(57)【要約】【課題】高い応答速度と高いコントラスト比とを同時に達成可能とする。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、カー効果を示す液晶層と、その一方の主面と向き合った複数の櫛歯部１０８ａＴを含んだ第１電極１０８ａと、櫛歯部１０８ａＴ間の隙間の位置で又はこの隙間を介して上記主面と向き合った第２電極１０８ｂと、第１及び第２電極１０８ａ，１０８ｂの少なくとも一方を間に挟んで上記主面と向き合った複数の第１凸部１１０Ｐとを含む。第１凸部１１０Ｐは、第１方向に各々が延び、第２方向に配列している。各第１凸部１１０Ｐは、櫛歯部１０８ａＴの表面に又は第２電極１０８ｂの表面のうち上記隙間に対応した部分に畝状の凸面を形成している。【選択図】図５
2010224406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カー効果を示す液晶層と、
前記液晶層の一方の主面と向き合った複数の櫛歯部を含み、前記複数の櫛歯部は、前記主面に平行な第１方向に各々が延び、前記主面に平行であり且つ前記第１方向と交差する第２方向に配列した第１電極と、
前記第１電極から電気的に絶縁され、前記複数の櫛歯部間の隙間の位置で又は前記隙間を介して前記主面と向き合った第２電極と、
前記第１及び第２電極の少なくとも一方を間に挟んで前記主面と向き合った複数の第１凸部であって、前記複数の第１凸部は、前記第１方向に各々が延び、前記第２方向に配列し、前記複数の第１凸部の各々は、前記櫛歯部の表面に又は前記第２電極の表面のうち前記隙間に対応した部分に畝状の第１凸面を形成している複数の第１凸部と
を具備した液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の櫛歯部の各々は、
前記第１方向に各々が延び、前記第２方向に配列し、各々が前記第１及び第２方向に対して平行な表面を有している一対の第１部分と、
前記一対の第１部分間で前記第１方向に延び、表面に前記第１凸面が設けられた第２部分と
を含んだ請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２電極間に介在した絶縁層を更に具備し、
前記複数の櫛歯部の各々の前記絶縁層を基準とした高さＨと前記絶縁層の厚さＤとの比をＨ／Ｄとし、前記複数の第２部分の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ１と前記複数の櫛歯部の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ２との比をＷ１／Ｗ２とし、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をそれぞれデカルト座標系の横軸及び縦軸とした場合に、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２は、点Ａ１（０．１０，１．６１）と点Ａ２（０．１２，０．３４）とを結ぶ線分と、前記点Ａ２（０．１２，０．３４）と点Ａ３（０．１８，０．２７）とを結ぶ線分と、前記点Ａ３（０．１８，０．２７）と点Ａ４（２．４０，０．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ａ４（２．４０，０．０３）と点Ａ５（２．５５，０．０６）とを結ぶ線分と、前記点Ａ５（２．５５，０．０６）と点Ａ６（３．２２，０．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ａ６（３．２０，０．０３）と点Ｃ１（３．７０，０．４０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ１（３．７０，０．４０）と点Ｃ２（３．７０，１．１３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ２（３．７０，１．１３）と点Ａ７（３．６０，１．３８）とを結ぶ線分と、前記点Ａ７（３．６０，１．３８）と点Ａ８（３．１５，１．１７）とを結ぶ線分と、前記点Ａ８（３．１５，１．１７）と点Ａ９（２．８０，１．４１）とを結ぶ線分と、前記点Ａ９（２．８０，１．４１）と点Ａ１０（２．４１，１．９５）とを結ぶ線分と、前記点Ａ１０（２．４１，１．９５）と点Ａ１１（２．２６，２．２１）とを結ぶ線分と、前記点Ａ１１（２．２６，２．２１）と点Ｃ３（２．００，２．２０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ３（２．００，２．２０）と点Ｃ４（１．０３，２．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ４（１．０３，２．０３）と前記点Ａ１（０．１０，１．６１）とを結ぶ線分とによって囲まれた範囲内にある請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２電極間に介在した絶縁層を更に具備し、
前記複数の櫛歯部の各々の前記絶縁層を基準とした高さＨと前記絶縁層の厚さＤとの比をＨ／Ｄとし、前記複数の第２部分の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ１と前記複数の櫛歯部の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ２との比をＷ１／Ｗ２とし、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をそれぞれデカルト座標系の横軸及び縦軸とした場合に、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２は、点Ｂ１（０．６８，１．８４）と点Ｂ２（０．６１，１．６８）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ２（０．６１，１．６８）と点Ｂ３（０．５９，１．５４）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ３（０．５９，１．５４）と点Ｂ４（０．６０，１．２３）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ４（０．６０，１．２３）と点Ｂ５（０．７８，０．５９）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ５（０．７８，０．５９）と点Ｂ６（０．９６，０．３０）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ６（０．９６，０．３０）と点Ｂ７（２．１８，０．１７）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ７（２．１８，０．１７）と点Ｂ８（２．５０，０．４２）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ８（２．５０，０．４２）と点Ｂ９（２．８３，０．３０）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ９（２．８３，０．３０）と点Ｂ１０（３．１９，０．２１）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１０（３．１９，０．２１）と点Ｂ１１（０．３４，０．１３）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１１（０．３４，０．１３）と点Ｃ１（３．７０，０．４０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ１（３．７０，０．４０）と点Ｃ２（３．７０，１．１３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ２（３．７０，１．１３）と点Ｂ１２（３．６５，１．２４）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１２（３．６５，１．２４）と点Ｂ１３（３．０７，０．９６）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１３（３．０７，０．９６）と点Ｂ１４（２．８６，０．９８）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１４（２．８６，０．９８）と点Ｂ１５（２．６７，１．２３）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１５（２．６７，１．２３）と点Ｂ１６（２．１０，２．２０）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１６（２．１０，２．２０）と点Ｃ３（２．００，２．２０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ３（２．００，２．２０）と点Ｃ４（１．０３，２．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ４（１．０３，２．０３）と前記点Ｂ１（０．６８，１．８４）とを結ぶ線分とによって囲まれた範囲内にある請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の第１凸部の各々の前記第１方向に垂直な断面は前記液晶層側に向けて先細りしており、前記第１凸面は前記第１凸部の表面に対応した形状を有している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記複数の第１凸部の各々は、前記櫛歯部の表面に前記第１凸面を形成している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１及び第２電極間に介在した絶縁層を更に具備し、前記第２電極の一部は前記複数の櫛歯部間の位置で前記主面と向き合い、前記第２電極の他の一部は前記絶縁層を間に挟んで前記複数の櫛歯部と向き合った請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の櫛歯部の各々には前記第１方向に延びたスリットが設けられている請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２電極の表面のうち前記隙間に対応した部分は、前記第１方向に延びた畝状の第２凸面を含んでいる請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２電極を間に挟んで前記主面と向き合った第２凸部を更に具備し、前記第２凸部は、前記第２電極のうち前記隙間に対応した部分に前記第２凸面を形成している請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第２凸部の前記第１方向に垂直な断面は前記液晶層側に向けて先細りしており、前記第２凸面は前記第２凸部の表面に対応した形状を有している請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
カー効果を示す液晶層と、
前記液晶層の一方の主面と向き合い、前記主面に平行な第１方向に各々が延び、前記主面に平行であり且つ前記第１方向と交差する第２方向に配列した複数の櫛歯部を含み、前記複数の櫛歯部の各々は、
前記第１方向に各々が延び、前記第２方向に配列し、各々が前記第１及び第２方向に対して平行な表面を有している一対の第１部分と、
前記一対の第１部分間で前記第１方向に延び、表面に前記第１方向に延びた畝状の第１凸面が設けられた第２部分と
を含んだ第１電極と、
前記第１電極から電気的に絶縁され、前記複数の櫛歯部間の隙間の位置で又は前記隙間を介して前記主面と向き合った第２電極と
を具備した液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２電極間に介在した絶縁層を更に具備し、
前記複数の櫛歯部の各々の前記絶縁層を基準とした高さＨと前記絶縁層の厚さＤとの比をＨ／Ｄとし、前記複数の第２部分の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ１と前記複数の櫛歯部の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ２との比をＷ１／Ｗ２とし、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をそれぞれデカルト座標系の横軸及び縦軸とした場合に、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２は、点Ａ１（０．１０，１．６１）と点Ａ２（０．１２，０．３４）とを結ぶ線分と、前記点Ａ２（０．１２，０．３４）と点Ａ３（０．１８，０．２７）とを結ぶ線分と、前記点Ａ３（０．１８，０．２７）と点Ａ４（２．４０，０．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ａ４（２．４０，０．０３）と点Ａ５（２．５５，０．０６）とを結ぶ線分と、前記点Ａ５（２．５５，０．０６）と点Ａ６（３．２２，０．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ａ６（３．２０，０．０３）と点Ｃ１（３．７０，０．４０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ１（３．７０，０．４０）と点Ｃ２（３．７０，１．１３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ２（３．７０，１．１３）と点Ａ７（３．６０，１．３８）とを結ぶ線分と、前記点Ａ７（３．６０，１．３８）と点Ａ８（３．１５，１．１７）とを結ぶ線分と、前記点Ａ８（３．１５，１．１７）と点Ａ９（２．８０，１．４１）とを結ぶ線分と、前記点Ａ９（２．８０，１．４１）と点Ａ１０（２．４１，１．９５）とを結ぶ線分と、前記点Ａ１０（２．４１，１．９５）と点Ａ１１（２．２６，２．２１）とを結ぶ線分と、前記点Ａ１１（２．２６，２．２１）と点Ｃ３（２．００，２．２０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ３（２．００，２．２０）と点Ｃ４（１．０３，２．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ４（１．０３，２．０３）と前記点Ａ１（０．１０，１．６１）とを結ぶ線分とによって囲まれた範囲内にある請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２電極間に介在した絶縁層を更に具備し、
前記複数の櫛歯部の各々の前記絶縁層を基準とした高さＨと前記絶縁層の厚さＤとの比をＨ／Ｄとし、前記複数の第２部分の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ１と前記複数の櫛歯部の各々の前記第２方向に平行な寸法Ｗ２との比をＷ１／Ｗ２とし、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をそれぞれデカルト座標系の横軸及び縦軸とした場合に、前記比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２は、点Ｂ１（０．６８，１．８４）と点Ｂ２（０．６１，１．６８）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ２（０．６１，１．６８）と点Ｂ３（０．５９，１．５４）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ３（０．５９，１．５４）と点Ｂ４（０．６０，１．２３）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ４（０．６０，１．２３）と点Ｂ５（０．７８，０．５９）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ５（０．７８，０．５９）と点Ｂ６（０．９６，０．３０）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ６（０．９６，０．３０）と点Ｂ７（２．１８，０．１７）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ７（２．１８，０．１７）と点Ｂ８（２．５０，０．４２）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ８（２．５０，０．４２）と点Ｂ９（２．８３，０．３０）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ９（２．８３，０．３０）と点Ｂ１０（３．１９，０．２１）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１０（３．１９，０．２１）と点Ｂ１１（０．３４，０．１３）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１１（０．３４，０．１３）と点Ｃ１（３．７０，０．４０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ１（３．７０，０．４０）と点Ｃ２（３．７０，１．１３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ２（３．７０，１．１３）と点Ｂ１２（３．６５，１．２４）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１２（３．６５，１．２４）と点Ｂ１３（３．０７，０．９６）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１３（３．０７，０．９６）と点Ｂ１４（２．８６，０．９８）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１４（２．８６，０．９８）と点Ｂ１５（２．６７，１．２３）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１５（２．６７，１．２３）と点Ｂ１６（２．１０，２．２０）とを結ぶ線分と、前記点Ｂ１６（２．１０，２．２０）と点Ｃ３（２．００，２．２０）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ３（２．００，２．２０）と点Ｃ４（１．０３，２．０３）とを結ぶ線分と、前記点Ｃ４（１．０３，２．０３）と前記点Ｂ１（０．６８，１．８４）とを結ぶ線分とによって囲まれた範囲内にある請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２電極間に介在した絶縁層を更に具備し、前記第２電極の一部は前記隙間の位置又は前記隙間を介して前記主面と向き合い、前記第２電極の他の一部は前記絶縁層を間に挟んで前記複数の櫛歯部と向き合った請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記複数の櫛歯部の各々には前記第１方向に延びたスリットが設けられている請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記第２電極の表面のうち前記隙間に対応した部分は、前記第１方向に延びた畝状の第２凸面を含んでいる請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
カー効果を示す液晶層と、
前記液晶層の一方の主面と向き合った複数の櫛歯部を含み、前記複数の櫛歯部は、前記主面に平行な第１方向に各々が延び、前記主面に平行であり且つ前記第１方向と交差する第２方向に配列した第１電極と、
前記第１電極を間に挟んで前記主面と向き合った絶縁層と、
前記第１電極から電気的に絶縁され、一部が前記絶縁層を間に挟んで前記主面と向き合い、他の一部が前記複数の櫛歯部間の隙間に対応した位置で前記液晶層側に向けて突き出た第２電極と
を具備した液晶表示装置。
【請求項１９】
前記複数の櫛歯部の各々には、前記第１方向に延びた畝状の第１凸面が表面に設けられている請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記複数の櫛歯部の各々には前記第１方向に延びたスリットが設けられている請求項１９に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カー効果を利用した液晶表示装置が記載されている。カー効果とは、透明な等方的媒質の屈折率が外部電場の２乗に比例した異方性を示す効果である。カー効果を示す液晶材料は、液晶分子の相関長が短いため、数ミリ秒以下の高速な電場応答を示す。カー効果を示す液晶相としては、コレステリックブルー相、スメクティックブルー相及び擬似等方相などが知られている。
【０００３】
カー効果を利用した液晶表示装置では、例えば、基板上に共通電極と画素電極とを設置する。共通電極は、例えば連続膜である。画素電極は、例えば、絶縁層を間に挟んで共通電極と向き合った櫛歯状の導体パターンである。
【０００４】
画素電極と共通電極との間に電圧を印加すると、液晶層では、電気力線が基板の法線と電極の櫛歯部の長さ方向とに対して略垂直な横電界が発生する。各画素の透過率は、この横電界の強さに応じて変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７１８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、カー効果を利用した液晶表示装置は、高い応答速度を達成することができる。しかしながら、本発明者らは、本発明をするに際して、カー効果を利用した液晶表示装置には、コントラスト比に関して改善すべき余地があることを見出した。  
本発明の目的は、高い応答速度と高いコントラスト比とを同時に達成可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１側面によると、カー効果を示す液晶層と、前記液晶層の一方の主面と向き合った複数の櫛歯部を含み、前記複数の櫛歯部は、前記主面に平行な第１方向に各々が延び、前記主面に平行であり且つ前記第１方向と交差する第２方向に配列した第１電極と、前記第１電極から電気的に絶縁され、前記複数の櫛歯部間の隙間の位置で又は前記隙間を介して前記主面と向き合った第２電極と、前記第１及び第２電極の少なくとも一方を間に挟んで前記主面と向き合った複数の第１凸部であって、前記複数の第１凸部は、前記第１方向に各々が延び、前記第２方向に配列し、前記複数の第１凸部の各々は、前記櫛歯部の表面に又は前記第２電極の表面のうち前記隙間に対応した部分に畝状の第１凸面を形成している複数の第１凸部とを具備した液晶表示装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２側面によると、カー効果を示す液晶層と、前記液晶層の一方の主面と向き合い、前記主面に平行な第１方向に各々が延び、前記主面に平行であり且つ前記第１方向と交差する第２方向に配列した複数の櫛歯部を含み、前記複数の櫛歯部の各々は、前記第１方向に各々が延び、前記第２方向に配列し、各々が前記第１及び第２方向に対して平行な表面を有している一対の第１部分と、前記一対の第１部分間で前記第１方向に延び、表面に前記第１方向に延びた畝状の第１凸面が設けられた第２部分とを含んだ第１電極と、前記第１電極から電気的に絶縁され、前記複数の櫛歯部間の隙間の位置で又は前記隙間を介して前記主面と向き合った第２電極とを具備した液晶表示装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３側面によると、カー効果を示す液晶層と、前記液晶層の一方の主面と向き合った複数の櫛歯部を含み、前記複数の櫛歯部は、前記主面に平行な第１方向に各々が延び、前記主面に平行であり且つ前記第１方向と交差する第２方向に配列した第１電極と、前記第１電極を間に挟んで前記主面と向き合った絶縁層と、前記第１電極から電気的に絶縁され、一部が前記絶縁層を間に挟んで前記主面と向き合い、他の一部が前記複数の櫛歯部間の隙間に対応した位置で前記液晶層側に向けて突き出た第２電極とを具備した液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、高い応答速度と高いコントラスト比とを同時に達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す液晶表示装置の液晶表示パネルの分解斜視図。
【図３】図１に示す液晶表示装置の液晶表示パネルに採用可能な構造の一例を概略的に示す一断面図。
【図４】図３に示す液晶表示パネルの他の断面図。
【図５】図３及び図４に示す液晶表示パネルの一方の基板を概略的に示す斜視図。
【図６】図５に示す基板の電極を拡大して示す断面図。
【図７】コンピュータシミュレーションによって得られた電極の構造と平均輝度との関係の一例を示すグラフ。
【図８】階調レベルと輝度又は輝度変化率との関係を示すグラフ。
【図９】電極に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図。
【図１０】電極に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図。
【図１１】電極に採用可能な構造の更に他の例を概略的に示す断面図。
【図１２】凸部に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図。
【図１３】凸部に採用可能な構造の更に他の例を概略的に示す断面図。
【図１４】本発明の第２態様に係る液晶表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。
【図１５】本発明の第３態様に係る液晶表示装置において使用可能な液晶表示パネルの一例を概略的に示す分解斜視図。
【図１６】図１５に示す液晶表示パネルが含んでいる電極を概略的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１乃至図６を参照しながら、第１態様に係る液晶表示装置の構造について説明する。なお、図２及び図５では、簡略化のため、一部の構成要素を省略している。
【００１４】
図１に示す液晶表示装置は、アクティブマトリクス型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、これと向き合うように配置されたバックライト（図示せず）と、液晶表示パネル１に接続された走査線駆動回路２、信号線駆動回路３及び補助容量線駆動回路４と、これら駆動回路２乃至４に接続されたコントローラ５とを含んでいる。
【００１５】
液晶表示パネル１は、アレイ基板１０と対向基板２０とを含んでいる。アレイ基板１０と対向基板２０との間には、枠状のシール層（図示せず）が介在している。アレイ基板１０と対向基板２０とシール層とに囲まれた空間は、液晶材料で満たされており、この液晶材料は液晶層３０を形成している。アレイ基板１０の外面上には、直線偏光子５０Ｒが設置されている。対向基板２０の外面上には、直線偏光子５０Ｆが設置されている。
【００１６】
アレイ基板１０は、光透過性基板１００を含んでいる。基板１００は、例えば、ガラス基板又はプラスチック基板である。
【００１７】
基板１００上には、走査線１０１ａと補助容量線１０１ｂとが配置されている。走査線１０１ａと補助容量線１０１ｂとは、各々がＸ方向に延びており、Ｘ方向と交差するＹ方向に交互に配列している。
【００１８】
なお、Ｘ方向及びＹ方向は、基板１００の一方の主面に平行であり且つ互いに交差する方向である。後述するＺ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向である。
【００１９】
走査線１０１ａの各々は、Ｙ方向に突き出した突出部を含んでいる。これら突出部は、後述する薄膜トランジスタのゲート電極として利用する。
【００２０】
補助容量線１０１ｂの各々は、Ｙ方向に突き出した突出部を含んでいる。これら突出部は、後述するキャパシタの電極として利用する。
【００２１】
走査線１０１ａと補助容量線１０１ｂとは、同一の工程で形成することができる。また、これらの材料としては、例えば、金属又は合金を使用することができる。
【００２２】
走査線１０１ａ及び補助容量線１０１ｂは、絶縁層１０２で被覆されている。絶縁層１０２としては、例えばシリコン酸化膜を使用することができる。
【００２３】
絶縁層１０２上では、半導体層１０３が上記のゲート電極に対応して配列している。これら半導体層１０３は、それぞれ、ゲート電極と交差している。半導体層１０３は、例えばアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる。
【００２４】
ゲート電極と、半導体層１０３と、絶縁層１０２のうちゲート電極と半導体層１０３との間に位置した部分、即ちゲート絶縁膜とは、薄膜トランジスタを形成している。これら薄膜トランジスタは、スイッチ１０４として利用する。
【００２５】
なお、本態様では、スイッチ１０４は、ｎチャネル薄膜トランジスタである。また、各半導体層１０３上には、図示しないチャネル保護層及びオーミック層を形成している。
【００２６】
スイッチ１０４は、ｐチャネル薄膜トランジスタであってもよい。或いは、スイッチ１０４は、ダイオードなどの他のスイッチング素子であってもよい。
【００２７】
絶縁層１０２上には、信号線１０５ａとソース電極１０５ｂと給電線１０５ｃとが更に配置されている。
【００２８】
信号線１０５ａは、各々がＹ方向に延びており、スイッチ１０４が形成する列に対応してＸ方向に配列している。信号線１０５ａは、スイッチ１０４が含む半導体層１０３のドレインを被覆している。即ち、信号線１０５ａの一部は、スイッチ１０４に電気的に接続されたドレイン電極である。
【００２９】
ソース電極１０５ｂは、スイッチ１０４に対応して配列している。ソース電極１０５ｂは、スイッチ１０４のソースを被覆すると共に、補助容量線１０１ｂと向き合っている。ソース電極１０５ｂと補助容量線１０１ｂとそれらの間に介在した絶縁層１０２とは、キャパシタ１０６を形成している。
【００３０】
給電線１０５ｃは、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。給電線１０５ｃは、各々がＸ方向に延び、Ｙ方向に配列していてもよい。
【００３１】
絶縁層１０２上では、スイッチ１０４に対応して、対電極１０８ｂが更に配列している。これら対電極１０８ｂの各々は、給電線１０５ｃを少なくとも部分的に被覆しており、櫛歯の長さ方向がＸ方向に対して平行な櫛形部を含んでいる。対電極１０８ｂの材料としては、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）を使用することができる。なお、図２に示すようにＹ方向に隣り合った対電極１０８ｂが互いに接合されているか、又は、Ｘ方向に隣り合った対電極１０８ｂが互いに接合されている場合、給電線１０５ｃは省略してもよい。
【００３２】
対電極１０８ｂは、絶縁層１０９で被覆されている。絶縁層１０９は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はそれらを含んだ積層体などの透明無機層である。絶縁層１０９として、透明有機層を使用してもよい。
【００３３】
絶縁層１０９上では、複数の凸パターンが、対電極１０８ｂに対応して配列している。これら凸パターンは、それぞれ対電極１０８ｂと向き合っている。
【００３４】
各凸パターンは、複数の凸部１１０Ｐを含んでいる。これら凸部１１０Ｐは、基板１００の主面に平行な第１方向に各々が延び、この主面に平行であり且つ第１方向と交差する第２方向に配列している。ここでは、一例として、凸部１１０Ｐは、Ｘ方向に延び、Ｙ方向に配列しているとする。
【００３５】
各凸パターンにおいて、凸部１１０Ｐは、等間隔で配列していてもよく、不規則な間隔で配列していてもよい。ここでは、一例として、凸部１１０Ｐは、等間隔で配列しているとする。
【００３６】
各凸部１１０Ｐは、典型的には、その長さ方向に垂直な断面が液晶層３０側に向けて先細りしている。ここでは、一例として、各凸部１１０Ｐは、側面の１つが基板１００の主面に対して平行な三角柱形状を有していることとする。
【００３７】
凸部１１０Ｐは、光透過性を有していなくてもよいが、典型的には光透過性を有している。凸部１１０Ｐは、透明であってもよく、不透明であってもよい。また、凸部１１０Ｐは、無色であってもよく、着色されていてもよい。ここでは、一例として、凸部１１０Ｐは、無色透明であるとする。
【００３８】
凸部１１０Ｐは、導電性を有していてもよく、導電性を有していなくてもよい。なお、凸部１１０Ｐの材料として樹脂を使用した場合、凸部１１０Ｐは、典型的には電気的に絶縁性である。
【００３９】
凸部１１０Ｐの長さ方向とＺ方向とに垂直な方向についての寸法、即ち凸部１１０Ｐの幅は、例えば０．５μｍ乃至画素ピッチの三分の一の範囲内とする。凸部１１０ＰのＺ方向についての寸法、即ち凸部１１０Ｐの高さは、例えば０．１μｍ乃至セルギャップの範囲内とする。凸部１１０Ｐの高さと幅との比は、例えば０．１乃至１０の範囲内とする。
【００４０】
これら凸パターン上には、画素電極１０８ａが形成されている。画素電極１０８ａは、スイッチ１０４に対応して配列している。これら画素電極１０８ａは、対電極１０８ｂから電気的に絶縁されており、それぞれソース電極１０５ｂを少なくとも部分的に被覆している。即ち、画素電極１０８ａは、スイッチ１０４のソースに電気的に接続されている。画素電極１０８ａの材料としては、例えばＩＴＯを使用することができる。
【００４１】
各画素電極１０８ａは、第１方向に各々が延び、第２方向に配列した複数の櫛歯部１０８ａＴを含んでいる。各画素電極１０８ａにおいて、これら櫛歯部１０８ａＴは、互いに電気的に接続されており、それらの間に空間を形成している。ここでは、櫛歯部１０８ａＴは、Ｘ方向に各々が延びており、Ｙ方向に配列している。
【００４２】
これら櫛歯部１０８ａＴは、凸部１１０Ｐを被覆している。凸部１１０Ｐは、櫛歯部１０８ａＴの表面に、凸部１１０Ｐに対応した凸面Ｓ１を形成している。即ち、凸部１１０Ｐは、櫛歯部１０８ａＴの表面に、凸部１１０Ｐの表面形状に対応した形状を有している凸面Ｓ１を形成している。
【００４３】
これら櫛歯部１０８ａＴの各々は、第２方向に配列した一対の第１部分１０８ａ１と、第１部分１０８ａ１間に介在した第２部分１０８ａ２とを含んでいる。
【００４４】
第１部分１０８ａ１は、櫛歯部１０８ａＴのうち、その長さ方向に沿った縁である。第１部分１０８ａ１は、絶縁層１０９と接触している。第１部分１０８ａ１の各々は、第１及び第２方向に対して平行な主面を有している。なお、用語「平行」を櫛歯部の主面について使用する場合、櫛歯部の主面と液晶層又は基板の主面とが成す角度が０°乃至１０°の範囲内にあることを意味している。第１部分１０８ａ１は、省略することができる。
【００４５】
第２部分１０８ａ２は、凸部１１０Ｐを被覆している。第２部分１０８ａ２の表面には、上述した凸面Ｓ１が設けられている。各第２部分１０８ａ２は、これを挟んでいる第１部分１０８ａ１と電気的に接続されている。
【００４６】
各画素電極１０８ａにおいて、櫛歯部１０８ａＴは、それらの間に隙間を形成している。対電極１０８ｂは、これら隙間の位置で又はこれら隙間を介して液晶層３０と向き合っている。
【００４７】
なお、スイッチ１０４とキャパシタ１０６と画素電極１０８ａと対電極１０８ｂとは、画素回路を形成している。画素回路は、キャパシタ１０６を含んでいなくてもよい。
【００４８】
対向基板２０は、光透過性基板２００を含んでいる。基板２００は、例えば、ガラス基板又はプラスチック基板である。
【００４９】
基板２００上には、図示しないブラックマトリクスとカラーフィルタ２２０とがこの順に形成されている。
【００５０】
ブラックマトリクスは、画素電極１０８ａ及び対電極１０８ｂと向き合った部分が開口した遮光層である。ブラックマトリクスは、例えば、格子状又はストライプ状のパターン層である。ブラックマトリクスの材料としては、例えば、クロムなどの金属又は合金を使用することができる。
【００５１】
カラーフィルタ２２０は、赤色着色層２２０Ｒと緑色着色層２２０Ｇと青色着色層２２０Ｂとを含んでいる。着色層２２０Ｒ、２２０Ｇ及び２２０Ｂは、画素回路が形成する列に対応したストライプ配列を形成している。着色層２２０Ｒ、２２０Ｇ及び２２０Ｂは、デルタ配列及び正方配列などの他の配列を形成していてもよい。
【００５２】
アレイ基板１０と対向基板２０とは、画素回路とカラーフィルタ２２０とが向き合うように配置されている。アレイ基板１０と対向基板２０には、枠状のシール層（図示せず）が介在している。シール層は、アレイ基板１０と対向基板２０とを互いに貼り合せている。シール層の材料としては、接着剤を使用することができる。
【００５３】
アレイ基板１０と対向基板２０との間には粒状スペーサが介在しているか、或いは、アレイ基板１０及び／又は対向基板２０は柱状スペーサを更に含んでいる。これらスペーサは、アレイ基板１０と対向基板２０との間であって画素電極１０８ａに対応した位置に、厚さがほぼ一定の隙間を形成している。
【００５４】
アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とに囲まれた空間は、液晶材料で満たされている。この液晶材料は、液晶層３０を形成している。
【００５５】
この液晶層３０は、カー効果を示す。即ち、液晶材料は、コレステリックブルー相、スメクティックブルー相及び擬似等方相などのカー効果を示す液晶相を呈している。なお、液晶材料がコレステリックブルー相を呈している場合、液晶層３０は、カー効果を示すのに加え、選択反射を生じる。
【００５６】
コレステリックブルー相を呈する液晶材料は、典型的には、液晶化合物とカイラル剤との混合物である。この混合物は、他の材料を更に含んでいてもよい。例えば、この混合物に液晶化合物、具体的には低分子液晶化合物と比較して分子量が遥かに大きい高分子材料を添加した場合、ブルー相を示す温度範囲を広くすることができる。
【００５７】
ここでは、一例として、液晶層３０は、電圧無印加状態、即ち、黒色画像表示時には、光学的に等方性の層と類似した挙動を示すものであるとする。更に、ここでは、簡略化のため、液晶層３０は、白色画像表示時には、可視領域内の全ての波長について、二分の一波長板としての役割を果たすとする。
【００５８】
液晶材料のカー定数は、例えば、１×１０-11ｍＶ-2乃至１×１０-8ｍＶ-2の範囲内にある。液晶材料のカー定数が小さい場合、高いコントラスト比を達成することが難しい。
【００５９】
この液晶表示パネル１において、各画素ＰＸは、上述した画素回路と、液晶層３０のうち、この画素回路の電極１０８ａ又は１０８ｂと向き合った部分とを含んでいる。また、基板１０及び２０とそれらの間に介在した液晶層３０及びシール層とは、液晶セルを形成している。
【００６０】
直線偏光子５０Ｒは、例えば吸収型の直線偏光子である。ここでは、一例として、直線偏光子５０Ｒの透過軸は、液晶表示パネル１を背面側から見た場合にＹ方向に対して時計回りに４５°の角度を成しているとする。
【００６１】
直線偏光子５０Ｆは、例えば吸収型の直線偏光子である。ここでは、一例として、直線偏光子５０Ｆの透過軸は、直線偏光子５０Ｒの透過軸に対して垂直であるとする。
【００６２】
走査線駆動回路２には、走査線１０１ａが接続されている。走査線駆動回路２は、走査線１０１ａに、スイッチ１０４を閉じる第１走査電圧を順次供給する。走査線駆動回路２は、第１走査電圧を供給していない走査線１０１ａには、スイッチ１０４を開く第２走査電圧を供給する。
【００６３】
信号線駆動回路３には、信号線１０５ａと給電線１０５ｃとが接続されている。信号線駆動回路３は、信号線１０５ａに、映像信号に対応した大きさの信号電圧を供給する。更に、信号線駆動回路３は、給電線１０５ｃに、典型的には定電圧である表示電圧を供給する。なお、ここでは、給電線１０５ｃに表示電圧を供給するための電圧源を信号線駆動回路３が含んだ構成を採用しているが、給電線１０５ｃに表示電圧を供給するための電圧源は、信号線駆動回路３とは別に設けてもよい。
【００６４】
補助容量線駆動回路４には、補助容量線１０１ｂが接続されている。補助容量線駆動回路４は、信号線駆動回路３が信号線１０５ａに出力する信号電圧の極性を正から負へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素ＰＸが接続された補助容量線１０１ｂの電位を第１電位から第２電位へと変化させる。そして、信号線駆動回路３が信号線１０５ａに出力する信号電圧の極性を負から正へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素ＰＸが接続された補助容量線１０１ｂの電位を第２電位から第１電位へと変化させる。なお、ここで、「信号電圧の極性」は、信号電圧と表示電圧との差の極性を意味している。
【００６５】
駆動回路２乃至４は、ＣＯＧ（chip on glass）実装してもよい。或いは、駆動回路２乃至４は、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。
【００６６】
コントローラ５は、駆動回路２乃至４に接続されている。コントローラ５は、駆動回路２乃至４の動作を制御する。
【００６７】
図示しないバックライトは、液晶表示パネル１をそのアレイ基板１０側から照明する。典型的には、バックライトは白色光を射出する。
【００６８】
なお、ここでは、用語「液晶表示装置」を、液晶表示パネル１、駆動回路２乃至４、コントローラ５及びバックライトを含んだ組立品を意味するものとして使用しているが、用語「液晶表示装置」は、この組立品から、直線偏光子５０Ｒ及び５０Ｆ、駆動回路２乃至４、コントローラ５及びバックライトの１つ以上を省略したものも包含していることとする。
【００６９】
上記の通り、この液晶表示装置はカー効果を利用している。従って、この液晶表示装置は、高い応答速度を達成する。また、この液晶表示装置では、画素電極１０８ａに上述した構造を採用している。この構造を採用すると、以下に説明するように、高いコントラスト比を達成することができる。
【００７０】
電極１０８ａ及び１０８ｂ間に電圧を印加すると、液晶層３０内に電場が生じる。櫛歯部１０８ａＴの表面全体がＺ方向に対して平行な平面である場合、櫛歯部１０８ａＴの縁から引かれる電気力線は、そのほぼ真下の位置で対電極１０８ｂへと至る。他方、櫛歯部１０８ａＴの中央から引かれる電気力線は、櫛歯部１０８ａＴの縁を大きく迂回して対電極１０８ｂへと至る。このため、櫛歯部１０８ａＴの縁の近傍の領域における電場の強さと、他の領域における電場の強さとの差が大きい。それ故、液晶層３０のうち櫛歯部１０８ａＴの縁に対応した部分についてのリターデイションは、液晶層３０の他の部分についてのリターデイションとは大きく相違することとなる。従って、櫛歯部１０８ａＴの表面全体がＺ方向に対して平行である場合、液晶層３０の極めて小さな部分でしか最適なリターデイションを達成することができない。
【００７１】
櫛歯部１０８ａＴの表面が曲面Ｓ１を含んでいる場合、櫛歯部１０８ａＴの中央から引かれる電気力線は、大きく遠回りすることなしに対電極１０８ｂへと至る。このため、櫛歯部１０８ａＴの縁の近傍の領域における電場の強さと、他の領域における電場の強さとの差が小さい。それ故、この場合、櫛歯部１０８ａＴの表面全体が平面である場合と比較して、ほぼ均一な強さの横電場（電気力線の向きがＺ方向と櫛歯部１０８ａＴの長さ方向とに対して垂直な電場、ここでは電気力線の向きがＹ方向に対して平行な電場）が生じる領域が、Ｙ方向により大きくなる。しかも、この場合、櫛歯部１０８ａＴの中央は縁と比較して高さがより高いので、櫛歯部１０８ａＴの表面全体が平面である場合と比較して、ほぼ均一な強さの横電場が生じる領域がＺ方向にもより大きくなる。即ち、櫛歯部１０８ａＴの表面が曲面Ｓ１を含んでいる場合、櫛歯部１０８ａＴの表面全体が平面である場合と比較して、ほぼ均一な強さの横電場が生じる領域が拡大する。換言すれば、櫛歯部１０８ａＴの表面が曲面Ｓ１を含んでいる場合、櫛歯部１０８ａＴの表面全体が平面である場合と比較して、液晶層３０のより大きな部分で最適なリターデイションを達成することができる。従って、この構造を採用すると、高いコントラスト比を達成することが可能となる。
【００７２】
この液晶表示装置では、上記の通り、櫛歯部１０８ａＴから第１部分１０８ａ１を省略してもよい。但し、櫛歯部１０８ａＴが第１部分１０８ａ１を含んでいる場合、櫛歯部１０８ａＴから第１部分１０８ａ１を省略した場合と比較して、より高いコントラスト比を達成することができる。特に、以下に説明する構成を採用した場合、極めて優れた表示性能を達成することができる。
【００７３】
図７は、図１乃至図６を参照しながら説明した液晶表示装置について行ったコンピュータシミュレーションの結果を示している。このコンピュータシミュレーションでは、比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をパラメータとして用いて輝度増加率を計算した。ここで、比Ｈ／Ｄは、第２部分１０８ａ２の高さＨと絶縁層１０９の厚さＤとの比である。比Ｗ１／Ｗ２は、第２部分１０８ａ２の幅Ｗ１と櫛歯部１０８ａＴの幅Ｗ２との比である。また、輝度増加率は、式：（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０から算出される値である。ここで、「Ｌ０」は、櫛歯部１０８ａＴの表面全体が平面である場合に電極１０８ａ及び１０８ｂ間に一定の電圧を印加したときの輝度である。そして、「Ｌ１」は、櫛歯部１０８ａＴが第１部分１０８ａ１を含んでいる場合に電極１０８ａ及び１０８ｂ間に同じ電圧を印加したときの輝度である。
【００７４】
なお、計算結果には、各層を構成している材料の物理的性質などが影響を及ぼし得る。しかしながら、これらが計算結果に及ぼす影響は、比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２が計算結果に及ぼす影響と比べれば、無視できるほどに小さい。ここでは、液晶層３０を構成している液晶材料の電気力線に沿った方向及びこれと垂直な方向の比誘電率はそれぞれ約１８及び約７であり、絶縁層１０９の比誘電率は約７であり、液晶層３０の厚さは５μｍであり、各櫛歯部１０８ａＴの幅Ｗ２は３μｍであるとして計算を行った。
【００７５】
図７において、破線で囲まれた領域は、計算を行った範囲である。２つの一点鎖線によって挟まれた領域は、輝度増加率が１％以上である範囲である。また、２つの二点鎖線によって挟まれた領域は、輝度増加率が７％以上である範囲である。
【００７６】
図７に示すように、比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をそれぞれデカルト座標系の横軸及び縦軸とした場合、比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２が、点Ａ１（０．１０，１．６１）と点Ａ２（０．１２，０．３４）とを結ぶ線分と、点Ａ２（０．１２，０．３４）と点Ａ３（０．１８，０．２７）とを結ぶ線分と、点Ａ３（０．１８，０．２７）と点Ａ４（２．４０，０．０３）とを結ぶ線分と、点Ａ４（２．４０，０．０３）と点Ａ５（２．５５，０．０６）とを結ぶ線分と、点Ａ５（２．５５，０．０６）と点Ａ６（３．２２，０．０３）とを結ぶ線分と、点Ａ６（３．２０，０．０３）と点Ｃ１（３．７０，０．４０）とを結ぶ線分と、点Ｃ１（３．７０，０．４０）と点Ｃ２（３．７０，１．１３）とを結ぶ線分と、点Ｃ２（３．７０，１．１３）と点Ａ７（３．６０，１．３８）とを結ぶ線分と、点Ａ７（３．６０，１．３８）と点Ａ８（３．１５，１．１７）とを結ぶ線分と、点Ａ８（３．１５，１．１７）と点Ａ９（２．８０，１．４１）とを結ぶ線分と、点Ａ９（２．８０，１．４１）と点Ａ１０（２．４１，１．９５）とを結ぶ線分と、点Ａ１０（２．４１，１．９５）と点Ａ１１（２．２６，２．２１）とを結ぶ線分と、点Ａ１１（２．２６，２．２１）と点Ｃ３（２．００，２．２０）とを結ぶ線分と、点Ｃ３（２．００，２．２０）と点Ｃ４（１．０３，２．０３）とを結ぶ線分と、点Ｃ４（１．０３，２．０３）と点Ａ１（０．１０，１．６１）とを結ぶ線分とによって囲まれた範囲内にあれば、１％以上の輝度増加率を達成できる。
【００７７】
例えば、比Ｈ／Ｄが０．１５乃至２．６５の範囲内にあり且つ比Ｗ１／Ｗ２が０．２６乃至１．６１の範囲内にあるか、比Ｈ／Ｄが１．００乃至２．３０の範囲内にあり且つ比Ｗ１／Ｗ２が０．１７乃至２．００の範囲内にあるか、又は、比Ｈ／Ｄが２．６５乃至３．１５の範囲内にあり且つ比Ｗ１／Ｗ２が０．４０乃至１．１７の範囲内にある場合、１％以上の輝度増加率を達成できる。
【００７８】
また、比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２をそれぞれデカルト座標系の横軸及び縦軸とした場合、比Ｈ／Ｄ及びＷ１／Ｗ２が、点Ｂ１（０．６８，１．８４）と点Ｂ２（０．６１，１．６８）とを結ぶ線分と、点Ｂ２（０．６１，１．６８）と点Ｂ３（０．５９，１．５４）とを結ぶ線分と、点Ｂ３（０．５９，１．５４）と点Ｂ４（０．６０，１．２３）とを結ぶ線分と、点Ｂ４（０．６０，１．２３）と点Ｂ５（０．７８，０．５９）とを結ぶ線分と、点Ｂ５（０．７８，０．５９）と点Ｂ６（０．９６，０．３０）とを結ぶ線分と、点Ｂ６（０．９６，０．３０）と点Ｂ７（２．１８，０．１７）とを結ぶ線分と、点Ｂ７（２．１８，０．１７）と点Ｂ８（２．５０，０．４２）とを結ぶ線分と、点Ｂ８（２．５０，０．４２）と点Ｂ９（２．８３，０．３０）とを結ぶ線分と、点Ｂ９（２．８３，０．３０）と点Ｂ１０（３．１９，０．２１）とを結ぶ線分と、点Ｂ１０（３．１９，０．２１）と点Ｂ１１（０．３４，０．１３）とを結ぶ線分と、点Ｂ１１（０．３４，０．１３）と点Ｃ１（３．７０，０．４０）とを結ぶ線分と、点Ｃ１（３．７０，０．４０）と点Ｃ２（３．７０，１．１３）とを結ぶ線分と、点Ｃ２（３．７０，１．１３）と点Ｂ１２（３．６５，１．２４）とを結ぶ線分と、点Ｂ１２（３．６５，１．２４）と点Ｂ１３（３．０７，０．９６）とを結ぶ線分と、点Ｂ１３（３．０７，０．９６）と点Ｂ１４（２．８６，０．９８）とを結ぶ線分と、点Ｂ１４（２．８６，０．９８）と点Ｂ１５（２．６７，１．２３）とを結ぶ線分と、点Ｂ１５（２．６７，１．２３）と点Ｂ１６（２．１０，２．２０）とを結ぶ線分と、点Ｂ１６（２．１０，２．２０）と点Ｃ３（２．００，２．２０）とを結ぶ線分と、点Ｃ３（２．００，２．２０）と点Ｃ４（１．０３，２．０３）とを結ぶ線分と、点Ｃ４（１．０３，２．０３）と点Ｂ１（０．６８，１．８４）とを結ぶ線分とによって囲まれた範囲内にあれば、７％以上の輝度増加率を達成できる。
【００７９】
例えば、比Ｈ／Ｄが０．７０乃至２．３２の範囲内にあり且つ比Ｗ１／Ｗ２が０．９０乃至１．８４の範囲内にあるか、比Ｈ／Ｄが０．９６乃至２．２３の範囲内にあり且つ比Ｗ１／Ｗ２が０．３０乃至１．９６の範囲内にあるか、又は、比Ｈ／Ｄが０．９０乃至３．７０の範囲内にあり且つ比Ｗ１／Ｗ２が０．４０乃至０．９６の範囲内にある場合、７％以上の輝度増加率を達成できる。
【００８０】
図８には、階調に関する一般的な設定を示している。図中、横軸は、輝度信号に相当する階調レベルを表している。また、縦軸は、液晶表示装置の輝度又は輝度変化率を表している。なお、ここでいう「輝度変化率」は、比（Ｌ（Ｎ＋１）−Ｌ（Ｎ））／Ｌ（Ｎ）を表しており、Ｌ（Ｎ）はＮ番目の階調レベルに対応した輝度であり、Ｌ（Ｎ＋１）はＮ＋１番目の階調レベルに対応した輝度である。
【００８１】
図８に示すように、一般に、輝度変化率は１％乃至７％の範囲内にある。これから明らかなように、図７を参照しながら説明した輝度増加率が１％以上であることは、階調レベルが高い階調画像を表示したときにコントラスト比の増大をはっきりと確認できることを意味している。また、図７を参照しながら説明した輝度増加率が７％以上であることは、階調レベルが低い階調画像を表示したときでさえもコントラスト比の増大をはっきりと確認できることを意味している。
【００８２】
この液晶表示装置には、様々な変形が可能である。図９乃至図１３に、図１乃至図８を参照しながら説明した液晶表示装置の変形例を示す。
【００８３】
図９に示す凸部１１０Ｐは、長さ方向に垂直な断面が略台形状である。図１０に示す凸部１１０Ｐは、長さ方向に垂直な断面が階段ピラミッド形状である。このように、凸部１１０Ｐの長さ方向に垂直な断面は、三角形状を有していなくてもよい。
【００８４】
図１１に示す櫛歯部１０８ａＴには、その長さ方向に平行な方向に延びたスリットＳＬＴが設けられている。具体的には、櫛歯部１０８ａＴの第２部分１０８ａ２には、凸部１１０Ｐの稜線に対応した位置にスリットＳＬＴが設けられている。各櫛歯部１０８ａＴにスリットＳＬＴを設けると、スリットＳＬＴの近傍に横電界を生じさせることができる。従って、より高いコントラスト比を達成することができる。
【００８５】
図１２に示す構造では、凸部１１０Ｐは、電極１０８ｂと絶縁層１０９との間に介在している。図１３に示す構造では、凸部１１０Ｐは、基板１００と電極１０８ｂとの間に介在している。このように、凸部１１０Ｐは、基板１００と電極１０８ａとの間であれば、何れの位置に配置してもよい。
【００８６】
また、図１３に示す構造では、凸部１１０Ｐは、層１１０の一部として設けられている。層１１０は、凸部１１０Ｐに加え、平坦部１１０Ｆを更に含んでいる。このような層１１０は、例えば、インプリントを利用して形成することができる。
【００８７】
次に、図１４を参照しながら、第２態様を説明する。第２態様は、図１４に示すようにアレイ基板１０が凸部１１１Ｐを更に含んでいること以外は、第１態様と同様である。
【００８８】
凸部１１１Ｐは、基板１００と電極１０８ｂとの間であって、櫛歯部１０８ａＴがそれらの間に形成している空間に対応した位置に配置されている。凸部１１１Ｐは、凸部１１０Ｐの長さ方向に延び、凸部１１０Ｐの幅方向に配列している。凸部１１１Ｐの各々は、電極１０８ｂのうち櫛歯部１０８ａＴ間の空間に対応した部分の表面に、凸部１１１Ｐに対応した凸面Ｓ２を形成している。
【００８９】
各画素ＰＸにおいて、凸部１１１Ｐは、等間隔で配列していてもよく、不規則な間隔で配列していてもよい。ここでは、一例として、凸部１１１Ｐは、等間隔で配列しているとする。
【００９０】
各凸部１１１Ｐは、例えば、その長さ方向に垂直であり且つ液晶層３０に向けて先細りした断面を有している。ここでは、一例として、各凸部１１１Ｐは、側面の１つが基板１００の主面に対して平行な三角柱形状を有していることとする。
【００９１】
凸部１１１Ｐは、光透過性を有していなくてもよいが、典型的には光透過性を有している。凸部１１１Ｐは、透明であってもよく、不透明であってもよい。また、凸部１１１Ｐは、無色であってもよく、着色されていてもよい。ここでは、一例として、凸部１１１Ｐは、無色透明であるとする。
【００９２】
凸部１１１Ｐは、導電性を有していてもよく、導電性を有していなくてもよい。なお、凸部１１１Ｐの材料として樹脂を使用した場合、凸部１１１Ｐは、典型的には電気的に絶縁性である。
【００９３】
凸部１１１Ｐの長さ方向とＺ方向とに垂直な方向についての寸法、即ち凸部１１１Ｐの幅は、例えば０．５μｍ乃至櫛歯部１０８ａＴ間の距離の範囲内とする。凸部１１１ＰのＺ方向についての寸法、即ち凸部１１１Ｐの高さは、例えば０．１μｍ乃至セルギャップの範囲内とする。凸部１１１Ｐの高さと幅との比は、例えば０．１乃至１０の範囲内とする。
【００９４】
この構造を採用した場合、凸部１１１Ｐを省略した場合と比較して、ほぼ均一な強さの横電場が生じる領域が拡大する。従って、この構造を採用すると、更に高いコントラスト比を達成することが可能となる。
【００９５】
凸部１１１Ｐ及び電極１０８ｂには、例えば、凸部１１０Ｐ及び電極１０８ａについて図９乃至図１３を参照しながら説明した変形が可能である。即ち、凸部１１１Ｐの長さ方向に垂直な断面は、三角形状を有していなくてもよい。また、電極１０８ｂには、凸部１１１Ｐの稜線に対応した位置にスリットが設けられていてもよい。また、凸部１１１Ｐは、基板１００と絶縁層１０２との間に配置してもよい。更に、凸部１１１Ｐは、平坦部を含んだ層の一部であってもよい。
【００９６】
次に、図１５及び図１６を参照しながら、第３態様を説明する。第３態様は、電極１０８ｂに以下の構造を採用したこと以外は、第１態様と同様である。
【００９７】
各画素ＰＸにおいて、電極１０８ｂは、第１方向に各々が延び、第２方向に配列した複数の櫛歯部１０８ｂＴを含んでいる。ここでは、櫛歯部１０８ｂＴは、Ｘ方向に各々が延びており、Ｙ方向に配列している。
【００９８】
各画素ＰＸにおいて、これら櫛歯部１０８ｂＴは、互いに電気的に接続されており、それらの間に空間を形成している。これら櫛歯部１０８ｂＴは、櫛歯部１０８ａＴ間の空間の位置で液晶層３０と向き合っている。櫛歯部１０８ｂＴの幅を、櫛歯部１０８ａＴ間の距離以上とすると、表示領域の外側で生じる電位変動が表示に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００９９】
この構造を採用した場合、図１乃至図８を参照しながら説明したのと同様の効果を得ることができる。
【０１００】
図１５及び図１６に示す構造を採用した場合、電極１０８ａ及び１０８ｂを互いから電気的に絶縁できれば、絶縁層１０９は省略することができる。即ち、電極１０８ａ及び１０８ｂは、櫛歯部１０８ａＴと櫛歯部１０８ｂＴとが交互に配列するように絶縁層１０２上に配置してもよい。
【０１０１】
櫛歯部１０８ｂＴと基板１００との間には、図１４を参照しながら説明した凸部１１１Ｐを配置してもよい。この場合、凸部１１１Ｐを省略した場合と比較して、ほぼ均一な強さの横電場が生じる領域が拡大する。従って、この構造を採用すると、更に高いコントラスト比を達成することが可能となる。
【０１０２】
櫛歯部１０８ｂＴと基板１００との間に凸部１１１Ｐを配置する場合、電極１０８ｂには、例えば、凸部１１０Ｐ及び電極１０８ａについて図９乃至図１３を参照しながら説明した変形が可能である。即ち、凸部１１１Ｐの長さ方向に垂直な断面は、三角形状を有していなくてもよい。また、櫛歯部１０８ｂＴには、凸部１１１Ｐの稜線に対応した位置にスリットが設けられていてもよい。また、凸部１１１Ｐは、基板１００と絶縁層１０２との間に配置してもよい。更に、凸部１１１Ｐは、平坦部を含んだ層の一部であってもよい。
【０１０３】
上述した液晶表示装置では、ノーマリブラックモードによる表示を行う構成を採用している。その代わりに、ノーマリホワイトモードによる表示を行う構成を採用してもよい。
【０１０４】
この液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用している。その代わりに、パッシブマトリクス駆動方式及びセグメント駆動方式などの他の駆動方式を採用してもよい。
【０１０５】
バックライトが放射する可視光の光量は、一定であってもよく、可変であってもよい。後者の場合、例えば、液晶表示装置の外部環境の明るさに応じて、バックライトが放射する可視光の光量を変化させてもよい。具体的には、外部環境が暗いときにはバックライトが放射する可視光の光量を小さくし、外部環境が明るいときにはバックライトが放射する可視光の光量を大きくしてもよい。
【実施例】
【０１０６】
以下、本発明の例について説明する。
【０１０７】
＜例１＞
本例では、図１乃至図６を参照しながら説明した液晶表示装置を以下の方法により製造した。
【０１０８】
アレイ基板１０を作製するに当たっては、まず、ガラス基板１００上に、走査線１０１ａと補助容量線１０１ｂとを形成した。走査線１０１ａ及び補助容量線１０１ｂの材料としては、クロムを使用した。
【０１０９】
次に、走査線１０１ａと補助容量線１０１ｂとガラス基板１００とを、シリコン酸化物からなる絶縁層１０２によって被覆した。この絶縁層１０２上にアモルファスシリコン層を形成し、これをパターニングすることにより半導体層１０３を得た。その後、各半導体層１０３の一部の上に窒化シリコンからなるチャネル保護層（図示せず）を形成し、半導体層１０３及びチャネル保護層上に図示しないオーミック層を形成した。
【０１１０】
次に、絶縁層１０２上に、信号線１０５ａとソース電極１０５ｂと給電線１０５ｃとを形成した。絶縁層１０２上には、ＩＴＯからなる対電極１０８ｂを、それらが給電線１０５ｃを少なくとも部分的に被覆するように形成した。対電極１０８ｂは、フォトリソグラフィ技術を利用してパターニングすることにより形成した。
【０１１１】
その後、信号線１０５ａとソース電極１０５ｂと給電線１０５ｃ対電極１０８ｂ上に、シリコン窒化物からなる絶縁層１０９を堆積させた。絶縁層１０９の厚さは６３０ｎｍとした。この絶縁層１０９には、ソース電極１０５ｂに対応した位置にコンタクトホールを設けた。
【０１１２】
次いで、絶縁層１０９上に、凸部１１０Ｐを形成した。凸部１１０Ｐとしては、Ｘ方向に垂直な断面が略二等辺三角形状を有しており、その底辺がＺ方向に対して平行になるように配置された三角柱を形成した。凸部１１０ＰのＹ方向についての寸法は２μｍとし、高さは１．９μｍとした。
【０１１３】
なお、凸部１１０Ｐは、以下の方法により形成した。まず、感光性樹脂膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を利用してこれをパターニングした。これにより、各々が略矩形状の断面を有している線状パターンを形成した。次に、これら線状パターンをそのガラス転移温度以上に加熱して、樹脂を流動化させた。以上のようにして、略二等辺三角形状の断面を有している凸部１１０Ｐを得た。
【０１１４】
続いて、ＩＴＯからなる画素電極１０８ａを、それらが先のコンタクトホールを埋め込むように、及び、それらの櫛歯部１０８ａＴが凸部１１０Ｐを被覆するように形成した。画素電極１０８ａは、連続膜としてのＩＴＯ層を絶縁層１０９及び凸部１１０Ｐ上に形成し、このＩＴＯ層を、フォトリソグラフィ技術を利用してパターニングすることにより形成した。
【０１１５】
なお、各櫛歯部１０８ａＴの幅Ｗ２は３μｍとした。また、第２部分１０８ａ２の幅Ｗ１は２μｍとし、高さＨは２μｍとした。
【０１１６】
対向基板２０を作製するに当たっては、まず、ガラス基板２００上にクロム膜を形成し、これをパターニングした。これにより、ブラックマトリクスを得た。続いて、その上に、それぞれ赤、緑、青色の顔料を混入した感光性アクリル樹脂を用いて、ストライプ状のカラーフィルタ２２０を形成した。
【０１１７】
その後、カラーフィルタ２２０上に、フォトリソグラフィ法を利用して、高さが５μｍであり且つ底面の寸法が５μｍ×１０μｍの柱状スペーサ（図示せず）を形成した。これら柱状スペーサは、アレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合せたときに信号線１０５ａ上に位置するように形成した。
【０１１８】
画素電極１０８ａを洗浄した後、対向基板２０の主面に、シール層の材料であるエポキシ接着剤を、ディスペンサを用いて枠形状に塗布した。なお、接着剤層が形成する枠には、後で注入口として利用する開口を設けた。続いて、アレイ基板１０と対向基板２０とを、画素電極１０８ａとカラーフィルタ２２０とが向き合うように配置した。位置合わせ後、アレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、更に、加圧状態で１６０℃に加熱することにより接着剤を硬化させた。
【０１１９】
次に、このようにして得られた空セルを真空チャンバ内に搬入し、セル内を真空にした。その後、注入口からセル内へと液晶材料を注入した。液晶材料としては、チッソ社製のネマチック液晶ＪＣ１０４１、アルドリッチ社製のネマチック液晶５ＣＢ及びメルク社製のカイラル剤ＺＬＩ−４５７２を、それぞれ４８．２ｍｏｌ％、４７．４ｍｏｌ％及び４．４ｍｏｌ％の割合で含有した組成物を使用した。
【０１２０】
その後、注入口をエポキシ接着剤で封止した。以上のようにして、液晶セルを得た。なお、この液晶セルのセルギャップは、約５μｍであった。
【０１２１】
次に、アレイ基板１０及び対向基板２０の外面に、それぞれ直線偏光板５０Ｒ及び５０を貼り付けた。具体的には、直線偏光板５０Ｒ及び５０Ｆは、各々の透過軸がＸ方向又はＹ方向に対して４５°の角度を成し、これら透過軸が互いに直交するようにアレイ基板１０及び対向基板２０にそれぞれ貼り付けた。
【０１２２】
その後、アレイ基板１０に駆動回路２乃至４などを接続し、駆動回路２乃至４をコントローラ５と接続した。更に、この表示パネル１とバックライトとを組み合わせた。以上のようにして、液晶表示装置を完成した。
【０１２３】
次に、この液晶表示装置を駆動して、その性能を調べた。具体的には、各画素ＰＸの画素電極１０８ａと対電極１０８ｂとの間に印加する電圧を１秒間に３０回の頻度で変化させ、応答時間を測定した。印加電圧は、−１５Ｖ、０Ｖ及び＋１５Ｖの３値の間で変化させた。そして、印加電圧を−１５Ｖとしたときの明るさと、印加電圧を０Ｖとしたときの明るさと、印加電圧を＋１５Ｖとしたときの明るさとから、コントラスト比を求めた。その結果、１ミリ秒の応答時間と、１０００：１のコントラスト比とを達成することができた。
【０１２４】
＜例２＞
本例では、対電極１０８ｂに、図１乃至図６を参照しながら説明した構造を採用する代わりに、図１５及び図１６を参照しながら説明した構造を採用した。本例では、これ以外は、例１において説明したのと同様の方法により液晶表示装置を製造した。
【０１２５】
次に、この表示装置を、例１において説明したのと同様の方法で駆動し、その性能を調べた。その結果、１ミリ秒の応答時間と、１０００：１のコントラスト比とを達成することができた。
【０１２６】
＜例３＞
本例では、凸部１１０Ｐを省略した。これ以外は例１において説明したのと同様の方法により、液晶表示装置を製造した。
【０１２７】
次に、この表示装置を、例１において説明したのと同様の方法で駆動し、その性能を調べた。その結果、応答時間は１ミリ秒であり、コントラスト比は９８０：１であった。
【符号の説明】
【０１２８】
１…液晶表示パネル、２…走査線駆動回路、３…信号線駆動回路、４…補助容量線駆動回路、５…コントローラ、６…バックライト、７…光源、８…観察者、１０…アレイ基板、２０…対向基板、３０…液晶層、５０Ｆ…直線偏光子、５０Ｒ…直線偏光子、１００…光透過性基板、１０１ａ…走査線、１０１ｂ…補助容量線、１０２…絶縁層１０３…半導体層、１０４…スイッチ、１０５ａ…信号線、１０５ｂ…ソース電極、１０５ｃ…給電線、１０６…キャパシタ、１０８ａ…画素電極、１０８ａ１…第１部分、１０８ａ２…第２部分、１０８ａＴ…櫛歯部、１０８ｂ…対電極、１０８ｂＴ…櫛歯部、１０９…絶縁層、１１０…層、１１０Ｆ…平坦部、１１０Ｐ…凸部、１１１Ｐ…凸部、２００…光透過性基板、２２０…カラーフィルタ、２２０Ｂ…青色着色層、２２０Ｇ…緑色着色層、２２０Ｒ…赤色着色層、ＰＸ…画素、Ｓ１…凸面、Ｓ２…凸面、ＳＬＴ…スリット。
【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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【図１５】
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【図１６】
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