(57)【要約】【課題】液晶分子の傾く方向のばらつきを抑制し、表示のむらを低減することができる液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶層を挟持する第１透明電極３および第２透明電極４には、両端が所定の形状に広がった第１スリット１１が設けられる。第２透明電極４には、第１透明電極３で長手方向に並ぶ第１スリット１１の端部同士の間の領域Ｐに対向する箇所に、所定の形状の第２スリット１２が形成される。同様に、第１の透明電極３には、第２透明電極４で長手方向に並ぶ第１スリット１１の端部同士の間の領域Ｑに対向する箇所に、第２スリット１２が形成される。【選択図】図２
2014115550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明電極が配置された第１透明基板と、
前記第１の透明電極に対向する第２の透明電極が配置された第２透明基板と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に封止される液晶層とを備え、
前記第１の透明電極および前記第２の透明電極に、それぞれ、一方向に延びるとともに両端が所定の形に広がった形状の第１スリットが、当該第１スリットの長手方向および当該長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられ、
観察者方向から見たときに、前記第１の透明電極に設けられた前記長手方向に並ぶ第１スリット群と、前記第２の透明電極に設けられた前記長手方向に並ぶ第１スリット群とは、交互に配置され、
前記第２の透明電極には、前記第１の透明電極で前記第１スリットの長手方向に並ぶ第１スリットの端部同士の間の領域に対向する箇所に、所定の形状の第２スリットが設けられ、
前記第１の透明電極には、前記第２の透明電極で前記第１スリットの長手方向に並ぶ第１スリットの端部同士の間の領域に対向する箇所に、前記第２スリットが設けられる
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
第１スリットの両端は、Ｙ字型に広がった形状である請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
第１スリットの両端は、Ｔ字型に広がった形状である請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
第１スリットの両端は、Ｕ字型に広がった形状である請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
第１スリットの両端は、一辺が当該第１スリットの長手方向と直交する略三角形に形成されている請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
第２スリットは、Ｘ字型に形成された請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
第２スリットは、略長方形に形成され、第１スリットの長手方向と第２スリットの長手方向は直交する請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
第１の透明電極が配置された第１透明基板と、
前記第１の透明電極に対向する第２の透明電極が配置された第２透明基板と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に封止される液晶層とを備え、
前記第１の透明電極および前記第２の透明電極に、それぞれ、一方向に延びるとともに所定側の端部が所定の形状に広がった形状のスリットが、当該スリットの長手方向および当該長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられ、
観察者方向から見たときに、前記第１の透明電極に設けられた前記長手方向に並ぶスリット群と、前記第２の透明電極に設けられた前記長手方向に並ぶスリット群とは、交互に配置される
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】
スリットは、Ｌ字型スリットである請求項８に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
スリットは、Ｔ字型スリットである請求項８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、液晶層に電圧を印加する電極にスリットが設けられる液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧が印加されないときの液晶層における液晶分子の配向（初期配向）が基板面に対して略垂直な垂直配向となる液晶表示素子がある。このような液晶表示素子を垂直配向型の液晶表示素子と呼ぶ。通常のラビングにより配向制御し、電界印加時に一方向に液晶分子が傾くモノドメインの垂直配向型液晶表示素子は、表示部の視野角が狭いという課題を有している。
【０００３】
一方、液晶層に電圧を印加する電極にスリットを設けることによって、垂直配向型液晶表示素子の視野角特性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された液晶表示素子は、液晶層を挟む一対の透明電極に、それぞれ略長方形のスリットを有する。そして、一方の透明電極のスリットと、他方の透明電極のスリットとが、スリットの長手方向と直交する方向に交互に配置されている。このような構成により斜め電界が発生し、その結果、一対の透明電極のスリット同士の間に形成される各領域では、長手方向と直交する方向に隣り合う領域同士で、液晶分子の傾く向きが逆向きになる２ドメイン構造となる。この２ドメイン構造により視野角特性が向上する。
【０００４】
また、特許文献２でも、特許文献１と同様に、液晶層を挟む一対の透明電極にそれぞれ略長方形のスリットを有する液晶表示素子が記載されている。そして、特許文献２に記載された液晶表示素子においても、一方の透明電極のスリットと、他方の透明電極のスリットとが、スリットの長手方向と直交する方向に交互に配置される構成となっていて、視角特性が向上する。
【０００５】
なお、特許文献１に記載された液晶表示素子では、一方の透明電極に設けられたスリットの短辺が、もう一方の透明電極に設けられたスリットの短辺に対して、スリットの長手方向にずれていない。これに対して、特許文献２に記載された液晶表示素子では、一方の透明電極に設けられたスリットの短辺が、もう一方の透明電極に設けられたスリットの短辺に対して、スリットの長手方向に略半ピッチずれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５２２９８号公報（段落００１３、００３０〜００３２、図１、図２等）
【特許文献２】特開２００５−４３６９６号公報（段落００２０、図４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２３は、特許文献１に記載された液晶表示素子における２ドメイン構成の例を示す説明図である。実線で示したスリット５１は、一方の透明電極（図２３において図示略）に設けられたスリットである。破線で示したスリット５２ａ，５２ｂは、もう一方の透明電極（図２３において図示略）に設けられたスリットである。このように一方の透明電極に長方形のスリット５１が設けられ、他方の透明電極に長方形のスリット５２ａ，５２ｂが設けられていることにより、一対の透明電極に設けられたスリットの縁同士の間に斜め電界が生じる。このとき、スリット５１，５２ａ間の斜め電界の方向と、スリット５１，５２ｂ間の斜め電界の方向は異なる。その結果、スリット５１，５２ａ間に存在する液晶分子５４の傾く方向と、スリット５１，５２ｂ間に存在する液晶分子５５の傾く方向とは互いに逆向きとなり、２ドメイン構成が実現される。なお、各スリットに該当する領域に存在する液晶分子５３は、電圧が印加されていないので、垂直配向となる。
【０００８】
特許文献１に記載された液晶表示素子では、上記のように２ドメイン構成となる。しかし、長手方向に並ぶスリット間（例えば、スリット５１同士の間）に存在する液晶分子５９の配向方向がばらつき、配向状態が不安定になる。その理由は、このスリット間を形成する位置には、両側に透明電極が配置されていて、電圧を印加したときに、電極エッジの斜め電界ができにくい領域（特に透明電極の中央に位置する領域）が形成されるからであると推察される。このため、長手方向に並ぶスリット間で、光の透過率が低下し、表示にむらが生じることがあった。
【０００９】
以下、長手方向に並ぶスリット間の液晶分子５９の配向方向がばらつく理由について詳細に説明する。図２４は、図２３に示すＡ−Ｂのラインにおける液晶表示素子の断面図である。図２４に示すように、一対の透明基板６１，６２の液晶層側に、それぞれ透明電極６３，６４が配置される。透明電極６３は、図２３に示すスリット５１が設けられる透明電極である。また、透明電極６４は、スリット５２ａ，５２ｂ（図２４において図示せず。図２３参照。）が設けられる透明電極である。
【００１０】
長手方向に並ぶスリット５１同士の間の領域では、液晶層の両側に透明電極６３，６４が存在し、電極面に垂直な電界が印加されることによって、その領域の液晶分子は、いずれの方向にも傾くことができる。そして、その周囲の領域では、透明電極６３と透明電極６４の間に斜め電界６７も生じる。従って、電極面に垂直な電界が印加された液晶分子は、斜め電界６７によって傾いた液晶分子に挟まれ、斜め電界６７が生じない領域、すなわち両側に透明電極が存在する領域では傾き方向が一定でない液晶分子同士がぶつかり合う状態となる。この結果、スリット５１同士の間の領域に存在する液晶分子５９は、任意の方向に倒れやすくなり、その領域の液晶分子の傾く向きにばらつきが生じる。
【００１１】
ここでは、図２３に示すスリット５１同士の間の領域を例にして説明したが、長手方向に隣接するスリット間の各領域で同様の現象が生じる。また、特許文献２に記載された液晶表示素子でも同様の現象が生じる。
【００１２】
図２５は、特許文献１に記載された液晶表示素子のスリットパターンの顕微鏡画像である。また、図２６は、特許文献１に記載された液晶表示素子での表示例を示す画像である。
【００１３】
また、図２７は、特許文献２に記載された液晶表示素子のスリットパターンの顕微鏡画像である。図２８は、特許文献２に記載された液晶表示素子での表示例を示す画像である。
【００１４】
図２５および図２７から、液晶分子の配向方向にばらつきが生じている箇所があることがわかる。また、図２６および図２８から、表示画像にむらが生じていることがわかる。
【００１５】
そこで、本発明は、液晶分子の傾く方向のばらつきを抑制し、表示のむらを低減することができる液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による液晶表示素子は、第１の透明電極が配置された第１透明基板と、第１の透明電極に対向する第２の透明電極が配置された第２透明基板と、第１透明基板と第２透明基板との間に封止される液晶層とを備え、第１の透明電極および第２の透明電極に、それぞれ、一方向に延びるとともに両端が所定の形に広がった形状の第１スリットが、当該第１スリットの長手方向および当該長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられ、観察者方向から見たときに、第１の透明電極に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群と、第２の透明電極に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群とは、交互に配置され、第２の透明電極には、第１の透明電極で第１スリットの長手方向に並ぶ第１スリットの端部同士の間の領域（例えば、領域Ｐ）に対向する箇所に、所定の形状の第２スリットが設けられ、第１の透明電極には、第２の透明電極で第１スリットの長手方向に並ぶ第１スリットの端部同士の間の領域（例えば、領域Ｑ）に対向する箇所に、第２スリットが設けられることを特徴とする。
【００１７】
第１スリットの両端が、Ｙ字型に広がった形状であってもよい。
【００１８】
第１スリットの両端が、Ｔ字型に広がった形状であってもよい。
【００１９】
第１スリットの両端が、Ｕ字型に広がった形状であってもよい。
【００２０】
第１スリットの両端が、一辺が当該第１スリットの長手方向と直交する略三角形に形成されていてもよい。
【００２１】
第２スリットが、Ｘ字型に形成されていてもよい。
【００２２】
第２スリットが、略長方形に形成され、第１スリットの長手方向と第２スリットの長手方向が直交していてもよい。
【００２３】
また、本発明による液晶表示素子は、第１の透明電極が配置された第１透明基板と、第１の透明電極に対向する第２の透明電極が配置された第２透明基板と、第１透明基板と第２透明基板との間に封止される液晶層とを備え、第１の透明電極および第２の透明電極に、それぞれ、一方向に延びるとともに所定側の端部が所定の形状に広がった形状のスリットが、当該スリットの長手方向および当該長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられ、観察者方向から見たときに、第１の透明電極に設けられた長手方向に並ぶスリット群と、第２の透明電極に設けられた長手方向に並ぶスリット群とは、交互に配置されることを特徴とする。
【００２４】
スリットが、Ｌ字型スリットであってもよい。
【００２５】
スリットが、Ｔ字型スリットであってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、液晶分子の傾く方向のばらつきを抑制し、表示のむらを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の液晶表示素子の構成例を示す模式的断面図。
【図２】第１透明電極および第２透明電極に設けられるスリットの例を示す説明図。
【図３】図２（ａ）に示す第１透明電極と図２（ｂ）に示す第２透明電極とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図。
【図４】第１の実施形態における電圧印加時の液晶の配向方向を示す模式図。
【図５】図４に示すＡ−Ｂのラインにおける液晶表示素子の断面図。
【図６】第１の実施形態におけるスリットパターンの顕微鏡画像。
【図７】第１の実施形態の液晶表示素子での表示例を示す画像。
【図８】第１スリットとして両端がＵ字型に広がった形状のスリットを設けた場合の第１透明電極および第２透明電極を示す説明図。
【図９】図８（ａ）に示す第１透明電極と図８（ｂ）に示す第２透明電極とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図。
【図１０】第１スリットとして両端が略三角形の形状となっているスリットを設けた場合の第１透明電極および第２透明電極を示す説明図。
【図１１】図１０（ａ）に示す第１透明電極と図１０（ｂ）に示す第２透明電極とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図。
【図１２】第２スリットとして略長方形のスリットを設けた場合の第１透明電極および第２透明電極を示す説明図。
【図１３】図１２（ａ）に示す第１透明電極と図１２（ｂ）に示す第２透明電極とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図。
【図１４】略長方形の第２スリット近傍の液晶分子の配向方向を示す模式図。
【図１５】第１透明電極の第１スリットの端部に対して、第２透明電極の第１スリットの端部をずらした場合のスリットの例を示す説明図。
【図１６】第１透明電極の第１スリットの端部に対して、第２透明電極の第１スリットの端部をずらした場合のスリットの例を示す説明図。
【図１７】第２の実施形態で設けられるスリットの形状の例を示す説明図。
【図１８】第２の実施形態におけるスリットが形成された第１透明電極および第２透明電極の例を示す説明図。
【図１９】図１８（ａ）に示す第１透明電極と図１８（ｂ）に示す第２透明電極とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図。
【図２０】第２の実施形態におけるスリット形状の他の例を示す説明図。
【図２１】第３の実施形態におけるスリットが形成された第１透明電極および第２透明電極の例を示す説明図。
【図２２】図２１（ａ）に示す第１透明電極と図２１（ｂ）に示す第２透明電極とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図。
【図２３】特許文献１に記載された液晶表示素子における２ドメイン構成の例を示す説明図。
【図２４】図２３に示すＡ−Ｂのラインにおける液晶表示素子の断面図。
【図２５】特許文献１に記載された液晶表示素子のスリットパターンの顕微鏡画像。
【図２６】特許文献１に記載された液晶表示素子での表示例を示す画像。
【図２７】特許文献２に記載された液晶表示素子のスリットパターンの顕微鏡画像。
【図２８】特許文献２に記載された液晶表示素子での表示例を示す画像。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
［実施形態１］図１は、本発明の液晶表示素子の構成例を示す模式的断面図である。以下の説明では、液晶表示素子が垂直配向型である場合を例にして説明する。本発明の液晶表示素子は、第１透明電極３が配置された第１透明基板１と、第２透明電極４が配置された第２透明基板２とを備える。そして、第１透明電極３と第２透明電極４とが対向するように第１透明基板１および第２透明基板２が配置され、第１透明基板１および第２透明基板２との間に液晶層５が封止される。以下、第１透明基板１および第２透明基板２を単に透明基板１，２と記す場合がある。透明基板１，２間に液晶層５を封止するために用いる周辺シール材の図示は省略している。
【００３０】
また、図示を省略しているが、電圧無印加状態において液晶分子を基板に対して垂直に配向させる配向膜が第１透明電極上および第２透明電極上に配置される。そして、液晶層５の液晶分子は、電圧が印加されていないときに垂直配向となる。また、電圧が印加されると、液晶分子は垂直配向の状態から傾く。
【００３１】
透明基板１，２は、例えば、ガラス基板である。また、第１透明電極３および第２透明電極４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によって形成される。
【００３２】
第１透明基板１には、液晶層５と反対側の面に第１偏光板６が設けられる。また、第２透明基板２にも、液晶層５と反対側の面に第２偏光板７が設けられる。偏光板６，７は、互いの吸収軸が直交するように配置される。換言すれば、偏光板６，７は、互いの偏光軸が直交するように配置される。
【００３３】
なお、図１では、第１偏光板６側の面の方向から画像を観察する場合を例にする。この場合、第２偏光板７側にバックライト（図示略）を配置する。
【００３４】
第１透明電極３および第２透明電極４には、それぞれ電極全体に渡って、２種類の形状のスリットが規則的に設けられる。なお、図１に示す模式的断面図では、第１透明電極３および第２透明電極４のスリットの図示を省略している。
【００３５】
図２は、第１透明電極３および第２透明電極４に設けられるスリットの例を示す説明図である。図２（ａ）は、第１透明電極３に設けられたスリットの例を示し、図２（ｂ）は、第２透明電極４に設けられたスリットの例を示す。なお、説明を簡単に説明するために、図２では、第１透明電極３および第２透明電極４の重なり合っている一部分のみを表しているものとする。従って、図２では、第１透明電極３および第２透明電極４の一部の領域を、同じ大きさおよび同じ形状の領域として抜き出して図示している。第１透明電極３の大きさおよび形状と、第２透明電極４の大きさおよび形状とは、異なっていてもよい。この点は、後述する本実施形態の各変形例や、第２以降の実施形態でも同様である。
【００３６】
また、説明を簡単にするために第１透明電極３に設けられるスリットは実線で示し（図２（ａ）参照）、第２透明電極４に設けられるスリットは破線で示す（図２（ｂ）参照）。この点は、後述する本実施形態の各変形例や、第２以降の実施形態でも同様である。
【００３７】
第１透明電極３および第２透明電極４には、それぞれ、一方向（本例では、図２に示す方向Ａ）に延びるとともに、両端が所定の形に広がった形状の第１スリットが設けられる。図２および図３では、第１スリットとして、両端がＹ字型に広がった形状である第１スリット１１を例にして説明する。第１スリット１１において、Ｙ字型の二股に分かれた部分は、第１スリット１１の外側を向くように形成される（図２参照）。
【００３８】
第１透明電極３および第２透明電極４それぞれにおいて、第１スリット１１は、第１スリット１１の長手方向、およびその長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられる。また、第１透明電極３と第２透明電極４とで、第１スリット１１の形状および大きさは共通である。それぞれの透明電極３，４において、第２スリット１２は、隣接する４つの第１スリット１１の端部の重心位置に配置されている。
【００３９】
図３は、図２（ａ）に示す第１透明電極３と図２（ｂ）に示す第２透明電極４とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図である。以下の説明では、便宜的に、第１透明電極３の第１スリットを符号“１１ａ”で表し、第２透明電極４の第１スリットを符号“１１ｂ”で表す場合がある。
【００４０】
図３に示すように、第１透明電極３に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット１１ａ）と、第２透明電極４に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット１１ｂ）は、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、交互に配置されるように形成される。
【００４１】
図３に示す例では、長手方向に垂直な方向に並ぶ第１透明電極３の第１スリット１１ａと、第２透明電極４の第１スリット１１ｂとは、端部が互いに長手方向にずれないように配置されている。
【００４２】
また、第２透明電極４には、第１透明電極３で第１スリット１１ａの長手方向に並ぶ第１スリット１１ａの向かい合う端部同士の間の領域（例えば、図２（ａ）に示す領域Ｐ）に対向する箇所に、所定の形状の第２のスリットが設けられる。
【００４３】
同様に、第１透明電極３には、第２透明電極４で第１スリット１１ｂの長手方向に並ぶ第１スリット１１ｂの向かい合う端部同士の間の領域（例えば、図２（ｂ）に示す領域Ｑ）に対向する箇所にも、第２のスリットが設けられる。
【００４４】
図２および図３では、第２スリットとして、２本の斜線を交差させたＸ字型の形状の第２スリット１２を例にして説明する。また、便宜的に、第１透明電極３の第２スリットを符号“１２ａ”で表し、第２透明電極４の第２スリットを符号“１２ｂ”で表す場合がある。
【００４５】
上記のように、第１透明電極３および第２透明電極４に第２スリット１２を設けた場合、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねると、図３に示すように、長手方向に並ぶ第１スリット１１ａの間に第２スリット１２ｂが位置し、また、長手方向に並ぶ第１スリット１１ｂの間に第２スリット１２ａが位置する。特に、第１スリットと第２スリットの位置関係は、Ｘ字型の交差角を形成する部分とＹ字型の二股に分かれた部分とを対向させるように配置することが好ましい。
【００４６】
図４は、第１の実施形態における電圧印加時の液晶の配向方向を示す模式図である。既に述べたように、実線で示す第１スリット１１ａおよび第２スリット１２ａは、第１透明電極３（図４において図示略。図１参照。）に設けられるスリットである。また、破線で示す第１スリット１１ｂおよび第２スリット１２ｂは、第２透明電極４（図４において図示略。図１参照。）に設けられるスリットである。
【００４７】
第１スリット１１ａと、その第１スリット１１ａに近接する第１スリット１１ｂのうちの一方との間の領域を“領域２１”と記す。また、第１スリット１１ａと、その第１スリット１１ａに近接する第１スリット１１ｂのうちのもう一方との間の領域を“領域２２”と記す（図４参照）。領域２１，２２にはそれぞれ、第１スリット１１ａと、近接する第１スリット１１ｂとによって斜め電界が生じるが、その向きは異なる。その結果、領域２１の液晶分子と、領域２２の液晶分子とは、互いに逆向きに傾く。
【００４８】
ここでは、第１スリット１１ａの両側の領域２１，２２を例にして説明したが、第１スリット１１ｂの両側の領域に関しても同様である。
【００４９】
このように、１つの第１スリット１１の長く延びている部分に着目した場合、その両側の液晶分子の配向方向は逆向きとなる。すなわち、１つの第１スリット１１の長く延びている部分の近傍（領域２１，２２）では、２ドメイン構成が実現される。
【００５０】
また、第２スリット１２ｂと、その第２スリット１２ｂに近接する第１スリット１１ａのうちの一方との間の領域を“領域２３”と記す。また、第２スリット１２ｂと、その第２スリット１２ｂに近接する第１スリット１１ａのうちのもう一方との間の領域を“領域２４”と記す（図４参照）。領域２３，２４にはそれぞれ、第２スリット１２ｂと、近接する第１スリット１１ａとによって斜め電界が生じるが、その向きは異なる。その結果、領域２３の液晶分子と、領域２４の液晶分子とは、互いに逆向きに傾く。
【００５１】
また、第２スリット１２ｂと、その第２スリット１２ｂに近接する第２スリット１２ａのうちの一方との間の領域を“領域２５”と記す。また、第２スリット１２ｂと、その第２スリット１２ｂに近接する第２スリット１２ａのうちのもう一方との間の領域を“領域２６”と記す（図４参照）。領域２５，２６にはそれぞれ、第２スリット１２ｂと、近接する第２スリット１２ａとによって斜め電界が生じるが、その向きは異なる。その結果、領域２５の液晶分子と、領域２６の液晶分子とは、互いに逆向きに傾く。
【００５２】
すなわち、第２スリット１２ｂの周囲の領域２３〜２６では、それぞれ液晶分子の傾く方向が異なり、４ドメイン構成が実現される。
【００５３】
ここでは、第２スリット１２ｂの周囲の領域２３〜２６を例にして説明したが、第２スリット１２ａの周囲の領域に関しても同様である。
【００５４】
なお、各第１スリットおよび各第２スリットが設けられた領域では、液晶層に電圧が印加されないので、液晶分子は垂直配向となる。
【００５５】
図５は、図４に示すＡ−Ｂのラインにおける液晶表示素子の断面図である。ただし、配向膜や図１に示した偏光板６，７の図示を省略している。第２スリット１２ｂの周囲では、斜め電界２９が生じ、第２スリット１２ｂの周囲の液晶分子１９は、図４に示したように４ドメイン構造となる。そして、本発明では、第１透明電極３の第１スリット１１ａの間の領域に対向する第２透明電極４の領域には、第２スリット１２ｂが設けられる。そして、第２スリット１２ｂが存在する領域の液晶分子１８は、電圧が印加されないために垂直配向状態を保つ。
【００５６】
従って、４ドメイン構造の中心部分に存在する液晶分子１８は、任意の方向に倒れることがないため、液晶分子１８が、その周囲の液晶分子１９とぶつかり合うことが防止される。そのため、液晶分子１８，１９の配向方向がばらつくことも防止される。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、第１スリット１１または第２スリット１２が設けられていない領域の液晶の配向方向を規定することができる。よって、本実施形態では、液晶分子の傾く方向のばらつきを抑制し、表示のむらを低減することができる。また、本実施形態では、第１スリット１１の長く延びている部分の両側では２ドメイン構成が実現され、第２スリット１２の周囲では４ドメイン構成が実現されるので、広い視野角を実現することができる。
【００５８】
図６は、本実施形態におけるスリットパターンの顕微鏡画像である。また、図７は、本実施形態の液晶表示素子での表示例を示す画像である。図６に示す画像から、液晶分子の配向方向がばらついていないことがわかる。また、本実施形態によって、図７に例示するように、表示むらの少ない画像を表示できることがわかる。
【００５９】
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。以下に示す各変形例においても、第１透明電極３と第２透明電極４とで、第１スリットの形状および大きさは共通である。また、第１透明電極３と第２透明電極４とで、第２スリットの形状および大きさも共通である。また、第１透明電極３および第２透明電極４それぞれにおいて、第１スリットは、第１スリットの長手方向、およびその長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられる。これらの点は、上記の第１の実施形態と同様である。
【００６０】
上記の第１の実施形態では、両端がＹ字型に広がった形状である第１スリット１１を例にして説明した。第１スリットの両端の形状は、Ｙ字型に限定されない。例えば、両端がＴ字型に広がった形状の第１スリットを各透明電極３，４に設けてもよい。また、例えば、両端がＵ字型に広がった形状の第１スリットを各透明電極３，４に設けてもよい。また、両端が略三角形に形成された第１スリットを各透明電極３，４に設けてもよい。
【００６１】
図８は、第１スリットとして両端がＵ字型に広がった形状のスリットを設けた場合の第１透明電極３および第２透明電極４を示す説明図である。図８（ａ）は、第１透明電極３に設けられたスリットの例を示し、図８（ｂ）は、第２透明電極４に設けられたスリットの例を示す。
【００６２】
また、両端がＵ字型に広がった形状の第１スリットを符号“３１”で表す。また、便宜的に、第１透明電極３の第１スリットを符号“３１ａ”で表し、第２透明電極４の第１スリットを符号“３１ｂ”で表す場合がある。
【００６３】
図８に示すように、二股に分かれた部分が第１スリット３１の外側を向くように、Ｕ字型の形状が形成される。
【００６４】
図９は、図８（ａ）に示す第１透明電極３と図８（ｂ）に示す第２透明電極４とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図である。図９に示すように、第１透明電極３に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット３１ａ）と、第２透明電極４に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット３１ｂ）は、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、交互に配置されるように形成される。
【００６５】
また、第２透明電極４には、第１透明電極３で第１スリット３１ａの長手方向に並ぶ第１スリット３１ａの向かい合う端部同士の間の領域Ｐ（図８（ａ）参照）に対向する箇所に、Ｘ字型の第２スリット１２ｂが設けられる。同様に、第１透明電極３には、第２透明電極４で第１スリット３１ｂの長手方向に並ぶ第１スリット３１ｂの向かい合う端部同士の間の領域Ｑ（図８（ｂ）参照）に対向する箇所に、Ｘ字型の第２スリット１２ａが設けられる。
【００６６】
このように、第１スリットおよび第２スリットを設けることにより、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねると、図９に示すように、長手方向に並ぶ第１スリット３１ａの間に第２スリット１２ｂが位置し、また、長手方向に並ぶ第１スリット３１ｂの間に第２スリット１２ａが位置する。特に、第１スリットと第２スリットとの位置関係は、Ｘ字型の交差角を形成する部分とＵ字型の二股を形成する部分とを対向させるように配置することが好ましい。
【００６７】
図８および図９に示すように第１スリット３１の両端をＵ字型の形状としても、第１の実施形態と同様に、液晶分子の配向方向を規定することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
図１０は、第１スリットとして両端が略三角形の形状となっているスリットを設けた場合の第１透明電極３および第２透明電極４を示す説明図である。図１０（ａ）は、第１透明電極３に設けられたスリットの例を示し、図１０（ｂ）は、第２透明電極４に設けられたスリットの例を示す。
【００６９】
また、両端が略三角形に形成された第１のスリットを符号“３２”で表す。また、便宜的に、第１透明電極３の第１スリットを符号“３２ａ”で表し、第２透明電極４の第１スリットを符号“３２ｂ”で表す場合がある。
【００７０】
図１０に示すように、第１スリット３２の両端の略三角形の形状は、１辺が第１スリットの長手方向と直交するように形成される。
【００７１】
図１１は、図１０（ａ）に示す第１透明電極３と図１０（ｂ）に示す第２透明電極４とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図である。図１１に示すように、第１透明電極３に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット３２ａ）と、第２透明電極４に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット３２ｂ）は、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、交互に配置されるように形成される。
【００７２】
また、第２透明電極４には、第１透明電極３で第１スリット３２ａの長手方向に並ぶ第１スリット３２ａの向かい合う端部同士の間の領域Ｐ（図１０（ａ）参照）に対向する箇所に、第２スリット１２ｂが設けられる。同様に、第１透明電極３には、第２透明電極４で第１スリット３２ｂの長手方向に並ぶ第１スリット３２ｂの向かい合う端部同士の間の領域Ｑ（図１０（ｂ）参照）に対向する箇所に、第２スリット１２ａが設けられる。
【００７３】
このように、第１スリットおよび第２スリットを設けることにより、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねると、図１１に示すように、長手方向に並ぶ第１スリット３２ａの間に第２スリット１２ｂが位置し、また、長手方向に並ぶ第１スリット３２ｂの間に第２スリット１２ａが位置する。
【００７４】
図１０および図１１に示すように第１スリット３２の両端の形状を略三角形としても、第１の実施形態と同様に、液晶分子の配向方向を規定することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、前述のように、第１スリットの両端がＴ字型に広がった形状であってもよい。
【００７６】
次に、第２スリットをＸ字型以外の形状とした場合の例について説明する。第２スリットは、略長方形に形成されていてもよい。
【００７７】
図１２は、第２スリットとして略長方形のスリットを設けた場合の第１透明電極３および第２透明電極４を示す説明図である。図１２（ａ）は、第１透明電極３に設けられたスリットの例を示し、図１２（ｂ）は、第２透明電極４に設けられたスリットの例を示す。また、以下に示す説明では、第１スリットの両端がＴ字型に広がった形状である場合を例にして説明する。
【００７８】
図１２に示すように、第２スリット３６は、第２スリット３６の長手方向と、第１スリット３５の長手方向とが直交するように設けられる。換言すれば、略長方形の第２スリット３６の長辺は、第１スリット３５の長手方向と直交する。
【００７９】
なお、便宜的に、第１透明電極３の第１スリットを符号“３５ａ”で表し、第２透明電極４の第１スリットを符号“３５ｂ”で表す場合がある。また、第１透明電極３の第２スリットを符号“３６ａ”で表し、第２透明電極４の第２スリットを符号“３６ｂ”で表す場合がある。
【００８０】
図１３は、図１２（ａ）に示す第１透明電極３と図１２（ｂ）に示す第２透明電極４とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図である。図１３に示すように、第１透明電極３に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット３５ａ）と、第２透明電極４に設けられた長手方向に並ぶ第１スリット群（長手方向に並ぶ各第１スリット３５ｂ）は、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、交互に配置されるように形成される。
【００８１】
また、第２透明電極４には、第１透明電極３で第１スリット３５ａの長手方向に並ぶ第１スリット３５ａの向かい合う端部同士の間の領域Ｐ（図１２（ａ）参照）に対向する箇所に、第２スリット３６ｂが設けられる。同様に、第１透明電極３には、第２透明電極４で第１スリット３５ｂの長手方向に並ぶ第１スリット３５ｂの向かい合う端部同士の間の領域Ｑ（図１２（ｂ）参照）に対向する箇所に、第２スリット３６ａが設けられる。前述のように、第２スリット３６の長手方向は、第１スリット３５の長手方向と直交する。
【００８２】
このように、第１スリットおよび第２スリットを設けることにより、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねると、図１３に示すように、第１スリットの長手方向に並ぶ第１スリット３５ａの間に第２スリット３６ｂが位置し、また、第１スリットの長手方向に並ぶ第１スリット３５ｂの間に第２スリット３６ａが位置する。
【００８３】
本例に示す場合でも、第１スリット３５の長く延びている部分の近傍では、２ドメイン構成が実現される。
【００８４】
図１４は、略長方形の第２スリット近傍の液晶分子の配向方向を示す模式図である。第２スリット３６ａと、その第２スリット３６ａに近接する第１スリット３５ｂのうち一方との間の領域を“領域３８”と記す。また、第２スリット３６ａと、その第２スリット３６ａに近接する第１スリット３５ｂのうちのもう一方との間の領域を“領域３９”と記す（図１４参照）。領域３８，３９にはそれぞれ、略長方形の第２スリット３６ａと、近接する第１スリット３５ｂとによって斜め電界が生じるが、その向きは異なる。その結果、領域３８の液晶分子と、領域３９の液晶分子とは、互いに逆向きに傾く。この結果、第２スリット３６ａの周囲の領域では、２ドメイン構成が実現される。
【００８５】
本例においても、第２スリット３６が存在する領域の液晶分子は、電圧が印加されないために垂直配向状態を保つ。従って、第２スリット３６が存在する領域の液晶分子が倒れることがないため、領域３８，３９の液晶分子とぶつかり合うことが防止される。従って、第２スリット３６ａの周囲の領域の２ドメイン構成は良好に保たれる。
【００８６】
ここでは、第２スリット３６ａの周囲の領域３８，３９を例にして説明したが、第２スリット３６ｂの周囲の領域に関しても同様である。
【００８７】
このように、第２スリットを略長方形とした場合には、第２スリットの周囲で４ドメイン構成ではなく、２ドメイン構成となるが、第２スリット３６が存在する領域の液晶分子が周囲の液晶分子とぶつかることを防止できるという点では、第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、上記の第１の実施形態およびその変形例では、長手方向に垂直な方向に並ぶ第１透明電極３の第１スリットと、第２透明電極４の第１スリットとで、端部が互いに長手方向にずれていない場合を示した（図３、図９、図１１、図１３参照）。第１透明電極３の第１スリットと、第２透明電極４の第１スリットとで、端部が互いに長手方向にずれていてもよい。例えば、第１透明電極と第２透明電極４とを重ねたときに、第１透明電極の第１スリットの端部に対して、第２透明電極４の第１スリットの端部が略半ピッチずれていてもよい。
【００８９】
このように、第１透明電極３の第１スリットの端部に対して、第２透明電極４の第１スリットの端部をずらした場合のスリットの例を図１５および図１６に示す。図１５および図１６は、いずれも、第１透明電極３と第２透明電極４とを重ねたときの各スリットの位置を示している。また、図１５は、第１スリットの両端がＹ字型に形成され、第２スリットがＸ字型に形成されている場合を例示している。図１６は、第１スリットの両端がＴ字型に形成され、第２スリットが略長方形に形成されている場合を例示している。
【００９０】
［実施形態２］第２の実施形態の液晶表示素子の構成は、図１に示す構成と同様である。ただし、第１透明電極３および第２透明電極４に設けるスリットの態様が異なる。第２の実施形態では、第１透明電極３および第２透明電極４に、ともに１種類のスリットを設ける。
【００９１】
図１７は、第２の実施形態で第１透明電極３および第２透明電極４に設けられるスリットの形状の例を示す説明図である。図１７に示すように、第２の実施形態で設けられるスリットは、一方向に延びるとともに、所定側（本例では右側）の端部が、所定の形状に広がるように形成される。図１７に示す例では、一方向に延びている部分４１から、片側のみに広がるように右側の端部４２が形成されている場合を示している。以下、スリット４０の一方向に延びている部分４１を、スリット主要部４１と記す。端部４２は、スリット４０の長手方向に対して垂直に広がるように形成される。すなわち、図１７に示す例では、スリット４０は、Ｌ字型に形成される。
【００９２】
図１８は、第２の実施形態におけるスリットが形成された第１透明電極３および第２透明電極４の例を示す説明図である。図１８（ａ）は、スリット４０が設けられた第１透明電極３を示す。図１８（ｂ）は、スリット４０が設けられた第２透明電極４を示す。第１透明電極３および第２透明電極４それぞれにおいて、スリット４０は、スリット４０の長手方向、およびその長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられる。なお、スリット４０の端部４２同士の間隔は、スリット主要部４１の長さとほぼ同じ長さである。また、第１透明電極３と第２透明電極４とで、スリット４０の形状および大きさは共通である。
【００９３】
図１９は、図１８（ａ）に示す第１透明電極３と図１８（ｂ）に示す第２透明電極４とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図である。以下の説明では、第１透明電極３に設けられるスリット４０と、そのスリット主要部４１および端部４２に対しては、添え字“ａ”を付す場合がある。また、第２透明電極４に設けられるスリット４０と、そのスリット主要部４１および端部４２に対しては、添え字“ｂ”を付す場合がある。
【００９４】
図１９に示すように、第１透明電極３に設けられた長手方向に並ぶスリット群（長手方向に並ぶ各スリット４０ａ）と、第２透明電極４に設けられた長手方向に並ぶスリット群（長手方向に並ぶ各スリット４０ｂ）は、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、交互に配置されるように形成される。
【００９５】
また、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、スリット主要部４１ａ，４１ｂの間隔が、端部４１の長さとほぼ同じになるように、スリット４０ａ，４０ｂは形成される。
【００９６】
第２の実施形態では、図１９に示すように、スリット４０が設けられていない領域を、隣り合うスリットのスリット主要部および端部で囲むことができる。例えば、図１９に示す領域４５は、スリット４０ａのスリット主要部４１ａおよび端部４２ａと、スリット４０ｂのスリット主要部４１ｂで囲まれる。同様に、図１９に示す領域４６は、スリット４０ｂのスリット主要部４１ｂおよび端部４２ｂと、スリット４０ａのスリット主要部４１ａで囲まれる。
【００９７】
このようにスリットで囲まれた領域４５，４６に存在する液晶分子の配向方向は、スリット４０ａ，４０ｂが形成されたことにより生じる斜め電界によって規定することができる。領域４５，４６以外の領域でも同様である。従って、本実施形態においても、液晶分子の配向方向のばらつきを抑え、表示のむらを低減することができる。
【００９８】
また、図２０は、第２の実施形態におけるスリット形状の他の例を示す説明図である。図２０に示すように、端部４２が、スリット主要部４１から両側に広がるように形成されていてもよい。既に述べたように、端部４２は、スリット４０の長手方向に対して垂直に広がるように形成される。図２０に示す例では、スリット４０はＴ字型に形成される。スリットの形状以外は、既に説明した第２の実施形態と同様である。
【００９９】
スリット４０の形状をＴ字型に形成した場合であっても、スリット４０が設けられていない領域を、隣り合うスリットのスリット主要部および端部で囲むことができる。その結果、スリット４０が設けられていない領域の液晶分子の配向方向を規定することができる。従って、液晶分子の配向方向のばらつきを抑え、表示のむらを低減することができる。
【０１００】
［実施形態３］第３の実施形態の液晶表示素子の構成は、図１に示す構成と同様である。ただし、第１透明電極３および第２透明電極４に設けるスリットの態様が異なる。第３の実施形態では、第１透明電極３および第２透明電極４のうちの一方（本例では、第１透明電極３とする。）に、第２の実施形態と同様にＬ字型のスリット４０を形成する。そして、もう一方の透明電極（本例では、第２透明電極４）に略長方形のスリットを形成する。
【０１０１】
図２１は、第３の実施形態におけるスリットが形成された第１透明電極３および第２透明電極４の例を示す説明図である。図１８（ａ）は、スリット４０が設けられた第１透明電極３を示す。図１８（ｂ）は、略長方形のスリット５０が設けられた第２透明電極４を示す。
【０１０２】
第１透明電極３において、スリット４０は、スリット４０の長手方向、およびその長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられる（図２１（ａ）参照）。スリット４０は、図１７に示したスリット４０と同様であり、スリット主要部４１および端部４２を含むＬ字型のスリットである。なお、スリット４０の端部４２同士の間隔は、スリット主要部４１の長さとほぼ同じ長さである。また、スリット４０のスリット主要部４１同士の間隔は、端部４２の長さとほぼ同じ長さである。
【０１０３】
第２透明電極４において、略長方形のスリット５０は、スリット５０の長手方向および、その長手方向に垂直な方向に並ぶように設けられる（図２１（ｂ）参照）。スリット５０の長手方向は、第１透明電極３に設けられるスリット４０の長手方向と同一の方向である。また、スリット５０の長さは、スリット４０のスリット主要部４１の長さとほぼ同じ長さである。
【０１０４】
図２２は、図２１（ａ）に示す第１透明電極３と図２１（ｂ）に示す第２透明電極４とを重ねて、観察者側から見た状態を示す説明図である。スリット５０の長手方向と、スリット４０の長手方向とは同一方向であるので、スリット５０とスリット主要部４１は平行になる。そして、スリット５０は、第１透明電極３および第２透明電極４を重ねたときに、長手方向に対して直交する方向に隣接して並ぶスリット主要部４１の中間に位置するように形成される（図２２参照）。
【０１０５】
第３の実施形態では、図２２に示すように、スリット４０およびスリット５０が設けられていない領域をスリット４０の主要部４１および端部４２とスリット５０によって囲むことができる。例えば、図２２に示す領域５３は、１つのスリット４０と、そのスリット４０に隣接するスリット４０の端部４２と、スリット５０に囲まれる。また、図２２に示す領域５４は、２つのスリット４０の端部４２と、さらに別のスリット４０のスリット主要部４１と、スリット５０とによって囲まれる。その結果、スリット４０，５０が設けられていない領域の液晶分子の配向方向を規定することができる。従って、液晶分子の配向方向のばらつきを抑え、表示のむらを低減することができる。
【０１０６】
上記の各実施形態の液晶表示素子の表示方式は、セグメント表示方式であっても、マトリクス表示方式でも、セグメント表示方式とマトリクス表示方式とを混在させた方式であってもよい。
【０１０７】
また、セグメント表示方式の液晶表示素子の場合、駆動方式は、スタティック駆動方式であっても、デューティ駆動方式であってもよい。いずれの場合であっても、パッシプ駆動であるものとする。
【０１０８】
また、マトリクス表示方式の液晶表示素子の場合、駆動方式は、パッシブのデューティ駆動方式であっても、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いたアクティブ駆動方式であってもよい。
【０１０９】
また、上記の各実施形態では、液晶表示素子が垂直配向型である場合を例にして説明した。液晶表示素子は、水平配向型であってもよい。また、水平配向型の場合に、液晶分子のツイスト角は特に限定されない。例えば、ツイスト角は、０〜９０°であってもよく、９０〜２４０°であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、画像を表示する液晶表示素子に好適に適用される。
【符号の説明】
【０１１１】
１  第１透明基板
２  第２透明基板
３  第１透明電極
４  第２透明電極
１１，３１，３２，３５  第１スリット
１２，３６  第２スリット
【図１】
2014115550.tif 000003
【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６】
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【図７】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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