JP2006267818A - 液晶表示装置およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示装置において、ダイシング工程においてバリが発生した場合でも、液晶表示パネルの有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示されるのを防止する。
【解決手段】 第１の基板と第２の基板とから成る一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、前記第１の基板は、前記第２の基板と対向する面に、共通電極を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板と対向する面に、複数の反射電極と、前記複数の反射電極の周囲を囲むように配置される第１の導電膜と、前記第１の導電膜の周囲を囲むように配置される第２の導電膜とを有し、前記第１の導電膜には、前記共通電極に印加される共通電圧が印加され、前記第２の導電膜には、基準電圧（ＧＮＤ）が印加される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶表示装置およびプロジェクタに係り、特に、反射型液晶表示パネルを用いた液晶表示装置およびプロジェクタに関する。

プロジェクタ用途の液晶表示装置として、反射型液晶表示装置が知られている（下記、特許文献１参照。）
この反射型液晶表示装置の一つとして電界制御複屈折モード（ELECTRICALLY CONTROLLED BIREFRINGENCE MODE）が知られている。
図６は、電界制御複屈折モードの１つである単偏光板ツイステッドネマティックモード（ＳＰＴＮ）について説明する図である。
同図に示すように、偏光ビームスプリッタ１５で光源（図示せず）からの入射光Ｌ１を２つの偏光に分割し、直線偏光となった光Ｌ２を出射する。
図６（ａ）に示すように、電圧が印加されていない場合には、液晶パネル１００に入射した光は液晶組成物３の複屈折性により楕円偏光となり反射電極５面では円偏光となる。反射電極５で反射した光は再度液晶組成物３中を通過し再び楕円偏光となり出射時には直線偏光に戻り、入射光Ｌ２に対して９０度位相が回転した光Ｌ３（Ｓ偏光波）として出射する。出射光Ｌ３は再び偏光ビームスプリッタ１５に入射するが、偏光面で反射され出射光Ｌ４となる。この出射光Ｌ４をスクリーン等に照射して表示を行う。
この場合は、電圧を印加していない場合に光が出射する所謂ノーマリーホワイト（ノーマリオープン）と呼ばれる表示方式となる。
対して、図６（ｂ）に示すように、液晶組成物３に電圧が印加されている場合には、液晶分子が電界方向に配列するため、液晶内で複屈折が起こる割合が減少する。そのため、直線偏光で液晶パネル１００に入射した光Ｌ２はそのまま反射電極５で反射され入射光Ｌ２と同じ偏光方向の光Ｌ５として出射する。出射光Ｌ５は偏光ビームスプリッタ１５を透過し光源に戻る。そのため、スクリーン等に光が照射されないため、黒表示となる。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開２００３−２７１１０８（液晶表示装置）

従来の反射型液晶表示装置は、光が入射される側の透明基板（例えば、ガラス基板）と、入射光を反射する反射電極を備える駆動回路基板（例えば、シリコン基板）との間に液晶を狭持して構成される。
図７は、従来の反射型液晶表示装置の駆動回路基板を説明するための模式平面図である。同図において、ＡＲは、反射電極を有する画素がマトリクス状に配置される有効表示領域である。この有効表示領域（ＡＲ）を囲むように有効表示領域（ＡＲ）の周囲には、第１の導電膜１１５が形成される。
第１の導電膜１１５には、対向電極に印加されるＶｃｏｍの電圧が印加される。これにより、第１の導電膜１１５と対向電極との電圧差により、有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示されるのを防止している。
一般に、反射型液晶表示装置は、一枚のシリコン基板上に多数製造した後、切断（ダイシング）して製造される。
しかしながら、このダイシング工程において、バリが発生すると、このバリにより、有効表示領域（ＡＲ）を囲むように設けられる第１の導電膜１１５と、駆動回路基板中に形成され、基準電圧（ＧＮＤ）が印加される導電層（例えば、ＧＮＤ配線層）とがショートし、第１の導電膜１１５に基準電圧（ＧＮＤ）が印加される虞がある。
そして、ダイシング工程において発生したバリにより、第１の導電膜１１５と、駆動回路基板中に形成され、基準電圧（ＧＮＤ）が印加される導電層とがショートした場合には、第１の導電膜１１５に基準電圧（ＧＮＤ）が印加される。
そのため、反射型液晶表示装置の有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示され、反射型液晶表示装置の表示品質を劣化させるという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置およびプロジェクタにおいて、ダイシング工程においてバリが発生した場合でも、液晶表示パネルの有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示されるのを防止することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、第１の基板と第２の基板とから成る一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、前記第１の基板は、前記第２の基板と対向する面に、共通電極を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板と対向する面に、複数の反射電極と、前記複数の反射電極の囲むように前記複数の反射電極の周囲に配置される第１の導電膜と、前記第１の導電膜を囲むように前記第１の導電膜の周囲に配置される第２の導電膜とを有し、前記第１の導電膜には、前記共通電極に印加される共通電圧が印加され、また、前記第２の導電膜には、基準電圧（ＧＮＤ）が印加される。
また、本発明は、光源と、前記光源から照射される光を変調する複数の液晶表示装置と、前記各液晶表示装置により変調された光が投射されるスクリーンとを備えるプロジェクタであって、前記複数の液晶表示装置の一つは、前述液晶表示装置である。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の液晶表示装置およびプロジェクタによれば、ダイシング工程においてバリが発生した場合でも、液晶表示パネルの有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示されるのを防止することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例である、ＲＧＢ３枚の反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタを示すブロック図である。
同図に示すように、ランプ１０より放射される白色光は、ＩＲフィルタ１１、ＵＶフィルタ１２により紫外光、赤外光が取り除かられ、表示に必要な可視光となる。
ＵＶフィルタ１２を通過した可視光は、ダイクロイックミラー１３により、Ｒ，Ｇ，Ｂに色分離され、それぞれの偏光板（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）、偏光ビームスプリッタ（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）、位相板（１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ）を通過し、反射型液晶表示装置（１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）に入射される。
前述したように、ノーマリーホワイト方式の反射型液晶表示装置の白表示の場合には、反射型液晶表示装置（１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）に入射された直線偏光の光は、液晶表示パネルの液晶層を通過することで円偏光となり、反射時に再び液晶層を通過することで、入射偏光角と９０°位相が回転した直線偏光となる。
この反射型液晶表示装置（１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ）から出射した直線偏光の光は、偏光ビームスプリッタ（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）、ハーフミラー１８と通過して色合成され、出射レンズ１９を介して、投射スクリーン２０に投射される。これにより、投射スクリーン２０に拡大映像が表示される。

次に、図２を用いて、本実施例の反射型液晶表示装置の構造について説明する。
図２において、１００は液晶表示パネル、１は第２の基板である駆動回路基板、２は第１の基板である透明基板（例えば、ガラス基板）、３は液晶組成物、４はスペーサである。スペーサ４は、駆動回路基板１と透明基板２との間に一定の間隔であるセルギャップ(cell gap)ｄを形成している。このセルギャップｄに液晶組成物３が挟持されている。
５は反射電極（画素電極）で駆動回路基板１に形成されている。６は対向電極で反射電極５との間で液晶組成物３に電圧を印加する。７、８は配向膜で液晶分子を一定方向に配向させる。
３０はアクティブ素子で反射電極５に階調電圧を供給する。３４はアクティブ素子３０のソース領域、３５はドレイン領域、３６はゲート電極である。
３８は絶縁膜、３１は画素容量を形成する第１の電極で、４０は画素容量を形成する第２の電極である。絶縁膜３８を介し第１の電極３１と第２の電極４０とは容量を形成する。
４１は第１の層間膜、４２は第１の導電膜である。第１の導電膜４２はドレイン領域３５から第２の電極４０とを電気的に接続している。４３は第２の層間膜、４４は第１の遮光膜、４５は第３の層間膜、４６は第２の遮光膜である。第２の層間膜４３と第３の層間膜４５にはスルーホール４２ＣＨが形成され、第１の導電膜４２と第２の遮光膜４６が電気的に接続されている。４７は第４の層間膜、４８は反射電極５を形成する第２の導電膜、４９は導電層である。アクティブ素子３０のドレイン領域３５から第１の導電膜４２、スルーホール４２ＣＨ、第２の遮光膜４６を介して階調電圧は反射電極５に伝えられる。

本実施例の液晶表示装置は反射型であり、大量の光が液晶表示パネル１００に照射される。遮光膜は駆動回路基板の半導体層に光が入射しないよう遮光している。反射型液晶表示装置において、液晶表示パネル１００に照射された光は、透明基板２側（図２中上側）から入射し、液晶組成物３を透過し反射電極５で反射し再度液晶組成物３、透明基板２を透過して液晶表示パネル１００から出射する。
しかしながら、液晶表示パネル１００に照射される光の一部は、反射電極５の隙間から駆動回路基板側に漏れ込む。第１の遮光膜４４と第２の遮光膜４６はアクティブ素子３０に光が入射しないように設けられている。
本実施の形態では、この遮光膜を導電層で形成し、第２の遮光膜４６を反射電極５に電気的に接続し、第１の遮光膜４４に画素電位制御信号を供給することで、遮光膜を画素容量の一部としても機能するようにしている。
また、本実施例では、駆動回路基板１として、不透明なシリコン基板が用いられる。こにより、アクティブ素子３０や配線を反射電極５の下に設けることができ、画素となる反射電極５を広くし、所謂高開口率を実現することができる利点がある。また、液晶表示パネル１００に照射される光による熱を駆動回路基板１の裏面から放熱できるといった利点もある。

図３は、本実施例の反射型液晶表示装置の駆動回路基板を説明するための模式平面図である。同図において、ＡＲは、反射電極を有する画素がマトリクス状に配置される有効表示領域である。この有効表示領域（ＡＲ）を囲むように有効表示領域（ＡＲ）の周囲には、第１の導電膜１１５が形成される。
第１の導電膜１１５には、対向電極に印加されるＶｃｏｍの電圧が印加される。これにより、第１の導電膜１１５と対向電極との電圧差により、有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示されるのを防止している。
さらに、本実施例では、第１の導電膜１１５を囲むように第１の導電膜１１５の周囲には、第２の導電膜１１６が形成される。この第２の導電膜１１６には、基準電圧（ＧＮＤ）が印加される。なお、第１の導電膜１１５および第２の導電膜１１６は、金属膜で構成される。

前述したように、反射型液晶表示装置は、一枚のシリコン基板上に多数製造した後、切断（ダイシング）して製造される。
しかしながら、図８に示すように、従来の反射型液晶表示パネルでは、ダイシング工程において発生したバリ１２０により、有効表示領域を囲むように設けられる第１の導電膜１１５と、駆動回路基板中に形成され、基準電圧（ＧＮＤ）が印加される導電層（例えば、ＧＮＤ配線層）（Ｍ１）とがショートした場合には、第１の導電膜１１５に基準電圧（ＧＮＤ）が印加されるので、反射型液晶表示装置の有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示され、反射型液晶表示装置の表示品質を劣化させる。
なお、図８は、駆動回路基板１における、ダイシング工程において切断された側の断面構造を示す図である。
しかしながら、本実施例では、第１の導電膜１１５を囲むように第１の導電膜１１５の周囲に、第２の導電膜１１６を形成し、さらに、この第２の導電膜１１６には、基準電圧（ＧＮＤ）を印加する。
したがって、図４に示すように、本実施例では、ダイシング工程において、バリ１２０が発生したとしても、駆動回路基板中の導電層（Ｍ１）とショートするのは、第２の導電膜１１６であり、ダイシング工程においてバリ１２０が発生したとしても、第１の導電膜１１５と、駆動回路基板中の導電層（Ｍ１）とがショートすることがない。
そのため、本実施例では、反射型液晶表示装置の有効表示領域の外側に額縁状の異様な枠が表示されることがなくなる。
なお、図４は、駆動回路基板１における、ダイシング工程において切断された側の断面構造を示す図である。
なお、前述までの説明で明白なように、第２の導電膜１１６には、必ずしも基準電圧（ＧＮＤ）電圧を印加する必要はない。場合によっては、電圧を印加しなくてもよい。
また、第２の導電膜１１６は、導電膜１１５を囲む形状であれば、帯でなくてもよい。
例えば、図５のように、周囲にフローティング状態の第２の導電膜１１６を島状に形成してもよい。その形状は、図５の上辺側のように、各辺に島状の導電体が複数個形成されても、図５の下辺側のように、一辺側に一つの島状の導電体が形成される構成であってもよい。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明の実施例である、ＲＧＢ３枚の反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタを示すブロック図である。 本発明の実施例の反射型液晶表示装置の構造を説明するための断面図である。 本発明の実施例の反射型液晶表示装置の駆動回路基板の一例を説明するための模式平面図である。 本発明の反射型液晶表示装置において、ダイシング工程において発生したバリにより、有効表示領域の外側に額縁状の枠が表示されない理由を説明するための断面図である。 本発明の実施例の反射型液晶表示装置の駆動回路基板の他の例を説明するための模式平面図である。 電界制御複屈折モードの１つである単偏光板ツイステッドネマティックモード（ＳＰＴＮ）について説明する図である。 従来の反射型液晶表示装置の駆動回路基板を説明するための模式平面図である。 従来の反射型液晶表示装置において、ダイシング工程において発生したバリにより、有効表示領域の外側に額縁状の枠が表示される理由を説明するための断面図である。

符号の説明

１ 駆動回路基板（シリコン）
２ 透明基板（ガラス）
３ 液晶組成物
４ スペーサ
５ 反射電極（画素電極）
６ 対向電極
７，８ 配向膜
１０ ランプ
１１ ＩＲフィルタ
１２ ＵＶフィルタ
１３ ダイクロイックミラー
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 偏光板
１５，１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ 偏光ビームスプリッタ
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ 位相板
１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ 反射型液晶表示装置
１８ ハーフミラー
１９ 出射レンズ
２０ 投射スクリーン
３０ アクティブ素子
３１ 第１の電極
３４ ソース領域
３５ ドレイン領域
３６ ゲート電極
３８ 絶縁膜
４０ 第２の電極
４１ 第１の層間膜
４２ 第１の導電膜
４３ 第２の層間膜
４４ 第１の遮光膜
４５ 第３の層間膜
４６ 第２の遮光膜
４２ＣＨ スルーホール
４７ 第４の層間膜
４８ 第２の導電膜
４９ 導電層
１００ 液晶表示パネル
１１５，１１６ 導電膜
１２０ バリ
ＡＲ 有効表示領域
Ｍ１ 駆動回路基板中の基準電圧（ＧＮＤ）が印加される導電層

Claims (5)

1. 第１の基板と第２の基板とから成る一対の基板と、
   前記一対の基板間に狭持される液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、
   前記第１の基板は、前記第２の基板と対向する面に、共通電極を有し、
   前記第２の基板は、前記第１の基板と対向する面に、複数の反射電極と、前記複数の反射電極の囲むように前記複数の反射電極の周囲に配置される第１の導電膜と、前記第１の導電膜を囲むように前記第１の導電膜の周囲に配置される第２の導電膜とを有し、
   前記第１の導電膜には、前記共通電極に印加される共通電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２の導電膜には、基準電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶表示パネルは、反射型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の基板は、ガラス基板であり、
   前記第２の基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 光源と、
   前記光源から照射される光を変調する複数の液晶表示装置と、
   前記各液晶表示装置により変調された光が投射されるスクリーンとを備えるプロジェクタであって、
   前記複数の液晶表示装置の一つは、前述請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置であることを特徴とするプロジェクタ。
   

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