JP2018124310A - 液晶装置、液晶装置の駆動方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】移動度が低いイオン性不純物であっても効率的に捕集が可能なイオントラップ機構を備えた液晶装置、液晶装置の駆動方法、該液晶装置を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】液晶装置１００は、表示領域Ｅ１以外の周辺領域Ｅ２に、液晶層５０を挟んで対向する一対の電極としての第１電極１３１及び第２電極１３２を有し、当該一対の電極に同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が異なる交流信号が印加される。【選択図】図８

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の駆動方法、該液晶装置を備えた電子機器に関する。

液晶装置は、一対の基板に挟持された液晶層を有する液晶パネルを備えている。液晶パネルに光が入射すると、液晶パネルを構成する例えば液晶材料や配向膜と入射光との光化学反応によって様々なイオン性不純物が発生することがある。これ以外にも、液晶パネルの製造過程で用いられる材料や装置などからイオン性不純物が液晶層に混じるおそれもある。

液晶層中のイオン性不純物は、液晶装置の駆動や熱によって表示領域に拡散したり、部分的に凝集したりして、表示において例えばシミやムラとして認識され表示特性の劣化を招くことが知られている。特に、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）に用いられる液晶装置では、入射光の光束密度が直視型の液晶装置に比べて高くなるので、光化学反応が生じ易くイオン性不純物が表示に影響を及ぼすことを抑制する必要がある。

このようなイオン性不純物に纏わる不具合を改善するため、例えば、特許文献１には、表示領域とシール材との間に、所定の間隔をおいて３つの電極を設け、これらの電極のそれぞれに同じ周波数の交流信号を順次位相をずらして印加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の液晶装置の駆動方法によれば、交流信号の印加によって、これらの電極間に生ずる電界の方向が、時間の経過によって表示領域に近い第１電極から第２電極へ、そして、第２電極から第３電極へと遷移することから、電界方向の移動に伴って液晶層中のイオン性不純物を表示領域から外側に効果的に掃き寄せることができるとしている。

特開２０１５−１６３４号公報

しかしながら、上記特許文献１の液晶装置の駆動方法のように、第１電極から第３電極に順次位相がずれた交流信号を印加する場合、イオン性不純物の捕集（トラップ）の効率は、液晶層中におけるイオン性不純物の移動度に比例し、これらの電極間の距離に反比例する。したがって、移動度が大きいイオン性不純物は比較的容易に捕集可能であるが、移動度が低いイオン性不純物を効率的に捕集することが難しかった。

また、移動度が低いイオン性不純物を効率的に捕集しようとして、これらの電極間の距離を小さくすることが考えられるが、これらの電極のパターニングを困難にさせる。あるいはイオン性不純物の移動度に対応させて交流信号の周波数を低くする方法も考えられるが、周波数をあまりに低くし過ぎると液晶層に直流成分が印加され、液晶材料が電気分解して変質するおそれがあった。すなわち、移動度が低いイオン性不純物であっても効率的に捕集可能な手段を実現することが求められてい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、表示領域以外の周辺領域に、液晶層を挟んで対向する一対の電極を有し、前記一対の電極に同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が異なる交流信号が印加されることを特徴とする。

本適用例によれば、液晶層中のイオン性不純物は、一対の電極間に生じた電界によって一対の電極間に引き付けられる。電界の方向は、一対の電極に印加される交流信号の位相がずれていることから、一対の電極のうち、例えば一方の電極の極性が基準電位に対して正極性であるときに負極性のイオン性不純物を引き付け、他方の電極の極性が基準電位に対して負極性であるときに正極性のイオン性不純物を引き付けることができる。つまり、一対の電極の基準電位に対する極性を周期的に変化させることができることから、一対の電極間に正極性及び負極性のイオン性不純物を引き付けて表示領域から周辺領域に掃引することができる。
さらに、一対の電極は液晶層を挟んで対向しているので、一対の電極間の距離は、基本的に液晶層の厚みと同等となる。したがって、数μｍ（マイクロメーター）以下の距離で一対の電極を配置して位相がずれた交流信号を印加できることから、移動度の低いイオン性不純物であっても一対の電極間に容易に引き付けて表示領域から周辺領域に掃引することが可能な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、前記一対の電極に印加される前記交流信号の位相は、１８０度ずれていることが好ましい。
この構成によれば、一対の電極間に生ずる電界の大きさ（強さ）を最大化できる。つまり、イオン性不純物を効率的に一対の電極間に引き付けて捕集（トラップ）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、前記液晶層を挟んで対向する前記一対の電極の間の距離は、前記液晶層の厚みよりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、一対の電極間に生ずる電界の大きさ（強さ）をさらに大きく（強く）できる。つまり、イオン性不純物をより効率的に一対の電極間に引き付けて捕集（トラップ）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、前記表示領域には、画素ごとに配置された画素電極と、前記液晶層を挟んで前記画素電極に対向する対向電極を有し、前記液晶層を挟んで対向する前記一対の電極の間の距離は、前記一対の電極と前記画素電極または前記対向電極との間の距離よりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、表示領域の液晶層に含まれるイオン性不純物を周辺領域に設けられた一対の電極間に効率的に引き付けることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記一対の電極は、前記表示領域を囲むように前記周辺領域に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、表示領域の液晶層中のイオン性不純物をあらゆる方向から周辺領域に設けられた一対の電極間に引き付けて捕集（トラップ）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、前記液晶層は、シール部を挟んで対向配置された一対の基板の間に封入され、前記シール部は、前記シール部によって囲まれた領域に液晶を注入するための注入口を有し、前記一対の電極は、前記表示領域の端部と前記注入口との間に配置されているとしてもよい。
この構成によれば、注入口は封止剤により封止されることから、例えば封止剤中に含まれたイオン性不純物が液晶層に拡散したとしても、拡散したイオン性不純物を注入口付近において一対の電極間に捕集して、表示領域まで拡散することを防ぐことができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、前記一対の電極は、前記周辺領域において、前記液晶分子のプレチルトの方向に対して抗する方向に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、液晶装置を交流駆動すると液晶分子は、プレチルトの方向に振動する。液晶層中のイオン性不純物は、液晶分子の振動によって、液晶層を挟む配向膜との界面において液晶分子のプレチルトの方向に沿って移動する。したがって、液晶分子のプレチルトの方向に対して抗する方向に一対の電極を配置することで、表示領域から一対の電極間に向けてイオン性不純物を効率的に捕集することができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記一対の電極と前記液晶層との間には、配向膜が配置されていないとしてもよい。
この構成によれば、配向膜は絶縁性を有していることから、一対の電極を配向膜で覆わないことで、一対の電極間に生ずる電界をイオン性不純物に効率的に作用させることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記一対の電極と前記液晶層との間には、無機配向膜が配置されているとしてもよい。
この構成によれば、無機配向膜はイオン性不純物を吸着し易いことから、一対の電極間に引き付けられたイオン性不純物が再び表示領域に拡散することを防ぐことができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記一対の電極を覆う前記無機配向膜には、シランカップリング処理が施されていることが好ましい。
この構成によれば、一対の電極間にイオン性不純物が捕集され高濃度に集積されたとしても、無機配向膜にシランカップリング処理を施すことで、集積されたイオン性不純物が一対の電極を覆う無機配向膜に吸着し難くなる。これにより、無機配向膜にイオン性不純物が固着して電界効果が低下することを防止することができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記シランカップリング処理が施された前記無機配向膜は、前記表示領域と前記周辺領域とに亘って配置されていることが好ましい。
この構成によれば、液晶層におけるイオン性不純物の移動が無機配向膜によって阻害されることを抑制できる。したがって、一対の電極間にイオン性不純物を効率的に捕集し易くなる。

［適用例］本適用例の電子機器は、上記適用例に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、液晶層中のイオン性不純物による表示不具合が改善され、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。

［適用例］本適用例に係る液晶装置の駆動方法は、表示領域以外の周辺領域に、液晶層を挟んで対向する一対の電極を有し、前記一対の電極に同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が異なる交流信号を印加することを特徴とする。

本適用例によれば、液晶層中のイオン性不純物は、一対の電極間に生じた電界によって一対の電極間に引き付けられる。電界の方向は、一対の電極に印加する交流信号の位相がずれていることから、一対の電極のうち、例えば一方の電極の極性が基準電位に対して正極性であるときに負極性のイオン性不純物を引き付け、他方の電極の極性が基準電位に対して負極性であるときに正極性のイオン性不純物を引き付けることができる。つまり、一対の電極の基準電位に対する極性を周期的に変化させることができることから、一対の電極間に正極性及び負極性のイオン性不純物を引き付けて表示領域から周辺領域に掃引することができる。
さらに、一対の電極は液晶層を挟んで対向しているので、一対の電極間の距離は、基本的に液晶層の厚みと同等となる。したがって、数μｍ（マイクロメーター）以下の距離で一対の電極を配置して位相がずれた交流信号を印加することから、移動度の低いイオン性不純物であっても一対の電極間に容易に引き付けて表示領域から周辺領域に掃引することが可能な液晶装置の駆動方法を提供することができる。

上記適用例に記載の液晶装置の駆動方法は、前記一対の電極に位相が１８０度ずれた前記交流信号を印加することが好ましい。
この方法によれば、一対の電極間に生ずる電界の大きさ（強さ）が最大となる。つまり、イオン性不純物を効率的に一対の電極間に引き付けて捕集（トラップ）することができる。

上記適用例に記載の液晶装置の駆動方法において、前記交流信号は、矩形波であることが好ましい。
この方法によれば、基準電位に対する一対の電極のそれぞれの極性を瞬時に変えることができることから、一対の電極間にイオン性不純物を引き付けた状態を保持し易い。

上記適用例に記載の液晶装置の駆動方法において、前記表示領域には、画素ごとに配置された画素電極と、前記液晶層を挟んで前記画素電極に対向する対向電極を有し、前記基準電位は、前記対向電極に印加される電位と同じであるとしてもよい。
この方法によれば、表示に伴う液晶装置の駆動条件を利用して、一対の電極に交流信号を印加することができる。

第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図。 図１に示すＨ−Ｈ’線に沿う概略断面図。 第１実施形態の液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 第１実施形態の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図。 無機材料の斜め蒸着方向とイオン性不純物に起因する表示不具合との関係を示す概略平面図。 表示領域及び周辺領域とシール部の配置を示す概略平面図。 イオントラップ機構の配置を示す概略平面図。 イオントラップ機構の構造を示す概略断面図。 イオントラップ機構の第１電極、第２電極に印加される交流信号を示すタイミングチャート。 イオントラップ機構におけるイオントラップの基本概念図。 第２実施形態の液晶装置におけるイオントラップ機構を示す概略断面図。 第３実施形態の液晶装置におけるイオントラップ機構を示す概略断面図。 第４実施形態の電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。 変形例１の一対の電極の配置を示す概略平面図。 変形例１の一対の電極の配置を示す概略平面図。 変形例２の一対の電極の配置を示す概略断面図。

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、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について、図１〜図３を参照して説明する。図１は第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は図１に示すＨ−Ｈ’線に沿う概略断面図、図３は第１実施形態の液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された一対の基板としての素子基板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、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。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール部４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。シール部４０において途切れた部分が注入口４１となっており、真空注入法により注入口４１から上記間隔に正又は負の誘電異方性を有する液晶が注入され、封止剤４２を用いて注入口４１が封入されている。なお、上記間隔に液晶を封入する方法は、真空注入法に限定されるものではなく、例えば、額縁状に配置されたシール部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）法を採用してもよい。
シール部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。シール部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４０と表示領域Ｅ１との間の周辺領域Ｅ２に表示領域Ｅ１を取り囲んで見切り部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からなる。

素子基板１０には、複数の外部接続用端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール部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。また、対向基板２０側から素子基板１０側に向かう方向に沿って見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。

図２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。また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。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、少なくとも表示領域Ｅ１に亘って設けられた対向電極としての共通電極２３と、共通電極２３を覆う配向膜２４とを含むものである。

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。

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１に示すように対向基板２０の下方側の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。

このような液晶装置１００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。

次に図３を参照して、液晶装置１００の電気的な構成について説明する。液晶装置１００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３ａ及び複数のデータ線６ａと、データ線６ａに沿って平行に配置された容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。

走査線３ａ、データ線６ａ及び容量線３ｂ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１６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３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａ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６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）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３ａは走査線駆動回路１０２（図１参照）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６ａ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６ａ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３ａ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。

液晶装置１００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６ａ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１６が接続されている。蓄積容量１６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

なお、図１に示した検査回路１０３には、データ線６ａが接続されており、液晶装置１００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装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図３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６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａ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。

次に、本実施形態の液晶装置１００（液晶パネル１１０）における画素Ｐの構造について説明する。図４は、第１実施形態の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図である。

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。

走査線３ａ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Ａｌ（アルミニウム）やその合金などの遮光性の導電材料を用いて導電膜を成膜し、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ソース電極３１及びデータ線６ａ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ドレイン電極３２（第１中継電極６ｂ）が形成される。

次に、データ線６ａ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Ａｌ（アルミニウム）やその合金などの遮光性の金属からなる導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、配線７ａと、コンタクトホールＣＮＴ３を介して第１中継電極６ｂに電気的に接続される第２中継電極７ｂとが形成される。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。

配線７ａと第２中継電極７ｂとを覆うように第２層間絶縁膜１３ａが形成される。第２層間絶縁膜１３ａ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２層間絶縁膜１３ａの第２中継電極７ｂと重なる位置にコンタクトホール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１３ａを覆うように例えばＴｉＮ（窒化チタン）などの遮光性の金属からなる導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第１容量電極１６ａと第３中継電極１６ｄとが形成される。

第１容量電極１６ａのうち、後に形成される誘電体層１６ｂを介して第２容量電極１６ｃと対向する部分の外縁を覆うように絶縁膜１３ｂがパターニング形成される。また、第３中継電極１６ｄのうちコンタクトホールＣＮＴ５と重なる部分を除いた外縁を覆うように絶縁膜１３ｂがパターニング形成される。

絶縁膜１３ｂと第１容量電極１６ａを覆って誘電体層１６ｂが成膜される。誘電体層１６ｂ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３中継電極１６ｄと重なる部分の誘電体層１６ｂはエッチング等により除かれる。誘電体層１６ｂを覆うように例えば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１６ａに対向配置され、第３中継電極１６ｄに繋がる第２容量電極１６ｃが形成される。誘電体層１６ｂと、誘電体層１６ｂを挟んで対向配置された第１容量電極１６ａと第２容量電極１６ｃとにより蓄積容量１６が構成される。

次に、第２容量電極１６ｃと誘電体層１６ｂとを覆う第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１６ｃのうち第３中継電極１６ｄと接する部分に至るように第３層間絶縁膜１４を貫通す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２容量電極１６ｃ及び第３中継電極１６ｄと電気的に繋がる画素電極１５が形成される。

第２容量電極１６ｃは第３中継電極１６ｄ、コンタクトホールＣＮＴ４、第２中継電極７ｂ、コンタクトホールＣＮＴ３、第１中継電極６ｂを介してＴＦＴ３０のドレイン電極３２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１６ａは複数の画素Ｐに跨るように形成され、等価回路（図３参照）における容量線３ｂとして機能している。第１容量電極１６ａには固定電位が与えられる。これにより、ＴＦＴ３０のドレイン電極３２を介して画素電極１５に与えられた電位を第１容量電極１６ａと第２容量電極１６ｃ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の代表的な配線は走査線３ａである。配線層１２の代表的な配線はデータ線６ａである。第２層間絶縁膜１３ａ、絶縁膜１３ｂ、誘電体層１６ｂを括って配線層１３と呼び、代表的な配線は配線７ａである。同じく、配線層１４の代表的な配線は、容量線３ｂとして機能する第１容量電極１６ａである。なお、素子基板１０における配線構造はこれに限定されるものではない。

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堆積させたカラム（柱状体）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。言い換えれば、液晶分子ＬＣはプレチルトの方向において振動する。

図５は無機材料の斜め蒸着方向とイオン性不純物に起因する表示不具合との関係を示す概略平面図である。カラム１８ａ，２４ａを形成するところの無機材料の斜め蒸着方向は、図５に示すように、例えば、素子基板１０側では、破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方位角度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る対向基板２０側では、実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方位角度θａでＹ方向と交差する方向である。所定の角度θａは例えば４５度である。なお、図５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り、図５に示した方位に限定されない。

液晶層５０を駆動することにより、液晶分子ＬＣの挙動（振動）が生じ、液晶層５０と配向膜１８，２４との界面近傍に図５に示した破線あるいは実線の矢印で示した斜め蒸着方向に液晶分子ＬＣのフロー（流れ）が生ずる。仮に液晶層５０に正極性または負極性のイオン性不純物が含まれていると、イオン性不純物は液晶分子ＬＣのフロー（流れ）に沿って表示領域Ｅ１の角部に向かって移動し偏在（凝集）するおそれがある。イオン性不純物の偏在により角部に位置する画素Ｐにおいて液晶層５０の絶縁抵抗が低下すると、当該画素Ｐにおいて駆動電位の低下を招き、図５に示すような表示のムラや通電による焼き付き現象が顕著となる。特に、配向膜１８，２４に無機配向膜を用いた場合には、無機配向膜がイオン性不純物を吸着し易いので、有機配向膜に比べてイオン性不純物の偏在による表示のシミ、ムラや焼き付き現象が目立ち易い。

イオン性不純物は、液晶パネル１１０を製造する工程で用いられる例えば接着剤や封止剤４２などの部材に含まれていたり、工程の環境から侵入したりすることが考えられる。また、本実施形態の液晶装置１００は後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調手段（液晶ライトバルブ）として用いられることから、直視型の液晶装置に比べて入射する照明光の強度が強い。液晶層５０に強い強度の照明光が入射することにより有機化合物である液晶分子ＬＣの末端基が外れてイオン性不純物となるおそれがある。

＜イオントラップ機構と液晶装置の駆動方法＞
本実施形態の液晶装置１００では、イオン性不純物の偏在による表示のシミ、ムラや焼き付き現象などの不具合を改善するため、表示領域Ｅ１以外の周辺領域Ｅ２に、表示領域Ｅ１からイオン性不純物を引き付けて捕集するイオントラップ機構を設けている。以降、本実施形態におけるイオントラップ機構と液晶装置の駆動方法について、図６〜図１０を参照して説明する。

まず、本実施形態のイオントラップ機構について図６〜図８を参照して説明する。
図６は表示領域及び周辺領域とシール部の配置を示す概略平面図、図７はイオントラップ機構の配置を示す概略平面図、図８はイオントラップ機構の構造を示す概略断面図（詳しくは、図６のＡ−Ａ’線に沿って切断したときの概略断面図）である。

図６に示すように、表示領域Ｅ１には、Ｘ方向とＹ方向とに複数の画素Ｐが配置されている。表示領域Ｅ１を囲むようにシール部４０が配置されている（なお、図６では図１に示した注入口４１及び封止剤４２の図示を省略している）。また、表示領域Ｅ１とシール部４０との間には、前述したように遮光性の見切り部２１が配置されている。つまり、表示領域Ｅ１とシール部４０との間の周辺領域Ｅ２は見切り領域となっている。

図７に示すように、本実施形態のイオントラップ機構１３０は、周辺領域Ｅ２において、表示領域Ｅ１を囲むようにリング状に設けられた一対の電極としての第１電極１３１及び第２電極１３２を含んで構成されている。詳しくは後述するが、第１電極１３１と第２電極１３２とは、液晶層５０を挟んで対向するように配置されている。第１電極１３１は素子基板１０側に設けられており、イオントラップ用の交流信号（ＥＳ１）が供給される外部接続用端子１０４（ＥＳ１）に引き回し配線を介して電気的に接続されている。第２電極１３２は対向基板２０側に設けられ、上下導通部１０７を介して素子基板１０側に導かれ、イオントラップ用の交流信号（ＥＳ２）が供給される外部接続用端子１０４（ＥＳ２）に引き回し配線を介して電気的に接続されている。なお、図７では、第１電極１３１及び第２電極１３２を太い実線で示し、引き回し配線を細い実線で示している。

表示領域Ｅ１には、画素電極１５を有する画素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。また、表示領域Ｅ１に配置された複数の画素Ｐは、ダミー画素を含んでいる。ダミー画素は、表示に寄与する複数の画素Ｐを囲むように、表示領域Ｅ１の外縁部に沿って配置されている。

対向基板２０の共通電極２３は、表示領域Ｅ１に亘って複数の画素電極１５と対向するように配置されている。共通電極２３は上下導通部１０６を介して素子基板１０側に導かれ、固定電位（ＬＣＣＯＭ）が供給される外部接続用端子１０４（ＬＣＣＯＭ）に引き回し配線を介して電気的に接続されている。

本実施形態では、第１電極１３１、第２電極１３２、共通電極２３は、それぞれ一対の外部接続用端子１０４に電気的に接続している。一対の外部接続用端子１０４は、素子基板１０の端子部においてＸ方向の両端側に設けられている。これにより、第１電極１３１、第２電極１３２、共通電極２３のそれぞれに所定の信号が安定的に供給される構成となっている。

図８に示すように、液晶装置１００の液晶パネル１１０において、素子基板１０の表示領域Ｅ１には、画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄが配置されている。画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄのそれぞれには、基材１０ｓ上に設けられたＴＦＴ３０が配線層１１〜１４を介して電気的に接続されている。シール部４０と表示領域Ｅ１との間の周辺領域Ｅ２には、ダミー画素電極１５ｄと隣り合って第１電極１３１が配置されている。画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄ並びに第１電極１３１を覆うように配向膜１８が設けられている。

対向基板２０の表示領域Ｅ１には、液晶層５０を挟んで画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄと対向するように共通電極２３が配置されている。シール部４０と表示領域Ｅ１との間の周辺領域Ｅ２には、共通電極２３と隣り合って第２電極１３２が配置されている。共通電極２３及び第２電極１３２を覆うように配向膜２４が設けられている。また、周辺領域Ｅ２において、基材２０ｓと第２電極１３２との間には遮光性を有する見切り部２１が設けられている。

本実施形態において、イオントラップ機構１３０の第１電極１３１は、画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄと同じＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜からなり、膜厚も同じである。同様に、イオントラップ機構１３０の第２電極１３２は、共通電極２３と同じＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜からなり、膜厚も同じである。なお、画素電極１５の膜厚と共通電極２３の膜厚は必ずしも同じではない。

第１電極１３１を覆う配向膜１８の膜厚と、第２電極１３２を覆う配向膜２４の膜厚は基本的に同じであり、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍ（ナノメーター）である。

配向膜１８と配向膜２４とに挟まれた液晶層５０の厚みｄ１は、数μｍ以下であって、例えばおおよそ２．０μｍである。したがって、本実施形態における第１電極１３１と第２電極１３２との間の距離ｄ２も数μｍ以下であって、例えばおおよそ２．０μｍである。

周辺領域Ｅ２における第１電極１３１及び第２電極１３２のＸ方向の幅Ｌ１は、例えば１０μｍである。第１電極１３１とダミー画素電極１５ｄとの間あるいは第２電極１３２と共通電極２３との間の距離Ｌ２は、例えば４μｍである。なお、表示領域Ｅ１における画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄのＸ方向の幅は、例えば４μｍ〜８μｍ程度である。図８はこのような各部の寸法を必ずしも正確に反映して各部を表示しているものではないが、液晶層５０を挟んで対向配置された第１電極１３１と第２電極１３２との間の距離ｄ２は、距離Ｌ２に比べて小さいことが好ましい。これによって、第１電極１３１と第２電極１３２との間に発生させた電界によって、液晶層５０中の正極性（＋）または負極性（−）のイオン性不純物を、表示領域Ｅ１から第１電極１３１あるいは第２電極１３２に引き付け易くなる。第１電極１３１及び第２電極１３２のＸ方向の幅Ｌ１は、１０μｍに限定されるものではないが、第１電極１３１と第２電極１３２との間にどの程度の量のイオン性不純物を引き付けて保持できるかは、幅Ｌ１の長さに比例すると考えられることから、液晶パネル１１０の大きさを考慮して決定される。

次に、液晶装置１００の駆動方法について、図９及び図１０を参照して説明する。図９はイオントラップ機構の第１電極、第２電極に印加される交流信号を示すタイミングチャート、図１０はイオントラップ機構におけるイオントラップの基本概念図である。

本実施形態の液晶装置１００の駆動方法は、図９に示すように、第１電極１３１と第２電極１３２とに、それぞれ同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が異なる交流信号を印加する。具体的には、周波数が例えば１Ｈｚで、基準電位を０Ｖ（ボルト）として、５Ｖと−５Ｖとの間で電位が変位する矩形波を第１電極１３１と第２電極１３２とに印加する。第１電極１３１に印加される交流信号ＥＳ１と、第２電極１３２に印加される交流信号ＥＳ２とは位相が１８０度ずれている。したがって、時間ｔ₀〜時間ｔ₁を半周期とし、時間ｔ₀〜時間ｔ₂を１周期とすると、例えば、時間ｔ₀〜時間ｔ₁における第１電極１３１の電位が５Ｖのとき、第２電極１３２の電位は−５Ｖとなる。また、時間ｔ₁〜時間ｔ₂における第１電極１３１の電位が−５Ｖのとき、第２電極１３２の電位は５Ｖとなる。これによれば、半周期ごとに第１電極１３１と第２電極１３２とにおける基準電位（０Ｖ）に対する極性が反転し、第１電極１３１と第２電極１３２との電位差は最大の１０Ｖとなる。

図１０に示すように、第１電極１３１と第２電極１３２との間に周期的に最大１０Ｖの電位差が生じて電界が発生すると、液晶層５０中の正極性（＋）または負極性（−）のイオン性不純物は、一対の電極間に引き寄せられる。第１電極１３１の電位が−５Ｖのときには正極性のイオン性不純物が第１電極１３１に引き付けられ、このとき第２電極１３２の電位が５Ｖであることから第２電極１３２に負極性のイオン性不純物が引き付けられる。第１電極１３１の電位が−５Ｖから５Ｖに変位すると、第２電極１３２の電位は５Ｖから−５Ｖに変位する。このとき、第１電極１３１に引き付けられていた正極性のイオン性不純物は、電位が−５Ｖに変位した第２電極１３２に引き付けられる。一方で、第２電極１３２に引き付けられていた負極性のイオン性不純物は、電位が５Ｖに変位した第１電極１３１に引き付けられる。さらに、第１電極１３１の電位が５Ｖから−５Ｖに変位すると、第２電極１３２の電位は−５Ｖから５Ｖに変位する。このとき、第１電極１３１に引き付けられていた負極性のイオン性不純物は、電位が５Ｖに変位した第２電極１３２に引き付けられる。一方で、第２電極１３２に引き付けられていた正極性のイオン性不純物は、電位が−５Ｖに変位した第１電極１３１に引き付けられる。

このように、基準電位（０Ｖ）に対する第１電極１３１及び第２電極１３２のそれぞれの電位が５Ｖと−５Ｖとの間で周期的に変化することで、一対の電極間に生じた電界によって一対の電極に引き付けられた正極性または負極性のイオン性不純物は、一対の電極間に捕集（トラップ）された状態が維持され、再び表示領域Ｅ１へ拡散することが抑制される。

前述したように第１電極１３１及び第２電極１３２は、それぞれ無機配向膜で覆われていることから、第１電極１３１及び第２電極１３２に引き付けられたイオン性不純物の一部が無機配向膜に吸着することがある。そうすると、一対の電極に交流信号を印加せず、一対の電極間に電界が生じていない状態となっても、一対の電極間に捕集されたイオン性不純物は再び表示領域Ｅ１へ拡散し難くなる。

なお、本実施形態では、第１電極１３１及び第２電極１３２のそれぞれを無機配向膜で覆う構成としたが、有機配向膜で覆っても同様に一対の電極間にイオン性不純物を捕集することが可能である。なお、有機配向膜に比べて無機配向膜のほうがイオン性不純物を吸着し易い。

一方で、一対の電極を覆う配向膜にイオン性不純物が吸着されて集積された状態になると、一対の電極間に生ずる電界の大きさ（強さ）に影響して、イオン性不純物を引き付ける電界効果が低下するおそれがある。それゆえに、第１電極１３１及び第２電極１３２のそれぞれは、配向膜で覆われることに限定されず、第１電極１３１及び第２電極１３２のうち少なくとも一方と液晶層５０との間に配向膜を設けなくてもよい。これによれば、一対の電極間に捕集されたイオン性不純物が増加しても、配向膜に吸着されることを防ぎ、イオン性不純物を引き付ける電界効果を維持し易くなる。

第１電極１３１に印加される交流信号ＥＳ１及び第２電極１３２に印加される交流信号ＥＳ２は、三角波やサイン（ｓｉｎ）波であってもよいが、一対の電極間の電位差が最大となる時間が長いほど上記電界効果が働くことになるため、交流信号ＥＳ１，ＥＳ２は矩形波であることが好ましい。

また、交流信号ＥＳ１と交流信号ＥＳ２との位相差は、１８０度であることに限定されず、例えば９０度であってもよく、上記電界効果を周期的に働かせる期間を調整してもよい。

また、本実施形態では、基準電位を０Ｖとして５Ｖと−５Ｖとの間で変位する交流信号の形態としたが、基準電位に対して第１電極１３１と第２電極１３２の極性が周期的に変化すればよいので、基準電位が０Ｖであり、一対の電極に印加される電位が５Ｖ〜−５Ｖであることに限定されない。例えば、基準電位を共通電極２３に印加される固定電位（ＬＣＣＯＭ）とし、固定電位（ＬＣＣＯＭ）に対して液晶層５０を交流駆動する際の最小電位と最大電位とを一対の電極に印加してもよい。これによれば、表示領域Ｅ１の画素電極１５と共通電極２３との間に印加される時間平均電位と、周辺領域Ｅ２の一対の電極の間に印加される時間平均電位とが共に固定電位（ＬＣＣＯＭ）となるため、表示領域Ｅ１と周辺領域Ｅ２との間で横電界が生じ難くなる。したがって、横電界に起因する表示不具合の発生を抑制できると共に、横電界のＤＣ（直流）成分で液晶が分解するなどの不具合の発生を抑制できる。また、液晶装置１００を駆動する駆動回路から出力される電位を利用できることから、イオントラップ機構１３０用の交流信号ＥＳ１，ＥＳ２を生成するための回路構成を簡略化できる。

上記第１実施形態の液晶装置１００とその駆動方法によれば、イオントラップ機構１３０の一対の電極としての第１電極１３１と第２電極１３２とに、同じ周波数で１８０度位相が異なる交流信号を印加して電界を発生させ、その電界効果により、表示領域Ｅ１の液晶層５０中の正極性または負極性のイオン性不純物を一対の電極間に捕集（トラップ）することができる。

液晶層５０を挟んだ第１電極１３１と第２電極１３２との間の距離ｄ２は、液晶層５０の厚みｄ１とほぼ同じであることから、数μｍ以下とすることができ、液晶層５０中における移動度が低いイオン性不純物であっても、一対の電極間に効率的に捕集（トラップ）することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の液晶装置について、図１１を参照して説明する。図１１は第２実施形態の液晶装置におけるイオントラップ機構を示す概略断面図である。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、イオントラップ機構１３０の一対の電極間の距離を異ならせたものである。したがって、上記第１実施形態の液晶装置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。なお、図１１は上記第１実施形態で用いた図８に対応する概略断面図である。

図１１に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、素子基板１０と対向基板２２０との間に挟持された液晶層５０を有する液晶パネル２１０を備えている。素子基板１０の周辺領域Ｅ２には、イオントラップ機構２３０の一対の電極のうち第１電極２３１が配置されている。第１電極２３１は、配向膜１８で覆われている。

対向基板２２０は、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に設けられた、見切り部２１と、平坦化層２２と、共通電極２３と、配向膜２４とを含んで構成されている。表示領域Ｅ１において、共通電極２３は、液晶層５０を挟んで素子基板１０の画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄと対向するように対向基板２２０に設けられている。周辺領域Ｅ２において、基材２０ｓ上に見切り部２１が設けられると共に、見切り部２１に対して平坦化層２２と下地層２５とを介して、イオントラップ機構２３０の一対の電極のうち第２電極２３２が設けられている。

イオントラップ機構２３０における第１電極２３１及び第２電極２３２の基本的な材料構成などは、上記第１実施形態のイオントラップ機構１３０における第１電極１３１及び第２電極１３２と同じである。

見切り部２１と第２電極２３２との間に設けられる下地層２５は、絶縁性材料を用いて形成されていてもよいし、導電性材料を用いて形成されていてもよい。本実施形態では、感光性樹脂材料を塗布して露光・現像することにより、周辺領域Ｅ２に下地層２５を形成した。なお、配向膜２４は、共通電極２３と、第２電極２３２とを覆うように形成されている。

イオントラップ機構２３０において、液晶層５０を挟んで対向配置された第１電極２３１と第２電極２３２との間の距離ｄ２は、液晶層５０の厚みｄ１よりも下地層２５の厚みの分だけ小さくなっている。例えば液晶層５０の厚みｄ１はおおよそ２．０μｍであり、第１電極２３１と第２電極２３２との間の距離ｄ２は、おおよそ１．０μｍである。

液晶装置２００の駆動方法は、基本的に上記第１実施形態の液晶装置１００の駆動方法と同じであって、イオントラップ機構２３０の一対の電極に、同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が例えば１８０度ずれた交流信号ＥＳ１，ＥＳ２を印加する。

上記第２実施形態の液晶装置２００とその駆動方法によれば、液晶層５０を挟んで対向配置された第１電極２３１と第２電極２３２との間の距離ｄ２が液晶層５０の厚みｄ１よりも小さくなっているので、表示領域Ｅ１の液晶層５０中のイオン性不純物に対してイオントラップ機構２３０の電界効果が強く働くことになる。したがって、上記第１実施形態の液晶装置１００に比べて、移動度が低いイオン性不純物であってもより効率的に一対の電極間に捕集（トラップ）することができる。

（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イオントラップ機構を示す概略断面図である。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、イオントラップ機構の一対の電極を覆う膜の構成を異ならせたものである。したがって、上記第１実施形態の液晶装置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。なお、図１２は上記第１実施形態で用いた図８に対応する概略断面図である。

図１２に示すように、本実施形態の液晶装置３００は、素子基板１０Ｔと対向基板２０Ｔとの間に挟持された液晶層５０を有する液晶パネル３１０を備えている。素子基板１０Ｔは、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に画素ごとに設けられたＴＦＴ３０と、表示領域Ｅ１に設けられた画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄと、周辺領域Ｅ２に設けられた、イオントラップ機構３３０の一対の電極のうち第１電極３３１とを有している。また、画素電極１５及びダミー画素電極１５ｄ並びに第１電極３３１は、配向膜１８で覆われている。

対向基板２０Ｔは、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に設けられた、見切り部２１と、平坦化層２２と、共通電極２３と、イオントラップ機構３３０の一対の電極のうち第２電極３３２とを有している。見切り部２１及び第２電極３３２は、周辺領域Ｅ２に設けられている。共通電極２３及び第２電極３３２は、配向膜２４で覆われている。

本実施形態では、無機配向膜である配向膜１８，２４のそれぞれに対してシランカップリング処理を施すことによって、配向膜１８の液晶層５０側に反応膜１９が形成され、配向膜２４の液晶層５０側に反応膜２６が形成されている。

イオントラップ機構３３０における第１電極３３１及び第２電極３３２の基本的な材料構成などは、上記第１実施形態のイオントラップ機構１３０における第１電極１３１及び第２電極１３２と同じである。

つまり、本実施形態の液晶装置３００における液晶パネル３１０は、上記第１実施形態の液晶装置１００における液晶パネル１１０の素子基板１０及び対向基板２０に対してシランカップリング処理が施されたものである。

シランカップリング処理は、例えば特開２００７−２５５２９号公報に示されているように、配向膜１８が形成された素子基板１０、配向膜２４が形成された対向基板２０のそれぞれに対して、下記式（１）に示すシラン化合物を溶媒に溶解させたシラン化合物溶液を塗布した後に、不純物を含まない溶媒のみで洗浄して乾燥する方法が挙げられる。
Ａ−（Ｃ_mＨ_2m）−Ｓｉ−（ＯＣ_nＨ_2n+1）_x ・・・（１）
（式中Ａは置換基であり、ｍ及びｎは０〜２の整数、ｘは１〜３の整数である。）

代表的なシラン化合物としては、下記式（２）に示すｎ−デシルトリメトキシシランが挙げられる。
ｎ−Ｃ₁₀Ｈ₂₁−Ｓｉ−（ＯＣＨ₃）₃ ・・・（２）

このようなシランカップリング処理を施すことにより、無機配向膜である配向膜１８，２４の液晶層５０側の表面における水酸基がシラン化合物で置換されて反応膜１９，２６が形成される。これによって、配向膜１８，２４の液晶層５０側の表面における極性が低下するので、配向膜１８，２４にイオン性不純物が吸着され難くなる。なお、シランカップリング処理が施された後の、素子基板１０の符号を１０Ｔとし、対向基板２０の符号を２０Ｔとした。

イオントラップ機構３３０によって捕集（トラップ）されたイオン性不純物の濃度が高まり、一対の電極を覆う無機配向膜に固着すると、一対の電極間に生ずる実効的な電界が弱まるおそれがある。本実施形態では、表示領域Ｅ１と周辺領域Ｅ２とに亘って形成された無機配向膜である配向膜１８，２４にシランカップリング処理が施されているため、一対の電極に位相が異なる交流信号ＥＳ１，ＥＳ２を印加すると、安定した電界効果が得られる。すなわち、移動度が低いイオン性不純物であっても、一対の電極間に効率的且つ安定的に捕集することが可能な液晶装置３００を提供することができる。

なお、このようなシランカップリング処理は、表示領域Ｅ１と周辺領域Ｅ２とに亘って施されることに限定されず、配向膜１８，２４のうち一対の電極を覆う部分にのみ選択的に実施してもよい。

（第４実施形態）
＜電子機器＞
次に、上記各実施形態の液晶装置を適用可能な電子機器として、投射型表示装置を例に挙げ、図１３を参照して説明する。図１３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１３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。

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上に投写され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上述したイオントラップ機構１３０を有する上記第１実施形態の液晶装置１００が適用されたものである。液晶パネル１１０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、上記液晶装置１００が用いられているので、イオン性不純物に起因する表示不具合が改善され、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。なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、前述した他の実施形態の液晶装置２００，３００のいずれかを用いても同様な効果が得られる。

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液晶装置及び該液晶装置の駆動方法並びに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）イオントラップ機構において、液晶層５０を挟んで対向配置される一対の電極の周辺領域Ｅ２における平面的な配置は、表示領域Ｅ１を囲むようにリング状に配置されることに限定されない。図１４及び図１５は変形例１の一対の電極の配置を示す概略平面図である。

例えば、図１４に示すように、変形例の液晶装置４００は、イオントラップ機構４３０の一対の電極である第１電極４３１及び第２電極４３２を二組有している。二組の一対の電極は、それぞれ液晶層５０を挟んで対向配置されており、表示領域Ｅ１の対角における角部に沿って配置されている。当該角部は、図５に示したように、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向に位置しており、液晶装置４００の駆動によってイオン性不純物が集まり易い場所になっている。すなわち、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向に対して抗する方向に第１電極４３１及び第２電極４３２を配置することにより、イオン性不純物を効率的に捕集することができる。

また例えば、図１５に示すように、変形例の液晶装置５００は、周辺領域Ｅ２において、表示領域Ｅ１の端部と、シール部４０の注入口４１との間に配置された一対の電極としての第１電極５３１及び第２電極５３２を有するイオントラップ機構５３０を備えている。第１電極５３１と第２電極５３２とは液晶層５０を挟んで対向配置されている。
注入口４１は、シール部４０によって囲まれた領域に液晶が真空注入された後に、封止剤４２（図１参照）によって封止される。封止剤４２としては例えば紫外線硬化型の接着剤などが用いられる。当該接着剤にイオン性不純物が含まれていたとしても、イオントラップ機構５３０が設けられていることから、イオン性不純物が注入口４１から表示領域Ｅ１へと拡散することを抑制することができる。すなわち、イオン性不純物の偏在に起因して表示不具合が生ずる箇所が特定される場合、該表示不具合が生ずる箇所に対応させて一対の電極を配置してもよい。

なお、図１４に示した一対の電極の配置と、図１５に示した一対の電極の配置とを組み合わせてもよい。

（変形例２）イオントラップ機構において、液晶層５０を挟んで対向配置される一対の電極間の距離ｄ２は一定であることに限定されない。図１６は変形例２の一対の電極の配置を示す概略断面図である。
例えば図１６に示すように、変形例の液晶装置６００は、素子基板１０と対向基板６２０とに挟持された液晶層５０を有する液晶パネル６１０を備えている。液晶パネル６１０は、周辺領域Ｅ２において液晶層５０を挟んで対向配置された一対の電極としての第１電極６３１及び第２電極６３２を有するイオントラップ機構６３０を備えている。
第１電極６３１は、素子基板１０において、画素電極１５やダミー画素電極１５ｄと同層に設けられている。周辺領域Ｅ２には、平面視で見切り部２１と重なる位置に下地層６２５が設けられている。一対の電極のうち第２電極６３２は、シール部４０側の一部が下地層６２５と重なるように配置されている。下地層６２５と平面視で重ならない表示領域Ｅ１側の部分における第１電極６３１と第２電極６３２との間の距離ｄ２は液晶層５０の厚みｄ１とほぼ同じである。下地層６２５と平面視で重なるシール部４０側の部分における第１電極６３１と第２電極６３２との間の距離ｄ３は、上記距離ｄ２よりも下地層６２５の厚み分だけさらに小さい。つまり、一対の電極のシール部４０側の間隔が表示領域Ｅ１側の間隔に比べて小さくなっている。したがって、一対の電極間に生ずる電界の強度は表示領域Ｅ１からシール部４０に向かうほど強くなるので、イオン性不純物を電界効果によって表示領域Ｅ１からより離れたシール部４０側に捕集することができる。すなわち、捕集されたイオン性不純物の表示領域Ｅ１側への再拡散をより確実に抑制することができる。なお、図１６では、第１電極６３１と第２電極６３２との間隔が階段状となっているが、間隔が徐々に狭くなるように一対の電極を配置してもよい。

（変形例３）上記実施形態に示した液晶装置１００，２００，３００では、表示領域Ｅ１にダミー画素電極１５ｄを有するダミー画素を含んでいたが、ダミー画素は必須な構成ではない。

（変形例４）上記各実施形態のイオントラップ機構を適用可能な液晶装置は、ＶＡ方式に限定されず、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）方式にも適用することができる。また、透過型に限定されず、光反射性を有する導電材料を用いて画素電極１５が形成された反射型の液晶装置にも適用することができる。言い換えれば、イオントラップ機構の一対の電極のうち、画素電極１５と同層に形成される第１電極と、共通電極２３と同層に形成される第２電極とは、同じ導電材料を用いて形成されることに限定されず、異なる導電材料を用いて形成してもよい。また、一対の電極は周辺領域Ｅ２に設けられることから、遮光性の導電材料を用いて形成してもよい。

（変形例５）上記実施形態の液晶装置１００〜３００、あるいは変形例の液晶装置４００〜６００を適用可能な電子機器は、上記第４実施形態の投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、液晶装置として画素に着色層を有するカラーフィルターを備える構成とすることで、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）、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好適に用いることができる。

１０…一対の基板のうちの素子基板、１５…画素電極、１８…配向膜、２０…一対の基板のうちの対向基板、２３…対向電極としての共通電極、２４…配向膜、４０…シール部、４１…注入口、４２…封止剤、５０…液晶層、１００…液晶装置、１３１…第１電極、１３２…第２電極、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、ＥＳ１，ＥＳ２…交流信号、ＬＣ…液晶分子、Ｐ…画素。

Claims (16)

1. 表示領域以外の周辺領域に、液晶層を挟んで対向する一対の電極を有し、
   前記一対の電極に同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が異なる交流信号が印加される、液晶装置。
2. 前記一対の電極に印加される前記交流信号の位相は、１８０度ずれている、請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記液晶層を挟んで対向する前記一対の電極の間の距離は、前記液晶層の厚みよりも小さい、請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記表示領域には、画素ごとに配置された画素電極と、前記液晶層を挟んで前記画素電極に対向する対向電極を有し、
   前記液晶層を挟んで対向する前記一対の電極の間の距離は、前記一対の電極と前記画素電極または前記対向電極との間の距離よりも小さい、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記一対の電極は、前記表示領域を囲むように前記周辺領域に設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記液晶層は、シール部を挟んで対向配置された一対の基板の間に封入され、
   前記シール部は、前記シール部によって囲まれた領域に液晶を注入するための注入口を有し、
   前記一対の電極は、前記表示領域の端部と前記注入口との間に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含み、
   前記一対の電極は、前記周辺領域において、前記液晶分子のプレチルトの方向に対して抗する方向に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記一対の電極と前記液晶層との間には、配向膜が配置されていない、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 前記一対の電極と前記液晶層との間には、無機配向膜が配置されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶装置。
10. 前記一対の電極を覆う前記無機配向膜には、シランカップリング処理が施されている、請求項９に記載の液晶装置。
11. 前記シランカップリング処理が施された前記無機配向膜は、前記表示領域と前記周辺領域とに亘って配置されている、請求項１０に記載の液晶装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた、電子機器。
13. 表示領域以外の周辺領域に、液晶層を挟んで対向する一対の電極を有し、
    前記一対の電極に同じ周波数で基準電位に対して振幅し、位相が異なる交流信号を印加する、液晶装置の駆動方法。
14. 前記一対の電極に印加する前記交流信号の位相は、１８０度ずれている、請求項１３に記載の液晶装置の駆動方法。
15. 前記交流信号は、矩形波である、請求項１３または１４に記載の液晶装置の駆動方法。
16. 前記表示領域には、画素ごとに配置された画素電極と、前記液晶層を挟んで前記画素電極に対向する対向電極を有し、
    前記基準電位は、前記対向電極に印加される電位と同じである、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の液晶装置の駆動方法。

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