(57)【要約】【課題】画素電極間の横電界の影響によるベンド配向の乱れを抑え、表示のコントラストを向上させることが可能な液晶装置を提供すること。【解決手段】マトリクス状に配列された複数の矩形の画素５を有するアクティブマトリクス型の液晶装置は、対向して配置された一対の基板と、一対の基板の間に配置された、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をも取りうる液晶と、一方の基板上に形成されたゲート線３ａと、を備える。ここで、基板の法線方向から見てゲート線３ａの少なくとも一部に重なる領域には、液晶のプレチルト角が４５°以上９０°以下である高プレチルト領域４ａからなる第１の配向領域４１が設けられ、第１の配向領域４１に隣接して、液晶のプレチルト角が高プレチルト領域４ａよりも低い低プレチルト領域４ｂと、高プレチルト領域４ａとが混在する第２の配向領域４２が設けられている。【選択図】図７
2008033079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素を有するアクティブマトリクス型の液晶装置であって、
対向して配置された一対の基板と、
前記一対の基板の間に配置された、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をも取りうる液晶と、
一方の前記基板の前記液晶側表面に、前記画素のいずれかの辺と平行に形成されたゲート線と、を備え、
前記基板の法線方向から見て前記ゲート線の少なくとも一部に重なる領域には、前記液晶のプレチルト角が４５°以上９０°以下である高プレチルト領域からなる第１の配向領域が設けられ、
前記第１の配向領域に隣接して、前記液晶のプレチルト角が前記高プレチルト領域よりも低い低プレチルト領域と、前記高プレチルト領域とが混在する第２の配向領域が設けられていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶装置であって、
前記高プレチルト領域における前記液晶のプレチルト角は８０°以上９０°以下であることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶装置であって、
前記第２の配向領域を挟んで前記第１の配向領域の反対側に、前記低プレチルト領域からなる第３の配向領域が前記第２の配向領域に隣接して設けられ、
前記第２の配向領域において前記高プレチルト領域が占める割合は、前記第１の配向領域との境界から前記第３の配向領域との境界に至る経路において、連続的に減少していることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
前記ゲート線に接続されたスイッチング素子を備え、
前記第１の配向領域に隣接する一対の前記第２の配向領域のうち、前記基板の法線方向から見て前記スイッチング素子と重なる面積が大きい前記第２の配向領域は、他方の前記第２の配向領域よりも、前記ゲート線に直交する方向の幅が広いことを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
前記ゲート線に接続されたスイッチング素子を備え、
前記第１の配向領域に隣接する一対の前記第２の配向領域のうち、前記基板の法線方向から見て前記スイッチング素子と重なる面積が大きい前記第２の配向領域は、他方の前記第２の配向領域よりも、前記高プレチルト領域が占める割合が大きいことを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
前記低プレチルト領域における前記液晶のプレチルト角は１２°以上３０°以下であることを特徴とする液晶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る一態様は、一対の基板と、これらの間に封入された液晶とを備える液晶装置に関し、特にＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードを用いた液晶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＢモードの液晶装置においては、一対の基板間に封入された液晶は、スプレイ配向及びベンド配向のいずれの配向状態をも取りうるように構成される（特許文献１等参照）。そして、この液晶は、初期状態ではスプレイ配向となっており、表示を行う際には、電圧を印加することによってベンド配向に転移させて使用する。ＯＣＢモードの液晶装置は、このようにベンド配向の液晶を用いて表示を行うので、高速応答性を有するという利点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、プロジェクタ等に用いられる液晶装置にもＯＣＢモードの適用が検討されている。しかしながら、この種の液晶装置は、高精細ゆえに画素ピッチ、ひいては画素と画素との間隔が小さいため、次のような問題点がある。すなわち、ライン反転駆動等によって、ゲート線を挟んで隣接する画素に互いに逆極性の駆動電圧を印加して表示を行うと、画素間（すなわちゲート線が形成された領域）に強い横電界が生じ、この横電界によって液晶のベンド配向が乱れてしまう。こうした液晶の配向異常は、意図しない光漏れを生じさせ、表示のコントラストを低下させる原因となる。
【０００５】
本発明の一つの具体的な態様は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、当該具体的な態様の奏する効果の一つにより、画素電極間の横電界の影響によるベンド配向の乱れを抑え、表示のコントラストを向上させることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液晶装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有するアクティブマトリクス型の液晶装置であって、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をも取りうる液晶と、一方の前記基板の前記液晶側表面に、前記画素のいずれかの辺と平行に形成されたゲート線と、を備え、前記基板の法線方向から見て前記ゲート線の少なくとも一部に重なる領域には、前記液晶のプレチルト角が４５°以上９０°以下である高プレチルト領域からなる第１の配向領域が設けられ、前記第１の配向領域に隣接して、前記液晶のプレチルト角が前記高プレチルト領域よりも低い低プレチルト領域と、前記高プレチルト領域とが混在する第２の配向領域が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
上記高プレチルト領域に配置された液晶は、スプレイ配向時におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギーよりもベンド配向時におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギーの方が低く、安定するので、ベンド配向状態となる。こうした高プレチルト領域では、横電界がかかっても液晶分子は容易に横倒しにならず、ベンド配向状態で安定する。高プレチルト領域が、隣接画素間の電界に対して障壁となるとも言える。そして、高プレチルト領域からなる第１の配向領域、及び高プレチルト領域を含む第２の配向領域がゲート線に沿って配置されているため、ライン反転駆動によりゲート線を挟む画素間に逆極性の駆動電圧が印加されて横電界が発生しても、ゲート線の近傍には配向異常が起こりにくい。すなわち、配向異常に起因した光漏れ等の不具合が生じにくい。このように、上記構成によれば、画素電極間の横電界の影響によるベンド配向の乱れを抑え、表示のコントラストを向上させることができる。
【０００８】
また、高プレチルト領域は、ベンド配向状態で安定するため、液晶全体をベンド転移させるときには転移を促す転移核として機能する。すなわち、液晶に転移電圧が印加されると、まず第２の配向領域の低プレチルト領域が、これに隣接する高プレチルト領域（ベンド配向）に促される形でベンド転移し、当該転移が他の領域にも広がって液晶全体がベンド転移する。こうした機構により、ベンド転移にかかる時間を短縮することができ、また転移電圧を小さく抑えることができる。
【０００９】
上記液晶装置において、前記高プレチルト領域における前記液晶のプレチルト角は８０°以上９０°以下であることが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、高プレチルト領域において、スプレイ配向時におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギーよりもベンド配向時におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギーの方が低く、かつその差が大きくなるので、液晶はベンド配向状態でより安定するようになる。したがって、第１の配向領域及び第２の配向領域に含まれる高プレチルト領域において、液晶は横電界に抗して正常なベンド配向状態を維持することができる。
【００１１】
上記液晶装置においては、前記第２の配向領域を挟んで前記第１の配向領域の反対側に、前記低プレチルト領域からなる第３の配向領域が前記第２の配向領域に隣接して設けられ、前記第２の配向領域において前記高プレチルト領域が占める割合は、前記第１の配向領域との境界から前記第３の配向領域との境界に至る経路において、連続的に減少していることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、ベンド状態で安定し転移核となりうる高プレチルト領域の配置密度が、第１の配向領域、第２の配向領域、第３の配向領域の順に連続的に減少するため、ベンド転移をこの領域の順に容易かつ滑らかに進行させることができる。
【００１３】
上記液晶装置においては、前記ゲート線に接続されたスイッチング素子を備え、前記第１の配向領域に隣接する一対の前記第２の配向領域のうち、前記基板の法線方向から見て前記スイッチング素子と重なる面積が大きい前記第２の配向領域は、他方の前記第２の配向領域よりも、前記ゲート線に直交する方向の幅が広いことが好ましい。
【００１４】
また、上記液晶装置においては、前記ゲート線に接続されたスイッチング素子を備え、前記第１の配向領域に隣接する一対の前記第２の配向領域のうち、前記基板の法線方向から見て前記スイッチング素子と重なる面積が大きい前記第２の配向領域は、他方の前記第２の配向領域よりも、前記高プレチルト領域が占める割合が大きいことが好ましい。
【００１５】
スイッチング素子と重なる面積が大きい第２の配向領域では、横電界による配向異常が生じやすい。そこで、上記構成のように第２の配向領域の幅を変えるか、又は第２の配向領域において高プレチルト領域が占める割合を変えることによって、画素内の配向異常を略等しく防ぐことができる。
【００１６】
上記液晶装置において、前記低プレチルト領域における前記液晶のプレチルト角は１２°以上３０°以下であることが好ましい。
【００１７】
プレチルト角を１２°以上とすれば、ベンド配向を維持させるために印加する逆転移防止パルスについて、その印加条件の温度依存性をなくすことができる。また、プレチルト角を３０°以下とすれば、ベンド配向時における表示品位を確保することができる。これにより、高温環境下においてもベンド配向を維持し、表示のコントラストを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
【００１９】
（Ａ．液晶装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る液晶装置１００を各構成要素とともに対向基板２０の側から見た平面図であり、図１（ｂ）は、液晶装置１００を図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って切断した場合の側面断面図である。液晶装置１００は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子１３（図２参照）を採用したアクティブマトリクス型の液晶装置であるとともに、ＯＣＢモードを用いた液晶装置である。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、液晶装置１００は、枠状のシール剤５２を介して互いに対向した状態で貼り合わされたＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを有している。ＴＦＴ基板１０、対向基板２０、シール剤５２によって囲まれた空間には、液晶５０が封入されている。対向基板２０の側から見てシール剤５２の枠内の領域には画像表示領域１０ａがあり、液晶装置１００は、当該画像表示領域１０ａ内において表示を行う。シール剤５２の外側の周辺回路領域には、ソース線駆動回路１０１及び外部回路実装端子１０２がＴＦＴ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿ってゲート線駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板２０の角部においては、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通を取るための基板間導通材１０６が配設されている。
【００２１】
図２は、液晶装置１００の複数の画素５における各種素子、配線等の等価回路図である。液晶装置１００の画像表示領域１０ａ（図１参照）においては、複数本のゲート線３ａと複数本のソース線６ａとが交差するように配線され、ゲート線３ａとソース線６ａとで区画された領域に画素電極１５がマトリクス状に配置されている。また、ゲート線３ａと平行に、容量線３ｂが形成されている。
【００２２】
ゲート線３ａとソース線６ａとの交差に対応する位置には、画素電極１５への通電制御を行うための、ＴＦＴ素子１３が形成されている。このＴＦＴ素子１３のソース端子には、ソース線６ａが電気的に接続されている。各ソース線６ａには画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍが供給される。またＴＦＴ素子１３のゲート端子には、ゲート線３ａが電気的に接続されている。ゲート線３ａには、所定のタイミングでパルス的、又は連続的に走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎが供給される。またＴＦＴ素子１３のドレイン端子には、画素電極１５が電気的に接続されている。そして、ゲート線３ａから供給された走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎによりスイッチング素子であるＴＦＴ素子１３をＯＮ状態にすると、所定のタイミングでソース線６ａから供給された画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍが画素電極１５に印加される。
【００２３】
画素電極１５に印加された所定のレベルの画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍは、画素電極１５と共通電極２５（図４参照）の間に形成される液晶容量の間で一定時間保持される。この保持時間に画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍがリークされて画像信号が減衰することを防ぐため、画素電極１５と容量線３ｂの間に蓄積容量７が形成され、液晶容量と電気的に並列に接続されている。そして、上記のようにして液晶５０に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルに応じて液晶分子の配向状態が変化する。これによって、液晶５０に入射された光が変調されて階調表示が可能となる。
【００２４】
図３は、複数の画素５の構成を対向基板２０の側から見た平面図である。この図においては、ゲート線３ａ、ソース線６ａ、ＴＦＴ素子１３、画素電極１５が描かれており、特に左半分においては、ゲート線３ａの配置領域を見やすくするために画素電極１５が省略されている。上記構成要素は、ゲート線３ａ、ＴＦＴ素子１３、ソース線６ａ、画素電極１５の順に積層されている。ＴＦＴ素子１３は、ゲート線３ａの中心線に対して非対称に配置されており、図３においては、ゲート線３ａの中心線から上側にずれた状態で形成されている。画素電極１５は、ゲート線３ａ及びソース線６ａが形作る矩形の領域の全体を覆うように配置され、かつ一部がゲート線３ａの配置領域に張り出すように形成されている。画素電極１５は、この張り出し領域において、コンタクトホール（不図示）を介して中継電極（不図示）に接続されており、当該中継電極は、ＴＦＴ素子１３のドレイン端子に電気的に接続されている。
【００２５】
図４は、図３中の画素５内、すなわちゲート線３ａ及びソース線６ａに囲まれた領域の断面図である。この図に示すように、ＴＦＴ基板１０には、本発明の基板としてのガラス基板１１が含まれている。このガラス基板１１の液晶側表面には、上述したソース線６ａやゲート線３ａ、容量線３ｂ、ＴＦＴ素子１３等を含む素子形成層１２が配置されている。素子形成層１２上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる画素電極１５が形成されている。画素電極１５上には、ポリイミド等からなり、ラビング処理が施された配向膜１９が形成されている。
【００２６】
一方、対向基板２０には、本発明の基板としてのガラス基板２１が含まれている。このガラス基板２１の液晶側表面には、略全面にＩＴＯ等からなる共通電極２５が形成されている。共通電極２５上には、ポリイミド等からなり、ラビング処理が施された配向膜２９が形成されている。
【００２７】
上記配向膜１９，２９は、その表面近傍に位置する液晶５０を一定のプレチルト角をもって配向させることができる。そして、配向膜１９，２９の表面状態を調整することにより、上記プレチルト角を所望の値に制御することができる。本明細書では、液晶５０のプレチルト角が４５°以上９０°以下となるような領域を高プレチルト領域と呼び、高プレチルト領域に隣接し、かつ高プレチルト領域よりプレチルト角が小さい領域を低プレチルト領域と呼ぶ。
【００２８】
本実施形態における配向膜１９，２９としては、基本的にはその配置領域が高プレチルト領域となるような配向膜であって、意図した領域を低プレチルト領域に切り替えることができるものを用いるのが望ましい。例えば、低プレチルト配向成分と高プレチルト配向成分とからなる２種類の成分を混合した材料であることが望ましい。そして、上記領域の切り替え方法としては、例えば紫外線を照射することで高プレチルト配向成分の側鎖を切断し、低プレチルト配向成分が優位な低プレチルト領域とする方法を用いることができる。低プレチルト配向成分と高プレチルト配向成分とからなる２種類の成分は、表面エネルギーの異なる成分を混合した材料であってもよい。さらに、基板上にあらかじめ該基板と表面エネルギーの異なる材料からなる層（以下「下地材料」と呼ぶ）がパターニング形成されており、低プレチルト配向成分又は高プレチルト配向成分の一方が下地材料と同様な表面張力を有する材料成分であることが望ましい。下地材料上に、表面エネルギーの異なる２種類の成分の内、低プレチルト配向成分又は高プレチルト配向成分のどちらか一方の成分をより多く分布させるようにしてもよい。
【００２９】
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間には、スプレイ配向及びベンド配向のいずれの配向状態をも取りうる（スプレイ配向からベンド配向へ転移することができる）液晶５０が挟持されている。図５は、液晶５０の配向の様子を示した断面図であり、（ａ）はベンド配向、（ｂ）はスプレイ配向を示している。液晶５０には、一般的なネマチック液晶を用いることができるが、応答速度を数ミリ秒程度とするために、屈折率異方性Δｎの高いものや粘性率ηの低いものを用いるのが好ましい。
【００３０】
図４には示されていないが、一対のガラス基板１１，２１の外側には、必要に応じて偏光板、位相差板を配置してもよい。位相差板として、可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４板を使用すれば、偏光板とともに円偏光板を構成することができる。またλ／２板及びλ／４板を組み合わせて使用すれば、広帯域円偏光板を構成することができる。さらに、偏光板内側に光学補償フィルムを配置してもよい。光学補償フィルムを配置することにより、液晶装置１００を正面視ないし斜視した場合の液晶５０の位相差を補償することが可能になり、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。光学補償フィルムとして、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子等をハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体（例えば、富士写真フィルム製のＷＶフィルム）を使用することが可能である。また、屈折率異方性が正のネマチック液晶分子等をハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体（例えば、新日本石油製のＮＨフィルム）を使用することも可能である。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て使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣ−Ｐｌａｔｅ等を使用してもよい。
【００３１】
（Ｂ．配向領域）
以上のような構成の液晶装置１００には、液晶５０の配向状態が互いに異なる複数の配向領域が設けられている。以下ではこれについて説明する。
【００３２】
図６は、液晶装置１００の複数の画素５を含む部分における各種配向領域の分布を示す平面図である。この図から分かるように、各画素５は、第１の配向領域４１、第２の配向領域４２、第３の配向領域４３を含んでいる。第１の配向領域４１は、ゲート線３ａの中心付近に重なるように配置されている。より詳しくは、第１の配向領域４１は、幅がゲート線３ａより狭く、その全体がゲート線３ａに重なるように配置された細い帯状の領域である。第２の配向領域４２は、第１の配向領域４１の両側にそれぞれ隣接して設けられた帯状の領域である。第３の配向領域４３は、第２の配向領域４２を挟んで第１の配向領域４１の反対側に、第２の配向領域４２に隣接して設けられ、第１の配向領域４１、第２の配向領域４２以外の全ての領域をカバーする帯状の領域である。
【００３３】
ここで、第２の配向領域４２は、図６において第１の配向領域４１の上側に位置する第２の配向領域４２Ｕと、同じく下側に位置する第２の配向領域４２Ｌとからなる。図３と図６とを比較すれば明らかなように、上側の第２の配向領域４２Ｕは、下側の第２の配向領域４２Ｌに比べてＴＦＴ素子１３と重なる面積が大きい。そして、このようにＴＦＴ素子１３と重なる面積が大きい方の第２の配向領域４２Ｕの幅が、他方の第２の配向領域４２Ｌの幅より広くなるように設定されている。
【００３４】
上記各配向領域のうち、第１の配向領域４１は、具体的には、高プレチルト領域のみから構成される領域である。また、第２の配向領域４２は、高プレチルト領域と低プレチルト領域とが混在した構成となっている。第３の配向領域４３は、低プレチルト領域のみから構成される領域である。本実施形態では、高プレチルト領域における液晶５０のプレチルト角は８３°、低プレチルト領域における液晶５０のプレチルト角は１２°に設定されている。
【００３５】
図７は、上記の３つの配向領域の分布を、高プレチルト領域及び低プレチルト領域の分布に着目して示した平面図である。この図において符号４ａが付された黒塗りの領域が高プレチルト領域であり、符号４ｂが付された無着色の領域が低プレチルト領域である。この図から、第１の配向領域４１が高プレチルト領域からなり、第３の配向領域４３が低プレチルト領域からなることが分かる。そして、第２の配向領域４２においては、ゲート線３ａの延在方向に等間隔に配置された略円形の高プレチルト領域が多数設けられており、これら高プレチルト領域の間が低プレチルト領域で埋められている。
【００３６】
そして、上記円の直径は、第１の配向領域４１に近いものほど大きく、第３の配向領域４３に近づくにつれて小さくなっている。こうした配置により、第２の配向領域４２において高プレチルト領域が占める割合は、第１の配向領域４１との境界から第３の配向領域４３との境界に至る経路において、連続的に減少している。図８は、この様子を示したグラフであり、図６及び図７中のＢ−Ｂ’線に沿った各位置における、ゲート線３ａの延在方向についての高プレチルト領域及び低プレチルト領域の占める割合を示す図である。この図から、第２の配向領域４２においては、第１の配向領域４１に近いほど高プレチルト領域の占める割合が大きく、第３の配向領域４３に近いほど高プレチルト領域の占める割合が小さいことがわかる。
【００３７】
なお、こうした分布を形成するための手法は、上記円の直径の調整だけに限られず、種々のパターンを用いることができる。例えば、高プレチルト領域を、直径が同一である多数の円形の領域として設け、その配置密度を場所によって変えるようにしてもよい。
【００３８】
以上のような配向領域の分布は、次のような方法によって形成することができる。まず、ＴＦＴ基板１０（対向基板２０）上に配向膜１９（２９）をスピンコーターで塗布する。配向膜１９，２９には、ＪＳＲ社製のＪＡＬＳ−２０４等を用いることができる。この状態の配向膜１９，２９は、略全面が高プレチルト領域となっている。次に、図７中で符号４ａを付した黒塗りの領域に対応する遮光部を有するフォトマスクを用いて、符号４ｂを付した無着色の領域（すなわち非遮光部）に紫外線（２４５ｎｍ，７ｍＪ／ｃｍ2）を約１７分間照射する。これにより、紫外線の照射を受けた部位のみが低プレチルト領域に変化し、配向膜１９，２９に高プレチルト領域と低プレチルト領域とを形成することができる。この結果、第１の配向領域４１、第２の配向領域４２、第３の配向領域４３が形成される。
【００３９】
上記した高プレチルト領域では、電界無印加時において、液晶５０はベンド配向状態となる。一方、低プレチルト領域では、電圧無印加時において、液晶５０はスプレイ配向状態となる。これを、図９に基づいて説明する。図９は、液晶５０のプレチルト角に対する、スプレイ配向状態及びベンド配向状態のＧｉｂｂｓの自由エネルギーを示した図である。この図から分かるように、プレチルト角が４５°以上９０°以下の高プレチルト領域（本実施形態ではプレチルト角８３°）では、ベンド配向状態のＧｉｂｂｓの自由エネルギーが、スプレイ配向状態のＧｉｂｂｓの自由エネルギーより低い。このため、液晶５０はベンド配向状態で安定する。特に、プレチルト角が８０°以上９０°以下の場合には、ベンド配向とスプレイ配向との間のＧｉｂｂｓの自由エネルギーの差が大きく、より安定したベンド配向を実現することができる。同様に、プレチルト角が４５°未満の低プレチルト領域（本実施形態ではプレチルト角１２°）では、スプレイ配向状態のＧｉｂｂｓの自由エネルギーが、ベンド配向状態のＧｉｂｂｓの自由エネルギーより低く、安定するので、液晶５０はスプレイ配向状態となる。
【００４０】
以上から、第１の配向領域４１及び第２の配向領域４２のうち高プレチルト領域である部分の液晶５０は、ベンド配向への初期転移が行われる以前からベンド配向状態となっている。一方、第３の配向領域４３及び第２の配向領域４２のうち低プレチルト領域である部分の液晶５０は、ベンド配向への初期転移が行われる前にはスプレイ配向状態となっている。
【００４１】
（Ｃ１．ベンド転移促進効果）
液晶装置１００によって表示を行う際には、転移電圧を印加することにより、スプレイ配向の液晶５０をベンド配向へ初期転移させる。このために、例えば、３Ｖの交流電圧を印加する。本実施形態の液晶装置１００では、こうした初期転移に際し、スプレイ配向からベンド配向への転移が全ての画素５で円滑に行われ、スプレイ配向が残ることによる表示欠陥等が生じにくい。
【００４２】
このように好適に転移が行われるのは、次の２つの理由による。第１に、転移電圧を印加することでベンド配向のＧｉｂｂｓの自由エネルギーがスプレイ配向のそれより低くなり、ベンド配向の方がより安定する状態となるためである。第２に、あらかじめベンド配向となっている高プレチルト領域が転移を促す転移核（配向転移発生領域）となってここから配向状態が伝播し、容易にベンド転移を引き起こしているためである。すなわち、転移電圧が印加されると、まず第２の配向領域４２の低プレチルト領域（スプレイ配向）が、これに隣接する高プレチルト領域（ベンド配向）に促される形でベンド転移し、当該転移が第３の配向領域４３にも広がって液晶５０の全体がベンド転移する。
【００４３】
より詳しくは、第２の配向領域４２中、低プレチルト領域のうち高プレチルト領域に近い部位では、他の低プレチルト領域よりも高いプレチルト角で液晶分子が配向しており、その領域では液晶５０の配向状態が歪んだ構造となっている。このため、転移電圧印加時には他の低プレチルト領域よりも液晶分子の立ち上がり（転移）を速くすることができ、ひいては転移核を発生させることができる。この転移核の発生は、さらにスプレイ配向からベンド配向への転移を促進させる。
【００４４】
また、本実施形態では、第２の配向領域４２において、高プレチルト領域と低プレチルト領域とが混在しているため、高／低プレチルト領域の境界部位、すなわち転移核となりうる部位が多く存在する。これにより、ベンド転移にかかる時間をより短くすることができ、また転移電圧を小さく抑えることができる。
【００４５】
（Ｃ２．配向不良低減効果）
ベンド配向への初期転移が終了すると、液晶装置１００による表示を行うことができる。このときの表示動作は、高い表示品位を実現することを主な目的としてライン反転駆動によって行われる場合が多い。図１０は、ライン反転駆動の概念図である。このように、ライン反転駆動は、隣接するゲート線３ａごとに、画素電極１５に印加される電圧の極性を反転させる駆動方法である（図１０（ａ））。水平方向のラインに沿って反転が行われることから、Ｈ反転駆動とも呼ばれる。さらに、あるフレームにおいて、その前のフレームで印加された電圧とは逆極性（図１０（ｂ））の電圧を印加する、いわゆるフレーム反転も併用される場合が多い。
【００４６】
このように、ライン反転駆動では、あるゲート線３ａを挟んで隣接する画素電極１５に、互いに逆極性の駆動電圧が印加される。図１１は、このときに画素電極１５の近傍に生ずる電界の様子を示した断面図である。この図において、画素電極１５から伸びる線分は、電界の電気力線を示している。画素電極１５のうち端部を除いた部位においては、画素電極１５に対して略垂直方向に電気力線が伸びており、縦方向の電界が生じていることがわかる。他方で、画素電極１５の端部近傍においては、正極性の電圧が印加された画素電極１５を始点とし、これに隣接する負極性の電圧が印加された画素電極１５を終点とする電気力線が生じている。換言すれば、画素電極１５のうちゲート線３ａに隣接する端部近傍では横電界が発生している。
【００４７】
このような横電界は、一般にベンド配向をした液晶分子の配向状態を乱して配向異常を引き起こす。例えば、基板間において弓状に縦方向に並ぶべき液晶分子が横電界によって横倒しになり、所望の偏光変換機能が得られずその部位の表示コントラストが低下する。図１２は、画素電極１５内でこのような配向異常が起こりうる部位を示した平面図である。この図において、各画素電極１５のうち、当該画素電極１５とは逆極性の駆動電圧が印加される隣接画素電極１５に対向した部位（以下では配向異常領域４９と呼ぶ）が、横電界による配向異常が生ずる部位である。配向異常領域４９は、黒表示をした場合であっても光漏れが生じて輝度が落ちず、液晶装置１００全体の表示のコントラストを低下させる要因となる。こうした不具合は、液晶装置の画素ピッチ又は画素間隔が小さい場合により顕著となるため、プロジェクタのライトバルブ等に用いられる高精細な液晶装置等において特に問題となる。
【００４８】
また、図１２にも示されているように、配向異常領域４９は、画素電極１５の上下端のうち、ＴＦＴ素子１３（図３参照）が配置されている側（本実施形態では各画素電極１５の下端側）において生じやすく、その幅が広くなる。以下では、配向異常領域４９のうち、幅の広い方を配向異常領域４９Ｕ、幅の狭い方を配向異常領域４９Ｌと呼ぶ。
【００４９】
本実施形態の液晶装置１００は、上記のような横電界が生じたとしても配向異常が起こりにくい、すなわち配向異常領域４９が生じにくいという特徴を有している。これは、高プレチルト領域からなる第１の配向領域４１や、高プレチルト領域を含む第２の配向領域４２がゲート線３ａに沿って配置されているためである。高プレチルト領域の液晶５０は、ベンド配向時におけるＧｉｂｂｓの自由エネルギーが低いため、ベンド配向で安定する。このため、上記した横電界が印加されても液晶分子は容易に横倒しにならず、ベンド配向状態を維持する。このように、高プレチルト領域の液晶５０は、横電界による影響を受けにくく、配向異常を生じにくい。従って、ライン反転駆動によりゲート線３ａを挟む隣接画素電極１５に逆極性の駆動電圧が印加されて横電界が発生しても、ゲート線３ａの近傍には高プレチルト領域が多数配置されているため配向異常が起こりにくい。その結果として、配向異常領域４９が発生せず、配向異常に起因した光漏れ等の不具合が生じにくい。このように、本実施形態の液晶装置１００によれば、画素電極１５間の横電界の影響によるベンド配向の乱れを抑え、表示のコントラストを向上させることができる。
【００５０】
また、図６に示したように、第２の配向領域４２の配置については、ＴＦＴ素子１３と重なる面積が大きい方の第２の配向領域４２Ｕの幅が、他方の第２の配向領域４２Ｌの幅より広くなるように設定されている。すなわち、広範囲に配向異常が生じやすく幅広の配向異常領域４９Ｕ（図１２）に対応して、幅の広い第２の配向領域４２Ｕが配置されている。また、相対的に配向異常が生じにくく幅の狭い配向異常領域４９Ｌ（図１２）に対応して、幅の狭い第２の配向領域４２Ｌが配置されている。こうした構成によれば、配向異常が生じやすい領域において高プレチルト領域をより多く配置することとなるので、横電界の影響によるベンド配向の乱れを、その生じやすさに応じて適切に抑えることができる。
【００５１】
（Ｃ３．逆転移防止効果）
一般に、ＯＣＢモードを用いた液晶装置においては、一度ベンド配向への転移が行われても、液晶層に所定のレベル以上の電圧が一定時間印加されない状態が続くと、ベンド配向が維持できずスプレイ配向に戻ることがある。この現象を「逆転移現象」という。このとき、逆転移が発生した画素は輝点欠陥のように見えるため、高い表示品位を維持するためには逆転移現象の発生を抑制することが重要となる。
【００５２】
この点に関し、本実施形態の液晶装置１００は、第１の配向領域４１及び第２の配向領域４２に高プレチルト領域を有することにより、こうした高プレチルト領域をもたない液晶装置と比較して逆転移現象が起こりにくくなっている。これは、高プレチルト領域の液晶５０がベンド配向で安定しており、スプレイ配向への逆転移がほとんど起こらないためである。
【００５３】
ところで、上記した逆転移現象を防止するためには、１フィールド期間内に、表示映像に対応した電圧以外にも逆転移防止のための電圧を所定のパルス幅で挿入すればよい。ただし、逆転移現象は高温環境下ほど起こりやすく、使用温度が高いほど逆転移防止パルスの幅を大きくしなければならない。下表１は、逆転移防止に必要なパルス幅の温度依存性を表すものであり、８０℃で使用したときに、２５℃の場合に対して何倍のパルス幅の逆転移防止パルスが必要であるかを、液晶５０のプレチルト角に対応させて示したデータである。この表から、例えばプレチルト角が４°の場合には、逆転移を防ぐために８０℃の環境下においては２５℃の２倍のパルス幅の逆転移防止パルスが必要であることが分かる。そして、プレチルト角を大きくしていくとこの温度依存性は低減していき、プレチルト角が８°以上の領域では温度依存性がなくなる。本実施形態では、低プレチルト領域におけるプレチルト角が１２°に設定されているので、使用温度に関わらず一定のパルス幅の逆転移防止パルスによって逆転移現象を抑えることができる。こうした特性は、強い光にさらされるプロジェクタのライトバルブや、車載用のモニタ等、高温環境下での動作が多くなる液晶装置において特に有効である。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
上記より、低プレチルト領域における液晶５０のプレチルト角は８°以上、好ましくは１２°以上とするのが望ましい。一方、当該プレチルト角を３０°以下とすれば、ベンド配向時における表示品位を確保することができる。従って、低プレチルト領域における液晶５０のプレチルト角は、８°以上３０°以下、好ましくは１２°以上３０°以下の範囲内に設定する。
【００５６】
本実施形態では、上記逆転移防止パルスとして黒表示の駆動電圧に相当するものを用いている。逆転移防止パルスの大きさは、これに限定されず、例えばより大きな電圧を用いてもよい。また、上記における「使用温度」は外気温に限られず、液晶装置１００が局所的に高温となる場合においてはその部位の温度をいう。例えば、熱源としての光源が液晶装置１００を局所的に加熱するような場合がこれに対応する。
【００５７】
（Ｄ．電子機器）
上述した液晶装置１００は、例えば、図１３（ａ）に示すような電子機器としてのプロジェクタ５００に搭載して用いることができる。プロジェクタ５００は、本体５１０、レンズ５２０を有しており、内蔵された光源（不図示）から光を射出し、これを内部に備え付けられた表示部若しくはライトバルブとしての液晶装置１００によって変調した後にレンズ５２０から前方に投写する装置である。このようなプロジェクタ５００は、応答速度に優れ、また高コントラストでかつ表示不良の少ない高品位な表示を行うことができる。
【００５８】
また、液晶装置１００は、例えば、図１３（ｂ）に示すような電子機器としての携帯電話機６００に搭載して用いることができる。携帯電話機６００は、表示部６１０及び操作ボタン６２０を有している。表示部６１０は、内部に組み込まれた液晶装置１００によって、操作ボタン６２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報について、高コントラストでかつ表示不良の少ない高品位な表示を行うことができる。
【００５９】
なお、本発明を適用した液晶装置１００は、上記プロジェクタ５００や携帯電話機６００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００６１】
（変形例１）
上記実施形態では、図６に示したように、第１の配向領域４１及び第２の配向領域４２はいずれもゲート線３ａ（図３参照）と平行な帯状の領域としたが、これに限定する趣旨ではない。例えば、図１４に示すように、第２の配向領域４２を、ソース線６ａに重なる領域にも設けるような構成としてもよい。従って、第３の配向領域４３は、各画素５内の矩形の領域に設定されることとなる。このような構成によれば、ソース線６ａを挟んで隣接する画素電極１５間に逆極性の駆動電圧がかかるような駆動方法（例えばＶ反転駆動やドット反転駆動）を用いても、これらの画素電極１５間に生じた横電界による配向異常の発生を抑えることができる。また、ベンド配向への転移核が増えることとなるので、初期転移をより円滑に行うことができる。これに加えて、第１の配向領域４１をソース線６ａの一部にも重なるように配置してもよい。
【００６２】
（変形例２）
上記実施形態では、図６に示したように、第２の配向領域４２Ｕ，４２Ｌの幅を配向異常の生じやすさに応じて設定している。こうした、配向異常の生じやすさに合わせた各種配向領域の配置方法は、上記の例に限られない。例えば、第２の配向領域４２Ｕにおいて高プレチルト領域が占める割合を、第２の配向領域４２Ｌのそれより大きくしてもよい。この場合は、第２の配向領域４２Ｕ，４２Ｌの幅は同一であってもよい。こうした構成により、ＴＦＴ素子１３と重なる面積が大きい第２の配向領域４２Ｕにおいて、ベンド配向で安定する高プレチルト領域が増えるので、横電界の影響によるベンド配向の乱れを、その生じやすさに応じて適切に抑えることができる。
【００６３】
（変形例３）
上記実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴ素子１３を用いているが、これに代えて例えばＴＦＤ（Thin Film Diode）素子等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る液晶装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図。
【図２】液晶装置の複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】複数の画素の構成を対向基板の側から見た平面図。
【図４】液晶装置の画素内の断面図。
【図５】液晶の配向の様子を示した断面図であり、（ａ）はベンド配向、（ｂ）はスプレイ配向を示した図。
【図６】液晶装置の複数の画素を含む部分における各種配向領域の分布を示す平面図。
【図７】第２の実施形態に係る液晶装置の画素領域の平面図。
【図８】図６及び図７中のＢ−Ｂ’線に沿った経路の各所における高プレチルト領域及び低プレチルト領域の占める割合を示す図。
【図９】スプレイ配向状態及びベンド配向状態のＧｉｂｂｓの自由エネルギーのプレチルト角依存性を示した図。
【図１０】ライン反転駆動の概念図。
【図１１】ライン反転駆動時に画素電極の近傍に生ずる電界の様子を示した断面図。
【図１２】ライン反転駆動時に配向異常が起こる部位を示した平面図。
【図１３】（ａ）は、電子機器としてのプロジェクタの斜視図、（ｂ）は、電子機器としての携帯電話機の斜視図。
【図１４】本発明の変形例における各種配向領域の分布を示す平面図。
【符号の説明】
【００６５】
３ａ…ゲート線、３ｂ…容量線、４ａ…高プレチルト領域、４ｂ…低プレチルト領域、５…画素、６ａ…ソース線、７…蓄積容量、１０…ＴＦＴ基板、１１，２１…ガラス基板、１２…素子形成層、１３…ＴＦＴ素子、１５…画素電極、１９，２９…配向膜、２０…対向基板、２５…共通電極、４１…第１の配向領域、４２，４２Ｌ，４２Ｕ…第２の配向領域、４３…第３の配向領域、４９，４９Ｌ，４９Ｕ…配向異常領域、５０…液晶、５２…シール剤、１００…液晶装置、５００…プロジェクタ、６００…携帯電話機。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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