(57)【要約】      （修正有）【課題】電極に開口部を有する液晶表示装置における表示品位を向上させる。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板及び第２基板と、第１基板に設けられた第１電極と、第２基板に設けられた第２電極と、第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層と、第１基板の外側に配置された第１偏光板と、第２基板の外側に配置された第２偏光板と、第１基板と第１偏光板の間又は第２基板と第２偏光板の間の少なくとも一方に配置された光学補償板を備える。第１電極と第２電極の少なくとも一方は、それぞれの長手方向を第１方向に揃えて配置された複数の第１開口部１８を有する。光学補償板は、屈折率異方性が正でありその光軸３４が第１方向と略平行に配置された一軸補償板、又は、面法線方向の屈折率をｎｚ、面内の直交する２方向の屈折率をｎｚ、ｎｙとしたときにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を有しておりｘ軸が第１方向と略平行に配置された二軸補償板の何れかである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１基板及び第２基板と、
第１基板の一面側に設けられた第１電極と、
第２基板の一面側に設けられた第２電極と、
第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層と、
第１基板の外側に配置された第１偏光板と、
第２基板の外側に配置された第２偏光板と、
第１基板と第１偏光板の間又は第２基板と第２偏光板の間の少なくとも一方に配置された光学補償板と、
を含み、
前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方は、それぞれの長手方向を第１方向に揃えて配置された複数の第１開口部を有しており、
前記光学補償板は、屈折率異方性が正でありその光軸が前記第１方向と略平行に配置された一軸補償板、又は、面法線方向をｚ軸としてその屈折率をｎｚ、面内の直交する２方向をｘ軸及びｙ軸としてそれぞれの屈折率をｎｚ、ｎｙとしたときにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を有しており前記ｘ軸が前記第１方向と略平行に配置された二軸補償板の何れかである、
液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１偏光板と前記第２偏光板は、各々の透過軸が略直交し、かつ、前記透過軸の各々と前記光学補償板の前記光軸又は前記ｘ軸が略４５°の角度をなすように配置されている、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極の他方は、それぞれの長手方向を前記第１方向とは異なる第２方向に揃えて配置された複数の第２開口部を有しており、
前記複数の第１開口部の長辺エッジの総和が前記複数の第２開口部の長辺エッジの総和を比べて大きく設定された、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数の第１開口部と前記複数の第２開口部とが平面視において前記第１方向と直交する方向に沿って交互に配置されている、
請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記一軸補償板は、リターデーションの値が５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である、
請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記二軸補償板は、その厚さをｄとしたときに面内のリターデーションの値（ｎｘ−ｎｙ）ｄが５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である、
請求項１〜４の何れか１項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、電極に複数の開口部（スリット）を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直配向型の液晶表示装置において、液晶層を挟んで対向する各電極に複数の開口部を設けておくことにより視角特性を改善する技術が知られている（例えば、特開２００４−２５２２９８号公報参照）。この先行例の液晶表示装置では、各開口部を設けたことにより電圧印加時において液晶層内に異なる方向の斜め電界を生じさせることが可能であり、それらの斜め電界により液晶層内に複数の配向ドメインを形成することで、互いの配向ドメインによる視角依存性が補完され、全体として視角依存性が低減する。
【０００３】
上記のような液晶表示装置においては、各開口部のエッジ付近に発生する斜め電界により液晶分子の電界に対する応答方向を制御している。これは、開口部のエッジ付近の液晶分子はそれ以外の領域の液晶分子よりも低い電圧で応答する現象を利用したものである。このため、上記のような液晶表示装置をノーマリーブラックモードでマルチプレックス駆動する場合には、非選択電圧（表示オフ電圧）において、開口部のエッジ付近の液晶分子が電界に応答してしまい、その部分の透過率が上昇してしまう。それにより、外観上は各開口部のエッジ付近における光抜けとして視認されることになり、表示品位の低下を招く。このような光抜けは、視角を傾けて観察するほどより顕著になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５２２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、電極に開口部を有する液晶表示装置における表示品位を向上させることを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面側に設けられた第１電極と、（ｃ）第２基板の一面側に設けられた第２電極と、（ｄ）第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層と、（ｅ）第１基板の外側に配置された第１偏光板と、（ｆ）第２基板の外側に配置された第２偏光板と、（ｇ）第１基板と第１偏光板の間又は第２基板と第２偏光板の間の少なくとも一方に配置された光学補償板を含み、（ｈ）第１電極と第２電極の少なくとも一方は、それぞれの長手方向を第１方向に揃えて配置された複数の第１開口部を有しており、（ｉ）光学補償板は、屈折率異方性が正でありその光軸が第１方向と略平行に配置された一軸補償板、又は、面法線方向をｚ軸としてその屈折率をｎｚ、面内の直交する２方向をｘ軸及びｙ軸としてそれぞれの屈折率をｎｚ、ｎｙとしたときにｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を有しておりｘ軸が第１方向と略平行に配置された二軸補償板の何れかである、ことを特徴とする液晶表示装置である。
【０００７】
上記構成によれば、電極に開口部を有する液晶表示装置をノーマリーブラックモードでマルチプレックス駆動する場合において、非選択電圧（表示オフ電圧）における開口部のエッジ付近の透過率上昇を防止しクロストークを減少させ、表示品位を高めることが可能となる。
【０００８】
上記の液晶表示装置において、例えば、第１偏光板と第２偏光板は、各々の透過軸が略直交し、かつ、透過軸の各々と光学補償板の光軸又はｘ軸が略４５°の角度をなすように配置されている。
【０００９】
これにより、透過率上昇を防止しクロストークを減少させる効果をより高めることができる。
【００１０】
上記の液晶表示装置において、第１電極と第２電極の他方は、それぞれの長手方向を第１方向とは異なる第２方向に揃えて配置された複数の第２開口部を有していてもよい。この場合には、複数の第１開口部の長辺エッジの総和が複数の第２開口部の長辺エッジの総和を比べて大きく設定されることが好ましい。
【００１１】
これにより、透過率上昇を防止しクロストークを減少させる効果をより高めることができる。
【００１２】
また、複数の第１開口部と複数の第２開口部は、平面視において第１方向と直交する方向に沿って交互に配置されていることも好ましい。
【００１３】
上記の液晶表示装置において、一軸補償板はそのリターデーションの値が１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲（より好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲）であることも好ましい。
【００１４】
また、上記の液晶表示装置においては、二軸補償板は、その厚さをｄとしたときに、面内のリターデーションの値（ｎｘ−ｎｙ）ｄが５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲（より好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲）であることも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１実施形態の液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。図２（Ｂ）は、第１開口部および第２開口部の構造の他の例を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。図３（Ｂ）は、第１開口部および第２開口部の構造の他の例を示す平面図である。
【図４】図４は、第３実施形態の液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図５】図５は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。
【図６】図６は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の液晶表示装置の構造を示す断面図である。この液晶表示装置は、対向配置された第１基板１１および第２基板１２と、両基板の間に配置された液晶層１７を基本構成として備える。
【００１８】
第１基板１１および第２基板１２は、それぞれ例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。図示のように、第１基板１１と第２基板１２は、所定の間隙（例えば４μｍ程度）を設けて貼り合わされている。
【００１９】
第１電極１３は、第１基板１１の一面側に設けられている。同様に、第２電極１４は、第２基板１２の一面側に設けられている。第１電極１３および第２電極１４は、それぞれ例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。第１電極１３には複数の第１開口部（第１スリット）１８が設けられており、第２電極１４には複数の第２開口部（第２スリット）１９が設けられている。各第１開口部１８と各第２開口部１９は、互いが平面視において重ならずに互い違いとなるように配置されている。
【００２０】
配向膜１５は、第１基板１１の一面側に第１電極１３を覆うようにして設けられている。配向膜１６は、第２基板１２の一面側に第２電極１４を覆うようにして設けられている。これらの配向膜１５、１６としては、液晶層１７の配向状態を垂直配向に規制する垂直配向膜が用いられている。各配向膜１５、１６にはラビング処理等の一軸配向処理は施されていない。
【００２１】
液晶層１７は、第１基板１１と第２基板１２の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を用いて液晶層１７が構成される。液晶材料の屈折率異方性Δｎは、例えば０．１５程度である。本実施形態の液晶層１７は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向が第１基板１１および第２基板１２の各基板面に対して略垂直となる垂直配向に設定されている。
【００２２】
第１偏光板２１は、第１基板１１の外側に配置されている。同様に、第２偏光板２２は、第２基板１２の外側に配置されている。第１偏光板２１と第２偏光板２２は、各々の透過軸が互いに略直交するように配置されている。
【００２３】
光学補償板（視角補償板）２３は、第１基板１１と第１偏光板２１の間に配置されている。この光学補償板２３は、屈折率異方性が負で光軸が面法線方向にある一軸補償板である。
【００２４】
光学補償板２４は、第１基板１１と光学補償板２３の間に配置されている。この光学補償板２４は、屈折率異方性が正の一軸補償板である。詳細には、光学補償板２４は、その面内に光軸を有し、補償板法線方向をｚ軸、補償板平面を互いに直交するｘ軸とｙ軸で規定したときに、ｘ方向の屈折率ｎｘとｙ方向の屈折率ｎｙとｚ方向の屈折率ｎｚがｎｚ＝ｎｙ＜ｎｘの関係を有する光学補償板である。光学補償板２４は、そのリターデーション値が５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲の値であることが好ましく、さらに視角特性の観点からは１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲の値であることが好ましく、例えば本実施形態では２０ｎｍに設定される。
【００２５】
図２（Ａ）は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。図２（Ａ）に示すように、各第１開口部１８は、一方向に伸びる長方形状の外形を有しており、それぞれの長手方向が図中の左右方向に沿い、短手方向が図中の上下方向に沿うようにして配列されている。同様に、各第２開口部１９は、一方向に伸びる長方形状の外形を有しており、それぞれの長手方向が図中の左右方向に沿い、短手方向が図中の上下方向に沿うようにして配列されている。また、各第１開口部１８と各第２開口部１９は、図中の上下方向において互いに重なることなく１つずつ交互に配列されている。
【００２６】
ここで、各第１開口部１８および各第２開口部１９のスリット長（長手方向の長さ）は、例えば１００μｍ程度に設定される。各第１開口部１８および各第２開口部１９のスリット幅（短手方向の長さ）は、例えば２０μｍ程度に設定される。各第１開口部１８および各第２開口部１９の長手方向に隣り合うもの同士の間隔（相互間距離）は、スリット幅以下であることが望ましく、例えば２０μｍ程度に設定される。また、各第１開口部１８と各第２開口部１９とは平面視において等間隔で交互に配置されることが望ましく、隣り合う第１開口部１８と第２開口部１９の間隔は例えば４０μｍ程度に設定される。
【００２７】
また、図２（Ａ）に示すように、上記した第１偏光板２１と第２偏光板２２は、各々の透過軸３１、３２のうち一方が各第１開口部１８および各第２開口部１９の長手方向を基準に４５°方向、他方が１３５°方向に配置されている。また、光学補償板２４は、その光軸３４が各第１開口部１８と各第２開口部１９の長手方向と平行になるように配置されている。
【００２８】
図２（Ｂ）は、第１開口部および第２開口部の構造の他の例を示す平面図である。図示のように、第１電極１３と第２電極１４が互いに重なった領域４１が所定の文字や図案（本例では数字の「１」）を表現する表示部を形作る場合、すなわちセグメント表示型である場合には、各第１開口部１８と各第２開口部１９は、表示部に対応する領域４１の内部にのみ配置されていることが望ましい。ここで、セグメント表示型とは電極同士の重なり合う領域が表示したい文字や図案を直接的に形作るように構成され、基本的に予め定めた文字等のみを表示可能なものをいい、概ね、液晶表示装置の有効表示領域内における面積比で５０％以下程度の領域が文字等の表示に寄与するものである。この点、規則的に配列された略同一形状の複数の画素のうちからいくつかの画素を適宜に組み合わせて様々な文字等を自在に形作ることが可能なドットマトリクス表示型とは異なる。
【００２９】
次に、第１実施形態の液晶表示装置により得られる効果を検証した結果について説明する。ここでは、実施例として上記した一例の数値条件を採用した液晶表示装置を作製するとともに、光学補償板２４を省略した以外は同一条件で比較例の液晶表示装置を作製し、それぞれの液晶表示装置を１／４デューティのマルチプレックス駆動により動作させて外観観察を行った。その結果、実施例の液晶表示装置はクロストークが少なく綺麗な見栄えであり、この傾向は斜め方向から観察した場合には特に顕著であった。これに対して、比較例の液晶表示装置はクロストークの発生により見栄えが悪かった。より詳細には、比較例の液晶表示装置では、オフセグメントを斜め方向から観察した場合に、特に各開口部の長辺エッジ付近において光抜けが生じていた。同様な観察を実施例の液晶表示装置においても行ったところ、各開口部の短辺エッジ付近において光抜けがあるものの長辺エッジ付近における光抜けは比較例に比べて格段に少なかった。
【００３０】
なお、上記した実施形態では光学補償板２４を第１基板１１と光学補償板２３の間に配置していたが、光学補償板２４を第１偏光板２１と光学補償板２３の間に配置してもよい。また、各光学補償板２３、２４を第１基板１１側にのみ配置していたが、さらに第２基板１２側に配置してもよい。また、光学補償板２３と光学補償板２４のうち、一方を第１基板１１と第１偏光板２１の間に配置し、他方を第２基板１２と第２偏光板２２の間に配置してもよい。また、上記した実施形態では第１電極１３と第２電極１４の双方にそれぞれ複数の開口部が設けられていたが、いずれか一方の電極にのみ複数の開口部が設けられていてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
上記した第１実施形態の液晶表示装置では、各開口部の長手方向が１つの方向に揃うようにして各開口部を配置していたが、第１開口部と第２開口部の各々の長手方向が異なる方向に沿っていてもよい。以下にこの場合の実施形態について説明する。なお、液晶表示装置の基本的な構成は第１実施形態と同様であり（図１参照）、ここでは説明を省略する。
【００３２】
図３（Ａ）は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。図３（Ａ）に示すように、各第１開口部１８は、一方向に伸びる長方形状の外形を有しており、それぞれの長手方向が図中の左右方向に沿い、短手方向が図中の上下方向に沿うようにして配列されている。これに対して、各第２開口部１９は、一方向に伸びる長方形状の外形を有しており、それぞれの長手方向が図中の上下方向に沿い、短手方向が図中の左右方向に沿うようにして配列されている。また、各第１開口部１８と各第２開口部１９は、図中の上下方向において互いに重なることなく１つずつ交互に配列されている。また、本例では各第１開口部１８のスリット長は各第２開口部１９のスリット長よりも長く設定されている。
【００３３】
また、図３（Ａ）に示すように、上記した第１偏光板２１と第２偏光板２２は、各々の透過軸３１、３２のうち一方が各第１開口部１８の長手方向を基準に４５°方向、他方が１３５°方向に配置されている。また、光学補償板２４は、その光軸３４が各第１開口部１８の長手方向と平行になるように配置されている。すなわち、本例では各第１開口部１８のほうが各第２開口部１９よりもスリット長が長いため、全体的にみると、図中の左右方向に揃う長辺エッジと図中の上下方向に揃う長辺エッジの割合を比べると前者のほうが大きい。つまり、各第１開口部１８のスリット長の総和が各第２開口部１９のスリット長の総和よりも大きい。このような場合には、割合（総和）が相対的に大きい長辺エッジに対応した各第１開口部１８の長手方向に対して光学補償板２４の光軸３４を平行にすることが好ましい。それにより、長辺エッジ付近における光抜けが抑制されるので、全体として光抜けがより減少する。
【００３４】
なお、第１実施形態と同様で、図３（Ｂ）に示すように第１電極１３と第２電極１４が互いに重なった領域４１が所定の文字や図案を表現する表示部を形作る場合には、各第１開口部１８と各第２開口部１９は、表示部に対応する領域４１の内部にのみ配置されていることが望ましい。
【００３５】
（第３実施形態）
上記した第１実施形態および第２実施形態の液晶表示装置では、屈折率異方性が正の一軸補償板である光学補償板２４と屈折率異方性が負の一軸補償板である光学補償板２３を用いていたが、両者の機能を兼ね備えた光学補償板（いわゆる二軸視角補償板）を用いることもできる。
【００３６】
図４は、第３実施形態の液晶表示装置の構造を示す断面図である。この液晶表示装置は、基本的に上記した第１実施形態等の液晶表示装置と同様の構成を備えており、第１実施形態等の液晶表示装置における光学補償板２３、２４を二軸視角補償板２５に置き換えた点のみが異なっている。図示のように、視角補償板２５は、第１基板１１と第１偏光板２１の間に配置される。
【００３７】
ここで、二軸視角補償板２５は、補償板法線方向をｚ軸とし、補償板平面を互いに直交するｘ軸とｙ軸で規定したときに、ｘ方向の屈折率ｎｘとｙ方向の屈折率ｎｙとｚ方向の屈折率ｎｚとがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係を有するものである。この二軸視角補償板２５では、上記した一軸補償板（光学補償板２３）のリターデーション値に相当するのは（ｎｘ−ｎｙ）×（補償板の厚さ）である。以後、このリターデーション値を「面内リターデーション」と呼ぶ。本実施形態の二軸視角補償板２５の面内リターデーションの値は、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の値にすることが好ましく、さらに視角特性の観点からは２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲の値とすることが好ましく、例えば２０ｎｍ程度とすることができる。なお、本例では１つの二軸視角補償板２５を用いているが、さらに１つの二軸視角補償板を第２基板１２と第２偏光板２２の間に配置してもよい。その場合には、２つの二軸視角補償板の面内リターデーションの値を合計した値が上記した数値条件に適合することが好ましい。
【００３８】
図５は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。図示のように、各第１開口部１８および各第２開口部１９は、上記した第１実施形態の場合と同様の構造を有する。また、第１偏光板２１および第２偏光板２２の各透過軸３１、３２についても第１実施形態の場合と同様に配置されている。また、二軸視角補償板２５は、面内の屈折率が大きい方向３５（上記したｘ方向）が各第１開口部１８および各第２開口部１９の長手方向と平行になるように配置されている。
【００３９】
次に、第３実施形態の液晶表示装置により得られる効果を検証した結果について説明する。ここでは、実施例として上記した一例の数値条件を採用した液晶表示装置を作製し、１／４デューティのマルチプレックス駆動により動作させて外観観察を行った。その結果、実施例の液晶表示装置はクロストークが少なく綺麗な見栄えであり、この傾向は斜め方向から観察した場合には特に顕著であった。
【００４０】
（第４実施形態）
上記した第３実施形態の液晶表示装置では、各開口部の長手方向が１つの方向に揃うようにして各開口部を配置していたが、第１開口部と第２開口部の各々の長手方向が異なる方向に沿っていてもよい。以下にこの場合の実施形態について説明する。なお、液晶表示装置の基本的な構成は第１実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００４１】
図６は、第１開口部および第２開口部の構造と各偏光板および光学補償板の配置条件の一例を示す平面図である。図示のように、各第１開口部１８および各第２開口部１９は、上記した第２実施形態の場合と同様の構造を有する。また、第１偏光板２１および第２偏光板２２の各透過軸３１、３２についても第２実施形態の場合と同様に配置されている。また、二軸視角補償板２５は、面内の屈折率が大きい方向３５（上記したｘ方向）が各第１開口部１８および各第２開口部１９のうち、割合が相対的に大きい長辺エッジに対応した各第１開口部１８の長手方向に対して光学補償板２４の光軸３４を平行にすることが好ましい。それにより、長辺エッジ付近における光抜けが抑制されるので、全体として光抜けがより減少する。
【００４２】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１１：第１基板
１２：第２基板
１３：第１電極
１４：第２電極
１５、１６：配向膜
１７：液晶層
１８：第１開口部
１９：第２開口部
２１：第１偏光板
２２：第２偏光板
２３：光学補償板（屈折率異方性が負の一軸補償板）
２４：光学補償板（屈折率異方性が正の一軸補償板）
２５：二軸視角補償板
３１、３２：偏光板の透過軸
３３：光軸
３４：光軸
３５：面内の屈折率が大きい方向
【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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