(57)【要約】【課題】液晶層をスプレイ配向からベンド配向へ転移させる初期転移操作を高速に行うことができ、表示品質にも優れた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がナノカーボン物質５４を含んでいることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記液晶層がナノカーボン物質を含んでいることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記液晶層中に前記ナノカーボン物質が分散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】
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層との当接面に、前記ナノカーボン物質が設けら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４】
前記ナノカーボン物質がカーボンナノホーン又はカーボンナノチューブであ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。
【請求項５】
前記ナノカーボン物質の含有量が、前記液晶層に対して０．００００１重量％以上０．１重量％以下であ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。
【請求項６】
前記ナノカーボン物質の含有量が、前記液晶層に対して０．０００２重量％以上０．０２重量％以下であ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。
【請求項７】
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、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側に、ナノカーボン物質を含む配向膜が形成されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項８】
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、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に、ナノカーボン物質を含む液状体を塗布する工程と、前記基板上の前記液状体を乾燥させる工程と
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項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の製造方法であって、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に、配向膜の形成材料とナノカーボン物質とを含む液状体を塗布し、前記液状体を固化させて前記ナノカーボン物質を含む前記配向膜を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
高速応答で動画表示に適した液晶装置として、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モードの液晶装置が知られている。ＯＣＢモードの液晶装置では動作開始時に初期状態であるスプレイ配向からベンド配向への配向転移が必要であり、かかる初期配向転移の高速化が望まれる。例えば特許文献１では、液晶層中のスペーサ表面に液晶を配向させることで初期転移核を発生しやすくしている。
【特許文献１】特開平１０−１４２６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の液晶装置のように、液晶層中のスペーサを初期転移手段として利用する場合には、初期転移手段であるスペーサの周辺で液晶の配向が乱れ、画質が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
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、液晶層をスプレイ配向からベンド配向へ転移させる初期転移操作を高速に行うことができ、表示品質にも優れた液晶装置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】
【０００５】
本発明の液晶装置は、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、前記液晶層がナノカーボン物質を含んでいることを特徴とする。
この構成によれば、初期転移操作時に液晶層に含まれるナノカーボン物質の周辺で初期転移核を発生させることができる。これにより、スペーサ等の初期転移手段を設けることなく高速に初期転移操作を行うことができる。また、微細なナノカーボン物質を初期転移手段として利用するため、初期転移手段を設けることによる透過率の低下や、初期転移手段の周辺で生じる液晶の配向乱れによるコントラスト比の低下を抑えることができ、高画質の表示が可能な液晶装置を実現できる。
【０００６】
前記液晶層中に前記ナノカーボン物質が分散されている構成であってもよい。このような構成とすれば、液晶材料に対してナノカーボン物質を添加するのみで高速な初期転移操作が可能な液晶装置を得ることができる。
【０００７】
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層との当接面に、前記ナノカーボン物質が設けられている構成とすることもできる。このような構成とした場合にも、ナノカーボン物質を液晶層中に分散させたものと同様の作用効果が得られる。
【０００８】
前記ナノカーボン物質がカーボンナノホーン又はカーボンナノチューブであることが好ましい。これらのナノカーボン物質を用いることで、高速な初期転移操作と優れた表示品質とを兼ね備えた液晶装置が得られている。
【０００９】
前記ナノカーボン物質の含有量が、前記液晶層に対して０．００００１重量％以上０．１重量％以下であることが好ましい。ナノカーボン物質の添加量を上記範囲とすることで、表示品質を大きく低下させることなく初期転移操作を高速化することができる。
【００１０】
さらに、前記ナノカーボン物質の含有量が、前記液晶層に対して０．０００２重量％以上０．０２重量％以下であることが好ましい。ナノカーボン物質の添加量を上記範囲とすることで、優れた表示品質が得られまた高速な初期転移操作が可能な液晶装置を実現できる。
【００１１】
また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、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側に、ナノカーボン物質を含む配向膜が形成されていることを特徴とする。
このような構成とした場合にも、配向膜の表層部に位置するナノカーボン物質の周辺に初期転移核を発生させることができるので、初期転移操作を高速化することができる。またナノカーボン物質が微小であることから、表示品質への影響も最小限に抑えることができる。
【００１２】
次に、本発明の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、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に、ナノカーボン物質を含む液状体を塗布する工程と、前記基板上の前記液状体を乾燥させる工程とを有することを特徴とする。
この製造方法によれば、液晶層の基板と接する位置にナノカーボン物質が配された液晶装置を容易に製造することができる。
【００１３】
また本発明の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、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に、配向膜の形成材料とナノカーボン物質とを含む液状体を前記基板の表面に塗布し、前記液状体を固化させて前記ナノカーボン物質を含む前記配向膜を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、配向膜中にナノカーボン物質が分散された配向膜を備える液晶装置を容易に製造することができる。
【００１４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（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。
【００１７】
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）の各色光に対応する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。
なお、以下の実施形態では透過型液晶装置を構成する場合について説明するが、本発明は反射型や半透過反射型の液晶装置にも問題なく適用することができる。
【００１８】
液晶装置１００は、図１に示すように、素子基板（第１の基板）１０と、素子基板１０に対向配置された対向基板（第２の基板）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。
【００１９】
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。
【００２０】
ＴＦＴ３０のソースにデータ線６ａが電気的に接続されており、ゲートには走査線３ａが電気的に接続されている。ＴＦＴ３０のドレインは画素電極９と電気的に接続されている。データ線６ａは図１に示したデータ線駆動回路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は図１に示した走査線駆動回路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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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と電気的に接続されている。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とが電気的に導通している。
【００２７】
図４に示す断面構造を見ると、素子基板１０と対向基板２０との間に封入された液晶層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。そして、本実施形態の液晶装置では、図４に示すように、液晶層５０中にナノカーボン物質５４が分散されている。
【００２８】
ナノカーボン物質５４としては、カーボンナノホーン、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、フラーレン、あるいはこれらを複数種類含むものを用いることができる。カーボンナノチューブは単層又は多層のいずれでもよい。これらのうちでも、円錐形状の微細構造を有するカーボンナノホーン、あるいは、管状ないし繊維状の微細構造を有するカーボンナノチューブを用いることが好ましい。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
以上の構成を備えた本実施形態の液晶装置１００では、液晶層５０にナノカーボン物質５４が分散された構成となっており、かかるナノカーボン物質５４がＯＣＢモードの液晶層５０における初期配向転移を促進する初期転移手段として機能する。以下に、ナノカーボン物質５４が初期転移手段として機能することによる液晶装置１００の作用及び効果について説明する。
【００３５】
まず、ＯＣＢモードの液晶装置１００の初期転移操作について図５を参照して説明する。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。
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。
【００３６】
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。
【００３７】
液晶装置１００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。
ここで図６は初期転移操作における初期転移手段としてのナノカーボン物質５４の作用説明図であり、サブ画素領域のするためのサブ画素領域の平面図である。
【００３８】
図４に示したように、本実施形態では、初期転移手段として機能するナノカーボン物質５４が液晶層５０中に分散されている。かかる液晶装置１００において初期転移操作を行うと、図６（ａ）に示すように、液晶層５０中に、局所的に、配向転移の起点となる初期転移核（ベンド核）５４ｂが形成される。初期転移核５４ｂの発生位置は液晶層５０中のナノカーボン物質５４が存在する位置に対応しており、ナノカーボン物質５４の添加量が多くなるほど初期転移核５４ｂの発生数も多くなる。したがって、ナノカーボン物質５４は液晶層５０中において初期転移核の発生を促進する初期転移手段として機能する。
ナノカーボン物質５４の周辺に発生した初期転移核５４ｂからは、図６（ｂ）に示すように、液晶分子がベンド配向したベンド配向領域５０ｂが放射状に周辺に伝播し、やがてサブ画素領域の液晶層全体がベンド配向となって初期転移操作が終了する。
【００３９】
また、ナノカーボン物質５４は微小構造の炭素材料であるため、少量の添加では表示品質にはほとんど影響しない。すなわち、ナノカーボン物質５４が不透明であれば表示光が遮光され、またナノカーボン物質５４の周辺で液晶の配向乱れが生じることも想定されるが、ナノカーボン物質５４のサイズは、初期転移手段として機能させることができるスペーサや電極スリット等に比して極めて小さいため、表示光の損失や、液晶分子の配向乱れによるコントラスト比の低下も抑えることができる。したがって本発明によれば、表示品質を確保しつつ初期転移操作を高速化することができる。また、ナノカーボン物質５４は液晶層５０中に均一に分散させることができるため、初期転移核を液晶層５０中に偏り無く発生させることができ、液晶層５０全体を均一に初期転移させることができる。
【００４０】
なお、ナノカーボン物質５４が初期転移手段として機能するのは、以下のような理由によるものと考えられる。
カーボンナノチューブやカーボンナノホーン等のナノカーボン物質５４は、個々が微小な構造物であるため、液晶層５０中に分散されている状態では、数個から数十個のカーボンナノホーン等が凝集している。このように凝集した構造物と液晶分子５１が接すると、構造物中に液晶分子５１が取り込まれたり、構造物の周辺で液晶分子５１の配向が乱れたりする。そして、このような液晶層５０に対して初期転移のために電圧を印加すると、大部分の液晶分子５１は画素電極９と共通電極２５とが対向する方向（液晶層の厚さ方向）に配向するものの、カーボンナノホーン等が凝集した構造物からなるナノカーボン物質５４に取り込まれた液晶分子５１はナノカーボン物質５４に阻害されて動きにくいため、周囲の液晶分子５１との間で配向が乱れ、その結果、ナノカーボン物質５４の周囲に初期転移核５４ｂが生成するものと考えられる。また、ナノカーボン物質５４の周囲の液晶分子５１がランダムに配向しているとすれば、このランダムに配向した部分で初期転移核５４ｂが発生する。
【００４１】
［実施例］
本発明者は、上記第１実施形態の構成について実際に液晶装置を作製し、ナノカーボン物質５４の添加により初期転移操作が高速化されることを検証した。また、ナノカーボン物質５４の添加量に対する初期転移時間と表示品質との関係についても調査した。
【００４２】
図１から図４に示した本実施形態の液晶装置１００は、液晶層５０の構成以外は従来から知られているＯＣＢモードの液晶装置と同様であるため、従来公知の製造方法を用いて容易に製造することができる。すなわち、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせているシール材５２の内側に液晶を注入する際に、液晶中にカーボンナノチューブやカーボンナノホーン等のナノカーボン物質５４を分散させたものを注入することで、液晶装置１００を製造することができる。
【００４３】
本例では、配向膜１８が形成された素子基板１０及び配向膜２９が形成された対向基板２０を用意し、これらの配向膜１８，２９に対して、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせたときにラビング方向が同じ方向となるようにラビング処理を施した。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て空セルを作製した。セルギャップは５．３μｍとした。
次に、正の誘電率異方性を有する液晶材料にカーボンナノホーンを０．００２重量％分散させたものを用意し、これを上記の空セルに注入して液晶装置１００を得た。
本例で作製した液晶装置１００は、初期状態で液晶層５０がスプレイ配向となっており、画素電極９と共通電極２５との間に５Ｖの電圧を印加したところ、図６（ａ）に示したように、液晶層５０中に分散されたカーボンナノホーン（ナノカーボン物質５４）の周辺から初期転移核（ベンド核）５４ｂが発生した。その後、上記電圧をかけた状態で液晶装置１００を観察したところ、図６（ｂ）に示したように、初期転移核５４ｂから周辺に初期転移が伝播し、すべてのサブ画素がベンド配向に転移した。以上の初期転移操作に要した時間は５．４秒であった。
【００４４】
次に、ナノカーボン物質５４の添加量による初期転移時間と表示品質との関係を検証するために、表１に示すように、カーボンナノホーンの添加量を０重量％から０．２重量％の範囲で変えた８種類の液晶装置を作製し、それぞれの液晶装置について、初期転移操作にかかる時間と、コントラスト比とを測定した。
【００４５】
【表１】
2008197203.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、液晶層５０に対して０．００００１重量％のカーボンナノホーンを添加することで、カーボンナノホーンが添加されていない従来構成（濃度０％）の液晶装置に比して、初期転移時間を１０秒以上短縮することができる。
またカーボンナノホーンの添加量を増やすほど初期転移時間は短縮されるが、その一方でコントラスト比は低下しており、カーボンナノホーンを０．２重量％添加したものでは、コントラスト比が３５０を下回っている。このようにコントラスト比が低下するのは、カーボンナノホーンの添加量を多くするほどカーボンナノホーンが凝集しやすくなり、この凝集物の周囲における液晶の配向乱れに起因する光漏れや不透明な凝集物による透過率の低下が生じるためであると考えられる。
したがって、カーボンナノホーンの好適な添加量としては、表１から、０．００００１重量％以上０．１重量％以下である。
【００４７】
また、カーボンナノホーンの添加量が０．０００２重量％以上０．０２重量％以下であれば、初期転移操作時間を１０秒程度以下とすることができ、かつ４００以上のコントラスト比が得られるためより好ましい。
さらに、カーボンナノホーンを０．００２重量％添加したものでは、初期転移時間とコントラスト比の双方で良好な結果が得られた。
【００４８】
なお、本例ではナノカーボン物質５４としてカーボンナノホーンを用いた場合について説明したが、カーボンナノホーンに代えてカーボンナノチューブを液晶層５０に分散させた液晶装置を本実施例に準じた方法で作製したところ、本実施例と同様にカーボンナノチューブの周辺から初期転移核が発生し、これが周囲に伝播して迅速に初期転移操作を行うことができた。
【００４９】
また、カーボンナノチューブの添加量を０．００００１重量％から０．２重量％の範囲で変えて複数の液晶装置を作製し、これらの液晶装置の初期転移時間及びコントラスト比を測定したところ、表１に示したものと同様の結果が得られた。すなわち、液晶層にカーボンナノチューブを０．００００１重量％添加することで、初期転移時間を１０秒程度高速化することができた。
カーボンナノチューブの添加量を増やすほど初期転移時間は短くなるが、その一方でコントラスト比は低下し、カーボンナノチューブの添加量が０．２重量％では３５０以上のコントラスト比が得られなくなった。
初期転移時間が１０秒程度以下であり、かつ４００以上のコントラスト比が得られるカーボンナノチューブ添加量の範囲は、カーボンナノホーンの場合と同様に、０．０００２重量％以上０．０２重量％以下であった。
【００５０】
以上詳細に説明したように、本実施形態の液晶装置１００によれば、液晶層５０にナノカーボン物質５４を分散させたことで、高速かつ均一な初期転移操作が可能であり、立ち上がり動作が迅速で高画質の液晶装置を実現できる。また、低電圧で初期転移核を容易に形成できるため、ＴＦＴ３０の耐圧や電源構成に変更を加える必要が無く、消費電力も低減できる。また、液晶層５０以外は従来公知の構成を用いることができるため、極めて容易に製造することができる。
【００５１】
また、素子基板１０や対向基板２０に初期転移操作を高速化するための初期転移手段を設ける必要がないため、初期転移手段を設けることによる開口率の低下が生じず、明るい表示を得ることができる。
ただし、本発明において他の初期転移手段を設けてもよいのは勿論である。このような初期転移手段としては、液晶層５０中に配設されたスペーサ、画素電極９等に形成された電極スリット、初期転移核生成用の電極、サブ画素領域又はその周辺に選択的に形成された配向方向の異なる液晶領域等を用いることができる。
【００５２】
（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７及び図８を参照して説明する。
図７は、本実施形態の液晶装置２００の概略断面図である。図８は、液晶装置２００の製造方法を説明するための工程図である。
なお、本実施形態の液晶装置は、液晶層５０におけるナノカーボン物質５４の位置が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７及び図８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。
【００５３】
図７に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備える。そして、本実施形態の液晶装置２００では、液晶層５０に含まれるナノカーボン物質５４が、液晶層５０と接する配向膜１８，２９の表面に付着している。
【００５４】
このように、ナノカーボン物質５４は、配向膜１８，２９に付着している構成であってもよい。かかる構成においても、画素電極９と共通電極２５との間に例えば５Ｖの電圧を印加すると、ナノカーボン物質５４の周辺に初期転移核が発生し、かかる初期転移核を起点として初期転移が周囲に伝播して初期転移操作が成される。
したがって本実施形態の液晶装置２００においても、先の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
本実施形態の液晶装置２００を製造する場合、まず、図８（ａ）に示すように、配向膜１８が形成された素子基板１０上に、水やアルコール等の分散媒にナノカーボン物質５４を分散させた液状体１４０を塗布する。液状体１４０の塗布方法は特に限定されず、スピンコート法や印刷法、インクジェット法などを用いることができる。またナノカーボン物質５４を分散させる分散媒として、配向膜用の表面処理剤（シランカップリング剤液等）を用いることもできる。
【００５６】
そして、図８（ｂ）に示すように、真空乾燥や加熱処理により液状体１４０から分散媒を除去して乾燥させ、ナノカーボン物質５４を配向膜１８上に付着させる。また対向基板２０についても同様の工程で配向膜２９上にナノカーボン物質５４を付着させる。
【００５７】
このようにして得られた素子基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して貼り合わせ、シール材５２の内側に液晶を注入することで、図７に示した液晶装置２００を製造することができる。本実施形態の場合、配向膜１８，２９上にあらかじめナノカーボン物質５４が配されているので、注入する液晶には通常のものを用いることができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
図９は、本実施形態の液晶装置３００の概略断面図である。図１０は、液晶装置３００の製造方法を説明するための工程図である。
なお、本実施形態の液晶装置は、液晶層５０及び配向膜の構成が異なる以外は先の第１実施形態と同様である。したがって、図９及び図１０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。
【００５９】
図９に示すように、本実施形態の液晶装置３００は、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備える。そして、本実施形態の液晶装置３００では、液晶層５０と接する配向膜として、ナノカーボン物質５４が添加された配向膜１８Ａ、配向膜２９Ａが、素子基板１０及び対向基板２０上にそれぞれ形成されている。液晶層５０を構成する液晶にはナノカーボン物質５４は添加されていない。
【００６０】
このように、ナノカーボン物質５４は、配向膜１８Ａ，２９Ａ中に分散されている構成であってもよい。かかる構成においても、画素電極９と共通電極２５との間に例えば５Ｖの電圧を印加することで、配向膜１８Ａ、２９Ａの表面に露出ないし近接しているナノカーボン物質５４の周辺に初期転移核を発生させることができ、かかる初期転移核を起点として初期転移を周囲に伝播させて初期転移操作を行うことができる。
したがって本実施形態の液晶装置３００においても、先の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
本実施形態の液晶装置３００を製造する場合、まず、図１０（ａ）に示すように、画素電極９が形成された素子基板１０上に、配向膜形成用の液体材料にナノカーボン物質５４を分散させた液状体１８０を塗布する。液状体１８０の塗布方法は特に限定されず、スピンコート法や印刷法、インクジェット法などを用いることができる。
【００６２】
そして、図１０（ｂ）に示すように、真空乾燥や加熱処理により液状体１８０を固化させることで、内部にナノカーボン物質５４が分散した配向膜１８Ａを素子基板１０上に形成することができる。また対向基板２０についても同様の工程でナノカーボン物質５４が分散した配向膜２９Ａを形成することができる。
【００６３】
このようにして得られた素子基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して貼り合わせ、シール材５２の内側に液晶を注入することで、図７に示した液晶装置２００を製造することができる。本実施形態の場合、配向膜１８Ａ，２９Ａにあらかじめナノカーボン物質５４が分散されているので、注入する液晶には通常のものを用いることができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、初期転移手段として機能するのは配向膜１８Ａ、２９Ａの表層部に位置するナノカーボン物質５４であるため、配向膜１８Ａ、２９Ａに対するナノカーボン物質５４の添加量は、配向膜形成時に表層部に配されるナノカーボン物質５４の割合に応じて調整することが好ましい。
【００６５】
（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１１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。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、第１実施形態の液晶装置の全体構成図。
【図２】図２は、同、等価回路図。
【図３】図３は、同、１サブ画素領域の平面図。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面図。
【図５】図５は、初期転移操作の説明図。
【図６】図６は、第１実施形態の液晶装置の作用説明図。
【図７】図７は、第２実施形態の液晶装置の概略断面図。
【図８】図８は、同、製造方法に係る説明図。
【図９】図９は、第３実施形態の液晶装置の概略断面図。
【図１０】図１０は、同、製造方法に係る説明図。
【図１１】図１１は、電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６７】
１００，２００，３００  液晶装置、１０  素子基板、２０  対向基板、１８，１８Ａ，２９，２９Ａ  配向膜、５０  液晶層、５０ｂ  ベンド配向領域、５１  液晶分子、５４  ナノカーボン物質、５４ｂ  初期転移核（ベンド核）
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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