JP2008185666A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ベンド配向とツイスト配向とを安定して共存させることにより、高速応答性と高コントラストを兼ね備えた液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置１は、第１の基板（ＴＦＴアレイ基板２）と液晶層５との界面での液晶分子の配向方向と第２の基板（対向基板３）と液晶層５との界面での液晶分子の配向方向とが、第１の基板および第２の基板の基板面内の方位角方向において異なり、第１の基板と液晶層との界面での液晶分子のプレチルト方向と第２の基板と液晶層との界面での液晶分子のプレチルト方向との関係で規制される液晶分子のツイスト方向とは逆向きのツイストを付与するカイラル剤が液晶層に添加されている。これにより、ベンド転移閾値電圧以上の電圧を液晶層に印加したときに、液晶分子がツイスト配向状態を呈しつつベンド配向状態を呈することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置および電子機器に関し、特にベンド配向とツイスト配向の２つの配向状態を併せ持った表示モードを用いる液晶装置に関するものである。

液晶装置の分野においては、近年、動画の画質向上を目的として応答速度の速いＯＣＢ（Optical Compensated Birefringence）モードの液晶装置が脚光を浴びている。ＯＣＢモードにおいて、初期状態では液晶分子が２枚の基板間で扇状に開いたスプレイ配向状態を呈し、表示動作時には液晶分子が弓なりに曲がったベンド配向状態を呈している。したがって、表示動作時にはベンド配向の曲がりの度合いで透過率を変調することによって高速応答性を実現している。ＯＣＢモードの液晶装置は高速応答性を特徴とする一方、所定の駆動電圧範囲内で高いコントラストを実現するためには、位相差板を用いて位相差補償を行う必要がある。そのため、液晶パネルのセルギャップや位相差板の面内リタデーション値を高精度に合わせ込まなければならない。

ＯＣＢモードの液晶表示装置の使用を前提として、広視野角で明るい表示を得るための手法が下記の特許文献１に提案されている。特許文献１では、液晶分子の配向方向が一方の基板側の液晶層との界面と他方の基板側の液晶層との界面とで略９０°の角度をなしており、かつ液晶層の厚さ方向にベンド配向を呈した表示モードを提案している。また、ここでは液晶層に２色性色素を添加したゲストホスト型液晶モードを用いている。この種の配向を採った場合、ベンド配向による高速応答性が得られるとともに、入射光の旋光性を表示に利用できるため、位相差補償を不要とすることができる。
特開平９−１６６７９３号公報

特許文献１では、ベンド配向を得る手段として、液晶分子のプレチルト角を４０°程度にまで高くする方法が開示されている。しかしながら、このような高いプレチルト角を得るには基板表面の配向処理方法に制約が生じ、実現が難しい。また、プレチルト角が高くなる程、液晶層のリタデーション値が小さくなるため、明るさを得るのに不利である。また、実施例には、プレチルト角が５°程度であってもベンド配向を得られたと記載されているが、特許文献１の技術ではカイラル剤による液晶分子のねじれ方向が指定されておらず、安定して一方向にツイスト配向させつつベンド配向させるのは困難である、といった問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ベンド配向とツイスト配向とを安定して共存させることにより、高速応答性と高コントラストを兼ね備えた液晶装置、およびこの種の液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、第１の基板と第２の基板との間に液晶層が挟持され、前記液晶層の液晶分子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、前記第１の基板における配向方向と、前記第２の基板における配向方向とが、前記第１の基板および前記第２の基板の基板面内の方向において異なり、前記第１の基板側の前記液晶分子のプレチルト方向と、前記第２の基板側の前記液晶分子のプレチルト方向と、の関係で規制される前記液晶分子のツイスト方向とは逆回りのツイストを付与するカイラル剤が、前記液晶層に添加され、前記液晶分子が、ベンド転移閾値電圧以上の電圧を前記液晶層に印加したときに、ツイスト状態を呈しつつベンド配向状態を呈することを特徴とする。

本発明の構成によれば、第１の基板上の液晶分子の配向方向と第２の基板上の液晶分子の配向方向とが、各基板の基板面内の方位角方向で異なっている、すなわち、第１、第２の基板の配向方向はねじれの関係にある。ここで、本発明においては、第１の基板側の液晶分子のプレチルト方向と第２の基板側の液晶分子のプレチルト方向との関係で決まる液晶分子のツイスト方向とは逆向きのツイストを付与するカイラル剤が液晶層に添加されているので、カイラル剤によって規制される液晶分子のねじれを解いて考えるとスプレイ配向と等価になる。なお、この部分の詳細な説明は［発明を実施するための最良の形態］の項で図面を用いて行う。よって、ベンド転移閾値電圧以上の電圧を液晶層に印加すると、液晶分子がツイスト状態を呈しつつベンド配向状態を呈する状態を得ることができる。このようにして、本発明では、ベンド配向とツイスト配向とを安定して共存させることができ、高速応答性と高コントラストを兼ね備えた液晶装置を実現することができる。

また、前記液晶層の層厚をｄ、前記液晶分子の固有ねじれピッチをｐとしたとき、ｄ／ｐの値が、０．２５≦ｄ／ｐ≦１の範囲内にあることが望ましい。
ｄ／ｐの値が０．２５未満であると、カイラル剤によって規制される液晶分子のねじれが不十分であるため、液晶分子によるらせん構造が不完全になる。そのため、偏光面の回転角度が小さくなり、透過率が低下してしまう。また、ｄ／ｐの値が１を超えると、ベンド配向に対してツイスト配向の影響が大きくなるため、応答速度が遅くなってしまう。なお、ｄ／ｐの値とこれら特性値との詳細な相関関係については、［発明を実施するための最良の形態］の項で詳述する。

また、前記第１の基板および前記第２の基板のうちのいずれか一方の基板において、配向方向が異なる複数の領域が設けられた構成としても良い。
この構成によれば、液晶層に電圧を印加した際に液晶分子のツイスト方向が異なる領域ができ、各領域の境界に、液晶層の初期状態であるスプレイ配向から駆動時のベンド配向へと転移するきっかけとなる核（以下、ベンド転移核と呼ぶ）が生成され、ベンド転移核からベンド転移が周囲に伝播する。これにより、本発明の液晶装置を使用する際の初期転移操作を短時間に済ますことができる。

さらに、１つの画素内に、配向方向が異なる複数の領域が設けられた構成としても良い。
この構成によれば、各画素毎にベンド転移核が生成される確率が高くなるため、初期転移操作をより短時間に済ますことができる。

本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の液晶装置を備えたことによって高速応答性と高コントラストを兼ね備えた液晶表示が可能な電子機器を実現することができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図１２を参照して説明する。
本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置の例を挙げて説明する。

図１は本実施形態の液晶装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図、図３は同液晶装置の等価回路図、図４〜図９は同液晶装置における液晶分子の配向状態を説明するための図、図１０は同液晶装置における印加電圧と明るさ（透過率）との関係を示す図、図１１はｄ／ｐと透過率との関係を示す図、図１２はｄ／ｐと応答時間との関係を示す図、である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

図１および図２に示すように、本実施形態の液晶装置１は、ＴＦＴアレイ基板２（第１の基板）と対向基板３（第２の基板）とがシール材４によって貼り合わされ、このシール材４によって区画された領域内に液晶層５が封入されている。液晶層５は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されており、初期状態ではスプレイ配向、表示動作時にはベンド配向を呈する。シール材４の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）６が形成されている。シール材４の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路７および外部回路実装端子８がＴＦＴアレイ基板２の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路９が形成されている。ＴＦＴアレイ基板２の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路９の間を接続するための複数の配線１０が設けられている。また、対向基板３の角部においては、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間で電気的導通をとるための基板間導通材１１が配設されている。

図３は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。液晶装置の表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極１３がそれぞれ形成されている。また、画素電極１３の側方には、当該画素電極１３への通電制御を行うための画素スイッチング素子であるＴＦＴ素子１４が形成されている。このＴＦＴ素子１４のソースには、データ線１５が電気的に接続されている。各データ線１５には画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがそれぞれ供給される。なお画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、各データ線１５に対してこの順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線１５に対してグループ毎に供給してもよい。

また、ＴＦＴ素子１４のゲートには、走査線１６が電気的に接続されている。走査線１６には、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。なお、走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線１６に対してこの順に線順次で印加される。また、ＴＦＴ素子１４のドレインには、画素電極１３が電気的に接続されている。そして、走査線１６から供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１４を一定期間だけオン状態にすると、データ線１５から供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極１３と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極１３と容量線１７との間に蓄積容量１８が形成され、液晶容量と並列に配置されている。このように、液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子のベンド配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示がなされる。以上、等価回路図を用いて画像表示を行う際の動作を説明したが、初期転移（スプレイ配向からベンド配向への転移）のための電圧印加動作を行う際にも、画像表示動作の場合と同様、データ線に初期転移用信号を供給するとともに走査線に走査信号を供給し、表示領域内の複数の画素を駆動する。

本実施形態の液晶装置１において、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３に対して、図４に示すような配向処理（ラビング処理）がなされている。図４では、ＴＦＴアレイ基板２のガラス基板２０、画素電極１３、配向膜２１、対向基板３のガラス基板２２、共通電極２３、配向膜２４のみを図示するが、対向基板３上の配向膜２４には図４中の奥から手前に向かう矢印Ｃの方向にラビング処理が施されている。ＴＦＴアレイ基板２上の配向膜２１には図４中の右から左に向かう矢印Ｄの方向にラビング処理が施されている。したがって、対向基板３側の液晶分子の配向方向と、ＴＦＴアレイ基板２側の液晶分子の配向方向とが基板面内の方位角方向において異なっており、ＴＦＴアレイ基板２側と対向基板３側の配向方向が９０°の角度をなしている。

ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間には、誘電率異方性が正の液晶材料からなる液晶層５が封入されている。また、液晶材料中には、液晶層５の層厚をｄ、液晶分子の固有ねじれピッチをｐとしたとき、液晶層５の層厚と液晶分子の固有ねじれピッチとの比（ｄ／ｐ）の値が０．７５となるように、液晶分子が右回りとなるカイラル剤が添加されている。本実施形態の場合、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間隔（セルギャップ）を５．３μｍとする。よって、ｄが５．３μｍであるから、ｐが概ね７．１μｍとなるようにカイラル剤が添加されている。

なお、本明細書で言うところの「ｄ／ｐ」とは、あくまでも液晶材料を水平配向させたときの値である。すなわち、水平配向では、液晶層の層厚ｄと液晶分子の固有ねじれピッチｐとが等しいとき、すなわち、ｄ／ｐ＝１のとき、液晶層中で液晶分子が１回転ねじれていることになる。本実施形態では、ｄ／ｐ＝０．７５であるから、本実施形態で用いる液晶材料を水平配向させたとすれば、液晶層中で液晶分子が０．７５回転ねじれている、という意味になる。本発明の特徴は後述するが、各基板のプレチルト方向の関係で規制される液晶分子のツイスト方向とは逆回りのツイストを付与するカイラル剤を添加し、カイラル剤によるツイスト方向の方に液晶分子を強制的にツイストさせる、という特殊なものである。したがって、本実施形態の場合は、ｄ／ｐ＝０．７５であっても、実際には液晶層５中で液晶分子が０．７５回転（２７０°）ねじれているわけではなく、９０°ねじれているのである。

また、図５に示すように、対向基板３側の液晶分子２５ａのプレチルト方向は、液晶分子２５ａの長軸方向の両端（Ａ側、Ａ’側）のうち、Ａ側（図５の左側）が基板面から立ち上がっている。ＴＦＴアレイ基板２側の液晶分子２５ｂのプレチルト方向は、液晶分子２５ｂの長軸方向の両端（Ｂ側、Ｂ’側）のうち、Ｂ側（図５の左側）が基板面から立ち上がっている。ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３のそれぞれの外面側（液晶層５と反対側）には、図示しない偏光板が配置されている。一方の偏光板の透過軸はいずれか一方の基板のラビング方向に対して平行もしくは垂直に配置されるとともに、他方の偏光板の透過軸に対して垂直に配置（クロスニコル配置）されている。なお、図５は、液晶分子２５ａ，２５ｂの配向方向を見やすくするため、対向基板３側を９０°ねじった状態で描いてある。

ここで、本発明の特徴である液晶分子のツイスト方向について説明する。
液晶分子のツイスト方向が右回り、左回りのいずれになるかは、各基板上の液晶分子にプレチルト角を付与し、右回りのツイストと左回りのツイストのそれぞれに要するエネルギーに差を付けることによって規制することができる。例えば図４、図５に示す方向でラビング処理を行った場合には、液晶分子２５ａ，２５ｂは（対向基板３（上側の基板）側から見て）左回りのツイストを呈する。もしくは、液晶分子のツイスト方向を規制する簡便な手段として、液晶材料にカイラル剤を添加する方法がある。添加するカイラル剤の種類や量によって、ツイストの方向と量を制御することができる。一般的に、液晶分子のツイストの制御は、プレチルト角よりもカイラル剤の方に支配される傾向が強い。

ところで、通常のＴＮ（Twisted Nematic）モードでは、液晶分子のツイスト方向を均一にして配向が乱れないようにするために、プレチルト角によって規制されるツイスト方向とカイラル剤によって規制されるツイスト方向を同じ方向に合わせる。このとき、９０°ツイストした液晶分子のねじれを解いたと仮定し、その状態を図示したとすると、図６（ａ）に示すようになる。すなわち、この図に示すように、液晶分子２５はＴＦＴアレイ基板２と対向基板３とで同じ方向のプレチルトを示す。

これに対して、本実施形態においては、プレチルト角によって規制される液晶分子２５のツイスト方向とカイラル剤によって規制される液晶分子２５のツイスト方向とが逆回りになるようにしている。このとき、９０°ツイストした液晶分子２５のねじれを解いたと仮定し、その状態を図示したとすると、図６（ｂ）に示すようになる。すなわち、この図に示すように、液晶分子２５はＴＦＴアレイ基板２と対向基板３とで逆方向のプレチルトを示す。このように、液晶分子２５が上下の基板間で逆方向のプレチルトを示す関係は、いわゆるスプレイ配向である。したがって、この配向状態がねじれていても液晶分子２５は同様の動作を示し、この状態から電圧を印加していくことによって、図６（ｃ）に示すようなベンド配向に転移させることができる。
本発明者は、このようにすれば、ＴＮモードのように液晶分子２５がツイスト配向しながらもベンド配向を呈するような液晶層５の状態を安定して作り出せることを見い出した。

また、本実施形態の液晶分子２５の配向状態を他の表現方法で表すと、図８、図９に示すようになる。すなわち、図７に示すように、例えばＴＦＴアレイ基板２の基板面内で直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向、液晶層５の厚さ方向をＺ方向とし、液晶分子２５の長軸ＬのＸＹ面内への射影像がＸ軸となす角度をφ（°）、液晶分子２５の長軸ＬがＸＹ平面となす角度をθ（°）とすると、ＸＹ面内については、図８に示すように、ｚ／ｄが０から１に変化するにつれてφが０°から９０°まで変化する（９０°ねじれた状態となっている）。また、Ｚ方向については、図９に示すように、ｚ／ｄが０から１に変化するにつれてφが１８０°近傍から９０°を経て０°近傍まで変化する（ベンド状態となっている）。なお、ｚは液晶層５の厚さ方向（Ｚ方向）の座標、ｄは液晶層５の厚さである。

図１０は、本実施形態の液晶装置１において液晶層５に印加する電圧と明るさ（透過率）との関係を示す図である。印加電圧がベンド転移閾値電圧（Ｖｂ）以下のときには、液晶分子２５はねじれた状態でスプレイ配向を呈しているが、Ｖｂを超えるとねじれた状態でベンド配向が維持されている。本発明者は、本実施形態の液晶装置１において全ての画素電極１３と共通電極２３との間に５Ｖの電圧を印加したところ、各画素の周辺からベンド転移核が発生し、そのベンド転移核を中心として表示領域全体にベンド配向領域が広がっていくことを確認した。さらに、表示領域全体がベンド配向状態となったところで通常の映像表示を行った。このとき、応答速度については、一般的なＯＣＢモードの液晶装置と同等の高速応答性を示した。また、一般的なＯＣＢモードの液晶装置と比べて高いコントラストの表示が得られた。

本実施形態の場合、液晶層５の層厚と液晶分子２５の固有ねじれピッチとの比（ｄ／ｐ）を０．７５としたが、ｄ／ｐの値を０．２５≦ｄ／ｐ≦１の範囲内に設定することが望ましい。図１１はｄ／ｐの値と白表示時の透過率の関係を示すグラフであり、横軸がｄ／ｐ、縦軸が透過率（％）である。０．２５≦ｄ／ｐ≦１の範囲では透過率は８０％以上を維持しているが、ｄ／ｐの値が０．２５未満では透過率が急激に低下する傾向を示している。この理由は、ｄ／ｐの値が０．２５未満になると、カイラル剤によって付与されるねじれが不十分で液晶分子２５のらせん構造が不完全になり、偏光面が９０°以下の回転となる結果、透過率が低下するためと考えられる。

また、図１２はｄ／ｐの値と応答速度の関係を示すグラフであり、横軸がｄ／ｐ、縦軸が応答速度（msec）である。０．２５≦ｄ／ｐ≦０．７５の範囲では応答速度は４〜５msec程度を維持している。ｄ／ｐ＝１になると応答速度は遅くなる傾向を示すが、未だ１０msec未満であり、一般的な液晶装置の応答速度のレベルとしては良好である。ところが、ｄ／ｐが１を超えると、１０msecを超えると考えられる。この理由は、ｄ／ｐの値が１を超えると、ベンド配向に対してツイスト配向の影響が大きくなるため、応答速度が遅くなるためと考えられる。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図１３，図１４を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、一方の基板に異なる方向のラビング処理を施した複数の領域を形成した点のみが異なっている。
図１３は本実施形態の液晶装置における液晶分子の配向方向を示す図、図１４は異なる方向のラビング処理を施した複数の領域を形成する方法を説明するための図である。これらの図において第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態の液晶装置３０においては、図１３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２上の１つの画素内に、互いに異なる方向のラビング処理が施された２つの領域Ｒ１，Ｒ２が形成されている。これら２つの領域Ｒ１，Ｒ２のラビング方向は平行でかつ逆向きである。すなわち、ＴＦＴアレイ基板２上の配向膜２１のうち、領域Ｒ１においては図１３中の右から左に向かう矢印Ｄの方向にラビング処理が施されている（第１実施形態と同様）。一方、領域Ｒ２においては図１３中の左から右に向かう矢印Ｅの方向にラビング処理が施されている。領域Ｒ２は領域Ｒ１に比べて十分狭い面積となっており、画素の１辺に沿って形成されている。なお、ここでは、ＴＦＴアレイ基板２側にラビング方向が互いに異なる２つの領域Ｒ１，Ｒ２を形成したが、対向基板３側に形成しても良い。

ＴＦＴアレイ基板２に対してこのようなラビング処理を行うには、例えば図１４（ａ）〜（ｃ）に示すような方法で実現することができる。まず、図１４（ａ）に示すように、ガラス基板２０上に配向膜２１を成膜し（画素電極等は省略）、１回目のラビング処理を施す。次に、配向膜２１上にフォトレジストを塗布し、図１４（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により画素内の一部にフォトレジスト３１を残すようにパターニングした後、１回目のラビング処理と平行かつ逆向きに２回目のラビング処理を施す。その後、フォトレジストを除去すると、フォトレジストに覆われていなかった箇所は２回目のラビング処理の配向方向が現れ、フォトレジストに覆われていた箇所は１回目のラビング処理の配向方向が現れるため、互いに異なる方向のラビング処理が施された２つの領域Ｒ１，Ｒ２を形成することができる。

一方、対向基板３上の配向膜２４には図１３中の奥から手前に向かう矢印Ｃの方向にラビング処理が施されている（第１実施形態と同様）。したがって、向きは異なるものの、領域Ｒ１，Ｒ２のいずれにおいても、対向基板３側の液晶分子の配向方向と、ＴＦＴアレイ基板２側の液晶分子の配向方向とが基板面内の方位角方向において異なり、ＴＦＴアレイ基板２側と対向基板３側の配向方向が９０°の角度をなしている。

ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間には、誘電率異方性が正の液晶材料からなる液晶層５が封入されている。液晶材料中には、液晶層５の層厚と液晶分子の固有ねじれピッチとの比（ｄ／ｐ）の値が０．７５となるように、液晶分子に右回りのツイストを付与するカイラル剤が添加されている。また、本実施形態の液晶装置３０のセルギャップの値は５．３μｍに設定されている。ｄ／ｐの値は０．２５≦ｄ／ｐ≦１の範囲内に設定することが望ましい。これらの点は第１実施形態と同様である。

本実施形態の場合、ＴＦＴアレイ基板２はラビング方向が異なる２つの領域Ｒ１，Ｒ２を有しているが、領域Ｒ１については、ＴＦＴアレイ基板２側の配向方向と対向基板３側の配向方向との関係が第１実施形態と同様であるため、液晶分子がツイスト配向しながらベンド配向を呈することになる。一方、領域Ｒ２については、ＴＦＴアレイ基板２側のプレチルト方向と対向基板３側のプレチルト方向との関係で規制される液晶分子のツイスト方向は（対向基板３（上側の基板）側から見て）右回りとなる。液晶材料中に添加されているカイラル剤によるツイスト方向も右回りであるから、領域Ｒ２は通常の（ベンド配向を伴わない）ＴＮモードを示す領域となる。

本実施形態の液晶装置３０において、第１実施形態と同様、全ての画素電極１３と共通電極２３との間に５Ｖの電圧を印加したところ、各画素内の領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界近傍から多くのベンド転移核が発生し、そのベンド転移核を中心として表示領域全体にベンド配向領域が広がっていくことを確認した。初期のスプレイ配向からベンド配向に転移するまでに要する時間は第１実施形態よりも短くすることができた。これは、液晶分子の配向状態が異なる領域の境界では配向の乱れが生じやすく、ベンド転移核が発生しやすくなるからである。

本実施形態の液晶装置３０においても、一般的なＯＣＢモードの液晶装置と同等の高速応答性と一般的なＯＣＢモードの液晶装置と比べて高いコントラストとを兼ね備えた表示が得られる、という第１実施形態の液晶装置と同様の効果を得ることができた。ただし、そのためには領域Ｒ１の面積を領域Ｒ２の面積よりも広く取っておくことが望ましい。ＴＮモードを呈する領域よりも、液晶分子がツイスト配向しながらベンド配向を呈する領域の方を優勢にするためである。

［電子機器］
以下、本発明の電子機器の一実施形態を図１５を用いて説明する。
図１５は上記実施形態の液晶表示装置を備えた携帯電話機の斜視図である。同図に示すように、携帯電話機１３００は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、送話口１３０４とともに、上記実施形態の液晶表示装置からなる表示部１３０１を備えている。
本実施形態によれば、上記実施形態の液晶表示装置が備えられたことで高速応答性と高コントラストを兼ね備えた液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態ではベンド転移の際に全画素電極と対向電極との間に５Ｖの電圧を印加したが、５Ｖ以上の高電圧を印加したり、画素電極と配線（ソース線、ゲート線）との間に発生する横電界を利用しても良い。また、上記実施形態では液晶分子がツイスト配向しながらベンド配向する際のツイスト角を９０°としたが、必ずしも９０°でなくても良い。また、第２実施形態では互いに配向方向の異なる領域を各画素毎に設けたが、必ずしも画素毎に設けなくてもよく、少なくとも一方の基板上に配向方向の異なる領域がありさえすれば、領域の境界でベンド転移核を発生させることができる。その他、上記実施形態で例示した液晶装置の各部の具体的な構成については適宜変更が可能である。

本発明の第１実施形態の液晶装置の平面図である。 同液晶装置の断面図である。 同液晶装置の等価回路図である。 同液晶装置における各基板上の液晶分子の配向方向を示す斜視図である。 同断面図である。 本発明の液晶分子の配向に及ぼす作用を説明するための図である。 図８，図９中の角度φ、θを説明するための図である。 液晶層の厚さ方向の位置と角度φとの関係を示す図である。 液晶層の厚さ方向の位置と角度θとの関係を示す図である。 同液晶装置における印加電圧と明るさとの関係を示す図である。 同液晶装置におけるｄ／ｐと透過率との関係を示す図である。 同液晶装置におけるｄ／ｐと応答時間との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態の液晶装置の斜視図である。 同液晶装置の配向処理方法を一例を示す図である。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１，３０…液晶装置、２…ＴＦＴアレイ基板（第１の基板）、３…対向基板（第２の基板）、５…液晶層、２５，２５ａ，２５ｂ…液晶分子。

Claims (5)

1. 第１の基板と第２の基板との間に液晶層が挟持され、前記液晶層の液晶分子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、
   前記第１の基板における配向方向と、前記第２の基板における配向方向とが、前記第１の基板および前記第２の基板の基板面内の方向において異なり、
   前記第１の基板側の前記液晶分子のプレチルト方向と、前記第２の基板側の前記液晶分子のプレチルト方向と、の関係で規制される前記液晶分子のツイスト方向とは逆回りのツイストを付与するカイラル剤が、前記液晶層に添加され、
   前記液晶分子が、ベンド転移閾値電圧以上の電圧を前記液晶層に印加したときに、ツイスト状態を呈しつつベンド配向状態を呈することを特徴とする液晶装置。
2. 前記液晶層の層厚をｄ、前記液晶分子の固有ねじれピッチをｐとしたとき、ｄ／ｐの値が、０．２５≦ｄ／ｐ≦１の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１の基板および前記第２の基板のうちのいずれか一方の基板において、配向方向が異なる複数の領域が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
4. １つの画素内に、配向方向が異なる複数の領域が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一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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