WO2016013500A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2016013500A1
WO2016013500A1 PCT/JP2015/070480 JP2015070480W WO2016013500A1 WO 2016013500 A1 WO2016013500 A1 WO 2016013500A1 JP 2015070480 W JP2015070480 W JP 2015070480W WO 2016013500 A1 WO2016013500 A1 WO 2016013500A1
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liquid crystal
electrode
display device
crystal display
slit
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PCT/JP2015/070480
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Inventor
洋典 岩田
村田　充弘
聡 松村
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シャープ株式会社
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Publication date
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    • G02F2203/66—Normally white display, i.e. the off state being white

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device that performs display by applying an electric field using a plurality of electrodes.
  • a liquid crystal display device is configured by sandwiching a liquid crystal display element between a pair of glass substrates or the like, and makes use of the features such as thinness, light weight, and low power consumption to provide car navigation, electronic books, photo frames, industrial equipment, televisions, personal computers. Smartphones, tablet devices, etc. are indispensable for daily life and business. In these applications, liquid crystal display devices of various modes related to electrode arrangement and substrate design for changing the optical characteristics of the liquid crystal layer have been studied.
  • VA vertical alignment
  • IPS In-plane switching
  • FFS fringe field switching
  • an FFS mode liquid crystal display device formed on the first transparent substrate, a first and a second transparent insulating substrate facing each other with a predetermined distance through a liquid crystal layer containing a plurality of liquid crystal molecules, A plurality of gate bus lines and data bus lines arranged in a matrix form so as to limit unit pixels, thin film transistors provided at intersections of the gate bus lines and data bus lines, and arranged in each unit pixel And a counter electrode made of a transparent conductor and a unit electrode that is insulated from the counter electrode so as to form a fringe field together with the counter electrode, and is symmetrical about the long side of the pixel.
  • FFS having a plurality of upper and lower slits arranged at a predetermined inclination and a pixel electrode made of a transparent conductor
  • the liquid crystal display device over de is disclosed (for example, see Patent Document 1.).
  • the FFS mode liquid crystal display device described in Patent Document 1 is disclosed to have a wide viewing angle characteristic and to improve the low aperture ratio and transmittance of the IPS mode liquid crystal display device (for example, Patent Document 1). 6 shown in Fig. 1.
  • Fig. 6 described in Patent Document 1 shows a planar pixel structure of an FFS mode liquid crystal display device.
  • the FFS mode liquid crystal display device described in Patent Document 1 can force the liquid crystal to respond by applying an electric field at the rising edge, but at the falling edge, the electric field application is stopped and the liquid crystal viscoelasticity is allowed to respond. Therefore, the response is slow and there is room for improving the response characteristics.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device having a conventional FFS mode electrode structure.
  • FIG. 7 shows the structure of the liquid crystal display device, in which a planar electrode (ii) is arranged on the lower substrate 110 on which the slit electrode (i) is arranged via the slit electrode (i) and the insulating layer 113. Yes.
  • the slit electrode (i) is applied to a constant voltage at the start-up (for example, the potential difference between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) is equal to or greater than a threshold value and can respond with a fringe electric field)
  • the threshold value means an electric field and / or a voltage value that generates an electric field that causes an optical change in the liquid crystal layer and changes a display state in the liquid crystal display device. It responds by setting the potential difference between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) to be less than the threshold and stopping (weakening) the fringe electric field.
  • the liquid crystal molecules in the vicinity of the upper substrate have a small rotation angle at the time of rising, but accordingly, the twist that becomes a restoring force for returning to the initial alignment is also small, so that the liquid crystal in this region also slowly returns to the initial alignment. As a result, the response is not sufficient in the entire liquid crystal layer at the fall.
  • the present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of realizing a high-speed response.
  • the present inventors have studied various liquid crystal display devices that perform display by applying an electric field using a plurality of electrodes.
  • the lower electrode of the lower substrate is a planar electrode, and a slit electrode is provided on the liquid crystal layer side through an insulating layer. Attention was paid to the arranged electrode structure (hereinafter, this electrode structure is referred to as an FFS electrode structure).
  • this electrode structure is referred to as an FFS electrode structure.
  • a slit electrode is further arranged on the upper substrate and the initial alignment of the liquid crystal molecules is horizontal alignment, for example, when rising (in white display), the liquid crystal is generated by a fringe electric field generated between the electrodes of the lower substrate.
  • the liquid crystal is rotated in the horizontal plane in the opposite direction to the rising edge by the oblique electric field generated between the electrodes of the upper and lower substrates at the time of falling (during black display) by forcibly rotating in the horizontal plane. It was found that both switching at the time of rising and falling can be controlled by an electric field.
  • the liquid crystal near the lower substrate is forcibly rotated in the horizontal plane by a fringe electric field generated between the electrodes on the lower substrate, and when rising (white display), between the electrodes on the upper and lower substrates.
  • the liquid crystal near the lower substrate may be rotated in the horizontal direction in the direction opposite to that at the time of falling by the oblique electric field generated in step.
  • the liquid crystal display device configured to generate an electric field generated by the electrodes of the present invention has arrived at the present invention, conceiving that the above-mentioned problems can be solved brilliantly.
  • the liquid crystal is forcibly rotated in a horizontal plane by a fringe electric field generated between electrodes on the lower substrate at the time of rising, and the liquid crystal is raised by an oblique electric field generated between the electrodes on the upper and lower substrates at the time of falling. Is rotated in the opposite direction in the horizontal plane, and thereby satisfies the desired characteristics, and is different from the invention described in Patent Document 1 in this respect.
  • one embodiment of the present invention is a liquid crystal display device including an upper and lower substrate and a liquid crystal layer sandwiched between the upper and lower substrates, each of the upper and lower substrates having an electrode, and the electrode of the lower substrate is A pair of electrodes, wherein the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules aligned horizontally with respect to a main surface of the upper and lower substrates when no voltage is applied, and the liquid crystal display device includes the pair of electrodes on the lower substrate.
  • One of white display and black display is performed by generating an electric field that rotates the molecules in one direction within a horizontal plane with respect to the main surface, and each electrode of the upper and lower substrates causes the liquid crystal molecules to move relative to the main surface.
  • It may be a liquid crystal display device that is configured to perform the other of white display or black display by generating an electric field that rotates in a direction opposite to the one direction in a horizontal plane.
  • an electrode in which a slit is provided on a lower substrate is disposed, and an electrode in which a slit is also provided on an upper substrate is disposed.
  • the angle formed (whichever is smaller of the two angles; the same applies hereinafter) is 30 ° or more and less than 90 °.
  • stretching direction of a slit electrode says the longitudinal direction of the linear electrode which comprises a slit electrode.
  • a fringe electric field is only generated at the FFS electrode on the lower substrate at the time of rising, but in the present invention, a pair of electrodes on the lower substrate (preferably FFS is preferable) at the time of rising or falling. A fringe electric field is generated by the electrode), and an oblique electric field is generated by the electrode disposed on each of the upper and lower substrates at the other time of rising or falling.
  • the liquid crystal molecules are only rotated in one direction by the fringe electric field generated by the FFS electrode on the lower substrate.
  • the liquid crystals are reversed in the horizontal plane at the time of rising and at the time of falling. It is preferred to rotate the molecule.
  • the configuration of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited by other components, and other configurations that are usually used in liquid crystal display devices can be applied as appropriate.
  • liquid crystal display device of the present invention a high-speed response can be realized both at the time of rising and at the time of falling.
  • FIG. 3 is a schematic plan view illustrating an electrode structure of a pixel of the liquid crystal display device of Example 1 and alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to a line segment a1-a2 in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to a line segment b1-b2 in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the electrode structure of the pixel of the liquid crystal display device of Example 1, the alignment of liquid crystal molecules during black display, and the alignment of liquid crystal molecules during white display.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to a line segment c1-c2 in FIG. 4, showing the alignment of liquid crystal molecules during black display.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to a line segment d1-d2 in FIG. 4, showing the alignment of liquid crystal molecules during white display.
  • It is a cross-sectional schematic diagram which shows the orientation of the liquid crystal molecule
  • 6 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of rising in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of falling in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. It is explanatory drawing of (PHI) and S.
  • FIG. 10 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of rising in Examples 1, 6 to 8 and Comparative Example 1.
  • 10 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of falling in Examples 1, 6 to 8, and Comparative Example 1. It is explanatory drawing of (PHI), S, and S '.
  • a pixel may be a picture element (sub-pixel) unless otherwise specified.
  • a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer is also referred to as an upper substrate and a lower substrate.
  • a substrate on the display surface side is also referred to as an upper substrate
  • a substrate on the opposite side to the display surface is also referred to as a lower substrate.
  • the electrode on the display surface side is also referred to as an upper layer electrode
  • the electrode on the side opposite to the display surface is also referred to as a lower layer electrode.
  • the electrode of the lower substrate means at least one of the slit electrode (i) and the planar electrode (ii), and the electrode of the upper substrate means the slit electrode (iii).
  • substrate has means a slit electrode (i), a planar electrode (ii), and a slit electrode (iii).
  • a slit electrode refers to an electrode provided with a slit, and usually includes a plurality of linear electrode portions.
  • a slit the area
  • the planar electrode a form that is independent for each pixel unit, a form that is electrically connected within a plurality of pixels, and a form that is electrically connected within a plurality of pixels include, for example, A form in which all the pixels are electrically connected, a form in which they are electrically connected in the same pixel column, and the like can be cited. Among these, a form in which all the pixels are electrically connected is preferable.
  • the planar shape may be any surface shape in the technical field of the present invention, and may have an orientation regulating structure such as a rib or a slit in a part of the region, or the substrate main surface in plan view.
  • the alignment regulating structure may be provided in the central portion of the pixel, but those having substantially no alignment regulating structure are suitable.
  • rising means a period during which the display state changes from a dark state (black display) to a light state (white display).
  • the term “falling” means a period during which the display state changes from a bright state (white display) to a dark state (black display).
  • the slit electrode (i) on the liquid crystal layer side and the planar electrode (ii) on the opposite side to the liquid crystal layer side can usually have different potentials at a threshold voltage or higher.
  • the threshold voltage means a voltage value that gives a transmittance of 5% when the transmittance in the bright state is set to 100%.
  • the potential different from the threshold voltage can be any voltage as long as it can realize a driving operation with a potential different from the threshold voltage. This makes it possible to suitably control the electric field applied to the liquid crystal layer. Become.
  • the electrode on the liquid crystal layer side when the electrode on the liquid crystal layer side is a pixel electrode and the electrode on the opposite side to the liquid crystal layer side is a common electrode, the electrode on the liquid crystal layer side can be a certain TFT ( The liquid crystal layer is driven by a thin film transistor element and the electrode opposite to the liquid crystal layer is driven by another TFT, or is commonly connected for each line or commonly connected in all pixels. The electrode on the opposite side may be driven by a TFT corresponding to the line or all pixels.
  • the liquid crystal molecules in the vicinity of the lower substrate may be liquid crystal molecules in the liquid crystal layer as long as they include liquid crystal molecules at positions closer to the lower substrate than to the upper substrate.
  • FIG. 1 is a schematic plan view illustrating an electrode structure of a pixel of the liquid crystal display device of Example 1 and alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied.
  • the slit electrode (i) includes a plurality of linear electrode portions when the substrate main surface is viewed in plan.
  • the plurality of linear electrode portions are substantially parallel to each other.
  • each of the slit electrodes (i) has a plurality of substantially parallel slits.
  • the electrode on the upper substrate is an electrode provided with a slit.
  • the structure of the slit electrode (iii) is the same as that of the slit electrode (i).
  • At least one of the pair of electrodes on the lower substrate and the electrode on the upper substrate each have a linear portion.
  • the structure of the slit electrode (i) and the slit electrode (iii) shown in FIG. 1 is an example, and as long as the slit is provided, the shape is not limited, and slit electrodes having various structures can be used.
  • the angle formed by the extending direction of the slit electrode (i) and the extending direction of the slit electrode (iii) is 70 °.
  • the angle is preferably 30 ° or more and less than 90 °.
  • Example 1 two linearly polarizing plates having the polarization axis shown in FIG. 1 are used.
  • one polarizing plate is disposed on the outer side of the upper and lower substrates (on the side opposite to the liquid crystal layer side).
  • a linear polarizing plate was used, and the polarizing axis of the polarizing plate was perpendicular or parallel to the major axis of the liquid crystal molecules on the upper and lower substrates.
  • the upper and lower substrates each have a linearly polarizing plate.
  • the slit electrode (i), which is a pixel electrode, is electrically connected to the drain electrode extending from the thin film transistor element TFT through the contact hole CH.
  • the voltage supplied from the source bus line SL is applied to the pixel electrode that drives the liquid crystal through the thin film transistor element TFT.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to line segment a1-a2 in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to the line segment b1-b2 in FIG.
  • the lower substrate 10, the liquid crystal layer 30, and the upper substrate 20 are laminated in this order from the back side of the liquid crystal display device to the observation surface side. Configured.
  • the liquid crystal display device of Example 1 horizontally aligns the liquid crystal molecules LC when the potential difference between the electrodes of the upper and lower substrates is less than the threshold voltage.
  • the lower layer electrode of the lower substrate 10 is a planar electrode (ii), and the slit electrode (i) is disposed through the insulating layer 13.
  • the lower substrate electrode (a pair of electrodes on the lower substrate) is composed of an electrode provided with a slit on the liquid crystal layer side and a planar electrode on the side opposite to the liquid crystal layer side. It is one of the preferable forms.
  • the upper substrate 20 is also provided with a slit electrode (iii). In Example 1, as described above, the slit electrodes of the upper and lower substrates are arranged so that the extending directions thereof intersect at an angle of 70 ° when the main surface of the substrate is viewed in plan.
  • the electrode width L of the linear portion is 3.0 ⁇ m, and the electrode interval S between the adjacent linear portions is 3.0 ⁇ m.
  • the electrode width L is preferably 2 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, for example.
  • the electrode spacing S is preferably 2 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, for example.
  • the ratio (L / S) between the electrode width L and the electrode spacing S is preferably 0.2 to 3. A more preferable lower limit value of the ratio L / S is 0.25, and a more preferable upper limit value is 1.5.
  • the electrode width L of the linear portion is 3.0 ⁇ m, and the electrode interval S between the adjacent linear portions is 9.0 ⁇ m.
  • the electrode width L is preferably 2 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less.
  • the electrode spacing S is preferably 3 ⁇ m or more, and preferably 18 ⁇ m or less.
  • the ratio (L / S) between the electrode width L and the electrode spacing S is preferably 0.1 to 2.5.
  • the lower limit value of the ratio L / S is more preferably 0.14, still more preferably 0.18, and particularly preferably 0.22.
  • the upper limit value of the ratio L / S is more preferably 2, still more preferably 1, and particularly preferably 0.6.
  • the electrode width L and the electrode interval S in each of the slit electrode (i) and the slit electrode (iii) are usually substantially the same in the pixel, but if they are different in the pixel, either one is in the above range. It is preferable if it is within the range, and it is more preferable if all are within the above range.
  • the slit electrode (i) and the slit electrode (iii) are usually provided in the same layer.
  • the slit electrode is provided in the same layer that the slit electrode is a common member (for example, an insulating layer, a liquid crystal layer, etc.) on the liquid crystal layer side and / or on the side opposite to the liquid crystal layer side. Say that you are in contact with.
  • the insulating layer 13 has a dielectric constant of 6.9 and an average thickness of 0.3 ⁇ m.
  • the insulating layer 13 is composed of the nitride film SiN, but instead, an oxide film SiO 2 , an acrylic resin, or a combination of these materials can be used.
  • a horizontal alignment film (not shown) is provided on each of the liquid crystal layer sides of the upper and lower substrates, and the liquid crystal molecules when no voltage is applied are horizontally aligned so that the azimuth angle is parallel to the extending direction of the slit electrode (iii). It was.
  • the horizontal alignment film is aligned by an alignment film formed from an organic material, an inorganic material, a photo alignment film formed from a photoactive material, or rubbing. Examples thereof include an alignment film that has been treated.
  • the alignment film may be an alignment film that has not been subjected to an alignment process such as a rubbing process.
  • an alignment film that does not require alignment treatment such as an alignment film formed from an organic material or an inorganic material, or a photo-alignment film
  • the cost can be reduced by simplifying the process, and reliability and yield can be improved. it can.
  • rubbing treatment there is a risk of liquid crystal contamination due to impurities from rubbing cloth etc., point defects due to foreign materials, display unevenness due to non-uniform rubbing within the liquid crystal panel, These disadvantages can be eliminated.
  • the liquid crystal includes liquid crystal molecules that are aligned in a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate when no voltage is applied.
  • the orientation in the horizontal direction with respect to the main surface of the substrate means that the liquid crystal molecules are aligned substantially in the horizontal direction with respect to the main surface of the substrate in the technical field of the present invention and can exhibit optical effects. I just need it.
  • the liquid crystal is substantially composed of liquid crystal molecules aligned in a horizontal direction with respect to the main surface of the substrate when no voltage is applied.
  • the “when no voltage is applied” may be anything as long as it can be said that substantially no voltage is applied in the technical field of the present invention.
  • Such a horizontal alignment type liquid crystal is an advantageous system for obtaining a wide viewing angle characteristic and the like.
  • the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy.
  • Liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy have a small proportion of molecules rotating in the vertical direction due to an electric field generated between the upper and lower substrates, and a large proportion of liquid crystal molecules rotating in a horizontal plane. Can be improved.
  • the dielectric anisotropy of the liquid crystal material may be positive, but is preferably negative.
  • the dielectric anisotropy ⁇ of the liquid crystal is preferably 3 or less, more preferably 1 or less, and further preferably -2 or less.
  • the dielectric anisotropy ⁇ of liquid crystal means that measured by an LCR meter.
  • the average thickness (cell gap) d LC of the liquid crystal layer 30 is 3.2 ⁇ m.
  • the average thickness d LC of the liquid crystal layer means a value calculated by averaging the thickness of the entire liquid crystal layer in the liquid crystal display device.
  • d LC ⁇ ⁇ n is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, and further preferably 200 nm or more. Further, d LC ⁇ ⁇ n is preferably 550 nm or less, more preferably 500 nm or less, and further preferably 450 nm or less.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the electrode structure of the pixel of the liquid crystal display device of Example 1, the orientation of liquid crystal molecules during black display, and the orientation of liquid crystal molecules during white display.
  • the liquid crystal When rising, the liquid crystal is forcibly rotated in a horizontal plane by a fringe electric field generated between the electrodes on the lower substrate, and when rising, the liquid crystal is raised by an oblique electric field generated between the electrodes on the upper substrate and the lower substrate. Rotate in the horizontal plane in the opposite direction.
  • switching at the time of rising and at the time of falling can be performed by control by an electric field, both a wide viewing angle and a high-speed response can be achieved.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to the line segment c1-c2 in FIG. 4, and shows the alignment of liquid crystal molecules during black display.
  • the liquid crystal display device of Example 1 falls (during black display), an oblique electric field is generated between the slit electrode disposed on the upper substrate and the FFS electrode disposed on the lower substrate (between the upper and lower substrates in FIG. 4). (Refer to a region B where black display is performed with an oblique electric field and FIG. 5).
  • FIG. 5 shows an example of an applied voltage in black display and electric lines of force (double arrows shown by broken lines) generated in the liquid crystal cell at that time.
  • the potential difference between the electrodes of the upper and lower substrates is set so as not to generate a fringe electric field that causes the liquid crystal to rotate between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii).
  • an oblique electric field is generated between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii).
  • the potential of the slit electrode (i) is 8 V
  • the potential of the planar electrode (ii) is 8 V
  • the potential difference between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) is 0 V.
  • the potential difference between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) may be less than the threshold voltage.
  • the potential of the slit electrode (iii) is set to 0V
  • the potential difference between the slit electrode (i) and the slit electrode (iii) is set to 8V
  • the potential difference between the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii) is set to 8V.
  • the potential difference between the slit electrode (i) and the slit electrode (iii) may be not less than the threshold voltage, but is preferably 2 V or more, more preferably 4 V or more, and further preferably 6 V or more. preferable.
  • the preferable potential difference between the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii) is the same as the preferable potential difference between the slit electrode (i) and the slit electrode (iii) described above.
  • the liquid crystal molecules can be rotated in the horizontal plane by the oblique electrode generated between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii). As a result, a high-speed response of switching at the time of falling can be realized.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a portion corresponding to the line segment d1-d2 in FIG. 4, and shows the alignment of liquid crystal molecules during white display.
  • a fringe electric field is generated by the FFS electrode disposed on the lower substrate (see the region W in which white display is performed by the fringe electric field of the lower substrate in FIG. 4 and FIG. 6).
  • a voltage is applied to the slit electrode (i), and the liquid crystal molecules are rotated in the horizontal direction with respect to the substrate by a fringe electric field generated between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii).
  • a DC voltage (DC voltage) is applied to the slit electrode (iii) so that the liquid crystal does not rotate in the direction perpendicular to the substrate between the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii).
  • the potential of the slit electrode (i) is 0 V
  • the potential of the planar electrode (ii) is 8 V
  • the potential difference between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) is 8 V.
  • the potential difference between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii) only needs to be equal to or higher than the threshold voltage, and can be appropriately set according to a desired transmitted light amount (gradation). Is preferably 3V or more, more preferably 4V or more. Further, the potential of the slit electrode (iii) is set to 0V, and the potential difference between the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii) is set to 0V. The potential difference between the planar electrode (ii) and the slit electrode (iii) may be less than the threshold voltage.
  • the liquid crystal molecules near the lower substrate can be rotated in the horizontal plane by the fringe electric field generated between the slit electrode (i) and the planar electrode (ii). As a result, a high-speed response of switching at the time of rising can be realized.
  • the slit electrode (i) may be a common electrode
  • the planar electrode (ii) may be a combination of pixel electrodes
  • the slit electrode (i) may be a pixel.
  • the planar electrode (ii) may be a combination of common electrodes (FIGS. 4 to 6 are patterns of this combination).
  • a fringe electric field is generated at the FFS electrode of the lower substrate, an oblique electric field is generated at each electrode of the upper and lower substrates, and the liquid crystal molecules near the lower substrate are placed in a horizontal plane. Rotate in the forward direction or in the reverse direction.
  • the liquid crystal molecules are rotated in the horizontal plane by a fringe electric field generated between the electrodes on the lower substrate, and at the time of rising (white display), an oblique electric field generated between the electrodes on the upper and lower substrates.
  • the liquid crystal molecules may be rotated in the horizontal plane in the direction opposite to the falling time, and the effects of the present invention can be exhibited.
  • the slit electrode (iii) of the upper substrate is 0 V in both white display and black display.
  • a constant voltage is applied to the electrode on the upper substrate during both white display and black display.
  • the slit electrode (iii) only needs to perform DC driving (DC driving), and does not need to perform AC driving (AC driving). Therefore, it is not necessary to drive the electrode on the upper substrate with a TFT. Driving can be simplified.
  • each of the electrodes of the lower substrate is composed of an electrode provided with a slit on the liquid crystal layer side and a planar electrode on the side opposite to the liquid crystal layer side.
  • a pair of comb-like electrodes may be used in place of the FFS electrode on the lower substrate.
  • a liquid crystal molecule is rotated in a horizontal plane by generating a transverse electric field between the pair of comb-like electrodes.
  • the relationship between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the electrode arrangement may be considered by replacing the extending direction of the slit electrode included in the FFS electrode with the extending direction of the pair of comb-like electrodes.
  • an oxide semiconductor TFT is preferably used for the thin film transistor element in the liquid crystal display device of Example 1 from the viewpoint of the transmittance improvement effect.
  • An oxide semiconductor shows higher carrier mobility than amorphous silicon. As a result, the area of the transistor occupying one pixel can be reduced, so that the aperture ratio increases and the light transmittance per pixel can be increased. Therefore, by using the oxide semiconductor TFT, the transmittance improving effect which is the effect of the present invention can be obtained more remarkably. That is, it is preferable that at least one of the upper and lower substrates includes a thin film transistor element, and the thin film transistor element includes an oxide semiconductor.
  • the upper and lower substrates included in the liquid crystal display device of Example 1 are usually a pair of substrates for sandwiching liquid crystal.
  • an insulating substrate such as glass or resin is used as a base, and wiring, electrodes, and color filters are provided on the insulating substrate. It is formed by making etc.
  • the liquid crystal display device of Example 1 can appropriately include a member (for example, a light source) included in a normal liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display device according to the first embodiment preferably drives the liquid crystal by an active matrix driving method. The same applies to the embodiments described later.
  • Embodiment 1 can be applied to any of a transmissive, reflective, and transflective liquid crystal display device. The same applies to the embodiments described later.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the electrode structure of the liquid crystal display device of Comparative Example 1 and the orientation of liquid crystal molecules when no voltage is applied.
  • FIG. 7 is also a schematic cross-sectional view showing an example of an electrode structure of a conventional FFS mode liquid crystal display device.
  • the lower layer electrode of the lower substrate 110 is a planar electrode (ii), and the slit electrode (i) is disposed through the insulating layer 113.
  • the upper substrate 120 is not provided with electrodes for liquid crystal control.
  • a horizontal alignment film (not shown) is provided on each of the liquid crystal layer sides of the upper and lower substrates, and the liquid crystal molecules when no voltage is applied so that the azimuth is 83 degrees with respect to the extending direction of the slit electrode (i). Horizontally oriented.
  • a polarizing plate (not shown) was provided on the opposite side of the upper and lower substrates to the liquid crystal layer side. As the polarizing plate, a linear polarizing plate was used, and the polarizing axis of the polarizing plate was perpendicular or parallel to the major axis of the liquid crystal molecules on the upper and lower substrates. The dielectric anisotropy of the liquid crystal material is negative.
  • the liquid crystal display device of Comparative Example 1 has other configurations, for example, the average thickness of the liquid crystal layer 130, the dielectric constant of the insulating layer 113, and the average thickness are the same as the corresponding members of the liquid crystal display device of Example 1 described above. It is.
  • the reference numbers in FIG. 7 according to Comparative Example 1 are the same as those shown in the drawings according to Example 1 except that 1 is added to the hundreds. The members corresponding to those shown in FIG.
  • the display mode of the liquid crystal display device of each example is normally black, black display corresponds to the gradation value 0, white display corresponds to the gradation value 255, and the larger the gradation value is, the larger the gradation value is.
  • the voltage applied to the liquid crystal layer is large.
  • the standardization of luminance is performed with the normalized transmittance at a gradation value of 255 as 100%.
  • FIG. 8 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of rising in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
  • FIG. 9 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of falling in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of ⁇ and S.
  • the angle formed by the extending direction of the slit electrode (i) of the lower substrate and the extending direction of the slit electrode (iii) of the upper substrate when the main surface of the substrate is viewed in plan refers to the smaller one that is 90 ° or less).
  • S is an electrode interval between adjacent linear portions.
  • Example 1 the angle ⁇ is 70 ° and the electrode spacing S is 9 ⁇ m. However, a potential difference is generated between the upper substrate electrode and the lower substrate electrode. As long as an oblique electric field can be generated, the electrode structure of Example 1 is not necessarily required. Examples in which the angle ⁇ and the electrode spacing S are changed will be described later.
  • Example 2 the response characteristics of Examples 2 to 5 and Comparative Example 1 are compared.
  • the angle ⁇ was changed from 70 ° (Example 1) to 83 ° (Example 2), 60 ° (Example 3), 45 ° (Example 4), and 30 ° (Example 5).
  • Response waveforms in Examples 2 to 5 similar to Example 1 are shown in FIGS. 8 and 9, and ⁇ r + ⁇ d is shown in Table 1.
  • the angle ⁇ formed by the extending direction of the electrode provided with the slit of the upper substrate and the extending direction of the electrode provided with the slit of the lower substrate is It is preferably 30 ° or more and less than 90 °.
  • the angle ⁇ is more preferably 40 ° or more, further preferably 50 ° or more, still more preferably 60 ° or more, and particularly preferably 65 ° or more.
  • FIG. 11 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of rising in Examples 1, 6 to 8, and Comparative Example 1.
  • FIG. 12 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of falling in Examples 1, 6 to 8, and Comparative Example 1.
  • the angle ⁇ is fixed at 70 °, the same as in Example 1, and the electrode spacing S is changed from 9 ⁇ m to 3 ⁇ m (Example 6), 6 ⁇ m (Example 7), and 12 ⁇ m (Example 8).
  • FIG. 11 and FIG. 12 show response waveforms in Examples 6 to 8 similar to FIG. 1, and Table 2 shows ⁇ r + ⁇ d. Since S is desirably 3 ⁇ m or more for manufacturing reasons such as yield, 3 ⁇ m is set as the minimum value of S.
  • the electrode interval S of the electrodes provided with the slits on the upper substrate is preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 6 ⁇ m or more, further preferably 8 ⁇ m or more, and preferably 10 ⁇ m or more. Particularly preferred.
  • the electrode spacing S is preferably 18 ⁇ m or less.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of ⁇ , S and S ′.
  • the angle ⁇ and the electrode spacing S are the same as those in FIG.
  • an electrode interval between adjacent linear portions is S ′.
  • FIG. 14 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of rising in Examples 1, 9, 10 and Comparative Example 1.
  • FIG. 15 is a simulation result showing normalized transmittance (%) with respect to time (ms) at the time of falling in Examples 1, 9, and 10 and Comparative Example 1.
  • the angle ⁇ is fixed to 70 ° as in the first embodiment, the electrode interval S is fixed to 9 ⁇ m as in the first embodiment, and the electrode interval S ′ is changed from 3 ⁇ m to 6 ⁇ m (Example 9) and 9 ⁇ m (Example 10).
  • 14 and 15 show the response waveforms in Examples 9 and 10 which are the same as Example 1 except for the change, and Table 3 shows ⁇ r + ⁇ d. Since S ′ is preferably 3 ⁇ m or more for manufacturing reasons such as yield, 3 ⁇ m is set as the minimum value of S ′.
  • liquid crystal display device of the present invention examples include in-vehicle devices such as car navigation, electronic books, photo frames, industrial equipment, televisions, personal computers, smartphones, and tablet terminals.
  • the electrode structure and the like according to the liquid crystal display device of the present invention can be confirmed by microscopic observation such as SEM (Scanning Electron Microscope) on the TFT substrate and the counter substrate.

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Abstract

本発明は、高速応答を実現することができる液晶表示装置を提供する。 本発明の液晶表示装置は、上下基板、及び、上下基板に挟持された液晶層をもつ液晶表示装置であって、上記上下基板のそれぞれは、電極を有し、上記下基板の電極は、一対の電極であり、上記液晶層は、電圧無印加時に該上下基板の主面に対して水平に配向する液晶分子を含み、上記液晶表示装置は、該下基板の該一対の電極が該液晶分子を該主面に対して水平面内で一方向に回転させる電界を発生させることにより白表示又は黒表示の一方を行い、該上下基板のそれぞれの電極が該液晶分子を該主面に対して水平面内で、該一方向とは逆方向に回転させる電界を発生させることにより白表示又は黒表示の他方を行うように構成されたものである。

Description

液晶表示装置
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、複数の電極により電界を印加して表示をおこなう液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、一対のガラス基板等に液晶表示素子を挟持して構成され、薄型で軽量かつ低消費電力といった特長を活かして、カーナビゲーション、電子ブック、フォトフレーム、産業機器、テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等、日常生活やビジネスに欠かすことのできないものとなっている。これらの用途において、液晶層の光学特性を変化させるための電極配置や基板の設計に係る各種モードの液晶表示装置が検討されている。
近年の液晶表示装置の表示方式としては、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させた垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）モードや、正又は負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード、縞状電界スイッチング（ＦＦＳ：Fringe Field Switching）モード等が挙げられる。
例えば、ＦＦＳモードの液晶表示装置として、複数個の液晶分子を含む液晶層を介して所定の距離をもって対向配置される第１及び第２透明絶縁基板と、前記第１透明基板上に形成され、かつ単位画素を限定するようにマトリクス形態で配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスラインと、前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交叉部に設けられる薄膜トランジスタと、前記各単位画素に配置され、かつ透明導電体からなるカウンタ電極と、前記カウンタ電極と一緒にフリンジフィールドを形成するように、各単位画素に前記カウンタ電極と絶縁して配置され、画素の長辺を中心に対称をなすように所定の傾きで配列された複数個の上部スリット及び下部スリットを有し、かつ透明導電体からなる画素電極とを含むＦＦＳモードの液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２－１８２２３０号公報
特許文献１に記載のＦＦＳモードの液晶表示装置は、広視野角特性を有し、かつＩＰＳモードの液晶表示装置の低い開口率及び透過率を改善する旨が開示されている（例えば、特許文献１に記載の図６参照。特許文献１に記載の図６は、ＦＦＳモードの液晶表示装置の平面画素構造を示す。）。しかし、特許文献１に記載のＦＦＳモードの液晶表示装置は、立上がりでは電界印加で液晶を強制的に応答させることができるが、立下がりでは電界印加を止めて液晶の粘弾性にまかせて応答させるため、応答が遅く、応答特性を改善する余地があった。
特許文献１に記載のＦＦＳモードの液晶表示装置の一例を、図７を用いて説明する。図７は、従来のＦＦＳモードの電極構造を有する液晶表示装置の断面模式図である。図７は、液晶表示装置の構造を示しており、スリット電極（ｉ）が配置された下基板１１０に、スリット電極（ｉ）と絶縁層１１３を介して面状電極（ｉｉ）が配置されている。該液晶表示装置は、立上がりではスリット電極（ｉ）が一定の電圧に印加され（例えば、スリット電極（ｉ）と面状電極（ｉｉ）との電位差が閾値以上であり、フリンジ電界で応答できるものであればよい。上記閾値とは、液晶層が光学的な変化を起こし、液晶表示装置において表示状態が変化することになる電場及び／又は電界を生じる電圧値を意味する。）、立下がりではスリット電極（ｉ）と面状電極（ｉｉ）との間の電位差を閾値未満とし、フリンジ電界を止める（弱める）ことで応答する。
従来のＦＦＳモードは、上述したように下基板のＦＦＳ電極でフリンジ電界を発生させ、下電極付近の液晶分子を大きく回転させることで立上がり時のスイッチングを行っている。しかし、電極から離れた上基板付近の液晶層には弱い電界しか発生しないため、液晶の回転が遅くなり、応答が充分でない。また、立下がり時はフリンジ電界を切る（弱める）ことで、液晶を復元力により初期配向へ戻すことによりスイッチングを行うが、下基板付近の液晶分子は立上がり時に大きく回転しているため、初期配向に戻るまでに時間を要する。さらに、上基板付近の液晶分子は、立上がり時に回転する角度は小さいが、その分初期配向に戻るための復元力となるねじれも小さいため、この領域の液晶も初期配向に戻るのが遅くなる。結果として立下がり時は液晶層全領域で応答が充分でない。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高速応答を実現することができる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、複数の電極により電界を印加して表示をおこなう液晶表示装置を種々検討し、下基板の下層電極は面状電極であり、絶縁層を介して液晶層側にスリット電極が配置されている電極構造（以下、この電極構造をＦＦＳ電極構造という）に着目した。そして、更に上基板にスリット電極が配置され、液晶分子の初期配向を水平配向とした液晶表示装置において、例えば、立上がり時（白表示時）は下基板の電極間で発生するフリンジ電界で液晶を水平面内で強制的に回転させ、立下がり時（黒表示時）は上下基板の電極間で発生する斜め電界で液晶を立上がり時とは逆方向に水平面内で回転させることを見出し、これにより、立上がり時、立下がり時のいずれのスイッチングも電界で制御できることを見出した。なお、立下がり時（黒表示時）は下基板の電極間で発生するフリンジ電界で下基板付近の液晶を水平面内で強制的に回転させ、立上がり時（白表示時）は上下基板の電極間で発生する斜め電界で下基板付近の液晶を立下がり時とは逆方向に水平面内で回転させるものであってもよい。そして、本発明者らは更に鋭意検討を行い、白表示時又は黒表示時の一方では、下基板の電極で発生する電界を発生させ、白表示時又は黒表示時の他方では、上下基板間の電極で発生する電界を発生させるように構成された液晶表示装置とすれば、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、立上がり時は下基板の電極間で発生するフリンジ電界で液晶を水平面内で強制的に回転させ、立下がり時は上下基板の電極間で発生する斜め電界で液晶を立上がり時とは逆方向に水平面内で回転させるものであり、これにより所望の特性を満たすことを特徴とし、この点で特許文献１に記載の発明と異なる。
すなわち、本発明の一態様は、上下基板、及び、上下基板に挟持された液晶層をもつ液晶表示装置であって、上記上下基板のそれぞれは、電極を有し、上記下基板の電極は、一対の電極であり、上記液晶層は、電圧無印加時に該上下基板の主面に対して水平に配向する液晶分子を含み、上記液晶表示装置は、該下基板の該一対の電極が該液晶分子を該主面に対して水平面内で一方向に回転させる電界を発生させることにより白表示又は黒表示の一方を行い、該上下基板のそれぞれの電極が該液晶分子を該主面に対して水平面内で、該一方向とは逆方向に回転させる電界を発生させることにより白表示又は黒表示の他方を行うように構成されたものである液晶表示装置であってもよい。
本発明の液晶表示装置は、例えば、下基板にスリットが設けられている電極を配置し、かつ上基板にもスリットが設けられている電極を配置し、上下基板それぞれのスリット電極の延伸方向のなす角（２つの角度のうち小さい方を言う。以下同様である。）が３０°以上、９０°未満となることが好ましい。なお、スリット電極の延伸方向は、スリット電極を構成する線状電極の長手方向を言う。従来のＦＦＳモードの液晶表示装置では、立上がり時に下基板のＦＦＳ電極でフリンジ電界を発生させるだけだが、本発明では、立上がり時又は立下がり時の一方で下基板の一対の電極（好ましくは、ＦＦＳ電極）でフリンジ電界を発生させ、立上がり時又は立下がり時の他方で上下基板それぞれに配置した電極で斜め電界を発生させる。
また従来のＦＦＳモードでは、下基板のＦＦＳ電極によるフリンジ電界で液晶分子を１方向に回転させるだけだが、本発明の液晶表示装置では立上がり時と立下がり時とで水平面内で互いに逆方向に液晶分子を回転させることが好ましい。
本発明の液晶表示装置の構成としては、その他の構成要素により特に限定されるものではなく、液晶表示装置に通常用いられるその他の構成を適宜適用することができる。
本発明の液晶表示装置によれば、立上がり時、立下がり時の両方で、高速応答を実現することができる。
実施例１の液晶表示装置の画素の電極構造及び電圧無印加時での液晶分子の配向を示す平面模式図である。 図１中の線分ａ１－ａ２に対応する部分の断面を示す断面模式図である。 図１中の線分ｂ１－ｂ２に対応する部分の断面を示す断面模式図である。 実施例１の液晶表示装置の画素の電極構造並びに黒表示時の液晶分子の配向及び白表示時の液晶分子の配向を示す平面模式図である 図４中の線分ｃ１－ｃ２に対応する部分の断面を示す断面模式図であり、黒表示時の液晶分子の配向を示す。 図４中の線分ｄ１－ｄ２に対応する部分の断面を示す断面模式図であり、白表示時の液晶分子の配向を示す。 比較例１の液晶表示装置の電極構造及び電圧無印加時での液晶分子の配向を示す断面模式図である。 実施例１～５及び比較例１の立上がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。 実施例１～５及び比較例１の立下がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。 Φ及びＳの説明図である。 実施例１、６～８及び比較例１の立上がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。 実施例１、６～８及び比較例１の立下がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。 Φ、Ｓ及びＳ′の説明図である。 実施例１、９、１０及び比較例１の立上がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。 実施例１、９、１０及び比較例１の立下がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。
以下に実施例を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本明細書中、画素とは、特に明示しない限り、絵素（サブ画素）であってもよい。また、液晶層を挟持する一対の基板を上下基板ともいい、これらのうち、表示面側の基板を上基板ともいい、表示面と反対側の基板を下基板ともいう。更に、基板に配置される電極のうち、表示面側の電極を上層電極ともいい、表示面と反対側の電極を下層電極ともいう。
なお、各実施例において、同様の機能を発揮する部材及び部分は同じ符号を付している。また、図中、特に断らない限り、（ｉ）は、下基板の上層（液晶層側）にあるスリット電極を示し、（ｉｉ）は、下基板の下層（液晶層側と反対側）の面状電極を示し、（ｉｉｉ）は、上基板にあるスリット電極（下基板の電極に対向することから対向電極とも言う。）を示す。また、図中、破線で示した両矢印は、電界を示す。カラーフィルタ、ブラックマトリクスなど、液晶の電界制御に関わらない層は省略している。
本明細書中、下基板の電極とは、スリット電極（ｉ）及び面状電極（ｉｉ）の少なくとも一方を意味し、上基板の電極とは、スリット電極（ｉｉｉ）を意味する。また、上下基板が有する各電極とは、スリット電極（ｉ）、面状電極（ｉｉ）、及び、スリット電極（ｉｉｉ）を意味する。
本明細書中、スリット電極とは、スリットが設けられている電極を言い、通常は複数の線状電極部分を含む。スリットとしては、例えば、線状の電極が形成されていない領域が挙げられる。また、面状電極としては、各画素単位で独立である形態、複数の画素内で電気的に接続された形態が挙げられ、複数の画素内で電気的に接続された形態としては、例えば、すべての画素内で電気的に接続された形態、同一の画素列内で電気的に接続された形態等が挙げられ、中でもすべての画素内で電気的に接続された形態が好ましい。また、面状とは、本発明の技術分野において面形状といえるものであればよく、その一部の領域にリブやスリット等の配向規制構造体を有していたり、基板主面を平面視したときに画素の中心部分に当該配向規制構造体を有していたりしてもよいが、実質的に配向規制構造体を有さないものが好適である。
本明細書中、立上がりとは、暗状態（黒表示）から明状態（白表示）に表示状態が変化する間を意味する。また、立下がりとは、明状態（白表示）から暗状態（黒表示）に表示状態が変化する間を意味する。
上記液晶層側のスリット電極（ｉ）及び液晶層側と反対側の面状電極（ｉｉ）は、通常、閾値電圧以上で異なる電位とすることができるものである。本明細書中、閾値電圧とは、明状態の透過率を１００％に設定したとき、５％の透過率を与える電圧値を意味する。閾値電圧以上で異なる電位とすることができるとは、閾値電圧以上で異なる電位とする駆動操作を実現できるものであればよく、これにより液晶層に印加する電界を好適に制御することが可能となる。異なる電位とすることができる構成としては、例えば、液晶層側の電極が画素電極であり、液晶層側と反対側の電極が共通電極である場合は、該液晶層側の電極をあるＴＦＴ（薄膜トランジスタ素子）で駆動すると共に、該液晶層側と反対側の電極を別のＴＦＴで駆動したり、ラインごとに共通接続されているか、又は、すべての画素内で共通接続されている該液晶層側と反対側の電極を、該ライン又はすべての画素に対応するＴＦＴで駆動したりしてもよい。
本明細書中、下基板付近の液晶分子は、液晶層中の液晶分子のうち、上基板よりも下基板により近い位置の液晶分子を含むものであればよい。
（実施例１）
図１は、実施例１の液晶表示装置の画素の電極構造及び電圧無印加時での液晶分子の配向を示す平面模式図である。
スリット電極（ｉ）は、基板主面を平面視したときに、複数の線状電極部分を含む。該複数の線状電極部分はそれぞれ略平行であり、言い換えれば、スリット電極（ｉ）がそれぞれ複数の略平行なスリットを有する。このように、上基板の電極は、スリットが設けられている電極であることが本発明の好ましい形態の１つである。スリット電極（ｉｉｉ）の構造もスリット電極（ｉ）と同様である。このように、下基板の一対の電極の少なくとも一方、及び、前記上基板の電極が、それぞれ、線状部分を有することが好ましい。
なお、図１に示したスリット電極（ｉ）、スリット電極（ｉｉｉ）の構造は一例であり、スリットが設けられている限りこの形状には限られず、種々の構造のスリット電極を使用できる。
スリット電極（ｉ）の延伸方向とスリット電極（ｉｉｉ）の延伸方向がなす角度は７０°である。該角度は、３０°以上、９０°未満であることが好ましく、このような電極構造により、立上がり及び立下がりにおける応答時間をより短くすることができる。
実施例１では図１に示す偏光軸をもつ２枚の直線偏光板を使用する。実施例１では、偏光板が、上下基板の外側（液晶層側と反対側）に１枚ずつ配置されている。偏光板としては直線偏光板を用い、上下基板で偏光板の偏光軸が液晶分子の長軸に対して垂直又は平行のクロスニコル配置とした。このように、上下基板がそれぞれ直線偏光板を有することが好ましい。
画素電極であるスリット電極（ｉ）は、コンタクトホールＣＨを介して薄膜トランジスタ素子ＴＦＴから伸びているドレイン電極と電気的に接続される。ゲートバスラインＧＬで選択されたタイミングで、ソースバスラインＳＬから供給された電圧を、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴを通じて液晶を駆動する画素電極に印加する。
図２は、図１中の線分ａ１－ａ２に対応する部分の断面を示す断面模式図である。図３は、図１中の線分ｂ１－ｂ２に対応する部分の断面を示す断面模式図である。
実施例１の液晶表示装置は、図２及び図３に示されるように、下基板１０、液晶層３０及び上基板２０が、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かってこの順に積層されて構成されている。
実施例１の液晶表示装置は、図２及び図３に示されるように、上下基板が有する各電極間の電位差が閾値電圧未満では液晶分子ＬＣを水平配向させる。
下基板１０の下層電極は面状電極（ｉｉ）であり、絶縁層１３を介してスリット電極（ｉ）が配置されている。このように、下基板の電極（下基板の一対の電極）は、液晶層側のスリットが設けられている電極、及び、液晶層側と反対側の面状電極から構成されることが本発明の好ましい形態の１つである。上基板２０にもスリット電極（ｉｉｉ）が設けられている。実施例１では、上述したように、上下基板がそれぞれ有するスリット電極は、その延伸方向が基板主面を平面視したときに７０°の角度で交わるように配置されている。
上記スリット電極（ｉ）において、線状部分の電極幅Ｌは３．０μｍ、隣り合う線状部分と線状部分との間の電極間隔Ｓは３．０μｍである。上記電極幅Ｌは、例えば２μｍ以上、７μｍ以下が好ましい。また、上記電極間隔Ｓは、例えば２μｍ以上、７μｍ以下であることが好ましい。電極幅Ｌと電極間隔Ｓとの比（Ｌ／Ｓ）は、０．２～３が好ましい。該比Ｌ／Ｓのより好ましい下限値は、０．２５であり、より好ましい上限値は、１．５である。
上記スリット電極（ｉｉｉ）において、線状部分の電極幅Ｌは３．０μｍ、隣り合う線状部分と線状部分との間の電極間隔Ｓは９．０μｍである。上記電極幅Ｌは、２μｍ以上、７μｍ以下が好ましい。また、上記電極間隔Ｓは、３μｍ以上であることが好ましく、１８μｍ以下であることが好ましい。電極幅Ｌと電極間隔Ｓとの比（Ｌ／Ｓ）は、０．１～２．５が好ましい。該比Ｌ／Ｓの下限値は、より好ましくは０．１４であり、更に好ましくは０．１８であり、特に好ましくは０．２２である。また、該比Ｌ／Ｓの上限値は、より好ましくは２であり、更に好ましくは１であり、特に好ましくは０．６である。
なお、上記スリット電極（ｉ）及びスリット電極（ｉｉｉ）それぞれにおける電極幅Ｌ及び電極間隔Ｓは、それぞれ、通常は画素内で略同一であるが、画素内で異なる場合は、いずれかが上記範囲内であれば好ましく、すべてが上記範囲内であればより好ましい。
図２及び図３に示されるように、スリット電極（ｉ）、スリット電極（ｉｉｉ）は、それぞれ、通常同一の層に設けられている。なお、スリット電極が同一の層に設けられているとは、スリット電極が、その液晶層側、及び／又は、液晶層側と反対側において、共通する部材（例えば、絶縁層、液晶層等）と接していることを言う。
絶縁層１３の誘電率は６．９、平均厚みは０．３μｍである。絶縁層１３は、窒化膜ＳｉＮで構成されるものであるが、その代わりに、酸化膜ＳｉＯ２や、アクリル系樹脂等、又は、それらの材料の組み合わせも使用可能である。
上下基板の液晶層側にはそれぞれ水平配向膜（図示せず）を設け、電圧無印加時における液晶分子を、その方位角がスリット電極（ｉｉｉ）の延伸方向と平行となるように水平配向させた。水平配向膜としては、膜面に対して液晶分子を水平に沿わせるものである限り、有機材料、無機材料から形成された配向膜、光活性材料から形成された光配向膜、ラビング等によって配向処理がなされた配向膜等が挙げられる。なお、上記配向膜は、ラビング処理等による配向処理がなされていない配向膜であってもよい。有機材料、無機材料から形成された配向膜、光配向膜等の、配向処理が必要ない配向膜を用いることによって、プロセスの簡略化によりコストを削減するとともに、信頼性及び歩留まりを向上することができる。また、ラビング処理をおこなった場合、ラビング布などからの不純物混入による液晶汚染、異物による点欠陥不良、液晶パネル内でラビングが不均一であるために表示ムラが発生するなどのおそれがあるが、これら不利点も無いものとすることができる。
上記液晶は、電圧無印加時に基板主面に対して水平方向に配向する液晶分子を含む。なお、基板主面に対して水平方向に配向するとは、本発明の技術分野において液晶分子が基板主面に対して実質的に水平方向に配向すると言え、光学的な作用効果を発揮できるものであればよい。上記液晶は、電圧無印加時に基板主面に対して水平方向に配向する液晶分子から実質的に構成されるものであることが好適である。上記「電圧無印加時に」は、本発明の技術分野において実質的に電圧が印加されていないといえるものであればよい。このような水平配向型の液晶は、広視野角の特性等を得るのに有利な方式である。
実施例１の液晶表示装置における液晶層３０中の液晶材料の誘電率異方性は負である（誘電率異方性Δε＝－３．１、屈折率Δｎ＝０．１）。このように、液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含むことが本発明の好ましい形態の１つである。負の誘電率異方性を有する液晶分子は、上下基板間で発生する電界によって分子が垂直方向に回転する割合が少なく、水平面内で回転する液晶分子の割合が大きいため、視野角特性をより改善することができる。なお、上記液晶材料の誘電率異方性は、正であっても構わないが、負であることが好ましい。また、該液晶の誘電率異方性Δεは、３以下であることが好ましく、１以下であることがより好ましく、－２以下であることが更に好ましい。本明細書中、液晶の誘電率異方性Δεは、ＬＣＲメータにより測定されるものを意味する。
実施例１では、液晶層３０の平均厚み（セルギャップ）ｄＬＣは３．２μｍである。
本明細書中、液晶層の平均厚みｄＬＣは、液晶表示装置における液晶層全体の厚みを平均して算出されるものを意味する。
ｄＬＣ×Δｎは１００ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上であることがより好ましく、２００ｎｍ以上であることが更に好ましい。また、ｄＬＣ×Δｎは５５０ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましく、４５０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
図４は、実施例１の液晶表示装置の画素の電極構造並びに黒表示時の液晶分子の配向及び白表示時の液晶分子の配向を示す平面模式図である。
立上がり時は下基板の電極間で発生するフリンジ電界で液晶を水平面内で強制的に回転させ、立下がり時は上基板の電極と下基板の電極との間で発生する斜め電界で液晶を立上がり時とは逆方向に水平面内で回転させる。
これにより、立上がり時、立下がり時どちらのスイッチングも電界による制御で行うことができるため、広視野角と高速応答を両立できる。
図５は、図４中の線分ｃ１－ｃ２に対応する部分の断面を示す断面模式図であり、黒表示時の液晶分子の配向を示す。
実施例１の液晶表示装置の立下がり時（黒表示時）は、上基板に配置したスリット電極と下基板に配置したＦＦＳ電極との間で斜め電界を発生させる（図４の上下基板間の斜め電界で黒表示を行う領域Ｂ及び図５参照。）。図４及び図５では、スリット電極（ｉ）及び面状電極（ｉｉ）に電圧を印加し、スリット電極（ｉ）及び面状電極（ｉｉ）とスリット電極（ｉｉｉ）との間で発生する電界で、液晶分子を基板に対して水平方向に、後述する立上がり時とは逆方向に回転させて黒表示を行っている。なお、図５は、黒表示における印加電圧の例、及び、その際に液晶セル内で発生する電気力線（破線で示した両矢印）を示す。
上下基板が有する各電極の電極間の電位差は、スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間に液晶が回転するようなフリンジ電界が発生しないように設定する。その状態で、スリット電極（ｉ）及び面状電極（ｉｉ）とスリット電極（ｉｉｉ）との間で斜め電界を発生させる。具体的には、スリット電極（ｉ）の電位を８Ｖ、面状電極（ｉｉ）の電位を８Ｖとし、スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間の電位差を０Ｖとする。スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間の電位差は、閾値電圧未満とすればよい。更に、スリット電極（ｉｉｉ）の電位を０Ｖとし、スリット電極（ｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の電位差を８Ｖとし、面状電極（ｉｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の電位差を８Ｖとする。スリット電極（ｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の電位差は、閾値電圧以上であればよいが、例えば２Ｖ以上であることが好ましく、４Ｖ以上であることがより好ましく、６Ｖ以上であることが更に好ましい。
面状電極（ｉｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の好ましい電位差は、上述したスリット電極（ｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の好ましい電位差と同様である。
図５に示されるように、スリット電極（ｉ）及び面状電極（ｉｉ）とスリット電極（ｉｉｉ）との間で発生する斜め電界により、液晶分子を水平面内で回転させることができる。その結果、立下がり時のスイッチングの高速応答を実現できる。
図６は、図４中の線分ｄ１－ｄ２に対応する部分の断面を示す断面模式図であり、白表示時の液晶分子の配向を示す。
実施例１の液晶表示装置の立上がり時（白表示時）は、下基板に配置したＦＦＳ電極でフリンジ電界を発生させる（図４の下基板のフリンジ電界で白表示を行う領域Ｗ及び図６参照。）。図４及び図６では、スリット電極（ｉ）に電圧を印加し、スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間で発生するフリンジ電界で、液晶分子を基板に対して水平方向に回転させて白表示を行っている。なお、図６は、白表示における印加電圧の例、及び、その際に液晶セル内で発生する電気力線（破線で示した両矢印）を示す。
スリット電極（ｉｉｉ）には、面状電極（ｉｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間で液晶が基板に対して垂直方向に回転しないような直流電圧（ＤＣ電圧）を印加する。具体的には、スリット電極（ｉ）の電位を０Ｖ、面状電極（ｉｉ）の電位を８Ｖとし、スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間の電位差を８Ｖとする。スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間の電位差は、閾値電圧以上であればよく、所望の透過光量（階調）に応じて適宜設定することができるが、例えば２Ｖ以上であることが好ましく、３Ｖ以上であることがより好ましく、４Ｖ以上であることが更に好ましい。更に、スリット電極（ｉｉｉ）の電位を０Ｖとし、面状電極（ｉｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の電位差を０Ｖとする。面状電極（ｉｉ）－スリット電極（ｉｉｉ）間の電位差は、閾値電圧未満とすればよい。
図６に示されるように、スリット電極（ｉ）－面状電極（ｉｉ）間で発生するフリンジ電界により、下基板付近の液晶分子を水平面内で回転させることができる。その結果、立上がり時のスイッチングの高速応答を実現できる。
フリンジ電界を発生させるための各電極への電圧印加方法としては、スリット電極（ｉ）が共通電極であり、面状電極（ｉｉ）が画素電極の組み合わせでもよいし、スリット電極（ｉ）が画素電極であり、面状電極（ｉｉ）が共通電極の組み合わせでもよい（図４～図６はこの組み合わせのパターンである。）。
上述したように、実施例１の電極配置において下基板のＦＦＳ電極でフリンジ電界を発生させたり、上下基板が有する各電極で斜め電界を発生させたりし、下基板付近の液晶分子を水平面内で順方向に回転させたり、逆方向に回転させたりする。
なお、立下がり時（黒表示時）は下基板の電極間で発生するフリンジ電界で液晶分子を水平面内で回転させ、立上がり時（白表示時）は上下基板の電極間で発生する斜め電界で液晶分子を立下がり時とは逆方向に水平面内で回転させるものであってもよく、本発明の効果を発揮できる。
したがって、立上がり時、立下がり時ともに高速化が可能となり、広視野角と高速応答を両立できる。また、実施例１においては、白表示時及び黒表示時のいずれも上基板のスリット電極（ｉｉｉ）が０Ｖである。このように、本発明の液晶表示装置は、上基板の電極が、白表示時及び黒表示時のいずれも一定電圧が印加されるものであることが好ましい。このように、スリット電極（ｉｉｉ）は直流駆動（ＤＣ駆動）を行うものであればよく、交流駆動（ＡＣ駆動）を行う必要がないため、上基板の電極をＴＦＴで駆動する必要がなく、駆動の単純化が可能となる。
実施例１では下基板をＦＦＳ電極とした。このように、下基板が有する電極は、それぞれ、液晶層側のスリットが設けられている電極、及び、液晶層側と反対側の面状電極から構成されることが本発明の液晶表示装置における好ましい形態の１つである。しかしながら、本発明に係る電界を発生させる液晶表示装置であれば本発明の効果を発揮できるため、下基板においてＦＦＳ電極の代わりに一対の櫛歯状電極を用いてもよい。一対の櫛歯状電極を用いる場合、一対の櫛歯状電極間で横電界を発生させることにより液晶分子を水平面内で回転させる。液晶分子の配向方向と電極配置との関係は、ＦＦＳ電極に含まれるスリット電極の延伸方向を一対の櫛歯状電極の延伸方向に置き換えて考えればよい。
なお、実施例１の液晶表示装置における薄膜トランジスタ素子には、透過率改善効果の観点から酸化物半導体ＴＦＴを用いることが好ましい。酸化物半導体は、アモルファスシリコンよりも高いキャリア移動度を示す。これにより、１画素に占めるトランジスタの面積を小さくすることができるため開口率が増加し、１画素あたりの光の透過率を高めることが可能となる。したがって、酸化物半導体ＴＦＴを用いることで、本発明の効果である透過率改善効果をより顕著に得ることができる。すなわち、上下基板の少なくとも一方は、薄膜トランジスタ素子を備え、該薄膜トランジスタ素子は、酸化物半導体を含むことが好ましい。
実施例１の液晶表示装置が備える上下基板は、通常は液晶を挟持するための一対の基板であり、例えば、ガラス、樹脂等の絶縁基板を母体とし、絶縁基板上に配線、電極、カラーフィルタ等を作り込むことで形成される。
なお、実施例１の液晶表示装置は、通常の液晶表示装置が備える部材（例えば、光源等）を適宜備えることができる。また、実施例１の液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式によって液晶を駆動するものであることが好ましい。後述する実施例においても同様である。
実施例１の液晶表示装置は、透過型、反射型、半透過型のいずれの液晶表示装置にも適用することができる。後述する実施例においても同様である。
（比較例１）
図７は、比較例１の液晶表示装置の電極構造及び電圧無印加時での液晶分子の配向を示す断面模式図である。
図７は、従来のＦＦＳモードの液晶表示装置の電極構造の１例を示す断面模式図でもある。
下基板１１０の下層電極は面状電極（ｉｉ）であり、絶縁層１１３を介してスリット電極（ｉ）が配置されている。上基板１２０には、液晶制御用の電極は配置されていない。
上下基板の液晶層側にはそれぞれ水平配向膜（図示せず）を設け、電圧無印加時における液晶分子を、その方位角がスリット電極（ｉ）の延伸方向に対して８３度となるように水平配向させた。また、上下基板の液晶層側と反対側にはそれぞれ偏光板（図示せず）を設けた。偏光板としては直線偏光板を用い、上下基板で偏光板の偏光軸が液晶分子の長軸に対して垂直又は平行のクロスニコル配置とした。また、液晶材料の誘電率異方性は負である。（誘電率異方性Δε＝－３．６、屈折率Δｎ＝０．１）である。スリット電極（ｉ）において、線状部分の電極幅Ｌは３．０μｍ、隣り合う線状部分と線状部分との間の電極間隔Ｓは３．０μｍである。なお、比較例１の液晶表示装置は、その他の構成、例えば液晶層１３０の平均厚み、絶縁層１１３の誘電率、平均厚みは、それぞれ上述した実施例１の液晶表示装置の対応する部材と同様である。また、比較例１に係る図７の参照番号であって、百の位に１を付した以外は実施例１に係る図に示したものと同様であるものは、当該実施例１に係る図に示したものと対応する部材を示している。
（応答特性の比較）
シンテック株式会社製のＬＣＤ　Ｍａｓｔｅｒ３Ｄを用いて実施例及び比較例の応答波形を計算することで、高速化に対する効果の有無を検証した。なお、各実施例・各比較例それぞれのシミュレーション条件（電極構成、印加電圧、液晶物性等）は、本願明細書に記載した通りである。後述する実施例・比較例についても同様である。
なお、各例の液晶表示装置の表示モードはノーマリーブラックであることから、黒表示が階調値０に対応し、白表示が階調値２５５に対応しており、階調値が大きいほど液晶層に印加される電圧は大きい。輝度の規格化は、階調値２５５のときの規格化透過率を１００％としてなされている。
＜実施例１～５と比較例１との応答特性の比較＞
図８は、実施例１～５及び比較例１の立上がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。図９は、実施例１～５及び比較例１の立下がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。
先ず、前述した実施例１と比較例１との応答特性の比較を行う。実施例１の液晶表示装置の構成で、図５及び図６に示したような黒表示及び白表示の電圧を各電極に印加した際の、立上がり応答と立下がり応答をそれぞれ図８及び図９に示している。また、比較例１のＦＦＳモードの液晶表示装置について、図７に示したスリット電極（ｉ）に白表示のための電圧である６Ｖを印加し、面状電極（ｉｉ）に０Ｖを印加した際の立ち上がり応答と立ち下がり応答もそれぞれ図８及び図９に示す。
立上がり応答時間τｒを透過率が１０％から９０％まで変化する時間、立下がり応答時間τｄを透過率が９０％から１０％まで変化する時間とすると、実施例１のτｒ＋τｄは３５．４ｍｓであり、比較例１のτｒ＋τｄは４１．９ｍｓであった。実施例１のτｒ＋τｄは比較例１と比較して短くなっており、高速化に効果があることがわかる。　
図１０は、Φ及びＳの説明図である。
基板主面を平面視したときの、下基板のスリット電極（ｉ）の延伸方向と、上基板のスリット電極（ｉｉｉ）の延伸方向とのなす角度（９０°以下となる小さい方を言う。）をΦとする。また、上基板のスリット電極（ｉｉｉ）において、隣り合う線状部分と線状部分との間の電極間隔をＳとする。
実施例１では、上記角度Φが７０°、上記電極間隔Ｓが９μｍとなる配置としたが、上基板の電極と下基板の電極との間に電位差を生じさせ、これにより、上下基板間に斜め電界を発生させることができる限り、必ずしも実施例１の電極構造である必要はない。上記角度Φ、上記電極間隔Ｓをそれぞれ変更した実施例について、それぞれ後述する。
次いで、実施例２～５と比較例１との応答特性の比較を行う。上記角度Φを７０°（実施例１）から８３°（実施例２）、６０°（実施例３）、４５°（実施例４）、３０°（実施例５）にそれぞれ変更した以外は実施例１と同様の実施例２～５の場合の応答波形を図８及び図９に、τｒ＋τｄを表１に示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
図８、図９及び表１より、Φ≧３０°でτｒ＋τｄは比較例１より小さくなることがわかる。このように、上下基板の主面を平面視したときに、上基板のスリットが設けられている電極の延伸方向と下基板のスリットが設けられている電極の延伸方向とのなす角度Φが、３０°以上、９０°未満であることが好ましい。該角度Φは、４０°以上がより好ましく、５０°以上が更に好ましく、６０°以上が一層好ましく、６５°以上が特に好ましい。
＜実施例６～８と比較例１との応答特性の比較＞
図１１は、実施例１、６～８及び比較例１の立上がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。図１２は、実施例１、６～８及び比較例１の立下がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。
上記角度Φは実施例１と同じ７０°に固定し、上記電極間隔Ｓを９μｍから３μｍ（実施例６）、６μｍ（実施例７）、１２μｍ（実施例８）にそれぞれ変更した以外は実施例１と同様の実施例６～８の場合の応答波形を図１１及び図１２に、τｒ＋τｄを表２に示す。歩留まりなど製造上の理由よりＳは３μｍ以上であることが望ましいため、３μｍをＳの最小値とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
図１１、図１２及び表２より、Ｓが大きくなるに従って、τｒ＋τｄは小さくなり、高速化していることがわかる。したがって、上基板のスリットが設けられている電極の電極間隔Ｓは、３μｍ以上であることが好ましく、６μｍ以上であることがより好ましく、８μｍ以上であることが更に好ましく、１０μｍ以上であることが特に好ましい。また、上記電極間隔Ｓは、１８μｍ以下であることが好ましい。
＜実施例９、１０と比較例１との応答特性の比較＞
図１３は、Φ、Ｓ及びＳ′の説明図である。
角度Φ及び電極間隔Ｓについては、図１０のものと同様である。また、基板主面を平面視したときの、下基板のスリット電極（ｉ）において、隣り合う線状部分と線状部分との間の電極間隔をＳ′とする。
図１４は、実施例１、９、１０及び比較例１の立上がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。図１５は、実施例１、９、１０及び比較例１の立下がり時の時間（ｍｓ）に対する規格化透過率（％）を示すシミュレーション結果である。
上記角度Φは実施例１と同じ７０°、上記電極間隔Ｓは実施例１と同じ９μｍに固定し、上記電極間隔Ｓ′を３μｍから６μｍ（実施例９）、９μｍ（実施例１０）にそれぞれ変更した以外は実施例１と同様の実施例９、１０の場合の応答波形を図１４及び図１５に、τｒ＋τｄを表３に示す。歩留まりなど製造上の理由よりＳ′は３μｍ以上であることが望ましいため、３μｍをＳ′の最小値とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
図１４、図１５及び表３より、いずれのＳ′においても、τｒ＋τｄは比較例１と比較して小さくなり、高速化していることがわかる。なお、Ｓ′は３μｍ以上、９μｍ以下であることが好ましい。
本発明の液晶表示装置としては、カーナビゲーション等の車載用の機器、電子ブック、フォトフレーム、産業機器、テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等が挙げられる。
なお、ＴＦＴ基板及び対向基板において、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）等の顕微鏡観察により、本発明の液晶表示装置に係る電極構造等を確認することができる。
（ｉ）、（ｉｉｉ）：スリット電極
（ｉｉ）：面状電極
Ｂ：上下基板間の斜め電界で黒表示を行う領域
Ｗ：下基板のフリンジ電界で白表示を行う領域
ＣＨ：コンタクトホール
ＴＦＴ：薄膜トランジスタ素子
ＳＬ：ソース配線
ＧＬ：ゲート配線
ＬＣ：液晶分子
１０、１１０：下基板
１１、２１、１１１、１２１：ガラス基板
１３、１１３：絶縁層
２０、１２０：上基板
３０、１３０：液晶層

Claims (10)

  1. 上下基板、及び、上下基板に挟持された液晶層をもつ液晶表示装置であって、
    該上下基板のそれぞれは、電極を有し、
    該下基板の電極は、一対の電極であり、
    該液晶層は、電圧無印加時に該上下基板の主面に対して水平に配向する液晶分子を含み、
    該液晶表示装置は、該下基板の該一対の電極が該液晶分子を該主面に対して水平面内で一方向に回転させる電界を発生させることにより白表示又は黒表示の一方を行い、該上下基板のそれぞれの電極が該液晶分子を該主面に対して水平面内で、該一方向とは逆方向に回転させる電界を発生させることにより白表示又は黒表示の他方を行うように構成されたものである
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記上基板の電極は、白表示時及び黒表示時のいずれも一定電圧が印加される
    ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記下基板の一対の電極の少なくとも一方、及び、前記上基板の電極が、それぞれ、線状部分を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 前記上基板の電極は、スリットが設けられている電極である
    ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 前記スリットが設けられている電極の電極間隔Ｓは、３μｍ以上である
    ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 前記下基板の一対の電極は、液晶層側のスリットが設けられている電極、及び、液晶層側と反対側の面状電極から構成される
    ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 前記上下基板の主面を平面視したときに、上基板のスリットが設けられている電極の延伸方向と下基板のスリットが設けられている電極の延伸方向とのなす角度が、３０°以上、９０°未満である
    ことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
  8. 前記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む
    ことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の液晶表示装置。
  9. 前記上下基板は、それぞれ直線偏光板を有する
    ことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の液晶表示装置。
  10. 前記上下基板の少なくとも一方は、薄膜トランジスタ素子を備え、
    該薄膜トランジスタ素子は、酸化物半導体を含む
    ことを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の液晶表示装置。
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