特開 2024-143523 液晶装置、および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143523

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】液晶装置、および電子機器

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1339 20060101AFI20241003BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1339 505

G02F1/1333 500

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056250

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 周平

【テーマコード（参考）】

2H189

2H190

【Ｆターム（参考）】

2H189DA72

2H189DA73

2H189DA87

2H189GA49

2H189HA16

2H189JA05

2H189JA10

2H189JA12

2H189JA14

2H189JA25

2H189KA17

2H189LA01

2H189LA05

2H189LA10

2H189MA07

2H190JA03

2H190JB02

2H190KA04

2H190KA05

2H190KA19

2H190LA22

(57)【要約】

【課題】表示品質の低下を抑制することができる液晶装置、および電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置は、複数の画素電極が配置された第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されるシール部材と、第１方向に配向した誘電率異方性を有する液晶分子を有し、前記シール部材の内側に配置される液晶層と、を備え、前記シール部材は、前記複数の画素電極と平面視で重なる領域の外周に沿って配置されるシール部と、前記第１方向において、前記シール部から外側に向かって延びる第１流路部と、前記第１流路部と前記液晶層を介して対向して配置され、前記第１方向と反対方向である第２方向に向かって前記シール部から延びる第２流路部と、前記第１流路部と前記第２流路部とを接続する第３流路部と、を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素電極を有する第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置されるシール部材と、
第１方向に配向した誘電率異方性を有する液晶分子を有し、前記シール部材の内側に配置される液晶層と、を備え、
前記シール部材は、前記複数の画素電極と平面視で重なる領域の外周に沿って配置されるシール部と、前記第１方向において、前記シール部から外側に向かって延びる第１流路部と、前記第１流路部と前記液晶層を介して対向して配置され、前記第１方向と反対方向である第２方向において、前記シール部から外側に向かって延びる第２流路部と、前記第１流路部と前記第２流路部とを接続する第３流路部と、を有する、
ことを特徴とする液晶装置。

【請求項2】

前記シール部は、矩形形状を有し、前記第１流路部と前記第２流路部とは、前記シール部の角部のうち、前記第１方向に沿って対向する角部からそれぞれ外側に向かって延びている、
請求項１に記載の液晶装置。

【請求項3】

前記第１流路部と前記第２流路部と前記第３流路部とのいずれかに配置され、前記液晶分子を流動させる循環機構をさらに有する、
請求項１に記載の液晶装置。

【請求項4】

前記循環機構は、前記第３流路部に配置され、前記第１流路部から液晶が排出され、前記第２流路部から液晶が流入する、
請求項３に記載の液晶装置。

【請求項5】

前記第１方向と交差する第３方向に沿って延び、前記シール部と前記第３流路部とに接続される第４流路部を有し、前記循環機構は、前記第４流路部に配置される、
請求項３に記載の液晶装置。

【請求項6】

前記第４流路部から液晶が排出され、前記第１流路部及び前記第２流路部から液晶が流入する、
請求項５に記載の液晶装置。

【請求項7】

前記第４流路部から液晶が流入し、前記第１流路部及び前記第２流路部から液晶が排出される、
請求項５に記載の液晶装置。

【請求項8】

前記第３流路部は、平面視において、前記複数の画素電極と平面視で重なる領域の外側に配置される遮光部と重なる、
請求項１に記載の液晶装置。

【請求項9】

前記遮光部は、前記第２基板に設けられる
請求項８に記載の液晶装置。

【請求項10】

前記第２基板には、前記第１流路部、前記第２流路部、前記第３流路部との少なくとも１つに沿って、凹部が設けられている、
請求項１に記載の液晶装置。

【請求項11】

請求項１に記載の液晶装置と、
前記液晶装置の動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶装置、および電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

プロジェクター等の電子機器には、例えば、画素ごとに光学的特性を変更可能な液晶表示装置等の液晶装置が用いられる。当該液晶装置の例として、特許文献１に記載の装置が知られている。

【0003】

当該文献の装置は、ノーマリーブラックのＶＡモードの液晶装置である。液晶分子は、表示領域が有する４つの角のうち、対角に位置する２つの角を結ぶ対角線に沿う方向に配向している。かかる液晶装置は、一対の基板と、当該一対の基板の間でシール材に囲まれた空間内に設けられた液晶とを有する。また、当該液晶装置では、シール材よりも内側の表示領域とシール材との間には、液晶を流動させる循環流路が設けられる。

【0004】

当該循環流路の途中には、循環流路内の液晶を強制的に流動させる強制流動装置が設けられる。また、循環流路は、表示領域よりイオンに対する吸着性が高くなっている。イオンに対する吸着性が高いため、循環流路において液晶のイオン性不純物が除去される。

【0005】

また、循環流路は、一方の基板の外縁を規定する複数の辺のうち、隣り合う第１辺および第２辺に沿って連続して延在する。そして循環流路の端部は、表示領域の対角に位置する角で表示領域と繋がっている。かかる循環流路によって、循環流路を流動する液晶からイオン性不純物を捕捉することで、表示領域の液晶におけるイオン性不純物の濃度を低くしている。この結果、画像には、表示領域の角でのイオン性不純物の凝集に起因するシミ等が発生し難い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１８７２１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

イオン性不純物の凝集を防ぐためには、表示領域と循環流路との間での液晶の入れ替え速度を上げる必要がある。しかし、当該文献の循環流路の配置では、液晶の入れ替え速度を上げ難い。このため、角部におけるイオン性不純物の凝集を充分に抑制することが難しい。したがって、イオン性不純物の凝集を充分に抑制することによりイオン性不純物の凝集に起因する表示シミの発生を抑制し、よって、表示品質の向上を図ることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の液晶装置の一態様は、複数の画素電極が配置された第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されるシール部材と、第１方向に配向した誘電率異方性を有する液晶分子を有し、前記シール部材の内側に配置される液晶層と、を備え、前記シール部材は、前記複数の画素電極と平面視で重なる領域の外周に沿って配置されるシール部と、前記第１方向において、前記シール部から外側に向かって延びる第１流路部と、前記第１流路部と前記液晶層を介して対向して配置され、前記第１方向と反対方向である第２方向に向かって前記シール部から延びる第２流路部と、前記第１流路部と前記第２流路部とを接続する第３流路部と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る液晶装置の平面図である。

【図2】図１に示す液晶装置のＡ－Ａ線の断面図である。

【図3】図２の第１基板の電気的な構成を示す等価回路図である。

【図4】図２の液晶分子の配向を説明するための図である。

【図5】図２のシール部材を示す平面図である。

【図6】図２のシール部材および遮光部の配置関係を示す図である。

【図7】図５の強制循環機構を示す断面図である。

【図8】第２実施形態のシール部材を示す平面図である。

【図9】図８のシール部材および遮光部の配置関係を示す図である。

【図10】第３実施形態のシール部材を示す平面図である。

【図11】第４実施形態の第２基板を示す平面図である。

【図12】図１１のシール部材の一部を示す断面図である。

【図13】電子機器の一例であるパーソナルコンピューターを示す斜視図である。

【図14】電子機器の一例であるスマートフォンを示す平面図である。

【図15】電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示す部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

【0011】

１．液晶装置
Ａ．第１実施形態
Ａ－１．液晶装置１００の概要
図１は、第１実施形態に係る液晶装置１００の平面図である。図２は、図１に示す液晶装置１００のＡ－Ａ線の断面図である。以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明する。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向とは反対の方向をＸ２方向と表記する。同様に、Ｙ軸に沿う一方向をＹ１方向と表記し、Ｙ１方向とは反対の方向をＹ２方向と表記する。Ｚ軸に沿う一方向をＺ１方向と表記し、Ｚ１方向とは反対の方向をＺ２方向と表記する。

【0012】

また、要素αと要素βとの「電気的な接続」は、要素αと要素βとが直接的に接合されることで導通する構成のほか、要素αと要素βとが他の導電体を介して間接的に導通する構成も含まれる。

【0013】

図１および図２に示す液晶装置１００は、画素Ｐごとにスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）を備えたアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置である。

【0014】

図１に示す液晶装置１００の平面形状は矩形であるが、矩形以外の多角形または円形であってもよい。また、液晶装置１００には、表示領域Ａ１０と周辺領域Ａ２０とが設けられる。表示領域Ａ１０は、画像を表示する領域である。表示領域Ａ１０は、図示の例では、矩形であるが、他の形状であってもよい。周辺領域Ａ２０は、平面視で表示領域Ａ１０の外側に設けられる矩形枠状である。表示領域Ａ１０には、行列状に配列される複数の画素Ｐが設けられる。画素Ｐは、表示する画像の最小単位であって、個別に駆動制御される最小単位である。また、周辺領域Ａ２０は、矩形枠状のダミー画素領域Ａ２１を有する。ダミー画素領域Ａ２１は、複数の画素Ｐの外側に配置される。

【0015】

図２に示すように、液晶装置１００は、第１基板２と、第２基板３と、枠状のシール部材４と、液晶層５とを有する。第１基板２、液晶層５および第２基板３は、この順にＺ１方向に並ぶ。なお、第１基板２、液晶層５および第２基板３の重なる方向であるＺ１方向またはＺ２方向から見ることを「平面視」とする。

【0016】

液晶装置１００は透過型であり、第１基板２および第２基板３は、透光性を有する。図２に示すように、光ＬＬが第２基板３に入射した後、第１基板２から出射される間に変調することにより、画像が表示される。なお、第１基板２に入射した光が第２基板３から出射される間に変調することにより、画像が表示されてもよい。また、「透光性」とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％以上であることをいう。

【0017】

第１基板２は、基板２１と、積層体２０と、複数の画素電極２４と、複数の画素電極２４ｄと、配向膜２９とを有する。基板２１、積層体２０、複数の画素電極２４および配向膜２９は、この順にＺ１方向に積層される。

【0018】

基板２１は、透光性および絶縁性を有する平板であり、例えば、ガラス基板または石英基板で構成される。積層体２０は、透光性を有する複数の絶縁層を含む。積層体２０には、トランジスターおよび各種配線等が設けられる。複数の画素電極２４は、積層体２０上に配置される。複数の画素電極２４は、複数の画素Ｐに対して１対１で配置される。複数の画素電極２４は、表示領域Ａ１０に設けられる。複数の画素電極２４は、液晶層５に電界を印加するために用いられる。各画素電極２４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）およびＦＴＯ（Fluorine-doped tin oxide）等の透明導電材料を含む。

【0019】

複数の画素電極２４ｄは、表示領域Ａ１０の外側に配置される。複数の画素電極２４ｄは、周辺領域Ａ２０のダミー画素領域Ａ２１に配置される。各画素電極２４ｄは、ノイズ対策等のために設けられるダミー画素電極である。各画素電極２４ｄは、画像の表示には寄与しないものの、画素電極２４と同様に駆動制御される。各画素電極２４ｄは、例えば、透明導電材料を含む。

【0020】

配向膜２９は、透光性および絶縁性を有する。配向膜２９は、液晶層５に接触しており、液晶層５が有する液晶分子５０を配向させる。配向膜２９は、複数の画素電極２４を覆うように配置される。配向膜２９の材料は、例えば、酸化ケイ素等の無機材料である。

【0021】

図１に示すように、第１基板２には、駆動回路１０と複数の外部端子１３とが配置される。これらは、周辺領域Ａ２０に配置される。駆動回路１０は、走査線駆動回路１１およびデータ線駆動回路１２を含む。また、複数の外部端子１３の一部は、図示しないが、駆動回路１０から引き回される配線に接続される。なお、第２基板３の平面積は、第１基板２の平面積よりも小さく、複数の外部端子１３は、第２基板３に覆われておらず露出している。

【0022】

図２に示す第２基板３は、第１基板２に対向して配置される。第２基板３は、基板３１と、積層体３０と、対向電極３２と、配向膜３９と、遮光部３８とを有する。基板３１、積層体３０、対向電極３２および配向膜３９は、この順にＺ２方向に積層される。

【0023】

基板３１は、透光性および絶縁性を有する平板であり、例えば、ガラス基板または石英基板で構成される。積層体３０は、複数の絶縁膜を含む。当該複数の絶縁膜のそれぞれは、透光性および絶縁性を有し、例えば、酸化ケイ素等のケイ素を含む無機材料で形成される。積層体３０は、図示省略するが、例えばマイクロレンズを含む。また、積層体３０には、遮光部３８が設けられる。遮光部３８は、遮光性を有する見切りである。遮光部３８は、不必要な迷光が表示領域Ａ１０に入射しないように遮蔽するために設けられる。なお、「遮光性」とは、可視光に対する遮光性を意味し、好ましくは可視光の透過率が５０％未満であることをいい、より好ましくは１０％以下であることをいう。

【0024】

対向電極３２は、複数の画素電極２４に対して液晶層５を介して対向する。対向電極３２は、複数の画素Ｐで共通に設けられる共通電極である。対向電極３２は、液晶層５に電界を印加するために用いられる。対向電極３２は、透光性および導電性を有する。対向電極３２は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯおよびＦＴＯ等の透明導電材料を含む。対向電極３２には、定電位Ｖｃｏｍが印加される。配向膜３９は、透光性および絶縁性を有する。配向膜３９は、液晶分子５０を配向させる。配向膜３９の材料は、例えば、酸化ケイ素等の無機材料である。

【0025】

また、第２基板３と第１基板２との間には、図１に示す複数の基板間導通材６が設けられる。複数の基板間導通材６は、第１基板２と第２基板３とを電気的に接続するための導通材である。基板間導通材６は、第１基板２に配置される図示省略された引き回し配線を介して、複数の外部端子１３のいずれかの外部端子１３に接続される。

【0026】

シール部材４は、第１基板２と第２基板３との間に配置される。シール部材４は、例えばエポキシ樹脂等のＵＶ硬化性材料を含む。ＵＶは、ultravioletの略称であり、特に、波長１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光をいう。また、シール部材４は、ガラス等の無機材料で構成されるギャップ材を含んでもよい。

【0027】

液晶層５は、シール部材４の内側に配置される。具体的には、液晶層５は、第１基板２、第２基板３およびシール部材４によって囲まれる領域内に配置される。当該領域を画素電極領域Ａ３０とする。画素電極領域Ａ３０は、平面視で、複数の画素電極２４および複数の画素電極２４ｄと重なる領域であって、液晶層５が配置される空間である。液晶層５は、電界に応じて光学的特性が変化する電気光学層である。液晶層５は、例えば、誘電率異方性を有するネマチック液晶を含む。液晶層５が含む液晶分子５０の配向は、液晶層５に印加される電圧に応じて変化する。

【0028】

かかる液晶装置１００は、電圧を印加していなときに透過率が低くなって黒表示となり、電圧を印加したときに透過率が上昇する、所謂ノーマリーブラック方式である。また、液晶装置１００の駆動方式は、所謂ＶＡ（Vertical Alignment）方式である。液晶装置１００は、誘電率異方性をもった液晶分子５０を、配向膜２９および配向膜３９を用いて電圧を印加しているときにほぼ垂直方向に配向させ、電圧を印加したときには水平方向に配向させる。

【0029】

また、液晶装置１００は、例えば、後述するパーソナルコンピューターおよびスマートフォン等のカラー表示を行う表示装置に適用される。当該表示装置に適用される場合、液晶装置１００に対してカラーフィルターが適宜用いられる。また、液晶装置１００は、例えば、後述する投射型のプロジェクターに適用される。この場合、液晶装置１００は、ライトバルブとして機能する。この場合、液晶装置１００に対してカラーフィルターが省略される。

【0030】

Ａ－２．第１基板２の電気的な構成
図３は、図２の第１基板２の電気的な構成を示す等価回路図である。図３に示すように、第１基板２には、複数のトランジスター２３とｎ本の走査線２４１とｍ本のデータ線２４２とｎ本の定電位線２４３とが設けられる。これらは図２の積層体２０に設けられる。なお、ｎおよびｍはそれぞれ２以上の整数である。ｎ本の走査線２４１とｍ本のデータ線２４２との各交差に対応してトランジスター２３が配置される。各トランジスター２３は、例えばスイッチング素子として機能するＴＦＴである。各トランジスター２３は、ゲート、ソースおよびドレインを含む。

【0031】

ｎ本の走査線２４１のそれぞれはＸ１方向に延在し、ｎ本の走査線２４１はＹ１方向に等間隔で並ぶ。ｎ本の走査線２４１のそれぞれは、対応する複数のトランジスター２３のゲートに電気的に接続される。ｎ本の走査線２４１は、図１に示す走査線駆動回路１１に電気的に接続される。１～ｎ本の走査線２４１には、走査線駆動回路１１から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが線順次で供給される。

【0032】

図３に示すｍ本のデータ線２４２のそれぞれはＹ１方向に延在し、ｍ本のデータ線２４２はＸ１方向に等間隔で並ぶ。ｍ本のデータ線２４２のそれぞれは、対応する複数のトランジスター２３のソースに電気的に接続される。ｍ本のデータ線２４２は、図１に示すデータ線駆動回路１２に電気的に接続される。１～ｍ本のデータ線２４２には、データ線駆動回路１２から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、およびＳｍが並行に供給される。

【0033】

図３に示すｎ本の走査線２４１とｍ本のデータ線２４２とは、互いに電気的に絶縁されており、平面視で格子状に配置される。隣り合う２つの走査線２４１と隣り合う２つのデータ線２４２とで囲まれる領域が画素Ｐに対応する。画素Ｐごとにトランジスター２３、画素電極２４および容量素子２５が設けられる。１つの画素電極２４に対して１つのトランジスター２３が配置される。各画素電極２４は、対応するトランジスター２３のドレインに電気的に接続される。

【0034】

ｎ本の定電位線２４３のそれぞれはＹ１方向に延在し、ｎ本の定電位線２４３はＸ１方向に等間隔で並ぶ。各定電位線２４３には、定電位Ｖｃｏｍが印加される。各定電位線２４３は、対応する容量素子２５が有する２つの電極のうちの一方に電気的に接続される容量線である。各容量素子２５は、画素電極２４の電位を保持するための保持容量である。容量素子２５は、トランジスター２３に対して１対１で設けられる。また、各容量素子２５が有する２つの電極のうちの他方は、画素電極２４とトランジスター２３のドレインとに電気的に接続される。

【0035】

走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、およびＧｎが順次アクティブとなり、ｎ本の走査線２４１が順次選択されると、選択される走査線２４１に接続されるトランジスター２３がオン状態となる。すると、ｍ本のデータ線２４２を介して表示すべき階調に応じた大きさの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、およびＳｍに応じた電位が、選択される走査線２４１に対応する画素Ｐの画素電極２４に印加される。これにより、画素電極２４と対向電極３２との間に形成される液晶容量に、表示すべき階調に応じた電圧が印加され、印加される電圧に応じて液晶分子５０の配向が変化する。また、容量素子２５によって、印加される電圧が保持される。このような液晶分子５０の配向の変化によって光ＬＬが変調され階調表示が可能となる。

【0036】

Ａ－３．液晶分子５０の配向
図４は、図２の液晶分子５０の配向を説明するための図である。図４に示す配向膜２９および配向膜３９のそれぞれは、例えば、無機材料を含み、斜方蒸着により形成される。配向膜２９は、複数の柱状構造物２９ｓを含む。配向膜３９は、複数の柱状構造物３９ｓを含む。柱状構造物２９ｓおよび３９ｓのそれぞれは、無機材料の柱状結晶体であり、斜方蒸着の蒸着方向に沿って柱状に成長する。

【0037】

配向膜２９、および配向膜３９の各表面形状による配向規制力によって、液晶分子５０の配向が制御される。液晶分子５０は、棒状構造である。液晶分子５０は、電圧が印加されていない状態において液晶分子５０の長軸が法線Ａに対してプレチルト角θ０で若干傾斜した状態でほぼ垂直配向する。法線Ａは、第１基板２の基板２１が有する主面に対する法線である。プレチルト角θ０は、液晶分子５０の長軸と法線Ａとのなす角度である。プレチルト角θ０は、複数の柱状構造物２９ｓ、および柱状構造物３９ｓの各傾斜方向に依存する。プレチルト角θ０が所望の角度になるよう、複数の柱状構造物２９ｓ、および柱状構造物３９ｓの法線Ａに対する角度が設定される。

【0038】

図５は、図２のシール部材４を示す平面図である。図５に示すように、前述の配向膜２９および３９は、例えば、図５中の第１方向Ａ０１に液晶分子５０を配向させている。第１方向Ａ０１は、液晶分子５０の配向方向である。例えば、２２５度の方位角θをなす方向である。方位角θとは、平面視におけるＹ１方向に沿った基準線Ａｘに対する時計回りの角度をいう。なお、第１方向Ａ０１は、４５度の方位角θをなす方向であるとも捉えられる。また、前述の配向膜２９および３９は、第１方向Ａ０１に示す方向とは反対方向である第２方向Ａ０２に液晶分子５０を配向させてもよい。この場合、液晶分子５０は、４５度の方位角θをなす方向に配向している。また、液晶分子５０は、これ以外の方位角θをなす方向に配向していてもよい。

【0039】

Ａ－４．シール部材４
図５に示すように、シール部材４は、画素電極領域Ａ３０の外側に位置し、平面視で画素電極領域Ａ３０を囲む。画素電極領域Ａ３０の平面形状は矩形であり、シール部材４の平面形状は矩形枠状である。シール部材４は、画素電極領域Ａ３０の外周に沿って配置される。また、前述のように、画素電極領域Ａ３０には、液晶層５が設けられる。

【0040】

シール部材４は、シール部４９と循環流路４０とを含む。シール部４９は、第１基板２と第２基板３とに接触している部分であり、第１基板２と第２基板３との間をシールしている。シール部４９は、シール部材４のうち循環流路４０を除く部分である。

【0041】

シール部４９の内周縁４９０は、平面視で矩形形状を有し、Ｘ軸またはＹ軸に平行な４つの辺を有する。シール部４９の内周縁４９０は、第１角部４９１、第２角部４９２、第３角部４９３、および第４角部４９４を有する。第１角部４９１は図５中の左斜め下に設けられ、第２角部４９２は図５中の右斜め上に設けられ、第３角部４９３は図５中の右斜め下に設けられ、第４角部４９４は図５中の左斜め上に設けられる。第１角部４９１と第２角部４９２とは、これら角部のうち第１方向Ａ０１に沿って対向する。

【0042】

循環流路４０は、シール部材４に形成された空間である。具体的には、シール部材４には溝が形成されており、当該溝が循環流路４０に相当する。したがって、循環流路４０は、第１基板２、第２基板３およびシール部４９によって囲まれた空間である。また、循環流路４０は、シール部材４の内周縁４９０と外周縁との間に設けられている。かかる循環流路４０は、表示領域Ａ１０内の液晶と循環流路４０内の液晶とを入れ替えて液晶を循環させるために設けられる。

【0043】

循環流路４０は、第１流路部４１と第２流路部４２と第３流路部４３とを有する。また、循環流路４０には、強制循環機構４５が設けられている。第１流路部４１と第２流路部４２とは、画素電極領域Ａ３０を介して対向する。第１流路部４１は、第１角部４９１から外側に向かって、第１方向Ａ０１に延在する。第２流路部４２は、第２角部４９２から外側に向かって、第２方向Ａ０２に延在する。

【0044】

第３流路部４３は、第１流路部４１と第２流路部４２とを接続する。第３流路部４３は、流路４３１と流路４３２とを含む。流路４３１は、Ｘ軸に沿って延在する。流路４３２は、Ｙ軸に沿って延在する。したがって、流路４３１および４３２は、シール部４９の内周縁４９０が有する４つの辺のいずれかの辺に沿って延在している。また、第３流路部４３の途中には、強制循環機構４５が設けられる。強制循環機構４５は、液晶の循環を促進するために設けられる。図示の例では、強制循環機構４５は、流路４３１に設けられるが、流路４３２に設けられてもよい。

【0045】

図６は、図２のシール部材４および遮光部３８の配置関係を示す図である。図６に示すように、遮光部３８は、画素電極領域Ａ３０の外側に配置され、平面視で画素電極領域Ａ３０を囲む枠状をなす。なお、遮光部３８の一部は、平面視で画素電極領域Ａ３０に重なってもよい。また、遮光部３８は、平面視でシール部材４が有する循環流路４０と重なっている。遮光部３８が平面視で循環流路４０と重なっていることで、遮光部３８によって循環流路４０への光ＬＬの入射が遮られる。なお、図示の例では、遮光部３８は、平面視で駆動回路１０と重なっていないが、重なっていてもよい。

【0046】

Ａ－５．液晶の循環
図５を参照しつつ、画素電極領域Ａ３０および循環流路４０における液晶の循環経路を説明する。図５中の矢印Ａ１に示すように、画素電極領域Ａ３０内の液晶は、循環流路４０の第１流路部４１へと排出される。第１流路部４１の液晶は、第３流路部４３を通って、第２流路部４２へと流れる。図５中の矢印Ａ２に示すように、第２流路部４２の液晶は、画素電極領域Ａ３０へと流れる。このような経路で、画素電極領域Ａ３０および循環流路４０の液晶は循環する。

【0047】

前述の光ＬＬが液晶装置１００に入射すると、光ＬＬの入射により画素電極領域Ａ３０の液晶が加熱される。一方、図６に示すように、循環流路４０は、遮光部３８と平面視で重なっている。このため、循環流路４０は、光ＬＬの入射の影響を受け難く、よって、循環流路４０内の液晶は加熱され難い。したがって、画素電極領域Ａ３０内の加熱された液晶は、粘度が低下して循環流路４０へと移動し易い。さらに、画素電極領域Ａ３０の液晶は、液晶分子５０の配向方向である第１方向Ａ０１に沿って流動し易い。このため、前述の経路で液晶は循環し易い。なお、液晶の配向方向が第２方向Ａ０２である場合、画素電極領域Ａ３０内の液晶は、第２流路部４２、第３流路部４３および第１流路部４１を順に通るように循環し易い。

【0048】

かかる循環流路４０が設けられていることで、画素電極領域Ａ３０内の液晶と循環流路４０との液晶とを入れ替えることができる。このため、循環流路４０が設けられていない場合に比べ、液晶全体が劣化するまでの時間を延長することができる。

【0049】

また、光ＬＬが液晶に長時間入射すると、光化学反応によって液晶が分解等することでイオン性不純物が発生する。このイオン性不純物が画素電極領域Ａ３０において凝集すると、イオン性不純物の凝集物が局在化することにより表示シミが発生するおそれがある。当該凝集物の局在化は、画素電極領域Ａ３０の角部に生じ易い。このため、表示シミとして角シミが特に発生し易い。このような表示シミが発生すると、表示品質の劣化を招くおそれがある。

【0050】

本実施形態の液晶装置１００では、前述のように、シール部材４が、シール部４９と循環流路４０とを有する。シール部４９は、複数の画素電極２４および複数の画素電極２４ｄと平面視で重なる領域である画素電極領域Ａ３０の外周に沿って配置される。循環流路４０は、第１流路部４１と第２流路部４２と第３流路部４３とを有する。第１流路部４１は、液晶分子５０の配向方向である第１方向Ａ０１において、シール部４９の内周縁４９０から外側に向かって延びる。第２流路部４２は、液晶層５を介して第１流路部４１と対向して配置され、第２方向Ａ０２において、シール部４９の内周縁４９０から外側に向かってシール部４９の内周縁４９０から延びる。第３流路部４３は、第１流路部４１と第２流路部４２とを接続する。

【0051】

かかる第１流路部４１、第２流路部４２および第３流路部４３を有する循環流路４０を備えることで、前述のように、液晶を循環させることができ、よって、液晶全体が劣化するまでの時間を延長することができる。

【0052】

さらに、第１流路部４１および第２流路部４２のそれぞれは、シール部４９の内周縁４９０から外側に向かって延びる。第１流路部４１は内周縁４９０から液晶分子５０の配向方向である第１方向Ａ０１に延びる。第２流路部４２は、内周縁４９０から液晶分子５０の配向方向と反対方向である第２方向Ａ０２に延びる。このため、第１流路部４１および第２流路部４２が当該方向に延びていない場合に比べ、画素電極領域Ａ３０と第１流路部４１との接続部分、および画素電極領域Ａ３０と第２流路部４２との接続部分で液晶が滞留してしまうことが抑制される。つまり、従来の構成よりも当該接続部分での液晶の滞留を抑制することができる。よって、従来の構成に比べ、画素電極領域Ａ３０内の液晶を循環させ易い。このため、循環速度を上げることができる。また、当該接続部分での液晶の滞留が抑制されることで、画素電極領域Ａ３０の角部に生じ易い角シミの発生を抑制することができる。このようなことから、表示シミを抑制することができ、よって、従来よりも表示品質を高めることができる。

【0053】

また、第１流路部４１および第２流路部４２のそれぞれは、シール部４９の内周縁４９０の４つの角部のうち、第１方向Ａ０１に沿って互いに対向する第１角部４９１または第２角部４９２から外側に向かって延びている。

【0054】

前述のように、画素電極領域Ａ３０の液晶は、液晶分子５０の配向方向である第１方向Ａ０１に沿って流動し易い。このため、当該液晶の流動によって、第１角部４９１および第２角部４９２には、イオン性不純物が集まり易い。それゆえ、第１角部４９１から第１流路部４１が外側に向かって延び、かつ、第２角部４９２から第２流路部４２が外側に向かって延びていることで、イオン性不純物が集まり易い第１角部４９１および第２角部４９２における液晶を効率良く動かすことができる。この結果、イオン性不純物を一箇所に止めておくことが無くなり、よって、イオン性不純物の凝集による表示シミの発生を抑制することができる。

【0055】

なお、第１流路部４１および第２流路部４２は、第１方向Ａ０１において互いに反対方向に延び、画素電極領域Ａ３０から外側に向かって延在していればよい。したがって、第１流路部４１および第２流路部４２のそれぞれは、第１角部４９１または第２角部４９２以外の箇所から外側に向かって延びてもよい。

【0056】

また、前述のように、循環流路４０は、平面視において遮光部３８と重なる。このため、循環流路４０への光ＬＬの入射が抑制される。それゆえ、循環流路４０は、液晶に光ＬＬが入射することにより発生するイオン性不純物が生成され難い。このため、循環流路４０の液晶と画素電極領域Ａ３０の液晶とを入れ替えることで、液晶全体が劣化するまでの時間を延長することができる。また、循環流路４０の液晶は、光ＬＬの入射による加熱が生じ難い。一方、画素電極領域Ａ３０の液晶は、光ＬＬの入射による加熱され易い。このため、前述のように、画素電極領域Ａ３０の加熱された液晶が画素電極領域Ａ３０から循環流路４０へと移動し易く、よって液晶の入れ替えを行い易い。

【0057】

なお、遮光部３８は、少なくとも第３流路部４３に平面視で重なっていることが好ましく、第１流路部４１および第２流路部４２には平面視で重なっていなくてもよい。特に、第３流路部４３の容積が第１流路部４１および第２流路部４２の各容積よりも大きい場合、遮光部３８は、少なくとも第３流路部４３に平面視で重なっていることが好ましい。

【0058】

また、遮光部３８は、第２基板３に設けられる。光ＬＬが第２基板３から入射する構成において、第２基板３に遮光部３８が設けられることは循環流路４０への光ＬＬの入射を抑制する観点から有効である。なお、遮光部３８は、第１基板２に設けられていてもよい。遮光部３８は、循環流路４０よりも光の入射側に設けられていることが好ましい。

【0059】

また、液晶装置１００は、第３流路部４３に配置され、液晶分子５０を流動させる強制循環機構４５をさらに有する。強制循環機構４５を有することで、画素電極領域Ａ３０と循環流路４０との間における液晶の入れ替え速度を速めることができる。このため、強制循環機構４５を有することで、有さない場合に比べ、液晶を効率よく循環させることができる。したがって、強制循環機構４５が設けられることで、第１流路部４１から液晶が排出され、第２流路部４２から液晶が流入する流れが効率良く行われる。なお、第１流路部４１または第２流路部４２に強制循環機構４５が配置されてもよい。

【0060】

図７は、図５の強制循環機構４５を示す断面図である。図７に示すように、強制循環機構４５は、例えば、圧電素子６０を備えた圧電素子ポンプである。圧電素子６０は、第１基板２の第３流路部４３に相当する部分を薄板化した振動板２５３の外面に配置される。圧電素子６０は、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料と、当該圧電材料を挟持する一対の電極とを含む。第３流路部４３のうち振動板２５３と平面視で重なる部分は、圧力室Ｃ０として機能する。

【0061】

振動板２５３の上流には突起２５１が設けられており、振動板２５３の下流には突起２５２が設けられる。突起２５１と第２基板３との間は、液晶の流入口Ｅ１であり、突起２５２と第２基板３との間は、液晶の流出口Ｅ２である。突起２５１上には導電膜６１が設けれ、突起２５２上には導電膜６２が設けられる。導電膜６１および６２は、例えば、導電性を有する透明導電材料、または金属材料で構成される。導電膜６１および６２が通電してジュール熱を発生されることにより、流入口Ｅ１および流出口Ｅ２の液晶の粘度を変化させることができる。

【0062】

圧電素子６０が通電により変形すると圧力室Ｃ０の容積が減る方向に振動板２５３が曲げられて撓み、圧力室Ｃ０の圧力が上昇する。圧電素子６０の通電と同時に導電膜６２が通電される。この結果、流出口Ｅ２の液晶の粘度が低くなる。そうすると、流出口Ｅ２から液晶が流出する。一方、圧電素子６０が通電の停止により復元すると圧力室Ｃ０の圧力が低下する。圧電素子６０への通電の停止と同時に導電膜６２の通電が停止され、かつ導電膜６１が通電される。この結果、流入口Ｅ１の液晶の粘度が低くなる。そうすると、流入口Ｅ１から液晶が圧力室Ｃ０に流入する。これら圧電素子６０、導電膜６１および６２の通電および停止を繰り返すことで、循環流路４０における液晶の流動を促すことができる。

【0063】

なお、強制循環機構４５は、循環流路４０の液晶の流れを促すことができれば、圧電ポンプ以外のポンプで構成されてもよい。ただし、圧電ポンプを用いることで、小型な強制循環機構４５を実現し易い。

【0064】

以上説明した液晶装置１００によれば、表示シミの発生を抑制することができ、よって、従来よりも表示品質を高めることができる。

【0065】

２．第２実施形態
以下、第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0066】

図８は、第２実施形態のシール部材４Ａを示す平面図である。図９は、図８のシール部材４Ａおよび遮光部３８の配置関係を示す図である。本実施形態のシール部材４Ａは、さらに第４流路部４４を有する。

【0067】

図８に示すように、第４流路部４４は、画素電極領域Ａ３０と第３流路部４３とを接続される。第４流路部４４は、第１方向Ａ０１および第２方向Ａ０２のそれぞれと交差する方向に延在する。具体的には、第４流路部４４は、シール部４９の内周縁４９０が有するＸ軸に沿った辺からＹ２方向に沿って延在する。Ｙ２方向は「第３方向」の例示である。

【0068】

また、本実施形態では、強制循環機構４５は、第４流路部４４に配置される。そして、画素電極領域Ａ３０の液晶が第４流路部４４から排出され、第１流路部４１および第２流路部４２の両方から画素電極領域Ａ３０に液晶が流入するよう、強制循環機構４５は構成される。したがって、図８中の矢印Ａ３に示すように、画素電極領域Ａ３０内の液晶は、第４流路部４４に流れる。第４流路部４４の液晶は、第３流路部４３を通って第１流路部４１および第２流路部４２に流れ、矢印Ａ１および矢印Ａ２に示すように画素電極領域Ａ３０内に流入する。

【0069】

第４流路部４４が設けられており、かつ、第４流路部４４に強制循環機構４５が配置されていることで、第１流路部４１および第２流路部４２の両方から液晶が画素電極領域Ａ３０に流入する。このため、第1実施形態に比べ、画素電極領域Ａ３０においてイオン性不純物を拡散させ易い。よって、画素電極領域Ａ３０におけるイオン性不純物の凝集を効果的に抑制することができる。このため、表示シミの発生を抑制することができる。

【0070】

３．第３実施形態
以下、第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第２実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0071】

図１０は、第３実施形態のシール部材４Ａを示す平面図である。本実施形態は、第２実施形態と液晶の循環方向が異なる。

【0072】

本実施形態では、画素電極領域Ａ３０の液晶が第１流路部４１および第２流路部４２の両方から排出され、第４流路部４４から画素電極領域Ａ３０に液晶が流入するよう、強制循環機構４５は構成される。したがって、図１０中の矢印Ａ１およびＡ２に示すように、画素電極領域Ａ３０内の液晶は、第１流路部４１および第２流路部４２に流れる。第１流路部４１および第２流路部４２の液晶は、第３流路部４３を通って第４流路部４４に流れ、矢印Ａ３示すように画素電極領域Ａ３０内に流入する。

【0073】

第４流路部４４が設けられており、かつ、第４流路部４４に強制循環機構４５が配置されていることで、第１流路部４１および第２流路部４２の両方から画素電極領域Ａ３０の液晶を排出させることができる。このため、第1実施形態に比べ、画素電極領域Ａ３０内のイオン性不純物を循環流路４０へと効率よく移動させ易い。よって、画素電極領域Ａ３０におけるイオン性不純物の凝集を効果的に抑制することができる。このため、表示シミの発生を抑制することができる。

【0074】

また、図示省略するが、本実施形態では、循環流路４０に、イオン性不純物をトラップするためのフィルター等で構成されるトラップ部が設けられていることが好ましい。本実施形態では、イオン性不純物が循環流路４０へと特に効率良く移動する。このため、トラップ部が設けられることで、イオン性不純物が画素電極領域Ａ３０内に戻ることが抑制される。よって、画素電極領域Ａ３０におけるイオン性不純物の凝集をより長期にわたって効果的に抑制することができる。なお、当該トラップ部は、第１実施形態および第２実施形態で用いられてもよい。

【0075】

４．第４実施形態
以下、第４実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が前述の第１実施形態と同様である要素については、前述の第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0076】

図１１は、第４実施形態の第２基板３を示す平面図である。図１２は、図１１のシール部材４の一部を示す断面図である。本実施形態の第２基板３には、凹部３５が設けられる。

【0077】

図１１に示す凹部３５は、画素電極領域Ａ３０よりも外側に配置される。凹部３５は、循環流路４０に対応して形成されており、図示省略するが平面視で循環流路４０に重なる。凹部３５は、第１凹部３５１、第２凹部３５２および第３凹部３５３を含む。第１凹部３５１は、前述の第１流路部４１に平面視で重なる。第２凹部３５２は、前述の第２流路部４２に平面視で重なる。第３凹部３５３は、前述の第３流路部４３に平面視で重なる。

【0078】

図１２に示すように、凹部３５は、第２基板３の内面に形成された凹みであって、循環流路４０に沿って形成された溝である。凹部３５が設けられることによって、第１実施形態に比べ、循環流路４０の容積を大きくすることができる。このため、循環流路４０に存在する液晶の量を増やすことができる。それゆえ、液晶全体が劣化するまでの時間を第１実施形態に比べて延長することができる。

【0079】

なお、凹部３５は、第１流路部４１、第２流路部４２、および第３流路部４３の全てに沿って設けられる。しかし、凹部３５は、第１流路部４１、第２流路部４２、および第３流路部４３のうちの少なくとも１つに沿って設けられてもよい。したがって、凹部３５は、第１凹部３５１、第２凹部３５２および第３凹部３５３のうちの少なくとも１つを有していればよい。この場合であっても、凹部３５が設けられていない場合に比べ、循環流路４０の容積を大きくすることができる。特に、第３凹部３５３が設けられていることで、循環流路４０の容積を大きくすることができる。また、第１基板２に、凹部３５と同様の凹部が設けられてもよい。

【0080】

Ｂ．変形例
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。

【0081】

「液晶装置」の駆動方式は、縦電界方式に限定されず、横電界方式でもよい。なお、横電界方式としては、例えばＩＰＳ（In Plane Switching）モードが挙げられる。また、縦電界方式としては、ＶＡ（Virtical Alignment）に限定されず、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＰＶＡモードおよびＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードでもよい。また、前述の各実施形態では、アクティブマトリクス方式の液晶装置１００が例示されるが、これに限定されず、液晶装置１００の駆動方式は、例えば、パッシブマトリクス方式等でもよい。

【0082】

２．電子機器
液晶装置１００は、各種電子機器に用いることができる。

【0083】

図１３は、電子機器の一例であるパーソナルコンピューター２０００を示す斜視図である。パーソナルコンピューター２０００は、各種の画像を表示する液晶装置１００と、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設置される本体部２０１０と、制御部２００３と、を有する。制御部２００３は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、液晶装置１００の動作を制御する。

【0084】

図１４は、電子機器の一例であるスマートフォン３０００を示す平面図である。スマートフォン３０００は、操作ボタン３００１と、各種の画像を表示する液晶装置１００と、制御部３００２と、を有する。操作ボタン３００１の操作に応じて液晶装置１００に表示される画面内容が変更される。制御部３００２は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、液晶装置１００の動作を制御する。

【0085】

図１５は、電子機器の一例であるプロジェクターを示す模式図である。投射型表示装置４０００は、例えば、３板式のプロジェクターである。液晶装置１ｒは、赤色の表示色に対応する液晶装置１００であり、液晶装置１ｇは、緑の表示色に対応する液晶装置１００であり、液晶装置１ｂは、青色の表示色に対応する液晶装置１００である。すなわち、投射型表示装置４０００は、赤、緑および青の表示色に各々対応する３個の液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂを有する。制御部４００５は、例えばプロセッサーおよびメモリーを含み、液晶装置１００の動作を制御する。

【0086】

照明光学系４００１は、光源である照明装置４００２からの出射光のうち赤色成分ｒを液晶装置１ｒに供給し、緑色成分ｇを液晶装置１ｇに供給し、青色成分ｂを液晶装置１ｂに供給する。各液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂは、照明光学系４００１から供給される各単色光を表示画像に応じて変調するライトバルブ等の光変調器として機能する。投射光学系４００３は、各液晶装置１ｒ、１ｇ、１ｂからの出射光を合成して投射面４００４に投射する。

【0087】

以上の電子機器は、前述の液晶装置１００と、制御部２００３、３００２または４００５と、を備える。前述の液晶装置１００は表示品質に優れている。よって、液晶装置１００を備えることで、パーソナルコンピューター２０００、スマートフォン３０００または投射型表示装置４０００の表示品位の向上および品質信頼性を高めることができる。

【0088】

なお、本発明の液晶装置が適用される電子機器としては、例示した機器に限定されず、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ヘッドマウントディスプレイ、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、車載用の表示器、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、およびＰＯＳ（Point of sale）端末等が挙げられる。さらに、本発明が適用される電子機器としては、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、またはタッチパネルを備えた機器等が挙げられる。

【0089】

以上、好適な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されない。また、本発明の各部の構成は、前述の実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成に置換でき、また、任意の構成を付加できる。

【符号の説明】

【0090】

１ｂ…液晶装置、１ｇ…液晶装置、１ｒ…液晶装置、２…第１基板、３…第２基板、４…シール部材、４Ａ…シール部材、５…液晶層、６…基板間導通材、１０…駆動回路、１１…走査線駆動回路、１２…データ線駆動回路、１３…外部端子、２０…積層体、２１…基板、２３…トランジスター、２４…画素電極、２４ｄ…画素電極、２５…容量素子、２９…配向膜、２９ｓ…柱状構造物、３０…積層体、３１…基板、３２…対向電極、３５…凹部、３８…遮光部、３９…配向膜、３９ｓ…柱状構造物、４０…循環流路、４１…第１流路部、４２…第２流路部、４３…第３流路部、４４…第４流路部、４５…強制循環機構、４９…シール部、５０…液晶分子、６０…圧電素子、６１…導電膜、６２…導電膜、１００…液晶装置、２４１…走査線、２４２…データ線、２４３…定電位線、２５１…突起、２５２…突起、２５３…振動板、３５１…第１凹部、３５２…第２凹部、３５３…第３凹部、４３１…流路、４３２…流路、４９０…内周縁、４９１…第１角部、４９２…第２角部、４９３…第３角部、４９４…第４角部、２０００…パーソナルコンピューター、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２００３…制御部、２０１０…本体部、３０００…スマートフォン、３００１…操作ボタン、３００２…制御部、４０００…投射型表示装置、４００１…照明光学系、４００２…照明装置、４００３…投射光学系、４００４…投射面、４００５…制御部、Ａ…法線、Ａ０…矢印、Ａ０１…第１方向、Ａ０２…第２方向、Ａ１…矢印、Ａ２…矢印、Ａ１０…表示領域、Ａ２０…周辺領域、Ａ２１…ダミー画素領域、Ａ３０…画素電極領域、Ａｘ…基準線、Ｃ０…圧力室、Ｅ１…流入口、Ｅ２…流出口、ＬＬ…光、Ｐ…画素、θ…方位角、θ０…プレチルト角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】