(57)【要約】  各々が、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第２電極と前記第１電極との間の液晶層とを有する複数の画素と、前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に第１の光路長を有する第１領域と、前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１の光路長よりも短い第２の光路長を有するとともに、前記第１領域の前記液晶層と同じ厚みの前記液晶層が設けられた第２領域と、前記第１領域の前記液晶層と前記第１電極との間に設けられ、前記第２領域の前記第１電極と前記第１領域の前記第１電極との段差を埋める光路長調整層とを備えた液晶表示装置。
2019202897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第２電極と前記第１電極との間の液晶層とを有する複数の画素と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に第１の光路長を有する第１領域と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１の光路長よりも短い第２の光路長を有するとともに、前記第１領域の前記液晶層と同じ厚みの前記液晶層が設けられた第２領域と、
前記第１領域の前記液晶層と前記第１電極との間に設けられ、前記第２領域の前記第１電極と前記第１領域の前記第１電極との段差を埋める光路長調整層と
を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の光路長と前記第２の光路長との差は、前記液晶層に入射する光の波長λの１/４である
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
更に、前記第１領域の前記光路長調整層と前記液晶層との間に設けられるとともに、前記第２領域の前記第１電極と前記液晶層との間に設けられた配向膜を有し、
前記配向膜は、前記第１領域および前記第２領域にわたって平坦面に設けられている
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
更に、前記第１電極、前記液晶層および前記第２電極を間にして対向する駆動基板および対向基板を有する
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記駆動基板上に、前記第１電極、前記液晶層、前記第２電極および前記対向基板がこの順に設けられている
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記駆動基板上に、前記第２電極、前記液晶層、前記第１電極および前記対向基板がこの順に設けられている
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数の画素各々で、前記第１領域の面積と前記第２領域の面積とが同じである
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１領域は、前記複数の画素各々の中央部に設けられている
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数の画素は、行列状に配置されている
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数の画素にわたって、前記第１領域が帯状に配置されている
請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記光路長調整層は四角形状の断面形状を有している
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記光路長調整層は、曲線形の断面形状を有している
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第２領域に、前記第１領域の前記光路長調整層の厚みよりも小さい厚みを有する前記光路長調整層が設けられている
請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記光路長調整層は酸化シリコンを含む
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
透過型液晶表示装置である
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
反射型液晶表示装置である
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
更に、前記第１電極と前記液晶層との間に、低屈折率膜および高屈折率膜を有し、
前記光路長調整層は、前記第１領域の前記低屈折率膜と前記第１電極との間に設けられている
請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
各々が、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第２電極と前記第１電極との間の液晶層とを有する複数の画素と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に第１の光路長を有する第１領域と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１の光路長よりも短い第２の光路長を有するとともに、前記第１領域の前記液晶層と同じ厚みの前記液晶層が設けられた第２領域と、
前記第１領域の前記液晶層と前記第１電極との間に設けられ、前記第２領域の前記第１電極と前記第１領域の前記第１電極との段差を埋める光路長調整層とを含む
液晶表示装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一対の電極の間に液晶層を有する液晶表示装置および、そのような液晶表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、例えば、画素電極と対向電極との間に液晶層を有している（例えば、特許文献１，２）。液晶表示装置は、例えば、投射型表示装置等の電子機器に適用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９７２２６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１９３６号公報
【発明の概要】
【０００４】
このような液晶表示装置では、画品位の低下を抑えることが望まれている。したがって、画品位の低下を抑えることが可能な液晶表示装置および電子機器を提供することが望ましい。
【０００５】
本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置は、各々が、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第２電極と第１電極との間の液晶層とを有する複数の画素と、複数の画素各々に設けられ、第１電極と第２電極との間に第１の光路長を有する第１領域と、複数の画素各々に設けられ、第１電極と第２電極との間に第１の光路長よりも短い第２の光路長を有するとともに、第１領域の液晶層と同じ厚みの液晶層が設けられた第２領域と、第１領域の液晶層と第１電極との間に設けられ、第２領域の第１電極と第１領域の第１電極との段差を埋める光路長調整層とを備えたものである。
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、上記本開示の一実施の形態の液晶表示装置を備えたものである。
【０００７】
本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置および電子機器では、第１領域に光路長調整層が設けられているので、第１領域の第１の光路長が、第２領域の第２の光路長よりも長くなる。
【０００８】
本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置および電子機器によれば、各画素に、第１電極と第２電極との間の光路長が互いに異なる第１領域および第２領域を設けるようにしたので、干渉縞の発生を抑えることができる。よって、画品位の低下を抑えることが可能となる。
【０００９】
尚、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を表す機能ブロック図である。
【図２】図１に示した画素の回路構成の一例を表す図である。
【図３】図１に示した液晶表示装置の要部の構成を表す断面模式図である。
【図４】図３に示した第１領域および第２領域の平面構成の一例を表す模式図である。
【図５】図４に示した第１領域および第２領域の平面構成の他の例（１）を表す模式図である。
【図６】図４に示した第１領域および第２領域の平面構成の他の例（２）を表す模式図である。
【図７】図４に示した第１領域および第２領域の平面構成の他の例（３）を表す模式図である。
【図８】図３に示した光路長調整層の他の例を表す断面模式図である。
【図９】比較例に係る液晶表示装置の要部の構成を表す断面模式図である。
【図１０】図３等に示した液晶表示装置から取り出される光のスペクトルを表す図である。
【図１１】変形例１に係る液晶表示装置の要部の構成を表す断面模式図である。
【図１２】図１１に示した第１領域および第２領域の平面構成の一例を表す模式図である。
【図１３】変形例２に係る液晶表示装置の要部の構成を表す断面模式図である。
【図１４】変形例３に係る液晶表示装置の要部の構成を表す断面模式図である。
【図１５】適用例（１）に係る電子機器（投射型表示装置）の構成の一例を表す図である。
【図１６】図１５に示した液晶表示ユニットの一例を表す分解斜視図である。
【図１７】適用例（２）に係る電子機器（テレビジョン装置）の構成の一例を表す図である。
【図１８Ａ】適用例（３）に係る電子機器（デジタル一眼レフカメラ）の構成を表す正面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示したデジタル一眼レフカメラの構成を表す背面図である。
【図１９】適用例（４）に係る電子機器（ヘッドマウントディスプレイ）の構成の一例を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（第１領域に光路長調整層を有する液晶表示装置の例）
２．変形例１（対向基板側に光路長調整層を有する例）
３．変形例２（光路長調整層が曲線形の断面形状を有する例）
４．変形例３（反射型液晶表示装置の例）
５．適用例（電子機器）
【００１２】
＜実施の形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る液晶表示装置（液晶表示装置１０）の全体構成を表す機能ブロック図である。液晶表示装置１０は、後述するように、例えばプロジェクタなどの投射型表示装置に用いられるものであり、例えばＨＴＰＳ（High Temperature Poly-Silicon）等の透過型液晶表示装置である。この液晶表示装置１０は、複数の画素Ｐを有する表示領域（有効画素領域）１０ａと、表示領域１０ａの周囲に配置された走査線駆動回路１１０および信号線駆動回路１２０と、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＤＬとを備えている。なお、この他にも、図示しないタイミングコントローラや各種信号処理を行う映像信号処理部が設けられている。
【００１３】
信号線駆動回路１２０は、水平方向に沿って並列配置された複数の信号線ＤＬを介して、複数の画素Ｐに対して水平方向に順次、映像信号に基づく映像信号を供給するものである。走査線駆動回路１１０は、垂直方向に沿って並列配置された複数の走査線ＧＬを介して、複数の画素Ｐに対して垂直方向に順次、ゲート信号（走査信号）を供給するものである。
【００１４】
複数の画素Ｐは、複数の信号線ＤＬと複数の走査線ＧＬとの各交点に対応する位置に配置され、全体として行列状（マトリクス状）に２次元配置されている。
【００１５】
図２は、画素Ｐの回路構成を表したものである。画素Ｐは、例えば液晶素子ＬＣと、補助容量素子Ｃｓと、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）１２とを有している。液晶素子ＬＣの一端（後述の画素電極１３）は、ＴＦＴ１２のドレインと補助容量素子Ｃｓの一端とに接続され、他端（後述の対向電極１７）は、例えば接地されている。補助容量素子Ｃｓは、液晶素子ＬＣの蓄積電荷を安定化させるための容量素子である。この補助容量素子Ｃｓの一端は、液晶素子ＬＣの一端およびＴＦＴ１２のドレインに接続され、他端は補助容量線ＣＬに接続されている。ＴＦＴ１２のゲートは走査線ＧＬに、ソースは信号線ＤＬにそれぞれ接続されると共に、ドレインは液晶素子ＬＣの一端と補助容量素子Ｃｓの一端とに接続されている。
【００１６】
液晶素子ＬＣは、信号線ＤＬからＴＦＴ１２を介して一端に供給される映像電圧に応じて、光透過率が変化するものである。ＴＦＴ１２は、液晶素子ＬＣおよび補助容量素子Ｃｓの各一端に対し、映像信号に基づく映像電圧を供給するためのスイッチング素子であり、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor−Field Effect Transistor）により構成されている。
【００１７】
図３は、液晶表示装置１０の要部構成を表す断面図である。図３は、２つの画素Ｐの素子構造を表している。液晶表示装置１０は、それぞれが液晶素子（図２の液晶素子ＬＣ）を含む複数の画素（画素Ｐ）を有している。具体的には、液晶表示装置１０では、ＴＦＴ１２を含む駆動基板１１上に、画素Ｐ毎に画素電極１３が設けられている。この画素電極１３は、ＴＦＴ１２と電気的に接続されており、画素電極１３上には配向膜１５Ａが形成されている。液晶表示装置１０は、駆動基板１１に対向する対向基板１９を有している。この対向基板１９の駆動基板１１との対向面には、全ての画素Ｐにわたって対向電極１７が設けられ、この対向電極１７の表面を覆って配向膜１５Ｂが形成されている。これらの配向膜１５Ａと配向膜１５Ｂとの間に液晶層１６が封止されている。対向基板１９と対向電極１７との間には、画素Ｐ毎にレンズ１８が設けられている。このレンズ１８は、例えばマイクロレンズにより構成されている。
【００１８】
駆動基板１１および対向基板１９は、石英、ガラスなどの光透過性を有する透明基板により構成されている。画素電極１３および対向電極１７は、例えば厚み１４０ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明導電膜により構成されている。配向膜１５Ａ，１５Ｂは、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの絶縁膜により構成されている。配向膜１５Ａ，１５Ｂは、例えば斜方蒸着により形成されたものであり、その厚みは、２００ｎｍ程度である。配向膜１５Ａ，１５Ｂは、有機絶縁材料により構成されていてもよい。液晶層１６には、例えば垂直配向型（ＶＡ（Vertical Alignment）モード）の液晶が用いられている。ＶＡモードの液晶は、印加電圧に対する応答特性を高めるために、液晶分子にいわゆるプレチルトが付与されている。このプレチルトの角度は、例えば、水平方向を０°とすると、８５°である。液晶層１６を構成する液晶材料の屈折率異方性（Δｎ）は、例えば、０．１３であり、誘電率異方性は、例えば、−３．５である。液晶層１６の厚み（セルギャップ）は、例えば、２．７μｍである。液晶層１６には、用途に応じて、他の液晶モード、例えばＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically controlled birefringence）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードあるいはＩＰＳ（In Plane Switching）モード等が用いられても構わない。
【００１９】
本実施の形態では、画素Ｐ毎に、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長が互いに異なる領域（第１領域Ｒ１，第２領域Ｒ２）が設けられている。第１領域Ｒ１は、画素電極１３と対向電極１７との間に光路長Ｄ１（第１の光路長）を有する領域であり、第２領域Ｒ２は、画素電極１３と対向電極１７との間に光路長Ｄ１よりも短い光路長Ｄ２（第２の光路長）を有する領域である。第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のうち、第１領域Ｒ１の画素電極１３と配向膜１５Ａとの間には、光路長調整層１４が設けられている。液晶表示装置１０では、異なる光路長（光路長Ｄ１，Ｄ２）を有する第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間で、巨視的に光学干渉の打ち消し合いが生じ、干渉縞の発生が抑えられる。
【００２０】
図４は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の平面構成の一例を表している。図４には、９つの画素Ｐを表す。例えば、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿った断面構成が、図３に対応する。画素Ｐは、例えば、一辺が８．５μｍ程度の正方形である。第１領域Ｒ１は各画素Ｐの中央部に四角形状に設けられ、第２領域Ｒ２は、この第１領域Ｒ１の周囲を囲むように、各画素Ｐに額縁状に設けられている。第１領域Ｒ１の面積と第２領域Ｒ２の面積とは略同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。第１領域Ｒ１の面積と第２領域Ｒ２の面積とを略同じにすることで、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間での光学干渉の打ち消し合いの効果が高まる。
【００２１】
図５，図６および図７は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の平面構成の他の例を表している。例えば、第１領域Ｒ１Ｒ１の平面形状は、四角形以外の形状であってもよく、例えば、円であってもよい（図５）。第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を市松状に配置するようにしてもよい（図６）。第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２は、各々三角形の平面形状を有していてもよく、１つの画素Ｐの対角に配置されていてもよい（図７）。第１領域Ｒ１は、行方向または列方向に隣り合う画素Ｐの間で連結して設けられていてもよい（後述の図１２）。
【００２２】
第１領域Ｒ１，第２領域Ｒ２は各々、上述のように、画素電極１３と対向電極１７との間に光路長Ｄ１，Ｄ２を有している（図３）。光路長Ｄ１と光路長Ｄ２との差は、液晶層１６に入射する光の波長λの１/４であることが好ましい。換言すれば、光路長Ｄ１と光路長Ｄ２との差は、１/（２π）であることが好ましい（πは液晶層１６に入射する光の周波数）。例えば、液晶層１６に、４５５ｎｍの青色波長域の光が入射するとき、光路長Ｄ１と光路長Ｄ２との差は、４５５×１/４＝１１３．７５ｎｍ程度であることが好ましい。本開示の効果を奏する範囲内で、光路長Ｄ１と光路長Ｄ２との差が、液晶層１６に入射する光の波長λの１/４からずれていてもよい。
【００２３】
液晶表示装置１０では、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のうち、第１領域Ｒ１に選択的に設けられた光路長調整層１４により、第１領域Ｒ１の光路長Ｄ１が第２領域Ｒ２の光路長Ｄ２よりも長くなっている。詳細は後述するが、このように第１領域Ｒ１に設けられた光路長調整層１４により、光路長の差に起因した第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間の段差が小さくなる。したがって、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の液晶層１６の厚みを略同じにすることができる。
【００２４】
光路長調整層１４は、第１領域Ｒ１の光路長Ｄ１を調整するためのものであり、液晶層１６と画素電極１３との間、より具体的には、配向膜１５Ａと画素電極１３との間に設けられている。光路長調整層１４は、第１領域Ｒ１の画素電極１３と第２領域Ｒ２の画素電極１３との段差を埋めるためのものであり、例えば、第１領域Ｒ１に設けられた駆動基板１１の凹部に埋められている。この光路長調整層１４は、配向膜１５Ａの屈折率と略同じ屈折率を有している。光路長調整層１４は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等により構成されている。光路長調整層１４は、無機材料および有機材料のどちらにより構成するようにしてもよい。光路長調整層１４の屈折率および厚みにより、光路長Ｄ１が調整される。例えば、光路長調整層１４が酸化シリコン（屈折率１．４６５）により構成され、上記のように、光路長Ｄ１と光路長Ｄ２との差が、４５５×１/４＝１１３．７５ｎｍ程度であるとき、光路長調整層１４の厚み（図３のＺ方向の大きさ）は、７７．６ｎｍ程度である。
【００２５】
このような所定の厚みの光路長調整層１４を第１領域Ｒ１に設けることにより、第１領域Ｒ１の画素電極１３の表面と、第２領域Ｒ２の画素電極１３の表面との間の段差が埋められる。したがって、第１領域Ｒ１の光路長調整層１４の表面と、第２領域Ｒ２の画素電極１３の表面とが同一平面となり、配向膜１５Ａは平坦面上に設けられる。これにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間で、液晶層１６の段差の発生が抑えられ、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の液晶層１６の厚みが略同じとなる。
【００２６】
図８は、光路長調整層１４の断面形状の他の例を表している。光路長調整層１４は、例えば矩形等の四角形状の断面形状を有している（図３）。光路長調整層１４は、テーパ状の断面形状を有していてもよい（図  ８）。光路長調整層１４の平面形状は、第１領域Ｒ１の平面形状と同じである（図４〜図７参照）。
【００２７】
光路長調整層１４は、例えば、以下のようにして形成する。まず、第１領域Ｒ１の画素電極１３上に、ＨＤＰ−ＣＶＤ（High Density Plasma Chemical Vapor Deposition）法等を用いて酸化シリコン等を成膜する。その後、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により、この酸化シリコン膜等を平坦化する。これにより、光路長調整層１４が形成される。
【００２８】
［動作］
この液晶表示装置１０では、外部から入力された映像信号に基づいて、走査線駆動回路１１０により画素Ｐが線順次で選択されると共に、信号線駆動回路１２０により映像信号に応じた映像電圧が各画素Ｐに供給される。これにより、画素Ｐが表示駆動され、映像表示がなされる（図１）。
【００２９】
［作用および効果］
本実施の形態では、各画素Ｐに画素電極１３と対向電極１７との間の光路長（光路長Ｄ１，Ｄ２）が互いに異なる第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２が設けられているので、干渉縞の発生が抑えられる。また、より長い光路長Ｄ１を有する第１領域Ｒ１に、選択的に光路長調整層１４が設けられているので、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間の段差の発生が抑えられる。以下、この作用効果について説明する。
【００３０】
例えば、液晶表示装置はプロジェクタ等に適用され得る。このとき、光源にはレーザダイオード（ＬＤ）等が用いられる。レーザダイオードから出射される光は、単波長の光であり、かつ、コヒーレント光である。このように、出射される光のスペクトルピークが急峻となる光源を用いると、液晶層の厚み（セルギャップ）のムラに起因した干渉縞が発生しやすくなる。この干渉縞は、表示画面にリング状に表れ、画質を顕著に低下させる。
【００３１】
この干渉縞の発生を抑えるため、透明電極の界面反射を抑える方法を考え得る。例えば、透明電極の厚みを調整することにより、透明電極の界面反射を抑えることが可能になる。しかし、この方法では、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色で透明電極の厚みを調整しなければならず、生産性が低くなる。また、多層膜による反射防止コートを行い、透明電極の界面反射を抑えることも可能であるが、この場合には、多層膜の膜厚ばらつきを制御することが困難である。一方、１つの画素内で液晶層の厚みを変化させることにより、干渉スペクトルを打ち消す方法も提案されている。
【００３２】
図９は、比較例に係る液晶表示装置（液晶表示装置１００）の要部の模式的な断面構成を表している。この液晶表示装置１００では、画素Ｐ各々に、第１領域Ｒ１０１および第２領域Ｒ１０２が設けられている。第１領域Ｒ１０１は、厚みＴ１の液晶層１６を有する領域であり、第２領域Ｒ１０２は、厚みＴ１よりも小さい厚みＴ２の液晶層１６を有する領域である。このような液晶層１６の厚み（厚みＴ１，Ｔ２）が異なる第１領域Ｒ１０１，第２領域Ｒ１０２を設けることにより、巨視的に干渉スペクトルが打ち消され、干渉縞の発生を抑えることが可能となる。しかし、この液晶表示装置１００では、第１領域Ｒ１０１と第２領域Ｒ１０２との間の液晶層１６に段差が形成される。この液晶層１６の段差に起因して液晶配向が乱れ、画質の低下およびコントラスト比の低下等が起こるおそれがある。
【００３３】
これに対し、液晶表示装置１０では、第１領域Ｒ１の画素電極１３と配向膜１５Ａとの間に、所定の厚みの光路長調整層１４を設けることにより、第１領域Ｒ１の光路長Ｄ１を第２領域Ｒ２の光路長Ｄ２よりも長くしている。このため、各画素Ｐに光路長（光路長Ｄ１，Ｄ２）の異なる第１領域Ｒ１，第２領域Ｒ２を設けつつ、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間の液晶層１６の段差の発生を抑えることができる。したがって、干渉縞の発生を抑えると共に、液晶層１６の配向乱れに起因した画質の低下およびコントラスト比の低下も抑えることができる。
【００３４】
図１０は、第１領域Ｒ１，第２領域Ｒ２各々から取り出される光と、これらの平均光とのスペクトルを表している。このように、第１領域Ｒ１，第２領域Ｒ２各々から取り出される光は、巨視的に互いに光学干渉を打ち消し合うことを確認している。
【００３５】
以上のように、本実施の形態の液晶表示装置１０では、各画素Ｐに、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長が互いに異なる第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を設けるようにしたので、干渉縞の発生を抑えることができる。よって、画品位の低下を抑えることが可能となる。
【００３６】
以下、上記実施の形態の変形例について説明する。尚、上記実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００３７】
＜変形例１＞
図１１は、上記実施の形態の変形例１に係る液晶表示装置（液晶表示装置１０Ａ）の要部の模式的な断面構成を表している。この液晶表示装置１０Ａでは、第１領域Ｒ１の対向基板１９側に光路長調整層１４が設けられている。この点を除き、液晶表示装置１０Ａは、上記実施の形態で説明した液晶表示装置１０と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００３８】
光路長調整層１４は、第１領域Ｒ１の配向膜１５Ｂと対向電極１７との間に設けられている。上記実施の形態と同様に、この光路長調整層１４が設けられた第１領域Ｒ１では、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長Ｄ１が、第２領域Ｒ２の画素電極１３と対向電極１７との間の光路長Ｄ２よりも、液晶層１６に入射する光の波長λの１/４分長くなっている。
【００３９】
図１２は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の平面構成の一例を表している。例えば、図１２のＸＩ−ＸＩ’線に沿った断面構成が、図１１に対応する。第１領域Ｒ１（光路長調整層１４）は、例えば、各画素Ｐの列方向（図１２のＹ方向）の一方に矩形状に設けられている。この第１領域Ｒ１は、行方向（図１２のＸ方向）に隣り合う複数の画素Ｐにわたって連結され、帯状に設けられている。列方向（図１２のＹ方向）に隣り合う２つの画素Ｐの間で、第１領域Ｒ１が隣接して配置されていてもよい。第１領域Ｒ１は、列方向に沿って帯状に配置されていてもよい（図示せず）。
【００４０】
あるいは、図４，図５に示したように、各画素Ｐの中央部に四角形または円形等の第１領域Ｒ１が設けられていてもよい。図６に示したように、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を市松状に配置するようにしてもよい。第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２は、各々三角形の平面形状を有していてもよく、１つの画素Ｐの対角に配置されていてもよい（図７）。
【００４１】
対向電極１７とレンズ１８との間には、カバー層２１を設けるようにしてもよい（図１１）。このカバー層２１は、レンズ１８の焦点距離を調整するためのものである。このカバー層２１は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により成膜されたシリコン酸化膜により構成されている。
【００４２】
本変形例の液晶表示装置１０Ａも、上記実施の液晶表示装置１０と同様に、各画素Ｐに、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長が互いに異なる第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を設けるようにしたので、干渉縞の発生を抑えることができる。よって、画品位の低下を抑えることが可能となる。また、対向基板１９側は、駆動基板１１側よりも光路長調整層１４を自由に配置しやすいので、液晶表示装置１０Ａでは、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の設計の自由度を向上させることが可能となる。
【００４３】
＜変形例２＞
図１３は、上記実施の形態の変形例２に係る液晶表示装置（液晶表示装置１０Ｂ）の要部の模式的な断面構成を表している。この液晶表示装置１０Ｂの光路長調整層１４は、曲線形の断面形状を有している。この点を除き、液晶表示装置１０Ｂは、上記実施の形態で説明した液晶表示装置１０と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４４】
光路長調整層１４は、例えば、上記変形例１と同様に、第１領域Ｒ１の配向膜１５Ｂと対向電極１７との間に設けられている。光路長調整層１４は、第１領域Ｒ１の画素電極１３と配向膜１５Ａとの間、即ち、駆動基板１１側に設けられていてもよい。上記実施の形態と同様に、この光路長調整層１４が設けられた第１領域Ｒ１では、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長Ｄ１が、第２領域Ｒ２の画素電極１３と対向電極１７との間の光路長Ｄ２よりも、液晶層１６に入射する光の波長λの１/４分長くなっている。
【００４５】
光路長調整層１４の厚みは、第１領域Ｒ１内で、Ｘ方向またはＹ方向の位置が変化するに連れて、徐々に大きくなり、ある位置で最大となった後、徐々に小さくなる。光路長調整層１４は、第２領域Ｒ２に設けられていてもよい。第２領域Ｒ２内では、Ｘ方向またはＹ方向の位置が変化するに連れて、光路長調整層１４の厚みが徐々に小さくなり、ある位置で最小となった後、徐々に大きくなる。つまり、光路長調整層１４の厚みは、各第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２内で変化している。例えば、光路長調整層１４の最大厚みにより、第１領域Ｒ１の光路長Ｄ１が調整され、光路長調整層１４の最小厚みにより、第２領域Ｒ２の光路長Ｄ２が調整される。このように、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２へ、あるいは第２領域Ｒ２から第１領域Ｒ１へ徐々に変化させるようにしてもよい。光路長調整層１４の厚みの変化の周期は、画素Ｐのピッチ以下で調整すればよい。
【００４６】
光路長調整層１４は、例えば、円形に隆起した立体形状を有している。あるいは、光路長調整層１４は、波板状であってもよい。
【００４７】
本変形例の液晶表示装置１０Ｂも、上記実施の液晶表示装置１０と同様に、各画素Ｐに、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長が互いに異なる第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を設けるようにしたので、干渉縞の発生を抑えることができる。よって、画品位の低下を抑えることが可能となる。
【００４８】
＜変形例３＞
図１４は、上記実施の形態の変形例２に係る液晶表示装置（液晶表示装置１０Ｃ）の要部の模式的な断面構成を表している。この液晶表示装置１０Ｃは、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型の液晶表示装置である。この点を除き、液晶表示装置１０Ｃは、上記実施の形態で説明した液晶表示装置１０と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４９】
この液晶表示装置１０Ｃでは、例えば画素電極１３が、高い反射率を有する導電膜により構成され、対向電極１７が、高い光透過性を有する導電膜により構成されている。例えば、画素電極１３は、厚み８０ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）膜等により構成されている。対向電極１７は、厚み１５ｎｍ程度のＩＴＯ等により構成されている。液晶層１６には、例えば垂直配向型（ＶＡモード）の液晶が用いられている。プレチルトの角度は、例えば、８５°である。液晶層１６の複屈折率（Δｎ）は、例えば、０．１１であり、液晶層１６の厚み（セルギャップ）は、例えば、１．６μｍである。
【００５０】
配向膜１５Ａ，１５Ｂは、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの絶縁膜により構成されている。配向膜１５Ａ，１５Ｂは、例えば斜方蒸着により形成されたものであり、その厚みは、１２０ｎｍ程度である。
【００５１】
画素電極１３と配向膜１５Ａとの間には、低屈折率膜２２および高屈折率膜２３が設けられている。画素電極１３と高屈折率膜２３との間に設けられた低屈折率膜２２は、例えば、厚み３６ｎｍ程度の酸化シリコン（ＳｉＯ2）等により構成されている。この低屈折率膜２２と配向膜１５Ａとの間に設けられた高屈折率膜２３は、例えば、厚み７０ｎｍ程度の窒化シリコン（ＳｉＮ）等により構成されている。このような低屈折率膜２２および高屈折率膜２３は、画素電極１３での反射効率を高める増反射膜として機能する。
【００５２】
第１領域Ｒ１の画素電極１３と低屈折率膜２２との間には、光路長調整層１４が設けられている。この光路長調整層１４は、低屈折率膜２２の屈折率と略同じ屈折率を有しており、低屈折率膜２２の構成材料と同じ材料により構成されていることが好ましい。光路長調整層１４は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等により構成されている。上記実施の形態と同様に、この光路長調整層１４が設けられた第１領域Ｒ１では、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長Ｄ１が、第２領域Ｒ２の画素電極１３と対向電極１７との間の光路長Ｄ２よりも、液晶層１６に入射する光の波長λの１/４分長くなっている。
【００５３】
光路長調整層１４は、上記変形例１と同様に、対向基板１９側に設けられていてもよい。光路長調整層１４は、例えば矩形等の四角形状の断面形状を有している（図１４）。光路長調整層１４は、テーパ状の断面形状を有していてもよい（図８）。光路長調整層１４の平面形状は、上記実施の形態で説明したのと同様に、第１領域Ｒ１の平面形状と同じである（図４〜図７参照）。画素Ｐは、例えば一辺が４μｍ程度の正方形である。
【００５４】
本変形例の液晶表示装置１０Ｃも、上記実施の液晶表示装置１０と同様に、各画素Ｐに、画素電極１３と対向電極１７との間の光路長が互いに異なる第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を設けるようにしたので、干渉縞の発生を抑えることができる。よって、画品位の低下を抑えることが可能となる。
【００５５】
＜適用例＞
上記実施の形態等の液晶表示装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（以下、略して液晶表示装置１０と記す）は、投射型または直視型のあらゆるタイプの表示装置（電子機器）に用いることができる。その一例として、図１５に、投射型表示装置（投射型表示装置１）の概略構成について示す。投射型表示装置１では、上記実施の形態等の液晶表示装置１０が、液晶表示ユニット（液晶表示ユニット１０ＵＲ，１０ＵＧ，１０ＵＢ）内に組み込まれている。この投射型表示装置１は、透過型の液晶表示ユニット１０ＵＲ，１０ＵＧ，１０ＵＢを３枚用いてカラー映像表示を行ういわゆる３板方式のものである。この投射型表示装置１は、光源２１１と、一対の第１、第２マルチレンズアレイインテグレータ２１２，２１３と、全反射ミラー２１４とを備えている。マルチレンズアレイインテグレータ２１２，２１３では、それぞれ複数のマイクロレンズ２１２Ｍ，２１３Ｍが２次元的に配列されている。マルチレンズアレイインテグレータ２１２，２１３は、光の照度分布を均一化させるためのものであり、入射した光を複数の小光束に分割する機能を有している。
【００５６】
光源２１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光、青色光および緑色光を含んだ白色光を発するものである。この光源２１１は、例えば、白色光を発する発光体（図示せず）と、発光体から発せられた光を反射、集光する凹面鏡とを含んでいる。発光体としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等が挙げられる。凹面鏡は、集光効率が良い形状であることが望ましく、例えば回転楕円面鏡や回転放物面鏡等の回転対称な面形状となっている。光源２１１は、レーザ光源、蛍光体光源またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源等により構成されていてもよい。
【００５７】
この投射型表示装置１は、また、第２マルチレンズアレイインテグレータ２１３の光出射側に、ＰＳ合成素子２１５と、コンデンサレンズ２１６と、ダイクロイックミラー２１７とをこの順に備えている。ダイクロイックミラー２１７は、入射した光を、例えば赤色光ＬＲと、その他の色光とに分離する機能を有している。
【００５８】
ＰＳ合成素子２１５には、第２マルチレンズアレイインテグレータ２１３における隣り合うマイクロレンズ間に対応する位置に、複数の１／２波長板２１５Ａが設けられている。ＰＳ合成素子２１５は、入射した光Ｌ０を２種類（Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分）の偏光光Ｌ１，Ｌ２に分離する機能を有している。ＰＳ合成素子２１５は、また、分離された２つの偏光光Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の偏光光Ｌ２を、その偏光方向（例えばＰ偏光）を保ったままＰＳ合成素子２１５から出射し、他方の偏光光Ｌ１（例えばＳ偏光成分）を、１／２波長板２１５Ａの作用により、他の偏光成分（例えばＰ偏光成分）に変換して出射する機能を有している。
【００５９】
この投射型表示装置１は、また、ダイクロイックミラー２１７によって分離された赤色光ＬＲの光路に沿って、全反射ミラー２１８と、フィールドレンズ２２４Ｒと、液晶表示ユニット１０ＵＲとを順番に備えている。全反射ミラー２１８は、ダイクロイックミラー２１７によって分離された赤色光ＬＲを、液晶表示ユニット１０ＵＲに向けて反射するようになっている。液晶表示ユニット１０ＵＲは、フィールドレンズ２２４Ｒを介して入射した赤色光ＬＲを、画像信号に応じて空間的に変調する機能を有している。
【００６０】
この投射型表示装置１は、さらに、ダイクロイックミラー２１７によって分離された他の色光の光路に沿って、ダイクロイックミラー２１９を備えている。ダイクロイックミラー２１９は、入射した光を、例えば緑色光と青色光とに分離する機能を有している。
【００６１】
この投射型表示装置１は、また、ダイクロイックミラー２１９によって分離された緑色光ＬＧの光路に沿って、フィールドレンズ２２４Ｇと、液晶表示ユニット１０ＵＧとを順番に備えている。液晶表示ユニット１０ＵＧは、フィールドレンズ２２４Ｇを介して入射した緑色光ＬＧを、画像信号に応じて空間的に変調する機能を有している。さらに、ダイクロイックミラー２１９によって分離された青色光ＬＢの光路に沿って、リレーレンズ２２０と、全反射ミラー２２１と、リレーレンズ２２２と、全反射ミラー２２３と、フィールドレンズ２２４Ｂと、液晶表示ユニット１０ＵＢとを順番に備えている。全反射ミラー２２１は、リレーレンズ２２０を介して入射した青色光ＬＢを、全反射ミラー２２３に向けて反射するようになっている。全反射ミラー２２３は、全反射ミラー２２１によって反射され、リレーレンズ２２２を介して入射した青色光ＬＢを、液晶表示ユニット１０ＵＢに向けて反射するようになっている。液晶表示ユニット１０ＵＢは、全反射ミラー２２３によって反射され、フィールドレンズ２２４Ｂを介して入射した青色光ＬＢを、画像信号に応じて空間的に変調する機能を有している。
【００６２】
この投射型表示装置１は、また、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの光路が交わる位置に、３つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを合成する機能を有したクロスプリズム２２６を備えている。この投射型表示装置１は、また、クロスプリズム２２６から出射された合成光を、スクリーン２２８に向けて投射するための投射レンズ２２７を備えている。クロスプリズム２２６は、３つの入射面２２６Ｒ，２２６Ｇ，２２６Ｂと、一つの出射面２２６Ｔとを有している。入射面２２６Ｒには、液晶表示ユニット１０ＵＲから出射された赤色光ＬＲが、入射面２２６Ｇには、液晶表示ユニット１０ＵＧから出射された緑色光ＬＧが、入射面２２６Ｂには、液晶表示ユニット１０ＵＢから出射された青色光ＬＢが、それぞれ入射するようになっている。クロスプリズム２２６は、入射面２２６Ｒ，２２６Ｇ，２２６Ｇに入射した３つの色光を合成して出射面２２６Ｔから出射する。
【００６３】
図１６は、液晶表示ユニット１０ＵＲ，１０ＵＧ，１０ＵＢの要部を分解して表したものである。液晶表示ユニット１０ＵＲ，１０ＵＧ，１０ＵＢは、液晶表示装置１０とこれを収納あるいは挟持する、外枠１５１および見切り板１５４を含んでいる。
【００６４】
液晶表示装置１０には、フィルム基板１５５が接続されており、フィルム基板１５５を通じて、入射光の変調に必要な映像情報が投射型表示装置１の本体側から供給される。この液晶表示装置１０の光入射側には、入射側防塵ガラス１５３、光出射側には、出射側防塵ガラス１５２がそれぞれ貼り合わせられている。見切り板１５４は、液晶表示装置１０の入射面側に装着され、その表示領域１０ａに対向して開口を有する。外枠１５１は、液晶表示装置１０の光出射側に取り付けられ、液晶表示装置１０の端面部を囲む枠形状を有する。
【００６５】
上記実施の形態等の液晶表示装置１０は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどの電子機器に適用することも可能である。
【００６６】
例えば、図１７は、上記実施の形態等の液晶表示装置１０が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有している。映像表示画面部３００が上記実施の形態等の液晶表示装置１０により構成されている。
【００６７】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、デジタル一眼レフカメラ４１０の外観を表したものである。このデジタル一眼レフカメラ４１０は、例えば本体部４１１，レンズ４１２，グリップ４１３，表示部４１４およびビューファインダー４１５などを有している。表示部４１４またはビューファインダー４１５に、上記実施の形態等の液晶表示装置１０が搭載されている。
【００６８】
図１９は、ヘッドマウントディスプレイ４２０の外観を表したものである。ヘッドマウントディスプレイ４２０は、例えば眼鏡型の表示部４２１および支持部４２２を有している。表示部４２１に、上記実施の形態等の液晶表示装置１０が搭載されている。
【００６９】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、例えば、上記実施の形態等で述べた、各構成要素の材料、形状およびサイズ等はあくまで一例であり、記載したものに限定される訳ではない。また、全ての構成要素を備える必要はなく、他の構成要素を含んでいてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態等では、光路長調整層１４を駆動基板１１側または対向基板１９側のどちらか一方に設ける場合について説明したが、駆動基板１１側および対向基板１９側に光路長調整層１４を設けるようにしてもよい。
【００７１】
また、上記実施の形態等では、１つの画素Ｐ内に、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を各々１つずつ設ける場合について説明したが、１つの画素Ｐ内に、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の少なくとも一方を２つ以上設けるようにしてもよい。
【００７２】
尚、本明細書中に記載された効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【００７３】
例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
各々が、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第２電極と前記第１電極との間の液晶層とを有する複数の画素と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に第１の光路長を有する第１領域と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１の光路長よりも短い第２の光路長を有するとともに、前記第１領域の前記液晶層と同じ厚みの前記液晶層が設けられた第２領域と、
前記第１領域の前記液晶層と前記第１電極との間に設けられ、前記第２領域の前記第１電極と前記第１領域の前記第１電極との段差を埋める光路長調整層と
を備えた液晶表示装置。
（２）
前記第１の光路長と前記第２の光路長との差は、前記液晶層に入射する光の波長λの１/４である
前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）
更に、前記第１領域の前記光路長調整層と前記液晶層との間に設けられるとともに、前記第２領域の前記第１電極と前記液晶層との間に設けられた配向膜を有し、
前記配向膜は、前記第１領域および前記第２領域にわたって平坦面に設けられている
前記（１）または（２）に記載の液晶表示装置。
（４）
更に、前記第１電極、前記液晶層および前記第２電極を間にして対向する駆動基板および対向基板を有する
前記（１）ないし（３）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（５）
前記駆動基板上に、前記第１電極、前記液晶層、前記第２電極および前記対向基板がこの順に設けられている
前記（４）に記載の液晶表示装置。
（６）
前記駆動基板上に、前記第２電極、前記液晶層、前記第１電極および前記対向基板がこの順に設けられている
前記（４）に記載の液晶表示装置。
（７）
前記複数の画素各々で、前記第１領域の面積と前記第２領域の面積とが同じである
前記（１）ないし（６）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（８）
前記第１領域は、前記複数の画素各々の中央部に設けられている
前記（１）ないし（７）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（９）
前記複数の画素は、行列状に配置されている
前記（１）ないし（８）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１０）
前記複数の画素にわたって、前記第１領域が帯状に配置されている
前記（９）に記載の液晶表示装置。
（１１）
前記光路長調整層は四角形状の断面形状を有している
前記（１）ないし（１０）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１２）
前記光路長調整層は、曲線形の断面形状を有している
前記（１）ないし（１０）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１３）
前記第２領域に、前記第１領域の前記光路長調整層の厚みよりも小さい厚みを有する前記光路長調整層が設けられている
前記（１）ないし（１２）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１４）
前記光路長調整層は酸化シリコンを含む
前記（１）ないし（１３）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１５）
透過型液晶表示装置である
前記（１）ないし（１４）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１６）
反射型液晶表示装置である
前記（１）ないし（１４）のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置。
（１７）
更に、前記第１電極と前記液晶層との間に、低屈折率膜および高屈折率膜を有し、
前記光路長調整層は、前記第１領域の前記低屈折率膜と前記第１電極との間に設けられている
前記（１６）に記載の液晶表示装置。
（１８）
各々が、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第２電極と前記第１電極との間の液晶層とを有する複数の画素と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に第１の光路長を有する第１領域と、
前記複数の画素各々に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に前記第１の光路長よりも短い第２の光路長を有するとともに、前記第１領域の前記液晶層と同じ厚みの前記液晶層が設けられた第２領域と、
前記第１領域の前記液晶層と前記第１電極との間に設けられ、前記第２領域の前記第１電極と前記第１領域の前記第１電極との段差を埋める光路長調整層とを含む
液晶表示装置を備えた電子機器。
【００７４】
本出願は、日本国特許庁において２０１８年４月１６日に出願された日本特許出願番号第２０１８−７８５３５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
【００７５】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【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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【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１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2019202897.tif 000024
2019202897.tif 000025
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