透過型に限定されず、反射型や半透過反射型の液晶表示装置に対しても適用可能である。

（変形例３）上記実施形態２において、上記実施形態１の液晶表示装置１００が搭載される電子機器は、携帯型電話機３００に限定されない。例えば、ＤＶＤプレーヤーやビューワー、ナビゲータなどの各種表示装置に好適に用いることができる。

液晶表示装置の構成を示す概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った断面図。 液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図。 サブ画素の構成を示す概略平面図。 図３のＡ−Ａ’線で切ったサブ画素の構造を示す概略断面図。 液晶表示装置の光学的な設計条件を示す概略図。 （ａ）および（ｂ）は配向処理方法を示す概略図。 （ａ）は実施例１のスペーサの配置を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線で切った断面図。 ラビング処理状態を示す概略図。 （ａ）は比較例のスペーサの配置を示す概略平面図、（ｂ）は比較例のラビング状態を示す概略図。 実施例２のスペーサの配置を示す概略平面図。 実施例３のスペーサの配置を示す概略平面図。 実施例４のスペーサの配置を示す概略平面図。 実施例５のスペーサの配置を示す概略平面図。 電子機器としての携帯型電話機を示す概略斜視図。

符号の説明

５…スペーサ、１０…第１の基板としての素子基板、１８，２８…配向膜、２０…第２の基板としての対向基板、２２…カラーフィルタ、５０…液晶層、５３ａ…遮光部、１００…液晶表示装置、３００…電子機器としての携帯型電話機。

Claims (10)

1. 第１の基板および第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板とにより挟持された液晶層と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を保持するスペーサと、
   前記第１の基板および前記第２の基板の前記液晶層に面する側に設けられ、ラビング方向が画素の境界線に対して交差するようにラビング処理が施された配向膜とを備え、
   前記スペーサは、前記ラビング方向から見て略等間隔となるように前記第１の基板または前記第２の基板に複数設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記スペーサは、前記ラビング方向から見て前記ラビング方向に対して直交する方向に略等間隔となるように複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記スペーサは、前記ラビング方向に沿って略等間隔に複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の基板および前記第２の基板のうちいずれか一方の画素領域にカラーフィルタを有し、
   前記スペーサは、赤色、緑色、青色を含む少なくとも３色のうち特定の色の前記カラーフィルタを有する前記画素に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記スペーサは、前記ラビング方向に沿って配置された前記スペーサを結ぶ仮想直線が主に前記特定の色の前記カラーフィルタを有する前記画素に掛かるように、前記第１の基板または前記第２の基板に複数設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記特定の色が青色であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記画素の配置がモザイク方式またはデルタ方式であることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶表示装置。
8. 複数の前記画素からなる表示領域の行方向または列方向において、少なくとも１行または１列置きに前記スペーサが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１の基板および前記第２の基板のうちいずれか一方に前記複数の前記画素を区画する遮光部を有し、
   前記スペーサは、前記遮光部が設けられた遮光領域内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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