(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が形成された第１の基板と、
第２の電極が形成された第２の基板であって、前記第２の電極が前記第１の電極と対向するように、前記第１の基板に略平行に配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された垂直配向する液晶層と、
前記第１の基板の、前記液晶層とは反対側に配置された第１の偏光板と、
前記第２の基板の、前記液晶層とは反対側に、前記第１の偏光板と略クロスニコルに配置された第２の偏光板と
を有し、
前記第１及び第２の偏光板は、吸収軸方位が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加しないときの、前記液晶層の厚さ方向の中央に位置する液晶分子の配向方位と略４５°の角度をなすように配置され、
前記第１及び第２の基板の法線方向に関して前記第１の電極と前記第２の電極とが重なって形成される表示部の輪郭線の第１の部分は、前記第１の電極のエッジと、前記第２の電極に形成された開口部のエッジとで構成され、かつ、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記第１の電極のエッジは、前記開口部の内部に存在し、
前記第１の部分においては、前記開口部がない場合には、前記液晶層の厚さ方向の中央に位置する液晶分子が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加したときに配向する方位と、電圧を印加しないときに配向する方位とのなす角が１３５°より大きく１８０°未満であって、２本の暗線が観察され、
前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記開口部が、１つの前記表示部内において、０．１ｍｍ以下の間隔で、対向する電極のエッジに沿って配置されている液晶表示素子。
【請求項２】
前記表示部は、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、矩形状以外の任意形状であり、
前記表示部の輪郭線において、前記開口部がない場合には、前記液晶層の厚さ方向の中央に位置する液晶分子が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加したときに配向する方位と、電圧を印加しないときに配向する方位とのなす角が１３５°より大きくなる部分のすべてが、前記第１の電極のエッジと前記第２の電極に形成された開口部のエッジ、及び、前記第２の電極のエッジと前記第１の電極に形成された開口部のエッジの少なくとも一方を用いて構成されている請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記開口部は、対向する電極のエッジの線形状に対応する形状を備える請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記開口部は矩形状である請求項３に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直配向型液晶表示素子は、二枚の表裏ガラス基板間に配置される液晶層内の液晶分子配向が、基板に対して略垂直に配向する垂直配向(vertical alignment; VA)モード液晶セルを略クロスニコルに配置された偏光板間に配置することにより構成される。ガラス基板法線方位から観察したとき、垂直配向型液晶表示素子の背景表示部（電圧無印加部）の光透過率は、略クロスニコルに配置された偏光板のそれとほぼ等しく、非常に低い。このため、垂直配向型液晶表示素子は、高コントラスト比での表示を比較的容易に実現することができる。
【０００３】
ＶＡモード液晶セルにおいて、表裏基板内面間に、垂直方向から傾斜した均一な配向処理を施す方法として以下の技術が公知である。たとえば（ｉ）配向膜としてＳｉＯｘなどの金属酸化膜を、基板内面となる面に、基板法線より傾いた方向から斜方蒸着することにより、蒸着した表面を鋸形状に形成し、この表面形状効果によって均一配向を実現する方法、（ｉｉ）ポリイミドなどの有機配向膜材料を基板内面となる面に成膜した後、配向膜面に紫外線を基板法線より斜め方位から照射する、いわゆる光配向処理方法（たとえば、特許文献１参照）、（ｉｉｉ）ある特定の表面自由エネルギを有する垂直配向膜を、基板内面となる面に成膜した後ラビング処理する方法（たとえば、特許文献２参照）である。これらの方法は、電圧無印加時のＶＡモード液晶セルの液晶層において、ある一方位に液晶分子を配向可能なモノドメイン配向処理方法である。
【０００４】
図１２（Ａ）は、従来の垂直配向型液晶表示素子の概略を示す断面図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、その電極構造の一部を示す概略的な平面図である。
【０００５】
図１２（Ａ）を参照する。従来の垂直配向型液晶表示素子は、表側基板１１、裏側基板１２、及び両基板１１、１２間に配置された垂直配向液晶層１３を含んで構成される。表側基板１１は、表側ガラス基板１１ａ、表側ガラス基板１１ａ上に形成されたセグメント透明電極１１ｂ、及び、表側ガラス基板１１ａ、セグメント透明電極１１ｂ上に形成された表側垂直配向膜１１ｃを含んで構成される。同様に、裏側基板１２は、裏側ガラス基板１２ａ、裏側ガラス基板１２ａ上に形成されたコモン透明電極１２ｂ、及び、裏側ガラス基板１２ａ、コモン透明電極１２ｂ上に形成された裏側垂直配向膜１２ｃを含んで構成される。セグメント透明電極１１ｂ及びコモン透明電極１２ｂは、たとえば酸化インジウムスズ(indium tin oxide; ITO)で形成される。
【０００６】
表側及び裏側垂直配向膜１１ｃ、１２ｃには、たとえば上記した配向処理方法（ｉｉ）または（ｉｉｉ）により、一方位に配向処理が施されている。表側及び裏側基板１１、１２と平行な面内に、紙面垂直奥方位を１２時方位（９０°方位）、紙面右方位を３時方位（０°方位）、紙面垂直手前方位を６時方位（２７０°方位）、紙面左方位を９時方位（１８０°方位）とする方位座標系を定めるとき、一例として、表側垂直配向膜１１ｃには１２時方位、裏側垂直配向膜１２ｃには６時方位に、液晶分子が一様に配向するように、配向処理がなされている。
【０００７】
垂直配向液晶層１３は、表側基板１１の表側垂直配向膜１１ｃと、裏側基板１２の裏側垂直配向膜１２ｃとの間に配置された略垂直配向する液晶層である。たとえば負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて形成され、モノドメイン構造を有する。たとえば、セグメント透明電極１１ｂとコモン透明電極１２ｂとの間に電圧が印加されない状態においては、液晶層１３の液晶分子は、表側及び裏側基板１１、１２に対して略垂直に配列する。両電極１１ｂ、１２ｂ間に閾値電圧より大きい電圧が印加されると（以下、電圧印加時または電圧印加状態）、液晶層１３内の液晶分子の大部分は、基板１１、１２の面内方向に向かって配向処理方位へ倒れる。
【０００８】
スペーサ１４は、たとえば表側基板１１と裏側基板１２との間の間隔を保持する。両基板１１、１２は、シール部１５により貼り合わされている。
【０００９】
表側視角補償板１６、表側偏光板１８が、この順に、液晶層１３とは反対側の表側ガラス基板１１ａ上に配置される。同様に、裏側視角補償板１７、裏側偏光板１９が、この順に、液晶層１３とは反対側の裏側ガラス基板１２ａ上に配置される。表側、裏側偏光板１８、１９は、たとえば略クロスニコルに、かつ、基板面と平行な面内において吸収軸方位が、液晶層１３の厚さ方向の中央に位置する液晶分子の電圧無印加時における配向方位（６時方位）と、４５°の角度をなすように配置されている。一例として、表側偏光板１８は、吸収軸方位が４５°−２２５°方位となるように配置され、裏側偏光板１９は、吸収軸方位が１３５°−３１５°方位となるように配置される。
【００１０】
表側、裏側視角補償板１６、１７は、負の一軸または負の二軸の光学異方性を有する視角補償板である。表側、裏側視角補償板１６、１７に面内遅相軸が存在する場合、表側、裏側視角補償板１６、１７は、遅相軸と、近接する偏光板１８、１９の透過軸とが略平行となるように配置される。
【００１１】
図示は省略したが、裏側偏光板１９の外側にバックライトが配置される。バックライトから発せられた光は、裏側偏光板１９及び裏側視角補償板１７を透過して液晶セルに入射する。セグメント透明電極１１ｂとコモン透明電極１２ｂとの間に閾値電圧より大きい電圧が印加されていないとき、及び、電圧が印加されている場合でも、表示部（基板１１、１２の法線方向に関して両電極１１ｂ、１２ｂが重なって形成され、表示が行われる領域）以外の領域においては、液晶セルに入射し、これを透過した光は、表側偏光板１８で遮光される。このため、表側偏光板１８の外側から液晶表示素子を観察する観察者に対して、暗表示（黒表示）が行われる。他方、両電極１１ｂ、１２ｂ間に閾値電圧より大きい電圧が印加された状態の表示部においては、液晶セルに入射した光は、液晶セル及び表側偏光板１８を透過する。このため、表側偏光板１８の外側から液晶表示素子を観察する観察者に対して、明表示（白表示）が行われる。
【００１２】
図１２（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれセグメント透明電極１１ｂ、コモン透明電極１２ｂの一部を示す概略的な平面図である。また、図１２（Ｄ）は、表側基板１１の鉛直上方（基板法線方向）から観察した両電極１１ｂ、１２ｂの一部を示す概略的な平面図である。
【００１３】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す液晶表示素子は、表示部の形状を主にセグメント電極１１ｂの形状によって実現する、いわゆるセグメント表示液晶表示素子である。セグメント表示液晶表示素子においては、電極の形状により、任意形状の表示部を作製することができる。図１２（Ｂ）〜（Ｄ）には、表示部が「ＡＵＴＯ」の文字列となる電極１１ｂ、１２ｂ領域を示した。なおセグメント表示液晶表示素子は、たとえば単純マトリクス駆動、一例としてマルチプレックス駆動により動作される。
【００１４】
「ＡＵＴＯ」の表示を実現するため、セグメント透明電極１１ｂは、たとえば図１２（Ｂ）に示す形状に、表側ガラス基板１１ａ上に形成される。また、コモン透明電極１２ｂは、図１２（Ｃ）に示す形状に、裏側ガラス基板１２ａ上に形成される。表側基板１１と裏側基板１２とは、電極１１ｂ、１２ｂ形成面が対向するように略平行配置され、両基板１１、１２の法線方向から見たとき、両電極１１ｂ、１２ｂ形成領域の重なり部分が、「ＡＵＴＯ」のみとなるように、たとえば図１２（Ｄ）に示すように位置合わせされ、貼り合わされている。図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示す電極構造と、モノドメイン垂直配向液晶層とを組み合わせることにより、表示部以外の良好な暗表示を実現することが可能となる。
【００１５】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示した液晶表示素子は、１２時方位からは、明表示状態が良好に観察され、逆に６時方位からは明表示が観察されない極角方位観察角度が存在することが知られている。１２時方位は最良視認方位と呼ばれ、６時方位は反視認方位と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許２８７２６２８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、良好な表示品質を有する液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一観点によると、第１の電極が形成された第１の基板と、第２の電極が形成された第２の基板であって、前記第２の電極が前記第１の電極と対向するように、前記第１の基板に略平行に配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された垂直配向する液晶層と、前記第１の基板の、前記液晶層とは反対側に配置された第１の偏光板と、前記第２の基板の、前記液晶層とは反対側に、前記第１の偏光板と略クロスニコルに配置された第２の偏光板とを有し、前記第１及び第２の偏光板は、吸収軸方位が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加しないときの、前記液晶層の厚さ方向の中央に位置する液晶分子の配向方位と略４５°の角度をなすように配置され、前記第１及び第２の基板の法線方向に関して前記第１の電極と前記第２の電極とが重なって形成される表示部の輪郭線の第１の部分は、前記第１の電極のエッジと、前記第２の電極に形成された開口部のエッジとで構成され、かつ、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記第１の電極のエッジは、前記開口部の内部に存在し、前記第１の部分においては、前記開口部がない場合には、前記液晶層の厚さ方向の中央に位置する液晶分子が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加したときに配向する方位と、電圧を印加しないときに配向する方位とのなす角が１３５°より大きく１８０°未満であって、２本の暗線が観察され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見たとき、前記開口部が、１つの前記表示部内において、０．１ｍｍ以下の間隔で、対向する電極のエッジに沿って配置されている液晶表示素子が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、良好な表示品質を有する液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示した従来の垂直配向型液晶表示素子について、図１２（Ａ）とは異なる断面の液晶セル部分を示す概略図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示した従来の垂直配向型液晶表示素子の表示部「ＡＵＴＯ」の「Ａ」の文字の横棒付近、及び、「Ｕ」の文字の下側曲線部分の電圧印加時配向組織を示す偏光顕微鏡写真である。
【図３】「Ａ」の横棒部分の上側エッジ付近における、暗領域と液晶層中央分子１３ｍの配向方位との関係を示す概略的な平面図である。
【図４】「Ａ」の左側の斜め線部分の内外エッジにおける、液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時配向方位を示す概略的な平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、光抜けを抑止する電極構造の一例を示す概略的な平面図である。
【図６】実施例によるモノドメイン垂直配向型液晶表示素子の概略を示す断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例によるモノドメイン垂直配向型液晶表示素子のセグメント透明電極１１Ｂ及びコモン透明電極１２Ｂを示す概略的な平面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、開口部の形状及び配置の例を示す概略的な平面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ実施例による垂直配向型液晶表示素子の表示部「ＡＵＴＯ」の「Ａ」の文字の横棒付近、及び、「Ｕ」の文字の下側曲線部分の電圧印加時配向組織を示す偏光顕微鏡写真である。
【図１０】図９（Ａ）のＩ部における液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時配向方位を示す概略的な平面図である。
【図１１】図９（Ａ）のＪ部における液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時配向方位を示す概略的な平面図である。
【図１２】（Ａ）は、従来の垂直配向型液晶表示素子の概略を示す断面図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、その電極構造の一部を示す概略的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
従来の垂直配向型液晶表示素子を電圧印加時に反視認方位から見ると暗状態が観察される。しかし表示部に、最良視認方位または反視認方位と略直交する辺（たとえば図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す例においては「Ａ」の横棒）が存在する場合には、その辺のエッジ（表示部の輪郭線）付近で光抜けが生じる。そして光抜けの度合いに不均一が観察され、表示品位を低下させる場合がある。更に、同じ表示パターンにもかかわらず、反視認方位から見たときに表示部エッジ付近の光抜け状態に違いが観察されることがあり、表示パターンの配置によっては表示品位を低下させる。これらの表示品位の低下が認められるのは、反視認方位を中心に、時計回り方向、反時計回り方向の各方向に、それぞれ約７０°以内の範囲から観察した場合においてである。
【００２２】
光抜けは、最良視認方位または反視認方位と略直交する辺のエッジ付近以外でも、電圧印加状態において斜め電界の影響を受ける表示部のエッジ付近で認められる。この場合にも、反視認方位を中心に、時計回り方向、反時計回り方向の各方向に、それぞれ約７０°以内の範囲で、表示品位が低下する。
【００２３】
本願発明者らは、光抜けやその度合いの不均一が生じる理由を以下のように考察した。
【００２４】
図１は、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示した従来の垂直配向型液晶表示素子について、図１２（Ａ）とは異なる断面の液晶セル部分を示す概略図である。前述のように、表側垂直配向膜１１ｃには１２時方位、裏側垂直配向膜１２ｃには６時方位に、ラビング処理が施されている。このため電圧印加状態においては、液晶層１３の厚さ方向の中央に位置する液晶分子（液晶層中央分子１３ｍ）は、６時方位に倒れるように傾斜する。このため、液晶表示素子の最良視認方位は１２時方位となり、反視認方位は６時方位となる。
【００２５】
セグメント透明電極１１ｂ及びコモン透明電極１２ｂのエッジ部においては、液晶層１３内に斜め電界が生じる。本図には、液晶層１３内の斜め電界を破線で示した。斜め電界の影響を強く受ける液晶層１３内の領域では、液晶層中央分子１３ｍが斜め電界に直交するように配向する。したがって電極１１ｂ、１２ｂのエッジ付近の一部領域においては、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、斜め電界の影響を受けない領域（配向膜１１ｃ、１２ｃ上の配向処理方位で液晶分子の配向方位が決定される領域）の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とは逆方位（１８０°異なる方位）となる。このようにモノドメイン構造を有する液晶表示素子であっても、電圧印加状態の表示部内は、実質的にエッジ付近で配向方位が異なるマルチドメイン構造が実現されている。これにより、反視認方位からであるにもかかわらず、表示部のエッジ付近で光抜けが観察されると考えられる。
【００２６】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示した従来の垂直配向型液晶表示素子の表示部「ＡＵＴＯ」の「Ａ」の文字の横棒付近、及び、「Ｕ」の文字の下側曲線部分の電圧印加時配向組織を示す偏光顕微鏡写真である。
【００２７】
図２（Ａ）を参照する。「Ａ」の横棒部分の上側エッジ付近に、曲線状の暗領域（暗線）が２本形成されているのが認められる。本願発明者らは、この暗領域について以下のように考えた。
【００２８】
図３は、「Ａ」の横棒部分の上側エッジ付近における、暗領域と液晶層中央分子１３ｍの配向方位との関係を示す概略的な平面図である。本図には、矢印の向きでその位置における電圧印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位を示した。
【００２９】
図示するように、斜め電界の影響を受けない領域の液晶層中央分子１３ｍの配向方位（電圧無印加時における配向方位）は６時方位である。また「Ａ」の横棒の上側エッジにおける液晶層中央分子１３ｍの配向方位は１２時方位となる。暗領域は、両者の中間に２本（たとえば第１の暗領域（暗線）及び第２の暗領域（暗線））形成される。
【００３０】
液晶層中央分子１３ｍの配向方位が相互に逆方位である両者の中間領域においては、一方側から他方側に向かって、液晶層中央分子１３ｍの配向方位は連続的に変化する。このため第１の暗領域は、たとえば液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、表側偏光板吸収軸方位（４５°−２２５°方位）と平行な方位である、４５°方位となる位置に形成される。また第２の暗領域は、たとえば液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、裏側偏光板吸収軸方位（１３５°−３１５°方位）と平行な方位である、３１５°方位となる位置に形成される。
【００３１】
第１及び第２の暗領域が形成されている領域と、３時方位または９時方位で隣接している領域においては、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が連続的に変化する向き（回転方向）は逆となる。たとえば第１及び第２の暗領域が形成されている領域において、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が右方向に回転するように連続的に変化するとき、それに隣接する領域においては、液晶層中央分子１３ｍの配向方位は左方向に回転する。このため、たとえば液晶層中央分子１３ｍの配向方位が１３５°方位となる位置を結んで、「Ａ」の横棒の上側エッジに近い暗領域が形成され、２２５°方位となる位置を結んで、「Ａ」の横棒の上側エッジから遠い暗領域が形成される。そして液晶層中央分子１３ｍの配向方位が連続的に変化する向きが逆となる位置に、液晶分子の配向が不連続となるディスクリネーションが現れる。
【００３２】
このように、本願発明者らは、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が相互に逆方位となる領域の中間の領域に生じる暗領域は、たとえば液晶層中央分子１３ｍを電圧無印加時における配向方位と逆方位に配向させる斜め電界に起因し、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が偏光板の吸収軸方位と略平行になる位置に形成されており、また、ディスクリネーションは、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が連続的に変化する向きが逆となる位置に形成される、と考えた。
【００３３】
再び、図２（Ａ）を参照する。本願発明者らの考察は、「Ａ」の横棒の上側エッジ付近に曲線状の暗領域が２本形成されているのが認められる一方で、斜め電界の影響を受ける領域と受けない領域の液晶分子の配向方位が同方位となる下側エッジには暗領域は認められないことと整合する。
【００３４】
なお、本願発明者らが同じ電極パターンについて研究した結果、「Ａ」の横棒部分の上側エッジ付近に発生するディスクリネーションの位置、及び、暗領域の曲線形状は全く異なり、不規則であることがわかった。このことから本願発明者らは、暗領域パターンの不規則性により、反視認方位から観察したときの光抜けに不均一が生じていると考えた。
【００３５】
以上は、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、電圧印加時と無印加時とで相互に逆方位となる位置（たとえば表示部「Ａ」の横棒の上側エッジ）についての考察であった。続いて、これを拡張した範囲について考察する。
【００３６】
図２（Ａ）を参照すると、「Ａ」の左右の斜め線（スロープ）部分では、内側エッジ、外側エッジの双方の近傍に暗領域が１本発生しているのが認められる。
【００３７】
図４は、「Ａ」の左側の斜め線部分の内外エッジにおける、液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時配向方位を示す概略的な平面図である。本図には、矢印の向きでその位置における電圧印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位を示した。
【００３８】
図示するように、電圧印加時の内側エッジにおいては、液晶層中央分子１３ｍは、電圧無印加時における配向方位を基準として、反時計回り方向に４５°以上１３５°未満の角度だけ回転した方位に配向する。したがって「Ａ」の斜め線部分の内側エッジ近傍の暗領域は、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、裏側偏光板吸収軸方位（１３５°−３１５°方位）と平行な方位である、３１５°方位となる位置に形成されると考えられる。
【００３９】
また、電圧印加時の外側エッジにおいては、液晶層中央分子１３ｍは、電圧無印加時における配向方位を基準として、時計回り方向に４５°以上１３５°未満の角度だけ回転した方位に配向する。したがって「Ａ」の斜め線部分の外側エッジ近傍の暗領域は、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、表側偏光板吸収軸方位（４５°−２２５°方位）と平行な方位である、２２５°方位となる位置に形成されると考えられる。
【００４０】
図４には「Ａ」の左側の斜め線部分について示したが、右側の斜め線部分についても同様に考えることができる。すなわち右側の斜め線部分の内側エッジにおいては、電圧印加時、液晶層中央分子１３ｍは、電圧無印加時における配向方位を基準として、時計回り方向に４５°以上１３５°未満の角度だけ回転した方位に配向する。このため暗領域は、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、表側偏光板吸収軸方位（４５°−２２５°方位）と平行な方位である、２２５°方位となる位置に形成される。
【００４１】
また、右側の斜め線部分の外側エッジにおいては、電圧印加時、液晶層中央分子１３ｍは、電圧無印加時における配向方位を基準として、反時計回り方向に４５°以上１３５°未満の角度だけ回転した方位に配向する。このため暗領域は、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、裏側偏光板吸収軸方位（１３５°−３１５°方位）と平行な方位である、３１５°方位となる位置に形成される。
【００４２】
このように考えると、暗領域は、液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時の配向方位が、表側または裏側偏光板１８、１９の吸収軸の方位と略平行となる位置を結んで形成され、したがって液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時の配向方位と、電圧無印加時における配向方位とのなす角が４５°未満である位置の近傍には発生せず、４５°以上１３５°未満である位置の近傍には１本だけ発生し、１３５°以上である位置の近傍には２本発生するということができる。
【００４３】
暗領域が発生する表示部エッジにおいては、反視認方位を中心に、時計回り方向、反時計回り方向の各方向に、それぞれ約７０°以内の範囲から観察した場合に、光抜けが認められる。最良視認方位が変化することから観察方位によっては光抜けが生じると考えられる。
【００４４】
図２（Ｂ）を参照する。電圧印加時の「Ｕ」の文字の下側曲線部分においては、上側エッジの全体、及び下側エッジの一部に暗領域の発生が認められる。これについても、図３及び図４を参照して行った説明と同様の説明を加えることができる。なお、上側エッジの全体で暗領域が形成されるのは、「Ｕ」の文字の下側曲線部分の上側エッジ（輪郭線）を構成する電極エッジはすべて、図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるようにセグメント透明電極１１ｂの電極エッジであるためである。「Ｕ」の文字の下側曲線部分の下側エッジ（輪郭線）は、図１２（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるように、その一部がコモン透明電極１２ｂの電極エッジで構成され、残部はセグメント透明電極１１ｂの電極エッジで構成される。暗領域の発生が認められるのは、下側エッジ（輪郭線）がコモン透明電極１２ｂの電極エッジで構成されている部分である。
【００４５】
反視認方位を中心に、時計回り方向、反時計回り方向の各方向に、それぞれ約７０°以内の範囲から表示部エッジを見たとき、光抜けが観察されないようにする一方法として、たとえば光抜けの原因である斜め電界が生じないように、セグメント透明電極及びコモン透明電極の構造を工夫することが挙げられる。
【００４６】
図５（Ａ）〜（Ｃ）に、光抜けを抑止する電極構造の一例を示す。図５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれセグメント透明電極１１ｂ’、コモン透明電極１２ｂ’の一部を示す概略的な平面図であり、図５（Ｃ）は、基板法線方向から見た両電極１１ｂ’、１２ｂ’の一部を示す概略的な平面図である。
【００４７】
たとえば図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、表示部におけるセグメント透明電極１１ｂ’とコモン透明電極１２ｂ’の電極形状を可能な限り等しくするとともに、引き回し線接続部分を極力細くすることにより、図５（Ｃ）に示すように、両電極１１ｂ’、１２ｂ’のエッジを面位置で重ねることが可能となる。しかし実際には、このような電極構造を採用した場合、基板の重ね合わせ時に位置ずれが生じることがありえ、また、引き回し線が細くなることで配線抵抗が高くなり、長い引き回しが困難となるため、液晶表示素子の大きさに制約を生じさせることになる。更に、表示パターンによっては、面位置で重ねるパターン設計が極めて困難なケースも考えられる。
【００４８】
本願発明者らは、たとえば図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す従来の垂直配向型液晶表示素子の電極構造に対し、表示部エッジ（輪郭線）に対応する領域に開口部を配置して、開口部近傍の一部の斜め電界の方位を従来とは逆方位とすることにより、反視認方位を中心に、時計回り方向、反時計回り方向の各方向に、それぞれ約７０°以内の範囲から表示部エッジを見たときの光抜けを抑制可能な液晶表示素子を作製した。この液晶表示素子は、暗領域の発生位置及び曲線形状を制御し、暗領域パターンの不規則性を解消して、光抜けの不均一性を抑止することが可能な液晶表示素子でもある。
【００４９】
図６は、実施例によるモノドメイン垂直配向型液晶表示素子の概略を示す断面図である。実施例による垂直配向型液晶表示素子は、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示した従来例とは、セグメント透明電極１１Ｂ及びコモン透明電極１２Ｂにおいて相違する。その他の構成要件は、従来例と同様である。
【００５０】
以下、図６を参照しながら、実施例によるモノドメイン垂直配向型液晶表示素子の製造方法を説明する。
【００５１】
片面が研磨処理され、その表面にＳｉＯ２アンダーコートが施された後、ＩＴＯ膜が成膜された青板ガラス基板を２枚準備し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程で各基板のＩＴＯ膜をパターニングして、セグメント透明電極１１Ｂの形成された表側ガラス基板１１ａ、及び、コモン透明電極１２Ｂの形成された裏側ガラス基板１２ａを作製する。必要に応じて、電極１１Ｂ、１２Ｂの一部表面上にＳｉＯ２などによる絶縁層を形成してもよい。
【００５２】
電極１１Ｂ、１２Ｂ付きのガラス基板１１ａ、１２ａをアルカリ溶液等で洗浄した後、  電極１１Ｂ、１２Ｂ上及びガラス基板１１ａ、１２ａ上に、（株）チッソ石油化学製の垂直配向膜をフレキソ印刷法にて塗布し、クリーンオーブン内で１８０℃で３０分間焼成する。こうして得られた表側及び裏側垂直配向膜１１ｃ、１２ｃの各々に、綿製ラビング布を用いて、基板面内の所定の一方位にラビング処理を施す。こうして、表側ガラス基板１１ａ、表側ガラス基板１１ａ上に形成されたセグメント透明電極１１Ｂ、及び、表側ガラス基板１１ａ、セグメント透明電極１１Ｂ上に形成された表側垂直配向膜１１ｃを含んで構成される表側基板（セグメント基板）１１を得る。また、裏側ガラス基板１２ａ、裏側ガラス基板１２ａ上に形成されたコモン透明電極１２Ｂ、及び、裏側ガラス基板１２ａ、コモン透明電極１２Ｂ上に形成された裏側垂直配向膜１２ｃを含んで構成される裏側基板（コモン基板）１２を得る。
【００５３】
表側基板１１の全面に、乾式散布法にて粒径約５μｍの（株）早川ゴム製黒色プラスチックスペーサを散布する。裏側基板１２には約４．５μｍの（株）日本電気硝子製ロッド状ガラススペーサ１４を混入した、（株）三井化学製熱硬化型シール材１５をディスペンサで所定のパターンに塗布する。その後、両基板１１、１２を、電極１１Ｂ、１２Ｂ形成面が対向し、配向方位（ラビング方位）がアンチパラレルとなるように位置合わせして略平行に貼り合わせ、熱圧着にてシール材を硬化させて空セルを完成させる。表側基板１１、裏側基板１２の配向方位は、それぞれ１２時方位、６時方位である。
【００５４】
誘電率異方性Δεが負の（株）メルク製液晶材料を、真空注入法を用いて空セルに注入した後、プレス処理をしながら封止し１２０℃にて１時間焼成する。
【００５５】
表側及び裏側ガラス基板１１ａ、１２ａ表面に、（株）ポラテクノ製偏光板ＳＨＣ１３Ｕを、表側及び裏側偏光板１８、１９が略クロスニコルとなり、かつ各偏光板１８、１９の吸収軸が、ラビング処理により定められる液晶層１３の厚さ方向の中央に位置する液晶分子の配向方位（電圧無印加時の配向方位、６時方位）と略４５°をなすように貼り合わせる。必要に応じて、表側、裏側ガラス基板１１ａ、１２ａと偏光板１８、１９との間に、表側、裏側視角補償板１６、１７を配置することができる。最後に、液晶セルの電極取り出し端子にリードフレームを取り付ける。
【００５６】
なお、測定の結果、実施例による垂直配向型液晶表示素子の液晶層１３の厚さは約４．３μｍ、液晶層１３におけるプレチルト角は約８９．９°であった。液晶層１３のリタデーションは約１１００ｎｍである。
【００５７】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例によるモノドメイン垂直配向型液晶表示素子のセグメント透明電極１１Ｂ及びコモン透明電極１２Ｂを示す概略的な平面図である。
【００５８】
図７（Ａ）に、セグメント透明電極１１Ｂの構造を示す。セグメント透明電極１１Ｂは、図１２（Ｂ）に示した従来例のセグメント透明電極１１ｂとは、開口部２０を備える点において異なる。
【００５９】
図７（Ｂ）に、コモン透明電極１２Ｂの構造を示す。コモン透明電極１２Ｂは、図１２（Ｃ）に示した従来例のコモン透明電極１２ｂとは、開口部２１を備える点において異なる。セグメント透明電極１１Ｂ、コモン透明電極１２Ｂの電極パターンの外形は、それぞれ従来例におけるセグメント透明電極１１ｂ、コモン透明電極１２ｂのそれと等しい。
【００６０】
図７（Ｃ）は、基板１１、１２法線方向から見た電極１１Ｂ、１２Ｂ配置を示す概略的な平面図である。電極１１Ｂ、１２Ｂは、図１２（Ｄ）に示した従来例の電極１１ｂ、１２ｂと同様に、両基板１１、１２の法線方向から見たとき、両電極１１Ｂ、１２Ｂ形成領域の重なり部分が、「ＡＵＴＯ」のみとなるように位置合わせされている。
【００６１】
開口部２０、２１は、実施例による液晶表示素子を基板１１、１２法線方向から見たとき、「ＡＵＴＯ」という表示部のエッジ（輪郭線）部分に配置されるように、電極１１Ｂ、１２Ｂに形成されている。また、開口部２０、２１は、開口部２０、２１を有しない従来例の電圧印加状態において、配向膜１１ｃ、１２ｃ上の配向処理方位で液晶分子の配向方位が決定される領域の液晶層中央分子１３ｍの配向方位と、電極エッジ部の液晶層１３に生じる斜め電界の影響を受ける領域の液晶層中央分子１３ｍの配向方位との不一致によって、暗領域の発生が著しい領域に形成されている。更に、開口部２０、２１は、表示部のエッジ部分にエッジをもたない方の電極１１Ｂ、１２Ｂ（表示部のエッジ部分を自らの電極エッジで構成する電極と対向する電極）に形成されている。
【００６２】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、開口部の形状及び配置の例を示す概略的な平面図である。
【００６３】
図８（Ａ）には、「ＡＵＴＯ」の「Ａ」の横棒の上側エッジ部分のコモン透明電極１２Ｂに形成された開口部２１を示した。
【００６４】
開口部２１は、たとえば長辺の長さＬが０．０６５６ｍｍ、短辺の長さＷが０．０３２８ｍｍの矩形状である。複数の開口部２１は、表示部のエッジ部分（セグメント透明電極１１Ｂの「Ａ」を示す電極部分の横棒の上側エッジ部分）に沿って、たとえば開口部２１の並び方向と表示部のエッジ部分とが平行になるように、一例として、開口部２１の長辺が表示部のエッジ部分と平行になるように、コモン透明電極１２Ｂに形成される。この場合たとえば、図８（Ａ）に示すように、複数の開口部２１は、隣接する開口部２１が一定の間隔Ｓ、たとえば０．０３２８ｍｍを隔てて、規則的に並ぶように形成される。
【００６５】
外観から矩形状開口部２１の存在を目視できない大きさにすることが好ましいため、短辺の長さＷは０．０５ｍｍ以下とするのが望ましい。また、長辺の長さＬと短辺の長さＷの比は２：１に限られない。隣接する開口部２１間の距離Ｓを０とすることも可能であるが、電極が断線しないように配慮する必要がある。Ｓを０としたとき、長辺の長さＬは、表示部の意匠形状に依存する。Ｓは０．１ｍｍ以下とすることが望ましい。０．１ｍｍを超える場合、後述する、隣接開口部２１間に発生する暗領域の形状が、完全には制御できなくなる場合が生じるためである。
【００６６】
図８（Ｂ）に、セグメント透明電極１１Ｂの「Ａ」を示す部分の横棒の上側エッジと、コモン透明電極１２Ｂに形成される開口部２１との位置関係を示す。本図に示すように、開口部２１は、基板１１、１２法線方向から見たとき、たとえば各開口部２１の内部にセグメント透明電極１１Ｂのエッジが存在するように（各開口部２１がセグメント透明電極１１Ｂのエッジ上に重なるように配置されるように）、コモン透明電極１２Ｂに形成される。このように実施例による液晶表示素子は、基板１１、１２法線方向から見たとき、表示部のエッジ（輪郭線）を構成する一方電極の電極エッジ上の少なくとも一部領域に、他方電極の開口部が配置された電極構造を有する。
【００６７】
なお、実施例による液晶表示素子においては、たとえば「Ｕ」の文字の下側曲線部分の上側、下側エッジに沿う開口部２１、２０も、長辺の長さＬが０．０６５６ｍｍ、短辺の長さＷが０．０３２８ｍｍの矩形状に形成される。
【００６８】
図８（Ｃ）に示すように、開口部２０、２１は、基板１１、１２法線方向から見たとき、たとえばその長辺が、対向する電極１２Ｂ、１１Ｂのエッジと平行になるように曲線状に形成されていてもよい。開口部２０、２１は、矩形状である場合も含め、電極１２Ｂ、１１Ｂのエッジの線形状に対応する形状を備える開口部とすることができる。
【００６９】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ実施例による垂直配向型液晶表示素子の表示部「ＡＵＴＯ」の「Ａ」の文字の横棒付近、及び、「Ｕ」の文字の下側曲線部分の電圧印加時配向組織を示す偏光顕微鏡写真である。
【００７０】
図９（Ａ）のＩ部（「Ａ」を表示する横棒の上側エッジ）を参照する。Ｉ部においては、上側エッジの凹範囲（「Ａ」の横棒の上側エッジのうち３時−９時方位（表示部エッジが全体として延在する方位、セグメント透明電極１１Ｂのエッジの延在方位、開口部２１の配列方位）エッジが開口部２１の長辺エッジで構成される範囲）に暗領域の発生は見られない。他方、上側エッジの凸範囲（「Ａ」の横棒の上側エッジのうち３時−９時方位エッジがセグメント透明電極１１Ｂエッジで構成される範囲、開口部２１間の範囲）に規則的な暗領域の発生が見られる。これは図９（Ｂ）のＭ部（表示部のエッジ部分の接線方向と３時−９時方位とのなす角が４５°未満である下側曲線部分のエッジ）においても同様である。
【００７１】
本願発明者らの研究の結果、隣接する開口部２１間の距離Ｓを０．１ｍｍ以下とした場合、「Ａ」の横棒の上側エッジの凸範囲に現れる暗領域の形状はほぼ等しくなり、暗領域パターンの不規則性が解消され、表示部エッジにおける光抜けの度合いが均一化されることがわかった。
【００７２】
図１０は、図９（Ａ）のＩ部における液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時配向方位を示す概略的な平面図である。本図には、矢印の向きでその位置における電圧印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位を示した。
【００７３】
図示するように、上側エッジの凸範囲の３時−９時方位に延びるエッジ上では、斜め電界による液晶層中央分子１３ｍの配向方位は、図３に示した場合と等しく、１２時方位となる。また、「Ａ」の横棒の上側エッジを表示する表示部エッジを構成する開口部短辺上における液晶層中央分子１３ｍは、開口部内部に向かう、開口部長辺に平行な方位（３時方位または９時方位）に配向する。更に、「Ａ」の横棒を表示する表示部の中央部（エッジから離れた部分）の液晶層中央分子１３ｍ配向方位（電圧無印加時における液晶層中央分子１３ｍの配向方位）は、６時方位である。
【００７４】
規則的な暗領域の発生が見られる上側エッジの凸範囲においては、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が１２時方位となるエッジ上と、６時方位となる中央部との間で、一方側から他方側に向かって、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が連続的に変化する。連続的に変化する中で、液晶層中央分子１３ｍが、表側偏光板吸収軸方位（４５°−２２５°方位）と平行な方位である２２５°方位、または、裏側偏光板吸収軸方位（１３５°−３１５°方位）と平行な方位である３１５°方位に配向する位置に暗領域が発現していると考えられる。
【００７５】
他方、上側エッジの凹範囲では、３時−９時方位に延びるエッジ上における、斜め電界による液晶層中央分子１３ｍの配向方位は、電圧無印加時の配向方位と等しく６時方位となる。このため上側エッジの凹範囲においては、暗領域は出現しない。
【００７６】
図９（Ｂ）のＭ部を参照すると、図９（Ａ）のＩ部と同様の効果を得るためには、表示部エッジに沿う開口部の長辺エッジと、電圧無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とは、必ずしも略直交していなくてよいことがわかる。（図９（Ａ）のＩ部においては、両者は略直交している。）本願発明者らの研究によれば、図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す、開口部を備えない電極構造の液晶表示素子の、電圧無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位と、斜め電界による液晶層中央分子１３ｍの配向方位とが４５°以上異なる表示部エッジに、同様に開口部を配置した場合において、開口部の長辺エッジと電圧無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とのなす角が４５°より大きく１３５°未満という関係を満たせば、開口部エッジ領域（凹範囲）に暗領域は発生しないことがわかった。図９（Ａ）に示すＪ部及びＫ部、図９（Ｂ）に示すＮ部及びＯ部においては、開口部エッジ領域（凹範囲）と開口部間領域（凸範囲）の双方に暗領域が発生している。Ｊ部、Ｋ部、Ｎ部及びＯ部においては、上述の関係が満たされていないためである。
【００７７】
図１１は、図９（Ａ）のＪ部における液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時配向方位を示す概略的な平面図である。本図には、矢印の向きでその位置における電圧印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位を示した。
【００７８】
Ｊ部においては、表示部エッジの延在方位（セグメント透明電極１１Ｂのエッジの延在方位、開口部２１の配列方位）と、電圧無印加時における液晶層中央分子１３ｍの配向方位とのなす角は約２５°である。このため上述した、開口部エッジ領域（凹範囲）に暗領域が発生しない条件（開口部の長辺エッジと電圧無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とのなす角が４５°より大きく１３５°未満という関係）が満たされていない。
【００７９】
図１１に示すように、Ｊ部においては、表示部の凸範囲エッジ（セグメント透明電極１１Ｂのエッジで構成されるエッジ）における液晶層中央分子１３ｍの配向方位と、電圧無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とのなす角は約１１５°である。また、表示部の凹範囲エッジ（開口部２１の長辺エッジで構成されるエッジ）における液晶層中央分子１３ｍの配向方位と、電圧無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とのなす角は約６５°である。更に、表示部エッジを構成する開口部短辺上における液晶層中央分子１３ｍは、開口部内部に向かう、開口部長辺に平行な方位に配向する。したがって、凸範囲、凹範囲の双方において、「Ａ」の斜め線を表示する表示部の外側エッジと中央部（エッジから離れた部分）との間に、液晶層中央分子１３ｍの配向方位が、表側または裏側偏光板の吸収軸方位と平行となる位置が現れる。この位置及びその周辺に、本図に示すような暗領域が形成されると考えられる。
【００８０】
凸範囲と凹範囲の双方に暗領域が発生しているＪ部においても、図９（Ａ）に示されるように、その発生パターンは規則的で安定している。本願発明者らの研究の結果、隣接する開口部２１間の距離Ｓを０．１ｍｍ以下とした場合、凸範囲、凹範囲の各範囲に現れる暗領域の形状は、それぞれほぼ等しくなり、暗領域パターンの不規則性が解消され、表示部エッジにおける光抜けの度合いが均一化される。その結果、外観上均一な表示状態が得られることがわかった。
【００８１】
なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、開口部を備えない電極構造の液晶表示素子（図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す、従来の液晶表示素子）においても、Ｊ部、Ｋ部、Ｎ部、及びＯ部の暗領域は、Ｉ部のそれに比べ、比較的均一に発生している。しかしながら、図９（Ａ）のＬ部のように、周辺の球状等ギャップ材やゴミの影響により、部分的に暗領域形状が乱れる可能性がある。Ｊ部、Ｋ部、Ｎ部、及びＯ部に開口部を配置することは、この対策としても非常に有効である。
【００８２】
近傍に２本の暗領域が形成される位置（液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時の配向方位と、電圧無印加時の配向方位とのなす角が１３５°以上である位置）の一部または全部に開口部を設けることで、表示品質を著しく良好にすることができる。また、近傍に１本の暗領域が形成される位置（液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時の配向方位と、電圧無印加時の配向方位とのなす角が４５°以上１３５°未満である位置）の一部または全部に開口部を設けることで、表示品質を良好にすることができる。
【００８３】
更に、図９（Ａ）に示すＰ部は、電圧印加時の斜め電界による液晶層中央分子１３ｍの配向方位と、電界無印加時の液晶層中央分子１３ｍの配向方位とが、略一致する表示部エッジである。２つの配向方位のなす角が４５°未満である場合は、表示部エッジに暗領域は観察されない。したがってこの条件下にある表示部エッジには、開口部を設ける必要はないとも考えられる。ただし、液晶層中央分子１３ｍの電圧印加時の配向方位と、電圧無印加時の配向方位とのなす角が４５°未満である位置の一部または全部に、開口部を設けたとしても、開口部が存在するエッジ付近に暗領域が発生する配向状態が得られることになり、隣接する開口部２１間の距離Ｓを０．１ｍｍ以下とすれば、外観上の表示均一性を特に悪化させることはなく、場合によっては、たとえば表示部全体のバランスの観点から表示品質を向上させることも可能である。このため基板１１、１２法線方向から見たとき、すべての表示部エッジに開口部を配置する構成を採用することもできる。
【００８４】
なお、これらの場合において、開口部２０、２１は、表示部のエッジ（輪郭線）が、セグメント透明電極１１Ｂのエッジとコモン透明電極１２Ｂに形成された開口部２１のエッジ、及び、コモン透明電極１２Ｂのエッジとセグメント透明電極１１Ｂに形成された開口部２０のエッジの少なくとも一方を用いて構成されるように設けられればよい。
【００８５】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００８６】
たとえば、実施例においては、垂直配向膜１１ｃ、１２ｃの双方に配向処理を施したが、たとえば一方のみに配向処理を行ってもよい。更に、液晶層１３の液晶分子がツイストするように配向処理、またはカイラル材の添加がなされていてもよい。
【００８７】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
たとえばセグメント表示部を有する垂直配向型液晶表示素子、一例として、車載用情報表示装置や民生用情報表示装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１  表側基板
１１ａ  表側ガラス基板
１１ｂ、１１ｂ’、１１Ｂ  セグメント透明電極
１１ｃ  表側垂直配向膜
１２  裏側基板
１２ａ  裏側ガラス基板
１２ｂ、１２ｂ’、１２Ｂ  コモン透明電極
１２ｃ  裏側垂直配向膜
１３  垂直配向液晶層
１３ｍ  液晶層中央分子
１４  スペーサ
１５  シール部
１６  表側視角補償板
１７  裏側視角補償板
１８  表側偏光板
１９  裏側偏光板
２０、２１  開口部
【図１】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２】
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【図９】
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