JP2011059157A

JP2011059157A - 液晶装置及び電子機器

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Publication number: JP2011059157A
Application number: JP2009205605A
Authority: JP
Inventors: Koichi Terao; 幸一寺尾
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】フリッカ現象や焼き付き現象を抑制できる液晶装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】液晶装置２は、第１基板１６に設けられた第１配向膜６０と、第２基板１８に設けられた第２配向膜４８と、第１配向膜６０と第２配向膜４８との間に挟持された液晶層４０と、第１基板１６に設けられ、液晶層４０に電界を印加して液晶層４０を調光駆動するための第１電極３６及び第２電極３８と、電界が発生する第１電極３６及び第２電極３８の各界面に設けられた第１絶縁膜９２と、第１基板１６に設けられ、画素スイッチング素子３４の表面を被覆する第２絶縁膜５８と、を含み、第１電極３６は、第２電極３８と同一の材料で構成され、第２配向膜４８は、第１配向膜６０よりも比抵抗が高い材料で構成され、第１配向膜６０は、第１絶縁膜９２よりも比抵抗が高い材料で構成され、第１絶縁膜９２は、第２絶縁膜５８よりも比抵抗が低い材料で構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。

近年、テレビ、グラフィックディスプレイ等の表示装置を構成する液晶表示装置（液晶装置）については、高精細化、小型化、そして高視野角化が要求されている。この高視野角化を図る手段の一つとして、ガラス基板に対して面内方向の電界、すなわち横電界を発生させ、この横電界で液晶分子を基板に平行な面内で回転させることで透過率を変化させる光スイッチング機能を持たせる方式の技術が実用化されている。ガラス基板の面に平行な平行場を利用した、いわゆるインプレンスイッチング（以下、ＩＰＳ（In Plane Switching）という）方式や、ＩＰＳ方式をさらに改良したフリンジフィールドスイッチング（以下、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）という）方式を用いて開口率を向上させる液晶表示装置が知られている。

ここで、ＦＦＳ方式では、共通電極の上に絶縁膜を介して画素電極を配置し、画素電極にスリットを設け、そのスリットを利用することで、画素電極から共通電極へ向かう電界を発生させている。この電界は、横方向電界とともに電極の縁の近傍で基板に垂直な方向にも強い電界成分を有しており、このことで、電極上方に位置する液晶分子も駆動することができる。したがって、透明電極を用いれば、電極部分も表示に寄与させることができて、開口率が向上することになる。

上記のような横電界方式を用いることは、液晶表示装置において高視野角化等を実現することができるので有用であるが、スイッチング素子を用いて液晶分子を駆動する液晶表示装置においては、スイッチング素子の制御端子と、画素電極に接続される出力端子との間の寄生容量のために、スイッチング素子の制御端子にバイアス電圧が生じることがある。このバイアス電圧は、制御端子に印加される制御電位と、液晶容量成分とそれ以外の保持容量成分に関係する。このバイアス電圧は共通電極電位を最適化することで最小化されるが、表示する画像により異なるので、完全に取り除くことはできず、焼き付き発生の原因となる。

このような焼き付き現象を防止・抑制するために、例えば、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、液晶層や配向膜、絶縁膜内に生じた分極による電荷を速く緩和させるために、表面抵抗が３．３×１０¹¹〜２．５×１０¹⁸Ω／□の範囲である配向膜や絶縁膜を用いることや、液晶、配向膜、絶縁膜それぞれの誘電率と抵抗率の積で表される緩和時間の相対的関係を規定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、ＦＦＳ方式の液晶パネルにおいて、電極端部近傍で局所的に発生する電解集中を緩和させ、電界強度ピーク値の引き下げを図ることを目的として、第１の絶縁膜を介して互いに異層に形成された画素電極及び共通電極のうち液晶配向膜に近い方の電極と液晶配向膜との間に、前記第１の絶縁膜とは別材料からなる第２の絶縁膜を配置してなり、かつ、前記第１の絶縁膜の誘電率ε（１）と前記第２の絶縁膜の誘電率ε（２）においてε（２）＞ε（１）を満足する構造について提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平７−１５９７８６号公報特開２００３−２９２４７号公報

しかしながら、特許文献１の構成によると、液晶／配向膜界面の緩和速度を速めて焼き付き現象を抑制する対策は、画像のチラツキといったフリッカ現象が発生しやすくなるという背反課題を生ずる虞がある。特に、横電界駆動における電界強度が集中する領域、例えば、ＩＰＳ方式での一対の駆動電極と同一平面とその周辺領域やＦＦＳ方式の電極端近傍の領域では、電荷の速い移動に伴う液晶層の電圧降下・リーク現象が起こりやすくなり、局所的なフリッカ現象として発生する虞がある。ＶＴ曲線が急峻な傾きとなる中間長表示の階調でフリッカが見やすくなる虞がある。

一方、特許文献２の構成によると、電極端部近傍で局所的に発生する電界集中を緩和させ、電界強度ピーク値の引き下げることによって、焼き付き現象やフリッカ現象を抑制することができるが、長時間駆動に対しては、依然としてバイアス電圧により徐々にパネル内に電荷が蓄積し、焼き付き現象やフリッカ現象が生ずる虞がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］複数の画素の各々に画素スイッチング素子が設けられた第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板に設けられた第１配向膜と、前記第２基板に設けられた第２配向膜と、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に挟持された液晶層と、前記第１基板に設けられ、前記液晶層に電界を印加して該液晶層を調光駆動するための第１電極及び第２電極と、前記電界が発生する前記第１電極及び前記第２電極の各界面に設けられた第１絶縁膜と、前記第１基板に設けられ、前記画素スイッチング素子の表面を被覆する第２絶縁膜と、を含み、前記第１電極は、前記第２電極と同一の材料で構成され、前記第２配向膜は、前記第１配向膜よりも比抵抗が高い材料で構成され、前記第１配向膜は、前記第１絶縁膜よりも比抵抗が高い材料で構成され、前記第１絶縁膜は、前記第２絶縁膜よりも比抵抗が低い材料で構成されてことを特徴とする液晶装置。

これによれば、横電界駆動の液晶パネルにおいて、第１電極に近く電界強度が強い第１配向膜については、バイアス電圧により蓄積される電荷を緩和しやすくなる機能を重視して比抵抗の低い配向膜を配置し、一方、比較的電界強度が小さい対向する第２配向膜には、第１配向膜よりも比抵抗が高い配向膜を配置して、フリッカ現象を抑制する。言い換えると、第１電極に近い第１配向膜と対向するように第２配向膜を配置し、この第２配向膜が第１配向膜よりも比抵抗を高くすることにより、フリッカ現象や焼き付き現象を抑制できる。

また、第１電極上に第１配向膜の比抵抗値以下である第１容量絶縁膜を配置することによって、蓄積した電荷の緩和速度に影響を与えることなく、電極端部近傍で局所的に発生する電界集中を緩和させ、液晶層にかかる電界強度ピーク値の引き下げを図り、フリッカ現象を抑制する。

さらに、液晶パネルを交流駆動する際、液晶容量成分に印加されるプラス電圧とマイナス電圧のバランスが崩れると表示画像のチラツキやフリッカとして表示品位を著しく低下させる。このようなフリッカ現象の一つの発生要因として、第１及び第２電極と第１及び第２容量絶縁膜や第１及び第２配向膜などの絶縁膜との界面のショットキー障壁による微量の電流量差、すなわちパネルに溜まる注入電荷量差が挙げられる。交流駆動におけるプラス電圧とマイナス電圧との間で、このような注入電荷量差があると、駆動時間とともにバイアス電圧が経時的に変化してしまう。その結果、初期的に最適化された第２電極電位が変動し、フリッカ現象や焼き付き現象が悪化してしまう。

したがって、上記の第１電極界面と第２電極界面におけるショットキー障壁の影響を抑制・軽減し、経時的なフリッカ現象の悪化を防止するために、同一の材料で形成された第１電極及び第２電極に対して、パネル駆動時に電界が発生する電極面との界面に同一の材料からなる絶縁膜が形成されていることが望ましい（第１電極と第２電極が異種材料で形成された場合や電極に接する絶縁膜の材料が異なる場合であっても、プラス電圧とマイナス電圧のバランスを取ることは理論的には可能であるが、非常に難しい層構造の組み合わせが必要となる）。

これにより、フリッカ現象や焼き付き現象を抑制できる液晶装置を提供することができる。また、横電界で駆動されるＦＦＳ方式やＩＰＳ方式の場合のフリッカ現象や焼き付き現象を抑制できる液晶装置を提供することができる。

［適用例２］上記液晶装置であって、前記第１電極は、前記第１基板において前記第２電極よりも前記液晶層側に設けられているとともに、前記画素の各々の領域内に所定の間隔を隔てて設けられた複数のスリット状の開口部を有していることを特徴とする液晶装置。

これによれば、横電界により液晶を駆動するＦＦＳ方式の液晶装置を容易に実現できる。

［適用例３］上記液晶装置であって、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１基板において同層に設けられているとともに櫛歯形状を有しており、各々の前記櫛歯形状をなす部分が互い違いに入り込んだ状態で対向して配置されていることを特徴とする液晶装置。

これによれば、横電界により液晶を駆動するＩＰＳ方式の液晶装置を容易に実現できる。

［適用例４］上記液晶装置であって、前記第１及び第２電極のうち少なくとも一方は、前記第１絶縁膜の層中に埋め込まれていることを特徴とする液晶装置。

これによれば、第１電極は、第２電極と同一の材料で構成され、この第１電極が第１絶縁膜層中に埋め込まれ、かつ第２電極上にも同じ第１絶縁膜を形成することによって、フリッカ現象の経時変化も抑制できる。

［適用例５］上記液晶装置であって、前記第１及び第２電極のうち少なくとも一方は、前記第１絶縁膜に包囲されていることを特徴とする液晶装置。

これによれば、第１電極は、第２電極と同一の材料で構成され、この第１電極が第１絶縁膜に包囲され、かつ第２電極上にも同じ第１絶縁膜を形成することによって、フリッカ現象の経時変化も抑制できる。

［適用例６］上記のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた電子機器。

これによれば、上記のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることにより、フリッカ現象や焼き付き現象を抑制できる電子機器を提供することができる。

第１の実施形態に係る液晶装置を光変調素子（ライトバルブ）として備えた電子機器としてのプロジェクターの概略構成を示した構成図。画像を表示する複数の画素が設けられた液晶装置の構成を模式的に示した説明図。図２において液晶装置の左上部分に例示した４つの画素について、各画素に形成された配線の様子を示した模式平面図。図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図。第２の実施形態に係る液晶装置の断面図。第３の実施形態に係る液晶装置の断面図。第４の実施形態に係る液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の隣り合う複数の画素の平面図。図７のＢ−Ｂ’線に沿う断面図。第５の実施形態に係る液晶装置の断面図。本実施形態に係る液晶装置を直視型表示装置として用いた電子機器の説明図。

（第１の実施形態）
以下、本実施形態に基づいて説明する。なお、以降の説明において用いる図面は、説明のために誇張して図示している場合もあり、必ずしも実際の大きさや長さを示すものでないことは言うまでもない。

図１は、本実施形態に係る液晶装置２を光変調素子（ライトバルブ）として備えた電子機器としてのプロジェクター４の概略構成を示した構成図である。このプロジェクター４は、光源１０から照射された照射光を、偏光ビームスプリッター１２によって偏光方向が揃えられた光にする。そして、この偏光方向が揃えられた照射光を液晶装置２に設けられた各画素を透過する際に光変調する。そして画素毎に光変調した照射光を所定の距離を隔てて設置されたスクリーン（不図示）上に投射レンズ１４によって投射する。このようにして、液晶装置２に表示された画像が投射される。もとより、プロジェクター４は、液晶装置２を複数備え、複数の液晶装置２に応じた光学系（ミラーやクロスプリズムなど）を形成したものであってもよい。

本実施形態では、偏光ビームスプリッター１２によって揃えられた照射光の偏光方向を、プロジェクター４の本体の厚さ方向（図面上下方向）となるＹ軸方向とする。ここでは説明を省略するが、偏光ビームスプリッター１２の製造上の理由や、プロジェクター４において構成される光学系の設計上の理由などから、表示画面の縦方向または横方向を偏光方向と一致させることが多い。そこで、本実施形態では偏光方向をＹ軸方向とする。もとより、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向としてもよい。

また、液晶装置２に画像が表示されない状態、つまり液晶装置２における各画素において、後述する画素電極と共通電極間に電圧が印加されない初期状態では、スクリーンに何も投射されない黒の状態とすることが使用上好ましい。したがって、本実施形態のプロジェクター４では、液晶装置２はノーマリーブラック表示を行うものとする。もとより、画素電極と共通電極間に電圧が印加されない初期状態で白の状態となるノーマリーホワイト表示を行うものとしても差し支えない。

次に、液晶装置２について説明する。図２は、画像を表示する複数の画素が設けられた液晶装置２の構成を模式的に示した説明図である。液晶装置２は、第１基板としての基板１６と第２基板としての基板１８とが、図示しない液晶層（後述する）を封止状態で挟んで重ね合わされた構造を有している。

基板１６は、その外周部分に、走査駆動回路２０とデータ駆動回路２２、及び共通端子２４とが、ガラスや石英あるいは樹脂などの透明基板上（図面表面側）に形成されたものである。走査駆動回路２０からはＸ軸方向に走査線２６が、データ駆動回路２２からはＹ軸方向にデータ線２８が、図２に示したようにそれぞれ出力配線されている。また、走査線２６とデータ線２８の交点付近には、各画素Ｇに対応して図示しない薄膜トランジスター（後述する）が形成されている。各薄膜トランジスターは、走査線２６によって供給される電圧によってオン・オフが制御され、オン時において、データ線２８によって供給される電圧が、第１の電極としての画素電極（後述する）に印加されるように構成されている。

共通端子２４は、これに接続された共通配線３０によって、各画素Ｇに形成された第２の電極としての共通電極（後述する）に対して共通な電圧（例えば接地電位）を供給する。したがって、各画素Ｇにおいて、薄膜トランジスターのオンによってデータ線２８から供給される電圧と、共通配線３０によって供給される電圧（つまり接地電位の電圧）との差分電圧が、画素Ｇに対応する液晶層に印加されるように構成されている。

基板１８は、画素Ｇに対応する領域部分を開口領域（光透過領域）とし、その他の領域部分が遮光領域となるように金属膜などの所定の遮光層が、ガラスや石英又は樹脂などの透明基板上（図面裏側）に形成されたものである。したがって、画素間においては、Ｙ軸方向及びＸ軸方向にはそれぞれ遮光層３２が形成される。そして、基板１８を基板１６に重ね合わせたとき、遮光層３２はデータ線２８、走査線２６、共通配線３０、及び薄膜トランジスターと重なるように構成されている。

次に、本実施形態における液晶装置２において、各画素に形成された画素電極と共通電極の様子を、図３及び図４を用いて説明する。図３は、図２において液晶装置２の左上部分に例示した４つの画素Ｇについて、各画素Ｇに形成された配線の様子を示した模式平面図であり、液晶装置２を、基板１８側から、基板１８を透視状態で見た状態で示している。また、図４は、液晶装置２の部分断面を示す模式図である。

基板１６には、図３に示すように、データ線２８がＹ軸方向に、走査線２６がＸ軸方向に、それぞれ形成されている。そして、この両配線の交点付近には、画素スイッチング素子としての薄膜トランジスター（以降、単に「トランジスター」）３４が形成されている。すなわち、データ線２８の配線が延伸して形成されたソース電極３４ｓと、チャネル領域が形成された半導体層３４ａと、走査線２６が兼ねるゲート電極３４ｇと、ドレイン電極３４ｄと、からなるトランジスター３４が形成されている。そして、ドレイン電極３４ｄは、コンタクトホールＣＨ１を介して、第１電極としての画素電極３６と電気的に接続されている。したがって、走査線２６すなわちゲート電極３４ｇに供給される電圧によって、トランジスター３４がオンすると、データ線２８に供給された電圧が、ドレイン電極３４ｄを介して画素電極３６に印加される。

本実施形態では、画素電極３６は、電極の長手方向の外形線がＹ軸方向に対して、リバースツイストを抑制するためにα度（例えば１０度〜２０度）時計方向（図面右側への回転方向）に傾き、一端が開放状態で、他端が連結されて電気的に接続された櫛歯状を呈する３つの帯状電極部で形成されているものとする。もとより、電極の長手方向の外形線がＹ軸方向に対して、α度（例えば１０度〜２０度）反時計方向（図面左側への回転方向）に傾いて形成されるものとしてもよい。また、帯状電極部は少なくとも２つ形成されていればよい。画素電極３６は、基板１６において共通電極３８よりも液晶層４０側に設けられているとともに、画素Ｇの各々の領域内に所定の間隔を隔てて設けられた複数のスリット状の開口部を有している。

また、基板１６には、共通配線３０がＸ軸方向に形成されている。そして、この共通配線３０とコンタクトホールＣＨ２を介して電気的に接続された共通電極３８が、画素Ｇの領域を含む大きさのベタ電極で形成されている。したがって、画素Ｇの領域において、画素電極３６と共通電極３８とは、平面的に重なるように形成されている。

このように形成された画素電極３６と共通電極３８との間に印加される電圧によって、液晶層４０に対して基板１６に沿う方向の横電界が発生し、前述したようにＦＦＳ方式による液晶分子の配向制御が行われる。画素電極３６は、共通電極３８と同一の材料で構成されている。例えば、画素電極３６及び共通電極３８は、導電性を有する透光性の材料（例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）で構成されている。

次に、液晶装置２の断面構成について、図４を用いて説明する。図４は、図３におけるＡ−Ａ´断面を示した模式図である。図示するように、液晶装置２は、基板１６と基板１８とによって液晶層４０を挟持した構成を有している。そして基板１８の液晶層４０と反対側には偏光板４２が、また基板１６の液晶層４０と反対側には偏光板４４が、それぞれ所定の偏光軸方向を呈するように貼り付けられている。なお、本実施形態では、液晶層４０は、分極方向が配向方向と同方向であるポジ型の液晶分子によって形成されているものとする。もとより、分極方向が配向方向と直交しているネガ型の液晶分子によって形成されていることとしてもよい。

基板１８は、平板としての基材４６に対して、液晶層４０側の基板面に、遮光層３２、第２配向膜４８が順次形成されたものである。遮光層３２は金属膜（例えばクロム）や樹脂からなる。第２配向膜４８は、例えばポリイミド樹脂からなり、遮光層３２及び画素Ｇの領域を覆うように形成されている。なお、基板１８において、第２配向膜４８と遮光層３２との間に、第２配向膜４８を平坦化するための平坦化層やオーバーコート層が形成されることとしてもよい。また、基板１８において、基材４６と第２配向膜４８との間に、少なくとも画素Ｇの領域に相当する光透過領域に、所定の色を透過するカラーフィルター層が形成されることとしてもよい。

基板１６は、平板としての基材５０に対して、液晶層４０側の基板面に、走査線２６（ゲート電極３４ｇ）と共通配線３０、ゲート絶縁膜５２、半導体層３４ａ、データ線２８（ソース電極３４ｓ）とドレイン電極３４ｄ、層間絶縁膜５４、平坦化層５６、共通電極３８、第１絶縁膜としての第１容量絶縁膜９２、第２絶縁膜としての第２容量絶縁膜５８、画素電極３６、第１容量絶縁膜９２、及び第１配向膜６０が順次形成されたものである。

画素電極３６上及び共通電極３８上に第１容量絶縁膜９２を形成し、かつ画素電極３６及び共通電極３８が同一の材料（ｐ−ＩＴＯ（多結晶ＩＴＯ（ポリＩＴＯ））など）によって形成されている。また、第１容量絶縁膜９２は第１配向膜６０の比抵抗の値以下であり、具体的にはＳｉＮｘ膜が好ましい。さらに、第１容量絶縁膜９２よりも第２容量絶縁膜５８は、比抵抗が高く、異なる電気物性の絶縁膜が形成されたものである。

第１容量絶縁膜９２は、画素電極３６界面及び共通電極３８界面におけるショットキー障壁の高さを共通にするために、各電極に接するよう形成される。また第１配向膜６０よりも比抵抗が低い膜を形成することによって、第１配向膜６０層界面に溜まった電荷を効率的に逃がし、緩和させる機能を持たせる。

一方、第２容量絶縁膜５８では共通電極３８と画素電極３６間の耐電圧や書き込み容量のバランスを取るために形成され、第１容量絶縁膜９２よりも第２容量絶縁膜５８は比抵抗が高く、異なる電気物性の絶縁膜を形成する。例えば、ＳｉＮとＳｉＯ₂のような組み合わせの場合や、成膜条件の異なる２種類のシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）を形成する組み合わせなどが考えられる。

走査線２６（ゲート電極３４ｇ）、共通配線３０、データ線２８（ソース電極３４ｓ）、及びドレイン電極３４ｄは、金属材料（例えばアルミニウム）によって形成されている。半導体層３４ａは、アモルファスシリコンやポリシリコン等の半導体が用いられる。また、ゲート絶縁膜５２は例えば酸化シリコンが、層間絶縁膜５４は例えば酸化シリコンや窒化シリコンが、平坦化層５６は樹脂材料が、第２容量絶縁膜５８及び第１容量絶縁膜９２は例えば酸化シリコンや窒化シリコンが、それぞれ用いられ、いずれも透光性を有する層として形成される。第１配向膜６０は、例えばポリイミド樹脂からなり、画素電極３６の液晶層４０に接する側であって、少なくとも画素電極３６を覆うように形成されている。

さて、本実施形態では、液晶装置２は前述するように、ノーマリーブラック表示を行うように構成されている。また、液晶層がポジ型の液晶分子で形成され、基板１８側から液晶装置２に入射する照射光の偏光方向がＹ軸方向であることから、液晶分子の初期的な配向方向がＹ軸方向となるように、第１配向膜６０及び第２配向膜４８が配向処理されている。すなわち、第２配向膜４８及び第１配向膜６０の配向処理方向は、ともにＹ軸方向であって互いにプレチルト角が反対向きになるように施されている。

第１配向膜６０と第２配向膜４８とは異なる材料で構成されている。第２配向膜４８は第１配向膜６０よりも比抵抗が高い材料で構成されている。例えば、第１配向膜６０の材料は日産化学社製ＳＥ−６５１４である。なお、配向膜成膜条件により形成される比抵抗値は、１．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲で変動する。また、第２配向膜４８の材料は、ＪＳＲ社製ＡＬ１６１５７である。なお、配向膜成膜条件により形成される比抵抗値は、１．０×１０¹⁵〜１．０×１０¹⁶Ω・ｃｍの範囲で変動する。

また、偏光板４２はＹ軸方向に透過軸を呈し、偏光板４４はＸ軸方向に透過軸を呈するクロスニコル配置となるように貼り付けられている。もとより、基板１８に入射する照射光が、ほぼＹ軸方向のみに振動する偏光光である場合は、照射光の入射側となる偏光板４２は無くても差し支えない。

本実施形態によれば、横電界駆動の液晶パネルにおいて、画素電極３６に近く電界強度が強い第１配向膜６０については、バイアス電圧により蓄積される電荷を緩和しやすくなる機能を重視して比抵抗の低い配向膜を配置し、一方、比較的電界強度が小さい対向する第２配向膜４８には、第１配向膜６０よりも比抵抗が高い配向膜を配置して、フリッカ現象を抑制する。

また、画素電極３６上に第１配向膜６０の比抵抗値以下である第１容量絶縁膜９２を配置することによって、蓄積した電荷の緩和速度に影響を与えることなく、電極端部近傍で局所的に発生する電界集中を緩和させ、液晶層４０にかかる電界強度ピーク値の引き下げを図り、フリッカ現象を抑制する。

さらに、液晶パネルを交流駆動する際、液晶容量成分に印加されるプラス電圧とマイナス電圧のバランスが崩れると表示画像のチラツキやフリッカとして表示品位を著しく低下させる。このようなフリッカ現象の一つの発生要因として、画素及び共通電極３６，３８と第１及び第２容量絶縁膜９２，５８や第１及び第２配向膜６０，４８などの絶縁膜との界面のショットキー障壁による微量の電流量差、すなわちパネルに溜まる注入電荷量差が挙げられる。交流駆動におけるプラス電圧とマイナス電圧との間で、このような注入電荷量差があると、駆動時間とともにバイアス電圧が経時的に変化してしまう。その結果、初期的に最適化された共通電極３８電位が変動し、フリッカ現象や焼き付き現象が悪化してしまう。

したがって、上記の画素電極３６界面と共通電極３８界面におけるショットキー障壁の影響を抑制・軽減し、経時的なフリッカ現象の悪化を防止するために、同一の材料で形成された画素電極３６及び共通電極３８に対して、パネル駆動時に電界が発生する電極面との界面に同一の材料からなる絶縁膜が形成されていることが望ましい（画素電極３６と共通電極３８が異種材料で形成された場合や電極に接する絶縁膜の材料が異なる場合であっても、プラス電圧とマイナス電圧のバランスを取ることは理論的には可能であるが、非常に難しい層構造の組み合わせが必要となる）。

（第２の実施形態）
本実施形態に係る液晶装置は、画素電極３６と第１容量絶縁膜９２との構成を除いて第１の実施形態に係る液晶装置２と同様である。
図５は、本実施形態に係る液晶装置６の断面図である。この液晶装置６において、基板１６は、平板としての基材５０に対して、液晶層４０側の基板面に、走査線２６（ゲート電極３４ｇ）と共通配線３０、ゲート絶縁膜５２、半導体層３４ａ、データ線２８（ソース電極３４ｓ）とドレイン電極３４ｄ、層間絶縁膜５４、平坦化層５６、共通電極３８、第１容量絶縁膜９２、第２容量絶縁膜５８、画素電極３６、第１容量絶縁膜９２、及び第１配向膜６０が順次形成されたものである。

本実施形態では画素電極３６が第１容量絶縁膜９２の層中に埋め込まれている。

本実施形態に係る液晶装置６によれば、第１の実施形態に係る液晶装置２により得られる効果と同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
本実施形態に係る液晶装置は、画素電極３６と第１容量絶縁膜９２との構成を除いて第１の実施形態に係る液晶装置２と同様である。
図６は、本実施形態に係る液晶装置８の断面図である。この液晶装置８において、基板１６は、平板としての基材５０に対して、液晶層４０側の基板面に、走査線２６（ゲート電極３４ｇ）と共通配線３０、ゲート絶縁膜５２、半導体層３４ａ、データ線２８（ソース電極３４ｓ）とドレイン電極３４ｄ、層間絶縁膜５４、平坦化層５６、共通電極３８、第１容量絶縁膜９２、第２容量絶縁膜５８、画素電極３６、第１容量絶縁膜９２、及び第１配向膜６０が順次形成されたものである。

本実施形態では、画素電極３６が第１容量絶縁膜９２で包囲されている。

本実施形態に係る液晶装置８によれば、第１の実施形態に係る液晶装置２により得られる効果と同様の効果が得られる。

（第４の実施形態）
本実施形態の液晶装置は、プロジェクターの液晶ライトバルブ用途を想定したＩＰＳ方式の透過型液晶装置の例である。
図７は、同液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の隣り合う複数の画素の平面図である。また、図８は、図７におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。尚、図７及び図８において、図３及び図４に示した第１の実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

本実施形態に係る液晶装置９６は、図７及び図８に示すように、第１基板としてのＴＦＴアレイ基板６２上に複数のデータ線２８と複数の走査線２６とが格子状に設けられており、これらデータ線２８と走査線２６とに囲まれた領域に対応する複数の画素Ｇがマトリクス状に設けられている。そして、各画素Ｇに対応して第１電極としての画素電極６６と第２電極としての共通電極７４とが設けられている。走査線２６は、半導体層７６のうち、チャネル領域７６ａに対向するゲート電極７８にコンタクトホールＣＨ３を介して電気的に接続されており、ゲート電極７８のパターンは走査線２６のパターンの内側に含まれる形となっている。そして、ゲート電極７８とデータ線２８との交差する箇所には、チャネル領域７６ａ上にゲート電極７８が対向配置された画素スイッチング素子としてのＴＦＴ６８が設けられている。

液晶装置９６は、図８に示すように、基材５０を有するＴＦＴアレイ基板６２と、基材４６を有する第２基板としての対向基板６４とを備えている。ＴＦＴアレイ基板６２上には、画素電極６６と共通電極７４とが設けられており、その上層側にはラビング処理等の所定の配向処理が施された第１配向膜６０が設けられている。画素電極６６は、例えばＩＴＯ等の透明導電性材料から構成されている。他方、対向基板６４上には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された第２配向膜４８が設けられている。ＴＦＴアレイ基板６２と対向基板６４との間には、シール材（不図示）により囲まれた空間に液晶が封入され、液晶層４０が形成されている。液晶層４０は、電界が印加されていない状態で第１及び第２配向膜６０，４８により所定の初期配向状態をとる。

ＴＦＴアレイ基板６２上には、上述の画素電極６６、共通電極７４、第１配向膜６０の他、これらを含む各種の構成要素が積層構造をなして備えられている。図８において下から順に、走査線２６を含む層を「第１層」、ゲート電極７８、ＴＦＴ６８等を含む層を「第２層」、蓄積容量７２を含む層を「第３層」、データ線２８等を含む層を「第４層」、容量配線７０等を含む層を「第５層」、画素電極６６、共通電極７４、第１容量絶縁膜９２、及び第１配向膜６０等を含む層を「第６層（最上層）」と称する。また、第１層と第２層との間には下地絶縁膜８０、第２層と第３層との間には第１層間絶縁膜８２、第３層と第４層との間には第２層間絶縁膜８４、第４層と第５層との間には第３層間絶縁膜８６、第５層と第６層との間には第４層間絶縁膜（第２容量絶縁膜）５８がそれぞれ設けられており、前述の各要素間の短絡を防止している。また、これら各種の絶縁膜８０，８２，８４，８６，５８には、上下の導電層間を電気的に接続するコンタクトホール等も設けられている。

（画素電極と共通電極の構成）
次に、本実施形態の最大の特徴点である画素電極６６と共通電極７４の構成について、図８を用いて説明する。

本実施形態では、図８に示すように、画素電極６６及び共通電極７４が第１容量絶縁膜９２層中に埋め込まれている。また、画素電極６６は、２本の帯状電極部６６ａ（電極部）と、２本の帯状電極部６６ａ間を連結する連結部６６ｂとを有し、いわゆるＵ字状に形成されている。ここでは、画素電極６６の各部を帯状電極部、連結部と分けて呼ぶが、実際には一体の電極パターンであり、例えばＩＴＯ等の透明導電材料で形成されている。２本の帯状電極部６６ａは、データ線２８及び走査線２６に対して斜めに交差する方向に延在し、互いに平行に配置されている。本実施形態の場合、帯状電極部６６ａの延在方向と走査線２６の延在方向とのなす角度は７０度に設定されている。画素電極６６は、図７における各帯状電極部６６ａの下端側で連結部６６ｂと連結されており、各帯状電極部６６ａの上端側が開放端となっている。

一方、共通電極７４も画素電極６６と同様、２本の帯状電極部７４ａと、２本の帯状電極部７４ａ間を連結する連結部７４ｂとを有し、Ｕ字状に形成されている。共通電極７４もＩＴＯ等の透明導電材料で形成された一体のパターンである。２本の帯状電極部７４ａは、走査線２６の延在方向に対して７０度の角度をなすように互いに平行に延在している。共通電極７４は、画素電極６６とは逆に、図７における各帯状電極部７４ａの上端側で連結部７４ｂと連結されており、各帯状電極部７４ａの下端側が開放端となっている。画素電極６６や共通電極７４をＩＴＯ等の透明導電材料で形成したことによって、これら電極６６，７４の帯状電極部６６ａ，７４ａの直上もある程度表示に寄与させることができるため、開口率をより高めることができる。

画素電極６６の２本の帯状電極部６６ａの間に共通電極７４の１本の帯状電極部７４ａが配置され、共通電極７４の２本の帯状電極部７４ａの間に画素電極６６の１本の帯状電極部６６ａが配置されている。すなわち、Ｕ字状の画素電極６６と共通電極７４とが噛み合うように配置されており、走査線２６の延在方向に沿って見ると、画素電極６６の帯状電極部６６ａと共通電極７４の帯状電極部７４ａとが１本ずつ交互に配置されている。画素電極６６の２本の帯状電極部６６ａの大部分は、ブラックマトリクス９０が開口した各画素Ｇの光透過領域内に位置している。その一方、共通電極７４の２本の帯状電極部７４ａのうち、１本の帯状電極部７４ａ（図７における左側の帯状電極部７４ａ）の大部分は各画素Ｇの光透過領域内に位置するが、残りの１本の帯状電極部７４ａ（図７における右側の帯状電極部７４ａ）はデータ線２８（図７では図示略）や容量配線７０等と交差し、走査線２６の延在方向に沿って隣り合う２つの画素Ｇに跨って配置されている。

本実施形態に係る液晶装置９６によれば、第１の実施形態に係る液晶装置２により得られる効果と同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
本実施形態に係る液晶装置は、画素電極６６と第１容量絶縁膜９２との構成を除いて第４の実施形態に係る液晶装置９６と同様である。
図９は、本実施形態に係る液晶装置９８の断面図である。この液晶装置９８において、図９において下から順に、走査線２６を含む層を「第１層」、ゲート電極７８、ＴＦＴ６８等を含む層を「第２層」、蓄積容量７２を含む層を「第３層」、データ線２８等を含む層を「第４層」、容量配線７０等を含む層を「第５層」、画素電極６６、共通電極７４、第１容量絶縁膜９２、及び第１配向膜６０等を含む層を「第６層（最上層）」と称する。
また、第１層と第２層との間には下地絶縁膜８０、第２層と第３層との間には第１層間絶縁膜８２、第３層と第４層との間には第２層間絶縁膜８４、第４層と第５層との間には第３層間絶縁膜８６、第５層と第６層との間には第４層間絶縁膜（第２容量絶縁膜）５８がそれぞれ設けられており、前述の各要素間の短絡を防止している。

本実施形態では、画素電極６６及び共通電極７４が第１容量絶縁膜９２で包囲されている。

本実施形態に係る液晶装置９８によれば、第４の実施形態に係る液晶装置９６により得られる効果と同様の効果が得られる。

（電子機器）
上記実施形態では、液晶装置２を、図１に示すプロジェクター４のライトバルブとして用いたが、以下に説明する電子機器の直視型表示装置に液晶装置２を用いてもよい。

図１０は、本実施形態に係る反射型の液晶装置２を直視型の表示装置として用いた電子機器の説明図である。まず、図１０（Ａ）に示す携帯電話機１００は、複数の操作ボタン１０２、スクロールボタン１０４、並びに表示ユニットとしての液晶装置２を備える。スクロールボタン１０４を操作することによって、液晶装置２に表示される画面がスクロールされる。図１０（Ｂ）に示す情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）２００は、複数の操作ボタン２０２、電源スイッチ２０４、並びに表示ユニットとしての液晶装置２を備えており、電源スイッチ２０４を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置２に表示される。また、本実施形態に係る液晶装置２が搭載される電子機器としては、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すものの他、ヘッドマウンティトディスプレイ、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、銀行端末などの電子機器などが挙げられる。

２…液晶装置４…プロジェクター６，８…液晶装置１０…光源１２…偏光ビームスプリッター１４…投射レンズ１６…基板（第１基板）１８…基板（第２基板）２０…走査駆動回路２２…データ駆動回路２４…共通端子２６…走査線２８…データ線３０…共通配線３２…遮光層３４…薄膜トランジスター（画素スイッチング素子）３４ａ…半導体層３４ｇ…ゲート電極３４ｄ…ドレイン電極３４ｓ…ソース電極３６…画素電極（第１電極）３８…共通電極（第２電極）４０…液晶層４２…偏光板４４…偏光板４６…基材４８…第２配向膜５０…基材５２…ゲート絶縁膜５４…層間絶縁膜５６…平坦化層５８…第２容量絶縁膜（第４層間絶縁膜）（第２絶縁膜）６０…第１配向膜６２…ＴＦＴアレイ基板（第１基板）６４…対向基板（第２基板）６６…画素電極（第１電極）６６ａ…帯状電極部６６ｂ…連結部６８…ＴＦＴ（画素スイッチング素子）７０…容量配線７２…蓄積容量７４…共通電極（第２電極）７４ａ…帯状電極部７４ｂ…連結部７６…半導体層７６ａ…チャネル領域７８…ゲート電極８０…下地絶縁膜８２…第１層間絶縁膜８４…第２層間絶縁膜８６…第３層間絶縁膜９０…ブラックマトリクス９２…第１容量絶縁膜（第１絶縁膜）９６，９８…液晶装置１００…携帯電話機１０２…操作ボタン１０４…スクロールボタン２００…情報携帯端末２０２…操作ボタン２０４…電源スイッチ。

Claims

複数の画素の各々に画素スイッチング素子が設けられた第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板に設けられた第１配向膜と、
前記第２基板に設けられた第２配向膜と、
前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に挟持された液晶層と、
前記第１基板に設けられ、前記液晶層に電界を印加して該液晶層を調光駆動するための第１電極及び第２電極と、
前記電界が発生する前記第１電極及び前記第２電極の各界面に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１基板に設けられ、前記画素スイッチング素子の表面を被覆する第２絶縁膜と、
を含み、
前記第１電極は、前記第２電極と同一の材料で構成され、
前記第２配向膜は、前記第１配向膜よりも比抵抗が高い材料で構成され、
前記第１配向膜は、前記第１絶縁膜よりも比抵抗が高い材料で構成され、
前記第１絶縁膜は、前記第２絶縁膜よりも比抵抗が低い材料で構成されていることを特徴とする液晶装置。
請求項１に記載の液晶装置において、
前記第１電極は、前記第１基板において前記第２電極よりも前記液晶層側に設けられているとともに、前記画素の各々の領域内に所定の間隔を隔てて設けられた複数のスリット状の開口部を有していることを特徴とする液晶装置。
請求項１に記載の液晶装置において、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１基板において同層に設けられているとともに櫛歯形状を有しており、各々の前記櫛歯形状をなす部分が互い違いに入り込んだ状態で対向して配置されていることを特徴とする液晶装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記第１及び第２電極のうち少なくとも一方は、前記第１絶縁膜の層中に埋め込まれていることを特徴とする液晶装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記第１及び第２電極のうち少なくとも一方は、前記第１絶縁膜に包囲されていることを特徴とする液晶装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた電子機器。