(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＳＡ方式を採用したＣＰＡモードの液晶表示装置における配向不良の発生を抑制する。【解決手段】表示装置は、第１基板１０と第２基板２０との間に設けられ、負の誘電異方性を有する液晶分子３１を含む液晶層３０と、画素電極１２と液晶層３０との間および対向電極２２と液晶層３０との間に設けられた一対の垂直配向膜１３、２３とを備える。液晶層３０は、所定の電圧が印加されたときに、それぞれが軸対称配向を呈する複数の液晶ドメインを画素電極１２上に形成する。さらに、液晶層３０に電圧が印加されていないときに液晶層３０の液晶分子３１のプレチルト方位を規定する一対の配向維持層１４、２４を備える。対向電極２２は、複数の液晶ドメインのそれぞれの略中央に対応する領域に開口部２２ａを有し、第２基板２０は、対向電極２２に対して液晶層３０とは反対側に設けられ、開口部２２ａの少なくとも一部に重なる電極層２５を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極を有する第１基板と、
前記画素電極に対向する対向電極を有する第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、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、
前記画素電極と前記液晶層との間および前記対向電極と前記液晶層との間に設けられた一対の垂直配向膜と、を備え、
前記液晶層は、所定の電圧が印加されたときに、それぞれが軸対称配向を呈する複数の液晶ドメインを前記画素電極上に形成する液晶表示装置であって、
前記一対の垂直配向膜の前記液晶層側の表面に形成された光重合物から構成される一対の配向維持層であって、前記液晶層に電圧が印加されていないときに前記液晶層の液晶分子のプレチルト方位を規定する一対の配向維持層をさらに備え、
前記対向電極は、前記複数の液晶ドメインのそれぞれの略中央に対応する領域に開口部を有し、
前記第２基板は、前記対向電極に対して前記液晶層とは反対側に設けられ、前記開口部の少なくとも一部に重なる電極層を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記電極層は、透明な導電材料から形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記電極層は、前記対向電極と電気的に分離されている請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２基板は、透明基板と、前記透明基板と前記対向電極との間に設けられた誘電体層をさらに有し、
前記電極層は、前記透明基板と前記誘電体層との間に設けられている請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記誘電体層は、カラーフィルタ層である請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記電極層は、少なくとも前記開口部の全体に重なるように設けられている請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記電極層は、電気的に浮遊状態にある請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶層に電圧が印加されるとき、前記画素電極に与えられる電位と実質的に同じ電位を前記電極層に与え得る請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１基板、前記第２基板および前記液晶層を有し、前記液晶層中に光重合性化合物を含む液晶セルを用意する工程と、
前記液晶セルの前記液晶層に所定の電圧が印加された状態で、前記液晶層中の光重合性化合物を重合することによって、前記一対の配向維持層を形成する工程と、を包含する液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、ＰＳＡ方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、広視野角特性を有する液晶表示装置が開発され、パーソナルコンピュータのモニタや携帯情報端末機器の表示装置、あるいは、テレビジョン受像機として広く利用されている。
【０００３】
広視野角を実現するための表示モードの１つとして、垂直配向型の液晶層を用いた表示モード（「ＶＡモード」と呼ばれる。）が知られている。本出願人は、特許文献１に、ＶＡモードの液晶表示装置の一種を開示している。この液晶表示装置においては、電圧印加時に画素内で複数の液晶ドメインが形成され、それぞれの液晶ドメイン内で液晶分子は放射状に傾斜配向する。特許文献１に開示されている特徴的な配向状態を用いる表示モードは、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）モードと呼ばれる。
【０００４】
ＣＰＡモードでは、画素電極を切り欠き部や開口部によって複数のサブ画素電極（特許文献１では「単位中実部」と呼ばれている。）に分割し、電圧印加時にサブ画素電極のエッジ部に生成される斜め電界を用いて、放射状傾斜配向を形成する。特許文献２には、放射状傾斜配向を安定にするために、対向基板の液晶層側に配向規制構造を設けた構成が提案されている。特許文献２には、配向規制構造として、液晶層側に突き出た凸部や対向電極に形成された開口部が記載されている。
【０００５】
対向電極に開口部が形成された液晶表示装置を図１４および図１５に示す。図１４は、ＣＰＡモードの液晶表示装置８００の１つの画素に対応した領域を示す平面図であり、図１５は、図１４中の１５Ａ−１５Ａ’線に沿った断面図である。なお、図１５（ａ）が液晶層に電圧が印加されていない状態を示しているのに対し、図１５（ｂ）は液晶層に電圧が印加された状態を示している。
【０００６】
液晶表示装置８００は、アクティブマトリクス基板８１０と、対向基板８２０と、これらの間に設けられた垂直配向型の液晶層８３０とを備える。アクティブマトリクス基板８１０は、透明基板８１１と、透明基板８１１上に設けられた画素電極８１２とを有する。対向基板８２０は、透明基板８２１と、透明基板８２１上に設けられ画素電極８１２に対向する対向電極８２２と、透明基板８２１と対向電極８２２との間に設けられたカラーフィルタ層８２６とを有する。アクティブマトリクス基板８１０および対向基板８２０の液晶層８３０側の表面には、垂直配向膜８１３および８２３が設けられている。
【０００７】
液晶層８３０は、負の誘電異方性を有する液晶分子８３１を含む。液晶層８３０内の液晶分子８３１は、液晶層８３０に電圧が印加されていないときに、図１５（ａ）に示すように、垂直配向膜８１３および８２３の表面に対して略垂直に配向する。
【０００８】
ＣＰＡモードの液晶表示装置８００の画素電極８１２は、図１４に示すように、複数のサブ画素電極８１２ａを有している。画素電極８１２と対向電極８２２との間に所定の電圧（しきい値電圧以上の電圧）が印加されると、図１５（ｂ）に示すように液晶分子８３１が倒れ、各サブ画素電極８１２ａ上に液晶ドメインが形成される。液晶ドメイン内で液晶分子８３１は放射状に傾斜した配向状態をとる。
【０００９】
サブ画素電極８１２ａごとに放射状傾斜配向の液晶ドメインが形成されるのは、独立した島に近い外縁を有するサブ画素電極８１２ａのエッジ部に生成される斜め電界が液晶分子８３１に作用する結果である。サブ画素電極８１２ａのエッジ部に生成される電界は、サブ画素電極８１２ａの中心に向かって傾斜し、液晶分子８３１を放射状に傾斜配向させるような配向規制力を発現する。
【００１０】
液晶表示装置８００の対向電極８２２には、開口部８２２ａが形成されている。この開口部８２２ａは、各サブ画素電極８１２ａの略中心に対応した領域に配置されている。画素電極８１２と対向電極８２２との間に所定の電圧が印加されたとき、対向電極８２２の開口部８２２ａ内には、斜め電界が生成される。この斜め電界による配向規制力は、サブ画素電極８１２ａのエッジ部に生成される斜め電界による配向規制力と整合し、液晶ドメインの配向中心を固定・安定化するように作用する。そのため、対向電極８２２にこのような開口部８２２ａが形成されていることにより、液晶ドメインの配向中心が固定されやすくなるので、放射状傾斜配向が安定化される。
【００１１】
一方、ＶＡモードの配向安定性や応答速度を向上させるための技術として、ＰＳＡ（Polymer Sustained Alignment）方式が提案されている（例えば特許文献３および４）。ＰＳＡ方式では、配向膜上に形成された光重合物によって、液晶分子のプレチルト方向が制御される。光重合物は、液晶材料中に少量の光重合性化合物（例えば光重合性モノマー）を混入しておき、液晶セルを組み立てた後、液晶層に所定の電圧を印加した状態で光重合性化合物に紫外線を照射することによって形成される。光重合物が形成されるときの液晶分子の配向状態が、光重合物によって電圧を取り去った後（電圧を印加しない状態）においても維持（記憶）されるので、配向安定性や応答速度が向上する。
【特許文献１】特開２００３−４３５２５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０２５１１号公報
【特許文献３】特開２００２−３５７８３０号公報
【特許文献４】特開２００３−３０７７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、本願発明者の検討によれば、図１４および図１５に示したような、対向電極８２２に開口部８２２ａが形成されたＣＰＡモードの液晶表示装置８００にＰＳＡ方式を採用すると、後に詳述するように配向不良による表示のざらつきが発生し、表示品位が低下してしまうことがわかった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＳＡ方式を採用したＣＰＡモードの液晶表示装置における配向不良の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による液晶表示装置は、画素電極を有する第１基板と、前記画素電極に対向する対向電極を有する第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、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、前記画素電極と前記液晶層との間および前記対向電極と前記液晶層との間に設けられた一対の垂直配向膜と、を備え、前記液晶層は、所定の電圧が印加されたときに、それぞれが軸対称配向を呈する複数の液晶ドメインを前記画素電極上に形成する液晶表示装置であって、前記一対の垂直配向膜の前記液晶層側の表面に形成された光重合物から構成される一対の配向維持層であって、前記液晶層に電圧が印加されていないときに前記液晶層の液晶分子のプレチルト方位を規定する一対の配向維持層をさらに備え、前記対向電極は、前記複数の液晶ドメインのそれぞれの略中央に対応する領域に開口部を有し、前記第２基板は、前記対向電極に対して前記液晶層とは反対側に設けられ、前記開口部の少なくとも一部に重なる。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記電極層は、透明な導電材料から形成されている。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記電極層は、前記対向電極と電気的に分離されている。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記第２基板は、透明基板と、前記透明基板と前記対向電極との間に設けられた誘電体層をさらに有し、前記電極層は、前記透明基板と前記誘電体層との間に設けられている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記誘電体層は、カラーフィルタ層である。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記電極層は、少なくとも前記開口部の全体に重なるように設けられている。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記電極層は、電気的に浮遊状態にある。
【００２１】
ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記液晶層に電圧が印加されるとき、前記画素電極に与えられる電位と実質的に同じ電位を前記電極層に与え得る。
【００２２】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、上記構成を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１基板、前記第２基板および前記液晶層を有し、前記液晶層中に光重合性化合物を含む液晶セルを用意する工程と、前記液晶セルの前記液晶層に所定の電圧が印加された状態で、前記液晶層中の光重合性化合物を重合することによって、前記一対の配向維持層を形成する工程と、を包含する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＰＳＡ方式を採用したＣＰＡモードの液晶表示装置における配向不良の発生が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１および図２に、本実施形態におけるＣＰＡモードの液晶表示装置１００を示す。図１は、液晶表示装置１００の１つの画素に対応した領域を模式的に示す平面図であり、図２は、図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図である。なお、図２（ａ）は、黒表示状態（電圧無印加時）における液晶分子の配向状態を併せて示し、図２（ｂ）は、白表示状態（電圧印加時）における液晶分子の配向状態を併せて示している。
【００２６】
液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板（第１基板）１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板（第２基板）２０と、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間に設けられた液晶層３０とを備えている。
【００２７】
アクティブマトリクス基板１０は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板やプラスチック基板）１１と、透明基板１１上に設けられた画素電極１２とを有する。画素電極１２は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されており、複数の画素のそれぞれに配置されている。ここでは図示していないが、アクティブマトリクス基板１１は、さらに、画素電極１２に電気的に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、ＴＦＴに走査信号を供給する走査配線、ＴＦＴに表示信号を供給する信号配線などを有している。
【００２８】
対向基板２０は、絶縁性を有する透明基板２１（例えばガラス基板やプラスチック基板）と、透明基板２１上に設けられ、画素電極１２に対向する対向電極２２とを有する。対向電極２２は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。画素電極１２が複数の画素のそれぞれに配置されているのに対し、対向電極２２は、典型的には、すべての画素電極１２に共通する１つの透明導電膜として形成される。対向基板２０は、さらに、透明基板２１と対向電極２２との間に設けられたカラーフィルタ層２６を有する。
【００２９】
画素電極１２と液晶層３０との間および対向電極２２と液晶層３０との間には、一対の垂直配向膜１３および２３が設けられている。また、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の外側に、クロスニコルに配置された一対の偏光板（ここでは不図示）が設けられている。
【００３０】
液晶層３０は、負の誘電異方性を有する液晶分子３１を含み、必要に応じてさらにカイラル剤を含んでいる。液晶分子３１は、液晶層３０に電圧が印加されていないときに、垂直配向膜１３および２３の表面に対して略垂直に配向する。
【００３１】
画素電極１２は、図１に示すように、複数のサブ画素電極１２ａを有している。本実施形態では、画素電極１２は、矩形状（長方形状）の２つのサブ画素電極１２ａを有している。各サブ画素電極１２ａに対応する領域を「サブ画素」と呼ぶこともあり、本実施形態では、各画素は２つのサブ画素を有している（つまり二分割されている。）。
【００３２】
液晶層３０は、所定の電圧が印加されたときに、それぞれが軸対称配向を呈する複数の液晶ドメインを画素電極１２上に形成する。複数の液晶ドメインのそれぞれは、各サブ画素電極１２ａ上に形成される。それぞれの液晶ドメイン内では、液晶分子３１はほぼ全方位（基板面内における全ての方位）に配向しているため、液晶表示装置１００は、視野角特性に優れる。ここで、「軸対称配向」は、特許文献１および２における「放射状傾斜配向」と同義であり、液晶分子３１は、軸対称配向の中心軸（放射状傾斜配向の中心軸）の周りにディスクリネーションラインを形成することなく連続的に配向している。
【００３３】
軸対称配向の液晶ドメインが形成されるのは、サブ画素電極１２ａが独立した島に近い外縁を有し、サブ画素電極１２ａのエッジ部に生成される斜め電界の配向規制力が液晶分子３１に作用するからである。サブ画素電極１２ａのエッジ部に生成される電界は、サブ画素電極１２ａの中心に向かって傾斜し、液晶分子３１を放射状に傾斜配向させるように作用する。
【００３４】
対向電極２２は、各液晶ドメインの略中央に対応する領域に開口部（導電膜が形成されていない部分）２２ａを有している。液晶層３０に電圧が印加されたとき、開口部２２ａ内には傾斜した電界（斜め電界）が生成される。この斜め電界による配向規制力は、サブ画素電極１２ａのエッジ部に生成される斜め電界による配向規制力と整合する。そのため、開口部２２ａは、軸対称配向の中心を固定するように作用する。このような開口部２２ａを設けることにより、配向の安定性が向上する。なお、図１には円形の開口部２２ａを例示しているが、開口部２２ａの形状（基板面法線方向から見た形状）はこれに限定されるものではない。
【００３５】
垂直配向膜１３および２３の液晶層３０側の表面には、光重合物から構成された一対の配向維持層１４および２４が形成されている。配向維持層１４および２４は、液晶材料に予め混合しておいた光重合性化合物を、液晶セルを作製した後、液晶層３０に電圧を印加した状態で重合することによって形成されたものである。配向維持層１４および２４は、以下に説明するように、液晶層３０に電圧が印加されていないとき、液晶層３０の液晶分子３１のプレチルト方位を規定する。
【００３６】
液晶分子３１は、光重合性化合物を重合するまでは垂直配向膜１３および２３によって配向規制されており、基板面に対して略垂直に配向している。白表示電圧を印加すると、液晶分子３１は、図２（ｂ）に示すように、画素電極１２のエッジ部に生じる斜め電界と、対向電極２２の開口部２２ａ内に生じる斜め電界とに従って所定の方向に傾斜した配向状態をとる。白表示電圧を印加した状態で形成された配向維持層１４および２４は、図２（ａ）に示すように、液晶層３０に白表示電圧を印加した状態における液晶分子３１の配向を、電圧を取り去った後（電圧を印加しない状態）においても維持（記憶）するように作用する。なお、図２（ａ）および（ｂ）では、配向維持層１４および２４を、垂直配向膜１３および２３の表面全体にわたって連続した膜状の層として示しているが、配向維持層１４および２４は、垂直配向膜１３および２３の表面に不連続に形成されていてもよい。
【００３７】
液晶表示装置１００は、上述したような配向維持層１４および２４を有するので、電圧無印加時において、液晶層３０は、図２（ａ）に示すように液晶分子３１が所定の方向にプレチルトした配向状態を呈する。このときの配向状態は、図２（ｂ）に示す白表示状態（電圧印加時）の液晶分子３１の配向状態と整合するものである。そのため、配向の安定性や応答特性が向上する。
【００３８】
本実施形態における液晶表示装置１００の対向基板２０は、対向電極２２に対して液晶層３０とは反対側に、開口部２２に重なるように設けられた電極層２５を有している。電極層２５は、対向電極２２と電気的に分離されている。より具体的には、電極層２５は、対向電極２２などの他の電極や配線と電気的に接続されておらず、電気的に浮遊状態にある（つまりフローティングである）。また、本実施形態における電極層２５は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されており、透明基板２１とカラーフィルタ層２６との間に設けられている。電極層２５の形状（基板面法線方向から見た形状）は、開口部２２ａの直径よりもやや大きな直径を有する円形である。
【００３９】
続いて、図３を参照しながら、液晶表示装置１００の製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示装置１００の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【００４０】
まず、図３（ａ）に示すように、アクティブマトリクス基板１０、対向基板２０および液晶層３０を有する液晶セル１００ａを用意する。アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０は、公知の種々の方法により作製することができる。ただし、対向基板２０の作製に際しては、電極層２５を形成する工程を追加する必要がある。電極層２５は、例えば、透明な導電材料を透明基板２１上に付与した後に所定の形状（例えば円形）にパターニングすることによって形成することができる。
【００４１】
この工程で用意される液晶セル１００ａは、液晶層３０中に光重合性化合物を含んでいる。このような液晶層３０は、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料に対して所定量の光重合性化合物を混合した材料を用いて形成することができる。光重合性化合物としては、アクリレート基、メタクリレート基やビニル基などのラジカル重合が可能な官能基を有するモノマーまたはオリゴマーを用いることが好ましい。反応性の観点から、アクリレート基またはメタクリレート基を有するものがさらに好ましく、そのなかでも多官能のものが好ましい。また、光重合性化合物として液晶骨格を有するものを用いることによって液晶分子３１の配向をより安定に維持することができる。特に、特許文献２に記載されている環構造または縮環構造にアクリレート基またはメタクリレート基が直接結合したものが好ましい。
【００４２】
次に、図３（ｂ）に示すように、液晶セル１００ａの液晶層３０に所定の電圧（典型的には白表示電圧以上の電圧）が印加された状態で、液晶層３０中の光重合性化合物を重合する。光重合性化合物の重合は、具体的には、液晶層３０に紫外線を照射することによって行われる。液晶層３０への紫外線の照射は、図３（ｂ）に示しているように、アクティブマトリクス基板１０側から行われることが好ましい。対向基板２０側から行った場合には、カラーフィルタ層２６によって紫外線の一部が吸収されてしまうからである。
【００４３】
上述した光重合性化合物の重合により、図３（ｃ）に示すような一対の配向維持層１４および２４が形成される。配向維持層１４および２４の形成は、液晶層３０に電圧が印加された状態、つまり、液晶分子３１が画素電極１２と対向電極２２との間に生成される電界によって所定の配向状態をとった状態で行われる。そのため、配向維持層１４および２４は、垂直配向膜１３および２３上で液晶分子３１の配向状態を固定する。なお、白表示電圧以上の所定の電圧を印加しながら光重合性化合物を光重合させて配向維持層１４および２４を形成するための工程を「ＰＳＡ処理」ということがある。
【００４４】
ＰＳＡ処理における液晶層３０への電圧印加は、液晶層３０にＤＣ電圧が印加されないように、電圧の極性が周期的に反転するように行われる（つまり交流駆動）。図４に、ＰＳＡ処理において画素電極１２および対向電極２２に与えられる電位の一例を示す。図４に示す例では、画素電極１２の電位を０Ｖに保ったまま、対向電極２２の電位を＋１０Ｖと−１０Ｖとに振ることによって、交流駆動を行っている。
【００４５】
配向維持層１４および２４の形成後、必要に応じて偏光板や位相差板を基板１０および２０の外側に貼り付けることにより、液晶表示装置１００が完成する。
【００４６】
本実施形態における液晶表示装置１００では、対向基板２０が対向電極２２に加えて設けられた電極層２５を有していることにより、配向不良の発生が抑制される。以下、この理由を説明する。図５および図６に、ＣＰＡモードの従来の液晶表示装置８００および本実施形態における液晶表示装置１００のそれぞれについて、ＰＳＡ処理における液晶分子の配向状態を示す。
【００４７】
図５に示すように、従来の液晶表示装置８００では、画素電極８１２と対向電極８２２との間に電圧が印加されると、液晶層８３０内に等電位線ＥＱで表される電界が生成される。等電位線ＥＱは、画素電極８１２と対向電極８２２とが互いに対向している領域では、ほぼ平行であるのに対し、対向電極８２２に開口部８２２ａが形成されている領域では、対向基板８２０側に盛り上がるように傾斜している。つまり、開口部８２２ａが形成されている領域では、傾斜した等電位線ＥＱで表される電界（斜め電界）が生成される。理想的には、この斜め電界によって配向中心が形成された状態で、ＰＳＡ処理が行われる。
【００４８】
しかしながら、実際には、配向中心がうまく形成されないことがある。例えば図示しているように、電界の傾斜が緩やかであるために、開口部８２２ａ上の液晶分子８３１の多くが基板面に対して倒れ、配向中心となるべき垂直に配向したままの液晶分子８３１が少なくなってしまい、そのことによって配向中心が形成されないことがある。また、透明基板８２１が何らかの要因で帯電した場合にも、その電気的な影響によって配向中心がうまく形成されないことがある。配向中心が形成されない状態でＰＳＡ処理が行われると、配向不良による表示のざらつきが発生し、表示品位が低下してしまう。また、歩留まりも低下してしまう。
【００４９】
これに対し、図６に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００では、開口部２２ａに重なるような電極層２５が設けられていることによって、開口部２２ａ付近の等電位線ＥＱが基板面に対してより大きな角度をなすように傾斜する。つまり、本実施形態の液晶表示装置１００では、開口部２２ａ付近に急峻な斜め電界が生成される。そのため、開口部２２ａ上でほぼ垂直に配向したままの液晶分子３１の存在確率を高くすることができるので、配向中心を安定に形成することができる。また、透明基板２１が何らかの要因で帯電した場合にも、その電気的な影響を電極層２５によって遮蔽することができる（つまり電極層２５がシールド電極として機能する）。
【００５０】
上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、対向基板２０に電極層２５が設けられていることによって、ＰＳＡ処理の際に配向中心が安定に形成される。そのため、配向不良の発生を抑制することができ、表示品位や歩留まりを向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、電極層２５は透明な導電材料から形成されているが、電極層２５は不透明な導電材料から形成されていてもよい。ただし、電極層２５を不透明な導電材料から形成すると、電極層２５が設けられている領域が表示に寄与しなくなるので、画素の開口率が低下して表示の明るさが低下してしまう。そのため、表示の明るさの点からは、電極層２５は透明な導電材料から形成されていることが好ましい。
【００５２】
また、図１には、対向電極２２の開口部２２ａよりも大きな電極層２５を例示したが、開口部２２ａと電極層２５との大きさの関係はこれに限定されるものではない。図７に示すように、開口部２２ａと電極層２５とが同じ大きさを有していてもよいし、図８に示すように、電極層２５が開口部２２ａよりも小さくてもよい。電極層２５が開口部２２ａの少なくとも一部に重なっていれば、急峻な斜め電界を形成して配向中心を安定化する効果が得られる。ただし、より確実に配向中心を安定化するためには、図１および図７に示したように、電極層２５が開口部２２ａ以上の大きさを有していることが好ましい。すなわち、電極層２５は、少なくとも開口部２２ａの全体に重なっていることが好ましい。なお、電極層２５の形状（基板面法線方向から見た形状）も、例示した円形に限定されるものではない。
【００５３】
電極層２５を対向電極２２と電気的に分離するには、透明基板２１と対向電極２２との間に誘電体層を設け、この誘電体層と透明基板２１との間に電極層２５を設ければよい。図２に例示した構成では、電極層２５を対向電極２２と電気的に分離するための誘電体層としてカラーフィルタ層２６を用いているが、勿論、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
【００５４】
また、本発明は、電極層２５がフローティングである構成に限定されるものではなく、電極層２５の電位を直接制御し得る構成であってもよい。そのような構成の一例を図９に示す。図９は、行方向に隣接した２つの画素に対応した領域を示す平面図である。
【００５５】
図１に示す構成では、電極層２５は、サブ画素ごとに独立している。これに対し、図９に示す構成では、画素内で各サブ画素の電極層２５が接続部２５ａによって電気的に接続されている。また、行方向に隣接する画素間でも接続部２５ｂによって電極層２５同士が電気的に接続されている。接続部２５ａおよび２５ｂによって電気的に接続された一群の電極層２５は、所定の電位を与えられる配線に表示領域外で接続されている。そのため、配線に与える電位を調整することによって、電極層２５の電位を直接制御することができる。
【００５６】
電極層２５の電位を直接制御することにより、ＰＳＡ処理の際に配向中心をより確実に形成することができる。電極層２５に与える電位に特に制限はないが、急峻な斜め電界を生成して配向中心を確実に形成する観点からは、図１０に示すように、画素電極１２に与えられる電位と実質的に同じ電位を電極層２５に与えることがもっとも好ましい。
【００５７】
なお、製造工程を簡略化する観点からは、接続部２５ａおよび２５ｂは、電極層２５と同一の導電膜から形成することが好ましい。つまり、接続部２５ａおよび２５ｂは、電極層２５となる導電膜をパターニングする際に電極層２５と同時に形成されることが好ましい。ただし、接続部２５ａおよび２５ｂを設けた場合、設けない場合に比べて光透過率が低下する（不透明な導電材料を用いた場合は勿論であるが、透明な導電材料を用いてもわずかに低下してしまう。）。そのため、明るさの点からは、接続部２５ａおよび２５ｂを設けない構成、すなわち、電極層２５がフローティングである構成の方が有利である。
【００５８】
また、電極層２５は、ＰＳＡ処理の際だけでなく、表示の際にも液晶層３０内に生成される電界に対して影響を与える。そのため、表示時に配向中心をより確実に形成する観点からは、表示の際にも、画素電極１２に与えられる電位と実質的に同じ電位を電極層２５に与えることが好ましい。
【００５９】
画素電極１２が有するサブ画素電極１２ａの形状は、図１に例示したような矩形状（長方形状）に限定されない。図１１に、液晶表示装置１００に用いられる他の画素電極１２を示す。図１１に示す画素電極１２が有するサブ画素電極１２ａは、角が丸められた略矩形状である。このような画素電極１２であっても、問題なく軸対称配向を形成することができる。サブ画素電極１２ａの形状は、さらに、円形や楕円形などであってもよい。
【００６０】
本実施形態では、透過型の液晶表示装置１００を例として本発明を説明したが、本発明は、反射型や透過反射両用型の液晶表示装置にも好適に用いられる。透過反射両用型の液晶表示装置に用いられる画素電極１２の例を図１２に示す。図１２に示す画素電極１２は、２つのサブ画素電極１２ａおよび１２ｂを有している。一方のサブ画素電極１２ａが透明導電材料（例えばＩＴＯ）から形成された透明電極であるのに対し、他方のサブ画素電極１２ｂは光反射率の高い金属材料（例えばアルミニウム）から形成された反射電極である。透明電極１２ａが設けられているサブ画素が、透過モードで表示を行う透過領域となり、反射電極１２ｂが設けられているサブ画素が、反射モードで表示を行う反射領域となる。
【００６１】
また、画素の分割数（各画素が有するサブ画素の個数）は、本実施形態で例示した２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。例えば、図１３に示すように、画素電極１２が３つのサブ画素電極１２ａを有していてもよい。画素の分割数は、画素の形状や大きさ等を考慮して適宜設定される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、ＰＳＡ方式を採用したＣＰＡモードの液晶表示装置における配向不良の発生が抑制される。本発明による液晶表示装置は、携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣ、モニタおよびテレビジョン受像機などの小型から大型までの液晶表示装置として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す平面図である。
【図２】図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図であり、（ａ）は黒表示状態（電圧無印加時）における液晶分子の配向状態を示し、（ｂ）は白表示状態（電圧印加時）における液晶分子の配向状態を示している。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図４】ＰＳＡ処理において画素電極および対向電極に与えられる電位の一例を示す図である。
【図５】ＣＰＡモードの従来の液晶表示装置８００について、ＰＳＡ処理における液晶分子の配向状態を示す断面図である。
【図６】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００について、ＰＳＡ処理における液晶分子の配向状態を示す断面図である。
【図７】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す平面図である。
【図８】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す平面図である。
【図９】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す図であり、行方向に隣接した２つの画素に対応した領域を示す平面図である。
【図１０】ＰＳＡ処理において画素電極、対向電極および電極層に与えられる電位の一例を示す図である。
【図１１】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００に用いられる他の画素電極の例を示す平面図である。
【図１２】透過反射両用型の液晶表示装置に用いられる画素電極の例を示す平面図である。
【図１３】本発明の好適な実施形態における液晶表示装置１００に用いられる他の画素電極の例を示す平面図である。
【図１４】従来のＣＰＡモードの液晶表示装置８００を模式的に示す図であり、１つの画素に対応した領域を示す上面図である。
【図１５】図１４中の１５Ａ−１５Ａ’線に沿った断面図であり、（ａ）は電圧無印加時における液晶分子の配向状態を示し、（ｂ）は電圧印加時における液晶分子の配向状態を示している。
【符号の説明】
【００６４】
１０    アクティブマトリクス基板（第１基板）
１１    透明基板
１２    画素電極
１２ａ、１２ｂ    サブ画素電極
１３、２３    垂直配向膜
１４、２４    配向維持層
２０    対向基板（第２基板）
２１    透明基板
２２    対向電極
２２ａ    開口部
２５    電極層
２５ａ、２５ｂ    接続部
２６    カラーフィルタ層
３０    液晶層
３１    液晶分子
１００ａ    液晶セル
１００    液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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