JP2010054906A - 液晶装置およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】反射型液晶装置においては、反射電極が画素電極として用いられている。隣り合う画素電極の間には間隙が設けられている。しかし、この間隙により光利用効率が低下し、かつ滑らかな画質が得られない。そこで、間隙に入射した光を表示に利用するために、平面視にてこの間隙と重なる反射層を設ける技術が公知であるが、光の反射方向が制御されていないため、反射電極に対してほぼ垂直に入射した光のみしか有効利用できず、明るく滑らかな映像を表示できない。
【解決手段】凹形状の断面を有する反射層８を、平面視にて画素電極９の間に位置する間隙２と重なるように配置した。凹形状を有していることから、斜め方向から間隙２に入射された光も反射層８によって反射されて間隙２から射出される。そのため、明るく、かつ滑らかな映像を表示できる液晶装置１２０を得ることが可能となる。
【選択図】図３
【解決手段】凹形状の断面を有する反射層８を、平面視にて画素電極９の間に位置する間隙２と重なるように配置した。凹形状を有していることから、斜め方向から間隙２に入射された光も反射層８によって反射されて間隙２から射出される。そのため、明るく、かつ滑らかな映像を表示できる液晶装置１２０を得ることが可能となる。
【選択図】図３
Description
本発明は、液晶装置およびプロジェクタに関する。
小型でテレビ映像等を大画面に表示するものとして、液晶装置を用いたプロジェクタが重用されている。その典型的な例として、ＲＧＢ（赤、緑、青）の光３原色毎に画像を分解し、各色毎に像を形成した後、再び合成して画像を形成するものが用いられている。
このようなプロジェクタを実現するための液晶装置として、反射型液晶装置が知られている。反射型液晶装置は、透過型液晶装置に比べ画素間の間隙が狭く、滑らかな映像を得ることができるという利点がある。この場合においても、反射型液晶装置の電極を兼ねている各反射層間を電気的に分離することが必要であり、電極間に間隙を設けることが必要となる。
この間隙を光学的に埋めるべく、たとえば特許文献１に示されるように、拡散反射性を有する反射材をこの間隙に設ける技術が知られている。また、特許文献２に示されるように、この間隙と平面視にて重なる反射層を設け、入射光を反射させることで間隙から入射した光を反射させる技術が知られている。また、特許文献３に示すように、平面視にて間隙にあたる領域の少なくとも一部にカラーフィルターを含む反射層を設ける技術が知られている。
しかしながら、上記したいずれの先行技術においても、間隙に入射した光の反射方向が制御されていないため、入射光の光軸が液晶層の法線に対して傾いている場合、その反射光は表示に利用できないため、間隙領域は暗くなる。この現象は、液晶層の法線に対して１０°程度以上傾いた向きにある場合に顕著となる。この場合、間隙領域が暗くなることで、映像の滑らかさが得られないという課題がある。また、光の有効利用率が低下するため、液晶装置の輝度が低下するという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態又は適用例として実現することが可能である。なお、以下の記載において、「焦点」とは光が最も狭い範囲に収束される位置と定義する。
［適用例１］本適用例にかかる液晶装置は第１基板と、光学的に透明な第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、前記第１基板と前記液晶層との間に設けられた光反射性の複数の画素電極と、前記画素電極を備えた画素と、前記第２基板と前記液晶層との間に設けられた透光性を有する電極と、前記画素電極よりも前記第１基板側間に、複数の前記画素電極のうち第１の画素電極と該第１の画素電極と隣り合う第２の画素電極との間の間隙の少なくとも一部に平面視したとき重なるように設けられた、該第１の画素電極と該第２の画素電極とが隣り合う方向の断面が前記液晶層と反対側に窪んだ凹面を有する反射層と、を含むことを特徴とする。
これによれば、第１の画素電極と該第１の画素電極と隣り合う第２の画素電極との間の間隙を第２基板側からいろいろな角度で通過した光を反射層によって第２基板側に反射させて表示に利用することが可能となる。ここで、第１電極周辺に設けられた間隙に位置する液晶層は、第１電極からのフリンジ効果により、配向が制御される。また、本発明による液晶装置は、液晶層に電圧が印加されていないときは暗状態が表示され、液晶層に電圧が印加されたときは明状態が表示されるため、間隙を通過して反射層によって反射された光は、電圧が印加されていないときには遮断され、電圧が印加されたときには遮断されないため、間隙も画素と同様に有効な表示領域として機能する。第１の画素電極と第２の画素電極とが隣り合う方向の断面が、前記液晶層と反対側に窪んだ凹面を有するような反射層を用いることで、間隙に斜めに入射してきた光の反射光の光軸を第１基板の法線方向に近づけることが可能となり、平らな反射層を用いる場合と比較して光の利用効率が高くなるため、明るい液晶装置を提供することが可能となる。
［適用例２］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記間隙における前記液晶層には、前記第１の画素電極の端縁からのフリンジ効果による電界と前記第２の画素電極の端縁からのフリンジ効果による電界が印加され、当該電界により前記間隙が表示に利用されることを特徴とする。
上記した適用例によれば、第１の画素電極と第２の画素電極との間は、フリンジ効果を用いることで配向させられている。そのため、間隙も表示に寄与させることが可能となり、より明るい液晶装置を提供することが可能となる。
［適用例３］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記第１の画素電極を備えた第１の画素と前記第２の画素電極を備えた第２の画素の表示状態がともに明状態のときには、前記間隙も明状態であり、前記第１の画素と前記第２の画素の表示状態がともに暗状態のときには、前記間隙も暗状態であることを特徴とする。
上記した適用例によれば、第１の画素電極と第２の画素電極とにより液晶の表示状態を確認することができ、第１の画素電極と第２の画素電極との間隙に位置する領域が両画素により制御を正常に受けていることを視覚的に確認することが可能となる。
［適用例４］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記反射層の断面形状が放物線形状を有することを特徴とする。
上記した適用例によれば、第２基板側から間隙を通過した光は反射層により反射され、さらに収束されて間隙内を通過する。そのため、平らな反射層を用いる場合と比べ、間隙に斜めに入射してきた光の利用効率が高くなりより明るい液晶装置を提供することが可能となる。
［適用例５］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記反射層は、平面視したとき、前記画素電極の端縁の少なくとも一部と重なることを特徴とする。
上記した適用例によれば、反射層は少なくとも一部の領域で画素電極と重なる。そのため、画素電極と平面視したとき、重なる領域が形成される。その分光利用率が高くなるため、より明るい液晶表示装置を提供することが可能となる。
［適用例６］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記第２基板側から前記間隙を通過した光は前記反射層によって反射され、さらに前記間隙内に収束されることを特徴とする。
上記した適用例によれば、間隙を通過して入ってきた光は、間隙内に収束されるよう反射し、射出される。そのため、斜め方向から入ってきた光も表示に寄与させることが可能となり、より明るい液晶表示装置を提供することが可能となる。
［適用例７］上記適用例にかかる液晶装置であって、前記反射層は、前記第１基板の一部を遮光する遮光層と同じ層を用いていることを特徴とする。
上記した適用例によれば、製造工程を短縮することができる。遮光層と反射層を同一の層を用いて形成することで反射層を別に設ける必要がなくなるため、液晶装置を短い製造期間で提供することが可能となる。
［適用例８］本適用例にかかるプロジェクタは、上記記載の液晶装置を用いたことを特徴とする。
これによれば、明るい液晶装置を用いてプロジェクタが構成されるため、輝度の高いプロジェクタを提供することが可能となる。
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態：液晶装置）
まず、第１の実施形態として、液晶装置について説明する。図１は、第１の実施形態にかかる液晶装置の等価回路図、図２は、液晶装置の平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ’線断面図である。
まず、第１の実施形態として、液晶装置について説明する。図１は、第１の実施形態にかかる液晶装置の等価回路図、図２は、液晶装置の平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ’線断面図である。
図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板１００には、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素を有している。そして、各画素毎に画素電極９とスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）９０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ＴＦＴ９０のドレイン領域１８（図３参照）に電気的に接続されている。画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、この順に線順次にデータ線６ａ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。
また、走査線３ａはＴＦＴ９０のゲート電極２４ａ（図３参照）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ＴＦＴ９０のドレイン領域１８に電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ９０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を介して液晶層１０２（図３参照）に印加された所定レベルの画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、共通電極１０８（図３参照）との間で一定期間保持される。液晶層１０２は、印加される電圧レベルにより液晶分子の配向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１０８との間に形成される液晶層１０２が有する容量と並列に蓄積容量９８が付加されている。
図３に示すように、本実施形態の液晶装置１２０は、液晶層１０２を挟持して対向配置され、ＴＦＴ９０や画素電極９ａ，９ｂが形成されたＴＦＴアレイ基板１００と、共通電極１０８が形成された対向基板１０４とを具備して構成されている。
以下、図２に基づいて、ＴＦＴアレイ基板１００の平面構造について説明する。ＴＦＴアレイ基板１００には、矩形状の画素電極９ａ，９ｂが複数、マトリクス状に設けられており、図２に示すように、各画素電極９ａ，９ｂの縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９ａ，９ｂ及び各画素電極９ａ，９ｂを囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ等が形成された領域が１画素となっている。
データ線６ａは、ＴＦＴ９０を構成する多結晶半導体層１４ａ（図３参照）のうちドレイン領域１８に、コンタクトホール９２を介して電気的に接続されており、画素電極９ａ，９ｂは、多結晶半導体層１４ａのうちソース領域１９に、コンタクトホール９６、ソース線６ｂ、コンタクトホール９４を介して電気的に接続されている。また、走査線３ａの一部が、多結晶半導体層１４ａのうちチャネル領域２０に対向するように拡幅されており、走査線３ａの拡幅された部分が、ゲート電極２４ａとして機能する。また、ＴＦＴ９０を構成する多結晶半導体層１４ａは、容量線３ｂと対向する部分にまで延設されており、この延設部分１ｆを下電極、容量線３ｂを上電極とする蓄積容量９８が形成されている。
次に、図３に基づいて、本実施形態の液晶装置の断面構造について説明する。ＴＦＴアレイ基板１００は、ガラスやシリコンを用いた基板１０とその液晶層１０２側に形成された画素電極９ａ，９ｂ、ＴＦＴ９０、配向層１１を主体として構成されており、対向基板１０４はガラス等の透光性材料からなる基板１０４Ａとその液晶層１０２側表面に形成された、インジウム・錫・酸化物（ＩＴＯ）等を用いた光透過性の共通電極１０８と配向層１１０とを主体として構成されている。
詳細には、ＴＦＴアレイ基板１００において、基板１０の直上に、シリコン酸化層等からなる下地保護層１２が形成されている。また、基板１０の液晶層１０２側にはアルミニウム等を用いた画素電極９ａ，９ｂが設けられ、各画素電極９ａ，９ｂに対応してＴＦＴ９０が設けられている。
下地保護層１２上には、多結晶シリコンからなる多結晶半導体層１４ａが所定のパターンで形成されており、この多結晶半導体層１４ａ上に、シリコン酸化層等からなるゲート絶縁層２２が形成され、このゲート絶縁層２２上に、ゲート電極２４ａが形成されている。また、多結晶半導体層１４ａのうち、ゲート絶縁層２２を介してゲート電極２４ａと対向する領域が、ゲート電極２４ａからの電界によりチャネルが形成されるチャネル領域２０となっている。また、多結晶半導体層１４ａにおいて、チャネル領域２０の一方側（図示左側）には、ドレイン領域１８が形成され、他方側（図示右側）にはソース領域１９が形成されている。そして、ゲート電極２４ａ、ゲート絶縁層２２、データ線６ａ、ソース線６ｂ、多結晶半導体層１４ａのドレイン領域１８、チャネル領域２０、ソース領域１９等により、ＴＦＴ９０が構成されている。
本実施形態において、ＴＦＴ９０は、ＬＤＤ構造を有するものとなっており、不純物濃度が相対的に高いドレイン領域１８及びソース領域１９と、相対的に低い低濃度領域としてドレイン側低濃度領域２６、ソース側低濃度領域２７が形成されている。
また、基板１０上には、シリコン酸化層等を用いた第１層間絶縁層４が形成されており、この第１層間絶縁層４上に、データ線６ａ及びソース線６ｂが形成されている。データ線６ａは、図示せぬコンタクトホールを介して、多結晶半導体層１４ａのドレイン領域１８に電気的に接続されており、ソース線６ｂは、第１層間絶縁層４に形成されたコンタクトホール９４を介して、多結晶半導体層１４ａのソース領域１９に電気的に接続されている。
また、データ線６ａ、ソース線６ｂが形成された第１層間絶縁層４上には、シリコン窒化物等を用いた第２層間絶縁層５が形成されており、第２層間絶縁層５上には、たとえばアルミニウム等の金属を用いた遮光層８ａが形成されている。遮光層８ａは、ＴＦＴ９０等、迷光により動作が不安定となる領域を遮光する機能を有している。遮光層８ａは、第２層間絶縁層５に形成されたコンタクトホール９６を介して、ソース線６ｂと電気的に接続されている。第２層間絶縁層５上には、酸窒化シリコン等を用いて設けられた第３層間絶縁層７が備えられている。そして、第３層間絶縁層７に形成されたコンタクトホール９７を介して、画素電極９ａは遮光層８ａと電気的に接続されている。また、ＴＦＴアレイ基板１００の液晶層１０２側最表面には、液晶層１０２内の液晶分子の配列を制御するための配向層１１が形成されている。
他方、対向基板１０４においては、基板１０４Ａの液晶層１０２側に、そのほぼ全面に渡って、ＩＴＯ等を用いた共通電極１０８が形成されている。そして、共通電極１０８と液晶層１０２との間には、配向層１１０が形成されている。
また、ＴＦＴアレイ基板１００に設けられた互いに隣り合う画素電極９ａと画素電極９ｂの間の間隙２の基板１０側には、凹形状を有する反射層８が設けられている。反射層８は間隙２と平面視で重なるように設けられており、対向基板１０４側から入射してきた光を対向基板１０４側に反射する。反射層８の形状は、間隙２よりも広く、平面視にて画素電極９ａの端縁と画素電極９ｂの端縁と重なることが好ましい。画素電極９ａと画素電極９ｂとが隣り合う方向の断面形状は、たとえば放物線形状を有することが好ましく、かつ放物線の頂点が間隙２の中央を通る形状が好ましく、さらに、反射層８によって反射された光が間隙２内に収束されることが好ましい。この場合、間隙２を通して入射してきた光は反射層８により反射・収束されて間隙２内を再び通過する。
ここで、画素電極９ａ，９ｂの端部から離れた位置においても画素電極９ａ，９ｂからのフリンジ効果により液晶層１０２に電界が印加される。そして、間隙２の幅はフリンジ効果が間隙２内に届くよう、充分狭くしている。さらに、本発明による液晶装置は、液晶層１０２に電圧が印加されていないときは暗状態が表示され、液晶層１０２に電圧が印加されたときは明状態が表示される。したがって、画素電極９ａ，９ｂに電圧が印加されていないときにはその周囲の間隙２の液晶層１０２にも電圧が印加されないため、間隙を通過して反射層８によって反射された光は遮断される。そのため、間隙２には遮光層が設けられているとみなすことができる。一方、画素電極９ａ，９ｂに電圧が印加されているときには、そのフリンジ効果によって間隙２の液晶層にも電圧が印加されるために、反射光は遮断されない。従って、間隙２も画素と同様に有効な表示領域として機能する。たとえば、画素電極９ａを備えた第１の画素と画素電極９ｂを備えた第２の画素の表示状態がいずれも暗状態ならば、隙間２も暗状態となる。そして、第１の画素と第２の画素の表示状態がいずれも明状態ならば、隙間２も明状態となる。
このように、暗状態を表示するときには、間隙２に反射層８が設けられているにもかかわらず、間隙に遮光膜が設けられている場合と同等な暗状態が得られる。一方、明状態を表示するときには、間隙２も画素電極９ａ，９ｂが備えられた領域と同様に、有効な表示領域として機能するため光の利用効率が高くなり、明るくなる。従って、コントラスト比が非常に高い表示が得られる。
間隙２の幅は、フリンジ効果が及ぶ距離のほぼ２倍以下が好ましい。２倍を越えると、画素電極９ａからのフリンジ効果も画素電極９ｂからのフリンジ効果も及ばず、表示に利用できない領域が生じるため、好ましくない。そして、間隙２の最小幅は、加工上の制限で定まり、現状では０．３μｍ程度の値が下限である。これは、加工技術の進歩とともに変動する値となり、プロセス上安定に形成できるのは、後述する０．５μｍ程度の値となる。
画素電極９ａからのフリンジ効果と、画素電極９ｂからのフリンジ効果が重なる領域では、両フリンジ効果の影響を受けて中間調の表示が行われる。この領域を表示に寄与させることで滑らかな画像を得ることが可能となる。
間隙２の幅がフリンジ効果が及ぶ距離のほぼ２倍の場合は、画素電極９ａからのフリンジ効果と画素電極９ｂからのフリンジ効果のうち一方のみの効果の影響しか受けない領域が存在するが、その場合でも、フリンジ効果の影響を受けている領域を表示に寄与させることで滑らかな画像を得ることが可能となる。
ここで、画素電極９ａ，９ｂの端部から離れた位置においても画素電極９ａ，９ｂからのフリンジ効果により液晶層１０２に電界が印加される。そして、間隙２の幅はフリンジ効果が間隙２内に届くよう、充分狭くしている。さらに、本発明による液晶装置は、液晶層１０２に電圧が印加されていないときは暗状態が表示され、液晶層１０２に電圧が印加されたときは明状態が表示される。したがって、画素電極９ａ，９ｂに電圧が印加されていないときにはその周囲の間隙２の液晶層１０２にも電圧が印加されないため、間隙を通過して反射層８によって反射された光は遮断される。そのため、間隙２には遮光層が設けられているとみなすことができる。一方、画素電極９ａ，９ｂに電圧が印加されているときには、そのフリンジ効果によって間隙２の液晶層にも電圧が印加されるために、反射光は遮断されない。従って、間隙２も画素と同様に有効な表示領域として機能する。たとえば、画素電極９ａを備えた第１の画素と画素電極９ｂを備えた第２の画素の表示状態がいずれも暗状態ならば、隙間２も暗状態となる。そして、第１の画素と第２の画素の表示状態がいずれも明状態ならば、隙間２も明状態となる。
このように、暗状態を表示するときには、間隙２に反射層８が設けられているにもかかわらず、間隙に遮光膜が設けられている場合と同等な暗状態が得られる。一方、明状態を表示するときには、間隙２も画素電極９ａ，９ｂが備えられた領域と同様に、有効な表示領域として機能するため光の利用効率が高くなり、明るくなる。従って、コントラスト比が非常に高い表示が得られる。
間隙２の幅は、フリンジ効果が及ぶ距離のほぼ２倍以下が好ましい。２倍を越えると、画素電極９ａからのフリンジ効果も画素電極９ｂからのフリンジ効果も及ばず、表示に利用できない領域が生じるため、好ましくない。そして、間隙２の最小幅は、加工上の制限で定まり、現状では０．３μｍ程度の値が下限である。これは、加工技術の進歩とともに変動する値となり、プロセス上安定に形成できるのは、後述する０．５μｍ程度の値となる。
画素電極９ａからのフリンジ効果と、画素電極９ｂからのフリンジ効果が重なる領域では、両フリンジ効果の影響を受けて中間調の表示が行われる。この領域を表示に寄与させることで滑らかな画像を得ることが可能となる。
間隙２の幅がフリンジ効果が及ぶ距離のほぼ２倍の場合は、画素電極９ａからのフリンジ効果と画素電極９ｂからのフリンジ効果のうち一方のみの効果の影響しか受けない領域が存在するが、その場合でも、フリンジ効果の影響を受けている領域を表示に寄与させることで滑らかな画像を得ることが可能となる。
典型的な値としては、画素電極９ａ，９ｂの寸法は５μｍ程度であり、間隙２の幅は０．５μｍ程度である。対向基板１０４側から間隙２を通過した光を対向基板１０４側に反射することで、１０％程度明るさを向上させることが可能となる。また、前述したように画素電極９ａ，９ｂの端部から離れた位置においても画素電極９ａ，９ｂからのフリンジ効果により液晶層に電界が印加されるため、間隙２を実効的に表示に関与する部分として扱える。そのため、滑らかな映像を表示できる液晶装置１２０を得ることが可能となる。
また、ここで遮光層８ａと反射層８とを同じ層で形成することも好適である。たとえば１５０ｎｍ程度のアルミニウム層を用いることで、遮光層８ａと反射層８とを同じ層を用いて形成することが可能となり、製造工程を短縮することが可能となる。また、反射層８の電位を画素電極９ａ，９ｂの電位に固定する場合には、遮光層８ａと反射層８とを一体に形成すれば製造工程をさらに短縮することが可能となる。
（第１の実施形態の変形例）
以上、液晶装置１２０について説明したが、以下に示す変形例を用いることも好適である。上記した構造において、画素スイッチング用のＴＦＴ９０は、ＬＤＤ構造を有するものを用いているが、これはＬＤＤ構造を有する必要は無く、ドレイン側低濃度領域２６、ソース側低濃度領域２７の両方、あるいは片方を省略しても良い。この場合、ＴＦＴ９０の製造工程を短縮することが可能となる。
以上、液晶装置１２０について説明したが、以下に示す変形例を用いることも好適である。上記した構造において、画素スイッチング用のＴＦＴ９０は、ＬＤＤ構造を有するものを用いているが、これはＬＤＤ構造を有する必要は無く、ドレイン側低濃度領域２６、ソース側低濃度領域２７の両方、あるいは片方を省略しても良い。この場合、ＴＦＴ９０の製造工程を短縮することが可能となる。
また、ドレイン側低濃度領域２６、ソース側低濃度領域２７の少なくともどちらかを省略することで、ＴＦＴ９０の面積を小さくすることが可能となる。また、ＴＦＴ９０として、ＰＭＯＳのトランジスタ、またはＮＭＯＳのトランジスタのいずれか片側のＬＤＤ領域を省略することも可能である。特に、ＰＭＯＳのトランジスタはホットキャリアの影響を受けにくいため、ＰＭＯＳのトランジスタのみＬＤＤ構造を省略することも好適である。この場合、ＰＭＯＳのトランジスタの相互コンダクタンスを大きくすることが可能となり、ＮＭＯＳのトランジスタとの性能差（相互コンダクタンスの値の差）を小さくすることが可能となる。
また、ＴＦＴ９０としてゲートオーバーラップ構造のトランジスタ構造を用いることも好適であり、ホットキャリアによる特性劣化の小さい液晶装置１２０を提供することができる。なお、この場合でも、ＰＭＯＳのトランジスタ、ＮＭＯＳのトランジスタの片側のみにゲートオーバーラップ構造を採用することが可能である。
また、下地保護層１２は必須なものではなく、省略可能である。また、多結晶半導体層１４ａに代えて結晶半導体層やアモルファス半導体層を用いても良い。また、遮光層８ａは必須な構成要素ではなく、省略可能である。特に、上記した実施形態では反射層８により画素電極９ａ，９ｂとの間に存在する間隙２から入射された光は液晶装置１２０の外側に返される。従って、液晶装置１２０内への迷光の侵入が抑えられ、遮光層８ａの省略が可能となる。そのため、高い自由度を持ったＴＦＴアレイ基板１００のレイアウト設計を行うことが可能となる。
なお、遮光層８ａを省略する場合には、直接ソース線６ｂと、画素電極９ａ，９ｂとを接続することで画素電極を駆動することが可能となる。また、遮光層８ａがある場合でも、少なくとも一部の領域において、直接ソース線６ｂと、画素電極９ａ，９ｂとを接続しても良い。この場合においても、レイアウト設計の自由度を向上させることが可能となる。
また、反射層８の幅は、必ずしも間隙２よりも広い必要は無く、間隙２よりも狭い範囲で設けても良い。この場合においても、反射層８の存在により液晶装置１２０の明るさを増加させることが可能である。また、反射層８の電位を固定することは必須用件ではなく、浮動状態に保っても良い。この場合、反射層８の電位を固定する配線を省略することができる。また、反射層８を用いてＴＦＴ９０と画素電極９ａ，９ｂを電気的に接続させても良い。また、一部の領域に対して反射層８を省略することも可能であり、レイアウト設計の自由度を向上させることが可能となる。
また、反射層８の断面形状は、放物線形状に限定されるものではなく、対向基板１０４側から間隙２を通過した光を反射して、間隙２内に収束させ、少なくとも一部を対向基板１０４側に射出させる構造を有しておれば良く、２つの平面鏡をＶ字型に配置した形状や、多段の折れ線形状、楕円の一部等の形状を用いても良い。
また、反射層８によって反射した光が間隙２内に収束されることが好ましいが、それは必須の要件ではなく、液晶層１０２の斜め方向から入射して反射層８によって反射した光の少なくとも一部が間隙２を再び通過するような凹形状を有する構造等も用いることができる。
また、反射層８と遮光層８ａは同じ層を用いて形成することが好ましく、この場合製造工程を短縮することが可能となる。また、反射層８と遮光層８ａを別の層を用いて構成しても良く、この場合、レイアウト設計の自由度を向上させることが可能となる。
（第２の実施形態：液晶装置の製造方法）
以下、図１〜図３で説明した液晶装置１２０の製造方法における一例を図面を用いて説明する。ここで、ＴＦＴ９０の製造方法等は公知であることから、詳細な説明は省略し、上記した実施形態の特徴を示す部分について詳細に説明する。なお、この構造を形成する手段としてはここで示した手段に限定されるものではなく、上記した構造を形成するための実施要件として説明を行うことを主たる目的としている。図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態にかかる液晶装置１２０の製造工程を示す工程断面図である。
以下、図１〜図３で説明した液晶装置１２０の製造方法における一例を図面を用いて説明する。ここで、ＴＦＴ９０の製造方法等は公知であることから、詳細な説明は省略し、上記した実施形態の特徴を示す部分について詳細に説明する。なお、この構造を形成する手段としてはここで示した手段に限定されるものではなく、上記した構造を形成するための実施要件として説明を行うことを主たる目的としている。図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ），（ｂ）は、本実施形態にかかる液晶装置１２０の製造工程を示す工程断面図である。
まず、工程１として、公知の製造方法を用い、ＴＦＴ９０等を含むＴＦＴアレイ基板１００（後述する）の第２層間絶縁層５までを形成する。この工程を終了した時点での構造を図４（ａ）に示す。
次に、工程２として、公知のフォトリソグラフ・エッチング工程を用いてコンタクトホール９６を形成する。この工程を終了した時点での構造を図４（ｂ）に示す。
次に、工程３として、反射層８が位置する場所にある第２層間絶縁層５を凹形状となるようエッチングを行う。このエッチング方法としては、反射層８が位置する場所にある第２層間絶縁層５を開口したテーパー状のレジストパターン２００を形成し、レジストパターン２００のドライエッチングと第２層間絶縁層５のドライエッチングを同時に行い、凹形状のパターンを形成することで実現可能である。この工程の途中図を図４（ｃ）に示す。ここで、レジストパターンを通常の形状とし、ウェットエッチングとドライエッチングを組み合わせて凹形状のパターンを形成する方法を用いても良い。
次に、スパッタ法等を用いてアルミニウム等を用いた層を堆積し、公知のフォトリソグラフ・エッチング工程を用いて反射層８と遮光層８ａとを形成する。ここで、反射層８と遮光層８ａとを別の層を用いて形成しても良い。続けて、酸窒化シリコン等を用いて設けられた第３層間絶縁層７を形成し、公知のフォトリソグラフ・エッチング工程を用いてコンタクトホール９７を形成する。そして、スパッタ法等を用いてアルミニウム等を用いた層を堆積し、公知のフォトリソグラフ・エッチング工程を用いて、画素電極９ａ，９ｂを形成する。続けて、配向層１１を形成する。配向層１１の製造方法としては、ラビング法、斜め蒸着法、斜め露光法等を用いることができる。ここまでの工程により、この工程を終了した時点での構造を図５（ａ）に示す。ここまでの工程によりＴＦＴアレイ基板１００が形成される。
次に、基板１０４Ａに層厚１２０ｎｍ程度の値を有するＩＴＯ等を用いた光透過性の共通電極１０８をイオンプレーティング法等を用いて形成し、前述した配向層１１と同様にして配向層１１０を形成することで対向基板１０４を形成する。この工程を終了した時点での構造を図５（ｂ）に示す。
次に、ＴＦＴアレイ基板１００と対向基板１０４との間に液晶層１０２を封入することで液晶装置１２０を形成することができ、図３に示す液晶装置１２０が形成される。これらの工程を経ることで、図１、図２に示すＴＦＴアレイ基板１００や、図３に示す液晶装置１２０を形成することが可能となる。
（第３の実施形態：プロジェクタ）
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えたプロジェクタ（投射型表示装置）の構成について、図６を参照して説明する。図６は本実施形態の反射型のプロジェクタの構成を示す図である。
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えたプロジェクタ（投射型表示装置）の構成について、図６を参照して説明する。図６は本実施形態の反射型のプロジェクタの構成を示す図である。
本実施形態に示す反射型のプロジェクタ３００は、図６に示すように、光源ランプ２１１から出射された光（概ね白色光）は、クロスダイクロイックミラーを含む色分解ミラー２０１により青色光Ｂと赤色光Ｒ・緑色光Ｇに分光される。また、各光はミラー２０２を介して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０３に入射され、ＰＢＳ２０３によりＳ偏光光が色光変調用の反射型の液晶装置１２０Ｂ，１２０Ｒ，１２０Ｇに入射される。入射された色光は、各々液晶装置１２０Ｂ，１２０Ｒ，１２０Ｇに入射し、入射光を変調させた後、出射される。
具体的には、液晶装置１２０に入射された光は、各画素電極９ａ，９ｂ（図２参照）と共通電極１０８（図３参照）間に印加されていた実効電圧に応じて、入射されたＳ偏光光の偏光軸がＰ偏光軸とＳ偏光軸との間で各画素毎に回転制御される。ＰＢＳ２０３では反射型の液晶装置１２０Ｂ，１２０Ｒ，１２０Ｇから戻ってきたＳ偏光成分は反射しＰ偏光成分を透過する。従って、各ＰＢＳ２０３からは、液晶装置１２０Ｂ，１２０Ｒ，１２０Ｇから出射された光の偏光軸の回転程度に応じた光量の色光が透過してくる。
この光量が、各色光に割り当てられた階調レベルに応じた光量（透過率）に相当する。各ＰＢＳ２０３を透過した色光は、色合成プリズム２０４内にＸ字状に形成された青色光反射・赤色光反射の波長選択反射層により、青色光Ｂと赤色光Ｒが反射され、緑色光Ｇが透過されて、カラー光が合成されて射出される。このカラー光を投射レンズ２０５によりスクリーン２０６に投射する。
本実施形態によれば、開口率が高く明るい液晶装置を搭載したので、高い輝度を持って表示が可能なプロジェクタ３００を得ることができる。なお、ここでは光の三原色（ＲＧＢ）に対応したプロジェクタ３００について説明したが、たとえば黄色や、白色を加えた４色、５色に対応した光学系を用いても良い。
１ｆ…延設部分、２…間隙、３ａ…走査線、３ｂ…容量線、４…第１層間絶縁層、５…第２層間絶縁層、６ａ…データ線、６ｂ…ソース線、７…第３層間絶縁層、８…反射層、８ａ…遮光層、９ａ…画素電極、９ｂ…画素電極、１０…基板、１１…配向層、１２…下地保護層、１４ａ…多結晶半導体層、１８…ドレイン領域、１９…ソース領域、２０…チャネル領域、２２…ゲート絶縁層、２４ａ…ゲート電極、２６…ドレイン側低濃度領域、２７…ソース側低濃度領域、９０…ＴＦＴ、９２…コンタクトホール、９４…コンタクトホール、９６…コンタクトホール、９７…コンタクトホール、９８…蓄積容量、１００…ＴＦＴアレイ基板、１０２…液晶層、１０４…対向基板、１０４Ａ…基板、１０８…共通電極、１１０…配向層、１２０…液晶装置、１２０Ｂ…液晶装置、１２０Ｒ…液晶装置、１２０Ｇ…液晶装置、２００…レジストパターン、２０１…色分解ミラー、２０２…ミラー、２０３…ＰＢＳ、２０４…色合成プリズム、２０５…投射レンズ、２０６…スクリーン、２１１…光源ランプ、３００…プロジェクタ。
Claims (8)
- 第１基板と、
光学的に透明な第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
前記第１基板と前記液晶層との間に設けられた光反射性の複数の画素電極と、
前記画素電極を備えた画素と、
前記第２基板と前記液晶層との間に設けられた透光性を有する電極と、
前記画素電極よりも前記第１基板側間に、複数の前記画素電極のうち第１の画素電極と該第１の画素電極と隣り合う第２の画素電極との間の間隙の少なくとも一部に平面視したとき重なるように設けられた、該第１の画素電極と該第２の画素電極とが隣り合う方向の断面が前記液晶層と反対側に窪んだ凹面を有する反射層と、
を含むことを特徴とする液晶装置。 - 請求項１に記載の液晶装置であって、前記間隙における前記液晶層には、前記第１の画素電極の端縁からのフリンジ効果による電界と前記第２の画素電極の端縁からのフリンジ効果による電界が印加され、
当該電界により前記間隙が表示に利用されることを特徴とする液晶装置。 - 請求項１に記載の液晶装置であって、前記第１の画素電極を備えた第１の画素と前記第２の画素電極を備えた第２の画素の表示状態がともに明状態のときには、前記間隙も明状態であり、
前記第１の画素と前記第２の画素の表示状態がともに暗状態のときには、前記間隙も暗状態であることを特徴とする液晶装置。 - 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、前記反射層の断面形状が放物線形状を有することを特徴とする液晶装置。
- 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置であって、前記反射層は、平面視したとき、前記画素電極の端縁の少なくとも一部と重なることを特徴とする液晶装置。
- 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶装置であって、前記第２基板側から前記間隙を通過した光は前記反射層によって反射され、さらに前記間隙内に収束されることを特徴とする液晶装置。
- 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置であって、前記反射層は、前記第１基板の一部を遮光する遮光層と同じ層を用いていることを特徴とする液晶装置。
- 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶装置を用いたことを特徴とするプロジェク
タ。
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