JP2018132775A

JP2018132775A - 液晶表示素子

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Publication number: JP2018132775A
Application number: JP2018078718A
Authority: JP
Inventors: 岩本　宜久; Nobuhisa Iwamoto; 宜久岩本
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: JP6564492B2

Abstract

【課題】表示品質の高い液晶表示素子を提供する。【解決手段】第１電極を備える第１基板と、第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、第１基板と第２基板の間に配置される液晶層とを有し、第１電極、第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、第１方向に沿って隣接する複数の開口部を備え、複数の開口部の各々は、第１方向に沿う辺の長さがＬａ，第１方向と直交する第２方向の辺の長さがＳｗの第１矩形状領域、第１方向に沿う辺の長さがＬｃ、第２方向に沿う辺の長さがＳｎの第２矩形状領域、及び、第１、第２矩形状領域をつなぐ、前記第２方向に沿う上底、下底の長さがＳｎ、Ｓｗ、第１方向に沿う高さがＬｂの台形領域から構成され、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ関係を有しており、複数の開口部は、第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、大きい方の開口幅以下である液晶表示素子を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示素子に関する。

対向配置された一対の基板上の電極に、複数のスリット状開口部を長手方向に等間隔に配置した液晶表示素子の発明が、本願発明者によってなされている（特許文献１参照）。一方基板上の電極のスリット状開口部と、他方基板上の電極のスリット状開口部は、スリットの長手方向と直交する方向（幅方向）に交互に配置される。電極間に電圧を印加すると、スリット状開口部に起因して斜め電界が生じ、開口部の幅方向に沿って液晶分子の面内配向方位が１８０°異なる２ドメイン配向が実現される。

しかし特許文献１記載の液晶表示素子においては、長手方向に隣接するスリット状開口部間で、明表示時に、配向不良による暗領域が発生し、液晶表示素子の光透過率及び表示均一性が低下する場合がある。そこで本願発明者は、長手方向に隣接する２つのスリット状開口部間の距離を開口部幅より小さくする提案を行っている（特許文献２参照）。なお、長手方向に隣接する２つのスリット状開口部の開口部幅は相互に等しい。またスリット状開口部は、たとえばスリット形状の開口を有するフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストをエッチングマスクとしてエッチングを行うことで形成される。

特開２００４−２５２２９８号公報特開２００９−１２２２７１号公報

長手方向に隣接する２つのスリット状開口部間距離を開口部幅より小さくするパターン配置方法（特許文献２参照）においては、たとえば隣接開口部間距離をできるだけ小さくすることが有効である。しかしそうしようとすると、エッチング時に、隣接する開口部どうしが接続されるパターン断線が発生することがある。

図１２に、スリット状開口部間距離が開口部幅より小さい素子（空セル）の反射顕微鏡観察像を示す。本素子の作製においては、フォトマスク上におけるスリット幅を０．０１５ｍｍ、長手方向の隣接スリット間距離を０．００７５ｍｍとした。

表側電極（コモン電極）、裏側電極（セグメント電極）の双方において、スリット状開口部が分断されず、連続している（長手方向に分断されるはずのスリット状開口部どうしが結合している）様子が観察される。

図１３Ａは、フォトマスク上のスリットパターンの一部（長手方向に隣接する２つのスリットパターン）を示す概略図である。本図に示すように、フォトマスク上には、分断されたスリットパターンが形成されている。

図１３Ｂは、電極に形成された開口部の一部を示す概略図である。実線は開口部の輪郭、点線はフォトマスク上のスリットパターン（図１３Ａ参照）を示す。フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を経て、電極上に形成された開口部は、分断されるはずの位置で分断されず、連続する。フォトマスク上のスリットパターンと比較すると、パターンの角がとれるとともに、対向するスリットパターン側（スリット間領域）に突き出して、分断されるはずのスリット状開口部どうしが結合した形状である。

長手方向に分断されるはずのスリット状開口部どうしの結合により、表示部において、たとえば表示欠け（不灯）が生じる。

本願発明者の研究の結果、フォトマスク上において、長手方向に隣接する２つのスリットパターン間の距離を０．０１ｍｍとすれば、電極上に形成されるスリット状開口部の相互結合は大幅に減少されるが、それでもなお、電極のスリット状開口部の連続は生じることがわかった。したがってフォトマスク上における長手方向のスリットパターン間距離は、０．０１ｍｍより大きくすることが好ましい。しかしその場合、特許文献２記載の技術に従えば、スリット幅も０．０１ｍｍより大きくすることになる。

本願発明者は、長手方向のスリットパターン間距離及びスリット幅を小さくし、かつ、電極開口部の分断を高い確実性で行って、高品質表示を実現する液晶表示素子の研究を行った。

本発明の目的は、表示品質の高い液晶表示素子を提供することである。

本発明の一観点によれば、第１電極を備える第１基板と、前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層とを有し、前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部を備え、前記複数の開口部の各々は、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｗの第１矩形状領域、前記第１方向に沿う辺の長さがＬｃ、前記第２方向に沿う辺の長さがＳｎの第２矩形状領域、及び、前記第１、第２矩形状領域をつなぐ、前記第２方向に沿う上底、下底の長さがＳｎ、Ｓｗ、前記第１方向に沿う高さがＬｂの台形領域から構成され、前記Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ関係を有しており、前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記小さい方の開口幅以下である、液晶表示素子が提供される。

本発明によれば、表示品質の高い液晶表示素子を提供することができる。

図１は、第１実施例による液晶表示素子の概略的な断面図である。図２は、表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。図３Ａは、第１実施例による液晶表示素子の作製時における、空セルの反射偏光顕微鏡観察像であり、図３Ｂは、第１実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図４Ａは、第２実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図であり、図４Ｂは、第２実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図５Ａは、第３実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図であり、図５Ｂは、第３実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図６Ａは、第４実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図であり、図６Ｂは、第４実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図７Ａは、第５実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図であり、図７Ｂは、第５実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図８は、第６実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。図９は、第７実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。図１０Ａ〜図１０Ｃは、変形例による液晶表示素子の開口部１２ａｏ、１２ｂｏを示す概略的な平面図である。図１１Ａ〜図１１Ｃは、変形例による液晶表示素子の開口部を示す概略的な平面図である。図１２は、スリット状開口部間距離が開口部幅より小さい素子（空セル）の反射顕微鏡観察像である。図１３Ａは、フォトマスク上のスリットパターンの一部を示す概略図であり、図１３Ｂは、電極に形成された開口部の一部を示す概略図である。

図１は、第１実施例による液晶表示素子の概略的な断面図である。

第１実施例による液晶表示素子は、離間して略平行に対向配置された表側基板１０ａ、裏側基板１０ｂ、及び両基板１０ａ、１０ｂ間に配置された液晶層１４を含んで構成される。

表側基板１０ａは、表側透明基板１１ａ、表側透明基板１１ａ上に形成された表側電極（コモン電極）１２ａ、及び表側電極１２ａ上に形成された表側配向膜１３ａを含む。同様に、裏側基板１０ｂは、裏側透明基板１１ｂ、裏側透明基板１１ｂ上に形成された裏側電極（セグメント電極）１２ｂ、及び裏側電極１２ｂ上に形成された裏側配向膜１３ｂを含む。

表側透明基板１１ａ及び裏側透明基板１１ｂは、たとえばガラス基板である。表側電極１２ａ及び裏側電極１２ｂは、たとえばＩＴＯ等の透明導電材料で形成される。表側電極１２ａ及び裏側電極１２ｂは、各々一方向に長い開口部を備える。両電極１２ａ、１２ｂは、液晶層１４を挟んで互いに重なり合い、表示領域を画定する。

液晶層１４は、表側基板１０ａの表側配向膜１３ａと、裏側基板１０ｂの裏側配向膜１３ｂの間に配置される、たとえば垂直配向する液晶層である。

なお、表側基板１０ａ、裏側基板１０ｂの液晶層１４と反対側の面には、それぞれ偏光板が、たとえばクロスニコルに配置される。

図２は、表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。

表側電極１２ａには、Ｙ軸方向に長い、複数の開口部１２ａｏが、開口部間距離（短辺エッジ間距離）をＬｐとして、長さ方向（Ｙ軸方向）に延在している。また、ピッチＰで幅方向（Ｘ軸方向）に延在している。

同様に、裏側電極１２ｂには、Ｙ軸方向に長い、複数の開口部１２ｂｏが、開口部間距離をＬｐとして、長さ方向（Ｙ軸方向）に延在している。また、ピッチＰで幅方向（Ｘ軸方向）に延在している。開口部１２ａｏと開口部１２ｂｏは同一形状である。開口部１２ｂｏは、開口部１２ａｏに対し、Ｘ軸方向に半ピッチずれて配置されている。このため、平面視上（基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見たとき）、開口部１２ａｏと開口部１２ｂｏは、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向と交差する方向）に沿って交互に、等間隔に配置される。なお、Ｚ軸方向が基板１０ａ、１０ｂ法線方向である。

電極１２ａ、１２ｂに開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、たとえば本図に示すように配置することで、両電極１２ａ、１２ｂ間に電圧を印加したとき、平面視上、Ｘ軸方向に隣接する開口部１２ａ、１２ｂ間の液晶層１４に斜め電界（電界方向が基板１０ａ、１０ｂ法線方向から傾いた電界）が発生する。また、各開口部１２ａｏ、１２ｂｏの両側（Ｘ軸正方向側及び負方向側）では、斜め電界の方向が逆になる。このため電圧印加時に、表示領域において、液晶分子の立ち上がり方向が逆になる小領域が同時に形成される（２ドメイン配向）。したがって互いの小領域の視角依存性が補完され、表示領域全体として視角依存性が低減し、視認性が良好となって、表示品質が向上する。

開口部１２ａｏ、１２ｂｏについて、詳細に説明する。

開口部１２ａｏ、１２ｂｏは、Ｙ軸方向に長さがＬａ、Ｌｂ、Ｌｃである３領域、すなわち長さＬａ、幅（Ｘ軸方向の長さ）Ｓｗの矩形状領域、長さＬｃ、幅Ｓｎの矩形状領域、及び、その２つの領域をつなぐ台形領域（上底Ｓｎ、下底Ｓｗ、高さＬｂの台形領域）から構成される。Ｓｗ＞Ｓｎの関係がある。各開口部１２ａｏ、１２ｂｏは、Ｙ軸正方向側の開口幅が小さく、Ｙ軸負方向側の開口幅が大きい。開口幅の小さいＹ軸正方向側の領域（Ｙ軸方向に長さがＬｃの領域）と、開口幅の大きいＹ軸負方向側の領域（Ｙ軸方向に長さがＬａの領域）とは、Ｙ軸方向に平行でないエッジ（台形の斜辺）で接続されている。

Ｙ軸方向に沿って隣接する２つの開口部１２ａｏについて見たとき、対向部の開口幅は、一方がＳｗであり、他方がＳｎとなる。また開口部間距離Ｌｐは、開口幅Ｓｗ以下、好ましくはＳｎ以下である。Ｙ軸方向に沿って隣接する２つの開口部１２ｂｏについても同様である。

第１の実施例においては、Ｌａ＝０．０１ｍｍ、Ｌｂ＝０．０３ｍｍ、Ｌｃ＝０．０６ｍｍ、Ｓｗ＝０．０２ｍｍ、Ｓｎ＝０．０１ｍｍ、Ｌｐ＝Ｓｎとした。また、開口部１２ａｏ、１２ｂｏのＸ軸方向への配列ピッチＰを０．０９ｍｍとした。平面視上、Ｘ軸方向に隣接する開口部１２ａｏ、１２ｂ間における開口エッジ間距離は、Ｌａ×Ｓｗの矩形状領域においてはＰｎ＝０．０２５ｍｍ、Ｌｃ×Ｓｎの矩形状領域においてはＰｗ＝０．０３５ｍｍとなる。Ｐｎは、平面視上、Ｘ軸方向に隣接する開口部１２ａｏと開口部１２ｂｏの開口エッジ間距離のうち最小のものであり、Ｐｗは最大のものである。

図３Ａに、第１実施例による液晶表示素子の作製時における、空セルの反射偏光顕微鏡観察像を示す。複数の開口部１２ａｏ（コモンスリット）及び複数の開口部１２ｂｏ（セグメントスリット）は、それぞれ長さ方向に完全に分断されている。

開口部１２ａｏ、１２ｂｏの短辺エッジは、長さ方向に隣接する開口部１２ａｏ、１２ｂｏ側（開口部間領域）に突出する曲線状である。これは、エッチング工程等におけるパターンエッジ部分のオーバーエッチングによる効果と考えられる。各開口部１２ａｏ、１２ｂｏは、マッチ棒のような外形を備える。長さ方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅は、一方が大きく他方が小さい。

図３Ｂは、第１実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図３Ａに示す空セルに、誘電率異方性Δε＜０の液晶材料を真空注入法にて注入後、液晶材料の等方相温度以上に１時間加熱し、開口部の長さ方向（図２のＹ軸方向）に対して、略４５°方位に吸収軸を配置したクロスニコル偏光板を貼付した。コモン電極とセグメント電極との間に、明表示電圧を印加した状態における観察像である。

平面視上、開口部の幅方向（図２のＸ軸方向）に隣接する各開口部間においては、均一な配向状態が実現して、良好な明表示が得られている。

また、長さ方向に沿って隣接する２つの開口部１２ａｏ間（分断部分）においては、均質なクロス状態の暗領域が観察され、また暗領域は、開口部１２ａｏ間（分断部分）の外側においては認められない。長さ方向に沿って隣接する２つの開口部１２ｂｏ間についても、同様である。長さ方向に隣接する２つの開口部間において、ざらつき感等のない高品位の明表示を実現する、良好な配向状態が得られていることがわかる。

第１の実施例による液晶表示素子は、長さ方向に隣接する２つの開口部間の距離、及び開口部幅が小さく、また、開口部どうしが長さ方向に完全に分断されて、表示欠け等の表示不具合が生じない、表示品質の高い液晶表示素子である。これは主に、長さ方向に隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の幅を、一方が大きく（Ｓｗ）、他方が小さく（Ｓｎ）なるように形成した効果である。また開口部間距離（Ｌｐ）を、Ｓｗ以下、好ましくはＳｎ以下とした効果である。

なお、本願発明者の鋭意研究の結果、たとえば図２に示す開口部１２ａｏに対応する形状（同形状）を有するフォトマスク上で、Ｓｎ≦Ｌｐであれば、長さ方向に隣接する２つの開口部どうしは、完全に分断されることがわかった。

図４Ａは、第２実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。第２実施例による液晶表示素子は、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの配置以外の点においては、第１実施例による液晶表示素子と等しい。

第１実施例においては、同形状の開口部１２ａｏ、１２ｂｏが、同方向を向くように配置されていたが、第２実施例においては、同形状の開口部１２ａｏ、１２ｂｏが、反対方向を向くように配置されている。

図４Ｂは、第２実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図３Ｂに示した第１実施例の観察像と同条件で観察を行った。

第１実施例による液晶表示素子と同様に、平面視上、開口部の幅方向に隣接する各開口部間においては、均一な配向状態、及び良好な明表示が得られ、また、長さ方向に沿って隣接する２つの開口部間（分断部分）においても、配向不良は認められず、均質なクロス状態の暗領域が観察される。

第２実施例による液晶表示素子は、第１実施例と同様の効果を奏することが可能な、表示品質の高い液晶表示素子である。

なお、第２実施例による液晶表示素子のような開口部配置構造を採用すると、第１実施例と比較して、開口率を大きくすることができる。

図５Ａは、第３実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。第３実施例による液晶表示素子は、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの配置以外の点においては、第１実施例による液晶表示素子と等しい。

第３実施例においては、開口部１２ｂｏは、開口部１２ａｏに対し、Ｙ軸方向にも略半ピッチずれて配置されている。図中のＰｗは０．０３５ｍｍ、Ｐｎは０．０３ｍｍである。

図５Ｂは、第３実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図３Ｂに示した第１実施例の観察像と同条件で観察を行った。

第１実施例による液晶表示素子と同様に、平面視上、開口部の幅方向に隣接する各開口部間においては、均一な配向状態が得られ、また、長さ方向に沿って隣接する２つの開口部間（分断部分）においても、配向不良は生じていない。

第３実施例による液晶表示素子も、第１実施例と同様の効果を奏することが可能である。

なお第３実施例では、開口部１２ｂｏを、開口部１２ａｏに対し、Ｙ軸方向に略半ピッチずらして配置したが、ずらし量に制約はない。

図６Ａは、第４実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。第３実施例においては、同形状の開口部１２ａｏ、１２ｂｏが、同方向を向くように配置されていたが、第４実施例においては、同形状の開口部１２ａｏ、１２ｂｏが、反対方向を向くように配置されている。また第４実施例においては、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの台形領域（上底Ｓｎ、下底Ｓｗ、高さＬｂの台形領域）の位置をＸ軸方向に揃えた。第４実施例による液晶表示素子は、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの配置以外の点においては、第３実施例による液晶表示素子と等しい。Ｐｗ、Ｐｎも第３実施例と同じ値である。

図６Ｂは、第４実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図３Ｂに示した第１実施例の観察像と同条件で観察を行った。

第４実施例による液晶表示素子も、第１実施例と同様の効果を奏することが可能である。

なお、第４実施例による液晶表示素子のような開口部配置構造を採用すると、第３実施例と比較して、開口率を大きくすることができる。

また第４実施例では、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの台形領域の位置をＸ軸方向に揃えたが、開口部１２ａｏに対する開口部１２ｂｏのずらし量はこの限りではない。

電極単位面積あたりの開口部の配置面積を減少させることは、液晶表示素子の透過率向上につながる。第５〜第８実施例による液晶表示素子は、電極単位面積あたりの開口部の配置面積を低減した液晶表示素子の例である。第５〜第８実施例においても、長さ方向に隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の幅は、一方が大きく（Ｓｗ）、他方が小さい（Ｓｎ）。また開口部間距離（Ｌｐ）は、Ｓｗ以下、好ましくはＳｎ以下である。

図７Ａは、第５実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。第１実施例においては、開口部１２ａｏ、１２ｂｏが、Ｙ軸方向に長さがＬａ、Ｌｂ、Ｌｃである３領域から構成されていたが、第５実施例においては、長さＬａの領域がなく、長さＬｃ、幅Ｓｎの矩形状領域と台形領域（上底Ｓｎ、下底Ｓｗ、高さＬｂの台形領域）で構成される。第５実施例においては、Ｌｂ＝０．０３ｍｍ、Ｌｃ＝０．０７ｍｍ、Ｓｗ＝０．０１５ｍｍ、Ｓｎ＝０．００７５ｍｍ、Ｌｐ＝Ｓｎ、Ｐ＝０．０８４ｍｍ、Ｐｗ＝０．０３５ｍｍ、Ｐｎ＝０．０３ｍｍとした。

図７Ｂは、第５実施例による液晶表示素子の、透過顕微鏡を用いた配向組織観察像である。図３Ｂに示した第１実施例の観察像と同条件で観察を行った。

なお、図７Ａに示す開口部１２ａｏ、１２ｂｏパターンは、たとえば開口部１２ａｏに対応する形状（同形状）を有するフォトマスクを用いて形成した。Ｌｐ＝０．００７５ｍｍであるにもかかわらず、図１２に示した場合と異なり、図示する領域以外においても、スリット状開口部どうしの結合は認められなかった。長さ方向に隣接する２つの開口部につき、一方が大きく、他方が小さい対向部幅とすることで、マスク上のＬｐを小さくすることが可能であり、開口率を大きくしつつ、表示欠け等の表示不具合を防止することができることが明らかとなった。

第５実施例による液晶表示素子も、第１実施例と同様の効果を奏することが可能である。また第５実施例による液晶表示素子は、電極単位面積あたりの開口部の配置面積が低減されているため、たとえば第１実施例と比較して、高い透過率を備える液晶表示素子である。

図８は、第６実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。第５実施例は、Ｙ軸方向に長さＬａの領域がない構造であったが、Ｙ軸方向に長さＬｂの領域がない構造や長さＬｃの領域がない構造とすることもできる。第６実施例においては、長さＬｂの領域がない構造とし、長さＬａの領域と長さＬｃの領域をＸ軸方向にのびるエッジで接続した。

第６実施例による液晶表示素子は、第５実施例と同様の効果を奏することができる。

図９は、第７実施例による液晶表示素子の表側電極１２ａ、裏側電極１２ｂに各々形成される開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、基板１０ａ、１０ｂ法線方向から見た概略的な平面図である。第７実施例においては、長さＬｂの領域（台形領域）のみで開口部１２ａｏ、１２ｂｏを構成した。本図に示す例においては、同形状の開口部１２ａｏ、１２ｂｏを、相互に逆向きとなるように配置し、また、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの位置をＸ軸方向に揃えた。Ｐｎ＝Ｐｗとなる。開口部１２ａｏ、１２ｂｏは同じ向きに配置してもよく、開口部１２ｂｏの位置を、開口部１２ａｏに対してＹ軸方向にずらしてもよい。ただ、開口部１２ａｏ、１２ｂｏを逆向きとする配置構造を採用すると、同方向とするより開口率を大きくすることができる。

第７実施例による液晶表示素子も、第５実施例と同様の効果を奏することができる。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、変形例による液晶表示素子の開口部１２ａｏ、１２ｂｏを示す概略的な平面図である。実施例においては、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの各々を同一形状の開口部で構成したが、長さ方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅を、一方を大きく（Ｓｗ）、他方を小さく（Ｓｎ）するという制限のもと、複数形状の開口部で構成することもできる。この場合も、開口部間距離（Ｌｐ）は、Ｓｗ以下、好ましくはＳｎ以下である。図１０Ａ〜図１０Ｃには、長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って、異なる形状の開口部１２ａｏ、１２ｂｏが、規則的に配置される例を示した。

図１０Ａは、開口部１２ａｏ、１２ｂｏとして、幅（Ｘ軸方向の長さ）が異なる２種類の矩形状開口部を、長さ方向（Ｙ軸方向）に交互に配置した例である。２種類の矩形状開口部は、平面視上、幅方向（Ｘ軸方向）にも交互に配置されているが、同種の矩形状開口部がＸ軸方向に並ぶように配置してもよい。ただ２種類の矩形状開口部を、Ｘ軸方向にも交互に配置する構成の方が、単位面積あたりの開口部の配置面積を低減可能であろう。

また、図１０Ｂに示すように、幅広の矩形の長辺エッジに凹みをもたせてもよい。

更に、図１０Ｃに示すように、３種類の形状の開口部を用いてもよい。３種類を超える形状の開口部を用いることも可能である。

なお、図１０Ａ〜図１０Ｃに示す変形例においても、開口部１２ｂｏの位置を、開口部１２ａｏに対してＹ軸方向にずらしてもよい。

図１１Ａ〜図１１Ｃは、変形例による液晶表示素子の開口部を示す概略的な平面図である。実施例、及び図１０Ａ〜図１０Ｃに示す変形例においては、開口部１２ａｏ、１２ｂｏは左右対称の形状を有し、また、長さ方向（Ｙ軸方向）に沿う一列を見たとき、左右対称に配置されているが、開口部は左右非対称の形状を有していてもよく（図１１Ａ及び図１１Ｂ）、また、長さ方向（Ｙ軸方向）に沿う一列を見たとき、左右非対称に配置されていてもよい（図１１Ａ〜図１１Ｃ）。

以上、実施例等に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されない。

たとえば、実施例及び変形例においては、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの双方について、長さ方向に沿って隣接する２つの開口部の対向部の開口幅を、一方が大きく他方が小さくなるように形成したが、開口部１２ａｏ、１２ｂｏの一方のみをそうしてもよい。

また、実施例及び変形例においては、電極１２ａ、１２ｂの双方がＹ軸方向に長い開口部を備えていたが、電極１２ａ、１２ｂの一方のみがＹ軸方向に長い開口部を備える構成としてもよい。

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

たとえばマルチドメイン垂直配向型液晶表示素子に好適に利用可能である。また、マルチドメイン垂直配向型液晶表示素子を備える車載用機器、自動車、鉄道車両、機械装置、産業機器等に利用できる。

１０ａ表側基板
１０ｂ裏側基板
１１ａ表側透明基板
１１ｂ裏側透明基板
１２ａ表側電極（コモン電極）
１２ｂ裏側電極（セグメント電極）
１２ａｏ、１２ｂｏ開口部
１３ａ表側配向膜
１３ｂ裏側配向膜
１４液晶層

本発明の一観点によれば、第１電極を備える第１基板と、前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層とを有し、前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部を備え、前記複数の開口部の各々は、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｗの第１矩形状領域、前記第１方向に沿う辺の長さがＬｃ、前記第２方向に沿う辺の長さがＳｎの第２矩形状領域、及び、前記第１、第２矩形状領域をつなぐ、前記第２方向に沿う上底、下底の長さがＳｎ、Ｓｗ、前記第１方向に沿う高さがＬｂの台形領域から構成され、前記Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ関係を有しており、前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である、液晶表示素子が提供される。

Claims

第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部を備え、
前記複数の開口部の各々は、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｗの第１矩形状領域、前記第１方向に沿う辺の長さがＬｃ、前記第２方向に沿う辺の長さがＳｎの第２矩形状領域、及び、前記第１、第２矩形状領域をつなぐ、前記第２方向に沿う上底、下底の長さがＳｎ、Ｓｗ、前記第１方向に沿う高さがＬｂの台形領域から構成され、前記Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ関係を有しており、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、
対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記小さい方の開口幅以下である、液晶表示素子。
第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部を備え、
前記複数の開口部の各々は、前記第１方向に沿う辺の長さがＬｃ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｎの矩形状領域と、前記第２方向に沿う上底、下底の長さがＳｎ、Ｓｗ、前記第１方向に沿う高さがＬｂの台形領域が、前記矩形状領域の長さＳｎの辺と前記台形領域の長さＳｎの上底が重なるように配置されて構成され、前記Ｌｂ，Ｌｃは、Ｌｂ＜Ｌｃ関係を有しており、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である液晶表示素子。
第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部であって、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｗである第１矩形状開口部と、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第２方向に沿う辺の長さがＳｗより小さいＳｎである第２矩形状開口部が、前記第１方向に交互に配置された複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、
対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である液晶表示素子。
第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部であって、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｗである第１矩形の、前記第１方向に沿う両辺に凹みをもたせた形状の第１開口部と、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第２方向に沿う辺の長さがＳｗより小さいＳｎである第２矩形状の第２開口部が、前記第１方向に交互に配置された複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、
対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である液晶表示素子。
第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部であって、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第１方向と直交する第２方向に沿う辺の長さがＳｗである第１矩形状の第１開口部、前記第１矩形の前記第１方向に沿う両辺に凹みをもたせた形状の第２開口部、及び、前記第１方向に沿う辺の長さがＬａ、前記第２方向に沿う辺の長さがＳｗより小さいＳｎである第２矩形状の第３開口部が、前記第１方向に、前記第１開口部、前記第３開口部、前記第２開口部、前記第３開口部の順に繰り返し配置された複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である液晶表示素子。
第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部であって、Ｌ字型開口部と、該Ｌ字型開口部の形状と前記第１方向に関して対称な形状である逆Ｌ字型の形状を有する逆Ｌ字型開口部が、前記第１方向に交互に配置された複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、
対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である液晶表示素子。
第１電極を備える第１基板と、
前記第１基板に対向配置され、第２電極を備える第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と
を有し、
前記第１電極、前記第２電極の少なくとも一方は、第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部であって、前記第１方向に沿う辺と、前記第１方向と直交する第２方向に沿う、長さがＳｗである辺を備える第１矩形状開口部と、前記第１方向に沿う辺と、前記第２方向に沿う、長さがＳｗより小さいＳｎである辺を備える第２矩形状開口部が、前記第１方向に交互に、かつ、前記第１方向に関して非対称に配置された複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は、前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部について見たとき、
対向部の開口幅が、一方が大きく他方が小さく、
前記第１方向に沿って隣接する２つの開口部間の距離は、前記大きい方の開口幅以下である液晶表示素子。
前記第１電極、前記第２電極の双方が、前記第１方向に長く、該第１方向に沿って隣接する複数の開口部を備え、
前記第１電極の前記第１方向に沿う複数の開口部と、前記第２電極の前記第１方向に沿う複数の開口部とが、前記第１方向と交差する方向に沿って交互に配置され、
前記第２電極の前記第１方向に沿う複数の開口部は、前記第１電極の前記第１方向に沿う複数の開口部に対して、前記第１方向にずれて配置されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示素子。