JP2019148625A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】開口部の形状を異形（長方形）にした場合において、隣り合う画素電極からの横電界を原因とする表示品位の低下を抑制することができる電気光学装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】透過型の電気光学装置１００において、複数の画素電極９ａは各々、第１方向Ｘに延在する複数の第１遮光部１ｘと第２方向Ｙに延在する複数の第２遮光部１ｙとによって囲まれた複数の開口部１ｚの各々に重なっている。第１遮光部１ｘの幅Ｗ１ｘは、第２遮光部１ｙの幅Ｗ１ｙより広く、開口部１ｚは、第２方向Ｙのサイズが第１方向Ｘのサイズより小さい。画素電極９ａの中心Ｃ９ａは、開口部１ｚの中心Ｃ１ｚに対して、第２方向Ｙに沿ってプレチルトの方位Ｐｄの側にずれている。【選択図】図７

Description

本発明は、液晶分子にプレチルトが付された電気光学装置、および電子機器に関するものである。
透過型の電気光学装置は、透光性の複数の画素電極、および複数の画素電極を覆う第１配向膜が一方面側に設けられた第１基板と、第１基板と対向する面側に第２配向膜が設けられた第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層とを有している。ここで、第１基板に対して垂直な方向からみた平面視において、複数の画素電極は各々、第１方向に延在する複数の第１遮光部と第１方向と交差する第２方向に延在する複数の第２遮光部とによって囲まれた複数の開口部の各々に重なっている。
電気光学装置として、電圧無印加状態で液晶分子の長軸が第１基板および第２基板に対して略垂直方向に配向する垂直配向モードの電気光学装置が知られている。垂直配向モードの電気光学装置では、配向膜によって液晶分子にプレチルトを付与し、電圧印加時に液晶分子が傾く方向を制御している。かかる垂直配向モードの電気光学装置は、略垂直配向状態で黒表示を行うため、高いコントラストが得られるという利点を有している一方、隣り合う画素において階調が異なると、画素電極間の横電界の影響により発生した配向不良が開口部内に発生し、表示品位の低下を招いてしまう。そこで、画素電極の位置を開口部に対してプレチルトの方位に沿って相対的にずらした構成が提案されている。このような構成によれば、配向不良が発生する側の領域が画素の開口部外に位置し、配向不良が発生しない側の領域が画素の開口部内に位置するので、配向不良に起因する表示品位の低下が抑えられる（特許文献１参照）。
一方、電気光学装置では、走査線やデータ線等の配線領域を確保しつつ、各画素の開口部を広く確保するために、開口部の第１方向のサイズと第２方向のサイズを相違させることがある（特許文献２参照）。
特開２０１６−９５４４３号公報 特開２０００−１１１９５５号公報
電気光学装置において、通常、各画素の形状は、正方形に形成されており、各画素において開口部の形状も、正方形に形成される。しかしながら、設計上の制約等によって、特許文献２に記載の構成のように、開口部の形状のみを異形（長方形）に形成なければならないことが生じうる。例えば、画素の高精細化や基板サイズのシュリンク化を実現するために、画素ピッチの狭ピッチ化を行おうとすると、開口部の確保と、配線、容量、画素トランジスター、コンタクト等を配置する遮光領域の確保との両立が困難になるため、開口部の形状を異形（長方形）にしなければならない場合が生じる。
そして、このように画素の形状を正方形のまま状態で、開口部の形状のみを異形（長方形）にした場合、開口部の長辺方向と短辺方向とで、隣り合う画素電極からの横電界を原因とする表示品位低下の発生具合が異なることがわかった。
しかるに特許文献１には、開口部の形状を異形（長方形）にした場合において、横電界の影響の差を改善する点については一切、記載されていない。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、開口部の形状を異形（長方形）にした場合において、隣り合う画素電極からの横電界を原因とする表示品位の低下を抑制することができる電気光学装置、および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、本発明に係る電気光学装置の一態様は、透光性の画素電極、および前記画素電極を覆う第１配向膜が一方面側に設けられた第１基板と、前記第１基板と対向する面側に第２配向膜が設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を有し、前記第１基板に対する法線方向からみた平面視において、前記画素電極は、前記第１方向に延在する第１遮光部と前記第１方向と交差する第２方向に延在する第２遮光部とによって囲まれた開口部に重なっており、前記第１遮光部の前記第２方向の幅は、前記第２遮光部の前記第１方向の幅より広く、前記開口部は、前記第２方向のサイズが前記第１方向のサイズより小さく、前記液晶層では、前記第１配向膜および前記第２配向膜によって、液晶分子の長軸方向の前記第１基板側の端部に対して前記第２基板側の端部が前記第１方向および前記第２方向の各々に交差する方位に位置するように傾いたプレチルトが前記液晶分子に付され、前記画素電極の中心は、前記開口部の中心に対して、前記第２方向に沿う方向で前記方位の側にずれていることを特徴とする。
本発明では、画素電極の中心が、開口部の中心に対して、第２方向に沿ってプレチルトの方位の側にずれているため、画素電極がプレチルトの方位の側で第１遮光部と重なる領域の第２方向における幅が、画素電極がプレチルトの方位とは反対側で第１遮光部と重なる領域の第２方向における幅より広い。従って、第２方向で隣り合う画素電極からの横電界の影響を受けて配向不良が発生した場合でも、配向不良が、開口部に対して第２方向から張り出す度合いを縮小することができる。また、第１遮光部の第２方向の幅が第２遮光部の第１方向の幅より広いため、画素電極がプレチルトの方位の側で第１遮光部と重なる領域の第２方向における幅を適正に確保することができる。それ故、隣り合う画素電極からの横電界を原因とする表示品位の低下について、第１方向と第２方向との差を圧縮することができる。
本発明において、前記画素電極は、前記画素電極と前記第２方向において隣り合う画素電極との間隔が、前記画素電極と前記第１方向において隣り合う画素電極との間隔より広い態様を採用することができる。かかる態様によれば、第２方向で隣り合う画素電極からの横電界の影響を受けにくいので、第２方向で隣り合う画素電極からの横電界を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
本発明において、前記第１遮光部は、前記第１基板の前記一方面側で前記第１方向に延在する走査線を含み、前記第２遮光部は、前記第１基板の前記一方面側で前記第２方向に延在するデータ線を含む態様を採用することができる。
本発明において、前記第１遮光部には、前記画素電極の前記第２方向に沿う方向で前記方位の側に位置する端部と重なる位置に、前記第１基板と前記画素電極との間に設けられた電極に前記画素電極が電気的に接続するコンタクトホールが設けられている態様を採用することができる。
本発明において、前記画素電極は、前記第１方向と前記第２方向に沿って複数配置されており、前記第１方向におけるピッチと前記第２方向におけるピッチとが等しい態様を採用することができる。
本発明において、前記第１配向膜および前記第２配向膜は各々、前記第１基板および前記第２基板に対して斜めに傾いた柱状構造物である態様を採用することができる。
本発明において、前記液晶分子は、負の誘電率異方性を有している態様を採用することができる。
本発明に係る電気光学装置は各種電子機器に用いることができる。
本発明を適用した電気光学装置の一態様を示す平面図。 図１に示す電気光学装置のＨ−Ｈ′断面図。 図１に示す電気光学装置の電気的構成を示す説明図。 図１に示す電気光学装置に用いた液晶分子等の説明図。 図１に示す電気光学装置において隣り合う複数の画素の平面図。 図１に示す電気光学装置のＦ−Ｆ′断面図。 図５に示す画素電極の平面的なレイアウト等を示す説明図。 本発明を適用した電気光学装置において、第２方向に延在する黒線を表示したときの説明図。 本発明を適用した電気光学装置において、第１方向に延在する黒線を表示したときの説明図。 比較例に係る電気光学装置の説明図。 図１０に示す比較例に係る電気光学装置において、第２方向に延在する黒線を表示したときの説明図。 図１０に示す比較例に係る電気光学装置において、第１方向に延在する黒線を表示したときの説明図。 本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置（電子機器）の概略構成図。
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下に参照する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。また、以下の説明において「平面視」とは、第１基板１０に対する法線方向からみた様子を意味する。
（電気光学装置の構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置１００の一態様を示す平面図であり、電気光学装置１００を第２基板２０側からみた様子を示してある。図２は、図１に示す電気光学装置１００のＨ−Ｈ′断面図である。
図１および図２に示すように、電気光学装置１００は、透光性の第１基板１０と透光性の第２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た電気光学装置１００を有している。シール材１０７は第２基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられており、第１基板１０と第２基板２０との間でシール材１０７によって囲まれた領域に液晶層８０が配置されている。
第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形であり、電気光学装置１００の略中央において、表示領域１０ａは、時計の３時−９時方向の寸法（第１方向Ｘの寸法）が０時−６時方向の寸法（第２方向Ｙの寸法）より長い長方形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材１０７も略長方形に設けられ、シール材１０７の内周縁と表示領域１０ａの外周縁との間には、矩形枠状の周辺領域１０ｂが設けられている。
第１基板１０の基板本体は、石英やガラス等からなる。第１基板１０の第２基板２０側の面（一方面１０ｓ）側において、表示領域１０ａの外側には、第１基板１０の第１方向Ｘに延在する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、第２方向Ｙに延在する二辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、フレキシブル配線基板１０５が接続されており、第１基板１０には、フレキシブル配線基板１０５を介して各種電位や各種信号が入力される。
第１基板１０の一方面１０ｓ側において、表示領域１０ａには、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等からなる透光性の複数の画素電極９ａ、および複数の画素電極９ａの各々に電気的に接続する画素スイッチング素子（図示せず）がマトリクス状に形成されている。画素電極９ａに対して第２基板２０側には第１配向膜１６が形成されており、画素電極９ａは、第１配向膜１６によって覆われている。
第２基板２０の基板本体は、石英やガラス等からなる。第２基板２０の第１基板１０側の面（一方面２０ｓ）の側には、ＩＴＯ膜等からなる透光性の共通電極２１が形成されており、共通電極２１に対して第１基板１０側には第２配向膜２６が形成されている。従って、共通電極２１は第２配向膜２６によって覆われている。共通電極２１は、第２基板２０の略全面に形成されている。共通電極２１に対して第１基板１０とは反対側には、金属または金属化合物からなる遮光性の遮光層２３、および透光性の保護層２７が形成されている。遮光層２３は、例えば、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り２３ａとして形成されている。遮光層２３は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた領域と平面視で重なる領域にブラックマトリクス２３ｂとして形成されることもある。本形態において、第１基板１０の周辺領域１０ｂのうち、見切り２３ａと平面視で重なる領域には、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。
第１基板１０には、シール材１０７より外側において第２基板２０の角部分と重なる領域に、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極１０９が形成されている。基板間導通用電極１０９には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９ａが配置されており、第２基板２０の共通電極２１は、基板間導通材１０９ａおよび基板間導通用電極１０９を介して、第１基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、第１基板１０の側から共通電位が印加されている。
本形態の電気光学装置１００は、透過型電気光学装置として構成されている。かかる電気光学装置１００では、第１基板１０および第２基板２０のうち、一方側の基板から入射した光が他方側の基板を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本形態では、図２に矢印Ｌで示すように、第２基板２０の側から入射した光が第１基板１０を透過して出射される間に液晶層８０によって画素毎に変調され、画像を表示する。
（電気光学装置１００の電気的構成）
図３は、図１に示す電気光学装置１００の電気的構成を示す説明図である。図３に示すように、電気光学装置１００の表示領域１０ａにおいて、マトリクス状に形成された複数の画素１００ａの各々には、画素電極９ａ、およびこの画素電極９ａを駆動するための画素スイッチング素子３０が形成されており、画像信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを供給するデータ線６ａが画素スイッチング素子３０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よい。画素スイッチング素子３０のゲートには走査線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９ａは、画素スイッチング素子３０のドレインに電気的に接続されており、画素スイッチング素子３０を一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎを各画素１００ａに所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９ａを介して画素１００ａに書き込まれた画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎは、図２を参照して説明した第２基板２０の共通電極２１との間で一定期間保持される。液晶層８０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。それ故、電気光学装置１００からは画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに応じたコントラストを持つ光が出射される。
ここで、各画素１００ａに保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎがリークするのを防ぐために、容量線５ａを利用して、画素電極９ａと共通電極２１との間に形成される液晶容量と並列に保持容量５５を付加することがある。この場合、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長い時間、保持容量５５により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高いアクティブマトリクス型の電気光学装置１００が実現できる。
（液晶層８０等の構成）
図４は、図１に示す電気光学装置１００に用いた液晶分子８５等の説明図である。図２に示す第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ポリイミド膜や無機配向膜からなる。本形態において、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ＳｉＯｘ（ｘ＜２）、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の斜方蒸着膜（無機配向膜）である。
従って、図４に示すように、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、カラムと称せられる柱状体１６ａ、２６ａが第１基板１０および第２基板２０に対して斜めに形成された柱状構造物からなる。それ故、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、液晶層８０に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子８５を第１基板１０および第２基板２０に対して斜め傾斜配向させ、液晶分子８５にプレチルトを付している。画素電極９ａと共通電極２１との間に電圧を印加しない状態で、第１基板１０および第２基板２０に対して垂直な方向と液晶分子８５の長軸方向（配向方向）とがなす角度がプレチルト角θｐである。プレチルト角θｐは、例えば３°〜５°程度である。
液晶分子８５のプレチルトの方位Ｐｄは、液晶分子８５の長軸方向の第１基板１０側の端部８５１に対して第２基板２０側の端部８５２が位置する方位である。かかる電気光学装置１００では、画素電極９ａと共通電極２１との間に駆動電圧を印加すると、液晶分子８５がプレチルトの方位Ｐｄに倒れる。
このようにして、電気光学装置１００は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの電気光学装置として構成されている。また、電気光学装置１００では、クロスニコルに配置された一対の偏光素子の間において、一対の偏光素子の透過軸または吸収軸に対して、プレチルトの方位Ｐｄが４５°の角度を成すように電気光学装置１００が配置される。従って、各画素毎に画素電極９ａと共通電極２１との間に印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加し、全体として電気光学装置１００の各画素からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が射出されるノーマリーブラックモードで画像を表示する。
本形態では、図１に示すように、第１配向膜１６を形成する際の蒸着方向Ｄ１０は、時計の７時３０分から１時３０分に向かう方位であり、その際に、柱状体１６ａが成長する方向は、時計の１時３０分から７時３０分に向かう方位である。第２配向膜２６を形成する際の蒸着方向Ｄ２０は、時計の１時３０分から７時３０分に向かう方位であり、その際に、柱状体２６ａが成長する方向は、時計の７時３０分から１時３０分に向かう方位である。従って、液晶分子８５のプレチルトの方位Ｐｄは、時計の１時３０分から７時３０分に向かう方位であり、プレチルトの方位Ｐｄは、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各々に４５°の角度で交差している。
（画素の具体的構成）
図５は、図１に示す電気光学装置１００において隣り合う複数の画素の平面図である。図６は、図１に示す電気光学装置１００のＦ−Ｆ′断面図である。なお、図５では、各層を以下の線で表してある。また、図５では、互いの端部が平面視で重なり合う層については、層の形状等が分かりやすいように、端部の位置をずらしてある。
第１遮光層８ａ＝細くて長い破線
半導体層３１ａ＝細くて短い点線
走査線３ａ＝太い実線
ドレイン電極４ａ＝細い実線
データ線６ａおよび中継電極６ｂ＝細い一点鎖線
容量線５ａ＝太い一点鎖線
第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂ＝太い二点鎖線
画素電極９ａ＝太い破線
図５に示すように、第１基板１０の一方面１０ｓ側には、複数の画素電極９ａが形成されており、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた画素間領域に沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。画素間領域は縦横に延在しており、走査線３ａは画素間領域のうち、第１方向Ｘに延在する第１画素間領域に沿って直線的に延在し、データ線６ａは、第２方向Ｙに延在する第２画素間領域に沿って直線的に延在している。また、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応して画素スイッチング素子３０、および画素電極９ａが形成されており、画素スイッチング素子３０は、データ線６ａと走査線３ａとの交差領域およびその付近を利用して形成されている。第１基板１０には容量線５ａが形成されており、かかる容量線５ａには共通電位Ｖｃｏｍが印加されている。容量線５ａは、走査線３ａおよびデータ線６ａに重なるように延在して格子状に形成されている。画素スイッチング素子３０の上層側には第２遮光層７ａが形成されており、かかる第２遮光層７ａは、データ線６ａおよび走査線３ａに重なるように延在している。画素スイッチング素子３０の下層側には第１遮光層８ａが形成されており、かかる第１遮光層８ａは、走査線３ａおよびデータ線６ａと重なるように延在している。
画素の高精細化や基板サイズのシュリンク化を実現するために、画素ピッチの狭ピッチ化を行おうとすると、図５に示したように、配線、容量、画素トランジスター、コンタクト等を配置する遮光領域において、第１方向Ｘに延在する第１画素間領域と第２方向Ｙに延在する第２画素間領域との幅に差が生じてしまい、開口率を下げないようにするために開口部の形状を異形（長方形）にしなければならない場合が生じる。例えば、液晶プロジェクターに採用されている高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネルの場合では、画素のピッチを６μｍピッチ以上の狭ピッチを実現しようとした場合に、配線、容量、画素トランジスター、コンタクト等を配置する遮光領域において、コンタクトホール４５ａが配置された第１方向Ｘに延在する第１画素間領域の方が、第２方向Ｙに延在する第２画素間領域よりも幅に広くなってしまい、開口率を下げないようにするために開口部の形状を第１方向Ｘに長い長方形にしなければならない場合が生じる。
図６に示すように、第１基板１０において、一方面１０ｓ側には、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる第１遮光層８ａが形成されている。第１遮光層８ａは、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、タングステン、窒化チタン等の遮光膜からなり、光が半導体層３１ａに入射して画素スイッチング素子３０で光電流に起因する誤動作が発生することを抑制する。第１遮光層８ａを走査線として構成する場合もあり、この場合、後述するゲート電極３ｂと第１遮光層８ａを導通させた構成とする。
第１基板１０において、第１遮光層８ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４１が形成され、層間絶縁膜４１の上層側に、半導体層３１ａを備えた画素スイッチング素子３０が形成されている。画素スイッチング素子３０は、データ線６ａの延在方向に長辺方向を向けた半導体層３１ａと、半導体層３１ａの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層３１ａの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極３ｂとを備えた薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）である。本形態において、ゲート電極３ｂは走査線３ａの一部からなる。画素スイッチング素子３０は、半導体層３１ａとゲート電極３ｂとの間に透光性のゲート絶縁層３２を有している。半導体層３１ａは、ゲート電極３ｂに対してゲート絶縁層３２を介して対向するチャネル領域３１ｇを備えているとともに、チャネル領域３１ｇの両側にソース領域３１ｂおよびドレイン領域３１ｃを備えている。画素スイッチング素子３０は、ＬＤＤ構造を有している。従って、ソース領域３１ｂおよびドレイン領域３１ｃは各々、チャネル領域３１ｇの両側に低濃度領域を備え、低濃度領域に対してチャネル領域３１ｇとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
半導体層３１ａは、ポリシリコン膜（多結晶シリコン膜）等によって構成されている。ゲート絶縁層３２は、半導体層３１ａを熱酸化したシリコン酸化膜からなる第１ゲート絶縁層３２ａと、減圧ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜からなる第２ゲート絶縁層３２ｂとの２層構造からなる。ゲート電極３ｂおよび走査線３ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。
ゲート電極３ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４２が形成され、層間絶縁膜４２の上層には、ドレイン電極４ａが形成されている。ドレイン電極４ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。ドレイン電極４ａは、半導体層３１ａのドレイン領域３１ｃと一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜４２およびゲート絶縁層３２を貫通するコンタクトホール４２ａを介してドレイン領域３１ｃに導通している。
ドレイン電極４ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性のエッチングストッパー層４９、および透光性の誘電体層４８が形成されており、かかる誘電体層４８の上層側には容量線５ａが形成されている。誘電体層４８としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等のシリコン化合物を用いることができる他、アルミニウム酸化膜、チタン酸化膜、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、ハフニウム酸化膜、ランタン酸化膜、ジルコニウム酸化膜等の高誘電率の誘電体層を用いることができる。容量線５ａは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。容量線５ａは、誘電体層４８を介してドレイン電極４ａと重なっており、保持容量５５を構成している。
容量線５ａの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４３が形成されており、かかる層間絶縁膜４３の上層側には、データ線６ａと中継電極６ｂとが同一の導電膜により形成されている。データ線６ａおよび中継電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。データ線６ａは、層間絶縁膜４３、エッチングストッパー層４９、層間絶縁膜４２およびゲート絶縁層３２を貫通するコンタクトホール４３ａを介してソース領域３１ｂに導通している。中継電極６ｂは、層間絶縁膜４３およびエッチングストッパー層４９を貫通するコンタクトホール４３ｂを介してドレイン電極４ａに導通している。
データ線６ａおよび中継電極６ｂの上層側にはシリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４４が形成されており、かかる層間絶縁膜４４の上層側には、第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂが同一の導電膜によって形成されている。層間絶縁膜４４の表面は平坦化されている。第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂは、導電性のポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる。中継電極７ｂは、層間絶縁膜４４を貫通するコンタクトホール４４ａを介して中継電極６ｂに導通している。第２遮光層７ａは、データ線６ａと重なるように延在している。なお、第２遮光層７ａを容量線５ａと導通させて、シールド層として利用してもよい。
第２遮光層７ａおよび中継電極７ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる透光性の層間絶縁膜４５が形成されており、かかる層間絶縁膜４５の上層側にはＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。層間絶縁膜４５には、中継電極７ｂまで到達したコンタクトホール４５ａが形成されており、画素電極９ａは、コンタクトホール４５ａを介して中継電極７ｂに電気的に接続している。その結果、画素電極９ａは、中継電極７ｂ、中継電極６ｂおよびドレイン電極４ａを介してドレイン領域３１ｃに電気的に接続している。層間絶縁膜４５の表面は平坦化されている。画素電極９ａの表面側には第１配向膜１６が形成されている。
（画素電極９ａのレイアウト等）
図７は、図５に示す画素電極９ａの平面的なレイアウト等を示す説明図である。図７に示すように、本形態の電気光学装置１００では、第１方向Ｘに延在する複数の第１遮光部１ｘと第２方向Ｙに延在する複数の第２遮光部１ｙとによって囲まれた透光部分によって開口部１ｚが構成されており、複数の画素電極９ａは各々、複数の開口部１ｚに重なっている。第１遮光部１ｘは、図２、図５および図６を参照して説明した第１遮光層８ａの第１方向Ｘに延在する部分、第１方向Ｘに延在する走査線３ａ、容量線５ａの第１方向Ｘに延在する部分、第２遮光層７ａの第１方向Ｘに延在する部分、およびブラックマトリクス２３ｂの第１方向Ｘに延在する部分を含んでいる。第２遮光部１ｙは、図２、図５および図６を参照して説明した第１遮光層８ａの第２方向Ｙに延在する部分、容量線５ａの第２方向Ｙに延在する部分、第２方向Ｙに延在するデータ線６ａ、第２遮光層７ａの第２方向Ｙに延在する部分、およびブラックマトリクス２３ｂの第２方向Ｙに延在する部分を含んでいる。
ここで、複数の第１遮光部１ｘの各々の第２方向Ｙの幅Ｗ１ｘは、複数の第２遮光部１ｙの各々の第１方向Ｘの幅ｗ１ｙより広く、複数の開口部１ｚは各々、第２方向ＹのサイズＳｂ１ｚが第１方向ＸのサイズＳａ１ｚより小さい。かかる開口部１ｚの形状に対応して、複数の画素電極９ａは各々、第２方向ＹのサイズＳｂ９ａが第１方向ＸのサイズＳａ９ａより小さい。但し、複数の画素電極９ａ、および複数の開口部は、第１方向ＸにおけるピッチＰｘと第２方向ＹにおけるピッチＰｙとが等しい。
本形態では、液晶分子８５のプレチルトの方位Ｐｄは、時計の１時３０分から７時３０分に向かう方位である。従って、複数の第１遮光部１ｘには、複数の画素電極９ａの各々の第２方向Ｙに沿う方向でプレチルトの方位Ｐｄの側に位置する端部と重なる位置に、第１基板１０と画素電極９ａとの間に設けられた電極（図６に示す中継電極７ｂ）に画素電極９ａが電気的に接続するコンタクトホール４５ａが設けられている。
このように構成した電気光学装置１００において、画素電極９ａの中心Ｃ９ａは、開口部１ｚの中心Ｃ１ｚに対して、第２方向Ｙに沿ってプレチチルトの方位Ｐｄの側にずれている。従って、第２方向Ｙにおいて、画素電極９ａが、プレチルトの方位Ｐｄの側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅Ｗ１が、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄとは反対側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅Ｗ２より広い。また、複数の画素電極９ａは、第２方向Ｙにおける間隔Ｇｙが第１方向Ｘにおける間隔Ｇｘより広い。
画素電極９ａの中心Ｃ９ａは、第１方向Ｘに沿う方向では、開口部１ｚの中心Ｃ１ｚからずれていない。従って、第１方向Ｘにおいて、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄの側で第２遮光部１ｙと重なる領域の第１方向Ｘにおける幅は、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄとは反対側で第２遮光部１ｙと重なる領域の第１方向Ｘにおける幅と等しく、幅Ｗ１、Ｗ２より狭い。
本形態において、第１遮光部１ｘの幅Ｗ１ｘは２μｍであり、第２遮光部１ｙの幅Ｗ１ｙは１μｍであり、画素電極９ａの間隔Ｇｙは１μｍであり、間隔Ｇｘは０．６μｍである。
（本形態の主な効果）
図８は、本発明を適用した電気光学装置１００において、第２方向Ｙに延在する黒線を表示したときの説明図である。図９は、本発明を適用した電気光学装置１００において、第１方向Ｘに延在する黒線を表示したときの説明図である。
図８に示すように、例えば、第２方向Ｙ（縦方向）に延在する黒線を白地に表示した場合、プレチルトの方位Ｐｄの側に黒表示の画素（ＢＬ）が隣接する白表示（ＷＨ）の画素では、黒表示の画素（ＢＬ）の画素電極９ａから横電界の影響を受けて液晶分子の配向が乱れた配向不良領域Ｒ１が発生する。
図９に示すように、例えば、第１方向Ｘ（横方向）に延在する黒線を白地に表示した場合、プレチルトの方位Ｐｄの側に黒表示の画素（ＢＬ）が隣接する白表示（ＷＨ）の画素では、黒表示の画素（ＢＬ）の画素電極９ａから横電界の影響を受けて液晶分子の配向が乱れた配向不良領域Ｒ２が発生する。
その際、図１０、図１１、および図１２を参照して後述する比較例では、開口部１ｚの第２方向Ｙのサイズが第１方向Ｘのサイズより小さい場合、第２方向Ｙで横電界が発生した場合の方が、第１方向Ｘで横電界が発生した場合より、輝度が低下して表示品位が低下する度合が大きい。しかるに本形態では、図７を参照して説明したように、画素電極９ａの中心Ｃ９ａが、開口部１ｚの中心Ｃ１ｚに対して、開口部１ｚのサイズが小さい第２方向Ｙに沿って、プレチルトの方位Ｐｄの側にずれている。このため、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄの側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅Ｗ１が、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄとは反対側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅Ｗ２より広い。従って、例えば、図９に示すように、第１方向Ｘ（横方向）に延在する黒線を白地に表示した際に、第２方向Ｙで隣り合う画素電極９ａからの横電界の影響を受けて配向不良が発生した場合でも、配向不良領域Ｒ２が、開口部１ｚに対して第２方向Ｙから張り出す度合いを縮小することができる。また、第１遮光部１ｘの第２方向Ｙの幅Ｗ１ｘが第２遮光部１ｙの第１方向Ｘの幅Ｗ１ｙより広いため、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄの側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅Ｗ１を適正に確保することができる。それ故、隣り合う画素電極９ａからの横電界を原因とする表示品位の低下について、第１方向Ｘと第２方向Ｙとの差を圧縮することができる。
また、複数の画素電極９ａは、第２方向Ｙにおける間隔Ｗｙが第１方向Ｘにおける間隔Ｗｘより広い。従って、例えば、図９に示すように、第１方向Ｘ（横方向）に延在する黒線を白地に表示した際、第２方向Ｙで隣り合う画素電極９ａからの横電界の影響を受けにくいので、第２方向Ｙで隣り合う画素電極９ａからの横電界を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。それ故、隣り合う画素電極９ａからの横電界を原因とする表示品位の低下について、第１方向Ｘと第２方向Ｙとの差を圧縮することができる。
また、本形態では、第１遮光部１ｘには、画素電極９ａの第２方向Ｙに沿う方向でプレチルトの方位Ｐｄの側に位置する端部と重なる位置に中継電極７ｂに画素電極９ａが電気的に接続するコンタクトホール４５ａが設けられている。すなわち、画素電極９ａと第１遮光部１ｘとが重なる領域の第２方向Ｙにおける幅が広い方にコンタクトホール４５ａが設けられている。このため、第１遮光部１ｘにコンタクトホール４５ａを設けるスペースを容易に確保することができる。
（比較例）
図１０は、比較例に係る電気光学装置の説明図であり、画素電極９ａの平面的なレイアウト等を示す説明図（ａ）、および図１１に実線Ｌａで示す輝度分布と図１２に点線Ｌｂで示す輝度分布とを比較した説明図（ｂ）を示してある。図１１は、図１０に示す比較例に係る電気光学装置において、第２方向Ｙに延在する黒線を表示したときの説明図である。図１２は、図１０に示す比較例に係る電気光学装置において、第１方向Ｘに延在する黒線を表示したときの説明図である。
図１０（ａ）において、第１方向Ｘに延在する第１遮光部１ｘは走査線（図示せず）を含み、第２方向Ｙに延在する第２遮光部１ｙはデータ線（図示せず）を含んでいる。第１遮光部１ｘの第２方向Ｙの幅は、第２遮光部１ｙの第１方向Ｘの幅より広く、開口部１ｚは各々、第２方向Ｙのサイズが第１方向Ｘのサイズより小さい。液晶分子のプレチルトの方位Ｐｄは、時計の７時３０分から１時３０分に向かう方位である。
比較例に係る電気光学装置において、画素電極９ａの中心は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙのいずれにおいても開口部１ｚの中心と一致している。このため、第２方向Ｙにおいて、画素電極９ａが、プレチルトの方位Ｐｄの側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅と、画素電極９ａがプレチルトの方位Ｐｄとは反対側で第１遮光部１ｘと重なる領域の第２方向Ｙにおける幅とが等しい。
かかる電気光学装置において、プレチルトの方位Ｐｄの側において第１方向Ｘで隣り合う画素の画素電極９ａから横電界の影響を受けた際、液晶分子の配向が乱れた配向不良領域Ｒ１が発生する。また、プレチルトの方位Ｐｄの側において第２方向Ｙで隣り合う画素の画素電極９ａから横電界の影響を受けた際、液晶分子の配向が乱れた配向不良領域Ｒ２が発生する。
具体的には、図１１に示すように、第２方向Ｙ（縦方向）に延在する黒線を白地に表示した場合、プレチルトの方位Ｐｄの側に黒表示の画素（ＢＬ）が隣接する白表示（ＷＨ）の画素では、黒表示の画素（ＢＬ）の画素電極９ａから横電界の影響を受けて液晶分子の配向が乱れた配向不良領域Ｒ１（図１０（ａ）参照）が発生し、輝度が低下してしまう。また、図１２にように、第１方向Ｘ（横方向）に延在する黒線を白地に表示した場合、プレチルトの方位Ｐｄの側に黒表示の画素（ＢＬ）が隣接する白表示（ＷＨ）の画素では、黒表示の画素（ＢＬ）の画素電極９ａから横電界の影響を受けて液晶分子の配向が乱れた配向不良領域Ｒ２（図１０（ａ）参照）が発生し、輝度が低下してしまう。
また、図１０（ｂ）には、図１１に実線Ｌａで示す輝度分布と、図１２に点線Ｌｂで示す輝度分布とを比較してある。図１０（ａ）から分かるように、第１方向Ｘ（横方向）に延在する黒線を白地に表示した場合、配向不良領域Ｒ２が開口部１ｚに対して占める割合が、第２方向Ｙ（縦方向）に延在する黒線を白地に表示した際に発生する配向不良領域Ｒ１が開口部１ｚに対して占める割合より大きい。従って、図１０（ｂ）に示すように、第２方向Ｙで横電界が発生した場合には、第１方向Ｘで横電界が発生した場合より、輝度が低下して表示品位が低下する度合が大きい。
［電子機器への搭載例］
図１３は、本発明を適用した電気光学装置１００を用いた投射型表示装置（電子機器）の概略構成図である。なお、以下の説明では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）が用いられているが、いずれの光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）にも、本発明を適用した電気光学装置１００が用いられている。
図１３に示す投射型表示装置２１０は、前方に設けられたスクリーン２１１に画像を投射する前方投影型のプロジェクターである。投射型表示装置２１０は、光源２１２と、ダイクロイックミラー２１３、２１４と、光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）と、投射光学系２１８と、クロスダイクロイックプリズム２１９と、リレー系２２０とを備えている。光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）は各々、図２等を参照して説明した光変調装置１１０であり、光Ｌの進行方向に沿って、第１偏光素子１４１、光学補償素子１５０、および電気光学装置１００、および第２偏光素子１４２を有している。
光源２１２は、例えば、赤色光、緑色光および青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー２１３は、光源２１２からの赤色光ＬＲを透過させるとともに緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー２１４は、ダイクロイックミラー２１３で反射された緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢのうち青色光ＬＢを透過させるとともに緑色光ＬＧを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー２１３、２１４は、光源２１２から射出された光を赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロイックミラー２１３と光源２１２との間には、インテグレーター２２１および偏光変換素子２２２が光源２１２から順に配置されている。インテグレーター２２１は、光源２１２から照射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子２２２は、光源２１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する偏光に変換する。
光変調装置１１０（Ｒ）は、ダイクロイックミラー２１３を透過して反射ミラー２２３で反射した赤色光ＬＲを画像信号に応じて変調する。光変調装置１１０（Ｒ）に入射した赤色光ＬＲは第１偏光素子１４１を透過して例えばｓ偏光に変換される。電気光学装置１００は、入射したｓ偏光を画像信号に応じた変調によってｐ偏光（中間調であれば円偏光又は楕円偏光）に変換する。さらに、第２偏光素子１４２は、ｓ偏光を遮断してｐ偏光を透過させる。従って、光変調装置１１０（Ｒ）は、画像信号に応じて赤色光ＬＲを変調し、変調した赤色光ＬＲをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて射出する。
光変調装置１１０（Ｇ）は、ダイクロイックミラー２１３で反射した後にダイクロイックミラー２１４で反射した緑色光ＬＧを、画像信号に応じて緑色光ＬＧを変調し、変調した緑色光ＬＧをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて射出する。
光変調装置１１０（Ｂ）は、ダイクロイックミラー２１３で反射し、ダイクロイックミラー２１４を透過した後でリレー系２２０を経た青色光ＬＢを画像信号に応じて変調し、変調した青色光ＬＢをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて射出する。
リレー系２２０は、リレーレンズ２２４ａ、２２４ｂと反射ミラー２２５ａ、２２５ｂとを備えている。リレーレンズ２２４ａ、２２４ｂは、青色光ＬＢの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーレンズ２２４ａは、ダイクロイックミラー２１４と反射ミラー２２５ａとの間に配置されている。
リレーレンズ２２４ｂは、反射ミラー２２５ａ、２２５ｂの間に配置されている。反射ミラー２２５ａは、ダイクロイックミラー２１４を透過してリレーレンズ２２４ａから出射した青色光ＬＢをリレーレンズ２２４ｂに向けて反射するように配置されている。反射ミラー２２５ｂは、リレーレンズ２２４ｂから出射した青色光ＬＢを光変調装置１１０（Ｂ）に向けて反射するように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム２１９は、２つのダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜２１９ａは青色光ＬＢを反射して緑色光ＬＧを透過する。ダイクロイック膜２１９ｂは赤色光ＬＲを反射して緑色光ＬＧを透過する。
従って、クロスダイクロイックプリズム２１９は、光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の各々で変調された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを合成し、投射光学系２１８に向けて射出するように構成されている。投射光学系２１８は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム２１９で合成された光をスクリーン２１１に投射するように構成されている。
なお、赤色用および青色用の光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｂ）にλ／２位相差補償素子を設け、これらの光変調装置１１０（Ｒ）、（Ｂ）からクロスダイクロイックプリズム２１９に入射する光をｓ偏光とし、光変調装置１１０（Ｇ）にはλ／２位相差補償素子を設けない構成として光変調装置１１０からクロスダイクロイックプリズム２１９に入射する光をｐ偏光とする構成も採用できる。
クロスダイクロイックプリズム２１９に入射する光を異なる種類の偏光とすることで、ダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂの反射特性を考慮して最適化された色合成光学系を構成できる。一般に、ダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂはｓ偏光の反射特性に優れているので、上述したようにダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂで反射される赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢをｓ偏光とし、ダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂを透過する緑色光ＬＧをｐ偏光とするとよい。
［他の投射型表示装置］
投射型表示装置において、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源、レーザー光源等を用い、かかる光源から出射された色光を各々、別の電気光学装置に供給するように構成してもよい。
本発明を適用した電気光学装置については、上記の電子機器の他にも、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等、各種電子機器に用いてもよい。
１ｘ…第１遮光部、１ｙ…第２遮光部、１ｚ…開口部、３ａ…走査線、３ｂ…ゲート電極、４ａ…ドレイン電極、５ａ…容量線、６ａ…データ線、６ｂ、７ｂ…中継電極、７ａ…第２遮光層、８ａ…第１遮光層、９ａ…画素電極、１０…第１基板、１０ａ…表示領域、１０ｓ、２０ｓ…一方面、１６…第１配向膜、１６ａ、２６ａ…柱状体、２０…第２基板、２１…共通電極、２３…遮光層、２３ａ…見切り、２３ｂ…ブラックマトリクス、２６…第２配向膜、３０…画素スイッチング素子、３１ａ…半導体層、４５ａ…コンタクトホール、８０…液晶層、８５…液晶分子、１００…電気光学装置、１００ａ…画素、１１０…光変調装置、２１０…投射型表示装置、２１２…光源、２１８…投射光学系、８５１、８５２…端部、Ｄ１０、Ｄ２０…蒸着方向、Ｒ１、Ｒ２…配向不良領域、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、θｐ…プレチルト角、Ｃ９ａ、Ｃ１ｚ…中心、Ｐｄ…方位、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｗｘ、Ｗｙ…間隔、Ｐｘ、Ｐｙ…ピッチ、Ｓａ９ａ、Ｓｂ９ａ、Ｓａ１ｚ、Ｓｂ１ｚ…サイズ。

Claims (8)

  1. 透光性の画素電極、および前記画素電極を覆う第１配向膜が一方面側に設けられた第１基板と、
    前記第１基板と対向する面側に第２配向膜が設けられた第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
    を有し、
    前記第１基板に対する法線方向からみた平面視において、前記画素電極は、前記第１方向に延在する第１遮光部と前記第１方向と交差する第２方向に延在する第２遮光部とによって囲まれた開口部に重なっており、
    前記第１遮光部の前記第２方向の幅は、前記第２遮光部の前記第１方向の幅より広く、
    前記開口部は、前記第２方向のサイズが前記第１方向のサイズより小さく、
    前記液晶層では、前記第１配向膜および前記第２配向膜によって、液晶分子の長軸方向の前記第１基板側の端部に対して前記第２基板側の端部が前記第１方向および前記第２方向の各々に交差する方位に位置するように傾いたプレチルトが前記液晶分子に付され、
    前記画素電極の中心は、前記開口部の中心に対して、前記第２方向に沿う方向で前記方位の側にずれていることを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記画素電極は、前記画素電極と前記第２方向において隣り合う画素電極との間隔が、前記画素電極と前記第１方向において隣り合う画素電極との間隔より広いことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
  3. 前記第１遮光部は、前記第１基板の前記一方面側で前記第１方向に延在する走査線を含み、
    前記第２遮光部は、前記第１基板の前記一方面側で前記第２方向に延在するデータ線を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
  4. 前記第１遮光部には、前記画素電極の前記第２方向に沿う方向で前記方位の側に位置する端部と重なる位置に、前記第１基板と前記画素電極との間に設けられた電極に前記画素電極が電気的に接続するコンタクトホールが設けられていることを特徴とする請求項１から３までの何れか一項に記載の電気光学装置。
  5. 前記画素電極は、前記第１方向と前記第２方向に沿って複数配置されており、前記第１方向におけるピッチと前記第２方向におけるピッチとが等しいことを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の電気光学装置。
  6. 前記第１配向膜および前記第２配向膜は各々、前記第１基板および前記第２基板に対して斜めに傾いた柱状構造物であることを特徴とする請求項１から５までの何れか一項に記載の電気光学装置。
  7. 前記液晶分子は、負の誘電率異方性を有していることを特徴とする請求項１から６までの何れか一項に記載の電気光学装置。
  8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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