(57)【要約】本発明は、優れた広視野角特性と高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な表示方式により表示を行うことが可能である液晶表示装置を提供する。本発明は、少なくとも一方が透明な二枚の基板間に挟持されたｐ型ネマチック液晶を含み、上記ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、上記二枚の基板面に対して垂直に配向し、上記二枚の基板の少なくとも一方は、櫛歯状電極を有する液晶表示装置であって、上記櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓが（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の関係を満たす形態、一つの画素領域内に、第一領域と、上記櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが上記第一領域と異なる第二領域とを有する形態、又は、これらの形態が組み合わされた液晶表示装置である。
2009157271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な二枚の基板間に挟持されたｐ型ネマチック液晶を含む液晶表示装置であって、
該ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、該二枚の基板面に対して垂直に配向し、
該二枚の基板の少なくとも一方は、櫛歯状電極を有し、
該櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示装置は、一つの画素領域内に、第一領域と、前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが該第一領域と異なる第二領域とを有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一領域又は前記第二領域の開口領域は、画素開口領域の５０％以上を占めることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、Ｓ／Ｌ≦３．７５の関係を満たす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】
前記電極幅Ｌは、２μｍ以上であ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。
【請求項６】
前記電極幅Ｌは、４μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記櫛歯状電極は、共通電極群及び画素電極群を含み、
該共通電極群及び該画素電極群は、絶縁層を介して配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．８の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．９の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
少なくとも一方が透明な二枚の基板間に挟持されたｐ型ネマチック液晶を含む液晶表示装置であって、
該ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、該二枚の基板面に対して垂直に配向し、
該二枚の基板の少なくとも一方は、櫛歯状電極を有し、
該液晶表示装置は、一つの画素領域内に、第一領域と、該櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが該第一領域と異なる第二領域とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第一領域又は前記第二領域の開口領域は、画素開口領域の５０％以上を占めることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の関係を満たすことを特徴とする請求項１０又は１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、Ｓ／Ｌ≦３．７５の関係を満たすことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記電極幅Ｌは、２μｍ以上であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記電極幅Ｌは、４μｍ以下であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記櫛歯状電極は、共通電極群及び画素電極群を含み、
該共通電極群及び該画素電極群は、絶縁層を介して配置されることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．８の関係を満たすことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記電極幅Ｌ及び前記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．９の関係を満たすことを特徴とする請求項１０〜１７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、電圧印加により液晶層をベンド変形させることにより光の透過を制御する表示方式に好適な液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、軽量及び低消費電力を特徴とし、様々な分野で広く用いられている。そしてその表示性能は、年月の経過に伴い格段に進歩してきており、いまやＣＲＴ（陰極線管）を凌ぐほどまでになってきている。【０００３】
液晶表示装置の表示方式は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。従来、液晶表示装置の表示方式としては、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｓｅｌｆ−Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等の各種表示方式が知られている。【０００４】
そして、このような表示方式を用いた液晶表示装置は大量に生産されている。そのなかでも、例えば、ＴＮモードの液晶表示装置は、広く一般的に用いられている。しかしながら、ＴＮモードの液晶表示装置は、応答が遅い、視野角が狭い等の点で改善の余地がある。【０００５】
これに対し、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、これらによって形成されるフリンジフィールド（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ）によって液晶分子の配向方向を複数方向に分散させるものである（例えば、非特許文献１及び２参照）。そして、ＭＶＡモードは、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向を複数に分割（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）することによって、広視野角を実現している。また、ＭＶＡモードは、垂直配向モードであるため、ＴＮ、ＩＰＳ及びＯＣＢの各モードに比べ高コントラストが得られるという特徴を有している。しかしながら、製造工程が複雑になるうえ、ＴＮモードと同様、応答が遅いという点で改善の余地がある。【０００６】
このＭＶＡモードのプロセス上の課題に対して、液晶材料としてｐ型ネマチック液晶を用い、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により液晶分子の配向方位を規定する表示方式が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。この方式は突起物による配向制御が不要なため、画素構成が単純であり、優れた視野角特性を有している反面、駆動電圧が高く、光透過率が低いという大きな課題を有している。また、低階調特性が悪化することがあった。【０００７】
一方、ＩＰＳモードは、より簡単な構成で広視野角を実現する表示方式であり、液晶分子を面内でスイッチングさせることから、視野角が非常に広い（例えば、非特許文献３及び４参照）。しかしながら、ＩＰＳモードもまた、ＴＮモード及びＭＶＡモードと同様、応答が遅いという点で改善の余地がある。また、低温での高速性が要求される携帯機器や車載機器には適していない。【０００８】
上記した各種表示方式のなかでも、ＯＣＢモードは、平行に配向処理された２枚の基板間にネマチック液晶を挟持しただけの簡単な構成で高速応答が実現できる唯一の表示方式である（例えば、非特許文献５及び６参照）。このため、ＯＣＢモードは、低温の応答特性が問題となる車載用途等において特に注目されている。【０００９】
しかしながら、ＯＣＢモードは、高速な応答性を示す一方で、電源投入時に、初期配向であるスプレイ配向から駆動時のベンド配向への転移操作が必要であり、通常の駆動回路の他に初期転移用駆動回路が必要となるため、コストアップ要因を内在している。また、視野角特性が、ＭＶＡモードやＩＰＳモードに比べて劣るといった点で更なる改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５７−６１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６３５１号公報
【特許文献３】特開平１０−３３３１７１号公報
【特許文献４】特開平１１−２４０６８号公報
【特許文献５】特開２０００−２７５６８２号公報
【特許文献６】特開２００２−５５３５７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki, and Y. Koike, “Development of Super-High-Image-Quality Vertical-Alignment-ModeLCD”, SID 1997 Digest, 1997, No.33.3, p.845-848
【非特許文献２】H.Yoshida, T.Kamada, K.Ueda, R.Tanaka, T.Koike, K.Okamoto, P.L.Chen and J.Lin, “Multi-domain Vertically Aligned LCDs with Super-wide Viewing Range for Gray-scale Images”, Asia Display/IMID’04 Digest, 2004, No.12.2, p.198-201
【非特許文献３】R. A. Soref, “Field Effects in Nematic Liquid Crystals Obtained with Interdigital Electrodes”, J. Appl. Phys., 1974, Vol. 45, No.12, p.5466-5468
【非特許文献４】K. Kiefer, B. Weber, F. Windschield, and G. Baur, “In-Plane Switching of Nematic Liquid Crystals”, Proc. The 12th Int’l Disp. Res. Conf. (Japan Display’92), 1992, No.P2-30, p.547-550
【非特許文献５】P. L. Bos and J. A. Rahman, “An Optically “Self-Compensating” Electro-Optical Effect with Wide Angle of View”, 1993, Technical Digest of SID Symp., p.273-276
【非特許文献６】Y. Yamaguchi, T. Miyashita, and T. Uchida, “Wide-Viewing-Angle Display Mode for the Active-Matrix LCD Using Bend-Alignment Liquid-Crystal Cell”, Technical Digest of SID Symp., 1993, p.277-280
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上のように、高速応答性と広視野角特性と高コントラスト特性とのすべてを同時に実現することができる液晶パネル及び液晶表示装置は、これまで未だ発明されていない。また、初期ベンド転移操作が不要であり、実用的なベンド配向を実現することができる液晶パネル及び液晶表示装置も未だ発明されていない。【００１３】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、優れた広視野角特性と高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な表示方式により表示を行うことが可能であ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】
【００１４】
本発明者らは、優れた広視野角特性と高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な表示方式により表示を行うことが可能である液晶表示装置について種々検討したところ、液晶材料としてｐ型ネマチック液晶を用い、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により液晶分子の配向方位を規定する表示方式に着目した。そして、櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓが（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の関係を満たしたり、一つの画素領域内に、第一領域と、櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが第一領域と異なる第二領域とが設けられたりすることにより、ＭＶＡモードやＩＰＳモードと同等の広視野角特性と、ＯＣＢモード並の、あるいはそれ以上の高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な新規な表示方式を実現できることを見いだし、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。【００１５】
すなわち、本発明は、少なくとも一方が透明な二枚の基板間に挟持されたｐ型ネマチック液晶を含む液晶表示装置であって、上記ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、上記二枚の基板面に対して垂直に配向し、上記二枚の基板の少なくとも一方は、櫛歯状電極を有し、上記櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の関係を満たす液晶表示装置（以下、「本発明の第一の液晶表示装置」ともいう。）である。【００１６】
これにより、優れた広視野角特性と高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な表示方式により表示を行うことが可能となる。また、高透過率及び高コントラストを実現することができる。【００１７】
本発明の第一の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。【００１８】
本発明はまた、少なくとも一方が透明な二枚の基板間に挟持されたｐ型ネマチック液晶を含む液晶表示装置であって、上記ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、上記二枚の基板面に対して垂直に配向し、上記二枚の基板の少なくとも一方は、櫛歯状電極を有し、上記液晶表示装置は、一つの画素領域内に、第一領域と、上記櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが上記第一領域と異なる第二領域とを有する液晶表示装置（以下、「本発明の第二の液晶表示装置」ともいう。）である。【００１９】
これにより、優れた広視野角特性と高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な表示方式により表示を行うことが可能となる。また、低階調特性を向上することができる。【００２０】
本発明の第二の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。【００２１】
なお、本発明の第一及び第二の液晶表示装置において、「垂直」とは、必ずしも厳密に垂直である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に垂直と同視できるものを含む。より具体的には、上記液晶表示装置におけるプレチルト角は、８８°以上であることが好ましい。また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。【００２２】
また、本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、白黒表示を行うものであってもよいし、カラー表示を行うものであってもよいが、カラー表示を行う場合、画素（表示画像を構成する最小単位）は、通常、複数色（例えば３色）の絵素（単色の領域、サブ画素）から構成される。したがって、本発明の第一及び第二の液晶表示装置をカラー表示の液晶表示装置に適用する場合には、「画素」は、通常、「絵素」に読み替えることができる。【００２３】
本発明の第一及び第二の液晶表示装置における好ましい形態について以下に説明する。なお、以下に示す各形態は、適宜組み合わされてもよい。【００２４】
低階調特性を向上する観点からは、本発明の第一の液晶表示装置は、一つの画素領域内に、第一領域と、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが上記第一領域と異なる第二領域とを有することが好ましい。【００２５】
なお、本発明の第一及び第二の液晶表示装置において、同一画素領域内に比Ｓ／Ｌの異なる領域を何種類並置するかについては特に限定されず、互いに比Ｓ／Ｌが異なる３つ以上の領域が形成されてもよい。このように、本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、一つの画素領域内に、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが互いに異なる複数の領域を有してもよい。【００２６】
高透過率及び高コントラストに実現する観点からは、本発明の第二の液晶表示装置において、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７（以下、式（１）とも言う。）の関係を満たすことが好ましい。【００２７】
このように、本発明の第一の液晶表示装置と、本発明の第二の液晶表示装置とが組み合わされてもよい。【００２８】
本発明の第一及び第二の液晶表示装置において、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．８の関係を満たすことがより好ましい。これにより、バックライトの輝度向上フィルム等の輝度を向上するための付加的な部材を用いることなく、現行のＭＶＡモードと同等の輝度を実現することができる。【００２９】
また、本発明の第一及び第二の液晶表示装置において、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓは、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．９（以下、式（２）とも言う。）の関係を満たすことが更に好ましい。これにより、上記付加的な部材の削減のみならず、光源自体の数を削減したり、光源自体の輝度を低下させたりしても、現行のＭＶＡモードと同等の輝度を実現することができる。【００３０】
本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、上記第一領域及び上記第二領域以外に、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓの少なくとも一方が上記第一領域及び上記第二領域と異なる一以上の領域を更に有してもよい。【００３１】
また、上記第一領域又は上記第二領域の開口領域は、画素開口領域の５０％以上を占めることが好ましい。これにより、上記第一領域の開口領域と、上記第二領域の開口領域との大きさを異ならせることができるので、画素領域内にデッドスペースが発生するのを効果的に抑制することができる。【００３２】
このように、本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、一つの画素領域内に、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが互いに異なる複数の領域を有し、上記複数の領域のうちの一つの領域の開口領域は、画素開口領域の５０％以上を占めてもよい。【００３３】
優れた表示特性、なかでも高速応答性及び高透過率をより確実に実現する観点からは、上記電極幅Ｌ及び上記電極間隔Ｓは、Ｓ／Ｌ≦３．７５（以下、式（３）とも言う。）の関係を満たすことが好ましい。【００３４】
優れた表示特性、なかでも高透過率をより確実に実現する観点からは、上記電極間隔Ｓは、３μｍ（より好適には３．５μｍ）以上であることが好ましい。【００３５】
優れた表示特性、なかでも高速応答性をより確実に実現する観点からは、上記電極間隔Ｓは、１０μｍ（より好適には８．５μｍ）以下であることが好ましい。【００３６】
また、電極間隔Ｓの上限を１０μｍ程度と仮定すると、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７を満たすためには、（１０＋１．７）／（１０＋Ｌ）≧０．７よりＬ≦６．７となる。したがって、上記電極幅Ｌは、概ね７μｍ以下であることが好ましい。【００３７】
同様に、電極間隔Ｓの上限を１０μｍ程度と仮定すると、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．８を満たすためには、（１０＋１．７）／（１０＋Ｌ）≧０．８よりＬ≦４．６となる。したがって、上記電極幅Ｌは、概ね５μｍ以下であることがより好ましい。【００３８】
他方、優れた表示特性、なかでも高速応答性及び高透過率をより確実に実現する観点からは、上記電極幅Ｌは、４μｍ（より好適には３．５μｍ）以下であることが好ましい。すなわち、上記電極幅Ｌは、Ｌ≦４μｍ（以下、式（４）とも言う。）の関係を満たすことが好ましい。【００３９】
断線の発生を抑制する観点からは、すなわちプロセス上の制約を満足させる観点からは、上記電極幅Ｌは、２μｍ（より好適には２．５μｍ）以上であることが好ましい。すなわち、上記電極幅Ｌは、Ｌ≧２μｍ（以下、式（５）とも言う。）の関係を満たすことが好ましい。【００４０】
ここで、上記式（１）〜（５）の関係は、図１４に示すとおりである。【００４１】
ショートの発生を抑制する観点からは、上記櫛歯状電極は、共通電極群及び画素電極群を含み、上記共通電極群及び上記画素電極群は、絶縁層を介して配置されてもよい。【００４２】
低電圧化、すなわち低電圧駆動を実現する観点からは、上記ｐ型ネマチック液晶の誘電率異方性Δεは、１０以上（より好適には１５以上）であることが好ましい。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の液晶表示装置によれば、優れた広視野角特性と高速応答性とを同時に実現することができるとともに、初期ベンド転移操作が不要な表示方式により表示を行うことが可能となる。より詳細には、櫛歯状電極の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓが（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の関係を満たすことにより、ＭＶＡモードやＩＰＳモードと同等の広視野角特性と、ＯＣＢモード並の、あるいはそれ以上の高速応答性と、高透過率及び高コントラストとを同時に実現することができる。また、一つの画素領域内に、電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓの比Ｓ／Ｌが互いに異なる少なくとも二つの領域（第一領域及び第二領域）を設けることにより、ＭＶＡモードやＩＰＳモードと同等の広視野角特性と、ＯＣＢモード並の、あるいはそれ以上の高速応答性と、低階調特性の向上とを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態１の液晶表示装置の基本構成を示す斜視模式図である。
【図２】実施形態１の液晶表示装置に電圧を印加した時のセル内の電位分布の一例を示す断面図である。
【図３】実施形態１の液晶表示装置に電圧を印加した時の液晶配向分布の一例を示す断面図である。
【図４】実施例１の液晶表示素子の基本構成を示す断面模式図である。
【図５】実施例１の液晶表示装置における透過軸方位及び電界印加方向を説明するための平面図である。
【図６】実施例１の液晶表示装置における電極幅及び電極間隔と最大透過率との関係を示すグラフである。
【図７】実施例１の液晶表示装置の応答特性の温度依存性を示すグラフである。
【図８】実施形態１の液晶表示装置の高速応答性を説明するための断面模式図である。
【図９】実施例３の液晶表示装置の基本構成を示す断面模式図である。
【図１０】実施例４の液晶表示装置の電圧−透過率特性を示すグラフである。
【図１１】比較例２のＭＶＡモードの液晶表示素子の基本構成を示す断面模式図である。
【図１２】比較例２の液晶表示装置における透過軸方位及び電界印加方向を説明するための平面図である。
【図１３】電界印加時における比較例２のＭＶＡモードの液晶表示素子の液晶配向を説明するための断面模式図である。
【図１４】本発明における電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓの好適な範囲を示すグラフである。
【図１５】実施例７の液晶表示素子の基本構成を示す断面模式図である。
【図１６】実施例７の液晶表示装置の電圧−透過率特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下に実施形態を掲げ、本発明を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。
【００４６】
（実施形態１）
本実施形態の液晶表示装置は、電界印加によりセル内に電界強度の分布を形成し、液晶のベンド配列を実現するものである。また、本実施形態の液晶表示装置は、垂直配向されたｐ型ネマチック液晶（正の誘電異方性を有するネマチック液晶）に対して、基板面に対して横方向に電界を印加する液晶表示装置であり、電界印加によりベンド状の配列が形成されることを特徴としている。図１は、実施形態１の液晶表示装置の基本構成を示す斜視模式図である。２枚の透明な基板１１、１２上には垂直配向膜１３、１４が配設されており、電圧無印加の時にはｐ型ネマチック液晶（液晶分子１５）はホメオトロピック配向を示している。より具体的には、垂直配向膜１３、１４近傍の液晶分子１５は、長軸が電圧無印加時に、基板１１、１２それぞれに対して略垂直に向くように配向している。このように、液晶分子１５のプレチルト角は、略垂直であれば特に厳密に制御される必要はないが、高コントラスト比を得る観点からは、８８°以上であることが好ましい。また、基板１１、１２は、一般的な液晶表示装置に利用されるガラスやプラスチックからなる透明な基板と同様の基板でよいが、より具体的には、光透過率が７５％以上（より好適には９０％以上）であることが好ましく、ヘイズが５％以下（より好適には３％以下）であることが好ましい。光透過率を７５％以上にすることにより、本実施形態を安価なタッチパネルに利用することができる。また、光透過率を９０％以上にすることにより、本実施形態を通常のＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示パネルに利用することができる。
【００４７】
また、一方の基板１２上には、櫛歯形状の共通電極群と、櫛歯形状の画素電極群とが互いに噛み合うように対向配置されている櫛歯状電極１６が形成されている。なお、共通電極群は、互いに平行な複数の共通電極を含み、各共通電極は、画素（又は絵素）の周辺領域で互いに繋がっている。共通電極群には、各画素（又は絵素）に共通の信号（コモン信号）が供給される。また、画素電極群も、互いに平行な複数の画素電極を含み、各画素電極は、画素（又は絵素）の周辺領域で互いに繋がっている。画素電極群は、各画素（又は絵素）に対応して設けられ、画素電極群には、画素（又は絵素）毎に画像信号が所定のタイミングで供給される。更に、２枚の基板１１、１２の外主面上には偏光板１７、１８が配設されている。
【００４８】
このようなセル構成は特許文献１で開示されており、電界印加によりベンド状の電界が形成され、お互いにダイレクタ方位が１８０°異なる２つのドメインが形成されることや、それに伴い広い視野角特性が得られることは特許文献３及び４で開示されている。
【００４９】
しかしながら、特許文献１〜４に記載の公知のセル構成では、優れた視野角特性を有しながらも、駆動電圧が高いことや、セル透過率が低い等の課題があり、実用化されていない。
【００５０】
このような状況のもと、我々は上記課題を鋭意検討した結果、上記ベンド配向の程度を電極幅及び電極間距離（電極間隔）を適正な条件にすることにより制御できることを見いだした。これにより、実用的な駆動電圧で初めて高い光透過率を得ることができた。
【００５１】
また、本発明では、従来に比べ、ベンド配向の程度を任意に制御することができるため、ＯＣＢモードと同じようにフロー効果を利用して高速な応答特性を達成することができる等、その実用的価値は極めて高い。
【００５２】
ＯＣＢモードでは、臨界電圧より少し高い電圧においてスプレイ配向からベンド配向に転移する。この時のベンド配向が最大の曲率を示し、高電圧印加時の緩やかなベンド配向との間で階調表示が行われる。これに対して本実施形態の液晶表示装置では、高電圧印加時の曲率の大きなベンド配向と、電圧無印加時の垂直配向との間で階調表示が行われる。この時の最大曲率は、印加電圧に依存し、電界強度が大きければ大きいほど大きくなる。すなわち、高電圧印加時の最大曲率を電極幅や電極間距離により任意に制御可能であり、高電圧印加時の最大曲率をＯＣＢモード以上にすることができ、ＯＣＢモード以上の高速応答を達成することができる。なお、ここでの曲率とは「曲げの程度」を意味しており、物理的に定義されたものではない。
【００５３】
一方、「曲げの程度」が必要以上に大きい場合には、一本の棒を折り曲げる時のように、ベンド配向が破壊されてしまう。それに対して、本発明は、配向膜の表面アンカリングエネルギを小さくすることにより、より安定したベンド配向状態を達成することが可能である。
【００５４】
図２は７Ｖの電圧が印加された時のセル内の等電位曲線を示している。この時、液晶分子はこの電界強度分布及び界面からの束縛力に応じて配列する。この時の様子を図３に示す。電圧印加により液晶分子はホメオトロピック配向からベンド状配列へと連続的に変化する。すなわち、通常の駆動においては、液晶層は常にベンド状配列を呈し、異なる階調間の応答で高速応答が可能となる。また、図３より、電極（櫛歯状電極１６）上よりも電極の存在しない領域のほうがベンド変形の程度が大きく光変調率が大きいことが分かる。
【００５５】
本発明は、このベンド状配列の程度を、パネル構成を最適化することにより制御することができることを見出したことに基づいている。本発明により、ベンドの程度を大きくすることができ、高い光透過率を得ることができる。また、本実施形態の液晶表示装置では、ＯＣＢモードと同じように、液晶分子が動こうとする時、液晶分子の流れ（フロー）がそれをアシストする方向に働くため、高速な応答が可能となる。
以下に実施例を示し、図面を参照しながら本発明について更に詳細に説明する。
【００５６】
（実施例１）
実施例１の液晶表示素子の基本構成を示す断面模式図を図４に示す。種々の電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓに設定された複数の液晶表示素子を作製した。まず、電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓに設定されたＩＴＯ製の櫛歯状電極（櫛歯電極）４１を有するガラス基板４２上にＪＳＲ社製配向膜塗料ＪＡＬＳ−２０４（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後、２００℃にて２時間焼成し、配向膜４４を形成した。このときの配向膜４４の膜厚は、６０ｎｍであった。同様にして、配向膜４４と同一の配向膜塗料を用いてガラス基板４３上に膜厚６０ｎｍの配向膜４５を製膜した。その後、基板４２上に積水化学工業社製の直径４μｍの樹脂ビーズ４６（ミクロパールＳＰ）を分散し、基板４３上に三井東圧化学工業社製シール樹脂４７（ストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓ）を印刷し、これらの基板を貼り合わせ２５０℃、３時間焼成することにより、液晶セルを作製した。その後、チッソ社製液晶材料４８：ＳＤ−５６５４（Δε＝１６．２、Δｎ＝０．０９９）を真空注入法にて封入するとともに偏光板４９、５０を貼合し、実施例１の液晶表示素子を複数作製した。この時の電界印加の方向と偏光板４９、５０の軸方位との関係を図５に示す。このように、偏光板４９、５０は、クロスニコルに配置されるとともに、偏光板４９、５０の透過軸方位のなす角を二等分する方向に電界は印加される。
【００５７】
図６はそれぞれの液晶表示素子に０Ｖ〜２０Ｖの３０Ｈｚ矩形波を印加した時の、室温（２５℃）での、最大透過率を示している。横軸はセル内において透過率に寄与する領域の割合を表している。数式中１．７の値は実験値であり、電極端から１．７μｍの領域が透過率向上に寄与していることを表している。また、図中の数字は電極幅Ｌ／電極間隔Ｓを表している。なお、電極幅Ｌは、共通電極と画素電極とが対向配置されている部分における幅（短手方向の長さ）であり、電極間隔Ｓは、共通電極と画素電極とが対向配置された部分における隣接する共通電極及び画素電極間の間隔である。
【００５８】
図６より（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）の値が大きければ大きいほど、最大透過率が高くなることが分かる。現行のＭＶＡモードはモード透過率が８０％程度であるが、リブ領域による光量の損失等で液晶層の透過率は５０％か、それ以下になってしまう。実際の液晶パネル（ＭＶＡモード）では画素開口率、カラーフィルタ透過率、偏光板透過率の積になるため、４％〜５％のパネル透過率にしかならない。
【００５９】
したがって、液晶層での光透過率（モード透過率）をいかに上げるかが重要である。本発明の表示方式ではリブが不要であるため、液晶層での光透過率が５０〜５５％以上であれば、実用的な表示方式となりうる。このように、モード透過率が５０％程度以上であれば、現行表示モード（例えばＭＶＡモード）と同程度のパネル透過率となり、より明るい（より低消費電力な）液晶表示装置が実現できるが、モード透過率が５０％未満であってもパネル構造が簡単であるため、製造コストが低く、その実用的価値は非常に大きい。
【００６０】
単に透過率向上のためであれば、電極間隔Ｓを広げれば良いが、電極間隔Ｓを広くすると応答時間が大きくなってしまう。図６は、電極間隔Ｓを広げなくとも（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）の値を大きくすることにより透過率を上げることができることを示しており、本発明により初めて明らかになった。
【００６１】
また、図７は電極幅Ｌが４μｍ、電極間隔Ｓが４μｍの場合の応答特性の温度依存性を示している。同図より明らかなように、本発明は低温時においても高速な応答を示し、その実用的価値は極めて大きい。本発明の液晶表示装置に含まれる液晶表示素子が高速応答を示す理由は、電圧印加により液晶分子が回転とベンド変形とを行うためである。電圧印加時、図８に示すように、液晶層中にフロー（図８中、矢印で示す向きの流れ）が発生するが、隣接する共通電極及び画素電極間の略中央に発生するディスクリネーションライン（暗い線）を対称として、逆回りの回転がおこり、ディスクリネーションライン付近では同一方向のトルクが作用する。したがって、ＴＮモードやＭＶＡモードのように、液晶層中のフローがお互いの動きを阻害するようなことが起こらないため、ＯＣＢモードと同様に高速応答を示すことができる。
【００６２】
このような高速応答性は、ベンドの程度（曲率）に対応する。このベンドの程度は液晶材料の物性（なかでも誘電率異方性Δε及び弾性定数）に依存するが、櫛歯状電極の電極幅Ｌ、電極間隔Ｓ、液晶層厚（セルギャップ）等によっても変化する。すなわち、本発明ではベンドの程度をセル内の電界強度の分布により任意に制御することができ、ＯＣＢモード以上の高速応答を達成することができる。
【００６３】
これまで、液晶材料として、チッソ社製ＳＤ−５６５４（Δε＝１６．２、Δｎ＝０．０９９）を用い、直径４μｍのビーズを分散したテストセル（セルギャップ＝４μｍ）での実験結果について説明したが、他の系での実験結果についても説明する。
【００６４】
液晶材料として、メルク社製ＭＪ０８４２０Ｘ（Δε＝１８．９、Δｎ＝０．１０）を用い、直径３．４μｍのビーズを分散したこと以外は、上記方法と同様にして作製したテストセル（セルギャップ＝３．４μｍ）について、種々の電極幅Ｌ／電極間隔Ｓで電圧−透過率特性を測定した。印加電圧６Ｖでの透過率を下表に示す。
【００６５】
【表１】
2009157271.tif 000003
【００６６】
表より、この系についても、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）≧０．７の範囲において、通常の駆動条件（数Ｖ程度）で５０％以上の透過率が得られることが分かった。
【００６７】
このように、電極間隔Ｓを大きくしていくと透過率は上昇するが、電極間隔Ｓが大きくなるにつれて、その効果は次第に飽和していく。具体的には、電極間隔Ｓが大きくなるにつれて駆動電圧が大きくなり、応答特性も低下するので、必要以上に電極間隔Ｓを大きくすることは得策ではない。
【００６８】
液晶材料として、メルク社製ＭＪ０８４４Ｘ（Δε＝２０．０、Δｎ＝０．１２）を用い、直径３．１μｍのビーズを分散したこと以外は、上記方法と同様にして作製したテストセル（セルギャップ＝３．１μｍ）について、種々の電極間隔Ｓ／電極幅Ｌで電圧−透過率特性及び応答時間を測定した結果を下表に示す。透過率は印加電圧６．５Ｖでの値である。
【００６９】
【表２】
2009157271.tif 000004
【００７０】
上表より電極間隔Ｓ／電極幅Ｌ比を３．７５より大きくすると応答時間の増大と、透過率の低下とが起こってくるため、必要以上に電極間隔Ｓを大きくすると、かえって表示特性が低下することがわかった。なお、透過率の低下は電極間隔Ｓの増大に伴う電界強度の低下に起因するものである。
【００７１】
また、電極幅Ｌが一定の場合、応答速度と透過率とはトレードオフの関係になる。更に、電極幅Ｌが狭ければ狭いほど、高速応答及び高透過率を実現できる。しかしながら、プロセス上の制約から、現状では電極幅Ｌの下限は、２〜２．５μｍである。そのような状況の中では、電極幅Ｌ＝２．５μｍ及び電極間隔Ｓ＝７〜８μｍが好適である。これにより、現在のプロセス上の制約内で、高速応答及び高透過率を最もバランスよく達成することができる。またこの場合、電極間隔Ｓ及び電極幅Ｌの比（Ｓ／Ｌ）は、２．８〜３．２となる。
【００７２】
他方、電極幅Ｌ＝２μｍ、電極間隔Ｓ＝８μｍとすると、Ｓ／Ｌ＝４となる。Ｓ／Ｌ＝４の場合、上記表２より、応答時間は、１２．８ｍｓとなるが、この値は、実用的な応答時間である１６ｍｓよりも小さい。すなわち、Ｓ／Ｌ＝４の場合でも１フレーム内での応答が可能である。
【００７３】
以上より、Ｓ／Ｌは、実用的な応答速度を確保する観点からは４以下が好ましく、応答時間を効果的に小さくする観点からは３．７５以下が好ましく、現状のプロセスの制約下において上記好適な電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓ（Ｌ＝２．５μｍ、Ｓ＝７〜８μｍ）を満足させる観点からは３．２以下が好ましい。
【００７４】
（実施例２）
基本構成が図４と同一であり、電極幅Ｌが４μｍ、電極間隔Ｓが４μｍ、セルギャップが４μｍの液晶セルを下記の方法で作製した。
【００７５】
まず、ＩＴＯ製の櫛歯状電極（櫛歯電極）４１を有するガラス基板４２を化学式ＣＦ３−（ＣＦ２）１７−ＳｉＣｌ３で示されるシランカップリング材の０．０１ｍｏｌ／ｌクロロホルム−ＮＭＰ混合溶液（クロロホルム：ＮＭＰの混合比（体積比）＝１：１０）に５分浸積したのち、乾燥チッソ中１２０℃で１時間乾燥させ、配向膜４４（表面アンカリングエネルギ：５×１０−５Ｊ／ｍ２）を形成した。
【００７６】
同様にして、配向膜４４と同一の配向膜材料を用いてガラス基板４３上に配向膜４５を製膜した。その後、基板４２上に積水化学工業社製の直径４μｍの樹脂ビーズ４６（ミクロパールＳＰ）を分散し、基板４３上に三井東圧化学工業社製シール樹脂４７（ストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓ）を印刷し、これらの基板を貼り合わせ２５０℃、３時間焼成することにより、液晶セルを作製した。その後、メルク社製液晶材料４８：ＺＬＩ−２２９３（Δε＝１０、Δｎ＝０．１３６）を真空注入法にて封入するとともに偏光板４９、５０を貼合し、実施例２の液晶表示素子を作製した。この時の電界印加の方向と偏光板４９、５０の軸方位との関係は、図５に示した実施例１の場合と同様である。
【００７７】
実施例２の液晶表示素子の最大透過率は５３％であり、リブ構造を有するＭＶＡモードの透過率（４２％）よりも明るい表示が可能であり、その実用的価値は極めて高い。
【００７８】
（比較例１）
Δε＝１５、Δｎ＝０．１、ｋ１１＝１１．２ｐＮ、ｋ２２＝５．２ｐＮ、ｋ３３＝１５．６ｐＮの液晶材料を用い、Ｌ／Ｓ＝１０μｍ／１４μｍ、セルギャップが７μｍであること以外、実施例１と同様なセル構造を有する比較例１の液晶表示素子を作製した。その後、液晶表示素子に０Ｖ〜２０Ｖの３０Ｈｚ矩形波を印加した時の、室温（２５℃）での最大透過率を測定したところ、３４％であった。また、７Ｖの電圧を印加した時の立ち上がり応答時間、７Ｖ印加時より電圧を切った時の応答時間は、それぞれ２０ｍｓ、２５ｍｓであり、不充分な応答特性であった。なお、ｋ１１、ｋ２２及びｋ３３はそれぞれ、スプレイ、ツイスト及びベントの弾性定数である。
【００７９】
（実施例３）
実施例１と同様の方法にて、電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓがそれぞれ異なり、液晶層厚が４μｍである実施例３の液晶表示素子Ａ〜Ｅを作成した。実施例３の液晶表示素子の基本構成を示す断面模式図を図９に示す。共通電極群及び画素電極群を同一平面上に配置した場合、電極間隔Ｓが狭まるにつれ、共通電極及び画素電極間でショートが発生する確率が高くなるため、本実施例では、共通電極群と画素電極群との間に絶縁層としてＳｉＮｘ膜（厚み０．２μｍ）を真空蒸着法により形成した。実験に用いた液晶材料はメルク社製液晶材料であり、誘電率異方性Δε＝２１、屈折率異方性Δｎ＝０．１１の物性値を有している。以下に液晶表示素子Ａ〜Ｅの製造法を示す。
【００８０】
まず、ガラス基板９２上に共通電極群９１を製膜後、ＳｉＮｘ膜９３を真空蒸着し、更にその上に画素電極群９４を形成する。その後、このようにして作製したＩＴＯ製の櫛歯状電極（櫛歯電極）を有するガラス基板９２を化学式ＣＦ３−（ＣＦ２）１７−ＳｉＣｌ３で示されるシランカップリング材の０．０１ｍｏｌ／ｌクロロホルム−ＮＭＰ混合溶液（クロロホルム：ＮＭＰの混合比（体積比）＝１：１０）に５分浸積したのち、乾燥チッソ中１２０℃で１時間乾燥させ、配向膜９５を形成した。同様にして、配向膜９５と同一の配向膜材料を用いてガラス基板９６上に配向膜９７を製膜した。その後、基板９２上に積水化学工業社製の直径４μｍの樹脂ビーズ９８（ミクロパールＳＰ）を分散し、基板９６上に三井東圧化学工業社製シール樹脂９９（ストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓ）を印刷し、これらの基板を貼り合わせ２５０℃、３時間焼成することにより、液晶セルを作製した。その後、メルク社製液晶材料１００（Δε＝２１、Δｎ＝０．１０６）を真空注入法にて封入するとともに偏光板１０１、１０２を貼合し、実施例３の液晶表示素子を作製した。この時の電界印加の方向と偏光板１０１、１０２の軸方位との関係は、図５に示した実施例１の場合と同様である。
【００８１】
下表は液晶表示素子Ａ〜Ｅの電極パターンと最大透過率、及び印加電圧６Ｖを除去した時の立ち下がり応答時間を表している。
【００８２】
【表３】
2009157271.tif 000005
【００８３】
液晶表示素子Ａは電極幅Ｌが狭く、断線が起こり液晶表示素子として使うことができなかった。また、液晶表示素子Ｂ〜Ｄは、何れも高い透過率特性を有し、応答時間も許容レベルであった。しかしながら、液晶表示素子Ｅは立ち下がり応答が遅くなり実用的な表示特性を得ることができなかった。
【００８４】
本実施例で使用した配向膜はほんの一例であり、通常のポリイミド配向膜や無機配向膜のようにその表面形状により液晶分子を配向させる配向膜でも適格であることは言うまでもない。
【００８５】
それに対して、単分子吸着膜は溶液に浸すだけで均一な配向膜を得ることができ、極めて簡便な成膜プロセスとなる。従来の表示方式では一定のプレチルト角を付与する必要があり、単分子吸着膜でプレチルト角を制御することは容易ではなかった。しかしながら、本発明の表示方式では、液晶分子を略垂直配向させればよいため、単分子吸着膜は精密なプレチルト角制御が不要である本発明の表示方式によくマッチしている。また、単分子吸着膜は分子レベルの超薄膜であり、配向膜による電圧損失も少ないため、本発明の表示方式に適している。
【００８６】
（実施例４）
液晶材料として、メルク社製ＭＪ０８３５６（Δε＝２０、Δｎ＝０．１）を用い、直径３．７μｍのビーズを分散したこと以外は、実施例１と同様にして作製したテストセル（セルギャップ＝３．７μｍ）について、種々の電極幅Ｌ／電極間隔Ｓで電圧−透過率特性を測定した。なお、液晶層の厚み方向におけるリタデーションＲｔｈは、２６０ｎｍであった。図１０は、実施例４の液晶表示装置の電圧−透過率（モード透過率）特性を示すグラフである。
【００８７】
図１０から分かるように、電極間隔Ｓ／電極幅Ｌの値（Ｓ／Ｌ）が大きくなるにつれて、最大透過率が高くなる傾向が認められたが、閾値電圧付近での立ち上がりが急峻になり、低輝度領域での階調性が悪くなっていった。このような課題に対しては、閾値電圧付近での電圧−透過率特性が緩やかな、すなわち、Ｓ／Ｌの値が相対的に小さな領域を画素領域中に形成させることが有効である。この領域では、Ｓ／Ｌの値の相対的に大きな領域に比べて、最大透過率は低下するが、低輝度での階調特性が格段に向上する。したがって、Ｓ／Ｌの値が異なる複数の領域を有する液晶表示装置の実用的価値は更に大きくなる。また、１種類のＳ／Ｌの値で設計すると、画素内に電極がぴったりと入らない場合がある。それに対して、２種類以上のＳ／Ｌの値の組合せを採用すると、画素領域内を有効に活用することができる。より具体的には、１組の電極を入れるスペースがなくなってしまうことによって発生するデッドスペースとなる部分をなくすことができる。なお、同一画素領域内に、Ｓ／Ｌの値の異なる領域を何種類並置するかについては特に限定されないが、視野角特性を見ながら決定されることが好ましい。
【００８８】
（実施例５）
図４に示される断面模式図と同じ構成を有する実施例５の液晶表示素子を作製した。ここにおいて、電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓは、それぞれ３．０μｍ、５．０μｍとし、セルギャップを３．０μｍとした。すなわち、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）の値を略０．８４に設定した。実施例１と同様の方法にて液晶表示素子を作製し、メルク社製液晶材料：ＭＪ０８１０２９（Δε＝２２．５、Δｎ＝０．１００）を真空注入法にて封入するとともに偏光板４９、５０を貼合した。この時の電界印加の方向と偏光板４９、５０の軸方位との関係は、図５に示した実施例１の場合と同様である。
【００８９】
このようにして得られた液晶表示素子に０Ｖ〜６Ｖの３０Ｈｚ矩形波を印加した時の、室温（２５℃）での、最大透過率を測定したところ、６２％の透過率が得られた。また、本実施例の液晶表示素子を用いて一般的な液晶表示装置と同様に液晶表示装置を組み立てた場合、この値をもとに、その液晶表示装置の輝度は以下の如く見積もられる。
【００９０】
偏光板の透過率を４０％、カラーフィルタの透過率を３５％、画素開口率を５５％とし、バックライト輝度を５０００ｃｄ／ｍ２とすると、パネル正面輝度は２３９ｃｄ／ｍ２となる。この値はノートパソコン等に適した輝度である。なお、テレビ等の高輝度が必要な場合は、更に高輝度なバックライトを適用すればよいことは言うまでもない。
【００９１】
（比較例２）
実施例５の比較例として、図１１の構成を有するＭＶＡモード液晶表示素子を作製した。まず、３．０μｍ幅の開口部１５１ａを有する透明電極１５１が形成されたガラス基板１４２上にＪＳＲ社製配向膜塗料ＪＡＬＳ−２０４（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後、２００℃にて２時間焼成し、配向膜１４４を形成した。このときの配向膜１４４の膜厚は、６０ｎｍであった。一方、透明電極１５２を有するガラス基板１４３上に、フォトリソグラフィーの手法により図１１紙面に垂直な方向に延伸された突起１５３を形成した。その後、ガラス基板１４３上にＪＳＲ社製配向膜塗料ＪＡＬＳ−２０４（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後、２００℃にて２時間焼成し、配向膜１４５を形成した。このときの配向膜１４５の膜厚は、６０ｎｍであった。
【００９２】
次に、基板１４２上に積水化学工業社製の直径４．０μｍの樹脂ビーズ１４６（ミクロパールＳＰ）を分散し、基板１４３上に三井東圧化学工業社製シール樹脂１４７（ストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓ）を印刷し、これらの基板を貼り合わせ２５０℃、３時間焼成することにより、液晶セルを作製した。その後、メルク社製液晶材料１４８：ＭＬＣ−６６０８（Δε＝−４．２、Δｎ＝０．０８３）を真空注入法にて封入するとともに偏光板１４９、１５０を貼合し、比較例２の液晶表示素子を作製した。この時の開口部１５１ａの延伸方向（突起１５３の延伸方向と同じ）と偏光板１４９、１５０の軸方位との関係を図１２に示す。その後、上下電極（透明電極１５１、１５２）間に６Ｖの電圧を印加したところ、この時の光透過率は４５％であった。図１３はこの時の液晶分子１４８の回転の様子を模式的に示したものである。
【００９３】
現行のＭＶＡモードでは、偏光板の透過率を４０％、カラーフィルタの透過率を３５％、画素開口率を５５％とし、バックライト輝度を５０００ｃｄ／ｍ２とすると、パネル正面輝度は１７３ｃｄ／ｍ２となってしまう。そのため、現行のＭＶＡモードでは、通常、バックライトに輝度向上フィルムを１枚以上挿入し、２５０ｃｄ／ｃｍ２程度にまで輝度を上げて使用している。
【００９４】
以上、実施例５及び比較例２の結果から、実施例５の液晶表示素子では高い光透過率を得ることができるため、コストアップ要因となる輝度向上フィルムを使う必要がなく、その実用的価値は極めて大きい。
【００９５】
（実施例６）
図４に示される断面模式図と同じ構成を有する実施例６の液晶表示素子を作製した。ここにおいて、電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓは、それぞれ２．５μｍ、８．０μｍとし、セルギャップを３．３μｍとした。すなわち、（Ｓ＋１．７）／（Ｓ＋Ｌ）の値を略０．９２に設定した。実施例１と同様の方法にて液晶表示素子を作製し、メルク社製液晶材料：ＭＪ０７２３３０（Δε＝２２．３、Δｎ＝０．１２２０）を真空注入法にて封入するとともに偏光板４９、５０を貼合した。この時の電界印加の方向と偏光板４９、５０の軸方位との関係は、図５に示した実施例１の場合と同様である。
【００９６】
このようにして得られた液晶表示素子に０Ｖ〜６Ｖの３０Ｈｚ矩形波を印加した時の、室温（２５℃）での、最大透過率を測定したところ、７２％の透過率が得られた。また、本実施例の液晶表示素子を用いて一般的な液晶表示装置と同様に液晶表示装置を組み立てた場合、この値をもとに、その液晶表示装置の輝度は以下の如く見積もられる。
【００９７】
偏光板の透過率を４０％、カラーフィルタの透過率を３５％、画素開口率を５５％とし、バックライト輝度を５０００ｃｄ／ｍ２とすると、パネル正面輝度は２７７ｃｄ／ｍ２となる。この値は実施例５で達成した輝度２３９ｃｄ／ｃｍ２の略１６％アップとなっている。現在、４０型クラスの液晶テレビで使われている冷陰極線管ＣＣＦＬの本数は、略１５本〜２０本である。そのため、本実施例によりその本数を２本〜３本削減することができることが分かる。省資源及び低コストの観点から本実施例の実用的価値は極めて大きい。
【００９８】
（実施例７）
実施例７の液晶表示素子の基本構成を示す断面模式図を図１５に示す。電極幅Ｌが２．６μｍ、電極間隔Ｓが５．０μｍに設定されたＩＴＯ製の櫛歯状電極２４１（櫛歯電極）を有するガラス基板２４２（下側ガラス基板）上にＪＳＲ社製配向膜塗料ＪＡＬＳ−２０４（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後、２００℃にて２時間焼成し、配向膜２４４（下側配向膜）を形成した。このときの配向膜２４４の膜厚は、６０ｎｍであった。一方、膜厚２．０μｍの緑色のカラーフィルタ２５４が形成されたガラス基板２４３（上側ガラス基板）のカラーフィルタ２５４上に、紫外線硬化型アクリレート（ε＝３．７）からなる平坦化層２５５（有機絶縁層）を３００ｎｍの厚みで形成した。次に、基板２４２側と同様にして、ＪＡＬＳ−２０４を用いて、膜厚６０ｎｍの配向膜２４５（上側配向膜）を製膜した。その後、基板２４２上に積水化学工業社製の直径３．７μｍの樹脂ビーズ２４６（ミクロパールＳＰ）を分散し、基板２４３上に三井東圧化学工業社製シール樹脂２４７（ストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓ）を印刷し、これらの基板を貼り合わせ２５０℃、３時間焼成することにより、液晶セルを作製した。その後、メルク社製液晶材料２４８：ＭＪ０８３５６（Δε＝２０、Δｎ＝０．１）を真空注入法にて封入するとともに偏光板２５０（上側偏光板）及び偏光板２４９（下側偏光板）を貼合し、実施例７の液晶表示素子を作製した。この時の電界印加の方向と２枚の偏光板２４９、２５０の軸方位との関係は、図５に示した実施例１と同様である。すなわち、２枚の偏光板２４９、２５０は、クロスニコルに配置されるとともに、偏光板２４９、２５０の透過軸方位のなす角を二等分する方向に電界は印加される。
【００９９】
図１６は、実施例７の液晶表示素子の電圧−透過率特性を示すグラフである。図１０における□印（Ｌ／Ｓ＝２．６／５）の結果と比較することにより、本実施例によれば、更なる低電圧化が達成されたことが分かる。これは、基板２４３側に有機絶縁層（平坦化層２５５）が設けられたために電気力線が基板２４３側に入り込み、その結果、液晶分子が基板２４３側の配向膜２４５近くまで回転しやすくなるためであると考えられる。
【０１００】
なお、本実施例では平坦化層２５５の材料として、紫外線硬化型アクリレートを用いたが、平坦化層２５５としては、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸若しくはそのエステル、又は、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド若しくはその誘導体、を含む有機膜を用いてもよいことは言うまでもない。また、平坦化層２５５の材料としては、熱溶融型ポリイミド樹脂等の平坦化樹脂（オーバーコート材）も適格な材料である。
【０１０１】
本願は、２００８年６月２７日に出願された日本国特許出願２００８−１６８５９３号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【０１０２】
１１，１２，４２，４３，９２，９６，１４２，１４３，２４２，２４３：基板
１３，１４，４４，４５，９５，９７，１４４，１４５，２４４，２４５：配向膜
１５，４８，１００，２４８：液晶（ｐ型ネマチック液晶）
１６，４１，９１，９４，２４１：電極（櫛歯状電極）
１７，１８，４９，５０，１０１，１０２，１４９，１５０，２４９，２５０：偏光板
４６，９８，１４６，２４６：球状スペーサ
４７，９９，１４７，２４７：シール
９３：絶縁層
１４８：液晶（ｎ型ネマチック液晶）
１５１，１５２：透明電極
１５１ａ：開口部
１５３：突起（リブ）
２５４：カラーフィルタ
２５５：平坦化層
【図１】
2009157271.tif 000006
【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】
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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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【国際調査報告】
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