空間光変調素子および投射型表示装置
【課題】寄生容量増加による画質劣化や、ＴＦＴ素子における逆電流の上昇という不具合の発生を抑制しつつ、遮光性能を向上させることの可能な空間光変調素子および投射型表示装置を提供する。
【解決手段】空間光変調素子は、走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層とを備えている。画素回路は、ＬＤＤ領域を含むＴＦＴ素子を有している。フローティング遮光層は、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置されている。
【解決手段】空間光変調素子は、走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層とを備えている。画素回路は、ＬＤＤ領域を含むＴＦＴ素子を有している。フローティング遮光層は、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、耐光性能の改善された空間光変調素子およびそれを備えた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスだけでなく、家庭でも、スクリーンに映像を投影するプロジェクタが広く利用されている。プロジェクタは、光源からの光をライトバルブで変調することにより画像光を生成し、スクリーンに投射して表示を行うものである。ライトバルブは、液晶パネルで構成されており、各画素が外部からの映像信号に応じてアクティブマトリクス駆動されることにより、光を変調するようになっている。
【０００３】
近年、プロジェクタの高輝度化が進んでおり、ライトバルブとして用いられる液晶パネルの耐光性能の更なる向上が求められている。液晶パネルにおける耐光性能の向上において、画素回路に含まれるＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）素子に光源からの光が照射されるのを遮る遮光構造の性能の高さが非常に重要である。例えば、図１０に模式的に示したように、回路基板２１０において、ＴＦＴ素子のＬＤＤ領域２２０の直上に、信号線２３０や、蓄積容量２４０が配置されており、これら信号線２３０および蓄積容量２４０が遮光構造としての役割も有している。なお、図１０に関連する内容が、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ０１／０８２２７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プロジェクタ投影時には、光源からの光は直進成分のみならず、斜め成分も含んでいる。そのため、遮光構造は、ＬＤＤ領域２２０にできるだけ近接して配置されていることが好ましい。しかし、信号線２３０には、映像信号に対応した信号電圧が印加されるので、信号線２３０がＬＤＤ領域２２０に近づくと、その信号電圧の影響で、寄生容量増加による画質劣化や、ＴＦＴ素子における逆電流の上昇という不具合が発生してしまう。そのため、遮光構造をＬＤＤ領域２２０に単純に近づけることができないという問題があった。
【０００６】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述の不具合の発生を抑制しつつ、遮光性能を向上させることの可能な空間光変調素子およびそれを備えた投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の空間光変調素子は、走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層とを備えている。画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有している。フローティング遮光層は、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置されている。
【０００８】
本技術の投射型表示装置は、上記の空間光変調素子と、上記の空間光変調素子を駆動する駆動回路とを備えている。
【０００９】
本技術の空間光変調素子および投射型表示装置では、フローティング遮光層が、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置されている。これにより、直進成分だけでなく、斜め成分の光のＬＤＤ領域への入射が、フローティング遮光層によって妨げられる。さらに、フローティング遮光層は、電気的にフローティングとなっているので、信号線をＬＤＤ領域に近接させたときのような、寄生容量増加による画質劣化や、ＴＦＴ素子における逆電流の上昇という不具合の発生はない。また、フローティング遮光層が、ＬＤＤ領域と、信号線との間に配置されている場合には、信号電圧によって生成された電界のＬＤＤ領域への到達がフローティング遮光層によって妨げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本技術の空間光変調素子および投射型表示装置によれば、フローティング遮光層を、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置するとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置するようにしたので、上述の不具合の発生を抑制しつつ、遮光性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本技術の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す図である。
【図２】空間光変調部の構成の一例を表す図である。
【図３】画素の回路構成の一例を表す図である。
【図４】画素およびその近傍の断面構成の一例を表す図である。
【図５】遮光層の有無によるフリッカ値の変化について説明するための特性図である。
【図６】遮光層の有無による逆電流の変化について説明するための特性図である。
【図７】遮光層の有無および遮光層の電位による黒欠陥レベルの変化について説明するための特性図である。
【図８】遮光層の有無および遮光層の電位によるフリッカ値の変化について説明するための特性図である。
【図９】遮光層の有無および遮光層の電位による逆電流の変化について説明するための特性図である。
【図１０】従来の回路基板の断面構成の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
３．実施例
【００１３】
＜１．実施の形態＞
［構成］
図１は、本技術の一実施の形態に係るプロジェクタ１００の全体構成の一例を表したものである。プロジェクタ１００は、「投射型表示装置」の一具体例に相当する。プロジェクタ１００は、例えば、図示しない情報処理装置の画面に表示されている画像をスクリーン２００上に投影するものである。
【００１４】
プロジェクタ１００は、例えば、３板式の透過型プロジェクタであり、例えば、発光部１１０、光路分岐部１２０、空間光変調部１３０、合成部１４０および投影部１５０を有している。
【００１５】
発光部１１０は、空間光変調部１３０の被照射面を照射する光束を供給するものであり、例えば、白色光源のランプと、そのランプの背後に形成された反射鏡とを含んで構成されている。この発光部１１０は、必要に応じて、ランプの光１１１が通過する領域（光軸ＡＸ上）に、何らかの光学素子を有していてもよい。例えば、ランプの光軸ＡＸ上に、ランプからの光１１１のうち可視光以外の光を減光するフィルタと、空間光変調部１３０の被照射面上の照度分布を均一にするオプティカルインテグレータとをランプ側からこの順に設けることが可能である。
【００１６】
光路分岐部１２０は、発光部１１０から出力された光１１１を波長帯の互いに異なる複数の色光に分離して、各色光を空間光変調部１３０の被照射面に導くものである。光路分岐部１２０は、例えば、図１に示したように、１つのクロスミラー１２１と、２つのミラー１２２と、２つのミラー１２３とを含んで構成されている。クロスミラー１２１は、発光部１１０から出力された光１１１を波長帯の互いに異なる複数の色光に分離する共に各色光の光路を分岐するものである。クロスミラー１２１は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、互いに異なる波長選択性を持つ２枚のミラーを互いに交差させて連結して構成されている。ミラー１２２，１２３は、クロスミラー１２１により光路分岐された色光（図１では赤色光１１１Ｒ，青色光１１１Ｂ）を反射するものであり、光軸ＡＸとは異なる場所に配置されている。ミラー１２２は、クロスミラー１２１に含まれる一のミラーによって光軸ＡＸと交差する一の方向に反射された光（図１では赤色光１１１Ｒ）を空間光変調部１３０Ｒ（後述）の被照射面に導くように配置されている。ミラー１２３は、クロスミラー１２１に含まれる他のミラーによって光軸ＡＸと交差する他の方向に反射された光（図１では青色光１１１Ｂ）を空間光変調部１３０Ｂ（後述）の被照射面に導くように配置されている。発光部１１０から出力された光１１１のうちクロスミラー１２１を透過して光軸ＡＸ上を通過する光(図１では緑色光１１１Ｇ)は、光軸ＡＸ上に配置された空間光変調部１３０Ｇ（後述）の被照射面に入射するようになっている。
【００１７】
空間光変調部１３０は、図示しない情報処理装置から入力された映像信号Ｄｉｎに応じて、複数の色光を色光ごとに変調して色光ごとに変調光を生成するものである。この空間光変調部１３０は、例えば、赤色光１１１Ｒを変調する空間光変調部１３０Ｒと、緑色光１１１Ｇを変調する空間光変調部１３０Ｇと、青色光１１１Ｂを変調する空間光変調部１３０Ｂとを含んでいる。
【００１８】
空間光変調部１３０Ｒは、合成部１４０の一の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部１３０Ｒは、入射した赤色光１１１Ｒを映像信号Ｄｉｎに基づいて変調して赤画像光１１２Ｒを生成し、この赤画像光１１２Ｒを空間光変調部１３０Ｒの背後にある合成部１４０の一の面に出力するようになっている。空間光変調部１３０Ｇは、合成部１４０の他の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部１３０Ｇは、入射した緑色光１１１Ｇを映像信号Ｄｉｎに基づいて変調して緑画像光１１２Ｇを生成し、この緑画像光１１２Ｇを空間光変調部１３０Ｒの背後にある合成部１４０の他の面に出力するようになっている。空間光変調部１３０Ｂは、合成部１４０のその他の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部１３０Ｂは、入射した青色光１１１Ｂを映像信号Ｄｉｎに基づいて変調して青画像光１１２Ｂを生成し、この青画像光１１２Ｂを空間光変調部１３０Ｒの背後にある合成部１４０のその他の面に出力するようになっている。
【００１９】
合成部１４０は、複数の変調光を合成して画像光を生成するものである。この合成部１４０は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば、４つのプリズムを接合して構成されたクロスプリズムである。これらのプリズムの接合面には、例えば、多層干渉膜等により、互いに異なる波長選択性を持つ２つの選択反射面が形成されている。一の選択反射面は、例えば、空間光変調部１３０Ｒから出力された赤画像光１１２Ｒを光軸ＡＸと平行な方向に反射して投影部１５０の方向に導くようになっている。また、他の選択反射面は、例えば、空間光変調部１３０Ｂから出力された青画像光１１２Ｂを光軸ＡＸと平行な方向に反射して投影部１５０の方向に導くようになっている。また、空間光変調部１３０Ｇから出力された緑画像光１１２Ｇは、２つの選択反射面を透過して、投影部１５０の方向に進むようになっている。結局、合成部１４０は、空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂによってそれぞれ生成された画像光を合成して画像光１１３を生成し、生成した画像光１１３を投影部１５０に出力するように機能する。
【００２０】
投影部１５０は、合成部１４０から出力された画像光１１３をスクリーン２００上に投影して画像を表示させるものである。この投影部１５０は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば、投影レンズによって構成されている。
【００２１】
図２は、図１の空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの全体構成の一例を表したものである。空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、例えば、液晶パネル１０と、液晶パネル１０を駆動する駆動回路３０とを備えたものである。駆動回路３０は、表示制御部３１と、データドライバ３２と、ゲートドライバ３３とを有している。なお、液晶パネル１０が、「空間光変調素子」の一具体例に相当する。また、駆動回路３０が、「駆動回路」の一具体例に相当する。
【００２２】
液晶パネル１０は、複数の画素１１が表示領域全体に渡ってマトリクス状に形成されたものである。液晶パネル１０は、各画素１１をデータドライバ３２およびゲートドライバ３３によってアクティブ駆動することにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎに基づく画像を表示するものである。
【００２３】
液晶パネル１０は、行方向に延在する複数の走査線ＷＳＬと、列方向に延在する複数の信号線ＤＴＬと、行方向に延在する複数の共通接続線ＣＯＭとを有している。信号線ＤＴＬと走査線ＷＳＬとの交差部分に対応して、画素１１が設けられている（図３）。各信号線ＤＴＬは、データドライバ３２の出力端（図示せず）に接続されている。各走査線ＷＳＬは、ゲートドライバ３３の出力端（図示せず）に接続されている。各共通接続線ＣＯＭは、例えば、固定の電位を出力する回路の出力端（図示せず）に接続されている。
【００２４】
表示制御部３１は、例えば、供給される映像信号Ｄｉｎを１画面ごと（１フレームの表示ごと）にフレームメモリに格納して保持するものである。表示制御部３１は、また、例えば、液晶パネル１０を駆動するデータドライバ３２およびゲートドライバ３３が連動して動作するように制御する機能を有している。具体的には、表示制御部３１は、例えば、データドライバ３２に走査タイミング制御信号を供給し、データドライバ３２に、フレームメモリに保持されている画像信号に基づいた１水平ライン分の画像信号と表示タイミング制御信号を供給するようになっている。
【００２５】
データドライバ３２は、例えば、表示制御部３１から供給される１水平ライン分の映像信号Ｄｉｎを、各画素１１に信号電圧として供給するものである。具体的には、データドライバ３２は、例えば、映像信号Ｄｉｎに対応する信号電圧を、ゲートドライバ３３により選択された１水平ラインを構成する各画素１１に、信号線ＤＴＬを介してそれぞれ供給するものである。
【００２６】
ゲートドライバ３３は、例えば、表示制御部３１から供給される走査タイミング制御信号に応じて、駆動対象の画素１１を選択する機能を有している。具体的には、ゲートドライバ３３は、例えば、走査線ＷＳＬを介して、選択パルスを画素１１のトランジスタ１７のゲート（後述）に印加することにより、表示領域にマトリックス状に形成されている画素１１のうちの１行を駆動対象として選択するようになっている。そして、これらの画素１１では、データドライバ３２から供給される信号電圧に応じて、１水平ラインの表示がなされる。このようにして、ゲートドライバ３３は、例えば、時分割的に１水平ラインずつ順次走査を行い、表示領域全体にわたった表示を行うようになっている。
【００２７】
次に、画素１１の回路構成について説明する。図３は、画素１１の回路構成例を表すものである。画素１１は、液晶素子１２と、液晶素子１２を駆動する画素回路１３とを有している。液晶素子１２および画素回路１３は、走査線ＷＳＬおよび信号線ＤＴＬの交差部分に対応して設けられている。液晶素子１２は、液晶セル１４と、液晶セル１４を挟み込む画素電極１５および共通電極１６とにより構成されている。画素回路１３は、液晶素子１２に信号電圧を書き込むトランジスタ１７と、液晶素子１２に書き込んだ電圧を保持する蓄積容量１８とにより構成されている。
【００２８】
液晶セル１４は、印加される電圧レベルにより液晶分子の配向が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にするものであり、例えば、ネマティック液晶からなる。画素電極１５は、画素１１ごとの電極として機能するものであり、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料により構成されている。画素電極１５は、トランジスタ１７のドレインに接続されている。共通電極１６は、各画素電極１５と対向する領域全体に渡って形成されており、各画素１１の共通電極として機能するものである。共通電極１６は、共通接続線ＣＯＭに接続されている。
【００２９】
トランジスタ１７は、電界効果型のＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）素子である。なお、トランジスタ１７の内部構成については、後に詳述する。蓄積容量１８は、画素電極１５と共通電極１６との間に保持された信号電圧がリークするのを防止するためのものであり、所定の間隙を介して互いに対向する一対の容量電極１８Ａ，１８Ｂで構成されている。容量電極１８Ａは、トランジスタ１７のドレインに接続されており、容量電極１８Ｂは、共通接続線ＣＯＭに接続されている。
【００３０】
次に、液晶パネル１０における画素１１およびその周辺の断面構成について説明する。図４は、液晶パネル１０における画素１１およびその近傍の断面構成例を表すものである。液晶パネル１０は、ＴＦＴ基板４０と、対向基板５０と、これらの基板に挟まれた液晶層６０とを含んで構成されている。液晶層６０は、例えば、ネマティック液晶からなり、液晶層６０のうち画素電極１５と対向する部位が上述の液晶セル１４に対応している。
【００３１】
ＴＦＴ基板４０は、例えば、対向基板５０とは反対側から順に、偏光板４１、支持基板４２、トランジスタ１７、画素電極１５および配向膜４３を有している。ＴＦＴ基板４０は、さらに、走査線ＷＳＬ、信号線ＤＴＬ、共通接続線ＣＯＭ（図示せず）および遮光層４４，４５，４６を有している。対向基板５０は、例えば、画像光の射出面側から順に、偏光板５１、支持基板５２、共通電極１６および配向膜５３を有している。
【００３２】
偏光板４１，５１は、例えばクロスニコル配置されたものであり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させるようになっている。配向膜４３，５３は、液晶層６０に含まれる液晶分子を配向させるものである。遮光層４５は、容量電極１８Ｂの電位と同一の電位となっている層である。遮光層４６は、容量電極１８Ａの電位と同一の電位となっている層である。なお、遮光層４４については、後に詳述する。
【００３３】
トランジスタ１７は、ＴＦＴ素子であり、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有している。トランジスタ１７は、チャネル領域１７Ａと、チャネル領域１７Ａに電界を印加するゲート１７Ｂと、チャネル領域１７Ａとゲート１７Ｂとを互いに絶縁分離するゲート絶縁膜１７Ｃとを有している。トランジスタ１７は、また、チャネル領域１７Ａの両脇に設けられたＬＤＤ領域１７Ｄと、ＬＤＤ領域１７Ｄのさらに外側に設けられたソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆとを有している。トランジスタ１７において、ソース領域１７Ｅが信号線ＤＴＬに接続され、ゲート１７Ｂが走査線ＷＳＬに接続され、ドレイン領域１７Ｆが画素電極１５に接続されている。
【００３４】
チャネル領域１７Ａ、ＬＤＤ領域１７Ｄ、ソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆは、ともに、例えば、同一層に形成されており、例えば、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンなどにより構成されている。ソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆには、例えばｎ型不純物などの不純物がドーピングされている。ＬＤＤ領域１７Ｄには、ソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆよりも不純物濃度が低くなるように、不純物がドーピングされている。
【００３５】
信号線ＤＴＬは、トランジスタ１７を含む層と、画素電極１５を含む層との間に配置されている。信号線ＤＴＬは、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上（対向領域）に配置されており、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上（対向領域）に配置されている。信号線ＤＴＬは、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄとの対向領域を横切るように延在して形成されている。走査線ＷＳＬは、例えば、支持基板４２と、トランジスタ１７を含む層との間に配置されている。走査線ＷＳＬは、例えば、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直下（対向領域）に配置されており、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直下（対向領域）に配置されている。走査線ＷＳＬは、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄとの対向領域を横切るように延在して形成されている。遮光層４５，４６は、例えば、トランジスタ１７を含む層と、信号線ＤＴＬを含む層との間に配置されている。遮光層４５，４６は、例えば、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上（対向領域）に配置されており、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上（対向領域）に配置されている。
【００３６】
信号線ＤＴＬおよび遮光層４５，４６が、ともに、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上（対向領域）に配置されていることが好ましく、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上（対向領域）に配置されていることがより好ましい。
【００３７】
次に、遮光層４４について説明する。遮光層４４は、遮光性材料で構成されており、かつ、電気的にフローティングしている。遮光層４４は、「フローティング遮光層」の一具体例に相当する。遮光層４４は、例えば、画素回路１３ごとに１つずつ設けられている。なお、遮光層は、複数の画素回路１３ごとに１つずつ設けられていてもよく、例えば、画素行ごとに１つずつ設けられていてもよい。
【００３８】
遮光層４４は、対向基板５０側からの入射光が少なくともＬＤＤ領域１７Ｄに侵入するのを遮るようになっており、好ましくは、対向基板５０側からの入射光がＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａに侵入するのを遮るようになっている。遮光層４４は、ＬＤＤ領域１７Ｄを含む層と、信号線ＤＴＬを含む層との間に配置されている。遮光層４４は、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上に配置されており、好ましくはＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上に配置されている。
【００３９】
[動作]
次に、表示装置１の動作の一例について説明する。表示装置１では、外部から入力された映像信号Ｄｉｎに基づいて、１水平ライン分の映像信号Ｄｉｎがデータドライバ３２に供給されるとともに、データドライバ３２およびゲートドライバ３３にタイミング制御信号が供給される。そして、映像信号Ｄｉｎに対応する信号電圧が信号線ＤＴＬに印加されるとともに、フレーム反転駆動が行われ、さらに、選択パルスが走査線ＷＳＬを介して画素１１のトランジスタ１７のゲートに印加される。これにより、選択された各画素１１から、信号電圧に応じた輝度の光が発せられ、１水平ラインの表示がなされるとともに、ゲートドライバ３３による順次走査により表示領域全体に渡った表示が行われる。
【００４０】
[効果]
次に、空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂにおける遮光層４４の効果について説明する。空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂでは、遮光層４４が、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄとの対向領域に配置されるとともに、信号線ＤＴＬよりもＬＤＤ領域１７Ｄに近接して配置されている。これにより、直進成分だけでなく、斜め成分の光のＬＤＤ領域１７Ｄへの入射が、遮光層４４によって妨げられる。さらに、遮光層４４は、電気的にフローティングとなっているので、信号線ＤＴＬをＬＤＤ領域１７Ｄに近接させたときのような、寄生容量増加による画質劣化や、トランジスタ１７における逆電流の上昇という不具合の発生はない。また、遮光層４４が、ＬＤＤ領域１７Ｄと、信号線ＤＴＬとの間に配置されている場合には、信号電圧によって生成された電界のＬＤＤ領域１７Ｄへの到達が遮光層４４によって妨げられる。従って、上述の不具合の発生を抑制しつつ、空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの遮光性能を向上させることができる。
【００４１】
＜２．変形例＞
上記実施の形態において、遮光層４４が高抵抗の配線と接続されていてもよい。このような場合であっても、遮光層４４を実質的にフローティングとみなすことができるからである。
【００４２】
＜３．実施例＞
図５は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときのフリッカの計測結果を表すものである。フリッカ値が小さいほど、耐光性が高いことを意味している。実施例に係る液晶パネルでは、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に、遮光層４４，４５，４６および信号線ＤＴＬが図４に示したように配置されている。一方、比較例に係る液晶パネルでは、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に、遮光層４５，４６および信号線ＤＴＬが配置されているが、遮光層４４は配置されていない。図５から、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に遮光層４４を設けることにより、フリッカを約６ｄＢも改善することができたことがわかる。
【００４３】
図６（Ａ）は、実施例および比較例に係る液晶表示パネルに光を照射したときのＩ−Ｖ特性の計測結果を表すものである。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）において電圧が−７．５Ｖとなっているときの電流値を抜き出したものである。図６（Ａ），（Ｂ）における実施例および比較例は、上記と同様の構成となっている。図６（Ａ），（Ｂ）から、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に遮光層４４を設けることにより、逆電流を約６０％も改善することができたことがわかる。
【００４４】
図７は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときの黒欠陥レベルの計測結果を表すものである。黒欠陥レベルとは、白階調に対応する信号電圧を入力したときに画素充電不足で白階調に到達しない度合いを表したものである。黒欠陥レベルが高いほど、画素充電不足が著しいことを示している。遮光層４４が設けられていないもの（比較例１）と、遮光層４４と同一の位置に設けた遮光層に、共通接続線ＣＯＭの電位と同一の電位（共通電位）が印加されているもの（比較例２）と、フローティングの遮光層４４を設けたもの（実施例）を用意した。図７から、遮光層をフローティングすることにより、ＬＤＤ領域１７Ｄに遮光層を近接させたとしても、黒欠陥レベルを低く抑えることができたことがわかる。
【００４５】
図８は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときのフリッカ値の計測結果を表すものである。図７のときと同様、比較例１、比較例２および実施例に係る液晶パネルを用意した。図８から、遮光層の電位に拘わらず、ＬＤＤ領域１７Ｄに遮光層を近接させることで、フリッカ値を低く抑えることができたことがわかる。
【００４６】
図９（Ａ）は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときのＩ−Ｖ特性の計測結果を表すものである。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）において電圧が−７．５Ｖとなっているときの電流値を抜き出したものである。図７のときと同様、比較例１、比較例２および実施例に係る液晶パネルを用意した。図９（Ａ），（Ｂ）から、遮光層を共通電位にすることが逆電流の抑制に最も効果があったが、遮光層をフローティングにした場合であっても、遮光層が設けられていない場合よりも約６０％も改善することができたことがわかる。
【００４７】
以上のことから、遮光層をフローティングにすることにより、フリッカ値、逆電流値および黒欠陥レベルのいずれも、低く抑えることができたことがわかる。
【００４８】
また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を備え、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
空間光変調素子。
（２）
前記ＴＦＴ素子は、チャネル領域を含み、
前記フローティング遮光層は、前記ＬＤＤ領域だけでなく、前記チャネル領域との対向領域にも配置されている
（１）に記載の空間光変調素子。
（３）
前記信号線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
（１）または（２）に記載の空間光変調素子。
（４）
前記走査線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の空間光変調素子。
（５）
照明光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と
を備え、
前記空間光変調素子は、
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を有し、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
投射型表示装置。
【符号の説明】
【００４９】
１０…液晶パネル、１１…画素、１２…液晶素子、１３…画素回路、１４…液晶セル、１５…画素電極、１６…共通電極、１７…トランジスタ、１７Ａ…チャネル、１７Ｂ…ゲート、１７Ｃ…ゲート絶縁膜、１７Ｄ…ＬＤＤ領域、１７Ｅ…ソース領域、１８…蓄積容量、１８Ａ，１８Ｂ…容量電極、３０…駆動回路、３１…表示制御部、３２…データドライバ、３３…ゲートドライバ、４０…ＴＦＴ基板、４１，５１…偏光板、４２，５２…支持基板、４３，５３…配向膜、４４，４５，４６…遮光層、５０…対向基板、６０…液晶層、１００…プロジェクタ、１１０…発光部、１１１…光、１１１Ｒ…赤色光、１１１Ｇ…緑色光、１１１Ｂ…青色光、１１２Ｒ…赤画像光、１１２Ｇ…緑画像光、１１２Ｂ…青画像光、１２０…光路分岐部、１２１…クロスミラー、１２２，１２３…ミラー、１３０，１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ…空間光変調部、１４０…合成部、１５０…投影部、２００…スクリーン、ＡＸ…光軸、ＣＯＭ…共通接続線、Ｄｉｎ…映像信号、ＤＴＬ…信号線、ＷＳＬ…走査線。
【技術分野】
【０００１】
本技術は、耐光性能の改善された空間光変調素子およびそれを備えた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスだけでなく、家庭でも、スクリーンに映像を投影するプロジェクタが広く利用されている。プロジェクタは、光源からの光をライトバルブで変調することにより画像光を生成し、スクリーンに投射して表示を行うものである。ライトバルブは、液晶パネルで構成されており、各画素が外部からの映像信号に応じてアクティブマトリクス駆動されることにより、光を変調するようになっている。
【０００３】
近年、プロジェクタの高輝度化が進んでおり、ライトバルブとして用いられる液晶パネルの耐光性能の更なる向上が求められている。液晶パネルにおける耐光性能の向上において、画素回路に含まれるＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）素子に光源からの光が照射されるのを遮る遮光構造の性能の高さが非常に重要である。例えば、図１０に模式的に示したように、回路基板２１０において、ＴＦＴ素子のＬＤＤ領域２２０の直上に、信号線２３０や、蓄積容量２４０が配置されており、これら信号線２３０および蓄積容量２４０が遮光構造としての役割も有している。なお、図１０に関連する内容が、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ０１／０８２２７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プロジェクタ投影時には、光源からの光は直進成分のみならず、斜め成分も含んでいる。そのため、遮光構造は、ＬＤＤ領域２２０にできるだけ近接して配置されていることが好ましい。しかし、信号線２３０には、映像信号に対応した信号電圧が印加されるので、信号線２３０がＬＤＤ領域２２０に近づくと、その信号電圧の影響で、寄生容量増加による画質劣化や、ＴＦＴ素子における逆電流の上昇という不具合が発生してしまう。そのため、遮光構造をＬＤＤ領域２２０に単純に近づけることができないという問題があった。
【０００６】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述の不具合の発生を抑制しつつ、遮光性能を向上させることの可能な空間光変調素子およびそれを備えた投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の空間光変調素子は、走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層とを備えている。画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有している。フローティング遮光層は、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置されている。
【０００８】
本技術の投射型表示装置は、上記の空間光変調素子と、上記の空間光変調素子を駆動する駆動回路とを備えている。
【０００９】
本技術の空間光変調素子および投射型表示装置では、フローティング遮光層が、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置されている。これにより、直進成分だけでなく、斜め成分の光のＬＤＤ領域への入射が、フローティング遮光層によって妨げられる。さらに、フローティング遮光層は、電気的にフローティングとなっているので、信号線をＬＤＤ領域に近接させたときのような、寄生容量増加による画質劣化や、ＴＦＴ素子における逆電流の上昇という不具合の発生はない。また、フローティング遮光層が、ＬＤＤ領域と、信号線との間に配置されている場合には、信号電圧によって生成された電界のＬＤＤ領域への到達がフローティング遮光層によって妨げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本技術の空間光変調素子および投射型表示装置によれば、フローティング遮光層を、少なくともＬＤＤ領域との対向領域に配置するとともに、信号線よりもＬＤＤ領域に近接して配置するようにしたので、上述の不具合の発生を抑制しつつ、遮光性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本技術の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す図である。
【図２】空間光変調部の構成の一例を表す図である。
【図３】画素の回路構成の一例を表す図である。
【図４】画素およびその近傍の断面構成の一例を表す図である。
【図５】遮光層の有無によるフリッカ値の変化について説明するための特性図である。
【図６】遮光層の有無による逆電流の変化について説明するための特性図である。
【図７】遮光層の有無および遮光層の電位による黒欠陥レベルの変化について説明するための特性図である。
【図８】遮光層の有無および遮光層の電位によるフリッカ値の変化について説明するための特性図である。
【図９】遮光層の有無および遮光層の電位による逆電流の変化について説明するための特性図である。
【図１０】従来の回路基板の断面構成の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
３．実施例
【００１３】
＜１．実施の形態＞
［構成］
図１は、本技術の一実施の形態に係るプロジェクタ１００の全体構成の一例を表したものである。プロジェクタ１００は、「投射型表示装置」の一具体例に相当する。プロジェクタ１００は、例えば、図示しない情報処理装置の画面に表示されている画像をスクリーン２００上に投影するものである。
【００１４】
プロジェクタ１００は、例えば、３板式の透過型プロジェクタであり、例えば、発光部１１０、光路分岐部１２０、空間光変調部１３０、合成部１４０および投影部１５０を有している。
【００１５】
発光部１１０は、空間光変調部１３０の被照射面を照射する光束を供給するものであり、例えば、白色光源のランプと、そのランプの背後に形成された反射鏡とを含んで構成されている。この発光部１１０は、必要に応じて、ランプの光１１１が通過する領域（光軸ＡＸ上）に、何らかの光学素子を有していてもよい。例えば、ランプの光軸ＡＸ上に、ランプからの光１１１のうち可視光以外の光を減光するフィルタと、空間光変調部１３０の被照射面上の照度分布を均一にするオプティカルインテグレータとをランプ側からこの順に設けることが可能である。
【００１６】
光路分岐部１２０は、発光部１１０から出力された光１１１を波長帯の互いに異なる複数の色光に分離して、各色光を空間光変調部１３０の被照射面に導くものである。光路分岐部１２０は、例えば、図１に示したように、１つのクロスミラー１２１と、２つのミラー１２２と、２つのミラー１２３とを含んで構成されている。クロスミラー１２１は、発光部１１０から出力された光１１１を波長帯の互いに異なる複数の色光に分離する共に各色光の光路を分岐するものである。クロスミラー１２１は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、互いに異なる波長選択性を持つ２枚のミラーを互いに交差させて連結して構成されている。ミラー１２２，１２３は、クロスミラー１２１により光路分岐された色光（図１では赤色光１１１Ｒ，青色光１１１Ｂ）を反射するものであり、光軸ＡＸとは異なる場所に配置されている。ミラー１２２は、クロスミラー１２１に含まれる一のミラーによって光軸ＡＸと交差する一の方向に反射された光（図１では赤色光１１１Ｒ）を空間光変調部１３０Ｒ（後述）の被照射面に導くように配置されている。ミラー１２３は、クロスミラー１２１に含まれる他のミラーによって光軸ＡＸと交差する他の方向に反射された光（図１では青色光１１１Ｂ）を空間光変調部１３０Ｂ（後述）の被照射面に導くように配置されている。発光部１１０から出力された光１１１のうちクロスミラー１２１を透過して光軸ＡＸ上を通過する光(図１では緑色光１１１Ｇ)は、光軸ＡＸ上に配置された空間光変調部１３０Ｇ（後述）の被照射面に入射するようになっている。
【００１７】
空間光変調部１３０は、図示しない情報処理装置から入力された映像信号Ｄｉｎに応じて、複数の色光を色光ごとに変調して色光ごとに変調光を生成するものである。この空間光変調部１３０は、例えば、赤色光１１１Ｒを変調する空間光変調部１３０Ｒと、緑色光１１１Ｇを変調する空間光変調部１３０Ｇと、青色光１１１Ｂを変調する空間光変調部１３０Ｂとを含んでいる。
【００１８】
空間光変調部１３０Ｒは、合成部１４０の一の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部１３０Ｒは、入射した赤色光１１１Ｒを映像信号Ｄｉｎに基づいて変調して赤画像光１１２Ｒを生成し、この赤画像光１１２Ｒを空間光変調部１３０Ｒの背後にある合成部１４０の一の面に出力するようになっている。空間光変調部１３０Ｇは、合成部１４０の他の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部１３０Ｇは、入射した緑色光１１１Ｇを映像信号Ｄｉｎに基づいて変調して緑画像光１１２Ｇを生成し、この緑画像光１１２Ｇを空間光変調部１３０Ｒの背後にある合成部１４０の他の面に出力するようになっている。空間光変調部１３０Ｂは、合成部１４０のその他の面との対向領域に配置されている。この空間光変調部１３０Ｂは、入射した青色光１１１Ｂを映像信号Ｄｉｎに基づいて変調して青画像光１１２Ｂを生成し、この青画像光１１２Ｂを空間光変調部１３０Ｒの背後にある合成部１４０のその他の面に出力するようになっている。
【００１９】
合成部１４０は、複数の変調光を合成して画像光を生成するものである。この合成部１４０は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば、４つのプリズムを接合して構成されたクロスプリズムである。これらのプリズムの接合面には、例えば、多層干渉膜等により、互いに異なる波長選択性を持つ２つの選択反射面が形成されている。一の選択反射面は、例えば、空間光変調部１３０Ｒから出力された赤画像光１１２Ｒを光軸ＡＸと平行な方向に反射して投影部１５０の方向に導くようになっている。また、他の選択反射面は、例えば、空間光変調部１３０Ｂから出力された青画像光１１２Ｂを光軸ＡＸと平行な方向に反射して投影部１５０の方向に導くようになっている。また、空間光変調部１３０Ｇから出力された緑画像光１１２Ｇは、２つの選択反射面を透過して、投影部１５０の方向に進むようになっている。結局、合成部１４０は、空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂによってそれぞれ生成された画像光を合成して画像光１１３を生成し、生成した画像光１１３を投影部１５０に出力するように機能する。
【００２０】
投影部１５０は、合成部１４０から出力された画像光１１３をスクリーン２００上に投影して画像を表示させるものである。この投影部１５０は、例えば、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば、投影レンズによって構成されている。
【００２１】
図２は、図１の空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの全体構成の一例を表したものである。空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、例えば、液晶パネル１０と、液晶パネル１０を駆動する駆動回路３０とを備えたものである。駆動回路３０は、表示制御部３１と、データドライバ３２と、ゲートドライバ３３とを有している。なお、液晶パネル１０が、「空間光変調素子」の一具体例に相当する。また、駆動回路３０が、「駆動回路」の一具体例に相当する。
【００２２】
液晶パネル１０は、複数の画素１１が表示領域全体に渡ってマトリクス状に形成されたものである。液晶パネル１０は、各画素１１をデータドライバ３２およびゲートドライバ３３によってアクティブ駆動することにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎに基づく画像を表示するものである。
【００２３】
液晶パネル１０は、行方向に延在する複数の走査線ＷＳＬと、列方向に延在する複数の信号線ＤＴＬと、行方向に延在する複数の共通接続線ＣＯＭとを有している。信号線ＤＴＬと走査線ＷＳＬとの交差部分に対応して、画素１１が設けられている（図３）。各信号線ＤＴＬは、データドライバ３２の出力端（図示せず）に接続されている。各走査線ＷＳＬは、ゲートドライバ３３の出力端（図示せず）に接続されている。各共通接続線ＣＯＭは、例えば、固定の電位を出力する回路の出力端（図示せず）に接続されている。
【００２４】
表示制御部３１は、例えば、供給される映像信号Ｄｉｎを１画面ごと（１フレームの表示ごと）にフレームメモリに格納して保持するものである。表示制御部３１は、また、例えば、液晶パネル１０を駆動するデータドライバ３２およびゲートドライバ３３が連動して動作するように制御する機能を有している。具体的には、表示制御部３１は、例えば、データドライバ３２に走査タイミング制御信号を供給し、データドライバ３２に、フレームメモリに保持されている画像信号に基づいた１水平ライン分の画像信号と表示タイミング制御信号を供給するようになっている。
【００２５】
データドライバ３２は、例えば、表示制御部３１から供給される１水平ライン分の映像信号Ｄｉｎを、各画素１１に信号電圧として供給するものである。具体的には、データドライバ３２は、例えば、映像信号Ｄｉｎに対応する信号電圧を、ゲートドライバ３３により選択された１水平ラインを構成する各画素１１に、信号線ＤＴＬを介してそれぞれ供給するものである。
【００２６】
ゲートドライバ３３は、例えば、表示制御部３１から供給される走査タイミング制御信号に応じて、駆動対象の画素１１を選択する機能を有している。具体的には、ゲートドライバ３３は、例えば、走査線ＷＳＬを介して、選択パルスを画素１１のトランジスタ１７のゲート（後述）に印加することにより、表示領域にマトリックス状に形成されている画素１１のうちの１行を駆動対象として選択するようになっている。そして、これらの画素１１では、データドライバ３２から供給される信号電圧に応じて、１水平ラインの表示がなされる。このようにして、ゲートドライバ３３は、例えば、時分割的に１水平ラインずつ順次走査を行い、表示領域全体にわたった表示を行うようになっている。
【００２７】
次に、画素１１の回路構成について説明する。図３は、画素１１の回路構成例を表すものである。画素１１は、液晶素子１２と、液晶素子１２を駆動する画素回路１３とを有している。液晶素子１２および画素回路１３は、走査線ＷＳＬおよび信号線ＤＴＬの交差部分に対応して設けられている。液晶素子１２は、液晶セル１４と、液晶セル１４を挟み込む画素電極１５および共通電極１６とにより構成されている。画素回路１３は、液晶素子１２に信号電圧を書き込むトランジスタ１７と、液晶素子１２に書き込んだ電圧を保持する蓄積容量１８とにより構成されている。
【００２８】
液晶セル１４は、印加される電圧レベルにより液晶分子の配向が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にするものであり、例えば、ネマティック液晶からなる。画素電極１５は、画素１１ごとの電極として機能するものであり、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料により構成されている。画素電極１５は、トランジスタ１７のドレインに接続されている。共通電極１６は、各画素電極１５と対向する領域全体に渡って形成されており、各画素１１の共通電極として機能するものである。共通電極１６は、共通接続線ＣＯＭに接続されている。
【００２９】
トランジスタ１７は、電界効果型のＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）素子である。なお、トランジスタ１７の内部構成については、後に詳述する。蓄積容量１８は、画素電極１５と共通電極１６との間に保持された信号電圧がリークするのを防止するためのものであり、所定の間隙を介して互いに対向する一対の容量電極１８Ａ，１８Ｂで構成されている。容量電極１８Ａは、トランジスタ１７のドレインに接続されており、容量電極１８Ｂは、共通接続線ＣＯＭに接続されている。
【００３０】
次に、液晶パネル１０における画素１１およびその周辺の断面構成について説明する。図４は、液晶パネル１０における画素１１およびその近傍の断面構成例を表すものである。液晶パネル１０は、ＴＦＴ基板４０と、対向基板５０と、これらの基板に挟まれた液晶層６０とを含んで構成されている。液晶層６０は、例えば、ネマティック液晶からなり、液晶層６０のうち画素電極１５と対向する部位が上述の液晶セル１４に対応している。
【００３１】
ＴＦＴ基板４０は、例えば、対向基板５０とは反対側から順に、偏光板４１、支持基板４２、トランジスタ１７、画素電極１５および配向膜４３を有している。ＴＦＴ基板４０は、さらに、走査線ＷＳＬ、信号線ＤＴＬ、共通接続線ＣＯＭ（図示せず）および遮光層４４，４５，４６を有している。対向基板５０は、例えば、画像光の射出面側から順に、偏光板５１、支持基板５２、共通電極１６および配向膜５３を有している。
【００３２】
偏光板４１，５１は、例えばクロスニコル配置されたものであり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させるようになっている。配向膜４３，５３は、液晶層６０に含まれる液晶分子を配向させるものである。遮光層４５は、容量電極１８Ｂの電位と同一の電位となっている層である。遮光層４６は、容量電極１８Ａの電位と同一の電位となっている層である。なお、遮光層４４については、後に詳述する。
【００３３】
トランジスタ１７は、ＴＦＴ素子であり、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有している。トランジスタ１７は、チャネル領域１７Ａと、チャネル領域１７Ａに電界を印加するゲート１７Ｂと、チャネル領域１７Ａとゲート１７Ｂとを互いに絶縁分離するゲート絶縁膜１７Ｃとを有している。トランジスタ１７は、また、チャネル領域１７Ａの両脇に設けられたＬＤＤ領域１７Ｄと、ＬＤＤ領域１７Ｄのさらに外側に設けられたソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆとを有している。トランジスタ１７において、ソース領域１７Ｅが信号線ＤＴＬに接続され、ゲート１７Ｂが走査線ＷＳＬに接続され、ドレイン領域１７Ｆが画素電極１５に接続されている。
【００３４】
チャネル領域１７Ａ、ＬＤＤ領域１７Ｄ、ソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆは、ともに、例えば、同一層に形成されており、例えば、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンなどにより構成されている。ソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆには、例えばｎ型不純物などの不純物がドーピングされている。ＬＤＤ領域１７Ｄには、ソース領域１７Ｅおよびドレイン領域１７Ｆよりも不純物濃度が低くなるように、不純物がドーピングされている。
【００３５】
信号線ＤＴＬは、トランジスタ１７を含む層と、画素電極１５を含む層との間に配置されている。信号線ＤＴＬは、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上（対向領域）に配置されており、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上（対向領域）に配置されている。信号線ＤＴＬは、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄとの対向領域を横切るように延在して形成されている。走査線ＷＳＬは、例えば、支持基板４２と、トランジスタ１７を含む層との間に配置されている。走査線ＷＳＬは、例えば、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直下（対向領域）に配置されており、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直下（対向領域）に配置されている。走査線ＷＳＬは、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄとの対向領域を横切るように延在して形成されている。遮光層４５，４６は、例えば、トランジスタ１７を含む層と、信号線ＤＴＬを含む層との間に配置されている。遮光層４５，４６は、例えば、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上（対向領域）に配置されており、例えば、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上（対向領域）に配置されている。
【００３６】
信号線ＤＴＬおよび遮光層４５，４６が、ともに、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上（対向領域）に配置されていることが好ましく、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上（対向領域）に配置されていることがより好ましい。
【００３７】
次に、遮光層４４について説明する。遮光層４４は、遮光性材料で構成されており、かつ、電気的にフローティングしている。遮光層４４は、「フローティング遮光層」の一具体例に相当する。遮光層４４は、例えば、画素回路１３ごとに１つずつ設けられている。なお、遮光層は、複数の画素回路１３ごとに１つずつ設けられていてもよく、例えば、画素行ごとに１つずつ設けられていてもよい。
【００３８】
遮光層４４は、対向基板５０側からの入射光が少なくともＬＤＤ領域１７Ｄに侵入するのを遮るようになっており、好ましくは、対向基板５０側からの入射光がＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａに侵入するのを遮るようになっている。遮光層４４は、ＬＤＤ領域１７Ｄを含む層と、信号線ＤＴＬを含む層との間に配置されている。遮光層４４は、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄの直上に配置されており、好ましくはＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル領域１７Ａの直上に配置されている。
【００３９】
[動作]
次に、表示装置１の動作の一例について説明する。表示装置１では、外部から入力された映像信号Ｄｉｎに基づいて、１水平ライン分の映像信号Ｄｉｎがデータドライバ３２に供給されるとともに、データドライバ３２およびゲートドライバ３３にタイミング制御信号が供給される。そして、映像信号Ｄｉｎに対応する信号電圧が信号線ＤＴＬに印加されるとともに、フレーム反転駆動が行われ、さらに、選択パルスが走査線ＷＳＬを介して画素１１のトランジスタ１７のゲートに印加される。これにより、選択された各画素１１から、信号電圧に応じた輝度の光が発せられ、１水平ラインの表示がなされるとともに、ゲートドライバ３３による順次走査により表示領域全体に渡った表示が行われる。
【００４０】
[効果]
次に、空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂにおける遮光層４４の効果について説明する。空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂでは、遮光層４４が、少なくともＬＤＤ領域１７Ｄとの対向領域に配置されるとともに、信号線ＤＴＬよりもＬＤＤ領域１７Ｄに近接して配置されている。これにより、直進成分だけでなく、斜め成分の光のＬＤＤ領域１７Ｄへの入射が、遮光層４４によって妨げられる。さらに、遮光層４４は、電気的にフローティングとなっているので、信号線ＤＴＬをＬＤＤ領域１７Ｄに近接させたときのような、寄生容量増加による画質劣化や、トランジスタ１７における逆電流の上昇という不具合の発生はない。また、遮光層４４が、ＬＤＤ領域１７Ｄと、信号線ＤＴＬとの間に配置されている場合には、信号電圧によって生成された電界のＬＤＤ領域１７Ｄへの到達が遮光層４４によって妨げられる。従って、上述の不具合の発生を抑制しつつ、空間光変調部１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂの遮光性能を向上させることができる。
【００４１】
＜２．変形例＞
上記実施の形態において、遮光層４４が高抵抗の配線と接続されていてもよい。このような場合であっても、遮光層４４を実質的にフローティングとみなすことができるからである。
【００４２】
＜３．実施例＞
図５は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときのフリッカの計測結果を表すものである。フリッカ値が小さいほど、耐光性が高いことを意味している。実施例に係る液晶パネルでは、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に、遮光層４４，４５，４６および信号線ＤＴＬが図４に示したように配置されている。一方、比較例に係る液晶パネルでは、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に、遮光層４５，４６および信号線ＤＴＬが配置されているが、遮光層４４は配置されていない。図５から、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に遮光層４４を設けることにより、フリッカを約６ｄＢも改善することができたことがわかる。
【００４３】
図６（Ａ）は、実施例および比較例に係る液晶表示パネルに光を照射したときのＩ−Ｖ特性の計測結果を表すものである。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）において電圧が−７．５Ｖとなっているときの電流値を抜き出したものである。図６（Ａ），（Ｂ）における実施例および比較例は、上記と同様の構成となっている。図６（Ａ），（Ｂ）から、ＬＤＤ領域１７Ｄおよびチャネル１７Ａの直上に遮光層４４を設けることにより、逆電流を約６０％も改善することができたことがわかる。
【００４４】
図７は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときの黒欠陥レベルの計測結果を表すものである。黒欠陥レベルとは、白階調に対応する信号電圧を入力したときに画素充電不足で白階調に到達しない度合いを表したものである。黒欠陥レベルが高いほど、画素充電不足が著しいことを示している。遮光層４４が設けられていないもの（比較例１）と、遮光層４４と同一の位置に設けた遮光層に、共通接続線ＣＯＭの電位と同一の電位（共通電位）が印加されているもの（比較例２）と、フローティングの遮光層４４を設けたもの（実施例）を用意した。図７から、遮光層をフローティングすることにより、ＬＤＤ領域１７Ｄに遮光層を近接させたとしても、黒欠陥レベルを低く抑えることができたことがわかる。
【００４５】
図８は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときのフリッカ値の計測結果を表すものである。図７のときと同様、比較例１、比較例２および実施例に係る液晶パネルを用意した。図８から、遮光層の電位に拘わらず、ＬＤＤ領域１７Ｄに遮光層を近接させることで、フリッカ値を低く抑えることができたことがわかる。
【００４６】
図９（Ａ）は、実施例および比較例に係る液晶パネルに光を照射したときのＩ−Ｖ特性の計測結果を表すものである。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）において電圧が−７．５Ｖとなっているときの電流値を抜き出したものである。図７のときと同様、比較例１、比較例２および実施例に係る液晶パネルを用意した。図９（Ａ），（Ｂ）から、遮光層を共通電位にすることが逆電流の抑制に最も効果があったが、遮光層をフローティングにした場合であっても、遮光層が設けられていない場合よりも約６０％も改善することができたことがわかる。
【００４７】
以上のことから、遮光層をフローティングにすることにより、フリッカ値、逆電流値および黒欠陥レベルのいずれも、低く抑えることができたことがわかる。
【００４８】
また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を備え、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
空間光変調素子。
（２）
前記ＴＦＴ素子は、チャネル領域を含み、
前記フローティング遮光層は、前記ＬＤＤ領域だけでなく、前記チャネル領域との対向領域にも配置されている
（１）に記載の空間光変調素子。
（３）
前記信号線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
（１）または（２）に記載の空間光変調素子。
（４）
前記走査線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の空間光変調素子。
（５）
照明光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と
を備え、
前記空間光変調素子は、
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を有し、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
投射型表示装置。
【符号の説明】
【００４９】
１０…液晶パネル、１１…画素、１２…液晶素子、１３…画素回路、１４…液晶セル、１５…画素電極、１６…共通電極、１７…トランジスタ、１７Ａ…チャネル、１７Ｂ…ゲート、１７Ｃ…ゲート絶縁膜、１７Ｄ…ＬＤＤ領域、１７Ｅ…ソース領域、１８…蓄積容量、１８Ａ，１８Ｂ…容量電極、３０…駆動回路、３１…表示制御部、３２…データドライバ、３３…ゲートドライバ、４０…ＴＦＴ基板、４１，５１…偏光板、４２，５２…支持基板、４３，５３…配向膜、４４，４５，４６…遮光層、５０…対向基板、６０…液晶層、１００…プロジェクタ、１１０…発光部、１１１…光、１１１Ｒ…赤色光、１１１Ｇ…緑色光、１１１Ｂ…青色光、１１２Ｒ…赤画像光、１１２Ｇ…緑画像光、１１２Ｂ…青画像光、１２０…光路分岐部、１２１…クロスミラー、１２２，１２３…ミラー、１３０，１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ…空間光変調部、１４０…合成部、１５０…投影部、２００…スクリーン、ＡＸ…光軸、ＣＯＭ…共通接続線、Ｄｉｎ…映像信号、ＤＴＬ…信号線、ＷＳＬ…走査線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を備え、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
空間光変調素子。
【請求項２】
前記ＴＦＴ素子は、チャネル領域を含み、
前記フローティング遮光層は、前記ＬＤＤ領域だけでなく、前記チャネル領域との対向領域にも配置されている
請求項１に記載の空間光変調素子。
【請求項３】
前記信号線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
請求項１に記載の空間光変調素子。
【請求項４】
前記走査線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
請求項３に記載の空間光変調素子。
【請求項５】
空間光変調素子と、
前記空間光変調素子を駆動する駆動回路と
を備え、
前記空間光変調素子は、
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を有し、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
投影型表示装置。
【請求項１】
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を備え、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
空間光変調素子。
【請求項２】
前記ＴＦＴ素子は、チャネル領域を含み、
前記フローティング遮光層は、前記ＬＤＤ領域だけでなく、前記チャネル領域との対向領域にも配置されている
請求項１に記載の空間光変調素子。
【請求項３】
前記信号線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
請求項１に記載の空間光変調素子。
【請求項４】
前記走査線は、前記ＬＤＤ領域との対向領域を横切るように延在して形成されている
請求項３に記載の空間光変調素子。
【請求項５】
空間光変調素子と、
前記空間光変調素子を駆動する駆動回路と
を備え、
前記空間光変調素子は、
走査線および信号線の交差部分に対応して設けられた複数の画素回路と、
前記画素回路に対応して設けられたフローティング遮光層と
を有し、
前記画素回路は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域を含むＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を有し、
前記フローティング遮光層は、少なくとも前記ＬＤＤ領域との対向領域に配置されるとともに、前記信号線よりも前記ＬＤＤ領域に近接して配置されている
投影型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５７８２３（Ｐ２０１３−５７８２３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６３９８（Ｐ２０１１−１９６３９８）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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