(57)【要約】      （修正有）【課題】表示面の左右方向における広い観察角度の範囲で透過率の低下を抑える。【解決手段】第１基板、第２基板、第１電極、第２電極並びにプレティルト角が９０°未満であるモノドメイン垂直配向の液晶層を含み、第１電極と第２電極が平面視で重なる領域において表示部が構成され、第１電極又は第２電極のいずれかは表示部内に配置される少なくとも１つの開口部を有し、開口部は、平面視において、各々の長手方向が互いに異なる方向であり各々の一端が結合した第１枝部及び第２枝部を有し、かつ第１枝部と第２枝部の結合した一端側を液晶分子の配向方向と略同じ方向へ向けて配置されており、第１枝部と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第１角度と第２枝部と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第２角度が等しく、かつ、第１角度と第２角度の和が４５°より大きく８０°以下である、液晶表示装置。【選択図】図１
2015025869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面に設けられた第１電極と、
前記第２基板の一面に設けられた第２電極と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられており、プレティルト角が９０°未満であるモノドメイン垂直配向の液晶層、
を含み、
前記第１電極と前記第２電極が平面視で重なる領域において表示部が構成され、
前記第１電極又は前記第２電極のいずれかは前記表示部内に配置される少なくとも１つの開口部を有し、
前記開口部は、平面視において、各々の長手方向が互いに異なる方向であり各々の一端が結合した第１枝部及び第２枝部を有し、かつ前記第１枝部と前記第２枝部の結合した前記一端側を前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と略同じ方向へ向けて配置されており、
前記第１枝部と前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第１角度と前記第２枝部と当該液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第２角度が等しく、かつ、当該第１角度と当該第２角度の和が４５°より大きく８０°以下である、
液晶表示装置。
【請求項２】
対向配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面に設けられた第１電極と、
前記第２基板の一面に設けられた第２電極と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられており、プレティルト角が９０°未満であるモノドメイン垂直配向の液晶層、
を含み、
前記第１電極と前記第２電極が平面視で重なる領域において表示部が構成され、
前記第１電極又は前記第２電極のいずれかは前記表示部内に配置される少なくとも１つの開口部を有し、
前記開口部は、平面視において、各々の長手方向が互いに異なる方向であり各々の一端が結合した第１枝部及び第２枝部と、その長手方向が前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と略同じ方向であり一端が前記第１枝部と前記第２枝部の各一端と結合した第３枝部とを有し、かつ、前記第１枝部と前記第２枝部の結合した前記一端側を前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と略同じ方向へ向けて配置されており、
前記第１枝部と前記第３枝部の各他端を結んだ第１直線と、前記第２枝部と前記第３枝部の各他端を結んだ第２直線とのなす第３角度が鋭角である、
液晶表示装置。
【請求項３】
前記第３角度が４５°より大きく８０°以下である、
請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１枝部と前記液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第１角度と前記第２枝部と当該液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第２角度がそれぞれ略４５°である、
請求項２又は３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、垂直配向型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、例えば民生用や車載用の各種電子機器における情報表示部として広く利用されている。一般的な液晶表示装置は、数μｍ程度の間隙を設けて対向配置させた２枚の基板間に液晶材料からなる液晶層を配置して構成されている。このような液晶表示装置の１つとして垂直配向型の液晶表示装置が知られている。垂直配向型の液晶表示装置は、２枚の基板の外側にそれぞれ偏光板を配置し、これらの偏光板の吸収軸をクロスニコル配置とすることにより、バックライトの発光波長に依存せず良好なノーマリーブラック表示を実現できるという長所がある。
【０００３】
上記のような液晶表示装置は、各基板と各偏光板の間にそれぞれ負の一軸光学異方性または負の二軸光学異方性を有する視角補償板を配置することにより、暗表示時において基板法線から傾いた方向から観察した場合にも透過率の上昇が少なくコントラストが比較的低下しにくい良好な表示状態を実現することができる。また、上記の液晶表示装置において、明表示時にも良好な視角特性を実現する技術の１つとして、電極構造の工夫によって液晶層内に斜め電界を発生させ、この斜め電界によって液晶層の液晶分子の配向方向を１つの画素内で複数の方向へ分割するマルチドメイン配向技術が知られている。他方で、上記の液晶表示装置において表示面の左右方向の視角特性だけを特に重視すればよい場合には、上記のマルチドメイン配向技術を用いずに、液晶層をモノドメイン配向とすることもできる。
【０００４】
ところで、上記のような液晶表示装置において、電圧印加時の液晶層をモノドメイン配向とする場合には、表示面の法線からより大きい観察角度で観察した場合に表示に色づき（カラーシフト）が生じる傾向が見られ、表示品位が著しく低下する懸念がある。これについて、例えば特開２０１２−６８３５３号公報（特許文献１）には、１つの表示部内において、例えば表示面の上下方向に伸びた１つまたは複数の開口部を片側の電極に設ける技術が提案されている。この先行例の液晶表示装置によれば、明表示時の左右方向におけるカラーシフトの抑制や反視認方向の急激な透過率低下（ブラックアウト）の抑制が実現される。しかしながら、先行例の液晶表示装置は、左右方向のそれぞれ大きな観察角度の方向から観察した場合において透過率が低下する現象が生じ、さらに反視認方向から時計回り並びに反時計回りに４５°の方向においては比較的小さな観察角度から大きな観察角度にかけて透過率が低くなる現象が生じるという点で改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、垂直配向型の液晶表示装置において表示面の左右方向における広い観察角度の範囲で透過率の低下を抑えることが可能な技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面に設けられた第１電極と、（ｃ）第２基板の一面に設けられた第２電極と、（ｄ）第１基板と第２基板の間に設けられており、プレティルト角が９０°未満であるモノドメイン垂直配向の液晶層を含み、（ｅ）第１電極と第２電極が平面視で重なる領域において表示部が構成され、（ｆ）第１電極又は第２電極のいずれかは表示部内に配置される少なくとも１つの開口部を有し、（ｇ）開口部は、平面視において、各々の長手方向が互いに異なる方向であり各々の一端が結合した第１枝部及び第２枝部を有し、かつ第１枝部と第２枝部の結合した一端側を液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と略同じ方向へ向けて配置されており、（ｈ）第１枝部と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第１角度と第２枝部と当該液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第２角度が等しく、かつ、当該第１角度と当該第２角度の和が４５°より大きく８０°以下である、ことを特徴とする液晶表示装置である。
ここで、本明細書における「垂直配向」とは、９０°未満ではあるが相当程度高い大きさ（例えば、８７°以上９０°未満）のプレティルト角を有する配向をいう。
【０００８】
上記構成によれば、垂直配向型の液晶表示装置において表示面の左右方向における広い観察角度の範囲で透過率の低下を抑えることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面に設けられた第１電極と、（ｃ）第２基板の一面に設けられた第２電極と、（ｄ）第１基板と第２基板の間に設けられており、プレティルト角が９０°未満であるモノドメイン垂直配向の液晶層を含み、（ｅ）第１電極と第２電極が平面視で重なる領域において表示部が構成され、（ｆ）第１電極又は第２電極のいずれかは表示部内に配置される少なくとも１つの開口部を有し、（ｇ）開口部は、平面視において、各々の長手方向が互いに異なる方向であり各々の一端が結合した第１枝部及び第２枝部と、その長手方向が液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と略同じ方向であり一端が第１枝部と第２枝部の各一端と結合した第３枝部とを有し、かつ、第１枝部と第２枝部の結合した一端側を液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と略同じ方向へ向けて配置されており、（ｈ）第１枝部と第３枝部の各他端を結んだ第１直線と、第２枝部と第３枝部の各他端を結んだ第２直線とのなす第３角度が鋭角である、ことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１０】
上記構成によっても、垂直配向型の液晶表示装置において表示面の左右方向における広い観察角度の範囲で透過率の低下を抑えることが可能となる。
【００１１】
上記の液晶表示装置においては、第３角度は４５°より大きく８０°以下であることがより好ましい。また、第１枝部と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第１角度と第２枝部と当該液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向のなす第２角度がそれぞれ略４５°である、ことがより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、一実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。図１（Ｂ）は、各第１電極１３と各第２電極１４を部分的に示した平面図である。
【図２】図２は、シミュレーション解析にて用いられる液晶表示装置の構造模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。図３（Ｂ）は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。図３（Ｃ）は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。
【図４】図４は、条件１の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図５】図５は、条件２の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図６】図６は、条件３の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図７】図７は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。
【図８】図８は、逆Ｙ字状の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図９】図９（Ａ）は、比較例１のシミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部を示す平面図である。図９（Ｂ）は、比較例２のシミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部を示す平面図である。図９（Ｃ）は、比較例３のシミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部を示す平面図である。
【図１０】図１０は、比較例１のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図１１】図１１は、比較例２のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図１２】図１２は、比較例３のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は、それぞれ複数の開口部を１つの画素内に配置する変形例を示す平面図である。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）、図１４（Ｃ）、図１４（Ｃ）は、それぞれ複数の開口部を１つの画素内に配置する変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１（Ａ）は、一実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。本実施形態の液晶表示装置は、対向配置された第１基板１１と第２基板１２と、両基板の間に配置された液晶層１７と、を主に備える。第１基板１１の外側には第１偏光板２１が配置され、第２基板１２の外側には第２偏光板２２が配置されている。第１基板１１と第１偏光板２１の間には第１視角補償板２３が配置され、第２基板１２と第２偏光板２２の間には第２視角補償板２４が配置されている。液晶層１７の周囲はシール材によって封止されている。以下、さらに詳細に液晶表示装置の構造を説明する。
【００１４】
第１基板１１および第２基板１２は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第１基板１１と第２基板１２との相互間には、スペーサーが分散して配置されている。これらのスペーサーにより、第１基板１１と第２基板１２との間隙が所定距離（例えば数μｍ）に保たれる。
【００１５】
複数の第１電極１３は、第１基板１１の一面上に設けられている。また、複数の第２電極１４は、第２基板１２の一面上に設けられている。第２電極１４には、複数の開口部１８が設けられている。各第１電極１３および各第２電極１４は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。
【００１６】
配向膜１５は、第１基板１１の一面側に各第１電極１３を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜１６は、第２基板１２の一面側に各第２電極１４を覆うようにして設けられている。各配向膜１５、１６にはラビング処理等の配向処理が施されている。本実施形態の配向膜１５、１６は、初期状態（電圧無印加時）における液晶層１７を垂直配向に規制するもの（垂直配向膜）が用いられている。より詳細には、各配向膜１５、１６としては、液晶層１７の液晶分子に対して９０°に極めて近いが９０°より小さい角度のプレティルト角を付与し得るものが用いられる。なお、いずれか一方の配向膜のみに配向処理を行ってもよい。
【００１７】
液晶層１７は、第１基板１１の第１電極１３と第２基板１２の第２電極１４との相互間に設けられている。本実施形態では誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）の液晶材料（ネマティック液晶材料）を用いて液晶層１７が構成されている。この液晶層１７は、液晶分子の配向状態がモノドメイン配向に規制されており、そのプレティルト角は概ね８９．８°に設定されている。また、液晶層１７の屈折率異方性Δｎは、例えば０．１８程度である。
【００１８】
第１偏光板２１および第２偏光板２２は、各々の吸収軸が互いに直交するように配置されている（クロスニコル配置）。また、第１偏光板２１および第２偏光板２２は、各々の吸収軸が第１基板１１に施された配向処理の方向、第２基板１２に施された配向処理の方向のいずれとも略４５°の角度をなすように配置されている。これにより、第１偏光板２１と第２偏光板２２の各吸収軸は、各配向処理の方向によって定義される液晶層１７の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して略４５°の角度をなすことになる。
【００１９】
図１（Ｂ）は、各第１電極１３と各第２電極１４を部分的に示した平面図である。複数の第１電極１３は、それぞれが図中の左右方向（第１方向）に延在して配置されており、複数の第２電極１４は、それぞれが図中の上下方向（第２方向）に延在して配置されている。図示のように、各第１電極１３と各第２電極１４とが平面視において重なる箇所のそれぞれが画素（表示部）３０となる。各画素３０は、それぞれ矩形状であり上下左右の各方向に規則的に配列されている。なお、図中の上下左右の各方向が液晶表示装置の表示面における上下左右の各方向に対応している。また、各画素３０にはそれぞれ１つずつの開口部１８が配置されている。ここで示す各開口部１８は、それぞれが逆Ｖ字状であり、各画素３０の略中央に配置されている。
【００２０】
また、図示のように、配向膜１５に施された配向処理の方向３１は図中の上方向（１２時方向）であり、各第２電極１４の延在方向とは略平行で各第１電極１３の延在方向とは直交している。また、図示のように、配向膜１６に施された配向処理の方向３２は図中の下方向（６時方向）であり、各第２電極１４の延在方向とは略平行で各第１電極１３の延在方向とは交差している。配向処理の方向３１、３２がアンチパラレル配置であることにより、液晶層１７は、その層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向３３が図示のように上方向（１２時方向）であるモノドメイン配向となる。なお、略平行とは、±５°程度の誤差を含むものとする。
【００２１】
本実施形態の液晶表示装置は以上のような構成を有しており、次に各開口部１８の形状の違いによる光学的特性の差違をシミュレーション結果に基づいて説明する。
【００２２】
図２は、シミュレーション解析にて用いられる液晶表示装置の構造模式図である。図２で示す液晶表示装置は基本的に上記図１の液晶表示装置と同様の構造であり、ここでは特に各偏光板や光学補償板等の設定条件について図示する。シミュレーション解析においては、第１基板１１、第２基板１２の各々への配向処理の方向をアンチパラレル配置に設定した。液晶層１７については、電圧無印加時のプレティルト角を８９．８°としたモノドメイン配向に設定し、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向を９０°方向（１２時方向）に設定し、液晶材料の誘電率異方性Δεを負の値に設定し、屈折率異方性Δｎを約０．０９１に設定し、層厚（セル厚）を６．６μｍに設定した。液晶層１７のリタデーションΔｎ・ｄは６００ｎｍである。
【００２３】
第１偏光板２１については、偏光層２１ａとこれより第１基板１１に近い側のＴＡＣ（トリアセチルセルロース）層２１ｂからなる偏光板を設定した。なお、第１基板１１から遠い側のＴＡＣ層については省略した。偏光層２１ａの吸収軸は液晶層１７の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して４５°方向に設定し、ＴＡＣ層２１ｂの面内遅相軸もこれと同じ方向に設定した。ＴＡＣ層２１ｂの面内位相差は３ｎｍ、厚さ方向位相差は５０ｎｍとした。第１視角補償板２３については、面内位相差が５５ｎｍ、厚さ方向位相差が２２０ｎｍである負の二軸フィルムを設定し、かつその面内遅層軸を第１偏光板２１の吸収軸に対して直交するように設定した。第２偏光板２２については、偏光層２２ａとこれより第２基板１２に近い側のＴＡＣ層２２ｂからなる偏光板を設定した。なお、第２基板１２から遠い側のＴＡＣ層については省略した。偏光層２２ａの吸収軸は液晶層１７の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して１３５°方向に設定し、ＴＡＣ層２２ｂの面内遅相軸もこれと同じ方向に設定した。ＴＡＣ層２２ｂの面内位相差は３ｎｍ、厚さ方向位相差は５０ｎｍとした。第２視角補償板２４については、面内位相差が５５ｎｍ、厚さ方向位相差が２２０ｎｍである負の二軸フィルムを設定し、かつその面内遅層軸を第２偏光板２２の吸収軸に対して直交するように設定した。
【００２４】
シミュレーションは（株）シンテック製液晶表示器シミュレータ LCD MASTER 8.3を用いて３次元解析（ポテンシャル計算、ダイレクタ計算）行った後、そのダイレクタの計算結果を用いて同シミュレータによる１次元解析を行うことにより、領域内平均透過率の視角特性を計算した。シミュレーション解析時の共通の条件は以下のとおりである。計算領域は１００×１００μｍの矩形領域（１画素に相当）、面内分割数は５０×５０メッシュ、セル厚は上記のように６．６μｍに設定し、その厚さ方向の分割数は３０とした。矩形領域の第１電極１３および第２電極１４の構造は上下左右の各方向とも周期的な構造と定義した。そして、第１電極１３に０Ｖ、第２電極１４に２．６Ｖの電位を与えたときの定常状態における配向状態を解析した。なお、第１偏光板２１の吸収軸は反時計回りに４５°、第２偏光板２２の吸収軸は時計回りに４５°の配置とした（クロスニコル配置）。
【００２５】
図３（Ａ）は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。ここに例示する条件（以下「条件１」という。）の開口部は、１００×１００μｍの１画素の中央に配置されており、図中の右下方向へ伸びる第１枝部１８ａと左下方向へ伸びる第２枝部１８ｂをそれぞれの一端で結合し、当該一端側が画素上部へ向かって結合した逆Ｖ字状の形状を有する。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂは、それぞれの長さが約５０μｍ、幅が約１０μｍである。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂの延在方向は、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向（図中の上方向；図１（Ｂ）参照）に対してそれぞれ反時計回り、時計回りに６０°である。第１枝部１８ａと第２枝部１８ｂの相互間の角度は１２０°の鈍角となる。
【００２６】
図４は、条件１の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。本等輝度曲線は中心が液晶表示装置の法線方向から観察したときの透過率を示し、各方位へ外側に向かうにしたがって極角観察角度が大きくなるように示している。破線の同心円は極角２０°おきのガイドを示しており最外殻の実線円は極核８０°を示している。また、各等輝度曲線上に示される数値は透過率（単位％）である。以下で示される等輝度曲線も同様である。図示のように、正面観察時において透過率が約１０％であるのに対して、３時方向、６時方向のそれぞれにおいて８％以上の透過率が得られる極角範囲は約５０°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約７２°であった。すなわち、比較的浅い極角角度における透過率変化は大きい。また、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向においては比較的に浅い観察角度で透過率が低下する傾向が観察された。
【００２７】
図３（Ｂ）は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。ここに例示する条件（以下「条件２」という。）の開口部は、１００×１００μｍの１画素の中央に配置されており、図中の右下方向へ伸びる第１枝部１８ａと左下方向へ伸びる第２枝部１８ｂをそれぞれの一端で結合し、当該一端側が画素上部へ向かって結合した逆Ｖ字状の形状を有する。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂは、それぞれの長さが約５０μｍ、幅が約１０μｍである。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂの延在方向は、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向（図中の上方向；図１（Ｂ）参照）に対してそれぞれ反時計回り、時計回りに４５°である。第１枝部１８ａと第２枝部１８ｂの相互間の角度は９０°となる。
【００２８】
図５は、条件２の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。図示のように、正面観察時において透過率が約１０％であるのに対して、３時方向、６時方向のそれぞれにおいて８％以上の透過率が得られる極角範囲は約５５°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約７２°であった。しかし、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向においては比較的に浅い観察角度で透過率がわずかに低下する傾向が観察された。
【００２９】
図３（Ｃ）は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。ここに例示する条件（以下「条件３」という。）の開口部は、１００×１００μｍの１画素の中央に配置されており、図中の右下方向へ伸びる第１枝部１８ａと左下方向へ伸びる第２枝部１８ｂをそれぞれの一端で結合し、当該一端側が画素上部へ向かって結合した逆Ｖ字状の形状を有する。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂは、それぞれの長さが約５０μｍ、幅が約１０μｍである。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂの延在方向は、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向（図中の上方向；図１（Ｂ）参照）に対してそれぞれ反時計回り、時計回りに３０°である。第１枝部１８ａと第２枝部１８ｂの相互間の角度は６０°の鋭角となる。
【００３０】
図６は、条件３の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。図示のように、正面観察時において透過率が約９．５％であるのに対して、３時方向、６時方向のそれぞれにおいて８％以上の透過率が得られる極角範囲は約６５°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約７５°であった。すなわち、より深い観察角度での透過率変化を小さくすることができている。また、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向においては極角４０°〜７０°の範囲において透過率４％以上が得られており、この極角範囲での透過率を高くすることができている。
【００３１】
以上のシミュレーション解析により、左右方向の深い観察角度における透過率の変化を小さくし、かつ反視認方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転した方向において、広範囲な極角範囲で透過率を高く保持できるのは、逆Ｖ字状の開口部の各枝部の長手方向を液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°未満の角度をなす方向とした場合であることが分かった。また、詳細を割愛するが、更なるシミュレーション解析の結果、開口部の各枝部の長手方向と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向とのなす角度の好適範囲は、４５°より大きく８０°以下の範囲であることが分かった。
【００３２】
次に、上記した逆Ｖ字状の開口部と同等またはそれ以上の効果が得られる開口部の構造として、逆Ｙ字状の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果を説明する。
【００３３】
図７は、シミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部の一例を示す平面図である。ここに例示する条件の開口部は、１００×１００μｍの１画素の中央に配置されており、図中の右下方向へ伸びる第１枝部２８ａと左下方向へ伸びる第２枝部２８ｂと上方向へ伸びる第３枝部２８ｃをそれぞれの一端で結合した逆Ｙ字状の形状を有する。第１枝部２８ａ、第２枝部２８ｂおよび第３枝部２８ｃは、それぞれの長さが約５０μｍ、幅が約１０μｍである。第１枝部１８ａおよび第２枝部１８ｂの延在方向は、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向（図中の上方向；図１（Ｂ）参照）に対してそれぞれ反時計回り、時計回りに４５°である。第１枝部１８ａと第２枝部１８ｂの相互間の角度は９０°となる。また、第３枝部２８ｃの延在方向は、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向（図中の上方向）に対して略平行である。また、第３枝部２８ｃの他端部（他の枝部と結合しない端部）の幅方向の中央と、第１枝部２８ａの他端部（他の枝部と結合しない端部）の幅方向の中央を結ぶ直線の長さを約７５μｍとし、この直線と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向とのなす角度を３０°とした。
【００３４】
図８は、逆Ｙ字状の開口部を有する液晶表示装置のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。図示のように、正面観察時において透過率が約８．５％であるのに対して、３時方向、６時方向のそれぞれにおいて８％以上の透過率が得られる極角範囲は約７０°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約７８°であった。すなわち、より深い観察角度での透過率変化を小さくすることができている。また、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向において透過率が４％以下になるのは極角７０°以上の領域のみとなり、視角特性が改善されることがわかった。
【００３５】
以上のシミュレーション解析により、左右方向の深い観察角度における透過率の変化を小さくし、かつ反視認方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転した方向において、広範囲な極角範囲で透過率を高く保持できるのは、逆Ｙ字状の開口部の第１枝部と第２枝部の各長手方向を液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°の角度をなす方向とした場合であることが分かった。また、詳細を割愛するが、更なるシミュレーション解析の結果、第３枝部の他端部（他の枝部と結合しない端部）と第１枝部の他端部（他の枝部と結合しない端部）を結ぶ直線を第１直線とし、第３枝部の他端部（他の枝部と結合しない端部）と第２枝部の他端部（他の枝部と結合しない端部）を結ぶ直線を第２直線とすると、第１直線と第２直線のなす角度の好適範囲は４５°よりも大きく８０°以下の範囲であることが分かった。
【００３６】
次に、比較例の液晶表示装置のシミュレーション解析結果を説明する。
【００３７】
図９（Ａ）は、比較例１のシミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部を示す平面図である。ここでは画素内にその上下方向に伸びる矩形状の開口部が配置されている。この開口部は、幅が約１０μｍ、長さが約７０μｍである。その他のシミュレーション条件は上記と同様である。図１０は、比較例１のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。３時方向および９時方向の視角特性はこのような開口部を配置しない場合に比べて比べ大幅に改善され、特に深い観察角度における透過率の低下が抑制される結果が得られた。しかし、正面観察時において透過率が約１１％に対して、３時方向および６時方向において８％以上の透過率が得られる極角範囲は約５５°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約７２°であった。また、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向においても浅い観察角度でも透過率が低くなる傾向がある。
【００３８】
図９（Ｂ）は、比較例２のシミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部を示す平面図である。ここでは画素内にその左右方向に伸びる矩形状の開口部が配置されている。この開口部は、幅が約１０μｍ、長さが約７０μｍである。その他のシミュレーション条件は上記と同様である。図１１は、比較例２のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。３時方向および９時方向の視角特性はこのような開口部を配置しない場合に比べて比べ大幅に改善され、特に深い観察角度における透過率の低下が抑制される結果が得られた。しかし、正面観察時において透過率が約１２％に対して、３時方向および６時方向において８％以上の透過率が得られる極角範囲は約４５°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約５５°であった。したがって、上記した比較例１よりも透過率の変化が大きい。また、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向においても、比較例１に比べてさらに浅い観察角度でも透過率が低くなる傾向がある。
【００３９】
図９（Ｃ）は、比較例３のシミュレーション解析にて使用した１画素内に配置した開口部を示す平面図である。ここでは画素内にその左右方向に伸びる矩形状の開口部が配置されている。この開口部は、２つの枝部を有し、これらの枝部の一端部が画素の下部に向かって結合したＶ字状の開口部であり、各枝部の幅が約１０μｍ、長さが約５０μｍである。各枝部の延在方向は、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向に対して時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°である。その他のシミュレーション条件は上記と同様である。図１２は、比較例３のシミュレーション解析結果である明表示時における等輝度曲線を示した図である。正面観察時において透過率が約１０％に対して、３時方向および６時方向において８％以上の透過率が得られる極角範囲は約４５°であり、６％以上の透過率が得られる極角範囲は約６５°であった。したがって、上記した比較例１よりも透過率の変化が大きい。しかし、１２時方向から時計回りおよび反時計回りにそれぞれ４５°回転させた方向においては比較例１に比べて浅い観察角度で透過率が上昇する傾向がある。
【００４０】
以上のような実施形態によれば、垂直配向型の液晶表示装置において表示面の左右方向における広い観察角度の範囲で透過率の低下を抑えることが可能となる。
【００４１】
なお、本発明は上述した内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では１画素内に１つの開口部を配置していたが、１画素内に複数の開口部を配置してもよい。この実施形態は、例えば複数のストライプ状電極が交差した領域を画素とするドットマトリクス型において各画素が比較的に大きくなる場合や、任意の電極形状を有して画素（表示部）が文字や図柄など任意の形状を有するセグメント型を採用する場合において特に有効である。
【００４２】
具体的には、例えば図１３（Ａ）に示すように、逆Ｖ字状の複数の開口部１８を１つの画素３０において上下左右の各方向に対して周期的に同じ数ずつ均等に配置することができる。逆Ｙ字状の複数の開口部１８についても同様である（図１４（Ａ）参照)。また、例えば図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）に示すように複数の開口部１８を１つの画素３０内において市松状に配置することもできる。また、例えば図１３（Ｃ）、図１４（Ｃ）に示すように複数の開口部１８を１つの画素３０内において一部領域（図示の例では画素上側）へ偏って配置することもできる。また、１画素内に複数の開口部を配置する場合に、それら開口部の形状は１種類でなくてもよく、図１４（Ｄ）に例示するように、逆Ｖ字状の開口部１８と逆Ｙ字状の開口部１８を混在させてもよい。
【００４３】
また、上記した実施形態では、視角補償板として負の２軸光学異方性を有する視角補償板を用いる場合を例示していたが、負の一軸光学異方性を有する視角補償板を用いてもよい。また、２つの視角補償板を用いる場合を例示していたがいずれか１つの視角補償板のみ用いてもよい。さらに、２つの視角補償板を用いる場合であっても両者の面内および厚さ方向位相差は同じ値でなくてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１１：第１基板
１２：第２基板
１３：第１電極
１４：第２電極
１５、１６：配向膜
１７：液晶層
１８：開口部
１８ａ、２８ａ：第１枝部
１８ｂ、２８ｂ：第２枝部
２８ｃ：第３枝部
２１：第１偏光板
２１ａ、２２ａ：偏光層
２１ｂ、２２ｂ：ＴＡＣ層
２２：第２偏光板
２３：第１視角補償板
２４：第２視角補償板
３１、３２：配向処理の方向
３３：液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向
【図１】
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【図２】
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【図１３】
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【図１４】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月1日(2013.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、図示のように、配向膜１５に施された配向処理の方向３１は図中の上方向（１２時方向）であり、各第２電極１４の延在方向とは略平行で各第１電極１３の延在方向とは交差している。また、図示のように、配向膜１６に施された配向処理の方向３２は図中の下方向（６時方向）であり、各第２電極１４の延在方向とは略平行で各第１電極１３の延在方向とは交差している。配向処理の方向３１、３２がアンチパラレル配置であることにより、液晶層１７は、その層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向３３が図示のように上方向（１２時方向）であるモノドメイン配向となる。なお、略平行とは、±５°程度の誤差を含むものとする。