JP6460861B2 - 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。
液晶分子が基板面に対して略垂直に配向する液晶層が、透明基板間に配置された垂直配向型液晶表示素子は、液晶層内のリタデーションがほぼ０である。このため偏光板を、両基板の液晶層とは反対側に、クロスニコルに配置することにより、２枚の偏光板をクロスニコルに重ねた場合と同等の透過率を獲得することができる。すなわち簡便に、高コントラストのノーマリブラック表示を実現することができる。
垂直配向型液晶表示素子においては、誘電率異方性が負の液晶材料を用いて液晶層が構成され、液晶層に近接する基板面に垂直配向膜が配置される。液晶層を挟持する両基板に配設された電極間に、液晶材料の閾値電圧以上の電圧を印加すると、たとえば液晶層の厚さ方向の中央に位置する液晶分子は、基板面に対して傾斜する。しかし液晶分子が電圧無印加時、基板に対して完全に垂直配向する場合は、液晶表示素子面内で均一な配向状態が得られず、表示が不均一となる。
たとえばこのような表示の不均一に対し、電極にスリット状開口部を設けることで、表示均一性を実現する液晶表示素子の発明が開示されている（たとえば特許文献１〜４参照）。
近年のカラーＴＦＴ液晶表示素子においては、ＴＦＴアレイ基板と対向するカラーフィルタ基板側に、両基板間を一定の間隔に保持する樹脂製柱状スペーサが、規則的、周期的に配置される。柱状スペーサは、たとえば基板上にカラーフィルタを形成する工程で、カラーフィルタと同時に形成される。カラーフィルタを用いないモノクロ表示型液晶表示素子の場合は、球状または円柱状のスペーサを、基板面内に均一に、単位面積当たりの数量が適切となるように分散配置する。
スペーサは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン共重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリルエステル共重合体、ジアリルフタレート、アリルイソシアヌレート重合体、及び、ベンゾグアナミン重合体などの架橋性合成樹脂等で形成される（たとえば特許文献５参照）。
水平配向型液晶表示素子においては、電圧無印加時、スペーサの周囲に光抜け現象が生じることが知られている。この光抜け現象は、スペーサ表面を垂直配向性に改質することによって低減することができる（たとえば特許文献６参照）。垂直配向性への改質は、たとえばポリイミドや有機シラン系化合物でスペーサ表面にコーティング層を形成することで可能である（たとえば特許文献７参照）。
しかしコーティング層の形成は、リードタイムの増加やコスト上昇の要因となる。
一方、本願発明者は、スリット状開口部が形成された電極を有する垂直配向型液晶表示素子において、基板間隔が３μｍ以下の場合、基板面内に散布されたスペーサが部分的に凝集しやすくなり、その凝集部分が電圧印加時に表示むらを引き起こすという課題に対し、特定のカイラル剤を添加した液晶材料を用い、更に、特定のマルチプレックス駆動条件で動作させることにより、外観観察における表示むらを抑制する発明を行っている（たとえば特許文献８参照）。
しかしカイラル剤の添加は、液晶層の電気光学特性における急峻性を劣化させるため、液晶表示素子の明表示時透過率及びコントラストが低下する。また、最良のコントラストが得られる最適バイアス駆動からはずれた条件でマルチプレックス駆動を行うため、液晶表示素子の表示品質が一層低下する。
特許４１０７９７８号公報 特許４８８４１７６号公報 特開２０１２−６３７１１号公報 中国特許１０１４７７２８０号公報 特開平５−３３３３４８号公報 特開平５−２３２４７８号公報 特開平６−１１７１９号公報 特開２０１１−２２４８６号公報
本願発明者は、少なくとも一方基板の電極面にスリット状の開口部が形成された垂直配向型液晶表示素子（電圧印加時に開口部周辺に発生する斜め電界を用いて、液晶層内の液晶分子の配向制御を行うマルチドメイン垂直配向型液晶表示素子）において、電圧印加時（明表示時）、外観観察上の表示むら（ざらつき感等）が発生し、この表示むらがスペーサ近傍の帯状暗領域に起因することを発見した。この表示不均一は、たとえば表面を垂直配向性に改質したスペーサを用いた場合には生じず、改質が施されていないスペーサを使用した液晶表示素子で発生する。
図１に、本願発明者の発見に係る帯状暗領域を示す。垂直配向型液晶表示素子がクロスニコル偏光板間に配置される構成においては、電圧印加時、スペーサの配設位置に、スペーサの形状を反映した暗領域、たとえば球状スペーサが用いられる場合は円形状（点状、粒状）の暗領域Ｄ１が形成される。スペーサ配設位置では光が透過されないためである。
これとは別に本願発明者は、暗領域Ｄ１の周囲、すなわちスペーサの周囲の少なくとも一部に、暗領域Ｄ２が帯状に発生していることを発見した。帯状暗領域Ｄ２は、すべての暗領域Ｄ１（スペーサ）の周囲に形成されるのではなく、一部の暗領域Ｄ１（スペーサ）の周囲に形成される。
帯状暗領域Ｄ２の発生理由に関し、本願発明者は以下のように考察した。図２Ａ〜図２Ｄを参照し、本願発明者の考察を説明する。
図２Ａは、垂直配向型液晶表示素子の製造過程において、裏表基板間に液晶材料を注入する途中の液晶分子配向を示す概略的な断面図である。
裏表基板は、それぞれ、たとえば（ｉ）ガラス基板、（ｉｉ）ガラス基板上に形成され、スリット状開口部を備える透明電極、及び、（ｉｉｉ）透明電極を覆うように形成された垂直配向膜を有する。本図においては、ガラス基板５１、ガラス基板５１上に形成され、スリット状開口部５２ａを備える透明電極５２、及び、透明電極５２を覆うように形成された垂直配向膜５３を有する表側基板５０のみを示し、裏側基板は省略した。
裏表基板間にはスペーサ５４が配置され、裏表基板間を、たとえば一定間隔に保持する。液晶材料は、スペーサ５４が配置された裏表基板間に、一例として真空注入法を用いて注入される。注入された液晶材料により、裏表基板間に液晶層５５が形成される。
たとえば真空状態の空間５６に液晶材料が注入される。本図においては、液晶注入方向を矢印で示した。
液晶注入時は、裏表基板面に配置される垂直配向膜により液晶分子の配向状態が決定されることから、液晶層５５内の配向状態は均一（基板面に対して垂直）になっていると考えられる。
図２Ｂは、裏表基板間への液晶材料注入が完了した直後の液晶分子配向を示す概略的な断面図である。液晶分子は、スペーサ５４表面では水平に（表面に平行となるように）配向する。液晶分子の配向均一領域Ａ（電圧無印加時において、液晶分子が基板面に垂直に配向する領域）と、スペーサ５４表面に沿って配向する領域Ｂの間には、その中間の配向状態となる領域Ｃが形成される。
図２Ｃに、電圧印加時における液晶層５５内の液晶分子配向状態を示す。電圧印加時、スリット状開口部５２ａ近傍には斜め電界（矢印で図示）が生じ、液晶分子は電界方向に直交するように傾く。
たとえば本図に示すように、スリット状開口部５２ａとの間の距離が相対的に短い位置にあるスペーサ５４の周囲の液晶層５５においては、斜め電界の影響がスペーサ５４の表面近傍まで及び、電圧印加時の配向均一領域Ａ２がスペーサ５４の表面近傍まで形成される。この結果、スペーサ５４表面に沿って配向する領域Ｂ、及び、領域Ａ２と領域Ｂの間の配向状態となる領域Ｃが縮小する（スペーサ５４による液晶分子の配向規制の影響が小さくなる）。このため外観観察上、表示むらは認識されない。
しかし図２Ｄに示すように、スリット状開口部５２ａとの間の距離が相対的に長い位置にあるスペーサ５４の周囲の液晶層５５においては、斜め電界（矢印で図示）の影響がスペーサ５４の表面近傍まで及ばない。このため配向不均一領域Ｃが、スペーサ５４の表面近傍で形成され、領域Ｃ周辺（スペーサ５４とは反対側）には、電圧の印加にもかかわらず、液晶分子が傾斜しない領域Ｄが形成される。この領域Ｄが原因となって、スペーサ５４の周囲の少なくとも一部に、暗領域Ｄ２が発生し、外観観察上の表示むらを生じさせる。
このように、帯状暗領域Ｄ２は、たとえばスリット状開口部５２ａとの間の距離が相対的に長い位置にあるスペーサ５４の周囲に形成されると考えられる。
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の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサとを有し、前記第１の電極と前記第２の電極は、開口部を備え、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部の少なくとも一方で、全体として第１の方向に延在するジグザグ形状の開口部が複数形成され、前記第１の方向と直交する第２の方向に隣接する２つのジグザグ形状の開口部のエッジ間距離は３０μｍ以下であり、前記球状スペーサは、直径が２．５μｍ〜６．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている４ドメインの液晶表示素子が提供される（たとえば、図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃ参照）。
この４ドメインの液晶表示素子には、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部は、ともに、全体として前記第１の方向に延在するジグザグ形状の開口部であり、ジグザグ形状の屈曲部を前記第２の方向に揃え、前記第２の方向に沿って交互に配置されている液晶表示素子が含まれ（たとえば、図４Ａ参照）、更に、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部は、更に、ジグザグ形状の各屈曲部から、該屈曲部の凸方向に、前記第２の方向と平行に延びる枝状開口部を備え、該枝状開口部は、前記第２の方向に隣接するジグザグ形状の開口部の屈曲部に重なる液晶表示素子が含まれる（たとえば、図３Ｂ参照）。
また、上記の４ドメインの液晶表示素子には、前記第１及び第２基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部は、ともに、前記第２の方向が凸方向となるＶ字形状開口部を、重心が市松模様状となるように配置した開口部であり、前記第１の電極のＶ字形状開口部と前記第２の電極のＶ字形状開口部は、前記第１の方向に交互に、端部において重なるように配置されて、全体として前記第１の方向に延在するジグザグ形状開口部が形成される液晶表示素子が含まれる（たとえば、図４Ｂ参照）。
更に、上記の４ドメインの液晶表示素子には、前記第１の電極の開口部と、前記第２の電極の開口部は、ともに、第３の方向に延びる第１の枝状開口部と、第４の方向に延びる第２の枝状開口部を用いて構成され、前記第１及び第２の枝状開口部は、前記第１、第２の電極上に、前記第１の方向に沿って見るとき、前記第１の枝状開口部のみが配置される列と、前記第２の枝状開口部のみが配置される列が交互に現れ、前記第２の方向に沿って見るとき、前記第１の枝状開口部のみが配置される行と、前記第２の枝状開口部のみが配置される行が交互に現れるように形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の前記第１の枝状開口部と、前記第２の電極の前記第２の枝状開口部が交互に端部で重なって、全体として前記第１の方向に延在するジグザグ形状の第１の開口部が形成され、該第１の開口部と、前記第２の方向に隣接するジグザグ形状の第２の開口部は、前記第１の電極の前記第２の枝状開口部と、前記第２の電極の前記第１の枝状開口部が交互に端部で重なって形成される液晶表示素子が含まれる（たとえば、図４Ｃ参照）。
また、本発明の他の観点によれば、第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサとを有し、前記第１の電極には、第１の方向に長い第１の開口部と、前記第１の方向と直交する第２の方向に長い第２の開口部が、前記第１の方向、前記第２の方向の双方について、交互に配置されるように、前記第１及び第２の方向にそれぞれ一定ピッチで形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、前記第２の電極には、前記複数の矩形状領域の各々の中央部に配置されるように開口部が形成され、前記矩形状領域の４辺の一部を構成する、前記第１の電極の開口部のエッジと、前記矩形状領域の中央部に配置される前記第２の電極の開口部のエッジとの間の距離は、２０μｍ以下であり、前記球状スペーサは、直径が２．５μｍ〜４．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子が提供される（たとえば、図４Ｄ参照）。
更に、本発明の他の観点によれば、第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサとを有し、前記第１の電極には、第１の方向に長い第１の枝状開口部と、該第１の方向と直交する第２の方向に長い第２の枝状開口部が、該第１の枝状開口部の長さ方向の一方エッジの中央と、該第２の枝状開口部の長さ方向の端部が結合されて構成されるＴ字形状開口部が、前記第１の方向、及び、前記第２の方向のそれぞれに一定ピッチで、かつ、前記第１の方向に隣接する２つの開口部列について見るとき、前記第２の方向に半ピッチずれるように形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、前記第２の電極には、前記矩形状領域の各々の中央部に配置されるように開口部が形成され、前記矩形状領域の４辺の一部を構成する前記第１の電極のＴ字形状開口部のエッジと、前記矩形状領域の中央部に配置される前記第２の電極の開口部のエッジとの間の距離は、３５μｍ以下であり、前記球状スペーサは、直径が３．０μｍ〜４．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１０５個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子が提供される（図４Ｅ参照）。
また、本発明の他の観点によれば、第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサとを有し、前記第１の電極には、第１の方向に長い第１の枝状開口部と、該第１の方向と直交する第２の方向に長い第２の枝状開口部が、該第１の枝状開口部の長さ方向の一方エッジの中央と、該第２の枝状開口部の長さ方向の端部が結合されて構成されるＴ字形状開口部が、前記第１の方向、及び、前記第２の方向のそれぞれに一定ピッチで、かつ、前記第１の方向に隣接する２つの開口部列について見るとき、列単位で前記第２の方向に沿って相互に逆向きに配置された上で、前記第２の方向に所定ピッチずれるように形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、前記第２の電極には、前記矩形状領域の各々の中央部に配置されるように開口部が形成され、前記矩形状領域の４辺の一部を構成する前記第１の電極のＴ字形状開口部のエッジと、前記矩形状領域の中央部に配置される前記第２の電極の開口部のエッジとの間の距離は、３５μｍ以下であり、前記球状スペーサは、直径が２．５μｍ〜６．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子が提供される（たとえば、図４Ｆ参照）。
更に、本発明の他の観点によれば、第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサとを有し、前記第１の電極には、第１の方向に延びる第１の枝状開口部と、該第１の方向と直交する第２の方向に延びる第２の枝状開口部とで構成されるＬ字形状開口部が、前記第１の方向、及び、前記第２の方向のそれぞれに一定ピッチで格子状に形成され、前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、前記矩形状領域の対向辺を構成する開口部のエッジ間距離は、５０μｍ以下であり、前記球状スペーサは、直径が３．０μｍ〜４．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１０５個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子が提供される（たとえば、図４Ｇ参照）。
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、本願発明者の発見に係る帯状暗領域を示す概略的な平面図である。 図２Ａ〜図２Ｄは、帯状暗領域Ｄ２の発生理由に関する本願発明者の考察を説明する概略的な断面図である。 図３Ａは、実施例による液晶表示素子を示す概略的な断面図であり、図３Ｂは、表側透明電極１２、裏側透明電極２２を示す概略的な平面図であり、図３Ｃは、実施例による液晶表示素子の電圧印加時における顕微鏡観察像（配向組織像）である。 図４Ａ〜図４Ｃは、作製した液晶表示素子の電極パターン（開口部パターン）例を示す概略的な平面図である。 図４Ｄ〜図４Ｆは、作製した液晶表示素子の電極パターン（開口部パターン）例を示す概略的な平面図である。 図４Ｇ及び図４Ｈは、作製した液晶表示素子の電極パターン（開口部パターン）例を示す概略的な平面図である。 図５は、図４Ａ〜図４Ｈに示す電極構造を有する垂直配向型液晶表示素子の表示について、外観観察結果を示す表である。 図６は、図３Ｂ及び図４Ｄ〜図４Ｈに示す電極構造を有する垂直配向型液晶表示素子の表示について、外観観察結果を示す表である。 図７は、図３Ｂ、図４Ｄ、図４Ｇ、及び、図４Ｈの電極構造をもつ垂直配向型液晶表示素子に電圧を印加したときの顕微鏡観察像（配向組織像）である。
図３Ａは、実施例による液晶表示素子を示す概略的な断面図である。実施例による液晶表示素子は、基板の電極面にスリット状の開口部が形成された垂直配向型液晶表示素子（電圧印加時に開口部周辺に発生する斜め電界を用いて、液晶層内の液晶分子の配向制御を行うマルチドメイン垂直配向型液晶表示素子）である。
図３Ａに示す液晶表示素子は、離間して略平行に対向配置された表側基板１０、裏側基板２０、両基板１０、２０間を一定の間隔に保持する球状スペーサ３１、及び両基板１０、２０間に配置された液晶層３０を含んで構成される。
表側基板１０は、表側透明基板１１、表側透明基板１１上に形成された表側透明電極１２、及び、表側透明電極１２を覆うように形成された表側垂直配向膜１３を含む。同様に、裏側基板２０は、裏側透明基板２１、裏側透明基板２１上に形成された裏側透明電極２２、及び、裏側透明電極２２を覆うように形成された裏側垂直配向膜２３を含む。透明基板１１、２１は、たとえばガラスで形成される。透明電極１２、２２は、たとえばＩＴＯ等の透明導電材料で形成される。透明電極１２、２２は、それぞれスリット状開口部１２ａ、２２ａを備えるようにパターニングされている。透明電極１２、２２上に絶縁膜が形成されていてもよい。
液晶表示素子の基板１０、２０面内に画定される表示領域においては、たとえば所望の図柄や数字の表示が行われる。なお、スリット状開口部１２ａ、２２ａは、表示領域の透明電極１２、２２にのみ形成される。
表側垂直配向膜１３及び裏側垂直配向膜２３には、ラビング処理などの配向処理は施されていない。このため電圧無印加時、基板１０、２０（垂直配向膜１３、２３）に接する液晶分子は完全に垂直配向する。
液晶層３０は、誘電率異方性が負で、カイラル剤が添加されていないネマティック液晶材料を用いて構成される。
表側基板１０と裏側基板２０との間に配置されるスペーサ３１は、たとえば合成樹脂で形成される球状の微粒子である。スペーサ３１には、垂直配向性への表面改質処理等は行われていない。すなわちスペーサ３１表面においては、液晶分子は水平に（スペーサ３１表面に平行となるように）配向する。実施例においてはスペーサ３１として、ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製の粒子径４μｍのスペーサを使用した。スペーサ３１は、均一な密度で基板１０、２０面内に配置される。実施例においては、スペーサ３１の分散密度を５６個／ｍｍφとした。
表側基板１０、裏側基板２０の液晶層３０と反対面に、表側偏光板４１、裏側偏光板４２がクロスニコルに配置される。
両基板１０、２０（両電極１２、２２）間に、液晶層３０の液晶分子配列をスイッチングさせる駆動回路４３が接続される。駆動回路４３は、両電極１２、２２間に電気信号を印加し、たとえば最良のコントラストが得られる最適バイアス駆動で、液晶表示素子をマルチプレックス駆動する。
図３Ｂは、表側透明電極１２、裏側透明電極２２を示す概略的な平面図である。電極１２、２２には、それぞれ複数のスリット状開口部１２ａ、２２ａが形成されている。スリット状開口部１２ａ、２２ａは、互いに等しい形状を有する。基板１０、２０の面内方向に、Ｘ軸方向（０°−１８０°方向、行方向）、Ｙ軸方向（９０°−２７０°方向、列方向）、基板１０、２０の法線方向にＺ軸方向を規定するとき、各スリット状開口部１２ａ、２２ａは、全体としてＸ軸方向に延在する。なお本願明細書においては、表側透明電極１２のスリット状開口部１２ａを実線で、裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａを破線で示す。
各スリット状開口部１２ａ、２２ａは、規則的に配置される、幅１０μｍの枝部（矩形状開口部）ｂｒ１〜ｂｒ３から構成される。枝部ｂｒ１は、１３５°−３１５°方向に延びる長さ約１５０μｍの開口部である。枝部ｂｒ２は、４５°−２２５°方向に延びる長さ約１５０μｍの開口部である。枝部ｂｒ１と枝部ｂｒ２は、互いの端部で交互に結合している。枝部ｂｒ１と枝部ｂｒ２の結合位置（スリット状開口部１２ａ、２２ａの屈曲部）には、更に、該屈曲部の凸方向に、Ｙ軸方向に延びる長さ約４２μｍの開口部（枝部ｂｒ３）が配置される。各スリット状開口部１２ａ、２２ａの各屈曲部からは、枝部ｂｒ１〜ｂｒ３が、互いに１２０°をなす方向に延びている。
表側透明電極１２には、複数のスリット状開口部１２ａが、Ｙ軸方向に沿って屈曲部の位置が揃うように、一定間隔で規則的に配置される。具体的には、Ｙ軸方向に沿って見るとき、枝部ｂｒ１間（枝部ｂｒ２間）に約１００μｍの距離を隔てて、一定周期で配置される。
裏側透明電極２２におけるスリット状開口部２２ａの形成態様は、表側透明電極１２におけるスリット状開口部１２ａの形成態様と等しい。
Ｚ軸方向（基板１０、２０法線方向）から見るとき、スリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａは、Ｙ軸方向に沿って交互に配置される。また、スリット状開口部１２ａの屈曲部と、スリット状開口部２２ａの屈曲部は、Ｙ軸方向に沿って揃っている。更に、Ｙ軸方向に隣接するスリット状開口部１２ａの屈曲部と、スリット状開口部２２ａの屈曲部との間隔は一定（Ｙ軸方向に約４２μｍ）である。すなわちスリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａは、Ｙ軸方向に半ピッチずれるように配置される。相互に隣接するスリット状開口部１２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）の距離（スリットエッジ間距離）は、３０μｍ（４５°−２２５°方向、または、１３５°−３１５°方向）となる。スリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａの枝部ｂｒ３は、それぞれ対向する電極２２、１２のスリット状開口部２２ａ、１２ａの屈曲部に重なる。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、スリット状開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、液晶分子の配向方位が相互に異なる領域Ｒ１〜Ｒ４が形成される。領域Ｒ１〜Ｒ４は、たとえば相互に面積が等しく、規則的に配置される領域である。
なお、実施例による液晶表示素子においては、表側偏光板４１の吸収軸方位は、０°−１８０°方位、裏側偏光板４２の吸収軸方位は、９０°−２７０°方位である。
実施例による液晶表示素子は、たとえば電圧印加時に明表示を行う、モノクロ表示タイプのノーマリブラック型マルチドメイン（４ドメイン）液晶表示素子である。
実施例による液晶表示素子は、たとえば以下のように作製する。
一方の面に研磨加工、及び、ＳｉＯ２アンダーコートが施され、スパッタ法等によりＩＴＯ膜が約４００Åの厚さに形成された青板ガラス基板（外形３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｔ）を準備する。アルカリ薬液等によりウェット洗浄し、低圧ＵＶランプによりドライ洗浄した後、ＩＴＯ膜上全面に東京応化製フォトレジストＰＭＥＲをロールコータにより塗布して、１１０℃で約１０分仮焼成する。所望の図柄や文字等が表示できるように設計されたフォトマスクを用い、高圧水銀ランプ光を露光して、フォトレジスト上にパターンを転写した後、ＫＯＨ０．７ｗｔ％水溶液でフォトレジストの現像を行う。第２塩化鉄と塩酸の重量比２：１の混合薬液によるＩＴＯ膜のエッチング、ＮａＯＨ２．９ｗｔ％水溶液によるフォトレジスト剥離を行うことにより、パターニングされ、スリット状開口部１２ａ、２２ａが形成されたＩＴＯ電極１２、２２付きガラス基板１１、２１を得る。
ＩＴＯ電極１２、２２付きガラス基板１１、２１を、アルカリ薬液等でウェット洗浄する。基板１１、２１乾燥後、大気圧プラズマ洗浄装置でドライ洗浄し、フレキソ印刷機を用いて日産化学製垂直配向膜ＳＥ４８１１をフレキソ版のパターンに従った位置にのみ塗布する。クリーンオーブン内で９０℃、１５分仮焼成した後、１８０℃で３０分の本焼成を行い、垂直配向膜１３、２３を得る。垂直配向膜１３、２３には、ラビング処理などの配向処理は施さない。こうして表側及び裏側基板１０、２０が作製される。
なお、必要に応じ、配向膜材料の塗布前に、絶縁膜を一方、又は双方基板の電極１２、２２上に形成してもよい。絶縁膜は、たとえばスパッタ法でＳｉＯ２膜を成膜し、または有機シラン系絶縁膜をフレキソ印刷で塗布した後、高圧水銀ランプ光を照射、２７０℃で３０分焼成することにより得られる。
一方の基板１０、２０面にスペーサ３１を均一に分散配置し、他方の基板２０、１０にスペーサが混合されたシール材を印刷した後、両基板１０、２０の電極１２、２２面が対向するように貼り合わせる。この際、両電極１２、２２面のスリット状開口部１２ａ、２２ａ位置が適切となるよう位置合わせを行う。
具体的には、一方の基板１０、２０上に日本電気硝子製のロット状ガラスファイバースペーサが約２ｗｔ%添加された三井化学株式会社製熱焼成硬化型シール材ＨＣ１９２０をディスペンサ装置により所望の位置に塗布し、クリーンオーブン内で９０℃、５分仮焼成する。なお、実施例による液晶表示素子を作製するに当たっては、１つの液晶セルのサイズを３５ｍｍ×２５ｍｍ（外部取り出し端子部を含む。）とし、３００ｍｍ×２００ｍｍの面内に５６面取る構成とした。
他方の基板２０、１０には合成樹脂微粒子により形成され、表面コーティングなどによる表面処理が一切施されていないスペーサ（ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサ）を、たとえば特開２００２−１４８６３５号公報に示される乾式微粒子散布法により、基板２０、１０表面に均質に分散配置し、クリーンオーブンにおいて１２０℃、１０分間の基板焼成を行う。
一方の基板１０と他方の基板２０の電極１２、２２面を対向させ、所望の表示パターンが得られるよう両基板１０、２０を位置合わせした後、両基板１０、２０を均一な圧力でプレスする。両基板１０、２０間の隙間をスペーサ径相当に接近させた状態で１５０℃、１時間以上の焼成を行ってシール材を硬化させる。
多面付けされた空セルをスクライブおよびブレーキング工程にて分断した後、カイラル材が添加されていない、誘電率異方性が負、屈折率異方性（複屈折率）Δｎが約０．０８であるメルク株式会社製ネマティック液晶材料を真空注入法で注入する。注入口に株式会社スリーボンド製紫外線硬化樹脂を塗布し、当該樹脂を注入口よりわずかに内側へ浸透させた後、高圧水銀ランプ光にて硬化し封止する。封止したセルをクリーンオーブンにて１２０℃で６０分間アニールし、液晶セルの外部取り出し端子の面取り研磨を行った後、中性洗剤等で洗浄する。乾燥後、液晶セルの両面にクロスニコルになるよう偏光板４１、４２を貼り合わせることにより液晶表示素子が完成する。外部取り出し端子にはクリップピンなどを取り付け、外部の駆動装置（駆動回路４３）に接続し、所望の領域の明暗状態をスイッチングできるようにする。
図３Ｃは、実施例による液晶表示素子の電圧印加時における顕微鏡観察像（配向組織像）である。
本図に明らかなように、実施例による液晶表示素子においては、図１に示す帯状暗領域Ｄ２は認められない。
実施例による液晶表示素子は、液晶分子が水平に（表面に平行となるように）配向するスペーサを使用しているにもかかわらず、たとえば暗領域Ｄ２の発生が抑制された、表示均一性の高い液晶表示素子であることがわかる。実施例による液晶表示素子は、低コスト及び短いタクトタイムで製造可能な、高い表示品質を備える液晶表示素子であり、たとえば最良のコントラストが得られる最適バイアス駆動でマルチプレックス駆動される。
本願発明者は、実施例による液晶表示素子の他にも多くの液晶表示素子を作製し、暗領域Ｄ２等の抑制、及び、表示品質の向上に関し、鋭意研究を行った。
図４Ａ〜図４Ｈは、作製した液晶表示素子の電極パターン（開口部パターン）例を示す概略的な平面図である。
図４Ａに示すのは、実施例における開口部パターンから枝部ｂｒ３を除いたジグザグ形状のスリット状開口部１２ａ、２２ａを備える電極１２、２２の例である。
すなわち図４Ａに示す例においては、スリット状開口部１２ａ、２２ａは、互いに等しい形状を有し、各スリット状開口部１２ａ、２２ａは、全体としてＸ軸方向に延在する。
スリット状開口部１２ａ、２２ａは、規則的に配置される、幅１０μｍの枝部（矩形状開口部）ｂｒ１、ｂｒ２から構成される。枝部ｂｒ１は、１３５°−３１５°方向に延び、長さは約１５０μｍである。枝部ｂｒ２は、４５°−２２５°方向に延び、長さは約１５０μｍである。枝部ｂｒ１と枝部ｂｒ２は、互いの端部で交互に結合している。
表側透明電極１２には、複数のスリット状開口部１２ａが、Ｙ軸方向に沿って屈曲部の位置が揃うように、一定間隔で規則的に配置される。具体的には、Ｙ軸方向に沿って見るとき、枝部ｂｒ１間、または、枝部ｂｒ２間に約１００μｍの距離を隔てて、一定周期で配置される。
スリット状開口部２２ａは、裏側透明電極２２に、表側透明電極１２におけるスリット状開口部１２ａと等しい態様で配置される。
Ｚ軸方向から見るとき、スリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａは、Ｙ軸方向に沿って交互に、Ｙ軸方向に半ピッチずれるように配置される。スリット状開口部１２ａの屈曲部と、スリット状開口部２２ａの屈曲部は、Ｙ軸方向に沿って揃っている。Ｙ軸方向に隣接するスリット状開口部１２ａの屈曲部と、スリット状開口部２２ａの屈曲部との間隔は一定（約４２μｍ）である。相互に隣接するスリット状開口部１２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）の距離（スリットエッジ間距離）は、３０μｍとなる。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、スリット状開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、液晶分子の配向方位が相互に異なる領域Ｒ１〜Ｒ４が形成される。領域Ｒ１〜Ｒ４は、たとえば相互に面積が等しく、規則的に配置される領域である。
図４Ｂを参照する。図４Ａには、枝部ｂｒ１と枝部ｂｒ２が互いの端部で交互に結合するスリット状開口部１２ａ、２２ａを示したが、図４Ｂに示すのは、１つの枝部ｂｒ１と１つの枝部ｂｒ２が互いの端部で結合するＶ字状のスリット状開口部１２ａ、２２ａである。
枝部ｂｒ１は、１３５°−３１５°方向に延びる長さ約１５０μｍ、幅１０μｍの矩形状開口部である。枝部ｂｒ２は、４５°−２２５°方向に延びる長さ約１５０μｍ、幅１０μｍの矩形状開口部である。枝部ｂｒ１、ｂｒ２は、９０°方向がＶ字の凸方向となるように配置される。
表側透明電極１２には、スリット状開口部１２ａが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、一定ピッチで配置される。Ｘ軸方向に沿って見るとき、スリット状開口部１２ａは、Ｘ軸方向に沿うスリット状開口部１２ａの長さよりわずかに（たとえば数μｍ）短い距離を隔てて一定周期で配置される。また、Ｙ軸方向に沿って見るとき、スリット状開口部１２ａは、約１００μｍの距離を隔てて一定周期で配置される。Ｘ軸方向に隣接する２つの開口部１２ａ列について見るとき、スリット状開口部１２ａは、Ｙ軸方向に相互に半ピッチずれるように配置される。すなわち表側透明電極１２上において、各スリット状開口部１２ａの重心は、市松模様状に配置される。
裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａは、表側透明電極１２のスリット状開口部１２ａと同形状である。スリット状開口部２２ａは、裏側透明電極２２に、表側透明電極１２におけるスリット状開口部１２ａと等しい態様で配置される。
Ｚ軸方向から見るとき、スリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のいずれか一方に半ピッチずれるように配置される。このため、Ｘ軸方向に沿って見るとき、スリット状開口部１２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝部ｂｒ２、枝部ｂｒ１）とは、交互に配置され、端部において重なる。また、Ｙ軸方向に沿って見るとき、隣接するスリット状開口部１２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）は、約４２μｍの距離を隔てて配置される。すなわち、Ｙ軸方向に隣接するスリット状開口部１２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝部ｂｒ１、枝部ｂｒ２）のスリットエッジ間距離は、３０μｍとなる。スリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａとで、全体としてＸ軸方向に延在するジグザグ形状が、Ｙ軸方向に約４２μｍの距離を隔てて、一定周期で配置される。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、スリット状開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、液晶分子の配向方位が相互に異なる領域Ｒ１〜Ｒ４が形成される。領域Ｒ１〜Ｒ４は、たとえば相互に面積が等しく、規則的に配置される領域である。
図４Ｃを参照する。図４Ａ及び図４Ｂには、枝部ｂｒ１と枝部ｂｒ２が互いの端部で結合するスリット状開口部１２ａ、２２ａを示したが、図４Ｃに示すのは、枝状（矩形状）開口部ｂｒ１と枝状（矩形状）開口部ｂｒ２が各電極１２、２２で結合されずに配置される例である。
スリット状開口部１２ａは、２種類の枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２から構成される。枝状開口部ｂｒ１は、１３５°−３１５°方向に延びる長さ約１５０μｍ、幅１０μｍの開口部であり、枝状開口部ｂｒ２は、４５°−２２５°方向に延びる長さ約１５０μｍ、幅１０μｍの開口部である。
表側透明電極１２には、枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２がともに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、具体的には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向について、それぞれ一定ピッチで配置される。枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２の配置ピッチは同一である。
Ｘ軸方向に沿って見るとき、枝状開口部ｂｒ１のみが配置される列と、枝状開口部ｂｒ２のみが配置される列が交互に現れる。また、Ｙ軸方向に沿って見るとき、枝状開口部ｂｒ１のみが配置される行と、枝状開口部ｂｒ２のみが配置される行が交互に現れる。すなわち枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２の重心は、市松模様状に配置される。
Ｘ軸方向に沿って見るとき、枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２は、Ｘ軸方向に沿う枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２の長さよりわずかに（たとえば数μｍ）短い距離を隔てて一定周期で配置される。また、Ｙ軸方向に沿って見るとき、枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２は、約１００μｍの距離を隔てて一定周期で配置される。
裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）は、表側透明電極１２のスリット状開口部１２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）と同形状である。スリット状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）は、裏側透明電極２２に、表側透明電極１２におけるスリット状開口部１２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）と等しい態様で配置される。
Ｚ軸方向から見るとき、表側透明電極１２のスリット状開口部１２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）と裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）は、Ｙ軸方向に半ピッチずれるように配置される。このため、Ｘ軸方向に沿って相互に隣接するスリット状開口部１２ａ（枝状開口部ｂｒ１、枝状開口部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ２、枝状開口部ｂｒ１）とは、端部において重なる。また、Ｙ軸方向に沿って相互に隣接するスリット状開口部１２ａ（枝状開口部ｂｒ１、枝状開口部ｂｒ２）とスリット状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、枝状開口部ｂｒ２）のスリットエッジ間距離は、３０μｍとなる。スリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａとで、全体としてＸ軸方向に延在するジグザグ形状が、Ｙ軸方向に約４２μｍの距離を隔てて一定周期で配置される。
なお、図４Ｃに示す例においては、電極１２の枝状開口部ｂｒ２と電極２２の枝状開口部ｂｒ１とが交互に端部で結合される行と、電極１２の枝状開口部ｂｒ１と電極２２の枝状開口部ｂｒ２とが交互に端部で結合される行とが、Ｙ軸方向に交互に現れることとなる。また、電極１２の枝状開口部ｂｒ１と電極２２の枝状開口部ｂｒ１とが交互に配置される列と、電極１２の枝状開口部ｂｒ２と電極２２の枝状開口部ｂｒ２とが交互に配置される列とが、Ｘ軸方向に交互に現れることとなる。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、スリット状開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、液晶分子の配向方位が相互に異なる領域Ｒ１〜Ｒ４が形成される。領域Ｒ１〜Ｒ４は、たとえば相互に面積が等しく、規則的に配置される領域である。
図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃに示す例は、基板１０、２０法線方向から、基板１０、２０の電極１２、２２のスリット状開口部１２ａ、２２ａを見るとき、スリット状開口部１２ａ、２２ａの少なくとも一方で、全体としてＸ軸方向に延在するジグザグ形状のスリット状開口部を形成する、マルチドメイン（４ドメイン）の液晶表示素子である。全体として形成されるジグザグ形状のスリット状開口部は、Ｙ軸方向に沿って等間隔に、具体的には、スリットエッジ間距離（ドメインの幅）が３０μｍとなるように配置される。
図４Ｄ〜図４Ｆを参照する。図４Ｄ〜図４Ｆにおいては、表示領域を、液晶分子が放射状に配向する複数の小領域（副画素）に分割する例を示す。各図においては、小領域の１つに斜線を付して示してある。小領域は、たとえばＸ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ２辺を有する正方形状である。各例において、複数の小領域は相互に等しい形状を有し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接して配置される。
図４Ｄに示す例を説明する。図４Ｄに示す例においては、小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、６０μｍ×６０μｍの正方形状である。
表側透明電極１２の開口部１２ａは、１０μｍφの円形開口部である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に、それぞれ一定ピッチ（重心間の距離が６０μｍ）で格子状に配置される。
裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａは、２種類の枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２から構成される。枝状開口部ｂｒ１は、Ｘ軸方向に延びる長さ７０μｍ、幅１０μｍの矩形状開口部であり、枝状開口部ｂｒ２は、Ｙ軸方向に延びる長さ７０μｍ、幅１０μｍの矩形状開口部である。
枝状開口部ｂｒ１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、一定ピッチ（重心間の距離が、ともに１２０μｍ）で配置される。Ｘ軸方向に隣接する２つの列について見るとき、枝状開口部ｂｒ１は、Ｙ軸方向に相互に半ピッチずれるように配置される。すなわち裏側透明電極２２上において、各枝状開口部ｂｒ１の重心は、市松模様状に配置される。
枝状開口部ｂｒ２も、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、一定ピッチ（重心間の距離が、ともに１２０μｍ）で配置される。Ｘ軸方向に隣接する２つの列について見るとき、枝状開口部ｂｒ２は、Ｙ軸方向に相互に半ピッチずれるように配置される。すなわち裏側透明電極２２上において、各枝状開口部ｂｒ２の重心も、市松模様状に配置される。
枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２は、枝状開口部ｂｒ２の重心が、枝状開口部ｂｒ１の重心に対し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のいずれか一方に半ピッチずれるように配置される。このため、スリット状開口部２２ａは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに一定ピッチ（重心間の距離が、ともに６０μｍ、すなわち円形開口部１２ａと同一ピッチ）で格子状に、かつ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の双方について、枝状開口部ｂｒ１と枝状開口部ｂｒ２が交互に配置されるように形成される。
基板１０、２０の法線方向から見るとき、円形開口部１２ａとスリット状開口部２２ａは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の双方に半ピッチずれるように配置される。
上述した６０μｍ×６０μｍの各正方形状小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、枝状開口部ｂｒ１の幅方向の中心を通ってＸ軸方向に延在する仮想直線と、枝状開口部ｂｒ２の幅方向の中心を通ってＹ軸方向に延在する仮想直線とで画定される。各正方形状小領域においては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４つの枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２の一部と、その延長線上の電極２２部分とで輪郭（４辺）が構成される。たとえば図４Ｄに斜線を付した小領域においては、反時計回り方向に見るとき、まず開口部ｂｒ１、ｂｒ２部分が現れ、その後電極２２部分が現れる。
各小領域は、正方形の角部（頂点部）を挟む一方の辺において、隣接する小領域と電極２２が接続されている。対向辺は電極２２部分を、一方の対角線方向のみに備える。
各小領域の中央部に円形開口部１２ａが配置される。円形開口部１２ａの直径は１０μｍであるため、円形開口部１２ａのエッジと、正方形状小領域の４辺に配置される枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２のエッジ（スリットエッジ）との間の距離は２０μｍとなる。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、各小領域においては、開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、開口部１２ａを中心に、液晶分子が放射状に（３６０°全方位に）配向するマルチドメイン配向状態が実現される。
図４Ｅを参照する。図４Ｅに示す例においては、小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、９０μｍ×９０μｍの正方形状である。
表側透明電極１２の開口部１２ａは、１０μｍφの円形開口部である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に、それぞれ一定ピッチ（重心間の距離が９０μｍ）で格子状に配置される。
裏側透明電極２２の開口部２２ａは、Ｔ字形状である。Ｘ軸方向に延びる長さ１５０μｍ、幅１０μｍの枝状（矩形状）開口部ｂｒ１と、Ｙ軸方向に延びる長さ１６０μｍ、幅１０μｍの枝状（矩形状）開口部ｂｒ２とで構成される。開口部ｂｒ１の長さ方向の一方エッジの中央と、開口部ｂｒ２の長さ方向の端部とが結合されている。
Ｔ字状の開口部２２ａは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、一定ピッチ（重心間の距離が、ともに１８０μｍ）で配置される。Ｘ軸方向に隣接する２つの開口部２２ａ列について見るとき、開口部２２ａは、Ｙ軸方向に相互に半ピッチずれるように配置される。すなわち裏側透明電極２２上において、各開口部２２ａの重心は、市松模様状に配置される。
上述した９０μｍ×９０μｍの各正方形状小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、枝状開口部ｂｒ１の幅方向の中心を通ってＸ軸方向に延在する仮想直線と、枝状開口部ｂｒ２の幅方向の中心を通ってＹ軸方向に延在する仮想直線とで画定される。各正方形状小領域においては、Ｔ字状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）の一部と、その延長線上の電極２２部分とで輪郭（４辺）が構成される。
正方形状小領域は、たとえばＴ字状開口部２２ａ（第１のＴ字状開口部）の枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２結合部を１つの角部（頂点部）とする。その角部から延びる枝状開口部ｂｒ２が構成する一辺（第１の辺）には電極２２部分がない。すなわち、枝状開口部ｂｒ２の一部のみで辺が構成される。その角部を挟む他の一辺（第２の辺）は、枝状開口部ｂｒ１の一部、及び、その延長線上の電極２２部分を含んで構成される。
第１の辺の対向辺（第３の辺）は、Ｘ軸負方向側で隣接する列のＴ字状開口部２２ａ（第２のＴ字状開口部）の枝状開口部ｂｒ２の一部、及び、その延長線上の電極２２部分を含んで構成される。また、第２の辺の対向辺（第４の辺）は、第２のＴ字状開口部２２ａとＹ軸負方向側で隣接するＴ字状開口部２２ａ（第３のＴ字状開口部）の枝状開口部ｂｒ１の一部、及び、その延長線上の電極２２部分を含んで構成される。
図４Ｅに示す例では、正方形状小領域の３つの角部において、角部を挟む一方の辺で、隣接する小領域と電極２２が接続されている。残る１つの角部（第１の辺と第２の辺が挟んで構成する角部）においては、電極２２が、隣接する小領域の電極２２と、開口部２２ａによって分断されている。
各小領域の中央部に円形開口部１２ａが配置される。円形開口部１２ａの直径は１０μｍであるため、円形開口部１２ａのエッジと、正方形状小領域の４辺に配置される枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２のエッジ（スリットエッジ）との間の距離は３５μｍとなる。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、各小領域においては、開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、開口部１２ａを中心に、液晶分子が放射状に（３６０°全方位に）配向するマルチドメイン配向状態が実現される。
図４Ｆを参照する。図４Ｆに示す例においては、小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、９０μｍ×９０μｍの正方形状である。基板１０、２０の法線方向から見るとき、図４Ｄの正方形状小領域は、４つの辺のすべてが、開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）の一部と、その延長線上の電極２２部分とで構成される。図４Ｅの正方形状小領域は、３辺が、枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２の一部と、その延長線上の電極２２部分を含んで構成され、１辺が、枝状開口部ｂｒ２の一部のみで構成される。図４Ｆの例においては、２辺が、枝状開口部ｂｒ１の一部と、その延長線上の電極２２部分を含んで構成され、２辺が、枝状開口部ｂｒ２の一部のみで構成される正方形状小領域と、４辺すべてが開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）の一部と、その延長線上の電極２２部分とで構成される正方形状小領域とが現れる。
図４Ｆの表側透明電極１２の開口部１２ａは、１０μｍφの円形開口部である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に、それぞれ一定ピッチ（重心間の距離が９０μｍ）で格子状に配置される。
図４Ｆに示す裏側透明電極２２の各開口部２２ａは、図４Ｅの開口部２２ａと同一のＴ字形状である。開口部２２ａが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、一定ピッチ（重心間の距離が、ともに１８０μｍ）で配置される点も等しい。図４Ｅに示す例では、Ｘ軸方向に隣接する２つの開口部２２ａ列について見るとき、Ｔ字状開口部２２ａが、向きを揃えてＹ軸方向に相互に半ピッチずれるように配置されるのに対し、図４Ｆに示す例においては、Ｘ軸方向に隣接する２つの開口部２２ａ列について見るとき、Ｔ字状開口部２２ａが、列単位で相互に逆向き（Ｙ軸方向に沿って相互に反対向き）に配置された上で、Ｙ軸方向に所定ピッチだけずれるように配置される。
上述した９０μｍ×９０μｍの各正方形状小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、枝状開口部ｂｒ１の幅方向の中心を通ってＸ軸方向に延在する仮想直線と、枝状開口部ｂｒ２の幅方向の中心を通ってＹ軸方向に延在する仮想直線とで画定される。
たとえば斜線を付した小領域については、基板１０、２０の法線方向から見るとき、Ｘ軸方向に隣接する２つのＴ字状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）と、その延長線上の電極２２部分とで輪郭（４辺）が構成される。
斜線を付した正方形状小領域は、Ｔ字状開口部２２ａ（第１のＴ字状開口部）の枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２結合部を１つの角部（第１の角部）とする。第１の角部から延びる枝状開口部ｂｒ２が構成する一辺（第１の辺）には電極２２部分がない。すなわち、枝状開口部ｂｒ２の一部のみで辺が構成される。第１の角部を挟む他の一辺（第２の辺）は、枝状開口部ｂｒ１の一部、及び、その延長線上の電極２２部分を含んで構成される。
更に、斜線を付した正方形状小領域は、第１のＴ字状開口部とＸ軸方向に隣接するＴ字状開口部２２ａ（第２のＴ字状開口部）の枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２結合部を１つの角部（第２の角部）とする。第１の角部と第２の角部は、対向する角部である。第２の角部から延びる枝状開口部ｂｒ２が構成する一辺（第３の辺）には電極２２部分がない。すなわち、枝状開口部ｂｒ２の一部のみで構成される辺である。第２の角部を挟む他の一辺（第４の辺）は、枝状開口部ｂｒ１の一部、及び、その延長線上の電極２２部分を含んで構成される。
斜線を付した正方形状小領域とＹ軸方向に隣接する正方形状小領域は、これとは構造が異なり、基板１０、２０の法線方向から見るとき、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４つのＴ字状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）の一部と、その延長線上の電極２２部分とで輪郭（４辺）が構成される。４辺すべてが開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２）の一部と、その延長線上の電極２２部分とで構成される正方形状小領域である。
したがって、図４Ｆに示す例では、正方形状小領域の対向する２つの角部（第１の角部及び第２の角部）において、電極２２が、隣接する小領域の電極２２と、開口部２２ａによって分断されており、他の２つの対向角部においては、角部を挟む一方の辺で、隣接する小領域と電極２２が接続されている正方形状小領域（斜線を付した小領域）のみが現れる行と、正方形の角部を挟む一方の辺において、隣接する小領域と電極２２が接続され、かつ、対向辺は電極２２部分を、一方の対角線方向のみに備える構造の正方形状小領域（斜線を付した小領域とＹ軸方向に隣接する正方形状小領域）のみが現れる行とが、Ｙ軸方向に交互に現れる。
各小領域の中央部に円形開口部１２ａが配置される。円形開口部１２ａの直径は１０μｍであるため、円形開口部１２ａのエッジと、正方形状小領域の４辺に配置される枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２のエッジ（スリットエッジ）との間の距離は３５μｍとなる。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、各小領域においては、開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、開口部１２ａを中心に、液晶分子が放射状に（３６０°全方位に）配向するマルチドメイン配向状態が実現される。
図４Ｇを参照する。図４Ｇに示すのは、表側透明電極１２が開口部をもたない例である。図４Ｇに示す例においても、表示領域は、複数の小領域（副画素）に分割される。小領域は、たとえばＸ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ２辺を有する正方形状である。各小領域は相互に等しい形状を有し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接して配置される。本図においても、小領域の１つに斜線を付して示した。図４Ｇの小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、６０μｍ×６０μｍの正方形状である。
図４Ｇの裏側透明電極２２には、開口部２２ａがＸ軸方向及びＹ軸方向に、それぞれ一定ピッチ（重心間の距離が６０μｍ）で格子状に形成されている。開口部２２ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に、５０μｍの長さをもつＬ字状の開口部である。Ｌ字状開口部２２ａの幅は、１０μｍである。Ｌ字状開口部２２ａのうち、Ｘ軸方向に延びる部分（長さ５０μｍ）を枝状（矩形状）開口部ｂｒ１、Ｙ軸方向に延びる部分（長さ４０μｍ）を枝状（矩形状）開口部ｂｒ２とする。
上述した６０μｍ×６０μｍの各正方形状小領域は、基板１０、２０の法線方向から見るとき、枝状開口部ｂｒ１の幅方向の中心を通ってＸ軸方向に延在する仮想直線と、枝状開口部ｂｒ２の幅方向の中心を通ってＹ軸方向に延在する仮想直線とで画定される。各正方形状小領域においては、Ｌ字状開口部２２ａ（枝状開口部ｂｒ１、枝状開口部ｂｒ２）と、その延長線上の電極２２部分とで輪郭（４辺）が構成される。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接する４つ（２行２列）のＬ字状開口部２２ａの角部が、正方形状小領域の４つの角部となる。
図４Ｇに示す例では、正方形状小領域の３つの角部において、隣接する小領域と電極２２が接続され、１つの角部において、電極２２が、隣接する小領域の電極２２と、開口部２２ａによって分断されている。
正方形状の小領域の各辺を構成する開口部２２ａについて見るとき、対向辺を構成する開口部２２ａのスリットエッジ間距離は、５０μｍである。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、各正方形状小領域においては、４辺に配置されるスリット状開口部の内側に向かって、液晶分子が３６０°方位に配向分布するマルチドメイン配向状態が実現される。
図４Ｈを参照する。図４Ｈに示す例においては、表側透明電極１２に形成されるスリット状開口部１２ａは、Ｙ軸方向に長い矩形状（長さ１００μｍ、幅１０μｍ）である。スリット状開口部１２ａは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに規則的、周期的に、具体的には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向について、それぞれ一定ピッチで（Ｘ軸方向には９０μｍの距離を隔てて、Ｙ軸方向には７μｍの距離を隔てて）表側透明電極１２に格子状に配置される。
裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａは、表側透明電極１２のスリット状開口部１２ａと同形状である。スリット状開口部２２ａは、裏側透明電極２２に、表側透明電極１２におけるスリット状開口部１２ａと等しい態様で配置される。
Ｚ軸方向から見るとき、表側透明電極１２のスリット状開口部１２ａと裏側透明電極２２のスリット状開口部２２ａは、Ｘ軸方向に半ピッチずれるように、交互に配置される。このため、Ｘ軸方向に沿って相互に隣接するスリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａのスリットエッジ間距離は、４０μｍである。
電極１２、２２間に電圧を印加したとき、スリット状開口部１２ａ、２２ａ周辺に発生する斜め電界により、液晶分子の配向方位が相互に１８０°異なる領域Ｒ１、Ｒ２が形成される。領域Ｒ１、Ｒ２は、たとえば相互に面積が等しく、規則的に配置される領域である。図４Ｈに示すスリット状開口部１２ａ、２２ａを有する電極１２、２２構造により、マルチドメイン（２ドメイン）の液晶表示素子が実現される。
図５は、図４Ａ〜図４Ｈに示す電極構造を有する垂直配向型液晶表示素子の表示について、外観観察結果を示す表である。液晶表示素子には、合成樹脂微粒子により形成され、表面コーティングなどによる表面処理が施されていない球状スペーサ（早川ゴム株式会社製３ＤＳ）を用い、球状スペーサの直径ごとに表示の評価を行った。本表において、丸印は、帯状暗領域等がほぼ認められない良好な表示、三角印は、帯状暗領域等による表示むらがわずかに認められる表示、バツ印は、帯状暗領域等による表示むらが明らかに認められる表示であることを示す。
なお、外観観察に用いた液晶表示素子は、電極１２、２２のパターニング、及び、球状スペーサとして直径２．５μｍ〜６．０μｍの早川ゴム株式会社製３ＤＳを使用する点以外は、実施例による液晶表示素子と同様の方法で作製した。球状スペーサは、表示面内に約１００個／ｍｍφの均一な散布密度で散布した。早川ゴム株式会社製３ＤＳ表面においては、液晶分子は水平に（スペーサ表面に平行となるように）配向する。
液晶表示素子の外部取り出し端子には、１／４ｄｕｔｙ、１／３ｂｉａｓの最適バイアス駆動条件の駆動波形を出力する駆動装置（駆動回路４３）を接続し、明表示時の駆動電圧が適切になるように調整して、液晶表示素子の表示領域をすべて明表示にしたときの外観を観察した。液晶表示素子には、７セグメント表示を含む特定の図形や文字が表示（セグメント表示）される。
図４Ａ〜図４Ｃの欄を参照する。全体としてＸ軸方向にジグザグ形状の開口部が延在し、４ドメイン配向を実現する図４Ａ〜図４Ｃの電極構造においては、２．５μｍ〜６．０μｍのすべてのスペーサ径において、良好な表示が得られている。観察結果の共通性から、図３Ｂ（実施例）に示す電極構造を用いても等しい結果が得られるであろう。
図４Ｄ〜図４Ｇの欄を参照する。表示領域が複数の小領域（副画素）に分割され、液晶分子が電圧印加時に、各小領域において３６０°方位に配向する図４Ｄ〜図４Ｇの電極構造においては、観察結果が一致しているわけではない。
図４Ｄに示す構造においては、２．５μｍ〜４．０μｍのスペーサ径において、良好な表示が得られたが、直径６．０μｍのスペーサを用いた場合には、明らかな表示むらが観察された。
図４Ｅ及び図４Ｇに示す構造においては、３．０μｍ〜４．０μｍのスペーサ径において、良好な表示が得られたが、直径２．５μｍのスペーサを用いた場合にはわずかに、直径６．０μｍのスペーサを用いた場合には明らかに、表示むらが観察された。
図４Ｆの電極構造においては、２．５μｍ〜６．０μｍのすべてのスペーサ径において、良好な表示が得られた。
図４Ｈの欄を参照する。電圧印加時に２ドメイン配向が実現される図４Ｈの電極構造においては、３．０μｍのスペーサ径においてのみ、良好な表示が得られたが、他の径のスペーサを用いた場合には、明らかに表示むらが観察された。
このように表示品質は、電極構造及びスペーサ径（セル厚）に依存する。
次に、表示品質のスペーサ散布密度依存性について説明する。
図６は、図３Ｂ及び図４Ｄ〜図４Ｈに示す電極構造を有する垂直配向型液晶表示素子の表示について、外観観察結果を示す表である。液晶表示素子には、実施例で用いた球状スペーサ（ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサ）を使用し、スペーサの散布密度（個／ｍｍφ）ごとに表示の評価を行った。本表における丸印、三角印、バツ印は、図５の表におけるそれらと等しい評価を示す。
なお、図７に、図３Ｂ、図４Ｄ、図４Ｇ、及び、図４Ｈの電極構造をもつ垂直配向型液晶表示素子に電圧を印加したときの顕微鏡観察像（配向組織像）を示す。
ここで、外観観察に用いた液晶表示素子は、電極１２、２２のパターニング、及び、球状スペーサの散布密度を５６個／ｍｍφ〜３１５個／ｍｍφ（なお、実施例においては５６個／ｍｍφ）とする点以外は、実施例による液晶表示素子と同様の方法で作製した。球状スペーサは、表示面内に均一な散布密度で散布した。散布密度は、顕微鏡観察下における計測値である。既述したように、ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサ表面においては、液晶分子は水平に（スペーサ表面に平行となるように）配向する。
液晶表示素子の外部取り出し端子には、図５に示した評価の場合と同様に、１／４ｄｕｔｙ、１／３ｂｉａｓの最適バイアス駆動条件の駆動波形を出力する駆動装置（駆動回路４３）を接続し、駆動電圧５Ｖで液晶表示素子の表示領域をすべて明表示にしたときの外観を観察した。
更に、本表には参考として、積水化学工業株式会社製ＥＸ００４ＡＣ２（粒子径約４μｍの球状スペーサ）を、２１４個／ｍｍφの散布密度で用いたとき、及び、早川ゴム株式会社製３ＤＳ−ＸＤ（粒子径４μｍの球状スペーサ）を、７６個／ｍｍφの散布密度で用いたときの表示品質の評価も付してある。この２種類の球状スペーサは、合成樹脂の表面に垂直配向性への表面処理（コーティング層の形成）が行われたスペーサである。すなわち液晶分子は、スペーサ表面に対し垂直に配向する。
なお、これらの液晶表示素子を作製する際、スペーサを散布し、基板を１２０℃で焼成した後、基板のプレス前に、０．６ｋｇｆ／ｃｍ２のＮ２ブローを基板表面より約１５ｃｍ離れた位置からあてたところ、ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサはＮ２ブロー前後における単位面積当たりのスペーサ数（散布密度）に大きな差が観察された。一方、積水化学工業株式会社製ＥＸ００４ＡＣ２、及び、早川ゴム株式会社製３ＤＳ−ＸＤにおいては、差は軽微であった。このことから、積水化学工業株式会社製ＥＸ００４ＡＣ２、及び、早川ゴム株式会社製３ＤＳ−ＸＤを用いた場合は、基板を焼成することにより、スペーサ表面のコーティング層（垂直配向性への改質層）の一部が溶解され、スペーサが基板表面に固着されたと考えられる。他方、ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサは、表面にコーティング層が存在しないため、基板表面に固着されにくいことがわかる。
図６を参照すると、参考として記載したスペーサ（垂直配向性への表面処理が施されたスペーサ）を用いた場合、図３Ｂ及び図４Ｄ〜図４Ｈのすべての電極構造で良好な表示が得られる。しかし、液晶分子が表面で水平に（表面に平行となるように）配向するスペーサ（ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサ）を使用した液晶表示素子においては、電極構造及びスペーサの面内散布密度によって、表示品質が大きな影響を受けることがわかる。
図６の図３Ｂの欄を参照する。図３Ｂに示す電極構造をもつ液晶表示素子においては、散布密度が５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφのとき、良好な表示が得られたが、３１５個／ｍｍφのときには、わずかに表示むらが観察された。
図７の図３Ｂの欄を参照すると、散布密度が５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφのときには、たとえば帯状暗領域が観察されない、またはほぼ観察されないが、３１５個／ｍｍφのときには、スペーサの周囲に、帯状暗領域が多数観察されることがわかる。
なお、図３Ｂと同様の構造をもつ図４Ａ〜図４Ｃの電極構造（全体としてＸ軸方向にジグザグ形状の開口部が延在し、４ドメイン配向を実現する電極構造）においても、同様の結果が得られるであろう。
図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃの電極構造は、広いスペーサ径（２．５μｍ〜６．０μｍ）の範囲（図５参照）、及び、広い散布密度（５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφ）の範囲（図６参照）で良好な表示が得られることがわかる。すなわち、スペーサ径依存性、スペーサ散布量依存性が小さい電極構造といえるであろう。
図６の図４Ｄの欄を参照する。図４Ｄに示す電極構造をもつ液晶表示素子においては、散布密度が５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφのとき、良好な表示が得られたが、３１５個／ｍｍφのときには、わずかに表示むらが観察された。
図７の図４Ｄの欄を参照すると、散布密度が３１５個／ｍｍφのときには、各小領域（副画素）の内部において、十字状の暗領域の交差する点が小領域の中央からずれているところが多数観察される。５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφのときには、十字状暗領域の交差点のずれが軽微であるか、観察されず、表示は良好である。ここで十字状暗領域は、小領域内の液晶分子配向方位が両偏光板吸収軸に平行または直交する方位に形成され、小領域内部の液晶配向方位が連続的に変化していることを示すものである。
図６の図４Ｅの欄を参照する。図４Ｅに示す電極構造をもつ液晶表示素子においては、散布密度が５６個／ｍｍφ〜１０５個／ｍｍφのとき、良好な表示が得られたが、１９１個／ｍｍφ〜３１５個／ｍｍφのときには、明らかな表示むらが観察された。
図６の図４Ｆの欄を参照する。図４Ｆに示す電極構造をもつ液晶表示素子においては、散布密度が５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφのとき、良好な表示が得られたが、３１５個／ｍｍφのときには、明らかな表示むらが観察された。
図４Ｆの電極構造も、広いスペーサ径（２．５μｍ〜６．０μｍ）の範囲（図５参照）、及び、広い散布密度（５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφ）の範囲（図６参照）で良好な表示が得られる、スペーサ径依存性、スペーサ散布量依存性が小さな電極構造といえるであろう。
図６の図４Ｇの欄を参照する。図４Ｇに示す電極構造をもつ液晶表示素子においては、散布密度が５６個／ｍｍφ〜１０５個／ｍｍφのとき、良好な表示が得られたが、１９１個／ｍｍφ〜３１５個／ｍｍφのときには、わずかに表示むらが観察された。
図７の図４Ｇの欄を参照すると、散布密度が３１５個／ｍｍφのときには、十字状暗領域の交差点が中央からずれている小領域（副画素）が多数観察される。このずれが少なくなることにより、外観観察時の表示均一性が確保できることがわかった。
図６の図４Ｈの欄を参照する。図４Ｈに示す電極構造をもつ液晶表示素子においては、５６個／ｍｍφ〜３１５個／ｍｍφのすべての散布密度で、明らかな表示むらが観察された。
図７の図４Ｈの欄を参照する。両電極１２、２２面の開口部１２ａ、２２ａ間に配置されるスペーサの一部の周囲において、帯状の暗領域が観察され、この暗領域が外観上の表示むらとして認識されることがわかった。帯状暗領域は、ｉｂｏｎｄｉｎｇ社製粒子径４μｍスペーサのすべての散布密度（５６個／ｍｍφ〜３１５個／ｍｍφ）で観察される。
なお、たとえば図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃに示す構造と比較したとき、図４Ｈの構造は、基板１０、２０法線方向から見たときのスリットエッジ間距離が４０μｍと相対的に広い（図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃに示す構造は３０μｍ）。そこで本願発明者は、図４Ｈにおけるスリットエッジ間距離を狭くした素子を別途作製し、観察した。しかし、図３Ｂ等の電極構造の場合とは異なり、５６個／ｍｍφ〜３１５個／ｍｍφのすべての散布密度で表示均一性が実現されるというわけではなかった。
図５、図６に示す観察結果、及び、図７に示す顕微鏡観察像から、たとえば以下のことが理解されるであろう。
図４Ｈに示す、２ドメイン配向状態を実現する電極構造は、表示のスペーサ径依存性やスペーサ散布量依存性が大きく、表示均一性の得られる条件が極めて狭い。液晶分子が表面に平行となるように配向するスペーサを用いた場合、広範囲の条件で良好な表示状態を実現することは困難であると考えられる。
図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃに示す、４ドメイン配向を実現する電極構造（全体としてＸ軸方向にジグザグ形状の開口部が延在する電極構造）は、スペーサ径依存性、及び、スペーサ散布量依存性が小さく、明表示時の表示均一性の得られる条件が広い。このため、液晶分子が表面に平行となるように配向するスペーサを用いた場合であっても、比較的広範囲の条件で良好な表示状態を実現することができる。したがって、液晶表示素子の低コスト化やタクトタイムの短縮が可能な電極構造であるといえる。
図４Ｄ〜図４Ｇに示す、表示領域が複数の小領域（副画素）に分割され、電圧印加時に、液晶分子を各小領域において３６０°方位に配向させる電極構造は、図４Ｈの構造よりも広い範囲で良好な表示状態を実現することができるが、図４Ｆの構造を除けば、図３Ｂ、及び、図４Ａ〜図４Ｃの構造よりも、良好な表示状態を実現することができる範囲は狭い。しかし図４Ｄ〜図４Ｇの電極構造も、液晶分子が表面に平行となるように配向するスペーサを用いた場合でも、良好な表示状態を実現することができ、液晶表示素子の低コスト化やタクトタイムの短縮が可能な電極構造である。
更に、液晶分子を表面に平行となるように配向させるスペーサを、３１５個／ｍｍφ以上の散布密度で散布した場合、図３Ｂ、図４Ａ〜図４Ｈのいずれの電極構造でも良好な表示は得られないことがわかる。
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、実施例においては、基板１０、２０法線方向から見るとき、相互に隣接するスリット状開口部１２ａとスリット状開口部２２ａの距離（スリットエッジ間距離）は、３０μｍであったが、「発明が解決しようとする課題」に記したように、帯状暗領域Ｄ２は、スリット状開口部との間の距離が相対的に長い位置にあるスペーサの周囲に形成されると考えられる。したがって、スリットエッジ間距離が３０μｍ以下であれば、少なくとも実施例と同様の効果（帯状暗領域の抑制、及び、高い表示品質）を得ることができる。
図４Ａ〜図４Ｃに示す電極構造の場合も、同様に、スリットエッジ間距離が３０μｍ以下であれば高い表示品質を得ることができる。
図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆの構造においても、円形開口部１２ａのエッジと、小領域の４辺に配置される枝状開口部ｂｒ１、ｂｒ２のエッジ（スリットエッジ）との間の距離が、それぞれ２０μｍ以下、３５μｍ以下、３５μｍ以下であれば高い表示品質を得ることができる。
図４Ｇの構造においても、小領域の各辺を構成する開口部２２ａについて見るとき、対向辺を構成する開口部２２ａのスリットエッジ間距離が５０μｍ以下であれば高い表示品質を得ることができる。
また、図４Ｄ〜図４Ｇに示す例においては、小領域の形状を正方形状としたが広く矩形状とすることができる。
更に、図４Ｄ〜図４Ｆに示す例においては、円形状の開口部１２ａを用いたが、小領域内で液晶分子を放射状に配向させる開口部であれば円形状に限らず、たとえば矩形状とすることができる。
実施例等による液晶表示素子は、たとえばスペーサの周囲の少なくとも一部に発生する暗領域が抑制され、高い表示品質を実現する液晶表示素子である。
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。
垂直配向型液晶表示素子及び垂直配向型液晶表示装置全般に利用可能である。車載用表示機、表示装置、計器や、産業機器の表示機、計器、更には、輸送機器の表示機、計器、一例として、鉄道車両の表示機、機器等に、好適に利用可能である。
１０、２０ 基板
１１、２１ 透明基板
１２、２２ 透明電極
１２ａ、２２ａ 開口部
１３、２３ 垂直配向膜
３０ 液晶層
３１ スペーサ
４１、４２ 偏光板
４３ 駆動回路
５０ 表側基板
５１ ガラス基板
５２ 透明電極
５２ａ スリット状開口部
５３ 垂直配向膜
５４ スペーサ
５５ 液晶層
５６ 空間
Ａ、Ａ１、Ａ２、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｒ１〜Ｒ４ 領域
Ｄ１、Ｄ２ 暗領域
ｂｒ１〜ｂｒ３ 枝部

Claims (9)

  1. 第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、
    前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサと
    を有し、
    前記第１の電極と前記第２の電極は、開口部を備え、
    前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部の少なくとも一方で、全体として第１の方向に延在するジグザグ形状の開口部が複数形成され、前記第１の方向と直交する第２の方向に隣接する２つのジグザグ形状の開口部のエッジ間距離は３０μｍ以下であり、
    前記球状スペーサは、直径が２．５μｍ〜６．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている４ドメインの液晶表示素子。
  2. 前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部は、ともに、全体として前記第１の方向に延在するジグザグ形状の開口部であり、ジグザグ形状の屈曲部を前記第２の方向に揃え、前記第２の方向に沿って交互に配置されている請求項１に記載の液晶表示素子。
  3. 前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部は、更に、ジグザグ形状の各屈曲部から、該屈曲部の凸方向に、前記第２の方向と平行に延びる枝状開口部を備え、該枝状開口部は、前記第２の方向に隣接するジグザグ形状の開口部の屈曲部に重なる請求項２に記載の液晶表示素子。
  4. 前記第１及び第２基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の開口部と前記第２の電極の開口部は、ともに、前記第２の方向が凸方向となるＶ字形状開口部を、重心が市松模様状となるように配置した開口部であり、
    前記第１の電極のＶ字形状開口部と前記第２の電極のＶ字形状開口部は、前記第１の方向に交互に、端部において重なるように配置されて、全体として前記第１の方向に延在するジグザグ形状開口部が形成される請求項１に記載の液晶表示素子。
  5. 前記第１の電極の開口部と、前記第２の電極の開口部は、ともに、第３の方向に延びる第１の枝状開口部と、第４の方向に延びる第２の枝状開口部を用いて構成され、
    前記第１及び第２の枝状開口部は、前記第１、第２の電極上に、前記第１の方向に沿って見るとき、前記第１の枝状開口部のみが配置される列と、前記第２の枝状開口部のみが配置される列が交互に現れ、前記第２の方向に沿って見るとき、前記第１の枝状開口部のみが配置される行と、前記第２の枝状開口部のみが配置される行が交互に現れるように形成され、
    前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の電極の前記第１の枝状開口部と、前記第２の電極の前記第２の枝状開口部が交互に端部で重なって、全体として前記第１の方向に延在するジグザグ形状の第１の開口部が形成され、
    該第１の開口部と、前記第２の方向に隣接するジグザグ形状の第２の開口部は、前記第１の電極の前記第２の枝状開口部と、前記第２の電極の前記第１の枝状開口部が交互に端部で重なって形成される請求項１に記載の液晶表示素子。
  6. 第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、
    前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサと
    を有し、
    前記第１の電極には、第１の方向に長い第１の開口部と、前記第１の方向と直交する第２の方向に長い第２の開口部が、前記第１の方向、前記第２の方向の双方について、交互に配置されるように、前記第１及び第２の方向にそれぞれ一定ピッチで形成され、
    前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、
    前記第２の電極には、前記複数の矩形状領域の各々の中央部に配置されるように開口部が形成され、
    前記矩形状領域の４辺の一部を構成する、前記第１の電極の開口部のエッジと、前記矩形状領域の中央部に配置される前記第２の電極の開口部のエッジとの間の距離は、２０μｍ以下であり、
    前記球状スペーサは、直径が２．５μｍ〜４．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子。
  7. 第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、
    前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサと
    を有し、
    前記第１の電極には、第１の方向に長い第１の枝状開口部と、該第１の方向と直交する第２の方向に長い第２の枝状開口部が、該第１の枝状開口部の長さ方向の一方エッジの中央と、該第２の枝状開口部の長さ方向の端部が結合されて構成されるＴ字形状開口部が、前記第１の方向、及び、前記第２の方向のそれぞれに一定ピッチで、かつ、前記第１の方向に隣接する２つの開口部列について見るとき、前記第２の方向に半ピッチずれるように形成され、
    前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、
    前記第２の電極には、前記矩形状領域の各々の中央部に配置されるように開口部が形成され、
    前記矩形状領域の４辺の一部を構成する前記第１の電極のＴ字形状開口部のエッジと、前記矩形状領域の中央部に配置される前記第２の電極の開口部のエッジとの間の距離は、３５μｍ以下であり、
    前記球状スペーサは、直径が３．０μｍ〜４．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１０５個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子。
  8. 第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、
    前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサと
    を有し、
    前記第１の電極には、第１の方向に長い第１の枝状開口部と、該第１の方向と直交する第２の方向に長い第２の枝状開口部が、該第１の枝状開口部の長さ方向の一方エッジの中央と、該第２の枝状開口部の長さ方向の端部が結合されて構成されるＴ字形状開口部が、前記第１の方向、及び、前記第２の方向のそれぞれに一定ピッチで、かつ、前記第１の方向に隣接する２つの開口部列について見るとき、列単位で前記第２の方向に沿って相互に逆向きに配置された上で、前記第２の方向に所定ピッチずれるように形成され、
    前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、
    前記第２の電極には、前記矩形状領域の各々の中央部に配置されるように開口部が形成され、
    前記矩形状領域の４辺の一部を構成する前記第１の電極のＴ字形状開口部のエッジと、前記矩形状領域の中央部に配置される前記第２の電極の開口部のエッジとの間の距離は、３５μｍ以下であり、
    前記球状スペーサは、直径が２．５μｍ〜６．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１９１個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子。
  9. 第１の電極、及び、該第１の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第１の垂直配向膜を備える第１の基板と、
    前記第１の基板に略平行に対向配置され、第２の電極、及び、該第２の電極を覆うように形成され、配向処理が施されていない第２の垂直配向膜を備える第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置される液晶層と、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間を一定の間隔に保持し、表面において前記液晶層の液晶分子を水平配向させる球状スペーサと
    を有し、
    前記第１の電極には、第１の方向に延びる第１の枝状開口部と、該第１の方向と直交する第２の方向に延びる第２の枝状開口部とで構成されるＬ字形状開口部が、前記第１の方向、及び、前記第２の方向のそれぞれに一定ピッチで格子状に形成され、
    前記第１及び第２の基板の法線方向から見るとき、前記第１の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第１の方向に延在する仮想直線と、前記第２の枝状開口部の幅方向の中心を通って前記第２の方向に延在する仮想直線とで、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ２辺を有し、前記第１の方向と前記第２の方向に隣接して配置される複数の矩形状領域が画定され、
    前記矩形状領域の対向辺を構成する開口部のエッジ間距離は、５０μｍ以下であり、
    前記球状スペーサは、直径が３．０μｍ〜４．０μｍであり、５６個／ｍｍφ〜１０５個／ｍｍφの密度で、前記第１の基板と前記第２の基板の間に配置されている液晶表示素子。
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