CN108780243B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一方式提供能够高清晰化、并且提高响应速度的水平取向模式的液晶显示装置。本发明的一方式的液晶显示装置依次具备：第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及第二基板，上述第一基板具有：第一电极、设置于比上述第一电极靠上述液晶层侧的第二电极、以及位于上述第一电极与上述第二电极之间的绝缘膜，在上述第二电极形成有包含长条形状部、和从上述长条形状部向相互相反侧突出的一对突出部的开口，上述一对突出部设置于上述长条形状部的除去长边方向的两端部的部分，并且位于相互对应的位置，在电压无施加状态下，上述液晶分子相对于上述第一基板平行地取向，在俯视时，上述长条形状部的上述长边方向、与上述电压无施加状态的上述液晶分子的取向方位平行、或者正交。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置。更详细而言，涉及在水平取向模式中设置高清晰的像素的情况下所适用的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置是为了显示而利用液晶组成物的显示装置，其代表的显示方式通过对被封入一对基板间的液晶组成物施加电压，根据施加的电压而使液晶组成物中的液晶分子的取向状态变化，来控制光的透射量。这样的液晶显示装置发挥薄型、轻型以及耗电量低之类的特长，在较广的领域中使用。
作为液晶显示装置的显示方式，通过使液晶分子的取向主要在相对于基板面而平行的面内旋转从而进行控制的水平取向模式由于容易获得广视角特性等理由，受到关注。例如，近年来，在面向智能手机、平板PC(平板终端)的液晶显示装置中，广泛使用作为水平取向模式的一种的平面内转换(IPS：In-Plane Switching)模式、边缘场转换(FFS：FringeField Switching)模式。
针对这样的水平取向模式，持续进行用于基于像素的高清晰化、透射率的提高、响应速度的提高等的显示品质的提高的研究开发。作为用于提高响应速度的技术，例如，专利文献1公开有：关于使用边缘场的液晶显示装置，使第一电极具有特定形状的梳齿部的技术。另外，专利文献2公开有：关于FFS模式的液晶显示器，形成有包含两个直线部分和将两个直线部分以V字状连结而形成的V字部的狭缝的电极构造，说明通过该技术来抑制以工序的差别为起因的不良情况，从而能够提高显示性能。
现有技术文献
专利文件
专利文献1：日本特开2015-114493号公报
专利文献2：国际公开第2013/021929号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
水平取向模式具有能够实现广视角的优点，但存在与多畴垂直取向(MVA)模式等垂直取向模式相比而响应较迟的课题。本发明者们进行了各种研究的结果，认为在电压施加时(电压施加状态下)在比恒定的间距小的范围使液晶分子旋转而形成四个液晶畴，若利用由于形成于较窄的区域内的弯曲(bend)状(以及喷射状)的取向而产生的形变的力，则在水平取向模式中也能够实施高速化。
本发明者们针对FFS模式的液晶显示装置，对电极的开口形状给予液晶分子的旋转方位的影响进行了各种研究。图24是表示本发明者们进行了研究的、FFS模式的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。图24的对向电极114的开口117形成为长方形。图25是表示使用了图24的对向电极的液晶显示装置的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。如图24以及图25所示出的那样，发现：在FFS模式的液晶显示装置中，通过使对向电极114的开口117成为长方形而使液晶分子旋转，能够形成四个液晶畴。但是，如图24以及图25的虚线所包围的部分所示出的那样，可知：越高地施加电压，在显示单位的中央产生的十字状的暗部(向错)的对称性逐渐崩坏，从而导致响应速度变迟。
图59是表示本发明者们进行了研究的、其他的FFS模式的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。在本发明者们进行了研究的FFS模式的液晶显示装置中，通过使对向电极2114的开口2117的形状成为图59所示那样的长方形，从而在像素电极2112与对向电极2114之间施加了电压时，能够使液晶分子2121旋转而形成四个液晶畴。
然而，可知：在本发明者们进行了研究的FFS模式的液晶显示装置中，在施加了低电压(例如2V)时，与液晶分子2121的初始取向方位2122成为平行的开口2117的轮廓部延迟变明亮。认为该理由如以下那样。
由于被施加电压，从而液晶分子以相对于开口的轮廓成为垂直或者平行的方式旋转。因此，认为：在本发明者们进行了研究的FFS模式的液晶显示装置中，首先，长方形的开口2117的四角的液晶分子2121开始旋转，接着，受到上述四角的液晶分子2121的旋转影响而开口2117的长边部分的液晶分子2121开始旋转。其结果，开口2117的长边部分的液晶分子2121的旋转相对延迟，因此可认为开口2117的长边部分中响应速度变迟。
另外，通过使用专利文献1的技术，在水平模式中也能够提高响应速度，但例如在700ppi以上、800ppi以上的高清晰像素(超高清晰像素)中电极的形状被较大地制约，采取专利文献1所公开的那样的复杂的电极形状较困难。
在专利文献2中，由于设置于电极的开口的V字部的影响，电压施加时的液晶分子的取向被分割为上下的两个区域，能够提高透射率等显示性能，但高速化的效果不大，提高响应速度尚存在改进的余地。
另外，本发明者们着眼于以下的观点。即，如上述那样，水平取向模式具有能够实现广视角的优点，但存在与多畴垂直取向(MVA)模式等垂直取向模式相比而响应较迟的课题。
如上述那样，通过使用专利文献1的技术，在水平模式中也能够提高响应速度，但例如在700ppi以上、800ppi以上的高清晰像素(超高清晰像素)中电极的形状被较大地制约，采取专利文献1所公开那样的复杂的电极形状较困难。
如上述那样，在专利文献2中，由于设置于电极的开口的V字部的影响，电压施加状态的液晶分子的取向被分割为上下的两个区域，能够提高透射率等显示性能，但高速化的效果不大，提高响应速度尚存在改进的余地。
本发明者们进行了各种研究的结果，发现：如上述那样，通过在电压施加状态下比恒定的间距小的范围使液晶分子旋转而形成四个液晶畴，使邻接的液晶畴的液晶分子彼此向相反方位旋转，由此利用由于形成于较窄的区域内的弯曲状以及展开状的液晶取向而产生的形变的力，在水平取向模式中也能够实施高速化。
图86是表示本发明者们进行了研究的比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。图87是表示本发明者们进行了研究的比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。图87中，将施加电压设定为5V。
如图86所示那样，在比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置中，将一个像素3102分割为三个显示单位3103。在对向电极3114，每一个显示单位3103设置有两个开口3115。开口3115为长条形状，并且是相对于电压无施加状态的液晶分子3121的取向方位(液晶分子3121的初始取向方位3122)而对称的形状。黑矩阵的开口部3104位于开口3115上。
在具有设置有这样的开口3115的对向电极3114的比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置中，在电压施加状态下，形成图87所示那样的四个液晶畴，能够提高响应速度。
然而，在对比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置施加了高电压的情况下，有时在开口3115的中央部中液晶分子3121的旋转方位不固定，而使液晶分子3121的取向不稳定。其结果，可知：在图87用圆包围而示出的部分中，成为液晶畴的边界的十字状的暗线的对称性逐渐崩坏，液晶畴彼此相互联系，响应速度变迟。
即，在使开口3115的形状相对于液晶分子3121的初始取向方位3122而成为对称的形状的情况下，开口3115的中央部的液晶分子3121不从液晶分子3121的初始取向方位3122旋转较为理想。然而，若施加高电压，则受到周围的液晶分子3121的影响而平衡破坏，有时导致在开口3115的中央部中液晶分子3121也向任一个方位旋转。开口3115的中央部的液晶分子3121与其他的区域的液晶分子3121比较而较迟地旋转，因此导致液晶显示装置的响应速度变迟。即，为了在高电压施加状态下也使液晶分子3121的取向稳定化，尚存在改进的余地。
如以上所示，谋求在具有水平取向模式的高清晰像素的液晶显示装置中，能够提高响应速度的技术。
本发明是鉴于上述现状而完成的，目的在于提供能够实现高清晰化、并且能够提高响应速度的水平取向模式的液晶显示装置。
解决问题的手段
本发明者们为了实现上述的目的，对能够高清晰化以及高速响应化的水平取向模式的液晶显示装置进行了各种研究的结果，着眼于用于边缘场的形成的电极的开口的形状。而且发现了：通过使开口的形状成为包含长条形状部、和设置于长条形状部的特定的位置的一对突出部的形状，并且使长条形状部的长边方向与液晶分子的初始取向方位平行、或者正交，从而能够不使开口的形状变复杂而可靠地控制液晶分子的取向。由此，能够高清晰化、并且能够提高响应速度，想到能够令人满意地解决上述课题，得到本发明。
即，本发明的一方式也可以是液晶显示装置，其特征在于，依次具备：第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及第二基板，上述第一基板具有：第一电极、设置于比上述第一电极靠上述液晶层侧的第二电极、以及设置于上述第一电极与上述第二电极之间的绝缘膜，在上述第二电极形成有包含长条形状部、和从上述长条形状部向相互相反侧突出的一对突出部的开口，上述一对突出部设置于上述长条形状部的除去长边方向的两端部的部分，并且位于相互对应的位置，在上述第一电极与上述第二电极之间未施加电压的电压无施加状态下，上述液晶分子相对于上述第一基板平行地取向，在俯视时，上述长条形状部的上述长边方向、与上述电压无施加状态的上述液晶分子的取向方位平行、或者正交。
也可以上述一对突出部位于上述长条形状部的上述长边方向的中央部。
也可以上述液晶分子具有正的介电常数各向异性。
也可以上述液晶分子具有负的介电常数各向异性。
也可以上述长条形状部的上述长边方向的上述两端部的至少一方带有圆度。
也可以在上述第一电极与上述第二电极之间施加了电压的电压施加状态下，每一个上述开口产生四个液晶畴。
也可以上述四个液晶畴在相对于上述长条形状部的上述长边方向以及短边方向而对称的四个区域内产生。
也可以上述长条形状部的上述长边方向的上述两端部带有圆度。
另外，为了实现上述的目的，本发明者们对能够高清晰化以及高速响应化的水平取向模式的液晶显示装置进一步进行了研究的结果，发现了：通过使开口的形状成为具有沿着相对于液晶分子的初始取向方位而倾斜的四个线段的四个倾斜轮廓部的形状，从而能够不使开口的形状变复杂而可靠地控制液晶分子的取向。由此，即使能够高清晰化并且低电压施加状态下也能够提高响应速度，想到能够令人满意地解决上述课题，得到本发明。
即，本发明的一方式也可以依次具备：第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及第二基板，上述第一基板具有：第一电极、设置于比上述第一电极靠上述液晶层侧的第二电极、以及设置于上述第一电极与上述第二电极之间的绝缘膜，在上述第二电极形成有开口，在上述第一电极与上述第二电极之间未施加电压的电压无施加状态下，上述液晶分子相对于上述第一基板平行地取向，在俯视时，上述开口的轮廓包括：沿着从上述开口的上端部延伸直至上述开口的右端部的第一线段的第一倾斜轮廓部、沿着从上述上端部延伸直至上述开口的左端部的第二线段的第二倾斜轮廓部、沿着从上述开口的下端部延伸直至上述左端部的第三线段的第三倾斜轮廓部、以及沿着从上述下端部延伸直至上述右端部的第四线段的第四倾斜轮廓部，在俯视时，上述第一、第二、第三以及第四线段分别相对于上述电压无施加状态的上述液晶分子的取向方位而倾斜。
也可以上述第一、第二、第三以及第四线段与上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位所成的角度分别在俯视时为超过0°且45°以下。
也可以上述角度分别在俯视时为2°以上且45°以下。
也可以上述液晶显示装置具有：以矩阵状排列的多个显示单位，上述开口每一个上述显示单位配置有一个，上述角度分别在俯视时为2°以上且不足13°。
也可以上述液晶显示装置具有：以矩阵状排列的多个显示单位，上述开口每一个上述显示单位配置有两个，上述角度分别在俯视时为2°以上且不足45°。
也可以上述第一以及第二倾斜轮廓部相对于上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位而线对称。
也可以上述第三以及第四倾斜轮廓部相对于上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位而线对称。
也可以上述第一以及第四倾斜轮廓部相对于与上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位正交的方位而线对称，上述第二以及第三倾斜轮廓部相对于与上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位正交的上述方位而线对称。
也可以上述开口包括：长条形状部、和从上述长条形状部向相互相反侧突出的一对突出部，上述长条形状部包括：上述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部。
也可以上述开口是以上述上端部、上述下端部、上述左端部以及上述右端部为顶点的四边形状，上述四边形状的四个边分别包括上述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部。
也可以上述液晶分子具有正的介电常数各向异性。
也可以上述开口的上述上端部以及上述下端部的至少一方带有圆度。
也可以在上述第一电极与上述第二电极之间施加了电压的电压施加状态下，每一个上述开口存在四个液晶畴。
也可以上述四个液晶畴在相对于上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位、以及与上述电压无施加状态的上述液晶分子的上述取向方位正交的方位而对称的四个区域内产生。
也可以上述液晶显示装置还具有一对偏光板，在俯视时，上述第一、第二、第三以及第四线段分别相对于上述一对偏光板的各个透射轴而倾斜。
也可以上述第一、第二、第三以及第四线段与上述一对偏光板的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为超过0°且45°以下。
也可以上述第一、第二、第三以及第四线段与上述一对偏光板的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为2°以上且45°以下。
也可以上述液晶显示装置具有以矩阵状排列的多个显示单位，上述开口每一个上述显示单位配置有一个，上述第一、第二、第三以及第四线段与上述一对偏光板的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为2°以上且不足13°。
也可以上述液晶显示装置具有以矩阵状排列的多个显示单位，上述开口每一个上述显示单位配置有两个，上述第一、第二、第三以及第四线段与上述一对偏光板的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为2°以上且不足45°。
也可以上述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为直线状或者曲线状。
也可以上述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为曲线状，且向上述开口的内侧方向突出。
也可以上述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为曲线状，且向上述开口的外侧方向突出。
也可以上述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为曲线状，且为将向上述开口的内侧方向突出的曲线、与向上述开口的外侧方向突出的曲线组合的形状。
另外，为了实现上述的目的，本发明者们对在高电压施加状态下也能够使液晶分子的取向稳定化、并且能够高清晰化的液晶显示装置进行了各种研究的结果，着眼于画面的清晰度、和用于边缘场的形成的电极的开口的形状。而且，发现了：通过在规定范围内的清晰度使开口的形状满足特定的条件式，不使开口的形状变复杂而在高电压施加状态下也能够可靠地控制液晶分子的取向。由此，能够高清晰化，并且在高电压施加状态下也能够使液晶分子的取向稳定化，想到能够令人满意地解决上述课题，获得本发明。
即，本发明的一方式也可以是液晶显示装置，其特征在于，依次具备：第一基板、含有液晶分子的液晶层、第二基板，并具有920ppi以下的清晰度，上述液晶分子具有：正的介电常数各向异性，上述第一基板具有：第一电极、设置于比上述第一电极靠上述液晶层侧的第二电极、以及设置于上述第一电极与上述第二电极之间的绝缘膜，在上述第二电极形成有开口，在上述第一电极与上述第二电极之间未施加电压的电压无施加状态下，上述液晶分子相对于上述第一基板平行地取向，上述开口的平面形状满足下述(式1)～(式5)。
0.575≤a/P (式1)
0.850≤b/P (式2)
0.267≤(a-c)/P≤0.417 (式3)
0.075≤(a-d)/P≤0.183 (式4)
0.190≤(a+b+c+d)/P2 (式5)
(上述式的a、b、c以及d分别表示第一直线上、第二直线上、第三直线上以及第四直线上的上述开口的长度(μm)，P表示像素间距(μm)。此处，上述第一直线是相对于上述液晶分子的初始取向方位正交，并且使上述开口断开的长度成为最长的直线。上述第二直线是相对于上述液晶分子的上述初始取向方位平行，并且使上述开口断开的长度成为最长的直线。上述第三直线是相对于上述第一直线平行，并且与上述第二直线上的上述开口的一方的端部的距离为1μm的直线。上述第四直线是相对于上述第一直线平行，与上述第一直线的距离为2μm，并且位于上述第一直线与上述第三直线之间的直线。)
也可以上述第一直线以及上述第二直线在上述开口的区域内交叉。
也可以上述第三直线上的开口部分以及上述第四直线上的开口部分被包含于使上述第一直线上的开口部分在相对于上述第二直线而平行的方向上虚拟扩张的区域。
也可以上述开口的平面形状进一步满足下述(式6)～(式8)。
0.267≤(a-e)/P≤0.417 (式6)
0.075≤(a-f)/P≤0.183 (式7)
0.190≤(a+b+e+f)/P2 (式8)
(上述式的e以及f分别表示第五直线上以及第六直线上的上述开口的长度(μm)。此处，上述第五直线是相对于上述第一直线平行，并且与上述第二直线上的上述开口的另一方的端部的距离为1μm的直线。上述第六直线是相对于上述第一直线平行，与上述第一直线的距离为2μm，并且位于上述第一直线与上述第五直线之间的直线。)
也可以上述开口包括：长条形状部、和从上述长条形状部向相互相反侧突出的一对突出部。
也可以上述一对突出部外缘为圆弧状。
也可以上述一对突出部是三角形或者三角形的至少一个角变圆的形状。
也可以上述一对突出部是外缘具有凹凸的圆弧状。
也可以在俯视时，上述长条形状部的长边方向与上述液晶分子的上述初始取向方位平行。
也可以上述开口的长边方向的两端部的至少一方带有圆度。
也可以上述开口的上述平面形状相对于上述第一直线对称。
也可以上述开口的上述平面形状相对于上述第二直线而对称。
也可以在上述第一电极与上述第二电极之间施加了电压的电压施加状态下，每一个上述开口产生四个液晶畴。
也可以上述四个液晶畴在相对于上述第一直线以及上述第二直线而对称的四个区域内产生。
也可以上述开口每一个显示单位配置有两个。
发明效果
根据本发明，在水平取向模式的液晶显示装置中，能够实现高清晰化，并且能够提高响应速度。
附图说明
图1是实施方式1-1的液晶显示装置的截面示意图，且示出接通状态。
图2是与实施方式1-1的液晶显示装置相关的图，图中的(1)是表示对向电极的平面示意图，图中的(2)是表示显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图3是表示实施方式1-1的液晶显示装置的像素电极的平面示意图。
图4是实施方式1-1的液晶显示装置的平面示意图。
图5是用于对实施方式1-1的液晶显示装置的接通状态的液晶分子的取向控制进行说明的示意图。
图6是与实施例1-1的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。
图7是表示实施例1-1所使用的对向电极的开口附近的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图8是表示实施例1-1所使用的对向电极的开口附近的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图9是表示实施例1-1的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图10是与实施例1-2的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。
图11是表示实施例1-2的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图12是与实施例1-3的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。
图13是表示实施例1-3的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图14是与实施例1-4的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。
图15是表示实施例1-4的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图16是与实施例1-5的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。
图17是表示实施例1-5的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图18是与实施例1-6的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。
图19是表示实施例1-6的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图20是实施例1-7的液晶显示装置的截面示意图，且示出接通状态。
图21是用于对实施例1-7的液晶显示装置的接通状态的液晶分子的取向控制进行说明的示意图。
图22是表示实施例1-7的液晶显示装置的对向电极的开口附近的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图23是表示实施例1-7的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图24是表示本发明者们进行了研究的FFS模式的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图25是表示使用了图24的对向电极的液晶显示装置的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图26是表示比较例1-1的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。
图27是表示比较例1-1的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图28是表示比较例1-2的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。
图29是表示比较例1-2的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图30是表示比较例1-3的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。
图31是表示比较例1-3的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图32是表示比较例1-4的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。
图33是表示比较例1-4的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图34是实施方式2-1的液晶显示装置的截面示意图，且示出电压施加状态。
图35是对实施方式2-1的液晶显示装置的对向电极的开口形状进行说明的平面示意图。
图36是与实施方式2-1的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图，(c)是表示2V的电压施加后经过了10m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图37是表示实施方式2-1的液晶显示装置的对向电极的平面示意图，(a)是表示对向电极的例1的平面示意图，(b)是表示对向电极的例2的平面示意图。
图38是表示实施方式2-1的液晶显示装置的像素电极的平面示意图。
图39是实施方式2-1的液晶显示装置的平面示意图。
图40是与实施例2-1的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示电压施加状态的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图41是表示在实施例2-1的液晶显示装置施加了2V的电压时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图，(a)是电压施加后经过了2m秒时的模拟结果，(b)是电压施加后经过了6m秒时的模拟结果，(c)是电压施加后经过了10m秒时的模拟结果。
图42是与实施例2-2的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图43是与实施例2-3的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图44是与实施例2-4的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图45是与实施例2-5的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图46是与实施例2-6的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图47是与实施例2-7的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图48是与实施例2-8的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图49是表示倾斜的四个线段(四个倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ、和透射率的关系的图。
图50是与实施例2-9的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图51是与实施例2-10的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图52是与实施例2-11的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图53是与实施例2-12的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图54是与实施例2-13的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图55是表示倾斜的四个线段(四个倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ、和透射率的关系的图。
图56是与实施例2-14的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图57是与实施例2-15的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图58是与实施例2-16的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图59是表示本发明者们进行了研究的其他的FFS模式的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图60是表示比较例2-1的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。
图61是表示对比较例2-1的液晶显示装置施加了2V的电压时的、显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图，(a)是电压施加后经过了2m秒时的模拟结果，(b)是电压施加后经过了6m秒时的模拟结果，(c)是电压施加后经过了10m秒时的模拟结果。
图62是与比较例2-2的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图63是实施方式3-1的液晶显示装置的截面示意图，且示出电压无施加状态。
图64是实施方式3-1的液晶显示装置的平面示意图。
图65是对实施方式3-1的液晶显示装置的、设置于对向电极的开口的形状进行说明的平面示意图。
图66是表示实施方式3-1的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图67是表示实施方式3-1的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图68是表示实施方式3-1的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图69是对实施例3-1的液晶显示装置的、设置于对向电极的开口的形状进行说明的平面示意图。
图70是表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的电压施加状态的取向观察的结果的图。
图71是表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的上升响应的时间与规格化透射率的关系的图。
图72是表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图73是表示实施例3-2～3-9的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图74是表示实施例3-10～3-16的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图75是表示实施例3-17～3-19的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图76是表示实施例3-2～3-9的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图77是表示实施例3-10～3-16的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图78是表示实施例3-17～3-19的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图79是相对于a/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。
图80是相对于b/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。
图81是相对于(a-c)/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。
图82是相对于(a-d)/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。
图83是相对于(a+b+c+d)/P2对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。
图84是表示实施例3-20、3-21以及比较例3-29的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图85是表示实施例3-20、3-21以及比较例3-29的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图86是表示比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图87是表示比较方式3-1的FFS模式的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图88是与比较例3-1的液晶显示装置相关的图，(1)是液晶显示装置的平面示意图，(2)是对设置于对向电极的开口的形状进行说明的平面示意图。
图89是表示比较例3-2～3-9的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图90是表示比较例3-10～3-17的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图91是表示比较例3-18～3-24的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图92是表示比较例3-25～3-28的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。
图93是表示比较例3-2～3-9的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图94是表示比较例3-10～3-17的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图95是表示比较例3-18～3-24的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
图96是表示比较例3-25～3-28的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明不限定于以下的实施方式，在满足本发明的结构的范围内，能够适当地进行设计变更。
此外，在以下的说明中，针对相同部分或者具有相同的功能的部分，在不同附图间共通使用相同的符号，有时省略其重复的说明。另外，实施方式所记载的各结构可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地组合，也可以变更。
[实施方式1-1]
基于图1～图5，对实施方式1-1的液晶显示装置进行说明。图1是实施方式1-1的液晶显示装置的截面示意图，且示出接通状态。图2是与实施方式1-1的液晶显示装置相关的图，图中的(1)是表示对向电极的平面示意图，图中的(2)是表示显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。图3是表示实施方式1-1的液晶显示装置的像素电极的平面示意图。图4是实施方式1-1的液晶显示装置的平面示意图。图5是对实施方式1-1的液晶显示装置的接通状态的液晶分子的取向控制进行说明的示意图。此外，图1示出沿着图5中所示的c-d线的截面。
如图1所示那样，实施方式1-1的液晶显示装置100依次具备：第一基板110、含有液晶分子121的液晶层120、以及第二基板130。第一基板110是TFT阵列基板，且具有朝向液晶层120侧而层叠有第一偏振器(省略图示)、绝缘基板(例如，玻璃基板)111、像素电极(第一电极)112、绝缘层(绝缘膜)113以及对向电极(第二电极)114的构造。第二基板130是彩色滤光片基板，且具有：朝向液晶层120侧而层叠有第二偏振器(省略图示)、绝缘基板(例如，玻璃基板)131、彩色滤光片132以及覆盖层133的构造。第一偏振器以及第二偏振器均为吸收型偏振器，且处于彼此的吸收轴正交的正交尼克尔的配置关系。
图1虽未图示，但通常在第一基板110以及/或者第二基板130的液晶层120侧的表面设置有水平取向膜。水平取向膜具有：使存在于膜附近的液晶分子121相对于膜面平行地取向的功能。而且，根据水平取向膜，能够使相对于第一基板110而平行地取向了的液晶分子121的长轴的朝向(以下，称为“取向方位”)与特定的面内方位一致。水平取向膜优选实施了光取向处理、摩擦处理等取向处理的部件。水平取向膜可以是由无机材料构成的膜，也可以是由有机材料构成的膜。
液晶显示装置100的取向模式是边缘场转换(FFS：Fringe Field Switching)模式。
将在像素电极112与对向电极114之间未施加电压的电压无施加状态(断开状态)的液晶分子121的取向控制为与第一基板110平行。此外，在本说明书中“平行”不仅包括完全的平行，还包括在该技术领域中能够同视为平行的范围(实质的平行)。优选液晶分子121的预倾角(断开状态的倾斜角)相对于第一基板110的表面不足3°，更优选不足1°。
向液晶层120的电压施加状态(接通状态)的液晶分子121的取向通过设置于第一基板110的像素电极112、绝缘层113以及对向电极114的层叠构造来控制。此处，像素电极112是按每一个显示单位设置的电极，对向电极114是在多个显示单位中共用的电极。此外，“显示单位”意味着与一个像素电极112对应的区域，也可以是在液晶显示装置的技术领域中被称为“像素”的部分，也可以是将一个像素分割而驱动的情况下被称为“子像素(Subpixel)”或者“点”的部分。
此外，对向电极114与像素电极112的位置也可以更换。即，在图1所示的层叠构造中，对向电极114经由水平取向膜(省略图示)而与液晶层120邻接，但也可以像素电极112经由水平取向膜(省略图示)而与液晶层120邻接。此时，在后述的长条形状部115包含突出部116开口117没有形成于对向电极114，而是形成于像素电极112。
在图1所示的层叠构造中，在对向电极114，如图2的(1)所示那样，形成有在长条形状部115包含一对突出部116的开口117。该开口117利用于边缘场(斜电场)的形成。上述开口117优选按每一个显示单位配置，优选相对于所有的显示单位而配置。
对向电极114的开口117的形状包括：长条形状部115、和从长条形状部115向相互相反侧突出的一对突出部116，一对突出部116设置于长条形状部115的除去长边方向的两端部的部分(以下，也称为“中间部”。)，并且位于相互对应的位置。这样的开口117不包括复杂的形状，因此特别是也能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素(超高清晰像素)。
长条形状部115是形成为相比短边方向的宽度而长边方向的长度较大的长条形状的开口部分，作为长条形状，例如可举出：椭圆、蛋形等类似椭圆的形状、长方形等长条状的多边形、与长条状的多边形类似的形状、长条状的多边形的至少一个角变圆的形状等。长条形状部115的两端部也可以不带有圆度，但优选两端部的至少一方带有圆度，更优选两端部带有圆度。通过长条形状部115的至少一方的端部带有圆度，从而在该端部由于倾斜方向的电场而使液晶分子的取向固定化，能够进一步提高响应速度。
一对突出部116从长条形状部115向相互相反侧(外侧、短边方向)突出，分别设置于长条形状部115的中间部的对置的边缘部。各突出部116可以从长条形状部115较大地突出，也可以仅稍微突出，各突出部116的大小未被限定。另外，各突出部116从长条形状部115突出即可，其外缘可以是圆弧状或者椭圆弧状，可以弯曲，也可以凹凸。另外，各突出部116也可以是三角形、梯形(其中，较长的底边与长条形状部115邻接的形状)等多边形、这样的多边形的至少一个角变圆的形状。
一对突出部116设置于长条形状部115的中间部的相互对应的位置，也可以设置于靠近长条形状部115的一方的端部的位置，但优选设置于长条形状部115的长边方向的中央部。通过将一对突出部116设置于长条形状部115的长边方向的中央部，从而能够在电压施加时使液晶分子在四个大致对称的区域取向分割，因此能够进一步提高响应速度。一对突出部116优选相互对称地设置，优选设置在长条形状部115的长边方向上实质上相同的位置，优选设置在相对于长条形状部115的长边方向而对称的位置。
一对突出部116可以如后述的实施例1-1、1-2、1-3以及1-6所使用的对向电极那样设置于中间部的一部分，也可以如实施例1-4以及1-5那样遍及中间部的全体设置。通过对设置有一对突出部116的位置、大小进行调整，从而取得电压施加时在显示单位的中央产生的十字状的暗部(液晶分子不移动的区域)的平衡，能够使液晶分子的取向稳定化。
在俯视时，电压无施加状态的液晶分子121的取向方位(初始取向方位)与长条形状部115的长边方向平行，或者正交。由此，通过电压施加使液晶分子121旋转，能够在每一个开口四个区域形成液晶分子121的液晶畴。即，能够在电压施加状态下在每一个开口形成四个液晶畴。认为在该四个液晶畴的中央存在十字状的暗部(液晶分子121不移动的区域)即向错(Disclination)，该不移动的液晶分子121成为相对于四个液晶畴的旋转方向而产生相反方向的力的壁，从而提高响应速度。此外，液晶畴意味着通过液晶层120的液晶分子121的取向的不连续性所产生的边界(向错)而规定的区域。即，液晶畴意味着通过在电压施加状态下液晶分子121不从初始取向方位旋转的边界而规定的区域。另外，在电压施加状态下液晶分子121不从初始取向方位旋转的液晶畴间的边界也被称为向错。在常黑模式的液晶显示装置中，位于可使光透射的区域(透光区域)的向错被视认为暗线。在使液晶分子121的初始取向方位与长条形状部115的长边方向平行的情况下，对取向膜在长条形状部115的短边方向上实施光取向处理或者摩擦处理即可，在使液晶分子121的初始取向方位与长条形状部115的长边方向正交的情况下，对取向膜在长条形状部115的长边方向上实施光取向处理或者摩擦处理即可。
在使用由不包含一对突出部116的仅长条形状部115形成的开口117的情况下，能够形成四个液晶畴，但向错的中央附近的对称性崩坏而无法使向错固定化，从而导致被分为液晶分子121容易旋转的区域、和难以旋转的区域。认为在液晶分子121容易旋转的区域中，液晶分子121过度地持续旋转，结果导致响应速度变迟。另一方面，通过在长条形状部115配置一对突出部116，从而如图5等所示，在一对突出部116的附近产生倾斜方向的电场118，电压施加时的液晶分子121B的取向稳定化，能够使向错固定化。其结果，认为能够提高响应速度。另外，认为通过将一对突出部116设置于长条形状部115的长边方向的中央部，从而四个液晶畴产生于相对于长条形状部115的长边方向以及短边方向而对称的(大致对称的)四个区域内，因此能够进一步提高响应速度。从这样的观点出发，对向电极114的开口117的形状优选为相对于液晶分子121的初始取向方位而对称的形状，优选为相对于长条形状部115的长边方向以及短边方向而对称的形状。
作为对向电极114的开口形状的具体例，可举出：如图2的(1)所示那样，相对于一个显示单位，在长条形状部115包含一对突出部116的一个开口117。在电压施加状态下，对于在长条形状部115包含一对突出部116的开口117而言，如图2的(2)所示，液晶分子被取向分割为四个液晶畴。如上述那样，通过在长条形状部115的中间部形成一对突出部116，从而即使较高地施加电压也能够保证液晶分子121的对称性，因此液晶分子121不会逐渐崩坏而能够固定弯曲状的取向，因此能够使高速化。
对向电极114对各显示单位供给共用的电位，因此也可以形成于第一基板110的几乎整个面(除去边缘场形成用的开口部分)。对向电极114也可以在第一基板110的外周部(外框区域)与外部连接端子电连接。
如图3所示那样，像素电极112是未形成有开口的面状电极。像素电极112与对向电极114经由绝缘层113而层叠，如图4所示那样，若俯视，则在对向电极114的开口117的下方存在像素电极112。由此，若在像素电极112与对向电极114之间产生电位差，则在对向电极114的开口117的周围产生边缘状的电场。另外，如图4所示的那样，优选对向电极114的开口117在邻接的显示单位彼此沿着行方向以及/或者列方向以一列排列配置。由此，能够使电压施加状态下的液晶分子121的取向稳定。例如，若在邻接的显示单位彼此，开口117在行方向或者列方向上彼此不同地以千鸟格子状配置，则液晶分子121的取向不稳定，有时响应速度降低。
如图4示出电路那样，在各像素电极112电连接有TFT143的漏极。在TFT143的栅极电连接有栅极信号线142，在TFT143的源极电连接有源极信号线141。因此，根据输入至栅极信号线142的扫描信号，控制TFT143的接通/断开。而且，在TFT143接通时，输入至源极信号线141的数据信号(源极电压)经由TFT143而供给于像素电极112。这样，在电压施加状态(接通状态)下，经由TFT143将源极电压施加于下层的像素电极112，在经由绝缘膜113而形成于上层的对向电极114与像素电极112之间产生边缘场。TFT143优选使用由作为氧化物半导体的IGZO(铟-镓-锌-氧)形成了沟道的部件。
作为设置于像素电极112与对向电极114之间的绝缘层113，例如能够使用有机膜(介电常数ε＝3～4)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)等无机膜(介电常数ε＝5～7)、它们的层叠膜。
液晶分子121可以是下述式所定义的介电常数各向异性(Δε)具有负的值的液晶分子，也可以是具有正的值的液晶分子。即，液晶分子121可以是具有负的介电常数各向异性的液晶分子，也可以是具有正的介电常数各向异性的液晶分子。包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子121的液晶材料存在粘度相对较高的趋势，因此从获得高速响应性能的观点出发，优选包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子121的液晶材料。但是，即使介电常数各向异性为负的液晶材料，也能够通过介电常数各向异性具有与正的液晶材料相同程度的低粘度，以本实施方式的手段获得相同的效果。此外，具有负的介电常数各向异性的液晶分子121的初始取向方位成为相对于具有正的介电常数各向异性的液晶分子121而旋转90度的方向。
Δε＝(长轴方向的介电常数)-(短轴向的介电常数)
从高速化以及高透射率化的观点出发，在使用具有正的介电常数各向异性的液晶分子121的情况下，优选在俯视时该液晶分子121的初始取向方位与长条形状部115的长边方向平行，在使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子121的情况下，优选在俯视时该液晶分子121的初始取向方位与长条形状部115的长边方向正交。另一方面，在俯视时，在使具有正的介电常数各向异性的液晶分子121的初始取向方位与长条形状部115的长边方向正交的情况下，或者使具有负的介电常数各向异性的液晶分子121的初始取向方位与长条形状部115的长边方向平行的情况下，虽有高速化的效果但不大，另外，导致透射率极端低。
在俯视时，电压无施加状态(断开状态)的液晶分子121的取向方位与第一偏振器以及第二偏振器的一方的吸收轴平行，与另一方的吸收轴正交。因此，液晶显示装置100的控制方式是在向液晶层120的电压无施加状态(断开状态)下进行黑显示的所谓的常黑模式。
第二基板130未被特别限定，能够使用液晶显示装置的领域中一般使用的彩色滤光片基板。覆盖层133是使第二基板130的液晶层120侧的面平坦化的层，例如能够使用有机膜(介电常数ε＝3～4)。
第一基板110以及第二基板130通常由以包围液晶层120的周围的方式设置的密封材料而贴合，通过第一基板110、第二基板130以及密封材料将液晶层120保持于规定的区域。作为密封材料，例如能够使用含有无机填料或者有机填料以及固化剂的环氧树脂等。
液晶显示装置100也可以除了第一基板110、液晶层120以及第二基板130之外，还具备背光源；相位差膜、视角扩大膜、亮度提高膜等光学膜；TCP(载带包装)、PCB(印刷布线基板)等的外部电路；边框(框架)等部件。这些部件未特别限定，能够使用在液晶显示装置的领域中通常使用的部件，因此省略说明。
以下，对液晶显示装置100的动作进行说明。
在断开状态(在第一电极与第二电极之间未施加电压的电压无施加状态)的液晶层120中未形成有电场，液晶分子121相对于第一基板110平行地取向。液晶分子121的取向方位与第一偏振器以及第二偏振器的一方的吸收轴平行，且第一偏振器以及第二偏振器处于正交尼克尔的配置关系，因此断开状态的液晶面板不使光透射，而进行黑显示。
图1示出在像素电极112与对向电极114之间施加了电压的电压施加状态(接通状态)。在接通状态的液晶层120中形成有与像素电极112和对向电极114的电压的大小对应的电场。具体而言，通过在设置于比像素电极112靠液晶层120侧的对向电极114形成有开口117，从而在开口117的周围产生边缘状的电场。液晶分子121受到电场的影响而旋转，使取向方位从断开状态的取向方位向接通状态的取向方位(参照图5)变化。由此，接通状态的液晶面板使光透射，进行白显示。
以上，对本发明的实施方式1-1进行了说明，但被说明的各个事项可全部相对于整个本发明应用。
以下列举实施方式1-1的实施例以及比较例对本发明进一步详细地进行说明，但本发明不仅限定于这些实施例。
[实施例1-1]
实施例1-1的液晶显示装置是上述的实施方式1-1的液晶显示装置100的具体例，且具有下述结构。
图6是与实施例1-1的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。图6的(1)的数值的单位为μm，图6的(1)的虚线示出后述的比较例1-1的开口形状。
关于液晶显示装置100的对向电极114，设定了以图6的(1)的实线的形状去掉的开口117。
关于液晶层120，将折射率各向异性(Δn)设定为0.11，将面内相位差(Re)设定为310nm，将粘度设定为70cps。另外，将液晶分子121的介电常数各向异性(Δε)设定为7(正型)，将液晶分子121的初始取向设定为与图5的初始取向状态的液晶分子121A的方向即子像素以及开口117的长条形状部115的长边方向平行。偏光板成为在向液晶层120的电压无施加状态(断开状态)下进行黑显示的所谓的常黑模式。
基于图7～图9，对实施例1-1的液晶显示装置的接通状态(6.5V施加)的液晶分子121的取向分布进行说明。
图7以及图8是表示实施例1所使用的对向电极的开口附近的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。图9是表示实施例1-1的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。各实施例以及各比较例的模拟使用ShinTec会社制造的LCD-Master3D。对于实施例1-1的显示单位而言，若在像素电极112与对向电极114之间施加电压，则液晶分子121迅速地旋转，使取向状态变化。在图7中椭圆所包围而示出的两个位置的区域，液晶分子121以弯曲状取向，在该区域内的左右，液晶分子121彼此向相反方向取向。换句话说，可知：如图8的虚线所划分出的四个区域示出的那样，液晶分子121在接通状态下被取向分割为四个液晶畴，从开口117的中心向45度方向形成四个液晶畴。
若施加于像素电极112与对向电极114之间的电压消失，则利用由形成于较窄的区域内的弯曲状的取向而产生的形变的力，能够使液晶分子121高速响应。通过存在一对突出部116，从而将存在于图7～图9的中央部的向错固定化，保持四个液晶畴的对称性，因此即使高电压也可获得高速性能。另外，从开口117的中心向45度方向的液晶分子121也从电压施加初期充分地旋转，因此能够实现高透射率。
[实施例1-2]～[实施例1-6]
实施例1-2～实施例1-6的液晶显示装置除了将设置于对向电极114的开口117的形状分别变更为图10、图12、图14、图16以及图18以外，其他具有与实施例1-1的液晶显示装置相同的结构。图10、图12、图14、图16以及图18分别是与实施例1-2～1-6的液晶显示装置的对向电极相关的图，图中的(1)是表示开口形状的俯视图，图中的(2)是表示对向电极的平面示意图。图10的(1)、图12的(1)、图14的(1)、图16的(1)以及图18的(1)的数值的单位是μm，这些图的虚线示出后述的比较例1-1的开口形状。实施例1-2所使用的图10的开口117在长方形的中央部设置了一对突出部116。实施例1-3所使用的图12的开口117使实施例1-1所使用的开口117的一对突出部116变大。实施例1-4所使用的图14的开口117使实施例1-1所使用的开口117的一对突出部116进一步变大。实施例1-5所使用的图16的开口117使实施例1-1所使用的开口117的长条形状部115的宽度变宽。实施例1-6所使用的图18的开口117使实施例1-1所使用的开口117的一对突出部16的周围稍微凹陷。
图11、图13、图15、图17以及图19是分别表示实施例1-2～1-6的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
实施例1-2～1-6的任一个均通过一对突出部116的效果来保持四个液晶畴的对称性，能够固定十字状的向错，因此即使高电压也能够实现高速化。
[实施例7]
图20是实施例1-7的液晶显示装置的截面示意图，且示出接通状态。图21是对实施例1-7的液晶显示装置的接通状态的液晶分子的取向控制进行说明的示意图。此外，图20示出沿着图21中所示的e-f线的截面。
实施例1-7的液晶显示装置除了将实施例1-1所使用的液晶材料的介电常数各向异性变更为-7以外，其他具有与实施例1-1的液晶显示装置相同的结构。将实施例1-7的液晶分子121的初始取向设定为图21的初始取向状态的液晶分子121A的方向。
如图20所示的那样，实施例1-7的液晶显示装置100依次具备：第一基板110、含有液晶分子121的液晶层120、以及第二基板130。第一基板110是TFT阵列基板，且具有：朝向液晶层120侧而层叠有第一偏振器(省略图示)、绝缘基板(例如，玻璃基板)111、像素电极(第一电极)112、绝缘层(绝缘膜)113以及对向电极(第二电极)114的构造。第二基板130是彩色滤光片基板，且具有朝向液晶层120侧而层叠有第二偏振器(省略图示)、绝缘基板(例如，玻璃基板)131、彩色滤光片132以及覆盖层133的构造。第一偏振器以及第二偏振器任一个均为吸收型偏振器，且处于相互的吸收轴正交的正交尼克尔的配置关系。
基于图22以及图23，对实施例1-7的液晶显示装置的接通状态(6.5V施加)的液晶分子121的取向分布进行说明。图22是表示实施例1-7的液晶显示装置的对向电极的开口附近的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。图23是表示
实施例1-7的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
对于实施例1-7的显示单位而言，若在像素电极112与对向电极114之间施加电压，则液晶分子121迅速旋转，使取向状态变化。对于图22中以椭圆包围而示出的两个位置的区域而言，液晶分子121以弯曲状取向，在该区域内的左右，液晶分子121彼此向相反方向取向。换句话说，可知：如由图22的虚线以十字划分出的四个区域所示出的那样，液晶分子121在接通状态下被取向分割为四个液晶畴，从开口117的中心向45度方向形成有四个液晶畴。
若施加于像素电极112与对向电极114之间的电压消失，则利用由形成于较窄的区域内的弯曲状的取向而产生的形变的力，能够使液晶分子121高速响应。通过存在一对突出部116，从而如图21所示，在一对突出部116的附近产生倾斜方向的电场118，使电压施加时的液晶分子121B的取向稳定化。其结果，将存在于图22以及图23的中央部的向错固定化，保持四个液晶畴的对称性，因此即使高电压也能够获得高速性能。另外，从开口117的中心向45度方向的液晶分子121也从电压施加初期充分地旋转，因此能够实现高透射率。
[比较例1-1]～[比较例1-4]
比较例1-1～比较例1-4的液晶显示装置除了将设置于对向电极114的开口117的形状分别变更为图26、图28、图30以及图32以外，其他具有与实施例1-1的液晶显示装置相同的结构。图26、图28、图30以及图32分别是表示比较例1-1～1-4的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。图26、图28、图30以及图32的数值的单位是μm，且图28、图30以及图32的虚线示出比较例1-1的开口形状。比较例1-1所使用的图26的开口117是长方形。比较例1-2所使用的图28的开口117使比较例1-1中使用的开口117的宽度在短边方向上较宽。比较例1-3所使用的图30的开口117在比较例1-1所使用的开口117的两端部附有圆度而成为椭圆形状。比较例1-4所使用的图32的开口117使比较例1-3所使用的椭圆形状的开口117在短边方向上延伸。
图27、图29、图31以及图33分别是表示比较例1-1～1-4的显示单位的接通状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
比较例1-1～1-4的任一个均四个液晶畴的对称性崩坏，十字状的向错崩坏，因此响应变迟。
[实施例以及比较例的对比]
针对实施例1-1～1-7以及比较例1-1～1-4的液晶显示装置，根据以下的评价条件对上升以及下降的响应进行了模拟。下述表1示出所获得的结果。
(评价条件)
将通过光学调制而获得的透射率的最大值定义为透射率比100％，上升的响应时间成为从透射率比10％向透射率比90％的变化所需要的时间，下降的响应时间成为从透射率比90％向透射率比10％的变化所需要的时间。上升的响应特性与从黑显示向白显示的切换对应，下降的响应特性与从白显示向黑显示的切换对应。若相比60Hz下的1帧期间(＝16.7ms)的1/4亦即4.175ms而白黑响应(下降时间)以及黑白响应(上升时间)分别变小，则能够与倍速显示对应，获得良好的显示性能。若上升以及下降为4.2ms以下则为○，若超过4.2ms则为×。
表1：
Figure BDA0001775110310000351
如表1所示那样，获得实施例1-1～1-7的上升的响应时间以及下降的响应时间均小于4.2ms的良好的响应性能，但在比较例1-1～1-4中，上升的响应时间以及下降的响应时间的至少一方超过4.2ms，未获得良好的响应特性。即可知实施方式1-1具有高速响应性。
可知：实施例1-1的下降响应比实施例1-2快，因此若使对向电极的长条形状部115的两端部变圆为圆形状，则下降响应高速化。这是基于椭圆形状的高速化的效果。
上升响应以及下降响应均为实施例1-1比实施例1-6更快，因此可知若在开口117的一对突出部116的周围设置凹陷则响应稍微低速化。认为这是由于凹陷阻碍液晶分子121的顺畅的旋转。
根据实施例1-3、1-4以及1-5，可知：即使开口117的形状在短边方向上较宽也可获得良好的响应特性。
根据实施例1-7，可知：即使在使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子121(负型液晶)的情况下，也能够使响应速度高速化。
比较例1-3开口117为椭圆形状，因此下降响应高速化，但无法使向错固定化，从而无法改善至所希望的性能。为了高速化，优选设置实施例那样的一对突出部116而使取向固定化。
[实施方式2-1]
接下来，基于图34～图39，对实施方式2-1的液晶显示装置进行说明。图34是实施方式2-1的液晶显示装置的截面示意图，且示出电压施加状态。图34表示沿着图35中所示的c-d线的截面。
如图34所示那样，实施方式2-1的液晶显示装置200依次具备：第一基板210、含有液晶分子221的液晶层220、以及第二基板230。第一基板210是TFT阵列基板，且具有朝向液晶层220侧而层叠有第一偏光板210A、绝缘基板(例如，玻璃基板)211、像素电极(第一电极)212、绝缘层(绝缘膜)213以及对向电极(第二电极)214的构造。第二基板230是彩色滤光片基板，且具有朝向液晶层220侧而层叠有第二偏光板230A、绝缘基板(例如，玻璃基板)231、彩色滤光片232以及覆盖层233的构造。第一偏光板210A以及第二偏光板230A均为吸收型偏光板，且处于相互的吸收轴正交的正交尼克尔的配置关系。在对向电极214形成有开口217。
图34虽未图示，但通常在第一基板210以及/或者第二基板230的液晶层220侧的表面设置有水平取向膜。水平取向膜具有：使存在于膜附近的液晶分子221相对于膜面而平行地取向的功能。而且，根据水平取向膜，能够使相对于第一基板210而平行地取向了的液晶分子221的长轴的朝向(以下，也称为“取向方位”)与特定的面内方位一致。水平取向膜优选为实施了光取向处理、摩擦处理等取向处理的部件。水平取向膜可以是由无机材料构成的膜，也可以是由有机材料构成的膜。
液晶显示装置200的取向模式是边缘场转换(FFS：Fringe Field Switching)模式。
将在像素电极(第一电极)212与对向电极(第二电极)214之间未施加电压的电压无施加状态(以下，也仅称为“电压无施加状态”)的液晶分子221的取向控制为与第一基板210平行。此外，本说明书中“平行”如上述那样，不仅包括完全的平行，还包括在该技术领域中能够同视为平行的范围(实质的平行)。液晶分子221的预倾角(电压无施加状态的倾斜角)优选相对于第一基板210的表面不足3°，更优选不足1°，特别优选使用光取向膜而成为0°。通过使预倾角成为0°，从而预倾角带给液晶畴的影响消失，容易均匀地保持四个液晶畴的平衡。此外，在本说明书中，电压无施加状态的液晶分子221的取向方位也称为液晶分子221的初始取向方位。
对于在像素电极(第一电极)212与对向电极(第二电极)214之间施加了电压的电压施加状态(以下，也仅称为“电压施加状态”)的液晶分子221的取向而言，通过设置于第一基板210的像素电极212、绝缘层213以及对向电极214的层叠构造来控制。此处，像素电极212是按每一个显示单位设置的电极，对向电极214是在多个显示单位中共用的电极。
此外，如上述那样，“显示单位”意味着与一个像素电极212对应的区域，在液晶显示装置的技术领域中可以被称为“像素”，在将一个像素分割而驱动的情况下也可以被称为“子像素(Subpixel)”、“点”或者“图像元素”。作为将一个像素分割而驱动的情况下的显示单位(子像素)的排列，例如可举出：红、绿以及蓝等三色条纹排列、红、绿以及蓝等三色马赛克排列或者三角形排列、红、绿、蓝以及黄等四色条纹排列或者田字排列等。在使用上述三色条纹排列的情况下，显示单位的长度的纵横比为3：1，在使用上述四色条纹排列的情况下，显示单位的长度的纵横比为4：1，在使用上述三色马赛克排列、三色三角形排列或者四色田字排列的情况下，显示单位的长度的纵横比成为1：1。另一方面，像素的纵横比无论是否被分割驱动，通常均为1：1。开口217的形状、数量能够与显示单位的形状匹配地调整。如三色条纹排列、四色条纹排列那样，显示单位为长条形状(优选为长方形形状)，并且开口217为长条形状的情况下，优选显示单位的长边方向(优选为长方形形状的长边的方向)与开口217的长边方向一致。
另外，电压施加状态意味着被施加了液晶分子221受到电场的影响而旋转且使取向方位变化所需要的最低限度的电压(阈值电压)以上的状态，也可以是施加了进行白显示的电压(白电压)的状态。
此外，对向电极214与像素电极212的位置也可以更换。即，在图34所示的层叠构造中，对向电极214经由水平取向膜(省略图示)与液晶层220邻接，但也可以像素电极212经由水平取向膜(省略图示)而与液晶层220邻接。此时，后述的开口217不是形成于对向电极214，而是形成于像素电极212。
在图34所示的层叠构造中，在对向电极214形成有开口217。该开口217利用于边缘场(斜电场)的形成。开口217优选按每一个显示单位配置，优选相对于所有的显示单位配置。
使用图35，对开口217进行说明。图35是对实施方式2-1的液晶显示装置的对向电极的开口形状进行了说明的平面示意图。在俯视时，开口217的轮廓包括：沿着从开口217的上端部218a延伸直至开口217的右端部218d的第一线段119a的第一倾斜轮廓部219a、沿着从上端部218a延伸直至开口217的左端部218c的第二线段119b的第二倾斜轮廓部219b、沿着从开口217的下端部218b延伸直至左端部218c的第三线段119c的第三倾斜轮廓部219c、以及沿着从下端部218b延伸直至右端部218d的第四线段119d的第四倾斜轮廓部219d，在俯视时，第一、第二、第三以及第四线段119a～119d分别相对于上述电压无施加状态的液晶分子221的取向方位而倾斜。即，在俯视时，第一线段119a、第二线段119b、第三线段119c以及第四线段119d与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度θa、θb、θc以及θd分别大于0°。此外，第一线段119a、第二线段119b、第三线段119c以及第四线段119d均表示假想的线段。第一倾斜轮廓部219a与上端部218a的轮廓以及右端部218d的轮廓连接，第二倾斜轮廓部219b与上端部218a的轮廓以及左端部218c的轮廓连接，第三倾斜轮廓部219c与下端部218b的轮廓以及左端部218c的轮廓连接，第四倾斜轮廓部219d与下端部218b的轮廓以及右端部218d的轮廓连接。
开口217利用于边缘场(斜电场)的形成。优选开口217按每一个显示单位配置，相对于所有的显示单位配置。这样的开口217不包含复杂的形状，因此特别是也能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素(超高清晰像素)。液晶显示装置200的清晰度未被特别限定，但优选为400ppi以上且1200ppi以下，更优选为800ppi以上且1200ppi以下。此外，本说明书的清晰度(ppi：pixel per inch)是指每一英寸(2.54cm)配置的像素的数量。在将一个像素分割为多个子像素(显示单位)而驱动的情况下，也可以以由多个子像素构成的一个像素的尺寸为基础来计算清晰度。另外，在条纹排列中沿与栅极信号线平行的方向排列了不同颜色的子像素(例如，RGB)的情况下，与子像素的源极信号线平行的方向(子像素的长边方向)的尺寸同计算清晰度时的一个像素的尺寸相当。
此外，在本说明书中，对于第一倾斜轮廓部219a、第二倾斜轮廓部219b、第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d而言，在不区别它们而提及的情况下也仅称为“倾斜轮廓部”。对于第一线段119a、第二线段119b、第三线段119c以及第四线段119d而言，在不区别它们而提及的情况下也仅称为“线段”。另外，对于在俯视时第一线段119a、第二线段119b、第三线段119c以及第四线段119d与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度θa、θb、θc以及θd而言，在不区别它们而提及的情况下也仅称为“角度θ”。
另外，在本说明书中，倾斜轮廓部沿着线段意味着倾斜轮廓部与线段一致、或者倾斜轮廓部与线段并行(并进)，两者可以平行，只要起到本发明的效果也可以不平行，在后者(非平行)的情况下，倾斜轮廓部也可以是曲线状，也可以包含线段和非平行的直线状的部分。此外，如图35所示，在倾斜轮廓部与线段一致的情况下，角度θa、θb、θc以及θd分别同第一倾斜轮廓部219a、第二倾斜轮廓部219b、第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度相当。
图36是与实施方式2-1的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图，(c)是表示2V的电压施加后经过了10m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。在图36的(a)所示的开口217中，将线段与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度θ设定为大于0°。此外，模拟结果也记载有透射率分布图。
在具有图36的(a)所示的形状的开口217的液晶显示装置200中，如图36的(b)所示那样，在施加了2V的低电压后，仅短短2m秒形成四个液晶畴223。其后，在电压施加后经过了10m秒的时刻，形成具有均匀的明亮度的四个液晶畴223。这样，本实施方式的液晶显示装置200即使在低电压施加状态下也具有较高的响应特性。该理由可以认为如以下那样。
液晶分子221在像素电极212与对向电极214之间被施加了电压时，以相对于开口217的轮廓部而成为垂直或者平行的方式进行旋转。因此，对于相对于液晶分子的初始取向方位而平行或者垂直的开口的轮廓部的液晶分子而言，受到周围的液晶分子的影响而旋转，从而液晶分子无法顺畅地响应。另一方面，对于沿着相对于液晶分子221的初始取向方位222而倾斜的线段的倾斜轮廓部而言，在电压施加状态下，液晶分子221在倾斜轮廓部与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度为锐角的一侧顺畅地旋转，因此即使在低电压施加状态下也能够提高响应速度。本实施方式的液晶显示装置200特别是在提高从黑显示向作为中间色调的灰显示的响应速度的情况下适用。
优选在俯视时角度θa、θb、θc以及θd分别超过0°且45°以下，更优选为2°以上且45°以下。通过成为这样的方式，从而液晶分子221的旋转更顺畅，即使在低电压施加状态下，也能够进一步提高响应速度。
开口217优选上端部218a以及下端部218b的至少一方带有圆度。通过使开口217的上端部218a以及下端部218b的至少一方带有圆度，从而在该端部通过倾斜方向的电场而使液晶分子221的取向固定化，进而能够进一步提高响应速度。
开口217的上端部218a以及下端部218b优选位于相对于液晶分子221的初始取向方位222而平行的直线上。通过成为这样的方式，能够提高在电压施加状态下产生的液晶畴223的对称性，能够提高响应速度。根据相同的观点，开口217的左端部218c以及右端部218d优选位于与液晶分子221的初始取向方位222正交的直线上。
一个开口217分别各具有一个第一倾斜轮廓部219a、第二倾斜轮廓部219b、第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d。这样的开口217不包含复杂的形状，因此能够使进一步高清晰化。
在液晶显示装置200中，如图36的(c)等所示那样，在电压施加状态下每一个开口217形成有四个液晶畴223。认为在该四个液晶畴223的中央部存在十字状的暗线，该不移动的液晶分子221成为产生相对于四个液晶畴223的旋转方向而相反方向的力的壁，从而提高响应速度。在本实施方式中，优选在电压施加状态(优选白电压施加状态)下每一个开口217形成有四个液晶畴223。通过成为这样的方式，从而能够进一步提高响应速度。
此外，如上述那样，在本说明书中液晶畴意味着通过在电压施加状态下液晶分子221未从初始取向方位222旋转的边界而规定的区域。另外，在电压施加状态下液晶分子221未从初始取向方位222旋转的液晶畴间的边界也被称为向错。在常黑模式的液晶显示装置中，位于可使光透射的区域(透光区域)的向错被视认为暗线。
四个液晶畴223优选在相对于液晶分子221的初始取向方位222以及与液晶分子221的初始取向方位222正交的方位而对称的四个区域内产生。通过提高四个液晶畴的对称性，能够进一步提高响应速度。
第一倾斜轮廓部219a以及第二倾斜轮廓部219b优选相对于液晶分子221的初始取向方位222而线对称。另外，第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d优选相对于液晶分子221的初始取向方位222而线对称。通过成为这样的方式，从而在电压施加状态下形成的液晶畴的对称性提高，进而能够进一步提高响应速度。
优选第一倾斜轮廓部219a以及第四倾斜轮廓部219d相对于液晶分子221的初始取向方位222而线对称，第二倾斜轮廓部219b以及第三倾斜轮廓部219c相对于液晶分子221的初始取向方位222而线对称。通过成为这样的方式，从而在电压施加状态下形成的液晶畴223的对称性提高，能够进一步提高响应速度。
第一倾斜轮廓部219a、第二倾斜轮廓部219b、第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d可以分别为直线状也可以为曲线状，在后者的情况下，例如也可以为三角波状、梯形波状、正弦波状、锯齿波状、矩形波状等。
在倾斜轮廓部为直线状的情况下，倾斜轮廓部与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度同线段与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度相等。即，在第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a～219d为直线状的情况下，第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a～219d与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度分别优选在俯视时超过0°且45°以下，更优选2°以上且45°以下。
在倾斜轮廓部为曲线状的情况下，作为上述倾斜轮廓部的形状，可举出：向开口217的内侧方向突出的形状、向开口217的外侧方向突出的形状、将向开口217的内侧方向突出的曲线和向开口217的外侧方向突出的曲线组合的形状等。相比将向开口217的内侧方向突出的曲线和向开口217的外侧方向突出的曲线组合的形状，向开口217的外侧方向突出的形状更能够提高响应速度，相比倾斜轮廓部向外侧方向突出的形状，倾斜轮廓部向内侧方向突出的形状更能够提高响应速度。
液晶显示装置200具有以矩阵状排列的多个显示单位。在开口217每一个显示单位配置有一个的情况下，角度θa、θb、θc以及θd分别优选在俯视时为2°以上且不足13°，更优选为2°以上且11.6°以下。通过成为这样的方式，从而能够使对向电极214的开口区域变广，能够提高透射率。根据相同的观点，在开口217每一个显示单位配置有一个的情况下，倾斜轮廓部为直线状，并且倾斜轮廓部与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度分别优选在俯视时为2°以上且不足13°(更优选为2°以上且11.6°以下)。
另外，在开口217每一个显示单位配置有两个的情况下，角度θa、θb、θc以及θd分别优选在俯视时为2°以上且不足45°，更优选为2°以上且35.6°以下。通过成为这样的方式，从而能够使对向电极214的开口区域变广，进一步提高透射率。根据相同的观点，在开口217每一个显示单位配置有两个的情况下，倾斜轮廓部为直线状，并且倾斜轮廓部与液晶分子221的初始取向方位222所成的角度分别优选在俯视时为2°以上且不足45°(进一步优选为2°以上且35.6°以下)。
在上述中，针对四个线段119a～119d以及四个倾斜轮廓部219a～219d的倾斜，以液晶分子221的初始取向方位222作为基准进行了说明。此处，如图36所示的那样，在本实施方式的液晶显示装置200中，使作为一对偏光板的第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的吸收轴相对于液晶分子221的初始取向方位222而平行。因此，针对四个线段119a～119d以及四个倾斜轮廓部219a～219d的倾斜，也能够以偏光板的透射轴为基准如以下那样进行说明。
即，在俯视时，第一、第二、第三以及第四线段119a～119d分别优选相对于第一偏光板210A以及第二偏光板230A的各个透射轴而倾斜。另外，第一、第二、第三以及第四线段119a～119d与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的透射轴所成的角度分别更优选在俯视时超过0°且45°以下，进一步优选为2°以上且45°以下。通过成为这样的方式，液晶分子221的旋转更顺畅，即使在低电压施加状态下也能够进一步提高响应速度。根据相同的观点，倾斜轮廓部为直线状，并且倾斜轮廓部与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的透射轴所成的角度分别优选在俯视时为超过0°且45°以下(更优选为2°以上且45°以下)。
在开口217每一个显示单位配置有一个的情况下，第一线段119a、第二线段119b、第三倾斜线段119c以及第四线段119d与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的透射轴所成的角度分别优选在俯视时为2°以上且不足13°，更优选为2°以上且11.6°以下。通过成为这样的方式，能够使对向电极214的开口区域变广，能够进一步提高透射率。根据相同的观点，在开口217每一个显示单位配置有一个的情况下，倾斜轮廓部为直线状，并且倾斜轮廓部与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的透射轴所成的角度分别优选在俯视时为2°以上且不足13°(更优选为2°以上且11.6°以下)。
另外，在开口217每一个显示单位配置有两个的情况下，第一线段119a、第二线段119b、第三线段119c以及第四线段119d与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的透射轴所成的角度分别优选为2°以上且不足45°，更优选为2°以上且35.6°以下。通过成为这样的方式，从而能够使对向电极214的开口区域变广，能够提高透射率。根据相同的观点，在开口217每一个显示单位配置有两个的情况下，倾斜轮廓部为直线状，并且倾斜轮廓部与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的透射轴所成的角度分别优选在俯视时为2°以上且不足45°(更优选为2°以上且35.6°以下)。
此外，一个偏光板所具有的吸收轴(偏光板吸收轴)与透射轴(偏光板透射轴)正交。另外，在以正交尼克尔配置一对偏光板的情况下，一方的偏光板的吸收轴与另一方的偏光板的透射轴平行。即，线段与一对偏光板(第一偏光板210A以及第二偏光板230A)的一方的透射轴所成的角度同该线段与另一方的偏光板的吸收轴所成的角度相等。
上述角度θa、θb、θc以及θd也可以彼此不同，但优选角度θa以及θb实质上彼此相等，优选角度θc以及θd实质上彼此相等，根据液晶显示装置200的视角特性的观点，进一步优选角度θa、θb、θc以及θd实质上彼此相等。
图37是表示实施方式2-1的液晶显示装置的对向电极的平面示意图，(a)是表示对向电极的例1的平面示意图，(b)是表示对向电极的例2的平面示意图。
如图37的(a)所示那样，对向电极214的例1的开口217的形状包括：长条形状部215、和从长条形状部215向相互相反侧突出的一对突出部216，长条形状部215也可以包括第一倾斜轮廓部219a、第二倾斜轮廓部219b、第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d。优选一对突出部216设置于长条形状部215的除去长边方向的两端部(上端部218a以及下端部218b)的部分(以下，也称为“中间部”。)，并且位于相互对应的位置。另外，也可以第一～第四倾斜轮廓部219a～219d分别为直线状，且与第一～第四线段119a～119d一致。这样的开口217不包含复杂的形状，因此特别是也能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素。
长条形状部215是形成为与短边方向的宽度相比而长边方向的长度更大的长条形状的开口部分，作为长条形状，例如可举出：椭圆、蛋形等与椭圆类似的形状、四边形等长条状的多边形、与长条状的多边形类似的形状、长条状的多边形的至少一个角变圆的形状等。长条形状部215的两端部也可以不带有圆度，但优选两端部的至少一方带有圆度，进一步优选两端部带有圆度。通过长条形状部215的至少一方的端部(上端部218a以及/或者下端部218b)带有圆度，从而在该端部通过倾斜方向的电场使液晶分子221的取向固定化，能够进一步提高响应速度。另外，在图37的(a)中，图示出倾斜轮廓部219a～219d分别为直线状，且与线段119a～119d一致的情况，但也可以倾斜轮廓部219a～219d如后述的实施例2-14那样向开口217的内侧方向突出，也可以如后述的实施例2-15那样向开口217的外侧方向突出，也可以如后述的实施例2-16那样将向开口217的内侧方向以及外侧方向突出的曲线组合。
一对突出部216从长条形状部215向相互相反侧(外侧，短边方向)突出，且分别设置于长条形状部215的中间部的对置的边缘部。另外，一对突出部216与左端部218c以及右端部218d对应。各突出部216可以从长条形状部215较大地突出，也可以仅稍微突出，各突出部216的大小未限定。另外，各突出部216从长条形状部215突出即可，其外缘可以是圆弧状或者椭圆弧状，也可以弯曲，也可以为凹凸。而且，各突出部216也可以是三角形、梯形(其中，较长的底边与长条形状部215邻接的形状)等多边形、这样的多边形的至少一个角变圆的形状。
一对突出部216设置于长条形状部215的中间部的相互对应的位置，也可以设置于靠近长条形状部215的一方的端部的位置，但优选设置于长条形状部215的长边方向的中央部。通过将一对突出部216设置于长条形状部215的长边方向的中央部，从而能够在电压施加状态下将液晶分子221取向分割为四个大致对称的区域，因此能够进一步提高响应速度。一对突出部216优选相互对置地设置，优选设置在长条形状部215的长边方向上实质相同的位置，优选设置于相对于长条形状部215的长边方向而对称的位置。
如图37的(b)所示那样，对向电极214的例2的开口217的形状是以上端部218a、下端部218b、左端部218c以及右端部218d作为顶点的四边形状，上述四边形状的四个边也可以分别包括第一倾斜轮廓部219a、第二倾斜轮廓部219b、第三倾斜轮廓部219c以及第四倾斜轮廓部219d。作为上述四边形状，例如可举出：菱形、与菱形类似的形状、使菱形的邻接的二边比剩余的邻接的二边长的形状(以下，也称为变形菱形)、与变形菱形类似的形状等。上述四边形状的角部，即上端部218a、下端部218b、左端部218c以及右端部218d可以如图37的(b)那样带有圆度，也可以有棱角，但优选上端部218a以及下端部218b的至少一方带有圆度，更优选上端部218a以及下端部218b带有圆度。通过上端部218a以及/或者下端部218b带有圆度，从而在该端部通过倾斜方向的电场使液晶分子221的取向固定化，能够进一步提高响应速度。另外，也可以第一～第四倾斜轮廓部219a～219d分别为直线状，与第一～第四线段119a～119d一致。这样的开口217不包含复杂的形状，因此特别是能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素。另外，在图37的(b)中，图示出倾斜轮廓部219a～219d分别为直线状，且与线段119a～119d一致的情况，但倾斜轮廓部219a～219d也可以如后述的实施例214那样向开口217的内侧方向突出，也可以如后述的实施例2-15那样向开口217的外侧方向突出，也可以如后述的实施例2-16那样将向开口217的内侧方向以及外侧方向突出的曲线组合。
对向电极214对各显示单位供给共用的电位，因此也可以形成于第一基板210的几乎整个面(除去边缘场形成用的开口部分)。对向电极214也可以在第一基板210的外周部(外框区域)与外部连接端子电连接。
图38是表示实施方式2-1的液晶显示装置的像素电极的平面示意图。像素电极212如图38所示那样是未形成有开口的面状电极。
图39是实施方式2-1的液晶显示装置的平面示意图。如图39所示那样，液晶显示装置200是有源矩阵驱动方式，并且是透射式的液晶显示装置，具有由在行方向以及列方向上以矩阵状排列的多个像素构成的显示区域。在本说明书中，俯视的上下与行方向以及列方向的一方对应，俯视的左右与行方向以及列方向的另一方对应，但通常俯视的上下与列方向对应，俯视的左右与行方向对应。因此，开口217的上端部218a以及下端部218b位于与行方向以及列方向的一方平行的直线上，开口217的左端部218c以及右端部218d位于与行方向以及列方向的另一方平行的直线上，开口217的上端部218a以及下端部218b通常位于与列方向平行的直线上，开口217的左端部218c以及右端部218d通常位于与行方向平行的直线上。
像素电极212与对向电极214经由绝缘层213而层叠，如图39所示那样，若俯视，则在对向电极214的开口217的下方存在像素电极212。由此，若在像素电极212与对向电极214之间产生电位差，则在对向电极214的开口217的周围产生边缘状的电场。另外，如图39所示的那样，优选对向电极214的开口217在邻接的显示单位201A彼此在行方向以及/或者列方向上以一列排列配置。由此，能够使电压施加状态下的液晶分子221的取向稳定。
如图39示出电路那样，在各像素电极212电连接有TFT243的漏极。在TFT243的栅极电连接有沿行方向延伸的栅极信号线242，在TFT243的源极电连接有沿列方向延伸的源极信号线241。因此，根据输入至栅极信号线242的扫描信号来控制TFT243的接通/断开。而且，在TFT243接通时，输入至源极信号线241的数据信号(源极电压)经由TFT243而供给于像素电极212。这样，在电压施加状态下，经由TFT243而将源极电压施加于下层的像素电极212，经由绝缘膜213而在形成于上层的对向电极214与像素电极212之间产生边缘场。TFT243优选使用通过作为氧化物半导体的IGZO(铟-镓-锌-氧)而形成沟道的部件。
作为设置于像素电极212与对向电极214之间的绝缘层213，例如能够使用有机膜(介电常数ε＝3～4)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)等无机膜(介电常数ε＝5～7)、它们的层叠膜。
液晶分子221可以是下述式所定义的介电常数各向异性(Δε)具有负的值的液晶分子，也可以是具有正的值的液晶分子。即，液晶分子221可以具有负的介电常数各向异性，也可以具有正的介电常数各向异性。包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子221的液晶材料具有粘度相对较高的趋势，因此从获得高速响应性能的观点出发，优选包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子221的液晶材料。但是，即使介电常数各向异性为负的液晶材料，也能够通过介电常数各向异性具有与正的液晶材料相同程度的低粘度，从而以本实施方式的手段获得相同的效果。此外，具有负的介电常数各向异性的液晶分子221的初始取向方位222成为相对于具有正的介电常数各向异性的液晶分子221旋转90度的方向。
Δε＝(长轴方向的介电常数)-(短轴向的介电常数)
开口217包括：长条形状部215、和从长条形状部215向相互相反侧突出的一对突出部216，并且在液晶分子221具有正的介电常数各向异性的情况下，根据高速化以及高透射率化的观点，优选在俯视时，液晶分子221的初始取向方位222与长条形状部215的长边方向平行。开口217包括：长条形状部215、和从长条形状部215向相互相反侧突出的一对突出部216，并且在液晶分子221具有负的介电常数各向异性的情况下，从高速化以及高透射率化的观点出发，优选在俯视时，液晶分子221的初始取向方位222与长条形状部215的长边方向正交。另一方面，俯视时在使具有正的介电常数各向异性的液晶分子221的初始取向方位222与长条形状部215的长边方向正交的情况下，或者使具有负的介电常数各向异性的液晶分子221的初始取向方位222与长条形状部215的长边方向平行的情况下，虽有高速化的效果但不大，另外导致透射率极端低。
开口217是以上端部218a、下端部218b、左端部218c以及右端部218d为顶点的四边形状，并且在液晶分子221具有正的介电常数各向异性的情况情况下，从高速化以及高透射率化的观点出发，优选在俯视时，液晶分子221的初始取向方位222与连结上端部218a以及下端部218b的直线平行。开口217是以上端部218a、下端部218b、左端部218c以及右端部218d为顶点的四边形状，并且在液晶分子221具有负的介电常数各向异性的情况下，从高速化以及高透射率化的观点出发，优选在俯视时，液晶分子221的初始取向方位222与相对于连结上端部218a以及下端部218b的直线而正交的方位平行。另一方面，在俯视时，使具有正的介电常数各向异性的液晶分子221的初始取向方位222与相对于连结上端部218a以及下端部218b的直线而正交的方位平行的情况下、或者使具有负的介电常数各向异性的液晶分子221的初始取向方位222与连结上端部218a以及下端部218b的直线平行的情况下，虽有高速化的效果但不大，另外导致透射率极端低。
即，无论开口217为任一形状，从高速化以及高透射率化的观点出发，在液晶分子221具有正的介电常数各向异性的情况下，均优选上端部218a以及下端部218b位于相对于液晶分子221的初始取向方位222而平行的直线上，在液晶分子221具有负的介电常数各向异性的情况下，对于液晶分子221的初始取向方位222而言，优选上端部218a以及下端部218b位于相对于液晶分子221的初始取向方位222而正交的直线上。
在使液晶分子221的初始取向方位222成为图39所示的方向(显示单位201A的长边方向)的情况下，对取向膜在显示单位201A的短边方向上实施光取向处理或者摩擦处理即可。此外，在使液晶分子221的初始取向方位222与显示单位201A的短边方向平行的情况下，对取向膜在显示单位201A的长边方向上实施光取向处理或者摩擦处理即可。
在俯视时，液晶分子221的初始取向方位222与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的吸收轴平行，且与另一方的吸收轴正交。因此，液晶显示装置200的控制方式是在朝液晶层220的电压无施加状态下进行黑显示的所谓的常黑模式。
第二基板230未被特别限定，能够使用在液晶显示装置的领域中一般使用的彩色滤光片基板。覆盖层233是使第二基板230的液晶层220侧的面平坦化的部分，例如能够使用有机膜(介电常数ε＝3～4)。
第一基板210以及第二基板230通常通过以包围液晶层220的周围的方式设置的密封材料而贴合，通过第一基板210、第二基板230以及密封材料将液晶层220保持于规定的区域。作为密封材料，例如能够使用含有无机填料或者有机填料以及固化剂的环氧树脂等。
液晶显示装置200也可以除了第一基板210、液晶层220以及第二基板230之外，还具备：背光源、相位差膜、视角扩大膜、亮度提高膜等光学膜；TCP(载带包装)、PCB(印刷布线基板)等外部电路；边框(框架)等部件。这些部件未被特别限定，能够使用在液晶显示装置的领域中通常使用的部件，因此省略说明。
以下，对液晶显示装置200的动作进行说明。
在电压无施加状态的液晶层220中未形成有电场，液晶分子221相对于第一基板210而平行地取向。液晶分子221的取向方位与第一偏光板210A以及第二偏光板230A的一方的吸收轴平行，第一偏光板以及第二偏光板处于正交尼克尔的配置关系，因此电压无施加状态的液晶显示装置不使光透射，进行黑显示。
图34示出电压施加状态。在电压施加状态的液晶层220中，形成有与像素电极212以及对向电极214的电压的大小对应的电场。具体而言，通过在设置于比像素电极212靠液晶层220侧的对向电极214形成有开口217，从而在开口217的周围产生边缘状的电场。液晶分子221受到电场的影响而旋转，使取向方位从电压无施加状态的取向方位向电压施加状态的取向方位变化。由此，电压施加状态的液晶显示装置使光透射，进行白显示。
以上，对本发明的实施方式2-1进行了说明，但被说明的各个事项可全部相对于整个本发明而应用。
以下列举实施方式2-1的实施例以及比较例对本发明更详细地进行说明，但本发明不只是被这些实施例限定。
[实施例2-1]
实施例2-1的液晶显示装置是上述的实施方式2-1的液晶显示装置200的具体例，且具有下述结构。
图40是与实施例2-1的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示电压施加状态的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
关于液晶显示装置的对向电极，设定以图40的(a)的形状去掉的开口。如图40的(a)所示，在实施例2-1中，四个线段与开口的四个倾斜轮廓部一致。在实施例2-1中，每一个显示单位设置一个对向电极的开口。
关于液晶层，将折射率各向异性(Δn)设定为0.11，将面内相位差(Re)设定为310nm，将粘度设定为68cps。另外，将液晶分子的介电常数各向异性(Δε)设定为6.9(正型)，将倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ分别设定为6°。而且，在夹持液晶层的一对基板的与液晶层相反一侧配置了一对偏光板。对于上述一对偏光板而言，偏光板吸收轴以相对于液晶分子的初始取向方位而成为平行以及垂直的方式以正交尼克尔进行配置，并在向液晶层的电压无施加状态下成为进行黑显示的所谓的常黑模式。即，倾斜的四个线段与一方的偏光板透射轴所成的角度同倾斜的四个线段与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ一致。
基于图40的(b)，对实施例2-1的液晶显示装置的电压施加状态(4.5V施加)下的液晶分子的取向分布进行说明。
对于实施例2-1的显示单位而言，若在像素电极与对向电极之间施加电压，则液晶分子迅速地旋转，使取向状态变化。可知：如图40的(b)中椭圆所包围而示出的四个区域所示的那样，液晶分子在电压施加状态下被取向分割为四个液晶畴，从开口的中心向45度方向、135度方向、225度方向以及315度方向形成四个液晶畴。这样，从开口的中心向45度方向、135度方向、225度方向以及315度方向的液晶分子也从电压施加初期充分地旋转，因此能够实现高透射率。
图41是表示对实施例2-1的液晶显示装置施加2V的电压时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图，(a)是电压施加后经过了2m秒时的模拟结果，(b)是电压施加后经过了6m秒时的模拟结果，(c)是电压施加后经过了10m秒时的模拟结果。
如图41所示的那样，在实施例2-1的液晶显示装置中，液晶分子沿着对向电极的开口的倾斜轮廓部而顺畅地动作，因此即使施加电压低至2.0V的情况下，也在电压施加后仅短短2m秒形成了四个液晶畴。这样，实施例2-1的液晶显示装置在低电压施加状态下也具有较高的响应特性。
[比较例2-1]
图60是表示比较例2-1的液晶显示装置的对向电极的开口形状的俯视图。比较例2-1的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图60以外即、使开口的四个轮廓部与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ成为0°以外，其他具有与实施例2-1的液晶显示装置相同的结构。即，开口的四个线段与一方的偏光板的透射轴所成的角度为0°。
图61是表示对比较例2-1的液晶显示装置施加了2V的电压时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图，(a)是电压施加后经过了2m秒时的模拟结果，(b)是电压施加后经过了6m秒时的模拟结果，(c)是电压施加后经过了10m秒时的模拟结果。
[实施例2-1以及比较例2-1的对比]
如图41所示那样，在角度θ为6°的实施例2-1的液晶显示装置中，电压施加后经过了2m秒时的透射率分布大致均匀，但在角度θ为0°的比较例2-1的液晶显示装置中，电压施加后经过了2m秒时的透射率分布不均匀。可知：在比较例2-1的液晶显示装置中，被图61的虚线包围的部分在电压施加后，从6m秒后延迟变明亮。认为该理由如以下那样。
正型的液晶分子相对于对向电极的开口形状的轮廓而垂直地取向，因此认为具有相对于液晶分子的初始取向方位而倾斜的轮廓部的实施例2-1的液晶显示装置相比比较例1而液晶分子更顺畅地旋转，即使在低电压施加状态下也可获得较高的响应特性。
[实施例2-2～2-8]
实施例2-2～2-8的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状分别变更为图42的(a)～图48的(a)以外，其他具有与实施例2-1的液晶显示装置相同的结构。图42～图48分别是与实施例2-2～2-8的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。如图42的(a)～图48的(a)所示，在实施例2-2～2-8中，四个线段与开口的四个倾斜轮廓部也一致。
在实施例2-2～2-8的液晶显示装置中，倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)分别相对于液晶分子的初始取向方位而倾斜了2°、10°、13°、20°、30°、45°以及50°。即，将倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ设定为：实施例2-2中为2°，实施例2-3中为10°，实施例2-4中为13°，实施例2-5中为20°，实施例2-6中为30°，实施例2-7中45°以及实施例2-8中为50°。此外，实施例2-1～2-8以及比较例2-1的对向电极的开口形状使开口的短边方向的长度固定，使角度θ变化。换言之，即，倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)分别相对于一方的偏光板的透射轴而以2°、10°、13°、20°、30°、45°以及50°倾斜。
与实施例2-1的液晶显示装置同样，在实施例2-2～2-8的液晶显示装置中，电压施加后经过了2m秒时的透射率分布也大致均匀。根据其结果，可知：在实施例2-2～2-8的液晶显示装置中，与比较例2-1的液晶显示装置相比，液晶分子沿着对向电极的开口形状的轮廓部更均匀并且顺畅地动作。
[实施例2-1～2-8以及比较例2-1的对比]
针对实施例2-1～2-8以及比较例2-1的液晶显示装置，通过以下的评价条件对上升响应进行了模拟。另外，求出施加了4.5V的电压时的透射率。结果如下述表2所示。
(上升响应的评价条件)
将由光学调制获得的透射率的最大值定义为透射率比100％，2V施加时的上升的响应时间成为从透射率比10％向透射率比90％的变化所需要的时间。上升的响应特性与从黑显示向白显示的切换对应。
表2：
Figure BDA0001775110310000581
施加了2.0V的电压时的比较例2-1的液晶显示装置的上升响应时间为13.0m秒。另一方面，施加了2.0V时的实施例2-1～2-8的液晶显示装置的上升响应时间为7.0m秒～11.3m秒，相对于比较例2-1的液晶显示装置，而实施例2-1～2-8的液晶显示装置具有更高的响应特性。
另外，根据实施例2-1～2-8的液晶显示装置的上升响应时间的结果，可知：伴随着倾斜了的线段(倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ变大，上升响应时间变短，响应速度提高。认为这是由于与之前叙述的理由相同，具有正的介电常数各向异性的液晶分子相对于对向电极的开口的轮廓部而垂直地取向，因此上述角度θ越大，低电压下液晶分子也顺畅地旋转，从而响应速度提高。
在上述角度θ从45°至50°的范围内，上升响应时间未看出变化，相对于此，4.5V施加时的透射率从3.8％减少至3.4％，因此优选上述角度θ为2°以上且45°以下。
接下来，对角度θ与透射率的关系进行考察。图49是表示倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ、与透射率的关系的图。如图49所示那样，在角度θ从0°直至10°，透射率随着角度θ变大而缓慢地提高，但若角度θ变得比10°大则透射率降低。
认为这是由于角度θ至10°为止能够保证对向电极的开口形状的长边方向的长度，开口形状的面积增加，动作的液晶分子增加，因此透射率提高。另一方面，认为若角度θ变得大于10°，则开口形状的长边方向变短，液晶分子进行动作的范围变窄，透射率降低。
根据图49可知：获得与比较例2-1的液晶显示装置同等以上的透射率的液晶显示装置的角度θ的范围为2°以上且11.6°以下。根据以上的关系，每一个显示单位设置一个开口的情况下的角度θ优选为2°以上且45°以下，更优选为2°以上且不足13°，进一步优选为2°以上且11.6°以下。通过成为这样的方式，即使低电压也可获得优秀的响应特性。
[实施例2-9～2-13以及比较例2-2]
在实施例2-1～2-8以及比较例2-1中，每一个显示单位设置了一个开口，但在实施例2-9～2-13以及比较例2-2中，对每一个显示单位设置了两个开口的情况进行了研究。
实施例2-9～2-13以及比较例2-2的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状分别变更为图50的(a)～图54的(a)以及图62以外，其他具有与实施例2-1的液晶显示装置相同的结构。图50～图54以及图62分别是与实施例2-9～2-13以及比较例2-2的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。如图50的(a)～图54的(a)所示，在实施例2-9～2-13中，四个线段与开口的四个倾斜轮廓部也一致。
在实施例2-9～2-13的液晶显示装置中，倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)分别相对于液晶分子的初始取向方位而倾斜了10°、2°、25°、30°以及45°。即，将倾斜了的四个线段(四个倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ设定为：在实施例2-9中为10°，在实施例2-10中为2°，在实施例2-11中为25°，在实施例2-12中为30°以及在实施例2-13中为45°。另外，在比较例2-2的液晶显示装置中，使开口的四个轮廓部与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ为0°。此外，实施例2-9～2-13以及比较例2-2的开口的间隔在对向电极设置两个开口时，成为在工序上能够形成的开口形状的间隔以上。另外，以能够在工序上形成的上限值设定开口的长边方向的长度，固定短边方向的长度，使角度θ变化。
与实施例2-1的液晶显示装置同样，在实施例2-9～2-13的液晶显示装置中，电压施加后经过了2m秒时的透射率分布也大致均匀。另一方面，在比较例2-2的液晶显示装置中，电压施加后经过了2m秒时的透射率分布不均匀。认为这是由于具备具有相对于液晶分子的初始取向方位而倾斜的线段的开口的实施例2-9～2-13的液晶显示装置相比比较例2-2的液晶显示装置，液晶分子更均匀并且顺畅地动作。
[实施例2-9～2-13以及比较例2-2的对比]
针对实施例2-9～2-13以及比较例2-2的液晶显示装置，与实施例2-1等同样进行了2V施加时的上升响应的评价。结果如下述表3所示。
表3：
Figure BDA0001775110310000601
根据上述表3，可知：每一个显示单位设置了两个开口的情况下，也随着角度θ变大，而上升响应时间变短，响应速度提高。认为这与先前叙述的理由同样，具有正的介电常数各向异性的液晶分子相对于对向电极的开口的轮廓部而垂直地取向，因此上述角度θ越大，即使低电压，液晶分子也顺畅地旋转，从而响应速度提高。
接下来，对角度θ与透射率的关系进行考察。图55是表示倾斜了的四个线段(倾斜轮廓部)与液晶分子的初始取向方位所成的角度θ、与透射率的关系的图。如图55所示那样，在角度θ从0°直至25°，透射率随着角度θ变大而缓慢地提高，但若角度θ变得大于25°则透射率降低。
认为这是由于角度θ至25°为止能够确保对向电极的开口形状的长边方向的长度，开口形状的面积增加，动作的液晶分子增加，因此透射率提高。另一方面，认为若角度θ变得大于25°，则开口形状的长边方向变短，液晶分子动作的范围变窄，透射率降低。
根据图55可知，获得与比较例2-2的液晶显示装置同等以上的透射率的液晶显示装置的角度θ的范围为2°以上且35.6°以下。根据以上的关系，每一个显示单位设置两个开口的情况下的角度θ优选为2°以上且45°以下，更优选为2°以上且不足45°，进一步优选为2°以上且35.6°以下。通过成为这样的方式，即使低电压也可获得优秀的响应特性。
[实施例2-14～2-16]
在实施例2-1～2-13中，使开口的倾斜轮廓部成为直线状，但在实施例2-14～2-16中，对开口的倾斜轮廓部为曲线状的情况进行了研究。
实施例2-14～2-16的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状分别变更为图56的(a)～图58的(a)以外，其他具有与实施例2-1的液晶显示装置相同的结构。图56～图58分别是与实施例2-14～2-16的液晶显示装置相关的图，(a)是表示对向电极的开口形状的俯视图，(b)是表示2V的电压施加后经过了2m秒时的显示单位的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。如图56的(a)～图58的(a)所示，在实施例2-14～2-16中，开口的四个倾斜轮廓部沿着四个线段，但不一致。
实施例2-14的开口的形状如图56的(a)所示那样，使实施例2-1的开口的倾斜轮廓部向开口的内侧方向突出。实施例2-15的开口的形状如图57的(a)所示那样，使实施例2-1的开口的倾斜轮廓部向开口的外侧方向突出。实施例2-16的开口的形状如图58的(a)所示那样，使实施例2-1的开口的倾斜轮廓部成为将向开口的内侧方向以及外侧方向突出的曲线组合的部分(以向开口的内侧方向以及外侧方向成为凸部的方式蜿蜒的部分)。
[实施例2-14～2-16以及比较例2-1的对比]
针对实施例2-14～2-16的液晶显示装置，与实施例2-1等同样，进行了2V施加时的上升响应的评价。另外，求出施加了4.5V的电压时的透射率。结果如下述表4所示。
表4：
实施例2-14 实施例2-15 实施例2-16 比较例2-1
施加2V时的上升响应时间[m秒] 10.2 11.9 12.1 13.0
施加4.5V时的透射率 15.3％ 15.8％ 15.5％ 14.3％
实施例2-14～2-16的液晶显示装置与比较例2-1的液晶显示装置相比，2.0V的电压施加状态下的上升响应时间、以及4.5V的电压施加状态下的透射率提高。另外，可知：2.0V的电压施加状态下的上升响应时间按实施例2-14、实施例2-15以及实施例2-16的顺序依次变优。
根据图56的(b)～图58的(b)所示的模拟结果，按实施例2-14、实施例2-15以及实施例2-16的顺序，液晶分子沿着对向电极的开口的倾斜轮廓部均匀地动作。即，若对实施例2-14～2-16进行比较，则可知实施例2-14的液晶分子最均匀地动作。认为该理由如以下那样。即，在曲线的拐点附近，存在旋转方向彼此不同的液晶分子，液晶分子彼此相互阻碍旋转，因此开口形状的拐点越少，液晶分子的动作(旋转)越均匀。此外，如图57的(b)以及图58的(b)所示那样，在实施例2-15以及2-16的模拟结果中，形成比四个多的液晶畴，但若施加高电压(例如4.5V，白电压)，则形成四个液晶畴。
根据以上的结果，在使开口的倾斜轮廓部成为曲线的情况下，上述倾斜轮廓部优选将向开口的内侧方向突出的曲线、与向开口的外侧方向突出的曲线组合的结构，更优选为向开口的外侧方向突出的曲线，进一步优选为向开口的内侧方向突出的曲线。
[实施方式3-1]
接下来，基于图63～图68，对实施方式3-1的液晶显示装置进行说明。根据本实施方式，特别是在高电压施加状态下也能够使液晶分子的取向稳定化，并且能够提供可高清晰化的液晶显示装置。图63是实施方式3-1的液晶显示装置的截面示意图，且示出电压无施加状态。图63表示沿着图64中所示的g-h线的截面。
如图63所示那样，实施方式3-1的液晶显示装置300依次具备：第一基板310、含有液晶分子321的液晶层320、以及第二基板330。第一基板310是阵列基板，且具有朝向液晶层320侧而层叠有第一偏振器(省略图示)、绝缘基板(例如，玻璃基板)311、像素电极(第一电极)312、绝缘层(绝缘膜)313以及对向电极(第二电极)314的构造，在对向电极314形成有开口315。第二基板330是彩色滤光片基板，且具有朝向液晶层320侧而层叠有第二偏振器(省略图示)、绝缘基板(例如，玻璃基板)331、彩色滤光片332以及覆盖层333的构造。第一偏振器以及第二偏振器均为吸收型偏振器，且处于相互的吸收轴正交的正交尼克尔的配置关系。
将在像素电极(第一电极)312与对向电极(第二电极)314之间未施加电压的电压无施加状态(以下，也仅称为“电压无施加状态”)的液晶分子321的取向控制为与第一基板310平行。此外，在本说明书中“平行”如上述那样不仅包含完全的平行，还包含在该技术领域中能够同视为平行的范围(实质的平行)。液晶分子321的预倾角(电压无施加状态的倾斜角)优选为相对于第一基板310的表面不足3°，更优选为不足1°，进一步优选使用光取向膜而成为0°。另外，如上述那样，在本说明书中，电压无施加状态的液晶分子321的取向方位也称为液晶分子321的初始取向方位。另外，液晶分子321的取向方位意味着液晶分子321的长轴的朝向。
对于在像素电极(第一电极)312与对向电极(第二电极)314之间施加有电压的电压施加状态(以下，也仅称为“电压施加状态”)的液晶分子321的取向而言，通过设置于第一基板310的像素电极312、绝缘层313以及对向电极314的层叠构造来控制。此处，像素电极312是按每一个显示单位设置的电极，对向电极314是在多个显示单位中共用的电极。
此外，如上述那样，“显示单位”是与一个像素电极312对应的区域，在液晶显示装置的技术领域中也可以被称为“像素”，在将一个像素分割而驱动的情况下也可以被称为“子像素(Subpixel)”、“点”或者“图像元素”。作为将一个像素分割而驱动的情况下的显示单位(子像素)的排列，例如可举出：红、绿以及蓝等三色条纹排列、红、绿以及蓝等三色马赛克排列或者三角形排列、红、绿、蓝以及黄等四色条纹排列或者田字排列等。在使用上述三色条纹排列的情况下，显示单位的长度的纵横比为3：1，在使用上述四色条纹排列的情况下，显示单位的长度的纵横比为4：1，在使用上述三色马赛克排列、三色三角形排列或者四色田字排列的情况下，显示单位的长度的纵横比成为1：1。另一方面，像素的纵横比无论是否被分割驱动，通常均为1：1。开口315的形状、数量能够与显示单位的形状匹配地调整。如三色条纹排列、四色条纹排列那样，显示单位为长条形状(例如，平行四边形、长方形)，并且在开口315为长条形状的情况下，优选显示单位的长边方向(例如，平行四边形、长方形形状的长边的方向)与开口315的长边方向一致，或两者所成的角为45°以下。
另外，如上述那样，电压施加状态意味着施加了液晶分子321受到电场的影响而旋转、且使取向方位变化所需要的最低限度的电压(阈值电压)以上的状态，也可以是施加了进行白显示的电压(白电压)的状态。
像素电极312是未形成有开口的面状电极。像素电极312与对向电极314经由绝缘层313而层叠，在设置于对向电极314的开口315的下方存在有像素电极312。由此，若在像素电极312与对向电极314之间产生电位差，则在对向电极314的开口315的周围产生边缘状的电场。
对向电极314对各显示单位供给共用的电位，因此也可以形成于第一基板310的几乎整个面(除去边缘场形成用的开口部分)。对向电极314也可以在第一基板310的外周部(外框区域)与外部连接端子电连接。
作为设置于像素电极312与对向电极314之间的绝缘层313，例如能够使用有机膜(介电常数ε＝3～4)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)等无机膜(介电常数ε＝5～7)、它们的层叠膜。
液晶分子321具有正的介电常数各向异性。包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子的液晶材料具有粘度相对较高的趋势，因此，在本实施方式中，从提高响应速度的观点出发，使用具有正的介电常数各向异性的液晶分子321。另外，认为具有负的介电常数各向异性的液晶分子与具有正的介电常数各向异性的液晶分子321相比，相比边缘场而更难以受到纵向的导入电场的影响，取向难以崩坏，因此在使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子的情况下，后述的开口315的平面形状的条件的数值范围稍微偏离。此外，介电常数各向异性(Δε)通过下述式来定义。
Δε＝(长轴方向的介电常数)-(短轴向的介电常数)
液晶分子321的介电常数各向异性(Δε)也可以为1以上且10以下，20℃的液晶层20的粘度也可以为50cps以上且90cps以下。液晶层320的折射率各向异性(Δn)也可以为0.09以上且0.15以下，液晶层320的面内相位差(Re)也可以为280nm以上且340nm以下。
第二基板330未被特别限定，能够使用在液晶显示装置的领域中一般使用的彩色滤光片基板。彩色滤光片332的色排列未被特别限定，例如也可以为红、绿以及蓝的条纹排列。覆盖层333是使第二基板330的液晶层320侧的面平坦化的结构，例如能够使用有机膜(介电常数ε＝3～4)。
第一基板310以及第二基板330通常通过以包围液晶层320的周围的方式设置的密封材料而贴合，通过第一基板310、第二基板330以及密封材料而将液晶层320保持于规定的区域。作为密封材料，例如能够使用含有无机填料或者有机填料以及固化剂的环氧树脂等。
液晶显示装置300除了第一基板310、液晶层320以及第二基板330之外，也可以还具备背光源；相位差膜、视角扩大膜、亮度提高膜等光学膜；TCP(载带包装)、PCB(印刷布线基板)等外部电路；边框(框架)等部件。这些部件未被特别限定，能够使用在液晶显示装置的领域中通常使用的部件，因此省略说明。
液晶显示装置300的取向模式是边缘场转换(FFS：Fringe Field Switching)模式。
图63虽未图示，但通常在第一基板310以及/或者第二基板330的液晶层320侧的表面设置有水平取向膜。水平取向膜具有：使存在于膜附近的液晶分子321相对于膜面而平行地取向的功能。而且，根据水平取向膜，能够使相对于第一基板310而平行地取向了的液晶分子321的长轴的朝向与特定的面内方位一致。水平取向膜优选实施了光取向处理、摩擦处理等取向处理。水平取向膜可以是由无机材料构成的膜，也可以是由有机材料构成的膜。
此外，对向电极314与像素电极312的位置也可以更换。即，在图63所示的层叠构造中，对向电极314经由水平取向膜(省略图示)而与液晶层320邻接，但也可以像素电极312经由水平取向膜(省略图示)而与液晶层320邻接。此时，开口315不是形成于对向电极314，而是形成于像素电极312。
图64是实施方式3-1的液晶显示装置的平面示意图。如图64所示那样，液晶显示装置300是有源矩阵驱动方式并且透射式的液晶显示装置，且具有由在行方向以及列方向上以矩阵状排列的多个像素302构成的显示区域。
若俯视，则各开口315以与对应的像素电极312重叠的方式形成，其平面形状成为满足后述的特定的条件的形状。对于本实施方式的开口315而言，其整体与像素电极312重叠，但也可以仅其一部分与像素电极312重叠。另外，黑矩阵的开口部304位于开口315上。此外，黑矩阵也被称为黑掩模。
这些开口315利用于边缘场(斜电场)的形成。开口315优选按每一个显示单位303(图64中图像元素)配置，优选相对于所有的显示单位303配置。本实施方式的各显示单位303的平面形状成为平行四边形，但各显示单位303的平面形状未被特别限定，例如可举出：长方形、正方形、V字状等。另外，也可以由多个(例如，红、绿以及蓝三个)显示单位303构成一个像素302，在本实施方式中，由三个显示单位303构成一个像素302。
在俯视时，液晶分子321的初始取向方位322与第一偏振器以及第二偏振器的一方的偏振光轴平行，与另一方的偏振光轴正交。因此，液晶显示装置300的控制方式是在朝液晶层320的电压无施加状态下进行黑显示的所谓的常黑模式。
如图64所示那样，在各像素电极312经由接触孔344而电连接有TFT343的漏极。在TFT343的栅极电连接有栅极信号线(扫描布线)341，在TFT343的源极电连接有源极信号线(信号布线)342。因此，根据输入至栅极信号线341的扫描信号来控制TFT343的接通/断开。而且，在TFT343接通时，输入至源极信号线342的数据信号(源极电压)经由TFT343而供给于像素电极312。这样，在电压施加状态下，经由TFT343而将源极电压施加于下层的像素电极312，在经由绝缘膜313而形成于上层的对向电极314与像素电极312之间产生边缘场。TFT343优选使用由作为氧化物半导体的IGZO(铟-镓-锌-氧)形成沟道的结构。
使用图65对开口315的形状进行说明。图65是对实施方式3-1的液晶显示装置的设置于对向电极的开口的形状进行说明的平面示意图。
设置于本实施方式的对向电极314的开口315的平面形状满足下述(式1)～(式5)。
0.575≤a/P (式1)
0.850≤b/P (式2)
0.267≤(a-c)/P≤0.417 (式3)
0.075≤(a-d)/P≤0.183 (式4)
0.190≤(a+b+c+d)/P2 (式5)
上述式的a、b、c以及d分别表示第一直线351上、第二直线352上、第三直线353上以及第四直线354上的开口315的长度(μm)，P表示像素间距(μm)。
上述式的a表示第一直线351上的开口315的长度(μm)。第一直线351是相对于液晶分子321的初始取向方位322正交，并且使开口315断开的长度最长的直线。
上述式的b表示第二直线352上的开口315的长度(μm)。第二直线352是相对于液晶分子321的初始取向方位322平行，并且使开口315断开的长度最长的直线。
上述式的c表示第三直线353上的开口315的长度(μm)。第三直线353是相对于第一直线351平行，并且与第二直线352上的开口315的一方的端部350a的距离为1μm的直线。
上述式的d表示第四直线354上的开口315的长度(μm)。第四直线354是相对于第一直线351平行，与第一直线351的距离为2μm，并且位于第一直线351与第三直线353之间的直线。
在液晶显示装置300的清晰度(基于像素密度的画面分辨率)为920ppi以下的情况下，通过使开口315全部满足上述(式1)～(式5)的条件，从而能够不使开口315的形状变复杂而准确地控制液晶分子321的取向。其结果，能够兼顾液晶显示装置300的高清晰化、与高电压施加状态的液晶分子321的取向稳定化，能够提高液晶显示装置300的响应速度。
优选液晶显示装置300的清晰度为600ppi以上且920ppi以下，更优选为700ppi以上且910ppi以下，进一步优选为706ppi以上且901ppi以下。通过成为这样的方式，能够以较小的间距使液晶分子321旋转，并能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，从而能够进一步提高响应速度。此外，如上述那样，本说明书的清晰度(ppi：pixelper inch)是指每一英寸(2.54cm)配置的像素的数量。在将一个像素分割为多个子像素(显示单位)而驱动的情况下，也可以将由多个子像素构成的一个像素的尺寸作为基础而计算清晰度。另外，在条纹排列中在与栅极信号线平行的方向上排列了不同颜色的子像素(例如，RGB)的情况下，与子像素的源极信号线平行的方向(子像素的长边方向)的尺寸同计算清晰度时的一个像素的尺寸相当。
优选开口315的平面形状满足上述(式1)，满足下述(式1-1)。通过成为这样的方式，从而能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，能够进一步提高响应速度。
0.575≤a/P≤0.792 (式1-1)
开口315的平面形状优选满足上述(式2)，满足下述(式2-1)。通过成为这样的方式，从而能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，能够进一步提高响应速度。
0.850≤b/P≤2.000 (式2-1)
开口315的平面形状优选满足上述(式5)，满足下述(式5-1)。通过成为这样的方式，从而能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，能够进一步提高响应速度。
0.190≤(a+b+c+d)/P2≤0.290 (式5-1)
开口315的平面形状优选满足下述(式C1)。
0.225≤c/P≤0.483 (式C1)
开口315的平面形状优选满足下述(式D1)。
0.442≤d/P≤0.650 (式D1)
第一直线351以及第二直线352优选在开口315的区域内交叉。通过成为这样的方式，从而在电压施加状态下，能够容易地形成四个液晶畴，从而能够容易地提高响应速度。
第三直线353上的开口部分以及第四直线354上的开口部分优选被包含于使第一直线351上的开口部分在相对于第二直线352而平行的方向上虚拟扩张的区域370。通过成为这样的方式，从而能够提高在电压施加状态下产生的液晶畴的对称性，能够进一步提高响应速度。
开口315的平面形状优选进一步满足下述(式6)～(式8)。通过成为这样的方式，从而能够提高在电压施加状态下产生的液晶畴的对称性，能够进一步提高响应速度。
0.267≤(a-e)/P≤0.417 (式6)
0.075≤(a-f)/P≤0.183 (式7)
0.190≤(a+b+e+f)/P2 (式8)
上述式的e以及f分别表示第五直线355上以及第六直线356上的开口315的长度(μm)。
上述式的e表示第五直线355上的开口315的长度(μm)。第五直线355是相对于第一直线351平行，并且与第二直线352上的开口315的另一方的端部350b的距离为1μm的直线。即，第三直线353与第五直线355位于相对于第一直线351而对应的位置。
上述式的f表示第六直线356上的开口315的长度(μm)。第六直线356是相对于第一直线351平行，与第一直线351的距离为2μm，并且位于第一直线351与第五直线355之间的直线。即，第四直线354与第六直线356位于相对于第一直线351而对应的位置。
开口315的平面形状优选满足上述(式8)，更优选满足下述(式8-1)。通过成为这样的方式，从而能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，能够进一步提高响应速度。
0.190≤(a+b+e+f)/P2≤0.290 (式8-1)
开口315的平面形状优选满足下述(式E1)。
0.225≤e/P≤0.483 (式E1)
开口315的平面形状优选满足下述(式F1)。
0.442≤f/P≤0.650 (式F1)
开口315优选相对于第一直线351而对称，更优选相对于第一直线351以及第二直线352而对称。通过成为这样的方式，从而在电压施加状态下产生的液晶畴的对称性提高，能够进一步提高响应速度。
图66是表示实施方式3-1的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。上述式的P表示像素间距(μm)。此处，像素间距360表示显示单位303的行方向以及列方向的间距中的较短的间距。即，在各像素302被分割而在各像素302存在多个显示单位303的情况下，像素间距360表示子像素(点、图像元素)的行方向以及列方向的间距中的较短的间距，在各像素302未被分割为多个显示单位303而在各像素302仅存在一个显示单位303的情况下，像素间距360表示像素302的行方向以及列方向的间距中的较短的间距。但是，在显示单位303的行方向以及列方向的间距相同的情况下，像素间距360也可以是任一个的间距。
如图66所示那样，优选在液晶显示装置300，每一个显示单位303配置有两个开口315。通过成为这样的方式，从而能够以更小的间距使液晶分子321旋转，能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，能够进一步提高响应速度。
图67是表示实施方式3-1的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。对向电极314的开口315的形状优选包含：长条形状部316、和从长条形状部316向相互相反侧突出的一对突出部317，更优选一对突出部317设置于长条形状部316的除去长边方向的两端部的部分(以下，也称为“中间部”。)，并且位于相互对应的位置。这样的开口315不包含复杂的形状，因此特别是能够无问题地应用于例如700ppi以上的高清晰像素(超高清晰像素)。
长条形状部316是形成为相比短边方向的宽度而长边方向的长度更大的长条形状的开口部分，作为长条形状，例如可举出：椭圆、蛋形等类似椭圆的形状、长方形等长条状的多边形、与长条状的多边形类似的形状、长条状的多边形的至少一个角变圆的形状等。长条形状部316的两端部也可以不带有圆度，但优选两端部的至少一方带有圆度，更优选两端部带有圆度。通过长条形状部316的至少一方的端部带有圆度，从而在该端部通过倾斜方向的电场而使液晶分子的取向固定化，能够进一步提高响应速度。
另外，长条形状部316的长边方向优选与液晶分子321的初始取向方位322平行。通过成为这样的方式，能够提高在电压施加状态下产生的液晶畴的对称性，能够进一步提高响应速度。
在使液晶分子321的初始取向方位322与长条形状部316的长边方向平行的情况下，对取向膜在长条形状部316的短边方向上实施光取向处理或者摩擦处理即可。此外，在使液晶分子321的初始取向方位322与长条形状部316的长边方向正交的情况下，对取向膜在长条形状部316的长边方向上实施光取向处理或者摩擦处理即可。
一对突出部317从长条形状部316向相互相反侧(外侧，短边方向)突出，并分别设置于长条形状部316的中间部的对置的边缘部。各突出部317可以从长条形状部316较大地突出，也可以仅稍微突出，各突出部317的大小未被限定。另外，各突出部317从长条形状部316突出即可，其外缘可以是圆弧状或者椭圆弧状，可以弯曲，也可以为凹凸。而且，各突出部317也可以是三角形、梯形(其中，较长的底边与长条形状部316邻接的形状)等多边形、这样的多边形的至少一个角变圆的形状。优选一对突出部317为外缘是圆弧状、外缘是具有凹凸的圆弧状、或者三角形或三角形的至少一个角变圆的形状。通过成为这样的方式，从而在电压施加状态下，能够使位于开口315的中央部的液晶分子321的取向更加稳定化，能够进一步提高响应速度。
一对突出部317设置于长条形状部316的中间部的相互对应的位置，也可以设置于靠近长条形状部316的一方的端部的位置，但优选设置于长条形状部316的长边方向的中央部。通过将一对突出部317设置于长条形状部316的长边方向的中央部，从而能够在电压施加时将液晶分子321取向分割为四个大致对称的区域，因此能够进一步提高响应速度。一对突出部317优选相互对置地设置，优选设置在长条形状部316的长边方向上实质相同的位置，优选设置在相对于长条形状部316的长边方向而对称的位置。
一对突出部317可以设置于中间部的一部分，也可以遍及整个中间部而设置。通过对设置有一对突出部317的位置、大小进行调整，从而能够取得电压施加时在显示单位303的中央产生的十字状的暗线(液晶分子不移动的区域)的平衡，能够使液晶分子321的取向稳定化。
图68是表示实施方式3-1的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。在图68的模拟中，将施加电压设定为5.5V。
在液晶显示装置300中，如图68所示那样，在5.5V的高电压施加状态下每一个开口315形成有四个液晶畴323。认为在该四个液晶畴323的中央部存在十字状的暗线，该不移动的液晶分子321成为产生相对于四个液晶畴323的旋转方向而相反方向的力的壁，可提高响应速度。
此外，如上述那样，本说明书中液晶畴意味着通过在电压施加状态下液晶分子321未从初始取向方位322旋转的边界而规定的区域。另外，在电压施加状态下液晶分子321未从初始取向方位322旋转的液晶畴间的边界也被称为向错。在常黑模式的液晶显示装置中，位于可使光透射的区域(透光区域)的向错被视认为暗线。
四个液晶畴323优选在相对于液晶分子321的初始取向方位322以及与液晶分子321的初始取向方位322正交的方位而对称的四个区域内产生。通过提高四个液晶畴323的对称性，能够进一步提高响应速度。
开口315优选相对于与液晶分子321的初始取向方位322平行的直线(换言之，与第二直线352平行的直线)而线对称，更优选相对于与液晶分子321的初始取向方位322平行的直线(换言之，与第二直线352平行的直线)以及与同液晶分子321的初始取向方位322正交的直线平行的直线(换言之，与第一直线351平行的直线)而线对称。通过成为这样的方式，从而在电压施加状态下形成的液晶畴323的对称性提高，能够进一步提高响应速度。
此外，在本实施方式与本实施方式的实施例以及比较例中，进行了电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟的对向电极的平面示意图示出了黑矩阵的开口部以供参考，但液晶分子的取向分布不是表示透射光，因此在液晶分子的取向分布的模拟中不考虑黑矩阵的开口部。另一方面，后述的图70表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的实质的取向观察的结果即表示透射光，因此示出黑矩阵的开口部的透射光。
以下，对液晶显示装置300的动作进行说明。
在电压无施加状态的液晶层320中未形成有电场，液晶分子321相对于第一基板310而平行地取向。液晶分子321的初始取向方位322与第一偏振器以及第二偏振器的一方的吸收轴平行，第一偏振器以及第二偏振器处于正交尼克尔的配置关系，因此电压无施加状态的液晶面板未使光透射，进行黑显示。
在电压施加状态的液晶层320中形成有与像素电极312和对向电极314的电压的大小对应的电场。具体而言，在设置于比像素电极312靠液晶层320侧的对向电极314形成有开口315，从而在开口315的周围产生边缘状的电场。液晶分子321受到电场的影响而旋转，使取向方位从电压无施加状态的取向方位向电压施加状态的取向方位变化。由此，电压施加状态的液晶面板使光透射，进行白显示。
以上，对本发明的实施方式3-1进行了说明，但被说明的各个事项全部可相对于整个本发明而应用。
以下列举实施方式3-1的实施例以及比较例对本发明详细地进行说明，但本发明不只是限定于这些实施例。
[实施例3-1]
制成了实施例3-1的液晶显示装置。实施例3-1的液晶显示装置是上述的实施方式3-1的液晶显示装置300的具体例，且具有下述结构。
图69是对实施例3-1的液晶显示装置的设置于对向电极的开口的形状进行说明的平面示意图。关于实施例3-1的液晶显示装置的对向电极，设定了以图69的形状去掉的开口。在开口上设置了黑矩阵的开口部。将图69所示的宽度a、b、c以及d分别设定为a＝7.700μm、b＝11.300μm、c＝3.700μm、以及d＝5.600μm。
关于夹设于上下的基板间的液晶层，将折射率各向异性(Δn)设定为0.111，将面内相位差(Re)设定为330nm。另外，将液晶分子的介电常数各向异性(Δε)设定为7(正型)，将20℃的液晶层的粘度设定为70cps，液晶分子的初始取向方位相对于各基板平行，并且被设定为相对于偏光板吸收轴而成为90度。此外，一对偏光板成为偏光板吸收轴分别以与液晶分子的初始取向方位平行以及正交的方式配置的常黑模式。
在下基板上依次配置有面状的像素电极、介电常数各向异性ε为6.9的无机膜、以及形成有开口的对向电极，液晶层与对向电极经由水平取向膜而邻接。开口是点对称的形状，并且成为相对于与液晶分子的初始取向方位平行的直线以及与同液晶分子的初始取向方位正交的直线平行的直线而线对称的形状，每一个显示单位配置了两个开口。液晶显示装置的清晰度为706ppi，一个像素的大小为36μm×36μm，一个显示单位的大小为12μm×36μm，像素间距为12μm。即，由三个显示单位形成一个像素。
[比较例3-1]
图88是与比较例3-1的液晶显示装置相关的图，(1)是液晶显示装置的平面示意图，(2)是对设置于对向电极的开口的形状进行了说明的平面示意图。
制成了比较例3-1的液晶显示装置。比较例3-1的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图88所示的形状以外，其他具有与实施例3-1的液晶显示装置相同的结构。在比较例3-1的液晶显示装置中，将图88所示的宽度a、b、c以及d分别设定为a＝6.200μm、b＝8.840μm、c＝3.800μm以及d＝4.800μm。
[实施例3-1以及比较例3-1的对比]
(基于取向观察的对比)图70是表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的电压施加状态的取向观察的结果的图。
如图70所示那样，可知：在实施了3.7V的电压的情况下，在实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置中，开口的中央部成为暗线，液晶分子不旋转。另一方面，可知：若施加4.5V的电压，则在实施例3-1的液晶显示装置中开口的中央部依然成为暗线，液晶分子的取向稳定，相对于此，在比较例3-1的液晶显示装置中在开口的中央部液晶分子的取向不稳定化而旋转，光透射。
(基于上升响应时间的对比)
图71是表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的上升响应的时间与规格化透射率的关系的图。将通过光学调制而获得的透射率的最大值定义为规格化透射率100％，上升的响应时间成为从规格化透射率10％向规格化透射率90％的变化所需要的时间，以图71为基础，求出了实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置上升响应时间。
对于实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的上升响应时间而言，对实施例3-1的液晶显示装置施加了3.7V的电压的情况下为4ms，对实施例3-1的液晶显示装置施加了4.5V的电压(白电压)的情况下为4.6ms，对比较例3-1的液晶显示装置施加了3.7V的电压的情况下为3.9ms，对比较例3-1的液晶显示装置施加了4.5V的电压的情况下为8.6ms。
在开口的中央部的液晶分子不旋转的情况下，实施例3-1以及比较例3-1均上升响应时间为5ms以内。然而，对于施加了4.5V的电压的比较例3-1的液晶显示装置而言，开口的中央部的液晶分子旋转，因此导致上升响应时间较大地超过5ms。因此，为了以全部的灰度维持高速响应性，在4.5V的白电压下，也成为开口的中央部的液晶分子不旋转的形状较为重要。
(基于取向分布的模拟的对比)
图72是表示实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。针对一个像素(三个显示单位)的量进行了模拟。
如图72所示那样，可知：在实施了4.5V的电压的情况下，
实施例3-1以及比较例3-1的液晶显示装置均为，在六个开口全部开口的中央部存在暗线，在开口的中央部液晶分子不旋转。将这样的状态视为液晶分子的取向稳定的状态。
另一方面，可知：在使施加电压提高至5.5V的情况下，在
实施例3-1的液晶显示装置中在开口的中央部依然存在暗线，液晶分子的取向稳定，相对于此，在比较例3-1的液晶显示装置中在开口的中央部液晶分子的取向不稳定化而旋转，光透射。
若对图70所示的基于取向观察的实测结果、与图72所示的模拟结果进行比较，则可见与关于液晶分子的取向稳定的结果相关，但在模拟中，可知：液晶分子稳定地取向直至相对于实测而高至1.2倍左右的电压为止。因此，以下使用模拟对取向稳定的去掉形状进行研究，但将液晶分子的取向在模拟中稳定直至5.5V为止的开口形状视为取向稳定直至作为实测的白电压的4.5V为止的形状而进行研究。
[实施例3-2～3-19]
实施例3-2～3-19的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图73～图75所示的形状以外，其他具有与实施例3-1的液晶显示装置相同的结构。图73～图75分别是表示实施例3-2～3-9、实施例3-10～3-16以及实施例3-17～3-19的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。表5示出实施例3-1～3-19的液晶显示装置所使用的对向电极的开口的a、b、c以及d，表6示出开口的a、b、c以及d与像素间距的关系。以下的表中，用粗框包围a/P、b/P、(a-c)/P、(a-d)/P以及(a+b+c+d)/P2为上述式1～式5的范围内的部分。
[表5]
Figure BDA0001775110310000801
Figure BDA0001775110310000811
表6：
Figure BDA0001775110310000812
针对将a～d的值进行了各种变动的实施例3-1～3-19的液晶显示装置，通过模拟对在白电压5.5V下液晶分子的取向是否稳定进行了验证。
图76～图78分别是表示实施例3-2～3-9、实施例3-10～3-16、以及实施例3-17～3-19的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
与上述的实施例3-1的模拟结果同样，可知：在实施例3-2～3-19的液晶显示装置中，即使施加5.5V的电压，也在开口全部，在开口的中央部存在暗线，在开口的中央部液晶分子不旋转。即，可知：即使实测中施加4.5V的电压，液晶分子也稳定地取向。
[比较例3-2～3-28]
比较例3-2～3-28的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图89～图92以外，其他具有与实施例3-1的液晶显示装置相同的结构。图89～图92分别是表示比较例3-2～3-9、比较例3-10～3-17、比较例3-18～3-24以及比较例3-25～3-28的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。表7示出比较例3-1～3-28所使用的对向电极的开口的a、b、c以及d，表8示出开口的a、b、c以及d与像素间距的关系。
表7：
Figure BDA0001775110310000821
Figure BDA0001775110310000831
表8：
Figure BDA0001775110310000832
Figure BDA0001775110310000841
针对将a～d的值进行了各种变动的比较例3-1～3-28的液晶显示装置，通过模拟对在白电压5.5V下液晶分子的取向是否稳定进行了验证。
图93～图96分别是表示比较例3-2～3-9、比较例3-10～3-17、比较例3-18～3-24以及比较例3-25～3-28的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。
与上述的比较例3-1的模拟结果同样，可知：在比较例3-2～3-28的液晶显示装置中，若施加5.5V的电压，则在六个开口的至少一个，在开口的中央部液晶分子的取向不稳定化而旋转，光透射。
[实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的取向稳定电压]
针对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的液晶显示装置，通过模拟求出液晶分子稳定地取向的电压的最大值(取向稳定电压)。此外，在模拟中，使在所有开口中开口的中央部存在暗线的状态成为液晶分子稳定地取向的状态。
相对于a/P、b/P、(a-c)/P、(a-d)/P、以及(a+b+c+d)/P2各自对通过模拟求出的取向稳定电压绘制了曲线。
图79是相对于a/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。图80是相对于b/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。图81是相对于(a-c)/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。图82是相对于(a-d)/P对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。图83是相对于(a+b+c+d)/P2对实施例3-1～3-19以及比较例3-1～3-28的各个液晶显示装置的取向稳定电压绘制了曲线的图。在图79～图83中，用箭头示出取向稳定电压成为5.5V以上的范围。
在图79中，取向稳定电压成为5.5V以上的用箭头示出的范围是上述(式1)所示出的范围，在图80中，取向稳定电压成为5.5V以上的用箭头所示出的范围是上述(式2)所示出的范围，在图81中，取向稳定电压成为5.5V以上的用箭头所示出的范围是上述(式3)所示出的范围，在图82中，取向稳定电压成为5.5V以上的用箭头所示出的范围是上述(式4)所示出的范围，在图83中，取向稳定电压成为5.5V以上的用箭头所示出的范围是上述(式5)所示出的范围。
在开口的平面形状全部满足上述(式1)～(式5)时，取向稳定电压成为5.5V以上，因此即使在高电压施加状态下，也能够使液晶分子的取向稳定化，在水平取向模式的液晶显示装置中，也能够提高响应速度。
此外，在图79以及图80中，可知成为a以及b的值越大，电压施加状态的液晶分子的取向越稳定化的结果，因此在这次实施例所使用的比706ppi清晰度低的液晶显示装置中，总是能够应用上述(式1)～(式5)的条件。
[实施例3-20、3-21以及比较例3-29]
接下来，对能够将上述(式1)～(式5)以怎样的程度应用于高清晰的液晶显示装置进行了研究。即，将a/P作为(式1)的下限值(0.575)附近的值，将b/P作为(式2)的下限值(0.850)附近的值，对能够应用上述(式1)～(式5)的清晰度进行了研究。
图84是表示实施例3-20、3-21以及比较例3-29的液晶显示装置的对向电极的平面示意图。实施例3-20的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图84的实施例3-20的形状，并且将清晰度变更为803ppi，将一个像素的大小变更为31.65μm×31.65μm，将一个显示单位的大小变更为10.55μm×31.65μm，将像素间距变更为10.55μm以外，其他具有与实施例3-1相同的结构。
实施例3-21的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图84的实施例3-21的形状，并且将清晰度变更为901ppi，将一个像素的大小变更为28.2μm×28.2μm，将一个显示单位的大小变更为9.4μm×28.2μm，将像素间距变更为9.4μm以外，其他具有与实施例3-1相同的结构。
比较例3-29的液晶显示装置除了将设置于对向电极的开口的形状变更为图84的比较例3-29的形状，并且将清晰度变更为951ppi，将一个像素的大小变更为26.7μm×26.7μm，将一个显示单位的大小变更为8.9μm×26.7μm，将像素间距变更为8.9μm以外，其他具有与实施例3-1相同的结构。
表9示出实施例3-20，3-21以及比较例3-29的液晶显示装置所使用的对向电极的开口的a、b、c以及d，表10示出开口的a、b、c以及d与像素间距的关系。
表9：
a(μm) b(μm) c(μm) d(μm) a-c(μm) a-d(μm) a+b+c+d(μm)
实施例3-20 6.100 9.000 2.800 4.200 3.300 1.900 22.100
实施例3-21 5.450 8.100 2.200 3.750 3.250 1.700 19.500
比较例3-29 5.150 7.600 2.200 3.550 2.950 1.600 18.500
表10：
Figure BDA0001775110310000871
针对实施例3-20、3-21以及比较例3-29的液晶显示装置，通过模拟对在白电压5.5V下液晶分子的取向是否稳定进行了验证。
图85是表示实施例3-20、3-21以及比较例3-29的液晶显示装置的电压施加状态的液晶分子的取向分布的模拟结果的俯视图。根据图85，可知在实施例3-20以及3-21中，即使施加5.5V的电压，在所有六个开口中，在开口的中央部存在暗线，在开口的中央部，液晶分子不旋转。即，可知即使实测中施加4.5V的电压，液晶分子也稳定地取向。另一方面，可知在比较例3-29中，若施加5.5V的电压，则在六个开口的至少一个中，在开口的中央部，液晶分子的取向不稳定化而旋转，光透射。根据以上，可知即使开口的a、b、c以及d与像素间距的关系满足上述(式1)～(式5)的情况下，清晰度为951ppi以上的情况下，也无法使液晶分子的取向稳定化。
[附记1]
本发明的一方式也可以是液晶显示装置，其特征在于，依次具备：第一基板110、含有液晶分子121的液晶层120、以及第二基板130，第一基板110具有：第一电极112、设置于比第一电极112靠液晶层120侧的第二电极114、以及设置于第一电极112与第二电极114之间的绝缘膜113，在第二电极114形成有包含长条形状部115、和从长条形状部115向相互相反侧突出的一对突出部116的开口117，一对突出部116设置于长条形状部115的除去长边方向的两端部的部分，并且位于相互对应的位置，在第一电极112与第二电极114之间未施加电压的电压无施加状态下，液晶分子121相对于第一基板110平行地取向，在俯视时，长条形状部115的上述长边方向、与上述电压无施加状态的液晶分子121的取向方位平行、或者正交。
在第二电极114形成有包含长条形状部115、和从长条形状部115向相互相反侧突出的一对突出部116的开口117，因此不需要在第二电极114形成复杂的形状的开口117，能够高清晰化。
另外，一对突出部116处于长条形状部115的除去长边方向的两端部的位置，且设置于相互对应的位置，在第一电极112与第二电极114之间未施加电压的电压无施加状态下，液晶分子121相对于第一基板110平行地取向，在俯视时，长条形状部115的上述长边方向、与上述电压无施加状态的液晶分子121的取向方位平行、或者正交，因此在电压施加状态下能够产生以十字状的向错而划分出的四个液晶畴，而且即使在高电压施加状态下也能够使向错以及四个液晶畴固定化。其结果，能够提高响应速度。
一对突出部116也可以位于长条形状部115的上述长边方向的中央部。根据该方式，能够在电压施加时将液晶分子121取向分割为四个大致对称的区域，因此能够进一步提高响应速度。
液晶分子121也可以具有正的介电常数各向异性。根据该方式，能够使用粘度相对低的液晶分子121，能够进一步提高响应速度。
液晶分子121也可以具有负的介电常数各向异性。
长条形状部115的上述长边方向的上述两端部的至少一方也可以带有圆度。根据该方式，能够在带有圆度的端部产生倾斜方向的电场，能够进一步提高响应速度。
也可以在第一电极112与第二电极114之间施加了电压的电压施加状态下，每一个开口117产生四个液晶畴。
上述四个液晶畴也可以在相对于长条形状部115的上述长边方向以及短边方向而对称的四个区域内产生。根据该方式，能够进一步提高响应速度。
长条形状部115的上述长边方向的上述两端部也可以带有圆度。
[附记2]
本发明的一方式也可以依次具备：第一基板210、含有液晶分子221的液晶层220、以及第二基板230，第一基板210具有：第一电极212、设置于比第一电极212靠液晶层220侧的第二电极214、以及设置于第一电极212与第二电极214之间的绝缘膜213，在第二电极214形成有开口217，在第一电极212与第二电极214之间未施加电压的电压无施加状态下，液晶分子221相对于第一基板210平行地取向，在俯视时，开口217的轮廓包括：沿着从开口217的上端部218a延伸直至开口217的右端部218d的第一线段119a的第一倾斜轮廓部219a、沿着从上端部218a延伸直至开口217的左端部218c的第二线段119b的第二倾斜轮廓部219b、沿着从开口217的下端部218b延伸直至左端部218c的第三线段119c的第三倾斜轮廓部219c、以及沿着从下端部218b延伸直至右端部218d的第四线段119d的第四倾斜轮廓部219d，在俯视时，第一、第二、第三以及第四线段119a～119d分别相对于上述电压无施加状态的液晶分子221的取向方位而倾斜。
这样的开口217由于不包含复杂的形状，所以能够高清晰化，并且能够在开口217的倾斜轮廓部219a、219b、219c以及219d使液晶分子221顺畅地旋转，因此即使在低电压施加状态下也能够提高响应速度。
也可以第一、第二、第三以及第四线段119a、119b、119c以及119d与上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位所成的角度分别在俯视时超过0°且45°以下。通过成为这样的方式，液晶分子221的旋转变得更顺畅，即使在低电压施加状态下，也能够进一步提高响应速度。
也可以上述角度分别在俯视时为2°以上且45°以下。通过成为这样的方式，液晶分子21的旋转变得更顺畅，即使在低电压施加状态下，也能够进一步提高响应速度。
液晶显示装置200也可以具有：以矩阵状排列的多个显示单位201A，开口217每一个显示单位201A配置有一个，上述角度分别在俯视时为2°以上且不足13°。通过成为这样的方式，能够使对向电极214的开口区域变广，能够提高透射率。
液晶显示装置200也可以具有：以矩阵状排列的多个显示单位201A，开口217每一个显示单位201A配置有两个，上述角度分别在俯视时为2°以上且不足45°。通过成为这样的方式，能够使对向电极214的开口区域变广，能够提高透射率。
也可以第一以及第二倾斜轮廓部219a以及219b相对于上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位而线对称。通过成为这样的方式，电压施加状态下形成的液晶畴223的对称性提高，能够进一步提高响应速度。
也可以第三以及第四倾斜轮廓部219c以及219d相对于上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位而线对称。通过成为这样的方式，电压施加状态下形成的液晶畴223的对称性提高，能够进一步提高响应速度。
也可以第一以及第四倾斜轮廓部219a以及219d相对于与上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位正交的方位而线对称，第二以及第三倾斜轮廓部219b以及219c相对于与上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位正交的上述方位而线对称。通过成为这样的方式，电压施加状态下形成的液晶畴223的对称性提高，能够进一步提高响应速度。
也可以开口217包括：长条形状部215、和从长条形状部215向相互相反侧突出的一对突出部216，长条形状部215包括：第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a、219b、219c以及219d。这样的开口217不包括复杂的形状，因此特别是能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素。
也可以开口217是以上端部218a、下端部218b、左端部218c以及右端部218d为顶点的四边形状，上述四边形状的四个边分别包括第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a、219b、219c以及219d。这样的开口217不包括复杂的形状，因此特别是能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素。
也可以液晶分子221具有正的介电常数各向异性。具有正的介电常数各向异性的液晶分子221粘度相对低，因此能够进一步提高响应速度。
也可以开口217上端部218a以及下端部218b的至少一方带有圆度。通过成为这样的方式，利用倾斜方向的电场而使液晶分子221的取向固定化，从而能够进一步提高响应速度。
也可以在第一电极212与第二电极214施加了电压的电压施加状态下，每一个开口217存在四个液晶畴223。通过成为这样的方式，能够利用由形成于较窄的区域内的弯曲状以及展开状的取向而产生的形变的力，进一步提高响应速度。
也可以四个液晶畴223在相对于上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位、以及与上述电压无施加状态的液晶分子221的上述取向方位正交的方位而对称的四个区域内产生。通过提高四个液晶畴223的对称性，能够进一步提高响应速度。
也可以液晶显示装置200还具有一对偏光板(第一偏光板210A以及第二偏光板230A)，在俯视时，第一、第二、第三以及第四线段119a、119b、119c以及119d分别相对于一对偏光板(第一偏光板210A以及第二偏光板230A)的各个透射轴而倾斜。
也可以第一、第二、第三以及第四线段119a、119b、119c以及119d与一对偏光板(第一偏光板210A以及第二偏光板230A)的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为超过0°且45°以下。通过成为这样的方式，液晶分子221的旋转变得更顺畅，即使在低电压施加状态下，也能够进一步提高响应速度。
也可以第一、第二、第三以及第四线段119a、119b、119c以及119d与上述透射轴所成的上述角度分别在俯视时为2°以上且45°以下。通过成为这样的方式，液晶分子221的旋转变得更顺畅，即使在低电压施加状态下，也能够进一步提高响应速度。
也可以液晶显示装置200具有：以矩阵状排列的多个显示单位201A，开口217每一个显示单位201A配置有一个，第一、第二、第三以及第四线段119a、119b、119c以及119d与一对偏光板(第一偏光板210A以及第二偏光板230A)的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为2°以上且不足13°。通过成为这样的方式，能够使对向电极214的开口区域变广，能够提高透射率。
也可以液晶显示装置200具有：以矩阵状排列的多个显示单位201A，开口217每一个显示单位201A配置有两个，第一、第二、第三以及第四线段119a、119b、119c以及119d与一对偏光板(第一偏光板210A以及第二偏光板230A)的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为2°以上且不足45°。通过成为这样的方式，能够使对向电极214的开口区域变广，能够提高透射率。
第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓219a、219b、219c以及219d也可以分别为直线状或者曲线状。具有这样的形状的开口217不包括复杂的形状，因此特别是能够无问题地应用于例如800ppi以上的高清晰像素。
也可以第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a、219b、219c以及219d分别为曲线状，且向开口217的内侧方向突出。
也可以第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a、219b、219c以及219d分别为曲线状，且向开口217的外侧方向突出。
也可以第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部219a、219b、219c以及219d分别为曲线状，且为将向开口217的内侧方向突出的曲线、与向开口217的外侧方向突出的曲线组合的形状。
[附记3]
本发明的一方式也可以是液晶显示装置300，其依次具备：第一基板310、含有液晶分子321的液晶层320、以及第二基板330，并具有920ppi以下的清晰度，液晶分子321具有：正的介电常数各向异性，第一基板310具有：第一电极312、设置于比第一电极312靠液晶层320侧的第二电极314、以及设置于第一电极312与第二电极314之间的绝缘膜313，在第二电极314形成有开口315，在第一电极312与第二电极314之间未施加电压的电压无施加状态下，液晶分子321相对于第一基板310而平行地取向，开口315的平面形状满足下述(式1)～(式5)。
0.575≤a/P (式1)
0.850≤b/P (式2)
0.267≤(a-c)/P≤0.417 (式3)
0.075≤(a-d)/P≤0.183 (式4)
0.190≤(a+b+c+d)/P2 (式5)
(上述式的a、b、c以及d分别表示第一直线351上、第二直线352上、第三直线353上以及第四直线354上的开口315的长度(μm)，P表示像素间距(μm)。此处，第一直线351是相对于液晶分子321的初始取向方位322正交，并且使开口315断开的长度成为最长的直线。第二直线352是相对于液晶分子321的初始取向方位322平行，并且使开口315断开的长度成为最长的直线。第三直线353是相对于第一直线351平行，并且与第二直线352上的开口315的一方的端部350a的距离为1μm的直线。第四直线354是相对于第一直线351平行，与第一直线351的距离为2μm，并且位于第一直线351与第三直线353之间的直线。)
根据液晶显示装置300，在高电压施加状态下也能够使液晶分子321的取向稳定化，并且能够高清晰化。更详细而言，在液晶显示装置300的清晰度为920ppi以下的情况下，开口315全部满足上述(式1)～(式5)的条件，由此不会使开口315的形状成为复杂的形状而能够准确地控制液晶分子321的取向，即使在高电压施加状态下，也能够使位于开口315的中央部的液晶分子321的取向稳定化。
第一直线351以及第二直线352也可以在开口315的区域内交叉。通过成为这样的方式，在电压施加状态下，能够容易地形成四个液晶畴323，从而能够容易地提高响应速度。
也可以第三直线353上的开口部分以及第四直线354上的开口部分被包含于使第一直线351上的开口部分在相对于第二直线352而平行的方向上假像地扩张的区域370。通过成为这样的方式，能够提高在电压施加状态下产生的液晶畴323的对称性，能够进一步提高响应速度。
开口315的平面形状也可以还满足下述(式6)～(式8)。
0.267≤(a-e)/P≤0.417 (式6)
0.075≤(a-f)/P≤0.183 (式7)
0.190≤(a+b+e+f)/P2 (式8)
(上述式的e以及f分别表示第五直线355上以及第六直线356上的开口315的长度(μm)。此处，第五直线355是相对于第一直线351平行，并且与第二直线352上的开口315的另一方的端部350b的距离为1μm的直线。第六直线356是相对于第一直线351平行，与第一直线351的距离为2μm，并且位于第一直线351与第五直线355之间的直线。)
通过成为这样的方式，能够提高在电压施加状态下产生的液晶畴323的对称性，能够进一步提高响应速度。
开口315也可以包括：长条形状部316、和从长条形状部316向相互相反侧突出的一对突出部317。这样的开口315在电压施加状态下能够形成四个液晶畴323，并且不包括复杂的形状，因此例如在700ppi以上的高清晰像素下，也能够提高响应速度。
一对突出部317也可以外缘为圆弧状。通过成为这样的方式，在电压施加状态下，能够使位于开口315的中央部的液晶分子321的取向更加稳定化，能够进一步提高响应速度。
一对突出部317也可以是三角形或者三角形的至少一个角变圆的形状。通过成为这样的方式，在电压施加状态下，能够使位于开口315的中央部的液晶分子321的取向更加稳定化，能够进一步提高响应速度。
一对突出部317也可以是外缘具有凹凸的圆弧状。通过成为这样的方式，在电压施加状态下，能够使位于开口315的中央部的液晶分子321的取向进一步稳定化，能够进一步提高响应速度。
也可以在俯视时，长条形状部316的长边方向与液晶分子321的初始取向方位322平行。通过成为这样的方式，可提高在电压施加状态下产生的液晶畴323的对称性，因此能够提高响应速度。
也可以开口315的长边方向的两端部的至少一方带有圆度。通过长条形状部316的至少一方的端部带有圆度，从而在该端部通过倾斜方向的电场而使液晶分子321的取向固定化，能够进一步提高响应速度。
开口315的上述平面形状也可以相对于第一直线351对称。通过成为这样的方式，可提高在电压施加状态下产生的液晶畴323的对称性，因此能够进一步提高响应速度。
也可以开口315的上述平面形状相对于第二直线352对称。通过成为这样的方式，可提高在电压施加状态下产生的液晶畴323的对称性，因此能够进一步提高响应速度。
也可以在第一电极312与第二电极314之间施加了电压的电压施加状态下，每一个开口315产生四个液晶畴323。通过成为这样的方式，能够利用电压施加状态的液晶取向的形变而提高响应速度。
四个液晶畴323也可以在相对于第一直线351以及第二直线352而对称的四个区域内产生。通过成为这样的方式，可提高在电压施加状态下产生的液晶畴323的对称性，因此能够进一步提高响应速度。
也可以开口315每一个显示单位303配置有两个。通过成为这样的方式，能够以更小的间距使液晶分子321旋转，能够提高电压施加状态的液晶分子321的取向的形变(扭转的力)，能够进一步提高响应速度。
以上所示的本发明的各方式也可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地组合。
附图标记说明
100、200、300：液晶显示装置
110、210、310：第一基板
111、131、211、231、311、331：绝缘基板(例如、玻璃基板)
112、212、312、2112：像素电极(第一电极)
113、213、313：绝缘层(绝缘膜)
114、214、314、2114、3114：对向电极(第二电极)
115、215、316：长条形状部
116、216、317：突出部
117、217、315、2117、3115：开口
118：电场
119a：第一线段
119b：第二线段
119c：第三线段
119d：第四线段
120、220、320：液晶层
121、221、321、2121、3121：液晶分子
121A：初始取向状态的液晶分子
121B：电压施加时的液晶分子
130、230、330：第二基板
132、232、332：彩色滤光片
133、233、333：覆盖层
141、241、342：源极信号线
142、242、341：栅极信号线
143、243、343：TFT201A：显示单位
210A：第一偏光板
218a：上端部
218b：下端部
218c：左端部
218d：右端部
219a：第一倾斜轮廓部
219b：第二倾斜轮廓部
219c：第三倾斜轮廓部
219d：第四倾斜轮廓部
222、322、2122、3122：初始取向方位
223、323：液晶畴
230A：第二偏光板
302、3102：像素
303、3103：显示单位(图像元素)
304、3104：黑矩阵的开口部
344：接触孔
350a、350b：端部
351：第一直线
352：第二直线
353：第三直线
354：第四直线
355：第五直线
356：第六直线
360：像素间距
370：使第一直线上的开口部分在相对于第二直线而平行的方向上虚拟扩张的区域
θ：线段与液晶分子的初始取向方位所成的角度
θa：第一线段与液晶分子的初始取向方位所成的角度
θb：第二线段与液晶分子的初始取向方位所成的角度
θc：第三线段与液晶分子的初始取向方位所成的角度
θd：第四线段与液晶分子的初始取向方位所成的角度

Claims (30)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，
依次具备：第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及第二基板，
所述第一基板具有：第一电极、设置于比所述第一电极靠所述液晶层侧的第二电极、以及设置于所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘膜，
在所述第二电极形成有开口，
在所述第一电极与所述第二电极之间未施加电压的电压无施加状态下，所述液晶分子相对于所述第一基板而平行地取向，
在俯视时，所述开口的轮廓包括：沿着从所述开口的上端部延伸直至所述开口的右端部的第一线段的第一倾斜轮廓部、沿着从所述上端部延伸直至所述开口的左端部的第二线段的第二倾斜轮廓部、沿着从所述开口的下端部延伸直至所述左端部的第三线段的第三倾斜轮廓部、以及沿着从所述下端部延伸直至所述右端部的第四线段的第四倾斜轮廓部，
所述开口的所述上端部以及所述下端部的至少一方带有圆度，在俯视时，所述第一、第二、第三以及第四线段分别相对于所述电压无施加状态的所述液晶分子的取向方位而倾斜，
所述液晶显示装置具有以矩阵状排列的多个显示单位，
所述开口在所述多个显示单位的每一个显示单位中配置一个，
所述第一、第二、第三以及第四线段与所述电压无施加状态下的所述液晶分子的所述取向方位所成的角度分别在俯视时为2°以上且10°以下。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一以及第二倾斜轮廓部相对于所述电压无施加状态的所述液晶分子的所述取向方位而线对称。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第三以及第四倾斜轮廓部相对于所述电压无施加状态的所述液晶分子的所述取向方位而线对称。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一以及第四倾斜轮廓部相对于与所述电压无施加状态的所述液晶分子的所述取向方位正交的方位而线对称，
所述第二以及第三倾斜轮廓部相对于与所述电压无施加状态的所述液晶分子的所述取向方位正交的所述方位而线对称。
5.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口包括：长条形状部、和从所述长条形状部向相互相反侧突出的一对突出部，
所述长条形状部包括：所述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部。
6.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口是以所述上端部、所述下端部、所述左端部以及所述右端部为顶点的四边形状，
所述四边形状的四个边分别包括所述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部。
7.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶分子具有：正的介电常数各向异性。
8.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述第一电极与所述第二电极之间施加了电压的电压施加状态下，每一个所述开口存在四个液晶畴。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述四个液晶畴在相对于所述电压无施加状态的所述液晶分子的所述取向方位、以及与所述电压无施加状态的所述液晶分子的所述取向方位正交的方位而对称的四个区域内产生。
10.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述液晶显示装置还具有一对偏光板，
在俯视时，所述第一、第二、第三以及第四线段分别相对于所述一对偏光板的各个透射轴而倾斜。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一、第二、第三以及第四线段与所述一对偏光板的一方的透射轴所成的角度分别在俯视时为超过0°且45°以下。
12.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为直线状或者曲线状。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为曲线状，且向所述开口的内侧方向突出。
14.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为曲线状，且向所述开口的外侧方向突出。
15.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一、第二、第三以及第四倾斜轮廓部分别为曲线状，且为将向所述开口的内侧方向突出的曲线、与向所述开口的外侧方向突出的曲线组合的形状。
16.一种液晶显示装置，其特征在于，
依次具备：第一基板、含有液晶分子的液晶层、以及第二基板，并具有920ppi以下的清晰度，
所述液晶分子具有：正的介电常数各向异性，
所述第一基板具有：第一电极、设置于比所述第一电极靠所述液晶层侧的第二电极、以及设置于所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘膜，
在所述第二电极形成有开口，
在所述第一电极与所述第二电极之间未施加电压的电压无施加状态下，所述液晶分子相对于所述第一基板平行地取向，所述开口的平面形状满足下述(式1)～(式5)，
下述式中的a、b、c以及d分别表示第一直线上、第二直线上、第三直线上以及第四直线上的所述开口的长度(μm)，P表示像素间距(μm)，
此处，所述第一直线是相对于所述液晶分子的初始取向方位正交，并且使所述开口断开的长度成为最长的直线；
所述第二直线是相对于所述液晶分子的所述初始取向方位平行，并且使所述开口断开的长度成为最长的直线；
所述第三直线是相对于所述第一直线平行，并且与所述第二直线上的所述开口的一方的端部的距离为1μm的直线；
所述第四直线是相对于所述第一直线平行，与所述第一直线的距离为2μm，并且位于所述第一直线与所述第三直线之间的直线；
0.575≤a/P (式1)
0.850≤b/P (式2)
0.267≤(a-c)/P≤0.417 (式3)
0.075≤(a-d)/P≤0.183 (式4)
0.190≤(a+b+c+d)/P2 (式5) 。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第一直线以及所述第二直线在所述开口的区域内交叉。
18.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述第三直线上的开口部分以及所述第四直线上的开口部分被包含于使所述第一直线上的开口部分在相对于所述第二直线而平行的方向上虚拟扩张的区域。
19.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口的平面形状进一步满足下述(式6)～(式8)，下述式中的e以及f分别表示第五直线上以及第六直线上的所述开口的长度(μm)，
此处，所述第五直线是相对于所述第一直线平行，并且与所述第二直线上的所述开口的另一方的端部的距离为1μm的直线；
所述第六直线是相对于所述第一直线平行，与所述第一直线的距离为2μm，并且位于所述第一直线与所述第五直线之间的直线；
0.267≤(a-e)/P≤0.417 (式6)
0.075≤(a-f)/P≤0.183 (式7)
0.190≤(a+b+e+f)/P2 (式8) 。
20.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口包括：长条形状部、和从所述长条形状部向相互相反侧突出的一对突出部。
21.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述一对突出部外缘为圆弧状。
22.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述一对突出部是三角形或者三角形的至少一个角变圆的形状。
23.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述一对突出部是外缘具有凹凸的圆弧状。
24.根据权利要求20或21所述的液晶显示装置，其特征在于，
在俯视时，所述长条形状部的长边方向与所述液晶分子的所述初始取向方位平行。
25.根据权利要求20或21所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口的长边方向的两端部的至少一方带有圆度。
26.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口的所述平面形状相对于所述第一直线对称。
27.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口的所述平面形状相对于所述第二直线对称。
28.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
在所述第一电极与所述第二电极之间施加了电压的电压施加状态下，每一个所述开口产生四个液晶畴。
29.根据权利要求28所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述四个液晶畴在相对于所述第一直线以及所述第二直线而对称的四个区域内产生。
30.根据权利要求16或17所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述开口在每一个显示单位配置有两个。
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