JP2010049053A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】金属性のブラックマトリクスを用いた横電界駆動方式を採用する液晶装置において、表示品位の低下を抑制する。
【解決手段】液晶装置（１００）は、第１基板（１０）と、第２基板（２０）と、第１基板に形成される第１電極（９ａ）と、第１基板に形成され且つ第１電極との間に絶縁層（１２）を挟持する第２電極（１１）と、第１電極及び第２電極間に生ずる電界によって駆動される液晶分子（５０ａ）を含む液晶層（５０）と、第２基板に形成され且つ複数の画素部（７０）の夫々の境界を覆う金属遮光膜（２３）とを備え、液晶分子は、負の誘電率異方性を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば液晶装置及びこのような液晶装置を備える電子機器の技術分野に関する。

一対の基板間に電気光学物質として液晶を挟持してなる液晶装置がある。液晶装置では、例えば一対の基板間において液晶を所定の配向状態としておき、例えば画像表示領域に形成された画素部毎に、液晶に所定の電圧を印加することにより、液晶における配向や秩序を変化させて、光を変調することにより階調表示を行う。液晶装置として、ＴＦＴアレイ基板側に画素電極及び共通電極の夫々を設け且つ液晶に印加する電界の方向を基板にほぼ平行な方向とする、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式或いはＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式等の横電界駆動方式を採用した液晶装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。横電界駆動方式は、相対向する一対の基板の夫々に形成された画素電極及び対向電極間に介在する液晶に縦電界を印加する、ＴＮ（Twisted Nematic）駆動方式等の縦電界駆動方式に比べて視角特性に優れていることから注目されている。

このような液晶装置では、カラー表示を行うために、各画素電極に対応するように設けられる赤色（Ｒ）や緑色（Ｇ）や青色（Ｂ）等の着色画素パターンを含むカラーフィルタが、対向基板上に設けられているのが一般的である。更には、これらの着色画素パターンの境界には、隣接する画素部からの光の漏れ込みを防ぐことで画像のコントラストを高めるために、ブラックマトリクスが設けられている。ブラックマトリクスは、一般的には樹脂性材料を用いて形成される。他方で、樹脂性材料を用いてブラックマトリクスを形成する場合には、光を遮光するために、ある程度の厚みを有する樹脂性材料を形成する必要がある。このため、相対的に薄い厚みで遮光が可能な金属材料を用いてブラックマトリクスを形成することがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２３２７８５号公報 特願２００８−０３４０７４号

しかしながら、金属材料を用いてブラックマトリクスを形成することで、以下のような技術的な問題点が新たに生じてしまう。具体的には、金属材料を用いてブラックマトリクスを形成するがゆえに、ブラックマトリクス中に意図せずに電荷が蓄積してしまいかねない。この場合、本来ＴＦＴアレイ基板上に形成される画素電極と共通電極との間において、基板にほぼ平行な方向の横電界が生じるべきところ、ＴＦＴアレイ基板上に形成される画素電極又は共通電極とブラックマトリクスとの間において、基板に垂直な方向の縦電界が生じてしまう。この場合、本来基板にほぼ平行な方向に駆動されるべき（言い換えれば、基板にほぼ水平な面内で回転するべき）液晶が、基板に垂直な方向に駆動してしまう（言い換えれば、基板に垂直な方向に立ち上がってしまう）。このため、本来意図している態様での液晶の配向制御を行なうことができずに、その結果、液晶装置の表示品位の低下を招いてしまう。

本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えば金属材料のブラックマトリクスを用いた横電界駆動方式を採用する液晶装置において、表示品位の低下を抑制することができる液晶装置及びこのような液晶装置を備える電子機器を提供することを課題とする。

（液晶装置）
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、第１基板（例えば、後述のＴＦＴアレイ基板）と、前記第１基板に対向するように配置される第２基板（例えば、後述の対向基板）と、前記第１基板の前記第２基板側に形成される第１電極（例えば、後述の画素電極）と、前記第１基板の前記第２基板側に形成され且つ前記第１電極との間に絶縁層を挟持する第２電極（例えば、後述の共通電極）と、前記第１基板及び前記第２基板との間に挟持されると共に、前記第１電極及び前記第２電極間に生ずる電界によって駆動される液晶分子を含む液晶層と、前記第２基板の前記第１基板側に形成され且つ複数の画素部の夫々の境界を覆う金属遮光膜（例えば、後述のブラックマトリクス）とを備え、前記液晶分子は、負の誘電率異方性を有する。

本発明の液晶装置によれば、一対の基板（つまり、第１基板及び第２基板）間に挟持されている液晶分子の配向状態を、第１電極及び第２電極の夫々の電位差によって生ずる電界によって変化させることができる。これにより、液晶装置を、例えば透過型表示、反射型表示又は半透過反射型表示を行う、典型的には直視型の或いは投射型の各種表示装置等として利用することができる。尚、本発明においては、電界は、例えば横電界が一例としてあげられる。尚、「横電界」とは、第１基板又は第２基板の表面に沿った方向の電界（典型的には、第１基板又は第２基板の表面に対して平行な或いは概ね平行と同視し得る電界）を示す趣旨である。加えて、本発明では、第１電極と第２電極との間に絶縁層が積層されている。つまり、本発明では、第１電極と絶縁層と第２電極とが、第１基板又は第２基板の法線方向に沿って積層構造を形成するように第１基板上に形成されている。つまり、本発明に係る液晶装置は、例えばＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式等の横電界駆動方式を採用している。

加えて、本発明では、第２基板上に金属遮光膜が形成される。金属遮光膜は、金属材料を含んでおり、第１基板又は第２基板の法線方向において複数の画素の境界を覆うように第２基板上に形成される。このような金属遮光膜は、例えばブラックマトリクスとして用いられる。このため、金属遮光膜によって一の画素への隣接する画素からの光の漏れこみを防ぐことができ、その結果、液晶装置により表示される画像のコントラストを高めることができる。

本発明では特に、液晶層中に含まれる液晶分子は、負の誘電率異方性を有している。言い換えれば、液晶層中に含まれる液晶分子は、ネガ型の液晶分子を含んでいる又はネガ型の液晶分子から構成されている。

ここで、液晶分子が負の誘電率異方性を有しているため、液晶分子は、液晶分子の長軸方向が印加される電界の方向に対して直交するように（言い換えれば、液晶分子の短軸方向が印加される電界の方向に沿うように）回転する。このため、第１基板又は第２基板の表面に沿った方向の電界である横電界が印加された場合には、液晶分子は、第１基板又は第２基板の表面に対して水平な面内において回転する。他方で、仮に第１基板又は第２基板の表面に交わる方向の電界（典型的には、第１基板又は第２基板の表面に対して垂直な或いは概ね垂直と同視し得る電界）である縦電界が液晶層に意図せず印加されてしまった場合であっても、液晶分子の短軸が縦電界に沿った方向に配列する（つまり、液晶分子の長軸方向が縦電界に直交するように配列する）ため、液晶分子の長軸方向が第１基板又は第２基板の表面に対して水平になる状態が維持される。言い換えれば、液晶分子が第１基板又は第２基板の表面に対して垂直な方向に立ち上がる又は起き上がることはなくなる。つまり、液晶層に本来印加するべき横電界のみならず、縦電界が液晶層に意図せず印加されてしまった場合であっても、液晶分子の長軸方向が縦電界に応じて第１基板又は第２基板の表面に対して確実に水平に配向されると共に、液晶分子は、横電界に応じて第１基板又は第２基板の表面に対して水平な面内において回転する。このため、横電界のみならず縦電界が印加されてしまったとしても、液晶分子は、その長軸方向が第１基板又は第２基板の表面と略平行となる状態を維持しながら回転する。従って、液晶層に含まれる液晶分子の駆動を好適に制御することができる。その結果、液晶装置の表示品位の低下を好適に抑制することができる。

特に、本発明では金属遮光膜を用いているがゆえに、金属遮光膜には相対的に電荷が蓄積しやすい。このため、金属遮光膜と第１電極との間に又は金属遮光膜と第２電極との間に縦電界が生じ易い。このような場合であっても、上述したように、液晶分子は、その長軸方向が第１基板又は第２基板の表面と略平行となる状態を維持しながら回転する。従って、金属遮光膜を第２基板上に形成する場合であっても、樹脂性遮光膜を用いた場合と同様に、液晶層に含まれる液晶分子の駆動を好適に制御することができる。その結果、液晶装置の表示品位の低下を好適に抑制することができる。

本発明の液晶装置の一の態様では、前記金属遮光膜は、クロム及び酸化クロムの少なくとも一方を含む。

この態様によれば、クロム（Ｃｒ）及び酸化クロム（ＣｒＯ）の少なくとも一方を含む金属遮光膜を形成しつつ、上述した各種効果を好適に享受することができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記金属遮光膜は、前記第１電極及び前記第２電極の一方に電気的に接続されている。

この態様によれば、金属遮光膜に電荷が蓄積されてしまう不都合を好適に抑制することができる。つまり、金属遮光膜の電位を安定させることができる。このため、金属遮光膜と第１電極との間に又は金属遮光膜と第２電極との間に縦電界が生じてしまう不都合を好適に抑制することができる。これにより、縦電界が液晶層に印加されてしまう不都合を好適に抑制することができる。その結果、液晶装置の表示品位の低下をより好適に抑制することができる。

上述の如く金属遮光膜が第１電極及び第２電極の少なくとも一方に電気的に接続されている液晶装置の態様では、前記金属遮光膜は、前記第１電極及び前記第２電極のうち共通電位が供給される電極に電気的に接続されているように構成してもよい。

このように構成すれば、金属遮光膜の電位を、第１電極及び第２電極の少なくとも一方である共通電極の電位（つまり、共通電位）に固定することができる。このため、金属遮光膜と第１電極との間に又は金属遮光膜と第２電極との間に縦電界が生じてしまう不都合を好適に抑制することができる。これにより、縦電界が液晶層に印加されてしまう不都合を好適に抑制することができる。その結果、液晶装置の表示品位の低下をより好適に抑制することができる。

上述の如く金属遮光膜が第１電極及び第２電極の少なくとも一方に電気的に接続されている液晶装置の態様では、前記金属遮光膜は、当該液晶装置の有効表示領域の外側部分において前記第２基板側から前記１基板側へと伸張する配線を介して、前記第１電極及び前記第２電極の一方に電気的に接続されているように構成してもよい。

このように構成すれば、有効表示領域を用いて行われる通常の画像表示に悪影響を与えることなく、第２基板上に形成される金属遮光膜を、第１基板上に形成される第１電極及び第２電極の少なくとも一方に電気的に接続することができる。

上述の如く金属遮光膜が第１電極及び第２電極の少なくとも一方に電気的に接続されている液晶装置の態様では、前記金属遮光膜は、当該液晶装置の有効表示領域の外側部分の隅において前記第２基板側から前記１基板側へと伸張する接続部材を介して、前記第１電極及び前記第２電極の一方に電気的に接続されているように構成してもよい。

このように構成すれば、有効表示領域を用いて行われる通常の画像表示に悪影響を与えることなく、第２基板上に形成される金属遮光膜を、第１基板上に形成される第１電極及び第２電極の少なくとも一方に電気的に接続することができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記金属遮光膜は、電気的に独立している。

この態様によれば、金属遮光膜と第１電極及び第２電極の少なくとも一方とを電気的に接続するための配線等を形成する必要がない。このため、液晶装置の製造工程を相対的には簡略化することができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１基板の前記第２基板側と反対側に、第１の方向（例えば、平面視４５°の方向）に沿った透過軸を有する第１偏光板と、前記第２基板の前記第１基板側と反対側に、前記第１の方向と直交する方向（例えば、平面視１３５°の方向）の透過軸を有する第２偏光板と、前記第１基板及び前記第２基板の夫々の前記液晶層側に形成され且つ前記第１の方向（例えば、平面視４５°の方向）又は前記第１の方向と直交する方向（例えば、平面視１３５°の方向）に沿ってラビング処理されている配向膜とを更に備え、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、前記第１の方向に対して４５°の角度をなす方向（例えば、平面視０°の方向）に沿って伸張するスリットを有しており、前記液晶層のレタデーションは、二分の一波長である。

この態様によれば、液晶層に電界を印加していない場合には、液晶層の液晶分子は、その長軸方向が配向膜のラビング処理の方向（例えば、平面視４５°の方向）に平行になるように配向されている。従って、第１偏光板を透過して液晶層に入射する直線偏光（例えば、平面視４５°の方向に振動する直線偏光）は、液晶層をそのまま透過した後に第１偏光板の透過軸と直交する透過軸を有する第２偏光板によって吸収される。これにより、黒表示が行われる。他方で、液晶層に電界を印加している場合には、液晶層の液晶分子は、スリットの長手方向（例えば、平面視０°の方向）に直交する電界により、液晶分子の長軸方向がスリットの長手方向（例えば、平面視０°の方向）に向かって回転する。従って、第１偏光板を透過して液晶層に入射する直線偏光（例えば、平面視４５°の方向に振動する直線偏光）は、液晶層を透過することで楕円偏光になる。その後、楕円偏光が第２偏光板に入射するが、楕円偏光のうち第２偏光板の透過軸に平行な方向の直線偏光成分（例えば、平面視１３５°の方向に振動する直線偏光成分）が第２偏光板を透過する。これにより、白表示が行われる。

ここで、第１偏光板の透過軸に対して４５°又は１３５°の角度を形成する方向に液晶分子を回転させ且つ液晶層のレタデーションを二分の一波長に設定しているため、液晶層を通過した楕円偏光は第１偏光板の透過軸に対して９０°回転した方向（つまり、第２偏光板の透過軸の方向）の直線偏光成分が大部分を占める、ほぼ直線偏光とすることができ、光の透過率を相対的に向上させることができる。その結果、相対的に明るい白表示を行うことができる。

特に、本発明では、液晶層が負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んでいるため、液晶分子が第１基板又は第２基板の表面に対して垂直な方向に立ち上がる又は起き上がることはなくなる。従って、液晶層のレタデーションを二分の一波長に確実に設定することができるため、相対的に明るい白表示を確実に行うことができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、当該液晶装置は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式を採用している液晶装置である。

この態様によれば、ＦＦＳ方式を採用する液晶装置において、上述した各種効果を好適に享受することができる。

（電子機器）
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上述した本発明の液晶装置（但し、その各種態様を含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の液晶装置（或いは、その各種態様）備えているため、焼き付きの発生を好適に抑制することができる。このため、焼き付きの発生が抑制された投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、携帯オーディオプレーヤ、ワードプロセッサ、デジタルカメラ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオレコーダ、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することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から更に明らかにされよう。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。

（１）液晶装置の基本構成
先ず、本実施形態に係る液晶装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。

図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置では、本発明に係る「第１基板」の一例としてのＴＦＴアレイ基板１０と本発明における「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、本発明における「有効表示領域」の一具体例を構成する画像表示領域１０ａの周囲に位置する枠状或いは額縁状のシール領域に設けられたシール材５２により互いに貼り合わされている。

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、熱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（基板間ギャップ）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スペーサが散布されている。

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。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。但し、データ線駆動回路１０１は、シール領域よりも内側に、データ線駆動回路１０１が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられていてもよい。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。

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）１１６や、走査線Ｙ１からＹｎ（但し、ｎは１以上の整数）や、データ線Ｘ１からＸｍ（但し、ｍは１以上の整数）等の配線が作り込まれた積層構造が形成されている。具体的には、画像表示領域１０ａには、画素スイッチング用のＴＦＴ１１６や、走査線Ｙ１からＹｎや、データ線Ｘ１からＸｍ等の配線の上層に共通電極１１、絶縁層１２及び画素電極９ａがこの順に形成されている。つまり、本実施形態に係る液晶装置１００は、画素電極９ａと共通電極１１との間に生ずる電界によって液晶層５０の配向状態を制御する横電界駆動方式（特に、ＦＦＳ方式）を採用している。

ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０と反対側の面には、本発明の「第１偏光板」の一具体例を構成する偏光板１３が積層されている。同様に、対向基板２０の液晶層５０と反対側の面には、本発明の「第２偏光板」の一具体例を構成する偏光板２４が積層されている。ここで、偏光板１３の透過軸の方向と偏光板２４の透過軸の方向とは互いに直交していることが好ましい。例えば、偏光板１３の透過軸の方向は平面視４５°（図１に示す角度参照。以下同じ）であり、偏光板２４の透過軸の方向は平面視１３５°であることが好ましい。

ここで、本発明の「第１電極」及び「第２電極」のうちの一方の一具体例を構成する画素電極９ａは、画像表示領域１０ａを構成する各画素を形成するように平面視マトリクス状に設けられている。また、画素電極９ａは、後に詳述するように、長手方向に伸張するスリット９ｂを有している（図４参照）。一方で、本発明の「第１電極」及び「第２電極」のうちの他方の一具体例を構成する共通電極１１は、画素電極９ａと同じように平面視マトリクス状に設けられてもよいし、複数の画素電極９ａ毎に共通するように平面視ベタ状に設けられてもよい。

画素電極９ａ上（言い換えれば、画素電極９ａ等の構成要素が形成されたＴＦＴアレイ基板１０上）には、配向膜８が積層されている。他方、対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上には、不図示のカラーフィルタと、本発明の「金属遮光膜」の一具体例を構成するブラックマトリクス２３とが形成されている。ブラックマトリクス２３は、例えばクロムや酸化クロム等の遮光性金属膜等から形成されており、対向基板２０上の画像表示領域１０ａ内で、例えば格子状等にパターニングされている。そして、ブラックマトリクス２３上に配向膜８が形成されている。このとき、ＴＦＴアレイ基板１０上及び対向基板２０の夫々に形成される配向膜８に対してラビング処理が施されているが、ラビングの方向は、偏光板１３の透過軸の方向と同じであることが好ましい。例えば、ラビングの方向は、偏光板１３の透過軸の方向である平面視４５°であることが好ましい。但し、配向膜８のラビングの方向は、偏光板１３の透過軸の方向と直交していてもよい。例えば、ラビングの方向は、偏光板１３の透過軸の方向である平面視４５°と直交する平面視１４５°であってもよい。

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分子５０ａを含んでおり、これら一対の配向膜８間で、所定の配向状態をとる。本実施形態では特に、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａは、負の誘電率異方性を有している。具体的には、例えば、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａの誘電率異方性Δεは、−４である。但し、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａの誘電率異方性Δεが−４以外の値を有していてもよいことは言うまでもない。また、例えば、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａの複屈折性Δｎは、０．１であるが、０．１以外の値を有していてもよいことは言うまでもない。また、例えば、液晶層５０のセルギャップは３μｍであるが、３μｍ以外の値を有していてもよいことは言うまでもない。加えて、液晶層５０のレタデーションは、λ／２（つまり、二分の一波長）に設定されていることが好ましいが、λ／２以外の値に設定されていてもよい。

尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路、検査用パターン等が形成されていてもよい。

（２）液晶装置の詳細な構成
続いて、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る液晶装置１００の要部の電気的な構成について説明する。ここに、図３は、本実施形態に係る液晶装置１００の要部の電気的な構成を概念的に示すブロック図であり、図４は、画素部７０のより詳細な構成を概念的に示す平面図である。

図３において、本実施形態に係る液晶装置１００は、そのＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１や、不図示のドライバＩＣ回路等の駆動回路が形成されている。

走査線駆動回路１０４は、走査信号を、走査線Ｙ１からＹｎに順次供給する。例えば、ある走査線Ｙｊ（但し、ｊは、１≦ｊ≦ｎを満たす整数）にハイレベルの走査信号が供給されると、この走査線Ｙｊに接続されたＴＦＴ１１６が全てオン状態となり、この走査線Ｙｊに対応する画素部７０が全て選択される。

データ線駆動回路１０１は、画像信号を、データ線Ｘ１からＸｍに順次供給し、オン状態のＴＦＴ１１６を介してこの画像信号に基づく書込電圧を画素電極９ａに書き込む。

本実施形態に係る液晶装置１００には、更に、そのＴＦＴアレイ基板１０の中央を占める画像表示領域１０ａに、マトリクス状に配列された複数の画素部７０が設けられている。

図３及び図４に示すように、画素部７０は、平面視略矩形状の外形を有すると共にその内側に形成された複数のスリット９ｂを備える画素電極９ａと、画素電極９ａを包含する平面視ベタ状の形状を有する共通電極１１と、画素電極９ａの長辺端に沿って延在するデータ線Ｘｋ（但し、ｋは１≦ｋ≦ｍを満たす整数）と、画素電極９ａの短辺端に沿って延在する走査線Ｙｊ（但し、ｊは１≦ｊ≦ｎを満たす整数）と、データ線Ｘｋ及び走査線Ｙｊの交点付近に形成される画素スイッチング用のＴＦＴ１１６と、蓄積容量１１９（但し、図４では不図示）を備えている。

ここで、スリット９ｂは、その長手方向が偏光板１３の透過軸の方向に対して４５°の角度を有するように形成されることが好ましい。具体的には、例えば、スリット９ｂは、その長手方向が平面視０°の角度を有するように形成されることが好ましい。尚、図４では、スリット９ｂが矩形の開口となる例を示している。しかしながら、スリット９ｂは、画素電極９ａに設けられた矩形の開口に限定されることはなく、例えば任意の形状の開口となっていてもよい。更には、スリット９ｂは、画素電極９ａに設けられた開口に限定されることはなく、例えば、片側が開放された形状（つまり、画素電極９ａが櫛歯状になるような形状）となっていてもよい。

ＴＦＴ１１６は、ソース端子がデータ線Ｘ１〜Ｘｍのいずれかに電気的に接続され、ゲート端子が走査線Ｙ１からＹｎのいずれかに電気的に接続され、ドレイン端子が画素電極９ａに電気的に接続されている。画素スイッチング用のＴＦＴ１１６は、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号によってオン状態及びオフ状態が切り換えられる。

液晶素子１１８は、画素電極９ａ、共通電極１１並びに画素電極９ａ及び共通電極１１間に位置する液晶分子５０ａから構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ１１６を介してデータ線Ｘ１からＸｍのいずれかと電気的に接続されている。共通電極１１は、共通配線ＣＯＭと電気的に接続されている。尚、画素電極９ａ及び共通電極１１は、上述したように、いずれもＴＦＴアレイ基板１０上に設けられている。液晶装置１００の動作時には、データ線Ｘ１からＸｍ及びＴＦＴ１１６を介して供給された画像信号の電位（書込電位）を有する画素電極９ａと、共通配線ＣＯＭを介して供給された共通電位を有する共通電極１１との間に電界が生じる。液晶は、当該電界に応じて駆動されることによって、即ち、当該電界に応じて分子集合の配向や秩序が変化することによって、光を変調し、階調表示を可能とする。

蓄積容量１１９は、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、液晶素子１１８と並列に付加されている。蓄積容量１１９を構成する一方の電極は、画素電極９ａに電気的に接続され、他方の電極は、共通電極１１に電気的に接続されている。

また、各画素部７０の境界は、ブラックマトリクス２３により覆われている。他方で、各画素部７０のうち画素電極９ａが形成される領域（つまり、各画素部７０のうち画像の表示に寄与する領域）は、ブラックマトリクス２３により覆われていない。

（３）液晶装置の駆動の態様
続いて、図５を参照して、液晶装置１００の駆動の態様について説明する。ここに、図５は、本実施形態に係る液晶装置１００の駆動の態様及び比較例に係る液晶装置１０１の駆動の態様の夫々を概念的に示す断面図である。

本実施形態の液晶装置１００は、以下のように動作する。まず、走査線駆動回路１０４から走査線Ｙｊにハイレベルの走査信号を供給することで、走査線Ｙｊに接続された全てのＴＦＴ１１６をオン状態にして、走査線Ｙｊに係る全ての画素部７０を選択する。また、走査線Ｙｊに係る画素部７０の選択に同期して、データ線駆動回路１０１からデータ線Ｘ１からＸｍに、画像信号が供給される。これにより、走査線駆動回路１０４で選択した全ての画素部７０に、データ線駆動回路１０１からデータ線Ｘ１からＸｍ及びＴＦＴ１１６を介して画像信号が供給され、この画像信号に基づく書込電圧が画素電極９ａに書き込まれる。これにより、画素電極９ａと共通電極１１との間に電位差が生じて、駆動電圧が液晶に印加される。

ここで、画素電極９ａと共通電極１１との間の電位差がゼロである場合には、以下のように液晶装置１００は駆動する。画素電極９ａと共通電極１１との間の電位差がゼロである場合には、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａの配向状態は初期状態のまま維持される。具体的には、配向膜８のラビングの方向に沿って液晶分子５０ａの長軸方向が配列すると共に液晶分子５０ａの長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して略水平に配列する状態（つまり、液晶分子５０ａの長軸方向が平面視４５°の方向に沿って配列する状態）が維持されている。このとき、ＴＦＴアレイ基板１０の側から、偏光板１３に対してバックライト光等が入射する。この場合、偏光板１３の存在によって、入射するバックライト光のうち平面視４５°の方向に振動する直線偏光成分のみが液晶装置１００内部に入射する。その後、液晶分子５０ａの配向状態が初期状態のまま維持されているため、平面視４５°の方向に振動する直線偏光は液晶層５０をそのまま透過する。ここで、対向基板２０側の偏光板２４の透過軸が平面視１３５°であるため、平面視４５°の方向に振動する直線偏光成分は偏光板２４において吸収される。その結果、バックライト光が液晶装置１００の外部へ出射しないため、液晶装置１００では黒表示が行われることになる。

他方で、画素電極９ａと共通電極１１との間の電位差がゼロでない場合には、以下のように液晶装置１００は駆動する。画素電極９ａと共通電極１１との間の電位差がゼロでない場合には、図５（ａ）に示すように、画素電極９ａと共通電極１１との間には、ＴＦＴアレイ基板１０に平行な又は概ね平行な方向の電界（図５（ａ）中の太線矢印参照）が生ずる。このため、液晶層５０には、ＴＦＴアレイ基板１０に平行な又は概ね平行な方向の電界が印加される。その結果、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａは、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に水平な面内において、スリット９ｂの長手方向に対して直交する電界により、液晶分子５０ａの長軸方向がスリット９ｂの長手方向（例えば、平面視０°の方向）に向かって回転する。このとき、ＴＦＴアレイ基板１０の側から、偏光板１３に対してバックライト光等が入射する。この場合、偏光板１３の存在によって、入射するバックライト光のうち平面視４５°の方向に振動する直線偏光成分のみが液晶装置１００内部に入射する。その後、この直線偏光成分は液晶層５０に入射するが、液晶層５０のレタデーションがλ／２であるため、この直線偏光成分は液晶層５０を透過することで液晶層５０に入射した直線偏光成分とほぼ直交する直線偏光成分が大部分を占める楕円偏光となる。その後、液晶層５０を透過してきた楕円偏光は、その大部分を占める直線偏光成分であって且つ偏光板２４の透過軸の方向に振動する直線偏光成分（つまり、平面視１３５°の方向に振動する直線偏光成分）のみが液晶装置１００の外部に出射する。このため、液晶装置１００では白表示が行われることになる。

ここで、液晶分子５０ａが負の誘電率異方性を有しているため、電界の印加によって、液晶分子５０ａは、液晶分子５０ａの長軸方向が印加される電界の方向に対して直交するように回転する。言い換えれば、液晶分子５０ａは、液晶分子の短軸方向が印加される電界の方向に沿うように回転する。このため、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に沿った方向の電界である横電界が印加された場合には、液晶分子５０ａの長軸方向は、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して水平な面内において回転する。他方で、仮にＴＦＴアレイ基板１０の表面に交わる方向の電界（典型的には、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して垂直な或いは概ね垂直と同視し得る電界であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）中の点線矢印により示される電界）である縦電界が液晶層５０に意図せず印加されてしまった場合であっても、液晶分子５０ａの短軸が縦電界に沿った方向に配列する（つまり、液晶分子５０ａの長軸方向が縦電界に直交するように配列する）ため、液晶分子５０ａは、液晶分子５０ａの長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して確実に水平になるように配向される。つまり、液晶層５０に本来印加するべき横電界のみならず、縦電界が液晶層５０に意図せず印加されてしまった場合であっても、液晶分子５０ａの長軸方向が縦電界に応じてＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して確実に水平に配向されると共に、液晶分子５０ａは、横電界に応じてＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して水平な面内において回転する。このため、横電界のみならず縦電界が印加されてしまったとしても、液晶分子５０ａは、その長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０の表面と略平行な状態を維持しながら回転する。

他方で、正の誘電率異方性を有する液晶分子５１ａを含む液晶層５１を備える比較例に係る液晶装置１０１であれば、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に交わる方向の電界である縦電界が液晶層５０に意図せず印加されてしまった場合には、図５（ｂ）に示すように、液晶分子５１ａは、その長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０に対して起き上がるように回転してしまう。言い換えれば、液晶分子５１ａは、その長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して垂直な方向へ傾くように回転してしまう。このため、本来意図している態様での液晶分子５１ａの配向制御を行なうことができずに、その結果、液晶装置１０１の表示品位の低下を招いてしまいかねない。

しかるに、本実施形態では、横電界のみならず縦電界が印加されてしまったとしても、液晶分子５０ａは、その長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０の表面と略平行な状態を維持しながら回転する。つまり、横電界のみならず縦電界が印加されてしまったとしても、液晶分子５０ａの長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０に対して起き上がるように又はＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して垂直な方向へ傾くように液晶分子５０ａが回転してしまうことは殆ど又は全くなくなる。従って、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａの駆動を好適に制御することができる。このため、黒表示がぼやけてしまったり、白表示がくすんでしまったりする不都合を好適に抑制することができるため、コントラストを相対的には高めることができる。これにより、液晶装置１００の表示品位の低下を好適に抑制することができる。

特に、本実施形態に係る液晶装置１００では、クロムや酸化クロム等の金属材料を用いてブラックマトリクス２３を形成しているがゆえに、ブラックマトリクス２３には相対的に電荷が蓄積しやすい。このため、ブラックマトリクス２３と画素電極９ａとの間に又はブラックマトリクス２３と共通電極１１との間に縦電界（例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）中の点線矢印により示される電界）が生じ易い。このような場合であっても、上述したように、液晶分子５０ａは、その長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０の表面と略平行な状態を維持しながら回転する。従って、金属材料を用いてブラックマトリクス２３を形成する場合であっても、樹脂材料を用いてブラックマトリクスを形成する場合と同様に、液晶層５０に含まれる液晶分子５０ａの駆動を好適に制御することができる。その結果、液晶装置１００の表示品位の低下を好適に抑制することができる。

加えて、金属材料を用いてブラックマトリクス２３を形成することができるため、樹脂材料を用いてブラックマトリクス２３を形成する場合と比較して、ＴＦＴアレイ基板１０の法線方向におけるブラックマトリクス２３の厚みを相対的に薄くすることができる。

また、スリット９ｂの長手方向、配向膜８のラビングの方向及び偏光板１３（２４）の透過軸の夫々を上述した値に設定することで、偏光板１３及び２４の夫々の透過軸に対して４５°又は１３５°の方向に向かうように液晶分子５０ａの長軸方向を回転させることができる。このため、光の透過率（特に、液晶層５０における透過率）を相対的に向上させることができる。従って、相対的に明るい白表示を行うことができる。但し、液晶分子５０ａの長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０に対して起き上がってしまう不都合を抑制するという観点から見れば、スリット９ｂの長手方向、配向膜８のラビングの方向及び偏光板１３（２４）の透過軸の方向の夫々は、上述した値以外の値に設定されていてもよい。

（４）変形例
続いて、図６及び図７を参照して、変形例に係る液晶装置１００ａについて説明する。ここに、図６は、変形例に係る液晶装置１００ａの構成を示す平面図であり、図７は、本実施形態に係る液晶装置１００の駆動の態様を概念的に示す断面図である。尚、上述した液晶装置１００と同一の構成については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。

図６及び図７に示すように、変形例に係る液晶装置１００ａは、上述した液晶装置１００が備える構成要素に加えて、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成される共通電極１１と対向基板２０上に形成されるブラックマトリクス２３との間を電気的に接続するための上下導通材１０７を更に備えている。上下導通材１０７は、その一方の端部が共通電極１１に電気的に接続されており、その他方の端部がブラックマトリクス２３に電気的に接続されている。

尚、上下導通材１０７は、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の４つのコーナー部（特に、画像表示領域１０ａの外側）に形成されている。但し、上下導通材１０７は、例えば、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の４つのコーナー部に形成されていなくともよく、例えば画像表示領域１０ａの外側の任意の領域に形成されていてもよいし、例えば画像表示領域１０ａ中の任意の領域に形成されていてもよい。

これにより、共通電極１１とブラックマトリクス２３との間で電気的な導通をとることができる。従って、ブラックマトリクス２３の電位は、共通電位に固定される。従って、ブラックマトリクス２３に意図しない電荷が蓄積してしまう不都合の発生を抑制することができる。その結果、ブラックマトリクス２３と画素電極９ａとの間に又はブラックマトリクス２３と共通電極１１との間に縦電界が生じてしまう不都合を好適に抑制することができる。これにより、縦電界が液晶層５１に印加されてしまう不都合をより好適に抑制することができる。従って、液晶分子５０ａの長軸方向がＴＦＴアレイ基板１０に対して起き上がるように又はＴＦＴアレイ基板１０の表面に対して垂直な方向へ傾くように液晶分子５０ａが回転してしまうことは殆ど又は全くなくなる。このため、液晶装置１００の表示品位の低下をより一層好適に抑制することができる。

画像表示領域１０ａの外側に上下導通材１０７を形成しているため、液晶装置１００の通常の画像表示動作に対して悪影響を与えることなく、共通電極１１とブラックマトリクス２３との間で電気的な導通をとることができる。

尚、上述の説明では、ブラックマトリクス２３と共通電極１１との間の電気的な導通を確保する例について説明しているが、ブラックマトリクス２３と他の電気的構成要素（特に、ブラックマトリクス２３の電位を安定化又は固定化させることができる電気的構成要素）との間の電気的な導通を確保するように構成してもよい。

（５）電子機器
続いて、図８及び図９を参照しながら、上述の液晶装置１００を具備してなる電子機器の例を説明する。

図８は、上述した液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図８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、上述した液晶装置１００を含んでなる液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。液晶表示ユニット１２０６は、液晶装置１００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。

次に、上述した液晶装置１００を携帯電話に適用した例について説明する。図９は、電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図９において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置１００と同様の構成を有する液晶装置１００５を備えている。

これらの電子機器においても、上述した液晶装置１００を含んでいるため、上述した各種効果を好適に享受することができる。

尚、図８及び図９を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、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、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や、液晶プロジェクタ等の投射型の表示装置等が挙げられる。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。

本発明は、上述した実施例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なう液晶装置及び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。

本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の要部の電気的な構成を概念的に示すブロック図である。 画素部のより詳細な構成を概念的に示す平面図である。 本実施形態に係る液晶装置の駆動の態様及び比較例に係る液晶装置の駆動の態様の夫々を概念的に示す断面図である。 変形例に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 変形例に係る液晶装置の駆動の態様を概念的に示す断面図である。 液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。 液晶装置が適用された携帯電話の斜視図である。

符号の説明

８…配向膜、９ａ…画素電極、９ｂ…スリット、１０…ＴＦＴアレイ基板、１１…共通電極、１２…絶縁膜、１３…偏光板、２０…対向基板、２３…ブラックマトリクス、２４…偏光板、５０…液晶層、５０ａ…液晶分子、７０…画素部、１００…液晶装置、１０６…上下導通端子、１０７…上下導通材、１１６…ＴＦＴ

Claims (9)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向するように配置される第２基板と、
   前記第１基板の前記第２基板側に形成される第１電極と、
   前記第１基板の前記第２基板側に形成され且つ前記第１電極との間に絶縁層を挟持する第２電極と、
   前記第１基板及び前記第２基板との間に挟持されると共に、前記第１電極及び前記第２電極間に生ずる電界によって駆動される液晶分子を含む液晶層と、
   前記第２基板の前記第１基板側に形成され且つ複数の画素部の夫々の境界を覆う金属遮光膜と
   を備え、
   前記液晶分子は、負の誘電率異方性を有することを特徴とする液晶装置。
2. 前記金属遮光膜は、クロム及び酸化クロムの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記金属遮光膜は、前記第１電極及び前記第２電極の一方に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記金属遮光膜は、前記第１電極及び前記第２電極のうち共通電位が供給される電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記金属遮光膜は、当該液晶装置の有効表示領域の外側部分において前記第２基板側から前記１基板側へと伸張する配線を介して、前記第１電極及び前記第２電極の一方に電気的に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶装置。
6. 前記金属遮光膜は、当該液晶装置の有効表示領域の外側部分の隅において前記第２基板側から前記１基板側へと伸張する接続部材を介して、前記第１電極及び前記第２電極の一方に電気的に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶装置。
7. 前記金属遮光膜は、電気的に独立していることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
8. 前記第１基板の前記第２基板側と反対側に、第１の方向に沿った透過軸を有する第１偏光板と、
   前記第２基板の前記第１基板側と反対側に、前記第１の方向と直交する方向の透過軸を有する第２偏光板と、
   前記第１基板及び前記第２基板の夫々の前記液晶層側に形成され且つ前記第１の方向又は前記第１の方向と直交する方向に沿ってラビング処理されている配向膜と
   を更に備え、
   前記第１電極及び前記第２電極のうち前記液晶層側の電極は、前記第１の方向との間で４５°の角度をなす方向に沿って伸張するスリットを有しており、
   前記液晶層のレタデーションは、二分の一波長であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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