(57)【要約】      （修正有）【課題】中間調表示状態においても表示品位の優れた広視野角液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１基板は、複数の画素の間隙に遮光領域を有し、第１電極および第２電極は、画素内の所定の位置に形成された少なくとも１つの開口部１１４を有し、液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも１つの液晶ドメインを形成し、その軸対称配向の中心軸は開口部内またはその近傍に形成される。任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する第１電極の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有し、任意の画素の行は、ある垂直走査期間において、第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される第１電極を有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される第１電極を有する第２画素とが交互に配列されて構成される。【選択図】図１
2005292383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板に対向するように設けられた第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を有し、
前記第１基板は、行方向に延びる複数の走査信号線と、列方向に延びる複数のデータ信号線と、前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を介して前記複数のデータ信号線に接続された複数の第１電極とを有し、
前記第２基板は、前記液晶層を介して前記複数の第１電極に対向する第２電極を有し、
それぞれが、前記複数の第１電極のそれぞれと、前記第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に設けられた前記液晶層とを含む、行および列を有するマトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の間隙に遮光領域を有する液晶表示装置であって、
前記複数のスイッチング素子の内、前記複数の走査信号線の内の任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本に隣接する一対の行に属する第１電極の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有し、前記複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、前記第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第２画素とが交互に配列されて構成されており、
それぞれの画素において、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方は、所定の位置に形成された少なくとも１つの開口部を有し、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも１つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも１つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも１つの開口部内またはその近傍に形成される、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１基板は、前記遮光領域内の前記液晶層側に、規則的に配列された壁構造体をさらに有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数の画素の任意の列は、ある垂直走査期間において、前記第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第２画素とが交互に配列されて構成されている、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数の画素のそれぞれの前記第１電極に供給される電圧の極性は、垂直走査期間毎に反転される、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１電極は画素内の所定の位置に形成された少なくとも１つの第１開口部を有し、前記第２電極は画素内の所定の位置に形成された少なくとも１つの第２開口部を有し、かつ、前記少なくとも１つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも１つの第１開口部および前記少なくとも１つの第２開口部の内の少なくとも１つの開口部内またはその近傍に形成される、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】
前記少なくとも１つの第１開口部と前記少なくとも１つの第２開口部は、前記液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なる位置に配置されている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１電極は、少なくとも１つの切欠き部を有する、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記遮光領域に前記液晶層の厚さを規定する支持体が設けられている、請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記透過領域内の前記液晶層の厚さｄｔと、前記反射領域内の前記液晶層の厚さｄｒとが、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの関係を満足する、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記少なくも１つの液晶ドメインは、前記透過領域に形成された液晶ドメインを含み、前記第１電極は少なくとも１つの第１開口部を有し、前記第２電極は少なくとも１つの第２開口部を有し、前記少なくとも１つの第１開口部および第２開口部は、前記透過領域に形成された前記液晶ドメインの中心軸に対応する開口部を含み、
前記第１電極は、前記開口部を中心に点対称に配置された複数の切欠き部を有する、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】
前記第２基板の前記反射領域に選択的に透明誘電体層が設けられている請求項９または１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記透明誘電体層は、光を散乱する機能を有する、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第２基板に設けられたカラーフィルタ層をさらに有し、前記反射領域の前記カラーフィルタ層の光学濃度が前記透過領域の前記カラーフィルタ層よりも小さい、請求項９から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１基板および前記第２基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板を有し、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの２軸性光学異方性媒体層をさらに有する、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】
前記第１基板および前記第２基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有し、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの１軸性光学異方性媒体層をさらに有する、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、携帯情報端末（例えばＰＤＡ）、携帯電話、車載用液晶ディスプレイ、デジタルカメラ、パソコン、アミューズメント機器、テレビなどに好適に用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報インフラは日々進歩し、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、車載用ナビゲーション等の機器は人々の生活に深く浸透し、この大部分に液晶表示装置が採用されている。これらの液晶表示装置は本体の扱う情報量の増加に伴い、より多くの情報を表示することが望まれ、高コントラスト、広視野角、高輝度、多色、高精細化への市場の要求が高まっている。
【０００３】
高コントラスト化および広視野角化を実現できる表示モードとして、垂直配向型液晶層を利用した垂直配向モードが注目されている。垂直配向型液晶層は、一般に、垂直配向膜と誘電異方性が負の液晶材料とを用いて形成される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、画素電極に液晶層を介して対向する対向電極に設けた開口部の周辺に斜め電界を発生させ、開口部内で垂直配向状態にある液晶分子を中心に周りの液晶分子を傾斜配向させることによって、視角特性が改善された液晶表示装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている構成では、画素内の全領域に斜め電界を形成することが難しく、その結果、電圧に対する液晶分子の応答が遅れる領域が画素内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。
【０００６】
特許文献２には、スリット電極（開口パターン）を画素電極と対向側の共通電極との両側に設けると共に、両電極のうち少なくとも一方はスリット電極を形成する領域に段差を配置することで、開口パターンを利用して電界傾斜を４方向に均一に分散させて広視野角化を実現する技術を開示している。
【０００７】
一方、特許文献３には、画素内に規則的に複数の凸部を設けることによって、凸部を中心に出現する傾斜状放射配向の液晶ドメインの配向状態を安定化する技術が開示されている。また、この文献には、凸部による配向規制力とともに、電極に設けた開口部による斜め電界を利用して液晶分子の配向を規制することによって、表示特性を改善できることを開示している。
【０００８】
一方、近年、屋外または屋内のいずれにおいても高品位な表示が可能な液晶表示装置が提案されている（例えば特許文献４および特許文献５）。この液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置と呼ばれ、画素内に反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを有している。
【０００９】
現在市販されている半透過型液晶表示装置は、ＥＣＢモードやＴＮモードなどが利用されてが、上記特許文献３には、透過型液晶表示装置だけでなく、半透過型液晶表示装置に適用した構成も開示されている。また、特許文献６には、垂直配向型液晶層の半透過型液晶表示装置において、透過領域の液晶層の厚さを反射領域の液晶層の厚さの２倍にするために設ける絶縁層に形成した凹部によって液晶の配向（多軸配向）を制御する技術が開示されている。凹部は例えば正八角形に形成され、液晶層を介して凹部に対向する位置に突起（凸部）またはスリット（電極開口部）が形成された構成が開示されている（例えば、特許文献６の図４および図１６参照）。
【００１０】
さらに、特許文献７は、垂直配向型液晶表示装置にドット反転駆動することによって、表示のざらつきを抑制し、高いコントラスト比で広い視野角特性を実現する技術を開示している。特許文献７では、所定の画素ピッチでドット反転駆動を行うことにより、隣接する画素電極端部に発生する電界の歪みを利用して液晶分子の配向方向を規定している。また、電界による作用を十分に発揮させるためには画素電極ピッチが液晶層の厚さ以上で、２０μｍ以下の範囲であることが好ましいと記載されている。さらに、画素電極の中央部に開口部を設けることによって、液晶分子の放射状配向の中心部が開口部に確実に固定され、配向をより安定化できると記載されている。
【特許文献１】特開平６−３０１０３６号公報
【特許文献２】特開２００２−５５３７４号公報
【特許文献３】特開２００３−１６７２５３号公報
【特許文献４】特許第２９５５５２７７号公報
【特許文献５】米国特許第６１９５１４０号明細書
【特許文献６】特開２００２−３５０８５３号公報
【特許文献７】特開２００１−１２５１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３に開示されている技術は、画素内に凸部を設けて複数の液晶ドメインを形成し（すなわち、画素分割し）、液晶分子に対する配向規制力を強めているが、本発明者の検討によると、十分な配向規制力を得るためには、画素内部に規則的に配置した凸部の配向制御構造を形成することが必要であり、製造工程が複雑になるという課題がある。また、画素内に凸部の配向規制構造を設けることで凸部の周辺から光漏れが発生するためにコントラスト比が低下する、あるいは、これを防止するための遮光部を設けると実効開口率が低下することもある。さらに、特に、対向基板へ配向規制構造を設ける場合には、基板のアライメントマージンの影響を受けるので、軸対称配向ドメインの軸中心ずれに伴うざらつきの問題や実効開口率の低下および／またはコントラスト比の低下はさらに顕著になる。
【００１２】
また、特許文献６に開示されて技術では、多軸配向を制御するために設けられる凹部と反対側に凸部または電極開口部を配置することが必要となり、上記従来技術と同様の問題が発生する。
【００１３】
一方、特許文献７は、ドット反転駆動することによって隣接する画素電極間に生成される横電界（斜め電界の基板面内成分）を利用して、液晶分子が傾斜する方向を規定しているので、特許文献７の図９に示されている画素電極の４隅の液晶分子の配向方向を見ればわかるように、画素電極の角部付近においては、横電界の方向が互いに異なる（ほぼ直交する）。その結果、画素の角部付近において液晶分子の配向が不連続となり、ディスクリネーション（配向欠陥）が生じやすくなるという問題がある。また、配向状態の安定性が電極の形状に左右されるとともに、電界が低い中間調表示状態において十分な配向規制力を得られないことがある。
【００１４】
本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、その目的は、画素内に少なくとも１つの軸対称配向ドメインを有する液晶表示装置において、中間調表示状態においても、良好な軸対称配向ドメインが形成され、表示品位の優れた広視野角液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向するように設けられた第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を有し、前記第１基板は、行方向に延びる複数の走査信号線と、列方向に延びる複数のデータ信号線と、前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を介して前記複数のデータ信号線に接続された複数の第１電極とを有し、前記第２基板は、前記液晶層を介して前記複数の第１電極に対向する第２電極を有し、それぞれが、前記複数の第１電極のそれぞれと、前記第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に設けられた前記液晶層とを含む、行および列を有するマトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の間隙に遮光領域を有する液晶表示装置であって、前記複数のスイッチング素子の内、前記複数の走査信号線の内の任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本に隣接する一対の行に属する第１電極の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有し、前記複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、前記第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第２画素とが交互に配列されて構成されており、それぞれの画素において、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも一方は、所定の位置に形成された少なくとも１つの開口部を有し、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも１つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも１つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも１つの開口部内またはその近傍に形成されることを特徴とする。
【００１６】
ある実施形態において、前記第１基板は、前記遮光領域内の前記液晶層側に、規則的に配列された壁構造体をさらに有する。
【００１７】
ある実施形態において、前記複数の画素の任意の列は、ある垂直走査期間において、前記第２電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される前記第１電極を有する第２画素とが交互に配列されて構成されている。
【００１８】
ある実施形態において、前記複数の画素のそれぞれの前記第１電極に供給される電圧の極性は、垂直走査期間毎に反転される。
【００１９】
ある実施形態において、前記第１電極は、画素内の所定の位置に形成された少なくとも１つの第１開口部を有し、前記第２電極は、画素内の所定の位置に形成された少なくとも１つの第２開口部を有し、かつ、前記少なくとも１つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも１つの第１開口部および前記少なくとも１つの第２開口部の内の少なくとも１つの開口部内またはその近傍に形成される。
【００２０】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの第１開口部と前記少なくとも１つの第２開口部は、前記液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なる位置に配置されている。
【００２１】
ある実施形態において、前記第１電極は、少なくとも１つの切欠き部を有する。
【００２２】
ある実施形態において、前記複数の画素の間隙に遮光領域を有し、前記遮光領域に前記液晶層の厚さを規定する支持体が設けられている。
【００２３】
ある実施形態において、前記第１電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記透過領域内の前記液晶層の厚さｄｔと、前記反射領域内の前記液晶層の厚さｄｒとが、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの関係を満足する。
【００２４】
ある実施形態において、前記第１電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記少なくも１つの液晶ドメインは、前記透過領域に形成された液晶ドメインを含み、前記第１電極は少なくとも１つの第１開口部を有し、前記第２電極は少なくとも１つの第２開口部を有し、前記少なくとも１つの第１開口部および第２開口部は、前記透過領域に形成された前記液晶ドメインの中心軸に対応する開口部を含み、前記第１電極は、前記開口部を中心に点対称に配置された複数の切欠き部を有する。
【００２５】
ある実施形態において、前記第２基板の前記反射領域に選択的に透明誘電体層が設けられている。
【００２６】
ある実施形態において、前記透明誘電体層は、光を散乱する機能を有する。
【００２７】
ある実施形態において、前記第２基板に設けられたカラーフィルタ層をさらに有し、前記反射領域の前記カラーフィルタ層の光学濃度が前記透過領域の前記カラーフィルタ層よりも小さい。
【００２８】
ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板を有し、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの２軸性光学異方性媒体層をさらに有する。
【００２９】
ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有し、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの１軸性光学異方性媒体層をさらに有する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の液晶表示装置における複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、第２電極（例えば対向電極）の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される第１電極（例えば画素電極）を有する第１画素と、負の極性の電圧が供給される第１電極を有する第２画素とが交互に配列されているので、第１画素と第２画素との間に急峻な傾斜電界が生成され、この傾斜電界によって軸対称配向ドメインが形成される。
【００３１】
また、本発明の液晶表示装置では、第１電極（例えば画素電極）および／または第２電極（例えば対向電極）に設けた開口部の周辺に形成される斜め電界が、軸対称配向の中心軸の位置を固定するように作用するとともに、隣接する画素間に形成される急峻な斜め電界と協同して、軸対称配向ドメインの配向を安定化する。さらに、画素内に複数の軸対称配向ドメインを形成する場合には、第１電極に切欠き部を設ければ、切欠き部の近傍に生成される斜め電界の影響によって、液晶分子が倒れる方向が規定され、軸対称配向ドメインがさらに安定化される。
【００３２】
また、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸の一端が第１開口部内またはその近傍に固定され、他端が第２開口部内またはその近傍に固定されるにように第１開口部および第２開口部（開口部の対）を配置すると、軸対称配向の中心軸がさらに安定に固定される。さらに、第１開口部と第２開口部（一対の開口部）が液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なるように配置すると、開口部による実効開口率の低下を抑制することができる。このとき、第１開口部と第２開口部との作用によって１つの中心軸を固定・安定化するので、それぞれの開口部（第１開口部または第２開口部）が発現すべき作用は、１つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよい。すなわち、第１開口部および第２開口部の大きさ（例えば円形の開口部の直径）を小さくできるので、実効開口率の低下をさらに抑制することができる。第１開口部および第２開口部の大きさは互いに等しくて良いし異なっても良い。第１開口部および第２開口部は、軸対称配向の中心軸の位置を固定して安定化させるために設けられるので、その大きさは比較的小さく、実効開口率の低下は小さい。また第１基板と第２基板とを貼り合わせる際のアライメントずれの影響を受け難い。
【００３３】
軸対称配向液晶ドメインの中心軸に対応する位置に開口部を設けることによって、中心軸の位置が固定・安定化されるので、液晶表示パネル内の全面に亘って、軸対称配向液晶ドメインの中心軸が一定の位置に配置される結果、表示の均一性が向上する。例えば中間調表示を斜めから観察したときのざらつき感が低減される。また、軸対称配向が安定化される結果、中間調表示における応答時間を短くできるという効果も得られる。さらに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れ（押圧による残像ということがある）が正常な配向に回復する時間を短くすることもできる。
【００３４】
さらに、第１基板の遮光領域内の液晶層側に壁構造体を設けた構成を採用すると、壁構造体の傾斜面効果で液晶分子が電圧印加時（電界発生時）に傾斜する方向が規定され、軸対称配向ドメインがさらに安定に形成される。互いに隣接する画素の第１電極に極性が反対の電圧を印加することによって生成される斜め電界と、隣接する画素間に設けられた壁構造体の斜面による配向規制および壁構造体による電界のひずみ効果が作用することによって、軸対称配向ドメインの配向を安定する。壁構造体の斜面による配向規制効果は電界に有無に拘らず作用するとともに、壁構造体によって電界がひずむ効果が得られるので、中間調表示状態においても軸対称配向を安定化することができ、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間をさらに短くすることができる。
【００３５】
さらに、本発明の液晶表示装置においては、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する第１電極の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。すなわち、スイッチング素子（および／またはスイッチン素子を介して接続された画素電極）が任意の走査信号線に対して上下交互に千鳥状に配置されている。従って、従来の１ライン反転駆動（１Ｈ反転駆動）を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、第２電極（対向電極）を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することが可能となる（１Ｈドット反転駆動）。
【００３６】
なお、垂直走査期間とは、典型的にはフレーム期間であり、フレームを複数のフィールドに分割した場合には個々のフィールド期間に対応する。また、以下、第１電極に印加する電圧の極性を制御する駆動方法を「反転駆動」と称し、行内で逆極性の画素が隣接する場合を列反転、列内で逆極性の画素が隣接する場合を行反転、行および列のいずれにおいても逆極性の画素が隣接する場合をドット反転ということにする。
【００３７】
半透過型液晶表示装置に適用する場合、液晶層の厚さを制御するための透明誘電体層を第２基板側に設ける構成を採用すると、第１基板側に段差を設けて透過領域と反射領域とを分割する従来の半透過型液晶表示装置に比べて透過表示時の表示に寄与しない無効領域を低減することが可能となり、透過表示時の明るさが改善できる。また、反射領域の明るさを改善するために設ける拡散反射板は第１基板の反射領域上に形成することも可能であるばかりでなく、第２基板の透明誘電体層上に光散乱層（光拡散層）を形成することもできる。この場合には反射電極の表面に凹凸等を形成する必要を無くすことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に、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の構成を具体的に説明する。
【００３９】
（透過型液晶表示装置）
まず、本発明による実施形態の透過型液晶表示装置１００の構成を図１を参照しながら説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、透過型液晶表示装置１００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。また、図１（ｃ）は、他の透過型液晶表示装置１００’の１つの画素の構成を模式的に示す断面図である。
【００４０】
ここでは、１画素を２分割（Ｎ＝２）した例を示すが、画素ピッチに応じて分割数（＝Ｎ）は３以上に設定でき、この場合には第２基板側の分割領域の略中心部に設ける開口部の数（＝ｎ）も画素分割数（＝Ｎ）と同一にすることが好ましい。なお、分割数（＝Ｎ）が多くなると、実効開口率は低下する傾向にあるので、高精細な表示パネルに適用する場合は、分割数（＝Ｎ）を小さくすることが好ましい。また、画素を分割しない（Ｎ＝１と表現することもある。）場合にも本発明を適用することができる。また分割された領域を「サブ画素」ということもある。サブ画素には典型的には１つの液晶ドメインが形成される。
【００４１】
図１（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示装置１００は、透明基板（例えばガラス基板）１１０ａと、透明基板１１０ａに対向するように設けられた透明基板１１０ｂと、透明基板１１０ａと１１０ｂとの間に設けられた垂直配向型の液晶層１２０とを有する。基板１１０ａおよび１１０ｂ上の液晶層１２０に接する面には垂直配向膜（不図示）が設けられており、電圧無印加時には、液晶層１２０の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層１２０は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。
【００４２】
液晶表示装置１００は、透明基板１１０ａ上に形成された画素電極１１１と、透明基板１１０ａに対向するように設けられた透明基板１１０ｂ上に形成された対向電極１３１とを有し、画素電極１１１と対向電極１３１との間に設けられた液晶層１２０とが画素を規定する。ここでは、画素電極１１１および対向電極１３１のいずれも透明導電層（例えばＩＴＯ層）で形成されている。なお、典型的には、透明基板１１０ｂの液晶層１２０側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ１３０（複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層１３０ということもある。）と、隣接するカラーフィルタ１３０の間に設けられるブラックマトリクス（遮光層）１３２とが形成され、これらの上に対向電極１３１が形成されるが、対向電極１３１上（液晶層１２０側）にカラーフィルタ層１３０やブラックマトリクス１３２を形成しても良い。
【００４３】
分割数（＝Ｎ）が２の図１に示した液晶表示装置１００においては、透明基板１１０ａ上の画素電極１１１の周囲の遮光領域上に後述する壁構造体１１５が形成されている。また、画素電極１１１は、画素内の所定の位置に分割数に応じた数（図１では、ｎ＝２）の第１開口部１１４ａを有している。画素電極１１１は、さらに、所定の位置に４つの切欠き部１１３を有している。一方、対向側の透明基板１１０ｂ上の対向電極１３１は、所定の位置に分割数に応じた数（図１では、ｎ＝２）の第２開口部１１４ｂを有している。
【００４４】
ここでは、第１開口部１１４ａと第２開口部１１４ｂは液晶層１２０を介して互いに空間的に重なるような位置関係に配置されている。また、第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂ（互いに対向する一対の開口部を開口部１１４ということがある。）は同じ大きさ（直径）を有しており、図１（ａ）においては互いに重なっている。
【００４５】
この液晶層１２０に所定の電圧を印加すると、それぞれが軸対称配向を呈する２つ（分割数Ｎと同数）の液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂ内またはこれらの近傍に形成される。一対の開口部１１４は軸対称配向ドメインの中心軸の位置を固定するように作用するとともに、軸対称配向を安定化するように作用する。ここで例示するように、第１開口部１１４ａと第２開口部１１４ｂとが液晶層を介して互いに重なるように配置すると、一対の開口部１１４による実効開口率の低下を抑制することができる。第１開口部と第２開口部との作用によって１つの中心軸を固定・安定化するので、第１開口部１１４ａまたは第２開口部１１４ｂが発現すべき作用は、１つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよいので、第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂの直径を小さくでき、その結果、実効開口率の低下を抑制することができる。
【００４６】
本実施形態の液晶表示装置は、後に詳細に説明するように、行および列を有するマトリクス状に配置された画素に対して、各垂直走査期間内に、列および行のいずれにおいても、互いに隣接する画素の画素電極に印加される電圧が、対向電極１３１に印加される電圧を基準として逆極性となるように印加される（ドット反転駆動）。このように、ドット反転駆動を採用することで隣接画素間に発生する斜め電界による配向安定化効果を略矩形の画素の四辺について得られる。従って、隣接する画素の間に急峻な斜め電界が形成され、軸対称配向を形成するように作用する。
【００４７】
さらに、本実施形態の液晶表示装置においては、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する画素電極１１１の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。従って、従来の１ライン反転駆動（１Ｈ反転駆動）を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、対向電極１３１を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することができる（１Ｈドット反転駆動）。
【００４８】
また、本実施形態の液晶表示装置は、上述したように開口部１１４内またはその近傍に軸対称配向の中心が固定・安定化される。これは、この開口部１１４によって形成される斜め電界の作用によって、開口部１１４を中心にその周辺の液晶分子が連続的な配向（軸対称配向）が形成されるためであり、この開口部１１４（少なくとも第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂの一方）の作用によって、特許文献７の図９に示されているような角部において不連続な配向が形成されることが抑制・防止される。また、開口部１１４の作用によって、電界が低い中間調表示状態においも十分に安定な軸対称配向を得ることができ、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間を短くすることができる。
【００４９】
画素電極１１１および対向電極１３１の所定の位置に設ける第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂの形状は、軸対称配向ドメイン内の液晶分子の配向の連続性を得るためには、例示したように円形であるこが好ましいがこれに限られない。また、第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂの形状が異なっても良い。ただし、全方位的にほぼ等しい配向規制力を発揮させるためには、４角形以上の多角形であることが好ましく、正多角形であることが好ましい。
【００５０】
ここでは画素電極１１１および対向電極１３１の両方に開口部を設けた例を示したが、いずれか一方に開口部を設けても軸対称配向の中心軸を固定する効果が得られる。また、ここでは、画素電極１１１および対向電極１３１の両方に開口部を設ける場合において、同じ大きさの第１開口部１１４ａと第２開口部１１４ｂとを互いに重なるように配置した構成を例示したが、第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂの構成および配置はこれに限られない。第１開口部１１４ａと第２開口部１１４ｂは互いに重なら無くとも、それぞれが軸対称配向を固定・安定化する効果は得られる。但し、第１開口部１１４ａによって、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸の一端を固定し、第２開口部１１４ｂによって他端を固定するように配置すれば、軸対称配向の中心軸をさらに安定に固定することができる。さらに、第１開口部１１４ａと第２開口部１１４ｂとが液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なるように配置すると、開口部１１４による実効開口率の低下を抑制することができる。このとき、第１開口部と第２開口部との作用によって１つの中心軸を固定・安定化するので、第１開口部１１４ａまたは第２開口部１１４ｂが発現すべき作用は、１つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよく、ここで例示したように、同じ大きさの第１開口部１１４ａと第２開口部１１４ｂとを互いに重なるように配置することによって、実効開口率の低下を最小限にすることができる。
【００５１】
さらに、液晶表示装置１００は、隣接する画素の間に遮光領域を有し、この遮光領域内の透明基板１１０ａ上に壁構造体１１５を有している。ここで、遮光領域とは、透明基板１１０ａ上の画素電極１１１の周辺領域に形成される、例えばＴＦＴやゲート信号配線、ソース信号配線、または、透明基板１１０ｂ上に形成されるブラックマトリクスによって遮光される領域であり、この領域は表示に寄与しない。従って、遮光領域に形成された壁構造体１１５は表示に悪影響を及ぼすことが無い。
【００５２】
壁構造体１１５はその傾斜面効果で液晶分子が電圧印加時（電界発生時）に傾斜する方向を規定するように作用する。壁構造体１１５の傾斜した側面による配向規制力は、電圧無印加時にも作用し、液晶分子を傾斜させる。また、画素の間に形成される電界は、隣接する画素の間に存在する壁構造体１１５によってゆがめられ、壁構造体１１５の壁面で液晶分子が傾斜する方向を規定するように作用する。
【００５３】
壁構造体１１５を設けると、隣接する画素の間に形成される急峻な斜め電界および開口部１１４の周囲に形成される斜め電界による配向規制力に加えて、壁構造体１１５による配向規制力が協同的に作用し、軸対称配向がさらに安定に形成される。壁構造体１１５の壁面効果を併せて利用することで、斜め電界による配向規制力が小さい中間調表示状態における軸対称配向の安定性がさらに向上するとともに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間をさらに短くすることができる。
【００５４】
ここで例示した壁構造体１１５は、画素を包囲するように連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体１１５は液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体を複数の壁（壁部）で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。
【００５５】
さらに、画素電極１１１に設けられる切欠き部１１３は、軸対称配向ドメインの境界付近に設けられ、液晶分子が電界によって倒れる方向を規定するので、軸対称配向ドメインをさらに安定に形成するように作用する。ここで例示するように壁構造体１１５と組み合わせて用いると、開口部１１４および切欠き部１１３の周辺に形成される斜め電界と壁構造体１１５によって歪んで形成される壁面での電界の作用で液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように２つの軸対称配向が安定に形成される。また、ここでは、切欠き部１１３は、画素（ここでは全体が透過領域）に形成される液晶ドメインの中心軸に対応する開口部（ここでは図１中の右側の開口部）１１４を中心に点対称に配置された４つの切欠き部１１３を含んでいる。
【００５６】
上述のような切欠き部１１３を設けることによって、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向が規定され、２つの液晶ドメインが形成される。なお、図１中、画素電極１１１の左側に切欠き部を設けていない理由は、図示した画素電極１１１の左側に位置する画素電極（不図示）の右端に設けた切欠き部によって同様の作用が得られるので、画素の実効開口率を低下する切欠き部を画素電極１１１の左端では省略している。さらに、ここでは、壁構造体１１５による配向規制力も得られるので、画素電極１１１の左端に切欠き部を設けなくとも、切欠き部を設けた場合と同様に安定した液晶ドメインが形成されるのに加え、実効開口率が向上するという効果が得られる。
【００５７】
液晶表示装置１００では、４つの切欠き部１１３を形成したが、切欠き部は、隣接する液晶ドメインの間に少なくとも１つ設ければよく、例えば、ここでは、画素の中央部に細長い切欠き部を設けて、他を省略しても良い。
【００５８】
軸対称配向ドメイン内の液晶分子が電界によって倒れる方向を規定するように作用する切欠き部１１３の形状は、隣接する軸対称配向に対してほぼ等しい配向規制力を発揮するように設定され、例えば４角形が好ましい。なお、切欠き部は省略することもできる。
【００５９】
液晶層１２０の厚さ（セルギャップともいう）を規定するための支持体１３３を遮光領域（ここではブラックマトリクス１３２によって規定される領域）に形成すれば、表示品位を低下させることが無いので好ましい。支持体１３３は、透明基板１１０ａおよび１１０ｂのどちらに形成しても良く、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体１１５上に設ける場合に限られない。壁構造体１１５上に支持体１３３を形成する場合は、壁構造体１１５の高さと支持体１３３の高さとの和が液晶層１２０の厚さとなるように設定される。壁構造体１１５が形成されていない領域に支持体１３３を設ける場合には、支持体１３３の高さが液晶層１２０の厚さとなるように設定される。支持体１３３は、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ工程で形成することができる。
【００６０】
この液晶表示装置１００においては、ドット反転駆動を行うことにより隣接する画素に形成される斜め電界の作用により、軸対称配向が形成され、２つの軸対称配向液晶ドメインの中心軸は、画素電極１１１および対向電極１３１の長手方向の中央部に設けた２対の開口部１１４内またはその近傍に固定・安定化される。さらに、壁構造体１１５の壁面で歪んだ電界および壁構造体の壁面効果により主に隣接する２つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる方向を規定し、一対の切欠き部による斜め電界の作用で隣接する２つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる方向が規定され、これらが協同的に作用し、中間調表示状態においても、液晶ドメインの軸対称配向を安定化する。
【００６１】
画素電極１１１および対向電極１３１の軸対称配向液晶ドメインの中心軸に対応する位置に開口部１１４を設けることによって、中心軸の位置が固定・安定化されるので、液晶表示パネル内の全面に亘って、軸対称配向液晶ドメインの中心軸が一定の位置に配置される結果、表示の均一性が向上する。また、軸対称配向が安定化される結果、中間調表示における応答時間を短くできるという効果も得られる。さらに、液晶表示パネルの押圧による残像を低減する（回復する時間を短くする）こともできる。壁構造体１１５を設けることによって軸対称配向がさらに安定化されるので、特に、押圧による残像を低減したい用途においては、壁構造体を設けることが好ましい。
【００６２】
なお、透明基板１１０ａの液晶層１２０側には、例えばＴＦＴなどのアクティブ素子およびＴＦＴに接続されたゲート配線およびソース配線などの回路要素（いずれも不図示）が設けられる。また、透明基板１１０ａと、透明基板１１０ａ上に形成された回路要素および上述した画素電極１１１、壁構造体１１５、支持体１３３（支持体はアクティブマトリクス基板およびカラーフィルタ基板のどちらに形成しても構わない）および配向膜などをまとめてアクティブマトリクス基板ということがある。一方、透明基板１１０ｂと透明基板１１０ｂ上に形成されたカラーフィルタ層１３０、ブラックマトリクス１３２、対向電極１３１および配向膜などをまとめて対向基板またはカラーフィルタ基板ということがある。
【００６３】
図１（ｃ）に示す液晶表示装置１００’は、壁構造体を有しない点において図１（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置１００と異なっている。図１（ｃ）において、液晶表示装置１００と共通の構成要素は図１（ｂ）と同じ参照符号で示す。
【００６４】
液晶表示装置１００’は、液晶表示装置１００と同様に、ドット反転駆動されることによって形成される隣接画素間に急峻な斜め電界と、画素電極１１１および対向電極１３１に設けられた開口部１１４の周辺に形成される斜め電界とによって、開口部１１４（第１開口部１１４ａおよび第２開口部１１４ｂの少なくとも一方）内またはその近傍に中心軸が固定・安定化された２つの軸対称配向ドメインが安定に形成される。また、画素電極１１１に設けられた切欠き部１１３が液晶ドメインの境界付近の液晶分子の配向方向を規制するので、２つの液晶ドメインの軸対称配向がさらに安定化される。
【００６５】
また、液晶表示装置１００’は、液晶表示装置１００と同様に、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する画素電極１１１の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。従って、従来の１Ｈ反転駆動を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、対向電極１３１を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することができる（１Ｈドット反転駆動）。
【００６６】
なお、上記の説明では省略したが、液晶表示装置１００および１００’は、透明基板１１０ａおよび１１０ｂを介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有する。一対の偏光板は典型的には透過軸が互いに直交するように配置される。さらに、後述するように、２軸性光学異方性媒体層または１軸性光学異方性媒体層を設けても良い。
【００６７】
（半透過型液晶表示装置）
次に、図２を参照しながら、本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置２００の構成を説明する。
【００６８】
図２は、本発明による実施形態の透過型液晶表示装置２００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、図２（ａ）は、平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った断面図である。
【００６９】
ここでは、１画素を３分割（Ｎ＝３、透過領域が２分割、反射領域が１分割）した例を示すが、画素ピッチに応じて分割数（＝Ｎ）は少なくとも２つ以上（透過領域が最低１分割、反射領域が最低１分割）に設定できる。対向基板（第２基板）側の分割領域（軸対称配向ドメインが形成される領域）の略中心に設ける開口部の数（＝ｎ）も画素分割数（＝Ｎ）と同一にすることが好ましい。但し、例えば後述するように、対向基板の反射領域の液晶層側に選択的に透明誘電体層を設ける場合には、対向電極（第２電極）の反射領域には開口部を設けなくても良い。また、分割数（＝Ｎ）が多くなると、実効開口率は低下する傾向にあるので、高精細な表示パネルに適用する場合は、分割数（＝Ｎ）を小さくすることが好ましい。
【００７０】
液晶表示装置２００は、透明基板（例えばガラス基板）２１０ａと、透明基板２１０ａに対向するように設けられた透明基板２１０ｂと、透明基板２１０ａと２１０ｂとの間に設けられた垂直配向型の液晶層２２０とを有する。両方の基板２１０ａおよび２１０ｂ上の液晶層２２０に接する面には垂直配向膜（不図示）が設けられており、電圧無印加時には、液晶層２２０の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層２２０は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。
【００７１】
液晶表示装置２００は、透明基板２１０ａ上に形成された画素電極２１１と、透明基板２１０ｂ上に形成された対向電極２３１とを有し、画素電極２１１と対向電極２３１との間に設けられた液晶層２２０とが画素を規定する。透明基板２１０ａ上には、後述するようにＴＦＴなどの回路要素が形成されている。透明基板２１０ａおよびこの上に形成された構成要素をまとめてアクティブマトリクス基板２１０ａということがある。
【００７２】
また、典型的には、透明基板２１０ｂの液晶層２２０側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ２３０（複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層２３０ということもある。）と、隣接するカラーフィルタ２３０の間に設けられるブラックマトリクス（遮光層）２３２とが形成され、これらの上に対向電極２３１が形成されるが、対向電極２３１上（液晶層２２０側）にカラーフィルタ層２３０やブラックマトリクス２３２を形成しても良い。透明基板２１０ｂおよびこの上に形成された構成要素をまとめて対向基板（カラーフィルタ基板）基板２１０ｂということがある。
【００７３】
画素電極２１１は、透明導電層（例えばＩＴＯ層）から形成された透明電極２１１ａと、金属層（例えば、Ａｌ層、Ａｌを含む合金層、およびこれらのいずれかを含む積層膜）から形成された反射電極２１１ｂとを有する。その結果、画素は、透明電極２１１ａによって規定される透明領域Ａと、反射電極２１１ｂによって規定される反射領域Ｂとを含む。透明領域Ａは透過モードで表示を行い、反射領域Ｂは反射モードで表示を行う。
【００７４】
画素分割数（＝Ｎ）が３（透過領域が２分割、反射領域が１分割）の図２に示した液晶表示装置２００においては、画素電極２１１の周囲の遮光領域上に後述する壁構造体２１５が形成されている。また、画素電極２１１は、画素内の所定の位置に分割数に応じた数（図２では、ｎ＝３）の第１開口部２１４ａを有している。画素電極２１１は、さらに、所定の位置に４つの切欠き部２１３を有している。一方、対向側の透明基板２１０ｂ上の対向電極２３１は、透過領域の分割数に応じた２つの第２開口部１１４ｂを有している。
【００７５】
この液晶層に所定の電圧を印加すると、それぞれが軸対称配向を呈する３つ（分割数Ｎと同数）の液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、第１開口部２１４ａおよび第２開口部１１４ｂ内またはその近傍に形成される。画素電極２１１および対向電極２３１の所定の位置に設けられた開口部２１４ａおよび２１４ｂは軸対称配向の中心軸の位置を固定するように作用するとともに、軸対称配向を安定化するように作用する。ここで例示するように、透過領域において、第１開口部２１４ａと第２開口部２１４ｂとが液晶層を介して互いに重なるように配置すると、一対の開口部２１４による実効開口率の低下を抑制することができる。第１開口部と第２開口部との作用によって１つの中心軸を固定・安定化するので、第１開口部１１４ａまたは第２開口部１１４ｂが発現すべき作用は、１つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよいので、第１開口部２１４ａおよび第２開口部２１４ｂの直径を小さくでき、その結果、実効開口率の低下を抑制することができる。
【００７６】
本実施形態の液晶表示装置は、後に詳細に説明するように、行および列を有するマトリクス状に配置された画素に対して、各垂直走査期間内に、列および行のいずれにおいても、互いに隣接する画素の画素電極に印加される電圧が、対向電極２３１に印加される電圧を基準として逆極性となるように印加される（ドット反転駆動）。このように、ドット反転駆動を採用することで隣接画素間に発生する斜め電界による配向安定化効果を略矩形の画素の四辺について得られる。従って、隣接する画素の間に急峻な斜め電界が形成され、軸対称配向を安定化するように作用する。
【００７７】
さらに、本実施形態の液晶表示装置においては、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する画素電極２１１の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。従って、従来の１ライン反転駆動（１Ｈ反転駆動）を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、対向電極２３１を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することができる（１Ｈドット反転駆動）。
【００７８】
また、本実施形態の液晶表示装置は、上述したように開口部２１４内またはその近傍に軸対称配向の中心が固定・安定化される。これは、この開口部２１４によって形成される斜め電界の作用によって、開口部２１４を中心にその周辺の液晶分子が連続的な配向（軸対称配向）が形成されるためであり、この開口部２１４（少なくとも第１開口部２１４ａおよび第２開口部２１４ｂの一方）の作用によって、特許文献７の図９に示されているような角部において不連続な配向が形成されることが抑制・防止される。また、開口部２１４の作用によって、電界が低い中間調表示状態においも十分に安定な軸対称配向を得ることができ、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間を短くすることができる。
【００７９】
さらに、液晶表示装置２００は、隣接する画素の間に遮光領域を有し、この遮光領域の透明基板２１０ａ上に壁構造体２１５を有している。遮光領域は表示に寄与しないので、遮光領域に形成された壁構造体２１５は表示に悪影響を及ぼすことが無い。
【００８０】
壁構造体２１５はその傾斜面効果で液晶分子が電圧印加時（電界発生時）に傾斜する方向を規定するように作用する。壁構造体２１５の傾斜した側面による配向規制力は、電圧無印加時にも作用し、液晶分子を傾斜させる。また、画素の間に形成される電界は、隣接する画素の間に存在する壁構造体２１５によってゆがめられ、壁構造体２１５の壁面で液晶分子が傾斜する方向を規定するように作用する。
【００８１】
壁構造体２１５を設けると、隣接する画素の間に形成される急峻な斜め電界および開口部２１４の周囲に形成される斜め電界による配向規制力に加えて、壁構造体２１５による配向規制力が協同的に作用し、軸対称配向がさらに安定に形成される。壁構造体２１５の壁面効果を併せて利用することで、斜め電界による配向規制力が小さい中間調表示状態における軸対称配向の安定性がさらに向上するとともに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間をさらに短くすることができる。
【００８２】
ここで例示した壁構造体２１５は、画素を包囲するように連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体２１５は液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体２１５を複数の壁で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。
【００８３】
さらに、必要に応じて配置する切欠き部２１３は軸対称配向ドメインの境界付近に設けられ、液晶分子が電界によって倒れる方向を規定し、軸対称配向ドメインを形成するように作用する。切欠き部２１３の周辺には、開口部２１４ａおよび２１４ｂと同様に、画素電極２１１と対向電極２１３との間に印加される電圧によって、斜め電界が形成され、この斜め電界と壁構造体２１５によって歪んで形成される壁面での電界の作用で液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように軸対称配向が形成される。
【００８４】
また、ここでは、切欠き部２１３は、画素の透過領域に形成される液晶ドメインの中心軸に対応する開口部（ここでは図２（ａ）中の右側の開口部）２１４ａを中心に点対称に配置された４つの切欠き部２１３を含んでいる。こここで例示するように壁構造体２１５と組み合わせて用いると、開口部２１４および切欠き部２１３の周辺に形成される斜め電界と壁構造体２１５によって歪んで形成される壁面での電界の作用で液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように３つの軸対称配向が安定に形成される。壁構造体２１５や開口部２１４や切欠き部２１３の配置およびこれらの好ましい形状については、上述した透過型液晶表示装置１００の場合と同様である。図２には、透過領域Ａに２つの液晶ドメインを形成し、反射領域Ｂに１つの液晶ドメインを形成する例を示したが、これに限定されない。なお、個々の液晶ドメインは略正方形の形状にすることが、視野角特性および配向の安定性の観点から好ましい。
【００８５】
液晶層２２０の厚さ（セルギャップともいう。）を規定するための支持体２３３を遮光領域（ここではブラックマトリクス２３２によって規定される領域）に形成すれば、表示品位を低下させることが無いので好ましい。支持体２３３は、透明基板２１０ａおよび２１０ｂのどちらに形成しても良く、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体２１５上に設ける場合に限られない。壁構造体２１５上に支持体２３３を形成する場合は、壁構造体２１５の高さと支持体２３３の高さとの和が液晶層２２０の厚さとなるように設定される。壁構造体２１５が形成されていない領域に支持体２３３を設ける場合には、支持体２３３の高さが液晶層２２０の厚さとなるように設定される。
【００８６】
この液晶表示装置２００においては、画素電極２１１および対向電極２３１に所定の電圧（閾値電圧以上の電圧）を印加すると、透過領域Ａに２つの軸対称配向液晶ドメインと、反射領域Ｂに１つの軸対称配向ドメインが形成される。壁構造体２１５の壁面で歪んだ電界および壁構造体の壁面効果により主に隣接する３つの液晶ドメイン内（透過領域２つ、反射領域１つ）の液晶分子が電界で倒れる方向を規定し、４つの切欠き部による斜め電界作用で隣接する３つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる配向規制力が協同的に作用し、液晶ドメインの軸対称配向が安定化される。さらに透過領域Ａに形成される２つの軸対称配向液晶ドメインの中心軸は、それぞれ一対の開口部２１４（互いに対向する２１４ａおよび２１４ｂ）内または近傍に固定され、安定化される。反射領域Ｂに形成される１つの軸対称液晶ドメインの中心軸は、開口部２１４ａによって安定化される。
【００８７】
ここでは、壁構造体２１５を有する半透過型液晶表示装置２００の好ましい構成の例を説明したが、図１（ｃ）に示した透過型液晶表示装置１００’と同様に、壁構造体２１５を省略してもよい。但し、壁構造体２１５を設けることによって軸対称配向がさらに安定化されるので、特に、押圧による残像を低減したい用途においては、壁構造体を設けることが好ましいことは上述の通りである。
【００８８】
次に、透過モードの表示と反射モードの表示の両方を行うことができる半透過型液晶表示装置２００に特有の好ましい構成を説明する。
【００８９】
透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層２２０を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層２２０を２回通過する。したがって、図２（ｂ）に模式的に示したように、透過領域Ａの液晶層２２０の厚さｄｔを反射領域Ｂの液晶層２２０の厚さｄｒの約２倍に設定することが好ましい。このように設定することによって、両表示モードの光に対して液晶層２２０が与えるリタデーションを略等しくすることができる。ｄｔ＝０．５ｄｒが最も好ましいが、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの範囲内にあれば両方の表示モードで良好な表示を実現できる。勿論、用途によっては、ｄｔ＝ｄｒであってもよい。
【００９０】
液晶表示装置２００においては、反射領域Ｂの液晶層２２０の厚さを透過領域Ａの液晶層の厚さよりも小さくするために、ガラス基板２１０ｂの反射領域Ｂにのみ透明誘電体層２３４を設けている。透明誘電体層２３４は、例示したように、対向電極２３１の下側（液晶層と反対側）に設けることが好ましい。このような構成を採用すると、反射電極２１１ｂの下に絶縁膜などを用いて段差を設ける必要がないので、アクティブマトリクス基板２１０ａの製造を簡略化できるという利点が得られる。さらに、液晶層２２０の厚さを調整するための段差を設けるための絶縁膜上に反射電極２１１ｂを設けると、絶縁膜の斜面（テーパ部）を覆う反射電極によって透過表示に用いられる光が遮られる、あるいは、絶縁膜の斜面に形成された反射電極で反射される光は、内部反射を繰り返すので、反射表示にも有効に利用されない、という問題が発生するが、上記構成を採用するとこれらの問題の発生が抑制され、光の利用効率を改善することができる。
【００９１】
さらに、この透明誘電体層２３４に光を散乱する機能（拡散反射機能）を有するものを用いると、反射電極２１１ｂに拡散反射機能を付与しなくても、良好なペーパーホワイトに近い白表示を実現できる。透明誘電体層２３４に光散乱能を付与しなくても、反射電極２１１ｂの表面に凹凸形状を付与することによって、ペーパーホワイトに近い白表示を実現することもできるが、凹凸の形状によっては軸対称配向の中心軸の位置が安定し無い場合がある。これに対し、光散乱能を有する透明誘電体層２３４と平坦な表面を有する反射電極２１１ｂとを用いれば、反射電極２１１ｂに形成する開口部２１４ａによって中心軸の位置をより確実に安定化できるという利点が得られる。勿論、対向電極２３１の反射領域Ｂに開口部２１４ｂを設けることによって軸対称配向の中心軸をさらに安定化できる。なお、反射電極２１１ｂに拡散反射機能を付与するために、その表面に凹凸を形成する場合、凹凸形状は干渉色が発生しないように連続した波状とすることが好ましく、軸対称配向の中心軸を安定化できるように設定することが好ましい。
【００９２】
また、透過モードでは表示に用いられる光はカラーフィルタ層２３０を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光はカラーフィルタ層２３０を２回通過する。従って、カラーフィルタ層２３０として、透過領域Ａおよび反射領域Ｂに同じ光学濃度のカラーフィルタ層を用いると、反射モードにおける色純度および／または輝度が低下することがある。この問題の発生を抑制するために、反射領域のカラーフィルタ層の光学濃度を透過領域のカラーフィルタ層よりも小さくすることが好ましい。なお、ここでいう光学濃度は、カラーフィルタ層を特徴付ける特性値であり、カラーフィルタ層の厚さを小さくすれば、光学濃度を小さくできる。あるいは、カラーフィルタ層の厚さをそのままで、例えば添加する色素の濃度を低下させて、光学濃度を小さくすることもできる。このように透過領域Ａと反射領域Ｂとで異なるカラーフィルタの色層を形成することは表示の色再現性を向上させる目的から極めて効果が大きい。
【００９３】
次に、図３および図４を参照しながら、半透過型液晶表示装置に好適に用いられるアクティブマトリクス基板の構造の一例を説明する。図３はアクティブマトリクス基板の部分拡大図であり、図４は、図３中のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。図３および図４に示したアクティブマトリクス基板は、透過領域Ａに１つの液晶ドメインを形成する構成を有している点（すなわち、開口部２１４ａおよび切欠き部２１３の数が少ない点）において、図２に示したアクティブマトリクス基板２１１ａと異なるが、他の構成は同じであってよい。
【００９４】
図３および図４に示すアクティブマトリクス基板は、例えばガラス基板からなる透明基板１を有し、透明基板１上には、ゲート信号線２およびソース信号線３が互いに直交するように設けられている。これらの信号配線２および３の交差部の近傍にＴＦＴ４を設けられており、ＴＦＴ４のドレイン電極５は画素電極６に接続されている。
【００９５】
画素電極６は、ＩＴＯなどの透明導電層から形成された透明電極７と、Ａｌなどから形成された反射電極８とを有し、透明電極７が透過領域Ａを規定し、反射電極８が反射領域Ｂを規定する。画素電極６の所定の領域には、上述したように軸対称配向ドメインの配向を制御するために切欠き部１４および軸対称配向ドメインの軸位置固定を行うための第１の開口部２１４が設けられている。さらに軸対称配向ドメインの配向状態を規定するために画素外の非表示領域の信号線（遮光領域）の部分には画素領域を囲む壁構造体（不図示）が形成される。
【００９６】
画素電極６は次段のゲート信号線上にゲート絶縁膜９を介して重畳させており、補助容量が形成されている。また、ＴＦＴ４はゲート信号線２から分岐したゲート電極１０の上部にゲート絶縁膜９、半導体層１２、チャネル保護層１３およびｎ+−Ｓｉ層１１（ソース・ドレイン電極）が積層された構造を有している。
【００９７】
なお、ここではボトムゲート型のＴＦＴの構成例を示したが、これに限られず、トップゲート型のＴＦＴを用いることもできる。
【００９８】
上述したように、図２に示した構成を有する液晶表示装置２００は液晶表示装置１００と同様に、ドット反転駆動を行うことにより隣接する画素に形成される斜め電界の作用および開口部２１４の周囲に形成される斜め電界の作用により、軸対称配向が安定に形成される。さらに、画素電極および対向電極の略中央部に設けた各々１対の開口部２１４は画素内の軸対称状配向ドメインの中心軸を固定・安定化するので、中間調表示状態において斜めから表示を見た場合のざらつき感を低減するなどの効果を得ることができる。更に、遮光領域に設けられた壁構造体２１５および切欠き部２１３によって、中間調表示状態においても、安定した軸対称配向ドメインが形成される。
【００９９】
さらに、透明誘体層２３４および／またはカラーフィルタ層２３０を上述のように構成することによって、透過モードおよび反射モードでの表示の明るさや色純度を向上することができる。
【０１００】
（配向安定化駆動方法）
上述した実施形態の液晶表示装置は、行および列を有するマトリクス状に配置された画素に対して、各垂直走査期間内に、列および行のいずれにおいても、互いに隣接する画素の画素電極に印加される電圧が、対向電極に印加される電圧を基準として逆極性となるように印加される（ドット反転駆動）。ここでは、ドット反転駆動を行うことによって、得られる配向安定化効果を詳細に説明する。
【０１０１】
図５に本発明による実施形態の液晶表示装置３００の駆動回路および画素配置を模式的に示す。この液晶表示装置３００は、上述の液晶表示装置１００または２００と同じ構成の表示領域を有している。
【０１０２】
液晶表示装置３００は、ＴＦＴ型液晶表示装置であり、列方向に延びる互いに平行な複数のデータ信号線（ソース信号線）３０１と行方向に延びる互いに平行な複数の走査信号線（ゲート信号線）３０２を有し、それぞれ、ソース信号駆動回路３０３およびゲート信号駆動回路３０４に接続されている。液晶表示装置３００は、画素毎に少なくとも１つのＴＦＴ３０５を有し、ＴＦＴ３０５のゲート電極が走査信号線３０２に接続されており、ソース電極にデータ信号線３０１が接続されている。ＴＦＴ３０５のドレイン電極は画素電極３０６に接続されており、ゲート電極に所定の電圧（走査信号電圧）が印加されたときにＴＦＴ３０５がＯＮ状態となり、画素電極３０６がデータ信号線と電気的に接続され、所定のデータ信号電圧が画素電極３０６に供給される。画素電極３０６に対向する対向電極（不図示：典型的には複数の画素電極に対向する）には、所定の共通電圧が供給される。対向電極に供給される共通電圧と、画素電極３０６に供給されるデータ信号電圧との差がそれぞれの画素の液晶層に印加される。
【０１０３】
ここで、任意の一本の走査信号線３０２に接続されたＴＦＴ３０５は、当該走査線３０２に隣接する一対の行に属する画素電極３０６の一方（例えば上の行に属する画素電極３０６）に接続されたＴＦＴ３０５と他方（例えば下の行に属する画素電極３０６）に接続されたＴＦＴ３０５を交互に有するように配列されている。言い換えると、複数のデータ信号線３０１のうち、例えば、奇数番目のデータ信号線３０１に接続されたＴＦＴ３０６は走査信号線３０２の上側に配置されており（上の行の画素電極３０６に接続されており）、偶数番目のデータ信号線３０１に接続されたＴＦＴ３０５は走査信号線３０２の下側に配置されている（下の行の画素電極３０６に接続されている）。すなわち、ある走査信号線３０２に接続されたＴＦＴ３０５（および画素電極３０６）をデータ信号線３０１毎に上下方向に交互に千鳥状に配列している。
【０１０４】
上述のような千鳥状配列のパネル構成に対して従来の１ライン反転駆動を行うことによって、画素電極３０６に供給される電圧を対向電極に供給される電圧を基準として、行方向および列方向に隣接する画素間で逆極性として、フレーム毎に切り替える。すなわち、ソース信号線駆動回路３０３およびゲート信号線駆動回路３０４は従来の１ライン反転駆動を行うだけで、結果的にドット反転駆動を実現することができる。
【０１０５】
本実施形態では、１フレーム期間内に、マトリクス状に配置されて形成された任意の第１の画素と、当該第１の画素に隣接する同一行の第２の画素とに対して、対向電極を基準として互いに逆極性の電圧を印加するとともに、任意のｎ行目の走査線に接続された第１の画素と、当該第１の画素と同一列のデータ信号線に接続されたｎ＋１行目（またはｎ−１行目）の走査信号線に接続された第３の画素に対しても、対向電極を基準として互いに逆極性の電圧を印加する（ドット反転駆動）。さらに、フレーム毎に全ての画素に印加される電圧の極性を反転させる（フレーム反転駆動）。例えば、図６に本実施形態の液晶表示装置３００のあるフレーム期間における画素に印加されている電圧の極性パターンの一例を示す。図６示した次のフレームでは、全ての画素について、プラスとマイナスが逆転する。
【０１０６】
図７（ａ）から（ｃ）に液晶層に電圧を印加した際の等電位線の挙動と液晶配向ダイレクタのシミュレーション結果を示す。ここで、液晶層の駆動電圧は４Ｖと設定して、電界による等電位線の引き込み効果を確認するため、隣接する画素電極間の間隙の幅が３μｍの場合と９μｍの場合とのを比較する。また、従来のパネル構成に対して従来のライン反転駆動を行った場合などのように隣接画素電極間では同極性の電圧が印加された場合と、対向電極を基準にして隣接画素間で正負の極性を逆極性として印加された場合（本実施形態）について示す。
【０１０７】
図７（ａ）は、本発明による実施形態の駆動方法で、隣接画素電極に逆極性の電圧を印加した場合（電極間の間隙３μｍ）、（ｂ）従来の駆動方法で、隣接画素間で同極性の電圧を印加した場合（電極間隙３μｍ）、（ｃ）従来の駆動方法で隣接画素間で同極性の電圧を印加した場合（電極間隙９μｍ）のシミュレーション結果である。
【０１０８】
隣接画素間で逆極性の電圧を印加した場合には画素の境界で急峻な電位勾配が発生してより効果的に等電位線が引き込まれることが分かる。例えば、本実施形態の駆動方法では従来の隣接画素間で同極性で、かつ、電極間隙９μｍの場合よりもより効果的に等電位線が引き込まれて、液晶分子が電界によって斜めに配向することがわかる。さらに、本実施形態の駆動方法では、電極間隙３μｍの場合でも効果的に液晶分子が電界によって配向制御されていることがわかる。
【０１０９】
以上のように、任意の走査信号線３０２に接続されたＴＦＴ３０５（および画素電極３０６）をデータ信号線３０１毎に上下方向に交互に千鳥状に配列した構成を有するパネルに対して従来の１ライン反転駆動を行い、行方向および列方向のいずれにおいても隣接する画素に印加する電圧の極性を対向電極に対して１フレーム毎に逆極性で印加することで、画素間で大きな電位勾配を形成させることが可能となり、この電位勾配を利用した配向規制力により、垂直配向型液晶層に形成される軸対称配向をより安定化することができる。
【０１１０】
また、この配向安定化に適した駆動方法は液晶パネルのフリッカの低減にも極めて有効である。
【０１１１】
すなわち、一般的なアクティブ型液晶パネルでは、画素毎に設けたＴＦＴ素子などのスイッチング素子の特性が十分でないためにソース信号駆動回路（列方向）３０３から出力されるデータ信号の正負が対称であっても、液晶層の透過率は正負のデータ電圧に対して完全に対称とならず、１フレーム毎に液晶層への印加電圧の正負極性を反転させる駆動方式（１フレーム反転駆動）では液晶パネルのフリッカが目立つことがある。
【０１１２】
このようなフリッカ低減対策として、１水平走査線毎に正負極性を反転させ、かつ、１フレーム周期毎に正負極性を反転させる駆動方式（１Ｈ反転駆動）などが知られており、他にも画素を形成する液晶層への印加電圧の正負極性を１走査信号線毎かつ１データ線毎に反転させ、１フレーム周期毎にも反転させる駆動方式（ドット反転駆動）などが行われている。フリッカ抑制の効果は、本実施形態と同様のドット反転駆動で最も低減できるという特徴を有しているが、ドット反転駆動の場合には、同一の走査線上の画素電極に正あるいは負の極性の電圧が印加されるためにソース信号線駆動回路のＩＣ耐圧を高く設定しなければならないという課題も指摘されている。これに対し、本実施形態では、任意の走査信号線に接続されたスイッチング素子（および画素電極）をデータ信号線毎に上下方向に交互に千鳥状に配列した構成を有するパネルに対して従来の１ライン反転駆動を行うことによって、結果的に、ドット反転駆動を実現できるので、従来のドット反転駆動のように高いＩＣ耐圧が要求されることがない。
【０１１３】
なお、本発明の実施形態の液晶表示装置において、壁構造体をさらに設けると、壁構造体による配向規制力をも利用して軸対称配向を安定化できるので、特に、十分な電界が得られない中間調においても、軸対称配向を安定化することが可能で、中間調での表示品位を改善することができる。さらに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れ（押圧による残像ということがある）が正常な配向に回復する時間を短くすることもできる。
【０１１４】
〔動作原理〕
次に図８を参照しながら、垂直配向型液晶層を有する本発明の実施形態の液晶表示装置が優れた広視野角特性を有する理由を説明する。
【０１１５】
図８は、アクティブマトリクス基板側に設けた壁構造体１５および開口部１４ａと、カラーフィルタ基板側に設けた開口部１４ｂによる配向規制力の作用を説明するための図であり、図６（ａ）は電圧無印加時、図８（ｂ）は電圧印加時の液晶分子の配向状態を模式的に示している。図８（ｂ）に示した状態は中間調を表示している状態である。
【０１１６】
図８（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置は、透明基板１上に、絶縁膜１６、所定の位置に開口部１４ａを有する画素電極６、壁構造体１５を形成し、配向膜１２をこの順に配置している。他方の透明基板１７上には、カラーフィルタ層１８と所定の位置に開口部１４ｂを有する対向電極１９および配向膜３２がこの順で形成されている。両基板間に設けられた液晶層２０は、負の誘電異方性を有する液晶分子２１を含む。
【０１１７】
図８（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶分子２１は垂直配向膜２２および３２の配向規制力により基板表面に対して略垂直に配向する。
【０１１８】
一方、電圧印加時には、図８（ｂ）に示すように、誘電異方性が負の液晶分子２１は分子長軸が電気力線に対して垂直になろうとするので、一対の開口部１４ａおよび１４ｂの周辺に形成される斜め電界および壁構造体１５の側面（壁面）の電界歪みや配向規制力によって、液晶分子２１が倒れる方向が規定されることになる。従って、例えば、開口部１４ａおよび１４ｂを中心とする軸対称状に配向することになる。この軸対称配向ドメイン内では液晶ダイレクタは全方位（基板面内の方位）に配向しているため、視野角特性が優れる。
【０１１９】
ここでは、開口部１４ａおよび１４ｂの周りに形成される斜め電界の作用や壁構造体１５での配向規制力について説明したが、画素電極６のエッジ部に形成される切欠き部の近傍においても同様に斜め電界が形成され、液晶分子２１が電界によって傾く方向が規定される。特に、上述したドット反転駆動を行うことによって、隣接する画素電極間に生成される斜め電界が液晶分子の軸対称配向を安定に形成するように作用する。また、壁構造体１５を省略しても、ドット反転駆動を行うことによって得られる急峻な斜め電界の作用および開口部１４ａおよび１４ｂの周りに形成される斜め電界の作用によって軸対称配向を安定に形成することができる。
【０１２０】
次に、本発明での液晶表示装置の構成に関して説明する。
【０１２１】
図９に示す液晶表示装置は、バックライトと、半透過型液晶パネル５０と、半透過型液晶パネル５０を介して互いに対向するように設けられた一対の偏光板４０および４３と、偏光板４０および４３と液晶パネル５０との間に設けられた１／４波長板４１および４４と、１／４波長板４１および４４と液晶パネル５０との間に設けられた光学異方性が負の位相差板４２および４５とを有している。液晶パネル５０は、透明基板（アクティブマトリクス基板）１と透明基板（対向基板）１７との間に垂直配向型液晶層２０とを有している。液晶パネル５０として、ここでは、図２に示した液晶表示装置２００と同様の構成を有するものを用いる。
【０１２２】
図９に示した液晶表示装置の表示動作を以下に簡単に説明する。
【０１２３】
反射モード表示については、上側からの入射光は偏光板４３を通り、直線偏光となる。この直線偏光は、偏光板４３の透過軸と１／４波長板４４との遅相軸とが４５°になるように１／４波長板４４に入射すると円偏光となり、基板１７上に形成したカラーフィルタ層（不図示）を透過する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板４５を用いている。
【０１２４】
電圧無印加時には、液晶層２０中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているために入射光は位相差がほぼ０で透過し、下側の基板１に形成した反射電極により反射される。反射された円偏光は再び液晶層２０中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板４５を円偏光で通り、１／４波長板４４を経て、最初に入射して偏光板４３を透過した際の偏光方向と直交する偏光方向の直線偏光に変換されて偏光板４３に到達するために、光は偏光板４３を透過できず黒表示となる。
【０１２５】
一方、電圧印加時には、液晶層２０中の液晶分子は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くため、入射した円偏光は液晶層２０の複屈折により楕円偏光となり、下側の基板１に形成した反射電極により反射される。反射された光は液晶層２０で偏光状態がさらに崩され、再び液晶層２０中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板４５を通り、１／４波長板４４に楕円偏光として入射するため、偏光板４３に到達するときに全ての光が入射時の偏光方向と直交した直線偏光とはならず、一部の光が偏光板４３を透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板４３を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。
【０１２６】
また、透過モードの表示については、上下２枚の偏光板４３および偏光板４０は各々その透過軸が直交するように配置されており、光源から出射された光は偏光板４０で直線偏光となり、この直線偏光は、偏光板４０の透過軸と１／４波長板４１との遅相軸が４５°になるように１／４波長板４１に入射すると円偏光になり光学異方性が負の位相差板４２を経て下側の基板１の透過領域Ａに入射する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板４２を用いている。
【０１２７】
電圧無印加時には、液晶層２０中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているため、入射光は位相差がほぼ０で透過し、下側の基板１に円偏光の状態で入射し、円偏光の状態で液晶層２０および上側の基板１７を経て上側の光学異方性が負の位相差板４５を透過して１／４波長板４４に到る。ここで、下側の１／４波長板４１と上側の１／４波長板４４の遅相軸が９０°交差して配置することで、上側の１／４波長板４４からは偏光板４０での直線偏光と直交した直線偏光となり、偏光板４３で吸収されて黒表示となる。
【０１２８】
一方、電圧印加時には、液晶層２０中の液晶分子２１は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くために液晶表示装置への入射した円偏光は液晶層２０の複屈折により楕円偏光となり、上側のＣＦ基板１６や上側の光学異方性が負の位相差板４５および１／４波長板４４を楕円偏光として偏光板４３に到るために入射時の偏光成分と直交した直線偏光にはならず、偏光板４３を通して光が透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板４３を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。
【０１２９】
光学異方性が負の位相差板は液晶分子が垂直配向状態での視野角を変化させた場合の位相差の変化量を最小に抑え、広視野角側での黒浮きを抑える。また、光学異方性が負の位相差板と１／４波長板を一体化させた２軸性位相差板を用いても良い。
【０１３０】
本発明のように電圧無印加時に黒表示を行い、電圧印加時に白表示となるノーマリーブラックモードを軸対称配向ドメインで行った場合、液晶表示装置（パネル）の上下に一対の１／４波長板を設けることによって、偏光板に起因する消光模様を解消させて明るさを改善することも可能となる。また、上下の偏光板の透過軸を互いに直交して配置してノーマリーブラックモードを軸対称配向ドメインで行った場合には、原理的にはクロスニコルに配置した一対の偏光板と同程度の黒表示を実現できることから、極めて高いコントラスト比を実現できると共に、全方位的な配向に導かれた広い視野角特性が達成できる。
【０１３１】
また、本発明で規定した透過領域の液晶層厚ｄｔと反射領域の液晶層厚ｄｒの関係については、図１０に透過領域と反射領域の電圧−反射率（透過率）の液晶厚の依存性に示すように、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの条件を満足することが好ましく、０．４ｄｔ＜ｄｒ＜０．６ｄｔの範囲であることがより好ましい。下限値よりも低い反射領域の液晶層厚では最大反射率の５０％以下となり、十分な反射率が得られなくなる。一方、上限値よりも反射領域の液晶層厚ｄｒが大きい場合には電圧−反射率特性において透過表示時とは異なる駆動電圧で反射率が最大となる極大値が存在すると共に透過表示での最適な白表示電圧では相対反射率が低下する傾向が大きく、最大反射率の５０％以下となるために十分な反射率が得られなくなる。しかしながら、反射領域Ｂでは液晶層の光路長が透過領域の２倍となることから、透過領域Ａと同一の設計をする場合には、液晶材料の光学的な複屈折異方性（Δｎ）とパネルのセル厚設計が極めて重要となる。
【０１３２】
本発明による実施形態による半透過型液晶表示装置の具体的な特性を以下に例示する。
【０１３３】
ここでは、図９に示した構成を有する液晶表示装置を作製した。液晶セル５０には、図２に示した液晶表示装置２００と同様の構成の液晶セルを用いた。
【０１３４】
ＴＦＴ基板側の画素電極には、透過領域および反射領域の各々の所定の位置に直径５μｍの開口部（第１開口部）を形成するとともに、画素の周囲の信号線上などの遮光部上に壁構造体を配置した。さらに、対向基板側の対向電極には、透過領域部および反射領域部の各々の所定の位置には直径５μｍの軸対称配向ドメインの軸中心固定用の開口部（第２開口部）を配置した。なお、これら一対の第１および第２の開口部は液晶層を介して空間的に互いに重なるような位置関係とした。ここでは、切欠き部幅を３μｍ、隣接画素電極間の間隙を５μｍとした。また、カラーフィルタ基板では透明誘電体層２３４に光散乱能を有しないものを用い、反射電極２１１ｂの下層部に表面に凹凸状の連続形状を施した樹脂層を形成して、反射表示時の拡散反射特性を調整した。
【０１３５】
公知の配向膜材料を用いて、公知の方法で垂直配向膜を形成した。ラビン処理は行っていない。液晶材料としては、誘電率異方性が負の液晶材料（Δｎ；０．１、Δε；−４．５）を用いた。ここでは、透過領域の液晶層厚ｄｔを４μｍ、反射領域の液晶層厚ｄｒを２．２μｍ（ｄｒ＝０．５５ｄｔ）とした。
【０１３６】
本実施例の液晶表示装置の構成は、上から順に偏光板（観察側）、１／４波長板（位相差板１）、光学異方性が負の位相差板（位相差板２（ＮＲ板））、液晶層（上側；カラーフィルタ基板、下側；アクティブマトリクス基板）、光学異方性が負の位相差板（位相差板３（ＮＲ板））、１／４波長板（位相差板４）、偏光板（バックライト側）の積層構造とした。なお、液晶層の上下の１／４波長板（位相差板１と位相差板４）では互いの遅相軸を直交させ、各々の位相差を１４０ｎｍとする。光学異方性が負の位相差板（位相差板２と位相差板３）は各々の位相差を１３５ｎｍとした。また、２枚の偏光板（観察側、バックライト側）では、透過軸を直交させて配置した。
【０１３７】
液晶表示装置に駆動信号を印加（液晶層に４Ｖ印加）して表示特性を評価した。特に、ここでは、上述したようにスイッチング素子を各データ信号線毎に上下方向に交互に千鳥状に配列させた構成をとり、１Ｈライン反転を行うことで液晶層に対して擬似的にドット反転と同様の駆動信号を印加し、対向電極を基準にして隣接画素間に＋４Ｖおよび−４Ｖの信号を1フレーム内で印加し、次の1フレームでは極性反転を駆動にて液晶パネルの表示特性を評価した。
【０１３８】
透過表示での視角−コントラストの特性結果を図１１に示す。透過表示での視野角特性はほぼ、全方位的で対称な特性を示し、ＣＲ＞１０の領域は±８０°と良好であり、透過コントラストも正面で３００：１以上と高いものであった。また、隣接画素間に同極性の駆動信号を印加する従来のライン反転などの駆動方法を適用する場合に比べて、隣接画素電極間隙を狭くできたことから、従来比で１５％程度の透過率改善効果が確認された。
【０１３９】
一方、反射表示の特性は、分光測色計（ミノルタ社製ＣＭ２００２）で評価し、標準拡散板を基準にして反射率約９．５％（開口率１００％換算値）、反射表示のコントラスト値は２５であり、従来の液晶表示装置に比べて高いコントラストを示し良好であった。
【０１４０】
さらに、中間調（８階調分割時での階調レベル２）のグレースケールでの斜め方向からのざらつきの評価では、全くざらつき感は感じられなかった。
【０１４１】
加えて、上下基板に一対の電極開口部を設けた場合の液晶表示装置での中間調応答時間（８階調分割時での階調レベル３から階調レベル５の変化に要する時間；ｍ秒）は、３５ｍ秒であり、本発明の液晶パネル構成をとることで応答時間の改善効果が大きいことが確認できた。さらに、電圧４Ｖ印加（白表示）時に指先でパネル面を押した際の配向復元力については押圧部での残像がほとんど見られなかった。
【０１４２】
本発明の液晶パネルを隣接画素間への印加電圧を同極性とした従来の１Ｈライン反転駆動方法で駆動させた場合、隣接画素電極間の間隙を３μｍとした場合には、図７（ｂ）でも示したように液晶分子の配向制御が十分に行えずに、液晶領域内でディスクリネーションが発生する現象が確認された。この場合にはさらに、表示コントラストや応答速度も十分でなく、表示品位の低下が顕著であった。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
上述したように、本発明による液晶表示装置は、優れた表示品位の液晶表示装置を比較的簡単な構成で実現できる。本発明は、透過型液晶表示装置および半透過型（透過・反射両用）型液晶表示装置に好適に適用される。特に、半透過型液晶表示装置は、携帯電話などのモバイル機器の表示装置として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明による実施形態の透過型液晶表示装置１００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図であり、（ｃ）は本発明による実施形態の他の透過型液晶表示装置１００’の１つの画素の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置２００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）中の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】半透過型液晶表示装置２００のアクティブマトリクス基板２１０ａの平面図である。
【図４】半透過型液晶表示装置２００のアクティブマトリクス基板２１０ａの断面図である。
【図５】本発明による実施形態の液晶表示装置３００の駆動回路および画素配置を模式的に示す図である。
【図６】液晶表示装置３００のあるフレーム期間における画素に印加されている電圧の極性パターンの一例を示す図である。
【図７】液晶層に電圧を印加した際の等電位線の挙動と液晶配向ダイレクタのシミュレーション結果を模式的に示す図であり、（ａ）は、本発明による実施形態の駆動方法の場合、（ｂ）および（ｃ）は従来の駆動方法の場合である。
【図８】本発明による実施形態の液晶表示装置の動作原理を説明する概略図であり、（ａ）は電圧無印加時、（ｂ）電圧印加時をそれぞれ示す。
【図９】本発明による実施形態の液晶表示装置の構成一例を示す模式図である。
【図１０】本発明による実施形態の液晶表示装置における透過領域と反射領域の電圧−反射率（透過率）の液晶層の厚さ依存性を示すグラフである。
【図１１】本発明による実施形態の液晶表示装置の視角−コントラスト比特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１    ＴＦＴ（アクティブマトリクス）基板
２    ゲート信号線
３    ソース信号線
４    ＴＦＴ
５    ドレイン電極
６    画素電極
７    透明電極
８    反射電極
９    ゲート絶縁膜
１０    ゲート電極
１１    ソース・ドレイン電極（ｎ＋−Ｓｉ層）
１２    半導体層
１３    チャンネル保護層
１４    開口構造
１５    開口部
１６    絶縁膜
１７    透明基板（対向（ＣＦ）基板）
１８    カラーフィルタ層
１９    対向電極
２０    液晶層
２１    液晶分子
２２、３２    配向膜
５０        液晶パネル
４０、４３    偏光板
４１、４４    １／４波長版
４２、４５    光学異方性が負の位相差板（ＮＲ板）
１００、１００’    透過型液晶表示装置
１１０ａ    アクティブマトリクス基板
１１０ｂ    対向基板（カラーフィルタ基板）
１１１      画素電極
１１３      切欠き部
１１４      開口部
１１５      壁構造体
１３０      カラーフィルタ層
１３１      対向電極
１３３      支持体
２００      半透過型液晶表示装置
２１０ａ    アクティブマトリクス基板
２１０ｂ    対向基板（カラーフィルタ基板）
２１１      画素電極
２１３      切欠き部
２１４      開口部
２１５      壁構造体
２３０      カラーフィルタ層
２３１      対向電極
２３２      透明誘電体層（反射部段差）
２３３      支持体
３００      液晶表示装置
３０１      データ信号線（ソース信号線）
３０２      走査信号線（ゲート信号線）
３０３      ソース信号線駆動回路
３０４      ゲート信号線駆動回路
３０５      スイッチング素子
３０６      画素電極
【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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