(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する二つの基板と、
前記二つの基板間に配置された液晶層と、
マトリクス状の画素を形成すべく各基板の対向する面に配置される複数の画素電極と、
前記液晶層の液晶を所定方向に配向させるために前記二つの基板上に形成された配向膜と、を有し、
画素単位は、所定間隔を置いて配列された矩形状の赤緑青で形成する第一画素、中央に位置する緑色画素である第二画素、および第三画素の三画素単位であり、
前記画素電極は、三画素単位のうちの前記第二画素である中央の緑色画素を除く、前記第一画素および前記第三画素である赤色画素、青色画素の端部を切り欠いた形状を有し、
前記赤色画素および青色画素は、多角形となるように全角端部がそれぞれ切り欠かれている
液晶表示素子。
【請求項２】
前記二つの基板間において、隣接して配置された前記画素単位間に形成されたスペーサを有し、
複数の画素単位が、第一方向および当該第一方向に直交する第二方向にアレイ状に配列され、
前記スペーサは、
少なくとも第一方向に隣接する画素単位間における第一画素と第三画素間に形成されている
請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記スペーサは、
第一方向および第二方向に隣接する画素単位間における第一画素と第三画素間に形成され、第二方向に隣接する画素単位間において緑色画素である第二画素と第一画素間または第三画素間は避けて形成されている
請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記液晶層に用いる液晶は室温での屈折率異方性が０．１０以上であり、液晶層の厚みが４μｍ以下である
請求項１から３のいずれか一に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記画素電極が設けられた液晶パネルは透過型である
請求項１から４のいずれか一に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
単色１画素の画素ピッチは２０μｍ以下である
請求項１から５のいずれか一に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記配向膜は無機配向膜により形成されている
請求項１から６のいずれか一に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
光源と、
液晶表示素子と、
前記光源から出射された光を互いに異なる主波長を有する赤色光、緑色光、青色光の色光に分離し、前記液晶表示素子に導く集光光学系と、
上記液晶表示素子で光変調した光を拡大して投射する投射光学系と、を有し、
上記液晶表示素子は、
互いに対向する二つの基板と、
前記二つの基板間に配置された液晶層と、
マトリクス状の画素を形成すべく各基板の対向する面に配置される複数の画素電極と、
前記液晶層の液晶を所定方向に配向させるために前記二つの基板上に形成された配向膜と、を有し、
画素単位は、所定間隔を置いて配列された矩形状の赤緑青で形成する第一画素、中央に位置する緑色画素である第二画素、および第三画素の三画素単位であり、
前記画素電極は、三画素単位のうちの前記第二画素である中央の緑色画素を除く、前記第一画素および前記第三画素である赤色画素、青色画素の端部を切り欠いた形状を有し、
前記赤色画素および青色画素は、多角形となるように全角端部がそれぞれ切り欠かれている
投射型液晶表示装置。
【請求項９】
前記二つの基板間において、隣接して配置された前記画素単位間に形成されたスペーサを有し、
複数の画素単位が、第一方向および当該第一方向に直交する第二方向にアレイ状に配列され、
前記スペーサは、
少なくとも第一方向に隣接する画素単位間における第一画素と第三画素間に形成されている
請求項８記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１０】
前記スペーサは、
第一方向および第二方向に隣接する画素単位間における第一画素と第三画素間に形成され、第二方向に隣接する画素単位間において緑色画素である第二画素と第一画素間または第三画素間は避けて形成されている
請求項９記載の投射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子およびこの液晶表示素子を用いた投射型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の方式は、大きく３板式と単板式の２つに分けることができる。
【０００３】
３板式のプロジェクタは、たとえば特許文献１に開示されているように光源から出射される光を赤、緑、青に分離し、各色光を液晶表示素子（以下、ＬＣＤという）により構成される３つのライトバルブにより変調し、変調された後の色光束を再び合成して、投射面に拡大投射する。この方式は、３枚のＬＣＤを用いる等部品点数が多くなってしまうことから、高コストとなるという課題がある。
【０００４】
この課題に対し、単板式のプロジェクタは、１枚のＬＣＤしか必要ないことから、低コストが実現できるといった利点がある。
一般的な単板式のプロジェクタにおいては、たとえば特許文献２に開示されているカラーフィルタを用いてスクリーンに拡大投射する方法がある。
この方法は、光学系構成も簡易で低コストかつシステムもコンパクトになるといった利点がある。
【０００５】
しかしながら、この技術では、カラーフィルタの光吸収や反射により、光利用効率が悪いため高輝度の実現が困難であること、樹脂等のカラーフィルタは耐光性が悪いため画質劣化が懸念されるといった問題がある。
【０００６】
これらを解決するために、特許文献３に開示されているような光源をダイクロイックミラーにより赤、緑、青の各光束に分離し、マイクロレンズアレイに異なった角度で入射させ、それぞれに対応されるような表示画素に分配させるといった単板式の表示方式が提案されている。
この表示方式を用いることで、光利用効率は格段に向上し、高輝度の表示装置を得ることができる。
また、耐光性に関しては、カラーフィルタを用いずに、配向膜には、光に強いポリイミド膜や無機膜を用いることにより、長寿命の表示装置を得ることができる。
【０００７】
上記の液晶プロジェクタ等に搭載されるライトバルブとしては、一般に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴという）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤが用いられる。
アクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤのほとんどには、ネマティック液晶が用いられており、表示方式としては、９０度捩れた分子配列を持つツイステッドネマティック（ＴＮ型）液晶があげられる。
【０００８】
なお、近年においては、液晶プロジェクタ装置の高輝度化、高コントラスト化、高精細化、高寿命化を図るべく、垂直配向型（ＶＡ型）の液晶素子が検討されている。
この垂直配向型の液晶表示素子は、透過型および反射型いずれにも用いられ、高寿命化を目的とした配向膜の無機化とともに、今後、液晶プロジェクタの主流となっていくと思われる。
【０００９】
配向膜が形成された２枚の基板は、各基板の配向膜が対向して配置され、実際に画像が表示される表示領域の周囲において、シール材により貼り合わされる。
基板間隙を制御するためのスペーサを形成し、液晶が封入されて、液晶セルが製造される。
なお、前述した液晶は、数種類の単体液晶材料からなり、液晶組成物ともよばれる。製造された液晶セルに偏光板が取り付けられて液晶表示素子が製造される。
【特許文献１】特開昭６０-１６９８２７号公報
【特許文献２】特開昭５９-２３０３８３号公報
【特許文献３】特開平４-３１６２９６号公報
【特許文献４】特開２００５−２４９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近年では、液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の小型化にともなって液晶ライトバルブも小型化され、一方では画素の高精細化、高輝度化が進展している。高精細化に伴い、液晶表示素子の画素ピッチ間は小さくなる。ゆえに遮光部が形成される範囲もどんどん狭くなっている。
たとえば、基板サイズが２２．９ｍｍ（０．９９インチ）ＸＧＡ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｒｒａｙ）タイプの場合、画素数は1024×768であり、ピクセルピッチは各単色画素において６．５μｍとなっている。
【００１１】
ここで、隣り合う２つの画素電極間には、非常に大きな横電界が生じる。この横電界の影響により液晶分子の配向不良が発生するといった問題は避けられない。
図１に示すような黒色背景下で、局所的な白色領域を移動させたところ、配向乱れが発生し、その乱れがなかなか消失しないために、視認されるといった異常が見受けられた。
これは黒／白の電界差がある領域においては、黒領域のラビング出口側にリバースチルトドメインが存在することが計算結果からわかっている（図２）。
ここで、リバースチルトドメインとは、もともと規定されたプレチルトの方向が逆になってしまう現象である。
【００１２】
これらの配向乱れは、前述したリバースチルトドメインが消失しきらない現象により引き起こされるものと推定される。
図２は、フィード反転駆動の液晶パネルを想定したシミュレーション結果である。シミュレーションは、シンテック株式会社製、LCD  MASTER  中の2D  BENCH、3DBENCHを用いた。なお、シミュレーションにおいては、画素(6.5μm×19.5μm)を並列して設置し、液晶物性値（ne、no、弾性定数K11,K22,K33、回転粘性係数、誘電率）、プレチルト角、ツイスト角、アンカリング及び偏光子角度、検光子角度を設定し、交流駆動させている。
【００１３】
この配向乱れが消失しない原因は画素内に発生するリバースチルトドメインと、隣接する画素に発生するリバースチルトドメインが連結することにより、発生範囲が拡大して消失を妨げていることが原因と推測される。
ＴＦＴなどのスイッチング素子を備えたマトリクス型の液晶表示素子において、高開口率と高コントラストを両立させるためには、画素内に発生するリバースチルトドメインと隣接する画素電極に対応する画素内に形成するリバースチルトドメインとの相互作用を低減することが有効であり、具体的には、隣り合う画素電極の間隔をより広げることにより、隣接するリバースチルトドメイン同士を物理的に引き離せばいいものと考えられる。
【００１４】
この手法としては
（1）画素電極間を単純に引き離す、という第１の方法、
（2）画素電極の端部を切り欠くことにより局所的に電極間隔を拡大する、第２の方法を採用することが可能である。
第１の方法についてはプロジェクタのような高精細、高開口デバイスにおいては画素電極設計上大きく引き離すことは不可能である。
ゆえに、第２の方法が適しており、特に全ての画素端部を切り欠くやり方は、従来から検討されてきた（たとえば、特許文献４参照）。
【００１５】
しかしながら、全画素の端部を切り欠いてしまうと、電界制御不足となり、光漏れとなり、図３に示すように、コントラスト特性が低下してしまう。
【００１６】
本発明は、画素内に発生するリバースチルトドメインと隣接する画素電極に対応する画素内に形成するリバースチルトとの相互作用を低減でき、横電界による画質不良を改善でき、より高品位な画質を得ることができる液晶表示素子および投射型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】
【００１７】
本発明の第１の観点の液晶表示素子は、互いに対向する二つの基板と、前記二つの基板間に配置された液晶層と、マトリクス状の画素を形成すべく各基板の対向する面に配置される複数の画素電極と、前記液晶層の液晶を所定方向に配向させるために前記二つの基板上に形成された配向膜と、を有し、画素単位は、所定間隔を置いて配列された矩形状の赤緑青で形成する第一画素、中央に位置する緑色画素である第二画素、および第三画素の三画素単位であり、前記画素電極は、三画素単位のうちの前記第二画素である中央の緑色画素を除く、前記第一画素および前記第三画素である赤色画素、青色画素の端部を切り欠いた形状を有し、前記赤色画素および青色画素は、多角形となるように全角端部がそれぞれ切り欠かれている。
【００１８】
本発明の第２の観点の投射型液晶表示装置は、光源と、液晶表示素子と、前記光源から出射された光を互いに異なる主波長を有する赤色光、緑色光、青色光の色光に分離し、前記液晶表示素子に導く集光光学系と、上記液晶表示素子で光変調した光を拡大して投射する投射光学系と、を有し、上記液晶表示素子は、互いに対向する二つの基板と、前記二つの基板間に配置された液晶層と、マトリクス状の画素を形成すべく各基板の対向する面に配置される複数の画素電極と、前記液晶層の液晶を所定方向に配向させるために前記二つの基板上に形成された配向膜と、を有し、画素単位は、所定間隔を置いて配列された矩形状の赤緑青で形成する第一画素、中央に位置する緑色画素である第二画素、および第三画素の三画素単位であり、前記画素電極は、三画素単位のうちの前記第二画素である中央の緑色画素を除く、前記第一画素および前記第三画素である赤色画素、青色画素の端部を切り欠いた形状を有し、前記赤色画素および青色画素は、多角形となるように全角端部がそれぞれ切り欠かれている。
【００１９】
好適には、前記二つの基板間において、隣接して配置された前記画素単位間に形成されたスペーサを有し、複数の画素単位が、第一方向および当該第一方向に直交する第二方向にアレイ状に配列され、前記スペーサは、少なくとも第一方向に隣接する画素単位間における第一画素と第三画素間に形成されている。
【００２０】
好適には、前記スペーサは、第一方向および第二方向に隣接する画素単位間における第一画素と第三画素間に形成され、第二方向に隣接する画素単位間において緑色画素である第二画素と第一画素間または第三画素間は避けて形成されている。
【００２１】
好適には、前記液晶層に用いる液晶は室温での屈折率異方性が０．１０以上であり、液晶層の厚みが４μｍ以下である。
【００２２】
好適には、前記画素電極が設けられた液晶パネルは透過型である。
【００２３】
好適には、前記単色１画素の画素ピッチは２０μｍ以下である。
【００２４】
また、好適には、前記配向膜は無機配向膜により形成されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、画素電極の形状を工夫することにより、画素内に発生するリバースチルトドメインと隣接する画素電極に対応する画素内に形成するリバースチルトドメインとの相互作用を低減できる。その結果フィールド反転駆動にて発生する横電界起因の画質不良を改善することができ、かつ高コントラスト比を達成できる。
本発明を適用することにより、高画質の液晶表示素子を実現することが可能となる。
また、プロジェクタ等の投射型ＬＣＤにおいてはパネル小型化もしくは有効画素領域拡大による高開口率化も可能となり無機材料などの材料も画質を劣化させることなく適用できるので長寿命化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に関連付けて説明する。
【００２７】
図４は、本発明の実施形態に係る液晶表示素子を採用した投射型表示装置の一例を示す概略構成図である。
【００２８】
本投射型表示装置ＰＲＪは、図４に示すように、液晶表示素子１、光源部２、コンデンサレンズ３、ダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、投射レンズ（投射光学系）５、および投射スクリーン６を主構成要素として構成されている。
【００２９】
液晶表示素子１は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、透明なＴＦＴアレイ基板１１と透明なマイクロレンズアレイ基板である対向基板１２との間に液晶層１３が挟持されている（封入されている）。対向基板１２においては、液晶層１３側のカバーガラス１３１と光入射側のベースガラス１３２に挟持されるようにマイクロレンズアレイ１３３が形成されている。
この液晶表示素子１の構成については、後でさらに詳述する。
【００３０】
本実施形態の光源部２の光源２ａとしては、高圧水銀ランプを用いるが、他のランプである、メタルハライドランプやハロゲンランプやキセノンランプを用いることもできる。
白色光源２ａの背面には、球面鏡２ｂが配置され、前面には白色光源を平行光にするためにコンデンサレンズ３が配置されている。
【００３１】
コンデンサレンズ３の前方（光出射側）には、光束を赤、緑、青に分離する色分離手段である色分離光学系であるダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが備え付けられている。各色分離光学系であるダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、赤、緑、青の各波長帯の光を選択的に反射し他は透過する特性を有する。
赤のダイクロイックミラー４Ｇは約６００ｎｍ以上の波長、青のダイクロイックミラー４Ｂは５００ｎｍ未満の短波長の可視光を反射する。緑のダイクロイックミラー４Ｇはおよそ５７０−５００ｎｍの範囲を反射する。
【００３２】
ダイクロイックミラーの配置により、赤の波長域の光は赤のダイクロイックミラー４Ｒに反射されて液晶表示素子１のマイクロレンズアレイ１３３に入射し、緑の波長域の光は赤のダイクロイックミラー４Ｒを透過後、緑のダイクロイックミラー４Ｇによって反射され、再び赤のダイクロイックミラー４Ｒを透過して同様にマイクロレンズアレイ１３３に異なる角度で入射する。
青の波長域の光は赤および緑のダイクロイックミラー４Ｒ、４Ｇを透過後、青のダイクロイックミラー４Ｂによって反射され、再び赤および緑のダイクロイックミラー４Ｒ、４Ｇを透過して同様にマイクロレンズアレイ１３３に異なる角度で入射する。
このように、単一の白色光源２ａの光は３色の色光に分離され、３方向からマイクロレンズアレイ１３３に入射される。
【００３３】
以下に、本実施形態に係る液晶表示素子１の構成についてさらに詳細に説明する。
【００３４】
図６は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【００３５】
本実施形態に係る液晶表示素子１は、図６に示すように、ＴＦＴアレイ基板（アクティブ素子が形成される基板）１１と、ＴＦＴアレイ基板１１に対向配置される透明マイクロレンズアレイ基板としての対向基板１２とを備えている。
ＴＦＴアレイ基板１１は、たとえば透過型の場合、画素電極１４が設けられている。画素電極１４は、たとえばＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜により形成される。
対向基板１２には、前述した全面ＩＴＯ膜（対向電極）１５が前面に設けられている。
ＴＦＴアレイ基板１１と対向基板１２とには、液晶を所定方向に配向させるための図示しない配向膜が形成されており、配向膜が所定間隙で対向するようにシール材１６で貼り合わせた一対の基板間に、たとえば液晶層１３が挟持されている（封入されている）。
【００３６】
図７は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子のアレイ基板（液晶パネル部）における配置例を示す図である。
【００３７】
図７に示すように、液晶表示素子１Ａは、画素がアレイ状に配列された画素表示領域２１、水平転送回路２２、垂直転送回路２３−１，２３−２、プリチャージ回路２４、およびレベル変換回路２５を含んで形成されている。
画素表示領域２１には複数のデータ線２６と複数の走査線（ゲート配線）２７が格子状に配線され、各データ線２６の一端側は水平転送回路２２に接続され、他端側はプリチャージ回路２４に接続され、各走査線２７の端部が垂直転送回路２３−１，２３−２に接続されている。
【００３８】
液晶表示素子１Ａの画素表示領域２１を構成するマトリクス状に複数形成された画素ＰＸには、スイッチング制御する画素スイッチング用トランジスタ２８、液晶２９、および補助容量（蓄積容量）３０が設けられている。
画素信号が供給されるデータ線２６がトランジスタ２８のソースに電気的に接続されており、書き込む画素信号を供給している。また、トランジスタ２８のゲートに走査線２７が電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線２７にパルス的に走査信号を印加するように構成されている。
画素電極１４は、トランジスタ２８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トランジスタ２８を一定期間だけそのスイッチをオンさせることにより、データ線２６から供給される画素信号を所定のタイミングで書き込む。
【００３９】
画素電極１４を介して液晶２９に書き込まれた所定レベルの画素信号は、対向基板１２に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶２９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。
ノーマリホワイト表示であれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶表示素子から画素信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
ここで、保持された画素信号がリークされるのを防ぐために、画素電極と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に補助容量（蓄積容量）３０を付加してある。これにより、保持特性はさらに改善され、コントラスト比の高い液晶表示素子が実現できる。
また、このような保持容量（蓄積容量）３０を形成するために、抵抗化されたコモン配線３１が設けられている。
【００４０】
図８は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の具体的な構成例を示す断面図である。
この図８に関連付けて本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の製造方法を説明する。
【００４１】
まず、石英からなるＴＦＴアレイ基板１１上に、第一の遮光膜３２として、高融点の金属（本実施形態ではＷＳｉ）を形成する。
その後、第一層間膜３３としてＳｉＯ2を積層し、ＣＶＤ法を用いて、多結晶Ｓｉ膜（p-Ｓｉ）３４を形成し、エッチングによりパターン形成をする。
その後、ゲート絶縁膜３５を形成し、ゲート電極３６として、多結晶Ｓｉ膜（p-Ｓｉ）を形成し、エッチングによりパターン形成を行う。
その後、第二層間膜３７として、ＳｉＯ2を積層し、ソース、ドレイン電極として第一のコンタクト３８を形成する。
第一の配線膜３９として金属材料（本実施例ではAl）をスパッタなどの成膜により形成し、エッチングによりパターニングを行う。
その後、第三の層間膜４０として、ＳｉＯ2を積層し、第二のコンタクト４１を形成した後に、第２の遮光膜４２として、金属膜（本実施例ではＴi）を形成する。
第四の層間膜４３としてＳｉＯ2を積層し、第三のコンタクト４４を形成し、透明電極４５としてＩＴＯを形成する。
次いで、柱状スペーサ４６となる透明レジスト層を形成する。
基板上にフォトレジストを所定厚さに塗布した後、フォトマスクを用いて紫外線照射による露光処理を行い、その後、現像し、焼成を行って、柱状スペーサ４６を形成する。柱状スペーサ４６は、隣接する画素電極の間の所望の位置に配置される。
次いで、作製したＴＦＴアレイ基板１１および対向基板１２を洗浄する。
次いで、各基板に配向膜を形成する。
次いで、所定の配向になるようにラビングを行い、注入口を除いて形成されるシールパターンを形成し、液晶組成物を注入する。
【００４２】
このようにして形成される本実施形態に係る液晶表示素子１，１Ａは、以下に示すように、画素電極の形状および形成対象を工夫することにより、画素内に発生するリバースチルトドメインと隣接する画素電極に対応する画素内に形成されるリバースチルトドメインとの相互作用を低減している。これにより、液晶表示素子１，１Ａは、フィールド反転駆動にて発生する横電界起因の画質不良を改善している。
以下に、本実施形態の液晶表示素子１，１Ａの画素電極形状について説明する。
【００４３】
本実施形態の液晶表示素子１，１Ａは、図９に示すように、画素単位５０は、赤緑青で形成する第一画素５１、第二画素５２、および第三画素５３の三画素単位であり、画素電極は、三画素単位のうちの一または二つの画素単位端部を切り欠いたような形状、たとえば多角形の一辺をなすように切り欠いた形状を持つように構成される。
より具体的には、画素単位５０の中央に位置する第二画素５２は緑色画素（ＰＸ）Ｇであり、画素端部に切り欠いたような形状を有するのは、第一画素５１である赤色画素（ＰＸ）Ｒ、第三画素５３である青色画素（ＰＸ）Ｂのうちの少なくとも一方の画素であり、中央に位置する第二画素５２である緑色画素（ＰＸ）Ｇの画素端部は切り欠いたような形状を有していない。
また、赤色画素Ｒ，青色画素Ｇのうちの少なくとも一方の画素端部は多角形となるように、切り欠いたような形状を有する。
【００４４】
人間の視感度に着目すると、すなわち、赤色、緑色、青色画素のうち、配向乱れが発生し、その乱れがなかなか消失しないために、視認されるといった異常や、光漏れによるコントラスト低下は、緑色画での視認性が圧倒的に目立つのである。
この理由は、人間の目は、光の波長によって、明るさの感じ方が異なるからである。一般的に、明るさの感じ方は、視感度といわれるが、図１０（CIE測光標準観測者の明所視の比視感度）示すように、人の目は５５５ｎｍの波長の光を最も感じる。
つまり、前述した配向乱れや、光漏れによるコントラストの低下は緑色画素部において発生しなければ人間の目にはされにくくなる。
本実施形態においては隣り合っている赤色画素、緑色画素、青色画素の緑色画素以外（赤色画素、青色画素）に切り欠きを設ける。
その結果、緑色画素と隣り合っている赤色画素、青色画素との電極距離を局所的に拡大することができるため、各画素で生じる配向乱れを防止できる。更に、緑色画素には切り欠きが設けられていないので、（視認し易い）緑色画素での電界制御不足による光漏れも抑えることが可能となる。
【００４５】
以上説明したような特徴的な配置位置に形成されたスペーサを有する本実施形態に係る液晶表示素子１，１Ａは、たとえば透過型の液晶パネルに好適である。
また、特に配向制御にラビングを用いる場合は、スペーサ周辺の配向制御は段差の存在から、非常に困難である。本発明はラビングを用いた配向制御法に非常に効果が大きい。
また、液晶層に用いる液晶は室温での屈折率異方性が０．１０以上であり、セルギャップが４μｍ以下であることを特徴としている。
また、液晶表示素子の画素ピッチは２０μｍ以下であり、また、配向膜に無機配向膜を用いることも可能である。
【００４６】
特に、液晶プロジェクタは、狭ピッチ高精細デバイスであり、更に拡大投影するため画質異常が目立ちやすい。
上述した横電界によるリバースチルトドメインによる配向乱れには非常に厳しい方向にある。対策としては、狭ギャップ化、すなわちセルギャップを薄くして、ＴＦＴアレイ基板と対向基板の上下方向の電界を強め、横方向の電界の影響を防止することも効果的である。
狭ギャップ化については、特に遮光部などに選択式のスペーサを作成することがギャップ制御に非常に有効である。なお、最大透過率特性を得るには、前述したセルギャップを薄くするといった対策を施した場合、液晶の屈折率異方性Δｎを高くする必要がある。
たとえば、クロスニコル下にＴＮ配向セルを置いた場合（ＴＮ配向で電圧ＯＦＦ時の透過率）は、次のようになる。
【００４７】
［数１］
T＝1-［sin2 （（1+u2）1/2 ×π/2）］/ （1+u2）
u=2Δnd/λ
【００４８】
・（1+u2 ）1/2 =2nとなれば最大（Max）となる。
・Δnd=（4n2 -1 ）1/2 × （λ/2）のとき最大（Max）となる。
したがって、次の関係を得る
【００４９】
［数２］
１ｓｔΔnd＝√3×（λ/2）
【００５０】
上記式から、緑色光（550nm）における最大透過率設計は、Δnd＝0.48μmとなり、たとえば、セルギャップ４μm以下のときは、Δｎ＝０．１２以上が必要となる。
また近年では、プロジェクタに有利な光に強く高寿命化を狙える無機系の配向膜も検討されている。無機系の配向膜材料は、通常のポリイミド等の有機材料に比べ、配向規制力が小さいものが多く、電界の力をより受けやすい。ゆえに、本発明の有効性が発揮できる。
【００５１】
以下に、本発明の実施例を示す。
【００５２】
＜実施例１＞画素電極（ＩＴＯ）形状変更
ＩＴＯパターンを図１１、図１２、図１３、図１４、および図１５に示すようなＩＴＯ形状をエッチングによりパターニングした。
図１１に示すパターンは赤色画素、緑色画素、青色画素において画素電極端部切り欠き無しのパターンである（一般例１）。
図１２に示すパターンは赤色画素、緑色画素、青色画素において画素電極端部に切り欠き設けたパターンである（一般例２）。
図１３に示す本実施形態に係るパターンは赤色画素、緑色画素、青色画素のうち赤色画素および青色画素に画素電極端部に切り欠き設けたパターンである（本例）。
図１４に示すパターンは赤色画素、緑色画素、青色画素のうち緑色画素および青色画素に画素電極端部に切り欠き設けたパターンである（比較例１）。
図１５に示すパターンは赤色画素、緑色画素、青色画素のうち赤色画素および緑色画素に画素電極端部に切り欠き設けたパターンである（比較例２）。
【００５３】
作製した液晶表示素子に対して、投射により画質評価を行った。
図１６は、実施例１における評価結果を示す図である。
【００５４】
図１６に示すように、図１１（一般例１）と比較し、図１２〜図１５のように画素に切り欠きを設けると残像消失時間の改善が確認できる。
また、図１２〜図１５の例を比較すると、緑色画素に切り欠きを設けなくとも配向乱れ消失時間の改善効果は充分得られていることがわかる。
一方、コントラスト評価結果に注目すると、図１１と図１２、図１３〜図１５の関係より緑色画素に切り欠きを設けないことでコントラスト特性低下を抑えることができる結果が得られている。
【００５５】
＜実施例２＞・・・ITO形状変更＋無機材料
前述した配向膜形成を有機材料の代わりに無機配向膜を用いた。代表的に蒸着で形成されるシリコン等があげられるが、ゲルマニウムなどのＩＶ属元素の単体または混合物または化合物、蒸着によって成膜が可能なほとんどすべての物質が使用可能であると考えられる。
その他に、印刷やスピンコート、インクジェット法で形成されるシロキ酸骨格を有する材料などもあげられる。各基板の配向膜形成を行った。
それぞれの基板を蒸着装置に導入し、それぞれに配向膜として、ＳｉＯ２を斜め蒸着して形成した。膜厚は、約５０ｎｍの厚さに塗布した。次いで注入口を除いて形成されるシールパターンを形成した。液晶層に用いる液晶材料は、Δεが負の垂直型液晶材料で室温での屈折率異方性Δｎが０．０７以上に設定され、液晶層の厚みであるセルギャップｄが４μｍ以下に設定される。
【００５６】
作製した液晶表示素子に対して、画質評価を行った。
この場合も良好は結果を得ることができた。
【００５７】
以下に、本発明の実施例を示す。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、画素電極の形状および形成対象を工夫することにより、画素内に発生するリバースチルトドメインと隣接する画素電極に対応する画素内に形成するリバースチルトドメインとの相互作用を低減できる。その結果フィールド反転駆動にて発生する横電界起因の画質不良を改善することができ、かつ高コントラスト比を達成できる。
【００５９】
本発明を適用することにより、高画質の液晶表示素子を実現することが可能となる。また、プロジェクタ等の投射型ＬＣＤにおいてはパネル小型化もしくは有効画素領域拡大による高開口率化も可能となり、セルギャップ制御による高生産性、高歩留まり化も実現できる。無機材料などの材料も画質を劣化させることなく適用できるので長寿命化も可能となる。
【００６０】
また、レーザー光源を用いた投射型表示装置システムについても本発明を適用することが可能で、その場合も本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ライン反転駆動方式とフィールド反転駆動方式を説明するための図である。
【図２】リバースチルトドメインの発生メカニズムを説明するための図である。
【図３】総画素面積全体に対する切り欠き面積の割合とコントラストの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶表示素子を採用した投射型表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】本実施形態の液晶表示素子のマイクロレンズアレイを含む概略構成を示す図である。
【図６】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図７】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子のアレイ基板（液晶パネル部）における配置例を示す図である。
【図８】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の具体的な構成例を示す断面図である。
【図９】本実施形態の画素単位の構成を説明するための図である。
【図１０】CIE測光標準観測者の明所視の比視感度を示す図である。
【図１１】赤色画素、緑色画素、青色画素において画素電極端部切り欠き無しのパターンを示す図である（一般例１）。
【図１２】赤色画素、緑色画素、青色画素において画素電極端部に切り欠き設けたパターンを示す図である（一般例２）。
【図１３】本実施形態に係るパターンであって、赤色画素、緑色画素、青色画素のうち赤色画素および青色画素に画素電極端部に切り欠き設けたパターンを示す図である。
【図１４】赤色画素、緑色画素、青色画素のうち緑色画素および青色画素に画素電極端部に切り欠き設けたパターンを示す図である（比較例１）。
【図１５】赤色画素、緑色画素、青色画素のうち赤色画素および緑色画素に画素電極端部に切り欠き設けたパターンを示す図である（比較例２）。
【図１６】実施例１における評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
ＰＲＪ・・・投射型表示装置、１・・・液晶表示素子、２・・・光源部、３・・・コンデンサレンズ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ・・・ダイクロイックミラー、５・・・投射レンズ（投射光学系）、１１・・・ＴＦＴアレイ基板、１２・・・対向基板、１３・・・液晶層、１４・・・画素電極、１５・・・対向電極、１６・・・シール材、４６・・・スペーサ、５０・・・単位画素、５１・・・第一画素（Ｒ）、５２・・・第二画素（Ｇ）、５３・・・第三画素（Ｂ）。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１】
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