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発明の名称 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−11188(P2007−11188A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−194760(P2005−194760)
出願日 平成17年7月4日(2005.7.4)
代理人 【識別番号】100104765
【弁理士】
【氏名又は名称】江上 達夫
発明者 田中 孝昭
要約 課題
液晶装置等の電気光学装置において、有効画素エリアの面積を大きく保持しつつ、耐湿性を向上させる。

解決手段
電気光学装置は、電気光学物質を狭持する一対の第1及び第2基板と、表示領域の周囲に沿ったシール領域において第1及び第2基板を相互に貼り合わせるシール材と、第1及び第2基板の少なくとも一方の基板上の表示領域に形成された無機材料からなる配向膜とを備える。配向膜は、少なくとも一方の基板上でシール領域を囲む周囲領域の少なくとも一部分をなす部分領域にも形成されており、配向膜のうち前記部分領域に形成された部分には、少なくとも部分的に撥水処理が施されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
電気光学物質を挟持する一対の第1及び第2基板と、
表示領域の周囲に沿ったシール領域において前記第1及び第2基板を相互に貼り合わせるシール材と、
前記第1及び第2基板の少なくとも一方の基板上の前記表示領域に形成された無機材料からなる配向膜と
を備え、
前記配向膜は、前記少なくとも一方の基板上で前記シール領域を囲む周囲領域の少なくとも一部分をなす部分領域にも形成されており、
前記配向膜のうち前記部分領域に形成された部分には、少なくとも部分的に撥水処理が施されている
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
前記無機材料は、シラノール基を有していることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
【請求項3】
前記配向膜は、斜方蒸着法によって形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
【請求項4】
前記配向膜は、異方性スパッタリングによって形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
【請求項5】
前記配向膜は、塗布法によって形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
【請求項6】
前記撥水処理は、前記無機材料とシラン化合物とを反応固着する工程を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項7】
前記撥水処理は、前記無機材料とアルコール類とを反応固着する工程を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項8】
前記撥水処理は、前記無機材料と脂肪酸類とを反応固着する工程を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなる電子機器。
【請求項10】
電気光学物質を挟持する一対の第1及び第2基板を備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、
前記第1及び第2基板の少なくとも一方の基板上の表示領域に無機材料からなる配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記表示領域の周囲に沿ったシール領域においてシール材で、前記第1及び第2基板を貼り合わせる貼合工程と
を含み、
前記配向膜形成工程は、前記少なくとも一方の基板上で前記シール領域を囲む周囲領域の少なくとも一部分をなす部分領域にも前記配向膜を形成し、
前記配向膜のうち前記部分領域に形成された部分に、少なくとも部分的に撥水処理を施す撥水処理工程を含む
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶表示装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
電気光学装置の一例としての液晶表示装置は一対の基板を備えており、両基板は、例えば光硬化性を有する材料などからなる枠状のシール材を介して貼り合わせられ、両基板間に液晶が封入されている。ここで、液晶装置の長期信頼性を向上させるためには、外部からの液晶表示部への水分の浸入を防止する機能、即ち液晶表示部の耐湿性を向上させることが必要である。液晶表示部の耐湿性を向上させる技術に関しては、各種の提案がなされている。例えば特許文献1では、シール枠の内側に隔壁を設けて両基板間のギャップを確保するとともに水分の浸入を防ぐ技術が提案されている。特許文献2では、二重シール構造を形成することによりシール材の断面積を大きくし、水分の浸入を防ぐ技術が提案されている。
【0003】
【特許文献1】特開平11−133446号公報
【特許文献2】特開2004−333986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、特許文献1及び2に開示されている技術では、隔壁或いは二重シール構造を形成するため、有効画素エリアの面積が小さくなってしまうという技術的な問題点を有している。
【0005】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、有効画素エリアの面積を大きく保持しつつ、耐湿性を向上させることができる電気光学装置及びその製造方法、並びにそのような電気光学装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電気光学装置は、上記課題を解決するために、電気光学物質を狭持する一対の第1及び第2基板と、表示領域の周囲に沿ったシール領域において前記第1及び第2基板を相互に貼り合わせるシール材と、前記第1及び第2基板の少なくとも一方の基板上の前記表示領域に形成された無機材料からなる配向膜とを備え、前記配向膜は、前記少なくとも一方の基板上で前記シール領域を囲む周囲領域の少なくとも一部分をなす部分領域にも形成されており、前記配向膜のうち前記部分領域に形成された部分には、少なくとも部分的に撥水処理が施されている。
【0007】
本発明の電気光学装置によれば、一対の第1及び第2基板は、例えば画像表示領域等の表示領域の周囲に沿ったシール領域においてシール材によって交互に貼り合わされており、一対の第1及び第2基板間には、電気光学物質としての例えば液晶が挟持されている。電気光学装置を駆動させない状態で、無機材料からなる配向膜、即ち無機配向膜における表面形状効果により、電気光学物質は一対の第1及び第2基板間で所定の配向状態をとる。電気光学装置の駆動時には、電気光学物質に、表示領域に配列された画素毎に画像信号に応じた電圧を印加することにより、電気光学物質の配向状態を変えることで、例えば光源から入射される光を変調する。そして、電気光学物質によって変調された光が表示光として出射されることにより、画像表示が行われる。
【0008】
無機配向膜は、典型的には、シリカ(SiO2)等をPVD(Physical Vapor Deposition)法として例えば斜方蒸着法又はイオンビームスパッタ法により形成される。ここで、第1基板面上には、予め無機配向膜の下地として、例えば画素電極を駆動するための配線や駆動素子が作りこまれた積層構造が形成され、この積層構造の最上層に画素電極が画素毎に所定のパターンで島状やストライプ状に形成される。或いは、第2基板面上には、画素毎に開口領域を規定するための遮光膜が作りこまれるとともに、複数の画素電極と対向することになる対向電極が最上層に配置された積層構造を形成するようにしてもよい。
【0009】
より具体的には、無機配向膜は、無機材料の蒸気流と積層構造の最表面とが接触し、積層構造上に無機材料が蒸着されることによって形成される。基板上に蒸着した無機材料は、該無機材料の柱状構造物が基板面に対して所定の角度をなすように、配列することにより堆積している。無機配向膜が、このように柱状構造を有している場合には、第1及び第2基板をシール材によって相互に貼り合わせる際に、第1又は第2基板とシール材との間に微小な隙間が生じやすい。更に、無機配向膜は典型的には表面にシラノール基(−Si−OH)等の水分と結合しやすい官能基、即ち親水基を有する。よって、仮に何らの対策も施さねば、柱状構造に起因する微小な隙間から水分子が表示領域内に浸入してしまったり、親水基と水が結合することで、無機材料自体が劣化してしまったりする。
【0010】
本発明の電気光学装置では特に、シール領域を囲む周囲領域の少なくとも一部分或いは好ましくは全周囲に亘る部分領域にも無機配向膜が形成されている。無機配向膜は、例えば基板の縁に至るまで或いは基板の全面に形成されており、部分領域は、電気光学装置の縁付近を占める。更に、部分領域に形成された無機配向膜には、少なくとも部分的に或いは好ましくは全部に撥水処理が施されている。
【0011】
撥水処理は、例えば基板の貼合せ後に、無機配向膜に例えばパーフルオロアルキル基を有するシラン化合物(SiH4)等の撥水性を有する化合物、即ち撥水性化合物を反応固着させ、無機配向膜の表面に撥水膜を形成することにより行う。無機配向膜は、上述したように、例えば、シラノール基等の親水基を有する。このような親水基は反応性が高いため、例えばシラン化合物等の撥水性化合物を、反応サイトとしての親水基に容易に反応固着させることができる。また、無機配向膜が、上述したように柱状構造を有する場合には、撥水性化合物が柱状構造内に入り込むため、一層反応固着させやすい。尚、無機配向膜の膜厚は例えば数十nmであり、撥水処理を施したのちに表面に形成される撥水膜の膜厚は例えば数nmである。このような撥水膜を、シール領域を囲む周辺領域の少なくとも一部或いは好ましくは全周に亘る部分領域に形成することにより、例えば無機配向膜の柱状構造に起因する微小な隙間からの表示領域内への水分即ち水分子の浸入を防止し、電気光学装置の耐湿性を向上させることができる。尚、撥水膜をシール領域に接するように形成することにより、一層耐湿性を向上させることができる。
【0012】
更に、このような撥水膜は、表示領域とは関係なく、第1及び第2基板のいずれか一方或いは好ましくは両方の部分領域に形成されている。言い換えれば、撥水膜は、上述した部分領域に形成されるので、表示領域の大きさを変更する必要はない。
【0013】
以上説明したように、本発明の電気光学装置によれば、表示領域を大きく保持しつつ、耐湿性を向上させることができる。
【0014】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記無機材料は、シラノール基を有している。
【0015】
この態様によれば、シラノール基を反応サイトとして、無機材料と例えばシラン化合物(SiH4)等の撥水性化合物とを容易且つ確実に反応固着させることができる。よって、容易且つ確実に電気光学装置の耐湿性を高めることができる。
【0016】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記配向膜は、斜方蒸着法によって形成されている。
【0017】
この態様によれば、無機配向膜は、例えばシリカ(SiO2)等を斜方蒸着することによって、無機材料の柱状構造物が基板面に対して所定の角度をなすように、配列することにより堆積して形成されている。よって、無機材料と撥水性化合物とを反応固着させやすく、容易に撥水処理を行うことができる。更に、配向膜としての機能を損なうことはない。
【0018】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記配向膜は、異方性スパッタリングによって形成されている。
【0019】
この態様によれば、無機配向膜は、例えばシリカ(SiO2)等を異方性スパッタリング
することによって、無機材料が堆積して形成されている。よって、無機材料と撥水性化合物とを反応固着させやすく、容易に撥水処理を行うことができる。更に、配向膜としての機能を損なうことはない。
【0020】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記配向膜は、塗布法によって形成されている。
【0021】
この態様によれば、無機配向膜は、例えばシリカ(SiO2)等を塗布することによって、無機材料が堆積して形成されている。よって、無機材料と撥水性化合物とを反応固着させやすく、容易に撥水処理を行うことができる。更に、配向膜としての機能を損なうことはない。
【0022】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記撥水処理は、前記無機材料とシラン化合物とを反応固着する工程を含む。
【0023】
この態様によれば、例えば、シラノール基(Si−OH)を有する無機材料と撥水性を示す例えばパーフルオロアルキル基(CnF2n+1)を有するシラン(SiH4)化合物とを反応固着する工程を含む。シラン化合物は、例えばシラノール基と反応しやすいので、無機材料と反応固着しやすい。よって、容易且つ確実に撥水膜を形成することができる。
【0024】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記撥水処理は、前記無機材料とアルコール類とを反応固着する工程を含む。
【0025】
この態様によれば、例えば、シラノール基(Si−OH)を有する無機材料と撥水性を示す例えばパーフルオロアルキル基(CnF2n+1)を有するアルコール類とを反応固着する工程を含む。アルコール類は、例えばシラノール基と脱水或いは縮合反応しやすいので、無機材料と反応固着しやすい。よって、容易且つ確実に撥水膜を形成することができる。
【0026】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記撥水処理は、前記無機材料と脂肪酸類とを反応固着する工程を含む。
【0027】
この態様によれば、例えば、シラノール基(Si−OH)を有する無機材料と撥水性を示す例えばパーフルオロアルキル基(CnF2n+1)を有する脂肪酸類とを反応固着する工程を含む。脂肪酸類は、例えばシラノール基と脱水或いは縮合反応しやすいので、無機材料と反応固着しやすい。よって、容易且つ確実に撥水膜を形成することができる。
【0028】
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備する。
【0029】
本発明の電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【0030】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記課題を解決するために、電気光学物質を狭持する一対の第1及び第2基板を備えた電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法であって、前記第1及び第2基板の少なくとも一方の基板上の表示領域に無機材料からなる配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記表示領域の周囲に沿ったシール領域においてシール材で、前記第1及び第2基板を貼り合わせる貼合工程とを含み、前記配向膜形成工程は、前記少なくとも一方の基板上で前記シール領域を囲む周囲領域の少なくとも一部分をなす部分領域にも前記配向膜を形成し、前記配向膜のうち前記部分領域に形成された部分に、少なくとも部分的に撥水処理を施す撥水処理工程を含む。
【0031】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、上述した本発明の電気光学装置を製造することができる。ここで特に、無機配向膜のうち部分領域に形成された部分に、少なくとも部分的に撥水処理が施されるので、表示領域の面積を大きく保持しつつ、耐湿性の高い電気光学装置を製造することができる。
【0032】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
【0034】
先ず、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側からみた平面図であり、図2は、図1のH−H’断面図である。尚、以下で参照する各図においては、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、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【0035】
図1及び図2において、本実施形態の電気光学装置では、本発明に係る「第1基板」の一例としてのTFTアレイ基板10と本発明に係る「第2基板」の一例としての対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素が設けられた領域に対応する画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
【0036】
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材56が散布されている。図2には、ギャップ材56として略球状のガラスビーズを、シール材52に混入した構成を示してある。尚、ギャップ材56を、シール材52に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域10a又は画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
【0037】
図1において、シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【0038】
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。
【0039】
また、TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
【0040】
図2において、TFTアレイ基板10上には、駆動素子である画素スイッチング用のTFT(Thin Film Transistor)や走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図2には図示を省略してあるが、この積層構造の最上層に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明材料からなる画素電極9aが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。そして、画素電極9a上には、例えばシリカ(SiO2)等の無機材料からなる配向膜16が設けられている。
【0041】
他方、対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば対向基板20における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板20において、遮光膜23によって非開口領域が規定され、遮光膜23によって区切られた領域が開口領域となる。尚、遮光膜23をストライプ状に形成し、該遮光膜23と、TFTアレイ基板10側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【0042】
そして、遮光膜23上に、ITO等の透明材料からなる対向電極21が複数の画素電極9aと対向して形成される。また、遮光膜23上に、画像表示領域10aにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図2には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。
【0043】
対向基板20の対向面上における、これら各種の構成要素が作り込まれた積層構造上には、例えばシリカ(SiO2)等の無機材料からなる配向膜22が形成されている。対向電極21は、対向基板20上の積層構造の最上層に配置されると共に、対向電極21上に配向膜22が形成されている。
【0044】
尚、TFTアレイ基板10及び対向基板20のいずれか一方の対向面上に配向膜を形成するようにしてもよい。また、TFTアレイ基板10側の配向膜16及び対向基板20側の配向膜22のいずれか一方を、ポリイミド等の有機材料により形成される有機膜にラビング処理を施すことにより得られる有機配向膜から形成するようにしてもよい。但し、無機配向膜は、有機配向膜と比較して耐光性に優れるという特性を有している。よって、電気光学装置を長寿命化させるためには、無機配向膜を用いるようにするのがよい。
【0045】
また、液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で、一対の配向膜16及び22間で、所定の配向状態をとる。
【0046】
後に詳述するように、TFTアレイ基板10上に、配向膜16は、画像表示領域10a及び画像表示領域10aから延在して、周辺領域における、シール領域及びシール領域を囲む周囲領域に連続的に形成されている。また、対向基板20上においては、基板上の全面に配向膜22が生成されている。そして、配向膜16のうち、シール領域を囲む領域に形成された部分については撥水処理がなされている。
【0047】
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【0048】
ここで、図3には、図2に対応する断面の構成について、特に、TFTアレイ基板10上に形成された配向膜16による液晶の配向について模式的に示してある。
【0049】
図3において、TFTアレイ基板10において液晶層50と対向する側の基板面上に、TFT等の各種構成要素が作りまれた積層構造90が形成されており、この積層構造90の最上層に画素電極9aが画素毎に形成されている。そして、画素電極9a上に、無機材料の柱状構造物16aがTFTアレイ基板10の基板面に対して所定の角度をなして配列することにより、無機材料が堆積して、配向膜16が形成されている。このように形成された配向膜16は、表面形状効果により、液晶分子50aの配向状態を規制することができる。尚、図3を参照して説明した配向膜16による液晶の配向については、対向基板20上に形成された配向膜22についても同様である。
【0050】
次に、以上の如く構成された電気光学装置における回路構成及び動作について、図4を参照して説明する。ここに図4は、電気光学装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。
【0051】
図4において、本実施形態における電気光学装置の画像表示領域10aを構成するマトリクス状に形成された複数の画素には、それぞれ、画素電極9aと当該画素電極9aをスイッチング制御するためのTFT30とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【0052】
また、TFT30のゲートにゲート電極3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線11a及びゲート電極3aにパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30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TFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6a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。
【0053】
画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板20に形成された対向電極21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、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。
【0054】
ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9aと対向電極21との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70を付加する。この蓄積容量70は、走査線11aに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極300を含んでいる。
【0055】
次に、本実施形態の電気光学装置における撥水処理について、図5から図8を参照して説明する。ここに図5は、撥水膜が形成される領域を示す模式図である。図6は、撥水膜が形成される領域を示す、図1のB−B’断面図に相当する模式図である。図7は、シラノール基を有する配向膜を示す模式図である。図8は、配向膜と撥水性化合物の反応固着を説明するための模式図である。尚、図6においては、説明の簡略のため、TFT等の各種構成要素が作りまれた積層構造90及び画素毎に形成された画素電極9aについては省略してある。
【0056】
図5及び図6に示すように、本実施形態では特に、配向膜16は、TFTアレイ基板10上の全面領域100aのうち、画像表示領域10a並びに画像表示領域10aから延在してシール領域52a及びシール領域52aを囲む周囲領域の一部分をなす部分領域80aにも形成されている。即ち、配向膜16は、TFTアレイ基板10の縁に至るまでに形成されている。尚、配向膜16は、TFTアレイ基板10の全面に形成されてもよい。
【0057】
本実施形態では更に、配向膜16のうち部分領域80aに形成された部分には、撥水処理が施されており、その部分の表面には、撥水膜81が形成されている。尚、撥水処理は、配向膜16のうち部分領域80aに形成された部分の全部に対して行うことが好ましいが、部分的に行ってもよい。逆に、配向膜16は、その液晶層50の配向状態を規制する機能を阻害しないようにするために、画像表示領域10a内に成膜された部分については、このような撥水処理が施されていないことが望ましい。但し、係る機能が阻害されないのであれば、或いは製造プロセスにおける基板の貼合せ工程前に行うことが可能であれば、配向膜16のうち画像表示領域10a内に成膜された部分についても、撥水処理が施されていてもよい。
【0058】
撥水処理は、TFTアレイ基板10と対向基板20とを貼り合わせた後に、配向膜16に撥水性を示すパーフルオロアルキル基(−CnF2n+1)を有するシラン(SiH4)化合物を反応固着させ、配向膜16の表面に撥水膜81を形成することにより行う。
【0059】
図7に示すように、配向膜16は、シリカ(Si02)等の無機材料から形成されており、その表面にシラノール基162を有する。シラノール基162は、親水基であり、反応性が高いため、パーフルオロアルキル基を有するシラン化合物を容易に反応固着させることができる。また、配向膜16は、図3を参照して上述したように柱状構造を有するため、パーフルオロアルキル基を有するシラン化合物が柱状構造物16a内に入り込みやすく、一層反応固着させやすい。
【0060】
図8に示すように、撥水膜81は、配向膜16のシラノール基162に反応固着したパーフルオロアルキル基(図8中、R1)からなる。尚、配向膜16の膜厚は例えば数十nmであり、撥水膜81の膜厚は例えば数nmである。
【0061】
尚、撥水処理は、配向膜16に撥水性を示す例えばパーフルオロアルキル基を有するアルコール類或いは脂肪酸を反応固着させることにより行ってもよい。この場合には、アルコール類及び脂肪酸は、シラノール基162と脱水或いは縮合反応しやすく、配向膜16に反応固着しやすいので、容易且つ確実に撥水膜を形成することができる。更に、配向膜16は、異方性スパッタリングや例えばインクジェット法等の塗布法によって形成してもよい。この場合にも、配向膜16に撥水性化合物を容易に反応固着させることができる。
【0062】
以上説明したように、撥水膜81が、シール領域52aを囲む周辺領域の一部である部分領域81aに形成されているので、例えば配向膜16の柱状構造に起因する配向膜16及びシール材52との微小な隙間からの画像表示領域10a内への水分即ち水分子の浸入を防止することができる。更に、配向膜16が有する親水基であるシラノール基と水とが結合することによる配向膜16の劣化を防止することができる。よって、電気光学装置の耐湿性を向上させることができる。尚、本実施形態では、撥水膜81はシール領域52aに接して、即ち、シール材52に接して形成されているので、電気光学装置の耐湿性を一層確実に向上させることができる。
【0063】
更に、撥水膜81は、TFTアレイ基板10の部分領域80aに形成されているので、電気光学装置の耐湿性を向上させるために画像表示領域10aの大きさを縮小或いは変更する必要はない。例えば、部分領域80aの幅、即ち平面的に見てシール領域52aの外輪からTFTアレイ基板10の縁までの距離は、係る撥水処理による耐湿性を高める効果が多少なりとも奏される限りにおいて狭いものであってもかまわない。従って、部分領域80aの存在により画像表示領域10aに対してTFTアレイ基板10が不必要に大きくなってしまう事態を未然に防止できる。
【0064】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の電気光学装置について、図9を参照して説明する。ここに図9は、第2実施形態における図6と同趣旨の模式図である。尚、図9において、図1から図8に示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0065】
図9に示すように、第2実施形態の電気光学装置では、TFTアレイ基板10と対向基板20との一辺(図1中、左右に沿った辺)の長さは殆ど同じである。配向膜16は、第1実施形態の電気光学装置と同様に、図5を参照して上述したTFTアレイ基板10上の全面領域100aのうち、画像表示領域10a並びに画像表示領域10aから延在してシール領域52a及びシール領域52aを囲む周囲領域の一部分をなす部分領域80aにも形成されている。即ち、配向膜16は、TFTアレイ基板10の縁に至るまでに形成されている。配向膜16のうち部分領域80aに形成された部分には、撥水処理が施されており、その部分の表面には、撥水膜81が形成されている。
【0066】
本実施形態では特に、対向基板20上に形成された配向膜22についても、対向基板20上の全面領域のうち、図5を参照して上述した画像表示領域10a並びに画像表示領域10aから延在してシール領域52a及びシール領域52aを囲む周囲領域の一部分をなす部分領域80aに対応する領域にも形成されている。即ち、配向膜22は、対向基板20の縁に至るまでに形成されている。配向膜22のうち部分領域80aに対応する領域に形成された部分には、撥水処理が施されており、その部分の表面には、撥水膜82が形成されている。
【0067】
よって、撥水膜81よる電気光学装置の耐湿性の向上に加えて、撥水膜82が、シール領域52aを囲む周辺領域の一部である部分領域81aに対応する領域に形成されているので、例えば配向膜22の柱状構造に起因する配向膜22及びシール材52との微小な隙間からの画像表示領域10a内への水分即ち水分子の浸入を防止し、電気光学装置の耐湿性を一層向上させることができる。
【0068】
更に、TFTアレイ基板10及び対向基板20の大きさが殆ど或いは完全に同じ場合であっても、例えばシール領域52aを僅かにその周囲に沿って小さくすることにより、部分領域80aを確保し、本実施形態のように、撥水処理を施せば、画像表示領域10aの大きさに殆ど或いは全く影響を与えることなく、電気光学装置の耐湿性を向上させることができる。
【0069】
(製造方法)
次に、上述した電気光学装置を製造する電気光学装置の製造方法について、図10を参照して説明する。ここに、図10は、第1及び第2実施形態の電気光学装置の製造プロセスの各工程を説明するためのフローチャートである。
【0070】
先ず、図10において、TFTアレイ基板10上に、例えば蒸着やスパッタリング等による成膜、エッチングやフォトグラフィ等によるパターンニング、熱処理などによって、データ線6aや走査線11a、TFT30等が作り込まれた積層構造90(図3参照)の最上層に、例えばスパッタリングによりITOから画素電極9aを形成する(ステップS1)。
【0071】
続いて、配向膜形成工程によって、例えば斜方蒸着法を、TFTアレイ基板10に対して施すことで、TFTアレイ基板10における画素電極9aが形成された基板面上に配向膜16を形成する(ステップS2)。尚、配向膜16は、異方性スパッタリングや例えばインクジェット法等の塗布法によって形成してもよい。この際、蒸着源から発生されたシリカ(SiO2)等の無機材料の蒸気流が、TFTアレイ基板10の基板面上において、積層構造90の最表面と接触することにより、積層構造90上に無機材料が蒸着する。そして、基板面上に蒸着した無機材料の柱状構造物16aが基板面に対して所定の角度をなして配列することで、無機材料が基板面上に堆積する。
【0072】
ここで特に、配向膜16は、図5に示すように、TFTアレイ基板10上の全面領域100aのうち、画像表示領域10a並びに画像表示領域10aから延在してシール領域52a及びシール領域52aを囲む周囲領域の一部分をなす部分領域80aにも形成する。即ち、配向膜16は、TFTアレイ基板10の縁に至るまでに形成する。尚、配向膜16は、TFTアレイ基板10の全面に形成してもよい。
【0073】
図10において、ステップS1及びステップS2のTFTアレイ基板10に係る製造工程と並行して又は相前後して、対向基板20において、例えば蒸着やスパッタリング等による成膜などによって遮光膜23や対向電極21等が作り込まれた積層構造が形成され(ステップS3)、続いて、ステップ2と同様に、配向膜形成工程によって、配向膜22が形成される(ステップS4)。この際、配向膜22は、対向基板20上の全面領域のうち、画像表示領域10a並びに画像表示領域10aから延在してシール領域52a及びシール領域52aを囲む周囲領域の一部分をなす部分領域80aにも形成する。
【0074】
その後、貼合工程によって、TFTアレイ基板10及び対向基板20を、TFTアレイ基板10において配向膜16が形成された側と、対向基板20において配向膜22が形成された側とをシール材52を介して貼り合わせる(ステップS5)。
【0075】
続いて、互いに貼り合わされた状態のTFTアレイ基板10及び対向基板20を、TFTアレイ基板10及び対向基板20間に液晶を注入する(ステップS6)。
【0076】
次に、撥水処理工程によって、配向膜16及び22のうち部分領域80aに形成された部分に対して撥水処理を行う(ステップ7)。この際、撥水処理は、配向膜16及び22に、撥水性を示す例えばパーフルオロアルキル基を有するシラン化合物(SiH4)等の撥水性化合物を反応固着させ、配向膜16及び22の表面に撥水膜を形成することにより行う。ここで特に、配向膜16及び22は、夫々の表面にシラノール基162を有する。シラノール基162は、親水基であり、反応性が高いため、パーフルオロアルキル基を有するシラン化合物と容易に反応固着させることができる。即ち、シラノール基162を反応サイトとして、配向膜16及び22の夫々に撥水性化合物を容易に反応固着することができる。
【0077】
また、配向膜16及び22は、図3に示したような柱状構造を有し、撥水性化合物が柱状構造物16a内に入り込みやすいため、一層反応固着させやすい。尚、配向膜16及び22の膜厚は例えば数十nmであり、撥水処理を施したのちに表面に形成される撥水膜81及び82の膜厚は例えば数nmである。
【0078】
以上説明したように本実施形態の電気光学装置の製造方法によれば、上述した第1及び第2実施形態の電気光学装置を製造することができる。ここで特に、配向膜16及び22のうち部分領域80aに形成された部分に、少なくとも部分的に撥水処理が施されるので、画像表示領域10aの面積を大きく保持しつつ、耐湿性の高い電気光学装置を製造することができる。
【0079】
(電子機器)
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。
【0080】
まず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図10は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図10に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gに入射される。
【0081】
液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、RおよびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【0082】
ここで、各液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【0083】
なお、液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【0084】
次に、液晶装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図11は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。図11において、コンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、液晶表示ユニット1206とから構成されている。この液晶表示ユニット1206は、先に述べた液晶装置1005の背面にバックライトを付加することにより構成されている。
【0085】
さらに、液晶装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図12は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図12において、携帯電話1300は、複数の操作ボタン1302とともに、反射型の液晶装置1005を備えるものである。この反射型の液晶装置1005にあっては、必要に応じてその前面にフロントライトが設けられる。
【0086】
尚、図10から図12を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビや、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、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【0087】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び該電気光学装置の製造方法、並びに該電気光学装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【0088】
【図1】第1実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図2】図1のH−H’の断面図である。
【図3】配向膜による液晶の配向について説明するための模式図である。
【図4】複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図5】撥水膜が形成される領域を示す模式図である。
【図6】撥水膜が形成される領域を示す、図1のB−B’断面に相当する模式図である。
【図7】シラノール基を有する配向膜を示す模式図である。
【図8】配向膜と撥水性化合物の反応固着を説明するための模式図である。
【図9】第2実施形態における図6と同趣旨の模式図である。
【図10】第1及び第2実施形態の電気光学装置の製造プロセスの各工程を説明するためのフローチャートである。
【図11】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【図12】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図13】電気光学装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0089】
10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、16、22…配向膜、20…対向基板、50…液晶層、52…シール材、52a…シール領域、80a…部分領域、81、82…撥水膜




 

 


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