JP3832261B2 - 液晶装置、投射型表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置に係り、特に横電界を利用した液晶装置の構成及びこの液晶装置を用いた投射型表示装置と電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示装置は、直視型のみではなく、プロジェクションテレビ等の投射型表示素子としても需要が高まってきている。この液晶表示装置を投影型として使用する場合、従来の画素数で拡大率を高めると、画面の粗さが目立ってくる。そこで高い拡大率でも精細な画像を得るためには、画素数を増やすことが必要となる。ところが、液晶表示装置の画素数を増やすと、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、画素以外の部分、例えば、配線部分や薄膜トランジスタ（アクティブ素子）の部分が占める面積が相対的に大きくなり、これらの部分を覆い隠すブラックマトリクスの面積が増大するので、表示に寄与する画素開口部の面積が減少し、表示装置としての開口率が低下してしまう問題がある。この開口率が低下すると画面が暗くなり、液晶表示装置としての画像品位を低下させることとなる。
【０００３】
そこで、このような画素数の増大による開口率の低下をできる限り防止するために、一部の投射型表示装置では透過型液晶パネルから反射型液晶パネルへの移行がなされつつある。液晶パネルを反射型にすることで、走査線や信号線などの配線部分を反射電極の下側に形成することが可能となり、画素の開口率を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような種々の投射型表示装置の登場があっても、高解像度の液晶パネルになると、画素と画素との距離、即ち、画素電極と画素電極との距離が小さくなってしまうので、隣接する他の画素電極周縁部から受ける横電界の影響によって液晶のディスクリネーション（転傾）が発生し、表示領域に欠陥が生じてしまうという問題を有していた。この表示領域の欠陥について以下に詳述する。
【０００５】
現在のプロジェクタ用の液晶パネルにおいて、高精細構造としたものでは、矩形状の画素電極の幅を２０μｍ角程度に微細化し、表示領域にはこのような画素電極を複数マトリクス状に配置している。このような高精細化された液晶パネルにおいて、反射型の構造を採用したものにあっては、基板上に形成したスイッチング素子を絶縁膜で覆った上に、画素電極を隙間なく配置する構造を採用することで、画素電極間の距離を１μｍ以下まで狭めることができるようになってきている。
【０００６】
このように画素電極間隔が狭められた構造を有する高精細な液晶パネルにあっては、隣接された画素電極間の境界部分に存在する液晶には強い横電界が作用することになる。本来対向基板の内面に形成されている共通電極と画素電極間で制御されるはずの液晶は、この横電界の影響を受け異なる向きに配向する可能性が高い。即ち、画素電極で配向制御するべき領域の液晶において一部の液晶が他の液晶と微妙に異なる方向に向くことになり、これらの配向方向が微妙に異なる液晶の境界領域にディスクリネーションラインと称される線状の表示欠陥を生じてしまうという問題があった。また、この線状の表示欠陥の幅をこの種の液晶表示装置で実際に測定してみたところ、平均的に約３μｍ程度の幅であることが判明した。
【０００７】
このような横電界による表示欠陥の問題は、投射型表示装置に限らず、高精細な直視型の液晶装置でも発生しつつある。
【０００８】
このような表示欠陥を解消するという目的から、特開平１１−２０２３５６号公報の請求項５０から請求項６５に提案されている液晶装置を検討した。従来の液晶装置は１対の基板内面にそれぞれ形成された画素電極と共通電極で生じるいわゆる縦電界で液晶を制御するのに対して、画素と画素の間隔が狭くなった場合に生じる横電界を積極的に利用して表示欠陥のない液晶装置を実現しようとした訳である。しかし、特開平１１−２０２３５６号公報で提案されている液晶装置は透過型の液晶装置に関するものであり、それぞれの条件や構成は透過型の液晶装置にしか適用することができない。
【０００９】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、画素と画素の間隔が狭くなる高精細な液晶表示装置に対してディスクリネーションに起因する表示欠陥を生じないようにし、高コントラストでかつ明るい表示を可能とした液晶装置及び投射型表示装置と電子機器の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、以下の通りである。
【００１２】
この手段によれば、隣接する画素による横電界に起因するディスクネーションなどの表示欠陥をなくし、明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。第１電極が反射電極ならば、第１基板側から第１電極に入射した光を再び第１基板側に反射させることができる。この場合、第１電極の線幅は太い方がより多くの入射光を反射させることができる。また、細い線状の第１電極を多数形成しても良い。第２電極が反射電極ならば、第１基板側から第２電極に入射した光を再び第１基板側に反射させることができる。この場合、第１電極はＩＴＯなどの透明電極であっても構わない。さらに、第１電極と第２電極がともに反射電極ならば、第１基板側から画素に入射した光を再び第１基板側に反射させることができる。この場合、第１電極を隣接する画素との間にも形成すれば、画素間も表示に有効活用することができる。
【００１３】
本発明の液晶装置は、第１基板と第２基板に挟持された液晶層と、前記第２基板の前記液晶層側の面に形成された走査信号線、画像信号線、第１電極、第２電極、及びアクティブ素子とを備え、前記第１電極と前記第２電極の間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する液晶装置において、前記第２電極は、前記走査信号線、前記画像信号線、及び前記アクティブ素子を覆う第１絶縁膜上に開口部を有して形成され、前記第１電極は、前記第２電極上に第２絶縁膜を介して形成されるとともに、前記第１電極は所定の線幅を有した線状形状で構成されてなり、前記第２電極の開口部を通じて前記第１電極と前記アクティブ素子とが接続され、前記第１電極、前記第２電極のうち少なくとも１つは前記第１基板側から入射した光を反射させる反射電極であることを特徴とする。
また、本発明の液晶装置は、第１基板と第２基板の間に液晶層が挟持され、前記２基板の前記液晶層側の面には、走査信号又は画像信号を供給する信号線と、該信号線に電気的に接続されたアクティブ素子と、電極間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する第１電極及び第２電極とが形成され、前記第１電極は前記アクティブ素子に接続される液晶装置において、前記第２電極は、前記信号線、及び前記アクティブ素子を覆う第１絶縁膜上に開口部を有して形成され、前記第１電極は、前記第２電極上に第２絶縁膜を介して形成されるとともに、前記第１電極は所定の線幅を有した線状形状で構成されてなり、前記第２電極の開口部を通じて前記第１電極と前記アクティブ素子とが接続され、前記第１電極、前記第２電極のうち少なくとも１つは前記第１基板側から入射した光を反射させる反射電極であることを特徴とする。
【００１４】
この手段によれば、隣接する画素による横電界に起因するディスクネーションなどの表示欠陥をなくし、明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。走査信号線や画像信号線、アクティブ素子を第１電極、第２電極の下に配置することができるので、開口率の高い反射型液晶を実現することができる。第１電極が反射電極ならば、第１基板側から第１電極に入射した光を再び第１基板側に反射させることができる。この場合、第１電極の線幅は太い方がより多くの入射光を反射させることができる。また、細い線状の第１電極を多数形成しても良い。第２電極が反射電極ならば、第１基板側から第２電極に入射した光を再び第１基板側に反射させることができる。この場合、第１電極はＩＴＯなどの透明電極であっても構わない。第２電極は概ね表示エリア全域に形成されているので、アクティブ素子の遮光膜の役割も果たす。また、隣接する画素間にも形成されているので、非常に高開口率の反射型液晶装置を実現することができる。
【００１５】
さらに、第１電極と第２電極がともに反射電極ならば、第１基板側から画素に入射した光を再び第１基板側に反射させることができる。なお、アクティブ素子としてはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子やＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）素子、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）素子などを用いることができる。
【００１６】
本発明の液晶装置は、前記第１電極の線幅をＷ１、電極間隔をＬ１とすると、４＜Ｌ１／Ｗ１≦４０であることを特徴とする。
【００１７】
この手段によれば、第１電極の電極間隔を第１電極の線幅よりも十分に広く形成しているので、第１電極上に位置し十分に電界応答しない液晶の領域を可能な限り少なくでき、より明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。
【００１８】
本発明の液晶装置は、前記第１電極の線幅をＷ１、電極間隔をＬ１とすると、０．００５≦Ｌ１／Ｗ１＜０．２であることを特徴とする。
【００１９】
この手段によれば、第１電極の電極間隔を第１電極の線幅よりも十分に狭く形成しているので、第１基板側から入射した光のほとんどを第１電極で反射させることができ、アクティブ素子部に入射光が回り込む現象を可能な限り抑えることができる。これは、光リークによるアクティブ素子の誤動作をなくすためである。また、第１電極の電極間隔を狭くしすぎると、第１電極と第２電極との間で横電界を発生しにくくなってしまうので、本発明の範囲が好ましい。
【００２０】
本発明の液晶装置は、前記第１電極の電極間隔をＬ１とすると、０．１μｍ≦Ｌ１＜１μｍであることを特徴とする。
【００２１】
この手段によれば、第１電極の電極間隔を狭く形成しているので、第１基板側から入射した光のほとんどを第１電極で反射させることができ、アクティブ素子部に入射光が回り込む現象を可能な限り抑えることができる。これは、光リークによるアクティブ素子の誤動作をなくすためである。また、第１電極の電極間隔を狭くしすぎると、第１電極と第２電極との間で横電界を発生しにくくなってしまうので、本発明の範囲が好ましい。
【００２２】
本発明の液晶装置は、前記第１電極の電極間隔をＬ１とすると、８μｍ＜Ｌ１≦２５μｍであることを特徴とする。
【００２３】
この手段によれば、第１電極の電極間隔を十分に広く形成しているので、第１電極上に位置し十分に電界応答しない液晶の領域を可能な限り少なくでき、より明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。
【００２４】
本発明の液晶装置は、前記第２電極における開口部は１画素内で複数存在し、各々を通じて複数の前記線状形状の第１電極が１つの同じアクティブ素子に接続されることを特徴とする。
【００２５】
この手段によれば、１画素内に１つのアクティブ素子から複数の線状第１電極を接続することができる。１画素内に複数の線状第１電極を形成し１つのアクティブ素子と接続する他の方法として、線状第１電極の長手方向と直交する方向に線状の電極を設けてそれぞれの線状第１電極を短絡する方法が考えられるが、この方法を採用すると、第１電極と第２電極の間に発生する横電界が不均一に発生し、明るくかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができなくなってしまう。このため、本発明のような構成は非常に有効である。
【００２６】
本発明の液晶装置は、前記第１電極が遮光膜を兼ねていることを特徴とする。
【００２７】
この手段によれば、第１基板側から入射した光のうち、アクティブ素子部に入射する光を第１電極で反射させることができ、入射光がアクティブ素子部に回り込む現象を可能な限り抑えることができる。これは、光リークによるアクティブ素子の誤動作をなくすためである。また、従来の液晶装置において画素間部に形成される遮光膜を第１電極とすることで、従来は表示に寄与しない画素間も有効に反射型液晶表示に利用することができるので、明るくかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。
【００２８】
本発明の液晶装置は、前記第２電極が遮光膜を兼ねていることを特徴とする。
【００２９】
この手段によれば、第１基板側から入射した光のうち、アクティブ素子部に入射する光を第２電極で反射させることができ、入射光がアクティブ素子部に回り込む現象を可能な限り抑えることができる。これは、光リークによるアクティブ素子の誤動作をなくすためである。また、従来の液晶装置において画素間部に形成される遮光膜を第２電極とすることで、従来は表示に寄与しない画素間も有効に反射型液晶表示に利用することができるので、明るくかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。
【００３０】
本発明の液晶装置は、前記線状形状の第１電極の長手方向は液晶パネルの４つの辺いずれとも非平行かつ非直交であることを特徴とする。
【００３１】
この手段によれば、液晶を第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に配向（電圧を印加していない時の初期配向）させることができる。このようにすることで、この液晶装置には第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に透過軸をもつ偏光を入射させることができる。例えば、投射型表示装置に用いられる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）はその構造上、出力される偏光の偏光方向は限定されるので、本発明の液晶装置は非常に都合が良いことになる。
【００３２】
本発明の液晶装置は、各画素の形状は平行四辺形でかつ各角が直角でないことを特徴とする。
【００３３】
この手段によれば、液晶を第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に配向（電圧を印加していない時の初期配向）させることができる。このようにすることで、この液晶装置には第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に透過軸をもつ偏光を入射させることができる。例えば、投射型表示装置に用いられる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）はその構造上、出力される偏光の偏光方向は限定されるので、本発明の液晶装置は非常に都合が良いことになる。
【００３４】
本発明の液晶装置は、前記線状形状の第１電極の長手方向と液晶パネルの長手方向なす角度をβとすると、３度≦β≦８７度であることを特徴とする。
【００３５】
この手段によれば、液晶を第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に配向（電圧を印加していない時の初期配向）させることができる。このようにすることで、この液晶装置には第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に透過軸をもつ偏光を入射させることができる。例えば、投射型表示装置に用いられる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）はその構造上、出力される偏光の偏光方向は限定されるので、本発明の液晶装置は非常に都合が良いことになる。なお、５度≦β≦２５度または６５度≦β≦８５度がより好ましい範囲である。
【００３６】
本発明の液晶装置は、隣り合う画素のうち、少なくとも１つの線状形状の第１電極の長手方向が隣り合う画素の線状形状の第１電極の長手方向と非平行であることを特徴とする。
【００３７】
この手段によれば、液晶による視角変化の少ない液晶装置を実現することができる。例えば、液晶装置の全画面で白表示をした時、液晶はどの部分でも横電界によってほぼ同じ配向をしている。この概ね均一な液晶配向状態を偏光板を通して観察すると、従来の液晶装置と同様に視角特性が存在する。そこで、本発明のように隣り合う画素間でその電極の長手方向を非平行にすると、各画素間で液晶の配向状態(配向方向)が異なるので、視角変化の少ない液晶装置を実現することができる。
【００３８】
本発明の液晶装置は、前記線状形状の第１電極の形状が「く」の字であることを特徴とする。
【００３９】
この手段によれば、液晶による視角変化の少ない液晶装置を実現することができる。１画素内の電極形状を「く」の字にすることで、横電界の方向が１画素内で２方向存在し、これによって液晶の配向状態を１画素内で２つつくることができ、視角変化の少ない液晶装置を実現することができる。また、液晶を第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に配向（電圧を印加していない時の初期配向）させることができる。このようにすることで、この液晶装置には第１基板と第２基板の長手方向またはこれと直交する方向に透過軸をもつ偏光を入射させることができる。例えば、投射型表示装置に用いられる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）はその構造上、出力される偏光の偏光方向は限定されるので、本発明の液晶装置は非常に都合が良いことになる。
【００４０】
本発明の液晶装置は、前記第１絶縁膜は前記第２電極が鏡面となるように平坦化機能を有することを特徴とする。
【００４１】
この手段によれば、第２電極の下層に配置されている走査信号線や画像信号線、アクティブ素子による段差を平坦化することができ、第２電極を鏡面状態にすることができる。これによって、第１基板側からの入射光を効率よく高い反射率で再び第１基板側に反射させることができる。また、走査信号線や画像信号線、アクティブ素子による段差は液晶に悪影響を与える。これを抑えることもできる。
【００４２】
本発明の液晶装置は、前記第１電極は画素電極であり、前記第２電極は共通電極であることを特徴とする。
【００４３】
この手段によれば、第１電極は画素電極、第２電極は共通電極とすることができるので、従来と概ね同じ液晶駆動信号を入力することで、明るくかつコントラストの高い反射型液晶表示を実現することができる。
【００４４】
本発明の液晶装置は、前記第１絶縁膜の厚さをＤ１とすると、０．０１μｍ≦Ｄ１≦５μｍであることを特徴とする。
【００４５】
この手段によれば、走査信号線、画像信号線、アクティブ素子と第２電極がショートすることを防止することができる。また、走査信号線、画像信号線、アクティブ素子によって生じる段差を平坦化することができる。第１絶縁膜の厚さが０．０１μｍ以上あれば、走査信号線、画像信号線、アクティブ素子の電位が第２電極(共通電極)に与える影響を概ね無視できる。なお、１μｍ≦Ｄ１≦３μｍがより好ましい範囲である。
【００４６】
本発明の液晶装置は、前記第２絶縁膜の厚さをＤ２とすると、０．０１μｍ≦Ｄ２≦５μｍであることを特徴とする。
【００４７】
この手段によれば、第１電極と第２電極がショートすることを防止することができる。また、第１電極と第２電極間で生じる横電界を効率よく、液晶層に印加することができる。なお、０．１μｍ≦Ｄ２≦２μｍがより好ましい範囲である。
【００４８】
本発明の液晶装置は、前記第１絶縁膜、第２絶縁膜のうちいずれかがＳｉＯｘまたはＳｉＮｘからなることを特徴とする。
【００４９】
この手段によれば、比較的容易にかつ安価に第１絶縁膜、第２絶縁膜を形成することができる。また、高い絶縁性を実現できる。ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘは比較的透過率が高いので、第２電極上に形成される第１絶縁膜として用いると良い。このようにすることで、第２電極で高い反射率を得ることができる。
【００５０】
本発明の液晶装置は、前記第２絶縁膜の可視光域における透過率が８０％以上であることを特徴とする。
【００５１】
この手段によれば、第２電極で高い反射率を実現することができる。第１基板側から入射した光のうち第２電極に到達するものは第２絶縁膜を２度通過することになる。第２絶縁膜の透過率が８０％未満になるとおおよそ４割から半分程度の光が第２絶縁膜で吸収されてしまい、明るい反射型液晶表示を実現することが不可能となってしまう。
【００５２】
本発明の液晶装置は、前記第２絶縁膜がカラーフィルタであることを特徴とする。
【００５３】
この手段によれば、第２電極で反射される光が着色され、反射型カラー表示を行うことができる。
【００５４】
本発明の液晶装置は、前記液晶層の厚みをｄ、液晶の屈折率異方性をΔｎとすると、０．１μｍ≦Δｎ×ｄ＜０．２μｍであることを特徴とする。
【００５５】
この手段によれば、明るくかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。第１基板側からの入射光は液晶層を透過後、第１電極または第２電極で反射され、再び液晶層を透過する。つまり、液晶層を２度通過することになるので、液晶層の厚みと屈折率異方性の積で表されるリターデーションは透過型の液晶表示装置の概ね半分程度となる。
【００５６】
本発明の液晶装置は、前記第１基板、前記第２基板において前記液晶層と接する面には配向膜が形成され、前記液晶層における液晶分子が基板面となす角度（プレティルト角）をθｐとすると、１０度＜θｐ≦９０度であることを特徴とする。
【００５７】
この手段によれば、第１電極と第２電極の間で生じる電界のうち、第１基板、第２基板の法線方向に生じる不要な電界成分による表示欠陥をなくすことができる。
【００５８】
本発明の液晶装置は、前記第１基板内面に形成された配向膜の配向軸と前記第２基板内面に形成された配向膜の配向軸の角度をαとすると、０度≦α＜１８０度であることを特徴とする。
【００５９】
この手段によれば、液晶層内の液晶を第１基板、第２基板間でツイスト(ねじれ)配向させることができる。このようにすることで、第１電極と第２電極間に生じる横電界で効率的に液晶を制御することができる。また、概ねα＝０度とすることで、液晶層中央部に位置する液晶分子の基板面に対する傾き角が概ね０度を実現することができる。
【００６０】
本発明の液晶装置は、前記液晶層は誘電率異方性が負でかつ、シアノ基を有する液晶材料を含むことを特徴とする。
【００６１】
この手段によれば、誘電率異方性が負の液晶材料を用いているので、第１電極と第２電極の間で生じる電界のうち、第１基板、第２基板の法線方向に生じる不要な電界成分による表示欠陥を抑えることができる。また、シアノ基を有する液晶材料を含んでいるので、誘電率異方性が大きく、低電圧で液晶を駆動することが可能となる。これによって低消費電力である液晶装置を実現することができる。
【００６２】
本発明の液晶装置は、前記液晶層はカイラルを有する液晶材料を含むことを特徴とする。
【００６３】
この手段によれば、第１電極、第２電極間に生じる横電界で効率的に液晶を動かす（駆動）することができる。また、高速応答が可能になる。カイラルを液晶中に混入すると、液晶はねじれに関する弾性エネルギー準位が高くなる。本発明の液晶装置は横電界によって第１基板、第２基板間で液晶をねじれるように制御するわけであるから、初期的に液晶材料にツイストパワーを与えておくことは、非常に有効である。
【００６４】
本発明の液晶装置は、前記配向膜はＳｉＯｘからなることを特徴とする。
【００６５】
この手段によれば、第１基板と第２基板を擦る（ラビング）することなく、液晶の均一な配向を得ることができる。ラビングフリーであるので、静電気やゴミの発生がない。ＳｉＯｘの配向膜は真空中の斜め斜方蒸着で実現することができる。基板面法線方向から概ね６０度から８５度傾けてＳｉＯｘを蒸着するのが好ましい。
【００６６】
本発明の液晶装置は、前記第２基板はシリコン（Ｓｉ）基板であることを特徴とする。
【００６７】
この手段によれば、移動度が高いアクティブ素子をつくることができ、高速でかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。
【００６８】
本発明の液晶装置は、前記第１基板の前記液晶層と異なる面に一定電位の透明電極を設けたことを特徴とする。
【００６９】
この手段によれば、静電気の影響を抑えた液晶装置を実現することができる。第１基板は液晶層と接する面に電極を有しないので、静電気に弱い。そこで、第１基板の液晶層と異なる面に一定電位の透明電極を形成することで、静電気の影響を抑えることができる。
【００７０】
本発明の液晶装置は、前記透明電極は零電位であることを特徴とする。
【００７１】
この手段によれば、既存の電位を用いることができるので、比較的簡単に静電気対策が可能となる。
【００７２】
本発明の液晶装置は、前記透明電極はＩＴＯから成ることを特徴とする。
【００７３】
この手段によれば、反射型液晶表示を劣化させることなく静電気対策ができる。ＩＴＯは透過率が高く、製造が容易である。
【００７４】
本発明の液晶装置は、画素ピッチが３０μｍ以下であることを特徴とする。
【００７５】
この手段によれば、画素ピッチが３０μｍ以下の高精細の液晶装置で明るくかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができる。なお、２０μｍ以下の画素ピッチを有する液晶装置には、本発明はさらに有効である。
【００７６】
本発明の液晶装置は、前記第１電極の電極間隔をＬ１、前記第２絶縁膜の厚さをＤ２とすると、５≦Ｌ１／Ｄ２≦３０であることを特徴とする。
【００７７】
この手段によれば、第１電極と第２電極間で効率的に横電界を生じさせることができる。これによって、低い電圧で液晶を駆動することができる。
【００７８】
本発明の投射型表示装置は、上記いずれかに記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。
【００７９】
この手段によれば、明るく高コントラストな投射型表示装置を実現することができる。
【００８０】
本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射レンズとが具備され、前記光変調装置として上記いずれかに記載された液晶装置が用いられたことを特徴とする。
【００８１】
この手段によれば、明るく高コントラストな投射型表示装置を実現することができる。
【００８２】
本発明の液晶装置は、前記第１基板の前記液晶層とは異なる側に偏光板を配置し、前記液晶層は一軸配向を成し、前記一軸配向方向と前記偏光板の透過軸は概ね４５度の角度を成し、前記液晶層の位相差が概ね１／４波長であることを特徴とする。
【００８３】
この手段によれば、明るくコントラストが高い直視型の反射型液晶装置を実現することができる。
【００８４】
本発明の液晶装置は、前記第１基板の前記液晶層とは異なる側に少なくとも１枚の位相差板と偏光板を順次配置し、前記液晶層と前記位相差板を合わせた位相差が可視光域の光に対して概ね１／４波長であることを特徴とする。
【００８５】
この手段によれば、明るくコントラストが高い直視型の反射型液晶装置を実現することができる。
【００８６】
本発明の液晶装置は、前記第１基板の前記液晶層とは異なる側に少なくとも１枚の位相差板と偏光板を順次配置し、前記位相差板は可視光域で概ね１／４波長であることを特徴とする。
【００８７】
この手段によれば、明るくコントラストが高い直視型の反射型液晶装置を実現することができる。
【００８８】
本発明の液晶装置は、前記第１基板の前記液晶層側の面に各画素に対応したカラーフィルタを形成したことを特徴とする。
【００８９】
この手段によれば、明るくコントラストが高い直視型の反射型カラー液晶装置を実現することができる。
【００９０】
本発明の電子機器は、上記いずれかに記載の液晶装置を搭載したことを特徴とする。
【００９１】
この手段によれば、明るくコントラストが高い直視型の反射型カラー液晶装置を搭載した視認性が高い電子機器を実現することができる。
【００９２】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
【００９３】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る液晶装置の第１実施形態の構造を示す概略図である。図１（ａ）は１画素の正面図、（ｂ）は断面図である。２枚の基板１０１、１０２の間に液晶層１０３を挟持した構造をとっている。上側基板１０１は内面には配向膜１０４が形成されている。下側基板１０２は、内側に第２電極１０７、ＳｉＯｘからなる絶縁膜１０８、第１電極１０６及び配向膜１０５が形成されている。
【００９４】
第１電極１０６は線状の透明電極であり、第２電極１０７は矩形状の反射電極である。第２電極１０７は上側基板１０１側から入射した光１０９を反射する機能を有している。液晶１０３は第１電極１０６と第２電極１０７の電位差で生じる電界で外部駆動回路によって制御されている。この反射型液晶装置は、従来表示欠陥の原因とされた横電界を積極的に発生させ、液晶を制御しているので、従来の上下基板間で縦電界を印加した場合のような横電界に起因するディスクネーションなどの表示欠陥がない。このため、明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができた。
【００９５】
なお、本実施形態では第２電極１０７を反射電極とし、第１電極１０６をＩＴＯからなる透明電極としたが、第１電極１０６もまた反射電極としても構わない。反射電極には、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）などを主成分とする合金を用いることができる。これらの金属合金を用いることで、反射率の高い反射型液晶装置を実現することができる。
【００９６】
本実施形態では絶縁膜１０８にＳｉＯｘを用いたが、ＳｉＮｘやアクリルなどの透明樹脂でも構わない。これらの材料は高い絶縁性を実現することができる。
【００９７】
本実施形態の絶縁膜１０８には８０％以上の透過率を有する材料を用いるのが良い。ＳｉＯｘやＳｉＮｘ、アクリル樹脂はこの点からも優れた材料である。また、絶縁膜１０８をカラーフィルタにすると、第２電極で反射される光が着色され、反射型カラー表示を行うことができた。フルカラー表示を行うには、各画素に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを形成するのが良い。
【００９８】
本実施形態のは負の誘電異方性を示すネマティック液晶材料を用いた。これによって、第１電極１０６と第２電極１０７の間で生じる電界のうち、上側基板１０１、下側基板１０２の法線方向に生じる不要な縦電界成分による表示欠陥をなくすことができた。また、シアノ基を有する液晶を含んだ液晶材料を用いたので、誘電率異方性が大きく、低電圧で液晶を制御することができた。これによって、低消費電力である液晶装置を実現することができた。さらに液晶材料にカイラルを混入することで、高速応答が可能になった。
【００９９】
本実施形態では、配向膜１０４、１０５にポリイミド有機膜をラビングしたものをもちいたが、ＳｉＯｘを真空中で斜め蒸着した配向膜を用いても構わない。
【０１００】
このようにすることで、静電気やゴミの発生がなく、製造上の歩留まりが飛躍的にアップした。
【０１０１】
図１に示したように、第１電極１０６の線幅をＷ１、第１電極１０６の間隔をＬ１とすると、Ｗ１、Ｌ１が１画素内に複数ある場合、Ｗ１、Ｌ１は１画素内ですべて同じである必要はない。
【０１０２】
（第２実施形態）
図２は本発明に係る液晶装置の第２実施形態の構造を示す概略図である。図２（ａ）は１画素の正面図、（ｂ）は断面図である。２枚の基板２０１、２０２の間に液晶層２０３を挟持した構造をとっている。上側基板２０１は内面には配向膜２０４が形成されている。下側基板２０２は、内側に走査信号線、画像信号線、ＴＦＴ素子２１０が形成され、さらにその上に第１絶縁膜２０９、共通電極２０７、第２絶縁膜２０８、画素電極２０６及び配向膜２０５が順次形成されている。共通電極２０７には開口部（コンタクトホール）２１２が設けてあり、ＴＦＴ素子２１０と画素電極２０６がコンタクトされている。画素電極２０６は線状の透明電極であり、共通電極２０７は概ね液晶パネルの表示エリア全域にわたって形成された（隣り合う画素を跨いで形成されている）反射電極である。共通電極２０７は上側基板２０１側から入射した光２１１を反射する機能を有している。液晶２０３は画素電極２０６と共通電極２０７の電位差で生じる電界で外部駆動回路によって制御されている。この反射型液晶装置は、従来表示欠陥の原因とされた横電界を積極的に発生させ、液晶を制御しているので、従来の上下基板間で縦電界を印加した場合のような横電界に起因するディスクネーションなどの表示欠陥がない。このため、明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができた。
【０１０３】
なお、本実施形態では共通電極２０７を反射電極とし、画素電極２０６をＩＴＯからなる透明電極としたが、画素電極２０６もまた反射電極としても構わない。共通電極２０７は概ね表示エリア全域に形成されているので、ＴＦＴ素子２１０の遮光膜の役割も果たしている。これによって、光リークによるＴＦＴ素子２１０の誤動作をなくすことができた。また、従来の液晶装置において画素間部に形成される遮光膜を共通電極２０７とすることで、従来は表示に寄与しない画素間も有効に反射型液晶表示に利用することができるので、明るくかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができた。
【０１０４】
第１絶縁膜２０９を所定の厚さで形成することによって、共通電極２０７の下層に配置されている走査信号線や画像信号線、ＴＦＴ素子２１０による段差を平坦化することができ、共通電極２０７を鏡面状態にすることができた。これによって、上基板２０１側からの入射光を効率よく高い反射率で再び上基板２０１側に反射させることができた。また、走査信号線や画像信号線、ＴＦＴ素子２１０による段差は液晶２０３の配向に悪影響を与え場合が多いが、第１絶縁膜２０９に平坦化膜の機能を付与したので、これを抑えることができた。
【０１０５】
本実施形態では、下側基板２０２にシリコン（Ｓｉ）基板を用いた。これによって、移動度が高いＴＦＴ素子２１０をつくることができ、高速でかつ高コントラストな反射型液晶表示を実現することができた。
【０１０６】
（第３実施形態）
図２の反射型液晶装置において、画素電極２０６の電極幅をＷ１、画素電極２０６の間隔をＬ１と定義する。ここで、画素電極２０６の電極幅Ｗ１に対する画素電極２０６の間隔Ｌ１の割合（Ｌ１／Ｗ１）と反射型液晶装置の反射率の関係を調べた。表１の上段は、画素電極２０６を反射電極とした場合であり、下段は共通電極２０７を反射電極とした場合である。
【０１０７】
【表１】

表１の上段によると、Ｌ１／Ｗ１が０．００５以上０．２未満のとき、６０％以上の反射率の液晶装置を実現することができる。画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を画素電極２０６の線幅Ｗ１よりも十分に狭く形成しているので、上基板２０１側から入射した光のほとんどを画素電極２０６で反射させることができ、ＴＦＴ素子部２１０に入射光が回り込む現象を抑えることができた。画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を画素電極２０６の線幅Ｗ１よりも狭くしすぎると、画素電極２０６と共通電極２０７の間で横電界を発生しにくくなってしまうので、Ｌ１／Ｗ１が０．００５未満では反射型液晶装置の反射率が低下することがわかった。また、Ｌ１／Ｗ１をある程度大きくすると、隣の画素の電位によって画素電極２０６と共通電極２０７間に生じる横電界が乱されるので、０．２以上では反射型液晶装置の反射率が低下することがわかった。
【０１０８】
画素電極２０６の電極間隔Ｌ１は、０．１μｍ以上１μｍ未満が望ましい。画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を狭く形成しているので、上基板２０１側から入射した光のほとんどを画素電極２０６で反射させることができ、ＴＦＴ素子部２１０に入射光が回り込む現象を可能な限り抑えることができた。また、画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を狭くしすぎると、画素電極２０６と共通電極２０７との間で横電界を発生しにくくなってしまうので、０．１μｍ以上１μｍ未満の範囲が好ましい。
【０１０９】
表１の下段によると、Ｌ１／Ｗ１が４より大きく４０以下のとき、６０％以上の反射率の液晶装置を実現することができる。画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を画素電極２０６の線幅Ｗ１よりも十分に広く形成しているので、上基板２０１側から入射した光のほとんどを共通電極２０７で反射させることができ、ＴＦＴ素子部２１０に入射光が回り込む現象を抑えることができた。画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を画素電極２０６の線幅Ｗ１の４倍よりも狭くすると、画素電極２０６のエッジ部分で生じる不均一電界の影響が大きくなり液晶配向を乱すので、Ｌ１／Ｗ１が４未満では反射型液晶装置の反射率が低下することがわかった。また、Ｌ１／Ｗ１をある程度大きくすると、隣の画素の電位によって画素電極２０６と共通電極２０７間に生じる横電界が乱されるので、４０以上では反射型液晶装置の反射率が低下することがわかった。
【０１１０】
図２の反射型液晶装置において、画素電極２０６の線幅Ｗ１を１μｍ一定とし、画素電極２０６の電極間隔Ｌ１を変化させて、反射型液晶装置の反射率を調べた。このとき、画素電極２０６は透明電極であり、共通電極２０７は反射電極である。
【０１１１】
【表２】

表２によると、８μｍより大きく２５μｍ以下のＬ１であれば、６０％以上の反射率を実現する反射型液晶装置をつくることができた。Ｌ１が８μｍ以下では画素電極２０６のエッジ部分で生じる不均一電界の影響が大きくなり液晶配向を乱すので、反射型液晶装置の反射率が低下することがわかった。逆に、Ｌ１が２５μｍより大きくなると、隣の画素の電位によって画素電極２０６と共通電極２０７間に生じる横電界が乱されるので、反射型液晶装置の反射率が低下することがわかった。
【０１１２】
また、画素と画素の間隔を画素電極の電極間隔Ｌ１より小さくした方が好ましい。このようにすることで、隣接する画素電位によって画素電極と共通電極間に生じる横電界が乱れにくくなる。
【０１１３】
（第４実施形態）
図３は本発明に係る液晶装置の第４実施形態の構造を示す概略図である。図３（ａ）は１画素の正面図、（ｂ）は断面図である。２枚の基板３０１、３０２の間に液晶層３０３を挟持した構造をとっている。上側基板３０１は内面には配向膜３０４が形成されている。下側基板３０２は、内側に走査信号線、画像信号線、ＴＦＴ素子３１２が形成され、さらにその上に第１絶縁膜３０９、共通電極３０７、第２絶縁膜３０８、画素電極３０６及び配向膜３０５が順次形成されている。共通電極３０７には開口部（コンタクトホール）３１０が３つ設けてあり、ＴＦＴ素子３１２と画素電極３０６がそれぞれの開口部３１０でコンタクトされている。画素電極３０６は幅Ｗ１の長方形の反射電極であり、共通電極３０７は概ね画素電極３０６と画素電極３０６の間の部分、つまり画素電極間隔Ｌ１部の下層に形成されている反射電極である。画素電極３０６と共通電極３０７は上側基板３０１側から入射した光３１１を反射する機能を有している。液晶３０３は画素電極３０６と共通電極３０７の電位差で生じる電界で外部駆動回路によって制御されている。この反射型液晶装置は、従来表示欠陥の原因とされた横電界を積極的に発生させ、液晶を制御しているので、従来の上下基板間で縦電界を印加した場合のような横電界に起因するディスクネーションなどの表示欠陥がない。このため、明るく高コントラストな反射型液晶表示を実現することができた。
【０１１４】
本実施形態では、画素電極３０６をＴＦＴ素子３１２の遮光膜を兼ねるように形成した。これによって、光リークによるＴＦＴ素子３１２の誤動作をなくすことができた。
【０１１５】
また、本実施形態では、上基板３０１液晶層３０３とは異なる面に接地電位のＩＴＯ透明電極３１３を設けた。これによって、静電気の影響がない液晶装置を実現した。
【０１１６】
（第５実施形態）
第１から第4実施形態と同様な構成の液晶装置において、画素の形状を図４（ａ）のように各角が直角でない平行四辺形とした。共通電極４０２上に絶縁膜を介して画素電極４０１が形成され、画素電極４０１はコンタクト部４０３で下層のＴＦＴ素子と接続されている。図４（ａ）中の点線で区切られた１つの領域４０９が１画素をあらわしている（この１画素のピッチをＰとする）。線状である画素電極４０１の長手方向４０４は、図４（ｂ）に示した液晶パネル４０５の短軸方向４０７、長軸方向４０６とは平行でも、直交でもない。このようにすることで、液晶を液晶パネル４０５の短軸方向４０７または長軸方向４０６に初期配向（電界が印加されていない時の配向）させることができる。画素電極４０１と共通電極４０２の間で発生する横電界の方向に対して液晶を傾けておくには、画素電極４０１の長手方向４０４と平行または直角に液晶を初期配向させず、長手方向４０４に対して所定の角度を持たせて初期配向を行なわなければならない。
【０１１７】
このようにするのは、液晶を横電界に対して均一に制御するためである。この反射型液晶装置には液晶パネル４０５の短軸方向４０７または長軸方向４０６に透過軸を持つ偏光を入射させることができる。例えば、投射型表示装置に用いられる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）はその構造上、出力される偏光の偏光方向は限定され、通常、液晶パネル４０５の短軸方向４０７または長軸方向４０６であるので、本発明の液晶装置は非常に都合が良いことになる。なお、図４（ｂ）の記号４０８は、液晶パネルに信号を入力するコネクタテープをあらわしている。
【０１１８】
また、線状の画素電極の長手方向と液晶パネルの長軸方向なす角度をβとすると、３度≦β≦８７度であることが好ましい。これは、前述したように液晶を液晶パネル４０５の短軸方向４０７または長軸方向４０６に初期配向させることができるためである。なお、５度≦β≦２５度または６５度≦β≦８５度がより好ましい範囲である。この範囲にすることで、より低い電圧で液晶を制御することが可能となる。
【０１１９】
（第６実施形態）
第１から第4実施形態と同様な構成の液晶装置において、画素の形状を図５のように各角が直角でない平行四辺形とし、さらにその下隣りの画素は画素電極５０１の長手方向が上隣りの画素電極５０１の長手方向と平行でないように形成した。共通電極５０２上に絶縁膜を介して画素電極５０１が形成され、画素電極５０１はコンタクト部５０３で下層のＴＦＴ素子と接続されている。図５中の点線で区切られた１つの領域５０６が１画素をあらわしている。図５中の画素電極５０１の長手方向５０４、５０５は平行でないので、２つの画素間で電界印加時の配向状態が異なり、視角変化の少ない液晶装置を実現することができた。例えば、液晶装置の全画面で白表示をした時、液晶はどの部分でも横電界によってほぼ同じ配向をしている。この概ね均一な液晶配向状態を偏光板を通して観察すると、従来の液晶装置と同様に視角特性が存在する。そこで、本発明のように隣り合う画素間でその電極の長手方向を非平行にすると、各画素間で液晶の配向状態(配向方向)が異なるので、視角変化の少ない液晶装置を実現することができる。
【０１２０】
また、図６に示すような１画素内の画素電極６０１の形状が「く」の字のように形成しても、液晶による視角変化の少ない液晶装置を実現することができた。
【０１２１】
共通電極６０２上に絶縁膜を介して「く」の字形状の画素電極６０１が形成され、画素電極６０１はコンタクト部６０３で下層のＴＦＴ素子と接続されている。
【０１２２】
図６中の点線で区切られた１つの領域６０４が１画素をあらわしている。１画素内の画素電極６０１形状を「く」の字にすることで、横電界の方向が１画素内で２方向存在し、これによって液晶の配向状態を１画素内で２つつくることができ、視角変化の少ない液晶装置を実現することができる。
【０１２３】
（第７実施形態）
図２に示す反射型液晶装置において、第１絶縁膜２０９の厚さＤ１は０．０１μｍ≦Ｄ１≦５μｍが好ましい。この範囲にＤ１を選択することによって、走査信号線、画像信号線、ＴＦＴ素子２１０と共通電極２０７がショートすることを防止することができる。また、走査信号線、画像信号線、ＴＦＴ素子２１０によって生じる段差を平坦化することができる。第１絶縁膜２０９の厚さＤ１が０．０１μｍ以上あれば、走査信号線、画像信号線、ＴＦＴ素子２１０の電位が共通電極２０７に与える影響を概ね無視できる。Ｄ１が５μｍを超えると、逆に厚くなりすぎ平坦性を確保することが難しくなる。なお、１μｍ≦Ｄ１≦３μｍがより好ましい範囲である。
【０１２４】
次に、図２に示す反射型液晶装置において、第２絶縁膜２０８の厚さＤ２を変化させて、液晶装置の反射率を調べた。その結果を表３にまとめた。
【０１２５】
【表３】

第２絶縁膜２０８の厚さＤ２が０．０１μｍ≦Ｄ２≦５μｍであれば、反射率６０％以上を確保することができる。また、この範囲であれば、画素電極２０６と共通電極２０７がショートすることを防止することができる。また、画素電極２０６と共通電極２０７間で生じる横電界を効率よく、液晶層２０３に印加することができる。さらに、０．１μｍ≦Ｄ２≦２μｍの範囲であれば、反射率８０％以上の反射型液晶装置を実現することができる。
【０１２６】
また、隣接する画素と画素の間隔は第２絶縁膜２０８の厚さＤ２の３倍以下が好ましい。より好ましくは、２倍以下とするのがよい。このようにすることによって、隣接する画素電極電位の影響が少ない反射型液晶装置を実現することができる。
【０１２７】
（第８実施形態）
図１の反射型液晶装置における液晶層１０３の厚さｄと液晶の屈折率異方性Δｎの積Δｎ×ｄと液晶装置の反射率の関係について調べた。Δｎ×ｄは、０．０５から０．４１まで変化させた。この結果を表４にまとめる。
【０１２８】
【表４】

表４から明らかなように、液晶層１０３の厚さｄと液晶の屈折率異方性Δｎの積Δｎ×ｄが、０．１以上０．２未満の時、反射率が６０％以上の反射型液晶装置が実現できた。
【０１２９】
（第９実施形態）
図１の反射型液晶装置において、液晶層１０３における液晶分子が基板面となす角度（プレティルト角）をθｐとすると、１０度＜θｐ≦９０度であることが望ましい。プレティルト角θｐをこの範囲にすれば、第１電極１０６と第２電極１０７の間で生じる電界のうち、上基板１０１、下基板１０２の法線方向に生じる不要な縦電界成分による表示欠陥をなくすことができる。これは、縦電界が生じてもあらかじめ一方向にプレティルト角θｐ分だけ傾いているので、配向が乱れることがないためである。
【０１３０】
図７は図１の画素構成を持つ液晶パネルの概略図である。図７中の矢印７０１は上基板の液晶の配向方向であり、矢印７０２は下基板の液晶の配向方向である。上下基板の配向方向のなす角度をαと定義する。αは０度以上１８０度未満が好ましい範囲である。このようにαを設定すれば、液晶層内の液晶を上基板、下基板間でツイスト(ねじれ)配向させることができる。これによって、第１電極と第２電極間に生じる横電界で効率的に液晶を制御することができる。また、概ねα＝０度とすることで、液晶層中央部に位置する液晶分子の基板面に対する傾き角が概ね０度であるスプレイ配向を実現することができる。
【０１３１】
（第１０実施形態）
従来のＴＮ（ツイストネマティック）型液晶装置において、画素ピッチＰと横電界によるディスクリネーション表示欠陥の面積及びこの表示欠陥部を除いた画素面積に占める有効開口率を調べた。結果は表５にまとめた。
【０１３２】
【表５】

表５に示す結果から、ディスクリネーションラインが生成した場合に表示領域においてディスクリネーションラインから表示が影響を受けない有効面積の割合として示される有効開口率は、画素ピッチが３０μｍ以下となると８５％を割るようになるので、画素ピッチ３０μｍ以下の範囲の中でもより小さな画素ピッチの場合に有効であると思われる。具体的に、画素ピッチが２０μｍでは有効開口率８０％以下、画素ピッチ１０μｍ以下では有効開口率６０％以下となってしまう。このように、３０μｍ以下の画素ピッチを有する液晶装置には、本発明のような横電界の液晶モードを用いるのが良いことがわかった。本発明の液晶装置は、画素ピッチＰが３０μｍ以下になっても、有効開口率が低下することがないので、明るい反射型表示が実現できる。
【０１３３】
（第１１実施形態）
図２の反射型液晶装置において、画素電極２０６の間隔をＬ１、第２絶縁膜の厚さをＤ２と定義する。ここで、画素電極２０６間隔Ｌ１に対する第２絶縁膜の厚さＤ２の割合（Ｌ１／Ｄ２）と反射型液晶装置の反射率及びコントラスト比の関係を調べた。画素電極２０６の線幅Ｗ１は１μｍ一定、画素電極２０６の間隔Ｌ１は４μｍ一定として、実験を行った。反射率は画素電極２０６と共通電極２０７間に５Ｖを印加した時の明るさであり、コントラスト比は電圧無印加時と５Ｖ印加時の明るさ（反射率）の比である。
【０１３４】
【表６】

表６によると、Ｌ１／Ｄ２が５以上３０以下のとき、８０％以上の反射率の液晶装置を実現することができる。また、４００以上のコントラスト比を得ることができる。以上から、５≦Ｌ１／Ｄ２≦３０とすることによって、明るくコントラストの高い反射表示を実現できる。
【０１３５】
（第１２実施形態）
図８に本実施形態の液晶装置を用いた応用例としての投射型表示装置（液晶プロジェクタ）の構成について説明する。図８は光学要素８５０の中心を通るＸＹ平面における液晶プロジェクタの断面図である。
【０１３６】
本実施形態の液晶プロジェクタは、システム光軸Ｌに沿って配置した光源部８１０、インテグレータレンズ８２０、偏光変換素子８３０から概略構成される偏光照明装置８００、この偏光照明装置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８４０、偏光ビームスプリッタ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ックミラー８４２、分離された青色光（Ｂ）を変調する反射型液晶ライトバルブ８４５Ｂ、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ックミラー８４３、分離された赤色光（Ｒ）を変調する反射型液晶ライトバルブ８４５Ｒ、ダイクロックミラー８４３を通過する残りの光の緑色光（Ｇ）を変調する反射型液晶ライトバルブ８４５Ｇ、３つの反射型液晶ライトバルブ８４５Ｒ、８４５Ｇ、８４５Ｂにて変調された光をダイクロックミラー８４３、８４２、偏光ビームスプリッタ８４０にて合成し、この合成光をスクリーン８６０に投写する投写レンズからなる投写光学系８５０から構成されている。上記３つの反射型液晶ライトバルブ８４５Ｒ、８４５Ｇ、８４５Ｂには、それぞれ前述の実施形態で説明した液晶表示装置（液晶パネル）が用いられている。
【０１３７】
光源部８１０から出射されたランダムな偏光光束は、インテグレータレンズ８２０により複数の中間光束に分割された後、第２のインテグレータレンズを光入射側に有する偏光変換素子８２０により偏光光束がほぼ揃った一種類の偏光光束（Ｓ偏光光束）に変換されてから偏光ビームスプリッタ８４０に至るようになっている。偏光変換素子８３０から出射されたＳ偏光光束は、偏光ビームスプリッタ８４０のＳ偏光光束反射面８４１によって反射され、反射された光束のうち、青色光（Ｂ）の光束がダイクロックミラー８４２の青色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ８４５Ｂによって変調される。また、ダイクロックミラー８４２の青色光反射層を透過した光束のうち、赤色光（Ｒ）の光束はダイクロックミラー８４３の赤色光反射層にて反射され、反射型液晶ライトバルブ８４５Ｒによって変調される。一方、ダイクロックミラー８４３の赤色光反射層を透過した緑色光（Ｇ）の光束は反射型液晶ライトバルブ８４５Ｇにより変調される。
【０１３８】
以上のようにして反射型液晶ライトバルブ８４５Ｒ、８４５Ｇ、８４５Ｂによって色光の変調がなされる。
【０１３９】
液晶パネルの画素から反射された色光のうち、Ｓ偏光成分はＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ８４０を通過せず、Ｐ偏光成分は通過する。この偏光ビームスプリッタ８４０を透過した光により画像が形成される。
【０１４０】
反射型液晶パネルは、ガラス基板にＴＦＴアレイを形成したアクティブマトリクス型液晶パネルに比べ、半導体技術を利用して画素を形成するので、画素数をより多く形成でき、パネルサイズも小さくできるので、高精細な画像を投射できるとともに、プロジェクタ自体の小型化に寄与する。また、本発明の反射型液晶パネルは解像度を増やしても横電界による表示欠陥が生じにくく反射率が高いので、明るい投射表示を得ることができる。
【０１４１】
（第１３実施形態）
図９は本発明に係る液晶装置の第１２実施形態の構造を示す概略断面図である。２枚の基板９０１、９０２の間に液晶層９０３を挟持した構造をとっている。
【０１４２】
上側基板９０１は内面にはカラーフィルタ９０７、配向膜９０８が順次形成されている。上側基板９０１の外側の面には、２枚の位相差板９０６、９０５と偏光板９０４が順次形成されている。下側基板９０２は、内側に第２電極９１２、ＳｉＯｘからなる絶縁膜９１０、第１電極９１１及び配向膜９０９が形成されている。第１電極９１１は線状の透明電極であり、第２電極９１２は矩形状の反射電極である。第２電極９１２は上側基板９０１側から入射した光を反射する機能を有している。液晶９０３は第１電極９１１と第２電極９１２の電位差で生じる電界で外部駆動回路によって制御されている。この反射型液晶装置は、従来表示欠陥の原因とされた横電界を積極的に発生させ、液晶を制御しているので、従来の上下基板間で縦電界を印加した場合のような横電界に起因するディスクネーションなどの表示欠陥がない。このため、明るく高コントラストな反射型カラー液晶表示を実現することができた。
【０１４３】
次に、前記の反射型カラー液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
【０１４４】
図１０（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
【０１４５】
図１０（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
【０１４６】
図１０（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。
【０１４７】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す各々の電子機器は、前記の反射型カラー液晶表示装置を備えたものであり、先に説明した実施形態のいずれかの液晶表示装置の特徴を有するので、いずれの液晶表示装置を用いても高コントラスト比で高精細な表示を得ることができる。
【０１４８】
【発明の効果】
画素と画素の間隔が狭くなる高精細な液晶表示装置に対してディスクリネーションに起因する表示欠陥を生じないようにし、高コントラストでかつ明るい表示を可能とした反射型液晶装置及び投射型表示装置と電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶装置の第１実施形態の構造を示す概略図である。
【図２】本発明に係る液晶装置の第２実施形態の構造を示す概略図である。
【図３】本発明に係る液晶装置の第４実施形態の構造を示す概略図である。
【図４】本発明に係る画素の形状と液晶パネルを表す図である。
【図５】本発明に係る画素の形状を表す図である。
【図６】本発明に係る画素の形状を表す図である。
【図７】液晶の配向方向を示した液晶パネルの概略図である。
【図８】本発明に係る液晶装置を用いた応用例としての投射型表示装置（液晶プロジェクタ）の構成を表す図である。
【図９】本発明に係る液晶装置の第１３実施形態の構造を示す概略断面図である。
【図１０】本発明に係る液晶装置を搭載した電子機器の概略図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、９０１ 上基板
１０２、２０２、３０２、９０２ 下基板
１０３、２０３、３０３、９０３ 液晶層
１０４、１０５、２０４、２０５、３０４、３０５、９０８、９０９ 配向膜
１０６、２０６、３０６、４０１、５０１、６０１、９１１ 第１電極（画素電極）
１０７、２０７、３０７、４０２、５０２、６０２、９１２ 第２電極（共通電極）
１０８、９１０ 絶縁膜
１０９、２１１ 入射光
２０８、３０８ 第２絶縁膜
２０９、３０９ 第１絶縁膜
２１０、３１２ ＴＦＴ素子部
２１２、３１０、４０３、５０３、６０３ 開口部（コンタクトホール部）
３１３ 透明電極
４０４、５０４、５０５ 線状画素電極の長手方向
４０５ 液晶パネル
４０６ 液晶パネルの長軸方向
４０７ 液晶パネルの短軸方向
４０８ コネクタテープ
４０９、５０６、６０４ １画素
７０１ 上基板の液晶の配向方向
７０２ 下基板の液晶の配向方向
９１３ 液晶分子
９０４ 偏光板
９０５、９０６ 位相差板
９０７ カラーフィルタ

Claims (10)

1. 第１基板と第２基板に挟持された液晶層と、前記第２基板の前記液晶層側の面に形成された走査信号線、画像信号線、第１電極、第２電極、及びアクティブ素子とを備え、前記第１電極と前記第２電極の間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する液晶装置において、
   前記第２電極は、前記走査信号線、前記画像信号線、及び前記アクティブ素子を覆う第１絶縁膜上に開口部を有して形成され、
   前記第１電極は、前記第２電極上に第２絶縁膜を介して形成されるとともに、前記第１電極は所定の線幅を有した線状形状で構成されてなり、
   前記第２電極の開口部を通じて前記第１電極と前記アクティブ素子とが接続され、前記第１電極、前記第２電極のうち少なくとも１つは前記第１基板側から入射した光を反射させる反射電極であることを特徴とする液晶装置。
2. 第１基板と第２基板の間に液晶層が挟持され、前記２基板の前記液晶層側の面には、走査信号又は画像信号を供給する信号線と、該信号線に電気的に接続されたアクティブ素子と、電極間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する第１電極及び第２電極とが形成され、前記第１電極は前記アクティブ素子に接続される液晶装置において、
   前記第２電極は、前記信号線、及び前記アクティブ素子を覆う第１絶縁膜上に開口部を有して形成され、
   前記第１電極は、前記第２電極上に第２絶縁膜を介して形成されるとともに、前記第１電極は所定の線幅を有した線状形状で構成されてなり、
   前記第２電極の開口部を通じて前記第１電極と前記アクティブ素子とが接続され、前記第１電極、前記第２電極のうち少なくとも１つは前記第１基板側から入射した光を反射させる反射電極であることを特徴とする液晶装置。
3. 前記第２電極における開口部は１画素内で複数存在し、各々を通じて複数の前記線状形状の第１電極が１つの同じアクティブ素子に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記第１絶縁膜は前記第２電極が鏡面となるように平坦化機能を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
5. 前記第２絶縁膜がカラーフィルタであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記液晶層は誘電率異方性が負でかつ、シアノ基を有する液晶材料を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液晶装置。
7. 前記第１基板の前記液晶層とは異なる側に偏光板を配置し、前記液晶層は一軸配向を成し、前記一軸配向方向と前記偏光板の透過軸は概ね４５度の角度を成し、前記液晶層の位相差が概ね１／４波長であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液晶装置。
8. 前記第１基板の前記液晶層とは異なる側に少なくとも１枚の位相差板と偏光板を順次配置し、前記液晶層と前記位相差板を合わせた位相差が可視光域の光に対して概ね１／４波長であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液晶装置。
9. 前記第１基板の前記液晶層とは異なる側に少なくとも１枚の位相差板と偏光板を順次配置し、前記位相差板は可視光域で概ね１／４波長であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液晶装置。
10. 前記第１基板の前記液晶層側の面に各画素に対応したカラーフィルタを形成したことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の液晶装置。

Images