JP4492677B2 - アクティブマトリクス装置、電気光学表示装置、および電子機器 - Google Patents
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Description
一般に、アクティブマトリクス装置では、スイッチング素子としてTFTが用いられている。TFTは、その半導体層にa−Si薄膜やp−Si薄膜が用いられるが、これらは光導電性を有しているため、光が入射すると、光リークが生じ、TFTのオフ抵抗が低下したり、TFTの閾値がシフトしたりするおそれがある。
そこで、特許文献1にかかるアクティブマトリクス装置(電気光学表示装置用バックプレーン)では、前述したようなTFTに代えてメカニカルなスイッチング素子を用いている。このようなメカニカルなスイッチング素子は光リークが生じない。そのため、遮光層を設ける必要がなく、開口率を大きくすることができる。また、メカニカルなスイッチング素子は、TFTのような温度による特性変動を生じないため、優れたスイッチング特性を有する。
しかしながら、かかるアクティブマトリクス装置では、片持ばりを画素電極に接触させたときに、片持ばりがアクチュエータ電極に接触・固着するおそれがある。そのため、かかるアクティブマトリクス装置は、信頼性の低いものとなっていた。
本発明のアクティブマトリクス装置は、基板の一方の面側に設けられた複数の画素電極と、
前記各画素電極に対応して設けられ、前記画素電極に接続された固定電極と、前記固定電極に対向して接触/離反するように変位可能に設けられた可動電極と、前記可動電極に静電ギャップを介して対向して設けられた駆動電極とを備えるスイッチング素子と、
前記各可動電極に接続された第1の配線と、
前記各駆動電極に接続された第2の配線とを有し、
前記可動電極と前記駆動電極との間に電圧を印加することにより、前記可動電極と前記駆動電極との間に静電引力を生じさせ、これにより、前記可動電極を変位させて、前記可動電極と前記固定電極とを接触させ、前記第1の配線と前記画素電極とを導通状態とするように構成され、
前記各スイッチング素子は、前記可動電極と前記駆動電極との固着を防止する固着防止手段を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有するとともに、開口率を向上させることができるアクティブマトリクス装置を提供することができる。
これにより、可動電極と駆動電極との固着を防止することができる。
本発明のアクティブマトリクス装置では、前記離型処理部は、前記可動電極および/または前記駆動電極に対し離型性を有する材料で構成された薄膜であることが好ましい。
このような離型処理部は、各種成膜法を用いて簡単に形成することができる。
これにより、可動電極と駆動電極とが接触した際にこれらの間の短絡を防止することができる。その結果、アクティブマトリクス装置の信頼性をさらに向上させることができる。
本発明のアクティブマトリクス装置では、前記離型処理部は、前記少なくとも一方の面上に形成された微小な凹凸であることが好ましい。
このような離型処理部は、離型性および導電性を発揮させることができる。したがって、このような離型処理部を可動電極の固定電極との対向面に形成することができる。
これにより、可動電極と駆動電極との固着を防止することができる。
これにより、可動電極と駆動電極との固着を防止することができる。
これにより、スイッチング素子の構造を簡単なものとしつつ、可動電極と駆動電極との固着を防止することができる。また、駆動電極が可動電極の固定端側に対向するため、可動電極が駆動電極側に変位(曲げ変形)したときに、可動電極が元の状態に復帰しようとする反力が大きい。そのため、駆動電極と可動電極との固着を確実に防止することができる。
これにより、スイッチング素子の構造を簡単なものとしつつ、可動電極と駆動電極との固着を防止することができる。また、駆動電極が可動電極の自由端側に対向するため、可動電極を駆動電極側へ変位(曲げ変形)するのに要する駆動力(静電引力)が小さくて済む。そのため、駆動電圧の低電圧化を図るとともに、スイッチング素子の応答性を優れたものとする(高速化を図る)ことができる。
これにより、より確実かつ簡単に、可動電極と駆動電極とが離間した状態のまま、可動電極と固定電極とを接触させることができる。
これにより、可動電極と固定電極との固着を防止することができる。その結果、可動電極と駆動電極との固着をより確実に防止することができる。
これにより、開口率を向上させることができる。
これにより、マトリクス状に配列された複数の画素電極に対応して複数のスイッチング素子を配列することができる。
これにより、優れた信頼性を有するとともに、高品位な画像を表示することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気光学表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有するとともに、高品位な画像を表示することができる。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかるアクティブマトリクス装置を示す平面図、図2は、図1中のA−A線断面図、図3は、図2に示すスイッチング素子を説明するための斜視図、図4は、図2に示すスイッチング素子の作動を説明するための図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図1中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図2中および図4中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図1に示すアクティブマトリクス装置10は、複数の第1の配線11と、この複数の第1の配線11に交差するように設けられた複数の第2の配線12と、各第1の配線11と各第2の配線12との交点付近に設けられた複数のスイッチング素子1と、各スイッチング素子1に対応して設けられた複数の画素電極8とを有し、これらが基板50上に設けられている。
基板50には、例えば、ガラス基板、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホン(PES)、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)等で構成されるプラスチック基板(樹脂基板)、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
本実施形態では、複数の第1の配線11と複数の第2の配線12は、互いに直交するように配列されている。そして、複数の第1の配線11は、行選択のためのものであり、複数の第2の配線12は、列選択のためのものである。すなわち、第1の配線11および第2の配線12のうち、一方がデータ線であり、他方が走査線である。このような複数の第1の配線11と複数の第2の配線12を用いて行選択および列選択を行うことにより、選択的に所望のスイッチング素子1を作動(可動電極5と駆動電極2との間に電圧を印加)させることができる。
このような各第1の配線11および各第2の配線12の構成材料は、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、Pd、Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cuまたはこれらを含む合金等の導電性材料、ITO、FTO、ATO、SnO2等の導電性酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、PEDOT(poly−ethylenedioxythiophene)のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p−フェニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の導電性高分子材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、前述した導電性高分子材料は、通常、酸化鉄、ヨウ素、無機酸、有機酸、ポリスチレンサルフォニック酸などの高分子でドープされ導電性を付与された状態で用いられる。これらの中でも、各第1の配線11および各第2の配線12の構成材料としては、それぞれ、Al、Au、Cr、Ni、Cu、Ptまたはこれらを含む合金を主とするものが好適に用いられる。これらの金属材料を用いると、電解あるいは無電解メッキ法を用いて、容易かつ安価に各第1の配線11および各第2の配線12を形成することができる。また、アクティブマトリクス装置10の特性を向上することができる。
この第1の絶縁層4および第2の絶縁層7は、それぞれ、一部が除去されていて、後述するスイッチング素子1の駆動部分を収納する収納部(除去部)13が形成されている。
このような第1の絶縁層4および第2の絶縁層7の構成材料としては、それぞれ、絶縁性を有するものであれば、特に限定されず、各種有機材料(特に有機高分子材料)や、各種無機材料を用いることができる。
導電層6は、前述した固定電極3と画素電極8とを電気的に接続するためのものである。
この導電層6の構成材料としては、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、前述した各第1の配線11および各第2の配線12の構成材料と同様のものを用いることができる。
各画素電極8は、前述した基板50の一方の面側に設けられ、アクティブマトリクス装置10を用いて後述する液晶パネル100を構築した際に、各画素を駆動させるための電圧を印加する一方の電極を構成するものである。
特に、複数の画素電極8は、複数のスイッチング素子1に対し基板50の厚さ方向にて異なる位置(上方)に設けられ、各画素電極8は、平面視したときに、対応するスイッチング素子1を包含するように設置されている。これにより、各画素電極8の面積を最大限大きくすることができ、開口率を向上させることができる。
また、各画素電極8の下面(基板50側の面)の一部は、前述した収納部13の壁面の一部を構成しており、各画素電極8には、後述する製造工程において収納部13を形成するに際しエッチング液を供給するための貫通孔82が形成されている。この貫通孔82は、封止層9によって封止されている。
各スイッチング素子1は、図2および図3に示すように、対応する第2の配線12に電気的に接続された駆動電極2と、対応する画素電極8に電気的に接続された固定電極3と、対応する第1の配線11に電気的に接続された可動電極(スイッチ片)5とを有している。
駆動電極2は、前述した各第2の配線12からその側方に突出するように形成されており、前述した基板50の一方の面(上面)上に設けられている。そして、駆動電極2は、可動電極5に静電ギャップを介して対向して設けられている。
この駆動電極2は、可動電極5との間に電圧を印加する(電位差を生じさせる)ことにより、可動電極5との間(静電ギャップ)に静電引力を生じさせるものである。
このような駆動電極2の構成材料は、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した各第1の配線11および各第2の配線12の構成材料と同様のものを用いることができる。
固定電極3は、前述した駆動電極2に間隔を隔てて、前述した基板50の一方の面(上面)上に設けられている。
この固定電極3は、可動電極5と接触することにより、第1の配線12と電気的に接続されるものである。
このような固定電極3の構成材料は、導電性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した各第1の配線11および各第2の配線12の構成材料と同様のものを用いることができる。
可動電極5は、前述した各第1の配線11からその側方に突出するように形成され、前述した駆動電極2および固定電極3に対向するように設けられている。
この可動電極5は、帯状をなし、その長手方向での第1の絶縁層4側の端(図2にて左側の端)51が固定され、片持ち支持されている。これにより、可動電極5は、その自由端52側が駆動電極2および固定電極3側(下側)へ変位可能となっている。
このような可動電極5の構成材料は、導電性を有するとともに、弾性変形可能なものであれば、特に限定されないが、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、シリコンカーバイトのようなシリコン材料、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムのような金属材料、またはこれらの各材料の1種または2種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
収納部13内は、減圧状態としてもよいし、非酸化性のガスを充填してもよし、絶縁性の液体を充填してもよい。
このような各スイッチング素子1では、可動電極5と駆動電極2との間に電圧が印加されていないときには、図2および図3に示すように、可動電極5と固定電極3とが離間していて第1の配線11から画素電極8への通電が遮断状態となっている。
このようなメカニカルなスイッチング素子1は、TFTに比し優れた耐光性を有する。また、かかるスイッチング素子1は、TFTのような光リークを生じない。そのため、スイッチング素子1を遮光するためのブラックマトリクスのような遮光層を設ける必要がなく、アクティブマトリクス装置10における開口率を大きくすることができる。また、かかるスイッチング素子1は、温度による特性変動がないため、アクティブマトリクス装置10の冷却機構を簡易化することができる。さらに、かかるスイッチング素子1は、TFTに比し高速にスイッチング動作させることができる。
特に、前述したように可動電極5を片持ち支持した構造とすることにより、スイッチング素子1の構造を簡単なものとすることができる。また、駆動電極2が可動電極5の固定端側に対向するため、可動電極5が駆動電極2側に変位(曲げ変形)したときに、可動電極5が元の状態に復帰しようとする反力が大きい。そのため、駆動電極2と可動電極5との固着を確実に防止することができる。
次に、図5、図6を参照しつつ、第1実施形態のアクティブマトリクス装置10の製造方法の一例を説明する。
図5および図6は、それぞれ、図1および図2に示すアクティブマトリクス装置の製造方法(各スイッチング素子の製造方法)を説明するための図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図5および図6中の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」と言う。
[A]
まず、図5(a)に示すように、基板50を用意する。そして、この基板50上に、図5(b)に示すように、駆動電極2および固定電極3を形成する。また、図示しないが、駆動電極2および固定電極3の形成と同時に、第2の配線12も形成する。なお、以下では、駆動電極2と固定電極3と第2の配線12とを「駆動電極2および固定電極3等」と言う。
この金属膜の構成材料としては、特に限定されず、前述した駆動電極2および固定電極3の構成材料を用いることができるが、Alが好適に用いられる。金属膜の構成材料としてAlを用いると、駆動電極2および固定電極3等のそれぞれの導電性を優れたものとすることができる。また、金属膜の構成材料としてAlを用いると、比較的簡単に駆動電極2および固定電極3等の寸法精度を優れたものとすることができる。
この金属膜上に、フォトリソグラフィー法により、駆動電極2および固定電極3等の形状に対応する形状のレジスト層を形成する。このレジスト層をマスクとして用いて、金属膜の不要部分を除去する。
その後、レジスト層を除去することにより、図5(b)に示すように、駆動電極2および固定電極3等が得られる。
なお、駆動電極2および固定電極3等は、それぞれ、例えば、導電性粒子を含有するコロイド液(分散液)、導電性ポリマーを含有する液体(溶液または分散液)等の液状材料を基板50上に供給して被膜を形成した後、必要に応じて、この被膜に対して後処理(例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等)を施すことにより形成することもできる。
次に、図5(c)に示すように、駆動電極2および固定電極3等を覆うように、貫通孔41を有する第1の絶縁膜4Aを形成する。
この第1の絶縁膜4Aは、後述する工程[F]により第1の絶縁層4となるものである。
また、第1の絶縁膜4Aを無機材料で構成する場合、第1の絶縁膜4Aは、例えば、熱酸化法、CVD法、SOG法等により形成することができる。また、原材料にポリシラザンを用いることで、第1の絶縁膜4Aとして、シリカ膜、窒化珪素膜を湿式プロセスで成膜することが可能である。
次に、図5(d)に示すように、第1の配線11と可動電極5と導電層6とを形成する。このとき、貫通孔41内に導電層6の貫通電極部61が形成され、固定電極3と導電層6とが電気的に接続される。なお、以下では、第1の配線11と可動電極5と導電層6とを「可動電極5および導電層6等」と言う。
可動電極5および導電層6等は、前述した工程[A]と同様の方法を用いて形成することができるが、可動電極5をシリコンを主材料として構成する場合、例えば、Al−Si(2%)材料をスパッタリングし、α−Si(アモルファスシリコン)材料をスパッタリングした後に300℃程度でアニールすることにより前記Al−Siを通じてその下層にシリコン単結晶膜の結晶化をすすめ、その後上層に移動したAl−Siをエッチング除去することでシリコン単結晶膜を形成し、このシリコン単結晶膜を前述した工程[A]と同様の方法を用いてエッチングすることにより可動電極5を形成することができる。
次に、図6(a)に示すように、可動電極5および導電層6等を覆うように、貫通孔71を有する第2の絶縁膜7Aを形成する。
この第2の絶縁膜7Aは、後述する工程[F]により第2の絶縁層7となるものである。
このような第2の絶縁膜7Aは、前述した工程[B]と同様の方法を用いて形成することができる。
次に、図6(b)に示すように、貫通孔82を有する画素電極8を形成する。
画素電極8は、前述した工程[A]と同様の方法を用いて形成することができる。
[F]
次に、図6(c)に示すように、画素電極8の貫通孔82が露出するように開口141を有するマスク14を形成し、このマスク14を介してウェットエッチングすることにより、第1の絶縁膜4Aおよび第2の絶縁膜7Aの一部を除去して、第1の絶縁層4および第2の絶縁層7を形成する。これにより、駆動電極2と固定電極3と可動電極5とを収容する収納部13が形成される。
次に、マスク14を除去した後、図6(d)に示すように、複数の画素電極8を覆うように封止層9を形成する。これにより、アクティブマトリクス装置10(スイッチング素子1)を得る。
以上説明したようにして、アクティブマトリクス装置10を製造することができる。
次に、本発明のアクティブマトリクス装置の第2実施形態を説明する。
図7は、本発明のアクティブマトリクス装置(スイッチング素子)の第2実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図7中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
第2実施形態のアクティブマトリクス装置10Aは、図7に示すように、可動電極5上に離型処理部53が形成されている以外は、前述した第1実施形態のアクティブマトリクス装置10とほぼ同様である。
この離型処理部53は、駆動電極2に対し離型性を有するものであり、駆動電極2と可動電極5とが固着するのを防止する固着防止手段を構成する。これにより、可動電極5と駆動電極2との固着を防止することができる。
離型性を有する材料で構成された薄膜を離型処理部53として用いた場合、離型処理部53を各種成膜法を用いて簡単に形成することができる。
離型性を有する材料で構成された薄膜を離型処理部53として用いた場合、当該薄膜が絶縁膜であるのが好ましい。すなわち、当該薄膜の構成材料は、前述したものの中でもシリカ、各種樹脂材料(特にフッ素系樹脂材料)、各種ガラス材料、各種金属酸化物等の絶縁性材料であるのが好ましい。これにより、可動電極5と駆動電極2とが接触してもこれらの間の短絡を防止することができる。その結果、アクティブマトリクス装置10の信頼性をさらに向上させることができる。なお、当該薄膜の構成材料が導電性である場合には、離型処理部53は可動電極5の固定電極との対向部に形成されていてもよい。
以上説明したような第2実施形態にかかるアクティブマトリクス装置10Aによっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明のアクティブマトリクス装置の第3実施形態を説明する。
図8は、本発明のアクティブマトリクス装置(スイッチング素子)の第3実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図8中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
第3実施形態のアクティブマトリクス装置10Bは、図8に示すように、固定電極3上に突起31が形成されているとともに、収納部13内に絶縁性液体Fが充填されている以外は、前述した第1実施形態のアクティブマトリクス装置10とほぼ同様である。
かかる絶縁性液体Fとしては、可動電極5の変位が可能であるとともに、可動電極5および/または駆動電極2に対し離型性を有し、かつ、比較的高い絶縁性を有しているものであれば特に限定されず、例えば、飽和炭化水素化合物、シリコーンオイル、フッ素系液体などが挙げられ、これらのうち1種または1種以上を組み合わせて用いることができる。
この突起31は、可動電極5と駆動電極2との接触を阻止するように形成され、可動電極5と駆動電極2との固着を防止する固着防止手段を構成する。これにより、可動電極5と駆動電極2とが離間した状態のまま、可動電極5が固定電極3に接触することができる。また、このような突起31を形成することにより、駆動電極2と固定電極3の設置面を同一面(基板50の上面)としつつ、前述したように可動電極5と駆動電極2との固着を防止することができる。
以上説明したような第3実施形態にかかるアクティブマトリクス装置10Bによっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明のアクティブマトリクス装置の第4実施形態を説明する。
図9は、本発明のアクティブマトリクス装置(スイッチング素子)の第4実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図9中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
第4実施形態のアクティブマトリクス装置10Cは、図9に示すように、駆動電極2および固定電極3の配置が異なるとともに、固定電極3上に突起31が形成されている以外は、前述した第1実施形態のアクティブマトリクス装置10とほぼ同様である。
そして、固定電極3の可動電極5との対向部分には、突起31が形成されている。
この突起31は、可動電極5と駆動電極2との接触を阻止するように形成され、可動電極5と駆動電極2との固着を防止する固着防止手段を構成する。これにより、可動電極5と駆動電極2とが離間した状態のまま、可動電極5が固定電極3に接触することができる。
以上説明したような第4実施形態にかかるアクティブマトリクス装置10Cによっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明の電気光学表示装置の一例として、前述したアクティブマトリクス装置10を備える液晶パネルを説明する。
図10は、本発明の電気光学表示装置を液晶パネルに適用した場合の実施形態を示す縦断面図である。
マイクロレンズ基板201は、凹曲面を有する複数(多数)の凹部(マイクロレンズ用凹部)205が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板(第1の基板)206と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板206の凹部205が設けられた面に樹脂層(接着剤層)207を介して接合された表層202とを有しており、また、樹脂層207では、凹部205内に充填された樹脂によりマイクロレンズ208が形成されている。
このアクティブマトリクス装置10のスイッチング素子1は、図示しない制御回路に接続され、画素電極8へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極8の充放電が制御される。
配向膜60は、アクティブマトリクス装置10の画素電極8に接合されており、配向膜40は、液晶パネル用対向基板20の液晶層90にされている。ここで、配向膜60は、前述したアクティブマトリクス装置10の封止層9を兼ねている。
配向膜40、60は、特に限定されないが、通常、主として、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料で構成されたものである。前記高分子材料の中でも特に、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好ましい。配向膜40、60が、主として、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂で構成されたものであると、製造工程において簡便に高分子膜を形成できるとともに、耐熱性、耐薬品性などに優れた特性を有するものとなる。
このような配向膜は、その平均厚さが20〜120nmであるのが好ましく、30〜80nmであるのがより好ましい。
かかる液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、TN型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
液晶パネル用対向基板20側から入射した入射光Lは、マイクロレンズ用凹部付き基板206を通り、マイクロレンズ208を通過する際に集光されつつ、樹脂層207、表層202、ブラックマトリックス204の開口203、透明導電膜209、液晶層90、画素電極8、基板50を透過する。このとき、マイクロレンズ基板201の入射側に偏光膜80が設けられているため、入射光Lが液晶層90を透過する際に、入射光Lは直線偏光となっている。その際、この入射光Lの偏光方向は、液晶層90の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル100を透過した入射光Lを偏光膜70に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
以上説明したようなアクティブマトリクス装置10を備える液晶パネル100によれば、優れた信頼性を有するとともに、高品位な画像を表示することができる。
なお、本発明の電気光学表示装置は、このような液晶パネルへの適用に限定されるものではなく、電気泳動表示装置、有機または無機EL表示装置等に適用することもできる。
次に、本発明の電子機器の例として、前述した液晶パネル100を備える電子機器を図11ないし図14に示す第1〜4の例に基づき説明する。
(第1の例)
図11は、本発明の電子機器の第1の例であるモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が、前述の液晶パネル100と、図示しないバックライトとを備えている。バックライトからの光を液晶パネル100に透過させることにより画像(情報)を表示し得るものである。
図12は、本発明の電子機器の第2の例である携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、前述の液晶パネル100と、図示しないバックライトとを備えている。
図13は、本発明の電子機器の第3の例であるディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
撮影者が液晶パネル100に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
図14は、本発明の電子機器の第4の例である投射型表示装置(液晶プロジェクター))の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)240と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)250と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)260と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)210と、投射レンズ(投射光学系)220とを有している。
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム210と投射レンズ220とで、光学ブロック200が構成されている。また、この光学ブロック200と、ダイクロイックプリズム210に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ240、250および260とで、表示ユニット230が構成されている。
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。光源301から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン320上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。また、投射型表示装置300では、耐光性に優れた液晶パネル100を用いているため、光源301から出射される光の強度が大きい場合であっても、優れた長期安定性が得られる。
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図14中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ240に入射する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ250に入射する。
このように、光源301から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ250および260に入射し、それぞれの液晶パネル100で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ250が有する液晶パネル100の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ260が有する液晶パネル100の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
前記液晶ライトバルブ240により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ240からの赤色光は、面213からダイクロイックプリズム210に入射し、ダイクロイックミラー面211で図14中左側に反射し、ダイクロイックミラー面212を透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ260により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ260からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム210に入射し、ダイクロイックミラー面212で図14中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
なお、本発明の電子機器は、図11のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図12の携帯電話機、図13のディジタルスチルカメラ、図14の投射型表示装置の他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータなどが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部、モニタ部として、前述した本発明の電気光学表示装置が適用可能なことは言うまでもない。
以上、本発明のアクティブマトリクス装置、電気光学表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のアクティブマトリクス装置、電気光学表示装置および電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、透過型の電気光学表示装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、これに限定されず、LCOS(Liquid crystal on silicon)のような反射型の電気光学表示装置に適用することも可能である。
Claims (10)
- 基板の一方の面側に設けられた複数の画素電極と、
前記各画素電極に対応して設けられ、前記画素電極に接続された固定電極と、前記固定電極に対向して接触/離反するように、片持ち支持されその自由端側が変位するように構成された可動電極と、前記可動電極に静電ギャップを介して対向して設けられた駆動電極とを備えるスイッチング素子と、
前記各可動電極に接続された第1の配線と、
前記各駆動電極に接続された第2の配線とを有し、
前記可動電極と前記駆動電極との間に電圧を印加することにより、前記可動電極と前記駆動電極との間に静電引力を生じさせ、これにより、前記可動電極を変位させて、前記可動電極と前記固定電極とを接触させ、前記第1の配線と前記画素電極とを導通状態とするように構成され、
前記各スイッチング素子は、前記可動電極と前記駆動電極との固着を防止する固着防止手段を備えており、
前記各スイッチング素子毎に前記可動電極と前記駆動電極と前記固定電極とを収納する収納部を有し、前記固着防止手段は、前記収納部内に充填され、前記可動電極および/または前記駆動電極に対し離型性を有する絶縁性液体であることを特徴とするアクティブマトリクス装置。 - 前記固着防止手段は、前記可動電極と前記駆動電極との対向面のうちの少なくとも一方の面上に設けられ、前記可動電極および/または前記駆動電極に対し離型性を有する離型処理部を備える請求項1に記載のアクティブマトリクス装置。
- 前記離型処理部は、前記可動電極および/または前記駆動電極に対し離型性を有する材料で構成された薄膜である請求項2に記載のアクティブマトリクス装置。
- 前記薄膜は、絶縁膜である請求項3に記載のアクティブマトリクス装置。
- 前記離型処理部は、前記少なくとも一方の面上に形成された微小な凹凸である請求項2ないし4のいずれかに記載のアクティブマトリクス装置。
- 前記固定電極と前記可動電極と前記駆動電極とは、前記可動電極と前記駆動電極とが離間した状態のまま、前記可動電極が前記固定電極に接触するように配設され、これにより、前記固着防止手段を構成する請求項1ないし5のいずれかに記載のアクティブマトリクス装置。
- 前記固定電極は、前記可動電極の自由端側の端部に対向するように設置され、前記駆動電極は、前記固定電極よりも前記可動電極の固定端側の部分に対向するように設置されている請求項6に記載のアクティブマトリクス装置。
- 前記第1の配線は、前記基板に沿って互いに平行に複数設けられ、前記第2の配線は、前記各第1の配線に交差するとともに、前記基板に沿って互いに平行に複数設けられ、前記各スイッチング素子は、前記各第1の配線と前記各第2の配線との交点付近に設けられている請求項1ないし7のいずれかに記載のアクティブマトリクス装置。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載のアクティブマトリクス装置を備えることを特徴とする電気光学表示装置。
- 請求項9に記載の電気光学表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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