JP2014119683A - 液晶装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示品質を向上させることができる液晶装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】素子基板10と、素子基板10に対向配置された対向基板20と、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせるシール材14と、シール材14により囲まれる領域の内側に、液晶分子を含む液晶層と、素子基板10と液晶層との間に配置され、液晶分子を素子基板10の第1辺及び第1辺と隣り合い第1辺と交差する第2辺に対して交差する第1方向に垂直配向させる配向膜と、を含み、液晶層の表示領域Eの第1方向に位置する第1角部において、液晶層の外縁は、表示領域Eと反対側に突出した第1突出部14a1を有する。
【選択図】図5
【解決手段】素子基板10と、素子基板10に対向配置された対向基板20と、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせるシール材14と、シール材14により囲まれる領域の内側に、液晶分子を含む液晶層と、素子基板10と液晶層との間に配置され、液晶分子を素子基板10の第1辺及び第1辺と隣り合い第1辺と交差する第2辺に対して交差する第1方向に垂直配向させる配向膜と、を含み、液晶層の表示領域Eの第1方向に位置する第1角部において、液晶層の外縁は、表示領域Eと反対側に突出した第1突出部14a1を有する。
【選択図】図5
Description
本発明は、液晶装置、及び電子機器に関する。
上記液晶装置の一つとして、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。液晶装置は、例えば、直視型ディスプレイやプロジェクターのライトバルブなどにおいて用いられている。
このような液晶装置において、液晶供給時に混入したり、液晶層を取り囲んでいるシール材や封止材から溶出したりした不純物が、液晶装置の駆動によって表示領域に凝集することにより、液晶装置の表示特性が劣化する恐れがあることが知られている。
例えば、特許文献1には、有効画素領域の周囲に複数の周辺電極を設け、周辺電極間に電位差を生じさせて、不純物を有効画素領域の外側に移動させている技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では、有効画素領域の外側に移動した不純物が、シール材の延設方向に沿って再度拡散する恐れがあるという課題がある。
本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る液晶装置は、第1辺及び前記第1辺と隣り合う第2辺を有する第1基板と、前記第1基板に対向配置された第2基板と、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール材と、前記シール材により囲まれる領域の内側に、前記第1基板と前記第2基板とにより挟持された液晶分子を含む液晶層と、前記第1基板と前記液晶層との間に配置され、前記液晶分子を前記第1辺の方向及び前記第2辺の方向に対して交差する第1方向に垂直配向させる配向膜と、を含み、前記液晶層の表示領域の前記第1方向に位置する第1角部において、前記液晶層の外縁は、前記表示領域と反対側に突出した第1突出部を有することを特徴とする。
本適用例によれば、液晶層の外縁の第1角部において、表示領域とは反対側に突出する第1突出部を有する、つまり、シール材に突出部が設けられているので、印加電圧による液晶分子の動作によって第1方向の角部に集められた不純物を、第1突出部の中に留まらせることが可能となる。よって、第1突出部の中から外部に不純物が再拡散することを抑えることができる。加えて、第1突出部が表示領域とは反対側に突出しているので、表示領域から不純物が留まる部分を遠ざけることが可能となり、表示への影響を抑制することができる。その結果、表示品質を向上させることができる。
[適用例2]上記適用例に係る液晶装置において、前記表示領域の外縁は、前記第1角部側に位置する第3辺と、第4辺とを有し、前記第1突出部は、前記第3辺の延長線である第1延長線と前記第1基板の縁部との間で、かつ、前記第4辺の延長線である第2延長線と前記第1基板の縁部との間の領域内に位置することが好ましい。
本適用例によれば、第1延長線と第1基板の縁部との間、かつ、第2延長線と第1基板の縁部との間、の領域内に第1突出部が設けられているので、第1突出部を表示領域から遠くすることが可能となり、表示領域に影響が出ることを抑えることができる。
[適用例3]上記適用例に係る液晶装置において、前記第1突出部の内部に形成された第1部分と、前記第1部分から前記表示領域の前記第3辺と前記シール材との間に延在する第2部分と、を有する第1電極と、前記第1突出部の内部に形成され、前記第1部分と対向するように配置された第3部分と、前記第3部分から、前記表示領域の前記第3辺に隣り合う前記第4辺と前記シール材との間に延在する第4部分と、を有する第2電極と、前記第2部分と前記表示領域との間と、前記第4部分と前記表示領域との間と、に延設された第3電極と、を有し、前記第1電極と前記第3電極は異なる電位が印加されるように構成され、前記第2電極と前記第3電極は異なる電位が印加されるように構成されていることが好ましい。
本適用例によれば、第1電極と第3電極との間、及び第2電極と第3電極との間の電位が異なるように構成されているので、電極間の電位差によって発生した電界により、不純物を引き寄せることができる。
[適用例4]上記適用例に係る液晶装置において、前記第1電極と前記第2電極との電位差は、前記第1電極と前記第3電極との電位差より大きく、前記第2電極と前記第3電極との電位差より大きいことが好ましい。
本適用例によれば、第1電極と第3電極との間、及び第2電極と第3電極と間の電位差と比較して、第1電極と第2電極との電位差が大きいので、第1電極と第2電極とが隣り合う第1突出部の内部の電位差を大きくすることができる。よって、印加電圧による液晶分子の動作に加えて、効果的に第1突出部の内部に不純物を集めることができる。
[適用例5]上記適用例に係る液晶装置において、前記液晶層の前記表示領域の前記第1方向と反対方向に位置する第2角部において、前記液晶層の外縁は、前記表示領域と反対側に突出した第2突出部を有することが好ましい。
本適用例によれば、第1方向と反対側に第2突出部を設けるので、印加電圧による液晶分子の動作によって第1方向及び第1方向と反対方向の角部に集められた不純物を、第1突出部及び第2突出部の中に留まらせることができる。
[適用例6]本適用例に係る電子機器は、上記に記載の液晶装置を備えることを特徴とする。
本適用例によれば、上記した液晶装置を備えているので、表示特性を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
本実施形態では、液晶装置として、薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor)を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、投射型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調素子(液晶ライトバルブ)として好適に用いることができるものである。
(第1実施形態)
<液晶装置の構成>
図1は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図2は、図1に示す液晶装置のH−H’線に沿う模式断面図である。図3は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図1〜図3を参照しながら説明する。
<液晶装置の構成>
図1は、液晶装置の構成を示す模式平面図である。図2は、図1に示す液晶装置のH−H’線に沿う模式断面図である。図3は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の構成を、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態の液晶装置100は、対向配置された素子基板10(第1基板)および対向基板20(第2基板)と、これら一対の基板によって挟持された液晶層15とを有する。素子基板10を構成する第1基材10a、および対向基板20を構成する第2基材20aは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。
素子基板10は対向基板20よりも大きく、両基板は、対向基板20の外周に沿って配置されたシール材14を介して接合されている。平面視で環状に設けられたシール材14の内側で、素子基板10は対向基板20の間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層15を構成している。シール材14は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材14には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
シール材14の内側には、複数の画素Pが配列した表示領域Eが設けられている。表示領域Eは、表示に寄与する複数の画素Pに加えて、複数の画素Pを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、図1及び図2では図示を省略したが、表示領域Eにおいて複数の画素Pをそれぞれ平面的に区分する遮光膜(ブラックマトリックス;BM)が対向基板20に設けられている。
素子基板10の1辺部に沿ったシール材14と該1辺部との間に、データ線駆動回路22が設けられている。また、該1辺部に対向する他の1辺部に沿ったシール材14と表示領域Eとの間に、検査回路25が設けられている。さらに、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿ったシール材14と表示領域Eとの間に走査線駆動回路24が設けられている。該1辺部と対向する他の1辺部に沿ったシール材14と検査回路25との間には、2つの走査線駆動回路24を繋ぐ複数の配線29が設けられている。
対向基板20における環状に配置されたシール材14と表示領域Eとの間には、遮光膜18(見切り部)が設けられている。遮光膜18は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜18の内側が複数の画素Pを有する表示領域Eとなっている。なお、図1では図示を省略したが、表示領域Eにおいても複数の画素Pを平面的に区分する遮光膜が設けられている。
これらデータ線駆動回路22、走査線駆動回路24に繋がる配線は、該1辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子61に接続されている。以降、該1辺部に沿った方向をX方向とし、該1辺部と直交し互いに対向する他の2辺部に沿った方向をY方向として説明する。
図2に示すように、第1基材10aの液晶層15側の表面には、画素Pごとに設けられた透光性の画素電極27およびスイッチング素子である薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor、以降、「TFT30」と呼称する)と、信号配線と、これらを覆う配向膜28とが形成されている。
また、TFT30における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板10は、少なくとも画素電極27、TFT30、配向膜28を含むものである。
対向基板20の液晶層15側の表面には、遮光膜18と、これを覆うように成膜された平坦化層33と、平坦化層33を覆うように設けられた対向電極31と、対向電極31を覆う配向膜32とが設けられている。本発明における対向基板20は、少なくとも対向電極31、配向膜32を含むものである。
遮光膜18は、図1に示すように、表示領域Eを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路24、検査回路25と重なる位置に設けられている(図示簡略)。これにより対向基板20側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
平坦化層33は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜18を覆うように設けられている。このような平坦化層33の形成方法としては、例えばプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
対向電極31は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなり、平坦化層33を覆うと共に、図1に示すように対向基板20の四隅に設けられた導通部としての上下導通部26により素子基板10側の配線に電気的に接続している。
画素電極27を覆う配向膜28および対向電極31を覆う配向膜32は、液晶装置100の光学設計に基づいて選定される。例えば、気相成長法を用いてSiOx(酸化シリコン)などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子を1辺部と交差する方向に略垂直配向させる無機配向膜が挙げられる。
このような液晶装置100は透過型であって、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きくて明表示となるノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Pの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さくて暗表示となるノーマリーブラックモードが用いられる。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
図3に示すように、液晶装置100は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線3aおよび複数のデータ線6aと、容量線3bとを有する。走査線3aが延在する方向がX方向であり、データ線6aが延在する方向がY方向である。
走査線3aとデータ線6aならびに容量線3bと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極27と、TFT30と、容量素子16とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
走査線3aはTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6aはTFT30のデータ線側ソースドレイン領域(ソース領域)に電気的に接続されている。画素電極27は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域(ドレイン領域)に電気的に接続されている。
データ線6aは、データ線駆動回路22(図1参照)に接続されており、データ線駆動回路22から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは、走査線駆動回路24(図1参照)に接続されており、走査線駆動回路24から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。
データ線駆動回路22からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路24は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングで供給する。
液晶装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1〜SCmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極27に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極27を介して液晶層15に書き込まれた所定レベルの画像信号D1〜Dnは、画素電極27と液晶層15を介して対向配置された対向電極31との間で一定期間保持される。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極27と対向電極31との間に形成される液晶容量と並列に容量素子16が接続されている。容量素子16は、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域と容量線3bとの間に設けられている。容量素子16は、2つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。
図4は、液晶装置の構造を示す模式断面図である。以下、液晶装置の構造を、図4を参照しながら説明する。なお、図4は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
図4に示すように、液晶装置100は、一対の基板のうち一方の基板である素子基板10と、これに対向配置される他方の基板である対向基板20とを備えている。素子基板10を構成する第1基材10a、及び対向基板20を構成する第2基材20aは、上記したように、例えば、石英基板等によって構成されている。
第1基材10a上には、チタン(Ti)やクロム(Cr)等からなる下側遮光膜3cが形成されている。下側遮光膜3cは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。なお、下側遮光膜3cは、走査線3aの一部として機能するようにしてもよい。第1基材10a及び下側遮光膜3c上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層11aが形成されている。
下地絶縁層11a上には、TFT30及び走査線3a等が形成されている。TFT30は、例えば、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層30aと、半導体層30a上に形成されたゲート絶縁膜11gと、ゲート絶縁膜11g上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極30gとを有する。上記したように、走査線3aは、ゲート電極30gとしても機能する。
半導体層30aは、例えば、リン(P)イオン等のN型の不純物イオンが注入されることにより、N型のTFT30として形成されている。具体的には、半導体層30aは、チャネル領域30cと、データ線側LDD領域30s1と、データ線側ソースドレイン領域30sと、画素電極側LDD領域30d1と、画素電極側ソースドレイン領域30dとを備えている。
チャネル領域30cには、ボロン(B)イオン等のP型の不純物イオンがドープされている。その他の領域(30s1,30s,30d1,30d)には、リン(P)イオン等のN型の不純物イオンがドープされている。このように、TFT30は、N型のTFTとして形成されている。
ゲート電極30g、下地絶縁層11a、及び走査線3a上には、シリコン酸化膜等からなる第1層間絶縁層11bが形成されている。第1層間絶縁層11b上には、容量素子16が設けられている。具体的には、TFT30の画素電極側ソースドレイン領域30d及び画素電極27に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第1容量電極16aと、固定電位側容量電極としての容量線3b(第2容量電極16b)の一部とが、誘電体膜16cを介して対向配置されることにより、容量素子16が形成されている。
容量線3b(第2容量電極16b)は、例えば、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)等の高融点金属のうち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、これらを積層したもの等からなる。或いは、Al(アルミニウム)膜から形成することも可能である。
第1容量電極16aは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子16の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第1容量電極16aは、容量線3bと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第1容量電極16aは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホールCNT52、中継層55、コンタクトホールCNT53、CNT51を介して、画素電極27とTFT30の画素電極側ソースドレイン領域30d(ドレイン領域)とを中継接続する機能を有する。
容量素子16上には、第2層間絶縁層11cを介してデータ線6aが形成されている。データ線6aは、第1層間絶縁層11b及び第2層間絶縁層11cに開孔されたコンタクトホールCNT54を介して、半導体層30aのデータ線側ソースドレイン領域30s(ソース領域)に電気的に接続されている。
データ線6a上には、第3層間絶縁層11dを介して画素電極27が形成されている。画素電極27は、第2層間絶縁層11c及び第3層間絶縁層11dに開孔されたコンタクトホールCNT52、CNT53、中継層55を介して第1容量電極16aに接続されることにより、半導体層30aの画素電極側ソースドレイン領域30d(ドレイン領域)に電気的に接続されている。なお、画素電極27は、例えば、ITO膜等の透明導電性膜から形成されている。
画素電極27及び第3層間絶縁層11d上には、酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を斜方蒸着した配向膜28が設けられている。配向膜28上には、シール材14(図1及び図2参照)により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層15が設けられている。
一方、第2基材20a上には、その全面に渡って対向電極31が設けられている。対向電極31上(図4では下側)には、酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を斜方蒸着した配向膜32が設けられている。対向電極31は、上述の画素電極27と同様に、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。
液晶層15は、画素電極27からの電界が印加されていない状態で配向膜28,32によって所定の配向状態をとる。シール材14は、素子基板10及び対向基板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ーが混入されている。
<シール材の構成>
図5は、液晶装置のうち主にシール材の構成を示す模式平面図である。図6は、図5に示す液晶装置のA−A’線に沿う模式断面図である。以下、主にシール材の構成について、図5及び図6を参照しながら説明する。なお、第1基材10aから第3層間絶縁層11dまでを第1基材10aと称して説明する。
図5は、液晶装置のうち主にシール材の構成を示す模式平面図である。図6は、図5に示す液晶装置のA−A’線に沿う模式断面図である。以下、主にシール材の構成について、図5及び図6を参照しながら説明する。なお、第1基材10aから第3層間絶縁層11dまでを第1基材10aと称して説明する。
図5及び図6に示すように、液晶装置100の素子基板10を構成する第1基材10a上には、表示領域Eに画素電極27が設けられている。画素電極27上を含む第1基材10a上の全体には、図示しない、酸化シリコン(SiO2)などの無機材料を斜方蒸着した配向膜28(図4参照)が設けられている。なお、配向方向(蒸着方向)を方位角方向と称する。
配向膜28は、柱状構造物(カラム)を有している。柱状構造物は、第1基材10a上の全体に亘って密集して設けられている。複数の柱状構造物は、第1基材10aに対し傾斜して設けられており、傾斜角度によって液晶層15の液晶分子15aにプレチルト角が付与されるようになっている。ここで、プレチルト角とは、第1基材10a表面に直交する方向と液晶分子15aの長軸方向とのなす角度をいう。
配向膜28上における表示領域Eの周囲には、表示領域Eを囲むようにシール材14が設けられている。シール材14における第1方向の角部(第1角部)には、表示領域Eと反対側に突出する第1突出部14a1が設けられている。言い換えれば、第1方向における液晶層15の外縁は、表示領域Eと反対側に突出している。第1突出部14a1は、シール材14の内縁が表示領域Eと反対側に突出している(第1突出部14a1の内部)。
ここで、第1方向とは、素子基板10の第1辺、及び第1辺と交差する第2辺、に対して交差する方向をいう。
第1突出部14a1の幅(口元の幅)は、例えば、表示領域Eの一辺(第3辺)の延長線である第1延長線E1と素子基板10の縁部との間、かつ、一辺と隣り合う他辺(第4辺)の延長線である第2延長線E2と素子基板10の縁部との間、の領域内に収まっている。これにより、第1突出部14a1を表示領域Eから遠くすることが可能となり、表示領域Eに影響が出ることを抑えることができる。
また、シール材14における第1方向と反対方向に位置する角部(第2角部)には、表示領域Eと反対側に突出した第2突出部14a2が設けられている。言い換えれば、第1方向と反対方向における液晶層15の外縁は、表示領域Eと反対側に突出している。また、第2突出部14a2は、シール材14の内縁が表示領域Eと反対側に突出している(第2突出部14a2の内部)。なお、第2突出部14a2の大きさなどは、第1突出部14a1と略同じである。
第2基材20a上(液晶層15側)には、対向電極31が設けられている。対向電極31の表面には、素子基板10側と同様に、柱状構造物を有する配向膜32(図4参照)が設けられている。
このようにシール材14を設けることにより、図6に示すように、液晶を駆動させた際、液晶分子15aが動作し、配向膜28,32の配向処理が施された方向(方位角方向)にイオン性不純物70が掃き寄せられる。具体的には、方位角方向に設けられたシール材14の第2突出部14a2(第1突出部14a1)の内部(窪み14b1,14b2)の中にイオン性不純物70が集められる。そして、シール材14によって囲まれた窪み14bがイオン性不純物70の溜まり場となり、イオン性不純物70が窪み14bの外に再拡散することを抑えることができる。加えて、シール材14の角部に、シール材14の内縁が表示領域Eと反対側に突出する第1突出部14a1及び第2突出部14a2を設けるので、表示領域Eからイオン性不純物70を遠ざけることができる。その結果、表示品質を向上させることができる。
<電子機器の構成>
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図7を参照して説明する。図7は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。
次に、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置について、図7を参照して説明する。図7は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。
図7に示すように、本実施形態の投射型表示装置1000は、システム光軸Lに沿って配置された偏光照明装置1100と、光分離素子としての2つのダイクロイックミラー1104,1105と、3つの反射ミラー1106,1107,1108と、5つのリレーレンズ1201,1202,1203,1204,1205と、3つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ1210,1220,1230と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム1206と、投射レンズ1207とを備えている。
偏光照明装置1100は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット1101と、インテグレーターレンズ1102と、偏光変換素子1103とから概略構成されている。
ダイクロイックミラー1104は、偏光照明装置1100から射出された偏光光束のうち、赤色光(R)を反射させ、緑色光(G)と青色光(B)とを透過させる。もう1つのダイクロイックミラー1105は、ダイクロイックミラー1104を透過した緑色光(G)を反射させ、青色光(B)を透過させる。
ダイクロイックミラー1104で反射した赤色光(R)は、反射ミラー1106で反射した後にリレーレンズ1205を経由して液晶ライトバルブ1210に入射する。ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
液晶ライトバルブ1210,1220,1230は、クロスダイクロイックプリズム1206の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ1210,1220,1230に入射した色光は、映像情報(映像信号)に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム1206に向けて射出される。
このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ1207によってスクリーン1300上に投射され、画像が拡大されて表示される。
液晶ライトバルブ1210は、上述した液晶装置100が適用されたものである。液晶装置100は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ1220,1230も同様である。
このような投射型表示装置1000によれば、液晶ライトバルブ1210,1220,1230として、焼き付き等が抑えられた液晶装置100を用いているので、高い表示品質を実現することができる。
なお、液晶装置100が搭載される電子機器としては、投射型表示装置1000の他、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、EVF(Electrical View Finder)、モバイルミニプロジェクター、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。
以上詳述したように、本実施形態の液晶装置100、及び電子機器によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)本実施形態の液晶装置100によれば、シール材14における配向方向(方位角方向)の角部において、表示領域Eとは反対側に突出する第1突出部14a1、及び第2突出部14a2が設けられているので、液晶分子15aの動作によって配向方向の角部に集められたイオン性不純物70を、第1突出部14a1及び第2突出部14a2の中に留まらせることが可能となる。よって、第1突出部14a1及び第2突出部14a2の中から外部にイオン性不純物70が再拡散することを抑えることができる。加えて、第1突出部14a1及び第2突出部14a2が表示領域Eとは反対側に突出しているので、表示領域Eからイオン性不純物70が留まる部分を遠ざけることが可能となり、表示への影響を抑制することができる。その結果、表示品質を向上させることができる。
(2)本実施形態の電子機器によれば、上記に記載の液晶装置100を備えるので、表示特性を向上させることが可能な電子機器を提供することができる。
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態の液晶装置のうち主にシール材の構成を示す模式平面図である。以下、主にシール材の構成について、図8を参照しながら説明する。
図8は、第2実施形態の液晶装置のうち主にシール材の構成を示す模式平面図である。以下、主にシール材の構成について、図8を参照しながら説明する。
第2実施形態の液晶装置200は、上述の第1実施形態と比べて、周辺電極としてのイオントラップ電極41,42,43を用いている部分が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略する。
図8に示す図は、素子基板10の四隅のうち第1突出部14a1周辺の領域を示す模式平面図である。図8に示すように、第2実施形態の液晶装置200は、上記した第1実施形態と同様に、表示領域Eを囲むようにシール材14が設けられている。
シール材14の角部は、上記したように、方位角方向に沿って外側に張り出すように第1突出部14a1が設けられている。言い換えれば、シール材14の内縁が表示領域Eと反対側に張り出している。
第2実施形態の特徴として、表示領域Eとシール材14との間に、第1イオントラップ電極41(第1電極)、第2イオントラップ電極42(第2電極)、及び第3イオントラップ電極43(第3電極)が設けられている。
第1イオントラップ電極41は、第1突出部14a1の内部(窪み14b1)に設けられた第1支線部41a(第1部分)と、第1支線部41aから表示領域Eの一辺(第3辺)とシール材14との間に延在する第1本線部41b(第2部分)とを有する。
第2イオントラップ電極42は、第1突出部14a1の内部(窪み14b1)に設けられた第2支線部42a(第3部分)と、第2支線部42aから表示領域Eの一辺(第3辺)に隣り合う他辺(第4辺)とシール材14との間に延在する第2本線部42b(第4部分)とを有する。
第3イオントラップ電極43は、第1本線部41bと表示領域Eとの間と、第2本線部42bと表示領域Eとの間と、に延設されている。
第1イオントラップ電極41及び第2イオントラップ電極42には対向電極31に印加される電位より低い電位が印加されている。一方、第1イオントラップ電極41及び第2イオントラップ電極42と表示領域Eとの間に配置された第3イオントラップ電極43には、対向電極31に印加される電位より高い電位が印加されている。
例えば、第1イオントラップ電極41には、対向電極31に印加される電位に対して−2Vが印加されている。第2イオントラップ電極42には、例えば、対向電極31に対して−5Vが印加されている。第3イオントラップ電極43には、例えば、対向電極31に対して+1Vが印加されている。
これにより、第1イオントラップ電極41と第2イオントラップ電極42との間には、3Vの電位差が生じる。第1イオントラップ電極41と第3イオントラップ電極43との間には、3Vの電位差が生じる。窪み14bの内側に配置された第1イオントラップ電極41の第1支線部41aと第2イオントラップ電極42の第2支線部42aとの間には、6Vの電位差が生じる。
このように配置することにより、第1突出部14a1の内部(窪み14bの内側)の第1支線部41aと第2支線部42aとの間で生じる電位差が、第1イオントラップ電極41と第3イオントラップ電極43との間の電位差、及び第2イオントラップ電極42と第3イオントラップ電極43との間で生じる電位差と比較して大きくすることができる。よって、液晶分子15aが揺らぐことによるフロー効果に加えて、効果的に窪み14bの内側にイオン性不純物70を引き寄せることが可能となり、窪み14bの中にイオン性不純物70を留めることができる。
なお、イオントラップ電極41,42,43に印加する電圧は、DC電圧でもよいしAC電圧でもよい。また、イオントラップ電極41,42,43は、画素電極27と同層に設けられ、ITO膜で形成されている。
以上詳述したように、第2実施形態の液晶装置200によれば、上記した第1実施形態の効果に加え、以下に示す効果が得られる。
(3)第2実施形態の液晶装置200によれば、第1イオントラップ電極41と第3イオントラップ電極43との間の電位、及び第2イオントラップ電極42と第3イオントラップ電極43との間の電位が異なるように構成されているので、電極間の電位差によって発生した電界により、イオン性不純物70を表示領域Eの周囲に集めることができる。
(4)第2実施形態の液晶装置200によれば、第1イオントラップ電極41と第3イオントラップ電極43との間の電位差、及び第2イオントラップ電極42と第3イオントラップ電極43と間の電位差と比較して、第1イオントラップ電極41と第2イオントラップ電極42との間の電位差が大きいので、第1支線部41aと第2支線部42aとが隣り合う第1突出部14a1の内部の電位差を大きくすることができる。よって、液晶分子15aの動作に加えて、効果的に第1突出部14a1の内部(窪み14b1)にイオン性不純物70を集めることができる。
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
(変形例1)
上記したように、第1突出部14a1は、シール材14の内縁及び外縁が外側に張り出すように突出していることに限定されず、シール材14の内縁のみが外側に張り出すように設けられていればよく、図9に示すように形成してもよい。なお、以下の変形例において、イオントラップ電極を含む構成でもよい。
上記したように、第1突出部14a1は、シール材14の内縁及び外縁が外側に張り出すように突出していることに限定されず、シール材14の内縁のみが外側に張り出すように設けられていればよく、図9に示すように形成してもよい。なお、以下の変形例において、イオントラップ電極を含む構成でもよい。
図9に示す液晶装置300は、シール材14の角部において素子基板10の縁部側に窪む窪み14cが設けられている。具体的には、シール材14の内縁14c1によって窪み14cが設けられている。シール材14の外縁14c2は、窪み14cの形状に倣って突出することなく略方形状になっている。これによれば、窪み14cが設けられた部分のシール材14の幅が狭くなり、耐湿性が低下する恐れが高くなるものの、シール材14の内縁14c1によって形成された窪み14cによって、イオン性不純物70を溜めることができる。
(変形例2)
上記したように、表示領域Eと反対側に張り出す窪み14bの角度は、配向方向と略並行に設けられていることに限定されず、集めたイオン性不純物70が窪み14bの外に拡散しにくい形状であればよく、例えば、円弧状、三角状などであってもよい。
上記したように、表示領域Eと反対側に張り出す窪み14bの角度は、配向方向と略並行に設けられていることに限定されず、集めたイオン性不純物70が窪み14bの外に拡散しにくい形状であればよく、例えば、円弧状、三角状などであってもよい。
(変形例3)
上記したように、透過型の液晶装置100であることに限定されず、例えば、反射型の液晶装置に本発明を適用するようにしてもよい。
上記したように、透過型の液晶装置100であることに限定されず、例えば、反射型の液晶装置に本発明を適用するようにしてもよい。
3a…走査線、3b…容量線、3c…下側遮光膜、6a…データ線、10…第1基板としての素子基板、10a…第1基材、11a…下地絶縁層、11b…第1層間絶縁層、11c…第2層間絶縁層、11d…第3層間絶縁層、11g…ゲート絶縁膜、14…シール材、14a1…第1突出部、14b1…窪み、14a2…第2突出部、14b2…窪み、14c2…外縁、15…液晶層、15a…液晶分子、16…容量素子、16a…第1容量電極、16b…第2容量電極、16c…誘電体膜、18…遮光膜、20…第2基板としての対向基板、20a…第2基材、22…データ線駆動回路、24…走査線駆動回路、25…検査回路、26…上下導通部、27…画素電極、28,32…配向膜、29…配線、30…TFT、30a…半導体層、30c…チャネル領域、30d…画素電極側ソースドレイン領域、30d1…画素電極側LDD領域、30g…ゲート電極、30s…データ線側ソースドレイン領域、30s1…データ線側LDD領域、31…対向電極、33…平坦化層、41…第1電極としての第1イオントラップ電極、41a…第1部分としての第1支線部、41b…第2部分としての第1本線部、42…第2電極としての第2イオントラップ電極、42a…第3部分としての第2支線部、42b…第4部分としての第2本線部、43…第3電極としての第3イオントラップ電極、CNT51,52,53,54…コンタクトホール、55…中継層、61…外部接続用端子、70…イオン性不純物、100,200,300…液晶装置、1000…投射型表示装置、1100…偏光照明装置、1101…ランプユニット、1102…インテグレーターレンズ、1103…偏光変換素子、1104,1105…ダイクロイックミラー、1106,1107,1108…反射ミラー、1201,1202,1203,1204,1205…リレーレンズ、1206…クロスダイクロイックプリズム、1207…投射レンズ、1210,1220,1230…液晶ライトバルブ、1300…スクリーン。
Claims (6)
- 第1辺及び前記第1辺と隣り合う第2辺を有する第1基板と、
前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール材と、
前記シール材により囲まれる領域の内側に、前記第1基板と前記第2基板とにより挟持された液晶分子を含む液晶層と、
前記第1基板と前記液晶層との間に配置され、前記液晶分子を前記第1辺の方向及び前記第2辺の方向に対して交差する第1方向に垂直配向させる配向膜と、
を含み、
前記液晶層の表示領域の前記第1方向に位置する第1角部において、前記液晶層の外縁は、前記表示領域と反対側に突出した第1突出部を有することを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置であって、
前記表示領域の外縁は、前記第1角部側に位置する第3辺と、第4辺とを有し、
前記第1突出部は、
前記第3辺の延長線である第1延長線と前記第1基板の縁部との間で、かつ、前記第4辺の延長線である第2延長線と前記第1基板の縁部との間の領域内に位置することを特徴とする液晶装置。 - 請求項2に記載の液晶装置であって、
前記第1突出部の内部に形成された第1部分と、前記第1部分から前記表示領域の前記第3辺と前記シール材との間に延在する第2部分と、を有する第1電極と、
前記第1突出部の内部に形成され、前記第1部分と対向するように配置された第3部分と、前記第3部分から、前記表示領域の前記第3辺に隣り合う前記第4辺と前記シール材との間に延在する第4部分と、を有する第2電極と、
前記第2部分と前記表示領域との間と、前記第4部分と前記表示領域との間と、に延設された第3電極と、
を有し、
前記第1電極と前記第3電極は異なる電位が印加されるように構成され、
前記第2電極と前記第3電極は異なる電位が印加されるように構成されていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項3に記載の液晶装置であって、
前記第1電極と前記第2電極との電位差は、
前記第1電極と前記第3電極との電位差より大きく、
前記第2電極と前記第3電極との電位差より大きいことを特徴とする液晶装置。 - 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であって、
前記液晶層の前記表示領域の前記第1方向と反対方向に位置する第2角部において、前記液晶層の外縁は、前記表示領域と反対側に突出した第2突出部を有することを特徴とする液晶装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012276550A JP2014119683A (ja) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | 液晶装置、及び電子機器 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012276550A JP2014119683A (ja) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | 液晶装置、及び電子機器 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10859880B2 (en) | 2018-10-16 | 2020-12-08 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal display device comprising first and second electrodes respectively disposed outside of diagonally opposite first and second corner portions of a pixel area |
-
2012
- 2012-12-19 JP JP2012276550A patent/JP2014119683A/ja active Pending
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