JP7388219B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、電気光学装置、および電子機器に関するものである。
投射型表示装置のライトバルブ等として用いられる透過型の電気光学装置では、画素電極を有する第１基板と、共通電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶層とを備える。かかる電気光学装置において、第１基板と第２基板との間隔の均一化を図るため、第１基板と第２基板との間に樹脂製のスペーサーを配置することが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、樹脂製のスペーサーを用いた場合、スペーサーから樹脂成分が溶出して液晶層を劣化させる等の問題がある。
一方、第１基板と第２基板との間において、画素電極と重ならないように、無機絶縁膜によってスペーサーを配置することが提案されている（特許文献２参照）。
無機絶縁膜は透光性を有するため、無機絶縁膜を用いてスペーサーを構成した場合、無機絶縁膜の内部に進入した光が無機絶縁膜の側面と液晶層との界面で反射し、特定の角度に向けて出射される結果、画像のコントラストを低下させるという問題点がある。それ故、特許文献２に記載の構成では、無機材料を用いてスペーサーを構成した場合、スペーサーの内部に進入した光が画像に影響を及ぼすことを回避することのできないという課題がある。
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置の一態様は、画素電極と、平面視で前記画素電極と重ならない領域に設けられた凹部内に一部が埋め込まれ、金属材料からなるスペーサーと、前記スペーサーを覆う絶縁膜と、を有する第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された電気光学層と、を備え、前記第１基板は、平面視で前記スペーサーと重なる領域において、前記凹部の外縁に沿うように前記スペーサーと前記画素電極との間に設けられる第１部分と、前記スペーサーの側面に沿うように前記第１部分から前記第２基板側へ突出する第２部分と、を有する絶縁性保護膜を有することを特徴とする。
本発明に係る電気光学装置は、各種電子機器に用いることができる。電子機器が投射型表示装置である場合、電子機器には、前記電気光学装置に入射する照明光を出射する照明光学系と、前記電気光学装置から出射された変調光を投射する投射光学系と、が設けられる。
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明において、第１基板１０に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは基板本体１９が位置する側とは反対側（第２基板２０が位置する側）を意味し、下層側とは基板本体１９が位置する側を意味する。
［実施形態１］
１．全体構成
図１は、本発明を適用した電気光学装置１の一態様を示す平面図であり、電気光学装置１を第２基板２０側からみた様子を示してある。図２は、本発明の実施形態１に係る電気光学装置１の断面を模式的に示す説明図である。
１．全体構成
図１は、本発明を適用した電気光学装置１の一態様を示す平面図であり、電気光学装置１を第２基板２０側からみた様子を示してある。図２は、本発明の実施形態１に係る電気光学装置１の断面を模式的に示す説明図である。
図１および図２に示すように、電気光学装置１では、第１基板１０と第２基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、第１基板１０と第２基板２０とは対向している。シール材１０７は第２基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられており、第１基板１０と第２基板２０との間でシール材１０７によって囲まれた領域に液晶層からなる電気光学層８０が配置されている。シール材１０７は、光硬化性を備えた接着剤、あるいは光硬化性および熱硬化性を備えた接着剤である。第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形であり、電気光学装置１の略中央には、表示領域１０ａが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略四角形に設けられている。
第１基板１０は、基板本体として、石英基板やガラス基板等からなる基板本体１９を有している。基板本体１９の第２基板２０側の一方面１９ｓ側において、表示領域１０ａの外側には、第１基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成され、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、フレキシブル配線基板１０５が接続されており、第１基板１０には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。また、基板本体１９の一方面１９ｓにおいて、表示領域１０ａには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜等からなる透光性の複数の画素電極９ａ、および複数の画素電極９ａの各々に電気的に接続するスイッチング素子（図２には図示せず）がマトリクス状に形成されている。画素電極９ａに対して第２基板２０側には第１配向膜１６が形成されており、画素電極９ａは、第１配向膜１６によって覆われている。従って、基板本体１９から第１配向膜１６までが第１基板１０に相当する。
第２基板２０は、基板本体として、石英基板やガラス基板等からなる基板本体２９を有している。基板本体２９において第１基板１０と対向する一方面２９ｓ側には、ＩＴＯ膜等からなる透光性の共通電極２１が形成されており、共通電極２１に対して第１基板１０側には第２配向膜２６が形成されている。共通電極２１は、基板本体２９の略全面に形成されており、第２配向膜２６によって覆われている。従って、基板本体２９から第２配向膜２６までが第２基板２０に相当する。
基板本体２９と共通電極２１との間には、樹脂、金属または金属化合物からなる遮光部材２７ａが形成されている。遮光部材２７ａは、表示領域１０ａの外縁に沿って延在する見切りである。遮光部材２７ａと共通電極２１との間には保護膜２２が形成されている。第１基板１０には、遮光部材２７ａと平面視で重なる領域に、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。
第１基板１０には、シール材１０７より外側において第２基板２０の角部分と重なる領域に、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極１０９が形成されている。基板間導通用電極１０９には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９ａが配置されており、第２基板２０の共通電極２１は、基板間導通材１０９ａおよび基板間導通用電極１０９を介して、第１基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、第１基板１０の側から共通電位が印加されている。
第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ＳｉＯｘ（ｘ≦２）、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜である。従って、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、カラムと称せられる柱状体が第１基板１０および第２基板２０に対して斜めに形成された柱状構造体層からなる。それ故、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、電気光学層８０に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子８０ａを第１基板１０および第２基板２０に対して斜め傾斜配向させ、液晶分子８０ａにプレチルトを付している。画素電極９ａと共通電極２１との間に電圧を印加しない状態で、第１基板１０および第２基板２０に対して垂直な方向と液晶分子８０ａの長軸方向（配向方向）とがなす角度がプレチルト角である。本形態において、プレチルト角は、例えば５°である。
このようにして、電気光学装置１は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの電気光学装置として構成されている。かかる電気光学装置１では、画素電極９ａと共通電極２１との間に電圧が印加されると、液晶分子８０ａは、プレチルトの方向において、第１基板１０および第２基板２０に対する傾き角が小さくなる方向に変位する。かかる変位の方向がいわゆる明視方向である。本形態においては、図１に示すように、フレキシブル配線基板が接続されている側を時計の６時の方向としたとき、液晶分子８０ａの配向方向（明視方向）は、矢印Ｅで示すように、平面視において、時計の４時３０分の方向から１０時３０分に向かう方向である。
本形態の電気光学装置１において、画素電極９ａおよび共通電極２１がＩＴＯ膜等の透光性導電膜により形成されており、電気光学装置１は、透過型電気光学装置として構成されている。透過型の電気光学装置１では、第１基板１０および第２基板２０のうちの一方の基板側から電気光学層８０に入射した光が他方の基板側を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本実施形態では、矢印Ｌで示すように、第１基板１０の側から電気光学層８０に入射した光が第２基板２０を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。従って、第１基板１０は光の入射側に設けられ、第２基板２０は、第１基板１０に対して光の出射側で対向している。
このように構成した電気光学装置１において、第１基板１０および第２基板２０のうちの少なくも一方には、画素電極９ａと対向するようにレンズが構成されることがある。本形態では、第２基板２０にレンズが構成されている。より具体的には、第２基板２０において、基板本体２９の一方面２９ｓの側には、画素電極９ａと平面視で重なる位置に、電気光学層８０と反対側に凹んだ曲面２９０が設けられている。曲面２９０は、レンズ層２３で覆われている。基板本体２９は石英基板であり、基板本体２９の屈折率は１．４８である。レンズ層２３は酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）であり、レンズ層２３の屈折率は１．５８～１．６８である。従って、曲面２９０は、正のパワーを有するレンズを構成している。
２．電気的な構成
図３は、図１に示す電気光学装置１の電気的な構成を示す説明図である。図３に示すように、電気光学装置１は、少なくとも表示領域１０ａにおいてＸ軸方向に延在する複数の走査線３ａと、Ｙ軸方向に延在する複数のデータ線６ａとを有しており、走査線３ａとデータ線６ａとは、第１基板１０において、互いに絶縁された状態にある。本実施形態において、第１基板１０は、走査線３ａおよびデータ線６ａに沿って延在する容量線５ａを有している。また、複数の走査線３ａと複数のデータ線６ａとの各交差に対応して画素Ｐが設けられている。複数の画素Ｐは各々、画素電極９ａ、スイッチング素子３０、および蓄積容量５０を備えている。走査線３ａはスイッチング素子３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはスイッチング素子３０のソースに電気的に接続されている。画素電極９ａはスイッチング素子３０のドレインに電気的に接続されている。
図３は、図１に示す電気光学装置１の電気的な構成を示す説明図である。図３に示すように、電気光学装置１は、少なくとも表示領域１０ａにおいてＸ軸方向に延在する複数の走査線３ａと、Ｙ軸方向に延在する複数のデータ線６ａとを有しており、走査線３ａとデータ線６ａとは、第１基板１０において、互いに絶縁された状態にある。本実施形態において、第１基板１０は、走査線３ａおよびデータ線６ａに沿って延在する容量線５ａを有している。また、複数の走査線３ａと複数のデータ線６ａとの各交差に対応して画素Ｐが設けられている。複数の画素Ｐは各々、画素電極９ａ、スイッチング素子３０、および蓄積容量５０を備えている。走査線３ａはスイッチング素子３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはスイッチング素子３０のソースに電気的に接続されている。画素電極９ａはスイッチング素子３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａは、図１に示すデータ線駆動回路１０１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Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎを各画素Ｐに供給する。走査線３ａは、図１に示す走査線駆動回路１０４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ＳＣ１、ＳＣ２、…、ＳＣｍを順次、各画素Ｐ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Ｄ１～Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループ毎に供給してもよい。走査線駆動回路１０４は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１～ＳＣｍを所定のタイミングで線順次で供給する。
電気光学装置１では、スイッチング素子３０が走査信号ＳＣ１～ＳＣｍの入力によりオン状態とされる期間、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１～Ｄｎが所定のタイミングで画素電極９ａに書き込まれる。画素電極９ａを介して電気光学層８０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１～Ｄｎは、画素電極９ａと電気光学層８０を介して対向配置された共通電極２１との間で一定期間保持される。画像信号Ｄ１～Ｄｎの周波数は例えば６０Ｈｚである。本実施形態においては、画素電極９ａと電気光学層８０との間に保持された画像信号Ｄ１～Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極９ａと共通電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量５０が接続されている。蓄積容量５０は、スイッチング素子３０のドレインと容量線５ａとの間に設けられている。
３．画素の具体的構成例
図４は、図１に示す電気光学装置１において隣り合う複数の画素の平面図である。図５は、図２に示す断面の一部を拡大して示す説明図である。なお、図４には、スイッチング素子３０の半導体層３０ａ、遮光層７ａ、８ａ、走査線３ａ、データ線６ａ、容量線５ａ、および画素電極９ａのみを以下の線で示してあり、中継電極、容量電極、およびコンタクトホールの図示を省略してある。また、図４では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
遮光層８ａ＝細くて長い破線
半導体層３０ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
データ線６ａ＝細い一点鎖線
容量線５ａ＝太い一点鎖線
遮光層７ａ＝細い二点鎖線
画素電極９ａ＝太い破線
図４は、図１に示す電気光学装置１において隣り合う複数の画素の平面図である。図５は、図２に示す断面の一部を拡大して示す説明図である。なお、図４には、スイッチング素子３０の半導体層３０ａ、遮光層７ａ、８ａ、走査線３ａ、データ線６ａ、容量線５ａ、および画素電極９ａのみを以下の線で示してあり、中継電極、容量電極、およびコンタクトホールの図示を省略してある。また、図４では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
遮光層８ａ＝細くて長い破線
半導体層３０ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
データ線６ａ＝細い一点鎖線
容量線５ａ＝太い一点鎖線
遮光層７ａ＝細い二点鎖線
画素電極９ａ＝太い破線
図４および図５に示すように、第１基板１０において第２基板２０と対向する面には、複数の画素の各々に画素電極９ａが形成されており、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域１２に沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。画素間領域１２は縦横に延在しており、走査線３ａは画素間領域１２のうち、Ｘ方向に延在する第１画素間領域に沿って直線的に延在し、データ線６ａは、Ｙ方向に延在する第２画素間領域に沿って直線的に延在している。データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応してスイッチング素子３０が形成されており、本形態において、スイッチング素子３０は、データ線６ａと走査線３ａとの交差領域１３およびその付近を利用して形成されている。第１基板１０には容量線５ａが形成されており、容量線５ａには定電位として共通電位が印加されている。容量線５ａは、走査線３ａおよびデータ線６ａに重なるように延在して格子状に形成されている。スイッチング素子３０の下層側には遮光層８ａが形成されており、遮光層８ａは、走査線３ａおよびデータ線６ａと重なるように格子状に延在している。スイッチング素子３０の上層側には遮光層７ａが形成されており、遮光層７ａは、データ線６ａと重なるように延在している。遮光層７ａには定電位として共通電位が印加されている。
基板本体１９の電気光学層８０側に位置する一方面１９ｓには、層間絶縁膜４１、４２、４３、４４、４５が順に積層されている。基板本体１９と層間絶縁膜４１との間に遮光層８ａが形成されている。遮光層８ａは、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の遮光性の導電膜からなる。遮光層８ａは、基板本体１９とスイッチング素子３０との間において、走査線３ａおよびデータ線６ａに沿うように延在しており、画素電極９ａと平面視で重なる領域が開口部になっている。遮光層８ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、タングステン、窒化チタン等からなり、第１基板１０に入射した光が、後述する半導体層３０ａに入射してスイッチング素子３０で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。遮光層８ａを走査線として構成する場合もあり、この場合、後述するゲート電極３１ａと遮光層８ａを導通させた構成とする。
層間絶縁膜４１と層間絶縁膜４２との間には、スイッチング素子３０が形成されている。スイッチング素子３０は、半導体層３０ａと、半導体層３０ａの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層３０ａの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極３１ａとを備えている。本形態において、ゲート電極３１ａは走査線３ａの一部からなる。ゲート電極３１ａおよび走査線３ａは、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等を含む遮光性の導電膜からなる。
層間絶縁膜４２と層間絶縁膜４３との間には、容量線５ａが設けられており、容量線５ａには、ドレイン電極（図示せず）が誘電体層を介して対向し、蓄積容量５０を構成している。容量線５ａは、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等を含む遮光性の導電膜からなる。
層間絶縁膜４３と層間絶縁膜４４との間にはデータ線６ａが形成されており、データ線６ａは、層間絶縁膜４２、４３を貫通するコンタクトホール（図示せず）を介して半導体層３０ａのソースに導通している。データ線６ａは、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等を含む遮光性の導電膜からなる。
層間絶縁膜４４と層間絶縁膜４５との間には遮光層７ａが形成されている。遮光層７ａは、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等を含む遮光性の導電膜からなる。遮光層７ａは、定電位として共通電位が印加されており、シールド層としても機能する。なお、遮光層７ａを容量線として構成することもある。
層間絶縁膜４５の上層側にはＩＴＯ膜等からなる画素電極９ａが形成されており、画素電極９ａは、ドレイン電極（図示せず）に導通している。層間絶縁膜４５の表面は平坦化されている。画素電極９ａの表面側には第１配向膜１６が形成されている。なお、層間絶縁膜４５と画素電極９ａとの間に、ボロンドープドシリケートガラス（ＢＳＧ膜）からなる保護層が形成されることがある。
４．柱状のスペーサー１４の構成
図６は、図４のＡ－Ａ′断面を模式的に示す説明図である。図５に示すスペーサー１４を拡大して示す説明図である。図４および図５に示すように、第１基板１０および第２基板２０の一方の基板において、隣り合う画素電極９ａに挟まれた画素間領域と重なる位置には、他方の基板に向けて突出した金属材料からなる柱状のスペーサー１４とが形成されている。本形態において、スペーサー１４は、第１基板１０において、画素間領域１２のうち、交差領域１３に相当する位置に形成されている。従って、図２に示す複数の曲面２９０のうち、４つの曲面２９０で囲まれた領域と対向している。本形態において、スペーサー１４の側面１４１は、根元側が先端側より太くなるようなテーパ面になっている。
図６は、図４のＡ－Ａ′断面を模式的に示す説明図である。図５に示すスペーサー１４を拡大して示す説明図である。図４および図５に示すように、第１基板１０および第２基板２０の一方の基板において、隣り合う画素電極９ａに挟まれた画素間領域と重なる位置には、他方の基板に向けて突出した金属材料からなる柱状のスペーサー１４とが形成されている。本形態において、スペーサー１４は、第１基板１０において、画素間領域１２のうち、交差領域１３に相当する位置に形成されている。従って、図２に示す複数の曲面２９０のうち、４つの曲面２９０で囲まれた領域と対向している。本形態において、スペーサー１４の側面１４１は、根元側が先端側より太くなるようなテーパ面になっている。
スペーサー１４は、金属材料からなる。このため、図６に示すように、第１基板１０には、スペーサー１４の表面を覆う酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁膜１７が形成されており、第１配向膜１６は、スペーサー１４に絶縁膜１７を介して重なっている。絶縁膜１７は、例えば、酸化シリコン等を第１基板１０に対して垂直な法線Ｖ方向から蒸着された膜である。このため、絶縁膜１７は、スペーサー１４を覆うとともに、画素電極９ａの表面にも形成されている。これに対して、第１配向膜１６は、矢印Ｄに示すように、第１基板１０に対する法線Ｖに対して斜めに傾いた方向から、図１に矢印Ｅに沿う方位から斜方蒸着することによって形成される。従って、スペーサー１４の側面のうち、蒸着方向とは反対側、およびスペーサー１４の陰になる部分には、第１配向膜１６が薄く形成されるか、全く形成されない場合もある。本形態において、スペーサー１４は、少なくとも表面が低反射材料からなる。例えば、スペーサー１４は、窒化チタンからなり、窒化チタンは、反射率が低い。
第１基板１０には、スペーサー１４と平面視で重なる位置に、基板本体１９に向けて凹んだ凹部４５ｓが形成されており、スペーサー１４の根元部分１４２は、凹部４５ｓに埋まっている。本形態において、スペーサー１４は、画素電極９ａと縁同士が平面視で重なるように形成されている。但し、スペーサー１４は、画素電極９ａの端部と重なるように形成される場合もある。このような場合、スペーサー１４と画素電極９ａとの間には、酸化アルミニウム等の絶縁性保護膜１１が設けられる。本形態において、スペーサー１４は、凹部４５ｓの内側に位置する根元部分１４２に対して先端側で隣り合う部分は、根元部分１４２より太くなっている。このため、根元部分１４２と先端側で隣り合う部分との間には、根元部分１４２から２段に張り出した段部１４３、１４４が形成されており、段部１４３、１４４と画素電極９ａとの間を埋めるように絶縁性保護膜１１が設けられている。
５．柱状のスペーサー１４の製造方法
図７は、図６に示すスペーサー１４の製造方法を示す工程断面図である。図６に示すように、第１基板１０にスペーサー１４を製造するには、画素電極９ａを形成した後、図７に示す工程ＳＴ１において、酸化アルミニウム等の絶縁性保護膜１１を形成する。次に、図７に示す工程ＳＴ２において、エッチングマスクを形成した状態で絶縁性保護膜１１および層間絶縁膜４５にエッチングを行い、凹部４５ｓを形成する。その際、絶縁性保護膜１１はエッチングストッパーとして機能し、画素電極９ａを保護する。次に、図７に示す工程ＳＴ３において、金属膜を形成した後、金属膜をパターニングし、スペーサー１４を形成する。次に、絶縁性保護膜１１のうち、スペーサー１４から張り出している部分をフッ化水素酸等を含むエッチング液で除去する。しかる後には、図６に示すように、絶縁膜１７および第１配向膜１６を順次、蒸着により形成する。
図７は、図６に示すスペーサー１４の製造方法を示す工程断面図である。図６に示すように、第１基板１０にスペーサー１４を製造するには、画素電極９ａを形成した後、図７に示す工程ＳＴ１において、酸化アルミニウム等の絶縁性保護膜１１を形成する。次に、図７に示す工程ＳＴ２において、エッチングマスクを形成した状態で絶縁性保護膜１１および層間絶縁膜４５にエッチングを行い、凹部４５ｓを形成する。その際、絶縁性保護膜１１はエッチングストッパーとして機能し、画素電極９ａを保護する。次に、図７に示す工程ＳＴ３において、金属膜を形成した後、金属膜をパターニングし、スペーサー１４を形成する。次に、絶縁性保護膜１１のうち、スペーサー１４から張り出している部分をフッ化水素酸等を含むエッチング液で除去する。しかる後には、図６に示すように、絶縁膜１７および第１配向膜１６を順次、蒸着により形成する。
６．本形態の主な効果
以上説明したように、本形態において、スペーサー１４は、金属材料からなるため、樹脂製のスペーサーと違って、スペーサーから樹脂成分が溶出して電気光学層８０を劣化させる等の問題が発生しない。また、スペーサー１４は、金属材料からなるため、スペーサー１４の内部に進入した光がスペーサー１４の側面と電気光学層８０との界面で反射し、特定の角度に向けて出射されるという事態が発生しない。それ故、スペーサー１４から出射される光に起因する画像のコントラストの低下が発生しない。また、スペーサー１４は、少なくとも表面が低反射材料からなるため、スペーサー１４の側面１４１での反射によって、画像のコントラストが低下するという事態が発生しにくい。
以上説明したように、本形態において、スペーサー１４は、金属材料からなるため、樹脂製のスペーサーと違って、スペーサーから樹脂成分が溶出して電気光学層８０を劣化させる等の問題が発生しない。また、スペーサー１４は、金属材料からなるため、スペーサー１４の内部に進入した光がスペーサー１４の側面と電気光学層８０との界面で反射し、特定の角度に向けて出射されるという事態が発生しない。それ故、スペーサー１４から出射される光に起因する画像のコントラストの低下が発生しない。また、スペーサー１４は、少なくとも表面が低反射材料からなるため、スペーサー１４の側面１４１での反射によって、画像のコントラストが低下するという事態が発生しにくい。
また、スペーサー１４の表面が絶縁膜１７で覆われているため、スペーサー１４が電気光学層８０に対して電気的な影響を及ぼしにくい。また、スペーサー１４と画素電極９ａとの間には、絶縁性保護膜１１が設けられているため、スペーサー１４が金属材料からなる場合でも、隣り合う画素電極９ａがスペーサー１４を介して短絡するという事態が発生しにくい。
また、スペーサー１４は、金属材料からなるため、強度が高い。また、第１基板１０には、スペーサー１４と平面視で重なる位置に、基板本体１９に向けて凹んだ凹部４５ｓが形成されており、スペーサー１４の根元部分１４２は、凹部４５ｓに埋まっている。このため、スペーサー１４を過度に太くしなくても、スペーサー１４の変形や倒壊等が発生しにくい。それ故、スペーサー１４を第１基板１0において遮光部材１８を構成するデータ線６ａや走査線３ａ等の配線に幅より細くすることができるので、スペーサー１４によって画素開口率が低下するという事態が発生しにくい。
［実施形態２］
図８は、本発明の実施形態２に係る電気光学装置１の説明図である。なお、本形態および後述する実施形態３、４の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図８は、本発明の実施形態２に係る電気光学装置１の説明図である。なお、本形態および後述する実施形態３、４の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
実施形態１では、スペーサー１４が電気的にフロート状態であったが、本形態では、図８に示すように、スペーサー１４が凹部４５ｓで、定電位としての共通電位が印加された遮光層７ａと電気的に接続されている。このため、スペーサー１４は、共通電位が印加される。このため、データ線６ａと走査線３ａとの交差領域１３付近では、画素電極９ａとスペーサー１４との間の電気力線によって液晶分子８０ａの姿勢を制御できるので、ドメインの発生を抑制することができる。
［実施形態３］
図９は、本発明の実施形態３に係る電気光学装置１の説明図である。実施形態１では、スペーサー１４が単一の金属材料によって構成されていたが、本形態では、図９に示すように、スペーサー１４は、第１金属材料からなる芯部１４ａと、芯部の表面を覆う第２金属材料の層１４ｂとを備え、第２金属材料は、第１金属材料より反射率が低い。このため、芯部１４ａについては、反射率は高いが成膜速度が速い金属材料によって構成し、層１４ｂについては、成膜速度は遅いが、反射率が低い金属材料によって構成することができる。例えば、芯部１４ａについては、アルミニウムまたはアルミニウム合金とし、層１４ｂについては窒化チタンとすることができる。
図９は、本発明の実施形態３に係る電気光学装置１の説明図である。実施形態１では、スペーサー１４が単一の金属材料によって構成されていたが、本形態では、図９に示すように、スペーサー１４は、第１金属材料からなる芯部１４ａと、芯部の表面を覆う第２金属材料の層１４ｂとを備え、第２金属材料は、第１金属材料より反射率が低い。このため、芯部１４ａについては、反射率は高いが成膜速度が速い金属材料によって構成し、層１４ｂについては、成膜速度は遅いが、反射率が低い金属材料によって構成することができる。例えば、芯部１４ａについては、アルミニウムまたはアルミニウム合金とし、層１４ｂについては窒化チタンとすることができる。
かかる態様によれば、表面での反射率が低いスペーサー１４を効率よく形成できる。なお、本形態に係る構成は、実施形態２に係る電気光学装置１に適用してもよい。
［実施形態４］
図１０は、本発明の実施形態４に係る電気光学装置１の説明図である。実施形態１、２、３では、第１基板１０にスペーサー１４を設けたが、本形態では、図１０に示すように、第２基板２０にスペーサー１４が設けられている。かかる態様は、例えば、共通電極２１を形成した後、スペーサー１４を配置する領域から共通電極２１を除去し、その後、図７に示す工程ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４を順に行うことによって実現することができる。この場合、スペーサー１４の根元部分１４２は、保護膜２２に形成された凹部２２ｓの内側に位置する。
図１０は、本発明の実施形態４に係る電気光学装置１の説明図である。実施形態１、２、３では、第１基板１０にスペーサー１４を設けたが、本形態では、図１０に示すように、第２基板２０にスペーサー１４が設けられている。かかる態様は、例えば、共通電極２１を形成した後、スペーサー１４を配置する領域から共通電極２１を除去し、その後、図７に示す工程ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４を順に行うことによって実現することができる。この場合、スペーサー１４の根元部分１４２は、保護膜２２に形成された凹部２２ｓの内側に位置する。
なお、第２基板２０にスペーサー１４を設ける場合に実施形態２、３で説明した構成を採用してもよい。
［他の実施形態］
上記実施形態では、スペーサー１４が角柱状であったが、スペーサー１４が円柱状であってもよい。また、上記実施形態ではスペーサー１４が柱状であったが、画素電極９ａの外縁に沿って延在する壁状にあってもよい。
上記実施形態では、スペーサー１４が角柱状であったが、スペーサー１４が円柱状であってもよい。また、上記実施形態ではスペーサー１４が柱状であったが、画素電極９ａの外縁に沿って延在する壁状にあってもよい。
上記実施形態では、ＶＡモードの電気光学装置に本発明を適用したが、ＴＮモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、ＯＣＢモードの電気光学装置に本発明を適用してもよい。上記の実施形態では、電気光学装置の一例として液晶装置について説明したが、本発明の電気光学装置はこれに限定されない。例えば、本発明の電気光学装置は、イメージセンサー等にも適用することができる。また、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、無機ＥＬまたは発光ポリマー等の発光素子を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。また、着色された液体と、当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを用いた電気泳動表示パネルに対して本発明を適用してもよい。
［電子機器］
電気光学装置１は、以下に説明する各種電子機器に用いることができる。図１１は、電子機器の一例であるパーソナルコンピューター２０００を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、各種の画像を表示する電気光学装置と、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設置される本体部２０１０と、制御部２００３とを有する。制御部２００３は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１の動作を制御する。
電気光学装置１は、以下に説明する各種電子機器に用いることができる。図１１は、電子機器の一例であるパーソナルコンピューター２０００を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、各種の画像を表示する電気光学装置と、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設置される本体部２０１０と、制御部２００３とを有する。制御部２００３は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１の動作を制御する。
図１２は、電子機器の一例であるスマートフォン３０００を示す平面図である。スマートフォン３０００は、操作ボタン３００１と、各種の画像を表示する電気光学装置１と、制御部３００２と、を有する。操作ボタン３００１の操作に応じて電気光学装置１に表示される画面内容が変更される。制御部３００２は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１の動作を制御する。
図１３は、電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。投射型表示装置４０００は、例えば、３板式のプロジェクターである。電気光学装置１ｒは、赤色の表示色に対応する電気光学装置１であり、電気光学装置１ｇは、緑の表示色に対応する電気光学装置１であり、電気光学装置１ｂは、青色の表示色に対応する電気光学装置１である。すなわち、投射型表示装置４０００は、赤、緑および青の表示色に各々対応する３個の電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂを有する。制御部４００５は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、電気光学装置１の動作を制御する。
照明光学系４００１は、光源である照明装置４００２からの出射光のうち赤色成分ｒを電気光学装置１ｒに供給し、緑色成分ｇを電気光学装置１ｇに供給し、青色成分ｂを電気光学装置１ｂに供給する。各電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂは、照明光学系４００１から供給される各単色光を表示画像に応じて変調するライトバルブ等の光変調器として機能する。投射光学系４００３は、各電気光学装置１ｒ、１ｇ、１ｂからの出射光を合成して投射面４００４に投射する。
なお、本発明の電気光学装置が適用される電子機器としては、例示した機器に限定されず、例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、およびＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｓａｌｅ）端末等が挙げられる。さらに、本発明が適用される電子機器としては、プリター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、またはタッチパネルを備えた機器等が挙げられる。
以上、好適な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されない。また、本発明の各部の構成は、前述の実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成に置換でき、また、任意の構成を付加できる。
１、１ｂ、１ｇ、１ｒ…電気光学装置、３ａ…走査線、５ａ…容量線、６ａ…データ線、７ａ、８ａ…遮光層、９ａ…画素電極、１０…第１基板、１０ａ…表示領域、１１…絶縁性保護膜、１２…画素間領域、１３…交差領域、１４…スペーサー、１４ａ…芯部、１４ｂ…層、１６…第１配向膜、１７…絶縁膜、１９、２９…基板本体、２０…第２基板、２１…共通電極、２２ｓ、４５ｓ…凹部、２６…第２配向膜、３０…スイッチング素子、４５ｓ…凹部、８０…電気光学層、８０ａ…液晶分子、１４１…側面、１４２…根元部分、２０００…パーソナルコンピューター、３０００…スマートフォン、４０００…投射型表示装置、４００１…照明光学系、４００３…投射光学系。
Claims (11)
- 画素電極と、平面視で前記画素電極と重ならない領域に設けられた凹部内に一部が埋め込まれ、金属材料からなるスペーサーと、前記スペーサーを覆う絶縁膜と、を有する第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された電気光学層と、を備え、
前記第１基板は、平面視で前記スペーサーと重なる領域において、前記凹部の外縁に沿うように前記スペーサーと前記画素電極との間に設けられる第１部分と、前記スペーサーの側面に沿うように前記第１部分から前記第２基板側へ突出する第２部分と、を有する絶縁性保護膜を有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１に記載の電気光学装置において、
前記スペーサーは、少なくとも表面が低反射材料からなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項２に記載の電気光学装置において、
前記スペーサーは、窒化チタンからなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項２に記載の電気光学装置において、
前記スペーサーは、第１金属材料からなる芯部と、前記第１金属材料より反射率が低く、前記芯部の表面を覆う第２金属材料の層と、からなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項４に記載の電気光学装置において、
前記第１金属材料はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記第２金属材料は、窒化チタンであることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１から５までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１基板は、前記スペーサーに前記絶縁膜を介して重なる配向膜を有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１に記載の電気光学装置において、
前記スペーサーは、前記画素電極の一部と平面視で重なることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１に記載の電気光学装置において、
前記スペーサーは、前記第１基板において定電位が設けられた配線と電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。 - 第１基板と、
前記第１基板に対向し、共通電極と、平面視で前記共通電極と重ならない領域に設けられた凹部内に一部が埋め込まれ、金属材料からなるスペーサーと、前記スペーサーを覆う絶縁膜と、を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置された電気光学層と、を備え、
前記第２基板は、平面視で前記スペーサーと重なる領域において、前記凹部の外縁に沿うように前記スペーサーと前記共通電極との間に設けられる第１部分と、前記スペーサーの側面に沿うように前記第１部分から前記第１基板側へ突出する第２部分と、を有する絶縁性保護膜を有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項９に記載の電気光学装置において、
前記スペーサーは、前記第２基板に設けられた共通電極の一部と平面視で重なることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項１から１０までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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