(57)【要約】【課題】製造工程において、偏光板の貼付ズレ等が生じた場合であっても良好な表示特性の液晶表示装置を得る。【解決手段】対向配置された第一及び第二の透明基板と、第一及び第二の透明基板との間に狭持された液晶材料９と、第一の透明基板の液晶材料側の面に形成された第一及び第二の電極６、８と、第一及び第二の透明基板の液晶材料９の反対面に各々の透過軸１２、１３を直交させて貼付された2枚の偏光板と、を備え、第一及び第二の電極６、８との間に生じる電界により液晶材料９を回転させて応答させる横電界方式の液晶表示装置であって、液晶材料９の初期配向方向が、２枚の偏光板の透過軸１２、１３のうち、第一及び第二の電極６、８間の延在方向の透過軸に対して、液晶材料９の反応答方向へ０．５°回転した方向から、第一及び第二の電極６、８間に生じる電界方向に対して直交する方向に達しない方向までの範囲であるものである。【選択図】        図２
2015072406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第一及び第二の透明基板と、
前記第一及び第二の透明基板との間に狭持された液晶材料と、
前記第一の透明基板の液晶材料側の面に形成された第一及び第二の電極と、
前記第一及び第二の透明基板の液晶材料の反対面に各々の透過軸を直交させて貼付された2枚の偏光板と、
を備え、前記第一及び第二の電極との間に生じる電界により前記液晶材料を回転させて応答させる横電界方式の液晶表示装置であって、
前記液晶材料の初期配向方向が、前記２枚の偏光板の透過軸のうち、前記第一及び第二の電極間の延在方向の透過軸に対して、前記液晶材料の反応答方向へ０．５°回転した方向から、前記第一及び第二の電極間に生じる電界方向に対して直交する方向に達しない方向までの範囲であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第一及び第二の電極が、スリット状電極と前記スリット状電極の下層の平面状電極であ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】
前記第一及び第二の電極が、交互に配置された一対の櫛歯状電極であ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４】
ひとつの画素内で、前記第一及び第二の電極間の電界を、複数の方向に発生させる横電界方式の液晶表示装置であって、前記第一及び第二の電極が、前記第一及び第二の電極間に生じる前記電界の方向が同一となる領域毎に、それぞれ電気的に切り離されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第一及び第二の電極の少なくとも一方が、2以上の方向に電界を生じる複数の延在方向を有する電極を備えた液晶表示装置であって、前記第一及び第二の電極が、延在方向ごとに電気的に切り離されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記電界により前記液晶材料が応答し、液晶表示装置の透過率が極小となる状態を黒表示レベルとして用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関するものであり、詳しくは横電界方式の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は２枚の透明電極基板間に液晶材料を狭持した構造をしており、それぞれの透明電極基板面において液晶材料は９０°異なった方向に配向している。この透明電極基板間に電圧を印加し液晶配向を変化させて表示を行う。このような液晶表示モードは、ねじれネマチックモードと呼ばれ、液晶表示装置の構造が単純で、比較的良好な表示特性を有するため非常に広い分野で用いられている。
【０００３】
近年、このねじれネマチックモードの液晶表示装置では達成することができない非常に広い視野特性が必要とされる分野が多く、このような液晶表示装置にはインプレーンスイッチング（In-Plane Switching）モードやフリンジフィールドスイッチング（Fringe Field Switching）モードと呼ばれる、横電界方式の液晶表示装置が適用されている。
【０００４】
従来のねじれネマチックモードでは、２枚の透明電極基板間に印加した電極基板面にほぼ垂直な電圧により液晶材料を応答させたが、この横電界方式では、一方の電極基板上に形成された一対の電極間に生じる基板面にほぼ平行な電界により液晶材料を応答させるものであり、観察者に対して液晶材料が立ち上がること無く、基板面内で配向方向だけを変化させるので非常に広い視野角特性を得ることができる。
【０００５】
この横電界方式の液晶表示装置について駆動原理を簡単に説明する。２枚の透明基板間に液晶材料を狭持し、液晶材料を基板面に平行に配向させる。一対の電極は同一の透明基板上に形成され、基板面にほぼ平行な電界を生じる。電圧無印加の状態での液晶材料の配向を初期配向と呼び、その時の液晶配向方向を初期配向方向と呼ぶ。液晶表示装置の表面と裏面に貼付する偏光板は、一方の偏光板はその透過軸が、液晶材料の初期配向方向と一致するように貼付し、他方の偏光板はその透過軸が液晶材料の初期配向方向と直交する方向（先の偏光板の透過軸と直交する方向）に貼付する。
【０００６】
このようにして作成した液晶表示装置では、背面から照射された光は裏面の偏光板を透過し、直線偏光状態を維持して液晶材料に入射する。ここで液晶材料には電圧は印加されておらず初期配向方向に配向しており、裏面の偏光板の透過軸方向と直交していると仮定する。このとき入射光は液晶材料の影響を受けることなく透過し、表面の偏光板に到達する。表面の偏光板は進行してきた光の偏光方向と直交しているので、透過することができない。つまり、２つの電極間に電圧を印加しない初期配向状態では液晶表示装置は黒表示となる。
【０００７】
この液晶表示装置の2つの電極間に電圧を印加し、透明基板面に略平行な横電界を発生させると、液晶材料は初期配向方向から電界方向に向けて配向を変化させる。この状態では、液晶表示装置の裏面から入射した光は偏光板を透過して液晶材料に到達し、横電界により液晶配向方向が変化した液晶材料を透過する過程で偏光状態が変化するため表面の偏光板を透過することができる。つまり、2つの電極間に電界を印加した場合液晶表示装置は白表示となる。
【０００８】
このように横電界方式の液晶表示装置では、偏光板の貼り付け方向が、入射光の偏光状態に影響し、さらに液晶表示装置の白表示及び黒表示の状態に大きく影響する。したがって偏光板の貼り付け方向が液晶表示装置の製造工程、偏光板の製造工程に起因して、ばらついた場合、表示状態のばらつきとして認識され、特に黒表示状態がばらついた場合、コントラストの値や、コントラストの値に基づき算出する視野角特性に大きなばらつきを生じる。この偏光板の貼り付け方向のばらつきの原因の一つは、偏光板メーカでの製造工程での精度の問題であり、偏光板を目的とする大きさに切断する切り出す時の角度にばらつきを生じることが原因である。そこで、偏光板メーカで製造した偏光板の透過軸方向を、購入後に全て測定し、その透過軸方向のずれを一枚ずつ補正して貼り付ける方法が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１０７４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、偏光板の透過軸を全て測定し、その測定結果に応じて一枚ずつ貼り付け角を調整するため、非常に手間がかかり、コストが高くなるという問題がある。また偏光板の透過軸のずれのもう一つの大きな原因である貼り付け工程でのばらつきについては、この方法では低減することができないという課題もある。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、液晶材料の初期配向方向を、電圧印加により液晶材料が応答する方向の反対方向である反応答方向にずらすことにより、電圧無印加時の液晶材料が初期配向状態ではわずかに光抜けが見られるものの、電圧を印加した状態で透過率極小を得ることができ、偏光板の貼り付け時のばらつき、製造時の透過軸のばらつきが生じた場合でも、コントラストの高い良好な表示を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、対向配置された第一及び第二の透明基板と、第一及び第二の透明基板との間に狭持された液晶材料と、第一の透明基板の液晶材料側の面に形成された第一及び第二の電極と、第一及び第二の透明基板の液晶材料の反対面に各々の透過軸を直交させて貼付された2枚の偏光板とを備え、第一及び第二の電極との間に生じる電界により液晶材料を回転させて応答させる横電界方式の液晶表示装置であって、液晶材料の初期配向方向が、２枚の偏光板の透過軸のうち、第一及び第二の電極の延在方向の透過軸に対して、前記液晶材料の反応答方向へ０．５°回転した方向から、前記第一及び第二の電極間に生じる電界方向に対して直交する方向に達しない方向までの範囲であるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液晶表示装置では、２枚の偏光板の透過軸のうち電極の延在する方向の透過軸に対して、液晶材料の初期配向方向を、反応答方向にずらすことにより、コントラストの高い良好な表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】横電界方式液晶表示装置の画素平面図
【図２】画素内の液晶材料の応答を示す平面模式図
【図３】液晶表示装置の電圧−透過率特性
【図４】画素構成の平面模式図
【図５】画素構成の平面模式図
【図６】くの字型電極の横電界方式液晶表示装置の画素構成の平面模式図
【図７】画素構成の平面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。
【００１６】
実施の形態１．
＜画素構造＞
横電界方式の液晶表示装置は、一方の透明基板面には、画素構造が形成されており、対向する他方の透明基板面にはカラーフィルタやブラックマトリクスが形成されている。2枚の透明基板の表面には配向処理を施した配向膜が形成され、液晶材料は配向処理方向に配向し、透明基板間に狭持されている。この電圧を印加しない状態での液晶材料９の配向を初期配向、この配向方向を初期配向方向と言う。
【００１７】
図１に横電界方式液晶表示装置の画素平面図を示す。図１は横電界方式の液晶表示装置のうち、インプレーンスイッチング（In-Plane Switching）モードの液晶表示装置の画素平面図を示している。図１に沿って透明基板上に形成された画素構造を説明する。
【００１８】
図１は液晶表示装置の一方の透明基板面に形成された画素領域を拡大して示す平面図であり、画素領域のうち、４画素の領域を拡大して示している。図の縦方向には、画素に印加する電圧を与える信号配線１が形成され、それと直交する方向には、電圧を印加する画素を選択する信号を与える走査配線２が形成されている。これらの信号配線１と走査配線２で囲まれた領域がそれぞれの画素領域を形成している。
【００１９】
信号配線１と走査配線２と交差部分付近には薄膜トランジスタ３が形成され、その上に絶縁膜を介して、信号配線２に接続したソース電極４と画素電極６に接続したドレイン電極５とが形成されている。薄膜トランジスタ３がオフの場合は画素電極６には電圧は印加されず、薄膜トランジスタ３がオンの場合、信号配線２から印加された電圧は、ソース電極４、薄膜トランジスタ３及びドレイン電極５を介して画素電極６に印加される。画素電極６は、共通配線７に接続したコの字型の共通電極８と対向し、交互に配置された一対の櫛歯状電極を構成する。画素電極６と共通電極８との間に生じる電界によって液晶材料９（図１には示していない）が応答し、表示を行うことができる。
【００２０】
図１の破線で囲んだ部分をさらに拡大し、図２に示す。図２は画素内での液晶材料９の応答を示す平面模式図であり、画素電極６と共通電極８の間に生じる電界により液晶材料９が応答する部分を拡大して示すものであり、薄膜トランジスタ３や種々の配線等、および対向するカラーフィルタ基板等は省略している。図２において、縦方向の破線１２は液晶表示装置の表面に貼付した偏光板の透過軸を示しており、横方向の破線１３は、裏面に貼付した偏光板の透過軸を示している。
【００２１】
太い白矢印は、画素電極６と共通電極８との間に印加される電界方向１１を示しており、画素電極６と共通電極８の延在方向に直交する方向に印加される。細い矢印はこの電界により液晶材料９が応答方向１０を示している。なお、本実施の形態において、交互に配置された一対の櫛歯状電極（画素電極６と共通電極８）の延在方向は１００°（右方向を０°と定義）であり、したがって、太い矢印で示した櫛歯状電極間の電界方向１１は、櫛歯状電極６、８の延在方向に直交する１０°の方向である。図２において、液晶材料９の形状の細かい破線は、電圧印加により液晶配向が変化する様子を模式的に示したものである。
【００２２】
本実施の形態においては、図２に示すように、偏光板の透過軸方向１２、１３はお互いに直交するように配置される。具体的には、表面の偏光板の透過軸１２は（右を０°と定義した場合に）９０°、裏面の偏光板の透過軸１３は０°とした。電圧を印加しないときの液晶材料９の配向方向である初期配向方向は９０．５°とした。つまり液晶材料９の初期配向方向は櫛歯状電極６、８の延在方向（８０°）に近い方の偏光板の透過軸１２よりも０．５°だけ櫛歯状電極６、８間に生じる電界により液晶材料９が応答する方向の反対（反応答方向）へ回転した方向とした。電界方向１１は太い矢印で示したように、各電極に直交する方向であり、電圧印加によって、液晶材料９は細い矢印の方向に応答１０する。
【００２３】
＜光学特性＞
上記のような画素構造の液晶表示装置の電圧−透過率特性の一例を図３に示す。この図は、上記の画素構造の液晶表示装置の電圧−透過率特性の特徴を簡略化して示すもので、透過率、電圧等実際の値を示すものではない。
【００２４】
通常の横電界方式の液晶表示装置では、表面と裏面の偏光板の透過軸を直交させて貼付し、電圧無印加時の液晶材料の初期配向方向を表面又は裏面の偏光板の透過軸方向と一致させる。このように液晶材料９を配向させることによって、初期配向状態（黒表示状態）での黒レベルを低くすることができ、良好な表示を得ることができる。つまり、表面又は裏面の偏光板の透過軸方向と初期配向方向を一致させると偏光板を透過して液晶材料９内に入射した光は液晶材料９が偏光状態を変化させることがなく、そのままの偏光状態で反対の偏光板に到達する。２枚の偏光板はその透過軸を直交させて貼付されているので、この光は透過することができず、良好な黒表示を得ることができる。
【００２５】
しかしながら本実施の形態では、液晶材料９の初期配向方向は、偏光板の透過軸方向から０．５°ずれて配向しているため、初期配向状態においては光抜けが生じ、電圧無印加の状態ではやや透過率が高くなる（図３A）。その後、電圧を印加して、液晶材料９の方向が徐々に変化していくと、偏光板の透過軸方向と液晶材料９の配向方向が一致し、液晶材料９が入射光の偏光状態に影響を与えなくなるので、透過率が低下する（図３B）。
【００２６】
印加する電圧が高くなり、液晶材料９がさらに回転すると、透過率は図３のC〜Fへ徐々に高くなり、最終的にはほぼ一定値となる。画像を表示する場合には、この電圧−透過率特性に基づいて、各階調での印加電圧を設定して表示に用いるが、本実施の形態の液晶表示装置の場合は、電圧を印加しない初期配向状態（図３A）を黒表示として用いるのではなく、図３のBの状態の電圧を印加した状態を黒表示を行う階調として用いることにより、液晶配向ずれが生じた場合でも良好な表示を得ることができる。
【００２７】
＜偏光板の偏光軸方向、液晶材料の初期配向方向のずれについて＞
液晶表示装置の表面と裏面に貼付する偏光板の透過軸は、お互いに直交するように貼付し、一方の偏光板の透過軸の方向と液晶材料９の初期配向方向が一致したときもっとも良好な表示特性を得ることができる。しかしながら、偏光板の透過軸の方向は、その製造工程でのずれ、液晶表示装置への貼り付け工程でのばらつき等があり、一般に±０．５°程度の範囲でばらつきが生じる。そのため製造するすべての液晶表示装置で表面と裏面の偏光板の透過軸を直交させ、液晶材料９の初期配向をそのいずれかと完全に一致させることは困難である。
【００２８】
本実施の形態では、偏光板の透過軸に対して左回り（電圧印加により液晶材料が応答する方向の反応答方向）に０．５°ずらして配向させた。上述のように偏光板の透過軸方向は液晶表示装置の製造工程において±０．５°程度変化するので液晶材料９の初期配向方向を反応答方向へ０．５°ずらして配向させておくと、偏光板の製造工程、偏光板の貼り付け工程において、偏光板の透過軸方向がずれたとしても、常に液晶材料９の初期配向方向は偏光板の透過軸方向に対して反応答方向にずれていることになる。
【００２９】
一方、仮に上記のように偏光板の透過軸の方向が互いに直交し、偏光板の偏光軸方向と液晶材料９の初期配向方向を完全に一致させるように製造した場合、現実に製造される個々の液晶表示装置では、液晶材料９の配向はどちら側（応答方向、又は反応答方向）にずれるかを制御することができず、電圧印加による応答方向にずれた液晶表示装置と反反応方向にずれた液晶表示装置も生産されることになる。
【００３０】
上記の光学特性の説明において、本実施の形態の反応答方向に０．５°ずらして配向させた場合、電圧印加に伴う液晶材料９の応答の途中、つまり０．５°だけ応答方向に配向方向を回転させた状態において透過率を極小とすることができる。したがって黒表示の電圧を調節することで良好な表示が可能となる。しかしながら右回りに０．５°ずらして液晶材料９を配向させた場合、初期配向状態では光抜けが生じ、またこの光抜けは電圧により増加し、電圧調整により改善することができない。
【００３１】
このように偏光板の透過軸方向と液晶材料９の初期配向方向を完全に一致させることを目指して製造した結果、いずれの方向にもずれた液晶表示装置が製造され得るため、その約半数は電圧調整により表示特性を改善することができない。しかしながら、本実施の形態に示した、液晶配向方向を、電圧印加による反応答方向に意図的にずらして配向させた場合、やや電圧を印加した状態を黒表示として用いることにより、良好な表示特性の液晶表示装置を安定して得ることができる。
【００３２】
従来の横電界方式の液晶表示装置では、電圧を印加しない状態を黒表示として用いる。そのため、白表示の状態から黒表示の状態に切り替える場合、白表示を得るための電圧から黒表示の電圧、つまり電圧無印加の状態に切り替えることで行っている。液晶材料の配向状態で考えると、白表示時は電圧を印加するため、液晶材料は電界の方向へ回転しており、それを黒表示とするためには、印加していた電圧を切ることしかない。つまり液晶材料を初期配向状態に戻すために、強制的に液晶配向を初期配向に戻すことができず、液晶配向状態が自然に元の状態も戻るまでの長時間を要することになり、その応答速度は遅い。
【００３３】
しかしながら本実施の形態で述べた画素構成の場合、電圧を印加した状態を黒表示として用いるため、白表示から黒表示へ表示を切り替える場合に、白表示を得るための電圧から、目的とする黒表示を得るために電圧に切り替えるのではなく、電圧を印加しない状態に切り替えることで、電圧変化をより強調することができ、液晶材料９が白表示を行うために回転して応答した状態から、黒表示を得るための少し回転した状態（０Vではない。やや電圧を印加した状態）へ、高速に戻ることができ、応答速度を早くすることができると言う特長も有する。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、先に述べたように、横電界方式の液晶表示装置のうち、インプレーンスイッチングモードの液晶表示装置を例として説明したが、横電界方式の他の液晶表示装置である、一方の透明基板上の上層電極に、スリットを形成し、下層電極に平面状電極を用いたフリンジフィールドスイッチング（Fringe Field Switching）モードの液晶表示装置であっても同様に適用することができる。
【００３５】
実施の形態２.
図４に本実施の形態の画素構成の平面模式図を示す。図４は図２と同様に図１の破線で囲んだ領域を拡大して模式的に示すもので、画素の櫛歯状電極６、８の延在方向は１００°、太い白矢印で示した電界方向１１は櫛歯状電極６，８の延在方向に直交する１０°の方向である。また表面の偏光板の透過軸１２は８９．５°、裏面の偏光板の透過軸１３は０°であり、電圧を印加しない状態での液晶配向方向である初期配向方向を９０．５°とした。つまり偏光板の透過軸の貼り付け角度は±０．５°の範囲でずれており、表面の偏光板は−０．５°、裏面の偏光板は±０°の精度で貼付した。液晶材料の初期配向方向は液晶材料が電界により応答する方向１０（小さい矢印）の反対である反応答方向に０．５°ずらして配向させた。この状態では電圧無印加時に光抜けがわずかに観察される。
【００３６】
電圧を印加すると徐々に液晶材料９は右回り（小さい矢印１０の方向）に配向を回転させ、それに伴って、電圧無印加時に見られた光抜けが徐々に低減する。この画素構成の場合、液晶配向が約８９．７５°となったとき透過率が最も低くなった。したがって、電圧を印加して液晶配向方向が８９．７５°となった状態を黒表示の階調に設定することでコントラストの高い良好な表示を得ることができる。
【００３７】
実施の形態３.
図５に本実施の形態の画素構成の平面模式図を示す。図５は図２と同様に図１の破線で囲んだ領域を拡大して模式的に示すもので、画素の櫛歯状電極６、８の延在方向は１００°、電界方向は、櫛歯状電極６，８の延在方向に直交する１０°の方向である。また表面の偏光板の透過軸１２は９０．５°、裏面の偏光板の透過軸１３は０．５°であり、電圧を印加しない状態での液晶配向方向である初期配向方向は９１°とした。つまり偏光板の透過軸の貼り付け精度は±０．５°であり、本実施の形態ではいずれの偏光板も左回り（小さい矢印１０の反対方向）に０．５°ずれている。
【００３８】
液晶材料９の初期配向方向は、電界を印加したときの液晶材料９の反応答方向へ、偏光板の透過軸方向からさらに０．５°ずらした状態とした。この状態では電圧無印加時に光抜けがわずかに観察される。電圧を印加すると徐々に液晶材料９は右回り（小さい矢印１０の方向）に配向を回転変化させる。この画素構成の場合、電圧印加により液晶材料９の配向方向が９０．５°になった時に最も透過率が小さくなり、さらに電圧を印加すると徐々に光抜けが増加し、透過率が高くなる。
【００３９】
本実施の形態の場合、電圧を印加して液晶配向方向が９０．５°となった状態を黒表示を行う階調に用いることによりコントラストの高い良好な表示を得ることができた。
【００４０】
実施の形態４．
図６に本実施の形態の、横電界方式液晶表示装置のうち、インプレーンスイッチングモードを用いた液晶表示装置であり、一対の櫛歯状電極の各々をくの字型電極とした画素構成の平面模式図を示している。図６は図２等と同様に図１の破線で示した部分を拡大して模式的に示したものである。
【００４１】
本実施の形態に用いる画素電極１６、１７と共通電極１８、１９は、くの字型をしており、各画素電極１６、１７、共通電極１８、１９は、画素の上部と下部で電気的に切り離されている。そのため画素の上部では太い白矢印の方向に電界が印加１４され、画素の下部では太い白矢印の方向に印加１５され、それぞれの電界の大きさを画素の上部と下部で別々に設定することができる。したがって液晶材料９が、液晶材料９の応答方向２０、２１を示す小さい矢印で示すように電圧印加により、画素の上部の液晶材料９は左回りに、画素の下部の液晶材料９は右回りに応答し、それぞれの応答状態を別々に設定することができる。
【００４２】
図６に示した横電界方式の液晶表示装置は、横電界により液晶分子が基板面に平行に応答し、かつ櫛歯状電極（画素電極１６、１７、共通電極１８、１９）が、くの字型をしており、画素の上下部で応答方向が異なるため、観察する方向による液晶材料９の影響が平均化され、視野角特性が図２等に示した櫛歯状電極６、８が、くの字型でない液晶表示装置より広くなると言う特長を有する。
【００４３】
図６において、偏光板の透過軸方向は、表の偏光板の透過軸は９０°、裏面の偏光板の透過軸方向は０°であった。また画素電極等の櫛歯状電極の延在方向は、画素の上部では８０°、画素の下部では１００°であった。このとき液晶材料の初期配向方向を８９．５°とした。電圧印加による液晶材料９の応答方向は、画素の上部では左回り(液晶材料が応答方向を示す小さい矢印２０の方向)、画素の下部では右回り（液晶材料が応答方向を示す小さい矢印２１の方向）となる。
【００４４】
画素の上部では表面の偏光板の透過軸が９０°であり、液晶分子の電圧無印加時の配向方向である初期配向方向は８９．５°である。電圧を印加すると左回りに応答するので初期配向において反応答方向にずれて配向していることになる。電圧を印加すると、左回り（小さい矢印２０の方向）に応答すると、偏光板の透過軸方向に一致する方向を経て液晶材料９は応答する。つまり透過率と電圧の関係で考えると、電圧を印加すると、透過率が一度低下し、その後徐々に透過率が高くなっていく。
【００４５】
一方、画素の下部では表面の偏光板の透過軸が９０°であり、液晶材料９の初期配向方向が８９．５°である。電圧を印加すると右回りに応答するので初期配向応答方向にずれて配向していることになる。そのため電圧を印加して、右回りに応答すると、偏光板の透過軸方向に一致することなく、偏光板の透過軸方向から離れる方向へ液晶材料９は応答する。つまり透過率と電圧の関係で考えると、電圧無印加時にわずかに光抜けが見られ、電圧印加すると透過率が一度低下することなく、徐々に透過率が高くなっていく。
【００４６】
画素の上部と下部の電圧と透過率の関係を併せて考えると、電圧を印加すると、画素の上部では一度透過率が低下した後透過率が上昇するが、画素の下部は電圧印加に伴って単純に透過率が増加するため、それらを同時に観察すると、一方が透過率が低下し、良好な黒表示を行っている時に、他方は光抜けが観察されるので、黒表示の透過率が高くなり良好な表示特性を得ることができない。
【００４７】
そこで、本実施の形態のように、くの字型の電極を用いた液晶パネルの場合、画素の上部と画素の下部で配向方向を変化させることが必要である。本実施の形態の場合、一例として、画素上部は８９．５°、画素下部は９０．５°の方向に各々配向させた（図７）。この条件で配向することで、上部、下部とも反応答方向にずれて初期配向させることができる。
【００４８】
このような画素内で液晶分子の配向方向を変化させる手法としては、一方をレジストでマスクして他方をラビング処理するマスクラビング法、イオンビームを配向膜表面に照射するイオンビーム法等を用いることができる。
【００４９】
図７に画素構成の平面模式図を示す。図７に示した画素の構造とすることで、画素の上部、画素の下部で反対方向に液晶材料９が応答し、電圧が少し印加されたときに上部、下部ともに黒表示となるため、良好な特性の表示を行うことができる。図７では、表面の偏光板の透過軸１２方向に対して、画素上部と下部の液晶材料の初期配向方向は対称とした。従って画素の上部と下部で同じ電圧が印加された場合良好な表示を得ることができる。
【００５０】
しかしながら、上部と下部の液晶材料９の初期配向方向が対称でない場合、上部と下部では、最も良好な黒表示を得るための電圧が異なることも考えられる。そこで櫛歯状電極（画素電極１６、１７と共通電極１８、１９）の上部と下部を電気的に切り離し、各々別の電圧を印加することで液晶材料９の電圧印加による応答状態を詳細に調整することができる。本実施の形態の画素構造は、くの字の電極を用いた横電界方式を用いているので、非常に広い視野角特性も得ることができ、コントラスト、視野角とも良好な液晶表示を行うことができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、櫛歯状電極（画素電極１６、１７と共通電極１８、１９）を用いたインプレーンスイッチングモードの液晶表示装置の例を用いて説明したが、一方の透明基板上の上層電極に、くの字型のスリットを形成し、下層電極に平面状電極を用いたフリンジフィールドスイッチングモードの液晶表示装置であっても同様に適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  信号配線、２  走査配線、３  薄膜トランジスタ、４  ソース電極、５  ドレイン電極、６  画素電極、７  共通配線、８  共通電極、９  液晶材料、１０  液晶材料の応答方向、１１  電界方向、１２  表面の偏光板の透過軸、１３  裏面の偏光板の透過軸、１４  画素上部の電界方向、１５  画素下部の電界方向、１６  画素電極（上部）、１７  画素電極（下部）、１８  共通電極（上部）、１９  共通電極（下部）、２０  画素上部の液晶材料の応答方向、２１  画素下部の液晶材料の応答方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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