JP2018063318A - 電気光学装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示領域の周辺領域に設けられた遮光部などによる光の再反射が表示に影響し難い電気光学装置、該電気光学装置を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置としての液晶装置100は、第1基板としての対向基板20と、第2基板としての素子基板10との間に電気光学素子を備え、対向基板20側から電気光学素子に光が入射する構成であって、対向基板20は、表示領域を囲む周辺領域に設けられた第1の遮光部としての見切り部21を有し、素子基板10は、見切り部21と重なる位置に設けられた第2の遮光部81と、第2の遮光部81に対して光の出射側で第2の遮光部81と重なる位置に設けられた第1の反射防止膜35とを有する。【選択図】図10
Description
本発明は、電気光学装置、該電気光学装置を備えた電子機器に関する。
電気光学装置として、プロジェクターの光変調手段(ライトバルブ)として用いられるアクティブ駆動型の液晶装置が知られている。アクティブ駆動型の液晶装置の表示領域には、複数の画素ごとに、画素電極と、画素電極のスイッチング素子としてのトランジスターとを含む画素回路が設けられている。表示領域には、画素回路のトランジスターの光誤動作を防止するために当該トランジスターに入射する光を遮光する遮光構造が取り入れられている。また、表示領域の周辺領域に、画素回路にデータ信号や制御信号などを送出する周辺回路が設けられる例もあり、周辺回路を構成するトランジスターの光誤動作を防止するための遮光構造も必要とされている。
例えば、特許文献1には、素子基板上において、画素部の一部及び配線のうちの少なくとも一つを構成する遮光性導電膜と同層に形成され、表示領域の外側に位置する周辺領域に重なる遮光膜を備えた電気光学装置が開示されている。
特許文献1の電気光学装置によれば、表示領域の周辺領域に設けられた回路や配線を遮光膜で覆って遮光することができるとしている。また当該回路や配線に入射した光が反射して表示に影響を及ぼすことを防ぐことができるとしている。
また、例えば、特許文献2には、基板上において、複数の画素電極が設けられた画素領域の周辺に位置する周辺領域に設けられ、層間絶縁膜を介して互いに異なる層に配置されると共に、互いに重なる部分をそれぞれ有する複数の遮光膜と、複数の遮光膜のうち少なくとも一の遮光膜における他の遮光膜に対向する側に、上記重なる部分に少なくとも部分的に重なるように形成されると共に、上記一の遮光膜に比べて反射率が低い低反射膜とを備えた電気光学装置が開示されている。
特許文献2の電気光学装置によれば、複数の遮光膜により周辺領域が遮光されると共に、複数の遮光膜の間に侵入した光の乱反射を低反射膜で防ぐことができるとしている。すなわち、周辺領域に入射した光の乱反射が画素領域における表示に影響することを防ぐことができるとしている。
上記特許文献1や特許文献2に示された周辺領域の遮光構造は、電気光学装置に入射した光が周辺領域に侵入することを防いだり、仮に周辺領域に入射しても乱反射することを防いだりするものである。しかしながら、上記電気光学装置を上述したようにプロジェクターの光変調手段として用いた場合、上記電気光学装置から出射された光(表示光)が、出射側に配置された、例えば投射レンズなどの構造物の表面で反射して、上記電気光学装置の光の出射側から周辺領域に入射して表示に影響を及ぼすおそれがある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]本適用例に係る電気光学装置は、第1基板と第2基板との間に電気光学素子を備え、前記第1基板側から前記電気光学素子に光が入射する電気光学装置であって、前記第1基板は、表示領域を囲む周辺領域に設けられた第1の遮光部を有し、前記第2基板は、前記第1の遮光部と重なる位置に設けられた第2の遮光部と、前記第2の遮光部に対して光の出射側で前記第2の遮光部と重なる位置に設けられた第1の反射防止膜とを有する。
本適用例によれば、第1基板側から周辺領域に入射する光は、第1の遮光部によって遮光される。また、表示領域を透過し第2基板から出射した光が、他の構造物の表面で反射した反射光が第2基板に入射しても、第2基板の周辺領域には第2の遮光部と第1の反射防止膜とが設けられているので、上記反射光の周辺領域への侵入を防ぐと共に上記反射光の第2の遮光部による乱反射を防ぐことができる。つまり、周辺領域への直接あるいは間接的な光の入射による表示への影響を防ぎ、優れた表示品質を有する電気光学装置を提供することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第2基板は、前記第2の遮光部と前記第1の反射防止膜との間に設けられたトランジスターを有する。
この構成によれば、第1基板側から入射する光だけでなく、他の構造物の表面で反射して第2基板側から入射する光に対して、周辺領域に配置されたトランジスターの光誤動作を防ぎ、安定した動作を実現可能な電気光学装置を提供することができる。
この構成によれば、第1基板側から入射する光だけでなく、他の構造物の表面で反射して第2基板側から入射する光に対して、周辺領域に配置されたトランジスターの光誤動作を防ぎ、安定した動作を実現可能な電気光学装置を提供することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第1の反射防止膜は、前記第1の遮光部よりも反射率が低い材料からなることが好ましい。
この構成によれば、第1の遮光部は、入射した光によって第1基板すなわち電気光学装置の温度が上昇することを抑制する観点から、高い反射率を有する材料が好ましい。一方で、第1基板側から入射する光の強度に対して、他の構造物の表面で反射して第2基板側から入射する光の強度は小さいことから、第1の反射防止膜は第1の遮光部よりも反射率が低い材料を用いても電気光学装置の温度に影響を及ぼし難い。よって、第1の反射防止膜に用いられる材料の選択範囲が広くなる。
この構成によれば、第1の遮光部は、入射した光によって第1基板すなわち電気光学装置の温度が上昇することを抑制する観点から、高い反射率を有する材料が好ましい。一方で、第1基板側から入射する光の強度に対して、他の構造物の表面で反射して第2基板側から入射する光の強度は小さいことから、第1の反射防止膜は第1の遮光部よりも反射率が低い材料を用いても電気光学装置の温度に影響を及ぼし難い。よって、第1の反射防止膜に用いられる材料の選択範囲が広くなる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第1の遮光部は、アルミニウムからなり、前記第1の反射防止膜は、金属シリサイドからなる。
この構成によれば、高い反射率を有する第1の遮光部と、第1の遮光部に比べて反射率が低く、優れた耐熱特性を有する第1の反射防止膜とを実現できる。
この構成によれば、高い反射率を有する第1の遮光部と、第1の遮光部に比べて反射率が低く、優れた耐熱特性を有する第1の反射防止膜とを実現できる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第1の反射防止膜は、間隔を置いて配置された複数の反射防止部を含み、電気的に浮いた状態にあるとしてもよい。
この構成によれば、第1の反射防止膜は、周辺領域において複数の反射防止部に分割されていることから、第1の反射防止膜を連続的に形成する場合に比べて、第1の反射防止膜の例えば熱による膨張収縮の影響を受け難くなる。また、電気的に浮いた状態であることから例えば静電気による帯電が他の配線や回路に影響を及ぼし難くなる。つまり、第1の反射防止膜を設けることによる物理的、電気的な影響を抑えることができる。
この構成によれば、第1の反射防止膜は、周辺領域において複数の反射防止部に分割されていることから、第1の反射防止膜を連続的に形成する場合に比べて、第1の反射防止膜の例えば熱による膨張収縮の影響を受け難くなる。また、電気的に浮いた状態であることから例えば静電気による帯電が他の配線や回路に影響を及ぼし難くなる。つまり、第1の反射防止膜を設けることによる物理的、電気的な影響を抑えることができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第2基板は、前記第2の遮光部と前記トランジスターとの間に設けられた第2の反射防止膜を有するとしてもよい。
この構成によれば、仮に第2の遮光部とトランジスターとの間に光が侵入して、第2の遮光部やトランジスターによって反射したとしても、第2の反射防止膜によって乱反射することを防ぐことができる。
この構成によれば、仮に第2の遮光部とトランジスターとの間に光が侵入して、第2の遮光部やトランジスターによって反射したとしても、第2の反射防止膜によって乱反射することを防ぐことができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第2の反射防止膜は、金属窒化物からなることが好ましい。
この構成によれば、金属窒化物は、金属単体や合金などに比べて反射率が低いことから、第2の反射防止膜に入射した光の反射を抑制することができる。
この構成によれば、金属窒化物は、金属単体や合金などに比べて反射率が低いことから、第2の反射防止膜に入射した光の反射を抑制することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第1基板の端部と、前記第1の遮光部との間にシール領域を有し、前記第1基板と前記第2基板とは、前記シール領域に設けられた光硬化型のシール部材によって接着され、前記第2基板において、前記第2の遮光部は、前記第1の遮光部と前記シール領域とに重なるように配置され、前記第1の反射防止膜の前記表示領域側の端部は、前記第2の遮光部の前記表示領域側の端部と同じ位置、または前記第2の遮光部の前記表示領域側の端部よりも前記表示領域側に位置していることが好ましい。
この構成によれば、第1基板側からシール領域に光を入射させることで、シール領域に配置された光硬化型のシール部材を硬化させ、第1基板と第2基板とを接着することができる。一方で、第2の遮光部は、第1の遮光部とシール領域とに重なるように配置されていることから、第2基板側からシール領域に光を入射させてシール部材を硬化させることはできないが、第1基板側からシール領域を経て周辺領域に入射する光を第2の遮光部で遮光することができる。また、第2基板側から入射した光が第2の遮光部で反射したとしても、光の出射側には第1の反射防止膜が配置されているので、表示領域への反射光の侵入を低減することができる。
この構成によれば、第1基板側からシール領域に光を入射させることで、シール領域に配置された光硬化型のシール部材を硬化させ、第1基板と第2基板とを接着することができる。一方で、第2の遮光部は、第1の遮光部とシール領域とに重なるように配置されていることから、第2基板側からシール領域に光を入射させてシール部材を硬化させることはできないが、第1基板側からシール領域を経て周辺領域に入射する光を第2の遮光部で遮光することができる。また、第2基板側から入射した光が第2の遮光部で反射したとしても、光の出射側には第1の反射防止膜が配置されているので、表示領域への反射光の侵入を低減することができる。
上記適用例に記載の電気光学装置は、前記第2基板の光の出射側に前記第1基板よりも外形が小さい防塵基板を有するとしてもよい。
この構成によれば、防塵基板の端面で光が反射して第2基板の周辺領域に入射しても、第1の反射防止膜により乱反射を抑制して表示に影響することを防ぐことができる。
この構成によれば、防塵基板の端面で光が反射して第2基板の周辺領域に入射しても、第1の反射防止膜により乱反射を抑制して表示に影響することを防ぐことができる。
[適用例]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備える。
本適用例によれば、表示領域の周辺領域に入射する光の乱反射によって誤動作や表示品質の低下が生じ難い電子機器を提供することができる。
本適用例によれば、表示領域の周辺領域に入射する光の乱反射によって誤動作や表示品質の低下が生じ難い電子機器を提供することができる。
本実施形態では、電気光学装置として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駆動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)の光変調手段(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。
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。
(第1実施形態)
<電気光学装置>
まず、本実施形態の電気光学装置の一例である液晶装置の主要な構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は液晶装置を示す概略斜視図、図2は図1のA−A’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図である。
<電気光学装置>
まず、本実施形態の電気光学装置の一例である液晶装置の主要な構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は液晶装置を示す概略斜視図、図2は図1のA−A’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図である。
図1に示すように、電気光学装置としての液晶装置100は、液晶パネル110と、液晶パネル110が収容されるケース140とを備えている。ケース140は、液晶パネル110を収容可能な箱型の収容部141と、収容部141に対して係止可能な枠部147とを有している。
収容部141は、互いに向かい合う2組の側面のうちの1組の側面に突出した係止部143を有する。また、他の1組の側面の一方に、液晶パネル110が挿入される側の面145から厚み方向に切り欠かれた切り欠き部144を有する。また、収容部141の四隅には、取付け孔146が設けられている。液晶パネル110の詳しい構成については後述するが、液晶パネル110の端子部には外部回路との電気的な接続を図るためのフレキシブル回路基板(FPC)115が実装されている。液晶パネル110を収容部141に収容したときに、FPC115を収容部141からはみ出させることができるように、収容部141に切り欠き部144が設けられている。
枠部147は、四角形の開口部149を有する額縁状であって、収容部141の液晶パネル110が挿入される側の面145に配置される。枠部147は、額縁部から突出して収容部141側に折り曲げられた一対の取付け部148を有している。取付け部148には、開口部148aが設けられている。収容部141に液晶パネル110を収容して、枠部147を面145に配置したときに、取付け部148の開口部148aと収容部141の係止部143とが嵌合して、収容部141に枠部147が固定される構造となっている。また、枠部147は、収容部141に固定されたときに、枠部147によって取付け孔146が塞がれない大きさ(平面形状)となっている。
図2に示すように、液晶パネル110は、対向配置された素子基板10及び対向基板20を有するものであって、一対の防塵基板121,122によって挟まれた状態で収容部141に収容される。収容部141の内壁141aは階段状であって、内壁141aと液晶パネル110及び防塵基板121,122の端部との隙間には例えば熱硬化型の接着剤150が充填される。接着剤150を硬化させることにより、収容部141に対して液晶パネル110及び一対の防塵基板121,122が固定される。なお、一対の防塵基板121,122は、液晶装置100を後述する投射型表示装置の光変調手段として用いた場合に、液晶パネル110の表面に付着したゴミなどの異物が投影され表示に影響を及ぼすことを防止するために設けられるものである。
収容部141の液晶パネル110が挿入される側の面145と反対側の底面には、開口部142が設けられている。開口部142の形状と大きさは、枠部147に設けられた開口部149とほぼ同じである。
本実施形態では、図2の矢印で示すように、収容部141の開口部142側から液晶パネル110に向けて光が入射することを前提とした液晶装置100の構成となっている。液晶装置100は後述する投射型表示装置(プロジェクター)の光変調手段(ライトバルブ)として用いられる。光源から発した光を液晶装置100により画像情報に基づいて変調して表示光に変換する。ゆえに、光源からの入射光を有効に利用する観点から、ケース140における光の入射側の開口部142及び光の出射側の開口部149の大きさは、液晶パネル110における表示領域の大きさよりも大きい。なお、光の入射側の開口部142の大きさと、光の出射側の開口部149の大きさとが必ずしも同じでなくてもよい。
液晶パネル110の光学特性は温度に依存する。したがって、光源からの入射光によって液晶パネル110の温度が急激に変動しないように、光の入射側に位置する収容部141は、入射光を吸収せずに反射するような部材が選ばれる。また、入射光によって熱せられた場合に放熱可能な部材が選ばれる。また、収容部141は放熱板を備えた構造であってもよい。その点で、収容部141を構成する材料としては、金属あるいは合金などを用いることが好ましい。収容部141に固定される枠部147もまた放熱を考慮すると、金属あるいは合金などを用いることが好ましい。さらに、枠部147は、光の出射側に位置していることから、少なくとも出射側の表面において、光が反射して表示光に影響を与えないように、塗装やメッキなどの反射低減処理が施されていることが望ましい。収容部141における光の出射側の面145も同様に反射低減処理が施されていることが望ましい。
<液晶パネル>
次に、液晶パネル110について、図3〜図5を参照して説明する。図3は液晶パネルの構成を示す概略平面図、図4は図3のH−H’線に沿った液晶パネルの構造を示す概略断面図、図5は液晶パネルの電気的な構成を示す等価回路図である。
次に、液晶パネル110について、図3〜図5を参照して説明する。図3は液晶パネルの構成を示す概略平面図、図4は図3のH−H’線に沿った液晶パネルの構造を示す概略断面図、図5は液晶パネルの電気的な構成を示す等価回路図である。
図3及び図4に示すように、液晶パネル110は、対向配置された素子基板10及び対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された電気光学素子としての液晶層50とを有する。素子基板10の基材10s及び対向基板20の基材20sは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。また、基材10s,20sに沿って配置される前述した防塵基板121,122は、基材10s,20sと同じ材料を用いた基板であることが、熱膨張率の差などによるゆがみを考慮すると好ましい。なお、素子基板10が本発明の第2基板に相当し、対向基板20が本発明の第1基板に相当するものである。
素子基板10と対向基板20とは、対向基板20の外縁に沿って配置されたシール部材40を介して間隔を置いて貼り合わされている。額縁状に配置されたシール部材40の内側に液晶が注入され液晶層50が構成されている。なお、上記間隔に液晶を注入する方法は、例えば、額縁状に配置されたシール部材40の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板10と対向基板20とを貼り合わせるODF(One Drop Fill)法が挙げられる。
シール部材40は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤を用いることができる。本実施形態では、光硬化型(紫外線硬化型)のエポキシ樹脂が採用されている。シール部材40には、一対の基板の上記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。
シール部材40は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤を用いることができる。本実施形態では、光硬化型(紫外線硬化型)のエポキシ樹脂が採用されている。シール部材40には、一対の基板の上記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。
シール部材40の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Pを含む表示領域E1が設けられている。また、シール部材40と表示領域E1との間に表示領域E1を取り囲んで第1の遮光部としての見切り部21が設けられている。見切り部21は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などを用いることができ、本実施形態では高い反射率を有するアルミニウムが用いられている。なお、本明細書における高い反射率とは、全光線反射率が70%以上であることを言う。
素子基板10は、対向基板20と貼り合わされたときに、対向基板20から一方向にはみ出る端子部を有している。該端子部には、複数の外部接続用端子104が配列している。該端子部に沿った第1の辺部とシール部材40との間にデータ線駆動回路101が設けられている。また、第1の辺部に対向する第2の辺部に沿ったシール部材40と表示領域E1との間に検査回路103が設けられている。さらに、第1の辺部と直交し互いに対向する第3及び第4の辺部に沿ったシール部材40と表示領域E1との間に走査線駆動回路102が設けられている。第2の辺部のシール部材40と検査回路103との間に、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線(図示省略)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(図示省略)は、第1の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。なお、検査回路103の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路101と表示領域E1との間のシール部材40の内側に沿った位置に設けてもよい。
以降、第1の辺部に沿った方向をX方向とし、第3の辺部に沿った方向をY方向として説明する。X方向とY方向とに直交する液晶パネル110の厚み方向をZ方向とする。また、Z方向に沿って対向基板20側から見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。
以降、第1の辺部に沿った方向をX方向とし、第3の辺部に沿った方向をY方向として説明する。X方向とY方向とに直交する液晶パネル110の厚み方向をZ方向とする。また、Z方向に沿って対向基板20側から見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。
図4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ごとに設けられた透光性の画素電極15及びスイッチング素子である薄膜トランジスター(以降、TFTと呼称する)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。素子基板10は、基材10sと、基材10s上に形成された画素電極15、TFT30、信号配線、配向膜18を含むものである。素子基板10の詳しい構成については、後述する。
素子基板10に対向配置される対向基板20は、基材20sと、基材20s上に形成された見切り部21と、これを覆うように成膜された平坦化層22と、平坦化層22を覆い、基材20sのほぼ全面に亘って設けられた共通電極23と、共通電極23を覆う配向膜24とを含むものである。
本実施形態では、表示領域E1の外縁と対向基板20の端部との間の領域を周辺領域E2と呼ぶ。また、対向基板20において第1の遮光部としての見切り部21が設けられた領域を見切り領域E3と呼ぶ。シール部材40は、見切り領域E3の外縁と対向基板20の端部との間に配置され、シール部材40が配置される領域をシール領域E4と呼ぶ。なお、シール部材40は、例えばディスペンサーなどを用いて素子基板10に吐出形成された後に素子基板10と対向基板20との間で圧着されるため、シール領域E4内に配置されることが好ましいが、一部がシール領域E4からはみ出した状態となることもある。
見切り部21は、図3に示すように表示領域E1を取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路102、検査回路103と重なる位置に設けられている。これにより対向基板20側からこれらの回路に入射する光を遮蔽して、これらの回路が光によって誤動作すること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E1に入射しないように遮蔽して、表示領域E1の表示における高いコントラストを確保している。
また、前述したように、本実施形態では紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いてシール部材40が形成されているため、見切り部21は平面視でシール部材40と重ならないように配置されている。見切り領域E3の外縁とシール領域E4の内縁との間には、素子基板10と対向基板20との貼り合わせにおける位置精度とシール部材40の紫外線硬化性とを考慮して、わずかではあるが隙間がある。
また、前述したように、本実施形態では紫外線硬化型のエポキシ樹脂を用いてシール部材40が形成されているため、見切り部21は平面視でシール部材40と重ならないように配置されている。見切り領域E3の外縁とシール領域E4の内縁との間には、素子基板10と対向基板20との貼り合わせにおける位置精度とシール部材40の紫外線硬化性とを考慮して、わずかではあるが隙間がある。
平坦化層22は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部21を覆うように設けられている。このような平坦化層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(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなり、平坦化層22を覆うと共に、図3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に電気的に接続されている。上下導通部106は、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及び共通電極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。配向膜18,24は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてSiOx(酸化シリコン)などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
このような液晶パネル110は透過型であって、電圧無印加状態で画素Pの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Pの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板10と対向基板20とを含む液晶パネル110の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
本実施形態では、以降、配向膜18,24として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。
本実施形態では、以降、配向膜18,24として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。
次に図5を参照して、液晶パネル110の電気的な構成について説明する。液晶パネル110は、少なくとも表示領域E1において互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線3及び複数のデータ線6と、データ線6に沿って平行に配置された容量線7とを有する。走査線3が延在する方向がX方向であり、データ線6が延在する方向がY方向である。
走査線3、データ線6及び容量線7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、蓄積容量31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3はTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6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6はデータ線駆動回路101(図3参照)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3は走査線駆動回路102(図3参照)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を画素Pに供給する。
データ線駆動回路101からデータ線6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6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3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。
液晶パネル110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6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。画像信号D1〜Dnの周波数は例えば60Hzである。
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蓄積容量31が接続されている。蓄積容量31は、TFT30のドレインと容量線7との間に設けられている。
なお、図3に示した検査回路103には、データ線6が接続されており、液晶パネル110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パネル110の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図5の等価回路では図示を省略している。
本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路101、走査線駆動回路102、検査回路103を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線6に供給するサンプリング回路、データ線6に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記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。
<画素の構造>
次に、本実施形態の液晶パネル110(液晶装置100)における画素Pの構造について説明する。図6は、液晶パネルの画素の構造を示す概略断面図である。
次に、本実施形態の液晶パネル110(液晶装置100)における画素Pの構造について説明する。図6は、液晶パネルの画素の構造を示す概略断面図である。
図6に示すように、素子基板10の基材10s上には、まず第1の反射防止膜35が形成される。第1の反射防止膜35は、例えば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)などの高融点金属のうちの少なくとも1つを含む、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。アルミニウムなどの光反射性を有する金属を用いて第1の反射防止膜35を形成する場合に比べて、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライドを用いた場合のほうが、導電性を持たせつつ、光反射性を抑える(吸収性を高める)ことができる。本実施形態では、WSi(タングステンシリサイド)を用いて第1の反射防止膜35が形成されている。第1の反射防止膜35は、パターニングされて走査線3として機能するものである。
第1の反射防止膜35を覆うように例えば酸化シリコンなどからなる第1絶縁膜(下地絶縁膜)11aが形成され、第1絶縁膜11a上に島状に半導体層30aが形成される。半導体層30aは例えば多結晶シリコン膜からなり、不純物イオンが注入されて、第1ソース・ドレイン領域、接合領域、チャネル領域、接合領域、第2ソース・ドレイン領域を有するLDD(Lightly Doped Drain)構造が形成されている。
半導体層30aは、遮光性を有する第1の反射防止膜35の上方に設けられているため、基材10s側から半導体層30aに入射する光は遮光される。これにより、TFT30の光誤動作が防止される。
半導体層30aは、遮光性を有する第1の反射防止膜35の上方に設けられているため、基材10s側から半導体層30aに入射する光は遮光される。これにより、TFT30の光誤動作が防止される。
なお、本実施形態における高融点金属とは、第1の反射防止膜35を形成した後に半導体層30aを形成するため、多結晶シリコン膜の形成に係る最高温度(例えば1000℃)よりも高い融点の金属を指すものである。したがって、最高温度(例えば1000℃)よりも低い融点の金属を低融点金属と呼ぶこともある。
半導体層30aを覆うように第2絶縁膜(ゲート絶縁膜)11bが形成される。さらに第2絶縁膜11bを挟んでチャネル領域に対向する位置にゲート電極30gが形成される。
ゲート電極30gと第2絶縁膜11bとを覆うようにして第3絶縁膜11cが形成され、半導体層30aのそれぞれの端部と重なる位置に第2絶縁膜11b、第3絶縁膜11cを貫通する2つのコンタクトホールCNT1,CNT2が形成される。
そして、2つのコンタクトホールCNT1,CNT2を埋めると共に第3絶縁膜11cを覆うように例えばAl、Tiなどの低抵抗配線材料を用いた導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、コンタクトホールCNT1を介して第1ソース・ドレイン領域に繋がるデータ線6が形成される。同時にコンタクトホールCNT2を介して第2ソース・ドレイン領域に繋がる第1中継電極6bが形成される。
次に、データ線6及び第1中継電極6bと第3絶縁膜11cを覆って第1層間絶縁膜12が形成される。第1層間絶縁膜12は、例えばシリコンの酸化物や窒化物からなる。そして、TFT30が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理(Chemical Mechanical Polishing:CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。
第1中継電極6bと重なる位置に第1層間絶縁膜12を貫通するコンタクトホールCNT3が形成される。このコンタクトホールCNT3を被覆すると共に第1層間絶縁膜12を覆うように例えばTiN(窒化チタン)などの金属窒化物を用いた導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、第1容量電極31aと第2中継電極31dとが形成される。
第1容量電極31aのうち、後に形成される誘電体層31cを介して第2容量電極31bと対向する部分の外縁を覆うように絶縁膜13aがパターニングされて形成される。また、第2中継電極31dのうちコンタクトホールCNT4と重なる部分を除いた外縁を覆うように絶縁膜13aがパターニングされて形成される。
絶縁膜13aと第1容量電極31aを覆って誘電体層31cが成膜される。誘電体層31cとしては、シリコン窒化膜や、酸化ハウニュウム(HfO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)などの単層膜、又はこれらの単層膜のうち少なくとも2種の単層膜を積層した多層膜を用いてもよい。平面的に第2中継電極31dと重なる部分の誘電体層31cはエッチングされて除かれる。誘電体層31cを覆うように例えばAlやTiN(窒化チタン)などの導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第1容量電極31aに対向配置され、第2中継電極31dに繋がる第2容量電極31bが形成される。誘電体層31cと、誘電体層31cを挟んで対向配置された第1容量電極31aと第2容量電極31bとにより蓄積容量31が構成される。
次に、第2容量電極31bと誘電体層31cとを覆う第2層間絶縁膜13bが形成される。第2層間絶縁膜13bも例えばシリコンの酸化物や窒化物からなり、CMP処理などの平坦化処理が施される。第2容量電極31bのうち第2中継電極31dと接する部分に至るように第2層間絶縁膜13bを貫通するコンタクトホールCNT4が形成される。
このコンタクトホールCNT4を被覆すると共に第2層間絶縁膜13bを覆うように例えばAlやその合金、あるいは金属化合物などの低抵抗配線材料を用いた導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、配線8aと、コンタクトホールCNT4を介して第2中継電極31dに電気的に接続される第3中継電極8bとが形成される。配線8aは、平面的にTFT30の半導体層30aやデータ線6及び蓄積容量31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。
配線8aと第3中継電極8bとを覆うように第3層間絶縁膜14が形成される。第3層間絶縁膜14も、例えばシリコンの酸化物や窒化物あるいは酸窒化物を用いて形成することができる。第3層間絶縁膜14を貫通して第3中継電極8bに至るコンタクトホールCNT5が形成される。
このコンタクトホールCNT5を被覆し、第3層間絶縁膜14を覆うようにITOやIZOなどの透明導電膜(電極膜)が成膜される。この透明導電膜(電極膜)をパターニングしてコンタクトホールCNT5を介して第3中継電極8bに電気的に繋がる画素電極15が形成される。
第3中継電極8bは、コンタクトホールCNT4、第2容量電極31b、第2中継電極31d、コンタクトホールCNT3、第1中継電極6bを介してTFT30の第2ソース・ドレイン領域と電気的に接続すると共に、コンタクトホールCNT5を介して画素電極15と電気的に接続している。
第1容量電極31aは複数の画素Pに跨るように形成され、等価回路(図5参照)における容量線7として機能している。第1容量電極31aには固定電位が与えられる。これにより、TFT30の第2ソース・ドレイン領域を介して画素電極15に与えられた電位を第1容量電極31aと第2容量電極31bとの間において保持することができる。
このように素子基板10の基材10s上には、複数の配線層が形成されており、配線間を絶縁する絶縁膜や層間絶縁膜の符号を用いて配線層を表すこととする。すなわち、第1絶縁膜11a、第2絶縁膜11b、第3絶縁膜11cを括って配線層11と呼ぶ。配線層11の代表的な配線は第1の反射防止膜35(走査線3)である。配線層12の代表的な配線はデータ線6である。絶縁膜13a、第2層間絶縁膜13bを括って配線層13と呼び、代表的な配線は第1容量電極31aつまり容量線7である。同じく、配線層14の代表的な配線は、配線8a(シールド層)である。
画素電極15を覆うように配向膜18が形成され、液晶層50を介して素子基板10に対向配置される対向基板20の共通電極23を覆うように配向膜24が形成される。前述したように、配向膜18,24は無機配向膜であって、酸化シリコンなどの無機材料を所定の方向から例えば斜め蒸着して柱状に成長させたカラム18a,24aの集合体からなる。このような配向膜18,24に対して負の誘電異方性を有する液晶分子LCは、配向膜面の法線方向に対してカラム18a,24aの傾斜方向に3度〜5度のプレチルト角度θpを有して略垂直配向(VA;Vertical Alignment)する。画素電極15と共通電極23との間に交流電圧(駆動信号)を印加して液晶層50を駆動することによって液晶分子LCは画素電極15と共通電極23との間に生ずる電界方向に傾くように挙動(振動)する。これによって、画素Pに入射する光(偏光)が交流電圧(駆動信号)に応じて変調される。
<周辺領域の遮光構造>
次に、液晶パネル110の周辺領域E2における遮光構造について、図7及び図8を参照して説明する。図7は図3のB−B’線に沿った液晶パネルの周辺領域における構造を示す概略断面図、図8は第1の反射防止膜の配置を示す概略平面図である。
次に、液晶パネル110の周辺領域E2における遮光構造について、図7及び図8を参照して説明する。図7は図3のB−B’線に沿った液晶パネルの周辺領域における構造を示す概略断面図、図8は第1の反射防止膜の配置を示す概略平面図である。
本実施形態の液晶パネル110は、対向基板20側から入射した光が、表示領域E1以外の周辺領域E2において素子基板10側から光漏れすることを防止するための構成を有している。
具体的には、図7に示すように、素子基板10の配線層14において、第3中継電極8bと同層に遮光性の第2の遮光部81が設けられている。第2の遮光部81は、例えばAl(アルミニウム)やその合金、あるいは金属化合物を用いて形成することができ、本実施形態では、光反射性を有するAl膜に光吸収性を有するTiN膜を積層した遮光性の積層膜が用いられている。第2の遮光部81は、平面視で対向基板20の見切り部21とシール部材40とに重なるように周辺領域E2に亘って配置されている。また、表示領域E1において表示が行われるときに、第2の遮光部81には、対向基板20の共通電極23に与えられる電位(LCCOM電位)と同じ電位が与えられる。これにより、第2の遮光部81と共通電極23との間には、電位差つまり電界が生じないので、シール部材40が配置されたシール領域E4を除いた周辺領域E2における液晶分子LCは略垂直配向状態となる。つまり、シール領域E4を除いた周辺領域E2における液晶層50はノーマリーブラック(黒表示)となる。
対向基板20の周辺領域E2には、第1の遮光部としての見切り部21が設けられている。平面視で対向基板20の見切り部21と素子基板10の第2の遮光部81とは、液晶層50を挟んで対向配置される。見切り部21が設けられた見切り領域E3の外縁とシール部材40が設けられたシール領域E4の内縁との間には隙間がある。また、素子基板10と対向基板20との貼り合わせ位置精度により、平面視における見切り部21の表示領域E1側の端部の位置と、第2の遮光部81の表示領域E1側の端部の位置とは必ずしも一致しないことがある。見切り部21は、シール部材40と平面視で重なっていないので、対向基板20側から光を照射すれば、シール領域E4に配置された光硬化型のシール部材40を硬化させることができる。
素子基板10は、画素電極15と同層において、見切り部21と対向する部分に、複数のダミー画素電極15dを有している。ダミー画素電極15dは、表示領域E1を囲んで複数配置されている。複数のダミー画素電極15dは電気的に浮いた状態であってもよいし、共通の電位を印加可能なように互いに接続された状態であってもよい。
このような、液晶パネル110において、対向基板20側から見切り部21に直接に入射する光はもちろんのこと、表示領域E1に対して斜め方向から入射して見切り部21に向う光L1もまた見切り部21によって遮光される。また、対向基板20側から表示領域E1に対して斜め方向から入射して液晶層50を透過し、第2の遮光部81に向かう光L2は第2の遮光部81によって遮光される。また、対向基板20側から表示領域E1に対して斜め方向から入射して周辺領域E2の液晶層50を透過しようとする光L3は、液晶層50における液晶分子LCが略垂直配向状態であることから液晶層50を透過し難い。さらに、対向基板20側から見切り領域E3の外縁とシール領域E4の内縁との隙間に入射した光L4は、やはり液晶層50における液晶分子LCが略垂直配向状態であることから液晶層50を透過し難い。加えて、上記光L4が当該液晶層50を透過したとしても第2の遮光部81によって遮光される。つまり、第2の遮光部81の下層に設けられた走査線駆動回路102に向かって入射する光は、第1の遮光部としての見切り部21と第2の遮光部81とによって遮光される。
素子基板10の基材10s上において、第2の遮光部81の下層に設けられた走査線駆動回路102に対して電源電圧(直流電位)を供給するための電源配線(図7では図示省略)もまた周辺領域E2に設けられる。仮にLCCOM電位が供給される第2の遮光部81が無い場合、上記電源配線と共通電極23との間の電位差によって、液晶層50に直流電位が印加されると電気分解が生じて液晶層50が劣化するおそれがある。これに対して、LCCOM電位が供給される第2の遮光部81と共通電極23との間では電位差が生じないため、液晶分子LCの略垂直配向状態が維持されると共に、液晶層50は劣化しない。
素子基板10の基材10s上において、走査線駆動回路102の下層には、第1の反射防止膜35が設けられている。第1の反射防止膜35の表示領域E1側の端部の位置は、第2の遮光部81の表示領域E1側の端部の位置と同じ、または第2の遮光部81の表示領域E1側の端部よりも表示領域E1側にあることが好ましい。このようにすれば、仮に基材10s側から入射した光が第2の遮光部81で反射したとしても第1の反射防止膜35により乱反射することを抑制可能である。
本実施形態では、第1の反射防止膜35は、複数の反射防止部35a,35bを含んで構成されている。つまり、第1の反射防止膜35は分割されて周辺領域E2に配置されている。複数の反射防止部35a,35bは、例えば図8に示すように、周辺領域E2において、それぞれ一定の間隔を置いてX方向とY方向とに配置されている。当該一定の間隔は例えば1μm(マイクロメーター)である。電気的に浮いた状態で島状に設けられた反射防止部35a,35bの幅は例えば15μmであり、長さは最大で600μmである。したがって、基材10s側から周辺領域E2に入射する光L5は、ほぼ第1の反射防止膜35によって遮光される。
第1の反射防止膜35による遮光性を考慮すると、第1の反射防止膜35を周辺領域E2に亘って連続的に配置することが望ましい。一方で、第1の反射防止膜35を前述したように高融点金属を含む金属シリザイドなどで構成すると、素子基板10の製造工程における加熱などの影響で第1の反射防止膜35にクラックが生じ易くなる。クラックが進行すると他の配線やTFTの半導体層へ影響するおそれがあるため、本実施形態では、上記クラックが生じない程度に第1の反射防止膜35を分割して周辺領域E2に配置した。
素子基板10において、周辺領域E2に配置された走査線駆動回路102は、表示領域E1に配置されたTFT30と同層に形成されたTFT36を有している。また、走査線駆動回路102は、配線層12に形成された配線60や配線層13に形成された配線70を含んで構成されている。なお、図8では、TFT36を3つ表示したが、走査線駆動回路102に含まれるTFT36の数はこれに限定されるものではない。
配線60は、TFT36側の導電膜61に導電膜62を積層した構成となっている。上層の導電膜62は例えばAlなどの低抵抗配線材料からなり、下層の導電膜61は導電膜62よりも光の反射率が低い例えばTiNなどの金属窒化物からなる。このような配線構造は、配線70においても同様である。つまり、配線70は導電膜71に導電膜72を積層したものであり、導電膜71は導電膜72よりも反射率が低い例えばTiNなどの金属窒化物からなる。
仮に、表示領域E1から斜めに入射した光が、走査線駆動回路102のTFT36と配線60や配線70との間に入射したとしても、TFT36と各配線60との間では、反射率が低い導電膜61,71が存在するので乱反射が起こり難い。導電膜61,71は、本発明における第2の反射防止膜の一例である。なお、配線60や配線70は多層構造であることに限定されず、反射率が低い導電膜からなる単層構造であってもよい。また、第2の反射防止膜として機能する配線は、2つの配線60,70であることに限定されず、どちらか一方であってもよい。あるいは配線60や配線70以外の配線であってもよい。
図7は、走査線駆動回路102が設けられた周辺領域E2について図示しているが、上述した第2の遮光部81及び第1の反射防止膜35の配置は、走査線駆動回路102が設けられた周辺領域E2の部分に限らず、検査回路103が設けられた領域や、走査線駆動回路102、検査回路103が設けられていない領域においても適用されている。また、素子基板10においてデータ線駆動回路101が設けられた領域にも適用されている。
次に、比較例の液晶装置を挙げて、本実施形態の液晶装置100の効果について説明する。図9は比較例の液晶装置における周辺領域の遮光状態を示す概略断面図、図10は第1実施形態の液晶装置における周辺領域の遮光状態を示す概略断面図である。
図9に示すように、比較例の液晶装置200は、本実施形態の液晶装置100に対して、周辺領域E2に第1の反射防止膜35を有していない。また、素子基板10において、対向基板20の第1の遮光部としての見切り部21と対向する位置に、遮光性の配線91を有している点が異なっている。比較例の液晶装置200における配線91は、平面視でシール部材40と重なっていない。他の構成は液晶装置100と同じであることから、同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
比較例の液晶装置200において、対向基板20の光反射性を有する見切り部21にZ方向に対して斜めに入射した光L1は、見切り部21によって反射し、例えばケース140の開口部142の縁部の内側と防塵基板122の端面とで反射して、見切り部21を迂回して液晶層50に入射するおそれがある。しかし、このような光L1の反射光は、素子基板10に設けられた配線91によって遮光されるので、液晶層50から出射される表示光に影響を及ぼさない。ところが、ケース140における光の出射側の開口部149にZ方向に対して斜めに入射した光L6は、例えば防塵基板121の端面で反射して配線91に入射するおそれがある。このように、光の出射側から配線91に入射した光L6は、液晶層50に侵入することはないが、Alなどの高い反射率の低抵抗配線材料を用いて配線91を形成すると、配線91に入射した光L6は反射されて表示光に影響を及ぼしてしまう。
比較例の液晶装置200を後述する投射型表示装置の光変調手段(ライトバルブ)として用いると、投射された映像に配線91で反射した光L6が重なって影響を及ぼすという問題が発生する。
これに対して、本実施形態の液晶装置100では、図10に示すように、素子基板10に設けられた第2の遮光部81は、平面視で対向基板20の見切り部21とシール部材40とに重なって配置されている。したがって、ケース140の開口部142から見切り部21にZ方向に対して斜めに入射する光L1は、例えば開口部142の縁部の内側と防塵基板122の端面とで反射して、見切り部21を迂回して液晶層50に入射しても、第2の遮光部81によって遮光される。また、第2の遮光部81は、平面視でシール部材40にも重なって配置されているので、例えば対向基板20の端面で反射した光がシール部材40を透過したとしても第2の遮光部81によって遮光される。すなわち、対向基板20の見切り部21を迂回するように再反射した光は、第2の遮光部81によって遮光され表示光に影響を及ぼさない。また、第2の遮光部81の光の出射側に、平面視で第2の遮光部81と重なるように第1の反射防止膜35が配置されている。したがって、ケース140の光の出射側の開口部149からZ方向に対して斜めに入射して、例えば防塵基板121の端面で反射した光L6は、第1の反射防止膜35により遮光されると共に、第1の反射防止膜35によって反射し難いので、表示光に影響を与え難い。
また、図10に示すように、素子基板10の端子部側では、第1の反射防止膜35は、平面視で第2の遮光部81とデータ線駆動回路101とに重なるように配置されている。つまり、ケース140の開口部149からデータ線駆動回路101に向かって入射する光も遮光可能となっている。言い換えれば、データ線駆動回路101のトランジスターの光誤動作を防止可能な遮光構造となっている。
つまり、本実施形態によれば、光の入射側に配置される対向基板20の第1の遮光部としての見切り部21は高い反射率を有する例えばAlなどを用いて形成されているので、対向基板20に入射した光の一部を反射させることから、入射した光によって液晶装置100の温度が急激に上昇することを抑制できる。
また、対向基板20に入射した光の一部が、見切り部21を迂回するように再反射したとしても、素子基板10に設けられた第2の遮光部81により、周辺領域E2に入射する再反射光を遮光して、周辺領域E2に設けられたトランジスターの光誤動作を防止することができる。
さらに、素子基板10は、第2の遮光部81の光の出射側に第1の反射防止膜35を備えているので、光の出射側から周辺領域E2に入射する光(迷光)を第1の反射防止膜35で遮光すると共に、第1の反射防止膜35での再反射が抑制され、表示光に影響が及ばない。
本実施形態の液晶装置100では、対向基板20の大きさよりも防塵基板121,122の大きさが小さくなっている。防塵基板121,122の端面が対向基板20の端面よりも表示領域E1側に近づくように防塵基板121,122が配置されても、防塵基板121,122の端面による光の再反射が表示光に影響しない構成となっている。言い換えれば、防塵基板121,122を対向基板20よりも小さくしてコストダウンを図ることが可能である。また、素子基板10や対向基板20の端面が表示領域E1に近づくように、それぞれの外形を小さくしても同様な効果が得られる。
なお、液晶装置100において、光の出射側から素子基板10の周辺領域E2に入射する光を遮光し、さらに入射した光の再反射を防止するための手段として、防塵基板121に反射防止膜を設けることも考えられるが、そうすると防塵基板121における加工工程が増えてコストアップとなってしまう。本願は、走査線3として機能する第1の反射防止膜35を形成する工程で、周辺領域E2の遮光と再反射の防止とを両立できることからコストアップを招かないという利点がある。
本実施形態では、第1の反射防止膜35として金属シリサイド(タングステンシリサイド)を用い、第2の反射防止膜として金属窒化物(窒化チタン)を用いる例を挙げた。これらの反射防止膜における材料選択(光の反射率)の基本的な考え方は、上述した比較例にて示したように光L6が表示に与える影響を反射防止膜で抑制できればよい。一方で光L6が表示に与える影響は、光L6の強度に係る。つまり、光L6の強度が強ければ反射防止膜の反射率が低くても表示に影響を及ぼすおそれがあり、光L6の強度が弱ければ反射防止膜の反射率が高くても表示に影響を及ぼし難くなる。それゆえに、反射防止膜に入射する光L6の強度に対して、反射防止膜で反射した光L6の強度が半分以下となるように、反射防止膜を構成(材料選択と光の反射率)すれば、実質的に表示への影響を抑えられると考えられる。
(第2実施形態)
次に、本実施形態の電子機器として、投射型表示装置を例に挙げて説明する。図11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。
次に、本実施形態の電子機器として、投射型表示装置を例に挙げて説明する。図11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11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。
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。
図12は液晶ライトバルブの構成を示す概略図、図13は偏光素子を示す斜視図である。詳しくは、図12は赤(R)の液晶ライトバルブ1210の構成を示すものである。
図12に示すように、液晶ライトバルブ1210は、上述した第1実施形態の液晶装置100が適用されたものである。液晶装置100の色光(R)の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子1211,1212を有している。一対の偏光素子1211,1212のそれぞれは、液晶装置100に対して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。
図13に示すように、本実施形態の液晶ライトバルブ1210に用いられ、液晶装置100に対して光の出射側に配置される偏光素子1212は、ワイヤーグリッド偏光子と呼ばれるものであって、例えば基材1212gに等間隔で複数のスリット1212sが形成されたものである。基材1212gは、例えば高い反射率のAlなどの金属板が用いられる。スリット1212sの配置ピッチdは、偏光素子1212を透過する光の波長よりも小さい。したがって、スリット1212sの延在方向と直交する方向に振動面を有する直線偏光W1はスリット1212sを透過するが、スリット1212sの延在方向に振動面を有する直線偏光W2はスリット1212sを透過できない。
このようなワイヤーグリッド偏光子は、高分子フィルムを延伸して得られる偏光板に比べて、優れた耐熱性を有する点で、高輝度光源を用いる場合に有効である。
一方で、偏光素子1212に入射した光(偏光)の一部は、基材1212gが光反射性を有しているので、液晶装置100側に反射することになる。液晶装置100は、光の出射側から周辺領域E2に入射する光を遮光すると共に再反射を防ぐ第1の反射防止膜35を有しているので、光の出射側にワイヤーグリッド偏光子と呼ばれる偏光素子1212が配置されていたとしても、偏光素子1212からの反射光の影響を受け難い。液晶装置100の光の入射側に配置される偏光素子1211も偏光素子1212と同じワイヤーグリッド偏光子が用いられている。すなわち、液晶装置100は、ワイヤーグリッド偏光子を用いる液晶ライトバルブに好適である。
このような投射型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、上記液晶装置100が用いられているので、表示領域E1を囲む周辺領域E2における光漏れが改善され、且つ、液晶装置100から出射された表示光が他の構造物(例えば、偏光素子1212)の表面で反射した光が周辺領域E2に入射したとしても第1の反射防止膜35によって遮光され再反射することが抑制されている。したがって、周辺領域E2における上記光漏れや上記再反射が表示光に影響しないので、優れた表示品質を有する投射型表示装置1000を提供することができる。
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電気光学装置および該電気光学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)データ線駆動回路101は、素子基板10においてシール領域E4の外側の端子部に設けられることに限定されない。例えば、データ線駆動回路101は、平面視で表示領域E1とシール領域E4との間で、基材10s上において第2の遮光部81と第1の反射防止膜35との間に設けられていてもよい。
(変形例2)周辺領域E2における光漏れを防止する第2の遮光部81は、画素電極15の下層の配線層14に設けられることに限定されず、例えば、配線層13と配線層14とに分かれて配置されていてもよい。
(変形例3)液晶パネル110における液晶層50は、負の誘電異方性を有する液晶分子が略垂直配向したVA方式であることに限定されない。例えば、TN(Twisted Nematic)方式や、IPS(In Plain Switching)方式、OCB(Optically Compensated Bend)方式などであっても、本願の効果を奏する。したがって、第2の遮光部81にLCCOM電位が与えられることは必須ではなく、第2の遮光部81は電気的に浮いた状態(フローティング状態)であってもよい。
(変形例4)電気光学装置としての液晶装置100が適用される電子機器は、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HMD(ヘッドマウントディスプレイ)の表示部として好適に用いることができる。
10…第2基板としての素子基板、20…第1基板としての対向基板、21…第1の遮光部としての見切り部、35…第1の反射防止膜、35a,35b…反射防止部、36…第2の遮光部と第1の反射防止膜との間に設けられたトランジスターとしての薄膜トランジスター(TFT)、40…シール部材、50…電気光学素子としての液晶層、81…第2の遮光部、100…電気光学装置としての液晶装置、121,122…防塵基板、1000…電子機器としての投射型表示装置、E1…表示領域、E2…周辺領域、E3…見切り領域、E4…シール領域。
Claims (10)
- 第1基板と第2基板との間に電気光学素子を備え、前記第1基板側から前記電気光学素子に光が入射する電気光学装置であって、
前記第1基板は、表示領域を囲む周辺領域に設けられた第1の遮光部を有し、
前記第2基板は、前記第1の遮光部と重なる位置に設けられた第2の遮光部と、前記第2の遮光部に対して光の出射側で前記第2の遮光部と重なる位置に設けられた第1の反射防止膜とを有する、電気光学装置。 - 前記第2基板は、前記第2の遮光部と前記第1の反射防止膜との間に設けられたトランジスターを有する、請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第1の反射防止膜は、前記第1の遮光部よりも反射率が低い材料からなる、請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記第1の遮光部は、アルミニウムからなり、
前記第1の反射防止膜は、金属シリサイドからなる、請求項3に記載の電気光学装置。 - 前記第1の反射防止膜は、間隔を置いて配置された複数の反射防止部を含み、電気的に浮いた状態にある、請求項4に記載の電気光学装置。
- 前記第2基板は、前記第2の遮光部と前記トランジスターとの間に設けられた第2の反射防止膜を有する、請求項2に記載の電気光学装置。
- 前記第2の反射防止膜は、金属窒化物からなる、請求項6に記載の電気光学装置。
- 前記第1基板の端部と、前記第1の遮光部との間にシール領域を有し、
前記第1基板と前記第2基板とは、前記シール領域に設けられた光硬化型のシール部材によって接着され、
前記第2基板において、前記第2の遮光部は、前記第1の遮光部と前記シール領域とに重なるように配置され、前記第1の反射防止膜の前記表示領域側の端部は、前記第2の遮光部の前記表示領域側の端部と同じ位置、または前記第2の遮光部の前記表示領域側の端部よりも前記表示領域側に位置している、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気光学装置。 - 前記第2基板の光の出射側に前記第1基板よりも外形が小さい防塵基板を有する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えた、電子機器。
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