(57)【要約】  液晶パネル（２）は、液晶層（３０）を挟んで対向する一対の基板（１０・２０）における一方の基板（１０）に、絶縁層（１３）を介して上層電極（１４）と下層電極（１２）とが重畳して設けられており、上層電極（１４）は、櫛歯状電極（１４Ａ・１４Ｂ）からなり、液晶層（３０）を基板面に垂直な方向から見たときに櫛歯状電極（１４Ａ・１４Ｂ）と重なる部分における、他方の基板（２０）の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上である。
2010137235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟んで対向する一対の基板における一方の基板に、絶縁層を介して上層電極と下層電極とが重畳して設けられており、
上記上層電極は、櫛歯状電極からなり、
上記液晶層を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極と重なる部分における、他方の基板の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
上記上層電極は、第１および第２の櫛歯状電極からなり、上記液晶層を、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間に発生する電界で駆動することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
上記絶縁層の比誘電率が３．３であり、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間の間隔が１２．０μｍ以下であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、２．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶パネル。
【請求項４】
上記絶縁層の比誘電率が３．３〜６．９であり、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間の間隔が１２．０μｍ以下であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、１．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶パネル。
【請求項５】
上記液晶層を、上記上層電極と下層電極との間に発生する電界で駆動することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項６】
上記電気エネルギーが、０．６０Ｊ／ｍ３以上であることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項７】
上記絶縁層の比誘電率が６．９であり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が８．０μｍであり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、０．６５μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項８】
上記絶縁層の比誘電率が３．３〜６．９であり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が８．０μｍであり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、０．３５μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項９】
上記絶縁層の比誘電率が６．９であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍであり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が４．５μｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項１０】
上記絶縁層の比誘電率が６．９であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ〜０．３μｍであり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が６．０μｍ以上、１２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項１１】
上記絶縁層は、カラーフィルタ層を含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の液晶パネルを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
液晶層を挟んで対向する一対の基板における一方の基板に、絶縁層を介して、櫛歯状電極からなる上層電極と、下層電極とを重畳して形成するとともに、
上記液晶層を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極と重なる部分における、他方の基板の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上となるように、上記櫛歯状電極の電極間隔、絶縁層の膜厚、絶縁層の比誘電率、および駆動方式の組み合わせを決定することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルおよびその製造方法並びに液晶表示装置に関するものであり、より詳しくは、電圧無印加時に液晶分子が基板垂直方向に配向する垂直配向型の液晶セルに横電界を印加することで光の透過を制御する液晶パネルおよびその製造方法並びに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、各種表示装置のなかでも薄型で軽量かつ消費電力が小さいといった利点を有し、近年、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わって、ＴＶ（Television）、モニタ、携帯電話等のモバイル機器等の様々な分野で広く用いられている。【０００３】
液晶表示装置の表示方式は、液晶セル内で液晶をどのように配列させるかによって決定される。【０００４】
液晶表示装置の表示方式の一つとして、従来、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モードの液晶表示装置が知られている。ＭＶＡモードは、アクティブマトリクス基板の画素電極にスリットを設けるとともに、対向基板の対向電極に液晶分子配向制御用の突起（リブ）を設け、これによって垂直方向の電界を加え、リブやスリットで配向方向を規制しながら液晶分子の配向方向を複数方向に配設させる方式である。【０００５】
ＭＶＡモードの液晶表示装置は、電界印加時に液晶分子が倒れる方向を複数に分割することによって、広視野角を実現している。また、垂直配向モードであるため、ＩＰＳ（In-Plain Switching）モード等の水平配向モードに比べて高コントラストを得ることができる。しかしながら、製造工程が複雑であるという欠点を有している。【０００６】
そこで、ＭＶＡモードのプロセス課題を解決すべく、電圧無印加時に液晶分子が基板垂直方向に配向する垂直配向型の液晶セル（垂直配向セル）に櫛歯状電極を使用し、基板面に平行な電界（いわゆる横電界）を印加する表示方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００７】
上記表示方式では、垂直配向による高コントラスト性を保ちながら横電界により駆動させることで液晶分子の配向方位を規定する。上記表示方式は、ＭＶＡのような突起物による配向制御が不要であるため、画素構成が単純であり、優れた視野角特性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開平１０−１８６３５１号公報（１９９８年７月１４日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように垂直配向型の液晶セルに横電界を印加する表示方式を用いた液晶パネルの典型的な構成について、図４０を参照して以下に説明する。【００１０】
図４０は、上記した垂直配向型の液晶セルに横電界を印加する表示方式を用いたときの該液晶セル内の液晶分子のダイレクタ分布を模式的に示す図である。【００１１】
図４０に示すように、上記表示方式を用いた液晶パネル１０２は、液晶層１３０を挟んで対向する一対の基板１１０・１２０における一方の基板１１０に、画素電極および共通電極として、一対の櫛歯状電極１１２・１１３が設けられた構成を有している。【００１２】
このような液晶パネル１０２においては、典型的に、ガラス基板１１１上に、一対の櫛歯状電極１１２・１１３が設けられ、これら一対の櫛歯状電極１１２・１１３を覆うように、配向膜として、図示しない垂直配向膜が設けられる。【００１３】
このような液晶パネル１０２においては、図４０に示すように、上記一対の櫛歯状電極１１２・１１３間に横電界を印加することで、液晶分子１３１のダイレクタ分布が、櫛歯状電極による電極ラインの中央部分を中心に対称構造を有し、セル内に弓なり状（ベンド状）の液晶配向分布が形成される。このため、液晶分子１３１が、電源ＯＦＦ時は上記したように垂直配向し、電源ＯＮ時には、自己ダイレクタが電極ラインの中央部分を中心に相殺補償するように配列する。【００１４】
したがって、上記表示方式は、ベンド配向に基づく高速応答性、自己ダイレクタの相殺補償型配列による広視野角、垂直配向に起因する高コントラストを実現することができる。【００１５】
しかしながら、その反面、上記表示方式は、駆動電圧が高いという問題点を有している。【００１６】
さらに、上記表示方式に特有の課題として、櫛歯状電極１１２・１１３上は液晶分子１３１が動作せず、暗線が形成されるため、開口率が低く、透過率が低いという問題がある。【００１７】
透過率を高くするには、電極ライン上の配向スペースを大きくとる必要があり、誘電率異方性（Δε）が高い液晶材料を使用する必要がある。【００１８】
しかしながら、誘電率異方性（Δε）が高い液晶材料は、相対的に粘性が高く、このような液晶材料を使用すると、液晶層１３０の粘性が増加し、高速応答することができない。【００１９】
このため、透過率を高めるためには、電圧の印加により位相差をできるだけ大きくする必要がある。【００２０】
しかしながら、上記表示方式では、上記したように表示面内一様に液晶分子１３１が回転しない。また、表示領域内に形成される多数の暗線が一種の壁となり、液晶分子の回転が規制される。このため、通常の駆動電圧では、充分な位相差が発現されない。【００２１】
したがって、上記表示方式においては、低電圧化は困難である。また、上記表示方式においては、低電圧化と高透過率とを両立することは極めて困難である。【００２２】
このため、これまで、上記表示方式において低電圧化のための提案は行われていない。また、上記表示方式においては、実用的な駆動電圧による駆動が困難であることから、上記した利点を有しながらも、上記表示方式を用いた液晶パネル並びに液晶表示装置は、未だ実用化されていないのが現状である。【００２３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記したように垂直配向セルに横電界を印加する表示方式を用いた液晶パネルおよび液晶表示装置において駆動電圧を従来よりも低減することにある。【００２４】
また、本発明のさらなる目的は、上記した表示方式を用いた液晶パネルおよび液晶表示装置において、駆動電圧の低減並びに透過率の向上を図ることにある。【００２５】
また、本発明のさらなる目的は、垂直配向セルに横電界を印加する表示方式を用いた、駆動電圧が低い液晶パネル、さらには、透過率が高い液晶パネルを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記した状況のもと、本願発明者らは、上記表示方式を用いた液晶パネル並びに液晶表示装置において、低電圧化、さらには透過率を高く保持したままで低電圧化できる、特別の条件をシミュレーションおよび実験により見出した。この結果、本願発明者らは、上記表示方式を用いた液晶パネル並びに液晶表示装置の低電圧化に成功した。【００２７】
すなわち、本発明にかかる液晶パネルは、上記課題を解決するために、液晶層を挟んで対向する一対の基板における一方の基板に、絶縁層を介して上層電極と下層電極とが重畳して設けられており、上記上層電極は、櫛歯状電極からなり、上記液晶層を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極と重なる部分における、他方の基板の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上であることを特徴としている。【００２８】
また、本発明にかかる液晶表示装置は、上記液晶パネルを備えていることを特徴としている。【００２９】
また、本発明にかかる液晶パネルの製造方法は、上記課題を解決するために、液晶層を挟んで対向する一対の基板における一方の基板に、絶縁層を介して、櫛歯状電極からなる上層電極と、下層電極とを重畳して形成するとともに、上記液晶層を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極と重なる部分における、他方の基板の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上となるように、上記櫛歯状電極の電極間隔、絶縁層の膜厚、絶縁層の比誘電率、および駆動方式の組み合わせを決定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる液晶パネルおよび液晶表示装置は、垂直配向による高コントラスト性を保ちながら、基板面に平行な、いわゆる横電界により駆動させることで、単純な画素構成によって、高速応答性、広視野角特性、並びに高コントラスト特性を実現することができる。【００３１】
また、上記液晶パネルおよび液晶表示装置は、絶縁層を介して上層電極と下層電極とが重畳して設けられていることで、上記櫛歯状電極上に位置する液晶分子を駆動することができる。このため、上記下層電極を備えていない液晶パネルよりも開口率を大きくすることができる。【００３２】
さらに、最も特筆すべきは、上記電気エネルギーを０．４４Ｊ／ｍ３以上とすることで、液晶分子の立ち上がり電圧を低減することができ、従来、困難とされてきた、垂直配向セルに横電界を印加する表示方式において、駆動電圧を低減することができた。さらには、駆動電圧の低減並びに透過率の向上を同時に実現することができた。【００３３】
したがって、本発明によれば、高速応答性、広視野角特性、並びに高コントラスト特性を有し、かつ、実用的な駆動電圧で駆動が可能で、さらには、透過率が高い液晶パネルおよびその製造方法並びに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】
【００３４】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる液晶パネルの要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかる液晶表示装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す液晶セル内の液晶分子のダイレクタ分布を示す図である。
【図４】（ａ）は、実施例１における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、実施例２における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、実施例３における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図７】（ａ）は、実施例４における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図８】（ａ）は、実施例５における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図９】（ａ）は、実施例６における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１０】（ａ）は、実施例７における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１１】（ａ）は、実施例８における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１２】（ａ）は、比較例１における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１３】（ａ）は、比較例２における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１４】（ａ）は、比較例３における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１５】（ａ）は、比較例４における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１６】（ａ）は、実施例９における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１７】（ａ）は、実施例１０における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１８】（ａ）は、実施例１１における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図１９】（ａ）は、実施例１２における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２０】（ａ）は、実施例１３における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２１】（ａ）は、実施例１４における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２２】（ａ）は、比較例５における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２３】（ａ）は、比較例６における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２４】（ａ）は、比較例７における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２５】（ａ）は、比較例８における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率および等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２６】（ａ）は、実施例１５における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２７】（ａ）は、比較例９における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２８】（ａ）は、実施例１６における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図２９】（ａ）は、実施例１７における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図３０】（ａ）は、実施例１８における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図３１】（ａ）は、実施例１９における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極および第２の櫛歯状電極にそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図３２】（ａ）は、実施例２０における上層電極および下層電極への電圧印加条件を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）で上層電極における第１の櫛歯状電極に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子のダイレクタ分布、等電位曲線を示す図であり、（ｃ）は、電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す平面図である。
【図３３】ＦＦＳ駆動を用いた場合の電気エネルギーＥＬと絶縁層の厚さｄとの関係を示すグラフである。
【図３４】櫛歯駆動を用いた場合の電気エネルギーＥＬと絶縁層の厚さｄとの関係を示すグラフである。
【図３５】ＦＦＳ駆動を用いた場合の電気エネルギーＥＬと電極間隔Ｓとの関係を示すグラフである。
【図３６】櫛歯駆動を用いた場合の電気エネルギーＥＬと電極間隔Ｓとの関係を示すグラフである。
【図３７】開口率と電極間隔Ｓとの関係を示すグラフである。
【図３８】各駆動方式を用いたときの実質透過率と電極間隔Ｓとの関係を示すグラフである。
【図３９】本発明の実施の他の形態にかかる液晶パネルの要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図４０】従来の垂直配向型の液晶セルに横電界を印加する表示方式を用いたときの該液晶セル内の液晶分子のダイレクタ分布を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の一実施形態について図１ないし図４０に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００３６】
図２は、本実施の形態にかかる液晶表示装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００３７】
本実施の形態にかかる液晶表示装置１は、図２に示すように、液晶パネル２（液晶表示素子）、駆動回路３、およびバックライト４（照明装置）を備えている。上記駆動回路３およびバックライト４の構成は従来と同じである。したがって、これらの構成については、その説明を省略する。
【００３８】
図１は、上記液晶パネル２の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。また、図３は、図１に示す液晶セル内の液晶分子のダイレクタ分布を示す図である。
【００３９】
図１および図２に示すように、本実施の形態にかかる液晶パネル２は、電極基板および対向基板として、互いに対向して設けられた一対の基板１０・２０を備えている。これら一対の基板１０・２０間には、表示用の媒質層として液晶層３０が挟持されている。
【００４０】
また、上記一対の基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板、つまり、少なくとも観察者側の基板は、絶縁基板（液晶層保持部材、ベース基板）として、ガラス基板等の透明基板を備えている。また、上記一対の基板１０・２０における他方の基板との対向面には、いわゆる垂直配向膜と称される配向膜１５・２２がそれぞれ設けられている。
【００４１】
垂直配向膜は、電界無印加時に液晶層の液晶分子を基板面に垂直に配向させる配向膜である。なお、上記「垂直」には、「略垂直」も含まれる。
【００４２】
上記基板１０（第１の基板、電極基板）としては、例えば、ＴＦＴアレイ基板等のアレイ基板を用いることができる。一方、基板２０（第２の基板、対向基板）としては、例えば、カラーフィルタ基板等を用いることができる。
【００４３】
すなわち、上記基板１０は、図示しないＴＦＴ等を備えていてもよい。また、上記基板２０は、上記配向膜２２の他に、図示しないカラーフィルタ（ＣＦ）を備えていてもよい。しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。
【００４４】
また、上記基板１０・２０が、図示しないアンダーコート膜やオーバーコート膜等を備えていてもよいことは言うまでも無い。
【００４５】
以下、表示面側（観察者側の基板）を上側の基板とし、他方の基板を下側の基板として説明する。また、図１および図２では、基板１０を下側の基板として説明するが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００４６】
上記基板１０は、上層電極１４と下層電極１２とが、絶縁層１３を介して重畳配置された構成を有している。なお、本実施形態において、「上層電極」とは、上記配向膜２２を介して液晶層３０と隣り合う、液晶層３０側の電極を示し、「下層電極」とは、ベース基板であるガラス基板１１側の電極を示す。
【００４７】
具体的には、上記基板１０は、ガラス基板１１上に、下層電極１２、絶縁層１３、上層電極１４、配向膜１５が、この順に設けられた構成を有している。
【００４８】
上記下層電極１２はベタ状の電極であり、ガラス基板１１上に、上記基板１０における表示領域（すなわち、シール剤３４で囲まれた領域）を覆うように、ガラス基板１１における基板２０との対向面のほぼ全面に渡って形成されている。上記下層電極１２は、共通電極として機能する。
【００４９】
上記絶縁層１３は、上記下層電極１２を覆うように、上記下層電極１２上に形成されている。
【００５０】
上記上層電極１４は、櫛歯状電極である。本実施形態では、上記液晶パネル２は、後述する実験において駆動方法を切り替えることができるように、互いに隣り合う櫛歯状電極１４Ａ（第１の櫛歯状電極）と、櫛歯状電極１４Ｂ（第２の櫛歯状電極）とが互いに独立して駆動可能に設けられている。
【００５１】
上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂは、それぞれ、直線状であってもよく、Ｖ字状あるいはジグザグ状に形成されていてもよい。
【００５２】
上記本実施の形態では、互いに独立して駆動可能に設けられた櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂは、それぞれの幹電極（幹ライン）から延びる枝電極（分岐ライン）同士が互いに噛み合うように交互に対向して配置されている。
【００５３】
しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではなく、駆動方法に拘らず互いに隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂが互いに独立して駆動可能に設けられている構成としてもよい。また、駆動方法として、後述する「櫛歯駆動」を用いる場合には、必ずしも２つの櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを設ける必要はない。すなわち、上記上層電極１４は、単一の櫛歯状電極であってもよい。
【００５４】
上記配向膜１５は、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを覆うように、上記絶縁層１３上に設けられている。
【００５５】
また、図１および図２に示すように、これら一対の基板１０・２０における上記液晶層３０との対向面とは反対側の面には、偏光板３５・３６がそれぞれ設けられている。
【００５６】
また、上記基板１０・２０と偏光板３５・３６との間には、図２に示すように、必要に応じて位相差板３７・３８がそれぞれ設けられている。但し、上記位相差板３７・３８は、上記液晶パネル２の一方の面にのみ設けられていてもよい。また、正面透過光のみを利用する表示装置の場合には、位相差板３７・３８は必ずしも必須ではない。
【００５７】
上記液晶パネル２における液晶セル５は、例えば、図１に示すように、上記基板１０と基板２０とを、スペーサ３３を介してシール剤３４によって貼り合わせ、両基板１０・２０間の空隙に、液晶材料を含む媒質を封入することにより形成される。
【００５８】
上記液晶材料は、ｐ（ポジ）型の液晶材料であってもよく、ｎ型（ネガ）型の液晶材料であってもよい。
【００５９】
なお、本実施形態では、主に、図２並びに後述する実験例に示すように、上記液晶材料として、ｐ型の液晶材料を用いた場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、上記液晶材料としてｎ型の液晶材料を用いた場合であっても、ｐ型の液晶材料を用いた場合と同様の原理により、同様の結果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態において、ｐ型液晶材料としては、例えばｐ型ネマチック液晶材料を用いることができるが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００６１】
上記液晶パネル２および液晶表示装置１は、電界の印加により、液晶セル５内に電界強度の分布を形成し、液晶材料のベンド配列を実現するものである。本実施の形態では、屈折率異方性Δｎの大きな液晶材料や誘電率異方性Δεの大きな液晶材料が好適に使用される。このようなｐ型液晶材料としては、ＣＮ（シアノ）系液晶材料（カイラルネマチック系液晶材料）の他、Ｆ（フッ素）系液晶材料が挙げられる。
【００６２】
上記液晶パネル２は、上記液晶セル５に、上記したように位相差板３７・３８および偏光板３５・３６を貼り合わせることにより形成される。
【００６３】
上記偏光板３５・３６は、例えば、上記偏光板３５・３６の透過軸が互いに直交し、かつ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂが延伸される方向と偏光板３５・３６の透過軸とが４５゜の角度をなすように配置される。
【００６４】
以上のように、上記液晶パネル２は、共通電極と画素電極とが絶縁層を介して重畳配置される、いわゆるＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの表示方式を用いた液晶パネルの電極構成に類似の構成を有している。したがって、以下、上記構成を有する液晶パネルを、ＦＦＳ構造の液晶パネルと称する。
【００６５】
しかしながら、本発明にかかる液晶パネル２は、単に電極構成に上記したＦＦＳ構造を採用しているにすぎず、いわゆるＦＦＳモードの液晶パネルとは、似て非なるものであり、全く別ものである。
【００６６】
ＦＦＳモードは、電圧無印加時に、一対の基板間に挟まれた液晶分子の長軸方向が基板面に平行なホモジニアス配向している。これに対し、本発明にかかる液晶パネル２は、電圧無印加時に、図１に示すように、一対の基板１０・２０間に挟まれた液晶分子３１の長軸方向が基板面に垂直なホメオトロピック配向を示している。このため、本発明にかかる液晶パネル２は、ＦＦＳモードとは、液晶分子の挙動が全く異なっている。
【００６７】
また、櫛歯状電極の電極幅をＬとし、電極間距離をＳとし、セルギャップ（液晶層の厚み）をＤとすると、ＦＦＳモードでは、電極間隔Ｓを電極幅ＬやセルギャップＤよりも小さくしていわゆるフリンジ電界を生じさせることで表示を行っている。
【００６８】
しかしながら、本実施の形態では、後述する実施例に示すように、電極間隔Ｓを電極幅ＬやセルギャップＤよりも大きく設定している。但し、本発明において、液晶セル５全体の透過率とセルギャップＤとの間に必ずしも相関はない。このため、上記セルギャップＤは、特に限定されない。
【００６９】
本実施の形態では、上記したようにＦＦＳ構造を有する液晶パネル２を、２通りの駆動方法により駆動する。
【００７０】
以下、配向膜１５を介して液晶層３０と隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間で駆動を行うものを「櫛歯駆動」と称し、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂと、絶縁層１３を挟んで上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの下層に設けられた下層電極１２との間で駆動を行うものを、「ＦＦＳ駆動」と称する。
【００７１】
上記液晶パネル２を櫛歯駆動する場合、上記櫛歯状電極１４Ａは、画素電極として機能し、櫛歯状電極１４Ｂは、共通電極として機能する。なお、櫛歯駆動を行う場合には、下層電極１２は０Ｖに設定される。
【００７２】
また、上記液晶パネル２をＦＦＳ駆動する場合、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂは、それぞれ画素電極として機能し、下層電極１２は、共通電極として機能する。
【００７３】
本実施形態にかかる液晶パネル２は、上記したようにＦＦＳモードとは全く異なる表示方式を用いたものである。
【００７４】
しかしながら、上記液晶パネル２は、上記したようにＦＦＳ構造を有していることで、図４０に示す、上記表示方式を用いた従来の液晶パネル１０２とは異なり、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間のみならず、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ上の液晶分子３１も駆動される。このため、図４０に示す構造を有する液晶パネル１０２と比較して、開口率を大きくすることができるという利点を有している。
【００７５】
また、本実施形態にかかる液晶パネル２は、上記したように、垂直配向モードにおいて横電界駆動を行うことで、電界印加により、図３に示すように、ベンド状（弓なり状）の電界が形成され、液晶分子３１のダイレクタ方位が互いに１８０度異なる２つのドメインが形成される。液晶分子３１は、液晶セル５内の電界強度分布、および界面からの束縛力に応じて配列する。これにより、広い視野角特性を得ることができる。
【００７６】
なお、上記液晶分子３１は、電圧印加により、ホメオトロピック配向からベンド配列へと連続的に変化する。通常の駆動においては、液晶層３０は、図３に示すように常にベンド配列を呈し、階調間応答で高速応答が可能となる。
【００７７】
また、上記液晶パネル２では、上記したように垂直配向による高コントラスト性を保ちながら横電界駆動することで液晶分子３１の配向方位を規定している。このため、ＭＶＡモードのような突起物による配向制御が不要であり、単純な画素構成で優れた視野角特性を有している。
【００７８】
したがって、上記液晶パネル２は、ベンド配向に基づく高速応答性、自己補償型配列による広視野角、垂直配向に起因する高コントラストを得ることができるという利点を有するとともに、構造がシンプルであり、製造が容易で、安価に製造することができるという利点を有している。
【００７９】
本願発明者らは、上記したように、ＦＦＳ構造を有し、かつ垂直配向型の液晶パネル２を横電界駆動することで、垂直配向型の液晶パネル２を横電界駆動する従来の液晶パネル１０２に対し、その優れた高速応答性、広視野角性、高コントラスト性を維持したまま、開口率を向上させることができることを見出した。
【００８０】
しかしながら、同時に、本願発明者らは、上記したように垂直配向型の液晶パネルを横電界駆動する表示方式を用いた液晶パネルにおいてＦＦＳ駆動を採用しただけでは、必ずしも低電圧化を実現することができるわけではないこともまた見出した。
【００８１】
そこで、本願発明者らは、このように、ＦＦＳ構造を有する液晶パネル２において、低電圧化の条件について、シミュレーションおよび実験を行った。
【００８２】
この結果、上記ＦＦＳ構造を有する液晶パネル２において、上記液晶層３０を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂと重なる部分における、他方の基板２０の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーを「電気エネルギーＥＬ」とすると、該電気エネルギーＥＬが、０．４４Ｊ／ｍ３（ジュール／立方メートル）以上となるように、上記絶縁層１３の材質（比誘電率ε）および電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを選択・設定することで、駆動電圧の低減効果、さらには、透過率の向上効果を得ることができることを見出した。
【００８３】
また、特に、ＦＦＳ駆動を行う場合、上記電気エネルギーＥＬが０．６Ｊ／ｍ３以上となるように、上記絶縁層１３の材質（比誘電率ε）および厚さｄ、電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、選択・設定することで、駆動電圧の低減効果、さらには、透過率の特段の向上効果を得ることができることを見出した。
【００８４】
上記電気エネルギーＥＬは、常法に従い、液晶パネルを分解して各層の誘電率を測定し、その測定値を元にした計算により算出される。
【００８５】
以下、実施例を用いて上記液晶パネル２の製造方法についてより具体的に説明するとともに、上記効果について、実験並びにシミュレーションにより立証を行う。
【００８６】
〔実施例１〕
まず、図１に示すように、ガラス基板１１上に、スパッタリング法により、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）を、厚み１４００Åで全面に成膜した。これにより、ガラス基板１１の主面全面を覆うベタ状の下層電極１２を形成した。
【００８７】
次に、スパッタリング法により、上記下層電極１２全面を覆うように、比誘電率ε＝６．９の窒化シリコン（ＳｉＮ）を成膜した。これにより、上記下層電極１２上に、上記ＳｉＮからなる厚さｄ＝０．１μｍ（１０００Å）の絶縁層１３を形成した。
【００８８】
続いて、上記絶縁層１３上に、上層電極として、ＩＴＯからなる櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを、厚み＝１４００Å、電極幅Ｌ＝２．６μｍ、電極間隔Ｓ＝８．０μｍにて形成した。
【００８９】
次いで、上記絶縁層１３上に、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを覆うように、ＪＳＲ社製の配向膜塗料「ＪＡＬＳ−２０４」（商品名、固形分５ｗｔ．％、γ−ブチロラクトン溶液）を、スピンコート法にて塗布した。その後、２００℃にて２時間焼成することにより、液晶層３０との対向面となる表面に、垂直配向膜である配向膜１５が設けられた基板１０を形成した。
【００９０】
一方、配向膜１５と同じ材料、同じプロセスにて、ガラス基板２１上に、配向膜２２のみを成膜した。これにより、基板２０を形成した。このようにして得られた配向膜１５・２２の乾燥膜厚は１０００Åであった。
【００９１】
その後、上記基板１０・２０のうち一方の基板上に、スペーサ３３として、直径３．７５μｍの樹脂ビーズ「ミクロパールＳＰ２０３７５」（商品名、積水化学工業株式会社製）を分散させた。一方、上記基板に対峙する他方の基板上に、シール剤３４として、シール樹脂「ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓ」（商品名、三井東圧化学工業株式会社製）を印刷した。
【００９２】
次に、上記基板１０・２０を貼り合わせ、１３５℃で１時間焼成することにより、液晶セル５を作製した。
【００９３】
その後、上記液晶セル５に、液晶材料として、メルク株式会社製のポジ型液晶材料（Δε＝２２、Δｎ＝０．１５）を真空注入法にて封入することにより、液晶層３０を形成した。
【００９４】
続いて、上記液晶セル５の表裏面に、偏光板３５・３６を、偏光板３５・３６の透過軸が直交し、かつ櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂが延伸される方向と偏光板３５・３６の透過軸とが４５゜の角度をなすように貼合した。これにより、図１に示す構成を有する液晶パネル２（液晶表示素子）を作製した。
【００９５】
このようにして作製した液晶パネル２を、図２に示すようにバックライト４上に載置して櫛歯駆動することにより、該液晶パネル２の正面の電圧−透過率変化（以下、「実測Ｔ」と記す）を、Ｔｏｐｃｏｎ社製の「ＢＭ５Ａ」で測定した。なお、実測Ｔにおける透過率は、液晶パネル２の輝度／バックライト４の輝度により求めた。
【００９６】
一方、液晶パネルとして、図１に示すＦＦＳ構造を有するモデルを、上記実測と同じ条件で櫛歯駆動したときの電圧−透過率変化（以下、「ＳｉｍＴ」と記す）を、シンテック社製の「ＬＣＤ−ＭＡＳＴＥＲ」を用いてシミュレーションにより求めた。
【００９７】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、実測Ｔおよび電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図４の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図４の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図４の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。なお、本実施例では、図４の（ｂ）に示すように、櫛歯状電極１４Ｂは、０Ｖに設定している。また、図４の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【００９８】
〔実施例２〕
実施例１において、櫛歯駆動に代えてＦＦＳ駆動とした以外は、実施例１と同様にして実測ＴおよびＳｉｍＴを求めた。
【００９９】
すなわち、本実施例では、実施例１と同様の材料およびプロセスを用いて実施例１と同様の液晶パネル２を作製し、バックライト４上で、実施例１と同じく「ＢＭ５Ａ」で実測Ｔを測定した。また、実施例１と同様のＦＦＳ構造を有するモデルを、上記実測と同じ条件でＦＦＳ駆動したときのＳｉｍＴを、実施例１と同じく「ＬＣＤ−ＭＡＳＴＥＲ」を用いてシミュレーションにより求めた。
【０１００】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、実測Ｔおよび電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図５の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図５の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図５の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図５の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１０１】
〔比較例１〕
まず、図４０に示すように、ガラス基板１１と同様のガラス基板１１１上に、スパッタリング法により、ＩＴＯを、厚み１４００Åで全面に成膜した。その後、このＩＴＯ膜をパターニングすることにより、上記ガラス基板１１１上に、上記ＩＴＯ膜からなる、画素電極としての櫛歯状電極１１２（第１の櫛歯状電極）および共通電極としての櫛歯状電極１１３（第２の櫛歯状電極）を、電極幅Ｌ＝２．６μｍ、電極間隔Ｓ＝８．０μｍにて形成した。
【０１０２】
次いで、上記ガラス基板１１１上に、上記櫛歯状電極１１２・１１３を覆うように、実施例１と同じＪＳＲ社製の配向膜塗料「ＪＡＬＳ−２０４」（商品名、固形分５ｗｔ．％、γ−ブチロラクトン溶液）を、スピンコート法にて塗布した。その後、実施例１と同じく２００℃にて２時間焼成することにより、液晶層１３０との対向面となる表面に、図示しない垂直配向膜が設けられた基板１１０を形成した。
【０１０３】
一方、ガラス基板２１と同様のガラス基板３２１上に、上記垂直配向膜と同じ材料、同じプロセスにて、図示しない垂直配向膜のみを成膜することにより、基板１２０を形成した。このようにして得られた各垂直配向膜の乾燥膜厚は何れも１０００Åであった。
【０１０４】
その後、上記基板１１０・１２０のうち一方の基板上に、スペーサとして、実施例１と同じく直径３．７５μｍの樹脂ビーズ「ミクロパールＳＰ２０３７５」を分散させた。一方、上記基板に対峙する他方の基板上に、シール剤として、実施例１と同じくシール樹脂「ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓ」を印刷した。
【０１０５】
次に、上記基板１１０・１２０を貼り合わせ、実施例１と同じく１３５℃で１時間焼成することにより、比較用の液晶セル１０５を作製した。
【０１０６】
その後、上記液晶セル１０５に、液晶材料として、実施例１と同じメルク株式会社製のポジ型液晶材料（Δε＝２２、Δｎ＝０．１５）を真空注入法にて封入することにより、液晶層１３０を形成した。
【０１０７】
続いて、上記液晶セル１０５の表裏面に、実施例１と同様の偏光板（図示せず）を、該偏光板の透過軸が直交し、かつ櫛歯状電極１１２・１１３が延伸される方向と偏光板の透過軸とが４５゜の角度をなすように貼合した。これにより、図４０に示す構成を有する比較用の液晶パネル１０２（液晶表示素子）を作製した。
【０１０８】
このようにして作製した液晶パネル１０２を、実施例１と同様にバックライト上に載置して櫛歯駆動した。これにより、該液晶パネル１０２の正面の実測Ｔを、実施例１と同じくＴｏｐｃｏｎ社製の「ＢＭ５Ａ」で測定した。なお、実測Ｔにおける透過率は、実施例１同様、パネル輝度／バックライト輝度により求めた。
【０１０９】
一方、液晶パネルとして、図４０に示すＦＦＳ構造を有するモデルを、上記実測と同じ条件で櫛歯駆動したときのＳｉｍＴを、実施例１と同じく「ＬＣＤ−ＭＡＳＴＥＲ」を用いてシミュレーションにより求めた。
【０１１０】
上記ＳｉｍＴ、櫛歯状電極１１２・１１３の電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表２に併せて示すとともに、実測Ｔおよび電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図１２の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１２の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１２の（ａ）において櫛歯状電極１１２に６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子１３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。なお、本比較例では、図１２の（ｂ）に示すように、櫛歯状電極１１３は、０Ｖに設定している。また、図１２の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１１１】
〔比較例２〕
まず、図１に示すように、ガラス基板１１上に、スパッタリング法により、ＩＴＯを、厚み１４００Åで全面に成膜した。これにより、ガラス基板１１の主面全面を覆うベタ状の下層電極１２を形成した。
【０１１２】
次に、上記下層電極１２全面を覆うように、比誘電率ε＝３．３のアクリル樹脂（ＪＳＲ社製、商品名「オプトマーＳＳ」）を、スピンコート法により成膜した。これにより、上記下層電極１２上に、上記アクリル樹脂からなる、厚さｄ＝３．２μｍ（３２０００Å）の絶縁層１３を形成した。
【０１１３】
続いて、上記絶縁層１３上に、上層電極として、ＩＴＯからなる櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを、厚み＝１４００Å、電極幅Ｌ＝２．６μｍ、電極間隔Ｓ＝８．０μｍにて形成した。
【０１１４】
次いで、上記絶縁層１３上に、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを覆うように、実施例２と同じＪＳＲ社製の配向膜塗料「ＪＡＬＳ−２０４」（商品名、固形分５ｗｔ．％、γ−ブチロラクトン溶液）を、スピンコート法にて塗布した。その後、２００℃にて２時間焼成することにより、液晶層３０との対向面となる表面に、垂直配向膜である配向膜１５が設けられた基板１０を形成した。
【０１１５】
一方、配向膜１５と同じ材料、同じプロセスにて、ガラス基板２１上に、配向膜２２のみを成膜した。これにより、基板２０を形成した。このようにして得られた配向膜１５・２２の乾燥膜厚は１０００Åであった。
【０１１６】
その後、上記基板１０・２０のうち一方の基板上に、スペーサ３３として、実施例２と同じく直径３．７５μｍの樹脂ビーズ「ミクロパールＳＰ２０３７５」を分散させた。一方、上記基板に対峙する他方の基板上に、シール剤として、実施例２と同じくシール樹脂「ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓ」を印刷した。
【０１１７】
次に、上記基板１０・２０を貼り合わせ、１３５℃で１時間焼成することにより、比較用の液晶セル５を作製した。
【０１１８】
その後、上記比較用の液晶セル５に、液晶材料として、実施例２と同じメルク株式会社製のポジ型液晶材料（Δε＝２２、Δｎ＝０．１５）を真空注入法にて封入することにより、液晶層３０を形成した。
【０１１９】
続いて、上記比較用の液晶セル５の表裏面に、実施例２と同様の偏光板３５・３６を、偏光板３５・３６の透過軸が直交し、かつ櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂが延伸される方向と偏光板３５・３６の透過軸とが４５゜の角度をなすように貼合した。これにより、実施例２で作製した液晶セル５とは絶縁層１３の材料および厚さｄが異なる比較用の液晶パネル２（液晶表示素子）を作製した。
【０１２０】
このようにして作製した比較用の液晶パネル２を、実施例２と同様にバックライト４上に載置して櫛歯駆動した。これにより、該液晶パネル１０２の正面の実測Ｔを、実施例２と同じくＴｏｐｃｏｎ社製の「ＢＭ５Ａ」で測定した。
【０１２１】
一方、液晶パネルとして、図１に示すＦＦＳ構造を有するモデルを、上記実測と同じ条件で櫛歯駆動したときのＳｉｍＴを、実施例２と同じく「ＬＣＤ−ＭＡＳＴＥＲ」を用いてシミュレーションにより求めた。
【０１２２】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表２に併せて示すとともに、実測Ｔおよび電気エネルギーＥＬと併せて表９に示す。また、図１３の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１３の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１３の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、等電位曲線を示す。また、図１３の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１２３】
実施例１、２および比較例１、２で得られたＳｉｍＴと実測Ｔの電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）曲線との相関性を確認したところ、同じ結果が得られた。そこで、以下の実施例および比較例においては、シミュレーションのみを行った。なお、上層電極および下層電極からなる２層電極構造を用いた以下の実施例および比較例において、櫛歯駆動を行う場合には、櫛歯状電極１４Ｂは０Ｖに設定した。
【０１２４】
〔実施例３〕
実施例２において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから０．３μｍ（３０００Å）に変更した以外は、実施例２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１２５】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図６の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図６の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図６の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図６の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１２６】
〔実施例４〕
実施例１において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝６．０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１２７】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図７の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図７の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図７の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図７の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１２８】
〔実施例５〕
実施例２において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝６．０μｍに変更した以外は、実施例２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１２９】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図８の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図８の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図８の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図８の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１３０】
〔実施例６〕
実施例４において、絶縁層１３を、比誘電率ε＝６．９、厚さｄ＝０．１μｍのＳｉＮ膜から、比誘電率ε＝３．３、厚さｄ＝３．２μｍ（３２０００Å）のアクリル樹脂（ＪＳＲ社製、商品名「オプトマーＳＳ」）に変更した以外は、実施例４と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１３１】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表７に示す。また、図９の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図９の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図９の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図９の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１３２】
〔実施例７〕
実施例３において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝６．０μｍに変更した以外は、実施例３と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１３３】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図１０の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１０の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１０の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１０の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１３４】
〔実施例８〕
実施例１において、絶縁層１３を、比誘電率ε＝６．９、厚さｄ＝０．１μｍのＳｉＮ膜から、比誘電率ε＝３．３、厚さｄ＝１．０μｍ（１００００Å）のアクリル樹脂（ＪＳＲ社製、商品名「オプトマーＳＳ」）に変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１３５】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表１に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表７に示す。また、図１１の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１１の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１１の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１１の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１３６】
〔比較例３〕
比較例２において、ＦＦＳに代えて櫛歯駆動とした以外は、比較例２と同様にして実測ＴおよびＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１において、絶縁層１３を、比誘電率ε＝６．９、厚さｄ＝０．１μｍのＳｉＮ膜から、比誘電率ε＝３．３、厚さｄ＝３．２μｍ（３２０００Å）のアクリル樹脂（ＪＳＲ社製、商品名「オプトマーＳＳ」）に変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１３７】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表２に併せて示すとともに、実測Ｔおよび電気エネルギーＥＬと併せて表７に示す。また、図１４の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１４の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１３の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１４の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１３８】
〔比較例４〕
比較例２において、絶縁層１３の厚さｄを、３．２μｍ（３２０００Å）から１．０μｍ（１００００Å）に変更した以外は、比較例２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１３９】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表２に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表９に示す。また、図１５の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１５の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１５の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれ６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１５の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１４０】
〔実施例９〕
実施例１において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから１．０μｍ（１００００Å）に変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１４１】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図１６の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１６の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１６の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１６の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１４２】
〔実施例１０〕
実施例９において、絶縁層１３の厚みを１．０μｍから１．５μｍ（１５０００Å）に変更した以外は、実施例９と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから１．５μｍ（１５０００Å）に変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１４３】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図１７の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１７の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１７の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１７の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１４４】
〔実施例１１〕
実施例４において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝６．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝４．０μｍに変更した以外は、実施例４と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝４．０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１４５】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図１８の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１８の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１８の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１８の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１４６】
〔実施例１２〕
実施例８において、絶縁層１３の厚みを１．０μｍから０．６μｍ（６０００Å）に変更した以外は、実施例８と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１４７】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表７に示す。また、図１９の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図１９の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１９の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図１９の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１４８】
〔実施例１３〕
実施例１２において、絶縁層１３の厚みを０．６μｍから０．１μｍ（１０００Å）に変更した以外は、実施例１２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例８において、絶縁層１３の厚みを１．０μｍから０．１μｍ（１０００Å）に変更した以外は、実施例８と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１４９】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表７に示す。また、図２０の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２０の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図１９の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２０の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１５０】
〔比較例５〕
実施例９において、櫛歯駆動に代えてＦＦＳ駆動とした以外は、実施例９と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例２において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから１．０μｍ（１００００Å）に変更した以外は、実施例２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１５１】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表５に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図２２の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２２の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２２の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２２の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１５２】
〔比較例６〕
実施例１０において、櫛歯駆動に代えてＦＦＳ駆動とした以外は、実施例１０と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例２において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから１．５μｍ（１５０００Å）に変更した以外は、実施例２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１５３】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表５に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図２３の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２３の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２３の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２３の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１５４】
〔比較例７〕
実施例１１において、櫛歯駆動に代えてＦＦＳ駆動とした以外は、実施例１１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例２において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝４．０μｍに変更した以外は、実施例２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１５５】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表５に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図２４の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２４の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２４の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２４の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１５６】
〔実施例１４〕
実施例１３において、櫛歯駆動に代えてＦＦＳ駆動とした以外は、実施例１３と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１５７】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表９に示す。また、図２１の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２１の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２１の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２１の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１５８】
〔比較例８〕
実施例１２において、櫛歯駆動に代えてＦＦＳ駆動とした以外は、実施例１２と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１４において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから０．６μｍ（６０００Å）に変更した以外は、実施例１４と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１５９】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表５に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表９に示す。また、図２５の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２５の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２５の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。図２５の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における表示状態を示す。
【０１６０】
〔実施例１５〕
実施例１０において、絶縁層１３の厚みを１．５μｍから１．８μｍ（１８０００Å）に変更した以外は、実施例１０と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから１．８μｍ（１８０００Å）に変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１６１】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表３に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図２６の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２６の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２６の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２６の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１６２】
〔比較例９〕
実施例１５において、絶縁層１３の厚みを１．８μｍから２．０μｍ（２００００Å）に変更した以外は、実施例１５と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１において、絶縁層１３の厚みを０．１μｍから２．０μｍ（２００００Å）に変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１６３】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表５に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図２７の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２７の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２７の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２７の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１６４】
〔実施例１６〕
実施例１において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝１２．０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１６５】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表４に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図２８の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２８の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２８の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２８の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１６６】
〔実施例１７〕
実施例３において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝１２．０μｍに変更した以外は、実施例３と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１６７】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表４に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図２９の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図２９の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図２９の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図２９の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１６８】
〔実施例１８〕
実施例１７において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝１２．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝１４．０μｍに変更した以外は、実施例１７と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１６９】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表４に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図３０の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図３０の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図３０の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図３０の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１７０】
〔実施例１９〕
実施例１８において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝１４．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝１６．０μｍに変更した以外は、実施例１８と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１７１】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表４に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表８に示す。また、図３１の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図３１の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図３１の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂにそれぞれに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図３１の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１７２】
〔実施例２０〕
実施例４において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝６．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝２．０μｍに変更した以外は、実施例４と同様にしてＳｉｍＴを求めた。言い換えれば、実施例１において、櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢのＬ／Ｓを、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝８．０μｍから、電極幅Ｌ＝２．６μｍ／電極間隔Ｓ＝２．０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてＳｉｍＴを求めた。
【０１７３】
上記ＳｉｍＴ、絶縁層１３の比誘電率εおよび厚さｄ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを、表４に併せて示すとともに、電気エネルギーＥＬと併せて表６に示す。また、図３２の（ａ）に、上記シミュレーションにおける印加電圧を示すとともに、図３２の（ｂ）に、上記シミュレーションで、図３２の（ａ）において櫛歯状電極１４Ａに６Ｖの電圧を印加したときの透過率、液晶分子３１のダイレクタ分布、等電位曲線を示す。また、図３２の（ｃ）に、上記シミュレーションにおける電源ＯＦＦ時および電源ＯＮ時における１画素の表示状態を示す。
【０１７４】
【表１】
2010137235.tif 000003
【０１７５】
【表２】
2010137235.tif 000004
【０１７６】
【表３】
2010137235.tif 000005
【０１７７】
【表４】
2010137235.tif 000006
【０１７８】
【表５】
2010137235.tif 000007
【０１７９】
【表６】
2010137235.tif 000008
【０１８０】
【表７】
2010137235.tif 000009
【０１８１】
【表８】
2010137235.tif 000010
【０１８２】
【表９】
2010137235.tif 000011
【０１８３】
表２・６から判るように、比較例１に示す液晶パネル１０２のようにＦＦＳ構造を有さない液晶パネルを櫛歯駆動する場合、液晶分子の立ち上がり電圧は２．５Ｖ以上となる。
【０１８４】
この立ち上がり電圧を基準として考えた場合、表９に示すように、アクリル樹脂等の有機系の絶縁層１３、つまり、比誘電率εが例えば３．３と低い絶縁層１３を用いる場合、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓが２．６／８．０であるとき、絶縁層１３の厚さｄが例えば０．６μｍ以上では、液晶パネル２をＦＦＳ駆動しても駆動電圧の低減効果は見られない。しかしながら、上記したような比誘電率εが例えば３．３と低い有機系の絶縁層１３を用いた場合でも、厚さｄを例えば０．１μｍと薄くすると、駆動電圧の低減効果が見られるとともに透過率も高くなる。
【０１８５】
また、表８に示すように、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いる場合、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓが２．６／８．０であるとき、絶縁層１３の厚さｄが例えば１．０μｍ以上では、液晶パネル２をＦＦＳ駆動しても駆動電圧の低減効果は見られない。しかしながら、上記したような比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合でも、絶縁層１３の厚さｄを例えば０．３μｍ以下に薄くすると、駆動電圧の低減効果が見られるとともに透過率も高くなる。
【０１８６】
以上のように、ＦＦＳ駆動を行う場合、比誘電率εによって好適な絶縁層１３の厚さｄは異なるものの、比誘電率εに拘らず、絶縁層１３の厚さｄが薄い方が、駆動電圧の低減効果が見られるとともに透過率も高くなる。
【０１８７】
また、表６・７に示すように、液晶パネル２を櫛歯駆動する場合にも、比誘電率εに拘らず、絶縁層１３の厚さｄが薄い方が、駆動電圧の低減効果が見られるとともに透過率も高くなる。
【０１８８】
但し、液晶パネル２を櫛歯駆動する場合、表７に示すように、比誘電率εが例えば３．３と低い有機系の絶縁層１３を用いた場合には、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓが２．６／８．０であり、絶縁層１３の厚さｄが例えば３．２μｍと厚い場合には、駆動電圧の低減効果は見られない。このように比誘電率εが３．３と低く、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓが２．６／８．０である場合には、絶縁層１３の厚さｄを例えば１．０μｍ以下にすると、駆動電圧の低減効果が見られるとともに透過率も高くなる。
【０１８９】
一方、液晶パネル２を櫛歯駆動する場合、表６に示すように、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合には、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓが２．６／８．０であり、絶縁層１３の厚さｄが例えば２．０μｍと厚い場合には、駆動電圧の低減効果は見られない。但し、比誘電率εが６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合には、絶縁層１３の厚さｄが１．８μｍ以下においては、絶縁層１３の厚さｄおよび櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極幅Ｌ／電極間隔Ｓに拘らず、液晶パネル２を櫛歯駆動することで、全ての実施例で駆動電圧の低減効果が見られた。
【０１９０】
さらに、液晶パネル２を櫛歯駆動する場合、上記したように比誘電率εが例えば３．３と低い有機系の絶縁層１３を、３．２μｍの厚さで形成した場合であっても、実施例６と比較例３との比較から判るように、電極間隔Ｓを小さくすると、駆動電圧の低減効果が見られるとともに透過率も高くなる。
【０１９１】
なお、液晶パネル２を櫛歯駆動する場合、比誘電率εが例えば６．９と高い絶縁層１３を用いる場合にも、表６に示す実施例１・４・１１・１６・２０の比較、および表７に示す実施例６と比較例３との比較から判るように、絶縁層１３の厚さｄに拘らず、電極間隔Ｓを小さくすると、より高い効果が得られる。
【０１９２】
一方、表８に示す実施例２・５および比較例７の比較から判るように、ＦＦＳ駆動を行う場合、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍの場合には、櫛歯駆動を行う場合とは相反して、電極間隔Ｓを小さくすると、駆動電圧の低減効果が小さくなるとともに透過率も低くなる。しかしながら、ＦＦＳ駆動を行う場合、表８に示す実施例３・７・１７〜１９の比較から判るように、絶縁層１３の厚さｄが０．３μｍの場合には、電極間隔Ｓが１２．０μｍを境にして異なる傾向を示す。すなわち、電極間隔Ｓが１２．０μｍ以下では、電極間隔Ｓを小さくすると、駆動電圧の低減効果が小さくなるとともに透過率も低くなる傾向を示し、電極間隔Ｓが１２．０μｍ以上では、電極間隔Ｓを大きくすると、駆動電圧の低減効果が小さくなるとともに透過率も低くなる傾向を示す。
【０１９３】
なお、櫛歯駆動において、電極間隔Ｓを小さくするとより高い効果が得られる理由としては、櫛歯駆動では、横方向に電界強度が平行にかかっているため、電極間隔Ｓを小さくすると、電界強度が上がるためであると考えられる。
【０１９４】
これらの現象の理由は、何れも、電気エネルギーＥＬで説明できる。つまり、上記したように比誘電率εによって好適な絶縁層１３の厚さｄは異なるものの、比誘電率εや駆動方法に拘らず、絶縁層１３の厚さｄは、薄い方が電気エネルギーＥＬが高く、液晶分子がよく動くことが確認された。
【０１９５】
また、表６・７に示すように、櫛歯駆動では、全体的に電極間隔Ｓが小さくなると電気エネルギーが上がる。逆に、ＦＦＳ駆動では、表８に示すように、電極間隔Ｓを小さくすると、電気エネルギーＥＬが小さくなる。
【０１９６】
なお、表６〜８に示す結果から、駆動電圧の低減に効果が見られる構成として、上記電気エネルギーＥＬは、櫛歯駆動であるかＦＦＳ駆動であるかに拘らず、０．４４Ｊ／ｍ３以上であることが確認された。また、ＦＦＳ駆動を用いた場合には、上記電気エネルギーＥＬが０．６Ｊ／ｍ３以上で、駆動電圧の低減並びに透過率の向上に顕著な効果が得られた。
【０１９７】
また、上記実施例および比較例で用いた液晶パネル２・１０２は、何れも、垂直配向モードにおいて横電界駆動を行う垂直配向横電界モードの液晶パネルである。このため、上記液晶パネル２・１０２における液晶分子３１・１３１は、電源ＯＦＦ時（つまり、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間、上層電極である上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂと下層電極１２との間、櫛歯状電極１１２・１１３間に電界が発生していない場合）には、基板面に対して垂直配向し、図４〜図３２における各分図（ｃ）に示すように、各画素は暗表示になる。
【０１９８】
一方、電源ＯＮ時（上記各電極間に発生する電界による横電界駆動時）には、液晶分子３１・１３１は、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂあるいは櫛歯状電極１１２・１１３の中央部分を中心に対称構造を有するように配向し、図４〜図３２における各分図（ｃ）に示すように、各画素は明表示になる。
【０１９９】
なお、図４〜図３２における各分図（ｃ）において、「Ｈ」は、電源ＯＮ時に動作する液晶分子３１・１３１の各配向スペースを示し、「Ｔ」は、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間あるいは櫛歯状電極１１２・１１３間のディスクリネーション（液晶分子３１・１３１の配向乱れの境界）を示す。透過率は配向スペースの大きさによって変化するとともに、ディスクリネーションは、透過率に影響する。
【０２００】
図４〜図３２における各分図（ｃ）に示す結果から、駆動方法が同じ場合、実施例の方が比較例よりも上記ディスクリネーションの発生を抑制することができることが判る。特に、櫛歯駆動を行う場合、実施例１・４・９・１０・１１〜１３、１７では、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間にディスクリネーションが発生せず、明るく表示品質に優れた液晶パネル２を実現することができる。
【０２０１】
そこで、次に、上記電気エネルギーＥＬの値から見た、各駆動方法における絶縁層１３の厚さｄおよび電極間隔Ｓの好適な条件について調べた結果について、以下に説明する。
【０２０２】
〔ＦＦＳ駆動を用いた場合の絶縁層１３の厚さｄについて〕
まず、図３３に、ＦＦＳ駆動を用いた実施例２・３・１４および比較例２・４・５・６・８における電気エネルギーＥＬと絶縁層１３の厚さｄとの関係を示す。
【０２０３】
図３３に示すように、ＦＦＳ駆動を用いた場合、比誘電率εに拘らず、厚さｄが薄くなると電気エネルギーＥＬが大きくなる。
【０２０４】
図３３に示す結果から、比誘電率εが例えば３．３と低い有機系の絶縁層１３を用いた場合、該絶縁層１３の厚さｄは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる０．３５μｍ以下であることが好ましい。また、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合、該絶縁層１３の厚さｄは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる０．６５μｍ以下であることが好ましい。
【０２０５】
なお、上記絶縁層１３の比誘電率εが３．３〜６．９の範囲内では、上記絶縁層１３の厚さｄの上限は、図３３に示す結果から、０．３５〜０．６５の範囲内となる。
【０２０６】
また、上記絶縁層１３の厚さｄの下限値は、絶縁性の観点から、０．１μｍであることが好ましい。上記絶縁層１３の厚さｄを０．１μｍ以上とすることで、格子欠陥による絶縁性不良の発生を防止することができる。
【０２０７】
また、図３３に示すように、電極間隔Ｓが８．０μｍの場合、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍであれば、比誘電率εに拘らず、０．６０Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得ることができる。
【０２０８】
〔櫛歯駆動を用いた場合の絶縁層１３の厚さｄについて〕
図３４に、櫛歯駆動を用いた実施例１・８・９・１０・１２・１３・１５および比較例１・３・９における電気エネルギーＥＬと絶縁層１３の厚さｄとの関係を示す。
【０２０９】
図３４に示すように、櫛歯駆動を用いた場合にも、比誘電率εに拘らず、厚さｄが薄くなると電気エネルギーが大きくなる。
【０２１０】
図３４に示す結果から、比誘電率εが例えば３．３と低い有機系の絶縁層１３を用いた場合、絶縁層１３の厚さｄは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる２．８μｍ以下とすることが好ましい。一方、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いる場合、絶縁層１３の厚さｄは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる１．８μｍ以下とすることが好ましい。
【０２１１】
なお、このように無機系の絶縁層１３を用いる場合にも、格子欠陥による絶縁性不良および膜厚ムラの防止の観点から、上記絶縁層１３の厚さｄは、０．１μｍ以上であることが好ましい。
【０２１２】
〔ＦＦＳ駆動を用いた場合の電極間隔Ｓについて〕
図３５に、ＦＦＳ駆動を用いた実施例２・３・５・７・１７・１８・１９および比較例７における電気エネルギーＥＬと櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極間隔Ｓとの関係を示す。
【０２１３】
図３５に示すように、ＦＦＳ駆動を用いた場合、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍのときは電極間隔Ｓを小さくすると、電気エネルギーＥＬが小さくなる。
【０２１４】
一方、絶縁層１３の厚さｄが０．３μｍのときは、電極間隔Ｓが１２．０μｍ以下では、電極間隔Ｓが小さくなるほど電気エネルギーＥＬが小さくなり、電極間隔Ｓが１２．０μｍ以上では、電極間隔Ｓが小さくなるほど電気エネルギーＥＬが大きくなる。
【０２１５】
図３５に示す結果から、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍで、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合、電極間隔Ｓは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる４．５μｍ以上であることが好ましい。
【０２１６】
また、図３５に示す結果から、絶縁層１３の厚さｄが０．３μｍで、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合、電極間隔Ｓは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる、６．０μｍ以上、１７．５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【０２１７】
〔櫛歯駆動を用いた場合の電極間隔Ｓについて〕
図３６に、櫛歯駆動を用いた実施例１・４・１１・１６における電気エネルギーＥＬと櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極間隔Ｓとの関係を示す。
【０２１８】
前記したように、櫛歯駆動を用いた場合、絶縁層１３の厚さｄに拘らず、電極間隔Ｓを小さくすると、電気エネルギーＥＬが大きくなる。図３６では、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍで、比誘電率εが６．９の無機系の絶縁層１３を用いた場合の電気エネルギーＥＬと電極間隔Ｓとの関係について示している。
【０２１９】
図３６に示す結果から、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍで、比誘電率εが例えば６．９と高い無機系の絶縁層１３を用いた場合、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極間隔Ｓは、電気エネルギーＥＬが０．４４Ｊ／ｍ３以上となる１４．５μｍ以下であることが好ましい。
【０２２０】
〔開口率について〕
表１〜５に示した各実施例および比較例における透過率は、何れも無限平面内での透過率である。実際に液晶パネル２（液晶表示素子）を作製する場合には、画素のサイズが問題となる。
【０２２１】
すなわち、１００×３００μｍ程度の画素を想定した場合、電極間隔Ｓにより暗線の本数は決定され、電極間隔Ｓが小さい方が、暗線の本数が多くなる。
【０２２２】
ここで、実質透過部分（暗線を除く部分）が開口部となる。開口部の面積が大きいほど透過部分が増加するため、電極間隔Ｓは限定される。
【０２２３】
そこで、横幅（櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂに垂直な方向の幅）が１００μｍの画素を想定した場合の各画素のスペース部分（櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂを除く部分）を開口率として算出した結果を、電極間隔Ｓ、電極幅Ｌ、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの本数（ライン本数）と併せて表１０に示す。また、このときの電極間隔Ｓと開口率との関係を図３７に示す。なお、ここでは、上記したように電極間隔Ｓ、電極幅Ｌ、およびライン本数により開口率を算出する。このため、櫛歯駆動、ＦＦＳ駆動の区別はない。
【０２２４】
図３７に示す結果から、電極間隔Ｓが４μｍより、急激に開口率が低下することが判る。したがって、電極間隔Ｓは、開口率の観点からすれば、櫛歯駆動およびＦＦＳ駆動ともに、４μｍ以上とすることが好ましく、図３７および表１０に示す結果から、６μｍ以上とすることがより好ましい。
【０２２５】
【表１０】
2010137235.tif 000012
【０２２６】
〔実質透過率について〕
ＴＦＴパネル等の液晶パネルを用いた液晶表示装置の実質透過率は、上記開口率と本発明による無限平面内での透過率、カラーフィルタの透過率（２８％程度）の掛け算で算出ことができる。
【０２２７】
各駆動方式を用いた場合の実質透過率を、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓ、無限平面内での６Ｖ印加時の透過率、開口率と併せて表１１に示す。
【０２２８】
【表１１】
2010137235.tif 000013
【０２２９】
また、図３８に、各駆動方式を用いた場合の実質透過率と電極間隔Ｓとの関係を示す。
【０２３０】
図３８に示すように、櫛歯駆動では電極間隔Ｓが１２．０μｍを越えると実質透過率が急激に低下する。したがって、櫛歯駆動を行う場合、実質透過率の観点から、電極間隔Ｓは１２．０μｍ以下であることが好ましい。また、図３８に示すように、櫛歯駆動を行う場合、電極間隔Ｓは、４μｍを境に実質透過率が急激に低下する。したがって、開口率（図３７および表１０参照）の観点だけでなく実質透過率の観点からも、上記したように櫛歯駆動を行う場合、電極間隔Ｓは４μｍ以上とすることが好ましい。
【０２３１】
また、図３８に示すように、ＦＦＳ駆動を行う場合、実質透過率の観点から見ても、図３５に示す電気エネルギーＥＬと電極間隔Ｓとの関係と同様に、絶縁層１３の厚さｄが０．３μｍの場合、電極間隔Ｓは、６μｍ以上であることが好ましく、８μｍ以上であることがより好ましいことが判る。また、電極間隔Ｓが１２．０μｍ以上で実質透過率が低下し始めることが判る。
【０２３２】
以上の結果から、電気エネルギーＥＬによる評価は、駆動電圧が低く、透過率が高い液晶パネル２および液晶表示装置１を得るための簡易的な評価方法として有効に作用することが判る。
【０２３３】
したがって、液晶層３０を挟んで対向する一対の基板１０・２０における一方の基板に、絶縁層１３を介して、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂからなる上層電極と、下層電極１２とを重畳して形成するとともに、上記電気エネルギーＥＬが、０．４４Ｊ／ｍ３以上となるように、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの電極間隔Ｓ、絶縁層１３の膜厚、絶縁層１３の比誘電率ε、および駆動方式の組み合わせを決定することで、駆動電圧が低く、透過率が高い液晶パネル２および液晶表示装置１を製造することができる。
【０２３４】
以上の結果から、櫛歯駆動を行う場合、上記絶縁層１３の比誘電率が３．３であり、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓが１２．０μｍ以下であり、上記絶縁層１３の厚さｄが２．８μｍ以下の場合、０．４４Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得ることができるとともに、高い実質透過率を得ることができることが判る。したがって、上記の構成によれば、駆動電圧が低く、透過率が高い液晶パネル２および液晶表示装置１を製造することができる。
【０２３５】
また、櫛歯駆動を行う場合、上記絶縁層１３の比誘電率が３．３〜６．９であり、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓが１２．０μｍ以下であり、上記絶縁層１３の厚さｄが１．８μｍ以下の場合にも、０．４４Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得ることができるとともに、高い実質透過率を得ることができる。したがって、この場合にも、駆動電圧が低く、透過率が高い液晶パネル２および液晶表示装置１を製造することができる。
【０２３６】
なお、上記絶縁層１３の厚さｄは、前記した理由から、０．１μｍ以上に設定されていることが好ましい。
【０２３７】
一方、ＦＦＳ駆動を行う場合、０．４４Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得るためには、例えば、上記絶縁層１３の比誘電率が６．９であり、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓが８．０μｍの場合、上記絶縁層１３の厚さｄを０．６５μｍ以下とすることが好ましい。また、上記絶縁層１３の比誘電率が３．３〜６．９であり、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓが８．０μｍの場合には、上記絶縁層１３の厚さｄを０．３５μｍ以下とすることが好ましい。
【０２３８】
なお、これらの場合にも、上記絶縁層１３の厚さｄは、前記した理由から、０．１μｍ以上に設定されていることが好ましい。
【０２３９】
また、ＦＦＳ駆動を行う場合、上記絶縁層１３の比誘電率が６．９であり、上記絶縁層１３の厚さが０．１μｍである場合、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓを４．５μｍ以上とすることが好ましい。この場合、上記したように、０．４４Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得ることができるとともに、高い実質透過率を得ることができる。なお、この場合、電極間隔Ｓは、大きければ大きいほど好ましい。したがって、電極間隔Ｓの上限は、特に限定されるものではない。なお、電極間隔Ｓの上限は、櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂの本数（ライン本数）および電極幅Ｌが決定されれば、画素面積から自ずと決定される。
【０２４０】
また、ＦＦＳ駆動を行う場合、上記絶縁層１３の比誘電率が６．９であり、上記絶縁層１３の厚さが０．１μｍ〜０．３μｍであり、隣り合う櫛歯状電極１４Ａ・１４Ｂ間の電極間隔Ｓが６．０μｍ以上である場合にも、上記したように、０．４４Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得ることができるとともに、高い実質透過率を得ることができる。
【０２４１】
また、ＦＦＳ駆動を行う場合、上記電極間隔Ｓが８．０μｍの場合、絶縁層１３の厚さｄが０．１μｍであれば、比誘電率εに拘らず、０．６０Ｊ／ｍ３以上の電気エネルギーＥＬを得ることができる。
【０２４２】
以上のように、本発明は、両立が非常に困難とされる、垂直配向セルで横電界を印加する表示方式での低電圧化および高透過率を、ともに実現することができる極めて画期的な発明である。
【０２４３】
なお、本発明において、上記絶縁層１３の材質（比誘電率ε）および厚さｄ、電極幅Ｌ／電極間隔Ｓは、上記したように、上記電気エネルギーＥＬが上記範囲を満足するように設定・選択すればよく、特に限定されるものではない。
【０２４４】
また、その他の各構成要素の材質および形成方法としても、従来と同様に選択・設定することができ、特段の変更は必要ない。
【０２４５】
例えば、上記実施例では、上記櫛歯状電極１４Ａ・１４ＢとしてＩＴＯを用いた場合を例に挙げて説明したが、上記ＩＴＯに代えて、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：インジウム亜鉛酸化物）を用いることができることは言うまでもないことである。同様に、上記各構成要素の材質並びに膜厚についても、特に限定されるものではない。
【０２４６】
これらの条件については、当業者の知見によって適宜選択、変更が可能であり、使用した各構成要素の形成条件に応じて、電気エネルギーＥＬが上記範囲を満足するように、上記絶縁層１３の材質（比誘電率ε）および厚さｄ、電極幅Ｌ／電極間隔Ｓからなる群より選ばれる少なくとも一つのパラメータを設定すればよい。
【０２４７】
なお、上記したように有機系の絶縁層１３として、厚さ１μｍ〜３μｍのアクリル樹脂を使用する場合、前記したように基板２０にカラーフィルタ層を形成する代わりに、図３９に示すように、絶縁層１３として、ブラックマトリクス１３Ａおよびカラーフィルタ１３Ｂを形成してもよい。つまり、上記絶縁層１３には、カラーフィルタを代用することが可能である。言い換えれば、上記絶縁層１３はカラーフィルタ層を含んでいてもよい。
【０２４８】
なお、図３９では、上記したように、上記絶縁層１３として、ブラックマトリクス１３Ａおよびカラーフィルタ１３Ｂからなる絶縁層を用いた液晶パネル２の、電圧無印加時における断面を示している。
【０２４９】
以上のように、本発明にかかる液晶パネルは、液晶層を挟んで対向する一対の基板における一方の基板に、絶縁層を介して上層電極と下層電極とが重畳して設けられており、上記上層電極は、櫛歯状電極からなり、上記液晶層を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極と重なる部分における、他方の基板の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上である。また、本発明にかかる液晶表示装置は、上記液晶パネルを備えている。
【０２５０】
上記液晶パネルは、（１）上記上層電極が第１および第２の櫛歯状電極からなり、上記液晶層を、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間に発生する電界で駆動するものであってもよく、（２）上記液晶層を、上記上層電極と下層電極との間に発生する電界で駆動するものであってもよい。
【０２５１】
このためには、例えば、上記絶縁層の比誘電率が３．３であり、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間の間隔が１２．０μｍ以下であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、２．８μｍ以下であることが好ましい。あるいは、上記絶縁層の比誘電率が３．３〜６．９であり、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間の間隔が１２．０μｍ以下であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、１．８μｍ以下であることが好ましい。
【０２５２】
また、隣り合う第１および第２の櫛歯状電極間の間隔は、前記した理由から４μｍ以上に設定されていることが好ましい。
【０２５３】
一方、上記（２）の駆動を行う場合、上記電気エネルギーは、０．６０Ｊ／ｍ３以上であることが好ましい。
【０２５４】
また、上記（２）の駆動を行う場合、上記電気エネルギーを０．４４Ｊ／ｍ３以上とするためには、例えば、上記絶縁層の比誘電率が６．９であり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が８．０μｍであり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、０．６５μｍ以下であることが好ましい。あるいは、上記絶縁層の比誘電率が３．３〜６．９であり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が８．０μｍであり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ以上、０．３５μｍ以下であることが好ましい。あるいは、上記絶縁層の比誘電率が６．９であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍであり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が４．５μｍ以上であることが好ましい。あるいは、上記絶縁層の比誘電率が６．９であり、上記絶縁層の厚さが０．１μｍ〜０．３μｍであり、上記上層電極において隣り合う櫛歯状電極間の間隔が６．０μｍ以上、１２．０μｍ以下であることが好ましい。
【０２５５】
また、上記絶縁層は、カラーフィルタ層を含んでいてもよい。すなわち、上記絶縁層に有機系の絶縁層としてアクリル樹脂を使用する場合、上記絶縁層にカラーフィルタ層を代用することができる。これにより、上記上層電極および下層電極が設けられた基板にカラーフィルタを形成することができるとともに、上記液晶パネルの薄型化を図ることができる。
【０２５６】
また、本発明にかかる液晶パネルの製造方法は、以上のように、液晶層を挟んで対向する一対の基板における一方の基板に、絶縁層を介して、櫛歯状電極からなる上層電極と、下層電極とを重畳して形成するとともに、上記液晶層を基板面に垂直な方向から見たときに上記櫛歯状電極と重なる部分における、他方の基板の表面から０．１μｍの位置での平均の電気エネルギーが、０．４４Ｊ／ｍ３以上となるように、上記櫛歯状電極の電極間隔、絶縁層の膜厚、絶縁層の比誘電率、および駆動方式の組み合わせを決定する方法である。
【０２５７】
本発明によれば、高速応答性、広視野角特性、並びに高コントラスト特性を有し、かつ、実用的な駆動電圧で駆動が可能で、さらには、透過率が高い液晶パネルおよびその製造方法並びに液晶表示装置を提供することができる。
【０２５８】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２５９】
本発明にかかる液晶パネルおよび液晶表示装置は、初期ベンド転移操作が不要であり、実用的な駆動電圧で、高い透過率を有し、ＭＶＡモードやＩＰＳモードと同等の広視野角特性と、ＯＣＢモード並、あるいはそれ以上の高速応答性と、高コントラスト特性とを同時に実現することができる。したがって、アウトドアユースの公共掲示板や、携帯電話、ＰＤＡ等のモバイル機器等に特に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０２６０】
１      液晶表示装置
２      液晶パネル
３      駆動回路
４      バックライト
５      液晶セル
１０    基板
１１    ガラス基板
１２    下層電極
１３    絶縁層
１３Ａ  ブラックマトリクス
１３Ｂ  カラーフィルタ
１４    上層電極
１４Ａ  櫛歯状電極
１４Ｂ  櫛歯状電極
１５    配向膜
２０    基板
２１    ガラス基板
２２    配向膜
３０    液晶層
３１    液晶分子
３３    スペーサ
３４    シール剤
３５    偏光板
３６    偏光板
３７    位相差板
３８    位相差板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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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】
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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２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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