JP2013257445A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】イオン性不純物トラップ用の電極に印加する電位を適正化することにより、画像表示領域内の液晶分子の配向を乱すことなく、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下を抑制することのできる液晶装置、および電子機器を提供すること。
【解決手段】VA(Vertical Alignment)モードの液晶装置100において、素子基板10の周辺領域10bには、画像表示領域10aからシール材107に向けて第1電極9cおよび第2電極9dが設けられている。内側の第1電極9cと共通電極21との電位差V1は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより小さく、外側の第2電極9dと共通電極21との電位差V2は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより大きい。このため、液晶層50のイオン性不純物Cは、画像表示領域の10a端部に向けて移動した際、電位強度が大である第2電極9d近傍に凝集し、そこに滞留する。
【選択図】図5
【解決手段】VA(Vertical Alignment)モードの液晶装置100において、素子基板10の周辺領域10bには、画像表示領域10aからシール材107に向けて第1電極9cおよび第2電極9dが設けられている。内側の第1電極9cと共通電極21との電位差V1は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより小さく、外側の第2電極9dと共通電極21との電位差V2は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより大きい。このため、液晶層50のイオン性不純物Cは、画像表示領域の10a端部に向けて移動した際、電位強度が大である第2電極9d近傍に凝集し、そこに滞留する。
【選択図】図5
Description
本発明は、一対の基板間に液晶層が保持された液晶装置、および電子機器に関するものである。
液晶装置は、一方面側に複数の画素電極が配列した画像表示領域が設けられた第1基板と、共通電位が印加される共通電極が設けられた第2基板とがシール材によって貼り合わされ、第1基板と第2基板との間においてシール材で囲まれた領域内には液晶層が保持されている。かかる液晶装置においては、液晶装置の駆動に伴って液晶分子の姿勢が切り換わることに起因して、液晶層に流動が発生する。その結果、液晶注入時に混入したイオン性不純物やシール材から溶出したイオン性不純物が、画像表示領域の角等で凝集し、画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下を発生させる。そこで、画像表示領域の外側にイオン性不純物トラップ用の電極を設け、かかる電極によって、画像表示領域の外側にイオン性不純物を引き寄せて滞留させておく技術が提案されている(特許文献1参照)。
例えば、特許文献1には、画像表示領域の外側に第1電極および第2電極を設け、第1電極および第2電極に異なる電位を印加するとともに、フレーム毎に第1電極および第2電極に印加する電位の極性を反転させることにより、第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せ、そこに滞留させている。ここで、第1電極と共通電極との電位差、および第2電極と共通電極との電位差は、画素電極と共通電極との電位差より高い。
しかしながら、特許文献1に記載の技術のように、第1電極と共通電極との電位差、および第2電極と共通電極との電位差が、画素電極と共通電極との電位差より高い条件で、第1電極および第2電極に印加する電位の極性を反転させると、第1電極および第2電極に印加した電位が画像表示領域内の端部で液晶分子の配向を乱し、画像の品位を低下させるという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、イオン性不純物トラップ用の電極に印加する電位を適正化することにより、画像表示領域内の液晶分子の配向を乱すことなく、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下を抑制することのできる液晶装置、および当該液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、複数の画素電極が配列する画像表示領域が設けられた素子基板と、共通電位が印加される共通電極が設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記素子基板において前記画像表示領域と前記シール材とに挟まれた周辺領域に設けられた第1電極と、前記素子基板の前記周辺領域において前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、を有し、前記画素電極に前記共通電位と同一の電位以外の駆動電位が印加されている期間における前記画素電極と前記共通電極との電位差Vfig、前記第1電極と前記共通電極との電位差V1、および前記第2電極と前記共通電極との電位差V2は、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする。
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする。
本発明において、画素電極に印加される電位は、表示すべき画像等によって時間的に変化し、期間によっては共通電極と同一の電位が印加されることがあるが、本発明では、画素電極に共通電位と同一の電位が印加されている期間以外の期間において、画素電極と共通電極との電位差Vfig、第1電極と共通電極との電位差V1、および第2電極と共通電極との電位差V2が、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする。
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする。
本発明では、画像表示領域からシール材に向けて第1電極および第2電極が設けられており、内側の第1電極と共通電極との電位差V1は、画素電極と共通電極との電位差Vfigより小さく、外側の第2電極と共通電極との電位差V2は、画素電極と共通電極との電位差Vfigより大きい。このため、液晶層において、イオン性不純物は、画像表示領域の端部に向けて移動した際、電位強度が大である第2電極近傍に凝集し、そこに滞留する。このため、画像表示領域では、イオン性不純物の凝集が発生しにくい。それ故、液晶層中でのイオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下を抑制することができる。また、内側の第1電極と共通電極との電位差V1は、画素電極と共通電極との電位差Vfigより小さいため、液晶分子の配向は、電位が印加されていない状態、あるいは電位が印加されていない状態と略同一の状態にある。従って、第2電極の電位が画像表示領域内の液晶分子の配向を乱すことがない。それ故、本発明によれば、イオン性不純物トラップ用の電極に印加した電位が画像表示領域内の液晶分子の配向を乱すことなく、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下を抑制することができる。
本発明において、前記第2電極は、前記第1電極と前記シール材との間に設けられた内側第2電極と、該内側第2電極と前記シール材との間に設けられた外側第2電極と、を備え、前記内側第2電極と前記共通電極との電位差V21、および前記外側第2電極と前記共通電極との電位差V22は、以下の条件
V21<V22
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、画像表示領域から離れた外側第2電極でイオン性不純物をトラップすることができる。それ故、画像表示領域では、イオン性不純物の凝集が発生しにくい。
V21<V22
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、画像表示領域から離れた外側第2電極でイオン性不純物をトラップすることができる。それ故、画像表示領域では、イオン性不純物の凝集が発生しにくい。
本発明において、前記第1電極には前記共通電位が印加されることが好ましい。かかる構成によれば、第1電極に印加する電位を別途準備する必要がない。
本発明は、前記液晶層が、負の誘電異方性を備えた液晶材料を含む場合に適用すると効果的である。負の誘電異方性を備えた液晶材料を用いた場合、液晶装置の駆動に伴って液晶分子の姿勢が切り換わるので、液晶層に流動が発生しやすく、イオン性不純物が、画像表示領域の角等で凝集しやすいが、本発明によれば、かかる構成を採用した場合でも、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集することに起因する表示品位の低下を確実に抑制することができる。
本発明において、前記第1電極は、前記画像表示領域を囲む全周に設けられ、前記第2電極は、少なくとも、前記画像表示領域の対角に位置する2個所に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、画像表示領域を囲む全周において、液晶分子の配向を、電位が印加されていない状態、あるいは電位が印加されていない状態と略同一の状態とすることができる。従って、第2電極の電位が画像表示領域内の液晶分子の配向を乱すことがない。また、イオン性不純物は、画像表示領域の対角に位置する2個所で凝集しやすいので、かかる2個所に第2電極を設けておけば、イオン性不純物を周辺領域でトラップすることができる。
本発明において、前記第2電極は、前記画像表示領域を囲む全周に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第2電極においてイオン性不純物を滞留させておける能力が高いので、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集することに起因する表示品位の低下を確実に抑制することができる。
本発明を適用した液晶装置は、直視型表示装置や投射型表示装置等の各種電子機器に用いることができる。電子機器が投射型表示装置である場合、投射型表示装置は、前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を有している。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、第1基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは第1基板の基板本体が位置する側とは反対側(第2基板が位置する側)を意味し、下層側とは第1基板の基板本体が位置する側(第2基板が位置する側とは反対側)を意味する。
[実施の形態1]
(画像表示領域等の電気的構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1は、あくまで電気的な構成を示すブロック図であり、配線や電極の形状や延在方向、レイアウト等を示しているものではない。
(画像表示領域等の電気的構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1は、あくまで電気的な構成を示すブロック図であり、配線や電極の形状や延在方向、レイアウト等を示しているものではない。
図1において、液晶装置100はVA(Vertical Alignment)モードの液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画像表示領域10a(画素配列領域/有効画素領域)を備えている。液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10(図2等を参照)では、画像表示領域10aの内側で複数本のデータ線6a(画像信号線)および複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交差に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター30、および後述する画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
素子基板10において、画像表示領域10aより外周側には走査線駆動回路104やデータ線駆動回路101が設けられている。データ線駆動回路101は各データ線6aに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は、各走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板20(図2等を参照)に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に蓄積容量55が付加されている。本形態では、蓄積容量55を構成するために、素子基板10には、複数の画素100aに跨って延在する容量線5bが形成されている。本形態において、容量線5bは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6sに導通している。
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pの説明図であり、図2(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に第2基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の素子基板10に形成されている電極等の説明図であり、図3(a)、(b)は、素子基板10全体に形成されている電極等の説明図、および周辺領域の平面的構成を模式的に示す説明図である。なお、図3(a)においては周辺電極9b等の数については少なく表してある。
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pの説明図であり、図2(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に第2基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の素子基板10に形成されている電極等の説明図であり、図3(a)、(b)は、素子基板10全体に形成されている電極等の説明図、および周辺領域の平面的構成を模式的に示す説明図である。なお、図3(a)においては周辺電極9b等の数については少なく表してある。
図2に示すように、液晶パネル100pでは、素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の外縁に沿うように矩形枠状に設けられている。シール材107は、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材107aが配合されている。液晶パネル100pにおいて、素子基板10と対向基板20との間のうち、シール材107によって囲まれた領域内には液晶層50が保持されている。本形態において、シール材107には、液晶注入口として利用される途切れ部分107cが形成されており、かかる途切れ部分107cは、液晶材料の注入後、封止材108によって塞がれている。
図2および図3(a)に示すように、液晶パネル100pにおいて、素子基板10および対向基板20はいずれも四角形であり、液晶パネル100pの略中央には、図1を参照して説明した画像表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、画像表示領域10aの外側は、四角枠状の外周領域10cになっている。
素子基板10において、外周領域10cでは、素子基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。なお、端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、素子基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
詳しくは後述するが、素子基板10の一方面10sおよび他方面10tのうち、対向基板20と対向する一方面10sの側において、画像表示領域10aには、図1を参照して説明した画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続する画素電極9aがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極9aの上層側には配向膜16が形成されている。
また、素子基板10の一方面10sの側において、画像表示領域10aより外側の外周領域10cのうち、画像表示領域10aとシール材107とに挟まれた四角枠状の周辺領域10bには、画素電極9aと同時形成された周辺電極9bが形成されている。かかる周辺電極9bの構成については後述する。
再び図2において、対向基板20の一方面20sおよび他方面20tのうち、素子基板10と対向する一方面20sの側には共通電極21が形成されている。共通電極21は、対向基板20の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素100aに跨って形成されている。本形態において、共通電極21は、対向基板20の略全面に形成されている。
また、対向基板20の一方面20sの側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には配向膜26が積層されている。本形態において、遮光層29は、画像表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁部分29aとして形成されており、額縁部分29aの内周縁によって画像表示領域10aが規定されている。本形態において、遮光層29は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fに重なるブラックマトリクス部29bとしても形成されている。ここで、額縁部分29aは周辺電極9bと重なる位置に形成されており、額縁部分29aの外周縁は、シール材107の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分29aとシール材107とは重なっていない。
液晶パネル100pにおいて、シール材107より外側には、対向基板20の一方面20sの側の4つの角に基板間導通用電極部25tが形成されており、素子基板10の一方面10sの側には、対向基板20の4つの角(基板間導通用電極部25t)と対向する位置に基板間導通用電極部6tが形成されている。本形態において、基板間導通用電極部25tは、共通電極21の一部からなる。基板間導通用電極部6tは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6sに導通している。基板間導通用電極部6tと基板間導通用電極部25tとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材109が配置されており、対向基板20の共通電極21は、基板間導通用電極部6t、基板間導通材109および基板間導通用電極部25tを介して、素子基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、素子基板10の側から共通電位Vcomが印加されている。シール材107は、略同一の幅寸法をもって対向基板20の外周縁に沿って設けられている。但し、シール材107は、対向基板20の角と重なる領域では基板間導通用電極部6t、25tを避けて内側を通るように設けられており、シール材107の角は略円弧状である。
かかる構成の液晶装置100において、本形態では、画素電極9aおよび共通電極21がITO(Indium Tin Oxide)膜やIZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透光性導電膜により形成されており、液晶装置100は透過型の液晶装置である。かかる透過型の液晶装置100では、対向基板20の側から入射した光が素子基板10を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。なお、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9aをアルミニウム膜等の反射性導電膜により形成する場合もあり、かかる構成によれば、反射型の液晶装置100を構成することができる。反射型の液晶装置100では、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。
液晶装置100は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20あるいは素子基板10には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、液晶装置100では、使用する液晶層50の種類や、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル100pに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各液晶装置100の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。
本形態において、液晶装置100が、後述する投射型表示装置においてRGB用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される場合を中心に説明する。また、本形態において、液晶装置100は、液晶層50の液晶分子として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたVAモードの液晶パネル100pを備えている場合を中心に説明する。
(画素等の具体的構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の画素の構成を示す説明図であり、図4(a)、(b)は、隣り合う複数の画素の平面図、および画素のF−F′断面図である。なお、図4(a)では、各層を以下の線
下層側の遮光層8a=細くて長い破線
半導体層1a=細くて短い点線
走査線3a=太い実線
ドレイン電極4a=細い実線
データ線6aおよび中継電極6b=細い一点鎖線
容量線5b=太い一点鎖線
上層側の遮光層7aおよび中継電極7b=細い二点鎖線
画素電極9a=太い破線
で示してある。また、図4では、互いの端部が重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の画素の構成を示す説明図であり、図4(a)、(b)は、隣り合う複数の画素の平面図、および画素のF−F′断面図である。なお、図4(a)では、各層を以下の線
下層側の遮光層8a=細くて長い破線
半導体層1a=細くて短い点線
走査線3a=太い実線
ドレイン電極4a=細い実線
データ線6aおよび中継電極6b=細い一点鎖線
容量線5b=太い一点鎖線
上層側の遮光層7aおよび中継電極7b=細い二点鎖線
画素電極9a=太い破線
で示してある。また、図4では、互いの端部が重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
図4(a)に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する一方面10sには、複数の画素100aの各々に画素電極9aが形成されている。素子基板10において、隣り合う画素電極9aの間で縦方向(Y方向)および横方向(X方向)に延在する画素間領域10fに沿ってデータ線6aおよび走査線3aが形成されている。より具体的には、走査線3aは画素間領域10fのうち、X方向(第1方向)に延在する第1画素間領域10gに沿って直線的に延在し、データ線6aは、Y方向(第2方向)に延在する第2画素間領域10hに沿って直線的に延在している。また、データ線6aと走査線3aとの交差に対応して画素トランジスター30が形成されており、本形態において、画素トランジスター30は、データ線6aと走査線3aとの交差領域およびその付近を利用して形成されている。
素子基板10には容量線5bが形成されており、かかる容量線5bには共通電位Vcomが印加されている。本形態において、容量線5bは、走査線3aおよびデータ線6aに重なるように延在して格子状に形成されている。画素トランジスター30の上層側には遮光層7aが形成されており、かかる遮光層7aは、データ線6aに重なるように延在している。画素トランジスター30の下層側には遮光層8aが形成されており、かかる遮光層8aは、走査線3aと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線6aと走査線3aとの交差部分でデータ線6aに重なるように延びた副線部分とを備えている。
図4(b)に示すように、素子基板10は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体10wの液晶層50側の基板面(対向基板20と対向する一方面10s側)に形成された画素電極9a、画素スイッチング用の画素トランジスター30、および配向膜16を主体として構成されている。対向基板20は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w、その液晶層50側の表面(素子基板10と対向する一方面20s)に形成された遮光層29、共通電極21、および配向膜26を主体として構成されている。
素子基板10において、基板本体10wの一方面10s側には、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる下層側の遮光層8aが形成されている。本形態において、遮光層8aは、タングステンシリサイド(WSi)等の遮光膜からなり、液晶装置100を透過した後の光が他の部材で反射した際、かかる反射光が半導体層1aに入射して画素トランジスター30で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。なお、遮光層8aを走査線として構成する場合もあり、この場合、後述するゲート電極3cと遮光層8aを導通させた構成とする。基板本体10wの一方面10s側において、遮光層8aの上層側には、透光性の絶縁膜12が形成されており、かかる絶縁膜12の表面側に、半導体層1aを備えた画素トランジスター30が形成されている。
画素トランジスター30は、データ線6aの延在方向に長辺方向を向けた半導体層1aと、半導体層1aの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層1aの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極3cとを備えており、本形態において、ゲート電極3cは走査線3aの一部からなる。画素トランジスター30は、半導体層1aとゲート電極3cとの間に透光性のゲート絶縁層2を有している。半導体層1aは、ゲート電極3cに対してゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1gを備えているとともに、チャネル領域1gの両側にソース領域1bおよびドレイン領域1cを備えている。本形態において、画素トランジスター30は、LDD構造を有している。従って、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、チャネル領域1gの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域1gとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
半導体層1aは、ポリシリコン膜(多結晶シリコン膜)等によって構成されている。ゲート絶縁層2は、例えば、半導体層1aを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第1ゲート絶縁層2aと、減圧CVD法により形成されたシリコン酸化膜からなる第2ゲート絶縁層2bとの2層構造からなる。ゲート電極3cおよび走査線3aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。
ゲート電極3cの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜41が形成され、層間絶縁膜41の上層には、ドレイン電極4aが形成されている。ドレイン電極4aは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。ドレイン電極4aは、半導体層1aのドレイン領域1c(画素電極側ソースドレイン領域)と一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜41およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール41aを介してドレイン領域1cに導通している。
ドレイン電極4aの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の絶縁膜49、および透光性の誘電体層40が形成されており、かかる誘電体層40の上層側には容量線5bが形成されている。誘電体層40としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。容量線5bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。ここで、容量線5bは、誘電体層40を介してドレイン電極4aと重なっており、蓄積容量55を構成している。
容量線5bの上層側には層間絶縁膜42が形成されており、かかる層間絶縁膜42の上層側には、データ線6aと中継電極6bとが同一の導電膜により形成されている。層間絶縁膜42はシリコン酸化膜からなる。データ線6aと中継電極6bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。本形態において、データ線6aおよび中継電極6bは、例えば、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との2層乃至4層の積層膜からなる。データ線6aは、層間絶縁膜42、絶縁膜49、層間絶縁膜41およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール42aを介してソース領域1b(データ線側ソースドレイン領域)に導通している。中継電極6bは、層間絶縁膜42および絶縁膜49を貫通するコンタクトホール42bを介してドレイン電極4aに導通している。
データ線6aおよび中継電極6bの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜44が形成されており、かかる層間絶縁膜44の上層側には、遮光層7aおよび中継電極7bが同一の導電膜によって形成されている。層間絶縁膜44は、シリコン酸化膜からなり、その表面は平坦化されている。遮光層7aおよび中継電極7bは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。中継電極7bは、層間絶縁膜44を貫通するコンタクトホール44aを介して中継電極6bに導通している。遮光層7aは、データ線6aと重なるように延在しており、遮光層として機能している。なお、遮光層7aを容量線5bと導通させてシールド層として利用してもよい。
遮光層7aおよび中継電極7bの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜45が形成されており、かかる層間絶縁膜45の上層側には、ITO膜等の透光性導電膜からなる画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、中継電極7bと部分的に重なっており、層間絶縁膜45を貫通するコンタクトホール45aを介して中継電極7bに導通している。その結果、画素電極9aは、中継電極7b、中継電極6bおよびドレイン電極4aを介してドレイン領域1cに電気的に接続している。
画素電極9aの表面には、無機配向膜やポリイミド膜等からなる配向膜16が形成されている。本形態において、配向膜16は、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜/無機配向膜)からなる。
(対向基板20等の構成)
対向基板20では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w(透光性基板)の液晶層50側の表面(素子基板10に対向する一方面20s)には、遮光層29、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜28、およびITO膜等の透光性導電膜からなる共通電極21が形成されており、かかる共通電極21を覆うように、無機配向膜やポリイミド膜等からなる配向膜26(第2配向膜)が形成されている。本形態において、共通電極21はITO膜からなる。配向膜26は、配向膜16と同様、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜/無機配向膜)である。
対向基板20では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w(透光性基板)の液晶層50側の表面(素子基板10に対向する一方面20s)には、遮光層29、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜28、およびITO膜等の透光性導電膜からなる共通電極21が形成されており、かかる共通電極21を覆うように、無機配向膜やポリイミド膜等からなる配向膜26(第2配向膜)が形成されている。本形態において、共通電極21はITO膜からなる。配向膜26は、配向膜16と同様、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜/無機配向膜)である。
かかる配向膜16、26は、配向規制力がアンチパラレルであり、液晶層50に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を、図4(b)に実線L1で液晶分子50bを模式的に示すように、素子基板10に対する法線方向および対向基板20に対する法線方向から一定の方向(プレチルト方向)に傾いた姿勢に傾斜垂直配向させる。
このようにして、液晶パネル100pは、ノーマリブラックのVAモードの液晶パネルとして構成されている。本形態において、液晶分子50bのプレチルト方向は、素子基板10の側からみると、図3に矢印Pで示すように、画像表示領域10aの4つの角10a1〜10a4のうち、角10a1から角10a3に向かう方向、および角10a3から角10a1に向かう方向に設定されている。なお、液晶分子50bのうち、素子基板10の近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の一方端が素子基板10の側に保持された状態にあり、対向基板20の近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の他方端が対向基板20の側に保持された状態にある。
なお、図示を省略するが、図1および図2を参照して説明したデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104には、nチャネル型の駆動用トランジスターとpチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター30の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板10においてデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104が形成されている領域も、図5に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。
(周辺電極9bの詳細構成)
図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の周辺電極9bの説明図であり、図5(a)、(b)は、液晶装置100の周辺領域10bの断面図、および周辺領域10bでイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。なお、図5(a)では、周辺電極9bの数を少なく表してある。
図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の周辺電極9bの説明図であり、図5(a)、(b)は、液晶装置100の周辺領域10bの断面図、および周辺領域10bでイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。なお、図5(a)では、周辺電極9bの数を少なく表してある。
図3および図5(a)に示すように、本形態の液晶装置100の素子基板10において、画像表示領域10aとシール材107とにより挟まれた周辺領域10bには周辺電極9bが形成されており、かかる周辺電極9bは、画素電極9aと同時形成されてなる。また、周辺電極9bは、画素電極9aと同一の平面形状およびサイズを有している。
このように構成した周辺電極9bのうち、画像表示領域10a側に位置する周辺電極9bは第1電極9cを構成しており、第1電極9cとして用いられる周辺電極9b同士は、細幅の連結部9uで繋がっている。本形態では、周辺電極9bのうち、内側の3列分が第1電極9cとして用いられており、第1電極9cは、画像表示領域10aの周りを全周で囲むように形成されている。
また、第1電極9cとシール材107との間に位置する周辺電極9bは第2電極9dを構成しており、第2電極9dとして用いられる周辺電極9b同士は、細幅の連結部9uで繋がっている。本形態では、周辺電極9bのうち、外側の4列分が第2電極9dとして用いられており、第2電極9dは、第1電極9cの外側で画像表示領域10aの周りを全周で囲むように形成されている。
このように構成した周辺電極9b、画素電極9aおよび共通電極21には、液晶装置100の駆動時、所定の電位が印加される。ここで、共通電位Vcomと同一の電位以外の駆動電位が印加されている期間における画素電極9aと共通電極21との電位差Vfig、第1電極9cと共通電極21との電位差V1、および第2電極9dと共通電極21との電位差V2は、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たしている。すなわち、画素電極9aに印加される電位は、表示すべき画像等によって時間的に変化し、期間によっては共通電極21と同一の電位が印加されることがあるが、本形態では、画素電極9aに共通電極21と同一の電位が印加されている期間以外の期間において、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfig、第1電極9cと共通電極21との電位差V1、および第2電極9dと共通電極21との電位差V2が、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする。
V1<Vfig<V2
を満たしている。すなわち、画素電極9aに印加される電位は、表示すべき画像等によって時間的に変化し、期間によっては共通電極21と同一の電位が印加されることがあるが、本形態では、画素電極9aに共通電極21と同一の電位が印加されている期間以外の期間において、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfig、第1電極9cと共通電極21との電位差V1、および第2電極9dと共通電極21との電位差V2が、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする。
例えば、共通電位Vcomが0V(グランド電位)で、画素電極9aに対する駆動電位が0〜5Vで階調表示される場合、第1電極9cには共通電位Vcom(0V)が印加され、第2電極9dには7Vが印加される。
また、パルス幅変調が行われる場合、共通電位Vcomが0V(グランド電位)で、画素電極9aには0Vか5Vのパルスが印加され、第1電極9cには共通電位Vcom(0V)が印加され、第2電極9dには7Vが印加される。
本形態の液晶装置100においては、画素電極9aを駆動するにあたって、画素電極9aの電位が共通電極21の電位より高い第1期間と、画素電極9aの電位が共通電極21の電位より低い第2期間とが実行される。この場合、共通電極21の電位を基準としたときの画素電極9aの極性が1フレーム毎に反転する。例えば、共通電極21の電位(共通電位Vcom)は+7Vで一定であるのに対して、画素電極9aの電位は+7V〜+12V(第1期間)と+2V〜+7V(第2期間)とに切り換わり、共通電位Vcomからみたときの極性が反転する。このような場合でも、第1電極9cおよび第2電極9dに印加される電位は、共通電位Vcomと同一の電位以外の駆動電位が印加されている期間における画素電極9aと共通電極21との電位差Vfig、第1電極9cと共通電極21との電位差V1、および第2電極9dと共通電極21との電位差V2が、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たすように設定される。
V1<Vfig<V2
を満たすように設定される。
(周辺電極9bでのイオン性不純物のトラップ作用、および本形態の主な効果)
本形態の液晶装置100においては、フレーム反転駆動方式が採用されているため、共通電極21の電位を基準としたときの画素電極9aの極性が1フレーム毎に反転する。このため、液晶注入時に混入したイオン性不純物やシール材から溶出したイオン性不純物は、画素電極9aでの極性反転に伴って、画素電極9aへの吸着と画素電極9aからの離脱とを繰り返す。また、本形態の液晶装置100では、負の誘電異方性を備えた液晶層50が用いられており、かかる液晶層50において、液晶分子50bは、図5(a)に実線L1で示すように、画像表示領域10aの角10a1、10a3を結ぶ対角線に沿う方向(チルト方向)に傾いている。従って、図5(a)に実線L1および点線L2で模式的に示すように、液晶装置100の駆動に伴って液晶分子50bの姿勢が切り換わる。すなわち、液晶分子50bのうち、素子基板10の近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の一方端が素子基板10の側に保持された状態で他方端が揺動して姿勢を変え、対向基板20の近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の他方端が対向基板20の側に保持された状態で一方端が揺動するように姿勢を変える。それ故、液晶層50では、素子基板10の近くおよび対向基板20の近くには、矢印F1および矢印F2で示すように、イオン性不純物をシール材107の角(画像表示領域10aの角10a1、10a3)等に凝集させようとする流動が発生しようとする。また、液晶装置100を反転駆動した場合でも、直流成分にアンバランスが発生すると、液晶層50中のイオン性不純物が画像表示領域10aの角部分に集中しようとする。
本形態の液晶装置100においては、フレーム反転駆動方式が採用されているため、共通電極21の電位を基準としたときの画素電極9aの極性が1フレーム毎に反転する。このため、液晶注入時に混入したイオン性不純物やシール材から溶出したイオン性不純物は、画素電極9aでの極性反転に伴って、画素電極9aへの吸着と画素電極9aからの離脱とを繰り返す。また、本形態の液晶装置100では、負の誘電異方性を備えた液晶層50が用いられており、かかる液晶層50において、液晶分子50bは、図5(a)に実線L1で示すように、画像表示領域10aの角10a1、10a3を結ぶ対角線に沿う方向(チルト方向)に傾いている。従って、図5(a)に実線L1および点線L2で模式的に示すように、液晶装置100の駆動に伴って液晶分子50bの姿勢が切り換わる。すなわち、液晶分子50bのうち、素子基板10の近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の一方端が素子基板10の側に保持された状態で他方端が揺動して姿勢を変え、対向基板20の近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の他方端が対向基板20の側に保持された状態で一方端が揺動するように姿勢を変える。それ故、液晶層50では、素子基板10の近くおよび対向基板20の近くには、矢印F1および矢印F2で示すように、イオン性不純物をシール材107の角(画像表示領域10aの角10a1、10a3)等に凝集させようとする流動が発生しようとする。また、液晶装置100を反転駆動した場合でも、直流成分にアンバランスが発生すると、液晶層50中のイオン性不純物が画像表示領域10aの角部分に集中しようとする。
ここで、本形態の液晶装置100では、素子基板10の周辺領域10bに、画像表示領域10aからシール材107に向けて第1電極9cおよび第2電極9dが設けられており、内側の第1電極9cと共通電極21との電位差V1は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより小さく、外側の第2電極9dと共通電極21との電位差V2は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより大きい。
このため、図5(b)に示すように、液晶層50のイオン性不純物Cは、画像表示領域10aの端部に向けて移動した際、第1電極9cが形成されている領域を経由して、電位強度が大である第2電極9d近傍に凝集し、そこに滞留する。このため、画像表示領域10aでは、イオン性不純物Cの凝集が発生しにくい。それ故、液晶層50中でのイオン性不純物Cの凝集に起因する表示品位の低下を抑制することができる。また、内側の第1電極9cと共通電極21との電位差V1は、画素電極9aと共通電極21との電位差Vfigより小さいため、液晶分子50bの配向は、電位が印加されていない状態、あるいは電位が印加されていない状態と略同一の状態にある。従って、第2電極9dの電位が画像表示領域10a内の液晶分子50bの配向を乱すことがない。それ故、本形態によれば、周辺電極9bに印加した電位が画像表示領域10a内の液晶分子50bの配向を乱すことなく、液晶層50中でのイオン性不純物Cの凝集に起因する表示品位の低下を抑制することができる。
また、本形態では、第1電極9cには共通電位Vcomが印加されている。このため、第1電極9cに印加する電位を別途、設ける必要がない。また、液晶装置100はノーマリブラックモードであるため、第1電極9cが形成されている領域は常に遮光領域となる。このため、画像表示領域10aは、常に黒領域で囲まれているので、光の漏れ等の不具合が発生しない。
また、第1電極9cおよび第2電極9dは、画像表示領域10aを囲む全周に設けられている。従って、画像表示領域10aを囲む全周において、液晶分子50bの配向を、電位が印加されていない状態とすることができる。従って、第2電極9dの電位が画像表示領域10a内の液晶分子50bの配向を乱すことを確実に防止することができる。また、第2電極10dでのイオン性不純物Cを滞留させておける能力が高いので、液晶層50中でイオン性不純物Cが凝集することに起因する表示品位の低下を確実に抑制することができる。
特にVAモードの液晶装置100の場合、液晶分子が垂直姿勢と水平に平伏した姿勢とに切り換わる際の流動によって、プレチルトの方位に対応する対角の角領域にイオン性不純物が偏在しやすいが、本形態では、第2電極9dによって、イオン性不純物を効果的にトラップすることができる。また、配向膜16、26として無機配向膜を用いた場合、無機配向膜は、イオン性不純物を吸着しやすい傾向にあるが、本形態では、第2電極9dによって、イオン性不純物を効果的にトラップすることができる。それ故、VAモードの液晶装置100において無機配向膜を用いた場合でも、画像表示領域10aでイオン性不純物が凝集することを確実に防止することができる。
[実施の形態2]
図6は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100の周辺電極9bの説明図であり、図6(a)、(b)は、液晶装置100の周辺領域10bの平面的構成を模式的に示す平面図、および周辺領域10bでイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100の周辺電極9bの説明図であり、図6(a)、(b)は、液晶装置100の周辺領域10bの平面的構成を模式的に示す平面図、および周辺領域10bでイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
実施の形態1では、周辺電極9bを第1電極9cと第2電極9dとして用いたが、図6(a)に示すように、本形態では、第2電極9dは、第1電極9cとシール材107との間に設けられた内側第2電極9eと、内側第2電極9eとシール材107との間に設けられた外側第2電極107fとを備えている。本形態において、内側第2電極9eは、画像表示領域10aおよび第1電極9cの周りを全周で囲むように形成され、外側第2電極107fは、画像表示領域10a、第1電極9cおよび内側第2電極9eの周りを全周で囲むように形成されている。
ここで、内側第2電極9eと共通電極21との電位差V21、および外側第2電極9fと共通電極21との電位差V22は、以下の条件
V1<Vfig<V21<V22
を満たしている。
V1<Vfig<V21<V22
を満たしている。
かかる構成によれば、図6(b)に示すように、内側第2電極9fでイオン性不純物Cをトラップすることができるとともに、画像表示領域10aから離れた外側第2電極9fでイオン性不純物Cを集中的にトラップすることができる。それ故、画像表示領域10aでは、イオン性不純物Cの凝集が発生しにくい。また、電位強度が大である外側第2電極9fは、画像表示領域10aから離れているので、画像表示領域10aでの液晶分子50bの配向を乱すことがない。
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、画像表示領域10aおよび第1電極9cの周りを全周で囲むように第2電極9dを形成したが、イオン性不純物Cが凝集しやすい画像表示領域10aの角10a1、10a3に対してのみに第2電極9dを設けてもよい。
上記実施の形態では、画像表示領域10aおよび第1電極9cの周りを全周で囲むように第2電極9dを形成したが、イオン性不純物Cが凝集しやすい画像表示領域10aの角10a1、10a3に対してのみに第2電極9dを設けてもよい。
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図7は、本発明を適用した液晶装置100を用いた投射型表示装置の概略構成図であり、図7(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図7は、本発明を適用した液晶装置100を用いた投射型表示装置の概略構成図であり、図7(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
(投射型表示装置の第1例)
図7(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
図7(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
光源112は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光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114は、ダイクロイックミラー113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。このように、ダイクロイックミラー113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121及び偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶パネル115c及び第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル115cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
なお、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶パネル116c及び第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル116cは、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶パネル117c及び第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル117cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a及び第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、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。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて出射するように構成されている。
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射トランジスター特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光及び青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
(投射型表示装置の第2例)
図7(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤、緑、青の3色に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射光学系1029とを備えている。
図7(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤、緑、青の3色に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射光学系1029とを備えている。
かかる投射型表示装置1000において、光源部1021は、光源1021aと、一対のフライアイ光学系1021d、1021eと、偏光変換部材1021gと、重畳レンズ1021iとを備えている。本形態においては、光源部1021は、放物面からなるリフレクタ1021fを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系1021d、1021eは、システム光軸と直交する面内にマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材1021gは、フライアイ光学系1021eから出射した光源光を、例えば図面に平行なp偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ1021iは、偏光変換部材1021gを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、光変調部1025に設けた複数の液晶装置100を各々均一に重畳照明可能とする。
色分離導光光学系1023は、クロスダイクロイックミラー1023aと、ダイクロイックミラー1023bと、反射ミラー1023j、1023kとを備える。色分離導光光学系1023において、光源部1021からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー1023aに入射する。クロスダイクロイックミラー1023aを構成する一方の第1ダイクロイックミラー1031aで反射された赤色(R)の光は、反射ミラー1023jで反射されダイクロイックミラー1023bを透過して、入射側偏光板1037r、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032r、および光学補償板1039rを介して、p偏光のまま、赤色(R)用の液晶装置100に入射する。
また、第1ダイクロイックミラー1031aで反射された緑色(G)の光は、反射ミラー1023jで反射され、その後、ダイクロイックミラー1023bでも反射されて、入射側偏光板1037g、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032g、および光学補償板1039gを介して、p偏光のまま、緑色(G)用の液晶装置100に入射する。
これに対して、クロスダイクロイックミラー1023aを構成する他方の第2ダイクロイックミラー1031bで反射された青色(B)の光は、反射ミラー1023kで反射されて、入射側偏光板1037b、p偏光を透過する一方でs偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032b、および光学補償板1039bを介して、p偏光のまま、青色(B)用の液晶装置100に入射する。なお、光学補償板1039r、1039g、1039bは、液晶装置100への入射光および出射光の偏光状態を調整することで、液晶層の特性を光学的に補償している。
このように構成した投射型表示装置1000では、光学補償板1039r、1039g、1039bを経て入射した3色の光は各々、各液晶装置100において変調される。その際、液晶装置100から出射された変調光のうち、s偏光の成分光は、ワイヤーグリッド偏光板1032r、1032g、1032bで反射し、出射側偏光板1038r、1038g、1038bを介してクロスダイクロイックプリズム1027に入射する。クロスダイクロイックプリズム1027には、X字状に交差する第1誘電体多層膜1027aおよび第2誘電体多層膜1027bが形成されており、一方の第1誘電体多層膜1027aはR光を反射し、他方の第2誘電体多層膜1027bはB光を反射する。従って、3色の光は、クロスダイクロイックプリズム1027において合成され、投射光学系1029に出射される。そして、投射光学系1029は、クロスダイクロイックプリズム1027で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン(図示せず)に投射する。
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
9a・・画素電極、9b・・周辺電極、9c・・第1電極、9d・・第2電極、9e・・内側第2電極、9f・・外側第2電極、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、10b・・周辺領域、20・・対向基板、21・・共通電極、107・・シール材、100・・液晶装置、110、1000・・投射型表示装置
Claims (7)
- 複数の画素電極が配列する画像表示領域が設けられた素子基板と、
共通電位が印加される共通電極が設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記素子基板において前記画像表示領域と前記シール材とに挟まれた領域に設けられた第1電極と、
前記素子基板の前記領域において前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
を有し、
前記画素電極に前記共通電位と同一の電位以外の駆動電位が印加されている期間における前記画素電極と前記共通電極との電位差Vfig、前記第1電極と前記共通電極との電位差V1、および前記第2電極と前記共通電極との電位差V2は、以下の条件
V1<Vfig<V2
を満たすことを特徴とする液晶装置。 - 前記第2電極は、前記第1電極と前記シール材との間に設けられた内側第2電極と、該内側第2電極と前記シール材との間に設けられた外側第2電極と、を備え、
前記内側第2電極と前記共通電極との電位差V21、および前記外側第2電極と前記共通電極との電位差V22は、以下の条件
V21<V22
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 - 前記第1電極には前記共通電位が印加され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。
- 前記液晶層は、負の誘電異方性を備えた液晶材料を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の液晶装置。
- 前記第1電極は、前記画像表示領域を囲む全周に設けられ、
前記第2電極は、少なくとも、前記画像表示領域の対角に位置する2個所に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の液晶装置。 - 前記第2電極は、前記画像表示領域を囲む全周に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の液晶装置。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012133527A JP2013257445A (ja) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 液晶装置および電子機器 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016161621A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置、液晶装置の駆動方法、電子機器 |
US9875703B2 (en) | 2015-10-21 | 2018-01-23 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal apparatus and electronic equipment |
CN114637138A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-17 | 广州华星光电半导体显示技术有限公司 | 液晶显示面板及其驱动方法 |
-
2012
- 2012-06-13 JP JP2012133527A patent/JP2013257445A/ja active Pending
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