(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持する一対の基板間に所定の間隔を形成するためのスペーサーが配置された複数の画素を有する液晶装置であって、
前記複数の画素は、それぞれ反射表示領域と、前記反射表示領域に囲まれた透過表示領域とを有し、
前記一対の基板におけるいずれか一方の基板には、前記反射表示領域における前記液晶層の層厚を前記透過表示領域の層厚よりも薄くするための絶縁層が設けられ、
前記絶縁層の前記反射表示領域から透過表示領域に至る領域は、傾斜面として形成され、
前記反射表示領域における前記液晶層には、当該液晶層の厚さに相当する直径を有する球状の第１スペーサーが配設される一方、前記透過表示領域における前記液晶層には、当該液晶層の厚さに相当する直径を有する球状の第２スペーサーが選択的に配設されることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１スペーサーは軟質であり、前記第２スペーサーは前記第１スペーサーよりも硬質であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記絶縁層は、少なくとも前記反射表示領域に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記スペーサーの表面の一部又は全部に、熱可塑性樹脂が付着していることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法であって、一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にスペーサーを配設するスペーサー配設工程と、該スペーサーを配設した基板と他方の基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、
前記スペーサー配設工程において、前記スペーサーを所定の溶媒に分散させたスペーサー分散溶液を、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数を任意に設定可能な液滴吐出方式により、前記反射表示領域および前記透過表示領域に、それぞれ第１および第２スペーサーを選択的に吐出し、さらに前記溶媒を蒸発させることにより、前記スペーサーを前記基板上に配設することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置、液晶装置の製造方法、及びこの液晶装置を備える電子機器に係り、特に、基板間にスペーサーを配設する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶装置として、下基板と上基板とがそれぞれの基板の周縁部においてシール材を介して所定間隔で貼着され、これら一対の基板間に、その基板間隔を均一にするべくスペーサーを多数介在させつつ、液晶層が封入された構成のものがある。なかでも、反射型と透過型の表示方式を兼ね備えた半透過反射型液晶装置は、周囲の明るさに応じて反射モード又は透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができるものである。
【０００３】
このような半透過反射型液晶装置としては、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用のスリットを形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射膜として機能させる構成が知られている。この場合、反射モードでは上基板から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面に配された反射膜により反射され、再び液晶層を通過して上基板側から表示に供される。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜に形成されたスリットから液晶層を通過した後に、上基板側から外部に表示され得る。したがって、反射膜のスリットが形成された領域が透過表示領域で、反射膜のスリットが形成されていない領域が反射表示領域とされている。
【０００４】
上記構成の半透過反射型液晶装置において、例えば液晶層の厚さをｄ1、液晶の屈折率異方性をΔｎ、これらの積算値として示される液晶のリタデーションをΔｎｄ1とすると、反射表示を行う部分の液晶のリタデーションΔｎｄ1は、入射光が液晶層を２回通過してから観測者に到達するので２×Δｎｄ1で示されるが、透過表示を行う部分の液晶のリタデーションΔｎｄ1は、バックライトからの光が１回のみ液晶層を通過するので１×Δｎｄ1となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように反射表示領域と透過表示領域とにおいてリタデーションの値が異なる構造において、液晶層の液晶分子の配向制御を行う場合に、各表示モードで同じ駆動電圧で液晶に電界を印加して配向制御を行うと、高コントラストの表示を得ることができない場合があった。そこで、反射表示領域において下基板の上側にアクリル樹脂層を形成し、液晶層厚を透過表示領域よりも小さくし、リタデーションの最適化を図る技術が提案されている。
【０００６】
この場合、反射表示領域と透過表示領域とにおいて液晶層の層厚が異なる構成とされているため、基板間に上述したスペーサーを配設したとしても、基板間隔すなわち液晶層厚を均一に保つのが困難となる場合がある上、基板間隔の大きい透過領域においてはスペーサーが浮遊状態になり、表示ムラが発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、液晶層を挟持する一対の基板間隔を一層精密に制御することが可能な構成を具備した液晶装置とその製造方法、並びにその液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板間に所定の間隔を形成するためのスペーサーが配置された液晶装置であって、液晶層には層厚の異なる少なくとも２つの領域が形成され、相対的に液晶層厚の大きい領域には相対的に高さ寸法の大きいスペーサーが配設される一方、相対的に液晶層厚の小さい領域には相対的に高さ寸法の小さいスペーサーが配設されることを特徴とする。
【０００９】
このような液晶装置によると、異なる液晶層厚を有する各領域において最適な寸法のスペーサーを用いることによりそれぞれの層厚を制御することが一層容易となり、さらに液晶層厚の大きい領域において浮遊するスペーサーをなくすこととなり、ひいては表示ムラ等の発生が少ない優れた表示を提供することが可能となる。
【００１０】
上記一対の基板間には、液晶層において少なくとも層厚の異なる２つの領域を形成するための絶縁層が配設されているものとすることができる。このように絶縁層にて少なくとも層厚の異なる２つの領域を形成すると、確実に液晶層厚の異なる領域、すなわちリタデーションΔｎｄ（ｄ：液晶層の厚さ、Δｎ：液晶の屈折率異方性）の異なる少なくとも２つの領域を形成することが可能となるとともに、上記構成のスペーサーを採用することで、液晶層厚の異なる各領域において所望のリタデーション値の液晶層を精度良く形成することが可能となる。なお、絶縁層は、少なくとも液晶層厚の小さい領域に形成されていればよく、例えば液晶層厚の小さい領域のみに形成したり、あるいは液晶層厚の小さい領域に、液晶層厚の大きい領域における絶縁層よりも層厚の大きい絶縁層を形成することで、層厚の異なる２以上の領域を形成することが可能となる。
【００１１】
上記液晶層厚の相対的に大きい領域を透過表示に利用される透過表示領域とし、一方、液晶層厚の相対的に小さい領域を反射表示に利用される反射表示領域とすることができる。この場合、いわゆるマルチギャップ型の半透過反射型液晶表示となり、透過表示ないし反射表示のいずれを主要目的とするかにより、上述のように異なるスペーサーを使い分けすれば、その主要目的において表示ムラの少ない表示特性に優れた液晶装置を提供可能となる。
【００１２】
なお上記スペーサーは、各領域毎に弾性係数の異なるスペーサーを使用することができる。このような液晶装置によると、各領域毎にスペーサーが異なる機能を発現するものとなる。すなわち、相対的に弾性係数の大きいスペーサーを配設した領域では、相対的に液晶層厚の寸法安定性に優れ、製造時には液晶層厚を所望の寸法に設定し易くなる。一方、相対的に弾性係数の小さいスペーサーを配設した領域では、該スペーサーは、その弾性変形に基づき、スペーサーの浮遊を防止するために基板間に付与される負荷を受け、上記弾性係数の大きいスペーサーの変形を抑えつつ、液晶層厚の微妙な制御を可能とし、液晶層全体の均一化に寄与することとなる。
したがって、特に液晶層を基板間に封入する製造工程において、弾性係数の小さいスペーサーＡとして、該スペーサーＡを配設する領域の液晶層厚よりも大きい高さ寸法のものを適用し、該弾性係数の小さいスペーサーＡを変形させつつ弾性係数の大きいスペーサーＢとともに基板間に封入することで、液晶層厚の誤差を解消し、弾性係数の大きいスペーサーＢを配設する領域において該スペーサーＢの高さ寸法に対応して所望の液晶層厚を高精度で均一に確保することが可能となる。
また、液晶層厚の大きい領域に高さ寸法（本発明に言う高さ寸法とは液晶層厚方向の寸法を言う）の大きいスペーサーを配設し、液晶層厚の小さい領域に高さ寸法の小さいスペーサーを配設したため、スペーサーが浮遊する等の問題も一層生じ難くなり、また、上述したスペーサーの変形も最小限に留めることが可能となり、一層層厚制御の精度が向上するものとなる。
さらに、例えば液晶層厚の大きい領域における表示を重視し、該層厚の大きい領域における液晶層厚を所望の値に設計したい場合には、液晶層厚の小さい領域に弾性係数の小さいスペーサーを、液晶層厚の大きい領域に弾性係数の大きいスペーサーを配設することで、液晶層厚の大きい領域において該液晶層厚を高い精度で定めつつ均一化を図ることが可能となる。すなわち、本発明の液晶装置によると、目的に応じて層厚の異なる各領域のいずれかについて、層厚の設計精度を向上させることが可能となり、ひいては表示ムラ等の発生が少ない表示を提供することが可能となる。
【００１３】
なお、上記スペーサーの表面の一部又は全部に、熱可塑性樹脂が付着しているものとすることができる。このように熱可塑性樹脂をスペーサーの表面に形成し、例えば基板間の所定位置にスペーサーを配設した後に熱処理を施すことにより、基板に対しスペーサーを安定して固着させることが可能となり、例えばスペーサーが浮遊して所定位置からズレてしまう等の不具合発生を一層防止ないし抑制することが可能となる。
【００１４】
次に、上記液晶装置は以下の方法により製造することができる。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にスペーサーを配設するスペーサー配設工程と、該スペーサーを配設した基板と他方の基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、スペーサー配設工程において、基板上の所定領域毎にマスクを施し、マスクの形成されていない領域に所定のスペーサーを選択的に配設する方法を用い、液晶層厚が異なるものとされる少なくとも２つの領域毎に、高さ寸法の異なるスペーサーを選択的に配設することを特徴とする。
【００１５】
このようなマスク配設法（マスク散布法）により、マスク形成の有無に応じて所定領域毎に選択的にスペーサーを配設することが可能となり、すなわち高さ寸法の異なるスペーサーを液晶層厚の異なる領域毎に配設することが可能となる。
【００１６】
一方、上記液晶装置は以下の方法により製造することも可能である。すなわち、製造方法の異なる態様は、一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にスペーサーを配設するスペーサー配設工程と、該スペーサーを配設した基板と他方の基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、スペーサー配設工程において、スペーサーを所定の溶媒に分散させたスペーサー分散溶液を、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数を任意に設定可能な液滴吐出方式により、基板上の液晶層厚が異なるものとされる各領域毎に、高さ寸法の異なるスペーサーを選択的に吐出し、さらに溶媒を蒸発させることにより、スペーサーを基板上に配設することを特徴とする。
【００１７】
このように、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数が任意に設定できる液滴吐出ノズルを用いる液滴吐出方式によりスペーサーの散布を行うことで、基板上に散布するスペーサーの位置と個数を制御することが可能となる。したがって、液滴吐出方式を採用した本発明の製造方法により、確実に基板上の液晶層厚の異なる各領域毎にスペーサーを配設することが可能となり、ひいては液晶装置において層厚を一層制御することが容易となる。なお、液滴吐出方式としては、例えばインクジェットノズルを用いるインクジェット方式等を例示することができる。
【００１８】
また、本発明の液晶装置は、更に異なる態様の方法により製造することもできる。すなわち、スペーサー配設工程において、フォトリソグラフィ法により、基板上の液晶層厚が異なるものとされる各領域毎に、高さ寸法及び弾性係数の異なるスペーサーを選択的に形成することを特徴とする。このように、フォトレジスト形成、マスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離を含んでなるフォトリソグラフィ工程により、所定領域毎にスペーサーを形成することが可能である。具体的には、液晶層厚の異なる領域の種類数に応じて異なるフォトリソグラフィ工程を複数回行うことで、該液晶層厚の異なる領域毎に、高さ寸法の異なるスペーサーを選択的に形成することが可能となる。
【００１９】
次に、本発明の電子機器は上記のような液晶装置を例えば表示装置として備えることを特徴とする。このように本発明の液晶装置を備えることにより、表示品質の優れた電子機器を提供することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
［液晶装置］
以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの半透過反射型液晶装置である。図１は本実施形態の液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２はその液晶装置の構造を示す断面図であって、図示上側が反射表示に利用される自然光や照明光等の外光が入射される視認側（観察者側）で、図示下側が透過表示に利用される内部光源からの光が入射される光源側である場合について図示している。また、図面においては、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せてある。
【００２１】
本実施形態の液晶装置において、図１に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極１０６と当該画素電極１０６への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線１１９が当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線１１９に書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１１９に対してグループ毎に供給される。
【００２２】
また、走査線１１８がＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１１８に対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極１０６はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線１１９から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００２３】
画素電極１０６を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する対向電極１０５（図２参照）との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極１０６と対向電極１０５との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【００２４】
次に、図２に基づいて、本実施形態の液晶装置の断面構造について説明する。実施形態の液晶装置は、図１３に示す断面構造の如く上下に対向配置された透明のガラス等からなる下基板（素子基板）１０２，上基板（対向基板）１０１の間に液晶層１０３が挟持された基本構造を具備している。なお、図面では省略されているが、実際には基板１０１，１０２の周縁部側にシール材が介在されていて、液晶層１０３を基板１０１，１０２とシール材とで取り囲むことにより液晶層１０３が基板１０１，１０２間に封入された状態で挟持されている。また、下方の基板１０２の更に下方側には光源及び導光板等を備えたバックライト（光源）１０４が設けられている。
【００２５】
上基板１０１の上面側（観測者側）には位相差板１１２と偏光板１１３とが配置されるとともに、下基板１０２の下面側（内部光源側）にも位相差板１１４と偏光板１１５とが配置されている。偏光板１１３，１１５は、上面側から入射する外光、及び下面側から入射するバックライト１０４の光に対し一方向の直線偏光のみを透過させ、位相差板１１２，１１４は、偏光板１１３，１１５を透過した直線偏光を円偏光（楕円偏光を含む）に変換する。したがって、偏光板１１３，１１５及び位相差板１１２，１１４は円偏光入射手段として機能している。なお、本実施形態においては、バックライト１０４を備える側を下側とし、一方の外光が入射する側を上側としている。
【００２６】
一方、上基板１０１の液晶層１０３側にはカラーフィルタ１１０を介してＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等からなる対向電極１０５が形成され、さらに対向電極１０５の液晶層１０３側には、この対向電極１０５を覆う態様で配向膜１１１が形成されている。また、下基板１０２の液晶層１０３側には反射層１１６が形成され、この反射層１１６は所定の間隔毎に開口部１１６ａを具備し、その開口部１１６ａが図１３の紙面左右方向及び紙面垂直方向に相互に離間して透過表示領域に対応するように平面視矩形状に分割された態様で複数形成されている。なお、反射層１１６はＡｌ、Ａｇ等の光反射性の、すなわち反射率の高い金属材料により平面視矩形枠状に構成されており、配向膜１１１はポリイミド等の高分子材料膜に対して所定のラビング処理を施したものを用いている。
【００２７】
また、下基板１０２の液晶層１０３側表面にはフロスト加工が施されて凹凸部１０２ｅが形成されており、この凹凸部１０２ｅに沿って反射層１１６の液晶層１０３側表面も凹凸部１１６ｅを形成している。このような基板１０２に対する凹凸形成は、例えば基板１０２となるガラス基板上にレジストを塗布した後にフッ酸を用いたエッチング処理を行い、エッチング処理後にレジストを剥離するフォトリソ工程を行うことで形成することができる。
【００２８】
反射層１１６の上層側には、液晶層３について層厚の大きな領域と層厚の小さな領域とを基板面方向にそれぞれ形成するための液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが、所定の間隔毎に突出形態にて形成されている。液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂは、アクリル樹脂等の透光性絶縁材料を主体として構成されており、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂにより反射層１１６の上面が覆われるとともに、凸状の各液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの間には凹状部１２２ａが形成され、すなわち段差部が形成される。
【００２９】
また、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂは、凹状部１２２ａの谷底たる凹状底面１２３から１０°〜８０°の角度で傾斜した傾斜面１２４を備えた傾斜領域と、凸状部の丘部分たる平坦面１２５を備えた平坦領域とを有している。したがって、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂは、傾斜領域において自身の層厚が平面方向に連続的に変化するものとされており、平坦領域において自身の層厚が平面方向に略均一な構成とされている。なお、これら傾斜領域と平坦領域とは隣接して、傾斜面と平坦面とが連続するべく形成されている。
【００３０】
液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの液晶層１０３側の表面、及び凹状部１２２ａの底面（すなわち下基板１０２の凹部１２２ａが形成されている面）１２３には画素電極１０６が形成され、画素電極１０６の上には電極を覆う態様で配向膜１０７が形成されている。画素電極１０６は例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等を用いることができ、配向膜１０７は例えばポリイミド等の高分子材料膜に対して所定のラビング処理を施したものを用いることができる。なお、画素電極１０６は図３に示すスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１７により駆動制御され、したがって本実施形態では下側の電極１０６が画素電極、上側の電極１０５が対向電極、さらに下基板１０２が素子基板、上基板１０１が対向基板とされている。この場合、薄膜トランジスタ１１７等のＴＦＴ素子３０（図１参照）は例えば下基板１０２側に形成することができるが、本実施形態では図示を省略している。
【００３１】
次に、本実施形態の液晶装置では、液晶層１０３において表示に利用される領域が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔを含み、これらの表示部がそれぞれ異なる液晶層厚で形成されている。具体的には、上述の液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが反射表示領域Ｒに形成され、凹状部１２２ａが透過表示領域Ｔに形成されており、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの形成に基づき反射表示領域Ｒにおける液晶層１０３の厚さが、透過表示領域Ｔにおける液晶層１０３の厚さよりも小さく構成されている。すなわち、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの厚さが反射表示領域Ｒにて大きく構成され、透過表示領域Ｔにて小さく若しくは非形成とされて、この厚みに基づき反射表示領域Ｒにおける液晶層厚が小さくされ、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが反射表示領域Ｒの液晶層１０３を薄層化する反射側液晶層薄層化手段として機能している。
【００３２】
ここで、反射表示領域Ｒには上述の反射層１１６が形成され、反射層１１６の開口部１１６ａの開口縁が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの境界部とされている。したがって、透過表示領域Ｔは開口部１１６ａに形成され、この開口部１１６ａを介してバックライト１０４から光が入射され、入射光は液晶層１０３を通過して透過表示に供されるものとされている。
【００３３】
また、反射層１１６において開口部１１６ａの開口縁は、上記液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの傾斜面１２４を備えた傾斜領域に形成されており、この傾斜領域は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部を含む構成とされている。したがって、液晶層１０３の層厚は、傾斜領域の傾斜面１２４に沿って、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近において連続的に変化している。具体的には、凹状部１２２ａの底面１２３若しくは傾斜面１２４の上層に位置する液晶層１０３の層厚は、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの平坦面１２５の上層に位置する液晶層１０３の層厚よりも大きくされている。
【００３４】
次に、図３は図２に示した液晶装置の画素電極１０６の平面模式図であって、本実施形態の液晶装置において表示領域は図３に示すように多数の画素ｇが集合して構成され、各画素ｇは画素電極１０６を平面視した場合に縦長の３つの画素電極１０６が集合した略正方形状の部分により区画される。本実施形態の液晶装置はカラー表示を前提とした構造とされているので、具体的には図３に示す３つの画素電極１０６で区画される平面視略正方形状の１つの画素ｇが、３つのドットｇ１、ｇ２、ｇ３に分割されている。そして、これらのドットｇ１〜ｇ３に対応する画素電極１０６の中央部分にそれぞれ長方形状の凹状部１２２ａが形成され、これら凹状部１２２ａの底側にも画素電極１０６が形成されている。この長方形状の凹状部１２２ａにおいて、四辺各部において上述の傾斜面１２４を備えており、その内縁が透過表示領域Ｔとされている。
【００３５】
反射層１１６に形成された開口部１１６ａの大きさは、ドットｇ１、ｇ２、ｇ３のいずれか１つの大きさに対し、各ドットの縦幅と横幅をいずれも数分の一程度とした大きさに形成される。また、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の横幅は、例えば８０μｍとされており、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３にて構成される画素ｇの横幅は例えば２４０μｍとされ、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の縦幅、すなわち画素ｇの縦幅は例えば２４０μｍとされている。なお、開口部１１６ａの開口横幅は例えば３０μｍ、開口縦幅は例えば１００μｍ程度とすることができる。
【００３６】
各ドットの周囲のコーナ部分には、画素電極１０６を駆動するためのスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１７が形成され、更に薄膜トランジスタ１１７に給電するための走査線１１８とデータ線１１９とが配線されている。なお、本実施形態ではスイッチング素子として薄膜トランジスタ１１７が設けられているが、このスイッチング素子として２端子型の線形素子、あるいは、その他の構造のスイッチング素子を適用することも可能である。
【００３７】
また、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の平面位置に対応するようにカラーフィルタ１１０（図２参照）の各着色部分が配置される。カラーフィルタ１１０は「Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）」のいずれかに着色された着色部１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃと、これら着色部の境界部分に配置された遮光層（ブラックマトリクス）１１０ａとから構成されている。なお、図２に示すカラーフィルタ１１０の構造においては、着色部が１１０Ａ（赤）、１１０Ｂ（緑）、１１０Ｃ（青）の順に繰り返し配列されているが、これら着色部の配列順序は一例であって、ランダム配置、モザイク配置、あるいは他の順序の配列等、いずれの配列であっても良い。
【００３８】
次に、本実施形態の半透過反射型液晶装置においては、図４に示すように、液晶層１０３を挟持する上下の基板間、すなわち配向膜等を備えた上基板１０１と下基板１０２との間に、これら基板間隔を均一にするべく球状のスペーサー１５、１６が配設されている。本実施形態の場合、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの凸状部の丘部分、すなわち段差部の段上に相対的に径の小さい小径スペーサー１５が配設され、一方、凹状部１２２ａには相対的に径の大きい大径スペーサー１６が配設されている。
【００３９】
また、これらスペーサー１５，１６は、それぞれ弾性係数が異なるものとされ、本実施形態では、例えば大径のスペーサー１６の弾性係数が小さいものを用いている。具体的には、以下のような条件で弾性係数が異なるものを用いることができる。
【００４０】
まず、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された反射表示領域において液晶層厚の精度を向上させ、該反射の表示を重視したいものとする。そして、反射表示領域及び透過表示領域における液晶層厚を想定した後、用いるスペーサーを決定する。反射表示領域に対しては、弾性係数の大きいスペーサー（硬質シリカ球）であって、設定した液晶層厚の寸法のものを採用する。一方、透過表示領域においては若干の変形を見込み、弾性係数の小さいスペーサー（軟質シリカ球）であって、設定した液晶層厚より若干大きいものを採用する。
【００４１】
具体的には、図５のグラフに示すような変形挙動を示す硬質シリカ球及び軟質シリカ球をそれぞれ採用し、液晶を一対の基板にて挟持させる場合に、例えば基板間にスペーサーを挟持させる際の負荷圧力を例えば０．０４（ｇｆ／ｃｍ2）に設定する。この場合、軟質シリカ球においては０．１５μｍだけ弾性変形し、硬質シリカ球においては殆ど変形しないものとされている。
【００４２】
したがって、製造時には、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂを含む反射表示領域Ｒにおいては、スペーサー１５の変形が小さく、基板間隔すなわち液晶層厚を精密に設計することが可能となる一方、凹状部１２２ａにおいては、スペーサー１６の変形が大きく、基板間隔（液晶層厚）の微妙な制御が可能となる。この場合、図６に更に詳細に示すように、スペーサー１６は若干歪んだ球状である一方、スペーサー１５は殆ど歪みがない球状とされている。
【００４３】
なお、これらスペーサー１５，１６は、例えば二酸化珪素やポリスチレン等からなる球状部材にて構成することができる。スペーサー１５，１６の直径は、液晶装置に封入される液晶層１０３の厚み（セル厚）に合わせてそれぞれ設定され、例えば１．０〜８．０（μｍ）の範囲内から選択されるものであって、本実施形態の場合は、例えばスペーサー１５が３．２μｍ、スペーサー１６が５．５μｍとされている。
【００４４】
また、スペーサー１５，１６としては、表面に熱可塑性樹脂が付与された構成のものを採用することもできる。この場合、例えば後述する製造時において基板の所定位置にスペーサー１５，１６を配設した後に熱処理を施すことにより、基板に対しスペーサー１５，１６を安定して固着させることが可能となり、例えばスペーサー１５，１６が浮遊して所定位置からズレてしまう等の不具合発生を一層防止ないし抑制することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態においてはスペーサーの構成が特徴的なものであるが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでもなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、本実施形態ではアクティブマトリクスタイプの液晶装置を例示したが、例えば単純マトリクスタイプの液晶装置にも本発明に係る構成を採用することも可能である。また、本実施形態ではカラー表示を前提としてカラーフィルタを具備する構成のものを例示したが、白黒表示を行う液晶表示装置に本発明の構成を採用することも可能である。
【００４６】
［液晶装置の製造方法］
次に、上記実施形態に示した液晶装置の製造方法について、幾つかの例を図７ないし図１０を参照しつつ説明する。
まず、図７は本発明の液晶装置の製造方法の一例について概略を示す断面模式図である。この場合の製造方法においては、プレ基板を予め作成する。まず、ガラス等からなる下基板１０２にＴＦＴ素子３０を具備させ、その下基板１０２上にフッ酸等によるエッチング処理等により凹凸部を形成し、反射表示領域に対応する領域に反射層１１６を形成するとともに、この反射層１１６にもエッチング処理等により凹凸部を形成する。その後、反射層１１６の上層であって且つ反射層非形成領域（透過表示領域）の一部に跨って液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂを形成し、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ及び下基板１０２の上層に画素電極１０６及び配向膜１０７を形成したプレ下基板を予め作成する。なお、この場合、反射層１１６、画素電極１０６はそれぞれ例えば真空蒸着法或いはスパッタリング法により成膜することが可能で、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ、配向膜１０７は例えば塗布形成により成膜することが可能であり、それぞれエッチング処理等により所定形状に加工される。
【００４７】
このように予め用意したプレ基板に対し、図７に示すようにスペーサーを配設する（スペーサー配設工程）。この場合、プレ基板上の所定領域毎にマスク２７５，２７６を施し、マスク２７５，２７６の形成されていない領域に所定のスペーサー１５，１６を選択的に配設する。具体的には、まず、図７（ａ）に示すように凹状部１２２ａに対応する領域に、すなわち透過表示領域に対応する領域にマスク２７５を施し、高弾性係数のスペーサー１５を配設する。次に、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂに対応する領域に、すなわち反射表示領域に対応する領域にマスク２７６を施し、大径且つ低弾性係数のスペーサー１６を配設する。このようにして液晶層厚が異なるものとされる２つの領域毎に、球径及び弾性係数の異なるスペーサー１５とスペーサー１６をそれぞれ選択的に配設する。
【００４８】
このように各領域毎にスペーサー１５，１６を配設したプレ基板と、上基板１０１にカラーフィルタ１１０，対向電極１０５、配向膜１１１を積層した対向側プレ基板とを、両基板間に液晶材料を挟持させつつ貼り合わせを行う（基板貼合せ工程）。このような工程により、上記実施形態に示したような、領域毎に異なるスペーサーが配設された構成の液晶装置が製造される。
【００４９】
次に、図８は同じく本発明の液晶装置の製造方法の一例について概略を示す断面模式図である。この場合も、上記同様、ＴＦＴ素子３０を具備する下基板１０２上に反射層１１６、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ、画素電極１０６、配向膜１０７を積層したプレ基板を予め用意する。
【００５０】
用意したプレ基板に対し、図８に示すようにフォトリソグラフィ法によりスペーサーを配設する（スペーサー配設工程）。この場合、まず、図８（ａ）に示すように配向膜１０７の上層に、相対的に弾性係数の大きい材料にてフォトレジスト２８０を形成し、その後、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された領域にスペーサー１５を形成すべく所定領域へのマスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離により、図８（ｂ）に示すスペーサー１５を液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ上に形成する。なお、この場合、形成されるスペーサー１５は柱状物となる。
【００５１】
一方、相対的に弾性係数の小さい材料にてフォトレジストを形成し、同様のマスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離により、凹状部１２２ａが形成された領域にスペーサー１６を形成する。この場合のスペーサー１６も柱状物であって、その柱状物上面が、図８（ｂ）の工程おいて形成したスペーサー１５の上面よりも若干低くなるように形成されている。
【００５２】
このようにして液晶層厚が異なるものとされる２つの領域毎に、高さ寸法及び弾性係数の異なるスペーサー１５とスペーサー１６をそれぞれ選択的に配設し、プレ基板を作成する。その後、このように各領域毎にスペーサー１５，１６を配設したプレ基板と、上基板１０１にカラーフィルタ１１０，対向電極１０５、配向膜１１１を積層した対向側プレ基板とを、両基板間に液晶材料を挟持させつつ貼り合わせを行う（基板貼合せ工程）。このような工程により、上記実施形態に示したような、領域毎に異なるスペーサーが配設された構成の液晶装置が製造される。
【００５３】
さらに、図９及び図１０に示すようなインクジェットノズル３００を用いたインクジェット方式により異なるスペーサー１５，１６を所定領域毎に配設することも可能である。インクジェット方式とは、インクジェットプリンター等に用いられる方式であって、分散液等の対象物を所定位置に散布するのに用いられる。具体的には、スペーサー１５の分散液を液晶層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された領域（反射表示領域）に散布し、またスペーサー１６の分散液を凹状部１２２ａが形成された領域（透過表示領域）に散布して、溶媒を揮発させることにより各スペーサー１５，１６を所定領域に配設することが可能となる。
【００５４】
このようなインクジェット方式によりスペーサー１５，１６をそれぞれ所定領域に配設したプレ基板と、上基板１０１にカラーフィルタ１１０，対向電極１０５、配向膜１１１を積層した対向側プレ基板とを、両基板間に液晶材料を挟持させつつ貼り合わせ、上記実施形態に示したような、領域毎に異なるスペーサーが配設された構成の液晶装置が製造することができる。
【００５５】
以下、インクジェット方式について説明する。まず、本実施形態においては、水、フロン、イソプロピルアルコール、エタノール等から選択される単一の溶媒又は２種以上の混合溶媒に、スペーサー１５ないしスペーサー１６を超音波等により所定の濃度で均一に分散したスペーサー分散溶液Ｘ，Ｙを用意する。その後、図９及び図１０に示すようなインクジェットノズル３００を用いることにより、これらスペーサー分散溶液Ｘと、スペーサー分散溶液Ｙとをプレ基板上に吐出する。このとき、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数を任意に設定可能で、プレ基板上の所定位置に所定量のスペーサー分散溶液を吐出可能とされている。
【００５６】
図９及び図１０は、それぞれインクジェットノズル３００の斜視図及び断面図を示している。図示の通り、インクジェットノズル３００は、例えばステンレス製のノズルプレート３１０と振動板３２０とを備え、両者は仕切部材（リザーバプレート）３３０を介して接合されている。ノズルプレート３１０と振動板３２０との間には、仕切部材３３０によって複数の空間３４０と液溜まり３５０とが形成されている。各空間３４０と液溜まり３５０の内部は上述のスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙが満たされており、各空間３４０と液溜まり３５０とは供給口３６０を介して連通している。さらに、ノズルプレート３１０には、空間３４０からスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙを噴射するためのノズル孔３７０が設けられている。一方、振動板３２０には液溜まり３５０にスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙを供給するための孔３８０が形成されている。
【００５７】
また、図１０に示すように、振動板３２０の空間３４０に対向する面と反対側の面上には圧電素子３９０が接合されている。この圧電素子３９０は一対の電極４００の間に位置し、通電すると圧電素子３９０が外側に突出するように撓曲し、同時に圧電素子３９０が接合されている振動板３２０も一体となって外側に撓曲する。これによって空間３４０の容積が増大する。したがって、空間３４０内に増大した容積分に相当するスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙが液溜まり３５０から供給口３６０を介して流入する。次に、圧電素子３９０への通電を解除すると、圧電素子３９０と振動板３２０はともに元の形状に戻る。これにより、空間３４０も元の容積に戻るため、空間３４０内部のスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙの圧力が上昇し、ノズル孔３７０から基板に向けてスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙの液滴４１０が吐出される。
【００５８】
このようなインクジェット方式を用いたスペーサー配設方法によれば、スペーサー１５、スペーサー１６の配設位置を制御することができ、具体的にはスペーサー１５が液晶層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された領域（反射表示領域）に、スペーサー１６が凹状部１２２ａが形成された領域（透過表示領域）に配設された構成の液晶装置を提供することが可能となる。
【００５９】
［電子機器］
次に、上記実施の形態で示した液晶装置のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
【００６０】
図１１（ａ）は携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えた液晶表示部を示している。
【００６１】
図１１（ｂ）はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えた液晶表示部を示している。
【００６２】
図１１（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えた液晶表示部を示している。
【００６３】
このように、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えたものであるので、表示ムラ等の発生が少ない表示品質に優れた電子機器となる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶層を挟持する一対の基板間間隔を均一に保持するためのスペーサーが配置された液晶装置において、相対的に液晶層厚の大きい領域に相対的に高さ寸法の大きいスペーサーを配設し、相対的に液晶層厚の小さい領域に相対的に高さ寸法の小さいスペーサーを配設する構成としたために、液晶層厚を一層高い精度で制御することが可能となり、したがって、表示ムラ等の表示不良が一層生じ難い液晶装置を提供することが可能となる。また、液晶層厚の小さい領域を反射表示領域、液晶層厚の大きい領域を透過表示領域とし、反射表示と透過表示のいずれを重視した表示装置とするかによって、弾性係数を各領域で異なるものとすることで、重視する表示領域において液晶層厚を一層高精度に制御することが可能となり、視認性に優れた表示を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態たる液晶装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図。
【図２】  図１の液晶装置の断面構造について示す断面模式図。
【図３】  図１の液晶装置の画素電極を拡大して示す部分拡大平面図。
【図４】  スペーサーの配設位置関係について示す概略説明図。
【図５】  異なる２種のスペーサーについての適用条件を示す説明図。
【図６】  基板間に挟持されたスペーサーの構成について示す概略説明図。
【図７】  本実施形態の液晶装置の製造方法について一例を示す説明図。
【図８】  本実施形態の液晶装置の製造方法について異なる例を示す説明図。
【図９】  インクジェットノズルの一例を示す概略斜視図。
【図１０】  図９のインクジェットノズルについての概略断面図。
【図１１】  本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。
【符号の説明】
１５，１６  スペーサー
１０３  液晶層
１０１  上基板（対向基板）
１０２  下基板（ＴＦＴアレイ基板、素子基板）
１２２ａ  液晶層層厚制御層（絶縁層）
１２２ｂ  凹状部
Ｒ  反射表示領域
Ｔ  透過表示領域
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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