液晶装置、投射型表示装置および電子機器
【課題】画像表示領域内でのイオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい液晶装置、当該液晶装置を備えた投射型表示装置、および電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置100において、第1期間と第2期間とにおいて、素子基板10側の画素電極9aと対向基板20側の共通電極21との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、素子基板10側の第1電極81および第2電極82を駆動する。その際、対向基板20側の第3電極83に対する第1電極81の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性とは反対であり、対向基板20側の第3電極83に対する第2電極82の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性と同一である。
【解決手段】液晶装置100において、第1期間と第2期間とにおいて、素子基板10側の画素電極9aと対向基板20側の共通電極21との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、素子基板10側の第1電極81および第2電極82を駆動する。その際、対向基板20側の第3電極83に対する第1電極81の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性とは反対であり、対向基板20側の第3電極83に対する第2電極82の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性と同一である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一対の基板間に液晶層が保持された液晶装置、当該液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶装置は、一方面側に複数の画素電極が配列した画像表示領域が設けられた素子基板と、共通電位が印加される共通電極が設けられた対向基板とがシール材によって貼り合わされ、素子基板と対向基板との間においてシール材で囲まれた領域内には液晶層が保持されている。かかる液晶装置において、液晶注入時に混入したイオン性不純物やシール材から溶出したイオン性不純物が、液晶装置の駆動に伴って画像表示領域内で凝集すると、画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下を招く。そこで、画像表示領域の外側にイオン性不純物トラップ用の電極を設け、かかる電極にイオン性不純物を引き寄せて滞留させておく技術が提案されている(特許文献1、2参照)。
【0003】
例えば、特許文献1には、素子基板において画像表示領域を囲むように形成したイオン性不純物トラップ用の第1電極と、対向基板側に設けたイオン性不純物トラップ用の第2電極との間に直流電圧を印加して縦電界を発生させることにより、第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せ、そこに滞留させる技術が提案されている。また、特許文献2には、画像表示領域の周りを囲むように櫛歯形状のイオン性不純物トラップ用の第1電極と第2電極とを設け、第1電極および第2電極に異なる電位を印加するとともに、フレーム毎に第1電極および第2電極に印加する電位の極性を反転させる技術が提案されている。かかる技術によれば、第1電極と第2電極との間の横電界が発生するので、第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せ、そこに滞留させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−196355号公報の図1
【特許文献2】特開2008−58497号公報の図3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の構成のように、素子基板側の第1電極と、対向基板側の第2電極との間に印加した直流電圧により第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せる構成では、イオン性不純物を引き寄せて滞留させておく能力が低い。また、画素電極に印加する電位の極性を反転させる駆動方式を採用した場合、第1電極および第2電極に引き寄せられたイオン性不純物が再び、画素電極に引き寄せられるという問題点がある。
【0006】
また、特許文献2に記載の構成では、画像表示領域の周りを囲むように設けた櫛歯形状のイオン性不純物トラップ用の第1電極と第2電極とを交流駆動することにより、第1電極と第2電極との間にイオン性不純物を滞留させておくだけの構成であるため、イオン性不純物を滞留させておける量が少ない。しかも、特許文献1の図3と図4とを対比してみればわかるように、第1電極および第2電極のうち、画素電極に近接している第1電極に印加される電位は、画素電極に印加される電位と極性が同一であるため、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を排出する能力が低い。
【0007】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画像表示領域内でのイオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい液晶装置、当該液晶装置を備えた投射型表示装置、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、前記素子基板に対向して設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、前記対向基板において、前記画像表示領域と前記第1電極および前記第2電極に対向する領域とに設けられた共通電極と、を備え、前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする。
【0009】
本発明では、反転駆動方式が採用されており、第1期間と第2期間とにおいて、画素電極と共通電極との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、第1電極および第2電極を駆動する。その際、共通電極を基準にしたときの第1電極の極性は、画素電極の極性とは反対であり、第2電極の極性は、画素電極の極性と同一である。すなわち、画像表示領域から外側に向かって素子基板と対向基板との間の極性が領域毎に反転している。従って、画像表示領域内のイオン性不純物は、素子基板側と対向基板側との間の極性によってトラップされるとともに、液晶分子の揺らぎによる液晶層の流動によって、画像表示領域の内側から外側に効率よく排出される。また、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物は、画像表示領域から離間する方向に移動する。それ故、本発明によれば、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
【0010】
本発明において、前記第1期間では、前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、前記第2期間では、前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることが好ましい。かかる構成によれば、素子基板側と対向基板側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子の揺らぎによって液晶層に流動を発生する過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出することができるとともに、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物を画像表示領域から離間する方向に効率よく移動させることができる。それ故、画像表示領域内でイオン性不純物がより凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下がより発生しにくい。
【0011】
本発明の別の形態に係る液晶装置は、画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、前記対向基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする。
【0012】
本発明では、反転駆動方式が採用されており、第1期間と第2期間とにおいて、画素電極と共通電極との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、第1電極および第2電極を駆動する。その際、共通電極および第3電極を基準にしたときの第1電極の極性は、画素電極の極性とは反対であり、第2電極の極性は、画素電極の極性と同一である。すなわち、画像表示領域から外側に向かって素子基板と対向基板との間の極性が領域毎に反転している。従って、画像表示領域内のイオン性不純物は、素子基板側と対向基板側との間の極性によってトラップされるとともに、液晶分子の揺らぎによる液晶層の流動によって、画像表示領域の内側から外側に効率よく排出される。また、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物は、画像表示領域から離間する方向に移動する。それ故、本発明によれば、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
【0013】
本発明において、前記第1期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、前記第2期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることが好ましい。かかる構成によれば、素子基板側と対向基板側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子の揺らぎによって液晶層に流動を発生する過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出することができるとともに、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物を画像表示領域から離間する方向に効率よく移動させることができる。それ故、画像表示領域内でイオン性不純物がより凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下がより発生しにくい。
【0014】
本発明のさらに別の形態に係る液晶装置は、画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記対向基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、前記対向基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、前記素子基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする。
【0015】
本発明では、反転駆動方式が採用されており、第1期間と第2期間とにおいて、画素電極と共通電極との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、第1電極および第2電極を駆動する。その際、第3電極および画素電極を基準にしたときの第1電極の極性は、共通電極の極性とは反対であり、第2電極の極性は、画素電極の極性と同一である。すなわち、画像表示領域から外側に向かって素子基板と対向基板との間の極性が領域毎に反転している。従って、画像表示領域内のイオン性不純物は、素子基板側と対向基板側との間の極性によってトラップされるとともに、液晶分子の揺らぎによる液晶層の流動によって、画像表示領域の内側から外側に効率よく排出される。また、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物は、画像表示領域から離間する方向に移動する。それ故、本発明によれば、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
【0016】
本発明において、前記第1期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、前記第2期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることが好ましい。かかる構成によれば、素子基板側と対向基板側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子の揺らぎによって液晶層に流動を発生する過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出することができるとともに、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物を画像表示領域から離間する方向に効率よく移動させることができる。それ故、画像表示領域内でイオン性不純物がより凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下がより発生しにくい。
【0017】
本発明において、前記第1電極および前記第2電極は、前記画像表示領域と前記シール材とに挟まれた領域のうち、少なくとも前記液晶層における液晶分子のプレチルト方向に位置する角に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、液晶分子のプレチルト方向は、画像表示領域の対角方向に設定されることが多いことから、イオン性不純物は、液晶分子の揺らぎに起因する液晶層の流動によって、画像表示領域内の角で凝集しようとするが、本発明では、かかる角に第1電極および第2電極を設けたため、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しようとするのを効率よく防止することができる。
【0018】
本発明において、前記第1電極および前記第2電極は、前記角のみに設けられている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、第1電極および第2電極を各々、画像表示領域からシール材に向かって交互に複数ずつ、設けた場合でも、第1電極および第2電極に給電するための配線の引き回しを簡素化することができる等の利点がある。
【0019】
本発明において、前記第1電極および前記第2電極は各々、前記画像表示領域から前記シール材に向かって交互に複数ずつ、設けられている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、画像表示領域から外側に離間する方向に向けてイオン性不純物を移動させ、そこに滞留させておくことができる。
【0020】
本発明は、前記素子基板および前記対向基板には無機配向膜が設けられ、前記液晶層には、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられている場合に適用すると効果的である。無機配向膜は、イオン性不純物を吸着しやすい傾向にあるが、本発明によれば、無機配向膜を用いた場合でも、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくい。また、液晶層に、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられている場合、液晶分子は、長さ方向の一箇所を中心に回転するので、イオン性不純物を特定箇所に凝集させやすいが、本発明によれば、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いた場合でも、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくい。
【0021】
本発明を適用した液晶装置は、投射型表示装置に用いることができ、かかる投射型表示装置は、前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を有している。
【0022】
本発明に係る投射型表示装置は、投射型表示装置以外にも各種電子機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の液晶パネルの説明図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の素子基板に形成されている電極等の説明図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る液晶装置に用いた素子基板において隣り合う複数の画素の平面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の断面構成を示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る液晶装置における画素駆動用およびイオン性不純物トラップ用の信号の説明図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係る液晶装置においてイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係る液晶装置の素子基板に形成されている電極等の説明図である。
【図9】本発明の実施の形態3に係る液晶装置の素子基板に形成されている電極等の説明図である。
【図10】本発明の実施の形態4に係る液晶装置に形成されている電極等の説明図である。
【図11】本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは素子基板の基板本体が位置する側とは反対側(対向基板が位置する側)を意味し、下層側とは素子基板の基板本体が位置する側(対向基板が位置する側とは反対側)を意味する。
【0025】
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1では、まず、素子基板側に第1電極および第2電極を設けた場合を説明する。
【0026】
(画像表示領域等の電気的構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1は、あくまで電気的な構成を示すブロック図であり、配線や電極の形状や延在方向、レイアウト等を示しているものではない。
【0027】
図1において、液晶装置100は、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モードの液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画像表示領域10a(画素配列領域/有効画素領域)を備えている。液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10(図2等を参照)では、画像表示領域10aの内側で複数本のデータ線6a(画像信号線)および複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交差部分に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター30、および後述する画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
【0028】
素子基板10において、画像表示領域10aより外周側には走査線駆動回路104やデータ線駆動回路101(第1駆動回路部)が設けられている。データ線駆動回路101は各データ線6aに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は、各走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
【0029】
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板20(図2等を参照)に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に蓄積容量55が付加されている。本形態では、蓄積容量55を構成するために、素子基板10には、複数の画素100aに跨って延在する容量線5bが形成されている。本形態において、容量線5bは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6sに導通している。
【0030】
本形態では、詳しくは後述するように、素子基板10には、画像表示領域10aより外周側に、イオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)と、かかる電極を駆動するトラップ用電極駆動回路部80(第2駆動回路部)と、トラップ用電極駆動回路部80から第1電極81および第2電極82に駆動電位を供給する給電線86、87とが形成されている。
【0031】
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pの説明図であり、図2(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の素子基板10に形成されている電極等の説明図であり、図3(a)、(b)は、素子基板10全体に形成されている電極等の説明図、およびダミー画素電極の説明図である。なお、図3等においては画素電極9aの数等について少なく示してある。
【0032】
図2に示すように、液晶パネル100pでは、素子基板10と対向基板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ており、シール材107は対向基板20の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材107aが配合されている。液晶パネル100pにおいて、素子基板10と対向基板20との間のうち、シール材107によって囲まれた領域内には液晶層50が保持されている。本形態において、シール材107には、液晶注入口として利用される途切れ部分107cが形成されており、かかる途切れ部分107cは、液晶材料の注入後、封止材108によって塞がれている。
【0033】
図2および図3(a)に示すように、液晶パネル100pにおいて、素子基板10および対向基板20はいずれも四角形であり、液晶パネル100pの略中央には、図1を参照して説明した画像表示領域10aが四角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も略四角形に設けられ、画像表示領域10aの外側は、四角枠状の外周領域10cになっている。
【0034】
素子基板10において、外周領域10cでは、素子基板10の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、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。なお、端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、素子基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【0035】
詳しくは後述するが、素子基板10の一方面10sおよび他方面10tのうち、対向基板20と対向する一方面10sの側において、画像表示領域10aには、図1を参照して説明した画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続する画素電極9aがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極9aの上層側には無機配向膜16が形成されている。
【0036】
また、素子基板10の一方面10sの側において、画像表示領域10aより外側の外周領域10cのうち、画像表示領域10aとシール材107とに挟まれた四角枠状の周辺領域10b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。
【0037】
図3(b)に示すように、ダミー画素電極9bは、隣り合うダミー画素電極9b同士が細幅の連結部9uで繋がっている。ダミー画素電極9bは、共通電位Vcomが印加されており、画像表示領域10aの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。また、ダミー画素電極9bは、素子基板10において無機配向膜16が形成される面を研磨により平坦化する際、画像表示領域10aと周辺領域10bとの高さ位置の差を圧縮し、無機配向膜16が形成される面を平坦面にするのに寄与する。なお、ダミー画素電極9bに電位を印加せず、ダミー画素電極9bを電位的にフロート状態とする場合もあり、この場合でも、ダミー画素電極9bは、画像表示領域10aと周辺領域10bとの高さ位置の差を圧縮し、無機配向膜16が形成される面を平坦面にするのに寄与する。
【0038】
再び図2において、対向基板20の一方面20sおよび他方面20tのうち、素子基板10と対向する一方面20sの側には共通電極21が形成されている。共通電極21は、対向基板20の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素100aに跨って形成されている。本形態において、共通電極21は、対向基板20の略全面に形成されている。
【0039】
また、対向基板20の一方面20sの側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には無機配向膜26が積層されている。本形態において、遮光層29は、画像表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁部分29aとして形成されている。本形態において、遮光層29は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fに重なるブラックマトリクス部29bとしても形成されている。ここで、額縁部分29aはダミー画素電極9bと重なる位置に形成されており、額縁部分29aの外周縁は、シール材107の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分29aとシール材107とは重なっていない。
【0040】
液晶パネル100pにおいて、シール材107より外側には、対向基板20の一方面20sの側の4つの角部分に基板間導通用電極部25tが形成されており、素子基板10の一方面10sの側には、対向基板20の4つの角部分(基板間導通用電極部25t)と対向する位置に基板間導通用電極部6tが形成されている。本形態において、基板間導通用電極部25tは、共通電極21の一部からなる。基板間導通用電極部6tは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6sに導通しており、定電位配線6sは、端子102のうち、共通電位印加用の端子102aに導通している。基板間導通用電極部6tと基板間導通用電極部25tとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材109が配置されており、対向基板20の共通電極21は、基板間導通用電極部6t、基板間導通材109および基板間導通用電極部25tを介して、素子基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、素子基板10の側から共通電位Vcomが印加されている。シール材107は、略同一の幅寸法をもって対向基板20の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材107は、略四角形である。但し、シール材107は、対向基板20の角部分と重なる領域では基板間導通用電極部6t、25tを避けて内側を通るように設けられており、シール材107の角部分は略円弧状である。
【0041】
かかる構成の液晶装置100において、本形態では、画素電極9aおよび共通電極21がITO(Indium Tin Oxide)膜やIZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透光性導電膜により形成されており、液晶装置100は透過型の液晶装置である。かかる透過型の液晶装置100では、対向基板20の側から入射した光が素子基板10を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。なお、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9aをアルミニウム膜等の反射性導電膜により形成する場合もあり、かかる構成によれば、反射型の液晶装置100を構成することができる。反射型の液晶装置100では、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。
【0042】
液晶装置100は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20あるいは素子基板10には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、液晶装置100では、使用する液晶層50の種類や、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル100pに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各液晶装置100の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。
【0043】
本形態において、液晶装置100が、後述する投射型表示装置においてRGB用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される場合を中心に説明する。また、本形態において、液晶装置100は、液晶層50の液晶分子として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたVAモードの液晶パネル100pを備えている場合を中心に説明する。
【0044】
(画素等の具体的構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100に用いた素子基板10において隣り合う複数の画素の平面図である。図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の断面構成を示す説明図であり、図5(a)、(b)は、図4に示す画素のF−F′断面図、および外周領域10cの断面図である。なお、図4では、各層を以下の線
下層側の遮光層8a=細くて長い破線
半導体層1a=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5b=太い一点鎖線
上層側の遮光層7aおよび中継電極7b=細い二点鎖線
画素電極9a=太い破線
で示してある。また、図4では、互いの端部が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。
【0045】
図4に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する一方面10sには、複数の画素100aの各々に画素電極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10fに沿ってデータ線6aおよび走査線3aが形成されている。本形態において、画素間領域10fは縦横に延在しており、走査線3aは画素間領域10fのうち、X方向(第1方向)に延在する第1画素間領域10gに沿って直線的に延在し、データ線6aは、Y方向(第2方向)に延在する第2画素間領域10h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トランジスター30が形成されており、本形態において、画素トランジスター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。素子基板10には容量線5bが形成されており、かかる容量線5bには共通電位Vcomが印加されている。本形態において、容量線5b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。画素トランジスター30の上層側には遮光層7aが形成されており、かかる遮光層7aは、データ線6aに重なるように延在している。画素トランジスター30の下層側には遮光層8aが形成されており、かかる遮光層8aは、走査線3aと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線6aと走査線3aとの交差部分でデータ線6aに重なるように延びた副線部分とを備えている。
【0046】
図5(a)に示すように、素子基板10は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体10wの液晶層50側の基板面(対向基板20と対向する一方面10s側)に形成された画素電極9a、画素スイッチング用の画素トランジスター30、および無機配向膜16を主体として構成されている。対向基板20は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w、その液晶層50側の表面(素子基板10と対向する一方面20s)に形成された遮光層29、共通電極21、および無機配向膜26を主体として構成されている。
【0047】
素子基板10において、基板本体10wの一方面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下層側の遮光層8aが形成されている。本形態において、遮光層8aは、タングステンシリサイド(WSi)等の遮光膜からなり、液晶装置100を透過した後の光が他の部材で反射した際、かかる反射光が半導体層1aに入射して画素トランジスター30で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。なお、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3cと遮光層8aを導通させた構成とする。
【0048】
基板本体10wの一方面10s側において、遮光層8aの上層側には、透光性の絶縁膜12が形成されており、かかる絶縁膜12の表面側に、半導体層1aを備えた画素トランジスター30が形成されている。本形態において、絶縁膜12は、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG (ボロンリンシリケートガラス)等のシリコン酸化膜(シリケートガラスも含む。)や、シリコン窒化膜からなる。かかる絶縁膜12は、シランガス(SiH4)、2塩化シラン(SiCl2H2)、TEOS(テトラエトキシシラン/テトラ・エチル・オルソ・シリケート/Si(OC2H5)4)、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)等を用いた常圧CVD法、減圧CVD法、あるいはプラズマCVD法等により形成される。
【0049】
画素トランジスター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1aと、半導体層1aの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層1aの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極3cとを備えており、本形態において、ゲート電極3cは走査線3aの一部からなる。画素トランジスター30は、半導体層1aとゲート電極3cとの間に透光性のゲート絶縁層2を有している。半導体層1aは、ゲート電極3cに対してゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1gを備えているとともに、チャネル領域1gの両側にソース領域1bおよびドレイン領域1cを備えている。本形態において、画素トランジスター30は、LDD構造を有している。従って、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、チャネル領域1g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1gとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
【0050】
半導体層1a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2は、半導体層1a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2aと、温度が700〜900℃の高温条件での減圧CVD法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2bとの2層構造からなる。ゲート電極3c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。本形態において、ゲート電極3cは、導電性のポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との2層構造を有している。
【0051】
ゲート電極3cの上層側には、NSG、PSG、BSG、BPSG等の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の上層には、ドレイン電極4aが形成されている。本形態において、層間絶縁膜41は、シリコン酸化膜からなる。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。本形態において、ドレイン電極4aはチタン窒化膜からなる。ドレイン電極4aは、半導体層1aのドレイン領域1c(画素電極側ソースドレイン領域)と一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜41およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール41aを介してドレイン領域1cに導通している。
【0052】
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40が形成されており、かかる誘電体層40の上層側には容量線5bが形成されている。誘電体層40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5b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。本形態において、容量線5bは、チタン窒化膜、アルミニウム膜、およびチタン窒化膜との3層構造を有している。ここで、容量線5bは、誘電体層40を介してドレイン電極4aと重なっており、蓄積容量55を構成している。
【0053】
容量線5bの上層側には層間絶縁膜42が形成されており、かかる層間絶縁膜42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。層間絶縁膜42はシリコン酸化膜からなる。データ線6aと中継電極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。本形態において、データ線6aおよび中継電極6bは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との2層乃至4層の積層膜からなる。データ線6aは、層間絶縁膜42、エッチングストッパー層49、層間絶縁膜41およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール42aを介してソース領域1b(データ線側ソースドレイン領域)に導通している。中継電極6bは、層間絶縁膜42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42bを介してドレイン電極4aに導通している。
【0054】
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、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は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマCVD法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマCVD法等により形成したシリコン酸化膜からなり、その表面は平坦化されている。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。本形態において、遮光層7aおよび中継電極7bは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との2層乃至4層の積層膜からなる。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。遮光層7aは、データ線6aと重なるように延在しており、遮光層として機能している。なお、遮光層7aを容量線5bと導通させてシールド層として利用してもよい。
【0055】
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膜等の透光性導電膜からなる画素電極9aが形成されている。本形態において、画素電極9aは、ITO膜からなる。層間絶縁膜45は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマCVD法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマCVD法等により形成したシリコン酸化膜からなり、表面は平坦化されている。
【0056】
画素電極9aは、中継電極7bと部分的に重なっており、層間絶縁膜45を貫通するコンタクトホール45aを介して中継電極7bに導通している。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1cに電気的に接続している。
【0057】
画素電極9aの表面には無機配向膜16が形成されている。本形態において、無機配向膜16は、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜)からなる。
【0058】
(対向基板20の構成)
対向基板20では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w(透光性基板)の液晶層50側の表面(素子基板10に対向する一方面20s)には、遮光層29、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜28、およびITO膜等の透光性導電膜からなる共通電極21が形成されており、かかる共通電極21を覆うように無機配向膜26が形成されている。本形態において、共通電極21はITO膜からなる。無機配向膜26は、無機配向膜16と同様、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜)である。かかる無機配向膜16、26は、配向規制力がアンチパラレルであり、液晶層50に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を、図5に実線L1で液晶分子50bを模式的に示すように、傾斜垂直配向させる。このようにして、液晶パネル100pは、ノーマリブラックのVAモードの液晶パネルとして構成されている。本形態において、液晶分子50bのプレチルト方向は、図3に矢印Pで示すように、画像表示領域10aの4つの角10a1〜10a4のうち、対角に位置する2つの角10a1、10a3を結ぶ対角線方向に設定されている。
【0059】
(周辺領域10bの構成)
図3および図5(b)において、素子基板10の一方面10sの側において、周辺領域10bでは、液晶分子50bのプレチルト方向に位置する画像表示領域10aの角10a1、10a3に沿って屈曲するL字形状のイオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)が形成されている。また、素子基板10には、イオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)を駆動するトラップ用電極駆動回路部80(第2駆動回路部)と、トラップ用電極駆動回路部80から第1電極81および第2電極82に駆動電位を供給する給電線86、87(図1参照/図3では図示せず)とが形成されている。本形態において、トラップ用電極駆動回路部80は、データ線駆動回路101と連動して動作することから、データ線駆動回路101が形成されている領域内に設けられている。また、対向基板20には、第1電極81および第2電極82に対向するイオン性不純物トラップ用の第3電極83が形成されている。本形態において、第3電極83は、共通電極21の一部からなり、共通電位Vcomが印加されている。
【0060】
ここで、第1電極81は、素子基板10において画像表示領域10aとシール材107とに挟まれた領域に設けられ、第2電極82は、素子基板10において第1電極81とシール材107とに挟まれた領域に設けられている。このため、第1電極81は、画像表示領域10aの近傍に位置し、第2電極82は、第1電極81に対して外側で隣り合っている。かかる第1電極81および第2電極82を構成するにあたって、本形態では、複数のダミー画素電極9bのうちの一部が用いられている。より具体的には、図3(b)に示すように、複数のダミー画素電極9bのうち、周辺領域10bにおいて、画像表示領域10aの角10a1、10a3に沿って配列されたダミー画素電極9bは、他のダミー画素電極9bと電気的に分離されて、イオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)として用いられている。また、周辺領域10bにおいて、画像表示領域10aの角10a1、10a3に設けられたダミー画素電極9bのうち、画像表示領域10aに近い内側に位置するダミー画素電極9bは、連結部9uを介して繋がって第1電極81を構成し、画像表示領域10aから遠い外側に位置するダミー画素電極9bは、連結部9uを介して繋がって第2電極82を構成している。
【0061】
なお、図示を省略するが、図1および図2を参照して説明したデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104には、nチャネル型の駆動用トランジスターとpチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター30の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板10においてデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104が形成されている領域も、図5に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。
【0062】
(イオン性不純物のトラップ動作)
図6は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100における画素駆動用およびイオン性不純物トラップ用の信号の説明図であり、図6(a)、(b)、(c)は、画素電極9aに印加される電位の説明図、第1電極81に印加される電位の説明図、および第2電極82に印加される電位の説明図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100においてイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。なお、本形態では、共通電極21および第3電極83(共通電極21の一部)に印加される共通電位Vcomは0V一定である。
【0063】
図5において、液晶層50に用いた液晶分子50bは、画素電極9aと共通電極21との間に印加される電圧が閾値電圧を超えると、実線L1で示す姿勢と点線L2で示す姿勢とに切り換わり、その結果、液晶層50には、矢印F1、F2で示す微弱な流動が発生する。このため、シール材107等から液晶層50内に溶出したイオン性不純物は、画像表示領域10aの角10a1、10a3に凝集しようとする。そこで、本形態の液晶装置100においては、画像を表示する際、あるいは液晶装置100を出荷する前の段階で、液晶装置100を動作させ、以下に説明するように、液晶層50において画像表示領域10aの内側に存在するイオン性不純物を画像表示領域10aの外側に引き寄せ、そこに滞留させておく。
【0064】
かかる動作の際、データ線駆動回路101(第1駆動回路部)は、図6(a)に示すように、1フレーム毎に画素電極9aに供給する画像信号の極性を反転させる。より具体的には、データ線駆動回路101は、共通電極21に印加される共通電位Vcomよりも高い電位Vs(+)の画像信号で画素電極9aを駆動する第1期間T1と、共通電位Vcomよりも低い電位Vs(-)の画像信号で画素電極9aを駆動する第2期間T2とを交互に実行する。本形態において、電位Vs(+)は+5Vであり、電位Vs(-)は−5Vであるとして図示してある。
【0065】
かかる動作に並行して、トラップ用電極駆動回路部80は、図6(b)、(c)に示すように、第1電極81に第1駆動電位を供給し、第2電極82に第2駆動電位を供給する。ここで、トラップ用電極駆動回路部80は、第1期間T1の少なくとも一部の期間では、第1駆動電位として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第1電極81に供給し、第2駆動信号として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第2電極82に供給する。また、第2期間T2の少なくとも一部の期間では、第1駆動電位として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第1電極81に供給し、第2駆動信号として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第2電極82に供給する。電位Vf(+)、Vf(-)としては、液晶材料の閾値電圧を超える値が設定されており、本形態において、電位Vf(+)は、例えば+5Vであり、電位Vf(-)は、例えば−5Vである。
【0066】
ここで、トラップ用電極駆動回路部80は、第1期間T1の初期の一部の期間T11では、第1駆動電位として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第1電極81に供給するとともに、第2駆動電位として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第2電極82に供給し、それに続く第1期間T1の残りの期間T12では、第1駆動電位および第2駆動電位として共通電位Vcomと同一の電位を第1電極81および第2電極82に供給する。また、トラップ用電極駆動回路部80は、第2期間T2の初期の一部の期間T21では、第1駆動電位として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第1電極81に供給するとともに、第2駆動電位として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第2電極82に供給し、それに続く第2期間T2の残りの期間T22では、第1駆動電位および第2駆動電位として共通電位Vcomと同一の電位を第1電極81および第2電極82に供給する。
【0067】
従って、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81<対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82>対向基板20の第3電極83
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81>対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82<対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
【0068】
かかる構成によれば、まず、第1期間T1では、画素電極9aに正の電位Vs(+)が印加されているため、図7(a)に示すように、画素電極9aには負極性のイオン性不純物が集まっている。
【0069】
次に、第2期間T2の最初の期間T21において、画素電極9aに印加される電位の極性が切り換わって第1電極81に正の電位Vf(+)が印加されると、画素電極9aに集まっていた負極性のイオン性不純物は、図7(b)に示すように、第1電極81に移動する。ここで、印加され電位Vf(+)は、液晶分子50bの閾値を越える電位である。従って、次の期間T22において、第1電極81に共通電位Vcomが印加されると、図7(c)に示すように、それまで第1電極81に電気的に束縛されていた負極性のイオン性不純物は、電位による束縛から解放される。また、負極性のイオン性不純物は、液晶分子50bの揺れにより誘起された液晶層50の流動に乗って第2電極82の側へ移動する。
【0070】
次に、第1期間T1の最初の期間T11において、第2電極82に正の電位Vf(+)が印加されると、図7(d)に示すように、第2電極82の側へ移動してきた負極性のイオン性不純物は、第2電極82に束縛され、次の期間T22では、図7(e)に示すように、第2電極82の電位により束縛されていた負極性のイオン性不純物は、電位による束縛から解放されるとともに、液晶分子50bの揺れにより誘起された液晶層50の流動に乗って第2電極82よりさらに外側に放出される。
【0071】
以降、上記の第1期間T1と第2期間T2とが繰り返されると、液晶層50において画像表示領域10aの内側に存在していたイオン性不純物は、画像表示領域10aの外側に排出され、そこに滞留する。なお、期間T22では、画素電極9aに負極性の電位Vs(-)が印加されていたため、画素電極9aには正極性のイオン性不純物が集まっており、かかる正極性のイオン性不純物は、負極性のイオン性不純物の場合と同様、第1電極81および第2電極82を経て、第2電極82よりさらに外側に放出される。
【0072】
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100において、データ線駆動回路101(第1駆動回路部)は、第1期間T1と第2期間T2とにおいて、素子基板10側の画素電極9aと対向基板20側の共通電極21との極性を反転させる。また、トラップ用電極駆動回路部80(第2駆動回路部)は、かかる反転駆動に対応して素子基板10側の第1電極81および第2電極82を駆動する。ここで、対向基板20側の第3電極83に対する第1電極81の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性とは反対であり、対向基板20側の第3電極83に対する第2電極82の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性と同一である。すなわち、画像表示領域10aから外側に向かって素子基板10と対向基板20との間の極性が領域毎に反転している。従って、第1期間T1と第2期間T2とを繰り返すと、画像表示領域10a内のイオン性不純物は、素子基板10と対向基板20との間の極性によって各領域で順次、トラップされるとともに、液晶分子50bの揺らぎによって発生する液晶層50の流動によって、画像表示領域10aの内側から外側に効率よく排出される。
【0073】
また、第1期間T1では、画素電極9aには共通電位Vcomよりも高い電位Vs(+)の画像信号が印加される一方、第1電極81には共通電位Vcomより低い電位Vs(-)が印加されるため、第1電極81と画素電極9aとの電位差が大である。従って、画像表示領域10a内のイオン性不純物は、画像表示領域10aの内側から外側に効率よく排出される。また、第2期間T2でも、第1期間T1と同様に、画像表示領域10a内のイオン性不純物は、画像表示領域10aの内側から外側に効率よく排出される。
【0074】
しかも、本形態において、トラップ用電極駆動回路部80は、第1期間T1の一部の期間T11では、共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第1電極81に供給するとともに、共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第2電極82に供給し、それに続く第1期間T1の残りの期間T12では、共通電位Vcomと同一の電位(共通電位Vcom=0V)を第1電極81および第2電極82に供給する。また、トラップ用電極駆動回路部80は、第2期間T2の一部の期間T21では、共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第1電極81に供給するとともに、共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第2電極82に供給し、それに続く第2期間T2の残りの期間T22では、共通電位Vcomと同一の電位(共通電位Vcom=0V)を第1電極81および第2電極82に供給する。このため、素子基板10側と対向基板20側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子50bの揺らぎによって液晶層50に流動を発生させる過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域10aの内側から外側にイオン性不純物が効率よく排出されるので、画像表示領域10aにおいてイオン性不純物が凝集しにくい。それ故、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい。
【0075】
特にVAモードの液晶装置100の場合、液晶分子50bの姿勢が切り換わる際の液晶層50での流動によって、プレチルトの方位に対応する対角にイオン性不純物が偏在しやすいが、本形態では、かかる液晶層50の流動を有効に利用して画像表示領域10aの内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出する。それ故、本形態によれば、VAモードの液晶装置100であっても、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい。
【0076】
また、無機配向膜16、26は、イオン性不純物を吸着しやすい傾向にあるが、本形態によれば、画像表示領域10aでイオン性不純物が凝集することを確実に防止することができる。それ故、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい。
【0077】
そこで、本形態の液晶装置100に対して、温度が80℃の条件でメタルハライドランプにより光照射(3W/cm2)を行う加速試験を行い、画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識されるまでの時間を評価したところ、画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識されるまでに2250時間という極めて長い時間を要した。これに対して、第1電極81および第2電極82に駆動電位を供給しなかった参考例1について同様な加速試験を行ったところ、300時間で画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識された。また、第1電極81および第2電極82に+5vの直流電圧を供給した参考例2について同様な加速試験を行ったところ、500時間で画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識された。このように本形態によれば、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくいことを確認することができた。
【0078】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100に形成されている電極等の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1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。
【0079】
実施の形態1では、対向基板20において第3電極83が共通電極21の一部として構成されていたが、本形態では、図8に示すように、第3電極83が共通電極21から分離した別の電極として構成されている。かかる構成において、第3電極83と共通電極21とを同一の電位に設定しておけば、図6を参照して説明した電位を各電極に供給すればよい。すなわち、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81<対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82>対向基板20の第3電極83
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81>対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82<対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
【0080】
また、共通電極21と第3電極83とに異なる電位を印加してもよく、この場合、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81<対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82>対向基板20の第3電極83および共通電極21
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83および共通電極21
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81>対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82<対向基板20の第3電極83および共通電極21
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83および共通電極21
【0081】
[実施の形態3]
図9は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100の素子基板10に形成されている電極等の説明図である。なお、図9においては画素電極9aの数等について少なく示してある。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態1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。
【0082】
実施の形態1では、第1電極81および第2電極82を角10a1、10a3に各々、1つずつ設けたが、図9に示すように、第1電極81および第2電極82が各々、画像表示領域10aからシール材107に向かって交互に複数ずつ、設けられている構成を採用してもよい。なお、図9には、第1電極81および第2電極82が各々、画像表示領域10aからシール材107に向かって交互に2つずつ、設けられている構成を示してあるが、第1電極81および第2電極82を各々、3つ以上設けた構成を採用してもよい。
【0083】
かかる構成の場合、内側の第1電極81の一方側の端部と外側の第1電極81の一方側の端部とを繋げ、内側の第2電極82の他方側の端部と外側の第1電極81の他方側の端部とを繋げた構成を採用してもよい。
【0084】
また、図示を省略するが、第1電極81の数と第2電極82の数が相違している構成を採用してもよい。例えば、第1電極81については2つ設け、第2電極82を1つ設けた構成等を採用してもよい。
【0085】
[実施の形態4]
図10は、本発明の実施の形態4に係る液晶装置100に形成されている電極等の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1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。
【0086】
実施の形態1、2では、素子基板10に第1電極81および第2電極82を設け、対向基板20に第3電極83を設けたが、図10(a)に示すように、対向基板20に第1電極81および第2電極82を設け、素子基板10に第3電極83を設けてもよい。かかる形態は、例えば、素子基板10側において共通電位Vcomが印加されたダミー画素電極9bにより第3電極83を構成することにより実現することができる。このような構成の場合、図10(b)、(c)、(d)に示すように、第1電極81および第2電極82に供給する電位が、図6を参照して説明した場合と逆になる。すなわち、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第2電極82
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第2電極82
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82
【0087】
また、共通電極21と第3電極83とに異なる電位を印加してもよく、この場合、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第2電極82および共通電極21
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82および共通電極21
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第2電極82および共通電極21
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82および共通電極21
【0088】
[実施の形態5]
なお、実施の形態4では、第1電極81および第2電極82を対向基板20の角10a1、10a3に各々、1つずつ設けた。但し、対向基板20に第1電極81および第2電極82を設け、素子基板10に第3電極83を設けた場合も、実施の形態3のように、第1電極81および第2電極82が各々、画像表示領域10aからシール材107に向かって交互に複数ずつ、設けられている構成を採用してもよい。
【0089】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第1電極81および第2電極82を角10a1、10a3のみに設けたが、画像表示領域10aの全周にわたって延在するように、第1電極81および第2電極82を設けてもよい。
【0090】
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。
【0091】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第1電極81および第2電極82を角10a1、10a3のみに設けたが、画像表示領域10aの全周にわたって延在するように、第1電極81および第2電極82を設けてもよい。
【0092】
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。
【0093】
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図11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り、図11(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
【0094】
(投射型表示装置の第1例)
図11(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
【0095】
光源112は、赤色光、緑色光及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113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光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114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光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113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
【0096】
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121及び偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112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する構成となっている。
【0097】
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶パネル115c及び第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
【0098】
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル115cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
【0099】
なお、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
【0100】
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶パネル116c及び第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル116cは、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)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
【0101】
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶パネル117c及び第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
【0102】
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル117cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a及び第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
【0103】
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光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。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
【0104】
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119b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119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて出射するように構成されている。
【0105】
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射トランジスター特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光及び青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118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119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
【0106】
(投射型表示装置の第2例)
図11(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤、緑、青の3色に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射光学系1029とを備えている。
【0107】
かかる投射型表示装置1000において、光源部1021は、光源1021aと、一対のフライアイ光学系1021d、1021eと、偏光変換部材1021gと、重畳レンズ1021iとを備えている。本形態においては、光源部1021は、放物面からなるリフレクタ1021fを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系1021d、1021eは、システム光軸と直交する面内にマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材1021gは、フライアイ光学系1021eから出射した光源光を、例えば図面に平行なp偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ1021iは、偏光変換部材1021gを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、光変調部1025に設けた複数の液晶装置100を各々均一に重畳照明可能とする。
【0108】
色分離導光光学系1023は、クロスダイクロイックミラー1023aと、ダイクロイックミラー1023bと、反射ミラー1023j、1023kとを備える。色分離導光光学系1023において、光源部1021からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー1023aに入射する。クロスダイクロイックミラー1023aを構成する一方の第1ダイクロイックミラー1031aで反射された赤色(R)の光は、反射ミラー1023jで反射されダイクロイックミラー1023bを透過して、入射側偏光板1037r、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032r、および光学補償板1039rを介して、p偏光のまま、赤色(R)用の液晶装置100に入射する。
【0109】
また、第1ダイクロイックミラー1031aで反射された緑色(G)の光は、反射ミラー1023jで反射され、その後、ダイクロイックミラー1023bでも反射されて、入射側偏光板1037g、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032g、および光学補償板1039gを介して、p偏光のまま、緑色(G)用の液晶装置100に入射する。
【0110】
これに対して、クロスダイクロイックミラー1023aを構成する他方の第2ダイクロイックミラー1031bで反射された青色(B)の光は、反射ミラー1023kで反射されて、入射側偏光板1037b、p偏光を透過する一方でs偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032b、および光学補償板1039bを介して、p偏光のまま、青色(B)用の液晶装置100に入射する。なお、光学補償板1039r、1039g、1039bは、液晶装置100への入射光および出射光の偏光状態を調整することで、液晶層の特性を光学的に補償している。
【0111】
このように構成した投射型表示装置1000では、光学補償板1039r、1039g、1039bを経て入射した3色の光は各々、各液晶装置100において変調される。その際、液晶装置100から出射された変調光のうち、s偏光の成分光は、ワイヤーグリッド偏光板1032r、1032g、1032bで反射し、出射側偏光板1038r、1038g、1038bを介してクロスダイクロイックプリズム1027に入射する。クロスダイクロイックプリズム1027には、X字状に交差する第1誘電体多層膜1027aおよび第2誘電体多層膜1027bが形成されており、一方の第1誘電体多層膜1027aはR光を反射し、他方の第2誘電体多層膜1027bはB光を反射する。従って、3色の光は、クロスダイクロイックプリズム1027において合成され、投射光学系1029に出射される。そして、投射光学系1029は、クロスダイクロイックプリズム1027で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン(図示せず。)投射する。
【0112】
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED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。
【0113】
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
【符号の説明】
【0114】
9a・・画素電極、9b・・ダミー画素電極、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、10b・・周辺領域、20・・対向基板、21・・共通電極、50・・液晶層、80・・トラップ用電極駆動回路部(第2駆動回路部)、81・・第1電極、82・・第2電極、83・・第3電極、107・・シール材、100・・液晶装置、101・・データ線駆動回路(第1駆動回路部)、110、1000・・投射型表示装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、一対の基板間に液晶層が保持された液晶装置、当該液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶装置は、一方面側に複数の画素電極が配列した画像表示領域が設けられた素子基板と、共通電位が印加される共通電極が設けられた対向基板とがシール材によって貼り合わされ、素子基板と対向基板との間においてシール材で囲まれた領域内には液晶層が保持されている。かかる液晶装置において、液晶注入時に混入したイオン性不純物やシール材から溶出したイオン性不純物が、液晶装置の駆動に伴って画像表示領域内で凝集すると、画像の焼き付き(シミ)等といった表示品位の低下を招く。そこで、画像表示領域の外側にイオン性不純物トラップ用の電極を設け、かかる電極にイオン性不純物を引き寄せて滞留させておく技術が提案されている(特許文献1、2参照)。
【0003】
例えば、特許文献1には、素子基板において画像表示領域を囲むように形成したイオン性不純物トラップ用の第1電極と、対向基板側に設けたイオン性不純物トラップ用の第2電極との間に直流電圧を印加して縦電界を発生させることにより、第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せ、そこに滞留させる技術が提案されている。また、特許文献2には、画像表示領域の周りを囲むように櫛歯形状のイオン性不純物トラップ用の第1電極と第2電極とを設け、第1電極および第2電極に異なる電位を印加するとともに、フレーム毎に第1電極および第2電極に印加する電位の極性を反転させる技術が提案されている。かかる技術によれば、第1電極と第2電極との間の横電界が発生するので、第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せ、そこに滞留させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−196355号公報の図1
【特許文献2】特開2008−58497号公報の図3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の構成のように、素子基板側の第1電極と、対向基板側の第2電極との間に印加した直流電圧により第1電極および第2電極にイオン性不純物を引き寄せる構成では、イオン性不純物を引き寄せて滞留させておく能力が低い。また、画素電極に印加する電位の極性を反転させる駆動方式を採用した場合、第1電極および第2電極に引き寄せられたイオン性不純物が再び、画素電極に引き寄せられるという問題点がある。
【0006】
また、特許文献2に記載の構成では、画像表示領域の周りを囲むように設けた櫛歯形状のイオン性不純物トラップ用の第1電極と第2電極とを交流駆動することにより、第1電極と第2電極との間にイオン性不純物を滞留させておくだけの構成であるため、イオン性不純物を滞留させておける量が少ない。しかも、特許文献1の図3と図4とを対比してみればわかるように、第1電極および第2電極のうち、画素電極に近接している第1電極に印加される電位は、画素電極に印加される電位と極性が同一であるため、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を排出する能力が低い。
【0007】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画像表示領域内でのイオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい液晶装置、当該液晶装置を備えた投射型表示装置、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置は、画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、前記素子基板に対向して設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、前記対向基板において、前記画像表示領域と前記第1電極および前記第2電極に対向する領域とに設けられた共通電極と、を備え、前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする。
【0009】
本発明では、反転駆動方式が採用されており、第1期間と第2期間とにおいて、画素電極と共通電極との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、第1電極および第2電極を駆動する。その際、共通電極を基準にしたときの第1電極の極性は、画素電極の極性とは反対であり、第2電極の極性は、画素電極の極性と同一である。すなわち、画像表示領域から外側に向かって素子基板と対向基板との間の極性が領域毎に反転している。従って、画像表示領域内のイオン性不純物は、素子基板側と対向基板側との間の極性によってトラップされるとともに、液晶分子の揺らぎによる液晶層の流動によって、画像表示領域の内側から外側に効率よく排出される。また、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物は、画像表示領域から離間する方向に移動する。それ故、本発明によれば、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
【0010】
本発明において、前記第1期間では、前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、前記第2期間では、前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることが好ましい。かかる構成によれば、素子基板側と対向基板側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子の揺らぎによって液晶層に流動を発生する過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出することができるとともに、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物を画像表示領域から離間する方向に効率よく移動させることができる。それ故、画像表示領域内でイオン性不純物がより凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下がより発生しにくい。
【0011】
本発明の別の形態に係る液晶装置は、画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、前記対向基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする。
【0012】
本発明では、反転駆動方式が採用されており、第1期間と第2期間とにおいて、画素電極と共通電極との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、第1電極および第2電極を駆動する。その際、共通電極および第3電極を基準にしたときの第1電極の極性は、画素電極の極性とは反対であり、第2電極の極性は、画素電極の極性と同一である。すなわち、画像表示領域から外側に向かって素子基板と対向基板との間の極性が領域毎に反転している。従って、画像表示領域内のイオン性不純物は、素子基板側と対向基板側との間の極性によってトラップされるとともに、液晶分子の揺らぎによる液晶層の流動によって、画像表示領域の内側から外側に効率よく排出される。また、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物は、画像表示領域から離間する方向に移動する。それ故、本発明によれば、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
【0013】
本発明において、前記第1期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、前記第2期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることが好ましい。かかる構成によれば、素子基板側と対向基板側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子の揺らぎによって液晶層に流動を発生する過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出することができるとともに、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物を画像表示領域から離間する方向に効率よく移動させることができる。それ故、画像表示領域内でイオン性不純物がより凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下がより発生しにくい。
【0014】
本発明のさらに別の形態に係る液晶装置は、画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、前記対向基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、前記対向基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、前記素子基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする。
【0015】
本発明では、反転駆動方式が採用されており、第1期間と第2期間とにおいて、画素電極と共通電極との極性を反転させ、かかる反転駆動に対応させて、第1電極および第2電極を駆動する。その際、第3電極および画素電極を基準にしたときの第1電極の極性は、共通電極の極性とは反対であり、第2電極の極性は、画素電極の極性と同一である。すなわち、画像表示領域から外側に向かって素子基板と対向基板との間の極性が領域毎に反転している。従って、画像表示領域内のイオン性不純物は、素子基板側と対向基板側との間の極性によってトラップされるとともに、液晶分子の揺らぎによる液晶層の流動によって、画像表示領域の内側から外側に効率よく排出される。また、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物は、画像表示領域から離間する方向に移動する。それ故、本発明によれば、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下が発生しにくい。
【0016】
本発明において、前記第1期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、前記第2期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることが好ましい。かかる構成によれば、素子基板側と対向基板側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子の揺らぎによって液晶層に流動を発生する過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域の内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出することができるとともに、画像表示領域の外側に排出されたイオン性不純物を画像表示領域から離間する方向に効率よく移動させることができる。それ故、画像表示領域内でイオン性不純物がより凝集しにくいので、かかる凝集を原因とする表示品位の低下がより発生しにくい。
【0017】
本発明において、前記第1電極および前記第2電極は、前記画像表示領域と前記シール材とに挟まれた領域のうち、少なくとも前記液晶層における液晶分子のプレチルト方向に位置する角に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、液晶分子のプレチルト方向は、画像表示領域の対角方向に設定されることが多いことから、イオン性不純物は、液晶分子の揺らぎに起因する液晶層の流動によって、画像表示領域内の角で凝集しようとするが、本発明では、かかる角に第1電極および第2電極を設けたため、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しようとするのを効率よく防止することができる。
【0018】
本発明において、前記第1電極および前記第2電極は、前記角のみに設けられている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、第1電極および第2電極を各々、画像表示領域からシール材に向かって交互に複数ずつ、設けた場合でも、第1電極および第2電極に給電するための配線の引き回しを簡素化することができる等の利点がある。
【0019】
本発明において、前記第1電極および前記第2電極は各々、前記画像表示領域から前記シール材に向かって交互に複数ずつ、設けられている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、画像表示領域から外側に離間する方向に向けてイオン性不純物を移動させ、そこに滞留させておくことができる。
【0020】
本発明は、前記素子基板および前記対向基板には無機配向膜が設けられ、前記液晶層には、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられている場合に適用すると効果的である。無機配向膜は、イオン性不純物を吸着しやすい傾向にあるが、本発明によれば、無機配向膜を用いた場合でも、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくい。また、液晶層に、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられている場合、液晶分子は、長さ方向の一箇所を中心に回転するので、イオン性不純物を特定箇所に凝集させやすいが、本発明によれば、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いた場合でも、画像表示領域内でイオン性不純物が凝集しにくい。
【0021】
本発明を適用した液晶装置は、投射型表示装置に用いることができ、かかる投射型表示装置は、前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、を有している。
【0022】
本発明に係る投射型表示装置は、投射型表示装置以外にも各種電子機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の液晶パネルの説明図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の素子基板に形成されている電極等の説明図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る液晶装置に用いた素子基板において隣り合う複数の画素の平面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る液晶装置の断面構成を示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る液晶装置における画素駆動用およびイオン性不純物トラップ用の信号の説明図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係る液晶装置においてイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係る液晶装置の素子基板に形成されている電極等の説明図である。
【図9】本発明の実施の形態3に係る液晶装置の素子基板に形成されている電極等の説明図である。
【図10】本発明の実施の形態4に係る液晶装置に形成されている電極等の説明図である。
【図11】本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、素子基板に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは素子基板の基板本体が位置する側とは反対側(対向基板が位置する側)を意味し、下層側とは素子基板の基板本体が位置する側(対向基板が位置する側とは反対側)を意味する。
【0025】
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1では、まず、素子基板側に第1電極および第2電極を設けた場合を説明する。
【0026】
(画像表示領域等の電気的構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1は、あくまで電気的な構成を示すブロック図であり、配線や電極の形状や延在方向、レイアウト等を示しているものではない。
【0027】
図1において、液晶装置100は、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モードの液晶パネル100pを有しており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された画像表示領域10a(画素配列領域/有効画素領域)を備えている。液晶パネル100pにおいて、後述する素子基板10(図2等を参照)では、画像表示領域10aの内側で複数本のデータ線6a(画像信号線)および複数本の走査線3aが縦横に延びており、それらの交差部分に対応する位置に画素100aが構成されている。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター30、および後述する画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。
【0028】
素子基板10において、画像表示領域10aより外周側には走査線駆動回路104やデータ線駆動回路101(第1駆動回路部)が設けられている。データ線駆動回路101は各データ線6aに電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線6aに順次供給する。走査線駆動回路104は、各走査線3aに電気的に接続しており、走査信号を各走査線3aに順次供給する。
【0029】
各画素100aにおいて、画素電極9aは、後述する対向基板20(図2等を参照)に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量50aを構成している。また、各画素100aには、液晶容量50aで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量50aと並列に蓄積容量55が付加されている。本形態では、蓄積容量55を構成するために、素子基板10には、複数の画素100aに跨って延在する容量線5bが形成されている。本形態において、容量線5bは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6sに導通している。
【0030】
本形態では、詳しくは後述するように、素子基板10には、画像表示領域10aより外周側に、イオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)と、かかる電極を駆動するトラップ用電極駆動回路部80(第2駆動回路部)と、トラップ用電極駆動回路部80から第1電極81および第2電極82に駆動電位を供給する給電線86、87とが形成されている。
【0031】
(液晶パネル100pおよび素子基板10の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の液晶パネル100pの説明図であり、図2(a)、(b)は各々、液晶パネル100pを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の素子基板10に形成されている電極等の説明図であり、図3(a)、(b)は、素子基板10全体に形成されている電極等の説明図、およびダミー画素電極の説明図である。なお、図3等においては画素電極9aの数等について少なく示してある。
【0032】
図2に示すように、液晶パネル100pでは、素子基板10と対向基板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ており、シール材107は対向基板20の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材107aが配合されている。液晶パネル100pにおいて、素子基板10と対向基板20との間のうち、シール材107によって囲まれた領域内には液晶層50が保持されている。本形態において、シール材107には、液晶注入口として利用される途切れ部分107cが形成されており、かかる途切れ部分107cは、液晶材料の注入後、封止材108によって塞がれている。
【0033】
図2および図3(a)に示すように、液晶パネル100pにおいて、素子基板10および対向基板20はいずれも四角形であり、液晶パネル100pの略中央には、図1を参照して説明した画像表示領域10aが四角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も略四角形に設けられ、画像表示領域10aの外側は、四角枠状の外周領域10cになっている。
【0034】
素子基板10において、外周領域10cでは、素子基板10の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、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路104が形成されている。なお、端子102には、フレキシブル配線基板(図示せず)が接続されており、素子基板10には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【0035】
詳しくは後述するが、素子基板10の一方面10sおよび他方面10tのうち、対向基板20と対向する一方面10sの側において、画像表示領域10aには、図1を参照して説明した画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続する画素電極9aがマトリクス状に形成されており、かかる画素電極9aの上層側には無機配向膜16が形成されている。
【0036】
また、素子基板10の一方面10sの側において、画像表示領域10aより外側の外周領域10cのうち、画像表示領域10aとシール材107とに挟まれた四角枠状の周辺領域10b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。
【0037】
図3(b)に示すように、ダミー画素電極9bは、隣り合うダミー画素電極9b同士が細幅の連結部9uで繋がっている。ダミー画素電極9bは、共通電位Vcomが印加されており、画像表示領域10aの外周側端部での液晶分子の配向の乱れを防止する。また、ダミー画素電極9bは、素子基板10において無機配向膜16が形成される面を研磨により平坦化する際、画像表示領域10aと周辺領域10bとの高さ位置の差を圧縮し、無機配向膜16が形成される面を平坦面にするのに寄与する。なお、ダミー画素電極9bに電位を印加せず、ダミー画素電極9bを電位的にフロート状態とする場合もあり、この場合でも、ダミー画素電極9bは、画像表示領域10aと周辺領域10bとの高さ位置の差を圧縮し、無機配向膜16が形成される面を平坦面にするのに寄与する。
【0038】
再び図2において、対向基板20の一方面20sおよび他方面20tのうち、素子基板10と対向する一方面20sの側には共通電極21が形成されている。共通電極21は、対向基板20の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素100aに跨って形成されている。本形態において、共通電極21は、対向基板20の略全面に形成されている。
【0039】
また、対向基板20の一方面20sの側には、共通電極21の下層側に遮光層29が形成され、共通電極21の表面には無機配向膜26が積層されている。本形態において、遮光層29は、画像表示領域10aの外周縁に沿って延在する額縁部分29aとして形成されている。本形態において、遮光層29は、隣り合う画素電極9aにより挟まれた画素間領域10fに重なるブラックマトリクス部29bとしても形成されている。ここで、額縁部分29aはダミー画素電極9bと重なる位置に形成されており、額縁部分29aの外周縁は、シール材107の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分29aとシール材107とは重なっていない。
【0040】
液晶パネル100pにおいて、シール材107より外側には、対向基板20の一方面20sの側の4つの角部分に基板間導通用電極部25tが形成されており、素子基板10の一方面10sの側には、対向基板20の4つの角部分(基板間導通用電極部25t)と対向する位置に基板間導通用電極部6tが形成されている。本形態において、基板間導通用電極部25tは、共通電極21の一部からなる。基板間導通用電極部6tは、共通電位Vcomが印加された定電位配線6sに導通しており、定電位配線6sは、端子102のうち、共通電位印加用の端子102aに導通している。基板間導通用電極部6tと基板間導通用電極部25tとの間には、導電粒子を含んだ基板間導通材109が配置されており、対向基板20の共通電極21は、基板間導通用電極部6t、基板間導通材109および基板間導通用電極部25tを介して、素子基板10側に電気的に接続されている。このため、共通電極21は、素子基板10の側から共通電位Vcomが印加されている。シール材107は、略同一の幅寸法をもって対向基板20の外周縁に沿って設けられている。このため、シール材107は、略四角形である。但し、シール材107は、対向基板20の角部分と重なる領域では基板間導通用電極部6t、25tを避けて内側を通るように設けられており、シール材107の角部分は略円弧状である。
【0041】
かかる構成の液晶装置100において、本形態では、画素電極9aおよび共通電極21がITO(Indium Tin Oxide)膜やIZO(Indium Zinc Oxide)膜等の透光性導電膜により形成されており、液晶装置100は透過型の液晶装置である。かかる透過型の液晶装置100では、対向基板20の側から入射した光が素子基板10を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。なお、画素電極9aおよび共通電極21のうち、例えば、共通電極21を透光性導電膜により形成し、画素電極9aをアルミニウム膜等の反射性導電膜により形成する場合もあり、かかる構成によれば、反射型の液晶装置100を構成することができる。反射型の液晶装置100では、素子基板10および対向基板20のうち、対向基板20の側から入射した光が素子基板10で反射して出射される間に変調されて画像を表示する。
【0042】
液晶装置100は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板20あるいは素子基板10には、カラーフィルター(図示せず)が形成される。また、液晶装置100では、使用する液晶層50の種類や、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル100pに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置100は、後述する投射型表示装置(液晶プロジェクター)において、RGB用のライトバルブとして用いることができる。この場合、RGB用の各液晶装置100の各々には、RGB色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。
【0043】
本形態において、液晶装置100が、後述する投射型表示装置においてRGB用のライトバルブとして用いられる透過型の液晶装置であって、対向基板20から入射した光が素子基板10を透過して出射される場合を中心に説明する。また、本形態において、液晶装置100は、液晶層50の液晶分子として、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を用いたVAモードの液晶パネル100pを備えている場合を中心に説明する。
【0044】
(画素等の具体的構成)
図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100に用いた素子基板10において隣り合う複数の画素の平面図である。図5は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100の断面構成を示す説明図であり、図5(a)、(b)は、図4に示す画素のF−F′断面図、および外周領域10cの断面図である。なお、図4では、各層を以下の線
下層側の遮光層8a=細くて長い破線
半導体層1a=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5b=太い一点鎖線
上層側の遮光層7aおよび中継電極7b=細い二点鎖線
画素電極9a=太い破線
で示してある。また、図4では、互いの端部が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。
【0045】
図4に示すように、素子基板10において対向基板20と対向する一方面10sには、複数の画素100aの各々に画素電極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10fに沿ってデータ線6aおよび走査線3aが形成されている。本形態において、画素間領域10fは縦横に延在しており、走査線3aは画素間領域10fのうち、X方向(第1方向)に延在する第1画素間領域10gに沿って直線的に延在し、データ線6aは、Y方向(第2方向)に延在する第2画素間領域10h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トランジスター30が形成されており、本形態において、画素トランジスター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。素子基板10には容量線5bが形成されており、かかる容量線5bには共通電位Vcomが印加されている。本形態において、容量線5b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。画素トランジスター30の上層側には遮光層7aが形成されており、かかる遮光層7aは、データ線6aに重なるように延在している。画素トランジスター30の下層側には遮光層8aが形成されており、かかる遮光層8aは、走査線3aと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線6aと走査線3aとの交差部分でデータ線6aに重なるように延びた副線部分とを備えている。
【0046】
図5(a)に示すように、素子基板10は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体10wの液晶層50側の基板面(対向基板20と対向する一方面10s側)に形成された画素電極9a、画素スイッチング用の画素トランジスター30、および無機配向膜16を主体として構成されている。対向基板20は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w、その液晶層50側の表面(素子基板10と対向する一方面20s)に形成された遮光層29、共通電極21、および無機配向膜26を主体として構成されている。
【0047】
素子基板10において、基板本体10wの一方面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下層側の遮光層8aが形成されている。本形態において、遮光層8aは、タングステンシリサイド(WSi)等の遮光膜からなり、液晶装置100を透過した後の光が他の部材で反射した際、かかる反射光が半導体層1aに入射して画素トランジスター30で光電流に起因する誤動作が発生することを防止する。なお、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3cと遮光層8aを導通させた構成とする。
【0048】
基板本体10wの一方面10s側において、遮光層8aの上層側には、透光性の絶縁膜12が形成されており、かかる絶縁膜12の表面側に、半導体層1aを備えた画素トランジスター30が形成されている。本形態において、絶縁膜12は、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG (ボロンリンシリケートガラス)等のシリコン酸化膜(シリケートガラスも含む。)や、シリコン窒化膜からなる。かかる絶縁膜12は、シランガス(SiH4)、2塩化シラン(SiCl2H2)、TEOS(テトラエトキシシラン/テトラ・エチル・オルソ・シリケート/Si(OC2H5)4)、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)、TMOP(テトラ・メチル・オキシ・フォスレート)等を用いた常圧CVD法、減圧CVD法、あるいはプラズマCVD法等により形成される。
【0049】
画素トランジスター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1aと、半導体層1aの長さ方向と直交する方向に延在して半導体層1aの長さ方向の中央部分に重なるゲート電極3cとを備えており、本形態において、ゲート電極3cは走査線3aの一部からなる。画素トランジスター30は、半導体層1aとゲート電極3cとの間に透光性のゲート絶縁層2を有している。半導体層1aは、ゲート電極3cに対してゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1gを備えているとともに、チャネル領域1gの両側にソース領域1bおよびドレイン領域1cを備えている。本形態において、画素トランジスター30は、LDD構造を有している。従って、ソース領域1bおよびドレイン領域1cは各々、チャネル領域1g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1gとは反対側で隣接する領域に高濃度領域を備えている。
【0050】
半導体層1a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2は、半導体層1a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2aと、温度が700〜900℃の高温条件での減圧CVD法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2bとの2層構造からなる。ゲート電極3c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。本形態において、ゲート電極3cは、導電性のポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との2層構造を有している。
【0051】
ゲート電極3cの上層側には、NSG、PSG、BSG、BPSG等の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の上層には、ドレイン電極4aが形成されている。本形態において、層間絶縁膜41は、シリコン酸化膜からなる。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。本形態において、ドレイン電極4aはチタン窒化膜からなる。ドレイン電極4aは、半導体層1aのドレイン領域1c(画素電極側ソースドレイン領域)と一部が重なるように形成されており、層間絶縁膜41およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール41aを介してドレイン領域1cに導通している。
【0052】
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40が形成されており、かかる誘電体層40の上層側には容量線5bが形成されている。誘電体層40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5b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。本形態において、容量線5bは、チタン窒化膜、アルミニウム膜、およびチタン窒化膜との3層構造を有している。ここで、容量線5bは、誘電体層40を介してドレイン電極4aと重なっており、蓄積容量55を構成している。
【0053】
容量線5bの上層側には層間絶縁膜42が形成されており、かかる層間絶縁膜42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。層間絶縁膜42はシリコン酸化膜からなる。データ線6aと中継電極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。本形態において、データ線6aおよび中継電極6bは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との2層乃至4層の積層膜からなる。データ線6aは、層間絶縁膜42、エッチングストッパー層49、層間絶縁膜41およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール42aを介してソース領域1b(データ線側ソースドレイン領域)に導通している。中継電極6bは、層間絶縁膜42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42bを介してドレイン電極4aに導通している。
【0054】
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、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は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマCVD法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマCVD法等により形成したシリコン酸化膜からなり、その表面は平坦化されている。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。本形態において、遮光層7aおよび中継電極7bは、アルミニウム合金膜や、チタン窒化膜とアルミニウム膜との2層乃至4層の積層膜からなる。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。遮光層7aは、データ線6aと重なるように延在しており、遮光層として機能している。なお、遮光層7aを容量線5bと導通させてシールド層として利用してもよい。
【0055】
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膜等の透光性導電膜からなる画素電極9aが形成されている。本形態において、画素電極9aは、ITO膜からなる。層間絶縁膜45は、例えば、テトラエトキシシランと酸素ガスとを用いたプラズマCVD法や、シランガスと亜酸化窒素ガスとを用いたプラズマCVD法等により形成したシリコン酸化膜からなり、表面は平坦化されている。
【0056】
画素電極9aは、中継電極7bと部分的に重なっており、層間絶縁膜45を貫通するコンタクトホール45aを介して中継電極7bに導通している。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1cに電気的に接続している。
【0057】
画素電極9aの表面には無機配向膜16が形成されている。本形態において、無機配向膜16は、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜)からなる。
【0058】
(対向基板20の構成)
対向基板20では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体20w(透光性基板)の液晶層50側の表面(素子基板10に対向する一方面20s)には、遮光層29、シリコン酸化膜等からなる絶縁膜28、およびITO膜等の透光性導電膜からなる共通電極21が形成されており、かかる共通電極21を覆うように無機配向膜26が形成されている。本形態において、共通電極21はITO膜からなる。無機配向膜26は、無機配向膜16と同様、SiOX(x<2)、SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、In2O3、Sb2O3、Ta2O5等の斜方蒸着膜(傾斜垂直配向膜)である。かかる無機配向膜16、26は、配向規制力がアンチパラレルであり、液晶層50に用いた誘電異方性が負のネマチック液晶化合物を、図5に実線L1で液晶分子50bを模式的に示すように、傾斜垂直配向させる。このようにして、液晶パネル100pは、ノーマリブラックのVAモードの液晶パネルとして構成されている。本形態において、液晶分子50bのプレチルト方向は、図3に矢印Pで示すように、画像表示領域10aの4つの角10a1〜10a4のうち、対角に位置する2つの角10a1、10a3を結ぶ対角線方向に設定されている。
【0059】
(周辺領域10bの構成)
図3および図5(b)において、素子基板10の一方面10sの側において、周辺領域10bでは、液晶分子50bのプレチルト方向に位置する画像表示領域10aの角10a1、10a3に沿って屈曲するL字形状のイオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)が形成されている。また、素子基板10には、イオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)を駆動するトラップ用電極駆動回路部80(第2駆動回路部)と、トラップ用電極駆動回路部80から第1電極81および第2電極82に駆動電位を供給する給電線86、87(図1参照/図3では図示せず)とが形成されている。本形態において、トラップ用電極駆動回路部80は、データ線駆動回路101と連動して動作することから、データ線駆動回路101が形成されている領域内に設けられている。また、対向基板20には、第1電極81および第2電極82に対向するイオン性不純物トラップ用の第3電極83が形成されている。本形態において、第3電極83は、共通電極21の一部からなり、共通電位Vcomが印加されている。
【0060】
ここで、第1電極81は、素子基板10において画像表示領域10aとシール材107とに挟まれた領域に設けられ、第2電極82は、素子基板10において第1電極81とシール材107とに挟まれた領域に設けられている。このため、第1電極81は、画像表示領域10aの近傍に位置し、第2電極82は、第1電極81に対して外側で隣り合っている。かかる第1電極81および第2電極82を構成するにあたって、本形態では、複数のダミー画素電極9bのうちの一部が用いられている。より具体的には、図3(b)に示すように、複数のダミー画素電極9bのうち、周辺領域10bにおいて、画像表示領域10aの角10a1、10a3に沿って配列されたダミー画素電極9bは、他のダミー画素電極9bと電気的に分離されて、イオン性不純物トラップ用の電極(第1電極81および第2電極82)として用いられている。また、周辺領域10bにおいて、画像表示領域10aの角10a1、10a3に設けられたダミー画素電極9bのうち、画像表示領域10aに近い内側に位置するダミー画素電極9bは、連結部9uを介して繋がって第1電極81を構成し、画像表示領域10aから遠い外側に位置するダミー画素電極9bは、連結部9uを介して繋がって第2電極82を構成している。
【0061】
なお、図示を省略するが、図1および図2を参照して説明したデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104には、nチャネル型の駆動用トランジスターとpチャネル型の駆動用トランジスターとを備えた相補型トランジスター回路等が構成されている。ここで、駆動用トランジスターは、画素トランジスター30の製造工程の一部を利用して形成されたものである。このため、素子基板10においてデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104が形成されている領域も、図5に示す断面構成と略同様な断面構成を有している。
【0062】
(イオン性不純物のトラップ動作)
図6は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100における画素駆動用およびイオン性不純物トラップ用の信号の説明図であり、図6(a)、(b)、(c)は、画素電極9aに印加される電位の説明図、第1電極81に印加される電位の説明図、および第2電極82に印加される電位の説明図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る液晶装置100においてイオン性不純物をトラップする様子を示す説明図である。なお、本形態では、共通電極21および第3電極83(共通電極21の一部)に印加される共通電位Vcomは0V一定である。
【0063】
図5において、液晶層50に用いた液晶分子50bは、画素電極9aと共通電極21との間に印加される電圧が閾値電圧を超えると、実線L1で示す姿勢と点線L2で示す姿勢とに切り換わり、その結果、液晶層50には、矢印F1、F2で示す微弱な流動が発生する。このため、シール材107等から液晶層50内に溶出したイオン性不純物は、画像表示領域10aの角10a1、10a3に凝集しようとする。そこで、本形態の液晶装置100においては、画像を表示する際、あるいは液晶装置100を出荷する前の段階で、液晶装置100を動作させ、以下に説明するように、液晶層50において画像表示領域10aの内側に存在するイオン性不純物を画像表示領域10aの外側に引き寄せ、そこに滞留させておく。
【0064】
かかる動作の際、データ線駆動回路101(第1駆動回路部)は、図6(a)に示すように、1フレーム毎に画素電極9aに供給する画像信号の極性を反転させる。より具体的には、データ線駆動回路101は、共通電極21に印加される共通電位Vcomよりも高い電位Vs(+)の画像信号で画素電極9aを駆動する第1期間T1と、共通電位Vcomよりも低い電位Vs(-)の画像信号で画素電極9aを駆動する第2期間T2とを交互に実行する。本形態において、電位Vs(+)は+5Vであり、電位Vs(-)は−5Vであるとして図示してある。
【0065】
かかる動作に並行して、トラップ用電極駆動回路部80は、図6(b)、(c)に示すように、第1電極81に第1駆動電位を供給し、第2電極82に第2駆動電位を供給する。ここで、トラップ用電極駆動回路部80は、第1期間T1の少なくとも一部の期間では、第1駆動電位として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第1電極81に供給し、第2駆動信号として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第2電極82に供給する。また、第2期間T2の少なくとも一部の期間では、第1駆動電位として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第1電極81に供給し、第2駆動信号として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第2電極82に供給する。電位Vf(+)、Vf(-)としては、液晶材料の閾値電圧を超える値が設定されており、本形態において、電位Vf(+)は、例えば+5Vであり、電位Vf(-)は、例えば−5Vである。
【0066】
ここで、トラップ用電極駆動回路部80は、第1期間T1の初期の一部の期間T11では、第1駆動電位として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第1電極81に供給するとともに、第2駆動電位として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第2電極82に供給し、それに続く第1期間T1の残りの期間T12では、第1駆動電位および第2駆動電位として共通電位Vcomと同一の電位を第1電極81および第2電極82に供給する。また、トラップ用電極駆動回路部80は、第2期間T2の初期の一部の期間T21では、第1駆動電位として共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第1電極81に供給するとともに、第2駆動電位として共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第2電極82に供給し、それに続く第2期間T2の残りの期間T22では、第1駆動電位および第2駆動電位として共通電位Vcomと同一の電位を第1電極81および第2電極82に供給する。
【0067】
従って、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81<対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82>対向基板20の第3電極83
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81>対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82<対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
【0068】
かかる構成によれば、まず、第1期間T1では、画素電極9aに正の電位Vs(+)が印加されているため、図7(a)に示すように、画素電極9aには負極性のイオン性不純物が集まっている。
【0069】
次に、第2期間T2の最初の期間T21において、画素電極9aに印加される電位の極性が切り換わって第1電極81に正の電位Vf(+)が印加されると、画素電極9aに集まっていた負極性のイオン性不純物は、図7(b)に示すように、第1電極81に移動する。ここで、印加され電位Vf(+)は、液晶分子50bの閾値を越える電位である。従って、次の期間T22において、第1電極81に共通電位Vcomが印加されると、図7(c)に示すように、それまで第1電極81に電気的に束縛されていた負極性のイオン性不純物は、電位による束縛から解放される。また、負極性のイオン性不純物は、液晶分子50bの揺れにより誘起された液晶層50の流動に乗って第2電極82の側へ移動する。
【0070】
次に、第1期間T1の最初の期間T11において、第2電極82に正の電位Vf(+)が印加されると、図7(d)に示すように、第2電極82の側へ移動してきた負極性のイオン性不純物は、第2電極82に束縛され、次の期間T22では、図7(e)に示すように、第2電極82の電位により束縛されていた負極性のイオン性不純物は、電位による束縛から解放されるとともに、液晶分子50bの揺れにより誘起された液晶層50の流動に乗って第2電極82よりさらに外側に放出される。
【0071】
以降、上記の第1期間T1と第2期間T2とが繰り返されると、液晶層50において画像表示領域10aの内側に存在していたイオン性不純物は、画像表示領域10aの外側に排出され、そこに滞留する。なお、期間T22では、画素電極9aに負極性の電位Vs(-)が印加されていたため、画素電極9aには正極性のイオン性不純物が集まっており、かかる正極性のイオン性不純物は、負極性のイオン性不純物の場合と同様、第1電極81および第2電極82を経て、第2電極82よりさらに外側に放出される。
【0072】
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の液晶装置100において、データ線駆動回路101(第1駆動回路部)は、第1期間T1と第2期間T2とにおいて、素子基板10側の画素電極9aと対向基板20側の共通電極21との極性を反転させる。また、トラップ用電極駆動回路部80(第2駆動回路部)は、かかる反転駆動に対応して素子基板10側の第1電極81および第2電極82を駆動する。ここで、対向基板20側の第3電極83に対する第1電極81の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性とは反対であり、対向基板20側の第3電極83に対する第2電極82の極性は、共通電極21に対する画素電極9aの極性と同一である。すなわち、画像表示領域10aから外側に向かって素子基板10と対向基板20との間の極性が領域毎に反転している。従って、第1期間T1と第2期間T2とを繰り返すと、画像表示領域10a内のイオン性不純物は、素子基板10と対向基板20との間の極性によって各領域で順次、トラップされるとともに、液晶分子50bの揺らぎによって発生する液晶層50の流動によって、画像表示領域10aの内側から外側に効率よく排出される。
【0073】
また、第1期間T1では、画素電極9aには共通電位Vcomよりも高い電位Vs(+)の画像信号が印加される一方、第1電極81には共通電位Vcomより低い電位Vs(-)が印加されるため、第1電極81と画素電極9aとの電位差が大である。従って、画像表示領域10a内のイオン性不純物は、画像表示領域10aの内側から外側に効率よく排出される。また、第2期間T2でも、第1期間T1と同様に、画像表示領域10a内のイオン性不純物は、画像表示領域10aの内側から外側に効率よく排出される。
【0074】
しかも、本形態において、トラップ用電極駆動回路部80は、第1期間T1の一部の期間T11では、共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第1電極81に供給するとともに、共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第2電極82に供給し、それに続く第1期間T1の残りの期間T12では、共通電位Vcomと同一の電位(共通電位Vcom=0V)を第1電極81および第2電極82に供給する。また、トラップ用電極駆動回路部80は、第2期間T2の一部の期間T21では、共通電位Vcomより高い電位Vf(+)を第1電極81に供給するとともに、共通電位Vcomより低い電位Vf(-)を第2電極82に供給し、それに続く第2期間T2の残りの期間T22では、共通電位Vcomと同一の電位(共通電位Vcom=0V)を第1電極81および第2電極82に供給する。このため、素子基板10側と対向基板20側との間の極性によってイオン性不純物をトラップする過程、イオン性不純物に対する電気的な拘束を解除する過程、液晶分子50bの揺らぎによって液晶層50に流動を発生させる過程をこの順に適正に設定することができる。従って、画像表示領域10aの内側から外側にイオン性不純物が効率よく排出されるので、画像表示領域10aにおいてイオン性不純物が凝集しにくい。それ故、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい。
【0075】
特にVAモードの液晶装置100の場合、液晶分子50bの姿勢が切り換わる際の液晶層50での流動によって、プレチルトの方位に対応する対角にイオン性不純物が偏在しやすいが、本形態では、かかる液晶層50の流動を有効に利用して画像表示領域10aの内側から外側にイオン性不純物を効率よく排出する。それ故、本形態によれば、VAモードの液晶装置100であっても、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい。
【0076】
また、無機配向膜16、26は、イオン性不純物を吸着しやすい傾向にあるが、本形態によれば、画像表示領域10aでイオン性不純物が凝集することを確実に防止することができる。それ故、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくい。
【0077】
そこで、本形態の液晶装置100に対して、温度が80℃の条件でメタルハライドランプにより光照射(3W/cm2)を行う加速試験を行い、画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識されるまでの時間を評価したところ、画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識されるまでに2250時間という極めて長い時間を要した。これに対して、第1電極81および第2電極82に駆動電位を供給しなかった参考例1について同様な加速試験を行ったところ、300時間で画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識された。また、第1電極81および第2電極82に+5vの直流電圧を供給した参考例2について同様な加速試験を行ったところ、500時間で画像表示領域10aの周辺部に表示ムラが認識された。このように本形態によれば、イオン性不純物の凝集に起因する表示品位の低下が発生しにくいことを確認することができた。
【0078】
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2に係る液晶装置100に形成されている電極等の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1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。
【0079】
実施の形態1では、対向基板20において第3電極83が共通電極21の一部として構成されていたが、本形態では、図8に示すように、第3電極83が共通電極21から分離した別の電極として構成されている。かかる構成において、第3電極83と共通電極21とを同一の電位に設定しておけば、図6を参照して説明した電位を各電極に供給すればよい。すなわち、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81<対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82>対向基板20の第3電極83
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81>対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82<対向基板20の第3電極83
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83
【0080】
また、共通電極21と第3電極83とに異なる電位を印加してもよく、この場合、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81<対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82>対向基板20の第3電極83および共通電極21
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83および共通電極21
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81>対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82<対向基板20の第3電極83および共通電極21
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第1電極81=対向基板20の第3電極83および共通電極21
素子基板10の第2電極82=対向基板20の第3電極83および共通電極21
【0081】
[実施の形態3]
図9は、本発明の実施の形態3に係る液晶装置100の素子基板10に形成されている電極等の説明図である。なお、図9においては画素電極9aの数等について少なく示してある。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態1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。
【0082】
実施の形態1では、第1電極81および第2電極82を角10a1、10a3に各々、1つずつ設けたが、図9に示すように、第1電極81および第2電極82が各々、画像表示領域10aからシール材107に向かって交互に複数ずつ、設けられている構成を採用してもよい。なお、図9には、第1電極81および第2電極82が各々、画像表示領域10aからシール材107に向かって交互に2つずつ、設けられている構成を示してあるが、第1電極81および第2電極82を各々、3つ以上設けた構成を採用してもよい。
【0083】
かかる構成の場合、内側の第1電極81の一方側の端部と外側の第1電極81の一方側の端部とを繋げ、内側の第2電極82の他方側の端部と外側の第1電極81の他方側の端部とを繋げた構成を採用してもよい。
【0084】
また、図示を省略するが、第1電極81の数と第2電極82の数が相違している構成を採用してもよい。例えば、第1電極81については2つ設け、第2電極82を1つ設けた構成等を採用してもよい。
【0085】
[実施の形態4]
図10は、本発明の実施の形態4に係る液晶装置100に形成されている電極等の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1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。
【0086】
実施の形態1、2では、素子基板10に第1電極81および第2電極82を設け、対向基板20に第3電極83を設けたが、図10(a)に示すように、対向基板20に第1電極81および第2電極82を設け、素子基板10に第3電極83を設けてもよい。かかる形態は、例えば、素子基板10側において共通電位Vcomが印加されたダミー画素電極9bにより第3電極83を構成することにより実現することができる。このような構成の場合、図10(b)、(c)、(d)に示すように、第1電極81および第2電極82に供給する電位が、図6を参照して説明した場合と逆になる。すなわち、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第2電極82
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第2電極82
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82
【0087】
また、共通電極21と第3電極83とに異なる電位を印加してもよく、この場合、第1期間T1および第2期間T2における素子基板10側と対向基板20側の極性は以下の通りである。
第1期間T1の期間T11
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第2電極82および共通電極21
第1期間T1の期間T12
素子基板10の画素電極9a>対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82および共通電極21
第2期間T2の期間T21
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83>対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83<対向基板20の第2電極82および共通電極21
第2期間T2の期間T22
素子基板10の画素電極9a<対向基板20の共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第1電極81および共通電極21
素子基板10の第3電極83=対向基板20の第2電極82および共通電極21
【0088】
[実施の形態5]
なお、実施の形態4では、第1電極81および第2電極82を対向基板20の角10a1、10a3に各々、1つずつ設けた。但し、対向基板20に第1電極81および第2電極82を設け、素子基板10に第3電極83を設けた場合も、実施の形態3のように、第1電極81および第2電極82が各々、画像表示領域10aからシール材107に向かって交互に複数ずつ、設けられている構成を採用してもよい。
【0089】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第1電極81および第2電極82を角10a1、10a3のみに設けたが、画像表示領域10aの全周にわたって延在するように、第1電極81および第2電極82を設けてもよい。
【0090】
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。
【0091】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第1電極81および第2電極82を角10a1、10a3のみに設けたが、画像表示領域10aの全周にわたって延在するように、第1電極81および第2電極82を設けてもよい。
【0092】
上記実施の形態では、透過型の液晶装置100に本発明を適用したが、反射型の液晶装置100に本発明を適用してもよい。
【0093】
[電子機器への搭載例]
上述した実施形態に係る液晶装置100を適用した電子機器について説明する。図11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り、図11(a)、(b)は各々、透過型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図、および反射型の液晶装置100を用いた投射型表示装置の説明図である。
【0094】
(投射型表示装置の第1例)
図11(a)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する、いわゆる投影型の投射型表示装置である。投射型表示装置110は、光源112を備えた光源部130と、ダイクロイックミラー113、114と、液晶ライトバルブ115〜117(液晶装置100)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119と、リレー系120とを備えている。
【0095】
光源112は、赤色光、緑色光及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113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光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114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光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113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
【0096】
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレーター121及び偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレーター121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112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する構成となっている。
【0097】
液晶ライトバルブ115は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。液晶ライトバルブ115は、λ/2位相差板115a、第1偏光板115b、液晶パネル115c及び第2偏光板115dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ115に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。
【0098】
λ/2位相差板115aは、液晶ライトバルブ115に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板115bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル115cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板115dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ115は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
【0099】
なお、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bは、偏光を変換させない透光性のガラス板115eに接した状態で配置されており、λ/2位相差板115a及び第1偏光板115bが発熱によって歪むのを回避することができる。
【0100】
液晶ライトバルブ116は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ116は、液晶ライトバルブ115と同様に、第1偏光板116b、液晶パネル116c及び第2偏光板116dを備えている。液晶ライトバルブ116に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。第1偏光板116bは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル116cは、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)に変換する構成となっている。そして、第2偏光板116dは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ116は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
【0101】
液晶ライトバルブ117は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置100である。そして、液晶ライトバルブ117は、液晶ライトバルブ115、116と同様に、λ/2位相差板117a、第1偏光板117b、液晶パネル117c及び第2偏光板117dを備えている。ここで、液晶ライトバルブ117に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。
【0102】
λ/2位相差板117aは、液晶ライトバルブ117に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。また、第1偏光板117bは、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル117cは、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。さらに、第2偏光板117dは、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。したがって、液晶ライトバルブ117は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。なお、λ/2位相差板117a及び第1偏光板117bは、ガラス板117eに接した状態で配置されている。
【0103】
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光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。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ117に向けて反射するように配置されている。
【0104】
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119b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119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ115〜117のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて出射するように構成されている。
【0105】
なお、液晶ライトバルブ115、117からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ116からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ115〜117から入射する光を合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射トランジスター特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光及び青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118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119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
【0106】
(投射型表示装置の第2例)
図11(b)に示す投射型表示装置1000は、光源光を発生する光源部1021と、光源部1021から出射された光源光を赤、緑、青の3色に分離する色分離導光光学系1023と、色分離導光光学系1023から出射された各色の光源光によって照明される光変調部1025とを有している。また、投射型表示装置1000は、光変調部1025から出射された各色の像光を合成するクロスダイクロイックプリズム1027(合成光学系)と、クロスダイクロイックプリズム1027を経た像光をスクリーン(不図示)に投射するための投射光学系である投射光学系1029とを備えている。
【0107】
かかる投射型表示装置1000において、光源部1021は、光源1021aと、一対のフライアイ光学系1021d、1021eと、偏光変換部材1021gと、重畳レンズ1021iとを備えている。本形態においては、光源部1021は、放物面からなるリフレクタ1021fを備えており、平行光を出射する。フライアイ光学系1021d、1021eは、システム光軸と直交する面内にマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって光源光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材1021gは、フライアイ光学系1021eから出射した光源光を、例えば図面に平行なp偏光成分のみに変換して光路下流側光学系に供給する。重畳レンズ1021iは、偏光変換部材1021gを経た光源光を全体として適宜収束させることにより、光変調部1025に設けた複数の液晶装置100を各々均一に重畳照明可能とする。
【0108】
色分離導光光学系1023は、クロスダイクロイックミラー1023aと、ダイクロイックミラー1023bと、反射ミラー1023j、1023kとを備える。色分離導光光学系1023において、光源部1021からの略白色の光源光は、クロスダイクロイックミラー1023aに入射する。クロスダイクロイックミラー1023aを構成する一方の第1ダイクロイックミラー1031aで反射された赤色(R)の光は、反射ミラー1023jで反射されダイクロイックミラー1023bを透過して、入射側偏光板1037r、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032r、および光学補償板1039rを介して、p偏光のまま、赤色(R)用の液晶装置100に入射する。
【0109】
また、第1ダイクロイックミラー1031aで反射された緑色(G)の光は、反射ミラー1023jで反射され、その後、ダイクロイックミラー1023bでも反射されて、入射側偏光板1037g、p偏光を透過させ、s偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032g、および光学補償板1039gを介して、p偏光のまま、緑色(G)用の液晶装置100に入射する。
【0110】
これに対して、クロスダイクロイックミラー1023aを構成する他方の第2ダイクロイックミラー1031bで反射された青色(B)の光は、反射ミラー1023kで反射されて、入射側偏光板1037b、p偏光を透過する一方でs偏光を反射するワイヤーグリッド偏光板1032b、および光学補償板1039bを介して、p偏光のまま、青色(B)用の液晶装置100に入射する。なお、光学補償板1039r、1039g、1039bは、液晶装置100への入射光および出射光の偏光状態を調整することで、液晶層の特性を光学的に補償している。
【0111】
このように構成した投射型表示装置1000では、光学補償板1039r、1039g、1039bを経て入射した3色の光は各々、各液晶装置100において変調される。その際、液晶装置100から出射された変調光のうち、s偏光の成分光は、ワイヤーグリッド偏光板1032r、1032g、1032bで反射し、出射側偏光板1038r、1038g、1038bを介してクロスダイクロイックプリズム1027に入射する。クロスダイクロイックプリズム1027には、X字状に交差する第1誘電体多層膜1027aおよび第2誘電体多層膜1027bが形成されており、一方の第1誘電体多層膜1027aはR光を反射し、他方の第2誘電体多層膜1027bはB光を反射する。従って、3色の光は、クロスダイクロイックプリズム1027において合成され、投射光学系1029に出射される。そして、投射光学系1029は、クロスダイクロイックプリズム1027で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン(図示せず。)投射する。
【0112】
(他の投射型表示装置)
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED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。
【0113】
(他の電子機器)
本発明を適用した液晶装置100については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。
【符号の説明】
【0114】
9a・・画素電極、9b・・ダミー画素電極、10・・素子基板、10a・・画像表示領域、10b・・周辺領域、20・・対向基板、21・・共通電極、50・・液晶層、80・・トラップ用電極駆動回路部(第2駆動回路部)、81・・第1電極、82・・第2電極、83・・第3電極、107・・シール材、100・・液晶装置、101・・データ線駆動回路(第1駆動回路部)、110、1000・・投射型表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、
前記素子基板に対向して設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、
前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
前記対向基板において、前記画像表示領域と前記第1電極および前記第2電極に対向する領域とに設けられた共通電極と、を備え、
前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、
前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする液晶装置。
【請求項2】
画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、
前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、
前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
前記対向基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、
前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、
前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする液晶装置。
【請求項3】
画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、
前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記対向基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、
前記対向基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
前記素子基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、
前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、
前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする液晶装置。
【請求項4】
前記第1期間では、前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、
前記第2期間では、前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
【請求項5】
前記第1期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、
前記第2期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることを特徴とする請求項2または3に記載の液晶装置。
【請求項6】
前記第1電極および前記第2電極は、前記画像表示領域と前記シール材との間の領域のうち、少なくとも前記液晶層における液晶分子のプレチルト方向に位置する角に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項7】
前記第1電極および前記第2電極は、前記角のみに設けられていることを特徴とする請求項6に記載の液晶装置。
【請求項8】
前記第1電極および前記第2電極は各々、前記画像表示領域から前記シール材に向かって交互に複数ずつ、設けられていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項9】
前記素子基板および前記対向基板には無機配向膜が設けられ、
前記液晶層には、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項10】
請求項1乃至9の何れか一項に記載の液晶装置を備えた投射型表示装置であって、
前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、
前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、
を有していることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項11】
請求項1乃至9の何れか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項1】
画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、
前記素子基板に対向して設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、
前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
前記対向基板において、前記画像表示領域と前記第1電極および前記第2電極に対向する領域とに設けられた共通電極と、を備え、
前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、
前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする液晶装置。
【請求項2】
画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、
前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記素子基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、
前記素子基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
前記対向基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、
前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、
前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする液晶装置。
【請求項3】
画像表示領域に画素電極が設けられた素子基板と、
前記画像表示領域に共通電極が設けられた対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板とを貼り合わせるシール材と、
前記素子基板と前記対向基板との間において前記シール材で囲まれた領域内に保持された液晶層と、
前記対向基板の前記画像表示領域と前記シール材との間に設けられた第1電極と、
前記対向基板の前記第1電極と前記シール材との間に設けられた第2電極と、
前記素子基板において前記第1電極および前記第2電極に対向する領域に設けられた第3電極と、を備え、
前記共通電極より前記画素電極の電位が高い条件で前記液晶層を駆動する第1期間と前記共通電極より前記画素電極の電位が低い条件で前記液晶層を駆動する第2期間とが交互に設けられ、
前記第1期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より低い電位が前記第2電極に印加され、前記第2期間の少なくとも一部の期間において前記第3電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記第3電極より高い電位が前記第2電極に印加されることを特徴とする液晶装置。
【請求項4】
前記第1期間では、前記共通電極より低い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より高い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、
前記第2期間では、前記共通電極より高い電位が前記第1電極に印加されるとともに前記共通電極より低い電位が前記第2電極に印加された後、前記共通電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
【請求項5】
前記第1期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加され、
前記第2期間では、前記第3電極と異なる電位が前記第1電極および前記第2電極に印加された後、前記第3電極と同一の電位が前記第1電極および前記第2電極に印加されることを特徴とする請求項2または3に記載の液晶装置。
【請求項6】
前記第1電極および前記第2電極は、前記画像表示領域と前記シール材との間の領域のうち、少なくとも前記液晶層における液晶分子のプレチルト方向に位置する角に設けられていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項7】
前記第1電極および前記第2電極は、前記角のみに設けられていることを特徴とする請求項6に記載の液晶装置。
【請求項8】
前記第1電極および前記第2電極は各々、前記画像表示領域から前記シール材に向かって交互に複数ずつ、設けられていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項9】
前記素子基板および前記対向基板には無機配向膜が設けられ、
前記液晶層には、誘電異方性が負のネマチック液晶化合物が用いられていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項10】
請求項1乃至9の何れか一項に記載の液晶装置を備えた投射型表示装置であって、
前記液晶装置に供給される光を出射する光源部と、
前記液晶装置によって変調された光を投射する投射光学系と、
を有していることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項11】
請求項1乃至9の何れか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−247662(P2012−247662A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−120046(P2011−120046)
【出願日】平成23年5月30日(2011.5.30)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年5月30日(2011.5.30)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
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