JP2010107698A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】変形応力が液晶装置に加わった後に残存する表示ムラを低減する。
【解決手段】本発明の液晶装置１０は、画素Ｇの間において第１の方向Ｆ１に延在する第１の画素間領域部Ｈ１及び第１の方向Ｆ１と交差する第２の方向Ｆ２に延在し、第１の画素間領域部Ｈ１と連結された第２の画素間領域部Ｈ２を備えた画素間領域Ｈを具備し、柱状スペーサ１５は、第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２の連結部に配置されるとともに、柱状スペーサの少なくとも先端部１５ａの断面形状は、第１の画素間領域部Ｈ１の延在する側及び第２の画素間領域部Ｈ２の延在する側では外側に張り出すとともに第１の画素間領域部Ｈ１の延在する側と第２の画素間領域部Ｈ２の延在する側の間の中間方向Ｍ１〜Ｍ４では内側に引き込まれた外縁を有する形状であることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は液晶装置及び電子機器に係り、特に、液晶装置の構成要素である一方の基板から突出した柱状スペーサの構造に関する。

一般に、図１１に示すように、液晶装置１０は第１の基板１１と第２の基板１２とがシール材１４等により貼り合わされ、基板間に液晶１３が配置されてなる。通常、この液晶装置１０には液晶１３に独立して電界が与えられる領域である画素Ｇを構成するための画素構造が設けられ、この画素構造によって複数の画素Ｇが独立して光学的に制御可能に構成される。複数の画素Ｇの間には遮光膜等により画素間領域Ｈが形成されるが、この画素間領域Ｈは複数の画素Ｇの配列態様に応じて複数の画素Ｇの間を所定の方向に伸びるように構成される。典型的な画素間領域Ｈの構造としては縦横に配列された画素Ｇの間に格子状に構成されたものが知られている。

一方、第１の基板１１と第２の基板１２との間隔（基板間ギャップ若しくはセルギャップ）を保持するために、第２の基板１２の第１の基板１１と対向する面上に柱状スペーサ１５が形成される場合がある。なお、図１１において、第１の基板１１の第２の基板１２と対向する面には配向膜１６が形成される場合がある。また、第１の基板１１と第２の基板１２のそれぞれの外面（他方の基板と対向する面とは反対側の面）上には偏光板１７，１８が配置される場合もある。

上記の柱状スペーサ１５は、光学的な影響を低減するために多くの場合上記画素間領域Ｈ内に形成される。この柱状スペーサ１５の構造や分布密度は第１の基板１１と第２の基板１２の基板間ギャップに影響を与えるので、液晶１３の厚みのばらつき等に起因する輝度ムラや色ムラなどといった表示ムラを防止するために柱状スペーサ１５の構造や分布に関して多くの提案がなされている。

例えば、以下の特許文献１及び２には、柱状スペーサの面積密度をパネル構造の周縁から中央に向かうに従って大きく構成することにより、外力に起因する基板間ギャップの変化による表示ムラ、気泡の発生等の不具合を防止することのできる構造が開示されている。また、以下の特許文献３及び４には、高さの異なる柱状スペーサを組み合わせることで、基板間ギャップの精度向上や耐圧の確保を可能とした構造が開示されている。
国際公開パンフレットＷＯ２００５／０３８５１８Ａ１ 特開２００５−２４１８８０号公報 特開２０００−３３８５０３号公報 特開２００４−２３３９８９号公報

上述の柱状スペーサを備えた液晶装置においては、柱状スペーサの面積密度を場所に応じて変えたり高さの異なる柱状スペーサを併用したりすることで、基板間ギャップの変化を抑制し、表示品位を確保するようにしている。しかしながら、発明者が種々実験を行い検討した結果、上記従来の柱状スペーサの改良技術では、外力等の変形応力が液晶装置に加わった後に残存する表示ムラを十分に改善することができないことが判明した。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、変形応力が液晶装置に加わった後に残存する表示ムラを低減することのできる新規の構成を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本願発明者がさらに検討したところによると、図１２に示すように、柱状スペーサ１５を備えた液晶装置１０の場合には、表示パネルの表面が押圧されたり表示パネルが屈曲されたりするなど外力（変形応力）が与えられると、基板１１，１２の変形に伴って柱状スペーサ１５の突出方向が変化し、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの第１の基板１１に対する当接位置がずれることで、柱状スペーサ１５の先端部１５ａが画素間領域Ｈに隣接する画素Ｇの構造に損傷を与えて液晶１３の配向状態が乱れ、これによって表示ムラが発生することが判明した。特に、第１の基板１１の表面に配向膜１６が形成されている場合には、変形応力による基板の撓みによって柱状スペーサ１５の先端部１５ａが配向膜１６の表面に損傷を与えるので、配向膜１６の表面の損傷によって液晶の配向に乱れが生じ、表示ムラが顕著になる。

例えば、図１２に示すように、第２の基板１２を指などで押圧した場合には、押圧部の直下にある柱状スペーサ１５ｓは単に圧縮されるだけであるが、当該押圧部の周囲にある柱状スペーサ１５ｔは第２の基板１２の撓みによりその突出方向が変化する。また、図１２では第２の基板１２のみが撓んだ状態を実線で示してあるが、図示点線で示すように、多くの場合には第１の基板１１も第２の基板１２の撓みに応じて撓むので、この第１の基板１１の撓みによっても柱状スペーサ１５の先端部１５ａの第１の基板１１に対する当接位置のずれが生ずる。

このような柱状スペーサ１５に起因する画素構造の損傷による表示ムラの発生は、原理的にみて上記従来の柱状スペーサの面積密度の変化や高さの異なる柱状スペーサの組み合わせでは全く改善できないことが予想された。そこで、本願発明者は、鋭意検討した結果、以下の発明を完成させた。すなわち、

本発明の液晶装置は、第１の基板と、該第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置された液晶とを備えた液晶装置であって、前記第２の基板に設けられ、前記第１の基板に向けて突出する柱状スペーサと、少なくとも前記第１の基板に形成され、前記液晶に電界を与える複数の画素を構成するための画素構造と、前記画素の間において第１の方向に延在する第１の画素間領域部及び前記第１の方向と交差する第２の方向に延在し、前記第１の画素間領域部と連結された第２の画素間領域部を備えた画素間領域と、を具備し、前記柱状スペーサは、前記第１の画素間領域部と前記第２の画素間領域部の連結部に配置されるとともに、前記柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側では外側に張り出すとともに前記第１の画素間領域部の延在する側と前記第２の画素間領域部の延在する側の間の中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状であることを特徴とする。

本発明によれば、外部からの押圧力や折り曲げ力等により基板が撓むと、第２の基板に設けられた柱状スペーサの先端部が第１の基板に対して位置ずれを起こし、連結部の外側において第１の基板に接触する。この場合、柱状スペーサの先端部が第１の画素間領域部又は第２の画素間領域部に沿った方向にずれる場合には、柱状スペーサの先端部が画素構造に損傷を与えることはない。一方、柱状スペーサの先端部が第１の方向と第２の方向の間の中間方向にずれる場合には、当該柱状スペーサの先端部が画素内に移動して画素構造を損傷させる虞がある。しかしながら、本発明では柱状スペーサの先端部の断面形状が各画素間領域部の延在する方向では外側に張り出し、それらの中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状とされているので、基板間ギャップを支持すべき柱状スペーサの有効断面積を確保しつつ、柱状スペーサの先端部の外縁と画素との距離を確保できるため、柱状スペーサの先端部が画素構造に損傷を与えることを抑制できる。すなわち、当該損傷を全く生じさせないか、或いは、当該損傷が生じてもその損傷範囲や損傷の程度を小さくすることができる。

本発明の一の態様においては、前記画素間領域は前記第１の画素間領域部と前記第２の画素間領域部が交差してなる交点状の前記連結部を有し、前記柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の両側で外側に張り出すとともに前記第１の方向の両側と前記第２の方向の両側の間の中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状である。

これによれば、第１の画素間領域部と第２の画素間領域部が交差してなる交点状の連結部を有する画素間領域においては、連結部に配置される柱状スペーサの先端部から見ると、第１の方向の両側及び第２の方向の両側の合計四つの方向に各画素間領域部がそれぞれ延在することになるため、柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状としては、当該四つの方向では外側に張り出し、当該四つの方向の間の四つの中間方向では内側に引き込まれた外縁を有するものとされる。

本発明の他の態様においては、前記画素間領域は前記第１の画素間領域部に前記第２の画素間領域部の端部が接続されてなる三叉状の前記連結部を有し、前記柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の前記第２の画素間領域部が延在する側では外側に張り出すとともに前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の前記第２の画素間領域部が延在する側の間の中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状である。

これによれば、第１の画素間領域部に第２の画素間領域部の端部が接続されてなる三叉状の連結部を有する場合には、連結部に配置される柱状スペーサの先端部から見ると、前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の前記第２の画素間領域部が延在する側の合計三つの方向に各画素間領域部がそれぞれ延在することとなるため、柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、当該三つの方向では外側に張り出し、当該三つの方向の間の三つの中間方向では内側に引き込まれた外縁を有するものとされる。

本発明のより具体的な一の態様においては、前記柱状スペーサの前記先端部の断面形状は、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側にそれぞれ角部を有する多角形状である。このような多角形としては、例えば、四角形、三角形などが挙げられる。また、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側にそれぞれ突出量の大きな角部を有し、中間方向に突出量の小さな角部を有する多角形であってもよい。

本発明のより具体的な他の態様においては、前記柱状スペーサの前記先端部の断面形状は、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側にそれぞれ突出部を有する形状である。このような形状としては、例えば、十字型、凸形などが挙げられる。

本発明のより具体的な別の態様においては、前記柱状スペーサの前記先端部の断面形状は、前記中間方向にそれぞれ凹部を有する形状である。このような形状としては、例えば、外周のうち上記中間方向に対応する部分に凹部を形成した形状などが挙げられる。

本発明の異なる態様においては、前記第１の基板は前記画素毎に設けられたスイッチング素子を含み、前記第２の基板は前記画素に対応してフィルタ層を備えるカラーフィルタを有する。この態様では、スイッチング素子を含む第１の基板には柱状スペーサを設けず、カラーフィルタを有する第２の基板に柱状スペーサを設けることにより、第１の基板と第２の基板の製造工程のバランスを図ることができる。特に、柱状スペーサをフォトリソグラフィ技術を用いて形成する場合には、構造が簡易で下地面の平坦性に優れた第２の基板に柱状スペーサを形成することが製造上有利である。

本発明のさらに異なる態様においては、前記第１の基板は前記画素毎に電界を付与するための第１の電極と第２の電極を含み、前記第２の基板は前記画素に対応してフィルタ層を備えるカラーフィルタを有する。この態様では、第１の基板に第１の電極を設け、第２の基板に第２の電極を設けた構造に比べると、第１の基板に基板表面に沿った電界を与えることができる一方、画素の透過率を高めることが困難であるために、表示の明るさを確保するには画素の開口率を高める必要があるが、当該開口率を高めるためには画素間領域を狭小化する必要がある。このように画素間領域を狭小化すると、柱状スペーサの先端部がずれることによる第１の基板の第２の基板と対向する面の損傷に起因する表示ムラの発生も顕著となるため、上記本発明は特に効果的である。

本発明の一つの態様においては、前記画素構造は、前記第１の基板上において少なくとも前記画素に重なる領域の最も前記液晶側に配置された配向膜を含む。この配向膜を有する場合には、柱状スペーサの先端部が配向膜に損傷を与えることで液晶の配向が大きく乱れる虞があるが、本発明では画素内の配向膜の損傷を防止できるため、特に効果的である。

本発明においては、横電界モードの前記画素構造を有することが好ましい。この横電界モードの画素構造は第１の基板の第２の基板と対向する面に沿った電界により液晶を配向させるものであり、この場合には画素の透過率を高めることが困難であるために、表示の明るさを確保するには画素の開口率を高める必要があるが、当該開口率を高めるためには画素間領域を狭小化する必要がある。このように画素間領域を狭小化すると、柱状スペーサの先端部がずれることによる第１の基板の第２の基板と対向する面の損傷に起因する表示ムラの発生も顕著となるため、上記本発明は特に効果的である。

次に、本発明の電子機器は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶装置と、該液晶装置を制御する制御手段とを具備する。このような電子機器としては、例えば、携帯電話機、電子時計、表示モニタ、テレビジョン受像機などが挙げられる。

［第１実施形態］
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態の第１の基板の表面構造を示す平面図、図２は本実施形態の拡大部分断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面図）、図３は本実施形態の第２の基板の表面構造を示す平面図である。なお、これらの図示以外の構造は基本的に図１１及び図１２に示す構成と同様であるので、対応する部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

本実施形態の液晶装置１０は、いわゆる横電界モードの液晶装置であり、より具体的にはＦＦＳ（Fring Field Switching）モードと呼ばれるタイプの液晶装置である。ただし、本発明の液晶装置はこの種の液晶装置に限定されるものではない。

しかしながら、特に、ＦＦＳやＩＰＳ（In Plane Switching）などといった横電界モードの液晶装置では、縦電界モードの液晶装置、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モードなどといった液晶装置に比べると、画素の透過率を高めることが難しいため、表示の明るさを確保するためには開口率を高める必要があり、開口率を高めると画素間領域Ｈの幅が狭くなるために、上述した柱状スペーサによる画素構造の損傷による光学的不具合が大きくなりやすい。したがって、本発明は、特にＦＦＳやＩＰＳなどといった横電界モードの液晶装置に用いることが効果的であるので、本実施形態では横電界モードの液晶装置の一例としてＦＦＳモードの構成について以下に説明する。

本実施形態の液晶装置１０は、図２に示すように、第１の基板１１の第２の基板１２と対向する面に第１の画素構造１１０が形成され、第２の基板１２の第１の基板１１と対向する面に第２の画素構造１２０が形成される。そして、第１の画素構造１１０と第２の画素構造１２０により、上記の各画素Ｇが画成されるとともに各画素Ｇにおいてそれぞれ独立した電界が液晶１３に付与可能とされる。これらの複数の画素Ｇは平面上において縦横にマトリクス状に配列されている。

図１及び図２に示すように、第１の画素構造１１０は、第１の基板１１上に下地絶縁層１１１を介して形成されたゲート線１１２及びコモン線１１３と、このコモン線１１３に導電接続された共通電極１１４と、ゲート線１１２に対しゲート絶縁膜を介して上方に対向配置されるシリコン等の半導体層１１５と、上記ゲート線１１２及びコモン線１１３とは交差する方向に伸びるデータ線１１６と、データ線１１６に導電接続され、半導体層１１５に導電接続されたソース電極１１６ａと、当該ソース電極１１６ａに対し半導体層１１５のチャネル領域（ゲート線１１２の一部のゲート電極となる部分と対向する活性領域）を挟んで半導体層１１５に導電接続されるドレイン電極１１６ｂと、このドレイン電極１１６ｂに導電接続されるとともに、上記共通電極１１４と平面的に重ねて配置され、共通電極１１４と平面的に重なる範囲に開口部１１７ａを備えた画素電極１１７とを有する。なお、この第１の画素構造１１０には上述の配向膜１６も含まれる。

上記ゲート線１１２のゲート電極部分、半導体層１１５、ソース電極１１６及びドレイン電極１１６ｂは画素Ｇ毎に設けられるスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を構成し、このゲート線１１２の電位によってオンオフ制御される当該ＴＦＴを介してデータ線１１６の電位が画素電極１１７に供給される。そして、共通電極１１４と画素電極１１７との間に電位差が与えられると、画素電極１１７の開口部１１７ａを通して第１の画素構造１１０の表面に沿った横電界が形成され、これが液晶１３に付与される。

一方、図２及び図３に示すように、第２の画素構造１２０には、第２の基板１２上にＣｒやＣｒ合金等よりなる遮光膜１２１が形成され、この遮光膜１２１の非形成領域が画素Ｇを画成するとともに、遮光膜１２１の形成領域が画素間領域Ｈを構成する。また、その上にはカラーフィルタ１２２が形成される。このカラーフィルタ１２２は、画素Ｇ毎に対応する色を備えたフィルタ層が配列されたものである。図１及び図３には、赤色のフィルタ層を備えた画素Ｇｒ、緑色のフィルタ層を備えた画素Ｇｇ、青色のフィルタ層を備えた画素Ｇｂが順番に配列されている様子を示してある。これらのフィルタ層の配列パターンとしては、本実施形態の場合にはストライプ配列、斜めモザイク配列などが例示される。各色のフィルタ層の境界は上記遮光膜１２１の設けられた画素間領域Ｈに配置される。なお、この第２の画素構造１２０にも配向膜１２３が含まれる。

本実施形態の場合には上述のように複数の画素Ｇが縦横にマトリクス状に配列されているので、画素Ｇ間に設けられる画素間領域Ｈには、図３に示すように、平面方向のうち第１の方向Ｆ１に直線状に延在する第１の画素間領域部Ｈ１が画素Ｇ間において平行に複数形成されるとともに、上記第１の方向Ｆ１と交差する（図示例では直交する）第２の方向Ｆ２に直線状に延在する第２の画素間領域部Ｈ２が画素Ｇ間において平行に複数形成される。ここで、第１の画素間領域部Ｈ１は主としてゲート線１１２及びコモン線１１３の形成領域を遮光する部分であり、第２の画素間領域部Ｈ２は主としてデータ線１１６の形成領域を遮光する部分である。そして、第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２は連結され、画素間領域Ｈは、両画素間領域部Ｈ１とＨ２が交差してなる交点状の複数の連結部を有し、全体として格子状に構成されている。

本実施形態では、第２の基板１２の第１の基板１１と対向する面上に柱状スペーサ１５が形成される。柱状スペーサ１５は絶縁材料で構成され、好ましくはフォトレジストを露光してパターニングするフォトリソグラフィ技術によって形成される。柱状スペーサ１５は上記画素間領域Ｈ内の、第１の画素間領域Ｈ１と第２の画素間領域Ｈ２の交差部分である連結部に配置される。

図示例の場合には、柱状スペーサ１５は、第１の画素間領域Ｈ１の軸線Ｌ１と第２の画素間領域Ｈ２の軸線Ｌ２の交点が断面形状の中心（一般的には重心、以下同様。）Ｃｘと重なるように配置される。ここで、軸線Ｌ１はその両側にある第１の画素間領域Ｈ１（第２の画素間領域Ｈ２との間の連結部も含む）の面積が等しくなる直線であり、軸線Ｌ２はその両側にある第２の画素間領域Ｈ２（第１の画素間領域Ｈ１との間の連結部を含む）の面積が等しくなる直線である。ただし、本発明においては、柱状スペーサ１５は、図示例のように軸線Ｌ１とＬ２の交点に断面形状の中心Ｃｘが厳密に一致する必要はなく、第１の画素間領域Ｈ１と第２の画素間領域Ｈ２の交差部分である連結部内に配置されていればよい。

図４（ａ）は柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状（第１の基板１１及び第２の基板１２の対向面に沿った断面形状、すなわち横断面形状）と平面上の位置との関係を示すための拡大部分平面図、図４（ｂ）は柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状をより詳細に示す説明図である。

第２の基板１２に設けられた柱状スペーサ１５の先端部１５ａは、第１の基板１１の第２の基板１２と対向する面に当接して基板間ギャップを保つように両基板を支持する。ここで、図１及び図４においてハッチングを施した部分は柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状を示す。本実施形態の場合、柱状スペーサ１５の先端部１５ａは、上記連結部から見て第１の画素間領域部Ｈ１の延在する側である第１の方向Ｆ１の両側及び第２の画素間領域Ｈ２の延在する側である第２の方向Ｆ２の両側においてそれぞれ外側に張り出した外縁を備え、かつ、上記中心Ｃｘから見てそれぞれ上記の側の間の中間方向Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４において内側に引き込まれた外縁を備えた断面形状を有する。この断面形状の基本構成は、以下に説明する本実施形態の図４に示す断面形状に限らず、後述する図５乃至図８に示す他の断面形状の例でも同様である。

ここで、図４（ｂ）には、第１の方向Ｆ１の両側をＦ１（＋）とＦ１（−）で示し、第２の方向Ｆ２の両側をＦ２（＋）とＦ２（−）で示してある。また、図示一点鎖線は第１の方向Ｆ１の両側と第２の方向Ｆ２の両側において最も張り出した外縁位置を円周上に有する仮想円を示してある。

本実施形態では、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状は、第１の方向Ｆ１の両側と第２の方向Ｆ２の両側にそれぞれ角部を有する多角形（図示例では四角形、図面上では菱形）となっている。そして、上記の基本構成を満たす断面形状として、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの中心Ｃｘから第１の方向Ｆ１の両側及び第２の方向Ｆ２の両側の外縁までの距離であるこれらの各側の張り出し量ａ１〜ａ４（図示点線の長さ）と、中心Ｃｘから中間方向Ｍ１〜Ｍ４の外縁までの距離であるこれらの各方向の張り出し量ｂ１〜ｂ４（図示点線の長さ）とを比べると、ａ１〜ａ４はいずれもｂ１〜ｂ４のどれよりも大きくなっている。

なお、本実施形態では柱状スペーサ１５の少なくとも先端部１５ａが上記の断面形状となっていればよく、第１の基板１１の第２の基板と対向する面と接触する可能性のない先端部以外の部分（基端部）の断面形状は任意である。したがって、柱状スペーサ１５としては、高さ方向の全範囲において上記の断面形状の構成を有するものであってもよく、先端部のみが上記の断面形状の構成を有するものであってもよい。後者の場合には、例えば、柱状スペーサ１５の基部側の断面形状（例えば円形）から先端部１５ａの上記の断面形状の構成に向けて高さ方向に徐々に変化した形状を有するものであってもよく、或いは、柱状スペーサ１５の基端部の断面形状と先端部１５ａの上記断面形状の構成とが或る高さ位置において段差状に不連続に変化するものでもよい。

以上説明した本実施形態によれば、柱状スペーサ１５の先端部１５ａは、図示のように、上記連結部から見て第１の画素間領域部Ｈ１の延在する側である第１の方向Ｆ１の両側及び第２の画素間領域Ｈ２の延在する側である第２の方向Ｆ２の両側においてそれぞれ外側に張り出した外縁を備え、かつ、上記連結部から見てそれぞれの側の間の中間方向Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４において内側に引き込まれた形状の外縁を備えている。

上記の断面形状を有する結果、本実施形態では、第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２の側で外縁を外側へ張り出させることで柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面積を或る程度確保することができるとともに、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの外縁と画素Ｇとの間の中間方向Ｍ１〜Ｍ４に沿った距離を確保することができる。したがって、柱状スペーサ１５による両基板間の支持剛性を確保しつつ、基板の撓みに起因する柱状スペーサ１５の先端部１５ａによる第１の基板１１の第２の基板１２と対向する面の損傷範囲並びに損傷の度合を低減することができるため、表示ムラの発生を抑制することが可能になる。

図５（ａ）は柱状スペーサ１５の先端部１５ａの他の断面形状と平面上の位置との関係を示すための拡大部分平面図、図５（ｂ）は柱状スペーサ１５の当該他の断面形状をより詳細に示す説明図である。

図５に示す柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状も上述の断面形状と同様の基本構成を有するが、図４に示す例とは異なり、十字型の断面形状を備える。すなわち、第１の方向Ｆ１の両側及び第２の方向Ｆ２の両側の外縁に突出部を有する形状、或いは、中間方向Ｍ１〜Ｍ４の側の外縁にそれぞれ凹部を有する形状となっている。図示例では、図示一点鎖線で示す仮想円の外周部のうち上記中間方向Ｍ１〜Ｍ４の側にある部分を凹状に取り去った形状となっている。なお、点線で示す張り出し量ａ１〜ａ４及びｂ１〜ｂ４は図４に示すものと対応する長さを示すもので、それらの大小関係は上記と同様である。

図６（ａ）は柱状スペーサ１５の先端部１５ａのさらに他の断面形状と平面上の位置との関係を示すための拡大部分平面図、図６（ｂ）は柱状スペーサ１５の当該さらに他の断面形状をより詳細に示す説明図である。

図６に示す柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状も上述の断面形状と同様の基本構成を有するが、図５に示す例と同様に、第１の方向Ｆ１の両側及び第２の方向Ｆ２の両側の外縁に突出部を有する形状、或いは、中間方向Ｍ１〜Ｍ４の外縁にそれぞれ凹部を有する形状、すなわち十字型の断面形状を有するものとなっている。ただし、図示例では、図５に示す例よりもさらに突出部が細幅で、凹部がより大きい形状とされている。なお、点線で示す張り出し量ａ１〜ａ４及びｂ１〜ｂ４は図４に示すものと対応する長さを示すもので、それらの大小関係は上記と同様である。

図７（ａ）は柱状スペーサ１５の先端部の異なる断面形状と平面上の位置との関係を示すための拡大部分平面図、図７（ｂ）は柱状スペーサ１５の当該異なる断面形状をより詳細に示す説明図である。

図７に示す柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状も上記の断面形状と同じ基本構成を有するが、この断面形状は図示例では八角形となっており、第１の方向Ｆ１の両側及び第２の方向Ｆ２の両側にある辺は外側に張り出して辺の長さが短く、中間方向Ｍ１〜Ｍ４にある辺は張り出し量が相対的に少なく辺の長さが長く形成されている。したがって、点線で示す張り出し量ａ１〜ａ４とｂ１〜ｂ４の大小関係は上記と同様である。

図８（ａ）は柱状スペーサ１５の先端部のさらに異なる断面形状と平面位置との関係を示すための拡大部分平面図、図８（ｂ）は柱状スペーサ１５の当該さらに異なる断面形状をより詳細に示す説明図である。

図８に示す柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状も上記の断面形状と同じ基本構成を有するが、この断面形状は図示例では中間方向Ｍ１及びＭ３の側の張り出し量が中間方向Ｍ２及びＭ４の側の張り出し量より大きくなっている点で図４乃至図７に示す断面形状の例とは異なる。

本実施形態の場合、遮光範囲である画素間領域Ｈは、連結部から見て中間方向Ｍ１及びＭ３の側に張り出した張り出し領域Ｅ１、Ｅ２を有している。なお、図８（ａ）において、張り出し領域Ｅ１、Ｅ２と第１の画素間領域部Ｈ１及び第２の画素間領域部Ｈ２との境界を点線で示し、張り出し領域Ｅ１、Ｅ２を画素間領域Ｈを示すハッチングとは別のハッチングで重ねて示してある。

画素間領域Ｈの張り出し領域Ｅ１は、画素Ｇの角部を部分的にカットした形状とするもので、第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２の連結部に隣接して形成される上記スイッチング素子であるＴＦＴの形成範囲を覆っている。また、画素間領域Ｈの張り出し領域Ｅ２は、画素Ｇの上記張り出し領域Ｅ１とは対角にある角部を部分的にカットした形状とするもので、第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２の連結部に隣接して形成される上記共通電極１１４に対するコモン線１１３の導電接続部を覆っている。一方、当該連結部から見ると、中間方向Ｍ２及びＭ４の側には張り出し領域は設けられておらず、これらの側では第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２が単に交差していて、画素Ｇの角部がそのまま存在している。

そして、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状は、張り出し量ａ１〜ａ４がｂ１〜ｂ４より大きくなっている点では上記と同様であるが、特に、張り出し領域Ｅ１、Ｅ２が設けられた中間方向Ｍ１及びＭ３の側の張り出し量ｂ１、ｂ３は相対的に大きく、上記張り出し領域Ｅ１、Ｅ２が設けられていない中間方向Ｍ２及びＭ４の側の張り出し量ｂ２、ｂ４は相対的に小さい。

すなわち、上記断面形状の第１の方向Ｆ１の両側の張り出し量はａ１及びａ３、第２の方向Ｆ２の両側の張り出し量ａ２及びａ４であり、中間方向Ｍ１及びＭ３の張り出し量はｂ１及びｂ３、中間方向Ｍ２及びＭ４の張り出し量はｂ２及びｂ４であって、張り出し量ａ１〜ａ４はｂ１〜ｂ４より大きいが、それだけではなく、さらに張り出し量ｂ１及びｂ３がｂ２及びｂ４よりも大きくなっている。

上記のように張り出し領域Ｅ１、Ｅ２の存在する側の外縁を張り出し領域が存在しない側の外縁よりも外側に（すなわち、より大きな張り出し量を有するように）構成しても、張り出し領域Ｅ１、Ｅ２が存在することにより柱状スペーサ１５の先端部１５ａによる影響は抑制される。一方、上記のように構成することで、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面積をより大きくすることが可能になるので、基板間ギャップの支持剛性を高めることが可能になる。

なお、上記のいずれの実施形態においても、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状の外縁が第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２では張り出し量ａ１〜ａ４でそれぞれ張り出すとともに、中間方向Ｍ１では両側の第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２の張り出し量ａ１及びａ２より小さい張り出し量ｂ１とされ、中間方向Ｍ２では両側の第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２の張り出し量ａ２及びａ３より小さい張り出し量ｂ２とされ、中間方向Ｍ３では両側の第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２の張り出し量ａ３及びａ４より小さい張り出し量ｂ３とされ、中間方向Ｍ４では両側の第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２の張り出し量ａ４及びａ１より小さい張り出し量ｂ４とされる。このことで、各中間方向Ｍ１〜Ｍ４では両側の方向Ｆ１とＦ２に比べて内側に引き込まれた外縁を有する形状となっている。

このように、第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２で柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状の外縁が外側へ張り出し、中間方向Ｍ１〜Ｍ４ではその両側に隣接する第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２の張り出し部分よりも内側へ引き込まれた形状とされていればよく、張り出し量ａ１〜ａ４の間の大小関係、並びに、張り出し量ｂ１〜ｂ４の間の大小関係は特に問わない。

本実施形態では、二つの張り出し領域Ｅ１とＥ２が設けられ、また、Ｅ１とＥ２は連結部を挟んだ対角位置に設けられているが、本発明においてはこのような構成に限らず、張り出し領域はいずれの位置に幾つ設けられていてもよい。例えば、一つの張り出し領域のみ（例えばスイッチング素子が設けられた張り出し領域Ｅ１のみ）を設けてもよい。この場合には、上記張り出し領域が設けられた側の張り出し量（例えば、張り出し領域Ｅ１に対応する張り出し量ｂ１）を他の中間方向の張り出し量（例えば張り出し量ｂ２乃至ｂ４）より大きく構成すればよい。

［第２実施形態］
次に、図９及び図１０を参照して本発明に係る第２実施形態の構成について説明する。なお、本実施形態において、画素Ｇの配列態様、画素間領域Ｈの構造及び柱状スペーサ１５の断面形状以外の部分については上記第１実施形態と同様であるので、それらの説明は省略する。

この実施形態では、先に説明した第１実施形態とは異なり、複数の画素Ｇが第１の方向Ｆ１に配列されてなる画素列が隣接する画素列に対し第１の方向Ｆ１に沿った位相ずれ（第１の方向Ｆ１に沿った画素周期とは一致しない量の画素Ｇの位置ずれ）を有して第２の方向Ｆ２に配列されてなるデルタ状の配列パターンを有するものとなっている。

本実施形態では、第１の方向Ｆ１に沿って直線状に延在する第１の画素間領域部Ｈ１は先の第１実施形態と同様であるが、第２の方向Ｆ２に沿って延在する第２の画素間領域部Ｈ２は一つの画素Ｇの第２の方向Ｆ２に沿った長さを有し、その端部が第２の方向Ｆ２に存在する第１の画素間領域部Ｈ１に連結され、この連結部が終端となっている点で異なる。この場合、第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２の連結部から見ると、第１の画素間領域部Ｈ１は第１の方向Ｆ１の両側に延在しているが、第２の画素間領域部Ｈ２は第２の方向Ｆ２の一方の側にのみ延在し、したがって、画素間領域Ｈは、第１の画素間領域部Ｈ１と第２の画素間領域部Ｈ２が合計で連結部から三方向へ延在する態様とされた、三叉状の連結部を有している。

なお、図示例では、第２の画素間領域部Ｈ２の延在する側が第２の方向Ｆ２の両側のうちいずれの側であるかにより、２種類の連結部ＣＴとＣＴ′が存在している。この場合、連結部ＣＴとＣＴ′のいずれにも柱状スペーサ１５を配置する場合には、連結部ＣＴとＣＴ′における第２の画素間領域部Ｈ２の延在する側に応じて以下のように先端部１５ａの断面形状を形成すればよい。ただし、いずれか一方の連結部ＣＴ又はＣＴ′にのみ柱状スペーサ１５を配置しても構わない。

上記のように構成された画素構造においては、連結部から見て画素間領域Ｈが三方へ延在していることになるため、柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状は、当該三方においては外側へ張り出し、かつ、当該三方の間の三つの中間方向Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３（連結部ＣＴの場合）又はＮ１′、Ｎ２′、Ｎ３′（連結部ＣＴ′の場合）では、内側へ引き込まれた外縁を有する形状となっている。ここで、図９に示す断面形状は三角形状であり、図１０に示す断面形状は凸形状である。ただし、本実施形態における柱状スペーサ１５の先端部１５ａの断面形状は図示例に限らず、例えば、円形の外周部の三箇所に凹部を設けた形状、三角形の角部を丸めたり面取りしたりした形状などであっても構わない。

［電子機器］
最後に、図１３及び図１４を参照して上記各種の電気光学装置を搭載した電子機器の実施形態について説明する。図１３は本発明に係る電子機器の一例の外観を示す概略斜視図である。図示例の電子機器２００は車載用のカーナビゲーションシステムであり、本体２１０と、この本体２１０に接続された表示部２２０とを備えている。本体２１０には操作ボタン等を配設した操作面２１１が設けられるとともに、ＤＶＤ等の記録媒体の導入口２１２が設けられている。表示部２２０の内部には液晶表示体１００が格納され、この液晶表示体１００の表示領域に形成される画像、すなわちナビゲーション画像の表示が表示部２２０の表示画面２２０ａにて視認できるように構成されている。

図１４は電子機器２００における液晶表示体１００に対する制御系（表示制御系）の全体構成を示す概略構成図である。電子機器２００は、表示情報出力源２９１と、表示情報処理回路２９２と、電源回路２９３と、タイミングジェネレータ２９４と、後述するバックライト２０への電力供給を行う光源制御回路２９５とを含む表示制御回路２９０を有する。

また、液晶表示体１００には、上述の第１実施形態又は第２実施形態で説明した構成を有する液晶装置１０と、この液晶装置１０を駆動する駆動回路１９と、液晶装置１０を照明し、表示を視認可能とするためのバックライト２０とが設けられている。この駆動回路１９は、液晶装置１０に直接実装されている上記のＩＣチップで構成されてもよく、液晶装置１０の基板表面上に形成された電子部品や回路パターン、或いは、液晶装置１０に導電接続された回路基板に実装されたＩＣチップ若しくは回路パターンなどによっても構成することができる。

表示情報出力源２９１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ２９４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形で表示情報を表示情報処理回路２９２に供給するように構成されている。

表示情報処理回路２９２は、シリアル−パラレル変換回路、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、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１９へ供給する。駆動回路１９は、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路２９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。

光源制御回路２９５は、電源回路２９３から供給される電圧に基づいてバックライト２０の光源に電力を供給し、所定の制御信号に基づいて光源の点灯の有無及びその輝度等を制御するようになっている。

また、本発明に係る電子機器としては、図１３に示すカーナビゲーションシステムの他に、液晶テレビ、携帯電話機、電子時計、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末機などが挙げられる。

尚、本発明の電気光学装置及び電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

第１実施形態の第１の基板１１の構造を示す平面図。 第１実施形態の画素構造を示す縦断面図。 第１実施形態の第２の基板１２の構造を示す平面図。 第１実施形態の連結部近傍の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 第１実施形態の連結部近傍の他の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 第１実施形態の連結部近傍のさらに他の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 第１実施形態の連結部近傍の別の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 第１実施形態の連結部近傍のさらに別の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 第２実施形態の連結部近傍の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 第２実施形態の連結部近傍の他の柱状スペーサの配置及び断面形状を示す拡大部分平面図（ａ）及び当該柱状スペーサの断面形状を説明するための説明図（ｂ）。 液晶装置の概略構成断面図。 液晶装置の変形状態を示す概略構成断面図。 液晶装置を搭載した電子機器の概略斜視図。 電子機器の表示制御系を示す概略構成ブロック図。

符号の説明

１０…液晶装置、１１…第１の基板、１２…第２の基板、１３…液晶、１４…シール材、１５…柱状スペーサ、１５ａ…先端部、１６…配向膜、１７、１８…偏光板、Ｇ（Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂ）…画素、Ｈ…画素間領域、Ｈ１…第１の画素間領域部、Ｈ２…第２の画素間領域部、Ｅ１，Ｅ２…張り出し領域

Claims (11)

1. 第１の基板と、該第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置された液晶とを備えた液晶装置であって、
   前記第２の基板に設けられ、前記第１の基板に向けて突出する柱状スペーサと、
   少なくとも前記第１の基板に形成され、前記液晶に電界を与える複数の画素を構成するための画素構造と、
   前記画素の間において第１の方向に延在する第１の画素間領域部及び前記第１の方向と交差する第２の方向に延在し、前記第１の画素間領域部と連結された第２の画素間領域部を備えた画素間領域と、を具備し、
   前記柱状スペーサは、前記第１の画素間領域部と前記第２の画素間領域部の連結部に配置されるとともに、
   前記柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側では外側に張り出すとともに前記第１の画素間領域部の延在する側と前記第２の画素間領域部の延在する側の間の中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状であることを特徴とする液晶装置。
2. 前記画素間領域は前記第１の画素間領域部と前記第２の画素間領域部が交差してなる交点状の前記連結部を有し、
   前記柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の両側では外側に張り出すとともに前記第１の方向の両側と前記第２の方向の両側の間の中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記画素間領域は前記第１の画素間領域部に前記第２の画素間領域部の端部が接続されてなる三叉状の前記連結部を有し、
   前記柱状スペーサの少なくとも先端部の断面形状は、前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の前記第２の画素間領域部が延在する側では外側に張り出すとともに前記第１の方向の両側及び前記第２の方向の前記第２の画素間領域部が延在する側の間の中間方向では内側に引き込まれた外縁を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記柱状スペーサの前記先端部の断面形状は、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側にそれぞれ角部を有する多角形状であ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装置。
5. 前記柱状スペーサの前記先端部の断面形状は、前記第１の画素間領域部の延在する側及び前記第２の画素間領域部の延在する側にそれぞれ突出部を有する形状であ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装置。
6. 前記柱状スペーサの前記先端部の断面形状は、前記中間方向にそれぞれ凹部を有する形状であ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装置。
7. 前記第１の基板は前記画素毎に設けられたスイッチング素子を含み、前記第２の基板は前記画素に対応してフィルタ層を備えるカラーフィルタを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記第１の基板は前記画素毎に電界を付与するための第１の電極と第２の電極を含み、前記第２の基板は前記画素に対応してフィルタ層を備えるカラーフィルタを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 前記画素構造は、前記第１の基板上において少なくとも前記画素に重なる領域の最も前記液晶側に配置された配向膜を含む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装置。
10. 横電界モードの前記画素構造を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置と、該液晶装置を制御する制御手段とを具備する電子機器。

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