(57)【要約】      （修正有）【課題】  表示不良を生じさせることのない液晶表示装置を得る。【解決手段】  液晶を介して対向する各基板のうち少なくともその一方の基板SUB2の液晶側の基板の表面に配向膜ORI1とこの配向膜の下に絶縁膜INSを備えるものであって、配向膜と絶縁膜との間にイオン吸着膜IAFを介在させる。光の照射によってたとえ液晶および配向膜からイオン性分解物が生成されても、そのイオン性分解物はイオン吸着膜によって吸着され、液晶の電圧保持率を低下させるのを回避できるようになる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を介して対向する各基板のうち少なくともその一方の基板の液晶側の基板の表面に配向膜とこの配向膜の下に絶縁膜を備えるものであって、
前記配向膜と絶縁膜との間にイオン吸着膜を介在させていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記イオン吸着膜はアルミナ膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記アルミナ膜は少なくとも画素の集合で構成される表示部の全域に形成されていることを特徴とする請求項１の液晶表示装置。
【請求項４】
プロジェクタに用いられるものであって、各画素領域における前記絶縁膜の下方に光反射機能を有する画素電極が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記絶縁膜はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、およびシリコン酸化膜の順次積層体から構成されていることを特徴とする請求項４の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極は、ゲート信号線からの走査信号によってオンされるスイッチング素子を介してドレイン信号線からの映像信号が供給されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、たとえばプロジェクタに備えられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素が形成されて構成されている。
【０００３】
各画素はそれぞれ独立にその液晶の光透過率が制御されるようになっており、このことから、各画素の集合体から構成される画像を目視するには光源を必要とする。
【０００４】
液晶表示装置を備えるプロジェクタにおいても光源を備え、その光源からの光は該液晶表示装置内の液晶に照射され、該液晶表示装置内に形成された反射膜によって反射させることにより、該プロジェクタから離間して配置されるスクリーン上に画像を映像させている。
【０００５】
したがって、該スクリーンに鮮明な画像を表示させるために、前記光源の光は比較的その照度が大きいのが通常である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このようなプロジェクタにおいて、液晶表示装置を原因とする表示不良が生じることが確認された。
【０００７】
この原因を追求した結果、液晶表示装置に強い光が照射されるため、該液晶表示装置内の液晶あるいは配向膜からイオン性の分解物が生成され、これにより液晶の電圧保持率が低下するからであることが判明した。
【０００８】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、表示不良の生じることのない液晶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】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
手段１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向する各基板のうち少なくともその一方の基板の液晶側の基板の表面に配向膜とこの配向膜の下に絶縁膜を備えるものであって、
前記配向膜と絶縁膜との間にイオン吸着膜を介在させていることを特徴とするものである。
【００１０】
手段２．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、前記イオン吸着膜はアルミナ膜であることを特徴とするものである。
【００１１】
手段３．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、前記アルミナ膜は少なくとも画素の集合で構成される表示部の全域に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
手段４．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１、２、３のいずれかの構成を前提とし、プロジェクタに用いられるものであって、各画素領域における前記絶縁膜の下方に光反射機能を有する画素電極が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
手段５．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段４の構成を前提とし、前記絶縁膜はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、およびシリコン酸化膜の順次積層体から構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
手段６．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段４の構成を前提とし、前記画素電極は、ゲート信号線からの走査信号によってオンされるスイッチング素子を介してドレイン信号線からの映像信号が供給されることを特徴とするものである。
【００１５】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１６】
手段１の構成によれば、光の照射によってたとえ液晶および配向膜からイオン性分解物が生成されても、そのイオン性分解物はイオン吸着膜によって吸着され、液晶の電圧保持率を低下させるのを回避できるようになる。
【００１７】
手段２の構成によれば、イオン吸着膜として安価で形成の容易な材料を選択でき、イオン吸着において信頼性を有するようになる。
【００１８】
手段３の構成によれば、イオン吸着膜は表示に寄与する表示部の全域に形成されていることから、表示不良を確実に回避することができるようになる。
【００１９】
手段４の構成によれば、液晶表示装置に比較的強度の大きな光を照射させなければならないプロジェクタに該液晶表示装置を用いていることから、該液晶表示装置の表示不良を信頼性よく回避することができるようになる。
【００２０】
手段５の構成によれば、反射型の液晶表示装置として光源からの光の反射率を向上させることができるようになる。
【００２１】
手段６の構成によれば、いわゆるアクティブ・マトリクス型のものに適用でき、表示のコントラストを良好にすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
図２は、本発明による液晶表示装置の表示部の一実施例を示す等価回路図である。同図は等価回路であるが、実際の幾何学的配置に対応させて描いている。
【００２３】
液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面にて、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬとがあり、これら各信号線によって囲まれる矩形状の各領域を画素領域としている。
【００２４】
それぞれの画素領域には、片側のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって駆動されるスイッチングトランジスタＳＴと、このスイッチングトランジスタＳＴを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸとを備えている。さらに、画素電極ＰＸに供給される映像信号を蓄積させるため、この画素電極ＰＸと容量信号線ＣＬとの間に容量素子Ｃｓｔｇを備えている。
【００２５】
容量信号線ＣＬは、たとえばｘ方向に並設される各画素の画素群に共通に、ゲート信号線ＧＬと平行に配置されて形成されている。そして、各画素群のそれぞれ容量信号線ＣＬは表示部外の領域にて共通に接続され、所定の電圧が印加されるようになっている。
【００２６】
なお、この図では示されていないが、各ゲート信号線ＧＬのそれぞれの少なくとも一端に接続される走査信号駆動回路を有し、この走査信号駆動回路によって各走査信号線ＧＬに走査信号を順次走査して供給するようになっている。
【００２７】
同様に、各ドレイン信号線ＤＬのそれぞれの少なくとも一端に接続される映像信号駆動回路を有し、この映像信号駆動回路によって各ドレイン信号線ＤＬに映像信号を前記走査信号の供給のタイミングに合わせて供給するようになっている。
【００２８】
また、図示されていないが、各画素領域の画素電極ＰＸはたとえば他方の基板の液晶側の面に各画素領域に共通に形成された対向電極との間に電界を生じせしめ、この電界によって当該画素領域の液晶を挙動させるようになっている。
【００２９】
図１は、本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す断面図であり、該液晶表示装置は、プロジェクタに用いられるそれで、いわゆる反射型と称されるものを示している。
【００３０】
まず、たとえばＳｉからなる半導体基板ＳＵＢ１があり、この基板内には、液晶表示装置を駆動させる回路が形成され、これにより液晶表示装置自体を小さく形成できるようになっている。
【００３１】
前記回路としては、前記走査信号駆動回路、映像信号駆動回路、およびスイッチングトランジスタＳＴ等である。
【００３２】
前記回路が組み込まれた半導体基板ＳＵＢ１の表面にはたとえばシリコン酸化膜等からなる第１絶縁膜ＩＮＳ１が形成され、この第１絶縁膜ＩＮＳ１の上面には、幾つかの導体層と絶縁層との積層構造が形成されている。
【００３３】
すなわち、前記第１絶縁膜ＩＮＳ１の表面に、第１金属層ＭＴＬ１が所定のパターンで形成されている。この第１金属層ＭＴＬ１は前記基板ＳＵＢ１内に形成された前記回路からの信号が伝達され、最終的には後述する画素電極ＰＸへ該信号を伝達させる導電層として機能する。
【００３４】
前記第１絶縁膜ＩＮＳ１の表面には、該第１金属層ＭＴＬ１をも被って第２絶縁膜ＩＮＳ２が形成されており、この第２絶縁膜ＩＮＳ２の表面には、第２金属層ＭＴＬ２が所定のパターンで形成されている。
【００３５】
ここで、この第２金属層ＭＴＬ２は第２絶縁膜ＩＮＳ２に形成したスルーホールＴＨ１を通して前記第１金属層ＭＴＬ１に電気的に接続されている。第１金属層ＭＴＬ１に供給された信号を第２金属層ＭＴＬ２に伝達させるためである。
【００３６】
第２金属層ＭＴＬ２は、たとえば後述する第３金属層ＭＴＬ３との間に前記容量素子Ｃｓｔｇを形成する一方の電極としての機能を有し、その面積は比較的広く形成されている。該容量素子Ｃｓｔｇは、後述する画素電極ＰＸに映像信号が供給された場合、その蓄積を行なうために設けられるものである。
【００３７】
また、第１金属層ＭＴＬ１と接続されたこの第２金属層ＭＴＬ２のうち、第２絶縁膜ＩＮＳ２に形成したスルーホールＴＨ２を通して接続されるものは他の第２金属層ＭＴＬ２と電気的に分離されて形成されている。該スルーホールＴＨ２を通して形成される該第２金属層ＭＴＬ２は、第１金属層ＭＴＬ１と後述する第３金属層ＭＴＬ３との接続を図るための中間層として機能するためである。
【００３８】
第２金属層ＭＴＬ２をも被って第１絶縁膜ＩＮＳ１の上面には第３絶縁膜ＩＮＳ３が形成され、この第３絶縁膜ＩＮＳ３の表面には第３金属層ＭＴＬ３が所定のパターンで形成されている。この第３金属層ＭＴＬ３はその一部において第３絶縁膜ＩＮＳ３に形成したスルーホールＴＨ３を通して前記第２金属層ＭＴＬ２に電気的に接続されている。第２金属層ＭＴＬ２に供給された信号を第３金属層ＭＴＬ３に伝達させるためである。
【００３９】
また、この第３金属層ＭＴＬ３はその一部分において、前記第２絶縁膜ＩＮＳ２に形成したスルーホールＴＨ２とその中心軸を同じにして形成された第３絶縁膜ＩＮＳ３に形成したスルーホールＴＨ４を通して第２金属層ＭＬＴ２に接続されている。この第２金属層ＭＬＴ２は第１金属層ＭＬＴ１に接続されているもので、これにより、第１金属層ＭＴＬ１に供給された信号を第３金属層ＭＴＬ３に伝達できるようになる。
【００４０】
なお、この第３金属層ＭＴＬ３は、比較的広い範囲にわたって前記第２金属層ＭＴＬ２と重ね合わされて形成され、該第２金属層ＭＴＬ２との間に第３絶縁膜ＩＮＳ３を誘電体膜とする前記容量素子Ｃｓｔｇの一方の電極を構成するようになっている。
【００４１】
第３金属層ＭＴＬ３をも被って第３絶縁膜ＩＮＳ３の表面には第４絶縁膜ＩＮＳ４が形成され、この第４絶縁膜ＩＮＳ４の表面には画素電極ＰＸが形成されている。この画素電極ＰＸは上述したように光反射率の良好な金属層で構成されるようになっている。また、この画素電極ＰＸは、該第４絶縁膜ＩＮＳ４に形成したスルーホールＴＨ５を通して前記第３金属層ＭＴＬ３に電気的に接続されている。これにより、第３金属層ＭＴＬ３に供給された信号を画素電極ＰＸに伝達できるようになる。
【００４２】
このように構成された基板ＳＵＢ１の表面には該画素電極ＰＸをも被って第５絶縁膜ＩＮＳ５が形成されている。この第５絶縁膜ＩＮＳ５はたとえば該画素電極ＰＸ側からシリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）の順に積層された積層体によって構成されている。
【００４３】
該第５絶縁膜ＩＮＳ５のこのように構成するのは、外部の光源から後述する基板ＳＵＢ２、液晶ＬＱ、画素電極ＰＸに光が入射し、該画素電極ＰＸで反射して再び液晶ＬＱ、基板ＳＵＢ２と出射される光路において、特に画素電極ＰＸにおける反射効率を向上させるためである。
【００４４】
そして、この第５絶縁膜ＩＮＳ５の上面にはイオン吸着膜ＩＡＦが形成されている。このイオン吸着膜ＩＡＦは、後述する配向膜ＯＲＩ１、および液晶ＬＱに比較的長時間にわたって光源からの光が照射された場合にイオン性の分解物が生成されることから、このイオン性の分解物を吸着させる機能を有するものである。該イオン性の分解物は液晶の電圧保持率を低下させ、表示不良を引き起こすことから、その前の段階で該イオン性の分解物を前記イオン吸着膜ＩＡＦにトラップさせるようにしている。
【００４５】
このことから、イオン吸着膜ＩＡＦは少なくとも表示部（各画素の集合体からなる領域）の全域にわたって形成することが好ましいが、必ずしもこれに限定されることはなく、たとえば各画素ごとに独立して（物理的に）形成するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００４６】
このイオン吸着膜ＩＡＦとしてたとえばアルミナ膜が選択される。このアルミナ膜はその下層に配置される前記第５絶縁膜ＩＮＳ５の無機材に対しても、後述するように上層に配置される配向膜ＯＲＩ１の有機材にたいしても接着強度が強い性質を有するという効果も奏する。
【００４７】
また、このアルミナ膜からなるイオン吸着膜ＩＡＦは、たとえばアルミキレート処理法によって形成できる。この処理法を用いることによって、アルミナをスピン塗布し、その後において焼成するだけで済み、作業効率の向上を図ることができる。
【００４８】
このように、液晶側の基板ＳＢ１の表面に配向膜ＯＲＩ１とこの配向膜ＯＲＩ１の下に絶縁膜（第５絶縁膜ＩＮＳ５）を備えるものであって、前記配向膜ＯＲＩ１と絶縁膜との間にイオン吸着膜ＩＡＦを介在させることによって、該配向膜ＯＲＩ１および液晶ＬＱに光源からの光が照射された場合に生成されるイオン性の分解物を前記イオン吸着膜ＩＡＦによって吸収でき、液晶の汚染を回避できるようになる。
【００４９】
なお、配向膜ＯＲＩ１は液晶と直接に接触する膜で該液晶の分子の初期配向方向を決定づけるようになっている。
【００５０】
また、この半導体基板ＳＵＢ１は該液晶ＬＱを介して他の透明な基板ＳＵＢ２と対向配置され、この透明な基板の液晶側の面に形成した透明導電膜からなる対向電極ＣＴと前記画素電極ＰＸとの間に電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【００５１】
上述した実施例では、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板ＳＵＢ１が半導体基板で構成されているものであるが、この半導体基板がガラス基板であっても同様に適用できることはいうまでもない。このような場合であっても、光源からの光によって液晶および配向膜からイオン性の分解物が生成され、液晶の電圧保持率が低下する事情において全く同じであるからである。
【００５２】
また、上述した実施例では、プロジェクタに用いられる液晶表示装置について説明したものである。しかし、これに限らず他の用途に用いられる液晶表示装置においても適用できることはいうまでもない。液晶表示装置はその画像を認識するために光源を必要とし、その光によって液晶および配向膜からイオン性の分解物が生成され、液晶の電圧保持率が低下する事情において全く同じであるからである。
【００５３】
さらに、液晶を介した対向配置される各基板のうち一方の基板に限らず他方の基板にも適用でき、それら双方の基板にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による液晶表示装置の画素の構成の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の表示部における構成の一実施例を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
ＳＵＢ１、ＳＵＢ２…基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＣＬ…容量信号線、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、Ｃｓｔｇ…容量素子、ＩＡＦ…イオン吸着膜、ＬＱ…液晶、ＯＲＩ１、ＯＲＩ２…配向膜。
【図１】
2005062721.tif 000003
【図２】
2005062721.tif 000004