JP3903702B2 - 液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置 - Google Patents
液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3903702B2 JP3903702B2 JP2000248525A JP2000248525A JP3903702B2 JP 3903702 B2 JP3903702 B2 JP 3903702B2 JP 2000248525 A JP2000248525 A JP 2000248525A JP 2000248525 A JP2000248525 A JP 2000248525A JP 3903702 B2 JP3903702 B2 JP 3903702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- alignment film
- substrate
- light
- pixel electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツイストネマチック液晶を用いた光変調部のコントラストを向上させるようにした液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
プロジェクターに用いられる液晶パネルは、透過率が高く、コントラスト比が比較的高いＴＮ（ツイストネマチック）液晶が用いられる。駆動デバイスとしては、光リーク特性が高く、高精細表示が可能な高温ポリシリコンＴＦＴが主流である。
【０００４】
このような液晶パネルの特性は、Δｎ（屈折率異方性）に大きな影響を受け、液晶の閾値電圧はセルギャップとΔε（誘電率異方性）、及び液晶の弾性定数によって決定される。一般的に、ノーマリホワイトＴＮ液晶のコントラストは、電圧印加量が高いほど良好となる。
【０００５】
しかしながら、素子の耐圧性、或いは供給回路の信号電圧の制限から、液晶に印加される実効電圧は、約４．０Ｖ前後である。ノーマリホワイトのＴＦＴ液晶のコントラストは、電圧印加量が高いほど良好となるが、実使用では約４．０Ｖ前後に電圧制限されることから、コントラスト不足が発生していた。
【０００６】
また、プロジェクタでは、光が液晶パネルに対して直角（法線方向）に進行する成分を強くするように配光分布を設定している。このような配光分布のピークに対してコントラストピークを一致させることが、コントラストの向上に極めて有効である。ところが、電圧印加量が４．０Ｖ前後である場合には、コントラストピークは法線方向からずれてしまう。このため、液晶パネルをプロジェクターのライトバルブに使用した場合には、配光分布のピークとコントラストピークのずれによってコントラスト低下が発生する。
【０００７】
ところで、液晶装置では、液晶に対する直流電圧の印加によって、例えば、液晶成分の分解、液晶セル中に発生した不純物による汚染、表示画像の焼き付き等の液晶の劣化が生じる。そこで、一般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を例えば画像信号における１フレームや１フィールド等の一定周期で反転させる反転駆動が行われる。
【０００８】
画像表示領域を構成する全画素電極の駆動電圧の極性を単純に一定周期で反転させる（即ち、いわゆるビデオ反転駆動方式）と、特に画素数が多い場合に、一定周期のフリッカやクロストークが発生してしまう。そこで、一定周期のフリッカやクロストークの発生を防止するために、例えば一定周期で、駆動電圧の極性を、画素電極の行毎に反転させる１Ｈ反転駆動方式や画素電極の列毎に反転させる１Ｓ反転駆動方式等のライン反転駆動方式が開発されている。更に、一定周期で駆動電圧の極性を、ドット毎（即ち、行毎且つ列毎）に反転させるドット反転駆動方式も開発されている。
【０００９】
しかしながら、ライン反転駆動方式の場合には、極性が相異なる電圧が印加される列方向又は行方向において、同一基板上の相隣接する画素電極間で電界（以下、横電界という）が生じてしまう。また、ドット反転駆動方式の場合には、極性が相異なる電圧が印加させる行方向及び列方向に相隣接する画素電極間で横電界が生じる。
【００１０】
相隣接する画素電極間で横電界が生じると、画素電極と対向電極との間で発生する電界（以下、縦電界という）で液晶の配向状態を制御する液晶装置においては、液晶の配向不良が発生してしまう。
【００１１】
このような液晶の配向不良が生じると、配向不良個所の光抜けによってコントラスト比が低下してしまう。また、配向不良個所を隠すために、全領域中の表示に寄与する光が出力される領域の面積の比率（以下、開口率という）が低下し、表示画像が暗くなってしまうという問題点があった。相隣接する画素電極間の距離に概ね反比例して横電界の強さは強くなる。特に、近年の表示画像の高精細化によって相隣接する画素電極間の距離が短くなってきており、横電界に起因する配向不良によりコントラスト比及びブライトネスの低下が著しい。
【００１２】
なお、特開平１０−２２１７１５号公報においては、高精細化によって相隣接する画素電極間の距離が短くなった液晶表示装置のリバースチルトを防止するようにしたものが提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した従来の液晶装置においては、液晶に印加される実効電圧が素子の耐圧性、或いは供給回路の信号電圧の制限から十分でなく、コントラスト不足が生じるという問題点があった。また、液晶の反転駆動等によって生じる横電界によって、配向不良が発生し、コントラスト比が低下してしまうという問題点もあった。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、液晶に印加される実効電圧が低い場合でも、充分なコントラスト比を得ることができる液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、液晶の反転駆動等によって生じる横電界の影響を低減して配向不良を抑制すると共に、コントラスト比を向上させることができる液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する第１の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、前記液晶層と前記第２の基板との間に位置する第２の配向膜と、を有し、前記第１の基板と前記第１の配向膜との間に、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線とが交差する箇所に応じてマトリクス状に形成される複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに接続される複数の画素電極と、が形成され、前記第２の基板と前記第２の配向膜との間に対向電極が形成され、前記液晶層が、ツイスト角が９１〜９６度の範囲内であるツイストネマチック液晶を含み、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に位置する前記液晶層がライン反転駆動によって制御され、前記第１の配向膜が前記ライン反転駆動によって極性が反転するラインに対し９０度で交差する方向にラビング処理され、前記第２の配向膜が前記第１の配向膜の配向方向に対し８４〜８９度の角度でラビング処理されることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、電圧を印加したときの透過率を低下させ、コントラストを向上させるために、液晶分子のツイスト角を９１〜９６度の範囲に設定することができる。さらに、液晶装置をライン反転駆動させるときに、極性の異なるライン間で発生する横電界の影響を抑えることができる。すなわち、横電界の影響を低減しつつ、液晶分子のツイスト角を９１〜９６度の範囲におさめることができる。
【００１８】
上記の液晶装置において、前記液晶層における前記ツイストネマチック液晶のツイスト角が９１〜９６度の範囲内である。
【００１９】
このような構成によれば、コントラストピークが充分なレベルで中心に位置しやすく、良好なコントラストが得られる。
【００２０】
また、上記の液晶装置において、前記複数の画素電極及び前記対向電極が、前記ツイストネマチック液晶に対して３〜５Ｖの実効電圧を印加するものであることが好ましい。
【００２１】
また、上記の液晶装置において、前記第２の配向膜が前記第１の配向膜の配向方向に対しラビング処理される角度が８６〜８８度の範囲内であることが好ましい。
【００２２】
また、上記の液晶装置において、前記ツイストネマチック液晶の誘電率異方性が正であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係る投射型表示装置は、光源と、上記いずれかに記載の液晶装置と、前記液晶装置を用いて入射光を画像信号に基づいて変調する光変調手段と、前記光源からの光を前記光変調手段に導く導光光学系と、前記光変調手段によって光変調された画像光を拡大投射する拡大投射光学系とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する第１の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、前記液晶層と前記第２の基板との間に位置する第２の配向膜と、を有し、前記第１の基板と前記第１の配向膜との間に、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線とが交差する箇所に応じてマトリクス状に形成される複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに接続される複数の画素電極と、が形成され、前記第２の基板と前記第２の配向膜との間に対向電極が形成され、前記液晶層が、ツイスト角が９１〜９６度の範囲内であるツイストネマチック液晶を含み、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に位置する前記液晶層がライン反転駆動によって制御される液晶装置の製造方法であって、前記第１の配向膜を前記ライン反転駆動によって極性が反転するラインに対し９０度で交差する方向にラビング処理する工程と、前記第２の配向膜を前記第１の配向膜の配向方向に対し８４〜８９度の角度でラビング処理する工程と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との間に前記液晶層を配置する工程と、を含むことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置を示す説明図である。図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。
【００３９】
本実施の形態は光の旋光性を利用したツイストネマチックモードの液晶パネルに適用したものであり、ツイスト角を９０度よりも大きく設定することによって、また、液晶に印加する実効電圧とツイスト角との関係を最適化することによって、横電界に拘わらず、コントラスト比を向上させるようにしたものである。
【００４０】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【００４１】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００４２】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００４３】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。そして画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間だけ保持される。この蓄積容量７０によって、保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００４４】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００４５】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４を介してデータ線６ａが積層され、データ線６ａはコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第２層間絶縁膜７を介して画素電極９ａが積層され、画素電極９ａはコンタクトホール８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。
【００４６】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。
【００４７】
また、半導体層にはドレイン領域１ｅから延びる蓄積容量電極１ｆが形成されている。蓄積容量電極１ｆは、誘電体膜である絶縁膜２を介して容量線３ｂが対向配置され、これにより蓄積容量７０を構成している。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、ラビング処理されている。
【００４８】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、ラビング処理されている。
【００４９】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画層電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００５０】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての第２遮光膜４２が設けられている。第２遮光膜４２は例えば第１遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５１】
第２遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の中央の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙に液晶５０を注入するための液晶注入口７８を形成する。液晶注入口７８より液晶が注入された後、封止材７９で封止される。
【００５２】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５３】
走査線駆動回路６３及びデータ線駆動回路６１は、画素電極９ａを１Ｈ反転駆動又は１Ｓ反転駆動を行うライン反転駆動方式で駆動するようになっている。そして、本実施の形態においては、素子基板１０のラビング方向をライン反転駆動方式の極性反転ラインと交差する方向（１Ｈ反転駆動ではデータ線方向、１Ｓ反転駆動では走査線方向）に設定すると共に、対向基板２０のラビング方向を素子基板１０のラビング方向に対してラビング角が８４°〜８９°になるように設定するようになっている。
【００５４】
即ち、図１に示すように、第２ｎラインの各画素電極９ａと第（２ｎ＋１）ラインの画素電極９ａとは相互に異なる極性で各々のラインが反転して駆動されている。図１の＋は正極性で駆動されていることを示し、−は負極性で駆動されていることを示している。つまり、図１の例は１Ｈ反転駆動方式を示している。
【００５５】
そして、素子基板１０の配向膜１６は、極性反転ラインと交差する方向にラビング処理されている。これに対し、対向基板２０は、液晶のツイスト角が９１°〜９６°の範囲内になるように、即ち、ラビング角が８４°〜８９°となるようにラビング処理が施されている。
【００５６】
また、データ線６ａには、液晶５０のツイスト角に応じた実効電圧を液晶５０に印加することができるようになっている。例えば、データ線駆動回路６１は、ノーマリホワイトＴＮ液晶を全黒とする為の液晶５０に印加する実効電圧が３〜５．０Ｖの範囲内の値となるように設定する。そして、ツイスト角（ラビング角）と実効電圧とは、関連付けられて設定されるようになっている。なお、図示していないが、データ線６ａに接続したプリチャージ回路を用いて実効電圧を設定してもよい。
【００５７】
次に、このように構成された実施の形態の作用について図６及び図７を参照して説明する。図６はパネル組み立て工程を示すフローチャートである。図７は横軸に電圧をとり縦軸に透過率をとって、ツイスト角毎の電圧−透過率特性を示すグラフである。
【００５８】
先ず、図６を参照してパネル組み立て工程について説明する。ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０とは、別々に製造される。ステップＳ1 ，Ｓ6 で夫々用意された素子基板１０及び対向基板２０に対して、次のステップＳ2 ，Ｓ7 では、配向膜１６，２２となるポリイミド（ＰＩ）を塗布する。次に、ステップＳ3 ，Ｓ8 において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対して、ラビング処理を施す。本実施の形態においては、素子基板１０と対向基板２０とのラビング処理は、ツイスト角９１°〜９６°の範囲内で、ノーマリホワイトＴＮ液晶を全黒とする為の液晶５０に印加する実効電圧に応じたツイスト角が得られるように、ラビング角が設定される。また、素子基板１０のラビング方向はライン反転駆動の極性反転方向と交差する方向に設定される。次に、ステップＳ4 ，Ｓ9 において、素子基板１０，対向基板２０表面に対して、水洗によるラビング後洗浄を行い、異物を除去する。
【００５９】
ラビング後洗浄が終了すると、ステップＳ5 において、シール材４１（図３参照）を形成する。次いで、ステップＳ10で、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、ステップＳ11でアライメントを施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後に、ステップＳ12において、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００６０】
ところで、ドット反転では横電界が画素４隅みで発生するので、上下左右方向の横電界の影響を受けてしまう。このため、本実施の形態ではライン反転駆動を採用する。ライン反転駆動の場合には、横電界は上下のライン間に発生する。ノートパソコン等に使用される液晶パネル等においては、視野角特性の明視方向を使用環境と一致させるために、ラビング方向は、極性反転方向に対して４５度の角度に設定される。この場合には、横電界が生じると、液晶分子はチルト方向の回動と、ラビング方向の回動について横電界の影響を受けてしまう。
【００６１】
この理由から、本実施の形態においては、ラビング方向を極性反転ラインと交差する方向に一致させることによって、横電界の影響をチルト方向の回動（リバースチルト）のみに限定するようにしている。これにより、ＴＦＴ基板表面近傍で発生する横電界に対する液晶分子の応答を極力低減することができる。
【００６２】
図７は電圧−透過率特性を示している。透過率の差が大きいほどコントラスト比が高いことを示す。図７の特性Ａ乃至特性Ｆは、夫々ツイスト角が８６°、８８°、９０°、９２°、９４°又は９６°の例である。
【００６３】
図７に示すように、透過率０．１〜１００％の間は、同一の透過率を得るための実効電圧は、ツイスト角が大きくなるほど、低くなる。即ち、実効電圧が低い場合には、ツイスト角を大きくした方が透過率の点から有利である。
【００６４】
また、例えば液晶に印加する実効電圧が４Ｖである場合には、ツイスト角が８６°〜９４°の範囲では、透過率はツイスト角が大きくなるに従って小さくなり、コントラスト比が高い。ツイスト角が９６°の系列では、透過率が逆に大きくなっている（悪化する）。ただし、例えば実効電圧が３．５Ｖの場合は、ツイスト角が９６°の系列では一番小さくコントラスト比が高い。
【００６５】
即ち、図７では、現在採用されているツイスト角９０°に対して、ツイスト角を９１°〜９６°程度まで増加、例えば、実効電圧が４Ｖではツイスト角を９２°〜９４°に設定することによって、全黒時の透過率を低下させてコントラスト比を高くすることができることが分かる。
【００６６】
この理由から、本実施の形態においては、ツイスト角を９０°よりも大きく、例えば、９１°〜９６°の範囲内にするように、ラビング角を調整する。この場合において、ラビング角の調整を素子基板１０側で行うと、横電界の影響を受けるので、ラビング角の調整は対向基板２０側で行う。即ち、素子基板１０側のラビング方向は、上述したように、同極性反転ラインと交差する方向に設定し、対向基板２０側のラビング方向をツイスト角が例えば９１°〜９６°の範囲内になるように設定する。即ち、対向基板２０側の配向膜２２のラビング方向は、ラビング角が９０°よりも小さい角、例えば、８４°〜８９°の範囲内になるようにラビング処理を施す。
【００６７】
このように、本実施の形態においては、素子基板１０側の配向膜１６に施すラビング処理では、ラビング方向を極性反転ラインと交差する方向に一致させているので、横電界の影響を抑制することができる。そして、素子基板１０側のラビング方向に対して、対向基板側のラビング角を例えば９０°よりも小さい例えば８４°，８５°〜８９°の範囲に設定しているので、ツイスト角は、９０°よりも大きい例えば９１°〜９６°にすることができ、実効電圧が４Ｖ程度であれば９１°〜９５°、実効電圧が３．５Ｖ程度であれば９１°〜９６°と低い場合でも、従来技術より高いコントラスト比を得ることができる。
【００６８】
なお、ツイスト角を約９６°以上に設定すると、リバースツイストドメインが発生することがあること、また液晶の応答が遅くなりことから、最適なツイスト角の範囲は、約９１°〜９６°の範囲内であるものと考えられる。
【００６９】
（実施例１）
第１の実施の形態によって製造した対角０．７型ＳＶＧＡ液晶パネルについて、コントラスト比を測定した結果を図８に示す。図８は横軸にツイスト角をとり縦軸にコントラスト比をとって、ツイスト角とコントラストとの関係を示すグラフである。ツイスト角を従来のツイストネマチック液晶に採用されている９０°よりも大きい角度、図８の例では９６°までの角度に設定することによって、コントラスト比が向上している。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図９乃至図１１は本発明の第２の実施の形態を説明するためのグラフである。図９乃至図１１は横軸に特定の面内での法線方向からの仰角をとり縦軸にコントラスト比をとって、最適なコントラスト比を得る実効電圧とツイスト角の関係を示すグラフである。図９は実効電圧が（１−５）Ｖの例を示し、図１０は実効電圧が（１−４）Ｖの例を示し、図１１は実効電圧が（１−３．５）Ｖの例を示している。液晶パネルの素子基板のラビング方向（紙面の上方向）を９０°とし、各図中において実線のグラフはＡ−Ａ’面内（１３５−３１５°）の視野角特性を示し、点線のグラフはＢ−Ｂ’面内（４５°−２２５°）、いわゆる明視方向の視野角特性を示している。
【００７１】
第２の実施の形態においては、液晶に印加する実効電圧についても考慮するようになっている。上述したように、設計上最適な電圧印加量は、略セルギャップとΔεによって決定される。ノーマリホワイトＴＮ液晶の全黒時に液晶に印加される実効電圧が４Ｖ程度である場合には、従来の技術ではコントラストピークが視野角特性が中心からずれてしまう。プロジェクタでは、光の配光分布近辺、即ち、液晶パネルの法線方向にコントラストピークを設定することによってコントラスト比を向上させることができる。このため、実効電圧が４Ｖ程度では、コントラストが低下してしまう。
【００７２】
第１の実施の形態において、実効電圧が４Ｖであっても、ツイスト角を９０°よりも大きくすることで、コントラスト比を向上させた。しかし、プロジェクタでは、単にコントラスト比の絶対値が高いだけでなく、視野角特性のピークが中心に位置すること、即ち、コントラストピークを液晶パネルの法線方向に設定することによっても、コントラストを向上させることができる。プロジェクタでは、視野角の広さを考慮する必要はない。
【００７３】
この視野角特性は、ツイスト角だけでなく実効電圧によっても影響を受ける。この理由から、第２の実施の形態においては、ツイスト角と実効電圧、及び視野角特性を関連づけて調整するようになっている。
【００７４】
図９乃至図１１はツイスト角及び実効電圧を変化させた場合の視野角特性（コントラスト比）を測定した結果を示している。
【００７５】
図９に示すように、実効電圧が（１−５）Ｖの場合には、特に、ツイスト角９２°でコントラストピークが中心で且つ充分な絶対値である良好なコントラストが得られることが分かる。即ち、この場合には、ラビング角を８８°に設定すればよい。
【００７６】
図１０に示すように、実効電圧が（１−４）Ｖの場合には、コントラストピークが中心に位置し、且つコントラストの値が比較的高い良好なコントラストは、ツイスト角９２°及び９４°で得られることが分かる。即ち、この場合には、ラビング角８８°〜８６°に設定すればよい。
【００７７】
また、図１１に示すように、実効電圧が（１−３．５）Ｖの場合には、良好なコントラストは、ツイスト角９６°で得られることが分かる。即ち、この場合には、ラビング角を８４°に設定すればよい。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、液晶への電圧印加量とツイスト角（ラビング角）とを適宜設定することによって、最適なコントラストを得ることができる。
【００７９】
（第３の実施の形態）
図１２は本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図である。本実施の形態は第１の実施の形態の液晶パネルを用いた投射型表示装置を示している。
【００８０】
図１２において、光源１１０は、メタルハライド等のランプ１１１とランプ１１１の光を反射するリフレクタ１１２とによって構成される。光源１１０からの出射光路上に、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１１３及び反射ミラー１１７が配設される。ダイクロイックミラー１１３は、光源１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。反射ミラー１１７は、ダイクロイックミラー１１３を透過した赤色光を反射する。
【００８１】
ダイクロイックミラー１１３の反射光の光路上には、緑色光反射のダイクロイックミラー１１４及び反射ミラー１１５が配設され、ダイクロイックミラー１１４は、入射光のうち緑色光を反射し、青色光を透過させる。反射ミラー１１５はダイクロイックミラー１１４の透過光を反射する。反射ミラー１１５の反射光の光路上には反射ミラー１１６が配設されており、反射ミラー１１６は、反射ミラー１１５の反射光（青色光）を更に反射する。
【００８２】
反射ミラー１１７，ダイクロイックミラー１１４及び反射ミラー１１６の出射光路上には、夫々液晶光変調装置である液晶パネル１２２，１２３，１２４が配設されている。液晶パネル１２２乃至１２４には、夫々赤色光、緑色光又は青色光が入射し、液晶パネル１２２乃至１２４は、夫々Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に応じて、入射光を光変調し、各Ｒ，Ｇ，Ｂの画像光をダイクロイックプリズム１２５に出射する。
【００８３】
ダイクロイックプリズム１２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされて構成され、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青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。ダイクロイックプリズム１２５は、これらの誘電体多層膜によって、３つのＲ，Ｇ，Ｂ色光を合成して、カラー画像の画像光を出射する。
【００８４】
ダイクロイックプリズム１２５の出射光路上には投射光学系を構成する投射レンズ１２６が配設されており、投射レンズ１２６は、合成された画像光をスクリーン２７上に投射する。こうして、スクリーン１２７には、拡大された画像が表示される。
【００８５】
このように構成された実施の形態においては、液晶パネル１２２，１２３，１２４のツイスト角及び実効電圧が第１の実施の形態と同様に設定されているので、極めて良好なコントラスト比が得られる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶に印加される実効電圧が設計電圧より低い場合でも、充分なコントラスト比を得ることができると共に、液晶の反転駆動等によって生じる横電界の影響を低減して配向不良を抑制すると共に、コントラスト比を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置を示す説明図。
【図２】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】パネル組み立て工程を示すフローチャート。
【図７】横軸に電圧をとり縦軸に透過率をとって、ツイスト角毎の電圧−透過率特性を示すグラフ。
【図８】第１の実施の形態によって製造した液晶パネルについて、コントラスト比を測定した結果を示すグラフ。
【図９】第２の実施の形態を説明するためのグラフ。
【図１０】第２の実施の形態を説明するためのグラフ。
【図１１】第２の実施の形態を説明するためのグラフ。
【図１２】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
３ａ…走査線
６ａ…データ線
９ａ…画素電極
３０…ＴＦＴ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツイストネマチック液晶を用いた光変調部のコントラストを向上させるようにした液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
プロジェクターに用いられる液晶パネルは、透過率が高く、コントラスト比が比較的高いＴＮ（ツイストネマチック）液晶が用いられる。駆動デバイスとしては、光リーク特性が高く、高精細表示が可能な高温ポリシリコンＴＦＴが主流である。
【０００４】
このような液晶パネルの特性は、Δｎ（屈折率異方性）に大きな影響を受け、液晶の閾値電圧はセルギャップとΔε（誘電率異方性）、及び液晶の弾性定数によって決定される。一般的に、ノーマリホワイトＴＮ液晶のコントラストは、電圧印加量が高いほど良好となる。
【０００５】
しかしながら、素子の耐圧性、或いは供給回路の信号電圧の制限から、液晶に印加される実効電圧は、約４．０Ｖ前後である。ノーマリホワイトのＴＦＴ液晶のコントラストは、電圧印加量が高いほど良好となるが、実使用では約４．０Ｖ前後に電圧制限されることから、コントラスト不足が発生していた。
【０００６】
また、プロジェクタでは、光が液晶パネルに対して直角（法線方向）に進行する成分を強くするように配光分布を設定している。このような配光分布のピークに対してコントラストピークを一致させることが、コントラストの向上に極めて有効である。ところが、電圧印加量が４．０Ｖ前後である場合には、コントラストピークは法線方向からずれてしまう。このため、液晶パネルをプロジェクターのライトバルブに使用した場合には、配光分布のピークとコントラストピークのずれによってコントラスト低下が発生する。
【０００７】
ところで、液晶装置では、液晶に対する直流電圧の印加によって、例えば、液晶成分の分解、液晶セル中に発生した不純物による汚染、表示画像の焼き付き等の液晶の劣化が生じる。そこで、一般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を例えば画像信号における１フレームや１フィールド等の一定周期で反転させる反転駆動が行われる。
【０００８】
画像表示領域を構成する全画素電極の駆動電圧の極性を単純に一定周期で反転させる（即ち、いわゆるビデオ反転駆動方式）と、特に画素数が多い場合に、一定周期のフリッカやクロストークが発生してしまう。そこで、一定周期のフリッカやクロストークの発生を防止するために、例えば一定周期で、駆動電圧の極性を、画素電極の行毎に反転させる１Ｈ反転駆動方式や画素電極の列毎に反転させる１Ｓ反転駆動方式等のライン反転駆動方式が開発されている。更に、一定周期で駆動電圧の極性を、ドット毎（即ち、行毎且つ列毎）に反転させるドット反転駆動方式も開発されている。
【０００９】
しかしながら、ライン反転駆動方式の場合には、極性が相異なる電圧が印加される列方向又は行方向において、同一基板上の相隣接する画素電極間で電界（以下、横電界という）が生じてしまう。また、ドット反転駆動方式の場合には、極性が相異なる電圧が印加させる行方向及び列方向に相隣接する画素電極間で横電界が生じる。
【００１０】
相隣接する画素電極間で横電界が生じると、画素電極と対向電極との間で発生する電界（以下、縦電界という）で液晶の配向状態を制御する液晶装置においては、液晶の配向不良が発生してしまう。
【００１１】
このような液晶の配向不良が生じると、配向不良個所の光抜けによってコントラスト比が低下してしまう。また、配向不良個所を隠すために、全領域中の表示に寄与する光が出力される領域の面積の比率（以下、開口率という）が低下し、表示画像が暗くなってしまうという問題点があった。相隣接する画素電極間の距離に概ね反比例して横電界の強さは強くなる。特に、近年の表示画像の高精細化によって相隣接する画素電極間の距離が短くなってきており、横電界に起因する配向不良によりコントラスト比及びブライトネスの低下が著しい。
【００１２】
なお、特開平１０−２２１７１５号公報においては、高精細化によって相隣接する画素電極間の距離が短くなった液晶表示装置のリバースチルトを防止するようにしたものが提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した従来の液晶装置においては、液晶に印加される実効電圧が素子の耐圧性、或いは供給回路の信号電圧の制限から十分でなく、コントラスト不足が生じるという問題点があった。また、液晶の反転駆動等によって生じる横電界によって、配向不良が発生し、コントラスト比が低下してしまうという問題点もあった。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、液晶に印加される実効電圧が低い場合でも、充分なコントラスト比を得ることができる液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、液晶の反転駆動等によって生じる横電界の影響を低減して配向不良を抑制すると共に、コントラスト比を向上させることができる液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する第１の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、前記液晶層と前記第２の基板との間に位置する第２の配向膜と、を有し、前記第１の基板と前記第１の配向膜との間に、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線とが交差する箇所に応じてマトリクス状に形成される複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに接続される複数の画素電極と、が形成され、前記第２の基板と前記第２の配向膜との間に対向電極が形成され、前記液晶層が、ツイスト角が９１〜９６度の範囲内であるツイストネマチック液晶を含み、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に位置する前記液晶層がライン反転駆動によって制御され、前記第１の配向膜が前記ライン反転駆動によって極性が反転するラインに対し９０度で交差する方向にラビング処理され、前記第２の配向膜が前記第１の配向膜の配向方向に対し８４〜８９度の角度でラビング処理されることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、電圧を印加したときの透過率を低下させ、コントラストを向上させるために、液晶分子のツイスト角を９１〜９６度の範囲に設定することができる。さらに、液晶装置をライン反転駆動させるときに、極性の異なるライン間で発生する横電界の影響を抑えることができる。すなわち、横電界の影響を低減しつつ、液晶分子のツイスト角を９１〜９６度の範囲におさめることができる。
【００１８】
上記の液晶装置において、前記液晶層における前記ツイストネマチック液晶のツイスト角が９１〜９６度の範囲内である。
【００１９】
このような構成によれば、コントラストピークが充分なレベルで中心に位置しやすく、良好なコントラストが得られる。
【００２０】
また、上記の液晶装置において、前記複数の画素電極及び前記対向電極が、前記ツイストネマチック液晶に対して３〜５Ｖの実効電圧を印加するものであることが好ましい。
【００２１】
また、上記の液晶装置において、前記第２の配向膜が前記第１の配向膜の配向方向に対しラビング処理される角度が８６〜８８度の範囲内であることが好ましい。
【００２２】
また、上記の液晶装置において、前記ツイストネマチック液晶の誘電率異方性が正であることが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係る投射型表示装置は、光源と、上記いずれかに記載の液晶装置と、前記液晶装置を用いて入射光を画像信号に基づいて変調する光変調手段と、前記光源からの光を前記光変調手段に導く導光光学系と、前記光変調手段によって光変調された画像光を拡大投射する拡大投射光学系とを具備したことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する第１の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、前記液晶層と前記第２の基板との間に位置する第２の配向膜と、を有し、前記第１の基板と前記第１の配向膜との間に、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線とが交差する箇所に応じてマトリクス状に形成される複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに接続される複数の画素電極と、が形成され、前記第２の基板と前記第２の配向膜との間に対向電極が形成され、前記液晶層が、ツイスト角が９１〜９６度の範囲内であるツイストネマチック液晶を含み、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に位置する前記液晶層がライン反転駆動によって制御される液晶装置の製造方法であって、前記第１の配向膜を前記ライン反転駆動によって極性が反転するラインに対し９０度で交差する方向にラビング処理する工程と、前記第２の配向膜を前記第１の配向膜の配向方向に対し８４〜８９度の角度でラビング処理する工程と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との間に前記液晶層を配置する工程と、を含むことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置を示す説明図である。図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。
【００３９】
本実施の形態は光の旋光性を利用したツイストネマチックモードの液晶パネルに適用したものであり、ツイスト角を９０度よりも大きく設定することによって、また、液晶に印加する実効電圧とツイスト角との関係を最適化することによって、横電界に拘わらず、コントラスト比を向上させるようにしたものである。
【００４０】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【００４１】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００４２】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００４３】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。そして画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間だけ保持される。この蓄積容量７０によって、保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００４４】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００４５】
ガラスや石英等の素子基板１０には、ＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。ＴＦＴ３０上には第１層間絶縁膜４を介してデータ線６ａが積層され、データ線６ａはコンタクトホール５を介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第２層間絶縁膜７を介して画素電極９ａが積層され、画素電極９ａはコンタクトホール８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。
【００４６】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。
【００４７】
また、半導体層にはドレイン領域１ｅから延びる蓄積容量電極１ｆが形成されている。蓄積容量電極１ｆは、誘電体膜である絶縁膜２を介して容量線３ｂが対向配置され、これにより蓄積容量７０を構成している。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、ラビング処理されている。
【００４８】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、ラビング処理されている。
【００４９】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画層電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００５０】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての第２遮光膜４２が設けられている。第２遮光膜４２は例えば第１遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５１】
第２遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の中央の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙に液晶５０を注入するための液晶注入口７８を形成する。液晶注入口７８より液晶が注入された後、封止材７９で封止される。
【００５２】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５３】
走査線駆動回路６３及びデータ線駆動回路６１は、画素電極９ａを１Ｈ反転駆動又は１Ｓ反転駆動を行うライン反転駆動方式で駆動するようになっている。そして、本実施の形態においては、素子基板１０のラビング方向をライン反転駆動方式の極性反転ラインと交差する方向（１Ｈ反転駆動ではデータ線方向、１Ｓ反転駆動では走査線方向）に設定すると共に、対向基板２０のラビング方向を素子基板１０のラビング方向に対してラビング角が８４°〜８９°になるように設定するようになっている。
【００５４】
即ち、図１に示すように、第２ｎラインの各画素電極９ａと第（２ｎ＋１）ラインの画素電極９ａとは相互に異なる極性で各々のラインが反転して駆動されている。図１の＋は正極性で駆動されていることを示し、−は負極性で駆動されていることを示している。つまり、図１の例は１Ｈ反転駆動方式を示している。
【００５５】
そして、素子基板１０の配向膜１６は、極性反転ラインと交差する方向にラビング処理されている。これに対し、対向基板２０は、液晶のツイスト角が９１°〜９６°の範囲内になるように、即ち、ラビング角が８４°〜８９°となるようにラビング処理が施されている。
【００５６】
また、データ線６ａには、液晶５０のツイスト角に応じた実効電圧を液晶５０に印加することができるようになっている。例えば、データ線駆動回路６１は、ノーマリホワイトＴＮ液晶を全黒とする為の液晶５０に印加する実効電圧が３〜５．０Ｖの範囲内の値となるように設定する。そして、ツイスト角（ラビング角）と実効電圧とは、関連付けられて設定されるようになっている。なお、図示していないが、データ線６ａに接続したプリチャージ回路を用いて実効電圧を設定してもよい。
【００５７】
次に、このように構成された実施の形態の作用について図６及び図７を参照して説明する。図６はパネル組み立て工程を示すフローチャートである。図７は横軸に電圧をとり縦軸に透過率をとって、ツイスト角毎の電圧−透過率特性を示すグラフである。
【００５８】
先ず、図６を参照してパネル組み立て工程について説明する。ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０とは、別々に製造される。ステップＳ1 ，Ｓ6 で夫々用意された素子基板１０及び対向基板２０に対して、次のステップＳ2 ，Ｓ7 では、配向膜１６，２２となるポリイミド（ＰＩ）を塗布する。次に、ステップＳ3 ，Ｓ8 において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対して、ラビング処理を施す。本実施の形態においては、素子基板１０と対向基板２０とのラビング処理は、ツイスト角９１°〜９６°の範囲内で、ノーマリホワイトＴＮ液晶を全黒とする為の液晶５０に印加する実効電圧に応じたツイスト角が得られるように、ラビング角が設定される。また、素子基板１０のラビング方向はライン反転駆動の極性反転方向と交差する方向に設定される。次に、ステップＳ4 ，Ｓ9 において、素子基板１０，対向基板２０表面に対して、水洗によるラビング後洗浄を行い、異物を除去する。
【００５９】
ラビング後洗浄が終了すると、ステップＳ5 において、シール材４１（図３参照）を形成する。次いで、ステップＳ10で、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、ステップＳ11でアライメントを施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後に、ステップＳ12において、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００６０】
ところで、ドット反転では横電界が画素４隅みで発生するので、上下左右方向の横電界の影響を受けてしまう。このため、本実施の形態ではライン反転駆動を採用する。ライン反転駆動の場合には、横電界は上下のライン間に発生する。ノートパソコン等に使用される液晶パネル等においては、視野角特性の明視方向を使用環境と一致させるために、ラビング方向は、極性反転方向に対して４５度の角度に設定される。この場合には、横電界が生じると、液晶分子はチルト方向の回動と、ラビング方向の回動について横電界の影響を受けてしまう。
【００６１】
この理由から、本実施の形態においては、ラビング方向を極性反転ラインと交差する方向に一致させることによって、横電界の影響をチルト方向の回動（リバースチルト）のみに限定するようにしている。これにより、ＴＦＴ基板表面近傍で発生する横電界に対する液晶分子の応答を極力低減することができる。
【００６２】
図７は電圧−透過率特性を示している。透過率の差が大きいほどコントラスト比が高いことを示す。図７の特性Ａ乃至特性Ｆは、夫々ツイスト角が８６°、８８°、９０°、９２°、９４°又は９６°の例である。
【００６３】
図７に示すように、透過率０．１〜１００％の間は、同一の透過率を得るための実効電圧は、ツイスト角が大きくなるほど、低くなる。即ち、実効電圧が低い場合には、ツイスト角を大きくした方が透過率の点から有利である。
【００６４】
また、例えば液晶に印加する実効電圧が４Ｖである場合には、ツイスト角が８６°〜９４°の範囲では、透過率はツイスト角が大きくなるに従って小さくなり、コントラスト比が高い。ツイスト角が９６°の系列では、透過率が逆に大きくなっている（悪化する）。ただし、例えば実効電圧が３．５Ｖの場合は、ツイスト角が９６°の系列では一番小さくコントラスト比が高い。
【００６５】
即ち、図７では、現在採用されているツイスト角９０°に対して、ツイスト角を９１°〜９６°程度まで増加、例えば、実効電圧が４Ｖではツイスト角を９２°〜９４°に設定することによって、全黒時の透過率を低下させてコントラスト比を高くすることができることが分かる。
【００６６】
この理由から、本実施の形態においては、ツイスト角を９０°よりも大きく、例えば、９１°〜９６°の範囲内にするように、ラビング角を調整する。この場合において、ラビング角の調整を素子基板１０側で行うと、横電界の影響を受けるので、ラビング角の調整は対向基板２０側で行う。即ち、素子基板１０側のラビング方向は、上述したように、同極性反転ラインと交差する方向に設定し、対向基板２０側のラビング方向をツイスト角が例えば９１°〜９６°の範囲内になるように設定する。即ち、対向基板２０側の配向膜２２のラビング方向は、ラビング角が９０°よりも小さい角、例えば、８４°〜８９°の範囲内になるようにラビング処理を施す。
【００６７】
このように、本実施の形態においては、素子基板１０側の配向膜１６に施すラビング処理では、ラビング方向を極性反転ラインと交差する方向に一致させているので、横電界の影響を抑制することができる。そして、素子基板１０側のラビング方向に対して、対向基板側のラビング角を例えば９０°よりも小さい例えば８４°，８５°〜８９°の範囲に設定しているので、ツイスト角は、９０°よりも大きい例えば９１°〜９６°にすることができ、実効電圧が４Ｖ程度であれば９１°〜９５°、実効電圧が３．５Ｖ程度であれば９１°〜９６°と低い場合でも、従来技術より高いコントラスト比を得ることができる。
【００６８】
なお、ツイスト角を約９６°以上に設定すると、リバースツイストドメインが発生することがあること、また液晶の応答が遅くなりことから、最適なツイスト角の範囲は、約９１°〜９６°の範囲内であるものと考えられる。
【００６９】
（実施例１）
第１の実施の形態によって製造した対角０．７型ＳＶＧＡ液晶パネルについて、コントラスト比を測定した結果を図８に示す。図８は横軸にツイスト角をとり縦軸にコントラスト比をとって、ツイスト角とコントラストとの関係を示すグラフである。ツイスト角を従来のツイストネマチック液晶に採用されている９０°よりも大きい角度、図８の例では９６°までの角度に設定することによって、コントラスト比が向上している。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図９乃至図１１は本発明の第２の実施の形態を説明するためのグラフである。図９乃至図１１は横軸に特定の面内での法線方向からの仰角をとり縦軸にコントラスト比をとって、最適なコントラスト比を得る実効電圧とツイスト角の関係を示すグラフである。図９は実効電圧が（１−５）Ｖの例を示し、図１０は実効電圧が（１−４）Ｖの例を示し、図１１は実効電圧が（１−３．５）Ｖの例を示している。液晶パネルの素子基板のラビング方向（紙面の上方向）を９０°とし、各図中において実線のグラフはＡ−Ａ’面内（１３５−３１５°）の視野角特性を示し、点線のグラフはＢ−Ｂ’面内（４５°−２２５°）、いわゆる明視方向の視野角特性を示している。
【００７１】
第２の実施の形態においては、液晶に印加する実効電圧についても考慮するようになっている。上述したように、設計上最適な電圧印加量は、略セルギャップとΔεによって決定される。ノーマリホワイトＴＮ液晶の全黒時に液晶に印加される実効電圧が４Ｖ程度である場合には、従来の技術ではコントラストピークが視野角特性が中心からずれてしまう。プロジェクタでは、光の配光分布近辺、即ち、液晶パネルの法線方向にコントラストピークを設定することによってコントラスト比を向上させることができる。このため、実効電圧が４Ｖ程度では、コントラストが低下してしまう。
【００７２】
第１の実施の形態において、実効電圧が４Ｖであっても、ツイスト角を９０°よりも大きくすることで、コントラスト比を向上させた。しかし、プロジェクタでは、単にコントラスト比の絶対値が高いだけでなく、視野角特性のピークが中心に位置すること、即ち、コントラストピークを液晶パネルの法線方向に設定することによっても、コントラストを向上させることができる。プロジェクタでは、視野角の広さを考慮する必要はない。
【００７３】
この視野角特性は、ツイスト角だけでなく実効電圧によっても影響を受ける。この理由から、第２の実施の形態においては、ツイスト角と実効電圧、及び視野角特性を関連づけて調整するようになっている。
【００７４】
図９乃至図１１はツイスト角及び実効電圧を変化させた場合の視野角特性（コントラスト比）を測定した結果を示している。
【００７５】
図９に示すように、実効電圧が（１−５）Ｖの場合には、特に、ツイスト角９２°でコントラストピークが中心で且つ充分な絶対値である良好なコントラストが得られることが分かる。即ち、この場合には、ラビング角を８８°に設定すればよい。
【００７６】
図１０に示すように、実効電圧が（１−４）Ｖの場合には、コントラストピークが中心に位置し、且つコントラストの値が比較的高い良好なコントラストは、ツイスト角９２°及び９４°で得られることが分かる。即ち、この場合には、ラビング角８８°〜８６°に設定すればよい。
【００７７】
また、図１１に示すように、実効電圧が（１−３．５）Ｖの場合には、良好なコントラストは、ツイスト角９６°で得られることが分かる。即ち、この場合には、ラビング角を８４°に設定すればよい。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、液晶への電圧印加量とツイスト角（ラビング角）とを適宜設定することによって、最適なコントラストを得ることができる。
【００７９】
（第３の実施の形態）
図１２は本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図である。本実施の形態は第１の実施の形態の液晶パネルを用いた投射型表示装置を示している。
【００８０】
図１２において、光源１１０は、メタルハライド等のランプ１１１とランプ１１１の光を反射するリフレクタ１１２とによって構成される。光源１１０からの出射光路上に、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１１３及び反射ミラー１１７が配設される。ダイクロイックミラー１１３は、光源１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。反射ミラー１１７は、ダイクロイックミラー１１３を透過した赤色光を反射する。
【００８１】
ダイクロイックミラー１１３の反射光の光路上には、緑色光反射のダイクロイックミラー１１４及び反射ミラー１１５が配設され、ダイクロイックミラー１１４は、入射光のうち緑色光を反射し、青色光を透過させる。反射ミラー１１５はダイクロイックミラー１１４の透過光を反射する。反射ミラー１１５の反射光の光路上には反射ミラー１１６が配設されており、反射ミラー１１６は、反射ミラー１１５の反射光（青色光）を更に反射する。
【００８２】
反射ミラー１１７，ダイクロイックミラー１１４及び反射ミラー１１６の出射光路上には、夫々液晶光変調装置である液晶パネル１２２，１２３，１２４が配設されている。液晶パネル１２２乃至１２４には、夫々赤色光、緑色光又は青色光が入射し、液晶パネル１２２乃至１２４は、夫々Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に応じて、入射光を光変調し、各Ｒ，Ｇ，Ｂの画像光をダイクロイックプリズム１２５に出射する。
【００８３】
ダイクロイックプリズム１２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされて構成され、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青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。ダイクロイックプリズム１２５は、これらの誘電体多層膜によって、３つのＲ，Ｇ，Ｂ色光を合成して、カラー画像の画像光を出射する。
【００８４】
ダイクロイックプリズム１２５の出射光路上には投射光学系を構成する投射レンズ１２６が配設されており、投射レンズ１２６は、合成された画像光をスクリーン２７上に投射する。こうして、スクリーン１２７には、拡大された画像が表示される。
【００８５】
このように構成された実施の形態においては、液晶パネル１２２，１２３，１２４のツイスト角及び実効電圧が第１の実施の形態と同様に設定されているので、極めて良好なコントラスト比が得られる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶に印加される実効電圧が設計電圧より低い場合でも、充分なコントラスト比を得ることができると共に、液晶の反転駆動等によって生じる横電界の影響を低減して配向不良を抑制すると共に、コントラスト比を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置を示す説明図。
【図２】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】パネル組み立て工程を示すフローチャート。
【図７】横軸に電圧をとり縦軸に透過率をとって、ツイスト角毎の電圧−透過率特性を示すグラフ。
【図８】第１の実施の形態によって製造した液晶パネルについて、コントラスト比を測定した結果を示すグラフ。
【図９】第２の実施の形態を説明するためのグラフ。
【図１０】第２の実施の形態を説明するためのグラフ。
【図１１】第２の実施の形態を説明するためのグラフ。
【図１２】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
３ａ…走査線
６ａ…データ線
９ａ…画素電極
３０…ＴＦＴ
Claims (6)
- 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する第１の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、前記液晶層と前記第２の基板との間に位置する第２の配向膜と、を有し、前記第１の基板と前記第１の配向膜との間に、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線とが交差する箇所に応じてマトリクス状に形成される複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに接続される複数の画素電極と、が形成され、前記第２の基板と前記第２の配向膜との間に対向電極が形成され、前記液晶層が、ツイスト角が９１〜９６度の範囲内であるツイストネマチック液晶を含み、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に位置する前記液晶層がライン反転駆動によって制御され、前記第１の配向膜が前記ライン反転駆動によって極性が反転するラインに対し９０度で交差する方向にラビング処理され、前記第２の配向膜が前記第１の配向膜の配向方向に対し８４〜８９度の角度でラビング処理されることを特徴とする液晶装置。
- 請求項１において、前記複数の画素電極及び前記対向電極が、前記ツイストネマチック液晶に対して３〜５Ｖの実効電圧を印加するものである、液晶装置。
- 請求項１または２において、前記第２の配向膜が前記第１の配向膜の配向方向に対しラビング処理される角度が８６〜８８度の範囲内である、液晶装置。
- 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記ツイストネマチック液晶の誘電率異方性が正である、液晶装置。
- 光源と、請求項１ないし４のいずれかに記載の液晶装置と、前記液晶装置を用いて入射光を画像信号に基づいて変調する光変調手段と、前記光源からの光を前記光変調手段に導く導光光学系と、前記光変調手段によって光変調された画像光を拡大投射する拡大投射光学系とを具備したことを特徴とする投射型表示装置。
- 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する第１の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の基板との間に位置する液晶層と、前記液晶層と前記第２の基板との間に位置する第２の配向膜と、を有し、前記第１の基板と前記第１の配向膜との間に、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記複数のデータ線と前記複数の走査線とが交差する箇所に応じてマトリクス状に形成される複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタに接続される複数の画素電極と、が形成され、前記第２の基板と前記第２の配向膜との間に対向電極が形成され、前記液晶層が、ツイスト角が９１〜９６度の範囲内であるツイストネマチック液晶を含み、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に位置する前記液晶層がライン反転駆動によって制御される液晶装置の製造方法であって、前記第１の配向膜を前記ライン反転駆動によって極性が反転するラインに対し９０度で交差する方向にラビング処理する工程と、前記第２の配向膜を前記第１の配向膜の配向方向に対し８４〜８９度の角度でラビング処理する工程と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との間に前記液晶層を配置する工程と、を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248525A JP3903702B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248525A JP3903702B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002062536A JP2002062536A (ja) | 2002-02-28 |
| JP2002062536A5 JP2002062536A5 (ja) | 2004-12-24 |
| JP3903702B2 true JP3903702B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=18738416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000248525A Expired - Fee Related JP3903702B2 (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3903702B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202330943U (zh) * | 2011-07-28 | 2012-07-11 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶显示面板 |
| JP2016184098A (ja) | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
| JP2016184097A (ja) | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
-
2000
- 2000-08-18 JP JP2000248525A patent/JP3903702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002062536A (ja) | 2002-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070188689A1 (en) | Electro-optical device, panel for electro-optical device, method of manufacturing electro-optical device, and electronic apparatus | |
| JP3365233B2 (ja) | 液晶パネル及び投射型表示装置 | |
| JP3763728B2 (ja) | 電気光学装置及びプロジェクタ | |
| US20070216837A1 (en) | Electro-optical device and electronic apparatus | |
| JP4085369B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2001222027A (ja) | 電気光学装置および投射型表示装置 | |
| JP4386025B2 (ja) | 液晶装置およびプロジェクタ | |
| US10762861B2 (en) | Liquid crystal device, method for driving liquid crystal device, and electronic apparatus | |
| JP2979458B2 (ja) | マトリックス型液晶表示装置 | |
| US7362388B2 (en) | Liquid crystal display device, and optical block | |
| JP3644447B2 (ja) | 液晶パネル及び投射型表示装置 | |
| JP2005173544A (ja) | 液晶装置及び電子機器 | |
| JP3903702B2 (ja) | 液晶装置及びその製造方法並びに投射型表示装置 | |
| JP2007187720A (ja) | 液晶装置、電子機器 | |
| JP3982137B2 (ja) | 電気光学装置および投射型表示装置 | |
| JP2018180428A (ja) | 液晶装置、電子機器 | |
| JP2002296597A (ja) | 液晶装置及び電子機器 | |
| JP4604988B2 (ja) | 液晶装置の製造方法 | |
| JP3835089B2 (ja) | 投射型カラー表示装置 | |
| JP7415725B2 (ja) | 液晶装置、及び電子機器 | |
| JP4560990B2 (ja) | 液晶装置およびこれを用いた投射型表示装置、電子機器 | |
| JP2001194672A (ja) | 液晶装置及びこれを備えた投射型表示装置 | |
| JP2012047781A (ja) | 電気光学装置および電子機器 | |
| JP2001255562A (ja) | 液晶装置、投射型表示装置及び電子機器 | |
| JP2005099466A (ja) | 液晶装置及び電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040116 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040116 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060602 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060811 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061219 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070101 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3903702 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140119 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |