專利名稱：液晶裝置及投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及液晶裝置及投影機(jī)。
背景技術(shù)：
投影機(jī)等的投影型顯示裝置被廣泛利用。投影機(jī)，將光源光分離成不同的色光，對所分離了的色光進(jìn)行調(diào)制生成各色的圖像光，對各色的圖像光進(jìn)行合成生成彩色圖像，并將該彩色圖像向屏幕進(jìn)行放大投影。該投影機(jī)，具備用于對所分離了的色光進(jìn)行調(diào)制生成各色的圖像光的光調(diào)制裝置。
作為該光調(diào)制裝置，采用具備有液晶裝置的液晶光閥。該液晶裝置，在一對基板間的周緣部配設(shè)密封材料，在以密封材料所包圍的區(qū)域封進(jìn)了液晶。在該一對基板的內(nèi)側(cè)形成對液晶施加電壓的電極。通過在該一對電極之間施加電壓對液晶進(jìn)行驅(qū)動，可以按每像素對入射光的透射率進(jìn)行調(diào)制。由此，可生成各色的圖像光。
專利文獻(xiàn)1特開平6-82799號公報但是，在上述的投影機(jī)中，為了確保放大投影到屏幕上的圖像光的輝度，需要從光源照射強(qiáng)光。若該光長時間地入射到液晶裝置的光調(diào)制區(qū)域，則由于強(qiáng)光、熱發(fā)生液晶的分解、聚合而液晶發(fā)生劣化。由此，液晶裝置的光調(diào)制特性發(fā)生變化，使投影機(jī)的可靠性下降。
還有在專利文獻(xiàn)1中，提出如下技術(shù)暫時進(jìn)行了液晶的注入之后，通過一邊對面板進(jìn)行加熱強(qiáng)制性地使雜質(zhì)向液晶材料遷移，從一方的注入孔補(bǔ)充新的液晶，一邊從另一方的注入孔排出污染了的液晶，除去存在于面板內(nèi)的雜質(zhì)。但是，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，不能解決伴隨于投影機(jī)的使用的液晶的劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，為了解決上述問題點(diǎn)所作出，目的在于提供可以延長液晶直至發(fā)生劣化的時間使可靠性提高的液晶裝置及投影機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的液晶裝置，具有一對基板，配置于前述一對基板間的液晶，和配置于前述液晶的周圍的密封材料；其特征在于在前述密封材料的內(nèi)周緣的內(nèi)側(cè)，通過在前述基板設(shè)置凹部形成液晶貯留部。
依照該構(gòu)成，能夠使封進(jìn)液晶裝置的液晶量增加。而且，在光調(diào)制區(qū)域中受到強(qiáng)光、熱的液晶，和填充于液晶貯留部中的液晶，由于通過熱對流、振動等而交替輪換，可以使液晶的受光量及受熱量分散。從而，能夠延長液晶整體直至發(fā)生劣化的時間。
并且優(yōu)選前述液晶貯留部，形成于以前述密封材料所包圍的區(qū)域的周緣部。
尤其優(yōu)選前述液晶貯留部，形成于以前述密封材料所包圍的區(qū)域的周緣部的分劃部。
在以密封材料所包圍的區(qū)域的周緣部，存在未用于光調(diào)制的寬幅的分劃部。因此，通過在該部分形成液晶貯留部，可以確保液晶貯留部的容積，能夠使封進(jìn)液晶裝置的液晶量增加。
并且優(yōu)選前述液晶裝置，具有形成有像素電極的像素區(qū)域；前述液晶貯留部，形成于前述像素區(qū)域的周邊區(qū)域。
依照該構(gòu)成，能夠使封進(jìn)液晶裝置的液晶量增加。而且，通過配置于光調(diào)制區(qū)域中的液晶和填充于液晶貯留部中的液晶交替輪換，能夠延長液晶整體直至發(fā)生劣化的時間。
并且優(yōu)選前述液晶貯留部，在與設(shè)置于前述基板的遮光膜相重疊的位置所形成。
依照該構(gòu)成，能夠既防止配置于液晶貯留部中的液晶的取向紊亂(向錯)所引起的光泄漏，又使封進(jìn)液晶裝置中的液晶量增加。
并且優(yōu)選前述凹部的側(cè)面，是與前述基板的法線相交叉的傾斜面。并且優(yōu)選前述凹部，延伸設(shè)置為槽狀；通過相對于前述凹部的延伸設(shè)置方向垂直的面所得到的前述凹部的剖面，為大致三角形狀。
依照這些構(gòu)成，能夠使形成于凹部中的功能膜的階梯覆蓋能力提高。并且可以減少液晶貯留部中的液晶的取向紊亂，能夠抑制光泄漏。
并且優(yōu)選在前述基板，設(shè)置對前述液晶進(jìn)行攪拌的攪拌裝置。
依照該構(gòu)成，能夠促進(jìn)在光調(diào)制區(qū)域中受到強(qiáng)光、熱的液晶，和填充于液晶貯留部中的液晶的交替輪換。從而，可以使液晶的受光量及受熱量分散，能夠延長液晶整體直至發(fā)生劣化的時間。
并且優(yōu)選前述攪拌裝置，為壓電元件。
依照該構(gòu)成，能夠簡單地形成高精度的攪拌裝置。
并且優(yōu)選具有劣化判定裝置，其對前述液晶的劣化狀態(tài)進(jìn)行判定，并基于判定結(jié)果對前述攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制。
依照該構(gòu)成，能夠相應(yīng)于液晶的劣化狀態(tài)，使攪拌裝置有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。
并且優(yōu)選前述劣化判定裝置，通過對閃爍的發(fā)生進(jìn)行檢測對前述液晶的劣化狀態(tài)進(jìn)行判定。
若液晶發(fā)生劣化，則電壓的保持率下降，閃爍(圖像的閃爍)容易出現(xiàn)。因此通過對閃爍的發(fā)生進(jìn)行檢測，能夠?qū)σ壕У牧踊癄顟B(tài)進(jìn)行判定。
并且優(yōu)選前述劣化判定裝置，以比圖像顯示幀長的周期的幀對前述液晶的驅(qū)動信號進(jìn)行輸出。
依照該構(gòu)成，能夠在通常的圖像顯示中發(fā)生閃爍之前，對閃爍的發(fā)生進(jìn)行檢測。
另一方面，本發(fā)明的投影機(jī)，其特征在于具備有上述的液晶裝置。
依照該構(gòu)成，因?yàn)榫邆淇梢匝娱L液晶直至發(fā)生劣化的時間的液晶裝置，所以可以對光調(diào)制特性的變化進(jìn)行抑制，能夠使投影機(jī)的可靠性提高。


圖1是投影機(jī)的概略構(gòu)成圖。
圖2是液晶裝置的概略構(gòu)成圖。
圖3是液晶裝置的等效電路圖。
圖4是液晶裝置的平面結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖5是液晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖6是第1實(shí)施方式的液晶裝置的說明圖。
圖7是圖6(b)的Q部的放大圖。
圖8是壓電元件的說明圖。
圖9是光調(diào)制裝置的驅(qū)動信號的說明圖符號說明10...元件基板 20...對向基板 23...遮光膜 50...液晶 52...密封材料 53...分劃部 60...液晶貯留部 62...凹部 63...側(cè)面 100...液晶裝置 110、120...攪拌裝置(壓電元件) 800...投影機(jī) 840...閃爍判定部842...傳感器具體實(shí)施方式
以下，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。還有，在用于以下的說明中的各附圖中，為了使各構(gòu)件為可以識別的大小，適當(dāng)改變了各構(gòu)件的比例尺。在本說明書中，將液晶裝置的各構(gòu)成構(gòu)件中的液晶側(cè)稱為內(nèi)側(cè)，將其相反側(cè)稱為外側(cè)。另外，所謂“非選擇電壓施加時”及“選擇電壓施加時”，分別是指“向液晶的施加電壓為液晶的閾值電壓附近之時”及“向液晶的施加電壓相比較于液晶的閾值電壓足夠高之時”。
(投影機(jī))首先，關(guān)于投影機(jī)利用圖1進(jìn)行說明。圖1，是投影機(jī)的概略構(gòu)成圖。
光源810，具備由鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈，高壓水銀燈等構(gòu)成的光源燈811，和使從光源燈811所出射的發(fā)射光作為大致平行的光線束進(jìn)行出射的凹面鏡812。在光源810的下游側(cè)，設(shè)置將大致矩形狀的小透鏡配置成矩陣狀的第1透鏡陣列832及第2透鏡陣列834。第1透鏡陣列832，將從光源810入射過來的平行的光束分割成多束部分光束，并使各部分光束在第2透鏡陣列834的附近成像。第2透鏡陣列834，具有如下功能使從第1透鏡陣列入射過來的各部分光束的中心軸，一致為對于光調(diào)制裝置822、823、824垂直地進(jìn)行入射。在第2透鏡陣列834的下游側(cè)，設(shè)置將所入射來的光束變換成1種類的直線偏振光(例如，s偏振光或p偏振光)使之出射的偏振變換裝置836。
來自偏振變換裝置836的出射光，入射到分色鏡813。分色鏡813，具有如下功能對在光源燈811的白色光中所包含的綠色光及藍(lán)色光進(jìn)行反射，并使紅色光進(jìn)行透射。透射了分色鏡813的紅色光，以反射鏡817所反射，入射到紅色光用光調(diào)制裝置822。另一方面，以分色鏡813所反射了的綠色光及藍(lán)色光，入射到分色鏡814。分色鏡814，具有如下功能使藍(lán)色光進(jìn)行透射，并對綠色光進(jìn)行反射。以分色鏡814所反射了的綠色光，入射到綠色光用光調(diào)制裝置823。另一方面，透射了分色鏡814的藍(lán)色光，通過導(dǎo)光單元821，入射到藍(lán)色光用光調(diào)制裝置824。導(dǎo)光單元821，由包括入射透鏡818、中繼透鏡819及出射透鏡820的中繼透鏡系統(tǒng)構(gòu)成，具有防止因長的光路引起的藍(lán)色光的損失的功能。
作為各光調(diào)制裝置822、823、824，采用液晶光閥，該液晶光閥具備按每像素對入射光的透射率進(jìn)行調(diào)制的液晶裝置100，和夾持液晶裝置的偏振板及相位差板。通過該液晶光閥，生成各色的圖像光。還有關(guān)于液晶裝置100的詳細(xì)的構(gòu)成后述。
從各光調(diào)制裝置822、823、824所出射的各色的圖像光，入射到十字分色棱鏡825。該十字分色棱鏡825，使4個直角棱鏡相貼合，在其界面X狀地形成對紅色光進(jìn)行反射的電介質(zhì)多層膜和對藍(lán)色光進(jìn)行反射的電介質(zhì)多層膜。通過這些電介質(zhì)多層膜合成各色的圖像光，生成彩色圖像光。
所生成的彩色圖像光，通過為投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡826放大投影到屏幕827上。由此，在屏幕827上顯示彩色圖像。
(液晶裝置)其次，關(guān)于構(gòu)成上述的光調(diào)制裝置的液晶裝置進(jìn)行說明。
圖2(a)為從對向基板一側(cè)看各構(gòu)成要素以及液晶裝置的平面圖，圖2(b)為沿圖2(a)的H-H’線的側(cè)面剖面圖。該液晶裝置100，具備一對基板10、20，配置于一對基板間的光調(diào)制區(qū)域10a的液晶50，和配置于液晶的周圍、對一對基板10、20進(jìn)行粘合固定的密封材料52。
如在圖2(b)中所示地，液晶裝置100，具備TFT陣列基板(以下稱為“元件基板”。)10，和對向基板20。為了使該一對基板10、20相貼合，在一對基板10、20之間的周緣部，配置密封材料52。該密封材料52，以環(huán)氧樹脂等的熱固化性樹脂、丙烯酸等的紫外線固化性樹脂等所構(gòu)成。在配置密封材料52時，首先以絲網(wǎng)印刷、分配器描繪等的方法，將液態(tài)的密封材料涂敷于一方的基板。其次通過使另一方的基板相重合，通過加熱、紫外線照射等使密封材料固化，使兩基板相貼合。
如在圖2(a)中所示地，在元件基板10的密封材料52的外側(cè)的周邊電路區(qū)域，沿元件基板10的一邊形成數(shù)據(jù)信號驅(qū)動電路101及外部電路安裝端子102，沿相鄰于該一邊的2邊形成掃描信號驅(qū)動電路104。并且在對向基板20的角部，配設(shè)用于在元件基板10和對向基板20之間取得電導(dǎo)通的基板間導(dǎo)通材料106。
并且，在一對基板10、20之間的以密封材料52所包圍的區(qū)域，封進(jìn)液晶50。在封進(jìn)該液晶50時，對以密封材料52所包圍的區(qū)域抽真空、并從預(yù)先設(shè)置于密封材料52的一部分的注入口注入液晶50即可。另外，也可以在將液態(tài)的密封材料涂敷于一方的基板的整周，并在以密封材料所包圍的區(qū)域涂敷了液晶之后，使另一方的基板相重合使密封材料固化。
然后，在以密封材料52所包圍的區(qū)域內(nèi)，形成光調(diào)制區(qū)域10a。關(guān)于該光調(diào)制區(qū)域10a的詳細(xì)的構(gòu)成在以下描述。
(等效電路)圖3，是液晶裝置的等效電路圖。在透射型液晶裝置的光調(diào)制區(qū)域，矩陣狀地形成多個像素電極9。在各像素電極9的周圍，形成用于進(jìn)行向該像素電極9的通電控制的開關(guān)元件的TFT元件30。在該TFT元件30的源，電連接數(shù)據(jù)線6a。對各數(shù)據(jù)線6a供給圖像信號S1、S2、...、Sn。還有圖像信號S1、S2、...、Sn，既可以對于各數(shù)據(jù)線6a按該順序以線順序供給，也可以對于相鄰的多條數(shù)據(jù)線6a按組供給。
并且，在TFT30的柵，電連接掃描線3a。對掃描線3a，以預(yù)定的定時脈沖性地供給掃描信號G1、G2、...、Gm。還有掃描信號G1、G2、...、Gm，對于各掃描線3a按該順序以線順序供給。并且，在TFT30的漏，電連接像素電極9。而且，若通過從掃描線3a所供給的掃描信號G1、G2、...、Gm，使為開關(guān)元件的TFT30僅在一定期間為導(dǎo)通狀態(tài)，則從數(shù)據(jù)線6a所供給的圖像信號S1、S2、...、Sn，就以預(yù)定的定時寫入到各像素的液晶。
寫入到液晶的預(yù)定電平的圖像信號S1、S2、...、Sn，以形成于像素電極9和后述的共用電極之間的液晶電容而保持一定期間。還有，為了防止所保持的圖像信號S1、S2、...、Sn發(fā)生泄漏，在像素電極9和電容線3b之間形成存儲電容17，與液晶電容相并聯(lián)地配置。如此地，若對液晶施加電壓信號，則通過所施加的電壓電平、液晶的取向狀態(tài)發(fā)生變化。由此，調(diào)制入射到液晶的光而可以進(jìn)行灰度等級顯示。
(平面結(jié)構(gòu))圖4，是液晶裝置中的光調(diào)制區(qū)域的平面結(jié)構(gòu)的說明圖。在光調(diào)制區(qū)域中的元件基板上，由銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，銦錫氧化物，以下稱為ITO)等的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的矩形狀的像素電極9(通過虛線9a表示其輪廓)，矩陣狀地排列形成。并且，沿像素電極9的縱橫的邊界，設(shè)置數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a及電容線3b。還有，上述的像素電極9的形成區(qū)域是像素區(qū)域，成為可以按矩陣狀地所配置的每個像素區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制的結(jié)構(gòu)。
TFT元件30，以由多晶硅膜等構(gòu)成的半導(dǎo)體層1a為中心所形成。在半導(dǎo)體層1a的源區(qū)域(后述)，通過接觸孔5，電連接數(shù)據(jù)線6a。并且，在半導(dǎo)體層1a的漏區(qū)域(后述)，通過接觸孔8，電連接像素電極9。另一方面，在半導(dǎo)體層1a中的與掃描線3a對向的部分，形成溝道區(qū)域1a’。還有掃描線3a，在與溝道區(qū)域1a’對向的部分中作為柵電極起作用。
電容線3b，通過沿掃描線3a大致直線狀地延伸的主線部(即平面性地看，沿掃描線3a所形成的第1區(qū)域)，和從與數(shù)據(jù)線6a的交點(diǎn)沿數(shù)據(jù)線6a向前級側(cè)(圖中向上)突出的突出部(即平面性地看，沿數(shù)據(jù)線6a所延伸設(shè)置的第2區(qū)域)所構(gòu)成。并且，在圖4中的、以向右上方向的斜線進(jìn)行表示的區(qū)域，形成第1遮光膜11a。而且，通過接觸孔13電連接電容線3b的突出部和第1遮光膜11a，形成后述的存儲電容。
(剖面結(jié)構(gòu))圖5，是液晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)的說明圖，是圖4的A-A’線處的側(cè)面剖面圖。如在圖5中所示地，液晶裝置100，以元件基板10及對向基板20和夾持于它們之間的液晶50為主體所構(gòu)成。
元件基板10，具備由玻璃、石英等的透光性材料構(gòu)成的基板主體10A。在該基板主體10A的內(nèi)面，形成后述的第1遮光膜11a及第1層間絕緣膜12。然后，在第1層間絕緣膜12的表面形成半導(dǎo)體層1a，以該半導(dǎo)體層1a為中心形成TFT元件30。在半導(dǎo)體層1a中的與掃描線3a的對向部分形成溝道區(qū)域1a’，在其兩側(cè)形成源區(qū)域及漏區(qū)域。還有，該TFT元件30因?yàn)椴捎肔DD(Lightly Doped Drain，輕摻雜漏)結(jié)構(gòu)，所以在源區(qū)域及漏區(qū)域，分別形成雜質(zhì)濃度相對性地高的高濃度區(qū)域1d、1e，和相對性地低的低濃度區(qū)域(LDD區(qū)域)1b、1c。
在半導(dǎo)體層1a的表面，形成柵絕緣膜2。然后，在柵絕緣膜2的表面形成掃描線3a，其一部分構(gòu)成柵電極。并且，在柵絕緣膜2及掃描線3a的表面形成第2層間絕緣膜4，在該第2層間絕緣膜4的表面形成數(shù)據(jù)線6a。該數(shù)據(jù)線6a，通過形成于第2層間絕緣膜4的接觸孔5，與半導(dǎo)體層1a的高濃度源區(qū)域1d電連接。進(jìn)而，在第2層間絕緣膜4及數(shù)據(jù)線6a的表面形成第3層間絕緣膜7，在該第3層間絕緣膜7的表面形成像素電極9。該像素電極9，通過形成于第2層間絕緣膜4及第3層間絕緣膜7的接觸孔8，與半導(dǎo)體層1a的高濃度漏區(qū)域1e電連接。另一方面，形成由聚酰亞胺等構(gòu)成的取向膜16，使其覆蓋像素電極9。在取向膜16的表面實(shí)施摩擦等，能限制非選擇電壓施加時的液晶的取向。
還有，延伸設(shè)置上述的半導(dǎo)體層1a形成第1存儲電容電極1f，在該第1存儲電容電極1f的表面，延伸設(shè)置上述的柵絕緣膜2形成電介質(zhì)膜。進(jìn)而在該電介質(zhì)膜的表面，配置上述的電容線3b。由此，構(gòu)成上述的存儲電容17。
并且對應(yīng)于TFT元件30的形成區(qū)域，在基板主體10A的內(nèi)面形成第1遮光膜11a。第1遮光膜11a，防止入射到液晶裝置100的光進(jìn)入半導(dǎo)體層1a等。還有第1遮光膜11a，通過形成于第1層間絕緣膜12的接觸孔13，與電容線3b電連接。由此，第1遮光膜11a作為第3存儲電容電極起作用，并以第1層間絕緣膜12作為電介質(zhì)膜，在其與第1存儲電容電極1f之間形成新的存儲電容。
另一方面，對向基板20，具備由玻璃、石英等的透光性材料構(gòu)成的基板主體20A。在該基板主體20A的內(nèi)面，形成后述的第2遮光膜23。并且，在基板主體20A及第2遮光膜23的表面，在幾乎整面的范圍內(nèi)形成由ITO等的導(dǎo)電體構(gòu)成的共用電極21。進(jìn)而，在共用電極21的表面，形成由聚酰亞胺等構(gòu)成的取向膜22。在取向膜22的表面實(shí)施摩擦等，能限制非選擇電壓施加時的液晶的取向。
然后，在元件基板10和對向基板20之間，夾持由向列型液晶等構(gòu)成的液晶50。該液晶50，呈現(xiàn)正的介電常數(shù)各向異性，在非選擇電壓施加時與基板大致水平地進(jìn)行取向，并在選擇電壓施加時與基板大致垂直地進(jìn)行取向。然后，通過使元件基板10的取向膜16產(chǎn)生的取向限制方向，和對向基板20的取向膜22產(chǎn)生的取向限制方向，以約90°相交叉，液晶裝置100以TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式進(jìn)行工作。再者作為液晶裝置100的工作模式，也可以采用OCB(Optical Compensated Bend，光學(xué)補(bǔ)償彎曲)模式、ECB(Electrically-controlled Birefringence，電子控制雙折射)模式等。
(液晶貯留部)圖6(a)，是圖2的P部的放大圖，圖6(b)是圖6(a)的B-B線的側(cè)面剖面圖。如在圖6(b)中所示地，在本實(shí)施方式的液晶裝置中，在密封材料52的內(nèi)周緣的內(nèi)側(cè)，通過在對向基板20的內(nèi)面形成凹部62，形成液晶貯留部60。
如在圖6(a)中所示地，在以密封材料52所包圍的區(qū)域的周緣部，形成未用于光調(diào)制中的分劃部53。該分劃部53，在密封材料52和光調(diào)制區(qū)域10a之間，寬幅地形成。然后如在圖6(b)中所示地，在該分劃部53中的對向基板20上，形成槽狀的凹部62。該凹部62，通過對由玻璃材料等構(gòu)成的基板主體以氫氟酸等進(jìn)行半蝕刻所形成。因?yàn)閷ο蚧?0的厚度一般在1mm左右，所以能夠?qū)疾?2的深度形成至幾百μm左右。
在凹部62的形成區(qū)域中，相比較于形成有像素電極9的像素區(qū)域19，液晶50的層厚變厚。相比較于像素區(qū)域19的液晶層厚一般為幾μm左右，能夠?qū)疾?2的形成區(qū)域的液晶層厚形成達(dá)幾百μm左右。由此，在凹部62的形成區(qū)域的對向基板20的表面，形成液晶貯留部60。填充進(jìn)該液晶貯留部60中的液晶的體積，也可以為配置于像素區(qū)域19的液晶的體積的10倍左右。尤其，通過在寬幅的分劃部53形成凹部62，可以確保液晶貯留部60的容積，能夠使封進(jìn)液晶裝置中的液晶量增加。
返回到圖6(a)，在密封材料52的內(nèi)周緣的內(nèi)側(cè)，形成第2遮光膜23。一般來說，在像素電極的非形成區(qū)域，因?yàn)樵谶x擇電壓施加時液晶未被進(jìn)行取向控制，所以會發(fā)生光泄漏。為了防止該光泄漏，第2遮光膜，形成于像素電極的非形成區(qū)域。具體地，除了形成于上述的分劃部53，還形成于矩陣狀地所配置的像素區(qū)域19的周邊區(qū)域54。由此，格子狀地形成第2遮光膜23。
然后如在圖6(b)中所示地，在對向基板20上的與該第2遮光膜23相重疊的位置延伸設(shè)置槽狀的凹部62。具體地，除了在上述的分劃部53，在像素區(qū)域19的周邊區(qū)域54也形成凹部62，在各凹部62的內(nèi)面形成第2遮光膜23。然后，在對向基板20的各凹部62的形成區(qū)域，形成液晶貯留部60。如此地，因?yàn)樵谂c第2遮光膜23相重疊的位置形成了液晶貯留部60，所以能夠既防止因配置于液晶貯留部60中的液晶的取向紊亂引起的光泄漏，又使封進(jìn)液晶裝置中的液晶量增加。
再者還可以取代對向基板20，或與對向基板20一起，在元件基板10上形成凹部。只是，如在圖4中所示地，元件基板的像素電極9的周邊區(qū)域，形成TFT元件30、各種布線而成為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，在形成凹部時設(shè)計困難。相對于此，對向基板20則結(jié)構(gòu)簡單，能夠以不困難的設(shè)計形成凹部。
圖7，是圖6(b)的Q部的放大圖。如在圖7(a)中所示地，凹部62的、由對于凹部62的延伸設(shè)置方向垂直的面所得到的剖面，變成大致梯形狀。而且，在凹部62的內(nèi)面，第2遮光膜23、共用電極21及取向膜22按順序所疊層形成，大致梯形狀地形成液晶貯留部60。
因?yàn)榘疾?2的剖面變成大致梯形狀，所以凹部62的側(cè)面63，變成與對向基板20的法線相交叉的傾斜面。因此，凹部62的側(cè)面63和基板主體的表面所成的角度θ變成鈍角。由此，可以使共用電極21的成膜時的階梯覆蓋能力提高，能夠防止凹部62的角部的共用電極21的斷線。
并且，若通過共用電極21對液晶施加電場，則液晶分子對于共用電極21大致垂直地進(jìn)行取向。即，配置于像素區(qū)域的液晶分子57，對于對向基板20大致垂直地進(jìn)行取向；而配置于液晶貯留部60的側(cè)面上的液晶分子58，則對于對向基板20大致平行地進(jìn)行取向。由此，在液晶貯留部60的形成區(qū)域中，有可能發(fā)生因液晶的取向紊亂(向錯)引起的光泄漏。相對于此，在使液晶貯留部60的側(cè)面為傾斜面的情況下的液晶分子58的取向狀態(tài)，相比較于在使液晶貯留部60的側(cè)面為垂直面的情況下的液晶分子58的取向狀態(tài)，接近于液晶分子57的取向狀態(tài)。從而，通過使液晶貯留部60的側(cè)面為傾斜面，可以減少液晶貯留部60的液晶的取向紊亂，能夠抑制光泄漏。
還有，也可以取代如圖7(a)中所示地剖面為大致梯形狀的凹部62，而形成如圖7(b)中所示地剖面為大致三角形狀的凹部62。在該情況下，凹部62的側(cè)面63，也變成與對向基板20的法線相交叉的傾斜面。而且，凹部62的側(cè)面63和基板主體的表面所成的角度θ，變得比剖面為大致梯形狀的凹部的情況大。因此，通過形成剖面為大致三角形狀的凹部62，可以使共用電極21的成膜時的階梯覆蓋能力提高，能夠防止凹部62的角部的共用電極21的斷線。并且能夠減少液晶貯留部60中的液晶的取向紊亂，抑制光泄漏。只是，形成了剖面為大致梯形狀的凹部的一方，液晶貯留部60的容積變大。再者凹部的剖面形狀，并不限于大致梯形狀及大致三角形狀，也可以為其以外的形狀(例如半圓形狀等)。另外，還可以使不同的剖面形狀的凹部混雜。
還有，即使如上述地使液晶貯留部60的側(cè)面63為傾斜面，也難以完全阻止光泄漏。因此，優(yōu)選在第2遮光膜23的形成區(qū)域的內(nèi)側(cè)配置液晶貯留部60。具體地，將液晶貯留部60的寬度W2，形成得比第2遮光膜23的寬度W1窄即可。由此，可以防止液晶貯留部60及其附近的光泄漏，能夠使圖像的對比度提高。
可是，在示于圖1中的投影機(jī)800中，為了確保放大投影到屏幕827的圖像光的輝度，需要從光源810照射出強(qiáng)光。若該強(qiáng)光長時間地入射到液晶裝置100，則發(fā)生液晶的分解、聚合而液晶發(fā)生劣化。由此，液晶裝置100的光調(diào)制特性發(fā)生變化，使投影機(jī)的可靠性下降。
相對于此，在示于圖6中的本實(shí)施方式的液晶裝置中，因?yàn)槭窃诿芊獠牧?2的內(nèi)周緣的內(nèi)側(cè)，通過在基板20設(shè)置凹部62形成液晶貯留部60的構(gòu)成，所以能夠使封進(jìn)液晶裝置100中的液晶量增加。然后，在光調(diào)制區(qū)域的開口部(像素區(qū)域)受到強(qiáng)光、熱的液晶，和形成于非開口部的液晶貯留部內(nèi)的液晶，由于熱對流、振動等而交替輪換，由此可以使液晶的受光量及受熱量分散。從而，能夠延長液晶50的整體直至發(fā)生劣化的時間。例如，假如使填充于液晶貯留部60的液晶的體積，為配置于像素區(qū)域19的液晶的體積的10倍左右，則可以使液晶50的整體直至發(fā)生劣化的時間延長到現(xiàn)有的10倍左右。由此，能夠使投影機(jī)的可靠性提高10倍左右。并且，通過對液晶貯留部60的容積進(jìn)行調(diào)整，還可以對投影機(jī)的可靠性提高的程度進(jìn)行調(diào)整。
(攪拌裝置)為了使在像素區(qū)域受到強(qiáng)光、熱的液晶，和填充于液晶貯留部中的液晶交替輪換，優(yōu)選設(shè)置液晶的攪拌裝置。作為攪拌裝置，如在圖2(a)中所示地，在元件基板10或?qū)ο蚧?0的表面安裝壓電元件110、120。通過采用壓電元件，能夠簡單地形成高精度的攪拌裝置。
圖8，是壓電元件的說明圖。作為壓電元件，能夠采用示于圖8(a)中的壓電振動板110。壓電振動板110，在極化于厚度方向的壓電陶瓷薄板112的表面，使金屬薄板114貼合。壓電陶瓷薄板112，具有一施加交流電壓就伸縮的性質(zhì)。因此，通過將壓電陶瓷薄板112連接到交流電源116，能夠使壓電振動板110在以箭頭118表示的法線方向上進(jìn)行振動。
并且作為壓電元件，也可以采用示于圖8(b)中的彈性表面波元件120。彈性表面波元件120，在由水晶等的壓電材料構(gòu)成的基板122的表面，具備由金屬材料等構(gòu)成的交叉指型(interdigital)電極124。交叉指型電極124，使一對梳狀電極交互組合所構(gòu)成。然后，通過將該交叉指型電極124連接到交流電源126上，能夠產(chǎn)生以梳齒的間距為波長的彈性表面波128，使之沿基板122的表面?zhèn)鞑ァ?br> 而且如示于圖2(a)中地，若對安裝于基板上的壓電元件110、120進(jìn)行驅(qū)動，則能夠使基板發(fā)生振動。于是，配置于一對基板間的液晶，沿示于圖2(b)中的取向膜16、22的摩擦方向進(jìn)行流動。由此，可以對液晶50進(jìn)行攪拌，能夠促進(jìn)在像素區(qū)域受到強(qiáng)光、熱的液晶，和填充于液晶貯留部中的液晶的交替輪換。從而，可以使液晶的受光量及受熱量分散，能夠延長液晶整體直至發(fā)生劣化的時間。
還有，雖然可以如示于圖2(a)中地在基板上僅安裝1個壓電元件110、120，但是優(yōu)選安裝多個壓電元件。尤其，通過將多個壓電元件，安裝在基板的四角等的對稱位置，可以使基板均勻地振動而對液晶整體進(jìn)行攪拌。并且攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，既可以在投影機(jī)的使用中連續(xù)性地進(jìn)行，也可以間斷地進(jìn)行。另外，也可以在投影機(jī)的立起或倒下時，僅進(jìn)行一定時間。
(劣化判定裝置)可是，一般來說作為液晶裝置的驅(qū)動方式，采用幀反相驅(qū)動。所謂幀，為直至對一幅畫面進(jìn)行顯示完的時間，通常為60分之1秒。并且所謂幀反相驅(qū)動，是按每幀施加相反極性的電壓對液晶裝置進(jìn)行驅(qū)動的方式。而且若液晶發(fā)生劣化，則電壓的保持率下降，閃爍(圖像的閃爍)容易出現(xiàn)。該閃爍，以幀的2倍為周期發(fā)生。
因此，優(yōu)選在示于圖1中的投影機(jī)800中，設(shè)置對液晶的劣化狀態(tài)進(jìn)行判定，并基于判定結(jié)果對前述攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制的劣化判定裝置。作為該劣化判定裝置，設(shè)置閃爍判定部840及傳感器842。傳感器842，配置于比光調(diào)制裝置靠下游側(cè)。在圖1中，在十字分色棱鏡825和投影透鏡826之間配置傳感器842。該傳感器842，能夠按波長對RGB3原色光進(jìn)行分離而對光強(qiáng)度進(jìn)行測定。
另一方面，閃爍判定部840，對用于檢測閃爍的發(fā)生的光調(diào)制裝置的驅(qū)動信號進(jìn)行輸出。作為該驅(qū)動信號，優(yōu)選將某灰度等級的均勻圖形，以比通常的圖像顯示幀(60分之1秒)長的周期(例如20分之1秒)的幀(閃爍檢測用幀)進(jìn)行輸出。由此，能夠在通常的圖像顯示中發(fā)生閃爍之前，對閃爍的發(fā)生進(jìn)行檢測。并且閃爍判定部840，能夠根據(jù)由傳感器842得到的各波長的光強(qiáng)度的測定數(shù)據(jù)，對閃爍判定用幀的2倍的周期的分量(閃爍強(qiáng)度)進(jìn)行檢測。
再者作為傳感器842，也可以采用按相位對RGB3原色光進(jìn)行分離而對光強(qiáng)度進(jìn)行測定的傳感器，來代替按波長對RGB3原色光進(jìn)行分離而對光強(qiáng)度進(jìn)行測定的傳感器。在該情況下，將參考時鐘(reference clock)連接到示于圖1中的閃爍判定部840。
圖9，是光調(diào)制裝置的驅(qū)動信號的說明圖。該情況下的閃爍判定部，以使紅色光調(diào)制裝置的驅(qū)動信號(R用檢測信號)的相位、綠色光調(diào)制裝置的驅(qū)動信號(G用檢測信號)的相位、和藍(lán)色光調(diào)制裝置的驅(qū)動信號(B用檢測信號)的相位，相互偏移開了的狀態(tài)進(jìn)行輸出。
返回到圖1，閃爍判定部840，定期性地對閃爍強(qiáng)度進(jìn)行檢測，將其與出廠時的閃爍強(qiáng)度進(jìn)行比較。在此，在前者超過后者的預(yù)定比例(例如2倍)的情況下，就判斷為發(fā)生了閃爍。然后，將上述的液晶的攪拌裝置的驅(qū)動信號進(jìn)行輸出。由此，能夠?qū)⒋嬖谟谙袼貐^(qū)域的劣化了的液晶，更換為填充于液晶貯留部的新的液晶。
如此地，由于為設(shè)置液晶的劣化判定裝置的構(gòu)成，所以可以僅在液晶劣化了的情況下對攪拌裝置進(jìn)行驅(qū)動而將液晶更換。從而，能夠既有效地運(yùn)轉(zhuǎn)攪拌裝置，又延長液晶整體直至發(fā)生劣化的時間。
還有，本發(fā)明的技術(shù)范圍，并不被限定于上述的各實(shí)施方式，包括在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)、對上述的各實(shí)施方式增加的種種的變更。即，以各實(shí)施方式舉出的具體的材料、構(gòu)成等只不過是一例，可以適當(dāng)改變。
權(quán)利要求
1.一種液晶裝置，其具有一對基板，配置于前述一對基板間的液晶，和配置于前述液晶的周圍的密封材料；其特征在于在前述密封材料的內(nèi)周緣的內(nèi)側(cè)，通過在前述基板設(shè)置凹部而形成有液晶貯留部。
2.按照權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于前述液晶貯留部，形成于以前述密封材料所包圍的區(qū)域的周緣部。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的液晶裝置，其特征在于前述液晶貯留部，形成于以前述密封材料所包圍的區(qū)域的周緣部的分劃部。
4.按照權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的液晶裝置，其特征在于前述液晶裝置，具有形成有像素電極的像素區(qū)域；前述液晶貯留部，形成于前述像素區(qū)域的周邊區(qū)域。
5.按照權(quán)利要求1～4中的任何一項所述的液晶裝置，其特征在于前述液晶貯留部，在與設(shè)置于前述基板的遮光膜相重疊的位置形成。
6.按照權(quán)利要求1～5中的任何一項所述的液晶裝置，其特征在于前述凹部的側(cè)面，是與前述基板的法線相交叉的傾斜面。
7.按照權(quán)利要求1～6中的任何一項所述的液晶裝置，其特征在于前述凹部，延伸設(shè)置為槽狀；通過相對于前述凹部的延伸設(shè)置方向垂直的面所得到的前述凹部的剖面，為大致三角形狀。
8.按照權(quán)利要求1～7中的任何一項所述的液晶裝置，其特征在于在前述基板，設(shè)置有對前述液晶進(jìn)行攪拌的攪拌裝置。
9.按照權(quán)利要求8所述的液晶裝置，其特征在于前述攪拌裝置，為壓電元件。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的液晶裝置，其特征在于具有劣化判定裝置，其對前述液晶的劣化狀態(tài)進(jìn)行判定，基于判定結(jié)果對前述攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制。
11.按照權(quán)利要求10所述的液晶裝置，其特征在于前述劣化判定裝置，通過對閃爍的發(fā)生進(jìn)行檢測而判定前述液晶的劣化狀態(tài)。
12.按照權(quán)利要求11所述的液晶裝置，其特征在于前述劣化判定裝置，以比圖像顯示幀長的周期的幀對前述液晶的驅(qū)動信號進(jìn)行輸出。
13.一種投影機(jī)，其特征在于具備權(quán)利要求1～12中的任何一項所述的液晶裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶裝置，其可以延長液晶(50)直至發(fā)生劣化的時間，使可靠性提高。其具有一對基板(10、20)，配置于一對基板(10、20)間的液晶(50)，和配置于液晶(50)的周圍的密封材料(52)；在前述密封材料(52)的內(nèi)周緣的內(nèi)側(cè)，通過在對向基板(20)設(shè)置凹部(62)形成液晶貯留部(60)。該液晶貯留部(60)，在與遮光膜(23)相重疊的位置形成。
文檔編號G03B21/00GK1967329SQ200610146570
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者山田周平, 吉田升平, 瀨戶毅 申請人:精工愛普生株式會社