JP2001042334A - 液晶装置及び投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを抑えつつ、光に対する配向膜の
劣化を抑えることができる液晶装置及び投射型表示装置
を提供すること。 【解決手段】 ３板方式からなる投射型表示装置にあっ
て、少なくとも青色を光変調する液晶装置９６１Ｂに光
波長３８０〜５００ｎｍにおける吸光度が０．０３以下
となる脂肪族ポリアミドと芳香族ポリイミドから成る配
向膜１６及び２２が形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置及び投射
型表示装置の技術分野に属し、特に、光に対する劣化を
抑えた配向膜を有する液晶装置及び当該液晶装置を備え
た投射型表示装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタ等の投射型表示装置で
は、光源から出射される光を赤、緑、青に分離し、各色
光を液晶装置により構成される３つのライトバルブによ
り変調し、変調された後の色光束を再合して投射面に拡
大投射している。そして、液晶プロジェクタ等にライト
バルブとしては、一般に薄膜トランジスタ（以下適宜、
ＴＦＴと称する）駆動によるアクティブマトリクス駆動
方式の液晶装置が用いられる。

【０００３】このような液晶装置では、液晶を配向させ
るための配向膜が表面に形成されたＴＦＴアレイ基板と
同様の配向膜が形成された対向基板とが液晶層を介在さ
せつつ対向配置され、光源から出射される光が例えば対
向基板、液晶層、ＴＦＴアレイ基板の順番で通過してい
くようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の小型化に伴い、
そのライトバルブとして用いられる液晶装置も小型化さ
れ、その一方で光源から出射される光の強度が強くな
り、該液晶装置を通過する各色光の強度が相当強力にな
っている。

【０００５】しかしながら、ＴＦＴアレイ基板や対向基
板の表面に形成される配向膜は、一般にはポリイミドを
主材料として用いられていることから、上記のように通
過する光の強度が強くなると、配向膜が劣化し、製品寿
命が低下する、という課題がある。

【０００６】そのため、例えば配向膜をポリイミドに代
えてＳｉＯを主材料とすることが考えられるが、このよ
うなＳｉＯを主材料とする配向膜は工程処理能力の問題
から製造コストが高くなる、という課題がある。特に、
カラー液晶プロジェクタ等の投射型表示装置では、例え
ば３台の液晶装置を必要とすることから、液晶装置の製
造コストが高くなると、それだけ製品価格に与える影響
が大である。

【０００７】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、製造コストを抑えつつ、光に対する配向膜の
劣化を抑えることができる液晶装置及び投射型表示装置
を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、対向配置された一対の基板間に液晶が挟
持された液晶装置であって、前記一対の基板の少なくと
も一方の基板の液晶層側の面に、３８０ｎｍ〜５００ｎ
ｍの波長域において吸光度０．０３以下の配向膜が形成
されていることを特徴とする本発明のこのような構成に
よれば、液晶装置に入射する可視光とＵＶカット、及び
ＵＶ吸収フィルター等で除去できなかった漏れ光に対し
て、配向膜が吸収する度合いが相当弱くなり、配向膜の
光に対する劣化を抑えることができる。当然、紫外線に
より配向膜が劣化することも防止することができる。

【０００９】例えば、従来の配向膜に用いられる材料は
良好な電圧保持率を得る為、一般にポリイミドが用いら
れ、均一な液晶配向性を得る為、膜厚を３００〜２００
０オングストローム程度で形成される。従来の配向膜で
の３８０〜４５０ｎｍでの吸光度は、０．０５以上であ
った。光に対する劣化を抑えるためにはポリイミドの有
機結合を高めることが有効であると考え、ポリイミドの
芳香族濃度を高くしようとする傾向にあったが、これで
は吸光度を増大させ、光に対する劣化を抑えることがで
きなかった。これに対して、本発明は、光に対する配向
膜の劣化を抑えるためには配向膜の光吸収を弱めればよ
いという本発明者等の見識に基づくものであり、上記の
如く３８０ｎｍ〜５００ｎｍの波長域において吸光度を
低くなるように液晶配向材料を調整することで配向膜の
光に対する劣化を抑えたものである。そして、このよう
にして調整された配向膜を用いることによりＳｉＯを主
材料とする配向膜と比し製造コストの低減を図ることが
できる。

【００１０】このような構成によれば、３８０ｎｍ〜５
００ｎｍの波長域での吸光度が０．０３前後からそれ以
下になるに従い、製品要求特性に対応する５００（時間
／加速係数）以上の製品寿命を得ることができる。

【００１１】本発明は、対向配置された一対の基板間に
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の液晶層側の面に向かって脂肪
族ポリアミドと芳香族ポリイミドとを積層して形成され
た配向膜を有することを特徴とする。

【００１２】本発明のこの構成によれば、電子共役系の
少ない脂肪族ポリアミドを使用することで、吸光度を上
記に述べた所望とする０．０３以下にすることを可能と
し、配向膜に要求される表示の焼き付き、残像に影響す
る電気特性を調整することが可能となる。また、液晶層
側に配向均一性に影響する芳香族ポリイミドを積層する
ことにより製品として要求される液晶配向均一性をが得
ることができる。脂肪族ポリイミドに積層する芳香族ポ
リイミドは５〜１００ｎｍで液晶を均一に配向でき、配
向膜全体として吸光度０．０３以下が可能となる。

【００１３】本発明は、対向配置された一対の基板間に
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の液晶層側の面に無機材料を斜
方蒸着して形成された配向膜を有することを特徴とす
る。

【００１４】本発明のこの構成によれば、無機材料を斜
方蒸着して配向膜を形成することにより、ポリイミド等
の有機膜に比較して劣化を防止することができ、配向膜
の寿命を考慮した最適な液晶装置を提供することができ
る。

【００１５】本発明は、前記配向膜はシリコン酸化膜か
らなることが好ましい。本発明のこの構成によれば、上
記で説明したように液晶の寿命を延ばすために最適であ
る。

【００１６】本発明は、上記の液晶装置を用いた投射型
表示装置であって、光源と、前記光源から出射された光
を前記液晶装置に導く集光光学系と、当該液晶装置で光
変調した光を拡大投射する拡大投射光学系とを有するこ
とを特徴とする。

【００１７】本発明のかかる構成によれば、光源から光
による配向膜の劣化を抑えることができ、最適な投射型
表示装置を提供することができる。

【００１８】本発明は、光源と、前記光源からの光を複
数の色光に分離する色分離手段と、前記色分離手段によ
り分離された複数の色光を変調する複数の光変調手段
と、前記複数の光変調手段により変調された色光を合成
する色合成手段と、前記色合成手段により合成された光
を投射する投射レンズとを備える投射型表示装置であっ
て、少なくとも１つの前記光変調手段が、対向配置され
た一対の基板間に液晶が挟持され、第１の材料を含有す
る配向膜が前記一対の基板の少なくとも一方の基板の液
晶側の面に形成された第１の液晶装置を備え、少なくと
も１つの他の前記光変調手段が、対向配置された基板間
に液晶を保持し、前記第１の材料とは異なる第２の材料
を含有する配向膜が各基板の液晶を保持する面に形成さ
れた第２の液晶装置を備えたことを特徴とする。

【００１９】本発明のこのような構成によれば、複数の
液晶装置を必要とする投射型表示装置にあって、液晶装
置における配向膜の製造コストと配向膜の寿命とを考慮
に入れた最適なユニット構成とすることができる。例え
ば、色分離手段により分離された複数の色光のうち青色
の色光は赤色や緑色等の他の色光と比べてポリイミドの
配向膜を劣化させる傾向にある。これは、青色の色光に
は本来の波長の光の他に３８０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長
に成分が含まれており、この成分がポリイミドの配向膜
を劣化させると考えられる。一方、従来のポリイミドの
配向膜に代えてＳｉＯ等の無機材料を配向膜に用いる
と、工程処理能力の問題から製造コストが高くなる。そ
こで、青色の色光に対する液晶装置については、ＳｉＯ
等の無機材料を配向膜に用いて青色の色光による配向膜
の劣化を防止し、赤色や緑色等の他の色光についてはポ
リイミドの配向膜を用いて製造コストの低減を図ること
で、配向膜の製造コストと配向膜の寿命とを考慮に入れ
た最適なユニット構成の投射型表示装置を実現できる。

【００２０】従って、本発明では、前記第１の材料が無
機材料であり、前記第１の材料を含有する配向膜の表面
には斜方蒸着が施されていることが好ましく、更に前記
第１の材料がＳｉＯであることが好ましい。他の観点か
らみると、本発明では、前記第１の材料が３８０〜５０
０ｎｍの波長域に対して吸光度０．０３以下となる材料
からなることが好ましい。また、前記第１の液晶装置を
備える光変調手段が、前記色分離手段により分離された
複数の色光のうち青色の色光を変調することが好まし
い。

【００２１】また、上述したように従来の配向膜に変え
て各基板の液晶を保持する面に向かって、脂肪族ポリア
ミドと芳香族ポリイミドを積層した配向膜が形成されて
いる液晶装置も光に対する配向膜の劣化を防止できる。
従来の配向膜の対し、焼き付き、残像に影響する部分を
脂肪族ポリイミドで調整し、配向に寄与する部分を芳香
族ポリイミドにて薄膜で調整することにより、共役結
合、分子間相互作用を低下させ、吸光度を０．０３以下
にシフトすることが可能となる。従って、本発明では青
色光成分の吸収がなくなり、かかる構成の液晶装置も上
記の第１の液晶装置として用いることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】（液晶装置の一実施形態の構成及び作用）
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶装置の画像形成
領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素に
おける各種素子、配線等の等価回路である。図２は、デ
ータ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦ
Ｔアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であ
り、図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。尚、図３に
おいては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大
きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめて
ある。

【００２４】図１において、本実施の形態による液晶装
置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された
複数の画素は、マトリクス状に複数形成された画素電極
９ａと画素電極９aを制御するためのＴＦＴ３０からな
り、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３
０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに
書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線
順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ
線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにして
も良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気
的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａ
にパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順
に線順次で印加するように構成されている。画素電極９
ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されてお
り、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけ
そのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供
給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミ
ングで書き込む。画素電極９ａを介して液晶に書き込ま
れた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対
向基板（後述する）に形成された対向電極（後述する）
との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧
レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することによ
り、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホ
ワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光
がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラッ
クモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこ
の液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶装置から
は画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐため
に、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容
量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば、画素電極
９ａの電圧は、データ線に電圧が印加された時間よりも
３桁も長い時間だけ蓄積容量７０により保持される。こ
れにより、保持特性は更に改善され、コントラスト比の
高い液晶装置が実現できる。また、このような蓄積容量
７０を形成するために、導電性の遮光膜を利用して低抵
抗化された容量線３ｂが設けられている。

【００２５】図２において、液晶装置のＴＦＴアレイ基
板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａ
（点線部９ａ’により輪郭が示されている）が設けられ
ており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ
線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。
データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリ
コン膜等の半導体層１ａのうち後述のソース領域に電気
的接続されており、画素電極９ａは、コンタクトホール
８を介して半導体層１ａのうち後述のドレイン領域に電
気的接続されている。また、半導体層１ａのうちチャネ
ル領域（図中右下りの斜線の領域）に対向するように走
査線３ａが配置されており、走査線３ａはゲート電極と
して機能する。

【００２６】容量線３ｂは、走査線３ａに沿ってほぼ直
線状に伸びる本線部（即ち、平面的に見て、走査線３ａ
に沿って形成された第1領域）と、データ線６ａと交差
する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中、上向
き）に突出した突出部（即ち、平面的に見て、データ線
６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。

【００２７】そして、図中右上がりの斜線で示した領域
には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。より
具体的には、第１遮光膜１１ａは夫々、画素部において
半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴをＴＦＴアレ
イ基板の側から見て覆う位置に設けられており、更に、
容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線
状に伸びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所から
データ線６ａに沿って隣接する段側（即ち、図中下向
き）に突出した突出部とを有する。第１遮光膜１１ａの
各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、デー
タ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向きの
突出部の先端と重ねられている。この重なった箇所に
は、第1遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に電気的接
続するコンタクトホール１３が設けられている。

【００２８】次に図３の断面図に示すように、液晶装置
は、透明な一方の基板の一例を構成するＴＦＴアレイ基
板１０と、これに対向配置される透明な他方の基板の一
例を構成する対向基板２０とを備えている。ＴＦＴアレ
イ基板１０は、例えば石英基板からなり、対向基板２０
は、例えばガラス基板や石英基板からなる。ＴＦＴアレ
イ基板１０には、画素電極９ａが設けられており、その
上側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された
配向膜１６が設けられている。画素電極９ａは例えば、
ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）などの
透明導電性薄膜からなる。また配向膜１６については後
で詳述する。

【００２９】他方、対向基板２０には、その全面に渡っ
て対向電極（共通電極）２１が設けられており、その下
側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配
向膜２２が設けられている。対向電極２１は例えば、Ｉ
ＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。また配向膜２２
については後で詳述する。

【００３０】ＴＦＴアレイ基板１０には、図３に示すよ
うに、各画素電極９ａに隣接する位置に、各画素電極９
ａをスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３
０が設けられている。

【００３１】対向基板２０には、更に図３に示すよう
に、各画素部の開口領域以外の領域に第２遮光膜２３が
設けられている。このため、対向基板２０の側から入射
光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチ
ャネル領域１ａ’やＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領
域１ｂ及び１ｃに侵入することはない。更に、第２遮光
膜２３は、コントラストの向上、色材の混色防止などの
機能を有する。

【００３２】このように構成され、画素電極９ａと対向
電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基
板１０と対向基板２０との間には、後述のシール材（図
５及び図６参照）により囲まれた空間に液晶が封入さ
れ、液晶層５０が形成される。液晶層５０は、画素電極
９ａからの電界が印加されていない状態で配向膜１６及
び２２により所定の配向状態を採る。液晶層５０は、例
えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶
からなる。シール材は、二つの基板１０及び２０をそれ
らの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や
熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を
所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビー
ズ等のスペーサが混入されている。

【００３３】図３に示すように、画素スイッチング用Ｔ
ＦＴ３０に各々対向する位置においてＴＦＴアレイ基板
１０と各画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、第
１遮光膜１１ａが各々設けられている。第１遮光膜１１
ａは、好ましくは不透明な高融点金属であるＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ及びＰｂのうちの少なくとも一つを
含む、金属単体、合金、金属シリサイド等から構成され
る。このような材料から構成すれば、ＴＦＴアレイ基板
１０上の第１遮光膜１１ａの形成工程の後に行われる画
素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成工程における高温処
理により、第１遮光膜１１ａが破壊されたり溶融しない
ようにできる。第１遮光膜１１ａが形成されているの
で、ＴＦＴアレイ基板１０の側からの戻り光等が画素ス
イッチング用ＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ’やＬＤＤ
領域１ｂ、１ｃに入射する事態を未然に防ぐことがで
き、光電流の発生により画素スイッチング用ＴＦＴ３０
の特性が劣化することはない。

【００３４】更に、第１遮光膜１１ａと複数の画素スイ
ッチング用ＴＦＴ３０との間には、第１層間絶縁膜１２
が設けられている。第１層間絶縁膜１２は、画素スイッ
チング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを第１遮光
膜１１ａから電気的絶縁するために設けられるものであ
る。更に、第１層間絶縁膜１２は、ＴＦＴアレイ基板１
０の全面に形成されることにより、画素スイッチング用
ＴＦＴ３０のための下地膜としての機能をも有する。即
ち、ＴＦＴアレイ基板１０の表面の研磨時における荒れ
や、洗浄後に残る汚れ等で画素スイッチング用ＴＦＴ３
０の特性の劣化を防止する機能を有する。第１層間絶縁
膜１２は、例えば、ＮＳＧ（ノンドープトシリケートガ
ラス）、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）、ＢＳＧ（ボ
ロンシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンシリケ
ートガラス）などの高絶縁性ガラス又は、酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜等からなる。第１層間絶縁膜１２に
より、第１遮光膜１１ａが画素スイッチング用ＴＦＴ３
０等を汚染する事態を未然に防ぐこともできる。

【００３５】また、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向
する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１
ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに
対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とするこ
とにより、蓄積容量７０が構成されている。より詳細に
は、半導体層１ａの高濃度ドレイン領域１ｅが、データ
線６ａ及び走査線３ａの下に延設されて、同じくデータ
線６ａ及び走査線３ａに沿って伸びる容量線３ｂ部分に
絶縁膜２を介して対向配置されて、第１蓄積容量電極
（半導体層）１ｆとされている。特に蓄積容量７０の誘
電体としての絶縁膜２は、高温酸化によりポリシリコン
膜上に形成されるＴＦＴ３０のゲート絶縁膜２に他なら
ないので、薄く且つ高耐圧の絶縁膜とすることができ、
蓄積容量７０は比較的小面積で大容量の蓄積容量として
構成できる。

【００３６】更に、蓄積容量７０においては、図２及び
図３から分かるように、第１遮光膜１１ａは、第２蓄積
容量電極としての容量線３ｂの反対側において第１蓄積
容量電極１ｆに第１層間絶縁膜１２を介して第３蓄積容
量電極として対向配置されることにより（図３の右側の
蓄積容量７０参照）、蓄積容量が更に付与されるように
構成されている。

【００３７】また、図３において、画素スイッチング用
ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を
有しており、走査線３ａ、該走査線３ａからの電界によ
りチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１
ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶
縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領
域（ソース側ＬＤＤ領域）１ｂ及び低濃度ドレイン領域
（ドレイン側ＬＤＤ領域）１ｃ、半導体層１ａの高濃度
ソース領域１ｄ並びに高濃度ドレイン領域１ｅを備えて
いる。高濃度ドレイン領域１ｅには、複数の画素電極９
ａのうちの対応する一つが接続されている。ソース領域
１ｂ及び１ｄ並びにドレイン領域１ｃ及び１ｅは、半導
体層１ａに対し、ｎ型又はｐ型のチャネルを形成するか
に応じて所定濃度のｎ型用又はｐ型用のドーパントをド
ープすることにより形成されている。ｎ型チャネルのＴ
ＦＴは、動作速度が速いという利点があり、画素のスイ
ッチング素子である画素スイッチング用ＴＦＴ３０とし
て用いられることが多い。データ線６ａは、例えばＡｌ
等の金属膜や金属シリサイド等の合金膜などの遮光性の
薄膜から構成されている。また、走査線３ａ、ゲート絶
縁膜２及び第１層間絶縁膜１２の上には、高濃度ソース
領域１ｄへ通じるコンタクトホール５及び高濃度ドレイ
ン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成され
た第２層間絶縁膜４が形成されている。このソース領域
１ｂへのコンタクトホール５を介して、データ線６ａは
高濃度ソース領域１ｄに電気的接続されている。更に、
データ線６ａ及び第２層間絶縁膜４の上には、高濃度ド
レイン領域１ｅへのコンタクトホール８が形成された第
３層間絶縁膜７が形成されている。この高濃度ドレイン
領域１ｅへのコンタクトホール８を介して、画素電極９
ａは高濃度ドレイン領域１ｅに電気的接続されている。
前述の画素電極９ａは、このように構成された第３層間
絶縁膜７の上面に設けられている。尚、画素電極９ａと
高濃度ドレイン領域１ｅとは、データ線６ａと同一のＡ
ｌ膜や走査線３ｂと同一のポリシリコン膜を中継しての
電気的接続するようにしてもよい。

【００３８】画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、好まし
くは上述のようにＬＤＤ構造を持つが、低濃度ソース領
域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打
ち込みを行わないオフセット構造を持ってよいし、ゲー
ト電極３ａをマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち
込み、自己整合的に高濃度ソース及びドレイン領域を形
成するセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。

【００３９】次に、上述した配向膜１６及び２２につい
て更に詳しく説明する。

【００４０】配向膜１６及び２２は、表面上に配向材と
して脂肪族ポリアミドと芳香族ポリイミドを積層形成し
た後、その表面をラビング処理することにより形成され
る。ここで、積層形成された配向膜の吸光度は３８０〜
５００ｎｍの波長域において０．０３以下とされてい
る。本実施例では、液晶の焼き付き、残像特性を良好と
する為、電子共役系の少なく所望とする吸光度が得られ
る脂肪族ポリアミドを５０ｎｍ形成した後、この表面に
液晶の配向均一性を高める為、芳香族ポリイミドを１０
ｎｍ形成した。

【００４１】ここで、図４は配向膜の光波長３８０ｎｍ
における吸光度と耐光性寿命（時間／加速係数）との関
係の実験結果を示したグラフである。なお、耐光性試験
は光源に２００Ｗ−ＵＨＰを用い、液晶装置を光束密度
５０ｌｍ／ｍｍ^２にて暴露した。図中、吸光度０．０３
以下の配向膜は本実施例を示し、吸光度０．０４以上は
配向膜は芳香族ポリイミドにて形成した。図４から分か
るように、吸光度が０．０３前後からそれ以下になるに
従い寿命が急激に向上していく。このように寿命が向上
するのは、脂肪族ポリアミドを用いることで、π電子共
役系が減少し、光安定性が高まった結果と考えられ、さ
らに芳香族ポリイミドの膜厚が薄い為、スタックによる
分子間相互作用が減少したためと考えられる。

【００４２】また、脂肪族ポリアミドのみで配向膜を形
成した場合、吸光度は非常に小さくなるものの、液晶の
配向安定性が低く、配向ドメインの発生、配向均一性の
低下が観察された。従って、配向安定性を確保する為
に、芳香族ポリイミドを表面に薄く形成することが好ま
しい。

【００４３】以上より、配向膜１６及び２２の吸光度を
波長域３８０〜５００ｎｍにおいて０．０３以下とする
ことで５００時間／加速係数以上の寿命を得ることがで
き、配向材に有機材料を使用する場合、脂肪族ポリアミ
ドとその表面に薄膜形成される芳香族ポリイミドの構成
とすることで、５００時間／加速係数以上の寿命を得る
ことができ、かつ、均一な液晶配向性を得ることができ
る。

【００４４】（液晶装置の全体構成）以上のように構成
された液晶装置の各実施の形態の全体構成を図５及び図
６を参照して説明する。尚、図５は、ＴＦＴアレイ基板
１０をその上に形成された各構成要素と共に対向基板２
０の側から見た平面図であり、図６は、対向基板２０を
含めて示す図１５のＨ−Ｈ’断面図である。

【００４５】図５において、ＴＦＴアレイ基板１０の上
には、シール材５２がその縁に沿って設けられており、
その内側に並行して、例えば第２遮光膜２３と同じ或い
は異なる材料から成る周辺見切りとしての第２遮光膜５
３が設けられている。シール材５２の外側の領域には、
データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴア
レイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆
動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設け
られている。走査線３ａに供給される走査信号遅延が問
題にならないのならば、走査線駆動回路１０４は片側だ
けでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動
回路１０１を画面表示領域の辺に沿って両側に配列して
もよい。例えば奇数列のデータ線６ａは画面表示領域の
一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像
信号を供給し、偶数列のデータ線は前記画面表示領域の
反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画
像信号を供給するようにしてもよい。この様にデータ線
６ａを櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回
路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路
を構成することが可能となる。更にＴＦＴアレイ基板１
０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１０４間をつなぐための複数の配線１０５
が設けられており、更に、周辺見切りとしての第２遮光
膜５３の下に隠れてプリチャージ回路（図示せず。）を
設けてもよい。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、ＴＦＴアレイ基板１０と対向
基板２０との間で電気的導通をとるための導通材１０６
が設けられている。そして、図６に示すように、図５に
示したシール材５２とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０
が当該シール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０に固着
されている。

【００４６】以上の実施の形態における液晶装置のＴＦ
Ｔアレイ基板１０上には更に、製造途中や出荷時の当該
液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を
形成してもよい。また、データ線駆動回路１０１及び走
査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に設け
る代わりに、例えばＴＡＢ（テープオートメイテッドボ
ンディング基板）上に実装された駆動用ＬＳＩに、ＴＦ
Ｔアレイ基板１０の周辺部に設けられた異方性導電フィ
ルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしても
よい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴ
ＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例
えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴ
Ｎ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴ
Ｎ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモー
ド／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィ
ルム、位相差フィルム、偏光手段などが所定の方向で配
置される。

【００４７】この実施の形態における液晶装置は、カラ
ー液晶プロジェクタ（投射型表示装置）に適用されるた
め、３枚の液晶装置がＲＧＢ用のライトバルブとして各
々用いられ、各パネルには各々ＲＧＢ色分解用のダイク
ロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光と
して各々入射されることになる。従って、対向基板２０
に、カラーフィルタは設けられていない。しかしなが
ら、第２遮光膜２３の形成されていない画素電極９ａに
対向する所定領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護
膜と共に、対向基板２０上に形成してもよい。このよう
にすれば、液晶プロジェクタ以外の直視型や反射型のカ
ラー液晶テレビなどのカラー液晶装置に各実施の形態に
おける液晶装置を適用できる。更に、対向基板２０上に
１画素1個対応するようにマイクロレンズを形成しても
よい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上する
ことで、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、対向
基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積
することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出す
ダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイク
ロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカ
ラー液晶装置が実現できる。

【００４８】また、各画素に設けられるスイッチング素
子としては、正スタガ型又はコプラナー型のポリシリコ
ンＴＦＴであるとして説明したが、逆スタガ型のＴＦＴ
やアモルファスシリコンＴＦＴ等の他の形式のＴＦＴに
対しても、上記の実施の形態は有効である。

【００４９】（電子機器）上記の液晶装置を用いた電子
機器の一例として、投射型表示装置の構成について、図
７を参照して説明する。図７において、投射型表示装置
１１００は、上述した液晶装置を３個用意し、夫々ＲＧ
Ｂ用の液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ及び９６２Ｂとして
用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。本
例の投射型表示装置の光学系には、前述した光源装置９
２０と、均一照明光学系９２３が採用されている。そし
て、投射型表示装置は、この均一照明光学系９２３から
出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分
離する色分離手段としての色分離光学系９２４と、各色
光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段としての３つのライ
トバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂと、変調された
後の色光束を再合成する色合成手段としての色合成プリ
ズム９１０と、合成された光束を投射面１００の表面に
拡大投射する投射手段としての投射レンズユニット９０
６を備えている。また、青色光束Ｂを対応するライトバ
ルブ９２５Ｂに導く導光系９２７をも備えている。

【００５０】均一照明光学系９２３は、２つのレンズ板
９２１、９２２と反射ミラー９３１を備えており、反射
ミラー９３１を挟んで２つのレンズ板９２１、９２２が
直交する状態に配置されている。均一照明光学系９２３
の２つのレンズ板９２１、９２２は、それぞれマトリク
ス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。光源
装置９２０から出射された光束は、第１のレンズ板９２
１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。
そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板９２２の
矩形レンズによって３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２
５Ｇ、９２５Ｂ付近で重畳される。従って、均一照明光
学系９２３を用いることにより、光源装置９２０が出射
光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合で
も、３つのライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ
を均一な照明光で照明することが可能となる。

【００５１】各色分離光学系９２４は、青緑反射ダイク
ロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー
９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青
緑反射ダイクロイックミラー９４１において、光束Ｗに
含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射
され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向か
う。赤色光束Ｒはこのミラー９４１を通過して、後方の
反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出
射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射され
る。

【００５２】次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２
において、青緑反射ダイクロイックミラー９４１におい
て反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇ
のみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５か
ら色合成光学系の側に出射される。緑反射ダイクロイッ
クミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの
出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。本例
では、均一照明光学素子の光束Ｗの出射部から、色分離
光学系９２４における各色光束の出射部９４４、９４
５、９４６までの距離がほぼ等しくなるように設定され
ている。

【００５３】色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、
Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光
レンズ９５１、９５２が配置されている。したがって、
各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これら
の集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。

【００５４】このように平行化された赤色、緑色光束
Ｒ、Ｇは、ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して
変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。す
なわち、これらの液晶装置は、不図示の駆動手段によっ
て画像情報に応じてスイッチング制御されて、これによ
り、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青
色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応するライトバル
ブ９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に
応じて変調が施される。尚、本例のライトバルブ９２５
Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光
手段９６０Ｒ、９６０Ｇ、９６０Ｂと、出射側偏光手段
９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂと、これらの間に配置さ
れた液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９６２Ｂとからなる
液晶ライトバルブである。

【００５５】導光系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４
６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射
ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの
反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、ライト
バルブ９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３と
から構成されている。集光レンズ９４６から出射された
青色光束Ｂは、導光系９２７を介して液晶装置９６２Ｂ
に導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、
光束Ｗの出射部から各液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、９
６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したが
って、青色光束の光量損失が最も多くなる。しかし、導
光系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制す
ることができる。

【００５６】各ライトバルブ９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２
５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、色合成
プリズム９１０に入射され、ここで合成される。そし
て、この色合成プリズム９１０によって合成された光が
投射レンズユニット９０６を介して所定の位置にある投
射面１００の表面に拡大投射されるようになっている。

【００５７】本例では、液晶装置９６２Ｒ、９６２Ｇ、
９６２Ｂのうち、青色の色光に対応する液晶装置９６２
Ｂにおける配向膜１６、２２（図３参照）はＳｉＯ等の
無機材料を斜方蒸着してなるものであり、赤色の色光に
対応する液晶装置９６２Ｒにおける配向膜１６、２２及
び緑色の色光に対応する液晶装置９６２Ｇにおける配向
膜１６、２２は、芳香族ポリイミドからなるものでる。

【００５８】本実施形態では、青色の色光に対応する液
晶装置９６２Ｂに入光する青色の色光には本来の波長の
光の他に３８０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長に成分が含まれ
ており、この成分がポリイミドの配向膜を劣化させると
考えられるため、青色の色光に対応する液晶装置９６２
Ｂの配向膜１６、２２をＳｉＯ等の無機材料を斜方蒸着
してなるものとすることにより、光に対する配向膜の劣
化を抑えることができる。ただ、無機材料を斜方蒸着し
てなる配向膜は工程処理能力の問題から製造コストが高
いことから、光に対する配向膜の劣化がそれ程問題とな
らない赤色の色光に対応する液晶装置９６２Ｒにおける
配向膜１６、２２及び緑色の色光に対応する液晶装置９
６２Ｇにおける配向膜１６、２２についてはポリイミド
（例えば芳香環濃度が４０重量％程度のポリイミド）か
らなるものとすることにより、製造コストの低減を図っ
ている。従って、本実施形態では、配向膜の製造コスト
と配向膜の寿命とを考慮に入れた最適なユニット構成の
投射型表示装置を実現できる。

【００５９】なお、ＳｉＯ等の無機材料の他に青色の色
光に対応する液晶装置９６２Ｂの配向膜１６、２２は、
上述したように、一対の基板の少なくとも一方の基板の
液晶側の面に３８０〜５００ｎｍの波長域において吸光
度０．０３以下となる有機材料から成る配向膜を用いる
こともできる。具体的には、上述したように脂肪族ポリ
アミドとその表面に薄膜形成された芳香族ポリイミドの
構成とすることで実現を可能とした。赤色の色光に対応
する液晶装置９６２Ｒにおける配向膜１６、２２及び緑
色の色光に対応する液晶装置９６２Ｇにおける配向膜１
６、２２については液晶装置９６２Ｂと同じ配向膜、も
しくは異なった配向膜を用いることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶装置における画
像形成領域を構成するマトリクス状の複数の画素に設け
られた各種素子、配線等の等価回路図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る液晶装置におけるデ
ータ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたＴＦ
Ｔアレイ基板の相隣接する複数の画素群の平面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。

【図４】本発明の配向膜、及び従来の配向膜の光波長３
８０ｎｍにおける吸光度と耐光性寿命（時間／加速係
数）との関係の実験結果を示したグラフである。

【図５】液晶装置の実施の形態におけるＴＦＴアレイ基
板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側
から見た平面図である。

【図６】図５のＨ−Ｈ’断面図である。

【図７】液晶装置を用いた電子機器の一例である投射型
表示装置の構成図である。

【符号の説明】

１０…ＴＦＴアレイ基板 １６…配向膜 ２２…配向膜 ２０…対向基板 ５０…液晶層 １００…投射面 ９０６…投射レンズユニット ９１０…色合成プリズム ９２０…光源装置 ９２４…色分離光学系 ９２５Ｒ…ライトバルブ ９２５Ｇ…ライトバルブ ９２５Ｂ…ライトバルブ ９６２Ｒ…液晶装置 ９６２Ｇ…液晶装置 ９６２Ｂ…液晶装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された一対の基板間に液晶層が
   挟持された液晶装置であって、前記一対の基板の少なく
   とも一方の基板の液晶層側の面に、３８０ｎｍ〜５００
   nmの波長域において吸光度０．０３以下の配向膜が形成
   されていることを特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】 対向配置された一対の基板間に液晶層が
   挟持された液晶装置であって、前記一対の基板の少なく
   とも一方の基板の液晶層側の面に向かって脂肪族ポリア
   ミドと芳香族ポリイミドとを積層して形成された配向膜
   を有することを特徴とする請求項２記載の液晶装置。
3. 【請求項３】 対向配置された一対の基板間に液晶層が
   挟持された液晶装置であって、前記一対の基板の少なく
   とも一方の基板の液晶層側の面に無機材料を斜方蒸着し
   て形成された配向膜を有することを特徴とする請求項１
   記載の液晶装置。
4. 【請求項４】 前記配向膜はシリコン酸化膜からなるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の液晶装置を用いた投射型表示装置であって、光源
   と、前記光源から出射された光を前記液晶装置に導く集
   光光学系と、当該液晶装置で光変調した光を拡大投射す
   る拡大投射光学系とを有することを特徴とする投射型表
   示装置。
6. 【請求項６】 光源と、前記光源からの光を複数の色光
   に分離する色分離手段と、前記色分離手段により分離さ
   れた複数の色光を変調する複数の光変調手段と、前記複
   数の光変調手段により変調された色光を合成する色合成
   手段と、前記色合成手段により合成された光を投射する
   投射レンズとを備える投射型表示装置であって、少なく
   とも１つの前記光変調手段が、対向配置された一対の基
   板間に液晶が挟持され、第１の材料を含有する第1配向
   膜が前記一対の基板の少なくとも一方の基板の液晶層側
   の面に形成された第１の液晶装置を備え、少なくとも１
   つの他の前記光変調手段が、対向配置された一対の基板
   間に液晶が挟持され、前記第１の材料とは異なる第２の
   材料を含有する第２配向膜が前記一対の基板の少なくと
   も一方の基板の液晶層側の面に形成された第２の液晶装
   置を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
7. 【請求項７】 前記第１配向膜の吸光度が３８０ｎｍ〜
   ５００nmの波長域において０．０３以下であることを特
   徴とする請求項７に記載の投射型表示装置。
8. 【請求項８】 前記第１配向膜は脂肪族ポリアミドと芳
   香族ポリイミドとを積層して形成されることを特徴とす
   る請求項７記載の投射型表示装置。
9. 【請求項９】 前記第１配向膜は無機材料からなり、該
   無機材料を前記基板に斜方蒸着して配向膜を形成するこ
   とを特徴とする請求項７記載の投射型表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第１配向膜はシリコン酸化膜から
    なることを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装
    置。
11. 【請求項１１】 前記第１の液晶装置を備える光変調手
    段が、前記色分離手段により分離された複数の色光のう
    ち青色の色光を変調することを特徴とする請求項６記
    載、乃び請求項８、９のうちいずれか一項に記載の投射
    型表示装置。