CN102047175A - 液晶面板和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶面板，其是能够同时实现高速响应性、广视野角特性和高对比度特性的实用的液晶面板。液晶面板(2)包括挟持在一对基板(10、20)之间的p型液晶材料和对p型液晶材料施加与基板面平行的电场的梳齿形电极(13、14)。p型液晶材料在无电场施加时与基板面垂直地取向。梳齿形电极(13、14)的电极宽度为5μm以下，电极间隔为15μm以下，p型液晶材料的介电常数各向异性Δε与折射率各向异性Δn的积为1.3以上、3.1以下。

Description

液晶面板和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶面板和液晶显示装置，更详细而言，涉及通过施加电压来使液晶层弯曲变形从而控制光的透过的液晶面板和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示以薄型、轻量、低耗电量为特征，广泛应用在各种领域。液晶显示装置的显示性能随着时间的推移取得显著的进步，如今已达到几乎超越CRT(阴极射线管)的程度。

液晶显示装置的显示方式由液晶在液晶单元内怎样排列来决定。一直以来，作为液晶显示装置的显示方式，例如已知TN(Twisted Nematic，扭转向列)模式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多畴垂直取向)模式、IPS(In-Plain Switching，面内开关型)模式、OCB(Optically Compensated Birefringence，光学补偿双折射)模式等各种显示方式。一直以来，使用这样的显示方式的液晶显示装置已得到大量生产。

专利文献1：日本国公开专利公报“特开昭57-618号公报(1982年1月5日公开)”

专利文献2：日本国公开专利公报“特开平10-186351号公报(1998年7月14日公开)”

专利文献3：日本国公开专利公报“特开平10-333171号公报(1998年12月18日公开)”

专利文献4：日本国公开专利公报“特开平11-24068号公报(1999年1月29日公开)”

专利文献5：日本国公开专利公报“特开2000-275682号公报(2000年10月6日公开)”

专利文献6：日本国公开专利公报“特开2002-55357号公报(2002年2月20日公开)”

非专利文献1：K.Ohmuro，S.Kataoka，T.Sasaki，and Y.Koike，“Development of Super-High-Image-Quality Vertical-Alignment-Mode LCD”，SID 1997 Digest，No.33.3，p.845-848，1997.

非专利文献2：H.Yoshida，T.Kamada，K.Ueda，R.Tanaka，Y.Koike，K.Okamoto，P.L.Chen and J.Lin，“Multi-domain Vertically Aligned LCDs with Super-wide Viewing Range for Gray-scale Images”，Asia Display/IMID’04 Digest，No.12.2，(2004).

非专利文献3：R.A.Soref，“Field Effects in Nematic Liquid Crystals Obtained with Interdigital Electrodes”，J.Appl.Phys.，Vol.45，No.12，p.5466-5468，1974.

非专利文献4：R.Kiefer，B.Weber，F.Windschield，and G.Baur，“In-Plane Switching of Nematic Liquid Crystals”，Proc.The 12th Int’l Disp.Res.Conf.(Japan Display’92)，No.P2-30，p.547-550，1992.

非专利文献5：P.L.Bos and J.A.Rahman，“An Optically “Self-Compensating”Electro-Optical Effect with Wide Angle of View”，Technical Digest of SID Symp.，p.273-276，1993.

非专利文献6：Y.Yamaguchi，T.Miyashita，and T.Uchida，“Wide-Viewing-Angle Display Mode for the Active-Matrix LCD Using Bend-Alignment Liquid-Crystal Cell”，Technical Digest of SID Symp.，p.277-280，1993.

发明内容

在上述各种显示方式中，例如TN模式的液晶显示装置被普遍广泛使用。

但是，TN模式的液晶显示装置具有响应迟缓、视角(视野角)狭窄等缺点。

而在MVA模式(例如参照非专利文献1～2)中，在有源矩阵基板的像素电极设置隙缝，并在对置基板的对置电极设置液晶分子取向控制用的突起(肋)，利用由此形成的边缘场(Fringe Field，也称为散射场)将液晶分子的取向方向设置为多个方向。

MVA模式的液晶显示装置，通过将电压施加时液晶分子倒向的方向分割(Multi-domain)为多种方向来实现广视角。另外，由于是垂直取向模式，所以与TN模式、IPS模式、OCB模式等各模式相比能够获得高对比度。不过其制造工序复杂，并与TN模式同样地具有响应迟缓的缺点。

IPS模式(例如参照非专利文献3～4)作为上述各种显示方式中以更为简单的结构实现广视角的显示方式为人所知。IPS模式中由于使液晶分子在面内开关，因此视角非常广。不过，IPS模式也与TN模式、MVA模式同样地具有响应迟缓的缺点。另外，并不适用于要求低温下的高速性的便携式设备、车载设备。

另一方面，在上述各种显示方式中，OCB模式(例如参照非专利文献5～6)是唯一能够仅以在平行地进行了取向处理的两片基板间挟持向列型液晶的简单结构来实现高速响应的显示方式。因此，在低温的响应特性成为问题的车载用途等中，OCB模式尤其受到关注。

不过，OCB模式虽然表现出高速的响应性，但在电源接通时需要进行从作为初始取向的展曲取向(splay alignment)向驱动时的弯曲取向转移的操作。因此，除了通常的驱动电路外还需要初始转移用电路，所以本身就存在成本上升的因素。另外，还具有视角特性比MVA模式、IPS模式差的问题。

另外，作为上述以外的显示方式，提出有下述显示方式，即，为了解决MVA模式的工艺课题，在垂直取向模式中使用p型向列型液晶作为液晶材料，利用横向电场进行驱动(例如，参照专利文献1～6)。

在上述显示方式中，通过在保持由垂直取向带来的高对比度性的同时利用横向电场进行驱动来限定液晶分子的取向方向。在上述显示方式中，因为不需要MVA模式那样的利用突起物进行的取向控制，所以像素结构简单，具有出色的视角特性。

另外，在上述专利文献3和专利文献4中公开有下述内容，即，通过施加电压形成弯曲状的电场，形成液晶指向矢(director)的方向相差180度的两个畴，并随之获得广视角特性。

不过，上述显示方式虽然如上所述实现高对比度且具有出色的视角特性，但却具有驱动电压较高、光透过率较低这样的大问题。另外，与MVA模式同样，其响应特性也不能说能够充分应对动态画面显示。因此至今未实用化。

因此，能够同时实现高速响应性、广视角特性、高对比度特性的液晶面板和液晶显示装置还尚未得知。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供能够同时实现高速响应性、广视角特性、高对比度特性的实用的液晶面板和液晶显示装置。

在上述状况之下，本申请的申请人经过专心研究发现，能够通过使面板结构和液晶材料的物理参数为合适的条件来控制弯曲排列的程度(弯曲排列的p型液晶分子的弯曲程度)，并能够通过控制弯曲排列的程度来以实用的驱动电压获得较高的光透过率，由此完成本发明。

为了解决上述课题，本发明的液晶面板的特征在于：包括挟持在一对基板之间的液晶材料和对上述液晶材料施加与基板面平行的电场的电极，上述液晶材料包含p型液晶材料，在无电场施加时上述p型液晶材料与基板面垂直地取向，上述电极的电极宽度为5μm以下，电极间隔为15μm以下，上述p型液晶材料的介电常数各向异性Δε与折射率各向异性Δn的积(Δε·Δn)为1.3以上、3.1以下。

另外，在本发明中，“施加与基板面平行的电场”表示“至少施加具有与基板面平行的成分的电场”。而“上述p型液晶材料与基板面垂直地取向”表示“上述p型液晶材料至少具有与基板面垂直的取向成分”。即，上述“平行”和“垂直”也包含“大致平行”、“大致垂直”。

上述液晶面板由于在保持基于垂直取向的高对比度性的同时利用与基板面平行的所谓横向电场进行驱动，所以能够以简单的像素结构实现广视角特性和高对比度特性。另外，不需要初始弯曲转移操作，能够实现实用的弯曲取向。

在上述液晶面板中，与OCB模式同样地，在液晶分子要发生运动时，在协助液晶分子的运动的方向上液晶分子的流动发生作用，因此能够实现高速响应。这样的高速响应性与弯曲排列的程度相对应。在上述液晶面板中，弯曲排列的程度依赖于液晶材料的物理属性(特别是Δε·Δn)，但也会随着上述电极的电极宽度、电极间隔而变化。若使它们的值在上述范围内，则能够获得液晶排列的变形程度比现有结构大的液晶面板。

而且，尤其是通过使上述电极的电极宽度为5μm以下、电极间隔为15μm以下，能够在实用的驱动电压下获得高透过率。另外，通过使上述Δε·Δn在1.3以上、3.1以下的范围内，能够实用地获得高透过率和高响应性。于是，通过上述结构，能够提供一种实用的液晶面板，该实用的液晶面板能够同时实现：与MVA模式、IPS模式同等的广视角特性；与OCB模式相当或其以上的高速响应性；及高对比度特性。

在上述液晶面板中，上述液晶材料的层厚d与折射率各向异性Δn的积(Δnd)优选为0.3μm以上、0.7μm以下。

存在随上述Δnd变大而最大透过率变大的倾向。不过，液晶单元面内存在相位差分布，在Δnd超过半波长的区域中，存在随着液晶材料的层厚d的增加而透过率降低的倾向。因此，通过使上述Δnd处于上述范围内，能够更可靠地实现高透过率、高速响应。

另外，上述液晶材料的弹性常数k33优选为15pN以上。

为使下降在1帧内完成，需要使下降响应大约为10ms以下。通过使用上述的弹性常数k33为15pN以上的液晶材料，能够在1帧内完成下降。于是，能够同时满足透过率和下降响应速度。

另外，上述液晶材料优选包含四环类液晶材料10％以上。

上述液晶材料包含四环类液晶材料，由此使得上述液晶材料的弹性常数k33变大。特别是，通过使上述液晶材料包含四环类液晶材料10％以上，能够在1帧内完成下降。于是，通过上述结构，能够实现实用价值极高的液晶面板。

作为上述液晶面板，具体来说能够列举下述液晶面板：上述p型液晶材料是p型向列型液晶材料，上述电极是设置在上述一对基板中的至少一个基板上的梳齿形电极，上述p型向列型液晶材料在无电场施加时垂直取向(homeotropic alignment，也称为垂面取向)。

另外，上述液晶材料优选包含具有烯(alkenyl)基的化合物。

具有烯基的化合物是Δε约为0的材料，可作为降粘剂发挥功能。于是，通过使上述液晶材料包含具有烯基的化合物，能够降低上述液晶材料的粘性，能够大幅降低响应时间。

另外，上述液晶面板优选在上述一对基板中的至少一个基板的与包含上述液晶材料的液晶层相对的面，具有包含硅氧烷(siloxane)类无机材料的取向膜。

包含硅氧烷类无机材料的取向膜与聚酰亚胺类取向膜等有机类取向膜相比，膜电阻较低，电荷容易逃逸。因此，即使在上述液晶材料中使用离子性杂质的含有比例相对较高、容易发生残影(即残像)、介电常数各向异性Δε较高的液晶材料的情况下，也能够抑制残影的产生。

另外，上述液晶面板优选在上述一对基板中的一个基板设置有上述电极，并且在另一个基板上设置有覆盖整个显示区域的电极膜。

像这样，在与设置有电极的基板相对的基板，设置有覆盖整个显示区域的电极膜，由此，与未设置该电极膜的情况相比，能够提高电压—透过率特性，其中，该电极用于对上述液晶材料施加与基板面平行的电场。因此，通过上述结构，能够以比不设置电极膜的情况低的电压获得与不设置上述电极膜的情况相同的透过率。于是能够降低驱动电压。

另外，为解决上述课题，本发明的液晶显示装置的特征在于，具有本发明的上述液晶面板。

于是，通过本发明，可提供能够同时实现高速响应性、广视角特性、高对比度特性的实用的显示装置。

发明的效果

如上所述，本发明的液晶面板和液晶显示装置由于在保持由垂直取向带来的高对比度性的同时利用与基板面平行的所谓横向电场进行驱动，所以能够以简单的像素结构实现广视角特性和高对比度特性。另外，不需要初始弯曲转移操作，能够实现实用的弯曲取向。

而且，尤其是在上述液晶面板和液晶显示装置中，通过使电极的电极宽度为5μm以下、电极间隔为15μm以下，能够在实用的驱动电压下获得高透过率。另外，通过使上述Δε·Δn在1.3以上、3.1以下的范围内，能够实用地获得高透过率和高响应性。于是，根据本发明具有下述效果，即，可提供能够同时实现与MVA模式、IPS模式同等的广视角特性、和与OCB模式相当或其以上的高速响应性、及高对比度特性的实用的液晶面板。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一实施方式涉及的液晶面板的主要部分的概略结构的分解立体图。

图2是示意地表示图1所示的液晶面板的主要部分的概略结构的截面图。

图3是示意地表示本发明的一实施方式涉及的液晶显示装置的概略结构的分解截面图。

图4是表示图1所示的液晶面板的偏光板的透过轴方向与电场施加方向的关系的图。

图5(a)、(b)是表示图1所示的液晶面板中的p型液晶分子的旋转的状态(样子)的图，其中，(a)是无电场施加时上述液晶面板的主要部分的立体图，(b)是电场施加时上述液晶面板的主要部分的立体图。

图6是表示本发明的一实施方式涉及的液晶单元的等电位曲线的图表。

图7是表示图6所示的液晶单元内的p型液晶分子的指向矢分布的图。

图8是表示本发明的一实施方式涉及的液晶单元内的p型液晶分子的指向矢分布的图。

图9是表示图8中使用的液晶单元内的透过率分布的图表。

图10是表示本发明的一实施方式涉及的单元内的透过率分布与相位差分布的图表。

图11是表示电极间隔与图10不同的液晶单元内的透过率分布与相位差分布的图表。

图12是表示实施例1中制作的液晶面板的电压—透过率特性的图表。

图13是表示实施例1中制作的液晶面板的响应特性的温度依赖性的图表。

图14是表示实施例1中制作的液晶面板中的液晶层中的液晶分子的流动的图。

图15是表示实施例5中制作的液晶面板的最大透过率与下降响应时间的关系的图表。

图16是表示实施例6中制作的液晶面板中的四环类液晶材料的含有率与下降响应时间的关系的图表。

图17(a)是示意地表示残影(burn-in)评价中使用的测试单元的主要部分(主要部位)的概略结构的截面图，(b)是示意地表示(a)所示的测试单元的主要部分的概略结构的平面图。

图18是示意地表示本发明的其它实施方式涉及的液晶显示装置所使用的液晶单元的主要部分的概略结构的截面图。

图19是表示实施例9中制作的液晶面板的电压—透过率特性的图表。

图20是表示对实施例9中制作的液晶面板施加7V的电压时的液晶单元内的电场分布和液晶指向矢分布的图。

图21是示意地表示本发明的另一实施方式涉及的液晶面板的主要部分的概略结构的截面图。

附图标记说明

1液晶显示装置

2液晶面板

3驱动电路

4背光源

5液晶单元

5A测试单元

10基板

11玻璃基板

12取向膜

13梳齿形电极(电极)

14梳齿形电极(电极)

20基板

21玻璃基板

22取向膜

30液晶层

31 p型液晶分子

33间隔物

34密封剂

35偏光板

36偏光板

37相位差板

38相位差板

40基板

41电极

42电介质层

51电介质层

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行详细说明。

(实施方式1)

以下，基于图1至图17(a)、(b)说明本发明的一个实施方式。

图3是示意地表示本实施方式涉及的液晶显示装置的概略结构的分解截面图。

如图3所示，本实施方式的液晶显示装置1具有液晶面板2、驱动电路3和背光源4(照明装置)。上述驱动电路3和背光源4的结构与现有技术相同。因此对它们的结构省略说明。

作为本实施方式的上述液晶面板2的一例，图1和图2表示典型的面板结构。

图1是示意地表示上述液晶面板2的主要部分的概略结构的分解立体图。而图2是示意地表示上述液晶面板2的主要部分的概略结构的截面图。

另外，在以下的说明中，以显示面侧(观察者侧的基板)为上侧的基板，以另一基板为下侧的基板进行说明。

如图1～图3所示，本实施方式的液晶面板2具有相互相对设置的一对基板10、20作为电极基板(阵列基板、元件基板)和对置基板。在这一对基板10、20之间，夹持着包含p型液晶材料的液晶层30作为显示用的介质层。

上述一对基板10、20中至少一个基板具有玻璃基板等透明基板。另外，在上述一对基板10、20的与另一基板相对的对置面，分别设置有被称作所谓垂直取向膜的取向膜12、22。

垂直取向膜是使液晶层的液晶分子在无电场施加时垂直于基板面取向的取向膜。其中，上述“垂直”也包含“大致垂直”。

因此，如图1所示，上述液晶层30中的p型液晶分子31在无电场施加时表现为垂直取向。

另外，上述基板10、20中的一个基板具有用于对上述液晶层30施加被称作横向电场的与基板面平行的电场的电场施加机构。其中，上述“平行”也包含“大致平行”。

在本实施方式中，上述基板10、20分别具有玻璃基板11、21。其中，在上述基板10的玻璃基板11上，设置有一对梳齿形电极13、14(像素电极、共用电极)作为上述电场施加机构。

上述梳齿形电极13、14例如既可以由ITO(铟锡氧化物)等透明电极材料形成，也可以由铝等金属形成。上述梳齿形电极13、14的材料并没有特别限定。

取向膜12以覆盖上述梳齿形电极13、14的方式设置。另外，上述取向膜12、22的材料和形成方法并没有特别限定。上述取向膜12、22例如能够通过在上述梳齿形电极13、14上涂敷具有垂直取向限制力的公知的取向膜材料来形成。

另外，作为上述电极基板和对置基板，例如能够使用TFT阵列基板等阵列基板、彩色滤光片基板等，但本实施方式对此并没有限定。

另外，如图1～图3所示，在这一对基板10、20的与上述液晶层30相对的相对面的相反侧的面，分别设置有偏光板35、36。

另外，如图3所示，在上述基板10、20与偏光板35、36之间，按照需要分别设置有相位差板37、38。不过，上述相位差板37、38也可以只在上述液晶面板2的一个面设置。另外，在只利用正面透过光的显示装置的情况下，相位差板37、38并不是必须的。

例如，如图2所示，上述液晶面板2的液晶单元5按下述方法形成：将上述基板10和基板20隔着间隔物33利用密封剂34贴合，并在两基板10、20之间的空隙中，封入包含p型液晶材料作为液晶材料的介质。作为上述p型液晶材料，例如能够列举p型向列型液晶材料。

上述液晶面板2通过对液晶单元5如上所述地贴合相位差板37、38和偏光板35、36而形成。

图4表示上述偏光板35、36的透过轴方向与电场施加方向的关系。如图4所示，上述偏光板35、36按照上述偏光板35、36的透过轴方向相互正交，且与电场施加方向成45度的方式配置。

接着，对上述液晶面板2的显示方式(以下记为“主模式”)进行说明。

在图5(a)、(b)中，利用液晶指向矢的方向表示电场施加引起的p型液晶分子31的旋转(转动)的状态。图5(a)是无电场施加时上述液晶面板2的主要部分的立体图，图5(b)是电场施加时上述液晶面板2的主要部分的立体图。

如上所述，主模式是通过使用梳齿形电极13、14来施加与基板面平行的电场的显示方式的一种。

主模式中，如图5(a)所示，在无电场施加时，p型液晶分子31与基板面垂直地取向。另一方面，在施加电场时，梳齿形电极13、14间的电力线呈半圆状弯曲，p型液晶分子31如图5(b)所示，在基板厚度方向弯曲排列成弓形。其结果为，对在与基板面垂直的方向上行进的光表现出双折射性。

像这样，主模式通过在保持由垂直取向带来的高对比度性的同时实施横向电场驱动，限制p型液晶分子31的取向方向。因此，不需要利用MVA模式那样的突起物来进行取向控制，以简单的像素结构实现出色的视角特性。

另外，如上所述，通过在垂直取向模式中使用p型液晶材料并进行横向电场驱动，能够通过施加电场来形成弯曲状(弓状)的电场，形成指向矢方向(方位)相互相差180度的两个畴，并随之获得广视角特性。

本发明基于以下发现，即，通过变更面板结构和所使用的液晶材料的物理属性(physical property，也称为物性或物理性能)，能够任意地控制上述弯曲排列的程度。其中，上述“弯曲排列的程度”表示如图5(b)所示弯曲排列的p型液晶分子31的弯曲的程度(以下记为“曲率”)。

根据本发明，能够增大弯曲排列的程度，能够获得高的光透过率。另外，根据本发明，因为如上所述能够任意地控制弯曲排列的程度，所以能够与OCB模式同样地利用流动效应实现高速响应特性。因此，本发明的实用价值极高。

在OCB模式，以比临界驱动电压稍高的电压从展曲取向向弯曲取向转移(转变)。这时的弯曲取向表现出最大的曲率。因此，在OCB模式，在该表现出最大的曲率的弯曲取向与施加高电压时平缓的弯曲取向之间进行灰度等级显示。

而在主模式中，在施加高电压时的曲率大的弯曲取向与无电压施加时的垂直取向之间进行灰度等级显示。这时的最大曲率依赖于施加电压，电场强度越大则曲率越大。即，弯曲排列的程度及其最大曲率能够通过电极宽度L、电极间隔(电极间距离)S、单元间隙(液晶材料的层厚、液晶层30的厚度)d来任意控制，能够获得OCB模式以上的最大曲率，能够实现OCB模式以上的高速响应。

图6表示对梳齿形电极13、14的电极宽度L＝3μm、电极间隔S＝4μm、单元间隙d＝4μm的液晶单元5施加7V的电压时的液晶单元5的等电位曲线。即，图6表示在上述梳齿形电极13、14之间施加7V的电压(矩形波)时的液晶单元5的等电位曲线。

这时，上述p型液晶分子31按照该电场强度分布和来自界面的约束力进行排列。图7表示这时的上述液晶单元5内的p型液晶分子31的指向矢分布。由于电压的施加，液晶分子从垂直取向向弯曲取向连续变化。即，在通常的驱动下，液晶层30通常呈弯曲排列，能够以灰度等级间响应实现高速响应。

另外，根据图7可知，与梳齿形电极13、14上相比，不存在梳齿形电极13、14的区域中弯曲变形的程度更大，光调制率更大。以下更详细地进行研究。

图8表示对梳齿形电极13、14的电极宽度L＝2.6μm、电极间隔S＝7.8μm、单元间隙d＝4μm的液晶单元5施加3.5V的电压时的液晶单元内5的p型液晶分子31的指向矢分布。其中，上述p型液晶材料使用介电常数各向异性(Δε)＝20.8、折射率各向异性(Δn)＝0.14的p型液晶材料。

如图8所示，主模式与施加平行于基板面的电场的IPS模式、OCB模式等其它显示模式的最大不同点在于，电极中央及电极间的中央的p型液晶分子31总垂直地进行取向。

另外，图9表示对图8中所使用的液晶单元5施加6V的电压时的液晶单元5内的透过率分布。这里，图9表示与图8所示的区域相同的区域中的透过率分布。此外，在以下的各图和各表中，透过率表示的是以无电压施加时液晶面板2的光透过率为透过率100％、并以透过率100％为1(基准)时的透过率。

如图9所示，虽然按照液晶单元5内的位置的不同能够获得90％以上的透过率，但光在电极中央和电极间中央不透过。因此，液晶单元5整体只能够获得65％左右的透过率。

图10是表示使用“MLC-6262”(商品名，默克公司制，Δε＝18.5，Δn＝0.1450)作为p型液晶材料，对电极宽度L＝4μm、电极间隔S＝4μm、单元间隙d＝4μm的液晶单元5施加电场时的液晶单元5内的透过率分布和相位差分布的图表。而图11是表示在除电极间隔S＝12μm之外与图10相同的条件下测定得到的液晶单元5内的透过率分布和相位差分布的图表。

另外，在这些测定中，使用波长550nm的测定光，在梳齿形电极13、14之间施加12V的电压。另外，在图10和图11中，由双点划线表示相对于测定位置的梳齿形电极13、14的位置。

如图10和图11所示，由于电压的施加，相位差(Δnd)变大，透过率也上升。不过，在相位差超过λ/2(本测定中相当于275nm)的部分，透过率减小。

根据以上的结果可知，为了提高透过率，需要通过电压的施加使相位差尽可能变大，但若使相位差过大则会超过λ/2，反过来导致透过率降低。

相位差由于液晶分子因电压的施加进行转动而产生。不过，如上所述，相位差存在最佳的范围意味着液晶的物理参数(具体来说指Δε、Δn)也存在最佳的范围。

对图10和图11进行比较可知，光透过率会因增大电极间隔S而提高。不过，由于电场强度变小，因此响应特性降低。另外，因为主模式本身是高速显示模式，实用上需要考虑响应特性与透过率的平衡来决定电极宽度L和电极间隔S。以下使用实施例进行具体验证。

(实施例1)

首先，在设置有电极宽度L＝4μm、电极间隔S＝4μm、电极厚度＝1000A的ITO制的梳齿形电极13、14的玻璃基板11上，利用旋转涂敷法(即旋涂法)涂敷JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，5wt.％(固体含量：solid content)，γ-丁内酯(Gamma-Butyrolactone)溶液)。之后通过在200℃进行2小时烧制来形成基板10。获得的取向膜12的膜厚为

(60nm)。

接着，除了未设置上述梳齿形电极13、14外，与上述基板10相同地在玻璃基板21上形成了与上述取向膜12相同的取向膜22。由此形成了基板20。

之后，使直径4μm的树脂珠“ミクロパ一ル(Micro-Pearl)SP”(商品名，积水化学工业株式会社制)作为间隔物33在上述基板10上分散。另一方面，在基板20上印刷密封树脂“ストラクトボンド(STRUCT BOND)XN-21-S”(商品名，三井东压化学工业公司(三井化学工業株式会社)制)作为密封剂34。

接着，将上述基板10、20贴合，并在250℃烧制3小时，由此制作液晶单元5。

然后，利用真空注入法向上述液晶单元5内封入“ZLI-2293”(商品名，默克公司制，p型向列型液晶材料，Δε＝10，Δn＝0.136)作为液晶材料，由此形成液晶层30。接着，在液晶单元5的表面和背面分别贴合偏光板35、36，制作了具有图2所示的结构的液晶面板2。此时的电场施加方向与偏光板35、36的透过轴方向的关系如图4所示。

图12表示如此制作的上述液晶面板2在室温(25℃)的电压—透过率特性。

根据图12可知，上述液晶面板2的最大透过率(Tmax)超过0.5(即50％)，与现有技术(例如专利文献4)相比，能够以实用的电压大幅度提高透过率。

即，在专利文献4中，例如在40V时只能获得约14％的透过度(透过率)(参照专利文献4的图10)。而如图12所示，利用上述液晶面板2，在约6V～10V能够获得约50％的透过率，并且在约7V～8V能够获得超过50％的最大透过率(Tmax)。

另外，如上所述，在横向电场驱动中，目前最普遍使用6V～7V的驱动电压。若驱动电压超过9V，则需要耐压较高的驱动器。因此实用上驱动电压优选不足9V，适宜为7V以下。于是，本实施方式因为能在实用的电压获得高的光透过率，所以驱动电压优选为约6V～7V。

另外，在以下的各测定中，只要未特别提及，测定均在室温(25℃)进行，在表现出最大透过率Tmax的情况下，响应时间表示如后所述在表现出最大透过率Tmax的驱动电压(实质上为7V)的响应时间，在没有特别提及的情况下，从最大透过率的观点出发，施加7V的驱动电压。

另外，上述液晶面板2基本上不需要取向控制，不需要在为垂直取向模式的例如MVA模式中历来使用的突起(肋)。因此能够提高开口率。

另外，图13表示对上述液晶面板2施加7V的电压时的响应特性的温度依赖性。另外，图13中τrise表示上升，τdecey表示下降。

根据图13能够明确，上述液晶面板2在低温时也能够表现出高速响应，其实用价值极大。

另外，上述液晶面板2表现出高速响应的原因如下。

当利用上述梳齿形电极13、14对上述液晶材料施加横向电场时，上述液晶材料进行转动和弯曲变形。这时如图14所示，液晶层30中产生液晶分子的流动(flow)，但会发生以向错线(Disclination Line)对称的逆转的转动，相同方向的扭矩(力矩)在向错线附近产生作用。

即，在上述液晶面板2中，液晶层中的流动不会像TN模式和MVA模式那样阻碍彼此的运动。相反，如图14所示，与OCB模式同样，在液晶分子要发生运动时，液晶分子的流动在协助该液晶分子的运动的方向上发生作用，因此能够实现高速的响应。

这种高速响应性与弯曲的程度(曲率)对应。该弯曲的程序依赖于液晶材料的物理属性(介电常数各向异性Δε与折射率各向异性Δn的积，弹性常数k33)，但也会根据梳齿形电极13、14的电极宽度L、电极间隔S或单元间隙d而变化。

即，根据上述液晶面板2，能够通过上述液晶单元5内的电场强度的分布来任意地控制弯曲的程度，能够实现OCB模式以上的高速响应。另外，在显示原理上，能够实现与IPS模式同等的广视角特性。

(实施例2)

在实施例1中，使用“MLC-6269-000”(商品名，默克公司制，p型向列型液晶材料，Δε＝17.7，Δn＝0.0984)作为液晶材料，并对电极宽度L、电极间隔S、单元间隙d进行了各种变更，除此之外与实施例1同样地制作了具有图2所示的结构的40个液晶面板2。

接着，在25℃，一面使施加电压从0V变化到20V，一面测定上述各液晶面板2的电压—透过率特性。在上述测定中，施加30Hz的矩形波，测定光波长为550nm。另外，此时的电场施加方向与偏光板35、36的透过轴方向的关系如图4所示。将单元间隙d＝4μm的液晶面板2的电极宽度L、电极间隔S和最大透过率Tmax的关系汇总(整理)表示在表1中。另外，将单元间隙d＝6μm的液晶面板2的电极宽度L、电极间隔S和最大透过率Tmax的关系汇总表示在表2中。

[表1]

[表2]

根据表1、2的结果可知，梳齿形电极13、14的电极宽度L越小、电极间隔S越大，则最大透过率Tmax越大。另外，存在如下倾向：当单元间隙d(更严格地说，液晶单元5的相位差Δnd)变大时最大透过率Tmax也变大。但是，在液晶单元5面内存在相位差分布，如之前所述，在Δnd超过半波长的区域透过率反而随着单元间隙d的增加而降低。因此，液晶单元5整体的透过率与液晶单元的厚度之间并不一定存在相关性。

另外，根据表1、2可知，当电极宽度L为5μm以下、电极间隔S为15μm以下时，能够获得高透过率。另外，从面板制造的观点出发，优选电极宽度L和电极间隔S均为2μm以上。

(实施例3)

在实施例1，使用电极宽度L＝4μm、电极间隔S＝6μm、单元间隙d＝4μm的液晶单元5，液晶材料使用介电常数各向异性Δε或折射率各向异性Δn不同的各种液晶材料，除此之外与实施例1同样地制作具有图2所示的结构的9个液晶面板2。将这些液晶面板2的最大透过率Tmax、此时的下降时间(τdecay)和介电常数各向异性Δε与折射率各向异性Δn的积Δε·Δn的关系汇总表示在表3中。

[表3]

Δε·Δn	Tmax	τdecay(ms)
			1.16	0.47	7.8
1.3	0.61	3.5
			1.68	0.62	4.2
2.02	0.64	3.6
			2.68	0.55	3.8
3.12	0.57	4
			3.23	0.55	8.5
3.52	0.5	11.2
			4.21	0.46	4.1

根据表3的结果可知，在Δε·Δn为1.3以上、3.1以下的范围内能够实用地获得高透过率和高速响应性。另外，当Δε·Δn大于3.1时，液晶单元5内的相位差变化较大的区域的相位差会大于半波长，反而导致透过率变小。

(实施例4)

在实施例1中，作为液晶材料，使用5CB(4’-氰基-4-戊基联苯(4’-cyano-4-pentylbiphenyl)，p型向列型液晶材料，Δε＝13.2，Δn＝0.189)或者91.7重量份数(parts by weight)的“MLC-6269-000”(商品名，默克公司制)与8.3重量份数的“MLC-6267-000”(商品名，默克公司制)的混合物(以下记为“混合物A”，p型向列型液晶材料，Δε＝17.6，Δn＝0.098)，令电极宽度L＝4μm、电极间隔S＝6μm，并对单元间隙d进行了各种变更，除此之外与实施例1同样地制作具有图2所示的结构的10个液晶面板2。将上述液晶面板2的最大透过率Tmax及此时的下降响应时间表示在表4中。其中，上述下降响应时间定义为，在使施加电压从V50(在以最小透过率和最大透过率为0-100％规一化(标准化)时，表示50％的透过率的电压值)的状态变化到无电压施加的状态时，透过光量变化90％所需要的时间。

[表4]

根据表4可知，在使用的液晶材料的折射率各向异性Δn与单元间隙d的积Δnd(相位差)为0.3～0.7的范围内，能够获得高透过率、高速响应。

根据以上结果可知，优选上述梳齿形电极13、14的电极宽度为5μm以下、电极间隔为15μm以下，上述液晶材料的Δε·Δn优选在1.3以上、3.1以下的范围内。另外，根据上述结果可知，更优选Δnd在0.3μm以上、0.7μm以下的范围内。

另外，一般的p型液晶Δε＝4～9左右，Δn＝0.07～0.12左右。此外，在现有技术中，介电常数各向异性Δε和折射率各向异性Δn被分别讨论，对其积Δε·Δn没有进行过研究。而本发明发现，该Δε·Δn与弯曲排列的程度有关，通过使该Δε·Δn优化，能够实现高透过率和高速响应。

即，本发明提供液晶排列的弯曲程度比现有结构大的液晶面板2和液晶显示装置1。上述液晶面板2中的弯曲排列的程度如实施例1～4所示，能够通过变更面板结构和所使用的液晶材料的物理属性来任意地进行控制。

于是，如上所述，通过将面板结构和所使用的液晶材料的物理属性设定在上述范围内，能够获得较高的光透过率。

另外，上述液晶面板2通过特有的弯曲状排列能够获得与OCB相当或其以上的高速响应。

另外，在液晶显示装置中，关于上升，如过驱动方式那样施加比规定的电压大的电压，在表面上(外观上)能够容易地获得高速响应。但关于下降，因为仅依赖于液晶材料和面板结构，因此重要的是粘度低的液晶材料或表现出高速响应的面板结构。

如上所述，在上述液晶面板2中，液晶层30表现出弯曲排列，电场响应时不会因液晶流动而阻碍响应特性，因此能够实现高速的响应。

另外，虽然OCB模式的液晶显示装置中采用这种弯曲取向，但在每次电源接通时都必须进行从作为初始取向的展曲取向向弯曲取向转移的操作，因而需要改善。

但是，根据上述液晶面板2，不需要初始取向转移用电路，能够实现低成本化，并且在低温操作时不会发生转移不良。

因此，根据本发明，能够提供一种液晶面板2和液晶显示装置1，其能够同时实现与IPS模式同等的广视角特性和与OCB模式相当或其以上的高速响应性，并且不需要初始弯曲转移操作。

另外，在上述实施例4中，单独使用5CB作为上述液晶材料的一种。5CB是p型向列型液晶的一种，在测定电光特性的角度来看是合适的材料。但5CB表现液晶相的温度范围在22.5℃～35℃的范围内，并不是实用的材料。因此，在实用上，就上述液晶材料而言，优选至少在0℃～60℃的范围内表现液晶相的材料。因此，在使用5CB作为上述液晶材料时，优选除已述的条件之外，还以使得满足上述条件的方式与其它液晶材料混合使用。另外，在上述实施例1～4和后述的实施例5、6中使用的各液晶材料，除了上述实施例4中单独使用5CB外，全都至少在0℃～60℃的范围内表现液晶相。

另外，在此之前，为了将液晶排列弯曲(容易地形成弯曲状的排列)，考虑使弹性常数k33尽可能地小即可(例如参照专利文献4)。

但是，本申请的发明者们从增大弯曲排列的曲率的观点出发进行了专心的研究，结果发现，为了实现高速响应化，宁可使k33较大，这样更好。以下使用实施例进行具体的验证。

(实施例5)

在实施例1中，使用电极宽度L＝4μm、电极间隔S＝12μm、单元间隙d＝4μm的液晶单元5，并将“5CB”与“ZLI-4792”(商品名，默克公司制)的混合液晶在对各液晶材料的混合比例进行种种变更后封入该液晶单元5中，除此之外与实施例1同样地制作具有图2所示的结构的7个液晶面板2。

将这些液晶面板2在室温的最大透过率Tmax和此时下降响应时间τdecay以及上述混合液晶的弹性常数k33的关系汇总表示在表5和图15中。

[表5]

k33(pN)	Tmax	τdecay(ms)	Δε·Δn
				8.6	0.635	11.1	2.49
10.2	0.657	10.8	2.43
				12.7	0.679	10.2	2.28
15	0.704	9.8	2.11
				16.8	0.722	8.7	1.94
17.1	0.757	8.5	1.91
				18.3	0.762	8	1.78

为了在1帧(16.6ms)内完成下降，优选使下降响应为大约10ms以下。因此，如表5所示，通过使用弹性常数k33为15pN以上的液晶材料，能够不只使最大透过率Tmax较高，还能够获得响应速度快的面板2。

其原因虽然不明确，但能推测在k33较大的液晶材料中由施加电场引起的液晶材料的应变能(strain energy)较大，由此使得下降响应速度变快。

即，从τdecay的观点出发，应变(变形)越大(k33越大)速度越快。在k33较小时虽然在相对低电压下发生分子变形，但考虑整个像素时的最大透过率却在k33越大时越高。

像这样，虽然通常认为k33较小时分子变形较大，透过率较高，但如表5和图15所示，实际上正好相反。根据这些结果可知，通过使用弹性常数k33为15pN以上的液晶材料，能够同时满足透过率和下降响应速度。

另外，如表5和图15所示，若弹性常数k33为15pN以上则能够在1帧内完成下降，就透过率和下降响应速度而言，在弹性常数k33越大时越能够获得高透过率和高速响应性。于是，作为构成无电场施加时液晶材料垂直于基板地进行取向的液晶面板的液晶材料，弹性常数k33的上限没有特别限定。不过，若一定要对其上限进行限定的话，则满足“液晶材料在常温维持液晶相”(换言之，具有能够在常温维持液晶相的分子长度尺寸)这一条件也就是对上述上限进行规定。另外，不满足上述条件的液晶材料当然要从本发明的液晶面板中除去。

(实施例6)

在实施例1中，使用电极宽度L＝3μm、电极间隔S＝8μm、单元间隙d＝3.2μm的液晶单元5，将由下述结构式(1)

[化学式1]

表示的四环类液晶材料与“E-7”(BDH公司制，p型向列型液晶材料)的混合液晶在将该混合液晶中的上述四环类液晶材料的含有率(wt.％)进行种种变更后封入该液晶单元5中，除此之外与实施例1相同地制作了图2所示的液晶面板2。将这6个液晶面板2中的上述四环类液晶材料的含有率和对上述液晶面板2施加7V电压时的室温下的下降响应时间τdecay汇总表示在表6和图16中。

[表6]

根据表6和图16所示的结果可知，为了提高下降响应速度，优选使上述液晶材料中的四环类液晶材料的含有率为5wt.％以上，更优选为10wt.％以上。

不过，如之前所述，为了在1帧内完成下降，优选使下降响应为约10ms以下。因此，为了获得上述效果，四环类液晶材料的含有率优选为10wt.％以上。

即，含有四环类液晶材料10wt.％以上的液晶材料表现出出色的响应特性，其实用价值极高。推测这是因为混合四环类液晶引起k33增大而导致的。

只要上述液晶材料(混合液晶)包含p型液晶材料，并且能够维持液晶相，上述四环类液晶材料的含有比例的上限就没有特别的限定。

若四环结构的液晶材料的添加比例较大，则液晶粘度会上升，因此通常需要使其用量为最小限度。不过，本显示模式与VA模式和TN模式不同，液晶的流动不会对响应造成阻碍。因此与VA模式和TN模式相比，能够使用相对较多的四环类液晶。

不过，若上述四环结构的液晶材料的添加比例较大，则液晶粘度会上升，并且根据图16所示可知，在上述液晶材料中的四环类液晶材料的含有比例为15wt.％～25wt.％时效果大致饱和。因此，从这一点出发，上述四环结构的液晶材料的添加比例可以为25wt.％以下，也可以为20wt.％以下，也可以为15wt.％以下。由此，能够抑制液晶粘度的上升，并且提高下降响应速度。

另外，在本实施例中，使用由结构式(1)表示的化合物作为四环类液晶材料，但本发明并不限定于此。

作为上述四环类液晶材料，可以所有的环都是苯基，也可以包含异质原子，也可以像萘环那样缩合(Condensation)。

作为上述四环类液晶材料的其它例子，例如能够列举由下述结构式(2)～(7)表示的化合物。

[化学式2]

另外，在上述实施方式中，作为p型液晶材料以p型向列型液晶材料为例进行了说明，但本发明并不限定于此。

如之前所述，上述液晶面板2和液晶显示装置1通过电场的施加在液晶单元5内形成电场强度的分布，从而实现液晶材料的弯曲排列。本实施方式中，适宜使用折射率各向异性Δn大的液晶材料或介电常数各向异性Δε较大的液晶材料。作为这样的p型液晶材料，除了CN(氰基)类液晶材料(手性向列型液晶材料)之外，还能够列举F(氟)类液晶材料。

不过，因为若增大面板相位差Δnd则视角特性变差，所以实用上与其增大Δn更优选在可靠性不降低的范围内增大Δε。

另外，若介电常数各向异性Δε和折射率各向异性Δn两者都变大，则液晶粘性上升，响应特性有降低的倾向。因此，当介电常数各向异性Δε和折射率各向异性Δn两者都过大时，可靠性降低。

于是，根据上述各实施例的结果，p型液晶材料的介电常数各向异性Δε与折射率各向异性Δn的积如上所述优选在1.3以上、3.1以下的范围内，更优选在1.3以上、不足2.4的范围内。特别是，通过使上述积在1.3以上、不足2.4的范围内，能够抑制液晶粘性的上升，即使如上述各实施例所示对p型液晶材料进行各种变更，也能够在约1帧内完成下降，可靠地实现高速响应。

另外，在上述实施例1～6中，如之前所述，以对液晶面板2施加能够获得最大透过率Tmax的6V～7V(具体而言是7V)的电压时的验证结果为例进行了说明。但本发明并不限定于此。

例如，以如上所述对液晶面板2施加6V～7V的电压的情况为基准，即使在与其相比进行低电压驱动的情况下或液晶材料不同的情况下，就在上述实施例1～6中使用的各参数与最大透过率Tmax或响应时间τdecay的关系而言，即使具体的值不同，也能够得到表现出与上述实施例1～6所示的结果相同的倾向的结果。

但是，在实现低电压驱动化时(即，例如对液晶面板2施加低于6V的电压时)，液晶材料的介电常数各向异性Δ必然相应地变大。

而且，当液晶材料的介电常数各向异性Δε像这样变大时，一般引起液晶材料的粘性的增大。

因此，本发明中作为前提的上述显示方式以高速响应性为特征，但在进行低电压驱动时，与如上所述例如利用6V～7V的电压进行驱动的情况相比，响应需要耗费时间，对原本的高速响应性造成阻碍。

因此，以下对进行低电压驱动时用于实现高速响应的适宜的条件，使用实施例进行具体验证。

(实施例7)

在本实施例中，对在进行低电压驱动的情况下验证适当的液晶材料的组成的结果进行说明。

在本实施例中，在实施例1中使用电极宽度L＝3.0μm、电极间隔S＝8.0μm、单元间隙d＝3.4μm的液晶单元5，并在该液晶单元5中封入具有表7所示的组成的液晶材料，除此之外与实施例1相同地制作具备单元(1)或单元(2)作为液晶单元5的、具有图2所示的结构的2个液晶面板2。

另外，在本实施例中，与实施例1相同，在玻璃基板11、21上利用旋涂法涂敷JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，5wt.％(固体含量)，γ-丁内酯溶液)，并在200℃进行2小时烧制，由此形成取向膜12、22。获得的取向膜12、22的干燥膜厚度与实施例1相同，为60nm。

将在这2个液晶面板2中使用的各单元(1)、(2)中的液晶材料的组成、Δε、Δn、旋转粘性(γ1)、对这些液晶面板2施加4.5V的电压时室温下的上升响应时间τrise及下降响应时间τdecay，汇总表示在表7中。

[表7]

其中，表7中所示的烯基化合物使用由下述结构式(8)表示的烯基化合物。

[化学式3]

另外，液晶材料的主要成分使用智索石油化学株式会社(チツソ石油化学株式会社：Chisso Petrochemical Corporation)制的p型液晶材料“SD-5674”(商品名)。

对单元(2)施加0V～7V的电压时的最大透过率Tmax表现出高达68％的值。另外，此时的施加电压(即，能获得上述最大透过率Tmax的驱动电压)为7V。

另一方面，对使用单元(1)的液晶面板2施加7V的电压时的上述液晶面板2的透过率为65.2％。

根据表7所示的结果可知，如上所述，通过使液晶材料包含烯基化合物，能够大幅降低响应时间。

烯基化合物是中性的(Δε大致为0的)材料，可作为降粘剂发挥功能。因此上述含有烯基化合物的液晶组成物的粘性低，能够实现高速响应。

另外，作为上述烯基化合物，只要具有烯基即可，没有特别的限定。作为上述烯基化合物，例如能够使用市售的所有烯基化合物，可以如表7所示只使用一种，也可以适宜地混合二种以上加以使用。

其中，作为适宜本发明使用的烯基化合物的材料，例如能够列举由下述通式(9)或通式(10)表示的烯基化合物。

[化学式4]

其中，在上述通式(9)中，R¹表示烷基或烷氧(Alkoxy)基，R²表示烷基、烷氧基或氢原子。另外，在上述通式(10)中，R³表示-(CH₂)_n-基，n表示0或1以上的自然数，R⁴表示烷基或烷氧基。

作为上述烯基化合物，由于比较容易入手等，优选如下化合物，即，上述R¹、R⁴为碳数1～8的烷基或碳数1～7的烷氧基，R²为碳数1～8的烷基、碳数1～7的烷氧基或氢原子。另外，作为由通式(10)表示的烯基化合物的具体例，例如能够列举由上述结构式(8)表示的烯基化合物。

作为烯基化合物的含有比例，只要根据液晶材料的Δε和驱动电压按照能够获得所希望的效果的方式适宜地设定即可，并没有特别的限定。

不过，作为降粘剂的烯基化合物如上述结构式(8)所示的化合物那样，是中性的(Δε大致为0的)材料，按照含有比例的不同会使系统整体的Δε降低。因此，若烯基化合物的含有比例大，则液晶显示元件的驱动电压变高。特别是，在烯基化合物的含有比例超过30wt.％的情况下，Δε大幅降低，因此不具有实用性。

另一方面，当烯基化合物的含有比例过少时，不能获得作为降粘剂的效果。因此，作为烯基化合物的含有比例，优选为3wt.％～30wt.％的范围内。

在本实施例中，如表7所示，当由结构式(8)表示的烯基化合物的含有比例为5wt.％时，Δε＝23.0，但在含有相同的烯基化合物30wt.％的混合液晶中，Δε＝16.5，驱动电压为现行驱动器IC的耐压上限7.0V。

另外，烯基化合物的添加是以降低液晶粘性为目的的，即使是由上述结构式(8)表示的液晶化合物以外的化合物，当然也能够获得上述本发明的效果。

(实施例8)

在如上所述进行低电压驱动的情况下，若液晶材料的介电常数各向异性Δε变大，则除了会阻碍高速响应性这一问题之外，还会产生离子性杂质的比例增大、容易引起显示残影的问题。因此，本实施例中对难以引起残影的条件进行了验证，以下表示其结果。

首先，图17(a)、(b)表示残影评价时所使用的测试单元(液晶单元)。图17(a)是示意地表示残影评价时所使用的测试单元的主要部分的概略结构的截面图，图17(b)是示意地表示图17(a)所示的测试单元的主要部分的概略结构的平面图。

另外，在图17(a)、(b)中，对与图2所示的液晶面板2中的液晶单元5具有相同功能的结构要素标记同一编号，省略其说明。

如图17(a)、(b)所示，本实施例中用于残影评价的测试单元5A，除了由基板10、20的周围的密封剂34包围的显示区域的左右半部各自能够独立地进行驱动之外，与图2所示的液晶单元5具有相同的结构。

在本实施例中，如上所述按照能够对显示区域的左右半部各自独立地进行驱动的方式形成，并且按如下所示的单元条件制作各测试单元5A，除此之外与实施例1相同地制作了2个液晶面板2，该液晶面板2设置有单元(3)或单元(4)作为测试单元5A来代替液晶单元5，具有与图2相同的结构。

本实施例中制作的单元(3)和单元(4)的电极宽度L、电极间隔S、单元间隙d分别为L＝3.0μm、S＝8.0μm、d＝3.4μm。另外，在单元(3)和单元(4)的液晶层30分别使用智索石油化学株式会社制的p型液晶材料“SD-5674”(商品名)。

另外，在单元(3)中，与实施例1相同地在玻璃基板11、21上利用旋涂法涂敷JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，5wt.％(固体含量)，γ-丁内酯溶液)，并在200℃进行2小时烧制，由此形成了聚酰亚胺类的取向膜12、22。获得的取向膜12、22的干燥膜厚度与实施例1相同，为60nm。

另一方面，在单元(4)中，在玻璃基板11、21上将日产化学工业株式会社(日産化学工業株式会社：Nissan Chemical Industries，Ltd.)制的取向膜涂料“OA-044”(商品名，4wt.％(固体含量)，NMP(N-甲基吡咯烷酮：N-methylpyrrolidone)溶液)利用旋涂法以转速1000rpm涂敷10秒钟，之后以转速3500rpm涂敷30秒钟。然后，在热板上将该玻璃基板11、21在90℃干燥5分钟，之后在200℃进行90分钟烧制，由此形成了硅氧烷类的无机取向膜作为取向膜12、22。获得的取向膜12、22的干燥膜厚与单元(3)相同，为60nm。

此外，残影评价按下述方式进行。首先，对图17(b)所示的测试单元5A中的显示区域的左半部区域A不施加电压，进行黑显示，对显示区域的右半部区域B施加8V电压，进行白显示，点亮规定时间。之后，使整个显示区域(即显示区域A和显示区域B)以4V的中间亮度显示3小时，根据显示区域中央是否能观察到残影来判断残影的有无。将其结果与单元条件及白显示的点亮时间一并表示在表8中。

[表8]

如在本实施例所使用的那样，在Δε较高的液晶材料(高Δε液晶)中，离子性杂质的含有比例相对较高，容易产生残影。不过，如表8所示，通过使用无机类取向膜、特别是使用硅氧烷类取向膜作为取向膜12、22，能够抑制残影的产生。这是因为，硅氧烷类取向膜与聚酰亚胺类取向膜相比膜电阻较低，电荷容易逃逸，难以发生残影。

(实施方式2)

以下基于图18至图20说明本实施方式。其中，本实施方式只对与上述实施方式1的不同点进行说明，对于具有与上述实施方式1相同的功能的结构要素标记相同编号，省略其说明。

图18是示意地表示本实施方式涉及的液晶面板2的主要部分的概略结构的截面图。

本实施方式的液晶面板2中，作为与设置有梳齿形电极13、14的基板10(阵列基板、元件基板)相对的对置基板，代替图2所示的基板20，如图18所示具备设置有电极41(共用电极、电极膜)和电介质层42的基板40，除此之外与图2所示的液晶面板2具有相同的结构。

即，在本实施方式中上述基板10也具有下述结构：在玻璃基板11上设置有施加与基板面平行的电场的梳齿形电极13、14(像素电极和共用电极)，以覆盖这些梳齿形电极13、14的方式设置有取向膜12。

另一方面，上述电极41是铺满整个面的电极，在玻璃基板21上以覆盖上述基板40的显示区域(即，由密封剂34包围的区域)的方式遍及玻璃基板21的大致整个面(即，玻璃基板21的一个主面的大致整个区域)地形成。

上述电极41的材质并没有特别限定，能够使用与在上述实施方式1中作为梳齿形电极13、14的材料例示的电极材料相同的电极材料。另外，在图18所示的液晶面板2中，使用上述基板40作为上侧的基板。在此情况下，作为上述电极41，使用ITO等透明电极膜。

图18所示的基板40在玻璃基板21上依次设置有上述电极41、电介质层42和取向膜22。

根据本实施方式，如上所述地在与设置有梳齿形电极13、14的基板10相对的对置基板40，设置覆盖其上表面的大致整个区域(具体而言是显示区域的整个区域)的铺满整个面的电极41，由此，能够实现驱动电压的降低。以下使用实施例进行具体验证。

(实施例9)

首先，在一个主面整体设置有ITO制的透明电极41的玻璃基板21上，形成介电常数ε＝3.7、膜厚3.2μm的丙烯(酸)抗蚀剂的膜，形成覆盖上述电极41的电介质层42。

接着，在上述电介质层42上通过旋涂法涂敷JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，5wt.％(固体含量)，γ-丁内酯溶液)。之后，在180℃进行2小时烧制并加以干燥，由此形成在上述电介质层42上设置有取向膜22的基板40。获得的取向膜22的干燥膜厚为60nm。

另一方面，在设置有电极宽度L＝3μm、电极间隔S＝8μm的ITO制的梳齿形电极13、14的玻璃基板11上，与取向膜22同样地形成与取向膜22相同的取向膜12。由此形成了基板10。另外，令电极41和梳齿形电极13、14的厚度为1000A。

之后，与上述实施例1同样地，将上述基板10、40隔着作为间隔物33的珠状间隔物贴合，从而制作单元间隙d＝3.4μm的液晶单元5。

然后，在上述液晶单元5中封入智索石油化学株式会社制的“SD-5674”(商品名，Δε＝23.6，Δn＝0.10)作为液晶材料，由此形成液晶层30。接着，与上述图4同样地，在上述液晶单元5的表背面以各自的透过轴正交的方式贴合偏光板35、36，制作具有图18所示的结构的液晶面板2。

在这样制作的液晶面板2中，使施加在作为共用电极(V＝0V)的梳齿形电极14及电极41、与作为像素电极的梳齿形电极13之间的电压(矩形波)在0～8V之间变更，由此测定这样制作的液晶面板2在室温(25℃)的电压—透过率特性。其结果示于图19中。

如图19所示，对上述液晶面板2施加7V的电压时(即，令梳齿形电极13的电位为7V、梳齿形电极14及电极41的电位为0V时)的、上述液晶面板2的透过率为70.9％。

另一方面，如上述实施例7所示，对使用上述实施例7的单元(1)的图2所示的液晶面板2施加7V的电压时(即，使梳齿形电极13的电位为7V、梳齿形电极14的电位为0V时)的、上述液晶面板2的透过率为65.2％。

由此可知，通过在上述基板40设置电极41，与不设置电极41的情况相比能够提高电压—透过率特性。

根据本实施方式，如上所述，通过在上述基板40设置电极41，能够以比不设置电极41的情况低的电压获得与不设置电极41的情况相同的透过率，因此能够实现驱动电压的降低。

图20表示根据在本实施例9使用的材料物理参数和单元结构，对向在本实施例9制作的液晶面板2施加7V的电压时的液晶单元5内的电场分布与该液晶单元5内的液晶指向矢分布进行计算而得的结果。另外，在图20中，对于梳齿形电极13、14、电极41、取向膜12、22均省略图示。

根据图20所示的结果可知，在本实施例9中制作的液晶面板2中，直至作为对置基板的基板40的表面附近均发生p型液晶分子31的转动。

即，本实施例9中制作的液晶面板2的透过率较高的原因认为是：电力线受到配置在作为对置基板的基板40侧的电介质层42与电极41(V＝0)的影响而发生变形，作为上侧基板的上述基板40附近的液晶更大幅地向与基板平行的方向(水平方向)倾斜。

另外，在本实施方式中，如图18所示，以具有在玻璃基板21上依次设置有上述电极41、电介质层42和取向膜22的结构为例进行了说明，但本发明并不限定于此。

上述电极41只要按如下方式设置即可，即只要能够如图20所示地变更液晶单元5内的电场分布(电力线)，使得作为对置基板的基板40附近的p型液晶分子31比液晶层30的中央附近的p型液晶分子31更大幅地向水平方向倾斜即可。

因此，上述电极41只要设置在与设置有梳齿形电极13、14的基板10相反侧的基板40上即可，只要在基板40中的玻璃基板21的至少一个面设置即可。

例如，上述基板40也可以具有下述结构：在玻璃基板21的与液晶层30相对的面上依次设置有电介质层42和取向膜22，在玻璃基板21的与液晶层30相对的面的相反侧的面上设置有上述电极41。

另外，不论在哪种情况下，如上所述，电介质层42设置在玻璃基板21与取向膜22之间。由此，如图20所示，在电介质层42中，能够使液晶单元5内的电力线在玻璃基板21的附近(从液晶层30侧看时位于玻璃基板21的跟前)以描绘出弧(形)的方式弯曲。其结果是，能够使基板40附近的p型液晶分子31比液晶层30的中央附近的p型液晶分子31更大幅地向水平方向倾斜。

(实施方式3)

以下基于图21说明本实施方式。另外，在本实施方式中，只对与上述实施方式1、2的不同点进行说明，对于与上述实施方式1、2具有相同功能的构成要素标记相同的编号，省略其说明。

在上述实施方式1、2中，以在一个基板10的玻璃基板11上梳齿形电极13、14(即，像素电极和共用电极)设置于相同层的情况进行了说明。不过，本发明并不限定于此。

图21是示意地表示本实施方式涉及的液晶面板2的主要部分的概略结构的截面图。

本实施方式的上述液晶面板2，除了在上述基板10的与液晶层30相对的相对面侧，作为用于对液晶层30施加电场的电场施加机构的梳齿形电极13、14(像素电极和共用电极)在它们中间隔着电介质层51配置之外，具有与图2所示的液晶面板2相同的结构。

即，上述基板10具有下述结构：在玻璃基板11上作为共用电极设置有由ITO等形成的梳齿形电极14，以覆盖该梳齿形电极14的方式在玻璃基板11上设置有电介质层51，在电介质层51上设置有由ITO等形成的梳齿形电极13作为像素电极，以覆盖该梳齿形电极13的方式在电介质层51上设置有取向膜12。

如图21所示，上述梳齿形电极13、14在它们之间隔着电介质层51，在俯视时(即，从与上述基板10垂直的方向观看该基板10时)梳齿部分按照相互平行的方式交替地配置。

在本实施方式中，将梳齿形电极13、14的电极间隔S设定为比单元间隙d短，从而在上述梳齿形电极13、14间产生边缘电场。

另外，在图21中，作为与上述基板10相对的对置基板，以设置有图2所示的基板20的情况为例进行了说明。不过本实施方式并不限定于此，作为上述对置基板当然也可以使用图18所示的基板40。

根据本实施方式，与上述实施方式1、2相比能够提高成品率。因此，根据本实施方式，可低廉且稳定地制作液晶面板2和具备该液晶面板2的液晶显示装置1，该液晶面板2能够同时实现高速响应性、广视角特性和高对比度特性。

另外，上述梳齿形电极13、14也可以形成为V字形或锯齿形(交错状)。

另外，本发明并不限定于上述各实施方式，能够在权利要求的范围内进行各种变更。即，在权利要求的范围内将适当变更的技术方案适当地加以组合而得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明的液晶面板和液晶显示装置，不需要初始弯曲转移操作，能够在实用的驱动电压具有高透过率，能够同时实现与MVA模式或IPS模式同等的广视角特性、和与OCB模式相当或其以上的高速响应性、以及高对比度特性。因此，能够特别适宜使用于户外用的公共布告栏、便携式电话、PDA等移动设备。

Claims (9)

1.一种液晶面板，其特征在于：

包括挟持在一对基板之间的液晶材料和对所述液晶材料施加与基板面平行的电场的电极，所述液晶材料包含p型液晶材料，在无电场施加时所述p型液晶材料与基板面垂直地取向，

所述电极的电极宽度为5μm以下，电极间隔为15μm以下，

所述p型液晶材料的介电常数各向异性Δε与折射率各向异性Δn的积为1.3以上、3.1以下。

2.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：

所述液晶材料的层厚d与折射率各向异性Δn的积为0.3μm以上、0.7μm以下。

3.如权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于：

所述液晶材料的弹性常数k33为15pN以上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的液晶面板，其特征在于：

所述液晶材料包含四环类液晶材料10％以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶面板，其特征在于：

所述p型液晶材料是p型向列型液晶材料，所述电极是在所述一对基板中的至少一个基板设置的梳齿形电极，所述p型向列型液晶材料在无电场施加时进行垂直取向。

6.如权利要求1～5中任一项所述的液晶面板，其特征在于：

所述液晶材料包含具有烯基的化合物。

7.如权利要求1～6中任一项所述的液晶面板，其特征在于：

在所述一对基板中的至少一个基板的、与包含所述液晶材料的液晶层相对的面，具有包含硅氧烷类无机材料的取向膜。

8.如权利要求1～7中任一项所述的液晶面板，其特征在于：

在所述一对基板中的一个基板设置有所述电极，并且在另一个基板设置有覆盖整个显示区域的电极膜。

9.一种液晶显示装置，其特征在于：

包括权利要求1～8中任一项所述的液晶面板。

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