(57)【要約】【課題】表示品位の低下を抑えた液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶表示素子は、第１の電極３２が配置された第１の基板と、第１の電極３２と対向する面に第２の電極３４が配置された第２の基板と、それら基板間に挟持されて垂直配向する液晶層とを有する。第１の電極３２は、上下方向と左右方向とに配列されて格子状をなす複数の第１の開口部３５を有し、第１の開口部３５を角と辺とに有する第１の領域３７が複数形成されている。第２の電極３４は、同様の格子状に配列された複数の第２の開口部３６を有する。そして、液晶表示素子は、平面視で、格子状に配列された複数の第２の開口部３６の交差する部分が、第１の電極３２の第１の領域３７内に配置され、格子状に配列された第２の開口部３６によって、第１の領域３７が４分割されるように構成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が配置された第１の基板と、前記第１の電極と対向する面に第２の電極が配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持されて垂直配向する液晶層とを有し、
前記第１の電極は、第１の方向と該第１の方向と異なる第２の方向とに配列される複数の第１の開口部を有し、該第１の開口部を角と辺とに有する第１の領域が複数形成されており、
前記第２の電極は、格子状に配列された複数の第２の開口部を有し、
平面視で、前記格子状に配列された前記複数の第２の開口部の交差する部分が、前記第１の電極の前記第１の領域内に配置され、該格子状に配列された該第２の開口部によって該第１の領域が４分割されることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記第２の電極の前記格子状に配列された前記複数の第２の開口部の交差する部分が、平面視で、前記第１の領域の中央部分に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶層を挟持する前記第１の基板と前記第２の基板とを挟持し、互いの吸収軸が直交するように配置された一対の偏光板を有し、該一対の偏光板のうちの一方の吸収軸が、前記第１の開口部が配列する前記第１の方向と前記第２の方向のいずれかと平行となるように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記第１の電極の前記第１の領域は、角に２つの前記第１の開口部を有し、該２つの第１の開口部のうちの一方は、前記第１の方向に配列するものの１つであり、もう一方は、前記第２の方向に配列するものの１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記第１の電極の前記第１の領域の角に配置される前記第１の開口部は、配列方向の長さが７μｍ〜３０μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１の電極の前記第１の領域の辺に配置される前記第１の開口部は、矩形または円形であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
平面視で、前記第２の開口部によって４分割された前記第１の領域の各部の前記第１の方向および前記第２の方向の幅は、それぞれ独立に、２０μｍ〜６０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記第１の電極として、複数の列電極を有し、前記第２の電極として、前記列電極に直交する複数の行電極を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、透過型および反射型等があるが、例えば、透過型の場合、観察者の側に配置される透明な第１の基板と、この第１の基板に対向して観察者とは反対側に配置される透明な第２の基板とを有し、これら第１の基板と第２の基板との間に、液晶層を挟持して構成される。液晶層は、例えば、ネマチック相の液晶（以下、ネマチック液晶とも言う）等を用いて形成することができる。そして、第１の基板および／または第２の基板の液晶層側となる内面には、必要なパターニングがなされた、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム錫）等の透明導電材料からなる電極を設けることができる。各基板上の電極上の液晶層と接する面には、液晶層において液晶の均一な初期配向を実現する液晶配向膜を設けることができる。液晶層を挟持する第１の基板と第２の基板の両方を挟んで、観察者の側とその反対側に一対の偏光板を配置することができる。このような構成を備えた液晶表示素子においては、電極を用いて液晶層に印加される電界に応じて、液晶層の液晶が初期の配向状態から配向変化し、液晶層を透過する光の制御がなされる。
【０００３】
液晶表示素子は、液晶層の液晶の初期の配向状態並びに電界を印加した時の動作等から、いくつかのモード(型）に分類される。例えば、電界の印加されない初期配向時の液晶層の液晶が、基板面に対して垂直または略垂直な、垂直配向をする液晶表示素子がある。このような液晶表示素子は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型の液晶表示素子と称されている。
【０００４】
ＶＡ型の液晶表示素子では、誘電異方性が負である液晶が液晶層の形成に用いられる。第１および第２の２枚の基板上には、液晶層を挟んで、通常はクロスニコルを構成するように一対の偏光板が配置される。第１および第２の基板の液晶層側となる内面にはそれぞれ電極が設けられる。そして、その電極を用いて液晶層に電圧を印加すると、液晶層の液晶の配向が変化し、液晶が形成される電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と平行になろうとする（例えば、特許文献１参照。）。これにより、電圧を印加した部分では、初期の液晶の配向状態に比べ、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層の厚み（ｄ）との積（Δｎ・ｄ）によって定まる光の透過特性が変化する。ＶＡ型の液晶表示素子では、電圧の印加部分で光の透過特性が変化する性質を利用して、所望とする表示が行われる。
【０００５】
ＶＡ型の液晶表示素子は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶表示素子やＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶表示素子と比較すると、応答特性に優れ、高コントラストの表示を実現することができる（例えば、特許文献２参照。）。そして、ＶＡ型の液晶表示素子は、例えば、液晶テレビや携帯用情報機器の表示装置、さらには、自動車等車両のインストルメントパネル等のいわゆる車載用にも盛んに用いられている。
【０００６】
このようなＶＡ型の液晶表示素子は、上述したように、初期配向時の液晶層の液晶が、基板面に対して垂直または略垂直な垂直配向をする。しかし、液晶が完全に垂直配向することは好ましくない場合がある。電圧の印加されないときの液晶の配向が基板に対して完全に垂直である場合、基板面に完全な垂直方向の電圧が印加されると液晶が傾く方向を規定することができない。その結果、電圧印加時における液晶の配向が一様にならず表示品位が低下する。よって、ＶＡ型の液晶表示素子では、何らかの方法で、液晶層の液晶にプレチルト角を付与するようにするか、電極形状を工夫する等して、垂直に配向する液晶が電圧印加によって傾く方向を規定する必要がある。
【０００７】
液晶層において液晶のプレチルト角を形成する方法としては、酸化珪素（ＳｉＯ２）を基板に対して斜めに蒸着する斜め蒸着法等がある。また、より簡便な方法として、垂直配向性の配向膜にラビング処理を施すことによって液晶にプレチルト角を付与し、液晶の配向方向を規定することもできる。
【０００８】
垂直に配向する液晶が傾く方向を規定する方法としては、印加電圧による電界方向を基板面に対して斜めにする斜め電界法や、電極等にリブ構造を設けるリブ法がある。
また、液晶が傾く方向を規定する方法として、電極に開口部（スリット）を形成する方法がある。例えば、特許文献３には、電極に複数の開口部を規則的に設けることにより、その開口部により規定されるサブ画素領域内の液晶分子を軸対称状に配向させる液晶表示装置が記載されている。特許文献４には、軸対称状配向である液晶分子の放射状配向の例が示されていて、放射状配向も回転対称性を有する配向、すなわち軸対称配向となり、視野角特性が向上すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２０７７８２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３６２号公報
【特許文献３】特許第３３６７９０２号明細書
【特許文献４】特許第３６０１７８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、液晶層の液晶にプレチルト角を付与するため、垂直配向性の配向膜にラビング処理を施す方法では、筋状の表示むら等のラビングによる表示品位の低下や歩留低下が起こりやすいという問題を有する。そして、液晶表示素子の視野角をさらに広くするためには、複数の配向方向を混在化させる、所謂配向分割の方法が有効であり、電圧印加によって複数の方向に液晶が傾くようにすることが有効である。しかしながら、ラビング処理では液晶配向膜全体を一様に処理するため、そのような配向分割の実現は難しい。
【００１１】
また、電極等にリブ構造を設けるリブ法は、工程数が多くなって液晶表示素子の生産性が低下し、生産コストが増大するという問題がある。
【００１２】
さらに、電極に開口部（スリット）を形成する方法では、その開口部の形状や配置構造により、上述した軸対称配向（放射状配向）が形成されるが、その場合、明表示における透過率の向上が難しくなる。すなわち、ＶＡ型液晶表示素子は、電圧印加により、液晶層を挟持する偏光板の軸方向に対して４５度の方向に液晶を傾斜させて配向させた時に、最も透過率が向上し、明るい明表示が得られる。しかし、電圧印加によって液晶が放射状配向すると、偏光板の軸方向に対して、液晶が様々な方向に配向することになり、透過率を十分に高くできないという問題点がある。
【００１３】
また、電極に開口部（スリット）を形成する方法では、垂直に配向する液晶の傾く方向を規定することができ、さらに、開口部の形状や配置構造により、上述した配向分割の実現が可能である。しかし、開口部の形状や配置構造によっては、配向分割によって形成された各サブ画素間での液晶の配向状態のばらつきが大きく、透過率のばらつきが生じ、その結果、コントラスト比のばらつきを生じさせることがある。さらに、開口部の形状や配置構造により、開口部の近傍等で液晶に配向乱れが生じことがあり、配向乱れの生じた領域では液晶の倒れる方向が揃っていないために、同様に、透過率のばらつきが生じ、その結果、コントラスト比のばらつきを生じさせることがある。
【００１４】
そのため、開口部を形成する方法では、開口部の形状とその配置構造の選択が非常に重要となる。そして、電圧印加時の液晶配向のばらつきを低減し、液晶表示素子の表示品位を低下させることがない開口部の形状とその配置構造の実現が求められている。
【００１５】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ＶＡ型の液晶表示素子において、電圧印加時の液晶配向のばらつきを低減することである。そして、本発明の目的は、表示品位の低下を抑えた液晶表示素子を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の態様は、第１の電極が配置された第１の基板と、第１の電極と対向する面に第２の電極が配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟持されて垂直配向する液晶層とを有し、
第１の電極は、第１の方向とその第１の方向と異なる第２の方向とに配列される複数の第１の開口部を有し、その第１の開口部を角と辺とに有する第１の領域が複数形成されており、
第２の電極は、格子状に配列された複数の第２の開口部を有し、
平面視で、格子状に配列された複数の第２の開口部の交差する部分が、第１の電極の第１の領域内に配置され、その格子状に配列された第２の開口部によって第１の領域が４分割されることを特徴とする液晶表示素子に関する。
【００１８】
本発明の態様において、第２の電極の格子状に配列された複数の第２の開口部の交差する部分が、平面視で、第１の領域の中央部分に配置されることが好ましい。
【００１９】
本発明の態様において、液晶層を挟持する第１の基板と第２の基板とを挟持し、互いの吸収軸が直交するように配置された一対の偏光板を有し、その一対の偏光板のうちの一方の吸収軸が、第１の開口部が配列する第１の方向と第２の方向のいずれかと平行となるように配置されることが好ましい。
【００２０】
本発明の態様において、第１の電極の第１の領域は、角に２つの第１の開口部を有し、その２つの第１の開口部のうちの一方は、第１の方向に配列するものの１つであり、もう一方は、第２の方向に配列するものの１つであることが好ましい。
【００２１】
本発明の態様において、第１の電極の第１の領域の角に配置される第１の開口部は、配列方向の長さが７μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
【００２２】
本発明の態様において、第１の電極の第１の領域の辺に配置される第１の開口部は、矩形または円形であることが好ましい。
【００２３】
本発明の態様において、平面視で、第２の開口部によって４分割された第１の領域の各部の第１の方向および第２の方向の幅は、それぞれ独立に、２０μｍ〜６０μｍであることが好ましい。
【００２４】
本発明の態様において、第１の電極として、複数の列電極を有し、第２の電極として、その列電極に直交する複数の行電極を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、表示品位の低下を抑えた液晶表示素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の液晶表示素子の構造を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態の液晶表示素子における偏光板の吸収軸の配置関係の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の開口部の構造の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は第１の基板上の第１の電極の第１の開口部の構造を示す図であり、（ｂ）は第２の基板上の第２の電極の第２の開口部の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の構造を模式的に説明する図である。
【図５】本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の開口部の構造の別の例を示す図であり、（ａ）は第１の基板上の第１の電極の第１の開口部の構造を示す図であり、（ｂ）は第２の基板上の第２の電極の第２の開口部の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の構造の別の例を模式的に説明する図である。
【図７】本発明の第１実施例の基板上の電極の構造を示す図であり、（ａ）はセグメント電極の構造を示す図であり、（ｂ）は、コモン電極の構造を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例の基板上の電極の構造を示す図であり、（ａ）はセグメント電極の構造を示す図であり、（ｂ）は、コモン電極の構造を示す図である。
【図９】本発明の第５実施例の液晶表示素子の電極構造を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態の液晶表示素子は、ＶＡ型の液晶表示素子である。
本実施形態の液晶表示素子は、液晶パネルを有する。液晶パネルは、観察者の側に配置される透明な第１の基板と、この第１の基板に対向して観察者とは反対側に配置される透明な第２の基板とを有し、これら第１の基板と第２の基板との間に、液晶層を挟持して構成される。
【００２８】
本実施形態において、液晶層は、誘電異方性が負である液晶を用いて形成されている。
本実施形態の液晶表示素子の液晶パネルの第１の基板および第２の基板の液晶層側となる内面には、必要なパターニングがなされた、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる電極を設けることができる。例えば、第１の基板には、第１の電極としてコモン電極を設け、第２の基板には、第２の電極としてセグメント電極を設けることができる。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態の液晶表示素子の構造を示す模式的な断面図である。
【００３０】
本実施形態の液晶表示素子１は、Ｒ偏光板２、液晶パネル３およびＦ偏光板４をこの順で積層して構成される。すなわち、液晶層(図示されない）を挟持する第１の基板（図示されない）および第２の基板(図示されない）の両方を挟んで、観察者の側とその反対側に一対の偏光板としてＦ偏光板４とＲ偏光板２とが配置される。液晶パネル３の背面側には、Ｒ偏光板２の背面側に、例えば、バックライト５が配置される。液晶表示素子１は、透過型の液晶表示素子を構成することができる。
【００３１】
その場合、液晶パネル３は、透過型の液晶パネルである。液晶パネル３は、それぞれガラスや樹脂等の光透過性の材料からなり、観察者側となる前面側に配置される第１の基板と、その反対側となる背面側に配置される第２の基板とからなる一対の基板（図示されない）によって液晶層（図示されない）を挟持して構成される。液晶パネル３では、例えば、周縁部に設けられたシール材（図示されない）等により、液晶層を第１の基板と第２の基板との間に封止する。
【００３２】
液晶パネル３の第１の基板は、前面側（視認者側）となる第１面と反対の背面側となる第２面に第１の電極（図１中、図示されない。）を有する。そして、第１の基板と液晶層を挟んで対向配置される第２の基板は、第１の基板の第２面と対向する第１面に、第１の電極と対向する第２の電極（図１中、図示されない。）を有する。すなわち、液晶パネル３の第１の基板および第２の基板の液晶層側となる内面にはそれぞれ、互いに対向する電極を設けることができる。液晶層は、第１の基板の第１の電極と、第２の基板の第２の電極との間で挟持されて配置される。
【００３３】
第１の基板上の第１の電極と、第２の基板上の第２の電極とはそれぞれ、例えば、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる透明電極とすることが好ましい。基板上の各電極は、必要なパターニングが施され、所望の形状に形成される。液晶パネル３の第１の電極および第２の電極の形状は、液晶表示素子１における表示領域での表示のパターンに対応するように形成することができる。
【００３４】
液晶パネル３において、第１の基板の第１の電極が形成された第２面と、第２の基板の第２の電極が形成された第１面にはそれぞれ、液晶層と接し、液晶層の均一な初期配向を実現する液晶配向膜（図示されない）を設けることが好ましい。液晶配向膜としては、垂直配向性の液晶配向膜を用いることが好ましい。
【００３５】
本実施形態の液晶パネル３の液晶層は、例えば、ネマチック相の液晶を用いて形成され、負の誘電異方性を有する。
【００３６】
そして、液晶パネル３の液晶層は、第１の基板と第２の基板との間で液晶が垂直配向する初期配向状態を示す。すなわち、液晶パネル３は、垂直配向型の液晶パネル３であることが好ましい。
【００３７】
液晶パネル３の前面側であって、第１の基板の第１面側には偏光板としてＦ偏光板４が配置される。液晶パネル３の背面側であって、第２の基板の背面側となる第２面側にはＲ偏光板２が配置される。したがって、上述したように、液晶パネル３の液晶層の上下の両外側には、Ｆ偏光板４とＲ偏光板２との一対の偏光板が配置される。Ｆ偏光板４とＲ偏光板２とは、互いの吸収軸が、８５度〜９５度の角度をなすように、好ましくは、直交するように配置される。
【００３８】
図２は、本発明の実施形態の液晶表示素子における偏光板の吸収軸の配置関係の一例を示す図である。
【００３９】
図２に示すように、液晶表示素子１においては、液晶パネル３を挟持するＲ偏光板２とＦ偏光板４の吸収軸６、７が、好ましくは、直交するように配置される。例えば、図２に示すように、Ｒ偏光板２の吸収軸６が液晶パネル３の長手方向の端辺と垂直に配置され、Ｆ偏光板４の吸収軸７が液晶パネル３の長手方向の端辺と平行に配置されることが好ましい。こうした配置とすることにより、例えば、観察者が地面に立って観察し、その水平方向に向いた視線と対向するように液晶表示素子１が立設された場合、Ｒ偏光板２の吸収軸６が水平面と垂直となる。そして、Ｆ偏光板４の吸収軸７が水平面と平行となって、Ｒ偏光板２とＦ偏光板３とのクロスニコル配置が形成される。
【００４０】
本発明の実施形態の液晶表示素子１は、液晶パネル３の液晶層が垂直配向するとともに、電圧の印加によって傾く方向を、電極の構造を所望の構造とすることによって実現する。
【００４１】
本発明の実施形態の液晶表示素子１は、液晶層を挟持して液晶パネル３を構成する第１の基板の第１の電極と第２の基板の第２の電極とのそれぞれに、スリット構造等とも称される開口部を設ける。そして、第１の電極および第２の電極のそれぞれに、開口部を複数配置して、液晶層に電圧を印加するときに、電極間に所望とする方向の斜め電界を形成させる。その結果、本実施形態の液晶表示素子１は、第１の基板と第２の基板との間で垂直配向する液晶層に対し、電圧印加によって傾く方向を規定することができる。
【００４２】
図３は、本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の開口部の構造の一例を模式的に示す図であり、図３（ａ）は第１の基板上の第１の電極の第１の開口部の構造を示す図であり、図３（ｂ）は第２の基板上の第２の電極の第２の開口部の構造を示す図である。
【００４３】
図４は、本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の構造を模式的に説明する図である。
【００４４】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、本実施形態の液晶表示素子１（図３（ａ）および図３（ｂ）中には図示されない。）は、第１の基板１１上にその表面を覆う第１の電極１２を有し、第２の基板１３上にその表面を覆う第２の電極１４を有する。第１の電極１２および第２の電極１４にはいずれも、ほぼ同じ形状の第１の開口部１５および第２の開口部１６のパターンが形成されている。尚、図３に示す第１の電極１２の形状は、電極の一部分を示しており、第１の電極１２は、例えば、ストライプ状の帯状電極となっている。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、第１の基板１１上の第１の電極１２は、格子状をなすように、第１の方向と、その第１の方向と異なる第２の方向とに配列された複数の小片の第１の開口部１５を有する。本実施形態において、第１の方向と第２の方向とは、例えば、互いに直交する方向とすることが好ましい。その結果、第１の電極１２には、第１の開口部１５を角と辺に有する複数の第１の領域１７が形成されている。
【００４６】
そして、本実施形態において、格子状の配列を形成する第１の開口部１５の配列方向は、図２の液晶表示素子１のＲ偏光板２とＦ偏光板４の吸収軸の設定を考慮し、第１の方向が、Ｒ偏光板２とＦ偏光板４のいずれかの吸収軸と平行であることが好ましい。例えば、図３（ａ）に示すように、第１の開口部１５の配列の第１の方向を上下方向とし、第２の方向を水平方向とすることが好ましい。
【００４７】
また、本実施形態の液晶表示素子１では、上述とは逆に、互いに直交する第１の方向および第２の方向に配列された格子状の第１の電極１２の第１の開口部１５の配置構造と対応するように、Ｒ偏光板２とＦ偏光板４とを配置することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示素子１は、互いに吸収軸の直交するＲ偏光板２とＦ偏光板４とを用い、それらの吸収軸の一方と、第１の開口部１５の配列方向である第１の方向および第２の方向のいずれかが平行となるように配置して、構成することが可能である。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、第２の基板１３上の第２の電極１４は、格子状をなすように、第１の方向である上下方向と、その第１の方向と異なる第２の方向である水平方向とに配列された複数の小片の第２の開口部１６を有する。その結果、第２の電極１４は、第１の電極１２と同様に、第２の開口部１６を角と辺に有する複数の第２の領域１８が形成されている。
【００４９】
そして、第１の基板１１と第２の基板１３は、上述したように、図１に示された液晶パネル３を構成する。第１の基板１１と第２の基板１３とは、液晶層(図示されない）を挟んで、第１の電極１２と第２の電極１４とが対向するように配置される。このとき、第１の電極１２と第２の電極１４のそれぞれの第１の開口部１５と第２の開口部１６とが、液晶層を挟んで互いにずれて配置されるように、重ね合わせがなされる。
【００５０】
その結果、図４に示すように、重ね合わされた第１の電極１２および第２の電極１４を平面視した場合、第１の電極１２の第１の領域１７内に、第２の開口部１６の格子状の配列の交差する部分が配置されるようになる。そして、平面視した場合に、格子状に配列された第２の開口部１６によって、第１の電極１２の第１の領域１７が４分割される。
尚、その場合同様に、格子状に配列された第１の開口部１５によって、図３（ｂ）の第２の電極１３の第２の領域１８が４分割される。
【００５１】
こうして、図４に示すように、第１の開口部１５を角と辺に有する第１の領域１７は、４つのサブ画素２１に分割されて、所謂画素分割が実現される。サブ画素２１内の液晶２２は、第１の電極１２と第２の電極１４との間の電圧印加により、図の左右方向(水平方向）に対して、ほぼ均一に、約４５度方向に倒れる配向変化を起こす。そのため、本実施形態の液晶表示素子１は、明るい表示が得られる。そして、本実施形態の液晶表示素子１は、第１の領域１７毎に形成される４つのサブ画素２１の間で液晶２２の倒れる方向が異なるため、より広い視野角が得られる。
【００５２】
また、本発明の実施形態の液晶表示素子１においては、液晶層を挟持する各電極上に配置される小片の開口部を配置して、上述した例と同様の配向分割を実現する場合において、小片の開口部の配置構造を他の構造とすることが可能である。
【００５３】
図５は、本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の開口部の構造の別の例を示す図であり、図５（ａ）は第１の基板上の第１の電極の第１の開口部の構造を示す図であり、図５（ｂ）は第２の基板上の第２の電極の第２の開口部の構造を示す図である。
【００５４】
図６は、本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の構造の別の例を模式的に説明する図である。
【００５５】
尚、本発明の実施形態の液晶表示素子の電極の構造の別の例の説明において、上述した図３および図４の電極構造と共通する部分について、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるように、本実施形態の液晶表示素子１（図５（ａ）および図５（ｂ）中には図示されない。）の第１の基板１１上に第１の電極３２を有し、第２の基板１３上に第２の電極３４を有する。第１の電極３２および第２の電極３４にはいずれも、ほぼ同じ形状の第１の開口部３５および第２の開口部３６のパターンが形成されている。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、第１の基板１１上の第１の電極３２は、格子状をなすように、第１の方向である上下方向と、その第１の方向と異なる第２の方向である水平方向とに配列された複数の小片の第１の開口部３５を有する。その結果、第１の電極３２は、第１の開口部３５を角と辺に有する複数の第１の領域３７が形成されている。
【００５８】
そして、本実施形態において、格子状の配列を形成する第１の開口部３５の配列方向は、図２の液晶表示素子１のＲ偏光板２とＦ偏光板４の吸収軸の設定を考慮し、第１の方向が、Ｒ偏光板２とＦ偏光板４のいずれかの吸収軸と平行であることが好ましい。例えば、図５（ａ）に示すように、第１の開口部３５の配列の第１の方向を上下方向とし、第２の方向を水平方向とすることが好ましい。
【００５９】
本実施形態の液晶表示素子１の電極の構造の別の例では、上述のように、第１の電極３２に第１の領域３７が形成される。このとき、第１の電極３２の第１の領域３７は、角に、格子状に配列する複数の第１の開口部３５のうちの２つの第１の開口部３５ａ、３５ｂを有する。そして、その２つの第１の開口部３５ａ、３５ｂのうちの一方である第１の開口部３５ａは、上下方向である第１の方向に配列するものの１つである。また、２つの第１の開口部３５のうちのもう一方の第１の開口部３５ｂは、水平方向である第２の方向に配列するものの１つである。尚、図５（ａ）に示すように、第１の領域３７の角においては、上下方向の２つの第１の開口部３５ａと左右方向の２つの第１の開口部３５ｂとが十字状をなすようには配置される。このとき、それらが交差する部分は、第１の開口部３５ａ、３５ｂと同様の形状であるが、開口する部分ではなく、第１の電極３２の一部であり、隣接する第１の領域の少なくとも１つと電気的に接続するように構成されている。
【００６０】
上述したように、図３（ａ）および図３（ｂ）の本実施形態の液晶表示素子の電極構造の例においても、第１の電極１２の第１の領域１７は第１の開口部１５を角と辺に有するが、角に配置される第１の開口部１５の数は１つである。すなわち、その１つの第１の開口部１５は、上下方向である第１の方向に配列するものの１つを構成し、また、水平方向である第２の方向に配列するものの１つを構成する。したがって、本実施形態の液晶表示素子１の電極の構造の別の例では、特に、第１の領域３７の角に配置される第１の開口部３５の配置構造が、図３（ａ）および図３（ｂ）の本実施形態の液晶表示素子の電極構造と大きく異なっている。
【００６１】
同様に、図５（ｂ）に示すように、第２の基板１３上の第２の電極３４は、格子状をなすように、第１の方向である上下方向と、その第１の方向と異なる第２の方向である水平方向とに配列された複数の小片の第２の開口部３６を有する。その結果、第２の電極３４は、第２の開口部３６を角と辺に有する複数の第２の領域３８が形成されている。
このとき、第２の電極３４の第２の領域３８は、第１の電極の第１の領域３７と同様に、角に２つの第２の開口部３６を有する。そして、その２つの第２の開口部３６のうちの一方は、上下方向である第１の方向に配列するもののうちの１つを構成し、もう一方は、水平方向である第２の方向に配列するもののうちの１つを構成する。尚、図５（ｂ）に示すように、第２の領域３８の角においては、上下方向の２つおよび左右方向の２つの合計４つの第２の開口部３６が十字状をなすようには配置される。このとき、それらが交差する部分は、第２の開口部３６と同様の形状であるが、開口する部分ではなく、第２の電極３４の一部であり、隣接する第２の領域の少なくとも１つと電気的に接続するように構成されている。
【００６２】
そして、第１の基板１１と第２の基板１３は、上述したように、図１の液晶パネル３を構成する。第１の基板１１と第２の基板１３とは、液晶層(図示されない）を挟んで、第１の電極３２と第２の電極３４とが対向するように配置される。このとき、第１の電極３２と第２の電極３４のそれぞれの第１の開口部３５と第２の開口部３６とが、液晶層を挟んで互いにずれて配置されるように、重ね合わせがなされている。
【００６３】
その結果、図６に示すように、液晶層を挟んで重ね合わされた第１の電極３２と第２の電極３４とを平面視した場合、第１の電極３２の第１の領域３７内に、第２の開口部３６の格子状の配列の交差する部分が配置されるようになる。そして、平面視した場合に、格子状に配列された第２の開口部３６によって、第１の電極３２の第１の領域３７が４分割される。
尚、その場合同様に、格子状に配列された第１の開口部３５によって、図５（ｂ）に示す第２の電極３４の第２の領域３８が４分割される。
【００６４】
ここで、本実施形態の液晶表示素子１の電極の構造の別の例では、第１の電極３２の第１の領域３７が第１の開口部３５を辺にも有するが、その辺に配置される第１の開口部３５の配置構造も以下の特徴を有する。同様に、第２の電極３４の第２の領域３８は第２の開口部３６を辺にも有するが、その辺に配置される第２の開口部３６の配置構造も以下の特徴を有する。
【００６５】
すなわち、図６に示すように、平面視で、第１の方向（図の上下方向）に配列される第１の開口部３５と第２の方向（図の左右方向）に配列される第２の開口部３６の交差部分の角には、１つの第１の開口部３５と１つの第２の開口部３６とからなる２つの開口部が配置される。同様に、第２の方向に配列される第１の開口部３５と第１の方向に配列される第２の開口部３６の交差部分の角には、１つの第１の開口部３５と１つの第２の開口部３６とからなる２つ開口部が配置される。その結果、上述した第１の領域３７が４分割されて形成された各領域は、４つの角のそれぞれに、２つの第１の開口部３５、２つの第２の開口部３６、または、１つの第１の開口部３５と１つの第２の開口部３６との２つ開口部が配置されて構成される。特に、２つの開口部が対角に配置されていることで、液晶２２の倒れる方向を規定することができる。
【００６６】
その結果、図６に示すように、第１の開口部３５を角と辺に有する第１の領域３７は、４つのサブ画素４１に分割されて、所謂画素分割が実現される。サブ画素４１内の液晶２２は、第１の電極３２と第２の電極３４との間の電圧印加により、図の左右方向(水平方向）に対して、ほぼ均一に、約４５度方向に倒れる配向変化を起こす。そのため、本実施形態の液晶表示素子は、明るい表示が得られる。そして、本実施形態の液晶表示素子１は、第１の領域３７毎に形成される４つのサブ画素４１において、それぞれ液晶２２の倒れる方向が異なるため、より広い視野角が得られる。
【００６７】
さらに、本実施形態の液晶表示素子１の電極の構造の別の例では、第１の電極３２の第１の開口部３５の配置構造と、第２の電極３４の第２の開口部３６の配置構造とにより、形成された各サブ画素領域４１の角部分において２つの開口部が配置される。その結果、各サブ画素４１の角部分において発生が問題となる、液晶２２の配向乱れを低減することができる。そして、本実施形態の液晶表示素子１は、画素分割による各サブ画素４１間で、透過率にばらつきが発生することを低減し、コントラスト比にばらつきが生じることを防止することができる。
【００６８】
本実施形態の液晶表示素子においては、画素分割を実現するように、液晶層を挟持する第１の基板の第１の電極と第２の基板の第２の電極とに、互いに異なる形状の開口部を設けることができる。そして、図３〜図６の電極構造の例および別の例のように、第１の電極と第２の電極とに、ほぼ同じ形状の第１の開口部および第２の開口部からなるパターンを形成して有することも可能である。
以下では、本実施形態の液晶表示素子の電極構造について、特に、第１の電極の第１の開口部および第２の電極の第２の開口部の形状と配置について、より詳細に説明する。
【００６９】
第１の電極の第１の領域の角に配置される第１の開口部の形状は、矩形または円形であることが好ましい。
【００７０】
図３および図４に示した本実施形態の液晶表示素子の電極構造の例の場合、第１の領域の角に配置される第１の開口部の形状は、多角形や楕円形であってもよいが、四角形以上の正多角形あるいは円形が好ましく、さらに、正方形がより好ましい。第２の電極の第２の領域の角に配置される第２の開口部の形状についても、第１の開口部の形状と同様である。
【００７１】
図３および図４に示した電極構造の例において、第１の領域の角に配置される第１の開口部および第２の電極の第２の領域の角に配置される第２の開口部の形状がそれぞれ正方形状である場合、その正方形状の１辺の長さは、７μｍ〜１４μｍが好ましい。すなわち、第１の開口部および第２の開口部の長さと幅は、７μｍ〜１４μｍが好ましい。
【００７２】
第１の開口部および第２の開口部の正方形状であって、その１辺が７μｍより小さい場合、それら開口部による斜め電界の影響が小さく、第１の電極と第２の電極との間でＯＮ（オン）電圧印加時（以下、ＯＮ時と言うことがある。）に液晶が傾く方向を規定するのが難しくなり、所望とする液晶の配向状態の実現が難しくなることがある。また、１４μｍより大きい場合、第１の電極と第２の電極との間でＯＮ時に点灯しない部分が大きくなり、透過率が低下することがある。
【００７３】
図５および図６に示した本実施形態の液晶表示素子の電極構造の別の例の場合、第１の領域の角に配置される２つの第１の開口部の形状はそれぞれ、多角形や楕円形であってもよいが、多角形の場合、四角形以上の多角形とすることが好ましい。そして、第１の開口部の形状は、正多角形あるいは円形が好ましく、さらに、正方形がより好ましい。第２の電極の第２の領域の角に配置される第２の開口部の形状についても、第１の開口部の形状と同様である。
【００７４】
角に配置される２つの第１の開口部の形状をそれぞれ長方形状とする場合、第１の開口部それぞれの長方形状の長辺をその配列方向と平行となるようにし、短辺をその配列と垂直となるようにして配置することができる。第２の電極の第２の領域の角に配置される第２の開口部の形状についても、同様である。
【００７５】
その場合、第１の領域の角に配置される第１の開口部はそれぞれ、その長辺の長さが７μｍ〜３０μｍであることが好ましい。特に、７μｍ〜２０μｍが好ましい。それら長辺の長さが、７μｍより小さい場合、ＯＮ時に第１の開口部を用いて形成される斜め電界の影響が小さくなり、液晶層の液晶配向状態が悪くなるからである。３０μｍより大きい場合、ＯＮ時に点灯しない部分が大きくなり、透過率が低下するからである。また、電圧無印加時またはＯＦＦ（オフ）電圧の印加時（以下、ＯＦＦ時と言うことがある。）の透過率が高くなり、コントラスト比が低下するからである。第２の開口部の形状についても、同様である。
【００７６】
そして、角に配置される２つの第１の開口部の形状をそれぞれ長方形状する場合、その短辺の長さは、７μｍ〜１４μｍであることが好ましい。すなわち、角に配置される２つの第１の開口部の形状をそれぞれ長方形状する場合、その第１の開口部それぞれの長さが７μｍ〜３０μｍであることが好ましく、幅が７μｍ〜１４μｍであることが好ましい。
第１の開口部の長方形状の短辺の長さ、すなわち幅が、７μｍより小さい場合、ＯＮ時に第１の開口部を用いて形成される斜め電界の影響が小さくなり、液晶層の液晶配向状態が悪くなることがある。また、１４μｍより大きい場合、ＯＮ時に点灯しない部分が大きくなり、透過率が低下するからである。第２の開口部の形状についても、同様である。
【００７７】
図５および図６に示した電極構造の例において、第１の領域の角に配置される２つの第１の開口部の形状がそれぞれ正方形状である場合、その正方形状の１辺の長さは、７μｍ〜１４μｍが好ましい。すなわち、第１の開口部の長さと幅は、７μｍ〜１４μｍが好ましい。第２の電極の第２の領域の角に配置される第２の開口部についても、同様である。
【００７８】
第１の開口部が正方形状であって、その１辺が７μｍより小さい場合、それら開口部による斜め電界の影響が小さく、ＯＮ時に液晶が傾く方向を規定するのが難しくなり、所望とする液晶の配向状態の実現が難しくなるからである。また、１４μｍより大きい場合ＯＮ時に点灯しない部分が大きくなり、透過率が低下するからである。第２の電極の第２の領域の角に配置される第２の開口部についても、同様である。
【００７９】
次に、第１の電極の第１の領域の辺に配置される第１の開口部の形状は、矩形または円形であることが好ましい。第１の領域の辺に配置される第１の開口部の形状は、多角形や楕円形であってもよいが、四角形以上の正多角形あるいは円形が好ましく、さらに、正方形がより好ましい。第２の電極の第２の領域の辺に配置される第２の開口部の形状についても、同様である。
【００８０】
第１の領域の辺に配置される第１の開口部および第２の電極の第２の領域の辺に配置される第２の開口部の形状がそれぞれ正方形状である場合、その正方形状の１辺の長さは、７μｍ〜１４μｍが好ましい。
【００８１】
第１の開口部および第２の開口部の正方形状の１辺が、７μｍより小さい場合、それら開口部による斜め電界の影響が小さく、ＯＮ時に液晶が傾く方向を規定するのが難しくなり、所望とする液晶の配向状態の実現が難しくなるからである。また、１４μｍより大きい場合、第１の電極と第２の電極との間でＯＮ時に点灯しない部分が大きくなり、透過率が低下するからである。
【００８２】
尚、第１の領域の辺に配置される第１の開口部の形状および第２の電極の第２の領域の辺に配置される第２の開口部の形状は、長方形状とすることも可能である。その場合、長方形状の長辺をその配列と平行となるようにし、短辺をその配列方向と垂直となるように配置することができる。
【００８３】
そのような長方形状である場合、第１の開口部の形状および第２の開口部それぞれの長方形状の長辺と短辺の比は、１．４以下とすることが好ましい。その比が１．４より大きい場合、第１の配向領域の分割により形成されるサブ画素全体において、ＯＮ時における液晶の一方向へ揃った配向が得られ難くなる。特に長方形状の第１の開口部および第２の開口部付近の液晶の配向状態が悪くなり、ＯＮ時の透過率が低下し、ＯＦＦ時の透過率が高くなり、コントラスト比が低下することがある。
【００８４】
また、第１の開口部の長方形状の長辺を長くすることでＯＮ時において安定した液晶の配向状態が形成されるが、それが長すぎる場合、第１の電極において断線を引き起こす恐れがある。そのため、長辺と短辺の比を上述のようにし、または、第１の開口部を正方形状とし、多数を配置する構造とすることが好ましい。第１の領域の角に配置される２つの第１の開口部についても同様である。
【００８５】
そして、その場合、第１の開口部および第２の開口部それぞれの長方形状の短辺の長さ、すなわち、第１の開口部および第２の開口部それぞれの幅は、７μｍ〜１４μｍが好ましい。
【００８６】
第１の開口部および第２の開口部の幅が、７μｍより小さい場合、それら開口部による斜め電界の影響が小さく、ＯＮ時に液晶が傾く方向を規定するのが難しくなり、所望とする液晶の配向状態の実現が難しくなるからである。また、１４μｍより大きい場合、第１の電極と第２の電極との間でＯＮ時に点灯しない部分が大きくなり、透過率が低下するからである。
【００８７】
以上の形状を有する第１の開口部および第２の開口部であるが、上述したように、第１の開口部は、第１の電極上で第１の方向と第２の方向とに配列されて格子状をなす。
その場合、第１の方向に配列する第１の開口部の配列のピッチは６０μｍ〜１４０μｍであることが好ましい。同様に、第２の方向に配列する第１の開口部の配列のピッチは６０μｍ〜１４０μｍであることが好ましい。
【００８８】
配列のピッチが６０μｍより小さい場合、電極をパターニングする際の精度の影響を受け、所定の第１の開口部の形状等にばらつきが生じ、ひいては、ＯＮ時に形成される液晶の配向状態にばらつきを生じることがあるからである。また、開口部により点灯しない部分が増えるために透過率が低下するからである。
【００８９】
一方、配列のピッチが１４０μｍより大きい場合、第１の開口部による斜め電界の影響が小さくなり、上述したサブ画素内全体において一方向へ揃った配向が得られ難くなり液晶配向状態が悪くなるからである。また、格子状に配列された第１の開口部の配列のピッチが大きいと画像表示を行った際の表示パターンが粗く見え、さらには、応答速度が遅くなるからである。
【００９０】
また、第２の開口部についても、第１の電極の第１の開口部と同様に、第２の電極上で第１の方向と第２の方向とに配列されて格子状をなすことが好ましい。
その場合、第１の開口部と同様の理由から、第１の方向に配列する第２の開口部の配列のピッチは６０μｍ〜１４０μｍであることが好ましい。同様に、第２の方向に配列する第２の開口部の配列のピッチは６０μｍ〜１４０μｍであることが好ましい。
【００９１】
本実施形態の液晶表示素子の各電極の構造は以上のようであるが、それらを平面視した場合に、格子状に配列された第２の開口部によって、第１の電極の第１の領域が４分割され、４つのサブ画素が形成されることが好ましい。その場合、サブ画素のサイズは２０μｍ〜６０μｍであることが好ましい。
【００９２】
サブ画素のサイズが２０μｍより小さい場合、電極形成時のパターニング精度の影響を受け、第１の開口部および第２の開口部の形状等にばらつきが生じ、ひいては、液晶の配向状態にばらつきを生じさせることがある。また、サブ画素に対して第１の開口部および第２の開口部の占める割合が大きくなって、ＯＮ時に点灯しない領域が増え、透過率が低下することがある。
【００９３】
一方、サブ画素のサイズが６０μｍより大きい場合、第１の開口部および第２に開口部による斜め電界の影響が小さく、ＯＮ時に液晶が傾く方向を規定するのが難しくなり、所望とする液晶の配向状態の実現が難しくなることがある。また、そのようにサブ画素のサイズが大きいと、表示パターンが粗く見え、さらに、液晶の応答速度が遅くなることがある。
【００９４】
以上の電極構造を有して画素分割を実現する本実施形態の液晶表示素子は、第１の基板上の第１の電極として、複数の列電極を有し、第２の基板上の第２の電極として、列電極に直交する複数の行電極を有して、それらによって垂直配向する液晶層を挟持して構成されることが好ましい。
こうした構造を有することで、本実施形態の液晶表示素子は、ドットマトリクス表示が可能となり、パッシブ駆動による高画質な画像表示を行うことができる。
【実施例】
【００９５】
以下、実施例に基づいて本発明の実施形態をより具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００９６】
実施例１．
本発明の第１実施例の液晶表示素子を製造するため、ＩＴＯ膜付きの一対のガラス基板を準備した。そして、そのガラス基板の一方を用いてＩＴＯ膜付きの第１の基板とし、公知の方法でパターニングして、所定形状の開口部の配列を有するセグメント電極を備えたセグメント側基板を製造した。次いで、ガラス基板のもう一方を用いてＩＴＯ膜付きの第２の基板とし、公知の方法でパターニングして、所定形状の開口部の配列を有するコモン電極を備えたコモン側基板を製造した。
【００９７】
図７は、本発明の第１実施例の基板上の電極の構造を示す図であり、図７（ａ）はセグメント電極の構造を示す図であり、図７（ｂ）は、コモン電極の構造を示す図である。
【００９８】
図７（ａ）に示すように、本発明の第１実施例のセグメント電極１０１は、一辺の長さ（Ｌ１）が１０μｍである正方形状の開口部１０２を上下方向と左右方向の直交する２方向に配列し、開口部１０２が格子状をなすようにパターニングされている。開口部１０２の上下方向の配列の間隔（Ｌ２）および左右方向の配列の間隔（Ｌ３）は、ともに７０μｍであり、開口部１０２の配列は上下方向と左右方向に８０μｍピッチで形成されている。その結果、セグメント電極１０１は、開口部１０２を角と辺に有する複数の領域１０３が形成されている。
【００９９】
同様に、図７（ｂ）に示すように、本発明の第１実施例のコモン電極１０５は、一辺の長さ（Ｌ４）が１０μｍの正方形状の開口部１０６を上下方向と左右方向の直交する２方向に配列し、開口部１０６が格子状をなすようにパターニングされている。開口部１０６の上下方向の配列の間隔（Ｌ５）および左右方向の配列の間隔（Ｌ６）は、ともに７０μｍであり、開口部１０６の配列は上下方向と左右方向に８０μｍピッチで形成されている。その結果、コモン電極１０５は、開口部１０６を角と辺に有する複数の領域１０７が形成されている。
【０１００】
そして、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、コモン電極１０５の開口部１０６の配列のパターンは、セグメント電極１０１の開口部１０２の配列のパターンと比較して、上限および左右方向にそれぞれ４０μｍずれて形成されている。したがって、図７（ａ）のセグメント電極１０１を有するセグメント側基板と図７（ｂ）のコモン電極１０５を有するコモン側基板とを用い、そのまま重ね合わせて液晶パネルを構成する場合、上述した図４の電極構造が実現される。
【０１０１】
次いで、垂直性の配向膜をコモン側基板とセグメント側基板の両方の電極形成面に成膜し、液晶を挟持してＶＡ型の液晶パネルを製造した。液晶としては、誘電異方性（Δε）が−４．４のものを用いた。液晶パネルのリタデーション（Δｎ・ｄ）は４６９ｎｍに設定した。
【０１０２】
次に、液晶パネルを前面側のＦ偏光板と背面側のＲ偏光板の一対の偏光板で挟持してＶＡ型の液晶表示素子を製造した。Ｆ偏光板としては、株式会社ポラテクノ製のＶＨＣ−１２８ＵＬ２ＳＺ−Ｋ１を用い、Ｒ偏光板としては、株式会社ポラテクノ製の０００Ｒ２２０Ｎ−ＶＨ３９Ｌ２Ｓ（Ｒｅ≦７ｎｍ、Ｒｔｈ＝２２０ｎｍの光学補償フィルム付偏光板）を用いた。
【０１０３】
このとき、液晶パネルの長辺方向を基準軸として、視認側となる前面側から見たときの基準軸からＦ偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝０度になるようにし、Ｒ偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝９０度になるようにした。尚、Ｆ偏光板とＲ偏光板の各吸収軸が互いに直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。
【０１０４】
以上のように作製した液晶表示素子を用い、デューティ比１／４で駆動させたところ、画素分割の効果による広い視角特性の画像表示が確認された。
【０１０５】
実施例２．
本発明の第２実施例の液晶表示素子を製造するため、ＩＴＯ膜付きの一対のガラス基板を準備した。そして、そのガラス基板の一方を用いてＩＴＯ膜付きの第１の基板とし、公知の方法でパターニングして、所定形状の開口部の配列を有するセグメント電極を備えたセグメント側基板を製造した。次いで、ガラス基板のもう一方を用いてＩＴＯ膜付きの第２の基板とし、公知の方法でパターニングして、所定形状の開口部の配列を有するコモン電極を備えたコモン側基板を製造した。
【０１０６】
図８は、本発明の第２実施例の基板上の電極の構造を示す図であり、図８（ａ）はセグメント電極の構造を模式的に示す図であり、図８（ｂ）は、コモン電極の構造を模式的に示す図である。
【０１０７】
図８（ａ）に示すように、本発明の第２実施例のセグメント電極１１１は、一辺の長さ（Ｌ１１）が１０μｍである正方形状の開口部１１２を上下方向と左右方向の直交する２方向に配列し、開口部１１２が格子状をなすようにパターニングされている。開口部１１２の上下方向の配列の間隔（Ｌ１２）および左右方向の配列の間隔（Ｌ１３）は、ともに５０μｍであり、開口部１１２の配列は上下方向と左右方向に６０μｍピッチで形成されている。その結果、セグメント電極１１１は、開口部１１２を角と辺に有する複数の領域１１３が形成されている。本実施例において、セグメント電極１１１の領域１１３は、角に２つの開口部１１２を有し、各辺に１つの開口部１１２が配置されている。
【０１０８】
同様に、図８（ｂ）に示すように、本発明の第１実施例のコモン電極１１５は、一辺の長さ（Ｌ１４）が１０μｍの正方形状の開口部１１６を上下方向と左右方向の直交する２方向に配列し、開口部１１６が格子状をなすようにパターニングされている。開口部１１６の上下方向の配列の間隔（Ｌ１５）および左右方向の配列の間隔（Ｌ１６）は、ともに５０μｍであり、開口部１１６の配列は上下方向と左右方向に６０μｍピッチで形成されている。その結果、コモン電極１１５は、開口部１１６を角と辺に有する複数の領域１１７が形成されている。本実施例において、コモン電極１１５の領域１１７は、角に２つの開口部１１６を有し、各辺に１つの開口部１１６が配置されている。
【０１０９】
そして、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、コモン電極１１５の開口部１１６の配列のパターンは、セグメント電極１１１の開口部１１２の配列のパターンと比較して、上限および左右方向にそれぞれ３０μｍずれて形成されている。したがって、図８（ａ）のセグメント電極１１１を有するセグメント側基板と図８（ｂ）のコモン電極１１５を有するコモン側基板とを用い、そのまま重ね合わせて液晶パネルを構成する場合、上述した図６と同様の電極構造が実現される。すなわち、セグメント電極１１１の領域１１３を４分割してサブ画素を形成し、形成されたサブ画素において、２つの開口部が対角に配置された構造が実現される。このような構造を有することで、後述する配向膜によって垂直配向する液晶（図示されない）の倒れる方向を規定することができる。
【０１１０】
次いで、垂直性の配向膜をコモン側基板とセグメント側基板の両方の電極形成面に成膜し、液晶を挟持してＶＡ型の液晶パネルを製造した。液晶としては、誘電異方性（Δε）が−４．４のものを用いた。液晶パネルのリタデーション（Δｎ・ｄ）は４６９ｎｍに設定した。
【０１１１】
次に、液晶パネルを前面側のＦ偏光板と背面側のＲ偏光板の一対の偏光板で挟持してＶＡ型の液晶表示素子を製造した。Ｆ偏光板としては、株式会社ポラテクノ製のＶＨＣ−１２８ＵＬ２ＳＺ−Ｋ１を用い、Ｒ偏光板としては、株式会社ポラテクノ製の０００Ｒ２２０Ｎ−ＶＨ３９Ｌ２Ｓ（Ｒｅ≦７ｎｍ、Ｒｔｈ＝２２０ｎｍの光学補償フィルム付偏光板）を用いた。
【０１１２】
このとき、液晶パネルの長辺方向を基準軸として、視認側となる前面側から見たときの基準軸からＦ偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝０度になるようにし、Ｒ偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝９０度になるようにした。尚、Ｆ偏光板とＲ偏光板の各吸収軸が互いに直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。
【０１１３】
以上のように作製した液晶表示素子を用い、デューティ比１／４で駆動させたところ、画素分割の効果による良好な視認性が得られた。すなわち、ＯＦＦ時には良好な黒色表示が得られ、ＯＮ時には明るい白色表示で明るさのムラ等が無く、広い視野角特性の画像表示が確認された。そして、上述した第１実施例の液晶表示素子と比較しても、表示の均一性が高く、高い透過率で明るい表示が得られた。格子状の開口部１１２による画素分割によって形成されるサブ画素は、角部分に２つの開口部１１２が配置され、第１実施例に比べて、安定なＯＮ時の液晶配向が実現されたものと解される。
【０１１４】
実施例３．
セグメント側基板のセグメント電極およびコモン側基板のコモン電極において、一辺が１０μｍ（１０μｍ□）である正方形の開口部の上下方向の間隔および左右方向の間隔が異なり、また、開口部の上下方向と左右方向の配列ピッチが異なる以外は実施例２の液晶表示素子と同様の電極構造を有して、同様の構成の液晶表示素子を、実施例２と同様の方法で作製した。本実施例の液晶表示素子において、正方形の開口部の上下方向の間隔および左右方向の間隔はともに７０μｍであり、格子状に配列する開口部の上下方向と左右方向の配列ピッチは、ともに８０μｍピッチである。
尚、本実施例の液晶表示素子のセグメント電極およびコモン電極には、図５に示すように、角に２つの開口部および辺に２つの開口部を配置して有する複数の領域が形成されている。
【０１１５】
以上の構成の本実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比１／４で駆動させたところ、画素分割の効果による良好な視認性が得られた。すなわち、ＯＦＦ時には良好な黒色表示が得られ、ＯＮ時には明るい白色表示で明るさのムラ等が無く、広い視野角特性の画像表示が確認された。そして、上述した第１実施例の液晶表示素子と比較しても、表示の均一性が高く、高い透過率で明るい表示が得られた。格子状の開口部による画素分割によって形成されるサブ画素は、角部分に２つの開口部が配置され、第１実施例に比べて、安定なＯＮ時の液晶配向が実現されたものと解される。
【０１１６】
尚、本実施例の液晶表示素子のサブ画素は、上述した第２実施例のサブ画素に比べて大きく、第２実施例に比べて、表示のパターンが荒く見える傾向があり、応答速度も遅くなる傾向があった。
【０１１７】
実施例４．
セグメント側基板のセグメント電極およびコモン側基板のコモン電極において、１０μｍ□である正方形の開口部の上下方向の配列の間隔および左右方向の配列の間隔がともに９０μｍであって、開口部の配列が上下方向と左右方向に１００μｍピッチで形成されている以外は、実施例２の液晶表示素子と同様の電極構造を有して、同様の構成の液晶表示素子を、実施例２と同様の方法で作製した。尚、本実施例の液晶表示素子のセグメント電極およびコモン電極には、角に２つの開口部および辺に３つの開口部を配置して有する複数の領域が形成されている。
【０１１８】
以上の構成の本実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比１／４で駆動させたところ、画素分割の効果による良好な視認性が得られた。すなわち、ＯＦＦ時には良好な黒色表示が得られ、ＯＮ時には明るい白色表示で明るさのムラ等が無く、広い視野角特性の画像表示が確認された。そして、上述した第１実施例の液晶表示素子と比較しても、表示の均一性が高く、高い透過率で明るい表示が得られた。格子状の開口部による画素分割によって形成されるサブ画素は、角部分に２つの開口部が配置され、第１実施例に比べて、安定なＯＮ時の液晶配向が実現されたものと解される。
【０１１９】
尚、本実施例の液晶表示素子のサブ画素は、上述した第２実施例および第３実施例のサブ画素に比べて大きく、第２実施例や第３実施例に比べて、表示のパターンが荒く見える傾向があり、応答速度も遅くなる傾向があった。
【０１２０】
実施例５．
本発明の第５実施例の液晶表示素子は、精細度の高いドットマトリクス表示を可能とする電極構造のＶＡ型の液晶表示素子である。
本発明の第５実施例の液晶表示素子を製造するため、ＩＴＯ膜付きの一対のガラス基板を準備した。そして、そのＩＴＯ膜付きのガラス基板の一方を用い、公知の方法でパターニングして、第１の電極として、所定方向に伸びる短冊状の複数のセグメント電極を有するセグメント側基板を製造した。このセグメント電極はそれぞれ、幅（後述する図９のＬ２１。）が３４０μｍであり、セグメント電極同士の線間距離（後述する図９のＬ２３。）は１０μｍである。そして、各セグメント電極には、第４実施例と同様の、正方形の開口部の格子状の配列が形成されている。
【０１２１】
次いで、ＩＴＯ膜付きのガラス基板のもう一方を用い、公知の方法でパターニングして、第２の電極として、セグメント電極と直交する方向に伸びる複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。このコモン電極はそれぞれ、幅（後述する図９のＬ２２。）が３４０μｍであり、コモン電極同士の線間距離（後述する図９のＬ２４。）は１０μｍである。そして、各コモン電極には、第４実施例と同様の、正方形の開口部の格子状の配列が形成されている。
【０１２２】
次に、垂直性の配向膜を、コモン側基板とセグメント側基板の両方の電極形成面に成膜し、液晶を挟持してＶＡ型の液晶パネルを製造した。そして、その液晶パネルを用いてドットマトリクス表示が可能なＶＡ型の液晶表示素子を製造した。
【０１２３】
図９は、本発明の第５実施例の液晶表示素子の電極構造を模式的に示す平面図である。
【０１２４】
図９に示すように、本実施例の液晶表示素子２０１は、幅（Ｌ２１）が３４０μｍの短冊状のセグメント電極２０２を１０μｍの線間距離（Ｌ２３）で複数配置して有する。そして、幅（Ｌ２２）が３４０μｍの短冊状のコモン電極２０３を１０μｍの線間距離（Ｌ２４）で複数配置して有する。
【０１２５】
液晶表示素子２０１においては、セグメント側基板（図示されない）のセグメント電極２０２を上下方向に伸びるように配置し、コモン側基板（図示されない）のコモン電極２０３を、左右方向に伸びるように配置することができる。そして、液晶層(図示されない）を挟んで、セグメント電極２０２とコモン電極２０３とが直交するように配置することができる。すなわち、短冊状のセグメント電極２０２を列電極とし、短冊状のコモン電極２０３を行電極として、マトリクス構造を形成することができる。
【０１２６】
そして、液晶表示素子２０１は、液晶層を介してセグメント電極２０２とコモン電極２０３とが重なり合う部分を１つの画素とし、複数画素からなるドットマトリクス表示を行うことができる。このとき、液晶表示素子２０１の各画素部分には、平面視で、図６に示したのと同様の開口部(図示されない）のパターンが形成されており、開口部による画素分割を実現することができる。
【０１２７】
液晶表示素子２０１において、液晶としては、誘電異方性（Δε）が−２．７のものを用いた。液晶表示素子のリタデーション（Δｎ・ｄ）は８１０ｎｍに設定した。
【０１２８】
そして、液晶表示素子２０１は、液晶パネル（図示されない）のコモン電極２０３側となる前面側にＦ偏光板（図示されない）を配置し、セグメント電極２０２側となる背面側にＲ偏光板(図示されない）を配置し、一対の偏光板で液晶パネルを挟持するようにした。Ｆ偏光板としては、株式会社ポラテクノ製のＳＫＮ−１８２４３ＴＬ２Ｓを用い、Ｒ偏光板として、株式会社ポラテクノ製の０４５Ｒ６６０Ｎ２−ＶＨ３９Ｌ２Ｓ（Ｒｅ＝４５ｎｍ、Ｒｔｈ＝６６０ｎｍの光学補償フィルム付偏光板）を用いた。
【０１２９】
このとき、長方形状の液晶表示素子の長辺方向（図９の左右方向）を基準軸として、視認側となる前面側から見たときの基準軸からＦ偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝０度になるようにし、Ｒ偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝９０度になるようにした。尚、Ｆ偏光板とＲ偏光板の各吸収軸が互いに直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。
【０１３０】
以上のようにして製造された本実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比１／４８で駆動させたところ、良好な視認性が得られた。すなわち、ＯＦＦ時には良好な黒色表示が得られ、ＯＮ時には明るい白色表示で、広い視野角特性のドットマトリクス表示が得られた。
【０１３１】
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１、２０１    液晶表示装置
２    Ｒ偏光板
３    液晶パネル
４    Ｆ偏光板
５    バックライト
６、７    吸収軸
１１    第１の基板
１２、３２    第１の電極
１３    第２の基板
１４、３４    第２の電極
１５、３５、３５ａ、３５ｂ    第１の開口部
１６、３６    第２の開口部
１７、３７    第１の領域
１８、３８    第２の領域
２１、４１    サブ画素
２２    液晶
１０１、１１１、２０２    セグメント電極
１０２、１０６、１１２、１１６    開口部
１０５、１１５、２０３    コモン電極
１０３、１０７、１１３、１１７    領域
【図１】
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【図２】
2014071205.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014071205.tif 000008
【図７】
2014071205.tif 000009
【図８】
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【図９】
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