JP4165429B2 - 液晶装置、プロジェクタおよび電子機器 - Google Patents
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また、信頼性に優れたプロジェクタおよび電子機器の提供を目的とする。
そして、前記撥水層の表面に、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、透明導電膜の表面に撥水層が形成されているので、透明導電膜に対する水分の付着を防止することが可能になり、光触媒反応によるヒドロキシラジカルの発生を防止することができる。また、撥水層の表面に有機配向膜が形成されているので、ヒドロキシラジカルに起因する配向膜の劣化を防止することができる。
この構成によれば、撥水層に対する有機配向膜の密着性を向上させて、有機配向膜の剥がれによる劣化を防止することができる。
一般に、隣接する膜の表面エネルギ差を小さくすることにより密着性が向上するので、表面エネルギが撥水層より小さく有機配向膜より大きい密着層を形成することにより、撥水層に対する有機配向膜の密着性を向上させることができる。これにより、有機配向膜の剥がれによる劣化を防止することができる。
この構成によれば、別途配向膜を形成する必要がないので、液晶装置の製造コストを低減することができる。また、吸水性が低く酸化されにくい撥水層によって配向膜を構成することにより、配向膜の劣化を防止することができる。
構造的に安定したPTFEによって撥水層を形成すれば、長期間にわたって透明導電膜に対する水分の付着を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。特に、PTFEによって形成された撥水層を配向膜として機能させれば、長期間にわたって配向膜の劣化を防止することができる。
プロジェクタの光変調手段には光源から照射された強い光が入射するが、上述した液晶装置は配向膜の劣化を防止することができるので、長期間にわたって液晶装置を光変調手段として機能させることができる。したがって、信頼性に優れたプロジェクタを提供することができる。
この構成によれば、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
最初に、本発明の第1実施形態に係る液晶装置につき、図1ないし図4を用いて説明する。図4に示すように、第1実施形態に係る液晶装置60は、一対の基板10A,20Aにより液晶層50が挟持され、その液晶層50に電界を印加する電極9,21の表面に、撥水層80,90が形成されているものである。なお本実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFTという)素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置を例にして説明する。
図1は、液晶装置の等価回路図である。透過型液晶装置の画像表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極9が形成されている。また、その画素電極9の側方には、当該画素電極9への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子30が形成されている。このTFT素子30のソースには、データ線6aが電気的に接続されている。その各データ線6aには、画像信号S1、S2、…、Snが供給されるようになっている。なお画像信号S1、S2、…、Snは、各データ線6aに対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給してもよい。
図2は、液晶装置の平面構造の説明図である。本実施形態の液晶装置では、TFTアレイ基板上に、矩形状の画素電極9(破線9aによりその輪郭を示す)がマトリクス状に配列形成されている。また、画素電極9の縦横の境界に沿って、データ線6a、走査線3aおよび容量線3bが設けられている。本実施形態では、各画素電極9の形成された領域がドット領域であり、マトリクス状に配置されたドット領域ごとに表示を行うことができるようになっている。
図3は、液晶装置の断面構造の説明図であり、図2のA−A’線における側面断面図である。図3に示すように、本実施形態の液晶装置60は、TFTアレイ基板10と、これに対向配置された対向基板20と、これらの間に挟持された液晶層50とを主体として構成されている。TFTアレイ基板10は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体10A、およびその内側に形成されたTFT素子30や画素電極9、配向膜16などを主体として構成されている。一方の対向基板20は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体20A、およびその内側に形成された共通電極21や配向膜22などを主体として構成されている。
図4は、本実施形態に係る液晶装置の説明図である。なお図4は、図3に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするためTFT素子等の記載が省略されている。
図4に示すように、本実施形態に係る液晶装置60では、ITO等の透明導電性材料からなる画素電極9および共通電極21の表面を覆うように、それぞれ撥水層80,90が形成されている。そして、これら撥水層80,90の表面に、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜16,22がそれぞれ形成されている。これらの撥水層80,90は、フッ素系高分子等の撥水性を有する材料により、10〜100nm程度の厚さに形成されている。
液晶装置では、配向膜16,22や液晶層50等の内部に含まれていた水分や、外部からシール剤を透過して侵入した水分が、透明電極9,21に付着する場合がある。この状態で、ITOの吸収波長である350nm近傍の光が透明電極9,21に入射すると、光触媒反応によりヒドロキシラジカルが発生する。このヒドロキシラジカルにより、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜16,22が分解されるおそれがある。そして配向膜16,22が分解されると、液晶分子の配向規制が不能になり、画像光を形成することができなくなる。
なお、透明電極の表面に形成された撥水性を有しない材料層の表面を撥水処理する代わりに、透明電極の表面を直接に撥水処理してもよい。この場合でも、透明電極に対する水分の付着を防止することが可能になり、配向膜の劣化を防止することができる。そして、いずれの場合も液晶装置の信頼性を向上させることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る液晶装置につき、図5を用いて説明する。
図5は、本実施形態に係る液晶装置の説明図である。なお図5は、図3に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするためTFT素子等の記載が省略されている。
図5に示すように、第2実施形態に係る液晶装置は、撥水層80,90と配向膜16,22との間に密着層82,92が設けられている点で、第1実施形態の液晶装置と異なっている。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
これに加えて、第2実施形態では、撥水層80,90と配向膜16,22との間に密着層82,92を形成する構成とした。一般に、隣接する膜の表面エネルギ差を小さくすることにより密着性が向上するので、表面エネルギが撥水層80,90より小さく配向膜16,22より大きい密着層を形成することにより、撥水層80,90と配向膜16,22との密着性を向上させることが可能になる。これにより、第1実施形態のように撥水層80,90の表面に直接配向膜16,22を形成する場合と比べて、配向膜の剥がれによる劣化を防止することができる。
次に、本発明の第3実施形態に係る液晶装置につき、図6を用いて説明する。
図6は、本実施形態に係る液晶装置の説明図である。なお図6は、図3に示す断面構造の概略図であり、理解を容易にするためTFT素子等の記載が省略されている。
図6に示すように、第3実施形態に係る液晶装置は、撥水層80,90が配向膜として機能し、別途配向膜を設けていない点で、第1実施形態の液晶装置と異なっている。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
これに加えて、第3実施形態では、撥水層80,90を配向膜として機能させる構成としたので、別途配向膜を形成する必要がない。したがって、液晶装置の製造コストを低減することができる。特に、吸水性が低く酸化されにくい撥水層80,90によって配向膜を構成することにより、配向膜の劣化を防止することができる。特に、構造的に安定したPTFEによって撥水層を形成すれば、長期間にわたって配向膜の劣化を抑制することが可能になる。したがって、液晶装置の信頼性を向上させることができる。一例を挙げれば、撥水層を形成しない従来の液晶装置と比べて、液晶装置の信頼性(表示品質が低下するまでの時間)を2.5倍程度に向上させることができる。
次に、本発明の電子機器の具体例である投射型表示装置につき、図7を用いて説明する。図7は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。この投射型表示装置は、上述した各実施形態に係る液晶装置を、光変調手段として備えたものである。
図8は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。この図に示す携帯電話1300は、上記各実施形態の液晶装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。
上記各実施形態の液晶装置は、携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれにおいても信頼性が高く表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
Claims (5)
- 一対の基板により液晶層が挟持された液晶装置であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され前記液晶層に電界を印加する透明導電膜の表面に、撥水層が形成され、
前記撥水層の表面に、親水処理が施され、さらに前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜が形成されていることを特徴とする液晶装置。 - 一対の基板により液晶層が挟持された液晶装置であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され前記液晶層に電界を印加する透明導電膜の表面に、撥水層が形成され、
前記撥水層の上層側に、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜が形成され、
前記撥水層と、前記液晶層の液晶分子を配向させる有機配向膜との間に、表面エネルギが前記撥水層より小さく前記有機配向膜より大きい密着層が形成されていることを特徴とする液晶装置。 - 前記撥水層は、PTFEからなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液晶装置を光変調手段として採用したことを特徴とするプロジェクタ。
- 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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