JP2005024927A

JP2005024927A - 液晶装置、その製造方法、電子機器、及びプロジェクタ

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Publication number: JP2005024927A
Application number: JP2003190606A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Yamada; 周平山田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】明るく、高コントラストの表示が得られる垂直配向モードの液晶装置を提供する。
【解決手段】複数の画素電極９が配列形成されたＴＦＴアレイ基板１０と、該ＴＦＴアレイ基板１０と対向して配置された対向基板２０と、前記両基板１０，２０間に挟持された液晶層５０とを具備してなる液晶装置であって、前記液晶層が、負の誘電異方性を呈する液晶と、該液晶中に配向分散されたポリマー分散体（高分子）とを含んで構成され、前記各画素電極の平面領域内に、相対的に高い高分子濃度を有する高濃度領域５５が設けられている構成とした。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置、その製造方法、電子機器、及びプロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
垂直配向モードの液晶装置は、電圧無印加状態で液晶分子の長軸方向が基板に対して略垂直方向に配向した構成であり、この垂直配向状態にて黒表示を行うため、高いコントラストが得られるという利点を有している。このような液晶装置においては、対向配置した基板間に液晶層を介在させ、両基板の液晶層側の面に垂直配向膜を形成するとともに、この垂直配向膜にラビング処理を施してプレチルトを付け、それによって電圧印加時の液晶分子の傾倒方向を制御するのが一般的である。
しかしながら、垂直配向モードの液晶装置では、高コントラストの表示を実現できる一方で、表示の明るさが、同等の画素開口率を有するＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードの液晶装置に比して低いという課題を有していた。この垂直配向モードの液晶装置における明るさの低下は、画素電極間の横電界の影響で画素領域中にディスクリネーションが生じることに起因する。
ところで、このような画素領域内におけるディスクリネーションは、ＴＮモードの液晶装置においても、スイッチング素子の近傍等において生じることが知られており、その解決策として、ディスクリネーションが生じた領域に遮光膜を形成することが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１３６９３１号公報
【特許文献２】
特開平１１−１３３４６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１、２には、配向分割された画素のドメイン界面や、スイッチング素子等の横電界に起因して生じるディスクリネーションを覆うように遮光膜を形成することが開示されており、係る構成により表示領域の光抜けを低減し、表示コントラストを向上させている。
しかしながら、これらの特許文献に記載の構成は、黒表示における光抜けを低減し、もってコントラストを向上させることを目的としており、垂直配向モードの液晶装置における明るさの向上を実現し得るものではない。仮に、係る技術に基づき垂直配向モードの液晶装置において、ディスクリネーション領域上に遮光膜を形成したとしても、コントラストや明るさを向上させる効果は得られず、逆に、開口率の低下により表示の明るさ及びコントラストが低下することになる。
そこで、本発明者は、垂直配向モードの液晶装置における表示明るさの向上を実現するべく、液晶装置の構成について検討を重ね、本発明を完成するに至った。従って、本発明の目的は、明るく、高コントラストの表示が得られる垂直配向モードの液晶装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
詳細は後述の実施の形態に記載しているが、従来の垂直配向モードの液晶装置での課題とされていた表示明るさの不足は、画素電極間に生じる横電界の影響で画素電極のそれぞれの辺端部から中央部に向かって液晶分子が倒れ、これらの傾倒方向の異なる液晶分子同士が画素電極上で干渉し合うことにより画素電極上に形成されるディスクリネーションに起因しており、また上記干渉により生じる透過率の低下は、画素電極の比較的広い領域に及ぶことが本発明者の研究により分かった。そこで、本発明者は、上記傾倒方向の異なる液晶分子同士の画素電極上での干渉を防止する、あるいは干渉によりディスクリネーションが生じたとしても、その平面的な広がりを抑制することができれば、従来の垂直配向モードの液晶装置の問題点を解決し、高輝度、高コントラストの液晶装置を得られると考えて研究を重ね、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、複数の画素電極が配列形成された素子基板と、該素子基板と対向して配置された対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層とを具備してなる液晶装置であって、前記液晶層が、負の誘電異方性を呈する液晶と、該液晶中に配向分散された高分子物質とを含んで構成され、前記各画素電極の平面領域内に、前記高分子物質が相対的に高い濃度で分散された高濃度領域を有していることを特徴としている。
上記構成の本発明の液晶装置では、画素電極の平面領域内に上記高濃度領域が形成されていることで、係る高濃度領域における液晶分子の配向動作を制限することができるようになっている。これにより、電圧印加時に液晶分子の傾倒方向の異なる領域（液晶ドメイン）が画素電極上に形成されたとしても、上記高濃度領域の位置で液晶分子が連鎖的に同一方向に傾倒されるのが停止されるため、傾倒方向の異なる液晶分子同士が、直接に接して干渉する領域を減少させることができる。また仮に、高濃度領域以外の画素電極上で干渉が生じたとしても、係る干渉に起因するディスクリネーションが画素電極上の広い領域に広がるのを、前記高濃度領域により抑制することができる。従って、本構成によれば、これらの作用により画素領域内の広い領域にディスクリネーションが広がるのを防止でき、もって画素領域内での透過率の低下を抑え、従来に比して明るい表示が得られ、表示品質に優れる液晶装置を提供することができる。
【０００７】
本発明の液晶装置では、前記画素電極の平面領域内に、前記画素電極に電圧を印加した状態での液晶分子の配向方向が互いに異なる複数の液晶ドメインを有しており、当該複数の液晶ドメインの境界部に、前記高濃度領域が配置されていることが好ましい。
上記液晶ドメイン同士の境界では、先に記載のように、傾倒方向の異なる液晶分子同士が干渉し、ディスクリネーションが生じる。上記構成によれば、液晶ドメイン同士の境界に配置された高濃度領域により、傾倒方向の異なる液晶分子同士が干渉するのを防止することができるため、ディスクリネーション領域を低減でき、表示明るさを向上させることができる。
【０００８】
本発明の液晶装置では、前記高濃度領域の平面形状が、前記画素電極を横断する略帯状であることを特徴とする。このような構成とすることで、係る高濃度領域を境界として画素電極上の液晶層を区画することができるため、区画された各領域で、傾倒方向の異なる液晶分子同士による干渉が生じ、それに起因してディスクリネーションが生じたとしても、上記高濃度領域によりディスクリネーションの平面的な広がりを抑制でき、画素領域内における透過率の低下を防止しして良好な表示明るさを得ることができる。
また、横電界の影響により形成される電圧印加時の液晶分子の傾倒方向が異なる領域（液晶ドメイン）を、上記高濃度領域により区画されるように上記略帯状の高濃度領域を配置すれば、上記液晶ドメイン同士が画素電極上で全く接触しなくなるため、画素領域にてディスクリネーションがほとんど生じないようにすることができ、これにより大幅な表示明るさの向上を実現することができる。
【０００９】
本発明の液晶装置では、前記両基板の液晶層側に、前記液晶にプレチルトを付与する配向膜がそれぞれ形成されており、前記高濃度領域が、前記画素電極の中央に対して前記プレチルト方向の辺端寄りに配置されていることが好ましい。
液晶にプレチルトが付与された液晶装置においては、電圧印加時にプレチルト方向（液晶分子のダイレクタの基板上への投射ベクトルの方向）に向かって液晶分子が傾倒され易くなるが、画素電極間に形成される横電界により、画素電極上の一部に、プレチルト方向と異なる方向に液晶分子が傾倒されるドメインが生じる。そして、本発明者の研究により、上記プレチルト方向に沿って液晶分子が傾倒される液晶ドメインと、プレチルト方向と異なる方向に液晶分子が傾倒される液晶ドメインとの境界は、画素電極の中央からプレチルト方向の辺端部よりの位置に形成されることが分かっている。そこで、本構成では、上記両液晶ドメインの境界に高濃度領域を配置するようにすることで、上記液晶ドメイン同士の境界領域を減少させ、もって画素領域内でディスクリネーションが生じるのを防止することができるようになっている。高濃度領域を上記と異なる位置に配した場合、ディスクリネーションが生じ易くなる傾向にあり、液晶装置の表示輝度が低下するため好ましくない。
【００１０】
本発明の液晶装置では、前記高濃度領域が、前記プレチルト方向と略直交する方向に前記画素電極を横断する略帯状とされていることが好ましい。
このような構成とすることで、上記プレチルト方向に沿って液晶分子が傾倒される液晶ドメインと、プレチルト方向と異なる方向に液晶分子が傾倒される液晶ドメインとを、上記略帯状の高濃度領域により離間して区画できるので、前記両領域間で液晶分子が干渉し合うことがなくなり、従って画素領域内でディスクリネーションの生じない、高品質の表示が得られる液晶装置を提供することができる。
【００１１】
本発明の液晶装置では、前記液晶層中の高分子物質の平均濃度が１〜３０重量％であることが好ましい。このような構成とすることで、上記高濃度領域にあっては、液晶分子の配向規制力が大きく、かつ高濃度領域以外の領域にあっては液晶分子の電圧印加時の配向動作を阻害しない濃度分布にて高分子物質を分散させることが比較的容易になる。上記平均濃度が１重量％未満の場合、高濃度領域以外の領域における液晶分子の配向動作は良好になるものの、高濃度領域における高分子物質の濃度が不足し、液晶分子の動作を適切に規制することができなくなる結果、画素領域内にディスクリネーションが生じるおそれがある。一方、上記平均濃度が３０重量％を超える場合、高濃度領域において十分な配向規制力を得られるものの、高濃度領域以外の領域における高分子物質の濃度が高くなる傾向になり、その結果液晶分子の配向動作を阻害して液晶装置の応答性を低下させるおそれがある。
【００１２】
本発明の液晶装置では、前記高分子物質が、高分子前駆体の重合物である構成とすることができる。この構成によれば、上記高分子前駆体を液晶とともに素子基板、対向基板間に封入した後、所定の重合工程を経て上記高分子物質（及びその高濃度領域）を液晶層中に形成することができ、製造容易性に優れる液晶装置を提供することができる。また、前記高分子前駆体が、液晶性モノマーである構成とすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の液晶装置は、複数の画素電極が配列形成された素子基板と、該素子基板と対向して配置された対向基板と、前記両基板間に挟持され、負の誘電異方性を呈する液晶を含む液晶層とを具備してなる液晶装置であって、前記各画素電極の平面領域内に、前記画素電極への電圧印加状態に依らず、前記液晶の配向状態がほぼ一定に保持される非応答領域を有する構成であっても良い。
このような構成とした場合にも、画素電極上の液晶ドメインの平面領域が、上記非応答領域により制限されるため、先の構成の本発明の液相装置と同様に、電圧印加時の傾倒方向が異なる液晶分子同士の干渉によりディスクリネーションが生じるのを防止できる。また、生じたディスクリネーションの平面的な広がりも上記非応答領域により制限されるため、ディスクリネーションによる透過率の低下を防止でき、もって明るい表示を得ることができる。
尚、上記非応答領域においては、液晶の応答閾値電圧が他の領域よりも高くなっている構成としてもよい。
【００１４】
次に、本発明の液晶装置の製造方法は、複数の画素電極が配列形成された素子基板と、該素子基板と対向して配置された対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層とを具備してなる液晶装置の製造方法であって、前記素子基板と対向基板との間に、負の誘電異方性を有する液晶と、高分子前駆体との混合物を封入して前記液晶層を形成する工程と、前記液晶層中に分散された高分子前駆体を重合させて、前記画素電極の平面領域内に、前記高分子前駆体の重合物が相対的に高い濃度で分散された高濃度領域を形成す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、上記高分子物質が高濃度に分散された高濃度領域を、液晶の封入の後に容易に形成することができるため、高輝度、高コントラストの液晶装置を容易かつ効率よく製造することが可能になる。
【００１５】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記高濃度領域を形成する工程が、前記画素電極の平面領域を部分的に遮光するマスク材を介して前記液晶層に紫外線を照射することにより、前記液晶層中の高分子前駆体を重合させる工程であることが好ましい。このような製造方法とすることで、画素領域内の所定位置に選択的に高分子物質の高濃度領域を形成することができ、高濃度領域の位置が適切に制御され、表示明るさに優れた液晶装置を容易に製造することが可能になる。
【００１６】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記高分子前駆体として液晶性モノマーを用いることが好ましい。液晶性モノマーを用いることで、高分子物質を液晶中に分散させることによる液晶状態の喪失等の不具合が生じるのを効果的に防止できる。また紫外線照射による重合が容易であるという利点もある。
【００１７】
次に、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、高輝度、高コントラストの表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００１８】
次に、本発明のプロジェクタは、先に記載の本発明の液晶装置と、該液晶装置から出力される光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする。この構成によれば、高輝度、高コントラストの表示が可能であり、表示品質に優れるプロジェクタを提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図２は、データ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板（素子基板）の相隣接する複数の画素群の平面図であり、図３は、図２に示すＡ−Ａ’線に沿う断面図である。なお、図３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ある。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置において、画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのＴＦＴ３０（スイッチング素子）とがマトリクス状に配置されて構成され、各ＴＦＴ３０は、そのソース領域にて画像信号を供給するデータ線６ａ（信号線）と電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレイン領域と電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込むようになっている。
【００２１】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板（後述する）に形成された対向電極（後述する）との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。例えば画素電極９の電圧は、蓄積容量７０によりソース電圧が印加された時間よりも３桁ほども長く保持される。これにより、保持特性はさらに改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。本実施形態では、蓄積容量７０を形成する方法として、半導体層との間で容量を形成するための配線である容量線３ｂを設けている。また、容量線３ｂを設ける代わりに、画素電極９と前段の走査線３ａとの間で容量を形成しても良い。
【００２２】
次に、図２を参照して本実施形態の液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面構造について説明する。液晶装置のＴＦＴアレイ基板１０上には、インジウム錫酸化物（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ，以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性薄膜からなる複数の画素電極９が平面視マトリクス状に設けられており、画素電極９の図示上下方向の辺に沿ってデータ線６ａが設けられている。走査線３ａおよび容量線３ｂは、画素電極９の図示左右方向の辺端と略平行に設けられるとともに、画素電極９を横断している。本実施形態において、平面視矩形状の画素電極９とその周辺部が画素を構成しており、マトリクス状に配置された各画素毎に表示が可能になっている。
【００２３】
データ線６ａは、コンタクトホール５を介してポリシリコン膜からなる半導体層１ｆのうち後述するソース領域に電気的に接続されており、画素電極９は、コンタクトホール８と、その下層側（基板本体１０Ａ側）に設けられたコンタクトホール１８とを介して半導体層１ｆのうち後述するドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ｆのうち後述するチャネル領域１ａ（図中右下がりの斜線の領域）と対向するように走査線３ａが配置されている。
【００２４】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って延びる本線部と、この本線部から延出され、データ線６ａに沿って延びる分岐部とを有する。図２中、右上がりの斜線を付した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが形成されている。この第１遮光膜１１ａは、各々半導体層１ａのチャネル領域１ａを含むＴＦＴ３０をＴＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線３ｂの本線部に対向して延びる本線部と、データ線６ａに沿ってチャネル領域１ａ側に延出された分岐部とを有している。第１遮光膜１１ａの分岐部の先端部は、下段側から延びる容量線３ｂの分岐部（データ線６ａに沿って延びる部分）と平面的に重なっており、両者が重なる位置に設けられたコンタクトホール１３を介して互いに電気的に接続されている。従って、第１遮光膜１１ａは、前段又は後段の容量線３ｂと電気的に接続されている。
【００２５】
次に断面構造を見ると、図３に示すように、液晶装置は、対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２０とを備えており、これらの基板１０，２０間に、負の誘電異方性を有する、いわゆる垂直配向の液晶からなる液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板からなる基板本体１０Ａを備え、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる基板本体２０Ａを備えている。尚、図示は省略したが、基板本体１０Ａ、２０Ａの外面側には、液晶層５０に対して所定方向の偏光を入射させる偏光板が設けられている。
【００２６】
ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａ上に画素電極９が設けられ、ＴＦＴアレイ基板１０上の各画素電極９の下層側には、各画素電極９をスイッチング制御するＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、走査線３ａと、この走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ｆのチャネル領域１ａと、走査線３ａと半導体層１ｆとを絶縁する絶縁薄膜（ゲート絶縁膜）２と、データ線６ａとを主体として備え、前記半導体層１ｆのチャネル領域１ａの両側には、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃ、並びに高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅが形成されている。
チャネル領域１ａの下層側には、第１遮光膜１１ａが設けられており、この第１遮光膜１１ａと半導体層１ｆとは、基板本体１０Ａ上に設けられた絶縁層１２により絶縁されている。また、この絶縁層１２の一部を開口してコンタクトホール１３が形成されており、このコンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとが、電気的に接続されている。
【００２７】
また、走査線３ａ上、絶縁薄膜２上を含むＴＦＴアレイ基板１０上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が各々形成された第１層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８には、データ線６ａと同層の中継層６ｂが形成されている。
【００２８】
さらに、データ線６ａ上および第１層間絶縁膜４上には、上記中継層６ｂへ通じるコンタクトホール８が貫設された第２層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第１層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール１８に設けられた中継層６ｂと、第２層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８とを介して画素電極９と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、画素電極９と高濃度ドレイン領域１ｅとが、データ線６ａと同層に同一構成材料（Ａｌ膜等）で形成された中継層６ｂを中継して、電気的に接続された構成としているが、走査線３ａと同層に同一構成材料（ポリシリコン膜等）にて中継層を形成し、係る中継層を経由して両者を電気的に接続する構成としてもよい。
また、上記第２層間絶縁膜７は、ＴＦＴ３０を構成する各層によりＴＦＴアレイ基板１０上に生じる凹凸を平坦化する作用を奏し、図３に示すように、係る第２層間絶縁膜７上に形成される画素電極９及び配向膜４０（説明は後述）は、ＴＦＴアレイ基板１０上にてほぼ平坦に形成されている。
【００２９】
ＴＦＴ３０は、上述のようにＬＤＤ構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領域１ｃに不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を採っても良いし、ゲート電極（チャネル領域１ａ上の走査線３ａ）をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成するセルフアライン型のＴＦＴとしてもよい。
【００３０】
また本実施形態では、ＴＦＴ３０の走査線３ａの一部からなるゲート電極をソース・ドレイン領域間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）あるいはトリプルゲート以上でＴＦＴを構成すれば、チャネルとソース・ドレイン領域接合部のリーク電流を低減し、オフ時の電流を低減することができる。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造あるいはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることができる。
【００３１】
また、ゲート絶縁膜となる絶縁薄膜２を走査線３ａの一部からなるゲート電極に対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層１ｆを延設するとともに、これらに対向する容量線３ｂの一部を容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。より詳細には、図２に示すように、半導体層１ｆがそのチャネル領域１ａの図示上側で、平面視略Ｌ字状を成してデータ線６ａおよび容量線３ａの下に延設されており、この半導体層１ｆが、走査線３ａに沿って延びる本線部と、データ線６ａに沿って延びる分岐部とを備える容量線３ｂに対して、絶縁薄膜２を介して対向配置されることにより蓄積容量７０を形成している。特に、蓄積容量７０の誘電体としての絶縁薄膜２は、高温酸化によりポリシリコン膜上に形成されるＴＦＴ３０のゲート絶縁膜の場合、薄くかつ高耐圧の絶縁膜となるため、蓄積容量７０は比較的小面積で大容量の蓄積容量とすることが可能である。
【００３２】
画素電極９上および第２層間絶縁膜７上には、垂直配向膜４０が設けられている。本実施の形態の場合、垂直配向膜４０及び後述の垂直配向膜６０に付与された配向処理により、液晶層５０を構成する液晶分子は、図２下向きのプレチルト方向Ｐを有して配向されている。尚、このプレチルト方向Ｐは、液晶層５０に電界を印加しない状態における、液晶分子のダイレクタの基板面に対する投射ベクトルの向きである。
【００３３】
他方、対向基板２０においては、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面に、第２遮光膜２２が設けられている。さらに、この遮光膜２２上を含む対向基板２０上には、その全面にわたって対向電極（共通電極）２１が設けられている。対向電極２１もＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９と同様、ＩＴＯ膜等の透明導電性薄膜から形成されている。上記第２遮光膜２２の存在により、対向基板２０の側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａや低濃度ソース領域領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに侵入することはない。さらに、第２遮光膜２２は、コントラスト向上などの機能、いわゆるブラックマトリクスとしての機能を有している。そして、対向電極２１上には、電圧無印加状態で液晶分子を基板面に対して垂直に配向させる垂直配向膜６０が設けられており、この垂直配向膜６０には、先の垂直配向膜４０と同様の構成のものを用いることができ、Ｐ方向のプレチルトを付与すべく所定の配向処理が成されている。
これらＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０は、画素電極９と対向電極２１とが対向するように配置され、これら基板１０、２０とシール材（図示略）により囲まれた空間に、負の誘電異方性を有し、電圧無印加状態にて垂直配向を呈する液晶が封入されて液晶層５０が形成されている。
【００３４】
本実施形態に係る液晶層５０は、液晶中にポリマー分散体（高分子物質）が配向分散された構成とされるとともに、各画素領域（画素電極９の平面領域）内に、前記高分子物質が周囲の領域より高濃度に分散されている高濃度領域を備えた構成となっている。以下、係る液晶層の内部構造とともに、本実施形態の液晶装置の作用について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、電圧無印加時の液晶分子の配向状態を示す拡大概略断面図である。図５（ａ）は、本実施形態の液晶装置の作用を説明するための概略断面図であり、同図は、図２に示すＢ−Ｂ’線に沿う断面に対応している。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す断面に沿う透過率分布を示すグラフであるが、図５（ａ）の上下に偏光板を設置し、両偏光板の偏光軸をプレチルト方向に対して４５°ずらし、２枚の偏光板の偏光軸は９０°ずらした状態を想定している。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す高濃度領域５５の平面構成を説明するための画素領域の平面構成図である。
図４、図５において、符号５０ａは液晶分子、符号５１は後述するポリマー分散体を示している。また、これらの図において、ＴＦＴ素子３０、画素電極９、対向電極２１、配向膜４０，６０等の図示は適宜省略している。
【００３５】
液晶層５０に用いる液晶としては、液晶分子の短軸方向が長軸方向に比較して分極しやすい、負の誘電率異方性を有する液晶を用いる。係る液晶と、配向膜４０、６０の表面状態とを適宜組み合わせることにより、電圧無印加時において、図４に示すように、液晶層５０内の各液晶分子５０ａを、ＴＦＴアレイ基板１０（対向基板２０）の表面に対して略垂直な方向、具体的にはＴＦＴアレイ基板１０（対向基板２０）の法線方向Ｌに対して所定のチルト角θだけ傾斜した方向に配向させることができる。例えば、配向膜４０、６０を無機材料の蒸着膜により構成し、係る蒸着膜を形成する際の蒸着方向を基板法線Ｌから５０〜６５°傾斜した方向になるように、配向膜４０、６０を形成すれば、電圧無印加時における液晶分子５０ａのプレチルト角θを１〜５°程度とすることができる。
尚、垂直配向膜４０としては、ポリイミド配向膜にラビング処理を施して液晶層５０を構成する液晶分子にプレチルトが付与されるようにしたものも適用でき、他の配向処理の方法としては、斜方蒸着によりプレチルトを付け、その上に垂直配向膜を塗布する方法等も例示できる。
【００３６】
図４に示すように、液晶層５０内には、初期配向状態（電圧無印加時の配向状態）の液晶分子５０ａ間に互いにネットワーク状に連鎖されたポリマー分散体５１が混入されており、図５（ａ）に示すように、画素電極９の平面領域内において、このポリマー分散体５１が高濃度に分散された高濃度領域５５を有している。そして、この高濃度領域５５では、ポリマー分散体５１により電圧無印加時における液晶分子５０ａの配向状態を維持できる構造になっている。すなわち、上記高濃度領域５５においては、高濃度に分散されたポリマー分散体５１により液晶分子５０ａの動きが規制されて電圧無印加時の配向状態が概ね維持され、それ以外の領域では、ポリマー分散体５１の濃度が低くなっているため、液晶分子５０ａの配向動作はほとんど規制されず、良好に基板に水平に配向されるようになっている。
尚、図４においては、ポリマー分散体５１の形状を模式的に例示しており、ポリマー分散体５１の形状は図４に示すものに限定されるものではない。また、詳細については後述するが、ポリマー分散体５１は高分子前駆体を重合することにより形成されたものであり、液晶層５０に電圧を印加することにより液晶分子５０ａの配向状態を変化させても、ポリマー分散体５１の形状は影響を受けない。
【００３７】
このポリマー分散体５１は、上記液晶層５０内における分散濃度を適切に制御することで、上記作用を奏すべく構成することができる。具体的には、１画素領域内の液晶層５０におけるポリマー分散体５１の平均濃度を１〜３０重量％とすることが望ましい。このような範囲とすることで、高濃度領域５５においては、液晶分子５０ａに対する強い配向規制力を有し、それ以外の低濃度の領域では、液晶分子５０ａの配向動作を阻害しない濃度分布を有するポリマー分散体５１を、比較的容易に液晶層５０中に形成することができる（係る濃度分布を有するポリマー分散体５１の形成方法については、後述の製造方法にて詳述する。）。
上記ポリマー分散体５１の平均濃度が、１重量％未満では、高濃度領域５５におけるポリマー分散体５１による液晶分子５０ａの配向規制力が弱くなり、この高濃度領域で液晶分子の配向が乱れてディスクリネーションを生じるおそれがある。また、３０重量％を超えると、高濃度領域５５以外の領域で液晶分子５０ａの所定の配向動作を妨げるおそれがある。
【００３８】
図５（ａ）には、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された画素電極９…のうち、図５（ａ）中央の画素電極９に対して＋５Ｖの電圧を印加し、その両側の画素電極９，９に対しては−５Ｖの電圧を印加した状態における配向状態が示されており、図５（ｂ）には、図５（ａ）に示す配向状態における液晶装置の透過率が示されている。
図５（ａ）に示すように、画素電極９に電圧が印加された状態では、図中央の画素電極９上に配置された液晶分子５０ａ…は、高濃度領域５５を除く領域で基板１０，２０に対してほぼ水平に配向されている。またその配向方向は、高濃度領域５５を挟んで両側で異なっており、高濃度領域５５の図示左側では、液晶分子５０ａ…は、図示左端側からプレチルト方向Ｐに沿うように図示右側へ向かって傾倒されて基板１０，２０とほぼ平行に配向されているのに対し、高濃度領域５５の右側では、画素電極９の図示右端側から左側へ向かって倒れ、プレチルト方向Ｐとは逆向きの配向方向を有している。そして、高濃度領域５５では、液晶分子５０ａは、ポリマー分散体５１の作用により電圧無印加時の配向状態からほとんど動かず、基板１０，２０に対して概ね垂直な方向に配向した状態を維持している。
そして、図５（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置では、画素領域内にディスクリネーションが大きく発生することもなく、高濃度領域５５を除く画素領域内で良好な透過率が得られている。このように本実施形態の液晶装置によれば、従来の比して表示明るさを向上させることができ、もって高輝度、高コントラストの表示を得ることができるようになっている。
【００３９】
ここで、本実施形態の液晶装置の効果をより明らかものとするために、図６及び図７に示す従来の垂直配向モードの液晶装置と比較しつつ説明する。図６及び図７は、上記ポリマー分散体５１が液晶層５０中に混入されていない構成（すなわち、従来構成の垂直配向モードの液晶装置）における、電圧印加時の液晶分子５０ａの配向動作を示す概略断面図（（ａ）図）、及び各（ａ）図に示した状態における同断面に沿う透過率分布を示すグラフ（（ｂ）図）である。図６は、電圧無印加時の状態、図７は、電圧印加後の液晶分子５０ａの配向状態をそれぞれ示している。
尚、これらの図に示す液晶装置では、液晶層５０の構成以外は図１ないし図５に示した本実施形態の液晶装置と同様の構成となっている。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶層５０の液晶分子５０ａは、基板１０，２０に対してほぼ垂直の、プレチルト方向に沿ってやや傾斜した向きに配向している。この状態においては、図６（ｂ）に示すように、画素領域の透過率はほぼ０である。
図６（ａ）に示した状態の液晶装置において、画素電極９に対して所定の電圧（ここでは５Ｖ）を印加すると、液晶分子５０ａ…は、画素電極９の両端側から中央部に向かって順次傾倒される。すなわち、中央に示す画素電極９の左端側からは、プレチルト方向Ｐに沿って倒れるが、画素電極９の右端側では、隣接する画素電極９，９間に形成される横電界の影響で、プレチルト方向Ｐとは反対側に液晶分子５０ａ…が倒れる。このように画素電極９の両側から中央部に向かって順次傾倒された液晶分子５０ａ…は、画素電極９上で互いに干渉する。しかし、この干渉した状態において液晶分子５０ａ…は安定ではないため、基板と水平な方向へ倒れようとする。そして、この干渉が生じた領域では、液晶分子５０ａ同士の干渉によりプレチルト方向に倒れることができないため、図７（ａ）に示すように、紙面とほぼ垂直な方向に倒れて基板１０，２０と略平行に配向される（図７（ａ）に示す領域Ｒ）。このようにプレチルト方向Ｐと異なる方向に配向された液晶分子５０ａが液晶層５０中に存在すると、係る領域Ｒの周辺の液晶分子５０ａ…の配向状態が変化し、プレチルト方向Ｐと異なる方向に液晶分子５０ａが配向した領域が、上記領域Ｒの周囲に形成される。その結果、図７（ｂ）に示すように、画素電極９上の広い領域で透過率の低下が生じることになる。
【００４１】
このように、液晶層５０中にポリマー分散体５１が混入されていない従来構成の垂直配向モードの液晶装置では、横電界の影響でプレチルト方向Ｐと反対側に倒れた液晶分子５０ａ…と、プレチルト方向に沿って倒れた液晶分子５０ａ…との干渉が画素電極９上で生じ、その結果画素領域内の広い領域内で透過率が低下し、その結果明るい表示を得ることができなかった。これに対して、図５（ｂ）に示した透過率分布と、図７（ｂ）に示した従来の液晶装置の透過率分布との比較から明らかなように、本実施形態の液晶装置では、ポリマー分散体５１の高濃度領域５５のみで透過率の低下が観測されている以外は、良好な透過率が得られ、表示明るさの向上を実現している。
その理由は、本実施形態の液晶装置では、図５（ａ）に示したように高濃度領域５５の図示左側からはプレチルト方向Ｐに沿って液晶分子５０ａ…が倒れ、図示右側からは、プレチルト方向Ｐと反対向きに液晶分子５０ａ…が倒れたとしても、高濃度領域５５により前記両領域が離間されており、また高濃度領域５５の液晶分子５０ａ…は、電圧印加時にもほとんど動かないため、画素電極９上で液晶分子５０ａ同士が干渉せず、従ってディスクリネーションが発生することもないからである。
【００４２】
また、図５（ａ）及び図５（ｃ）に示したように、本実施形態に係るポリマー分散体の高濃度領域５５は、画素電極９の平面領域において、画素電極９の中心部からプレチルト方向の辺端部寄りに位置しており、プレチルト方向Ｐとほぼ直交する方向で画素電極９を横断する帯状の平面形状を成している。係る位置に上記高濃度領域５５を形成することで、画素領域内にディスクリネーションが生じるのを効果的に防止でき、もって表示領域において良好な透過率を得ることが可能になる。その理由を以下に説明する。
【００４３】
図７（ａ）に示したように、液晶層５０にポリマー分散体５１が混入されていない構成においては、図７（ａ）中央の画素電極９中心部から図示右寄りにディスクリネーション領域が形成される。電圧印加時の液晶分子５０ａ…は、配向膜４０，６０により付与されたプレチルト、及び画素電極９の辺端部において生じる横電界による配向規制力によってその傾倒方向を決定されるが、画素電極９の図示左側方の辺端部では、プレチルト方向Ｐと横電界の方向とが一致しているため、プレチルト方向Ｐと横電界の方向とが逆向きである画素電極９の右側方の辺端部より強い配向規制力を持って液晶分子５０ａ…が傾倒され、その結果、傾倒方向が互いに対向する液晶分子５０ａ同士が干渉する位置が、画素電極９の中心部に対して図示右寄りになるためである。
そこで、本実施形態の液晶装置では、上記液晶分子５０ａ同士の干渉が生じる位置にて、画素電極９を横断する帯状に上記高濃度領域５５を設けることで、液晶分子５０ａ…が図示右向きに倒れる図示左側の領域（液晶ドメイン）と、液晶分子が図示左向きに倒れる図示右側の領域（液晶ドメイン）とを高濃度領域５５により区画し、前記両分域同士が直接に接触しないようにすることで、両分域の液晶分子５０ａ同士の干渉によるディスクリネーションの発生を効果的に防止することができるようになっている。
【００４４】
仮に、上記高濃度領域５５が、画素電極９の平面領域内でプレチルト方向の辺端部寄りではなく、例えば画素電極９中央部に設けられているとすると、プレチルト方向Ｐと反対向きに液晶分子５０ａ…が倒れる図５（ａ）右側の領域において、横電界による配向規制力が及ばない画素電極９中央部側の位置で、液晶分子５０ａ…がプレチルト方向に沿って倒れ、その結果、係る領域内で傾倒方向の異なる液晶分子５０ａ同士が干渉し、ディスクリネーションを生じるおそれがある。但し、係るディスクリネーションが生じたとしても、本実施形態の液晶装置よりは表示輝度が低くなるものの、上記高濃度領域５５により画素電極９上の液晶層５０が区画されているため、図７（ａ）に示した従来の液晶装置のように画素電極９上の広い領域で透過率の低下が生じることはなく、従来の液晶装置に比しては明るい表示を得ることが可能である。
【００４５】
また仮に、高濃度領域５５が、画素電極９を横断して形成されていない場合、上記液晶ドメイン同士が画素電極９上で直接に接触することとなり、係る接触位置にてディスクリネーションが生じ易くなる。しかし、この場合にも、画素電極９上に設けられた高濃度領域５５により、相当程度ディスクリネーションの発生が抑制されるため、ディスクリネーションが生じたとしても、画素電極９上の広い領域で透過率の低下が生じることはない。
【００４６】
（液晶装置の製造方法）
次に、上記構造の液晶装置の製造方法を例として、本発明に係る実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。
はじめに、基板本体１０Ａの表面に、第１遮光膜１１ａ、ＴＦＴ素子３０、画素電極９等を形成した後、基板本体１０Ａに対して、所定の方向から、酸化シリコンなどの無機材料を斜方蒸着することにより、特定の方向に傾斜して配列した多数の柱状構造物を具備する無機斜方蒸着膜からなる配向膜４０を形成する。なお、配向膜４０を形成する際の蒸着方向を制御することにより、電圧無印加時の液晶のプレチルト角θを制御することができる。すなわち、本実施形態では、蒸着角度（蒸着方向と基板法線Ｌとのなす角）を５０〜６５°として、配向膜４０を形成することが好ましい。
また、上記配向膜４０を形成する以前に、基板本体１０Ａの画素電極９が形成された側の表面に対して法線方向から、酸化シリコンなどの無機材料を蒸着するなどして、空隙のない緻密な不純物拡散防止膜を形成し、係る不純物拡散防止膜を形成した上に配向膜４０を形成するようにしてもよい。このような不純物拡散防止膜を設けることで、画素電極９等に含まれるイオンが無機材料の配向膜４０を透過して液晶層５０に浸入するのを効果的に防止することができ、液晶装置の信頼性を高めることが可能である。
以上のようにして、ＴＦＴアレイ基板１０を製造することができる。
【００４７】
一方、基板本体２０Ａの表面に、第２遮光膜２２、共通電極２１を順次形成した後、配向膜６０とを順次積層形成することにより、対向基板１０を製造することができる。
配向膜６０の形成方法は、ＴＦＴアレイ基板１０の配向膜４０の形成方法と同様であるので、説明は省略する。また、配向膜６０の下側に、不純物拡散防止膜を設けても良いのは、ＴＦＴアレイ基板１０と同様である。
【００４８】
次に、配向膜４０、６０を形成したＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０のうち一方の基板の周縁部に、熱硬化性接着剤や光硬化性接着剤などからなる未硬化のシール材を塗布した後、未硬化のシール材を介して、配向膜４０と６０とが互いに対向配置されるように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼着し、その後未硬化のシール材を硬化することにより、液晶セルを作製する。
【００４９】
次に、液晶に、ポリマー分散体５１を形成し得る所定の濃度の高分子前駆体を均一に混合させた混合物を調製し、この混合物を液晶セルのシール材の一部に形成された液晶注入孔から液晶セル内に、真空注入法などの方法により注入することにより、所定の濃度の高分子前駆体を含有する液晶層５０を形成する。その後、液晶注入孔を熱硬化性接着剤や光硬化性接着剤からなる封止材により封止する。
【００５０】
液晶セル内に液晶と高分子前駆体との混合物を注入した後、液晶分子５０ａは配向膜４０、６０の表面形状に従って配向する。なお、ポリイミドなどの配向性高分子からなる配向膜に比較して、無機斜方蒸着膜からなる配向膜４０、６０の液晶分子５０ａに対する配向規制力は弱いが、液晶を注入した後の初期において液晶層５０内のすべての液晶分子５０ａを良好に配向することができる程度の配向規制力は有している。
【００５１】
高分子前駆体としては、それ自身が液晶相を持つものを用いることができ、例えば液晶性紫外線硬化型モノマーあるいはそれらのオリゴマーを用いることができる。用いる高分子前駆体の詳細な構造については後述する。
液晶層５０を図４に示した初期配向状態とした後、液晶層５０内に含有された高分子前駆体からポリマー分散体５１を形成する。その際、本実施形態に係る製造方法では、画素領域内でポリマー分散体５１が高濃度に分散された高濃度領域５５を形成する。高分子前駆体として、紫外線硬化型モノマーあるいはそれらのオリゴマーを用いた場合には、液晶セルの所定領域に対して、例えば３００〜４００ｎｍ程度の紫外線を３〜１５ｍＷ／ｃｍ^２程度の強度で、１０〜６０分間程度照射し、高分子前駆体を重合して高分子化することにより、初期配向状態の液晶分子５０ａ間に、図４に示した所定の形状を有するポリマー分散体５１を容易に形成することができる。上記高濃度領域５５を画素領域内に形成するには、上記基板本体１０Ａ又は２０Ａの外面側に、部分的にマスク材を形成しておき、このマスク材が設けられていない部分（開口部）から液晶層に対して上記紫外線の照射を行う。これにより、紫外線を照射された領域にて選択的に高分子前駆体の重合を進行させ、高濃度にポリマー分散体５１が配置された領域を、画素領域内に選択的に形成することができる。尚、上記紫外線を画素領域に対して選択照射するためのマスク材は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【００５２】
ここで、高分子前駆体の詳細な構造について説明する。高分子前駆体としては、上述したように、それ自身が液晶相を持つものを用いることができ、例えば液晶性紫外線硬化型モノマーあるいはそれらのオリゴマーを用いることができる。例えば、下記〔化１〕〜〔化４〕に示す、一般式（１）〜（４）にて表される液晶相を形成し得るモノマー、ないしそれらのオリゴマーを、単独又は複数種の組み合わせにて用いることができる。
【００５３】
【化１】

【００５４】
【化２】

【００５５】
【化３】

【００５６】
【化４】

【００５７】
尚、上記〔化１〕に示した一般式（１）で表される化合物としては、表１又は表２に示す化合物Ｍ１〜Ｍ２５（ロディック株式会社のＵＶキュアラブル液晶）等を例示することができる。〔化２〕に示した一般式（２）で表される化合物としては、表３又は表５に示す化合物Ｍ２６〜Ｍ３３（１官能基タイプのビフェニル化合物）、Ｍ３８〜Ｍ４５（１官能基タイプのターフェニル化合物）等を例示することができる。〔化３〕に示した一般式（３）で表される化合物としては、表４（２官能基タイプのビフェニル化合物）又は表６（２官能基タイプのターフェニル化合物）に示す化合物Ｍ３４〜Ｍ３７、Ｍ４６〜Ｍ５１等を例示することができる。
【００５８】
【表１】

【００５９】
【表２】

【００６０】
【表３】

【００６１】
【表４】

【００６２】
【表５】

【００６３】
【表６】

【００６４】
また、上記表１ないし表６に記載した高分子前駆体以外にも例えば下記〔化５〕の一般式（Ａ）で表される高分子前駆体を１種もしくは複数種組み合わせて使用することもできる。
【００６５】
【化５】

【００６６】
なお上記式中、Ｙ１およびＹ２は、メタクリレート基、アクリレート基、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基のいずれかを示すが、Ｙ１およびＹ２の少なくとも一方はメタクリレート基またはアクリレート基のいずれかを示し、Ａ１は存在せずその両側のベンゼン環同士が単結合で直結しているか、またはＡ１は下記〔化６〕の一般式（Ｂ）〜（Ｅ）のいずれかの基または酸素原子、あるいは硫黄原子のいずれかを示し、Ａ１の両側のベンゼン環の水素原子はすべて水素原子であるか、または少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子によって置換されているものであってもよい。
【００６７】
【化６】

【００６８】
また、本発明に用いられる高分子前駆体としては、上記以外にもそれ自身が液晶相を持つものであるか、あるいは、それ自身は液晶相を持たないが、液晶と混合してもその液晶を崩さないものを用いることができる。また、上記高分子前駆体には、光吸収剤、脱励起剤、抗酸化剤のうちから選択される一種または二種以上の添加剤を添加してもよい。
上記光吸収剤としては、例えば、光吸収帯域が２７０〜４５０ｎｍに存在するものを用いることができ、具体的には、ベンゾトリアゾール、ヒンダードアミン、セラミック粒子などを使用できる。
上記脱励起剤としては、ビフェニル、カルバゾール、ベンゾフェノンなどを用いることができる。
上記抗酸化剤としては、ヒドロキノン、２，５−ジ−ｔｅｒｔ．−ブチルヒドロキノン、フェノール類、リン化合物、硫黄化合物などを用いることができる。
上記のような添加剤の添加量は、上記高分子前駆体の０．１〜１０重量％程度とすることが望ましい。
【００６９】
上記高分子前駆体の液晶への混入量は、１〜３０重量％とすることが好ましい。このような範囲とすることで、先に記載の紫外線照射による高分子前駆体の重合により形成されるポリマー分散体５１の濃度が、１画素領域内にで１〜３０重量％となるようにすることができ、高濃度領域５５においては良好な配向規制力を有し、電圧印加時にも液晶分子５０ａがほとんど動かないように保持することが可能であり、かつ上記高濃度領域５５以外の領域では、電圧印加による液晶分子５０ａの配向動作を阻害することがなく、良好な応答特性を有する液晶装置を製造することができる。また、より好ましくは、画素領域内の高分子前駆体が全て重合物であるポリマー分散体５１となっており、かつそのポリマー分散体５１が上記高濃度領域５５にのみ配置されている構成とするのがよい。このような構成とすることで、高濃度領域５５及びそれ以外の領域における液晶分子５０ａの配向動作を理想的なものとすることができる。
上記高分子前駆体の混入量が１重量％未満の場合には、高濃度領域５５における配向規制力が不足し、電圧印加時に高濃度領域５５内の液晶分子５０ａ同士の干渉により、ディスクリネーションを生じ易くなる。また、上記混入量が３０重量％を超える場合には、高濃度領域５５以外の領域にてポリマー分散体５１の濃度が高くなり、電圧印加時の液晶分子５０ａの配向動作が阻害されて液晶装置の応答性の低下や消費電力の上昇を生じるおそれがある。
【００７０】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一例として、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた液晶プロジェクタの構成について、その要部を示した図８を参照して説明する。図８において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズを示す。
【００７１】
光源８１０はメタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、上記実施形態の液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。一方、ダイクロイックミラー８１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー８１４によって反射され、上記実施形態の液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。なお、青色光は第２のダイクロイックミラー８１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられ、これを介して青色光が上記実施形態の液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。赤色光用液晶光変調装置８２２、緑色光用液晶光変調装置８２３、青色光用液晶光変調装置８２４の前後にはそれぞれ入射側偏光板８２２ａ、８２３ａ、８２４ａと出射側偏光板８２２ｂ、８２３ｂ、８２４ｂが設置されている。入射側偏光板で直線偏光となった光は液晶光変調装置により変調された後、出射側偏光板を通過するが、この時決められた振動方向の光しか透過できないため調光が可能となる。
【００７２】
各光変調装置と２枚の偏光板により調光された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【００７３】
上記構造を有する投射型表示装置は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、明るく、高コントラストの投射表示が得られる表示装置となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態に係る液晶装置の回路構成図。
【図２】図２は、同、ＴＦＴアレイ基板の平面構成図。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図４】図４は、電圧無印加状態における液晶装置の拡大概略断面図。
【図５】図５（ａ）は、実施形態の液晶装置の作用を説明するための図であって、図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面構造を示す図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す断面に沿う透過率分布を示す図。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す高濃度領域の平面構成を説明するための画素領域の平面構成図である。
【図６】図６は、従来の液晶装置における電圧印加時の液晶分子の配向動作を説明する概略断面図。
【図７】図７は、従来の液晶装置における電圧印加時の液晶分子の配向動作を説明する概略断面図。
【図８】図８は、電子機器の一例である投射型表示装置の構成図。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、１０Ａ、２０Ａ…基板本体、３０…ＴＦＴ（スイッチング素子）、５０…液晶層、５０ａ…液晶分子、５１…ポリマー分散体（高分子）、４０，６０…垂直配向膜、３ａ…走査線、３ｂ…容量線、６ａ…データ線、９…画素電極、１１ａ…第１遮光膜、５５…高濃度領域、Ｐ…プレチルト方向

Claims

複数の画素電極が配列形成された素子基板と、該素子基板と対向して配置された対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層とを具備してなる液晶装置であって、
前記液晶層が、負の誘電異方性を呈する液晶と、該液晶中に配向分散された高分子物質とを含んで構成され、
前記各画素電極の平面領域内に、前記高分子物質が相対的に高い濃度で分散された高濃度領域を有していることを特徴とする液晶装置。
前記画素電極の平面領域内に、前記画素電極に電圧を印加した状態での液晶分子の配向方向が互いに異なる複数の液晶ドメインを有しており、当該複数の液晶ドメインの境界部に、前記高濃度領域が配置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。
前記高濃度領域の平面形状が、前記画素電極を横断する略帯状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
前記両基板の液晶層側に、前記液晶にプレチルトを付与する配向膜がそれぞれ形成されており、前記高濃度領域が、前記画素電極の中央に対して前記プレチルト方向の辺端寄りに配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置。
前記液晶層中の高分子物質の平均濃度が１〜３０重量％であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶装置。
前記高分子物質が、高分子前駆体の重合物であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶装置。
前記高分子前駆体が、液晶性モノマーであることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
複数の画素電極が配列形成された素子基板と、該素子基板と対向して配置された対向基板と、前記両基板間に挟持され、負の誘電異方性を呈する液晶を含む液晶層とを具備してなる液晶装置であって、
前記各画素電極の平面領域内に、前記画素電極への電圧印加状態に依らず、前記液晶の配向状態がほぼ一定に保持される非応答領域を有することを特徴とする液晶装置。
複数の画素電極が配列形成された素子基板と、該素子基板と対向して配置された対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層とを具備してなる液晶装置の製造方法であって、
前記素子基板と対向基板との間に、負の誘電異方性を有する液晶と、高分子前駆体との混合物を封入して前記液晶層を形成する工程と、
前記液晶層中に分散された高分子前駆体を重合させて、前記画素電極の平面領域内に、前記高分子前駆体の重合物が相対的に高い濃度で分散された高濃度領域を形成す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。
前記高濃度領域を形成する工程が、前記画素電極の平面領域を部分的に遮光するマスク材を介して前記液晶層に紫外線を照射することにより、前記液晶層中の高分子前駆体を重合させる工程であることを特徴とする請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
前記高分子前駆体として液晶性モノマーを用いることを特徴とする請求項９又は１０に記載の液晶装置の製造方法。
請求項１ないし８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。
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液晶装置と、該液晶装置から出力される光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。