(57)【要約】【課題】３Ｄプロジェクターで要求される高速駆動が実現され、且つオフ状態に移行する過程で発生する光学的バウンス（一時的な透過率の上昇）も抑制された液晶装置を提供する。【解決手段】第１基板と、第１基板に対向配置された第２基板と、第１基板と第２基板とで挟持されカイラル剤が添加されたネマチック液晶とを備えたツイストネマチック型の液晶装置であって、第１基板と第２基板との間隔は２．０μｍ以上２．５μｍ以下であり、ネマチック液晶の粘度は１６０ｍＰａ・ｓ以上１７０ｍＰａ・ｓ以下（２０℃）であり、カイラル剤のカイラルピッチは８μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする液晶装置。上記条件で液晶装置を作製することによって、液晶の流動（動作）が円滑化・高速化されるので、３Ｄプロジェクターで要求される応答時間３ｍｓ以下という高速応答が実現され、且つオフ状態に移行する過程で生じる光学的バウンスも抑制される。【選択図】図１
2013254049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とで挟持され、カイラル剤が添加されたネマチック液晶と、
を備えたツイストネマチック型の液晶装置であって、
前記第１基板と前記第２基板との間隔は、２．０μｍ以上、２．５μｍ以下であり、
前記ネマチック液晶の粘度は、温度が２０℃のとき、１６０ｍＰａ・ｓ以上、１７０ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記カイラル剤のカイラルピッチは、８μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記ネマチック液晶がフッ素基を有す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】
請求項１または２に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１または２に記載の液晶装置を６０℃以上、８０℃以下の温度範囲で使用する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、及び当該液晶装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネマチック液晶を用いたツイストネマチック型液晶装置は、例えばプロジェクターのような投射型表示装置の光変調手段（ライトバルブ）として使用されている。さらに、近年、リアルな表示が可能な３Ｄプロジェクターへの関心が高まり、３Ｄプロジェクターのライトバルブに適したツイストネマチック型液晶装置が望まれている。
【０００３】
３Ｄプロジェクターには、１台のプロジェクターで３Ｄ映像を実現するアクティブシャッター方式や、２台のプロジェクターで３Ｄ映像を実現する偏光メガネ方式などが存在する。アクティブシャッター方式では、１台のプロジェクターから右眼用画像と左眼用画像とが交互にスクリーンに投影される。鑑賞者は、投射された映像に同期して左右交互に開閉するシャッターメガネを通してスクリーン上の投射映像を鑑賞し、右眼用画像と左眼用画像との視差によって、３Ｄ画像を認識する。
【０００４】
このように、アクティブ方式では、１台のプロジェクターから右眼用画像と左眼用画像とが交互に出力されるので、ライトバルブとしての液晶装置を少なくとも通常の２倍以上の速度で駆動させることが望ましい。詳しくは、通常のプロジェクターでは１２０Ｈｚで駆動されているが、当該３Ｄプロジェクターでは少なくとも２４０Ｈｚ、より好ましくは４８０Ｈｚで駆動させることが望ましい。従って、当該３Ｄプロジェクターに搭載される液晶装置では、少なくとも１／２４０秒（約４．２ミリ秒（ｍｓ））以下、より好ましくは１／４８０秒（約２．１ｍｓ）以下の時間で表示させることが望ましい。液晶の応答速度などを考慮し、１／２４０秒以下で書き込みを完了させる場合には、当該３Dプロジェクターのライトバルブとしては、３ｍｓ以下の応答時間、より好ましくは２ｍｓ以下の応答時間が要求される。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ツイストネマチック型液晶装置の応答速度を早くするために、低い粘度と大きな屈折率異方性とを有するネマチック液晶を使用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２０９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のネマチック液晶を使用したツイストネマチック液晶装置の応答速度では、上述した３Ｄプロジェクター用ライトバルブに要求される応答性能を満たさないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る液晶装置は、第１基板と、第１基板に対向配置された第２基板と、第１基板と第２基板とで挟持されカイラル剤が添加されたネマチック液晶と、を備えたツイストネマチック型の液晶装置であって、第１基板と第２基板との間隔は２．０μｍ以上２．５μｍ以下であり、ネマチック液晶の粘度は温度が２０℃のとき１６０ｍＰａ・ｓ以上１７０ｍＰａ・ｓ以下であり、カイラル剤のカイラルピッチは８μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、第１基板と第２基板との間隔が２．０μｍ以上２．５μｍ以下と小さいたために、ネマチック液晶に作用する電界強度が大きくなっている。さらに、ネマチック液晶の粘度が１６０ｍＰａ・ｓ以上１７０ｍＰａ・ｓ以下と小さいために、ネマチック液晶が流動しやすくなっている。さらに、カイラル剤のカイラルピッチは８μｍ以上２０μｍ以下と小さくなっているので、カイラル剤からネマチック液晶に作用する力、すなわち捩れ配向するための力が大きくなっている。
上述した効果が複合されることによって、ネマチック液晶の応答速度がより速くなり、３Ｄプロジェクターで要求される３ｍｓ以下の応答時間（２４０Ｈｚ駆動）を実現することができる。
【００１１】
［適用例２］
本適用例に係る液晶装置の液晶は、フッ素基を有することが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、液晶装置の液晶は、フッ素基を有するフッ素系液晶材料で構成されているので、高い電圧保持率を有している。特に、プロジェクター用途では高温域で使用され、フッ素基を有するフッ素系液晶材料では高温域での電圧保持率の低下が抑制されるので、表示品質に優れた映像を提供することができる。
【００１３】
［適用例３］
本適用例に記載の電子機器は、上記適用例に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、上記適用例に記載の液晶装置を備えているので、リアルな表示が可能な３Ｄプロジェクターを実現できる。３Ｄプロジェクターの他に、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビ、携帯電話、携帯用オーディオ機器、パーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどの各種電子機器に適用することによって、高速な表示を提供することができる。
【００１５】
［適用例４］
本適用例に記載の電子機器は、上記適用例に記載の液晶装置を６０℃以上、８０℃以下の温度範囲で使用することを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、上記適用例に記載の液晶装置を６０℃以上、８０℃以下の温度範囲で使用するので、液晶装置の応答速度がさらに速くなり、２ｍｓ以下の応答時間で駆動することができる。その結果、４８０Ｈｚで駆動される３Ｄプロジェクターのライトバルブに使用することができ、よりリアルな３Ｄ映像が提供される。３Ｄプロジェクターの他に、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビなどの電子機器に適用することによって、より高速な表示を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る液晶装置の構成を示す概略図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る素子基板の構成を示す概略図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る対向基板の構成を示す概略図。
【図４】基本条件に対してセル厚を小さくした場合の応答特性を示す図。
【図５】基本条件に対してセル厚及び粘度を小さくした場合の応答特性を示す図。
【図６】基本条件に対してセル厚及びカイラルピッチを小さくした場合の応答特性を示す図。
【図７】基本条件に対してセル厚、粘度、及びカイラルピッチを小さくした場合の応答特性を示す図。
【図８】３Ｄ画像表示システムの構成を示す概略図。
【図９】３Ｄ画像表示システムの一部をなすプロジェクターの構成を示す概略図。
【図１０】応答特性を評価するための評価システムの構成を示す概略図。
【図１１】評価システムのオシロスコープで得られた評価結果の一例を示す図。
【図１２】基本条件での応答特性。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせしめてある。
【００１９】
（実施形態１）
「液晶装置の概要」
図１は、実施形態１に係る液晶装置の構成を示す図である。図１（a）は概略平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線で切った概略断面図である。まず、図１を参照して、本実施形態に係る液晶装置の概要を説明する。
【００２０】
液晶装置１では、作製条件を最適化することで、応答時間３ｍｓ以下の高速応答が実現されている。液晶装置１は、素子基板１０、対向基板３０、及び素子基板１０と対向基板３０とで挟持された液晶４０、シール材４１、導通材４２などで構成されている。
【００２１】
素子基板１０は、「第１基板」の一例であり、液晶４０を駆動するための一方の電極基板である。素子基板１０には、画素２１がマトリックス状に配置され、縦長の長方形をなした表示領域２０が形成されている。
対向基板３０は、「第２基板」の一例であり、液晶４０を駆動するためのもう一方の電極基板である。対向基板３０は、素子基板１０に対向配置されている。
【００２２】
プロジェクター用途の液晶装置では、５０℃〜７０℃の高温域で、高照度の光に曝されて使用されるので、高温域でも電圧保持率の低下が抑制され、光吸収が少ない高耐光性の液晶が要求される。このような液晶としては、シアノ基を有するシアノ系液晶よりもフッ素基を有するフッ素系液晶が適している。従って、液晶４０は、フッ素基を有するフッ素系液晶材料で構成されたネマチック液晶である。
液晶４０には、約０．１ｗｔ％のカイラル剤が添加されている。液晶４０は、対向基板３０と素子基板１０との間で、後述するシール材４１で囲まれた領域の中に封入されている。対向基板３０（共通電極３３；図３（ｂ）参照）と素子基板１０（画素電極１３；図２（ｂ）参照）との間に印加された電圧によって、液晶４０の配向状態が変化し、表示領域２０を透過する光が変調されている。
【００２３】
シール材４１は、表示領域２０を囲んで枠状に形成され、対向基板３０と素子基板１０とを接着している。シール材４１の中には、対向基板３０と素子基板１０との間を所定のギャップ（セル厚）とするためのスペーサー（図示省略）が分散されている。
導通材４２は、素子基板１０と対向基板３０との間の導通を取るための異方性導電材料である。導通材４２は、枠状のシール材４１のコーナー部に近接した４か所に形成されている。
【００２４】
なお、図１を含む各図においては、縦長の長方形をなした表示領域２０における横方向（短辺方向）をＸ軸方向、当該方向と交差する縦方向（長辺方向）をＹ軸方向とする。さらに、Ｘ軸とＹ軸とに直交した液晶装置１の厚さ方向をＺ軸方向とする。
【００２５】
「素子基板の概要」
図２は、素子基板の構成を示す図である。図２（a）は概略平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線で切った概略断面図である。以下、図２を参照して、本実施形態に係る素子基板の概要を説明する。
【００２６】
素子基板１０は、素子基板本体１１、画素２１、回路部（符号なし）、端子２５、配向膜１５などで構成されている。
素子基板本体１１は、透明な絶縁基板であれば良く、好適例として石英ガラス、無アルカリガラスなどを用いている。
【００２７】
画素２１は、上述したようにＸ軸方向及びＹ軸方向にマトリックス状に配置され、液晶４０の配向状態を制御する信号が、回路部から画素２１に供給されている。画素２１は、薄膜トランジスター（以下、ＴＦＴと称す）１２、画素電極１３などで構成されている。ＴＦＴ１２は、ｎチャネル型トランジスターであり、金属膜、半導体膜、絶縁膜などで構成された多層構造（図示省略）となっている。画素電極１３は、ＩＴＯからなる透明電極である。ＴＦＴ１２と画素電極１３とは、層間絶縁膜１４を介して一対一に対応している。
【００２８】
回路部は、ｎチャネル型トランジスターとＰチャネル型トランジスターとを備えた相補型トランジスターで構成された回路であり、ＴＦＴ１２と同一工程で形成されている。回路部は、表示領域２０とシール材４１との間に形成され、走査線駆動回路２２、信号線駆動回路２３、検査回路２４などを有している。
【００２９】
走査線駆動回路２２は、表示領域２０に隣り合い、Ｙ軸（−）方向側とＹ軸（＋）方向側の２か所に形成されている。走査線駆動回路２２から、ＴＦＴ１２をオン、オフする走査信号が供給されている。
信号線駆動回路２３は、表示領域２０に隣り合い、Ｘ軸（＋）方向側に形成されている。ＴＦＴ１２がオンしたタイミングで、信号線駆動回路２３から信号線を通じて表示信号が画素電極１３に供給され、一定期間保持されている。
検査回路２４は、表示領域２０に隣り合い、Ｘ軸（−）方向側に形成されている。検査回路２４によって、信号線駆動回路２３の動作状態などが検査されている。
【００３０】
端子２５は、フレキシブル基板（図示省略）と接続するための電極端子であり、素子基板１０のＸ軸（＋）方向に張出した領域に形成されている。端子２５は、ＴＦＴ１２と同一工程で形成された金属膜で構成され、フレキシブル基板から回路部を駆動する信号が供給されている。
【００３１】
配向膜１５は、ポリイミドからなる有機高分子膜であり、液晶４０の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。有機高分子膜としては、ポリイミドの他に、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリスチレン、エポキシアクリレート、ポリウレタンなどを使用することができる。ポリイミドにラビング処理を施すことによって、ポリイミドと接する液晶４０も、そのラビング方向に配向する。
後述する対向基板３０の表面にも、ポリイミドからなる配向膜３４が形成され、液晶４０の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。素子基板１０の配向膜１５に対するラビング方向と、対向基板３０の配向膜３４に対するラビング方向とを直交させることによって、液晶４０は、電圧無印加時に素子基板１０と対向基板３０との間で９０°捩れた、ツイストネマチック構造となっている。
【００３２】
上述した配向膜１５，３４の他に、液晶４０に添加されたカイラル剤からも、液晶４０を捩れさせる力が付与されている。すなわち、液晶４０にカイラル剤を添加することによって、液晶４０は、安定して所定の旋回方向に配向される。
【００３３】
「対向基板の概要」
図３は、対向基板の構成を示す図である。図３（a）は概略平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線で切った概略断面図である。以下、図３を参照して、本実施形態に係る対向基板の概要を説明する。
【００３４】
対向基板３０は、対向基板本体３１、遮光膜３２、共通電極３３、配向膜３４などで構成されている。
対向基板本体３１は、透明な絶縁基板であれば良く、好適例として石英ガラスを用いている。遮光膜３２は、好適例としてＣｒを用いており、表示領域２０とシール材４１との間に額縁状に形成されている。共通電極３３は、ＩＴＯからなる透明電極であり、遮光膜３２と配向膜３４との間に形成されている。配向膜３４は、ポリイミドからなる有機高分子膜であり、液晶４０の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。
【００３５】
「応答特性の評価システムと評価結果」
図１０は、応答特性を評価するための評価システムの概略構成図である。図１１には評価システムを構成するオシロスコープの評価結果の一例が、図１２には評価システムで評価された応答特性（立上り時間、立下り時間）が示されている。
図１０に示すように、評価システム７０は、評価セル７５、バックライト７４、駆動信号発生器７２、光電子倍増管７３、オシロスコープ７１などで構成されている。
【００３６】
評価セル７５は、酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯと略す）電極がベタ形成された一対の電極基板の間隙に、上述したネマチック液晶が封入された構造を有している。電極基板の表面には、上述したポリイミドからなる配向膜が形成され、液晶の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。当該配向膜によって、ネマチック液晶は、電極基板の間隙において９０°捩れたツイストネマチック構造となっている。なお、ネマチック液晶には、上述したカイラル剤が、同じ濃度（約０．１ｗｔ％）添加されている。評価セル７５の両端には、偏光板（図示省略）が配置され、電圧印加時に黒表示、及び電圧無印加時に白表示というノーマリーホワイト表示が提供される。
評価セル７５と液晶装置１との主な相違点は、素子基板１０の代わりにＩＴＯ電極がベタ形成された電極基板が使用されている点にある。上述したように、素子基板１０は、駆動回路２２，２３、ＴＦＴ１２などで構成され、これら構成要素の性能バラツキによって液晶４０に印加される電圧が変動する、すなわち液晶装置１の応答特性が変動する可能性がある。このために、評価セル７５の電極基板には、駆動回路やＴＦＴなどが形成されていない。その結果、液晶４０の応答特性を、精度よく評価することができる。
なお、評価セル７５による評価結果と、液晶装置１による評価結果とが一致することは確認されている。
【００３７】
評価セル７５の作製条件は、１）液晶：フッ素系ネマチック液晶、２）液晶の粘度：３７０ｍＰａ・ｓ（２０℃）、３）電極基板の間隔（セル厚）：２．９μｍ、４）カイラル剤のカイラルピッチ：４７μｍである。以下、この作製条件を基本条件と称す。
【００３８】
光電子倍増管７３は、光エネルギーを電気信号に変換するための検出部材である。バックライト７４から出射された光は、偏光板と評価セル７５とを通過し、光電子倍増管７３に入射し、電気信号に変換される。当該電気信号は、オシロスコープ７１によって観測される。
駆動信号発生器７２は、評価セル７５をオン、オフする信号を供給するための電源である。駆動信号発生器７２からオン信号（±５Ｖの矩形波）が供給されると、評価セル７５はオン状態（黒表示）となる。一方、駆動信号発生器７２からオフ信号（０V）が供給されると、評価セル７５はオフ状態（白表示）となる。
オシロスコープ７１には、光電子倍増管７３からの電気信号と駆動信号発生器７２からの電気信号とが入力され、評価セル７５に印加された駆動信号の印加時間と、評価セル７５を透過した光エネルギーとの関係を示す図が、オシロスコープ７１の画面に表示される。
【００３９】
図１１には、オシロスコープ７１で得られた評価結果の一例として、評価セル７５に印加された信号をオン信号からオフ信号に切り替えた時の、評価セル７５を透過した光エネルギーの経時変化が示されている。図１１の縦軸は、評価セル７５を透過した光エネルギーから換算された透過率であり、オン状態（黒表示）の光透過率を０％、オフ状態（白表示）の光透過率を１００％としている。図１１の横軸は、評価セル７５に印加された信号（オン信号またはオフ信号）の印加時間である。また、図１１の矢印は、評価セル７５に印加された信号が、オン信号からオフ信号に切り替わった時点を示している。
【００４０】
図１１に示すように、オン信号からオフ信号に切り替わると、透過率は０％（黒表示）から１００％（白表示）に変化する。ここで、黒表示から白表示に変化するまでの所要時間が、立下り時間である。詳しくは、透過率が１０％から９０％に変化するまでの所要時間が、立下り時間であり、図１１のＴｏｆｆが立下り時間となる。
また、オフ信号からオン信号に切り替わり、透過率が９０％から１０％に変化するまでの所要時間が、立上り時間となる。このように、オシロスコープ７１の評価結果から、立下り時間または立上り時間を求めることができる。
【００４１】
さらに、図１１の破線で囲んだ領域Ｂに示すように、オン信号からオフ信号に切り替わった直後に、一時的に透過率が上昇する小ピーク（光学的バウンス）が発生している。この光学的バウンスは、オン状態からオフ状態に変化する過程での液晶の流動によって、液晶の配向状態が一時的に乱れる現象と考えられる。詳しくは、オン信号からオフ信号に切り替わった時点で、液晶分子は、オン状態の配向（電界方向に整列した配向状態）から、オフ状態の配向（９０°捩れた配向状態）に変化する。この時に発生する液晶の流動（バックフロー）によって、液晶の一部が逆方向にねじれ、上述した光学的バウンスが発生するものと考えられる。
この光学的バウンスは、オン信号からオフ信号に切り替えた時に、一時的な輝度の低下（光抜け）という表示上の不具合となる。さらに、３Ｄプロジェクターのように駆動周波数が高くなると、オン信号からオフ信号に切り替わる頻度が多くなるために、光学的バウンスの影響が大きくなる。
【００４２】
図１２に、評価システム７０で求めた応答時間（立上り時間、立下り時間）を示す。図１２の縦軸は応答時間、横軸は評価温度である。なお、評価温度は、プロジェクター用途での実使用温度（５０℃〜７０℃）としている。
図１２に示すように、立上り時間は１ｍｓ未満、立下り時間は４ｍｓ〜７ｍｓである。すなわち、立下り時間は、３Ｄプロジェクターで要求される性能（応答時間３ｍｓ以下）を満足していない。
【００４３】
「評価セルの作製条件と応答特性の関係」
そこで、応答時間３ｍｓ以下を目標性能として、評価セル７５の作製条件を変化させ、評価セル７５の応答特性を評価することとし、以下に評価結果をまとめる。
【００４４】
評価セル７５の作製条件としては、上述した基本条件（液晶：フッ素系ネマチック液晶、液晶の粘度：３７０ｍＰａ・ｓ（２０℃）、セル厚：２．９μｍ、カイラルピッチ：４７μｍ）に対して、セル厚、粘度、またはカイラルピッチを変化させている。
【００４５】
一般的に、立下り時の応答速度（τ）は以下の式１で表される。
【００４６】
【数１】
2013254049.tif 000003
ここで、ηは粘度、ｄはセル厚、及びＫは弾性定数である。式１より、立下り時の応答速度（τ）は、η（粘度）及びｄ（セル厚）の２乗に比例することが分かる。すなわち、立下り時間を短くするためには、η（粘度）及びｄ（セル厚）を小さくすることが有効であることが、式１から分かる。
そこで、まず評価セル７５の粘度やセル厚を変化させ、評価セル７５の応答特性を評価することとし、以下に評価結果をまとめる。
【００４７】
図４は、基本条件のセル厚（２．９μｍ）に対して、セル厚を２．５μｍ、２．１μｍと小さくした場合の応答特性を示している。図４より、セル厚を小さくすると、応答特性は改善されるが、立下り時間は目標性能を満足していない。
【００４８】
図５は、液晶の粘度を、上述した図４の条件（３７０ｍＰａ・ｓ）から、１６０ｍＰａ・ｓに低粘度化させた場合の応答特性である。すなわち、基本条件に対しては、セル厚と粘度とを小さくしている。図５より、粘度を小さくすると、図４と比べて応答特性はさらに改善されるが、立下り時間は目標性能を満足していない。
以上より、式１より推定される内容だけでは、立下り時の応答特性が十分に改善されていない。すなわち、式１に示されている内容以外の、新たな改善が必要である。
【００４９】
図６は、カイラルピッチを、上述した図４の条件（４７μｍ）から、２０μｍに小さくした場合の応答特性を示している。すなわち、基本条件に対しては、セル厚及びカイラルピッチを変化させている。カイラルピッチを小さくすると、セル厚または粘度を小さくした場合（図４、図５）と比較して、立下り時間がより短くなることが分かる。しかしながら、カイラルピッチを２０μｍと小さくしても、立下り時間の目標性能を満足することはできない。
【００５０】
そこで、さらに液晶の粘度を低粘度化することとした。
図７は、図６の条件（カイラルピッチ２０μｍ、粘度３７０ｍＰａ・ｓ）に対して、カイラルピッチ２０μｍ、粘度１６７ｍＰａ・ｓと、液晶の粘度を低粘度化させた場合の応答特性を示している。すなわち、基本条件に対しては、セル厚、粘度、及びカイラルピッチを変化させている。図７より、応答特性は２ｍｓ〜３ｍｓとなり、目標性能の３ｍｓ以下となっている。さらに、６０℃以上では、より好ましい目標性能の２ｍｓ以下となっている。
このように、セル厚、粘度、またはカイラルピッチを単独で変化させると応答特性の改善の効果は小さいが、セル厚、粘度及びカイラルピッチを複合して変化させると、応答特性が著しく改善され、目標性能を満足することが分かった。
【００５１】
以上より、評価セル７５の作製条件を、セル厚２．１μｍまたは２．５μｍ、且つ粘度１６７ｍＰａ・ｓ、且つカイラルピッチ２０μｍとすることによって、立下がり時間が５０℃以上の温度で３ｍｓ以下となり、２４０Ｈｚ駆動が可能な応答特性となった。さらに、評価温度が６０℃〜７０℃では、立下り時間が２ｍｓ以下とさらに短くなり、４８０Ｈｚ駆動が可能な応答特性となった。
【００５２】
次に、応答特性に影響する因子の適正範囲を説明する。
セル厚は、上述した式１より応答速度に影響する因子である。セル厚は、液晶に印加される電界強度に影響し、セル厚が小さくなると液晶に印加される電界強度が大きくなるために、応答速度が速くなるものと考えられる。
このために、セル厚は小さいほど好ましいが、セル厚を小さくしすぎると不良が増加するという課題がある。例えば。異物などで素子基板１０または対向基板３０の平坦性が損なわれると、素子基板１０と対向基板３０とが短絡し、不良となる危険性が増大する。
【００５３】
さらに、液晶装置１の透過率を大きくするためには、屈折率異方性（△ｎ）とセル厚（ｄ）の積（△ｎ×ｄ）を、一定値（概略０．５）に設定する必要がある。このために、セル厚のみを一方的に小さくすることは難しい。これら理由によって、セル厚を２μｍよりも小さくすることは、困難である。
従って、セル厚は、２．０μｍ以上、２．５μｍ以下が好ましい。
【００５４】
液晶の粘度も、式１より応答速度に影響する因子であり、液晶の粘度が小さくなると液晶が流動しやすくなるために、応答速度が速くなるものと考えられる。このために、液晶の粘度は小さい方が好ましい。
一方、粘度と屈折率とは相関があり、粘度を小さくするために、液晶を分子量の小さい材料で構成すると屈折率も小さくなる。上述したように、液晶装置１の透過率を大きくするためには、屈折率異方性（△ｎ）とセル厚（ｄ）の積（△ｎ×ｄ）を一定値に設定する必要がある。このセル厚との関係から液晶の粘度を一方的に小さくすることが難しい。
【００５５】
さらに、粘度を小さくするために、液晶を分子量が小さな材料で構成すると、液晶の耐熱性が劣化するという課題が発生する。以上より、液晶の低粘度化に関しても限界があり、液晶の粘度を１６０ｍＰａ・ｓよりも小さくすることが困難である。また、液晶の粘度が増大すると、応答速度が遅くなるために、液晶の粘度を基本条件より大きくすることも好ましくない。
従って、液晶の粘度は、温度が２０℃のとき、１６０ｍＰａ・ｓ以上１７０ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
なお、評価セル７５で評価した液晶の粘度は１６７ｍＰａ・ｓであるが、評価系の精度などを考慮すると、適正な液晶の粘度の上限値は１７０ｍＰａ・ｓと判断される。
【００５６】
液晶装置１の液晶４０は、電圧無印加の初期状態（オフ状態）で、素子基板１０と対向基板３０との間で９０°捩れたツイストネマチック構造となっている。カイラル剤は、液晶分子と液晶分子との間に介在し、液晶４０を安定して所定の旋回方向に配向させる役割を有している。すなわち、カイラル剤から液晶４０を所定の旋回方向に配向させるための力が付与されているものと考えられる。液晶４０が、電界方向に整列したオン状態から、素子基板１０と対向基板３０との間で９０°捩れたオフ状態に変化するために、カイラル剤から付与される力の影響が大きいものと考えられる。
【００５７】
カイラル剤のカイラルピッチとは、カイラル剤が３６０°回転するために必要なカイラル剤の厚さに相当する。例えば、カイラルピッチ２０μｍ（図６、図７）では、２０μｍの厚さでカイラル剤が３６０°回転し、カイラルピッチ４７μｍ（図４、図５）では、４７μｍの厚さでカイラル剤が３６０°回転する。同じセル厚では、カイラルピッチ４７μｍと比較して、カイラルピッチ２０μｍのほうがカイラル剤の回転角度が大きくなる。すなわち、カイラル剤２０μｍのほうが、液晶分子に付与される力（ねじれ力）が大きくなるものと考えられる。このために、立下り時間を短くするためには、カイラル剤のカイラルピッチは小さい方が好ましいと考えられる。
【００５８】
但し、カイラルピッチを小さくしすぎると、過剰な力が液晶分子に付与され、必要以上（９０°以上）に液晶がねじれるという弊害が発生する。上述した内容から、適正なセル厚は２．０μｍ以上、２．５μｍ以下であり、このセル厚で９０°ねじれるカイラル剤のカイラルピッチが適正なカイラルピッチの下限値となる。すなわち、９０°のねじれが生じるカイラルピッチは、セル厚２．０μｍで８μｍ、セル厚２．５μｍで１０μｍであるので、適正なカイラルピッチの下限値は、８μｍと判断される。
【００５９】
さらに、図７の結果より、カイラルピッチ２０μｍでも立下り時間３ｍｓ以下という目標性能が達成されるので、カイラル剤のカイラルピッチは、８μｍ以上、２０μｍ以下が好ましい。
【００６０】
以上より、立下り時間３ｍｓ以下という目標性能を達成するためには、液晶装置１の作製条件として、１）セル厚：２．１μｍ以上２．５μｍ以下、２）液晶の粘度：１６０ｍＰａ・ｓ以上１７０ｍＰａ・ｓ以下（２０℃）、３）カイラル剤のカイラルピッチ：８μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
また、図示を省略するが、オシロスコープで測定された信号波形から、オン信号からオフ信号に切り替わった直後に一時的に透過率が上昇する不具合（光学的バウンス）も解消されている。液晶の高速応答を実現するために、評価セル７５の作製条件が最適化され、液晶４０の流動がより円滑に、より迅速に進行するようになったために、液晶の配向状態が一時的に乱れる現象（光学的バウンス）が抑制されたものと考えられる。
【００６２】
さらに、使用温度が高くなると、液晶装置１の液晶４０が流動しやすくなるので、応答速度はさらに速くなる。上述したように、６０℃〜７０℃の温度域で使用することによって、立下り時間は２ｍｓ以下となる。また、液晶４０が等方性液体になる相転移温度を考慮すると、８０℃が使用温度域の上限値となる。
従って、液晶装置１を２ｍｓ以下の応答時間で高速駆動するためには、液晶装置１を６０℃以上、８０℃以下で使用することが好ましい。
【００６３】
以上述べたように、本実施形態に係る液晶装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
液晶装置１の作製条件を、１）セル厚：２．１μｍ以上２．５μｍ以下、２）液晶の粘度：１６０ｍＰａ・ｓ以上１７０ｍＰａ・ｓ以下（２０℃）、３）カイラル剤のカイラルピッチ：８μｍ以上５０μｍ以下とすることによって応答特性が改善され、応答時間３ｍｓ以下という高速駆動（２４０Ｈｚ駆動）が可能になる。
【００６４】
さらに、上述した内容に液晶装置１の作製条件が最適化することで、液晶４０の流動が円滑に、迅速に進行するので、オン信号からオフ信号に切り替わった直後に一時的に透過率が上昇する不具合（光学的バウンス）を抑制することが可能になる。
【００６５】
さらに、液晶装置１の使用温度域を６０℃〜８０℃とすることで、応答時間２ｍｓ以下という、より好ましい高速駆動（４８０Ｈｚ駆動）が可能になる。
【００６６】
＜電子機器＞
次に図８と図９とを参照して、実施形態１に係る液晶装置を搭載した電子機器の例について説明する。図８は、３Ｄ画像表示システムの概略構成を示す図である。図９は、３Ｄ画像表示システムの一部をなすプロジェクターの概略構成を示す図である。
【００６７】
図８に示すように、３Ｄ画像表示システム１００は、両眼視差を利用して鑑賞者に立体像を認識させる表示システムであり、画像供給装置としてのコンピューター１０１と、画像表示装置としてのプロジェクター１０２と、同期信号送信装置１０３と、液晶シャッターメガネ９０と、スクリーン１０４とを備えて構成されている。
【００６８】
コンピューター１０１は、一般的なパーソナルコンピューターであり、プロジェクター１０２に対して画像情報を供給する。詳しくは、コンピューター１０１は、左眼用の画像を表す左眼用の画像情報と、右眼用の画像を表す右眼用の画像情報とをフレーム単位で交互に出力する。
【００６９】
プロジェクター１０２は、コンピューター１０１から供給される画像情報に基づく左眼用の画像と右眼用の画像とを、フレーム単位で時分割して交互にスクリーン１０４に投射する。プロジェクター１０２は２４０Ｈｚで駆動され、後述するプロジェクター１０２の液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂには、３ｍｓ以下の応答時間が要求される。
【００７０】
同期信号送信装置１０３は、コンピューター１０１から供給される左眼用の画像と右眼用の画像との切り替えに同期するための同期信号を生成し、外部に送信する。
【００７１】
液晶シャッターメガネ９０は、プロジェクター１０２が投写する画像を鑑賞する鑑賞者に装着されるものであり、鑑賞者の左眼に対峙する左眼用の液晶シャッター９０Ｌと、右眼に対峙する右眼用の液晶シャッター９０Ｒとを備えている。液晶シャッターメガネ９０は、左眼用の画像が鑑賞者の左眼のみで認識され、右眼用の画像が鑑賞者の右眼のみで認識されるよう、同期信号送信装置１０３から送信される同期信号に同期して左右の液晶シャッター９０Ｌ，９０Ｒを交互に開放させる。
【００７２】
図９に示すように、プロジェクター１０２は、光学エンジン１１０、制御部２３０、画像情報入力・記憶部２２０、受信部２４０などを備えている。
【００７３】
光学エンジン１１０は、光源としての光源装置１１１、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、投写光学系としての投写レンズ１３０、液晶駆動部１４０等で構成されている。光学エンジン１１０は、画像表示部に相当するものであり、光源装置１１１から射出された光を、液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂで変調して投写レンズ１３０から投写し、スクリーン１０４等に画像を表示する。
【００７４】
光源装置１１１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる光源ランプ１１１ａと、光源ランプ１１１ａが放射した光を液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ側に反射するリフレクター１１１ｂとを含んで構成されている。光源装置１１１から射出された光は、図示していないインテグレーター光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、図示していない色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに入射する。
【００７５】
液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、液晶駆動部１４０からの画像信号によって駆動されている。光源装置１１１から射出された光は、この液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂを透過することによって色光毎に変調される。そして、変調された各色光は、図示しない色合成光学系によって合成された後に投写レンズ１３０から投写され、画像情報に基づくカラーの画像がスクリーン１０４上に表示される。
【００７６】
画像情報入力・記憶部２２０は、コンピューター１０１から供給される画像情報をＲＡＭ等によって一時的に記憶し、画像信号として制御部２３０に出力する。
【００７７】
受信部２４０は、フォトセンサー等によって構成され、同期信号送信装置１０３から送信された同期信号を受信（受光）して電気信号に変換し、制御部２３０に出力する。
制御部２３０は、左眼用の画像の表示と右眼用の画像の表示とが、同期信号送信装置１０３の同期信号に同期して切り替わるように処理し、液晶駆動部１４０に画像信号を出力する。すなわち、制御部２３０によってプロジェクター１０２の動作が制御されている。
【００７８】
本実施形態の液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、上述した実施形態１における液晶装置１であり、２４０Ｈｚ駆動に必要な３ｍｓ以下の応答時間で駆動されているので、優れた表示品質の３Ｄ映像が提供される。
【００７９】
さらに、液晶ライトバルブ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの使用温度域を６０℃〜８０℃に維持することによって、４８０Ｈｚの高速駆動（応答時間２ｍｓ以下）が可能なる。３Ｄ画像表示システム１００を４８０Ｈｚ駆動とすることによって、より早い動作にも追随し、より優れた表示品質の３Ｄ映像が提供される。
【００８０】
また、電子機器としては、図８及び図９を参照して説明した３Ｄ画像表示システムにおけるプロジェクター１０２の他に、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビ、携帯電話、携帯用オーディオ機器、パーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。そして、これらの電子機器に対しても、本発明に係る液晶装置を適用させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１…液晶装置、１０…素子基板、１１…素子基板本体、１２…ＴＦＴ、１３…画素電極、１４…層間絶縁膜、１５，３４…配向膜、２０…表示領域、２１…画素、２２…走査線駆動回路、２３…信号線駆動回路、２４…検査回路、２５…端子、３０…対向基板、３１…対向基板本体、３２…遮光膜、３３…共通電極、４０…液晶、４１…シール材、４２…導通材、７０…評価システム、７１…オシロスコープ、７２…駆動信号発生器、７３…光電子倍増管、７４…バックライト、７５…評価セル、９０…液晶シャッターメガネ、１００…３Ｄ画像表示システム、１０１…コンピューター、１０２…プロジェクター、１０３…同期信号送信装置、１０４…スクリーン。
【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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