(57)【要約】【課題】広視野角特性を有し、表示品位が高く、生産性に優れた液晶表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】第１基板と、第２基板と、これらの間に設けられた垂直配向型の液晶層と、第２基板の液晶層側に設けられたカラーフィルタとを備え、複数の絵素領域を有する液晶表示装置である。第１基板は、複数の絵素領域のそれぞれ内に、それぞれが電圧印加状態において放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを液晶層に形成するように配向規制力を発現する配向規制構造を有し、第２基板は、複数の液晶ドメインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応する領域に、少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部を有する。カラーフィルタは、第１色層、第２色層および第３色層を有し、液晶層の厚さは、第１色層、第２色層および第３色層から構成される第１積層構造体によって規定され、第２基板が有する凸部は、第１色層、第２色層および第３色層のうちの２つから構成される第２積層構造体である。【選択図】　図１１
2004053654.tif 000002
【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垂直配向型の液晶層と、前記第２基板の前記液晶層側に設けられたカラーフィルタとを備え、
前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介して対向する第２電極とによって、それぞれが規定される複数の絵素領域を有し、
前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれ内に、それぞれが電圧印加状態において放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを前記液晶層に形成するように配向規制力を発現する配向規制構造を有し、
前記第２基板は、前記複数の液晶ドメインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応する領域に、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部を有し、
前記カラーフィルタは、第１色層、第２色層および第３色層を有し、
前記液晶層の厚さは、前記第１色層、前記第２色層および前記第３色層から構成される第１積層構造体によって規定され、
前記第２基板が有する前記凸部は、前記第１色層、前記第２色層および前記第３色層のうちの２つから構成される第２積層構造体である、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子をさらに有し、
前記第１電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極であり、前記第２電極は、前記複数の絵素電極に対向する少なくとも１つの対向電極である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子をさらに有し、
前記第２電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極であり、前記第１電極は、前記複数の絵素電極に対向する少なくとも１つの対向電極である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記絵素電極は前記カラーフィルタ上に設けられている、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１色層、前記第２色層および前記第３色層は、赤色層、緑色層および青色層であり、
前記第２積層構造体は、前記赤色層および前記青色層から構成されている、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】
請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法であって、
第２基板を用意する工程と、
前記第２基板上にドライフィルムラミネート法を用いて第１色層、第２色層および第３色層を有するカラーフィルタを形成する工程と、
を包含する、液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、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およびその製造方法に関する。
【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なわれている。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
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】
一方、ラビング処理を行わずに配向制御を行う方法として、電極にスリット（開口部）を形成することによって、斜め電界を発生させ、その斜め電界によって液晶分子の配向方向を制御する方法も考案されている（例えば、特開平６−３０１０３６号公報および特開２０００−４７２１７号公報）。しかしながら、本願発明者が検討した結果、上記公報に開示されている方法では、電極の開口部に対応する液晶層の領域の配向状態が規定されておらず、液晶分子の配向の連続性が十分でなく、安定した配向状態を絵素の全体に亘って得ることが困難な結果、ざらついた表示となる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、広視野角特性を有し、表示品位が高く、生産性に優れた液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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垂直配向型の液晶層と、前記第２基板の前記液晶層側に設けられたカラーフィルタとを備え、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介して対向する第２電極とによって、それぞれが規定される複数の絵素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれ内に、それぞれが電圧印加状態において放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを前記液晶層に形成するように配向規制力を発現する配向規制構造を有し、前記第２基板は、前記複数の液晶ドメインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応する領域に、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部を有し、前記カラーフィルタは、第１色層、第２色層および第３色層を有し、前記液晶層の厚さは、前記第１色層、前記第２色層および前記第３色層から構成される第１積層構造体によって規定され、前記第２基板が有する前記凸部は、前記第１色層、前記第２色層および前記第３色層のうちの２つから構成される第２積層構造体であり、そのことによって上記目的が達成される。
【０００９】
ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子をさらに有し、前記第１電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極であり、前記第２電極は、前記複数の絵素電極に対向する少なくとも１つの対向電極である。
【００１０】
また、他の好適な実施形態において、前記第２基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子をさらに有し、前記第２電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極であり、前記第１電極は、前記複数の絵素電極に対向する少なくとも１つの対向電極である。このとき、前記絵素電極は前記カラーフィルタ上に設けられていることが好ましい。
【００１１】
典型的には、前記第１色層、前記第２色層および前記第３色層は、赤色層、緑色層および青色層である。このとき、前記第２積層構造体は、前記赤色層および前記青色層から構成されていてもよい。
【００１２】
前記凸部は、前記少なくとも１つの液晶ドメイン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。また、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内において、前記凸部による配向規制方向は、前記配向規制構造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。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記第１電極は複数の単位中実部を有し、前記配向規制構造は、前記複数の単位中実部によって構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されたときに、前記複数の単位中実部の周辺に斜め電界を生成することによって、前記複数の単位中実部に対応する領域に、前記複数の液晶ドメインを形成する。
【００１４】
また、他の好適な実施形態において、前記第１電極は、少なくとも１つの開口部と中実部とを有し、前記配向規制構造は、前記第１電極の前記少なくとも１つの開口部および中実部によって構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されたときに、前記第１電極の前記少なくとも１つの開口部のエッジ部に斜め電界を生成することによって、前記少なくとも１つの開口部および中実部に対応する領域に、前記複数の液晶ドメインを形成する。
【００１５】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、上記構成を有する液晶表示装置の製造方法であって、第２基板を用意する工程と、前記第２基板上にドライフィルムラミネート法を用いて第１色層、第２色層および第３色層を有するカラーフィルタを形成する工程と、を包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の液晶表示装置が有する各構成要素の基本的な機能を説明する。
【００１７】
本発明の液晶表示装置において、垂直配向型の液晶層を挟持するように配置された一対の基板のうちの一方の基板は、それぞれの絵素領域内に、それぞれが電圧印加状態において放射状傾斜配向状態（軸対称配向とも言う。）をとる複数の液晶ドメインを形成するように配向規制力を発現する配向規制構造を有し、他方の基板は、複数の液晶ドメインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応する領域に、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部を有している。従って、少なくとも電圧印加状態において、一方の基板に設けられた配向規制構造と他方の基板に設けられた凸部とによる配向規制力が液晶分子に作用するので、配向規制構造のみを有する構成よりも、液晶層に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向が安定する。
【００１８】
また、本発明の液晶表示装置において、凸部を有する他方の基板の液晶層側に設けられたカラーフィルタは、第１色層、第２色層および第３色層を有し、液晶層の厚さは、第１色層、第２色層および第３色層から構成される第１積層構造体によって規定される。つまり、第１積層構造体が一対の基板間の間隔を保持するスペーサとして機能する。そのため、スペーサを形成するための工程を別途に設ける必要がないので、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。さらに、本発明の液晶表示装置において、配向規制力を発現する凸部は、第１色層、第２色層および第３色層のうちの２つから構成される第２積層構造体である。そのため、凸部を形成するための工程を別途に設ける必要がないので、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【００１９】
本発明による液晶表示装置は優れた表示特性を有するので、本発明は、絵素領域ごとにスイッチング素子を供えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に好適に用いられる。スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極は、配向規制構造を有する基板上に設けられてもよいし、凸部およびカラーフィルタを有する基板上に設けられてもよい。言い換えると、スイッチング素子を備えるアクティブマトリクス基板上にカラーフィルタが設けられてもよいし、アクティブマトリクス基板に対向する基板（対向基板）上にカラーフィルタが設けられてもよい。
【００２０】
アクティブマトリクス基板上にカラーフィルタを設ける構成を採用すると、対向基板の構成が簡略化されるので、対向基板の作製が簡便になる。また、アクティブマトリクス基板上にカラーフィルタを設ける場合には、カラーフィルタ上に絵素電極を設けることによって、絵素電極がカラーフィルタを介してスイッチング素子やスイッチング素子に接続されたゲート配線およびソース配線と重なる構成とすることができ、別途に樹脂層などの層間絶縁層を設けることなく高開口率の構成を実現できる。
【００２１】
カラーフィルタが有する第１色層、第２色層および第３色層は、典型的には、赤色層、緑色層および青色層である。第２積層構造体すなわち凸部を、赤色層および青色層から構成すると、凸部の光透過率を低くすることが可能となるので、凸部の配向規制力によって傾斜配向した液晶分子のリタデーションに起因する光漏れを抑制でき、コントラスト比の高い表示が実現される。
【００２２】
ドライフィルムラミネート法を用いてカラーフィルタを形成すると、均一な膜厚の樹脂膜が貼付されることによって各色層（第１色層、第２色層および第３色層）が形成されるので、スペーサとして機能する第１積層構造体の高さを均一にすることができる。そのため、液晶層の厚さムラ（セルギャップムラ）に起因する表示品位の低下が抑制・防止される。
【００２３】
本発明の液晶表示装置が有する好適な配向規制構造は、絵素領域の液晶層に電圧を印加する一対の電極の内の一方の電極構造によって構成されている。一方の電極は、複数の単位中実部を有し、一対の電極間に電圧が印加されたときに、複数の単位中実部の周辺に斜め電界を生成することによって、複数の単位中実部に対応する領域に、複数の液晶ドメインを形成する。すなわち、一対の電極間に電圧を印加したときに、一方の電極の周辺に斜め電界を生成し、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に、一方の電極の外形が規定されている。
【００２４】
なお、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。
【００２５】
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構成とすることが好ましい。単位中実部の形状が回転対称性を有すると、形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向も回転対称性を有する配向、すなわち軸対称配向となり、視野角特性が向上する。
【００２６】
本発明の液晶表示装置が有する他の好適な配向規制構造は、絵素領域の液晶層に電圧を印加する一対の電極の内の一方が少なくとも１つの開口部（電極の内で導電膜が存在しない部分）と中実部（電極の内で開口部以外の部分、導電膜が存在する部分）とを有する電極構造である。中実部は典型的には、上記の単位中実部を含む。一方の電極に開口部を設けることによって、１つの絵素領域により、２次元的に配列された単位中実部（例えば４つ）を形成することができるので、電極に開口部を形成することなく、電極の外形を所定の形状に規定することによって単位中実部（例えば２つ）を形成するよりも、多くの液晶ドメインを形成することが可能になる。
【００２７】
なお、後述するように、放射状傾斜配向をとる液晶ドメインを電極の開口部に対応する領域にも形成するように、開口部を形成することができるが、必ずしもこのようにする必要はない。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。
【００２８】
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、電極の開口部のエッジ部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。垂直配向型液晶層は、電圧無印加状態で基板面に対して液晶分子が実質的に垂直に配向する液晶層であり、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膜によって配向規制されている。
【００２９】
上記一対の電極に電圧を印加すると垂直配向型液晶に斜め電界が生成され、この斜め電界によって形成される液晶ドメインは、電極の開口部および中実部に対応する領域に形成される。これらの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を行う。それぞれの液晶ドメインは放射状傾斜配向（軸対称配向）をとるので、表示品位の視角依存性が小さく、広視角特性を有する。
【００３０】
さらに、開口部に形成される液晶ドメインおよび中実部に形成される液晶ドメインは、開口部のエッジ部に生成される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。
【００３１】
上記の電極構造を採用すると、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も、液晶分子が放射状傾斜配向をとるので、上述した従来の液晶表示装置に比べ、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、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必要があり、そのためには、開口部（エッジ部）を多く形成する必要がある。本発明の液晶表示装置においては開口部に対応して、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ので、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。
【００３２】
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。なお、１つの絵素領域が、例えば補助容量配線のように不透明な構成要素のよって分割される場合には、表示に寄与する領域毎に単位格子を配置すればよい。
【００３３】
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）のそれぞれの形状を回転対称性を有する形状とすることによって、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。例えば、それぞれの開口部の形状（基板法線方向から見たときの形状）を円形や正多角形（例えば正方形）とする。なお、絵素の形状（縦横比）等に応じて、回転対称性を有しない形状（例えば楕円）等の形状としてもよい。また、開口部に実質的に包囲される中実部の領域（「単位中実部」）の形状が回転対称性を有することによって、中実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。例えば、開口部を正方格子状に配置する場合、開口部の形状を略星形や十字形などとし、中実部の形状を略円形や略正方形等の形状としてもよい。勿論、開口部および開口部によって実質的に包囲される中実部の形状をともに略正方形としてもよい。
【００３４】
電極の開口部に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向を安定化させるためには、開口部に形成される液晶ドメインは略円形であることが好ましい。逆にいうと、開口部に形成される液晶ドメインが略円形となるように、開口部の形状を設計すればよい。
【００３５】
勿論、電極の中実部に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向を安定化させるためには、開口部によって実質的に包囲される中実部の領域は略円形であることが好ましい。連続した導電膜から形成される中実部に形成される或る１つの液晶ドメインは、複数の開口部によって実質的に包囲される中実部の領域（単位中実部）に対応して形成される。従って、この中実部の領域（単位中実部）の形状が略円形となるように、開口部の形状およびその配置を決めればよい。
【００３６】
上述したいずれの場合においても、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。
【００３７】
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めることが好ましい。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。
【００３８】
上記の電極構造（すなわち配向規制構造）を一方の基板に設けただけでは、液晶層に応力が印加されて放射状傾斜配向が乱れると、乱れた配向状態が電界効果によって維持され、残像現象として視認されることがあるが、本願発明の液晶表示装置は、配向規制構造に加え、他方の基板に液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部を有しており、少なくとも電圧印加状態においては、配向規制構造と凸部とによる配向規制力が液晶ドメイン内の液晶分子に作用するので、配向規制構造のみを有する構成よりも、液晶ドメインの放射状傾斜配向が安定化され、応力による表示品位の低下が抑制される。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ので、印加電圧の大きさに関わらず配向を安定化できる。また、凸部の配向規制力は比較的弱くてもその効果を奏するので、典型的には、凸部は、配向規制構造による配向規制力よりも弱い配向規制力を発現すればよい。
【００３９】
凸部を、配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向をとる液晶ドメイン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。
【００４０】
凸部による配向規制方向は、配向規制構造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。
【００４１】
また、凸部による配向規制力は、配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向をとる液晶ドメイン内の液晶分子にだけ及べば、液晶ドメインの放射状傾斜配向を安定化することができる。特に、凸部を液晶ドメインの中央付近に対応する領域に設けると、放射状傾斜配向の中心軸の位置を固定する効果も得られる。
【００４２】
配向規制構造として、上述した開口部を有する電極構造を採用すると、液晶ドメインは、開口部および中実部の両方に形成されるが、中実部に対応して形成される液晶ドメインに対してのみ凸部を設ければよい。
【００４３】
また、このとき、凸部を全ての中実部に対応して設けることが好ましいが、電極構造（開口部の数や配置）によっては、一部の中実部に対して設けるだけで、実用的な配向安定性が得られる場合もある。これは、本発明の液晶表示装置の液晶層に形成される放射状傾斜配向は本質的に連続しているからである。
【００４４】
本発明による液晶表示装置の配向規制構造として機能する電極構造のうち、上述した開口部を有する電極は、例えば、絵素領域毎にＴＦＴなどのスイッチング素子を備えるアクティブマトリクス型液晶表示装置におけるスイッチング素子に接続された絵素電極であり、他方の電極は、複数の絵素電極に対向する少なくとも１つの対向電極である。このように、液晶層を介して互いに対向するように設けられる一対の電極の内の一方にだけ、開口部を設けるだけで、安定した放射状傾斜配向を実現することができる。すなわち、公知の製造方法において、導電膜を絵素電極の形状にパターニングする際に、所望の形状の開口部が所望の配置で形成されるように、フォトマスクを修正するだけで、配向規制構造を有する液晶表示装置を製造することができる。勿論、対向電極に複数の開口部を形成してもよい。また、配向規制構造として機能する電極構造を、特開２００２−０５５３４３２号公報に開示されているような二層構造電極としてもよい。
【００４５】
また、本発明による液晶表示装置が備える凸部も、公知の方法で製造することができる。
【００４６】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。
【００４７】
（配向規制構造）
まず、本発明の液晶表示装置の好適な配向規制構造である電極構造とその作用とを説明する。
【００４８】
本発明による液晶表示装置は、優れた表示特性を有するので、アクティブマトリクス型液晶表示装置に好適に利用される。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。本発明はこれに限られず、ＭＩＭを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装置に適用することができる。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、さらに、特開平１１−１０１９９２号公報に開示されているような透過反射両用型液晶表示装置に適用することができる。
【００４９】
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。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、絵素電極と絵素電極に対向する対向電極とが絵素領域を規定する。また、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状に設けられる列電極と列電極に直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそれぞれの領域が絵素領域を規定する。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。
【００５０】
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による配向規制構造を備える液晶表示装置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。
【００５１】
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。
【００５２】
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）１０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）２０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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。なお、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を形成することが好ましい。従って、図示したように、絵素電極１４の端部は、開口部１４ａの約２分の１（辺に対応する領域）および開口部１４ａの約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いることが好ましい。なお、図１（ａ）中に実線で示した正方形（正方格子の集合）は、単一の導電層から形成された従来の絵素電極に対応する領域（外形）を示している。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
また、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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１０および２０の表面に対して垂直に配向している。
【００６２】
液晶層３０に電圧を印加すると、図２（ａ）に示した等電位線（電気力線と直交する）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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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１０および２０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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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られればよい。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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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が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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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に平行になるよう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）。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
図５（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。
【００８５】
図５（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。
【００８６】
さらに、図６（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。
【００８７】
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。
【００８８】
但し、開口部１４ａおよび／または単位中実部１４ｂ’の形状は、矩形よりも円形または楕円形の方が放射状傾斜配向を安定化できるので好ましい。これは、開口部１４ａ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）変化するためと考えられる。
【００８９】
上述した液晶分子３０ａの配向方向の連続性の観点から、図７（ａ）および（ｂ）に示す絵素電極１４Ｅおよび１４Ｆも考えられる。図７（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７（ｂ）に示した絵素電極１４Ｆは、図６（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５（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。
【００９０】
（凸部）
次に、凸部の具体的な構造と作用を説明する。これまでの説明にそって、配向規制構造がＴＦＴ基板に設けられ、凸部が対向基板に設けられている場合について説明する。本発明による液晶表示装置は、液晶分子を基板面に対して垂直配向させるための構成（例えば一対の基板の液晶層側に設けられた垂直配向膜）に加え、上述したような液晶分子を放射状傾斜配向させるための配向規制構造と、後述するように配向規制構造と協同的に液晶分子を放射状傾斜配向させる（放射状傾斜配向状態を安定化させる）ための凸部とを有している。
【００９１】
図８を参照しながら、対向基板２００ｂに設けられた凸部５２の構造とその作用とを説明する。図８は、液晶層３０側に突き出た凸部５２を有する対向基板２００ｂを模式的に示す断面図である。
【００９２】
凸部５２は、図８に示したように、対向基板２００ｂの基板面に対して傾斜した側面５２ｓを有している。ここでは、凸部５２は、略円錐台状であり、側面５２ｓに加えて基板面に平行な頂面５２ｔを有している。
【００９３】
凸部５２の表面は、垂直配向性を有しており（典型的には、凸部５２を覆うように垂直配向膜（不図示）が形成されている。）、図８に示したように、液晶分子３０ａは、傾斜側面５２ｓのアンカリング効果によって、これらに対してほぼ垂直に配向し、凸部５２を中心に放射状に傾斜配向する。
【００９４】
つまり、凸部５２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ように作用する。凸部５２による液晶分子の傾斜方向は、配向規制構造によって絵素電極１４の単位中実部１４ｂ’（例えば図１参照）に対応する領域に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の配向方向と整合する。凸部５２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。
【００９５】
なお、ここでは略円錐台状の凸部５２を例示したが、勿論、凸部５２の形状はこれに限定されない。凸部５２は、頂面５２ｔを有していなくてもよいし、凸部５２の基板面内方向の断面形状は略円形でなくてもよい。
【００９６】
また、凸部５２は、カラーフィルタ（ここでは対向基板２００ｂの液晶層３０側に設けられている）５０が有する３つの色層のうちの２つの色層からなる積層構造体である。凸部５２のより具体的な構造については後述することとする。
【００９７】
上述した、配向規制構造および凸部５２を備える液晶表示装置２００を図９（ａ）および（ｂ）に示す。図９（ａ）は上面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）中の９Ｂ−９Ｂ’線に沿った断面図に相当する。
【００９８】
液晶表示装置２００は、配向規制構造を構成する開口部１４ａを備えた絵素電極１４を有するＴＦＴ基板１００ａと、凸部５２を有する対向基板２００ｂとを有している。なお、配向規制構造は、ここで例示する構成に限られず、前述した種々の構成を適宜用いることができる。
【００９９】
液晶表示装置２００の対向基板２００ｂに設けられている凸部５２は、絵素電極１４の中実部１４ｂに対向する領域に設けられており、より具体的には、中実部１４ｂに対向する領域の中央付近に設けられている。
【０１００】
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、配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向の方向と、凸部５２によって形成される放射状傾斜配向の方向が整合し、放射状傾斜配向が安定化する。この様子を図１０（ａ）〜（ｃ）に模式的に示している。図１０（ａ）は電圧無印加時を示し、図１０（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１０（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模式的に示している。
【０１０１】
凸部５２による配向規制力は、図１０（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。
【０１０２】
電圧を印加し始めると、図１０（ｂ）に示したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（配向規制構造による）、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１０（ｃ）に示したような定常状態に達する。このとき、中実部１４ｂに対応する領域に形成される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凸部５２の配向規制力による液晶分子３０ａの傾斜方向と一致する。
【０１０３】
定常状態にある液晶表示装置２００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、配向規制構造および凸部５２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。
【０１０４】
凸部５２による配向規制力は、配向規制構造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、それほど強い配向規制力は必要ない。例えば、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５２を形成すれば、十分な配向規制力が得られる。
【０１０５】
図１１（ａ）および（ｂ）と、図１２（ａ）および（ｂ）を参照しながら、配向規制構造および凸部５２を備える液晶表示装置２００のより具体的な構造を説明する。
【０１０６】
液晶表示装置２００が有するＴＦＴ基板１００ａは、図１１（ａ）および図１２（ａ）に示すように、透明基板１０と、透明基板１０上に形成されたＴＦＴ４０と、ＴＦＴ４０に電気的に接続された、ゲート配線（走査配線：ここでは不図示）、ソース配線（信号配線）１２および絵素電極１４とを有している。ＴＦＴ基板１００ａは、さらに、図１２（ｂ）に示すように補助容量電極１６と補助容量配線１３とを有している。
【０１０７】
ＴＦＴ４０のゲート電極４０Ｇ、ゲート配線１１および補助容量配線１３を覆うように、典型的には、ＴＦＴ基板１００ａのほぼ全面に、ゲート絶縁膜１５が形成されている。ゲート絶縁膜１５上に、ＴＦＴ４０を構成するチャネル層４１および電極コンタクト層４２と、ソース配線と、ＴＦＴ４０のソース電極４０Ｓおよびドレイン電極４０Ｄと、補助容量電極１６と、接続配線１７とが形成されている。接続配線１７は、ドレイン電極４０Ｄと補助容量電極１６とを互いに電気的に接続している。ここでは、ソース電極４０Ｓおよびドレイン電極４０Ｄは、それぞれ透明導電層４０Ｓ１，４０Ｄ１と金属層４０Ｓ２，４０Ｄ２とが積層されて構成されている。
【０１０８】
さらに、これらを覆うように、ＴＦＴ基板１００ａのほぼ全面に絶縁膜１８および層間絶縁膜１９が形成されており、この層間絶縁膜１９上に絵素電極１４が形成されている。絵素電極１４は、図１２（ｂ）に示したように、絶縁膜１８および層間絶縁膜１９に形成されたコントクトホール１８ａ，１９ａ内において、補助容量電極１６と電気的に接続されている。すなわち、絵素電極１４は、補助容量電極１６および接続配線１７を介して、ＴＦＴ４０のドレイン電極４０Ｄに電気的に接続されている。絵素電極１４を層間絶縁膜１９上に形成することで、ゲート配線１１やソース配線に重なるように絵素電極１４を設けることができ、開口率が向上する。また、絵素電極１４は、開口部１４ａと中実部１４ｂと有し、配向規制構造を構成する。
【０１０９】
液晶表示装置２００が有する対向基板２００ｂは、図１１（ａ）に示したように、透明基板２０と、透明基板２０上に形成されたカラーフィルタ５０と、カラーフィルタ５０上に形成された対向電極２２とを有している。対向基板２００ｂは、さらに、絵素電極１４の中実部１４ｂに対向する領域に、液晶層３０側に突き出た凸部５２を有している。
【０１１０】
カラーフィルタ５０は、第１色層５０Ｒ、第２色層５０Ｇおよび第３色層５０Ｂを有する。ここでは、第１色層５０Ｒが赤色層、第２色層５０Ｇが緑色層、第３色層５０Ｂが青色層である。
【０１１１】
対向基板２００ｂが有する凸部５２は、第１色層（赤色層）５０Ｒ、第２色層（緑色層）５０Ｇおよび第３色層（青色層）５０Ｂのうちの２つから構成される積層構造体である。図１１（ａ）では、Ｒ絵素に設けられた凸部５２は赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとから構成され、Ｇ絵素に設けられた凸部５２は緑色層５０Ｇと青色層５０Ｂとから構成され、Ｂ絵素に設けられた凸部５２は赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとから構成されている場合を例示している。
【０１１２】
ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板２００ｂの液晶層３０側の表面には垂直配向層として垂直配向層（不図示）が設けられており、両基板間の間隙に負の誘電異方性を有する液晶分子を含む液晶層３０が封入されている。
【０１１３】
液晶表示装置２００においては、液晶層３０の厚さは、図１１（ｂ）に示すように、第１色層５０Ｒ、第２色層５０Ｇおよび第３色層５０Ｂから構成される積層構造体５４によって規定される。すなわち、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂからなる積層構造体５４が両基板の間隔を規定するスペーサとして機能する。このスペーサ５４は、典型的には、絵素領域外に設けられる。
【０１１４】
本実施形態の液晶表示装置２００は、例えば、以下のようにして製造される。
【０１１５】
まず、図１２（ａ）および（ｂ）と図１３とを参照しながら、ＴＦＴ基板１００ａの製造方法を説明する。
【０１１６】
まず、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）１０を用意し、透明基板１０上に必要に応じてベースコート膜として絶縁膜（例えばＴａ２Ｏ５層やＳｉＯ２層）を形成する。
【０１１７】
次に、透明基板１０上に金属層（例えばＡｌ層、Ｍｏ層またはＴａ層）スパッタリング法を用いて形成し、この金属層をパターニングすることによってゲート配線１１、ゲート電極４０Ｇおよび補助容量配線１３を形成する。ここでは、ゲート配線１１の幅が２０μｍ、補助容量配線１３の幅が５０μｍとなるようにパターニングを施す。
【０１１８】
続いて、ゲート配線１１、ゲート電極４０Ｇおよび補助容量配線１３を覆うように透明基板１０のほぼ全面にプラズマＣＶＤ（Ｐ−ＣＶＤ）法を用いてゲート絶縁膜（例えばＳｉＮｘ層）１５を形成する。
【０１１９】
その後、ゲート絶縁膜１５上に、ＣＶＤを用いてチャネル層４１および電極コンタクト層４２となるＳｉ層を連続して堆積する。チャネル層４１としては、例えばアモルファスＳｉ層が用いられ、電極コンタクト層４２としては、例えばリン等の不純物がドーピングされたアモルファスＳｉ層や微結晶Ｓｉ層が用いられる。これらのＳｉ層を、例えばＨＣｌとＳＦ６との混合ガスを用いたドライエッチングによりパターニングすることによって、チャネル層４１および電極コンタクト層４２が形成される。
【０１２０】
次に、透明導電材料（例えばＩＴＯ）をスパッタリング法を用いて堆積した後、金属材料（例えばＡｌ、ＭｏまたはＴａ）を堆積する。その後、これらの導電層をパターニングすることによって、ソース配線１２、ソース電極４０Ｓ、ドレイン電極４０Ｄ、接続配線１７および補助容量電極１６を形成する。
【０１２１】
続いて、絶縁材料（例えばＳｉＮｘ）をＣＶＤ法を用いて堆積した後、パターニングして絶縁膜１８を形成する。パターニングの際には、後に形成する絵素電極１４と補助容量電極１６とを電気的に接続するためのコンタクトホール１８ａを形成しておく。
【０１２２】
次に、この絶縁膜１８上に感光性樹脂を用いて層間絶縁膜１９を形成し、層間絶縁膜１９にフォトリソグラフィ法によって、絶縁膜１８のコンタクトホール１８ａ内に補助容量電極１６を露出させる穴（コンタクトホール）１９ａを形成する。
【０１２３】
続いて、絶縁膜１８および層間絶縁膜１９を形成した基板上に絵素電極１４となる透明導電層（例えばＩＴＯ層）をスパッタリング法により形成する。
【０１２４】
その後、透明導電層をフォトリスグラフィ法を用いてパターニングすることによって、開口部１４ａと中実部１４ｂとを有する絵素電極１４を形成する。本実施形態では、１つの単位中実部１４ｂ’の幅が４５μｍとなるように形成する。
【０１２５】
次に、対向基板２００ｂの製造方法を説明する。
【０１２６】
まず、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）２０を用意し、この透明基板２０上に赤色層（第１色層）５０Ｒ、緑色層（第２色層）５０Ｇおよび青色層（第３色層）５０Ｂを有するカラーフィルタ５０を形成する。ここでは、カラーフィルタ５０をドライフィルムラミネート法を用いて形成する。
【０１２７】
ここで、ドライフィルムラミネート法について図１４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。ドライフィルムラミネート法に用いるドライフィルム６０は、図１４（ａ）に示すように、支持フィルム６２と、支持フィルム６２上に形成された樹脂膜６４とから構成される。樹脂膜６４は、支持フィルム６２上に、着色された感光性樹脂（例えば紫外線によって硬化する樹脂）を塗布した後に乾燥することによって形成される。このドライフィルム６０を、図１４（ｂ）に示すように、基板７０に圧着して貼付する。その後、図１４（ｃ）に示すように、樹脂膜６４から支持フィルム６２を剥離し、基板７０上の樹脂膜６４を必要に応じてフォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。ドライフィルム６０としては、例えば富士写真フィルム株式会社製トランサーフィルムを用いることができる。
【０１２８】
図１５（ａ）〜（ｄ）および図１６を参照しながら、ドライフィルムラミネート法を用いてカラーフィルタ５０を形成する工程を含む、対向基板２００ｂの製造方法を説明する。
【０１２９】
まず、透明基板２０上に赤色に着色されたドライフィルムを貼付し、支持フィルムを剥離した後にパターニングを施すことによって、図１５（ａ）に示すように赤色層（第１色層）５０Ｒを形成する。赤色層５０Ｒは、Ｒ絵素に対応する領域の全面と、Ｂ絵素に対応する領域の一部とに形成される。Ｂ絵素に対応する領域に離散的に形成される赤色層５０Ｒは、ここでは、直径１２μｍの円形に形成される。また、赤色層５０Ｒは、図１５（ａ）の右側に示したように、絵素領域外の一部の領域にも形成される。絵素領域外に形成される赤色層５０Ｒは、ここでは、直径１７μｍの円形に形成される。
【０１３０】
次に、緑色に着色されたドライフィルムを用いて同様にして、図１５（ｂ）に示すように、緑色層（第２色層）５０Ｇを形成する。緑色層５０Ｇは、Ｇ絵素に対応する領域と、絵素領域外に形成された赤色層５０Ｒ上に形成される。絵素領域外の赤色層５０Ｒ上に形成される緑色層５０Ｇは、ここでは、直径１５μｍの円形に形成される。
【０１３１】
続いて、青色に着色されたドライフィルムを用いて、図１５（ｃ）に示すように、青色層（第３色層）５０Ｂを形成する。青色層５０Ｂは、Ｂ絵素に対応する領域と、Ｒ絵素に対応する領域の一部と、Ｇ絵素に対応する領域の一部とに形成される。Ｒ絵素およびＧ絵素に対応する領域に離散的に形成される青色層５０Ｂは、ここでは、直径１５μｍの円形に形成される。また、青色層５０Ｂは、絵素領域外に形成された赤色層５０Ｒおよび緑色層５０Ｇ上にも形成される。絵素領域外の赤色層５０Ｒおよび緑色層５０Ｇ上に形成される青色層５０Ｂは、ここでは、直径１３μｍの円形に形成される。
【０１３２】
上述のようにして赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂを順次形成することによって、透明基板２０上にカラーフィルタ５０が形成される。また、同時に、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂから構成される積層構造体５４と、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂのうちの２つから構成される積層構造体５２とが形成される。
【０１３３】
図１６に示したように絵素領域外に形成された積層構造体５４は、液晶層３０の厚さを規定するスペーサとして機能する。このスペーサ５４は、例えば、対向基板２００ｂとＴＦＴ基板１００ａとが貼り合わされたときにゲート配線１１上に位置するように設けられるが、ソース配線１２上に位置するように設けられてもよいし、補助容量配線１３上に位置するように設けられてもよい。
【０１３４】
また、図１６に示したように各絵素領域に形成された積層構造体５２は、図９や図１０に示したように液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部として機能する。本実施形態では、図１３および図１６に示したように、凸部５２は、絵素電極１４が有する複数の単位中実部１４ｂ’のそれぞれに対応する領域に設けられる。また、本実施形態では、凸部５２は、Ｒ絵素においては赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体であり、Ｇ絵素においては緑色層５０Ｇと青色層５０Ｂとの積層構造体であり、Ｂ絵素においては赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体である。なお、凸部５２を構成する色層の組み合わせはこれに限定されず、３つの色層のうちの２つの色層を任意に選択できる。
【０１３５】
本実施形態では、各色層の厚さを１．８μｍとなるように形成する。従って、凸部５２の高さは１．８μｍとなり、スペーサ５４の高さは３．６μｍとなる。そのため、スペーサ５４によってその厚さを規定される液晶層３０の厚さ（すなわちセルギャップ）は３．６μｍとなる。
【０１３６】
上述のようにしてカラーフィルタ５０、凸部５２およびスペーサ５４を形成した後、図１５（ｄ）に示すように透明導電材料（例えばＩＴＯ）を用いて対向電極２２を形成する。なお、対向電極２２は凸部５２に対応する領域に開口部を有するように形成され、凸部５２上には導電層が存在しない。
【０１３７】
このようにして製造されたＴＦＴ基板１００ａと対向基板２００ｂとを公知のシール材を用いて貼り合わせた後、液晶材料を封入することによって液晶表示装置２００が完成する。なお、典型的には、両基板の液晶層３０側の表面には垂直配向膜が設けられる。
【０１３８】
本発明による液晶表示装置２００においては、ＴＦＴ基板１００ａは、それぞれの絵素領域内に、それぞれが電圧印加状態におい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ように配向規制力を発現する配向規制構造を有し、対向基板２００ｂは、配向規制構造によって形成される複数の液晶ドメインに対応する領域に、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部５２を有している。従って、少なくとも電圧印加状態において、ＴＦＴ基板１００ａに設けられた配向規制構造と対向基板２００ｂに設けられた凸部５２とによる配向規制力が液晶分子に作用するので、配向規制構造のみを有する構成よりも、液晶層３０に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向が安定化される。
【０１３９】
また、液晶表示装置２００においては、カラーフィルタ５０が有する第１色層５０Ｒ、第２色層５０Ｇおよび第３色層５０Ｂから構成される積層構造体５４が液晶層３０の厚さを規定するスペーサとして機能する。そのため、スペーサを形成するための工程を別途に設ける必要がないので、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。さらに、配向規制力を発現する凸部５２は、カラーフィルタ５０が有する第１色層５０Ｒ、第２色層５０Ｇおよび第３色層５０Ｂのうちの２つから構成される積層構造体であるので、凸部を形成するための工程を別途に設ける必要がない。そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【０１４０】
これに対して、図１７（ａ）および（ｂ）に示す比較例の液晶表示装置１０００のように、液晶層１０３０の厚さを規定するスペーサ１０５４および液晶分子を放射状傾斜配向させる凸部１０５２を、カラーフィルタ１０５０を構成する色層１０５０Ｒ、１０５０Ｇおよび１０５０Ｂとは別個の材料を用いて形成すると、製造工程が増加し、製造コストの上昇を招く。
【０１４１】
なお、図１８に示す従来のツイストネマチック型の液晶表示装置１１００においては、液晶層１１３０の厚さを規定するために、一定の直径の球状スペーサ（例えばプラスチックビーズ）１１５２を基板面内に散布する方法が用いられており、この方法は、感光性樹脂を用いて柱状スペーサを形成するよりも簡便である。しかしながら、球状スペーサ１１５２の表面は配向規制力を発現するので、垂直配向型の液晶層を備えた液晶表示装置において散布された球状スペーサ１１５２が絵素領域内に存在するとコントラスト比の低下などの表示品位の低下を招く。そのため、垂直配向型の液晶層を備える液晶表示装置においては、絵素領域外に柱状スペーサを形成することが好ましいが、柱状スペーサを形成するための工程が増加するという問題があった。本発明の液晶表示装置２００においては、カラーフィルタ５０を形成する工程においてスペーサ５４が同時に形成されるので、製造工程が増加することがなく、製造コストの上昇を防止できる。
【０１４２】
また、本実施形態で説明したように、カラーフィルタ５０をドライフィルムラミネート法を用いて形成すると、均一な膜厚の樹脂膜が貼付されることによって各色層が形成されるので、スピンコート法などの他の方法を用いてカラーフィルタ５０を形成する場合に比べてスペーサ５４の高さを均一にすることができ、液晶層３０の厚さムラ（セルギャップムラ）に起因する表示品位の低下が抑制・防止される。また、ドライフィルムラミネート法を用いる場合には、あらかじめ基板面の大きさに合わせて寸法を調整したフィルムを用いることで、基板面内に必要な樹脂膜を貼り付けることが可能であるので、スピンコート法などよりも、色層を形成するための着色材料を有効に利用できる。
【０１４３】
上述の説明においては、カラーフィルタが対向基板上に設けられている場合を例示して説明したが、カラーフィルタはＴＦＴ基板上に設けられていてもよい。
【０１４４】
図１９、図２０、図２１および図２２を参照しながら、ＴＦＴ基板３００ａ上にカラーフィルタ５０が設けられた、本発明による他の実施形態の液晶表示装置３００の構造を説明する。
【０１４５】
液晶表示装置３００は、図１９（ａ）に示すように、対向基板３００ｂ側に開口部２２ａと中実部２２ｂとを有する対向電極２２から構成される配向規制構造を有しており、ＴＦＴ基板３００ａ側に、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部５２を有している。
【０１４６】
液晶表示装置３００が有するＴＦＴ基板３００ａは、図１９（ａ）、図２０（ａ）および図２１に示すように、透明基板１０と、透明基板１０上に形成されたＴＦＴ４０と、ＴＦＴ４０に電気的に接続された、ゲート配線１１、ソース配線１２および絵素電極１４とを有している。ＴＦＴ基板３００ａは、さらに、図２０（ｂ）に示すように補助容量電極１６と補助容量配線１３とを有している。
【０１４７】
ＴＦＴ４０のゲート電極４０Ｇ、ゲート配線１１および補助容量配線１３を覆うように、典型的には、ＴＦＴ基板３００ａのほぼ全面に、ゲート絶縁膜１５が形成されている。ゲート絶縁膜１５上に、ＴＦＴ４０を構成するチャネル層４１および電極コンタクト層４２と、ソース配線と、ＴＦＴ４０のソース電極４０Ｓおよびドレイン電極４０Ｄと、補助容量電極１６と、接続配線１７とが形成されている。接続配線１７は、ドレイン電極４０Ｄと補助容量電極１６とを互いに電気的に接続している。ここでは、ソース電極４０Ｓおよびドレイン電極４０Ｄは、それぞれ透明導電層４０Ｓ１，４０Ｄ１と金属層４０Ｓ２，４０Ｄ２とが積層されて構成されている。
【０１４８】
さらに、これらを覆うように、ＴＦＴ基板３００ａのほぼ全面に絶縁膜１８およびカラーフィルタ５０が形成されており、カラーフィルタ５０上に絵素電極１４が形成されている。絵素電極１４は、図２０（ｂ）および図２１に示したように、絶縁膜１８およびカラーフィルタ５０に形成されたコントクトホール１８ａ，５０ａ内において、補助容量電極１６と電気的に接続されている。すなわち、絵素電極１４は、補助容量電極１６および接続配線１７を介して、ＴＦＴ４０のドレイン電極４０Ｄに電気的に接続されている。
【０１４９】
カラーフィルタ５０は、図１９（ａ）に示したように、第１色層５０Ｒ、第２色層５０Ｇおよび第３色層５０Ｂを有する。ここでは、第１色層５０Ｒが赤色層、第２色層５０Ｇが緑色層、第３色層５０Ｂが青色層である。
【０１５０】
ＴＦＴ基板３００ａが有する凸部５２は、第１色層（赤色層）５０Ｒ、第２色層（緑色層）５０Ｇおよび第３色層（青色層）５０Ｂのうちの２つから構成される積層構造体である。図１９（ａ）では、Ｒ絵素に設けられた凸部５２は赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとから構成され、Ｇ絵素に設けられた凸部５２は緑色層５０Ｇと青色層５０Ｂとから構成され、Ｂ絵素に設けられた凸部５２は赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとから構成されている場合を例示している。
【０１５１】
液晶表示装置３００が有する対向基板３００ｂは、図１９（ａ）および図２２に示すように、透明基板２０と、透明基板２０上に形成された対向電極２２とを有している。対向電極２２は、開口部２２ａと中実部２２ｂと有し、配向規制構造を構成する。
【０１５２】
ＴＦＴ基板３００ａおよび対向基板３００ｂの液晶層３０側の表面には垂直配向層として垂直配向層（不図示）が設けられており、両基板間の間隙に負の誘電異方性を有する液晶分子を含む液晶層３０が封入されている。
【０１５３】
液晶表示装置３００においては、液晶層３０の厚さは、図１９（ｂ）に示すように、第１色層５０Ｒ、第２色層５０Ｇおよび第３色層５０Ｂから構成される積層構造体５４によって規定される。すなわち、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂからなる積層構造体５４が両基板の間隔を規定するスペーサとして機能する。このスペーサ５４は、典型的には、絵素領域外に設けられる。
【０１５４】
液晶表示装置３００は、例えば、以下のようにして製造される。
【０１５５】
まず、図２０（ａ）および（ｂ）と図２１とを参照しながら、ＴＦＴ基板３００ａの製造方法を説明する。
【０１５６】
まず、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）１０を用意し、透明基板１０上に必要に応じてベースコート膜として絶縁膜（例えばＴａ２Ｏ５層やＳｉＯ２層）を形成する。
【０１５７】
次に、透明基板１０上に金属層（例えばＡｌ層、Ｍｏ層またはＴａ層）スパッタリング法を用いて形成し、この金属層をパターニングすることによってゲート配線１１、ゲート電極４０Ｇおよび補助容量配線１３を形成する。ここでは、ゲート配線１１の幅が２０μｍ、補助容量配線１３の幅が５０μｍとなるようにパターニングを施す。
【０１５８】
続いて、ゲート配線１１、ゲート電極４０Ｇおよび補助容量配線１３を覆うように透明基板１０のほぼ全面にプラズマＣＶＤ（Ｐ−ＣＶＤ）法を用いてゲート絶縁膜（例えばＳｉＮｘ層）１５を形成する。
【０１５９】
その後、ゲート絶縁膜１５上に、ＣＶＤを用いてチャネル層４１および電極コンタクト層４２となるＳｉ層を連続して堆積する。チャネル層４１としては、例えばアモルファスＳｉ層が用いられ、電極コンタクト層４２としては、例えばリン等の不純物がドーピングされたアモルファスＳｉ層や微結晶Ｓｉ層が用いられる。これらのＳｉ層を、例えばＨＣｌとＳＦ６との混合ガスを用いたドライエッチングによりパターニングすることによって、チャネル層４１および電極コンタクト層４２が形成される。
【０１６０】
次に、透明導電材料（例えばＩＴＯ）をスパッタリング法を用いて堆積した後、金属材料（例えばＡｌ、ＭｏまたはＴａ）を堆積する。その後、これらの導電層をパターニングすることによって、ソース配線１２、ソース電極４０Ｓ、ドレイン電極４０Ｄ、接続配線１７および補助容量電極１６を形成する。
【０１６１】
続いて、絶縁材料（例えばＳｉＮｘ）をＣＶＤ法を用いて堆積した後、パターニングして絶縁膜１８を形成する。パターニングの際には、後に形成する絵素電極１４と補助容量電極１６とを電気的に接続するためのコンタクトホール１８ａを形成しておく。
【０１６２】
次に、絶縁膜１８が形成された透明基板１０上に、赤色層（第１色層）５０Ｒ、緑色層（第２色層）５０Ｇおよび青色層（第３色層）５０Ｂを有するカラーフィルタ５０を形成する。ここでは、カラーフィルタ５０をドライフィルムラミネート法を用いて以下のようにして形成する。
【０１６３】
まず、絶縁膜１８が形成された透明基板１０上に、赤色に着色されたドライフィルムを貼付し、支持フィルムを剥離した後にパターニングを施すことによって、図２３（ａ）に示すように赤色層（第１色層）５０Ｒを形成する。赤色層５０Ｒは、Ｒ絵素に対応する領域の全面と、Ｂ絵素に対応する領域の一部とに形成される。Ｂ絵素に対応する領域に離散的に形成される赤色層５０Ｒは、ここでは、直径１２μｍの円形に形成される。また、赤色層５０Ｒは、図２３（ａ）の右側に示したように、絵素領域外の一部の領域にも形成される。絵素領域外に形成される赤色層５０Ｒは、ここでは、直径１７μｍの円形に形成される。
【０１６４】
次に、緑色に着色されたドライフィルムを用いて同様にして、図２３（ｂ）に示すように、緑色層（第２色層）５０Ｇを形成する。緑色層５０Ｇは、Ｇ絵素に対応する領域と、絵素領域外に形成された赤色層５０Ｒ上に形成される。絵素領域外の赤色層５０Ｒ上に形成される緑色層５０Ｇは、ここでは、直径１５μｍの円形に形成される。
【０１６５】
続いて、青色に着色されたドライフィルムを用いて、図２３（ｃ）に示すように、青色層（第３色層）５０Ｂを形成する。青色層５０Ｂは、Ｂ絵素に対応する領域と、Ｒ絵素に対応する領域の一部と、Ｇ絵素に対応する領域の一部とに形成される。Ｒ絵素およびＧ絵素に対応する領域に離散的に形成される青色層５０Ｂは、ここでは、直径１５μｍの円形に形成される。また、青色層５０Ｂは、絵素領域外に形成された赤色層５０Ｒおよび緑色層５０Ｇ上にも形成される。絵素領域外の赤色層５０Ｒおよび緑色層５０Ｇ上に形成される青色層５０Ｂは、ここでは、直径１３μｍの円形に形成される。
【０１６６】
上述のようにして赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂを順次形成することによって、透明基板１０上にカラーフィルタ５０が形成される。また、同時に、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂから構成される積層構造体５４と、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂのうちの２つから構成される積層構造体５２とが形成される。
【０１６７】
図２１に示したように絵素領域外に形成された積層構造体５４は、液晶層３０の厚さを規定するスペーサとして機能する。このスペーサ５４は、例えば、ゲート配線１１上に位置するように設けられるが、ソース配線１２上に位置するように設けられてもよいし、補助容量配線１３上に位置するように設けられてもよい。
【０１６８】
また、図２１に示したように各絵素領域に形成された積層構造体５２は、図９や図１０に示したように液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する凸部として機能する。本実施形態では、図２１および図２２に示したように、凸部５２は、対向電極２２が有する複数の単位中実部２２ｂ’のそれぞれに対応する領域に設けられる。また、本実施形態では、凸部５２は、Ｒ絵素においては赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体であり、Ｇ絵素においては緑色層５０Ｇと青色層５０Ｂとの積層構造体であり、Ｂ絵素においては赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体である。なお、凸部５２を構成する色層の組み合わせはこれに限定されず、３つの色層のうちの２つの色層を任意に選択できる。
【０１６９】
本実施形態では、各色層の厚さを１．８μｍとなるように形成する。従って、凸部５２の高さは１．８μｍとなり、スペーサ５４の高さは３．６μｍとなる。そのため、スペーサ５４によってその厚さを規定される液晶層３０の厚さは３．６μｍとなる。
【０１７０】
なお、本実施形態では、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇおよび青色層５０Ｂを形成する際、すなわち、ドライフィルムの樹脂膜をパターニングする際に、絶縁膜１８のコンタクトホール１８ａ内に補助容量電極１６を露出させる穴（コンタクトホール）５０ａを形成する。
【０１７１】
その後、図２３（ｄ）に示すように、カラーフィルタ５０上に透明導電層（例えばＩＴＯ層）を形成し、この透明導電層に画素形状となるようにパターニングを施すことによって絵素電極１４を形成する。
【０１７２】
次に、対向基板３００ｂの製造方法を説明する。まず、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）２０を用意し、この透明基板２０上に透明導電層（例えばＩＴＯ層）を形成する。その後、この透明導電層をフォトリスグラフィ法を用いてパターニングすることによって、開口部２２ａと中実部２２ｂとを有する対向電極２２を形成する。本実施形態では、１つの単位中実部２２ｂ’の幅が４５μｍとなるように形成する。
【０１７３】
このようにして製造されたＴＦＴ基板３００ａと対向基板３００ｂとを公知のシール材を用いて貼り合わせた後、液晶材料を封入することによって液晶表示装置３００が完成する。なお、典型的には、両基板の液晶層３０側の表面には垂直配向膜が設けられる。
【０１７４】
上述した液晶表示装置３００のように、ＴＦＴ基板３００ａ上にカラーフィルタ５０を設ける構成を採用すると、対向基板３００ｂの構成が簡略化されるので、対向基板３００ｂの作製が簡便になる。そのため、対向基板３００ｂが備える透明基板２０としてプラスチック基板を用いることが容易となり、軽量化を容易に図ることができる。また、液晶表示装置３００のようにカラーフィルタ５０上に絵素電極１４を設けると、絵素電極１４がカラーフィルタ５０を介してＴＦＴ４０やゲート配線１１あるいはソース配線１２と重なる構成とすることができ、別途に樹脂層などの層間絶縁層を設けることなく高開口率の構成が実現される。
【０１７５】
図２４に、本発明によるさらに他の実施形態の液晶表示装置４００を示す。液晶表示装置４００は、対向基板４００ｂが備える凸部５２がいずれも赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体である点において、図１１（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置２００と異なる。
【０１７６】
表１に、赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇ、青色層５０Ｂおよびこれらのうちの２つからなる積層構造体の光学濃度（ＯＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）の値を示す。光学濃度の値（ＯＤ値）は、物質の不透明度を示す値であり、ＯＤ値が高い物質ほど光の透過率が低い。
【０１７７】
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表１に示したように、赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体がもっともＯＤ値が高く、透過率が低い。そのため、図２４に示した液晶表示装置４００のように、凸部５２が赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体であると、凸部５２の透過率が低いので、凸部５２の側面近傍に傾斜配向している液晶分子のリタデーションに起因した光漏れによる表示品位の低下を抑制できる。勿論、図１９（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置３００のように、カラーフィルタ５０がＴＦＴ基板３００ａ側に設けられている構成においても、凸部５２を赤色層５０Ｒと青色層５０Ｂとの積層構造体とすることによって同様の効果が得られる。
【０１７８】
液晶表示装置４００は、液晶表示装置２００や液晶表示装置３００と同様にして製造することができる。
【０１７９】
【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、生産性に優れた液晶表示装置およびその製造方法が提供される。
【０１８０】
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。また、配向規制構造と凸部とによって放射状傾斜配向を安定化させ、さらに、放射状傾斜配向の中心軸の位置を固定することもできるので、液晶パネルに応力が印加された場合に残像が発生することが抑制される。また、液晶層の厚さは、カラーフィルタが有する第１色層、第２色層および第３色層から構成される積層構造体によって規定されるので、スペーサを形成するための工程を別途に設ける必要がなく、そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。さらに、配向規制力を発現する凸部は、第１色層、第２色層および第３色層のうちの２つから構成される積層構造体であるので、凸部を形成するための工程を別途に設ける必要がなく、そのため、製造工程を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配向規制構造を備える液晶表示装置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、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）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さらに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】凸部５２を有する対向基板２００ｂを模式的に示す断面図である。
【図９】配向規制構造および凸部を備える本発明による実施形態の液晶表示装置２００を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）中の９Ｂ−９Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１０】液晶表示装置２００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１１】（ａ）は、液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、液晶表示装置２００の絵素領域外に設けられたスペーサを模式的に示す断面図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置２００が有するＴＦＴ基板１００ａを模式的に示す断面図であり、（ａ）はＴＦＴ近傍、（ｂ）はコンタクトホール近傍を示す図である。
【図１３】液晶表示装置２００が有するＴＦＴ基板１００ａを模式的に示す上面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、ドライフィルムラミネート法を説明するための図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、液晶表示装置２００の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図１６】液晶表示装置２００が有する対向基板２００ｂを模式的に示す上面図である。
【図１７】（ａ）は、比較例の液晶表示装置１０００を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、液晶表示装置１０００の絵素領域外に設けられたスペーサを模式的に示す断面図である。
【図１８】従来のツイストネマチック型の液晶表示装置１１００を模式的に示す断面図である。
【図１９】（ａ）は、本発明による他の実施形態の液晶表示装置３００を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、液晶表示装置３００の絵素領域外に設けられたスペーサを模式的に示す断面図である。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置３００が有するＴＦＴ基板３００ａを模式的に示す断面図であり、（ａ）はＴＦＴ近傍、（ｂ）はコンタクトホール近傍を示す図である。
【図２１】液晶表示装置３００が有するＴＦＴ基板３００ａを模式的に示す上面図である。
【図２２】液晶表示装置３００が有する対向基板３００ｂを模式的に示す上面図である。
【図２３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、液晶表示装置３００の製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
【図２４】本発明によるさらに他の実施形態の液晶表示装置４００を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０　透明基板
１１　ゲート配線
１２　ソース配線
１３　補助容量配線
１４　絵素電極
１４ａ　開口部
１４ｂ　中実部
１４ｂ’　単位中実部
１５　ゲート絶縁膜
１６　補助容量電極
１７　接続配線
１８　絶縁膜
１８ａ　コンタクトホール
１９　層間絶縁膜
１９ａ　コンタクトホール
２０　透明基板
２２　対向電極
２２ａ　開口部
２２ｂ　中実部
２２ｂ’　単位中実部
３０　液晶層
３０ａ　液晶分子
４０　ＴＦＴ
５０　カラーフィルタ
５０Ｒ　赤色層（第１色層）
５０Ｇ　緑色層（第２色層）
５０Ｂ　青色層（第３色層）
５２　凸部
５４　スペーサ
１００、２００　液晶表示装置
３００、４００　液晶表示装置
【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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