JP4058766B2 - 反射型液晶表示素子および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、反射型の画素電極を有する反射型液晶表示素子、およびその反射型液晶表示素子を利用して映像表示を行う反射型液晶プロジェクタ等の液晶表示装置に関する。

近年、プロジェクションディスプレイは、高精細化、小型化、および高コントラスト化が急速に進展しており、これにつれ、それに使用されるディスプレイデバイスへの要求仕様が高まっている。しかしながら、現在、主に用いられている透過型液晶表示素子では、その要求に応えられなくなってきた。そこで、その要求仕様を満足するディスプレイデバイスとして注目されているのが、反射型液晶表示素子であり、特に、シリコン（Ｓｉ）を駆動素子として用いた液晶表示素子ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）は最も有望な表示素子である。

透過型液晶表示素子は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた駆動回路を有する透明な画素電極基板と透明電極を有する透明な対向基板とを対向配置して、それらの間に液晶を挟み、対向する電極間の電界によって液晶を駆動する。これにより、液晶を透過する光を変調して画像を表示している。しかし、駆動回路に光が照射されると、回路内で光電変換現象が発生し異常動作が発生するため、直接光が照射されないように回路上部は遮光されている。そのため、光が画素領域を透過する面積が減少し、光利用効率が低下する。特に、小型化や高精細化を進めた場合、画素サイズが小さくなる一方、駆動素子サイズは変化しないため、ますます光が透過できる面積が狭くなり、光利用効率の点から限界が生じる。

一方、画素電極基板として例えばシリコン駆動素子基板を用いた反射型液晶表示素子の構造を図１０および図１１に示す。図１１では、主に画素電極基板の平面構造を示す。図１０は、図１１のＡ−Ａ線断面に対応する。

この反射型液晶表示素子は、互いに対向配置された一対の透明電極基板１３０および画素電極基板１４０と、これらの基板間に注入された液晶１５０とを備えている。透明電極基板１３０は、ガラス基板１３１とこのガラス基板１３１の表面に積層された透明電極１３２とを有している。画素電極基板１４０は、シリコン基板１４１を有している。シリコン基板１４１の表面において、画素領域１０１には、駆動回路１４２と反射型画素電極１４３とが層間絶縁膜１４６を介して順に積層されている。また、周辺領域１０２には、駆動回路（ドライバ回路）１４４と、駆動回路１４４への光の入射を防止するための遮光電極１４５とが層間絶縁膜１４６を介して順に積層されている。反射型画素電極１４３は、液晶１５０の駆動と光を反射する機能とを有する。なお、電極層は１層に限定されるものではない。透明電極基板１３０と画素電極基板１４０は、周辺領域１０２上に塗布されたシール材１５１によって接着され貼り合わせられる。この反射型液晶表示素子では、対向する透明電極１３２と反射型画素電極１４３との間の電界によって液晶１５０を駆動する。これにより、液晶層を通過する光Ｌ１１を変調して画像を表示する。

図示したように反射型液晶表示素子では、駆動回路１４２を各画素電極１４３の裏に配置することができ、駆動回路１４２が画素電極１４３によって遮光されるので、画素領域１０１内に遮光領域を設ける必要が無く、透過型液晶表示素子のように光利用効率の低下が発生しない。また、駆動素子としてシリコン駆動素子を用いることにより、トランジスタ特性（例えば、駆動能力や素子間バラツキなど）をＴＦＴに比べ高性能にでき、高精細化時に必要な高速駆動回路を構成できるので、透過型に比べ、特に、高精細化・小型化に有利である。

液晶表示素子の構造に関する公知文献としては、以下の特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、透過型液晶表示素子における対向基板間のシール構造について記載されている。特許文献１に記載されているように、透過型液晶表示素子では、基板の周辺部にシール材を塗布して基板同士を接着して貼り合わせる。反射型液晶表示素子のシール構造も基本的には同様である。この際、シール材を塗布する部分については、電極を剥いだりするなどの特別な加工を施すわけではなく、例えば図１０に示した構造からもわかるように、厚み方向の断面内において反射型画素電極１４３の上にシール材１５１が位置するような構造となる。
特開２００１−２８１６７７号公報

ところで、プロジェクションディスプレイで用いられる表示素子の環境は、光を表示素子に集光しているために高温になり、直視型のディスプレイに比べ高い耐候性が要求される。特に反射型液晶表示素子では、反射型画素電極１４３として一般にＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）で使用しているアルミ系金属材料を用いるため、このような高温下では大気中の水分により電極腐食され、デバイスの長期信頼性が低下してしまう。遮光電極１４５も製造プロセス上、一般に反射型画素電極１４３と同一材料で形成するので、この電極腐食の問題が生ずる。なお、透明電極１３２は、一般にＩＴＯ(Indium Tin Oxide；インジウムすず酸化膜)を用いるので、この電極腐食は画素電極基板１４０側でのみ大きな問題となる。また、透過型液晶表示素子では、画素電極基板側にも一般にＩＴＯを用いるので、この腐食の問題は、金属材料の反射型画素電極１４３を用いる反射型液晶表示素子特有の問題である。

そのため、反射型液晶表示素子では、従来より耐湿性を高めるための工夫が施されている。図１２は、耐湿性を高めた従来の反射型液晶表示素子の第１の構成例を示している。この構成例は、反射型画素電極１４３および遮光電極１４５の表面全体を、無機保護膜１４７でコーティングすることにより耐湿性を高めたものである。無機保護膜１４７としては、例えば窒化シリコンが用いられる。ＬＳＩにおいても同様の無機保護膜コーティングがなされており、その場合、一般にはすべての電極の表面を無機保護膜で覆い、十分な耐湿性を得るためには０．５μｍ程度以上の膜厚が必要となる。

しかしながら、反射型液晶表示素子においては、無機保護膜１４７を画素領域１０１で用いると、それが透明電極１３２と反射型画素電極１４３との間で容量成分となり、液晶１５０への印加電界が減少してしまう。特に液晶層が薄い場合、例えば３μｍ程度以下ではこの影響が大きくなる。この影響を避けるために画素領域１０１を無機保護膜１４７で覆わずに、周辺領域１０２のみに無機保護膜１４７を成膜した場合、反射型画素電極１４３に保護膜が無いために、製造プロセスにおいて、電極形成後大気中に触れると電極表面が酸化され、反射型画素電極１４３の反射率が低下してしまう。また電極表面を保護膜で覆うだけでは、基板周囲の端部２０１から、水分が浸入するおそれがある。

また、反射型液晶表示素子では、透明電極１３２への電源供給のために端子（共通電極）を設けているが、この共通電極を画素電極基板１４０側に形成する構造の場合、共通電極部分については無機保護膜を除去する必要があるため、耐湿性を確保することができなくなる。

図１３および図１４（Ａ）は、画素電極基板上に共通電極１６１がある場合において耐湿性を高めた従来の反射型液晶表示素子の構造を示している。図１４（Ａ）では、主に画素電極基板１４０の平面構造を示す。図１３は、図１４（Ａ）のＡ−Ａ線断面に対応する。図１４（Ｂ）には、共通電極１６１の拡大図を示す。

共通電極１６１は、図１３に示したようにコモン材１６２により透明電極１３２に導通される一方、画素電極基板上の他の電極と導通しないように上部層を除去した領域に形成される。また共通電極１６１は、反射型画素電極１４３とは形状およびそれにより印加される電界が異なり、液晶１５０の配向特性に影響を及ぼすため、図１４（Ａ）に示したように、画素領域１０１から離れた位置に配置される。このため、共通電極１６１は、シール材１５１の外側に形成される。なお、図１４（Ａ）では共通電極１６１を四隅のそれぞれに設けているが、共通電極１６１を設ける数はこれよりも少なくても良い。

上述したように共通電極１６１を形成するためには、無機保護膜１４７を除去する必要がある。この場合、共通電極部分がすべてコモン材１６２で覆われれば、共通電極１６１の耐湿性が確保される。しかしながら、コモン材１６２による周辺電極との接触を考慮すると、その表面すべてを十分覆うことは不可能である。すなわち、図１４（Ｂ）に示したように、共通電極１６１の中央部１６１Ａはコモン材１６２で十分覆われるものの、周辺部１６１Ｂは、コモン材１６２で覆われない。従来構造では、共通電極１６１はシール材１５１の外側に形成されるため、このコモン材１６２の未被覆部分が電極腐食を起こすおそれがある。

以上の無機保護膜１４７による耐湿構造に対し、さらに耐湿性を高めた第２の構成例を図１５および図１６に示す。これは、素子全体の周囲端面を耐湿性の高いコーティング材１５２でコーティングして耐湿性を高めたものである。図１２の第１の構成例では、端部２０１に水分の浸入口が存在したが、この第２の構成例の場合、水分の浸入口は防げているように見える。しかしながら実際には、コーティング材１５２と接触する表示素子端面が非常に薄い形状であることや端面に付着した汚れなどのせいで、コーティング材１５２との密着性が不足するため、長期間動作時の耐湿性を確保することは困難である。

以上説明したように、反射型液晶表示素子では、画素電極基板１４０側で高い耐湿性が要求されるため、従来より耐湿性を高めるための工夫が施されているものの、従来の耐湿性構造では不十分な所があり、耐湿性のさらなる改善が望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高い耐湿性を実現でき、特に画素電極基板の表面部分の電極腐食を防止して、長期信頼性を確保することができる反射型液晶表示素子および液晶表示装置を提供することにある。

本発明による反射型液晶表示素子は、マトリクス状に配置された反射型の画素電極とこの画素電極が配置された画素領域よりも外側に形成された金属膜とを有する画素電極基板、透明電極を有し、所定間隔を隔てて画素電極基板に対向配置された透明電極基板と、画素電極基板と透明電極基板とを、対向する基板面間において所定間隔を隔てて貼り合わせるシール部と、画素電極基板と透明電極基板との間に封入された液晶とを備えている。そして、金属膜として、遮光電極と、遮光電極に対して非導通に形成され、画素電極基板から透明電極に電圧を印加するための共通電極とを含み、画素電極基板上において、画素電極と金属膜とがシール部の外周面よりも内側に形成され、シール部の端面が、少なくとも共通電極を部分的に覆っているものである。かつ、共通電極が、その中央部が共通電極と透明電極とを導通するコモン材で覆われていると共に、少なくともコモン材で覆われていない領域の一部がシール部の端面によって覆われているものである。

ここで、本発明による反射型液晶表示素子において、画素電極基板上の金属膜は、１種類に限らず複数種類形成されていても良い。金属膜としては、共通電極のほかにも、例えば遮光電極が含まれる。シール部の端面が、部分的に遮光電極を覆っていても良い。

本発明による液晶表示装置は、上記した本発明による反射型液晶表示素子によって変調された光を用いて映像表示を行うようにしたものである。

本発明による反射型液晶表示素子および液晶表示装置では、画素電極基板上において、画素電極と金属膜とがシール部の外周面よりも内側に形成される。これにより、画素電極と金属膜とが大気に晒されることがなくなり、耐湿性が確保され、電極腐食が防止される。またシール部による接着面が基板面となっているので、素子全体の周囲端面をコーティングする場合に比べて、長期に亘り十分な密着性が確保される。従って、プロジェクションディスプレイのように耐候性が要求される場合においても、長期に亘り高い耐湿性を確保でき、画素電極基板の表面部分の電極腐食を防止して、長期信頼性が確保される。

なお、本発明による反射型液晶表示素子において、画素電極と金属膜とを例えば無機保護膜で覆うことも可能である。画素電極を無機保護膜で覆った場合、透明電極と反射型画素電極との間で無機保護膜が容量成分となり、液晶への印加電界の減少を引き起こすおそれがあり、特に液晶層が薄い場合、例えば３μｍ程度以下では無機保護膜の影響が大きくなる。しかしながら、本発明による反射型液晶表示素子では、シール後は、シール部によって耐湿性が十分確保されるので、保護膜の厚さは、製造プロセス上必要な最小限の薄さ（例えば０．５μｍ以下）で良い。従って、本発明による反射型液晶表示素子では、画素電極基板と透明電極基板との間隔が３μｍ以下の場合であっても、容量成分となることを最小限に抑えつつ、無機保護膜で覆うことが可能となる。

本発明の反射型液晶表示素子および液晶表示装置によれば、画素電極基板上において、画素電極と金属膜とをシール部の外周面よりも内側に形成するようにしたので、画素電極と金属膜とが大気に晒されることがなくなり、十分な耐湿性を確保することができ。またシール部による接着面が基板面となるようにしたので、素子全体の周囲端面をコーティングする場合に比べて、長期に亘り十分な密着性を確保することができる。従って、プロジェクションディスプレイのように耐候性が要求される場合においても、長期に亘り高い耐湿性を実現でき、特に画素電極基板の表面部分の電極腐食を防止して、長期信頼性を確保することができる。

特に、本発明の液晶表示装置によれば、本発明の反射型液晶表示素子を用いて映像表示を行うようにしたので、長期に亘って良好な映像表示を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
＜反射型液晶表示素子の説明＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構造を示している。図２は、この反射型液晶表示素子の平面構造を示している。図１は、図２のＡ−Ａ線断面に対応する。この反射型液晶表示素子は、互いに対向配置された一対の透明電極基板３０および画素電極基板４０と、これらの基板間に注入された液晶５０とを備えている。なお図２では、透明電極基板３０の図示を省略している。透明電極基板３０と画素電極基板４０は、シール部５１によって各基板面間において所定間隔を隔てて貼り合わせられている。液晶５０としては、例えば垂直配向液晶を用いることができる。

透明電極基板３０は、ガラス基板３１と、このガラス基板３１の液晶５０に接する面側（画素電極基板４０に対向する面側）に積層された透明電極３２とを備えている。なお図示しないが、透明電極基板３０上において液晶５０に接する部分にはさらに、配向膜が全面的に積層されていても良い。透明電極３２としては、光の透過作用のある電極材料、一般に、酸化すず（ＳｎＯ₂）と酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）との固溶体物質であるＩＴＯ(Indium Tin Oxide；インジウムすず酸化膜)が用いられる。透明電極３２には、共通電極を介して全画素領域で共通の電位（例えば接地電位）が印加されるようになっている。

図３は、透明電極３２への電位の供給方法の一例を示している。図示したように、例えば透明電極基板３０と画素電極基板４０とを貼り合わせたときに、透明電極基板３０の一端がシール部５１の外側に配置されるようにし、そのシール部５１の外側の部分に、共通電極４７を形成する。共通電極４７を介して透明電極３２に電位を印加する。

画素電極基板４０は、例えば単結晶のシリコン基板４１を有している。シリコン基板４１の表面において、画素領域１０１には、駆動回路４２と反射型の画素電極４３とが層間絶縁膜４６を介して順に積層されている。また、周辺領域１０２には、駆動回路（ドライバ回路）４４と、駆動回路４４への光の入射を防止するための遮光電極４５とが層間絶縁膜４６を介して順に積層されている。なお図示しないが、画素電極基板４０上において液晶５０に接する部分にはさらに、配向膜が全面的に積層されていても良い。配向膜としては、例えばポリイミドや酸化珪素による蒸着膜を用いることができるが、本実施の形態では特にこれらに限定されるものではない。ここで、本実施の形態において「遮光電極４５」が、本発明における「金属膜」の一具体例に対応する。

画素電極４３は、画素領域１０１に複数、マトリクス状に配置形成されている。画素電極４３は、例えばＬＳＩで使用しているアルミ系金属材料で構成されている。画素電極４３は、光の反射膜としての機能と液晶５０に電圧を印加する電極としての機能との両方を兼ねている。なお、電極層は１層に限定されるものではない。

駆動回路４２は、各画素電極４３に対応して各画素電極４３の裏面に設けられ、画素領域１０１に複数、マトリクス状に配置形成されている。この駆動回路４２は、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型の半導体回路を用いたアクティブ型の駆動回路で構成される。駆動回路４２は、各画素電極４３の裏面に設けられていることにより、遮光されている。周辺領域１０１に配置された駆動回路４４は、駆動回路４２全体を制御するための周辺回路であり、例えばデータドライバおよび走査ドライバ等である。

この反射型液晶表示素子において、透明電極基板３０と画素電極基板４０は、周辺領域１０２上に塗布されたシール材によって接着され貼り合わせられる。この場合において、画素電極基板４０上の画素電極４３と遮光電極４５とが、シール部５１の内側となるように貼り合わせられる。これは、例えばシール材を塗布する部分の遮光電極４５をあらかじめ剥離しておくか、遮光電極４５の積層工程において、シール材を塗布する部分には遮光電極４５を形成しないようにしておくことで可能となる。なお、周辺領域１０２において遮光電極４５を剥離するなどすると、その部分は遮光されなくなるので、駆動回路４４も遮光電極４５に合わせてシール部５１の内側となるように形成することが好ましい。ただし、遮光電極４５と駆動回路４４との間の他の層に遮光機能を持たせたり、透明電極基板３０側や図示しない照明光学系側に遮光機能を持たせることにより、駆動回路４４への光の入射を防止するようにしても良い。

ここで、図１の構成例では、画素電極４３と遮光電極４５とがすべて、シール部５１の内周面５１Ｂよりも完全に内側に形成されているが、図４に示したように、シール部５１の端面１０３が、部分的に遮光電極４５を覆っているような構成であっても良い。この場合、遮光電極４５を剥離する領域を最小限に抑えることができるので、図１の構成例に比べて遮光性を高めることができる。なお、このように遮光電極４５の一部をシール部５１で覆う構造にする場合、シール部５１としては、絶縁性の高いシール材を用いることが好ましい。

すなわち、本実施の形態におけるシール構造は、画素電極４３と遮光電極４５とが、少なくともシール部５１の外周面５１Ａよりも内側に形成されていれば良い。

次に、以上のように構成された反射型液晶表示素子の作用、動作を説明する。

この反射型液晶表示素子では、透明電極基板３０側から入射し、液晶５０を通過した入射光Ｌ１が、画素電極４３の反射機能により反射させられる。画素電極４３によって反射された光Ｌ１は、入射時とは逆方向に、液晶５０および透明電極基板３０を通過して出射される。このとき、液晶５０は、対向する電極間の電位差に応じて、その光学的な特性が変化し、通過する光Ｌ１を変調させる。この光変調により階調表現が可能となり、その変調された光Ｌ１が映像表示に利用される。

この反射型液晶表示素子では、画素電極基板４０上において、画素電極４３と遮光電極４５とがシール部５１の外周面５１Ａよりも内側に形成されていることにより、画素電極４３と遮光電極４５とが大気に晒されることがなくなり、耐湿性が確保され、電極腐食が防止される。またシール部５１による接着面が基板面となっているので、素子全体の周囲端面をコーティングする場合（図１５および図１６）に比べて、長期に亘り十分な密着性が確保される。従って、プロジェクションディスプレイのように耐候性が要求される場合においても、長期に亘り高い耐湿性を確保でき、画素電極基板４０の表面部分の電極腐食を防止して、長期信頼性が確保される。

以上説明したように、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子によれば、高い耐湿性を実現でき、特に画素電極基板４０の表面部分の電極腐食を防止して、長期信頼性を確保することができる。

＜液晶表示装置の説明＞
次に、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子を使用した液晶表示装置の例について説明する。ここでは、図５に示したように、反射型液晶表示素子をライトバルブとして使用した反射型液晶プロジェクタの例について説明する。

図５に示した反射型液晶プロジェクタは、赤、緑および青の各色用の液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを３枚用いてカラー画像表示を行う、いわゆる３板方式のものである。この反射型液晶プロジェクタは、光軸１０に沿って、光源１１と、ダイクロイックミラー１２，１３と、全反射ミラー１４とを備えている。この反射型液晶プロジェクタはまた、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７と、合成プリズム１８と、投射レンズ１９と、スクリーン２０とを備えている。

光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（Ｒ）、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を含んだ白色光を発するものであり、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などにより構成されている。

ダイクロイックミラー１２は、光源１１からの光を、青色光とその他の色光とに分離する機能を有している。ダイクロイックミラー１３は、ダイクロイックミラー１２を通過した光を、赤色光と緑色光とに分離する機能を有している。全反射ミラー１４は、ダイクロイックミラー１２によって分離された青色光を、偏光ビームスプリッタ１７に向けて反射するようになっている。

偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、それぞれ、赤色光、緑色光および青色光の光路に沿って設けられている。これらの偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、それぞれ、偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａを有し、この偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａにおいて、入射した各色光を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａは、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）は透過するようになっている。

液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、上述した構成の反射型液晶表示素子によって構成されている。これらの液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂには、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７の偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａによって分離された所定の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の色光が入射されるようになっている。液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧に応じて駆動され、入射光を変調させると共に、その変調された光を偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７に向けて反射する機能を有している。

合成プリズム１８は、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出射され、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７を通過した所定の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の色光を、合成する機能を有している。投射レンズ１９は、合成プリズム１８から出射された合成光を、スクリーン２０に向けて投射する投射手段としての機能を有している。

以上のように構成された反射型液晶プロジェクタにおいて、光源１１から出射された白色光は、まず、ダイクロイックミラー１２の機能によって青色光とその他の色光（赤色光および緑色光）とに分離される。このうち青色光は、全反射ミラー１４の機能によって、偏光ビームスプリッタ１７に向けて反射される。一方、赤色光および緑色光は、ダイクロイックミラー１３の機能によって、さらに、赤色光と緑色光とに分離される。分離された赤色光および緑色光は、それぞれ、偏光ビームスプリッタ１５，１６に入射される。

偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、入射した各色光を、偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａにおいて、互いに直交する２つの偏光成分に分離する。このとき、偏光分離面１５Ａ，１６Ａ，１７Ａは、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに向けて反射する。

液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧に応じて駆動され、入射した所定の偏光成分の色光を画素単位で変調させる。このとき、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子によって構成されているので、耐候性に優れ、長期に亘って十分な表示性能を維持できる。

液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、変調した各色光を偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７に向けて反射する。偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７は、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの反射光（変調光）のうち、所定の偏光成分（例えばＰ偏光成分）のみを通過させ、合成プリズム１８に向けて出射する。合成プリズム１８は、偏光ビームスプリッタ１５，１６，１７を通過した所定の偏光成分の色光を合成し、投射レンズ１９に向けて出射する。投射レンズ１９は、合成プリズム１８から出射された合成光を、スクリーン２０に向けて投射する。これにより、スクリーン２０に、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって変調された光に応じた映像が投影され、所望の映像表示がなされる。

以上説明したように、本実施の形態に係る反射型液晶プロジェクタによれば、耐湿性、耐候性に優れたシール構造を有する本実施の形態に係る反射型液晶表示素子を、液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂとして用いるようにしたので、長期に亘って良好な映像表示を実現できる。

［第２の実施の形態］
本実施の形態は、透明電極３２への電源供給のための端子（共通電極）が、画素電極基板側に設けられている場合における耐湿構造に関するものである。以下では、上記第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子と構成が同じ部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。

図６は、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構造を示している。図７（Ａ）は、この反射型液晶表示素子の平面構造を示している。図６は、図７（Ａ）のＡ−Ａ線断面に対応する。なお図７（Ａ）では、透明電極基板３０の図示を省略している。この反射型液晶表示素子は、共通電極６１が設けられた画素電極基板４０Ａを備えている。図７（Ｂ）に、共通電極６１部分の拡大図を示す。ここで、本実施の形態において「遮光電極４５」と「共通電極６１」とが、本発明における「金属膜」の一具体例に対応する。

共通電極６１は、図６に示したようにコモン材６２により透明電極３２に導通される一方、画素電極基板上の他の電極と導通しないように上部層を除去した領域に形成されている。ただし、共通電極６１と遮光電極４５とが同電位の場合、遮光電極４５が共通電極６１の機能を兼ねていても良い。また共通電極６１は、画素電極４３とは形状およびそれにより印加される電界が異なり、液晶５０の配向特性に影響を及ぼすため、図７（Ａ）に示したように、画素領域１０１から離れた位置に配置されている。なお、図７（Ａ）では共通電極６１を四隅のそれぞれに設けているが、共通電極６１を設ける数はこれよりも少なくても良い。また、共通電極６１を設ける位置は、以下で説明するようにシール部５１の内側であれば四隅に限らず、他の部分に形成されていても良い。

従来の構造（図１３）では、共通電極６１が、シール部５１の外側に形成されていたが、本実施の形態の構造では、共通電極６１、画素電極４３および遮光電極４５のすべての電極が、シール部５１の外周面５１Ａよりも内側に形成されている。この場合において、各電極をすべて、シール部５１の内周面５１Ｂよりも内側に形成するようにしても良いが、図７（Ｂ）に示したように、シール部５１の端面が、部分的に共通電極６１を覆っているような構成であっても良い。この場合、共通電極６１の中央部６１Ａはコモン材６２で覆われ、その外側の周辺部６１Ｂがシール部５１で覆われる。このように共通電極６１の一部をシール部５１で覆う構造にする場合、シール部５１としては、絶縁性の高いシール材を用いることが好ましい。シール部５１の外側は、電極が何も無い、例えば層間絶縁膜４６が剥き出しの構造となる。ただし、図１の構成例のように、外周全体をシール部５１で覆うような構成ももちろん可能である。

以上説明したように、本実施の形態に係る反射型液晶表示素子によれば、共通電極６１も含めて画素電極基板上にあるすべての電極を、シール部５１の外周面５１Ａよりも内側に形成するようにしたので、従来コモン材６２で覆うことのできなかった共通電極６１の周辺部６１Ｂも、高い耐湿性を確保することができる。これにより、共通電極６１が画素電極基板側に設けられている場合においても、高い耐湿性を実現でき、長期信頼性を確保することができる。

［第１および第２の実施の形態の変形例］
本変形例は、液晶注入口が設けられた反射型液晶表示素子の耐湿構造に関するものである。以下では、上記第１および第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子と構成が同じ部分には同一符号を付して適宜説明を省略する。

図８は、上記第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子に対する変形例である。この反射型液晶表示素子では、シール部５１の一部に液晶注入口５２が設けられており、この液晶注入口５２を介して液晶５０が注入される。その後、封止材５３により液晶注入口５２が封止される。なお、液晶注入口５２を設ける位置は図示した箇所に限定されるものではない。また、液晶注入口５２は、複数設けられていても良い。この反射型液晶表示素子では、画素電極４３と遮光電極４５とが、封止材５３の内側となるように封止が行われる。この場合、画素電極４３と遮光電極４５とが、完全に封止材５３の内周面よりも内側に形成されていても良いし、封止材５３の端面によって部分的に覆われるような構成であっても良い。すなわち、本変形例では、画素電極基板上において、画素電極４３と遮光電極４５とが、シール部５１の外周面５１Ａおよび封止材５３の外周面よりも内側に形成されている。

図９は、上記第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子に対する変形例である。この変形も、図８の変形例と同様、液晶注入口５２が設けられ、その液晶注入口５２が液晶注入後に封止材５３により封止される。この反射型液晶表示素子では、共通電極６１、画素電極４３および遮光電極４５のすべての電極が、封止材５３の内側となるように封止が行われる。この場合、各電極が、完全に封止材５３の内周面よりも内側に形成されていても良いし、封止材５３の端面によって部分的に覆われるような構成であっても良い。すなわち、本変形例では、画素電極基板上において、共通電極６１、画素電極４３および遮光電極４５のすべての電極が、シール部５１の外周面５１Ａおよび封止材５３の外周面よりも内側に形成されている。

このように、本変形例に係る反射型液晶表示素子によれば、画素電極基板上にあるすべての電極を、シール部５１の外周面５１Ａおよび封止材５３の外周面よりも内側に形成するようにしたので、液晶注入口５２が設けられている場合においても、高い耐湿性を実現でき、長期信頼性を確保することができる。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は、以上の各実施の形態および変形例に限定されず、さらに種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、プロジェクタとして３枚式のプロジェクタの例について説明したが、本発明は、単板式等、他の方式のプロジェクタにも広く適用可能である。

また、以上の実施の形態では、周辺領域１０２に遮光電極４５や共通電極６１が形成されている場合について説明したが、本発明による耐湿構造は、遮光電極４５や共通電極６１に限らず、腐食するおそれのある何らかの金属膜が画素電極基板の表面に形成され、耐湿性が要求されるものに対して広く適用可能である。すなわち、画素電極基板上において大気に晒され、腐食するおそれのある何らかの金属膜がある場合、その金属膜をすべてシール部の外周面よりも内側に形成することで、耐湿性を確保できる。

また、本実施の形態による耐湿構造と従来の耐湿構造とを併用するようにしても良い。例えば図１の構成例において、画素電極４３と遮光電極４５の表面を例えば窒化シリコンからなる無機保護膜で覆うようにしても良い。画素電極４３を無機保護膜で覆った場合、透明電極３２と画素電極４３との間で無機保護膜が容量成分となり、液晶５０への印加電界の減少を引き起こすおそれがあり、特に液晶層が薄い場合、例えば３μｍ程度以下では無機保護膜の影響が大きくなる。しかしながら、本実施の形態による反射型液晶表示素子では、シール後は、シール部５１によって耐湿性が十分確保されるので、保護膜の厚さは、製造プロセス上必要な最小限の薄さ（例えば０．５μｍ以下）で良い。従って、本実施の形態による反射型液晶表示素子では、画素電極基板４０と透明電極基板３０との間隔が３μｍ以下の場合であっても、容量成分となることを最小限に抑えつつ、無機保護膜で覆うことが可能となる。

また、図１５および図１６に示したような、素子全体の周囲端面を耐湿性の高いコーティング材１５２でコーティングする構造と併用するようにしても良い。

本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構成を示す平面図である。 透明電極基板側に共通電極を設ける場合の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の他の構成例を示す断面図である。 図１に示した反射型液晶表示素子を使用して構成された液晶表示装置の一例を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の全体構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の変形例を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子の変形例を示す断面図である。 従来の反射型液晶表示素子の全体構成を示す断面図である。 従来の反射型液晶表示素子の全体構成を示す平面図である。 耐湿性を高めた従来の反射型液晶表示素子の第１の構成例を示す断面図である。 画素電極基板上に共通電極がある反射型液晶表示素子の従来構造を示す断面図である。 画素電極基板上に共通電極がある反射型液晶表示素子の従来構造を示す平面図である。 耐湿性を高めた従来の反射型液晶表示素子の第２の構成例を示す断面図である。 耐湿性を高めた従来の反射型液晶表示素子の第２の構成例を示す平面図である。

符号の説明

１１…光源、１９…投射レンズ、２０…スクリーン、２１…反射型液晶表示素子、２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…液晶ライトバルブ、３０…透明電極基板、３２…透明電極層、４０…画素電極基板、４１…シリコン基板、４２…駆動回路、４３…反射型画素電極、４４…駆動回路（ドライバ回路）、４５…遮光電極、４６…層間絶縁膜、４７，６１…共通電極、５０…液晶、５１…シール部、５２…液晶封入口、５３…封止材、６２…コモン材。

Claims (7)

1. マトリクス状に配置された反射型の画素電極とこの画素電極が配置された画素領域よりも外側に形成された金属膜とを有する画素電極基板と、
   透明電極を有し、所定間隔を隔てて前記画素電極基板に対向配置された透明電極基板と、
   前記画素電極基板と前記透明電極基板とを、対向する基板面間において所定間隔を隔てて貼り合わせるシール部と、
   前記画素電極基板と前記透明電極基板との間に封入された液晶と
   を備え、
   前記金属膜として、遮光電極と、前記遮光電極に対して非導通に形成され、前記画素電極基板から前記透明電極に電圧を印加するための共通電極とを含み、
   前記画素電極基板上において、前記画素電極と前記金属膜とが前記シール部の外周面よりも内側に形成され、前記シール部の端面が、少なくとも前記共通電極を部分的に覆っており、
   かつ、前記共通電極は、その中央部が前記共通電極と前記透明電極とを導通するコモン材で覆われていると共に、少なくとも前記コモン材で覆われていない領域の一部が前記シール部の端面によって覆われている
   ことを特徴とする反射型液晶表示素子。
2. 前記遮光電極は、前記画素電極が形成された層間絶縁膜上に前記画素電極と同じアルミ系金属材料で形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
3. 前記シール部の端面が、部分的に前記遮光電極を覆っている
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
4. 前記シール部の一部に設けられた少なくとも１つの液晶注入口と、前記液晶注入口を封止する封止材とをさらに備え、
   前記画素電極基板上において、前記画素電極と前記金属膜とが、前記シール部および前記封止材の外周面よりも内側に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
5. 前記画素電極基板と前記透明電極基板との間隔が３μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
6. 反射型液晶表示素子を備え、この反射型液晶表示素子によって変調された光を用いて映像表示を行う液晶表示装置であって、
   前記反射型液晶表示素子が、
   マトリクス状に配置された反射型の画素電極とこの画素電極が配置された画素領域よりも外側に形成された金属膜とを有する画素電極基板と、
   透明電極を有し、所定間隔を隔てて前記画素電極基板に対向配置された透明電極基板と、
   前記画素電極基板と前記透明電極基板とを、対向する基板面間において所定間隔を隔てて貼り合わせるシール部と、
   前記画素電極基板と前記透明電極基板との間に封入された液晶と
   を備え、
   前記金属膜として、遮光電極と、前記遮光電極に対して非導通に形成され、前記画素電極基板から前記透明電極に電圧を印加するための共通電極とを含み、
   前記画素電極基板上において、前記画素電極と前記金属膜とが前記シール部の外周面よりも内側に形成され、前記シール部の端面が、少なくとも前記共通電極を部分的に覆っており、
   かつ、前記共通電極は、その中央部が前記共通電極と前記透明電極とを導通するコモン材で覆われていると共に、少なくとも前記コモン材で覆われていない領域の一部が前記シール部の端面によって覆われている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 光源と、
   前記光源から発せられ、前記反射型液晶表示素子によって変調された光をスクリーンに投射する投射手段と
   を備え、
   反射型液晶プロジェクタとして構成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。

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