(57)【要約】【課題】黒表示時であってもスペーサによる光抜けがなく、また液晶の異常配向による光抜けをも防止でき、表示品位の高い液晶表示装置および電子機器を提供すること。【解決手段】基板１間の間隙を保持するスペーサ４は、着色され、かつ、表面処理された固着層５を有する。スペーサ４が着色（たとえば、黒色）されているので、液晶表示装置が黒表示時であっても、スペーサ４による光抜けがなくなる。また、スペーサ４を表面処理し、液晶分子７の垂直配向性を強くすることで、スペーサ４からの光抜けを防止できる。また、スペーサ４が固着層５を有するので、基板１ａ、１ｂとの固着力が増加し、液晶注入工程において衝撃・振動によるスペーサ４の移動を防止できるとともに、移動による画素領域２の傷つき、セルギャップ不良の発生等を防止できる。【選択図】　　　図２
2004145318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　基板間の間隙を保持するスペーサを備えた液晶表示装置において、
　前記スペーサは、非画素領域に配置され、着色された樹脂球と、当該樹脂球の表面を被覆する固着層とからなり、
　前記固着層は、液晶の配向を制御する機能と前記基板に前記スペーサを固着する機能とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
　前記樹脂球は、着色顔料を当該樹脂に混錬して着色形成さ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。
【請求項３】
　前記樹脂球は、染料で着色形成さ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。
【請求項４】
　前記固着層は、熱可塑性樹脂をコーティングして表面処理されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
　請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の液晶表示装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　この発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、さらに詳しくは、黒表示時であっても、スペーサによる光抜けがなく、また液晶の異常配向による光抜けをも防止でき、表示品位の高い液晶表示装置およびこの液晶表示装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
　図９は、従来の光抜けの様子を示す模式図、図１０は、従来の黒表示時における光抜けの様子（ｂ）を白表示時（ａ）と比較して示す模式図である。液晶表示装置は、基板１ａ，１ｂの間隙を一定に保つために、基板１ａ、１ｂ間にスペーサ２０を配置している。たとえば特許文献１に開示されている技術では、複数の電極間に開口部を有する非画素領域（ブラックマトリクス）を設け、この開口部を通して光反応性樹脂を背面露光し、スペーサ２０を固定している。非画素領域上にスペーサ２０を配置させた後は、スペーサ２０が移動しないように固定する。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０１０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、このスペーサ２０を固定するために光反応性樹脂を使用する場合は、非画素領域上のすべてに光反応性樹脂を配置しなければならない。また、液晶表示装置の高開口率化が進むと、非画素領域が狭くなる。このような場合、非画素領域上に光反応性樹脂を配置させるのは難しいという課題があった。
【０００５】
　また、スペーサ２０が非画素領域の端に配置されたとき、表面処理されていないスペーサ２０は、図９に示すように、そのスペーサ２０周辺に液晶分子７が異常配向してしまい、液晶表示装置が点灯したときに光抜けが起きてしまう。このため、非画素領域（図示せず）の端にスペーサ２０が配置されると、図１０に示すように、異常配向されている部分が画素領域２にかかってしまい、表示品位が低下するという課題があった。
【０００６】
　さらに、樹脂またはガラス等により形成された透明のスペーサ２０は、図１０（ｂ）に示すように、液晶表示装置が黒表示のときに、スペーサ２０から光抜けが起きてしまうという課題があった。
【０００７】
　また、光反応性樹脂とスペーサとを配置後、背面より開口部を通して光を照射し、光反応性樹脂を反応させてスペーサを固着させ、光反応性樹脂の未反応部分を除去する場合には、光反応性樹脂を反応させるための装置が必要となるとともに、光反応性樹脂の未反応部分を除去するための装置も必要となるため、コスト高となる。
【０００８】
　このように、光反応性樹脂を使用してスペーサ２０を固着させる手段は、高精細な液晶表示装置の製造には不向きであり、黒表示時であっても、スペーサ２０による光抜けがなく、また液晶の異常配向による光抜けをも防止できる液晶表示装置の提供が望まれていた。
【０００９】
　この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、黒表示時であっても、スペーサによる光抜けがなく、また液晶の異常配向による光抜けをも防止でき、表示品位の高い液晶表示装置およびこの液晶表示装置を搭載した電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　上述の目的を達成するために、この発明にかかる液晶表示装置は、基板間の間隙を保持するスペーサを備えた液晶表示装置において、前記スペーサは、非画素領域に配置され、着色された樹脂球と、当該樹脂球の表面を被覆する固着層とからなり、前記固着層は、液晶の配向を制御する機能と前記基板に前記スペーサを固着する機能とを有することを特徴とする。これにより、スペーサが着色（たとえば、黒色）されているので、液晶表示装置が黒表示時であっても、スペーサによる光抜けがなくなる。
【００１１】
　また、所定温度で固着層を溶融してから固化させることにより、スペーサと基板とを強固に固着できる。これにより、たとえば液晶注入工程において衝撃・振動によるスペーサの移動を防止できるとともに、スペーサ移動による画素領域の傷つき、セルギャップ不良の発生等を防止できる。また、固着層によって、粒子表面の垂直配向性を強くすることができ、液晶の異常配向によるスペーサからの光抜けを防止できる。したがって、黒表示時であっても、スペーサによる光抜けがなく、また液晶の異常配向による光抜けをも防止でき、表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００１２】
　また、本発明の好ましい態様によれば、前記樹脂球は、着色顔料を当該樹脂に混錬して着色形成されていることが望ましい。たとえば、絶縁体でコーティングした着色顔料（たとえば、カーボン）を通常懸濁重合時にモノマーに混錬して着色形成することができる。着色は、光抜けを防止すべく、黒色や紫色等が好ましい。これにより、汎用手段によって容易に着色形成することができるため、液晶表示装置が黒表示時であっても、スペーサによる光抜けを防止できる。
【００１３】
　また、本発明の好ましい態様によれば、前記樹脂球は、染料で着色形成されていることが望ましい。例えば、樹脂球の表面を酸で処理した後、染料で染色して着色形成することができる。着色は、光抜けを防止すべく、黒色や紫色等が好ましい。これにより、汎用手段によって容易に着色形成することができるため、液晶表示装置が黒表示時であっても、スペーサによる光抜けを防止できる。
【００１４】
　また、本発明の好ましい態様によれば、前記固着層は、熱可塑性樹脂をコーティングして表面処理されていることが望ましい。この熱可塑性樹脂からなる固着層を形成する手段としては、たとえば、表面に還元性基を有する微粒子に酸化剤を反応させ、粒子表面にラジカルを発生させることによって行うことができる。
【００１５】
　これにより、汎用手段によって容易に表面処理することができ、スペーサと基板とを強固に固着できる。すなわち、液晶注入工程において衝撃・振動によるスペーサの移動を防止できるとともに、スペーサ移動による画素領域の傷つき、セルギャップ不良の発生等を防止できる。また、粒子表面の垂直配向性を強くすることで、液晶の異常配向による光抜けを防止できる。
【００１６】
　また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器に本発明の液晶表示装置を搭載することが望ましい。これにより、黒表示時であっても、スペーサによる光抜けがなく、また液晶の異常配向による光抜けをも防止でき、表示品位の高い液晶表示装置を搭載した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　以下、この発明にかかる液晶表示装置の実施例につき図面を参照しつつ詳細に説明する。但し、周知・慣用技術によって形成する液晶表示装置の構成要素については説明を省略し、本発明の特徴的な部分のみについて説明する。なお、この実施例により、この発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
　図１は、本発明の実施例にかかる液晶表示装置の部分構造断面図である。図１において、基板１ａの表面には、遮光膜１１が設けられ、遮光膜１１の上に絶縁膜１２が形成され、絶縁膜１２の上に画素電極１３が形成されている。さらに、画素電極１３の上には液晶を配向させるための配向膜１４が形成されている。配向膜１４の非画素領域（画素電極１３が形成されていない領域）にはスペーサ４が配置されている。スペーサ４は所定温度で加熱することによって溶融し、配向膜１４との当接部分に固着部６が形成される。図示例では、説明の便宜上、配向膜１４とスペーサ４との固着例を示したが、他方の配向膜１６とも同様に固着される。他方の基板１ｂの表面には、画素電極１５とその上に配向層１６が形成されている。かかる構造の一対の基板１ａ、１ｂが、スペーサ４によって所定のセルギャップを保持した状態でシール材１０によって互いに接合される。こうして形成されたセルギャップ内に液晶７が封入される。
【００１９】
　図２は、黒表示時における液晶表示装置の要部を模式的に示す平面図である。同図では、説明の便宜上、１つの基板１ａのみを図示している。上述したように、基板１ａ、１ｂ間の間隙を保持するために、スペーサ４が、画素領域２間に形成された非画素領域３に配置されている。なお、この図２では、液晶表示装置の黒表示時の様子を示している。
【００２０】
　このスペーサ４の基材粒子は、たとえば、樹脂球製のものを用いることができる。この樹脂球製のスペーサ４は、絶縁体でコーティングした着色顔料（たとえば、カーボン）を通常懸濁重合時にモノマーに混錬して着色形成することができる。なお、着色法は顔料に限られず、この樹脂球の表面を酸で処理した後、染料で染色して着色形成することにしても良い。着色は、光抜けを防止すべく、黒色や紫色等が好ましい。
【００２１】
　図３は、着色・表面処理された固着層を有するスペーサを示す断面図である。スペーサ４は、図３に示すように、たとえば、基材の樹脂球に熱可塑性樹脂をコーティングして、液晶７の配向を制御するような表面処理（例えば、低エネルギー表面となるような表面処理）が施された固着層５を有している。かかる固着層５は、液晶７の配向を制御する機能とスペーサ４を基板１ａ、１ｂに固着する機能とを有している。熱可塑性樹脂からなる固着層５を形成する方法としては、たとえば、表面に還元性基を有する微粒子に酸化剤を反応させ、粒子表面にラジカルを発生させることによって行うことができる。より具体的には、例えば、還元性基を有する微粒子の表面にアルキル基を被覆させることにより固着層５を形成することができ、長鎖のアルキル基を有する重合性単量体、アルキル基を有するシランカップリング剤等をスペーサ表面に被覆させる方法や、ポリビニルアルコールをアルキル基を有する処理剤と反応させる方法（ＰＶＡ水酸基にアルキル基をつける）等が挙げられる。ここで、アルキル基の鎖の長さが大きくなるほど、その表面エネルギーが低くなって、液晶７の垂直配向規制が大きくなる。また、この固着層５の構成材料としては、基材粒子（たとえば、樹脂球）よりも、一定の温度条件下で変形（溶融）しやすいものを用いることが好ましい。
【００２２】
　図４は、固着層の溶融によるスペーサの固着過程を示す模式図である。この固着層５は、図４に示すように、基板１ａの非画素領域３上に配置されたスペーサ４を所定温度で加熱することによって溶融し、基板１ａとの当接部分に固着部６が形成される。そして、この固着部６が冷えて固まることによって、スペーサ４は基板１ａと強固に固着され、耐衝撃性・振動性を高めることができる。図示例では、説明の便宜上、１枚の基板１ａとスペーサ４との固着例を示したが、他の基板１ｂとも同様に固着される。
【００２３】
　スペーサ４が、いわゆるインクジェット法により基板１ａに配置される場合には、スペーサ４のキャリア溶液としての溶剤（たとえば、水とエチレングリコールの混合溶液）を揮発させるために、基板１ａを所定温度で加熱するので、この加熱温度で固着層５が溶融するように加熱温度を設定すればよい。
【００２４】
　スペーサ４がこのような固着層５を有することで、従来よりもスペーサ４の基板１ａ、１ｂに対する固着力が増加し、たとえば液晶注入工程において衝撃・振動によるスペーサ４の移動を防止できるとともに、スペーサ４の移動による画素領域２の傷つき、セルギャップ不良の発生等を防止できる。スペーサ４は、高精細な液晶表示装置を製造する場合には、インクジェット法によって基板１ａの非画素領域３の所定位置に配置されることが好ましいが、要請される表示品位によっては、いわゆる乾式散布法による製造方法にも適用することができる。
【００２５】
　図５はスペーサの粒子径と光透過率との関係を示すグラフ図、図６は光抜け防止の基本概念を示す模式図、図７は固着層の配向規制力と光抜け量を示すグラフ図である。以上のように表面処理されたスペーサ４は、図５に示すように、粒子径によって光透過率が異なるので、製造される液晶表示装置の性能に応じて、分級されてから使用されることとなる。図５では、粒子径が大きくなるほど、光透過率が小さくなっていくことが確認できる。
【００２６】
　また、上記のように表面処理されたスペーサ４は、図６および図７に示すように、光抜けを防止することができる。すなわち、図６に示すように、上記表面処理によって、粒子表面の垂直配向性を強くすることができ、液晶分子７の異常配向によるスペーサ４からの光抜けを防止できる。また、図７に示すように、垂直配向規制が大きくなるほど、光抜け量が良好となっていることが確認できた。上述したアルキル基の鎖の長さが大きくなるほど、垂直配向規制が大きい。なお、図６中では、表面処理していない場合の光抜けの様子も併せて示している。
【００２７】
　以上のように、この実施例にかかる液晶表示装置によれば、着色され、かつ、表面処理された固着層５を有するスペーサ４を備えているので、図２および図６に示すように、黒表示時であっても、スペーサ４による光抜けがなく、また液晶分子７の異常配向による光抜けをも防止でき、表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００２８】
　上記スペーサ４を用いたことによる上記光抜け防止は、主にＳＴＮ液晶表示装置においてコントラスト向上に効果的であるが、その他の種々の液晶表示装置についてもコントラストが向上し、表示品位を向上することができる。
【００２９】
　なお、スペーサ４の基材粒子として樹脂球を用いるものとして説明したが、これに限定されず、着色されたガラス球やセラミックス球等を基材粒子として用いることもでき、同様の効果を期待できる。また、熱可塑性樹脂からなる固着層５を形成する方法として、表面に還元性基を有する微粒子に酸化剤を反応させ、粒子表面にラジカルを発生させることによって行うものとして説明したが、これに限定されず、他の周知・慣用手段により固着層５を形成してもよい。
【００３０】
（電子機器への適用例）
　次に、本発明にかかる液晶表示装置を適用可能な電子機器の具体例について図８を参照して説明する。図８−１は、本発明にかかる液晶表示装置を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）３０の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ３０は、キーボード３１を備えた本体部３２と、本発明にかかる電気光学装置を適用した表示部３３とを備えている。図５−２は、本発明にかかる液晶表示装置を携帯電話機４０の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４０は、複数の操作ボタン４１のほか、受話口４２、送話口４３とともに、本発明にかかる電気光学装置を適用した表示部４４を備えている。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
　本発明にかかる液晶表示装置は、透過型、反射型、および半透過型の液晶表示装置に利用することができる。また、本発明にかかる液晶表示装置は、パッシブマトリクス型やアクティブマトリクス型（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶パネル）に利用することができる。さらに、本発明にかかる液晶表示装置を搭載した電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、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、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例にかかる液晶表示装置の部分構造断面図。
【図２】黒表示時における液晶表示装置の要部を示す平面図。
【図３】着色・表面処理された固着層を有するスペーサを示す断面図。
【図４】固着層の溶融によるスペーサの固着過程を示す模式図。
【図５】スペーサの粒子径と光透過率との関係を示すグラフ図。
【図６】光抜け防止の基本概念を示す模式図。
【図７】固着層の配向規制力と光抜け量を示すグラフ図。
【図８−１】実施例にかかる液晶表示装置を備えたパソコンの斜視図。
【図８−２】実施例にかかる液晶表示装置を備えた携帯電話機の斜視図。
【図９】従来の光抜けの様子を示す模式図。
【図１０】従来の黒表示時における光抜けの様子を示す模式図。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ、１ｂ　基板、２　画素領域、３　非画素領域、４　スペーサ、５　固着層、６　固着部、７　液晶分子、１１　遮光膜、１２　絶縁膜、１３　画素電極、１４　配向膜、１５　画像電極、１６　配向膜　
【図１】
2004145318.tif 000003
【図２】
2004145318.tif 000004
【図３】
2004145318.tif 000005
【図４】
2004145318.tif 000006
【図５】
2004145318.tif 000007
【図６】
2004145318.tif 000008
【図７】
2004145318.tif 000009
【図８−１】
2004145318.tif 000010
【図８−２】
2004145318.tif 000011
【図９】
2004145318.tif 000012
【図１０】
2004145318.tif 000013