(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１０１は、短冊状のコモン電極１０６と、それに直交する短冊状のセグメント電極１０７と、それら電極間に挟持され、所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有し、画素１１４内に、コモン電極１０６とセグメント電極１０７との間の電圧印加によってプレチルト角の形成方向に液晶が傾斜する正常領域を有する。そして、画素１１４のエッジ近傍の、その電圧印加によって正常領域と異なる方向に液晶が傾斜する異常領域に、コモン電極１０６およびセグメント電極１０７のうちの少なくとも一方に形成された、電極のくり抜き部分となる小片の開口部を配置する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に伸びる短冊状の複数の第１の電極と、該第１の電極と直交するように第２の方向に伸びる短冊状の複数の第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極とに挟持され、所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有し、
前記第１の電極と前記第２の電極の重なり部分である画素内に、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧印加によって前記プレチルト角の形成方向に前記液晶が傾斜する第１の領域を有する液晶表示素子であって、
前記画素のエッジ近傍の、前記電圧印加によって前記第１の領域と異なる方向に前記液晶が傾斜する第２の領域に、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方に形成された小片の開口部を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記開口部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電圧印加によって前記液晶が傾斜するのを妨げない大きさであ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】
前記開口部は、幅が３μｍ〜６μｍの範囲内であり、形状が矩形または円形であ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】
前記開口部は複数が配置され、該開口部の配置間隔は、前記プレチルト角の形成方向で３μｍ〜２０μｍの範囲内であり、該プレチルト角の形成方向と直交する方向で４μｍ〜２０μｍの範囲内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】
前記液晶の前記プレチルト角の形成方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のうちの一方と一致し、
前記開口部は、前記画素の、前記プレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、該画素の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に液晶表示素子。
【請求項６】
前記液晶の前記プレチルト角の形成方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のうちの一方と一致し、
前記開口部は、前記画素の、前記プレチルト角の形成方向と平行な方向に位置するエッジの近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に液晶表示素子。
【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に、基板面に完全に垂直な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、液晶層を挟持する基板それぞれの液晶層側の面に液晶配向膜を設け、その液晶配向膜に配向処理を施す方法がある。例えば、垂直配向性の液晶配向膜を用い、ラビング処理を施すことによって垂直配向する液晶にプレチルト角を付与することができる。そして、略垂直配向する液晶の配向方向、すなわち、液晶のプレチルト角の形成方向を規定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０７７８２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
液晶テレビや携帯用情報機器の表示装置等、高精細な表示が必要となる用途においては、画素を上下方向と左右方向のマトリクス状に配置して行うフルドット表示が求められる。ＶＡ型の液晶表示素子を用いてフルドット表示を行う場合、液晶表示素子を次のようにして構成することができる。すなわち、液晶表示素子は、横方向（左右方向）に伸びる短冊状に形成された複数の第１の電極を有する第１の基板と、第１の電極と直交する上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第２の電極を有する第２の基板と、第１の基板の第１の電極形成面と第２の基板の第２の電極形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有して構成することができる。
【００１０】
そして、上述の構造の液晶表示素子では、第１の電極と第２の電極の各重なり部分がそれぞれ画素を形成し、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
【００１１】
しかしながら、上述した構造のＶＡ型の液晶表示素子では、フルドット表示を行う場合、画素の周辺部分で液晶の配向乱れが生じることがあった。
上述の構造の液晶表示素子の場合、各画素は、第１の電極と第２の電極の重なり部分であって、第１の電極のエッジと第２の電極のエッジとにより囲まれた領域となる。
そのため、第１の電極のエッジまたは第２の電極のエッジに近い各画素の周辺部分は、それらエッジからの斜め電界の影響を受け、液晶の配向乱れを生じることがある。このような液晶の配向乱れは、表示を行う画素内にドメインを発生させ、それが表示のムラとなって、液晶表示素子の表示品位を低下させることがあった。
【００１２】
そのため、フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子において、配向の乱れやドメイン発生による表示のムラを低減し、液晶表示素子の表示品位の低下を抑える技術が求められている。
【００１３】
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、画素内の液晶の配向乱れやドメインによる表示のムラ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。
【００１４】
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】
【００１５】
本発明は、第１の方向に伸びる短冊状の複数の第１の電極と、第１の電極と直交するように第２の方向に伸びる短冊状の複数の第２の電極と、
第１の電極と第２の電極とに挟持され、所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有し、
第１の電極と第２の電極の重なり部分である画素内に、第１の電極と第２の電極との間の電圧印加によってプレチルト角の形成方向に液晶が傾斜する第１の領域を有する液晶表示素子であって、
画素のエッジ近傍の、電圧印加によって第１の領域と異なる方向に液晶が傾斜する第２の領域に、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方に形成された小片の開口部を有することを特徴とする液晶表示素子に関する。
【００１６】
本発明において、開口部は、第１の電極と第２の電極との間の電圧印加によって液晶が傾斜するのを妨げない大きさであることが好ましい。
【００１７】
本発明において、開口部は、幅が３μｍ〜６μｍの範囲内であり、形状が矩形または円形であることが好ましい。
【００１８】
本発明において、開口部は複数が配置され、その開口部の配置間隔は、プレチルト角の形成方向で３μｍ〜２０μｍの範囲内であり、プレチルト角の形成方向と直交する方向で４μｍ〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００１９】
本発明において、液晶のプレチルト角の形成方向は、第１の方向および第２の方向のうちの一方と一致し、
開口部は、画素の、プレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、その画素の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍に配置されることが好ましい。
【００２０】
本発明において、液晶のプレチルト角の形成方向は、第１の方向および第２の方向のうちの一方と一致し、
開口部は、画素の、プレチルト角の形成方向と平行な方向に位置するエッジの近傍に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の液晶表示素子の画素の左右方向の断面を模式的に示す図である。
【図３】図１の液晶表示素子の画素の上下方向の断面を模式的に示す図である。
【図４】液晶表示素子の画素の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の液晶表示素子の構成を模式的に説明する断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の液晶表示素子における液晶配向膜の配向処理の方向と偏光板の吸収軸との関係を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の液晶表示素子の画素の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の液晶表示素子の画素の電極構造を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の液晶表示素子の構成を模式的に説明する断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の液晶表示素子の画素の電極構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上述したように、フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子においては、画素に生じるドメインによって表示品位が低下することを抑える技術が求められている。
本発明者は、こうした要求に応えるべく、鋭意検討を行った。
【００２４】
図１は、フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。
【００２５】
従来知られた、フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子１は、観察者側となる前面側に配置され、横方向に伸びる短冊状に形成された複数の第１の電極であるコモン電極２を有する第１の基板（図示されない）と、第１の基板の背面側に配置され、コモン電極２と直交する上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第２の電極であるセグメント電極３を有する第２の基板（図示されない）とを有する。そして、液晶表示素子１は、第１の基板のコモン電極２形成面と第２の基板のセグメント電極３形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶（図示されない）が略垂直配向する液晶層（図示されない）を有して構成される。液晶層の液晶は、負の誘電異方性（Δε）を有する液晶である。
【００２６】
液晶表示素子１では、第１の基板上のコモン電極２と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜（図示されない）を配置することが可能である。液晶配向膜は、図１の液晶表示素子１に設けられた状態で、例えば、図の上方から下方に向かって配向処理を施すことができる。同様に、液晶表示素子１では、第２の基板上のセグメント電極３と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜（図示されない）を配置することができ、図の下方から上方に向かって配向処理を施すことができる。図１の液晶表示素子１では、このような液晶配向膜を設け、所望とする方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する構造を実現することができる。
【００２７】
尚、図１では、液晶配向膜の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極２側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極３側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
【００２８】
そして、液晶表示素子１は、第１の基板のコモン電極２側と反対の側となる前面側にＦ偏光板（図示されない）が配置され、第２の基板のセグメント電極３側の反対側となる背面側にＲ偏光板（図示されない）が配置される。これら一対の偏光板は、上述の液晶層を挟持して、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配置される。また、液晶表示素子１において、Ｒ偏光板のさらに背面側には、バックライト（図示されない）を設けることが好ましい。
【００２９】
液晶表示素子１では、所定の線幅Ｌ１の複数のコモン電極２が、隣接するもの同士で所定の線間距離Ｌ２を有して離間するように配列され、同様に、所定の線幅Ｌ３の複数のセグメント電極３が、隣接するもの同士で所定の線間距離Ｌ４を有して離間するように配列されている。その結果、液晶表示素子１は、図１のように平面視した状態で、コモン電極２とセグメント電極３の各重なり部分がそれぞれ１つの画素４を構成する。そして、液晶表示素子１は、上下左右のマトリクス状に配置された画素４を用いて、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
【００３０】
このとき、液晶表示素子１の各画素４は、図１に示すように、２つのエッジを有するコモン電極２と２つのエッジを有するセグメント電極３とが重なる領域として形成される。したがって、コモン電極２とセグメント電極３との間にＯＮ（オン）電圧を印加して明表示を行うに際し（以下、単に、ＯＮ時とも言う。）、コモン電極２のエッジおよびセグメント電極３のエッジからの影響を受ける。すなわち、ＯＮ時の液晶の配向が、コモン電極２のエッジおよびセグメント電極３のエッジからの斜め電界の影響を受けることになる。
【００３１】
図２は、図１の液晶表示素子の画素の左右方向の断面を模式的に示す図である。
【００３２】
図２に示すように、画素４は、液晶層５を挟んで上層側となるコモン電極２と下層側となるセグメント電極３とが重畳する部分として形成される。その画素４において、その中央付近の領域では、上述した配向処理の効果によって、ＯＮ時に液晶６が図面（紙面）の奥側（裏側）に向かって配向するようになる。
【００３３】
一方、液晶表示素子１の画素４の周辺部分では、ＯＮ時において、液晶６が上述したのと異なる配向をすることがある。それは、図２に示すように、液晶表示素子１の画素４を含む領域の左右方向の断面において、液晶層５を挟んで下層側に位置するセグメント電極３の幅が、上層側に位置するコモン電極２の幅より小さくなることに起因する。すなわち、その幅の違いにより、図２に示すように、セグメント電極３のエッジとコモン電極２との間に意図しない斜め電界７が形成されることになる。液晶層５の液晶６は、上述したように、負の誘電異方性を有している。そのため、画素４のセグメント電極３のエッジの近傍に位置し、そこから発生する斜め電界７の影響を受ける液晶６は、斜め電界７に対し、直交する方向に倒れて配向しようとする。
【００３４】
その結果、液晶表示素子１の画素４の左右の端部近傍では、セグメント電極３のエッジによる斜め電界７の影響を受けて、ＯＮ時において、図面の左右方向と平行に配向するようになる。
尚、図２では、斜め電界７による液晶６の倒れる方向を、傾斜方向と表示して湾曲する矢印により示している。このことは、後述する図３においても同様である。
【００３５】
図３は、図１の液晶表示素子の画素の上下方向の断面を模式的に示す図である。
【００３６】
同様に、図３に示すように、液晶表示素子１の画素４を含む領域の上下方向の断面において、液晶層５を挟んで上層側に位置するコモン電極２の幅が、下層側に位置するセグメント電極３の幅より小さくなる。そのため、その幅の違いにより、図３に示すように、コモン電極２のエッジとセグメント電極３との間に意図しない斜め電界８が形成される。その結果、画素４のコモン電極２のエッジの近傍に位置し、そこから発生する斜め電界８の影響を受ける液晶６は、斜め電界８に対し、直交する方向に配向しようとする。すなわち、画素４の周辺部分において、図３の右側に位置する周辺部分では、コモン電極２のエッジによる斜め電界８の影響を受けて、ＯＮ時において、図３の右方向に傾斜する配向変化をして、電極面に水平に配向しようとする。
【００３７】
また、このようなＯＮ時のコモン電極２のエッジの近傍での液晶６の配向変化は、上述した配向処理の効果による配向変化と同様のものとなる。すなわち、画素４の中央付近のプレチルト角の形成方向に倒れる配向変化と同様のものとなる。したがって、上述した画素４のコモン電極２のエッジの近傍において液晶６の配向乱れの発生はなく、液晶表示素子１において問題となることはない。その場合、問題となるのは、画素４の周辺分において、図３の左側に位置する端部近傍での液晶６の配向変化である。すなわち、画素４の周辺部分において、図３の左側端部の近傍では、コモン電極２のエッジによる斜め電界８の影響を受けて、ＯＮ時において、図３の左方向に傾斜する配向変化をして、電極面に水平に配向しようとする。このようなＯＮ時の液晶６の配向変化の方向は、上述した配向処理の効果による配向変化の方向と１８０°異なるものとなる。
【００３８】
尚、画素４において、図３の右側端部のコモン電極２のエッジは、コモン電極２上の液晶配向膜の配向処理がラビング手段によるラビング処理である場合の、ラビング手段の進入側（入口側）となる端部となる。そして、画素４の、液晶配向膜の配向処理の効果によってＯＮ時に液晶６が倒れる側の端部となる。一方、図３の画素４において、左側端部のコモン電極２のエッジは、そのラビング処理において、ラビング手段が出て行く出口側となる。そして、画素４の、液晶配向膜の配向処理の効果によってＯＮ時に液晶６が倒れる側とは反対側の端部となる。
【００３９】
また、図３では、配向処理の方向を矢印で示しており、左側を向く実線の矢印がコモン電極２側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、右側を向く破線の矢印がセグメント電極３側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
【００４０】
図４は、液晶表示素子の画素の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。
【００４１】
以上のように、液晶表示素子１の画素４では、図２および図３のＯＮ時の斜め電界７、８（図４には図示されない。）の影響によって、ＯＮ時の液晶層５（図４中には図示されない。）の液晶６の配向方向が一様ではなく、多様な配向状態を含むことがある。図４は、液晶表示素子１のＯＮ時において、画素４内で生じることがある多様な液晶６の配向状態を模式的に説明している。図４では、矢印を用い、液晶６およびその傾斜方向を模式的に示している。
【００４２】
尚、図４では、画素４の液晶配向膜（図示されない）の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印が、液晶層５を挟んで上層側となるコモン電極２（図４中、図示されない。）側の液晶配向膜の配向処理の方向を示す。そして、上方を向く破線の矢印が、液晶層５を挟んで下層側となるセグメント電極３（図４中、図示されない。）側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
【００４３】
図４に示すように、ＯＮ時の液晶表示素子１の画素４では、その中央近傍の部分において、上述した配向処理の効果により、液晶６が図の上方に向かって配向する領域９が形成される。ＯＮ時に液晶６が配向処理の効果によって配向する領域９は、図３および図４のコモン電極２とセグメント電極３との間の電圧印加によってプレチルト角の形成方向に液晶６が傾斜する領域である。そして、液晶表示素子１の画素４において、ＯＮ時に、液晶６の配向状態が所望の状態を示す、正常な領域となる。
【００４４】
その一方で、図２の左右方向の断面図を用いて説明したように、画素４の左右の端部では、ＯＮ時において、液晶６は、セグメント電極３のエッジの影響によって、左右方向に配向するようになる。すなわち、画素４の左右の端部近傍には、上述の正常な領域９と比較して配向乱れが生じ、液晶６の配向方向が０°〜４５°程度の大きさ、そしてさらに大きく、４５°〜９０°程度の大きさまでずれた異常領域１０ａ、１０ｂが形成される。形成された画素の左右の異常領域１０ａ、１０ｂは、ＯＮ時において透過率の低下や、また再び上昇する変化が生じる領域となり、液晶表示素子１の表示品位低下を引き起こす懸念がある。
【００４５】
さらに、図３の上下方向の断面図を用いて説明したように、画素４の下方側の端部近傍では、ＯＮ時において、コモン電極２のエッジの影響によって、液晶６が、図４の下方に向かって配向変化するようになる。すなわち、上述した配向処理の効果によって、ＯＮ時に図４の上方に向かって液晶６が配向変化する上述の正常な領域９と比べて、配向変化の方向が１８０°異なるものとなる。したがって、画素４の下方側の端部では、上述の正常な領域９と比較して、大きな配向乱れが発生することになり、異常領域１０ｃが形成される。この異常領域１０ｃでは、正常な領域９と比べてＯＮ時の配向変化の方向が１８０°異なる部分でドメインが発生する。このドメインは、液晶表示素子１の画素４毎に形状が異なって一様ではなく、液晶表示素子１においてざらつき状の表示ムラとして観察される。その結果、画素４のドメインは、液晶表示素子１の表示品位を著しく低下させる原因となる。
【００４６】
こうしたドメインの問題点に対し、従来から、それを改善するための方法が提案されている。
【００４７】
例えば、特開２００８−１６４９８３号公報には、電極の線間部分にスリットを配置し、スリットにより斜め電界に起因する配向乱れを低減して液晶の配向をより均一にさせることが提案されている。しかし、この方法では、スリットを電極中で設計通りの位置に正確に配置する必要があり、電極を有する基板の高精度での貼合せが必要となる。この貼合せがずれてしまうと、液晶層を挟持する電極間のずれによる意図しない斜め電界が発生してしまうためである。また、スリット幅もある程度大きさが必要となり、画素の開口率が低下して、液晶表示素子の輝度を低下させる懸念がある。
【００４８】
また、特開２０１０−２２４２３３号公報には、電極のエッジ部分に三角形状の切り込みを配置し、斜め電界に起因するブラッククロス（ドメイン）を固定化して、各画素間で一様な形状とし、表示の不均一性を解消する方法が提案されている。しかし、この方法では、三角形状の切り込みの斜面の長さを５０μｍ以上、好ましくは７０μｍ以上に設定し、三角形状の切り込み間の直線部分を７０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下に設定する必要がある。さらに、三角形状の切り込みは２つ以上の配置が必要となる、そうした大きな切り込みを大きな配置間隔で画素の電極に設ける構造は、高精細表示の形成には不向きであり、また、画素の開口率を大きく低下させることになる。
【００４９】
そこで、以上の検討結果も踏まえ、本発明者は、フルドット表示可能なＶＡ型の液晶表示素子のドメインの問題の低減について検討し、本発明に至った。すなわち、本発明は、ＶＡ型であってフルドット表示の可能な電極構造を有する液晶表示素子において、画素内の、配向乱れが懸念される領域の電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとする。
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について、より詳しく説明する。
【００５０】
実施形態１．
本発明の第１実施形態の液晶表示素子は、ＶＡ型の液晶表示素子であり、フルドット表示方式の液晶表示素子である。
【００５１】
図５は、本発明の第１実施形態の液晶表示素子の構成を模式的に説明する断面図である。
【００５２】
図５に示すように、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１は、観察者の側となる前面側に配置される透明な第１の基板１０２とこの第１の基板１０２に対向して観察者とは反対側となる背面側に配置される透明な第２の基板１０３との間に液晶層１０４を挟持してなる液晶パネル１０５を有して構成される。
【００５３】
液晶パネル１０５の液晶層１０４は、誘電異方性（Δε）が負であるネマチック液晶を用いて形成することができる。第１の基板１０２の液晶層１０４側の面には、例えば、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる、パターニングされた第１の電極であるコモン電極１０６が設けられている。同様に、第２の基板１０３の液晶層１０４側の面には、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる、パターニングされた第２の電極であるセグメント電極１０７が設けられている。コモン電極１０６とセグメント電極１０７の構造について後に詳述する。
【００５４】
液晶パネル１０５の第１の基板１０２上のコモン電極１０６と液晶層１０４との間および第２の基板１０３上のセグメント電極１０７と液晶層１０４との間にはそれぞれ、液晶層１０４の液晶（図示されない）の均一な垂直配向（初期配向）を実現する液晶配向膜（図示されない）が設けられている。そして、コモン電極１０６上の液晶配向膜およびセグメント電極１０７上の液晶配向膜は、それぞれ配向処理がなされ、配向処理の方向が互いに、後述する図６に示すように、逆向きとなるようにされている。尚、液晶配向膜の配向処理は、ラビング処理によって行われることが好ましい。
【００５５】
液晶表示素子１０１は、液晶パネル１０５の第１の基板１０２の前面側にＦ偏光板１０８を配置して有し、第２の基板１０３の背面側にＲ偏光板１０９を配置して有する。
【００５６】
また、図５に示すように、液晶表示素子１０１は、液晶パネル１０５の背面側であって、Ｒ偏光板１０９のさらに背面側に、バックライト１１０を配置して有する。
【００５７】
図６は、本発明の第１実施形態の液晶表示素子における液晶配向膜の配向処理の方向と偏光板の吸収軸との関係を説明する図である。
【００５８】
液晶表示素子１０１は、Ｆ偏光板１０８とＲ偏光板１０９の一対の偏光板を用い、液晶パネル１０５の液晶層１０４（図６中には、図示されない。）を挟持するとともに、互いの吸収軸１１７、１１８が、８５°〜９５°の角度をなすように、好ましくは、直交してクロスニコル配置となるように配置する。
【００５９】
そして、液晶表示素子１０１の液晶パネル１０５は、平面視の状態で、コモン電極１０６（図６中には、図示されない。）上の液晶配向膜の配向処理の方向が、液晶パネル１０５の長辺方向と垂直となるように、上方から下方に向かう方向となる。尚、図６中には、視認側の配向処理方向として実線の矢印で示される。また、セグメント電極１０７（図６中には、図示されない。）上の液晶配向膜の配向処理の方向が、液晶パネル１０５の長辺方向と垂直となるように、下方から上方に向かう方向となる。尚、図６中には、反視認側の配向処理方向として破線の矢印で示される。各液晶配向膜の配向処理の方向をこのように設定することで、上述したように、コモン電極１０６上の液晶配向膜と、セグメント電極１０７上の液晶配向膜とは、配向処理の方向が互いに逆方向となる。
【００６０】
そして、液晶表示素子１０１のＦ偏光板１０８とＲ偏光板１０９の配置は、クロスニコル配置となるようにした。すなわち、液晶表示パネル１０５の長辺方向を基準軸とし、視認側から見たときの基準軸からＦ偏光板１０８の吸収軸１１７までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝４５゜になるように設定し、Ｒ偏光板１０９の吸収軸１１８までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝１３５゜になるように設定した。このようなＦ偏光板１０８とＲ偏光板１０９の配置を行うことで、互いの吸収軸１１７、１１８が直交してクロスニコル配置となり、かつ、液晶パネル１０５の各液晶配向膜の配向処理の方向との間で４５°の角度をなすようになる。その結果、液晶表示素子１０１は、コモン電極１０６とセグメント電極１０７との間の電圧印加により、液晶層１０４の液晶がプレチルト角の形成方向に倒れる配向変化をし、明るい明表示を形成することができる。尚、ここでは、Ｆ偏光板１０８とＲ偏光板１０９の吸収軸１１７、１１８が直交するようにしたが、それらの偏光軸が互いに直交するようにしてもよい。
【００６１】
そして、液晶表示素子１０１は、フルドット表示を可能とする。そのため、上述した液晶パネル１０５のコモン電極１０６とセグメント電極１０７とは、フルドット表示に好適な電極構造を有する。
次に、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１の電極構造およびその効果について、より詳しく説明する。
【００６２】
図７は、本発明の第１実施形態の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。
【００６３】
フルドット表示方式のＶＡ型の液晶表示素子１０１は、上述したように、観察者側となる前面側に配置された第１の基板（図７中、図示されない。）と、第１の基板の背面側に配置された第２の基板（図示されない）とを有する。第１の基板の、第２の基板側の面には、第１の方向である横方向に伸びる短冊状に形成された複数の第１の電極であるコモン電極１０６が設けられている。また、第２の基板の、第１の基板側の面には、コモン電極１０６と直交する第２の方向である上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第２の電極であるセグメント電極１０７が設けられている。そして、液晶表示素子１０１は、対向する、第１の基板のコモン電極１０６形成面と第２の基板のセグメント電極１０７形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶（図７中、図示されない。）が略垂直配向する液晶層（図７中、図示されない。）を有して構成される。
【００６４】
液晶表示素子１０１では、上述したように、第１の基板上のコモン電極１０６と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜（図示されない）を配置する。液晶配向膜は、図７の液晶表示素子１０１に設けられた状態で、上述したように、図の上方から下方に向かって配向処理が施されている。同様に、液晶表示素子１０１では、第２の基板上のセグメント電極１０７と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜（図示されない）を配置し、その液晶配向膜は図の下方から上方に向かって配向処理が施されている。図７の液晶表示素子１０１は、このような液晶配向膜を設けることで、所望とする図の上下方向と平行な方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する構造を実現する。
【００６５】
液晶のプレチルト角は８５°〜８９．９°が好ましい。８５°より小さい場合には、ＯＦＦ（オフ）電圧印加時または電圧無印加時（以下、単に、ＯＦＦ時と言う。）の暗い表示が明るくなってコントラスト比が低下してしまう。一方、８９．９°より大きい場合、特に、９０°となる場合、ＯＮ時に液晶の傾く方向の制御が困難となり、配向乱れやドメインを生じ、表示品位が低下してしまう。
【００６６】
尚、図７では、液晶配向膜の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極１０６側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極１０７側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
【００６７】
液晶表示素子１０１では、所定の線幅Ｌ１１の複数のコモン電極１０６が、隣接するもの同士で所定の線間距離Ｌ１２を有して離間するようにストライプ状に配列される。同様に、所定の線幅Ｌ１３の複数のセグメント電極１０７が、隣接するもの同士で所定の線間距離Ｌ１４を有して離間するようにストライプ状に配列されている。その結果、液晶表示素子１０１は、図７のように平面視した状態で、コモン電極１０６とセグメント電極１０７の重なり部分がそれぞれ１つの画素１１４を構成する。そして、液晶表示素子１０１は、上下左右のマトリクス状に配置された画素１１４を用いて、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
【００６８】
このとき、液晶表示素子１０１の各画素１１４は、図７に示すように、２つのエッジを有するコモン電極１０６と２つのエッジを有するセグメント電極１０７との重なり領域として形成される。したがって、画素１１４では、ＯＮ時の明表示を行うに際し、コモン電極１０６のエッジおよびセグメント電極１０７のエッジからの影響を受ける。すなわち、画素１１４では、ＯＮ時の液晶の配向が、コモン電極１０６およびセグメント電極１０７のエッジからの斜め電界の影響を受けることになる。液晶表示素子１０１の各画素１１４において、この斜め電界の影響は、図２および図３を用いて説明した、フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子１のものと同様となる。その結果、液晶表示素子１０１の画素１１４は、図４を用いて説明した画素４と同様の液晶の配向状態を示すことになる。
【００６９】
図８は、本発明の第１実施形態の液晶表示素子の画素の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。
【００７０】
すなわち、液晶表示素子１０１の画素１１４では、上述したＯＮ時の斜め電界の影響によって、液晶層（図８中には図示されない。）の液晶１１６の配向方向が一様ではなく、図４の場合と同様の、多様な配向状態を含むことがある。図８では、図４と同様、矢印を用い、液晶１１６およびその傾斜方向を模式的に示している。
【００７１】
尚、図８では、画素１１４の液晶配向膜（図示されない）の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極１０６（図８中、図示されない。）側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極１０７（図８中、図示されない。）側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
【００７２】
図８に示すように、ＯＮ時の液晶表示素子１０１の画素１１４では、その中央近傍において、上述した配向処理の効果によって、液晶１１６が図の上方に向かって配向する領域１１９が形成される。ＯＮ時に液晶１１６が配向処理の効果によって配向する領域１１９は、図７のコモン電極１０６とセグメント電極１０７との間の電圧印加によって、プレチルト角の形成方向に液晶１１６が傾斜する領域であり、液晶表示素子１０１の画素１１４において所望される、液晶の配向状態が正常な正常領域となる。
【００７３】
その一方で、画素１１４の左右の端部のエッジは、液晶１１６のプレチルト角の形成方向と平行なセグメント電極１０７のエッジによって構成され、ＯＮ時において、セグメント電極１０７のエッジから斜め電界の影響を受ける。その結果、画素１１４の左右の、プレチルト角の形成方向と平行なエッジ近傍では、液晶１１６が左右方向に配向するようになる。すなわち、画素１１４の左右の周辺部には、上述の正常領域と比較して配向乱れが発生し、液晶１１６の配向方向が０°より大きく４５°程度の大きさ、さらには４５°より大きく９０°程度の大きさまでずれた異常領域１２０ａ、１２０ｂが形成される。形成された画素１１４の左右の異常領域１２０ａ、１２０ｂは、ＯＮ時における透過率の低下や上昇等の大きな変動を引き起こす領域となり、液晶表示素子１０１の表示品位の低下を引き起こす懸念がある。
【００７４】
さらに、画素１１４の下方側の端部のエッジは、プレチルト角の形成方向と垂直なコモン電極１０６のエッジによって構成され、ＯＮ時において、コモン電極１０６のエッジからの斜め電界の影響を受ける。その結果、画素１１４の下方の、プレチルト角の形成方向と垂直なエッジ近傍では、液晶１１６が、図の下方に向かって配向変化するようになる。すなわち、上述した配向処理の効果によって、ＯＮ時に図の上方に向かって液晶１１６が配向変化する正常領域と比べて、正常領域の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍の領域では、液晶１１６の配向変化の方向が１８０°異なるものとなる。したがって、画素１１４の下方のエッジ近傍では、上述の正常領域と比較して大きな配向乱れが発生することになり、異常領域１２０ｃが形成される。この異常領域１２０ｃでは、ＯＮ時において、上述の正常領域と比べて配向変化の方向が１８０°異なる部分にドメインが発生する。このドメインは、液晶表示素子１０１の画素１１４毎に形状が異なって一様ではない。液晶表示素子１０１においてこのドメインが視認可能である場合、ざらつき状の表示ムラとして観察される懸念がある。その場合、画素１１４のドメインは、液晶表示素子１０１の表示品位を著しく低下させる原因となる。
【００７５】
そのため、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１では、画素１１４内の、異常領域１２０ａ〜１２０ｃのように、配向乱れが懸念される領域に、コモン電極１０６および／またはセグメント電極１０７のくり抜き部分となる小片の開口部を配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとする。
【００７６】
図９は、本発明の第１実施形態の液晶表示素子の画素の電極構造を模式的に示す図である。
【００７７】
図９に示すように、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１では、画素１１４内に電極の未形成の部分である小片の開口部１２１を配置する。この開口部１２１は、画素１１４を構成する電極部分にくり抜き部分として形成することができる。そして、開口部１２１は、画素１１４を構成するコモン電極１０６に形成することが可能であり、また、セグメント電極１０７に形成することが可能である。さらに、開口部１２１は、コモン電極１０６とセグメント電極１０７の両方に形成することも可能である。
【００７８】
本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１において、画素１１４内の開口部１２１の配置領域としては、図９に示すように、配向処理方向、すなわち液晶（図示されない）のプレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、図の下方側のエッジ近傍の領域とすることが好ましい。この画素１１４の下方側のエッジ近傍は、実際には、画素１１４を構成するコモン電極１０６のエッジの近傍となる。開口部１２１は、この画素１１４の下方側の、液晶のプレチルト角の形成方向に垂直なエッジ近傍のコモン電極１０６および／またはセグメント電極１０７に設けられる。そして、この画素１１４の下方側のエッジ近傍の領域は、図８に示した異常領域１２０ｃの位置とほぼ一致する。すなわち、液晶表示素子１０１において、画素１１４の開口部１２１は、液晶のプレチルト角の形成方向と直交するエッジであって、上述した正常領域の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍にある、異常領域１２０ｃのコモン電極１０６および／またはセグメント電極１０７に設けられることになる。
【００７９】
本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１において、画素１１４の電極のくり抜き部分である開口部１２１は、コモン電極１０６とセグメント電極１０７との間の電圧印加によって液晶が傾斜するのを妨げない大きさであることが好ましい。
【００８０】
より具体的には、開口部１２１は、幅が３μｍ〜６μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。３μｍ未満である場合、後述する、画素１１４の透過率を低下させる効果が少なくなるためである。また、６μｍよりも長いと、各開口部１２１により生じる斜め電界の影響が大きくなり、開口部１２１に起因した液晶の配向乱れが生じやすいからである。本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１においては、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部１２１が望ましい。
【００８１】
また、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１において、開口部１２１の形状は、矩形または円形であることが好ましい。開口部１２１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。開口部１２１は、それぞれの幅が３μｍ〜６μｍの範囲内であればよく、異なるサイズのものが含まれていても、異なる形状のものが含まれていてもよい。
【００８２】
そして、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１において、隣接する開口部１２１間の配置間隔は、上述したプレチルト角の形成方向となる配向処理の方向で、３μｍ〜２０μｍの範囲内であり、その配向処理と直交する方向で４μｍ〜２０μｍの範囲内に設定されることが好ましい。隣接する開口部１２１の配置間隔が配向処理方向で３μｍ未満である場合、または、配向処理と直交方向で４μｍ未満である場合、各開口部１２１により生じる斜め電界の影響が大きくなり、開口部１２１に起因する液晶の配向乱れを生じやすいからである。また、各開口部１２１の配置間隔が配向処理方向、または、配向処理と直交する方向で２０μｍより長いと、後述する、画素１１４の透過率を低下させる効果が小さくなるためである。
尚、複数の開口部１２１のそれぞれは、規則的に配列される必要はなく、上述した配置間隔の範囲内で、不規則に配置されてもよい。
【００８３】
以上のように、本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１は、画素１１４の下方側のエッジ近傍に、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさないように、コモン電極１０６および／またはセグメント電極１０７をくり抜いて形成された小片の開口部１２１を配置して有する。画素１１４において、開口部１２１の形成部分は、ＯＮ時に明表示を形成せず、ＯＦＦ時の暗い表示を維持する領域となる。そのため、液晶表示素子１０１は、開口部１２１の配置により、ＯＮ時において、各画素１１４の下方側端部近傍の明るさを低下させることができる。したがって、開口部１２１が配置された、下方側端部近傍の領域に、液晶の配向乱れやドメインが発生しても、それらによる輝度変化やざらつき状の表示ムラを観察されにくくし、表示品位の低下を抑えることができる。
【００８４】
実施形態２．
本発明の第２実施形態の液晶表示素子は、ＶＡ型の液晶表示素子であり、フルドット表示方式の液晶表示素子である。
【００８５】
本発明の第２実施形態の液晶表示素子は、各画素に設けられた開口部の配置構造に特徴を有し、それ以外の構造は、上述した本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様の構造を有する。
【００８６】
図１０は、本発明の第２実施形態の液晶表示素子の構成を模式的に説明する断面図である。
【００８７】
すなわち、第２実施形態の液晶表示素子２０１は、図１０に示すように、最背面側にあるバックライト１１０、Ｒ偏光板１０９、第２の基板１０３、セグメント電極２０７、液晶層１０４、コモン電極２０６、第１の基板１０２、および、最前面側にあるＦ偏光板１０８をこの順で配置して構成される。尚、第２の基板１０３、セグメント電極２０７、液晶層１０４、コモン電極２０６、第１の基板１０２は、上述した第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様に液晶パネル２０５を構成する。
【００８８】
したがって、第２実施形態の液晶表示素子２０１について、第１実施形態の液晶表示素子１０１とは異なる、画素の電極の開口部の配置構造を中心に説明し、その他の基本となる構成の共通する構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明は省略するようにする。
【００８９】
図１１は、本発明の第２実施形態の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。
【００９０】
フルドット表示方式のＶＡ型の液晶表示素子２０１は、上述した第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様、観察者側となる前面側に配置され、第１の方向である横方向に伸びる短冊状に形成された複数の第１の電極であるコモン電極２０６を有する第１の基板１０２（図１１中、図示されない。）と、第１の基板１０２の背面側に配置され、コモン電極２０６と直交する第２の方向である上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第２の電極であるセグメント電極２０７を有する第２の基板１０３（図１１中、図示されない。）とを有する。そして、液晶表示素子２０１は、第１の基板１０２のコモン電極２０６形成面と第２の基板１０３のセグメント電極２０７形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶（図１１中、図示されない。）が略垂直配向する液晶層１０４（図１１中、図示されない。）を有して構成される。
【００９１】
すなわち、液晶表示素子２０１は、上述した第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様に、第１の基板上のコモン電極２０６と液晶層１０４との間に垂直配向性の液晶配向膜（図示されない）を配置する。尚、液晶配向膜は図示されないが、図１１の液晶表示素子２０１に設けられた状態で、上述した図７の第１実施形態と同様に、図の上方から下方に向かって配向処理が施されている。同様に、液晶表示素子２０１では、第２の基板上のセグメント電極２０７と液晶層１０４との間に垂直配向性の液晶配向膜（図示されない）を配置し、上述した図７の第１実施形態と同様、図の下方から上方に向かって配向処理が施されている。図１１の液晶表示素子２０１は、このような配向処理の液晶配向膜を設けることで、図７の第１実施形態と同様の、上下方向と平行な方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する構造を実現する。
【００９２】
このとき、液晶のプレチルト角の好ましい設定範囲等は、上述した第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様である。
尚、図１１では、液晶配向膜の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極２０６側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極２０７側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
【００９３】
液晶表示素子２０１では、所定の線幅Ｌ２１の複数のコモン電極２０６が、隣接するもの同士で所定の線間距離Ｌ２２を有して離間するようにストライプ状に配列される。同様に、所定の線幅Ｌ２３の複数のセグメント電極２０７が、隣接するもの同士で所定の線間距離Ｌ２４を有して離間するようにストライプ状に配列されている。その結果、液晶表示素子２０１は、図１１のように平面視した状態で、コモン電極２０６とセグメント電極２０７の重なり部分がそれぞれ１つの画素２１４を構成する。そして、液晶表示素子２０１は、上下左右のマトリクス状に配置された画素２１４を用いて、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
【００９４】
このとき、液晶表示素子２０１の各画素２１４は、コモン電極２０６とセグメント電極２０７の重なり部分であり、図１１に示すように、コモン電極２０６のエッジとセグメント電極２０７のエッジとにより囲まれた領域として形成される。したがって、画素２１４では、ＯＮ時の明表示を行うに際し、コモン電極２０６のエッジおよびセグメント電極２０７のエッジからの影響を受けることになる。すなわち、ＯＮ時の画素２１４の液晶の配向が、コモン電極２０６およびセグメント電極２０７のエッジからの斜め電界の影響を受けることになる。液晶表示素子２０１の各画素２１４において、この斜め電界の影響は、図２および図３を用いて説明した、フルドット表示を行うＶＡ型の液晶表示素子１のものと同様となる。その結果、液晶表示素子２０１の画素２１４は、図４の画素４と同様の液晶の配向状態を示すことになる。
【００９５】
すなわち、上述した第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様、液晶表示素子２０１の画素２１４の左右の、液晶のプレチルト角の形成方向と平行なエッジ近傍には、ＯＮ時において、液晶の配向状態の異常な領域が形成される。この異常領域は、液晶表示素子１０１と同様、配向処理の効果によってプレチルト角の形成方向に液晶が傾斜する正常領域と比較して、液晶の配向方向が０°〜４５°、さらには、４５°〜９０°程度までずれた領域となる。この左右の異常領域は、ＯＮ時における透過率の低下や上昇等の大きな変動を引き起こす領域となり、液晶表示素子２０１の表示品位の低下を引き起こす懸念がある。
【００９６】
さらに、液晶表示素子２０１の画素２１４の下方側端部の、液晶のプレチルト角の形成方向と直交するエッジ近傍には、ＯＮ時において、上述した第１実施形態の液晶表示素子１０１と同様の、液晶の配向状態の異常な領域が形成される。この異常領域は、液晶表示素子１０１と同様、ＯＮ時に、画素２１４の液晶がプレチルト角の形成方向に配向する正常な領域と比べて、液晶の配向変化の方向が１８０°異なる、大きな配向乱れを生じさせる領域となる。
【００９７】
この画素２１４の下方側エッジ近傍の異常領域では、ＯＮ時において、上述の正常領域と比べて配向変化の方向が１８０°異なる部分にドメインが発生する。このドメインは、液晶表示素子２０１の画素２１４毎に形状が異なって一様ではない。液晶表示素子２０１においてこのドメインが視認可能である場合、ざらつき状の表示ムラとして観察される懸念がある。その場合、ドメインは、液晶表示素子２０１の表示品位を著しく低下させる原因となる。
【００９８】
そのため、本発明の第２実施形態の液晶表示素子２０１では、画素２１４内に小片の開口部を配置する。すなわち、上述した各異常領域の発生が懸念される、画素２１４の、液晶のプレチルトの形成方向と平行な左右のエッジ近傍、および、液晶のプレチルトの形成方向と垂直な下方側のエッジ近傍において、電極部分に、くり抜き部分となる小片の開口部を形成する。そして、液晶表示素子２０１は、画素２１４におけるそのような開口部の配置により、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとする。
【００９９】
図１２は、本発明の第２実施形態の液晶表示素子の画素の電極構造を模式的に示す図である。
【０１００】
図１２に示すように、本発明の第２実施形態の液晶表示素子２０１では、画素２１４内に、電極の未形成の部分である小片の開口部２２１を配置する。この開口部２２１は、画素２１４を構成する電極部分にくり抜き部分として形成することができる。そして、開口部２２１は、画素２１４を構成するコモン電極２０６に形成することが可能であり、また、セグメント電極２０７に形成することが可能であり、それら両方に形成することも可能である。
【０１０１】
本発明の第２実施形態の液晶表示素子２０１において、画素２１４内の開口部２２１の配置領域としては、図１２に示すように、配向処理方向、すなわち液晶（図示されない）のプレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、図の下方側のエッジ近傍の領域、および、液晶のプレチルト角の形成方向と平行な、左右のエッジ近傍の領域とすることが好ましい。
【０１０２】
液晶表示素子２０１において、画素２１４の下方側のエッジ近傍は、実際には、画素２１４を構成するコモン電極２０６のエッジの近傍となる。その場合、開口部２２１は、この画素２１４の下方側の、液晶のプレチルト角の形成方向と垂直なエッジ近傍のコモン電極２０６および／またはセグメント電極２０７に設けられる。
また、画素２１４の左右のエッジ近傍は、実際には、画素２１４を構成するセグメント電極２０７のエッジの近傍となる。その場合、開口部２２１は、この画素２１４の左右の、液晶のプレチルト角の形成方向と平行な方向に位置するエッジ近傍のコモン電極２０６および／またはセグメント電極２０７に設けられる。
【０１０３】
そして、この画素２１４の下方側のエッジ近傍は、図８に示した第１実施形態の液晶表示素子１０１の画素１１４と同様、上述したドメインの発生が懸念される異常領域の形成位置とほぼ一致する。
また、この画素２１４の左右のエッジ近傍は、図８に示した第１実施形態の液晶表示素子１０１の画素１１４と同様、上述した液晶の配向方向が正常な領域と０°〜９０°ずれた異常領域の形成位置とほぼ一致する。
【０１０４】
したがって、液晶表示素子２０１において、画素２１４の開口部２２１は、液晶のプレチルト角の形成方向と垂直なエッジのうちの、上述した正常領域の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍にある、異常領域に配置される。さらに、液晶表示素子２０１においては、液晶のプレチルト角の形成方向と平行なエッジの近傍にある、異常領域に配置される。より具体的には、それら異常領域のコモン電極２０６および／またはセグメント電極２０７に設けられることになる。
【０１０５】
本発明の第２実施形態の液晶表示素子２０１において、画素２１４の開口部２２１は、大きさ、形状、配置間隔等において、上述した図９の第１実施形態の液晶表示素子１０１の画素１１４の開口部１２１と同様とすることが好ましい。
【０１０６】
以上のように、本発明の第２実施形態の液晶表示素子２０１は、画素２１４の下方側のエッジ近傍に、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部２２１を設ける。そして、同様に、画素２１４の左右のエッジ近傍に、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部２２１を設ける。
【０１０７】
画素２１４において、開口部２２１の形成部分は、ＯＮ時に明表示を形成せず、ＯＦＦ時の暗い表示を維持する領域となる。そのため、液晶表示素子２０１は、開口部２２１の配置により、ＯＮ時において、各画素２１４の下方側端部近傍および左右の端部近傍の明るさを低下させることができる。したがって、開口部２２１が配置された、下方側端部近傍および左右の端部近傍の領域に、液晶の配向乱れやドメインが発生しても、それらによる輝度変化やざらつき状の表示ムラを観察されにくくすることができる。そして、液晶表示素子２０１は、表示品位の低下を抑えることができる。
【実施例】
【０１０８】
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。
【０１０９】
実施例１．
本発明の第１実施例の液晶表示素子は、フルドット表示方式のＶＡ型の液晶表示素子であり、図５〜図９に示した本発明の第１実施形態の液晶表示素子１０１の例である。すなわち、第１実施例の液晶表示素子は、図９に示した電極構造を備える。そして、第１実施例の液晶表示素子は、画素の、液晶配向膜の配向処理の効果によってＯＮ時に液晶が倒れる側と反対の側に位置する端部の近傍の、ＯＮ時の配向乱れが懸念される領域において、電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとするように構成される。
【０１１０】
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。準備した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を行った。そして、図７に示したのと同様の、横方向に伸びる短冊状に形成された複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。各コモン電極の幅（Ｌ１１)は、３５０μｍとし、線間距離（Ｌ１２）は１０μｍとした。
【０１１１】
次いで、ガラス基板のもう一方をＩＴＯ膜付きの第２の基板として用い、公知の方法でパターニングして、上下方向に伸びる短冊状に形成された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。各セグメント電極の幅（Ｌ１３）は、３５０μｍとし、線間距離（Ｌ１４）は１０μｍとした。このとき、図９に示したのと同様の画素の電極構造を実現するため、セグメント電極の所定の部分に、図９に示したのと同様の大きさ、形状および配置間隔で、電極のくり抜き部分である開口部を形成した。より具体的には、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部として、それぞれがほぼ同じ形状と大きさとなる、一辺の長さが５μｍの正方形状の複数の開口部を、セグメント電極の画素形成部分の所定の領域に形成した。このとき、セグメント電極の複数の開口部は、後述する配向処理の方向に隣接する開口部同士の配置間隔を４μｍ、配向処理方向と直交する方向に隣接する開口部同士の間隔を５μｍとした。
【０１１２】
次に、垂直性の液晶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、両基板に対し、アンチパラレル（反平行）ラビング処理を施して、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を製造した。そして、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を用い、液晶を挟持して、フルドット表示方式の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−２．７のものを用いた。液晶パネルのリタデーション（Δｎ・ｄ）は８１０ｎｍに設定した。液晶パネルの液晶のプレチルト角は、８９．８°であった。
製造された液晶パネルの各画素は、一辺が３５０μｍの正方形状を有し、線間距離は１０μｍとなる。
【０１１３】
次に、製造された液晶パネルを、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モード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０４５Ｒ６６０Ｎ２−ＶＨ３９Ｌ２Ｓ（Ｒｅ＝４５ｎｍ、Ｒｔｈ＝６６０ｎｍの光学補償フィルム付偏光板）を用いた。
【０１１４】
このとき、長方形状の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＝４５°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＝１３５°になるようにした。このような設定をすることで、上述したコモン側基板およびセグメント側基板のラビング処理の方向と４５°の角度をなすようになる。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。
【０１１５】
以上のように作製した第１実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比１／４８で駆動させてフルドット表示をさせたところ、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、明るい白色表示が得られた。
さらに、後述する比較例と比べて、第１実施例の液晶表示素子は、各画素の、ドメインの発生の懸念がある端部近傍の明るさを約３０％低下させることができ、ドメインによるざらつき状の表示ムラは観察されにくくなり、表示品位の低下を抑えることができた。
【０１１６】
比較例．
本発明の比較例の液晶表示素子は、フルドット表示方式のＶＡ型の液晶表示素子であり、図１〜図４に示した液晶表示素子１の例となる。すなわち、比較例の液晶表示素子は、図１に示した電極構造を備えるとともに、画素に、上述の第１実施例が有するような開口部は形成されていない。
【０１１７】
比較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。準備した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を行った。そして、図１に示したのと同様の、横方向に伸びる短冊状に形成された複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。各コモン電極の幅（Ｌ１）は、３５０μｍとし、線間距離（Ｌ２）は１０μｍとした。
【０１１８】
次いで、ガラス基板のもう一方をＩＴＯ膜付きの第２の基板として用い、公知の方法でパターニングして、上下方向に伸びる短冊状に形成された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。各セグメント電極の幅（Ｌ３）は、３５０μｍとし、線間距離（Ｌ４）は１０μｍとした。
【０１１９】
次に、垂直性の液晶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、両基板に対し、アンチパラレル（反平行）ラビング処理を施して、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を製造した。そして、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を用い、液晶を挟持して、フルドット表示方式の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−２．７のものを用いた。液晶パネルのリタデーション（Δｎ・ｄ）は８１０ｎｍに設定した。液晶パネルの液晶のプレチルト角は、８９．８°であった。
製造された液晶パネルの各画素は、一辺が３５０μｍの正方形状を有し、線間距離は１０μｍとなる。
【０１２０】
次に、製造された液晶パネルを、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モード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０４５Ｒ６６０Ｎ２−ＶＨ３９Ｌ２Ｓ（Ｒｅ＝４５ｎｍ、Ｒｔｈ＝６６０ｎｍの光学補償フィルム付偏光板）を用いた。
【０１２１】
このとき、長方形状の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＝４５°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＝１３５°になるようにした。このような設定をすることで、上述したコモン側基板およびセグメント側基板のラビング処理の方向と４５°の角度をなすようになる。
【０１２２】
以上のように作製した比較例の液晶表示素子を用い、デューティ比１／４８で駆動させてフルドット表示をさせたところ、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、明るい白色表示が得られた。
しかし、比較例の液晶表示素子は、画素に発生したドメインによるざらつき状の表示ムラが観察され、表示品位の著しい低下が見られた。
【０１２３】
実施例２．
本発明の第２実施例の液晶表示素子は、フルドット表示方式のＶＡ型の液晶表示素子であり、図１０〜図１２に示した本発明の第２実施形態の液晶表示素子２０１の例となる。すなわち、第２実施例の液晶表示素子は、図１２に示した電極構造を備える。そして、第２実施例の液晶表示素子は、画素の、液晶配向膜の配向処理の効果によってＯＮ時に液晶が倒れる側と反対の側に位置する端部の近傍の電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置する。そしてさらに、画素の、液晶配向膜の配向処理の方向と平行となる端部の近傍にある、ＯＮ時の配向乱れが懸念される領域においても、電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置する。このようにして、第２実施例の液晶表示素子は、各画素の３つの端部近傍に開口部を形成して配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとするように構成される。
【０１２４】
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。準備した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を行った。そして、図１１に示したのと同様の、横方向に伸びる短冊状に形成された複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。各コモン電極の幅（Ｌ２１)は、３５０μｍとし、線間距離（Ｌ２２）は１０μｍとした。
【０１２５】
次いで、ガラス基板のもう一方をＩＴＯ膜付きの第２の基板として用い、公知の方法でパターニングして、上下方向に伸びる短冊状に形成された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。各セグメント電極の幅（Ｌ２３）は、３５０μｍとし、線間距離（Ｌ２４）は１０μｍとした。このとき、図１２に示したのと同様の画素の電極構造を実現するため、セグメント電極の所定の部分に、図１２に示したのと同様の大きさ、形状および配置間隔で、電極のくり抜き部分である開口部を形成した。より具体的には、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部として、それぞれがほぼ同じ形状と大きさとなる、一辺の長さが５μｍの正方形状の複数の開口部を、セグメント電極の画素形成部分の所定の領域に形成した。このとき、セグメント電極の複数の開口部は、後述する配向処理の方向に隣接する開口部同士の配置間隔を４μｍ、配向処理方向と直交する方向に隣接する開口部同士の間隔を５μｍとした。
【０１２６】
次に、垂直性の液晶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、両基板に対し、アンチパラレル（反平行）ラビング処理を施して、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を製造した。そして、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を用い、液晶を挟持して、フルドット表示方式の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−２．７のものを用いた。液晶パネルのリタデーション（Δｎ・ｄ）は８１０ｎｍに設定した。液晶パネルの液晶のプレチルト角は、８９．８°であった。
製造された液晶パネルの各画素は、一辺が３５０μｍの正方形状を有し、線間距離は１０μｍとなる。
【０１２７】
次に、製造された液晶パネルを、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モード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０４５Ｒ６６０Ｎ２−ＶＨ３９Ｌ２Ｓ（Ｒｅ＝４５ｎｍ、Ｒｔｈ＝６６０ｎｍの光学補償フィルム付偏光板）を用いた。
【０１２８】
このとき、長方形状の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＝４５°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＝１３５°になるようにした。このような設定をすることで、上述したコモン側基板およびセグメント側基板のラビング処理の方向と４５°の角度をなすようになる。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。
【０１２９】
以上のように作製した第２実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比１／４８で駆動させてフルドット表示をさせたところ、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、明るい白色表示が得られた。
さらに、上述した比較例と比べて、第２実施例の液晶表示素子は、各画素の、ドメインの発生や配向乱れによる透過率変化の懸念がある、３つの端部近傍の明るさをそれぞれ約３０％低下させることができた。その結果、第２実施例の液晶表示素子では、配向乱れによる透過率の大きな変化や、ドメインによるざらつき状の表示ムラは観察されにくくなり、表示品位の低下を抑えることができた。
【０１３０】
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】
【０１３１】
１、１０１、２０１    液晶表示素子
２、１０６、２０６    コモン電極
３、１０７、２０７    セグメント電極
４、１１４、２１４    画素
５、１０４    液晶層
６、１１６    液晶
７、８    斜め電界
９、１１９    領域
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ    異常領域
１０２    第１の基板
１０３    第２の基板
１０５、２０５    液晶パネル
１０８    Ｆ偏光板
１０９    Ｒ偏光板
１１０    バックライト
１１７、１１８    吸収軸
１２１、２２１    開口部
【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】
2014077917.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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