JP2021131406A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
1.液晶装置の構成
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の一態様を示す平面図であり、液晶装置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に示す液晶装置100のH−H′断面図である。
図3は、図1に示す液晶装置100の電気的構成を示す説明図である。図3に示すように、液晶装置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に対応するトランジスター31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がトランジスター31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。トランジスター31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H1、H2・・・Hm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、トランジスター31のドレインに電気的に接続されており、トランジスター31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、液晶装置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。
図4は、図1に示す液晶装置100に用いた液晶分子85等の説明図である。図4において、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。
図5は、図1に示す液晶装置100の画素の平面図である。図6は、図5に示す画素のE−E′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遮光膜8a=細くて長い破線
半導体膜31a=細くて短い点線
走査線3a=太い実線
ドレイン電極30=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遮光膜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7は、図5に示す遮光部材2のレイアウトを模式的に示す説明図である。なお、図7には、各層を以下の線で示してある。また、後述する凸部40aが形成されていない従来の液晶装置において、ドメインが発生しやすい部分D0を細い一点鎖線で示してある。
遮光部材2=太い実線
画素電極9a=太い破線
凸部40a=細い実線
図8は、図7のF1−F1′断面を模式的に示す説明図である。図9は、図7のG1−G1′断面を模式的に示す説明図である。なお、図8および図9には、液晶分子85の配向方向との関係が分かりやすいように、液晶分子85も示してある。
図10は、図7等に示す凸部40aの横電界に対する効果を示す説明図である。図10に示すように、本形態の液晶装置100において、第1基板10には、液晶分子85の配向方向に対応する方位では、隣り合う画素100aとの境界では、画素電極9aが凸部40aの一部に被さっている。このため、液晶装置100を駆動した際、画素電極9aにオフ電圧が印加されている画素と、画素電極9aにオン電圧が印加されている画素との間において横電界の影響が画像に表われにくい。
図11は、図1に示す液晶装置100の製造工程を示す工程断面図であり、コンタクトホール45aおよび凸部40aを形成する工程を示してある。図12は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の製造工程において、画素電極9aを形成する際に用いたレジストマスクの説明図である。図13は、本発明の比較例に係る液晶装置の製造工程において、画素電極9aを形成する際に用いたレジストマスクの説明図である。図12および図13では、レジストマスクをグレーの領域で示してある。
以上説明したように、本形態の液晶装置100において、第1基板10には、画素電極9aの縁に沿って延在する遮光部材2が形成され、液晶分子85は、平面視で画素電極9aが設けられた領域において、第1方向Xおよび第2方向Yと交差して第3遮光部材2cと第4遮光部材2dとの第2交差領域2fに向かう方向に配向方向(プレチルト方向P)が設定されている。また、遮光部材2が設けられた層と画素電極9aが設けられた層との間には、画素電極9aの端部に沿って第1方向Xおよび第2方向Yに延在する凸部40aを有する絶縁部材4が設けられており、画素電極9aは、第1遮光部材2aおよび第2遮光部材2bに沿う領域において凸部40aと重ならず、第3遮光部材2cおよび第4遮光部材2dに沿う領域において凸部40aと重なるように設けられている。
図14は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100の説明図であり、図5に示す画素電極9aおよび凸部40a等の平面的なレイアウトを模式的に示す説明図である。なお、本実施の形態に係る液晶装置100の基本的な構成は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100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。
上記実施の形態1,2では、図11に示す工程ST3においてドライエッチングにより絶縁部材4をエッチングして凸部40aを形成したが、ウェットエッチングにより絶縁部材4をエッチングして凸部40aを形成してもよい。この場合、凸部40aの側面401a、401b(側面402a、402)は湾曲面となる。このような構成であっても、実施の形態1、2と同様な効果を奏する。
図15は、本発明を適用した液晶装置100を用いた投射型表示装置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ライトバルブ(赤色用ライトバルブ1(R)、緑色用ライトバルブ1(G)、および青色用ライトバルブ1(B))が用いられているが、いずれのライトバルブにも、本発明を適用した液晶装置100が用いられる。その際、液晶装置100に対し、第1偏光板141および第2偏光板142がクロスニコルに配置される。
緑色用ライトバルブ1(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(照明光)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(変調光)をクロスダイクロイックプリズム219に向けて出射する。
本発明を適用した液晶装置100は、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、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。また、本発明は、液晶装置100から出射される画像光の軸を一軸方向あるいは2軸方向にシフトさせて解像度を高める投射型表示装置に用いる液晶装置100のドメイン対策として利用してもよい。
Claims (8)
- 液晶分子を有する液晶層と、
第1方向に沿って延在する第1遮光部材と、
前記第1方向と交差する第2方向に沿って延在する第2遮光部材と、
前記第2遮光部材と交差し、前記第1方向に沿って延在する第3遮光部材と、
前記第1遮光部材および前記第3遮光部材と交差し、前記第2方向に沿って延在する第4遮光部材と、
前記第3遮光部材と前記第4遮光部材との交差領域に対応して設けられたトランジスターと、
前記トランジスターに対応して設けられ、前記第1遮光部材、前記第2遮光部材、前記第3遮光部材および前記第4遮光部材の各々に端部が沿うように設けられた画素電極と、
前記第1遮光部材、前記第2遮光部材、前記第3遮光部材および前記第4遮光部材が設けられた層と前記画素電極が設けられた層との間に、前記画素電極の端部に沿って設けられた凸部を有する絶縁部材と、
を備え、
前記液晶分子は、平面視で前記画素電極が設けられた領域において、前記第1方向および前記第2方向と交差して前記交差領域に向かう方向に配向方向が設定されており、
前記凸部は、前記第3遮光部材に沿う領域および前記第4遮光部材に沿う領域において、前記画素電極と平面視で重なるとともに、前記画素電極と隣り合う画素電極と平面視で離間していることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置において、
前記凸部は、前記第1遮光部材、前記第2遮光部材、前記第3遮光部材および前記第4遮光部材のうち、前記第3遮光部材および前記第4遮光部材に沿う領域のみに設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1または2に記載の液晶装置において、
前記凸部は、前記第3遮光部材に沿う領域および第4遮光部材に沿う領域において、平面視で互いに離間して設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載の液晶装置において、
前記画素電極は、平面視で第1遮光部材および第2遮光部材と離間して設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載の液晶装置において、
前記絶縁部材は、前記第3遮光部材と重なる領域に、前記トランジスターと前記画素電極とを電気的に接続するためのコンタクトホールを有することを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の液晶装置において、
前記液晶分子は、負の誘電率異方性を備え、
前記液晶分子は、前記画素電極とは反対の第1端部が前記画素電極側の第2端部より前記交差領域の側に位置するように前記画素電極に対する法線方向に対して傾いていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の液晶装置において、
前記画素電極は、前記凸部を覆うように前記凸部の両側の側面に沿って設けられていることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から7まで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。
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