(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板との間に液晶層が封入された液晶表示パネルを有し、
当該液晶表示パネルは、第１の電極、第２の電極、および前記液晶層を有する画素がド
ットマトリクス状に配置された表示領域を有し、
前記第１の基板は、第１の絶縁基板、前記第１の絶縁基板と前記液晶層との間に配置さ
れた配向膜、ならびに前記第１の絶縁基板と前記配向膜との間に絶縁層を介して配置され
た前記第１の電極および前記第２の電極を有し、
前記第１の電極は、前記配向膜と前記第２の電極との間に位置し、かつ、その平面形状
が櫛歯状である液晶表示装置であって、
それぞれの画素は、前記第１の電極の櫛歯ピッチをＰ、前記絶縁層の厚さをＩＬＥＴ、前
記配向膜の厚さをＡＬＴ１としたときに、２μｍ≦Ｐ≦５μｍ、ＩＬＥＴ／Ｐ≦０．０４、
およびＡＬＴ１／Ｐ≦０．０１４をすべて満たしていることを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項２】
それぞれの画素は、前記液晶層の厚さをＤＬＣとしたときに、０．８≦ＤＬＣ／Ｐ≦１
．０を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層の厚さをＤＬＣ、隣接する２つの前記画素の前記第１の電極のうちの前記歯
の部分の間隙をＷ２としたときに、Ｗ２／ＤＬＣ≧３．８を満たすことを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の電極は、前記画素毎に独立した画素電極であり、
前記第２の電極は、複数の前記画素で共有される共通電極であることを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の電極は、複数の前記画素で共有される共通電極であり、
前記第２の電極は、前記画素毎に独立した画素電極であることを特徴とする請求項１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、液晶表示装置に関し、特に、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードなどの横電界駆動方式の液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルを有する液晶表示装置は、たとえば、携帯電話端末やデジタルカメラなどの携帯型電子機器のインタフェース（表示デバイス）に用いられている。
【０００３】
携帯型電子機器に搭載される液晶表示装置は、近年、高画質化、大画面化が進んでいる。液晶表示装置の高画質化については、たとえば、高精細化があり、従来の２４０×３２０×３画素であるＱＶＧＡ（Quarter Video Gate Array）仕様に代わり、４８０×６２０×３画素であるＶＧＡ（Video Gate Array）仕様が主流になりつつある。
【０００４】
また、携帯型電子機器に搭載される液晶表示装置は、そのほかにも、たとえば、携帯型電子機器の電池駆動時間を増大させるための低消費電力化や、屋外視認性を向上させるための明るさの向上が求められている。
【０００５】
しかしながら、液晶表示装置の高精細化、すなわち画素数の増大は、画素の開口率の低下を招くので、特に、ＶＧＡ仕様では明るさの向上が困難である。またさらに、近年の携帯型電子機器は、たとえば、デジタルカメラのライブビュー機能のような動画再生機能の搭載（普及）が進んでおり、搭載する液晶表示装置には高速応答化が求められている。そのため、携帯型電子機器に用いる液晶表示装置では、近年、透過効率および応答特性の向上が再検討されている。
【０００６】
アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に用いる液晶表示パネルは、表示領域が多数の画素の集合で構成されている。このとき、画素は、アクティブ素子（スイッチング素子と呼ぶこともある）、画素電極、共通電極、および液晶層を有し、画素電極と共通電極との間に電位差を与えると、当該電位差により生じる電界が液晶層に印加される。液晶層に電界が印加されると、当該液晶層は、電界無印加時の配向状態とは異なる配向状態になり、その結果として、画素の光透過率（以下、単に透過率という）が変化する。またこのとき、液晶層の配向状態（すなわち画素の透過率）は、画素電極と共通電極との電位差の大きさに応じて変化する。
【０００７】
また、電界を印加して液晶層の配向状態を変化させる方法、すなわち液晶層の駆動モードとしては、従来、種々のモードが知られており、たとえば、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertically Aligned または Vertical Alignment）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モード、およびＩＰＳモードなどがある。
【０００８】
これらの駆動モードのうちの、ＴＮモード、ＶＡモード、ＥＣＢモード、およびＯＣＢモードなどの液晶表示パネルにおいて、電界を印加したときの液晶層の配向状態の変化は、液晶分子のチルト角、すなわち基板平面からの傾き角の変化が主である。
【０００９】
これに対し、ＩＰＳモードの液晶表示パネルは、液晶層を封入する一対の基板のうちの一方の基板上に配置された画素電極と共通電極とにより、基板平面に平行な成分を主とする、いわゆる横電界を生成し、これにより液晶層の配向状態を変化させる。すなわち、ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおいて、電界を印加したときの配向状態の変化は、基板平面と平行な面内における液晶分子の回転が主であり、液晶分子のチルト角の変化は少ない。そのため、ＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、電圧印加にともなうリタデーションの実効値の変化が少なく、広い視角範囲において階調再現性に優れた表示が得られるので、高画質化の要求をより満足できる。
【００１０】
しかしながら、従来のＩＰＳモードの液晶表示パネルには、たとえば、ＴＮモードやＶＡモードの液晶表示パネルに比べて、画素の透過率が低いという問題があった。そのため、近年のＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、たとえば、画素の開口率を高めることで透過光量を増大させ、画素の透過率（輝度）を高くする方法が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３２３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルの画素では、画素電極と共通電極との間に電位差を与えると、前述のようなフリンジ電界が液晶層に印加される。このとき、液晶層には、捩れ配向が生じる。またこのとき、捩れ配向の捩れ角が大きく、かつ、櫛歯状の電極の各部分で均一に増大すれば、画素の透過率が向上する。
【００１３】
なお、櫛歯状の電極の各部分というは、たとえば、当該電極の歯に相当する部分（以下、単に歯という。）の中央、隣接する２本の歯の間隙部分（以下、スリットという。）の中央、歯とスリットの境界である。
【００１４】
しかしながら、従来のＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、通常、歯の中央およびスリットの中央における液晶層の捩れ角が、歯とスリットの境界における捩れ角よりも小さくなる。そのため、従来のＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、たとえば、歯の中央およびスリットの中央における透過率が、歯とスリットの境界における透過率よりも小さくなり、その分、画素の透過率が低くなるという問題がある。また、画素内における透過率の分布が縞状になるので、画質の低下の要因になりうるという問題もある。
【００１５】
また、ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおける応答特性を向上させるには、液晶層の厚さを低減させるのが有効かつ実用的である。これは、配向膜のアンカリング効果により液晶層は配向膜界面において固定されているが、液晶層の厚さを低減させると弾性応答が速くなるためである。
【００１６】
しかしながら、液晶層の厚さを低減させると、配向膜のアンカリング効果が相対的に増大するので、フリンジ電界が印加されたときの液晶層の配向変化を妨げる作用が大きくなる。そのため、液晶層の厚さを低減させると、画素の透過率が低下するという問題が生じる。
【００１７】
すなわち、従来のＩＰＳモードの液晶表示パネルには、応答特性の向上と透過率の維持または向上とを両立させることが非常に難しいという問題もある。
【００１８】
本発明の目的は、たとえば、ＩＰＳモードの液晶表示装置における透過率を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、たとえば、ＩＰＳモードの液晶表示装置における応答特性の向上と透過率の維持または向上とを両立させることが可能な技術を提供することにある。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
【００２２】
（１）第１の基板と第２の基板との間に液晶層が封入された液晶表示パネルを有し、当該液晶表示パネルは、第１の電極、第２の電極、および前記液晶層を有する画素がドットマトリクス状に配置された表示領域を有し、前記第１の基板は、第１の絶縁基板、前記第１の絶縁基板と前記液晶層との間に配置された配向膜、ならびに前記第１の絶縁基板と前記配向膜との間に絶縁層を介して配置された前記第１の電極および前記第２の電極を有し、前記第１の電極は、前記配向膜と前記第２の電極との間に位置し、かつ、その平面形状が櫛歯状である液晶表示装置であって、それぞれの画素は、前記第１の電極の櫛歯ピッチをＰ、前記絶縁層の厚さをＩＬＥＴ、前記第１の配向膜の厚さをＡＬＴ１としたときに、２μｍ≦Ｐ≦５μｍ、ＩＬＥＴ／Ｐ≦０．０４、およびＡＬＴ１／Ｐ≦０．０１４をすべて満たしている液晶表示装置。
【００２３】
（２）前記（１）の液晶表示装置において、それぞれの画素は、前記液晶層の厚さをＤＬＣとしたときに、０．８≦ＤＬＣ／Ｐ≦１．０を満たす液晶表示装置。
【００２４】
（３）前記（１）の液晶表示装置において、前記液晶層の厚さをＤＬＣ、隣接する２つの前記画素の前記第１の電極のうちの前記歯の部分の間隙をＷ２としたときに、Ｗ２／ＤＬＣ≧３．８を満たす液晶表示装置。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のうちの前記（１）の液晶表示装置によれば、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示装置の透過率を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明のうちの前記（２）および前記（３）の液晶表示装置によれば、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示装置における透過率の維持または向上と応答特性の向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による実施例１の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図４】従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて液晶層に印加される電界の分布の一例を示す模式断面図である。
【図５】液晶層の厚さ方向で見た液晶分子の方位角分布の一例を示す模式図である。
【図６】液晶層の厚さ方向で見た液晶分子のチルト角分布の一例を示す模式図である。
【図７】図４に示した区間における液晶層の捩れ配向の一例を示す模式断面図である。
【図８】図７に示した捩れ配向が生じたときの透過率分布の一例を示す模式図である。
【図９】理想的な液晶層の配向変化を示す模式図である。
【図１０】液晶表示パネルにおける液晶層の配向変化を理想的な変化に近づける方法の一例を示す模式図である。
【図１１】図１０に示した２つの状態における画素容量の誘電体の成分比を示す模式図である。
【図１２】画素容量の誘電体の成分比を一定に保ちながら櫛歯ピッチを変えたときの透過率の変化の一例を示す模式図である。
【図１３】櫛歯ピッチを低減したときの液晶層の配向状態を説明するための模式図である。
【図１４】図１３に示した区間の透過率分布を示す模式図である。
【図１５】櫛歯ピッチをさらに低減したときの液晶層の配向状態を説明するための模式図である。
【図１６】図１５に示した区間の透過率分布を示す模式図である。
【図１７】櫛歯ピッチと第３の絶縁層の厚さの比および櫛歯ピッチと第１の配向膜の厚さの比と透過率との関係の一例を示す模式図である。
【図１８】本発明に関わる比較例１の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチと透過率との関係の一例を示す模式図である。
【図１９】液晶表示パネルの応答特性を向上させる方法の従来例の一つを説明するための模式断面図である。
【図２０】液晶層の厚さと透過率との関係の一例を示す模式図である。
【図２１】本発明による実施例２の液晶表示パネルの原理を説明するための模式図である。
【図２２】実施例２の液晶表示パネルにおける画素電極の櫛歯ピッチと液晶層の厚さとの比の望ましい範囲を説明するための模式図である。
【図２３】画素電極の櫛歯ピッチと液晶層の厚さとの比を一定に保ちながら液晶層の厚さを低減したときの透過率および応答時間の一例を示す模式図である。
【図２４】本発明に関わる比較例２の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチと透過率との関係および櫛歯ピッチと応答時間との関係の一例を示す模式図である。
【図２５】１本の映像信号線を挟んで隣接する２つの画素の主要部分の平面構成を示す模式平面図である。
【図２６】従来の液晶表示パネルにおける液晶層の配向の変化の一例を示す模式平面図である。
【図２７】従来の液晶表示パネルにおいて色再現範囲の低下を防ぐ方法の一例を示す模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００２９】
図１乃至図３は、本発明による実施例１の液晶表示パネルにおける主要部の概略構成の一例を説明するための模式図である。
図１は、本発明による実施例１の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ’線の位置における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００３０】
実施例１では、本発明が適用される液晶表示装置の一例として、液晶層の動作モードがＩＰＳ−Ｐｒｏモードであるアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置を挙げる。また、実施例１で挙げる液晶表示装置は、バックライトからの面状光線を液晶表示パネルで変調して映像や画像を提示する透過型のものであるとする。
【００３１】
また、本発明は、液晶表示装置のうちの液晶表示パネルの構成に関するものである。そのため、実施例１では、液晶表示装置のうちの、液晶表示パネル以外の構成に関する詳細な説明を省略する。
【００３２】
また、実施例１で挙げる液晶表示パネルにおける画素の基本的な構成は、従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの構成と同じでよい。そのため、実施例１では、液晶表示パネルのうちの、本発明に直接関わりがない構成に関する詳細な説明を省略する。
【００３３】
実施例１の液晶表示パネルは、たとえば、図１乃至図３に示すように、第１の基板１、第２の基板２、液晶層３、第１の偏光板４、および第２の偏光板５を有する。
【００３４】
第１の基板１は、ＴＦＴ基板またはアクティブマトリクス基板などと呼ばれている基板であり、第１の絶縁基板６と、当該第１の絶縁基板６の表面に積層された第１の薄膜積層体（図示しない）および第１の配向膜７とを有する。なお、第１の薄膜積層体は、第１の絶縁基板６と第１の配向膜７との間にある導電膜、半導体膜、および絶縁膜からなる積層体のことを意味する。このとき、第１の薄膜積層体は、具体的には、たとえば、走査信号線８、第１の絶縁層９、映像信号線１０、ＴＦＴ素子１１、第２の絶縁層１２、共通電極１３、第３の絶縁層１４、および画素電極１５を有する。
【００３５】
また、第１の薄膜積層体および第１の配向膜７は、第１の絶縁基板６と液晶層３との間に配置される。
【００３６】
第２の基板２は、第２の絶縁基板１６と、当該第２の絶縁基板１６の表面に積層された第２の薄膜積層体（図示しない）および第２の配向膜１７とを有する。なお、第２の薄膜積層体は、第２の絶縁基板１６と第２の配向膜１７との間にある導電膜および絶縁膜からなる積層体のことを意味する。このとき、第２の薄膜積層体は、具体的には、たとえば、ブラックマトリクス１８（遮光膜）、カラーフィルタ１９、および平坦化層２０を有する。また、第２の薄膜積層体は、たとえば、各画素における液晶層の厚さ（セルギャップ）を均一化するために設ける柱状スペーサを有することもある。
【００３７】
また、第２の薄膜積層体および第２の配向膜１７は、第２の絶縁基板１６と液晶層３との間に配置される。
【００３８】
実施例１の液晶表示パネルは、複数の画素がドットマトリクス状に配置された表示領域を有し、それぞれの画素は、液晶層３と、第１の基板１に設けられたアクティブ素子、画素電極１５、および共通電極１３とを有する。アクティブ素子は、走査信号線８の一部分をゲート電極とするＴＦＴ素子１１であり、当該ゲート電極の上に第１の絶縁層１２を介して配置された半導体層１１ａには、第１のソース-ドレイン電極１１ｂと、映像信号線の一部分（第２のソース-ドレイン電極）とが接続している。また、第１のソース-ドレイン電極１１ｂは、コンタクトホールにより画素電極１５と接続している。
【００３９】
またこのとき、画素電極１５と共通電極１３とは、第３の絶縁層１４を介して積層されており、液晶層３から近いほうの電極である画素電極１５は、平面形状が櫛歯状になっている。また、共通電極１３は、映像信号線１０よりも液晶層３からの距離が近い。図１に示した例では、櫛歯状の画素電極１５の歯の延びる方向が映像信号線１０の延びる方向（ｙ方向）であり、歯が並ぶ方向が走査信号線８の延びる方向（ｘ方向）である。なお、図１に示した例では、それぞれの歯の両端に、映像信号線１０の延びる方向とは異なる方向に屈曲した部分が設けられている。この屈曲した部分は、たとえば、外圧などによる液晶層３の配向の乱れを防ぐためのものであり、その形状は任意であり、かつ、必須の構成ではない。
【００４０】
第１の配向膜７および第２の配向膜１７は、電界無印加時（画素電極１５と共通電極１３との間に電位差がないとき）の液晶層３の配向を制御するためのものであり、それぞれ、たとえば、ポリイミド系の有機高分子膜にラビング法などの配向処理を施したものである。このとき、第１の配向膜７および第２の配向膜１７は、それぞれ、電界無印加時の液晶層３の配向をホモジニアス配向にし、かつ、これらの配向膜と近接する液晶分子ＬＣに約１．５度のプレチルト角を付与する、いわゆる水平配向膜である。
【００４１】
また、画素電極１５の歯の延びる方向が、図１に示したように、走査信号線８の延びる方向（ｘ方向）と直交している場合、電界無印加時の液晶層３の配向方向、すなわち液晶分子ＬＣの分子軸（長軸）方向は、たとえば、走査信号線の延びる方向（ｘ方向）からとなす鋭角の角度αが、たとえば、８５度程度になるようにする。
【００４２】
このような構成の画素において、画素電極１５と共通電極１３との間に電位差を与えると、たとえば、図３に示したように、液晶層３を通って当該両電極を結ぶアーチ状の電気力線２１が形成される。このとき、液晶層３には、基板平面（ｘｙ平面）に対して平行な成分を主とする電界（いわゆる横電界）が印加される。またこのとき、画素の中央部において液晶層３に印加される電界の方向は、走査信号線８の延びる方向（ｘ方向）と概ね平行である。そのため、液晶層３に上記の横電界が印加されると、液晶層３には、液晶分子ＬＣが主に基板平面内で回転する、ＩＰＳモードに特有の配向変化が起こる。
【００４３】
また、液晶層３に横電界を印加すると、液晶分子ＬＣは、分子軸方向が横電界の方向と平行になる方向に回転する。画素電極１５の歯の部分に着目すると、画素電極１５と共通電極１３との間に電位差を与えることで生じる横電界の方向は、歯の延びる方向と直交する方向、すなわち走査信号線８の延びる方向である。電界無印加時の液晶分子ＬＣの分子軸方向は、前述のように、走査信号線８の延びる方向となす鋭角の角度αを約８５度という大きな値にしている。このように、電界無印加時の液晶分子ＬＣの分子軸方向と、液晶層３に印加される横電界の方向とのなす鋭角の角度αを大きくしておくと、液晶層３に横電界を印加したときの液晶分子ＬＣの回転角が大きくなり、高い透過率が得られる。
【００４４】
しかしながら、このようなＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルには、従来、たとえば、前述のように、ＴＮモードやＶＡモードの液晶表示パネルに比べて、画素の透過率が低いという問題があった。この問題の原因の一つとして、従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルでは、電界を印加したときの、歯の中央およびスリットの中央における液晶層の捩れ角が、歯とスリットの境界における捩れ角よりも小さくなることが考えられる。そこで、本願発明者らは、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルの透過率を向上させるための指針を得るために、まず、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける液晶層の配向状態の特長を抽出した。
【００４５】
図４乃至図８は、従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける液晶層の配向変化とその問題点の一例を説明するための模式図である。
図４は、従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて液晶層に印加される電界の分布の一例を示す模式断面図である。図５は、液晶層の厚さ方向で見た液晶分子の方位角分布の一例を示す模式図である。図６は、液晶層の厚さ方向で見た液晶分子のチルト角分布の一例を示す模式図である。図７は、図４に示した区間における液晶層の捩れ配向の一例を示す模式断面図である。図８は、図７に示した捩れ配向が生じたときの透過率分布の一例を示す模式図である。
【００４６】
ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて、画素電極１５と共通電極１３との間に電位差を与えたときに生じる電気力線２１は、たとえば、図４に示すようなアーチ状であり、画素電極１５の歯とスリットとの境界部分と、歯の中央部分やスリットの中央部分とでは、その分布が異なる。
【００４７】
そこで、本願発明では、電界を印加したとき起こる液晶層３の配向変化について、２次元配向計算により、歯とスリットとの境界部分の領域ＢＬ１（以下、第１の領域という。）における配向変化、歯の中央部分の領域ＢＬ２（以下、第２の領域という。）における配向変化、およびスリットの中央部分の領域ＢＬ３（以下、第３の領域という。）における配向変化を調べたところ、たとえば、図５および図６に示したような結果が得られた。
【００４８】
なお、図５は、横軸が液晶層３の厚さＤＬＣ、縦軸が液晶分子ＬＣの方位角βのグラフ図である。また、図６は、横軸が液晶層３の厚さＤＬＣ、縦軸が液晶分子ＬＣのチルト角γのグラフ図である。また、図５および図６における液晶層３の厚さＤＬＣは、領域ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３毎に、当該領域における液晶層３の厚さで規格化しており、第１の配向膜７との界面をＤＬＣ＝０、第２の配向膜１７との界面をＤＬＣ＝１としている。また、方位角βは、図１に示したｘｙ平面内での液晶分子ＬＣの回転角に相当し、図５に示しているように、電界無印加時の液晶分子ＬＣの分子軸方向を０度とし、時計回りを正としている。また、チルト角γは、図１に示したｘｙ平面に対する液晶分子ＬＣの傾き角であり、電界無印加時の液晶分子ＬＣのチルト方向を正としている。
【００４９】
また、図５に示した３種類の曲線は、それぞれ、実線が第１の領域ＢＬ１における方位角βの変化、点線が第２の領域ＢＬ２における方位角βの変化、破線が第３の領域ＢＬ３における方位角βの変化を表している。また、図６に示した２種類の曲線は、それぞれ、実線が第１の領域ＢＬ１におけるチルト角γの変化、点線が第２の領域ＢＬ２および第３の領域ＢＬ３におけるチルト角γの変化を表している。
【００５０】
図５および図６からわかるように、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードにおける電界印加時の液晶層３の配向変化は、方位角βの変化、すなわち基板平面内での液晶分子ＬＣの回転が主である。また、液晶層３の厚さ方向で見た液晶分子ＬＣの方位角は、第１の配向膜７のから少し離れた位置で極大をとる凸状の変化であり、かつ、第１の領域ＢＬ１における変化が、第２の領域ＢＬ２および第３の領域ＢＬ３における変化よりも大きい。
【００５１】
したがって、フリンジ電界が印加されたときの液晶層３の配向は、たとえば、図７に示すような状態に変化すると考えられる。すなわち、第２の領域ＢＬ２および第３の領域ＢＬ３における捩れ配向の捩れ角は、第１の領域ＢＬ１における捩れ角よりも小さい。また、第１の領域ＢＬ１は、第１の配向膜７の近傍における液晶分子ＬＣのチルト角の変化が大きい。
【００５２】
このように、従来の一般的なＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルでは、第１の領域ＢＬ１と、第２の領域ＢＬ２および第３の領域ＢＬ３とで、電界印加時の配向状態に違いが生じる。またこのとき、第２の領域ＢＬ２および第３の領域ＢＬ３における配向変化は、第１の領域ＢＬ１における配向変化よりも変化の度合いが小さい。そのため、画素の透過率を調べると、たとえば、図８に示すように、第２の領域ＢＬ２および第３の領域ＢＬ３における透過率が、第１の領域ＢＬ１における透過率よりも低くなる。
【００５３】
したがって、従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルでは、たとえば、画素の平均透過率が低くなる、画素内における透過率の分布が縞状になり画質の低下の要因になりうるといった問題が生じる。
【００５４】
以上のようなことから、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける画素の透過率を向上させるには、たとえば、電界を印加したときの液晶層３の各領域ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３における配向変化の度合いの違いを小さくすることが有効であると考えられる。そこで、実施例１の液晶表示パネルでは、電界を印加したときの液晶層３の各領域ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３における配向変化の度合いの違いを小さくし、画素内における透過率の向上や面内分布の均一化をはかる。
【００５５】
図９乃至図１２は、実施例１の液晶表示パネルの原理を説明するための模式図である。
図９は、理想的な液晶層の配向変化を示す模式図である。図１０は、液晶表示パネルにおける液晶層の配向変化を理想的な変化に近づける方法の一例を示す模式図である。図１１は、図１０に示した２つの状態における画素容量の誘電体の成分比を示す模式図である。図１２は、画素容量の誘電体の成分比を一定に保ちながら櫛歯ピッチを変えたときの透過率の変化の一例を示す模式図である。
【００５６】
従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける電界印加時の液晶分子ＬＣの方位角βの分布を見ると、図５に示したように、第１の配向膜７との界面から少し離れた位置にある液晶分子ＬＣの変化が最も大きい。すなわち、従来のＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルでは、液晶層３の厚さ方向で見た捩れ配向の捩れ方向は、第１の配向膜７との界面から少し離れた位置で反転する。
【００５７】
ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける画素の透過率は、使用する材料の透過率を無視すると、第１の偏光板４および液晶層３を通過した光の偏光状態と、第２の偏光板５の透過軸（吸収軸）の方向との関係によって決まる。この関係によって決まる透過率を高めるには、電界印加時の液晶層３の捩れ配向の捩れ角を大きくするとともに、たとえば、図９に示すように、厚さ方向で見た捩れ方向が一方向になり、かつ、チルト角の変化が無いようにすることが望まれる。なお、図９は、左側が電界無印加時の液晶層３の配向を示し、右側が電界印加時の液晶層３の配向を示している。
【００５８】
したがって、実施例１の液晶表示パネルでは、上記の関係によって決まる画素の透過率を高めるために、まず、図１０の（ｂ）に示すように、液晶層３に印加されるフリンジ電界（電気力線２１）を、液晶層３と第１の配向膜７との界面近傍に局在化させる。なお、図１０は、フリンジ電界（電気力線２１）の分布と液晶分子ＬＣの捩れ配向との関係を模式的に示しており、（ａ）と（ｂ）とでは、フリンジ電界の分布が異なる。
【００５９】
図１０の（ｂ）に示したように、液晶層３に印加される電界を第１の配向膜７との界面近傍に局在させると、捩れ配向が反転する位置が、図１０の（ａ）に示した場合に比べて、第１の配向膜７に近づく。そのため、捩れ配向が、理想的な配向状態、すなわち図９の（ｂ）に示した状態に近づく。
【００６０】
また、電界印加時のチルト角の変化を低減させるには、フリンジ電界をより短い周期で配置すればよく、たとえば、画素電極１５の櫛歯ピッチＰを低減すればよい。なお、櫛歯ピッチＰというのは、歯の配置間隔であり、歯の幅ＬＷとスリットの幅ＳＷとの和に相当する。チルト角の変化は、フリンジ電界に沿って液晶分子ＬＣが配向することに起因する。液晶層３に印加されるフリンジ電界はアーチ状なので極大点（電界の方向が基板平面と平行になる点）の両側で異なる符号のチルト角を発生させ、その結果として液晶層３にベンド配向が発生する。櫛歯ピッチＰを低減するほど、フリンジ電界の繰り返し周期が低減し、チルト角が減少する。
【００６１】
ところで、画素の開口領域、すなわち透過率と関係する領域は、電気回路的に見ると、画素電極１５および共通電極１３を一対の電極とし、第１の配向膜７、液晶層３、第１の配向膜７、および第３の絶縁層１４の積層体を誘電体とする容量（コンデンサ）である。この容量は、一般に、画素容量または液晶容量などと呼ばれる。このとき、図１０の（ａ）および（ｂ）に示した画素容量における誘電体の成分比は、それぞれ、図１１に示したような比になる。なお、図１１の（ａ）は、フリンジ電界が図１０の（ａ）に示した分布のときの誘電体の成分比であり、図１１の（ｂ）は、フリンジ電界が図１０の（ｂ）に示した分布のときの誘電体の成分比である。
【００６２】
第３の絶縁層１４の厚さおよび第１の配向膜７の厚さを変えずにフリンジ電界を局在化させた場合、フリンジ電界のうちの液晶層３に印加される成分が減少する。そのため、画素電極１５と共通電極１３の間に与える電位差が同じ場合、フリンジ電界を第１の配向膜７の界面近傍に局在化させることにより、液晶層３に印加される電界の電圧値が低くなり、液晶分子ＬＣの回転、すなわち捩れ配向の捩れ角が小さくなる。したがって、フリンジ電界を第１の配向膜７の界面近傍に局在化させる場合は、電界強度を増大させ、液晶層３に印加される電圧値を増大させる必要がある。
【００６３】
フリンジ電界の強度を増大させる方法としては、たとえば、画素電極１５と共通電極１３との間の電位差を大きくする方法が考えられる。しかしながら、この方法は、画素電極１５に印加する（書き込む）階調電圧信号の振幅を大きくする必要があり、消費電力が増大するので望ましくない。
【００６４】
また、フリンジ電界を第１の配向膜７の界面近傍に局在化させることにより液晶層３に印加される電界の電圧値が低減するのを防ぐ方法としては、そのほかに、たとえば、第３の絶縁層１４および第１の配向膜７を薄くする、またはこれらの比誘電率を増大するといった方法がある。ただし、第３の絶縁層１４や第１の配向膜７に適用可能な材料は限られているので、これらの比誘電率を増大することは困難である。ちなみに、第３の絶縁層１４は、緻密な膜質であり、かつ、平坦性、耐熱性、および透明性が高い絶縁膜であることが望ましく、たとえば、窒化ケイ素膜（比誘電率はおよそ６．５）を用いることが多い。また、第１の配向膜７は塗布形成が可能であり、かつ、配向性および透明性が高い絶縁膜であることが望ましく、たとえば、ポリイミド膜（比誘電率はおよそ４．０）を用いることが多い。
【００６５】
したがって、実施例１の液晶表示パネルでは、フリンジ電界を第１の配向膜７の界面近傍に局在化させることにより液晶層３に印加される電界の電圧値が低減するのを防ぐために、第３の絶縁層１４および第１の配向膜７を薄くする。より具体的には、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを一定に保ちながら櫛歯ピッチＰを低減する。すなわち、実施例１の液晶表示パネルでは、画素容量の誘電体として機能する積層体（第３の絶縁層１４、第１の配向膜７、液晶層３、および第１の配向膜７）の成分比を、たとえば、図１０の（ａ）に示したような比に保ちながら櫛歯ピッチＰを低減する。このようにすることで、液晶層３に印加されるフリンジ電界の強度を保ちながら、フリンジ電界を第１の配向膜７との界面近傍に局在化させることができる。
【００６６】
なお、第１の配向膜７は、画素電極１５を十分に被覆する必要がある。画素電極１５の歯の断面形状は、たとえば、図１０の（ａ）および（ｂ）に示したような台形状であり、当該台形の角の部分は電界が集中し、電界強度が特に高くなる。そのため、画素電極１５の角（台形の角）の部分が液晶層３と接触すると、たとえば、液晶層３を構成する液晶材料に化学反応が生じてイオン性の反応生成物を生じる場合があり、液晶層３の抵抗の低下などの特性の劣化が生じる。したがって、第１の配向膜７には、液晶材料の浸透を許さない緻密な膜質であることに加え、十分な膜厚が要求される。また、第１の配向膜７は、塗布形成時の流動により、画素電極１５の角（台形の角）を含む歯の上とスリットの上とで、厚さに変動があり、通常、歯の上よりもスリットの上のほうが厚くなる。これらのことを考慮すると、第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１（平均膜厚）は、画素電極１５の厚さの約１．５倍以上にする必要がある。なお、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１というのは、画素内における各点での厚さを平均化した値である。
【００６７】
以上のようなことから、本願発明者らが、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと画素電極１５の厚さの比を保ちながら櫛歯ピッチＰを低減したときの透過率を調べたところ、たとえば、図１２に示したような結果が得られた。なお、図１２は、横軸が櫛歯ピッチＰ、縦軸が透過率ＴＲのグラフであり、画素電極１５と共通電極１３との電位差は、低耐圧ドライバで付与可能な４．５Ｖにしている。また、図１２には、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４５にした場合、０．０１５にした場合、および０．０１０にした場合の櫛歯ピッチＰと透過率ＴＲとの関係を示している。
【００６８】
また、櫛歯ピッチＰは、歯の幅ＬＷとスリットの幅ＳＷの比が２：３になるようにしている。また、透過率ＴＲは、偏光板の平行透過率を１００％としている。またさらに、透過率ＴＲは、カラーフィルタを含む基板透過率を考慮しておらず、第１の偏光板４および液晶層３を通過した光の偏光状態と、第２の偏光板５の透過軸（吸収軸）との関係のみで決まる透過率である。
【００６９】
図１２からわかるように、櫛歯ピッチＰが５μｍ以上の場合は、櫛歯ピッチＰの低減とともに透過率ＴＲが急激に増大するが、櫛歯ピッチＰが５μｍ以下になると、透過率の変化が緩やかになり飽和する傾向がある。したがって、櫛歯ピッチＰを５μｍ以下にすれば、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける上限に近い透過率が得られる。
【００７０】
このように、櫛歯ピッチＰが５μｍ以下になると透過率の増大が緩やかになる理由は、たとえば、以下のように説明される。
【００７１】
図１３乃至図１６は、櫛歯ピッチが５μｍ以下になると透過率の増大が緩やかになる理由を説明するための模式図である。
図１３は、櫛歯ピッチを低減したときの液晶層の配向状態を説明するための模式図である。図１４は、図１３に示した区間の透過率分布を示す模式図である。図１５は、櫛歯ピッチをさらに低減したときの液晶層の配向状態を説明するための模式図である。図１６は、図１５に示した区間の透過率分布を示す模式図である。
なお、図１３および図１５に示した区間は、図７に示した区間と同じであるとする。
【００７２】
櫛歯ピッチＰが５μｍよりも十分に大きい場合、液晶層３に印加されるフリンジ電界（電気力線２１）は、たとえば、図７に示したような分布になっている。電界印加時の液晶層３の配向変化は、印加したフリンジ電界による変化が主であるが、液晶層３は弾性体としての性質を有する。そのため、第１の領域ＢＬ１（歯とスリットの境界部分）で生じた配向変化は、他の領域に伝播する。しかしながら、櫛歯ピッチＰが大きいと、第１の領域ＢＬ１で生じた配向変化が第２の領域ＢＬ２（歯の中央部分）や第３の領域ＢＬ３（スリットの中央部分）まで十分に伝播せず、各領域ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３における配向状態に差が生じる。その結果、透過率ＴＲが図８に示したような分布になる。
【００７３】
これに対し、櫛歯ピッチＰを低減して５μｍに近づけると、フリンジ電界の密度が増大し、たとえば、図１３に示すように、配向変化が大きい領域ＢＬ４が第１の配向膜７に近づくとともに、それらの間隙が狭くなる。そのため、配向変化が大きい領域ＢＬ４に生じた配向変化が、歯の中央部分やスリットの中央部分まで伝播し、各領域ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３における配向状態の差が小さくなる。したがって、図１４に示すように、第１の領域ＢＬ１（歯とスリットの境界部分）における透過率と、第２の領域ＢＬ２（歯の中央部分）および第３の領域ＢＬ３（スリットの中央部分）における透過率との差が小さくなる。なお、図１４に示した透過率ＴＲの値Ｔ１は、図８に示した第２の領域ＢＬ２（歯の中央部分）および第３の領域ＢＬ３（スリットの中央部分）における透過率ＴＲの値である。
【００７４】
また、櫛歯ピッチＰをさらに低減してほぼ５μｍにすると、フリンジ電界の密度がさらに増大し、たとえば、図１５に示すように、配向変化が大きい領域ＢＬ４の間隙がさらに狭くなるので、各領域ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３における配向状態の差がさらに小さくなる。したがって、図１６に示すように、第１の領域ＢＬ１（歯とスリットの境界部分）における透過率と、第２の領域ＢＬ２（歯の中央部分）および第３の領域ＢＬ３（スリットの中央部分）における透過率との差がさらに小さくなる。なお、図１６に示した透過率ＴＲの値Ｔ１，Ｔ２は、図１４に示した第２の領域ＢＬ２（歯の中央部分）および第３の領域ＢＬ３（スリットの中央部分）における透過率ＴＲの値である。
【００７５】
このように、櫛歯ピッチＰが大きいうちは、櫛歯ピッチＰを小さくしていくにしたがい、配向変化が大きい領域ＢＬ４の間隔が狭くなっていくが、櫛歯ピッチＰがある値まで小さくなると、配向変化が大きい領域ＢＬ４が互いに重なり合うようになる。そうなると、それ以上櫛歯ピッチＰを小さくしても、配向変化に違いが生じなくなる。したがって、櫛歯ピッチＰをある値より小さくすると透過率が飽和する。なお、本願発明者らが調べた結果において、櫛歯ピッチＰを５μｍ以下にすると透過率ＴＲが飽和したのは、現状の液晶表示パネルにおいて配向変化が大きい領域ＢＬ４が互いに重なり合うのが、櫛歯ピッチＰが５μｍの近傍であったからである考えられる。
【００７６】
図１７は、櫛歯ピッチと第３の絶縁層の厚さの比および櫛歯ピッチと第１の配向膜の厚さの比と透過率との関係の一例を示す模式図である。
なお、図１７は、横軸が櫛歯ピッチＰと第３の絶縁膜１４の厚さＩＬＥＴとの比ＩＬＥＴ／Ｐ、縦軸が透過率ＴＲのグラフ図である。また、図１７には、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１０にした場合、０．０１２にした場合、０．０１４にした場合、０．０１６にした場合、０．０１８にした場合、および０．０２０にした場合の、第３の絶縁膜１４の厚さＩＬＥＴと透過率ＴＲとの関係を示している。
【００７７】
上記の観点に基づいて、本願発明者らが、櫛歯ピッチＰを５μｍに固定し、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴおよび第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１をさまざまに変えて透過率を計算したところ、たとえば、図１７に示すような結果が得られた。
【００７８】
図１７からわかるように、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁膜１４の厚さＩＬＥＴとの比ＩＬＥＴ／Ｐ（すなわち第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴ）を一定にした場合、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐ（すなわち第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１）が小さくなるにつれて、透過率ＴＲが増大する傾向にある。また、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐを一定にした場合、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁膜１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐが小さくなるにつれて透過率ＴＲが増大する傾向にあるが、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁膜１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐが０．０４よりも小さくなると透過率ＴＲの増大率が鈍化する傾向にある。具体的には、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐが０．０４以下になり、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐが０．０１４以下になると、透過率ＴＲが飽和する。すなわち、櫛歯ピッチＰが５μｍの場合は、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴを０．２μｍ以下、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を０．０７μｍ以下にすると、透過率ＴＲが飽和し、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける上限に近い透過率が得られる。
【００７９】
なお、図１７に示したグラフ図に示した透過率の計算は、液晶材料の弾性定数（ｋ１１，ｋ２２，ｋ３３）を（１０．０ｐＮ，６．５ｐＮ，１５．０ｐＮ）とし、誘電率異方性Δεを６．５として計算している。
【００８０】
ところで、図１２に示したような透過率の櫛歯ピッチ依存性は、液晶層３（液晶材料）の物性値にも依存するが、実用的な液晶材料における物性値、たとえば、弾性定数（ｋ１１，ｋ２２，ｋ３３）や誘電率異方性Δεは、ある狭い範囲の値をとる。そのため、図１２に示した透過率の櫛歯ピッチ依存性は、実用的な液晶材料においてほぼ共通である。なお、実用的な液晶材料とは、モバイル用途に適した広い液晶温度範囲、低駆動電圧、高速応答のための低粘度、高複屈折率、アクティブ駆動時にフリッカを示さない高抵抗などの条件を同時に満足する液晶材料のことである。
【００８１】
すなわち、透過率の櫛歯ピッチ依存性は、液晶材料の種類によって多少違いが生じるものの、どの液晶材料でも櫛歯ピッチＰが５μｍ以下の範囲では透過率が概ね飽和すると考えられる。したがって、実用的な液晶材料を用いたＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルであれば、櫛歯ピッチＰを５μｍ以下にするとともに、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下にし、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下にすることで、画素の透過率をＩＰＳ−Ｐｒｏモードにおける上限に近づけることができる。
【００８２】
また、実施例１の液晶表示パネルでは、櫛歯ピッチＰを低減するほど第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１も低減しなければならないが、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１は、前述のように、液晶層３の化学変化を防ぐのに十分な厚さが必要である。このとき、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１は、膜質を緻密化しても０．０３μｍ程度必要である。これは、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１、ひいては櫛歯ピッチＰに制限を与えることを意味する。すなわち、実施例１の液晶表示パネルにおいて、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下とするのであれば、櫛歯ピッチＰの下限は２μｍになる。
【００８３】
また、実施例１の液晶表示パネルでは、櫛歯ピッチＰを低減するほど第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１も低減するので、櫛歯ピッチＰの低減に伴い画素電極１５の厚さも低減することが望ましい。しかしながら、画素電極１５の厚さを低減すると、当該画素電極１５の電気抵抗が増大する。一般に、画素電極１５の電気抵抗はその断面積に反比例するが、このほかにも、たとえば、画素電極１５を形成するＩＴＯの断面構造の変化により、画素電極１５の厚さをある値よりも小さくすると電気抵抗が著しく増大する。
【００８４】
画素電極の形成に用いるＩＴＯ膜の成膜過程は、核形成とその成長という二段階からなり、個々の核が平面方向に成長して互いに連結し、さらには膜厚方向に成長することにより均質なＩＴＯ膜が得られる。すなわち、画素電極１５の厚さを薄くしていくと核の成長が不十分な段階で成膜をとめなければならず、この段階では個々の核が充分に連結していないため高抵抗となる。成膜条件にもよるが、個々の核の大きさは約０．０１μｍであるため、画素電極１５の膜厚を約０．０１μｍ以下とすると電気抵抗が急激に増大し、液晶層３に電圧を印加できなくなる。このこともまた画素電極１５の厚さ、ひいては櫛歯ピッチＰの低減に制限を与えることになる。画素電極１５の厚さを０．０１μｍにし、櫛歯ピッチＰと画素電極１５の厚さの比を前述の０．０１にすると、櫛歯ピッチＰの下限は約１μｍになる。これは前述の液晶層３の化学反応を防ぐために必要な第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１（０．０３μｍ）から規定される櫛歯ピッチの下限値（２μｍ）よりも小さい値である。そのため、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１から規定される櫛歯ピッチＰの下限値が、実施例１の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチＰの下限値となる。したがって、実施例１の液晶表示パネルにおける画素電極１５の櫛歯ピッチＰは、２μｍ以上、５μｍ以下になる。
【００８５】
以上説明したように、実施例１によれば、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下に保ちながら、櫛歯ピッチＰを２μｍ以上５μｍ以下の値に低減することで、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルの透過率を向上させることができる。
【００８６】
（比較例１）
実施例１の液晶表示パネルの作用効果を明確にするために、比較例１として、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐ、または櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐのいずれか一方のみを一定にして櫛歯ピッチＰを低減したときの、櫛歯ピッチＰと透過率との関係の一例を示す。
【００８７】
図１８は、本発明に関わる比較例１の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチと透過率との関係の一例を示す模式図である。
なお、図１８は、横軸が櫛歯ピッチＰ（μｍ）、縦軸が透過率ＴＲ（％）のグラフ図である。また、図１８において、白抜きの三角印は、実施例１の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチＰと透過率ＴＲとの関係（ＩＬＥＴ／Ｐ＝０．０１５の場合）を示しており、白抜きの丸印は、以下に挙げる比較例１の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチＰと透過率ＴＲとの関係を示している。
【００８８】
比較例１の液晶表示パネルとして、本願発明者らは、まず、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴを一定にし、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１５に保ちながら、櫛歯ピッチＰを変えたモデルを用意した。このとき、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴは、櫛歯ピッチＰが７μｍのときの櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐが０．０４５になる厚さである０．３２μｍとした。
【００８９】
このような液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチＰと透過率ＴＲとの関係は、たとえば、図１８に示した白抜きの丸印のような関係になった。すなわち、比較例１の液晶表示パネルでは、櫛歯ピッチＰが約６μｍのときに透過率が最大（極大）になり、これよりも櫛歯ピッチＰを低減すると透過率ＴＲが低下した。
【００９０】
また、逆に、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を一定の厚さ（０．１μｍ）にし、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４５に保ちながら、櫛歯ピッチＰを変えた場合も、櫛歯ピッチＰと透過率ＴＲとの関係は、白抜きの丸印と同様の関係になった。
【００９１】
また、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴを０．３２μｍ、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を０．１μｍに固定して、櫛歯ピッチＰを変えた場合も、櫛歯ピッチＰと透過率ＴＲとの関係は、白抜きの丸印と同様の関係になった。またさらに、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴおよび第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を一定にして櫛歯ピッチＰを変えたときの透過率は、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐ、または櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐのいずれか一方のみを一定にしたときの透過率よりも低くなった。
【００９２】
これに対し、実施例１の液晶表示パネルでは、図１１に示した白抜きの三角印のように、櫛歯ピッチＰが５μｍ以下の範囲で透過率が飽和し、その値は、比較例１の液晶表示パネルにおける透過率よりも大きい。
【００９３】
すなわち、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて、櫛歯ピッチＰの低減により透過率を向上させるには、実施例１のように、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１以下に保ちながら、櫛歯ピッチＰを２μｍ以上５μｍ以下に低減することが必須であるといえる。
【実施例２】
【００９４】
図１９乃至図２１は、本発明による実施例２の液晶表示パネルの原理を説明するための模式図である。
図１９は、液晶表示パネルの応答特性を向上させる方法の従来例の一つを説明するための模式断面図である。図２０は、液晶層の厚さと透過率との関係の一例を示す模式図である。図２１は、本発明による実施例２の液晶表示パネルの原理を説明するための模式図である。
【００９５】
ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネル（液晶表示装置）は、前述のように、たとえば、携帯電話端末やデジタルカメラなどの携帯型電子機器に搭載されるようになってきている。これらの携帯型電子機器は、前述のように動画再生機能の搭載（普及）が進んでおり、搭載する液晶表示装置には高速応答化が求められている。
【００９６】
ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおける応答特性を向上させるには、前述のように、液晶層の厚さを低減させるのが有効かつ実用的である。しかしながら、従来のIPS-Proモードの液晶表示パネルの場合、液晶層の厚さを低減させると、透過率が低下する。
【００９７】
ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて、液晶層３に電界を印加したときに配向変化が大きい領域ＢＬ４は、たとえば、図１９の左側に示すように、液晶層３のうちの、第１の基板１に近く、かつ、歯とスリットの境界付近に位置する。液晶層３は、弾性体としての性質を示すので、配向変化が大きい領域ＢＬ４で生じた配向変化（液晶分子の回転）は、歯の中央部分やスリットの中央部分に伝播し、これにより歯の中央部分およびスリットの中央部分における配向変化を増大させている。
【００９８】
一方、第１の配向膜７および第２の配向膜１７は、これに近接する液晶層３の配向方向を規定するアンカリング効果を示す。そのため、液晶層３のうちの、第２の配向膜１７との界面の近傍の領域ＢＬ５は、第２の配向膜１７による配向規制力を受け、電界を印加したときの配向変化（液晶分子の回転）が抑制される。これにより、電界が印加された液晶層３は捩れ配向となり、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの特長である広視野角化が可能になる。
【００９９】
さて、このようなＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて、液晶層３の厚さを低減した場合、たとえば、図１９の右側に示すように、液晶層３に占める、第２の配向膜１７の配向規制力を受ける領域ＢＬ５の比率が増大する。すなわち、液晶層３の厚さを低減すると、アンカリング効果が増大することにより、配向変化が大きい領域ＢＬ４で生じた配向変化が周囲に伝播しにくくなる。その結果、たとえば、図２０に示すように、歯の中央およびスリットの中央における透過率が低減する。なお、図２０は、横軸が歯の並んでいる方向（ｘ方向）の位置、縦軸が透過率ＴＲのグラフ図である。また、図２０において、太い点線の曲線は液晶層を厚くしたときの透過率の分布を示しており、太い実線は液晶層を薄くしたときの透過率の分布を示している。
【０１００】
以上のようなことから、本願発明者らが、液晶層３の厚さを低減しても透過率が低減しないようにする方法を検討した結果、液晶層３の厚さの低減とともに、画素電極の櫛歯ピッチＰを低減すればよいことがわかった。すなわち、実施例２の液晶表示パネルでは、櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを一定に保ちながら、液晶層３のＤLCを低減することで、透過率の維持と応答特性の向上とを両立させる。
【０１０１】
液晶層３の厚さの低減にあわせて櫛歯ピッチを低減した場合、液晶層３中におけるフリンジ電界の分布状態、すなわち液晶層３の厚さで規格化したフリンジ電界の分布をほぼ一定に保つことができる。また、液晶層３の厚さを低減すればアンカリング効果が増大するが、櫛歯ピッチＰの低減により、たとえば、図２１に示すように、歯とスリットの境界から歯の中央までの距離、および歯とスリットの境界からスリットの中央までの距離もまた減少する。これにより、配向変化が大きい領域ＢＬ４の間隔が狭くなるので、歯の中央部分やスリットの中央部分のような電界密度が疎な領域に、配向変化が大きい領域ＢＬ４で生じた配向変化を充分に伝播させることができるようになり、透過率の低下を防ぐことができる。
【０１０２】
図２２および図２３は、実施例２の液晶表示パネルにおける画素電極の櫛歯ピッチと液晶層の厚さとの関係および作用効果を説明するための模式図である。
図２２は、実施例２の液晶表示パネルにおける画素電極の櫛歯ピッチと液晶層の厚さとの比の望ましい範囲を説明するための模式図である。図２３は、画素電極の櫛歯ピッチと液晶層の厚さとの比を一定に保ちながら液晶層の厚さを低減したときの透過率および応答時間の一例を示す模式図である。
なお、図２２は、横軸が液晶層３の厚さＤＬＣ（μｍ）、左縦軸が透過率ＴＲ（％）のグラフ図である。また、図２３は、横軸が液晶層３の厚さＤＬＣ（μｍ）、左縦軸が透過率ＴＲ（％）、右縦軸が応答時間ＲＥＳ（ｍｓｅｃ）のグラフ図であり、太い実線は液晶層の厚さＤＬＣと透過率ＴＲとの関係を示しており、太い点線は液晶層の厚さＤＬＣと応答時間ＲＥＳとの関係を示している。
【０１０３】
液晶層３の厚さＤＬＣの低減にあわせて櫛歯ピッチＰを低減させる場合は、実施例１で説明したように、櫛歯ピッチＰの低減にあわせて第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴおよび第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を低減することが望ましいのはもちろんである。
【０１０４】
また、実施例２のように画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを一定に保ちながら液晶層３の厚さＤLCを低減する場合、前述のアンカリング効果を考慮すると、その比ＤＬＣ／Ｐは、従来の液晶表示パネルにおける比よりも大きくすることが望ましい。従来の液晶表示パネルにおける画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの関係は、一般に、Ｐ＞ＤＬＣであり、その比ＤＬＣ／Ｐは０．６〜０．７程度である。したがって、実施例２の液晶表示パネルでは、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを従来の値（０．６〜０．７程度）よりも大きくすることが望ましいと考えられる。
【０１０５】
そこで、本願発明者らが、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを０．６よりも大きな値に定め、液晶層３の厚さＤLCと透過率ＴＲとの関係を調べたところ、たとえば、図２２に示すような結果が得られた。なお、図２２に示した結果は、液晶層３の厚さＤＬＣとともに低減する櫛歯ピッチＰの値に合わせて、液晶層３に印加される電界強度が一定になるようにして調べた関係である。すなわち、図２２に示した結果は、実施例１で説明したように、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下に保ちながら調べた関係である。またさらに、図２２に示した結果は、液晶層３のリタデーションΔｎ・ＤＬＣが一定になるように、液晶層３の厚さＤＬＣの低減にあわせて、液晶層３の屈折率異方性Δｎを増大させて調べた関係である。
【０１０６】
図２２からわかるように、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを０．６または０．７に保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減した場合、その厚さＤＬＣが２．２μｍから３．０μｍの範囲、すなわち櫛歯ピッチＰが５μｍ以下になる範囲では、厚さＤＬＣの低減とともに透過率ＴＲが急激に低下する。
【０１０７】
これに対し、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを０．８に保った場合、０．９に保った場合、および１．０に保った場合は、その厚さＤＬＣが２．２μｍから３．０μｍの範囲、すなわち櫛歯ピッチＰが２μｍ≦Ｐ≦５μｍの範囲における透過率ＴＲの変化量が小さい。
【０１０８】
したがって、実施例２の液晶表示パネルでは、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを０．８以上１．０以下、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下に保ちながら、櫛歯ピッチＰが２μｍ以上５μｍ以下の値になるように液晶層３の厚さＤＬＣを低減させることが望ましいと言える。
【０１０９】
なお、上記の条件は、液晶層３の厚さＤＬＣの低減にともなう透過率の低下を抑えるための条件である。そこで、本願発明者らが、上記の条件にしたがって液晶層３の厚さＤＬＣを変えたときの透過率ＴＲおよび応答時間ＲＥＳを測定したところ、たとえば、図２３に示すような結果が得られた。なお、図２３に示した結果は、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下に保ちながら測定したものである。またさらに、図２３に示した結果では、液晶層３のリタデーションΔｎ・ＤＬＣが一定になるように、液晶層３の厚さＤＬＣの低減にあわせて、液晶層３の屈折率異方性Δｎを増大させて測定したものである。
【０１１０】
また、応答時間ＲＥＳは、暗表示の印加電圧から明表示の印加電圧に切り替えた際に生じる透過率の変化量を１００％としたときに１０％から９０％に変化するのに要する時間と、明表示の印加電圧から暗表示の印加電圧に切り替えた際に生じる透過率の変化量を１００％としたときに１０％から９０％に変化するのに要する時間の和としている。
【０１１１】
図２３からわかるように、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを０．８に保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減した場合、応答時間ＲＥＳは、櫛歯ピッチＰの低減とともに減少した。またこのときの透過率ＴＲは、液晶層３の厚さＤＬＣの低減とともに徐々に減少するが、液晶層３の厚さＤＬＣが２．２μｍのときでも７０％以上であり、以下に挙げる比較例２に比べて、透過率の低下を抑えることができている。
【０１１２】
すなわち、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐを０．０４以下の一定の値に保ち、かつ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐを０．０１４以下の一定の値に保つとともに、画素電極１５の櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを一定の値に保ちながら、液晶層３の厚さＤＬＣ（櫛歯ピッチＰ）を低減することで、透過率の低下を抑制しつつ、応答特性を向上させることができる。したがって、実施例２の液晶表示パネルは、応答特性の向上させるために液晶層３の厚さＤＬＣを低減したときの透過率を、従来の液晶表示パネルに比べて向上させることができる。
【０１１３】
以上説明したように、実施例２によれば、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣの比ＤＬＣ／Ｐを一定に保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減することで、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルの応答特性の向上と透過率の維持または向上とを両立させることができる。
【０１１４】
（比較例２）
実施例２の液晶表示パネルの作用効果を明確にするために、比較例２として、櫛歯ピッチＰを一定に保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減したときの、櫛歯ピッチＰと透過率との関係、および櫛歯ピッチＰと応答時間との関係の一例を示す。
【０１１５】
図２４は、本発明に関わる比較例２の液晶表示パネルにおける櫛歯ピッチと透過率との関係および櫛歯ピッチと応答時間との関係の一例を示す模式図である。
なお、図２４は、横軸が液晶層３の厚さＤＬＣ（μｍ）、左縦軸が透過率ＴＲ（％）、右縦軸が応答時間ＲＥＳ（ｍｓｅｃ）のグラフ図である。また、図２３において、太い実線は液晶層の厚さＤＬＣと透過率ＴＲとの関係を示しており、太い点線は液晶層の厚さＤＬＣと応答時間ＲＥＳとの関係を示している。
【０１１６】
比較例２の液晶表示パネルとして、本願発明者らは、櫛歯ピッチＰ、第３の絶縁層１４厚さＩＬＥＴ、および第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を一定にし、液晶層３の厚さＤＬＣを変えたモデルを用意した。このとき、櫛歯ピッチＰ、第３の絶縁層１４厚さＩＬＥＴ、および第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１は、それぞれ、７μｍ、０．３２μｍ、および０．１μｍとしている。
【０１１７】
このような液晶表示パネルにおける液晶層３の厚さＤＬＣと透過率ＴＲとの関係、および液晶層３の厚さＤＬＣと応答時間ＲＥＳとの関係は、それぞれ、たとえば、図２４に示したような関係になった。すなわち、比較例２の液晶表示パネルでは、液晶層３の厚さＤＬＣの低減にともない、透過率ＴＲおよび応答時間ＲＥＳの両方が減少した。比較例２の液晶表示パネルにおいてこのような現象が見られる要因は、以下のように考えられる。
【０１１８】
櫛歯ピッチＰ、第３の絶縁層１４厚さＩＬＥＴ、および第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１が一定の場合、液晶層３に印加されるフリンジ電界の分布も一定に保たれる。そのため、液晶層３の厚さＤＬＣのみを低減した場合、液晶層３の厚さＤＬＣで規格化したフリンジ電界の分布は、厚さＤLCを低減することにより、相対的に液晶層３の上層方向（液晶層３と第１の配向膜７との界面から遠ざかる方向）へと拡大することになる。このようなフリンジ電界の相対的な分布状態の変化により、液晶層３の配向状態は、前述の捩れ配向とはより異なった状態となる。また、フリンジ電界の分布が相対的に液晶層３の上層方向に拡大した場合、配向変化が大きい領域ＢＬ４にある液晶分子のチルト角は増大する。
【０１１９】
また、前述のように、液晶層３の厚さＤＬＣを低減すると第１の配向膜７および第２の配向膜１７によるアンカリングの効果が増大するが、櫛歯ピッチＰが一定であるため、歯とスリットの境界から歯の中央までの距離、および歯とスリットの境界からスリットの中央までの距離も一定である。そのため、液晶層３の厚さＤＬＣのみを低減すると、電界密度が疎な領域ＢＬ５に捩れ配向を充分に伝播できなくなるので、これらの部分における配向の変化量が低減する。
【０１２０】
以上のようなことから、比較例２の液晶表示パネルでは、液晶層３の厚さＤＬＣの低減とともに透過率ＴＲが低下したと考えられる。そのため、櫛歯ピッチＰ、第３の絶縁層１４厚さＩＬＥＴ、および第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を一定にして液晶層３の厚さＤＬＣのみを低減すると、応答特性の向上と透過率の維持とを両立することができない。
【０１２１】
したがって、ＩＰＳ−Ｐｒｏ方式の液晶表示パネルにおいて、液晶層３の厚さＤＬＣの低減により応答特性の向上と透過率の維持または向上を両立させるには、実施例２のように、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴの比ＩＬＥＴ／Ｐ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１の比ＡＬＴ１／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣの比ＤＬＣ／Ｐを一定の値に保ちながら、液晶層３の厚さＤＬＣを低減することが必須であるといえる。
【実施例３】
【０１２２】
実施例３では、実施例１または実施例２で挙げた液晶表示パネルにおける別の効果の一例として、高精細化が進む中小型液晶表示装置において問題になっている色再現範囲の低下という問題に対する効果を説明する。
【０１２３】
図２５乃至図２７は、本発明による実施例３の液晶表示パネルにおける作用効果を説明するための模式図である。
図２５は、１本の映像信号線を挟んで隣接する２つの画素の主要部分の平面構成を示す模式平面図である。図２６は、従来の液晶表示パネルにおける液晶層の配向の変化の一例を示す模式平面図である。図２７は、従来の液晶表示パネルにおいて色再現範囲の低下を防ぐ方法の一例を示す模式平面図である。
なお、図２６に示した（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図２５の領域ＡＲ２における液晶層３の配向状態を示す模式図である。また、図２６において、（ａ）は、中央の映像信号線１０を挟んで隣接する２つの画素がともに電界無印加時の液晶層３の配向状態を示しており、（ｂ）は、中央の映像信号線１０の左側にある画素の液晶層３のみに電界が印加されたときの液晶層３の配向状態を示している。
【０１２４】
携帯電話端末の液晶モニターの画素仕様として主流になりつつあるワイドＶＧＡ（Video Gate Array）仕様では、１つの表示領域を構成する画素の数が８００×４８０×３個である。また、デジタルカメラの液晶モニターの画素仕様として主流になりつつあるＶＧＡ仕様では、１つの表示領域を構成する画素の数が６４０×４８０×３個である。このような画素仕様を表示領域の対角寸法が3インチ程度の液晶表示装置に適用すると、１つの画素のサイズは、およそ７５μｍ×２５μｍになる。
【０１２５】
このように画素サイズが微小な液晶表示装置では、高色純度のカラーフィルタを用いるなどしても色再現範囲が低下することがある。その原因の１つとして、ある画素で生じた液晶層３の配向変化が隣接画素に伝播し、隣接画素の透過率を変化させることが挙げられる。これについて、図２５および図２６を用いて説明する。
【０１２６】
画素サイズが上記の７５μｍ×２５μｍの場合、通常、映像信号線１０の延びる方向の寸法が７５μｍであり、走査信号線８の延びる方向の寸法が２５μｍである。したがって、このような液晶表示パネルでは、図２５に示した、隣接する２本の映像信号線１０の間隔Ｗ１が約２５μｍになる。
【０１２７】
このとき、映像信号線１０を挟んで隣接する２つの画素の画素電極１５の歯の部分の間隙Ｗ２（以下、単に画素電極１５の間隙Ｗ２という。）が狭いと、たとえば、当該映像信号線１０の左側の画素の液晶層３のみに電界を印加したときに、次のようなことが起こる。
【０１２８】
まず、当該２つの画素の液晶層３が、ともに電界無印加の状態である場合、画素の境界付近にある液晶分子ＬＣ１〜ＬＣ８は、たとえば、図２６の（ａ）に示すように、すべての液晶分子ＬＣ１〜ＬＣ８の配向方向（分子軸方向）が概ね同じ方向になっている。
【０１２９】
この状態から、左側の画素の液晶層３のみに電界を印加すると、図２６の（ｂ）に示すように、当該左側の画素に属する液晶分子ＬＣ１〜ＬＣ３は、電界の方向と平行になる方向に回転する。
【０１３０】
また、ＩＰＳモードでは、電圧印加時に液晶層３で生じる配向変化が主に捩れ配向であるが、これに関わる弾性定数ｋ２２はｋ１１、ｋ３３に比較して値が小さい。そのため、液晶層３に生じた配向変化（捩れ配向）は、伝播する距離が比較的長いという特徴がある。したがって、隣接画素の画素電極１５の間隙Ｗ２が狭いと、左側の画素の液晶層３で生じた配向変化（捩れ配向）が右側の画素の液晶層３に伝播し、右側の画素に属する液晶分子ＬＣ６，ＬＣ７などが回転する。
【０１３１】
このとき、液晶分子ＬＣ３から液晶分子ＬＣ７までの回転角は、左側の画素電極１５からの距離が大きくなるにつれて小さくなるが、液晶分子ＬＣ７が回転すると、右側の画素のうちの、左側の画素との境界に近い部分だけ、透過率が変化する。したがって、電界無印加時が暗表示になる液晶表示装置の場合、右側の画素は、左側の画素との境界付近が明るくなる。
【０１３２】
このような隣接画素の透過率の変化の影響は、カラー液晶表示装置において純色を表示する際に最も顕著に現れ、色再現範囲を低下させる原因となる。ＲＧＢ方式のカラー表示に対応した液晶表示装置（液晶表示パネル）は、赤色光の輝度を制御する赤画素、緑色光の輝度を制御する緑画素、および青色光の輝度を制御する青画素の３つの画素により映像や画像の１ドットの色を表現している。このとき、これらの３つの画素は、通常、走査信号線８の延びる方向に並んでおり、映像信号線１０を挟んで隣接する２つの画素は、輝度を制御する光の色が異なる。ＲＧＢ方式のカラー液晶表示装置において、たとえば、純色の赤を表示する場合は、通常、赤画素のみを明表示にするので、赤画素と隣接する緑画素および青画素は、本来は暗表示であるべきである。しかしながら、従来の液晶表示パネルでは、赤画素の境界付近で生じた液晶層３の配向変化が、隣接する緑画素や青画素に伝播し、緑画素や青画素の透過率が部分的に大きくなる。したがって、ＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、隣接画素の画素電極１５の間隙Ｗ２をある値よりも小さくすると、隣接する純色の赤に、緑色光や青色光が混ざり、純色赤表示の色純度が低下する。また、このような混色は、たとえば、純色の緑を表示する場合や、純色の青を表示する場合にも起こるし、任意の色を表示する場合にも生じる。そのため、従来のＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、隣接画素の画素電極１５の間隙Ｗ２をある値よりも小さくすると、混色により色再現範囲が低下する。
【０１３３】
このような液晶層３の配向変化の伝播による色再現範囲の低下を防ぐには、隣接画素の境界と画素電極１５との間隙Ｗ２を、液晶層３の配向変化が伝播する距離よりも大きくする必要がある。たとえば、液晶層３の厚さが３．４μｍの場合、液晶層３の配向変化の伝播による色再現範囲の低下を防ぐために必要な画素電極１５の間隙Ｗ２は、約１３μｍである。すなわち、従来の液晶表示パネルでは、映像信号線１０の間隔Ｗ１が２５μｍの場合、一画素内において画素電極を配列できる領域は１２μｍとなる。したがって、櫛歯電極ピッチＰを５μｍとし、歯の幅ＬＷとスリットの幅ＳＷの比を２：３とすると、図２７に示したように、１つの画素電極１５の歯の数は３本になる。
【０１３４】
このとき、第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１を０．０８μｍ、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴを０．２４μｍとした液晶表示パネルのＮＴＳＣ比、すなわちNational Television System Committeeの定めた色再現範囲がC.I.E. 1931 CHROMATICITY DIAGRAM 上で作る面積を１００％として、これに対する面積比で色再現範囲を評価したところ、７２％の色再現範囲が得られた。
【０１３５】
本願発明では、上記のような液晶層３の配向変化の伝播による色再現範囲の低下を防ぐ方法として、液晶層３の厚さＤＬＣを低減することを提案する。液晶層３の厚さＤＬＣを低減すれば、液晶層３中において液晶界面に近い、アンカリングの影響を強く受ける部分の割合が相対的に増大し、配向変化が伝播しにくくなる。このとき、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２は、液晶層３の厚さＤＬＣと相似の関係を保ちながら低減すれば良い。またこのとき、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴとの比ＩＬＥＴ／Ｐや、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐ、櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐなどを保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減すれば、実施例２で説明したように、単位画素面積あたりの透過率も維持することができる。
【０１３６】
すなわち、実施例３の考え方によると、たとえば、液晶層３の厚さＤＬＣを３．４μｍの約０．８倍である２．８μｍに低減する場合、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２もまた１３μｍの約０．８倍である１１μｍまで低減することができる。このとき、隣接する映像信号線１０の間隔Ｗ１、すなわち走査信号線８の延びる方向の画素寸法を２５μｍとすると、一画素内において画素電極１５を配置できる領域は１４μｍとなる。またこのとき、櫛歯ピッチも５．０μｍの約０．８倍である４．１μｍに低減する。その結果、一画素に配置できる歯の数が４本に増える。またこのとき、歯の幅ＬＷとスリットの幅ＳＷの比を２：３とすると、歯の幅ＬＷは１．６２５μｍ、スリットの幅ＳＷは２．５μｍになる。
【０１３７】
このように液晶層３の厚さＤＬＣの低減にあわせて、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２を低減した場合のＮＴＳＣ比を調べたところ、７２％の色再現範囲が得られ、色再現範囲の低下は起こらなかった。また、画素電極１５を配置できる領域が拡大したことにより、透過率が約１．１１倍に増大した。またさらには、応答特性向上の効果も得られた。
【０１３８】
なお、上記のＮＴＳＣ比は、実施例１および実施例２で説明した条件を考慮し、第１の配向膜７の平均膜厚ＡＬＴ１を０．０６５μｍ、第３の絶縁膜１４の厚さＩＬＥＴを０．１９μｍとした液晶表示パネルで評価している。またこのとき、液晶層３のリタデーションΔｎ・ＤＬＣを一定にするため、液晶材料の屈折率異方性Δｎを１．２５倍に増大している。
【０１３９】
前述のように、液晶層３の厚さＤＬＣが３．４μｍの場合に色再現範囲の低下を防ぐために必要な隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２は１３μｍである。このとき、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２と液晶層３の厚さＤＬＣの比Ｗ２／ＤＬＣは約３．８である。また、液晶層３の厚さＤＬＣが一定の場合は、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２が大きいほど、配向変化の伝播による色再現範囲の低下を防ぐことができる。したがって、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２と液晶層３の厚さＤＬＣの比Ｗ２／ＤＬＣが３．８以上になるように隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２を設定すれば、色再現範囲の低下を防ぐことができる。またさらには、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２と液晶層３の厚さＤＬＣの比Ｗ２／ＤＬＣを３．８に保ち、かつ、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴとの比ＩＬＥＴ／Ｐ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを所定の値に保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減することで、色再現範囲の低下を防ぎながら、透過率を最大限に増大できる。
【０１４０】
以上説明したように、実施例３によれば、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２と液晶層３の厚さＤＬＣの比Ｗ２／ＤＬＣを３．８以上の一定の値に保ち、かつ、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴとの比ＩＬＥＴ／Ｐ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを所定の値に保ちながら液晶層３の厚さＤＬＣを低減することで、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルの色再現範囲の低下を防ぐとともに、透過率を最大限に増大できる。
【０１４１】
また、実施例３の液晶表示パネルは、櫛歯ピッチＰと第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴとの比ＩＬＥＴ／Ｐ、櫛歯ピッチＰと第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１との比ＡＬＴ１／Ｐ、および櫛歯ピッチＰと液晶層３の厚さＤＬＣとの比ＤＬＣ／Ｐを所定の値に保ちながら液晶層３の厚さＤLCを低減するので、応答特性を向上させることもできる。
【０１４２】
（比較例３）
実施例３の液晶表示パネルの作用効果を明確にするために、比較例３として、本願発明者らは、液晶層３の厚さＤＬＣを３．４μｍとしたままで隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２を１１μｍに低減した液晶表示パネルにおける色再現範囲を調べたところ、ＮＴＳＣ比にして６２％まで低下した。
【０１４３】
なお、比較例３の液晶表示パネルでは、１つの画素電極１５における歯の数を４本とし、歯の幅ＬＷを１．６２５μｍ、スリットの幅ＳＷを２．５μｍとした。また、第１の配向膜７の厚さＡＬＴ１は０．０６５μｍ、第３の絶縁層１４の厚さＩＬＥＴは０．１９μｍとした。
【０１４４】
このように、液晶層３の厚さＤＬＣを低減せずに隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２だけを低減すれば、前述のように、自画素の液晶配向変化が隣接画素にまで伝播する。そのため、純色表示時には本来黒表示であるべき画素から光漏れが生じ、純色表示の色純度が低下して色再現範囲が低下した。その結果、色鮮やかな表示ができなくなった。
【０１４５】
すなわち、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルにおいて高精細化にともなう色再現範囲の低下を防ぐには、実施例３のように、隣接画素間の画素電極１５の間隙Ｗ２と液晶層３の厚さＤＬＣの比Ｗ２／ＤＬＣを３．８以上に保ちながら、液晶層３の厚さＤＬＣを低減することが必須であるといえる。
【０１４６】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【０１４７】
たとえば、実施例１乃至実施例３では、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルの一例として、画素電極１５と共通電極１３のうちの、画素電極１５のほうが液晶層３に近い場合を挙げている。しかしながら、ＩＰＳ−Ｐｒｏモードの液晶表示パネルは、これに限らず、共通電極１３のほうが液晶層３に近く、かつ、平面形状が櫛歯状であってもよいことはもちろんである。この場合は、実施例１乃至実施例３における画素電極１５の歯の幅ＬＷ、スリットの幅ＳＷ、櫛歯ピッチＰ、歯の数などを、共通電極１３の歯の幅、スリットの幅、櫛歯ピッチ、歯の数に置き換え、実施例１乃至実施例３で説明した条件を満たすようにすればよい。
【０１４８】
また、共通電極１３のほうが液晶層３に近く、かつ、平面形状が櫛歯状である液晶表示パネルに実施例３の構成を適用する場合は、たとえば、共通電極１３のうちの、隣接画素の境界を通る部分、言い換えると映像信号線１０の上を通る部分の幅を、実施例３における画素電極１５の間隙Ｗ２を見なして、当該実施例３の条件を満たすようにすればよい。
【０１４９】
また、画素電極１５または共通電極１３のいずれかを櫛歯状にする場合、歯の延びる方向は、図１に示したような走査信号線８の延びる方向と直交する方向に限らず、適宜変更可能であることはもちろんである。
【０１５０】
また、実施例１乃至実施例３では、液晶表示パネルの一例として、図１乃至図３に示したような構成の画素を有する透過型のものを挙げたが、本発明は、これに限らず、反射型または半透過型の液晶表示パネルにも適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１５１】
１  第１の基板
２  第２の基板
３  液晶層
４  第１の偏光板
５  第２の偏光板
６  第１の絶縁基板
７  第１の配向膜
８  走査信号線
９  第１の絶縁層
１０  映像信号線
１１  ＴＦＴ素子
１２  第２の絶縁層
１３  共通電極
１４  第３の絶縁層
１５  画素電極
１６  第２の絶縁基板
１７  第２の配向膜
１８  ブラックマトリクス
１９  カラーフィルタ
２０  平坦化層
２１  電気力線
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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