(57)【要約】【課題】  液晶分子の配向状態が安定して表示不良が軽減され、且つ広視野角で高コントラストの液晶表示素子を提供する。【解決手段】  液晶表示素子は、ＴＦＴ基板と、ＣＦ基板と、これらの基板間に封入された負の誘電異方性を有する液晶と、ＴＦＴ基板側に設けられた画素電極１０５と、この画素電極の周囲に形成された補助電極１０７とを備える。画素電極１０５には、画素中心部から画素周辺部に向かって形成され、１つの画素を複数のサブ画素領域に区分するスリット１０５ａが形成されている。補助電極１０７ｂは、画素電極１０５のスリット１０５ａに対応する位置に形成され、この補助電極と重畳するように透明段差膜１１６が形成される。各サブ画素領域の液晶は、画素電極１０５と補助電極１０７との間に印加される横電界と透明段差膜１１６の端部の形状とにより、それぞれのサブ画素領域の周辺からこれらのサブ画素領域の中心に向かって配向する。【選択図】  図１
2006126812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が設けられた第１の基板と、
前記第１の電極と予め定めた間隔を隔てて互いに対向配置され、前記第１の電極と対向する領域によりそれぞれの画素領域を形成する少なくとも一つの第２の電極が設けられた第２の基板と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って形成された補助電極と、
前記第１、第２の電極の互いに対向する内面それぞれに形成された垂直配向膜と、
前記第１、第２の基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、を備え、
前記第１、第２の電極のうちの少なくとも一方の電極には、その画素領域を複数のサブ画素領域に区分するための開口部が前記画素領域ごとに形成され、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面の、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って前記補助電極と重畳されて形成され、前記第２の電極の形成面から突出させて設けられた透明部材からなる透明段差膜を形成したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記補助電極は、前記第２の電極の前記開口部に対応する部分に配置された開口部補助電極を備え、前記開口部により区分された前記複数のサブ画素領域のそれぞれを囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記開口部補助電極は、透明導電膜により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記透明段差膜は、前記第２の電極の前記開口部に対応する部分に位置し、前記補助電極と重畳させて設けられる開口部段差膜を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
第１の電極が設けられた第１の基板と、
前記第１の電極と予め定めた間隔を隔てて互いに対向配置され、前記第１の電極と対向する領域によりそれぞれの画素領域を形成する少なくとも一つの第２の電極が設けられた第２の基板と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って形成された第１の補助電極と、
前記第１、第２の電極の互いに対向する内面それぞれに形成された垂直配向膜と、
前記第１、第２の基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、を備え、
前記第２の電極には、その画素領域を複数のサブ画素領域に区分し、前記第２の電極と前記補助電極との間に印加される電界により、前記複数のサブ画素領域内毎に、前記液晶層の液晶分子を、その分子長軸を周辺から中央に向かって配列させるためのスリットとが形成され、
さらに、前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面の、前記スリットに対応する位置に前記第２の電極と絶縁して形成された第２の補助電極と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って、前記補助電極と重畳させ、且つ前記第２の電極の形成面から突出させて設けられた透明部材からなる第１の透明段差膜と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、前記第２の補助電極と重畳させ、且つ前記第２の電極の形成面から突出させて設けられた透明部材からなる第２の透明段差膜と、
が形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】
前記スリットは、前記各画素領域の中央から周縁に向かって延び、前記画素領域の中央部で互いに接続されるように形成された複数の切り欠き部からなることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記第１の補助電極は、前記第２の電極よりも低い電位に設定されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記第１の補助電極は、前記第２の電極と対向する前記第１の電極の電位と等しい電位に設定されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記第１補助電極は、前記第２の電極の周辺部分と重畳し、前記第２の電極との間に補償容量を形成するための補償容量電極からなることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記第２の補助電極は、前記第１の補助電極と接続されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第２の補助電極は、透明導電膜から構成されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第１、第２の段差透明膜は、それぞれの表面に散乱反射膜が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記第１、第２の段差透明膜それぞれの表面には凹凸が形成され、前記凹凸上に、光を散乱反射する金属膜が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
第１の電極が設けられた第１の基板と、
前記第１の電極と予め定めた間隔を隔てて互いに対向配置され、前記第１の電極と対向する領域によりそれぞれの画素領域を形成する少なくとも一つの第２の電極が設けられた第２の基板と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って形成された補助電極と、
前記第１、第２の電極の互いに対向する内面それぞれに形成された垂直配向膜と、
前記第１、第２の基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、を備え、
前記第１、第２の電極のうちの少なくとも一方の電極には、その画素領域を複数のサブ画素領域に区分するための開口部が前記画素領域ごとに形成され、
前記第１、第２の電極のうちの少なくとも一方の電極の前記内面に、前記複数のサブ画素領域内毎に、前記液晶層の液晶分子を、周辺から中央に向けてその分子長軸を傾けて配列するように、少なくとも前記サブ画素領域の周縁に前記サブ画素領域の中央に向かって傾斜された傾斜面を形成したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１５】
前記傾斜面は、少なくとも前記開口部近傍に形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示素子に関し、特に液晶分子を基板面に対して実質的に垂直に初期配向させた垂直配向型のアクティブマトリクス液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＴＦＴ液晶パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と画素電極等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ（Color Filter）と対向電極等が形成されたＣＦ基板とで液晶層を挟んで構成される。液晶分子をホモジニアス配向（homogeneous alignment）させたＴＦＴ液晶パネル、例えばＴＮ（ねじれネマティック）液晶ディスプレイでは正の誘電異方性を示す液晶材料が用いられる。液晶分子をホメオトロピック配向（homeotropic alignment）させた液晶表示パネルでは、負の誘電異方性を示す液晶材料が使用され、無電界（初期配向状態）でそのダイレクタ（分子長軸方向）を基板と垂直に配向させている。
【０００３】
液晶分子を初期配向状態でホメオトロピック配向させた垂直配向型のＴＦＴ液晶表示素子は、互いに対向する一対のガラス基板の内面それぞれに垂直配向膜が形成され、これらのガラス基板の間に負の誘電異方性を示す液晶材料を封入して液晶セルが構成される。
【０００４】
この液晶セルにおいて、一対の基板の一方には複数の画素電極が形成され、他方の基板には複数の画素電極と対向する対向（共通）電極が形成され、これらの各画素電極と対向電極の対向部分とその間の液晶により１つの画素が形成される。それぞれの基板には、画素電極と対向電極間に電圧が印加されたときに液晶分子が倒れる方向を定めるためのラビング処理された垂直配向膜が画素電極と、対向電極とを覆うように形成されている。
【０００５】
画素電極と対向電極との間の電圧が印加されていない場合、対向電極と画素電極とは同電位であるため、画素電極と対向電極との間に電界が形成されず、垂直配向膜の作用により、液晶分子は基板に対して垂直に配向している。
【０００６】
画素電極と対向電極との間に電圧が印加されると、画素電極と対向電極との間に形成される電界により液晶分子が傾くように挙動し、画素電極と対向電極間に十分高い電圧が印加されたときに、液晶分子は基板に対して実質的に水平に配向する。
【０００７】
この場合、画素電極と対向電極との間に電圧が印加されたときには、画素電極と対向電極との間に形成される電界と配向処理の配向規制力により、液晶分子は一方方向に配向するため、コントラストの視野角依存性が大きく、視野角特性が悪い。
【０００８】
そこで、垂直配向型の液晶表示装置において、広い視野角特性を得るために、各画素毎に液晶分子を複数の方向に配向させた複数のドメインを形成することが提案されている。例えば、特許文献１に記載されているように、対向電極にエックス字形状の開口を形成し、対向する２つの電極間に電圧が印加されたとき、１つの画素において液晶分子を前記エックス字形開口の中央に向かって４つの方向に倒れるように配向させた液晶表示素子が提案されている。
【０００９】
この液晶表示素子では、対向電極を画素電極より大きく形成し、画素電極と対向電極との間に電圧を印加した場合は、画素領域の画素電極と対向電極が対向する部分では縦電界（基板に対して垂直な方向の電界）が発生し、画素電極の周辺部には斜め電界を発生させ、対向電極の開口（スリット）が形成されている部分に電界の不連続部分を形成することにより、液晶分子が各画素毎に前記エックス字形開口の中央に向かって倒れるように配列する。すなわち、この液晶表示素子では、液晶分子は各画素ごとに、エックス字形開口によって区画された領域ごとに４つの方向に向かって傾くように配向する。
【特許文献１】特許第２５６５６３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記の液晶表示素子は、各画素の中に形成されたエックス字開口によって配向方向の異なる領域を形成するため、各領域間の相互作用を絶つためにエックス字開口は十分広い幅に形成される必要がある。そのため、各画素において、電界により制御することができない開口（スリット）の面積が多く、対向電極の面積が少なくなり、開口率が低くなるという問題がある。
【００１１】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、液晶分子の配向状態が安定して表示不良が軽減され、且つ広視野角で高コントラストの液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る液晶表示素子は、
第１の電極が設けられた第１の基板と、
前記第１の電極と予め定めた間隔を隔てて互いに対向配置され、前記第１の電極と対向する領域によりそれぞれの画素領域を形成する少なくとも一つの第２の電極が設けられた第２の基板と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って形成された補助電極と、
前記第１、第２の電極の互いに対向する内面それぞれに形成された垂直配向膜と、
前記第１、第２の基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、を備え、
前記第１、第２の電極のうちの少なくとも一方の電極には、その画素領域を複数のサブ画素領域に区分するための開口部が前記画素領域ごとに形成され、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面の、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って前記補助電極と重畳されて形成され、前記第２の電極の形成面から突出させて設けられた透明部材からなる透明段差膜を形成したことを特徴とする。
【００１３】
この第１の観点による液晶表示素子によれば、各サブ画素領域ごとにその周縁から中心に向って倒れこませようとする力が、各サブ画素領域周辺から均等に働くため、配向の中心が規定されることになり、液晶分子の各サブ画素領域の配向が安定化する。その結果、表示上のざらつきやむらを解消することができ、明るい表示がえられ、また各サブ画素領域毎に液晶分子は中心から放射状に配向するため、視野角特性も向上する。
【００１４】
この発明の液晶表示素子において、補助電極は、第２の電極の開口部に対応する部分に配置された開口部補助電極を備え、開口部により区分された複数のサブ画素領域のそれぞれを囲むように形成するのが好ましい。この場合、開口部補助電極は、透明導電膜により形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、透明段差膜は、第２の電極の開口部に対応する部分に位置し、補助電極と重畳させて設けられる開口部段差膜を備えていることが好ましい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る液晶表示素子は、
第１の電極が設けられた第１の基板と、
前記第１の電極と予め定めた間隔を隔てて互いに対向配置され、前記第１の電極と対向する領域によりそれぞれの画素領域を形成する少なくとも一つの第２の電極が設けられた第２の基板と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って形成された第１の補助電極と、
前記第１、第２の電極の互いに対向する内面それぞれに形成された垂直配向膜と、
前記第１、第２の基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、を備え、
前記第２の電極には、その画素領域を複数のサブ画素領域に区分し、前記第２の電極と前記補助電極との間に印加される電界により、前記複数のサブ画素領域内毎に、前記液晶層の液晶分子を、その分子長軸を周辺から中央に向かって配列させるためのスリットとが形成され、
さらに、前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面の、前記スリットに対応する位置に前記第２の電極と絶縁して形成された第２の補助電極と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って、前記補助電極と重畳させ、且つ前記第２の電極の形成面から突出させて設けられた透明部材からなる第１の透明段差膜と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、前記第２の補助電極と重畳させ、且つ前記第２の電極の形成面から突出させて設けられた透明部材からなる第２の透明段差膜と、
が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
この第２の観点からなる液晶表示素子によれば、各サブ画素領域ごとにその周縁から中心に向って倒れこませようとする大きな力が各サブ画素領域の周辺から均等に働くため、配向の中心が規定されることになり、液晶分子の各サブ画素領域の配向が安定化する。その結果、表示上のざらつきやむらを解消することができ、明るい表示を得ることができ、また各サブ画素領域毎に液晶分子は中心から放射状に配向するため、視野角特性も向上する。
【００１８】
この発明の液晶表示素子において、スリットは、各画素領域の中央から周縁に向かって延び、画素領域の中央部で互いに接続されるように形成された複数の切り欠き部からなることが好ましい。
【００１９】
第１の補助電極は、第２の電極よりも低い電位に設定されることが望ましく、さらに第１の補助電極が、第２の電極と対向する第１の電極の電位と等しい電位に設定されることが好ましい。
【００２０】
また、第１の補助電極は、第２の電極の周辺部分と重畳し、第２の電極との間に補償容量を形成するための補償容量電極からなることが望ましく、さらに、第２の補助電極は、第１の補助電極と接続されていることが好ましい。そして、第２の補助電極は、透明導電膜から構成されることことが好ましい。
【００２１】
この液晶表示素子において、第１、第２の段差透明膜は、それぞれの表面に散乱反射膜を形成されていることが望ましく、この場合、第１、第２の透明膜段差それぞれの表面には凹凸が形成され、前記凹凸上に、光を散乱反射する金属膜が形成されていることが好ましい。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る液晶表示素子は、
第１の電極が設けられた第１の基板と、
前記第１の電極と予め定めた間隔を隔てて互いに対向配置され、前記第１の電極と対向する領域によりそれぞれの画素領域を形成する少なくとも一つの第２の電極が設けられた第２の基板と、
前記第２の基板の前記第２の電極が設けられた面に、少なくとも前記画素領域の周縁に沿って形成された補助電極と、
前記第１、第２の電極の互いに対向する内面それぞれに形成された垂直配向膜と、
前記第１、第２の基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、を備え、
前記第１、第２の電極のうちの少なくとも一方の電極には、その画素領域を複数のサブ画素領域に区分するための開口部が前記画素領域ごとに形成され、
前記第１、第２の電極のうちの少なくとも一方の電極の前記内面に、前記複数のサブ画素領域内毎に、前記液晶層の液晶分子を、周辺から中央に向けてその分子長軸を傾けて配列するように、少なくとも前記サブ画素領域の周縁に前記サブ画素領域の中央に向かって傾斜された傾斜面を形成したことを特徴とする。
【００２３】
傾斜面は、少なくとも開口部近傍に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、各サブ画素領域ごとにその周縁から中心に向って倒れこませようとする力が、各サブ画素領域周辺から均等に働くため、配向の中心が規定されるので、液晶分子の各サブ画素領域の配向が安定化し、表示上のざらつきやむらを解消することができる。また各サブ画素領域毎に液晶分子は中心から放射状に配向するため、視野角特性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置について、以下図面を参照して説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る垂直配向型の液晶表示素子における１つの画素構造を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す１つの画素をII−II線に沿って断面して示す断面図である。図３は、図１に示す１つの画素をIII−III線に沿って断面して示す断面図である。
【００２７】
液晶表示素子は、対向して配置された一対のガラス基板１０１，１０２を備え、一方のガラス基板１０２（以下ＴＦＴ基板１０２という）と他方のガラス基板１０１（以下対向基板１０１という）との間に負の誘電異方性を示す液晶１０３が封入されている。
【００２８】
ＴＦＴ基板１０２の対向基板１０１と対向する面上には、ＴＦＴ素子１０４、画素電極１０５、ドレイン配線１０６、補助電極１０７、ゲート配線１０８、ゲート絶縁膜１０９、絶縁膜１１０、配向膜１１１が形成されている。また、対向基板１０１の内面には、対向電極１１２、カラーフィルタ１１３、ブラックマスク１１５、及び配向膜１１４が形成されている。
【００２９】
ＴＦＴ素子１０４は、ＴＦＴ基板１０２上に形成された逆スタガ型の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）である。ＴＦＴ素子１０４は、ゲート電極１０４ａ、半導体層１０４ｂ、ソース電極１０４ｃ、ドレイン電極１０４ｄを備える。
【００３０】
画素電極１０５は、酸化インジウムを主成分とするＩＴＯ膜等から構成された、平面形状がほぼ四角形の透明電極から形成される。この画素電極１０５は、対向電極１１２と対向する領域により、画像を形成するための最小単位である１つの画素領域を画定している。また画素電極１０５には、各画素領域ごとに複数のサブ画素領域に区分するための幅の狭い開口部１０５ａが形成されている。この開口部１０５ａは、画素電極１０５の中央から周縁に向かって延び、前記画素電極１０５の中央部で互いに繋がったスリットによって形成されている（以下、開口部をスリット１０５ａという）。
【００３１】
この実施形態では、画素電極１０５に、その画素電極１０５の中央部から縦方向及び横方向に延在するように、画素電極１０５を切り欠いたスリット１０５ａが十字形を模るように形成されており、このスリット１０５ａにより１つの画素領域が４つのサブ画素領域に区分される。
【００３２】
そして、画素電極１０５の周縁部とスリット１０５ａの上には、アクリル樹脂等の透明樹脂材料からなる透明段差膜１１６が、画素電極１０５の表面から突出した凸部を形成するように設けられている。すなわち、１つの画素電極１０５と対向電極１１２とが対向する領域によって定義される１つの画素領域は、画素電極１０５に設けられたスリット１０５ａと、その上に形成された透明段差膜１１６とによって、４つのサブ画素領域に区分され、それぞれのサブ画素領域の周縁には、画素電極１０５の膜面から突出した透明段差膜１１６の端面によって配向膜１１１に傾斜面１１１ａが形成されている。
【００３３】
この実施形態の液晶表示パネルにおけるドレイン配線１０６は、各画素列毎に、列方向に伸びるように形成されたアルミニウム配線等から構成される。このドレイン配線１０６は、同一画素列のＴＦＴ素子１０４のドレイン電極１０４ｄに接続され、列ドライバからの画像信号をオンしたＴＦＴ素子１０４を介して画素電極１０５に供給する。
【００３４】
補助電極１０７は、その一部がゲート絶縁膜１０９を介して画素電極１０５の周縁部と重なるように配置され、アルミニウム等の金属膜から形成された周縁補助電極１０７ａと、ＩＴＯ等の透明導電膜により画素電極１０５に形成されたスリット１０５ａに対応する形状に形成されたスリット部補助電極１０７ｂとからなっている。そして、この補助電極１０７は画素電極１０５よりも低い予め定めた電位に、より好ましくは、対向電極１１２と同電位に設定され、画素電極１０５との間で、各画素電極１０５と対向電極１１２と液晶１０３とで形成される画素容量と並列に接続された補償容量を形成する。
【００３５】
ゲート配線１０８は、各画素行毎に行方向に伸びるように形成されたアルミニウム配線等から構成され、ゲート絶縁膜１０９により他の電極と絶縁されている。このゲート配線１０８は、対応する画素行のＴＦＴ素子１０４のゲート電極１０４ａに接続され、ＴＦＴ素子１０４に走査信号を供給し、ＴＦＴ素子１０４のオン／オフを制御する。
【００３６】
ゲート絶縁膜１０９は、ＴＦＴ素子１０４のゲート電極１０４ａ、ゲート配線１０８、及び補助電極１０７が形成されたＴＦＴ基板１０２上に形成された絶縁膜であり、例えばシリコン窒化膜から構成される。なお、ゲート絶縁膜１０９は、ＴＦＴ素子１０４のゲート電極１０４ａと、このゲート電極１０４ａに対向する半導体層１０４ｂ及びソース／ドレイン電極１０４ｃ，１０４ｄとを電気的に分離する。このＴＦＴ素子１０４のソース電極１０４ｃは、対応する画素電極１０５に接続され、ドレイン電極１０４ｄは対応するドレイン配線１０６に接続される。
【００３７】
絶縁膜１１０は、ドレイン配線１０６を被い、画素電極１０５と、隣接する画素の画素電極１０５との間に形成された絶縁膜であり、例えばシリコン窒化膜から構成される。この絶縁膜１１０により、画素領域よりその周辺が厚くなるように形成されている。
【００３８】
配向膜１１１，１１４は、有機垂直配向材の塗布及び焼成により形成され、或いは、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成されたヘキサメチルジシロキサンの重合膜等から構成される。これらの配向膜１１１，１１４は、画素電極１０５と対向電極１１２をそれぞれ覆うように形成され、その間に液晶１０３が封入される。なお、配向膜１１１，１１４はラビング処理されておらず、無電界時には、その表面近傍の液晶分子を配向膜面に対して垂直に配向させる。
【００３９】
次に、上記構成の液晶表示素子の製造方法について、説明する。
【００４０】
一方のガラス基板１０２上に、アルミニウム系の金属膜を形成し、これをパターニングすることによりＴＦＴ素子１０４のゲート電極１０４ａとゲート配線１０８と補助電極１０７（補助電極１０７を相互に接続する配線を含む）を形成する。次いで、ＣＶＤによりゲート絶縁膜１０９を形成する。続いて、ゲート絶縁膜１０９上に、ＴＦＴ素子１０４のチャネル層（半導体層）、ソース領域、ドレイン領域などを形成する。
【００４１】
ゲート絶縁膜１０９上に、スパッタによりＩＴＯ膜を形成する。ＩＴＯ膜の画素領域を構成する部分を残して、ＩＴＯ膜をエッチングしてパターニングすることにより、画素中心部から画素領域の周辺部に延びる幅の狭いスリット１０５ａが切り欠かれた画素電極１０５が得られる。
【００４２】
画素電極１０５の周縁から離間してゲート絶縁膜１０９上にドレイン配線１０６を形成し、ＴＦＴ素子１０４のドレイン電極１０４ｄに接続する。画素電極１０５の周囲の非画素領域に形成されたドレイン配線１０６を覆うように、ゲート絶縁膜１０９上に絶縁膜１１０を形成する。
【００４３】
次に、アクリル樹脂等の透明樹脂材料を含むフォトレジスト液をＴＦＴ基板１０２の内面に塗布し、パターン露光して、透明段差膜１１６を形成する。続いて、全面にＣＶＤ、スピンコート等により、配向膜１１１を形成する。
【００４４】
このようにして形成されたＴＦＴ基板１０２と、対向電極１１２、カラーフィルタ１１３などが形成された対向基板１０１と、を図示しないスペーサを介して対向配置して、周囲をシール材によりシールして液晶セルを形成する。続いて、この液晶セルに負の誘電異性を有する液晶を注入し、注入口を封止する。さらに、ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０１の外面に図示しない偏光板を配置して液晶表示素子が製造される。
【００４５】
次に、上記のような構造を有する画素内の液晶の挙動について説明する。
【００４６】
１つの画素領域は、１つの画素電極１０５と対向電極１１２とが互いに対向する領域によって定義され、画素電極１０５に形成された複数のスリット１０５ａにより、４つのサブ画素領域に区分されている。１つの画素領域の周囲が周縁補助電極１０７ａにより囲まれており、またスリット１０５ａに対応させて配置したスリット部補助電極１０７ｂが配置されているため、各サブ画素領域はその周囲を周縁補助電極１０７ａとスリット部補助電極１０７ｂとにより、略全周が取り囲まれている。画素電極１０５と補助電極１０７との間に電圧が印加されると、各サブ画素領域の周りには、基板面と略平行な方向の電界（横電界）が発生する。
【００４７】
また、各サブ各画素領域の周囲は、透明段差膜１１６により囲まれており、それぞれのサブ各画素領域の周囲には、このサブ各画素領域の中心の方向に向いた傾斜面１１１ａが形成され、液晶分子１０３ａは図２と図３に示すように、この傾斜面１１１ａに垂直に配列する。
【００４８】
図４及び図５に、１つのサブ画素領域における液晶分子１０３ａの配向状態を模式的に示した。画素電極１０５と対向電極１１２間に電圧が印加されると、各サブ画素領域の周囲の横電界と、各サブ画素領域の周囲の配向膜１１１の傾斜面１１１ａとの作用によって、液晶分子１０３ａは、図４に示すように各サブ画素領域ごとにその周辺から中心に向かって倒れはじめる。そして、画素電極１０５と対向電極１１２間に十分高い電圧、すなわち、画素電極１０５に３乃至９Ｖ、対向電極１１２に−２乃至４Ｖの電圧が印加されたとき、液晶分子１０３ａは図５に示すように、その分子長軸（ダイレクタ）を各サブ画素領域の周辺から中心に向けて画素電極１０５の表面と実質的に平行に配列する。この場合、各サブ画素領域の中心部の液晶分子１０３ａは、中心に向かって倒れ込む周辺部の液晶分子１０３ａから均等に分子間力を受けるため、基板面に対して垂直に配向する。
【００４９】
このように、各サブ画素領域でみると、液晶分子１０３ａは、そのダイレクタを各サブ画素領域の中央から放射状に向けて配向する。
【００５０】
以上説明したように、画素電極１０５に画素領域の中心から画素周辺に向かうスリット１０５ａと、このスリット１０５ａの上に透明段差膜１１６と、画素電極の周縁及びスリット１０５ａに対応する補助電極とを形成して、１つの画素領域を複数のサブ画素領域に区分した。したがって、区分された各サブ画素領域の周辺部では、画素電極１０５と補助電極１０７との間に印加される電圧によって発生する横電界の作用と、透明段差膜１１６の表面形状、つまり傾斜面１１１ａに応じて、各サブ画素領域ごとにその周縁から中心に向って倒れこませようとする力が、周辺から均等に働くために配向の中心が規定され、液晶分子１０３ａの各サブ画素領域の配向が安定化する。その結果、表示上のざらつきやむらを解消することができ、明るい表示がえられ、また各サブ画素領域毎に液晶分子１０３ａは中心から放射状に配向するため、視野角特性も向上する。
【００５１】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係る液晶表示素子の画素構造の概略を示し、図７は、図６のVII−VII線に沿った断面を示している。
【００５２】
この図６及び図７において、ＴＦＴ基板１０２の内面上には、ＴＦＴ素子１０４、画素電極１０５、ドレイン配線１０６、補助電極１０７、ゲート配線１０８、ゲート絶縁膜１０９、絶縁膜１１０、配向膜１１１が形成されている。また、対向基板１０１の内面には、対向電極１１２、カラーフィルタ１１３、ブラックマスク１１５、及び配向膜１１４が形成されている。この実施形態において、上記実施形態１と同一の構成には、同一の参照符号を付して、説明は省略する。
【００５３】
この実施形態において、アクリル樹脂等の透明樹脂材料からなる透明段差膜１１６は、その表面が凹凸に加工された粗面１１６ａを有する。この透明段差膜１１６の粗面１１６ａ上には、アルミニウム等の金属材料膜からなる反射膜金属１１７が形成されている。これらの透明段差膜１１６の粗面１１６ａと、その上に形成された反射金属膜１１７とにより、拡散反射面を構成している。
【００５４】
透明段差膜１１６は、アクリル樹脂等の透明樹脂材料を含むフォトレジスト液をＴＦＴ基板１０２の内面に塗布し、パターン露光して形成された透明段差膜１１６の表面に、プラズマエッチングにより凹凸を有する粗面１１６ａを形成し、その後、アルミニウム等の蒸着により粗面１１６ａ上に反射金属膜１１７を成膜することによって形成される。
【００５５】
このようにして得られた液晶表示素子は、透明段差膜１１６の凹凸に加工された粗面１１６ａと反射金属膜１１７とから形成される散乱反射膜により入射光を拡散反射するから、反射型の表示として用いることができ、半透過型の液晶表示素子を得ることができる。
【００５６】
本発明は、上記の実施形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。
【００５７】
上記の実施形態では、透明段差膜１１６により、液晶分子１０３ａに、その分子長軸を各サブ画素領域の周縁から中心に向って倒れこませるように作用する傾斜面１１１ａを形成した。しかし、サブ画素領域の周縁に傾斜面を形成する手段は、透明段差膜に限定されない。また、サブ画素領域の中央に向かって傾斜された傾斜面は、少なくともサブ画素領域の周縁に形成されていればよく、傾斜面は、サブ画素領域全体に形成されてもよい。例えば、画素電極の厚さを変更して、サブ画素領域の周縁から中央に向かって傾斜された傾斜面を形成することができる。また、傾斜面は対向電極が配置される対向基板に形成されてもよい。この場合には、スリットが、対向基板に形成され、傾斜面はスリット近傍に形成することが望ましい。
【００５８】
上記の実施形態では、画素電極１０５に、スリット１０５ａを形成する例を示した。しかし、スリットは、対向電極１１２に形成されてもよい。この場合には、透明段差膜１１６も対向電極が配置される対向基板１０１に形成されることが望ましい。また、画素電極１０５及び対向電極１１２に、それぞれスリットを形成することもできる。
【００５９】
上記の実施形態では、スリット１０５ａは、画素電極１０５の中心部から周辺部に向かって縦方向及び横方向に形成されると説明した。しかし、スリット１０５ａは、画素電極を略同一形状に区分するように配置されればよく、例えば画素電極１０５の対角線上を画素中心部から四隅に向かって形成されてもよい。また、スリットにより区分されるドメインの数は、４に限らず、２以上の任意の整数であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態１に係る垂直配向型液晶表示素子における１つの画素構造を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示す１つの画素をII−II線に沿って断面して示す断面図である。
【図３】図１に示す１つの画素をIII−III線に沿って断面して示す断面図である。
【図４】１つのサブ画素領域における液晶分子の挙動の状態を示す模式図である。
【図５】１つのサブ画素領域における液晶分子の配向状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る垂直配向型液晶表示素子における１つの画素構造を概略的に示す平面図である。
【図７】図６に示す１つの画素をVII−VII線に沿って断面して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０１・・・対向基板（ガラス基板）、１０２・・・ＴＦＴ基板（ガラス基板）、１０３・・・液晶、１０４・・・ＴＦＴ素子、１０５・・・画素電極、１０６・・・ドレイン配線、１０７・・・補助電極、１０８・・・ゲート配線、１０９・・・ゲート絶縁膜、１１０・・・絶縁膜、１１２・・・対向電極、１１６・・・透明段差膜、１１１・・・配向膜、１１４・・・配向膜、１１７・・・反射金属膜、１０３ａ・・・液晶分子、１０５ａ・・・スリット（開口部）、１０７ａ・・・周縁補助電極、１０７ｂ・・・スリット部補助電極、１１１ａ・・・傾斜面
【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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