(57)【要約】【課題】製造性を損なうことなくイオン性不純物のトラップ効率を向上させた電気光学装置を提供する。【解決手段】本発明の電気光学装置は、電気光学物質層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、第１基板と第２基板とを貼り合わせるシール材と、複数の画素が配列された画素領域と、画素領域とシール材との間の周辺領域に電極を備えて設けられたイオントラップ部と、を有する電気光学装置であって、イオントラップ部は、交流電圧を印加される第１トラップ電極と交流電圧の基準電位を入力される第２トラップ電極とを有しており、前記イオントラップ部は、前記交流電圧の印加において、正極性の電圧印加時と負極性の電圧印加時とで前記電気光学物質層を流れる電流量が、前記画素領域よりも大きく異なるように設定されていることを特徴とする。【選択図】図３
2013073183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学物質層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、複数の画素が配列された画素領域と、前記画素領域と前記シール材との間の周辺領域に電極を備えて設けられたイオントラップ部と、を有する電気光学装置であって、
前記イオントラップ部は、交流電圧を印加される第１トラップ電極と前記交流電圧の基準電位を入力される第２トラップ電極とを有しており、
前記イオントラップ部は、前記交流電圧の印加において、正極性の電圧印加時と負極性の電圧印加時とで前記電気光学物質層を流れる電流量が、前記画素領域よりも大きく異なるように設定されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、トラップ部絶縁膜と、第１配向膜とがこの順に積層されており、
前記第２基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第２トラップ電極と、第２配向膜とがこの順に積層されている、請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、第１配向膜とがこの順に積層されており、
前記第２基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第２トラップ電極と、トラップ部絶縁膜と、第２配向膜とがこの順に積層されている、請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、第１トラップ部絶縁膜と、第１配向膜とがこの順に積層され、
前記第２基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第２トラップ電極と、第２トラップ部絶縁膜と、第２配向膜とがこの順に積層されており、
前記第１トラップ部絶縁膜と前記第２トラップ部絶縁膜は互いに異なる膜厚を有する、請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、トラップ部絶縁膜と、前記第２トラップ電極と、配向膜とがこの順に積層されている、請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置において、製造過程で液晶層中に混入したイオン性不純物や、光照射等による部材の劣化によって生じたイオン性不純物が、表示品質の低下を引き起こすことが知られている。これらのイオン性不純物は通電により移動し、表示領域に濃度分布を形成する。そして、イオン性不純物の濃度が高い領域において液晶層の保持率が低下し、輝度が低下する結果、シミやムラとなって視認される。
製造過程においてイオン性不純物を全く混入させないことは困難であるため、非表示領域に設けた電極にイオン性不純物を吸着させることにより表示領域へのイオン性不純物の拡散を防止することが提案されている。さらに、イオン性不純物を高効率にトラップするために、電極上に有機材料のオーバーコートを設けることも提案されている（特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４９１０５号公報
【特許文献２】特開平６−２８９４０８号公報
【特許文献３】特開平４−１２５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３記載の構成では、有機材料のオーバーコートを選択的に形成するためのプロセスの追加が必要であり、製造プロセスが煩雑化したり、製造コストが増加するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、製造性を損なうことなくイオン性不純物のトラップ効率を向上させた電気光学装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気光学装置は、電気光学物質層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、複数の画素が配列された画素領域と、前記画素領域と前記シール材との間の周辺領域に電極を備えて設けられたイオントラップ部と、を有する電気光学装置であって、前記イオントラップ部は、交流電圧を印加される第１トラップ電極と前記交流電圧の基準電位を入力される第２トラップ電極とを有しており、前記イオントラップ部は、前記交流電圧の印加において、正極性の電圧印加時と負極性の電圧印加時とで前記電気光学物質層を流れる電流量が、前記画素領域よりも大きく異なるように設定されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成では、イオントラップ部に極性の異なる電圧を印加したときに、電気光学物質層に流れる電流量の差が、画素領域における電流量の差よりも大きくなるように設定されている。この電流量の極性差に起因して、イオントラップ部における電気光学物質層と第１基板との界面、又は電気光学物質層と第２基板との界面に電荷が滞留し、残留ＤＣ電圧が生じる。この残留ＤＣ電圧により形成される電界の作用により、電気光学物質層に含まれるイオン性不純物を第１トラップ電極又は第２トラップ電極に効率良く吸着保持させることができる。かかる構成では、イオントラップ部に電気的な非対称性を付与すればよいため、特別な構成や製造工程は不要であり、電気光学装置の製造性を損なうことはない。
【０００８】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、トラップ部絶縁膜と、第１配向膜とがこの順に積層されており、前記第２基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第２トラップ電極と、第２配向膜とがこの順に積層されている構成としてもよい。
この構成によれば、第１トラップ電極上にトラップ部絶縁膜を形成するという簡便な工程で製造することができる電気光学装置が提供される。
【０００９】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、第１配向膜とがこの順に積層されており、前記第２基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第２トラップ電極と、トラップ部絶縁膜と、第２配向膜とがこの順に積層されている構成としてもよい。
この構成によれば、第２トラップ電極上にトラップ部絶縁膜を形成するという簡便な工程で製造することができる電気光学装置が提供される。
【００１０】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、第１トラップ部絶縁膜と、第１配向膜とがこの順に積層され、前記第２基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第２トラップ電極と、第２トラップ部絶縁膜と、第２配向膜とがこの順に積層されており、前記第１トラップ部絶縁膜と前記第２トラップ部絶縁膜は互いに異なる膜厚を有する構成としてもよい。
この構成によれば、第１トラップ電極及び第２トラップ電極上に厚さの異なるトラップ部絶縁膜をそれぞれ形成する簡便な工程で製造することができる電気光学装置が提供される。
【００１１】
前記第１基板の前記電気光学物質層側の面に、前記第１トラップ電極と、トラップ部絶縁膜と、前記第２トラップ電極と、配向膜とがこの順に積層されている構成としてもよい。
この構成によれば、電気光学物質層の厚さ方向と交差する方向（概略基板面方向）に形成した電界によりイオン性不純物をトラップするイオントラップ部を備えた電気光学装置が提供される。
【００１２】
本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、信頼性に優れた光変調手段を具備した電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電気光学装置の第１実施形態である液晶装置の平面図。
【図２】図１に示すＩ−Ｉ線に沿う位置における液晶装置の部分断面図。
【図３】第１実施形態に係る作用説明図。
【図４】第２実施形態に係る液晶装置の要部を示す概略断面図。
【図５】第３実施形態に係る液晶装置の要部を示す概略断面図。
【図６】第４実施形態に係る液晶装置の要部を示す概略断面図。
【図７】電子機器の一実施の形態であるプロジェクターを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、電気光学装置の第１実施形態である液晶装置の平面図である。図２は、図１に示すＩ−Ｉ線に沿う位置における液晶装置の部分断面図である。
液晶装置（電気光学装置）１００は、ＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と、ＴＦＴアレイ基板１０と対向配置された対向基板（第２基板）２０と、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層（電気光学物質層）５０と、液晶層５０の周囲を囲んで形成されるとともに一部に液晶注入口５１ａを有する矩形枠状のシール材５１と、シール材５１の液晶注入口５１ａを封止する封止剤５２と、を備えている。
【００１６】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、シール材５１とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板２０が対向配置され、シール材５１を介してＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが貼り合わされている。ＴＦＴアレイ基板１０は、対向基板２０よりも大きく、対向基板２０の一端部よりも外側に張り出した張出部１０ａを備えている。張出部１０ａには、駆動ＩＣチップ１０１が実装されており、また複数の外部回路接続端子１０２が形成された端子部が設けられている。
【００１７】
シール材５１は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との対向領域の周縁部に沿って設けられている。液晶注入口５１ａは、シール材５１の４つの辺のうち張出部１０ａに面する辺に設けられている。封止剤５２は、対向基板２０の端面に沿って、張出部１０ａの液晶注入口５１ａを外側から閉塞する位置に塗布されている。シール材５１と封止剤５２とが液晶層５０の周囲を囲み、液晶層５０をＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に封止している。
【００１８】
シール材５１に囲まれた領域には、複数の画素ＰＸがマトリクス状に配置されてなる矩形状の画素領域１Ａと、画素領域１Ａとシール材５１との間に位置する矩形枠状の周辺領域１Ｂとが設けられている。シール材５１の外側における対向基板２０の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを電気的に接続するための銀点等を有する基板間導通部１０６が設けられている。
【００１９】
周辺領域１Ｂには、画素領域１Ａを取り囲む矩形枠状のダミー画素領域１Ｄと、ダミー画素領域１Ｄを取り囲む矩形枠状のイオントラップ部６０と、が設けられている。
ダミー画素領域１Ｄには、画素領域１Ａの最外周部に位置する画素ＰＸと各々隣り合う複数のダミー画素ＤＭが設けられている。ダミー画素ＤＭは画像の表示には用いられない画素であり、例えば常時黒表示状態とされることにより、画素領域１Ａを縁取る周辺見切りの一部として用いられる。
【００２０】
イオントラップ部６０は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａ上に形成された第１トラップ電極６１を備えている。イオントラップ部６０では、第１トラップ電極６１と共通電極２１（図２参照）との間に発生する液晶層厚方向の電界によって液晶層５０中のイオン性不純物をトラップする。したがって本実施形態では、共通電極２１のうちの第１トラップ電極６１と液晶層５０を介して対向する部分が、イオントラップ部６０の第２トラップ電極６２である。
【００２１】
イオントラップ部６０は、画素領域１Ａを取り囲んで配置されている。図１では、画素領域１Ａから周辺領域１Ｂに向かって拡散するイオン性不純物と、シール材５１又は封止剤５２から溶出し、画素領域１Ａに向けて侵入するイオン性不純物とを漏れなくトラップするために、イオントラップ部６０は、全体として、画素領域１Ａの外周に沿って閉じた枠状に形成されている。
第１トラップ電極６１は、画素領域１Ａを取り囲む矩形枠状の電極である。第１トラップ電極６１は、シール材５１を跨いで延びる引き出し線６３、６４を介して駆動ＩＣチップ１０１に接続されている。
【００２２】
次に、図２を参照して液晶装置１００の断面構造について説明する。
ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英などの透明基板あるいはシリコンなどの不透明基板からなる基板本体１０Ａ上に、画素電極３０、ダミー画素電極３０Ｄとそれらを駆動する図示略の駆動素子や電極を形成した素子基板である。
【００２３】
基板本体１０Ａの液晶層５０側の面には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜１１が形成されている。下地絶縁膜１１上に、複数種の配線３５、３６、６５ａ、６５ｂ、６７、６９、７１が形成されている。これらの配線を覆うようにしてシリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁膜１２が形成され、さらに第１層間絶縁膜１２を覆うようにしてシリコン窒化膜等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている。
【００２４】
第２層間絶縁膜１３上に、画素電極３０、ダミー画素電極３０Ｄ、及び配線７２が形成されている。
画素電極３０及びダミー画素電極３０Ｄは、第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して形成されたコンタクトホールを介して、下層側の配線３５、３６に接続されている。画素電極３０及びダミー画素電極３０Ｄは、本実施形態の場合、チタン窒化膜上にアルミニウム膜を形成した積層膜からなる反射電極である。なお、液晶装置１００を透過型の液晶装置として構成する場合には、画素電極３０及びダミー画素電極３０Ｄは、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いて形成される。
【００２５】
配線７２は、第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して形成されたコンタクトホールを介して、下層側の配線７１に接続されている。配線７１及び配線７２は、シール材５１の内側に形成された画素ＰＸやダミー画素ＤＭと、シール材５１の外側の駆動ＩＣチップ１０１とを接続する配線である。本実施形態の場合、異なる配線層に形成された配線７１、７２が、シール材５１の形成領域内において接続されている。
【００２６】
画素電極３０、ダミー画素電極３０Ｄ及び配線７２を覆うようにして絶縁膜３１が形成されている。絶縁膜３１は、液晶層５０の抵抗値に対して２桁以上高抵抗の材料を用いて形成され、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。絶縁膜３１上に、第１トラップ電極６１、導通部電極６６、及び外部回路接続端子１０２が形成されている。
【００２７】
第１トラップ電極６１は、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３、及び絶縁膜３１を貫通して形成されたコンタクトホールを介して、下層側の配線６５ａ、６５ｂに接続されている。配線６５ａ、６５ｂは、図１に示した引き出し線６３、６４を介して駆動ＩＣチップ１０１に接続されている。本実施形態の場合、１つの第１トラップ電極６１に対して、２つの配線６５ａ、６５ｂが接続されているが、配線６５ａ、６５ｂは単一の配線であってもよい。
【００２８】
導通部電極６６は、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３、及び絶縁膜３１を貫通して形成されたコンタクトホールを介して、下層側の配線６７に接続されている。配線６７は駆動ＩＣチップ１０１に接続されている。導通部電極６６上には銀点等の基板間導通部１０６が設けられている。
外部回路接続端子１０２は、第１層間絶縁膜１２、第２層間絶縁膜１３、及び絶縁膜３１を貫通して形成されたコンタクトホールを介して、下層側の配線６９に接続されている。配線６９は駆動ＩＣチップ１０１に接続されている。
【００２９】
シール材５１の内側のＴＦＴアレイ基板１０の表面には、絶縁膜３１及び第１トラップ電極６１を覆う第１配向膜１４が形成されている。第１配向膜１４としては、斜方蒸着等により柱状構造を形成したシリコン酸化膜からなる無機配向膜や、ポリイミド等の有機配向膜を適用することができる。また第１配向膜１４は、シール材５１の形成領域やシール材５１の外側の領域まで延設されていてもよい。
【００３０】
対向基板２０は、ガラスや石英などの透明基板からなる基板本体２０Ａを備えている。
基板本体２０Ａの液晶層５０側の面には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜２３が形成されている。下地絶縁膜２３は、基板本体２０Ａの外周部における膜厚が、シール材５１よりも内側の領域における膜厚よりも薄く形成されている。すなわち下地絶縁膜２３には、遮光膜ＢＭの外周端に沿って段差部２３ｄが形成されている。
【００３１】
下地絶縁膜２３上には、ＴＦＴアレイ基板１０上の第１トラップ電極６１と対向する領域に、金属膜やカーボン膜からなる遮光膜ＢＭが形成されている。遮光膜ＢＭは、ダミー画素領域１Ｄの周囲を縁取る矩形枠状の周辺見切りとして形成されている。遮光膜ＢＭは、画素ＰＸ及びダミー画素ＤＭを平面的に区画するブラックマトリクスとしての遮光膜を含んでいてもよい。
【００３２】
遮光膜ＢＭ及び下地絶縁膜２３を覆って、シリコン窒化膜等からなる保護絶縁膜２２が形成されている。保護絶縁膜２２は必要に応じて設けられる絶縁膜であり、省略することもできる。
保護絶縁膜２２を覆って、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極２１が形成されている。本実施形態の場合、ＴＦＴアレイ基板１０上の第１トラップ電極６１と対向する領域にも共通電極２１が形成され、共通電極２１の一部が第２トラップ電極６２を構成している。
【００３３】
共通電極２１のほぼ全面を覆って、絶縁膜３２が形成されている。絶縁膜３２のうち、ＴＦＴアレイ基板１０の第１トラップ電極６１と対向する部分が、本実施形態におけるトラップ部絶縁膜８２である。一方、絶縁膜３２のうち、画素電極３０と対向する領域に形成された部分が、本実施形態における画素部絶縁膜である。
【００３４】
絶縁膜３２は、液晶層５０の抵抗値に対して２桁以上高抵抗の材料を用いて形成される。例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の抵抗値は１×１０１１Ω〜１×１０１２Ω程度であり、絶縁膜３２を形成するための高抵抗材料として好適である。
絶縁膜３２の膜厚は、液晶層に対して十分に高い抵抗値が得られる膜厚であれば特に限定されない。絶縁膜３２をシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜により構成する場合には、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の膜厚とすることで、通常の液晶材料を用いて形成された液晶層５０に対して１００倍程度の抵抗値を得ることができる。
【００３５】
絶縁膜３２には、基板間導通部１０６の形成位置に対応して開口部３２ａが形成されている。開口部３２ａの内側に露出された共通電極２１には、基板間導通部１０６が接続されている。基板間導通部１０６の液晶層５０側には、シール材５１が設けられている。シール材５１の内周端は段差部２３ｄによって形成された対向基板２０表面の段差部分に配置されている。
【００３６】
シール材５１に囲まれた領域の対向基板２０の表面には、絶縁膜３２を覆う第２配向膜１６が形成されている。第２配向膜１６はＴＦＴアレイ基板１０上の第１配向膜１４と同様、有機配向膜又は無機配向膜により形成することができる。また第２配向膜１６はシール材５１の形成領域やシール材５１の外側の領域まで延設されていてもよい。
【００３７】
液晶層５０は、画素電極３０と共通電極２１との間に発生する液晶層厚方向の電界（縦電界）によって駆動される縦電界方式の液晶層である。縦電界方式としては、ＶＡ（Vertical Alignment）方式が代表的であるが、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）方式やＴＮ（Twisted Nematic）方式などの他の方式でもよい。
【００３８】
なお、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極３０と対向基板２０上の共通電極２１との間に電界を形成する縦電界方式により液晶層５０を駆動しているが、共通電極２１として機能する電極をＴＦＴアレイ基板１０側に設け、この電極と画素電極３０との間に発生する基板面方向の電界（横電界；液晶層の厚さ方向と概ね直交する方向の電界）によって液晶層５０を駆動してもよい。このような駆動方式は、横電界方式と呼ばれる。横電界方式としては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式が代表的である。
【００３９】
液晶装置１００では、画像表示前、画像表示中、または画像表示後に、第１トラップ電極６１に交流電圧を印加し、液晶層に流れる電流量の極性差に起因して生じる残留ＤＣ電圧を利用して液晶層５０中のイオン性不純物を効率良くトラップする。以下、かかる作用について図３を参照しつつ詳細に説明する。
【００４０】
図３は第１実施形態に係る作用説明図である。
図３には、作用説明に必要な液晶装置１００の要部のみが示されている。画素電極３０及び第１トラップ電極６１と、共通電極２１とが液晶層５０を介して対向配置されている。画素電極３０上に絶縁膜３１が形成され、絶縁膜３１及び第１トラップ電極６１上には第１配向膜１４が形成されている。共通電極２１上にトラップ部絶縁膜８２を含む絶縁膜３２が形成されている。絶縁膜３２上に第２配向膜１６が形成されている。
【００４１】
まず、画素領域１Ａの画素ＰＸにおいて、画素電極３０に５Ｖと−５Ｖを周期的に繰り返す交流電圧を印加し、共通電極２１に０Ｖの電圧を印加すると、画素電極３０に正極性の電圧（５Ｖ）が印加される期間には画素電極３０から共通電極２１に向かう電界（第１の画素電界）が形成され、負極性の電圧（−５Ｖ）が印加される期間には共通電極２１から画素電極３０に向かう電界（第２の画素電界）が形成される。
【００４２】
画素ＰＸでは、画素電極３０上に絶縁膜３１を形成し、共通電極２１上に絶縁膜３２を形成することで、上記の第１の画素電界が形成されたときの液晶層５０の比抵抗と、第２の画素電界が形成されたときの液晶層５０の比抵抗とに差が生じないように構成している。これによって、正極性の電圧を印加したときと、負極性の電圧を印加したときとで液晶層５０に流れる電流がほぼ同等の値となるようにしている。この電流バランスが崩れると、画素ＰＸ内に電荷が滞留して残留ＤＣ電圧が発生し、焼き付きやフリッカーの原因となるからである。
【００４３】
一方、本実施形態のイオントラップ部６０では、第１トラップ電極６１に５Ｖと−５Ｖを周期的に繰り返す交流電圧を印加し、共通電極２１に０Ｖの電圧を印加すると、第１トラップ電極６１に５Ｖが印加される期間には第１トラップ電極６１から第２トラップ電極６２に向かう第１の電界が形成され、−５Ｖが印加される期間には第２トラップ電極６２から第１トラップ電極６１に向かう第２の電界が形成される。
なお、第１トラップ電極６１に入力する交流電圧の波形は特に限定されず、矩形波、正弦波、三角波等、任意の波形を用いることができ、画素領域１Ａの画素電極３０に入力される信号波形と共通化してもよい。
【００４４】
ここで、本実施形態のイオントラップ部６０では、図３に示すように、第２トラップ電極６２上にのみトラップ部絶縁膜８２を形成し、第１トラップ電極６１上には絶縁膜３１を形成しないことで、第１の電界が形成されたときの液晶層５０の比抵抗と、第２の電界が形成されたときの液晶層５０の比抵抗との間にあえて差異（比抵抗の極性差）を生じさせ、正極性の電圧が印加されたときに液晶層５０に流れる電流量と、負極性の電圧が印加されたときに液晶層５０に流れる電流量とを異ならせ、電流量の極性差を生じさせている。具体的には、画素ＰＸとイオントラップ部６０において、同等の交流電圧を印加したときに、イオントラップ部６０において液晶層５０に流れる電流量の極性差（比抵抗の極性差）が、画素ＰＸにおける電流量の極性差よりも大きくなるように、イオントラップ部６０が構成されている。
【００４５】
上記のような電流量の極性差（電気的な非対称性）を生じさせることで、イオントラップ部６０内に電荷を蓄積させ、液晶層５０に作用する直流電圧（残留ＤＣ電圧）を発生させることができる。本実施形態の場合、トラップ部絶縁膜８２の表面に負電荷が集積し、かかる負電荷に起因する直流電圧（残留ＤＣ電圧）が発生する。本実施形態のイオントラップ部６０では、上記の残留ＤＣ電圧を利用して液晶層５０中の正電荷のイオン性不純物５１ｐをトラップ部絶縁膜８２の表面（第２配向膜１６の表面）に吸着させる。
なお、イオントラップ部６０は表示に利用されない領域であり、遮光膜ＢＭにより遮光されているため、大きな残留ＤＣ電圧が発生したとしても表示品質に影響することはない。
【００４６】
以上詳細に説明したように、本実施形態の液晶装置１００によれば、イオントラップ部６０を作動させることにより、画素領域１Ａで発生したイオン性不純物や、シール材５１や封止剤５２から溶出したイオン性不純物を周辺領域１Ｂに固定することができる。その結果、イオン性不純物が画素領域１Ａ内の無機配向膜等に吸着することによって生じる焼きつきなどの表示不良が少ない液晶装置とすることができる。
【００４７】
また本実施形態のトラップ部絶縁膜８２（絶縁膜３２）は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの従来から液晶装置の構成材料として用いられている絶縁膜を用いて形成することができるため、特別な材料や製造工程は不要である。したがって、トラップ部絶縁膜８２を設けたとしても液晶装置１００の製造性が損なわれることはない。
【００４８】
本発明者は、上記した電圧条件において、イオントラップ部６０の効果を検証した。具体的には、第１実施形態の液晶装置１００において、イオントラップ部６０を動作させた場合と、動作させない場合とで、画素領域１Ａにおける輝度の経時変化を比較した。その結果、イオントラップ部６０を動作させない場合には最大で３５％程度の輝度低下が生じる箇所が存在したのに対して、イオントラップ部６０を動作させた場合には、輝度低下は最大で１８％程度にまで抑えられた。このことから、本実施形態に係る構成を具備したイオントラップ部６０によりイオン性不純物を十分にトラップできることが確認された。
【００４９】
なお、本実施形態では、イオントラップ部６０が画素領域１Ａを取り囲む平面視矩形枠状である場合について説明したが、かかる構成に限定されるものではない。
具体的に、周辺領域１Ｂにおいて、間欠的に複数のイオントラップ部６０（第１トラップ電極６１）が配置されている構成としてもよい。例えば、画素領域１Ａの角部に対応する位置にのみイオントラップ部６０が設けられていてもよく、画素領域１Ａの辺縁に沿って直線状のイオントラップ部６０が設けられている構成としてもよい。また他の例としては、矩形枠状のイオントラップ部６０を二重枠状や三重枠状に複数配置した構成としてもよい。上記各変形例は、後述の各実施形態においても同様に適用することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、図４を参照しつつ電気光学装置の第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態に係る液晶装置（電気光学装置）２００の要部を示す概略断面図である。
本実施形態の液晶装置２００は、第１実施形態に係る液晶装置１００とその基本構成において共通する一方、イオントラップ部の構成において異なる。したがって、図４に示さない構成要素についても、特に断りの無い限り液晶装置１００と同様の構成を備えているものとする。
【００５１】
液晶装置２００におけるイオントラップ部６０では、第１トラップ電極６１上に絶縁膜３１が形成されている一方、第２トラップ電極６２（共通電極２１）上には絶縁膜３２は形成されていない。
画素ＰＸにおいて、画素電極３０上に絶縁膜３１が形成され、共通電極２１上に絶縁膜３２が形成されている点は第１実施形態と同様である。また図４では省略されているが、ダミー画素ＤＭにおいても、ダミー画素電極３０Ｄ上に絶縁膜３１が形成され、共通電極２１上に絶縁膜３２が形成されている。
【００５２】
絶縁膜３１のうちの第１トラップ電極６１上に形成された部分がトラップ部絶縁膜８１である。一方、絶縁膜３１のうちの画素電極３０上に形成された部分が、本実施形態における画素部絶縁膜である。絶縁膜３１は、例えば、厚さ１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下のシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる。
【００５３】
本実施形態の液晶装置において、第１トラップ電極６１に５Ｖと−５Ｖを周期的に繰り返す交流電圧を印加し、第２トラップ電極６２（共通電極２１）に０Ｖの電圧を印加すると、第１トラップ電極６１上にのみトラップ部絶縁膜８１が形成されていることで、第１トラップ電極６１に５Ｖが印加された期間において液晶層５０に流れる電流量と、第１トラップ電極６１に−５Ｖが印加された期間に液晶層５０に流れる電流量との間に差異が生じる。その結果、トラップ部絶縁膜８１の表面に正電荷が滞留し、残留ＤＣ電圧が発生する。この残留ＤＣ電圧により、液晶層５０中の負電荷のイオン性不純物５１ｎが第１トラップ電極６１上に吸着保持される。
【００５４】
また本実施形態では、画素電極３０及び第１トラップ電極６１上にわたって形成されている絶縁膜３１の一部をトラップ部絶縁膜８１として用いているが、ＴＦＴアレイ基板１０に形成されている第１層間絶縁膜１２や第２層間絶縁膜１３の一部をトラップ部絶縁膜として用いることもできる。具体的には、図２に示した第１トラップ電極６１を、配線６５ａ、６５ｂと同じ配線層に形成することで、第１層間絶縁膜１２と第２層間絶縁膜１３と絶縁膜３１の積層膜からなるトラップ部絶縁膜を備えた構成とすることができる。また、第１トラップ電極６１を第１層間絶縁膜１２上に形成することで、第２層間絶縁膜１３と絶縁膜３１の積層膜からなるトラップ部絶縁膜を備えた構成とすることができる。
【００５５】
（第３実施形態）
次に、図５を参照しつつ電気光学装置の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態に係る液晶装置（電気光学装置）３００の要部を示す概略断面図である。
本実施形態の液晶装置３００は、第１実施形態に係る液晶装置１００とその基本構成において共通する一方、イオントラップ部の構成において異なる。したがって、図５に示さない構成要素についても、特に断りの無い限り液晶装置１００と同様の構成を備えているものとする。
【００５６】
液晶装置３００におけるイオントラップ部６０では、第１トラップ電極６１上に絶縁膜３１が形成されるとともに、第２トラップ電極６２（共通電極２１）上にも絶縁膜３２が形成されている。絶縁膜３１のうちの第１トラップ電極６１上に形成された部分が第１トラップ部絶縁膜９１であり、絶縁膜３２のうち、第１トラップ電極６１と対向する部分が第２トラップ部絶縁膜９２である。また絶縁膜３１のうちの画素電極３０上に形成された部分と、絶縁膜３２のうちの画素電極３０と対向する領域に形成された部分がそれぞれ本実施形態における画素部絶縁膜である。
【００５７】
絶縁膜３１及び絶縁膜３２は、例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる。絶縁膜３１及び絶縁膜３２は、互いに異なる厚さを有して形成されている。絶縁膜３１及び絶縁膜３２の膜厚は特に限定されないが、例えば合計の厚さが１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下となる膜厚とされる。さらに具体的に例示すると、第１トラップ電極６１上における絶縁膜３１（第１トラップ部絶縁膜９１）の厚さが３００ｎｍ、第２トラップ電極６２上における絶縁膜３２（第２トラップ部絶縁膜９２）の厚さが１００ｎｍであり、合計厚さが４００ｎｍである。
【００５８】
ここで、第１トラップ電極６１上に厚さ３００ｎｍの第１トラップ部絶縁膜９１が形成され、かつ第２トラップ電極６２上に厚さ１００ｎｍの第２トラップ部絶縁膜９２が形成されている場合に、第１トラップ電極６１に５Ｖと−５Ｖを周期的に繰り返す交流電圧を印加し、第２トラップ電極６２（共通電極２１）に０Ｖの電圧を印加したとする。
【００５９】
そうすると、第１トラップ部絶縁膜９１と第２トラップ部絶縁膜９２の膜厚が互いに異なっているために、第１トラップ電極６１に５Ｖが印加された期間に液晶層５０に流れる電流量と、第１トラップ電極６１に−５Ｖが印加された期間に液晶層５０に流れる電流量との間に差異が生じる。この電流量の極性差によって、膜厚が大きい第１トラップ部絶縁膜９１の表面に正電荷が滞留し、残留ＤＣ電圧が発生する。かかる残留ＤＣ電圧により、液晶層５０中の負電荷のイオン性不純物５１ｎが第１トラップ電極６１上に吸着保持される。
【００６０】
なお、本実施形態において、第１トラップ部絶縁膜９１の膜厚を、第２トラップ部絶縁膜９２の膜厚よりも小さくすれば、第２トラップ部絶縁膜９２の表面に負電荷が滞留し残留ＤＣ電圧が生じるので、第２トラップ電極６２上に正電荷のイオン性不純物をトラップする構成とすることができる。
また本実施形態においても、先の第２実施形態と同様に、第１トラップ部絶縁膜９１が第１層間絶縁膜１２や第２層間絶縁膜１３を含んでいる構成とすることができる。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、図６を参照しつつ電気光学装置の第４実施形態について説明する。
図６は、第４実施形態に係る液晶装置（電気光学装置）４００の要部を示す概略断面図である。
本実施形態の液晶装置４００は、第１実施形態に係る液晶装置１００とその基本構成において共通する一方、イオントラップ部の構成において異なる。したがって、図６に示さない構成要素についても、特に断りの無い限り液晶装置１００と同様の構成を備えているものとする。
【００６２】
液晶装置４００におけるイオントラップ部６０では、ＴＦＴアレイ基板１０上に第１トラップ電極６１と第２トラップ電極６２の両方が形成されており、これらの第１トラップ電極６１及び第２トラップ電極６２の間に絶縁膜３１が形成されている構成である。より具体的には、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａ側から順に、第２トラップ電極６２、絶縁膜３１、及び第１トラップ電極６１が積層されている。
【００６３】
本実施形態において、第２トラップ電極６２は平面視矩形枠状の電極である。第２トラップ電極６２を覆って、例えば、厚さが５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下のシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる絶縁膜３１が形成されている。絶縁膜３１のうち、第２トラップ電極６２上の部分がトラップ部絶縁膜９３である。トラップ部絶縁膜９３上に、第２トラップ電極６２よりも狭い幅を有する矩形枠状の第１トラップ電極６１が形成されている。
【００６４】
対向基板２０の共通電極２１は、画素領域１Ａ及びダミー画素領域１Ｄには形成されているが、イオントラップ部６０には形成されていない。共通電極２１上に形成された絶縁膜３２は、イオントラップ部６０まで延設されている。
なお、図６ではダミー画素領域１Ｄについては図示を省略している。また本実施形態において、イオントラップ部６０に絶縁膜３２が形成されていない構成としてもよい。
【００６５】
第１トラップ電極６１と第２トラップ電極６２との間に厚さ２００ｎｍの絶縁膜３１（トラップ部絶縁膜９３）が形成されている場合に、第１トラップ電極６１に５Ｖと−５Ｖを周期的に繰り返す交流電圧を印加し、第２トラップ電極６２に０Ｖの電圧を印加したとする。そうすると、第１トラップ電極６１に５Ｖを印加している期間に、第１トラップ電極６１から液晶層５０、トラップ部絶縁膜９３を経由して第２トラップ電極６２に達する第１の電界が形成され、第１トラップ電極６１に−５Ｖを印加している期間には、第２トラップ電極６２、トラップ部絶縁膜９３、液晶層５０を経由して第１トラップ電極６１に達する第２の電界が形成される。
【００６６】
上記においても、第１の電界の経路と第２の電界の経路が異なるために、正極性の電圧が印加されている期間に液晶層５０に流れる電流量と、負極性の電圧が印加されている期間に液晶層５０に流れる電流量との間に差異が生じ、残留ＤＣ電圧が生じる。具体的には、トラップ部絶縁膜９３の表面のうち第１トラップ電極６１が形成されていない領域に負電荷が滞留することにより残留ＤＣ電圧が生じる。本実施形態のイオントラップ部６０では、この残留ＤＣ電圧により、液晶層５０中の正電荷のイオン性不純物５１ｐをトラップ部絶縁膜９３の表面に吸着保持することができる。
【００６７】
（電子機器）
次に、上記実施形態の液晶装置を適用した電子機器について説明する。
図７は、電子機器の一実施の形態であるプロジェクターを示す図である。
【００６８】
図７（ａ）は、透過型ライトバルブを用いたプロジェクターを示す図である。
プロジェクター１１０は、観察者の前方に配置されたスクリーン１１１に光を照射し、スクリーン１１１に映像を投影する投射型表示装置である。
プロジェクター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、２００、３００、４００）と、投射光学系１１８と、クロスダイクロイックプリズム１１９と、リレー光学系１２０とを備えている。
【００６９】
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一方、緑色光及び青色光を反射する。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、青色光のみを透過させ、緑色光は反射する。すなわち、ダイクロイックミラー１１３、１１４は、光源１１２から射出された光を赤色光、緑色光、青色光に分離する色分離光学系を構成している。
【００７０】
ダイクロイックミラー１１３と光源１１２との間には、光源から射出された光を均一化するインテグレーターレンズ１２１と、光源からの光を特定の直線偏光（例えばｓ偏光）に変換する偏光変換素子１２２と、が光源１１２側から順に配置されている。
【００７１】
液晶ライトバルブ１１５〜１１７には、透過型の液晶装置として構成した先の実施形態の液晶装置１００が用いられている。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し、クロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する。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。λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂは、透過光への位相差をほとんど付与しない透明なガラス板１１５ｅに接着されている。これにより、λ／２位相差板１１５ａ及び第１偏光板１１５ｂの発熱による歪みを抑制することができる。
【００７２】
液晶ライトバルブ１１６は、ダイクロイックミラー１１４で反射された緑色光を変調し、クロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する。液晶ライトバルブ１１６は、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１１７は、ダイクロイックミラー１１４を透過した後、リレー光学系１２０を経由して入射する青色光を変調し、クロスダイクロイックプリズム１１９に向けて射出する。液晶ライトバルブ１１７は、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。リレー光学系１２０は、ダイクロイックミラー１１４側（光入射側）から順に配列された、リレーレンズ１２４ａ、反射ミラー１２５ａ、リレーレンズ１２４ｂ、及び反射ミラー１２５ｂを備えている。反射ミラー１２５ｂで反射された青色光が液晶ライトバルブ１１７に向けて射出される。
【００７３】
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形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は青色光を反射する一方、緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１１９ｂは赤色光を反射する一方、緑色光を透過する膜である。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から入射する赤色光、緑色光、青色光を合成し、投射光学系１１８へ向けて射出する。投射光学系１１８は、入射した光をスクリーン１１１に投射する。
【００７４】
次に、図７（ｂ）は、反射型ライトバルブを用いたプロジェクターを示す図である。
プロジェクター１０００は、光源部８９０と、３つの反射型の液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（液晶装置１００、２００、３００、４００）とを備えている。
【００７５】
光源部８９０は、偏光照明装置８００と、偏光ビームスプリッター８４０と、ダイクロイックミラー８４２、８４３と、を備えている。偏光照明装置８００は、システム光軸Ｌに沿って配置された光源８１０と、光源から射出された光を均一化するインテグレーターレンズ８２０と、光源からの光を特定の直線偏光（例えばｓ偏光）に変換する偏光変換素子８３０と、を有する。
【００７６】
偏光ビームスプリッター８４０は、偏光照明装置８００から射出されたｓ偏光をｓ偏光反射面８４１で反射させ、ダイクロイックミラー８４２に向けて射出する。ダイクロイックミラー８４２は、入射する光に含まれる青色光成分を選択的に反射させ、液晶ライトバルブ１００Ｂへ向けて射出する。ダイクロイックミラー８４２を透過した光（赤色光、緑色光）は、ダイクロイックミラー８４３へ向けて射出される。ダイクロイックミラー８４３は、入射する光に含まれる赤色光成分を選択的に反射させ、液晶ライトバルブ１００Ｒへ向けて射出する。ダイクロイックミラー８４３を透過した光（緑色光成分）は液晶ライトバルブ１００Ｇに向けて射出される。このように、光源部８９０は、３つの液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに対して、所定の色光を供給する。
【００７７】
液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、入射した光を画像信号に基づいて変調するとともに反射させ、光源部８９０に向けて射出する。光源部８９０は、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂから入射する変調された赤色光、緑色光、青色光を合成し、投射光学系８５０に向けて射出する。投射光学系８５０は、入射した光をスクリーン８６０に投射する。
【００７８】
なお、図７に示したプロジェクター１１０、１０００において、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源を用いた光源部を備えた構成としてもよい。ＬＥＤ光源は、白色光を射出するものでも、赤、緑、青の各色の光を射出するものでもよい。
また、先の実施形態の液晶装置は、上記したプロジェクターに限られず、種々の電子機器に用いることができる。例えば、携帯電話、情報端末、デジタルカメラ、液晶テレビ、ナビゲーション装置、テレビ電話、ＰＯＳ端末等に用いることができる。またこれら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】
【００７９】
１Ａ…画素領域、１Ｂ…周辺領域、１０…ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、１４…第１配向膜、１６…第２配向膜、２０…対向基板（第２基板）、３１，３２…絶縁膜、５０…液晶層（電気光学物質層）、５１…シール材、６０…イオントラップ部、６１…第１トラップ電極、６２…第２トラップ電極、８１，８２，９３…トラップ部絶縁膜、９１…第１トラップ部絶縁膜、９２…第２トラップ部絶縁膜、ＰＸ…画素、１００，２００，３００，４００，５００…液晶装置（電気光学装置）
【図１】
2013073183.tif 000003
【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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