(57)【要約】【課題】  広視野角特性を有し、しかも高透過率を実現することができ、透過型に好適である表示品位の高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】  第１基板と第２基板との間に液晶層を有し、該液晶層を構成する液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとる液晶表示装置であって、該液晶表示装置は、液晶層を介して嵌合する有機絶縁膜等により形成されてなる凹凸構造が基板に設けられたものである液晶表示装置である。【選択図】    図１−ｂ
2005221588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板との間に液晶層を有し、該液晶層を構成する液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとる液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、液晶層を介して嵌合する凹凸形状が基板に設けられたものである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１基板と第２基板との間に液晶層を有し、該液晶層を構成する液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとる液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、交互に液晶層が形成される断面構造を有するものである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、液晶層側に液晶分子の放射状配向状態を発現する構造を有するものである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶分子の放射状配向状態を発現する構造は、凸部、凹部、及び、絵素電極の部分的な抜き構造からなる群より選択される少なくとも１つの構造である
ことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示装置は、基板の液晶層側に傾斜部を有し、絵素電極が傾斜部の一部又は全部に設けられたものである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶層の厚さは、略一定である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示装置は、基板の凸形状が凹形状よりも小さいものである
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、アクティブ素子を有するものであり、
前記液晶表示装置は、基板の傾斜部及び／又は凸形状がある位置に信号線及び走査線の少なくとも１つが設けられ、かつ絵素電極が傾斜部及び／又は凸形状の一部又は全部に設けられたものである
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、アクティブ素子を有するものであり、
前記液晶表示装置は、基板の凹形状がある位置に信号線及び走査線の少なくとも１つが設けられ、かつ絵素電極が信号線及び走査線が設けられた領域以外に設けられたものである
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１基板及び第２基板は、一方にアクティブ素子及び絵素電極を有し、他方に共通電極を有するものであり、
該共通電極及び／又は絵素電極は、凸形状の液晶層側に設けられる
ことを特徴とする請求項１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、液晶表示装置に関する。より詳しくは、広視野角特性を有し、ＴＶ、パーソナルコンピュータ用ディスプレイ等に広く適用することができる高表示品位の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、近年、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション、携帯電話等の携帯情報端末のディスプレイ等に薄型軽量の利点から幅広く利用され、種々の表示手段において欠かすことができないものとなっている。このような液晶表示装置において、従来のツイストネマチック方式（ＴＮ方式）やスーパーツイストネマチック方式（ＳＴＮ方式）では視野角が狭いことから、それを解決するために様々な技術開発が行われている。
例えば、ＴＮ方式やＳＴＮ方式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は、光学補償板を付加する方式がある。しかしながら、視角範囲の広さ、上下視角方向の対象性については改善の余地があり、表示品位を更に向上させることが望まれている。
【０００３】
従来の液晶表示装置における改善技術としては、基板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（ＩＰＳ：Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式がある。また、他の技術としては、液晶材料として負の誘電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）方式がある。これは、電圧制御複屈折（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式の１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ものである。
これら２つの改善技術は、ＴＶ、パーソナルコンピュータ用ディスプレイに採用され、近年量産化が実現されている。
【０００４】
しかしながら、ＩＰＳ方式では、１つの絵素内で横電界を印加させる方式であることから、1つの基板上にのみ、少なくとも電位の異なる電極を２つ以上、ある間隔をもって設けなければならず、効率的に横電界を印加するために多数の電極に分割する必要がある。この際、電極の上部では、少なからず横電界が印加されないため、光の透過量を制御可能な領域（開口面積）が大幅に減じられてしまい、従来のＴＮ方式やＳＴＮ方式に比べると液晶表示装置としての透過率が低下してしまう。
【０００５】
これに対してＤＡＰ方式では、透過率を制御することができ、均一で安定した垂直配向制御を行うために、絵素電極にスリット（開口部）を設ける手法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。また、別に、第１基板上の第１電極を複数に分割し、かつ第２基板上に第２電極を設け、この第２電極上に、第１基板上に分割された絵素毎に凸部を設ける手法も開示されている（例えば、特許文献４、５参照。）。これらの２つの手法においては、スリットや絵素分割により、従来のＴＮ方式やＳＴＮ方式に比べると液晶表示素子としての透過率低下が発生していることから、この点において工夫の余地があった。
【０００６】
すなわち、ＤＡＰ方式の液晶表示装置においては、電圧無印加時の垂直配向と電圧印加時の放射状傾斜配向について液晶分子の制御手法が開示されているが（例えば、特許文献２、３参照。）、１つのアクティブ素子で制御されるべき１つの絵素電極をスリットによって複数に分割し、分割された絵素電極単位で放射状配向を安定に制御している。しかしながら、安定な放射状配向を得るためのスリット幅は、５〜１０μｍ必要であり、このスリット領域にはほとんど電圧が印加されないため、透過開口部として寄与せず、透過率の低下につながることになる。
【０００７】
また凸部による絵素電極の分割に関し、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、透過表示と反射表示とを共用化する液晶表示装置については、透過表示部と反射表示部の光路長を一定とするために凸部を設けることが開示されている（例えば、特許文献５参照。）。このような液晶表示装置においては、１つの画素が複数の副画素に分割されることになる。
しかしながら、透過反射両用型（半透過型）の液晶表示装置に好ましいものであることから、例えば、好適な実施形態としては、透過領域と反射領域とによって画素が分割されることになり、液晶層の厚さが１つの画素内で異なることになる（マルチギャップ）。したがって、ＤＡＰ方式の液晶表示装置において、透過型のものにも好適に適用することができ、透過率の低下が抑制されて高表示品位となるものが求められている。
【０００８】
ところで、これらの方式の液晶表示装置においては、広視野角で高品位の表示特性が要求されるＴＶやパーソナルコンピュータ用ディスプレイを主用途として製品化が進んだことから、これらに用いられるバックライトシステムによる光源の工夫で透過率の低下を補うことも可能であった。しかしながら、近年、携帯情報端末（携帯電話等）やモバイルノートパーソナルコンピュータ等においては、従来の要求事項である、低消費電力化（電源の持続時間）と小型軽量化に加え、広視野角の高品位表示の要求が高まっているが、広視野角を実現することができるＤＡＰ方式において光源の工夫で透過率の低下を補うことは、低消費電力化及び小型軽量化にとって相容れないことになる。このような点からも、広視野角化と高透過率とを両立することができる表示品位の高い液晶表示装置が求められている。
【特許文献１】特開平６−３０１０３６号公報（第１、６頁、第１、２図）
【特許文献２】特開２０００−４７２１７号公報（第１、９、１０頁、第１、４図）
【特許文献３】特開２００２−５５３４３号公報（第１、４４、４５頁、第１、１４図）
【特許文献４】特開２００３−４３５２５号公報（第１５−１７、３０頁、第１３図）
【特許文献５】特開２００３−１６７２５３号公報（第１、２４頁、第１７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、広視野角特性を有し、しかも高透過率を実現することができ、透過型に好適である表示品位の高い液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、広視野角特性を有する液晶表示装置、特にＤＡＰ方式の透過型液晶表示装置について種々検討したところ、例えば、１つのアクティブ素子で制御される１つの絵素電極を複数に分割すると、電圧印加時における液晶分子の放射状配向状態が分離個別化されることに起因して、配向方向が定まりやすくなり、安定した配向制御を行うことができることに先ず着目した。そして、このような絵素電極の分離を従来のようにスリットを設けて行うと、透過率の低下につながることになるが、１つのアクティブ素子で制御される１つの絵素電極を複数に分割する手法として、液晶層を介して嵌合する凹凸構造が基板に設けられた形態としたり、交互に液晶層が形成される断面構造を有する形態としたりすると、安定した配向制御を行うとともに、高透過率を実現することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。例えば、分割すべき絵素電極単位で市松模様状に凹凸部を設けて分割すると、スリットによる分割手法と比較して、大幅に分割ロスを低減することが可能となり、広視野角特性を有するＤＡＰ方式の中で、液晶層の厚さを一定にすることが好ましい透過型の液晶表示装置に好適に適用することができる。
【００１１】
すなわち、本発明は、第１基板と第２基板との間に液晶層を有し、該液晶層を構成する液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとる液晶表示装置であって、該液晶表示装置は、液晶層を介して嵌合する凹凸構造が基板に設けられたものである液晶表示装置である。
本発明はまた、第１基板と第２基板との間に液晶層を有し、該液晶層を構成する液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとる液晶表示装置であって、該液晶表示装置は、交互に液晶層が形成される断面構造を有するものである液晶表示装置でもある。
以下に本発明を詳述する。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、ＤＡＰ方式の液晶表示装置として好適に適用することができるものである。すなわち、第１基板と第２基板との間に液晶層を有し、該液晶層を構成する液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとるように構成されるものである。２つの基板と液晶層との構成は、通常では基板に絵素電極や共通電極、信号線、走査線等が設けられることになる。第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、アクティブ素子を有するものであることが好ましく、また、一方にアクティブ素子を有し、他方に共通電極を有するものであることが好ましい。
本発明においては、透過型の液晶表示装置として好適であるが、透過表示部と反射表示部とを有する透過反射両用型（半透過型）に適用することは可能である。このような液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
【００１３】
上記液晶層は、主に液晶分子により構成されることになり、液晶分子が閾値電圧未満で基板に対して略垂直配向状態をとり、かつ、閾値電圧以上で放射状配向状態をとることになる。本発明においては、電極への印加電圧が閾値電圧未満の場合を電極に電圧が印加されない状態とすることが好ましい。液晶分子が略垂直配向状態となることに起因して、広視野角特性を実現することになる。また、閾値電圧以上で放射状配向状態となることは、安定した液晶分子の配向制御に寄与することになる。
本発明において、略垂直配向状態は、液晶層において液晶分子が基板に対して実質的に垂直であると評価される状態であることが好ましいが、本発明の作用効果を発揮することになる限り、それに類する形態として所定の角度を持つ状態等も含むものである。また、放射状配向状態は、液晶分子の配向制御にとって有利となる状態であればよく、少なくとも１つの絵素電極に少なくとも２つ以上の放射状配向状態を有することが好ましい。
【００１４】
上記液晶表示装置は、液晶層を介して嵌合する凹凸構造が基板に設けられたものである。
これにより、液晶表示装置に凹凸部による絵素分割が導入されることになる。本発明においては、絵素電極に閾値電圧以上の電圧が印加されたときに液晶分子が放射状配向状態をとることになるが、該放射状配向状態が第１基板及び第２基板の液晶層側に設けられた凹凸構造（部位）により分離個別化され、この分離個別化による液晶分子の配向制御が行われることになる。なお、少なくとも１つの絵素電極に少なくとも２つ以上の嵌合する凹凸構造が基板に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記凹凸構造は、第１基板及び第２基板の一方の基板に凹部が設けられ、他方の基板にそれと対向しあうように凸部が設けられることになるが、凹部と凸部との間に液晶層が形成された状態で嵌合することになる。例えば、第１基板の液晶層側に少なくとも２つ以上の凹凸構造が交互に形成され、かつ第２基板に第１基板における凹凸構造と相反する凸凹構造が形成されることになる。このように形成される凹凸構造は、第１基板の液晶層側に交互に形成される凹部と凸部の大きさや形状が異なっていても同一であってもよく、また、第２基板に形成される凸凹構造の大きさや形状が第１基板において対応する凹凸構造の大きさや形状と異なっていても同一であってもよい。
【００１６】
上記液晶表示装置は、交互に液晶層が形成される断面構造を有する形態としてもよい。
この場合には、基板と液晶層との断面構造において、互い違いに液晶層が形成される構造となればよく、例えば、１つの絵素電極が形成された領域の断面において、第１基板よりも第２基板に近い位置に液晶層が形成され、続いて逆に第２基板よりも第１基板に近い位置に液晶層が形成されるというように、液晶層の形成が互い違いに繰り返されることになる。これにより、液晶分子の放射状配向状態が分離個別化されることになる。このような形態は、上述した凹凸構造が基板に設けられた形態によって実施されることが好ましいが、絵素分割による液晶分子の放射状配向状態の分離個別化という本発明の作用効果を発揮することになる限り、これに限定されるものではない。
【００１７】
本発明の液晶表示装置の好ましい構成としては、第１基板に設けた凹凸形状により絵素分割を行い、第１基板に対向する第２基板表面に凸部を第１基板に設けた凹部と相対向し合うように配置することで、凹凸形状で分割された各絵素電極部の液晶層の厚みが各々透過型の光路長となる構成とする。これにより、従来のスリットによる分割ロスが５〜１０μｍ必要であったのが、凹凸形状の傾斜部（テーパー部）としての分割ロスが３μｍ以下となるようにすることができ、しかも、該分割ロス領域は凹部のテーパー部に相当するため、テーパー部にも絵素電極を設ける場合には、主たる絵素電極部の３０〜５０％の透過率は得られることから、従来のＴＮ方式やＳＴＮ方式とほぼ同等の透過率が得られることとなる。
【００１８】
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、液晶層側に液晶分子の放射状配向状態を発現する構造を有するものであることが好ましい。また、上記液晶分子の放射状配向状態を発現する構造は、凸部、凹部、及び、絵素電極の部分的な抜き構造からなる群より選択される少なくとも１つの構造であることが好ましい。これにより、液晶分子の放射状配向状態を基板や電極構造等により発現させることができる。本発明においては、この放射状配向状態を上述したように分離個別化することになる。なお、放射状配向状態を発現する凸部、凹部、及び、絵素電極の部分的な抜き構造は、放射状配向状態を分離個別化する凹凸構造とは別に設けられるものであり、例えば、放射状配向状態を分離個別化する凹凸構造に加えて、更に、凸部、凹部、及び、絵素電極の部分的な抜き構造のうちの少なくとも一種の構造を設けることになる。
【００１９】
上記液晶表示装置は、基板の液晶層側に傾斜部を有し、絵素電極が傾斜部の一部又は全部に設けられたものであることが好ましい。傾斜部とは、放射状配向状態を分離個別化する凹凸構造において形成される段差部位の傾斜部である。この場合、絵素電極を有する基板において、絵素電極が段差部位の傾斜部の一部又は全部を含み覆った形態となる。これにより、凹凸構造により形成される傾斜部において、透過率の低下を抑制することができる。
なお、透過率の低下をより充分に抑制する点からは、絵素電極が傾斜部の全部に設けられた形態であることが好ましい。
【００２０】
本発明において上記液晶層の厚さは、略一定であることが好ましい。これにより、本発明を透過型の液晶表示装置に適用する場合に、液晶層における光路長が略一定となり表示品位が向上することになる。なお、略一定とは、透過型の液晶表示装置に適用する場合に、液晶層の各領域における光路長の違いによる表示品位の低下が抑制される程度に液晶層の厚さが各領域で一定であればよく、例えば、第１基板の液晶層側に少なくとも２つ以上の凹凸構造が交互に形成され、かつ第２基板に第１基板における凹凸構造と相反する凸凹構造が形成されることにより、いわゆるマルチギャップとならないような構造にすればよい。
【００２１】
上記液晶表示装置は、基板の凸形状が凹形状よりも小さいものであることが好ましい。
例えば、第１基板の液晶層側に凹凸構造が交互に形成され、かつ第２基板に第１基板における凹凸構造と相反する凸凹構造が形成される場合、凸形状の方が、それと相反して嵌合する凹形状よりも大きいと、凸形状の段差を形成する傾斜部の近辺において液晶分子配向の不連続領域が発現し、液晶分子の放射状配向状態の安定性が低下するおそれがある。本発明においては、基板に形成される凸形状が、それと相反して嵌合する凹形状よりも小さいものであることにより、液晶分子の放射状配向状態を安定なものとしつつ、分離個別化を行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の液晶表示装置における配線及び電極構造に関し、（１）上記第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、アクティブ素子を有するものであり、上記液晶表示装置は、基板の傾斜部及び／又は凸形状がある位置に信号線及び走査線の少なくとも１つが設けられ、かつ絵素電極が傾斜部及び／又は凸形状の一部又は全部に設けられたものである形態とすることや、（２）上記第１基板及び第２基板の少なくとも１つは、アクティブ素子を有するものであり、上記液晶表示装置は、基板の凹形状がある位置に信号線及び走査線の少なくとも１つが設けられ、かつ絵素電極が信号線及び走査線が設けられた領域以外に設けられたものである形態とすることが好適である。これらの構成により、基板に層状に形成される配線及び電極構成において、信号線や走査線（走査信号線）と絵素電極とが重複する領域が生じると評価される状態を回避し、信号線や走査線と絵素電極との電気的な寄生容量の増加を抑制することができる。すなわち、信号線や走査線の絵素電極に対する作用を抑制し、これに起因してクロストークの発生等の不具合を抑制することが可能となる。
【００２３】
また本発明の液晶表示装置における電極構造に関し、上記第１基板及び第２基板は、一方にアクティブ素子及び絵素電極を有し、他方に共通電極を有するものであり、該共通電極及び／又は絵素電極は、凸形状の液晶層側に設けられる形態とすることが好適である。
すなわち、第１基板の液晶層側に凹凸構造が交互に形成され、かつ第２基板に第１基板における凹凸構造と相反する凸凹構造が形成される場合、第１基板の凹凸構造や第２基板の相反する凸凹構造において、共通電極及び／又は絵素電極、好ましくは両方が基板の液晶層側に形成されるように、凹凸構造や凸凹構造の液晶層側に沿ってこれらの電極が形成される形態とすることが好ましい。これにより、液晶層における液晶分子を充分に制御することができ、本発明の液晶表示装置を上述した作用効果を充分に発揮させて、ＴＶ、パーソナルコンピュータやモバイルノートパーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯情報端末等のディスプレイに好適に適用することができることとなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の液晶表示装置は、上述のような構成であるので、ＤＡＰ方式の透過型液晶表示装置において液晶分子の放射状配向状態の分離個別化を行うことができ、例えば、１つの絵素領域内を市松パターンの凹凸段差で絵素分割することで、液晶分子の放射状配向状態の安定した配向制御を可能としつつ、大幅に透過率の改善が可能となり、従来のＴＮ方式やＳＴＮ方式とほぼ同等の透過率とすることができる。ひいてはＤＡＰ方式の特徴である広視野角及び高コントラストを兼ね備えた表示性能に優れた液晶表示装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施例を掲げ、図面を参照して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
なお、以下の実施例では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置について説明するが、本発明はこれに限られず、ＭＩＭを用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置や単純マトリッ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として説明するが、本発明はこれに限られず、透過反射両用型液晶表示装置や反射型液晶表示装置に適用することができる。
【実施例１】
【００２６】
（液晶表示装置の作製）
まず、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置において、液晶表示装置１００における１つの絵素領域の構造について、図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明の好適な形態における液晶表示装置の絵素部を基板法線方向から見た上面概念図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す絵素部を線分１Ａ−１Ａ’にて切断した断面概念図である。
【００２７】
液晶表示装置１００は、アクティブマトリックス基板（以下、「ＴＦＴ基板」ともいう。）１０、対向基板（以下、「カラーフィルタ基板」ともいう。）２０、及び、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間に設けられた液晶層３０を有している。液晶層３０の液晶分子３１は、負の誘電異方性を有し、液晶層３０に電圧が印加されていないときには、ＴＦＴ基板１０及びカラーフィルタ基板２０の液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜３２によって、図１（ｂ）に示すように、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。
なお、「垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する」とは、垂直配向膜表面に対して、液晶分子軸が略８５°以上の角度で配向した状態を指す。
【００２８】
液晶表示装置１００におけるＴＦＴ基板１０は、透明基板（例えば、ガラス基板）１１、その表面に形成されたＴＦＴ１２、有機絶縁膜１３、絵素電極１４、信号線１５、走査線１６、無機絶縁膜１８、及び、補助容量配線１９を有している。カラーフィルタ基板２０は、透明基板（例えば、ガラス基板）２１、その表面に形成された色層２２、透明凸部材２３、対向電極２４、放射状配向形成中心部材（以下、「リベット」ともいう。）２５、ＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隙を制御するための構造部材（以下、「スペーサ」ともいう。）（図示せず。）、及び、色層２２の境界部に設けられたブラックマトリックス２７を有している。
【００２９】
液晶表示装置１００のＴＦＴ基板１０における有機絶縁膜１３は、約１〜４μｍの厚さで設けられ、放射状配向を形成するための絵素分割領域を市松パターンとなるよう交互に抜きパターンを形成し有機絶縁膜凹部１７を形成している。これに対向するカラーフィルタ基板２０には、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で形成された有機絶縁膜凹部１７と相反する透明凸部材２３を設ける。具体的には、透明凸部材２３は、有機絶縁膜１３で形成された凹部１７上部に凸部がくるように、かつ有機絶縁膜１３と同じ膜厚で設ける。これにより絵素領域の液晶層３０の厚さ（以下、「セル厚」ともいう。）を一定とする。なお、液晶層３０の有機絶縁膜凸部におけるセル厚Ｄ１と凹部１７におけるセル厚Ｄ２とは同じ厚さである。
このような液晶表示装置においては、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２４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。
【００３０】
また、図１（ｃ）に示すように、リベット２５を用いず、放射状配向を得るためにＴＦＴ基板１０の絵素電極１４に絵素電極抜き部４１を設ける構造であっても、従来技術（例えば、図８参照。）に比べて絵素電極１４の面積が大幅に改善される点に変わりがないことは言うまでもない。
【００３１】
（透過率の測定）
上述のようにして得た本発明の液晶表示装置１００、並びに、比較のために液晶表示装置２００及び３００を用いて、透過率改善効果を以下のように評価した。
まず、これらの液晶表示装置の構造等について説明する。
液晶表示装置１００としては、７型透過型液晶表示装置、表示画面の有効サイズ：横１５４．０８０ｍｍ×縦８７．０４８ｍｍ、絵素数：４８０×ＲＧＢ×２３４＝３３６９６０個、絵素サイズ：横０．１０７ｍｍ×縦０．３７２ｍｍを基本設計とするものである。
この液晶表示装置１００において、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３には、感光性アクリル樹脂で誘電率εが３．７のものを用い、厚さを２μｍとした。また、有機絶縁膜１３で形成した凹部１７の境界部分（傾斜部）は幅２μｍで形成した。更に、これらの上層に絵素電極１４をインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）にて形成した。
カラーフィルタ基板２０において、色層２２及びブラックマトリックス２７としては、アクリル樹脂に顔料を添加したものを用い、透明凸部材２３としては、透明なアクリル樹脂を用い、凸部の段差を有機絶縁膜１３と同じ厚さの２μｍとした。そして、更に液晶層３０側に対向電極２４をインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）で形成し、更にリベット２５をアクリル樹脂でφ１５μｍ、最大厚さ１．３μｍの御椀型に設けた。また、スペーサをアクリル樹脂でφ１２μｍ、厚さ３．７μｍの円柱型に設けた。
【００３２】
このようにして作製したＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板２０との各表面に垂直配向性を有したポリイミド配向膜３２を約６００Å（６００×１０−１０ｍ）の厚さに形成し、熱硬化型シール樹脂でＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板２０とを貼り合わせた。
ＴＦＴ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隙に真空注入法を用い、液晶層３０を設ける。液晶層３０の液晶分子３１は、複屈折率Δｎが０．１１、誘電異方性が負でΔεが−３．６のものを用いた。液晶層３０の位相差Δｎｄは、０．１１×３．７μｍの０．４０７μｍとした。また、液晶分子３１には、１２μｍの厚さで1回転ねじれを生じるようにコレステリック成分を含有させた。
液晶表示装置１００の開口面積率は６５．１％となり、凹凸段差による境界部分（傾斜部）は、このうち４．０％となっている。
【００３３】
また、比較のために、従来のＤＡＰ方式の液晶表示装置２００、及び、従来のＴＮ方式の液晶表示装置３００を用いた。
図８は、従来のＤＡＰ方式の液晶表示装置２００を基板法線方向から見た上面概念図である。この液晶表示装置２００においては、ＴＦＴ基板１０の絵素電極１４を横２分割、縦８分割し、その分割スリット幅は７μｍとした。スリット幅は、リベット２５を中心に安定した軸対称配向が得られるかにより決めたものである。これにより、作製した液晶表示装置２００の開口面積率は５０．７％となった。
図９は、従来のＴＮ方式の液晶表示装置３００を基板法線方向から見た上面概念図であり、この液晶表示装置３００の開口面積率は６５．１％となる。
【００３４】
次に、これらの液晶表示装置の透過率をトプコン社製輝度計ＢＭ５にて測定した結果、本発明の液晶表示装置１００は６．１５％、従来のＤＡＰ方式の液晶表示装置２００は５．１９％となり、本発明による液晶表示装置１００は、従来のＤＡＰ方式に対して１８．５％の透過率改善を実現できた。また、従来のＴＮ方式の液晶表示装置３００の透過率は６．３０％となっており、本発明による液晶表示装置１００において、ほぼ同等の透過率を得られることが確認できた。
【実施例２】
【００３５】
（液晶表示装置の作製）
実施例１（液晶表示装置の作製）と同様にして液晶表示装置を作製した。
なお、液晶表示装置１００において、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３は、約２μｍの厚さに設けられ、放射状配向を形成するための絵素分割領域を市松パターンとなるよう交互に抜きパターンを形成し凹部１７を形成している。これに対向するカラーフィルタ基板２０には、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で形成した凹部１７と相反する透明凸部材２３を設ける。具体的には、透明凸部材２３は、有機絶縁膜１３で形成された凹部１７上部に凸部がくるように、かつ有機絶縁膜１３と同じ膜厚で設ける。これにより絵素領域の液晶層３０の厚さを一定とする。
【００３６】
（放射状配向の安定性評価）
この液晶表示装置における透明凸部材２３のサイズを、ＴＦＴ基板１０における有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズに対して大小作製して、放射状配向の安定性を確認した。
放射状配向の安定性については、電圧無印加時の黒表示状態から、電圧印加時の白表示状態とした場合の透過率が定常となるまでの時間として測定した。表１に結果を示す。
【００３７】
【表１】
2005221588.tif 000003
【００３８】
なお、表１の「透明凸部材２３の凹部１７に対するリサイズ量」は、図１（ｂ）に示すように、凸部のサイズをｘとし、凹部１７のサイズをｙとしたときに、下記式（１）；
透明凸部材２３の凹部１７に対するリサイズ量（μｍ）＝（ｘ−ｙ）／２    （２）
により求めることができる。
表１より、透明凸部材２３が有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズより大きくなると、透過率が定常となるまでの時間が長くなる傾向が確認された。
この結果について、図２（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
図２（ａ）は、実施例２における液晶表示装置において、透明凸部材２３のサイズが、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズより小さい場合の絵素部の断面概念図である。この絵素部においては、図２（ａ）の線分（Ａ）で示されるように、リベット２５の傾斜部と、有機絶縁膜１３で設けた凹部１７の傾斜部と、透明凸部材２３の傾斜部とにおける各液晶分子３１の配向軸方向が一致している。一方、図２（ｂ）は、実施例２における液晶表示装置において、透明凸部材２３のサイズが、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズより大きい場合の絵素部の断面概念図である。この絵素部においては、図２（ｂ）の線分（Ｂ）で示されるように、リベット２５の傾斜部と、有機絶縁膜１３で設けた凹部１７の傾斜部とにおける各液晶分子３１の配向軸方向が一致しているのに対して、これらの配向軸方向と、透明凸部材２３の傾斜部における液晶分子３１の配向軸方向とが相反していることがわかる。
これらの結果から、透明凸部材２３が有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズより小さい形態の方が、安定した放射状配向が得られることわかった。
【実施例３】
【００３９】
（液晶表示装置の作製）
実施例１（液晶表示装置の作製）と同様にして液晶表示装置を作製した。
なお、液晶表示装置１００において、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３は、約２μｍの厚さに設けられ、放射状配向を形成するための絵素分割領域を市松パターンとなるよう交互に抜きパターンを形成し凹部１７を形成している。これに対向するカラーフィルタ基板２０には、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で形成した凹部１７と相反する透明凸部材２３を設ける。具体的には、透明凸部材２３は、有機絶縁膜１３で形成された凹部１７上部に凸部がくるように、かつ有機絶縁膜１３と同じ膜厚で設ける。これにより絵素領域の液晶層３０の厚さを一定とする。
ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３に形成された凹部１７が、信号線１５及び走査線１６と重複する領域が生じると、絵素電極との寄生容量が大きくなりクロストークが発生しやすくなるが、液晶表示装置１００においては、有機絶縁膜１３は比較的誘電率が小さく、かつ数μｍの膜厚で形成しているため、この寄生容量をクロストークが発生しない程度に小さくすることができている。
【００４０】
（クロストーク率の測定）
以下の液晶表示装置４００、５００、６００及び７００におけるクロストーク率について、トプコン社製輝度計ＢＭ５で測定を行った。結果を表２に示す。
液晶表示装置４００：図３に示すように、凹部１７及び絵素電極１４が、信号線１５及び走査線１６と重なる構造を有する液晶表示装置。
液晶表示装置５００：図４に示すように、凹部１７の傾斜領域で、絵素電極１４が、信号線１５及び走査線１６と重複する構造を有する液晶表示装置。
液晶表示装置６００：図５に示すように、凹部１７及び絵素電極１４が、完全に信号線１５及び走査線１６に重複しない構造を有する液晶表示装置。
液晶表示装置７００：図６に示すように、凹部１７は信号線１５及び走査線１６と重なるが、絵素電極１４は信号線１５及び走査線１６と重複しない構造を有する液晶表示装置。
【００４１】
なお、クロストーク率は、図７に示すように、白地に黒のパターン表示をし、表示画面５０の周囲を白表示領域５１とし、表示画面５０の中心を黒表示領域５２とした状態で、下地の白表示領域５１の輝度Ｔ０と、黒表示領域５２の影が生じやすい上下左右の領域（クロストローク発生領域）５３の輝度Ｔ１とを比較したときに、下記式（２）；
クロストーク率（％）＝（Ｔ１−Ｔ０／Ｔ０）×１００    （２）
により求めることができる。
【００４２】
【表２】
2005221588.tif 000004
【００４３】
表２より、クロストーク率は、図３に示す液晶表示装置４００（凹部１７及び絵素電極１４が信号線１５及び走査線１６と重なる構造を有する液晶表示装置）では３．６％となり、その他の構造では３％以下となった。これにより、図４〜６に示すように、絵素電極１４が信号線１５及び走査線１６と凹部１７で重複しない構造の液晶表示装置を用いれば、表示性能を更に充分に向上させることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１−ａ】本発明の好適な形態における液晶表示装置の絵素部を模式的に示した概念図であり、その絵素部を基板法線方向から見た上面概念図である。
【図１−ｂ】本発明の好適な形態における液晶表示装置の絵素部を模式的に示した概念図であり、図１−ａに示す絵素部を線分１Ａ−１Ａ’にて切断した断面概念図（電圧無印加）である。
【図１−ｃ】本発明の好適な形態における液晶表示装置の絵素部を模式的に示した概念図であり、図１−ｂとは別構成の形態の断面概念図（電圧無印加）である。
【図２−ａ】実施例２で作製した液晶表示装置における絵素部を模式的に示した概念図であり、透明凸部材２３のサイズが、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズより小さい場合の絵素部の断面概念図（電圧無印加）である。
【図２−ｂ】実施例２で作製した液晶表示装置における絵素部を模式的に示した概念図であり、透明凸部材２３のサイズが、ＴＦＴ基板１０の有機絶縁膜１３で設けた凹部１７のサイズより大きい場合の絵素部の断面概念図（電圧無印加）である。
【図３】実施例３で作製した液晶表示装置において、凹部１７及び絵素電極１４が、信号線１５及び走査線１６と重なる構造を有する液晶表示装置４００の絵素部の断面概念図（電圧無印加）である。
【図４】実施例３で作製した液晶表示装置において、凹部１７の傾斜領域で、絵素電極１４が、信号線１５及び走査線１６と重複する構造を有する液晶表示装置５００の絵素部の断面概念図（電圧無印加）である。
【図５】実施例３で作製した液晶表示装置において、凹部１７及び絵素電極１４が、完全に信号線１５及び走査線１６に重複しない構造を有する液晶表示装置６００の絵素部の断面概念図（電圧無印加）である。
【図６】実施例３で作製した液晶表示装置において、凹部１７は信号線１５及び走査線１６と重なるが、絵素電極１４は信号線１５及び走査線１６と重複しない構造を有する液晶表示装置７００の絵素部の断面概念図（電圧無印加）である。
【図７】実施例３において、クロストーク率を説明する際に用いるクロストーク表示の概念図である。
【図８】従来のＤＡＰ方式の液晶表示装置２００を基板法線方向から見た上面概念図である。
【図９】従来のＴＮ方式の液晶表示装置３００を基板法線方向から見た上面概念図である。
【図１０−ａ】従来の透過表示と反射表示とを共用化する液晶表示装置における絵素部を模式的に示した概念図であり、その絵素部を基板法線方向から見た上面概念図である。
【図１０−ｂ】従来の透過表示と反射表示とを共用化する液晶表示装置における絵素部を模式的に示した概念図であり、図１０−ａに示す絵素部を線分２Ａ−２Ａ’にて切断した断面概念図（電圧無印加）である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：ＴＦＴ基板
１１：ガラス基板
１２：ＴＦＴ
１３：有機絶縁膜
１４：絵素電極
１５：信号線
１６：走査線
１７：有機絶縁膜凹部
１８：無機絶縁膜
１９：補助容量配線
２０：カラーフィルタ基板
２１：ガラス基板
２２：色層
２３：透明凸部材
２４：対向電極
２５：リベット
２７：ブラックマトリックス
３０：液晶層
３１：液晶分子
３２：垂直配向膜
４０ａ：反射電極
４０ｂ：透過電極
４１：絵素電極抜き部
５０：表示画面
５１：白表示領域
５２：黒表示領域
５３：クロストーク発生領域
１００：液晶表示装置
１１０：液晶表示装置
２００：従来のＤＡＰ方式の液晶表示装置
３００：従来のＴＮ方式の液晶表示装置
４００：液晶表示装置
５００：液晶表示装置
６００：液晶表示装置
７００：液晶表示装置
８００：従来の液晶表示装置
【図１−ａ】
2005221588.tif 000005
【図１−ｂ】
2005221588.tif 000006
【図１−ｃ】
2005221588.tif 000007
【図２−ａ】
2005221588.tif 000008
【図２−ｂ】
2005221588.tif 000009
【図３】
2005221588.tif 000010
【図４】
2005221588.tif 000011
【図５】
2005221588.tif 000012
【図６】
2005221588.tif 000013
【図７】
2005221588.tif 000014
【図８】
2005221588.tif 000015
【図９】
2005221588.tif 000016
【図１０−ａ】
2005221588.tif 000017
【図１０−ｂ】
2005221588.tif 000018