JP3365233B2 - 液晶パネル及び投射型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型アクティブ
マトリックス液晶パネルおよびその駆動方法に関し、特
に投射型表示装置のライトバルブに利用して好適な反射
型液晶パネルおよびそれを用いた投射型表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクティブマトリックス液晶パネ
ルとしては、ガラス基板上にアモルファスシリコンを用
いたＴＦＴアレーを画素電極と１対１で形成し、ＴＦＴ
で画素電極に駆動電圧を印加するようにした構造の液晶
パネルが実用化されている。

【０００３】また、アクティブマトリックス液晶パネル
には、反射型と透過型とがあり、反射型アクティブマト
リックス液晶パネルは、透過型アクティブマトリックス
液晶パネルと比較して以下のような利点がある。

【０００４】信号線（ソース線もしくはデータ線）、
走査線（ゲート線）、容量線などの配線や画素駆動用ト
ランジスタ（ＴＦＴ）や保持容量など、表示には直接寄
与しない部分を画素電極の下に形成することで、実質的
に高い開口率を得ることができる。

【０００５】上記理由から配線を太くしても開口率が
低下しないので、配線抵抗を減らして良効な表示を行う
ことができる。

【０００６】反射型の場合、絶縁基板または半導体基
板上に駆動能力の大きいＴＦＴやＭＯＳＦＥＴアレーを
形成し、さらにその上に反射電極となる画素電極を形成
してトランジスタで駆動電圧を印加するように構成する
ことができる。特に半導体基板上にＭＯＳＦＥＴを形成
する構成の場合、シリコンＩＣのプロセスを利用するこ
とができるので、微細加工が可能である。そのため、透
過型に比べて小型高精細で明るい表示が得られるため、
プロジェクタのライトバルブとして着目されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
アクティブマトリックス液晶パネルは、光の反射強度を
高めるためデバイスサイズを透過型に比較して小さくす
ることが求められている。液晶パネルには、見切り（表
示画面の周縁を隠すためのマスク）のための遮光部材を
対向基板側に設けることが必要であるが、パネルサイズ
が小さくなると遮光部材と画素領域との相対的な位置合
わせが難しくなってしまうという不具合がある。

【０００８】そこで、本発明者は、反射型アクティブマ
トリックス液晶パネルにおいて見切りを形成する技術に
ついて検討した。その結果、以下のような課題があるこ
とが明らかになった。

【０００９】ＳＨ（Super Homeotropic）液晶を使用し
たＳＨ液晶モードのようなネガモードの場合、液晶に電
圧が印加されない状態では黒表示になるので、画素領域
の周囲の液晶が正常に配向していれば、トランジスタ側
基板の周辺が反射状態でも無反射状態でも表示は黒くな
り、見切りとしての機能は得られる。しかし、ＳＨ液晶
モードは液晶を垂直配向させる必要があり、従来の技術
では均一な垂直配向処理が極めて困難であるため、周囲
を完全に黒表示させることが難しい。また、ＳＨ液晶モ
ードで使用する負の誘電異方性の液晶材料は、ＴＮ（Tw
isted Nematic）液晶モードで使用される正の誘電異方
性液晶材料に比べると種類が少なく、使用できる温度範
囲も狭く、信頼性に乏しいという欠点がある。

【００１０】一方、ＴＮ液晶モードの液晶パネルであれ
ば実績のある既存技術で製造することができるので、信
頼性の点では問題はない。しかし、ＴＮ液晶モードの反
射型液晶パネルを投射型表示装置に組み込んだ場合、ポ
ジ表示となるので画素領域の周辺に見切りが設けられて
いないと表示部の周囲に白い輪郭がでてしまうという不
具合がある。

【００１１】この発明の目的は、反射型アクティブマト
リックス液晶パネルにおいて、画素領域の周囲に見切り
を設けたのと同様な黒枠表示を行なうことができる技術
を提供することにある。

【００１２】この発明の他の目的は、プロセスを複雑に
することなく見切りを設けたのと同様な黒枠表示を行な
うことができるようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、反射型アクティブマトリックス液晶パネ
ルにおいて、反射側基板の画素領域の周囲には反射電極
でなる疑似画素電極と該疑似画素電極に電圧を印加する
ためのスイッチング素子とからなるダミー画素列が形成
され、さらにこのダミー画素列の形成領域の周囲には導
電層が形成され、疑似画素電極および導電層と上記対向
電極との間に狭持された液晶には表示を黒色方向の表示
レベルにする交流電圧がそれぞれ印加されるようにし
た。これによって、見切りと同様な画素領域を囲む黒枠
表示を行なうことができる。特に本発明はかかるダミー
画素電極を利用して見切りとなる黒枠表示を行なわせる
ことで、何らプロセスを変更することなく上記目的を達
成することができる。この発明は、上記液晶パネルの表
示モードがポジ表示である場合に特に有効である。

【００１４】しかも、上記導電層は、反対側基板に形成
されるため、対向基板側に形成される遮光部材に比べて
位置合わせ精度が高くなり合わせずれによる表示不良
（白輪郭の発生）も回避することができる。

【００１５】さらに、反射側基板上にスイッチング素子
アレーを画素電極と１対１で形成し、スイッチング素子
を介して画素電極に駆動電圧を印加するとともに周囲に
トランジスタ等のスイッチング素子からなる周辺回路を
設けた反射型アクティブマトリックス液晶パネルにおい
て、上記導電層を遮光性の材料で上記周辺回路を覆うよ
うに形成する。これによって、入射した光によってスイ
ッチング素子にリーク電流が流れて回路が誤動作するの
を防止することができる。上記導電層やダミーの画素電
極は画素領域の画素電極と同一材料で同時に形成するよ
うにすることができる。また、上記導電層およびダミー
画素電極の表面に反射防止処理を施すようにしてもよ
い。

【００１６】上記導電層により液晶に印加される交流電
圧は、上記対向電極に印加されるコモン電位を中心とし
て実質的に正負同一振幅を有する交流電圧で、上記ダミ
ー画素電極により液晶に印加される交流電圧は、上記対
向電極に印加される信号の中心電位を中心として実質的
に正負同一振幅を有する交流電圧であるのが望ましい。
経時的に液晶に直流電圧が印加されるのを防止するため
である。また、上記交流電圧は、１画素への印加電圧の
極性の反転周期と同一もしくはそれよりも短い周期の交
流電圧、望ましくは商用電源の５０Ｈｚ以上で液晶の応
答速度よりも低い１００ｋＨｚ以下の交流電圧である。
５０Ｈｚ以上とするのはフリッカを防止するためであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。

【００１８】図１〜図３は、本発明を適用した反射型ア
クティブマトリックス液晶パネルの第１の実施例を示
す。このうち、図１は画素電極およびトランジスタが形
成された反射側基板の平面レイアウト、図２は液晶パネ
ル全体の断面構成、図３（ａ）は画素領域の一部の拡大
断面を示す。図３（ｂ）は一画素の等価回路図を示す。

【００１９】図１〜図３において、１０は入射側の基板
となるガラス基板、２０は反射側の基板となるガラス基
板、３０は上記基板間に封入されたＴＮ液晶、３１はシ
ール材である。図１に示されているように、この実施例
においては、反射側基板２０の中央に画素電極２１がマ
トリックス状に形成されてなる画素領域２２が設けら
れ、その周囲に、信号線に画像データを供給する信号線
駆動回路２３や上記信号線上の電圧を画素電極に印加す
るスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）のゲートが接続された走査線４を順番に選択する選
択走査線駆動回路２４、パッド領域２５を介して外部か
ら入力される画像データを取り込む入力回路２６、これ
らの回路を制御するタイミング制御回路２７等からなる
周辺回路が設けられている。

【００２０】上記周辺回路は、上記画素電極２１に電圧
を印加するトランジスタと同一工程で形成されるトラン
ジスタを能動素子もしくはスイッチング素子とし、これ
に抵抗や容量などの負荷素子を組み合わせることで構成
される。この実施例では、上記画素領域２２の周囲に、
上記周辺回路に光が入射するのを防止する遮光層を兼ね
た導電層である見切り電極２８が設けられている。見切
り電極２８の内端形状すなわち開口形状は上記画素領域
２２の外形とほぼ一致するようにされている。外部から
信号を入力したり、電源電圧を供給するパッド領域２５
は、上記シール材３１の外側に来るように、その位置が
設定されている。

【００２１】図２に示すように、入射側のガラス基板１
０の内面（図では下面）には液晶の対向電位となるＬＣ
コモン電位が印加される透明導電膜（ＩＴＯ）からなる
共通電極１１が設けられ、上記反射側のガラス基板２０
と入射側のガラス基板１０が適当な間隔をおいて配置さ
れ、周囲をシール材３１で封止された間隙内にＴＮ（Tw
isted Nematic）型液晶３０などが封入されて液晶パネ
ルとして構成されている。

【００２２】なお、ここで、ＬＣコモン電位（ＬＣ−Ｃ
ＯＭ）とは、上記画素電極２１と液晶３０を挟んで対向
される共通電極１１に印加される電圧で、液晶駆動で問
題となるいわゆるプッシュダウン（トランジスタの寄生
容量の電荷が画素電極側に流れ実質的な書込み電圧がマ
イナス側シフトする現象）を考慮してその分だけ予めシ
フトした電圧である。つまり、トランジスタの寄生容量
ＣTr、画素の液晶容量ＣLCD 、画素の電荷保持容量ＣH
、トランジスタのゲートに印加する走査信号の電圧振
幅Ｖｇのとき、｛ＣTr／（ＣTr＋ＣLCD ＋ＣH ）｝×Ｖ
ｇの電圧分の電荷がトランジスタの非導通期間（非選択
期間）に画素に流れ込むことにより、液晶の印加電圧が
降下するので、この電圧分を画像信号の振幅中心電位
と、共通電極に印加される電位ＬＣ−ＣＯＭとの間にバ
イアスしたものである。

【００２３】また、上記共通電極１１は、上記画素領域
２２の画素電極２１および上記周辺回路上の見切り電極
２８と液晶３０を介して対向するように画素領域２２よ
りも広く構成されている。しかも、この実施例において
は、特に限定されないが、上記見切り電極２５は、画素
電極２１と同一工程で形成されるアルミニウム等の金属
層で構成されている。これによって、プロセスを簡略化
することができる。また、画素領域２２と見切り電極２
８との間隔を、プロセスの最小加工寸法まで小さくする
ことができ、かつマスクの合わせずれによる位置ずれも
回避することができる。

【００２４】図３（ａ）に示されているように、反射側
のガラス基板２０の表面にはＴＦＴの動作領域となるポ
リシリコン等の半導体層４１が島状に形成され、この半
導体層４１の上にはゲート絶縁膜を介して２層目のポリ
シリコンまたはポリシリコンと高融点金属の多層からな
る走査線兼ゲート電極４２が形成され、この走査線兼ゲ
ート電極１２の上方からガラス基板２０表面にかけては
ＰＳＧ膜のような層間絶縁膜４３が形成されている。ま
た、この層間絶縁膜４３の上にはアルミニウム等の金属
層からなる信号線４４が形成され、この信号線４４は上
記層間絶縁膜４３に形成されたコンタクトホールにて上
記半導体層４１のゲート電極４２の側方に位置するソー
ス（もしくはドレイン）領域に接続されている。

【００２５】そして、上記信号線４４および層間絶縁膜
４３の上には二酸化シリコンのような絶縁物からなるＬ
ＴＯ（Low Tenperature Oxide）膜あるいはスピンコー
トにより形成されたＳＯＧ膜等からなる平坦化膜４５が
形成され、この平坦化膜４５の上に二層目のアルミニウ
ム層等の金属からなる画素電極２１が形成され、この画
素電極２１の一部が上記平坦化膜４５および層間絶縁膜
４３に形成されたコンタクトホールにてＴＦＴのドレイ
ン（もしくはソース）領域に電気的に接続されている。
また、図３（ｂ）は１画素の等価回路図であり、通常、
各画素のＴＦＴには保持容量４６（図３（ａ）には図示
しない）が接続される。なお、図示しないが、上記画素
電極２１の表面（図では上面）および共通電極１１の表
面（図では下面）には封入される液晶を配向させるため
の配向膜が形成されている。

【００２６】上記画素電極２１は、層間絶縁膜４３とし
てＬＴＯ膜を使用する場合にはＬＴＯ膜をＣＭＰ（化学
的機械研磨）法で削って平坦化してから、またＳＯＧ膜
を使用する場合にはコートした膜をベーク（焼付け）し
てから、例えば低温スパッタ法により、一辺が約２０μ
ｍの正方形のような形状とされる。上記画素電極２１
は、アルミニウムに限定されず、反射率の高い導電体で
あればどのような材料であっても良い。また、画素電極
２１は、その表面をＣＭＰ法で研磨してさらに反射率を
高めるようにしてもよい。

【００２７】一方、上記実施例では、画素領域２２の周
囲に設けられ周辺回路を覆う見切り電極２８を画素電極
２１と同一のアルミニウム等の金属で形成しているが、
アルミニウム以外の導電体で形成しても良い。また、上
記見切り電極２８は入射した光を反射する必要はなく散
乱もしくは吸収してしまった方が良いので、見切り電極
２８の表面を例えばエッチング処理などで曇らせたりＣ
ｒ層等を形成したりして、反射防止処理を施しておくよ
うにしても良い。

【００２８】この実施例の液晶パネルは、上記共通電極
１１にＬＣコモン電位ＬＣ−ＣＯＭが印加され、また見
切り電極２８には図４（ａ）に示すように、ＬＣ−ＣＯ
Ｍを中心に正負に実質的に対称となる振幅の電圧Ｖａを
印加する。この電圧Ｖａは、直線偏光された光が入射側
基板１０から入射され、見切り電極２８により反射され
て入射側基板１０の外側に位置する偏光素子に入射され
たときの偏光素子を介した光透過率が少なくとも１０％
以下、より好ましくは０．５％以下となる電圧、具体的
には透過率特性における黒側の飽和電圧程度のレベルの
電圧Ｖａが印加される（図４（ｃ）参照）。図４（ｃ）
は、入射側基板の外側に液晶パネルからの反射光を入射
する偏光素子を配置した構成において、偏光素子を透過
する光の液晶への印加電圧対透過率特性図である。この
図においては、ポジモードになるように偏光素子の偏光
軸は設定されている。これによって、周辺回路上方の見
切り電極２８と共通電極１１との間に介在する液晶には
交流電圧が印加され、液晶分子が垂直な状態になって入
射した光は見切り電極２８でそのまま反射されて出て行
く。一方、電圧が印加されていない画素電極では、液晶
分子がねじれたままとなり、入射した偏光は画素電極で
反射して９０°偏光軸が回転されて出て行く。

【００２９】このように、上記実施例の液晶パネルは後
述の投射型表示装置に組み込まれたときポジ表示、すな
わち電圧が印加された部分が黒くなるような表示を行な
うように構成されている。従って、上記のごとく画素領
域２２を囲むように形成された見切り電極２８に交流電
圧が印加されているとその部分は黒レベル表示となっ
て、入射側基板に見切りとなる遮光部材を形成すること
なく見切りと同様な機能を有する黒枠表示を行なうこと
ができ、画素領域２２との位置合わせ精度が高くなり、
合わせずれによる表示不良（白輪郭の発生）も回避する
ことができる。尚、見切り電極が駆動されないと液晶を
駆動する領域が画素領域と見切り電極との境界で不連続
となり、表示ノイズが発生してしまうが、本実施例で
は、画素領域と見切り電極領域の液晶は共に交流駆動さ
れるので、表示むらの発生が抑えられる。

【００３０】また、対向基板の外側に遮光部材を配置す
る場合は、遮光部材の開口端部を見切り電極２８上に位
置合わせすればよく、遮光部材の位置合わせの精度が低
くてもよくなり、組立が簡単となる。加えて、遮光部材
と見切り電極領域での黒レベル表示との組み合わせによ
り見切りの黒色表示ができるので、より光漏れをより少
なくできる。

【００３１】尚、以上の実施例では、ＴＦＴを画素のト
ランジスタ素子として説明したが、反射側基板を半導体
基板とし、半導体基板にＭＯＳＦＥＴを形成し、画素や
周辺回路のトランジスタをＭＯＳＦＥＴとして構成して
もよい。

【００３２】また、スイッチング素子は、トランジスタ
ではなくＭＩＭ等の２端子型非線形素子を用いてもよ
い。

【００３３】図５および図６は、本発明を適用した反射
型アクティブマトリックス液晶パネルの第２の実施例を
示す。

【００３４】この実施例では、反射側基板２０の画素領
域２２の周囲に本来の表示に寄与しないダミー画素電極
２９が複数列形成されたダミー画素領域が設けられてい
る。一方、対向基板１０の外面（図では上面）側の周縁
には、反射率の低い樹脂材料で構成もしくは表面にＣｒ
（クロム）膜等を形成した遮光部材１２が、上記ダミー
画素領域途中からその外側の周辺回路の上方を覆うよう
に接合されている。つまり、この実施例では、上記遮光
部材１２の内端（開口端）がダミー画素領域内に位置す
るように設計されている。そして、上記ダミー画素電極
２９に、第１の実施例における見切り電極２８と同様に
交流電圧が印加されるように構成されている。

【００３５】第１の実施例の液晶パネルでは、反射側基
板の画素電極が形成された画素領域の周囲に形成された
見切り電極に、対向基板に形成される共通電極に印加さ
れるＬＣコモン電位に対して実質的に正負同一振幅とな
る波形を有するように電圧を印加しているが、ダミー画
素を設けたこの第２実施例においては、信号線に供給さ
れる画像信号の振幅中心電位Ｖｂに対して実質的に正負
同一振幅となる波形を有する電圧Ｖｃ（図４（ｂ）参
照）を、ダミー画素電極が接続される信号線に印加する
のが良い。実施例では、ダミー画素も表示用画素と同一
構造であり、ダミー画素電極も表示用画素電極と同様に
１対１対応で設けられているトランジスタにより電圧が
印加されるように構成される。従ってトランジスタの寄
生容量によって生ずるプッシュダウンが画素と同様に発
生するため、ダミー画素に供給する電圧も表示用画素と
同一の振幅中心で変化させ、ダミー画素電極と共通電極
間に直流電圧が印加され続けないように工夫している。

【００３６】上記ダミー画素は２列に限定されるもので
なく、何列であっても良い。通常は６列もあれば充分で
ある。

【００３７】表示用の画素の周囲にダミー画素を設ける
ことにより、見切り表示ができるだけではない。画素領
域とダミー画素領域との境界が液晶を駆動する上で不連
続でなくなる（液晶が共に駆動された領域となる）の
で、従来、画素領域と液晶を駆動しない周辺領域との境
界にて発生し画素領域での表示に影響を与えた表示むら
は、画素領域近傍では抑えることができ、表示の画質を
向上できる。

【００３８】また、遮光部材を設けたとしても、その内
端を上記ダミー画素電極領域上に配置すればよく、遮光
部材を画素領域の周辺端部に一致させなくてよいので遮
光部材の位置合わせが簡単となる。加えて、遮光部材と
ダミー電極領域での黒レベル表示との組み合わせにより
見切りの黒色表示ができるので、より光漏れをより少な
くできる。

【００３９】また、スイッチング素子は、トランジスタ
ではなくＭＩＭ等の２端子型非線形素子を用いてもよ
い。

【００４０】尚、第１の実施例と同様にトランジスタは
ＴＦＴでＭＯＳＦＥＴでもよい。

【００４１】また、ダミー画素電極の表面は第１実施例
の見切り電極と同様に反射防止処理をしてもよい。

【００４２】図７および図８は、本発明を適用した反射
型アクティブマトリックス液晶パネルの第３の実施例を
示す。

【００４３】この実施例では、反射側基板２０の画素領
域２２の周囲に本来の表示に寄与しないダミー画素電極
２９が複数列形成されたダミー画素領域が設けられ、さ
らにその外側に第１の実施例と同様な見切り電極２８が
設けられている。そして、上記ダミー画素電極２９に、
第２の実施例と同様に画像信号の振幅中心電位に対して
実質的に正負同一振幅となる波形を有する電圧Ｖｃが印
加され、ダミー画素領域の周囲に形成された見切り電極
２８に対しては、第１の実施例と同様に対向基板に形成
される共通電極に印加されるＬＣコモン電位に対して実
質的に正負同一振幅となる波形を有する電圧Ｖａが印加
されるように構成されている。

【００４４】尚、第１及び第２の実施例と同様に、第３
実施例においても、画素領域の周辺近傍での表示むらが
低減されるので、画質を向上できる。

【００４５】また、対向基板の外側に遮光部材を配置す
る場合は、遮光部材の開口端部をダミー電極または見切
り電極上に位置合わせすればよく、遮光部材の位置合わ
せの精度が低くてもよくなり、組立が簡単となる。加え
て、遮光部材とダミー電極領域及び／又は見切り電極領
域での黒レベル表示との組み合わせにより見切りの黒色
表示ができるので、より光漏れをより少なくできる。

【００４６】また、トランジスタは、上記の実施例と同
様に、ＴＦＴでもＭＯＳＦＥＴでもよく、ＭＩＭ等の２
端子型非線形素子に置き換えてもよい。

【００４７】また、ダミー画素電極及び／又は見切り電
極の表面に第１実施例と同様に反射防止処理を施しても
よい。

【００４８】図９には上記実施例の反射型液晶パネルを
ライトバルブとして応用した投射型表示装置の一例とし
てプロジェクタの構成例が示されている。

【００４９】図９において、１００は光源としてのラン
プ、１０１は反射ミラー、１０２Ａ，１０２Ｂはそれぞ
れ直角プリズムである。２つの直角プリズムは界面に偏
光ビームスプリッタ層１０２ａを有し接着剤により接合
されてキューブプリズムを構成している。この接着剤は
屈折率がプリズムの屈折率により近いものが使われる。
偏光ビームスプリッタ層１０２ａは光源１００からの光
のうちＳ偏光を選択的に透過し、Ｐ偏光成分を選択的に
反射する。もちろん、この偏光成分スプリッタはＰ偏光
成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する構成でも構わな
い。

【００５０】１０３は赤色光の波長成分のみ透過し他の
成分（緑色および青色光）は反射するダイクロイックミ
ラー、１０４は緑色光のみ反射し他の成分（赤色および
青色光）は透過するダイクロイックミラー、１０５は青
色光のみ透過し他の成分（緑色および赤色光）は反射す
るダイクロイックミラー、１０６，１０７，１０８は上
記実施例の反射型液晶パネルを用いた赤色光用、緑色光
用、青色光用のライトバルブであり、１１０は各ライト
バルブにより変調され上記プリズムで各色光を合成して
なるカラー画像をスクリーンに投射する投射レンズであ
る。

【００５１】以上の構成において、光源からの光は次に
説明するように、分離、変調、合成、投射される。

【００５２】光源１００から出た光は上記偏光ームスプ
リッタ層１０２ａでＰ偏光のみ反射され、反射されたＰ
偏光成分は、ダイクロイックミラー１０３に入射され、
赤色光の波長成分のみ透過し、他の波長成分は反射され
る。これにより、液晶パネル１０６には赤色光が入射さ
れる。一方、上記偏光ームスプリッタ層１０２ａを透過
したＳ偏光成分は、ダイクロイックミラー１０４に入射
され、緑色光の波長成分のみ反射し、他の波長成分は透
過する。従って、ダイクロイックミラー１０４により反
射された緑色光は、液晶パネル１０７に入射される。ま
た、ダイクロイックミラー１０４を透過した色光には赤
色光成分だけでなく、青色光成分も含まれている。そこ
で、ダイクロイックミラー１０５によって青色光のみ透
過して、液晶パネル１０８へは青色光のみを入射するよ
うにしている。

【００５３】液晶パネル１０６，１０７，１０８はＴＮ
型液晶を採用した反射型液晶パネルである。ＴＮ型液晶
を採用した場合には、液晶層への印加電圧がほぼ０の画
素（ＯＦＦ状態）では、入射した色光は液晶層にて楕円
偏光され、画素電極により反射され、液晶層により再度
楕円偏光されるので、入射した色光の偏光軸とほぼ９０
度ずれた偏光軸の光として反射・出射される。一方、液
晶層に電圧印加された画素（ＯＮ状態）では、入射した
色光のまま画素電極に至り、反射されて、入射時と同一
の偏光軸のまま反射・出射される。また、画素電極に印
加された電圧に応じてＴＮ型液晶の液晶分子の配列角度
が変化するので、入射光に対する反射光の偏光軸の角度
は、画素のトランジスタを介して画素電極に印加する電
圧に応じて可変される。

【００５４】例えば、液晶パネル１０６では、Ｐ偏光の
赤色光が入射されると、ＴＮ型液晶の場合には、ＯＦＦ
状態画素はＳ偏光に変換して反射・出射、ＯＮ状態画素
はＰ偏光のまま反射・出射する。一方、液晶パネル１０
７，１０８では、Ｓ偏光の色光が入射されるので、ＴＮ
型液晶の場合には、ＯＦＦ状態画素はＰ偏光に変換して
反射・出射、ＯＮ状態画素はＳ偏光のまま反射・出射す
る。

【００５５】液晶パネル１０６で反射された赤色光はダ
イクロイックミラー１０３を透過して、Ｐ偏光成分反射
・Ｓ偏光透過の偏光ビームスプリッタ１０２ａに至る。
従って、液晶パネル１０６の反射光は、ＴＮ型液晶の場
合には、ＯＦＦ状態画素で反射されてＳ偏光された反射
光は透過して投射レンズ１１０へ至るが、ＯＮ状態画素
のＰ偏光の反射光は反射されてレンズ１１０へは至らな
い。以上の変調制御により、液晶パネル１０６の各画素
への電圧印加に応じて、１０２ａでの透過光量が画素毎
に制御され、赤色光の画像が形成される。なお、偏光ビ
ームスプリッタ１０２ａで反射されたＰ偏光のうち緑色
光と青色光はダイクロイックミラー１０３でＰ偏光のま
ま反射されるので、偏光ビームスプリッタ１０２ａで反
射されてレンズ１１０へは至らない。

【００５６】これに対して、液晶パネル１０７，１０８
により反射された色光はダイクロイックミラー１０４で
合成されて、偏光ビームスプリッタ１０２ａに至る。従
って、液晶パネル１０７，１０８の反射光は、ＴＮ型液
晶の場合には、ＯＦＦ状態画素でＰ偏光された反射光は
反射して投射レンズ１１０へ至るが、ＯＮ状態画素のＳ
偏光の反射光は透過してレンズ１１０へは至らない。以
上の変調制御により、液晶パネルの各画素への電圧印加
に応じて、１０２ａでの透過光量が画素毎に制御され、
緑色光と青色光の画像が形成される。なお、偏光ビーム
スプリッタ１０２ａを透過したＳ偏光のうち青色光はダ
イクロイックミラー１０５でＳ偏光のまま反射されるの
で、偏光ビームスプリッタ１０２ａを透過してしまいレ
ンズ１１０へは至らない。

【００５７】従って、偏光ビームスプリッタ１０２ａに
よる反射・透過により、液晶パネル１０６〜１０８でそ
れぞれ形成された３原色の画像を合成したカラー画像が
形成され、投射レンズ１１０によりスクリーン１１０へ
投射される。その結果、上記ＴＮ型液晶の反射型液晶パ
ネルをライトバルブとして組み込んだ図９の投射型プロ
ジェクターでは、ＯＦＦ状態画素の反射光は投射レンズ
１１０へ至るため、スクリーンへの投射画像はポジモー
ドで表示されることとなる。

【００５８】図１０には、ＴＮ液晶を用いた上記液晶パ
ネルにおける素子基板（反射側基板）と対向基板の配向
膜の最適なラビング方向（配向処理方向）等のパラメー
タの一例が示されている。このうち図１０（Ａ）は図９
における液晶パネル１０６〜１０８のうちＳ偏光が入射
されるパネル１０７，１０８に最適なパラメータを、ま
た図１０（Ｂ）は図９における液晶パネル１０６のよう
なＰ偏光が入射されるパネルに最適なパラメータをそれ
ぞれ示す。

【００５９】前記第１および第３の実施例の液晶パネル
を使用した図９のプロジェクタでは、図１〜図３にて説
明したように、反射側基板の画素電極が形成された画素
領域の周囲は見切り電極で覆われ、対向基板に形成され
る共通電極に印加されるＬＣコモン電位に対して交流波
形となる電圧を印加しているので、画素領域の周囲は黒
枠として表示される。これが見切りとして機能するため
対向基板側に見切りとなる遮光部材を設ける必要がなく
なる。もしくは、遮光部材を設けたとしても見切り電極
が遮光機能を有するので、遮光部材を画素領域の端部に
位置合わせしなくてもよく遮光部材の内端を見切り電極
上に設ければよいので、遮光部材の位置合わせが簡単と
なる。また、画素電極と同一基板上に見切り電極を形成
したので、画素領域と見切り領域との位置合わせ精度が
高くなり合わせずれによる表示不良（白輪郭の発生）も
回避することができる。さらに、画素電極と見切り電極
とが同一工程で形成されれば、その位置合わせはより高
精度となる。また、第２の実施例の液晶パネルを使用し
たプロジェクタでは、ダミー画素電極と遮光部材とが一
体となって見切りとして機能するとともに、遮光部材が
周辺回路に光が入射するのを防止することができるとい
うダミー電極のみでは得られない利点を有する。

【００６０】なお、上記実施例では、反射側基板として
ガラス基板を用いこのガラス基板上に形成されたポリシ
リコンを能動層とするいわゆるポリシリコンＴＦＴを画
素電極へ電圧を印加するスイッチング素子としたものに
ついて説明したが、単結晶シリコンのような半導体ウェ
ハを基板としてその上にＭＯＳＦＥＴや画素電極等を形
成したものを反射側基板とする液晶パネルであっても良
い。また、画素電極へ電圧を印加する素子としてＴＦＴ
を用いた液晶パネルのみでなく、ＭＩＭ（Meta-Insulat
or-Metal）等の２端子型非線形素子を画素電極へ電圧を
印加する素子とした液晶パネルにも適用することができ
る。

【００６１】さらに、上記実施例ではＴＮ液晶を用いた
反射型液晶パネルに適用した場合について説明したが、
この発明はＳＨ液晶を用い偏光板を入射側に設けた液晶
パネルあるいは高分子分散型液晶パネルに適用すること
も可能である。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、反射
型アクティブマトリックス液晶パネルにおいて、反射側
基板の画素領域の周囲に導電層を形成し、この導電層
に、対向基板すなわち入射側基板に設けられた透明共通
電極との間に狭持された液晶が黒レベルの表示を行なう
ような交流電圧を印加させるようにしたので、見切りと
同様な画素領域を囲む黒枠表示を行なうことができると
ともに、上記導電層は、画素電極のある反射側基板に形
成されるため、位置合わせ精度が高くなり合わせずれに
よる表示不良（白輪郭の発生）も回避することができる
という効果がある。

【００６３】また、見切りをこの導電層でできるので、
遮光部材を不要とすることもできる。また、遮光部材を
設けたとしても、その内端を上記導電層上に配置すれば
よく、遮光部材を画素領域の周辺端部に一致させなくて
よいので遮光部材の位置合わせが簡単となる。

【００６４】また、画素領域の周囲に表示に寄与しない
ダミーの画素電極とこの電極に駆動電圧を印加するスイ
ッチング素子を配置して、上記ダミー画素電極と対向基
板に設けられた透明共通電極との間に狭持された液晶に
より黒レベルの表示を行なうように交流電圧を印加させ
るようにしたので、これらのダミー画素電極を利用して
見切りとなる黒枠表示を行なわせることができる。

【００６５】さらに、基板上にスイッチング素子を画素
電極と１対１で形成し、スイッチング素子を介して画素
電極に駆動電圧を印加するとともに周囲にスイッチング
素子からなる周辺回路を設けた反射型アクティブマトリ
ックス液晶パネルにおいて、上記導電層を遮光性の材料
で上記周辺回路を覆うように形成したので、周辺回路を
構成するスイッチング素子に入射した光によってリーク
電流が流れて回路が誤動作するのを防止することができ
るという効果がある。

【００６６】また、上記導電層やダミーの画素電極は画
素領域の画素電極と同一材料で同時に形成することによ
りプロセスの簡略化を図ることができる。

【００６７】さらに、上記導電層およびダミー画素電極
の表面に反射防止処理を施すことにより一層コントラス
トの高い見切りを得ることができる。

【００６８】さらに、上記導電層に印加される電圧とし
て、上記対向電極に印加されるコモン電位を中心として
実質的に正負同一振幅を有する交流電圧を、また上記ダ
ミー画素電極に印加される電圧として、画像信号の中心
電位を中心として実質的に正負同一振幅を有する交流電
圧を用いるようにしたので、液晶に直流電圧が印加され
るのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第１の実施例を示す平面レイアウト図。

【図２】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第１の実施例を示す断面図。

【図３】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第１の実施例の拡大断面図。

【図４】本発明を適用した反射型液晶パネルの見切り電
極およびダミー画素電極に印加される交流電圧の一例を
示す波形図。

【図５】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第２の実施例を示す平面レイアウト図。

【図６】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第２の実施例を示す断面図。

【図７】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第３の実施例を示す平面レイアウト図。

【図８】本発明を適用した反射型液晶パネルの反射側基
板の第３の実施例を示す断面図。

【図９】実施例の反射型液晶パネルをライトバルブとし
て応用した投射型表示装置の一例としてプロジェクタの
概略構成図。

【図１０】ＴＮ液晶を用いた反射型液晶パネルにおける
素子基板（反射側基板）と対向基板の配向膜の最適なラ
ビング方向を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 対向基板（入射側基板） １１ 共通電極 １２ 見切りとなる遮光部材 ２０ 反射側基板 ２１ 画素電極 ２２ 画素領域 ２３ 信号線駆動回路 ２４ 走査線駆動回路 ２５ パッド領域 ２６ 入力回路 ２７ タイミング制御回路 ２８ 見切り電極 ２９ ダミー画素電極 ３０ 液晶 ３１ シール材 ４１ ポリシリコン層（ＭＯＳＦＥＴの動作層） ４２ 走査線兼ゲート電極 ４３ 層間絶縁膜 ４４ 信号線 ４５ 平坦化膜 １００ ランプ １０１，１０２ 直角プリズム １０３〜１０５ ダイクロイックミラー １０６〜１０８ 反射型液晶パネル １１０ 投影レンズ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−194690（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234421（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209660（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−67127（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−194235（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293642（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−45934（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−9420（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−248405（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−22016（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−160409（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138488（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−242230（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/136

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射電極となる画素電極がマトリックス
   状に形成されるとともに各反射電極に対応して各々スイ
   ッチング素子が形成された画素領域を有する反射側基板
   と、対向電極を有する入射側の透明基板とが相対向して
   配置されるとともに、上記反射側基板と上記透明基板と
   の間隙内に液晶が封入され、上記スイッチング素子を介
   して上記反射電極に電圧が印加されるように構成された
   液晶パネルにおいて、上記反射側基板の上記画素領域の
   周囲には上記反射電極でなる疑似画素電極と該疑似画素
   電極に電圧を印加するためのスイッチング素子とからな
   るダミー画素列が形成され、さらにこのダミー画素列の
   形成領域の周囲には導電層が形成され、上記疑似画素電
   極および上記導電層と上記対向電極との間に狭持された
   液晶には表示を黒色方向の表示レベルにする交流電圧が
   それぞれ印加されるように構成されてなることを特徴と
   する液晶パネル。
2. 【請求項２】 上記導電層は、リング状に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
3. 【請求項３】 上記導電層は、上記画素電極と同一材料
   により構成されていることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の液晶パネル。
4. 【請求項４】 上記導電層は、その表面が反射防止処理
   されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
   項に記載の液晶パネル。
5. 【請求項５】 上記導電層に印加される電圧は、上記対
   向電極に印加される電位を中心として実質的に正負同一
   振幅を有する交流電圧であることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか一項に記載の液晶パネル。
6. 【請求項６】 上記疑似画素電極は、その表面が反射防
   止処理されていることを特徴とする請求項１〜５のいず
   れか一項に記載の液晶パネル。
7. 【請求項７】 上記疑似画素電極に印加される電圧は、
   上記画素電極に印加されるべき画像信号の中心電位を中
   心として実質的に正負同一振幅を有する交流電圧である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の
   液晶パネル。
8. 【請求項８】 上記交流電圧は、１画素への印加電圧の
   極性の反転周期と同一もしくはそれよりも短い周期の交
   流電圧であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   一項に記載の液晶パネル。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか一項に記載の液
   晶パネルの光出射側に偏光手段を設け、前記導電層によ
   り反射された光が前記偏光手段を透過する透過率が１０
   ％以下となるように、前記導電層は、前記対向電極との
   間に挟持された液晶に交流電圧が印加されることを特徴
   とする液晶パネル。
10. 【請求項１０】 請求項１〜9のいずれか一項に記載の
    液晶パネルの光出射側に偏光手段を設け、前記疑似画素
    電極により反射された光が前記偏光手段を透過する透過
    率が１０％以下となるように、前記疑似画素電極と、前
    記対向電極との間に挟持された液晶に交流電圧が印加さ
    れることを特徴とする液晶パネル。
11. 【請求項１１】 光源と、該光源からの光を変調して反
    射する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構成の液
    晶パネルと、これらの液晶パネルにより変調された光を
    集光し投射する投射レンズとを備えていることを特徴と
    する投射型表示装置。