JP2022140978A - Electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置および電子機器に関する。 The present invention relates to electro-optical devices and electronic equipment.
従来、光変調装置として、液晶装置などの電気光学装置を用いたプロジェクターが知られていた。このようなプロジェクターでは、液晶装置に入射する光束密度が直視型の液晶装置に比べて大きくなる。そのため、液晶装置の液晶層中にシール材などに由来するイオン性不純物が溶出し易くなっている。イオン性不純物は、液晶層中に滞留して液晶の配向の乱れや駆動速度および電圧保持率の低下を誘発し、液晶装置の表示品質を低下させる要因となることがある。 Conventionally, a projector using an electro-optical device such as a liquid crystal device has been known as an optical modulation device. In such a projector, the luminous flux density incident on the liquid crystal device is higher than that of a direct-view liquid crystal device. Therefore, ionic impurities originating from sealing materials and the like are easily eluted into the liquid crystal layer of the liquid crystal device. The ionic impurities remain in the liquid crystal layer and induce disturbance in the alignment of the liquid crystal and a decrease in driving speed and voltage holding ratio, which may be a factor in deteriorating the display quality of the liquid crystal device.
例えば、特許文献1には、第1の無機層と第2の無機層との2層を含む第1の配向膜を有する液晶装置が開示されている。また、特許文献2には、配向膜の表面にシラン化合物による表面処理を施した液晶装置が開示されている。該表面処理には、液晶分子と配向膜との間の光化学反応を抑制する作用が期待される。 For example, Patent Document 1 discloses a liquid crystal device having a first alignment film including two layers, a first inorganic layer and a second inorganic layer. Further, Patent Document 2 discloses a liquid crystal device in which the surface of an alignment film is surface-treated with a silane compound. The surface treatment is expected to have the effect of suppressing the photochemical reaction between the liquid crystal molecules and the alignment film.
しかしながら、特許文献1の液晶装置に対して、特許文献2の液晶装置の表面処理を施すと、イオン性不純物の拡散が助長されるという課題があった。詳しくは、第1の配向膜において、第2の無機層の厚みを第1の無機層の厚みより薄くすると、第2の無機層の厚みが厚い場合と比べて、第2の無機層が有する水酸基が減少する。この状態でシラン化合物による表面処理を施すと、第1の配向膜の表面の平滑性が増大する。そのため、液晶層において、シール材などから溶出したイオン性不純物が第1の配向膜の近傍を移動し易くなる。これにより、イオン性不純物は表示領域の外側から内側へと移動して、表示品質が低下する可能性があった。すなわち、従来よりもイオン性不純物による表示不良の発生を抑制する電気光学装置が求められていた。 However, when the surface treatment of the liquid crystal device of Patent Document 2 is applied to the liquid crystal device of Patent Document 1, there is a problem that diffusion of ionic impurities is promoted. Specifically, in the first alignment film, when the thickness of the second inorganic layer is thinner than the thickness of the first inorganic layer, the second inorganic layer has less thickness than when the thickness of the second inorganic layer is thick. Hydroxyl groups are reduced. In this state, surface treatment with a silane compound increases the smoothness of the surface of the first alignment film. Therefore, in the liquid crystal layer, the ionic impurities eluted from the sealing material or the like easily move in the vicinity of the first alignment film. As a result, the ionic impurities may move from the outside to the inside of the display area, degrading the display quality. In other words, there has been a demand for an electro-optical device that suppresses display defects caused by ionic impurities more than ever before.
電気光学装置は、複数の画素電極が配置される画素領域を有する第1基板と、共通電極を有し、シール材を介して前記第1基板と対向配置される第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、液晶を含む液晶層と、を備え、前記第1基板には、平面視にて、前記画素領域を枠状に囲む第1周辺電極と、前記第1周辺電極を枠状に囲む第2周辺電極と、が設けられ、前記第1周辺電極には、前記共通電極に印加される共通電極電位に対して、正極性の直流電位が印加され、前記第2周辺電極には、前記共通電極電位に対して、負極性の直流電位が印加される。 The electro-optical device comprises: a first substrate having a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged; a second substrate having a common electrode and arranged opposite to the first substrate with a sealing material interposed therebetween; a liquid crystal layer containing liquid crystal disposed between the substrate and the second substrate; a second peripheral electrode surrounding the first peripheral electrode in a frame shape, wherein a positive DC potential is applied to the first peripheral electrode with respect to the common electrode potential applied to the common electrode; A DC potential having a negative polarity with respect to the common electrode potential is applied to the second peripheral electrode.
電子機器は、上記の電気光学装置を備える。 An electronic device includes the electro-optical device described above.
以下の各図においては、必要に応じて相互に直交する座標軸としてXYZ軸を付し、各矢印が指す方向を+方向とし、+方向と反対の方向を-方向とする。+Z方向を上方、-Z方向を下方ということもあり、+Z方向から見ることを平面視あるいは平面的という。また、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。また、基板に設けられる膜や層などの構造物の厚さとは、基板の主面の法線方向であるZ軸に沿う方向の距離を指す。 In the following figures, XYZ axes are used as mutually orthogonal coordinate axes as necessary, the direction indicated by each arrow is the + direction, and the direction opposite to the + direction is the - direction. The +Z direction is sometimes referred to as upward and the −Z direction is referred to as downward, and viewing from the +Z direction is called planar view or planar view. Also, in order to make each layer and each member recognizable, the scale of each layer and each member is different from the actual scale. The thickness of a structure such as a film or layer provided on a substrate refers to the distance in the direction along the Z-axis, which is the normal direction of the main surface of the substrate.
1.第1実施形態
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(TFT:Thin Film Transistor)を備えたアクティブ駆動型の液晶装置を例示する。本実施形態に係る電気光学装置としての液晶装置100の構成について、図1から図3を参照して説明する。図2は、図1の線分H-H’を含み、YZ平面に沿う断面を示す。図2では、図示の便宜上、液晶層に含まれる液晶の大きさや数を実際とは異ならせている。
1. First Embodiment In the present embodiment, an active drive liquid crystal device including a thin film transistor (TFT) is exemplified as an electro-optical device. A configuration of a
図1に示すように、液晶装置100は、第1基板である素子基板10、第2基板である対向基板20、および後述する液晶層を備える。素子基板10と対向基板20とは平面的に略矩形である。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るシール材60を介して重ねられて接合される。シール材60の内側には、複数の画素Pを含む画素領域としての表示領域Eが設けられる。複数の画素Pは、X軸およびY軸に沿う方向にマトリクス状に配置される。なお、表示領域Eの外側に、表示に寄与しないダミー画素を配置してもよい。
As shown in FIG. 1, a
シール材60の原材料は、熱硬化性や紫外線硬化性などの硬化性を有する樹脂を含む。これにより、シール材60の原材料を素子基板10および対向基板20に塗工した後に樹脂を硬化させて、シール材60を所望の形状に形成することができる。シール材60には、樹脂や樹脂の硬化剤などの原材料に由来するイオン性不純物が含まれる。このようなイオン性不純物は液晶層へ溶出することがある。本実施形態の液晶装置100では、図示を省略する第1周辺電極および第2周辺電極による誘引作用によって、表示領域E内へのイオン性不純物の拡散が抑制される。
The raw material of the sealing
素子基板10は、データ線駆動回路101、複数の外部接続用端子104、および図示を省略する走査線駆動回路や検査回路を有する。素子基板10は平面的に対向基板20よりも大きい。素子基板10には、対向基板20と重ならない領域に複数の外部接続用端子104が設けられ、複数の外部接続用端子104とシール材60との間にデータ線駆動回路101が設けられる。
The
シール材60と表示領域Eとの間には、表示領域Eを囲む見切り部24が設けられる。見切り部24は、略矩形であって、2辺がY軸に沿い、他の2辺がX軸に沿う。2つの走査線駆動回路および検査回路は、平面的に見切り部24と重ねられて配置される。2つの走査線駆動回路は、例えばY軸に沿う2辺に沿って配置され、図示しない配線を介して電気的に接続される。
A
検査回路は、後述するデータ線と電気的に接続される。データ線駆動回路101および2つの走査線駆動回路は、外部接続用端子104と電気的に接続される。対向基板20の四隅には上下導通部106が設けられる。後述する第1周辺電極および第2周辺電極は、素子基板10に設けられ、平面的に表示領域Eとシール材60との間に配置される。
The inspection circuit is electrically connected to a data line, which will be described later. The data
図2に示すように、素子基板10と対向基板20とは、シール材60を介してZ軸に沿う方向に対向して、離間されて配置される。液晶層50は、素子基板10と対向基板20との間に配置され、素子基板10、対向基板20、およびシール材60に囲まれる。液晶層50は液晶50aを含む。液晶50aは正または負の誘電異方性を有する。本実施形態では負の誘電異方性を有する液晶50aを採用する。ここで、液晶50aとは、液晶50aを構成する個々の液晶分子、または個々の液晶分子の集合体を指す。
As shown in FIG. 2, the
素子基板10は、基板本体としての基板10s、トランジスターとしてのTFT30などを含む配線層、複数の画素電極15、および第1配向膜としての配向膜18を有する。素子基板10では、液晶層50に向かって、基板10s、上記配線層、画素電極15、および配向膜18が、この順番で配置される。また、素子基板10は、複数の画素電極15が配置される、上述した表示領域Eを有する。
The
配向膜18は、シール材60と接して配置され、シール材60の下方の面と接する領域と、液晶層50に面する領域とを有する。配向膜18は、複数の画素電極15と液晶層50との間に配置される。配向膜18は、第1蒸着膜18aおよび第2蒸着膜18bを含む。
The
対向基板20は、基板本体としての基板20s、見切り部24、絶縁層25、共通電極21、および第2配向膜としての配向膜22を有する。対向基板20では、液晶層50に向かって、基板20s、見切り部24、絶縁層25、共通電極21、および配向膜22が、この順番で配置される。
The
配向膜22は、シール材60と接して配置され、シール材60の上方の面と接する領域と、液晶層50に面する領域とを有する。配向膜22は、共通電極21と液晶層50との間に配置される。配向膜22は、第3蒸着膜22aおよび第4蒸着膜22bを含む。
The
配向膜18,22は液晶装置100の光学設計に基づいて形成される。配向膜18,22は、液晶層50の液晶50aを配向させる。液晶50aの配向状態は、後述する画像信号に応じて印加される電圧によって変化する。
The
配向膜18,22は、負の誘電異方性を有する液晶50aを略垂直配向させる。配向膜18,22には、例えば、酸化ケイ素などの無機材料が採用される。配向膜18は、第1蒸着膜18aおよび第2蒸着膜18bの2層から成ることに限定されない。配向膜22は、第3蒸着膜22aおよび第4蒸着膜22bの2層から成ることに限定されない。配向膜18,22は、それぞれ3層以上の層を有していてもよい。
The
配向膜18,22は、プレチルトを与えて液晶50aを垂直配向させる。プレチルトの傾斜方向は、X軸およびY軸と交差する方向に沿う。液晶層50が駆動されると、配向膜18,22に対してプレチルトが与えられて垂直配向された液晶50aは、配向状態が上記傾斜方向において変化する。液晶層50のオンとオフとの駆動を繰り返すと、液晶50aはプレチルトの傾斜方向に倒れたり、初期の配向状態に戻ったりする挙動を繰り返す。ここで、配向膜18,22の表面が沿うXY平面に対して、負の誘電異方性を有する液晶50aが、90°未満のプレチルト角を与えられて倒立する配向状態を略垂直配向という。配向膜18,22などの詳細については後述する。
The
基板10s,20sには、例えば、ガラス基板や石英基板などの透光性および絶縁性を有する平板が採用される。本明細書において透光性とは、可視光の透過率が50%以上であることをいう。
For the
液晶装置100は、透過型であって、対向基板20側である+Z方向から光Lが入射し、液晶層50を介して素子基板10から出射する。光Lは液晶層50を透過する際に、液晶50aの配向状態に応じて変調される。液晶装置100に対する光Lの入射方向は、上記に限定されず、素子基板10から光Lが入射する構成であってもよい。また、液晶装置100は、透過型であることに限定されず、反射型であってもよい。液晶装置100には、ノーマリーホワイトモードやノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。液晶装置100は、光Lの入射側と出射側とに偏光素子を備えてもよい。
The
図3に示すように、液晶装置100は、互いに絶縁された信号配線として、データ線6、走査線3および容量線8を各々複数有する。走査線3はX軸に沿って延在し、データ線6および容量線8はY軸に沿って延在する。なお、容量線8は、Y軸に沿う構成に限定されず、X軸に沿う構成であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
画素電極15、TFT30および容量素子16は、走査線3とデータ線6および容量線8とによって区分された領域に画素Pごと設けられ、画素Pの画素回路を構成する。走査線3、データ線6および容量線8などの信号配線類は、上述の配線層に設けられる。
A
走査線3は、スイッチング素子であるTFT30のゲートに電気的に接続される。データ線6は、TFT30のデータ線側ソースドレイン領域に電気的に接続される。走査線3は、同一行に設けられたTFT30のオン、オフを一斉に制御する。画素電極15は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域に電気的に接続される。
The
データ線6は、上述のデータ線駆動回路101に電気的に接続され、データ線駆動回路101から供給される画像信号を画素Pに供給する。画像信号は、各データ線6へ線順次に供給されてもよく、隣り合う複数のデータ線6へグループごとに供給されてもよい。
The data lines 6 are electrically connected to the data line driving
走査線3は、上述の走査線駆動回路に電気的に接続され、走査線駆動回路から供給される走査信号を画素Pに供給する。走査信号は、走査線3へ所定のタイミングにてパルス的に線順次で供給される。
The
走査信号の入力によりTFT30が一定期間オン状態とされ、画像信号が所定のタイミングで画素電極15に印加される。画像信号は、画素電極15を介して液晶層50に所定レベルで書き込まれ、画素電極15と液晶層50を挟んだ共通電極21との間で一定期間保持される。このとき、画像信号に応じて印加される電圧によって、液晶50aの配向状態が変化する。保持された画像信号がリークするのを防ぐため、画素電極15と共通電極21との間に設けられた液晶容量に対して、容量素子16が電気的に並列接続される。容量素子16は、TFT30と容量線8との間の層に設けられる。
By inputting a scanning signal, the
液晶装置100における配向膜18,22などの構成について、図4を参照して説明する。図4は、図1に示した液晶装置100の表示領域Eにおいて、データ線駆動回路101近傍のシール材60および液晶層50を含む領域の断面である。該断面は、平面的に第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bの斜方蒸着の方向を含み、XY平面と直交する面に沿う。斜方蒸着の方向とは、例えば、平面的に表示領域Eの右上隅と左下隅とを含む方向である。なお、図4では、素子基板10および対向基板20における一部の構成の図示を省略している。
The configuration of the
図4に示すように、素子基板10の配向膜18は、第1蒸着膜18aと、第1蒸着膜18aと液晶層50との間に配置される第2蒸着膜18bを含む。第1蒸着膜18aは、図示しない画素電極15、および画素電極15と同層に設けられた第1周辺電極108および第2周辺電極109を覆って、これらの上方に配置される。
As shown in FIG. 4 , the
対向基板20の配向膜22は、第3蒸着膜22aと、第3蒸着膜22aと液晶層50との間に配置される第4蒸着膜22bを含む。第3蒸着膜22aは、共通電極21を被覆して、共通電極21の-Z方向に配意される。
The
第1蒸着膜18aは、素子基板10の主面に対して、+Z方向からの真空蒸着にて形成される。第1蒸着膜18aは、長軸方向がZ軸に沿う複数のカラムを含む。第3蒸着膜22aは、対向基板20の主面に対して、-Z方向からの真空蒸着にて形成される。第3蒸着膜22aは、長軸方向がZ軸に沿う複数のカラムを含む。第1蒸着膜18aおよび第3蒸着膜22aの形成材料には、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどが採用される。
The first
第2蒸着膜18bは、第1蒸着膜18aの上方を覆って配置される。第2蒸着膜18bの厚さ、つまりZ軸に沿う方向の距離は、第1蒸着膜18aの厚さより薄い。第2蒸着膜18bは、素子基板10の主面に対して、長軸方向が角度θαで交差する複数のカラムを含む。第2蒸着膜18bのカラムの長軸方向は、液晶層50の厚さ方向であるZ軸に沿う方向と角度(90-θα)°で交差する。
The second
第2蒸着膜18bのカラムは、酸化ケイ素の柱状結晶体である。該カラムは真空蒸着法にて形成される。具体的には、角度θαの方向と鋭角を成す方向から、酸化ケイ素を斜方蒸着することにより第2蒸着膜18bのカラムが形成される。
The columns of the second deposited
第4蒸着膜22bは、第3蒸着膜22aの-Z方向を覆って配置される。第4蒸着膜22bの厚さ、つまりZ軸に沿う方向の距離は、第3蒸着膜22aの厚さより薄い。第4蒸着膜22bは、対向基板20の主面に対して、長軸方向が角度θβで交差する複数のカラムを含む。第4蒸着膜22bのカラムの長軸方向は、液晶層50の厚さ方向であるZ軸に沿う方向と角度(90-θβ)°で交差する。
The fourth
第4蒸着膜22bのカラムは、酸化ケイ素の柱状結晶体である。該カラムは真空蒸着法にて形成される。具体的には、角度θβの方向と鋭角を成す方向から、酸化ケイ素を斜方蒸着することにより第4蒸着膜22bのカラムが形成される。なお、角度θβは角度θαと等しい角度であってもよい。
The columns of the fourth deposited
配向膜18,22の構成によれば、第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bの複数のカラムによって、液晶50aを配向させることができる。また、配向膜18,22を乾式プロセスにて形成することができる。
According to the configuration of the
液晶50aのプレチルトの傾斜方向は、例えば、Y軸と成す方位角が45°となるように設定される。プレチルトの傾斜方向は、第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bを斜方蒸着によって形成する際の蒸着方向によって規定される。
The tilt direction of the pretilt of the
液晶装置100では、上述した光Lの入射側および出射側に、図示しない偏光素子を各々配置して用いる。2つの偏光素子は、一方の偏光素子の透過軸または吸収軸がX軸またはY軸と平行となり、2つの偏光素子の透過軸または吸収軸が互いに直交するように、液晶装置100に配置される。
In the
第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bを形成する際の斜方蒸着の蒸着方向は、平面的に、所望する液晶50aのプレチルトの傾斜方向と一致させる。本実施形態では、2つの偏光素子の透過軸または吸収軸に対して、液晶50aのプレチルトの方位角が45°で交差するように、第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bが配置される。これにより、画素電極15と共通電極21との間に駆動電圧を印加して液晶層50を駆動すると、液晶50aがプレチルトの傾斜方向に倒れて、高い透過率が得られる。
The vapor deposition direction of the oblique vapor deposition when forming the second
素子基板10および対向基板20の表面には、シランカップリング剤による表面処理が施されている。具体的には、素子基板10の第2蒸着膜18bおよび対向基板20の第4蒸着膜22bの表面に、シランカップリング剤を用いてオルガノポリシロキサン膜を形成する。
The surfaces of the
シランカップリング剤は、第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bの酸化ケイ素にシラノール基が結合して脱水縮合する。これにより、表面側である液晶層50との界面に疎水基が配向したオルガノポリシロキサン膜が形成される。この表面処理によって、第2蒸着膜18bおよび第4蒸着膜22bの表面は水に対する接触角が大きくなり、液晶装置100の耐光性を向上させることができる。シランカップリング剤による表面処理の方法としては、公知の方法が採用可能である。
The silane coupling agent causes dehydration condensation by binding silanol groups to the silicon oxide of the second
上記表面処理により、液晶層50と面する配向膜18,22の表面において、水に対する接触角を50°以上とする。これにより、液晶50aと配向膜18,22との間の光化学反応が抑制されて、液晶装置100の耐光性を向上させることができる。上記接触角は、好ましくは60°以上90°以下である。上記接触角が60°以上であると、配向膜18,22の撥水性が増大して耐光性をさらに向上させることができる。上記接触角が90°以下であると、不純物イオンの偏在を抑制して表示品位の低下を防止することができる。配向膜18,22の水に対する接触角は、JIS R3257;1999にて測定される。
By the above-mentioned surface treatment, the contact angle to water on the surfaces of the
画素電極15、第1周辺電極108、および第2周辺電極109は、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜を成膜した後、パターニングすることによって形成される。すなわち、第1周辺電極108および第2周辺電極109は遮光性を有しない。そのため、上述した光Lが第1周辺電極108および第2周辺電極109の領域から漏洩するのを抑えるために、素子基板10に遮光層19が配置される。
The
遮光層19は、素子基板10における基板10sの配線層のうち、遮光性を有する金属膜と、同層かつ同様な材料により形成される。遮光層19は、第1周辺電極108および第2周辺電極109に対して、下方にあって、平面的に重なる位置に配置される。なお、遮光層19は省略されてもよい。
The
対向基板20は、遮光性を有する金属膜などで形成された見切り部24を有する。見切り部24は、共通電極21よりも+Z方向に配置される。平面的に、第1周辺電極108は、見切り部24と重なる。詳しくは後述するが、第1周辺電極108には、共通電極21へ印加される共通電極電位に対して、正極性の直流電流が印加される。すると、液晶層50中のイオン性不純物が第1周辺電極108に誘引される。そのため、イオン性不純物が、平面的に液晶装置100の表示に寄与しない見切り部24に移動して、表示不良の発生が抑えられる。
The opposing
なお、図4では、第1周辺電極108は、全領域で見切り部24と平面的に重なるものとしたが、これに限定されない。第1周辺電極108は、平面的に、見切り部24と重なる領域を有していればよい。具体的には、平面的に、見切り部24の外縁、つまりシール材60側の端部は、第1周辺電極108の内縁、つまり図示しない表示領域E側の端部に対して、シール材60に近い位置にあればよい。なお、第1周辺電極108および第2周辺電極109の詳細については後述する。
In addition, in FIG. 4, the first
第1周辺電極108および第2周辺電極109などの構成について、図5を参照して説明する。図5では、図を見易くするために、対向基板20の外縁を破線で示すと共に、液晶装置100の一部の構成の図示を省略している。なお、図5に関する以下の説明は、特に断りが無い限り、平面視した状態を述べるものとする。
The configuration of the first
図5に示すように、第1周辺電極108は表示領域Eを枠状に囲んで配置される。第2周辺電極109は、第1周辺電極108を枠状に囲んで配置される。第2周辺電極109は、対向基板20の外縁に沿って枠状に配置されるシール材60に囲まれる。第1周辺電極108と、第2周辺電極109と、シール材60とは、それぞれ重ならない。なお、第1周辺電極108と第2周辺電極109とが重ならなければよく、第2周辺電極109とシール材60とは重なっていてもよい。
As shown in FIG. 5, the first
第1周辺電極108の幅は、第2周辺電極109の幅よりも短い。ここでいう幅とは、第1周辺電極108および第2周辺電極109と直交して横断する距離である。また、第1周辺電極108および第2周辺電極109における、各々四隅においても、第1周辺電極108の幅は、第2周辺電極109の幅よりも短く形成される。
The width of the first
すなわち、第1周辺電極108の幅は、第2周辺電極109の幅に対して、全周において短く形成される。これにより、第1周辺電極108にイオン性不純物が焼き付く現象の発生を抑えることができる。焼き付き現象が進行すると、表示領域E内へも波及して表示品質を低下させる要因となる。
That is, the width of the first
特に限定されないが、X軸に沿う方向において、図示しない画素電極15の幅が約3μmであり、第1周辺電極108の幅が約300μmであり、第2周辺電極109の幅が約600である。
Although not particularly limited, the width of the pixel electrode 15 (not shown) is about 3 μm, the width of the first
対向基板20の上述した共通電極21は、上下導通部106を介して、素子基板10の複数の外部接続用端子104のうちのいずれかと電気的に接続される。該外部接続用端子104には、共通電極電位が印加される。共通電極電位は、例えば約6.5Vである。
The above-described
これに対して、第1周辺電極108および第2周辺電極109は、上下導通部106と電気的に接続されるものとは別の外部接続用端子104のいずれかと、各々電気的に接続される。これにより、第1周辺電極108には、共通電極21に印加される共通電極電位に対して、正極性の直流電位が印加される。第2周辺電極109には、上記共通電極電位に対して、負極性の直流電位が印加される。第1周辺電極108および第2周辺電極109への直流電位の印加は、液晶装置100の稼働中に常時実施されてもよく、断続的に実施されてもよい。
On the other hand, the first
第1周辺電極108に印加される正極性の直流電位は、共通電極電位を基準とする固定電位であって、+0.5V以上+3.0V以下とする。第2周辺電極109に印加される負極性の直流電位は、共通電極電位を基準とする固定電位であって、-3.0V以上-0.5V以下とする。これによれば、液晶50aにおける電気分解の発生を抑えると共に、イオン性不純物を誘引することができる。なお、第1周辺電極108および第2周辺電極109によるイオン性不純物の誘引作用については後述する。
The positive DC potential applied to the first
外部接続用端子104には、例えば、ドライバー用半導体装置が平面実装されたフレキシブル配線基板が実装される。ドライバー用半導体装置は制御回路を含む。ドライバー用半導体装置は、外部から入力された電源を利用して、共通電極電位、正極性の直流電位、および負極性の直流電位を生成して、外部接続用端子104を介して供給する。なお、正極性の直流電位および負極性の直流電位のいずれかは、外部電源に依存しない内部生成の直流電位であってもよい。
The
第1周辺電極108および第2周辺電極109によるイオン性不純物の誘引作用について、図6を用いて説明する。また、比較例の液晶装置として、周辺電極が1つの構成におけるイオン性不純物の挙動について、図9および図10を参照して説明する。ここで、図6の上図は、図5における線分J-J’を含み、XY平面と直交する断面である。図6の下図は、該上図とX軸に沿う方向の位置を対応させた、イオン性不純物の個数の多少を示すグラフである。図9および図10は、比較例の液晶装置における図6に相当する図である。図6、図9、および図10の上図では、一部の構成の図示を省略すると共に、イオン性不純物を模式的に円形としている。なお、本実施形態では、イオン性不純物としてアニオン性のイオン性不純物を想定している。
The effect of attracting ionic impurities by the first
液晶装置100の稼働時に、第1周辺電極108に正極性の直流電位が印加され、第2周辺電極109に負極性の直流電位が印加されると、画素電極15と第1周辺電極108との間に横電界が発生する。これによって、図6に示すように、液晶層50中のイオン性不純物Imが第1周辺電極108に誘引される。このタイミングT1におけるイオン性不純物Imの分布は、下図のグラフのように、個数のピークが第1周辺電極108の+X方向の端部付近に位置する。
During operation of the
次いで、液晶装置100の稼働が停止されると、直流電位の印加も停止される。直流電位の印加が停止されたタイミングT2では、個数のピークが第1周辺電極108のX軸に沿う方向の中ほどまで移動する。すなわち、イオン性不純物Imは、直流電位が印加されると第1周辺電極108に誘引され、直流電位の印加停止でさらに-X方向に移動する。
Next, when the operation of the
次いで、直流電位の印加が停止されてから十分な時間が経過したタイミングT3では、イオン性不純物Imは、イオン濃度分布拡散により、-X方向の第2周辺電極109へと誘引される。そのため、タイミングT3で、第1周辺電極108にイオン性不純物Imが滞留し難くなり、第1周辺電極108へのイオン性不純物Imの焼き付き現象の発生が抑えられる。また、次に直流電位が印加された際に、画素電極15側にイオン性不純物Imが拡散することが抑えられる。
Next, at timing T3 when a sufficient time has passed after the application of the DC potential is stopped, the ionic impurities Im are attracted to the second
これに対して、以下に述べる2つの比較例の液晶装置では、イオン性不純物Imの誘引が不十分となるか、上述の焼き付き現象が発生し易いという問題が生じる。 On the other hand, in the liquid crystal devices of the two comparative examples described below, the attraction of the ionic impurities Im is insufficient, or the above-described burn-in phenomenon is likely to occur.
図9に示すように、比較例の液晶装置800の素子基板810には、単一の周辺電極808が設けられる。周辺電極808には、液晶装置100の第2周辺電極109と同様に、負極性の直流電位が印加される。
As shown in FIG. 9, a single
液晶装置800の稼働に伴って周辺電極808に直流電位が印加されるタイミングT1では、イオン性不純物Imは周辺電極808と反発して画素電極15の方向へ移動する。このとき、個数のピークは、周辺電極808と、最も-X方向の画素電極15と、の中ほどに位置する。すなわち、イオン性不純物Imは、上述の表示領域Eへ拡散してしまう。
At timing T1 when a DC potential is applied to the
次いで、液晶装置800の稼働が停止されて直流電位の印加が停止されたタイミングT2では、個数のピークが周辺電極808側にやや戻る。そして、直流電位の印加が停止されてから十分な時間が経過したタイミングT3でも、個数のピークは周辺電極808の画素電極寄りにある。そのため、次回の直流電位の印加により、イオン性不純物Imが再び表示領域Eに拡散し易くなる。
Next, at timing T2 when the operation of the
図10に示すように、比較例の液晶装置900の素子基板910には、単一の周辺電極909が設けられる。周辺電極909には、液晶装置100の第1周辺電極108と同様に、正極性の直流電位が印加される。
As shown in FIG. 10, a single
液晶装置900の稼働に伴って周辺電極909に直流電位が印加されるタイミングT1では、イオン性不純物Imは周辺電極909に誘引される。このタイミングT1におけるイオン性不純物Imの分布は、個数のピークが周辺電極909の+X方向の端部近傍に位置する。すなわち、ここまでのイオン性不純物Imの誘引作用は、液晶装置100と同様である。
The ionic impurities Im are attracted to the
次いで、液晶装置900の稼働が停止されて直流電位の印加が停止されたタイミングT2では、個数のピークが+X方向へ移動する。すなわち、液晶装置100ではタイミングT2で個数のピークが-X方向へ移動したのとは逆の挙動となる。そして、直流電位の印加が停止されてから十分な時間が経過したタイミングT3では、個数のピークはさらに若干+X方向へ移動する。しかしながら、タイミングT1からタイミングT3を通して、イオン性不純物Imが周辺電極909近傍に滞留することになる。そのため、周辺電極909にイオン性不純物Imが焼き付き易くなり、焼き付き現象による表示不良が誘発される可能性がある。
Next, at timing T2 when the operation of the
本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
イオン性不純物Imの拡散を従来よりも抑制することができる。詳しくは、正極性の直流電位によって、イオン性不純物Imが第1周辺電極108に引き寄せられて集まる。そして、液晶装置100の稼働が停止されると、第1周辺電極108および第2周辺電極109への直流電位の印加も停止される。すると、第1周辺電極108周辺に集められたイオン性不純物Imが、第2周辺電極109へと移動する。そのため、液晶装置100の稼働と停止を繰り返すことによって、液晶層50の表示領域Eまで拡散したイオン性不純物Imが存在しても、表示領域E外へと排除される。
Diffusion of the ionic impurities Im can be suppressed more than before. Specifically, the ionic impurities Im are attracted to the first
また、液晶層50の表示領域E外にイオン性不純物Imが存在しても、表示領域E内への拡散が抑えられる。さらに、液晶装置100の停止時にイオン性不純物Imが第2周辺電極109へ移動することから、イオン性不純物が第1周辺電極108に吸着される焼き付き現象による表示不良が低減される。すなわち、イオン性不純物Imによる表示不良の発生が抑制される液晶装置100を提供することができる。
Moreover, even if the ionic impurities Im are present outside the display area E of the
2.第2実施形態
本実施形態では、電気光学装置としてTFTを備えたアクティブ駆動型の液晶装置を例示する。本実施形態に係る液晶装置200は、第1実施形態の液晶装置100に対して、第2周辺電極の形状を異ならせたものである。以下の説明では、第1実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用して重複する説明は省略する。
2. Second Embodiment In this embodiment, an active driving liquid crystal device having TFTs is exemplified as an electro-optical device. The
本実施形態の液晶装置200が備える第2周辺電極209の形態について、図7を参照して説明する。図7では、図を見易くするために、対向基板20を省略すると共に、液晶装置200の一部の構成の図示を省略している。なお、図7に関する以下の説明は、特に断りが無い限り、平面視した状態を述べるものとする。
The form of the second
図7に示すように、第1周辺電極108は表示領域Eを枠状に囲んで配置される。第2周辺電極209は、第1周辺電極108を枠状に囲んで配置される。シール材60は、図示しない対向基板20の外縁に沿って枠状に配置される。
As shown in FIG. 7, the first
第2周辺電極209は、シール材60と重なる領域を有する。つまり、第2周辺電極209の外縁209oは、シール材60と重なる位置にある。この点が、第1実施形態の第2周辺電極109と異なる。
The second
第2周辺電極209の幅は、第1周辺電極108の幅よりも長い。ここでいう幅とは、第1周辺電極108および第2周辺電極209と直交して横断する距離である。また、第1周辺電極108および第2周辺電極209における、各々四隅においても、第2周辺電極209の幅は、第1周辺電極108の幅よりも短い。
The width of the second
本実施形態によれば第1実施形態の効果に加え、第2周辺電極209によって、シール材60由来のイオン性不純物の表示領域Eへの拡散をさらに抑制することができる。
According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the second
3.第3実施形態
本実施形態に係る電子機器として投射型表示装置1000を例示する。
3. Third Embodiment A
図8に示すように、投射型表示装置1000は、ランプユニット1001、色分離光学系のダイクロイックミラー1011,1012、3個の液晶装置1B,1G,1R、反射ミラー1111,1112,1113、リレーレンズ1121,1122,1123、色合成光学系のダイクロイックプリズム1130、投射光学系の投射レンズ1140を備える。
As shown in FIG. 8, the projection
ランプユニット1001は、例えば、放電型の光源である。光源の方式はこれに限定されず、発光ダイオード、レーザーなどの固体光源を採用してもよい。
The
ランプユニット1001から出射された光は、ダイクロイックミラー1011,1012によって、各々異なる波長域の3色の色光に分離される。3色の色光とは、略赤色の赤色光R、略緑色の緑色光G、略青色の青色光Bである。
Light emitted from the
ダイクロイックミラー1011は、赤色光Rを透過し、赤色光Rよりも波長が短い、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1011を透過した赤色光Rは、反射ミラー1111で反射し、液晶装置1Rに入射する。ダイクロイックミラー1011で反射した緑色光Gは、ダイクロイックミラー1012で反射した後、液晶装置1Gに入射する。ダイクロイックミラー1011で反射した青色光Bは、ダイクロイックミラー1012を透過して、リレーレンズ系1120へ入射する。
リレーレンズ系1120は、リレーレンズ1121,1122,1123、反射ミラー1112,1113を有する。青色光Bは、緑色光Gや赤色光Rと比べて光路が長いため、光束が大きくなりやすい。そのため、リレーレンズ1122を用いて光束の拡大を抑える。リレーレンズ系1120に入射した青色光Bは、リレーレンズ1121によって収束しつつ反射ミラー1112で反射して、リレーレンズ1122の近傍で収束する。そして、青色光Bは、反射ミラー1113およびリレーレンズ1123を経て、液晶装置1Bに入射する。
The
投射型表示装置1000における、光変調装置である液晶装置1R,1G,1Bには、上記実施形態の電気光学装置としての液晶装置が適用される。上記実施形態の液晶装置は、液晶装置1R,1G,1Bに対して1つ以上に適用されればよく、全てに適用されることがより好ましい。
The
液晶装置1R,1G,1Bのそれぞれは、投射型表示装置1000の上位回路と電気的に接続される。したがって、赤色光R、緑色光G、青色光Bの階調レベルを指定する各画像信号が外部回路から上位回路に供給されて処理されると、液晶装置1R,1G,1Bが駆動されて各色光が変調される。
Each of the
液晶装置1R,1G,1Bで変調された赤色光R、緑色光G、青色光Bは、ダイクロイックプリズム1130に3方向から入射する。ダイクロイックプリズム1130は、入射した赤色光R、緑色光G、青色光Bを合成する。ダイクロイックプリズム1130では、赤色光Rおよび青色光Bが90度に反射し、緑色光Gが透過する。これにより、赤色光R、緑色光G、青色光Bは、カラー画像を表示する表示光として合成されて投射レンズ1140に入射する。
The red light R, green light G, and blue light B modulated by the
投射レンズ1140は、投射型表示装置1000の外側を向いて配置される。表示光は、投射レンズ1140を介して拡大されて出射され、投射対象であるスクリーン1200に投射画像が投射される。
The
本実施形態では、電子機器として投射型表示装置1000を例示したが、これに限定されない。本発明の電気光学装置は、例えば、投射型のHUD(Head-Up Display)、直視型のHMD(Head Mounted Display)、パーソナルコンピューター、デジタルカメラ、液晶テレビなどの電子機器に適用されてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態によれば、液晶層50中のイオン性不純物の拡散が抑制されて、液晶装置1R,1G,1Bにおける表示不良の発生が抑制される。そのため、投射画像の表示品質に優れる投射型表示装置1000を提供することができる。
According to this embodiment, the diffusion of ionic impurities in the
[応用例・変形例]
上述した第1乃至第3実施形態(以下実施形態等という)では、以下のように種々の変形または応用が可能である。
[Application/Modification]
The above-described first to third embodiments (hereinafter referred to as embodiments, etc.) can be modified or applied in various ways as follows.
実施形態等では、画素領域Eを枠状に囲む第1周辺電極108、第2周辺電極109,209として、画素領域Eの4辺を囲んで閉じた口字形状としているが、これに限定されない。例えば、口字形状の電極の1カ所または複数カ所が開いた形状、または、画素領域Eの連続する少なくとも3辺を囲むコ字形状であってもよい。
In the embodiment and the like, the first
10…第1基板としての素子基板、15…画素電極、18…第1配向膜としての配向膜、18a…第1蒸着膜、18b…第2蒸着膜、20…第2基板としての対向基板、21…共通電極、22…第2配向膜としての配向膜、22a…第3蒸着膜、22b…第4蒸着膜、24…見切り部、50…液晶層、50a…液晶、60…シール材、100,200…電気光学装置としての液晶装置、108…第1周辺電極、109,209…第2周辺電極、1B,1G,1R…液晶装置、1000…電子機器としての投射型表示装置、E…画素領域としての表示領域。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
共通電極を有し、シール材を介して前記第1基板と対向配置される第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、液晶を含む液晶層と、を備え、
前記第1基板には、平面視にて、前記画素領域を枠状に囲む第1周辺電極と、前記第1周辺電極を枠状に囲む第2周辺電極と、が設けられ、
前記第1周辺電極には、前記共通電極に印加される共通電極電位に対して、正極性の直流電位が印加され、
前記第2周辺電極には、前記共通電極電位に対して、負極性の直流電位が印加される電気光学装置。 a first substrate having a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged;
a second substrate having a common electrode and arranged to face the first substrate with a sealing material interposed therebetween;
a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate and containing liquid crystal;
The first substrate is provided with a first peripheral electrode that surrounds the pixel region in a frame shape and a second peripheral electrode that surrounds the first peripheral electrode in a frame shape in plan view,
A positive DC potential is applied to the first peripheral electrode with respect to the common electrode potential applied to the common electrode,
An electro-optical device in which a negative DC potential is applied to the second peripheral electrode with respect to the common electrode potential.
前記第1配向膜は、第1蒸着膜と、前記第1蒸着膜と前記液晶層との間に配置される第2蒸着膜と、を含み、
前記第2蒸着膜は、長軸方向が前記液晶層の厚さ方向と交差するカラムを含み、
前記第1蒸着膜の厚さは、前記第2蒸着膜の厚さより厚く、
前記第2基板は、第2配向膜を有し、
前記第2配向膜は、第3蒸着膜と、前記第3蒸着膜と前記液晶層との間に配置される第4蒸着膜と、を含み、
前記第4蒸着膜は、長軸方向が前記液晶層の厚さ方向と交差するカラムを含み、
前記第3蒸着膜の厚さは、前記第4蒸着膜の厚さより厚い、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電気光学装置。 The first substrate has a first alignment film,
the first alignment film includes a first vapor deposition film and a second vapor deposition film disposed between the first vapor deposition film and the liquid crystal layer;
the second deposited film includes a column whose long axis direction intersects the thickness direction of the liquid crystal layer;
The thickness of the first vapor deposition film is thicker than the thickness of the second vapor deposition film,
The second substrate has a second alignment film,
the second alignment film includes a third vapor deposition film and a fourth vapor deposition film disposed between the third vapor deposition film and the liquid crystal layer;
the fourth deposited film includes a column whose long axis direction intersects the thickness direction of the liquid crystal layer;
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein the thickness of the third vapor deposition film is thicker than the thickness of the fourth vapor deposition film.
前記第1配向膜および前記第2配向膜には、表面処理によるオルガノポリシロキサン膜が設けられ、
前記第1配向膜および前記第2配向膜における、前記液晶層と面する表面の水に対する接触角は、50°以上である、請求項4に記載の電気光学装置。 the column of the second deposited film and the column of the fourth deposited film are made of silicon oxide;
The first alignment film and the second alignment film are provided with an organopolysiloxane film by surface treatment,
5. The electro-optical device according to claim 4, wherein a water contact angle of surfaces of said first alignment film and said second alignment film facing said liquid crystal layer is 50[deg.] or more.
前記負極性の直流電位は、-3.0V以上-0.5V以下である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電気光学装置。 The positive DC potential is +0.5 V or more and +3.0 V or less,
7. The electro-optical device according to claim 1, wherein the negative DC potential is -3.0 V or more and -0.5 V or less.
前記第1周辺電極は、平面視にて前記見切り部と重なる領域を有する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電気光学装置。 The second substrate has a parting part,
8. The electro-optical device according to claim 1, wherein the first peripheral electrode has a region that overlaps the parting portion in plan view.
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