JP2011209392A - Liquid crystal display device and projection type display device - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置及び投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a projection display device.
従来から、プロジェクタの光変調手段として液晶表示装置が用いられている。この液晶表示装置には、バックライトからの光を変調して透過光として出射させる透過型と、入射した光を変調して反射光として出射させる反射型と、がある。反射型の液晶表示装置は、液晶層を挟持する一対の基板を備えており、一方の基板には、射した光を反射させる反射電極が形成されており、他方の基板には、入射した光を透過させる透過電極が形成されている。 Conventionally, liquid crystal display devices have been used as light modulation means of projectors. This liquid crystal display device includes a transmission type that modulates light from a backlight and emits it as transmitted light, and a reflection type that modulates incident light and emits it as reflected light. A reflective liquid crystal display device includes a pair of substrates that sandwich a liquid crystal layer, and one substrate is formed with a reflective electrode that reflects incident light, and the other substrate has incident light incident thereon. A transmissive electrode that transmits light is formed.
このような反射型の液晶表示装置では、一対の基板それぞれに設けられた電極を形成する材料が異なっており、材料の仕事関数の差異に起因して液晶層に電荷の偏りが発生することがある。そして、電荷の偏りによってフリッカーや焼き付きが発生し、液晶表示装置の表示品位が損なわれることがある。そこで、例えば電極上に存在する水酸基の密度の非対称性を脱水素処理することによって液晶層に電荷の偏りが発生することを防止することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
In such a reflective liquid crystal display device, the materials for forming the electrodes provided on each of the pair of substrates are different from each other, and a charge bias may occur in the liquid crystal layer due to a difference in work function of the materials. is there. Then, flicker and image sticking may occur due to the bias of the charge, and the display quality of the liquid crystal display device may be impaired. Thus, for example, it has been proposed to prevent the occurrence of charge bias in the liquid crystal layer by dehydrogenating the density asymmetry of the hydroxyl groups present on the electrodes (see, for example,
しかしながら、上記従来の液晶表示装置においても、より容易な方法で液晶層に発生する電荷の偏りを解消することが求められている。
したがって、本発明は、より容易な方法で液晶層に発生する電荷の偏りを解消できる液晶表示装置及び投射型表示装置を提供することを目的とする。
However, even in the above conventional liquid crystal display device, it is required to eliminate the bias of electric charges generated in the liquid crystal layer by an easier method.
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a projection display device that can eliminate the unevenness of charge generated in the liquid crystal layer by an easier method.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる液晶表示装置は、液晶層を挟持する第1及び第2基板を備える液晶表示装置であって、前記第1基板が、前記液晶層を構成する液晶分子を駆動する反射電極と、前記反射電極上に形成された第1誘電体層と、を備え、前記第2基板が、前記液晶層を構成する液晶分子を駆動する透過電極と、前記透過電極上に形成された第2誘電体層と、を備え、前記第1誘電体層の密度が、前記第2誘電体層の密度よりも低いことを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including first and second substrates sandwiching a liquid crystal layer, and the first substrate is a reflective electrode that drives liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer. And a first dielectric layer formed on the reflective electrode, wherein the second substrate has a transmissive electrode for driving liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, and a first dielectric layer formed on the transmissive electrode. Two dielectric layers, wherein the density of the first dielectric layer is lower than the density of the second dielectric layer.
この発明では、反射電極上に形成される第1誘電体層の密度を透過電極上に形成される第2誘電体層の密度よりも低くし、第1及び第2誘電体層で密度を異ならせることにより、反射電極と透過電極とで材料が異なることに起因して液晶層に発生する電荷の偏りを抑制できる。したがって、より容易な方法で液晶層に発生する電荷の偏りを解消できる。 In the present invention, the density of the first dielectric layer formed on the reflective electrode is made lower than the density of the second dielectric layer formed on the transmissive electrode, and the density is different between the first and second dielectric layers. Accordingly, the bias of the charge generated in the liquid crystal layer due to the difference in material between the reflective electrode and the transmissive electrode can be suppressed. Therefore, it is possible to eliminate the bias of the charge generated in the liquid crystal layer by an easier method.
また、本発明における液晶表示装置は、前記第1誘電体層が、斜方蒸着によって形成されていることが好ましい。
この発明では、斜方蒸着の蒸着角度などを変更することで、より容易に第1誘電体層の密度を調整できる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, the first dielectric layer is preferably formed by oblique deposition.
In the present invention, the density of the first dielectric layer can be adjusted more easily by changing the deposition angle of oblique deposition.
また、本発明における液晶表示装置は、前記第1誘電体層が、ゾルゲル法によって形成されていることが好ましい。
この発明では、溶液の有機添加物濃度などを変更することで、より容易に第1誘電体層の密度を調整できる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable that the first dielectric layer is formed by a sol-gel method.
In the present invention, the density of the first dielectric layer can be more easily adjusted by changing the concentration of the organic additive in the solution.
また、本発明における液晶表示装置は、前記第2誘電体層が、斜方蒸着によって形成されていることが好ましい。
この発明では、斜方蒸着の蒸着角度などを変更することで、より容易に第2誘電体層の密度を第1誘電体層の密度よりも高くできる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable that the second dielectric layer is formed by oblique deposition.
In the present invention, the density of the second dielectric layer can be made higher than the density of the first dielectric layer more easily by changing the deposition angle of oblique deposition.
また、本発明における液晶表示装置は、前記第2誘電体層が、ゾルゲル法によって形成されていることが好ましい。
この発明では、溶液の有機添加物濃度などを変更することで、より容易に第2誘電体層の密度を第1誘電体層の密度よりも高くできる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable that the second dielectric layer is formed by a sol-gel method.
In the present invention, the density of the second dielectric layer can be made higher than the density of the first dielectric layer more easily by changing the concentration of the organic additive in the solution.
また、本発明における液晶表示装置は、前記液晶層が、負の誘電率異方性を呈する液晶分子によって構成されていることが好ましい。
この発明では、VA(Vertical Alignment)モードで駆動する液晶分子で液晶層を構成することで、液晶表示装置を正面視したときに良好なコントラストが得られる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal layer is preferably composed of liquid crystal molecules exhibiting negative dielectric anisotropy.
In the present invention, the liquid crystal layer is composed of liquid crystal molecules driven in a VA (Vertical Alignment) mode, so that a good contrast can be obtained when the liquid crystal display device is viewed from the front.
また、本発明における投射型表示装置は、上記記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、第1誘電体層の密度を第2誘電体層の密度よりも低くすることで、より容易に液晶層に発生する電荷の偏りを解消できる。
A projection display device according to the present invention includes the liquid crystal display device described above.
In the present invention, as described above, by making the density of the first dielectric layer lower than the density of the second dielectric layer, it is possible to more easily eliminate the bias of the charge generated in the liquid crystal layer.
[第1の実施形態]
以下、本発明における液晶表示装置の第1の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
[First Embodiment]
Hereinafter, a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size.
〔液晶表示装置〕
本実施形態における液晶表示装置1は、例えば後述するプロジェクタ(投射型表示装置)100において光変調手段として用いられる液晶表示装置であって、図1に示すように、素子基板(第1基板)11及び対向基板(第2基板)12と、素子基板11及び対向基板12の間に挟持された液晶層13と、を備えている。また、液晶表示装置1は、素子基板11及び対向基板12が対向する対向領域の外周部に設けられた枠状のシール材14によって素子基板11と対向基板12とを貼り合わせている。そして、液晶表示装置1におけるシール材の内側に、画像表示領域が形成されている。
[Liquid Crystal Display]
The liquid
液晶表示装置1の画像表示領域には、図2に示すように、複数の画素領域がマトリクス状に配置されている。この画素領域それぞれには、画素電極(反射電極)21及び後述する共通電極(透明電極)43と、画素電極21をスイッチング制御するためのTFT素子22と、が形成されている。また、画像表示領域には、複数のデータ線23及び走査線24が格子状に配置されている。
In the image display area of the liquid
TFT素子22は、ソースがデータ線23に接続され、ゲートが走査線24に接続されると共に、ドレインが画素電極21に接続されている。
データ線23は、図示しないデータ線駆動回路から画像信号S1〜Snが画素領域それぞれに供給される構成となっている。また、走査線24は、図示しない走査線駆動回路から走査信号G1〜Gmがサブ画素領域それぞれに供給される構成となっている。なお、画素電極21に書き込まれた画像信号S1〜Snのリークを防止するため、画素電極21と並列に保持容量25が設けられている。また、液晶表示装置1には、データ線駆動回路及び走査線駆動回路と液晶表示装置1の外部とを接続するための端子(図示略)が形成されている。
The
The
次に、液晶表示装置1の詳細な構成について説明する。
素子基板11は、図3に示すように、基板本体31と、基板本体31の内側(液晶層13側)の表面に形成された素子形成層32と、素子形成層32上に形成された画素電極21と、画素電極21上に形成された第1誘電体層33と、第1誘電体層33の液晶層13側に形成された配向膜34と、を備えている。
素子形成層32は、絶縁膜や半導体膜、導体膜を適宜積層した構成となっており、データ線23及び走査線24やTFT素子22を構成し、複数の画素領域それぞれに形成された画素電極21を個別に駆動可能となっている。
画素電極21は、例えばAlなど反射膜としても機能する導電材料で形成されている。
Next, a detailed configuration of the liquid
As shown in FIG. 3, the
The
The
第1誘電体層33は、例えば酸化珪素(SiOx)や窒化珪素(SiNx)で形成されており、斜方蒸着によって画素電極21を覆うように形成されている。また、第1誘電体層33を構成する酸化珪素のカラムは、素子基板11の基板面の法線方向に対して例えば45度傾けられている。そのため、第1誘電体層33は、例えばプラズマCVD法によって第1誘電体層33を形成する場合と比較して、カラム間に空気が入り込むことによって密度が低くなる。なお、第1誘電体層33の密度の調整は、カラムの傾斜角度や低屈折率層35の蒸着速度、蒸着圧力などによって行われる。一般的に、傾斜角度を大きくすること、蒸着速度を遅くすること、及び蒸着圧力を高くすること、によって第1誘電体層33の密度を低くすることができる。ここで、第1誘電体層33の密度は、1.9g/cm3となっている。
The first
第1誘電体層33は、素子基板11の基板面の法線方向に対して傾斜した二軸性光学異方性を有する。なお、第1誘電体層33の遅相軸は、カラムの傾斜方向や密度に応じて、カラムの傾斜方向に対して直交する方向またはカラムの傾斜方向と平行な方向となる。
配向膜34は、例えばSiO2で形成されており、斜方蒸着によって第1誘電体層33上に形成されている。
The first
The
一方、対向基板12は、例えばガラスや石英などの透光性材料からなる基板本体(基体)41と、基板本体41の内側の表面に形成された遮光膜42と、遮光膜42上に形成された共通電極43と、共通電極43上に形成された第2誘電体層44と、第2誘電体層44の液晶層13側に形成された配向膜45と、を備えている。
遮光膜42は、例えば黒色樹脂で構成され、基板本体41の表面において平面視で画素領域の縁部と重なる領域に形成されており、画素領域を縁取っている。
On the other hand, the
The
共通電極43は、例えばITOやIZOなど透光性の導電材料で形成されている。この共通電極43は、複数の画素領域全体にわたって共通する電極となっている。
第2誘電体層44は、例えば酸化珪素や窒化珪素など第1誘電体層33と同一の材料で形成されており、例えばプラズマCVD法によって共通電極43及び遮光膜42を覆うように形成されている。ここで、第2誘電体層44の密度は、2.3g/cm3となっている。
配向膜45は、配向膜34と同様に、例えばSiO2で形成されており、斜方蒸着によって共通電極43上に形成されている。
The common electrode 43 is made of a light-transmitting conductive material such as ITO or IZO. The common electrode 43 is an electrode that is common throughout the plurality of pixel regions.
The second dielectric layer 44 is formed of the same material as the
Similar to the
液晶層13は、屈折率異方性Δnが例えば0.1である負の誘電率異方性を有する液晶によって形成されている。ここで、素子基板11及び対向基板12のそれぞれに設けられた配向膜34、45には、斜方蒸着によって形成されることで、素子基板11及び対向基板12それぞれの法線方向から液晶分子を所定角度傾斜させるプレチルトが付与されている。本実施形態では、素子基板11と対向基板12との間でプレチルトの方位角方向は反平行(アンチパラレル)状態となるよう設定されている。そのため、この液晶分子は、電圧を印加していない初期配向状態においてツイスト角がほぼ0度に設定されている。
The
ここで、第1誘電体層33の密度を第2誘電体層44の密度よりも低くした場合(実施例)と密度を同等とした場合(比較例)とのそれぞれにおける共通電位のシフト量を、表1に示す。実施例では、第1誘電体層33を斜方蒸着によって形成することによって、第1誘電体層33の密度を第2誘電体層44の密度よりも低くしており、比較例では、第1誘電体層33を第2誘電体層44と同様に例えばプラズマCVD法によって形成することによって、第1誘電体層33の密度を第2誘電体層44の密度と同等にしている。
Here, the shift amount of the common potential in each of the case where the density of the
表1からも分かるように、第1誘電体層33の密度を調整することによって共通電位のシフト量が低減し、フリッカーや焼き付きの発生を抑制して液晶表示装置1の表示品位が損なわれることが抑制される。ここで、共通電位のシフト量の符号が逆転していることから、第1誘電体層33の密度を調整することによって共通電位のシフト量を0としてフリッカーや焼き付きの発生を抑制できることが分かる。
As can be seen from Table 1, by adjusting the density of the
〔投射型表示装置〕
そして、上述した液晶表示装置1は、例えば図4に示すようなプロジェクタ100の光変調手段として用いられる。このプロジェクタ100は、図4に示すように、光源101と、ダイクロイックミラー102、103と、本発明の液晶表示装置1からなる赤色光用光変調手段104、緑色光用光変調手段105及び青色光用光変調手段106と、導光手段107と、反射ミラー110〜112と、クロスダイクロイックプリズム113と、投射レンズ114とを備えている。そして、プロジェクタ100から出射したカラー画像光は、スクリーン115上に投影される。
[Projection type display device]
The above-described liquid
光源101は、メタルハライドなどのランプ101aと、ランプ101aの光を反射するリフレクタ101bとを備えている。
ダイクロイックミラー102は、光源101からの白色光に含まれる赤色光を透過させると共に、緑色光と青色光とを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー103は、ダイクロイックミラー102で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。
The
The
赤色光用光変調手段104は、ダイクロイックミラー102を透過した赤色光が入射され、入射した赤色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。また、緑色光用光変調手段105は、ダイクロイックミラー103で反射された緑色光が入射され、入射した緑色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。そして、青色光用光変調手段106は、ダイクロイックミラー103を透過した青色光が入射され、入射した青色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
The light modulation means 104 for red light is configured to receive red light transmitted through the
導光手段107は、入射レンズ107aとリレーレンズ107bと出射レンズ107cとによって構成されており、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。
反射ミラー110は、ダイクロイックミラー102を透過した赤色光を赤色光用光変調手段104に向けて反射する構成となっている。また、反射ミラー111は、ダイクロイックミラー103及び入射レンズ107aを透過した青色光をリレーレンズ107bに向けて反射する構成となっている。また、反射ミラー112は、リレーレンズ107bを出射した青色光を出射レンズ107cに向けて反射する構成となっている。
The
The
クロスダイクロイックプリズム113は、4つの直角プリズムを貼り合わせることによって構成されており、その界面には赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とがX字状に形成されている。これら誘電体多層膜により3つの色の光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。
投射レンズ114は、クロスダイクロイックプリズム113によって合成されたカラー画像を拡大してスクリーン115上に投影する構成となっている。
The cross
The
以上のような構成の液晶表示装置1及びプロジェクタ100によれば、第1誘電体層33の密度を第2誘電体層44の密度よりも低くすることで、より容易な方法で液晶層13に発生する電荷の偏りを解消できる。
ここで、斜方蒸着によって第1誘電体層33を形成しているため、蒸着角度などを変更することによって、より容易に第1誘電体層33の密度を調整できる。
According to the liquid
Here, since the
[第2の実施形態]
以下、本発明における液晶表示装置の第2の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、本実施形態では、第1の実施形態と対向基板の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, since the configuration of the counter substrate is different from that of the first embodiment, this point will be mainly described, and the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof will be omitted. To do.
本実施形態における液晶表示装置200の対向基板201では、図5に示すように、第2誘電体層202が斜方蒸着によって形成されている。
第2誘電体層202を構成するカラムにおける対向基板201の基板面の法線方向に対する傾斜角は、第1誘電体層33を構成するカラムの傾斜角よりも小さくなっている。そのため、第2誘電体層202の密度は、第1誘電体層33の密度よりも高くなっている。なお、第2誘電体層202における複屈折と第2誘電体層202の層厚との積であるリタデーション量Δndは、第1誘電体層33のリタデーション量Δndよりも小さくなっている。
In the
The inclination angle with respect to the normal direction of the substrate surface of the
以上のような構成の液晶表示装置200においても、上述と同様の作用、効果を奏するが、第2誘電体層202を斜方蒸着で形成しているため、蒸着角度などを変更することによって、より容易に第2誘電体層202の密度を調整できる。
The liquid
なお、本発明は上記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において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第1誘電体層または第2誘電体層は、斜方蒸着によって形成されているが、ゾルゲル法など、他の方法を用いてもよく、ゾルゲル法によって誘電体層を形成した後にイオンビームを照射することによって形成してもよい。ゾルゲル法を用いても、斜方蒸着によって誘電体層を形成する場合と同様に、誘電体層の密度を容易に変更できる。
液晶層は、VA方式で駆動する液晶分子によって構成されているが、液晶表示装置が第1基板に反射電極を形成すると共に第2基板に透明電極を形成する構成であれば、例えばNT(Twisted Nematic)方式で駆動する液晶分子など、他の方式で駆動する液晶分子によって構成されてもよい。
液晶表示装置は、反射型の液晶表示装置に限らず、半透過反射型の液晶表示装置であってもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the first dielectric layer or the second dielectric layer is formed by oblique vapor deposition, but other methods such as a sol-gel method may be used. After forming the dielectric layer by the sol-gel method, an ion beam is formed. You may form by irradiating. Even when the sol-gel method is used, the density of the dielectric layer can be easily changed as in the case of forming the dielectric layer by oblique vapor deposition.
The liquid crystal layer is composed of liquid crystal molecules driven by the VA method. If the liquid crystal display device is configured to form a reflective electrode on the first substrate and a transparent electrode on the second substrate, for example, NT (Twisted A liquid crystal molecule driven by another method, such as a liquid crystal molecule driven by a Nematic method, may be used.
The liquid crystal display device is not limited to a reflective liquid crystal display device, and may be a transflective liquid crystal display device.
液晶表示装置は、プロジェクタのような投射型の表示装置に限らず、例えば携帯電話機など直視型の表示装置に用いられてもよい。したがって、液晶表示装置を備える電子機器としては、プロジェクタなどの投射型表示装置に限らず、携帯電話機やPDA(携帯情報端末機)、ハンディターミナル、電子ブック、ノート型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるい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端末など、種々の電子機器であってもよい。 The liquid crystal display device is not limited to a projection type display device such as a projector, and may be used for a direct-view type display device such as a mobile phone. Accordingly, the electronic apparatus including the liquid crystal display device is not limited to a projection display device such as a projector, but is a mobile phone, a PDA (personal digital assistant), a handy terminal, an electronic book, a notebook personal computer, a personal computer, a digital still Various electronic devices such as a camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, and a POS terminal may be used.
1,200 液晶表示装置、11 素子基板(第1基板)、12,201 対向基板(第2基板)、13 液晶層、21 画素電極(反射電極)、33 第1誘電体層、43 共通電極(透明電極)、44,202 第2誘電体層、100 プロジェクタ(投射型表示装置)、104 赤色光用光変調手段(液晶表示装置)、105 緑色光用光変調手段(液晶表示装置)、106 青色光用光変調手段(液晶表示装置) 1,200 liquid crystal display device, 11 element substrate (first substrate), 12, 201 counter substrate (second substrate), 13 liquid crystal layer, 21 pixel electrode (reflection electrode), 33 first dielectric layer, 43 common electrode ( Transparent electrode), 44, 202 second dielectric layer, 100 projector (projection type display device), 104 light modulation means for red light (liquid crystal display device), 105 light modulation means for green light (liquid crystal display device), 106 blue Light modulation means (liquid crystal display device)
Claims (7)
前記第1基板が、前記液晶層を構成する液晶分子を駆動する反射電極と、前記反射電極上に形成された第1誘電体層と、を備え、
前記第2基板が、前記液晶層を構成する液晶分子を駆動する透過電極と、前記透過電極上に形成された第2誘電体層と、を備え、
前記第1誘電体層の密度が、前記第2誘電体層の密度よりも低いことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device comprising first and second substrates sandwiching a liquid crystal layer,
The first substrate comprises a reflective electrode for driving liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, and a first dielectric layer formed on the reflective electrode;
The second substrate comprises a transmissive electrode for driving liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, and a second dielectric layer formed on the transmissive electrode;
The liquid crystal display device, wherein a density of the first dielectric layer is lower than a density of the second dielectric layer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130604 |