CN102439517A - 液晶面板及其制造方法和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶面板及其制造方法和液晶显示装置。液晶面板(2)在夹着液晶层(30)相对的一对基板(10、20)中的一个基板(10)上，隔着绝缘层(13)重叠地设置有上层电极(14)和下层电极(12)，上层电极(14)由梳齿状电极(14A、14B)构成，在从垂直于基板面的方向观看液晶层(30)时与梳齿状电极(14A、14B)重叠的部分中，距另一个基板(20)的表面为0.1μm的位置上的平均电能为0.44J/m3以上。

Description

液晶面板及其制造方法和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶面板及其制造方法和液晶显示装置，更详细地讲，涉及通过对在没有施加电压时液晶分子沿着基板垂直方向取向的垂直取向型的液晶单元施加横向电场而控制光的透过的液晶面板及其制造方法和液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置在各种显示装置中尤其具有轻薄而且消耗电力小的优点，近年来，代替CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)，正在TV(Television：电视机)、监视器、便携式电话等移动设备等各种领域中广泛使用。
液晶显示装置的显示方式根据在液晶单元内液晶怎样排列而决定。
作为液晶显示装置的显示方式之一，现有已知MVA(Multi-domain Vertical Alignment：多畴垂直取向)模式的液晶显示装置。MVA模式是在有源矩阵基板的像素电极上设置狭缝，在相对基板的相对电极上设置液晶分子取向控制用的突起(肋)，由此施加垂直方向的电场，在由肋或者狭缝限制取向方向的同时使液晶分子的取向方向配设在多个方向的方式。
MVA模式的液晶显示装置通过在施加电场时将液晶分子倾倒的方向分割为多个而实现广视野角。另外，由于是垂直取向膜式，因此与IPS(In-Plain Switching：面内开关)模式等水平取向模式相比，更能够得到高对比度。但是，具有制造工艺复杂的缺点。
因而，为了解决MVA模式的工艺课题，提出了在没有施加电压时液晶分子沿着基板垂直方向取向的垂直取向型的液晶单元(垂直取向单元)中使用梳齿状电极，施加与基板面平行的电场(所谓的横向电场)的显示方式(例如，参照专利文献1)。
在上述显示方法中，在保持由垂直取向实现的高对比性的同时，通过用横向电场进行驱动而规定液晶分子的取向方位。上述显示方式由于不需要MVA那样的基于突起物的取向限制，因此像素结构单纯，具有出色的视野角特性。
在先技术文献
专利文献1：日本国公开专利公报“特开平10-186351号公报(1998年7月14日公开)”
发明内容
发明要解决的课题
以下参照图40，说明使用如上述那样在垂直取向型的液晶单元中施加横向电场的显示方式的液晶面板的典型结构。
图40是示意性地表示使用在上述的垂直取向型的液晶单元中施加横向电场的显示方式时的该液晶单元内的液晶分子的指向矢分布的图。
如图40所示，使用上述显示方式的液晶面板102具有在夹着液晶层130相对的一对基板110、120中的一个基板110上设置有一对梳齿状电极112、113作为像素电极和共用电极的结构。
在这样的液晶面板102中，典型的是，在玻璃基板111上设置一对梳齿状电极112、113，并以覆盖这一对梳齿状电极112、113的方式，设置未图示的垂直取向膜作为取向膜。
在这样的液晶面板102中，如图40所示，通过在上述一对梳齿状电极112、113之间施加横向电场，液晶分子131的指向矢分布具有以基于梳齿状电极的电极线的中央部分为中心的对称构造，在单元内形成如弓状(弯曲状)的液晶取向分布。因此，液晶分子131在电源断开时如上述那样垂直取向，在电源接通时排列成自身指向矢以电极线的中央部分为中心相互抵消补偿。
从而，上述显示方式能够实现基于弯曲取向的高速响应性、基于自身指向矢的抵消补偿型排列的广视野角、起因于垂直取向的高对比度。
然而，其反面，上述显示方式具有驱动电压高的问题点。
进而，在上述显示方式中，作为特有的课题，还存在由于在梳齿状电极112、113上液晶分子131不动作，形成暗线，因此开口率低，透过率低的问题。
为了提高透过率，需要加大电极线上的取向空间，需要使用介电常数各向异性(Δε)高的液晶材料。
然而，介电常数各向异性(Δε)高的液晶材料的粘度相对高，如果使用这样的液晶材料，液晶层130的粘度增加，不能进行高速响应。
因此，为了提高透过率，需要通过施加电压尽可能地加大相位差。
然而，在上述显示方式中，如上所述，在显示面内液晶分子131没有同样旋转。另外，显示区域内形成的大量暗线成为一种壁，限制液晶分子的旋转。因此，在通常的驱动电压下发现不到充分的相位差。
从而，在上述显示方式中难以实现低电压化。另外，在上述显示方式中，兼顾低电压化和高透过率是极其困难的。
因此，至今为止，在上述显示方式中没有提出用于低电压化的方案。另外，在上述显示方式中，由于难以由实用的驱动电压进行驱动，因此虽然具有上述的优点，但是使用上述显示方式的液晶面板和液晶显示装置尚未实用化这也是现状。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，在使用上述那样在垂直取向单元中施加横向电场的显示方式的液晶面板和液晶显示装置中，使驱动电压比当前降低。
另外，本发明的另一个目的在于，在使用上述显示方式的液晶面板和液晶显示装置中，实现驱动电压的降低和透过率的提高。
另外，本发明的再一个目的在于，提供一种制造使用在垂直取向单元中施加横向电场的显示方式的驱动电压低的液晶面板和透过率高的液晶面板的方法。
解决课题的方法
根据上述的状况，本申请发明人等通过仿真和实验发现了在使用上述显示方式的液晶面板和液晶显示装置中，能够低电压化、进而能够在将透过率保持为较高的状态而能够实现低电压化的特别的条件。其结果，本申请发明人等在使用上述显示方式的液晶面板和液晶显示装置的低电压化方面取得了成功。
即，本发明的液晶面板为了解决上述课题，其特征在于：在夹着液晶层相对的一对基板中的一个基板上，隔着绝缘层重叠地设置有上层电极和下层电极，上述上层电极由梳齿状电极构成，在从垂直于基板面的方向观看上述液晶层时与上述梳齿状电极重叠的部分中，距另一个基板表面为0.1μm的位置上的平均电能为0.44J/m3以上。
另外，本发明的液晶显示装置的特征在于包括上述液晶面板。
另外，本发明的液晶面板的制造方法为了解决上述课题，其特征在于：在夹着液晶层相对的一对基板中的一个基板上，隔着绝缘层重叠地形成上层电极和下层电极，该上层电极由梳齿状电极构成，并且，决定上述梳齿状电极的电极间隔、绝缘层的膜厚、绝缘层的相对介电常数和驱动方式的组合，使得在从垂直于基板面的方向观看上述液晶层时与上述梳齿状电极重叠的部分中，距另一个基板的表面为0.1μm的位置上的平均电能成为0.44J/m3以上。
发明的效果
本发明的液晶面板和液晶显示装置在保持基于垂直取向的高对比性的同时，通过由平行于基板面的所谓的横向电场进行驱动，能够以单纯的像素结构，实现高速响应性、广视野角特性和高对比度特性。
另外，在上述液晶面板和液晶显示装置中，通过隔着绝缘层重叠地设置上层电极和下层电极，能够驱动位于上述梳齿状电极上的液晶分子。从而，能够比不具备上述下层电极的液晶面板加大开口率。
进而，最应该特别大书一笔的是，通过使上述电能成为0.44J/m3以上，能够降低液晶分子的立起电压，在当前视为困难的在垂直取向单元中施加横向电场的显示方式中，能够降低驱动电压。进而能够同时实现驱动电压的降低和透过率的提高。
从而，依据本发明，能够提供具有高速响应性、广视野角特性和高对比度特性，而且，能够以实用的驱动电压进行驱动，进而透过率高的液晶面板及其制造方法和液晶显示装置。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的液晶面板的主要部分的概略结构的剖面图。
图2是示意性地表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖面图。
图3是表示图1所示的液晶单元内的液晶分子的指向矢分布的图。
图4(a)是表示对实施例1中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图5(a)是表示对实施例2中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图6(a)是表示对实施例3中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图7(a)是表示对实施例4中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图8(a)是表示对实施例5中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图9(a)是表示对实施例6中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图10(a)是表示对实施例7中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图11(a)是表示对实施例8中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图12(a)是表示对比较例1中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图13(a)是表示对比较例2中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图14(a)是表示对比较例3中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图15(a)是表示对比较例4中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图16(a)是表示对实施例9中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图17(a)是表示对实施例10中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图18(a)是表示对实施例11中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图19(a)是表示对实施例12中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图20(a)是表示对实施例13中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图21(a)是表示对实施例14中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图22(a)是表示对比较例5中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图23(a)是表示对比较例6中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图24(a)是表示对比较例7中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图25(a)是表示对比较例8中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率和等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图26(a)是表示对实施例15中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图27(a)是表示对比较例9中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图28(a)是表示对实施例16中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图29(a)是表示对实施例17中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图30(a)是表示对实施例18中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图31(a)是表示对实施例19中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图32(a)是表示对实施例20中的上层电极和下层电极的电压施加条件的图，(b)是表示在(a)中对上层电极中的第一梳齿状电极施加6V的电压时的透过率、液晶分子的指向矢分布、等电位曲线的图，(c)是表示电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态的平面图。
图33是表示使用FFS驱动时的电能EL与绝缘层的厚度d的关系的图表。
图34是表示使用梳齿驱动时的电能EL与绝缘层的厚度d的关系的图表。
图35是表示使用FFS驱动时的电能EL与电极间隔S的关系的图表。
图36是表示使用梳齿驱动时的电能EL与电极间隔S的关系的图表。
图37是表示开口率与电极间隔S的关系的图表。
图38是表示使用各驱动方式时的实质透过率与电极间隔S的关系的图表。
图39是示意性地表示本发明的其它实施方式的液晶面板的主要部分的概略结构的剖面图。
图40是示意性地表示在现有的垂直取向型的液晶单元中使用施加横向电场的显示方式时的该液晶单元内的液晶分子的指向矢分布的图。
具体实施方式
根据图1～图40对本发明的一个实施方式说明如下。
图2是示意性地表示本实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖面图。
本实施方式的液晶显示装置1，如图2所示，具备液晶面板2(液晶显示元件)、驱动电路3和背光源4(照明装置)。上述驱动电路3和背光源4的结构与现有的相同。因此，关于这些结构，省略其说明。
图1是示意性地表示上述液晶面板2的主要部分的概略结构的剖面图。另外，图3是表示图1所示的液晶单元内的液晶分子的指向矢分布的图。
如图1和图2所示，本实施方式的液晶面板2具备相互相对设置的一对基板10、20，作为电极基板和相对基板。在这一对基板10、20之间夹持有液晶层30，作为显示用的介质层。
另外，上述一对基板10、20中至少一个基板，即，至少观察者一侧的基板具备玻璃基板等透明基板作为绝缘基板(液晶层保持部件，基底基板)。另外，在上述一对基板10、20的与另一个基板的相对面上，分别设置有被称为所谓的垂直取向膜的取向膜15、22。
垂直取向膜是在没有施加电场时，使液晶层的液晶分子在基板面上垂直取向的取向膜。另外，上述“垂直”中也包括“大致垂直”。
作为上述基板10(第一基板，电极基板)，例如能够使用TFT阵列基板等阵列基板。另一方面，作为基板20(第二基板，相对基板)，例如能够使用彩色滤光片基板等。
即，上述基板10也可以具备未图示的TFT等。另外，上述基板20除去上述取向膜22以外，也可以具备未图示的彩色滤光片(CF)。但是，本实施方式并不限定于此。
另外，上述基板10、20当然还可以具备未图示的底涂膜或者外涂膜等。
以下，将显示面一侧(观察者一侧的基板)作为上侧的基板，将另一个基板作为下侧的基板进行说明。另外，在图1和图2中，对基板10作为下侧的基板进行了说明，但本实施方式并不限定于此。
上述基板10具有上层电极14和下层电极12隔着绝缘层13重叠配置的结构。另外，在本实施方式中，所谓“上层电极”，表示隔着上述取向膜22与液晶层30相邻的液晶层30一侧的电极，所谓“下层电极”，表示作为基底基板的玻璃基板11一侧的电极。
具体地讲，上述基板10具有在玻璃基板11上依次设置有下层电极12、绝缘层13、上层电极14、取向膜15的结构。
上述下层电极12是整面状的电极，在玻璃基板11上，以覆盖上述基板10的显示区域(即，由密封剂34包围的区域)的方式，遍及玻璃基板11的与基板20的相对面的大致整个面形成。上述下层电极12作为共用电极发挥功能。
上述绝缘层13以覆盖上述下层电极12的方式在上述下层电极12上形成。
上述上层电极14是梳齿状电极。在本实施方式中，上述液晶面板2以能够相互独立地驱动的方式设置有相邻的梳齿状电极14A(第一梳齿状电极)和梳齿状电极14B(第二梳齿状电极)，使得能够在后述的实验中切换驱动方法。
上述梳齿状电极14A、14B既可以分别是直线状，也可以形成为V字状或者锯齿状。
在上述本实施方式中，以能够相互独立地驱动的方式设置的梳齿状电极14A、14B以从各自主干电极(主干线)延伸的分支电极(分支线)彼此相互啮合的方式交替地相对配置。
然而，本实施方式并不限定于此，也可以采用与驱动方法无关，相邻的梳齿状电极14A、14B以能够相互独立地驱动的方式设置的结构。另外，作为驱动方法，在使用后述的“梳齿驱动”的情况下，不一定需要设置2个梳齿状电极14A、14B。即，上述上层电极14也可以是单一的梳齿状电极。
上述取向膜15以覆盖上述梳齿状电极14A、14B的方式设置在上述绝缘层13上。
另外，如图1和图2所示，在这一对基板10、20的与上述液晶层30相对的面的相反一侧的面上，分别设置有偏光板35、36。
而且，在上述基板10、20与偏光板35、36之间，如图2所示，根据需要分别设置有相位差板37、38。但是，上述相位差板37、38也可以仅设置在上述液晶面板2的一个面上。另外，在仅利用正面透过光的显示装置的情况下，不一定需要相位差板37、38。
上述液晶面板2的液晶单元5例如，如图1所示，通过隔着间隔物33利用密封剂34将上述基板10和基板20贴合，并在两基板10、20之间的空隙中封入包含液晶材料的介质而形成。
上述液晶材料既可以是p(正)型的液晶材料，也可以是n型(负)型的液晶材料。
另外，在本实施方式中，主要如图2以及后述的实验例所示，作为上述液晶材料，举出使用p型的液晶材料的情况为例进行说明。然而，本实施方式并不限定于此，即使在使用n型的液晶材料作为上述液晶材料的情况下，根据与使用p型的液晶材料的情况相同的原理，能够得到相同的结果。
另外，在本实施方式中，作为p型的液晶材料，例如能够使用p型向列液晶材料，但本实施方式并不限定于此。
上述液晶面板2和液晶显示装置1是通过施加电场，在液晶单元5内形成电场强度的分布，实现液晶材料的弯曲排列的装置。在本实施方式中，适宜使用折射率各向异性Δn大的液晶材料、介电常数各向异性Δε大的液晶材料。作为这样的p型液晶材料，除了CN(氰基)系液晶材料(手性向列系液晶材料)以外，还能够举出F(氟)系液晶材料。
上述液晶面板2通过在上述液晶单元5上，如上述那样贴合相位差板37、38和偏光板35、36而形成。
上述偏光板35、36配置成例如上述偏光板35、36的透过轴相互正交，而且梳齿状电极14A、14B延伸的方向与偏光板35、36的透过轴构成45°的角度。
如以上所述，上述液晶面板2具有与隔着绝缘层重叠配置共用电极和像素电极的使用所谓FFS(Fringe Field Switching：边缘场开关)模式的显示方式的液晶面板的电极结构类似的结构。从而，以下，将具有上述构造的液晶面板称为FFS构造的液晶面板。
然而，本发明的液晶面板2不过只是在电极结构上采用上述的FFS构造，与所谓的FFS模式的液晶面板是似是而非、完全不同的。
FFS模式在没有施加电压时，夹在一对基板之间的液晶分子的长轴方向进行与基板面平行的沿面取向(homogeneous alignment)。与此相对，本发明的液晶面板2在没有施加电压时，如图1所示，表现出夹在一对基板10、20之间的液晶分子31的长轴方向与基板面垂直的垂面取向(homeotropic alignment)。因此，本发明的液晶面板2的液晶分子的举动与FFS模式完全不同。
另外，若将梳齿状电极的电极宽度设为L，将电极间距离设为S，将单元间隙(液晶层的厚度)设为D，则在FFS模式中，通过使电极间隔S比电极宽度L或者单元间隙D小而产生所谓的边缘电场进行显示。
然而，在本实施方式中，如后述的实施例所示，将电极间隔S设定为比电极宽度L或者单元间隙D大。但是，在本发明中，液晶单元5整体的透过率与单元间隙D之间不一定相关。因此，上述单元间隙D没有特别限定。
在本实施方式中，如上述那样，通过2种驱动方法驱动具有FFS构造的液晶面板2。
以下，将在隔着取向膜15与液晶层30相邻的梳齿状电极14A、14B之间进行驱动的方式称为“梳齿驱动”，将在上述梳齿状电极14A、14B与隔着绝缘层13设置在上述梳齿状电极14A、14B的下层的下层电极12之间进行驱动的方式称为“FFS驱动”。
在对上述液晶面板2进行梳齿驱动的情况下，上述梳齿状电极14A作为像素电极发挥功能，梳齿状电极14B作为共用电极发挥功能。另外，在进行梳齿驱动的情况下，下层电极12被设定为0V。
另外，在对上述液晶面板2进行FFS驱动的情况下，上述梳齿状电极14A、14B分别作为像素电极发挥功能，下层电极12作为共用电极发挥功能。
本实施方式的液晶面板2如上所述，使用与FFS模式完全不同的显示方式。
然而，上述液晶面板2由于如上所述具有FFS构造，而与图40所示的使用上述显示方式的现有的液晶面板102不同，不仅是在梳齿状电极14A、14B之间，还驱动梳齿状电极14A、14B上的液晶分子31。因此，与具有图40所示的构造的液晶面板102相比较，具有能够加大开口率的优点。
另外，本实施方式的液晶面板2如上所述，通过在垂直取向模式中进行横向电场驱动，通过施加电场，如图3所示，形成弯曲状(如弓状)的电场，形成液晶分子31的指向矢方位相互相差180度的2个畴。液晶分子31对应于液晶单元5内的电场强度分布和来自界面的束缚力而排列。由此，能够得到广视野角特性。
另外，上述液晶分子31通过施加电压，从垂面取向向弯曲排列连续变化。在通常的驱动下，液晶层30如图3所示通常呈弯曲排列，在灰度等级间响应中能够进行高速响应。
另外，在上述液晶面板2中，如上述那样，通过在保持垂直取向的高对比性的同时进行横向电场驱动而规定液晶分子31的取向方位。因此，不需要MVA模式那样的基于突起物的取向限制，在单纯的像素结构下具有出色的视野角特性。
从而，上述液晶面板2具有能够得到基于弯曲取向的高速响应性、基于自身补偿型排列的广视野角、起因于垂直取向的高对比度这样的优点，同时，具有构造简单、制造容易、能够低价地制造这样的优点。
本申请发明人等发现：如上述那样，通过对具有FFS构造而且垂直取向型的液晶面板2进行横向电场驱动，相对于对垂直取向型的液晶面板2进行横向电场驱动的现有的液晶面板102，能够在维持其出色的高速响应性、广视野角特性、高对比性的同时，提高开口率。
然而，同时，本申请发明人等还发现：在如上述那样使用对垂直取向型的液晶面板进行横向电场驱动的显示方式的液晶面板中仅采用FFS驱动，不一定能够实现低电压化。
因而，本申请发明人等在这样具有FFS构造的液晶面板2中，对低电压化的条件进行了仿真和实验。
其结果，发现在上述具有FFS构造的液晶面板2中，若将从垂直于基板面的方向观看上述液晶层30时与上述梳齿状电极14A、14B重叠的部分的距另一个基板20的表面0.1μm位置的平均电能设为“电能EL”，则通过选择、设定上述绝缘层13的材质(相对介电常数ε)和电极宽度L/电极间隔S，使该电能EL成为0.44J/m3(焦耳/立方米)以上，能够得到驱动电压的降低效果，进而得到透过率的提高效果。
另外，还发现：特别是在进行FFS驱动的情况下，通过选择、设定上述绝缘层13的材质(相对介电常数ε)和厚度d、电极宽度L/电极间隔S，使得上述电能EL成为0.6J/m3以上，能够得到驱动电压的降低效果，进而得到透过率的进一步提高效果。
根据通常的方法，将液晶面板分解，测定各层的介电常数，依据基于其测定值的计算，计算出上述电能EL。
以下，使用实施例，更具体地说明上述液晶面板2的制造方法，并且通过实验和仿真对上述效果进行论证。
[实施例1]
首先，如图1所示，在玻璃基板11上，通过溅射法，在整个面上以厚度
Figure BDA0000104459680000161
成膜ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)。由此，形成覆盖玻璃基板11的整个主面的整面状的下层电极12。
接着，通过溅射法，以覆盖上述下层电极12整个面的方式，成膜相对介电常数ε＝6.9的氮化硅(SiN)。由此，在上述下层电极12上形成由上述SiN构成的厚度d＝0.1μm
Figure BDA0000104459680000162
的绝缘层13。
接着，在上层绝缘层13上，作为上层电极，以厚度＝
Figure BDA0000104459680000163
电极宽度L＝2.6μm、电极间隔S＝8.0μm，形成由ITO构成的梳齿状电极14A、14B。
接着，在上述绝缘膜13上，以覆盖上述梳齿状电极14A、14B的方式，通过旋涂法涂敷JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，固体含量5wt.％，γ-丁内酯溶液)。然后，通过在200℃下烧制2个小时，形成在与液晶层30的相对面的表面上设置有作为垂直取向膜的取向膜15的基板10。
另一方面，利用与取向膜15相同的材料、相同的工艺，在玻璃基板21上仅成膜取向膜22。由此，形成基板20。这样得到的取向膜15、22的干燥膜厚为
Figure BDA0000104459680000171
然后，在上述基板10、20中的一个基板上，分散直径3.75μm的树脂颗粒「微珠SP20375」(商品名，积水化学工业株式会社制)，作为间隔物33。另一方面，在与上述基板相对的另一个基板上，印刷密封树脂「胶粘剂(Struct Bond)XN-21S」(商品名，三井东压化学工业株式会社制)，作为密封剂34，。
接着，将上部基板10、20贴合，在135℃下烧制1个小时，由此制作液晶单元5。
然后，在上述液晶单元5中，利用真空注入法封入Merck株式会社制的正型液晶材料(Δε＝22，Δn＝0.15)，作为液晶材料，由此形成液晶层30。
接着，在上述液晶单元5的正反面上，将偏光板35、36粘贴成偏光板35、36的透过轴正交，而且，梳齿状电极14A、14B延伸的方向与偏光板35、36的透过轴构成45°的角度。由此，制作具有如图1所示结构的液晶面板2(液晶显示元件)。
通过将这样制作的液晶面板2如图2所示载置在背光源4上进行梳齿驱动，用Topcon公司制的“BM5A”测定该液晶面板2的正面的电压-透过率变化(以下，记为“实测T”)。其中，实测T中的透过率根据液晶面板2的亮度/背光源4的亮度而求出。
另一方面，作为液晶面板，使用SHINTEC公司制的“LCD-MASTER”，通过仿真求出在与上述实测相同的条件下梳齿驱动具有如图1所示的FFS构造的模型时的电压-透过率变化(以下，记为“SimT”)。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与实测T和电能EL一并示于表6中。另外，在图4(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图4(b)中，表示通过上述仿真，在图4(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在本实施例中，如图4(b)所示，梳齿状电极14B被设定为0V。另外，在图4(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例2]
除去在实施例1中，代替梳齿驱动而采用FFS驱动以外，与实施例1同样地求出实测T和SimT。
即，在本实施例中，使用与实施例1相同的材料和工艺，制作与实施例1相同的液晶面板2，在背光源4上，与实施1相同，用“BM5A”测定实测T。另外，与实施例1相同，使用“LCD-MASTER”，通过仿真，求出在与上述实测相同的条件下对具有与实施例1相同的FFS构造的模型进行FFS驱动时的SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与实测T和电能EL一并示于表8中。另外，在图5(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图5(b)中，表示通过上述仿真，在图5(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图5(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例1]
首先，如图40所示，在与玻璃基板11相同的玻璃基板111上，通过溅射法，在整个面上以厚度
Figure BDA0000104459680000181
成膜ITO。然后，通过对该ITO膜进行图案化而在上述玻璃基板111上，以电极宽度L＝2.6μm，电极间隔S＝8.0μm形成由上述ITO膜构成的作为像素电极的梳齿状电极112(第一梳齿状电极)和作为共用电极的梳齿状电极113(第二梳齿状电极)。
接着，在上述玻璃基板111上，以覆盖上述梳齿状电极112、113的方式，利用旋涂法涂敷与实施例1相同的JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，固体含量5wt.％，γ-丁内酯溶液)。然后，与实施例1相同，在200℃下烧制2个小时，由此形成在成为与液晶层130的相对面的表面上设置有未图示的垂直取向膜的基板110。
另一方面，在与玻璃基板21相同的玻璃基板321上，利用与上述垂直取向膜相同的材料、相同的工艺，仅成膜未图示的垂直取向膜，由此形成基板120。这样得到的各垂直取向膜的干燥膜厚均为
Figure BDA0000104459680000191
然后，在上述基板110、120中的一个基板上，与上述实施例1相同，分散直径3.75μm的树脂颗粒“微珠SP20375”，作为间隔物。另一方面，在与上述基板相对的另一个基板上，与上述实施例1相同，印刷密封树脂「胶粘剂XN-21S」，作为密封剂。
接着，将上部基板110、120贴合，与上述实施例1相同，在135℃下烧制1个小时，由此制作比较用的液晶单元105。
然后，在上述液晶单元105中，与上述实施例1相同，利用真空注入法封入Merck株式会社制的正型液晶材料(Δε＝22，Δn＝0.15)，作为液晶材料，由此形成液晶层130。
接着，在上述液晶单元105的正反面上，将与实施例1相同的偏光板(未图示)粘贴成该偏光板的透过轴正交，而且，梳齿状电极112、113延伸的方向与偏光板的透过轴构成45°的角度。由此，制作具有如图40所示结构的比较用的液晶面板102(液晶显示元件)。
将这样制作的液晶面板102与实施例1同样地载置在背光源上进行梳齿驱动。由此，与实施例1相同，用Topcon公司制的“BM5A”测定该液晶面板102的正面的实测T。其中，实测T中的透过率与实施例1相同，根据面板亮度/背光源亮度而求出。
另一方面，作为液晶面板，与实施例1相同，使用“LCD-MASTER”，通过仿真求出在与上述实测相同的条件下梳齿驱动具有如图40所示的FFS构造的模型时的SimT。
将上述SimT、梳齿状电极112、113的电极宽度L/电极间隔S一并示于表2，并且与实测T和电能EL一并示于表6中。另外，在图12(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图12(b)中，表示通过上述仿真，在图12(a)中对梳齿状电极112施加6V的电压时的透过率、液晶分子131的指向矢分布、等电位曲线。另外，在本比较例中，如图12(b)所示，梳齿状电极113被设定为0V。另外，在图12(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例2]
首先，如图1所示，在玻璃基板11上，通过溅射法，在整个面上以厚度
Figure BDA0000104459680000201
成膜ITO。由此，形成覆盖玻璃基板11的整个主面的整面状的下层电极12。
接着，以覆盖上述下层电极12整个面的方式，通过旋涂法，成膜相对介电常数ε＝3.3的丙烯酸树脂(JSR公司制，商品名“OPTMER-SS”)。由此，在上述下层电极12上形成由上述丙烯酸树脂构成的厚度d＝3.2μm
Figure BDA0000104459680000202
的绝缘层13。
接着，在上层绝缘层13上，作为上层电极，以厚度＝
Figure BDA0000104459680000203
电极宽度L＝2.6μm、电极间隔S＝8.0μm，形成由ITO构成的梳齿状电极14A、14B。
接着，在上述绝缘膜13上，以覆盖上述梳齿状电极14A、14B的方式，与实施例2相同，利用旋涂法涂敷JSR公司制的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，固体含量5wt.％，γ-丁内酯溶液)。然后，在200℃下烧制2个小时，由此形成在成为与液晶层30的相对面的表面上设置有作为垂直取向膜的取向膜15的基板10。
另一方面，利用与取向膜15相同的材料、相同的工艺，在玻璃基板21上仅成膜取向膜22。由此，形成基板20。这样得到的取向膜15、22的干燥膜厚为
Figure BDA0000104459680000204
然后，在上述基板10、20中的一个基板上，与实施例2相同，分散直径3.75μm的树脂颗粒“微珠SP20375”，作为间隔物33。另一方面，在与上述基板相对的另一个基板上，与实施例2相同，印刷密封树脂“胶粘剂XN-21S”，作为密封剂。
接着，将上述基板10、20贴合，在135℃下烧制1个小时，由此制作比较用的液晶单元5。
然后，在上述比较用的液晶单元5中，与实施例2相同，利用真空注入法封入Merck株式会社制的正型液晶材料(Δε＝22，Δn＝0.15)，作为液晶材料，由此形成液晶层30。
接着，在上述比较用的液晶单元5的正反面上，将与实施例2相同的偏光板35、36粘贴成偏光板35、36的透过轴正交，而且，梳齿状电极14A、14B延伸的方向与偏光板35、36的透过轴构成45°的角度。由此，制作绝缘膜13的材料和厚度d与在实施例2中制作的液晶单元5不同的比较用的液晶面板2(液晶显示元件)。
与实施例2相同，通过将这样制作的液晶面板2载置在背光源4上进行梳齿驱动。由此，与实施例2相同，用Topcon公司制的“BM5A”测定该液晶面板102的正面的实测T。
另一方面，作为液晶面板，与实施例2相同，使用“LCD-MASTER”，通过仿真求出在与上述实测相同的条件下梳齿驱动具有如图1所示的FFS构造的模型时的SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表2，并且与实测T和电能EL一并示于表9中。另外，在图13(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图13(b)中，表示通过上述仿真，在图13(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、等电位曲线。另外，在图13(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
对在实施例1、2和比较例1、2中得到的SimT与实测T的电压-透过率(V-T)曲线的相关性进行确认后能够得到相同的结果。从而，在以下的实施例和比较例中，仅进行了仿真。另外，在使用由上层电极和下层电极构成的2层电极构造的以下的实施例和比较例中，在进行梳齿驱动时，梳齿状电极14B被设定为0V。
[实施例3]
除去在实施例2中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为0.3μm
Figure BDA0000104459680000211
以外，与实施例2同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图6(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图6(b)中，表示通过上述仿真，在图6(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图6(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例4]
除去在实施例1中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝6.0μm以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图7(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图7(b)中，表示通过上述仿真，在图7(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图7(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例5]
除去在实施例2中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝6.0μm以外，与实施例2同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图8(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图8(b)中，表示通过上述仿真，在图8(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图8(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例6]
除去在实施例4中，将绝缘层13从相对介电常数ε＝6.9，厚度d＝0.1μm的SiN膜变更为相对介电常数ε＝3.3，厚度d＝3.2μm
Figure BDA0000104459680000231
的丙烯酸树脂(JSR公司制，商品名“OPTMER-SS”)以外，与实施例4同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与电能EL一并示于表7中。另外，在图9(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图9(b)中，表示通过上述仿真，在图9(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图9(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例7]
除去在实施例3中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝6.0μm以外，与实施例3同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图10(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图10(b)中，表示通过上述仿真，在图10(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图10(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例8]
除去在实施例1中，将绝缘层13从相对介电常数ε＝6.9，厚度d＝0.1μm的SiN膜变更为相对介电常数ε＝3.3，厚度d＝1.0μm
Figure BDA0000104459680000232
的丙烯酸树脂(JSR公司制，商品名“OPTMER-SS”)以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表1，并且与电能EL一并示于表7中。另外，在图11(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图11(b)中，表示通过上述仿真，在图11(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图11(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例3]
除去在比较例2中代替FFS驱动而采用梳齿驱动以外，与比较例2同样地求出实测T和SimT。换句话讲，除去在实施例1中，将绝缘层13从相对介电常数ε＝6.9，厚度d＝0.1μm的SiN膜变更为相对介电常数ε＝3.3，厚度d＝3.2μm
Figure BDA0000104459680000241
的丙烯酸树脂(JSR公司制，商品名“OPTMER-SS”)以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表2，并且与实测T和电能EL一并示于表7中。另外，在图14(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图14(b)中，表示通过上述仿真，在图13(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图14(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例4]
除去在比较例2中，将绝缘层13的厚度d从3.2μm
Figure BDA0000104459680000242
变更为1.0μm
Figure BDA0000104459680000243
以外，与比较例2同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表2，并且与电能EL一并示于表9中。另外，在图15(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图15(b)中，表示通过上述仿真，在图15(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图15(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例9]
除去在实施例1中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为1.0μm
Figure BDA0000104459680000244
以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图16(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图16(b)中，表示通过上述仿真，在图16(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图16(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例10]
除去在实施例9中，将绝缘层13的厚度从1.0μm变更为1.5μm
Figure BDA0000104459680000251
以外，与实施例9同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例1中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为1.5μm以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图17(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图17(b)中，表示通过上述仿真，在图17(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图17(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例11]
除去在实施例4中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝6.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝4.0μm以外，与实施例4同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例1中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝4.0μm以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图18(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图18(b)中，表示通过上述仿真，在图18(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图18(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例12]
除去在实施例8中，将绝缘层13的厚度从1.0μm变更为0.6μm
Figure BDA0000104459680000261
以外，与实施例8同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表7中。另外，在图19(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图19(b)中，表示通过上述仿真，在图19(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图19(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例13]
除去在实施例12中，将绝缘层13的厚度从0.6μm变更为0.1μm
Figure BDA0000104459680000262
以外，与实施例12同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例8中，将绝缘层13的厚度从1.0μm变更为0.1μm
Figure BDA0000104459680000263
以外，与实施例8同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表7中。另外，在图20(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图20(b)中，表示通过上述仿真，在图19(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图20(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例5]
除去在实施例9中代替梳齿驱动而采用FFS驱动以外，与实施例9同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例2中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为1.0μm
Figure BDA0000104459680000264
以外，与实施例2同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表5，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图22(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图22(b)中，表示通过上述仿真，在图22(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图22(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例6]
除去在实施例10中代替梳齿驱动而采用FFS驱动以外，与实施例10同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例2中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为1.5μm以外，与实施例2同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表5，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图23(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图23(b)中，表示通过上述仿真，在图23(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图23(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例7]
除去在实施例11中代替梳齿驱动而采用FFS驱动以外，与实施例11同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例2中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝4.0μm以外，与实施例2同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表5，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图24(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图24(b)中，表示通过上述仿真，在图24(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图24(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例14]
除去在实施例13中代替梳齿驱动而采用FFS驱动以外，与实施例13同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表9中。另外，在图21(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图21(b)中，表示通过上述仿真，在图21(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图21(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例8]
除去在实施例12中代替梳齿驱动而采用FFS驱动以外，与实施例12同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例14中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为0.6μm
Figure BDA0000104459680000281
以外，与实施例14同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表5，并且与电能EL一并示于表9中。另外，在图25(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图25(b)中，表示通过上述仿真，在图25(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图25(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的显示状态。
[实施例15]
除去在实施例10中，将绝缘层13的厚度从1.5μm变更为1.8μm
Figure BDA0000104459680000282
以外，与实施例10同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例1中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为1.8μm
Figure BDA0000104459680000283
以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表3，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图26(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图26(b)中，表示通过上述仿真，在图26(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图26(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[比较例9]
除去在实施例15中，将绝缘层13的厚度从1.8μm变更为2.0μm
Figure BDA0000104459680000291
以外，与实施例15同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例1中，将绝缘层13的厚度从0.1μm变更为2.0μm
Figure BDA0000104459680000292
以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表5，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图27(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图27(b)中，表示通过上述仿真，在图27(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图27(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例16]
除去在实施例1中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝12.0μm以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表4，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图28(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图28(b)中，表示通过上述仿真，在图28(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图28(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例17]
除去在实施例3中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝12.0μm以外，与实施例3同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表4，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图29(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图29(b)中，表示通过上述仿真，在图29(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图29(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例18]
除去在实施例17中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝12.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝14.0μm以外，与实施例17同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表4，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图30(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图30(b)中，表示通过上述仿真，在图30(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图30(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例19]
除去在实施例18中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝14.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝16.0μm以外，与实施例18同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表4，并且与电能EL一并示于表8中。另外，在图31(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图31(b)中，表示通过上述仿真，在图31(a)中对梳齿状电极14A、14B分别施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图31(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
[实施例20]
除去在实施例4中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝6.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝2.0μm以外，与实施例4同样地求出SimT。换句话讲，除去在实施例1中，将梳齿状电极14A、14B的L/S从电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝8.0μm变更为电极宽度L＝2.6μm/电极间隔S＝2.0μm以外，与实施例1同样地求出SimT。
将上述SimT、绝缘层13的相对介电常数ε和厚度d、梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S一并示于表4，并且与电能EL一并示于表6中。另外，在图32(a)中，表示上述仿真中的施加电压，并且在图32(b)中，表示通过上述仿真，在图32(a)中对梳齿状电极14A施加6V的电压时的透过率、液晶分子31的指向矢分布、等电位曲线。另外，在图32(c)中，表示上述仿真中的电源断开时和电源接通时的1个像素的显示状态。
【表1】
Figure BDA0000104459680000321
【表2】
Figure BDA0000104459680000331
【表3】
Figure BDA0000104459680000332
【表4】
Figure BDA0000104459680000341
【表5】
Figure BDA0000104459680000342
【表6】
Figure BDA0000104459680000351
【表7】
Figure BDA0000104459680000361
【表8】
【表9】
Figure BDA0000104459680000381
如从表2、6判断的那样，在对如比较例1中所示的液晶面板102那样不具有FFS构造的液晶面板进行梳齿驱动的情况下，液晶分子的立起电压成为2.5V以上。
在以该立起电压为基准考虑的情况下，如表9所示，在使用丙烯酸树脂等有机系的绝缘层13，即相对介电常数ε例如低至3.3的绝缘层13的情况下，当梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S为2.6/8.0时，在绝缘层13的厚度d例如为0.6μm以上的情况下，即使对液晶面板2进行FFS驱动，也看不到驱动电压的降低效果。然而，即使在使用上述那样的相对介电常数ε例如低至3.3的有机系的绝缘层13的情况下，若将厚度d减薄到例如0.1μm，则能够看到驱动电压的降低效果并且透过率也变高。
另外，如表8所示，在使用相对介电常数ε例如高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，当梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S为2.6/8.0时，在绝缘层13的厚度d例如为1.0μm以上的情况下，即使对液晶面板2进行FFS驱动，也看不到驱动电压的降低效果。然而，即使在使用上述那样的相对介电常数ε例如高达6.9的无机膜系的绝缘层13的情况下，若将绝缘层13的厚度d减薄到例如0.3μm以下，则能够看到驱动电压的降低效果并且透过率也变高。
如上所述，在进行FFS驱动的情况下，虽然根据相对介电常数ε，适宜的绝缘层13的厚度d不同，但是与相对介电常数ε无关，绝缘层13的厚度d越薄，越能够看到驱动电压的降低效果并且透过率也变高。
另外，如表6、7所示，在对液晶面板2进行梳齿驱动的情况下，也与相对介电常数ε无关，绝缘层13的厚度d越薄，越能够看到驱动电压的降低效果并且透过率也变高。
但是，在对液晶面板2进行梳齿驱动的情况下，如表7所示，在使用相对介电常数ε例如低至3.3的有机系的绝缘层13的情况下，在梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S为2.6/8.0，绝缘层13的厚度d例如厚达3.2μm时，看不到驱动电压的降低效果。这样，在相对介电常数ε低至3.3，梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S为2.6/8.0的情况下，若使绝缘层13的厚度d例如成为1.0μm以下，则能够看到驱动电压的降低效果并且透过率也变高。
另一方面，在对液晶面板2进行梳齿驱动的情况下，如表6所示，在使用相对介电常数ε例如高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，在梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S为2.6/8.0，绝缘层13的厚度d例如厚达2.0μm时，看不到驱动电压的降低效果。但是，在使用相对介电常数ε高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，在绝缘层13的厚度d为1.8μm以下时，与绝缘层13的厚度d和梳齿状电极14A、14B的电极宽度L/电极间隔S无关，通过对液晶面板2进行梳齿驱动，在所有的实施例中都能看到驱动电压的降低效果。
进而，在对液晶面板2进行梳齿驱动的情况下，即使是如上述那样以3.2μm的厚度形成相对介电常数ε例如低至3.3的有机系的绝缘层13的情况下，也如从实施例6与比较例3的比较所判断的那样，若减小电极间隔S，则能够看到驱动电压的降低效果并且透过率也变高。
另外，在对液晶面板2进行梳齿驱动的情况下，即使在使用相对介电常数ε例如高达6.9的绝缘层13的情况下，也如从表6中表示的实施例1、4、11、16、20的比较和图7中表示的实施例6与比较例3的比较所判断的那样，与绝缘层13的厚度d无关，若减小电极间隔S，则能够得到更高的效果。
另一方面，如从表8所示的实施例2、5和比较例7的比较所判断的那样，在进行FFS驱动的情况下，在绝缘层13的厚度d为0.1μm时，与进行梳齿驱动的情况相反，若减小电极间隔S，则驱动电压的降低效果减少并且透过率也降低。然而，在进行FFS驱动的情况下，如从表8所示的实施例3、7、17～19的比较所判断的那样，在绝缘层13的厚度d为0.3μm的情况下，电极间隔S以12.0μm为边界，表现出不同的倾向。即，在电极间隔S为12.0μm以下时，若减小电极间隔S，则表现出驱动电压的降低效果减小并且透过率也降低的倾向，在电极间隔S为12.0μm以上时，若加大电极间隔S，则表现出驱动电压的降低效果减小并且透过率也降低的倾向。
另外，在梳齿驱动中，作为减小电极间隔S可以得到更高效果的理由，被认为是在梳齿驱动中，由于电场强度平行于横向方向，因此若减小电极间隔S，则电场强度上升的缘故。
这些现象的理由均能够以电能EL进行说明。即，已确认如上述那样，虽然根据相对介电常数ε，适宜的绝缘层13的厚度d不同，但是与相对介电常数ε或者驱动方法无关，绝缘层13的厚度d越薄，电能EL越高，液晶分子更好地动作。
另外，如表6、7所示，在梳齿驱动下，若总体地减小电极间隔S则电能上升。反之，在FFS驱动下，如表8所示，若减小电极间隔S，则电能EL减小。
另外，根据表6～8所示的结果，作为在降低驱动电压方面能够看到效果的结构，已确认上述电能EL与为梳齿驱动还是FFS驱动无关，为0.44J/m3以上。另外，在使用FFS驱动的情况下，上述电能EL为0.6J/m3以上，则能够在降低驱动电压和提高透过率方面得到显著的效果。
另外，在上述实施例和比较例中使用的液晶面板2、102均为在垂直取向模式下进行横向电场驱动的垂直取向横向电场模式的液晶面板。因此，上述液晶面板2、102中的液晶分子31、131在电源断开时(即，在梳齿状电极14A、14B之间、在作为上层电极的上述梳齿状电极14A、14B与下层电极12之间，在梳齿状电极112、113之间不产生电场的情况下)，相对于基板面垂直取向，如图4～图32中的各分图(c)所示，各像素成为暗显示。
另一方面，在电源接通时(在进行基于上述各电极之间产生的电场的横向电场驱动时)，液晶分子31、131取向成为具有以梳齿状电极14A、14B或者梳齿状电极112、113的中央部分为中心的对称构造，如图4～图32中的各分图(c)所示，各像素成为明亮显示。
另外，在图4～图32中的各分图(c)中，“H”表示在电源接通时动作的液晶分子31、131的各取向空间，“T”表示在梳齿状电极14A、14B之间或者梳齿状电极112、113之间的向错(液晶分子31、131的取向紊乱的边界)。透过率根据取向空间的大小而变化，并且向错对透过率产生影响。
根据图4～图32中的各分图(c)中表示的结果，可判断在驱动方法相同的情况下，实施例与比较例相比，更能够抑制上述向错的发生。特别是在进行梳齿驱动的情况下，在实施例1、4、9、10、11～13、17中，在梳齿状电极14A、14B之间不发生向错，能够实现在明亮的显示品质方面出色的液晶面板2。
在此，接着在以下说明对从上述电能EL的值看到的各驱动方法中的绝缘层13的厚度d和电极间隔S的优选条件进行调查的结果。
[使用FFS驱动时的绝缘层13的厚度d]
首先，图33中表示使用FFS驱动的实施例2、3、14和比较例2、4、5、6、8中的电能EL与绝缘层13的厚度d的关系。
如图33所示，在使用FFS驱动的情况下，与相对介电常数ε无关，若减薄厚度d，则电能EL增大。
根据图33表示的结果，在使用相对介电常数ε例如低至3.3的有机系的绝缘层13的情况下，该绝缘层13的厚度d优选为使电能EL成为0.44J/m3以上的0.35μm以下。另外，在使用相对介电常数ε例如高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，该绝缘层13的厚度d优选为使电能EL成为0.44J/m3以上的0.65μm以下。
另外，在上述绝缘层13的相对介电常数ε为3.3～6.9的范围内，上述绝缘层13的厚度d的上限根据图33表示的结果，为0.35～0.65的范围内。
另外，上述绝缘层13的厚度d的下限值，从绝缘性的观点出发，优选为0.1μm。通过使上述绝缘层13的厚度d为0.1μm以上，能够防止发生由晶格缺陷引起的绝缘性不良。
另外，如图33所示，在电极间隔S为8.0μm的情况下，若绝缘层13的厚度d为0.1μm，则与相对介电常数ε无关，能够得到0.60J/m3以上的电能EL。
[使用梳齿驱动时的绝缘层13的厚度d]
图34中表示使用梳齿驱动的实施例1、8、9、10、12、13、15和比较例1、3、9中的电能EL与绝缘层13的厚度d的关系。
如图34所示，即使在使用梳齿驱动的情况下，也与相对介电常数ε无关，若减薄厚度d，则电能增大。
根据图34表示的结果，在使用相对介电常数ε例如低至3.3的有机系的绝缘层13的情况下，优选绝缘层13的厚度d为使电能EL成为0.44J/m3以上的2.8μm以下。另一方面，在使用相对介电常数ε例如高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，优选绝缘层13的厚度d为使电能EL成为0.44J/m3以上的1.8μm以下。
另外，在这样使用无机系的绝缘层13的情况下，从防止由晶格缺陷引起的绝缘性不良和膜厚不均的观点出发，也优选上述绝缘层13的厚度d为0.1μm以上。
[使用FFS驱动时的电极间隔S]
图35中表示使用FFS驱动的实施例2、3、5、7、17、18、19和比较例7中的电能EL与梳齿状电极14A、14B的电极间隔S的关系。
如图35所示，在使用FFS驱动的情况下，当绝缘层13的厚度d为0.1μm时，若减小电极间隔S，则电能EL减小。
另一方面，当绝缘层13的厚度d为0.3μm时，在电极间隔S为12.0μm以下的情况下，电极间隔S越小则电能EL越减小，在电极间隔S为12.0μm以上的情况下，电极间隔S越小则电能EL越增大。
根据图35表示的结果，在使用绝缘层13的厚度d为0.1μm，相对介电常数ε例如高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，电极间隔S优选为使电能EL成为0.44J/m3以上的4.5μm以上。
另外，根据图35表示的结果，在使用绝缘层13的厚度d为0.3μm，相对介电常数ε例如高达6.9的无机系的绝缘层13的情况下，电极间隔S优选为在使电能EL成为0.44J/m3以上的6.0μm以上且17.5μm以下的范围内。
[使用梳齿驱动时的电间隔S]
图36中表示使用梳齿驱动的实施例1、4、11、16中的电能量EL与梳齿状电极14A、14B的电极间隔S的关系。
如上所述，在使用梳齿驱动的情况下，与绝缘层13的厚度d无关，若减小电极间隔S，则电能EL增大。图36中表示使用绝缘层13的厚度d为0.1μm、相对介电常数ε为6.9的无机系的绝缘层13时的电能EL与电极间隔S的关系。
根据图36表示的结果，在使用绝缘层13的厚度d为0.1μm、相对介电常数ε例如高达6.9的有机系的绝缘层13的情况下，梳齿状电极14A、14B的电极间隔S优选使电能EL成为0.44J/m3以上的14.5μm以下。
[开口率]
表1～5中表示的各实施例和比较例中的透过率均为无限平面内的透过率。实际上在制作液晶面板2(液晶显示元件)时，像素的尺寸成为一个问题。
即，在假设100×300μm左右的像素的情况下，根据电极间隔S决定暗线的条数，电极间隔S越小，暗线的条数越增多。
这里，实质透过部分(除去暗线的部分)成为开口部。由于开口部的面积越大则透过部分越增加，因此限定电极间隔S。
因而，将计算出假定横向宽度(与梳齿状电极14A、14B垂直的方向的宽度)为100μm的像素时的各像素的空的部分(除去梳齿状电极14A、14B的部分)作为开口率的结果，与电极间隔S、电极宽度L、梳齿状电极14A、14B的条数(线条数)一并示于表10中。另外，图37表示这时的电极间隔S与开口率的关系。另外，在这里，如上述那样根据电极间隔S、电极宽度L和线条数计算开口率。因此，没有梳齿驱动、FFS驱动的区别。
根据图37表示的结果，可判断从电极间隔S为4μm起，开口率急剧下降。从而，从开口率的观点出发，在梳齿驱动和FFS驱动中电极间隔S均优选4μm以上，根据图37和表10表示的结果，更优选为6μm以上。
【表10】
  电极间隔S   电极宽度L   线条数   开口率
  2μm   2.6μm   22   43％
  4μm   2.6μm   15条   61％
  6μm   2.6μm   12条   70％
  8μm   2.6μm   9条   75％
  10μm   2.6μm   8条   79％
  12μm   2.6μm   7条   82％
  14μm   2.6μm   6条   84％
  16μm   2.6μm   5条   86％
[实质透过率]
使用TFT面板等液晶面板的液晶显示装置的实质透过率能够通过上述开口率与本发明的无限平面内的透过率、彩色滤光片的透过率(28％左右)的乘法运算计算。
将使用各驱动方式时的实质透过率，与相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S、无限平面内的施加6V时的透过率、开口率一并示于表11中。
【表11】
另外，图38中表示使用各驱动方式时的实质透过率与电极间隔S的关系。
如图38所示，在梳齿驱动下，若电极间隔S超过12.0μm，则实质透过率急剧下降。从而，在进行梳齿驱动的情况下，从实质透过率的观点出发，优选电极间隔S为12.0μm以下。另外，如图38所示，在进行梳齿驱动的情况下，电极间隔S以4μm为界，实质透过率急剧下降。从而，不仅从开口率(参照图37和表10)的观点，从实质透过率的观点出发，在如上述那样进行梳齿驱动的情况下，电极间隔S也优选为4μm以上。
另外，如图38所示，在进行FFS驱动的情况下，从实质透过率的观点来看，与图35中表示的电能EL与电极间隔S的关系相同，可判断在绝缘层13的厚度d为0.3μm的情况下，电极间隔S优选为6μm以上，更优选为8μm以上。另外，可判断电极间隔S为12.0μm以上则实质透过率开始下降。
根据以上的结果，可判断基于电能EL的评价作为用于得到驱动电压低、透过率高的液晶面板2和液晶显示装置1的简易评价方法而有效地发挥作用。
从而，在夹着液晶层30相对的一对基板10、20中的一个基板上，隔着绝缘层13重叠地形成由梳齿状电极14A、14B构成的上层电极与下层电极12，并且以使上述电能EL成为0.44J/m3以上的方式，决定上述梳齿状电极14A、14B的电极间隔S、绝缘层13的膜厚、绝缘层13的相对介电常数ε和驱动方式的组合，能够制造驱动电压低、透过率高的液晶面板2和液晶显示装置1。
根据以上的结果，在进行梳齿驱动的情况下，在上述绝缘层13的相对介电常数为3.3，相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S为12.0μm以下，上述绝缘层13的厚度d为2.8μm以下的情况下，能够得到0.44J/m3以上的电能EL，并且能够得到高的实质透过率。从而，依据上述的结构，能够制造驱动电压低、透过率高的液晶面板2和液晶显示装置1。
另外，在进行梳齿驱动的情况下，在上述绝缘层13的相对介电常数为3.3～6.9，相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S为12.0μm以下，上述绝缘层13的厚度d为1.8μm以下的情况下，也能够得到0.44J/m3以上的电能EL，并且能够得到高的实质透过率。从而，在这种情况下，也能够制造驱动电压低、透过率高的液晶面板2和液晶显示装置1。
另外，上述绝缘层13的厚度d根据上述的理由，优选设定为0.1μm以上。
另一方面，在进行FFS驱动的情况下，为了得到0.44J/m3以上的电能EL，例如，在上述绝缘层13的相对介电常数为6.9，相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S为8.0μm的情况下，优选使上述绝缘层13的厚度d为0.65μm以下。另外，在上述绝缘层13的相对介电常数为3.3～6.9，相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S为8.0μm的情况下，优选使上述绝缘层13的厚度d为0.35μm以下。
另外，在这些情况下，上述绝缘层13的厚度d根据上述的理由，也优选设定为0.1μm以上。
另外，在进行FFS驱动的情况下，在上述绝缘层13的相对介电常数为6.9，上述绝缘层13的厚度为0.1μm的情况下，优选使相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S为4.5μm以上。这种情况下，如上所述，在能够得到0.44J/m3以上的电能EL的同时，能够得到高的实质透过率。另外，这种情况下，电极间隔S越大越优选。从而，电极间隔S的上限没有特别限定。另外，若决定了梳齿状电极14A、14B的条数(线条数)和电极宽度L，则根据像素面积自主决定电极间隔S的上限。
另外，在进行FFS驱动的情况下，在上述绝缘层13的相对介电常数为6.9，上述绝缘层13的厚度为0.1μm～0.3μm，相邻的梳齿状电极14A、14B之间的电极间隔S为6.0μm以上的情况下，也如上所述，能够得到0.44J/m3以上的电能EL，并且能够得到高的实质透过率。
另外，在进行FFS驱动的情况下，在上述电极间隔S为8.0μm的情况下，若绝缘层13的厚度d为0.1μm，则与相对介电常数ε无关，能够得到0.60J/m3以上的电能EL。
如上所述，本发明是能够一起实现非常难以兼顾的在垂直取向单元中施加横向电场的显示方式下的低电压化和高透过率的极其划时代的发明。
另外，如上所述，在本发明中，上述绝缘层13的材质(相对介电常数ε)和厚度d、电极宽度L/电极间隔S只要设定、选择成使上述电能EL满足上述范围即可，没有特别的限定。
另外，作为其它的各结构要素的材质和形成方法，也能够与现有技术相同地进行选择、设定，不需要特别的变更。
例如，在上述实施例中，作为上述梳齿状电极14A、14B，举出使用ITO的情况为例进行了说明，但当然也能够代替上述ITO，使用IZO(Indium Zinc Oxide：铟锌氧化物)。同样，关于上述各结构要素的材质和膜厚也没有特别限定。
关于这些条件，能够根据本领域的技术人员的知识而适当选择、变更，可以根据所使用的各结构要素的形成条件，以使电能EL满足上述范围的方式，对选白上述绝缘层13的材质(相对介电常数ε)和厚度d、电极宽度L/电极间隔S中的至少一个参数进行设定即可。
另外，如上所述，在作为有机系的绝缘层13，使用厚度1μm～3μm的丙烯酸树脂的情况下，也可以代替上述那样在基板20上形成彩色滤光片层，如图39所示，形成黑矩阵13A和彩色滤光片13B，作为绝缘层13。即，能够在上述绝缘层13中代用彩色滤光片。换句话讲，上述绝缘层13也可以包括彩色滤光片层。
另外，在图39中表示如上述那样，使用由黑矩阵13A和彩色滤光片13B构成的绝缘层作为上述绝缘层13的液晶面板2的没有施加电压时的剖面。
如上所述，本发明的液晶面板在夹着液晶层相对的一对基板中的一个基板上，隔着绝缘层重叠地设置有上层电极和下层电极，上述上层电极由梳齿状电极构成，在从垂直于基板面的方向观看上述液晶层时与上述梳齿状电极重叠的部分中，距另一个基板的表面为0.1μm位置上的平均电能为0.44J/m3以上。另外，本发明的液晶显示装置具备上述液晶面板。
上述液晶面板也可以(1)上述上层电极由第一梳齿状电极和第二梳齿状电极构成，利用在相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间产生的电场驱动上述液晶层，也可以(2)利用在上述上层电极与下层电极之间产生的电场驱动上述液晶层。
因此，例如，优选上述绝缘层的相对介电常数为3.3，相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间的间隔为12.0μm以下，上述绝缘层的厚度为0.1μm以上2.8μm以下。或者，优选上述绝缘层的相对介电常数为3.3～6.9，相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间的间隔为12.0μm以下，上述绝缘层的厚度为0.1μm以上且1.8μm以下。
另外，相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间的间隔根据上述的理由，优选设定为4μm以上。
另一方面，在进行上述(2)的驱动的情况下，优选上述电能为0.60J/m3以上。
另外，在进行上述(2)的驱动的情况下，为了使上述电能成为0.44J/m3以上，例如，优选上述绝缘层的相对介电常数为6.9，上述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为8.0μm，上述绝缘层的厚度为0.1μm以上且0.65μm以下。或者，优选上述绝缘层的相对介电常数为3.3～6.9，上述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为8.0μm，上述绝缘层的厚度为0.1μm以上且0.35μm以下。或者，优选上述绝缘层的相对介电常数为6.9，上述绝缘层的厚度为0.1μm，上述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔4.5μm以上。或者，优选上述绝缘层的相对介电常数为6.9，上述绝缘层的厚度为0.1μm～0.3μm，上述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为6.0μm以上且12.0μm以下。
另外，上述绝缘层也可以包含彩色滤光片层。即，在上述绝缘层作为有机系的绝缘层而使用丙烯酸树脂的情况下，能够在上述绝缘层中代用彩色滤光片层。由此，能够在设置有上述上层电极和下层电极的基板上形成彩色滤光片，并且能够实现上述液晶面板的薄型化。
另外，本发明的液晶面板的制造方法如上所述，是在夹着液晶层相对的一对基板中的一个基板上，隔着绝缘层，重叠地形成上层电极和下层电极，该上层电极由梳齿状电极构成，并且，决定上述梳齿状电极的电极间隔、绝缘层的膜厚、绝缘层的相对介电常数和驱动方式的组合，使得在从垂直于基板面的方向观看上述液晶层时与上述梳齿状电极重叠的部分中，距另一个基板的表面为0.1μm位置上的平均电能成为0.44J/m3以上的方法。
依据本发明，能够提供一种具有高速响应性、广视野角特性和高对比度特性，并且能够以实用的驱动电压进行驱动，进而透过率高的液晶面板及其制造方法和液晶显示装置。
另外，本发明不限于上述的各实施方式，能够在权利要求表示的范围内进行各种变更。即，将在权利要求表示的范围内适当变更后的技术方法适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明的液晶面板和液晶显示装置不需要初始弯曲转移操作，实用的驱动电压、具有高透过率，能够同时实现与MVA模式或者IPS模式等同的广视野角特性、与OCB模式并列或者其以上的高速响应性、高对比度特性。从而，能够特别适宜用于在户外使用的公共广告牌、便携式电话、PDA等移动设备等。
附图标记说明
1：液晶显示装置
2：液晶面板
3：驱动电路
4：背光源
5：液晶单元
10：基板
11：玻璃基板
12：下层电极
13：绝缘层
13A：黑矩阵
13B：彩色滤光片
14：上层电极
14A：梳齿状电极
14B：梳齿状电极
15：取向膜
20：基板
21：玻璃基板
22：取向膜
30：液晶层
31：液晶分子
33：间隔物
34：密封剂
35：偏光板
36：偏光板
37：相位差板
38：相位差板

Claims (13)

1.一种液晶面板，其特征在于：
在夹着液晶层相对的一对基板中的一个基板上，隔着绝缘层重叠地设置有上层电极和下层电极，
所述上层电极由梳齿状电极构成，
在从垂直于基板面的方向观看所述液晶层时与所述梳齿状电极重叠的部分中，距另一个基板的表面为0.1μm的位置上的平均电能为0.44J/m3以上。
2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：
所述上层电极由第一梳齿状电极和第二梳齿状电极构成，利用在相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间产生的电场驱动所述液晶层。
3.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层的相对介电常数为3.3，相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间的间隔为12.0μm以下，所述绝缘层的厚度为0.1μm以上2.8μm以下。
4.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层的相对介电常数为3.3～6.9，相邻的第一梳齿状电极和第二梳齿状电极之间的间隔为12.0μm以下，所述绝缘层的厚度为0.1μm以上且1.8μm以下。
5.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：
利用在所述上层电极与下层电极之间产生的电场驱动所述液晶层。
6.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于：
所述电能为0.60J/m3以上。
7.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层的相对介电常数为6.9，所述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为8.0μm，所述绝缘层的厚度为0.1μm以上且0.65μm以下。
8.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层的相对介电常数为3.3～6.9，所述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为8.0μm，所述绝缘层的厚度为0.1μm以上且0.35μm以下。
9.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层的相对介电常数为6.9，所述绝缘层的厚度为0.1μm，所述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为4.5μm以上。
10.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层的相对介电常数为6.9，所述绝缘层的厚度为0.1μm～0.3μm，所述上层电极中相邻的梳齿状电极之间的间隔为6.0μm以上且12.0μm以下。
11.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于：
所述绝缘层包含彩色滤光片层。
12.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1～11中任一项所述的液晶面板。
13.一种液晶面板的制造方法，其特征在于：
在夹着液晶层相对的一对基板中的一个基板上，隔着绝缘层重叠地形成上层电极和下层电极，该上层电极由梳齿状电极构成，并且，
决定所述梳齿状电极的电极间隔、绝缘层的膜厚、绝缘层的相对介电常数和驱动方式的组合，使得在从垂直于基板面的方向观看所述液晶层时与所述梳齿状电极重叠的部分中，距另一个基板的表面为0.1μm的位置上的平均电能为0.44J/m3以上。
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