JP2010243753A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】素子基板側から入射した光を共通電極で反射して素子基板から出射する方式を採用した場合でも、画素トランジスターの能動層に強い光が入射することのない液晶装置、および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においては、画素電極9aおよび素子基板10は透光性を備え、共通電極21は光反射性を備えている。このため、素子基板10側から入射した光を共通電極21で反射して素子基板10から出射することができる。素子基板10側から入射した光のうち、画素トランジスター30の能動層に向かう光は遮光層7aで遮られるので、画素トランジスター30の能動層に強い光が入射することはない。
【選択図】 図5
【解決手段】液晶装置100においては、画素電極9aおよび素子基板10は透光性を備え、共通電極21は光反射性を備えている。このため、素子基板10側から入射した光を共通電極21で反射して素子基板10から出射することができる。素子基板10側から入射した光のうち、画素トランジスター30の能動層に向かう光は遮光層7aで遮られるので、画素トランジスター30の能動層に強い光が入射することはない。
【選択図】 図5
Description
本発明は、液晶装置および該液晶装置を備えた電子機器に関するものである。
液晶装置は、画素トランジスターおよび画素電極が設けられた素子基板と、画素電極に液晶層を介して対向する共通電極を備えた対向基板とを備えている。かかる液晶装置のうち、反射型の液晶装置は、通常、対向基板側から入射した光が画素電極で反射して対向基板から出射される間に液晶層によって光変調される。このため、共通電極および対向基板は透光性であり、画素電極は光反射性である。
一方、反射型の液晶装置として、素子基板側から入射した光が共通電極で反射して素子基板から出射される間に液晶層によって光変調される反射型の液晶装置も提案されており、かかる反射型の液晶装置では、画素電極および素子基板は透光性であり、共通電極は光反射性である(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の反射型の液晶装置では、素子基板側から入射した光が画素トランジスターの能動層に入射してしまうため、画素トランジスターでは、光電流に起因する誤動作が発生するという問題点がある。特に液晶装置を投射型表示装置のライトバルブとして用いた場合には、光源部からの強い光が液晶装置に入射するので、画素トランジスターでの光電流に起因する誤動作を避けることができない。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、素子基板側から入射した光を共通電極で反射して素子基板から出射する方式を採用した場合でも、画素トランジスターの能動層に強い光が入射することのない液晶装置、および該液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、一方の面に画素トランジスターおよび該画素トランジスターに電気的に接続する画素電極が設けられた素子基板と、前記画素電極と対向する共通電極を備えた対向基板と、前記画素電極と前記共通電極との間に保持された液晶層と、を有する液晶装置であって、前記画素電極および前記素子基板は透光性を備え、前記共通電極は光反射性を備え、前記画素トランジスターの能動層に対して前記液晶層が位置する側とは反対側には、前記能動層に平面視で重なる遮光層が設けられていることを特徴とする。
本発明に係る液晶装置は反射型であり、素子基板側から入射した光を共通電極で反射して素子基板から出射する。このため、素子基板から光が入射するが、画素トランジスターの能動層に対して液晶層が位置する側とは反対側(光が入射してくる側)には、能動層に平面視で重なる遮光層が設けられている。従って、素子基板側から入射した光のうち、画素トランジスターの能動層に向かう光は遮光層で遮られるので、画素トランジスターの能動層に強い光が入射することはない。それ故、画素トランジスターが光電流に起因する誤動作を発生させることがない。
本発明において、前記対向基板は、前記素子基板より熱伝導率が高いことが好ましい。かかる構成によれば、対向基板を介して効率よく放熱することができるので、液晶装置全体の温度上昇を抑制することができる。また、対向基板を冷却すれば、液晶装置全体の温度を効果的に低下させることができる。それ故、液晶装置での熱による誤動作や寿命低下を防止することができる。
本発明において、前記対向基板は単結晶シリコン基板あるいは金属基板であり、前記対向基板において前記素子基板に対向する面に前記共通電極が設けられている構成を採用することができる。かかる構成によれば、前記対向基板の材料を選択するとき、比抵抗を考慮する必要がない。
本発明において、前記対向基板は金属基板であり、当該金属基板において前記素子基板に対向する面によって前記共通電極が構成されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、対向基板を安価に製作することができるので、液晶装置のコストを低減することができる。
本発明を適用した液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピューターなどの電子機器に用いることができる。また、本発明を適用した液晶装置は、投射型表示装置(電子機器)に用いた場合に特に効果的である。すなわち、投射型表示装置は、前記液晶装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系と、を備えており、光源部から出射された光を液晶装置により光変調し、かかる変調光を投射光学系により投射する。このため、光源部からの強い光が液晶装置に入射するが、本発明によれば、かかる光は遮光層で遮断されるため、画素トランジスターの能動層に入射して光電流を発生させることがない。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明を適用した反射型の液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図1において、液晶装置100は、TN(Twisted Nematic)モードあるいはVA(Vertical Alignment)モードの反射型の液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画素領域10bを備えている。かかる液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10では、画素領域10bの内側で複数本のデータ線6aおよび複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター30、および後述する画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
(全体構成)
図1は、本発明を適用した反射型の液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図1において、液晶装置100は、TN(Twisted Nematic)モードあるいはVA(Vertical Alignment)モードの反射型の液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画素領域10bを備えている。かかる液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10では、画素領域10bの内側で複数本のデータ線6aおよび複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター30、および後述する画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
素子基板10において、画素領域10bの外側領域には走査線駆動回路104およびデータ線駆動回路101が構成されている。データ線駆動回路101は各データ線6aの一端に電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は、各走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に保持容量55が付加されている。本形態では、保持容量55を構成するために、複数の画素100aに跨って走査線3aと並行して延びた容量線5bが形成されている。容量線5bは共通電位線(COM)に接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量55は前段の走査線3aとの間に形成される場合もある。
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図2(a)、(b)に示すように、液晶装置100の液晶パネル100pでは、所定の隙間を介して素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の縁に沿うように配置されている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂など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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。
図2(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図2(a)、(b)に示すように、液晶装置100の液晶パネル100pでは、所定の隙間を介して素子基板10と対向基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は対向基板20の縁に沿うように配置されている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂など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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。
素子基板10において、シール材107の外側領域では、素子基板10の一辺に沿ってデータ線駆動回路101および複数の端子102が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。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との間で電気的導通をとるための上下導通材109が形成されている。
詳しくは後述するが、素子基板10の一方の基板面には、図1を参照して説明した画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続する画素電極9aがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板20には、シール材107の内側領域に遮光性材料からなる額縁108が形成され、その内側が画像表示領域10aとされている。また、対向基板20には共通電極21が形成されている。かかる共通電極21は対向基板20の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素100aに跨って形成される。画素領域10bには、額縁108と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域10bのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域10aとして利用されることになる。
かかる液晶装置100は、モバイルコンピューター、携帯電話機などといった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20には、カラーフィルター(図示せず)や保護膜が形成される。また、液晶装置100では、使用する液晶層50の種類や、ノーマリホワイトモード/ノーマリ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、偏光板などが液晶パネル100pに対して所定の向きに配置される。さらに、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)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各液晶装置100の各々には、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ので、カラーフィルターは形成されない。
(素子基板10、画素電極9aおよび共通電極21の光学特性)
本形態においては、素子基板10および画素電極9aは透光性である。すなわち、本形態では、素子基板10の基板本体10dには石英基板やガラス基板などの透光性基板が用いられ、画素電極9aは、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透光性導電膜からなる。
本形態においては、素子基板10および画素電極9aは透光性である。すなわち、本形態では、素子基板10の基板本体10dには石英基板やガラス基板などの透光性基板が用いられ、画素電極9aは、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透光性導電膜からなる。
また、本形態においては、対向基板20の基板本体20dには、素子基板10と同様、石英基板やガラス基板などの透光性基板が用いられているが、共通電極21は光反射性金属からなる。
このように形成した液晶装置100では、図2(b)に矢印Lで示すように、素子基板10の側から入射した光が共通電極21で反射して再び、素子基板10の側から出射される間に液晶層50によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。
(画素の具体的構成)
図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の画素1つ分の断面図である。図4(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る液晶装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびこの素子基板上における遮光層の形成領域を右上がりの斜線によって示した説明図である。なお、図3は、図4(a)のA−A′線に相当する位置で液晶装置100を切断したときの断面図に相当する。また、図4(a)、(b)では、半導体層は細くて短い点線で示し、走査線3aは太い実線で示し、データ線6aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線5bは二点鎖線で示し、画素電極9aは太くて長い点線で示し、後述する中継電極は細い実線で示してある。
図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の画素1つ分の断面図である。図4(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る液晶装置に用いた素子基板において相隣接する画素の平面図、およびこの素子基板上における遮光層の形成領域を右上がりの斜線によって示した説明図である。なお、図3は、図4(a)のA−A′線に相当する位置で液晶装置100を切断したときの断面図に相当する。また、図4(a)、(b)では、半導体層は細くて短い点線で示し、走査線3aは太い実線で示し、データ線6aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線5bは二点鎖線で示し、画素電極9aは太くて長い点線で示し、後述する中継電極は細い実線で示してある。
図3および図4(a)に示すように、素子基板10上には、複数の画素100aの各々に矩形状の画素電極9aが形成されており、各画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6aおよび走査線3aが形成されている。データ線6aおよび走査線3aは各々、直線的に延びている。また、データ線6aと走査線3aとが交差する領域に画素トランジスター30が形成されている。また、素子基板10上には、走査線3aと重なるように容量線5bが形成されている。本形態において、容量線5bは、走査線3aと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線6aと走査線3aとの交差部分でデータ線6aに重なるように延びた副線部分とを備えている。
素子基板10は、石英基板やガラス基板などの透光性の基板本体10dの液晶層50側の表面に形成された画素電極9a、画素スイッチング用の画素トランジスター30、および配向膜16を主体として構成されており、対向基板20は、石英基板やガラス基板などの透光性の基板本体20d、その液晶層50側表面に形成された共通電極21、および配向膜29を主体として構成されている。
素子基板10において、複数の画素100aの各々には画素トランジスター30が形成されている。画素トランジスター30は、例えば、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、半導体層1a(能動層)には、走査線3aに対してゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1g、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1c、高濃度ソース領域1dおよび高濃度ドレイン領域1eが形成されている。半導体層1aは、例えば、基板本体10d上に下地絶縁膜12を介して形成された多結晶シリコン膜などによって構成され、ゲート絶縁層2は、半導体層1aに対する熱酸化膜などにより形成できる。走査線3aには、ポリシリコンやアモルファスシリコン、単結晶シリコン膜などのシリコン膜や、これらのポリサイドやシリサイド、さらには金属膜が用いられる。
走査線3aの上層側には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール82、および高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール83を備えたシリコン酸化膜などからなる第1層間絶縁膜41が形成されている。第1層間絶縁膜41の上層には中継電極4a、4bが形成されている。中継電極4aは、走査線3aとデータ線6aとの交差する位置を基点として走査線3aおよびデータ線6aに沿って延出する略L字型に形成されており、中継電極4bは、中継電極4aと離間した位置において、データ線6aに沿うように形成されている。中継電極4aは、コンタクトホール83を介して高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続され、中継電極4bは、コンタクトホール82を介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。
中継電極4a、4bの上層側には、シリコン窒化膜などからなる誘電体膜42が形成されている。誘電体膜42の上層側には、誘電体膜42を介して中継電極4aと対向するように容量線5bが形成され、保持容量55が形成されている。中継電極4a、4bは導電性のポリシリコン膜や金属膜等からなり、容量線5bは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。
容量線5bの上層側には、中継電極4aへ通じるコンタクトホール87、および中継電極4bへ通じるコンタクトホール81を備えたシリコン酸化膜などからなる第2層間絶縁膜43が形成されている。第2層間絶縁膜43の上層にはデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成されている。データ線6aはコンタクトホール81を介して中継電極4bに電気的に接続し、中継電極4bを介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続している。ドレイン電極6bはコンタクトホール87を介して中継電極4aに電気的に接続し、中継電極4aを介して、高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。データ線6aおよびドレイン電極6bは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。
データ線6aおよびドレイン電極6bの上層側には、シリコン酸化膜などからなる第3層間絶縁膜44が形成されている。第3層間絶縁膜44には、ドレイン電極6bへ通じるコンタクトホール86が形成されている。
第3層間絶縁膜44の上層には、ITO膜などからなる透光性の画素電極9aが形成されており、画素電極9aは、コンタクトホール86を介してドレイン電極6bに電気的に接続されている。画素電極9aの表面には配向膜16が形成されている。
配向膜16は、ポリイミドなどの樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜などの斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜16は、シリコン酸化膜などの斜方蒸着膜からなり、かかる無機配向膜を用いた場合、配向膜16と画素電極9aとの層間にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの保護膜が形成されることもある。
これに対して、対向基板20では、石英基板やガラス基板などの透光性の基板本体20dの液晶層50側の表面(素子基板10に対向する側の面)にアルミニウムやアルミニウム合金などといったアルミニウム系材料や、銀や銀合金などといった銀系材料からなる光反射性の金属膜によって共通電極21が形成されており、かかる共通電極21を覆うように配向膜29が形成されている。配向膜29は、配向膜16と同様、ポリイミドなどの樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜などの斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜29は、シリコン酸化膜などの斜方蒸着膜からなり、かかる無機配向膜を用いた場合、配向膜29と共通電極21との層間にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの保護膜が形成されることもある。
(遮光層の構成)
図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の各画素の構成を模式的に示す説明図であり、図5(a)は、各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および図5(b)は、各画素の平面構成を模式的に示す説明図である。
図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の各画素の構成を模式的に示す説明図であり、図5(a)は、各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および図5(b)は、各画素の平面構成を模式的に示す説明図である。
図4(a)、(b)および図5(a)、(b)に示すように、本形態の液晶装置100において、複数の画素100aのいずれに対しても、画素トランジスター30の半導体層1a(能動層)に対して液晶層50が位置する側とは反対側には、少なくとも画素トランジスター30の半導体層1aに平面視で重なる遮光層7aが設けられている。遮光層7aは、図3および図4を参照して説明したチャネル領域1gに加えて、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cにも平面視で重なることが望ましい。本形態において、遮光層7aは、基板本体10dと下地絶縁膜12との層間に形成されている。かかる遮光層7aは、例えば、導電性ポリシリコン膜や、チタン(Ti)、クロム(Cr)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の高融点金属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、ポリシリサイド又はこれらの積層体等により形成することができる。
また、本形態において、画素トランジスター30の半導体層1a(能動層)は、データ線6aに対して平面視で重なる領域に形成されている。このため、本形態において、遮光層7aは、データ線6aに対して平面視で重なるよう延在し、さらに、走査線3aに対して平面視で重なるよう延在している。このため、各画素100aにおいて、素子基板10での透光領域は遮光層7aによって規定されている。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100においては、画素電極9aおよび素子基板10は透光性を備え、共通電極21は光反射性を備えている。このため、素子基板10側から入射した光を共通電極21で反射して素子基板10から出射することができる。その際、共通電極21は画素電極9aと違って、表面が平坦面であるため、光の反射方向を好適に制御することができる。すなわち、画素電極9aの表面には、各種配線や画素トランジスター30の凹凸が反映されるため、対向基板20側から入射した光を画素電極9aで反射して対向基板20から出射しようとすると、光の反射方向を制御することができない。これに対して、共通電極21の場合は、平坦な基板本体20dの基板面に形成されるので、表面が平坦であり、光の反射方向を好適に制御することができる。
以上説明したように、本形態の液晶装置100においては、画素電極9aおよび素子基板10は透光性を備え、共通電極21は光反射性を備えている。このため、素子基板10側から入射した光を共通電極21で反射して素子基板10から出射することができる。その際、共通電極21は画素電極9aと違って、表面が平坦面であるため、光の反射方向を好適に制御することができる。すなわち、画素電極9aの表面には、各種配線や画素トランジスター30の凹凸が反映されるため、対向基板20側から入射した光を画素電極9aで反射して対向基板20から出射しようとすると、光の反射方向を制御することができない。これに対して、共通電極21の場合は、平坦な基板本体20dの基板面に形成されるので、表面が平坦であり、光の反射方向を好適に制御することができる。
また、本形態では、素子基板10から光が入射するが、画素トランジスター30の能動層(半導体層1a)に対して液晶層50が位置する側とは反対側(光が入射してくる側)には、能動層及びLDD領域に平面視で重なる遮光層7aが設けられている。従って、素子基板10側から入射した光のうち、画素トランジスター30の能動層及びLDD領域に向かう光は遮光層7aで遮られるので、画素トランジスター30の能動層及びLDD領域に強い光が入射することはない。それ故、画素トランジスター30は、光電流に起因する誤動作を発生させることがない。
特に液晶装置100を、図8を参照して後述する投射型表示装置のライトバルブとして用いた場合には、光源部からの強い光が液晶装置に入射するが、このような場合でも、本形態によれば、画素トランジスター30は、光電流に起因する誤動作を起こさない。
[実施の形態2]
図6は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図6において、本形態の液晶装置100も、実施の形態1と同様、素子基板10および画素電極9aは透光性である。すなわち、本形態では、素子基板10の基板本体10dには石英基板やガラス基板などの透光性基板が用いられ、画素電極9aは、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透光性導電膜からなる。また、対向基板20に設けられた共通電極21は光反射性金属からなる。
かかる対向基板20を構成するにあたって、本形態では、対向基板20の基板本体20eとして、単結晶シリコン基板、あるいはアルミニウム、鉄、銅などの金属基板が用いられており、かかる基板本体20eは、素子基板10の基板本体10dより熱伝導率が高い。
また、本形態でも、実施の形態1と同様、複数の画素100aのいずれに対しても、画素トランジスター30の半導体層1a(能動層)に対して液晶層50が位置する側とは反対側には、少なくとも画素トランジスター30の半導体層1aに平面視で重なる遮光層7aが設けられている。遮光層7aは、図3および図4を参照して説明したチャネル領域1gに加えて、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cにも平面視で重なることが望ましい。本形態において、遮光層7aは、基板本体10dと下地絶縁膜12との層間に形成されている。その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本形態の液晶装置100においても、実施の形態1と同様、画素電極9aおよび素子基板10は透光性を備え、共通電極21は光反射性を備えているため、素子基板10側から入射した光を共通電極21で反射して素子基板10から出射することができる。その際、素子基板10側から入射した光のうち、画素トランジスター30の能動層及びLDD領域に向かう光は遮光層7aで遮られるので、画素トランジスター30は、光電流に起因する誤動作を発生させることがないなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。
また、本形態では、素子基板10の基板本体10dは石英基板やガラス基板であるのに対して、対向基板20の基板本体20eは、単結晶シリコン基板あるいは金属基板である。このため、対向基板20は素子基板10より熱伝導率が高い。従って、対向基板20を介して効率よく放熱することができるので、液晶装置100全体の温度上昇を抑制することができる。また、対向基板20を冷却すれば、液晶装置100全体の温度を効果的に低下させることができるので、液晶装置100での熱による誤動作や寿命低下を防止することができる。さらに、基板本体20eにおいて素子基板10に対向する面に共通電極21が設けられているため、基板本体20eの材料を選択するとき、その比抵抗を考慮する必要がない。
[実施の形態3]
図7は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図7において、本形態の液晶装置100も、実施の形態1と同様、素子基板10および画素電極9aは透光性である。すなわち、本形態では、素子基板10の基板本体10dには石英基板やガラス基板などの透光性基板が用いられ、画素電極9aは、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透光性導電膜からなる。また、対向基板60のうち少なくとも素子基板10に対向する面が共通電極を構成している。
本形態では、対向基板60として、アルミニウムなどの光反射率が高い金属基板が用いられており、かかる対向基板60において素子基板10に対向する面自身を共通電極として利用する。
また、本形態でも、実施の形態1と同様、複数の画素100aのいずれに対しても、画素トランジスター30の半導体層1a(能動層)に対して液晶層50が位置する側とは反対側には、少なくとも画素トランジスター30の半導体層1aに平面視で重なる遮光層7aが設けられている。遮光層7aは、図3および図4を参照して説明したチャネル領域1gに加えて、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1cにも平面視で重なることが望ましい。本形態において、遮光層7aは、基板本体10dと下地絶縁膜12との層間に形成されている。その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本形態の液晶装置100においても、実施の形態1と同様、画素電極9aおよび素子基板10は透光性を備え、共通電極として利用される対向基板60は光反射性を備えているため、素子基板10側から入射した光を対向基板60で反射して素子基板10から出射することができる。その際、素子基板10側から入射した光のうち、画素トランジスター30の能動層及びLDD領域に向かう光は遮光層7aで遮られるので、画素トランジスター30は、光電流に起因する誤動作を発生させることがないなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。
また、本形態では、素子基板10の基板本体10dは石英基板やガラス基板であるのに対して、共通電極として利用される対向基板60は金属基板であるため、対向基板60は素子基板10より熱伝導率が高い。従って、対向基板60を介して効率よく放熱することができるので、液晶装置100全体の温度上昇を抑制することができる。また、対向基板60を冷却すれば、液晶装置100全体の温度を効果的に低下させることができるので、液晶装置100での熱による誤動作や寿命低下を防止することができる。
さらに、本形態では、対向基板60として用いた金属基板において素子基板10に対向する面自身を共通電極として利用する。このため、対向基板60に電極を成膜する必要が無くなり、対向基板60を安価に製作することができるので、液晶装置100のコストを低減することができる。
[電子機器への搭載例]
本発明に係る反射型液晶装置100は、図8(a)に示す投射型表示装置(液晶プロジェクター/電子機器)や、図8(b)、(c)に示す携帯用電子機器に用いることができる。
本発明に係る反射型液晶装置100は、図8(a)に示す投射型表示装置(液晶プロジェクター/電子機器)や、図8(b)、(c)に示す携帯用電子機器に用いることができる。
まず、図8(a)に示す電子機器は、投射型表示装置1000であり、光源部890は、システム光軸Lに沿って光源810、インテグレーターレンズ820および偏光変換素子830が配置された偏光照明装置800を有している。また、光源部890は、システム光軸Lに沿って、偏光照明装置800から出射されたS偏光光束をS偏光光束反射面841により反射させる偏光ビームスプリッター840と、偏光ビームスプリッター840のS偏光光束反射面841から反射された光のうち、青色光(B)の成分を分離するダイクロイックミラー842と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光(R)の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー843とを有している。
また、投射型表示装置1000は、各色光が入射する3つの反射型の液晶装置100(液晶装置100R、100G、100B)を備えており、光源部890は、3つの液晶装置100(液晶装置100R、100G、100B)に所定の色光を供給する。
かかる投射型表示装置1000においては、3つの液晶装置100R、100G、100Bにて変調された光をダイクロイックミラー842、843、および偏光ビームスプリッター840にて合成した後、この合成光を投射光学系850によってスクリーン860などの被投射部材に投射する。
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源などを用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
また、図8(b)に示す携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001、スクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての反射型の液晶装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶装置100に表示される画面がスクロールされる。図8(c)に示す情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)は、複数の操作ボタン4001、電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての反射型の液晶装置100を備えており、電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置100に表示される。
なお、対向基板20あるいは素子基板10などにカラーフィルターを形成すれば、カラー表示可能な反射型の液晶装置100を形成することができる。また、カラーフィルターを形成した反射型の液晶装置100を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。
1a・・画素トランジスターの半導体層(能動層)、7a・・遮光層、9a・・画素電極、10・・素子基板、10d・・素子基板の基板本体、20・・対向基板、20d、20e・・対向基板の基板本体、60・・対向基板、21・・共通電極、30・・画素トランジスター、50・・液晶層、100・・液晶装置、100a・・画素
Claims (6)
- 一方の面に画素トランジスターおよび該画素トランジスターに電気的に接続する画素電極が設けられた素子基板と、
前記画素電極と対向する共通電極を備えた対向基板と、
前記画素電極と前記共通電極との間に保持された液晶層と、
を有する液晶装置であって、
前記画素電極および前記素子基板は透光性を備え、
前記共通電極は光反射性を備え、
前記画素トランジスターの能動層に対して前記液晶層が位置する側とは反対側には、前記能動層に平面視で重なる遮光層が設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 前記対向基板は、前記素子基板より熱伝導率が高いことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記対向基板は単結晶シリコン基板あるいは金属基板であり、
前記対向基板において前記素子基板に対向する面に前記共通電極が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。 - 前記対向基板は金属基板であり、
当該金属基板において前記素子基板に対向する面によって前記共通電極が構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
- 前記液晶装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系と、を備えていることを特徴とする請求項5に記載の電子機器。
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JP2009091837A JP2010243753A (ja) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | 液晶装置および電子機器 |
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JP2013037166A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Canon Inc | 焦点検出装置及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 |
-
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US9154689B2 (en) | 2011-08-08 | 2015-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detector, and lens apparatus and image pickup apparatus including the same |
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