(57)【要約】【課題】  マルチＶ−Ｔ化することで視野角特性が向上するとともに、最大透過率の低下を充分に防止する液晶表示装置を提供する。【解決手段】  第１基板と、第２基板と、液晶層とを備える液晶表示装置であって、該第１基板は、複数の線状部分を含む、複数の櫛歯又はスリットを有する第１電極と、面状の第２電極とを有し、該第２基板は、面状の第３電極を有し、該液晶層に含まれる液晶分子は、各電極からなる群より選択される少なくとも１種の電極によって発生する電界により駆動され、該液晶表示装置は、更に、画素内の複数の領域で、電圧無印加時に異なる誘電率を有する誘電体層を備え、該誘電体層は、基板主面を平面視したときに、各電極のそれぞれの少なくとも一部と重畳し、該誘電体層の誘電率は、該電界で発生する電圧によって変化するとともに、液晶表示装置に印加する電圧が大きくなるほど、該複数の領域における誘電率が互いに漸次近づく液晶表示装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
該第１基板に対向する第２基板と、
該第１基板及び該第２基板に挟持された液晶層とを少なくとも備える液晶表示装置であって、
該第１基板は、第１電極、及び、第２電極を有し、
該第２基板は、第３電極を有し、
該第１電極は、複数の線状部分を含む、複数の櫛歯電極、又は、スリットを有する電極であり、
該第２電極及び該第３電極は、面状の電極であり、
該液晶層に含まれる液晶分子は、該第１電極、該第２電極、及び、該第３電極からなる群より選択される少なくとも１種の電極によって発生する電界により駆動され、
該液晶表示装置は、更に、画素内の複数の領域で、電圧無印加時に異なる誘電率を有する誘電体層を備え、
該誘電体層は、基板主面を平面視したときに、該第１電極の少なくとも一部、該第２電極の少なくとも一部、及び、該第３電極の少なくとも一部と重畳し、
該誘電体層の誘電率は、該電界で発生する電圧によって変化するとともに、液晶表示装置に印加する電圧が大きくなるほど、該複数の領域における誘電率が互いに漸次近づくことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記誘電体層の誘電率は、液晶表示装置の最大印加電圧時に、該誘電体層の複数の領域毎に略同一となることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層に含まれる液晶分子は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１電極は、前記第２電極の前記液晶層側にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記誘電体層は、高分子分散型液晶から構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか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、液晶表示装置に関する。より詳しくは、画素内で異なる電圧−透過率特性を有する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対のガラス基板等に液晶表示素子を挟持して構成され、薄型で軽量かつ低消費電力といった特長を活かして、モバイル用途や各種のモニター、テレビ等、日常生活やビジネスに欠かすことのできないものとなっている。近年においては、電子ブック、フォトフレーム、ＩＡ（Industrial Appliance：産業機器）、ＰＣ（Personal Computer：パーソナルコンピュータ）、タブレットＰＣ、スマートフォン用途等に幅広く採用されている。これらの用途において、液晶層の光学特性を変化させるための電極配置や基板の設計に係る各種モードの液晶表示装置が検討されており、例えば、以下が挙げられる。
【０００３】
一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶層とを備え、該液晶層に含まれる液晶分子の配向方位を横電界で制御して表示を行う垂直配向型の液晶表示素子であって、該横電界を発生させたときに、１個の画素内に、等電位線の形状が異なる少なくとも２個の領域が形成されるように、上記一対の基板の少なくとも一方における、平面視において該１個の画素の範囲内に、誘電率の異なる少なくとも２個の絶縁層を設けた液晶表示素子が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
互いに透過波長が異なる複数の色層が並列して設けられている第１の基板と、該第１の基板に対向した状態で該第１の基板に対して所定の間隔を具備して配置され、所定の電圧が印加された場合に所定の電界を発生させる第２の基板と、該第１の基板の該第２の基板側の面と該第２の基板の該第１の基板側の面とによって挟まれた部分に液晶が注入されることにより形成されている液晶層とを有し、該第２の基板において発生する電界が該液晶層に対して略平行であり、該電界によって表示が制御されるアクティブマトリクス液晶表示装置において、該液晶層の厚さは、該色層における透過波長によってそれぞれ異なるアクティブマトリクス液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
電極を有する一対の基板を対向させ、その間に液晶を封入した液晶表示装置において、該一対の基板それぞれに絶縁層を設け、該一方の基板に設ける絶縁層と、他方の基板に設ける絶縁層とを互いに千鳥状に配置し、かつ、該一方の基板に設ける絶縁層と、他方の基板に設ける絶縁層とをストライプ状とし、所定長毎に折り返してジグザグに屈曲させた液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１３７２１３号
【特許文献２】特開平１０−１３３１９０号公報
【特許文献３】特開２０００−１９３９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した通り、液晶表示装置において、電極配置等によって、液晶層の光学特性（例えば、電圧−透過率特性〔以下、Ｖ−Ｔ特性とも言う。〕）を変化させ、例えば、視野角特性を向上させることが望まれているが、画素内に異なるＶ−Ｔ特性を有する（以下、マルチＶ−Ｔ化とも言う。）液晶表示装置において、最大印加電圧における透過率（以下、最大透過率とも言う。）が低下するという問題が存在していた。
【０００８】
例えば、図１３に示すような液晶表示パネル１２１１を備える液晶表示装置において説明する。該液晶表示パネル１２１１は、薄膜トランジスタ素子を備えるアクティブマトリックス基板（以下、ＴＦＴ基板とも言う。）１２１２と、該ＴＦＴ基板１２１２に対向するカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板とも言う。）１２１３と、該ＴＦＴ基板１２１２及び該ＣＦ基板１２１３に挟持された液晶層１２２２とを備えている。
【０００９】
上記液晶層１２２２に含まれる液晶分子１２２３は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向する。
【００１０】
上記ＴＦＴ基板１２１２は、ガラス基板１２１４ａと、該ガラス基板１２１４ａ上で該ガラス基板１２１４ａの上記液晶層１２２２側に形成された面状の電極１２１５（例えば、画素電極）と、該電極１２１５上で該電極１２１５の該液晶層１２２２側に形成された誘電体層１２１９ａと、該誘電体層１２１９ａ上で該誘電体層１２１９ａの該液晶層１２２２側に形成された電極１２１６とを有している。ここで、該電極１２１５及び該電極１２１６は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）又はＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：インジウム亜鉛酸化物）等の透明電極である。
【００１１】
上記ＣＦ基板１２１３は、ガラス基板１２１４ｂと、該ガラス基板１２１４ｂ上で該ガラス基板１２１４ｂの上記液晶層１２２２側に形成されたカラーフィルタ層１２２０及びブラックマトリクス１２２１と、該カラーフィルタ層１２２０及び該ブラックマトリクス１２２１上で、該カラーフィルタ層１２２０及び該ブラックマトリクス１２２１の、該液晶層１２２２側に形成された面状の上記電極１２１７（例えば、共通電極）と、該電極１２１７上で該電極１２１７の該液晶層１２２２側に形成された、誘電体層１２１９ａ及び誘電体層１２１９ｂとを有している。ここで、該電極１２１７は、例えば、ＩＴＯ又はＩＺＯ等の透明電極である。また、該誘電体層１２１９ａ及び該誘電体層１２１９ｂは、異なる誘電率を有しており、それぞれの厚さが略同一である。なお、「厚さが略同一である」とは、本発明の技術分野において厚さが同一であると言えるものであればよく、厚さが実質的に同一である場合を含む。
【００１２】
ここで、上記誘電体層１２１９ａ及び上記誘電体層１２１９ｂの誘電率を異なるものにすることで、上記液晶層１２２２内にかかる電界を部分的に制御し、該液晶層１２２２の厚さを変化させずにマルチＶ−Ｔ化することができる。しかしながら、上記液晶表示パネル１２１１において、Ｖ−Ｔ特性の異なる、つまり、視野角特性の異なる２つの領域（例えば、電界領域１２２４ａ及び電界領域１２２４ｂにそれぞれ対応する領域）において、各領域の最大透過率は、相対的に誘電体層の誘電率の低い方の領域で低下するため、画素内での合計の透過率（例えば、該液晶表示パネル１２１１の最大透過率）が低下するという問題が存在していた。
【００１３】
上記特許文献１は、簡素な工程で製造可能で、視野角特性の優れた、横電界で駆動する液晶表示素子を開示している。しかしながら、上記特許文献１に記載の発明は、異なるＶ−Ｔ特性を有する各領域の最大透過率が相対的に誘電体層の誘電率の低い方の領域で低下し、画素内での合計の透過率が低下するという上記課題の解決に繋がっておらず、上記課題を解決するための工夫の余地があった。
【００１４】
また、上記特許文献２は、いずれの方向から見ても色付きのない良好な表示特性を有するアクティブマトリクス液晶表示装置を提供する、としている。しかしながら、上記特許文献２に記載の発明は、液晶層の厚さ（以下、セルギャップとも言う。）を変化させる手段に規制が大きく、当該手段を実行することが難しい。例えば、セルギャップを部分的に変更するためには、該セルギャップを変更したい部分に対応するＣＦ基板上のカラーフィルタ層及びスペーサーの厚さを変更する（例えば、ＰＳ〔フォトスペーサー〕の厚さを変更する等）場合があるが、該カラーフィルタ層及び該スペーサーの厚さが部分的に異なるように形成することは、製造工程上の制御が困難であることから、上記課題を解決するための工夫の余地があった。
【００１５】
また、上記特許文献３は、視角特性が向上し、階調反転の発生を抑制する液晶表示装置を提供する、としている。しかしながら、上記特許文献３に記載の発明は、異なるＶ−Ｔ特性を有する各領域の最大透過率が相対的に誘電体層の誘電率の低い方の領域で低下し、画素内での合計の透過率が低下するという上記課題の解決に繋がっておらず、上記課題を解決するための工夫の余地があった。
【００１６】
よって、特別なセルギャップを形成せずに、電界を部分的に制御するだけで視野角特性を向上し、かつ、最大透過率を低下させない液晶表示装置は未だ望まれている。
【００１７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、マルチＶ−Ｔ化することで視野角特性が向上するとともに、最大透過率の低下を充分に防止する液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、マルチＶ−Ｔ化することで視野角特性が向上するとともに、最大透過率の低下を充分に防止する液晶表示装置について種々検討したところ、画素内の複数の領域で、電圧無印加時に異なる誘電率を有する誘電体層に着目した。そして、該液晶表示装置が有する電極によって発生する電界を該誘電体層に印加することで、該誘電体層の誘電率を変化させ、該液晶表示装置が有する液晶層に実質的にかかる実効的な駆動電圧を画素内で部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能であるため、視野角特性が向上することを見出した。また、該誘電体層の誘電率が、該電界で発生する電圧によって変化するとともに、該液晶表示装置に印加する電圧が大きくなるほど、該複数の領域における誘電率が互いに漸次近づくように制御することで、該液晶表示装置の最大透過率の低下を充分に防止できることも見出し、これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１９】
すなわち、本発明の一態様によれば、第１基板と、該第１基板に対向する第２基板と、該第１基板及び該第２基板に挟持された液晶層とを少なくとも備える液晶表示装置であって、該第１基板は、第１電極、及び、第２電極を有し、該第２基板は、第３電極を有し、該第１電極は、複数の線状部分を含む、複数の櫛歯電極、又は、スリットを有する電極であり、該第２電極及び該第３電極は、面状の電極であり、該液晶層に含まれる液晶分子は、該第１電極、該第２電極、及び、該第３電極からなる群より選択される少なくとも１種の電極によって発生する電界により駆動され、該液晶表示装置は、更に、画素内の複数の領域で、電圧無印加時に異なる誘電率を有する誘電体層を備え、該誘電体層は、基板主面を平面視したときに、該第１電極の少なくとも一部、該第２電極の少なくとも一部、及び、該第３電極の少なくとも一部と重畳し、該誘電体層の誘電率は、該電界で発生する電圧によって変化するとともに、液晶表示装置に印加する電圧が大きくなるほど、該複数の領域における誘電率が互いに漸次近づく液晶表示装置であってもよい。
【００２０】
本発明に係る液晶表示装置としては、このような構成要素を必須として含む限り、その他の構成要素により特に限定されるものではなく、液晶表示装置に通常用いられるその他の構成を適宜適用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様によれば、マルチＶ−Ｔ化することで視野角特性が向上するとともに、最大透過率の低下を充分に防止する液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの画素部の平面模式図である。
【図２】図１中の線分Ａ−Ａ’に対応する部分の断面を示す断面模式図である。
【図３】図２のより好ましい形態を示す断面模式図である。
【図４】実施例１−１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルについてのシミュレーションに用いた構成である。
【図５】誘電体層の異なる構成におけるＶ−Ｔ特性を示すグラフである。
【図６】誘電体層の異なる構成におけるガンマシフトの特性図である。
【図７】図６の高階調側を拡大したグラフである。
【図８】実施形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。
【図９】実施形態３に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。
【図１０】実施形態４に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。
【図１１】比較形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。
【図１２】比較例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルについてのシミュレーションに用いた構成である。
【図１３】比較形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。
【図１４】ＰＤＬＣ層の作製方法を示す模式図である。
【図１５】ＰＤＬＣ層の垂直電界方向の誘電率の電圧依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る液晶表示装置における他の好ましい態様について、以下に説明する。なお、本発明に係る液晶表示装置の各種態様は、適宜組み合わせることができる。
【００２４】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記誘電体層の誘電率は、液晶表示装置の最大印加電圧時に、該誘電体層の複数の領域毎に略同一となるものであってもよい。
【００２５】
これにより、上記液晶層にかかる実効的な駆動電圧が画素内の複数の領域で略同一となるため、該複数の領域における最大透過率が略同一となる。よって、本発明に係る液晶表示装置の最大透過率の低下をより好適に防止することができる。また、「液晶表示装置の最大印加電圧」とは、液晶表示装置の透過率が最大と言える時の液晶表示装置への印加電圧のことを言い、液晶表示装置の透過率が実質的に最大である時の印加電圧を含む。また、本明細書中、液晶表示装置に印加する電圧とは、通常、表示時に液晶を駆動するための電圧（画素電極に印加する電圧）を言う。
【００２６】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記液晶層に含まれる液晶分子は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向するものであってもよい。
【００２７】
このような垂直配向型の液晶表示装置は、広視野角、及び、高コントラスト等の特性を得るのに有利な方式である。よって、本発明の液晶表示装置が垂直配向型の液晶表示装置である場合、マルチＶ−Ｔ化することで視野角特性が向上し、最大透過率の低下を充分に防止するとともに、広視野角、及び、高コントラストを実現することができる。なお、「電圧無印加時」とは、本発明の技術分野において実質的に電圧が印加されていないと言えるものであればよい。また、「基板主面に対して垂直な方向に配向する」とは、本発明の技術分野において基板主面に対して垂直な方向に配向すると言えるものであればよく、実質的に垂直な方向に配向する形態を含む。
【００２８】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記第１電極は、上記第２電極の上記液晶層側にあってもよい。該第１電極が該第２電極の該液晶層側にあるとは、通常は、該第１電極と該第２電極との間に絶縁層等が形成されている形態である。
【００２９】
また、本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記第１基板は、更に絶縁層を有し、該絶縁層は、上記第２電極の上記液晶層側にあってもよい。
【００３０】
ここで、例えば、上記第１電極が複数の櫛歯電極である場合、該複数の櫛歯電極間で横電界（基板主面に対して水平な方向の電界）を好適に発生させることができる。なお、「基板主面に対して水平な方向の電界」とは、本発明の技術分野において基板主面に対して水平な方向の電界と言えるものであればよく、実質的に水平な方向に電界が発生する形態を含む。
【００３１】
また、例えば、上記第１電極がスリットを有する電極である場合、スリットを有する該第１電極と面状の上記第２電極との間で、フリンジ電界を好適に発生させることができる。
【００３２】
なお、上記第１電極は、複数の線状部分を含む、複数の櫛歯電極、又は、スリットを有する電極のどちらであってもよいが、本発明の一態様の効果が好適に発揮される上で、複数の櫛歯電極であることがより好ましい。複数の櫛歯電極は、通常は、少なくとも一対の櫛歯電極であり、好ましくは、一対の櫛歯電極である。
【００３３】
次に、面状の上記第２電極によれば、該第２電極と他の電極との間で、電界を好適に発生させることができる。例えば、上述したように、上記第１電極がスリットを有する電極である場合、スリットを有する該第１電極と面状の該第２電極との間で、フリンジ電界を好適に発生させることができる。また、フォトマスクを用いて該第２電極をパターニングする場合、該フォトマスクのアライメントずれが発生したとしても、不具合が発生しにくい。
【００３４】
次に、面状の上記第３電極によれば、該第３電極と他の電極との間で、電界を好適に発生させることができる。例えば、面状の上記第２電極を有する上記第１基板と、面状の該第３電極を有する上記第２基板との間で、垂直電界（基板主面に対して垂直な方向の電界）を好適に発生させることができる。なお、「基板主面に対して垂直な方向の電界」とは、本発明の技術分野において基板主面に対して垂直な方向の電界と言えるものであればよく、実質的に垂直な方向に電界が発生する形態を含む。
【００３５】
よって、上記のような、垂直電界、横電界、及び、フリンジ電界を好適に発生させることができる。
【００３６】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記誘電体層は、高分子分散型液晶（以下、ＰＤＬＣ〔Polymer Dispersed Liquid Crystal〕とも言う。）から構成されたものであってもよい。
【００３７】
このようなＰＤＬＣから構成されたもの（以下、ＰＤＬＣ層とも言う。）は、電界で発生する電圧によって、その誘電率が変化する。よって、上記液晶層に実質的にかかる実効電圧を画素内で部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能であるため、視野角特性を向上させることができる。
【００３８】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記液晶層に含まれる液晶分子は、負の誘電率異方性を有するものであってもよい。
【００３９】
これにより、透過率をより向上することができるため、本発明に係る液晶表示装置の最大透過率の低下をより好適に防止することができる。
【００４０】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記液晶層に含まれる液晶分子は、正の誘電率異方性を有するものであってもよい。
【００４１】
正の誘電率異方性を有する液晶分子は、電圧を印加した場合に一定の方向に配向されるものであり、配向制御が容易であるため、より高速応答化することができる。
【００４２】
上記より、透過率の観点からは、上記液晶層に含まれる液晶分子が負の誘電率異方性を有する液晶分子から実質的に構成されることが好適であり、高速応答化の観点からは、該液晶層に含まれる液晶分子が正の誘電率異方性を有する液晶分子から実質的に構成されることが好適であると言える。
【００４３】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記第１基板は、更に上記誘電体層を有し、該誘電体層は、上記第１電極の上記液晶層側とは反対側にあってもよい。
【００４４】
これにより、上記のような、垂直電界、及び、横電界を、上記誘電体層に印加し、該誘電体層の誘電率を変化させることができる。よって、上記液晶層に実質的にかかる実効電圧を画素内で部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能であるため、視野角特性を向上させることができる。
【００４５】
本発明に係る液晶表示装置の一態様によれば、上記第２基板は、更に上記誘電体層を有し、該誘電体層は、上記第３電極の上記液晶層側にあってもよい。
【００４６】
これにより、上記のような、垂直電界、及び、横電界を、上記誘電体層に印加し、該誘電体層の誘電率を変化させることができる。よって、上記液晶層に実質的にかかる実効電圧を画素内で部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能であるため、視野角特性を向上させることができる。
【００４７】
上述した各態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
【００４８】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００４９】
上記液晶表示装置の基本構成は、一般的に、液晶表示パネル、及び、光源等の部材である。該液晶表示パネルの基本構成は、透明電極及び配向膜等が形成された一対の基板（例えば、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板）、両基板に挟持された液晶層、及び、両基板の間のギャップを保持するスペーサーであり、両基板はシール材等を用いて貼り合わされている。また、該液晶表示装置は、その他に、通常の液晶表示装置が備える部材（例えば、外部回路等）を適宜備えることができる。
【００５０】
［実施形態１］
実施形態１に係る液晶表示装置について、図１及び図２を用いて説明する。
【００５１】
図１は、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの画素部の平面模式図である。実施形態１に係る液晶表示装置において、画素部１０内には、電極１１６が形成されている。図１では、電極１１６が一対の櫛歯電極である場合、つまり、電極１１６ａ及び電極１１６ｂと、電極１１６ｃとが一対の櫛歯電極である場合について描かれているが、後述するように、該電極１１６はスリットを有する電極であってもよい。
【００５２】
図２は、図１中の線分Ａ−Ａ’に対応する部分の断面を示す断面模式図である。実施形態１に係る液晶表示装置において、実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネル１１１の基本構成は、ＴＦＴ基板１１２、ＣＦ基板１１３、及び、両基板に挟持された液晶層１２２である。該液晶層１２２に含まれる液晶分子１２３は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向し、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有している。なお、該液晶層１２２の厚さは特に限定されていないが、２．５μｍ以上、４．０μｍ以下であることが好ましい。また、該ＴＦＴ基板１１２及び該ＣＦ基板１１３の該液晶層１２２側には、それぞれ配向膜（図示せず）が形成され、該配向膜は、その膜面に対して液晶分子を垂直に立たせるような垂直配向膜である限り、有機配向膜又は無機配向膜のいずれであってもよい。なお、該ＴＦＴ基板１１２及び該ＣＦ基板１１３は、それぞれ、本発明の一態様における上記第１基板及び上記第２基板に相当する。
【００５３】
実施形態１に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板１１２は、ガラス基板１１４ａと、該ガラス基板１１４ａ上で該ガラス基板１１４ａの上記液晶層１２２側に形成された面状の電極１１５（例えば、画素電極）と、該電極１１５上で該電極１１５の該液晶層１２２側に形成された絶縁層１１８と、該絶縁層１１８上で該絶縁層１１８の該液晶層１２２側に形成された誘電体層１１９とを有している。また、該ＴＦＴ基板１１２は、更に一対の櫛歯電極１１６（例えば、一対の櫛歯電極の代わりに、スリットを有する電極であってもよい。）を有しており、該電極１１６は、該誘電体層１１９上で該誘電体層１１９の該液晶層１２２側に形成されている。ここで、該電極１１６を構成する、上記電極１１６ａ及び上記電極１１６ｂと、上記電極１１６ｃとが一対の櫛歯電極を構成し、そのうち、中央の該電極１１６ｃと該電極１１５とは、コンタクトホール（図示せず）を介して接続され、同じ電圧で駆動している。よって、該電極１１６ａ及び該電極１１６ｂと、該電極１１６ｃとの間には横電界が積極的に生じる（なお、該電極１１６がスリットを有する電極である場合は、該電極１１６と、後述するような上記ＣＦ基板１１３が有する電極１１７とが同電位となり、該電極１１６と該電極１１５との間で生じるフリンジ電界による引き込み電界が横電界として作用する。）。また、該電極１１５及び該電極１１６は、例えば、ＩＴＯ又はＩＺＯ等の透明電極であることが好ましい。なお、該電極１１５及び該電極１１６は、それぞれ、本発明の一態様における上記第２電極及び上記第１電極に相当する。
【００５４】
ここで、該絶縁層１１８は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜のいずれであってもよい。なお、該絶縁層１１８の誘電率は、該絶縁層１１８が有機絶縁膜の場合は、３Ｆ／ｍ以上、４Ｆ／ｍ以下であることが好ましく、該絶縁層１１８が無機絶縁膜の場合は、５Ｆ／ｍ以上、７Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。また、該絶縁層１１８の厚さは特に限定されていないが、該絶縁層１１８が有機絶縁膜の場合は、１．０μｍ以上、４．０μｍ以下であることが好ましく、該絶縁層１１８が無機絶縁膜の場合は、０．２μｍ以上、１．０μｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
また、上記誘電体層１１９は、誘電体層１１９ａ及び誘電体層１１９ｂから構成されており、該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂは、電圧無印加時に異なる誘電率を有している。該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂは、例えば、ＰＤＬＣ層であることが好ましい。ＰＤＬＣ層は、電界で発生する電圧によって、その誘電率が変化する。なお、該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂの厚さは特に限定されていないが、略同一であることが好ましく、０．１μｍ以上、１．０μｍ以下であることが好ましい。
【００５６】
本実施形態１において、上記誘電体層１１９ａは正の誘電率異方性を有するポジ型ＰＤＬＣ層であり、上記電極１１６が一対の櫛歯電極である場合は、該電極１１６によって発生する横電界で駆動される。また、該電極１１６がスリットを有する電極である場合、該誘電体層１１９ａは、該電極１１６と上記電極１１５との間で発生するフリンジ電界（斜め電界）で駆動される。
【００５７】
また、本実施形態１において、上記誘電体層１１９ｂは負の誘電率異方性を有するネガ型ＰＤＬＣ層であり、上記ＴＦＴ基板１１２が有する上記電極１１５と、後述するような上記ＣＦ基板１１３が有する上記電極１１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【００５８】
よって、上記のように、実施形態１に係る液晶表示装置が有する電極（上記電極１１５、上記電極１１６、及び、上記電極１１７からなる群より選択される少なくとも１種の電極）によって発生する電界を上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂに印加することで、該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂの誘電率を変化させ、実施形態１に係る液晶表示装置が有する上記液晶層１２２にかかる実効的な駆動電圧を、画素部１０内の電界領域１２４ａ及び電界領域１２４ｂで部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能である。これにより、後述するように、実施形態１に係る液晶表示装置の視野角特性（例えば、ガンマシフト）が向上する。
【００５９】
ここで、本実施形態１において、上記誘電体層１１９は、２種類のＰＤＬＣ層（上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂ）から構成されているが、該誘電体層１１９を構成するＰＤＬＣ層の種類の限定は特になく、３種類以上のＰＤＬＣ層から構成されていてもよい。また、該誘電体層１１９は、電界で発生する電圧によって、その誘電率が変化するものである限り、ＰＤＬＣ層以外のものから構成されていてもよい。
【００６０】
実施形態１に係る液晶表示装置において、上記ＣＦ基板１１３は、ガラス基板１１４ｂと、該ガラス基板１１４ｂ上で該ガラス基板１１４ｂの上記液晶層１２２側に形成されたカラーフィルタ層１２０及びブラックマトリクス１２１と、該カラーフィルタ層１２０及び該ブラックマトリクス１２１上で、該カラーフィルタ層１２０及び該ブラックマトリクス１２１の、該液晶層１２２側に形成された面状の上記電極１１７（例えば、共通電極）とを有している。ここで、該電極１１７は、例えば、ＩＺＯ等の透明電極であることが好ましい。なお、該電極１１７は、本発明の一態様における上記第３電極に相当する。
【００６１】
図３は、図２のより好ましい形態を示す断面模式図である。ここで、本実施形態１において、画素内の垂直電界（上記電極１１５と上記電極１１７との間で発生する垂直電界）を好適に制御するために、図３に示すような、オーバーコート層１２５を設けることが好ましい。つまり、上記カラーフィルタ層１２０及び上記ブラックマトリクス１２１上で、該カラーフィルタ層１２０及び該ブラックマトリクス１２１の、上記液晶層１２２側に該オーバーコート層１２５を形成することが好ましい。なお、該オーバーコート層１２５の誘電率は、３Ｆ／ｍ以上、５Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。
【００６２】
実施形態１に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板１１２と上記ＣＦ基板１１３との間に挟持された上記液晶層１２２に含まれる、負の誘電率異方性を有する上記液晶分子１２３は、該ＴＦＴ基板１１２が有する上記電極１１５と該ＣＦ基板１１３が有する上記電極１１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【００６３】
ここで、実施形態１に係る液晶表示装置の表示モードは、上記液晶分子１２３が電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向するものである限り、特に限定されず、例えば、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、及び、ＶＡ（Vertical Alignment）モード等を採用することができる。また、該液晶分子１２３の配向方位を決定する手段の限定も特になく、ラビング法、及び、光配向技術等を好適に用いることができる。
【００６４】
次に、上記ＰＤＬＣ層の作製方法、並びに、上記ポジ型ＰＤＬＣ層及び上記ネガ型ＰＤＬＣ層の垂直電界方向における誘電率の電圧依存性について、以下に詳細に説明する。
【００６５】
［ＰＤＬＣ層の作製方法］
図１４は、ＰＤＬＣ層の作製方法を示す模式図である。図１４に示すように、ゲストホスト液晶材料（液晶分子１３２３）と光硬化性樹脂（光硬化性モノマー１３２６）との混合物に対して、ＵＶ（Ultraviolet：紫外線）光を照射する。つまり、該液晶材料の等方相（アイソトロピック相）に対してＵＶ光を照射することで、該光硬化性モノマー１３２６がポリマー化し、該液晶分子１３２３とポリマー１３２７とが分離した状態（液晶のドロップレット１３２８が高分子〔該ポリマー１３２７〕中に分散している状態）として、ＰＤＬＣ層１３２９が作製される。
【００６６】
そして、本実施形態１において、上記ＰＤＬＣ層を用いて、図２及び図３等に示したように、上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂを、上記絶縁層１１８上で該絶縁層１１８の上記液晶層１２２側にあるように、フォトリソグラフィーを用いて形成する。
【００６７】
また、ドロップレット状の液晶材料を駆動させる場合において、低電圧化するためには、上記ＰＤＬＣ層１３２９の厚みは薄いことが好ましい。ここで、例えば、液晶材料の屈折率異方性Δｎが０．１で、該ＰＤＬＣ層１３２９の厚さが１．０μｍである場合、該ＰＤＬＣ層１３２９のリタデーション（液晶材料の屈折率異方性Δｎと該ＰＤＬＣ層１３２９の厚さとの積）は、１００ｎｍとなり、光学的に１００ｎｍの複屈折が生じることになる。よって、該ＰＤＬＣ層１３２９の厚さが１．０μｍを超えると、ドロップレットによる散乱の影響及び該複屈折の影響により、液晶表示装置の視野角特性及びコントラストが悪くなる恐れがある。また、例えば、該ＰＤＬＣ層１３２９の厚さが０．１μｍ未満の場合は、該ＰＤＬＣ層１３２９を形成するプロセスが困難である場合がある。よって、上述より、該ＰＤＬＣ層１３２９の厚さは、０．１μｍ以上、１．０μｍ以下であることが好ましい。
【００６８】
［ポジ型ＰＤＬＣ層及びネガ型ＰＤＬＣ層の垂直電界方向における誘電率の電圧依存性］
図１５は、ＰＤＬＣ層の垂直電界方向の誘電率の電圧依存性を示すグラフである。横軸は印加電圧を、縦軸は誘電率を示す。下記表１は、図１５の各座標での値である。なお、以下では、垂直電界方向における誘電率のことを、単に、誘電率とも言う。図１５に示すように、印加電圧が低い場合（例えば、印加電圧が８Ｖ未満の場合）は、ポジ型ＰＤＬＣ層の誘電率の方が、ネガ型ＰＤＬＣ層の誘電率よりも大きくなっている。また、印加電圧が増加するにつれて、ネガ型ＰＤＬＣ層の誘電率が急激に増加し（例えば、印加電圧が２．０Ｖ以上になると、ネガ型ＰＤＬＣ層の誘電率が急激に増加する。）、ポジ型ＰＤＬＣ層の誘電率とネガ型ＰＤＬＣ層の誘電率とが漸次近づくように設計されている。
【００６９】
ここで、実施形態１に係る液晶表示装置の最大印加電圧時には、上記誘電体層１１９ａ（ポジ型ＰＤＬＣ層）及び上記誘電体層１１９ｂ（ネガ型ＰＤＬＣ層）の誘電率が略同一となる。例えば、実施形態１に係る液晶表示装置の最大印加電圧時を８Ｖで設定した場合、表１に示すように、ポジ型ＰＤＬＣ層（該誘電体層１１９ａ）の誘電率は、７．３１Ｆ／ｍであり、ネガ型ＰＤＬＣ層（該誘電体層１１９ｂ）の誘電率は、７．３０Ｆ／ｍとなり、該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂの誘電率は略同一となる。なお、「最大印加電圧」とは、例えば、図２に示すような上記電極１１５（例えば、画素電極）に印加する最大電圧のことを言い（例えば、上記電極１１６が一対の櫛歯電極である場合、上述したように、該電極１１５とコンタクトホールを介して接続されている上記電極１１６ｃに印加する最大電圧でもある。）、後述するような他の実施形態においても同様である。
【００７０】
よって、実施形態１に係る液晶表示装置の最大印加電圧時（例えば、印加電圧８Ｖ）において、上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂの誘電率が略同一となることによって、マルチＶ−Ｔ化された上記電界領域１２４ａ及び上記電界領域１２４ｂにおける上記液晶層１２２にかかる実効的な駆動電圧が略同一となるため、該電界領域１２４ａ及び該電界領域１２４ｂの最大透過率が略同一となる。これにより、実施形態１に係る液晶表示装置の最大透過率の低下を充分に防止できる。なお、「誘電率が略同一である」とは、例えば、該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂの誘電率差が、０．０１Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。
【００７１】
【表１】
2014089259.tif 000003
【００７２】
なお、上述したようなＰＤＬＣ層の作製方法、並びに、ポジ型ＰＤＬＣ層及びネガ型ＰＤＬＣ層の垂直電界方向における誘電率の電圧依存性については、後述するような他の実施形態においても同様である。
【００７３】
また、実施形態１に係る液晶表示装置は、図２及び図３等に示される上記ＴＦＴ基板１１２の上記液晶層１２２側とは反対側（光源側）に下偏光板（図示せず）を備え、上記ＣＦ基板１１３の該液晶層１２２側とは反対側（観察側）に上偏光板（図示せず）を備えることができる。実施形態１に係る液晶表示装置は、その他に、通常の液晶表示装置が備える部材（例えば、外部回路等）を適宜備えることができる。
【００７４】
以下に、実施形態１に係る液晶表示装置について、シミュレーションを行った実施例を示す。
【００７５】
（実施例１−１）
図４は、実施例１−１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルについてのシミュレーションに用いた構成である。実施形態１に係る液晶表示装置が備える上記液晶表示パネル１１１において、上記電極１１５は画素電極であり、上記電極１１６を構成する、上記電極１１６ａ及び上記電極１１６ｂと、上記電極１１６ｃとが一対の櫛歯電極を構成し、上記電極１１７は共通電極である。ここで、該電極１１６ｃと該電極１１５とは、上記絶縁層１１８に形成されたコンタクトホール（図示せず）を介して接続され、同じ電圧で駆動している。
【００７６】
実施例１−１に係る液晶表示装置の表示モードは、上記液晶分子１２３が電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向するＥＣＢモードであり、該液晶分子１２３の配向方位を決定する手段としては、ラビング法を採用し、上記電極１１６の線状部分に沿う方向と垂直な方向にラビング処理を行った（同様に、該液晶分子１２３の配向方位を決定する手段としては、光配向技術を用いてもよい）。
【００７７】
実施例１−１に係る液晶表示装置についてのシミュレーション条件は、上記液晶層１２２の厚さを３．２μｍとし、上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂの厚さを０．６μｍとした。また、上記絶縁層１１８を無機絶縁膜とし、その誘電率を６．９Ｆ／ｍとし、その厚さを０．４μｍとした。また、実施例１−１に係る液晶表示装置の最大印加電圧は、８Ｖとした。なお、シミュレーション用ソフトは、シンテック社製のＬＣＤ−Ｍａｓｔｅｒ２Ｆを用いた。
【００７８】
上記のシミュレーション条件と、図１５をもとに印加電圧毎に設定された上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂの誘電率とを用いてシミュレーションを実施し、実施例１−１に係る液晶表示装置の透過率と視野角特性に関わるガンマシフトとを算出した。以下に、そのシミュレーション結果について説明する。
【００７９】
図５は、誘電体層の異なる構成におけるＶ−Ｔ特性を示すグラフである。横軸は印加電圧を、縦軸は透過率を示す。図５中、「ε＝４固定」とは、上記誘電体層１１９（上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂ）の誘電率をε＝４Ｆ／ｍとして、該誘電体層１１９の全領域で、その誘電率を固定した場合である。「ε＝７固定」とは、該誘電体層１１９（上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂ）の誘電率をε＝７Ｆ／ｍとして、該誘電体層１１９の全領域で、その誘電率を固定した場合である。「ε＝４／７固定」とは、該誘電体層１１９が上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂから構成され、該誘電体層１１９ａの誘電率を４Ｆ／ｍとし、該誘電体層１１９ｂの誘電率を７Ｆ／ｍと固定した場合である。「誘電率可変」とは、該誘電体層１１９が上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂから構成され、該誘電体層１１９ａ及び該誘電体層１１９ｂの誘電率が電圧によって変化する場合であり、本実施例１−１に該当する。
【００８０】
図５に示すように、最大印加電圧（８Ｖ）において、実施例１−１に係る液晶表示装置の透過率は、上記誘電体層１１９ａ及び上記誘電体層１１９ｂの誘電率を固定した場合（「ε＝４固定」、「ε＝７固定」、及び、「ε＝４／７固定」の場合）の透過率よりも高くなることが確認された。
【００８１】
図６は、誘電体層の異なる構成におけるガンマシフトの特性図である。図７は、図６の高階調側を拡大したグラフである。横軸は階調を、縦軸は規格化輝度比を示す。なお、規格化輝度比とは、最高階調（２５６階調）の輝度に対する各階調の輝度の比を示す。図６及び図７中、「正面」とは、液晶表示装置の正面方向から観察した場合である。「ε＝４固定」、「ε＝７固定」、「ε＝４／７固定」、及び、「誘電率可変」とは、図５中の表記と同じ定義である。「正面」のカーブは、γ＝２．２となるように調整されており、他の４本のカーブは、正面方向から極角６０°の方向で確認した場合のカーブである。ここで、実施例１−１に係る液晶表示装置が備える上記下偏光板（図示せず）の軸方向を方位角４５°−２２５°の方向とし、上記上偏光板（図示せず）の軸方向を方位角１３５°−３１５°の方向とした場合、図６及び図７に示された輝度は、該下偏光板及び該上偏光板の軸方向から４５°ずれた方向、つまり、方位角０°、９０°、１８０°、及び、２７０°の方向における極角６０°の方向で確認した場合の輝度の平均値である。なお、ガンマシフトとは、白浮きとも呼ばれる問題であり、ある方向のカーブが、正面方向のカーブよりも輝度が高い方向にシフトしている状態である。これにより、正面方向からの観察では正常に観察される映像が、斜め視角では違和感のある異常な映像に変化するという問題が引き起こされる。
【００８２】
図６及び図７に示すように、実施例１−１に係る液晶表示装置のカーブは、「ε＝４／７固定」のカーブよりもやや輝度が低い方向にシフトしている結果となり、「ε＝４固定」及び「ε＝７固定」のカーブよりも輝度が低い方向にシフトしていることが確認された。つまり、実施例１−１に係る液晶表示装置のカーブは、「ε＝４固定」及び「ε＝７固定」のカーブよりも正面方向からの浮き（ガンマシフト）が少ないことが確認された。
【００８３】
よって、上記より、実施例１−１に係る液晶表示装置において、透過率が低下することなく、視野角特性が向上することが確認された。
【００８４】
（実施例１−２）
実施例１−２に係る液晶表示装置は、実施形態１に係る液晶表示装置が備える上記液晶表示パネルにおいて、上記第１電極がスリットを有する電極の場合である。また、実施例１−２に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施例１−１に係る液晶表示装置と同様である。
【００８５】
ここで、実施例１−２に係る液晶表示装置において、上記第１電極がスリットを有する電極であり、上記誘電体層に、該第１電極と上記第２電極との間で発生するフリンジ電界が印加される場合であっても、上述したように、上記誘電体層が電圧無印加時に異なる誘電率を有する少なくとも２つの誘電体層から構成され、該少なくとも２つの誘電体層の誘電率が電圧によって変化し、最大印加電圧時に略同一となる限り、実施例１−１に係る液晶表示装置と同様な効果が得られるのは明らかである。
【００８６】
［実施形態２］
実施形態２に係る液晶表示装置について、図８を用いて説明する。
【００８７】
図８は、実施形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。実施形態２に係る液晶表示装置において、実施形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネル７１１の基本構成は、ＴＦＴ基板７１２、ＣＦ基板７１３、及び、両基板に挟持された液晶層７２２である。該液晶層７２２に含まれる液晶分子７２３は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向し、正の誘電率異方性（Δε＞０）を有している。
【００８８】
実施形態２に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板７１２は、ガラス基板７１４ａと、該ガラス基板７１４ａ上で該ガラス基板７１４ａの上記液晶層７２２側に形成された面状の電極７１５（例えば、画素電極）と、該電極７１５上で該電極７１５の該液晶層７２２側に形成された絶縁層７１８と、該絶縁層７１８上で該絶縁層７１８の該液晶層７２２側に形成された誘電体層７１９とを有している。また、該ＴＦＴ基板７１２は、更に一対の櫛歯電極７１６（例えば、一対の櫛歯電極の代わりに、スリットを有する電極であってもよい。）を有しており、該電極７１６は、該誘電体層７１９上で該誘電体層７１９の該液晶層７２２側に形成されている。
【００８９】
ここで、該絶縁層７１８は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜のいずれであってもよい。なお、該絶縁層７１８の誘電率は、該絶縁層７１８が有機絶縁膜の場合は、３Ｆ／ｍ以上、４Ｆ／ｍ以下であることが好ましく、該絶縁層７１８が無機絶縁膜の場合は、５Ｆ／ｍ以上、７Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。
【００９０】
また、上記誘電体層７１９は、誘電体層７１９ａ及び誘電体層７１９ｂから構成されており、該誘電体層７１９ａ及び該誘電体層７１９ｂは、電圧無印加時に異なる誘電率を有している。該誘電体層７１９ａ及び該誘電体層７１９ｂは、例えば、ＰＤＬＣ層であることが好ましい。
【００９１】
本実施形態２において、上記誘電体層７１９ａは正の誘電率異方性を有するポジ型ＰＤＬＣ層であり、上記電極７１６が一対の櫛歯電極である場合は、該電極７１６によって発生する横電界で駆動される。また、該電極７１６がスリットを有する電極である場合、該誘電体層７１９ａは、該電極７１６と上記電極７１５との間で発生するフリンジ電界で駆動される。
【００９２】
また、本実施形態２において、上記誘電体層７１９ｂは負の誘電率異方性を有するネガ型ＰＤＬＣ層であり、上記ＴＦＴ基板７１２が有する上記電極７１５と、後述するような上記ＣＦ基板７１３が有する電極７１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【００９３】
よって、上記のように、実施形態２に係る液晶表示装置が有する電極（上記電極７１５、上記電極７１６、及び、上記電極７１７からなる群より選択される少なくとも１種の電極）によって発生する電界を上記誘電体層７１９ａ及び上記誘電体層７１９ｂに印加することで、該誘電体層７１９ａ及び該誘電体層７１９ｂの誘電率を変化させ、実施形態２に係る液晶表示装置が有する上記液晶層７２２にかかる実効的な駆動電圧を、電界領域７２４ａ及び電界領域７２４ｂで部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能である。これにより、実施形態２に係る液晶表示装置の視野角特性（ガンマシフト）が向上する。
【００９４】
実施形態２に係る液晶表示装置において、上記ＣＦ基板７１３は、ガラス基板７１４ｂと、該ガラス基板７１４ｂ上で該ガラス基板７１４ｂの上記液晶層７２２側に形成されたカラーフィルタ層７２０及びブラックマトリクス７２１と、該カラーフィルタ層７２０及び該ブラックマトリクス７２１上で、該カラーフィルタ層７２０及び該ブラックマトリクス７２１の、該液晶層７２２側に形成された面状の上記電極７１７（例えば、共通電極）とを有している。
【００９５】
実施形態２に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板７１２と上記ＣＦ基板７１３との間に挟持された上記液晶層７２２に含まれる、正の誘電率異方性を有する上記液晶分子７２３は、該ＴＦＴ基板７１２が有する上記電極７１６と該ＣＦ基板７１３が有する上記電極７１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【００９６】
実施形態２に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施形態１に係る液晶表示装置と同様である。
【００９７】
ここで、実施形態２に係る液晶表示装置において、上述したように、上記誘電体層７１９が上記誘電体層７１９ａ及び上記誘電体層７１９ｂから構成され、該誘電体層７１９ａ及び該誘電体層７１９ｂの誘電率が電圧によって変化し、最大印加電圧時に略同一となる限り、実施例１−１に係る液晶表示装置と同様な効果が得られるのは明らかである。
【００９８】
［実施形態３］
実施形態３に係る液晶表示装置について、図９を用いて説明する。
【００９９】
図９は、実施形態３に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。実施形態３に係る液晶表示装置において、実施形態３に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネル８１１の基本構成は、ＴＦＴ基板８１２、ＣＦ基板８１３、及び、両基板に挟持された液晶層８２２である。該液晶層８２２に含まれる液晶分子８２３は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向し、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有している。
【０１００】
実施形態３に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板８１２は、ガラス基板８１４ａと、該ガラス基板８１４ａ上で該ガラス基板８１４ａの上記液晶層８２２側に形成された面状の電極８１５（例えば、画素電極）と、該電極８１５上で該電極８１５の該液晶層８２２側に形成された絶縁層８１８と、該絶縁層８１８上で該絶縁層８１８の該液晶層８２２側に形成された一対の櫛歯電極８１６（例えば、一対の櫛歯電極の代わりに、スリットを有する電極であってもよい。）とを有している。
【０１０１】
ここで、該絶縁層８１８は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜のいずれであってもよい。なお、該絶縁層８１８の誘電率は、該絶縁層８１８が有機絶縁膜の場合は、３Ｆ／ｍ以上、４Ｆ／ｍ以下であることが好ましく、該絶縁層８１８が無機絶縁膜の場合は、５Ｆ／ｍ以上、７Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。
【０１０２】
実施形態３に係る液晶表示装置において、上記ＣＦ基板８１３は、ガラス基板８１４ｂと、該ガラス基板８１４ｂ上で該ガラス基板８１４ｂの上記液晶層８２２側に形成されたカラーフィルタ層８２０及びブラックマトリクス８２１と、該カラーフィルタ層８２０及び該ブラックマトリクス８２１上で、該カラーフィルタ層８２０及び該ブラックマトリクス８２１の、該液晶層８２２側に形成された面状の上記電極８１７（例えば、共通電極）と、該電極８１７上で該電極８１７の該液晶層８２２側に形成された誘電体層８１９とを有している。
【０１０３】
また、上記誘電体層８１９は、誘電体層８１９ａ及び誘電体層８１９ｂから構成されており、該誘電体層８１９ａ及び該誘電体層８１９ｂは、電圧無印加時に異なる誘電率を有している。該誘電体層８１９ａ及び該誘電体層８１９ｂは、例えば、ＰＤＬＣ層であることが好ましい。
【０１０４】
本実施形態３において、上記誘電体層８１９ａは正の誘電率異方性を有するポジ型ＰＤＬＣ層であり、上記誘電体層８１９ｂは負の誘電率異方性を有するネガ型ＰＤＬＣ層である。
【０１０５】
よって、実施形態１に係る液晶表示装置と同様に、実施形態３に係る液晶表示装置が有する電極（上記電極８１５、上記電極８１６、及び、上記電極８１７からなる群より選択される少なくとも１種の電極）によって発生する電界を上記誘電体層８１９ａ及び上記誘電体層８１９ｂに印加することで、該誘電体層８１９ａ及び該誘電体層８１９ｂの誘電率を変化させ、実施形態３に係る液晶表示装置が有する上記液晶層８２２にかかる実効的な駆動電圧を、電界領域８２４ａ及び電界領域８２４ｂで部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能である。これにより、実施形態３に係る液晶表示装置の視野角特性（ガンマシフト）が向上する。
【０１０６】
実施形態３に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板８１２と上記ＣＦ基板８１３との間に挟持された上記液晶層８２２に含まれる、負の誘電率異方性を有する上記液晶分子８２３は、該ＴＦＴ基板８１２が有する上記電極８１５と該ＣＦ基板８１３が有する上記電極８１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【０１０７】
実施形態３に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施形態１に係る液晶表示装置と同様である。
【０１０８】
ここで、実施形態３に係る液晶表示装置において、上述したように、上記誘電体層８１９が上記誘電体層８１９ａ及び上記誘電体層８１９ｂから構成され、該誘電体層８１９ａ及び該誘電体層８１９ｂの誘電率が電圧によって変化し、最大印加電圧時に略同一となる限り、実施例１−１に係る液晶表示装置と同様な効果が得られるのは明らかである。
【０１０９】
［実施形態４］
実施形態４に係る液晶表示装置について、図１０を用いて説明する。
【０１１０】
図１０は、実施形態４に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。実施形態４に係る液晶表示装置において、実施形態４に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネル９１１の基本構成は、ＴＦＴ基板９１２、ＣＦ基板９１３、及び、両基板に挟持された液晶層９２２である。該液晶層９２２に含まれる液晶分子９２３は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向し、正の誘電率異方性（Δε＞０）を有している。
【０１１１】
実施形態４に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板９１２は、ガラス基板９１４ａと、該ガラス基板９１４ａ上で該ガラス基板９１４ａの上記液晶層９２２側に形成された面状の電極９１５（例えば、画素電極）と、該電極９１５上で該電極９１５の該液晶層９２２側に形成された絶縁層９１８と、該絶縁層９１８上で該絶縁層９１８の該液晶層９２２側に形成された一対の櫛歯電極９１６（例えば、一対の櫛歯電極の代わりに、スリットを有する電極であってもよい。）とを有している。
【０１１２】
ここで、該絶縁層９１８は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜のいずれであってもよい。なお、該絶縁層９１８の誘電率は、該絶縁層９１８が有機絶縁膜の場合は、３Ｆ／ｍ以上、４Ｆ／ｍ以下であることが好ましく、該絶縁層９１８が無機絶縁膜の場合は、５Ｆ／ｍ以上、７Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。
【０１１３】
実施形態４に係る液晶表示装置において、上記ＣＦ基板９１３は、ガラス基板９１４ｂと、該ガラス基板９１４ｂ上で該ガラス基板９１４ｂの上記液晶層９２２側に形成されたカラーフィルタ層９２０及びブラックマトリクス９２１と、該カラーフィルタ層９２０及び該ブラックマトリクス９２１上で、該カラーフィルタ層９２０及び該ブラックマトリクス９２１の、該液晶層９２２側に形成された面状の上記電極９１７（例えば、共通電極）と、該電極９１７上で該電極９１７の該液晶層９２２側に形成された誘電体層９１９とを有している。
【０１１４】
また、上記誘電体層９１９は、誘電体層９１９ａ及び誘電体層９１９ｂから構成されており、該誘電体層９１９ａ及び該誘電体層９１９ｂは、電圧無印加時に異なる誘電率を有している。該誘電体層９１９ａ及び該誘電体層９１９ｂは、例えば、ＰＤＬＣ層であることが好ましい。
【０１１５】
本実施形態４において、上記誘電体層９１９ａは正の誘電率異方性を有するポジ型ＰＤＬＣ層であり、上記誘電体層９１９ｂは負の誘電率異方性を有するネガ型ＰＤＬＣ層である。
【０１１６】
よって、実施形態４に係る液晶表示装置と同様に、実施形態４に係る液晶表示装置が有する電極（上記電極９１５、上記電極９１６、及び、上記電極９１７からなる群より選択される少なくとも１種の電極）によって発生する電界を上記誘電体層９１９ａ及び上記誘電体層９１９ｂに印加することで、該誘電体層９１９ａ及び該誘電体層９１９ｂの誘電率を変化させ、実施形態４に係る液晶表示装置が有する上記液晶層９２２にかかる実効的な駆動電圧を、電界領域９２４ａ及び電界領域９２４ｂで部分的に制御することで、マルチＶ−Ｔ化することが可能である。これにより、実施形態４に係る液晶表示装置の視野角特性（ガンマシフト）が向上する。
【０１１７】
実施形態４に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板９１２と上記ＣＦ基板９１３との間に挟持された上記液晶層９２２に含まれる、正の誘電率異方性を有する上記液晶分子９２３は、該ＴＦＴ基板９１２が有する上記電極９１６と該ＣＦ基板９１３が有する上記電極９１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【０１１８】
実施形態４に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施形態２に係る液晶表示装置と同様である。
【０１１９】
ここで、実施形態４に係る液晶表示装置において、上述したように、上記誘電体層９１９が上記誘電体層９１９ａ及び上記誘電体層９１９ｂから構成され、該誘電体層９１９ａ及び該誘電体層９１９ｂの誘電率が電圧によって変化し、最大印加電圧時に略同一となる限り、実施例１−１に係る液晶表示装置と同様な効果が得られるのは明らかである。
【０１２０】
［比較形態１］
比較形態１に係る液晶表示装置について、図１１を用いて説明する。
【０１２１】
図１１は、比較形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。比較形態１に係る液晶表示装置において、比較形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネル１０１１の基本構成は、ＴＦＴ基板１０１２、ＣＦ基板１０１３、及び、両基板に挟持された液晶層１０２２である。該液晶層１０２２に含まれる液晶分子１０２３は、電圧無印加時に基板主面に対して垂直な方向に配向し、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有している。
【０１２２】
比較形態１に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板１０１２は、ガラス基板１０１４ａと、該ガラス基板１０１４ａ上で該ガラス基板１０１４ａの上記液晶層１０２２側に形成された面状の電極１０１５（例えば、画素電極）と、該電極１０１５上で該電極１０１５の該液晶層１０２２側に形成された絶縁層１０１８と、該絶縁層１０１８上で該絶縁層１０１８の該液晶層１０２２側に形成された誘電体層１０１９とを有している。また、該ＴＦＴ基板１０１２は、更に一対の櫛歯電極１０１６（例えば、一対の櫛歯電極の代わりに、スリットを有する電極であってもよい。）を有しており、該電極１０１６は、該誘電体層１０１９上で該誘電体層１０１９の該液晶層１０２２側に形成されている。
【０１２３】
ここで、該絶縁層１０１８は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜のいずれであってもよい。なお、該絶縁層１０１８の誘電率は、該絶縁層１０１８が有機絶縁膜の場合は、３Ｆ／ｍ以上、４Ｆ／ｍ以下であることが好ましく、該絶縁層１０１８が無機絶縁膜の場合は、５Ｆ／ｍ以上、７Ｆ／ｍ以下であることが好ましい。
【０１２４】
また、上記誘電体層１０１９は、誘電体層１０１９ａ及び誘電体層１０１９ｂから構成されており、該誘電体層１０１９ａ及び該誘電体層１０１９ｂは、電圧無印加時に異なる誘電率を有している。
【０１２５】
比較形態１に係る液晶表示装置において、上記ＣＦ基板１０１３は、ガラス基板１０１４ｂと、該ガラス基板１０１４ｂ上で該ガラス基板１０１４ｂの上記液晶層１０２２側に形成されたカラーフィルタ層１０２０及びブラックマトリクス１０２１と、該カラーフィルタ層１０２０及び該ブラックマトリクス１０２１上で、該カラーフィルタ層１０２０及び該ブラックマトリクス１０２１の、該液晶層１０２２側に形成された面状の上記電極１０１７（例えば、共通電極）とを有している。
【０１２６】
比較形態１に係る液晶表示装置において、上記ＴＦＴ基板１０１２と上記ＣＦ基板１０１３との間に挟持された上記液晶層１０２２に含まれる、負の誘電率異方性を有する上記液晶分子１０２３は、該ＴＦＴ基板１０１２が有する上記電極１０１５と該ＣＦ基板１０１３が有する上記電極１０１７との間で発生する垂直電界で駆動される。
【０１２７】
よって、上記のような構成において、比較形態１に係る液晶表示装置が有する上記液晶層１０２２にかかる実効的な駆動電圧は、電界領域１０２４ａ及び電界領域１０２４ｂで異なるため、マルチＶ−Ｔ化することが可能であり、良好な視野角特性が得られる。しかしながら、上記誘電体層１０１９ａ及び上記誘電体層１０１９ｂの誘電率は、電圧によって変化せず、固定されたものであるため、比較形態１に係る液晶表示装置の最大印加電圧において、上記誘電体層１０１９の誘電率の低い方の領域の実質的な透過率が低下し、画素部全体の平均透過率が低下してしまう。
【０１２８】
比較形態１に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施形態１に係る液晶表示装置と同様である。
【０１２９】
以下に、比較形態１に係る液晶表示装置について、シミュレーションを行った比較例を示す。
【０１３０】
（比較例１）
図１２は、比較例１に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルについてのシミュレーションに用いた構成である。比較形態１に係る液晶表示装置が備える上記液晶表示パネル１０１１において、上記電極１０１５は画素電極であり、上記電極１０１６を構成する、電極１０１６ａ及び電極１０１６ｂと、電極１０１６ｃとが一対の櫛歯電極を構成し、上記電極１０１７は共通電極である。ここで、該電極１０１６ｃと該電極１０１５とは、上記絶縁層１０１８に形成されたコンタクトホール（図示せず）を介して接続され、同じ電圧で駆動している。
【０１３１】
比較例１に係る液晶表示装置の表示モードは、ＥＣＢモードであり、上記液晶分子１０２３の配向方位を決定する手段としては、ラビング法を採用し、上記電極１０１６の線状部分に沿う方向と垂直な方向にラビング処理を行った。
【０１３２】
比較例１に係る液晶表示装置についてのシミュレーション条件は、上記液晶層１０２２の厚さを３．２μｍとした。また、上記誘電体層１０１９ａを有機絶縁膜とし、その誘電率を４Ｆ／ｍとし、その厚さを０．６μｍとした。また、上記誘電体層１０１９ｂを無機絶縁膜とし、その誘電率を７Ｆ／ｍとし、その厚さを０．６μｍとした。また、上記絶縁層１０１８を無機絶縁膜とし、その誘電率を６．９Ｆ／ｍとし、その厚さを０．４μｍとした。なお、シミュレーション用ソフトは、シンテック社製のＬＣＤ−Ｍａｓｔｅｒ２Ｆを用いた。
【０１３３】
比較例１に係る液晶表示装置についてのその他のシミュレーション条件は、実施例１−１に係る液晶表示装置についてのシミュレーション条件と同様である。
【０１３４】
上記のシミュレーション条件と、図１５をもとに印加電圧毎に設定された上記誘電体層１０１９ａ及び上記誘電体層１０１９ｂの誘電率とを用いてシミュレーションを実施し、比較例１に係る液晶表示装置の透過率と視野角特性に関わるガンマシフトとを算出した。以下に、そのシミュレーション結果について説明する。
【０１３５】
比較例１に係る液晶表示装置の透過率については、図２及び図３等に示される上記誘電体層１１９、上記誘電体層１１９ａ、及び、上記誘電体層１１９ｂを、それぞれ、上記誘電体層１０１９、上記誘電体層１０１９ａ、及び、上記誘電体層１０１９ｂに置き換えることで、実施例１−１と同様に、図５を用いて説明できる。本比較例１は、図５中の「ε＝４／７固定」に該当する。
【０１３６】
図５に示すように、最大印加電圧（８Ｖ）において、比較例１に係る液晶表示装置の透過率は、実施例１−１に係る液晶表示装置（「誘電率可変」の場合）の透過率よりも低くなることが確認された。
【０１３７】
比較例１に係る液晶表示装置の視野角特性に関わるガンマシフトについても、実施例１−１と同様に、図６及び図７を用いて説明できる。
【０１３８】
図６及び図７に示すように、比較例１に係る液晶表示装置のカーブは、実施例１−１に係る液晶表示装置（「誘電率可変」の場合）のカーブよりもやや輝度が高い方向にシフトしているものの、「ε＝４固定」及び「ε＝７固定」のカーブよりも輝度が低い方向にシフトしていることが確認された。つまり、比較例１に係る液晶表示装置のカーブは、「ε＝４固定」及び「ε＝７固定」のカーブよりも正面方向からの浮き（ガンマシフト）が少ないことが確認された。
【０１３９】
よって、上記より、比較例１に係る液晶表示装置において、視野角特性が向上するものの、透過率の低下を充分に防止することができないことが確認された。
【０１４０】
［比較形態２］
比較形態２に係る液晶表示装置について、図１３を用いて説明する。
【０１４１】
図１３は、比較形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの断面模式図である。比較形態２に係る液晶表示装置の構成については、上述した通りである。上記誘電体層１２１９ａは無機絶縁膜であり、その誘電率を６．９Ｆ／ｍとし、その厚さを０．６μｍとした。また、上記誘電体層１２１９ｂは有機絶縁膜であり、その誘電率を４Ｆ／ｍとし、その厚さを０．６μｍとした。ただし、該誘電体層１２１９ａ及び該誘電体層１２１９ｂの特性の限定は特になく、該誘電体層１２１９ａが有機絶縁膜であり、該誘電体層１２１９ｂが無機絶縁膜であってもよい。
【０１４２】
よって、上記のような構成において、比較形態２に係る液晶表示装置が有する上記液晶層１２２２にかかる実効的な駆動電圧は、上記電界領域１２２４ａ及び上記電界領域１２２４ｂで異なるため、マルチＶ−Ｔ化することが可能であり、良好な視野角特性が得られる。しかしながら、上記誘電体層１２１９ａ及び上記誘電体層１２１９ｂの誘電率は、電圧によって変化せず、固定されたものであるため、比較形態２に係る液晶表示装置の最大印加電圧において、上記誘電体層の誘電率の低い方の領域の実質的な透過率が低下し、画素部全体の平均透過率が低下してしまう。
【０１４３】
［その他の好適な実施形態］
本発明の各実施形態においては、酸化物半導体ＴＦＴ（ＩＧＺＯ〔Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体〕が特に好ましい。）が好適に用いられる。この酸化物半導体ＴＦＴについて、以下に詳細に説明する。
【０１４４】
上記ＴＦＴ基板は、通常は、薄膜トランジスタ素子を備える。上記薄膜トランジスタ素子は、酸化物半導体を含むことが好ましい。すなわち、薄膜トランジスタ素子においては、シリコン半導体膜の代わりに、酸化亜鉛等の酸化物半導体膜を用いてアクティブ駆動素子の活性層を形成することが好ましい。このようなＴＦＴを「酸化物半導体ＴＦＴ」と称する。酸化物半導体は、アモルファスシリコンよりも高いキャリア移動度を示し、特性ばらつきも小さいという特徴を有している。このため、酸化物半導体ＴＦＴは、アモルファスシリコンＴＦＴよりも高速で動作でき、駆動周波数が高く、より高精細である次世代表示装置の駆動に好適である。また、酸化物半導体膜は、多結晶シリコン膜よりも簡便なプロセスで形成されるため、大面積が必要とされる装置にも適用できるという利点を有する。
【０１４５】
上記の実施形態１〜４の中で、マルチＶ−Ｔ化することで視野角特性がより向上するとともに、最大透過率の低下をより防止するものとしては、実施形態１が特に好ましい。
【０１４６】
上述した実施形態における各形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１０：画素部
１１１、２１１、７１１、８１１、９１１、１０１１、１２１１：液晶表示パネル
１１２、７１２、８１２、９１２、１０１２、１２１２：ＴＦＴ基板
１１３、７１３、８１３、９１３、１０１３、１２１３：ＣＦ基板
１１４ａ、１１４ｂ、７１４ａ、７１４ｂ、８１４ａ、８１４ｂ、９１４ａ、９１４ｂ、１０１４ａ、１０１４ｂ、１２１４ａ、１２１４ｂ：ガラス基板
１１５、１１６、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１７、７１５、７１６、７１６ａ、７１６ｂ、７１６ｃ、７１７、８１５、８１６、８１６ａ、８１６ｂ、８１６ｃ、８１７、９１５、９１６、９１６ａ、９１６ｂ、９１６ｃ、９１７、１０１５、１０１６、１０１６ａ、１０１６ｂ、１０１６ｃ、１０１７、１２１５、１２１６、１２１６ａ、１２１６ｂ、１２１６ｃ、１２１７：電極
１１８、７１８、８１８、９１８、１０１８：絶縁層
１１９、１１９ａ、１１９ｂ、７１９、７１９ａ、７１９ｂ、８１９、８１９ａ、８１９ｂ、９１９、９１９ａ、９１９ｂ、１０１９、１０１９ａ、１０１９ｂ、１２１９ａ、１２１９ｂ：誘電体層
１２０、７２０、８２０、９２０、１０２０、１２２０：カラーフィルタ層
１２１、７２１、８２１、９２１、１０２１、１２２１：ブラックマトリクス
１２２、７２２、８２２、９２２、１０２２、１２２２：液晶層
１２３、７２３、８２３、９２３、１０２３、１２２３、１３２３：液晶分子
１２４ａ、１２４ｂ、７２４ａ、７２４ｂ、８２４ａ、８２４ｂ、９２４ａ、９２４ｂ、１０２４ａ、１０２４ｂ、１２２４ａ、１２２４ｂ：電界領域
１２５：オーバーコート層
１３２６：光硬化性モノマー
１３２７：ポリマー
１３２８：液晶のドロップレット
１３２９：ＰＤＬＣ層
ＴＦＴ：薄膜トランジスタ
ＣＦ：カラーフィルタ
【図１】
2014089259.tif 000004
【図２】
2014089259.tif 000005
【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】
2014089259.tif 000013
【図１１】
2014089259.tif 000014
【図１２】
2014089259.tif 000015
【図１３】
2014089259.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2014089259.tif 000018