(57)【要約】【課題】  横電界方式を採用した液晶装置であって、高コントラストの表示特性が優れる液晶装置及び電子機器を提供する。【解決手段】  液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、第１基板の液晶層側には第１電極１９と第２電極９が備えられ、第１電極１９と第２電極９との間に生じる電界Ｅによって液晶層が駆動される液晶装置１００であって、液晶層には、第１電極１９と第２電極９との間に電界Ｅが生じた際の液晶分子の回転方向とは反対方向に回転させるカイラル剤が含まれていることを特徴とする。【選択図】        図３
2006337888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、前記第１基板の前記液晶層側には第１電極と第２電極が備えられ、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって前記液晶層が駆動される液晶装置であって、
前記液晶層には、前記第１電極と前記第２電極との間に前記電界が生じた際の液晶分子の回転方向とは反対方向に回転させるカイラル剤が含まれていること、
を特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１電極及び／又は前記第２電極は、直線状に形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記電界の非生成時に黒表示を行うノーマリーブラックモードであること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記液晶層の前記第１基板側に設けられた配向膜と前記第２基板側に設けられた配向膜は、液晶分子の配向が互いに平行であるとともに同じ向きにプレチルトを付与する配向膜とされていること、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記液晶層の前記第１基板側に設けられた配向膜と前記第２基板側に設けられた配向膜は、液晶分子の配向が互いに平行であるとともに相反する向きにプレチルトを付与する配向膜とされていること、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶装置においては、液晶層に基板面方向の電界を生じさせて液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と称する。）が知られている。また、電界を生じさせる電極の形態としては、互いに櫛歯状に噛み合う電極間に電界を生じさせて液晶を配向させるＩＰＳ（In-Plane Switching）方式が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１の液晶装置は、電圧印加時に液晶分子が回転する方向と同方向のカイラル剤が液晶層に添加されており、当該カイラル剤によって液晶分子を回転し易くさせている。
また、特許文献２，３の液晶装置においては、対向する両基板の配向処理方向が垂直に施されていると共に、液晶層にカイラル剤を添加することによって電圧非印加時の液晶分子の初期配向を捩れされている。
【０００４】
また、横電界方式の液晶装置においては、このようなＩＰＳ方式に限らず、ＦＦＳ（Frige-Field Switching）方式も知られている。当該ＦＦＳ方式は、一方の電極上に設けられた絶縁膜と、当該絶縁膜上に設けられた他方の櫛歯状電極との間に電界を生じさせて液晶を配向させる液晶装置である。
【特許文献１】特開２００１−９１９６２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４８３７号公報
【特許文献３】特開平１０−９０７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような横電界方式の液晶装置において、本発明者は縦電界方式と比較して高いコントラストが得られ難いという問題を見出した。
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、横電界方式を採用した液晶装置であって、高コントラストの表示特性が優れる液晶装置及び電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、以下の知見を見出して、本発明を想到した。
図９は、横電界方式のＩＰＳ方式と、縦電界方式のＴＮ（Twisted Nematic）モードとを比較したＶ−Ｔ特性（電圧−透過率特性）を示す図である。図９に示すように、ＴＮモードのＶ−Ｔ特性は低電圧領域から高電圧領域にかけて急峻に透過率が上昇する特性を有しているのに対し、ＩＰＳ方式のＶ−Ｔ特性は低電圧領域において緩やかに透過率が上昇する特性を有している。
このようなＶ−Ｔ特性の違いから明らかなように、本発明者は、横電界方式のＶ−Ｔ特性の飽和電圧が比較的高く、閾値電圧が不明瞭であるため、ＴＮモードと比較してコントラストが低くなることを見出した。
また、偏光板の透過軸をクロス配置させたノーマリーブラックモードにおいては、閾値電圧が不明瞭となることに起因して、黒表示が浮いてしまうことにより低コントラストな表示となることが見出された。また、ノーマリーホワイトモードにおいては、白表示の際に黒の色味が生じてしまうことが見出された。
そこで、本発明者は、上記の問題点を解決すべく、以下の手段を有する本発明を想到した。
【０００７】
即ち、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、前記第１基板の前記液晶層側には第１電極と第２電極が備えられ、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって前記液晶層が駆動される液晶装置であって、前記液晶層には、前記第１電極と前記第２電極との間に前記電界が生じた際の液晶分子の回転方向とは反対方向に回転させるカイラル剤が含まれていること、を特徴としている。
このようにすれば、電界が生じた際に、第１電極と第２電極との間において、液晶分子は、一方向の回転方向に順じて回転する。これに対して、カイラル剤は液晶分子の回転方向とは反対方向の螺旋を有するので、液晶分子の回転を妨げるようとする。
そして、電界が低い場合では、液晶分子の回転力が小さいので、カイラル剤の螺旋によって液晶の動き（回転）が抑制される。また、電界が高い場合では、カイラル剤の回転抑制力よりも液晶分子の回転力が大きいので、カイラル剤の螺旋による抑制力は殆ど寄与することなく、液晶分子は回転する。
従って、本発明によれば、電界が低い場合において、Ｖ−Ｔ特性における閾値を比較的に明確にすることができ、高コントラスト化を実現して明瞭な表示を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極及び／又は前記第２電極は、直線状に形成されていること、を特徴としている。
ここで、第１電極及び／又は第２電極は、櫛歯形状に形成され、当該櫛歯形状の電極が基端部から先端部に向けて直線状に形成されていることが好ましい。また、第１電極及び／又は第２電極に、「く」の字状の屈曲部が形成されていないことが好ましく、また、電極の側面に凹凸部が形成されていないことが好ましい。このように第１電極及び／又は第２電極が直線状に形成されていることによって、第１電極と第２電極との間に生じる電界を一方向のみに生じさせることができる。これによって液晶分子を一方向のみに順じて回転させることができる。従って、カイラル剤は、当該一方向のみに回転する液晶分子の回転を妨げることができる。
これに対して、第１電極及び／又は第２電極に、屈曲部や側面凹凸部が形成されている場合では、少なくとも２以上の方向に電界が生じてしまうため、電界の方向を一方向のみに生じさせることができない。これに伴って、液晶分子は、一方向（例えば、時計回り）と、当該一方向の反対方向（例えば、反時計回り）に回転してしまう。この場合、カイラル剤は、一方向に回転する液晶分子の動きを妨げようとするものの、反対方向に回転する液晶分子の動きを補助するように働いてしまう。従って、第１電極及び／又は第２電極が直線状に形成されていることにより、電界が生じた際の液晶分子の回転を、カイラル剤によって抑制させることができ、上記の効果が得られる。
【０００９】
また、本発明の液晶装置においては、前記電界の非生成時に黒表示を行うノーマリーブラックモードであること、を特徴としている。
ここで、ノーマリーブラックモードの液晶装置は、第１基板及び第２基板の外側に配設される２つの偏光板を、その透過軸を互いに交差するように配置することによって構成される。また、ノーマリーブラックモードでは、電界の非生成時に黒表示を行い、徐々に電界が上昇するに連れて白表示を行う。そして、上記のように横電界方式の液晶装置では、電界が低い状態（低電圧）における閾値電圧が不明瞭となり、黒表示が浮いた表示となり、高いコントラストが得られないという問題があった。そこで、本発明のように、液晶層がカイラル剤を含むことによって、ノーマリーブラックモードにおける電界が低い状態の閾値電圧を明瞭にすることができるので、鮮明な黒表示を行うことができ、高いコントラストを得ることができる。
【００１０】
また、本発明の液晶装置においては、前記液晶層の前記第１基板側に設けられた配向膜と前記第２基板側に設けられた配向膜は、液晶分子の配向が互いに平行であるとともに同じ向きにプレチルトを付与する配向膜とされていること、を特徴としている。
このような構成を採用することにより、配向膜は所謂パラレル配向を液晶層に付与することが可能となる。
また、本発明の液晶装置においては、前記液晶層の前記第１基板側に設けられた配向膜と前記第２基板側に設けられた配向膜は、液晶分子の配向が互いに平行であるとともに相反する向きにプレチルトを付与する配向膜とされていること、を特徴としている。
このような構成を採用することにより、配向膜は所謂アンチパラレル配向を液晶層に付与することが可能となる。
【００１１】
ここで、配向膜に対してパラレル配向やアンチパラレル配向を付与するには、ポリイミド等の樹脂膜にラビング処理を施したり、或いは、斜方蒸着を施したりすることによって行われる。このようにすれば、第１基板と第２基板との間において液晶分子をパラレル配向やアンチパラレル配向によって配向させることができる。
【００１２】
また、本発明の液晶装置においては、第１電極及び第２電極の各々が、１本又は複数本の帯状電極を備えており、第１電極の帯状電極と第２電極の帯状電極とが、略平行に配置されている構成となっていることが好ましい。即ち、本発明の液晶装置は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の電極形態を採用することができる。
【００１３】
また、本発明の液晶装置においては、第１電極が、複数本の帯状電極を備えるとともに、絶縁膜を介して平面略ベタ状の第２電極上に形成されており、複数本の帯状電極が略平行に配置されている構成となっていることが好ましい。即ち、本発明の液晶装置は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の電極形態を採用することができる。
【００１４】
また、本発明の電子機器は、先に記載の液晶装置を備えることを特徴としている。
このようにすれば、高いコントラストが実現された表示部を具備した電子機器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。
なお、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表示している。
【００１６】
（第１実施形態）
本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板平面方向の電界を生じさせ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＩＰＳ方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。
また、本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のドットで１個の画素を構成するものとなっている。したがって表示を構成する最小単位となる表示領域を「ドット領域」、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のドットから構成される表示領域を「画素領域」と称する。
【００１７】
図１は、本実施形態の液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数のドット領域の回路構成図である。図２は液晶装置１００の任意の１ドット領域における平面構成図である。図３は図２のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図である。図４は、液晶装置１００の模式断面図であって、パラレル配向とされた配向膜の配向方向と、当該配向膜によってプレチルトが付与された液晶分子を説明するための図である。
【００１８】
図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のドット領域の各々には、画素電極９と、当該画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０とが形成されており、データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、データ線６ａを介して各ドット領域に画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給する。前記画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループ毎に供給するようにしてもよいし、全てのデータ線６ａに対して同時に供給してもよい。
【００１９】
また、ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、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、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。
【００２０】
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、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と液晶を介して対向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がリークするのを防ぐために、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７０が付与されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００２１】
次に、図２及び図３を参照して液晶装置１００の詳細な構成について説明する。液晶装置１００は、図３に示すようにＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えており、液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって基板１０，２０間に封止されている。ＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト９０が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、液晶装置１００のドット領域には、平面視略熊手状（櫛歯状）を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第２電極）９と、平面視略櫛歯状を成してＸ軸方向に延在する共通電極（第１電極）１９とが設けられている。また、ドット領域には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ（不図示）が立設されている。
【００２３】
画素電極９は、Ｙ軸方向に延びる複数本（図示では２本）の帯状電極９ｃと、これら複数の帯状電極９ｃの図示下側（−Ｙ側）の各端部に接続されてＸ軸方向に延在する基端部９ａと、基端部９ａのＸ軸方向中央部から−Ｙ側に延出されたコンタクト部９ｂとからなる。
【００２４】
共通電極１９は、前記画素電極９の帯状電極９ｃと交互に配置されて帯状電極９ｃと平行（Ｙ軸方向）に延びる複数（図示では２本）の帯状電極１９ｃと、これら帯状電極１９ｃの＋Ｙ側の端部に接続されてＸ軸方向に延びる本線部１９ａとを有している。共通電極１９は、Ｘ軸方向に配列された複数のドット領域に跨って延在する平面視略櫛歯状の電極部材である。
【００２５】
また、帯状電極９ｃ，１９ｃは、図２中の紙面縦方向に向けて直線状に形成されている。即ち、帯状電極９ｃ，１９ｃに「く」の字状の屈曲部が形成されておらず、また、帯状電極９ｃ，１９ｃの側面に凹凸部が形成されていない構成となっている。このように帯状電極９ｃ，１９ｃが直線状に形成されていることによって、帯状電極９ｃ，１９ｃの間に生じる電界Ｅは、一方向のみに生じることとなる。
【００２６】
従って、図２に示すドット領域では、Ｙ軸方向に延びる２本の帯状電極９ｃと、これらの帯状電極９ｃの間に配置された２本の帯状電極１９ｃとの間に電圧を印加することで、当該ドット領域の液晶にＸＹ面方向（基板平面方向）の電界Ｅが生じ、当該電界Ｅの方向に倣うように液晶分子を回転させるようになっている。
また、帯状部９ｃ，１９ｃは櫛歯状に噛み合うように配置していると共に、帯状部９ｃが帯状部１９ｃによって囲まれて配置されている。画素電極９は、ＴＦＴ３０がオフの時、ハイインピーダンスとなり、隣接するデータ線等の影響を受けやすいという特性を有している。そこで、本実施形態のように、共通電極の帯状部１９ｃによって画素電極９の帯状部９ｃを囲むことにより、画素電極９の安定化を図ることが可能となる。
【００２７】
また、図２に示すドット領域には、Ｙ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｘ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａと反対側のドット領域の辺縁部で走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極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。
【００２８】
また、ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形に形成されている。ドレイン電極３２は、当該ドレイン電極３２よりも大面積、かつ、＋Ｙ側に向けて延在する容量電極３１と導通している。当該容量電極３１は、絶縁膜１１を介在させて容量線３ｂと重なって設けられている。これにより容量電極３１と容量線３ｂとが平面的に重なる領域に、厚さ方向で対向する容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。また、容量電極３１上には、画素電極９のコンタクト部９ｂが平面的に重なって配置されており、両者が重畳された位置に、容量電極３１と画素電極９とを電気的に接続する画素コンタクトホール４５が設けられている。
【００２９】
次に、図３に示す断面構造をみると、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が挟持されている。
ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成され、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆って、酸化シリコン等の透明絶縁膜からなるゲート絶縁膜１１が形成されている。
【００３０】
ゲート絶縁膜１１上には、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極３２とが設けられている。ドレイン電極３２は容量電極３１と一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。容量電極３１は、ゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向する位置に形成されており、容量電極３１と容量線３ｂとを電極とし、両者に挟持されたゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０を形成している。
【００３１】
また、半導体層３５、ソース電極６ｂ（データ線６ａ）、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、酸化シリコン等からなる第１層間絶縁膜１２と、窒化シリコン等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されており、第２層間絶縁膜１３上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９及び共通電極１９が形成されている。画素電極９及び共通電極１９は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる。更に、層間絶縁膜１２，１３を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。更に、画素電極９及び共通電極１９を覆ってポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。
【００３２】
また、対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体２０Ａを基体としてなり、基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、ドット領域とほぼ同一の平面形状を有するカラーフィルタ２２が設けられている。また、隣接するドット領域間には、色が異なるカラーフィルタ２２を隔てるブラックマトリクスＢＭが設けられている。更に、カラーフィルタ２２及びブラックマトリクスＢＭを覆ってポリイミド等からなる配向膜２８が形成されている。
【００３３】
また、本実施形態の液晶層５０としては、ポジ液晶を採用しており、当該ポジ液晶を構成する液晶分子ＬＣは、配向膜１８，２８によって初期配向が付与されている。ここで、液晶分子ＬＣは、画素電極９の帯状電極９ｃと、共通電極１９の帯状電極１９ｃとの間に基板平面方向の電界Ｅが生じた際に、液晶分子ＬＣの長軸方向が電界の方向に倣うように配向する。
【００３４】
更に、本発明の特徴点として記載したように、液晶層５０には電界が生じた際の液晶分子ＬＣの回転方向とは反対方向の螺旋を有するカイラル剤が含まれている。
また、セルギャップをｄ、液晶分子の自発ピッチをｐとしたときにｄ／ｐが好適な値となるように、液晶層５０に添加されるカイラル剤の濃度が調整されている。
【００３５】
また、配向膜１８，２８は、図２の符号Ｈに示す方向にラビング処理が施されており、電界の非生成時の液晶分子ＬＣにラビング方向Ｈに倣うように初期配向を付与している。また、配向膜１８，２８は、パラレル配向となるように配向方向が規定されている。つまり、配向膜１８，２８のラビング処理は平面視した状態で同じ平面方位でラビングされている。
【００３６】
図４を参照して具体的に説明すると、ＴＦＴアレイ基板１０の配向膜１８の配向方向は、対向基板２０の配向膜２８の配向方向と同一となっている。そして、配向膜１８，２８の各々は紙面左側から右側に向けて符号１８ａ，２８ａの方向に配向処理されたものとなっている。
そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間において、配向膜１８，２８に接触して挟持されている液晶層５０は、配向膜１８，２８によって同じ向きにプレチルトが付与されている。具体的には、配向膜１８と接触する液晶分子ＬＣにおいて、液晶分子ＬＣの長軸方向が配向膜１８から配向膜２８の側に向けて、符号１８ｂの方向にプレチルトが付与されたものとなっている。また、配向膜２８と接触する液晶分子ＬＣにおいて、液晶分子ＬＣの長軸方向が配向膜２８から配向膜１８の側に向けて、符号２８ｂの方向にプレチルトが付与されたものとなっている。また、配向膜１８，２８の間の液晶分子ＬＣは、配向膜１８，２８から離れるに連れて、符号Ｍの水平方向に配向している。
即ち、本実施形態の液晶装置１００においては、液晶層５０の液晶分子ＬＣに対して、ホモジニアス配向（並行配向,Homogenious alignment）が付与されたものとなっている。
【００３７】
なお、本実施形態の液晶装置においては、ポリイミド等の樹脂膜にラビング処理を施すことによって、配向膜１８，２８を形成しているが、これ以外にも、斜方蒸着法により基板に対して斜めに配列した柱状構造物からなる配向膜を形成してもよい。
【００３８】
ここで、図２及び図３に戻り、液晶装置１００の構成について引き続き説明する。
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の外面側（液晶層５０と反対側）には、それぞれ偏光板２４，１４が配設されている。また、偏光板２４，１４の各々の透過軸２４ａ，１４ａは、図２に示すように直角に交差している（クロス配置）。また、偏光板１４の透過軸１４ａは、ラビング方向Ｈと平行となるように配置されている。
【００３９】
そして、液晶装置１００における全てのドット領域においては、バックライト９０の照明光を透過するようになっており、これによって透過型の液晶装置１００が構成されている。更に、液晶装置１００は、画素電極９と共通電極１９との間に電圧が印加されていない状態（電界が生じていない状態）で、黒表示を行うノーマリーブラックモードとなる。
【００４０】
このような液晶装置１００においては、画素電極９と共通電極１９との間に電圧が印加されると、図２に示すように帯状電極９ｃ，１９ｃ間に電界Ｅが生じ、時計回り方向に順じて液晶分子ＬＣが全て同じ方向に回転する。そして、液晶層５０には、当該液晶分子ＬＣの回転方向とは逆方向、即ち、反時計回りの螺旋を有するカイラル剤が含まれているので、カイラル剤は液晶分子ＬＣの回転を妨げるようとする。即ち、符号Ｋに示す反時計回りの回転抑制力が液晶分子ＬＣに対して生じる。
そして、電界Ｅが低い場合では、液晶分子ＬＣの回転力が小さいので、カイラル剤の螺旋によって液晶分子ＬＣの動き（回転）が抑制される。また、電界Ｅが高い場合では、カイラル剤の回転抑制力よりも液晶分子ＬＣの回転力が大きいので、カイラル剤の螺旋による抑制力は殆ど寄与することなく、液晶分子ＬＣは時計回り方向回転する。
【００４１】
上述したように、本実施形態の液晶装置１００においては、カイラル剤が低電界における液晶分子ＬＣの回転を妨げるように働くので、電界Ｅが低い場合におけるＶ−Ｔ特性の閾値が比較的明確になり、低電界において明瞭な黒表示を実現でき、コントラスト向上を実現できる。
また、液晶装置１００は、ノーマリーブラックモードを採用しているので、黒表示が浮いた表示にはならず、鮮明な黒表示を行うことができ、高いコントラストを得ることができる。
【００４２】
また、本実施形態の液晶装置１００においては、帯状電極９ｃ，１９ｃが直線状に形成されているので、帯状電極９ｃ，１９ｃの間に生じる電界Ｅを一方向のみに生じさせることができる。これによって液晶分子ＬＣを一方向のみに順じて回転させることができる。従って、カイラル剤は、当該一方向のみに回転する液晶分子の回転を妨げることができる。これに対して、帯状電極９ｃ，１９ｃに、屈曲部や側面凹凸部が形成されている場合では、少なくとも２以上の方向に電界Ｅが生じてしまうため、電界Ｅの方向を一方向のみに生じさせることができない。これに伴って、液晶分子ＬＣは、一方向（例えば、時計回り）と、当該一方向の反対方向（例えば、反時計回り）に回転してしまう。この場合、カイラル剤は、一方向に回転する液晶分子ＬＣの動きを妨げようとするものの、反対方向に回転する液晶分子ＬＣの動きを補助するように働いてしまう。従って、帯状電極９ｃ，１９ｃが直線状に形成されていることにより、電界Ｅが生じた際の液晶分子ＬＣの回転を、カイラル剤によって抑制させることができ、上記の効果が得られる。
【００４３】
（第１実施形態の変形例）
次に、本発明の第１実施形態の変形例に係る液晶装置について、図５を参照して説明する。
本実施形態においては、既述の第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図５は、本実施形態の液晶装置の模式断面図であって、アンチパラレル配向とされた配向膜の配向方向と、当該配向膜によってプレチルトが付与された液晶分子を説明するための図である。
図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の配向膜１８の配向方向は、対向基板２０の配向膜２８の配向方向と反対方向を向いている。そして、配向膜１８は紙面左側から右側に向けて符号１８ａの方向に配向処理されたものとなっている。また、配向膜２８は紙面右側から左側に向けて符号２８ａの方向に配向処理されたものとなっている。
そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間において、配向膜１８，２８に接触して挟持されている液晶層５０は、配向膜１８，２８によって相反する向きにプレチルトが付与されている。具体的には、配向膜１８と接触する液晶分子ＬＣにおいて、液晶分子ＬＣの長軸方向が配向膜１８から配向膜２８の側に向けて、符号１８ｂの方向にプレチルトが付与されたものとなっている。また、配向膜２８と接触する液晶分子ＬＣにおいて、液晶分子ＬＣの長軸方向が配向膜２８から配向膜１８の側に向けて、符号２８ｂの方向にプレチルトが付与されたものとなっている。また、配向膜１８，２８の間の液晶分子ＬＣは、配向膜１８，２８から離れるに連れて、符号Ｍの水平方向に配向している。
即ち、本実施形態の液晶装置１００においては、液晶層５０の液晶分子ＬＣに対して、ホモジニアス配向が付与されたものとなっている。
このようなアンチパラレル配向に配向処理が施された配向膜１８，２８においても、既述の第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
なお、本実施形態の液晶装置においては、ポリイミド等の樹脂膜にラビング処理を施すことによって、配向膜１８，２８を形成しているが、これ以外にも、斜方蒸着法により基板に対して斜めに配列した柱状構造物からなる配向膜を形成してもよい。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置について、図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態の液晶装置２００における任意の１ドット領域を示す平面構成図である。図７は、図６のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図である。
【００４７】
本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板平面方向の電界を生じさせて、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。
なお、本実施形態の液晶装置２００の回路構成、及び全体構成は先の第１実施形態の液晶装置１００と同様であり、本実施形態で参照する各図において、図１から図４に示した第１実施形態の液晶装置１００と共通の構成要素には同一の符号を付すこととし、以下ではそれら共通構成要素の説明は省略する。
【００４８】
図６に示すように、液晶装置２００のドット領域には、平面視略熊手状（櫛歯状）を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第２電極）９と、画素電極９と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の共通電極（第１電極）１１９とが設けられている。ドット領域の図示左上の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。
【００４９】
共通電極１１９は、画像表示領域全体では、Ｘ軸方向に延びて配列されている。
本実施形態の場合、共通電極１１９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる導電膜である。
【００５０】
ドット領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極１３２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。
【００５１】
ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形に形成されており、ドレイン電極１３２は、−Ｙ側に延びて平面視略矩形状の容量電極１３１と電気的に接続されている。容量電極１３１上には、画素電極９のコンタクト部９ｂが−Ｙ側から進出して配置されており、両者が平面的に重なる位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極１３１と画素電極９とが電気的に接続されている。また容量電極１３１は、容量線３ｂの平面領域内に配置されており、当該位置に、厚さ方向で対向する容量電極１３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。
【００５２】
また、画素電極９は、コンタクト部９ｂに接続されていると共にＸ軸方向に延在する基端部９ａと、当該基端部９ａから−Ｙ側に延びる３本の帯状電極９ｃとを有している。当該帯状電極９ｃは、図６中の紙面縦方向に向けて直線状に形成されている。即ち、帯状電極９ｃに「く」の字状の屈曲部が形成されておらず、また、帯状電極９ｃの側面に凹凸部が形成されていない構成となっている。このように帯状電極９ｃが直線状に形成されていることによって、隣接する帯状電極９ｃの間に生じる電界Ｅは、一方向のみに生じることとなる。
【００５３】
次に、図７に示す断面構造をみると、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。
ＴＦＴアレイ基板１０は、基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆ってゲート絶縁膜１１が形成されている。
【００５４】
ゲート絶縁膜１１上には、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極１３２とが設けられている。ドレイン電極１３２の図示右側には容量電極１３１が一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。
容量電極１３１は、ゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極１３１と容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。
【００５５】
半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極１３２、及び容量電極１３１を覆って、第１層間絶縁膜１２が形成されており、第１層間絶縁膜１２上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１１９が形成されている。従って、本実施形態の液晶装置２００は、図６に示す１ドット領域内のうち、共通電極１１９の平面領域と、画素電極９を内包する平面領域とが重なる領域が、バックライト９０から入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行うようになっている。
【００５６】
また、共通電極１１９上には、当該共通電極１１９を覆って酸化シリコンや窒化シリコン等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている。
本実施形態においては、共通電極を形成した後、プラズマＣＶＤ法等によって窒化シリコンを４００ｎｍ程堆積させて第２層間絶縁膜１３を形成している。また、第２層間絶縁膜１３上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。更に、第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜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４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。なお、上記画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して共通電極１１９にも開口部が設けられており、共通電極１１９と画素電極９とが接触しないようになっている。画素電極９上には、当該画素電極９を覆う第２層間絶縁膜１３上の領域に配向膜１８が形成されている。
【００５７】
また、対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体２０Ａを基体としてなり、基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、ドット領域とほぼ同一の平面形状を有するカラーフィルタ２２が設けられている。また、隣接するドット領域間には、色が異なるカラーフィルタ２２を隔てるブラックマトリクス（不図示）が設けられている。更に、カラーフィルタ２２及びブラックマトリクスを覆ってポリイミド等からなる配向膜２８が形成されている。
【００５８】
また、本実施形態の液晶層５０としては、ポジ液晶を採用しており、当該ポジ液晶を構成する液晶分子ＬＣは、配向膜１８，２８によって初期配向が付与されている。ここで、液晶分子ＬＣは、画素電極９の帯状電極９ｃと、共通電極１９の帯状電極１９ｃとの間に基板平面方向の電界が生じた際に、液晶分子ＬＣの長軸方向が電界Ｅの方向に倣うように配向する。
【００５９】
更に、本発明の特徴点として記載したように、液晶層５０には電界が生じた際の液晶分子ＬＣの回転方向とは反対方向の螺旋を有するカイラル剤が含まれている。
また、セルギャップをｄ、液晶分子の自発ピッチをｐとしたときにｄ／ｐが好適な値となるように、液晶層５０に添加されるカイラル剤の濃度が調整されている。
【００６０】
また、配向膜１８，２８は、図７の符号Ｈに示す方向にラビング処理が施されており、電圧非印加時の液晶分子ＬＣにラビング方向Ｈに倣うように初期配向を付与している。また、配向膜１８，２８は、パラレル配向或いはアンチパラレル配向となるように配向方向が規定されている。即ち、本実施形態の液晶装置２００においては、液晶層５０の液晶分子ＬＣに対して、ホモジニアス配向が付与されたものとなっている。
また、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の外面側（液晶層５０と反対側）には、それぞれ偏光板２４，１４が配設されている。また、偏光板２４，１４の各々の透過軸２４ａ，１４ａは、図６に示すように直角に交差している（クロス配置）。また、偏光板１４の透過軸１４ａは、ラビング方向Ｈと平行となるように配置されている。
【００６１】
そして、液晶装置２００における全てのドット領域においては、バックライト９０の照明光を透過するようになっており、これによって透過型の液晶装置１００が構成されている。更に、液晶装置２００は、画素電極９と共通電極１９との間に電圧が印加されていない状態で、黒表示を行うノーマリーブラックモードとなる。
【００６２】
本実施形態のＦＦＳ方式の液晶装置２００においては、第１実施形態のＩＰＳ方式と比較して、電界が生じる方向が若干異なっている。ＩＰＳ方式では、基板平面方向において画素電極９及び共通電極１９の帯状電極９ｃ，１９ｃが対向配置し、略基板平面方向の電界を生じさせるものとなっている。これに対して、ＦＦＳ方式では、基板垂直方向において画素電極９の帯状電極９ｃと共通電極１１９が対向配置しているため、帯状電極９ｃから略基板平面方向の電界Ｅを生じると共に、帯状電極９ｃの側方から生じる電気力線が帯状電極９ｃから遠ざかる程に共通電極１１９に向けて生じるものとなる。
また、帯状電極９ｃと共通電極１１９の一部とが対向配置していることから、当該第２層間絶縁膜１３を誘電体とする保持容量が形成される。従って、本実施形態においては、蓄積容量７０による容量と、帯状電極９ｃと共通電極１１９とによる保持容量とを利用する構成となる。
【００６３】
このように構成された液晶装置２００においては、画素電極９と共通電極１１９との間に電圧が印加されると、図６に示すように帯状電極９ｃ間に電界Ｅが生じ、時計回り方向に順じて液晶分子ＬＣが全て同じ方向に回転する。そして、液晶層５０には、当該液晶分子ＬＣの回転方向とは逆方向、即ち、反時計回りの螺旋を有するカイラル剤が含まれているので、カイラル剤は液晶分子ＬＣの回転を妨げるようとする。即ち、符号Ｋに示す反時計回りの回転抑制力が液晶分子ＬＣに対して生じる。
そして、電界Ｅが低い場合では、液晶分子ＬＣの回転力が小さいので、カイラル剤の螺旋によって液晶分子ＬＣの動き（回転）が抑制される。また、電界Ｅが高い場合では、カイラル剤の回転抑制力よりも液晶分子ＬＣの回転力が大きいので、カイラル剤の螺旋による抑制力は殆ど寄与することなく、液晶分子ＬＣは時計回り方向回転する。
【００６４】
上述したように、本実施形態の液晶装置２００においては、既述の第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、カイラル剤が低電界における液晶分子ＬＣの回転を妨げるように働くので、電界Ｅが低い場合におけるＶ−Ｔ特性の閾値が比較的明確になり、低電界において明瞭な黒表示を実現でき、コントラスト向上を実現できる。
また、液晶装置１００は、ノーマリーブラックモードを採用しているので、黒表示が浮いた表示にはならず、鮮明な黒表示を行うことができ、高いコントラストを得ることができる。
また、帯状電極９ｃは直線状に形成されているので、隣接する帯状電極９ｃの間に生じる電界Ｅを一方向のみに生じさせることができる。これによって液晶分子ＬＣを一方向のみに順じて回転させることができる。従って、カイラル剤は、当該一方向のみに回転する液晶分子の回転を妨げることができる。
【００６５】
なお、既述の実施形態においては、ノーマリーブラックモードの液晶装置について説明したが、本発明はノーマリーブラックモードを限定するものではなく、ノーマリーホワイトモードであっても適用可能である。
ノーマリーホワイトモードは、液晶層５０に電圧が印加されていない状態で白表示を行うモードである。本発明をノーマリーホワイトモードに適用すると、カイラル剤が低電界における液晶分子ＬＣの回転を妨げるように働くので、電界Ｅが低い場合におけるＶ−Ｔ特性の閾値が比較的明確になり、白表示の際に黒の色味が生じてしまうことが抑制され、低電界において明瞭な白表示を実現でき、コントラスト向上を実現できる。
【００６６】
また、既述の実施形態においては、ＴＦＴを利用したＩＰＳ方式及びＦＦＳ方式の液晶装置について説明したが、このようなスイッチング素子に限定することなく、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を備えた液晶装置においても適用可能である。
ＴＦＤ素子の概略構成としては、下部電極と上部電極との間に絶縁膜が挟持されたものとなっている。具体的に説明すると、ＴＦＤ素子は、下部電極と、下部電極の上面を覆う素子絶縁膜と、素子絶縁膜を介して下部電極と対向するように設けられた信号線及び画素電極（第２電極）とによって構成されている。即ち、信号線や画素電極がそのままＴＦＤ素子の上部電極として機能させている。
なお、信号線や画素電極と電気的に接続された上部電極を別途設けてもよい。このようなＴＦＤ素子は、２つのダイオードが背中合わせに接続された、いわゆるバック・トゥー・バック（Back-to-Back）構造となっている。
【００６７】
このようなＴＦＤによって駆動する液晶装置においては、パルス幅変調による駆動方法により、液晶層５０に電圧が付与される構成となっている。そして、当該ＴＦＤの液晶装置において、電界が付与された際の液晶分子の回転方向とは反対方向の螺旋を有するカイラル剤が液晶層に含まれていることにより、Ｖ−Ｔ特性の閾値が比較的明確になり、これによって、小さいデータ振幅で駆動する液晶装置を実現できる。
【００６８】
（電子機器）
図８は、本発明に係る液晶装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
【００６９】
上記実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、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、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、表示部１３０１のコントラストの向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶装置の回路構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液晶装置のドット領域の平面構成図。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る液晶装置の模式断面図。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例に係る液晶装置の模式断面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る液晶装置のドット領域の平面構成図。
【図７】図６のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図。
【図８】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【図９】従来の液晶装置のＶ−Ｔ特性を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
９  画素電極（第２電極）、  １０  ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、  １９，１１９  共通電極（第１電極）、  ２０  対向基板（第２基板）、  ５０  液晶層、  １００，２００  液晶装置、  １３００  携帯電話（電子機器）、  ＬＣ  液晶分子（液晶層）、  Ｅ  電界。
【図１】
2006337888.tif 000003
【図２】
2006337888.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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