JP5643525B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、単純マトリクス駆動により動作させる液晶表示装置に関する。

情報表示装置として、背景表示部や暗表示部の表示輝度の非常に低い表示装置が求められており、これを実現し得るものの１つとして垂直配向型の液晶表示装置が知られている。垂直配向型の液晶表示装置は、初期配向状態における正面観察時の光学特性がクロスニコル配置の偏光板における光学特性とほぼ同等になるため、初期配向状態における透過率を非常に低くすることが可能となる。

上記のような垂直配向型の液晶表示装置において、電圧印加時にも良好な視角特性を獲得するためには、液晶分子の配向方向を１つの画素内において複数の方向へ分けること（マルチドメイン配向）が有効であり、これを実現するために種々の技術が提案されている。例えば、特許第２５０７１２２号公報（特許文献１）には、上下基板のそれぞれに短冊状の電極を設け、上基板の短冊状電極と下基板の短冊状電極とが交差するように配置して各々の交点を１画素とするドットマトリクス型の液晶表示装置において、上記のマルチドメイン配向を実現する電極構造が開示されている。また、特許第４１０７９７８号公報（特許文献２）には、セグメント表示型の液晶表示装置において、上記のマルチドメイン配向を実現する電極構造が開示されている。この液晶表示装置では、対向配置される上下電極のそれぞれに細長い矩形状の開口部が設けられており、上電極の開口部と下電極の開口部とが平面視において互い違いに並ぶように上下電極を配置している。それにより、各開口部周辺に斜め電界を発生させることができるので、開口部を境界として液晶分子の配向方向を１８０°回転させることができる。

また、液晶表示装置の上下各電極に対し、表示領域における視野の左右方向もしくは上下方向を基準として斜めに矩形状の開口部を設けた先行例も知られている。例えば、２ドメイン配向を実現する例が特開２００７−１８７８２６号公報（特許文献３）に開示されており、４ドメイン配向を実現する例が特開２００７−２５６３００号公報（特許文献４）および特開２００８−１２９０５０号公報（特許文献５）に開示されている。これらの文献に示される手法は電極形状が任意であるセグメント表示型の液晶表示装置に対して特に有効である。

また、各画素にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を設けたアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、上記のマルチドメイン配向を実現する電極構造は、例えば特開２００１−１８８２４２号公報（特許文献６）に開示されている。しかしながら、単純マトリクス駆動法を用いたドットマトリクス型の液晶表示装置に関してはマルチドメイン配向を実現するための具体例が示されていない。したがって、当該液晶表示装置においてマルチドメイン配向を実現し、かつ配向均一性、高開口率を実現可能な技術が望まれている。

特許第２５０７１２２号公報 特許第４１０７９７８号公報 特開２００７−１８７８２６号公報 特開２００７−２５６３００号公報 特開２００８−１２９０５０号公報 特開２００１−１８８２４２号公報

本発明に係る具体的態様は、単純マトリクス駆動法を用いたドットマトリクス型の液晶表示装置において、画素内のマルチドメイン配向を実現し、併せて配向均一性並びに高開口率を実現し得る技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の液晶表示装置は、単純マトリクス駆動される液晶表示装置であって、（ａ）互いの一面側を対向して配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面側に設けられており、第１方向に延在する帯状の第１電極と、（ｃ）第２基板の一面側に設けられており、第１方向と交差する第２方向に延在する帯状の第２電極と、（ｄ）第１基板の一面側と第２基板の一面側との相互間に設けられており、誘電率異方性が負である液晶分子を含有し、かつ垂直配向した液晶層と、を含み、（ｅ）第１電極と第２電極が相互に重なる交差領域は、略矩形状であり、かつ第１方向と略４５°の角度をなして当該交差領域を略２等分する仮想的な基準線を挟んで隣接する第１領域及び第２領域を有し、（ｆ）第１電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第１開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第２開口部とを有し、（ｇ）第２電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第３開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第４開口部とを有し、（ｈ）複数の第１開口部及び複数の第３開口部は、各々、基準線に対して略４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ対角線の方向に沿って平面視において重ならず交互に配置され、（ｉ）複数の第２開口部及び複数の第４開口部は、各々、基準線に対して略−４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ対角線の方向に沿って平面視において重ならず交互に配置された、液晶表示装置である。

上記の液晶表示装置によれば、単純マトリクス駆動法を用いたドットマトリクス型の液晶表示装置において、画素内において各開口部を境界にして４つの配向方向を示す４ドメイン配向制御を実現し、併せて配向均一性並びに高開口率を実現することができる。

（１）本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、単純マトリクス駆動される液晶表示装置であって、（ａ）互いの一面側を対向して配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面側に設けられており、第１方向に延在する帯状の第１電極と、（ｃ）第２基板の一面側に設けられており、第１方向と交差する第２方向に延在する帯状の第２電極と、（ｄ）第１基板の一面側と第２基板の一面側との相互間に設けられており、誘電率異方性が負である液晶分子を含有し、かつ垂直配向した液晶層と、を含み、（ｅ）第１電極と第２電極が相互に重なる交差領域は、略矩形状であり、かつ前記第１方向に沿って当該交差領域のほぼ中央を通るように設定された仮想的な１つの基準線を挟んで隣接する第１領域及び第２領域を有し、（ｆ）第１電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第１開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第２開口部と、を有し、（ｇ）第２電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第３開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第４開口部と、を有し、（ｈ）複数の第１開口部及び複数の第３開口部は、各々、基準線に対して略４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に配置され、（ｉ）複数の第２開口部及び複数の第４開口部は、各々、基準線に対して略−４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に間欠的に配置された、液晶表示装置である。
（２）本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、単純マトリクス駆動される液晶表示装置であって、（ａ）互いの一面側を対向して配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面側に設けられており、第１方向に延在する帯状の第１電極と、（ｃ）第２基板の一面側に設けられており、第１方向と交差する第２方向に延在し、かつ当該第２方向に沿って間欠的に配置された頂角の内角が略９０°であるジグザグな帯状の第２電極と、（ｄ）第１基板の一面側と第２基板の一面側との相互間に設けられており、誘電率異方性が負である液晶分子を含有し、かつ垂直配向した液晶層と、を含み、（ｅ）第１電極と第２電極とが相互に重なる交差領域は、略Ｖ字形状であり、かつ第１方向に沿って当該交差領域のほぼ中央を通るように設定された仮想的な１つの基準線を挟んで隣接する第１領域及び第２領域を有し、（ｆ）第１電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第１開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第２開口部とを有し、（ｇ）第２電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第３開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第４開口部とを有し、（ｈ）複数の第１開口部及び複数の第３開口部は、各々、基準線に対して略４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に配置され、（ｉ）複数の第２開口部及び複数の第４開口部は、各々、基準線に対して略−４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に配置された、液晶表示装置である。
（３）本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、単純マトリクス駆動される液晶表示装置であって、（ａ）互いの一面側を対向して配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面側に設けられており、第１方向に延在する帯状の第１電極と、（ｃ）第２基板の一面側に設けられており、第１方向と交差する第２方向に延在する帯状の第２電極と、（ｄ）第１基板の一面側と第２基板の一面側との相互間に設けられており、誘電率異方性が負である液晶分子を含有し、かつ垂直配向した液晶層と、を含み、（ｅ）第１電極と第２電極が相互に重なる交差領域は、略矩形状であり、かつ第１方向と略４５°の角度をなして当該交差領域を略２等分する仮想的な基準線を挟んで隣接する第１領域及び第２領域を有し、（ｆ）第１電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第１開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第２開口部とを有し、（ｇ）第２電極は、交差領域の第１領域に設けられた複数の第３開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第４開口部とを有し、（ｈ）複数の第１開口部及び複数の第３開口部は、各々、基準線に対して略４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ対角線の方向に沿って平面視において重ならず交互に配置され、（ｉ）複数の第２開口部及び複数の第４開口部は、各々、基準線に対して略−４５°傾き、基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ対角線の方向に沿って平面視において重ならず交互に配置された、液晶表示装置である。
（４）本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、単純マトリクス駆動される液晶表示装置であって、（ａ）互いの一面側を対向して配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面側に設けられており、第１方向に延在し、かつ当該第１方向に沿って間欠的に配置された頂角の内角が略９０°であるジグザグな帯状の第１電極と、（ｃ）第２基板の一面側に設けられており、第１方向と交差する第２方向に延在し、かつ当該第２方向に沿って間欠的に配置された頂角の内角が略９０°であるジグザグな帯状の第２電極と、（ｄ）第１基板の一面側と第２基板の一面側との相互間に設けられており、誘電率異方性が負である液晶分子を含有し、かつ垂直配向した液晶層と、を含み、（ｅ）第１電極と第２電極が相互に重なる交差領域は、略長方形状であり、かつ第１方向に沿って当該交差領域の頂点を通るように設定された仮想的な２つの基準線のうちの第１基準線を挟んで隣接する第１領域及び第２領域と、２つの基準線のうちの第２基準線を挟んで第２領域と隣接する第３領域を有し、（ｆ）第１電極は、交差領域の第１領域及び第３領域に設けられた複数の第１開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第２開口部とを有し、（ｇ）第２電極は、交差領域の第１領域及び第３領域に設けられた複数の第３開口部と、交差領域の第２領域に設けられた複数の第４開口部とを有し、（ｈ）複数の第１開口部及び複数の第３開口部は、各々、第１領域において第１基準線に対して時計回りに略４５°傾き、第１基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に配置されたものと、各々、第３領域において第２基準線に対して反時計回りに略１３５°傾き、第２基準線から交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に配置されたものと、を含み、（ｉ）複数の第２開口部及び複数の第４開口部は、各々、第１基準線に対して時計回りに略−４５°傾き、第１基準線から第２基準線に渡って設けられ、かつ第１方向に沿って平面視において重ならず交互に配置されている、液晶表示装置である。
（５）上記（１）において、第１電極は、交差領域の第２方向に沿った各エッジ近傍に設けられた複数の第５開口部を更に有する、ことも好ましい。
（６）上記（１）、（２）又は（５）において、第２電極は、交差領域の前記第１方向に沿った各エッジ近傍に設けられた複数の第６開口部を更に有する、ことも好ましい。

一実施形態の液晶表示装置の外観模式図および部分拡大図である。 図１に示した液晶表示装置の部分断面図である。 第１実施例の上側電極および下側電極とそれらに設けられる複数の開口部を示す平面図である。 第１実施例の液晶表示装置の画素部の顕微鏡観察像を示す図である。 各暗領域付近の液晶分子の配向方向を矢印にて模式的に示した図である。 第２実施例の上側電極および下側電極とそれらに設けられる複数の開口部を示す平面図である。 第２実施例の液晶表示装置の画素部の顕微鏡観察像を示す図である。 第３実施例の液晶表示装置の上側電極および下側電極を部分的に拡大した平面図である。 第３実施例の上側電極および下側電極とそれらに設けられる複数の開口部を示す平面図である。 第３実施例の液晶表示装置の画素部の顕微鏡観察像を示す図である。 第４実施例の上側電極および下側電極を部分的に拡大した平面図である。 第４実施例の画素部の１つを示す平面図である。 第５実施例の画素部の１つを示す平面図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の液晶表示装置の外観模式図および部分拡大図である。また、図２は、図１に示した液晶表示装置のａ−ａ’線における部分断面図である。各図に示す本実施形態の液晶表示装置は、上側基板（第１基板）１、複数の上側電極（第１電極）２、配向膜３、下側基板（第２基板）４、複数の下側電極（第２電極）５、配向膜６、液晶層７、上側偏光板（第１偏光板）８、下側偏光板（第２偏光板）９を含んで構成されている。

上側基板１および下側基板４は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。上側基板１と下側基板４との相互間には、スペーサー（粒状体）が分散して配置されている。これらのスペーサーにより、上側基板１と下側基板４との間隙が所定距離（例えば４．０μｍ程度）に保たれる。

複数の上側電極２は、上側基板１の一面上に設けられている。各上側電極２は、帯状（ストライプ状）に形成されており、上側基板１の一面上において一方向に延在している。本実施形態では、各上側電極２は、図１中においては上下方向（第１方向）に延在している。各上側電極２は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。また、便宜上図１および図２では図示を省略しているが、各上側電極２は、そのエッジ部分に矩形状の開口部を有する。これについては後ほど詳述する。

複数の下側電極５は、下側基板４の一面上に設けられている。各下側電極５は、帯状に形成されており、下側基板４の一面上において一方向に延在している。本実施形態では、各下側電極５は、図１中においては左右方向（第２方向）に延在している。各下側電極５は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。

図１の部分拡大図に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、上側電極２と下側電極５とが平面視において重なる箇所（交差領域）のそれぞれが画素部１１となる。図１中では１つの画素部１１のみが着色をして示されている。本実施形態では、上側電極２と下側電極５のそれぞれの幅は等しく、例えば０．４２ｍｍに設定されている。したがって、本実施形態における画素部１１は、０．４２ｍｍ四方の正方形状である。また、隣り合う２つの上側電極２の相互間距離は、例えば０．０３ｍｍに設定されている。同様に、隣り合う２つの下側電極５の相互間距離は、例えば０．０３ｍｍに設定されている。

配向膜３は、上側基板１の一面側に、各上側電極２を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜６は、下側基板４の一面側に、各下側電極５を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、配向膜３および配向膜６としては、液晶層３の初期状態（電圧無印加時）における配向状態を垂直配向状態に規制するもの（垂直配向膜）が用いられている。

液晶層７は、上側基板１の各上側電極２と下側基板４の各下側電極５との相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）の液晶材料（ネマティック液晶材料）を用いて液晶層７が構成されている。液晶層７に図示された太線１０は、電圧印加時における液晶分子の配向方向（ダイレクター）を模式的に示したものである。本実施形態の液晶表示装置においては、液晶層７の液晶分子の配向状態は初期状態（電圧無印加状態）において垂直配向しており、電圧印加により電界方向と交差するように液晶分子の配向状態が変化する。

上側偏光板８は、上側基板１の外側に配置されている。また、下側偏光板９は、下側基板４の外側に配置されている。上側偏光板８と下側偏光板９とは、例えばクロスニコル配置とされる。図１に示すように本実施形態では、上側偏光板８の吸収軸は３時−９時方向（下側電極５の延在方向）に設定され、下側偏光板９の吸収軸は上側偏光板８の吸収軸と略直交する方向に設定されている。

次に、液晶表示装置の製造方法の一例について詳細に説明する。

まず、一面上に透明電極を有する基板を用意する。基板としては、例えば片面が研磨され、その表面にＳｉＯ_２がコートされ、その上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明導電膜が形成されたガラス基板を用いることができる。ガラス基板の板厚は例えば０．７ｍｍ、シート抵抗は例えば３０Ω□である。

上記の基板に対して既知のフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を実行する。例えば、基板に対してポジ型フォトレジストをロールコーター等により塗布する。その後、クロム金属膜等によって所望のパターンが形成されたフォトマスクを用いて、フォトレジスト面とフォトマスクの金属膜面を密着した後、紫外線を照射することにより、フォトレジストのパターンを焼き付ける。その後、所定条件（例えば１２０℃で１０分間）でフォトレジストを焼成し、所定溶液（例えばＫＯＨ水溶液）によりウェット現像処理を行うことにより、紫外線照射された部分のレジストを除去する。その後、所定条件（例えば１２０℃で３０分間）の焼成を行うことによりレジストパターンの強度を向上させ、所定溶液（例えば４０℃の塩酸と硫酸の混合水溶液）を用いてＩＴＯ膜のエッチング処理を行う。最後に、所定溶液（例えばＮａＯＨ水溶液）を用いてレジストを除去する。それにより、各上側電極２を有する上側基板１、各下側電極５を有する下側基板４がそれぞれ形成される。

次いで、上側基板１の一面上に配向膜３が形成され、下側基板４の一面上に配向膜６が形成される。具体的には、各基板をアルカリ溶液等で洗浄した後、垂直配向膜の材料液をフレキソ印刷等の方法によって各基板の一面上にそれぞれ塗布し、これらをクリーンオーブン内にて焼成する（例えば、１８０℃、３０分間）。

次いで、一方の基板上（例えば、上側基板１の一面上）には、例えば４μｍ程度の粒径のスペーサーが散布される。スペーサーの散布は、例えば乾式散布法によって行われる。また、他方の基板上（例えば、下側基板４の一面上）にシール材が形成される。シール材は、例えば４．２μｍ程度の粒径のシリカ製スペーサーが混入されたものをスクリーン印刷等の方法によって塗布することにより形成される。

次いで、上側基板１と下側基板４を、これらの一面同士が対向し、各配向膜３、６に対する配向処理の方向がアンチパラレルとなるようにして貼り合わせ、一定の加圧状態にて焼成する。それによりシール材が硬化し、上側基板１と下側基板４が固定される（空セルが完成する）。上側基板１と下側基板４とは、上側電極２と下側電極５とが交差するように配置される（図１参照）。

次いで、真空注入法等の方法によって、上側基板１と下側基板４の間隙に液晶材料（誘電率異方性Δε＜０のもの）を注入し、当該注入に用いた注入口を封止した後に、焼成する（例えば１２０℃、１時間）。これにより液晶層７が形成される。

その後、空セルを適宜洗浄した後に乾燥し、上側基板１の外側に上側偏光板８を貼り合わせ、かつ下側基板４の外側に下側偏光板９を貼り合わせる。上側偏光板８と下側偏光板９のそれぞれは、上記したように、液晶層７の中央における液晶分子の配向方向に対して略４５°の角度を有し、かつお互いがクロスニコルとなるように配置される。以上により、図１および図２に示した液晶表示装置が完成する。

本実施形態の液晶表示装置の基本構造は上記の通りであり、次に、上側電極２および下側電極５のそれぞれに設けられる複数の開口部の構造が異なるいくつかの実施例を説明する。

（第１の実施例）
第１の実施例として、複数の開口部を用いて斜め電界を発生し、それにより液晶分子の配向方向を制御する液晶表示素子について説明する。始めに、動作原理について上記した図２に示した液晶表示装置の断面図に基づいて説明する。図２に示すように、上側電極２と下側電極５のそれぞれには一定間隔で配置された複数の開口部が存在する。これらの開口部は、上側電極２の開口部と下側電極５の開口部とが互い違いに配置されている。この場合、上側電極２と下側電極５の間に液晶層７の閾値電圧以上の電圧を印加すると、各開口部付近では図中に点線で示したように斜め電界が発生する。液晶層７の液晶分子は、各開口部付近においてはこの斜め電界と直交するように再配向するため、各開口部を境界にして配向方向が１８０°異なるマルチドメイン配向制御が可能となる。

図３は、上側電極２および下側電極５とそれらに設けられる複数の開口部を示す平面図である。詳細には、図３（ａ）は上側電極２と下側電極５の交差領域（交差部）である画素部１１の１つを示す平面図であり、図３（ｂ）は上側電極２の部分的な平面図であり、図３（ｃ）は下側電極５の部分的な平面図である。

まず、図３（ａ）に基づいて画素部１１について説明する。画素部１１は、上側電極２と下側電極５の交差領域に設けられており、図示のように第１方向に沿った仮想的な基準線ｍを挟んで隣接する２つの領域を有する。便宜上、基準線ｍを挟んで図中右側の領域を「第１領域」、図中左側の領域を「第２領域」と呼ぶ。図示の例では、基準線ｍが画素部１１のほぼ中心を通るように設定されている。

図３（ｂ）に示すように上側電極２は、第１領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の第１開口部２１と、第２領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の第２開口部２２とを有する。各第１開口部２１は、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１の上下又は左右のエッジに渡って設けられている。また、各第２開口部２２は、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。図示のように、各第１開口部２１と各第２開口部２２は、基準線ｍを挟んで、一定周期で左右交互に市松状に配置されている。また、各第１開口部２１と各第２開口部２２は、各々の一端が基準線ｍと重なり、各々の他端が画素部１１（すなわち交差領域）のいずれかのエッジと重なっている。

また、上側電極２は、第１領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の開口部２１ａと、第２領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の開口部２２ａとをさらに有する。各開口部２１ａは、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ画素部１１の１つのエッジ（本例では下エッジ）からこれと直交する他の１つのエッジ（本例では右エッジ）に渡って設けられている。また、各開口部２２ａは、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ画素部１１の１つのエッジ（本例では下エッジ）からこれと直交する他の１つのエッジ（本例では左エッジ）に渡って設けられている。図示のように、各開口部２１ａは上記の各第１開口部２１と同様に配置されており、各開口部２２ａは上記の各第２開口部２２と同様に配置されている。

図３（ｃ）に示すように下側電極５は、第１領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の第３開口部２３と、第２領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の第４開口部２４とを有する。各第３開口部２３は、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１の上下又は左右のエッジに渡って設けられている。また、各第４開口部２４は、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。図示のように、各第３開口部２３と各第４開口部２４は、基準線ｍを挟んで、一定周期で左右交互に市松状に配置されている。また、各第３開口部２３と各第４開口部２４は、各々の一端が基準線ｍと重なり、各々の他端が画素部１１（すなわち交差領域）のいずれかのエッジと重なっている。

また、下側電極５は、第１領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の開口部２３ａと、第２領域に設けられ、第１方向に沿って配列された複数の開口部２４ａとをさらに有する。各開口部２３ａは、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ画素部１１の１つのエッジ（本例では下エッジ）からこれと直交する他の１つのエッジ（本例では右エッジ）に渡って設けられている。また、各開口部２４ａは、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ画素部１１の１つのエッジ（本例では下エッジ）からこれと直交する他の１つのエッジ（本例では左エッジ）に渡って設けられている。図示のように、各開口部２３ａは上記の各第３開口部２３と同様に配置されており、各開口部２４ａは上記の各第２開口部２４と同様に配置されている。

上記の図３（ａ）に示すように、各第１開口部２１と各第３開口部２２とは、平面視において互いに重ならず、第１方向に沿って交互に間欠的に配列されている。また、各第２開口部２２と各第４開口部２４とは、平面視において互いに重ならず、第１方向に沿って交互に間欠的に配列されている。各開口部２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａについても同様である。

別言すれば、第１開口部２１〜第４開口部２４は、基準線ｍを中心にして市松状に配置されている。そして、図示のように、１つの第１開口部２１の一端と１つの第４開口部２４の一端とが基準線ｍにおいて重なっており、平面視において略Ｖ字形状の開口部を構成している。同様に、１つの第２開口部２２の一端と１つの第３開口部２３の一端とが基準線ｍにおいて重なっており、平面視において略Ｖ字形状の開口部を構成している。なお、第１開口部２１と第４開口部２４とは、各々のエッジ部分のみが重なっているだけでもよい。同様に、第２開口部２２と第３開口部２３は、各々のエッジ部分のみが重なっているだけでもよい。このような電極構造によれば、基準線ｍを挟んで隣接する配向ドメインの液晶層７中央における液晶分子の配向方向は略１３５°異なるような状態のマルチドメイン配向を実現できる。

図４は、実際に作製した液晶表示装置の画素部１１の顕微鏡観察像を示す図である。詳細には、図４（ａ）は液晶層７を形成する前の空セル状態で観察した画素部１１の観察像である。上述した図３において説明したものと同等な第１開口部２１、第２開口部２２、第３開口部２３および第４開口部２４等が形成されていることを確認できる。また、図４（ｂ）は液晶層７を形成した後に観察した画素部１１の観察像である。ここでは、屈折率異方性Δｎ＝０．１５、誘電率異方性Δε＜０の液晶材料を用いて液晶層７を形成した。また、上側偏光板８および下側偏光板９の各吸収軸の設定については上記の通りである。また、画素部１１には、液晶層７の閾値電圧以上の電圧を印加した。画素部１１の各所の寸法は図中に示した通りであり、その単位は「ｍｍ」である。各開口部の短手方向の長さ（幅）Ｓは０．００７ｍｍとし、平面視において隣接する第１開口部２１と第２開口部２２との相互間距離（長辺エッジ間距離）Ａは０．０３ｍｍとした。

図４（ｂ）に示すように、平面視において隣り合う第１開口部２１と第３開口部２３の間、並びに平面視において隣り合う第２開口部２２と第４開口部の間、のそれぞれの大部分では均一な配向ドメインが形成されている。また、基準線ｍ付近における配向ドメイン境界においても暗領域が最小となっており、比較的良好な配向状態が得られている。しかし、画素部１１の上下左右の各エッジ付近においては、開口部が２つ毎に配向不良に伴う暗領域が観察された。これらの暗領域は、画素部１１のエッジ付近の斜め電界による効果により、液晶層７の層厚方向における中央の液晶分子の配向方向が各第１開口部２１等によって発生する斜め電界による本来的な配向方向から９０°より大きく異なることにより配向方向の回転を生じたことに起因すると考えられる。図５は、各暗領域付近の液晶分子の配向方向を矢印にて模式的に示した図である。図中の矢印の方向が上側偏光板８および下側偏光板９の各吸収軸と４５°方向にある場合は明領域となっていることから、暗領域は、上側偏光板８および下側偏光板９の各吸収軸又は透過軸に近い方向に液晶層７の中央における液晶分子の配向方向の回転が発生したことに起因すると考えられる。

（第２実施例）
第２実施例として、上記した第１実施例の液晶表示装置に対して、上記の配向不良を抑制するために上側電極２および下側電極５のそれぞれに新たな開口部を追加した液晶表示装置を説明する。なお、以下では主に第１実施例の液晶表示装置との相違点を説明し、共通点については説明を割愛する。

図６は、上側電極２および下側電極５とそれらに設けられる複数の開口部を示す平面図である。詳細には、図６（ａ）は上側電極２と下側電極５の交差部である画素部１１の１つを示す平面図であり、図６（ｂ）は上側電極２の部分的な平面図であり、図６（ｃ）は下側電極５の部分的な平面図である。

図６（ａ）に示すように、第２実施例に係る画素部１１は、上側電極２と下側電極５の交差領域に設けられており、図示のように基準線ｍを挟んで隣接する２つの領域を有する。第１実施例と同様に、基準線ｍを挟んで図中右側の領域を「第１領域」、図中左側の領域を「第２領域」と呼ぶ。図示の例では、基準線ｍが画素部１１の中心を通るように設定されている。また、各第１開口部２１、各第２開口部２２、各第３開口部２３および各第４開口部２４等については上記第１実施例と同様に設けられている。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、上側電極２は、画素部１１の平面視における上下の各エッジ付近に設けられた複数の第５開口部２５を有する。各第５開口部２５は、第２方向に長い矩形状に形成されており、画素部１１の上エッジまたは下エッジの付近に配置されている。本実施例では図示のように、各第５開口部２５は、それぞれ近接する１つの開口部２１ａまたは近接する１つの開口部２２ａと相互に繋がっている（結合している）。

また、図６（ａ）および図６（ｃ）に示すように、下側電極５は、画素部１１の平面視における左右の各エッジ付近に設けられた複数の第６開口部２６を有する。各第６開口部２６は、第１方向に長い矩形状に形成されており、画素部１１の左エッジまたは右エッジの付近に配置されている。本実施例では図示のように、各第６開口部２６は、それぞれ近接する１つの第３開口部２３若しくは開口部２３ａ、又は、近接する１つの第４開口部若しくは開口部２４ａと相互に繋がっている（結合している）。

図６（ａ）に示したように、画素部１１内において、斜め電界が発生する箇所である上下左右の各エッジ付近に各第５開口部２５および各第６開口部２６を設けたことにより、配向不良を抑制し、表示均一性を改善できる。

図７は、実際に作製した液晶表示装置の画素部１１の顕微鏡観察像を示す図である。詳細には、図７（ａ）は液晶層７を形成する前の空セル状態で観察した画素部１１の観察像である。上述した図６において説明したものと同等な開口部が形成されていることが確認できる。また、図７（ｂ）は液晶層７を形成した後に観察した画素部１１の観察像である。なお、液晶表示装置の諸条件については第１実施例と同様である。第１実施例と比較し、第２実施例の液晶表示装置においては、配向不良を抑制するために各開口部を設けた画素部１１の上下左右の各エッジ付近の配向ドメイン境界領域における暗領域が著しく改善されているのがわかる。これらの改善により相対的な透過率が改善されたことは明白である。一方、画素部１１の上下の各エッジ付近ではまだ配向均一性が不十分な領域も存在する。

（第３実施例）
第３実施例として、上記した第１実施例または第２実施例の液晶表示装置における下側電極の構造を変更した液晶表示装置を説明する。なお、以下では主に第１実施例または第２実施例の液晶表示装置との相違点を説明し、共通点については説明を割愛する。

図８は、上側電極および下側電極を部分的に拡大した平面図である。図８の部分拡大図に示すように、第３実施例の液晶表示装置においては、上側電極２と下側電極５ａとが平面視において重なる箇所（交差領域）のそれぞれが画素部１１ａとなる。図８中では１つの画素部１１ａのみが着色をして示されている。

上側電極２は、上記と同様に一方向に延びた帯状（短冊状）に形成されている。一方で、下側電極５ａは、周期的な屈曲性を有したジグザグな帯状に形成されている。詳細には、下側電極５ａは、周期的に存在する頂角の内角が略９０°であり、これらの頂角は、下側電極５ａの延在方向（第２方向）に対して略４５°方向の辺と略−４５°の辺によって画定されている。各上側電極２は、各下側電極５ａの１つの頂角と重なり、かつこの頂角と隣り合う別の１つの頂角が各上側電極２の間隙と重なるように、それぞれ配置されている。これにより、図示のように本実施例の画素部１１ａは略Ｖ字形状となる。

図９は、上側電極２および下側電極５ａとそれらに設けられる複数の開口部を示す平面図である。詳細には、図９（ａ）は上側電極２と下側電極５ａの交差領域である画素部１１ａの１つを示す平面図であり、図９（ｂ）は上側電極２の部分的な平面図であり、図９（ｃ）は下側電極５ａの部分的な平面図である。

図９（ａ）に示すように、第３実施例に係る画素部１１ａは、上側電極２と下側電極５ａの交差領域に設けられており、図示のように基準線ｍを挟んで隣接する２つの領域を有する。第１実施例等と同様に、基準線ｍを挟んで図中右側の領域を「第１領域」、図中左側の領域を「第２領域」と呼ぶ。図示の例では、基準線ｍが画素部１１ａの中心を通るように設定されている。

図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、上側電極２は、複数の第１開口部２１および複数の第２開口部２２を有する。これら各開口部の詳細については第２実施例と同様である。また、図９（ａ）および図９（ｃ）に示すように、下側電極５ａは、複数の第３開口部２３、複数の第４開口部２４および複数の第６開口部２６を有する。これら各開口部の詳細については基本的に第２実施例と同様である。

本実施例では、画素部１１ａが略Ｖ字形状となることにより、その内部に配置される各第１開口部２１、各第２開口部２２、各第３開口部および各第４開口部２４を画素部１１ａの上下の各エッジに対して略平行に配置することができる。それにより、第２実施例において配向不良を抑制するために画素部１１ａの上下の各エッジに設けられていた複数の第５開口部２５を省略できる。

図１０は、実際に作製した液晶表示装置の画素部１１ａの顕微鏡観察像を示す図である。詳細には、図１０（ａ）は液晶層７を形成する前の空セル状態で観察した画素部１１ａの観察像である。上述した図９において説明したものと同等な開口部が形成されていることが確認できる。また、図１０（ｂ）は液晶層７を形成した後に観察した画素部１１ａの観察像である。なお、液晶表示装置の諸条件については第１実施例等と同様である。画素部１１ａの上下左右の各エッジ付近における配向不良は観察されないことが確認できる。

（第４実施例）
第４実施例として、上記した第３実施例の液晶表示装置における上側電極の構造を変更した液晶表示装置を説明する。なお、以下では主に第３実施例等の液晶表示装置との相違点を説明し、共通点については説明を割愛する。

図１１は、上側電極および下側電極を部分的に拡大した平面図である。図１１の部分拡大図に示すように、第４実施例の液晶表示装置においては、上側電極２ｂと下側電極５ｂとが平面視において重なる箇所（交差領域）のそれぞれが画素部１１ｂとなる。図１１中では１つの画素部１１ｂのみが着色をして示されている。図示のように画素部１１ｂは、図示のようにその長辺が第１方向に対して略４５°に傾斜した長方形状となる。

上側電極２ｂ、下側電極５ｂは、ともに周期的な屈曲性を有したジグザグな帯状に形成されている。詳細には、上側電極２ｂは、周期的に存在する頂角の内角が略９０°であり、これらの頂角は、上側電極２ｂの延在方向に対して略４５°方向の辺と略−４５°の辺によって画定されている。下側電極５ｂも同様である。

図１２は、上側電極２ｂと下側電極５ｂの交差部である画素部１１ｂの１つを示す平面図である。図示の例では、基準線ｍ、ｎのそれぞれは、画素部１１ｂの対向する２つの頂点のいずれかを通り、かつ画素部１１ｂの長辺および短辺と４５°の方向（第１方向）に設定されている。

図示のように、上側電極２ｂは、複数の第１開口部２１および複数の第２開口部２２を有する。これらのうち、図中右側における各第１開口部２１は、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。また、図中左側における各第１開口部２１は、基準線ｎに対して長手方向を反時計回りに１３５°傾けて設けられており、かつ基準線ｎから画素部１１のエッジに渡って設けられている。また、各第２開口部２２は、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ基準線ｍからもう一方の基準線ｎに渡って設けられている。別言すると、各第２開口部２２は、基準線ｎに対して長手方向を時計回りに１３５°傾けて設けられている。図示のように、各第１開口部２１と各第２開口部２２は、基準線ｍまたは基準線ｎを挟んで、一定周期で左右交互に市松状に配置されている。また、各第１開口部２１と各第２開口部２２は、各々の一端が基準線ｍまたは基準線ｎと重なっている。

本実施例では、画素部１１ｂが斜め配置の長方形状となることにより、その内部に配置される各第１開口部２１、各第２開口部２２、各第３開口部２３および各第４開口部２４を画素部１１ｂの各エッジ（長辺または短辺）に対して略平行に配置することができる。それにより、第２実施例において配向不良を抑制するために画素部１１の上下の各エッジに設けられていた複数の開口部を省略できる。

（第５実施例）
第５実施例として、上記した第１実施例の液晶表示装置における各開口部の配置状態を変更した液晶表示装置を説明する。なお、以下では主に第１実施例等の液晶表示装置との相違点を説明し、共通点については説明を割愛する。本実施例の液晶表示装置は、上記した第１実施例と同様に、それぞれ帯状である上側電極２と下側電極５とが平面視において重なる箇所（交差領域所）のそれぞれが正方形状の画素部１１となる（図１参照）。

図１３は、上側電極２と下側電極５の交差部である画素部１１の１つを示す平面図である。図示の例では、基準線ｍは、正方形状である画素部１１の対角線上に設定されている。ここでも便宜上、基準線ｍを挟んで図中右側の領域を「第１領域」、図中左側の領域を「第２領域」と呼ぶ。

図１３に示すように上側電極２は、第１領域に設けられ、画素部１１の対角線の方向（すなわち、第１方向から４５°傾いた方向）に沿って配列された複数の第１開口部４１と、第２領域に設けられ、画素部１１の対角線の方向に沿って配列された複数の第２開口部４２とを有する。各第１開口部４１は、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。また、各第２開口部４２は、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。図示のように、各第１開口部４１と各第２開口部４２は、基準線ｍを挟んで、一定周期で左右交互に市松状に配置されている。また、各第１開口部４１と各第２開口部４２は、各々の一端が基準線ｍと重なり、各々の他端が画素部１１（すなわち交差領域）のいずれかのエッジと重なっている。

また、図１３に示すように下側電極５は、第１領域に設けられ、画素部１１の対角線の方向に沿って配列された複数の第３開口部４３と、第２領域に設けられ、画素部１１の対角線の方向に沿って配列された複数の第４開口部４４とを有する。各第３開口部４３は、基準線ｍに対して長手方向を時計回りに４５°傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。また、各第４開口部４４は、基準線ｍに対して長手方向を反時計回りに４５°（すなわち−４５°）傾けて設けられており、かつ基準線ｍから画素部１１のエッジに渡って設けられている。図示のように、各第３開口部４３と各第４開口部４４は、基準線ｍを挟んで、一定周期で左右交互に市松状に配置されている。また、各第３開口部４３と各第４開口部４４は、各々の一端が基準線ｍと重なり、各々の他端が画素部１１（すなわち交差領域）のいずれかのエッジと重なっている。

図１３に示すように、各第１開口部４１と各第３開口部４３とは、平面視において互いに重ならず、画素部１１の対角線方向に沿って交互に間欠的に配列されている。また、各第２開口部４２と各第４開口部４４とは、平面視において互いに重ならず、画素部１１の対角線方向に沿って交互に間欠的に配列されている。換言すれば、基準線ｍを中心にして第１開口部４１〜第４開口部４４が市松状に配置されている。そして、図示のように、１つの第１開口部４１の一端と１つの第４開口部４４の一端とが基準線ｍにおいて重なっており、平面視において略Ｖ字形状の開口部を構成している。同様に、１つの第２開口部４２の一端と１つの第３開口部４３の一端とが基準線ｍにおいて重なっており、平面視において略Ｖ字形状の開口部を構成している。なお、第１開口部４１と第４開口部４４とは、各々のエッジ部分のみが重なっているだけでもよい。同様に、第２開口部４２と第３開口部４３は、各々のエッジ部分のみが重なっているだけでもよい。このような電極構造によれば、基準線ｍを挟んで隣接する配向ドメインの液晶層７中央における液晶分子の配向方向は略１３５°異なるような状態のマルチドメイン配向を実現できる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した説明における各開口部の配置パターンを９０°回転させることにより頂角が右方位または左方位となった場合でも同様な動作が可能であることは明らかである。

１…上側基板（第１基板） ２、２ｂ…複数の上側電極（第１電極） ３…配向膜 ４…下側基板（第２基板） ５、５ａ、５ｂ…下側電極（第２電極） ６…配向膜 ７…液晶層 ８…上側偏光板（第１偏光板） ９…下側偏光板（第２偏光板） １１、１１ａ、１１ｂ…画素部 ２１、４１…第１開口部 ２２、４２…第２開口部 ２３、４３…第３開口部 ２４、４４…第４開口部 ２５…第５開口部 ２６…第６開口部

Claims (1)

1. 単純マトリクス駆動される液晶表示装置であって、
   互いの一面側を対向して配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板の一面側に設けられており、第１方向に延在する帯状の第１電極と、
   前記第２基板の一面側に設けられており、前記第１方向と交差する第２方向に延在する帯状の第２電極と、
   前記第１基板の一面側と前記第２基板の一面側との相互間に設けられており、誘電率異方性が負である液晶分子を含有し、かつ垂直配向した液晶層と、
   を含み、
   前記第１電極と前記第２電極が相互に重なる交差領域は、略矩形状であり、かつ前記第１方向と略４５°の角度をなして当該交差領域を略２等分する仮想的な基準線を挟んで隣接する第１領域及び第２領域を有し、
   前記第１電極は、前記交差領域の前記第１領域に設けられた複数の第１開口部と、前記交差領域の前記第２領域に設けられた複数の第２開口部とを有し、
   前記第２電極は、前記交差領域の前記第１領域に設けられた複数の第３開口部と、前記交差領域の前記第２領域に設けられた複数の第４開口部とを有し、
   前記複数の第１開口部及び前記複数の第３開口部は、各々、前記基準線に対して略４５°傾き、前記基準線から前記交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ前記対角線の方向に沿って平面視において重ならず交互に配置され、
   前記複数の第２開口部及び前記複数の第４開口部は、各々、前記基準線に対して略−４５°傾き、前記基準線から前記交差領域のエッジに渡って設けられ、かつ前記対角線の方向に沿って平面視において重ならず交互に配置された、
   液晶表示装置。