JP6406822B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

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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て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)に規則的に配置されている。
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)に規則的に配置されている。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、12bo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等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。
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。
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

Claims (6)

  1. 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、前記小さい方の開口幅以下である液晶表示素子。
  2. 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、前記小さい方の開口幅以下である液晶表示素子。
  3. 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、前記小さい方の開口幅以下である液晶表示素子。
  4. 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、前記小さい方の開口幅以下である液晶表示素子。
  5. 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、前記小さい方の開口幅以下である液晶表示素子。
  6. 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1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
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JP5685410B2 (ja) * 2010-09-17 2015-03-18 京セラディスプレイ株式会社 液晶表示素子
JP5313216B2 (ja) * 2010-09-27 2013-10-09 スタンレー電気株式会社 液晶表示装置
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