(57)【要約】 【課題】表示品位の劣化を抑制する液晶表示装置を提供する。【解決手段】スリットが設けられた画素電極と、絶縁膜を介して複数の前記画素電極と対向した共通電極と、を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板と対向して配置した対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板とに保持されたネガ型の液晶材料により形成された液晶層と、を備え、前記アレイ基板と前記対向基板とは、前記液晶層と接触した一対の配向膜を有し、前記アレイ基板の配向膜の容量に対する液晶容量の比（液晶容量／配向膜容量）が所定値以下である液晶表示装置。【選択図】図１
2014186137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットが設けられた画素電極と、絶縁膜を介して複数の前記画素電極と対向した共通電極と、を備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板と対向して配置した対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板とに保持されたネガ型の液晶材料により形成された液晶層と、を備え、
前記アレイ基板と前記対向基板とは、前記液晶層と接触した一対の配向膜を有し、
前記アレイ基板の配向膜の容量に対する液晶容量の比（液晶容量／配向膜容量）が所定値以下である液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶材料の液晶分子と垂直方向における前記液晶層の誘電率をｅｓとし、前記アレイ基板と前記対向基板との間のセルギャップをｄ＿ＬＣ[μｍ]とし、前記アレイ基板の配向膜の誘電率をｅ＿ＰＩとし、前記アレイ基板の配向膜の膜厚をｄ＿ＰＩ[μｍ]としたときに、（ｅｓ／ｄ＿ＬＣ）／（ｅ＿ＰＩ／ｄ＿ＰＩ）≦０．０５９９を満たす請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から様々な電子機器の表示装置として採用されている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどの横電界（フリンジ電界も含む）を利用した構造が注目されている。このような横電界モードの液晶表示装置は、アレイ基板に形成された画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界で液晶分子をスイッチングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態の目的は、表示品位の劣化を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、スリットが設けられた画素電極と、絶縁膜を介して複数の前記画素電極と対向した共通電極と、を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板と対向して配置した対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板とに保持されたネガ型の液晶材料により形成された液晶層と、を備え、前記アレイ基板と前記対向基板とは、前記液晶層と接触した一対の配向膜を有し、前記アレイ基板の配向膜の容量に対する液晶容量の比（液晶容量／配向膜容量）が所定値以下である液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルのアクティブエリアの断面の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、複数のネガ型液晶材料について、液晶層ＬＱに印加する電圧に対する変調率Ｔの関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、複数のネガ型液晶材料について、規格化変調率とその応答時間との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、液晶容量／配向膜容量が所定値以下である液晶表示装置についての電界分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、液晶容量／配向膜容量が所定値より大きい液晶表示装置についての電界分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図７】図７は、電圧に対する変調率の特性の一例を、アレイ基板に対する液晶層の位置毎に示した図である。
【図８】図８は、電極部の端部近傍における、液晶分子のツイスト角とセルギャップとの関係の一例を示す図である。
【図９】図９は、複数の液晶材料を採用した液晶表示装置について第１配向膜の膜厚変化に対する変調率の変化量の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。  
すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
【０００９】
液晶表示パネルＬＰＮは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、ｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。ゲート配線Ｇは、例えば、第１方向Ｘに沿って略直線的に延出している。これらのゲート配線Ｇは、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って交互に並列配置されている。ここでは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交している。ソース配線Ｓは、ゲート配線Ｇと交差している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿って略直線的に延出している。なお、ゲート配線Ｇ、及び、ソース配線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。
【００１０】
各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤの少なくとも一部は、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。
【００１１】
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。
【００１２】
なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとがアレイ基板ＡＲに形成され、これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界を主に利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面あるいは基板主面に対してわずかに傾いた斜め電界（あるいは、基板主面にほぼ平行な横電界）である。
【００１３】
スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。また、スイッチング素子ＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。
【００１４】
画素電極ＰＥは、各画素ＰＸに配置され、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、絶縁層を介して複数の画素ＰＸの画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。このような画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されているが、アルミニウムなどの他の金属材料によって形成されても良い。
【００１５】
アレイ基板ＡＲは、共通電極ＣＥに電圧を印加するための給電部ＶＳを備えている。この給電部ＶＳは、例えば、アクティブエリアＡＣＴの外側に形成されている。共通電極ＣＥは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、給電部ＶＳと電気的に接続されている。
【００１６】
図２は、図１に示した液晶表示パネルのアクティブエリアの断面の一例を概略的に示す図である。
【００１７】
アレイ基板ＡＲは、光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。ソース配線Ｓは、第１層間絶縁膜１１の上に形成され、第２層間絶縁膜１２によって覆われている。第２層間絶縁膜１２は平坦化膜であって、本実施形態では透明有機絶縁膜である。なお、図示しないゲート配線や補助容量線は、例えば、第１絶縁基板１０と第１層間絶縁膜１１の間に配置されている。共通電極ＣＥは、第２層間絶縁膜１２の上に形成され、第３層間絶縁膜１３によって覆われている。画素電極ＰＥは、第３層間絶縁膜１３の上に形成されている。画素電極ＰＥは、例えば第２方向Ｙに延びたスリットＳＬとスリットＳＬにより互いに離間した複数の電極部ＰＥＡとを有している。共通電極ＣＥは、第３層間絶縁膜１３を介して複数の画素電極ＰＥと対向している。
【００１８】
第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥなどを覆っており、第２層間絶縁膜１２の上にも配置されている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
【００１９】
対向基板ＣＴは、光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、ブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。
【００２０】
ブラックマトリクスＢＭは、各画素ＰＸを区画し、画素電極ＰＥと対向する開口部ＡＰを形成する。すなわち、ブラックマトリクスＢＭは、ソース配線Ｓ、ゲート配線、スイッチング素子などの配線部に対向するように配置されている。ここでは、ブラックマトリクスＢＭは、第２方向Ｙに沿って延出した部分のみが図示されているが、第１方向Ｘに沿って延出した部分を備えていても良い。ブラックマトリクスＢＭは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲに対向する内面２０Ａに配置されている。
【００２１】
カラーフィルタＣＦは、各画素ＰＸに対応して配置されている。すなわち、カラーフィルタＣＦは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａにおける開口部ＡＰに配置されるとともに、その一部がブラックマトリクスＢＭに乗り上げている。第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸにそれぞれ配置されたカラーフィルタＣＦは、互いに色が異なる。例えば、カラーフィルタＣＦは、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色カラーフィルタＣＦＲは、赤色画素に対応して配置されている。青色に着色された樹脂材料からなる青色カラーフィルタＣＦＢは、青色画素に対応して配置されている。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色カラーフィルタＣＦＧは、緑色画素に対応して配置されている。これらのカラーフィルタＣＦ同士の境界は、ブラックマトリクスＢＭと重なる位置にある。
【００２２】
オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦを覆っている。このオーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦの表面の凹凸の影響を緩和する。
【００２３】
第２配向膜ＡＬ２は、対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣなどを覆っている。このような第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
【００２４】
これらの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２には、液晶層ＬＱの液晶分子を所定の方向に初期配向させるための配向処理（例えば、ラビング処理や光配向処理）がなされている。なお、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差（あるいは電界）が形成されていない状態（ＯＦＦ時）が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。
【００２５】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサが配置され、これにより、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のセルギャップが形成された状態で、アクティブエリアＡＣＴの外側のシール材（図示せず）によって貼り合わせられている。
【００２６】
液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に形成されたセルギャップに保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。このような液晶層ＬＱは、誘電率異方性が負（ネガ型）の液晶材料によって構成されている。
【００２７】
アレイ基板ＡＲの外面、つまり、アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１光学素子（図示せず）が接着剤などにより貼付される。この第１光学素子は、液晶表示パネルＬＰＮのバックライト（図示せず）と対向する側に位置しており、バックライトから液晶表示パネルＬＰＮに入射する入射光の偏光状態を制御する。この第１光学素子は、第１偏光軸（あるいは第１吸収軸）を有する第１偏光板（図示せず）を含んでいる。
【００２８】
対向基板ＣＴの外面、つまり、対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板２０の外面２０Ｂには、第２光学素子（図示せず）が接着剤などにより貼付されている。この第２光学素子は、液晶表示パネルＬＰＮの表示面側に位置しており、液晶表示パネルＬＰＮから出射した出射光の偏光状態を制御する。この第２光学素子は、第２偏光軸（あるいは第２吸収軸）を有する第２偏光板（図示せず）を含んでいる。
【００２９】
第１偏光板の第１偏光軸と、第２偏光板の第２偏光軸とは、例えば、直交する位置関係（クロスニコル）にある。このとき、例えば一方の偏光板は、例えば、その偏光軸が液晶分子の初期配向方向つまり第１配向処理方向あるいは第２配向処理方向と平行または直交するように配置されている。
【００３０】
上記液晶表示装置において、液晶層ＬＱに用いられる液晶材料は、誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型の液晶材料であって、第１配向膜ＡＬ１の配向膜容量に対する液晶容量の比（液晶容量／配向膜容量）が所定値以下となるように設定されている。
【００３１】
具体的には、液晶容量は、液晶分子と垂直方向の誘電率ｅｓに比例し、セルギャップｄ＿ＬＣ[μｍ]に反比例する。第１配向膜ＡＬ１の配向膜容量は、第１配向膜ＡＬ１の誘電率ｅ＿ＰＩに比例し、第１配向膜ＡＬ１の膜厚ｄ＿ＰＩ[μｍ]に反比例する。
【００３２】
この性質を利用して、本実施形態では液晶材料が（ｅｓ／ｄ＿ＬＣ）／（ｅ＿ＰＩ／ｄ＿ＰＩ）≦０．０５９９を満たすように設定されている。例えば、本実施形態では、液晶分子と垂直方向の誘電率ｅｓは７．９であって、セルギャップｄ＿ＬＣは３．３[μｍ]であって、第１配向膜ＡＬ１の誘電率は４であって、第１配向膜ＡＬ１の膜厚ｄ＿ＰＩは０．１[μｍ]である。
【００３３】
液晶分子ＬＭの初期配向方向は、スリットＳＬが延びた方向或いは電極部ＰＥＡが延びた方向と略直交した方向に対して傾いた方向である。スリットＳＬが延びた方向或いは電極部ＰＥＡが延びた方向に略直交した方向と初期配向方向とが成す角（バイアス角）が所定の角度となるように設定される。バイアス角θは、第１配向膜ＡＬ１および第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向により規定される。
【００３４】
上記液晶表示装置において、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差（あるいは電界）が形成されていない状態（ＯＦＦ時）には、液晶層ＬＱの液晶分子ＬＭは、その長軸が第１配向膜ＡＬ１の第１配向処理方向及び第２配向膜ＡＬ２の第２配向処理方向を向くように配向している。このようなＯＦＦ時が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。
【００３５】
バックライトからのバックライト光は、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態によって異なる。ＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱを通過した光は、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【００３６】
一方、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差（あるいは電界）が形成された状態（ＯＮ時）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）成分が形成される。液晶分子ＬＭは、電界の影響を受け、Ｘ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。
【００３７】
このようなＯＮ時には、バックライトから液晶表示パネルＬＰＮに入射したバックライト光は、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶層ＬＱに入射したバックライト光は、その偏光状態が変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。
【００３８】
ここで、バイアス角θは、例えば、液晶層ＬＱにリバースドメインが発生することを防止するために所定の角度に設定される。誘電率異方性が正（ポジ型）の液晶の場合は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間と、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥと対向基板ＣＴとの間に生じる縦電界成分によりセルギャップ方向Ｚへ液晶分子ＬＭのダイレクタが変形する傾向があり、所定のバイアス角を設けても、高電圧の印加や押圧によりリバースドメイン発生する可能性があった。一方、ネガ型液晶を採用した液晶表示装置の場合は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる縦電界成分によりセルギャップ方向Ｚへ液晶分子ＬＭのダイレクタの変形が略ない為、リバースドメインについてはポジ型液晶に対して良好な結果が得られた。
【００３９】
すなわち、ネガ型液晶を採用したＦＦＳモードの液晶表示装置の場合、ポジ型液晶を採用したＦＦＳモードの液晶表示装置に比べ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥに電圧印加したときにセルギャップ方向Ｚ（ティルト角）に配向する液晶分子が少ない。そのため、ネガ型液晶を採用した場合にはバイアス角が小さくてもリバースドメインは生じ難い。
【００４０】
なお、ポジ型液晶を採用した液晶表示装置において、バイアス角は画素電極のスリットが延びた方向に対する液晶分子の初期配向方向の角度である。
【００４１】
しかしながら、ネガ型液晶は、ポジ型液晶に比べると低粘度の液晶材料の合成が困難であり、応答時間を十分短くした場合にはポジ型液晶よりも駆動電圧が高くなる傾向があった。
【００４２】
上記事情を鑑みて、本願発明者は、ネガ型液晶を採用したＦＦＳモードの液晶表示装置において、第１配向膜ＡＬ１の配向膜容量に対する液晶容量の比（液晶容量／配向膜容量）が所定値以下となるように液晶材料の誘電率の絶対値を小さくすることにより、駆動電圧を低下するとともに高速応答化を実現できることを見出した。
【００４３】
図３は、複数のネガ型液晶材料について、液晶層ＬＱに印加する電圧に対する変調率Ｔの関係の一例を示す図である。なお、変調率Ｔ＝各電圧でのクロスニコルでの透過率／電圧無印加時のパラレルニコルでの透過率である。その際、クロスニコルとパラレルニコル共に、バックライト側（アレイ基板ＡＲ側）の偏光板の透過軸と、初期配向方向（電圧無印加時の液晶分子長軸方向）が一致しているものとする。
【００４４】
ここでは、誘電率の絶対値のみが異なる３種類のネガ型液晶材料について、Ｖ−Ｔ特性の一例を示している。グラフ３Ａが最も誘電率の絶対値が小さい液晶材料の特性を示し、誘電率の絶対値が小さい順にグラフ３Ｂ、グラフ３Ｃに液晶材料の特性を示している。各液晶材料について、誘電率の垂直方向と水平方向との差（Δｅ）は同じである。
【００４５】
これらのグラフ３Ａ〜３Ｃを比較すると、各液晶材料についてピークの変調率は略一定であるが、誘電率の絶対値が最も小さい液晶材料について、最も低い電圧で変調率のピーク値が得られている。すなわち、誘電率の絶対値が低い液晶材料の方が、低電圧で応答する傾向がみられた。
【００４６】
図４は、複数のネガ型液晶材料について、規格化変調率とその応答時間との関係の一例を示す図である。
【００４７】
ここでは、図３と同様に誘電率の絶対値のみが異なる３種類のネガ型液晶材料について、規格化変調率とその応答時間との関係の一例を示している。グラフ４Ａが最も誘電率の絶対値が小さい液晶材料の特性を示し、誘電率の絶対値が小さい順にグラフ４Ｂ、グラフ４Ｃに液晶材料の特性を示している。各液晶材料について、誘電率の垂直方向と水平方向との差（Δｅ）は同じである。
【００４８】
これらのグラフ４Ａ〜４Ｃを比較すると、液晶材料の誘電率の絶対値が小さい程、応答時間が短くなる傾向がみられた。
【００４９】
上記のように、液晶材料の誘電率の絶対値が小さい程、駆動電圧が低く、応答時間が短くなる傾向があることを鑑みて、本願発明者は、ネガ型液晶を採用した液晶表示装置について駆動電圧を低くするとともに、応答時間を短くすることが可能であると見出した。
【００５０】
すなわち、液晶層ＬＱに用いられる液晶材料は、ネガ型の液晶材料であって、第１配向膜ＡＬ１の配向膜容量に対する液晶容量の比（液晶容量／配向膜容量）が所定値以下となるように液晶材料の誘電率を設定することにより、駆動電圧が十分低くなり、応答時間が十分短くなった。
【００５１】
図５は、液晶容量／配向膜容量が所定値以下である液晶表示装置についての電界分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。ここでは、（ｅｓ／ｄ＿ＬＣ）／（ｅ＿ＰＩ／ｄ＿ＰＩ）≦０．０５９９を満たすネガ型液晶材料を採用した場合のシミュレーション結果を示している。
【００５２】
また、図６は、液晶容量／配向膜容量が所定値より大きい液晶表示装置についての電界分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。すなわち、ここでは（ｅｓ／ｄ＿ＬＣ）／（ｅ＿ＰＩ／ｄ＿ＰＩ）＞０．０５９９を満たすネガ型液晶材料を採用した場合のシミュレーション結果を示している。
【００５３】
いずれの場合も画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとに所定の電圧を印加した場合について、共通電極ＣＥと画素電極ＰＥとの間に生じる電界について所定の間隔の等電界線で示している。
【００５４】
図５に示すシミュレーション結果と図６に示すシミュレーション結果とを比較すると、液晶容量／配向膜容量が所定値以下である液晶材料を用いた方が画素電極ＰＥの端部における電界の勾配が急になっており、より広範囲に高い電界が生じている。また、上記シミュレーションにおいて、液晶層ＬＱと第１配向膜ＡＬ１との界面における電位は、液晶容量／配向膜容量が所定値以下である液晶材料を用いた方が、近傍電極電位に近くなった。
【００５５】
図７は、電圧に対する変調率の特性の一例を、アレイ基板ＡＲに対する液晶層の位置毎に示した図である。
【００５６】
グラフ７Ａ〜７Ｃは、誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型液晶材料の電圧に対する変調率の特性の一例を示している。グラフ７Ｄ〜７Ｆは、誘電率の絶対値が所定値より大きいネガ型液晶材料の電圧に対する変調率の特性の一例を示している。
【００５７】
また、グラフ７Ａ、７Ｄは、電極部ＰＥＡの端部（電極部ＰＥＡとスリットＳＬとの境界）近傍における液晶の変調率の特性の一例を示している。グラフ７Ｂ、７Ｅは、スリットＳＬから離れた電極部ＰＥＡ近傍における液晶の変調率の特性の一例を示している。グラフ７Ｃ、７Ｆは、電極部ＰＥＡから離れたスリットＳＬ近傍における液晶の変調率の特性の一例を示している。
【００５８】
グラフ７Ａ〜７Ｃと、グラフ７Ｄ〜７Ｆとを比較すると、液晶層ＬＱの位置にかかわらず誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型液晶材料を用いた液晶表示装置において、低電圧で高い変調率となったことが分かる。特に、誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型液晶材料を用いた液晶表示装置において、電極部ＰＥＡの端部近傍において、低電圧で高い変調率が得られた。
【００５９】
図８は、電極部ＰＥＡの端部近傍における、液晶分子のツイスト角（バイアス角からの回転角）とセルギャップとの関係の一例を示す図である。
【００６０】
グラフ８Ａは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電圧が所定の値（例えば２Ｖ）であるときに、誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型液晶材料を採用した液晶表示装置における液晶分子のツイスト角とセルギャップにおけるＺ方向の位置との関係の一例を示している。グラフ８Ｂは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電圧が所定の値（例えば２Ｖ）であるときに、誘電率の絶対値が所定値より大きいネガ型液晶材料を採用した液晶表示装置における液晶分子のツイスト角とルギャップにおけるＺ方向の位置との関係の一例を示している。ここでは、アレイ基板ＡＲと液晶層ＬＱとの境界を０μｍとし、対向基板ＣＴと液晶層ＬＱとの境界を３．３μｍとしている。
【００６１】
グラフ８Ａとグラフ８Ｂとを比較すると、誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型液晶を採用した場合の方が、液晶層ＬＱのＺ方向のどの位置においてもツイスト角が大きくなる結果が得られた。すなわち、誘電率の絶対値が所定値以下のネガ型液晶を採用することにより、より低電圧で液晶分子を所定のツイスト角だけ回転させることが可能となると考えられる。
【００６２】
上記の図５乃至図８に示すシミュレーション結果から、誘電率の絶対値（液晶容量／配向膜容）が所定値以下である液晶材料を用いることにより、電極部ＰＥＡの端部近傍の電界が強くなると考えられる。これは、第１配向膜ＡＬ１による電界ロスが小さくなり、画素電極ＰＥ端部の電界密度が強くなったためと考えられる。
【００６３】
図９は、複数の液晶材料を採用した液晶表示装置について第１配向膜ＡＬ１の膜厚変化に対する変調率の変化量の一例を示す図である。
【００６４】
ここでは、３種類のネガ型液晶材料と１種類のポジ型液晶材料とについてのシミュレーション結果の一例を示していている。グラフ９Ａ〜９Ｃ、９ａ〜９ｃはネガ型液晶材料のシミュレーション結果であって、液晶材料の誘電率が高い順にグラフ９Ａ（９ａ）、９Ｂ（９ｂ）、９Ｃ（９ｃ）である。グラフ９Ｃ（９ｃ）に示す特性は、（ｅｓ／ｄ＿ＬＣ）／（ｅ＿ＰＩ／ｄ＿ＰＩ）≦０．０５９９を満たすように構成された液晶表示装置における特性である。グラフ９Ｄ、９ｄはポジ型液晶材料のシミュレーション結果である。各液晶材料について、誘電率の垂直方向と水平方向との差（Δｅ）は同じであって、誘電率の絶対値のみが異なっている。
【００６５】
また、第１配向膜ＡＬ１の膜厚を−５ｎｍとした場合に、膜厚を±０のときの場合に対する変調率の変化量（Δ変調率）をグラフ９Ａ〜９Ｄに示している。第１配向膜ＡＬ１の膜厚を＋５ｎｍとした場合に、膜厚を±０のときの場合に対する変調率の変化量（Δ変調率）をグラフ９ａ〜９ｄに示している。
【００６６】
ネガ型液晶材料のシミュレーション結果を比較すると、誘電率の絶対値が高い程、第１配向膜ＡＬ１の膜厚の変化に対する変調率の変化量が大きく、第１配向膜ＡＬ１の膜厚の変化に対する依存度が大きいことがわかる。誘電率の絶対値が最も低いネガ型液晶材料のシミュレーション結果（グラフ９Ｃ、９ｃ）では、第１配向膜ＡＬ１の膜厚変化に対する依存度がポジ型液晶材料とシミュレーション結果（グラフ９Ｄ、９ｄ）と同程度であった。
【００６７】
すなわち、（ｅｓ／ｄ＿ＬＣ）／（ｅ＿ＰＩ／ｄ＿ＰＩ）≦０．０５９９を満たすように構成された液晶表示装置では、第１配向膜ＡＬ１の膜厚変化に対する変調率の変化が、ポジ型液晶表示装置と同程度であって、第１配向膜ＡＬ１の膜厚ムラによる表示ムラの発生を十分回避することができる結果が得られた。
【００６８】
上記のように、本実施形態の液晶表示装置によれば、表示品位の劣化を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、ＬＱ…液晶層、ＰＸ…画素、Ｓ…ソース配線、Ｇ…ゲート配線、ＳＷ…スイッチング素子、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＳＬ…スリット、ＰＥＡ…電極部、ＬＭ…液晶分子、ＡＬ１、ＡＬ２…配向膜、１１〜１３…層間絶縁膜。
【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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