專利名稱：液晶裝置及投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶裝置及投影儀。
背景技術(shù)：
近年來，投影儀在家庭中的用途正在擴(kuò)大。因此，期望投影儀的空間光調(diào)制裝置能夠做到低成本、長壽命，且能夠獲得高亮度的圖像。作為空間光調(diào)制裝置的代表示例，例如使用液晶裝置。作為液晶裝置，設(shè)置薄膜晶體管(Thin Film TransistorTFT)作為像素開關(guān)元件的有源矩陣式液晶裝置較為普遍。在該液晶裝置中，在設(shè)于各個像素的TFT的溝道區(qū)域被照射光時，存在由于光的激勵而產(chǎn)生光泄露電流從而TFT特性發(fā)生變化的情況。因此，以往利用設(shè)于TFT陣列基板和對置基板雙方的遮光膜來保護(hù)TFT(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平2-64690號公報一般，安裝在投影儀上的液晶裝置將沒有形成TFT的對置基板側(cè)面向光源配置。對置基板側(cè)的遮光膜遮擋從光源射入的光，并進(jìn)行保護(hù)使光不會直接射入設(shè)于其相對側(cè)的TFT上。設(shè)于TFT陣列基板側(cè)的遮光膜進(jìn)行保護(hù)使得光不會通過返回光從TFT的背面?zhèn)壬淙搿Ｓ纱?，TFT受到雙重保護(hù)。
但是，這種遮光膜從微觀上講在所投影的像素間的區(qū)域中作為黑色線條存在，特別是在進(jìn)行動態(tài)圖像顯示時產(chǎn)生閃爍感，使得顯示質(zhì)量降低。并且，由于利用雙重設(shè)置的遮光膜將光遮擋，所以不能獲得充足的明亮度。并且，相比于像素尺寸充分大于遮光膜的尺寸的以往的情況，這種趨勢在伴隨制造技術(shù)的進(jìn)步像素尺寸更加小的近期的采用微小像素列的圖像中更加明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種能夠抑制基于遮光膜的開口率降低、進(jìn)行明亮且高質(zhì)量的圖像顯示的液晶裝置及投影儀。
為了解決上述問題，本發(fā)明的液晶裝置具有相互交叉的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線；與所述數(shù)據(jù)線和所述掃描線的交叉對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)元件；與所述開關(guān)元件連接的像素電極；與所述像素電極相對應(yīng)地構(gòu)成的像素；由多個所述像素構(gòu)成的圖像顯示區(qū)域；至少具備所述開關(guān)元件的第1基板；與所述第1基板相對設(shè)置的第2基板；夾持在所述第1基板和所述第2基板之間的液晶，其特征在于，所述液晶裝置構(gòu)成為利用所述液晶調(diào)制從所述第1基板側(cè)射入的光，在所述第1基板的至少所述開關(guān)元件的光射入側(cè)設(shè)有遮光膜，所述第2基板的至少與所述圖像顯示區(qū)域相對應(yīng)的部分，僅由使射入到所述液晶的光透過的透明層構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，至少開關(guān)元件的背面?zhèn)缺徽诠饽けＷo(hù)，所以來自光源的光不會直接射入開關(guān)元件。并且，關(guān)于返回光，可以利用作為開關(guān)元件常用的TFT的柵電極等進(jìn)行保護(hù)，所以幾乎不會產(chǎn)生由于第2基板側(cè)沒有遮光膜而造成的光泄露等問題。當(dāng)然，通過取消第2基板側(cè)的遮光膜，可以提高明亮度、抑制遮光膜的影子，從而改善顯示質(zhì)量。
本發(fā)明的液晶裝置具有相互交叉的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線；與所述數(shù)據(jù)線和所述掃描線的交叉對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)元件；與所述開關(guān)元件連接的像素電極；與所述像素電極相對應(yīng)地構(gòu)成的像素；至少具備所述開關(guān)元件的第1基板；與所述第1基板相對設(shè)置的第2基板；夾持在所述第1基板和所述第2基板之間的液晶，其特征在于，所述液晶裝置構(gòu)成為利用所述液晶調(diào)制從所述第1基板側(cè)射入的光，在所述第1基板的所述開關(guān)元件的光射入側(cè)和所述第2基板的與所述開關(guān)元件相對的位置，分別設(shè)有遮光膜，所述第2基板的遮光膜的開口率大于所述第1基板的遮光膜的開口率。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，至少開關(guān)元件的背面?zhèn)缺徽诠饽けＷo(hù)，所以來自光源的光不會直接射入開關(guān)元件。并且，關(guān)于返回光，可以利用第2基板側(cè)的遮光膜和作為開關(guān)元件常用的TFT的柵電極等進(jìn)行保護(hù)，所以幾乎不會產(chǎn)生光泄露等問題。當(dāng)然，通過擴(kuò)大第2基板側(cè)的遮光膜開口率，可以提高明亮度、抑制遮光膜的影子，從而改善顯示質(zhì)量。
在本發(fā)明中，優(yōu)選所述第1基板的遮光膜具有設(shè)在所述開關(guān)元件的光射入側(cè)的第1遮光膜，和設(shè)在所述開關(guān)元件的光射入側(cè)的相反側(cè)的第2遮光膜。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以利用第1遮光膜遮擋從開關(guān)元件下部射入的光，利用第2遮光膜遮擋從開關(guān)元件上部射入的返回光。這樣，通過利用上部和下部的遮光膜雙重保護(hù)開關(guān)元件，可以提供可靠性更高的液晶裝置。
在本發(fā)明中，優(yōu)選在所述第1基板設(shè)有在配置有所述開關(guān)元件的區(qū)域設(shè)置的第1槽，和在所述第1槽內(nèi)的與所述開關(guān)元件相對的區(qū)域設(shè)置的第2槽，所述第1遮光膜設(shè)在所述第2槽內(nèi)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，開關(guān)元件至少有一部分被埋入第1槽內(nèi)，而且在該第1槽內(nèi)被進(jìn)一步挖掘的第2槽內(nèi)形成有第1遮光膜，所以開關(guān)元件被第2槽內(nèi)的第1遮光膜從下側(cè)包圍。因此，根據(jù)利用第1遮光膜從下側(cè)包圍的程度，能夠充分保護(hù)開關(guān)元件不會接受傾斜的射入光、傾斜的內(nèi)面反射光和多重反射光，由此可以進(jìn)一步提高可靠性。
在本發(fā)明中，優(yōu)選在所述第1遮光膜和所述開關(guān)元件之間設(shè)有散熱層。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止在第1遮光膜儲存的熱量傳遞給開關(guān)元件，可以防止開關(guān)元件因受熱而劣化及產(chǎn)生錯誤動作，可以提供高可靠性的液晶裝置。
在本發(fā)明中，優(yōu)選在所述第1基板的光射入側(cè)設(shè)有聚光單元，其使從所述第1基板側(cè)射入的光聚光于所述第1遮光膜的開口區(qū)域。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠防止基于第1遮光膜的開口率降低，能夠?qū)崿F(xiàn)明亮的顯示。并且，來自光源的光不會直接射入開關(guān)元件，所以能夠提供可靠性更高的液晶裝置。
在本發(fā)明中，優(yōu)選具有驅(qū)動電路部，其將在每個單位期間在正極性電位和負(fù)正極性電位之間進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)的圖像信號提供給所述多條數(shù)據(jù)線的各條線，并且在每1水平期間，一邊跳過所述多條掃描線的一部分一邊將以彼此不同的定時上升的多個脈沖信號提供給所述多條掃描線的各條線，在任意的1水平期間，利用所述驅(qū)動電路部進(jìn)行驅(qū)動，以使被提供了在對應(yīng)所述圖像信號中的正極性電位的施加期間的定時上升的脈沖信號的多條掃描線彼此相鄰，并且使被提供了在對應(yīng)負(fù)極性電位的施加期間的定時上升的脈沖信號的多條掃描線彼此相鄰。
該液晶裝置的驅(qū)動電路部對于數(shù)據(jù)線側(cè)，輸出在每個單位期間極性反轉(zhuǎn)的圖像信號，例如把所述單位期間設(shè)為1水平期間時，關(guān)于極性反轉(zhuǎn)，進(jìn)行與以往的線反轉(zhuǎn)驅(qū)動相同的動作。另一方面，對于掃描線側(cè)，不是從畫面的上側(cè)朝向下側(cè)進(jìn)行線順序掃描，而是一邊跳過一部分(多條)掃描線一邊往返著沿所有掃描線進(jìn)行掃描。根據(jù)這種驅(qū)動電路部的動作，按照各條掃描線，提供圖像信號中在對應(yīng)正極性電位的施加期間的定時上升的脈沖信號、或者在對應(yīng)負(fù)極性電位的施加期間的定時上升的脈沖信號中任一方。
此時，如果注重于任意的1垂直期間，被提供了在對應(yīng)正極性電位的施加期間的定時上升的脈沖信號的多條掃描線彼此相鄰，被提供了在對應(yīng)負(fù)極性電位的施加期間的定時上升的脈沖信號的多條掃描線彼此相鄰，所以在對應(yīng)這些相鄰的多條掃描線的區(qū)域內(nèi)，只存在被寫入了正極性電位的像素和被寫入了負(fù)極性電位的像素中任一方。因此，形成了具有畫面內(nèi)的某種程度的尺寸的正電位施加區(qū)域和負(fù)電位施加區(qū)域，它們以規(guī)定的周期反轉(zhuǎn)，由此與在特定區(qū)域中進(jìn)行面反轉(zhuǎn)驅(qū)動時相同，可以使相鄰像素間成為相同極性。
但是，在本發(fā)明中，雖然結(jié)果為對于特定區(qū)域進(jìn)行面反轉(zhuǎn)驅(qū)動，但對于數(shù)據(jù)線側(cè)畢竟進(jìn)行與以往的線反轉(zhuǎn)驅(qū)動相同的動作，所以不會像以面反轉(zhuǎn)方式驅(qū)動數(shù)據(jù)側(cè)那樣，在畫面的上側(cè)像素和下側(cè)像素中像素電極-數(shù)據(jù)線之間在時間上的電位關(guān)系產(chǎn)生較大差異，由此能夠抑制交調(diào)失真，避免因畫面部位造成的顯示的不均勻。并且，通過使相鄰像素之間成為相同極性，可以抑制像素邊界處的交調(diào)失真，提高對比度，像素間的遮光膜與以往的液晶裝置相比不那么重要。因此，特別是在省略乃至簡化了第2基板側(cè)的遮光膜的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中形成為合適的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的投影儀，其特征在于，作為空間光調(diào)制裝置具備上述本發(fā)明所述的液晶裝置。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以提供能夠進(jìn)行明亮且顯示質(zhì)量高的圖像顯示的投影儀。


圖1是第1實施方式的液晶裝置中設(shè)置的多個像素組的俯視圖。
圖2是圖1中的A-A’剖面圖。
圖3是表示設(shè)在凹部上的半導(dǎo)體層的局部放大立體圖。
圖4是表示形成有槽及凹部的基板的上表面的局部放大立體圖。
圖5是示意地二維表示上下遮光膜和基板的凹部的虛擬剖面圖。
圖6是第2實施方式的液晶裝置的剖面圖。
圖7是第3實施方式的液晶裝置的剖面圖。
圖8是第4實施方式的液晶裝置的剖面圖。
圖9是第5實施方式的液晶裝置的剖面圖。
圖10是設(shè)在該液晶裝置上的遮光膜的俯視圖。
圖11是表示本發(fā)明的液晶裝置的概要結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖12是沿圖11中的H-H’線的剖面圖。
圖13是形成為矩陣狀的多個像素的等效電路圖。
圖14是包括該液晶裝置的驅(qū)動電路部的方框圖。
圖15是表示該驅(qū)動電路部內(nèi)的掃描驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖16是圖15中的主要部分的具體電路圖。
圖17是用于說明該液晶裝置的動作的時序圖。
圖18是抽出表示圖17中的主要部分的時序圖。
圖19是表示該液晶裝置的畫面的影像(image)的圖。
圖20是說明該畫面的運(yùn)動的圖。
圖21是表示使用了本發(fā)明的液晶裝置的投影儀的一例的概要結(jié)構(gòu)圖。
符號說明1液晶裝置；3a掃描線；6a數(shù)據(jù)線(第2遮光膜)；9像素電極；10TFT陣列基板(第1基板)；10cv槽(第1槽)；11a下側(cè)遮光膜(第1遮光膜)；20對置基板(第1基板)；23對置基板側(cè)遮光板；30TFT(開關(guān)元件)；50液晶層；60驅(qū)動電路部；61控制器；90散熱層；104掃描驅(qū)動器；111微型透鏡(聚光單元)；121棱鏡元件(聚光單元)；201數(shù)據(jù)驅(qū)動器；300電容線(第2遮光膜)；401凹部(第2槽)；1100投影儀。
具體實施例方式
以下根據(jù)

本發(fā)明的實施方式。以下的實施方式是將本發(fā)明的液晶裝置適用于具有高亮度光源(2500lm)的投影儀的光閥(空間光調(diào)制裝置)的一例。
首先，說明本發(fā)明的第1實施方式的液晶裝置的像素部的結(jié)構(gòu)。
圖1是形成有數(shù)據(jù)線、掃描線、像素電極等的TFT陣列基板的相鄰多個像素組的俯視圖。圖2是圖1中的A-A’剖面圖。另外，在圖2中，將各層和各個部件設(shè)為可以在附圖中識別的尺寸，所以對于各層和各個部件的縮放比例不同。
如圖2所示，在液晶裝置1的TFT陣列基板(第1基板)上設(shè)有矩陣狀的多個透明像素電極9(由虛線部9’示出了輪廓)，分別沿著像素電極9的縱橫邊界設(shè)有數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a。
并且，半導(dǎo)體層1a中以與用圖中斜向右上方的細(xì)斜線區(qū)域表示的溝道區(qū)域1a’相對的方式配置有掃描線3a，掃描線3a發(fā)揮柵電極的作用。特別是在本實施方式中，掃描線3a的成為該柵電極的部分形成得較寬。這樣，在掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a交叉的部位，分別設(shè)有掃描線3a作為柵電極與溝道區(qū)域1a’相對配置的像素開關(guān)用TFT30。
如圖1和圖2所示，電容線300形成于掃描線3a上。電容線300包括在俯視時沿著掃描線3a延伸成帶狀的主線部，和從掃描線3a與數(shù)據(jù)線6的交點(diǎn)處的該主線部沿著數(shù)據(jù)線6a在圖1中向上下突出的突出部。電容線300包括例如含有高熔點(diǎn)金屬的金屬硅化物膜等。但是，電容線300也可以構(gòu)成為具有由包括導(dǎo)電性多晶硅膜等的第1膜、和包括含有高熔點(diǎn)金屬的金屬硅化物膜等的第2膜層疊形成的多層結(jié)構(gòu)。電容線300除電容線本來的作用外，還具有作為存儲電容70的固定電位側(cè)電容電極的作用，另外也具有在TFT30的上側(cè)(光射入側(cè)的相反側(cè))針對TFT30遮擋返回光的上側(cè)遮光膜(第2遮光膜)的作用。
另一方面，對于電容線300，隔著電介質(zhì)膜75相對配置的中繼層71具有作為存儲電容70的像素電位側(cè)電容電極的作用，另外還具有中繼連接像素電極9和TFT30的高濃度漏極區(qū)域1e的中間導(dǎo)電層的作用。
這樣，在本實施方式中，存儲電容70由中繼層71和作為固定電位側(cè)電容電極的電容線300的一部分隔著電介質(zhì)膜75相對配置而構(gòu)成，其中，中繼層71作為與TFT30的高濃度漏極區(qū)域1e和像素電極9連接的像素電位側(cè)電容電極。
并且，通過在圖1中沿縱向分別延伸的數(shù)據(jù)線6a和在圖1中沿橫向分別延伸的電容線300相互交叉地形成，在TFT陣列基板10上的TFT30的上側(cè)構(gòu)成在俯視時呈格子狀的上側(cè)遮光膜，用于限定各個像素的開口區(qū)域。
另一方面，在TFT陣列基板10上的TFT30的下側(cè)設(shè)有格子狀的下側(cè)遮光膜(第1遮光膜)11a。
構(gòu)成這些上側(cè)遮光膜的一例的電容線300和下側(cè)遮光膜11a，分別由例如包括含有Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pb等高熔點(diǎn)金屬中至少一方的金屬單體、合金、金屬硅化物、多硅化物(polysilicide)、或它們的層疊結(jié)構(gòu)體組成。在本實施方式中，來自光源的光從TFT30的下側(cè)(下側(cè)遮光膜11a側(cè))射入，所以使下側(cè)遮光膜11a的厚度形成得足夠厚。為了使具有充足的遮光作用，例如優(yōu)選形成為約80nm～200nm的厚度。
并且，在圖2中，在作為電容電極的中繼層71和電容線300之間配置的電介質(zhì)膜75，具有例如膜厚約5～200nm的較薄的HTO膜、LTO膜等氧化硅膜、或者氮化硅膜等。從增大存儲電容70的角度考慮，只要能夠充分獲得膜的可靠性，電介質(zhì)膜75越薄越好。
如圖1和圖2所示，像素電極9通過中繼層71的中繼，通過接觸孔83和85與半導(dǎo)體層1a中的高濃度漏極區(qū)域1e電連接。這樣，在把中繼層71用作中繼層時，即使在層間距離例如長達(dá)約2000nm時也可以避免利用一個接觸孔連接兩者之間時的技術(shù)難度，并且以直徑較小的大于等于兩個的串聯(lián)接觸孔將兩者之間良好地連接，可以提高像素開口率，也有助于防止在加工接觸孔時的蝕刻穿通。
另一方面，數(shù)據(jù)線6a通過接觸孔81與例如具有多晶硅膜的半導(dǎo)體層1a中的高濃度源極區(qū)域1d電連接。另外，也可以利用中繼層中繼連接數(shù)據(jù)線6a和高濃度源極區(qū)域1a。
電容線300從配置有像素電極9的像素顯示區(qū)域起向其周圍延伸設(shè)置，并與恒定電位源電連接，從而成為固定電位。作為這種恒定電位源，可以是提供給向掃描線3a提供用于驅(qū)動TFT30的掃描信號的掃描線驅(qū)動電路(在后面敘述)、控制將圖像信號提供給數(shù)據(jù)線6a的取樣電路的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路(在后面敘述)等的正電源、負(fù)電源等的恒定電位源，也可以是提供給對置基板20的相對電極21的恒定電位。另外，關(guān)于下側(cè)遮光膜11a，為了避免其電位變動給TFT30帶來不良影響，可以與電容線300同樣地，從像素顯示區(qū)域起在其周圍延伸設(shè)置并連接恒定電位源。
在圖1和圖2中，液晶裝置1具有透明的TFT陣列基板10和與其相對配置的透明的對置基板20。TFT陣列基板10和對置基板20例如包括玻璃基板、石英基板等透明基板。
雖然在圖1中省略了，但如圖2所示，在TFT陣列基板10上挖出了在俯視時比下側(cè)遮光膜大一圈的格子狀槽(第1槽)10cv。掃描線3a、數(shù)據(jù)線6a、TFT30等的布線、元件等被埋入該槽10cv內(nèi)。由此，減緩具有布線、元件等的區(qū)域和不具有它們的區(qū)域之間的階梯差，最終可以降低起因于階梯差的液晶的取向不良等圖像不良。
在本實施方式中，特別地，在槽10cv的底面上的與溝道區(qū)域1a’及其相鄰區(qū)域相對的位置形成有島狀的凹部(第2槽)401。關(guān)于這種凹部401的結(jié)構(gòu)及作用效果，將在后面參照圖3～圖5與其遮光作用一起進(jìn)行說明。
如圖2所示，在TFT陣列基板10設(shè)有像素電極9，在其上側(cè)設(shè)有實施了摩擦處理等規(guī)定的取向處理的取向膜16。像素電極9例如包括ITO(Indium Tin Oxide)膜等透明導(dǎo)電性膜。并且，取向膜16例如包括聚酰亞胺膜等有機(jī)膜。
另一方面，在對置基板(第2基板)20上整面設(shè)有相對電極21，在其下側(cè)設(shè)有實施了摩擦處理等規(guī)定的取向處理的取向膜22。相對電極21例如包括ITO膜等透明導(dǎo)電性膜。并且，取向膜22包括聚酰亞胺膜等有機(jī)膜。這些部件在顯示特性上相對從光源射入的光具有充足的透射率(透明層)。并且，雖然可以在對置基板20上配置未圖示的各種部件，但這些部件也都確保了充足的透射率。另外，在各個像素的邊界區(qū)域省略了設(shè)于TFT陣列基板10的遮光膜，至少對置基板20中對應(yīng)圖像顯示區(qū)域的部分只包括玻璃基板、對置基板21、取向膜22等的透明層。
另外，所說“充足的透射率”指相對在顯示中使用的波長的光已足夠(例如大于等于50％的光線透射率)。例如，在對置基板20上設(shè)置濾色器的情況下，只要相對從濾色器透過的顏色的光具有充足的透射率既可，相對其他顏色的光不必具有充足的透射率。
在這樣構(gòu)成的，以像素電極9和相對電極21相對的方式配置的TFT陣列基板10和對置基板20之間，在利用后述的密封部件包圍的空間中封入作為電光物質(zhì)的一例的液晶，從而形成液晶層50。液晶層50在未被施加來自像素電極9的電場的狀態(tài)下，通過取向膜16和22形成規(guī)定的取向狀態(tài)。液晶層50包括例如混合了一種或多種向列液晶的液晶。密封部件例如是包括光固化性樹脂、熱固化性樹脂等的粘接劑，用于對TFT陣列基板10和對置基板20沿它們周邊進(jìn)行粘貼，該密封部件混入了用于使兩個基板之間的距離成為規(guī)定值的玻璃纖維或玻璃珠等間隙部件。
另外，在像素開關(guān)用TFT30下部設(shè)有基底絕緣膜12?；捉^緣膜12除了將TFT30從下側(cè)遮光膜11a層間絕緣的作用外，通過形成于TFT陣列基板10的整個面上，具有防止由于TFT陣列基板10的表面在研磨時變粗糙、在清洗后殘留的污物等使得像素開關(guān)用TFT30的特性劣化的作用。
在圖2中，像素開關(guān)用TFT30具有LDD(輕摻雜漏極Lightly DopedDrain)結(jié)構(gòu)，具有掃描線3a；借助來自該掃描線3a的電場形成溝道的半導(dǎo)體層1a的溝道區(qū)域1a’；包括將掃描線3a和半導(dǎo)體層1a絕緣的柵極絕緣膜的絕緣膜2；半導(dǎo)體層1a的低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c；半導(dǎo)體層1a的高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e。
在掃描線3a上形成有第1層間絕緣膜41，該第1層間絕緣膜41分別開孔有通向高濃度源極區(qū)域1d的接觸孔81和通向高濃度漏極區(qū)域1e的接觸孔83。
在第1層間絕緣膜41上形成有中繼層71和電容線300，在它們之上形成有分別開孔有接觸孔81和接觸孔85的第2層間絕緣膜42。
在第2層間絕緣膜42上形成有數(shù)據(jù)線6a，在其上形成有形成了通向中繼層71的接觸孔85的第3層間絕緣膜43。像素電極9設(shè)在這樣構(gòu)成的第3層間絕緣膜43的上表面上。
下面，參照圖3～圖5，具體說明在本實施方式的基板10上挖掘的第1槽的一例即槽10cv和第2槽的一例即凹部401的相關(guān)結(jié)構(gòu)和遮光作用。其中，圖3是表示設(shè)在凹部401上的基底絕緣膜12和配置在其上的半導(dǎo)體層1a的局部放大立體圖。圖4是表示挖掘有槽10cv及凹部401的基板10的上表面的局部放大立體圖。并且，圖5是示意地二維表示在上述實施方式的基本結(jié)構(gòu)中，TFT30的溝道區(qū)域1a’上下的上側(cè)遮光膜(電容線300和數(shù)據(jù)線6a)和下側(cè)遮光膜11a的遮光狀態(tài)的虛擬剖面圖。另外，圖5所示實物的各個膜、凹部等的形狀、配置等是三維的，比圖5所示的復(fù)雜，但此處是示意地表示相對溝道區(qū)域1a’附近的射入光和返回光的遮光的關(guān)系。并且，在圖5中，從基板10上的層疊結(jié)構(gòu)中抽出溝道區(qū)域1a’及其上下遮光膜來表示它們與射入光和返回光的關(guān)系。
如圖3和圖4及前述圖1和圖2所示，在本實施方式中，特別是在與各個半導(dǎo)體層1a中至少溝道區(qū)域1a’相對的區(qū)域中，在基板10上挖掘了島狀凹部401。并且，這種凹部401設(shè)于沿著掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a被挖掘成格子狀的槽10cv內(nèi)，而且位于掃描線3a和數(shù)據(jù)線6a的交點(diǎn)。
根據(jù)本實施方式，溝道區(qū)域1a’及與其相鄰的低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c(參照圖2)，被下側(cè)遮光膜11a從下側(cè)覆蓋，所以如圖5所示，針對包括來自與基板10垂直的方向的射入光L1s和傾斜的射入光L1i的射入光L1的遮光，通過下側(cè)遮光膜11a得到充分提高。另一方面，溝道區(qū)域1a’及與其相鄰的低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c(參照圖2)，被作為上側(cè)遮光膜的電容線300和數(shù)據(jù)線6a從上側(cè)覆蓋，所以如圖5所示，針對基板10的背面反射光、從把多個液晶裝置用作光閥的多板式投影儀的其他液晶裝置射出并穿過合成光學(xué)系統(tǒng)的光等的返回光L2的遮光，通過作為上側(cè)遮光膜的電容線300和數(shù)據(jù)線6a得到充分提高。
其中，如圖5所示，射入光L1和返回光L2分別包括從對置基板10傾斜的方向射入的傾斜光L1i和L2i。例如，包括約10％的射入角從垂直方向直到偏移約10度～15度的成分。
因此，關(guān)于傾斜的射入光L1i，在本實施方式中，在下側(cè)遮光膜11a的下部設(shè)置凹部401，并且在該凹部401內(nèi)形成下側(cè)遮光膜11a，由此使溝道區(qū)域1a’隔著基底絕緣膜12在某種程度上進(jìn)入被下側(cè)遮光膜401包圍的空間內(nèi)。由此，可以防止產(chǎn)生起因于要到達(dá)溝道區(qū)域1a的傾斜射入光L1i的傾斜的內(nèi)面反射光L3(在圖5中利用虛線表示)。特別是在本實施方式中，下側(cè)遮光膜11a形成在凹部401的側(cè)壁上，下側(cè)遮光膜11a的緣部構(gòu)成為一部分與基板10上的凹部401的緣部一致(參照圖5)。因此，可以在寬闊范圍內(nèi)良好地進(jìn)行溝道區(qū)域1a’的遮光，同時可以有效防止來自傾斜方向的返回光L2i在凹部401以外的下側(cè)遮光膜部分的上表面反射，并進(jìn)入凹部401的上方空間。
另一方面，關(guān)于傾斜的返回光L2i，在本實施方式中，通過使作為上側(cè)遮光膜的電容線300和數(shù)據(jù)線6a的寬度分別比下側(cè)遮光膜11a的寬度大一圈，可以將下述現(xiàn)象防患于未然，即，穿過上側(cè)遮光膜旁邊的傾斜返回光L2i在形成于基板10上的下側(cè)遮光膜11a的上表面反射并到達(dá)溝道區(qū)域1a’的現(xiàn)象。
如上所述，根據(jù)本實施方式的液晶裝置，可以獲得較高的針對射入光L1和返回光L2的遮光性能。并且，僅利用TFT陣列基板的遮光膜進(jìn)行遮光，省略了對置基板側(cè)的遮光膜，所以能夠?qū)崿F(xiàn)明亮的顯示。另外，通過省略對置基板側(cè)(顯示光的射出側(cè))的遮光膜，可以實現(xiàn)在動態(tài)圖像顯示中不會產(chǎn)生閃爍感的顯示質(zhì)量較高的圖像顯示。這樣，在省略對置基板側(cè)(光射出側(cè))的遮光膜的情況下，有時由于像素間的向錯(discrination)使得對比度降低。但是，在本實施方式中，如后面所述，作為驅(qū)動方式采用區(qū)域反轉(zhuǎn)驅(qū)動，所以幾乎不會產(chǎn)生像素間的向錯。因此，可以實現(xiàn)高亮度且高對比度的顯示。
此外，根據(jù)本實施方式，在槽10cv內(nèi)隔著層間絕緣膜等配置有TFT30、掃描線3a、數(shù)據(jù)線6a、電容線300等，所以可以減緩由于這些部件的存在形成的像素電極9的基底面即第3層間絕緣膜43的表面的階梯差。特別是在它們相重合的基板10上的層疊體的厚度最厚的區(qū)域挖掘了凹部401，所以能夠極其有效地降低階梯差。結(jié)果，可以降低起因于該階梯差的液晶的取向不良。
根據(jù)以上觀點(diǎn)，凹部401的深度例如約為數(shù)百～數(shù)千nm。在基板10上通過蝕刻形成槽10cv后，再通過蝕刻形成該凹部401，所以制造工藝簡單。并且，也可以根據(jù)上側(cè)遮光膜的形成區(qū)域和光源光的類型等，在凹部401的側(cè)壁形成例如約45度～80度的錐部，以使到達(dá)形成于凹部401的側(cè)壁上的下側(cè)遮光膜11a的傾斜光L2i向偏離溝道區(qū)域1a’的方向反射。
在以上說明的實施方式中，如圖2所示，通過在TFT陣列基板10上挖掘槽10cv和凹部401，可以緩解由于層疊多層導(dǎo)電層而在沿著像素電極9的基底面(即第3層間絕緣膜43的表面)的數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a等的區(qū)域產(chǎn)生的階梯差，此外，也可以在基底絕緣膜12、第1層間絕緣膜41、第2層間絕緣膜42、第3層間絕緣膜43上挖槽來埋入數(shù)據(jù)線6a等的布線、TFT30等，并進(jìn)行平坦化處理，對第3層間絕緣膜43、第2層間絕緣膜42等的上表面的階梯差，還可以通過CMP(化學(xué)機(jī)械研磨ChemicalMechanical Polishing)處理等進(jìn)行研磨，或者使用有機(jī)SOG(旋轉(zhuǎn)涂布玻璃Spin On Glass)使形成為平坦?fàn)?，并進(jìn)行該平坦化處理。
另外，在以上說明的實施方式中，像素開關(guān)用TFT30優(yōu)選如圖2所示具有LDD結(jié)構(gòu)，但也可以具有在低濃度源極區(qū)域1b和低濃度漏極區(qū)域1c不進(jìn)行雜質(zhì)的注入的偏置結(jié)構(gòu)，還可以是將包括掃描線3a的一部分的柵電極作為掩模注入高濃度的雜質(zhì)，通過自整合形成高濃度源極和漏極區(qū)域的自調(diào)整式TFT。并且，在本實施方式中，形成為在高濃度源極區(qū)域1d和高濃度漏極區(qū)域1e之間只配置一個像素開關(guān)用TFT30的柵電極的單柵極結(jié)構(gòu)，但也可以在它們之間配置兩個以上的柵電極。這樣，如果利用雙柵極或三柵極以上的柵極構(gòu)成TFT，則可以防止溝道和源極及漏極區(qū)域的接合部的泄露電流，可以降低截止時的電流。
另外，在本實施方式中，利用下側(cè)遮光膜11a和上側(cè)遮光膜6a、300對TFT30的溝道區(qū)域1a’從下側(cè)和上側(cè)兩方進(jìn)行了雙重保護(hù)。但是，在頂部柵極式的TFT30中，溝道區(qū)域1a’的上部被柵電極3a覆蓋，所以只要基于該柵電極3a的遮光充分，則也可以省略上側(cè)遮光膜6a、300。
下面，參照圖6說明本發(fā)明的第2實施方式的液晶裝置。
本實施方式的液晶裝置的基本結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，不同之處是在TFT陣列基板10的下側(cè)遮光膜11a和TFT30之間設(shè)有散熱層90。因此，在本實施方式中，只使用圖6說明散熱層的作用，省略相同部分的說明。
散熱層90形成為覆蓋下側(cè)遮光膜11a的表面。作為散熱層90的材料，DLC(類金剛石炭diamond like carbon)、Al、Ni等比較適合，其厚度約為5nm。散熱層90具有吸收儲存在下側(cè)遮光膜11a的熱量，將其釋放到TFT陣列基板10外部的作用。因此，儲存在下側(cè)遮光膜11a的熱量不易傳遞到TFT30側(cè)，可以防止TFT30因受熱而劣化。并且，由于熱量不會儲存在下側(cè)遮光膜11a上，所以也能夠防止下側(cè)遮光膜自身因受熱而劣化。該情況時，下側(cè)遮光膜11a的厚度可以形成得比沒有散熱層90時薄，例如可以將其厚度降低到50nm～120nm左右。
下面，參照圖7說明本發(fā)明的第3實施方式的液晶裝置。
本實施方式的液晶裝置的基本結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，不同之處是在TFT陣列基板10的光射入側(cè)設(shè)有作為聚光單元的微型透鏡。因此，在本實施方式中，只使用圖7說明微型透鏡的結(jié)構(gòu)及作用，省略相同部分的說明。
如圖7所示，在TFT陣列基板10的光射入側(cè)設(shè)有微型透鏡陣列基板110。微型透鏡陣列基板110通過粘接劑層112粘接在TFT陣列基板10的上面。微型透鏡陣列基板110的TFT陣列基板10側(cè)一面形成有多個凹曲面部，利用配置在該凹曲面部的透明的光學(xué)粘接劑層112，形成作為透鏡元件(折射光學(xué)元件)的微型透鏡111。另外，凹曲面部具有大致半球狀的形狀，凹底部形成為曲面。該凹曲面部發(fā)揮使從光源射入的光折射的折射面的作用。另外，微型透鏡111的形狀、微型透鏡陣列基板110的折射率、粘接劑層112的折射率，被適當(dāng)設(shè)定為使折射光能夠有效通過下側(cè)遮光膜11a的開口區(qū)域。
在TFT陣列基板10設(shè)有前述的格子狀的下側(cè)遮光膜11a。該下側(cè)遮光膜11a具有與各個像素對應(yīng)的多個開口區(qū)域AP。一個微型透鏡111對應(yīng)一個開口區(qū)域AP而設(shè)置。各個微型透鏡111發(fā)揮聚光單元的作用，使從光源射入的光聚光于對應(yīng)的開口區(qū)域AP內(nèi)。即，從光源射入的光根據(jù)微型透鏡陣列110和粘接劑層112的折射率差異而折射，并聚光于下側(cè)遮光膜11a的開口區(qū)域AP。在整個液晶裝置中，對應(yīng)多個開口區(qū)域AP設(shè)置的多個微型透鏡111被平面地排列，由此形成微型透鏡陣列。
另外，圖7中的符號10A表示包括多個像素中的各種元件、布線、取向膜等的電路層。符號20A表示包括相對電極和取向膜等的電路層。作為像素開關(guān)元件的TFT配置在與下側(cè)遮光膜11a平面地看重合的位置。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止基于下側(cè)遮光膜11a的開口率降低，實現(xiàn)明亮的顯示。并且，來自光源的光不會直接射入TFT，所以能夠提供可靠性更高的液晶裝置。另外，沿相對光軸傾斜的方向射入的光，透過與遮光膜11a相對的對置基板20，作為圖像光被有效利用。其結(jié)果，可以避免由于遮光膜11a的格子影子形成的格子圖像，可以低成本地提供平滑的無接縫圖像。
下面，參照圖8說明本發(fā)明的第4實施方式的液晶裝置。
本實施方式的液晶裝置的基本結(jié)構(gòu)與第1實施方式和第3實施方式相同，不同之處是在TFT陣列基板10的光射入側(cè)設(shè)有作為聚光單元的棱鏡部件。因此，在本實施方式中，只使用圖8說明棱鏡部件的結(jié)構(gòu)及作用，省略相同部分的說明。
如圖8所示，在TFT陣列基板10的光射入側(cè)設(shè)有棱鏡陣列基板120。棱鏡陣列基板120通過粘接劑層122粘接在TFT陣列基板10的上面。棱鏡陣列基板120的TFT陣列基板10側(cè)一面形成有多個凹面部，利用填充于該凹面部的對光透明的光學(xué)粘接劑層122，形成棱鏡部件121。另外，凹面部具有相對光軸大致以一定角度傾斜的傾斜面。該凹面部發(fā)揮使從光源射入的光反射的反射面的作用。
在TFT陣列基板10上設(shè)有前述的格子狀的下側(cè)遮光膜11a。該下側(cè)遮光膜11a具有與各個像素對應(yīng)的多個開口區(qū)域AP。一個棱鏡部件121對應(yīng)一個開口區(qū)域AP而設(shè)置。各個棱鏡部件121發(fā)揮聚光單元的作用，使從光源射入的光聚光于對應(yīng)的開口區(qū)域AP內(nèi)。即，從光源射入的光根據(jù)棱鏡陣列基板120和粘接劑層122的折射率差異，在棱鏡部件121的凹面部(反射面)全反射，并聚光于下側(cè)遮光膜11a的開口區(qū)域AP。在整個液晶裝置中，對應(yīng)多個開口區(qū)域AP設(shè)置的多個棱鏡部件121被平面地排列，由此形成棱鏡組。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止基于下側(cè)遮光膜11a的開口率降低，實現(xiàn)明亮的顯示。并且，來自光源的光不會直接射入TFT，所以能夠提供可靠性更高的液晶裝置。另外，沿相對光軸傾斜的方向射入的光，透過與遮光膜11a相對的對置基板20，作為圖像光被有效利用。結(jié)果，可以避免由于遮光膜的影子形成的格子圖像，可以低成本地提供平滑的無接縫圖像。這樣，在不具有焦點(diǎn)的聚光單元(棱鏡陣列)中，傾斜的射入光通過對置基板20的區(qū)域的光線比率增多，所以遮光膜11a的區(qū)域的明亮度增大，可以獲得在整個畫面中沒有接縫的良好圖像。
下面，參照圖9和圖10說明本發(fā)明的第5實施方式的液晶裝置。
本實施方式的液晶裝置的基本結(jié)構(gòu)與第1實施方式和第3實施方式相同，不同之處是在對置基板側(cè)設(shè)有遮光膜。因此，在本實施方式中，只使用圖9和圖10說明對置基板側(cè)的遮光膜的結(jié)構(gòu)及作用，省略相同部分的說明。
如圖9所示，在對置基板20的液晶側(cè)一面設(shè)有格子狀遮光膜(對置基板側(cè)遮光膜)23。該對置基板側(cè)遮光膜23具有與各個像素對應(yīng)的多個開口區(qū)域AP2。這些多個開口區(qū)域AP2分別與設(shè)于TFT陣列基板10的下側(cè)遮光膜11a的多個開口區(qū)域AP1對應(yīng)。對置基板側(cè)遮光膜23與TFT陣列基板10的上側(cè)遮光膜一起抑制由于返回光造成的TFT的不穩(wěn)定動作。并且，也具有通過吸收不需要的返回光來抑制取向膜的溫度上升的作用。
圖10是下側(cè)遮光膜11a和對置基板側(cè)遮光膜23的平面結(jié)構(gòu)的圖。
如圖10所示，下側(cè)遮光膜11a和對置基板側(cè)遮光膜23沿著像素P的周緣部設(shè)置成為格子狀。對置基板側(cè)遮光膜23的上下方向(與數(shù)據(jù)線平行的方向)的寬度和左右方向(與掃描平行的方向)的寬度，均小于下側(cè)遮光膜11a的上下方向的寬度和左右方向的寬度。因此，在對置基板側(cè)遮光膜23的開口率E2(％)和下側(cè)遮光膜11a的開口率E1(％)之間，關(guān)系E1＜E2成立。這樣，通過擴(kuò)大對置基板側(cè)遮光膜23的開口區(qū)域AP2，可以將傾斜射入的射入光線不被對置基板側(cè)遮光膜23遮擋用作顯示光，能夠提高光的利用效率。
對置基板側(cè)遮光膜23的開口率E2的大小優(yōu)選在E1×1.1(％)＜E2(％)＜90(％)的范圍內(nèi)。如果E1×1.1(％)≥E2(％)，則不能充分利用傾斜射入的光，如果E2(％)≥90(％)，則不能實現(xiàn)TFT的穩(wěn)定動作和確保取向膜的耐久性。通過設(shè)為上述范圍，可以實現(xiàn)TFT的穩(wěn)定動作并確保取向膜的耐久性，可以確保光的利用效率。
在這種結(jié)構(gòu)中，在對置基板20側(cè)設(shè)有遮光膜23，所以成為相比第1實施方式略暗的顯示。但是，由于使對置基板側(cè)遮光膜23的開口率大于TFT陣列基板側(cè)的遮光膜11a的開口率，所以這種明亮度的降低能夠被抑制在最小限度。并且，通過使遮光膜23的開口區(qū)域AP2大于遮光膜11a的開口區(qū)域AP1，可以將沿相對光軸傾斜的方向射入的光作為圖像光有效利用，可以減輕在遮光膜23形成的格子圖像，可以低成本地提供近似無接縫的圖像。
下面，說明上述的本發(fā)明的液晶裝置的整體結(jié)構(gòu)。
圖11是液晶裝置的概要結(jié)構(gòu)圖，圖12是沿圖11中的H-H’線的剖面圖，圖13是構(gòu)成液晶裝置的形成為矩陣狀的多個像素的等效電路圖，圖14是包括驅(qū)動電路部的方框圖，圖15是表示驅(qū)動電路部內(nèi)的掃描驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的電路圖，圖16是圖15中的主要部分的具體電路圖，圖17是說明液晶裝置的動作的時序圖，圖18是抽出表示圖17中的主要部分的時序圖，圖19是表示畫面的影像的圖，圖20是說明畫面的運(yùn)動的圖。另外，在各個附圖中，將各層和各個部件設(shè)為可以在附圖中識別的尺寸，所以對于各層和各個部件的縮放比例不同。
本實施方式的液晶光閥1的結(jié)構(gòu)如圖11和圖12所示，在TFT陣列基板10上沿著對置基板20的邊緣設(shè)置密封部件52，并在其內(nèi)側(cè)并行地設(shè)有作為框架(frame)的遮光膜53(周邊不可見)。該遮光膜53設(shè)在被配置為矩陣狀的像素外側(cè)，用于限定圖像顯示區(qū)域的外緣。在密封部件52的外側(cè)區(qū)域，沿著TFT陣列基板10的一邊設(shè)有數(shù)據(jù)驅(qū)動器(數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路)201和外部電路連接端子202，掃描驅(qū)動器(掃描線驅(qū)動電路)104沿著與該一邊相鄰的兩邊設(shè)置。
另外，在TFT陣列基板10的剩余一邊，設(shè)有用于連接設(shè)在圖像顯示區(qū)域兩側(cè)的掃描驅(qū)動器104之間的多個布線105。在對置基板20的角部的至少一處，設(shè)有用于實現(xiàn)TFT陣列基板10和對置基板20之間的電導(dǎo)通的上下導(dǎo)通部件106。并且，如圖12所示，輪廓與圖11所示密封部件52大致相同的對置基板20，利用密封部件52被固定粘接在TFT陣列基板10上，在TFT陣列基板10和對置基板20之間被封入包括TN液晶等的液晶層50。設(shè)于圖11所示密封部件52的開口部52a是液晶注入口，被利用密封部件25密封著。
在圖13中，在構(gòu)成本實施方式的液晶光閥1的圖像顯示區(qū)域的形成為矩陣狀的多個像素上，分別形成有像素電極9和用于通斷控制該像素電極9的TFT30，被提供圖像信號的數(shù)據(jù)線6a與TFT30的源極區(qū)域電連接。本實施方式的液晶光閥1具有n條數(shù)據(jù)線6a和2m條掃描線3a(n、m均是自然數(shù))。寫入數(shù)據(jù)線6a的圖像信號S1、S2、...、Sn可以按照該順序以線次序提供，也可以對相鄰的多條數(shù)據(jù)線6a，按照每組分別提供。
并且，在TFT30的柵極電連接著掃描線3a，在規(guī)定的定時將脈沖狀掃描信號G1、G2、...、G2m按照后面所述跳越地施加給各條掃描線3a。像素電極9與TFT30的漏極電連接，通過使開關(guān)元件即TFT30僅在一定期間處于導(dǎo)通狀態(tài)，在規(guī)定的定時寫入從數(shù)據(jù)線6a提供的圖像信號S1、S2....、Sn。通過像素電極9被寫入液晶的規(guī)定電平的圖像信號S1、S2、...、Sn，在像素電極9與形成于相對電極20的公用電極之間被保持一定期間。此處，為了防止所保持的圖像信號泄露，設(shè)置與形成于像素電極9和公用電極之間的液晶電容并聯(lián)的存儲電容70。
本實施方式的液晶光閥1的驅(qū)動電路部60除上述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器201和掃描驅(qū)動器104外，如圖14所示，還具有控制器61，第1幀存儲器62、第2幀存儲器63的兩畫面量的幀存儲器，DA轉(zhuǎn)換器64等。第1幀存儲器62、第2幀存儲器63中一方用于臨時存儲從外部輸入的1幀量的圖像，另一方用于顯示，每隔1幀更替一次作用?？刂破?1被輸入了垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、點(diǎn)時鐘信號dotclk和圖像信號DATA，進(jìn)行第1幀存儲器62、第2幀存儲器63的控制和從幀存儲器中讀出對應(yīng)寫入掃描線3a的數(shù)據(jù)。DA轉(zhuǎn)換器64對從幀存儲器讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換之后，提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器201。
掃描驅(qū)動器104的結(jié)構(gòu)如圖15所示，具有從控制器61被分別輸入柵極輸出脈沖DY、時鐘信號CLY、反轉(zhuǎn)時鐘信號CLY’的移位寄存器66，和被輸入了來自移位寄存器66的輸出的2m個AND電路67。2m個掃描線3a以畫面中央部的第m個和第m+1個為邊界被劃分為兩個塊，在來自移位寄存器66的各個輸出中連接著兩個使能信號中的任一個。即，對應(yīng)掃描線G1～Gm的AND電路67被輸入了來自移位寄存器66的輸出和使能信號ENB1，對應(yīng)掃描線Gm+1～G2m的AND電路67被輸入了來自移位寄存器66的輸出和使能信號ENB2。圖16表示的是畫面中央部包括的移位寄存器66的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
(液晶光閥的動作)使用圖17、圖18說明上述結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路部60的動作。
在驅(qū)動電路部60中，如圖17所示，在1垂直期間中兩次輸出柵極輸出脈沖DY。柵極輸出脈沖DY根據(jù)在每個1水平期間上升1脈沖的時鐘信號CLY，在掃描驅(qū)動器104的移位寄存器66中移位。此處，如圖18(放大表示圖17中的符號A部分)所示，在柵極輸出脈沖DY達(dá)到畫面中央部的由不同使能信號控制的區(qū)域(具體地講是第Gm+1個掃描線)時，使能信號ENB1和使能信號ENB2的相位反轉(zhuǎn)。通過以上動作，柵極脈沖被交替地輸出到偏離m個掃描線量的畫面上的兩個部位。即，按照以下順序(即，掃描線G1、掃描線Gm+1、掃描線G2、掃描線Gm+2、G3、...的順序)依次輸出，即，跳越到從規(guī)定的掃描線偏離m個的掃描線，并返回到所述規(guī)定的掃描線的下一個掃描線，跳越到從該掃描線偏離m個的掃描線，并返回到其下一個掃描線。
另一方面，來自數(shù)據(jù)驅(qū)動器201的輸出即數(shù)據(jù)信號Vd，以公用電位LCCOM為中心，在每1水平期間，極性反轉(zhuǎn)為正極性電位和負(fù)極性電位。因此，數(shù)據(jù)信號Vd側(cè)在每1水平期間極性反轉(zhuǎn)，柵極脈沖側(cè)按照上述順序被交替地輸出到偏離m個掃描線量的畫面上的兩個部位。結(jié)果，畫面上如圖19所示，如果關(guān)注某1水平期間，則例如對應(yīng)掃描線G1～Gm的點(diǎn)(dot)成為被寫入正極性電位的數(shù)據(jù)的區(qū)域(以下簡稱為正極性區(qū)域)，對應(yīng)掃描線Gm+1～G2m的點(diǎn)成為被寫入負(fù)極性電位的數(shù)據(jù)的區(qū)域(以下簡稱為負(fù)極性區(qū)域)，如此形成為畫面內(nèi)好象被劃分為被寫入了不同極性的數(shù)據(jù)的正極性區(qū)域和負(fù)極性區(qū)域的兩個區(qū)域。
圖19表示觀看任意1水平期間的瞬間的畫面的圖像(image)，圖20表示跟隨時間的經(jīng)過形成的畫面上的極性變化的狀態(tài)。把圖20中的橫軸設(shè)為時間(單位1水平期間)時，例如在第1水平期間中對應(yīng)掃描線G2m的點(diǎn)被寫入負(fù)電位，在后面的第2水平期間中，對應(yīng)在第1水平期間中被寫入了負(fù)電位的掃描線Gm+1的點(diǎn)被寫入正電位，在后面的第3水平期間中，對應(yīng)在第1、第2水平期間中被寫入了正電位的掃描線G1的點(diǎn)被寫入負(fù)電位，以后重復(fù)該寫入動作。因此，正極性區(qū)域和負(fù)極性區(qū)域分別每隔2水平期間移動一個點(diǎn)，在1垂直期間中移動畫面的一半。即，在1垂直期間中正極性區(qū)域和負(fù)極性區(qū)域完全反轉(zhuǎn)。另外，以大于等于100Hz的頻率進(jìn)行1垂直期間的掃描線的掃描。
在本實施方式的液晶光閥中，這樣具有畫面的一半尺寸的正極性區(qū)域和負(fù)極性區(qū)域在1垂直期間中反轉(zhuǎn)，由此在每個區(qū)域進(jìn)行面反轉(zhuǎn)驅(qū)動。在1垂直期間中，任意1點(diǎn)和相鄰1點(diǎn)之間僅在2/2m時間內(nèi)成為反極性電位，在剩余的大部分時間(2m-2)/2m成為相同極性電位，所以幾乎不會產(chǎn)生向錯。另一方面，數(shù)據(jù)線6a側(cè)按照圖18所示的信號波形那樣，關(guān)于信號極性進(jìn)行與以往的線反轉(zhuǎn)驅(qū)動相同的動作，所以不會像以往利用面反轉(zhuǎn)方式進(jìn)行驅(qū)動時那樣，在畫面的上側(cè)像素和下側(cè)像素中像素電極-數(shù)據(jù)線之間在時間上的電位關(guān)系產(chǎn)生較大差異，所以能夠抑制交調(diào)失真，避免因畫面部位造成的顯示的不均勻。并且，與現(xiàn)有技術(shù)不同，1水平期間的大部分用于向像素上的寫入，所以不會產(chǎn)生寫入不充分等問題。
并且，在本實施方式中，把掃描頻率設(shè)為大于等于100Hz的頻率，所以能夠可靠地抑制閃爍。
下面，說明將上述液晶裝置用作光閥的電子設(shè)備的一例即投影儀。
圖21是表示使用了3個上述實施方式的液晶光閥的、所謂3板式彩色液晶投影儀的一例的概要結(jié)構(gòu)圖。圖中的符號1100表示光源，1108表示分色鏡，1106表示反射鏡，1122、1123、1124表示中繼透鏡，100R、100G、100B表示液晶光閥，1112表示交叉分色棱鏡，1114表示投影透鏡系統(tǒng)。
光源1100包括金屬鹵化物等燈1102、和反射燈1102的光的反射鏡1101。反射蘭色光和綠色光的分色鏡1108使來自光源1100的白色光中的紅色光透過，同時反射蘭色光和綠色光。所透過的紅色光在反射鏡1106反射，射入紅色光用液晶光閥100R。
另一方面，在分色鏡1108反射的顏色的光中，綠色光通過反射綠色光的分色鏡1108反射，射入綠色用液晶光閥100G。另一方面，蘭色光也透過第2分色鏡1108。為了補(bǔ)償蘭色光的光路長度的與綠色光和紅色光的不同，設(shè)置具有包括射入透鏡1122、中繼透鏡1123、射出透鏡1124的中繼透鏡系統(tǒng)的導(dǎo)光單元1121，蘭色光通過該導(dǎo)光單元1121射入蘭色光用液晶光閥100B。
通過各個光閥100R、100G、100B調(diào)制后的三種顏色的光射入交叉分色棱鏡1112。該棱鏡貼合了4個直角棱鏡，在其內(nèi)面反射紅色光的電介質(zhì)多層膜和反射蘭色光的電介質(zhì)多層膜形成為十字狀。三種顏色的光通過這些電介質(zhì)多層膜被合成，形成表示彩色圖像的光。所合成的光通過作為投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡系統(tǒng)1114投影于屏幕1120上，圖像被放大顯示。
在上述結(jié)構(gòu)的投影儀中，通過使用上述實施方式的液晶光閥，可以提供無接縫的高畫質(zhì)圖像，該圖像抑制了像素間的對比度降低，并減輕了因格子狀遮光膜的影子造成的畫質(zhì)劣化。
另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實施方式，可以在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如，在上述實施方式中，表示將畫面劃分為寫入不同的極性電位的兩個區(qū)域或四個區(qū)域的示例，但劃分?jǐn)?shù)量不限于此，還可以增加劃分?jǐn)?shù)量。但是，劃分?jǐn)?shù)量越大，形成向相鄰掃描線施加了反極性電位的狀態(tài)的時間就越長。在該情況下，優(yōu)選形成為在時間上以至少大于等于1垂直期間的50％的比率施加相同極性電位的狀態(tài)。并且，在各個區(qū)域內(nèi)的掃描順序不限于上述實施方式，可以適當(dāng)變更。
權(quán)利要求
1.一種液晶裝置，具有相互交叉的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線；與所述數(shù)據(jù)線和所述掃描線的交叉相對應(yīng)地設(shè)置的開關(guān)元件；與所述開關(guān)元件連接的像素電極；與所述像素電極相對應(yīng)地構(gòu)成的像素；由多個所述像素構(gòu)成的圖像顯示區(qū)域；至少具備所述開關(guān)元件的第1基板；與所述第1基板相對設(shè)置的第2基板；夾持在所述第1基板和所述第2基板之間的液晶；其特征在于，所述液晶裝置構(gòu)成為利用所述液晶調(diào)制從所述第1基板側(cè)射入的光，在所述第1基板的至少所述開關(guān)元件的光射入側(cè)設(shè)有遮光膜，所述第2基板的至少與所述圖像顯示區(qū)域相對應(yīng)的部分，僅由使射入到所述液晶的光透過的透明層構(gòu)成。
2.一種液晶裝置，具有相互交叉的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線；與所述數(shù)據(jù)線和所述掃描線的交叉對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)元件；與所述開關(guān)元件連接的像素電極；與所述像素電極相對應(yīng)地構(gòu)成的像素；至少具備所述開關(guān)元件的第1基板；與所述第1基板相對設(shè)置的第2基板；夾持在所述第1基板和所述第2基板之間的液晶；其特征在于，所述液晶裝置構(gòu)成為利用所述液晶調(diào)制從所述第1基板側(cè)射入的光，在所述第1基板的所述開關(guān)元件的光射入側(cè)和所述第2基板的與所述開關(guān)元件相對的位置分別設(shè)有遮光膜，所述第2基板的遮光膜的開口率大于所述第1基板的遮光膜的開口率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶裝置，其特征在于，所述第1基板的遮光膜具有設(shè)在所述開關(guān)元件的光射入側(cè)的第1遮光膜，和設(shè)在所述開關(guān)元件的光射入側(cè)的相反側(cè)的第2遮光膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶裝置，其特征在于，在所述第1基板上設(shè)有在配置有所述開關(guān)元件的區(qū)域設(shè)置的第1槽；和在所述第1槽內(nèi)的與所述開關(guān)元件相對的區(qū)域設(shè)置的第2槽；其中，所述第1遮光膜設(shè)在所述第2槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶裝置，其特征在于，在所述第1遮光膜和所述開關(guān)元件之間設(shè)有散熱層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的液晶裝置，其特征在于，在所述第1基板的光射入側(cè)設(shè)有聚光單元，其使從所述第1基板側(cè)射入的光聚光于所述第1遮光膜的開口區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的液晶裝置，其特征在于，具有驅(qū)動電路部，其將在每個單位期間極性在正極性電位和負(fù)正極性電位之間進(jìn)行反轉(zhuǎn)的圖像信號提供給所述多條數(shù)據(jù)線的各條線，并且在每1水平期間，以彼此不同的定時一邊跳過所述多條掃描線的一部分一邊將上升的多個脈沖信號提供給所述多條掃描線的各條線，在任意的1水平期間，利用所述驅(qū)動電路部進(jìn)行驅(qū)動，以使在與所述圖像信號中的正極性電位的施加期間相對應(yīng)的定時被提供了上升脈沖信號的多條掃描線彼此相鄰，并且使在與負(fù)極性電位的施加期間相對應(yīng)的定時被提供了上升脈沖信號的多條掃描線彼此相鄰。
8.一種投影儀，其特征在于，具備權(quán)利要求1～7中任一項所述的液晶裝置作為空間光調(diào)制裝置。
全文摘要
提供一種抑制基于遮光膜的開口率降低、可以進(jìn)行明亮且高質(zhì)量的圖像顯示的液晶裝置。本發(fā)明的液晶裝置(1)具有包括開關(guān)元件(30)的第1基板(10)；和與第1基板(10)相對設(shè)置的第2基板(20)。該液晶裝置(1)構(gòu)成為利用液晶(50)調(diào)制從第1基板(10)側(cè)射入的光，在第1基板(10)中至少開關(guān)元件(30)的光射入側(cè)設(shè)有遮光膜(11a)，第2基板(20)中至少對應(yīng)圖像顯示區(qū)域的部分，只利用使射入液晶(50)的光透過的透明層構(gòu)成，成為省略了遮光膜的結(jié)構(gòu)。
文檔編號G02F1/133GK101017298SQ20071000703
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日
發(fā)明者上島俊司 申請人:精工愛普生株式會社