JP2008181037A - 液晶装置、その製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】スプレイ配向からベンド配向への初期転移操作を、確実にかつ低電圧で迅速に行うことができる液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、液晶層５０を挟持する一対の基板１０，２０を備え、前記液晶層５０の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置であり、前記液晶層５０内に、前記基板１０，２０の面方向で互いに接するスペーサ（第１の部位）４１とスペーサ（第２の部位）４２とを有する初期転移制御手段４０が配置されている液晶装置とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置、その製造方法、及び電子機器に関するものである。

応答速度に優れる液晶装置として、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モードの液晶装置が知られている。ＯＣＢモードの液晶装置の場合、電源遮断時に液晶はスプレイ配向であるため、電源投入時に、初期のスプレイ配向から表示動作時のベンド配向に液晶の配向状態を転移させる、いわゆる初期転移操作が必要となる。ここで、初期転移が十分になされないと表示不良が生じたり、所望の高速応答性が得られなかったりするため、初期転移操作を円滑に行えるようにする技術が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。
特開２００２−１３１７５４号公報 特開２００４−３１０１３９号公報 特開２００６−１８９５２８号公報

特許文献１では、固体微粒子を含有した配向膜を用いることで、微粒子周辺における配向膜のアンカリング力を低下させて初期転移に要する電圧を低くするようになっている。しかしながら、特許文献１においては、配向膜に微粒子を分散させるために製造コストが上昇し、また配向膜中での微粒子の凝集や沈降、微粒子による光の散乱等の不具合を生じる可能性もある。

一方、また特許文献２では、セル厚よりも小さな粒子の表面に垂直配向処理を施し、この垂直配向した部位から初期転移を伝播させるようになっている。しかし、特許文献２においては、液晶を垂直配向させる粒子と、当該粒子と液晶層を介して対向する電極との間の領域においては、確かに初期転移が生じやすくなるが、粒子の側方（基板面方向）に位置する液晶が水平方向（基板面方向）に固定されるため、粒子の周囲では逆に初期転移の伝播が阻害されることになる。さらに特許文献２では、粒径の異なる２種類の粒子が必要である。

特許文献３では、スペーサの表面に水平配向処理を施すことでベンド配向に近い配向状態を作り出し、初期転移を進行させるようになっている。しかし、特許文献３に記載のスペーサのみでは、表示領域全体について確実に初期転移を進行させるには不十分である。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、スプレイ配向からベンド配向への初期転移操作を、確実にかつ低電圧で迅速に行うことができる液晶装置とその製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、液晶層を挟持する一対の基板を備え、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置であって、前記液晶層中に、互いに接する第１の部位と第２の部位とを有する初期転移制御手段が配置されていることを特徴とする。
液晶層中に異物を混入することで、異物に接する液晶層中の液晶分子に配向乱れが生じやすくなり、スプレイ配向からベンド配向への初期配向転移を行う液晶装置では、この異物の近傍に生じたランダムな配向を起点（初期転移核）として初期転移を進行させることができる。
本発明では、このような初期転移を促進するものとして、互いに接する第１の部位と第２の部位とからなる初期転移制御手段を設けている。そして本発明では、初期転移制御手段が複数の部位からなるものとされているため、単体の初期転移制御手段を配置する場合に比して液晶の配向乱れを生じやすくすることができる。さらに、第１及び第２の部位が接触する部分の近傍では、特に液晶分子の配向乱れが生じやすく、初期転移核を確実に発生させることができる。
したがって本発明によれば、初期転移核を液晶層中に確実に発生させることができ、初期転移操作を低電圧で迅速に進行させることができる液晶装置を実現できる。

前記初期転移制御手段を構成する前記第１及び第２の部位が、粒子状の部材である構成とすることができる。
例えば、前記初期転移制御手段として、前記一対の基板の間隔を保持する粒子状のスペーサを用いることができる。あるいは、スペーサとして機能しない、液晶層厚よりも径の小さい粒子であってもよい。さらに、径の異なる粒子状の部材を組み合わせて用いてもよい。

前記初期転移制御手段を構成する前記第１及び第２の部位が、柱状又は壁状の部材である構成とすることもできる。
例えば、前記初期転移制御手段として、前記一対の基板の間隔を保持する柱状あるいは壁状のスペーサを用いることができる。あるいは、スペーサとして機能しない、液晶層厚よりも高さの低い柱状又は壁状の部材であってもよい。柱状又は壁状のスペーサと、かかるスペーサよりも高さの低い柱状又は壁状の部材とを組み合わせて用いてもよい。

前記初期転移制御手段を構成する前記第１及び第２の部位の少なくとも一方が、前記一対の基板の双方に当接していることが好ましい。すなわち、前記初期転移制御手段が当該液晶装置のスペーサとして機能するものであることが好ましい。このように構成することで、初期転移制御手段と基板との間に液晶分子が配されないようにすることができるので、基板と初期転移制御手段との間の液晶分子により初期転移が阻害されることがなくなる。また、初期転移制御手段がスペーサを兼ねていれば、表示領域における初期転移制御手段の占有面積を節約でき、開口率を高めて明るい表示を得られるようになる。

前記第１及び第２の部位の表面に、前記表面に沿って前記液晶層の液晶分子を配向させる配向処理が施されていることが好ましい。
このような構成とすれば、初期転移制御手段の近傍で液晶分子をベンド配向に類する配向状態とすることができるため、初期転移制御手段の側面部において初期転移核の生成を促進でき、初期転移操作を円滑に進行させることができる。また、第１及び第２の部位が接している部分の近傍では、第１の部位による配向規制力と第２の部位による配向規制力の双方が液晶層に作用するため、初期転移制御手段から若干離れた位置であっても、液晶分子をベンド配向に類する配向状態とすることができる。これにより、より広い範囲で初期転移核が発生するようになり、初期転移操作の確実性を向上させることができる。

前記配向処理が、前記表面に対する表面改質処理であることが好ましい。このような表面改質処理としては、初期転移制御手段の表面を親液性から撥液性に変質させる処理を用いることができる。例えば、初期転移制御手段の表面にシランカップリング剤を塗布して液晶との親和性を変化させることで、液晶分子を表面に沿って配向させる初期転移制御手段とすることができる。

当該液晶装置の全ての画素領域に前記初期転移制御手段が配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、全ての画素領域で確実に初期転移核を発生させることができるとともに、かかる初期転移核を効率よく伝播させ、確実かつ迅速に初期転移操作を進行させることができる。

前記初期転移制御手段が、当該液晶装置の非表示領域に配置されていることが好ましい。このような構成とすれば、画素の開口率を低下させることなく迅速な初期転移操作が可能な液晶装置を実現できる。

本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板を備え、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置であって、前記液晶層中に、互いに接する複数の初期転移制御手段が配置されており、前記初期転移制御手段が、前記一対の基板の間隔を制御することを特徴とする。
この構成によれば、互いに接する複数の初期転移制御手段により液晶の配向乱れを生じやすくすることができる。初期転移制御手段同士が接触する部分の近傍では、特に液晶分子の配向乱れが生じやすく、初期転移核を確実に発生させることができる。
したがって本発明によれば、初期転移核を液晶層中に確実に発生させることができ、初期転移操作を低電圧で迅速に進行させることができる液晶装置を実現できる。
そして、前記初期転移制御手段が前記一対の基板の間隔を保持する部材を兼ねる構成であることから、初期転移制御手段と基板間隔を保持する部材の双方を設ける場合に比して開口率を高めることができ、明るい表示を得られる液晶装置となる。

前記複数の初期転移制御手段は、１つの初期転移制御手段に接する少なくとも２つの初期転移制御手段を含むことが好ましい。このような構成とすれば、初期転移核生成の確実性と基板間隔の制御性の双方を向上させることができ、高画質の液晶装置を実現できる。

次に、液晶装置の製造方法は、液晶層を挟持する一対の基板を備え、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置の製造方法であって、基板上に、液滴吐出法を用いて複数の粒子状の初期転移制御手段を配置する工程を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
この製造方法によれば、液滴が乾燥する際に、液滴中に含まれる粒子状の部材が接近するので、複数の粒子状の部材を互いに接する状態で確実に基板上に配置することができる。したがって本発明の製造方法によれば、確実かつ迅速に初期転移操作を行うことができる液晶装置を、容易に高い歩留まりをもって製造することができる。

前記液滴を、当該液晶装置の全ての画素領域に対応する位置に配置することが好ましい。液滴吐出法によれば、このように粒子状の部材を全ての画素領域に対応させて配置することも容易である。そして、かかる製造方法によれば、初期転移操作を確実にかつ迅速に行うことができる液晶装置を容易に製造できる。

前記液滴を、当該液晶装置の非表示領域に対応する位置に配置することが好ましい。液滴吐出法によれば、このように粒子状の部材を非表示領域に配置することも容易である。そして、かかる製造方法によれば、初期転移制御手段による開口率の低下を抑えることができ、明るい表示の液晶装置を容易に製造できる。

次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、初期転移操作に起因する表示不良の発生を効果的に防止でき、高画質で高速応答の表示が可能な表示部を備えた電子機器となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は本実施形態の液晶装置を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図２は液晶装置を示す等価回路図、図３はサブ画素領域の平面構成図、図４は図３のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面図である。図５は液晶分子の配向状態を示す概略図である。

本実施形態の液晶装置１００は、アクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものである。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」、３個のサブ画素により形成される表示領域を「画素領域」と称する。

液晶装置１００は、図１に示すように、素子基板（第１基板）１０と、素子基板１０に対向配置された対向基板（第２基板）２０と、素子基板１０及び対向基板２０に挟持された液晶層５０とを備えている。また、液晶装置１００は、素子基板１０及び対向基板２０をシール材５２によって貼り合わせており、液晶層５０をシール材５２で区画された領域内に封止している。シール材５２の内周に沿って周辺見切り５３が形成されており、周辺見切り５３に囲まれた平面視（対向基板２０側から素子基板１０を見た状態）で矩形状の領域を画像表示領域１０ａとしている。また液晶装置１００は、シール材５２の外側領域に設けられたデータ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４と、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４と導通する接続端子１０２と、走査線駆動回路１０４同士を接続する配線１０５とを備えている。

液晶装置１００の画像表示領域１０ａには、図２に示すように、複数のサブ画素領域が平面視マトリクス状に配列されている。各々のサブ画素領域に対応して、画素電極９と、画素電極９をスイッチング制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）３０とが設けられている。画像表示領域１０ａにはまた、複数のデータ線６ａと走査線３ａとが格子状に延びて形成されている。

ＴＦＴ３０のソースにデータ線６ａが接続されており、ゲートには走査線３ａが接続されている。ＴＦＴ３０のドレインは画素電極９と接続されている。データ線６ａはデータ線駆動回路１０１に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各サブ画素領域に供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０４に接続されており、走査線駆動回路１０４から供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを各サブ画素領域に供給する。
データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０４は、走査線３ａに対して、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎが、所定のタイミングで画素電極９に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、画素電極９と液晶層５０を介して対向配置された後述する共通電極との間で一定期間保持される。
ここで、保持された画像信号Ｓ１〜Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１７が接続されている。蓄積容量１７は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

次に、液晶装置１００の詳細な構成について、図３及び図４を参照して説明する。図３において、平面視でほぼ矩形状のサブ画素領域の長軸方向、画素電極９の長軸方向、並びにデータ線６ａの延在方向をＸ軸方向、サブ画素領域の短軸方向や画素電極９の短軸方向、走査線３ａ及び容量線３ｂの延在方向をＹ軸方向と規定している。

液晶装置１００は、図４に示すように、液晶層５０を挟持して対向する素子基板１０及び対向基板２０と、素子基板１０の外側（液晶層５０と反対側）に配置された位相差板３３及び偏光板３６と、対向基板２０の外側（液晶層５０と反対側）に配置された位相差板３４及び偏光板３７と、偏光板３６の外側に設けられて素子基板１０の外面側から照明光を照射する照明装置６０とを備えて構成されている。液晶層５０は、ＯＣＢモードで動作する構成となっており、液晶装置１００の動作時には、図４及び図５（ａ）に示すように液晶分子５１が概略弓形に配向したベンド配向を呈する。

図３に示すように、各々のサブ画素領域には平面視矩形状の画素電極９が形成されている。画素電極９の辺端のうち、長辺の縁に沿ってデータ線６ａが延在しており、短辺の縁に沿って走査線３ａが延在している。走査線３ａの画素電極９側には、走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂが形成されている。

走査線３ａ上に、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が形成されている。ＴＦＴ３０は、島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なるように配置されたソース電極６ｂ及びドレイン電極３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ソース電極６ｂは、半導体層３５と反対側の端部でデータ線６ａと接続されている。ドレイン電極３２は半導体層３５と反対側の端部で容量電極３１を構成している。容量電極３１は容量線３ｂの平面領域内に配置されており、当該位置に容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量１７が形成されている。容量電極３１の平面領域内に形成された画素コンタクトホール１４を介して画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されることで、ＴＦＴ３０のドレインと画素電極９とが導通している。

図４に示すように、素子基板１０は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体１１を基体として備える。基板本体１１の内側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂと、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆うゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２を介して走査線３ａと対向する半導体層３５と、半導体層３５と接続されたソース電極６ｂ（データ線６ａ）、及びドレイン電極３２と、ドレイン電極３２と接続されるとともにゲート絶縁膜１２を介して容量線３ｂと対向する容量電極３１とが形成されている。すなわち、ＴＦＴ３０とこれに接続された蓄積容量１７とが基板本体１１上に形成されている。

ＴＦＴ３０を覆って、ＴＦＴ３０等に起因する基板上の凹凸を平坦化する平坦化膜１３が形成されている。平坦化膜１３を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール１４が形成されており、画素コンタクトホール１４を介して平坦化膜１３上に形成された画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。画素電極９を覆って配向膜１８が形成されている。配向膜１８は、例えばポリイミドからなるものであり、サブ画素領域の長軸方向（Ｘ軸方向）にラビング処理されている。かかる配向膜１８により、図３に破線の矢印で示す配向方向１８ａに沿って液晶分子５１が配向するようになっている。

対向基板２０は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成され基板本体２１を基体として備える。基板本体２１の内側（液晶層５０側）には、各々のサブ画素領域に対応する色種の色材層からなるカラーフィルタ２２と、共通電極２５と、配向膜２９とが積層されている。

共通電極２５は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなり、複数のサブ画素領域を覆う平面形状である。共通電極２５とカラーフィルタ２２との間に、カラーフィルタ２２上の凹凸を平坦化するための平坦化膜が形成されていてもよい。配向膜２９は、例えばポリイミドからなるものであり、共通電極２５を覆って形成されている。配向膜２９の表面には、図３に実線の矢印２９ａで示すように、サブ画素領域の長軸方向（Ｘ軸方向）にラビング処理されている。かかる配向膜２９により、図３に実線の矢印で示す配向方向２９ａに沿って液晶分子５１が配向するようになっている。

そして本実施形態の液晶装置１００では、図３及び図４に示すように、素子基板１０と対向基板２０との間に、素子基板１０と対向基板２０との間隔を維持する粒子状のスペーサ４１〜４３が配置されている。スペーサ４１〜４３は、樹脂材料で構成されており、その径が素子基板１０及び対向基板２０の間隔と同等の球状となっている。

本実施形態の液晶装置１００では、１箇所に複数個（３個）のスペーサが固まって配置されており、３個のスペーサ４１〜４３は少なくとも他の１個のスペーサと接している。これら一群のスペーサ４１〜４３は、素子基板１０と対向基板２０との間隔を保持する機能を有するとともに、ＯＣＢモードの液晶層５０における初期配向転移を促進する機能を有する初期転移制御手段４０となっている。したがって本実施形態において、スペーサ４１〜４３は、本発明に係る初期転移制御手段４０の第１〜第３の部位をそれぞれ構成する粒子状の部材である。

偏光板３６，３７は、それらの透過軸が互いにほぼ直交するように配置されている。偏光板３６の内面側に設けられた位相差板３３、及び偏光板３７の内面側に設けられた位相差板３４は、透過光に対して略１／４波長の位相差を付与するλ／４位相差板であり、λ／４位相差板とλ／２位相差板とが積層されたものであってもよい。
さらに、偏光板３６，３７の一方または双方の内側にさらに光学補償フィルムを追加配置してもよい。光学補償フィルムを配置することで、コントラストをさらに向上させることができる。光学補償フィルムとしては、屈折率異方性が負のディスコティック液晶などをハイブリッド配向させた負の一軸性媒体や、屈折率異方性が正のネマチック液晶などをハイブリッド配向させた正の一軸性媒体が挙げられる。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせたものや、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである二軸性媒体を用いてもよい。

次に、ＯＣＢモードの液晶装置１００の初期転移操作を図面に基づいて説明する。ここで、図５は、ＯＣＢモードの液晶分子の配向状態を示す説明図である。図６は、初期転移操作における初期転移制御手段４０（スペーサ４１〜４３）の作用を説明するための平面図である。
ＯＣＢモードの液晶装置では、その初期状態（非動作時）において、図５（ｂ）に示すように液晶分子５１がスプレイ状に開いた配向状態（スプレイ配向）になっており、表示動作時には、図５（ａ）に示すように液晶分子５１が弓なりに曲がった配向状態（ベンド配向）になっている。そして、液晶装置１００は、表示動作時にベンド配向の曲がり度合いで透過率を変調することで、表示動作の高速応答性を実現する構成となっている。

ＯＣＢモードの液晶装置１００の場合、電源遮断時における液晶分子の配向状態が図５（ｂ）に示すスプレイ配向であるため、電源投入時にある閾値以上の電圧を液晶分子５１に印加することで、図５（ｂ）に示す初期のスプレイ配向から、図５（ａ）に示す表示動作時のベンド配向に液晶分子の配向状態を転移させる、いわゆる初期転移操作が必要となる。初期転移が十分に行われない場合には、表示不良が生じたり、所望の高速応答性を得られなくなる。

液晶層５０の初期転移操作としては、走査線３ａを線順次にＯＮしつつ、画素電極９と共通電極２５との間にパルス電圧を印加する方法を用いることができる。ここで、本実施形態では、初期転移制御手段４０として、３個のスペーサ４１〜４３を接した状態で配置したものが設けられている。そのため、液晶装置１００では、上記電圧印加による初期転移操作に際して、初期転移制御手段４０の近傍で初期転移を促進し、低電圧であっても迅速に初期転移操作を行えるようになっている。

より詳細には、図４及び図６に示すように、サブ画素領域内にスペーサ４１〜４３が他のスペーサと接して配置されているので、スペーサ４１〜４３の近傍において液晶分子５１の配向がランダムになる。これによりスプレイ配向からベンド配向への転移のエネルギーが下がり、スペーサ４１〜４３の周囲に初期転移核（ベンド核）を発生させることができる。そして、この初期転移核から周囲に初期転移を伝播させることができ、確実かつ迅速に初期転移操作を実行することができる。
特に、図６においてスペーサ同士が接するあるいは近接している領域４８においては、液晶分子５１の配向が他の領域よりもさらに乱れた状態となるため、領域４８には初期転移核が極めて容易に発生する。そして、各々の領域４８からは、図６に示すように異なる方位に初期転移が伝播するため、極めて効率よく初期転移を伝播させることができる。

また、粒子状のスペーサ４１〜４３は、樹脂材料等からなる弾性を有する粒子であり、素子基板１０と対向基板２０とに挟まれた状態でこれらの基板からの押圧力で変形する。このようにスペーサ４１〜４３が変形していれば、スペーサ４１〜４３の液晶層５０と接する表面の形状や、スペーサ４１〜４３同士が接する部位の形状が図示したものよりも複雑な凹凸形状を呈する。そのため、スペーサ４１〜４３の近傍における液晶の配向乱れがより顕著になり、初期転移核の発生がさらに促進される。

また本実施形態では、初期転移制御手段４０が粒状のスペーサ４１〜４３により構成されている場合について説明したが、初期転移制御手段４０としては、柱状スペーサを用いることもできる。図７（ａ）は、柱状スペーサを用いて構成した初期転移制御手段４０ａの斜視図であり、図７（ｂ）は、初期転移制御手段４０ａの平面図である。

図７に示すように、柱状スペーサを用いた初期転移制御手段４０ａは、柱状の部材である第１の部位４１ａと、同じく柱状の部材である第２の部位４２ａとを、互いの側壁部で接するように一体に形成したものである。初期転移制御手段４０ａを構成する第１の部位４１ａと第２の部位４２ａは、いずれも側面視略台形状の略円柱状部材であり、直径の大きい底面側で両者が一体化されている。

このような初期転移制御手段４０ａを設けた場合にも、柱状スペーサである第１の部位４１ａ、第２の部位４２ａの周囲で液晶分子５１の配向がランダムになって初期転移核が発生する。そして、この初期転移核が周囲に伝播することで、液晶層５０の初期転移操作が円滑にかつ迅速に行われる。特に、第１の部位４１ａと第２の部位４２ａとの接続部近傍の領域４８ａにおいては、初期転移制御手段４０ａが内側にくぼんだ形状となっているため、液晶分子５１の配向がさらに乱れやすく、したがって初期転移核が容易かつ確実に発生する。そして、各々の領域４８ａからは、互いに異なる方向に初期転移が伝播するため、効率よく初期転移を伝播させることができる。

また、柱状スペーサを用いた場合にも、素子基板１０と対向基板２０の押圧力により変形するため、初期転移制御手段４０ａの液晶層５０と接する面は複雑な凹凸形状を呈し、液晶分子５１の配向乱れがさらに促進され、初期転移核の発生を確実なものとすることができる。したがって初期転移制御手段４０ａを設ける場合にあっても、初期転移操作を確実にかつ迅速に実行することができる。

また本実施形態の液晶装置１００において、初期転移制御手段４０（４０ａ）は、画像表示領域１０ａを構成する全てのサブ画素領域に配置することが好ましい。このように各サブ画素領域に初期転移制御手段４０が配置されていれば、各サブ画素領域で確実に初期転移を行うことができ、表示不良や応答速度の低下の生じない、高品質の表示を得ることができる。

ここで図８は、隣接して配置された４つのサブ画素領域について、初期転移制御手段４０の配置形態の複数の例を示す図である。初期転移制御手段４０は、図３にも示したように、画素電極９上に配置することができ、図８に示すようにサブ画素領域の中央部近傍に配置すれば、初期転移制御手段４０で発生した初期転移核をサブ画素領域内に効率よく伝播させることができる。

あるいは、図８に示す初期転移制御手段４０Ａ〜４０Ｄのように、画像表示領域の非表示領域に配置されている構成であってもよい。かかる非表示領域としては、画素電極９を縁取るように形成される遮光膜（ブラックマトリクス）２３の平面領域を例示できる。また透過型液晶装置であれば、容量線３ｂ（蓄積容量）の平面領域も遮光されるので、上記非表示領域に含まれる。

初期転移制御手段４０Ａ、４０Ｂは、２個のスペーサ４１Ａ、４２Ａ、２個のスペーサ４１Ｂ、４２Ｂをそれぞれ互いに接した状態で配置した構成である。初期転移制御手段４０Ａは、図示Ｙ軸方向（走査線３ａ延在方向）に延びる遮光膜２３上に並んで配置されており、一方、初期転移制御手段４０Ｂは、図示Ｘ軸方向（データ線６ａ延在方向）に延びる遮光膜２３上に並んで配置されている。これらの初期転移制御手段４０Ａ、４０Ｂは、各サブ画素領域の境界ごとに配置してもよいし、１つおきの境界に配置してもよい。各サブ画素領域の周辺に位置する非表示領域（遮光領域）に少なくとも１つの初期転移制御手段４０Ａ、４０Ｂが配置されていれば、当該サブ画素領域について、初期転移制御手段によって初期転移操作を高速化する効果を得られる。

初期転移制御手段４０Ｃは、格子状に形成された遮光膜２３の交差位置に配されたスペーサ４３Ｃと、このスペーサ４３Ｃを取り囲んで配置された４個のスペーサ４１Ｃ、４２Ｃ、４４Ｃ、４５Ｃとにより構成されている。これらのスペーサ４１Ｃ〜４５Ｃは、いずれも遮光膜２３上に配置されている。このように遮光膜２３の交差点に対応して初期転移制御手段４０Ｃを配置すれば、当該交差点に接する４つのサブ画素領域について、１つの初期転移制御手段４０Ｃにより初期転移操作を高速化する効果を得ることができる。
また透過型液晶装置においては、容量線３ｂの形成領域も非表示領域となるので、初期転移制御手段４０Ｄのように、容量線３ｂの平面領域内に配置してもよい。

［液晶装置の製造方法］
次に、本実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。図９は、本実施形態の液晶装置の製造工程を示す図である。
本実施形態の製造方法は、液滴吐出法を用いてスペーサ４１〜４３を素子基板１０上に配置することで初期転移制御手段４０を形成するものである。

まず、図９（ａ）に示すように、ＴＦＴ３０や画素電極９、配向膜１８が形成された素子基板１０を用意する。素子基板１０の製造方法としては、従来公知の製造方法が採用できるので、ここでは説明を省略する。また素子基板１０上にはシール材５２が描画されていてもよい。
そして、素子基板１０上の所定位置に液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド１５０を配置し、液滴吐出ヘッド１５０から液滴１４０を吐出することで、図９（ｂ）に示すように、素子基板１０上の所定位置に液滴１４０を配置する。液滴１４０の吐出位置としては、図８に示したように、遮光膜２３の形成領域（非表示領域）、容量線３ｂの形成領域（非表示領域）、あるいは画素電極９の形成領域である。

液滴１４０は、スペーサ４１〜４３を分散媒１４１に分散させた液状体を、液滴吐出ヘッド１５０から少量吐出したものである。分散媒１４１としては、水やアルコールを用いることができ、スペーサ４１〜４３が凝集するのを防止するための分散剤が添加されていてもよい。液滴吐出ヘッド１５０を備えた液滴吐出装置としては、スペーサが分散された液状体を、所定の位置に吐出配置できるものであれば特に限定されない。

図９（ｂ）に示すように素子基板１０上に液滴１４０を配置したならば、自然乾燥や真空乾燥、加熱乾燥により液滴１４０中の分散媒１４１を除去する。このとき、分散媒１４１は雰囲気と接する表面から蒸発するので、液滴１４０が乾燥する過程で液滴１４０中に分散されていたスペーサ４１〜４３が１箇所に寄り集まる。
そして、分散媒１４１が完全に除去されると、図９（ｃ）に示すように、スペーサ４１〜４３が他のスペーサと接した状態で配置された初期転移制御手段４０を素子基板１０上に得ることができる。

その後、素子基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して貼り合わせた後、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶を注入することで、本実施形態の液晶装置１００が得られる（図１参照）。

以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、液滴吐出法を用いて、スペーサ４１〜４３を配置しているので、所望の位置に正確に初期転移制御手段４０を配置することができ、円滑な初期転移操作が可能な液晶装置を容易に製造できる。また、複数のスペーサ（４１〜４３）を含む液滴１４０を素子基板１０上に配置し、これを乾燥させる過程でスペーサ４１〜４３が他のスペーサに接するように寄り集まるので、所望の初期転移核を確実に発生させることができる初期転移制御手段４０を容易かつ確実に得ることができる。

なお、本発明に係る液晶装置における初期転移制御手段４０の配置方法としては、上記液滴吐出法を用いたスペーサ配置に限られるものではなく、複数のスペーサを他のスペーサに接した状態で基板上に配置できる方法であれば、特に限定されることなく使用できる。例えば、素子基板１０の表面とスペーサ４１〜４３とを帯電させて配置する方法であってもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０（ａ）は、本実施形態の液晶装置２００の１サブ画素領域の概略構成を示す平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う液晶装置２００の断面図である。図１１は、初期転移制御手段の作用説明図である。
なお、本実施形態の液晶装置は、初期転移制御手段を構成するスペーサの構成が一部異なる以外は、先の第１実施形態と同様の構成である。したがって、図１０及び図１１において先の第１実施形態と同様の構成要素には共通の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

図１０（ａ）に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、画素電極９と、画素電極９と接続されたＴＦＴ３０とを備えたサブ画素領域を有している。そして、サブ画素領域の画素電極９上には、２個の粒状のスペーサ４１ｂ，４２ｂからなる初期転移制御手段４０ｂが配置されている。
図１０（ｂ）に示すように、素子基板１０と対向基板２０とは、初期転移制御手段４０ｂを構成するスペーサ４１ｂ、４２ｂにより所定間隔に保持されている。

そして、本実施形態の液晶装置２００では、初期転移制御手段４０ｂを構成するスペーサ４１ｂ、４２ｂの表面に、これらの表面に沿って液晶分子５１を素子基板１０から対向基板２０に向かうように配向させる配向処理が施されている。このため、スペーサ４１ｂ、４２ｂの近傍における液晶分子５１は、スペーサ４１ｂ、４２ｂの表面に沿って素子基板１０から対向基板２０に向かうよう水平配向する。

ここで、スペーサ４１ｂ、４２ｂに施す配向処理としては、例えばγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランや、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、４−アミノフェニルプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）−エチレンジアミンなどのようにスペーサ４１ｂ、４２ｂの表面と結合する２つの極性官能基（−ＮＨ_２、−ＣＯＮＨなど）を有するシランカップリング剤の被膜をスペーサ４１ｂ、４２ｂの表面に形成する表面改質処理、あるいはスペーサ表面にポリイミド等の配向膜を形成する処理などが挙げられる。

本実施形態の液晶装置２００における液晶層５０の初期転移操作としては、走査線３ａを線順次にＯＮしつつ、画素電極９と共通電極２５との間にパルス電圧を印加する方法を用いることができる。スペーサ４１ｂ、４２ｂには表面に沿って素子基板１０から対向基板２０に向かうように配向処理が施されているため、スペーサ４１ｂ、４２ｂの近傍における液晶分子５１は、スペーサ４１ｂ、４２ｂの表面に沿って素子基板１０から対向基板２０に向かうよう水平配向される。これにより、スペーサ４１ｂ、４２ｂの近傍における液晶分子５１は、ベンド配向と同等の配向状態となる。

図１１には、上述したスペーサ４１ｂ、４２ｂ近傍の液晶分子５１の配向状態を、スペーサ４１ｂ、４２ｂの中心を通る断面において平面視したものが示されている。したがって、液晶分子５１は、スペーサ４１ｂ、４２ｂの周囲で液晶層５０の層厚方向（基板法線方向）に配向した状態となっている。本実施形態の液晶装置２００では、初期転移電圧（例えば５Ｖ）の印加により、スペーサ４１ｂ、４２ｂ表面でベンド配向に類する配向状態となった液晶分子５１が初期転移核となって初期転移が周辺に伝播するようになっている。

さらに本実施形態では、図１１に示すように２個のスペーサ４１ｂ、４２ｂが接した状態で配置されているため、これらの接触部近傍の領域４９では、スペーサ４１ｂ表面の配向規制力と、スペーサ４２ｂ表面の配向規制力の双方が液晶分子５１に作用するため、スペーサ４１ｂ、４２ｂから離れた位置の液晶分子５１も素子基板１０から対向基板２０に向かう方向に配向している。これにより、領域４９においては、スペーサ４１ｂ、４２ｂの他の表面領域よりも確実に初期転移核が発生するようになり、初期転移操作を確実かつ迅速に進行させることができるものとなっている。また、領域４９は、スペーサ４１ｂ、４２ｂの接触部（接点）を挟んだ両側にそれぞれ形成されているため、かかる領域４９で生じた初期転移核は、基板面方向で互いに逆向きに伝播することとなり、極めて効率よくサブ画素領域内に伝播する。

なお、本実施形態の液晶装置２００において、初期転移制御手段４０ｂを３個以上のスペーサによって構成してもよく、初期転移制御手段４０ｂを、柱状スペーサを用いて構成してもよい。柱状スペーサを用いる場合には、その表面に沿って液晶分子を配向させる水平配向処理を柱状スペーサ表面に施すこととなる。

また初期転移制御手段４０ｂを設ける位置についても、図８を参照して説明した第１実施形態の初期転移制御手段４０と同様の位置とすることができる。さらに本実施形態においても、初期転移制御手段４０ｂを全てのサブ画素領域に配置することが好ましい。

なお、以上の実施形態では、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置を例示して説明したが、本発明に係る液晶装置の駆動方式や表示方式はかかる構成に限定されるものではない。例えば、ＴＦＤ（Thin Film Diode）をスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス方式を採用してもよく、反射型や半透過反射型の液晶装置として構成することもできる。

（電子機器）
以上のような構成の本発明に係る液晶装置は、例えば図１２に示すような携帯電話機１３００の表示部１３０１として用いることができる。携帯電話機１３００は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、送話口１３０４及び上記表示部１３０１を筐体に備えた構成である。
携帯電話機１３００によれば、初期転移操作が短時間で確実に行われるので、表示不良のない高速応答の表示を得ることができるものとなっている。
さらに本発明の液晶装置を備える電子機器としては、携帯電話機に限らず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）やパーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備える機器、照明装置などのような他の電子機器であってもよい。

図１は、第１実施形態の液晶装置の全体構成図。 図２は、同、等価回路図。 図３は、同、１サブ画素領域の平面図。 図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面図。 図５は、初期転移操作の説明図。 図６は、初期転移制御手段の作用説明図。 図７は、初期転移制御手段の他の構成を示す図。 図８は、初期転移制御手段の配置例を示す図。 図９は、第１実施形態の液晶装置の製造工程を示す図。 図１０は、第２実施形態の液晶装置の構成を示す図。 図１１は、初期転移制御手段の作用説明図。 図１２は、電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１００，２００ 液晶装置、１０ 素子基板、２０ 対向基板、４０，４０ａ，４０ｂ，４０Ａ〜４０Ｄ 初期転移制御手段、４１，４１ａ，４１ｂ，４１Ａ〜Ｄ スペーサ（第１の部位）、４２，４２ａ，４２ｂ，４２Ａ〜４２Ｄ スペーサ（第２の部位）、４３ スペーサ（第３の部位）、４８，４８ａ，４９ 領域、５０ 液晶層、５１ 液晶分子、１４０ 液滴、１５０ 液滴吐出ヘッド

Claims (12)

1. 液晶層を挟持する一対の基板を備え、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置であって、
   前記液晶層中に、互いに接する第１の部位と第２の部位とを有する初期転移制御手段が配置されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記初期転移制御手段を構成する前記第１及び第２の部位が、粒子状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記初期転移制御手段を構成する前記第１及び第２の部位が、柱状又は壁状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記初期転移制御手段を構成する前記第１及び第２の部位の少なくとも一方が、前記一対の基板の双方に当接していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶装置。
5. 前記第１及び第２の部位の表面に、前記表面に沿って前記液晶層の液晶分子を配向させる配向処理が施されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記配向処理が、前記表面に対する表面改質処理であることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
7. 当該液晶装置の全ての画素領域に前記初期転移制御手段が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶装置。
8. 前記初期転移制御手段が、当該液晶装置の非表示領域に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶装置。
9. 液晶層を挟持する一対の基板を備え、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置であって、
   前記液晶層中に、互いに接する複数の初期転移制御手段が配置されており、
   前記初期転移制御手段が、前記一対の基板の間隔を制御することを特徴とする液晶装置。
10. 前記複数の初期転移制御手段は、１つの初期転移制御手段に接する少なくとも２つの初期転移制御手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶装置。
11. 液晶層を挟持する一対の基板を備え、前記液晶層の配向状態をスプレイ配向からベンド配向へと転移させて表示を行う液晶装置の製造方法であって、
    基板上に、液滴吐出法を用いて複数の粒子状の初期転移制御手段を配置する工程を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
12. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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