JP2018045018A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示領域を囲む額縁領域に透光領域を設けて表示領域の縁での不純物の凝集を抑制するとともに、光の漏れを抑制し、表示品位を向上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】液晶装置100において、画素電極が設けられた第1基板10と、共通電極が設けられた第2基板20との間では、四角形の表示領域10aにおいて液晶分子が配向している。第2基板20においてシール材107と表示領域10aとの間の額縁領域20bには、表示領域10aの辺に沿って第1遮光層27が形成された遮光領域20cと、遮光領域20cより光透過率が高い透光領域20dとが設けられている。第1基板10には、透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が設けられている。【選択図】図2
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、複数の画素電極および第1配向膜が設けられた第1基板と、共通電極および第2配向膜が設けられた第2基板と、第1基板と第2基板とを貼り合わせるシール材とを有しており、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液晶層が保持されている。かかる液晶装置においては、第2基板の側から光源光を入射させるとともに、画素電極によって液晶分子の姿勢を変えることにより画像を表示する。その際、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、液晶層の充填時に混入した不純物やシール材から溶出した不純物が光照射により活性化されて、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が発生する。そこで、不純物を表示領域から離間する位置に凝集させて画像の焼き付き等を抑制することが提案されている。
しかしながら、第2基板には、表示領域を囲むように遮光層が形成されている。このため、遮光層と平面視で重なる領域では、液晶層に光が照射されないため、不純物が活性化されずに停滞し、表示領域と遮光層との境界に不純物が凝集してしまう。そこで、遮光層において表示領域の角の外側に位置する部分を切り欠いて透光領域とし、表示領域から離間した位置まで不純物を移動させる構成が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載の構成のように、遮光層に切り欠き(透光領域)を設け、光源からの光を遮光層の透光領域で透過させると、透光領域を透過した光が第1基板を透過して漏れてしまい、表示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、表示領域を囲む額縁領域に透光領域を設けて表示領域の縁での不純物の凝集を抑制するとともに、光の漏れを抑制し、表示品位を向上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、複数の画素電極および第1配向膜を備えた第1基板と、共通電極および第2配向膜を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール材と、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、を有し、前記第2基板は、前記シール材と四角形の表示領域とに挟まれた枠状の額縁領域に、前記表示領域の辺に沿って第1遮光層が設けられた遮光領域と、前記遮光領域より光透過率が高い透光領域と、が設けられ、前記第1基板は、前記透光領域と平面視で重なる第2遮光層が設けられることを特徴とする。
本発明では、第2基板の側から光源光を入射させるとともに、画素電極によって液晶分子の姿勢を変えることにより、画像を表示する。その際、液晶層の充填時に混入した不純物やシール材から溶出した不純物が、表示領域において液晶分子が配向する側に向けて移動し、凝集しようとする。ここで、額縁領域には、表示領域の辺に沿って第1遮光層が設けられた遮光領域と、遮光領域より光透過率が高い透光領域とが設けられているため、透光領域では、第2基板の側から入射した光が液晶層に照射される。従って、不純物は活性化した状態のまま、額縁領域と重なる領域で表示領域から離間した位置まで移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。また、第1基板では、第2基板の透光領域と平面視で重なる第2遮光層が設けられているため、透光領域を透過した光が第1基板等を透過して漏れることを抑制することができる。従って、透光領域を透過した光が漏れることが原因で表示品位が低下するという事態も発生しにくい。
本発明において、前記透光領域は、前記第1遮光層の開口部である態様を採用することができる。
本発明において、前記透光領域は、光を部分透過する部分透過膜である態様を採用することができる。
本発明において、前記第1配向膜または第2配向膜は、前記液晶層の液晶分子を、前記表示領域の相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の一方の辺から、対向距離が短い組の一方の辺に向かって配向させ、前記対向距離が短い組の他方の辺から、前記対向距離が長い組の他方の辺に向かって配向させる態様を採用することができる。
本発明において、前記液晶層の液晶分子の配向の方向は、前記対向距離が長い組の一方の辺に対して、45度または135度である態様を採用することができる。
本発明において、前記透光領域は、前記表示領域の4つの角の外側に設けられる態様を採用することができる。表示領域の角のうち、2つの角では、不純物が集中しやすいため、角の外側に透光領域を設ければ、2つの角では、表示領域から離間した位置まで移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。また、4つの角の外側に透光領域を設ければ、液晶装置の仕様等に対応して、配向方向が異なる対角線に沿って設定した場合でも対応することができる。
本発明において、前記透光領域は、前記表示領域の全周にわたって設けられる態様を採用することができる。
本発明において、前記透光領域は、前記表示領域の相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の2つの辺に沿って延在している態様を採用することができる。
本発明において、前記第1基板は、前記表示領域の辺に沿った前記遮光領域にダミー画素電極を備え、前記透光領域は、前記ダミー画素電極に対応して形成される態様を採用することができる。
また、本発明に係る液晶装置の別態様は、複数の画素電極および第1配向膜を備えた第1基板と、共通電極および第2配向膜を備えた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール材と、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、を有し、前記第2基板は、前記シール材と四角形の表示領域とに挟まれた枠状の額縁領域に、全周にわたって、光を部分透過する部分透過膜からなる第1遮光層が設けられ、前記第1基板には、前記第1遮光層と平面視で重なる第2遮光層が設けられていることを特徴とする。
本発明では、第2基板の側から光源光を入射させるとともに、画素電極によって液晶分子の姿勢を変えることにより、画像を表示する。その際、液晶層の充填時に混入した不純物やシール材から溶出した不純物が、表示領域において液晶分子が配向する側に向けて移動し、凝集しようとする。ここで、額縁領域には、全周にわたって、光を部分透過する部分透過膜からなる第1遮光層が設けられているため、額縁領域では、第2基板の側から入射した光が液晶層に照射される。従って、不純物は活性化した状態のまま、額縁領域と重なる領域で表示領域から離間した位置まで移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。また、第1基板では、第2基板の透光領域と平面視で重なる第2遮光層が設けられているため、透光領域を透過した光が第1基板等を透過して漏れることを抑制することができる。従って、透光領域を透過した光が漏れることが原因で表示品位が低下するという事態も発生しにくい。
本発明において、前記第2遮光層は、前記第1基板において前記表示領域内に設けられた配線または電極と同一の層からなる態様を採用することができる。かかる態様によれば、第2遮光層を設けるために成膜工程やパターニング工程を追加する必要がない。
本発明において、前記第2遮光層は、反射性金属層からなる態様を採用することができる。かかる態様によれば、透光領域を透過した光が第2遮光層で吸収されて発熱することを抑制することができる。
本発明において、前記第1配向膜および前記第2配向膜は柱状構造物であり、前記液晶層の液晶分子は、負の誘電異方性を備えている態様を採用してもよい。
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、前記液晶装置は、前記光源部から出射された光が、前記第2基板側から供給される。
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、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]
(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、後述する第1基板10(素子基板:図2および図3等を参照)では、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、それらの交差部分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。
(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、後述する第1基板10(素子基板:図2および図3等を参照)では、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、それらの交差部分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。
第1基板10において、表示領域10aより外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、後述する第2基板(対向基板:図2および図3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。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、第1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および第1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の平面図であり、液晶装置100を各構成要素と共に第2基板20の側から見た様子を示してある。図3は、図2に示す液晶装置100のH−H′断面図である。
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の平面図であり、液晶装置100を各構成要素と共に第2基板20の側から見た様子を示してある。図3は、図2に示す液晶装置100のH−H′断面図である。
図2および図3に示すように、液晶装置100では、透光性の第1基板10と透光性の第2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は第2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、第1基板10と第2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。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。なお、第1基板10に対してシール材107を無端の枠状に形成した後、その内側に液晶層50を設け、しかる後に第2基板20をシール材107によって第1基板10と貼り合せてもよい。
本形態において、第1基板10および第2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、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。
第1基板10において、外周領域10cでは、第1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。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、第1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、第1基板10の一方面10sおよび他方面10tのうち、第2基板20と対向する一方面10sの側において、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がマトリクス状に複数形成されており、かかる画素電極9aの上層側には配向膜16(第1配向膜)が形成されている。
また、表示領域10aより外側の外周領域10cのうち、表示領域10aとシール材107とに挟まれた四角枠状の領域10bには、画素電極9aと同時形成されたダミー画素電極9bが形成されている。ダミー画素電極9bは、例えば、隣り合うダミー画素電極9b同士が細幅の連結部で繋がっている。ダミー画素電極9bは、共通電位Vcomが印加されており、表示領域10aの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。なお、ダミー画素電極9bに電位を印加せず、ダミー画素電極9bを電位的にフロート状態とする場合もある。
第2基板20の一方面20sおよび他方面20tのうち、第1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、共通電極21の表面には配向膜26(第2配向膜)が積層されている。共通電極21は、第2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、第2基板20の略全面に形成されている。
第2基板20において、シール材107と表示領域10aとに挟まれた枠状の額縁領域20bには、共通電極21の下層側に第1遮光層27が形成されている。本形態では、後述するように、額縁領域20bには、第1遮光層27が形成された遮光領域20cと、遮光領域20cより光透過率が高い透光領域20dとが形成されている。第1遮光層27と共通電極21との間にはシリコン酸化膜等からなる透光性の保護層28(図5参照)が形成されている。また、第2基板20の一方面20sの側に、共通電極21の下層側に、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fに平面視で重なるブラックマトリクス部を形成してもよい。その場合、ブラックマトリクス部は、第1遮光層27と同一の遮光層から構成される。
液晶パネル100pにおいて、シール材107より外側には、第2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、第1基板10の一方面10sの側には、第2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に導通しており、定電位配線6sは、端子102のうち、共通電位印加用の端子102a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、第2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、第1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、第1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第2基板20の外周縁に沿って設けられている。従って、シール材107は、略四角形である。但し、シール材107は、第2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いる。
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、図3に矢印Lで示すように、第2基板20の側から入射した光が第1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、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る。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、第2基板20の側から入射した光が第1基板10で反射して再び第2基板20から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、第2基板20あるいは第1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の種類や配向方向、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る。このため、図3に示すように、第1基板10において液晶層50とは反対側の他方面10tには、透光性の第1防塵ガラス13が接着剤等によって貼付され、第2基板20において液晶層50とは反対側の他方面20tには、透光性の第2防塵ガラス23が接着剤等によって貼付される。また、液晶パネル100pにおいて第2基板20に対して第1基板10とは反対側(光入射側)には、遮光性の見切り24が配置される。見切り24の内縁は、第2基板20に形成された第1遮光層27と平面視で重なっており、額縁領域20b(第1遮光層27)の内縁より外側に位置する。見切り24は、例えば、液晶パネル100pを内側に保持するフレーム(図示せず)の端板部やフレームに固定された板状部材からなる。また、見切り24は、第2防塵ガラス23に形成された遮光層によって構成されることもある。
(画素等の具体的構成)
図4は、図2に示す液晶装置100の画素の平面図である。図5は、図4に示す画素のF−F′断面図である。なお、図4では、各層を以下の線で示してある。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。
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
図4は、図2に示す液晶装置100の画素の平面図である。図5は、図4に示す画素のF−F′断面図である。なお、図4では、各層を以下の線で示してある。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。
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
図4に示すように、第1基板10の一方面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。本形態において、画素電極9aは略正方形の平面形状を有しており、第1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、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。
第1基板10には容量線5bが形成されており、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、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、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5に示すように、第1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(第2基板20と対向する一方面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)等の遮光層からなり、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。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、シリコン酸化膜等の透光性の絶縁膜12が形成されており、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。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、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法等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、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。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の上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜42が形成されており、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。データ線6aおよび中継電極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。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、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。また、遮光層7aによって容量線を構成してもよい。
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。本形態において、画素電極9aはITO膜からなる。層間絶縁膜45の表面は平坦化されている。
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(第1配向膜)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等の斜方蒸着膜からなる柱状構造物(傾斜垂直配向膜/無機配向膜)である。
第2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(第1基板10に対向する一方面20s)に、シリコン酸化膜等からなる保護層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等の斜方蒸着膜からなる柱状構造物(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5に実線L1で液晶分子50bを模式的に示すように、第1基板10に対する法線方向および第2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。そして、画素電極9aと共通電極21との間の電界により液晶分子50bを点線L2のように傾斜させる。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。
第1配向膜16または第2配向膜26は、一例として、液晶層50の液晶分子50bを、表示領域10aの相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の一方の辺10a7(第1辺)から対向距離が短い組の一方の辺10a6(第2辺)に向かって配向させ、対向距離が短い組の他方の辺10a8(第3辺)から対向距離が長い組の他方の辺10a9(第4辺)に向かって配向させるように形成される。本形態においては、第1基板10の側からみると、図2に矢印Pで示すように、辺10a8(第3辺)から辺10a6(第2辺)に向かっても配向させる領域があり、液晶分子50bのプレチルト方向は、表示領域10aの対向距離が長い組の10a7(第1辺)または辺10a9(第4辺)に対して、45度または135度に設定される。また、液晶分子50bの配向方向は、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。すなわち、液晶分子50bは、四角形の表示領域10aの4つの角10a1〜10a4のうち、2つの角10a1、角10a3を結ぶ対角線に沿う方向に配向している。なお、液晶分子50bのうち、第1基板10の表面近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の一方端が第1基板10の側に保持された状態にあり、第2基板20の表面近くに位置する液晶分子50bは、分子鎖の他方端が第2基板20の側に保持された状態にある。
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、第1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。
(額縁領域20cの詳細構成)
図6は、図2に示す額縁領域20bの説明図であり、表示領域10aの角10a3付近を拡大して示す説明図である。図7は、図2に示す液晶装置のC−C′断面図である。図8は、図2に示す液晶装置100のD−D′断面図である。
図6は、図2に示す額縁領域20bの説明図であり、表示領域10aの角10a3付近を拡大して示す説明図である。図7は、図2に示す液晶装置のC−C′断面図である。図8は、図2に示す液晶装置100のD−D′断面図である。
図2、図3および図6に示すように、第2基板20において、シール材107の内側で表示領域10aを囲む額縁領域20bには、共通電極21の下層側に第1遮光層27が形成された遮光領域20cが設けられている。また、表示領域10aを囲む額縁領域20bには、液晶分子50bの配向方向に位置する表示領域10aの2つの角10a1、10a3の外側に、遮光領域20cより光透過度が高い透光領域20dが設けられている。本形態では、表示領域10aの4つの角10a1〜10a4の外側に透光領域20dが設けられている。従って、第1遮光層27(遮光領域20c)は、表示領域10aの4つの辺10a6、10a7、10a8、10a9に沿って形成されているが、4つの角10a1〜10a4の外側では途切れて開口部となっている。
図6および図7に示すように、第1遮光層27は、ダミー画素電極9bと平面視で重なっており、第1遮光層27の内縁は、表示領域10aの縁と平面視で重なっている。第1遮光層27の外縁は、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、第1遮光層27とシール材107とは平面視で重なっていない。
図6および図8に示すように、透光領域20dは、第1遮光層27が形成されていない領域である。また、第1基板10には、透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が形成されている。本形態において、第2遮光層17は、第1基板10において表示領域10aに形成された電極や配線と同一の層からなる遮光層である。本形態において、第2遮光層17は、図5に示す遮光層7aおよび中継電極7bと同一の層からなる。本形態において、遮光層7、中継電極7bおよび第2遮光層17は、アルミニウム合金、あるいはアルミニウム膜を含む多層膜等の反射性金属層からなる。
このように構成した液晶装置において、第2基板20の側から額縁領域20bに入射した光のうち、遮光領域20cに入射した光は、遮光領域20cの第1遮光層27によって遮られるので、遮光領域20cと平面視で重なる液晶層50には光が入射しない(図7参照)。これに対して、透光領域20dに入射した光は、遮光領域20cと平面視で重なる液晶層50に入射し、その後、第2遮光層17によって遮られる。
なお、本形態では、第1遮光層27が形成されていない領域により透光領域20dを構成したが、第1遮光層27より光透過率が高い部分透過膜によって透光領域20dを構成してもよい。かかる部分透過膜は、遮光性の膜を薄く形成した半透過膜や、誘電体多層膜からなる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100においては、第2基板20の側から光源光を入射させるとともに、画素電極9aによって液晶分子50bの姿勢を変えることにより画像を表示する。その際、液晶分子50bの姿勢の変化に伴い、液晶層50の充填時に混入した不純物やシール材107から溶出した不純物が、表示領域10aにおいて液晶分子50bが配向する側に向けて移動し、凝集する。ここで、不純物が最も集中しやすい個所は、表示領域10aにおいて液晶分子50bが配向する方向(不純物が移動する方向)における距離が長い部分であると予想される。本形態において、不純物が最も集中しやすい個所は、液晶分子50bが配向する側(矢印Pで示す側)に位置する2つの角10a1、10a3付近である。かかる態様に対応して、本形態では、2つの角10a1、10a3の外側が透光領域20dになっている。このため、2つの角10a1、10a3の外側(透光領域20d)の外側では、第2基板20の側から入射した光が液晶層50に照射されるので、不純物は、停滞せずに、光で活性化した状態のまま、表示領域10aから離間した位置に移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。
以上説明したように、本形態の液晶装置100においては、第2基板20の側から光源光を入射させるとともに、画素電極9aによって液晶分子50bの姿勢を変えることにより画像を表示する。その際、液晶分子50bの姿勢の変化に伴い、液晶層50の充填時に混入した不純物やシール材107から溶出した不純物が、表示領域10aにおいて液晶分子50bが配向する側に向けて移動し、凝集する。ここで、不純物が最も集中しやすい個所は、表示領域10aにおいて液晶分子50bが配向する方向(不純物が移動する方向)における距離が長い部分であると予想される。本形態において、不純物が最も集中しやすい個所は、液晶分子50bが配向する側(矢印Pで示す側)に位置する2つの角10a1、10a3付近である。かかる態様に対応して、本形態では、2つの角10a1、10a3の外側が透光領域20dになっている。このため、2つの角10a1、10a3の外側(透光領域20d)の外側では、第2基板20の側から入射した光が液晶層50に照射されるので、不純物は、停滞せずに、光で活性化した状態のまま、表示領域10aから離間した位置に移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。
また、第1基板10では、第2基板20の透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が設けられているため、透光領域20dを透過した光が第1基板10を透過して漏れることを抑制することができる。従って、透光領域20dを透過した光が漏れることが原因で表示品位が低下するという事態も発生しにくい。
また、第2遮光層17は、第1基板10において表示領域10a内に設けられた配線または電極と同一の層からなるため、第2遮光層17を設けるために成膜工程やパターニング工程を追加する必要がない。また、第2遮光層17は、反射性金属層からなるため、透光領域20dを透過した光が第2遮光層17で吸収されて発熱することを抑制することができる。
また、本形態では、4つの角10a1〜10a4のいずれの外側にも透光領域20dが設けられている。このため、液晶装置100の仕様によって、液晶分子50bの配向方向を、矢印Pに対して直交する方向に設定した場合でも、表示領域10aから離間した位置で不純物を凝集させることができる。
また、本形態では、表示領域10aの角10a1〜10a4の外側を除いて辺10a6〜10a9に沿って遮光領域20cが長く延在している。また、第1基板10では、第2基板20の透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が設けられている。このため、遮光領域20c(第1遮光層27)および第2遮光層17によって表示光の出射領域を適正に制限することができる。
[実施の形態2]
図9は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100の液晶パネル100pの平面図である。図10は、図9に示す額縁領域20bの説明図であり、表示領域10aの角10a3付近を拡大して示す説明図である。図11は、図9に示す液晶装置100のE−E′断面図である。なお、以下に説明する実施の形態2、3、4は、基本的な構成が実施の形態1と同様であるため、共通する部分に同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
図9は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100の液晶パネル100pの平面図である。図10は、図9に示す額縁領域20bの説明図であり、表示領域10aの角10a3付近を拡大して示す説明図である。図11は、図9に示す液晶装置100のE−E′断面図である。なお、以下に説明する実施の形態2、3、4は、基本的な構成が実施の形態1と同様であるため、共通する部分に同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
実施の形態1において、透光領域20dは、第1遮光層27が形成されていない領域であったが、本形態においては、図9、図10および図11に示すように、透光領域20dは、第1遮光層27が部分的に形成されている領域である。具体的には、透光領域20dにも第1遮光層27が形成されているが、透光領域20dに形成された第1遮光層27には複数の開口部270が形成されている。本形態において、開口部270は、画素電極9aより1辺の長さが1/4〜1/2の小さな第1遮光層27の除去部(穴)であり、透光領域20dに形成された第1遮光層27の約1/5〜1/2に相当する部分が開口部270になっている。また、本形態では、開口部270がダミー画素電極9bに対応して形成されている。すなわち、開口部270は、ダミー画素電極9bと平面視で重なり、1つのダミー画素電極9bに対して1つの開口部270が形成されている。開口部270は、ダミー画素電極9b間に重なってもよいが、効果が変動する可能性がある。
また、本形態でも、実施の形態1と同様、第1基板10には、透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が形成されている。第2遮光層17は、第1基板10において表示領域10aに形成された遮光層(遮光層7aおよび中継電極7b)と同一の層からなり、光反射性を有している。
また、本形態では、第1遮光層27が部分的に形成されている領域により透光領域20dを構成したが、第1遮光層27より光透過率が高い部分透過膜によって透光領域20dを構成してもよい。かかる部分透過膜は、遮光性の膜を薄く形成した半透過膜や、誘電体多層膜からなる。
このように構成した液晶装置100においても、実施の形態1と同様、第2基板20の側から額縁領域20bに入射した光のうち、遮光領域20cに入射した光は、遮光領域20cの第1遮光層27によって遮られるので、遮光領域20cと平面視で重なる液晶層50には光が入射しない。これに対して、透光領域20dに入射した光は、遮光領域20cと平面視で重なる液晶層50に入射する。従って、不純物は活性化した状態のまま、表示領域10aから離間した位置に移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。また、第1基板10では、第2基板20の透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が設けられているため、透光領域20を透過した光が第1基板10を透過して漏れることを抑制することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
なお、本形態では、額縁領域20bの角のみに開口部270(透光領域20d)を設けたが、額縁領域20bの全周にわたって開口部270(透光領域20d)を設けてもよい。
[実施の形態3]
図12は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100の平面図である。実施の形態1、2では、額縁領域20bのうち、表示領域10aの角10a1〜10a4の外側のみが透光領域20dになっていたが、本形態では、図12に示すように、表示領域10aの角10a1〜10a4の外側に加えて、表示領域10aの縁において対向する辺10a7、10a9の外側も透光領域20dになっている。このため、表示領域10aの縁において対向する辺10a6、10a8の外側のみが遮光領域20cになっている。すなわち、表示領域10aの相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の2つの辺10a7、10a9(短辺)に沿って透光領域20dが延在している。
図12は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100の平面図である。実施の形態1、2では、額縁領域20bのうち、表示領域10aの角10a1〜10a4の外側のみが透光領域20dになっていたが、本形態では、図12に示すように、表示領域10aの角10a1〜10a4の外側に加えて、表示領域10aの縁において対向する辺10a7、10a9の外側も透光領域20dになっている。このため、表示領域10aの縁において対向する辺10a6、10a8の外側のみが遮光領域20cになっている。すなわち、表示領域10aの相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の2つの辺10a7、10a9(短辺)に沿って透光領域20dが延在している。
かかる態様によれば、対向距離が長い2つの辺10a7、10a9付近では、対向距離が短い2つの辺10a6、10a8付近よりも、不純物が高密度に凝集しようとするが、2つの辺10a7、10a9の外側を透光領域20dとしてあるため、不純物を表示領域10aから離間した位置まで移動させ、そこで凝集させることができる。
また、本形態でも、実施の形態1と同様、第1基板10には、透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が形成されている。第2遮光層17は、第1基板10において表示領域10aに形成された遮光層(遮光層7aおよび中継電極7b)と同一の層からなり、光反射性を有している。従って、透光領域20を透過した光が第1基板10を透過して漏れることを抑制することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
なお、本形態では、第1遮光層27が形成されていない領域により透光領域20dを構成したが、実施の形態2のように、第1遮光層27が部分的に除去された開口部270によって透光領域20dを構成してもよい。
[実施の形態4]
図13は、本発明の実施の形態4に係る液晶装置の平面図である。図14は、図13に示す液晶装置のG−G′断面図である。実施の形態1、2、3では、額縁領域20bに遮光領域20cと透光領域20dとを設けたが、本形態では、図13および図14に示すように、額縁領域20bの全周にわたって、光を部分透過する部分透過膜27aからなる第1遮光層27が設けられている。本形態において、部分透過膜27aは、遮光性の膜を薄く形成した半透過膜や、誘電体多層膜からなる。従って、第2基板20の側から入射した光が液晶層50に照射される。従って、不純物は、第1遮光層27と平面視で重なる領域でも活性化した状態のまま、表示領域10aから離間した位置に移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。
図13は、本発明の実施の形態4に係る液晶装置の平面図である。図14は、図13に示す液晶装置のG−G′断面図である。実施の形態1、2、3では、額縁領域20bに遮光領域20cと透光領域20dとを設けたが、本形態では、図13および図14に示すように、額縁領域20bの全周にわたって、光を部分透過する部分透過膜27aからなる第1遮光層27が設けられている。本形態において、部分透過膜27aは、遮光性の膜を薄く形成した半透過膜や、誘電体多層膜からなる。従って、第2基板20の側から入射した光が液晶層50に照射される。従って、不純物は、第1遮光層27と平面視で重なる領域でも活性化した状態のまま、表示領域10aから離間した位置に移動し、そこで凝集する。このため、凝集した不純物が原因で画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下が発生しにくい。
また、第1基板10には、透光領域20dと平面視で重なる第2遮光層17が形成されている。第2遮光層17は、第1基板10において表示領域10aに形成された遮光層(遮光層7aおよび中継電極7b)と同一の層からなり、光反射性を有している。従って、透光領域20を透過した光が第1基板10を透過して漏れることを抑制することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。
[他の実施の形態]
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。
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]
図15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(電子機器)の概略構成図である。なお、以下の説明では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の液晶装置100が用いられているが、いずれの液晶装置100にも、本発明を適用した液晶装置100が用いられている。
図15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(電子機器)の概略構成図である。なお、以下の説明では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の液晶装置100が用いられているが、いずれの液晶装置100にも、本発明を適用した液晶装置100が用いられている。
図15に示す投射型表示装置110は、透過型の液晶装置100を用いた液晶プロジェクターであり、スクリーン等からなる被投射部材111に光を照射し、画像を表示する。投射型表示装置110は、装置光軸L0に沿って、照明装置160と、照明装置160から出射された光が供給される複数の液晶装置100(液晶ライトバルブ115〜117)と、複数の液晶装置100から出射された変調光を合成して出射するクロスダイクロイックプリズム119(光合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム119により合成された光を投射する投射光学系118とを有している。また、投射型表示装置110は、ダイクロイックミラー113、114、およびリレー系120を備えている。投射型表示装置110において、液晶装置100およびクロスダイクロイックプリズム119は、光学ユニット150を構成している。液晶装置100は、照明装置160から出射された光が、第2基板20側から供給されるように配置される。このため、図8等を参照して説明したように、第2基板20の側から透光領域20dに入射した光は、液晶層50に入射され、第1基板10に設けられた第2遮光層17によって遮断される。このため、液晶層50の不純物は活性化した状態のまま、表示領域10aから離間した位置に移動し、そこで凝集し、画像の焼き付き(シミ)等の発生を抑制できるとともに、投射光学系118側へ光漏れを抑制できる。
照明装置160では、装置光軸L0に沿って、光源部161、フライアイレンズ等のレンズアレイからなる第1インテグレーターレンズ162、フライアイレンズ等のレンズアレイからなる第2インテグレーターレンズ163、偏光変換素子164、およびコンデンサーレンズ165が順に配置されている。光源部161は、赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bを含む白色光を出射する光源168と、リフレクター169とを備えている。光源168は超高圧水銀ランプ等により構成されており、リフレクター169は、放物線状の断面を有している。第1インテグレーターレンズ162および第2インテグレーターレンズ163は、光源部161から出射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子164は、光源部161から出射された光を、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。
ダイクロイックミラー113は、照明装置160から出射された光に含まれる赤色光Rを透過させるとともに、緑色光Gおよび青色光Bを反射する。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Gおよび青色光Bのうち、青色光Bを透過させるとともに緑色光Gを反射する。このように、ダイクロイックミラー113、114は、照明装置160から出射された光を赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bに分離する色分離光学系を構成している。
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Rを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶装置100(赤色用液晶装置100R)、および第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R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。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。液晶装置100(赤色用液晶装置100R)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。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。従って、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光Rを変調し、変調した赤色光Rをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する。λ/2位相差板115aおよび第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および第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Gを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。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、液晶装置100(緑色用液晶装置100G)、および第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G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。液晶装置100(緑色用液晶装置100G)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。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。従って、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光Gを変調し、変調した緑色光Gをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する。
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Bを画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。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、液晶装置100(青色用液晶装置100B)、および第2偏光板117dを備えている。液晶ライトバルブ117に入射する青色光B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。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。液晶装置100(青色用液晶装置100B)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。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。従って、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光Bを変調し、変調した青色光Bをクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する。なお、λ/2位相差板117a、および第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B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。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。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Bをリレーレンズ124bに向けて反射する。反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光Bを液晶ライトバルブ117に向けて反射する。
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Bを反射して緑色光Gを透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光Rを反射して緑色光Gを透過する膜である。従って、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Rと緑色光Gと青色光Bとを合成し、投射光学系118に向けて出射する。
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により、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R、および青色光Bをs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光G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等の被投射部材111に投射する。
[他の投射型表示装置]
上記投射型表示装置において、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。
上記投射型表示装置において、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。
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、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)、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、テレビ電話等に用いてもよい。
9a…画素電極、9b…ダミー画素電極、10…第1基板、10a…表示領域、10a1〜10a4…角、10a6〜10a9…辺、16…配向膜(第1配向膜)、17…第2遮光層、20…第2基板、20b…額縁領域、20c…遮光領域、20d…透光領域、21…共通電極、24…見切り、26…配向膜(第2配向膜)、27…第1遮光層、27a…部分透過膜、30…画素トランジスター、50…液晶層、50b…液晶分子、100…液晶装置、100a…画素、100p…液晶パネル、107…シール材、110…投射型表示装置、111…被投射部材、161…光源部、270…開口部。
Claims (15)
- 複数の画素電極および第1配向膜を備えた第1基板と、
共通電極および第2配向膜を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール材と、
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、
を有し、
前記第2基板は、前記シール材と四角形の表示領域とに挟まれた枠状の額縁領域に、前記表示領域の辺に沿って第1遮光層が設けられた遮光領域と、前記遮光領域より光透過率が高い透光領域と、が設けられ、
前記第1基板は、前記透光領域と平面視で重なる第2遮光層が設けられることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置において、
前記透光領域は、前記第1遮光層の開口部であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置において、
前記透光領域は、光を部分透過する部分透過膜であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記第1配向膜または第2配向膜は、前記液晶層の液晶分子を、
前記表示領域の相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の一方の辺から、対向距離が短い組の一方の辺に向かって配向させ、
前記対向距離が短い組の他方の辺から、前記対向距離が長い組の他方の辺に向かって配向させることを特徴とする液晶装置。 - 請求項4に記載の液晶装置において、
前記液晶層の液晶分子の配向の方向は、前記対向距離が長い組の一方の辺に対して、45度または135度であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記透光領域は、前記表示領域の4つの角の外側に設けられることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記透光領域は、前記表示領域の全周にわたって設けられることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記透光領域は、前記表示領域の相対向する2組の辺のうち、対向距離が長い組の2つの辺に沿って延在していることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記第1基板は、前記表示領域の辺に沿った前記遮光領域にダミー画素電極を備え、
前記透光領域は、前記ダミー画素電極に対応して形成されることを特徴とする液晶装置。 - 複数の画素電極および第1配向膜を備えた第1基板と、
共通電極および第2配向膜を備えた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール材と、
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、
を有し、
前記第2基板は、前記シール材と四角形の表示領域とに挟まれた枠状の額縁領域に、全周にわたって、光を部分透過する部分透過膜からなる第1遮光層が設けられ、
前記第1基板には、前記第1遮光層と平面視で重なる第2遮光層が設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記第2遮光層は、前記第1基板において前記表示領域内に設けられた配線または電極と同一の層からなることを特徴とする液晶装置。 - 請求項11に記載の液晶装置において、
前記第2遮光層は、反射性金属層からなることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から12のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記第1配向膜および前記第2配向膜は柱状構造物であり、
前記液晶層の液晶分子は、負の誘電異方性を備えていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から13のいずれか一項に記載の液晶装置を有することを特徴とする電子機器。
- 請求項14に記載の電子機器において、
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、
前記液晶装置は、前記光源部から出射された光が、前記第2基板側から供給されることを特徴とする電子機器。
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