(57)【要約】【課題】画素内の電極に開口部または切欠き部を設けた場合における電極の分断に起因する表示欠陥の発生を防止、あるいは、画素内に設けた配向規制構造による光漏れに起因するコントラスト比の低下を抑制する。【解決手段】  第１電極１１１と、第２電極１３１と、第１電極と第２電極との間に設けられた垂直配向型液晶層１２０とを含む複数の画素を備え、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つの開口部１１４または切欠き部１１３を有し、少なくとも１つの開口部または切欠き部の少なくとも近傍に設けられ、且つ第１電極に電気的に接続された少なくとも１つの遮光性導電層１１６を有する。複数の画素のそれぞれにおいて、液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、液晶分子が傾斜する方位が互いに異なる複数の領域が形成される。【選択図】図１
2005266778.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、
それぞれが、前記第１基板上に形成された第１電極と、前記第２基板上に形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた前記液晶層とを含む複数の画素を備え、
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つの開口部または切欠き部を有し、
前記少なくとも１つの開口部または切欠き部の少なくとも近傍に設けられ、前記第１電極に電気的に接続された少なくとも１つの遮光性導電層を有し、
前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、液晶分子が傾斜する方位が互いに異なる複数の領域が形成される、液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の画素のそれぞれにおいて、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つの液晶ドメインが形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部の少なくとも一部を覆う遮光性導電層を含む、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの開口部または切欠き部は、互いに対向するように形成された２つの切欠き部を含み、前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記２つの切欠き部の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成された第１遮光性導電層を含む、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】
前記少なくとも１つの開口部または切欠き部は、少なくとも２つの開口部を含み、前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記少なくとも２つの開口部のそれぞれを覆う少なくとも２つの第２遮光性導電層を含む、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】
前記液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、それぞれが軸対称配向を呈する少なくとも２つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも２つの液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、前記少なくとも２つの開口部内またはその近傍に形成される、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記遮光性導電層は、金属膜から形成されている、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】
前記金属膜は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を含む、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数の画素の間隙に遮光領域を有し、前記遮光領域の前記第１基板上の前記液晶層側に、規則的に配列された壁構造体を有する、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つのさらなる開口部を有し、
前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に形成される前記少なくとも１つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸が、前記少なくとも１つのさらなる開口部内あるいはその近傍に形成される、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】
前記少なくとも１つのさらなる開口部を覆い、前記第２電極に電気的に接続された少なくとも１つのさらなる遮光性導電層を有する、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
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１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
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、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部は、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と、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含む、請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記反射電極および前記少なくとも１つの遮光性導電層は、同じ金属膜から形成されている、請求項１２または１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
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１２から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
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１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
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１６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
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、
それぞれが、前記第１基板上に形成された第１電極と、前記第２基板上に形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた前記液晶層とを含む複数の画素を備え、
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、前記透明電極と前記反射電極との間に形成された切欠き部を有し、
第２基板は、前記反射領域に透明誘電体層をさらに有し、
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の関係を満足しており、
前記透明誘電体層は、前記切欠き部の幅方向の中心または前記中心よりも反射電極側に位置する端面を有し、
前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、液晶層は、前記透過領域および前記反射領域のそれぞれに、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する、液晶表示装置。
【請求項１９】
前記液晶層に白電圧を印加したとき、前記切欠き部の前記中心の電位は前記液晶層のしきい値電圧よりも低い、請求項１８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、この問題を解決するために、画素電極または対向電極に規則的に配列した複数の開口部を設けることによって、軸対称配向を呈する複数の液晶ドメインを画素内に有する液晶表示装置を開示している。
【０００７】
さらに、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、この特許文献には、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】
また、特許文献４は、画素の電極に平行に延びる複数のスリット（開口部または切欠き部）や、突起（凸部）または窪み（凹部）を設けた垂直配向型液晶表示装置（ＭＶＡ型液晶表示装置）を開示している。
【０００９】
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５および特許文献６）。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。
【００１０】
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いるが、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７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７の図４および図１６参照）。
【特許文献１】特開平６−３０１０３６号公報
【特許文献２】特開２０００−４７２１７号公報
【特許文献３】特開２００３−１６７２５３号公報
【特許文献４】特開平１１−２４２２２５号公報
【特許文献５】特許第２９５５２７７号公報
【特許文献６】米国特許第６１９５１４０号明細書
【特許文献７】特開２００２−３５０８５３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１から４に記載されているように、画素内の電極に開口部および／または切欠き部を設ける構成を採用すると、開口部および切欠き部をエッチングによって形成する際に、オーバーエッチングや電極を構成する導電膜の剥離などが生じ、その結果、電極が分断され、電圧が供給されない領域が形成されることがある。このように、画素内に所定の電圧が供給されない領域が形成されると、表示欠陥（ノーマリーブラックモードの表示においては黒点）となる。
【００１２】
さらに、上記特許文献１から７に記載されているように、配向規制構造として、画素内の電極に開口部または切欠き部（電気的配向規制構造）を設けたり、凸部や凹部（物理的配向規制構造）を設けると、これら配向規制構造の近傍の液晶分子は他の領域の液晶分子よりも大きく傾く（より水平に近づく）ので、ノーマリーブラック表示においては、他の領域よりも明るく観察される。特に、凸部や凹部などの形状効果を利用する物理的配向規制構造は電圧無印加時においても配向規制力を発揮するので、黒表示状態においても光漏れを生じ、コントラスト比を低下させる原因となる。
【００１３】
本発明は、上記の諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、画素内の電極に開口部または切欠き部を設けた場合における電極の分断に起因する表示欠陥の発生を防止することにある。また、本発明の他の目的は、画素内に設けた配向規制構造による光漏れに起因するコントラスト比の低下を抑制することにある。
【００１４】
さらに、本発明の他の目的は、反射領域に透明誘電体層を備える半透過型液晶表示装置の表示品位を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の局面の液晶表示装置は、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、それぞれが、前記第１基板上に形成された第１電極と、前記第２基板上に形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた前記液晶層とを含む複数の画素を備え、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つの開口部または切欠き部を有し、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部の少なくとも近傍に設けられ、前記第１電極に電気的に接続された少なくとも１つの遮光性導電層を有し、前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、液晶分子が傾斜する方位が互いに異なる複数の領域が形成される。
【００１６】
ある実施形態において、前記複数の画素のそれぞれにおいて、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つの液晶ドメインが形成される。
【００１７】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部の少なくとも一部を覆う遮光性導電層を含む。
【００１８】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部は、互いに対向するように形成された２つの切欠き部を含み、前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記２つの切欠き部の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成された第１遮光性導電層を含む。なお、前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記２つの切欠き部の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成される必要は必ずしも無く、対向する２つの辺の間に設けられても良い。
【００１９】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部は、少なくとも２つの開口部を含み、前記少なくとも１つの遮光性導電層は、前記少なくとも２つの開口部のそれぞれを覆う少なくとも２つの第２遮光性導電層を含む。
【００２０】
ある実施形態において、前記液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、それぞれが軸対称配向を呈する少なくとも２つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも２つの液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、前記少なくとも２つの開口部内またはその近傍に形成される。
【００２１】
ある実施形態において、前記遮光性導電層は金属膜から形成されている。
【００２２】
ある実施形態において、前記金属膜は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を含む。
【００２３】
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、前記遮光領域の前記第１基板上の前記液晶層側に、規則的に配列された壁構造体を有する。
【００２４】
ある実施形態において、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つのさらなる開口部を有し、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に形成される前記少なくとも１つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸が、前記少なくとも１つのさらなる開口部内あるいはその近傍に形成される。
【００２５】
ある実施形態において、前記少なくとも１つのさらなる開口部を覆い、前記第２電極に電気的に接続された少なくとも１つのさらなる遮光性導電層を有する。
【００２６】
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。
【００２７】
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、前記少なくとも１つの開口部または切欠き部は、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と、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含む。
【００２８】
ある実施形態において、前記反射電極および前記少なくとも１つの遮光性導電層は、同じ金属膜から形成されている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
本発明の第２の局面の液晶表示装置は、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、それぞれが、前記第１基板上に形成された第１電極と、前記第２基板上に形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた前記液晶層とを含む複数の画素を備え、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、前記透明電極と前記反射電極との間に形成された切欠き部を有し、第２基板は、前記反射領域に透明誘電体層をさらに有し、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の関係を満足しており、前記透明誘電体層は、前記切欠き部の幅方向の中心または前記中心よりも反射電極側に位置する端面を有し、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、液晶層は、前記透過領域および前記反射領域のそれぞれに、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することを特徴とする。
【００３３】
ある実施形態において、前記液晶層に白電圧を印加したとき、前記切欠き部の前記中心の電位は前記液晶層のしきい値電圧よりも低いことが好ましい。
【００３４】
本発明の第２の局面の液晶表示装置は、上記の第１の局面の液晶表示装置と組合せられる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の第１の局面の液晶表示装置は、液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、液晶分子が傾斜する方位が互いに異なる複数の領域を画素内に形成するために、画素内の電極に少なくとも一つの開口部または切欠き部を有し、この開口部または切欠き部の少なくとも一部は遮光性導電層（例えば金属層）で覆われており、遮光性導電層は当該電極に電気的に接続されている。従って、開口部および切欠き部をエッチングによって形成する際に、オーバーエッチングや電極を構成する導電膜の剥離などが生じ、画素内で電極の分断が発生しても、遮光性導電層によって電気的な接続が形成されるので、画素内に所定の電圧が供給されない領域が形成されない。その結果、表示欠陥の発生が抑制・防止される。また、軸対称配向の中心軸を固定するように設けた開口部を遮光性導電層で覆うことによって、開口部の近傍における光漏れを抑制防止することができる。
【００３６】
本発明の第２の局面の液晶表示装置は、反射領域に透明誘電体層を備える半透過型液晶表示装置であって、透明誘電体層は、切欠き部の幅方向の中心または中心よりも反射電極側に位置する端面を有するように配置されているので、透過領域および反射領域に形成される軸対称配向が安定化され、表示品位が向上する。もちろん、第１の局面と第２局面の液晶表示装置の両方の構成を備える液晶表示装置は、両方の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
（透過型液晶表示装置）
まず、本発明の第１の局面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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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）の開口部１１４と所定の位置に４つの切欠き部１１３を有している。さらに、液晶表示装置１００は、画素内の所定の位置に設けられた遮光性導電層１１６を有している。ここで例示する遮光性導電層１１６は、画素電極１１１の開口部１１４を覆うように設けられた遮光性導電層１１６ｂと、切欠き部１１３の一部を覆うように設けられた遮光性導電層１１６ａとを含んでいる。切欠き部１１３の一部を覆う遮光性導電層１１６ａは、互いに対向するように形成された２つの切欠き部１１３の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成されている。
【００４３】
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、開口部１１４内（すなわち、開口部１１４に対応して遮光性導電層１１６ｂの表面に形成される凹部内）またはこれらの近傍に形成される。後に詳細に説明するように、開口部１１４（遮光性導電層１１６ｂの凹部）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。
【００４４】
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１１３の周辺には、画素電極１１１と対向電極１３１との間に印加される電圧によって、斜め電界が形成され、この斜め電界が液晶分子の倒れる方向を規定する。さらに、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。電界印加時には、切欠き部１１３によ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、上述のように軸対称配向が形成される。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。このような切欠き部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。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。
【００４５】
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。ここでは、後述する壁構造体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。
【００４６】
ここでは、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。
【００４７】
遮光導電層１１６ａは、互いに対向するように形成された２つの切欠き部１１３の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成されており、切欠き部１１３をエッチングによって形成する際に、オーバーエッチングや画素電極１１１を構成する導電層（ここではＩＴＯ層）の剥離などが生じ、画素電極１１１を構成する導電膜の分断が発生しても、遮光性導電層１１６ａによって電気的な接続が形成されるので、画素内に所定の電圧が供給されない領域が形成されない。従って、画素電極１１１の分断（断線）に起因する表示欠陥の発生が防止・抑制される。
【００４８】
なお、遮光性導電層１１６ａは、２つの切欠き部１１３の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成される必要は必ずしも無く、対向する２つの辺の間に設けられても良い。例えば、エッチング工程において、上記２つの切欠き部１１３を連結するようなクラック（ひび）が導電膜に形成され、その結果、画素電極１１１を構成する導電膜が分断され、画素電極内で断線不良が発生することがある。このようなクラックによる画素電極内断線を防止するためには、遮光性導電層１１６ａは切欠き部１１３の一部と重なる必要は無く、クラックが発生しやすい箇所（ここでは２つの切欠き部１１３の対向する２つの辺の間）に設ければよい。すなわち、クラックが発生しやすい切欠き部１１３（または開口部）の少なくとも近傍に遮光性導電層を設けることによって、上述のような断線不良を防止することができる。
【００４９】
開口部１１４は、軸対称配向ドメインの中心軸を固定するために設けられる。画素電極１１１に設けられた開口部１１４は、それを覆うように形成された遮光性導電層１１６ｂの表面に凹部を形成する。この凹部の形状効果によって、液晶分子が傾斜する方向が規制され、軸対称配向の中心軸が固定・安定化される。軸対称配向ドメインの中心軸を固定するための凹部を形成するための開口部１１４の形状は、例示したように円形であることが好ましいがこれに限られない。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】
開口部１１４を覆う遮光性導電層１１６ｂは、液晶ドメインの中央付近に形成される軸対称配向の中心軸の近傍からの光漏れを抑制するように作用する。上述したように、配向規制構造の近傍の液晶分子は他の領域の液晶分子よりも大きく傾く（より水平に近づく）ので、ノーマリーブラック表示においては、他の領域よりも明るく観察される。特に、物理的配向規制構造は電圧無印加時においても配向規制力を発揮するので、黒表示状態においても光漏れを生じ、コントラスト比を低下させる原因となる。開口部１１４によって形成される遮光性導電膜１１６ｂの表面の凹部は、その形状効果によって液晶分子が傾斜する方向を規定する。しかも、開口部１１４は、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸を固定するために設けられるので、サブ画素の中央付近に配置される。従って、開口部１１４の近傍で光漏れが生じるとコントラスト比の低下が顕著となる。開口部１１４を覆うように遮光性導電層１１６ｂを設けることによって、コントラスト比の低下を抑制することができる。勿論、切欠き部１１３の一部を覆うように設けられた遮光性導電層１１６ｂも同様に切欠き部１１３の近傍における光漏れを抑制するように作用する。但し、切欠き部１１３による斜め電界の効果を十分に発揮させるためには、切欠き部１１３の広い領域を覆うことは好ましくなく、上述したように画素電極１１１の断線を防止するように、切欠き部１１３の一部の領域だけを選択的に覆うように遮光性導電層１１６ａを設けることが好ましい。遮光性導電層１１６ａおよび１１６ｂは、同一の膜（例えば金属膜）から形成され得る。
【００５１】
開口部１１４の好適な大きさは、サブ画素（液晶ドメイン）の大きさにも依存するが、円形の場合は直径（多角形の場合は最も長い辺の長さ）が１０μｍ以下であることが好ましい。また、開口部１１４を覆う遮光性導電層１１６ｂの直径（多角形の場合は最も長い辺の長さ）は、位置合わせ精度を考慮すると、開口部１１４の直径よりも２０％程度大きいことが好ましい。開口部１１４がこの値よりも大きくなると、遮光性導電層１１６ｂの面積が増大し、実効開口率が低下するので好ましくない。また、開口部１１４に対応する表面に形成される凹部の段差は、軸対称配向の中心軸を固定・安定化する効果を十分に得るためには０．１μｍ以上あることが好ましく、０．１５μｍ以上あることが好ましい。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
この液晶表示装置１００においては、画素電極１１１および対向電極１３１に所定の電圧（閾値電圧以上の電圧）を印加すると、２つの開口部１１４内（遮光性導電層１１６ｂの凹部内）またはその近傍にそれぞれの中心軸が安定化された２つの軸対称配向が形成され、画素電極１１１の長手方向の中央部に設けた一対の切欠き部１１３が隣接する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、壁構造体１１５および画素電極１１１のコーナ部に設けられた切欠き部１１３が液晶ドメインの画素の外延近傍の液晶分子が電界で倒れる方向を規定する。開口部１１４および切欠き部１１３、さらには壁構造体１１５による配向規制力が協同的に作用し、液晶ドメインの配向を安定化すると考えられる。
【００５６】
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。
【００５７】
また、図１に示した液晶表示装置１００においては、切欠き部１１３、開口部１１４および壁構造体１１５などの配向規制構造を透明基板１１０ａ上にのみ設けた例を示したが、透明基板１１０ｂ上に配向規制構造を設けても良いし、両方の透明基板に配向規制構造を設けてもよい。勿論、いずれか一方の基板に配向規制構造を設ける構成を採用すると、製造プロセスを簡略化できるという利点が得られる。一方、例えば、両方の基板に中心固定用の開口部を設けると、軸対称配向の中心軸がさらに効果的に固定・安定化されるので、表示ざらつきの低減や中間調での応答時間を短くすることができる。
【００５８】
なお、壁構造体１１５は、無印加時にも配向規制力を発揮す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効果が高いという利点を有するが、液晶表示装置の用途等によっては、省略してもよい。また、開口部１１４を設けることによって、軸対称配向の中心軸を固定・安定化することによって、表示の均一性が向上するという効果が得られるが、液晶表示装置の用途等によっては、省略してもよい。
【００５９】
上記の説明では省略したが、液晶表示装置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。
【００６０】
（半透過型液晶表示装置）
次に、図２を参照しながら、本発明の第１の局面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。
【００６１】
図２は、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、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。
【００６２】
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。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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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）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過領域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。透過領域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。
【００６７】
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）の開口部２１４と、所定の位置に４つの切欠き部２１３を有している。さらに、液晶表示装置２００は、画素内の所定の位置に設けられた遮光性導電層２１６を有している。ここで例示する遮光性導電層２１６は、画素電極２１１の開口部２１４を覆うように設けられた遮光性導電層２１６ｂと、切欠き部２１３の一部を覆うように設けられた遮光性導電層２１６ａとを含んでいる。切欠き部２１３の一部を覆う遮光性導電層２１６ａは、互いに対向するように形成された２つの切欠き部２１３の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成されている。
【００６８】
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、開口部２１４内（すなわち、開口部２１４に対応して遮光性導電層２１６ｂの表面に形成される凹部内）またはその近傍に形成される。後に説明するように、画素電極２１１の所定の位置に設けた開口部２１４（遮光性導電層２１６ｂの凹部）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。
【００６９】
画素電極２１１に設けられる切欠き部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、画素電極２１１と対向電極２３１との間に印加される電圧によって、斜め電界が形成され、この斜め電界が液晶分子の倒れる方向を規定する。さらに、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。電界印加時には、切欠き部２１３によ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、上述のように軸対称配向が形成される。
【００７０】
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。このような切欠き部２１３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、３つの液晶ドメインが形成される。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。
【００７１】
遮光導電層２１６ａは、互いに対向するように形成された２つの切欠き部２１３の対向する２つの辺を含む領域を覆うように形成されており、切欠き部２１３をエッチングによって形成する際に、オーバーエッチングや画素電極２１１を構成する導電層（ここではＩＴＯ層）の剥離などが生じ、画素電極２１１を構成する導電膜の分断が発生しても、遮光性導電層２１６ａによって電気的な接続が形成されるので、画素内に所定の電圧が供給されない領域が形成されない。従って、画素電極２１１の分断（断線）に起因する表示欠陥の発生が防止・抑制される。また、遮光性導電層２１６ａ（および遮光性導電層２１６ｂ）を、反射電極２１１ｂを形成する工程で、同一の層から一括に形成されれば、製造工程が増加することが無いので好ましい。このとき、反射電極２１１ｂおよび遮光性導電層２１６ａ、２１６ｂを形成する材料として、透明電極２１１ａを構成するＩＴＯ層と電蝕を起こさない材料（例えば、Ａｇ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗやこれらの合金、またはこれらとＡｌとの合金）または電蝕を起こさない材料を下層に有する積層構造（例えば、上記金属層上にＡｌ層を積層した構造）、あるいは、ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）やＡＴＯ（ＳｂＳｎＯ）などＡｌと電蝕を起こし難い透明導電材料で形成された透明電極）を用いることが好ましい。
【００７２】
Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗおよびこれらの合金膜は、半導体や液晶表示装置などの電子デバイスの真空成膜工程で比較的容易に成膜形成できるだけでなく、フォトリソグラフィ工程を用いたパターニングにも適しており、好適に用いることができる。さらに、半透過型液晶表示装置においては、切欠き部や開口部に設けられる遮光性導電層を反射電極膜と同一の材料でかつ同一の成膜工程を経て形成した後、フォトリソグラフィ工程で所望のパターニングを行い、所定の位置に形成することができる。この場合には、反射電極の成膜工程と同時に遮光性導電層を形成することができるので、工程の短縮化と歩留りの改善など製造コストの低減化を図ることが可能となる。
【００７３】
開口部２１４は、軸対称配向ドメインの中心軸を固定するために設けられる。画素電極２１１に設けられた開口部２１４は、それを覆うように形成された遮光性導電層２１６ｂの表面に凹部を形成する。この凹部の形状効果によって、液晶分子が傾斜する方向が規制され、軸対称配向の中心軸が固定・安定化される。軸対称配向ドメインの中心軸を固定するための凹部を形成するための開口部２１４の形状は、例示したように楕円形あるいは円形であることが好ましいがこれに限られない。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。
【００７４】
開口部２１４を覆う遮光性導電層２１６ｂは、液晶ドメインの中央付近に形成される軸対称配向の中心軸の近傍からの光漏れを抑制するように作用する。上述したように、配向規制構造の近傍の液晶分子は他の領域の液晶分子よりも大きく傾く（より水平に近づく）ので、ノーマリーブラック表示においては、他の領域よりも明るく観察される。特に、物理的配向規制構造は電圧無印加時においても配向規制力を発揮するので、黒表示状態においても光漏れを生じ、コントラスト比を低下させる原因となる。開口部２１４によって形成される遮光性導電膜２１６ｂの表面の凹部は、その形状効果によって液晶分子が傾斜する方向を規定する。しかも、開口部２１４は、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸を固定するために設けられるので、サブ画素の中央付近に配置される。従って、開口部２１４の近傍で光漏れが生じるとコントラスト比の低下が顕著となる。開口部２１４を覆うように遮光性導電層２１６ｂを設けることによって、コントラスト比の低下を抑制することができる。勿論、切欠き部２１３の一部を覆うように設けられた遮光性導電層２１６ｂも同様に切欠き部２１３の近傍における光漏れを抑制するように作用する。但し、切欠き部２１３による斜め電界の効果を十分に発揮させるためには、切欠き部２１３の広い領域を覆うことは好ましくなく、上述したように画素電極２１１の断線を防止するように、切欠き部２１３の一部の領域だけを選択的に覆うように遮光性導電層２１６ｂを設けることが好ましい。また、遮光性導電層２１６ａは切欠き部２１３の一部と重なる必要は必ずしも無く、画素電極２１１内にクラックが発生することによる断線不良を防止するためには、上述したように、クラックが発生しやすい箇所（ここでは２つの切欠き部２１３の対向する２つの辺の間）に遮光性導電層２１６ａを設ければよい。
【００７５】
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。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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、３つの開口部２１４内またはその近傍にそれぞれの中心軸が安定化された３つの軸対称配向が形成され、画素電極２１１に設けた４つの切欠き部２１３が隣接する３つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる方向を規定し、壁構造体２１５が液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を安定化する。
【００７８】
また、図２に示した液晶表示装置２００においては、切欠き部２１３、開口部２１４および壁構造体２１５などの配向規制構造を透明基板２１０ａ上にのみ設けた例を示したが、透明基板２１０ｂ上に配向規制構造を設けても良いし、両方の透明基板に配向規制構造を設けてもよい。勿論、いずれか一方の基板に配向規制構造を設ける構成を採用すると、製造プロセスを簡略化できるという利点が得られる。一方、例えば、両方の基板に中心固定用の開口部を設けると、軸対称配向の中心軸がさらに効果的に固定・安定化されるので、表示ざらつきの低減や中間調での応答時間を短くすることができる。
【００７９】
なお、壁構造体２１５は、無印加時にも配向規制力を発揮す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効果が高いという利点を有するが、液晶表示装置の用途等によっては、省略してもよい。また、開口部２１４を設けることによって、軸対称配向の中心軸を固定・安定化することによって、表示の均一性が向上するという効果が得られるが、液晶表示装置の用途等によっては、省略してもよい。
【００８０】
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。
【００８１】
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。ｄｒ＝０．５ｄｔ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。
【００８２】
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。
【００８３】
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ない場合がある。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２１４（遮光性導電層２１６ｂの凹部）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。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。
【００８４】
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。
【００８５】
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２１４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。
【００８６】
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が設けられており、ＴＦＴ４のドレイン電極５は画素電極６に接続されている。
【００８７】
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および開口部１５が設けられている。さらに、互いに対向するように形成された２つの切欠き部１４の対向する２つの辺を含む領域を覆うように遮光性導電層２１６ａが形成されている。遮光性導電層２１６ａは反射電極８と一体に形成されている。この遮光性導電層２１６ａは、切欠き部１４の近傍で透明導電層の剥がれなどに起因した表示欠陥を防止する。また、透明電極７に形成された開口部１５ａを覆うように遮光性導電層２１６ｂが形成されている。遮光性導電層２１６ｂは、開口部１５ａの近傍からの光漏れに起因するコントラスト比の低下を抑制・防止する。なお、ここでは、反射電極８に形成された開口部１５ｂを覆う遮光性導電層は設けていないので、凹の形状効果に加えて、電圧印加時には斜め電界を生成し、液晶分子が傾斜する方向を規定する。従って、遮光性導電層を設ける場合よりも、軸対称配向の中心軸を固定・安定化する効果が高い。なお、開口部１５ｂの近傍では光漏れが発生するが、反射領域においては、透過領域よりもコントラスト比に対する影響が少ないので、遮光性導電層を省略し、より強い配向規制力を得るほうが有利な場合がある。勿論、コントラスト比を重視する場合には、開口部１５ｂを覆うように遮光性導電層を設けても良い。
【００８８】
液晶表示装置２００においても、画素外の非表示領域の信号線（遮光領域）の部分には画素を囲む壁構造体（不図示）が形成されており、これによって軸対称配向ドメインがさらに安定化される。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
〔動作原理〕
図５および図６を参照しながら、垂直配向型液晶層を有する本発明の第１の局面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。
【００９２】
図５は、画素電極６に設けた切欠き部１３（または遮光性導電層で覆われていない開口部（例えば、図３中の開口部１５ｂ））による配向規制力の作用を説明するための図であり、（ａ）は電圧無印加時、（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５（ｂ）に示した状態は中間調を表示している状態である。
【００９３】
図５に示した液晶表示装置は、透明基板１上に、絶縁膜層１６、切欠き部１３を有する画素電極６、配向膜２２をこの順に有している。他方の透明基板１７上には、カラーフィルタ層１８、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。
【００９４】
図５（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し、切欠き部１３によって形成される凹部の形状効果によって、切欠き部１３内またはその近傍において、凹部を中心に軸対称状に配向する。
【００９５】
一方、電圧印加時には、図５（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、切欠き部１３の周辺に形成される斜め電界によって、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、切欠き部１３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。また、中心軸の周りにおいては、液晶分子の配向は連続である。
【００９６】
切欠き部１３および／または開口部に加えて壁構造体を設けると、壁構造体はその側面（壁面）の配向規制力によって液晶分子２１が倒れる方向を規定する。典型的には、壁構造体を覆うように垂直配向膜を形成するので、液晶分子は壁面に対して垂直に配向するような規制力を受ける。
【００９７】
図６は、画素電極６の開口部１５を覆う遮光性導電層２６を設けた構成による配向規制力の作用を説明するための図であり、（ａ）は上記の実施形態で例示した構成であり、（ｂ）は開口部１５の下の絶縁層１６に凹部１６ａを設けた構成を示す。いずれも電圧無印加時の液晶分子の配向状態を模式的に示している。
【００９８】
図６（ａ）に示した液晶分子の配向状態は、図５（ａ）に示した液晶分子の配向状態と実質的に同じである。すなわち、開口部１５によって形成される凹部の形状効果によって液晶分子の配向方向が規定される。但し、図６（ａ）の構成において電圧を印加しても、開口部１５の周辺に斜め電界は生成されないので、凹部によって規制された初期配向によって規定された液晶分子が電界によって傾くに連れて、その周辺の液晶分子が、凹部の近傍の液晶分子の配向と整合するように配向し、軸対称配向が形成される。開口部１５が遮光性導電層２６で覆われているため、斜め電界が形成されないので、配向規制力は弱いが、開口部１５の近傍における光漏れが抑制される。
【００９９】
開口部１５によって得られる凹部（段差）が小さく、十分な配向規制力が得られない場合には、図６（ｂ）に示すように、開口部１５の下の絶縁層１６に凹部１６ａを設け、その表面に形成される凹部の段差を大きくしてもよい。上述したように、表面に軸対称配向の中心軸を固定・安定化する効果を十分に得るために、液晶層に接する表面に、好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．１５μｍ以上の段差が形成されるように、絶縁層１６の凹部１６ｂの深さを決めればよい。絶縁層（例えば厚さ３μｍの樹脂層）１６上に、画素電極（例えば厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ）６、遮光性導電層（例えば厚さ２００ｎｍのＡｌ層）２６および配向膜（例えば厚さ８０ｎｍの垂直配向膜）１２が形成されるので、凹部１６ａの深さは０．５μｍ以上あることが好ましい。なお、液晶層に接する表面に深さが２μｍを超える凹部が形成されると、この凹部の段差側面部において液晶分子が傾くことによる光漏れが大きくなるので好ましくない。
【０１００】
次に、図７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さらに具体的な構成例を説明する。
【０１０１】
図７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。
【０１０２】
図７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。
【０１０３】
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の遅相軸とがなす角が４５°になるように配置された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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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変化し、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に到達するときに入射時の偏光方向と直交した直線偏光とはならず、偏光板４３を透過する。つまり、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く程度が制御され、偏光板４３を透過できる反射光量が変調され、階調表示が可能となる。
【０１０６】
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の遅相軸とがなす角が４５°になるように配置された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。
【０１０７】
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の遅相軸が互いに直交するように配置することで、透過してきた偏光は下側の１／４波長板４１で生じた位相差を上側の１／４波長板４４でキャンセルすることになり、もとの直線偏光にもどる。上側の１／４波長板４４を透過した偏光は偏光板４０の透過軸（偏光軸）と平行な直線偏光となり、偏光板４０と透過軸が直交する偏光板４３で吸収されて黒表示となる。
【０１０８】
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１７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。つまり、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く程度が制御され、偏光板４３を透過できる透過光量が変調され、階調表示が可能となる。
【０１０９】
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、広視野角側からの観察時の黒浮きを抑える。また、負の位相差板と１／４波長板との組み合わせの代わりに、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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８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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
ここでは、図７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。ただし、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。
【０１１４】
本実施例では液晶層の配向規制構造として、透過領域と反射領域の境界部近傍に一対の切欠き部を設けて電界の歪を利用した液晶分子の電傾配向制御を行った。また、画素領域内の液晶領域の略中央部に電極の開口部を施して軸対称配向の中心軸位置の固定と安定化を図った。さらに、画素領域外の遮光領域に画素周辺から液晶分子の傾斜方向を規制できる構造物である壁構造体を形成した。なお、本発明の第１の局面では、一対の切欠き部近傍および画素の液晶領域の略中央部の開口部を覆う領域に、反射部の反射電極膜と同一のＡｌ膜を同一の真空成膜工程にて成膜し、次いで、所定のフォトリソグラフィ工程を経て、パターニングを行った。これにより、切欠き部近傍での画素電極膜の剥がれによる表示欠陥を防ぐと共に、黒表示時に画素中央部の開口部段差付近での配向乱れによるコントラスト低下についても金属導電膜を利用した遮光効果により抑制できた。
【０１１５】
本実施例の液晶表示装置では、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。液晶表示装置の全面点灯での検査において、画素の表示欠陥に伴う黒点などは認められなかった。
【０１１８】
透過表示での視角−コントラストの特性結果を図９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３３０：１以上と高いものであった。
【０１１９】
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約８．７％（開口率１００％換算値）、反射表示のコントラスト値は２３であり、従来の液晶表示装置に比べて高いコントラスト比を示し良好であった。
【０１２０】
また、比較例として、上記の実施例と同様の開口部、切欠き部および壁構造体は形成したが遮光性導電層を設けない液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の全面点灯を行うと、画素電極（透明電極）の剥がれに起因した黒点（表示欠陥）が認められた。さらに、顕微鏡観察によると、黒表示状態（電圧無印加時）において、開口部に対応する凹部（段差部）近傍での光漏れが見られ、この光漏れに起因するコントラスト比の低下が認められた。この比較例においては、４Ｖ電圧印加時での透過表示のコントラスト比の値は正面で２８０：１であり、上記の実施例の場合よりもやや低いものであった。
【０１２１】
なお、上記の実施形態では、軸対称配向する液晶ドメインが形成される垂直配向型液晶表示装置を例示したが、ＭＶＡ型の液晶表示装置に適用することもできる。
【０１２２】
［透明誘電体層を備える半透過型液晶表示装置］
上述したように、半透過型液晶表示装置では、透過領域の液晶層の厚さｄｔと、反射領域内の記液晶層の厚さｄｒとが、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの関係を満足するように設定することが好ましい。液晶層の厚さを設定するために、対向基板（典型的にはカラーフィルタ基板）の液晶層側に透明誘電体層（厚さがｄｔ−ｄｒ）を設ける構成を採用すると、反射電極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等の利点が得られる。
【０１２３】
しかしながら、透明誘電体層によって形成される段差により、画素内の液晶分子の配向が乱れ、透過領域と反射領域それぞれでの軸対称配向の形成、あるいは軸対称配向の中心位置の制御が困難となり、光漏れ、視角依存性、ざらつき感など表示上の問題が発生することがある。
【０１２４】
以下では、半透過型液晶表示装置において液晶パネル内に形成した段差に起因する液晶配向の乱れを抑制し、液晶分子の配向を十分に安定化させ、表示不良の発生を防止することができる本発明の第２の局面の実施形態を説明する。なお、本発明の第２の局面の液晶表示装置は、上記の第１の局面の半透過型液晶表示装置と好適に組合せられる。
【０１２５】
図1０および図１１を参照しながら、本発明の第２の局面による実施形態の半透過型液晶表示装置３００の構成を説明する。
【０１２６】
図１０は、本発明の第２の局面による実施形態の半透過型液晶表示装置３００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１０（ａ）中の１０Ｂ−１０Ｂ’線に沿った断面図である。図１１は、図１０（ｂ）の反射領域と透過領域との境界部の拡大図である。半透過型液晶表示装置３００は、切欠き部３１３ａに対する透明誘電体層３３４の配置が以下に説明するように最適化されている点において、図２に示した半透過型液晶表示装置２００と異なる。また、半透過型液晶表示装置３００は、半透過型液晶表示装置２００における壁構造体２１５、開口部２１４および遮光性導電層２１６を有していないが、これらを設けることが好ましいのは上述の通りである。また、半透過型液晶表示装置３００と半透過型液晶表示装置２００と共通する構成要素の説明の詳細はここでは省略する。
【０１２７】
半透過型液晶表示装置３００は、透明基板３１０ａと、透明基板３１０ａに対向するように設けられた透明基板３１０ｂと、透明基板３１０ａと３１０ｂとの間に設けられた垂直配向型の液晶層３２０とを有する。
【０１２８】
液晶表示装置３００は、透明基板３１０ａ上に形成された画素電極３１１と、透明基板３１０ｂ上に形成された対向電極３３１とを有し、画素電極３１１と対向電極３３１との間に設けられた液晶層３２０とが画素を規定する。透明基板３１０ａ上には、ＴＦＴなどの回路要素が形成されている。
【０１２９】
また、典型的には、透明基板３１０ｂの液晶層３２０側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ３３０と、隣接するカラーフィルタ３３０の間に設けられるブラックマトリクス（遮光層）３３２と、さらに、液晶層の厚さを調整するための透明誘電体層３３４とが形成されており、これらの上に対向電極３３１が形成されている。
【０１３０】
画素電極３１１は、透明導電層（例えばＩＴＯ層）から形成された透明電極３１１ａ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３１１ｂとを有する。その結果、画素は、透明電極３１１ａによって規定される透過領域Ａと、反射電極３１１ｂによって規定される反射領域Ｂとを含む。透過領域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。
【０１３１】
透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層３２０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３２０を２回通過する。したがって、図１０（ｂ）に模式的に示したように、透過領域Ａの液晶層３２０の厚さｄｔを反射領域Ｂの液晶層３２０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３２０が与えるリタデーションを略等しくすることができる。ｄｒ＝０．５ｄｔ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。
【０１３２】
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１０に示した液晶表示装置３００は、画素電極３１１の所定の位置に４つの切欠き部３１３を有している。この４つの切欠き部３１３の２つの切欠き部３１３ａは、透明電極３１１ａと反射電極３１１との間に設けられている。ここで例示した構成では、反射電極３１１ｂに隣接する透明電極３１１ａの部分に切欠き部３１３ａが設けられている。４つの切欠き部３１３の内の他の２つの切欠き部３１３ｂは透明電極３１１ａの透過領域Ａに形成される２つの軸対称配向ドメインの境界付近（透明電極３１１ａを長手方向に約２分する位置）に設けられている。これら４つ（２対）の切欠き部３１３が形成された画素電極３１１の周辺に斜め電界が形成され、それによって画素内に３つの軸対称配向ドメインが形成される。
【０１３３】
ここで、対向基板３１０ｂの液晶層３２０側の表面には、反射領域Ｂに設けられた透明誘電体層３３４によって段差が形成されており、透過領域Ａと反射領域Ｂとの境界付近に形成されるこの段差付近（透明誘電体層３３４の端面付近）の液晶分子の配向が、切欠き部３１３ａの近傍に形成される斜め電界による液晶分子の配向と整合するように、切欠き部３１３ａおよび透明誘電体層３３４との配置関係が設定されている。
【０１３４】
これを図１１を参照しながら詳細に説明する。
【０１３５】
透明誘電体層３３４は、反射領域Ｂの液晶層３２０の厚さｄｒを設定するために設けれるので、少なくとも反射電極３１１ｂと対向する領域には存在し、一般的には、斜めに進行する光を考慮して、反射電極３１１ｂよりも若干大きめに形成される。従って、透過領域Ａと反射領域Ｂとの境界付近に位置する透明誘電体層３３４の端面（図１１中の補助線ＥＬ）は、反射電極３１１ｂよりも透明電極３１１ａ側に位置することになる。
【０１３６】
この場合において、透明誘電体層３３４の端面（ＥＬ）が、切欠き部３１３ａの幅Ｗの中心（図１１中の補助線ＣＬ）よりも透明電極３１１ａ側に位置すると、反射領域Ｂに形成される液晶ドメインと透過領域Ａに形成される液晶ドメインとの境界付近の液晶分子の配向が乱れ、透過領域および反射領域に形成される軸対称配向が不安定化しやすい。
【０１３７】
下記の表１に実験例を示す。
【０１３８】
表１中のｄＬは、透明誘電体層３３４の端面（ＥＬ）から切欠き部３１３ａの幅Ｗの中心（ＣＬ）までの距離であり、端面（ＥＬ）が中心（ＣＬ）よりも反射電極３１１ｂ側（図１１では右側）にある場合を「正」とする。
【０１３９】
なお、ここでは、液晶材料として、誘電率異方性が負の液晶材料（Δｎ；０．１、Δε；−４．５）を用いた。また、透過領域の液晶層厚ｄｔは４μｍ、反射領域の液晶層厚ｄｒは２．２μｍ（ｄｒ＝０．５５ｄｔ）であり、画素電極の短辺方向の長さ（幅）は５０μｍ、長辺方向の長さは１６０μｍ、切欠き部の深さ（画素電極の短辺方向）は２０μｍである。
【０１４０】
表１中の○は透過領域Ａには２つ、反射領域Ｂには１つ、合計３つの軸対称配向ドメインが形成されたことを示す。×は前記３つの軸対称配向が安定に形成されなかったことを示す。
【０１４１】
【表１】
2005266778.tif 000003
【０１４２】
表１の結果から分かるように、軸対称配向を安定に形成するためには、透明誘電体層３３４の端面（ＥＬ）が、切欠き部３１３ａの幅Ｗの中心（ＣＬ）に一致（ｄＬ＝０）または、中心（ＣＬ）よりも反射電極３１１ｂ側に位置することが好ましい。このときの切欠き部の幅Ｗは７μｍ以上である。
【０１４３】
次に、切欠き部の幅Ｗが液晶分子の配向に与える影響を検討した結果を説明する。
【０１４４】
図１２（ａ）〜（ｆ）は、液晶層に白電圧（ここでは４Ｖ）を印加した後、２００ｍ秒経過後の液晶分子（図中の線分）ＬＣと、液晶層内に形成される電界の等電位線ＥＱを模式的に示す図であり、シミュレーションに基づくものである。液晶層の厚さは４μｍであり、液晶材料の屈折率異方性Δｎは０．１、誘電率異方性Δεは−４．５とした。また、対向電極の液晶層側に壁（壁構造体又は凸部）を３０μｍ間隔で設けた構成を例示しているが、切欠き部の作用に対する影響は無視できる。
【０１４５】
図１２（ａ）は切欠き部を設けていない場合、図１２（ｂ）は切欠き部の幅Ｗが３μｍ、図１２（ｃ）は幅Ｗが６μｍ、図１２（ｄ）は幅Ｗが９μｍ、図１２（ｅ）は幅Ｗが１２μｍ、図１２（ｆ）は幅Ｗが１５μｍの場合をそれぞれ示している。図１２から分かるように、切欠き部の幅Ｗを大きくしていくと、等電位線ＥＱが切欠き部に引き込まれ、それに伴い、切欠き部では液晶分子の配向方向が垂直に近づいていく。
【０１４６】
ここで、表１の結果から得られる「切欠き部の幅Ｗが７μｍ」という意味を考察する。
【０１４７】
表１に結果を示した実験に用いた液晶表示装置は、図１３に示す電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔカーブ）を有し、その液晶層のしきい値電圧は１．６Ｖである。なお、しきい値電圧は飽和時の透過率を１００％としたときの透過率３％となる電圧値と定義した。
【０１４８】
図１４は、切欠き部の幅Ｗと切欠き部の中心（Ｗ／２の位置）の電位との関係を計算で求めた結果を示すグラフである。図１４から明らかなように、切欠き部の幅Ｗが大きくなるにつれて、切欠き部の中心の電位は低下し、約７μｍで、しきい値電圧である１．６Ｖになっていることが分かる。
【０１４９】
すなわち、切欠き部が、その中心における電位がしきい値電圧と略等しくなる幅Ｗよりも大きい幅Ｗを有していれば、透明誘電体層３３４の端面（ＥＬ）が、切欠き部３１３ａの幅Ｗの中心（ＣＬ）に一致（ｄＬ＝０）または、中心（ＣＬ）よりも反射電極３１１ｂ側に位置するように構成することによって、軸対称配向ドメインを安定に形成することができる。
【０１５０】
このように、切欠き部の幅Ｗは７μｍ以上であることが好ましいが、開口率の低下を抑えるためには切欠き部の幅Ｗは小さいことが好ましく、プロセスのマージンを考慮しても切欠き部の幅Ｗが７μｍ以上となるように、最小のセンター値を設定することが好ましい。
【０１５１】
上述の構成によって、軸対称配向ドメインが安定に形成される理由を図１５（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１５２】
図１５（ａ）は、本実施形態の液晶表示装置における切欠き部３１３ａ付近の液晶層に形成される電界の等電位線ＥＱと液晶分子ＬＣの配向の様子を模式的に示す図であり、（ｂ）は切欠き部を設けていない場合の液晶層に形成される電界の等電位線ＥＱと液晶分子ＬＣの配向の様子を模式的に示す図である。対向電極（不図示）は、透明誘電体層を覆うように全体に形成されている。いずれも、電極間に白電圧（ここでは４Ｖ）を印加した場合の配向シミュレーションの結果である。
【０１５３】
図１５（ａ）に示したように、透明誘電体層３３４の端面が反射電極３１１ｂの端部（透明電極３１１ａ側の端部）と一致する（すなわち、ｄＬ＝Ｗ／２）ように配置された構成では、透明誘電体層３３４の透過領域側の側面近傍の液晶分子の配向方向と、切欠き部３１３ａによって生成される斜め電界による液晶分子の配向方向とが整合している。その結果、反射領域および透過領域に安定に軸対称配向が形成される。
【０１５４】
これに対し、切欠き部を設けていない構成では、図１５（ｂ）からわかるように、透明誘電体層の側面近傍の液晶分子の配向方向と、画素電極の近傍の液晶分子の配向方向とが対立しており、このために、軸対称配向が安定に形成されない。
【０１５５】
図１５（ａ）に示したように、切欠き部３１３ａが生成する斜め電界（配向規制力）による液晶分子の配向が透明誘電体層３３４に形成される段差によって乱されないためには、表１を参照しながら説明したように、透明誘電体層３３４の端面（ＥＬ）が、切欠き部３１３ａの幅Ｗの中心（ＣＬ）に一致（ｄＬ＝０）または、中心（ＣＬ）よりも反射電極３１１ｂ側に位置するように構成することが好ましいのである。また、このとき、切欠き部３１３ａの幅は、白電圧を印加したときに、その中心の電位が液晶層のしきい値電圧以下となるように設定されることが好ましい。なお、この関係は、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの範囲でほぼ成立する。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
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】
【０１５７】
【図１】本発明の第１の局面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る。
【図２】本発明の第１の局面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６】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他の概略図であり、（ａ）は開口部を覆う遮光性導電層を有する構成を示し、（ｂ）はさらに開口部の下層の絶縁層が凹部を有する構成を示す。
【図７】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８】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９】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。
【図１０】本発明の第２の局面による実施形態の半透過型液晶表示装置３００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１０（ａ）中の１０Ｂ−１０Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１１】図１０（ｂ）の反射領域と透過領域との境界部の拡大図である。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は、液晶層に白電圧を印加した後、２００ｍ秒経過後の液晶分子ＬＣと、液晶層内に形成される電界の等電位線ＥＱを模式的に示す図であり、（ａ）は切欠き部を設けていない場合、（ｂ）は切欠き部の幅Ｗが３μｍ、（ｃ）は幅Ｗが６μｍ、（ｄ）は幅Ｗが９μｍ、（ｅ）は幅Ｗが１２μｍ、（ｆ）は幅Ｗが１５μｍの場合をそれぞれ示す。
【図１３】液晶表示装置の電圧−透過率特性を示すグラフである。
【図１４】切欠き部の幅Ｗと切欠き部の中心（Ｗ／２の位置）の電位との関係を計算で求めた結果を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は、本実施形態の液晶表示装置における切欠き部３１３ａ付近の液晶層に形成される電界の等電位線ＥＱと液晶分子ＬＣの配向の様子を模式的に示す図であり、（ｂ）は切欠き部を設けていない場合の液晶層に形成される電界の等電位線ＥＱと液晶分子ＬＣの配向の様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１５８】
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
１６ａ  絶縁膜の凹部
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      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
１１６      遮光性導電層（金属導電膜）
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
２１６      遮光性導電層（金属導電膜）
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
【図１】
2005266778.tif 000004
【図２】
2005266778.tif 000005
【図３】
2005266778.tif 000006
【図４】
2005266778.tif 000007
【図５】
2005266778.tif 000008
【図６】
2005266778.tif 000009
【図７】
2005266778.tif 000010
【図８】
2005266778.tif 000011
【図１０】
2005266778.tif 000012
【図１１】
2005266778.tif 000013
【図１３】
2005266778.tif 000014
【図１４】
2005266778.tif 000015
【図９】
2005266778.tif 000016
【図１２】
2005266778.tif 000017
【図１５】
2005266778.tif 000018