電気光学装置
【課題】液晶形成材料の等方相温度領域における外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学効果を利用した、動作可能温度域が広く、動作電圧を低下させることができる電気光学装置を得ること。
【解決手段】液晶形成材料を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の前記液晶形成材料側に形成された一対の電極と、前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれ外面側に配置された一対の偏光板と、を備え、前記一対の電極間に印加される電圧に応じた前記液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用した電気光学装置において、前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれ前記液晶形成材料の界面に界面配向処理を施したことを特徴とする。
【解決手段】液晶形成材料を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の前記液晶形成材料側に形成された一対の電極と、前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれ外面側に配置された一対の偏光板と、を備え、前記一対の電極間に印加される電圧に応じた前記液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用した電気光学装置において、前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれ前記液晶形成材料の界面に界面配向処理を施したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等方相温度領域の液晶形成材料における外部電界の有無によるネマティック相の発現及び消失現象を利用した電気光学装置に関する。更に詳しくは、本発明は、等方相温度領域の液晶形成材料において、電界を印加した際のネマティック相の誘起現象及び電界を除去した際のネマティック相の消失現象利用した、駆動電圧が低く、しかも作動温度範囲を広くした高応答速度の電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置はＣＲＴ（陰極線管）と比較して軽量、薄型、低消費電力という特徴があるため、表示用として多くの電子機器に使用されている。従来の液晶表示装置としては、液晶層に電界を印加する方法で分類すると、縦電界方式のものと横電界方式のものとがある。縦電界方式の液晶表示装置は、液晶層を挟んで配置される一対の電極により、概ね縦方向の電界を液晶分子に印加するものである。この縦電界方式の液晶表示装置としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等のものが知られている。
【０００３】
また、横電界方式の液晶表示装置は、液晶層を挟んで配置される一対の基板のうちの一方の内面側に一対の電極が互いに絶縁して設けられており、概ね横方向の電界を液晶分子に対して印加するものである。この横電界方式の液晶表示装置としては、一対の電極が平面視で重ならないＩＰＳ（In-Plane Switching）モードのものと、重なるＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードのものとが知られている。
【０００４】
これらの従来の液晶表示装置は、所定方向に配向した液晶のダイレクターの配向方向を電界により変えて、光の透過量を変化させて画像を表示させるものである。このような従来例の液晶表示装置の動作原理について図１１を用いて説明する。なお、図１１Ａは従来例の縦電界方式の液晶表示装置の模式断面図であり、液晶層に外部電場（電圧）を印加した時に生じる光学位相差の変化を光学素子として用いた液晶表示装置である。図１１Ｂはその液相表示装置における光の透過状態を示す図である。図１１Ｃ、１１Ｄは誘電率異方性が正のネマティック液晶層における液晶層内のダイレクターの配置状態を示し、電圧無印加状態（図１１Ｃ）と電圧印加状態（図１１Ｄ）を示している。なお、このような従来の液晶表示装置のほとんどが、ネマティック液晶のような、ネマティック相―等方相の転移温度未満のおける液晶のダイレクターを変化させることにより表示装置として利用していたものである。
【０００５】
図１１Ａに示すように、従来の液晶表示装置は、アレイ基板ＡＲとカラーフィルター基板ＣＦとの間に液晶層が挟持されており、アレイ基板ＡＲとカラーフィルター基板ＣＦの液晶層側にはそれぞれ透明電極が形成されている。そして、アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦのそれぞれ外面（液晶層とは反対側）には偏光板が配置されており、また、アレイ基板ＡＲ側の偏光板の外面にはバックライト光源が配置されている。図１１Ｂに示すように、バックライト光源からアレイ基板ＡＲ側の偏光板に入射した光は、直線偏光に変換され、この直線偏光は、液晶層を通る間に位相差が付与され、更にカラーフィルター層側の偏光板の透過軸と平行な光のみが透過して視認されるようになる。
【０００６】
液晶層内のダイレクターは、電界が無印加状態では透明電極の表面に形成されている配向膜の作用によって例えば水平方向に配列していたもの（図１１Ｃ参照）が、電界が印加された状態では垂直方向に配列する（図１１Ｄ参照）。このように、電界の無印加状態と電界の印加状態とでは、液晶層のダイレクターの配向状態が変化するため、液晶層を透過する光の位相が変化する。そのため、従来の液晶表示装置では、一対の電極によって形成される電界と偏光板の透過軸との相互作用によって光の透過量を制御することにより、所定の画像を表示することができるようになる。なお、横電界方式の液晶表示装置は、一対の電極がアレイ基板ＡＲに形成されているが、一対の電極によって形成される電界と偏光板の透過軸との相互作用によって光の透過量を制御することにより、所定の画像を表示するという点では、前述の縦電界方式の液晶表示装置と相違はない。
【０００７】
一方、従来から液晶形性物質として種々の化合物が知られている。例えば下記化学構造式で表される４−シアノ−４'ペンチルビフエニル（4-cyano-4'pentylbiphenyl）（以下、「５ＣＢ」と表す。）は、２４℃以下で固体であり、３５℃以上で液体となり、２４℃〜３５℃の間で液晶状態として存在している。すなわち、５ＣＢは約３５℃において液晶相と液体相（等方相）との間で互いに相転移する。
【０００８】
【化１】
【０００９】
５ＣＢは液晶相ではネマティック相として存在している。このネマティック相を加熱して行くと約３５℃を境に不連続的に等方相に相転移するが、その間に、光学的、巨視的には等方相であるが微視的にはネマティック相の性質を示す状態（以下、「擬等方相」という。）が現れる。
【００１０】
この擬等方性が現れる温度範囲は約１Ｋと非常に狭いが、下記非特許文献１には、
（１）キラル化剤を混合したネマティック相の中に高分子の分子ネットワークを張り巡らせることにより、電界なしの場合における擬等方相はランダムな構造の高分子ネットワークにより広い温度範囲において巨視的には等方相となること、及び、
（２）電界を印加すると、擬等方相に電気光学カー効果によって誘電異方性が現れるため、光学的異方性が生じ、電界を取り去ると速やかに元の状態に戻ること、
（３）電界印加−除去時の応答時間は１０μｓｅｃオーダーであり、従来のネマティック相の配向方向が変化する際の応答速度が数ｍｓｅｃ以上であることを考慮すると、非常に早いこと、
等の優れた電気光学的効果が生じることが示されている。
【００１１】
同じく、下記非特許文献１には、更にキラルネマティック相と等方相との間の狭い領域に現れるブルー相中に高分子の分子ネットワークを張り巡らせると、
（４）ブルー相の誘起温度が１００Ｋ以上広がること、
（５）このブルー相に電界を印加すると、電気光学カー効果によって複屈折現象が現れ、電界を除去すると複屈折現象が消失すること、
（６）電界印加−除去時の応答時間は、立ち上がり時間及び立ち下がり時間共に１０〜１００μｓｅｃ程度となり、従来のネマティック相の配向方向が変化する際の応答速度よりも非常に早いこと、
等の優れた電気光学的効果が生じることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１８３９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５２９８号公報
【特許文献３】特開２００７−３２３０４６号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「液晶」第９巻第２号（２００６年）、第８３〜９５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような高速応答性に優れるネマティック液晶の等方性液体相におけるカー効果を利用したものが特許文献１等に記載されている。ただし特許文献1の電気光学素子は、いずれも印加する電界の強度によって特性変化が生じることがない、つまり、電気光学素子のオン−オフ特性のみを利用することを前提とした高速な電気工学素子である。したがって、その利用も高速な動作が要求される光学的なスイッチ素子ないしカラーシャッター等の電気光学スイッチ素子に関するものが開示されている。
【００１５】
一方、発明者は上記のような現象を利用した表示装置を開発すべく、液晶形成材料の等方相領域において、外部電界の有無によるネマティック相の発現及び消失現象に基く中間調による透過光量を任意に取り出すことができる電気光学装置の検討を種々重ねてきた。その結果、中間調表示が可能であると共に、高応答速度を達成できる電気光学装置が得られることを確認している。
【００１６】
しかしながら、この電気光学装置は、動作可能温度領域が狭く、駆動電圧が高く、中間調表示時の応答速度が遅い、ということが見出された。したがって、電気光学装置として好ましくは、動作可能温度領域を広げる必要があり、また駆動電圧の低減化が必要であり、中間調表示時の高応答速度化が必要である。更に、ネマティック相−等方相の相転移温度近傍の応答特性を改善という課題が存在している。
発明者等は、上述のような液晶形成材料の外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学装置の問題点は、従来の液晶表示装置のように、例えば配向膜を用いることにより改善できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。なお、液晶形成材料の外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学装置は、従来の液晶表示装置のように液晶のダイレクターの配向方向を変えることにより透過光量を制御するものではないため、本来配向膜は不要なものであると考えられていたものである。
【００１７】
本発明は、液晶形成材料の等方相温度領域において、外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学効果を利用した電気光学装置において、動作可能温度領域を広くできると共に、駆動用電圧を低下させ、また、中間調表示時の高速な応答速度化が達成できると共に、ネマティック相−等方相の相転移温度近傍における応答特性も改善された電気光学装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の電気光学装置は、液晶形成材料を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の前記液晶形成材料側に形成された一対の電極と、前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれ外面側に配置された一対の偏光板を備え、前記液晶形成材料の等方相温度領域において、前記一対の電極間に印加される電圧に応じた前記液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用した電気光学装置において、前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれ前記液晶形成材料の界面に界面配向処理を施したことを特徴とする。
【００１９】
液晶形成材料は、低温では固体になり、高温では液体（等方相）となり、両者の中間で液晶（ネマティック相）となり、液晶形成材料によって決まる温度（相転移温度）で等方相とネマティック相との間で相転移が生じる。本発明の電気光学装置においては、液晶形成材料の等方相温度領域において、一対の電極間に印加される電圧に応じた等方相の液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用している。すなわち、一対の電極間に電圧を印加しないと液晶形成材料は等方相のままであるが、一対の電極間に所定の電圧を印加すると等方相の液晶形成材料はネマティック相に相転移し、このネマティック相は一対の電極間に印加されていた電圧を取り除くと消失して元の等方相に戻る。
【００２０】
液晶形成材料が等方相であると、光学的な位相変化が発生しないために、一対の偏光板によって定まる条件に依存した透過率となる。それに対し、外部電場（外部電界）によって液晶形成材料が等方相からネマティック相に相転移すると、電気光学効果が生じるために、液晶形成材料中を透過する光に位相変化が生じ、透過率が変化する。この液晶形成材料の等方相温度領域におけるネマティック相の誘起及び消失速度は、従来の液晶形成材料のネマティック相温度域におけるダイレクターの再配向速度よりも大幅に早いため、高速な応答速度の電気光学装置が得られる。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置では、第１基板及び第２基板のそれぞれ液晶形成材料側にたとえば配向膜の界面配向処理を施している。配向膜が形成されていないと温度上昇に伴ってネマティック相−等方相間の相遷移を誘起する閾値電圧が上昇するが、配向膜が形成されていると温度上昇に伴うネマティック相−等方相の相遷移を誘起する閾値電圧の高電圧シフトが抑制され、また、動作可能な温度域も広がる。そのため、本発明の電気光学装置によれば、特に温度上昇が生じても、配向膜が形成されていない場合よりも印加電圧の増大化が抑制され、かつ、動作可能な温度域も広くなる。
【００２２】
本発明の電気光学装置においては、前記一対の電極はそれぞれ前記第１基板と前記第２基板とに形成されているものとすることができる。
【００２３】
従来の液晶表示装置において、一対の電極がそれぞれ第１基板と第２基板とに形成されているものは、ＴＮモード、ＶＡモード、ＥＣＢモード等の縦電界方式の液晶表示装置であるが、本発明はこのような縦電界方式の電気光学装置としても適用可能である。このような構成の電気光学装置によれば、配向膜にラビング処理されていない場合には等方相からのネマティック相の誘起速度（立ち上がり応答速度）が向上し、配向膜にラビング処理されている場合にはネマティック相の消失速度（立ち下がり応答速度）が向上する。
【００２４】
本発明の電気光学装置においては、前記一対の電極は前記第１基板及び前記第２基板の一方のみに形成されているものとすることができる。
【００２５】
従来の液晶表示装置において、一対の電極が第１基板及び第２基板に形成されているものは、ＦＦＳモード、ＩＰＳモード等の横電界方式の液晶表示装置であるが、本発明はこのような縦電界方式の電気光学装置としても適用可能である。このような構成の電気光学装置によれば、配向膜にラビング処理されている場合には立ち上がり応答速度及び立ち下がり応答速度共に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１Ａは実施例１〜３に共通する電気光学装置の１画素のアレイ基板の概要を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。
【図２】図２Ａは縦電界型の電気光学装置の等方相温度領域における液晶形成材料の状態を示す模式図であり、図２Ｂは電界を印加した際に誘起するダイレクターの配置状態を示す模式図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｄはそれぞれ比較例、実施例１〜実施例３の電気光学装置のＶ−Ｔ曲線を示すグラフである。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄはそれぞれ比較例、実施例１〜実施例３の電気光学装置の立ち上がり応答速度曲線を示すグラフである。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄはそれぞれ比較例、実施例１〜実施例３の電気光学装置の立ち下がり応答速度曲線を示すグラフである。
【図６】図６Ａはネマティック相−等方相の相転移温度以下での、図６Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度での、図６Ｃはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ比較例の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図７】図７Ａはネマティック相−等方相の相転移温度以下での、図７Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度での、図７Ｃはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ実施例１の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図８】図８Ａはネマティック相−等方相の相転移温度での、図８Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ実施例２の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図９】図９Ａはネマティック相−等方相の相転移温度での、図９Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ実施例３の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図１０】図１０は実施例１〜３及び比較例の応答速度結果から求めた温度と閾電圧との関係を示すグラフであり、図１０Ｂは実施例１〜３及び比較例のＶ−Ｔ曲線から求めた温度と閾電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは従来例の縦電界方式の液晶表示装置の模式断面図であり、図１１Ｂはその光の透過状態を示す図であり、図１１Ｃは電界無印加状態のダイレクターの配置状態を示す模式図であり、図１１Ｄは電界印加状態のダイレクターの配置状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態を各実施例及び比較例によって図面を参照しながら説明するが、以下に示す各実施例は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。なお、ここで述べるアレイ基板及びカラーフィルター基板の「表面」とは各種配線が形成された面ないしは液晶形成材料と対向する側の面を示すものとする。また、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、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おり、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
【００２８】
なお、以下に述べる各実施形態の電気光学装置は、それぞれ本発明の動作原理を確認するためのものであるため、カラーフィルター基板ＣＦのカラーフィルター層としては透明なオーバーコート層のみを形成したものを用いている。また、以下の各実施形態の電気光学装置で用いた液晶形成材料は、下記化学式で表される５ＣＢである。この５ＣＢは、誘電率異方性が正の材料で、約３５℃において液晶（ネマティック相）相と液体相（等方相）との間で相転移する。
【化２】
【００２９】
［比較例及び実施例１〜３］
まず、実施例１〜３に共通する縦電界方式の電気光学装置１０を図１を用いて説明する。なお、液晶層の界面における界面配向処理の具体的な方法として、ここでは配向膜を形成する方法を用いた。比較例の縦電界方式の電気光学装置は、第１及配向膜及び第２配向膜が共に形成されていな以外は実施例１〜３の電気光学装置と構成が共通しているので、図示省略する。また、実施例１〜３の電気光学装置は、それぞれ第１及び第２配向膜としてラビング処理された水平配向膜を用いたもの（実施例１）、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いたもの（実施例２）、ラビング処理された垂直配向膜を用いたもの（実施例３）が対応する。なお、図１Ａは実施例１〜３に共通する縦電界方式の電気光学装置１０の１画素のアレイ基板の概要を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。この電気光学装置１０は、図１Ｂに示すように、互いに対向配置されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦ間に液晶形成材料ＬＣを封入した構成を備えている。
【００３０】
この電気光学装置１０のアレイ基板ＡＲは、透明な絶縁性を有するガラス等からなる第１の透明基板１１の表面上に、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数の走査線１２が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合う走査線１２間の略中央には補助容量線１３が平行して形成されており、各画素の形成予定位置の補助容量線１３は幅広に形成されて補助容量電極１３ａとなっている。なお、走査線１２は、薄膜トランジスターＴＦＴ（Thin Film Transistor）のゲート電極Ｇの形成予定位置が部分的に幅広に形成されている。
【００３１】
また、走査線１２、補助容量線１３及びガラス基板１１の露出部分を覆うようにして窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなるゲート絶縁膜１４が積層されている。そして、ゲート電極Ｇの形成予定位置のゲート絶縁膜１４上には非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層１５が形成されている。また、ゲート絶縁膜１４上にはアルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数の信号線１６が走査線１２と交差するようにして形成されており、この信号線１６からはＴＦＴのソース電極Ｓが延設され、このソース電極Ｓは半導体層１５の表面と部分的に接触している。平面視で走査線１２と信号線１６とによって囲まれた領域が１画素領域に相当する。
【００３２】
更に、信号線１６及びソース電極Ｓと同一の材料で同時に形成されたドレイン電極Ｄがゲート絶縁膜１４上に設けられており、このドレイン電極Ｄはソース電極Ｓと近接配置されて半導体層１５と部分的に接触している。また、ドレイン電極Ｄは、ゲート絶縁膜１４の表面を補助容量電極１３ａを部分的に被覆するように、補助容量電極１３ａの信号線１６側の両端部が露出するように、延在されている。この場合、ドレイン電極Ｄと補助容量電極１３ａの平面視における重畳部分によって各画素の補助容量を形成することになる。そして、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜１４、半導体層１５、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイッチング素子となるＴＦＴが構成され、それぞれの画素にこのＴＦＴが形成されている。
【００３３】
更に、信号線１６、ＴＦＴ及びゲート絶縁膜１４の露出部分を覆うようにして例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなるパッシベーション膜１７が積層され、パッシベーション膜１７の表面はフォトレジスト等の透明樹脂材料からなり表面が平坦となされた層間膜１８が積層されている。また、パッシベーション膜１７と層間膜１８には、ＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコンタクトホール１９が形成されている。
【００３４】
そして、それぞれの画素毎に、コンタクトホール１９の内面及び層間膜１８表面を被覆するようにＩＴＯ（Indium Thin Oxide）ないしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料からなる画素電極２０が形成されている。また、実施例１〜３の電気光学装置１０のアレイ基板ＡＲには、画素電極２０の表面に第１配向膜３１が形成されている。なお、第１配向膜３１として、ラビング処理された水平配向膜を用いたものが実施例１に、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いたものが実施例２に、ラビング処理された垂直配向膜を用いたものが実施例３に、それぞれ対応する。また、比較例の電気光学装置のアレイ基板には第１配向膜が形成されていない。
【００３５】
また、カラーフィルター基板ＣＦは、透明な絶縁性を有するガラス等からなる第２の透明基板２１の表面上にカラーフィルター層に代わる透明なオーバーコート層２２が設けられている。このオーバーコート層２２の表面には、カラーフィルター基板ＣＦの全面に亘って共通電極２３が積層されている。そして、実施例１〜３の電気光学装置１０のカラーフィルター基板ＣＦには、共通電極２３の表面に第２垂直配向膜３２が形成されている。なお、第２配向膜として、ラビング処理された水平配向膜を用いたものが実施例１に、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いたものが実施例２に、ラビング処理された垂直配向膜を用いたものが実施例３に、それぞれ対応する。また、比較例の電気光学装置のカラーフィルター基板ＣＦには第２配向膜が形成されていない。更に、実施例１及び実施例３における第２配向膜３２のラビング方向は、共に第１配向膜３１のラビング方向とは逆方向（アンチラビング処理）となっている。
【００３６】
このようにして形成されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦを互いに対向させ、両基板の周囲にシール材を設けることにより両基板を貼り合せ、両基板間に上述の液晶形成材料ＬＣを封入する。その後、アレイ基板ＡＲの裏面側に第１の偏光板２４を、カラーフィルター基板ＣＦの裏面側に第２の偏光板２５を、それぞれクロスニコル配置となるように配置することにより、実施例１〜３に共通する縦電界方式の電気光学装置１０が得られる。なお、この電気光学装置１０のセルギャップは３μｍとされている。
【００３７】
ここで、実施例１〜３の電気光学装置１０の動作原理を図２を用いて説明する。なお、比較例の電気光学装置は、配向膜が形成されていない以外は実施例１〜３の縦電界方式の電気光学装置１０の場合と同様の構成を備えているので、実施例１〜３の縦電界方式の電気光学装置１０と同様の動作原理で作動する。図２Ａは実施例１〜３の電気光学装置の等方相温度領域における液晶形成材料の状態を示す模式図であり、図２Ｂは電界を印加した際に誘起するダイレクターの配置状態を示す模式図である。
【００３８】
図２Ａに示すように、等方相温度領域においては、液晶形成材料は等方相（液体）として存在しているため、液晶形成材料を透過する光は何等の影響も受けない。そのため、一対の偏光板はクロスニコル配置されているため、一方の偏光板を透過してきた直線偏光に変換された光は他方の偏光板を透過することができない。しかしながら、一対の電極間に電圧を印加して液晶形成材料に電界を印加すると、図２Ｂに示すように、ネマティック相が誘起される。このネマティック相を通過する光は電気光学的カー効果により位相変化が生じるので、一方の偏光板を透過して直線偏光に変換された光は、ネマティック相を透過する間に位相が変化するため、他方の偏光板を透過することができるようになるわけである。この場合、液晶形成材料ＬＣによって入射光の位相が変化しない場合には、第１の偏光板２４を透過した光は第２の偏光板２５を透過できないので、ノーマリーブラック型の電気光学装置となる。
【００３９】
［Ｖ−Ｔ曲線の測定］
このようにして作成された比較例及び実施例１〜３の電気光学装置の動作特性を確認するため、以下のような測定を行った。なお、今回の測定装置は、光学測定装置として大塚電子社製ＬＣＤ７０００を用い、温度のモニタリング装置として安立計器株式会社製ＡＰ５２９Ｅを用いた。また光透過率はクロスニコル条件で、セル基板面法線に対する４５°斜め入射光を直接出射方向で測定した。そしてまず、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置を恒温槽内で３４．７℃〜３５．８℃まで０．１℃きざみで変化させ、それぞれの温度において、画素電極と共通電極との間に印加する電圧を０Ｖ〜５０Ｖまで変化させた場合の透過率（Ｔ）を測定し、電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）曲線を求めた。比較例の測定結果として温度が３４．７℃、３４．９℃、３５．０℃、３５．１℃及び３５．２℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ａに、実施例１の結果として温度が３５．０℃〜３５．５℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ｂに、実施例２の結果として３４．９℃〜３５．６℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ｃに、実施例３の結果として温度が３５．１℃〜３５．８℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ｃに、それぞれ示した。
【００４０】
ここで使用した液晶形成材料５ＣＢは、３４．７℃では、ネマティック相−等方相の相転移温度（以下、「Ｎｉ相転移温度」という。）未満でありかつ固体化しない温度であるから、ネマティック相として存在している。図３Ａに示した比較例の結果によれば、電圧無印加時に配向膜を設けていないことによりネマティック相の配向を規制していないために生じるディスクリネーションの影響で、光漏れによる透過率が観測されている。そのため、画素電極と共通電極との間に印加された電圧が小さい範囲においては、液晶層内のダイレクターの配向が揃う影響により、電圧無印加時に対して透過率が低下する傾向を示すが、それ以外では、通常の縦電界方式のネマティック液晶と同じ電気光学効果を有している。すなわち、比較例の場合、電圧無印加時には、Ｎｉ相転移温度である３４．９℃以上では透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３４．９℃〜３５．１℃の０．３℃の間で等方相からネマティック相の誘起現象が観察されている。
【００４１】
また、図３Ｂに示したラビング処理を行った水平配向膜を用いた実施例１の測定結果によれば、Ｎｉ相転移温度域である３５．０℃ではネマティック相の存在に基づく光漏れが観察されているが、３５．１℃以上では、電圧無印加時には透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３５．１℃〜３５．５℃の０．５℃の間で等方相からネマティック相への誘起現象が観察されている。
【００４２】
また、図３Ｃに示したラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２の測定結果によれば、Ｎｉ相転移温度域の３５．０℃及３４．９℃ではネマティック相の存在に基づく光漏れが観察されているが、３５．１℃以上では、電圧無印加時には透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３５．１℃〜３５．６℃の０．６℃の間で等方相からネマティック相の誘起現象が観察されている。
【００４３】
更に、図３Ｄに示したラビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の測定結果によれば、３５．１℃以下ではネマティック相の存在に基づく光漏れが観察されているが、３５．２℃以上では、電圧無印加時には透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３５．２℃〜３５．８℃までの０．７℃の間で等方相からネマティック相の誘起現象が観察されている。
【００４４】
上述の図３Ａ〜図３Ｄの測定結果を対比すると、５０Ｖまでの同一温度範囲においては、配向膜が形成されていない場合（比較例）よりも配向膜が形成されている場合（実施例１〜３）の方が、電圧印加時の等方相からネマティック相の誘起現象が生じる温度範囲が広がっていることが確認される。また、電圧印加時の等方相からネマティック相が誘起する電圧（以下、「閾値電圧」という。）Ｖｔｈの温度依存性は、比較例の配向膜が形成されていない場合（図３Ａ参照）よりも、実施例１〜３の配向膜を設けた場合（図３Ｂ〜図３Ｃ参照）の方が大幅に小さくなっている。したがって、同一の温度であれば低電圧化が可能となり、同一の駆動電圧であれば高い温度で誘起現象が生じるので使用温度範囲が広くなる。特に電界方向に平行な界面配向処理を施している図３Ｃに示した垂直配向膜、または図３Ｄに示したラビング処理された垂直配向膜は、図３Ａや、図３Ｂの水平配向膜に比べ、上記効果が非常に高く電気光学装置として用いる上で特に好ましい。
【００４５】
また、透過率＝０の状態から透過率が飽和するまでのＶ−Ｔ曲線の傾きを見ると、実施例１のラビング処理された水平配向膜を用いた場合（図３Ｂ参照）及び実施例３のラビング処理された垂直配向膜を用いた場合（図３Ｄ参照）は、実施例２のラビング処理されていない垂直配向膜を用いた場合（図３Ｃ参照）よりも急峻となっていることが分かる。
【００４６】
［立ち上がり応答時間ｔｒの測定］
従来、このような等方相温度領域における電圧無印加時及び電圧印加時の液晶形成材料のネマティック相の誘起及び消失現象の応答速度は、Ｎｉ相転移温度以下でのダイレクターの配向方向の変化よりも非常に速いものであると見なされていた。そこで、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置において、閾値電圧Ｖｔｈ及びその近傍における所定電圧を印加した時から透過率が一定値に達するまでの立ち上がり応答時間ｔｒを測定した。この立ち上がり時間ｔｒは等方相温度領域におけるネマティック相の誘起速度を示す。その結果のうち、立ち上がり時間ｔｒが比較的大きい結果が得られたものを、図４Ａ（比較例）、図４Ｂ（実施例１）、図４Ｃ（実施例２）及び図４Ｄ（実施例３）に示した。なお、横軸は印加電圧／閾値電圧（Ｖ／Ｖｔｈ）として示してあり、印加電圧Ｖは実効電圧であり閾値電圧Ｖｔｈは、電圧印加時の等方相からネマティック相が誘起する電圧、すなわち、透過率の上昇が認められた時の電圧を示している。
【００４７】
図４Ａに示した比較例の電気光学装置の測定結果によると、Ｎｉ相転移温度直上の３４．９℃では広い電圧範囲において立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっているが、Ｖｔｈ近傍では温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっている。ただし、何れの温度域でもＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが３０〜４０ｍｓｅｃ近くに達する電圧範囲が存在する。また、図４Ｂに示した実施例１の電気光学装置の測定結果によると、Ｎｉ相転移温度直上の３５．１℃では広い電圧範囲において立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっているが、Ｖｔｈ近傍では温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっている。ただし、何れの場合もＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが３０〜４０ｍｓｅｃ近くに達する電圧範囲が存在する。
【００４８】
また、図４Ｃに示した実施例２の電気光学装置の測定結果によると、Ｎｉ相転移温度域である３５．０℃及び３５．１℃以下では広い電圧範囲において立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっているが、Ｖｔｈ近傍では温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっている。更に、何れの場合もＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが１５〜２５ｍｓｅｃ程度と、立ち上がり応答時間ｔｒの応答特性が非常に良好となっている。また、図４Ｄに示した実施例３の電気光学装置の測定結果によると、Ｖｔｈ近傍の３５．２℃でも立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっているとともに、温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲がより狭くなっている。ただし、何れの場合もＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが３０〜４５ｍｓｅｃ近くに達する電圧範囲が存在する。
【００４９】
以上の図４Ａ〜図４Ｄに示した結果から、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置ではＶｔｈ近傍では温度によらず全般的に立ち上がり応答時間ｔｒが遅くなっているが、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２や、ラビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の電気光学装置の立ち上がり応答時間ｔｒは、ラビング処理された水平配向膜を用いた実施例１よりも良好な結果を示しており、特に実施例２は良好な結果である。また、Ｎｉ相転移温度域では、何れの場合でも立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっている電圧範囲が広がる傾向があることが分かる。
【００５０】
［立ち下がり応答時間ｔｆの測定］
次ぎに、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置において、閾値電圧Ｖｔｈ及びその近傍における所定の電圧が印加されていたときの透過率を１００％とし、所定の電圧を取り去った時点から透過率がその１０％に達するまでの時間を立ち下がり応答時間ｔｆとして測定した。この立ち下がり応答時間ｔｆは等方相温度領域におけるネマティック相の消失速度を示す。その結果のうち、立ち下がり時間ｔｆが比較的大きい結果が得られたものを、図５Ａ（比較例）、図５Ｂ（実施例１）、図５Ｃ（実施例２）及び図５Ｄ（実施例３）に示した。なお、横軸は印加電圧／閾値電圧（Ｖ／Ｖｔｈ）として示してあり、印加電圧Ｖは実効電圧であり閾値電圧Ｖｔｈは、電圧印加時の等方相からネマティック相が誘起する電圧、すなわち、透過率の上昇が認められた時の電圧を示している。
【００５１】
図５Ａに示した配向膜を使用していない比較例の電気光学装置の測定結果によると、ネマティック相形成領域である３４．７℃では広い電圧範囲においてほぼ１２〜２０ｍｓｅｃという立ち下がり応答時間ｔｆが得られた。この３４．７℃での立ち下がり応答時間ｔｆは、ネマティック相のダイレクターの配向方向が電圧非印加状態となったことにより緩和される時間に相当するものと考えられる。また、Ｎｉ相転移温度域である３４．９℃では、立ち下がり応答時間ｔｆは非常に特異的な応答を示すが、Ｎｉ相転移温度以上では１ｍｓｅｃ以下という非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。
【００５２】
また、図５Ｂに示したラビング処理された水平配向膜を用いた実施例１の電気光学装置の測定結果は、解析手法の影響で短く見えるが、実際は１００ｍｓｅｃ程度となる（この理由については後述する）。この実施例１においては、立ち下がり応答時間ｔｆは、Ｎｉ相転移温度域である３５．１℃では、印加電圧が高くなると長くなる特異的な応答を示すが、温度が高くなるにしたがって立ち下がり応答時間ｔｆが短くなっておおり、最短０．１ｍｓｅｃという非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが観察されている。また、図５Ｃに示したラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２の電気光学装置の測定結果によると、立ち下がり応答時間ｔｆは、Ｎｉ相転移温度域の３５．０℃及び３５．１℃では印加電圧が大きくなってもほぼ１００ｍｓｅｃの一定値となっており、更に温度が高くなると実質的に１ｍｓｅｃ以下という非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。更に、図５Ｄに示したビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の電気光学装置の測定結果は、Ｎｉ相転移温度域である３５．２℃では特異的な応答を示すが、Ｎｉ相転移温度よりも高くなると１ｍｓｅｃ以下、最短０．１ｍｓｅｃ以下という非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。
【００５３】
立ち下がり応答時間ｔｆは、Ｎｉ相転移温度域で特異的な結果を示し、特に配向膜が形成されていない比較例及びラビング処理された水平配向を用いた実施例１の測定結果から、Ｎｉ相転移温度域ではＮｉ相転移温度を超える温度での応答特性とＮｉ相転移温度未満の温度での応答特性との和で示されるようである。また、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２の電気光学装置の場合、Ｎｉ相転移温度以下では今回の測定方法では電圧による位相差変化は生じない条件となっているが、先のＮｉ相転移温度域での配向膜が形成されていない比較例及びラビング処理された水平配向を用いた実施例１の電気光学装置の測定結果を考慮すると、Ｎｉ相転移温度未満の温度で確認される初期透過率（９〜１２％）の影響でｔｆの応答時間が長くなると考えられる。
【００５４】
ラビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の電気光学装置は、比較例、実施例１及び２の電気光学装置とは異なる応答特性を示し、Ｎｉ相転移温度以上の温度域でのＶ−Ｔは垂直配向セルとほぼ同様にもかかわらず、Ｎｉ相転移温度域で最大６ｍｓｅｃと、１／１０以下の立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。このことは、等方相から電圧を印加することによって誘起されたネマティック相の準安定状態に配向環境が寄与していると考えられる。
【００５５】
［実応答特性の測定］
ここで、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置において、Ｎｉ相転移温度未満の温度範囲（以下、「温度範囲＜Ｎｉ点」と表す。）、Ｎｉ相転移温度域（以下、「温度範囲＝Ｎｉ点」と表す。）及びＮｉ相転移温度を超える温度範囲（以下、「温度範囲＞Ｎｉ点」と表す。）での実際の応答特性を測定した結果を図６〜図９に示す。なお、図６ＡはＮｉ相転移温度以下での、図６ＢはＮｉ相転移温度での、図６ＣはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ比較例の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。図７ＡはＮｉ相転移温度以下での、図７ＢはＮｉ相転移温度での、図７ＣはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ実施例１の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。図８ＡはＮｉ相転移温度での、図８ＢはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ実施例２の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。また、図９ＡはＮｉ相転移温度での、図９ＢはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ実施例３の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。また、図６〜図９は、それぞれ所定の電圧を１００ｍｓｅｃの間印加した際の実応答特性を示す。
【００５６】
配向膜が形成されていない比較例の電気光学装置においては、図６Ａに示すように、温度範囲＜Ｎｉ点では印加電圧が高電圧になるほど初期の透過率が高くなる（黒浮き）。そのため、印加電圧を取り去った後のモニタリング時間を１００ｍｓｅｃ→２５００ｍｓｅｃに変更して確認したが、黒浮きは解消されなかった。そのため、比較例の電気光学装置においては、立ち下がり応答時間ｔｆは図６Ａに示される値以上に長いことが分かる。温度範囲＝Ｎｉ点では、図６Ｂに示すように、温度範囲＜Ｎｉ点の場合に比べれば、黒浮き、立ち下がり応答時間ｔｆともに改善された結果を示す。また、温度範囲＞Ｎｉ点では、図６Ｃに示すように、黒浮き、立ち下がり応答時間ｔｆともにその発生自体が確認されない結果が得られている。
【００５７】
また、ラビング処理された水平配向膜を使用した実施例１の電気光学装置においては、温度範囲＜Ｎｉ点及び温度範囲＞Ｎｉ点では、図７Ａ及び図７Ｃに示したように、配向膜が形成されていない比較例の電気光学装置で確認された結果とほぼ同様の傾向を示している。しかしながら、温度範囲＜Ｎｉ点における黒浮きは１００ｍｓｅｃ程度で解消されている。なお、温度範囲＝Ｎｉ点での立ち下がり応答時間ｔｆの測定結果は、１００ｍｓｅｃ程度有していることが図５Ｂの応答測定結果から確認されているが、解析結果と大きく異なる結果を示している。この相違は、所定の電圧が印加されていたときの透過率を１００％とし、所定の電圧を取り去った時点から透過率がその１０％に達するまでの時間を立ち下がり応答時間ｔｆとして測定したものであることに起因する。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示したように、実施例１の電気光学装置は、所定の電圧を取り去ると、透過率は一旦極小値を取った後に一旦上昇し、その後再度低下している。そのため、実際には再度低下した後の透過率が所定の電圧が印加されていたときの透過率の１０％に達するまでの時間を立ち下がり応答時間ｔｆとする必要があるためである。
【００５８】
また、ラビング処理されていない垂直配向膜を使用した実施例２の電気光学装置においては、図８Ａに示したように、温度範囲＝Ｎｉ点で特に立ち下がり応答時間ｔｆの透過率が落ちきらない結果が確認された。今回の立ち下がり応答時間ｔｆの測定範囲上限が１００ｍｓｅｃとして行ったため、実際の応答時間は１００ｍｓｅｃより長いと考えられる。この結果は先に考察した温度範囲＜Ｎｉ点でのＶ−Ｔ特性の測定結果（図３Ｃ参照）の透過率（９−１２％）の影響が反映されていると考えられる。また、図８Ａ及び図８Ｂに示した実応答測定結果は、比較例、実施例１及び実施例３の測定結果である図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ｂ、図７Ｃ、図９Ａ及び図９Ｂに示した結果と対比すると明らかなように、実施例２の電気光学装置はＶ−Ｔ中間調に該当する電圧部分の立ち上がり時間ｔｒが比較例、実施例１及び３の電気光学装置のものよりも短く（立ち上がり速度が速く）、すべての透過率中間調で同様の立ち上がり傾向を有していることを示している。
【００５９】
更に、ラビング処理された垂直配向膜を使用した実施例３の電気光学装置においては、温度範囲＝Ｎｉ点の立ち下がり時間ｔｆは、実施例２の電気光学装置のものよりも短くなっている。一方、立ち上がり時間ｔｒは、配向膜が形成されていない比較例及びラビング処理された水平配向膜が形成されている実施例１の電気光学装置の結果に酷似している。この結果から垂直配向膜にラビング処理を施すことで、垂直配向膜とラビング処理された水平配向膜との両特性を有しているものとが考えられる。この考えを前提としてそれぞれの応答特性を比較すると、Ｖ−Ｔ中間調の立ち上がり時間ｔｒは比較的低透過率の応答特性は水平配向が支配的で、高透過率になるに従い垂直配向が支配的になる傾向を示していることが分かる。
【００６０】
立ち下がり時間ｔｆは温度範囲＝Ｎｉ点で確認される結果とラビング処理による効果が水平配向に寄与することを考えると、実施例３の電気光学装置は、等方相温度領域で電圧を印加することにより誘起されたネマティック相の準安定状態が垂直配向膜による垂直方向の配向とラビング処理による水平方向の配向との影響で、実施例２の電気光学装置のような立ち下がり時間ｔｆの短縮がなされたものであると考えられる。ただし、実施例３の電気光学装置では、立ち下がり時間ｔｆは応答改善されたが、立ち上がり時間ｔｒは背反的に悪い結果となった。しかし、図８及び図９の結果から、配向膜の材料と配向処理を最適な条件で組み合わせることで、立ち上がり時間ｔｒ及び立ち下がり時間ｔｆに対し、良好な効果を導くことができる可能性が存在していることを示唆している。
【００６１】
次に、高温になるほど閾値電圧のシフトが小さくなる傾向に関する解析結果を図１０に示す。なお、図１０Ａは実施例１〜３及び比較例の応答速度結果から求めた温度（Ｎｉ相転移温度との差）と閾電圧との関係を示すグラフであり、図１０Ｂは実施例１〜３及び比較例のＶ−Ｔ曲線から求めた温度（Ｎｉ相転移温度との差）と閾電圧との関係を示すグラフである。ただし、応答速度の閾値電圧は応答測定可能な直前の電圧とした。また、Ｖ−Ｔ曲線における閾値電圧は、ここでは定性的に対比するため、透過率５％に到達した電圧もしくは透過率５％に最も近い値を示す電圧とした。
【００６２】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示した結果から、配向膜を設けた実施例１〜３の電気光学装置は、配向膜を設けていない比較例の電気光学装置よりも閾値電圧が低くなっており、温度の上昇に伴って閾値電圧の変化量が少なくなっていることが確認できる。この結果から、配向環境について特に電場で誘起した液晶層のダイレクターの向きと界面配向処理の向きが同一、つまりこの電気光学装置においては、電界に平行な方向（垂直方向）に液晶相のダイレクターを揃える界面配向処理を施した実施例２及び３の電気光学装置が特に良好に閾値電圧を低減すること及び温度上昇に伴い閾値電圧の変化量が小さくなることが確認された。
【００６３】
なお、上記実施例１〜３の電気光学装置では、カラーフィルター基板ＣＦにカラーフィルター層に代えてオーバーコート層を備えている例を示したが、通常の液晶表示装置のように各種の色のカラーフィルター層を備えているものとすれば、上記効果を奏しながらも各種のカラー表示が可能な電気光学装置が得られる。更に、上記実施例１〜３電気光学装置では、一対の偏光板をクロスニコル配置した例を示したが、一対の偏光板を平行ニコル配置となるように配置することもできる。この場合は、ノーマリーホワイト型の電気光学装置が得られる。更に、上記実施例１〜３の電気光学装置では、従来のＶＡモードの液晶表示装置と同様の電極配置とした例を示したが、従来のＦＦＳモード、ＩＰＳモード等の横電界方式の液晶表示装置と同様の電極配置とすることもできる。
【００６４】
また、本実施形態においては液晶形成材料として誘電率異方性が正のものを用いたが、誘電率異方性が負の液晶形成材料を用いても構わない。この場合においても電場で上記の検証結果から電場で誘起した液晶層のダイレクターの向きと界面配向処理の向きが同一であることが好ましい。また、上記の実施形態においては、液晶層の界面における界面配向処理の方法として配向膜を形成する方法を示したが、この他の方法としては、電極表面に凹凸を形成する方法や、電極表面に高分子ポリマーを形成し、この高分子ポリマーに光配向を施す方法や、電極表面にラビング布でラビング処理を施す方法などを用いていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…電気光学装置 １１…第１の透明基板 １２…走査線 １３…補助容量線 １３ａ…補助容量電極 １４…ゲート絶縁膜 １５…半導体層 １６…信号線 １７…パッシベーション膜 １８…層間膜 １９…コンタクトホール ２０…画素電極 ２１…第２の透明基板 ２２…オーバーコート層 ２３…共通電極 ２４…第１の偏光板 ２５…第２の偏光板 ３１…第１配向膜 ３２…第２配向膜 ＬＣ…液晶形成材料 ＡＲ…アレイ基板 ＣＦ…カラーフィルター基板 ＴＦＴ…薄膜トランジスター ｔｒ…立ち上がり時間 ｔｆ…立ち下がり時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等方相温度領域の液晶形成材料における外部電界の有無によるネマティック相の発現及び消失現象を利用した電気光学装置に関する。更に詳しくは、本発明は、等方相温度領域の液晶形成材料において、電界を印加した際のネマティック相の誘起現象及び電界を除去した際のネマティック相の消失現象利用した、駆動電圧が低く、しかも作動温度範囲を広くした高応答速度の電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置はＣＲＴ（陰極線管）と比較して軽量、薄型、低消費電力という特徴があるため、表示用として多くの電子機器に使用されている。従来の液晶表示装置としては、液晶層に電界を印加する方法で分類すると、縦電界方式のものと横電界方式のものとがある。縦電界方式の液晶表示装置は、液晶層を挟んで配置される一対の電極により、概ね縦方向の電界を液晶分子に印加するものである。この縦電界方式の液晶表示装置としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等のものが知られている。
【０００３】
また、横電界方式の液晶表示装置は、液晶層を挟んで配置される一対の基板のうちの一方の内面側に一対の電極が互いに絶縁して設けられており、概ね横方向の電界を液晶分子に対して印加するものである。この横電界方式の液晶表示装置としては、一対の電極が平面視で重ならないＩＰＳ（In-Plane Switching）モードのものと、重なるＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードのものとが知られている。
【０００４】
これらの従来の液晶表示装置は、所定方向に配向した液晶のダイレクターの配向方向を電界により変えて、光の透過量を変化させて画像を表示させるものである。このような従来例の液晶表示装置の動作原理について図１１を用いて説明する。なお、図１１Ａは従来例の縦電界方式の液晶表示装置の模式断面図であり、液晶層に外部電場（電圧）を印加した時に生じる光学位相差の変化を光学素子として用いた液晶表示装置である。図１１Ｂはその液相表示装置における光の透過状態を示す図である。図１１Ｃ、１１Ｄは誘電率異方性が正のネマティック液晶層における液晶層内のダイレクターの配置状態を示し、電圧無印加状態（図１１Ｃ）と電圧印加状態（図１１Ｄ）を示している。なお、このような従来の液晶表示装置のほとんどが、ネマティック液晶のような、ネマティック相―等方相の転移温度未満のおける液晶のダイレクターを変化させることにより表示装置として利用していたものである。
【０００５】
図１１Ａに示すように、従来の液晶表示装置は、アレイ基板ＡＲとカラーフィルター基板ＣＦとの間に液晶層が挟持されており、アレイ基板ＡＲとカラーフィルター基板ＣＦの液晶層側にはそれぞれ透明電極が形成されている。そして、アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦのそれぞれ外面（液晶層とは反対側）には偏光板が配置されており、また、アレイ基板ＡＲ側の偏光板の外面にはバックライト光源が配置されている。図１１Ｂに示すように、バックライト光源からアレイ基板ＡＲ側の偏光板に入射した光は、直線偏光に変換され、この直線偏光は、液晶層を通る間に位相差が付与され、更にカラーフィルター層側の偏光板の透過軸と平行な光のみが透過して視認されるようになる。
【０００６】
液晶層内のダイレクターは、電界が無印加状態では透明電極の表面に形成されている配向膜の作用によって例えば水平方向に配列していたもの（図１１Ｃ参照）が、電界が印加された状態では垂直方向に配列する（図１１Ｄ参照）。このように、電界の無印加状態と電界の印加状態とでは、液晶層のダイレクターの配向状態が変化するため、液晶層を透過する光の位相が変化する。そのため、従来の液晶表示装置では、一対の電極によって形成される電界と偏光板の透過軸との相互作用によって光の透過量を制御することにより、所定の画像を表示することができるようになる。なお、横電界方式の液晶表示装置は、一対の電極がアレイ基板ＡＲに形成されているが、一対の電極によって形成される電界と偏光板の透過軸との相互作用によって光の透過量を制御することにより、所定の画像を表示するという点では、前述の縦電界方式の液晶表示装置と相違はない。
【０００７】
一方、従来から液晶形性物質として種々の化合物が知られている。例えば下記化学構造式で表される４−シアノ−４'ペンチルビフエニル（4-cyano-4'pentylbiphenyl）（以下、「５ＣＢ」と表す。）は、２４℃以下で固体であり、３５℃以上で液体となり、２４℃〜３５℃の間で液晶状態として存在している。すなわち、５ＣＢは約３５℃において液晶相と液体相（等方相）との間で互いに相転移する。
【０００８】
【化１】
【０００９】
５ＣＢは液晶相ではネマティック相として存在している。このネマティック相を加熱して行くと約３５℃を境に不連続的に等方相に相転移するが、その間に、光学的、巨視的には等方相であるが微視的にはネマティック相の性質を示す状態（以下、「擬等方相」という。）が現れる。
【００１０】
この擬等方性が現れる温度範囲は約１Ｋと非常に狭いが、下記非特許文献１には、
（１）キラル化剤を混合したネマティック相の中に高分子の分子ネットワークを張り巡らせることにより、電界なしの場合における擬等方相はランダムな構造の高分子ネットワークにより広い温度範囲において巨視的には等方相となること、及び、
（２）電界を印加すると、擬等方相に電気光学カー効果によって誘電異方性が現れるため、光学的異方性が生じ、電界を取り去ると速やかに元の状態に戻ること、
（３）電界印加−除去時の応答時間は１０μｓｅｃオーダーであり、従来のネマティック相の配向方向が変化する際の応答速度が数ｍｓｅｃ以上であることを考慮すると、非常に早いこと、
等の優れた電気光学的効果が生じることが示されている。
【００１１】
同じく、下記非特許文献１には、更にキラルネマティック相と等方相との間の狭い領域に現れるブルー相中に高分子の分子ネットワークを張り巡らせると、
（４）ブルー相の誘起温度が１００Ｋ以上広がること、
（５）このブルー相に電界を印加すると、電気光学カー効果によって複屈折現象が現れ、電界を除去すると複屈折現象が消失すること、
（６）電界印加−除去時の応答時間は、立ち上がり時間及び立ち下がり時間共に１０〜１００μｓｅｃ程度となり、従来のネマティック相の配向方向が変化する際の応答速度よりも非常に早いこと、
等の優れた電気光学的効果が生じることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１８３９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５２９８号公報
【特許文献３】特開２００７−３２３０４６号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「液晶」第９巻第２号（２００６年）、第８３〜９５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような高速応答性に優れるネマティック液晶の等方性液体相におけるカー効果を利用したものが特許文献１等に記載されている。ただし特許文献1の電気光学素子は、いずれも印加する電界の強度によって特性変化が生じることがない、つまり、電気光学素子のオン−オフ特性のみを利用することを前提とした高速な電気工学素子である。したがって、その利用も高速な動作が要求される光学的なスイッチ素子ないしカラーシャッター等の電気光学スイッチ素子に関するものが開示されている。
【００１５】
一方、発明者は上記のような現象を利用した表示装置を開発すべく、液晶形成材料の等方相領域において、外部電界の有無によるネマティック相の発現及び消失現象に基く中間調による透過光量を任意に取り出すことができる電気光学装置の検討を種々重ねてきた。その結果、中間調表示が可能であると共に、高応答速度を達成できる電気光学装置が得られることを確認している。
【００１６】
しかしながら、この電気光学装置は、動作可能温度領域が狭く、駆動電圧が高く、中間調表示時の応答速度が遅い、ということが見出された。したがって、電気光学装置として好ましくは、動作可能温度領域を広げる必要があり、また駆動電圧の低減化が必要であり、中間調表示時の高応答速度化が必要である。更に、ネマティック相−等方相の相転移温度近傍の応答特性を改善という課題が存在している。
発明者等は、上述のような液晶形成材料の外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学装置の問題点は、従来の液晶表示装置のように、例えば配向膜を用いることにより改善できることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。なお、液晶形成材料の外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学装置は、従来の液晶表示装置のように液晶のダイレクターの配向方向を変えることにより透過光量を制御するものではないため、本来配向膜は不要なものであると考えられていたものである。
【００１７】
本発明は、液晶形成材料の等方相温度領域において、外部電界の有無によるネマティック相の誘起及び消失現象に基く電気光学効果を利用した電気光学装置において、動作可能温度領域を広くできると共に、駆動用電圧を低下させ、また、中間調表示時の高速な応答速度化が達成できると共に、ネマティック相−等方相の相転移温度近傍における応答特性も改善された電気光学装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の電気光学装置は、液晶形成材料を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の前記液晶形成材料側に形成された一対の電極と、前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれ外面側に配置された一対の偏光板を備え、前記液晶形成材料の等方相温度領域において、前記一対の電極間に印加される電圧に応じた前記液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用した電気光学装置において、前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれ前記液晶形成材料の界面に界面配向処理を施したことを特徴とする。
【００１９】
液晶形成材料は、低温では固体になり、高温では液体（等方相）となり、両者の中間で液晶（ネマティック相）となり、液晶形成材料によって決まる温度（相転移温度）で等方相とネマティック相との間で相転移が生じる。本発明の電気光学装置においては、液晶形成材料の等方相温度領域において、一対の電極間に印加される電圧に応じた等方相の液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用している。すなわち、一対の電極間に電圧を印加しないと液晶形成材料は等方相のままであるが、一対の電極間に所定の電圧を印加すると等方相の液晶形成材料はネマティック相に相転移し、このネマティック相は一対の電極間に印加されていた電圧を取り除くと消失して元の等方相に戻る。
【００２０】
液晶形成材料が等方相であると、光学的な位相変化が発生しないために、一対の偏光板によって定まる条件に依存した透過率となる。それに対し、外部電場（外部電界）によって液晶形成材料が等方相からネマティック相に相転移すると、電気光学効果が生じるために、液晶形成材料中を透過する光に位相変化が生じ、透過率が変化する。この液晶形成材料の等方相温度領域におけるネマティック相の誘起及び消失速度は、従来の液晶形成材料のネマティック相温度域におけるダイレクターの再配向速度よりも大幅に早いため、高速な応答速度の電気光学装置が得られる。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置では、第１基板及び第２基板のそれぞれ液晶形成材料側にたとえば配向膜の界面配向処理を施している。配向膜が形成されていないと温度上昇に伴ってネマティック相−等方相間の相遷移を誘起する閾値電圧が上昇するが、配向膜が形成されていると温度上昇に伴うネマティック相−等方相の相遷移を誘起する閾値電圧の高電圧シフトが抑制され、また、動作可能な温度域も広がる。そのため、本発明の電気光学装置によれば、特に温度上昇が生じても、配向膜が形成されていない場合よりも印加電圧の増大化が抑制され、かつ、動作可能な温度域も広くなる。
【００２２】
本発明の電気光学装置においては、前記一対の電極はそれぞれ前記第１基板と前記第２基板とに形成されているものとすることができる。
【００２３】
従来の液晶表示装置において、一対の電極がそれぞれ第１基板と第２基板とに形成されているものは、ＴＮモード、ＶＡモード、ＥＣＢモード等の縦電界方式の液晶表示装置であるが、本発明はこのような縦電界方式の電気光学装置としても適用可能である。このような構成の電気光学装置によれば、配向膜にラビング処理されていない場合には等方相からのネマティック相の誘起速度（立ち上がり応答速度）が向上し、配向膜にラビング処理されている場合にはネマティック相の消失速度（立ち下がり応答速度）が向上する。
【００２４】
本発明の電気光学装置においては、前記一対の電極は前記第１基板及び前記第２基板の一方のみに形成されているものとすることができる。
【００２５】
従来の液晶表示装置において、一対の電極が第１基板及び第２基板に形成されているものは、ＦＦＳモード、ＩＰＳモード等の横電界方式の液晶表示装置であるが、本発明はこのような縦電界方式の電気光学装置としても適用可能である。このような構成の電気光学装置によれば、配向膜にラビング処理されている場合には立ち上がり応答速度及び立ち下がり応答速度共に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１Ａは実施例１〜３に共通する電気光学装置の１画素のアレイ基板の概要を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。
【図２】図２Ａは縦電界型の電気光学装置の等方相温度領域における液晶形成材料の状態を示す模式図であり、図２Ｂは電界を印加した際に誘起するダイレクターの配置状態を示す模式図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｄはそれぞれ比較例、実施例１〜実施例３の電気光学装置のＶ−Ｔ曲線を示すグラフである。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄはそれぞれ比較例、実施例１〜実施例３の電気光学装置の立ち上がり応答速度曲線を示すグラフである。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄはそれぞれ比較例、実施例１〜実施例３の電気光学装置の立ち下がり応答速度曲線を示すグラフである。
【図６】図６Ａはネマティック相−等方相の相転移温度以下での、図６Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度での、図６Ｃはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ比較例の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図７】図７Ａはネマティック相−等方相の相転移温度以下での、図７Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度での、図７Ｃはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ実施例１の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図８】図８Ａはネマティック相−等方相の相転移温度での、図８Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ実施例２の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図９】図９Ａはネマティック相−等方相の相転移温度での、図９Ｂはネマティック相−等方相の相転移温度以上での、それぞれ実施例３の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。
【図１０】図１０は実施例１〜３及び比較例の応答速度結果から求めた温度と閾電圧との関係を示すグラフであり、図１０Ｂは実施例１〜３及び比較例のＶ−Ｔ曲線から求めた温度と閾電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは従来例の縦電界方式の液晶表示装置の模式断面図であり、図１１Ｂはその光の透過状態を示す図であり、図１１Ｃは電界無印加状態のダイレクターの配置状態を示す模式図であり、図１１Ｄは電界印加状態のダイレクターの配置状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態を各実施例及び比較例によって図面を参照しながら説明するが、以下に示す各実施例は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。なお、ここで述べるアレイ基板及びカラーフィルター基板の「表面」とは各種配線が形成された面ないしは液晶形成材料と対向する側の面を示すものとする。また、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、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おり、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
【００２８】
なお、以下に述べる各実施形態の電気光学装置は、それぞれ本発明の動作原理を確認するためのものであるため、カラーフィルター基板ＣＦのカラーフィルター層としては透明なオーバーコート層のみを形成したものを用いている。また、以下の各実施形態の電気光学装置で用いた液晶形成材料は、下記化学式で表される５ＣＢである。この５ＣＢは、誘電率異方性が正の材料で、約３５℃において液晶（ネマティック相）相と液体相（等方相）との間で相転移する。
【化２】
【００２９】
［比較例及び実施例１〜３］
まず、実施例１〜３に共通する縦電界方式の電気光学装置１０を図１を用いて説明する。なお、液晶層の界面における界面配向処理の具体的な方法として、ここでは配向膜を形成する方法を用いた。比較例の縦電界方式の電気光学装置は、第１及配向膜及び第２配向膜が共に形成されていな以外は実施例１〜３の電気光学装置と構成が共通しているので、図示省略する。また、実施例１〜３の電気光学装置は、それぞれ第１及び第２配向膜としてラビング処理された水平配向膜を用いたもの（実施例１）、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いたもの（実施例２）、ラビング処理された垂直配向膜を用いたもの（実施例３）が対応する。なお、図１Ａは実施例１〜３に共通する縦電界方式の電気光学装置１０の１画素のアレイ基板の概要を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。この電気光学装置１０は、図１Ｂに示すように、互いに対向配置されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦ間に液晶形成材料ＬＣを封入した構成を備えている。
【００３０】
この電気光学装置１０のアレイ基板ＡＲは、透明な絶縁性を有するガラス等からなる第１の透明基板１１の表面上に、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数の走査線１２が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合う走査線１２間の略中央には補助容量線１３が平行して形成されており、各画素の形成予定位置の補助容量線１３は幅広に形成されて補助容量電極１３ａとなっている。なお、走査線１２は、薄膜トランジスターＴＦＴ（Thin Film Transistor）のゲート電極Ｇの形成予定位置が部分的に幅広に形成されている。
【００３１】
また、走査線１２、補助容量線１３及びガラス基板１１の露出部分を覆うようにして窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなるゲート絶縁膜１４が積層されている。そして、ゲート電極Ｇの形成予定位置のゲート絶縁膜１４上には非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層１５が形成されている。また、ゲート絶縁膜１４上にはアルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数の信号線１６が走査線１２と交差するようにして形成されており、この信号線１６からはＴＦＴのソース電極Ｓが延設され、このソース電極Ｓは半導体層１５の表面と部分的に接触している。平面視で走査線１２と信号線１６とによって囲まれた領域が１画素領域に相当する。
【００３２】
更に、信号線１６及びソース電極Ｓと同一の材料で同時に形成されたドレイン電極Ｄがゲート絶縁膜１４上に設けられており、このドレイン電極Ｄはソース電極Ｓと近接配置されて半導体層１５と部分的に接触している。また、ドレイン電極Ｄは、ゲート絶縁膜１４の表面を補助容量電極１３ａを部分的に被覆するように、補助容量電極１３ａの信号線１６側の両端部が露出するように、延在されている。この場合、ドレイン電極Ｄと補助容量電極１３ａの平面視における重畳部分によって各画素の補助容量を形成することになる。そして、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜１４、半導体層１５、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイッチング素子となるＴＦＴが構成され、それぞれの画素にこのＴＦＴが形成されている。
【００３３】
更に、信号線１６、ＴＦＴ及びゲート絶縁膜１４の露出部分を覆うようにして例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなるパッシベーション膜１７が積層され、パッシベーション膜１７の表面はフォトレジスト等の透明樹脂材料からなり表面が平坦となされた層間膜１８が積層されている。また、パッシベーション膜１７と層間膜１８には、ＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコンタクトホール１９が形成されている。
【００３４】
そして、それぞれの画素毎に、コンタクトホール１９の内面及び層間膜１８表面を被覆するようにＩＴＯ（Indium Thin Oxide）ないしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料からなる画素電極２０が形成されている。また、実施例１〜３の電気光学装置１０のアレイ基板ＡＲには、画素電極２０の表面に第１配向膜３１が形成されている。なお、第１配向膜３１として、ラビング処理された水平配向膜を用いたものが実施例１に、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いたものが実施例２に、ラビング処理された垂直配向膜を用いたものが実施例３に、それぞれ対応する。また、比較例の電気光学装置のアレイ基板には第１配向膜が形成されていない。
【００３５】
また、カラーフィルター基板ＣＦは、透明な絶縁性を有するガラス等からなる第２の透明基板２１の表面上にカラーフィルター層に代わる透明なオーバーコート層２２が設けられている。このオーバーコート層２２の表面には、カラーフィルター基板ＣＦの全面に亘って共通電極２３が積層されている。そして、実施例１〜３の電気光学装置１０のカラーフィルター基板ＣＦには、共通電極２３の表面に第２垂直配向膜３２が形成されている。なお、第２配向膜として、ラビング処理された水平配向膜を用いたものが実施例１に、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いたものが実施例２に、ラビング処理された垂直配向膜を用いたものが実施例３に、それぞれ対応する。また、比較例の電気光学装置のカラーフィルター基板ＣＦには第２配向膜が形成されていない。更に、実施例１及び実施例３における第２配向膜３２のラビング方向は、共に第１配向膜３１のラビング方向とは逆方向（アンチラビング処理）となっている。
【００３６】
このようにして形成されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦを互いに対向させ、両基板の周囲にシール材を設けることにより両基板を貼り合せ、両基板間に上述の液晶形成材料ＬＣを封入する。その後、アレイ基板ＡＲの裏面側に第１の偏光板２４を、カラーフィルター基板ＣＦの裏面側に第２の偏光板２５を、それぞれクロスニコル配置となるように配置することにより、実施例１〜３に共通する縦電界方式の電気光学装置１０が得られる。なお、この電気光学装置１０のセルギャップは３μｍとされている。
【００３７】
ここで、実施例１〜３の電気光学装置１０の動作原理を図２を用いて説明する。なお、比較例の電気光学装置は、配向膜が形成されていない以外は実施例１〜３の縦電界方式の電気光学装置１０の場合と同様の構成を備えているので、実施例１〜３の縦電界方式の電気光学装置１０と同様の動作原理で作動する。図２Ａは実施例１〜３の電気光学装置の等方相温度領域における液晶形成材料の状態を示す模式図であり、図２Ｂは電界を印加した際に誘起するダイレクターの配置状態を示す模式図である。
【００３８】
図２Ａに示すように、等方相温度領域においては、液晶形成材料は等方相（液体）として存在しているため、液晶形成材料を透過する光は何等の影響も受けない。そのため、一対の偏光板はクロスニコル配置されているため、一方の偏光板を透過してきた直線偏光に変換された光は他方の偏光板を透過することができない。しかしながら、一対の電極間に電圧を印加して液晶形成材料に電界を印加すると、図２Ｂに示すように、ネマティック相が誘起される。このネマティック相を通過する光は電気光学的カー効果により位相変化が生じるので、一方の偏光板を透過して直線偏光に変換された光は、ネマティック相を透過する間に位相が変化するため、他方の偏光板を透過することができるようになるわけである。この場合、液晶形成材料ＬＣによって入射光の位相が変化しない場合には、第１の偏光板２４を透過した光は第２の偏光板２５を透過できないので、ノーマリーブラック型の電気光学装置となる。
【００３９】
［Ｖ−Ｔ曲線の測定］
このようにして作成された比較例及び実施例１〜３の電気光学装置の動作特性を確認するため、以下のような測定を行った。なお、今回の測定装置は、光学測定装置として大塚電子社製ＬＣＤ７０００を用い、温度のモニタリング装置として安立計器株式会社製ＡＰ５２９Ｅを用いた。また光透過率はクロスニコル条件で、セル基板面法線に対する４５°斜め入射光を直接出射方向で測定した。そしてまず、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置を恒温槽内で３４．７℃〜３５．８℃まで０．１℃きざみで変化させ、それぞれの温度において、画素電極と共通電極との間に印加する電圧を０Ｖ〜５０Ｖまで変化させた場合の透過率（Ｔ）を測定し、電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）曲線を求めた。比較例の測定結果として温度が３４．７℃、３４．９℃、３５．０℃、３５．１℃及び３５．２℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ａに、実施例１の結果として温度が３５．０℃〜３５．５℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ｂに、実施例２の結果として３４．９℃〜３５．６℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ｃに、実施例３の結果として温度が３５．１℃〜３５．８℃のＶ−Ｔ曲線を図３Ｃに、それぞれ示した。
【００４０】
ここで使用した液晶形成材料５ＣＢは、３４．７℃では、ネマティック相−等方相の相転移温度（以下、「Ｎｉ相転移温度」という。）未満でありかつ固体化しない温度であるから、ネマティック相として存在している。図３Ａに示した比較例の結果によれば、電圧無印加時に配向膜を設けていないことによりネマティック相の配向を規制していないために生じるディスクリネーションの影響で、光漏れによる透過率が観測されている。そのため、画素電極と共通電極との間に印加された電圧が小さい範囲においては、液晶層内のダイレクターの配向が揃う影響により、電圧無印加時に対して透過率が低下する傾向を示すが、それ以外では、通常の縦電界方式のネマティック液晶と同じ電気光学効果を有している。すなわち、比較例の場合、電圧無印加時には、Ｎｉ相転移温度である３４．９℃以上では透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３４．９℃〜３５．１℃の０．３℃の間で等方相からネマティック相の誘起現象が観察されている。
【００４１】
また、図３Ｂに示したラビング処理を行った水平配向膜を用いた実施例１の測定結果によれば、Ｎｉ相転移温度域である３５．０℃ではネマティック相の存在に基づく光漏れが観察されているが、３５．１℃以上では、電圧無印加時には透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３５．１℃〜３５．５℃の０．５℃の間で等方相からネマティック相への誘起現象が観察されている。
【００４２】
また、図３Ｃに示したラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２の測定結果によれば、Ｎｉ相転移温度域の３５．０℃及３４．９℃ではネマティック相の存在に基づく光漏れが観察されているが、３５．１℃以上では、電圧無印加時には透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３５．１℃〜３５．６℃の０．６℃の間で等方相からネマティック相の誘起現象が観察されている。
【００４３】
更に、図３Ｄに示したラビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の測定結果によれば、３５．１℃以下ではネマティック相の存在に基づく光漏れが観察されているが、３５．２℃以上では、電圧無印加時には透過率＝０の状態が観察されているので、等方相として存在していることが確認される。そして、印加電圧範囲が５０Ｖまでにおいて、透過率の飽和状態が確認された温度範囲としては、３５．２℃〜３５．８℃までの０．７℃の間で等方相からネマティック相の誘起現象が観察されている。
【００４４】
上述の図３Ａ〜図３Ｄの測定結果を対比すると、５０Ｖまでの同一温度範囲においては、配向膜が形成されていない場合（比較例）よりも配向膜が形成されている場合（実施例１〜３）の方が、電圧印加時の等方相からネマティック相の誘起現象が生じる温度範囲が広がっていることが確認される。また、電圧印加時の等方相からネマティック相が誘起する電圧（以下、「閾値電圧」という。）Ｖｔｈの温度依存性は、比較例の配向膜が形成されていない場合（図３Ａ参照）よりも、実施例１〜３の配向膜を設けた場合（図３Ｂ〜図３Ｃ参照）の方が大幅に小さくなっている。したがって、同一の温度であれば低電圧化が可能となり、同一の駆動電圧であれば高い温度で誘起現象が生じるので使用温度範囲が広くなる。特に電界方向に平行な界面配向処理を施している図３Ｃに示した垂直配向膜、または図３Ｄに示したラビング処理された垂直配向膜は、図３Ａや、図３Ｂの水平配向膜に比べ、上記効果が非常に高く電気光学装置として用いる上で特に好ましい。
【００４５】
また、透過率＝０の状態から透過率が飽和するまでのＶ−Ｔ曲線の傾きを見ると、実施例１のラビング処理された水平配向膜を用いた場合（図３Ｂ参照）及び実施例３のラビング処理された垂直配向膜を用いた場合（図３Ｄ参照）は、実施例２のラビング処理されていない垂直配向膜を用いた場合（図３Ｃ参照）よりも急峻となっていることが分かる。
【００４６】
［立ち上がり応答時間ｔｒの測定］
従来、このような等方相温度領域における電圧無印加時及び電圧印加時の液晶形成材料のネマティック相の誘起及び消失現象の応答速度は、Ｎｉ相転移温度以下でのダイレクターの配向方向の変化よりも非常に速いものであると見なされていた。そこで、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置において、閾値電圧Ｖｔｈ及びその近傍における所定電圧を印加した時から透過率が一定値に達するまでの立ち上がり応答時間ｔｒを測定した。この立ち上がり時間ｔｒは等方相温度領域におけるネマティック相の誘起速度を示す。その結果のうち、立ち上がり時間ｔｒが比較的大きい結果が得られたものを、図４Ａ（比較例）、図４Ｂ（実施例１）、図４Ｃ（実施例２）及び図４Ｄ（実施例３）に示した。なお、横軸は印加電圧／閾値電圧（Ｖ／Ｖｔｈ）として示してあり、印加電圧Ｖは実効電圧であり閾値電圧Ｖｔｈは、電圧印加時の等方相からネマティック相が誘起する電圧、すなわち、透過率の上昇が認められた時の電圧を示している。
【００４７】
図４Ａに示した比較例の電気光学装置の測定結果によると、Ｎｉ相転移温度直上の３４．９℃では広い電圧範囲において立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっているが、Ｖｔｈ近傍では温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっている。ただし、何れの温度域でもＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが３０〜４０ｍｓｅｃ近くに達する電圧範囲が存在する。また、図４Ｂに示した実施例１の電気光学装置の測定結果によると、Ｎｉ相転移温度直上の３５．１℃では広い電圧範囲において立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっているが、Ｖｔｈ近傍では温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっている。ただし、何れの場合もＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが３０〜４０ｍｓｅｃ近くに達する電圧範囲が存在する。
【００４８】
また、図４Ｃに示した実施例２の電気光学装置の測定結果によると、Ｎｉ相転移温度域である３５．０℃及び３５．１℃以下では広い電圧範囲において立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっているが、Ｖｔｈ近傍では温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっている。更に、何れの場合もＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが１５〜２５ｍｓｅｃ程度と、立ち上がり応答時間ｔｒの応答特性が非常に良好となっている。また、図４Ｄに示した実施例３の電気光学装置の測定結果によると、Ｖｔｈ近傍の３５．２℃でも立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲が狭くなっているとともに、温度の上昇に伴って立ち上がり応答時間ｔｒが長くなる電圧範囲がより狭くなっている。ただし、何れの場合もＶｔｈ近傍で立ち上がり応答時間ｔｒが３０〜４５ｍｓｅｃ近くに達する電圧範囲が存在する。
【００４９】
以上の図４Ａ〜図４Ｄに示した結果から、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置ではＶｔｈ近傍では温度によらず全般的に立ち上がり応答時間ｔｒが遅くなっているが、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２や、ラビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の電気光学装置の立ち上がり応答時間ｔｒは、ラビング処理された水平配向膜を用いた実施例１よりも良好な結果を示しており、特に実施例２は良好な結果である。また、Ｎｉ相転移温度域では、何れの場合でも立ち上がり応答時間ｔｒが長くなっている電圧範囲が広がる傾向があることが分かる。
【００５０】
［立ち下がり応答時間ｔｆの測定］
次ぎに、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置において、閾値電圧Ｖｔｈ及びその近傍における所定の電圧が印加されていたときの透過率を１００％とし、所定の電圧を取り去った時点から透過率がその１０％に達するまでの時間を立ち下がり応答時間ｔｆとして測定した。この立ち下がり応答時間ｔｆは等方相温度領域におけるネマティック相の消失速度を示す。その結果のうち、立ち下がり時間ｔｆが比較的大きい結果が得られたものを、図５Ａ（比較例）、図５Ｂ（実施例１）、図５Ｃ（実施例２）及び図５Ｄ（実施例３）に示した。なお、横軸は印加電圧／閾値電圧（Ｖ／Ｖｔｈ）として示してあり、印加電圧Ｖは実効電圧であり閾値電圧Ｖｔｈは、電圧印加時の等方相からネマティック相が誘起する電圧、すなわち、透過率の上昇が認められた時の電圧を示している。
【００５１】
図５Ａに示した配向膜を使用していない比較例の電気光学装置の測定結果によると、ネマティック相形成領域である３４．７℃では広い電圧範囲においてほぼ１２〜２０ｍｓｅｃという立ち下がり応答時間ｔｆが得られた。この３４．７℃での立ち下がり応答時間ｔｆは、ネマティック相のダイレクターの配向方向が電圧非印加状態となったことにより緩和される時間に相当するものと考えられる。また、Ｎｉ相転移温度域である３４．９℃では、立ち下がり応答時間ｔｆは非常に特異的な応答を示すが、Ｎｉ相転移温度以上では１ｍｓｅｃ以下という非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。
【００５２】
また、図５Ｂに示したラビング処理された水平配向膜を用いた実施例１の電気光学装置の測定結果は、解析手法の影響で短く見えるが、実際は１００ｍｓｅｃ程度となる（この理由については後述する）。この実施例１においては、立ち下がり応答時間ｔｆは、Ｎｉ相転移温度域である３５．１℃では、印加電圧が高くなると長くなる特異的な応答を示すが、温度が高くなるにしたがって立ち下がり応答時間ｔｆが短くなっておおり、最短０．１ｍｓｅｃという非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが観察されている。また、図５Ｃに示したラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２の電気光学装置の測定結果によると、立ち下がり応答時間ｔｆは、Ｎｉ相転移温度域の３５．０℃及び３５．１℃では印加電圧が大きくなってもほぼ１００ｍｓｅｃの一定値となっており、更に温度が高くなると実質的に１ｍｓｅｃ以下という非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。更に、図５Ｄに示したビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の電気光学装置の測定結果は、Ｎｉ相転移温度域である３５．２℃では特異的な応答を示すが、Ｎｉ相転移温度よりも高くなると１ｍｓｅｃ以下、最短０．１ｍｓｅｃ以下という非常に短い立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。
【００５３】
立ち下がり応答時間ｔｆは、Ｎｉ相転移温度域で特異的な結果を示し、特に配向膜が形成されていない比較例及びラビング処理された水平配向を用いた実施例１の測定結果から、Ｎｉ相転移温度域ではＮｉ相転移温度を超える温度での応答特性とＮｉ相転移温度未満の温度での応答特性との和で示されるようである。また、ラビング処理されていない垂直配向膜を用いた実施例２の電気光学装置の場合、Ｎｉ相転移温度以下では今回の測定方法では電圧による位相差変化は生じない条件となっているが、先のＮｉ相転移温度域での配向膜が形成されていない比較例及びラビング処理された水平配向を用いた実施例１の電気光学装置の測定結果を考慮すると、Ｎｉ相転移温度未満の温度で確認される初期透過率（９〜１２％）の影響でｔｆの応答時間が長くなると考えられる。
【００５４】
ラビング処理された垂直配向膜を用いた実施例３の電気光学装置は、比較例、実施例１及び２の電気光学装置とは異なる応答特性を示し、Ｎｉ相転移温度以上の温度域でのＶ−Ｔは垂直配向セルとほぼ同様にもかかわらず、Ｎｉ相転移温度域で最大６ｍｓｅｃと、１／１０以下の立ち下がり応答時間ｔｆが得られている。このことは、等方相から電圧を印加することによって誘起されたネマティック相の準安定状態に配向環境が寄与していると考えられる。
【００５５】
［実応答特性の測定］
ここで、比較例及び実施例１〜３の電気光学装置において、Ｎｉ相転移温度未満の温度範囲（以下、「温度範囲＜Ｎｉ点」と表す。）、Ｎｉ相転移温度域（以下、「温度範囲＝Ｎｉ点」と表す。）及びＮｉ相転移温度を超える温度範囲（以下、「温度範囲＞Ｎｉ点」と表す。）での実際の応答特性を測定した結果を図６〜図９に示す。なお、図６ＡはＮｉ相転移温度以下での、図６ＢはＮｉ相転移温度での、図６ＣはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ比較例の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。図７ＡはＮｉ相転移温度以下での、図７ＢはＮｉ相転移温度での、図７ＣはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ実施例１の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。図８ＡはＮｉ相転移温度での、図８ＢはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ実施例２の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。また、図９ＡはＮｉ相転移温度での、図９ＢはＮｉ相転移温度以上での、それぞれ実施例３の電気光学装置の実応答速度曲線を示すグラフである。また、図６〜図９は、それぞれ所定の電圧を１００ｍｓｅｃの間印加した際の実応答特性を示す。
【００５６】
配向膜が形成されていない比較例の電気光学装置においては、図６Ａに示すように、温度範囲＜Ｎｉ点では印加電圧が高電圧になるほど初期の透過率が高くなる（黒浮き）。そのため、印加電圧を取り去った後のモニタリング時間を１００ｍｓｅｃ→２５００ｍｓｅｃに変更して確認したが、黒浮きは解消されなかった。そのため、比較例の電気光学装置においては、立ち下がり応答時間ｔｆは図６Ａに示される値以上に長いことが分かる。温度範囲＝Ｎｉ点では、図６Ｂに示すように、温度範囲＜Ｎｉ点の場合に比べれば、黒浮き、立ち下がり応答時間ｔｆともに改善された結果を示す。また、温度範囲＞Ｎｉ点では、図６Ｃに示すように、黒浮き、立ち下がり応答時間ｔｆともにその発生自体が確認されない結果が得られている。
【００５７】
また、ラビング処理された水平配向膜を使用した実施例１の電気光学装置においては、温度範囲＜Ｎｉ点及び温度範囲＞Ｎｉ点では、図７Ａ及び図７Ｃに示したように、配向膜が形成されていない比較例の電気光学装置で確認された結果とほぼ同様の傾向を示している。しかしながら、温度範囲＜Ｎｉ点における黒浮きは１００ｍｓｅｃ程度で解消されている。なお、温度範囲＝Ｎｉ点での立ち下がり応答時間ｔｆの測定結果は、１００ｍｓｅｃ程度有していることが図５Ｂの応答測定結果から確認されているが、解析結果と大きく異なる結果を示している。この相違は、所定の電圧が印加されていたときの透過率を１００％とし、所定の電圧を取り去った時点から透過率がその１０％に達するまでの時間を立ち下がり応答時間ｔｆとして測定したものであることに起因する。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示したように、実施例１の電気光学装置は、所定の電圧を取り去ると、透過率は一旦極小値を取った後に一旦上昇し、その後再度低下している。そのため、実際には再度低下した後の透過率が所定の電圧が印加されていたときの透過率の１０％に達するまでの時間を立ち下がり応答時間ｔｆとする必要があるためである。
【００５８】
また、ラビング処理されていない垂直配向膜を使用した実施例２の電気光学装置においては、図８Ａに示したように、温度範囲＝Ｎｉ点で特に立ち下がり応答時間ｔｆの透過率が落ちきらない結果が確認された。今回の立ち下がり応答時間ｔｆの測定範囲上限が１００ｍｓｅｃとして行ったため、実際の応答時間は１００ｍｓｅｃより長いと考えられる。この結果は先に考察した温度範囲＜Ｎｉ点でのＶ−Ｔ特性の測定結果（図３Ｃ参照）の透過率（９−１２％）の影響が反映されていると考えられる。また、図８Ａ及び図８Ｂに示した実応答測定結果は、比較例、実施例１及び実施例３の測定結果である図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ｂ、図７Ｃ、図９Ａ及び図９Ｂに示した結果と対比すると明らかなように、実施例２の電気光学装置はＶ−Ｔ中間調に該当する電圧部分の立ち上がり時間ｔｒが比較例、実施例１及び３の電気光学装置のものよりも短く（立ち上がり速度が速く）、すべての透過率中間調で同様の立ち上がり傾向を有していることを示している。
【００５９】
更に、ラビング処理された垂直配向膜を使用した実施例３の電気光学装置においては、温度範囲＝Ｎｉ点の立ち下がり時間ｔｆは、実施例２の電気光学装置のものよりも短くなっている。一方、立ち上がり時間ｔｒは、配向膜が形成されていない比較例及びラビング処理された水平配向膜が形成されている実施例１の電気光学装置の結果に酷似している。この結果から垂直配向膜にラビング処理を施すことで、垂直配向膜とラビング処理された水平配向膜との両特性を有しているものとが考えられる。この考えを前提としてそれぞれの応答特性を比較すると、Ｖ−Ｔ中間調の立ち上がり時間ｔｒは比較的低透過率の応答特性は水平配向が支配的で、高透過率になるに従い垂直配向が支配的になる傾向を示していることが分かる。
【００６０】
立ち下がり時間ｔｆは温度範囲＝Ｎｉ点で確認される結果とラビング処理による効果が水平配向に寄与することを考えると、実施例３の電気光学装置は、等方相温度領域で電圧を印加することにより誘起されたネマティック相の準安定状態が垂直配向膜による垂直方向の配向とラビング処理による水平方向の配向との影響で、実施例２の電気光学装置のような立ち下がり時間ｔｆの短縮がなされたものであると考えられる。ただし、実施例３の電気光学装置では、立ち下がり時間ｔｆは応答改善されたが、立ち上がり時間ｔｒは背反的に悪い結果となった。しかし、図８及び図９の結果から、配向膜の材料と配向処理を最適な条件で組み合わせることで、立ち上がり時間ｔｒ及び立ち下がり時間ｔｆに対し、良好な効果を導くことができる可能性が存在していることを示唆している。
【００６１】
次に、高温になるほど閾値電圧のシフトが小さくなる傾向に関する解析結果を図１０に示す。なお、図１０Ａは実施例１〜３及び比較例の応答速度結果から求めた温度（Ｎｉ相転移温度との差）と閾電圧との関係を示すグラフであり、図１０Ｂは実施例１〜３及び比較例のＶ−Ｔ曲線から求めた温度（Ｎｉ相転移温度との差）と閾電圧との関係を示すグラフである。ただし、応答速度の閾値電圧は応答測定可能な直前の電圧とした。また、Ｖ−Ｔ曲線における閾値電圧は、ここでは定性的に対比するため、透過率５％に到達した電圧もしくは透過率５％に最も近い値を示す電圧とした。
【００６２】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示した結果から、配向膜を設けた実施例１〜３の電気光学装置は、配向膜を設けていない比較例の電気光学装置よりも閾値電圧が低くなっており、温度の上昇に伴って閾値電圧の変化量が少なくなっていることが確認できる。この結果から、配向環境について特に電場で誘起した液晶層のダイレクターの向きと界面配向処理の向きが同一、つまりこの電気光学装置においては、電界に平行な方向（垂直方向）に液晶相のダイレクターを揃える界面配向処理を施した実施例２及び３の電気光学装置が特に良好に閾値電圧を低減すること及び温度上昇に伴い閾値電圧の変化量が小さくなることが確認された。
【００６３】
なお、上記実施例１〜３の電気光学装置では、カラーフィルター基板ＣＦにカラーフィルター層に代えてオーバーコート層を備えている例を示したが、通常の液晶表示装置のように各種の色のカラーフィルター層を備えているものとすれば、上記効果を奏しながらも各種のカラー表示が可能な電気光学装置が得られる。更に、上記実施例１〜３電気光学装置では、一対の偏光板をクロスニコル配置した例を示したが、一対の偏光板を平行ニコル配置となるように配置することもできる。この場合は、ノーマリーホワイト型の電気光学装置が得られる。更に、上記実施例１〜３の電気光学装置では、従来のＶＡモードの液晶表示装置と同様の電極配置とした例を示したが、従来のＦＦＳモード、ＩＰＳモード等の横電界方式の液晶表示装置と同様の電極配置とすることもできる。
【００６４】
また、本実施形態においては液晶形成材料として誘電率異方性が正のものを用いたが、誘電率異方性が負の液晶形成材料を用いても構わない。この場合においても電場で上記の検証結果から電場で誘起した液晶層のダイレクターの向きと界面配向処理の向きが同一であることが好ましい。また、上記の実施形態においては、液晶層の界面における界面配向処理の方法として配向膜を形成する方法を示したが、この他の方法としては、電極表面に凹凸を形成する方法や、電極表面に高分子ポリマーを形成し、この高分子ポリマーに光配向を施す方法や、電極表面にラビング布でラビング処理を施す方法などを用いていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…電気光学装置 １１…第１の透明基板 １２…走査線 １３…補助容量線 １３ａ…補助容量電極 １４…ゲート絶縁膜 １５…半導体層 １６…信号線 １７…パッシベーション膜 １８…層間膜 １９…コンタクトホール ２０…画素電極 ２１…第２の透明基板 ２２…オーバーコート層 ２３…共通電極 ２４…第１の偏光板 ２５…第２の偏光板 ３１…第１配向膜 ３２…第２配向膜 ＬＣ…液晶形成材料 ＡＲ…アレイ基板 ＣＦ…カラーフィルター基板 ＴＦＴ…薄膜トランジスター ｔｒ…立ち上がり時間 ｔｆ…立ち下がり時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶形成材料を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の前記液晶形成材料側に形成された一対の電極と、前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれ外面側に配置された一対の偏光板と、を備え、前記液晶形成材料の等方相温度領域において、前記一対の電極間に印加される電圧に応じた前記液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用した電気光学装置において、
前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれ前記液晶形成材料の界面に界面配向処理を施したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記界面配向処理として配向膜を用いることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記配向膜の向きが電場により誘起された液晶層のダイレクターの向きと同じであることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記配向膜にはラビング処理がなされていることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記界面配向処理は、界面に凹凸を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記一対の電極はそれぞれ前記第１基板と前記第２基板とに形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記一対の電極は前記第１基板及び前記第２基板の一方のみに形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電気光学装置。
【請求項１】
液晶形成材料を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の前記液晶形成材料側に形成された一対の電極と、前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれ外面側に配置された一対の偏光板と、を備え、前記液晶形成材料の等方相温度領域において、前記一対の電極間に印加される電圧に応じた前記液晶形成材料からのネマティック相の誘起及び消失現象に基づく光透過率の変化を利用した電気光学装置において、
前記第１基板及び前記第２基板はそれぞれ前記液晶形成材料の界面に界面配向処理を施したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記界面配向処理として配向膜を用いることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記配向膜の向きが電場により誘起された液晶層のダイレクターの向きと同じであることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記配向膜にはラビング処理がなされていることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記界面配向処理は、界面に凹凸を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記一対の電極はそれぞれ前記第１基板と前記第２基板とに形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記一対の電極は前記第１基板及び前記第２基板の一方のみに形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電気光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４３７４４（Ｐ２０１１−４３７４４Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３１０９（Ｐ２００９−１９３１０９）
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【出願人】（５０４１５０４６１）国立大学法人鳥取大学 (271)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【出願人】（５０４１５０４６１）国立大学法人鳥取大学 (271)
【Ｆターム（参考）】
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