(57)【要約】【課題】透過率向上とヒステリシス改善を両立しつつ、かつ低電圧化が可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１の基板１と、第２の基板２と、第１の基板１と第２の基板２の間に、電圧無印加時に光学的等方性を示し、電圧印加時に光学的異方性を生じる液晶媒体が封入されてなる液晶層４と、マトリクス状に配置されて、画素表示領域を内側に形成する複数の画素と、画素表示領域における透過率を制御するための画素電極８ａおよび共通電極８ｂと、を有する液晶表示装置であって、画素電極８ａおよび共通電極８ｂは、液晶層４内に壁状に突出して平面的にみてストライプ状となるように配置され、画素電極８ａは、画素表示領域の内側に形成されて、共通電極８ｂは、互いに隣接する２つの画素表示領域の間の領域に重なって形成される、ことを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図２
2013140241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に、電圧無印加時に光学的等方性を示し、電圧印加時に光学的異方性を生じる液晶媒体が封入されてなる液晶層と、
マトリクス状に配置されて、画素表示領域を内側に形成する複数の画素と、
前記画素表示領域における透過率を制御するための画素電極および共通電極と、を有する液晶表示装置であって、
前記画素電極および前記共通電極は、前記液晶層内に壁状に突出して平面的にみてストライプ状となるように配置され、
前記画素電極は、前記画素表示領域の内側に形成されて、前記共通電極は、互いに隣接する２つの前記画素表示領域の間の領域に重なって形成される、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶層内に壁状に突出する前記共通電極は、前記２つの画素表示領域の間の領域が延在する方向に沿って直線状に延在する、
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１の基板上または前記第２の基板上には、壁状に突出する壁状絶縁層が形成され、
前記画素電極および前記共通電極は、前記壁状絶縁層の表面に形成される導電薄膜層を含んで構成され、
前記画素表示領域の内側の前記壁状絶縁層に形成される前記導電薄膜層は、透明導電層で形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記共通電極は、前記２つの画素表示領域のうちの一方の内側に形成される前記画素電極との間、および、前記２つの画素表示領域の他方の内側に形成される前記画素電極との間に電界を生じさせて、
前記２つの画素表示領域における透過率が制御される、
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記互いに隣接する２つの画素表示領域の間で形成される前記共通電極の前記導電薄膜層は、前記透明導電層よりも遮光性の高い導電性材料で構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極および前記共通電極の壁状に形成される部分の側面と、前記第１の基板の表面とがなす角度は、９０度±５度以内の角度となる、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７】
前記画素電極および前記共通電極の壁状に形成される部分は、前記第１の基板および前記第２基板のいずれかからそれぞれ突出し、
前記画素電極の上端部および前記共通電極の上端部は、前記第１の基板または前記第２基板に接触する、あるいは、
前記画素電極の上端部および前記共通電極の上端部は、前記第１の基板または前記第２基板との間で５ミクロン以下の隙間を有して形成される、ことを特徴とした請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素電極および前記共通電極における前記壁状に形成される部分の高さは、それぞれ７μm以上である、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９】
前記画素電極および前記共通電極における前記壁状に形成される部分の高さは等しい、ことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画素電極および前記共通電極における壁状に形成される部分の高さをｈとし、短手方向の長さを幅ｗとし、互いに対向して配置される前記画素電極の前記壁状に形成される部分および前記共通電極の前記壁状に形成される部分の間隔をｌとする場合に、下記の式（１）および式（２）の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
ｈ≧１.６×ｗ・・・（１）
ｌ≧２.３×ｗ・・・（２）
【請求項１１】
前記画素電極および前記共通電極における壁状に形成される部分の短手方向の長さを幅ｗとし、互いに対向して配置される前記画素電極の前記壁状に形成される部分および前記共通電極の前記壁状に形成される部分の間隔をlとする場合に、式（３）および式（４）の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
ｈ≧２.８×ｗ・・・（３）
ｌ≧４×ｗ・・・（４）
【請求項１２】
前記液晶層に封入される前記液晶媒体は、高分子安定化された液晶材料であることを特徴とした、請求項１に記載の液晶表示装置
【請求項１３】
前記液晶層に封入される前記液晶媒体は、高分子安定化されたブルー相液晶材料であることを特徴とした、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記互いに隣接する２つの画素表示領域の間には、信号配線が形成され、
前記共通電極は、前記信号配線に重なりつつ、前記信号配線が延伸する方向に延伸する、
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１５】
互いに隣接する２つの前記画素表示領域の間には、ブラックマトリクスが形成され、
前記共通電極は、前記ブラックマトリクスに重なりつつ、前記ブラックマトリクスが延伸する方向に延伸する、
ことを特徴とする請求項１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。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層を設けた液晶表示パネルを有する表示装置であり、例えば、液晶テレビ、パーソナルコンピュータ向けの液晶ディスプレイ、携帯電話端末の液晶ディスプレイ等として広く用いられている。
【０００３】
この種の液晶表示装置は、液晶表示パネルの表示領域が複数の画素の集合でなり、当該複数の画素（ドット）により文字、数字、図、絵等の画像や映像を表示する表示装置である。このような表示方法は、一般に、ドットマトリクス方式と呼ばれている。
【０００４】
ドットマトリクス方式は、画素の駆動方式により、単純マトリクス型（パッシブマトリクス型と呼ぶこともある）と、アクティブマトリクス型と、に分類される。単純マトリクス型は、各基板に形成した画素形成用の電極に選択的に電圧を印加して所定の画素を駆動する型式である。一方、アクティブマトリクス型は、一方の基板に画素選択用のアクティブ素子（スイッチング素子と呼ぶこともある）を形成し、このアクティブ素子のオン／オフにより所定の画素を駆動する型式である。特に、後者のアクティブマトリクス型は、コントラスト性能や高速表示性能等の優れた性能を備えることから、液晶表示装置における画素の駆動方式の主流になっている。
【０００５】
また、液晶表示装置における液晶層の動作モードとしては、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、およびＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等がある。
【０００６】
また、液晶層にネマチック液晶を用いた従来の液晶表示装置に対して、例えば、超高速応答の液晶である高分子安定化ブルー相液晶を用いた液晶表示装置が提案されている。この液晶材料は、光学的に等方的であることが特徴であり、光学的に一軸異方性を有する従来のネマチック液晶材料で生じる黒透過率における光漏れを低減できることから、高コントラスト化の可能性が高い。また、基板面に対して平行な電気力線により駆動するため、ＩＰＳモードと同様にくし歯電極で駆動でき、さらに従来のＩＰＳモードと同じく広視野角が実現できる。これらのことから、近年、高分子安定化ブルー相液晶材料をはじめとして、光学的に等方性を有する液晶材料を用いた液晶表示装置の開発が盛んである。
【０００７】
これまでに、高い駆動電圧を低減するため、特許文献１のように突起状と、平面状の櫛歯電極を交互に表示領域中に形成する方式や、ヒステリシスを低減するため、非特許文献２のように駆動信号中にリセット電圧を挿入する方式などが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９-１４５８６５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】菊池他、アドバスドマテリアルズ、２００５年、９６−９８頁
【非特許文献２】Ｈ．ＬＥＥ他、ＳＩＤダイジェスト、２０１１年、１２１−１２４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の表示方式においては、表示領域内に突起状と平面状の櫛歯電極を交互に形成することは、低電圧化に有効であるものの、横電界が形成されない電極上は透過率が低下することが考えられる。また、電極間隔の低減は、液晶層に印加される電界強度が増大するので、低電圧化には有効であるが、開口率が低下して透過率が低下することが考えられる。
【００１１】
さらに非特許文献１においては、ヒステリシスを改善するために、駆動信号中に、電圧無印加の状態が任意の期間に生じるため、表示装置の輝度が低下して実効的な透過率が低下すると考えられる。したがって、ヒステリシスの改善と透過率の向上はトレードオフの関係にあり、透過率の向上と低電圧化、ヒステリシスの改善と低電圧化もまたそれぞれトレードオフの関係にあると考えられる。
【００１２】
本発明の目的は、透過率の向上とヒステリシス改善を両立しつつ、かつ低電圧化が可能な液晶表示装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明にかかる液晶表示装置は、上記課題に鑑みて、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に、電圧無印加時に光学的等方性を示し、電圧印加時に光学的異方性を生じる液晶媒体が封入されてなる液晶層と、マトリクス状に配置されて、画素表示領域を内側に形成する複数の画素と、前記画素表示領域における透過率を制御するための画素電極および共通電極と、を有する液晶表示装置であって、前記画素電極および前記共通電極は、前記液晶層内に壁状に突出して平面的にみてストライプ状となるように配置され、前記画素電極は、前記画素表示領域の内側に形成されて、前記共通電極は、互いに隣接する２つの前記画素表示領域の間の領域と重なって形成される、ことを特徴とする。
【００１４】
（２）上記（１）において、前記液晶層内に壁状に突出する前記共通電極は、前記２つの画素表示領域の間の領域が延在する方向に沿って直線状に延在する、ことを特徴としてもよい。
【００１５】
（３）上記（１）乃至（２）のいずれかの液晶表示装置において、前記第１の基板上または前記第２の基板上には、壁状に突出する壁状絶縁層が形成され、前記画素電極および前記共通電極は、前記壁状絶縁層の表面に形成される導電薄膜層を含んで構成され、前記画素表示領域の内側の前記壁状絶縁層に形成される前記導電薄膜層は、透明導電層で形成される、ことを特徴としてもよい。
【００１６】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかの液晶表示装置において、前記共通電極は、前記２つの画素表示領域のうちの一方の内側に形成される前記画素電極との間、および、前記２つの画素表示領域の他方の内側に形成される前記画素電極との間に電界を生じさせて、前記２つの画素表示領域における透過率が制御される、ことを特徴としてもよい。
【００１７】
（５）上記（３）に記載の液晶表示装置において、前記互いに隣接する２つの画素表示領域の間で形成される前記共通電極の前記導電薄膜層は、前記透明導電層よりも遮光性の高い導電性材料で構成される、ことを特徴としてもよい。
【００１８】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかの液晶表示装置において、前記画素電極および前記共通電極の壁状に形成される部分の側面と、前記第１の基板の表面とがなす角度は、９０度±５度以内の角度となる、ことを特徴としてもよい。
【００１９】
（７）上記（１）乃至（６）のいずれかの液晶表示装置において、前記画素電極および前記共通電極の壁状に形成される部分は、前記第１の基板および前記第２基板のいずれかからそれぞれ突出し、前記画素電極の上端部および前記共通電極の上端部は、前記第１の基板または前記第２基板に接触する、あるいは、前記画素電極の上端部および前記共通電極の上端部は、前記第１の基板または前記第２基板との間で５ミクロン以下の隙間を有して形成される、ことを特徴としてもよい。
【００２０】
（８）上記（１）乃至（７）のいずれかの液晶表示装置において、前記画素電極および前記共通電極における前記壁状に形成される部分の高さは、それぞれ７μm以上である、ことを特徴としてもよい。
【００２１】
（９）上記（１）乃至（８）のいずれかの液晶表示装置において、前記画素電極および前記共通電極における前記壁状に形成される部分の高さは等しい、ことを特徴としてもよい。
【００２２】
（１０）上記（１）乃至（９）のいずれかの液晶表示装置において、前記画素電極および前記共通電極における壁状に形成される部分の高さをｈとし、短手方向の長さを幅ｗとし、互いに対向して配置される前記画素電極の前記壁状に形成される部分および前記共通電極の前記壁状に形成される部分の間隔をlとする場合に、下記の式（１）および式（２）の関係を満たすことを特徴としてもよい。
ｈ≧１.６×ｗ・・・（１）
ｌ≧２.３×ｗ・・・（２）
【００２３】
（１１）上記（１）乃至（１０）のいずれかの液晶表示装置において、前記画素電極および前記共通電極における壁状に形成される部分の短手方向の長さを幅ｗとし、互いに対向して配置される前記画素電極の前記壁状に形成される部分および前記共通電極の前記壁状に形成される部分の間隔をlとする場合に、式（３）および式（４）の関係を満たすことを特徴としてもよい。
ｈ≧２.８×ｗ・・・（３）
ｌ≧４×ｗ・・・（４）
【００２４】
（１２）上記（１）乃至（１１）のいずれかの液晶表示装置において、前記液晶層に封入される前記液晶媒体は、高分子安定化された液晶材料であることを特徴としてもよい。
【００２５】
（１３）上記（１）乃至（１２）のいずれかの液晶表示装置において、前記液晶層に封入される前記液晶媒体は、高分子安定化されたブルー相液晶材料であることを特徴としてもよい。
【００２６】
（１４）上記（１）乃至（１３）のいずれかの液晶表示装置において、前記互いに隣接する２つの画素表示領域の間には、信号配線が形成され、前記共通電極は、前記信号配線に重なりつつ、前記信号配線が延伸する方向に延伸する、ことを特徴としてもよい。
【００２７】
（１５）上記（１）乃至（１４）のいずれかの液晶表示装置において、互いに隣接する２つの前記画素表示領域の間には、ブラックマトリクスが形成され、前記共通電極は、前記ブラックマトリクスに重なりつつ、前記ブラックマトリクスが延伸する方向に延伸する、ことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、高透過率とヒステリシス改善を両立しつつ、低電圧化できる液晶表示方式を提供できる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態に係る液晶表示パネルの平面構成を示す模式平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の位置における断面構成を示す模式断面図である。
【図３】ＴＦＴ基板の平面構成を示す模式平面図である。
【図４】カラーフィルター基板を含む図３のＢ−Ｂ線の位置における断面構成を示す模式断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線の位置における断面構成の変形例１を示す模式断面図である。
【図６】ＴＦＴ基板の平面構造の変形例２を示す模式平面図である。
【図７Ａ】ＴＦＴ基板の平面構造の変形例３を示す模式平面図である。
【図７Ｂ】ＴＦＴ基板の平面構造の変形例４を示す模式平面図である。
【図８】入射光の経路の例を示す模式断面図である。
【図９】壁状構造物とカラーフィルター基板間の電界強度の計算結果である。
【図１０Ａ】電界強度とヒステリシスの関係の評価結果である。
【図１０Ｂ】電界強度と、壁状に形成される電極の高さの関係を評価した結果である。
【図１１】壁状に形成される共通電極８ｂの高さと、混色が生じうるバックライト光が入射する範囲Δの関係を示す計算結果である。
【図１２】壁状に形成される共通電極の側面と、ＴＦＴ基板の表面との角度を示す模式断面図である。
【図１３】図３のＸＩＩＩ-ＸＩＩＩ線の位置における断面構成を示す模式図である。
【図１４】図６のＸＩＶ-ＸＩＶ線の位置における断面構成を示す模式図である。
【図１５】比較パネルＢにおける画素部分の様子を示す模式断面図である。
【図１６】実施例１および実施例２における液晶表示パネルの電圧-透過率特性である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３１】
図１から図８、図１２〜１４は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置と、その変形例にかかる液晶表示装置の主要部の概略構成を説明するための模式図である。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示パネルの平面構成を示す模式平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線の位置における断面構成を示す模式断面図である。図３は、ＴＦＴ基板の平面構成を示す模式平面図である。図４は、カラーフィルター基板を含むＢ−Ｂ線の位置における断面構成を示す模式断面図であり、図５は、本実施形態の変形例１にかかるＢ−Ｂ線の位置における断面構成を示す模式断面図である。また、図６、図７Ａおよび図７Ｂは、本実施形態の変形例２〜４にかかるＴＦＴ基板の平面構造を示す模式平面図である。図８は、図１のＡ−Ａ線の位置における断面構成を示す模式断面図において、バックライトから液晶パネルへの入射光の経路を示す模式断面図である。
【００３３】
本明細書では、本発明に係る液晶表示装置の一例として、携帯電話端末等に用いられる小型の液晶表示装置を挙げるが、本発明は、大型の液晶表示装置に適用されてもよい。また、本発明は、液晶表示装置のうち、特に、液晶表示パネルの構成に関わるものである。そのため、本明細書では、本発明に係る液晶表示装置のうち、液晶表示パネルの構成及びその製造方法を説明する。
【００３４】
本実施形態に係る液晶表示パネルは、例えば、図１及び図２に示すように、ＴＦＴ基板１（第一の基板）、カラーフィルター基板２（第二の基板）、シール材３ａ，３ｂ、液晶層４，第一の偏光板５、第二の偏光板６、液晶層４の内部に壁状に突出して形成される壁状絶縁層７と、壁状絶縁層７の周囲（表面）に形成される画素電極８ａと共通電極８ｂとを含んで構成される。また、この液晶表示パネルには、図３で示されるように、各画素ＰＸの内側に、画素電極８ａおよび共通電極８ｂによって電界が印加されることで透過率が制御される画素表示領域ＤＰが形成され、画素電極８ａは、ＴＦＴ９と接続されて映像信号配線１０から映像信号が入力される。第一の偏光板５と第二の偏光板６における透過軸方向５ａ，６ａは、画素の長手方向に対して４５°傾斜するように配置され、互いに隣接する２つの画素における２つの画素表示領域ＤＰの間の領域には、映像信号配線１０、走査信号配線１１、共通信号配線１２が配置されている。以降、本実施形態において、画素表示領域ＤＰとは、映像信号配線１０、走査信号配線１１、共通信号配線１２、さらには、ブラックマトリクス１９によってバックライト光が遮光される領域の内側に形成される開口領域のことをいい、画素表示領域ＤＰに印加される電界の制御により各画素の透過率が制御される。
【００３５】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線の位置におけるカラーフィルター基板２を含む断面構成を示す模式断面図であり、図５は、また、図５は、第1の実施形態の変形例１の液晶表示パネルの断面構成を示す図となっている。これらの図で示されるように、壁状の共通電極８ｂは、映像信号配線１０およびブラックマトリクス１９と重複し、映像信号配線１０等に沿って、その延伸する方向に延伸するようになっている。
【００３６】
すなわち、複数の画素の各々は、液晶層４に電界を印加するための画素電極８ａ及び共通電極８ｂを有する。このような壁状の画素電極８ａと共通電極８ｂの間には、基板面に対してほぼ平行な電気力線が形成できるため、平面的な櫛歯電極を用いた際のように強電界が形成されないことから、ヒステリシスや焼き付きに対して有効となる。また画素電極８ａおよび共通電極８ｂを構成する壁状構造物の高さが高いほど、電極間に生じる複屈折がより大きくなるため、低電圧化にも有効となる。
【００３７】
ＴＦＴ基板１は、第一の絶縁基板１０１、第一の薄膜積層体１０２を有する。第一の絶縁基板１０１は、例えば、ガラス基板等の透明な絶縁基板である。第一の薄膜積層体１０２は、例えば、走査信号線、映像信号線１１、ＴＦＴ素子９、及び複数の絶縁層を含む。
【００３８】
カラーフィルター基板２は、第二の絶縁基板２０１、第二の薄膜積層体２０２を有する。第二の絶縁基板２０１は、例えば、ガラス基板などの透明な絶縁基板である。第二の薄膜積層体２０２は、例えば、ブラックマトリクス、カラーフィルター１４（カラーフィルター１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｇ）及び平坦化層を含む。なお、カラーフィルターは、必ずしも必要ではなく、その場合においては、光源の色調を時間で変調すると同時に駆動する、フィールドシーケンシャル駆動を用いればよい。
【００３９】
液晶表示パネルにおいては、図１及び図２に示すように、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との間に液晶層４が設けられている。ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２とは、シール材３ｂで張り合わされている。シール材３ｂは、液晶層４として用いる液晶組成物を注入する注入口を有し、当該注入口はシール材３ａで封止されている。すなわち、液晶層４は、シール材３ａ，３ｂにより、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との間に封入されている。また、図示は省略するが、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との間には、例えば、各画素における液晶層４の厚さを均一化するためのスペーサが設けられている。
【００４０】
また、本実施形態に係る液晶表示パネルでは、画素の中に、画素電極８ａが形成された壁状絶縁層７が設けられているが、互いに隣接する２つの画素表示領域ＤＰ間には、映像信号配線１０が設けられており、絶縁層を介して、表面に共通電極８ｂが形成された壁状絶縁層７が重畳している。この画素表示領域ＤＰ間の信号配線上に重畳された共通電極８ｂと壁状絶縁層７は、隣接する画素からの漏れ電界を防ぐとともに、画素表示領域ＤＰ外に共通電極８ｂを配置する事で、画素表示領域ＤＰ内の有効透過領域を増大させることになる。
【００４１】
なお、本明細書における図面では、壁状絶縁層７が映像信号配線１０上に重畳されるが、例えば、電極の配置が９０度回転されるような画素の場合は、壁状絶縁層７とその表面上に形成される共通電極８ｂは、走査信号線１１上に重畳される構造であってもよいし、或いは、共通信号配線１２と重複して配置されてもよい。
【００４２】
以下、各画素の構造や、液晶層４内に突出して壁状に形成される画素電極８ａおよび共通電極８ｂの形状及び大きさについて、図１から図７を参照しながら、具体的に説明する。
【００４３】
本実施形態では、液晶表示パネルにおける画素の構成は、図３の様に、画素のｙ軸方向すなわち画素の長手方向に映像信号配線１０が延伸する構造となっている。
【００４４】
図３に示すように、液晶表示パネルは、映像信号配線１０と、走査信号配線１１と有している。この映像信号線１０の直上には、共通電極８ｂを形成した壁状絶縁層７が重畳している。この映像信号線１０と、共通電極８ｂを形成した壁状絶縁層７の幅は、図３においては、１つの画素ＰＸ及びその近傍の平面視における構成を模式的に示しており、ｘ軸方向の寸法とｙ軸方向の寸法との関係は、実際の液晶表示装置における関係とは、必ずしも一致しない。
【００４５】
そして、共通電極８ｂと画素電極８ａを周囲に形成した壁状絶縁層７は、図３に示すような平面視において、ほぼ平行に配置されて、それぞれ画素ＰＸの長手方向に延伸して、交互となるようにストライプ状に配置されている。また、共通電極８ｂの壁状に形成される部分は、同図で示されるように、２つの画素表示領域ＤＰ間の領域に沿って、当該領域が延在する方向に延伸しており、縦方向に隣接する画素の共通電極８ｂに連なっている。
【００４６】
図３においては、画素表示領域ＤＰ内に画素電極８ｂが形成された壁状絶縁層７が１つ配置されるのみであるが、例えば画素のサイズが大きいような液晶表示パネルでは、図６の本実施形態の変形例２に示すように、画素表示領域ＤＰ内に、壁状の共通電極８ｂも配置され、これらは、ほぼ平行に任意の数の配置をしてもよい。図６の場合においても同様に、共通電極８ｂを形成した壁状絶縁層７を、映像信号配線１０に重畳する位置に配置する。
【００４７】
また、図７Ａおよび図７Ｂの本実施形態の変形例３，４に示すような、画素構造自体が屈曲した構造である場合であってもよく、この場合には、画素電極８ａおよび共通電極８ｂにおける壁状の部分も屈曲した構造で形成される。この場合、電極もしくは画素構造自体の屈曲角θＥＬはほぼ９０度とすることが望ましい。また、このとき図７Ｂのように、屈曲部の一部の壁状構造物を除去した構造でもよく、この場合、液晶材料封入の際に、早く封入される。
【００４８】
図８に示すように、ＴＦＴ基板１側に配置されるバックライトの入射光ＢＬａおよびＢＬｂは、液晶層４を経て壁状絶縁層７と、画素電極８ａまたは共通電極８ｂを透過し、液晶表示パネルからの透過光１５となる。このため、画素内に配置される壁状絶縁層７上の表面に形成される電極を構成する導電薄膜層は、透明導電層である事が望ましい。これにより、視野角の低下が改善され、視野角によらず高い透過率を得る事ができる。透明電極としては、プロセス上の問題がない限り、インジウム−ティン−オキサイド（ＩＴＯ）インジウム−ジンク−オキサイドなどの無機酸化物や、ポリチオフェンなどの有機導電高分子材料など、一般的な任意の透明導電材料を用いる事ができる。
【００４９】
また一方で、図８に示すように、映像信号配線１０上に重畳される壁状絶縁層７に形成される導電薄膜層（共通電極８ｂ）は、画素表示領域ＤＰ内に形成される画素電極８ａを構成する透明導電層よりも遮光性の高い導電性材料で構成し、可視光を透過しない材料にすることが望ましい。これにより、隣接する画素の電界印加領域を経由して入射するバックライト光を遮光できて、混色を生じにくくし、結果としてブラックマトリクスを太くする必要がないので、高い透過率を得る事ができる。また、可視光を透過しない電極材料としては、アルミニウムや銅、クロムやそれらの合金などプロセス上問題にならない限り、一般的な配線材料を選択する事ができる。あるいは、カーボンナノチューブや一部の有機導電高分子材料であっても、可視光の透過率を低くすることができる。
【００５０】
一方、図４、図５に示す、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの上端部と、カラーフィルター基板２との間の液晶層厚ｄは、０ミクロン以上、５ミクロン以下に設定する。これにより、壁状絶縁層７間の液晶層４だけでなく、壁状絶縁層７とカラーフィルター基板２との間の液晶層４にも電界が有効に印加でき、相対的に低電圧化を図る事ができる。
【００５１】
図９は、壁状に形成される画素電極８ａおよび共通電極８ｂの上端部からの距離ｄと、相対的電界強度の関係をシミュレーションにより計算したものである。この結果から、電界強度は、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの上端部からの距離ｄの増大にともなって減少し、１０ミクロン以上離れる場合には、ほぼ飽和している事を確認した。これは、ｄが１０ミクロン以上では、あまり液晶層が駆動しない事を表している。このことから、ｄは、１０ミクロン以下である事が望ましい事になる。また電界強度が１／４以下となる距離は、おおよそ５ミクロン程度であることから、ｄは５ミクロン以下である事がより望ましい。よって画素電極８ａおよび共通電極８ｂの上端部と、ＴＦＴ基板１の隙間の液晶層厚ｄが、０ミクロン以上５ミクロン以下であれば、より低電圧化に有効であるということになる。
【００５２】
また、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの壁状に形成される部分の高さｈは、少なくとも液晶層４の厚みと同厚以上とするのが望ましく、７ミクロン以上である事が望ましい。図１０Ａは、高分子安定化ブルー相液晶を用いて電界強度とヒステリシスの関係を評価した結果、図１０Ｂは、電界強度と壁状構造物の高さｈの関係を評価した結果である。これによれば、高分子を分散した等方性液晶である、高分子安定化ブルー相液晶のヒステリシスは電界強度増大に伴い悪化傾向であるが、閾値特性を有する。この閾値以下で駆動するためには、図１０Ｂによれば、ｈが７ミクロン以上とする事が望ましい事が明らかである。
【００５３】
さらに、共通電極８ｂおよび画素電極８ａのそれぞれの高さｈは、ほぼ等しい高さであることが望ましい。これにより、壁状絶縁層７間の液晶層４に印加される電気力線は、基板面に対して理想的な平行な状態となり、表示面上部から観察される液晶層が均一な透過状態となることが期待できる。
【００５４】
また図１１は、ＴＦＴ基板１、カラーフィルター基板２、液晶層４の屈折率を１．５とした場合の、互いに隣接する２つの画素表示領域ＤＰ間に形成される共通電極８ｂの高さｈと、図８で示すような混色が生じうるバックライト光が入射する範囲Δ（すなわち、共通電極８ｂの根元からの距離）の関係を見積もったものである。ここで、範囲Δは、隣接する画素から進行する光により混色が生じる範囲を表すため、通常、当該範囲はブラックマトリクス１９でマスクされる。このブラックマトリクスは、ホトリソで形成するが、自身が光を吸収するため、おおよそ６〜１０ミクロン程度の幅での加工精度となる。ブラックマトリクス幅を太くすると有効透過率が低下するため、可能な限り細い事が望ましい。図１０から、共通電極８ｂの高さｈは、少なくとも３０ミクロン以下であることが望ましい。しかし、上述したとおり、共通電極８ｂに、可視光を透過しない材料となる導電性薄膜を用いた場合は、隣接画素からの混色が起こらないため、この限りではない。
【００５５】
壁状絶縁層７の周囲に導電性薄膜を形成したさらに画素電極８ａと共通電極８ｂの間隔Ｌは、図４で示されるように、これらの底部における間隔Ｌ２、上端部における間隔Ｌ１の平均とし、また画素電極８ａ及び共通電極８ｂの幅Ｗは、底部の幅Ｗ２、上面の幅Ｗ１の平均とすると、有効透過率ＡＲは、式５表される。高透過率のモニタなどで一般的なＴＮ液晶ではＡＲは０．７以上である。高い透過率の液晶表示パネルでは、ＡＲは０．７以上と高い事が望ましいことから、数式（５）からは数式（６）の条件が得られる。
ＡＲ＝Ｌ／（Ｌ＋Ｗ）・・・（５）
Ｌ≧２．３×Ｗ・・・（６）
【００５６】
一方で、光学的に等方液晶においては、誘起される複屈折は、電界強度の二乗に依存することが知られているので、Ｌを小さくする事で電界強度を相対的に強くすると、低電圧化が図れる一方で、数式（５）からは、有効透過率ＡＲが低下するという問題がある。また、高分子安定化ブルー相液晶のような、液晶層に高分子が混合した液晶材料においては、一般的に高分子分散液晶（ＰＤＬＣもしくはＰＮＬＣ）で知られているようなヒステリシスが生じる可能性がある。上述したとおり、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの壁状に形成される部分の高さｈは７ミクロン以上である事が望ましいが、このときのＬは１０ミクロンであるので、ｈとＬの比は０．７となる。これにより、高い透過率とヒステリシスを改善する電極構造は、数式（７）を満たすことになる。
ｈ≧１．６×Ｗ・・・（７）
【００５７】
従来の高い透過率のＴＮ液晶と同程度に透過率を得て、かつヒステリシスを改善するためには、以上の数式（６）、数式（７）の両式を満たせばよい。さらに高い透過率としてＡＲ≧０．８を得る為には、数式（８）、数式（９）を満足すればよい。
ｈ≧２．８×Ｗ・・・（８）
Ｌ≧４×Ｗ・・・（９）
【００５８】
また、図１２は、壁状絶縁層７とＴＦＴ基板１の模式断面図を表す図である。壁状絶縁層７は、側面が直線状に傾斜するように形成されて、ＴＦＴ基板１の表面と壁状絶縁層７の側面がなす角θ２及び、壁状絶縁層７の上面と壁状絶縁層７の側面がなす角は、それぞれ９０度±５度となる。このような壁状絶縁層７の断面において、θ１、θ２の角がほぼ直角である事により、２つの壁状絶縁層７の間に生じる電気力線が、ＴＦＴ基板１の上面により平行となり、また壁状絶縁層７間をより広くできるために、より高い透過率を得る事ができる。
【００５９】
また、バックライトは完全なコリメート光ではないために、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの壁状に形成される部分が入射光に対して、平行でなければ、これらの表面で反射、散乱される事により、偏光状態を乱す事になる。このような場合、結果として、電圧無印加時においても壁状構造物は光り漏れを起こす事になり、コントラストが低下する。このような問題を改善するためにもθ１、θ２の各が９０度±５度として、直角に近い角度にする事が有効である。
【００６０】
また、液晶層３に挟持される液晶材料は、電圧無印加時に光学的に等方的であって、電圧印加時に光学的に異方性を有する液晶材料を用いる事ができる。このような液晶材料として、コレステリックブルー相、スメクチックブルー相、キュービック相、ミセル相の様な液晶層を使用温度にて発現するものが用いる事ができ、あるいは、使用温度で等方相であっても、電圧印加により光学的に異方性を有する液晶相を発現する材料を用いてもよい。また、一般的に、上記の液晶相は温度範囲が狭いので、液晶材料と高分子が混合した材料であることがより望ましい。
【００６１】
また、図１３は、図３におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面の様子を示す模式断面図である。同図で示されるように、共通電極８ｂの壁状に形成され部分と共通信号配線１２は、共通信号配線１２と映像信号配線１０の間に形成される絶縁層ＩＳ１と、映像信号配線１０と液晶層４の間に形成される絶縁層ＩＳ２とを貫通するスルーホール１３ｂを介して、接続される。スルーホール１３ｂは、共通電極８ｂが形成される壁状絶縁層７と重なる映像信号配線１０を避けて、共通信号配線１２と重なる位置に形成される。また、共通電極８ｂと共通信号配線１２は、平面状に形成されるコンタクト部８ｃを介して接続されており、コンタクト部８ｃは、共通電極８ｂと同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。また、コンタクト部８ｃと、共通電極８ｂの壁状に形成される部分は、同一の成膜プロセスで形成されてもよい。
【００６２】
また、図１４は、図６におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面の様子を示す模式断面図である。同図の変形例２では、画素表示領域ＤＰの内部においても共通電極８ｂが壁状に形成されて画素の長手方向に延伸している。一方、コンタクト部８ｃは、画素の短手方向に延伸して平面状に形成されており、壁状に構成されないものとなっており、各画素の短手方向には壁状絶縁層７が延伸せず、壁状絶縁層７は、長手方向にのみ延伸するものとなっている。すなわち、ストライプ状に配置される壁状の電極間に隙間が形成されることにより、液晶層４を封入するプロセスが支障なく円滑に行われる。
【００６３】
なお、本実施形態の説明における「等しい」や「平行」、「直角」等については、完全に同一となる場合等に加えて、製造上や設計上の誤差を許容してこれらの誤差範囲を含むものである。また、ほぼ平行、ほぼ直角、ほぼ垂直とは、完全に平行な場合や９０度となる場合に加えて、±５度の範囲内にあるものを含むものをいう。
【００６４】
次に、本発明にかかる液晶表示パネルの具体的な実施例について説明する。なお以降の実施例並びに比較例においては、液晶層に高分子安定化ブルー相液晶を用いたが、これに限定されるものではなく、コレステリックブルー相、スメクチックブルー相、キュービック相、ミセル相の様な液晶層を使用温度にて発現するものが用いる事ができ、あるいは、使用温度で等方相であっても、電圧印加により光学的に異方性を有する液晶相を発現する材料を用いてもよい。実施例１のように、液晶材料と高分子が混合した材料でもよい。
【００６５】
また、実施例１では、非特許文献１に記載の液晶材料を参考にして調整した液晶材料を使用したが、このような材料に限定されるものではない。
【００６６】
[実施例１]
以下においては、本発明にかかる液晶表示パネルの実施例１について説明をする。
【００６７】
非特許文献１に記載の液晶材料は、カイラル材の溶解度が小さく、パネル作成の際に扱いにくい為、より溶解性の高いカイラル材として［化１］や［化２］に示されるような分子構造の化合物を用いたが、本発明では、これに限定されるものではない。いずれの構造も一般的な有機合成により得られるものであり、本実施例では、［化２］に示す分子構造の化合物を、下記の手順により合成したものを使用した。
【００６８】
まず、１５．６ｇの４−ｎ−プロピル安息香酸（東京化成工業製）をベンゼン１００ｍｌに溶解し、その溶液に氷冷下で塩化チオニル１６．６ｇを滴下した。塩化チオニルの滴下後、３時間還流過熱撹拌した後に、減圧濃縮した。減圧濃縮した溶液にベンゼン５０ｍｌを加え、良く撹拌してから減圧濃縮して、４−ｎ−プロピル安息香酸酸塩化物を得た。次に、（Ｒ）−（＋）−１，１’−ビ−２−ナフトール（東京化成工業製）１０．０ｇを塩化メチレン１００ｍｌに加えてから、トリエチルアミン１０．１ｇを加えた。次に、先に合成した４−ｎ−プロピル安息香酸酸塩化物に塩化メチレン５０ｍｌを溶解した溶液を氷冷下で滴下して、室温にて一夜撹拌した。反応液を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒（塩化メチレン）を減圧濃縮した。残留物を少量の塩化メチレンに溶解し、展開溶媒がヘキサン：酢酸エチル（１０：１）のシリカクロマトにより精製し、［化２］の化合物を得た。
【化１】
2013140241.tif 000003
【化２】
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【００６９】
また、非特許文献１に記載の液晶材料は、駆動電圧が極めて高く、液晶表示パネルでの駆動が困難であったため、［化３］［化４］［化５］のような高Δεの液晶化合物を用いた。本実施例では、［化３］［化４］に示されるような分子構造の化合物を任意の量、添加して用いたが、本発明では、これらに限定されるものではない。いずれの構造も一般的な有機合成により得られるものであり、本実施例では、［化３］［化４］に示す分子構造の化合物を、下記の手順により合成したものを使用した。
【００７０】
まず、５．０ｇの４−アミル安息香酸（東京化成工業製）をベンゼン１００ｍｌに溶解し、その溶液に氷冷下で塩化チオニル１０ｇを滴下した。塩化チオニルの滴下後、３時間還流過熱撹拌した後に、減圧濃縮した。減圧濃縮した溶液にベンゼン５０ｍｌを加え、良く撹拌してから減圧濃縮して、４−アミル安息香酸酸塩化物を得た。次に、２，６−ジフルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリル（東京化成工業製）５．０ｇを塩化メチレン１００ｍｌに加えてから、トリエチルアミン４．０ｇを加えた。さらに先に合成した４−アミル安息香酸酸塩化物に塩化メチレン５０ｍｌを溶解した溶液を氷冷下で滴下して、６時間還流過熱撹拌した。その後、反応液を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒（塩化メチレン）を減圧濃縮した。残留物を少量のヘキサンに溶解、再結晶し、［化３］の化合物を得た。
【化３】
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【化４】
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【化５】
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【００７１】
また重合性モノマーの量については、任意の量を用いる事ができる。実際には、高分子安定化ブルー相液晶に限らず、高分子と液晶の混合材料では、重合性モノマーは非液晶成分を含むため、液晶材料に添加すると、相分離を起こす事がある。本検討の中では、２０％添加では、液晶材料と重合性モノマーが相分離したことから、２０％以下の添加量が望ましい。また１５％でも、均一な液晶層が得られなかった事から、重合性モノマーは、１５％以下であることが、より望ましい。さらに、非特許文献１では、重合性モノマーの添加量は、約６〜７％であったが、実際に駆動すると焼き付きが発生した。先の重合性モノマーを１５％添加すると焼き付きは軽減する事から、少なくともモノマの添加量としては、７％以上であることが望ましい。
【００７２】
実施例１では、平面寸法が１００ｍｍ（長片側）×１００ｍｍ（短片側）で、対角寸法が約６インチの液晶表示パネルを作製した。この液晶表示パネルの厚みは１．１ｍｍであった。また、１つ画素の大きさ（Ｐｙ×Ｐｘ）は６００μｍ×２００μｍとした。この液晶表示パネルにおける第一の絶縁基板１０１および第二の絶縁基板２には、それぞれ、表面が研磨された透明なガラス基板を用いた。
【００７３】
そして、一方のガラス基板である第一の絶縁基板１０１上には、図６に示したような走査信号線１１、映像信号線１０、ＴＦＴ素子９、画素電極８ａ、共通電極８ｂ及び絶縁層を有する第一の薄膜積層体１０２と、を形成した。その後、有機ＰＡＳをスピン塗布、焼成を繰り返して、８ミクロンの有機ＰＡＳ厚膜を形成、さらに、ホトリソにより、画素内と、映像信号配線１０に重畳するように壁状絶縁層７を作成した。次に、スルーホール１３ａ、１３ｂを形成し、ＣＶＤにより、ＩＴＯを１００ｎｍの膜厚で全面形成、さらにホトリソにより壁状絶縁層７上とスルーホールにＩＴＯが残るようにして、ＴＦＴ基板１とした。これにより壁状構造物の幅ｗは４μｍ、間隔Ｌは１０ミクロン、高さｈが１０ミクロンとした。このとき、ＴＦＴ基板１と壁状絶縁層７の側面がなす角は約８７度、上面と側面のなす角は、約９３度であった。
【００７４】
他方のガラス基板である第二の絶縁基板２０１上には、ブラックマトリクス１９、着色層及び平坦化層を有する第二の薄膜積層体２０２を形成し、カラーフィルター基板２とした。ブラックマトリクス１９の幅を４０μｍとした。
【００７５】
ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２との接着は、図１に示した環状のシール材３ｂを介して行った。すなわち、エポキシ樹脂からなるシール剤の中に直径１０ミクロンのポリマビーズを適量混入して複合シール剤を調製し、シールマスクを用いて当該複合シール剤を一方の基板上に印刷することによりシール材３ｂを形成した。その後、シール材３ｂを構成する複合シール剤の仮硬化を行い、ＴＦＴ基板１とカラーフィルター基板２とを組み合わせた。そして、プレスを用いて当該一対の基板を加圧しつつ、シール材３ｂを完全硬化させた。
【００７６】
このとき、ＴＦＴ基板１、カラーフィルター基板２、及びシール材３ｂで囲まれた空間（パネル部）には、画素電極８ａおよび共通電極８ｂが形成された壁状絶縁層７とカラーフィルター基板２がほぼ接触しており、液晶組成物を封入した状態でのｄがほぼ０μｍとなるように調整した。また、このとき、パネル部に液晶組成物を注入するためにシール材３ｂに設けた液晶注入口の幅は、１０ｍｍとした。
【００７７】
一方、液晶層４の形成に用いる液晶組成物として、重合性モノマー、重合開始剤、及び液晶材料から構成される液晶組成物Ａを調製した。
【００７８】
重合性モノマーとしては、２官能性アクリルモノマーとして、ＳＴ３０２１（ＤＫＳＨ社製）、１官能性アクリルモノマーとして、エチルヘキシルアクリレート（東京化成工業社製）を用いた。重合開始剤としては、液晶に溶解する２，２−ジエトキシフェニル-アセトフェノン（イルガキュア６５１、長瀬産業株式会社）を使用した。液晶材料としては、ＪＣ１０４１ＸＸ（チッソ石油化学社製）、５−シアノビフェニル（アルドリッチ社製）、及び［化３］［化４］の等モル混合物を使用した。これらＪＣ１０４１ＸＸ、５−シアノビフェニル、［化３］［化４］混合物の重量比率を、それぞれ、４４．３重量％、３４．１重量％、２１．６重量％とした液晶材料を調整した。またカイラル材として［化２］を使用した。なお、この液晶組成物ＡにおけるＳＴ３０２１、エチルヘキシルアクリレート、重合開始剤、及び液晶材料、カイラル材の重量比率は、それぞれ、４．６重量％、３．４重量％、及び０．３重量％、８５．１重量％、６．６重量％であった。
【００７９】
次に、ＴＦＴ基板１、カラーフィルター基板２、及びシール材３ｂで囲まれた空間に液晶組成物Ａを注入した。すなわち、図示しない密閉可能な容器の中に液晶表示パネルを、その液晶注入口を下方に向けて配置した。また、容器の外部に設けられた上下駆動装置に接続されている液晶皿に液晶組成物Ａを入れた。なお、液晶組成物Ａは液晶皿中で若干盛り上がった状態で保持された。
【００８０】
容器の外部には真空ポンプとピラニ真空計に接続され配管とが設けられた。そして、真空ポンプを作動させ、調整バルブでピラニ真空計をモニタしながら排気量を調整し、真空度が１２０分で５Ｐａになるまで排気して容器内を減圧した。
【００８１】
次いで、上下駆動装置を作動させて液晶注入口を液晶組成物Ａに浸漬した。その後、調整バルブを閉じ、リーク配管の調整バルブを開けて、容器内に窒素又は空気を導入して、ＴＦＴ基板１、カラーフィルター基板２、及びシール材３ｂで囲まれた空間に液晶組成物Ａを注入した。注入が終了した後、液晶注入口を紫外線硬化剤（アクリル性樹脂）でなるシール材３ａで封止した。
【００８２】
その後、パネルを観察しながら、液晶層４の相転移温度を確認、カイラルネマチック相からブルー相１に転移する温度と、ブルー相１からブルー相２に転移する温度、の中間の温度において、ＴＦＴ基板１側から紫外線を照射することにより、液晶組成物中において重合性モノマーを重合させる高分子安定化工程を実施した。このとき、３６５ｎｍの紫外線を用い、１８００ｍＪ照射した。こうして、液晶組成物Ａを用いて形成された高分子安定化ブルー相液晶を有する液晶表示パネルを製造した。
【００８３】
［比較例Ａ］
次に、比較例Ａに係る液晶表示パネルを準備した。比較例Ａの液晶表示パネルにおいては、実施例１の液晶表示パネルにおいて、電極構成のみ変更し、その他の構成は変えなかった。この比較パネルＡの電極構成は次のようにした。すなわち、実施例１では、映像信号配線１０の上側に共通電極８ｂの壁状に形成される部分を重畳したが、比較例Ａでは、共通電極８ｂの壁状に形成される部分を画素表示領域ＤＰ内に配置し、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの本数は変更せず、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの壁状に形成される部分の幅ｗは４ミクロン、間隔Ｌは５ミクロン、高さｈが１０ミクロンとした。
【００８４】
［実施例２］
次に、実施例２における液晶表示パネルについて説明をする。実施例２の液晶表示パネルは、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの壁状に形成される部分の高さｈの高さが４ミクロンとした以外の構成は実施例１における液晶パネルと同じである。
【００８５】
［比較例Ｂ］
さらに、比較例Ｂにおける液晶表示パネルについて説明をする。比較例Ｂの液晶表示パネルは、図１５に示す様に、壁状絶縁層７の表面に形成した画素電極８ａと、平面状の共通電極８ｄの構成とし、画素電極８ｂを形成した壁状構造物の幅ｗは４ミクロン、共通電極８ｄ幅は４ミクロン、間隔Ｌ‘は１０ミクロン、高さｈが８ミクロンとした。
【００８６】
［実施例３］
さらに、実施例３における液晶表示パネルについて説明をする。実施例３における液晶表示パネルは、壁状構造物の断面形状が異なる以外は、実施例１の液晶表示パネルと構成はほぼ同一である。実施例３においては、有機ＰＡＳのＴｇ以上に加熱し、図１２における、θ２が８０度、θ１が１２０度とし、壁状構造物の幅ｗ１は約４μｍ、間隔Ｌは１０ミクロン、高さｈが約９．５ミクロンとした。
【００８７】
そして、このようにして製造された実施例１〜３の液晶表示パネル及び比較例Ａ〜Ｂの液晶表示パネルにおける透過率とヒステリシスを評価した。透過率は、入射光と出射光との比率により評価した。ヒステリシスは、電圧を０Ｖから透過率最大となる電圧までの電圧―透過率と、電圧を透過率最大となる電圧から０Ｖまでの電圧―透過率をそれぞれ評価し、それぞれがどれだけ一致しないかを、各パネルで定性的に評価した。さらに、実施例１の液晶表示パネルの透過率を１００％とし、実施例２、３や比較例Ａ、Ｂの液晶表示パネルはその相対値とした。
【００８８】
その結果、比較例Ａの液晶表示パネルにおいては、低駆動電圧化できた一方で、透過率は約７０％と低下し、液晶表示パネルに比べてヒステリシスが悪化した。これは、画素内に共通電極を形成した壁状絶縁層を配置したため、有効透過率が、液晶表示パネルに比べて低下した為と考えられる。また、Ｌが小さくなったために相対的に液晶層４に印加される電界強度が強まり、ヒステリシスが悪化したと考えられる。
【００８９】
図１６は、実施例１と実施例２の液晶表示パネルにおける電圧-透過率特性を示す図である。実施例２の液晶表示パネルにおいては、駆動電圧を増大すれば透過率を約１００％にできるが、ヒステリシスが悪化した。これは、画素電極８ａおよび共通電極８ｂの壁状に形成された部分の高さｈが相対的に小さくなったために、液晶層４で任意の電界強度における誘起される複屈折が、相対的に液晶表示パネルに比べて小さくなったため、透過率最大にするために必要な電界強度が相対的に強くなったためと考えられる。
【００９０】
さらに比較例Ｂの液晶表示パネルにおいては、実施例１の液晶表示パネルに比べて駆動電圧が増大し、透過率が約８５％と若干低下、ヒステリシスも若干悪化した。このときの画素部分における液晶層４を目視で観察したところ、壁状に形成された画素電極８ａと、平面状に形成された共通電極８ｄの間に輝度の傾斜が確認された。これは、共通電極８ｄと画素電極８ｂ間に基板面に対して斜めの電気力線が形成され、かつ、共通電極８ｄに電界が集中した結果であると考えられる。
【００９１】
また、実施例３の液晶表示パネルにおいては、実施例１の液晶表示パネルに比べて駆動電圧はおおよそ同程度であったが、透過率が約９０％と若干低下、ヒステリシスも若干悪化した。このときの電極断面構造をＳＥＭ観察したところ、壁状に形成された共通電極８ｂおよび画素電極８ａにおける底面の幅Ｗ２が、上面における幅Ｗ１よりもひろくなっており、底面における電極間隔Ｌは、上面における電極間隔よりも細くなっている事が判った。つまり壁状構造物におけるθ１，θ２がほぼ９０度でないので、有効透過率が低下したと考えられる。
【００９２】
以上のように、駆動電圧の低下を図りつつ、高い透過率とヒステリシス改善を図るうえでは、実施例１に実施される液晶表示パネルの構成を採用するのが望ましい。
【００９３】
次に、以下においては、実施例４および実施例５の液晶表示パネルについて説明をする。
【００９４】
［実施例４］
実施例４に実施した液晶表示パネルは、壁状に形成される画素電極８ａおよび共通電極８ｂの幅Ｗが２．５ミクロンである以外は、実施例１の液晶表示パネルと構成は同一とした。
【００９５】
［実施例５］
次に、実施例５の液晶表示パネルについては、実施例４の液晶表示パネルに対して電極構成のみ変更し、その他の構成は変えなかった。この実施例５の液晶表示パネルにおける電極構成は、壁状に形成される画素電極８ａおよび共通電極８ｂの幅Ｗが２．５ミクロン、間隔Ｌが５ミクロンとした。このようにして製造された実施例４および実施例５の液晶表示パネルにおける透過率とヒステリシスを上記と同様に評価した。
【００９６】
実施例５の液晶表示パネルにおいては、実施例４における液晶表示パネルに比べて、低駆動電圧化できたものの、透過率が約７０％と低下、ヒステリシスが悪化した。実施例４における液晶表示パネルでは、下記の数式（１０）、数式（１１）のいずれも条件を満たすが、実施例５における液晶表示パネルにおいては、数式（１０）は満たすが、数式（１１）を満たさない。透過率向上とヒステリシス改善を両立するためには、両方の式を満たす事が有効と考えられる。
h≧１.６×ｗ・・・[１０]
l≧２.３×ｗ・・・[１１]
【００９７】
なお、実施例１における液晶表示パネルもまた、数式（１０）、数式（１１）を満足するが、数式（１２）、数式（１３）は満足しない。一方の実施例４における液晶表示パネルでは、数式（１２）、数式（１３）を満足し、この結果、実施例４における液晶表示パネルは、実施例１における液晶パネルに比べて、ほぼ同じ駆動電圧で、ヒステリシスが改善できたが、透過率を向上する事ができた。このことから、数式（１０）、数式（１１）を満足することが望ましいが、数式（１２）、数式（１３）を満足する事はより好ましいという事が判る。
h≧２.８×ｗ・・・[１２]
l≧４×ｗ・・・[１３]
【００９８】
以上のように、実施例４に実施される液晶表示パネルであれば、駆動電圧の低下とヒステリシス改善を図りつつ、さらに高い透過率を得る事ができることが確認できた。
【００９９】
次に、以下においては、実施例６〜９の液晶表示パネルについて説明をする。
【０１００】
［実施例６］
実施例６に実施した液晶表示パネルは、共通電極８ｂおよび画素電極８ａの壁状に形成された部分とカラーフィルター基板２との距離ｄが４ミクロンである以外は、実施例１に実施した液晶表示パネルと構成は同一とした。
【０１０１】
［実施例７〜９］
次に、実施例７〜９における液晶表示パネルについて説明をする。実施例７〜９の液晶表示パネルは、共通電極８ｂおよび画素電極８ａの壁状に形成された部分とカラーフィルター基板２との距離ｄを、それぞれ２ミクロン、６ミクロン、１０ミクロンとした以外は、実施例６における液晶パネルと変えなかった。
【０１０２】
この実施例７の液晶表示パネルに比べ、実施例６における液晶表示パネルでは、駆動電圧の低減を確認できたが、実施例８および実施例９の液晶表示パネルにおいては、その駆動電圧は、実施例６における液晶表示パネルにくらべて若干低減できたものの、実施例７および実施例８の液晶表示パネルそれぞれの駆動電圧は、それほど大きく変わらない事が判った。すなわち、実施例６における液晶パネルよりも、壁状に形成された電極とカラーフィルター基板２と間の距離ｄが大きくても、ほとんど低電圧化の効果は期待できないということである。
【０１０３】
［実施例１０］
実施例１０に実施した液晶表示パネルは、下記の液晶組成物Ｂを用いた以外は、実施例１に実施した液晶表示パネルと構成は同一とした。まず液晶組成物Ｂにおいて、重合性モノマーとしては、２官能性アクリルモノマーとして、ＳＴ３０２１（ＤＫＳＨ社製）、３官能性アクリルモノマーとして、ＴＭＰＴＡ（東京化成工業社製）を用いた。重合開始剤としては、液晶に溶解する２，２−ジエトキシフェニル-アセトフェノン（イルガキュア６５１、長瀬産業株式会社）を使用した。液晶材料としては、ＪＣ１０４１ＸＸ（チッソ石油化学社製）、５−シアノビフェニル（アルドリッチ社製）、及び［化３］［化４］の等モル混合物を使用した。これらＪＣ１０４１ＸＸ、５−シアノビフェニル、［化３］［化４］混合物の重量比率を、それぞれ、４４．３重量％、３４．１重量％、２１．６重量％とした液晶材料を調整した。またカイラル材として［化２］を使用した。なお、この液晶組成物ＡにおけるＳＴ３０２１、ＴＭＰＴＡ、重合開始剤、及び液晶材料、カイラル材の重量比率は、それぞれ、９．９重量％、２．３重量％、０．５重量％、及び８１．０重量％、６．３重量％であった。
【０１０４】
以上の液晶組成物Ｂを用いて作成した液晶表示パネルでは、実施例１における液晶表示パネルに比べて若干電圧が増大したが、透過率はほぼ同等であり、実施例１における液晶表示パネルと同様、ほとんどヒステリシスは確認できなかった。
【０１０５】
以上のように上述した実施形態や各実施例における構成においては、液晶組成物によらず、高い透過率とヒステリシス改善を両立するとともに、駆動電圧低減を図る事ができる。本発明は、上述した実施形態や実施例に限定されず，その技術的思想の範囲内に於いて当業者によってさまざまな変更及び修正が可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  ＴＦＴ基板、１０１  第一の絶縁基板、１０２  第一の薄膜積層体、２  カラーフィルター基板、２０１  第二の絶縁基板、２０２  第二の薄膜積層体、３ａ、３ｂ  シール材、４  液晶層、５  第一の偏光板、５ａ  第一の偏光板の透過軸方向、６  第二の偏光板、６ａ  第二の偏光板の透過軸方向、７  壁状絶縁層、８ａ  画素電極、８ｂ  共通電極、８ｃ  コンタクト部、９  ＴＦＴ、１０  映像信号配線、１１  走査信号配線、１２  共通信号配線、１３ａ，１３ｂ  スルーホール、１９  ブラックマトリクス、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ  カラーフィルタ、ＢＬａ，ＢＬｂ  バックライトからの入射光、１５  透過光。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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