(57)【要約】【課題】  画素領域の角部で発生するディスクリネーション起因の光漏れを極力遮光しつつ、ナイフエッジ回折現象による回折光を抑制し得る構成を有する金属遮光膜を備えた液晶装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶装置は、入射光の偏光軸の方向と略平行方向および略垂直方向に延在する第１遮光膜１１ａが設けられ、液晶の明視方向が、矩形状の画素領域２２の辺に対して斜めに交差し、画素領域２２の４つの角部のうち、前記明視方向と反対側に位置する角部における第１遮光膜パターン１１ａの縁が、入射光の偏光軸の方向と略平行方向に延在する部分と略垂直方向に延在する部分とからなり、他の３つの角部における第１遮光膜パターンの縁が、入射光の偏光軸方向に対して斜めに交差している。【選択図】        図３
2005234524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶を挟持した液晶装置であって、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に、入射光の偏光軸の方向と略平行方向および略垂直方向に延在する金属遮光パターンが設けられ、
前記液晶の明視方向が、前記金属遮光パターンによって区画される略矩形状の画素領域の辺に対して斜めに交差し、
前記画素領域の４つの角部のうち、少なくとも一つの角部における前記金属遮光パターンの縁が、前記入射光の偏光軸方向に対して斜めに交差する部分を有するとともに、
前記明視方向と反対側に位置する角部における前記金属遮光パターンの縁が、前記入射光の偏光軸の方向と略平行方向に延在する部分と略垂直方向に延在する部分とからなることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記一対の基板が、画素スイッチング素子を有する素子基板と対向基板とからなり、前記素子基板における前記画素スイッチング素子よりも光入射側に前記金属遮光パターンが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記対向基板に遮光パターンが設けられ、前記遮光パターンが、前記金属遮光パターンの開口部において前記明視方向と反対側に位置する角部の近傍を覆う形状となっていることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記金属遮光パターンが、前記入射光の偏光軸の方向と略平行方向に延在するパターンと略垂直方向に延在するパターンとからなり、これらパターンが別の層で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
光源と、前記光源からの光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記光変調手段として、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置および投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置は、直視型ディスプレイのみならず、例えば投射型表示装置の光変調手段（ライトバルブ）としても多用されている。液晶装置においては、年々解像度の向上が求められており、特に投射型表示装置のライトバルブとして用いる場合、ライトバルブ上の画像を拡大表示することから高解像度化への要求がより一層厳しくなっている。一方、明るい画像を確保すべく、画素の開口率を確保することも要求されている。液晶ライトバルブとしては、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式のＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶装置を採用するのが一般的である。これにより、高コントラストの表示が期待できる。
【０００３】
特に投射型表示装置の場合、光源からの強い光が液晶ライトバルブに入射されるため、この光によって液晶ライトバルブ内のＴＦＴがリーク電流の増大や誤動作等を生じないよう、入射光を遮るための金属遮光膜が液晶ライトバルブに内蔵されている。アクティブマトリクス方式の液晶ライトバルブにおいて、この種の金属遮光膜は、ＴＦＴ部分のみならず、データ線や走査線に沿う部分も遮光するように格子状に形成するのが一般的であり、この形態からブラックマトリクスと呼ばれている。したがって、格子状の金属遮光膜の矩形状の開口部が実質的に表示に寄与する画素領域となる。
【０００４】
ところで、金属膜の縁の部分に所定方向の偏光軸を持つ光が入射すると、ある種の回折現象が生じ、金属膜の縁の部分が光って見えることが、「ナイフエッジによる回折現象」として知られている。
【非特許文献１】応用物理光学選書１「応用光学Ｉ」、初版、培風館、1990.7.20、p.199-205
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記液晶ライトバルブにおいて、金属遮光膜の矩形状の開口部の角部では、ＴＦＴやデータ線、走査線からの電界、あるいは隣接画素からの横電界の影響を受けて液晶の配向乱れ（ディスクリネーション）が生じ、本来黒表示となるべき部分に光漏れが生じることでコントラスト比を低下させることになる。そこで、このディスクリネーション発生箇所を遮光するために、図８に示すように、金属遮光膜１０１を、矩形状の開口部の角部の縁を斜めにカットするパターンとすることを考えた。これにより、ディスクリネーションによる光漏れが防止され、その点でコントラスト比が向上するはずであった。しかしながら、金属遮光膜をこのようなパターンとしたことにより、入射側偏光板の透過軸（入射光の偏光軸）をデータ線または走査線に対して平行に設定した場合、金属遮光膜の開口部の角部の縁が上述のナイフエッジ回折現象によって光って見え、結局のところ、コントラスト比が著しく低下していた。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画素領域の角部で発生するディスクリネーション起因の光漏れを極力遮光しつつ、ナイフエッジ回折現象による回折光を抑制し得る構成を有する金属遮光膜を備えた液晶装置を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることで高いコントラスト比の表示が可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持した液晶装置であって、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に、入射光の偏光軸の方向と略平行方向および略垂直方向に延在する金属遮光パターンが設けられ、前記液晶の明視方向が、前記金属遮光パターンによって区画される略矩形状の画素領域の辺に対して斜めに交差し、前記画素領域の４つの角部のうち、少なくとも一つの角部における前記金属遮光パターンの縁が、前記入射光の偏光軸方向に対して斜めに交差する部分を有するとともに、前記明視方向と反対側に位置する角部における前記金属遮光パターンの縁が、前記入射光の偏光軸の方向と略平行方向に延在する部分と略垂直方向に延在する部分とからなることを特徴とする。
前記液晶の明視方向とは、液晶分子が電圧印加時立ち上がる方向（または初期的に垂直の場合は倒れる方向）に相当するものであり、界面をラビングする方向で決定されるものである。
【０００８】
上述した非特許文献１にも記載されているが、図８に示すように、矩形状の画素領域１０２の角部における金属遮光パターン１０１の縁が入射光の偏光軸の方向に対して斜めに交差していると、ナイフエッジ回折現象により金属遮光パターンの斜めに交差した縁の部分（破線の円で囲まれた符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す部分）のみが光って見える。これは机上の理論だけでなく、本願発明者らが、画素領域の４つの角部全ての金属遮光パターンの縁を斜めに形成した基板に偏光を照射したときに光って見えるのを実際に確認している。ところが、基板で確認する限りにおいては４つの角部全てが光って見えたが、この基板ともう１枚の基板との間に液晶を挟持した液晶セルを用いて同じように確認したところ、４つの角部全ては光らず、１つの角部のみが光って見えることが判った。そして、その光って見える角部の位置が液晶の明視方向と関係があることを突き止めた。本発明は、本願発明者らのこの知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
すなわち、本願発明者らは、液晶の明視方向（図８の矢印の方向）を画素領域１０２の輪郭となる矩形の辺に対して斜めに交差するように設定したとき、この明視方向と反対側（すなわち、「明視方向」を矢印の矢が向いている向きと定義するならば、「明視方向の反対側」とはその反対の向きにあたる）に位置する角部の金属遮光パターンの縁（符号Ｃで示す部分）のみが光って見えることを知見した。よって、この角部Ｃでは金属遮光パターン１０１の縁を、入射光の偏光軸方向に対して斜めにしない、すなわち入射光の偏光軸に対して略平行方向に延在する部分と略垂直方向に延在する部分とから略直角に構成することで金属遮光パターンの縁が光らないようにすることができる。逆に言えば、光らない３つの角部Ａ，Ｂ，Ｄに対しては、金属遮光パターンの縁を入射光の偏光軸方向に対して斜めに配置することができ、金属遮光パターンの開口部の角部近傍を覆う形状とすることができる。その結果、画素領域の角部に発生するディスクリネーションに起因する光漏れを遮光することができる。このように、本発明の液晶装置によれば、ディスクリネーション起因の光漏れを極力遮光しつつ、ナイフエッジ回折現象による回折光を抑えることができ、全体としてコントラスト比を向上させることができる。
【００１０】
また、前記一対の基板が、ＴＦＴ等からなる画素スイッチング素子を有する素子基板と対向基板とからなり、前記素子基板における前記画素スイッチング素子よりも光入射側に前記金属遮光パターンを設けることが望ましい。
この構成によれば、素子基板と対向基板とを有するアクティブマトリクス方式液晶装置において、前記金属遮光パターンによって画素スイッチング素子に光が入射するのを防止することができる。その結果、ＴＦＴの光リーク電流を低減でき、低消費電力で動作不良の恐れのない液晶装置を実現することができる。
【００１１】
この場合、前記対向基板に遮光パターンを設け、前記遮光パターンを、前記金属遮光パターンの開口部において前記明視方向と反対側に位置する角部の近傍を覆う形状とすることが望ましい。
すなわち、上記本発明の構成によれば、素子基板に設けた金属遮光パターンの形状によってナイフエッジ回折現象による回折光を抑えることができる反面、ディスクリネーションに起因する光漏れを遮光することが難しくなる。よって、例えば対向基板に遮光パターンを設けることとし、遮光パターンを、金属遮光パターンの開口部において前記明視方向と反対側に位置する角部の近傍を覆う形状とすれば、ディスクリネーションに起因する光漏れを遮光することもできる。ただしこの場合、対向基板側に形成する遮光パターンの形状も、入射光の偏光軸方向に対して斜めにしないように配慮する必要がある。
【００１２】
前記金属遮光パターンは、入射光の偏光軸方向と略平行方向に延在する部分と略垂直方向に延在する部分を同じ層で一体的に形成しても良いが、入射光の偏光軸方向と略平行方向に延在するパターンと略垂直方向に延在するパターンの別パターンで構成して平面視したときに格子状になるようにし、これらパターンを別の層で構成するようにしても良い。
入射光の偏光軸方向と略平行方向に延在する部分と略垂直方向に延在する部分を同層で一体的に形成する場合、フォトマスク（設計）上は前記明視方向と反対側に位置する角部を上記の直角形状としても、実際に作製すると製造プロセス中のフォトリソグラフィー、エッチング工程の特性などにより角部が若干丸くなり、この部分が回折現象により光って見えることがあるのを本願発明者らは確認した。そこで、金属遮光パターンを、入射光の偏光軸方向と略平行方向に延在するパターンと略垂直方向に延在するパターンの別パターンで構成し、これらパターンを別層で構成すれば、パターンの角部が丸まることがなく、ナイフエッジによる回折光を確実に抑制することができる。
【００１３】
本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、前記光変調手段として上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光変調手段として本発明の液晶装置を備えたことにより、高いコントラスト比の表示が可能な投射型表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。
図１は本実施形態の透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図３は図２の平面図のうち、遮光膜のみを取り出して示すものである。図４は図２のＡ−Ａ'線断面図である。なお、図４は、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）として図示している。また、以下の全ての図面においては、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せてある。
【００１５】
本実施形態の透過型液晶装置において、図１に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００１６】
また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序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。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【００１７】
次に、図２に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の要部の平面構造について説明する。
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ、および容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９、および各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００１８】
データ線６ａは、ＴＦＴ３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。
【００１９】
そして、データ線６ａおよび走査線３ａに沿った領域（図２の右上がりの斜線で示した領域）には、例えばクロム等の金属材料からなる格子状の第１遮光膜１１ａ（金属遮光パターン）が設けられている。図面を見やすくするため、遮光膜の部分だけを取り出して示した平面図が図３である。本実施の形態においては、液晶のモードとしては９０°ツイストしたＴＮモードを用いており、図３に示すように、上基板である対向基板には、走査線３ａ方向に沿って図中右側から左側にラビング処理が施される一方、下基板であるＴＦＴアレイ基板には、データ線６ａ方向に沿って図中下側から上側にラビング処理が施されている。よってこの場合、液晶の明視方向は、画素領域２２の輪郭となる矩形の辺に対して斜めに交差する方向であって、図中左下から右上に向かう方向となる。また、入射側偏光板（偏光子）の透過軸の方向が走査線３ａに沿う方向に設定される一方、出射側偏光板（検光子）の透過軸の方向がデータ線６ａに沿う方向に設定されており、クロスニコルの配置を採っている。
【００２０】
第１遮光膜１１ａの形状は、矩形状の画素領域２２の４つの角部のうち、液晶の明視方向と反対側に位置する角部（図３中の右下の角部）の第１遮光膜１１ａのパターンの縁が、入射光の偏光軸方向（入射側偏光板の透過軸方向）に対して平行に延在する辺と垂直に延在する辺とから直角に形成されている。一方、それ以外の３つの角部（図３中の右上、左上、左下の角部）の第１遮光膜１１ａのパターンの縁が、入射光の偏光軸方向に対して斜めに延在する辺で形成されている。さらに、図３には、ＴＦＴアレイ基板に設けた第１遮光膜１１ａのパターンに加えて、対向基板に設けた第２遮光膜２３のパターンも図示している。第２遮光膜２３のパターンも、第１遮光膜１１ａと同様、格子状に形成されているが、４つの角部ともに入射光の偏光軸方向に対して斜めになっていない。そして、液晶の明視方向と反対側に位置する角部において、画素領域２２のうち、第１遮光膜１１ａに覆われていない領域を第２遮光膜２３が覆うような位置関係となっている。
【００２１】
次に、図４に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。図４は上述した通り、図２のＡ−Ａ'線断面図で、ＴＦＴ３０が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施形態の透過型液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。
ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ３０、画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。なお、各基板１０，２０間はスペーサー１５を介して所定間隔が保たれた状態となっている。
【００２２】
ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ'、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００２３】
上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、および高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４および第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。本実施の形態では、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００２４】
ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ'および低濃度ソース領域、低濃度ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。前述の通り、本実施の形態では、この第１遮光膜１１ａの平面形状が特徴的なものとなっている。
【００２５】
第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図２に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９および第３層間絶縁膜７上には、非選択電圧印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。
【００２６】
他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ'や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、そのほぼ全面にわたってＩＴＯ等からなる共通電極
２１が形成され、その液晶層５０側には、非選択電圧印加時における液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。
【００２７】
本実施の形態の液晶装置においては、矩形状の画素領域２２の４つの角部のうち、液晶の明視方向と反対側に位置する角部の第１遮光膜１１ａのパターンの縁を入射光の偏光軸方向に対して斜めにしないように設計したことで、ナイフエッジによる回折現象でパターンの縁が光らないようにすることができる。そして、他の３つの角部に対しては、第１遮光膜１１ａのパターンの縁を入射光の偏光軸方向に対して斜めに設計することができ、第１遮光膜１１ａのパターンの開口部の角部近傍を覆う形状とすることができる。その結果、画素領域２２の角部に発生するディスクリネーションに起因する光漏れを遮光することができる。このように、本実施の形態の液晶装置によれば、ディスクリネーション起因の光漏れを極力遮光しつつ、ナイフエッジ回折現象による回折光を抑えることができ、全体としてコントラスト比を向上させることができる。
【００２８】
また、上記の構成だけであれば、第１遮光膜１１ａのパターン形状によってナイフエッジ回折現象による回折光を抑えることができる反面、角部近傍のディスクリネーションに起因する光漏れを遮光することが難しくなる。その点、本実施の形態では、対向基板２０の第２遮光膜２３のパターンを、第１遮光膜１１ａの開口部において前記明視方向と反対側に位置する角部の近傍を覆う形状としたので、この部分のディスクリネーションに起因する光漏れを遮光することもできる。また同時に、本装置を実際に製造した場合にこの角部が若干丸みをおびることに起因する回折現象が起こったとしても、その回折光を第２遮光膜２３で遮光できるという効果も得られる。勿論、第２遮光膜２３のパターンについても、液晶の明視方向と反対側に位置する角部の縁を入射光の偏光軸方向に対して斜めにしていないので、ナイフエッジによる回折現象が生じることがない。
【００２９】
〔第２の実施の形態〕
以下、本発明の第２の実施の形態を図５，図６を参照して説明する。
本実施の形態の液晶装置の基本構成は第１の実施の形態と同様であって、遮光膜の構成が異なるのみである。
図５は本実施の形態の液晶装置の第１遮光膜のみを取り出して示す平面図、図６は図５のＢ−Ｂ'線に沿う断面図である。ただし、図６ではＴＦＴアレイ基板のうち、基板本体から第１層間絶縁膜１２にわたる部分のみを示し、ＴＦＴよりも上層側は図示を省略する。よって、以下では図５，図６を用いて遮光膜の構成のみについて説明する。
【００３０】
第１の実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板１０に設けた第１遮光膜１１ａを金属膜の同一レイヤーで一体的に格子状に形成していた。これに対して、本実施の形態においては、図５に示すように、第１遮光膜１１ａを、走査線３ａに沿って延在する部分１１ｂ（図５中の横に延びる部分）とデータ線６ａに沿って延在する部分１１ｃ（図５中の縦に延びる部分）とが別個の独立したパターンであり、これらが２層構造となっている。断面構造は、図６に示すように、例えば基板本体１０Ａの上面にデータ線６ａに沿って延在する部分１１ｃが形成され、その上を覆うように下層側第１層間絶縁膜１２ａが形成されている。さらに、下層側第１層間絶縁膜１２ａ上に走査線３ａに沿って延在する部分１１ｂが形成され、その上を覆うように上層側第１層間絶縁膜１２ｂが形成されている。なお、走査線３ａに沿って延在する部分１１ｂとデータ線６ａに沿って延在する部分１１ｃの上下関係は逆でもかまわない。また、画素領域２２の３つの角部において、開口部を斜めに遮光するための第１遮光膜の拡幅部は、本実施の形態では走査線３ａに沿って延在する部分１１ｂの方に形成しているが、データ線６ａに沿って延在する部分１１ｃの方に形成しても良い。
【００３１】
第１の実施の形態のように、走査線３ａに沿って延在する部分とデータ線６ａに沿って延在する部分を同層で一体的に形成すると、フォトマスク（設計）上は前記明視方向と反対側に位置する角部を上記の直角形状としても、実際に作製すると製造プロセス中のフォトリソグラフィー、エッチング工程の特性などにより角部が若干丸くなり、この部分が回折現象により光って見える恐れがある。その点、本実施の形態のように、走査線３ａに沿って延在する部分１１ｂとデータ線６ａに沿って延在する部分１１ｃを別パターンで構成し、これらパターンを別層で構成すれば、双方の直線部分が交わることにより直角の角部が構成されるため、パターンの角部が丸まることがなく、ナイフエッジによる回折光をより確実に防止することができる。なお、本実施の形態では、対向基板２０側の第２遮光膜２３の構成には言及しなかったが、ナイフエッジによる回折光が抑えられたとしても、角部近傍のディスクリネーション起因の光漏れを遮光するためには、第１の実施の形態と同様、第２遮光膜２３でこの部分を遮光すると良い。
【００３２】
〔第３の実施の形態〕
以下、本発明の第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態の液晶装置の基本構成は第１の実施の形態と同様であって、液晶分子の構成が異なるのみである。
第１の実施の形態では初期的な液晶分子の配向は水平であり、９０°ねじれた液晶モードを用いているが、第３の実施形態では初期的には液晶分子はほぼ垂直な配向であり、ねじれを生じない液晶モードを用いる。ここで、ほぼ垂直とは電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が決まる程度のプレチルト角として垂直軸から５°が付与されているものである。垂直配向膜としてＳｉＯ2材料を蒸着装置である角度から蒸着して得られる。蒸着する角度、方向からプレチルト角、明視方向が決定される。図３の矢印は液晶の倒れる方向を示している。
【００３３】
初期的にほぼ垂直配向を呈する配向モードを用いることで、非選択印加時に液晶層の位相差はほぼ０になり、偏光板をクロスニコルに配置した状態となる。しかし、ナイフエッジの影響があるため角部からの光漏れは生じる。
本実施の形態の液晶装置においては、矩形状の画素領域２２の４つの角部のうち、液晶の明視方向と反対側に位置する角部の第１遮光膜１１ａのパターンの縁を入射光の偏光軸方向に対して斜めにしないように設計したことで、ナイフエッジによる回折現象でパターンの縁が光らないようにすることができる。そして、他の３つの角部に対しては、第１遮光膜１１ａのパターンの縁を入射光の偏光軸方向に対して斜めに設計することができ、第１遮光膜１１ａのパターンの開口部の角部近傍を覆う形状とすることができる。この結果垂直配向にした効果と、ナイフエッジを抑えた構成にしたことで全体として第１の実施例以上にコントラスト比を大幅に向上させることができる。
【００３４】
［投射型表示装置］
次に、上記実施の形態で示した透過型液晶装置を備えた投射型表示装置（液晶プロジェクタ）の具体例について説明する。
図７は、液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。この図に示されるように、プロジェクタ１１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれる。
【００３５】
ここで、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は、上述した実施の形態に係る液晶装置と同様であり、画像信号を入力する処理回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。また、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。
【００３６】
ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム１１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。このようにして、各色の画像が合成された後、スクリーン１１２０には、投射レンズ１１１４によってカラー画像が投射されることとなる。
本実施形態の投射型表示装置は、上記実施形態の液晶装置を備えたことによって、高いコントラスト比の表示を実現することができる。
【００３７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態で例示した各部材の層構成、構成材料、パターン形状等の具体的な記載については適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶装置の等価回路図である。
【図２】同、液晶装置の各画素の平面図である。
【図３】同、液晶装置の遮光膜のパターンのみを示す平面図である。
【図４】同、液晶装置の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の液晶装置の遮光膜パターンを示す平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ'線に沿う断面図である。
【図７】本発明の投射型表示装置を示す概略構成図である。
【図８】ナイフエッジによる回折現象を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…ＴＦＴアレイ基板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…第１遮光膜（金属遮光パターン）、２０…対向基板、２２…画素領域、２３…第２遮光膜（金属遮光パターン）、３０…ＴＦＴ（画素スイッチング素子）、５０…液晶層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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