(57)【要約】【課題】本発明は、投射型表示装置のライトバルブに用いて好適な液晶装置に関し、表示品質を低下させることなく均一なギャップを保持できるようにすることを目的とする。【解決手段】基板１０，２０のギャップを保持するスペーサ２２，６０を、非表示領域Ｂのみに設ける。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板が枠状に形成されたシール部を介して対向配置され、上記一対の基板と上記シール部とにより囲まれた空間に電気光学素子が封入されてなり、上記シール部により囲まれた領域の中央部に複数の画素からなる表示領域を有する、ライトバルブ用の電気光学装置であって、
上記一対の基板のギャップを保持するスペーサが、非画素領域のみに設けられたことを特徴とする、電気光学装置。
【請求項２】
上記スペーサが散布材であることを特徴とする、請求項１記載の電気光学装置。
【請求項３】
上記スペーサが、上記一対の基板の内の少なくとも一方の基板に形成された柱状スペーサであることを特徴とする、請求項１記載の電気光学装置。
【請求項４】
上記シール部は電気光学材料注入用の開口部を有し、
上記スペーサは上記開口部近傍に配置されないことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
一対の基板が枠状に形成された第１のシール部を介して対向配置され、上記一対の基板と上記第１のシール部とにより囲まれた空間に電気光学素子が封入されてなり、上記第１のシール部により囲まれた領域の中央部に複数の画素からなる表示領域を有する、ライトバルブ用の電気光学装置であって、
上記第１のシール部と上記表示領域との間の領域に第２のシール部を備え、
上記一対の基板のギャップを保持するスペーサが、上記第２のシール部のみ、又は、上記第１のシール部と上記第２のシール部のみに配置されたことを特徴とする、電気光学装置。
【請求項６】
上記第２のシール部が、上記表示領域の周囲に配された線状又は点状に形成されたことを特徴とする、請求項５記載の電気光学装置。
【請求項７】
上記第１のシール部は電気光学材料注入用の開口部を有し、
上記第２のシール部は上記開口部近傍に配置されないことを特徴とする、請求項５又は６記載の電気光学装置。
【請求項８】
上記一対の基板の内の少なくとも一方の基板の表面に平坦化処理が施されたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかの項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの項に記載の電気光学装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置のライトバルブに用いて好適な電気光学装置及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置や電気泳動表示装置等、一対の基板の間に電気光学材料を挟持した構造を有する電気光学装置では、電気光学層の層厚を一定に保持するために、基板間にギャップ保持用のスペーサを配置している。
例えば、液晶装置は、対向する一対の基板の周縁部をシール材によりシールし、基板とシール部とで囲まれた空間に液晶を封入して作製される。そして、シール部により囲まれた領域の中央部に設けられた複数の画素領域により表示領域が構成される。このような液晶装置では、液晶層の厚み、即ち、基板間のギャップの均一性が表示品質に大きく影響するため、基板間にスペーサを配置して、ギャップを一定に保持している（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、表示領域中に配置されたスペーサは光抜けの原因となるため、その数は極力少なくすることが望まれる。特に、投射型表示装置のライトバルブとして用いられる液晶装置は、その表示領域が１インチ程度と小さいため、光抜けによるコントラストの低下はサイズの大きな直視型のものに比べて大きくなる。また、画像を拡大投影した場合に、光抜けした部分が視認され、表示品質が損なわれる虞がある。
このため、ライトバルブ用の液晶装置では、通常、表示領域にスペーサは配置されず、シール部のみでギャップを保持している。つまり、シール材の中にグラスファイバや樹脂ビーズ等からなるスペーサを練りこみ、このシール材によって二枚の基板を貼り合わせることで、表示領域のギャップを間接的に保持している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−５３１２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール部に配置されたスペーサのみでギャップを保持する従来の電気光学装置では、パネルサイズが例えば１．６〜１．８インチ程度と大きくなった場合に、表示領域中央部のギャップを十分に保持できなくなる虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、表示品質を低下させることなく均一なギャップを保持できるようにした電気光学装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電気光学装置は、一対の基板が枠状に形成されたシール部を介して対向配置され、上記一対の基板と上記シール部とにより囲まれた空間に電気光学素子が封入されてなり、上記シール部により囲まれた領域の中央部に複数の画素からなる表示領域を有する、ライトバルブ用の電気光学装置であって、上記一対の基板のギャップを保持するスペーサが、非画素領域のみに設けられたことを特徴とする。
なお、本明細書において、「画素」とは、画素電極が形成された個々の領域をいう。また、表示領域とは、全体として画像の形成される領域であり、画素及び画素間の領域を含む領域をいい、「非表示領域」とは、表示領域の外側に設けられた領域をいう。さらに、「非画素領域」とは、表示に寄与しない領域であって、非表示領域と画素間の領域とをいう。また、電気光学素子としては、例えば、液晶や電気泳動物質等の電気光学材料や、エレクトロルミネッセンス層を含む発光素子等が挙げられる。
【０００７】
本構成によれば、非画素領域に配置されたスペーサにより表示領域のギャップが保持されるため、シール部内のスペーサのみでギャップを保持する従来のものに比べて、表示領域におけるギャップの均一性が高まる。また、画素領域にはスペーサを配置していないため、光り抜け等による表示品質の低下を招くことはない。
【０００８】
上述のスペーサとして、グラスファイバ等の円筒状のスペーサや、散布剤として構成される樹脂ビーズ等の粒状のスペーサを用いることができる。或いは、フォトリソグラフィ技術を用いて、上記一対の基板の内、少なくとも一方の基板上に形成した感光性樹脂からなる柱状のスペーサを用いてもよい。スペーサに散布材を用いた場合、基板上に別途柱状スペーサ等を作りこむ必要がなく、製造工程を簡略化できる。一方、柱状スペーサによりギャップを保持する場合、その配置や密度を自由に設計できる。
なお、シール部に電気光学材料注入用の開口部が設けられている場合には、上記スペーサは上記開口部近傍に配置されないようにすることが望ましい。注入の障害となるスペーサを注入経路に設けないようにすることで、電気光学材料の注入むらを防止することができる。
【０００９】
また、本発明の液晶装置は、一対の基板が枠状に形成された第１のシール部を介して対向配置され、上記一対の基板と上記第１のシール部とにより囲まれた空間に電気光学素子が封入されてなり、上記第１のシール部により囲まれた領域の中央部に複数の画素からなる表示領域を有する、ライトバルブ用の電気光学装置であって、上記第１のシール部と上記表示領域との間の領域に第２のシール部を備え、上記一対の基板のギャップを保持するスペーサが、上記第２のシール部のみ、又は、上記第１のシール部と上記第２のシール部のみに配置されたことを特徴とする。
【００１０】
本構成によれば、第１のシール部よりも表示領域側に設けられた第２のシール部においてギャップが保持されるため、第１のシール部においてのみギャップが保持される従来のものに比べて、表示領域におけるギャップの均一性が高まる。また、表示領域にはスペーサが配置されないため、光り抜け等による表示品質の低下を招くことはない。
【００１１】
また、本構成では、基板間に別途スペーサを配置する工程を省略できるため、製造工程を簡略化でき、コスト的に有利となる。つまり、非画素領域にスペーサを配置する場合には、基板上に粒状のスペーサを散布したり、フォトリソグラフィ技術により柱状のスペーサを形成したりする必要がある。これに対して、本構成では、例えば、グラスファイバや樹脂ビーズ等からなるスペーサをシール材に混合し、このシール材により第１のシール部や第２のシール部を形成すればよい。このため、上述の散布工程等が不要となり、従来の工程を略そのまま踏襲することができる。
【００１２】
なお、本構成の第２のシール部は、第１のシール部と異なり、必ずしも基板周縁部を封止する必要はなく、例えば、直線形状や曲線形状のもの、或いは、点状に複数配置された構成とすることができる。
【００１３】
なお、第１のシール部に電気光学材料注入用の開口部が設けられている場合には、上記第２のシール部は上記開口部近傍に配置されないようにすることが望ましい。注入の障害となる第２のシール部を注入経路に設けないようにすることで、電気光学材料の注入むらを防止することができる。
また、上記一対の基板の内、少なくとも一方の基板の表面に平坦化処理を施すことが望ましい。これにより、ギャップの均一性を更に高めることができる。
また、本発明の電子機器は、上述の電気光学装置を備えたことを特徴とする。これにより、表示輝度を高めた電子機器を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１，図２を参照しながら、本発明の電気光学装置の一例である液晶装置について説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る液晶装置のアクティブマトリクス基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図２は対向基板を含めて示す図１のＩ−Ｉ′断面図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１５】
図１，図２に示すように、本実施形態の液晶装置１は、ライトバルブとして用いられる周辺回路内蔵型の小型（２インチ程度）の液晶装置であり、ハードガラスや石英等からなるアクティブマトリクス基板１０とガラス等からなる対向基板２０とが、シール部３０によって貼り合わされ、基板１０，２０とシール部３０とにより囲まれた空間に電気光学材料である液晶（液晶層４０）が封入されて構成されている。
【００１６】
シール部３０によって囲まれた基板１０の中央部には矩形の表示領域Ａが設けられており、この表示領域Ａには画素電極１１（図２参照）がマトリクス状に複数形成されている。そして、画素電極１１は、表示領域Ａの外側（非表示領域）Ｂに設けられたＸドライバ１５やＹドライバ１６等の周辺駆動回路により、マトリクス駆動されるようになっている。
【００１７】
一方、共通電極２１が形成された基板２０には、シール部３０と表示領域Ａとの間の非表示領域Ｂに、アクリルを主成分とする感光性材料からなる柱状のスペーサ２２が、２５μｍ２〜１ｍｍ２に１つの密度で複数形成されており、表示領域の直近の位置において基板１０，２０間のギャップが保持されるようになっている。
【００１８】
また、基板周縁部に矩形枠状に設けられたシール部３０には、グラスファイバや樹脂ビーズ等からなるスペーサ６０が混合されており、シール部３０においても基板１０，２０間のギャップを保持できるようになっている。また、シール部３０には、開口部（注入口）３０ａが設けられており、この注入口３０ａを介して基板１０，２０間に液晶が注入されるようになっている。この際、スペーサ２２は注入の障害となるため、注入経路となる注入口３０ａの近傍にはスペーサ２２は形成されていない。なお、注入口近傍とは、例えば注入口から１ｍｍ程度の範囲を指すが、注入条件によりこの距離は適宜増減される。
【００１９】
なお、基板１０では、画素１１を形成する際に、画素電極１１の下層でＣＭＰ（化学的機械研磨）等の平坦化処理が行なわれている。これにより、基板表面の平滑性を高められ、ギャップをより均一化できるようになっている。
【００２０】
したがって、本実施形態の液晶装置１によれば、スペーサ２２によって表示領域の直近でギャップを保持しているため、外枠のシール部のみでギャップを保持していた従来のものに比べて、表示領域におけるギャップの均一性を高めることができる。また、非表示領域Ｂに配置されたスペーサ２２，６０によりギャップを保持しているため、光り抜け等による表示品質の低下を招くことはない。
【００２１】
また、スペーサ２２がアクリルを主成分とする材料からなるため、シール材に比べて液晶中に溶け出す不純物が少なく、製造後長期間経っても液晶の抵抗を高抵抗に維持できる。仮に、シール部３０を表示領域Ａの直近に配置し、このシール部３０内のスペーサ６０によってギャップを保持した場合、表示領域におけるギャップの均一性は高まるものの、シール部３０から表示領域Ａ内に溶け出した不純物により、表示品質が損なわれてしまう。これに対して、本構成では、表示に対する不純物の影響を極力抑えて、信頼性の高い液晶装置を得ることができる。
【００２２】
［第２実施形態］
次に、図３，図４を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る電気光学装置の一例である液晶装置について説明する。
図３は本実施形態の液晶装置のアクティブマトリクス基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は対向基板を含めて示す図３のＪ−Ｊ′断面図である。なお、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の液晶装置２は、上記第１実施形態と同様に、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とが、シール部（第１のシール部）３０によって貼り合わされ、基板１０，２０とシール部３０とにより囲まれた空間に電気光学材料である液晶（液晶層４０）が封入されて構成されている。
本実施形態は、図３に示すように、上記第１実施形態の液晶装置１において、対向基板２０の柱状スペーサ２２を省略し、表示領域Ａとシール部３０との間の非表示領域Ｂに形成されたシール部（第２のシール部）３１と、シール部３０とにおいてギャップを保持するようにしたものであり、これ以外の構成については上記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００２４】
すなわち、本実施形態では、シール部３０と表示領域Ａとの間の非表示領域Ｂにシール部３１が形成されている。このシール部３１には、シール部３０と同様に、グラスファイバや樹脂ビーズ等からなるスペーサ６１が混合されており、シール部３０よりも表示領域Ａに近い位置でギャップを保持できるようになっている。シール部３１は、単にスペーサ６１を非表示領域に配置するために設けたものであり、シール部３０と異なり、基板周縁部を封止する役割を持たない。このため、シール部３１は、枠形状のものに限定されず、例えば本実施形態では図３に示すように、表示領域Ａの各端辺に沿って形成された直線状のシール部として構成されている。なお、シール部３１は、液晶注入の障害となるため、注入経路となる注入口３０ａの近傍には配置されない。
【００２５】
したがって、本実施形態の液晶装置２でも、スペーサ６１によって表示領域Ａの直近でギャップを保持しているため、光り抜け等の表示品質の低下を招くことなく、表示領域のギャップの均一性を高めることができる。
また、本構成では、シール部３０，３１のみでギャップを保持しているため、別途、柱状スペーサを形成する必要がなく、製造工程を簡略化できる。つまり、本構成では、柱状スペーサを形成したり粒状のスペーサを散布したりする代わりに、スペーサの混合されたシール材によりシール部３０，３１を同時に印刷するのみでギャップ保持が可能となるため、従来の製造工程を略そのまま踏襲することができる。このため、スペーサを別途形成するものに比べてコスト的に有利となる。
【００２６】
［第３実施形態］
次に、図５，図６を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る電気光学装置の一例である液晶装置について説明する。
図５は本実施形態の液晶装置の構成を示す断面図であり、図６は表示領域を拡大して示す図である。なお、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態の液晶装置３は、上記第１実施形態と同様に、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とが、シール部３０によって貼り合わされ、基板１０，２０とシール部３０とにより囲まれた空間に液晶（液晶層４０）が封入されて構成されている。
【００２７】
本実施形態は、図５に示すように、上記第１実施形態の液晶装置１において、柱状スペーサ２２の代わりに粒状のスペーサ６２により、表示領域Ａの直近のギャップを保持するようにしたものであり、これ以外の構成については上記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、非画素領域に樹脂ビーズ等からなる粒状のスペーサ（散布材）６２を散布により配置している。
【００２８】
このように非画素領域のみにスペーサ６２を散布する方法としては、例えば、各画素の画素電極１１に電荷を保持させた状態で、帯電させたスペーサ６２を散布し、両者のクーロン反発力により画素電極１１への落下を防止する方法を例示することができる。この場合、図６に示すように、表示領域Ａに落下したスペーサ６２は画素電極１１間の非画素領域Ｃに配置されるため、光り抜け等の表示品質の低下を招くことはない。また、このような方法以外にも、例えば粒状のスペーサ６２を画素を含む全領域に散布した後、表示領域Ａに落下したスペーサを粘着テープ等により除去してもよい。
【００２９】
したがって、本実施形態の液晶装置３でも、表示品質を損なうことなく、表示領域Ａにおけるギャップの均一性を高めることができる。
【００３０】
［電子機器］
次に、上述の電気光学装置を備えた電子機器の例について説明する。
図７は、上述した実施形態に係る電気光学装置を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータ（情報処理装置）の構成を示す斜視図である。同図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、上述した電気光学装置１１０６を備えた表示装置ユニットとから構成されている。
【００３１】
図８は、上述の電気光学装置をライトバルブとして備えた投射型表示装置の構成を示す平面図である。本投射型液晶表示装置１１１０は、前記の駆動回路１０１４がアクティブマトリクス基板上に搭載された液晶装置（電気光学装置）１００を含むモジュールを３個準備し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。この液晶プロジェクタ１１１０では、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニット１１１２から光が出射されると、３枚のミラー１１１６および２枚のダイクロイックミラー１１１８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分離され（光分離手段）、対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（液晶装置１００／液晶ライトバルブ）に各々導かれる。この際に、光成分Ｂは、光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ１１３２、リレーレンズ１１２３、および出射レンズ１１３４からなるリレーレンズ系１１３１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによって各々変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイクロイックプリズム１１２２（光合成手段）に３方向から入射され、再度合成された後、投射レンズ１１２４を介してスクリーン１１３０などにカラー画像として投射される。
上述の電子機器では、表示光を出力する電気光学装置の表示領域にスペーサが配置されていないため、明るい表示が可能となる。
【００３２】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記第１，第３実施形態では、粒状のスペーサ６０の混合されたシール材によりシール部３０を形成したが、シール部３０のスペーサを柱状スペーサ２３として構成してもよい（図９参照）。
【００３３】
また、上記第２実施形態では、シール部３１を直線状の構成としたが、これ以外にも、例えば曲線形状のものや点状に複数配置された構成としてもよい。また、その配置位置は、表示領域の４端辺全てに設ける必要はなく、少なくとも一箇所に設ければよい。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、アクティブマトリクス基板１０にＣＭＰ等の平坦化処理を施しているが、対向基板２０を平坦化処理してもよく、又、双方の基板１０，２０に対して平坦化処理してもよい。また、平坦化処理としては、上述のＣＭＰに限定されず、ＳＯＧを用いたエッチバックや、基板上に厚膜を塗布する等の方法によっても基板表面を平坦化できる。
また、上述した説明にあっては、電気光学装置を液晶装置として説明したが、本発明はこれに限るものではなく、電気泳動装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、或いは、プラズマ発光や電子放出による蛍光等を用いた様々な装置に対しても適用可能であるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶装置の平面図である。
【図２】同、液晶装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る液晶装置の平面図である。
【図４】同、液晶装置の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る液晶装置の断面図である。
【図６】同、液晶装置の表示領域を拡大して示す図である。
【図７】本発明の電子機器の一例を示す図である。
【図８】本発明の電子機器の一例を示す図である。
【図９】本発明の液晶装置の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１〜４  液晶装置、  １０，２０  基板、  ２２，２３，６０，６１，６２  スペーサ、  ３０  第１のシール部、  ３０ａ  注入口（開口部）、  ３１  第２のシール部、  ４０  液晶層、  Ａ  表示領域、  Ｂ  非表示領域
【図１】
2004191641.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004191641.tif 000009
【図８】
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【図９】
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