JP2013003287A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶層中のイオン性不純物の拡散による偏在に起因する表示ムラが低減された液晶装置、および該液晶装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】本適用例の液晶装置は、一対の基板間に挟持された液晶層５０と、一対の基板のうち一方の基板に設けられた複数の画素電極１５と、一対の基板のうち他方の基板に設けられ、複数の画素電極１５と対向する第１電極としての共通電極２３と、液晶層５０を駆動することによって生ずる液晶分子ＬＣの流動を阻害するための電位が印加される第２電極としての補助電極２５と、を備えた。
【選択図】図８

Description

本発明は、液晶装置およびこれを備えた電子機器に関する。

液晶装置は、一般的に配向処理が施された一対の基板間に液晶が注入封止された構造となっている。このような液晶装置の製造過程において、イオン性不純物が例えば液晶注入時に混入したり、液晶層を取り囲むシール材などから溶出すると、表示領域に拡散・凝集して表示特性の劣化を招くことが知られている。

このようなイオン性不純物に起因する表示特性の劣化を抑制することを目的として、例えば特許文献１には、駆動回路基板においてマトリックス状に配置された複数の画素電極間の隙間に遮蔽電極を有し、該遮蔽電極に対して、複数の画素電極と液晶層を挟んで配置された透明電極と所定の電位差を有するように電位を印加する液晶表示装置が開示されている。

上記特許文献１の液晶表示装置によれば、液晶層中のイオン性不純物を画素電極の周辺部に設けた遮蔽電極によって捕獲（トラップ）させ、表示特性の向上を図ることができるとしている。

また、例えば特許文献２には、画素電極と対向電極とのうち少なくとも一方側に複数の電極からなる周辺電極を備え、該周辺電極の隣り合う電極間で駆動電圧の電圧値が異なる液晶表示装置が開示されている。

上記特許文献２の液晶表示装置によれば、周辺電極の隣り合う電極に電圧値が異なる駆動電圧を与えることによって横方向の電界を生じさせる。これによって液晶の微小な揺らぎによる流れに加えて、イオン性不純物を移動させる力となり、画素領域内から移動してくるイオン性不純物をすばやく画素領域外へ移動させることができるとしている。

特開２００８−２０７２５号公報 特開２００８−５８４９７号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、特定の電極（遮蔽電極）に捕獲（トラップ）されたイオン性不純物の量が多くなると、表示ムラとして認識されるおそれがある。
また、上記特許文献２のように周辺電極を備えることは、液晶表示装置の大型化に繋がってしまう。言い換えれば小型化が難しいという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例の液晶装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板に複数の画素電極と、前記一対の基板のうち他方の基板に、前記複数の画素電極と対向する第１電極と、前記液晶層の液晶分子を駆動することによって生ずる当該液晶分子の流動を阻害するための電位が印加される第２電極と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、複数の画素電極と対向する他方の基板に第２電極を設けることにより、液晶層を駆動することにより生ずる液晶分子の流動が阻害されて、液晶中のイオン性不純物の拡散が抑制される。ゆえに、例えば液晶分子の流動方向における表示領域の角部にイオン性不純物が移動して偏在することに起因する焼き付きなどの表示不具合が発生し難い液晶装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例の液晶装置において、前記第２電極には、周期的に前記液晶分子の流動を阻害するための電位が与えられることを特徴とする。
この構成によれば、第２電極に対して周期的に液晶分子の流動を阻害する電位が与えられる。例えば液晶層の駆動電圧を５Ｖとすれば、０Ｖから５Ｖの間の電位を周期的に印加する。これにより、第２電極の近傍に位置する液晶分子が動かされ、表示領域において液晶層を駆動することよって生ずる液晶分子の流動を阻害することになる。よって、液晶中のイオン性不純物の拡散を抑制できる。また、第１電極に対して第２電極を複雑に駆動する必要がないので、簡素な液晶装置の駆動方法を採用することができる。

［適用例３］上記適用例の液晶装置において、前記画素電極に対応して設けられたトランジスターと、前記トランジスターと平面的に重なるように設けられた遮光部と、を備え、前記第２電極は、平面的に前記遮光部が設けられた領域の内側に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、第２電極に液晶分子の流動を阻害する電位を与えたときに、液晶層における光漏れが生じたとしても遮光部によって遮光され目立ち難くなる。

［適用例４］上記適用例の液晶装置において、前記第２電極は、前記他方の基板において、前記液晶分子の流動方向における前記画素電極の隅部に対向する位置に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、他方の基板において液晶分子の流動方向における画素電極の隅部に対向する位置に設けられた第２電極に液晶分子の流動を阻害する電位を与えることによって、液晶中のイオン性不純物の拡散を効率的に抑制できる。

［適用例５］上記適用例の液晶装置において、前記第２電極は、有効表示領域の外周側に位置する前記画素電極の隅部に対向する位置に設けられているとしてもよい。
この構成によれば、有効表示領域の外周側に位置する画素電極にイオン性不純物が偏在することを低減できる。言い換えれば、有効表示領域に亘って万遍なく複数の第２電極を設けなくても、イオン性不純物の偏在に起因する表示不具合を簡素な構成で改善できる。

［適用例６］上記適用例の液晶装置において、前記第２電極に電位を与える配線部が前記他方の基板における遮光部を構成しているとしてもよい。
この構成によれば、第２電極を遮光する遮光部を新たに設ける必要がなく、他方の基板の構成を簡略化できる。

［適用例７］本適用例の電子機器は、上記適用例の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、液晶層中のイオン性不純物の偏在に起因する表示不具合が低減され、優れた表示品質を有する電子機器を提供できる。

（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 （ａ）は液晶装置における無機配向膜の形成状態と液晶分子の配向状態とを示す概略断面図、（ｂ）は液晶分子の挙動を示す概略図。 イオン性不純物の偏在に伴う表示ムラの一例を示す概略平面図。 液晶装置における画素の配置を示す概略平面図。 対向基板における第１電極と第２電極の配置を示す概略平面図。 第２電極と配線部との配置を示す概略平面図。 （ａ）および（ｂ）は液晶装置の駆動方法を説明する概略断面図。 電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。 変形例の第２電極の配置を示す概略平面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。

本実施形態では、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。

（第１実施形態）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置について、図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図、図２は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０および対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０および対向基板２０は、透明な例えば石英基板やガラス基板などが用いられている。

一対の基板のうち一方の基板としての素子基板１０は他方の基板としての対向基板２０よりも一回り大きく、両基板は、額縁状に配置されたシール材４０を介して接合され、その隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０を構成している。シール材４０は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

額縁状に配置されたシール材４０の内側には、同じく額縁状に遮光膜２１が設けられている。遮光膜２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜２１の内側が表示領域Ｅとなっている。表示領域Ｅには、マトリックス状に画素Ｐが複数配置されている。なお、図１では図示省略したが、表示領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光部が設けられている。

素子基板１０の１辺部に沿ったシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材４０の内側に検査回路１０３が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材４０の内側に走査線駆動回路１０２が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部のシール材４０の内側には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。
以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。

図１（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた光透過性を有する画素電極１５およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。
また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射して光リーク電流が流れ、不適切なスイッチング動作となることを防ぐ遮光構造が採用されている。

対向基板２０の液晶層５０側の表面には、遮光膜２１と、これを覆うように成膜された層間絶縁膜２２と、層間絶縁膜２２を覆うように設けられた第１電極としての共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２４とが設けられている。図１（ｂ）では、図示を省略したが、第１電極としての共通電極２３と同一面内に本発明の第２電極が設けられている。第２電極の構成については後述する。

遮光膜２１は、図１（ａ）に示すように平面的にデータ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置において額縁状に設けられている。これにより対向基板２０側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。

層間絶縁膜２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜２１を覆うように設けられている。このような層間絶縁膜２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。

共通電極２３は、例えばＩＴＯなどの透明導電膜からなり、層間絶縁膜２２を覆うと共に、図１（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。

画素電極１５を覆う配向膜１８および共通電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。本実施形態では、負の誘電異方性を有する液晶分子が配向膜面に対してプレチルトを与えられて垂直配向するように施されたものであって、例えば、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を物理気相成長法を用いて成膜した無機配向膜が用いられている。物理気相成長法としては、無機材料を真空中で気化して被成膜物上に到達させ成膜する、真空蒸着法、真空スパッタ法などが挙げられる。無機配向膜の形成方法や液晶分子の詳しい配向状態については後述する。

図２に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する信号線としての複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して一定の間隔を置いて平行するように配置された容量線３ｂとを有する。

走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１５と、ＴＦＴ３０と、保持容量１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０２は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に保持容量１６が接続されている。保持容量１６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

なお、図１（ａ）に示した検査回路１０３には、データ線６ａが接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図２の等価回路では省略している。また、検査回路１０３は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａ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供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。

このような液晶装置１００は透過型であって、画素Ｐが非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードや、非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードの光学設計が採用される。光学設計に応じて、光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が配置されて用いられる。

次に、液晶装置１００における液晶分子の配向状態について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は液晶装置における無機配向膜の形成状態と液晶分子の配向状態とを示す概略断面図、同図（ｂ）は液晶分子の挙動を示す概略図である。

図３（ａ）に示すように、液晶装置１００における画素電極１５および共通電極２３の表面には、酸化シリコンを物理気相成長法の一例である真空蒸着法により斜め蒸着して得られた配向膜１８および配向膜２４が形成されている。具体的には、液晶層５０に面した基板面に対する蒸着方向の角度θｂはおよそ４５°である。このような斜め蒸着により基板面には蒸着方向に向って酸化シリコンの結晶体が柱状に成長する。この柱状結晶体をカラム１８ａ，２４ａと呼ぶ。配向膜１８，２４はこのようなカラム１８ａ，２４ａの集合体である。また、基板面に対するカラム１８ａ，２４ａの成長方向の角度θｃは蒸着方向の角度θｂと必ずしも一致せず、この場合およそ７０°となっている。

このような配向膜１８，２４の表面において垂直配向する液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐはおよそ８５°である。また、基板面の法線方向から見た液晶分子ＬＣを傾斜させるプレチルトの方向すなわち傾斜方向は、配向膜１８，２４における斜め蒸着の平面的な蒸着方向と同じである。垂直配向処理の上記傾斜方向は、液晶装置１００の光学設計条件に基づいて適宜設定される。
このように配向膜面に対して負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣが９０°未満のプレチルト角θｐを与えられて倒立している配向状態を略垂直配向と呼ぶ。

対向配置された素子基板１０および対向基板２０ならびにこれら一対の基板間に挟持された液晶層５０を含めたものを液晶パネル１１０と呼ぶ。液晶装置１００は、液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ配置された偏光素子４１，４２を有して用いられる。また、偏光素子４１，４２は、偏光素子４１，４２のうちの一方の透過軸または吸収軸がＸ方向またはＹ方向に対して平行となるように、且つ互いの透過軸または吸収軸が直交するように液晶パネル１１０に対してそれぞれ配置されている。

本実施形態では、表示領域Ｅにおいて偏光素子４１，４２の透過軸または吸収軸に対して液晶分子ＬＣのプレチルトの方位角が４５°で交差するように略垂直配向処理が施されている。したがって、図３（ｂ）に示すように画素電極１５と共通電極２３との間に駆動電圧を印加して液晶層５０を駆動すると、液晶分子ＬＣがプレチルトの傾斜方向に倒れることにより、高い透過率が得られる光学的な配置となっている。
液晶層５０の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）を繰り返すと、液晶分子ＬＣはプレチルトの傾斜方向に倒れたり、初期の配向状態に戻ったりする挙動を繰り返す。このような液晶分子ＬＣの挙動が起る略垂直配向処理を１軸の略垂直配向処理という。

なお、液晶パネル１１０に対する光の入射方向は、図３（ａ）に示すように素子基板１０側から入射することに限定されない。また、光の入射側または射出側に位相差板などの光学補償素子を備える構成としてもよい。

次に、本発明が解決しようとするイオン性不純物の偏在に起因する表示ムラについて、図４を参照して説明する。図４はイオン性不純物の偏在に伴う表示ムラの一例を示す概略平面図である。なお、図４は、液晶装置の光学設計がノーマリーブラックの場合を示している。

図４に示すように、表示領域Ｅにおいて液晶分子ＬＣのプレチルトの傾斜方向は、Ｙ方向となす方位角θａが４５°となるように設定されている。具体的には、破線で示した矢印方向が素子基板１０に対する斜め蒸着の方向であり、右上から左下に向かう方向である。一方、実線で示した矢印方向が素子基板１０に対向配置される対向基板２０に対する斜め蒸着の方向であり、左下から右上に向かう方向である（図３参照）。このような表示領域Ｅにおける液晶分子ＬＣのプレチルトの傾斜方向を方位角θａをそのまま利用して傾斜方向θａと呼ぶ。

このような傾斜方向θａによれば、画素Ｐを駆動することにより、基板面に対して略垂直配向した液晶分子ＬＣが傾斜方向θａに振られる挙動を示す（図３（ｂ）参照）。これにより、傾斜方向θａに向かう液晶分子ＬＣの挙動すなわち流動（フロー）が生じて、液晶中に含まれたイオン性不純物はこの流動（フロー）に沿って液晶中を移動し、やがて表示領域Ｅの傾斜方向θａに位置する角部に運ばれてイオン性不純物の偏在が生ずる。そうすると、図４に示すように表示領域Ｅの角部においてイオン性不純物の偏在に起因する例えば焼き付きや輝度ムラなどの表示ムラが発生する。より具体的には、例えばノーマリーブラックの場合、上記角部に位置する画素Ｐに光漏れが発生し、コントラストが低下する。図４では表示領域Ｅの角部に位置する３つの画素Ｐに光漏れが発生した状態を示している。
なお、傾斜方向θａが４５°とは、図４に示すように右上がり４５°だけでなく、右下がり４５°でもよく、その場合には図４において表示領域Ｅの左上と右下の角部に表示ムラが発生する。つまり、液晶層５０に駆動電圧が与えられたときの液晶分子ＬＣの上記傾斜方向θａが液晶分子ＬＣの流動方向となる。

発明者は、イオン性不純物の偏在による表示領域Ｅの角部の表示ムラを改善すべく、液晶装置１００の構成と駆動方法とを開発した。具体的には、対向基板２０に第１電極としての共通電極２３とは別に第２電極を設けた。また、第２電極に上記した液晶分子ＬＣの流動（フロー）を阻害するための電位を与えることで、液晶層５０中のイオン性不純物の偏在を抑制した。

以下、図５〜図８を参照して説明する。図５は液晶装置における画素の配置を示す概略平面図、図６は対向基板における第１電極と第２電極の配置を示す概略平面図、図７は第２電極と配線部との配置を示す概略平面図、図８（ａ）および（ｂ）は液晶装置の駆動方法を説明する概略断面図である。なお、図８（ａ）および（ｂ）は図７のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の概略断面図を示すものであり、配向膜１８，２４は図示を省略している。

図５に示すように、液晶装置１００における画素Ｐは、例えば平面的に略四角形の開口領域を有する。開口領域は、Ｘ方向とＹ方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域により囲まれている。

Ｘ方向に延在する非開口領域には、図２に示した走査線３ａや容量線３ｂが設けられている。走査線３ａや容量線３ｂは遮光性の導電部材が用いられており、走査線３ａや容量線３ｂによって非開口領域の少なくとも一部が構成されている。

同じく、Ｙ方向に延在する非開口領域には、図２に示したデータ線６ａが設けられている。データ線６ａも遮光性の導電部材が用いられており、これらによって非開口領域の少なくとも一部が構成されている。

非開口領域は、素子基板１０側に設けられた上記信号線類によって構成されるだけでなく、対向基板２０側において格子状にパターニングされた遮光部によっても構成することができる。

非開口領域の交差部付近には、図２に示したＴＦＴ３０や保持容量１６が設けられている。遮光性を有する非開口領域の交差部付近にＴＦＴ３０を設けることにより、ＴＦＴ３０の光誤動作を防止すると共に、開口領域における開口率を確保している。上記交差部付近にＴＦＴ３０や保持容量１６を設ける関係上、上記交差部付近の非開口領域の幅は、他の部分に比べて広くなっている。

図６に示すように、液晶装置１００の対向基板２０は、画素Ｐの開口領域を囲む非開口領域の上述した交差部と平面的に重なる位置に平面視で四角形の開口部２３ａを有している。開口部２３ａの内側に、同じく平面視で四角形の第２電極としての補助電極２５が設けられている。

また、補助電極２５は、液晶分子ＬＣの上記傾斜方向θａすなわち液晶分子ＬＣの流動方向における隣り合う画素Ｐの画素電極１５の隅部に対向する位置に配置されている。なお、補助電極２５の平面的な形状は、四角形に限定されず、例えば多角形や円形でもよい。

また、図７に示すように、補助電極２５は、対向基板２０において画素Ｐを区画するように格子状に配置された配線部２６の交差部に配置され、配線部２６に電気的に接続されている。配線部２６は、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉなどの遮光性の低抵抗配線材料を用いて形成されている。補助電極２５と配線部２６との電気的な接続や、配線部２６上に補助電極２５を形成することを考慮すると、補助電極２５もまた配線部２６と同様にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉなどの遮光性の低抵抗配線材料を用いて形成することが好ましい。つまり、配線部２６は画素Ｐを区画する遮光部として機能し、補助電極２５は遮光部（非開口領域）内に配置されている。

このような補助電極２５および配線部２６の形成方法としては、対向基板２０上に上記低抵抗配線材料をスパッタ法などを用いて成膜した後に、フォトリソグラフィ法によりパターニングして格子状の配線部２６を形成する。さらに、配線部２６を覆うように層間絶縁膜２２（図１（ｂ）参照）を形成し、層間絶縁膜２２の補助電極２５を設ける位置に補助電極２５の平面形状と同じ孔をエッチングなどにより形成する。層間絶縁膜２２を覆うように上記低抵抗配線材料を成膜する。成膜された低抵抗配線材料のうち当該孔を埋めた部分以外をエッチングにより取り除くことで、配線部２６に電気的に接続された補助電極２５を形成することができる。

なお、配線部２６の形成と同時に、図１（ａ）および（ｂ）に示した遮光膜２１を形成する。配線部２６は、表示領域Ｅの外側まで引き回されて、上下導通部材を介して素子基板１０側に設けられた配線に電気的に接続され、当該配線は素子基板１０に設けられた複数の外部接続用端子１０４のうちの少なくとも１つに電気的に接続されている。
外部接続用端子１０４と配線部２６とを経由して補助電極２５に液晶分子ＬＣの流動を阻害するための電位を与えることができる構成となっている。

また、本実施形態では、表示領域Ｅの複数の画素Ｐに対応して設けられた複数の補助電極２５に電位をばらつくことなく与えるため、配線部２６をＸ方向とＹ方向とに延在する格子状に形成したが、Ｘ方向またはＹ方向のいずれかに延在する形状としてもよい。

次に、図８（ａ）および（ｂ）を参照して、液晶装置１００の駆動方法について説明する。図８（ａ）および（ｂ）は前述したように図７のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の概略断面図を示すものであり、この場合Ａ−Ａ’線は、液晶分子ＬＣの傾斜方向θａつまり流動方向に沿っている。

例えば、図８（ａ）に示すように、Ａ−Ａ’線に沿って隣り合う画素Ｐの画素電極１５と共通電極２３との間に駆動電圧が印加されないＯＦＦ状態のときに、隣り合う画素電極１５と補助電極２５との間を駆動電圧が印加されたＯＮ状態とする。そうすると、画素電極１５と共通電極２３の間の液晶層５０では、液晶分子ＬＣが略垂直配向状態となり、その一方で、補助電極２５の近傍では、負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣが電界方向と交差する方向に配列する。つまり、補助電極２５の直下とその周辺とでは、液晶分子ＬＣの配向状態が異なる。

また、図８（ｂ）に示すように、Ａ−Ａ’線に沿って隣り合う画素Ｐの画素電極１５と共通電極２３との間に駆動電圧が印加されたＯＮ状態のときに、隣り合う画素電極１５と補助電極２５との間を駆動電圧が印加されないＯＦＦ状態とする。そうすると、画素電極１５と共通電極２３の間の液晶層５０では、負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣが電界方向と交差する方向に配列し、その一方で、補助電極２５の直下では、液晶分子ＬＣが略垂直配向状態となる。やはり、補助電極２５の直下とその周辺とでは、液晶分子ＬＣの配向状態が異なる。

このように、補助電極２５の直下とその周辺とで、液晶分子ＬＣの配向状態が異なるように、補助電極２５に電位を与えることによって、補助電極２５の近傍に位置する液晶分子を動かし、画素電極１５と共通電極２３との間の液晶層５０を駆動することによって生ずる液晶分子ＬＣの流動を阻害することができる。

また、液晶分子ＬＣの流動方向において、補助電極２５を挟んで隣り合う画素電極１５と共通電極２３との間、言い換えれば、補助電極２５を挟んで隣り合う画素Ｐが必ずしも同じ駆動状態であるとは限らないので、いずれか一方の画素Ｐの駆動状態と異なる駆動状態とすれば、液晶分子ＬＣの流動を阻害することができる。

それゆえに、本実施形態では、例えば液晶層５０の駆動電圧を５Ｖとしたときに、補助電極２５に対して０Ｖから５Ｖまでの電位を周期的に与えることとした。周期的な電位の印加とは、例えば、０Ｖ→５Ｖ→０Ｖへと連続的に電位を変化させる方法、０Ｖ、５Ｖの電位をそれぞれ一定の期間印加して繰り返す方法、０Ｖと５Ｖとの間に中間電位を設定し、０Ｖ→中間電位→５Ｖ→中間電位→０Ｖへとそれぞれ一定の期間印加して繰り返す方法などが挙げられる。また、上記のような電位を補助電極２５に与える通電時間としては、５秒から３０分程度で表示ムラが改善される効果が認められた。

具体的には、表示ムラを評価する試験方法として、例えば、液晶装置１００を６０℃〜７０℃に加温した状態で、表示領域Ｅのすべての画素ＰがＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように通電する。所定の時間通電した後に常温に戻してから、再び表示領域Ｅの複数の画素Ｐのすべてが中間調となるように駆動させ、コントラストのムラが無いか評価する方法を挙げることができる。加温するのは、液晶層５０中のイオン性不純物の移動を加速させるためである。

上記液晶装置１００において、補助電極２５には電位を与えずに上記試験を行ったときには、およそ２４Ｈの通電後に表示ムラが認められた。これに対して上記試験中に補助電極２５に対して、０Ｖ〜５Ｖの電位を周期的におよそ３０分間与えると、表示ムラが発生する加温通電時間が２４Ｈに対して７０倍程度の時間に延びた。すなわち、液晶層５０中におけるイオン性不純物の拡散を抑制する効果が認められた。なお、表示ムラの発生は、液晶層５０中に含まれるイオン性不純物の濃度にも影響されることは言うまでもない。また、表示ムラを評価する試験方法は、上述した方法に限定されるものではない。例えば、表示領域Ｅにおいて特定のパターンを表示させるように複数の画素Ｐを駆動させて、イオン性不純物の偏在に伴う、上記特定のパターンの表示ムラを評価するとしてもよい。

液晶装置１００を実際に駆動するにあたっては、液晶層５０中のイオン性不純物の移動速度は温度に依存するので、使用環境温度を考慮して補助電極２５に液晶分子ＬＣの流動を阻害するための電位を与える通電時間を設定することが望ましい。

以上に述べた前記実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）液晶装置１００には、対向基板２０において第１電極としての共通電極２３と同一面内に第２電極としての補助電極２５が設けられている。補助電極２５は、液晶分子ＬＣの流動方向における画素電極１５の隅部に対向する位置に設けられており、周期的に液晶分子ＬＣの流動を阻害する電位が与えられる。したがって、液晶層５０中のイオン性不純物の拡散による偏在が抑制され、表示領域Ｅの角部に表示ムラが発生することを低減できる。つまり、通電による表示ムラが発生し難い液晶装置１００を提供できる。
（２）補助電極２５は、対向基板２０において遮光部として機能する配線部２６の交差部に配置されている。また、素子基板１０の遮光性を有する低抵抗配線材料からなる走査線３ａおよびデータ線６ａの交差部と対向する位置に設けられている。したがって、補助電極２５に液晶層５０の駆動電圧に相当する電位を与えたときに、液晶層５０から光漏れが生じたとしても、補助電極２５が遮光部（非開口領域）内に位置しているので、上記光漏れを目立ち難くすることができる。言い換えれば、補助電極２５への通電によって表示品位が低下することがない。
また、配線部２６は遮光部を兼ねることから、配線部２６と遮光部とを別々に設ける場合に比べて、対向基板２０の構成を簡略化できる。

（第２実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器について図９を参照して説明する。図９は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図９に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。

偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。

ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置１００が適用されたものである。液晶装置１００は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶層５０中のイオン性不純物の偏在が抑制された液晶装置１００を備え、通電による表示ムラが低減され、高い表示品位と信頼性とが実現されている。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨ある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液晶装置および該液晶装置を適用す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。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記液晶装置１００において、第２電極としての補助電極２５の配置は、表示領域Ｅのすべての画素電極１５の隅部に対向する位置に設けることに限定されない。図１０は変形例の第２電極の配置を示す概略平面図である。例えば、図１０に示すように、有効な表示領域Ｅの外周側に位置する画素電極１５の隅部に対向する位置に、補助電極２５を配置する構成としてもよい。これによれば、表示ムラになり易い外周側の画素Ｐに対応させて補助電極２５を設け、より簡素な構成でイオン性不純物の拡散による偏在を抑制することができる。なお、外周側だけに限らず、その内側の液晶分子ＬＣの流動方向に沿った位置に部分的に補助電極２５を配置しても、その効果を奏する。

（変形例２）上記液晶装置１００において、負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣを略垂直配向させる配向膜１８，２４は、無機配向膜に限定されない。例えば、ポリイミドなどの有機配向膜を用いても液晶分子ＬＣを略垂直配向させることができ、本発明を適用できる。

（変形例３）上記液晶装置１００において、第２電極としての補助電極２５が電気的に接続される配線部２６は、遮光性かつ格子状であることに限定されない。例えば、対向基板２０上において、配線部２６は、少なくとも表示領域Ｅに亘る全面に設けられた透明導電膜からなるとしてもよい。また、同様に遮光性の低抵抗配線材料を用いて補助電極２５を形成することに限定されず、透明導電膜を用いて形成してもよい。

（変形例４）本発明を適用可能な液晶装置１００は、液晶分子ＬＣが負の誘電異方性を有する略垂直配向（ＶＡ；Vertical Alignment）方式に限定されない。例えば、液晶分子ＬＣが正の誘電異方性を有するＴＮ（Twisted Nematic）方式やＯＣＢ（Optically Compensated Bend）方式にも適用可能である。ＴＮ方式における液晶分子の流動方向は、一対の基板のそれぞれにおいて互いに交差するように施された配向処理のベクトルの合成方向となる。したがって、例えば、図４において、素子基板１０側の配向処理方向をＸ方向に沿って左から右へ向かう方向とし、対向基板２０側の配向処理方向をＹ方向に沿って下から上へ向かう方向とすれば、先に説明したとおり、表示領域Ｅの左下と右上とに表示ムラが発生する。ゆえに、ＴＮ方式の場合でも第２電極としての補助電極２５を設けることは有効である。
なお、ＶＡ方式やＯＣＢ方式における配向処理は、液晶分子の傾斜方向が１軸の配向処理となるため、イオン性不純物が液晶分子の流動によって、特定の方向に拡散・偏在し易い。したがって、本発明を適用することで、ＴＮ方式に比べるとその効果がより発揮される。

（変形例５）本発明を適用可能な液晶装置１００は、透過型に限定されない。例えば、光反射性の導電膜を用いて画素電極１５が形成される反射型の液晶装置にも適用できる。

（変形例６）上記液晶装置１００を適用可能な電子機器は、上記第２実施形態の投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。

１０…一方の基板としての素子基板、１５…画素電極、２０…他方の基板としての対向基板、２３…第１電極としての共通電極、２５…第２電極としての補助電極、２６…配線部、３０…薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、５０…液晶層、１００…液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置、Ｅ…表示領域、ＬＣ…液晶分子。

Claims (7)

1. 一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持された液晶層と、
   前記一対の基板のうち一方の基板に複数の画素電極と、
   前記一対の基板のうち他方の基板に、前記複数の画素電極と対向する第１電極と、
   前記液晶層の液晶分子を駆動することによって生ずる当該液晶分子の流動を阻害するための電位が印加される第２電極と、を備えたことを特徴とする液晶装置。
2. 前記第２電極には、周期的に前記液晶分子の流動を阻害するための電位が与えられることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記画素電極に対応して設けられたトランジスターと、
   前記トランジスターと平面的に重なるように設けられた遮光部と、を備え、
   前記第２電極は、平面的に前記遮光部が設けられた領域の内側に配置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。
4. 前記第２電極は、前記他方の基板において、前記液晶分子の流動方向における前記画素電極の隅部に対向する位置に設けら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. 前記第２電極は、有効表示領域の外周側に位置する前記画素電極の隅部に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
6. 前記第２電極に電位を与える配線部が前記他方の基板における遮光部を構成していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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