JP2016095544A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents
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上記特許文献1には、上記イオン性不純物吸着電極が、複数の画素電極とこれらの画素電極にそれぞれ接続された薄膜トランジスターとが設けられたアクティブマトリクス基板に配置され、コモン電圧に対して正または負の直流電圧を印加して、イオン性不純物を吸着させる例が示されている。
また、上記イオン性不純物吸着電極をデータ信号ラインまたは走査信号ラインあるいは補助容量ラインに電気的に接続する例も示されている。
この構成によれば、走査線駆動回路に定電位を供給する定電位配線は、例えばGND電位などの共通電位よりも低い基準固定電位を供給する配線や、共通電位よりも高い駆動固定電位を供給する配線が挙げられる。このような定電位配線と画素電極との間の第1の電界によって引き寄せられる正または負のイオン性不純物を画素電極と第2配線層との間の第2の電界によって跳ね返して液晶中に分散させることができる。
画素電極には、共通電位を基準として極性が異なる交流の電位が印加されるも平均すればほぼ共通電位となる。この構成によれば、第2配線層と画素電極との間に共通電位が印加される第3配線層を有しているので、第3配線層が無い場合に比べて画素電極と第2配線層との間に生ずる第2の電界の強度が強化される。すなわち、表示不具合を引き起こす要因となる正または負のイオン性不純物をより効果的に液晶層中に分散させることができる。
この構成によれば、正または負のイオン性不純物を引き寄せる画素電極と第1配線層との間に生ずる第1の電界を第3配線層により遮ることができる。
本適用例によっても、正または負のイオン性不純物を引き寄せる画素電極と第1配線層との間に生ずる第1の電界を第2配線層により確実に遮ることができる。
この構成によれば、第2配線層が画素電極と同層に形成されているので、同層でない場合に比べて、画素電極と第2配線層との間に生ずる第2の電界の強度を強化できる。
この構成によれば、液晶層のON−OFFによって第1配線層側に引き寄せられる正または負のイオン性不純物が画素領域の角部に偏在することを低減することができる。
この構成によれば、画素電極と第2配線層との間に生ずる第2の電界の強度をより強化できる。つまり、第1配線層側に引き寄せられる正または負のイオン性不純物を液晶中に分散させることができる。
この構成によれば、第2配線層と第5配線層との間に第3の電界が生ずる。第3の電界によって、シール材に含まれた正または負のイオン性不純物が画素領域側の液晶中に拡散することを低減することができる。
この構成によれば、第1配線層側に引き寄せられる正または負のイオン性不純物を液晶中に分散させることができると共に、シール材に含まれた正または負のイオン性不純物が画素領域側の液晶中に拡散することを低減することができる。つまり、正または負のイオン性不純物に起因する表示不具合の発生がより低減された液晶装置を提供できる。
この構成によれば、第2の電位を第2配線層に印加したとしても、第2配線層と画素電極との間、あるいは第2配線層と共通電極との間で生ずる電界によって液晶層における液晶分子の配向が乱れて、例えばノーマリーブラックモードにおける光漏れなどの不具合が生ずることを回避できる。
この構成によれば、第2の電位を第2配線層に印加したとしても、第2配線層と画素電極との間、あるいは第2配線層と共通電極との間で生ずる電界によって液晶層における液晶分子の配向が乱れて、例えばノーマリーブラックモードにおける光漏れなどの不具合が生ずることをより確実に回避できる。
この構成によれば、走査線駆動回路に基準電位を供給する定電位配線や駆動電位を供給する定電位配線を利用して第2配線層に共通電位よりも低いまたは高い電位を与えることができる。
この構成によれば、正または負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高い信頼性を有する電子機器を提供することができる。
本実施形態では、薄膜トランジスター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。
まず、本実施形態の液晶装置について図1〜図3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、図1(b)は図1(a)のH−H’線で切った液晶装置の構造を示す概略断面図、図2は液晶装置の電気的な構成を示す回路図、図3は画素の電気的な構成を示す等価回路図、図4は液晶装置における画素の構造を示す概略断面図である。
一対の接続配線132同士は、上下導通部106と電気的に接続された対向基板20の共通電極23を介して電気的に接続される。さらに一対の接続配線132のうちの外部接続用端子104側に位置する接続配線132は、共通電位(LCCOM)が供給される外部接続用端子104に接続された引き回し配線133に接続されている。つまり、容量線3bには、共通電位(LCCOM)が印加される。
さらに、各画素Pに保持された画像信号(VID1〜VID6)がリークするのを防ぐために、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が付加されている。
図4に示すように、素子基板10の基材10s上には、まず走査線3aが形成される。走査線3aは、例えばAl(アルミニウム)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)などの金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性を有している。
配線7aは、平面的にTFT30の半導体層30aやデータ線6aと重なるように形成され、固定電位が与えられてシールド層として機能するものである。
図7(a)は実施例1の素子基板における配線構造を示す概略断面図、図7(b)は実施例1の周辺電極および接続配線の配置における変形例を示す概略断面図である。
図7(a)に示すように、実施例1では、周辺領域E3の配線層12に、基準電位(VSSY)が供給(印加)される走査線駆動回路用配線121s(以降、定電位配線121sと呼ぶ)と、駆動電位(VDDY)が供給(印加)される走査線駆動回路用配線121d(以降、定電位配線121dと呼ぶ)とが配置されている。定電位配線121sとダミー画素領域E2との間の配線層13に共通電位(LCCOM)が供給(印加)される接続配線131が配置されている。画素電極15と同層において、配線層12の定電位配線121sと重なる位置に周辺電極141が配置されている。実施例1では、本発明における第1配線層の例が定電位配線121s,121dであり、本発明における第2配線層の例が周辺電極141であり、本発明における第3配線層の例が接続配線131である。
図9は実施例2の素子基板における配線構造を示す概略断面図である。実施例2は、実施例1に対して周辺電極141が設けられる範囲を異ならせたものである。具体的には、図9に示すように、実施例2の周辺電極141は、配線層12に設けられた定電位配線121s,121dと、配線層13に設けられた接続配線131とに平面的に重なるように、画素電極15と同層に形成されている。
また、周辺電極141は平面視で第1配線層としての定電位配線121s,121dと重なっていればよく、共通電位(LCCOM)が印加される接続配線131のすべてに重ならなくてもよい。
図10は実施例3の素子基板における配線構造を示す概略断面図である。図10に示すように、実施例3は、実施例1に対して、画素電極15と同層において、周辺電極141とダミー画素領域E2の画素電極15との間に共通電位(LCCOM;6v)が印加される第2の周辺電極151を設けたものである。
図11は実施例4の素子基板の配線構造を示す概略断面図である。図11に示すように、実施例4は、実施例3に対して、周辺電極141とシール材40との間において、共通電位(LCCOM;6v)が印加される第3の周辺電極152をさらに設けたものである。
シール材40は、シール材40自体や液晶装置100の製造工程において微量の金属イオンや未硬化物などのイオン性不純物を含むおそれがある。
実施例4によれば、周辺領域E3においてシール材40と周辺電極141との間に共通電位が印加される第3の周辺電極152が配置されている。また、第3の周辺電極152は、平面視で第1配線層としての定電位配線121d(定電位配線121s)と重なるように配置されている。
したがって、共通電位(LCCOM;6v)よりも高いまたは低い直流電位が印加される周辺電極141と、共通電位(LCCOM;6v)が印加される第3の周辺電極152との間に第3の電界が生ずる。実線あるいは破線で示した第3の電界の方向により、シール材40から液晶層50中に拡散しようとする正または負のイオン性不純物をシール材40側に跳ね返して表示領域E1側に拡散することを低減することができる。
つまり、実施例4は、液晶層50中に含まれるイオン性不純物だけでなく、シール材40中に含まれるイオン性不純物に起因する表示不具合も同時に改善することができる。
図12は実施例5の素子基板の配線構造を示す概略断面図である。図12に示すように、実施例5は、素子基板10の基材10s上において、第1配線層としての定電位配線121d,121sと画素電極15との間の配線層14に第2配線層としての周辺電極161が形成されている。周辺電極161は、下層の配線層13に形成された中継電極134を介して基準電位(VSSY;0v)が印加される定電位配線121sに電気的に接続されている。また、平面視で第1配線層としての定電位配線121d,121sと第3配線層としての接続配線131と重なるように配置されている。なお、周辺電極161は実施例1の周辺電極141と同様に平面的には画素領域Eを囲むように配線層14において形成されている。また、平面視で少なくとも第1配線層としての定電位配線121d,121sに重なるように配置されていればよく、接続配線131のすべてと重ならなくてもよい。
また、周辺電極161と共通電極23との間に共通電極23から周辺電極161に向かう電界が生ずる。このような電界を第4の電界とすると、第4の電界により液晶層50中に含まれる正のイオン性不純物は周辺電極161に引き寄せられ、負のイオン性不純物は跳ね返される。第4の電界の強度は、周辺電極161と液晶層50との間の第3層間絶縁膜14の材質と膜厚とによって決まる。例えば、第3層間絶縁膜14をNSGとBSGの積層膜として膜厚をおよそ600nmとすれば、周辺電極161が設けられた配線層14の液晶層50に面する表面における直流電位をおよそ+1vとすることができる。
つまり、実施例1のように画素電極15と同層に周辺電極141を設けなくても、周辺電極141と同様な効果を得ることができる。加えて、周辺電極141の場合は、外部接続用端子104を介して外部から共通電位(LCCOM)よりも低い電位が印加されるが、実施例5では、液晶装置100における走査線駆動回路102に電源(定電位)を供給する定電位配線121sの電位を利用して周辺電極161に共通電位(LCCOM)よりも低い電位を与えることができる。すなわち、外部から電位を供給しなくてよいので、外部接続用端子104を増やすことなく有効利用できる。
図13は実施例6の素子基板の配線構造を示す概略断面図である。図13に示すように、実施例6は、実施例5に対して第2配線層としての周辺電極161が電気的に接続される第1配線層を駆動電位(VDDY)が供給される定電位配線121dとしたものである。
素子基板10の基材10s上において、第1配線層としての定電位配線121s,121dと画素電極15との間の配線層14に周辺電極161が形成されている。周辺電極161は、下層の配線層13に形成された中継電極134を介して駆動電位(VDDY;15.5v)が印加される定電位配線121dに電気的に接続されている。また、平面視で第1配線層としての定電位配線121s,121dと第3配線層としての接続配線131と重なるように配置されている。周辺電極161は実施例1の周辺電極141と同様に平面的には画素領域Eを囲むように配線層14において形成されている。また、平面視で少なくとも第1配線層としての定電位配線121s,121dに重なるように配置されていればよく、接続配線131のすべてと重ならなくてもよい。
また、周辺電極161と共通電極23との間に周辺電極161から共通電極23に向かう電界が生ずる。このような電界を第5の電界とすると、第5の電界により液晶層50中に含まれる負のイオン性不純物は周辺電極161に引き寄せられ、正のイオン性不純物は跳ね返される。第5の電界の強度もまた、周辺電極161と液晶層50との間の第3層間絶縁膜14の材質と膜厚とによって決まる。例えば、第3層間絶縁膜14をNSGとBSGの積層膜として膜厚をおよそ600nmとすれば、周辺電極161が設けられた配線層14の液晶層50に面する表面における直流電位をおよそ+14.5vとすることができる。
つまり、実施例1のように画素電極15と同層に周辺電極141を設けなくても、周辺電極141と同様な効果を得ることができる。加えて、周辺電極141の場合は、外部接続用端子104を介して外部から共通電位(LCCOM)よりも高い電位が印加されるが、実施例6では、液晶装置100における走査線駆動回路102に電源(定電位)を供給する定電位配線121dの電位を利用して周辺電極161に共通電位(LCCOM)よりも高い電位を与えることができる。すなわち、外部から電位を供給しなくてよいので、外部接続用端子104を増やすことなく有効利用できる。
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図14を参照して説明する。図14は投射型表示装置の構成を示す概略図である。
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。
Claims (17)
- 一方の面側に複数の画素電極が配列する画素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、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わすシール材と、
前記第1基板と前記第2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、を備え、
前記第1基板は、平面視で前記画素領域と前記シール材との間において、前記第1基板の基材と前記液晶層との間に設けられ、前記共通電位より低電位の第1の電位が印加された第1配線層と、前記第1配線層と前記液晶層との間に設けられると共に、平面視で前記第1配線層の少なくとも一部と重なって設けられ、前記共通電位より高電位である第2の電位が印加された第2配線層と、を含むことを特徴とする液晶装置。 - 一方の面側に複数の画素電極が配列する画素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、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わすシール材と、
前記第1基板と前記第2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、を備え、
前記第1基板は、平面視で前記画素領域と前記シール材との間において、前記第1基板の基材と前記液晶層との間に設けられ、前記共通電位より高電位の第1の電位が印加された第1配線層と、前記第1配線層と前記液晶層との間に設けられると共に、平面視で前記第1配線層の少なくとも一部と重なって設けられ、前記共通電位より低電位である第2の電位が印加された第2配線層と、を含むことを特徴とする液晶装置。 - 前記第1基板は、前記画素電極に対応したトランジスターと、前記トランジスターに電気的に接続される走査線と、前記走査線に駆動信号を供給する走査線駆動回路とを有し、
前記第1配線層は、前記走査線駆動回路に定電位を供給する定電位配線であ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。 - 前記第1基板は、前記第1基板の基材と前記液晶層との間に設けられ、且つ平面視で前記第2配線層と前記画素電極との間において前記画素電極と隣り合って設けられ、前記共通電位が印加された第3配線層を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記第3配線層は、前記第1配線層と前記第2配線層との間に設けられ、平面視で前記第2配線層と重ならない前記第1配線層の領域の少なくとも一部と重なるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶装置。
- 前記第2配線層は、平面視で前記第1配線層を覆うように重なっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記第2配線層は、前記画素電極と同じ配線層に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記第2配線層は、前記画素領域の少なくとも角部に沿った部分に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の液晶装置。
- 前記第1基板は、前記画素電極と同層において平面視で前記第2配線層と前記画素電極との間に前記共通電位が印加された第4配線層を有することを特徴とする請求項7または8に記載の液晶装置。
- 前記第1基板は、前記画素電極と同層において平面視で前記第2配線層と前記シール材との間に前記共通電位が印加された第5配線層を有することを特徴とする請求項7または8に記載の液晶装置。
- 前記第1基板は、前記画素電極と同層において、平面視で前記第2配線層と前記画素電極との間に前記共通電位が印加された第4配線層と、平面視で前記第2配線層と前記シール材との間に前記共通電位が印加された第5配線層とを有することを特徴とする請求項7または8に記載の液晶装置。
- 前記第2の電位は、前記共通電位を基準として前記液晶層におけるON−OFF時の透過率の変化の割合を100%とするとき変化の割合が50%となる電位以下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 前記第2の電位は、前記共通電位を基準として前記液晶層におけるON−OFF時の透過率の変化の割合を100%とするとき変化の割合が10%となる電位以下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の液晶装置。
- 一方の面側に複数の画素電極が配列する画素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、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わすシール材と、
前記第1基板と前記第2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、を備え、
前記第1基板は、平面視で前記画素領域と前記シール材との間において前記第1基板の基材と前記液晶層との間に設けられ、前記共通電位より低電位の第1の電位が印加された第1配線層と、前記第1配線層と前記液晶層との間に設けられると共に、平面視で前記第1配線層の少なくとも一部と重なって設けられ、前記第1配線層と電気的に接続された第2配線層と、を含むことを特徴とする液晶装置。 - 一方の面側に複数の画素電極が配列する画素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、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わすシール材と、
前記第1基板と前記第2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、を備え、
前記第1基板は、平面視で前記画素領域と前記シール材との間において前記第1基板の基材と前記液晶層との間に設けられ、前記共通電位より高電位の第1の電位が印加された第1配線層と、前記第1配線層と前記液晶層との間に設けられると共に、平面視で前記第1配線層の少なくとも一部と重なって設けられ、前記第1配線層と電気的に接続された第2配線層と、を含むことを特徴とする液晶装置。 - 前記第1基板は、前記画素電極に対応したトランジスターと、前記トランジスターに電気的に接続される走査線と、前記走査線に駆動信号を供給する走査線駆動回路とを有し、
前記第1配線層は、前記走査線駆動回路に定電位を供給する定電位配線であることを特徴とする請求項14または15に記載の液晶装置。 - 請求項1乃至16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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