(57)【要約】【課題】  高精細でかつ高解像度で開口率が高いアクティブマトリクス液晶表示装置にも適用が容易で、広視野角特性を有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】 基板３ａ、３ｂ側に各垂直配向層がそれぞれ設けられた一対の基板部間に、正の誘電率異方性を有する液晶層５が挟持され、電圧無印加時に垂直配向となり、電圧印加時に軸対称状配向となる領域を有する液晶表示装置において、第１電極１上に液晶層５内で液晶分子６が軸対称状に配向したときの対称軸が存在し、第２電極２が第１電極１を中央に取り囲むように枠状に配置されている。【選択図】  図１
2005352091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置されている第１基板および第２基板と、
該第１基板側と第２基板側との一対の基板部間に挟持され、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を含む液晶層と、
該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第１電極と、
該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第２電極と、
該第１基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第１基板平面に対して略垂直方向に配向させる第１垂直配向層と、
該第２基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第２基板平面に対して略垂直方向に配向させる第２垂直配向層とを備え、
該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されていないときに、該液晶層内の液晶分子が第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直方向に配向し、
該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されたときに、該第１電極と第２電極間に発生する電界によって、該液晶層内の液晶分子の配向方向が該第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直な方向から変化して、該液晶層内の液晶分子が軸対称状に配向する領域を一または複数有する液晶表示装置であって、
該第１電極および第２電極のうちの一方の電極上に、該液晶層内で液晶分子が軸対称状に配向したときの対称軸が存在し、
該第１電極および第２電極のうちの他方の電極が、基板平面視において該一方の電極を取り囲むように配置されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１基板側および第２基板側の各基板部の少なくとも一方の表面液晶層側に規則的な配置で液晶配向制御用の凸状または／および凹状の段差部が設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記他方の電極は、基板平面視において前記一方の電極を中央に配置してその周りに正方形枠状または矩形枠状に配置されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
互いに対向配置されている第１基板および第２基板と、
該第１基板側と第２基板側との一対の基板部間に挟持され、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を含む液晶層と、
該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第１電極と、
該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第２電極と、
該第１基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第１基板平面に対して略垂直方向に配向させる第１垂直配向層と、
該第２基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第２基板平面に対して略垂直方向に配向させる第２垂直配向層とを備え、
該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されていないときに、該液晶層内の液晶分子が第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直方向に配向し、
該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されたときに、該第１電極と第２電極間に発生する電界によって、該液晶層内の液晶分子の配向方向が第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直な方向から変化して、液晶層内の液晶分子が軸対称状に配向する領域を一または複数有する液晶表示装置であって、
該第１基板および第２基板の少なくとも一方の液晶層側に規則的な配置で液晶配向制御用の凸状または／および凹状の段差部が設けられている液晶表示装置。
【請求項５】
表示部に複数の画素部がマトリクス状に配置され、
前記液晶層は、該画素部の画素領域内に液晶分子が軸対称状に配向する領域を一または複数有する請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１電極および第２電極の両方が、前記第１基板および第２基板の一方に設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１電極および第２電極の一方が、前記第１基板および第２基板の一方に設けられ、
該第１電極および第２電極の他方が、該第１基板および第２基板の他方に設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１電極および第２電極の一方が、該第１基板および第２基板の一方に設けられ、
前記第１電極および第２電極の他方が、前記第１基板および第２基板の両方に設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１電極および第２電極の少なくとも一方が前記段差部上に設けられている請求項２または４に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記段差部は、誘電体層をパターニングした構造体によって構成され、該構造体の基板面に平行な断面が略円形状、略楕円形状または多角形状である請求項２、４または９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記段差部は、誘電体層をパターニングした構造体によって構成され、該構造体の基板面に平行な断面が十字形状またはＨ形状である請求項２、４または９記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記画素領域に規則的に配置された遮光部に、平面視で重なるように前記段差部が設けられている請求項２、４、９〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板および第２基板の一方は、複数の走査配線と複数の信号配線とが互いに交差して配置され、両配線の交差部近傍毎に画素部を選択駆動可能とする能動素子を備えたアクティブマトリクス基板である請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１基板側および第２基板側の少なくとも一方の基板部に共通電極が設けられ、
前記第１電極および第２電極の一方の電極が、前記該能動素子を介して前記信号配線に接続され、
該第１電極および第２電極の他方の電極が、該第１基板および第２基板の少なくとも一方に、該能動素子、信号配線および走査配線の少なくともいずれかを覆うように設けられて、該共通電極にのみ接続されている請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記アクティブマトリクス基板は、前記能動素子と、前記第１電極および第２電極の一方の電極との間に絶縁膜が設けられ、
該一方の電極は、該絶縁膜を部分的に除去して形成されたコンタクトホール部上に配置されて、該コンタクトホール部を介して該能動素子側と接続されている請求項１４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、例えば液晶テレビジョン装置などのＡＶ装置、パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末機器や携帯型電話機などの電子情報機器の表示部に用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置において重要な課題の一つである視野角の改善に対して、ＩＰＳモード、ＭＶＡモード、ＶＡ−ＩＰＳモードなど、様々な液晶モードが提案されている。これらの液晶モードは、液晶表示装置に適用されて、上記課題に対して一定の改善効果が得られている。
【０００３】
これらの液晶モードの中でも、液晶層に電界が印加されていない状態で、液晶層を挟持する基板表面に対して液晶層内の液晶分子が垂直配向しているＶＡ（Ｖｅｒｔｉａｌ  Ａｌｉｇｎ）モードにおいては、負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて、液晶層に基板表面に対して略垂直方向の電界（いわゆる縦電界）を印加することによって液晶分子を倒す（傾斜させる）方式（以下、ｎ型ＶＡモードという）と、正の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて、液晶層に基板表面に対して略平行方向の電界（いわゆる横電界）を印加することによって液晶分子を倒す（傾斜させる）方式（以下、ｐ型ＶＡモードという）とが存在する。上記ＭＶＡモードは前者のｎ型ＶＡモードの一つであり、ＶＡ−ＩＰＳモードは後者のｐ型ＶＡモードの一つである。
【０００４】
このうち、ｐ型ＶＡモードについては、例えば特許文献１にその基本的な構成（垂直配向、正の誘電率異方性を有する液晶材料および横電界）が開示されている。但し、特許文献１には、視野角改善についての言及は見られない。
【０００５】
近年、このｐ型ＶＡモードについて視野角を改善するために様々な方法が提案されており、これが例えば特許文献２〜８に開示されている。
【０００６】
特許文献２においては、液晶表示装置の二つの電極を互い平行に配置させ、かつ、電極をＬ字型またはジグザグ型（または“く”の字型）に形成することにより、電極に電圧を印加して電界を発生させたとき（以下、電圧印加時という）に、液晶層内において液晶分子が倒れる方向が互いに異なる領域を複数発生させて、視野角を改善する方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３においては、液晶表示装置の二つの電極を液晶層を介して分離させた配置、即ち、液晶層を挟持する対向する二つの基板のそれぞれに一つずつ電極を配置し、かつ、互いに平行に交互に配置することにより、液晶層内において液晶分子が倒れる方向が互いに異なる領域を複数発生させて、視野角を改善する方法が開示されている。
【０００８】
特許文献４においても、特許文献１と同様に、“く”の字型の電極を用いて視野角を改善する方法が開示されている。
【０００９】
その他には、特許文献５〜８においても、同様に、平行電極構造、ジグザグ型電極（または“く”の字型電極）構造、または、櫛歯型電極構造により視野角を改善する方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５７−６１８号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３１７１号公報
【特許文献３】特開平１１−１１９２１３号公報
【特許文献４】特開平１１−３５２４８３号公報
【特許文献５】特開平１０−１８６３５１号公報
【特許文献６】特開２０００−２７５６８２号公報
【特許文献７】特開２０００−８１６４１号公報
【特許文献８】特開平１０−１５３７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来のｐ型ＶＡモードにおける視野角改善方法には、以下のような問題点があった。
【００１１】
単純な平行電極構造を用いた場合、電圧印加時に液晶層内の液晶分子が倒れる方向は互いに対向する２方向となるため、視野角の改善に一定の成果は得られるが、ジグザグ型電極（または“く”の字型電極）構造を用いた場合と比較して、不十分であるという問題がある。
【００１２】
また、ジグザグ型電極（または“く”の字型電極）構造を用いた場合、例えばアクティグマトリクス液晶表示装置に適用すると、通常、アクティグマトリクス液晶表示装置の一画素の形状が矩形であるため、ジグザグ形状（または“く”の字形状）の電極を配置することが困難であるという問題がある。
【００１３】
近年では、ジグザグ型電極構造を用いるＩＰＳモードを適用したアクティブマトリクス液晶表示装置において、アクティブマトリクス基板側に設けられた信号線の形状を、ジグザグ電極形状に合わせてジグザク形状にするなどの工夫が凝らされている。しかしながら、この場合においても、信号線がジグザグになると、直線型の信号線と比べて、信号線の配線抵抗が高くなるという問題がある。
【００１４】
また、櫛歯型電極構造を用いた場合、例えば解像度が３００ｄｐｉを超えるような高精細のアクティブマトリクス液晶表示装置に適用すると、高精細のアクティブマトリクス液晶表示装置における一画素のサイズは、例えばアクティブマトリクス液晶表示装置をモノクロディスプレイに用いる場合には、画素形状を正方形として一辺が約８０μｍｍとなる。また、アクティブマトリクス液晶表示装置をカラーディスプレイ装置に用いる場合には、画素形状は正方形が３分割されるために矩形状となり、この矩形状画素の長辺の長さは約８０μｍ、短辺の長さは３０μｍ弱となる。このように、短辺方向のサイズが約３０μｍという小さい画素に対しては、櫛歯型電極を配置することが困難であり、開口率が低下するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、高精細でかつ高解像度で高開口率のアクティブマトリクス液晶表示装置にも適用が容易で広視野角特性を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置されている第１基板および第２基板と、該第１基板側と第２基板側との一対の基板部間に挟持され、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を含む液晶層と、該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第１電極と、該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第２電極と、該第１基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第１基板平面に対して略垂直方向に配向させる第１垂直配向層と、該第２基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第２基板平面に対して略垂直方向に配向させる第２垂直配向層とを備え、該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されていないときに、該液晶層内の液晶分子が第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直方向に配向し、該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されたときに、該第１電極と第２電極間に発生する電界によって、該液晶層内の液晶分子の配向方向が該第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直な方向から変化して、該液晶層内の液晶分子が軸対称状に配向する領域を一または複数有する液晶表示装置であって、該第１電極および第２電極のうちの一方の電極上に、該液晶層内で液晶分子が軸対称状に配向したときの対称軸が存在し、該第１電極および第２電極のうちの他方の電極が、基板平面視において該一方の電極を取り囲むように配置されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００１７】
また、好ましくは、本発明の液晶表示装置における第１基板側および第２基板側の各基板部の少なくとも一方の表面液晶層側に規則的な配置で液晶配向制御用の凸状または／および凹状の段差部が設けられている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における他方の電極は、基板平面視において前記一方の電極を中央に配置してその周りに正方形枠状または矩形枠状に配置されている。
【００１９】
本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置されている第１基板および第２基板と、該第１基板側と第２基板側との一対の基板部間に挟持され、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を含む液晶層と、該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第１電極と、該第１基板および該第２基板の少なくともいずれかの液晶層側表面上に形成された第２電極と、該第１基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第１基板平面に対して略垂直方向に配向させる第１垂直配向層と、該第２基板側の液晶層に接する基板部表面に形成され、電圧無印加時に該液晶層内の液晶分子の光軸を第２基板平面に対して略垂直方向に配向させる第２垂直配向層とを備え、該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されていないときに、該液晶層内の液晶分子が第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直方向に配向し、該第１電極と第２電極間に所定電圧が印加されたときに、該第１電極と第２電極間に発生する電界によって、該液晶層内の液晶分子の配向方向が第１基板平面および第２基板平面に対して略垂直な方向から変化して、液晶層内の液晶分子が軸対称状に配向する領域を一または複数有する液晶表示装置であって、該第１基板および第２基板の少なくとも一方の液晶層側に規則的な配置で液晶配向制御用の凸状または／および凹状の段差部が設けられており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
また、好ましくは、本発明の液晶表示装置において、表示部に複数の画素部がマトリクス状に配置され、前記液晶層は、該画素部の画素領域内に液晶分子が軸対称状に配向する領域を一または複数有する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における第１電極および第２電極の両方が、前記第１基板および第２基板の一方に設けられている。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における第１電極および第２電極の一方が、前記第１基板および第２基板の一方に設けられ、該第１電極および第２電極の他方が、該第１基板および第２基板の他方に設けられている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における第１電極および第２電極の一方が、該第１基板および第２基板の一方に設けられ、前記第１電極および第２電極の他方が、前記第１基板および第２基板の両方に設けられている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における第１電極および第２電極の少なくとも一方が前記段差部上に設けられている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における段差部は、誘電体層をパターニングした構造体によって構成され、該構造体の基板面に平行な断面が略円形状、略楕円形状または多角形状である。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における段差部は、誘電体層をパターニングした構造体によって構成され、該構造体の基板面に平行な断面が十字形状またはＨ形状である。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における画素領域に規則的に配置された遮光部に、平面視で重なるように前記段差部が設けられている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置における第１基板および第２基板の一方は、複数の走査配線と複数の信号配線とが互いに交差して配置され、両配線の交差部近傍毎に画素部を選択駆動可能とする能動素子を備えたアクティブマトリクス基板である。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置において、第１基板側および第２基板側の少なくとも一方の基板部に共通電極が設けられ、前記第１電極および第２電極の一方の電極が、前記該能動素子を介して前記信号配線に接続され、該第１電極および第２電極の他方の電極が、該第１基板および第２基板の少なくとも一方に、該能動素子、信号配線および走査配線の少なくともいずれかを覆うように設けられて、該共通電極にのみ接続されている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板は、前記能動素子と、前記第１電極および第２電極の一方の電極との間に絶縁膜が設けられ、該一方の電極は、該絶縁膜を部分的に除去して形成されたコンタクトホール部上に配置されて、該コンタクトホール部を介して該能動素子側と接続されている。
【００３１】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００３２】
本発明においては、正の誘電率異方性を有する液晶層を垂直配向層を備えた一対の基板部間に挟持して、初期配向（電圧無印加時）に垂直配向、電圧印加時に水平配向（軸対称配向）となるように液晶層を制御する例えばｐ型ＶＡモードなどの液晶表示装置において、一方の電極上に軸対象状配向の対象軸が存在し、他方の電極が一方の電極を取り囲むように第１電極および第２電極を配置する。この電極構造によれば、従来の液晶表示装置に幅広く利用でき、材料信頼性および材料物性が広い温度範囲でも安定な誘電異方性が正のＮｐ液晶を使用して、ノーマリーブラック表示モードをラビングレスプロセスで作製することができる。また、従来の平行電極構造のように液晶分子の倒れる方向が互いに対向する２方向になることはなく、一方の電極を中心として軸対象状配向が形成されるため、広い視野角特性を実現することができる。また、従来のようなジグザグ型電極構造や「く」の字型電極構造では配置が困難であったアクティブマトリクス液晶装置の矩形状画素や、櫛歯型電極構造では配置が困難であった高精細のアクティブマトリクス液晶装置の小さい画素にも電極を容易に配置することができる。さらに、液晶領域には液晶分子の配向状態を制御する電極が表示領域内に配置されるため、従来技術のように透明導電膜で形成された画素電極を全表示領域に設ける必要が無く、表示領域の透過率を改善して高開口率化を図ることができる。また、液晶分子の配向状態を制御する電極を配線電極として兼用することにより、さらに高開口率化を図ることができる。
【００３３】
第１電極と第２電極とを同じ基板上に設けた場合には、両電極の中間付近で液晶分子が垂直に配向し、その部分に消光模様が生じることがある。両電極を異なる基板にそれぞれ設けた場合には、両電極の間の液晶分子が同じ方向に傾斜するため、このような消光模様は生じることはなく、透過率低下をより抑制することができる。
【００３４】
また、第１電極および第２電極のうち、一方の電極を一方の基板に設け、他方の電極を両基板に設けた場合にも、両電極の間の液晶分子が同じ方向に傾斜するため、消光模様が生じることはなく、透過率低下をより抑制することができる。さらに、両基板に設けられた他方の電極（取り囲んでいる電極）によって隣接する画素間で電界の影響がシールドされるため、液晶分子の配向状態が隣接画素間で影響を受け難くなり、安定した配向状態を得ることができる。
【００３５】
また、少なくとも一方の基板に規則的な段差部を設けることによって、液晶分子のチルト（傾斜）方向の規制力を向上させて、電圧印加時の液晶分子配向性および安定性などを改善して、高コントラスト、高透過率および広視野角などのような表示品位の向上を図ることができると共に、液晶配向状態の不安定性によって遅くなる傾向にある応答時間を改善することができる。
【００３６】
また、第１電極および第２電極のうち、少なくともいずれかの電極を段差部上に設けることにより、段差部の段差による配向規制効果と電極の電界による配向規制効果の複合により、液晶領域の配向状態を比較的容易に安定して軸対象状に制御することが可能であり、高コントラストかつ広視野角な液晶表示装置を実現することが可能である。また、電圧の作用で液晶分子が倒れたり起き上がったりする方向（チルト方向）が段差部の壁面により効率よく一義的に決定されるため、応答時間をいっそう改善することができる。
【００３７】
段差部は、配線電極や能動素子などを遮光するための遮光部の上または下に設けることにより、実効開口率の低下を防ぐことができる。
【００３８】
本発明の液晶表示装置をアクティブマトリクス液晶表示装置に適用する場合には、第１電極および第２電極のうちの一方の電極がアクティブマトリクス基板に設けられて能動素子に接続され、他方の電極が少なくともいずれか一方の基板に設けられて共通電極にのみ接続される。この他方の電極は、能動素子、信号線および走査線の少なくともいずれかを覆うように設けることによって、ジグザグ型電極構造のような開口率低下を防ぐことができる。
【００３９】
また、能動素子に接続されていない電極を両方の基板に設けることによって、両電極の間の液晶分子が同じ方向に傾斜するため、消光模様が生じることなく、透過率低下を抑制することができる。さらに、両基板に設けられた一方の電極によって隣接する画素部間で電界の影響がシールドされるため、液晶分子の配向状態が隣接画素間で影響を受け難くなり、安定した配向状態を得ることができる。
【００４０】
アクティブマトリクス基板の能動素子と一方の電極とを絶縁膜に設けられたコンタクトホールを通して接続することにより、能動素子と一方の電極とを接続する配線（画素配線）が液晶層に及ぼす影響を少なくすることができる。また、コンタクトホール部では段差が生じるが、そのコンタクトホール部上（この段差部上）に一方の電極を配置することにより、その部分の液晶層を電極によって光学的に遮蔽し、表示に及ぼす影響をより防ぐことができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、開口率が高く、高精細のアクティブマトリクス液晶表示装置への適用が容易で、従来のＮｐ液晶を利用可能であることから高信頼性かつ広視野角特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施形態１〜３について、図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１（ａ）は、本実施形態１の液晶表示装置の基本的な構成例を示す要部断面図であり、図１（ｂ）はその液晶領域の配向状態を示す平面図である。なお、図１（ｂ）では、本発明の液晶表示装置の特徴構成である電極の配置と電圧印加時の液晶分子の配向状態のみを図示しており、その他の構成部分は図示を省略している。
【００４３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態１の液晶表示装置は、第１電極１および第２電極２が設けられた第１基板３ａおよび、これに対向して配置された第２基板３ｂと、これらの第１基板３ａおよび第２基板３ｂの各対向面上にそれぞれ設けられた垂直配向層４ａおよび４ｂと、これら一対の両基板３ａ，３ｂ上の各垂直配向層４ａおよび４ｂ間に挟持された正の誘電率異方性を有する液晶組成物を含む液晶層５とを有している。
【００４４】
この第２電極２は、平面視円形状の第１電極１を取り囲むように平面視正方形枠状で環状に配置されている。
【００４５】
垂直配向層４ａおよび４ｂは、液晶層５内の液晶分子６を第１基板３ａおよび第２基板３ｂの平面に対して略垂直方向に配向させる機能を有している。
【００４６】
このように、液晶表示装置において、対向する第１電極１と第２電極２との間に所定電圧を印加していないとき（電圧無印加時）には、液晶層５内の液晶分子６は、上下の垂直配向層４ａおよび４ｂによって、図１（ａ）に示すように第１基板３ａおよび第２基板３ｂの平面に対して略垂直に配向している。
【００４７】
第１電極１と第２電極２間に所定電圧を印加したとき（電圧印加時）には、第１電極１と第２電極２間に電界が発生して、その電界方向に沿って液晶分子６が倒れる。この電界の発生方向は、図１（ａ）に示す断面図において、主として第１基板３ａおよび第２基板３ｂの平面に平行な方向に発生する。また、この電界の発生方向は、図１（ｂ）に示すように、第１電極１を中心として、第１電極１を取り囲むように配置されている第２電極２の方向に放射状に発生する。このため、図１（ｂ）に示すように、第１電極１を中心として第２電極２に向かって放射状（軸対称状）に液晶層５の液晶分子６が倒れるように配向する。これによって、液晶層５は、第２電極２に取り囲まれた領域内で、第２電極１を対称軸として軸対称配向を形成する。
【００４８】
このように、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向が、図１（ｂ）に示すように３６０°全ての方向にわたって存在するため、視野角が広い特性が得られる。
【００４９】
さらに、図１（ｂ）に示すような電極配置を通常矩形状の画素形状を有するアクティブマトリクス基板に適用する場合には、矩形状の第２電極２を、画素周囲の外形（矩形状）部に設けられた遮光層上の金属配線や電極線に合わせて設計することによって、実効開口率の低下を招く部分は画素内に配置された中央部の第１電極１の近傍部だけとなり、透過率低下を防ぐことが可能となる。
【００５０】
図２は、本実施形態１の液晶表示装置における電極の配置例を示す平面図である。この図２には、液晶表示装置を構成する画素を分割して複数の液晶領域（液晶分子が軸対称状に配向する領域）を形成する場合の電極配置を示している。
【００５１】
図２の例では、各画素が六つの液晶領域に分かれており、各液晶領域では、第１電極１が中央部に存在し、その周囲を第２電極２が取り囲むように配置されている。上記図１の場合と同様に、図２に示す六つの各液晶領域内の液晶分子は、それぞれ、電圧印加時に各液晶領域内の中央部に位置する第一電極２を中心（対称軸）として軸対称状に配向し、電圧無印加時には液晶分子が垂直配向する。これにより、六つの各液晶領域を含む画素全体として、広い視角特性を実現することができる。
【００５２】
図３は、本実施形態１の液晶表示装置の構成例を示す断面図であって、（ａ）は、図１（ａ）の電極配置と同じ構成例を示す図、（ｂ）は、第１電極が設けられた第１基板に対向する第２基板に第２電極が設けられた構成例を示す図である。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、第１電極１および第２電極を液晶層５を介して分離して配置することにより、以下のような効果が得られる。以下に、図３（ａ）および図３（ｂ）を比較しながら詳細に説明する。
【００５４】
図３（ａ）に示すように、第１電極１と第２電極２とを同一基板３ａ上に配置した場合、第１電極１と第２電極２間に所定の電圧を印加したときに、図３（ａ）に破線で示すような電界が発生する。このとき、電圧無印加時に基板に対して垂直方向に配向していた液晶分子６(誘電率異方性が正)は、電界に沿って傾斜する。図３（ａ）に示すように、第２電極２の近傍に存在する液晶分子６は、電界に沿って、第１電極１の方へ傾斜する。一方、第１電極１の近傍に存在する液晶分子６は、電界に沿って、第２電極２の方へ傾斜する。このため、第１電極１と第２電極２の中間付近に存在する液晶分子６は、上記二つの液晶分子６の傾斜状態に対して均衡を取るため、垂直に配向したままの状態となる。この場合、第１電極１および第２電極２の中間付近で液晶分子６が垂直に配向している部分では、電圧印加時においても液晶分子６が傾斜しない。このため、液晶表示装置として、実質的な透過率が低下する。
【００５５】
一方、図３（ｂ）に示すように、第１電極１と第２電極２とをそれぞれ異なる基板３ａおよび３ｂ上にそれぞれ配置し、第１電極１と第２電極２とを液晶層５を介して分離して配置することにより、第１電極１と第２電極２間に所定の電圧を印加して電界を発生させたときに、図３（ｂ）に破線で示すような電界が発生する。このとき、電圧無印加時に基板に対して垂直方向に配向していた液晶分子６(誘電率異方性が正)は、電界に沿って傾斜する。図３（ｂ）に示すように、第１電極１と第２電極２間に存在する液晶分子６は、両電極１，２間において同一方向（第１電極１から第２電極２に倒れる方向）に傾斜する。図３（ｂ）の場合、図３（ａ）の場合とは異なり、電圧印加時においても垂直に配向したままの液晶分子６が存在しないため、液晶表示装置として透過率が低下することを更に防ぐことができる。
【００５６】
図４は、図３（ａ）および図３（ｂ）の電極配置を有する液晶表示装置を観察したときの状態を示す平面模式図であって、（ａ）は図３（ａ）、（ｂ）は図３（ｂ）の電極構成をそれぞれ示し、電圧印加時に、上記両基板の外側に一対のλ／４板を配置し、更に外側に互いに偏光軸を直交させた一対の偏光板を配置した状態で、顕微鏡などで観察した場合の平面図である。
【００５７】
図３（ａ）の電極配置では、図４（ａ）に示すように、第１電極１と第２電極２間に円環状の消光模様７が観察される。この消光模様７は、図３（ａ）の電極配置において、第１電極１と第２電極２との中間付近で、液晶分子が垂直に配向しているために観察されるものである。
【００５８】
一方、図３（ｂ）の電極配置では、図４（ｂ）に示すように、第１電極１と第２電極２間に円環状の消光模様は観察されない。これは、上述したように、図３（ｂ）の電極配置において、第１電極１と第２電極２間の液晶分子６が、一対の両電極間において同一方向に傾斜するためである。
【００５９】
このように、第１電極１と第２電極２とをそれぞれ異なる基板に設けて、第１電極１と第２電極２とを液晶層５を介して分離して配置することにより、液晶領域内に消光模様が発生しないため、透過率の低下を更に抑えることができる。
【００６０】
図５は、本実施形態１の液晶表示装置の他の構成例を示す断面図である。
【００６１】
図５に示すように、液晶表示装置は、第１電極１が一方の基板３ａ上に設けられ、第２電極２が第１電極１を平面視において取り囲むように、両方の基板３ａおよび３ｂにそれぞれ設けられている。両基板３ａおよび３ｂに設けられた第２電極２は、互いに対向する位置に配置されている。
【００６２】
この液晶表示装置において、第１電極１と第２電極２間に電圧を印加して図５の断面図に破線で示すような電界を発生させたときに、第１電極１と第２電極間の液晶分子６は、第１電極１と第２電極２間において同一方向に傾斜するように配向する。これによって、図４（ｂ）の場合と同様に、液晶領域内に消光模様が発生しないため、透過率の低下を抑えることができる。
【００６３】
また、図５に示す電極配置では、対向するように配置された一組の第２電極２の作用によって、隣接する画素間で電界の影響がシールドされて隣の画素に及ばないため、液晶分子６の配向状態が隣接画素間で影響を受けにくいという利点がある。
【００６４】
なお、本実施形態１の液晶表示装置において、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの外側には図示しない一対の偏光子（偏光板）が設けられており、第１電極１と第２電極２間の電圧印加・無印加をスイッチングして液晶層５内の液晶分子６の配向状態をスイッチングすることにより、一方の偏光子の外側から入射され、他方の偏光子の外側に出射される光の量が制御されて、表示として視認される。
【００６５】
また、本実施形態１の液晶表示装置において、第１基板３ａと偏光子間および第２基板３ｂと偏光子間の少なくとも一方には、負の一軸位相差フィルム（位相差板）を設けることが望ましい。負の一軸位相差フィルムは、電圧無印加時における液晶層５の垂直配向に対して位相差を補償する機能を有するため、視野角特性を向上させることができる。
【００６６】
さらに、本実施形態１の液晶表示装置において、第１基板３ａおよび第２基板３ｂと一対の偏光子間には、λ／４の位相差フィルム（位相差板）を設けることが望ましい。ここで、λ／４の位相差板とは、ある波長λ（ｎｍ）に対して、λ／４のリターデーションを有する位相差板を意味する。
【００６７】
λ／４の位相差フィルムが設けられていない場合、一方の偏光子の外側から入射されて直線偏光状態になった光は、液晶層５に入射される。液晶層５内では、電圧印加時に液晶分子６が傾斜する方向は平面視で３６０°にわたって存在しており、液晶層５に入射された直線偏光の光軸に平行または垂直な方向に傾斜している液晶分子６は、液晶層５に入射された直線偏光と光軸が平行または垂直な方向となるため、この直線偏光の偏光状態を変化させない。このため、液晶層５に入射された直線偏光のうち、液晶分子６が偏光軸に平行または垂直な方向に傾斜している部分を通る直線偏光は、偏光状態が変化されずに液晶層５から出射され、入射側の偏光子と互いに偏光軸が直交している出射側の偏光子によって吸収される。したがって、液晶層５に入射された直線偏光のうち、液晶分子６が偏光軸に平行または垂直な方向に傾斜している部分によって、透過率が低下することになる。
【００６８】
一方、λ／４の位相差フィルムが設けられている場合には、一方の偏光子の外側から入射されて直線偏光状態になった光は、λ／４の位相差フィルムによって円偏光となり、液晶層５に入射される。液晶層５内では、電圧印加時に液晶分子６が傾斜する方向が３６０°にわたって存在しているが、液晶層５に入射される前に円偏光となっている光は、液晶層５を通過すると、液晶層通過前と逆方向の円偏光となる。λ／４の位相差フィルムによって入射時の直線偏光と直交する直線偏光となり、入射側の偏光子と互いに偏光軸が直交している出射側の偏光子を通過する。したがって、λ／４の位相差フィルムが設けられていない場合とは異なり、透過率が低下することを防ぐことができる。
【００６９】
以下に、本実施形態１の液晶表示装置の更なる具体的な各実施例１Ａ〜１Ｃおよびその効果についてそれぞれ説明する。
（実施例１Ａ）
本実施例１Ａとして、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、第１基板３ａに第１電極１と第２電極２とが設けられた液晶表示装置を作製した。
【００７０】
まず、第１電極１と第２電極２間に所定の電圧を印加することができるように、第１電極１から立体的に配線を引き回すための立体配線を構成する下部電極を形成する。例えばガラス（コーニング７０５９）基板などからなる基板３ａ上に、モリブデンなどの金属膜をスパッタリング法により成膜し、フォトリソグラフィー法によって所定の電極形状にレジストをパターニングして、リン硝酸などのモリブデンエッチャントを用いて金属膜をエッチングする。その後、剥離洗浄処理によってレジストを剥離し、基板部を洗浄することによって、下部電極を形成する。
【００７１】
次に、下部電極が形成された基板３ａ上に絶縁膜（図示せず）を形成し、第１電極１と接続するためのスルーホール（コンタクトホール）を形成する。例えば絶縁膜として感光性有機樹脂を塗布し、所定のマスクを用いて感光した後、現像液で現像することによりスルーホール部を形成する。その後、通常、有機樹脂を固めるため、所定の条件下で焼成を行う。
【００７２】
さらに、上記絶縁膜の上において、図１（ｂ）に示すように、液晶領域の中心（対称軸）となる部分に第１電極１を形成すると共に、その第１電極１を取り囲むように平面視四角枠状の第２電極２を形成する。この第１電極１および第２電極２は、例えば下部電極と同様の方法で金属膜を成膜し、その金属膜をエッチングすることによって所定形状に形成することができる。
【００７３】
さらに、第１基板３ａ上に第１電極１および第２電極２が形成された基板部上、およびこの基板部に対向して配置される第２基板３ｂ上にそれぞれ、例えば、垂直配向膜材料（ＪＳＲ株式会社製：ＪＡＬＳ−２０３）を基板上に塗布し、焼成することにより垂直配向膜４ａおよび４ｂをそれぞれ形成する。
【００７４】
これらの垂直配向膜４ａ，４ｂが対向形成された一対の基板部をスペーサを介して貼り合せ、その間隙に正の誘電率異方性を有する液晶租生物として例えばメルク社製：ＺＬＩ−４７９２を注入して液晶層５を形成する。
【００７５】
以上のようにして、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、一対の基板３ａおよび３ｂと、正の誘電率異方性を有する液晶層５と、図１（ｂ）に示すように軸対称配向の対称軸となる部分に配置した第１電極１と、その第１電極１を取り囲むように配置されている第２電極２と、電圧無印加時に液晶層５を基板平面に対して垂直配向させる垂直配向層４ａおよび４ｂとを備えた液晶表示装置を作製した。
【００７６】
本実施例１Ａの液晶表示装置を外部から観察したところ、電圧無印加時には液晶層５が均一に垂直配向していた。また、電圧印加時には、互いに直交する一つの偏光子の間に挟んで顕微鏡で観察したところ、第２電極２で囲まれた領域内で、良好な軸対称配向が観察された。
【００７７】
また、本実施例１Ａの液晶表示装置に対して、コントラストの視野角を測定したところ、液晶表示装置表示面に対する上下方向および左右方向とも、コントラスト１０以上の範囲が８０°以上あった。
（実施例１Ｂ）
本実施例１Ｂとして、図３（ｂ）に示すように、第１基板３ａ上に第１電極１が設けられ、第２基板３ｂ上に、平面視で第１電極１を取り囲むように四角形枠状の第２電極２が設けられた液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の製造は、上記実施例１Ａの場合と同様の作製手順に従って行った。
【００７８】
本実施例１Ｂの液晶表示装置を観察したところ、電圧無印加時には液晶層５が均一に垂直配向していた。また、電圧印加時には、互いに直交する一つの偏光子の間に挟んで顕微鏡で観察したところ、第２電極２で囲まれた領域内で、良好な軸対称配向が観察された。
【００７９】
また、本実施例１Ｂの液晶表示装置に対して、コントラストの視野角を測定したところ、液晶表示装置表示面に対する上下方向および左右方向とも、コントラスト１０以上の範囲が８０°以上あった。
【００８０】
さらに、本実施例１Ｂの液晶表示装置では、電圧印加時に、図４（ａ）のような第１電極１と第２電極２間に存在する消光模様７が観察されなかった。
【００８１】
さらに、上記実施例１Ａで作製された液晶表示装置と本実施例１Ｂで作製された液晶表示装置について、電圧印加時の光透過率を比較すると、本実施例１Ｂで作製された液晶表示装置の方が、電圧印加時の光透過率が高かった。
（実施例１Ｃ）
本実施例１Ｃとして、図５に示すように、第１基板３ａ上に第１電極１が設けられ、両基板３ａ，３ｂ上にそれぞれ、平面視で第１電極１を取り囲むように四角形枠状の第２電極２がそれぞれ設けられた液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の製造は、上記実施例１Ａの場合と同様の作製手順に従って行った。
【００８２】
本実施例１Ｃの液晶表示装置を観察したところ、電圧無印加時には液晶層５が均一に垂直配向していた。また、電圧印加時には、互いに直交する一つの偏光子の間に挟んで顕微鏡で観察したところ、第２電極２で囲まれた領域内で、良好な軸対称配向が観察された。
【００８３】
また、本実施例１Ｃの液晶表示装置に対して、コントラストの視野角を測定したところ、液晶表示装置表示面に対する上下方向および左右方向とも、コントラスト１０以上の範囲が８０°以上あった。
【００８４】
さらに、本実施例１Ｃの液晶表示装置では、電圧印加時に、図４（ａ）のような第１電極１と第２電極２間に存在する消光模様７が観察されなかった。
【００８５】
さらに、図２に示すように、矩形状の第２電極２によって取り囲まれる六つの液晶領域（各液晶領域の中央部には第１電極１が一つずつ設けられている）において、ある一つの液晶領域を電圧印加状態にして、その隣の液晶領域を電圧無印加状態にしたところ、これら二つの液晶領域の間では、互いに対向する両基板３ａおよび３ｂに形成された第２電極２によって電界がシールドされているため、互いの影響がほとんど見られなかった。
（実施形態２）
上記実施形態１では、対向する一対の基板部において画素制御電極の形状および配置例について説明したが、本実施形態２では、上記実施形態１の画素制御電極に立体構造物（または段差面）を追加して液晶層の制御性を高める場合について説明する。
【００８６】
図６（ａ）〜図６（ｃ）はそれぞれ、本実施形態２の液晶表示装置の基本的な構成例を示す要部断面図である。
【００８７】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、本実施形態２の液晶表示装置は、互いに対向する第１基板３ａおよび第２基板３ｂの少なくとも一方上に所望の構造物によって規則的に形成された凸状の段差部８と、第１電極１および第２電極２とを備えており、両基板３ａおよび３ｂ上にそれぞれ液晶分子６を垂直配向させる垂直配向層４ａ，４ｂが設けられている。この場合の液晶層５は、正の誘電率異方性を示す液晶組成物によって構成されている。
【００８８】
図６（ａ）〜図６（ｃ）では、液晶領域の周囲に配置された第２電極２の下部に、この段差部８を有する構造体として凸状構造体が配置されており、段差部８の段差面に起因する液晶分子６のチルト配向規制効果が高められている。
【００８９】
さらに、図６（ｂ）では、軸対称配向の対称軸部に配置された第１電極１の下部側にも、段差部８を有する構造体として凸状構造体が配置されており、軸対称配向性が改善されるようになっている。
【００９０】
このように、凸状構造体を段差部８として規則的に液晶パネル内に配置することにより、液晶分子６の軸対称配向性の改善や安定化に効果があるだけでなく、例えば、携帯型の液晶表示装置において特に重要な課題となる液晶パネルへの衝撃緩和効果により耐衝撃性が大幅に改善される。
【００９１】
これらの凸状の段差部８は、信号配線や電極下層の多層構造物の段差を利用して設計することができる。また、必要に応じて、絶縁体（誘電体）をパターニングして所定の位置に構造体を形成することもできる。
【００９２】
さらに、図６（ｃ）では、電圧印加時における液晶分子６の傾斜配向を安定化させるために、第２基板３ｂ側の垂直配向層４ｂの表面に凹状の窪み形状（この場合は断面Ｖ形状）を有する段差部１０が配置されている。
【００９３】
この凹状の段差部１０は、第２基板３ｂ上に設けられた絶縁体層９（絶縁膜）に対して、パターニング処理およびエッチング処理などを行うことにより形成することができる。また、第２基板３ｂに対して微細エッチング処理を行うことにより、垂直配向層４ｂの表面に凹状の段差部１０を形成することもできる。
【００９４】
本実施形態２の液晶表示装置において、電圧無印加時には、液晶分子６は、最も内側に対向配置される垂直配向層４ａ，４ｂによって両基板３ａおよび３ｂの平面に対して略垂直方向に配向する。一方、電圧印加時には、第１電極１と第２電極２間に電界が発生し、その電界方向に沿って液晶分子６が倒れて傾斜する。
【００９５】
図６（ａ）〜図６（ｃ）の各構成例では、電界の発生方向は、第１電極１を中心として第１電極１を取り囲むように配置された第２電極２に向かって両基板３ａおよび３ｂの平面に平行な方向に放射状に発生する。この電界によって、液晶分子６は、第１電極１上に対称軸を有する軸対称状（放射状）に倒れるため、液晶層５は、四角形枠状に第２電極２に取り囲まれた領域で軸対称状に配向する。
【００９６】
本実施形態２では、このような第１電極１および第２電極２による電界の効果に加えて、液晶分子６が電圧印加時に倒れる方向を規制し得る核として、段差部８および段差部１０の壁面による配向規制効果を利用し、液晶分子６のチルト（傾斜）配向性の改善を図ることができる。よって、画素制御電極としての第１電極１および第２電極２に立体構造物（または段差面）としての段差部８および段差部１０を追加することによって、液晶層５の制御性を高めることができる。
【００９７】
本実施形態２の液晶表示装置においては、第２電極２に取り囲まれた各液晶領域内で液晶分子６が軸対称状（放射状）に配向し、光学的に自己配向補償を行うために、より広い視野角特性が得られる。
【００９８】
さらに、図６（ｂ）に示すような電極配置を、通常、矩形状の画素形状を有するアクティブマトリクス基板へ適用する場合には、外周および内周形状が矩形状（四角形枠状）の第２電極２を、画素周囲の外形（矩形状）に合わせて配置することにより、画素部の有効開口率が低下することを抑制することが可能となる。
【００９９】
さらに、ＴＦＴ素子などのアクティブ素子（能動素子）の周辺部に設けられた遮光層や信号配線などの多層配線部など、画素領域の周囲に規則的に配置された遮光部を、画素領域の周囲に形成された凸状の段差部として利用することが望ましい。その他にも、パネル設計に合わせて、アクティブ素子に接続された画素配線と液晶を駆動する画素電極とを多層構造を介して接続するために設けられたコンタクトホール部を、凹状の段差部として液晶分子の配向制御に利用することも可能である。
【０１００】
本実施形態２の液晶表示装置において、凸状または凹状の段差部（段差面）の高さは、一対の基板間隔（液晶セル厚）をｄとした場合に、（１／１０）ｄ以上かつ（３／４）ｄ以下に設計することが好ましい。より好ましい段差部（段差面）の高さの範囲は（１／８）ｄ以上かつ（１／２）ｄの範囲である。
【０１０１】
段差面の高さがこの値よりも大きくなると、斜面（段差面）での液晶配向乱れにより電圧無印加時の光漏れが大きくなってコントラスト低下が顕著になる。さらに、液晶注入時に注入時間の増大や注入気泡などが起こりやすくなるという問題がある。
【０１０２】
一方、上記の段差面の高さがこの値よりも小さい場合には、段差面を利用した液晶分子の配向制御性を改善できる効果が小さくなる。
【０１０３】
さらに、段差部からの光漏れを防ぎ、コントラスト低下を抑制するためには、この段差部を含む近接領域に遮光層を形成したり、段差部を構成する構造体を黒色材料で形成することも効果的である。
【０１０４】
本実施形態２の液晶表示装置において、画素領域内に規則的に配置され、例えば、第１電極１の下層部に段差部８として形成される誘電体（絶縁体）からなるパターニング構造体の水平断面形状は、略円形状（平面視略円形状）の他に、略楕円形状または多角形状が好ましい。多角形状から円形状に近づくほど、全方位の軸対称配向性を実現するために適している。さらに、段差部の水平断面形状を略十字形状またはＨ形状として、構造体を配線電極（走査配線や信号配線など）と平行に配置したり、配線電極と４５°方向に回転させた位置に配置することによって、液晶領域内で多方向性を有するドメイン配向を実現することが可能となり、これによって広視角特性が得られる。
【０１０５】
図７（ａ）および図７（ｂ）はそれぞれ、本実施形態２の液晶表示装置の動作原理を説明するための立体模式図および断面模式図である。
【０１０６】
図７（ａ）および図７（ｂ）に矢印で示すように、電圧印加時に液晶分子６が倒れる方向や、電圧印加を停止したときに液晶分子６が起き上がる方向が、段差部８の壁面による効果と電界応答による効果とによって一義的に決定されるために、近接する液晶ドメイン（液晶領域）を構成する液晶分子６とぶつかり合うことがなくなる。これにより、液晶領域の軸対称配向の安定化が改善されるだけでなく、電界に対する応答時間が短縮化されるという効果がある。これにより、第２電極２に取り囲まれた液晶領域内で、第１電極１を中心とした軸対称配向が形成されやすくなる。さらに、段差部８による液晶分子の傾斜方向の規制効果が加わるため、中間調電圧レベルの変化に対しても配向状態の安定性が増大し、動画表示に対する応答性を改善するために極めて有効である。この図７（ａ）および図７（ｂ）の模式図は図６（ｂ）の場合に対応しており、中心の第１電極１の段差部８がその周囲の第２電極２の段差部８よりも高さが低く設定されている。
【０１０７】
図８は、本実施形態２の液晶表示装置における電極の配置例を示す平面図である。なお、図８には、液晶表示装置を構成する画素を分割して複数の液晶領域（液晶分子が軸対称状に配向する領域）を形成する場合の電極配置を示している。
【０１０８】
図８の例では、平行な複数の走査配線１１とこれに直交する平行な複数の信号配線１２とが設けられ、これらの隣接する走査配線１１および信号配線１２に囲まれた領域毎に画素部がマトリクス状に配設されている。これらの各画素部がそれぞれ六つの液晶領域に分かれており、各液晶領域では、ＴＦＴ素子１４のドレイン電極から導かれた画素配線１３に接続された第１電極１が中央部に存在し、各液晶領域の周囲を四角形（正方形）枠状の第２電極２が取り囲むように配置されている。
【０１０９】
上記図６の場合と同様に、図８に示す六つの各液晶領域内の液晶分子６は、それぞれ、電圧印加時に各液晶領域内の中央部に位置する第１電極１を中心（対称軸）として軸対称状（放射状）に配向し、電圧無印加時には液晶分子６が垂直配向する。これにより、六つの各液晶領域を含む画素全体として、広い視角特性を実現することができる。
【０１１０】
以上のように、矩形状の画素部に対して、容易に多分割化された複数の液晶領域を配置することができる。
【０１１１】
図９（ａ）は、本実施形態２の液晶表示装置の他の構成例を示す断面図であり、図９（ｂ）はその単位液晶領域の配向状態を示す平面図である。なお、図９（ｂ）では、本発明の液晶表示装置の特徴構成である電極配置と電圧印加時の液晶分子の配向状態のみを図示しており、その他の構成部分は図示を省略している。
【０１１２】
図９（ａ）では、第１基板３ａ上に第１電極１が設けられた基板部に対向する第２基板３ｂ上に第２電極２が設けられており、両基板３ａおよび３ｂの両電極１および２の下部に段差部８が設けられている。
【０１１３】
このように、第１電極１および第２電極２を液晶層５を介して分離して配置することにより、以下のような効果が得られる。
【０１１４】
第１電極１と第２電極２とをそれぞれ異なる両基板３ａおよび３ｂにそれぞれ配置し、第１電極１と第２電極２とを液晶層５を介して分離して配置することにより、第１電極１と第２電極２間に所定の電圧を印加して電界を発生させたときに、図９（ａ）に破線で電気力線を示すような電界が発生する。このとき、電圧無印加時に基板面に対して垂直方向に配向していた液晶分子６(誘電率異方性が正)は、段差部８の段差面と電界による電気力線の方向に沿って傾斜する。図９（ａ）に示すように第１電極１と第２電極２間に存在する液晶分子６は、両電極１および２間において同一方向に傾斜する。このように、電圧印加時に垂直に配向したままの液晶分子６が存在しないため、液晶表示装置として透過率が低下することを防ぐことができる。
【０１１５】
このときの液晶分子６の配向状態は、平面視で図９（ｂ）に示すように放射状になる。第１電極１と第２電極２間に所定の電圧を印加したとき（電圧印加時）には、第１電極１と第２電極２間に電界が発生し、電界方向に液晶分子６が倒れる。この電界は、図９（ａｂ）に示すように、液晶領域毎に第１電極１を中心として、第１電極１を取り囲むように配置されている第２電極２へ向かって放射状（軸対称状）に発生する。このため、第１電極１を中心として第１電極１から第２電極２へ向かって放射状（軸対称状）に液晶分子６が倒れる。これにより、液晶層５の液晶分子６は、第２電極２に取り囲まれた液晶領域内で、第１電極１を対称軸として軸対称配向を形成する。
【０１１６】
このように、電圧印加時に液晶分子６が倒れる方向が、図９（ｂ）に示すように３６０°全ての方向（放射状）にわたって存在するため、視野角が広い特性が得られる。
【０１１７】
本実施形態２では、段差部８の段差面による配向制御効果により、各液晶領域の配向状態を安定化する作用がより顕著になる。特に、中間調間の画像信号を変調させた場合にも、軸対称配向の乱れなどを防止する効果が大きい。
【０１１８】
上記図６および図９に例示した両電極１，２および段差部８を有する液晶表示装置において、両基板３ａおよび３ｂの外側に一対のλ／４板を配置し、その更に外側に互いに偏光軸を直交させた一対の偏光板を配置した状態で、顕微鏡などで観察した場合には、以下のような状態になる。
【０１１９】
例えば図６（ａ）〜図６（ｃ）のように、第１電極１と第２電極２とを同一基板３ａ上に配置した場合には、図１（ａ）の場合と同様に、両電極１，２の中間付近で液晶分子６の傾斜方向が変化し、その境界部で液晶分子６が垂直に配向するため、その部分に消光模様７が観察される。しかしながら、この場合には、一方の基板に第１電極１と第２電極２とが配置されているため、対向する基板側に電極を配置したりすることがなく、高精度のアライメントが不要となるため、パネルの開口率向上を期待できるという利点を有する。
【０１２０】
一方、図９（ａ）の電極配置では、第１電極１と第２電極２間において液晶分子６が同一方向に傾斜するため、図３（ｂ）の場合と同様に、両電極１，２間には消光模様７は観察されず、液晶配向に伴う透過率低下を抑制することが可能である。しかしながら、この場合には、一方の基板とそれに対向する基板に第１電極１と第２電極２とをそれぞれ形成する必要があり、これらの両基板３ａ，３ｂを貼り合せて液晶セルを作製するときに高精度のアライメントが必要とされる。
【０１２１】
このように、液晶表示装置の透過率設計に合わせて段差部８の形状や電極配置を調整することによって、液晶分子６をより安定に多方向配向させることが可能となり、更に広視野角化を実現することができる。
【０１２２】
以下に、本実施形態２の液晶表示装置のさらに具体的な実施例２Ａ〜２Ｃおよびその効果について詳細に説明する。
（実施例２Ａ）
本実施例２Ａでは、図６（ｂ）に示すように、第１基板３ａに第１電極１と第２電極２とが設けられ、第１電極１と第２電極２の下部に段差部８がそれぞれ設けられた液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の製造方法について、以下に、詳細に説明する。
【０１２３】
まず、第１電極１と第２電極２間に所定の電圧を印加することができるように、第１電極１から立体的に配線を引き回すための立体配線を構成する下部電極を形成する。例えばガラス（コーニング７０５９）基板などからなる第１基板３ａ上に、モリブデンなどの金属膜をスパッタリング法により成膜し、フォトリソグラフィー法によって電極形状にレジストをパターニングして、リン硝酸などのモリブデンエッチャントを用いて金属膜をエッチングする。その後、剥離洗浄によってレジストを剥離し、基板を洗浄することによって、第１電極１に接続される下部電極を形成する。なお、この下部電極層は、遮光層の一部と兼用することも可能である。
【０１２４】
次に、下部電極が形成された第１基板３ａ上に規則的に配置された段差部８を形成する。例えば、感光性を有する絶縁体（誘電体）層として新日鐵化学社製：Ｖ−２５９ＰＡを仕上がり高さが１．５μｍとなる条件で形成して基板上の所定の位置に段差部８を構成する構造体を形成すると共に、第１電極１と接続するためのスルーホール（コンタクトホール）を形成する。
【０１２５】
さらに、第１基板３ａ上側に段差部８が形成され、図６（ｂ）に示すように、各液晶領域の中心（対称軸）となる部分に第１電極１を形成すると共に、その第１電極１を取り囲むように第２電極２を形成する。この第１電極１および第２電極２は、例えば下部電極と同様の方法で金属膜を成膜し、この金属膜をエッチングすることによって、厚さ約０．１μｍに形成される。
【０１２６】
さらに、第１基板３ａ上に第１電極１および第２電極２が形成された基板表面上および、この基板部に対向して配置される第２基板３ｂ上に、例えば、垂直配向膜材料（ＪＳＲ株式会社製：ＪＡＬＳ−２０３）をそれら内側の基板表面上側にそれぞれ塗布し、これを焼成することにより垂直配向膜４ａ，４ｂをそれぞれ形成する。
【０１２７】
さらに、垂直配向膜４ａ，４ｂが形成された一対の基板部を、所定間隔を保つためのスペーサ（図示せず）を介して貼り合せる。このときのセル厚ｄは、例えば４．５μｍに設定する。その間隙内に正の誘電率異方性を有する液晶組成物として例えばメルク社製：ＭＬＣ−６４２４（Δε；＋１０．６）を注入して液晶層５を配置する。
【０１２８】
以上のようにして、図６（ｂ）に示すように、一対の基板部と、これらの間の正の誘電率異方性を有する液晶層５と、図６（ｂ）に示すように規則的に段差部８が設けられ、軸対称配向の対称軸となる部分に配置された第１電極１と、その第１電極１を取り囲むように配置されている第２電極２と、電圧無印加時に液晶層５を基板平面に対して垂直配向させる垂直配向層４ａおよび４ｂとを備えた液晶表示装置を作製した。
（参考例１）
本参考例１として、上記実施例１Ａの作製手順に従って、第１電極１および第２電極２の下部に段差部８を構成する構造体をそれぞれ設けずに、特に、第１電極１の立体配線部における段差も高さ０．３μｍ以下として、その他は、上記実施例１Ａの場合と同様の構成の液晶表示装置を作製した。
【０１２９】
上記実施例２Ａおよび本参考例１（段差部なし）の液晶表示装置を観察したところ、いずれの液晶表示装置も、電圧無印加時には液晶層５が均一に垂直配向していた。また、電圧印加時には、互いに直交する一つの偏光子の間に挟んで顕微鏡で観察したところ、いずれの液晶表示装置も、第２電極２で囲まれた領域内で、良好な軸対称配向が観察された。
【０１３０】
また、上記実施例２Ａおよび本参考例１の液晶表示装置に対して、コントラストの視野角を測定したところ、液晶表示装置の表示面側に対する上下方向および左右方向とも、コントラスト１０以上の範囲が８０°以上あり、全方位で諧調反転が無く良好な視野角特性が確認された。
【０１３１】
また、上記実施例２Ａおよび本参考例１の液晶表示装置と通常のＴＮ液晶素子について、室温における応答時間τおよび中間調応答時間τａの測定結果を下記表１に示す。なお、応答時間τ＝τｒ＋τｄは、透過率レベルで電圧ＯＮ−ＯＦＦ時の９０％変化に要する時間の総和とする。また、中間調応答時間τａは、透過率レベルで電圧ＯＮ−ＯＦＦ時の５０％変化に要する時間の総和とする。
【０１３２】
さらに、上記実施例２Ａおよび参考例１の液晶表示装置と通常のＴＮ液晶素子について、パネル面を触針にて１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で押した場合の液晶層５の配向復元力を観察した結果も併せて下記表１に示す。
【０１３３】
【表１】
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上記表１から、対称軸部分に第１電極１を配置し、その第１電極１を取り囲むように第２電極２を配置した上記実施例２Ａおよび参考例１の液晶表示装置では、通常のＴＮ液晶素子に比べて中間調レベルを含めて応答時間が短縮化されていることが分かる。また、規則的な段差部８を設けた上記実施例２Ａの液晶表示装置では、配向状態の安定化に起因して、参考例１の液晶表示装置に比べて、中間調レベルを含めて応答時間が短縮化されると共に、パネル面の押圧に対して耐圧性が改善されていることが分かる。
（実施例２Ｂ）
本実施例２Ｂでは、図９（ａ）に示すように、第１基板３ａに第１電極１が設けられ、第２基板３ｂに第１電極１を取り囲むように第２電極２が設けられ、両電極１および２の下部に段差部８がそれぞれ設けられた液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の製造は、上記実施例２Ｂの作製手順に従って行った。
【０１３４】
本実施例２Ｂの液晶表示装置を観察したところ、電圧無印加時には液晶層５が均一に垂直配向していた。また、電圧印加時には、互いに直交する一つの偏光子の間に挟んで顕微鏡で観察したところ、中央に第１電極１を配置した第２電極２で囲まれた液晶領域内で、良好な軸対称配向が観察された。
【０１３５】
また、本実施例２Ｂの液晶表示装置に対して、コントラストの視野角を測定したところ、液晶表示装置表示面に対する上下方向および左右方向とも、コントラスト１０以上の範囲が８０°以上あり、全方位で諧調反転がなく、良好な視野角特性が確認された。
【０１３６】
さらに、本実施例２Ｂの液晶表示装置では、電圧印加時に、上記実施例１Ｂのような第１電極１と第２電極２間に存在する消光模様７が観察されなかった。
【０１３７】
さらに、本実施例２Ｂと上記実施例２Ａの液晶表示装置について、電圧５Ｖ印加時におけるパネルからの出射輝度比によって相対輝度比較をしたところ、実効開口率が同一になるように設計したにも関わらず、上記実施例２Ａに比べて本実施例２Ｂの方が約３％明るいという結果が得られた。これにより、液晶分子６の電界傾斜配向方向を制御することにより、輝度を改善することができるということが確かめられた。
（実施例２Ｃ）
本実施例２Ｃでは、図８に示すように、１画素領域を６分割など、複数の液晶領域に分割した液晶表示装置を作製した。
【０１３８】
図８に示すように、基板上に、複数の走査配線１１と複数の信号配線１２とを交差させ、この交差部近傍位置毎にＴＦＴ素子１４が設けられ、信号配線１２がＴＦＴ素子１４を介して画素配線１３に接続され、下層の絶縁層および段差部８を有する構造体のスルーホール部を介して、と第１電極１および第２電極２と配線（画素配線１３および共通配線）とを立体的にそれぞれ接続させた。
【０１３９】
なお、本実施例２Ｃでは、上記実施例２Ａおよび上記実施例２Ｂとは異なり、第２電極２に取り囲まれた各液晶領域において、第１電極１の下部に設けられた段差部８を構成する構造体の水平断面形状をＨ形状（または十字形状）とし、各液晶領域を取り囲む第２電極２と各々平行な方向になるように配置した。その他は、上記実施例２Ａと同様の条件として、画素が多分割化された液晶領域を有する液晶表示装置を作製した。
【０１４０】
本実施例２Ｃの液晶表示装置を観察したところ、電圧無印加時には液晶層５が均一に垂直配向していた。また、電圧印加時には、互いに直交する一つの偏光子の間に挟んで顕微鏡で観察したところ、第２電極２で取り囲まれた各液晶領域内で、第１電極１の下部にある段差部８による段差面の影響と電界の影響とが併せて作用することにより、良好な軸対称配向が観察された。
【０１４１】
また、本実施例２Ｃの液晶表示装置に対して、コントラストの視野角を測定したところ、液晶表示装置表示面に対する上下方向および左右方向とも、コントラスト１０以上の範囲が８０°以上あり、全方位で諧調反転が無く、良好な視野角特性が確認された。
った。
（実施形態３）
本実施形態３では、本発明の液晶表示装置をアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した構成例について説明する。なお、ここでは、上記実施形態１のように、第１電極１および第２電極２のうち、一方の電極上に液晶領域が軸対称状に配向したときの対称軸が存在し、他方の電極（第２電極２）が一方の電極（第１電極１）を取り囲むように配置された液晶表示装置をアクティブマトリクス型液晶表示装置に適した例について説明するが、上記実施形態２のように、規則的な段差部を設けた液晶表示装置についても同様に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用することが可能である。
【０１４２】
図１０は、本実施形態３の液晶表示装置において、互いに対向する第１基板および第２基板のうちの一方の基板であるアクティブマトリクス基板の構成例を示す平面図であり、図１１〜図１３はそれぞれ、図１０のＡ−Ａ’線断面部（能動素子部）、Ｂ−Ｂ’線断面部（コンタクトホール部）およびＣ−Ｃ’線断面部（補助容量部）に相当する液晶表示装置の構成例をそれぞれ示す断面図である。
【０１４３】
以下に、図１０〜図１３を参照しながら、本実施形態３の液晶表示装置の構成例について詳細に説明する。
【０１４４】
図１０に示すように、アクティブマトリクス基板には、互いに交差する複数の走査配線１１および複数の信号配線１２と、両配線１１，１２の交差部近傍位置毎に配置された画素部を選択駆動する能動素子（アクティブ素子）としてのＴＦＴ１４を構成する半導体層１７と、画素電極１９と、ＴＦＴ１４のドレイン側と画素電極１９とを接続するための画素配線１３およびコンタクトホール１８と、この画素電極１９を囲む電極２０とが設けられている。さらに、必要に応じて、補助容量を構成する共通配線１５および補助容量電極１６が対向して設けられていてもよい。
【０１４５】
このアクティブマトリクス基板において、液晶層を駆動するための画素電極１９は、絶縁膜に設けられたコンタクトホール１８を介して画素配線１３と接続されており、この画素配線１３はＴＦＴ１４を構成する半導体層１７に接続されている。この画素電極１９は、図１に示す第１電極１に対応しており、走査配線１１および信号配線１２に囲まれた格子状（矩形状）の画素領域の中央部に配置されて、この部分に軸対称配向の対称軸が形成される。
【０１４６】
電極２０は、画素電極１９を取り囲むように格子状（矩形状；四角形枠状）に配置されており、ＴＦＴ１４、走査配線１１および信号配線１２を覆うように設けられている。この電極２０は、液晶層を挟持する第１基板および第２基板のうち、少なくともいずれか一方に配置されて、第１基板および第２基板の少なくとも一方に設けられた図示しない共通電極と接続されている。この電極２０は、図１に示す第２電極２に対応している。
【０１４７】
図１０のＡ−Ａ’線断面部（能動素子部）では、図１１に示すように、アクティブマトリクス基板は、基板２１上に設けられた走査配線１１（走査配線１１から図中下側への突出部分）を覆うように絶縁膜２２が設けられ、走査配線１１上に絶縁膜２２を介して半導体層１７が設けられている。信号配線１２と画素配線１３は、半導体層１７上で分断されており、その上を覆うように絶縁膜２３および２４が設けられている。半導体層１７は、走査配線１１の電位によって、信号配線１２から画素配線１３に流れる電流を制御されるようになっている。
【０１４８】
なお、絶縁膜２３および２４は、必ずしも２層構造とする必要はないが、半導体層１７の保護を考慮すると、半導体層１７が無機物からなることが望ましく、また、図１０のようにコンタクトホール１８を介して画素配線１３と画素電極１９とを接続するため、画素配線１３の電位が液層層２６に及ぼす影響を少なくするためには、絶縁膜２４が十分な厚みを有することが望ましい。このためには、絶縁膜２４は有機物で構成することが望ましい
絶縁膜２４上には上記電極２０が設けられており、絶縁膜２４および電極２０上に液晶分子を基板平面に対して垂直配向させる配向膜２５（垂直配向層４ａに対応）が設けられている。
【０１４９】
また、基板２１と液晶層２６を挟んで互いに対向する基板２７上には、電極２０と対向する位置に電極２８が設けられており、電極２０上に液晶分子６を基板平面に対して垂直配向させる配向膜２９（垂直配向層４ｂに対応）が設けられている。
【０１５０】
なお、第２電極２として、基板２７上の電極２８および基板２１上方の電極２０は、必ずしも両方の基板２１，２７に備える必要はないが、電圧印加時における液晶層２６の軸対称配向を良好に保つためには、互いに対向する電極２８および電極２０を両方備えている方が望ましい。このように、平面視において、これらの四角形枠状の電極２８および電極２０（第２電極２に対応）に囲まれた中央には画素電極１９（第１電極１に対応）が配置されている。
【０１５１】
この液晶層２６は、正の誘電率異方性を有する液晶組生物を含んでおり、上記基板２１側の基板部と基板２７側の基板部との間に挟持されている。
【０１５２】
次に、図１０のＢ−Ｂ’線断面部（コンタクトホール部）では、図１２に示すように、アクティブマトリクス基板は、基板２１上に絶縁膜２２、画素配線１３が順次設けられ、更に画素配線１３を覆うように絶縁膜２３が設けられている。この画素電極１９は、絶縁膜２３，２４を部分的に除去して形成されたコンタクトホール１８上に配置されており、コンタクトホール１８を介して、ＴＦＴ１４のドレイン側に接続された画素配線１３と接続されている。絶縁膜２４および画素電極１９上には配向膜２５が設けられている。この画素電極１９上の配向膜２５の表面は断面凹状（Ｖ形状）の段差部が構成されている。
【０１５３】
また、基板２１側と液晶層２６を挟んで互いに対向する基板２７上には配向膜２９が設けられている。この液晶層２６は、上記配向膜２５と配向膜２９間に挟持されている。
【０１５４】
次に、図１０のＣ−Ｃ’線断面部（補助容量部）では、図１３に示すように、アクティブマトリクス基板は、基板２１上に設けられた走査配線１１および共通配線１５を覆うように絶縁膜２２が設けられ、共通配線１５上に絶縁膜２２を介して、共通配線１５上を覆うように補助容量電極１６が設けられている。補助容量電極１６は、図１０に示すように画素配線１３と接続されている。補助容量電極１６は、絶縁膜２２を介して、共通配線１５との間で補助容量を形成する。
【０１５５】
なお、共通配線１５と補助容量電極１６は、必要に応じて配置すればよく、必ずしも配置する必要はない。
【０１５６】
補助容量電極１６および絶縁膜２２上には絶縁膜２３および２４が設けられている。絶縁膜２４上には、共通配線１５と補助容量電極１６の上方を覆うように上記電極２０が設けられており、絶縁膜２４および電極２０上には配向膜２５が設けられている。
【０１５７】
また、基板２１側と液晶層２６を挟んで互いに対向する基板２７上には、電極２０と対向する位置に電極２０と同一幅で電極２８が設けられており、電極２８上には配向膜２９が設けられている。
【０１５８】
ここでも、第２電極２として、基板２１上方の電極２０および基板２７上の電極２８は、必ずしも両方を備える必要はないが、電圧印加時における液晶層２６の軸対称配向を良好に保つためには、電極２８および電極２０を両方備えていることが望ましい。このように、平面視において、これらの四角形枠状の電極２８および電極２０（第２電極２に対応）に囲まれた中央には画素電極１９（第１電極１に対応）が配置されている。
【０１５９】
液晶層２６は、正の誘電率異方性を有する液晶組生物を含んでおり、上記基板２１側の基板部と基板２７側の基板部との間に挟持されている。
【０１６０】
図１０〜図１４に示すように、本実施形態３のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、各画素部は、各画素領域の中心部に配置される画素電極１９（第１電極１に対応）と、この画素電極１９を取り囲むように格子形状に配置されている電極２０（第２電極２に対応）とを有している。これにより、各画素部に設けられた画素電極１９と電極２０間に所定の電圧が印加されているときに、各画素部に対応する液晶領域内で液晶分子６が軸対称配向を形成する。
【０１６１】
電極２０は、基板２１上に設けられた走査配線１１と信号配線１２とを覆うように形成されているため、基板２１の法線方向（平面視）から基板２１を見たときに、走査配線１１と信号配線１２とがなす格子形状に対して、格子形状の電極２０が重なるように配置されているため、従来のジグザグ電極のような矩形状でない電極と異なり、開口率の低下を抑えることができる。
【０１６２】
さらに、本実施形態３のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、図１０および図１２に示すように、画素電極１９がコンタクトホール１８上に設けられている。一般に、コンタクトホール１８の部分では、図１２に示すように、配向膜２５に段差が形成されるため、その部分（配向膜２５上）で液晶層２６内の液晶分子６が段差の傾斜面に沿って倒れてしまい、液晶層２６の配向状態に影響を与える。
【０１６３】
しかしながら、本実施形態３では、コンタクトホール１８が軸対称配向の中心となる画素電極１９と重なっているため、画素電極１９によって、コンタクトホール１８部分の液晶層２６が光学的に遮蔽される。また、画素電極１９部分は、軸対称配向の中心で、電圧印加時および電圧非印加時において、液晶分子６が基板平面に対して略垂直に配向しているため、コンタクトホール１８による、液晶層２６の配向状態への影響を低く抑えることができる。
【０１６４】
以下に、本実施形態３の液晶表示装置の更に具体的な実施例３Ａについて詳細に説明する。
（実施例３Ａ）
図１０〜図１３に示すようなアクティブマトリクス基板の具体的な作製例について説明する。
【０１６５】
まず、基板２１としては、例えば無アルカリガラス基板を用いる。本実施例３Ａでは、無アルカリガラス基板としてコーニング社製コーニング１７３７を用いた。
【０１６６】
この基板２１上に、走査配線１１を形成するために、高融点金属材料であるＴａ（タンタリウム）金属薄膜をスパッタリング法によって成膜する。Ｔａ薄膜を走査配線１１のパターンに形成するためには、以下のようなフォトリソグラフィの手法を用いる。Ｔａ薄膜上に、フォトレジストをスピンコートで作製した後、走査配線１１のパターンにフォトレジストを露光し、その後、フォトレジストを現像液で現像する。本実施例３Ａでは、レジストとして東京応化工業株式会社製ＴＦＲ１０００を用い、現像液としてＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド）を用いた。走査配線１３のパターンに形成されたフォトレジストが形成されたＴａ薄膜をＴａ薄膜エッチャントでエッチングする。本実施例３Ａでは、エッチャントにフッ化アンモニウム水溶液を用いた。
【０１６７】
次に、ＳｉＯ２（二酸化珪素）薄膜からなる絶縁膜２２をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【０１６８】
さらに、アモルファスＳｉからなる半導体層をプラズマＣＶＤ法により形成し、上記と同様のフォトリソグラフィの手法およびエッチングの手法を用いて所定のパターンに形成し、半導体層１７を作製する。
【０１６９】
さらに、信号配線１２と画素配線１３とを形成するために、Ｔｉ−Ａｌ（チタニウム−アルミニウム）合金薄膜をスパッタリング法により成膜する。上記と同様のフォトリソグラフィの手法とエッチングの手法を用いて、信号配線１１および画素配線１３を形成する。本実施例では、Ｔｉ−Ａｌ合金薄膜のエッチャントとしてフッ化アンモニウム水溶液を用いた。
【０１７０】
さらに、保護膜層としての絶縁膜２３を、絶縁膜２２と同様に、ＳｉＯ２（二酸化珪素）薄膜をプラズマＣＶＤ法で形成して作製する。上記と同様のフォトリソグラフィの手法とエッチングの手法を用いて、絶縁膜２３を所定のパターンに形成する。
【０１７１】
さらに、層間絶縁膜としての絶縁膜２４を感光性樹脂を用いて形成する。感光性樹脂膜はスピンコート法により形成し、フォトリソグラフィの手法を用いて、絶縁膜２４を所定のパターンに形成する。このとき、絶縁膜２４のコンタクトホール１８が形成される。
【０１７２】
さらに、画素電極１９および電極２０を形成するために、Ｍｏ金属薄膜をスパッタリング法により成膜する。上記と同様のフォトリソグラフィの手法とエッチングの手法を用いて所定のパターンに形成し、画素電極１９および電極２０を形成する。
【０１７３】
以上のようにして作製されたアクティブマトリクス基板と、これに対向し、電極２８が形成された基板２７上に液晶分子を垂直に配向させる配向膜２５および２９をそれぞれ形成する。対向側の基板２７としては、無アルカリガラス基板を用い、必要に応じて、カラーフィルタを設ける。配向膜２５および２９は、基板上に垂直配向材料をスピンコート法もしくは印刷法を用いて成膜することにより形成する。
【０１７４】
このようにして作製されたアクティブマトリクス基板（基板２１側の基板部）および対向基板（基板２７側の基板部）を、電極形成側の表面（配向膜２５および２９側）を互いに対向させて、プラスチックビーズなどのスペーサを介して貼り合わせる。貼り合せは、適切なシール材（接着材）を用いて行う。
【０１７５】
貼り合わせられた二つの基板の間隙に、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を注入する。液晶組成物の注入は、上記二つの基板の貼り合せ時に、両基板の間隙と基板の外側とを繋ぐ注入口を設けておき、その注入口から両基板の間隙を真空状態に吸引してから、液晶租生物に浸潤させることにより行う。両基板の間隙に液晶が充填されたことを確認してから、注入口を接着材によって封止することにより、液晶層２６が作製される。
【０１７６】
その後、アクティブマトリクス基板および対向基板の外側に、一対の偏光板を設けて、本実施例３の液晶表示装置を作製した。
【０１７７】
このようにして作製された本実施例３の液晶表示装置においては、平面視において、第１電極１としての画素電極１９が画素領域の中心に配置され、その画素電極１９を枠状に取り囲むように第２電極２としての電極２０および２８が配置されている。画素電極１９に能動素子であるＴＦＴ１４を介して電圧が印加され、電極２０および２８側に共通電極を介して電圧が印加されると、画素電極１９と電極２０の間および画素電極１９と電極２８との間に電界が発生し、電界方向に液晶分子が倒れる。この電界は、主として基板平面に平行な方向に、画素電極１９を中心として、画素電極１９を取り囲むように配置されている電極２０および２８側へ放射状に発生する。このため、基板平面から見ると、画素電極１９を中心として、電極２０および２８へ向かって放射状（軸対称状）に液晶分子が倒れ、液晶層２６は、電極２０および２８に取り囲まれた液晶領域内で軸対称状に配向する。したがって、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向が、３６０°全ての方向にわたって存在することになり、視野角が広い特性が得られる。
【０１７８】
さらに、本実施例３の液晶表示装置において、アクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方と偏光板との間に、負の一軸位相差板（位相差フィルム）を設けることにより、視野角特性を向上させることができた。
【０１７９】
なお、負の一軸位相差板は、位相差板の平面方向の屈折率をｎｘ、ｎｙとし、位相差板の法線方向の屈折率をｎｚとすると、
ｎｚ＜ｎｘ＝ｎｙ
の関係を満たすように設定する。ここで、ｎｘとｎｙとは厳密に同じである必要はなく、ほぼ同じであればよい。また、位相差板の厚みをｄ（ｎｍ）とすると、
１００≦Δｎ×ｄ≦３００
（但し、Δｎ＝ｎｘ−ｎｚ）
の関係を満たすように設定する。
【０１８０】
このような負の一軸位相差板は、電圧無印加時（黒表示時）における液晶層の垂直配向に対して、位相差を補償する働きを有するため、視野角特性の向上に寄与することができる。
【０１８１】
さらに、本実施例３の液晶表示装置において、アクティブマトリクス基板および対向基板と一対の偏光板との間に、それぞれλ／４の位相差板（λ／４板）を設けることにより、表示の明るさが向上した。
【０１８２】
ここで、λ／４板とは、広く一般に用いられている、ある波長λ（ｎｍ）に対してλ／４のリタデーションを有する位相差板のことを意味する。
【０１８３】
これら一対のλ／４板の作用について、以下に説明する。
【０１８４】
λ／４板が設けられていない場合、一方の偏光板の外側から入射されて直線偏光状態になった光は、液晶層２６に入射される。液晶層２６内では、電圧印加時に液晶分子が傾斜する方向は３６０°にわたって存在しており、液晶層２６に入射された直線偏光の光軸に平行もしくは垂直な方向に傾斜している液晶分子は、液晶層２６に入射された直線偏光と光軸が平行もしくは垂直な方向となるため、この直線偏光の偏光状態を変化させない。このため、液晶層２６に入射された直線偏光のうち、液晶分子が偏光軸に平行もしくは垂直な方向に傾斜している部分を通る直線偏光は、偏光状態が変化されずに液晶層から出射され、入射側の偏光板と互いに偏光軸が直交している出射側の偏光板によって吸収される。したがって、液晶層２６に入射された直線偏光のうち、液晶分子が偏光軸に平行もしくは垂直な方向に傾斜している部分によって、透過率が低下することになる。
【０１８５】
一方、λ／４板が設けられている場合には、一方の偏光板の外側から入射されて直線偏光状態になった光は、λ／４板によって円偏光となり、液晶層２６に入射される。液晶層２６内では、電圧印加時に液晶分子が傾斜する方向が３６０°にわたって存在しているが、液晶層２６に入射される前に円偏光となっている光は、液晶層２６を通過すると、液晶層２６通過前と逆方向の円偏光となる。λ／４板によって入射時の直線偏光と直交する直線偏光となり、入射側の偏光板と互いに偏光軸が直交している出射側の偏光板を通過する。したがって、λ／４板が設けられていない場合とは異なり、透過率が低下することを防ぐことができる。
【０１８６】
以上により、上記実施形態１〜３によれば、基板３ａ、３ｂ側に各垂直配向層がそれぞれ設けられた一対の基板部間に、正の誘電率異方性を有する液晶層５が挟持され、電圧無印加時に垂直配向となり、電圧印加時に軸対称状配向となる領域を有する液晶表示装置において、第１電極１上に液晶層５内で液晶分子６が軸対称状に配向したときの対称軸が存在し、第２電極２が第１電極１を中央に取り囲むように枠状に配置されている。これによって、高精細でかつ高解像度で開口率が高いアクティブマトリクス液晶表示装置にも適用が容易で、広視野角特性を有する液晶表示装置を提供することができる。
【０１８７】
なお、上記実施形態１では、図１に示すように第１電極１および第２電極２の両方が第１基板３ａ側に配設され、また、図３（ｂ）に示すように第１電極１および第２電極２の一方（例えば第１電極１）が、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの一方（例えば第１基板３ａ）に、第１電極１および第２電極２の他方（例えば第２電極２）が、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの他方（第２基板３ｂ）配設にされ、また、図５に示すように第１電極１および第２電極２の一方（例えば第１電極１）が、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの一方（例えば第１基板３ａ）に配設され、第１電極１および第２電極２の他方（例えば第２電極２）が第１基板３ａおよび第２基板３ｂの両方に配設されるように構成したが、これに限らず、第１電極１および第２電極２の一方（例えば第１電極１）が、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの両方に、第１電極および第２電極の他方（例えば第２電極２）が、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの一方（例えば第１基板３ａ）に配設される場合や、第１電極１および第２電極２の両方が第１基板３ａおよび第２基板３ｂの両方に配設される場合もあり得る。
【０１８８】
即ち、以上の各組合せを総合的に表現すると、本発明の液晶表示装置は、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの少なくともいずれか（第１基板３ａおよび／または第２基板３ｂ）の液晶層側表面上に形成された第１電極１と、第１基板３ａおよび第２基板３ｂの少なくともいずれか（第１基板３ａおよび／または第２基板３ｂ）の液晶層側表面上に形成された第２電極２とを有している。
【０１８９】
また、上記実施形態２では、第１電極１および第２電極２が段差部８上に存在する場合について説明したが、これに限らず、正の誘電率異方性の液晶層、垂直配向で軸対称配向を必須条件として、他方の電極（例えば第２電極２）が一方の電極（例えば第１電極１）を矩形枠状に取り囲むように配置する電極構造の場合や、液晶配向制御用の凸状または／および凹状の段差部８を規則的に配置する場合にも、電極部（第１電極１および第２電極２）と段差部８との位置関係に関して、電極部が段差部８上にない場合にも本発明は成立する。
【０１９０】
さらに、上記実施形態１では、画素領域内に軸対称配向領域を６個有する場合について説明したが、これに限らず、軸対称配向領域を１，２，４，８または１０個など様々な個数に分割することができる。また、画素領域毎に軸対称配向領域を設けるのではなく、表示画面上（表示部上）を一または複数の軸対称配向領域に分割して本発明を適用することができる。
【０１９１】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明は、液晶表示装置の分野において、開口率が高く、高精細のアクティブマトリクス液晶装置への適用が容易で、高信頼性かつ広視野角特性を有する液晶表示装置を実現することができる。本発明の液晶表示装置は、液晶テレビジョン装置などのＡＶ装置、パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末機器や携帯型電話機などの電子情報機器の表示部に広く利用して高精細で高輝度の表示を広い視野角で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１の液晶表示装置の基本的な構成例を示す要部断面図であり、（ｂ）はその液晶領域の配向状態を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態１の液晶表示装置における電極の配置例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態１の液晶表示装置の構成例を示す断面図であって、（ａ）は、図１（ａ）の電極配置と同じ構成例を示す図、（ｂ）は、第１電極が設けられた第１基板に対向する第２基板に第２電極が設けられた構成例を示す図である。
【図４】図３（ａ）および図３（ｂ）の電極配置を有する液晶表示装置を観察したときの状態を模式的に示す平面図であって、（ａ）は図３（ａ）、（ｂ）は図３（ｂ）の電極構成をそれぞれ示し、電圧印加時に、上記両基板の外側に一対のλ／４板を配置し、更にその外側に互いに偏光軸を直交させた一対の偏光板を配置した状態で、顕微鏡などで観察した場合の平面図である。
【図５】本発明の実施形態１の液晶表示装置の他の構成例を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明の実施形態２の液晶表示装置の基本的な構成例を示す要部断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態２の液晶表示装置の動作原理を説明するための立体模式図および断面模式図である。
【図８】本発明の実施形態２の液晶表示装置における電極の配置例を示す平面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の実施形態２の液晶表示装置の他の構成例を示す断面図であり、（ｂ）はその単位液晶領域の配向状態を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態３の液晶表示装置において、互いに対向する第１基板および第２基板のうちの一方の基板であるアクティブマトリクス基板の構成例を示す平面図である。
【図１１】図１０の能動素子部に対応したＡ−Ａ’線断面図である。
【図１２】図１０のコンタクトホール部に対応したＢ−Ｂ’線断面図である。
【図１３】図１０の補助容量部に対応したＣ−Ｃ’線断面図である。
【符号の説明】
【０１９４】
１  第１電極
２  第２電極
３ａ、３ｂ  基板
４ａ、４ｂ  垂直配向層
５  液晶層
６  液晶分子
７  消光模様
８  段差部（凸状の構造体）
９  絶縁体層（絶縁膜）
１０ 凹状の段差部 
１１  走査配線
１２  信号配線
１３ 画素配線
１４  ＴＦＴ素子（能動素子）
１５  共通配線
１６  補助容量電極
１７  半導体層
１８  コンタクトホール
１９  画素電極
２０  電極
２１  基板
２２  絶縁膜
２３  絶縁膜
２４  絶縁膜
２５  配向膜
２６  液晶層
２７ 基板
２８ 電極
２９ 配向膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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