(57)【要約】【課題】複屈折動作モードにおいて、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができる液晶表示パネルおよび液晶表示装置を実現する。【解決手段】クロスニコルの状態に配置された２枚の直線偏光板（４５、４６）の間に複屈折モードで動作する液晶層（ＬＣ）を備えた液晶表示パネルであって、液晶層（ＬＣ）はポリマーネットワーク（６１）中に液晶（６２）を含有させたものであり、パネルの透過率が最大となる液晶層（ＬＣ）への電圧印加条件下において、５５０ｎｍよりも大きい所定の波長λの光に対し、液晶層（ＬＣ）の複屈折における常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率との差をΔｎ、液晶層（ＬＣ）の厚さをｄとしてΔｎ・ｄ＝λ／２に設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスニコルの状態に配置された２枚の直線偏光板の間に複屈折モードで動作する液晶層を備えた液晶表示パネルであって、
前記液晶層はポリマーネットワーク中に液晶を含有させたものであり、
パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、５５０ｎｍよりも大きい所定の波長λの光に対し、前記液晶層の複屈折における常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率との差をΔｎ、前記液晶層の厚さをｄとしてΔｎ・ｄ＝λ／２に設定されていることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記波長λは６００ｎｍよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、前記液晶層への入射光量のうち、前記液晶層中で発生して前記液晶層を透過し切る拡散光量の割合は、１１％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネル。
【請求項４】
パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、前記液晶層への入射光量のうち、前記液晶層を層厚方向へ直進して前記液晶層を透過し切る直進光量の割合は７０％以上であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
【請求項５】
前記液晶は正の誘電異方性を有していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
【請求項６】
前記液晶は負の誘電異方性を有していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
【請求項７】
前記液晶はネマチック液晶であることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶表示パネル。
【請求項８】
前記液晶層に対する配向膜が設けられていないことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネル。
【請求項９】
前記２枚の直線偏光板の少なくとも一方の前記液晶層側に、位相差板を備えていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の液晶表示パネルを備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折モード(ECB:Electrically controlled birefringence)で駆動される液晶表示パネルおよび液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複屈折モードで駆動される液晶表示パネルは、液晶層への印加電圧に応じてリタデーションが変化することを利用して光の透過率を変化させている。液晶層をクロスニコルの状態に配置された２枚の直線偏光板で挟む場合に、ある印加電圧においてリタデーションを波長λの透過光に対してλ／２となるように設定すれば、偏光面が９０度回転して２枚の偏光板を通過するため、このとき光の透過量が最大となり、この状態を白表示に用いることが可能になる。またこのとき、液晶層の印加電圧が閾値以下では複屈折現象が起こらない（すなわちリタデーションがゼロである）ことを利用して液晶層への入射光が対向側の偏光板を通過しないようにすることにより、黒表示が可能である。また、常光と異常光との屈折率差Δｎは印加電圧に応じて変化するため、これを利用すれば、リタデーションがλ／２よりも小さい状態を生成して中間調を表示することができる。
【０００３】
一例として、図６（ａ）に、負の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いたセルに黒表示を行わせたときのセルの様子を、図６（ｂ）に、同セルに白表示を行わせたときのセルの様子を、それぞれ示す。図６（ａ）では、電圧無印加状態で液晶層ＬＣの液晶分子が垂直に配向しており、複屈折現象は生じていない。このとき、一方の直線偏光板１０１を透過して液晶層ＬＣに入射した光は、直線偏光板１０１と透過軸が直交する他方の直線偏光板１０２で阻止され、パネルは黒表示となる。図６（ｂ）では、電圧が印加されて液晶層ＬＣの液晶分子が水平に配向しており、複屈折現象が生じている。このとき、直線偏光板１０１を透過して液晶層ＬＣに入射した光は直線偏光板１０２を透過し、パネルは白表示となる。
【０００４】
ところが、例えば図７に示すように上記Δｎは波長分散を有しているため、パネルを正面から見た場合に、一定の厚さｄに設定された液晶層ＬＣに対し、白表示におけるリタデーションΔｎ・ｄが各波長に対してλ／２とはならない。直線偏光板をクロスニコルに配置した状態において、液晶層ＬＣへの入射偏光の強度をＩ0 、入射偏光方向と液晶層ＬＣ中の常光の振動方向とのなす角度をθとすると、２枚の直線偏光板１０１・１０２を共に透過した光の強度Ｉは、
【０００５】
【数１】
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【０００６】
で表される（非特許文献１参照）。Δｎ（Ｖ）はΔｎの印加電圧Ｖ依存性を表している。従って、表示光として直線偏光板１０２を透過する量は波長λによって異なることとなり、白表示においてはΔｎ・ｄ＝λ／２となる波長の光が最も透過しやすく、他の波長の光は弱まる。この結果、白表示であるにも関わらず、表示光は着色して見える。
【特許文献１】特開平５−２８１５２１号公報（１９９３年１０月２９日公開）
【非特許文献１】松本正一・角田市良共著「液晶の基礎と応用」工業調査会,64-66頁,1991
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複屈折動作モードの白表示においては、上述した着色現象を抑制するために、例えば、波長λ＝５７８ｎｍの光に対して、パネルを正面から見た場合のリタデーションがλ／２（＝２８９ｎｍ）となるように液晶層ＬＣの厚さｄおよび印加電圧Ｖが決定されている。しかしこの状態でも青色光の透過率が低いために表示光がやや黄色に着色する。液晶表示パネルとしては、リタデーションがλ／２となる波長λをより長波長側に設定するほうが全体の光の透過率が向上するため、輝度を確保するという観点からは好ましいが、このような長波長側への設定は、短波長側の光の透過率がさらに低くなるため、着色現象をより顕著に生じさせることとなる。
【０００８】
このように、従来は、複屈折動作モードにおいて、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複屈折動作モードにおいて、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができる液晶表示パネルおよび液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、クロスニコルの状態に配置された２枚の直線偏光板の間に複屈折モードで動作する液晶層を備えた液晶表示パネルであって、前記液晶層はポリマーネットワーク中に液晶を含有させたものであり、パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、５５０ｎｍよりも大きい所定の波長λの光に対し、前記液晶層の複屈折における常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率との差をΔｎ、前記液晶層の厚さをｄとしてΔｎ・ｄ＝λ／２に設定されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の発明によれば、複屈折現象が生じる状態では液晶層を透過する光に対してリタデーションが生じるため、クロスニコルの状態に配置された２枚の直線偏光板の一方から液晶層に入射した光の一部が他方の直線偏光板を透過することにより、白表示状態となる。また、複屈折現象が生じない状態ではリタデーションが生じないため、一方の直線偏光板から液晶層に入射した光は他方の直線偏光板を透過することができず、黒表示状態となる。
【００１２】
白表示状態においては、ポリマーネットワーク中に保持された液晶分子によって光が散乱され、散乱された光が他方の直線偏光板に到達するときに、液晶層中での進行経路の長さが液晶層の厚さｄよりもランダムに大きくなるため、液晶層中を垂直方向に直進した場合のリタデーションがλ／２よりも小さくなる波長の光の中にリタデーションがλ／２となるものが生じ、この波長の光に対する液晶層の透過率が従来よりも大きくなる。すなわち、この波長を含め全ての波長の光について、リタデーションに大きな分布が生じるようになる。これにより、他方の直線偏光板を通過することのできる光の波長が特定のものに限られなくなり、白表示における透過光の着色現象が抑制される。
【００１３】
ここで、複屈折の常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率との差をΔｎ、液晶層の厚さをｄとして、Δｎ・ｄを、５５０ｎｍよりも大きい波長λに対してλ／２に設定することにより、従来、着色現象を極力抑制するとともに一定以上の透過率を確保するために設定していた波長以上の波長範囲において、従来よりもパネルの全光線の透過率が大きい液晶表示パネルを得ることができる。
【００１４】
以上により、複屈折動作モードにおいて、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができる液晶表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【００１５】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、前記波長λは６００ｎｍよりも大きいことを特徴としている。
【００１６】
上記の発明によれば、波長λを６００ｎｍよりも大きく設定することにより、従来、着色現象が顕著になるが故に設定することができなかった波長範囲において、着色現象を伴うことなく非常に大きな透過率を得ることが可能になるという効果を奏する。
【００１７】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、前記液晶層への入射光量のうち、前記液晶層中で発生して前記液晶層を透過し切る拡散光量の割合は、１１％以下であることを特徴としている。
【００１８】
上記の発明によれば、パネルの透過率が最大となる液晶層への電圧印加条件下、すなわち白表示状態において、液晶層へ入射した光の量のうち、液晶層中で発生した拡散光であって液晶層を透過し切る光の量が、１１％以下である。従って、複屈折現象を起こしている状態の液晶分子により散乱される光の量が、表示に用いられる量として適したものとなるという効果を奏する。
【００１９】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、前記液晶層への入射光量のうち、前記液晶層を層厚方向へ直進して前記液晶層を透過し切る直進光量の割合は７０％以上であることを特徴としている。
【００２０】
上記の発明によれば、パネルの透過率が最大となる液晶層への電圧印加条件下、すなわち白表示状態において、液晶層へ入射した光の量のうち、液晶層を層厚方向へ直進する直進光であって液晶層を透過し切る光の量が、７０％以上である。従って、表示に用いられるべき直進光が、複屈折現象を起こしている状態の液晶分子による散乱によって弱められてパネルの透過率が低下してしまうことを回避することができるという効果を奏する。
【００２１】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、前記液晶は正の誘電異方性を有していることを特徴としている。
【００２２】
上記の発明によれば、液晶が正の誘電異方性を有しているので、電圧無印加状態で白表示状態とすることができ、ノーマリホワイトの液晶表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【００２３】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、前記液晶は負の誘電異方性を有していることを特徴としている。
【００２４】
上記の発明によれば、液晶が負の誘電異方性を有しているので、電圧無加状態で黒表示状態とすることができ、ノーマリブラックの液晶表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【００２５】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、前記液晶はネマチック液晶であることを特徴としている。
【００２６】
上記の発明によれば、液晶がネマチック液晶であるので、ポリマーネットワークと組み合わせることにより、容易に、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができる液晶表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【００２７】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、前記液晶層に対する配向膜が設けられていないことを特徴としている。
【００２８】
上記の発明によれば、液晶表示パネルに、液晶層に対する配向膜が設けられていない。液晶分子はポリマーネットワーク中に個々に保持されて配向状態が決まるため、配向膜を省略することが可能であるが、配向膜を省略することにより、膜形成プロセスおよびラビングプロセスなどを省略することができ、工程の簡略化およびコスト削減が可能になるという効果を奏する。
【００２９】
また、ポリマーネットワーク中に保持された個々の液晶分子は、他の液晶分子からの影響を受けずに配向状態を変えるため、高速な応答が可能であるが、この状態で、ラビングされた配向膜が無ければ、ラビングによる不要なドメインが発生しない、すなわち残留リタデーションがほぼゼロである。このため、ドメインにより垂直配向が妨げられる液晶分子も無く、非常に良好な黒表示を行うことができるという効果を奏する。
【００３０】
本発明の液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、前記２枚の直線偏光板の少なくとも一方の前記液晶層側に、位相差板を備えていることを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、２枚の直線偏光板の少なくとも一方の液晶層側に位相差板を備えているので、パネルの透過光量を微調整することができるという効果を奏する。
【００３２】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記液晶表示パネルを備えていることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、複屈折動作モードにおいて、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の液晶表示パネルは、以上のように、クロスニコルの状態に配置された２枚の直線偏光板の間に複屈折モードで動作する液晶層を備えた液晶表示パネルであって、前記液晶層はポリマーネットワーク中に液晶を含有させたものであり、パネルの透過率が最大となる前記液晶層への電圧印加条件下において、５５０ｎｍよりも大きい所定の波長λの光に対し、前記液晶層の複屈折における常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率との差をΔｎ、前記液晶層の厚さをｄとしてΔｎ・ｄ＝λ／２に設定されている。
【００３５】
以上により、複屈折動作モードにおいて、着色現象を抑制した状態で透過率の高い白表示を行うことができる液晶表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の一実施形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３７】
図４に、本実施形態に係る液晶表示装置１の構成を示す。
【００３８】
液晶表示装置１はアクティブマトリクス型の表示装置であり、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ３と、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ４と、表示部２と、ゲートドライバ３およびソースドライバ４を制御するための表示制御回路５と、電源回路６とを備えている。また、液晶表示装置１にゲートドライバ３、ソースドライバ４、表示制御回路５、および、電源回路６などを備える前の、液晶セルが２枚の直線偏光板に挟まれた状態の構成を液晶表示パネル２１とする。
【００３９】
表示部２は、複数本（ｍ本）の走査信号線としてのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍと、それらのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍのそれぞれと交差する複数本（ｎ本）のデータ信号線としてのソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎと、それらのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍとソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の絵素ＰＩＸ…とを含む。また、ここでは図示しないが、表示部２は、後述の図３から分かるように、ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍと平行に補助容量バスラインＣＳＬ…を備えており、当該方向に並んだｎ個の絵素からなる各絵素行に１本の補助容量バスラインＣＳＬが割り当てられている。
【００４０】
複数の絵素ＰＩＸ…はマトリクス状に配置されて絵素アレイを構成し、各絵素ＰＩＸは、ＴＦＴ１１と、液晶容量ＣＬと、補助容量Ｃｓとを備えている。液晶容量ＣＬは、後述の図１および図２から分かるように、絵素電極３３と、絵素電極３３に対向する対向電極５１と、それらの間に挟持された液晶層ＬＣとから構成されている。対向電極５１には電源回路６から電圧Ｖｃｏｍが印加される。液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓとは絵素容量を構成しているが、絵素容量を構成する他の容量として、絵素電極と周辺配線との間に形成される寄生容量も存在する。
【００４１】
表示制御回路５からゲートドライバ３へはゲートスタートパルスＧＳＰおよびゲートクロックＧＣＫが供給され、表示制御回路５からソースドライバ４へはソーススタートパルスＳＳＰ、ソースクロックＳＣＫ、および、表示データＤＡが供給される。
【００４２】
図３に、絵素ＰＩＸの平面図を示す。
【００４３】
各絵素ＰＩＸは、互いに隣接する２本のゲートバスラインＧＬ・ＧＬと、互いに隣接する２本のソースバスラインＳＬ・ＳＬとで囲まれた領域に形成されている。ＴＦＴ１１のゲート電極１１ｇはゲートバスラインＧＬから絵素ＰＩＸの領域内に向けて延設されており、ソース電極１１ｓはソースバスラインＳＬに接続されている。ドレイン電極１１ｄは絵素ＰＩＸの領域内を引き回されて補助容量対向電極４１に接続されている。補助容量バスラインＣＳＬは絵素ＰＩＸの領域内に矩形状に広がる補助容量電極パッドＣＳＬｐを備えており、当該補助容量電極パッドＣＳＬｐと補助容量対向電極４１とで補助容量Ｃｓが形成されている。補助容量対向電極４１はコンタクトホール４２を介して、上方に設けられた絵素電極３３と接続されている。また、ソースバスラインＳＬおよびＴＦＴ１１と対向するようにブラックマトリクスＢＭが設けられている。
【００４４】
次に、図１および図２に、図３のＡ−Ａ’線断面図を示す。この断面は、絵素ＰＩＸにおいて、ゲートバスラインＧＬと直交してコンタクトホール４２の領域を通るように切断されたものであり、液晶表示パネル２１の構成がよく表わされている。図１は絵素ＰＩＸの白表示状態を示し、図２は絵素ＰＩＸの黒表示状態を示している。
【００４５】
絵素ＰＩＸは、第１偏光板４５、ＴＦＴ基板１２、液晶層ＬＣ、対向基板１３、および、第２偏光板４６がこの順に配置された構成となっている。
【００４６】
ＴＦＴ基板１２は、ガラス基板３０、ゲートバスラインＧＬおよび補助容量バスラインＣＳＬ（補助容量電極パッドＣＳＬｐ）、第１絶縁膜３１ａ、ドレイン電極１１ｄ（図示せず）および補助容量対向電極４１、第２絶縁膜３１ｂ、層間絶縁膜３２、および、絵素電極３３が順次積層された構成である。コンタクトホール４２は層間絶縁膜３２に形成されている。第１絶縁膜３１ａはＳｉＮやＳｉＯ2などのゲート絶縁膜で構成可能であり、第２絶縁膜３１ｂはＳｉＮなどのパッシベーション膜で構成可能である。層間絶縁膜はポリイミド樹脂やアクリル樹脂などで構成可能である。
【００４７】
対向基板１３は、ガラス基板５０、カラーフィルタＣＦおよびブラックマトリクスＢＭ（図示せず）、および、対向電極５１が順次積層された構成である。
【００４８】
液晶層ＬＣは、ポリマーネットワーク６１中に正の誘電異方性（ポジ型）を有するネマチック液晶（液晶）６２を含有させた高分子液晶を用いたものである。重合性モノマーにネマチック液晶６２および光重合開始剤を混合し、これに紫外線を照射することによりポリマーネットワーク６１が形成される。ポリマーネットワーク６１の材料には例えば特許文献１に記載されたような従来のものが使用可能であり、重合方法も、光重合の他に、熱重合やプラズマ重合など従来のものが適用可能である。
【００４９】
ポリマーネットワーク６１中に液晶分子が個々に保持され、液晶層ＬＣが電圧無印加の状態では図１のように液晶分子は水平方向に配向し、液晶層ＬＣに最大電圧が印加された状態では図２のように液晶分子は垂直方向に配向する。図１の状態では、液晶層ＬＣは複屈折現象を起こし、液晶層ＬＣへの入射光はポリマーネットワーク６１中に保持された液晶分子によって散乱される。図２の状態では、液晶層ＬＣは複屈折現象を起こさない。
【００５０】
第１偏光板４５および第２偏光板４６は直線偏光板であり、互いにクロスニコルの状態に配置されている。図１の状態では液晶層ＬＣを透過する光に対してリタデーションが生じるため、第１偏光板４５から液晶層ＬＣに入射した光の一部が第２偏光板４６を透過することにより、絵素ＰＩＸは白表示状態となる。また、図２の状態ではリタデーションが生じないため、第１偏光板４５から液晶層ＬＣに入射した光は第２偏光板４６を透過することができず、絵素ＰＩＸは黒表示状態となる。
【００５１】
図１においては、ポリマーネットワーク６１中に保持された液晶分子によって光が散乱されるため、散乱された光が第２偏光板４６に到達するときに、液晶層ＬＣ中での進行経路の長さが液晶層ＬＣの厚さｄよりもランダムに大きくなる。従って、液晶層ＬＣ中を垂直方向に直進した場合のリタデーションがλ／２よりも小さくなる波長の光の中にリタデーションがλ／２となるものが生じ、この波長の光に対する液晶層ＬＣの透過率が従来よりも大きくなる。すなわち、この波長を含め全ての波長の光について、リタデーションに大きな分布が生じるようになる。これにより、第２偏光板４６を通過することのできる光の波長が特定のものに限られなくなり、パネルを正面から見た場合に、白表示における透過光の着色現象が抑制される。
【００５２】
ここで、複屈折の常光に対する屈折率ｎoと異常光に対する屈折率ｎeとの差をΔｎ、液晶層ＬＣの厚さをｄとして、Δｎ・ｄを、５５０ｎｍよりも大きい所定の波長λに対してλ／２に設定することにより、従来、着色現象を極力抑制するとともに一定以上の透過率を確保するために設定していた波長以上の波長範囲において、着色現象が抑制された状態で従来よりもパネルの全光線の透過率が大きい液晶表示パネルを得ることができる。そして、波長λを６００ｎｍよりも大きく設定することにより、従来、着色現象が顕著になるが故に設定することができなかった波長範囲において、着色現象を伴うことなく、非常に大きな透過率を得ることが可能になる。
【００５３】
ここで、図５（ａ）〜（ｃ）に、液晶層ＬＣに用いる液晶材料やポリマーネットワーク６１に含ませる液晶の量などを変えた、複数種類のパネルについての透過率特性を示す。各特性においては、横軸に液晶層ＬＣへの印加電圧、縦軸に、パネルから第１偏光板４５、第２偏光板４６、カラーフィルタＣＦ、および、ブラックマトリクスＢＭを除いた構成に対する透過率を示した。透過率は、液晶層ＬＣへの全入射光のうち、液晶分子によって散乱された光である拡散光として液晶層ＬＣを透過し切る割合である拡散光透過率と、液晶層ＬＣを層厚方向に直進する光である平行光として液晶層ＬＣを透過し切る割合である平行光透過率と、液晶層ＬＣを透過した全光線の占める割合である全光線透過率とのそれぞれについて示した。全光線透過率は拡散光透過率と平行光透過率との和である。また、併せてヘイズと印加電圧との関係も示した。
【００５４】
図５（ａ）では、電圧無印加の状態で拡散光透過率が９０％以上、平行光透過率が１０％以下であり、印加電圧を増加させていくと液晶分子が応答し始めて、拡散光透過率は減少し平行光透過率は増加する。そして、印加電圧が１０Ｖ以上になると、液晶分子の垂直配向への移行がほぼ飽和し、拡散光透過率は１０％を越えた辺りで、また、平行光透過率は７０％を越えた辺りでほぼ一定となる。また、全印加電圧範囲において、全光線透過率は８０％付近でほぼ一定である。
【００５５】
図５（ｂ）でも、電圧無印加の状態で拡散光透過率が９０％以上、平行光透過率が１０％以下であり、印加電圧を増加させていくと液晶分子が応答し始めて、拡散光透過率は減少し平行光透過率は増加することは図５（ａ）と同様である。ただし、８０Ｖ以上という大きな値の印加電圧で液晶分子の垂直配向への移行がほぼ飽和する。この飽和状態では、拡散光透過率は１０％以下で電圧増加とともに若干減少し続け、また、平行光透過率は７０％を越えた辺りで電圧増加とともに若干増加し続ける。また、全印加電圧範囲において、全光線透過率は８０％付近でほぼ一定である。
【００５６】
図５（ｃ）は、図５（ａ）・（ｂ）の結果を基に、液晶表示パネルで実際に好適に使用することのできる構成とした場合の透過率特性である。この場合には、電圧無印加の状態で拡散光透過率は１１％程度であり、１０Ｖの印加電圧まで緩やかに減少して５％以下となる。平行光透過率は電圧無印加状態で７０％程度であり、１０Ｖの印加電圧まで緩やかに増加して７５％程度となる。全光線透過率は全印加電圧範囲においてほぼ８０％の一定となっている。
【００５７】
また、図５（ａ）〜（ｃ）の全てにおいて、ヘイズは拡散光透過率と同様の変化をする。
【００５８】
図５（ｃ）の特性のものは、電圧無印加状態の拡散光透過率は１１％ぐらいである。電圧無印加状態の拡散光透過率を１１％以下にすれば、複屈折現象を起こしている状態の液晶分子により散乱される光の量が、表示に用いられる量として適したものとなるので、白表示に適する。また、印加電圧が１０Ｖの状態の拡散光透過率は５％以下であるので黒表示に適している。この電圧無印加状態と印加電圧１０Ｖの状態とでは、拡散光透過率の差が、図５（ａ）の同じ印加電圧範囲における両拡散光透過率の差よりも十分に小さい。このように、白表示状態と黒表示状態との拡散光透過率の差を設定するためには、複屈折の常光に対する屈折率ｎoと異常光に対する屈折率ｎeとの差Δｎが所望の値となるように液晶材料を選択すればよい。常光に対する屈折率ｎoはポリマーネットワーク６１の屈折率と等しくなるように選択されるため、拡散光透過率の差を設定することは、液晶の異常光に対する屈折率ｎeとポリマーネットワーク６１の屈折率との差を設定することにも等しい。
【００５９】
また、ポリマーネットワーク６１に含ませる液晶の量を変えることによっても、拡散光透過率を調節することができる。液晶の量は、拡散光透過率が大きくなるようにするとともに、散乱確率の増大で平行光透過率の確保が阻害されないようにして、全光線透過率が極力大きくなるように最適の量を決定することが可能である。上記例では、白表示状態において平行光透過率を７０％以上としている。平行光透過率をこのように一定以上に設定することにより、表示に用いられるべき直進光が、複屈折現象を起こしている状態の液晶分子による散乱によって弱められてパネルの透過率が低下してしまうことを回避することができる。これにより、８０％という従来にない大きな全光線透過率が得られる。
【００６０】
これらの材料の選定は、従来から存在する材料に対して屈折率差Δｎや液晶の量と、透過率の測定結果とを対応させることで行うことができる。
【００６１】
前述の図１および図２の構成では、配向膜が設けられていない。液晶分子はポリマーネットワーク６１中に個々に保持されて配向状態が決まるため、配向膜を省略することが可能である。配向膜を省略することにより、膜形成プロセスおよびラビングプロセスなどを省略することができ、工程の簡略化およびコスト削減が可能になる。また、ポリマーネットワーク６１中に保持された個々の液晶分子は、他の液晶分子からの影響を受けずに配向状態を変えるため、高速な応答が可能である。この状態で、ラビングされた配向膜が無ければ、ラビングによる不要なドメインが発生しない、すなわち残留リタデーションがほぼゼロである。このため、ドメインにより垂直配向が妨げられる液晶分子も無く、ＡＳＶ(Advanced Super View)液晶と同等の非常に良好な黒表示を行うことができる。なお、配向膜は設けられていてもよく、その際にラビングが施されていてもいなくてもよい。
【００６２】
また、図１においては、透過光に対するリタデーションを散乱により広範囲に分布させるようにしたので、パネルの透過光量を微調整するために、第１偏光板４５および第２偏光板４６の少なくともいずれか一方の液晶層ＬＣ側に、さらに位相差板を設けるようにしてもよい。
【００６３】
また、上記例は、正の誘電異方性を有する液晶を用いて電圧無印加状態で白表示を行うノーマリホワイトの液晶表示パネルを示したが、負の誘電異方性（ネガ型）を有する液晶を用いて電圧無印加状態で黒表示を行うノーマリブラックの液晶表示パネルを構成することも可能である。
【００６４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、高透過率や高速応答性が要求される液晶表示パネルを備える液晶表示装置に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図２】図１とは異なる場所の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。
【図３】図１および図２の液晶表示パネルが備える画素の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）ないし（ｃ）は、本発明の実施形態の液晶表示パネルが備える液晶層の透過率と印加電圧との関係を示すグラフである。
【図６】従来技術を示すものであり、（ａ）は液晶表示パネルの黒表示状態を示す断面図、（ｂ）は液晶表示パネルの白表示状態を示す断面図である。
【図７】複屈折現象におけるΔｎの波長分散を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１          液晶表示装置
２１        液晶表示パネル
ＬＣ        液晶層
４５        第１偏光板（直線偏光板）
４６        第２偏光板（直線偏光板）
６１        ポリマーネットワーク
６２        ネマチック液晶（液晶）
【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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