(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、複数の絵素領域を有し、
前記第１基板は、前記液晶層側に前記複数の絵素領域のそれぞれごとに設けられた絵素電極と、前記絵素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタとを有し、
前記第２基板は、前記絵素電極に前記液晶層を介して対向する対向電極を有し、
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極は、複数の単位中実部を含む中実部を有し、前記液晶層は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたときに、前記絵素電極の前記複数の単位中実部のそれぞれの周辺に生成される斜め電界によって、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応した領域に、放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成する、液晶表示装置であって、
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極および前記対向電極と前記液晶層とによって構成される液晶容量に電気的に並列に接続された補助容量をさらに備え、
前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極の前記中実部が設けられていない領域を有し、
前記補助容量の少なくとも一部が、前記第１基板の前記中実部が設けられていない領域内に位置し、
前記補助容量は、補助容量配線と、前記補助容量配線に対向し、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極と、前記補助容量配線と前記補助容量電極との間に設けられた第１の絶縁層とを有し、
前記第１基板は、少なくとも前記薄膜トランジスタおよび前記補助容量電極を覆う第２の絶縁層をさらに有し、
前記絵素電極は、前記第２の絶縁層上に形成されており、
前記第２の絶縁層は、樹脂材料から形成されており、前記第２の絶縁層の厚さは１μｍ以上である、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁層の厚さは２．５μｍ以上である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１基板の前記中実部が設けられていない領域内に、前記補助容量の１／４以上が位置している、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１基板の前記中実部が設けられていない領域内に、前記補助容量の１／２以上が位置している、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記補助容量配線の少なくとも一部、前記補助容量電極の少なくとも一部および前記第１の絶縁層の少なくとも一部が前記領域内に位置している、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１基板は、前記薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された走査配線と、前記薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続された信号配線とを有する、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記補助容量配線は、前記走査配線に略平行に延びる少なくとも１つの配線幹部と、前記配線幹部から延設された配線枝部とを有し、
前記補助容量電極は、前記配線幹部に前記第１の絶縁層を介して対向する少なくとも１つの電極幹部と、前記電極幹部から延設された電極枝部とを有する、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記配線枝部および前記電極枝部は、前記複数の単位中実部のうちの１つの中央付近に重なるように延設されている、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの配線幹部は複数の配線幹部であり、前記少なくとも１つの電極幹部は複数の電極幹部である、請求項７または８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は、回転対称性を有する、請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は略円形である請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は、角部が略円弧状の略矩形である請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数の単位中実部のそれぞれは、角部が鋭角化された形状を有する、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記複数の単位中実部は、実質的に、等しい形状で等しい大きさを有し、回転対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を形成する、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記絵素電極は、少なくとも１つの開口部をさらに有し、前記液晶層は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたときに、前記斜め電界によって、前記少なくとも１つの開口部に対応する領域にも放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成する、請求項１から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの開口部は、実質的に等しい形状で等しい大きさを有する複数の開口部を含み、前記複数の開口部の少なくとも一部の開口部は、回転対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を形成する、請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記複数の開口部の前記少なくとも一部の開口部のそれぞれの形状は、回転対称性を有する、請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記複数の開口部の前記少なくとも一部の開口部のそれぞれの形状は略円形である請求項１６または１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極の前記複数の開口部の面積の合計は、前記絵素電極の前記中実部の面積より小さい、請求項１６から１８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記絵素電極の前記複数の開口部のそれぞれの内側に凸部をさらに備え、前記凸部の前記基板の面内方向の断面形状は、前記複数の開口部の形状と同じであり、前記凸部の側面は、前記液晶層の液晶分子に対して、前記斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有する、請求項１６から１９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記第２基板は、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応する領域に、前記液晶層の液晶分子を少なくとも前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加された状態において放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する配向規制構造を有する、請求項１から２０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記配向規制構造は、前記複数の単位中実部のそれぞれの中央付近に対応する領域に設けられている、請求項２１に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記複数の単位中実部のそれぞれに対応して形成される前記液晶ドメイン内において、前記配向規制構造による配向規制方向は、前記斜め電界による放射状傾斜配向の方向と整合する、請求項２１または２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記配向規制構造は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されていない状態においても配向規制力を発現する、請求項２１から２３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２５】
前記配向規制構造は、前記対向基板の前記液晶層側に突き出た凸部である、請求項２１から２４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２６】
前記補助容量の一部が前記配向規制構造に重なっている、請求項２４または２５に記載の液晶表示装置。
【請求項２７】
前記液晶ドメインは、渦巻き状の放射状傾斜配向状態をとる請求項１から２６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項２８】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、複数の絵素領域を有し、
前記第１基板は、前記液晶層側に前記複数の絵素領域のそれぞれごとに設けられた絵素電極と、前記絵素電極に電気的に接続された薄膜トランジスタとを有し、
前記第２基板は、前記絵素電極に前記液晶層を介して対向する対向電極を有し、
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極は、少なくとも１つの開口部またはスリットを有し、前記液晶層は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたときに、前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部またはスリットのエッジ部に生成される斜め電界によって配向規制される、液晶表示装置であって、
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極および前記対向電極と前記液晶層とによって構成される液晶容量に電気的に並列に接続された補助容量をさらに備え、
前記補助容量の少なくとも一部が、前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部またはスリットに重なり、
前記補助容量は、補助容量配線と、前記補助容量配線に対向し、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極と、前記補助容量配線と前記補助容量電極との間に設けられた第１の絶縁層とを有し、
前記第１基板は、少なくとも前記薄膜トランジスタおよび前記補助容量電極を覆う第２の絶縁層をさらに有し、
前記絵素電極は、前記第２の絶縁層上に形成されており、
前記第２の絶縁層は、樹脂材料から形成されており、前記第２の絶縁層の厚さは１μｍ以上である、液晶表示装置。
【請求項２９】
前記第２の絶縁層の厚さは２．５μｍ以上である、請求項２８に記載の液晶表示装置。
【請求項３０】
前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部またはスリットに、前記補助容量の１／４以上が重なっている、請求項２８または２９に記載の液晶表示装置。
【請求項３１】
前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部またはスリットに、前記補助容量の１／２以上が重なっている、請求項２８または２９に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、広視野角特性を有し、高品位の表示を行う液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータのディスプレイや携帯情報端末機器の表示部に用いられる表示装置として、薄型軽量の液晶表示装置が利用されている。しかしながら、従来のツイストネマチック型（ＴＮ型）、スーパーツイストネマチック型（ＳＴＮ型）液晶表示装置は、視野角が狭いという欠点を有しており、それを解決するために様々な技術開発が行われている。
【０００３】
ＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表示装置の視野角特性を改善するための代表的な技術として、光学補償板を付加する方式がある。他の方式として、基板の表面に対して水平方向の電界を液晶層に印加する横電界方式がある。この横電界方式の液晶表示装置は、近年量産化され、注目されている。また、他の技術としては、液晶材料として負の誘電率異方性を有するネマチック液晶材料を用い、配向膜として垂直配向膜を用いるＤＡＰ(deformation of vertical aligned phase)がある。これは、電圧制御複屈折(ＥＣＢ:electrically controlled birefringence)方式の一つであり、液晶分子の複屈折性を利用して透過率を制御する。
【０００４】
しかしながら、横電界方式は広視野角化技術として有効な方式の１つではあるものの、製造プロセスにおいて、通常のＴＮ型に比べて生産マージンが著しく狭いため、安定な生産が困難であるという問題がある。これは、基板間のギャップむらや液晶分子の配向軸に対する偏光板の透過軸（偏光軸）方向のずれが、表示輝度やコントラスト比に大きく影響するためであり、これらを高精度に制御して、安定な生産を行うためには、さらなる技術開発が必要である。
【０００５】
また、ＤＡＰ方式の液晶表示装置で表示ムラの無い均一な表示を行うためには、配向制御を行う必要がある。配向制御の方法としては、配向膜の表面をラビングすることにより配向処理する方法がある。しかしながら、垂直配向膜にラビング処理を施すと、表示画像中にラビング筋が発生しやすく量産には適していない。
【０００６】
そこで、本願発明者は、他の者とともに、液晶層を介して対向する一対の電極の一方に開口部と中実部とからなる所定の電極構造を形成し、開口部のエッジ部に生成される斜め電界によって、これらの開口部および中実部に、放射状傾斜配向をとる複数の液晶ドメインを形成する手法を提案している（特許文献１）。この手法を用いると、放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが安定に、高い連続性を有するように形成されるので、視野角特性および表示品位を向上させることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−０４３５２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示装置の普及に伴い、液晶表示装置に要求される表示特性は高まってきており、より明るい表示を行うためのいっそうの高開口率化が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、広視野角特性を有し、表示品位が高く、且つ、明るい表示が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、複数の絵素領域を有し、前記第１基板は、前記液晶層側に前記複数の絵素領域のそれぞれごとに設けられた絵素電極と、前記絵素電極に電気的に接続されたスイッチング素子とを有し、前記第２基板は、前記絵素電極に前記液晶層を介して対向する対向電極を有し、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極は、複数の単位中実部を含む中実部を有し、前記液晶層は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたときに、前記絵素電極の前記複数の単位中実部のそれぞれの周辺に生成される斜め電界によって、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応した領域に、放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成する、液晶表示装置であって、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極および前記対向電極と前記液晶層とによって構成される液晶容量に電気的に並列に接続された補助容量をさらに備え、前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極の前記中実部が設けられていない領域を有し、前記補助容量の少なくとも一部が、前記第１基板の前記中実部が設けられていない領域内に位置し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタである。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記補助容量は、補助容量配線と、前記補助容量配線に対向し、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極と、前記補助容量配線と前記補助容量電極との間に設けられた第１の絶縁層とを有する。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記補助容量配線の少なくとも一部、前記補助容量電極の少なくとも一部および前記第１の絶縁層の少なくとも一部が前記領域内に位置している。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された走査配線と、前記薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続された信号配線とを有する。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記補助容量配線は、前記走査配線に略平行に延びる少なくとも１つの配線幹部と、前記配線幹部から延設された配線枝部とを有し、前記補助容量電極は、前記配線幹部に前記第１の絶縁層を介して対向する少なくとも１つの電極幹部と、前記電極幹部から延設された電極枝部とを有する。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記配線枝部および前記電極枝部は、前記複数の単位中実部のうちの１つの中央付近に重なるように延設されている。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記少なくとも１つの配線幹部は複数の配線幹部であり、前記少なくとも１つの電極幹部は複数の電極幹部である。
【００１８】
前記第１基板は、少なくとも前記薄膜トランジスタおよび前記補助容量電極を覆う第２の絶縁層をさらに有し、前記絵素電極は、前記第２の絶縁層上に形成されていることが好ましい。
【００１９】
前記第２の絶縁層は、樹脂材料から形成されていることが好ましい。
【００２０】
前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は、回転対称性を有することが好ましい。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は略円形である。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は、角部が略円弧状の略矩形である。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれは、角部が鋭角化された形状を有する。
【００２４】
前記複数の単位中実部は、実質的に、等しい形状で等しい大きさを有し、回転対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を形成することが好ましい。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記絵素電極は、少なくとも１つの開口部をさらに有し、前記液晶層は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたときに、前記斜め電界によって、前記少なくとも１つの開口部に対応する領域にも放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成する。
【００２６】
前記少なくとも１つの開口部は、実質的に等しい形状で等しい大きさを有する複数の開口部を含み、前記複数の開口部の少なくとも一部の開口部は、回転対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を形成することが好ましい。
【００２７】
前記複数の開口部の前記少なくとも一部の開口部のそれぞれの形状は、回転対称性を有することが好ましい。
【００２８】
ある好適な実施形態において、前記複数の開口部の前記少なくとも一部の開口部のそれぞれの形状は略円形である。
【００２９】
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極の前記複数の開口部の面積の合計は、前記絵素電極の前記中実部の面積より小さいことが好ましい。
【００３０】
ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記絵素電極の前記複数の開口部のそれぞれの内側に凸部をさらに備え、前記凸部の前記基板の面内方向の断面形状は、前記複数の開口部の形状と同じであり、前記凸部の側面は、前記液晶層の液晶分子に対して、前記斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有する。
【００３１】
ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記絵素電極の前記液晶層とは反対側に設けられた誘電体層と、前記誘電体層を介して前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部の少なくとも一部に対向するさらなる電極とを有する。
【００３２】
ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応する領域に、前記液晶層の液晶分子を少なくとも前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加された状態において放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する配向規制構造を有する。
【００３３】
前記配向規制構造は、前記複数の単位中実部のそれぞれの中央付近に対応する領域に設けられていることが好ましい。
【００３４】
前記複数の単位中実部のそれぞれに対応して形成される前記液晶ドメイン内において、前記配向規制構造による配向規制方向は、前記斜め電界による放射状傾斜配向の方向と整合することが好ましい。
【００３５】
ある好適な実施形態において、前記配向規制構造は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されていない状態においても配向規制力を発現する。
【００３６】
ある好適な実施形態において、前記配向規制構造は、前記対向基板の前記液晶層側に突き出た凸部である。
【００３７】
ある好適な実施形態において、前記補助容量の一部は、前記配向規制構造に重なっている。
【００３８】
ある好適な実施形態において、前記液晶ドメインは、渦巻き状の放射状傾斜配向状態をとる。
【００３９】
本発明による他の液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを備え、複数の絵素領域を有し、前記第１基板は、前記液晶層側に前記複数の絵素領域のそれぞれごとに設けられた絵素電極と、前記絵素電極に電気的に接続されたスイッチング素子とを有し、前記第２基板は、前記絵素電極に前記液晶層を介して対向する対向電極を有し、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極は、少なくとも１つの開口部またはスリットを有し、前記液晶層は、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、前記絵素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたときに、前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部またはスリットのエッジ部に生成される斜め電界によって配向規制される、液晶表示装置であって、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記絵素電極および前記対向電極と前記液晶層とによって構成される液晶容量に電気的に並列に接続された補助容量をさらに備え、前記補助容量の少なくとも一部が、前記絵素電極の前記少なくとも１つの開口部またはスリットに重なり、そのことによって上記目的が達成される。
【００４０】
ある好適な実施形態において、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタである。
【００４１】
ある好適な実施形態において、前記補助容量は、補助容量配線と、前記補助容量配線に対向し、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極と、前記補助容量配線と前記補助容量電極との間に設けられた第１の絶縁層とを有する。
【００４２】
前記第１基板は、少なくとも前記薄膜トランジスタおよび前記補助容量電極を覆う第２の絶縁層をさらに有し、前記絵素電極は、前記第２の絶縁層上に形成されていることが好ましい。
【００４３】
前記第２の絶縁層は、樹脂材料から形成されていることが好ましい。
【００４４】
ある好適な実施形態において、前記絵素電極が有する少なくとも１つの開口部またはスリットは、複数のスリットである。
【００４５】
ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記絵素電極の前記複数のスリットの間に対応した領域に設けられた複数のリブを有する。
【００４６】
あるいは、前記対向電極は、前記絵素電極の前記複数のスリットの間に対応した領域に設けられた複数のさらなるスリットを有する。
【００４７】
以下、本発明の作用を説明する。
【００４８】
本発明による液晶表示装置においては、絵素領域ごとに設けられた絵素電極が、複数の単位中実部を含む中実部を有しており、液晶層は、電圧無印加状態において垂直配向状態をとり、且つ、電圧印加状態においては、複数の単位中実部のそれぞれの周辺に生成される斜め電界によって、放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを形成する。すなわち、絵素電極と対向電極との間に電圧を印加したときに、単位中実部の周辺に斜め電界を生成し、放射状傾斜配向をとる液晶ドメインを形成するように、絵素電極の外形が規定されている。液晶層は、典型的には、負の誘電異方性を有する液晶材料からなり、その両側に設けられた垂直配向層（例えば垂直配向膜）によって配向規制されている。
【００４９】
この斜め電界によって形成される液晶ドメインは、単位中実部に対応する領域に形成され、液晶ドメインの配向状態が電圧に応じて変化することによって表示が行われる。それぞれの液晶ドメインは放射状傾斜配向をとり、高回転対称性の配向状態をとるので、表示品位の視角依存性が小さく、広視角特性が実現される。
【００５０】
なお、絵素電極の内で導電膜が存在する部分を中実部と称し、中実部の内で１つの液晶ドメインを形成する電界を発生する部分を「単位中実部」と称する。中実部は、典型的には、連続した導電膜から形成されている。
【００５１】
本発明による液晶表示装置では、さらに、補助容量の少なくとも一部が、絵素電極の中実部が設けられていない領域内に位置しているので、典型的には遮光性の部材を含んで構成される補助容量に起因した実効開口率（透過率）の低下を抑制し、表示に寄与する中実部の面積を大きくすることができる。そのため、明るい表示が実現される。
【００５２】
開口率の十分な向上を図る観点からは、補助容量のできるだけ多くの部分が中実部の設けられていない領域内に位置していることが好ましい。具体的には、中実部の設けられていない領域内に補助容量の１／４以上が位置していることが好ましく、１／２以上が位置していることがより好ましく、略全部が位置していることがさらに好ましい。
【００５３】
絵素電極に電気的に接続されたスイッチング素子としては、例えば、薄膜トランジスタを用いることができる。
【００５４】
典型的には、補助容量は、補助容量配線と、補助容量配線に対向し、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極と、補助容量配線と補助容量電極との間に設けられた第１の絶縁層とを有しており、補助容量配線の少なくとも一部、補助容量電極の少なくとも一部および誘電体層の少なくとも一部が中実部の設けられていない領域内に位置している。
【００５５】
また、液晶層を介して対向する一対の基板のうちの薄膜トランジスタを備えた一方の基板は、典型的には、薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された走査配線と、薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続された信号配線とを有している。
【００５６】
補助容量配線および補助容量電極が分岐構造を有していることによって、補助容量の絵素領域内での配置に関して自由度の高い設計が可能になり、十分な容量値を確保しつつ、十分な実効開口率を得ることが可能になる。具体的には、補助容量配線が、走査配線に略平行に延びる少なくとも１つの配線幹部と、配線幹部から延設された配線枝部とを有し、補助容量電極が、配線幹部に第１の絶縁層を介して対向する少なくとも１つの電極幹部と、電極幹部から延設された電極枝部とを有する構成を採用することによって、このような効果が得られる。配線枝部および電極枝部は、例えば、単位中実部の中央付近に重なるように延設される。
【００５７】
また、補助容量配線が複数の配線幹部を有し、補助容量電極が複数の電極幹部を有することにより、さらに設計の自由度を高くでき、補助容量のより多くの部分を中実部の設けられていない領域に位置させることが可能となるので、より高開口率の設計を実現できる。
【００５８】
絵素電極を有する基板が、少なくとも薄膜トランジスタおよび補助容量電極を覆う第２の絶縁層をさらに有し、絵素電極がこの第２の絶縁層上に形成されている構成を採用すると、絵素電極を薄膜トランジスタや配線に部分的に重なるように設けることができ、いっそうの開口率の向上を図ることができる。
【００５９】
放射状傾斜配向を得るのに十分な強さの斜め電界を生成するためには、第２の絶縁層を厚膜とすることが好ましい。補助容量を構成する補助容量電極は、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続されており、絵素電極の中実部と実質的に同じ電位となる。そのため、中実部の設けられていない領域に補助容量電極の一部が位置していると、電圧印加時に生成される等電位線が中実部の設けられていない領域で十分に落ち込まず、単位中実部の周辺に十分な強さの斜め電界が生成されないことがある。第２の絶縁層を厚膜とすると、第２の絶縁層による電圧降下を十分大きくし、中実部の設けられていない領域で等電位線を十分に落ち込ませることができるので、単位中実部の周辺に十分な強さの斜め電界を生成することができる。また、第２の絶縁層を厚膜とすることによって、第２の絶縁層の液晶層側の表面を実質的に平坦とすることができるので、その上に形成される絵素電極の中実部に段差が発生することを防止できる。十分に安定な放射状傾斜配向を得るためには、第２の絶縁層の厚さは、１μｍ以上であることが好ましく、２．５μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００６０】
第２の絶縁層を樹脂材料（例えば感光性を有する透明樹脂材料）から形成すると、第２の絶縁層の厚膜化が容易となる。
【００６１】
単位中実部の形状（基板法線方向から見たときの形状）が回転対称性を有することによって、単位中実部に対応した領域に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の安定性を高めることができる。液晶ドメインの視角依存性を低減するためには、単位中実部の形状が高い回転対称性（２回回転対称性以上が好ましく、４回回転対称性以上がさらに好ましい。）を有することが好ましい。
【００６２】
単位中実部の形状が略円形、あるいは略楕円形であると、放射状傾斜配向状態の液晶分子の配向の連続性が高くなるので、配向安定性が向上する。
【００６３】
これに対して、単位中実部の形状が略矩形であると、絵素領域内での単位中実部の面積比率（実効開口率）が高くなるので、液晶層の電圧に対する光学特性（例えば透過率）が向上する。
【００６４】
また、単位中実部の形状が、角部が略円弧状の略矩形であると、配向安定性および光学特性の両方を高くすることができる。
【００６５】
さらに、単位中実部が、角部が鋭角化された形状（例えば略星形）を有すると、斜め電界を生成する電極の辺がより多く形成されるので、より多くの液晶分子に斜め電界を作用させることができる。そのため、応答速度が向上する。
【００６６】
複数の単位中実部が、実質的に、等しい形状で等しい大きさを有し、回転対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を形成する構成とすることによって、単位格子を単位として、複数の液晶ドメインを高い対称性で配置することができるので、表示品位の視角依存性を向上することができる。さらに、絵素領域の全体を単位格子に分割することによって、絵素領域の全体に亘って、液晶層の配向を安定化することができる。例えば、それぞれの単位中実部の中心が正方格子を形成するように、複数の単位中実部を配列する。
【００６７】
絵素電極は、さらに、少なくとも１つの開口部を有してもよい。絵素電極に開口部を設けることによって、多くの単位中実部を形成することが容易になり、絵素領域内に多くの液晶ドメインを容易に形成することができる。
【００６８】
開口部を設けると、単位中実部の周辺すなわち開口部のエッジ部に生成される斜め電界によって、開口部に対応した領域にも放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成することができる。単位中実部に形成される液晶ドメインおよび開口部に形成される液晶ドメインは、上記斜め電界によって形成されるので、これらは互いに隣接して交互に形成され、且つ、隣接する液晶ドメイン間の液晶分子の配向は本質的に連続である。従って、開口部に形成される液晶ドメインと中実部に形成される液晶ドメインとの間にはディスクリネーションラインは生成されず、それによる表示品位の低下もなく、液晶分子の配向の安定性も高い。
【００６９】
絵素電極の中実部に対応する領域だけでなく、開口部に対応する領域においても液晶分子が放射状傾斜配向をとると、液晶分子の配向の連続性が高く、安定した配向状態が実現され、ざらつきのない均一な表示が得られる。特に、良好な応答特性（速い応答速度）を実現するためには、液晶分子の配向を制御するための斜め電界を多くの液晶分子に作用させることが好ましく、そのためには、開口部（エッジ部）を多く形成することが好ましい。開口部に対応して、安定な放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが形成されると、応答特性を改善するために開口部を多く形成しても、それに伴う表示品位の低下（ざらつきの発生）を抑制することができる。
【００７０】
なお、中実部（単位中実部）に対応して放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成されれば、開口部に対応して形成される液晶ドメインが放射状傾斜配向をとらなくとも、絵素領域内の液晶分子の配向の連続性は得られるので、中実部に対応して形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向は安定する。特に、開口部の面積が小さい場合には、表示に対する寄与も少ないので、開口部に対応する領域に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成されなくても、表示品位の低下は問題にならない。
【００７１】
複数の開口部の少なくとも一部の開口部が、実質的に、等しい形状で等しい大きさを有し、回転対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を形成する構成とすることによって、単位格子を単位として、複数の液晶ドメインを高い対称性で配置することができるので、表示品位の視角依存性を向上することができる。さらに、絵素領域の全体を単位格子に分割することによって、絵素領域の全体に亘って、液晶層の配向を安定化することができる。例えば、それぞれの開口部の中心が、正方格子を形成するように、開口部を配列する。
【００７２】
複数の開口部の少なくとも一部の開口部（典型的には単位格子を形成する開口部）のそれぞれの形状（基板法線方向から見たときの形状）が回転対称性を有することによって、開口部に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の安定性を高めることができる。液晶ドメインの視角依存性を低減するためには、開口部の形状が高い回転対称性（２回回転対称性以上が好ましく、４回回転対称性以上がさらに好ましい。）を有することが好ましい。
【００７３】
開口部の形状（基板法線方向から見たときの形状）は、例えば、略円形や略正多角形（例えば正方形）である。
【００７４】
絵素領域のそれぞれにおいて、電極に形成される開口部の面積の合計が、中実部の面積より小さいことが好ましい。中実部の面積が大きいほど、電極によって生成される電界の影響を直接的に受ける液晶層の面積（基板法線方向から見たときの平面内に規定される）が大きくなるので、液晶層の電圧に対する光学特性（例えば透過率）が向上する。
【００７５】
開口部が略円形となる構成を採用するか、単位中実部が略円形となる構成を採用するかは、どちらの構成において、中実部の面積を大きくできるかによって決定してもよい。いずれの構成が好ましいかは、絵素のピッチに依存して適宜選択される。典型的には、ピッチが約２５μｍを超える場合、中実部が略円形となるように、開口部を形成することが好ましく、約２５μｍ以下の場合には開口部を略円形とすることが好ましい。
【００７６】
また、応力に対する耐性を向上するために、液晶層の液晶分子に対して、上述の斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有する側面を備えた凸部を電極の開口部の内側に設けてもよい。この凸部の基板の面内方向の断面形状は、開口部の形状と同じであり、上述した開口部の形状と同様に、回転対称性を有することが好ましい。ただし、凸部の側面の配向規制力によって配向が規制される液晶分子は電圧に対して応答し難い（電圧によるリタデーションの変化が小さい）ので、表示のコントラスト比を低下させる要因となる。従って、凸部の大きさ、高さや数は、表示品位を低下させないように設定することが好ましい。
【００７７】
上述した一対の電極のうちの一方に開口部を設けた電極構造では、開口部に対応する領域の液晶層に十分な電圧が印加されず、十分なリタデーション変化が得られないために、光の利用効率が低下するという問題が発生することがある。そこで、開口部を設けた電極の液晶層とは反対側に誘電体層を設け、この誘電体層を介して電極の開口部の少なくとも一部に対向するさらなる電極を設ける（２層構造電極）ことによって、開口部に対応する液晶層に十分な電圧を印加することができ、光の利用効率や応答特性を向上することができる。
【００７８】
絵素電極を備えた基板に対向する基板（対向基板）が、複数の単位中実部のそれぞれに対応する領域に、液晶層の液晶分子を少なくとも電圧印加状態において放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する配向規制構造を有していると、少なくとも電圧印加状態においては、単位中実部を有する絵素電極とこの配向規制構造とによる配向規制力が液晶分子に作用するので、液晶ドメインの放射状傾斜配向がより安定化され、液晶層への応力印加による表示品位の低下（例えば残像減少の発生）が抑制される。
【００７９】
配向規制構造を、単位中実部の中央付近に対応する領域に設けることによって、放射状傾斜配向の中心軸の位置を固定することができるので、放射状傾斜配向の応力に対する耐性が効果的に向上する。
【００８０】
単位中実部に対応して形成される液晶ドメイン内において、配向規制構造による配向規制方向を、斜め電界による放射状傾斜配向の方向と整合するように設定すると、配向の連続性および安定性が増し、表示品位および応答特性が向上する。
【００８１】
配向規制構造は、少なくとも電圧印加状態において配向規制力を発揮すれば配向を安定化する効果が得られるが、電圧無印加状態においても配向規制力を発揮する構成を採用すると、印加電圧の大きさに関わらず配向を安定化できる利点が得られる。配向規制構造の配向規制力は比較的弱くても効果を奏するので、絵素の大きさに比べて小さな構造でも十分に配向を安定化することが可能である。従って、配向規制構造は、単位中実部を有する絵素電極による配向規制力よりも弱い配向規制力を発現するだけでよいので、種々の構造を用いて実現することができる。
【００８２】
配向規制構造は、例えば、基板の液晶層側に突き出た凸部である。凸部は、電圧無印加状態においても配向規制力を発現することができる。また、このような凸部は、簡単なプロセスで製造することができるので、生産効率の観点からも好ましい。
【００８３】
ただし、電圧無印加状態において液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向する垂直配向型の液晶層を用いるので、電圧無印加状態においても配向規制力を発現する配向規制構造を用いると、表示品位の低下を伴うことになる。しかし、配向規制構造の配向規制力は比較的弱くても効果を奏するので、絵素の大きさに比べて小さな構造でも十分に配向を安定化することが可能であり、電圧無印加時の表示品位の低下が実質的に問題にならないこともある。液晶表示装置の用途（例えば、外部から印加される応力の大きさ）や電極の構成（絵素電極による配向規制力の強さ）によっては、比較的強い配向規制力を発現する配向規制構造を設ける場合がある。このような場合には、配向規制構造による表示品位の低下を抑制するために、遮光層を設けてもよい。また、この場合、補助容量の一部を配向規制構造と重ね、遮光層として機能させてもよい。このような構成とすることで、明るさの余分な低下を伴うことなく十分に大きな容量値を確保することができる。
【００８４】
また、液晶ドメインが渦巻き状の放射状傾斜配向状態をとる構成とすることによって、配向がさらに安定するとともに、ざらつきのない均一な表示が実現され、応答速度が向上する。渦巻き状の放射状傾斜配向状態は、例えば、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料にカイラル剤を添加した材料を用いることによって実現される。右回りの渦巻き状となるか左回りの渦巻き状となるかは用いるカイラル剤の種類によって決まる。
【００８５】
本発明による他の液晶表示装置においては、絵素領域ごとに設けられた絵素電極が、開口部またはスリットを有しており、液晶層は、電圧無印加状態において垂直配向状態をとり、且つ、電圧印加状態においては、開口部またはスリットのエッジ部に生成される斜め電界によって配向規制され、そのことによって表示が行われる。本発明による他の液晶表示装置では、補助容量の少なくとも一部が絵素電極の開口部またはスリットに重なるので、典型的には遮光性の部材を含んで構成される補助容量に起因した実効開口率（透過率）の低下を抑制し、表示に寄与する領域（絵素電極のうちの導電膜が存在する部分）の面積を大きくすることができる。そのため、明るい表示が実現される。
【００８６】
開口率の十分な向上を図る観点からは、補助容量のできるだけ多くの部分が開口部またはスリットに重なっていることが好ましい。具体的には、補助容量の１／４以上が重なっていることが好ましく、１／２以上が重なっていることがより好ましく、略全部が重なっていることがさらに好ましい。
【００８７】
絵素電極に電気的に接続されたスイッチング素子としては、例えば、薄膜トランジスタを用いることができる。
【００８８】
典型的には、補助容量は、補助容量配線と、補助容量配線に対向し、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極と、補助容量配線と補助容量電極との間に設けられた第１の絶縁層とを有している。
【００８９】
絵素電極を有する基板が、少なくとも薄膜トランジスタおよび補助容量電極を覆う第２の絶縁層をさらに有し、絵素電極がこの第２の絶縁層上に形成されている構成を採用すると、絵素電極を薄膜トランジスタや配線に部分的に重なるように設けることができ、いっそうの開口率の向上を図ることができる。
【００９０】
配向規制を行うのに十分な強さの斜め電界を生成するためには、第２の絶縁層を厚膜とすることが好ましい。補助容量を構成する補助容量電極は、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続されており、絵素電極の導電膜と実質的に同じ電位となる。そのため、開口部またはスリットに補助容量電極の一部が重なっていると、電圧印加時に生成される等電位線が開口部またはスリットで十分に落ち込まず、開口部またはスリットのエッジ部に十分な強さの斜め電界が生成されないことがある。第２の絶縁層を厚膜とすると、第２の絶縁層による電圧降下を十分大きくし、開口部またはスリットで等電位線を十分に落ち込ませることができるので、開口部またはスリットのエッジ部に十分な強さの斜め電界を生成することができる。また、第２の絶縁層を厚膜とすることによって、第２の絶縁層の液晶層側の表面を実質的に平坦とすることができるので、その上に形成される絵素電極に段差が発生することを防止できる。十分に強い配向規制力を得るためには、第２の絶縁層の厚さは、１μｍ以上であることが好ましく、２．５μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００９１】
第２の絶縁層を樹脂材料（例えば感光性を有する透明樹脂材料）から形成すると、第２の絶縁層の厚膜化が容易となる。
【００９２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００９３】
まず、本発明の液晶表示装置が有する電極構造とその作用とを説明する。以下では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置について、本発明の実施形態を説明する。また、以下では、透過型液晶表示装置を例に本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限られず、反射型液晶表示装置や、透過反射両用型液晶表示装置に適用することができる。
【００９４】
なお、本願明細書においては、表示の最小単位である「絵素」に対応する液晶表示装置の領域を「絵素領域」と呼ぶ。カラー液晶表示装置においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの「絵素」が１つの「画素」に対応する。絵素領域は、典型的には、絵素電極と絵素電極に対向する対向電極とによって規定される。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が絵素領域に対応することになる。
【００９５】
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置１００の１つの絵素領域の構造を説明する。以下では、説明の簡単さのためにカラーフィルタやブラックマトリクスを省略する。また、以下の図面においては、液晶表示装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。図１（ａ）は基板法線方向から見た上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図に相当する。図１（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状態を示している。
【００９６】
液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１００ａと、対向基板（「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ）１００ｂと、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間に設けられた液晶層３０とを有している。液晶層３０の液晶分子３０ａは、負の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂの液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向層としての垂直配向膜（不図示）によって、液晶層３０に電圧が印加されていないとき、図１（ｂ）に示したように、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。このとき、液晶層３０は垂直配向状態にあるという。但し、垂直配向状態にある液晶層３０の液晶分子３０ａは、垂直配向膜の種類や液晶材料の種類によって、垂直配向膜の表面（基板の表面）の法線から若干傾斜することがある。一般に、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子軸（「軸方位」とも言う。）が約８５°以上の角度で配向した状態が垂直配向状態と呼ばれる。
【００９７】
液晶表示装置１００のＴＦＴ基板１００ａは、透明基板（例えばガラス基板）１１とその表面に形成された絵素電極１４とを有している。対向基板１００ｂは、透明基板（例えばガラス基板）２１とその表面に形成された対向電極２２とを有している。液晶層３０を介して互いに対向するように配置された絵素電極１４と対向電極２２とに印加される電圧に応じて、絵素領域ごとの液晶層３０の配向状態が変化する。液晶層３０の配向状態の変化に伴い、液晶層３０を透過する光の偏光状態や量が変化する現象を利用して表示が行われる。
【００９８】
液晶表示装置１００が有する絵素電極１４は、複数の開口部１４ａと中実部１４ｂとを有している。開口部１４ａは、導電膜（例えばＩＴＯ膜）から形成される絵素電極１４の内の導電膜が除去された部分を指し、中実部１４ｂは、導電膜が存在する部分（開口部１４ａ以外の部分）を指す。開口部１４ａは１つの絵素電極ごとに複数形成されているが、中実部１４ｂは、基本的には連続した単一の導電膜から形成されている。
【００９９】
複数の開口部１４ａは、その中心が正方格子を形成するように配置されており、１つの単位格子を形成する４つの格子点上に中心が位置する４つの開口部１４ａによって実質的に囲まれる中実部（「単位中実部」と称する。）１４ｂ’は、略円形の形状を有している。それぞれの開口部１４ａは、４つの４分の１円弧状の辺（エッジ）を有し、且つ、その中心に４回回転軸を有する略星形である。ここでは、絵素領域の全体に亘って配向を安定させるために、絵素電極１４の端部まで単位格子が形成されている。つまり、図示したように、絵素電極１４の端部は、絵素電極１４の中央部に位置する開口部１４ａの約２分の１(辺に対応する領域）および約４分の１（角に対応する領域）に相当する形状にパターニングされており、絵素電極１４の端部にも開口部１４ａが配置されている。
【０１００】
絵素領域の中央部に位置する開口部１４ａは実質的に同じ形状で同じ大きさを有している。開口部１４ａによって形成される単位格子内に位置する単位中実部１４ｂ’は略円形であり、実質的に同じ形状で同じ大きさを有している。互いに隣接する単位中実部１４ｂ’は互いに接続されており、実質的に単一の導電膜として機能する中実部１４ｂを構成している。
【０１０１】
上述したような構成を有する絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧を印加すると、開口部１４ａのエッジ部に生成される斜め電界によって、それぞれが放射状傾斜配向を有する複数の液晶ドメインが形成される。液晶ドメインは、それぞれの開口部１４ａに対応する領域と、単位格子内の単位中実部１４ｂ’に対応する領域とに、それぞれ１つずつ形成される。
【０１０２】
ここでは、正方形の絵素電極１４を例示しているが、絵素電極の１４の形状はこれに限られない。絵素電極１４の一般的な形状は、矩形（正方形と長方形を含む）に近似されるので、開口部１４ａを正方格子状に規則正しく配列することができる。絵素電極１４が矩形以外の形状を有していても、絵素領域内の全ての領域に液晶ドメインが形成されるように、規則正しく（例えば例示したように正方格子状に）開口部１４ａを配置すれば、本発明の効果を得ることができる。
【０１０３】
また、ここでは、１つの絵素領域に複数の開口部１４ａを有する構成を例示したが、１つの開口部を設けるだけで、１つの絵素領域に複数の液晶ドメインを形成することもできる。例えば、図１（ａ）に示した破線で分割された４つの単位で構成される正方形の領域に注目し、これを１つの絵素電極と見なすと、この絵素電極は、１つの開口部１４ａとその周辺に配置されている４つの単位中実部１４ｂ’で構成されているが、電圧印加時には、放射状傾斜配向をとる５つの液晶ドメインを形成する。
【０１０４】
さらに、開口部１４ａを形成しなくても、１つの絵素領域に複数の液晶ドメインを形成することもできる。例えば、互いに隣接する２つの単位に注目し、これを１つの絵素電極と考えると、この絵素電極は、２つの単位中実部１４ｂ’で構成され、開口部１４ａを有しないが、電圧印加時には、放射状傾斜配向をとる２つの液晶ドメインを形成する。このように、絵素電極が、少なくとも、電圧印加時に放射状傾斜配向をとる複数の液晶ドメインを形成するような単位中実部１４ｂ’を有していれば（言い換えると、そのような外形を有していれば）、絵素領域内の液晶分子３０ａの配向の連続性は得られるので、単位中実部１４ｂ’に対応して形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向は安定する。
【０１０５】
上述した斜め電界によって液晶ドメインが形成されるメカニズムを図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１（ｂ）に示した液晶層３０に電圧を印加した状態を示しており、図２（ａ）は、液晶層３０に印加された電圧に応じて、液晶分子３０ａの配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示しており、図２（ｂ）は、印加された電圧に応じて変化した液晶分子３０ａの配向が定常状態に達した状態を模式的に示している。図２（ａ）および（ｂ）中の曲線ＥＱは等電位線ＥＱを示す。
【０１０６】
絵素電極１４と対向電極２２とが同電位のとき（液晶層３０に電圧が印加されていない状態）には、図１（ａ）に示したように、絵素領域内の液晶分子３０ａは、両基板１１および２１の表面に対して垂直に配向している。
【０１０７】
液晶層３０に電圧を印加すると、図２（ａ）に示した等電位線ＥＱ（電気力線と直交する）で表される電位勾配が形成される。この等電位線ＥＱは、絵素電極１４の中実部１４ｂと対向電極２２との間に位置する液晶層３０内では、中実部１４ｂおよび対向電極２２の表面に対して平行であり、絵素電極１４の開口部１４ａに対応する領域で落ち込み、開口部１４ａのエッジ部（開口部１４ａの境界（外延）を含む開口部１４ａの内側周辺）ＥＧ上の液晶層３０内には、傾斜した等電位線ＥＱで表される斜め電界が形成される。
【０１０８】
負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａには、液晶分子３０ａの軸方位を等電位線ＥＱに対して平行（電気力線に対して垂直）に配向させようとするトルクが作用する。従って、エッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａは、図２（ａ）中に矢印で示したように、図中の右側エッジ部ＥＧでは時計回り方向に、図中の左側エッジ部ＥＧでは反時計回り方向に、それぞれ傾斜（回転）し、等電位線ＥＱに平行に配向する。
【０１０９】
ここで、図３を参照しながら、液晶分子３０ａの配向の変化を詳細に説明する。
【０１１０】
液晶層３０に電界が生成されると、負の誘電率異方性を有する液晶分子３０ａには、その軸方位を等電位線ＥＱに対して平行に配向させようとするトルクが作用する。図３（ａ）に示したように、液晶分子３０ａの軸方位に対して垂直な等電位線ＥＱで表される電界が発生すると、液晶分子３０ａには時計回りまたは反時計回り方向に傾斜させるトルクが等しい確率で作用する。従って、互いに対向する平行平板型配置の電極間にある液晶層３０内には、時計回り方向のトルクを受ける液晶分子３０ａと、反時計回りに方向のトルクを受ける液晶分子３０ａとが混在する。その結果、液晶層３０に印加された電圧に応じた配向状態への変化がスムーズに起こらないことがある。
【０１１１】
図２（ａ）に示したように、本発明による液晶表示装置１００の開口部１４ａのエッジ部ＥＧにおいて、液晶分子３０ａの軸方位に対して傾斜した等電位線ＥＱで表される電界（斜め電界）が発生すると、図３（ｂ）に示したように、液晶分子３０ａは、等電位線ＥＱと平行になるための傾斜量が少ない方向（図示の例では反時計回り）に傾斜する。また、液晶分子３０ａの軸方位に対して垂直方向の等電位線ＥＱで表される電界が発生する領域に位置する液晶分子３０ａは、図３（ｃ）に示したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合するように）、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａと同じ方向に傾斜する。図３（ｄ）に示したように、等電位線ＥＱが連続した凹凸形状を形成する電界が印加されると、それぞれの傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａによって規制される配向方向と整合するように、平坦な等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａが配向する。なお、「等電位線ＥＱ上に位置する」とは、「等電位線ＥＱで表される電界内に位置する」ことを意味する。
【０１１２】
上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進み、定常状態に達すると、図２（ｂ）に模式的に示した配向状態となる。開口部１４ａの中央付近に位置する液晶分子３０ａは、開口部１４ａの互いに対向する両側のエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響をほぼ同等に受けるので、等電位線ＥＱに対して垂直な配向状態を保ち、開口部１４ａの中央から離れた領域の液晶分子３０ａは、それぞれ近い方のエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響を受けて傾斜し、開口部１４ａの中心ＳＡに関して対称な傾斜配向を形成する。この配向状態は、液晶表示装置１００の表示面に垂直な方向（基板１１および２１の表面に垂直な方向）からみると、液晶分子３０ａの軸方位が開口部１４ａの中心に関して放射状に配向した状態にある（不図示）。そこで、本願明細書においては、このような配向状態を「放射状傾斜配向」と呼ぶことにする。また、１つの中心に関して放射状傾斜配向をとる液晶層の領域を液晶ドメインと称する。
【０１１３】
開口部１４ａによって実質的に包囲された単位中実部１４ｂ’に対応する領域においても、液晶分子３０ａが放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される。単位中実部１４ｂ’に対応する領域の液晶分子３０ａは、開口部１４ａのエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響を受け、単位中実部１４ｂ’の中心ＳＡ（開口部１４ａが形成する単位格子の中心に対応）に関して対称な放射状傾斜配向をとる。
【０１１４】
単位中実部１４ｂ’に形成される液晶ドメインにおける放射状傾斜配向と開口部１４ａに形成される放射状傾斜配向は連続しており、いずれも開口部１４ａのエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向と整合するように配向している。開口部１４ａに形成された液晶ドメイン内の液晶分子３０ａは、上側（基板１００ｂ側）が開いたコーン状に配向し、単位中実部１４ｂ’に形成された液晶ドメイン内の液晶分子３０ａは下側（基板１００ａ側）が開いたコーン状に配向する。このように、開口部１４ａに形成される液晶ドメインおよび単位中実部１４ｂ’に形成される液晶ドメインに形成される放射状傾斜配向は、互いに連続であるので、これらの境界にディスクリネーションライン（配向欠陥）が形成されることがなく、それによって、ディスクリネーションラインの発生による表示品位の低下は起こらない。
【０１１５】
液晶表示装置の表示品位の視角依存性を全方位において改善するためには、それぞれの絵素領域内において、全ての方位角方向のそれぞれに沿って配向する液晶分子の存在確率が回転対称性を有することが好ましく、軸対称性を有することがさらに好ましい。すなわち、絵素領域の全体に亘って形成される液晶ドメインが回転対称性、さらには軸対称性を有するように配置されていることが好ましい。但し、絵素領域の全体に亘って回転対称性を有する必要は必ずしも無く、回転対称性（または軸対称性）を有するように配列された液晶ドメイン（例えば、正方格子状に配列された複数の液晶ドメイン）の集合体として絵素領域の液晶層が形成されればよい。従って、絵素領域に形成される複数の開口部１４ａの配置も絵素領域の全体に亘って回転対称性を有する必要は必ずしも無く、回転対称性（または軸対称性）を有するように配列された開口部（例えば正方格子状に配列された複数の開口部）の集合体として表せればよい。勿論、複数の開口部１４ａに実質的に包囲される単位中実部１４ｂ’の配置も同様である。また、それぞれの液晶ドメインの形状も回転対称性さらには軸対称性を有することが好ましいので、それぞれの開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’の形状も回転対称性さらには軸対称性を有することが好ましい。
【０１１６】
なお、開口部１４ａの中央付近の液晶層３０には十分な電圧が印加されず、開口部１４ａの中央付近の液晶層３０が表示に寄与しない場合がある。すなわち、開口部１４ａの中央付近の液晶層３０の放射状傾斜配向が多少乱れても（例えば、中心軸が開口部１４ａの中心からずれても）、表示品位が低下しないことがある。従って、少なくとも単位中実部１４ｂ’に対応して形成される液晶ドメインが回転対称性、さらには軸対称性を有するように配置されていればよい。
【０１１７】
図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明したように、本発明による液晶表示装置１００の絵素電極１４は複数の開口部１４ａを有しており、絵素領域内の液晶層３０内に、傾斜した領域を有する等電位線ＥＱで表される電界を形成する。電圧無印加時に垂直配向状態にある液晶層３０内の負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａは、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａの配向変化をトリガーとして配向方向を変化し、安定な放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが開口部１４ａおよび中実部１４ｂに形成される。液晶層に印加される電圧に応じて、この液晶ドメインの液晶分子の配向が変化することによって、表示が行われる。
【０１１８】
本実施形態の液晶表示装置１００が有する絵素電極１４が有する開口部１４ａの形状（基板法線方向から見た形状）およびその配置について説明する。
【０１１９】
液晶表示装置の表示特性は、液晶分子の配向状態（光学的異方性）に起因して、方位角依存性を示す。表示特性の方位角依存性を低減するためには、液晶分子が全ての方位角に対して同等の確率で配向していることが好ましい。また、それぞれの絵素領域内の液晶分子が全ての方位角に対して同等の確率で配向していることがさらに好ましい。従って、開口部１４ａは、それぞれの絵素領域内の液晶分子３０ａがすべての方位角に対して同等の確率で配向するように、液晶ドメインを形成するような形状を有していることが好ましい。具体的には、開口部１４ａの形状は、それぞれの中心（法線方向）を対称軸とする回転対称性（好ましくは２回回転軸以上の対称性）を有することが好ましく、また、複数の開口部１４ａが回転対称性を有するように配置されていることが好ましい。また、これらの開口部によって実質的に包囲される単位中実部１４ｂ’の形状も回転対称性を有することが好ましく、単位中実部１４ｂ’も回転対称性を有するように配置されることが好ましい。
【０１２０】
但し、開口部１４ａや単位中実部１４ｂ’が絵素領域全体に亘って回転対称性を有するように配置される必要は必ずしも無く、図１（ａ）に示したように、例えば正方格子（４回回転軸を有する対称性）を最小単位とし、それらの組合せによって絵素領域が構成されれば、絵素領域全体に亘って液晶分子をすべての方位角に対して実質的に同等の確率で配向させることができる。
【０１２１】
図１（ａ）に示した、回転対称性を有する略星形の開口部１４ａおよび略円形の単位中実部１４ｂが正方格子状に配列された場合の液晶分子３０ａの配向状態を図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１２２】
図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、基板法線方向から見た液晶分子３０ａの配向状態を模式的に示している。図４（ｂ）および（ｃ）など、基板法線方向から見た液晶分子３０ａの配向状態を示す図において、楕円状に描かれた液晶分子３０ａの先が黒く示されている端は、その端が他端よりも、開口部１４ａを有する絵素電極１４が設けられている基板側に近いように、液晶分子３０ａが傾斜していることを示している。以下の図面においても同様である。ここでは、図１（ａ）に示した絵素領域の内の１つの単位格子（４つの開口部１４ａによって形成される）について説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）中の対角線に沿った断面は、図１（ｂ）、図２（ａ）および（ｂ）にそれぞれ対応し、これらの図を合わせて参照しながら説明する。
【０１２３】
絵素電極１４および対向電極２２が同電位のとき、すなわち液晶層３０に電圧が印加されていない状態においては、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂの液晶層３０側表面に設けられた垂直配向層（不図示）によって配向方向が規制されている液晶分子３０ａは、図４（ａ）に示したように、垂直配向状態を取る。
【０１２４】
液晶層３０に電界を印加し、図２（ａ）に示した等電位線ＥＱで表される電界が発生すると、負の誘電率異方性を有する液晶分子３０ａには、軸方位が等電位線ＥＱに平行になるなトルクが発生する。図３（ａ）および(ｂ)を参照しながら説明したように、液晶分子３０ａの分子軸に対して垂直な等電位線ＥＱで表される電場下の液晶分子３０ａは、液晶分子３０ａが傾斜（回転）する方向が一義的に定まっていないため（図３（ａ））、配向の変化（傾斜または回転）が容易に起こらないのに対し、液晶分子３０ａの分子軸に対して傾斜した等電位線ＥＱ下に置かれた液晶分子３０ａは、傾斜（回転）方向が一義的に決まるので、配向の変化が容易に起こる。従って、図４（ｂ）に示したように、等電位線ＥＱに対して液晶分子３０ａの分子軸が傾いている開口部１４ａのエッジ部から液晶分子３０ａが傾斜し始める。そして、図３（ｃ）を参照しながら説明したように、開口部１４ａのエッジ部の傾斜した液晶分子３０ａの配向と整合性をとるように周囲の液晶分子３０ａも傾斜し、図４（ｃ）に示したような状態で液晶分子３０ａの軸方位は安定する（放射状傾斜配向）。
【０１２５】
このように、開口部１４ａが回転対称性を有する形状であると、絵素領域内の液晶分子３０ａは、電圧印加時に、開口部１４ａのエッジ部から開口部１４ａの中心に向かって液晶分子３０ａが傾斜するので、エッジ部からの液晶分子３０ａの配向規制力が釣り合う開口部１４ａの中心付近の液晶分子３０ａは基板面に対して垂直に配向した状態を維持し、その回りの液晶分子３０ａが開口部１４ａの中心付近の液晶分子３０ａを中心に放射状に液晶分子３０ａが連続的に傾斜した状態が得られる。
【０１２６】
また、正方格子状に配列された４つの略星形の開口部１４ａに包囲された略円形の単位中実部１４ｂ’に対応する領域の液晶分子３０ａも、開口部１４ａのエッジ部に生成される斜め電界で傾斜した液晶分子３０ａの配向と整合するように傾斜する。エッジ部からの液晶分子３０ａの配向規制力が釣り合う単位中実部１４ｂ’の中心付近の液晶分子３０ａは基板面に対して垂直に配向した状態を維持し、その回りの液晶分子３０ａが単位中実部１４ｂ’の中心付近の液晶分子３０ａを中心に放射状に液晶分子３０ａが連続的に傾斜した状態が得られる。
【０１２７】
このように、絵素領域全体に亘って、液晶分子３０ａが放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが正方格子状に配列されると、それぞれの軸方位の液晶分子３０ａの存在確率が回転対称性を有することになり、あらゆる視角方向に対して、ざらつきのない高品位の表示を実現することができる。放射状傾斜配向を有する液晶ドメインの視角依存性を低減するためには、液晶ドメインが高い回転対称性（２回回転軸以上が好ましく、４回回転軸以上がさらに好ましい。）を有することが好ましい。また、絵素領域全体の視角依存性を低減するためには、絵素領域に形成される複数の液晶ドメインが、高い回転対称性（２回回転軸以上が好ましく、４回回転軸以上がさらに好ましい。）を有する単位（例えば単位格子）の組合せで表される配列（例えば正方格子）を構成することが好ましい。
【０１２８】
なお、液晶分子３０ａの放射状傾斜配向は、図５（ａ）に示したような単純な放射状傾斜配向よりも、図５（ｂ）および（ｃ）に示したような、左回りまたは右回りの渦巻き状の放射状傾斜配向の方が安定である。この渦巻き状配向は、通常のツイスト配向のように液晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分子３０ａの配向方向が螺旋状に変化するのではなく、液晶分子３０ａの配向方向は微小領域でみると、液晶層３０の厚さ方向に沿ってほとんど変化していない。すなわち、液晶層３０の厚さ方向のどこの位置の断面（層面に平行な面内での断面）においても、図５（ｂ）または（ｃ）と同じ配向状態にあり、液晶層３０の厚さ方向に沿ったツイスト変形をほとんど生じていない。但し、液晶ドメインの全体でみると、ある程度のツイスト変形が発生している。
【０１２９】
負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料にカイラル剤を添加した材料を用いると、電圧印加時に、液晶分子３０ａは、開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’を中心に、図５（ｂ）および（ｃ）に示した、左回りまたは右回りの渦巻き状放射状傾斜配向をとる。右回りか左回りかは用いるカイラル剤の種類によって決まる。従って、電圧印加時に開口部１４ａ内の液晶層３０を渦巻き状放射状傾斜配向させることによって、放射状傾斜している液晶分子３０ａの、基板面に垂直に立っている液晶分子３０ａの周りを巻いている方向を全ての液晶ドメイン内で一定にすることができるので、ざらつきの無い均一な表示が可能になる。さらに、基板面に垂直に立っている液晶分子３０ａの周りを巻いている方向が定まっているので、液晶層３０に電圧を印加した際の応答速度も向上する。
【０１３０】
カイラル剤を添加すると、更に、通常のツイスト配向のように、液晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分子３０ａの配向が螺旋状に変化するようになる。液晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分子３０ａの配向が螺旋状に変化しない配向状態では、偏光板の偏光軸に対して垂直方向または平行方向に配向している液晶分子３０ａは、入射光に対して位相差を与えないため、この様な配向状態の領域を通過する入射光は透過率に寄与しない。これに対し、液晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分子３０ａの配向が螺旋状に変化する配向状態においては、偏光板の偏光軸に垂直方向または平行方向に配向している液晶分子３０ａも、入射光に対して位相差を与えるとともに、光の旋光性を利用することもできる。従って、この様な配向状態の領域を通過する入射光も透過率に寄与するので、明るい表示が可能な液晶表示装置を得ることができる。
【０１３１】
図１（ａ）では、開口部１４ａが略星形を有し、単位中実部１４ｂ’が略円形を有し、これらが正方格子状に配列された例を示したが、開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’の形状ならびにこれらの配置は、上記の例に限られない。
【０１３２】
図６（ａ）および（ｂ）に、異なる形状の開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’を有する絵素電極１４Ａおよび１４Ｂの上面図をそれぞれ示す。
【０１３３】
図６（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した絵素電極１４Ａおよび１４Ｂの開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’は、図１（ａ）に示した絵素電極の開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’が若干ひずんだ形を有している。絵素電極１４Ａおよび１４Ｂの開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’は、２回回転軸を有し（４回回転軸は有しない）、長方形の単位格子を形成するように規則的に配列されている。開口部１４ａは、いずれも歪んだ星形を有し、単位中実部１４ｂ’は、いずれも略楕円形（歪んだ円形）を有している。絵素電極１４Ａおよび１４Ｂを用いても、表示品位が高い、視角特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１３４】
さらに、図７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すような絵素電極１４Ｃおよび１４Ｄを用いることもできる。
【０１３５】
絵素電極１４Ｃおよび１４Ｄは、単位中実部１４ｂ’が略正方形となるように、略十字の開口部１４ａが正方格子状に配置されている。勿論、これらを歪ませて、長方形の単位格子を形成するように配置してもよい。このように、略矩形（矩形は正方形と長方形を含むとする。）の単位中実部１４ｂ’を規則正しく配列しても、表示品位が高い、視角特性に優れた液晶表示装置を得ることができる。
【０１３６】
ただし、放射状傾斜配向を安定化させる観点からは、開口部１４ａおよび／または単位中実部１４ｂ’の形状は、略矩形よりも略円形または略楕円形の方が好ましい。放射状傾斜配向を安定化できるので好ましい。開口部１４ａおよび／または単位中実部１４ｂ’の形状が略円形や略楕円形であると、開口部１４ａの辺（単位中実部１４Ｂ’の辺）が連続的に（滑らかに）変化するので、液晶分子３０ａの配向方向も連続的に（滑らかに）変化するからである。
【０１３７】
一方、明るい表示を実現する観点からは、単位中実部１４ｂ’の形状は、略矩形に近い方が好ましい。単位中実部１４ｂ’の形状が略矩形であると、絵素領域内の中実部１４ｂの面積比率を高くすることができ、電極によって生成される電界の影響を直接的に受ける液晶層の面積を大きくできるので、実効開口率を向上できるからである。
【０１３８】
上述した液晶分子３０ａの配向方向の連続性の観点から、図８（ａ）および（ｂ）に示す絵素電極１４Ｅおよび１４Ｆも考えられる。図８（ａ）に示した絵素電極１４Ｅは、図１（ａ）に示した絵素電極１４の変形例で、４つの円弧だけからなる開口部１４ａを有している。また、図８（ｂ）に示した絵素電極１４Ｆは、図７（ｂ）に示した絵素電極１４Ｄの変形例で、開口部１４ａの単位中実部１４ｂ’側が円弧で形成されている。絵素電極１４Ｅおよび１４Ｆが有する開口部１４ａならびに単位中実部１４ｂ’は、いずれも４回回転軸を有しており、且つ、正方格子状（４回回転軸を有する）に配列されているが、図６（ａ）および（ｂ）に示したように、開口部１４ａの単位中実部１４ｂ’の形状を歪ませて２回回転軸を有する形状とし、長方形の格子（２回回転軸を有する）を形成するように配置してもよい。
【０１３９】
上述の例では、略星形や略十字形の開口部１４ａを形成し、単位中実部１４ｂ’の形状を略円形、略楕円形、略正方形（矩形）および角の取れた略矩形とした構成を説明した。これに対して、開口部１４ａと単位中実部１４ｂ’との関係をネガ−ポジ反転させてもよい。例えば、図１（ａ）に示した絵素電極１４の開口部１４ａと単位中実部１４ｂとをネガ−ポジ反転したパターンを有する絵素電極１４Ｇを図９に示す。このように、ネガ−ポジ反転したパターンを有する絵素電極１４Ｇも図１に示した絵素電極１４と実質的に同様の機能を有する。なお、図１０（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す絵素電極１４Ｈおよび１４Ｉのように、開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’がともに略正方形の場合には、ネガ−ポジ反転しても、もとのパターンと同じパターンとなるものもある。
【０１４０】
図９に示したパターンのように、図１（ａ）に示したパターンをネガ−ポジ反転させた場合にも、絵素電極１４のエッジ部に、回転対称性を有する単位中実部１４ｂ'が形成されるように、開口部１４ａの一部（約２分の１または約４分の１）を形成することが好ましい。このようなパターンとすることによって、絵素領域のエッジ部においても、絵素領域の中央部と同様に、斜め電界による効果が得られ、絵素領域の全体に亘って安定した放射状傾斜配向を実現することができる。
【０１４１】
次に、図１（ａ）の絵素電極１４と、絵素電極１４の開口部１４ａと単位中実部１４ｂ’のパターンをネガ−ポジ反転させたパターンを有する図９に示した絵素電極１４Ｇを例に、ネガ−ポジパターンのいずれを採用すべきかを説明する。
【０１４２】
ネガ−ポジいずれのパターンを採用しても、開口部１４ａの辺の長さはどちらのパターンも同じである。従って、斜め電界を生成するという機能においては、これらのパターンによる差はない。しかしながら、単位中実部１４ｂ’の面積比率（絵素電極１４の全面積に対する比率）は、両者の間で異なり得る。すなわち、液晶層の液晶分子に採用する電界を生成する中実部１４ｂ（実際に導電膜が存在する部分）の面積が異なり得る。
【０１４３】
開口部１４ａに形成される液晶ドメインに印加される電圧は、中実部１４ｂに形成される液晶ドメインに印加される電圧よりも低くなるので、例えば、ノーマリブラックモードの表示を行うと、開口部１４ａに形成された液晶ドメインは暗くなる。すなわち、開口部１４ａの面積比率が高くなると表示輝度が低下する傾向になる。従って、中実部１４ｂの面積比率が高い方が好ましい。
【０１４４】
図１（ａ）のパターンと図９のパターンとのいずれにおいて中実部１４ｂの面積比率が高くなるかは、単位格子のピッチ（大きさ）に依存する。
【０１４５】
図１１（ａ）は、図１（ａ）に示したパターンの単位格子を示し、図１１（ｂ）は、図９に示したパターンの単位格子（但し、開口部１４ａを中心とする。）を示している。なお、図１１（ｂ）においては、図９における単位中実部１４ｂ’の相互に接続する役割を果たしている部分（円形部から四方に延びる枝部）を省略している。正方単位格子の一辺の長さ（ピッチ）をｐとし、開口部１４ａまたは単位中実部１４ｂ’と単位格子との間隙の長さ（片側のスペース）をｓとする。
【０１４６】
ピッチｐおよび片側スペースｓの値が異なる種々の絵素電極１４を形成し、放射状傾斜配向の安定性などを検討した。その結果、まず、図１１（ａ）に示したパターン（以下、「ポジ型パターン」と称する。）を有する絵素電極１４を用いて、放射状傾斜配向を得るために必要な斜め電界を生成するためには、片側スペースｓが約２．７５μｍ以上必要であることを見出した。一方、図１１（ｂ）に示したパターン（以下、「ネガ型パターン」と称する。）を有する絵素電極１４について、放射状傾斜配向を得るための斜め電界を生成するために、片側スペースｓが約２．２５μｍ以上必要であることを見出した。片側スペースｓをそれぞれこの下限値として、ピッチｐの値を変化させたときの中実部１４ｂの面積比率を検討した。結果を表１および図１１（ｃ）に示す。
【０１４７】
0003642489.tif 000002
【０１４８】
表１および図１１（ｃ）から分かるように、ピッチｐが約２５μｍ以上のときにはポジ型（図１１（ａ））パターンの方が中実部１４ｂの面積比率が高くなり、約２５μｍよりも短くなるとネガ型（図１１（ｂ））の方が中実部１４ｂの面積比率が大きくなる。従って、表示輝度および配向の安定性の観点から、ピッチｐが約２５μｍを境にして、採用すべきパターンが変わる。例えば、幅７５μｍの絵素電極１４の幅方向に、３個以下の単位格子を設ける場合には、図１１（ａ）に示したポジ型パターンが好ましく、４個以上の単位格子を設ける場合には、図１１（ｂ）に示したネガ型パターンが好ましい。例示したパターン以外の場合においても、中実部１４ｂの面積比率が大きくなるように、ポジ型またはネガ型の何れかを選択すればよい。
【０１４９】
単位格子の数は、以下のようにして求められる。絵素電極１４の幅（横または縦）に対して、１つまたは２以上の整数個の単位格子が配置されるように、単位格子のサイズを計算し、それぞれの単位格子サイズについて中実部面積比率を計算し、中実部面積比率が最大となる単位格子サイズを選ぶ。但し、ポジ型パターンの場合には単位中実部１４ｂ’の直径が１５μｍ未満、ネガ型パターンの場合には開口部１４ａの直径が１５μｍ未満になると、斜め電界による配向規制力が低下し、安定した放射状傾斜配向が得られ難くなる。なお、これら直径の下限値は、液晶層３０の厚さが約３μｍの場合であり、液晶層３０の厚さがこれよりも薄いと、単位中実部１４ｂ’および開口部１４ａの直径は、上記の下限値よりもさらに小さくとも安定な放射状傾斜配向が得られ、液晶層３０の厚さがこれよりも厚い場合に安定な放射状傾斜配向を得るために必要な、単位中実部１４ｂ’および開口部１４ａの直径の下限値は、上記の下限値よりも大きくなる。
【０１５０】
なお、後述するように、開口部１４ａの内側に凸部を形成したり、対向基板１００ｂ上に凸部を形成したりすることによって、放射状傾斜配向の安定性を高めることができる。上述の条件は、いずれも、凸部を形成していない場合についてである。
【０１５１】
次に、図１２（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による液晶表示装置１００の構成をさらに詳しく説明する。なお、図１２（ａ）では、開口部を有さず、３つの単位中実部１４ｂ’を有するようにその外形が規定された絵素電極１４を示している。
【０１５２】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板１００ａは、絵素領域ごとに設けられた絵素電極１４と、絵素電極１４に電気的に接続された薄膜トランジスタ（ここでは不図示）と、薄膜トランジスタに電気的に接続された走査配線２および信号配線４とを有している。ＴＦＴ基板１００ａは、さらに、補助容量配線６と、この補助容量配線６に対向し、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極８とを有している。
【０１５３】
補助容量配線６と補助容量電極８との間には、図１２（ｂ）に示すように、第１の絶縁層（第１の層間絶縁膜）３が設けられている。また、上述した配線や薄膜トランジスタを覆うように第２の絶縁層（第２の層間絶縁膜）７が設けられており、絵素電極１４はこの第２の絶縁層７上に形成されている。
【０１５４】
絵素電極１４および対向電極２２と液晶層３０とによって「液晶容量」が構成されるのに対して、補助容量配線６および補助容量電極８と第１の絶縁層３とによって「補助容量」（「蓄積容量」とも呼ぶ。）が構成される。つまり、液晶表示装置１００は、図１３に等価回路を示すように、複数の薄膜トランジスタ５０のそれぞれに電気的に接続された絵素容量４０を有し、この絵素容量４０が液晶容量４２と、液晶容量４２に電気的に並列に接続された補助容量４４とを有している。絵素容量４０を液晶容量４２だけで構成すると、液晶容量４２の漏れ電流によって電圧が低下するので、これを抑制・防止するために補助容量４４が設けられている。
【０１５５】
補助容量４４を構成する補助容量配線６や補助容量電極８は、典型的には、遮光性を有する材料から形成される。本実施形態では、補助容量配線６は、薄膜トランジスタ５０のゲート電極Ｇおよび走査配線２と同じ金属層（例えばＡｌ、Ｔａ、Ｗ、ＩＴＯの単体やこれらの化合物からなる単層または積層）をパターニングすることによって形成される。また、補助容量電極８は、薄膜トランジスタ５０のソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄおよび信号配線４と同じ金属層（例えばＡｌ、Ｔａ、Ｗ、ＩＴＯの単体やこれらの化合物からなる単層または積層）をパターニングすることによって形成される。
【０１５６】
第１の絶縁層３は、典型的には、薄膜トランジスタ５０のゲート電極Ｇや走査配線２を覆うようにＴＦＴ基板１００ａのほぼ全面に形成されたゲート絶縁膜（例えばＳｉＮ層、ＳｉＯ2層）の一部である。また、第２の絶縁層７は、本実施形態では、薄膜トランジスタ５０のソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｇ、信号配線４および補助容量電極８を覆うように樹脂材料から形成された膜（例えば厚さ２．５μｍ〜３．２μｍの樹脂膜）である。
【０１５７】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、補助容量配線６、補助容量電極８および第１の絶縁層３は、いずれもその大部分が２つの単位中実部１４ｂ’間に位置するように設けられている。すなわち、本発明による液晶表示装置１００では、補助容量４４の大部分が、絵素領域のうちの中実部１４ｂの設けられていない領域（ＴＦＴ基板１００ａ上で絵素電極１４の導電膜が形成されていない領域）に位置している。従って、典型的には遮光性の部材を含んで構成される補助容量４４に起因した実効開口率（透過率）の低下を抑制し、表示に寄与する中実部１４ｂの面積を大きくすることができる。そのため、明るい表示が実現される。
【０１５８】
上述した構成によって実効開口率が向上するという効果は、放射状傾斜配向を実現するための電極構造を備えた液晶表示装置に特異的に得られる効果である。放射状傾斜配向を実現する電極構造では、図１〜図１１を参照しながら説明したように、絵素電極１４に開口部１４ａを形成したり、絵素電極１４が複数の単位中実部１４ｂ’を有するようにその外形を規定したりし、絵素領域内に絵素電極１４の中実部１４ｂ（導電膜）が存在しない領域を積極的に形成するからである。これに対し、一般的な液晶表示装置（例えばＴＮ型の液晶表示装置）では、絵素電極は絵素領域とほぼ同じ形状（典型的には略矩形状）であり、補助容量の位置を絵素領域内で変化させても開口率を向上する効果は得られない。むしろ、このような液晶表示装置では、補助容量配線を絶縁膜を介して絵素電極の一部と重ねることによって補助容量を構成する。
【０１５９】
また、本実施形態では、ＴＦＴ基板１００ａが薄膜トランジスタ５０や補助容量電極８を覆う第２の絶縁層７を有し、絵素電極１４がこの第２の絶縁層７上に形成されている構成を採用しているので、薄膜トランジスタ５０や走査配線２、信号配線４などに部分的に重なるように絵素電極１４を設けることができ、いっそうの開口率の向上を図ることができる。
【０１６０】
なお、放射状傾斜配向を得るのに十分な強さの斜め電界を生成するためには、第２の絶縁層７を厚膜とすることが好ましい。補助容量４４を構成する補助容量電極８は、薄膜トランジスタ５０のドレイン電極Ｇに電気的に接続されており、絵素電極１４の中実部１４ｂと実質的に同じ電位となる。そのため、中実部１４ｂの設けられていない領域に補助容量電極８の一部が位置していると、電圧印加時に生成される等電位線ＥＱが中実部１４ｂの設けられていない領域で十分に落ち込まず、単位中実部１４ｂ’の周辺に十分な強さの斜め電界が生成されないことがある。
【０１６１】
第２の絶縁層７を厚膜とすると、第２の絶縁層７による電圧降下を十分大きくし、中実部１４ｂの設けられていない領域で等電位線ＥＱを十分に落ち込ませることができるので、単位中実部１４ｂ’の周辺に十分な強さの斜め電界を生成することができる。また、第２の絶縁層７を厚膜とすることによって、第２の絶縁層７の液晶層３側の表面を実質的に平坦とすることができるので、その上に形成される絵素電極１４の中実部１４ｂに段差が発生することを防止できる。
【０１６２】
これに対して、図１４（ａ）に示すように、第２の絶縁層７が薄膜（例えば無機材料からなる薄膜）であると、中実部１４ｂの周辺に十分な強さの斜め電界が生成されないことがある。また、この場合には、第２の絶縁層７の液晶層３０側の表面に、補助容量４４の厚みを反映した段差が発生し、絵素電極１４の中実部１４ｂにも段差が発生してしまうことがある。なお、図１４（ｂ）に示すように、補助容量４４と中実部１４ｂとが実質的に重ならない程度に単位中実部１４ｂ’の間隔を広くすることによっても、十分な強さの斜め電界を形成することができるが、このような構成とすると、結局中実部１４ｂの面積比率が低下してしまうので、実効開口率を向上するという効果が十分には得られない。
【０１６３】
十分に安定な放射状傾斜配向を得るためには、第２の絶縁層７の厚さは、具体的には、１μｍ以上であることが好ましく、２．５μｍ以上であることがさらに好ましい。また、第２の絶縁層７を樹脂材料（例えばアクリル樹脂などの感光性を有する透明樹脂材料）から形成すると、第２の絶縁層７の厚膜化が容易となる。
【０１６４】
なお、図１２（ａ）および（ｂ）には、補助容量４４の大部分が、中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置している場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、補助容量４４の少なくとも一部が中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置することによって開口率を向上する効果が得られる。ただし、開口率の十分な向上を図る観点からは、補助容量４４のできるだけ多くの部分が中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置していることが好ましい。具体的には、中実部１４ｂの設けられていない領域内に補助容量４４の１／４以上が位置していることが好ましく、１／２以上が位置していることがより好ましく、ほぼ全ての部分が位置していることがさらに好ましい。
【０１６５】
補助容量４４に要求される容量値は、液晶表示装置の仕様によって異なるので、中実部１４ｂの設けられていない領域に補助容量４４のすべての部分を位置させることが設計上難しいこともある。その場合には、補助容量４４を必要に応じて適宜中実部１４ｂと重ねてもよい。所望の容量値を得るために、単純に補助容量配線６や補助容量電極８の幅を広くしてもよいが、補助容量配線６や補助容量電極８に分岐構造を形成することによって、絵素領域内での補助容量４４の配置に関して自由度の高い設計が可能になり、十分な容量値を確保しつつ、十分な実効開口率を得ることができる。
【０１６６】
図１５（ａ）および（ｂ）に、補助容量配線６および補助容量電極８に分岐構造が形成された液晶表示装置２００を模式的に示す。
【０１６７】
図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、補助容量配線６は、走査配線２に略平行に延びる配線幹部６ａと、配線幹部６ａから延設された配線枝部６ｂとを有している。また、補助容量電極８は、配線幹部６ａに第１の絶縁層を介して対向する電極幹部8ａと、電極幹部８ａから延設された電極枝部８ｂとを有している。
【０１６８】
ストライプ状の配線幹部６ａおよび短冊状の電極幹部８ａは、第１の絶縁層３を介して互いに対向し、補助容量４４の一部を構成している。また、配線枝部６ｂおよび電極枝部８ｂも、第１の絶縁層３を介して互いに対向して補助容量４４の一部を構成している。本実施形態では、配線枝部６ｂおよび電極枝部８ｂは、単位中実部１４ｂ’の中央付近に重なるように延設されている。
【０１６９】
典型的には、電極枝部８ｂ上の第２の絶縁層７にコンタクトホールが形成され、絵素電極１４と電極枝部８ｂとがこのコンタクトホール内で接続されている。つまり、絵素電極１４は、電極枝部８ｂ（補助容量電極８）を介して薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に接続されている。
【０１７０】
液晶表示装置２００においては、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、補助容量４４の一部、より具体的には、配線幹部６ａおよび電極幹部８ａとこれらの間に位置する第１の絶縁層３とによって構成される容量の大部分が中実部１４ｂの設けられていない領域に位置している。そのため、液晶表示装置１００と同様に開口率を向上する効果が得られる。
【０１７１】
また、液晶表示装置２００では、補助容量電極８に分岐構造を形成することによって絵素電極１４の中実部１４ｂにコンタクト部を形成するとともに、補助容量配線６にも分岐構造を形成することによって中実部１４ｂに重なる容量（配線枝部６ｂおよび電極枝部８ｂとこれらの間の第１の絶縁層３とによって構成される）を形成している。このように、必要に応じて中実部１４ｂに重なる容量を形成してもよい。
【０１７２】
続いて、図１６を参照しながら、本発明によるさらに他の液晶表示装置３００を説明する。なお、液晶表示装置３００は、絵素電極１４が複数の開口部１４ａを有している点で、液晶表示装置１００および２００と異なっているが、放射状傾斜配向のための配向規制力を発現する点において異なるところはない。
【０１７３】
液晶表示装置３００の補助容量配線６は、図１６に示すように、２つの配線幹部６ａを有している。補助容量配線６は、配線幹部６ａから延設され、配線幹部６ａ同士を接続する配線枝部６ｂをさらに有し、補助容量配線６の全体形状ははしご状である。
【０１７４】
また、液晶表示装置３００の補助容量電極８は、図１６に示すように、それぞれが配線幹部６ａに対向する２つの電極幹部８ａを有している。補助容量電極８は、電極幹部８ａから延設され、電極幹部８ａ同士を接続する電極枝部８ｂをさらに有し、補助容量電極８の全体形状は、エの字状（Ｈ字状）である。
【０１７５】
液晶表示装置３００においても、補助容量の一部が中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置しており、補助容量配線６および補助容量電極８がそれぞれ配線枝部６ｂおよび電極枝部８ｂを有しているので、液晶表示装置１００や液晶表示装置２００と同様の効果が得られる。
【０１７６】
さらに、補助容量配線６が複数の配線幹部６ａを有し、補助容量電極８が複数の電極幹部８ａを有しているので、配線幹部６ａのそれぞれの幅および電極幹部８ａのそれぞれの幅を狭くすることができ、そのため、配線幹部６ａと電極幹部８ａと（さらにはこれらの間に位置する第１の絶縁層と）によって構成される補助容量の大部分を中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置させることが可能になる。このように、補助容量配線６に複数の配線幹部６ａを形成し、補助容量電極８に複数の電極幹部８ａを形成することによって、より設計の自由度を高くし、補助容量４４のより多くの部分を中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置させることが可能となるので、より高開口率の設計を実現できる。
【０１７７】
次に、図１７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、対向基板上に設けられる配向規制構造を説明する。図１７（ａ）〜（ｄ）は、配向規制構造２８を有する対向基板４００ｂを模式的に示す図である。図１７（ａ）〜（ｄ）に示した配向規制構造２８は、少なくとも絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧が印加された状態において液晶層３０の液晶分子に対して配向規制力を発現し、液晶層３０の液晶分子３０ａを放射状傾斜配向させるように作用する。配向規制構造２８による配向規制方向は、単位中実部１４ｂ’の周辺に生成される斜め電界による配向規制方向と整合する。
【０１７８】
図１７（ａ）に示した配向規制構造２８は、対向電極２２の開口部２２ａによって構成されている。なお、対向基板３００ｂの液晶層３０側の表面には垂直配向膜（不図示）が設けられている。
【０１７９】
この配向規制構造２８は、電圧印加時にのみ配向規制力を発現する。配向規制構造２８は、絵素電極１４の中実部１４ｂによって形成される液晶ドメイン内の液晶分子に対して配向規制力を作用すればよいので、開口部２２ａの大きさは、絵素電極１４に設けられる開口部１４ａよりも小さく、また、単位中実部１４ｂ’（例えば図１（ａ）参照）よりも小さい。例えば、開口部１４ａや単位中実部１４ｂ’の面積の半分以下で十分な効果を得ることができる。対向電極２２の開口部２２ａを絵素電極１４の単位中実部１４ｂ’の中央部に対向する位置に設けることによって、液晶分子の配向の連続性が高くなり、且つ、放射状傾斜配向の中心軸の位置を固定することができる。
【０１８０】
このように、配向規制構造として、電圧印加時にのみ配向規制力を発現する構造を採用すると、電圧無印加状態において液晶層３０のほとんど全ての液晶分子３０ａが垂直配向状態をとるので、ノーマリブラックモードを採用した場合に、黒表示状態において光漏れがほとんど発生せず、良好なコントラスト比の表示を実現できる。
【０１８１】
但し、電圧無印加状態に配向規制力が発生しないので放射状傾斜配向が形成されず、また、印加電圧が低いときには配向規制力が小さいので、あまりに大きな応力が液晶パネルに印加されると、残像が視認されることがある。
【０１８２】
図１７（ｂ）〜（ｄ）に示した配向規制構造２８は、電圧の印加無印加に関わらず、配向規制力を発現するので、全ての表示階調において安定した放射状傾斜配向が得られ、応力に対する耐性にも優れている。
【０１８３】
まず、図１７（ｂ）に示した配向規制構造２８は、対向電極２２上に液晶層３０側に突き出た凸部２２ｂを有する。凸部２２ｂを形成する材料に特に制限はないが、樹脂などの誘電体材料を用いて容易に形成することができる。なお、対向基板４００ｂの液晶層３０側の表面には垂直配向膜（不図示）が設けられている。凸部２２ｂは、その表面（垂直配向性を有する）の形状効果によって、液晶分子３０ａを放射状に傾斜配向させる。図１５（ａ）や図１６に示した凸部２２ｂも同様の機能を有する。また、熱によって変形する樹脂材料を用いると、パターニングの後の熱処理によって、図１７（ｂ）に示したような、なだらかな丘上の断面形状を有する凸部２２ｂを容易に形成できるので好ましい。図示したように、頂点を有するなだらかな断面形状（例えば球の一部）を有する凸部２２ｂや円錐状の形状を有する凸部は、放射状傾斜配向の中心位置を固定する効果に優れている。
【０１８４】
図１７（ｃ）に示した配向規制構造２８は、対向電極２２の下（基板２１側）に形成された誘電体層２３に設けられた開口部（凹部でもよい）２３ａ内の液晶層３０側の水平配向性表面によって構成されている。ここでは、対向基板４００ｂの液晶層３０側に形成される垂直配向膜２４を、開口部２３ａ内にだけ形成しないことで、開口部２３ａ内の表面を水平配向性表面としている。これに代えて、図１７（ｄ）に示したように、開口部２３ａ内にだけ、水平配向膜２５を形成してもよい。
【０１８５】
図１７（ｄ）に示した水平配向膜は、例えば、一旦対向基板２００ｂの全面に垂直配向膜２４を形成し、開口部２３ａ内に存在する垂直配向膜２４に選択的に紫外線を照射するなどして、垂直配向性を低下させることよって形成してもよい。配向規制構造２８を構成するために必要な水平配向性は、ＴＮ型液晶表示装置に用いられている配向膜のようにプレチルト角が小さい必要はなく、例えば、プレチルト角が４５°以下であればよい。
【０１８６】
図１７（ｃ）および（ｄ）に示したように、開口部２３ａ内の水平配向性表面上では、液晶分子３０ａが基板面に対して水平に配向しようとするので、周囲の垂直配向膜２４上の垂直配向している液晶分子３０ａの配向と連続性を保つような配向が形成され、図示したような放射状傾斜配向が得られる。
【０１８７】
対向電極２２の表面に凹部（誘電体層２３の開口部によって形成される）を設けずに、対向電極２２の平坦な表面上に、水平配向性表面（電極の表面または水平配向膜など）を選択的に設けるだけでも放射状傾斜配向が得られるが、凹部の形状効果によって、放射状傾斜配向をさらに安定化することができる。
【０１８８】
対向基板４００ｂの液晶層３０側の表面に凹部を形成するために、例えば、誘電体層２３として、カラーフィルタ層やカラーフィルタ層のオーバーコート層を用いると、プロセスが増加することが無いので好ましい。また、図１７（ｃ）および（ｄ）に示した構造は、図１７（ａ）に示した構造のように、凸部２２ｂを介して液晶層３０に電圧が印加される領域が存在しないので、光の利用効率の低下が少ない。
【０１８９】
上述した配向規制構造２８を備える液晶表示装置４００の断面構成を図１８（ａ）に示す。なお、図１８（ａ）では、ＴＦＴ基板１００ａの補助容量を省略して示している。
【０１９０】
液晶表示装置４００は、中実部１４ｂを含む絵素電極１４を有するＴＦＴ基板１００ａと、配向規制構造２８を有する対向基板４００ｂとを有している。ここでは、配向規制構造２８として、電圧無印加時にも配向規制力を発現するもの（図１７（ｂ）〜（ｄ））を例示するが、図１７（ａ）に示したものを用いることもできる。また、図１８（ａ）に示すＴＦＴ基板１００ａは、図１５に示すＴＦＴ基板２００ａであってもよい。
【０１９１】
対向基板４００ｂに設けられている配向規制構造２８は、絵素電極１４の単位中実部１４ｂ’に対応する領域、より具体的には単位中実部１４ｂ’の中央付近に対応する配置されている。このように配置することによって、液晶層３０に電圧を印加した状態、すなわち、絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧を印加した状態において、中実部１４ｂの周辺に生成される斜め電界による配向規制方向と、配向規制構造２８が発現する配向規制力による配向規制方向とが整合し、放射状傾斜配向が安定化する。この様子を図１８（ａ）〜（ｃ）に模式的に示している。図１８（ａ）は電圧無印加時を示し、図１８（ｂ）は電圧印加後に配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を示し、図１８（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模式的に示している。
【０１９２】
配向規制構造（図１７（ｂ）〜（ｄ））による配向規制力は、図１８（ａ）に示したように、電圧無印加状態においても、近傍の液晶分子３０ａに作用し、放射状傾斜配向を形成する。
【０１９３】
電圧を印加し始めると、図１８（ｂ）に示したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（中実部１４ｂによる）、開口部１４ａおよび中実部１４ｂに対応する領域に液晶分子３０ａが放射状傾斜配向した液晶ドメインが形成され、図１８（ｃ）に示したような定常状態に達する。このとき、それぞれの液晶ドメイン内の液晶分子３０ａの傾斜方向は、対応する領域に設けられた配向規制構造２８の配向規制力による液晶分子３０ａの傾斜方向と一致する。
【０１９４】
このように、対向基板４００ｂ上に配向規制構造２８を設けることによって、絵素電極１４によって形成される放射状傾斜配向状態をより安定化することができ、液晶セルへの応力の印加などに起因した表示品位の低下を抑制できる。
【０１９５】
定常状態にある液晶表示装置４００に応力が印加されると、液晶層３０の放射状傾斜配向は一旦崩れるが、応力が取り除かれると、絵素電極１４および配向規制構造２８による配向規制力が液晶分子３０ａに作用しているので、放射状傾斜配向状態に復帰する。従って、応力による残像の発生が抑制される。配向規制構造２８による配向規制力が強すぎると、電圧無印加時にも放射状傾斜配向によるリタデーションが発生し、表示のコントラスト比を低下するおそれがあるが、配向規制構造２８による配向規制力は、絵素電極１４によって形成される放射状傾斜配向の安定化および中心軸位置を固定する効果を有せばいいので、強い配向規制力は必要なく、表示品位を低下させるほどのリタデーションを発生させない程度の配向規制力で十分である。
【０１９６】
例えば、図１７（ｂ）に示した凸部２２ｂを採用する場合、直径が約３０μｍ〜約３５μｍの単位中実部１４ｂ’に対して、それぞれ直径が約１５μｍで高さ（厚さ）が約１μｍの凸部２２を形成すれば、十分な配向規制力が得られ、且つ、リタデーションによるコントラスト比の低下も実用上問題の無いレベルに抑えられる。
【０１９７】
ここまでは、対向基板上に設ける配向規制構造について説明したが、上述した配向規制構造に代えて、あるいは、上述した配向規制構造とともに、ＴＦＴ基板上に凸部を設け、そのことによって放射状傾斜配向を安定化してもよい。
【０１９８】
図１９（ａ）および（ｂ）を参照しながら、ＴＦＴ基板５００ａ上に凸部６０を有する液晶表示装置５００の構造を説明する。図１９（ａ）は基板法線方向から見た上面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）中の１９Ｂ−１９Ｂ’線に沿った断面図に相当する。図１９（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状態を示している。なお、図１９（ａ）および（ｂ）では、補助容量を図示していないが、液晶表示装置５００においても液晶表示装置１００、２００および３００と同様に、補助容量はその少なくとも一部が中実部１４ｂの設けられていない領域内に位置するように設けられている。
【０１９９】
図１９（ａ）および（ｂ）に示したように、液晶表示装置５００は、ＴＦＴ基板５００ａが、絵素電極１４の開口部１４ａの内側に凸部６０を有する点において、上述した液晶表示装置と異なっている。凸部６０の表面には、垂直配向膜（不図示）が設けられている。
【０２００】
凸部６０の基板１１の面内方向の断面形状は、図１９（ａ）に示したように、開口部１４ａの形状と同じであり、ここでは略星形である。但し、隣接する凸部６０は互いに繋がっており、単位中実部１４ｂ’を略円形に完全に包囲するように形成されている。この凸部６０の基板１１に垂直な面内方向の断面形状は、図１９（ｂ）に示したように台形である。すなわち、基板面に平行な頂面６０ｔと基板面に対してテーパ角θ（＜９０°）で傾斜した側面６０ｓとを有している。凸部６０を覆うように垂直配向膜（不図示）が形成されているので、凸部６０の側面６０ｓは、液晶層３０の液晶分子３０ａに対して、斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有することになり、放射状傾斜配向を安定化させるように作用する。
【０２０１】
この凸部６０の作用を図２０（ａ）〜（ｄ）と図２１（ａ）および（ｂ）とを参照しながら説明する。
【０２０２】
まず、図２０（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、液晶分子３０ａの配向と垂直配向性を有する表面の形状との関係を説明する。
【０２０３】
図２０（ａ）に示したように、水平な表面上の液晶分子３０ａは、垂直配向性を有する表面（典型的には、垂直配向膜の表面）の配向規制力によって、表面に対して垂直に配向する。このように垂直配向状態にある液晶分子３０ａに液晶分子３０ａの軸方位に対して垂直な等電位線ＥＱで表される電界が印加されると、液晶分子３０ａには時計回りまたは反時計回り方向に傾斜させるトルクが等しい確率で作用する。従って、互いに対向する平行平板型配置の電極間にある液晶層３０内には、時計回り方向のトルクを受ける液晶分子３０ａと、反時計回りに方向のトルクを受ける液晶分子３０ａとが混在する。その結果、液晶層３０に印加された電圧に応じた配向状態への変化がスムーズに起こらないことがある。
【０２０４】
図２０（ｂ）に示したように、傾斜した表面に対して垂直に配向している液晶分子３０ａに対して、水平な等電位線ＥＱで表される電界が印加されると、液晶分子３０ａは、等電位線ＥＱと平行になるための傾斜量が少ない方向（図示の例では時計回り）に傾斜する。また、水平な表面に対して垂直に配向している液晶分子３０ａは、図２０（ｃ）に示したように、傾斜した表面に対して垂直に配向している液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合するように）、傾斜した表面上に位置する液晶分子３０ａと同じ方向（時計回り）に傾斜する。
【０２０５】
図２０（ｄ）に示したように、断面が台形の連続した凹凸状の表面に対しては、それぞれの傾斜した表面上の液晶分子３０ａによって規制される配向方向と整合するように、頂面および底面上の液晶分子３０ａが配向する。
【０２０６】
本実施形態の液晶表示装置は、このような表面の形状（凸部）による配向規制力の方向と、斜め電界による配向規制方向とを一致させることによって、放射状傾斜配向を安定化させる。
【０２０７】
図２１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１９（ｂ）に示した液晶層３０に電圧を印加した状態を示しており、図２１（ａ）は、液晶層３０に印加された電圧に応じて、液晶分子３０ａの配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示しており、図２１（ｂ）は、印加された電圧に応じて変化した液晶分子３０ａの配向が定常状態に達した状態を模式的に示している。図２１（ａ）および（ｂ）中の曲線ＥＱは等電位線ＥＱを示す。
【０２０８】
絵素電極１４と対向電極２２とが同電位のとき（液晶層３０に電圧が印加されていない状態）には、図１９（ｂ）に示したように、絵素領域内の液晶分子３０ａは、両基板１１および２１の表面に対して垂直に配向している。このとき、凸部６０の側面６０ｓの垂直配向膜（不図示）に接する液晶分子３０ａは、側面６０ｓに対して垂直に配向し、側面６０ｓの近傍の液晶分子３０ａは、周辺の液晶分子３０ａとの相互作用（弾性体としての性質）によって、図示したように、傾斜した配向をとる。
【０２０９】
液晶層３０に電圧を印加すると、図２１（ａ）に示した等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成される。この等電位線ＥＱは、絵素電極１４の中実部１４ｂと対向電極２２との間に位置する液晶層３０内では、中実部１４ｂおよび対向電極２２の表面に対して平行であり、絵素電極１４の開口部１４ａに対応する領域で落ち込み、開口部１４ａのエッジ部（開口部１４ａの境界（外延）を含む開口部１４ａの内側周辺）ＥＧ上の液晶層３０内には、傾斜した等電位線ＥＱで表される斜め電界が形成される。
【０２１０】
この斜め電界によって、上述したように、エッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａは、図２１（ａ）中に矢印で示したように、図中の右側エッジ部ＥＧでは時計回り方向に、図中の左側エッジ部ＥＧでは反時計回り方向に、それぞれ傾斜（回転）し、等電位線ＥＱに平行に配向する。この斜め電界による配向規制方向は、それぞれのエッジ部ＥＧに位置する側面６０ｓによる配向規制方向と同じである。
【０２１１】
上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進み、定常状態に達すると、図２１（ｂ）に模式的に示した配向状態となる。開口部１４ａの中央付近、すなわち、凸部６０の頂面６０ｔの中央付近に位置する液晶分子３０ａは、開口部１４ａの互いに対向する両側のエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響をほぼ同等に受けるので、等電位線ＥＱに対して垂直な配向状態を保ち、開口部１４ａ（凸部６０の頂面６０ｔ）の中央から離れた領域の液晶分子３０ａは、それぞれ近い方のエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響を受けて傾斜し、開口部１４ａ（凸部６０の頂面６０ｔ）の中心ＳＡに関して対称な傾斜配向を形成する。また、開口部１４ａおよび凸部６０によって実質的に包囲された単位中実部１４ｂ’に対応する領域においても、単位中実部１４ｂ’の中心ＳＡに関して対称な傾斜配向を形成する。
【０２１２】
このように、液晶表示装置５００においても、液晶表示装置１００と同様に、放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’に対応して形成される。凸部６０は単位中実部１４ｂ’を略円形に完全に包囲するように形成されているので、液晶ドメインは凸部６０で包囲された略円形の領域に対応して形成される。さらに、開口部１４ａの内側に設けられた凸部６０の側面は、開口部１４ａのエッジ部ＥＧ付近の液晶分子３０ａを、斜め電界による配向方向と同じ方向に傾斜させるように作用するので、放射状傾斜配向を安定化させる。
【０２１３】
斜め電界による配向規制力は、当然のことながら、電圧印加時にしか作用せず、その強さは電界の強さ（印加電圧の大きさ）に依存する。したがって、電界強度が弱い（すなわち、印加電圧が低い）と、斜め電界による配向規制力は弱く、液晶パネルに外力が加わると、液晶材料の流動によって放射状傾斜配向が崩れることがある。一旦、放射状傾斜配向が崩れると、十分に強い配向規制力を発揮する斜め電界を生成するだけの電圧が印加されないと、放射状傾斜配向は復元されない。これに対し、凸部６０の側面６０ｓによる配向規制力は、印加電圧に関係なく作用し、配向膜のアンカリング効果として知られているように、非常に強い。従って、液晶材料の流動が生じて、一旦放射状傾斜配向が崩れても、凸部６０の側面６０ｓの近傍の液晶分子３０ａは放射状傾斜配向のときと同じ配向方向を維持している。従って、液晶材料の流動が止まりさえすれば、放射状傾斜配向が容易に復元される。
【０２１４】
この様に、液晶表示装置５００は、液晶表示装置１００が有する特徴に加え、外力に対して強いという特徴を有している。従って、液晶表示装置５００は、外力が印加されやすい、携帯して使用される機会の多いＰＣやＰＤＡに好適に用いられる。
【０２１５】
なお、凸部６０を透明性の高い誘電体を用いて形成すると、開口部１４ａに対応して形成される液晶ドメインの表示への寄与率が向上しするという利点が得られる。一方、凸部６０を不透明な誘電体を用いて形成すると、凸部６０の側面６０ｓによって傾斜配向している液晶分子３０ａのリタデーションに起因する光漏れを防止できるという利点が得られる。いずれを採用するかは、液晶表示装置の用途などに応じて決めればよい。いずれの場合にも、感光性樹脂を用いると、開口部１４ａに対応してパターニングする工程を簡略化できる利点がある。十分な配向規制力を得るためには、凸部６０の高さは、液晶層３０の厚さが約３μｍの場合、約０．５μｍ〜約２μｍの範囲にあることが好ましい。一般に、凸部６０の高さは、液晶層３０の厚さの約１／６〜約２／３の範囲内にあることが好ましい。
【０２１６】
上述したように、液晶表示装置５００は、絵素電極１４の開口部１４ａの内側に凸部６０を有し、凸部６０の側面６０ｓは、液晶層３０の液晶分子３０ａに対して、斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有する。側面６０ｓが斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有するための好ましい条件を図２２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０２１７】
図２２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ液晶表示装置５００Ａ、５００Ｂおよび５００Ｃの断面図を模式的に示し、図２１（ａ）に対応する。液晶表示装置５００Ａ、５００Ｂおよび５００Ｃは、いずれも開口部１４ａの内側に凸部を有するが、１つの構造体としての凸部６０全体と開口部１４ａとの配置関係が液晶表示装置５００と異なっている。
【０２１８】
上述した液晶表示装置５００においては、図２１（ａ）に示したように、構造体としての凸部６０の全体が開口部１４ａの内側に形成されており、且つ、凸部６０の底面は開口部１４ａよりも小さい。図２２（ａ）に示した液晶表示装置５００Ａにおいては、凸部６０Ａの底面は開口部１４ａと一致しており、図２２（ｂ）に示した液晶表示装置５００Ｂにおいては、凸部６０Ｂは開口部１４ａよりも大きい底面を有し、開口部１４ａの周辺の中実部（導電膜）１４ｂを覆うように形成されている。これらの凸部６０、６０Ａおよび６０Ｂのいずれの側面６０ｓ上にも中実部１４ｂが形成されていない。その結果、それぞれの図に示したように、等電位線ＥＱは、中実部１４ｂ上ではほぼ平坦で、そのまま開口部１４ａで落ち込む。従って、液晶表示装置５００Ａおよび５００Ｂの凸部６０Ａおよび６０Ｂの側面６０ｓは、上述した液晶表示装置５００の凸部６０と同様に、斜め電界による配向規制力と同じ方向の配向規制力を発揮し、放射状傾斜配向を安定化する。
【０２１９】
これに対し、図２２（ｃ）に示した液晶表示装置５００Ｃの凸部６０Ｃの底面は開口部１４ａよりも大きく、開口部１４ａの周辺の中実部１４ｂは凸部６０Ｃの側面６０ｓ上に形成されている。この側面６０ｓ上に形成された中実部１４ｂの影響で、等電位線ＥＱに山が形成される。等電位線ＥＱの山は、開口部１４ａで落ち込む等電位線ＥＱと反対の傾きを有しており、これは、液晶分子３０ａを放射状傾斜配向させる斜め電界とは逆向きの斜め電界を生成していることを示している。従って、側面６０ｓが斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有するためには、側面６０ｓ上に中実部（導電膜）１４ｂが形成されていないことが好ましい。
【０２２０】
次に、図２３を参照しながら、図１９（ａ）に示した凸部６０の２３Ａ−２３Ａ’線に沿った断面構造を説明する。
【０２２１】
上述したように、図１９（ａ）に示した凸部６０は、単位中実部１４ｂ’を略円形に完全に包囲するように形成されているので、隣接する単位中実部１４ｂ’の相互に接続する役割を果たしている部分（円形部から四方に枝部）は、図２３に示したように、凸部６０上に形成される。従って、絵素電極１４の中実部１４ｂを形成する導電膜を堆積する工程において、凸部６０上で断線が生じたり、あるいは、製造プロセスの後工程で剥離が生じたりする可能性が高い。
【０２２２】
そこで、図２４（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示装置５００Ｄのように、開口部１４ａ内に、それぞれ独立した凸部６０Ｄが完全に含まれるように形成すると、中実部１４ｂを形成する導電膜は、基板１１の平坦な表面に形成されるので断線や剥離が起こる危険性が無くなる。なお、凸部６０Ｄは、単位中実部１４ｂ’を略円形に完全に包囲するようには形成されていないが、単位中実部１４ｂ’に対応した略円形の液晶ドメインが形成され、先の例と同様に、その放射状傾斜配向は安定化される。
【０２２３】
開口部１４ａ内に凸部６０を形成することによって、放射状傾斜配向を安定化させる効果は、例示したパターンの開口部１４ａに限られず、実施形態１で説明した全てのパターンの開口部１４ａに対して同様に適用でき、同様の効果を得ることができる。なお、凸部６０による外力に対する配向安定化効果を十分に発揮させるためには、凸部６０のパターン（基板法線方向から見たときにパターン）は、できるだけ広い領域の液晶層３０を包囲する形状であることが好ましい。従って、例えば、円形の開口部１４ａを有するネガ型パターンよりも、円形の単位中実部１４ｂ’を有するポジ型パターンの方が、凸部６０による配向安定化効果が大きい。
【０２２４】
なお、本発明による液晶表示装置においては、絵素電極に開口部を設けるので、開口部に対応する領域の液晶層に十分な電圧が印加されず、十分なリタデーション変化が得られないために、光の利用効率が低下するという問題が発生することがある。そこで、開口部を設けた電極（上層電極）の液晶層とは反対側に誘電体層を設け、この誘電体層を介して電極の開口部の少なくとも一部に対向するさらなる電極（下層電極）を設ける（すなわち２層構造電極とする）ことによって、開口部に対応する液晶層に十分な電圧を印加することができ、光の利用効率や応答特性を向上することができる。
【０２２５】
図２５（ａ）〜（ｃ）に、下層電極１２と、上層電極１４と、これらの間に設けられた誘電体層１３とを有する絵素電極（２層構造電極）１６を備える液晶表示装置６００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す。絵素電極１６の上層電極１４は、上述した絵素電極１４と実質的に等価で、上述した種々の形状、配置の開口部および中実部を有する。以下では、２層構造を有する絵素電極１６の機能を説明する。
【０２２６】
液晶表示装置６００の絵素電極１６は、複数の開口部１４ａ（１４ａ１および１４ａ２を含む）を有する。図２５（ａ）は、電圧が印加されていない液晶層３０内の液晶分子３０ａの配向状態（ＯＦＦ状態）を模式的に示している。図２５（ｂ）は、液晶層３０に印加された電圧に応じて、液晶分子３０ａの配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示している。図２５（ｃ）は、印加された電圧に応じて変化した液晶分子３０ａの配向が定常状態に達した状態を模式的に示している。なお、図２５では、開口部１４ａ１および１４ａ２に誘電体層１３を介して対向するように設けられた下層電極１２は、開口部１４ａ１および１４ａ２のそれぞれと重なり、且つ、開口部１４ａ１および１４ａ２の間の領域（上層電極１４が存在する領域）にも存在するように形成された例を示したが、下層電極１２の配置はこれに限られず、開口部１４ａ１および１４ａ２のそれぞれに対して、下層電極１２の面積＝開口部１４ａの面積、または、下層電極１２の面積＜開口部１４ａの面積としてもよい。すなわち、下層電極１２は、誘電体層１３を介して開口部１４ａの少なくとも一部と対向するように設けられていればよい。但し、下層電極１２が開口部１４ａ内に形成された構成においては、基板１１の法線方向から見た平面内に、下層電極１２および上層電極１４のいずれもが存在しない領域（隙間領域）が存在し、この隙間領域に対向する領域の液晶層３０に十分な電圧が印加されないことがあるので、液晶層３０の配向を安定化するように、この隙間領域の幅を十分に狭くすることが好ましく、典型的には、約４μｍを越えないことが好ましい。また、誘電体層１３を介して上層電極１４の導電層が存在する領域と対向する位置に形成された下層電極１２は、液晶層３０に印加される電界に実質的に影響しないので、特にパターニングする必要はないが、パターニングしてもよい。
【０２２７】
図２５（ａ）に示したように、絵素電極１６と対向電極２２が同電位のとき（液晶層３０に電圧が印加されていない状態）には、絵素領域内の液晶分子３０ａは、両基板１１および２１の表面に対して垂直に配向している。ここでは、簡単のために、絵素電極１６の上層電極１４と下層電極１２の電位は互いに等しいとする。
【０２２８】
液晶層３０に電圧を印加すると、図２５（ｂ）に示した等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成される。絵素電極１６の上層電極１４と対向電極２２との間に位置する液晶層３０内には、上層電極１４および対向電極２２の表面に対して平行な等電位線ＥＱで表される、均一な電位勾配が形成される。上層電極１４の開口部１４ａ１および１４ａ２の上に位置する液晶層３０には、下層電極１２と対向電極２２との電位差に応じた電位勾配が形成される。このとき、液晶層３０内に形成される電位勾配が、誘電体層１３による電圧降下の影響を受けるので、液晶層３０内に形成される等電位線ＥＱは、開口部１４ａ１および１４ａ２に対応する領域で落ち込む（等電位線ＥＱに複数の「谷」が形成される）。誘電体層１３を介して開口部１４ａ１および１４ａ２に対向する領域に下層電極１２が形成されているので、開口部１４ａ１および１４ａ２のそれぞれの中央付近上に位置する液晶層３０内にも、上層電極１４および対向電極２２の面に対して平行な等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成される（等電位線ＥＱの「谷の底」）。開口部１４ａ１および１４ａ２のエッジ部（開口部の境界（外延）を含む開口部の内側周辺）ＥＧ上の液晶層３０内には、傾斜した等電位線ＥＱで表される斜め電界が形成される。
【０２２９】
図２５（ｂ）と図２（ａ）との比較から明らかなように、液晶表示装置６００は下層電極１２を有するので、開口部１４ａに対応する領域に形成される液晶ドメインの液晶分子にも十分な大きさの電界を作用させることができる。
【０２３０】
負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａには、液晶分子３０ａの軸方位を等電位線ＥＱに対して平行に配向させようとするトルクが作用する。従って、エッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａは、図２５（ｂ）中に矢印で示したように、図中の右側エッジ部ＥＧでは時計回り方向に、図中の左側エッジ部ＥＧでは反時計回り方向に、それぞれ傾斜（回転）し、等電位線ＥＱに平行に配向する。
【０２３１】
図２５（ｂ）に示したように、液晶表示装置６００の開口部１４ａ１および１４ａ２のエッジ部ＥＧにおいて、液晶分子３０ａの軸方位に対して傾斜した等電位線ＥＱで表される電界（斜め電界）が発生すると、図３（ｂ）に示したように、液晶分子３０ａは、等電位線ＥＱと平行になるための傾斜量が少ない方向（図示の例では反時計回り）に傾斜する。また、液晶分子３０ａの軸方位に対して垂直方向の等電位線ＥＱで表される電界が発生する領域に位置する液晶分子３０ａは、図３（ｃ）に示したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合するように）、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａと同じ方向に傾斜する。
【０２３２】
上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進み、定常状態に達すると、図２５（ｃ）に模式的に示したように、開口部１４ａ１および１４ａ２のそれぞれの中心ＳＡに関して対称な傾斜配向（放射状傾斜配向）を形成する。また、隣接する２つの開口部１４ａ１および１４ａ２との間に位置する上層電極１４の領域上の液晶分子３０ａも、開口部１４ａ１および１４ａ２のエッジ部の液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合するように）、傾斜配向する。開口部１４ａ１および１４ａ２のエッジの中央に位置する部分上の液晶分子３０ａは、それぞれのエッジ部の液晶分子３０ａの影響を同程度に受けるので、開口部１４ａ１および１４ａ２の中央部に位置する液晶分子３０ａと同様に、垂直配向状態を維持する。その結果、隣接する２つの開口部１４ａ１と１４ａ２との間の上層電極１４上の液晶層も放射状傾斜配向状態となる。但し、開口部１４ａ１および１４ａ２内の液晶層の放射状傾斜配向と開口部１４ａ１と１４ａ２との間の液晶層の放射状傾斜方向とでは、液晶分子の傾斜方向が異なる。図２５（ｃ）に示した、それぞれの放射状傾斜配向している領域の中央に位置する液晶分子３０ａ付近の配向に注目すると、開口部１４ａ１およｂ１４ａ２内では、対向電極に向かって広がるコーンを形成するように液晶分子３０ａが傾斜しているのに対し、開口部間では、上層電極１４に向かって広がるコーンを形成するように液晶分子３０が傾斜している。なお、いずれの放射状傾斜配向もエッジ部の液晶分子３０ａの傾斜配向と整合するように形成されているので、２つの放射状傾斜配向は互いに連続している。
【０２３３】
上述したように、液晶層３０に電圧を印加すると、上層電極１４に設けた複数の開口部１４ａ１および１４ａ２それぞれのエッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａから傾斜し始め、その後周辺領域の液晶分子３０ａがエッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａの傾斜配向と整合するように傾斜することによって、放射状傾斜配向が形成される。従って、１つの絵素領域内に形成する開口部１４ａの数が多いほど、電界に応答して最初に傾斜し始める液晶分子３０ａの数が多くなるので、絵素領域全体に亘って放射状傾斜配向が形成されるのに要する時間が短くなる。すなわち、絵素領域毎に絵素電極１６に形成する開口部１４ａの数を増やすことによって、液晶表示装置の応答速度を改善することができる。また、絵素電極１６を上層電極１４と下層電極１２とを有する２層構造電極とすることによって、開口部１４ａに対応する領域の液晶分子にも十分な電界を作用させることができるので、液晶表示装置の応答特性が向上する。
【０２３４】
上記のような２層構造電極１６を採用する場合、例えば、図２６に示すように、補助容量電極８を下層電極１２の一部として機能させ、第２の絶縁層７を誘電体層１３として機能させることができる。
【０２３５】
２層構造の絵素電極１６を有する液晶表示装置は、透過型や反射型だけでなく、透過反射両用型の液晶表示装置（例えば、特開平１１−１０１９９２号公報参照）を構成することができる。
【０２３６】
透過反射両用型液晶表示装置（以下、「両用型液晶表示装置」と略す）は、絵素領域内に、透過モードで表示を行う透過領域Ｔと、反射モードで表示を行う反射領域Ｒとを有する液晶表示装置を指す（図２５（ａ）参照）。透過領域Ｔおよび反射領域Ｒは、典型的には、透明電極および反射電極によって規定される。反射電極に代えて、反射層と透明電極との組み合わせた構造によって、反射領域を規定することもできる。
【０２３７】
この両用型液晶表示装置は、反射モードと透過モードとを切り替えて表示すること、または同時に両方の表示モードで表示することもできる。したがって、例えば、周囲光が明るい環境下では反射モードの表示を、暗い環境では透過モードの表示を実現することができる。また、両方のモードの表示を同時に行うと、透過モードの液晶表示装置を周囲光が明るい環境下（蛍光灯の光や太陽光が直接特定の角度で表示面に入射する状態）で使用したときに見られるコントラスト比の低下を抑制することができる。このように、透過型液晶表示装置の欠点を補うことができる。なお、透過領域Ｔと反射領域Ｒとの面積の比率は、液晶表示装置の用途に応じて適宜設定され得る。また、専ら透過型として用いる液晶表示装置においては、反射モードでの表示ができない程度にまで反射領域の面積比率を小さくしても、上述した透過型液晶表示装置の欠点を補うことができる。
【０２３８】
図２５（ａ）に示したように、例えば、液晶表示装置６００の上層電極１４を反射電極とし、下層電極１２を透明電極とすることによって、両用型液晶表示装置を得ることができる。但し、反射モードと透過モードの表示の電圧−透過率特性を互いに整合させるために、反射領域Ｒの液晶層３０の厚さと透過領域Ｔの液晶層３０の厚さとを調整したり、上層電極１４に印加する電圧と、下層電極１２に印加する電圧とを調整したりすることが好ましい。
【０２３９】
（偏光板、位相差板の配置）
負の誘電率異方性を有する液晶分子が電圧無印加時に垂直配向する液晶層を備える、いわゆる垂直配向型液晶表示装置は、種々の表示モードで表示を行うことができる。例えば、液晶層の複屈折率を電界によって制御することによって表示する複屈折モードの他に、旋光モードや旋光モードと複屈折モードとを組み合わせて表示モードに適用される。上述した全ての液晶表示装置の一対の基板（例えば、ＴＦＴ基板と対向基板）の外側（液晶層３０と反対側）に一対の偏光板を設けることによって、複屈折モードの液晶表示装置を得ることができる。また、必要に応じて、位相差補償素子（典型的には位相差板）を設けてもよい。更に、略円偏光を用いても明るい液晶表示装置を得ることができる。
【０２４０】
（その他の実施形態）
ここまでは、放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成するための配向規制構造（単位中実部と開口部とを有する電極構造）を備えた液晶表示装置について本発明を説明したが、本発明はこれに限定されず、電圧無印加時に垂直配向状態をとる垂直配向型の液晶層を備え、開口部やスリットを有する電極構造によって配向規制を行う液晶表示装置全般に広く用いることができ、このような液晶表示装置の実効開口率を向上することができる。
【０２４１】
図２７（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による他の液晶表示装置７００を説明する。液晶表示装置７００は、いわゆるＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）型の液晶表示装置である。図２７（ａ）は基板法線方向から見た上面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）中の２７Ｂ−２７Ｂ’線に沿った断面図に相当する。図２７（ｂ）は、液晶層に電圧を印加した状態を示している。
【０２４２】
液晶表示装置７００は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）７００ａと、対向基板（カラーフィルタ基板）７００ｂと、ＴＦＴ基板７００ａと対向基板７００ｂとの間に設けられた垂直配向型の液晶層３０とを有している。
【０２４３】
液晶層３０に含まれる液晶分子３０ａは、負の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板７００ａおよび対向基板７００ｂの液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向層としての垂直配向膜（不図示）によって、液晶層３０に電圧が印加されていないとき、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。
【０２４４】
液晶表示装置７００のＴＦＴ基板７００ａは、透明基板（例えばガラス基板）１１とその表面に形成された絵素電極１９とを有している。対向基板７００ｂは、透明基板（例えばガラス基板）２１とその表面に形成された対向電極２２とを有している。液晶層３０を介して互いに対向するように配置された絵素電極１９と対向電極２２とに印加される電圧に応じて、絵素領域ごとの液晶層３０の配向状態が変化する。液晶層３０の配向状態の変化に伴い、液晶層３０を透過する光の偏光状態や量が変化する現象を利用して表示が行われる。
【０２４５】
ＴＦＴ基板７００ａが有する絵素電極１９は、図２７（ａ）に示すように、複数のスリット１９ａを有している。絵素の上半分では、複数のスリット１９ａは、それぞれ左上から右下に向かって延び、所定の間隔で互いに平行になるように配置されている。また、絵素の下半分では、複数のスリット１９ａは、それぞれ左下から右上に向かって延び、所定の間隔で互いに平行になるように配置されている。
【０２４６】
絵素電極１９と対向電極２２との間に電圧を印加すると、絵素電極１９のスリット１９ａのエッジ部（スリット１９ａの境界（外延）を含むスリット１９ａの内側周辺）上の液晶層３０内には、傾斜した等電位線ＥＱで表される斜め電界が形成される。従って、電圧無印加時に垂直配向状態にある負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａは、電圧印加時にはスリット１９ａのエッジ部に生成される斜め電界の傾斜方向に沿って傾斜する。つまり、液晶層３０は、絵素電極１９と対向電極２２との間に電圧が印加されたときに、絵素電極１９の複数のスリット１９ａのエッジ部に生成される斜め電界によって配向規制される。
【０２４７】
液晶表示装置７００では、スリット１９ａのエッジ部に生成される斜め電界によって液晶層３０が配向規制される結果、電圧印加時には、絵素領域内の液晶分子３０ａは、スリット１９ａの端辺に直交する４つの方位（図２７（ａ）の右上方向、右下方向、左上方向、左下方向）に配向する。言い換えると、液晶表示装置７００においては、絵素領域は、配向分割されている。そのため、液晶表示装置７００は、良好な視野角特性を有している。
【０２４８】
また、液晶表示装置７００の対向基板７００ｂは、液晶層３０側の表面に複数のリブ２９を有している。リブ２９が延びる方向とスリット１９ａが延びる方向とは一致し、リブ２９は、２つの隣接したスリット１９ａ間に位置するように設けられている。
【０２４９】
リブ２９の表面は垂直配向性を有しており（典型的には、リブ２９を覆うように垂直配向膜（不図示）が形成されている。）、液晶分子３０ａは、リブ２９が有する傾斜側面２９ｓのアンカリング効果によって、傾斜側面２９ｓに対してほぼ垂直に配向する。このような状態の液晶層３０に電圧を印加すると、リブ２９ｓの傾斜側面２９ｓのアンカリング効果による傾斜側面２９ｓ上の傾斜配向と整合するように、リブ２９近傍の他の液晶分子３０ａが傾斜する。
【０２５０】
絵素電極１９のスリット１９ａのエッジ部に生成される斜め電界による配向規制方向と、リブ２９による配向規制方向とは整合するので、電圧印加時に斜め電界によって配向分割される液晶層の配向は、リブ２９によってさらに安定化される。なお、本実施形態では、対向基板７００ｂが、絵素電極１９の複数のスリット１９ａの間に対応した領域に設けられた複数のリブ２９を有する構成を示したが、この構成に代えて、対向電極２２が、絵素電極１９の複数のスリット１９ａの間に対応した領域に設けられた複数のスリットを有する構成としてもよい。
【０２５１】
液晶表示装置７００のＴＦＴ基板７００ａには、補助容量４４が形成されている。補助容量４４は、具体的には、補助容量配線６と、この補助容量配線６に対向し、薄膜トランジスタ（不図示）のドレイン電極に電気的に接続された補助容量電極８と、これらの間に設けられた第１の絶縁層（第１の層間絶縁膜）３とによって構成されている。
【０２５２】
補助容量配線６は、走査配線（ここでは不図示）に略平行に延びる配線幹部６ａと、配線幹部６ａから延設され、スリット１９ａに沿って延びる４つの配線枝部６ｂとを有する。また、補助容量電極８は、配線幹部６ａに第１の絶縁層３を介して対向する電極幹部８ａと、電極幹部８ａから延設され、配線枝部６ｂに第1の絶縁層３を介して対向する電極枝部８ｂとを有する。
【０２５３】
上述した配線や薄膜トランジスタを覆うように第２の絶縁層（第２の層間絶縁膜）７が設けられており、絵素電極１９はこの第２の絶縁層７上に形成されている。本実施形態では、第2の絶縁層７は樹脂材料からなる厚膜である。
【０２５４】
液晶表示装置７００においては、図２７（ａ）および（ｂ）に示すように、補助容量４４の一部が絵素電極１９のスリット１９ａに重なっている。具体的には、配線幹部６ａおよび電極幹部８ａの一部と、配線枝部６ｂおよび電極枝部８ｂがスリット１９ａに重なるように配置され、そのことによって補助容量４４の一部がスリット１９ａに重なっている。
【０２５５】
従って、典型的には遮光性の部材を含んで構成される補助容量４４に起因した実効開口率（透過率）の低下を抑制し、表示に寄与する領域（絵素電極１９のうちの導電膜が存在する部分）の面積を大きくすることができる。そのため、明るい表示が実現される。
【０２５６】
また、本実施形態では、ＴＦＴ基板７００ａが薄膜トランジスタや補助容量電極８を覆う第２の絶縁層７を有し、絵素電極１９がこの第２の絶縁層７上に形成されている構成を採用しているので、薄膜トランジスタや走査配線、信号配線などに部分的に重なるように絵素電極１９を設けることができ、いっそうの開口率の向上を図ることができる。
【０２５７】
なお、配向規制を行うのに十分な強さの斜め電界をスリット１９ａのエッジ部に生成するためには、第２の絶縁層７を本実施形態のように厚膜とすることが好ましい。補助容量４４を構成する補助容量電極８は、薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続されており、絵素電極１９の導電膜と実質的に同じ電位となる。そのため、スリット１９ａに補助容量電極８の一部が重なっていると、電圧印加時に生成される等電位線ＥＱがスリット１９ａで十分に落ち込まず、スリット１９ａのエッジ部に十分な強さの斜め電界が生成されないことがある。
【０２５８】
第２の絶縁層７を厚膜とすると、第２の絶縁層７による電圧降下を十分大きくし、スリット１９ａで等電位線ＥＱを十分に落ち込ませることができるので、スリット１９ａのエッジ部に十分な強さの斜め電界を生成することができる。また、第２の絶縁層７を厚膜とすることによって、第２の絶縁層７の液晶層３０側の表面を実質的に平坦とすることができるので、その上に形成される絵素電極１９に段差が発生することを防止できる。
【０２５９】
十分に強い配向規制力を得るためには、第２の絶縁層７の厚さは、具体的には、１μｍ以上であることが好ましく、２．５μｍ以上であることがさらに好ましい。また、第２の絶縁層７を樹脂材料（例えばアクリル樹脂などの感光性を有する透明樹脂材料）から形成すると、第２の絶縁層７の厚膜化が容易となる。
【０２６０】
開口率の十分な向上を図る観点からは、補助容量４４のできるだけ多くの部分が絵素電極１９のスリット１９ａに重なっていることが好ましい。具体的には、スリット１９ａに補助容量４４の１／４以上が重なっていることが好ましく、１／２以上が重なっていることがより好ましく、ほぼ全ての部分が重なっていることがさらに好ましい。本実施形態では、補助容量配線６および補助容量電極８は、スリット１９ａに沿って延びる配線枝部６ｂおよび電極枝部８ｂを有している。このように、補助容量配線６および補助容量電極８が分岐構造を有していると、補助容量４４のより多くの部分をスリット１９ａ（あるいは開口部）に重ねることができ、開口率の高い設計を容易に実現することができる。
【０２６１】
【発明の効果】
本発明によると、広視野角特性を有し、表示品位が高く、且つ、明るい表示が可能な液晶表示装置が提供される。
【０２６２】
本発明によると、放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが安定に、高い連続性を有するように形成されるので、従来の広視野角特性を有する液晶表示装置の表示品位をさらに向上することができる。
【０２６３】
さらに、補助容量の少なくとも一部が、絵素電極の中実部が設けられていない領域内に位置しているので、典型的には遮光性の部材を含んで構成される補助容量に起因した実効開口率（透過率）の低下を抑制し、表示に寄与する中実部の面積を大きくすることができる。そのため、明るい表示が実現される。
【０２６４】
あるいは、本発明によると、補助容量の少なくとも一部が、絵素電極の開口部またはスリットに重なっているので、補助容量に起因した実効開口率（透過率）の低下を抑制し、明るい表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置１００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。
【図２】液晶表示装置１００の液晶層３０に電圧を印加した状態を示す図であり、（ａ）は、配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示し、（ｂ）は、定常状態を模式的に示している。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、電気力線と液晶分子の配向の関係を模式的に示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明による液晶表示装置１００における、基板法線方向から見た液晶分子の配向状態を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、液晶分子の放射状傾斜配向の例を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示装置に用いられる他の絵素電極を模式的に示す上面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上面図である。
【図１１】（ａ）は、図１（ａ）に示したパターンの単位格子を模式的に示す図であり、（ｂ）は、図９に示したパターンの単位格子を模式的に示す図であり、（ｃ）はピッチｐと中実部面積比率との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明による液晶表示装置１００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１２Ｂ−１２Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置１００の等価回路を示す図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、第２の絶縁層として薄膜を備えた液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明による他の液晶表示装置２００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１５Ｂ−１５Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１６】本発明による他の液晶表示装置３００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図である。
【図１７】（ａ）〜（ｄ）は、配向規制構造２８を有する対向基板４００ｂを模式的に示す図である。
【図１８】配向規制構造を有する液晶表示装置４００の一絵素領域の断面構造を模式的に示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を示し、（ｃ）は定常状態を示している。
【図１９】本発明による他の液晶表示装置５００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１９Ｂ−１９Ｂ’線に沿った断面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、液晶分子３０ａの配向と垂直配向性を有する表面の形状との関係を説明するための模式図である。
【図２１】液晶表示装置５００の液晶層３０に電圧を印加した状態を示す図であり、（ａ）は、配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示し、（ｂ）は、定常状態を模式的に示している。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は、開口部と凸部との配置関係が異なる液晶表示装置５００Ａ、５００Ｂおよび５００Ｃの模式的な断面図である。
【図２３】液晶表示装置５００の断面構造を模式的に示す図であり、図１９（ａ）中の２３Ａ−２３Ａ’線に沿った断面図である。
【図２４】本発明による他の液晶表示装置５００Ｄの一つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の２４Ｂ−２４Ｂ’線に沿った断面図である。
【図２５】２層構造電極を備える液晶表示装置６００の一絵素領域の断面構造を模式的に示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を示し、（ｃ）は定常状態を示している。
【図２６】２層構造電極を備える液晶表示装置６００の一絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。
【図２７】本発明による他の液晶表示装置７００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の２７Ｂ−２７Ｂ’線に沿った断面図である。
【符号の説明】
２  走査配線
３  第１の絶縁層（第１の層間絶縁膜）
４  信号配線
６  補助容量配線
６ａ  配線幹部
６ｂ  配線枝部
７  第２の絶縁層（第２の層間絶縁膜）
８  補助容量電極
８ａ  電極幹部
８ｂ  電極枝部
１１、２１  透明絶縁性基板
１２  下層電極
１３  誘電体層
１４  絵素電極
１４ａ  開口部
１４ｂ  中実部（導電膜）
１４ｂ’  単位中実部
１６  絵素電極（２層構造電極）
１９  絵素電極
１９ａ  スリット
２２  対向電極
２２ｂ  凸部
２８  配向規制構造
２９  リブ
３０  液晶層
３０ａ  液晶分子
４０  絵素容量
４２  液晶容量
４４  補助容量（蓄積容量）
５０  薄膜トランジスタ（スイッチング素子）
６０  凸部
１００、２００、３００、４００  液晶表示装置
１００ａ、２００ａ  ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
１００ｂ、２００ｂ、４００ｂ  対向基板（カラーフィルタ基板）
５００、６００、７００  液晶表示装置
５００ａ、７００ａ  ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
７００ｂ  対向基板（カラーフィルタ基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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