JP2018087947A - 液晶装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶層の電荷の偏りを低減して、フリッカーや焼き付きなどが改善された液晶装置を提供すること。
【解決手段】液晶装置１００の複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８及び共通電極２３を覆う第２配向膜２４は、それぞれ基板面に対して斜め方向に堆積させた無機の柱状体１８ａあるいは柱状体２４ａの集合体であって、第１配向膜１８の表面状態と、第２配向膜２４の表面状態とがほぼ同じであり、共通電極２３には、複数の画素電極１５の配置に対応した切欠き部２３ａが設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、液晶装置及び該液晶装置を備えた電子機器に関する。

液晶装置として、複数の画素ごとに、画素電極と、画素電極の電位を制御するスイッチング素子とを備えた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では、画素電極と対向電極との間に配置された液晶層を交流駆動している。交流駆動は、例えば、対向電極を所定の電位に保持しておき、連続する２フレームの期間で画素電極の電位を上記所定の電位に対して高電位（正極性）と低電位（負極性）とに切り替える。このような交流駆動によれば、例えば高電位（正極性）に偏らせて駆動する場合に比べて、液晶層に印加される電界の向きが反転するので、液晶層における電荷の偏りを減らすことができるとしている。

液晶層に電荷の偏りが生ずると、液晶層に直流電圧成分が印加されることになり、これに起因して液晶層の透過率が表示状態によって変化するフリッカーと呼ばれる現象が生ずる。また、直流電圧成分により液晶層に定常的に電界が印加されることにより、定常的なパターンの焼き付きが起こることが知られている。

このようなフリッカーや焼き付きなどを引き起こす、液晶層の電荷の偏りを低減する方法として、例えば、特許文献１には、画素電極に高電位が印加されているときのスイッチング素子の寄生容量による画素電極の電位の変化量と、画素電極に低電位が印加されているときのスイッチング素子の寄生容量による画素電極の電位の変化量との平均値の分だけ、高電位と低電位との平均電位をシフトさせた電位を基準電位としたときに、対向電極電位を基準電位よりも低くする液晶装置の駆動方法が開示されている。

上記特許文献１によれば、画素電極と液晶層との間には、第１誘電体層と第１配向膜とが設けられ、対向電極と液晶層との間には、第２誘電体層と第２配向膜が設けられるとしている。また、第１誘電体層及び第２誘電体層は、酸化シリコンからなり、第２誘電体層の厚みは第１誘電体層よりも薄いとしている。このような液晶装置では、画素電極側に比べて、対向電極側に電荷が蓄積され易いが、上記特許文献１の駆動方法を採用することで、第１誘電体層と第２誘電体層との厚みの違いに起因する電荷の偏りを打ち消すように電荷を移動させることができるとしている。

特開２０１１−２０９３８６号公報

上記特許文献１の液晶装置によれば、表示領域には、複数の画素電極が配置され、対向電極は液晶層を挟んで複数の画素電極に対向するように配置される。したがって、複数の画素電極を覆う第１配向膜には、画素電極の配置に対応した凹凸が生ずる。一方で、対向電極を覆う第２配向膜には、第１配向膜のような凹凸は生じない。ゆえに、第１誘電体層と第２誘電体層との厚みの違いに起因する電荷の偏りだけでなく、第１配向膜と第２配向膜との表面状態の違いによる電荷の偏りが発生するおそれがある。つまり、第１配向膜と第２配向膜との表面状態の違いによる電荷の偏りもまた改善する必要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］本適用例に係る液晶装置は、複数の画素電極と、前記複数の画素電極を覆う第１配向膜とが設けられた第１基板と、共通電極と、前記共通電極を覆う第２配向膜とが設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、を備え、前記第１配向膜及び前記第２配向膜は、それぞれ基板面に対して斜め方向に堆積させた無機の柱状体の集合体であって、前記第１配向膜の表面状態と、前記第２配向膜の表面状態とがほぼ同じであることを特徴とする。

基板面に対して斜め方向に堆積させた無機の柱状体の集合体を用いて配向膜を構成した場合、基板面に凹凸があると、上記斜め方向に対して凹凸の影になる部分には、柱状体が形成され難く、配向膜に欠損した部分（欠損部）が生ずる。とりわけ、複数の画素電極を覆う第１配向膜は、上記斜め方向に対して隣り合う画素電極のうち一方の画素電極の端部が影となることから、該端部に柱状体が形成され難く、第１配向膜に欠損部が生ずる。本実施形態では、共通電極を覆う第２配向膜の表面状態が、複数の画素電極を覆う第１配向膜の表面状態とほぼ同じであることから、第１配向膜の表面状態と第２配向膜の表面状態との違いによる電荷の偏りが生じ難くなる。それゆえに、当該電荷の偏りに起因するフリッカーや焼き付きなどが生じ難い液晶装置を提供することができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記共通電極は、前記複数の画素電極の配置に対応した切欠き部を有することが好ましい。
この構成によれば、上記斜め方向に対して共通電極の切欠き部の影になる部分には柱状体が形成され難く、共通電極を覆う第２配向膜には、複数の画素電極を覆う第１配向膜と同様な欠損部が生ずるため、第２配向膜の表面状態を第１配向膜の表面状態に近づけることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記共通電極は、前記複数の画素電極の配置に対応した凹部を有するとしてもよい。
この構成によれば、上記斜め方向に対して共通電極の凹部における影になる部分には柱状体が形成され難く、共通電極を覆う第２配向膜には、複数の画素電極を覆う第１配向膜と同様な欠損部が生ずるため、第２配向膜の表面状態を第１配向膜の表面状態に近づけることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記共通電極は、前記複数の画素電極の配置に対応して分割され、前記共通電極の下層に、分割された前記共通電極を電気的に接続させる配線を有するとしてもよい。
この構成によれば、上記斜め方向に対して分割された共通電極の端部における影となる部分には柱状体が形成され難く、分割された共通電極を覆う第２配向膜には、複数の画素電極を覆う第１配向膜と同様な欠損部が生ずるため、第２配向膜の表面状態を第１配向膜の表面状態に近づけることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第２配向膜は、前記複数の画素電極の配置に対応した切欠き部を有するとしてもよい。
この構成によれば、第２配向膜の表面状態を複数の画素電極を覆う第１配向膜の表面状態とほぼ同じとすることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第２配向膜は、前記複数の画素電極の配置に対応して分割されているとしてもよい。
この構成によれば、第２配向膜の表面状態を複数の画素電極を覆う第１配向膜の表面状態とほぼ同じとすることができる。

［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の液晶装置を備えることが好ましい。
本適用例によれば、第１配向膜の表面状態と第２配向膜の表面状態との違いによる電荷の偏りに起因するフリッカーや焼き付きなどが生じ難い液晶装置を備えているので、優れた表示品質を有する電子機器を提供することができる。

液晶装置の構成を示す概略平面図。 図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿った概略断面。 液晶装置の液晶層における液晶分子の配向状態を示す概略断面図。 無機配向膜の成膜の仕方を示す概略平面図。 複数の画素電極を覆う第１配向膜の成膜の状態を説明する概略平面図。 共通電極を示す概略平面図。 図６のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図。 液晶層の電荷の偏りの計測方法を示す概略図。 液晶層の電荷の偏りの評価結果を示すグラフ。 第２実施形態の液晶装置における共通電極を示す概略平面図。 図１０のＢ−Ｂ’線に沿った第２実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図。 第３実施形態の液晶装置における共通電極を示す概略平面図。 図１２のＣ−Ｃ’線に沿った第３実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図。 第４実施形態の液晶装置における第２配向膜を示す概略平面図。 図１４のＤ−Ｄ’線に沿った第４実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図。 投射型表示装置の構成を示す概略図。

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

本実施形態では、画素ごとにスイッチング素子としての薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；以降ＴＦＴと称す）を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。

（第１実施形態）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は図１に示す液晶装置のＨ−Ｈ’線に沿った概略断面である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、互いに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、透光性を有する例えば石英基板やガラス基板などが用いられている。

素子基板１０は、対向基板２０よりも一回り大きい。素子基板１０と対向基板２０とは、対向基板２０の外縁部に沿って額縁状に配置されたシール４０を介して貼り合わされている。本実施形態では、素子基板１０と対向基板２０との隙間に負の誘電異方性を有する液晶が封入されて、液晶層５０が構成されている。シール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が採用されている。シール４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

シール４０の内側には、複数の画素Ｐがマトリックス状に配列した表示領域Ｅ１が設けられている。また、対向基板２０には、シール４０と表示領域Ｅ１との間に表示領域Ｅ１を取り囲む見切り部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で構成されている。なお、表示領域Ｅ１は、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。

素子基板１０には、複数の外部接続端子１０４が配列した端子部が設けられている。素子基板１０の上記端子部に沿った第１の辺部とシール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４０と表示領域Ｅ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の辺部及び第４の辺部に沿ったシール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４０と検査回路１０３との間には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。

これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配置された複数の外部接続端子１０４に接続されている。以降、第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、第３の辺部及び第４の辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、本明細書では、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向から素子基板１０や対向基板２０を見ることを「平面視」あるいは「平面的」という。

図２に示すように、素子基板１０は、基材１０ｓ、並びに基材１０ｓの液晶層５０側の面に形成されたスイッチング素子としてのＴＦＴ３０や画素電極１５、及び複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８などを有している。ＴＦＴ３０や画素電極１５は、画素Ｐの構成要素である。本実施形態の素子基板１０が本発明の第１基板の一例である。

対向基板２０は、基材２０ｓ、並びに基材２０ｓの液晶層５０側の面に順に積層された見切り部２１、平坦化層２２、共通電極２３、及び第２配向膜２４などを有している。本実施形態の対向基板２０が本発明の第２基板の一例である。

見切り部２１は、図１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側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮り、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役割を有している。また、不必要な迷光が表示領域Ｅ１に入射しないように遮光して、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。

平坦化層２２は、例えばシリコン酸化物などの無機材料からなり、透光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は、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて形成されたシリコン酸化膜であり、平坦化層２２上に形成される共通電極２３の表面凹凸を緩和可能な程度の膜厚を有している。

共通電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc 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１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を介して素子基板１０側の配線に電気的に接続されている。

複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８及び共通電極２３を覆う第２配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて設定されており、シリコン酸化物などの無機材料からなる無機配向膜が採用されている。液晶層５０における負の誘電異方性を有する液晶分子の配向状態及び無機配向膜については後述する。

このような液晶装置１００は透過型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、非駆動時に暗表示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。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。

＜液晶分子の配向状態と無機配向膜＞
次に、図３及び図４を参照して液晶分子の配向状態と無機配向膜について説明する。図３は液晶装置の液晶層における液晶分子の配向状態を示す概略断面図、図４は無機配向膜の成膜の仕方を示す概略平面図である。なお、図３では、説明の都合上、液晶分子を楕円体として視認可能な大きさで模式的に図示している。

図３に示すように、第１配向膜１８は、複数の画素電極１５が形成された基板面に対して、シリコン酸化物などの無機材料を斜め方向に堆積させた柱状体１８ａの集合体である。同じく、第２配向膜２４は、共通電極２３が形成された基板面に対して、シリコン酸化物などの無機材料を斜め方向に堆積させた柱状体２４ａの集合体である。図３及び以降の説明に用いる図では、柱状体１８ａ，２４ａを視認可能な大きさとして示しているが、実際には、成膜方法や成膜条件によって、柱状体１８ａ，２４ａの大きさは変化し、すべての柱状体１８ａ，２４ａが同じ大きさであるとは限らない。本実施形態における第１配向膜１８の平均膜厚と、第２配向膜２４の平均膜厚とはほぼ同じである。

素子基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層５０において、負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは、第１配向膜１８及び第２配向膜２４の配向膜面の法線に対して液晶分子ＬＣの長軸が所定の角度θｐで傾斜した状態で配向している。このような液晶分子ＬＣの配向状態を、プレチルトを有する略垂直配向と言い、上記所定の角度θｐはプレチルト角と呼ばれる。本実施形態における液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐはおよそ３度〜５度である。

略垂直配向した負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは、画素電極１５と共通電極２３との間に駆動電位が印加され電界が発生すると、電界方向と直交する方向に傾く。液晶層５０を透過する偏光の透過率は、液晶分子ＬＣの傾きの変化、すなわち配向状態の変化に依存する。画素Ｐごとに液晶層５０を透過する偏光の透過率を電気的に制御することで表示が行われる。

液晶分子ＬＣの長軸の傾斜方向、すなわちプレチルトの方向は、基板面に対して斜め方向に堆積させた柱状体１８ａ，２４ａの傾斜方向と同方向である。柱状体１８ａ，２４ａは、基板面に対してシリコン酸化物などの無機材料を斜め方向から蒸着あるいはスパッタすることで形成される。このような成膜方法は斜め蒸着あるいは斜めスパッタと呼ばれている。本実施形態では、無機材料の蒸着源に対して基板を傾けて蒸着する斜め蒸着により、第１配向膜１８、第２配向膜２４を形成している。

なお、基板面の法線に対する柱状体１８ａ，２４ａの傾斜角度θｂは、プレチルト角θｐと必ずしも一致しない。また、基板面の法線に対する斜め蒸着の角度とも必ずしも一致しない。液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐは、液晶装置１００の光学特性（視野角特性や応答速度など）に影響するため、所望のプレチルト角θｐとなるように、柱状体１８ａ，２４ａを基板面の法線に対して斜め方向に形成する。無機配向膜の材料や形成方法にもよるが、この場合、基板面の法線に対する斜め蒸着の角度はおよそ４０度〜５０度であり、基板面の法線に対する柱状体１８ａ，２４ａの傾斜角度θｂはおよそ２０度である。すなわち、柱状体１８ａ，２４ａの傾斜角度θｂよりも斜め蒸着の角度のほうが大きい。

図４に示すように、表示領域Ｅ１には、複数の画素ＰがＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置されている。前述したように、複数の画素Ｐはそれぞれ画素電極１５を有している。共通電極２３は、複数の画素電極１５と対向するように、少なくとも表示領域Ｅ１に亘って設けられている。

本実施形態における無機材料の斜め蒸着方向は、図４に示すように、例えば画素電極１５が形成された素子基板１０側では、実線の矢印で示したように右上から左下に向かって所定の角度θａでＹ方向と交差する方向である。素子基板１０に対して対向配置され、共通電極２３が設けられた対向基板２０側では、破線の矢印で示したように左下から右上に向かって所定の角度θａでＹ方向と交差する方向である。なお、図４に示した斜め蒸着方向は、液晶装置１００を対向基板２０側から見たときの方向である。

基板面の法線方向から見た平面視における液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、図４に示した斜め蒸着方向と同じである。このような液晶分子ＬＣの配向処理は、１軸垂直配向処理と呼ばれ、液晶装置１００の光学設計条件に基づいて斜め蒸着方向が適宜設定される。本実施形態では、液晶装置１００の光の入射側と出射側とに配置される一対の偏光素子はクロスニコルとなっており、一方の偏光素子の透過軸または吸収軸は、例えばＸ方向に延在している。これに対して、上記斜め蒸着方向は、４５度の角度で交わっている（角度θａ＝４５度）。このような１軸垂直配向処理とすることで、表示におけるコントラストが最大となるように設定されている。

なお、平面視における素子基板１０及び対向基板２０の斜め蒸着方向は、図４に示した方向であることに限定されず、液晶装置１００の光の入射側と出射側とに配置される一対の偏光素子の透過軸または吸収軸に対して４５度の角度で交わっていればよい。したがって、例えば、素子基板１０側では左上から右下に向かって４５度でＹ方向と交差する方向を斜め蒸着方向とし、対向基板２０側では右下から左上に向かって４５度でＹ方向と交差する方向を斜め蒸着方向としてもよい。

次に、斜め蒸着による無機配向膜の成膜の状態について、図５を参照して説明する。
図５は複数の画素電極を覆う第１配向膜の成膜の状態を説明する概略平面図である。なお、図５の矢印が示す方向は、上述した平面視における斜め蒸着方向の一例を示すものである。

図５に示すように、所定の配置ピッチでＸ方向とＹ方向とに配置された画素電極１５に対して、例えば、平面視で右上から左下に向かって斜め蒸着を行って第１配向膜１８を成膜する。そうすると、四角形（本実施形態では正方形）の画素電極１５において、斜め蒸着方向に抗する辺１５ａに対向する辺１５ｃに沿った部分が斜め蒸着における影になる。同様に、斜め蒸着方向に抗する辺１５ｂに対向する辺１５ｄに沿った部分が斜め蒸着における影になる。つまり、斜め蒸着における影が、画素電極１５の直交する辺１５ｃと辺１５ｄに沿った部分に発生する。画素電極１５に対する斜め蒸着の影は、平面視でＬ字状になる。そうすると、斜め蒸着の影になった部分では、図３に示すように、無機材料が堆積しないので柱状体１８ａが形成されず、第１配向膜１８に欠損した部分（以降、「欠損部」と呼ぶ）が生ずる。なお、図３では、画素電極１５の端部において、柱状体１８ａがまったく形成されていない状態を「欠損部」として示したが、「欠損部」は、柱状体１８ａがわずかに形成され膜厚が所定の値となっていない状態も含まれる。

一方で、複数の画素電極１５に液晶層５０を介して対向配置される共通電極２３には、斜め蒸着における影が生じないことから、図３に示すように、共通電極２３を覆う第２配向膜２４には成膜における欠損部が生じない。したがって、第１配向膜１８の成膜における欠損部の発生状態（表面状態）と、第２配向膜２４の成膜における欠損部の発生状態（表面状態）とは違った状態となる。

発明者は、このような第１配向膜１８の表面状態と、第２配向膜２４の表面状態との違いが、液晶層５０を交流駆動する場合の電荷の偏りの一因となっていることを付き止めた。液晶層５０における電荷の偏りは、フリッカーや焼き付きなどを招くため、発明者は第１配向膜１８の表面状態と第２配向膜２４の表面状態とをほぼ同じとする手段を開発した。以降、第１配向膜１８の表面状態と第２配向膜２４の表面状態とをほぼ同じとする手段の一例について説明する。

図６は共通電極を示す概略平面図、図７は図６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。詳しくは、図６は複数の画素電極１５に対向配置されたときの共通電極２３を示すものである。また、図７に示した矢印の方向は、基板面に対する斜め蒸着方向を示すものである。

図６に示すように、本実施形態の液晶装置１００では、共通電極２３に複数の画素電極１５の配置に対応した切欠き部２３ａを設けた。具体的には、複数の画素電極１５に対向配置される共通電極２３において、隣り合う画素電極１５の間の領域に対応する領域内に、画素電極１５の四隅に沿った部分を切り欠いて切欠き部２３ａを形成した。平面視における切欠き部２３ａの形状は、十字状である。このように共通電極２３を切り欠いても、共通電極２３は分割されていないので、電気的には共通電極２３としての機能を確保している。

なお、本実施形態の液晶装置１００は、透過型であることから、画素電極１５及び共通電極２３は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜からなる。素子基板１０において、隣り合う画素電極１５の間の領域は、遮光領域となっており、当該遮光領域にＴＦＴ３０やＴＦＴ３０に接続される配線などが設けられている。このような素子基板１０に対して共通電極２３を有する対向基板２０が対向配置される。素子基板１０と対向基板２０とが所定の位置からずれて対向配置され、切欠き部２３ａの一部と画素電極１５とが平面視で重なると表示に影響を及ぼす。したがって、共通電極２３に切欠き部２３ａを設けるにあたり、素子基板１０と対向基板２０との対向配置における位置精度を考慮し、切欠き部２３ａが平面視で隣り合う画素電極１５の間の遮光領域内に収まるように形成することが好ましい。

図７に示すように、共通電極２３の切欠き部２３ａには、斜め蒸着方向に対して影の部分が生じ、柱状体２４ａの形成が阻害される部分となる。したがって、共通電極２３を覆う第２配向膜２４には、切欠き部２３ａにおいて成膜における欠損部が生ずる。ゆえに、第２配向膜２４の表面状態（欠損部の発生状態）は、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の表面状態（欠損部の発生状態）に近づいてほぼ同じとなる。

＜液晶層の電荷の偏り＞
次に、液晶層５０における電荷の偏りの計測方法と、電荷の偏りの評価結果について、図８及び図９を参照して説明する。図８は液晶層の電荷の偏りの計測方法を示す概略図、図９は液晶層の電荷の偏りの評価結果を示すグラフである。

本実施形態の液晶層５０の電荷の偏りの計測方法は、図８に示すように、画素電極１５と共通電極２３との間に、電圧が例えば０±５Ｖの範囲で変化する三角波を印加する。具体的には、共通電極２３の電位を０Ｖとして、画素電極１５に印加される電位を０Ｖ→５Ｖ→０Ｖ→−５Ｖ→０Ｖの順で変化させる。三角波の周波数は、例えば、０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚである。このような三角波を発生させる装置としては、例えば、東洋テクニカ社製の液晶物性評価システム６２５４型が挙げられる。

共通電極２３の電位（０Ｖ）を基準とした画素電極１５の電位の変化によって、画素電極１５と共通電極２３との間の液晶層５０に電流が流れる。液晶層５０を流れる電流の大きさは、液晶層５０自体の抵抗に加えて、画素電極１５側の抵抗と、共通電極２３側の抵抗とに係る。画素電極１５側の抵抗は、画素電極１５自体の抵抗に加えて、画素電極１５と液晶層５０との間に形成された第１配向膜１８の抵抗も含まれる。

同様に、共通電極２３側の抵抗は、共通電極２３自体の抵抗に加えて、第２配向膜２４の抵抗も含まれる。

画素電極１５と共通電極２３との間に上述した三角波を印加することで、液晶層５０を流れる電流の向きが、画素電極１５の電位の極性によって変化する。本実施形態では、画素電極１５の電位が正極性であるときの印加電圧の変化に対する電流値の変化と、画素電極１５の電位が負極性であるときの印加電圧の変化に対する電流値の変化とを比較することで、液晶層５０における電荷の偏りの状態を求めるものである。

図９において、実線で示したグラフは、本実施形態の液晶装置１００であって、先に説明したように、共通電極２３に切欠き部２３ａを設けたものである。一方、図９において、破線で示したグラフは、共通電極２３に切欠き部２３ａを設けない従来の構成としたものである。なお、グラフの縦軸である電流値は、共通電極２３の電位を０Ｖとして、画素電極１５に５Ｖを印加したときの電流値を「１．０」として数値化したものである。

図９に示すように、画素電極１５の電位が正極性であるときは、印加電位が０Ｖ→５Ｖ→０Ｖに変化したとしても、液晶層５０を流れる電流の大きさ（電流値）は、本実施形態の構成と従来の構成とでほとんど同じである。これに対して、画素電極１５の電位が負極性であるときは、印加電位が０Ｖ→−５Ｖ→０Ｖに変化すると、液晶層５０に流れる電流の大きさ（電流値）は、従来の構成のほうが本実施形態の構成に比べて小さくなっている。

言い換えれば、従来の構成では、画素電極１５の電位が正極性であるときの、印加電圧と電流値との相関関係を示す実線で表した直線の傾きに対して、画素電極１５の電位が負極性であるときの、印加電圧と電流値との相関関係を示す破線で表した直線の傾きの方が小さくなっている。これは、液晶層５０を交流駆動したときに印加電位の極性が正極性か負極性かで液晶層５０を流れる電流の大きさが変わる、すなわち電荷の偏りがあることを示すものである。

これに対して、本実施形態の構成では、画素電極１５の電位が正極性であるときの、印加電圧と電流値との相関関係を示す実線で表した直線の傾きと、画素電極１５の電位が負極性であるときの、印加電圧と電流値との相関関係を示す実線で表した直線の傾きとがほぼ同じになっている。これは、液晶層５０を交流駆動したときに印加電位の極性が正極性か負極性かで電流値の大きさに差がない、すなわち電荷の偏りが低減されたことを示すものである。

また、画素電極１５の電位が正極性であるときの、印加電圧と電流値との相関関係を示す実線あるいは破線で表した直線の傾きの大きさは、本実施形態の構成と従来の構成とでほぼ同じであることから、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８における欠損部の発生状態に係り、当該欠損部でリーク電流が流れることに起因していると考えられる。

一方、画素電極１５の電位が負極性であるときの、印加電圧と電流値との相関関係を示す実線あるいは破線で表した直線の傾きの大きさは、従来の構成に比べて本実施形態の構成のほうが大きくなっていることから、共通電極２３を覆う第２配向膜２４における欠損部の発生状態に係り、当該欠損部でリーク電流が流れることに起因していると考えられる。

本実施形態の構成によれば、共通電極２３に切欠き部２３ａを設けることにより、共通電極２３を覆う第２配向膜２４の欠損部の発生状態（表面状態）が、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の欠損部の発生状態（表面状態）に近づいてほぼ同じ状態となり、液晶層５０を交流駆動する際の電荷の偏りを低減できる。液晶層５０の交流駆動における電荷の偏りが低減されることにより、当該電荷の偏りに起因するフリッカーや焼き付きなどが改善された液晶装置１００を実現することができる。

以降、液晶層５０の交流駆動における電荷の偏りを低減可能な他の実施形態について、それぞれ図を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に示した液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

（第２実施形態）
第２実施形態の液晶装置について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は第２実施形態の液晶装置における共通電極を示す概略平面図、図１１は図１０のＢ−Ｂ’線に沿った第２実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図１０は複数の画素電極１５に対向配置されたときの第２実施形態における共通電極２３を示すものである。また、図１１に示した矢印の方向は、基板面に対する斜め蒸着方向を示すものである。第２実施形態の液晶装置は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して、共通電極２３の形態を異ならせたものである。

図１０に示すように、本実施形態の液晶装置２００における共通電極２３には、複数の画素電極１５の配置に対応した凹部２３ｂを有する。具体的には、複数の画素電極１５に対向配置される共通電極２３において、隣り合う画素電極１５の間の遮光領域に対応する領域内の画素電極１５の四隅に沿った部分に凹部２３ｂを形成した。平面視における凹部２３ｂの形状は、十字状である。

図１１に示すように、共通電極２３の凹部２３ｂには、斜め蒸着方向に対して影の部分が生じ、柱状体２４ａの形成が阻害される部分となる。したがって、共通電極２３を覆う第２配向膜２４には、凹部２３ｂにおいて成膜における欠損部が生ずる。ゆえに、第２配向膜２４の表面状態（欠損部の発生状態）は、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の表面状態（欠損部の発生状態）に近づいてほぼ同じとなる。

なお、凹部２３ｂを有する共通電極２３の形成方法としては、共通電極２３の下層の平坦化層２２をパターニングすることで平坦化層２２に平面視で十字状の切欠き部２２ａを形成し、切欠き部２２ａを含む平坦化層２２の表面に透明導電膜を成膜して共通電極２３とする方法が挙げられる。

本実施形態の液晶装置２００によれば、上記第１実施形態の液晶装置１００と同様に、液晶層５０の電荷の偏りを低減し、フリッカーや焼き付きなどが改善された液晶装置２００を提供できる。また、上記第１実施形態では、共通電極２３に切欠き部２３ａを設けるにあたり、素子基板１０と対向基板２０との対向配置における位置精度を考慮する必要があったが、本実施形態では、共通電極２３は切り欠かれていないので、上記位置精度の影響を受け難くなる。さらに、上記第１実施形態では、共通電極２３に切欠き部２３ａを設けることで、共通電極２３自体の抵抗が上昇するおそれがあったが、本実施形態では、凹部２３ｂを設けても共通電極２３の抵抗上昇を招かないという利点がある。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の液晶装置について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は第３実施形態の液晶装置における共通電極を示す概略平面図、図１３は図１２のＣ−Ｃ’線に沿った第３実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図１３に示した矢印の方向は、基板面に対する斜め蒸着方向を示すものである。第３実施形態の液晶装置は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して、共通電極２３を分割したものである。

図１２に示すように、本実施形態の液晶装置３００は、表示領域Ｅ１において、Ｘ方向とＹ方向とに所定の配置ピッチでマトリックス状に配置された複数の対向電極２３ｄを有する。対向電極２３ｄは、素子基板１０における画素電極１５と対向する位置に設けられている。対向電極２３ｄの形状と大きさは、画素電極１５と同じである。

Ｙ方向に隣り合う対向電極２３ｄの間に、Ｘ方向に延在する配線２５が設けられている。配線２５は、対向基板２０において対向電極２３ｄの下層に設けられ（図１３参照）、Ｙ方向の上方側と下方側とに延びる突出部を有している。該突出部の一部は平面視で対向電極２３ｄの角部と重なっており、重なった部分に配線２５と対向電極２３ｄとを電気的に接続するコンタクト部２６が設けられている。つまり、配線２５を挟んでＹ方向の両側に設けられた対向電極２３ｄはコンタクト部２６によって配線２５に接続されている。

図１２には配線２５を１本だけ表示したが、表示領域Ｅ１には、複数の対向電極２３ｄに対応して複数の配線２５が設けられている。複数の配線２５のそれぞれは、表示領域Ｅ１の外側の周辺領域に引き出されて互いに接続されている。つまり、複数の配線２５に接続され、同じ電位が与えられる複数の対向電極２３ｄによって共通電極２３が構成されている。言い換えれば、複数の画素電極１５の配置に対応して共通電極２３が分割されて複数の対向電極２３ｄとなっている。

なお、本実施形態では、複数の対向電極２３ｄを電気的に繋ぐ配線２５をＸ方向に延在させたが、これに限定されず、Ｙ方向に延在させてもよい。また、Ｘ方向とＹ方向の両方に格子状に配線２５を配置してもよい。また、配線２５の本線部分は、素子基板１０における隣り合う画素電極１５の間の遮光領域内に平面視で収まるように配置される。

図１３に示すように、隣り合う対向電極２３ｄの端部には、斜め蒸着方向に対して影の部分が生じ、柱状体２４ａの形成が阻害される部分となる。したがって、複数の対向電極２３ｄ（共通電極２３）を覆う第２配向膜２４には、隣り合う対向電極２３ｄ間において成膜における欠損部が生ずる。ゆえに、第２配向膜２４の表面状態（欠損部の発生状態）は、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の表面状態（欠損部の発生状態）とほぼ同じになる。

本実施形態の液晶装置３００によれば、上記第１実施形態の液晶装置１００と同様に、液晶層５０の電荷の偏りを低減し、フリッカーや焼き付きなどが改善された液晶装置３００を提供できる。複数の画素電極１５の配置に対応して共通電極２３を分割して複数の対向電極２３ｄとしていることから、第２配向膜２４の表面状態（欠損部の発生状態）を、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の表面状態（欠損部の発生状態）とほぼ同じにすることができる。すなわち、上記第１実施形態に比べて、液晶層５０の電荷の偏りをより低減可能である。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の液晶装置について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は第４実施形態の液晶装置における第２配向膜を示す概略平面図、図１５は図１４のＤ−Ｄ’線に沿った第４実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図１４は複数の画素電極１５に対向配置されたときの第４実施形態における共通電極２３及び第２配向膜２４を示すものである。図１５に示した矢印の方向は、基板面に対する斜め蒸着方向を示すものである。第４実施形態の液晶装置は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して、共通電極２３を覆う第２配向膜２４の形態を異ならせたものである。

図１４に示すように、本実施形態の液晶装置４００では、第２配向膜２４に複数の画素電極１５の配置に対応した切欠き部２４ｃを設けた。具体的には、共通電極２３を覆う第２配向膜２４において、隣り合う画素電極１５の間の遮光領域に対応する領域内に、画素電極１５の四隅に沿った部分を切り欠いて切欠き部２４ｃを形成した。平面視における切欠き部２４ｃの形状は、十字状である。

無機配向膜である第２配向膜２４にこのような切欠き部２４ｃを形成する方法としては、例えば、共通電極２３を覆うように無機材料を斜め方向から堆積させて柱状体２４ａの集合体である第２配向膜２４を形成する。次に、第２配向膜２４を覆うように感光性レジスト層を形成して、露光・現像することにより、切欠き部２４ｃに相当する開口を有するレジストパターンを形成する。その後に、第２配向膜２４を例えばウェットエッチングして切欠き部２４ｃを形成して、レジストパターンを剥離する方法が挙げられる。このようにすれば、図１５に示すように、柱状体２４ａを部分的に除去した切欠き部２４ｃを形成することができる。なお、切欠き部２４ｃの形成方法は、ウェットエッチングに限定されず、エッチング異方性を有する、ドライエッチングを用いてもよい。

図１５に示すように、本実施形態の液晶装置４００によれば、共通電極２３を覆う第２配向膜２４には、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の欠損部と同様な切欠き部２４ｃが形成されている。したがって、第２配向膜２４の表面状態（欠損部の発生状態）が、複数の画素電極１５を覆う第１配向膜１８の表面状態（欠損部の発生状態）に近づいてほぼ同じとなることから、上記第１実施形態の液晶装置１００と同様に、液晶層５０の電荷の偏りを低減し、フリッカーや焼き付きなどが改善された液晶装置４００を提供できる。

なお、第２配向膜２４に形成される切欠き部２４ｃの形態は、平面視で十字状であることに限定されず、画素電極１５に対する斜め蒸着あるいは斜めスパッタにおける影の発生の仕方と同様に、平面視でＬ字状としてもよい。また、隣り合う画素電極１５の間の遮光領域内に収まるように、Ｘ方向とＹ方向とに延びる格子状に切欠き部２４ｃを形成してもよい。言い換えれば、複数の画素電極１５の配置に対応して第２配向膜２４を分割してもよい。

（第５実施形態）
＜電子機器＞
次に、上記実施形態の液晶装置が適用された電子機器としての投射型表示装置について、図１６を参照して説明する。図１６は投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図１６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、を備えている。また、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、を備えている。さらに、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７と、を備えている。

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

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

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

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上記第１実施形態の液晶装置１００（図１参照）が適用されたものである。液晶装置１００の色光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が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記第１実施形態の液晶装置１００が用いられているので、液晶層５０を交流駆動する際の電荷の偏りが低減され、フリッカーや焼き付きなどが改善され、見栄えのよい表示状態が得られる投射型表示装置１０００を提供することができる。
なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記第１実施形態の液晶装置１００に限らず、上記第２実施形態の液晶装置２００、上記第３実施形態の液晶装置３００、上記第４実施形態の液晶装置４００を適用してもよい。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置及び該液晶装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記各実施形態の液晶装置において、第１配向膜１８と第２配向膜２４とは、平均膜厚が同じであるとしたが、平均膜厚は異なっていてもよい。また、背景技術において例示した特開２０１１−２０９３８６号公報のように、画素電極１５と第１配向膜１８との間、あるいは共通電極２３と第２配向膜２４との間に誘電体膜が存在していてもよい。つまり、画素電極１５側における電荷の蓄積のし易さと、共通電極２３側における電荷の蓄積のし易さとを、無機配向膜の成膜における欠損部の発生状態を調整することでバランスを取るようにしてもよい。

（変形例２）本発明は、透過型の液晶装置に適用されることに限定されず、反射型あるいは半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。

（変形例３）上記実施形態の液晶装置が適用される電子機器は、上記第５実施形態の投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、液晶装置において、液晶層５０を介して対向配置される一対の基板のうちの一方に、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応するカラーフィルターを有し、投射型表示装置１０００を単板構成としてもよい。また、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）、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として上記各実施形態の液晶装置を好適に用いることができる。

１０…第１基板としての素子基板、１５…画素電極、１８…第１配向膜、１８ａ…柱状体、２０…第２基板としての対向基板、２３…共通電極、２３ａ…共通電極の切欠き部、２３ｂ…共通電極の凹部、２３ｄ…共通電極が分割された対向電極、２４…第２配向膜、２４ａ…柱状体、２４ｃ…第２配向膜の切欠き部、２５…配線、５０…液晶層、１００，２００，３００，４００…液晶装置、１０００，１５００…電子機器としての液晶プロジェクター。

Claims (7)

1. 複数の画素電極と、前記複数の画素電極を覆う第１配向膜とが設けられた第１基板と、
   共通電極と、前記共通電極を覆う第２配向膜とが設けられた第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、を備え、
   前記第１配向膜及び前記第２配向膜は、それぞれ基板面に対して斜め方向に堆積させた無機の柱状体の集合体であって、
   前記第１配向膜の表面状態と、前記第２配向膜の表面状態とがほぼ同じである、液晶装置。
2. 前記共通電極は、前記複数の画素電極の配置に対応した切欠き部を有する、請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記共通電極は、前記複数の画素電極の配置に対応した凹部を有する、請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記共通電極は、前記複数の画素電極の配置に対応して分割され、
   前記共通電極の下層に、分割された前記共通電極を電気的に接続させる配線を有する、請求項１に記載の液晶装置。
5. 前記第２配向膜は、前記複数の画素電極の配置に対応した切欠き部を有する、請求項１に記載の液晶装置。
6. 前記第２配向膜は、前記複数の画素電極の配置に対応して分割されている、請求項１に記載の液晶装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた、電子機器。

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