(57)【要約】【課題】広視野角での高コントラストを実現することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】一対の透明電極１３で液晶層１１を挟んで構成される垂直配向型の液晶表示装置は、一対の透明電極１３が第１透明電極１３Ａと第２透明電極１３Ｂとで構成され、第１透明電極１３Ａに、第１スリット２１で４方向が囲まれた単位領域Ｓが複数並設されると共に、所定方向に隣接する一対の第１スリット２１どうしが接続スリット２５で接続され、第１スリット２１に不連続部２２を設けてなる連続パターンを形成し、第２透明電極１３Ｂには、液晶層１１の厚み方向に沿う方向視で第１スリット２１と重複しない位置に第２スリット３１を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透明電極で液晶層を挟んで構成される垂直配向型の液晶表示装置であって、
前記一対の透明電極が第１透明電極と第２透明電極とで構成され、
前記第１透明電極に、第１スリットで４方向が囲まれた単位領域が複数並設されると共に、所定方向に隣接する一対の第１スリットどうしが接続スリットで接続され、前記第１スリットに不連続部を設けてなる連続パターンを形成し、
前記第２透明電極には、前記液晶層の厚み方向に沿う方向視で前記第１スリットと重複しない位置に第２スリットを備えている液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２スリットは、前記第１スリットと同じ形状であり、前記液晶層の厚み方向に沿う方向視で前記第１スリットの不連続部が前記第２スリットの不連続部と噛み合うように形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１スリットと前記第２スリットとが、前記液晶層の厚み方向に沿う方向視で点対象に構成されている請求項１又は２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、一対の透明電極で液晶層を挟んで構成される垂直配向型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置として視野角を広げると共にコントラストを高めるべく、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）型の液晶ディスプレイが利用されてきた。中でも、更に視野角を広げる技術として、ＰＭＶＡ（Pattern Multi Vertical Alignment)型も利用されている。この種の技術として下記に出典を示す特許文献１及び２に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の液晶表示素子は、一対の透明電極に、互いに直交するＸ軸及びＹ軸で規定された表示領域に対して、Ｘ軸に対し傾斜した方向に長手の第１スリット部と、Ｘ軸に対し第１スリット部とは反対方向に傾斜した方向に長手の第２スリット部とを備えて構成される。一方の透明電極の第１スリット部と他方の透明電極の第１スリット部とがＹ軸方向に交互に配置されると共に、一方の透明電極の第２スリット部と他方の透明電極の第２スリット部とがＹ軸方向に交互に配置される。
【０００４】
また、特許文献２に記載の広視野角液晶表示装置は、互いに対向して配置される第１電極及び第２電極に、それぞれ複数の第１開口部及び複数の第２開口部が形成される。この第１開口部及び第２開口部は、厚み方向に見た場合、閉じた閉曲線を形成するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５６３００号公報
【特許文献２】特開平１１−３５２４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載の技術では、透明電極の通電時の開口率が低いのでコントラストを高くすることができない。更には、効率も悪くなり省エネルギー化にも反する。また、配向安定性も悪く、更に視野角を広げることは容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、視野角が広く、コントラストが高い液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示装置の特徴構成は、一対の透明電極で液晶層を挟んで構成される垂直配向型の液晶表示装置であって、前記一対の透明電極が第１透明電極と第２透明電極とで構成され、前記第１透明電極に、第１スリットで４方向が囲まれた単位領域が複数並設されると共に、所定方向に隣接する一対の第１スリットどうしが接続スリットで接続され、前記第１スリットに不連続部を設けてなる連続パターンを形成し、前記第２透明電極には、前記液晶層の厚み方向に沿う方向視で前記第１スリットと重複しない位置に第２スリットを備えている点にある。
【０００９】
このような特徴構成とすれば、液晶分子を単位領域に起因して主に４方向に配向させることができるので、視野角を広げることができる。更には、開口率を高くすることができるので、コントラストも高めることが可能となる。
【００１０】
また、前記第２スリットは、前記第１スリットと同じ形状であり、前記液晶層の厚み方向に沿う方向視で前記第１スリットの不連続部が前記第２スリットの不連続部と噛み合うように形成されていると好適である。
【００１１】
このような構成とすれば、単位領域の形状を同一のものとすることができる。したがって、製造工程を簡素化することができるので、製造コストを低減できる。また、各単位領域を横断する状態に通電できるので、各単位領域の通電状態を一様にすることができる。
【００１２】
また、前記第１スリットと前記第２スリットとが、前記液晶層の厚み方向に沿う方向視で点対象に構成されていると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、第１透明電極と第２透明電極とが対向する領域の面積を広くすることができると共に、第１透明電極と第２透明電極との間に生じる電界の強度が著しく弱い部分が生じなくすることができる。したがって、液晶分子の配向を適切に変更することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】液晶表示装置を模式的に示した斜視図である。
【図２】本実施形態に係る透明電極を模式的に示した図である。
【図３】液晶分子の配向について模式的に示した図である。
【図４】等コントラスト曲線の見方について示した図である。
【図５】本実施形態に係る透明電極を備えた液晶表示装置の評価結果を示した図である。
【図６】比較対照の透明電極を備えた液晶表示装置の評価結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る液晶表示装置１００の構成を模式的に示した図である。本液晶表示装置１００は一対の透明電極で液晶層を挟んで構成される垂直配向型であり、視野角が広く、コントラストが高い特性を有するように構成される。
【００１６】
１．液晶表示装置の全体構成
図１に示されるように、液晶表示装置１００は、液晶層１１、配向膜１２、透明電極１３、ガラス基板１５、偏光板１６、バックライト１７を備えて構成される。
【００１７】
液晶層１１は有機物の一種の液体である液晶材料からなる。この液晶材料は、棒状又は円盤状等の液晶分子を含んで構成される。液晶分子は、当該液晶分子の長軸方向に対して長距離秩序を有する。これにより、液晶材料は、液体でありながら固体と同様の規則正しい分子配列を有することができる。配向膜１２は一対の配向膜１２Ａ、１２Ｂからなり、液晶層１１を挟持する。配向膜１２は、液晶分子の長軸方向が無通電状態において配向膜１２Ａ及び配向膜１２Ｂの対向方向に沿うように配列させる。
【００１８】
透明電極１３は一対の透明電極１３Ａ、１３Ｂからなり、上述の液晶層１１を挟持している状態の配向膜１２を更に外側から挟持する。透明電極１３は、液晶表示装置１００を駆動させる電極に相当する。透明電極１３に通電されることにより電界が生じ、液晶分子の配向が変更される。透明電極１３は、液晶表示装置１００としての表示の妨げとならないように、透明度の高い材料で構成される。
【００１９】
このような構造で構成される構造体の両側には、一対のガラス基板１５（１５Ａ、１５Ｂ）が設けられる。これにより、透明電極１３を他の導電物から絶縁する。更に外側には、偏光板１６が設けられる。したがって、偏光板１６も一対の偏光板１６Ａ、１６Ｂからなる。偏光板１６は、入射光に対して特定の光のみを透過させるように所定の吸収軸が設定される。本実施形態では、偏光板１６Ａの吸収軸は、ｘ方向の画素エッジ９１（図２参照）及びｙ方向の画素エッジ９２（図２参照）で規定された１画素における一対の対角線のうちの一方向に平行に設定される。また、偏光板１６Ｂの吸収軸は、前記一対の対角線のうちの他方向に平行に設定される。
【００２０】
偏光板１６Ｂの外側には、バックライト１７が設けられる。バックライト１７は、表示面を背面から均一に照射する。本発明に係る液晶表示装置１００はこのような構造で構成される。
【００２１】
２．透明電極の構成
次に、透明電極１３の構成について説明する。図２には、透明電極１３の模式図が示される。特に、（ａ）は液晶表示装置１００の１画素に対応する透明電極１３の展開図が示され、（ｂ）はその一部を拡大した正面視が示される。理解を容易にするために、図２においては配向膜１２は省略し、一対の透明電極１３Ａ，１３Ｂと液晶層１１が示される。本実施形態では、透明電極１３Ａを第１透明電極１３Ａとし、透明電極１３Ｂを第２透明電極１３Ｂとして説明する。
【００２２】
第１透明電極１３Ａには、第１スリット２１で４方向が囲まれた単位領域Ｓが複数並設される。第１スリット２１とは、所定の幅からなる第１透明電極１３Ａを開口する開口部である。したがって、第１スリット２１は、第１透明電極１３Ａとしては作用しない。４方向が囲まれた単位領域Ｓとは、本実施形態では長方形で形成される領域が相当する。したがって、４方向とは長方形が有する辺に直交する方向が相当する。ここで、単位領域Ｓを形成する第１スリット２１のスリット部分は、１画素を規定するｘ方向の画素エッジ９１及びｙ方向の画素エッジ９２に対して平行に設けられる。
【００２３】
第１透明電極１３Ａには、このような長方形の形状からなる単位領域Ｓが複数構成される。この際、所定方向に隣接する一対の第１スリット２１どうしが接続スリット２５で接続され、第１スリット２１に不連続部２２を設けてなる連続パターンが形成される。本実施形態では、所定方向とは一方の対角線の方向が相当する。したがって、一方の対角線の方向に隣接する一対の第１スリット２１どうしが、接続スリット２５により接続される。また、不連続部２２は、第１スリット２１が有するスリットのうち、一部のスリット部分に設けられる。したがって、不連続部２２が設けられるスリットは、他のスリットよりも短く構成される。このように構成されることにより、第１透明電極１３Ａには、不連続部２２が設けられた第１スリット２１を連続して配置した連続パターンが形成される。
【００２４】
第２透明電極１３Ｂには、液晶層１１の厚み方向に沿う方向視で第１スリット２１と重複しない位置に第２スリット３１が備えられる。液晶層１１の厚み方向とは、第１透明電極１３Ａ及び第２透明電極１３Ｂに直交するｚ方向である。第２スリット３１は、第１透明電極１３Ａ及び第２透明電極１３Ｂをｚ方向から見て重複しないように設けられる。
【００２５】
本実施形態では、第２スリット３１は、第１スリット２１と同じ形状であり、液晶層１１の厚み方向に沿う方向視で第１スリット２１の不連続部３２が第２スリット３１の不連続部２２と噛み合うように形成されている。第２スリット３１は、第１スリット２１と同様に、所定のスリット部分に不連続部２３を有する長方形の形状で構成される。ｚ方向視において、第１スリット２１の不連続部２２と、第２スリット３１の不連続部３２とは、図２に示されるように、互いに噛み合うように構成される。このように構成することにより、図２に示されるように、第１スリット２１と第２スリット３１とで、一つの長方形の形状を形成するよう構成される。
【００２６】
また、第１スリット２１と第２スリット３１とが、液晶層１１の厚み方向に沿う方向視で点対象に構成されている。これにより、適切に第１スリット２１の不連続部２２と、第２スリット３１の不連続部３２とが噛み合い、第１スリット２１と第２スリット３１との間隔を略均等にすることができる。
【００２７】
このように構成することにより、第１透明電極１３Ａと第２透明電極１３Ｂとに電圧を印加した場合には、液晶層１１内に一様に電界を生じさせることができる。したがって、第１透明電極１３Ａと第２透明電極１３Ｂとに電圧を印加する前には、図３（ａ）に示されるような液晶層１１内の液晶分子が垂直配向していたものが、電圧を印加した場合には、図３（ｂ）に示されるように、第２スリット３１を中心として放射状に配向させることができる。このため、視野角を広くすることができると共に、コントラストも高めることが可能となる。
【００２８】
上記のように構成した液晶表示装置１００について、視覚特性の評価を行った。以下では、視覚特性の評価結果について等コントラスト曲線を用いて説明する。等コントラスト曲線とは、画面（ディスプレイ）の視覚特性を示す手法の一つであり、画面を様々な角度から観察した時のコントラストをプロットし、同一のコントラスト値を線で結んだグラフである。ここで、コントラストは、Ｔｏｎ（ＯＮ表示の透過率）／Ｔｏｆｆ（ＯＦＦ表示の透過率）で示される。
【００２９】
等コントラスト曲線は、図４に示されるような、観察位置と画面の法線とのなす角θと、画面のｘｙ平面とした際に、観察位置とｙ軸とがｘｙ平面上でなす角φとで規定された円グラフで示される。円グラフの外周に規定された角度がなす角φに対応し、円グラフの内部に規定された角度がなす角θに対応する。今回は、θは０°≦θ＜８０°とし、φは０°≦φ≦３６０°として評価した。また、評価条件としては、画面の１ラインの書き込み周期を１／６４周期とした。
【００３０】
本実施形態に係る等コントラスト曲線が、図５（ａ）に示される。一方、参考として単位領域を正方形で構成した第１スリットと、液晶層１１の厚み方向に沿う方向視で第１スリットと重複しない位置に単位領域を正方形で構成した第２スリットと、有する液晶表示装置（図６（ａ）の等コントラスト曲線が図６（ｂ）に示される。図５及び図６から明らかなように、本実施形態における液晶表示装置１００の方が、等コントラスト曲線が略同心円状であることから、視野角が広く、コントラストも一様であり、良好な視野角特性であることが理解される。また、正面視における透過率Ｔｏｎは、図６に係るものでは１．６％であったものが、本実施形態のものでは３．４％と大きく改善されていることがわかった。
【００３１】
また、ＯＮ画素を確認したところ、本実施形態に係る第１透明電極１３Ａ及び第２透明電極１３Ｂでも、適切に配向していることがわかった。更に、図６（ｃ）に係るものよりも、本実施形態のもの（図５（ｂ））の方が効率良く配向されており、明るい表示となっていることがわかった。
【００３２】
３．その他の実施形態
上記実施形態では、単位領域Ｓが長方形の形状であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。単位領域Ｓを正方形の形状で構成することも可能であるし、他の四角形の形状で構成することも当然に可能である。
【００３３】
上記実施形態では、第２スリット３１が第１スリット２１と同じ形状で構成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第２スリット３１を例えば円形や他の多角形のような第１スリット２１と異なる形状で構成することも可能である。
【００３４】
上記実施形態では、第１スリット２１の不連続部２２と第２スリット３１に不連続部３２とが噛み合うように構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１スリット２１の不連続部２２と第２スリット３１に不連続部３２とが噛み合わないように構成することも可能である。更には、噛み合うように構成する場合であっても、第１スリット２１と第２スリット３１とで、長方形の形状を形成しないように構成することも当然に可能である。
【００３５】
上記実施形態では、第１スリット２１と第２スリット３１とが液晶層１１の厚み方向に沿う方向視で点対称に構成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１スリット２１と第２スリット３１とが点対称にならないように構成することも当然に可能である。
【００３６】
上記実施形態では、偏光板１６Ａの吸収軸は、ｘ方向の画素エッジ９１及びｙ方向の画素エッジ９２で規定された１画素における一対の対角線のうちの一方向に平行に設定され、偏光板１６Ｂの吸収軸は、前記一対の対角線のうちの他方向に平行に設定されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。偏光板１６Ａ、１６Ｂの吸収軸は、対角線に対して平行でない方向に沿って設定することも当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、一対の透明電極で液晶層を挟んで構成される垂直配向型の液晶表示装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１１：液晶層
１３：透明電極
１３Ａ：第１透明電極
１３Ｂ：第２透明電極
２１：第１スリット
２２：不連続部
２５：接続スリット
３１：第２スリット
３２：不連続部
１００：液晶表示装置
Ｓ：単位領域
【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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