JP2002202511A

JP2002202511A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002202511A
Application number: JP2001284706A
Authority: JP
Inventors: Masumi Kubo; 真澄久保; Akihiro Yamamoto; 明弘山本; Kiyoshi Ogishima; 清志荻島; Kazuhiro Maekawa; 和広前川; Takashi Ochi; 貴志越智
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: US7230664B2; KR20040050059A; KR100566461B1; US6862062B2; CN1351277A; CN1185519C; TWI232330B; US20070139594A1; KR100483410B1; US7532291B2; US20040155998A1; KR20020033586A; US20020075436A1; JP3601788B2

Abstract

(57)【要約】【課題】広視野角を特性を有し、表示品位の高い液晶
表示装置を提供する。【解決手段】第１基板と第２基板との間に設けられた
垂直配向型の液晶層とを有し、第１基板の液晶層側に設
けられた第１電極と、第２基板に設けられ第１電極に液
晶層を介して対向する第２電極とによって、それぞれが
規定される複数の絵素領域を有する。第１基板は、複数
の絵素領域のそれぞれ内に、それぞれが電圧印加状態に
おいて放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを
前記液晶層に形成するように配向規制力を発現する第１
配向規制構造を有し、且つ、第２基板は、複数の液晶ド
メインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応する領域
に、少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子を少な
くとも電圧印加状態において放射状傾斜配向させる配向
規制力を発現する第２配向規制構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、広視野角特性を有し、高表示品位の表示を行
う液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのディス
プレイや携帯情報端末機器の表示部に用いられる表示装
置として、薄型軽量の液晶表示装置が利用されている。
しかしながら、従来のツイストネマチック型（ＴＮ
型）、スーパーツイストネマチック型（ＳＴＮ型）液晶
表示装置は、視野角が狭いという欠点を有しており、そ
れを解決するために様々な技術開発が行なわれている。

【０００３】ＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表示装置の視野角
特性を改善するための代表的な技術として、光学補償板
を付加する方式がある。他の方式として、基板の表面に
対して水平方向の電界を液晶層に印加する横電界方式が
ある。この横電界方式の液晶表示装置は、近年量産化さ
れ、注目されている。また、他の技術としては、液晶材
料として負の誘電率異方性を有するネマチック液晶材料
を用い、配向膜として垂直配向膜を用いるＤＡＰ(defor
mation of vertical aligned phase)がある。これは、
電圧制御複屈折(ＥＣＢ:electrically controlled bire
fringence)方式の一つであり、液晶分子の複屈折性を利
用して透過率を制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、横電界
方式は広視野角化技術として有効な方式の１つではある
ものの、製造プロセスにおいて、通常のＴＮ型に比べて
生産マージンが著しく狭いため、安定な生産が困難であ
るとい問題がある。これは、基板間のギャップむらや液
晶分子の配向軸に対する偏光板の透過軸（偏光軸）方向
のずれが、表示輝度やコントラスト比に大きく影響する
ためであり、これらを高精度に制御して、安定な生産を
行なうためには、さらなる技術開発が必要である。

【０００５】また、ＤＡＰ方式の液晶表示装置で表示ム
ラの無い均一な表示を行なうためには、配向制御を行な
う必要がある。配向制御の方法としては、配向膜の表面
をラビングすることにより配向処理する方法がある。し
かしながら、垂直配向膜にラビング処理を施すと、表示
画像中にラビング筋が発生しやすく量産には適していな
い。

【０００６】一方、ラビング処理を行なわずに配向制御
を行なう方法として、電極にスリット（開口部）を形成
することによって、斜め電界を発生させ、その斜め電界
によって液晶分子の配向方向を制御する方法も考案され
ている（例えば、特開平６−３０１０３６号公報および
特開２０００−４７２１７号公報）。しかしながら、本
願発明者が検討した結果、上記公報に開示されている方
法では、電極の開口部に対応する液晶層の領域の配向状
態が規定されておらず、液晶分子の配向の連続性が十分
でなく、安定した配向状態を絵素の全体に亘って得るこ
とが困難な結果、ざらついた表示となる。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、広視野角特性を有し、表示品位の高い液晶
表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２
基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、
前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、
前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介
して対向する第２電極とによって、それぞれが規定され
る複数の絵素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の
絵素領域のそれぞれ内に、それぞれが電圧印加状態にお
いて放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを前
記液晶層に形成するように配向規制力を発現する第１配
向規制構造を有し、且つ、前記第２基板は、前記複数の
液晶ドメインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応す
る領域に、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶
分子を少なくとも電圧印加状態において放射状傾斜配向
させる配向規制力を発現する第２配向規制構造を有し、
そのことによって上記目的が達成される。

【０００９】前記第２配向規制構造は、前記少なくとも
１つの液晶ドメインの中央付近に対応する領域に設けら
れていることが好ましい。

【００１０】前記少なくとも１つの液晶ドメイン内にお
いて、前記第２配向規制構造による配向規制方向は、前
記第１配向規制構造による放射状傾斜配向の方向と整合
することが好ましい。

【００１１】前記第１電極は複数の単位中実部を有し、
前記第１配向規制構造は、前記複数の単位中実部によっ
て構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧
が印加されたときに、前記複数の単位中実部の周辺に斜
め電界を生成することによって、前記複数の単位中実部
に対応する領域に、前記複数の液晶ドメインを形成する
構成としてもよい。

【００１２】前記複数の単位中実部のそれぞれの形状
は、回転対称性を有する構成とすることが好ましい。ま
た、複数の単位中実部は絵素領域内で回転対称性を有す
るように配置されていることが好ましい。

【００１３】前記複数の単位中実部のそれぞれは、角部
が鋭角化された形状を有する構成としてもよい。

【００１４】前記第１電極は、少なくとも１つの開口部
と中実部とを有し、前記第１配向規制構造は、前記第１
電極の前記少なくとも１つの開口部および中実部によっ
て構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧
が印加されたときに、前記第１電極の前記少なくとも１
つの開口部のエッジ部に斜め電界を生成することによっ
て、前記少なくとも１つの開口部および中実部に対応す
る領域に、前記複数の液晶ドメインを形成する構成とし
てもよい。

【００１５】前記第１基板は、前記第１電極の前記液晶
層とは反対側に設けられた誘電体層と、前記誘電体層を
介して前記第１電極の前記少なくとも１つの開口部の少
なくとも一部に対向する第３電極とを更に有する構成と
してもよい。

【００１６】前記少なくとも１つの開口部は、実質的に
等しい形状で等しい大きさを有する複数の開口部を含
み、前記複数の開口部の少なくとも一部は、回転対称性
を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を
形成する構成とすることが好ましい。また、前記複数の
開口部の前記少なくとも一部の開口部のそれぞれの形状
は、回転対称性を有することが好ましい。

【００１７】前記第２配向規制構造は、前記複数の液晶
ドメインのそれぞれに対応する領域に設けられている構
成を採用してもよい。あるいは、前記第２配向規制構造
は、前記複数の液晶ドメインのうち、前記第１電極の前
記中実部に対応する領域に形成される液晶ドメインに対
応する領域にのみ設けられている構成を採用してもよ
い。

【００１８】前記第２配向規制構造は、電圧無印加状態
においても、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制
力を発現する構成としてもよい。例えば、前記第２配向
規制構造は、前記第２基板の前記液晶層側に突き出た凸
部としてもよい。前記第２基板の前記液晶層側に突き出
た前記凸部によって前記液晶層の厚さが規定される構成
としてもよい。前記凸部は、前記第２基板の基板面と９
０°未満の角をなす側面を有することが好ましい。ある
いは、前記第２配向規制構造は、前記第２基板の前記液
晶層側に設けられた水平配向性の表面を含む構成として
もよい。

【００１９】前記第２配向規制構造は、電圧印加状態に
おいてのみ、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制
力を発現する構成としてもよい。例えば、前記第２配向
規制構造は、前記第２電極に設けられた開口部を含む構
成としてもよい。

【００２０】本発明の他の液晶表示装置は、第１基板
と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に
設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、前記第１基板
の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板
に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介して対向する
第２電極とによって、それぞれが規定される複数の絵素
領域を有し、前記第１電極は、前記複数の絵素領域のそ
れぞれ内に、複数の開口部と、それぞれが前記複数の開
口部の少なくとも一部の開口部に包囲された複数の単位
中実部とを有し、前記第２基板は、前記複数の単位中実
部および前記複数の開口部のうち、少なくとも１つの単
位中実部に対応する領域に、配向規制構造を有し、その
ことによって上記目的が達成される。

【００２１】前記複数の単位中実部のそれぞれの形状
は、回転対称性を有することが好ましい。また、複数の
単位中実部は絵素領域内で回転対称性を有するように配
置されていることが好ましい。

【００２２】前記配向規制構造は、前記複数の単位中実
部および前記複数の開口部の前記少なくとも１つの中央
付近に対応する領域に設けられていることが好ましい。

【００２３】前記配向規制構造は、前記第２基板の前記
液晶層側に突き出た凸部としてもよい。前記第２基板の
前記液晶層側に突き出た前記凸部によって前記液晶層の
厚さが規定される構成としてもよい。前記凸部は、前記
第２基板の基板面と９０°未満の角をなす側面を有する
ことが好ましい。

【００２４】前記配向規制構造は、前記第２基板の前記
液晶層側に設けられた水平配向性の表面を含む構成とし
てもよい。

【００２５】前記配向規制構造は、前記第２電極に設け
られた開口部を含む構成としてもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】まず、本発明の液晶表示装置が有
する各構成要素の基本的な機能を説明する。

【００２７】本発明の液晶表示装置において、垂直配向
型の液晶層を挟持するように配置された一対の基板のう
ちの一方の基板は、それぞれの絵素領域内に、それぞれ
が電圧印加状態において放射状傾斜配向状態（軸対称配
向とも言う。）をとる複数の液晶ドメインを形成するよ
うに配向規制力を発現する第１配向規制構造を有し、且
つ、他方の基板は、複数の液晶ドメインの少なくとも１
つの液晶ドメインに対応する領域に、液晶分子を少なく
とも電圧印加状態において放射状傾斜配向させる配向規
制力を発現する第２配向規制構造を有している。従っ
て、少なくとも電圧印加状態において、第１配向規制構
造と第２配向規制構造とによる配向規制力が液晶分子に
作用するので、第１配向規制構造のみを有する構成より
も、液晶層に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向
が安定する。

【００２８】本発明の液晶表示装置が有する好適な第１
配向規制構造は、絵素領域の液晶層に電圧を印加する一
対の電極の内の一方の電極構造によって構成されてい
る。一方の電極は、複数の単位中実部を有し、一対の電
極間に電圧が印加されたときに、複数の単位中実部の周
辺に斜め電界を生成することによって、複数の単位中実
部に対応する領域に、複数の液晶ドメインを形成する。
すなわち、一対の電極間に電圧を印加したときに、一方
の電極の周辺に斜め電界を生成し、放射状傾斜配向をと
る複数の液晶ドメインを形成するように、一方の電極の
外形が規定されている。

【００２９】なお、電極の内で導電膜が存在する部分を
中実部と称し、中実部の内で１つの液晶ドメインを形成
する電界を発生する部分を「単位中実部」と称する。中
実部は、典型的には、連続した導電膜から形成されてい
る。

【００３０】複数の単位中実部のそれぞれの形状は、回
転対称性を有する構成とすることが好ましい。単位中実
部の形状が回転対称性を有すると、形成される液晶ドメ
インの放射状傾斜配向も回転対称性を有する配向、すな
わち軸対称配向となり、視野角特性が向上する。

【００３１】本発明の液晶表示装置が有する他の好適な
第１配向規制構造は、絵素領域の液晶層に電圧を印加す
る一対の電極の内の一方が少なくとも１つの開口部（電
極の内で導電膜が存在しない部分）と中実部（電極の内
で開口部以外の部分、導電膜が存在する部分）とを有す
る電極構造である。中実部は典型的には、上記の単位中
実部を含む。一方の電極に開口部を設けることによっ
て、１つの絵素領域により、２次元的に配列された単位
中実部（例えば４つ）を形成することができるので、電
極に開口部を形成することなく、電極の外形を所定の形
状に規定することによって単位中実部（例えば２つ）を
形成するよりも、多くの液晶ドメインを形成することが
可能になる。

【００３２】なお、後述するように、放射状傾斜配向を
とる液晶ドメインを電極の開口部に対応する領域にも形
成するように、開口部を形成することができるが、必ず
しもこのようにする必要はない。中実部（単位中実部）
に対応して放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成さ
れれば、開口部に対応して形成される液晶ドメインが放
射状傾斜配向をとらなくとも、絵素領域内の液晶分子の
配向の連続性は得られるので、中実部に対応して形成さ
れる液晶ドメインの放射状傾斜配向は安定する。特に、
開口部の面積が小さい場合には、表示に対する寄与も少
ないので、開口部に対応する領域に放射状傾斜配向をと
る液晶ドメインが形成されなくても、表示品位の低下は
問題にならない。

【００３３】液晶層は電圧無印加状態において垂直配向
状態をとり、且つ、電圧印加状態においては、電極の開
口部のエッジ部に生成される斜め電界によって、放射状
傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメインを形成する。垂
直配向型液晶層は、電圧無印加状態で基板面に対して液
晶分子が実質的に垂直に配向する液晶層であり、典型的
には、負の誘電異方性を有する液晶材料からなり、その
両側に設けられた垂直配向膜によって配向規制されてい
る。

【００３４】上記一対の電極に電圧を印加すると垂直配
向型液晶に斜め電界が生成され、この斜め電界によって
形成される液晶ドメインは、電極の開口部および中実部
に対応する領域に形成される。これらの液晶ドメインの
配向状態が電圧に応じて変化することによって表示を行
う。それぞれの液晶ドメインは放射状傾斜配向（軸対称
配向）をとるので、表示品位の視角依存性が小さく、広
視角特性を有する。

【００３５】さらに、開口部に形成される液晶ドメイン
および中実部に形成される液晶ドメインは、開口部のエ
ッジ部に生成される斜め電界によって形成されるので、
これらは互いに隣接して交互に形成され、且つ、隣接す
る液晶ドメイン間の液晶分子の配向は本質的に連続であ
る。従って、開口部に形成される液晶ドメインと中実部
に形成される液晶ドメインとの間にはディスクリネーシ
ョンラインは生成されず、それによる表示品位の低下も
なく、液晶分子の配向の安定性も高い。

【００３６】上記の電極構造を採用すると、電極の中実
部に対応する領域だけでなく、開口部に対応する領域に
も、液晶分子が放射状傾斜配向をとるので、上述した従
来の液晶表示装置に比べ、液晶分子の配向の連続性が高
く、安定した配向状態が実現され、ざらつきのない均一
な表示が得られる。特に、良好な応答特性（速い応答速
度）を実現するために、液晶分子の配向を制御するため
の斜め電界を多くの液晶分子に作用させる必要があり、
そのためには、開口部（エッジ部）を多く形成する必要
がある。本発明の液晶表示装置においては開口部に対応
して、安定な放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが形
成されるので、応答特性を改善するために開口部を多く
形成しても、それに伴う表示品位の低下（ざらつきの発
生）を抑制することができる。

【００３７】複数の開口部の少なくとも一部の開口部
が、実質的に、等しい形状で等しい大きさを有し、回転
対称性を有するように配置された少なくとも１つの単位
格子を形成する構成とすることによって、単位格子を単
位として、複数の液晶ドメインを高い対称性で配置する
ことができるので、表示品位の視角依存性を向上するこ
とができる。さらに、絵素領域の全体を単位格子に分割
することによって、絵素領域の全体に亘って、液晶層の
配向を安定化することができる。例えば、それぞれの開
口部の中心が、正方格子を形成するように、開口部を配
列する。なお、１つの絵素領域が、例えば補助容量配線
のように不透明な構成要素のよって分割される場合に
は、表示に寄与する領域毎に単位格子を配置すればよ
い。

【００３８】複数の開口部の少なくとも一部の開口部
（典型的には単位格子を形成する開口部）のそれぞれの
形状を回転対称性を有する形状とすることによって、開
口部に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の安定
性を高めることができる。例えば、それぞれの開口部の
形状（基板法線方向から見たときの形状）を円形や正多
角形（例えば正方形）とする。なお、絵素の形状（縦横
比）等に応じて、回転対称性を有しない形状（例えば楕
円）等の形状としてもよい。また、開口部に実質的に包
囲される中実部の領域（「単位中実部」）の形状が回転
対称性を有することによって、中実部に形成される液晶
ドメインの放射状傾斜配向の安定性を高めることができ
る。例えば、開口部を正方格子状に配置する場合、開口
部の形状を略星形や十字形などとし、中実部の形状を略
円形や略正方形等の形状としてもよい。勿論、開口部お
よび開口部によって実質的に包囲される中実部の形状を
ともに略正方形としてもよい。

【００３９】電極の開口部に形成される液晶ドメインの
放射状傾斜配向を安定化させるためには、開口部に形成
される液晶ドメインは略円形であることが好ましい。逆
にいうと、開口部に形成される液晶ドメインが略円形と
なるように、開口部の形状を設計すればよい。

【００４０】勿論、電極の中実部に形成される液晶ドメ
インの放射状傾斜配向を安定化させるためには、開口部
によって実質的に包囲される中実部の領域は略円形であ
ることが好ましい。連続した導電膜から形成される中実
部に形成される或る１つの液晶ドメインは、複数の開口
部によって実質的に包囲される中実部の領域（単位中実
部）に対応して形成される。従って、この中実部の領域
（単位中実部）の形状が略円形となるように、開口部の
形状およびその配置を決めればよい。

【００４１】上述したいずれの場合においても、絵素領
域のそれぞれにおいて、電極に形成される開口部の面積
の合計が、中実部の面積より小さいことが好ましい。中
実部の面積が大きいほど、電極によって生成される電界
の影響を直接的に受ける液晶層の面積（基板法線方向か
ら見たときの平面内に規定される）が大きくなるので、
液晶層の電圧に対する光学特性（例えば透過率）が向上
する。

【００４２】開口部が略円形となる構成を採用するか、
単位中実部が略円形となる構成を採用するかは、どちら
の構成において、中実部の面積を大きくできるかによっ
て決めることが好ましい。いずれの構成が好ましいか
は、絵素のピッチに依存して適宜選択される。典型的に
は、ピッチが約２５μｍを超える場合、中実部が略円形
となるように、開口部を形成することが好ましく、約２
５μｍ以下の場合には開口部を略円形とすることが好ま
しい。

【００４３】上述した一対の電極のうちの一方に開口部
を設けた電極構造では、開口部に対応する領域の液晶層
に十分な電圧が印加されず、十分なリタデーション変化
が得られないために、光の利用効率が低下するという問
題が発生することがある。そこで、開口部を設けた電極
の液晶層とは反対側に誘電体層を設け、この誘電体層を
介して電極の開口部の少なくとも一部に対向するさらな
る電極を設ける（２層構造電極）ことによって、開口部
に対応する液晶層に十分な電圧を印加することができ、
光の利用効率や応答特性を向上することができる。

【００４４】上記の電極構造（すなわち第１配向規制構
造）を一方の基板に設けただけでは、液晶層に応力が印
加されて放射状傾斜配向が乱れると、乱れた配向状態が
電界効果によって維持され、残像現象として視認される
ことがあるが、本願発明の液晶表示装置は、第１配向規
制構造に加え、他方の基板に第２配向規制構造を有して
おり、少なくとも電圧印加状態においては、第１配向規
制構造と第２配向規制構造とによる配向規制力が液晶ド
メイン内の液晶分子に作用するので、第１配向規制構造
のみを有する構成よりも、液晶ドメインの放射状傾斜配
向が安定化され、応力による表示品位の低下が抑制され
る。

【００４５】第２配向規制構造を、第１配向規制構造に
よって形成される放射状傾斜配向をとる液晶ドメインの
中央付近に対応する領域に設けることによって、放射状
傾斜配向の中心軸の位置を固定することができるので、
放射状傾斜配向の応力に対する耐性が効果的に向上す
る。

【００４６】第２配向規制構造による配向規制方向は、
第１配向規制構造による放射状傾斜配向の方向と整合す
るように設定すると、配向の連続性および安定性が増
し、表示品位および応答特性が向上する。

【００４７】第２配向規制構造は、少なくとも電圧印加
状態において配向規制力を発揮すれば配向を安定化する
効果が得られるが、電圧無印加状態においても配向規制
力を発揮する構成を採用すると、印加電圧の大きさに関
わらず配向を安定化できる利点が得られる。但し、電圧
無印加状態において液晶分子が基板面に対して実質的に
垂直に配向する垂直配向型の液晶層を用いるので、電圧
無印加状態においても配向規制力を発現する第２配向規
制構造を用いると、表示品位の低下を伴うことになる。
しかし、後述するように、第２配向規制構造の配向規制
力は比較的弱くても効果を奏するので、絵素の大きさに
比べて小さな構造でも十分に配向を安定化することが可
能であり、電圧無印加時の表示品位の低下が実質的に問
題にならないこともある。液晶表示装置の用途（例え
ば、外部から印加される応力の大きさ）や電極の構成
（第１配向規制構造による配向規制力の強さ）によって
は、比較的強い配向規制力を発現する第２配向規制構造
を設ける場合がある。このような場合には、第２配向規
制構造による表示品位の低下を抑制するために、遮光層
を設けてもよい。

【００４８】また、第２配向規制構造による配向規制力
は、第１配向規制構造によって形成される放射状傾斜配
向をとる液晶ドメイン内の液晶分子にだけ及べば、液晶
ドメインの放射状傾斜配向を安定化することができる。
特に、第２配向規制構造を液晶ドメインの中央付近に対
応する領域に設けると、放射状傾斜配向の中心軸の位置
を固定する効果も得られる。第２配向規制構造は、第１
配向規制構造による配向規制力よりも弱い配向規制力を
発現するだけでよいので、種々の構造を用いて実現する
ことができる。

【００４９】第１配向規制構造として、上述した開口部
を有する電極構造を採用すると、液晶ドメインは、開口
部および中実部の両方に形成される。形成される液晶ド
メインのそれぞれに対応して第２配向規制構造を設ける
ことによって、全ての液晶ドメインの放射状傾斜配向を
安定化することができるが、中実部に対応して形成され
る液晶ドメインに対してのみ第２配向規制構造を設けて
も、実用上十分な安定性（耐応力性）を得ることができ
る。

【００５０】特に、電極の中実部に形成される放射状傾
斜配向と整合するような配向規制力を発現する第２配向
規制構造は、電極の開口部に形成される放射状傾斜配向
と整合するような配向規制力を発現する第２配向規制構
造よりも簡単なプロセスで形成することができるので、
生産効率の観点から好ましい。また、このとき、第２配
向規制構造を全ての中実部に対応して設けることが好ま
しいが、電極構造（開口部の数や配置）によっては、一
部の中実部に対して設けるだけで、実用的な配向安定性
が得られる場合もある。これは、本発明の液晶表示装置
の液晶層に形成される放射状傾斜配向は本質的に連続し
ているからである。

【００５１】また、応力に対する耐性を向上するため
に、液晶層の液晶分子に対して、上述の斜め電界による
配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有する側面を備
えた凸部を電極の開口部の内側に設けてもよい。この凸
部の基板の面内方向の断面形状は、開口部の形状と同じ
であり、上述した開口部の形状と同様に、回転対称性を
有することが好ましい。ただし、凸部の側面の配向規制
力によって配向が規制される液晶分子は電圧に対して応
答し難い（電圧によるリタデーションの変化が小さい）
ので、表示のコントラスト比を低下させる要因となる。
従って、凸部の大きさ、高さや数は、表示品位を低下さ
せないように設定することが好ましい。

【００５２】本発明による液晶表示装置の第１配向規制
構造として機能する電極構造のうち、上述した開口部を
有する電極は、例えば、絵素領域毎にＴＦＴなどのスイ
ッチング素子を備えるアクティブマトリクス型液晶表示
装置におけるスイッチング素子に接続された絵素電極で
あり、他方の電極は、複数の絵素電極に対向する少なく
とも１つの対向電極である。このように、液晶層を介し
て互いに対向するように設けられる一対の電極の内の一
方にだけ、開口部を設けるだけで、安定した放射状傾斜
配向を実現することができる。すなわち、公知の製造方
法において、導電膜を絵素電極の形状にパターニングす
る際に、所望の形状の開口部が所望の配置で形成される
ように、フォトマスクを修正するだけで、第１配向規制
構造を有する液晶表示装置を製造することができる。勿
論、対向電極に複数の開口部を形成してもよい。また、
上述した２層構造電極も公知の方法で製造することがで
きる。

【００５３】また、本発明による液晶表示装置の第２配
向規制構造は、例えば、対向基板の液晶層側に突き出た
凸部であり、または、対向基板の液晶層側に設けられた
水平配向性の表面を含む構成としてもよい。あるいは、
第２配向規制構造は、対向電極に設けた開口部であって
もよい。これらも公知の方法で製造することができる。

【００５４】また、本発明による液晶表示装置は、垂直
配向型の液晶層を挟持するように配置された一対の基板
のうちの一方の基板が、それぞれの絵素領域内に複数の
単位中実部と複数の開口部とを有する電極を有し、且
つ、他方の基板が、複数の単位中実部および複数の開口
部のうち、少なくとも１つの単位中実部に対応する領域
に配向規制構造を有する構成を有してもよい。

【００５５】上述した一方の基板が有する電極は、この
電極と他方の基板が有する電極との間に電圧が印加され
たときに、複数の単位中実部の周辺に斜め電界を形成す
ることによって、複数の単位中実部に対応する領域に、
それぞれが放射状傾斜配向状態をとる複数の液晶ドメイ
ンを形成する。勿論、この電極は、放射状傾斜配向状態
をとる液晶ドメインを電極の開口部に対応する領域にも
形成するように構成されていてもよい。上記の電極構造
は、既に説明した第１配向規制構造と同様に機能する。
上記の電極構造の好ましい構成については、第１配向規
制構造の説明において述べた構成とほぼ同様である。例
えば、複数の単位中実部のそれぞれの形状は、回転対称
性を有することが好ましく、複数の単位中実部は絵素領
域内で回転対称性を有するように配置されることが好ま
しい。

【００５６】一方の基板に上記の構造の電極を有し、他
方の基板に配向規制構造を有する液晶表示装置において
は、少なくとも電圧印加状態においては、上記電極構造
と配向規制構造とによる配向規制力が液晶ドメイン内の
液晶分子に作用するので、液晶ドメインの放射状傾斜配
向が安定化され、応力による表示品位の低下が抑制され
る。

【００５７】上記配向規制構造は、既に説明した第２配
向規制構造とほぼ同様に機能する。上記配向規制構造の
好ましい構成については、第２配向規制構造の説明にお
いて述べた構成とほぼ同様である。例えば、配向規制構
造を、上記電極の単位中実部や開口部に形成される放射
状傾斜配向をとる液晶ドメインの中央付近に対応する領
域に設けることによって、放射状傾斜配向の中心軸の位
置を固定することができるので、放射状傾斜配向の応力
に対する耐性が効果的に向上する。配向規制構造は、例
えば、他方の基板の液晶層側に突き出た凸部であっても
よいし、または、他方の基板の液晶層側に設けられた水
平配向層を含む構成としてもよい。あるいは、配向規制
構造は、他方の基板が有する電極に設けた開口部であっ
てもよい。

【００５８】以下、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を説明する。

【００５９】（第１配向規制構造）まず、本発明の液晶
表示装置の好適な第１配向規制構造である電極構造とそ
の作用とを説明する。

【００６０】本発明による液晶表示装置は、優れた表示
特性を有するので、アクティブマトリクス型液晶表示装
置に好適に利用される。以下では、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装
置について、本発明の実施形態を説明する。本発明はこ
れに限られず、ＭＩＭを用いたアクティブマトリクス型
液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装置に適用す
ることができる。また、以下では、透過型液晶表示装置
を例に本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに
限られず、反射型液晶表示装置や、さらに、後述する透
過反射両用型液晶表示装置に適用することができる。

【００６１】なお、本願明細書においては、表示の最小
単位である「絵素」に対応する液晶表示装置の領域を
「絵素領域」と呼ぶ。カラー液晶表示装置においては、
Ｒ，Ｇ，Ｂの「絵素」が１つの「画素」に対応する。絵
素領域は、アクティブマトリクス型液晶表示装置におい
ては、絵素電極と絵素電極と対向する対向電極とが絵素
領域を規定する。また、単純マトリクス型液晶表示装置
においては、ストライプ状に設けられる列電極と列電極
と直交するように設けられる行電極とが互いに交差する
それぞれの領域が絵素領域を規定する。なお、ブラック
マトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表
示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブ
ラックマトリクスの開口部に対応する領域が絵素領域に
対応することになる。

【００６２】図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、
本発明による第１配向規制構造を備える液晶表示装置１
００の１つの絵素領域の構造を説明する。以下では、説
明の簡単さのためにカラーフィルタやブラックマトリク
スを省略する。また、以下の図面においては、液晶表示
装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成
要素を同じ参照符号で示し、その説明を省略する。図１
（ａ）は基板法線方向から見た上面図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図
に相当する。図１（ｂ）は、液晶層に電圧を印加してい
ない状態を示している。

【００６３】液晶表示装置１００は、アクティブマトリ
クス基板（以下「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１００ａと、
対向基板（「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ）１００ｂ
と、ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂとの間に設
けられた液晶層３０とを有している。液晶層３０の液晶
分子３０ａは、負の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板１
００ａおよび対向基板１００ｂの液晶層３０側の表面に
設けられた垂直配向層（不図示）によって、液晶層３０
に電圧が印加されていないとき、図１（ｂ）に示したよ
うに、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。この
とき、液晶層３０は垂直配向状態にあるという。但し、
垂直配向状態にある液晶層３０の液晶分子３０ａは、垂
直配向膜の種類や液晶材料の種類によって、垂直配向膜
の表面（基板の表面）の法線から若干傾斜することがあ
る。一般に、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子軸
（「軸方位」とも言う。）が約８５°以上の角度で配向
した状態が垂直配向状態と呼ばれる。

【００６４】液晶表示装置１００のＴＦＴ基板１００ａ
は、透明基板（例えばガラス基板）１１とその表面に形
成された絵素電極１４とを有している。対向基板１００
ｂは、透明基板（例えばガラス基板）２１とその表面に
形成された対向電極２２とを有している。液晶層３０を
介して互いに対向するように配置された絵素電極１４と
対向電極２２とに印加される電圧に応じて、絵素領域ご
との液晶層３０の配向状態が変化する。液晶層３０の配
向状態の変化に伴い、液晶層３０を透過する光の偏光状
態や量が変化する現象を利用して表示が行われる。

【００６５】液晶表示装置１００が有する絵素電極１４
は、複数の開口部１４ａと中実部１４ｂとを有してい
る。開口部１４ａは、導電膜（例えばＩＴＯ膜）から形
成される絵素電極１４の内の導電膜が除去された部分を
指し、中実部１４ｂは導電膜が存在する部分（開口部１
４ａ以外の部分）を指す。開口部１４ａは１つの絵素電
極ごとに複数形成されているが、中実部１４ｂは、基本
的には連続した単一の導電膜から形成されている。

【００６６】複数の開口部１４ａは、その中心が正方格
子を形成するように配置されており、１つの単位格子を
形成する４つの格子点上に中心が位置する４つの開口部
１４ａによって実質的に囲まれる中実部（「単位中実
部」と称する。）１６ｂ’は、略円形の形状を有してい
る。それぞれの開口部１４ａは、４つの４分の１円弧状
の辺（エッジ）を有し、且つ、その中心に４回回転軸を
有する略星形である。なお、絵素領域の全体に亘って配
向を安定させるために、絵素電極１４の端部まで単位格
子を形成することが好ましい。従って、図示したよう
に、絵素電極１４の端部は、開口部１４ａの約２分の１
(辺に対応する領域）および開口部１４ａの約４分の１
（角に対応する領域）に相当する形状にパターニングさ
れていることが好ましい。なお、図１（ａ）中に実線で
示した正方形（正方格子の集合）は、単一の導電層から
形成された従来の絵素電極に対応する領域（外形）を示
している。

【００６７】絵素領域の中央部に位置する開口部１４ａ
は実質的に同じ形状で同じ大きさを有している。開口部
１４ａによって形成される単位格子内に位置する単位中
実部１４ｂ’は略円形であり、実質的に同じ形状で同じ
大きさを有している。互いに隣接する単位中実部１４
ｂ’は互いに接続されており、実質的に単一の導電膜と
して機能する中実部１４ｂを構成している。

【００６８】上述したような構成を有する絵素電極１４
と対向電極２２との間に電圧を印加すると、開口部１４
ａのエッジ部に生成される斜め電界によって、それぞれ
が放射状傾斜配向を有する複数の液晶ドメインが形成さ
れる。液晶ドメインは、それぞれの開口部１４ａに対応
する領域と、単位格子内の中実部１４ｂ’に対応する領
域とに、それぞれ１つずつ形成される。

【００６９】ここでは、１つの絵素領域に複数の開口部
１４ａを有する構成を例示したが、１つの開口部を設け
るだけで、１つの絵素領域に複数の液晶ドメインを形成
することもできる。例えば、図１（ａ）に示した破線で
分割された４つの単位で構成される正方形の領域に注目
し、これを１つの絵素電極と見なすと、この絵素電極
は、１つの開口部１４ａとその周辺に配置されている４
つの単位中実部１４ｂ’で構成されているが、電圧印加
時には、放射状傾斜配向をとる５つの液晶ドメインを形
成する。

【００７０】さらに、開口部１４ａを形成しなくても、
１つの絵素領域に複数の液晶ドメインを形成することも
できる。例えば、互いに隣接する２つの単位に注目し、
これを１つの絵素電極と考えると、この絵素電極は、２
つの単位中実部１４ｂ’で構成され、開口部１４ａを有
しないが、電圧印加時には、放射状傾斜配向をとる２つ
の液晶ドメインを形成する。このように、絵素電極が、
少なくとも、電圧印加時に放射状傾斜配向をとる複数の
液晶ドメインを形成するような単位中実部を有していれ
ば（言い換えると、そのような外形を有していれば）、
絵素領域内の液晶分子の配向の連続性は得られるので、
単位中実部１４ｂ’に対応して形成される液晶ドメイン
の放射状傾斜配向は安定する。

【００７１】また、ここでは、正方形の絵素電極１４を
例示しているが、絵素電極の１４の形状はこれに限られ
ない。絵素電極１４の一般的な形状は、矩形（正方形と
長方形を含む）に近似されるので、開口部１４ａを正方
格子状に規則正しく配列することができる。絵素電極１
４が矩形以外の形状を有していても、絵素領域内の全て
の領域に液晶ドメインが形成されるように、規則正しく
（例えば例示したように正方格子状に）開口部１４ａを
配置すれば、本発明の効果を得ることができる。

【００７２】上述した斜め電界によって液晶ドメインが
形成されるメカニズムを図２（ａ）および（ｂ）を参照
しながら説明する。図２（ａ）および（ｂ）は、それぞ
れ図１（ｂ）に示した液晶層３０に電圧を印加した状態
を示しており、図２（ａ）は、液晶層３０に印加された
電圧に応じて、液晶分子３０ａの配向が変化し始めた状
態（ＯＮ初期状態）を模式的に示しており、図２（ｂ）
は、印加された電圧に応じて変化した液晶分子３０ａの
配向が定常状態に達した状態を模式的に示している。図
２（ａ）および（ｂ）中の曲線ＥＱは等電位線ＥＱを示
す。

【００７３】絵素電極１４と対向電極２２とが同電位の
とき（液晶層３０に電圧が印加されていない状態）に
は、図１（ａ）に示したように、絵素領域内の液晶分子
３０ａは、両基板１１および２１の表面に対して垂直に
配向している。

【００７４】液晶層３０に電圧を印加すると、図２
（ａ）に示した等電位線ＥＱ（電気力線と直交する）Ｅ
Ｑで表される電位勾配が形成される。この等電位線ＥＱ
は、絵素電極１４の中実部１４ｂと対向電極２２との間
に位置する液晶層３０内では、中実部１４ｂおよび対向
電極２２の表面に対して平行であり、絵素電極１４の開
口部１４ａに対応する領域で落ち込み、開口部１４ａの
エッジ部（開口部１４ａの境界（外延）を含む開口部１
４ａの内側周辺）ＥＧ上の液晶層３０内には、傾斜した
等電位線ＥＱで表される斜め電界が形成される。

【００７５】負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａに
は、液晶分子３０ａの軸方位を等電位線ＥＱに対して平
行（電気力線に対して垂直）に配向させようとするトル
クが作用する。従って、エッジ部ＥＧ上の液晶分子３０
ａは、図２（ａ）中に矢印で示したように、図中の右側
エッジ部ＥＧでは時計回り方向に、図中の左側エッジ部
ＥＧでは反時計回り方向に、それぞれ傾斜（回転）し、
等電位線ＥＱに平行に配向する。

【００７６】ここで、図３を参照しながら、液晶分子３
０ａの配向の変化を詳細に説明する。

【００７７】液晶層３０に電界が生成されると、負の誘
電率異方性を有する液晶分子３０ａには、その軸方位を
等電位線ＥＱに対して平行に配向させようとするトルク
が作用する。図３（ａ）に示したように、液晶分子３０
ａの軸方位に対して垂直な等電位線ＥＱで表される電界
が発生すると、液晶分子３０ａには時計回りまたは反時
計回り方向に傾斜させるトルクが等しい確率で作用す
る。従って、互いに対向する平行平板型配置の電極間に
ある液晶層３０内には、時計回り方向のトルクを受ける
液晶分子３０ａと、反時計回りに方向のトルクを受ける
液晶分子３０ａとが混在する。その結果、液晶層３０に
印加された電圧に応じた配向状態への変化がスムーズに
起こらないことがある。

【００７８】図２（ａ）に示したように、本発明による
液晶表示装置１００の開口部１４ａのエッジ部ＥＧにお
いて、液晶分子３０ａの軸方位に対して傾斜した等電位
線ＥＱで表される電界（斜め電界）が発生すると、図３
（ｂ）に示したように、液晶分子３０ａは、等電位線Ｅ
Ｑと平行になるための傾斜量が少ない方向（図示の例で
は反時計回り）に傾斜する。また、液晶分子３０ａの軸
方位に対して垂直方向の等電位線ＥＱで表される電界が
発生する領域に位置する液晶分子３０ａは、図３（ｃ）
に示したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液
晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合するよう
に）、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０
ａと同じ方向に傾斜する。図３（ｄ）に示したように、
等電位線ＥＱが連続した凹凸形状を形成する電界が印加
されると、それぞれの傾斜した等電位線ＥＱ上に位置す
る液晶分子３０ａによって規制される配向方向と整合す
るように、平坦な等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３
０ａが配向する。なお、「等電位線ＥＱ上に位置する」
とは、「等電位線ＥＱで表される電界内に位置する」こ
とを意味する。

【００７９】上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上
に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進
み、定常状態に達すると、図２（ｂ）に模式的に示した
配向状態となる。開口部１４ａの中央付近に位置する液
晶分子３０ａは、開口部１４ａの互いに対向する両側の
エッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響をほぼ同等
に受けるので、等電位線ＥＱに対して垂直な配向状態を
保ち、開口部１４ａの中央から離れた領域の液晶分子３
０ａは、それぞれ近い方のエッジ部ＥＧの液晶分子３０
ａの配向の影響を受けて傾斜し、開口部１４ａの中心Ｓ
Ａに関して対称な傾斜配向を形成する。この配向状態
は、液晶表示装置１００の表示面に垂直な方向（基板１
１および２１の表面に垂直な方向）からみると、液晶分
子３０ａの軸方位が開口部１４ａの中心に関して放射状
に配向した状態にある（不図示）。そこで、本願明細書
においては、このような配向状態を「放射状傾斜配向」
と呼ぶことにする。また、１つの中心に関して放射状傾
斜配向をとる液晶層の領域を液晶ドメインと称する。

【００８０】開口部１４ａによって実質的に包囲された
単位中実部１４ｂ’に対応する領域においても、液晶分
子３０ａが放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成さ
れる。単位中実部１４ｂ’に対応する領域の液晶分子３
０ａは、開口部１４ａのエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａ
の配向の影響を受け、単位中実部１４ｂ’の中心ＳＡ
（開口部１４ａが形成する単位格子の中心に対応）に関
して対称な放射状傾斜配向をとる。

【００８１】単位中実部１４ｂ’に形成される液晶ドメ
インにおける放射状傾斜配向と開口部１４ａに形成され
る放射状傾斜配向は連続しており、いずれも開口部１４
ａのエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向と整合するよ
うに配向している。開口部１４ａに形成された液晶ドメ
イン内の液晶分子３０ａは、上側（基板１００ｂ側）が
開いたコーン状に配向し、単位中実部１４ｂ’に形成さ
れた液晶ドメイン内の液晶分子３０ａは下側（基板１０
０ａ側）が開いたコーン状に配向する。このように、開
口部１４ａに形成される液晶ドメインおよび単位中実部
１４ｂ’に形成される液晶ドメインに形成される放射状
傾斜配向は、互いに連続であるので、これらの境界にデ
ィスクリネーションライン（配向欠陥）が形成されるこ
とがなく、それによって、ディスクリネーションライン
の発生による表示品位の低下は起こらない。

【００８２】液晶表示装置の表示品位の視角依存性を全
方位において改善するためには、それぞれの絵素領域内
において、全ての方位角方向のそれぞれに沿って配向す
る液晶分子の存在確率が回転対称性を有することが好ま
しく、軸対称性を有することがさらに好ましい。すなわ
ち、絵素領域の全体に亘って形成される液晶ドメインが
回転対称性、さらには軸対称性を有するように配置され
ていることが好ましい。但し、絵素領域の全体に亘って
回転対称性を有する必要は必ずしも無く、回転対称性
（または軸対称性）を有するように配列された液晶ドメ
イン（例えば、正方格子状に配列された複数の液晶ドメ
イン）の集合体として絵素領域の液晶層が形成されれば
よい。従って、絵素領域に形成される複数の開口部１４
ａの配置も絵素領域の全体に亘って回転対称性を有する
必要は必ずしも無く、回転対称性（または軸対称性）を
有するように配列された開口部（例えば正方格子状に配
列された複数の開口部）の集合体として表せれればよ
い。勿論、複数の開口部１４ａに実質的に包囲される単
位中実部１４ｂ’の配置も同様である。また、それぞれ
の液晶ドメインの形状も回転対称性さらには軸対称性を
有することが好ましいので、それぞれの開口部１４ａお
よびおよび単位中実部１４ｂ’の形状も回転対称性さら
には軸対称性を有することが好ましい。

【００８３】なお、開口部１４ａの中央付近の液晶層３
０には十分な電圧が印加されず、開口部１４ａの中央付
近の液晶層３０が表示に寄与しない場合がある。すなわ
ち、開口部１４ａの中央付近の液晶層３０の放射状傾斜
配向が多少乱れても（例えば、中心軸が開口部１４ａの
中心からずれても）、表示品位が低下しないことがあ
る。従って、少なくとも単位中実部１４ｂ’に対応して
形成される液晶ドメインが回転対称性、さらには軸対称
性を有するように配置されていればよい。

【００８４】図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら説
明したように、本発明による液晶表示装置１００の絵素
電極１４は複数の開口部１４ａを有しており、絵素領域
内の液晶層３０内に、傾斜した領域を有する等電位線Ｅ
Ｑで表される電界を形成する。電圧無印加時に垂直配向
状態にある液晶層３０内の負の誘電異方性を有する液晶
分子３０ａは、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶
分子３０ａの配向変化をトリガーとして配向方向を変化
し、安定な放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが開口
部１４ａおよび中実部１４ｂに形成される。液晶層に印
加される電圧に応じて、この液晶ドメインの液晶分子の
配向が変化することによって、表示が行われる。

【００８５】液晶表示装置１００が有する絵素電極１４
が有する開口部１４ａの形状（基板法線方向から見た形
状）およびその配置について説明する。

【００８６】液晶表示装置の表示特性は、液晶分子の配
向状態（光学的異方性）に起因して、方位角依存性を示
す。表示特性の方位角依存性を低減するためには、液晶
分子が全ての方位角に対して同等の確率で配向している
ことが好ましい。また、それぞれの絵素領域内の液晶分
子が全ての方位角に対して同等の確率で配向しているこ
とがさらに好ましい。従って、開口部１４ａは、それぞ
れの絵素領域内の液晶分子３０ａがすべての方位角に対
して同等の確率で配向するように、液晶ドメインを形成
するような形状を有していることが好ましい。具体的に
は、開口部１４ａの形状は、それぞれの中心（法線方
向）を対称軸とする回転対称性（好ましくは２回回転軸
以上の対称性）を有することが好ましく、また、複数の
開口部１４ａが回転対称性を有するように配置されてい
ることが好ましい。また、これらの開口部によって実質
的に包囲される単位中実部１４ｂ’の形状も回転対称性
を有することが好ましく、単位中実部１４ｂも回転対称
性を有するように配置されることが好ましい。

【００８７】但し、開口部１４ａや単位中実部１４ｂが
絵素領域全体に亘って回転対称性を有するように配置さ
れる必要は必ずしも無く、図１（ａ）に示したように、
例えば正方格子（４回回転軸を有する対称性）を最小単
位とし、それらの組合せによって絵素領域が構成されれ
ば、絵素領域全体に亘って液晶分子がすべての方位角に
対して実質的に同等の確率で配向させることができる。

【００８８】図１（ａ）に示した、回転対称性を有する
略星形の開口部１４ａおよび略円形の単位中実部１４ｂ
が正方格子状に配列された場合の液晶分子３０ａの配向
状態を図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照しながら説明す
る。

【００８９】図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、基板法
線方向から見た液晶分子３０ａの配向状態を模式的に示
している。図４（ｂ）および（ｃ）など、基板法線方向
から見た液晶分子３０ａの配向状態を示す図において、
楕円状に描かれた液晶分子３０ａの先が黒く示されてい
る端は、その端が他端よりも、開口部１４ａを有する絵
素電極１４が設けらている基板側に近いように、液晶分
子３０ａが傾斜していることを示している。以下の図面
においても同様である。ここでは、図１（ａ）に示した
絵素領域の内の１つの単位格子（４つの開口部１４ａに
よって形成される）について説明する。図４（ａ）〜図
４（ｃ）中の対角線に沿った断面は、図１（ｂ）、図２
（ａ）および（ｂ）にそれぞれ対応し、これらの図を合
わせて参照しながら説明する。

【００９０】絵素電極１４および対向電極２２が同電位
のとき、すなわち液晶層３０に電圧が印加されていない
状態においては、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１
００ｂの液晶層３０側表面に設けられた垂直配向層（不
図示）によって配向方向が規制されている液晶分子３０
ａは、図４（ａ）に示したように、垂直配向状態を取
る。

【００９１】液晶層３０に電界を印加し、図２（ａ）に
示した等電位線ＥＱで表される電界が発生すると、負の
誘電率異方性を有する液晶分子３０ａには、軸方位が等
電位線ＥＱに平行になるようなトルクが発生する。図３
（ａ）および(ｂ)を参照しながら説明したように、液晶
分子３０ａの分子軸に対して垂直な等電位線ＥＱで表さ
れる電場下の液晶分子３０ａは、液晶分子３０ａが傾斜
（回転）する方向が一義的に定まっていないため（図３
（ａ））、配向の変化（傾斜または回転）が容易に起こ
らないのに対し、液晶分子３０ａの分子軸に対して傾斜
した等電位線ＥＱ下に置かれた液晶分子３０ａは、傾斜
（回転）方向が一義的に決まるので、配向の変化が容易
に起こる。従って、図４（ｂ）に示したように、等電位
線ＥＱに対して液晶分子３０ａの分子軸が傾いている開
口部１４ａのエッジ部から液晶分子３０ａが傾斜し始め
る。そして、図３（ｃ）を参照しながら説明したよう
に、開口部１４ａのエッジ部の傾斜した液晶分子３０ａ
の配向と整合性をとるように周囲の液晶分子３０ａも傾
斜し、図４（ｃ）に示したような状態で液晶分子３０ａ
の軸方位は安定する（放射状傾斜配向）。

【００９２】このように、開口部１４ａが回転対称性を
有する形状であると、絵素領域内の液晶分子３０ａは、
電圧印加時に、開口部１４ａのエッジ部から開口部１４
ａの中心に向かって液晶分子３０ａが傾斜するので、エ
ッジ部からの液晶分子３０ａの配向規制力が釣り合う開
口部１４ａの中心付近の液晶分子３０ａは基板面に対し
て垂直に配向した状態を維持し、その回りの液晶分子３
０ａが開口部１４ａの中心付近の液晶分子３０ａを中心
に放射状に液晶分子３０ａが連続的に傾斜した状態が得
られる。

【００９３】また、正方格子状に配列された４つの略星
形の開口部１４ａに包囲された略円形の単位中実部１４
ｂ’に対応する領域の液晶分子３０ａも、開口部１４ａ
のエッジ部に生成される斜め電界で傾斜した液晶分子３
０ａの配向と整合するように傾斜する。エッジ部からの
液晶分子３０ａの配向規制力が釣り合う単位中実部１４
ｂ’の中心付近の液晶分子３０ａは基板面に対して垂直
に配向した状態を維持し、その回りの液晶分子３０ａが
単位中実部１４ｂ’の中心付近の液晶分子３０ａを中心
に放射状に液晶分子３０ａが連続的に傾斜した状態が得
られる。

【００９４】このように、絵素領域全体に亘って、液晶
分子３０ａが放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが正方
格子状に配列されると、それぞれの軸方位の液晶分子３
０ａの存在確率が回転対称性を有することになり、あら
ゆる視角方向に対して、ざらつきのない高品位の表示を
実現することができる。放射状傾斜配向を有する液晶ド
メインの視角依存性を低減するためには、液晶ドメイン
が高い回転対称性（２回回転軸以上が好ましく、４回回
転軸以上がさらに好ましい。）を有することが好まし
い。また、絵素領域全体の視角依存性を低減するために
は、絵素領域に形成される複数の液晶ドメインが、高い
回転対称性（２回回転軸以上が好ましく、４回回転軸以
上がさらに好ましい。）を有する単位（例えば単位格
子）の組合せで表される配列（例えば正方格子）を構成
することが好ましい。

【００９５】なお、液晶分子３０ａの放射状傾斜配向
は、図５（ａ）に示したような単純な放射状傾斜配向よ
りも、図５（ｂ）および（ｃ）に示したような、左回り
または右回りの渦巻き状の放射状傾斜配向の方が安定で
ある。この渦巻き状配向は、通常のツイスト配向のよう
に液晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分子３０ａの配向
方向が螺旋状に変化するのではなく、液晶分子３０ａの
配向方向は微小領域でみると、液晶層３０の厚さ方向に
沿ってほとんど変化していない。すなわち、液晶層３０
の厚さ方向のどこの位置の断面（層面に平行な面内での
断面）においても、図５（ｂ）または（ｃ）と同じ配向
状態にあり、液晶層３０の厚さ方向に沿ったツイスト変
形をほとんど生じていない。但し、液晶ドメインの全体
でみると、ある程度のツイスト変形が発生している。

【００９６】負の誘電異方性を有するネマチック液晶材
料にカイラル剤を添加した材料を用いると、電圧印加時
に、液晶分子３０ａは、開口部１４ａおよび単位中実部
１４ｂ’を中心に、図５（ｂ）および（ｃ）に示した、
左回りまたは右回りの渦巻き状放射状傾斜配向をとる。
右回りか左回りかは用いるカイラル剤の種類によって決
まる。従って、電圧印加時に開口部１４ａ内の液晶層３
０を渦巻き状放射状傾斜配向させることによって、放射
状傾斜している液晶分子３０ａの、基板面に垂直に立っ
ている液晶分子３０ａの周りを巻いている方向を全ての
液晶ドメイン内で一定にすることができるので、ざらつ
きの無い均一な表示が可能になる。さらに、基板面に垂
直に立っている液晶分子３０ａの周りを巻いている方向
が定まっているので、液晶層３０に電圧を印加した際の
応答速度も向上する。

【００９７】カイラル剤を添加すると、更に、通常のツ
イスト配向のように、液晶層３０の厚さ方向に沿って液
晶分子３０ａの配向が螺旋状に変化するようになる。液
晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分子３０ａの配向が螺
旋状に変化しない配向状態では、偏光板の偏光軸に対し
て垂直方向または平行方向に配向している液晶分子３０
ａは、入射光に対して位相差を与えないため、この様な
配向状態の領域を通過する入射光は透過率に寄与しな
い。これに対し、液晶層３０の厚さ方向に沿って液晶分
子３０ａの配向が螺旋状に変化する配向状態において
は、偏光板の偏光軸に垂直方向または平行方向に配向し
ている液晶分子３０ａも、入射光に対して位相差を与え
るとともに、光の旋光性を利用することもできる。従っ
て、この様な配向状態の領域を通過する入射光も透過率
に寄与するので、明るい表示が可能な液晶表示装置を得
ることができる。

【００９８】図１（ａ）では、開口部１４ａが略星形を
有し、単位中実部１４ｂ’が略円形を有し、これらが正
方格子状に配列された例を示したが、開口部１４ａおよ
び単位中実部１４ｂ’の形状ならびにこれらの配置は、
上記の例に限られない。

【００９９】図６（ａ）および（ｂ）に、異なる形状の
開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’を有する絵素電
極１４Ａおよび１４Ｂの上面図をそれぞれ示す。

【０１００】図６（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した
絵素電極１４Ａおよび１４Ｂの開口部１４ａおよび単位
中実部１４ｂ’は、図１（ａ）に示した絵素電極の開口
部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’が若干ひずんだ形を
有している。絵素電極１４Ａおよび１４Ｂの開口部１４
ａおよび単位中実部１４ｂ’は、２回回転軸を有し（４
回回転軸は有しない）、長方形の単位格子を形成するよ
うに規則的に配列されている。開口部１４ａは、いずれ
も歪んだ星形を有し、単位中実部１４ｂ’は、いずれも
略楕円形（歪んだ円形）を有している。絵素電極１４Ａ
および１４Ｂを用いても、表示品位が高い、視角特性に
優れた液晶表示装置を得ることができる。

【０１０１】さらに、図７（ａ）および（ｂ）にそれぞ
れ示すような絵素電極１４Ｃおよび１４Ｄを用いること
もできる。

【０１０２】絵素電極１４Ｃおよび１４Ｄは、単位中実
部１４ｂ’が略正方形となるように、略十字の開口部１
４ａが正方格子状に配置されている。勿論、これらを歪
ませて、長方形の単位格子を形成するように配置しても
よい。このように、略矩形（矩形は正方形と長方形を含
むとする。）の単位中実部１４ｂ’を規則正しく配列し
ても、表示品位が高い、視角特性に優れた液晶表示装置
を得ることができる。

【０１０３】但し、開口部１４ａおよび／または単位中
実部１４ｂ’の形状は、矩形よりも円形または楕円形の
方が放射状傾斜配向を安定化できるので好ましい。これ
は、開口部１４ａの辺が連続的に（滑らかに）変化する
ので、液晶分子３０ａの配向方向も連続的に（滑らか
に）変化するためと考えられる。

【０１０４】上述した液晶分子３０ａの配向方向の連続
性の観点から、図８（ａ）および（ｂ）に示す絵素電極
１４Ｅおよび１４Ｆも考えられる。図８（ａ）に示した
絵素電極１４Ｅは、図１（ａ）に示した絵素電極１４の
変形例で、４つの円弧だけからなる開口部１４ａを有し
ている。また、図８（ｂ）に示した絵素電極１４Ｆは、
図７（ｂ）に示した絵素電極１４Ｄの変形例で、開口部
１４ａの単位中実部１４ｂ’側が円弧で形成されてい
る。絵素電極１４Ｅおよび１４Ｆが有する開口部１４ａ
ならびに単位中実部１４ｂ’は、いずれも４回回転軸を
有しており、且つ、正方格子状（４回回転軸を有する）
に配列されているが、図６（ａ）および（ｂ）に示した
ように、開口部１４ａの単位中実部１４ｂ’の形状を歪
ませて２回回転軸を有する形状とし、長方形の格子（２
回回転軸を有する）を形成するように配置してもよい。

【０１０５】また、応答速度の観点から、図９（ａ）お
よび（ｂ）にそれぞれ示すような絵素電極１４Ｇおよび
１４Ｈを用いてもよい。図９（ａ）に示した絵素電極１
４Ｇは、図７（ａ）に示した略正方形状の単位中実部１
４ｂ’を有する絵素電極１４Ｃの変形例であり、絵素電
極１４Ｇの単位中実部１４ｂ’の形状は、角部が鋭角化
された歪んだ正方形状である。また、図９（ｂ）に示し
た絵素電極１４Ｈの単位中実部１４ｂ’の形状は、８つ
の辺（エッジ）を有し、且つ、その中心に４回回転軸を
有する略星形であり、４つの角部のそれぞれが鋭角化さ
れている。なお、角部を鋭角化するとは、９０°未満の
角または曲線で角部を構成することをいう。

【０１０６】開口部１４ａのエッジ部に生成される斜め
電界によって液晶分子３０ａの配向が制御される液晶表
示装置においては、液晶層３０に電圧が印加されると、
まず、エッジ部上の液晶分子３０ａから傾斜し、その
後、周辺の領域の液晶分子３０ａが傾斜し、放射状傾斜
配向となる。そのため、液晶層に電圧が印加されたとき
に絵素電極上の液晶分子が一斉に傾斜するような表示モ
ードの液晶表示装置と比べると、応答速度が遅いことが
ある。

【０１０７】図９（ａ）および（ｂ）に示したように、
単位中実部１４ｂ’が、角部が鋭角化された形状を有し
ていると、斜め電界を生成するエッジ部がより多く形成
されるので、より多くの液晶分子３０ａに斜め電界を作
用させることができる。従って、電界に応答して最初に
傾斜し始める液晶分子３０ａの数がより多くなり、絵素
領域全域にわたって放射状傾斜配向が形成されるのに要
する時間が短くなるので、液晶層３０に電圧を印加した
際の応答速度が向上する。

【０１０８】例えば、単位中実部１４ｂ’の一辺の長さ
が約４０μｍである液晶表示装置においては、単位中実
部１４ｂ’の形状が図９（ａ）に示した歪んだ正方形状
で、図１０（ａ）に示すように角部を構成する辺のなす
角θａが９０°未満である場合には、単位中実部１４
ｂ’の形状が図８（ｂ）に示した略正方形状で、図１０
（ｂ）に示すように角部を構成する辺のなす角θａが９
０°である場合よりも、液晶層３０に電圧を印加した際
の応答速度を約６０％短くすることができる。勿論、単
位中実部１４ｂ’の形状を図９（ｂ）に示したような略
星形としても同様に応答速度を短くすることができる。

【０１０９】また、単位中実部１４ｂ’の形状を角部が
鋭角化された形状とすると、単位中実部１４ｂ’の形状
が略円形や略矩形である場合に比べて、特定の方位角方
向に沿って配向する液晶分子３０ａの存在確率を高く
（あるいは低く）することができる。すなわち、全ての
方位角方向のそれぞれに沿って配向する液晶分子３０ａ
の存在確率により高い指向性をもたせることができる。
そのため、偏光板を備え、直線偏光を液晶層３０に入射
させるモードの液晶表示装置において、単位中実部１４
ｂ’の角部を鋭角化すると、偏光板の偏光軸に対して垂
直方向または平行方向に配向している液晶分子３０ａ、
すなわち、入射光に対して位相差を与えない液晶分子３
０ａの存在確率をより低くすることができる。従って、
光の透過率を向上させ、より明るい表示を実現すること
ができる。

【０１１０】略正方形状の単位中実部１４ｂ’を有する
図８（ｂ）に示した絵素電極１４Ｆを備えた液晶表示装
置、および、略星形の単位中実部１４ｂ’を有する図９
（ｂ）に示した絵素電極１４Ｈを備えた液晶表示装置に
おいて、偏光板の偏光軸の角度を変化させたときの透過
率を図１１（ａ）に示す。図１１（ａ）中の実線５１
は、図８（ｂ）に示した絵素電極１４Ｆを備えた液晶表
示装置の電圧印加時の透過率を示し、破線５２は、図９
（ｂ）に示した絵素電極１４Ｈを備えた液晶表示装置の
電圧印加時の透過率を示している。なお、図１１（ａ）
においては、図１１（ｂ）に示すように、観察者側の偏
光板の偏光軸（実線矢印６１で示されている）が表示面
上下方向（紙面上下方向に対応）に沿っており、背面側
の偏光軸（破線矢印６２で示されている）が表示面左右
方向（紙面左右方向に対応）に沿っているときの角度を
ゼロとし、この状態から偏光軸を反時計回りに回転させ
たときの角度を正、時計回りに回転させたときの角度を
負としている。

【０１１１】図１１（ａ）に示したように、単位中実部
１４ｂ’の角部が鋭角化された絵素電極１４Ｈを備えた
液晶表示装置の透過率（破線５２）の最大値は、略正方
形状の単位中実部１４’を有する絵素電極１４Ｆを備え
た液晶表示装置の透過率（実線５１）の最大値よりも大
きい。このように、単位中実部１４ｂ’の角部が鋭角化
されていると、透過率を向上させることができ、より明
るい表示を行うことができる。

【０１１２】なお、上述したように単位中実部１４ｂ’
の角部を鋭角化すると、応答速度を向上させたり、透過
率を向上させたりすることができるものの、放射状傾斜
配向の安定が悪くなることがある。例えば単位中実部１
４ｂ’の形状が略円形である場合と比較すると、角部が
鋭角化されている場合には、開口部１４ａの辺は、単位
中実部１４ｂ’の形状が略円形である場合ほど滑らかに
は変化しないので、液晶分子３０ａの配向方向の変化の
連続性が悪い。そのため、放射状傾斜配向の安定性が悪
くなることがあるが、後述する第２配向規制構造を組み
合わせると、実用上十分な配向安定性を得ることができ
る。

【０１１３】図６、図７、図８および図９においては、
１つの絵素領域に複数の開口部１４ａを有する構成を例
示したが、図１を参照しながら説明したように、１つの
開口部を設けるだけで、１つの絵素領域に複数の液晶ド
メインを形成することもできるし、さらに、開口部１４
ａを形成しなくても、１つの絵素領域に複数の液晶ドメ
インを形成することもできる。また、絵素電極の開口部
１４ａに対応する領域にも放射状傾斜配向をとる液晶ド
メインを形成する必要は必ずしもなく、中実部１４ｂ
（単位中実部１４ｂ’）に対応して放射状傾斜配向をと
る液晶ドメインが形成されれば、開口部１４ａに対応し
て形成される液晶ドメインが放射状傾斜配向をとらなく
とも、絵素領域内の液晶分子の配向の連続性は得られる
ので、中実部１４ｂに対応して形成される液晶ドメイン
の放射状傾斜配向は安定する。特に、図７（ａ）および
（ｂ）に示したように、開口部１４ａの面積が小さい場
合には、表示に対する寄与も少ないので、開口部に対応
する領域に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成さ
れなくても、表示品位の低下は問題にならない。

【０１１４】上述の例では、略星形や略十字形の開口部
１４ａを形成し、単位中実部１４ｂ’の形状を略円形、
略楕円形、略正方形（矩形）および角の取れた略矩形と
した構成を説明した。これに対して、開口部１４ａと単
位中実部１４ｂ’との関係をネガ−ポジ反転させてもよ
い。例えば、図１（ａ）に示した絵素電極１４の開口部
１４ａと単位中実部１４ｂとをネガ−ポジ反転したパタ
ーンを有する絵素電極１４Ｉを図１２に示す。このよう
に、ネガ−ポジ反転したパターンを有する絵素電極１４
Ｉも図１に示した絵素電極１４と実質的に同様の機能を
有する。なお、図１３（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示
す絵素電極１４Ｊおよび１４Ｋのように、開口部１４ａ
および単位中実部１４ｂ’がともに略正方形の場合に
は、ネガ−ポジ反転しても、もとのパターンと同じパタ
ーンとなるものもある。

【０１１５】図１２に示したパターンのように、図１
（ａ）に示したパターンをネガ−ポジ反転させた場合に
も、絵素電極１４のエッジ部に、回転対称性を有する単
位中実部１４ｂ'が形成されるように、開口部１４ａの
一部（約２分の１または約４分の１）を形成することが
好ましい。このようなパターンとすることによって、絵
素領域のエッジ部においても、絵素領域の中央部と同様
に、斜め電界による効果が得られ、絵素領域の全体に亘
って安定した放射状傾斜配向を実現することができる。

【０１１６】次に、図１（ａ）の絵素電極１４と、絵素
電極１４の開口部１４ａと単位中実部１４ｂ’のパター
ンをネガ−ポジ反転させたパターンを有する図１２に示
した絵素電極１４Ｉを例に、ネガ−ポジパターンのいず
れを採用すべきかを説明する。

【０１１７】ネガ−ポジいずれのパターンを採用して
も、開口部１４ａの辺の長さはどちらのパターンも同じ
である。従って、斜め電界を生成するという機能におい
ては、これらのパターンによる差はない。しかしなが
ら、単位中実部１４ｂ’の面積比率（絵素電極１４の全
面積に対する比率）は、両者の間で異なり得る。すなわ
ち、液晶層の液晶分子に作用する電界を生成する中実部
１６（実際に導電膜が存在する部分）の面積が異なり得
る。

【０１１８】開口部１４ａに形成される液晶ドメインに
印加される電圧は、中実部１４ｂに形成される液晶ドメ
インに印加される電圧はよりも低くなるので、例えば、
ノーマリブラックモードの表示を行うと、開口部１４ａ
に形成された液晶ドメインは暗くなる。すなわち、開口
部１４ａの面積比率が高くなると表示輝度が低下する傾
向になる。従って、中実部１４ｂの面積比率が高い方が
好ましい。

【０１１９】図１（ａ）のパターンと図１２のパターン
とのいずれにおいて中実部１４ｂの面積比率が高くなる
かは、単位格子のピッチ（大きさ）に依存する。

【０１２０】図１４（ａ）は、図１（ａ）に示したパタ
ーンの単位格子を示し、図１４（ｂ）は、図９に示した
パターンの単位格子（但し、開口部１４ａを中心とす
る。）を示してる。なお、図１４（ｂ）においては、図
１２における単位中実部１４ｂ’の相互に接続する役割
を果たしている部分（円形部から四方に枝部）を省略し
ている。正方単位格子の一辺の長さ（ピッチ）をｐと
し、開口部１４ａまたは単位中実部１４ｂ’と単位格子
との間隙の長さ（片側のスペース）をｓとする。

【０１２１】ピッチｐおよび片側スペースｓの値が異な
る種々の絵素電極１４を形成し、放射状傾斜配向の安定
性などを検討した。その結果、まず、図１４（ａ）に示
したパターン（以下、「ポジ型パターン」と称する。）
を有する絵素電極１４を用いて、放射状傾斜配向を得る
ために必要な斜め電界を生成するためには、片側スペー
スｓが約２．７５μｍ以上必要であることを見出した。
一方、図１４（ｂ）に示したパターン（以下、「ネガ型
パターン」と称する。）を有する絵素電極１４につい
て、放射状傾斜配向を得るための斜め電界を生成するた
めに、片側スペースｓが約２．２５μｍ以上必要である
ことを見出した。片側スペースｓをそれぞれこの下限値
として、ピッチｐの値を変化させたときの中実部１４ｂ
の面積比率を検討した。結果を表１および図１４（ｃ）
に示す。

【０１２２】〔表１〕ピッチｐ（μｍ）中実部面積比率（％）ポジ型（ａ）ネガ型（ｂ）２０４１．３５２．９２５４７．８４７．２３０５２．４４３．３３５５５．８４０．４４０５８．４３８．２４５６０．５３６．４５０６２．２３５．０表１および図１４（ｃ）から分かるように、ピッチｐが
約２５μｍ以上のときにはポジ型（図１４（ａ））パタ
ーンの方が中実部１４ｂの面積比率が高くなり、約２５
μｍよりも短くなるとネガ型（図１４（ｂ））の方が中
実部１４ｂの面積比率が大きくなる。従って、表示輝度
および配向の安定性の観点から、ピッチｐが約２５μｍ
を境にして、採用すべきパターンが変わる。例えば、幅
７５μｍの絵素電極１４の幅方向に、３個以下の単位格
子を設ける場合には、図１４（ａ）に示したポジ型パタ
ーンが好ましく、４個以上の単位格子を設ける場合に
は、図１４（ｂ）に示したネガ型パターンが好ましい。
例示したパターン以外の場合においても、中実部１４ｂ
の面積比率が大きくなるように、ポジ型またはネガ型の
何れかを選択すればよい。

【０１２３】単位格子の数は、以下のようにして求めら
れる。絵素電極１４の幅（横または縦）に対して、１つ
または２以上の整数個の単位格子が配置されるように、
単位格子のサイズを計算し、それぞれの単位格子サイズ
について中実部面積比率を計算し、中実部面積比率が最
大となる単位格子サイズを選ぶ。但し、ポジ型パターン
の場合には単位中実部１４ｂ’の直径が１５μｍ未満、
ネガ型パターンの場合には開口部１４ａの直径が１５μ
ｍ未満になると、斜め電界による配向規制力が低下し、
安定した放射状傾斜配向が得られ難くなる。なお、これ
ら直径の下限値は、液晶層３０の厚さが約３μｍの場合
であり、液晶層３０の厚さがこれよりも薄いと、単位中
実部１４ｂ’および開口部１４ａの直径は、上記の下限
値よりもさらに小さくとも安定な放射状傾斜配向が得ら
れ、液晶層３０の厚さがこれよりも厚い場合に安定な放
射状傾斜配向を得るために必要な、単位中実部１４ｂ’
および開口部１４ａの直径の下限値は、上記の下限値よ
りも大きくなる。

【０１２４】なお、後述するように、開口部１４ａの内
側に凸部を形成することによって、放射状傾斜配向の安
定性を高めることができる。上述の条件は、いずれも、
凸部を形成していない場合についてである。

【０１２５】上述した液晶表示装置１００の構成は、絵
素電極１４が開口部１４ａを有する電極であること以外
は、公知の垂直配向型液晶表示装置と同じ構成を採用す
ることができ、公知の製造方法で製造することができ
る。

【０１２６】なお、典型的には、負の誘電異方性を有す
る液晶分子を垂直配向させるために、絵素電極１４およ
び対向電極２２の液晶層３０側表面には垂直配向層（不
図示）が形成されている。

【０１２７】液晶材料としては、負の誘電異方性を有す
るネマチック液晶材料が用いられる。また、負の誘電異
方性を有するネマチック液晶材料に２色性色素添加する
ことによって、ゲスト−ホストモードの液晶表示装置を
得ることもできる。ゲスト−ホストモードの液晶表示装
置は、偏光板を必要としない。

【０１２８】図１５（ａ）および（ｂ）を参照しなが
ら、本発明による第１配向規制構造を備える他の液晶表
示装置２００の１つの絵素領域の構造を説明する。ま
た、以下の図面においては、液晶表示装置１００の構成
要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符
号で示し、その説明を省略する。図１５（ａ）は基板法
線方向から見た上面図であり、図１５（ｂ）は図１５
（ａ）中の１５Ｂ−１５Ｂ’線に沿った断面図に相当す
る。図１５（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状
態を示している。

【０１２９】図１５（ａ）および（ｂ）に示したよう
に、液晶表示装置２００は、ＴＦＴ基板２００ａが、絵
素電極１４の開口部１４ａの内側に凸部４０を有する点
において、図１（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装
置１００と異なっている。凸部４０の表面には、垂直配
向膜（不図示）が設けられている。

【０１３０】凸部４０の基板１１の面内方向の断面形状
は、図１５（ａ）に示したように、開口部１４ａの形状
と同じであり、ここでは略星形である。但し、隣接する
凸部４０は互いに繋がっており、単位中実部１４ｂ’を
略円形に完全に包囲するように形成されている。この凸
部４０の基板１１に垂直な面内方向の断面形状は、図１
５（ｂ）に示したように台形である。すなわち、基板面
に平行な頂面４０ｔと基板面に対してテーパ角θ（＜９
０°）で傾斜した側面４０ｓとを有している。凸部４０
を覆うように垂直配向膜（不図示）が形成されているの
で、凸部４０の側面４０ｓは、液晶層３０の液晶分子３
０ａに対して、斜め電界による配向規制方向と同じ方向
の配向規制力を有することになり、放射状傾斜配向を安
定化させるように作用する。

【０１３１】この凸部４０の作用を図１６（ａ）〜
（ｄ）、および図１７（ａ）および（ｂ）を参照しなが
ら説明する。

【０１３２】まず、図１６（ａ）〜（ｄ）を参照しなが
ら、液晶分子３０ａの配向と垂直配向性を有する表面の
形状との関係を説明する。

【０１３３】図１６（ａ）に示したように、水平な表面
上の液晶分子３０ａは、垂直配向性を有する表面（典型
的には、垂直配向膜の表面）の配向規制力によって、表
面に対して垂直に配向する。このように垂直配向状態に
ある液晶分子３０ａに液晶分子３０ａの軸方位に対して
垂直な等電位線ＥＱで表される電界が印加されると、液
晶分子３０ａには時計回りまたは反時計回り方向に傾斜
させるトルクが等しい確率で作用する。従って、互いに
対向する平行平板型配置の電極間にある液晶層３０内に
は、時計回り方向のトルクを受ける液晶分子３０ａと、
反時計回りに方向のトルクを受ける液晶分子３０ａとが
混在する。その結果、液晶層３０に印加された電圧に応
じた配向状態への変化がスムーズに起こらないことがあ
る。

【０１３４】図１６（ｂ）に示したように、傾斜した表
面に対して垂直に配向している液晶分子３０ａに対し
て、水平な等電位線ＥＱで表される電界が印加される
と、液晶分子３０ａは、等電位線ＥＱと平行になるため
の傾斜量が少ない方向（図示の例では時計回り）に傾斜
する。また、水平な表面に対して垂直に配向している液
晶分子３０ａは、図１６（ｃ）に示したように、傾斜し
た表面に対して垂直に配向している液晶分子３０ａと配
向が連続となるように（整合するように）、傾斜した表
面上に位置する液晶分子３０ａと同じ方向（時計回り）
に傾斜する。

【０１３５】図１６（ｄ）に示したように、断面が台形
の連続した凹凸状の表面に対しては、それぞれの傾斜し
た表面上の液晶分子３０ａによって規制される配向方向
と整合するように、頂面および底面上の液晶分子３０ａ
が配向する。

【０１３６】液晶表示装置２００は、このような表面の
形状（凸部）による配向規制力の方向と、斜め電界によ
る配向規制方向とを一致させることによって、放射状傾
斜配向を安定化させる。

【０１３７】図１７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図
１５（ｂ）に示した液晶層３０に電圧を印加した状態を
示しており、図１７（ａ）は、液晶層３０に印加された
電圧に応じて、液晶分子３０ａの配向が変化し始めた状
態（ＯＮ初期状態）を模式的に示しており、図１７
（ｂ）は、印加された電圧に応じて変化した液晶分子３
０ａの配向が定常状態に達した状態を模式的に示してい
る。図１７（ａ）および（ｂ）中の曲線ＥＱは等電位線
ＥＱを示す。

【０１３８】絵素電極１４と対向電極２２とが同電位の
とき（液晶層３０に電圧が印加されていない状態）に
は、図１５（ｂ）に示したように、絵素領域内の液晶分
子３０ａは、両基板１１および２１の表面に対して垂直
に配向している。このとき、凸部４０の側面４０ｓの垂
直配向膜（不図示）に接する液晶分子３０ａは、側面４
０ｓに対して垂直に配向し、側面４０ｓの近傍の液晶分
子３０ａは、周辺の液晶分子３０ａとの相互作用（弾性
体として性質）によって、図示したように、傾斜した配
向をとる。

【０１３９】液晶層３０に電圧を印加すると、図１７
（ａ）に示した等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成
される。この等電位線ＥＱは、絵素電極１４の中実部１
４ｂと対向電極２２との間に位置する液晶層３０内で
は、中実部１４ｂおよび対向電極２２の表面に対して平
行であり、絵素電極１４の開口部１４ａに対応する領域
で落ち込み、開口部１４ａのエッジ部（開口部１４ａの
境界（外延）を含む開口部１４ａの内側周辺）ＥＧ上の
液晶層３０内には、傾斜した等電位線ＥＱで表される斜
め電界が形成される。

【０１４０】この斜め電界によって、上述したように、
エッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａは、図１７（ａ）中に
矢印で示したように、図中の右側エッジ部ＥＧでは時計
回り方向に、図中の左側エッジ部ＥＧでは反時計回り方
向に、それぞれ傾斜（回転）し、等電位線ＥＱに平行に
配向する。この斜め電界による配向規制方向は、それぞ
れのエッジ部ＥＧに位置する側面４０ｓによる配向規制
方向と同じである。

【０１４１】上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上
に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進
み、定常状態に達すると、図１７（ｂ）に模式的に示し
た配向状態となる。開口部１４ａの中央付近、すなわ
ち、凸部４０の頂面４０ｔの中央付近に位置する液晶分
子３０ａは、開口部１４ａの互いに対向する両側のエッ
ジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響をほぼ同等に受
けるので、等電位線ＥＱに対して垂直な配向状態を保
ち、開口部１４ａ（凸部４０の頂面４０ｔ）の中央から
離れた領域の液晶分子３０ａは、それぞれ近い方のエッ
ジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向の影響を受けて傾斜
し、開口部１４ａ（凸部４０の頂面４０ｔ）の中心ＳＡ
に関して対称な傾斜配向を形成する。また、開口部１４
ａおよび凸部４０によって実質的に包囲された単位中実
部１４ｂ’に対応する領域においても、単位中実部１４
ｂ’の中心ＳＡに関して対称な傾斜配向を形成する。

【０１４２】このように、液晶表示装置２００において
も、液晶表示装置１００と同様に、放射状傾斜配向を有
する液晶ドメインが開口部１４ａおよび単位中実部１４
ｂ’に対応して形成される。凸部４０は単位中実部１４
ｂ’を略円形に完全に包囲するように形成されているの
で、液晶ドメインは凸部４０で包囲された略円形の領域
に対応して形成される。さらに、開口部１４ａの内側に
設けられた凸部４０の側面は、開口部１４ａのエッジ部
ＥＧ付近の液晶分子３０ａを、斜め電界による配向方向
と同じ方向に傾斜させるように作用するので、放射状傾
斜配向を安定化させる。

【０１４３】斜め電界の配向規制力は、当然のことなが
ら、電圧印加時にしか作用せず、その強さは電界の強さ
（印加電圧の大きさ）に依存する。したがって、電界強
度が弱い（すなわち、印加電圧が低い）と、斜め電界に
よる配向規制力は弱く、液晶パネルに応力が加わると、
液晶材料の流動によって放射状傾斜配向が崩れることが
ある。一旦、放射状傾斜配向が崩れると、十分に強い配
向規制力を発揮する斜め電界を生成するだけの電圧が印
加されないと、放射状傾斜配向は復元されない。これに
対し、凸部４０の側面４０ｓによる配向規制力は、印加
電圧に関係なく作用し、配向膜のアンカリング効果とし
て知られているように、非常に強い。従って、液晶材料
の流動が生じて、一旦放射状傾斜配向が崩れても、凸部
４０の側面４０ｓの近傍の液晶分子３０ａは放射状傾斜
配向のときと同じ配向方向を維持している。従って、液
晶材料の流動が止まりさえすれば、放射状傾斜配向が容
易に復元される。

【０１４４】この様に、液晶表示装置２００は、液晶表
示装置１００が有する特徴に加え、応力に対して強いと
いう特徴を有している。従って、液晶表示装置２００
は、応力が印加されやすい、携帯して使用される機会の
多いＰＣやＰＤＡに好適に用いられる。

【０１４５】なお、凸部４０を透明性の高い誘電体を用
いて形成すると、開口部１４ａに対応して形成される液
晶ドメインの表示への寄与率が向上するという利点が得
られる。一方、凸部４０を不透明な誘電体を用いて形成
すると、凸部４０の側面３４０ｓによって傾斜配向して
いる液晶分子３０ａのリタデーションに起因する光漏れ
を防止できるという利点が得られる。いずれを採用する
かは、液晶表示装置の用途などに応じて決めればよい。
いずれの場合にも、感光性樹脂を用いると、開口部１４
ａに対応してパターニングする工程を簡略化できる利点
がある。

【０１４６】上述したように、液晶表示装置２００は、
絵素電極１４の開口部１４ａの内側に凸部４０を有し、
凸部４０の側面４０ｓは、液晶層３０の液晶分子３０ａ
に対して、斜め電界による配向規制方向と同じ方向の配
向規制力を有する。側面４０ｓが斜め電界による配向規
制方向と同じ方向の配向規制力を有するための好ましい
条件を図１８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。

【０１４７】図１８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ液晶表
示装置２００Ａ、２００Ｂおよび２００Ｃの断面図を模
式的に示し、図１７（ａ）に対応する。液晶表示装置２
００Ａ、２００Ｂおよび２００Ｃは、いずれも開口部４
０の内側に凸部を有するが、１つの構造体としての凸部
４０全体と開口部４０との配置関係が液晶表示装置２０
０と異なっている。

【０１４８】上述した液晶表示装置２００においては、
図１７（ａ）に示したように、構造体としての凸部４０
の全体が開口部４０ａの内側に形成されており、且つ、
凸部４０の底面は開口部４０ａよりも小さい。図１８
（ａ）に示した液晶表示装置２００Ａにおいては、凸部
４０Ａの底面は開口部１４ａと一致しており、図１８
（ｂ）に示した液晶表示装置２００Ｂにおいては、凸部
４０Ｂは開口部１４ａよりも大きい底面を有し、開口部
１４ａの周辺の中実部（導電膜）１４ｂを覆うように形
成されている。これらの凸部４０、４０Ａおよび４０Ｂ
のいずれの側面４０ｓ上にも中実部１４ｂが形成されて
いない。その結果、それぞれの図に示したように、等電
位線ＥＱは、中実部１４ｂ上ではほぼ平坦で、そのまま
開口部１４ａで落ち込む。従って、液晶表示装置２００
Ａおよび２００Ｂの凸部４０Ａおよび４０Ｂの側面４０
ｓは、上述した液晶表示装置２００の凸部４０と同様
に、斜め電界による配向規制力と同じ方向の配向規制力
を発揮し、放射状傾斜配向を安定化する。

【０１４９】これに対し、図１８（ｃ）に示した液晶表
示装置２００Ｃの凸部４０Ｃの底面は開口部１４ａより
も大きく、開口部１４ａの周辺の中実部１４ｂは凸部４
０Ｃの側面４０ｓ上に形成されている。この側面４０ｓ
上に形成された中実部１４ｂの影響で、等電位線ＥＱに
山が形成される。等電位線ＥＱの山は、開口部１４ａで
落ち込む等電位線ＥＱと反対の傾きを有しており、これ
は、液晶分子３０ａを放射状傾斜配向させる斜め電界と
は逆向きの斜め電界を生成していることを示している。
従って、側面４０ｓが斜め電界による配向規制方向と同
じ方向の配向規制力を有するためには、側面４０ｓ上に
中実部（導電膜）１４ｂが形成されていないことが好ま
しい。

【０１５０】次に、図１９を参照しながら、図１５
（ａ）に示した凸部４０の１９Ａ−１９Ａ’線に沿った
断面構造を説明する。

【０１５１】上述したように、図１５（ａ）に示した凸
部４０は、単位中実部１４ｂ’を略円形に完全に包囲す
るように形成されているので、隣接する単位中実部１４
ｂ’の相互に接続する役割を果たしている部分（円形部
から四方に枝部）は、図１９に示したように、凸部４０
上に形成される。従って、絵素電極１４の中実部１４ｂ
を形成する導電膜を堆積する工程において、凸部４０上
で断線が生じたり、あるいは、製造プロセスの後工程で
剥離が生じる危険性が高い。

【０１５２】そこで、図２０（ａ）および（ｂ）に示す
液晶表示装置２００Ｄのように、開口部１４ａ内に、そ
れぞれ独立した凸部４０Ｄが完全に含まれるように形成
すると、中実部１４ｂを形成する導電膜は、基板１１の
平坦な表面に形成されるので断線や剥離が起こる危険性
が無くなる。なお、凸部４０Ｄは、単位中実部１４ｂ’
を略円形に完全に包囲するようには形成されていない
が、単位中実部１４ｂ’に対応した略円形の液晶ドメイ
ンが形成され、先の例と同様に、その放射状傾斜配向は
安定化される。

【０１５３】開口部１４ａ内に凸部４０を形成すること
によって、放射状傾斜配向を安定化させる効果は、例示
したパターンの開口部１４ａに限られず、先に説明した
全てのパターンの開口部１４ａに対して同様に適用で
き、同様の効果を得ることができる。なお、凸部４０に
よる応力に対する配向安定化効果を十分に発揮させるた
めには、凸部４０のパターン（基板法線方向から見たと
きにパターン）は、できるだけ広い領域の液晶層３０を
包囲する形状であることが好ましい。従って、例えば、
円形の開口部１４ａを有するネガ型パターンよりも、円
形の単位中実部１４ｂ’を有するポジ型パターンの方
が、凸部４０による配向安定化効果が大きい。

【０１５４】後述する第２配向規制構造を設けずに、凸
部４０によって、液晶パネルに応力が印加されても応力
による残像が視認されない程度に十分な配向規制力を得
るためには、凸部４０の高さは、液晶層３０の厚さが約
３μｍの場合、約０．５μｍ〜約２μｍの範囲にあるこ
とが好ましい。一般に、凸部４０の高さは、液晶層３０
の厚さの約１／６〜約２／３の範囲内にあることが好ま
しい。しかしながら、凸部４０の側面の配向規制力によ
って配向が規制される液晶分子は電圧に対して応答し難
い（電圧によるリタデーションの変化が小さい）ので、
表示のコントラスト比を低下させる要因となる。従っ
て、凸部４０の大きさ、高さや数は、表示品位を低下さ
せないように設定することが好ましい。

【０１５５】上述した一対の電極のうちの一方に開口部
を設けた電極構造では、開口部に対応する領域の液晶層
に十分な電圧が印加されず、十分なリタデーション変化
が得られないために、光の利用効率が低下するという問
題が発生することがある。そこで、開口部を設けた電極
（上層電極）の液晶層とは反対側に誘電体層を設け、こ
の誘電体層を介して電極の開口部の少なくとも一部に対
向するさらなる電極（下層電極）を設ける（２層構造電
極）ことによって、開口部に対応する液晶層に十分な電
圧を印加することができ、光の利用効率や応答特性を向
上することができる。

【０１５６】図２１に、下層電極１２と、上層電極１４
と、これらの間に設けられた誘電体層１３とを有する絵
素電極（２層構造電極）１５を備える液晶表示装置３０
０の一絵素領域の断面構造を模式的に示す。絵素電極１
５の上層電極１４は、上述した絵素電極１４と実質的に
等価で、上述した種々の形状、配置の開口部および中実
部を有する。以下では、２層構造を有する絵素電極１５
の機能を説明する。

【０１５７】液晶表示装置３００の絵素電極１５は、複
数の開口部１４ａ（１４ａ１および１４ａ２を含む）を
有する。図２１（ａ）は、電圧が印加されていない液晶
層３０内の液晶分子３０ａの配向状態（ＯＦＦ状態）を
模式的に示している。図２１（ｂ）は、液晶層３０に印
加された電圧に応じて、液晶分子３０ａの配向が変化し
始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示している。図
２１（ｃ）は、印加された電圧に応じて変化した液晶分
子３０ａの配向が定常状態に達した状態を模式的に示し
ている。なお、図２１では、開口部１４ａ１および１４
ａ２に誘電体層１３を介して対向するように設けられた
下層電極１２は、開口部１４ａ１および１４ａ２のそれ
ぞれと重なり、且つ、開口部１４ａ１および１４ａ２と
の間の領域（上層電極１４が存在する領域）にも存在す
るように形成された例を示したが、下層電極１２の配置
はこれに限られず、開口部１４ａ１および１４ａ２のそ
れぞれに対して、下層電極１２の面積＝開口部１４ａの
面積、または、下層電極１２の面積＜開口部１４ａの面
積としてもよい。すなわち、下層電極１２は、誘電体層
１３を介して開口部１４ａの少なくとも一部と対向する
ように設けられていればよい。但し、下層電極１２が開
口部１４ａ内に形成された構成においては、基板１１の
法線方向から見た平面内に、下層電極１２および上層電
極１４のいずれもが存在しない領域（隙間領域）が存在
し、この隙間領域に対向する領域の液晶層３０に十分な
電圧が印加されないことがあるので、液晶層３０の配向
を安定化するように、この隙間領域の幅を十分に狭くす
ることが好ましく、典型的には、約４μｍを越えないこ
とが好ましい。また、誘電体層１３を介して上層電極１
４の導電層が存在する領域と対向する位置に形成された
下層電極１２は、液晶層３０に印加される電界に実質的
に影響しないので、特にパターニングする必要はない
が、パターニングしてもよい。

【０１５８】図２１（ａ）に示したように、絵素電極１
５と対向電極２２が同電位のとき（液晶層３０に電圧が
印加されていない状態）には、絵素領域内の液晶分子３
０ａは、両基板１１および２１の表面に対して垂直に配
向している。ここでは、簡単のために、絵素電極１５の
上層電極１４と下層電極１２の電位は互いに等しいとす
る。

【０１５９】液晶層３０に電圧を印加すると、図２１
（ｂ）に示した等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成
される。絵素電極１５の上層電極１４と対向電極２２と
の間に位置する液晶層３０内には、上層電極１４および
対向電極２２の表面に対して平行な等電位線ＥＱで表さ
れる、均一な電位勾配が形成される。上層電極１４の開
口部１４ａ１および１４ａ２の上に位置する液晶層３０
には、下層電極１２と対向電極２２との電位差に応じた
電位勾配が形成される。このとき、液晶層３０内に形成
される電位勾配が、誘電体層１３による電圧降下の影響
を受けるので、液晶層３０内に形成される等電位線ＥＱ
は、開口部１４ａ１および１４ａ２に対応する領域で落
ち込む（等電位線ＥＱに複数の「谷」が形成される）。
誘電体層１３を介して開口部１４ａ１および１４ａ２に
対向する領域に下層電極１２が形成されているので、開
口部１４ａ１および１４ａ２のそれぞれの中央付近上に
位置する液晶層３０内にも、上層電極１４および対向電
極２２の面に対して平行な等電位線ＥＱで表される電位
勾配が形成される（等電位線ＥＱの「谷の底」）。開口
部１４ａ１および１４ａ２のエッジ部（開口部の境界
（外延）を含む開口部の内側周辺）ＥＧ上の液晶層３０
内には、傾斜した等電位線ＥＱで表される斜め電界が形
成される。

【０１６０】図２１（ｂ）と図２（ａ）との比較から明
らかなように、液晶表示装置３００は下層電極１２を有
するので、開口部１４ａに対応する領域に形成される液
晶ドメインの液晶分子にも十分な大きさの電界を作用さ
せることができる。

【０１６１】負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａに
は、液晶分子３０ａの軸方位を等電位線ＥＱに対して平
行に配向させようとするトルクが作用する。従って、エ
ッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａは、図２１（ｂ）中に矢
印で示したように、図中の右側エッジ部ＥＧでは時計回
り方向に、図中の左側エッジ部ＥＧでは反時計回り方向
に、それぞれ傾斜（回転）し、等電位線ＥＱに平行に配
向する。

【０１６２】図２１（ｂ）に示したように、液晶表示装
置３００の開口部１４ａ１および１４ａ２のエッジ部Ｅ
Ｇにおいて、液晶分子３０ａの軸方位に対して傾斜した
等電位線ＥＱで表される電界（斜め電界）が発生する
と、図３（ｂ）に示したように、液晶分子３０ａは、等
電位線ＥＱと平行になるための傾斜量が少ない方向（図
示の例では反時計回り）に傾斜する。また、液晶分子３
０ａの軸方位に対して垂直方向の等電位線ＥＱで表され
る電界が発生する領域に位置する液晶分子３０ａは、図
３（ｃ）に示したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位
置する液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合
するように）、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶
分子３０ａと同じ方向に傾斜する。

【０１６３】上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上
に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進
み、定常状態に達すると、図２１（ｃ）に模式的に示し
たように、開口部１４ａ１および１４ａ２のそれぞれの
中心ＳＡに関して対称な傾斜配向（放射状傾斜配向）を
形成する。また、隣接する２つの開口部１４ａ１および
１４ａ２との間に位置する上層電極１４の領域上の液晶
分子３０ａも、開口部１４ａ１および１４ａ２のエッジ
部の液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合す
るように）、傾斜配向する。開口部１４ａ１および１４
ａ２のエッジの中央に位置する部分上の液晶分子３０ａ
は、それぞれのエッジ部の液晶分子３０ａの影響を同程
度に受けるので、開口部１４ａ１および１４ａ２の中央
部に位置する液晶分子３０ａと同様に、垂直配向状態を
維持する。その結果、隣接する２つの開口部１４ａ１と
１４ａ２との間に上層電極１４上の液晶層も放射状傾斜
配向状態となる。但し、開口部１４ａ１および１４ａ２
内の液晶層の放射状傾斜配向と開口部１４ａ１と１４ａ
２との間の液晶層の放射状傾斜方向とでは、液晶分子の
傾斜方向が異なる。図２１（ｃ）に示した、それぞれの
放射状傾斜配向している領域の中央に位置する液晶分子
３０ａ付近の配向に注目すると、開口部１４ａ１およｂ
１４ａ２内では、対向電極に向かって広がるコーンを形
成するように液晶分子３０ａが傾斜しているのに対し、
開口部間では、上層電極１４に向かって広がるコーンを
形成するように液晶分子３０が傾斜している。なお、い
ずれの放射状傾斜配向もエッジ部の液晶分子３０ａの傾
斜配向と整合するように形成されているので、２つの放
射状傾斜配向は互いに連続している。

【０１６４】上述したように、液晶層３０に電圧を印加
すると、上層電極１４に設けた複数の開口部１４ａ１お
よび１４ａ２それぞれのエッジ部ＥＧ上の液晶分子３０
ａから傾斜し始め、その後周辺領域の液晶分子３０ａが
エッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａの傾斜配向と整合する
ように傾斜することによって、放射状傾斜配向が形成さ
れる。従って、１つの絵素領域内に形成する開口部１４
ａの数が多いほど、電界に応答して最初に傾斜し始める
液晶分子３０ａの数が多くなるので、絵素領域全体に亘
って放射状傾斜配向が形成されるのに要する時間が短く
なる。すなわち、絵素領域毎に絵素電極１５に形成する
開口部１４ａの数を増やすことによって、液晶表示装置
の応答速度を改善することができる。また、絵素電極１
５を上層電極１４と下層電極１２とを有する２層構造電
極とすることによって、開口部１４ａに対応する領域の
液晶分子にも十分な電界を作用させることができるの
で、液晶表示装置の応答特性が向上する。

【０１６５】絵素電極１５の上層電極１４と下層電極１
２との間に設けられた誘電体層１３が、上層電極１４の
開口部１４ａ内に穴（孔）または凹部を有する構成とし
てもよい。すなわち、２層構造の絵素電極１５は、上層
電極１４の開口部１４ａ内に位置する誘電体層１３の全
部が除去された（穴が形成された）構造または一部が除
去された（凹部が形成された）構造を有してもよい。

【０１６６】まず、図２２を参照しながら、誘電体層１
３に穴が形成された絵素電極１４を備える液晶表示装置
４００の構造と動作を説明する。以下では、簡単さのた
めに、上層電極１４に形成された１つの開口部１４ａに
対して説明する。

【０１６７】液晶表示装置４００は、絵素電極１５の上
層電極１４が開口部１４ａを有するとともに、下層電極
１２と上層電極１４との間に設けられている誘電体層１
３が、上層電極１４が有する開口部１４ａに対応して形
成された開口部１３ａを有している開口部１３ａ内に下
層電極１２が露出されている。誘電体層１３の開口部１
３の側壁は、一般にテーパ状に形成されている。液晶表
示装置４００は、誘電体層１３が開口部１３ａを有して
いることを除いて、液晶表示装置３００と実質的に同じ
構造を有しており、２層構造の絵素電極１５は、実質的
に液晶表示装置３００の絵素電極１５と同じように作用
し、電圧印加時に液晶層３０に放射状傾斜配向状態をと
る液晶ドメインを形成する。

【０１６８】液晶表示装置４００の動作を図２２（ａ）
〜（ｃ）を参照しながら説明する。図２２（ａ）〜
（ｃ）は、実施形態１の液晶表示装置１００についての
図１（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。

【０１６９】図２２（ａ）に示したように、電圧無印加
時（ＯＦＦ状態）には、絵素領域内の液晶分子３０ａ
は、両基板１１および２１の表面に対して垂直に配向し
ている。ここでは、簡単さのために、開口部１３ａの側
壁による配向規制力は無視して説明する。

【０１７０】液晶層３０に電圧を印加すると、図２２
（ｂ）に示した等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成
される。等電位線ＥＱが上層電極１４の開口部１４ａに
対応する領域でが落ち込んでいる（「谷」が形成されて
いる。）ことから分かるように、液晶表示装置４００の
液晶層３０にも図２１（ｂ）に示した電位勾配と同様
に、傾斜電界が形成されている。しかしながら、絵素電
極１５の誘電体層１３が、上層電極１４の開口部１４ａ
に対応する領域に開口部１３ａを有するので、開口部１
４ａ内（開口部１３ａ内）に対応する領域の液晶層３０
に印加される電圧は、下層電極１２と対向電極２２との
電位差そのものであり、誘電体層１３による電圧降下
（容量分割）が発生しない。すなわち、上層電極１４と
対向電極２２との間に図示した７本の等電位線ＥＱは、
液晶層３０全体に亘って７本であり（図２１（ｂ）で
は、５本の等電位線ＥＱのうちの１本が誘電体層１３中
に侵入しているのに対し）、絵素領域全体に亘って一定
の電圧が印加される。

【０１７１】このように、誘電体層１３に開口部１３ａ
を形成することによって、開口部１３ａに対応する液晶
層３０にも、その他の領域に対応する液晶層３０と同じ
電圧を印加することできる。しかしながら、電圧が印加
される液晶層３０の厚さが絵素領域内の場所によって異
なるので、電圧印加時のリタデーションの変化が場所に
よって異なり、その程度が著しく大きいと、表示品位が
低下するという問題が発生する。

【０１７２】図２２に示した構成においては、上層電極
（開口部１４ａ以外の中実部）１４上の液晶層３０の厚
さｄ１と、開口部１４ａ（および穴１３ａ）内に位置す
る下層電極１２上の液晶層３０の厚さｄ２とは、誘電体
層１３の厚さ分だけ異なる。厚さｄ１の液晶層３０と厚
さｄ２の液晶層３０とを同じ電圧範囲で駆動すると、液
晶層３０の配向変化に伴うリタデーションの変化量は、
それぞれの液晶層３０の厚さの影響を受けて互いに異な
る。印加電圧と液晶層３０のリタデーション量との関係
が場所によって著しく異なると、表示品位を重視した設
計においては透過率が犠牲になり、透過率を重視すると
白表示の色温度がシフトし表示品位が犠牲になるという
問題が発生する。したがって、液晶表示装置４００を透
過型液晶表示装置として用いる場合には、誘電体層１３
の厚さは薄い方が良い。

【０１７３】次に、絵素電極の誘電体層が凹部を有する
液晶表示装置５００の一絵素領域の断面構造を図２３に
示す。

【０１７４】液晶表示装置５００の絵素電極１５を構成
する誘電体層１３は、上層電極１４の開口部１４ａに対
応する凹部１３ｂを有している。その他の構造は、図２
２に示した液晶表示装置４００と実質的に同じ構造を有
している。

【０１７５】液晶表示装置５００においては、絵素電極
１５が有する上層電極１４の開口部１４ａ内に位置する
誘電体層１３は完全に除去されていないので、開口部１
４ａ内に位置する液晶層３０の厚さｄ３は、液晶表示装
置４００における開口部１４ａ内に位置する液晶層３０
の厚さｄ２よりも、凹部１３ｂ内の誘電体層１３の厚さ
分だけ薄い。また、開口部１４ａ内に位置する液晶層３
０に印加される電圧は、凹部１３ｂ内の誘電体層１３に
よる電圧降下（容量分割）を受けるので、上層電極（開
口部１４ａを除く領域）１４上の液晶層３０に印加され
る電圧よりも低くなる。したがって、凹部１３ｂ内の誘
電体層１３の厚さを調整することによって、液晶層３０
の厚さの違いに起因するリタデーション量の違いと、液
晶層３０に印加される電圧の場所による違い（開口部１
４ａ内の液晶層に印加される電圧の低下量）との関係を
制御し、印加電圧とリタデーションとの関係が絵素領域
内の場所に依存しないようにすることができる。より厳
密には、液晶層の複屈折率、液晶層の厚さ、誘電体層の
誘電率および誘電体層の厚さ、誘電体層の凹部の厚さ
（凹部の深さ）を調整することによって、印加電圧とリ
タデーションとの関係を絵素領域内の場所で均一にする
ことができ、高品位な表示が可能となる。特に、表面が
平坦な誘電体層を有する透過型表示装置と比較し、上層
電極１４の開口部１４ａに対応する領域の液晶層３０に
印加される電圧の低下による透過率の減少（光の利用効
率の低下）が抑制される利点がある。

【０１７６】上述の説明は、絵素電極１５を構成する上
層電極１４と下層電極１２とに同じ電圧を供給した場合
について説明したが、下層電極１２と上層電極１４とに
異なる電圧を印加する構成とすれば、表示むらの無い表
示が可能な液晶表示装置の構成のバリエーションを増や
すことができる。例えば、上層電極１４の開口部１４ａ
内に誘電体層１３を有する構成においては、上層電極１
４に印加する電圧よりも、誘電体層１３による電圧降下
分だけ高い電圧を下層電極１２に印加することによっ
て、液晶層３０に印加される電圧が絵素領域内の場所に
よって異なることを防止することができる。

【０１７７】２層構造の絵素電極１５を有する液晶表示
装置は、透過型や反射型だけでなく、透過反射両用型の
液晶表示装置（例えば、特開平１１−１０１９９２号公
報参照）を構成することができる。

【０１７８】透過反射両用型液晶表示装置（以下、「両
用型液晶表示装置」と略す）は、絵素領域内に、透過モ
ードで表示を行う透過領域Ｔと、反射モードで表示を行
う反射領域Ｒとを有する液晶表示装置を指す（図２１
（ａ）参照）。透過領域Ｔおよび反射領域Ｒは、典型的
には、透明電極および反射電極によって規定される。反
射電極に代えて、反射層と透明電極との組み合わせた構
造によって、反射領域を規定することもできる。

【０１７９】この両用型液晶表示装置は、反射モードと
透過モードとを切り替えて表示すること、または同時に
両方の表示モードで表示することもできる。したがっ
て、例えば、周囲光が明るい環境下では反射モードの表
示を、暗い環境では透過モードの表示を実現することが
できる。また、両方のモードの表示を同時に行うと、透
過モードの液晶表示装置を周囲光が明るい環境下（蛍光
灯の光や太陽光が直接特定の角度で表示面に入射する状
態）で使用したときに見られるコントラスト比の低下を
抑制することができる。このように、透過型液晶表示装
置の欠点を補うことができる。なお、透過領域Ｔと反射
領域Ｒとの面積の比率は、液晶表示装置の用途に応じて
適宜設定され得る。また、専ら透過型として用いる液晶
表示装置においては、反射モードでの表示ができない程
度にまで反射領域の面積比率を小さくしても、上述した
透過型液晶表示装置の欠点を補うことができる。

【０１８０】図２１（ａ）に示したように、例えば、液
晶表示装置３００の上層電極１４を反射電極とし、下層
電極１２を透明電極とすることによって、両用型液晶表
示装置を得ることができる。両用型液晶表示装置は、こ
の例に限られず、上述した液晶表示装置において、上層
電極１４および下層電極１２の内のいずれか一方を透明
導電層とし、他方を反射導電層とすることによって得ら
れる。但し、反射モードと透過モードの表示の電圧−透
過率特性を互いに整合させるためには、反射領域Ｒの液
晶層３０の厚さ（例えば図２２（ａ）のｄ１）が、透過
領域Ｔの液晶層３０の厚さ（例えば図２２（ｂ）のｄ
２）の約半分となるように構成することが好ましい。勿
論、液晶層の厚さを調整する代わりに、上層電極１４に
印加する電圧と、下層電極１２に印加する電圧とを調整
してもよい。

【０１８１】（第２配向規制構造）次に、第２配向規制
構造の具体的な構造と作用を説明する。これまでの説明
にそって、第１配向規制構造がＴＦＴ基板に設けられ、
第２配向規制構造が対向基板に設けられている場合につ
いて説明する。本発明による液晶表示装置は、液晶分子
を基板面に対して垂直配向させるための構成（例えば一
対の基板の液晶層側に設けられた垂直配向膜）に加え、
上述したような液晶分子を放射状傾斜配向させるための
第１配向規制構造と、後述するように第１配向規制構造
と協同的に液晶分子を放射状傾斜配向させる（放射状傾
斜配向状態を安定化させる）ための第２配向規制構造と
を有している。

【０１８２】図２４（ａ）〜（ｅ）に、第２配向規制構
造２８を有する対向基板６００ｂを模式的に示す。上述
の液晶表示装置と実質的に同じ構成要素には共通の参照
符号を付して、その説明をここでは省略する。

【０１８３】図２４（ａ）〜（ｅ）に示した第２配向規
制構造２８は、液晶層３０の液晶分子３０ａを放射状傾
斜配向させるように作用する。但し、図２４（ａ）〜
（ｄ）に示した配向規制構造２８と図２４（ｅ）に示し
た配向規制構造２８とでは、液晶分子３０ａを傾斜させ
る方向が異なっている。

【０１８４】図２４（ａ）〜（ｄ）に示した第２配向規
制構造２８による液晶分子の傾斜方向は、第１配向規制
構造によって絵素電極１４の単位中実部１４ｂ’（例え
ば図１参照）に対応する領域に形成される液晶ドメイン
の放射状傾斜配向の配向方向と整合する。これに対し、
図２４（ｅ）に示した第２配向規制構造２８による液晶
分子の傾斜方向は、第１配向規制構造によって絵素電極
１４の開口部１４ａ（例えば図１参照）に対応する領域
に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の配向方向
と整合する。

【０１８５】図２４（ａ）に示した第２配向規制構造２
８は、対向電極２２の開口部２２ａと、開口部２２ａに
対向する絵素電極（または上層電極：ここでは不図示、
例えば図１（ａ）参照）１４の中実部１４ｂによって構
成されている。なお、対向基板６００ｂの液晶層３０側
の表面には垂直配向膜（不図示）が設けられている。

【０１８６】この第２配向規制構造２８は、上述の第１
配向規制構造と同様に、電圧印加時にのみ配向規制力を
発現する。第２配向規制構造２８は、第１配向規制構造
によって形成される放射状傾斜配向をとる液晶ドメイン
内の液晶分子に対して配向規制力を作用すればよいの
で、開口部２２ａの大きさは、絵素電極１４に設けられ
る開口部１４ａよりも小さく、また、開口部１４ａによ
って包囲される単位中実部１４ｂ’（例えば図１（ａ）
参照）よりも小さい。例えば、開口部１４ａや単位中実
部１４ｂ’の面積の半分以下で十分な効果を得ることが
できる。対向電極２２の開口部２２ａを絵素電極１４の
単位中実部１４ｂ’の中央部に対向する位置に設けるこ
とによって、液晶分子の配向の連続性が高くなり、且
つ、放射状傾斜配向の中心軸の位置を固定することがで
きる。

【０１８７】このように、第２配向規制構造として、電
圧印加時にのみ配向規制力を発現する構造を採用する
と、電圧無印加状態において液晶層３０のほとんど全て
の液晶分子３０ａが垂直配向状態をとるので、ノーマリ
ブラックモードを採用した場合に、黒表示状態において
光漏れがほとんど発生せず、良好なコントラスト比の表
示を実現できる。

【０１８８】但し、電圧無印加状態に配向規制力が発生
しないので放射状傾斜配向が形成されず、また、印加電
圧が低いときには配向規制力が小さいので、あまり大き
な応力が液晶パネルに印加されると、残像が視認される
ことがある。

【０１８９】図２４（ｂ）〜（ｄ）に示した第２配向規
制構造２８は、電圧の印加無印加に関わらず、配向規制
力を発現するので、全ての表示階調において安定した放
射状傾斜配向が得られ、応力に対する耐性にも優れてい
る。

【０１９０】まず、図２４（ｂ）に示した第２配向規制
構造２８は、対向電極２２上に液晶層３０側に突き出た
凸部２２ｂを有する。凸部２２ｂを形成する材料に特に
制限はないが、樹脂などの誘電体材料を用いて容易に形
成することができる。なお、対向基板６００ｂの液晶層
３０側の表面には垂直配向膜（不図示）が設けられてい
る。凸部２２ｂは、その表面（垂直配向性を有する）の
形状効果によって、液晶分子３０ａを放射状に傾斜配向
させる。また、熱によって変形する樹脂材料を用いる
と、パターニングの後の熱処理によって、図２４（ｂ）
に示したような、なだらかな丘上の断面形状を有する凸
部２２ｂを容易に形成できるので好ましい。図示したよ
うに、頂点を有するなだらかな断面形状（例えば球の一
部）を有する凸部２２ｂや円錐状の形状を有する凸部
は、放射状傾斜配向の中心位置を固定する効果に優れて
いる。

【０１９１】図２４（ｃ）に示した第２配向規制構造２
８は、対向電極２２の下（基板２１側）に形成された誘
電体層２３に設けられた開口部（凹部でもよい）２３ａ
内の液晶層３０側の水平配向性表面によって構成されて
いる。ここでは、対向基板６００ｂの液晶層３０側に形
成される垂直配向膜２４を、開口部２３ａ内にだけ形成
しないことで、開口部２３ａ内の表面を水平配向性表面
としている。これに代えて、図２４（ｄ）に示したよう
に、開口部２３ａ内にだけ、水平配向膜２５を形成して
もよい。

【０１９２】図２４（ｄ）に示した水平配向膜は、例え
ば、一旦対向基板６００ｂの全面に垂直配向膜２４を形
成し、開口部２３ａ内に存在する垂直配向膜２４に選択
的に紫外線を照射するなどして、垂直配向性を低下させ
ることよって形成してもよい。第２配向規制構造２８を
構成するために必要な水平配向性は、ＴＮ型液晶表示装
置に用いられている配向膜のようにプレチルト角が小さ
い必要はなく、例えば、プレチルト角が４５°以下であ
ればよい。

【０１９３】図２４（ｃ）および（ｄ）に示したよう
に、開口部２３ａ内の水平配向性表面上では、液晶分子
３０ａが基板面に対して水平に配向しようとするので、
周囲の垂直配向膜２４上の垂直配向している液晶分子３
０ａの配向と連続性を保つような配向が形成され、図示
したような放射状傾斜配向が得られる。

【０１９４】対向電極２２の表面に凹部（誘電体層２３
の開口部によって形成される）を設けずに、対向電極２
２の平坦な表面上に、水平配向性表面（電極の表面また
は水平配向膜など）を選択的に設けるだけでも放射状傾
斜配向が得られるが、凹部の形状効果によって、放射状
傾斜配向をさらに安定化することができる。

【０１９５】対向基板６００ｂの液晶層３０側の表面に
凹部を形成するために、例えば、誘電体層２３として、
カラーフィル層やカラーフィルタ層のオーバーコート層
を用いると、プロセスが増加することが無いので好まし
い。また、図２４（ｃ）および（ｄ）に示した構造は、
図２４（ａ）に示した構造のように、凸部２２ｂを介し
て液晶層３０に電圧が印加される領域が存在しないの
で、光の利用効率の低下が少ない。

【０１９６】図２４（ｅ）に示した第２配向規制構造２
８は、図２４（ｄ）に示した第２配向規制構造２８と同
様に、誘電体層２３の開口部２３ａを用いて、対向基６
００ｂの液晶層３０側に凹部を形成し、その凹部の底部
にのみ、水平配向膜２６を形成している。水平配向膜２
６を形成する代わりに、図２４（ｃ）に示したように、
対向電極２２の表面を露出させてもよい。

【０１９７】上述した、第１配向規制構造および第２配
向規制構造を備える液晶表示装置６００を図２５（ａ）
および（ｂ）に示す。図２５（ａ）は上面図であり、図
２５（ｂ）は、図２５（ａ）中の２５Ｂ−２５Ｂ’線に
沿った断面図に相当する。

【０１９８】液晶表示装置６００は、第１配向規制構造
を構成する開口部１４ａを有する絵素電極１４を有する
ＴＦＴ基板１００ａと、第２配向規制構造２８を有する
対向基板６００ｂとを有している。なお、第１配向規制
構造は、ここで例示する構成に限られず、前述した種々
の構成を適宜用いることができる。また、第２配向規制
構造２８として、電圧無印加時にも配向規制力を発現す
るもの（図２４（ｂ）〜（ｄ）および図２４（ｅ））を
例示するが、図２４（ｂ）〜（ｄ）に示した第１配向規
制構造に代えて、図２４（ａ）に示したものを用いるこ
ともできる。

【０１９９】液晶表示装置６００の対向基板６００ｂに
設けられている第２配向規制構造２８のうち、絵素電極
１４の中実部１４ｂに対向する領域の中央付近に設けら
れている第２配向規制構造２８は、図２４（ｂ）〜
（ｄ）に示したもののいずれかであり、絵素電極１４の
開口部１４ａに対向する領域の中央付近に設けられてい
る第２配向規制構造２８は、図２４（ｅ）に示したもの
である。

【０２００】このように配置することによって、液晶層
３０に電圧を印加した状態、すなわち、絵素電極１４と
対向電極２２との間に電圧を印加した状態において、第
１配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向の方
向と、第２配向規制構造２８によって形成される放射状
傾斜配向の方向が整合し、放射状傾斜配向が安定化す
る。この様子を図２６（ａ）〜（ｃ）に模式的に示して
いる。図２６（ａ）は電圧無印加時を示し、図２６
（ｂ）は電圧印加後に配向が変化し始めた状態（ＯＮ初
期状態）を示し、図２６（ｃ）は電圧印加中の定常状態
を模式的に示している。

【０２０１】第２配向規制構造（図２４（ｂ）〜
（ｄ））による配向規制力は、図２６（ａ）に示したよ
うに、電圧無印加状態においても、近傍の液晶分子３０
ａに作用し、放射状傾斜配向を形成する。

【０２０２】電圧を印加し始めると、図２６（ｂ）に示
したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（第１
配向規制構造による）、開口部１４ａおよび中実部１４
ｂに対応する領域に液晶分子３０ａが放射状傾斜配向し
た液晶ドメインが形成され、図２６（ｃ）に示したよう
な定常状態に達する。このとき、それぞれの液晶ドメイ
ン内の液晶分子３０ａの傾斜方向は、対応する領域に設
けられた第２配向規制構造２８の配向規制力による液晶
分子３０ａの傾斜方向と一致する。

【０２０３】定常状態にある液晶表示装置６００に応力
が印加されると、液晶層３０の放射状傾斜配向は一旦崩
れるが、応力が取り除かれると、第１配向規制構造およ
び第２配向規制構造による配向規制力が液晶分子３０ａ
に作用しているので、放射状傾斜配向状態に復帰する。
従って、応力による残像の発生が抑制される。第２配向
規制構造２８による配向規制力が強すぎると、電圧無印
加時にも放射状傾斜配向によるリタデーションが発生
し、表示のコントラスト比を低下するおそれがあるが、
第２配向規制構造２８による配向規制力は、第１配向規
制構造によって形成される放射状傾斜配向の安定化およ
び中心軸位置を固定する効果を有せばいいので、強い配
向規制力は必要なく、表示品位を低下させるほどのリタ
デーションを発生させない程度の配向規制力で十分であ
る。

【０２０４】例えば、図２４（ｂ）に示した凸部２２ｂ
を採用する場合、直径が約３０μｍ〜約３５μｍの単位
中実部１４ｂ’に対して、それぞれ直径が約１５μｍで
高さ（厚さ）が約１μｍの凸部２２を形成すれば、十分
な配向規制力が得られ、且つ、リタデーションによるコ
ントラスト比の低下も実用上問題の無いレベルに抑えら
れる。

【０２０５】図２７（ａ）および（ｂ）に、第１配向規
制構造および第２配向規制構造を備える他の液晶表示装
置７００を示す。

【０２０６】液晶表示装置７００は、ＴＦＴ基板１００
ａの絵素電極１４の開口部１４ａに対向する領域には第
２配向規制構造を有していない。開口部１４ａに対向す
る領域に形成されるべき図２４（ｅ）に示した第２配向
規制構造２８を形成することはプロセス上の困難さを伴
うので、生産性の観点からは、図２４（ａ）〜（ｄ）に
示した第２配向規制構造２８のいずれかだけを用いるこ
とが好ましい。特に、図２４（ｂ）に示した第２配向規
制構造２８は簡便なプロセスで製造できるので好まし
い。

【０２０７】液晶表示装置７００のように、開口部１４
ａに対応する領域に第２配向規制構造を設けなくとも、
図２８（ａ）〜（ｃ）に模式的に示したように、液晶表
示装置６００と同様の放射状傾斜配向が得られ、その耐
応力性も実用上問題が無い。

【０２０８】図２９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、第
１配向規制構造および第２配向規制構造を備える液晶表
示装置の一例を示す。図２９（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）は、第１配向規制構造および第２配向規制構造を
備える液晶表示装置８００を模式的に示す断面図であ
る。図２９（ａ）は電圧無印加時を示し、図２９（ｂ）
は電圧印加後に配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状
態）を示し、図２９（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模
式的に示している。

【０２０９】液晶表示装置８００は、絵素電極１４の開
口部１４ａの内側に、図１７に示した凸部４０を備えて
いる。また、絵素電極１４の中実部１４ｂに対向する領
域の中央付近に設けられている第２配向規制構造２８と
して、図２４（ｂ）に示した凸部２２ｂを備えている。

【０２１０】液晶表示装置８００においては、凸部４０
の側面４０ｓによる配向規制力と、凸部２２ｂの表面に
よる配向規制力とによって、放射状傾斜配向が安定化さ
れる。上述した凸部４０および凸部２２ｂの形状効果に
よる配向規制力は、印加電圧に関係なく放射状傾斜配向
状態を安定させるので、液晶表示装置８００は、良好な
耐応力性を備えている。

【０２１１】なお、第２配向規制構造２８として、図２
４（ｂ）に示したような、対向電極２２上に液晶層３０
側に突き出た凸部２２ｂを採用する場合には、凸部２２
ｂによって液晶層３０の厚さが規定される構成としても
よい。すなわち、凸部２２ｂがセルギャップ（液晶層３
０の厚さ）を制御するスペーサとしても機能する構成と
してもよい。

【０２１２】図３０（ａ）および（ｂ）に、スペーサと
しても機能する凸部２２ｂを備えた液晶表示装置９００
を示す。図３０（ａ）は、基板法線方向から見た上面図
であり、図３０（ｂ）は図３０（ａ）中の３０Ｂ−３０
Ｂ’線に沿った断面図に相当する。

【０２１３】図３０（ａ）および（ｂ）に示すように、
液晶表示装置９００は、第２配向規制構造２８として絵
素電極１４の中実部１４ｂ’に対向する領域の中央付近
に設けられた凸部２２ｂによって、液晶層３０の厚さが
規定されている。従って、このような構成を採用する
と、液晶層３０の厚さを規定するスペーサを別途に設け
る必要がなく、製造プロセスを簡略化することができる
利点がある。

【０２１４】ここでは、凸部２２ｂは、図３０（ｂ）に
示すように円錐台状であり、基板２１の基板面に対して
９０°未満のテーパ角θで傾斜した側面２２ｂ１を有し
ている。このように、側面２２ｂ１が基板面に対して９
０°未満の角度で傾斜していると、凸部２２ｂの側面２
２ｂ１は、液晶層３０の液晶分子３０ａに対して、斜め
電界による配向規制方向と同じ方向の配向規制力を有す
ることになり、放射状傾斜配向を安定させるように作用
する。

【０２１５】スペーサとしても機能する凸部２２ｂを備
えた液晶表示装置９００においても、図３１（ａ）〜
（ｃ）に模式的に示すように、液晶表示装置６００およ
び７００と同様の放射状傾斜配向が得られる。

【０２１６】なお、図３０（ｂ）においては、基板面に
対して９０°未満の角度で傾斜した側面２２ｂ１を有す
る凸部２２ｂを示したが、基板面に対して９０°以上の
角度で傾斜した側面２２ｂ１を有する凸部２２ｂであっ
てもよい。放射状傾斜配向を安定化させる観点からは、
側面２２ｂ１の傾斜角度が９０°を大きく超えないこと
が好ましく、９０°未満であることがさらに好ましい。
傾斜角度が９０°を超える場合であっても、９０°に近
ければ（９０°を大きく超えなければ）、凸部２２ｂの
傾斜側面２２ｂ１近傍の液晶分子３１は、基板面に対し
てほぼ水平な方向に傾斜しているので、若干の捩れを発
生させるだけで、エッジ部の液晶分子３１の傾斜方向と
整合をとりながら放射状傾斜配向する。ただし、図３２
に示すように、凸部２２ｂの側面２２ｂ１が９０°を大
きく超えて傾斜していると、凸部２２ｂの側面２２ｂ１
は、液晶層３０の液晶分子３０ａに対して、斜め電界に
よる配向規制方向と逆方向の配向規制力を有することに
なるので、放射状傾斜配向が不安定となることがある。

【０２１７】また、スペーサとしても機能する凸部２２
ｂとしては、図３０（ａ）および（ｂ）に示した円錐台
状のものに限定されない。例えば、図３３に示すよう
に、基板面に垂直な面内方向の断面形状が楕円の一部で
あるような（すなわち楕球の一部のような形状を有す
る）凸部２２ｂを用いてもよい。図３３に示した凸部２
２ｂにおいては、側面２２ｂ１の基板面に対する傾斜角
（テーパ角）が液晶層３０の厚さ方向に沿って変化する
が、液晶層３０の厚さ方向のどこの位置においても側面
２２ｂ１の傾斜角は９０°未満であるため、このような
凸部２２ｂも放射状傾斜配向を安定させる凸部として好
適に用いることができる。

【０２１８】なお、上述したように上下の基板（ＴＦＴ
基板および対向基板）に接し、液晶層３０の厚さを規定
するスペーサとしても機能する凸部２２ｂは、液晶表示
装置の製造プロセスにおいて、上下のいずれの基板に形
成されてもよい。いずれの基板に形成されていても、上
下の基板が貼り合わされると、凸部２２ｂは両方の基板
に接し、スペーサとして機能するとともに、第２配向規
制構造としても機能する。

【０２１９】（偏光板、位相差板の配置）負の誘電率異
方性を有する液晶分子が電圧無印加時に垂直配向する液
晶層を備える、いわゆる垂直配向型液晶表示装置は、種
々の表示モードで表示を行うことができる。例えば、液
晶層の複屈折率を電界によって制御することによって表
示する複屈折モードの他に、旋光モードや旋光モードと
複屈折モードとを組み合わせて表示モードに適用され
る。上述した全ての液晶表示装置の一対の基板（例え
ば、ＴＦＴ基板と対向基板）の外側（液晶層３０と反対
側）に一対の偏光板を設けることによって、複屈折モー
ドの液晶表示装置を得ることができる。また、必要に応
じて、位相差補償素子（典型的には位相差板）を設けて
もよい。更に、略円偏光を用いても明るい液晶表示装置
を得ることができる。

【０２２０】

【発明の効果】本発明によると、放射状傾斜配向を有す
る液晶ドメインが安定に、高い連続性を有するように形
成されるので、従来の広視角特性を有する液晶表示装置
の表示品位をさらに向上することができる。さらに、第
１配向規制構造と第２配向規制構造とによって放射状傾
斜配向を安定化させ、さらに、放射状傾斜配向の中心軸
の位置を固定することもできるので、液晶パネルに応力
が印加された場合に残像が発生することが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１配向規制構造を備える液晶表
示装置１００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す図
であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１Ｂ−１
Ｂ’線に沿った断面図である。

【図２】液晶表示装置１００の液晶層３０に電圧を印加
した状態を示す図であり、（ａ）は、配向が変化し始め
た状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示し、（ｂ）は、定
常状態を模式的に示している。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、電気力線と液晶分子の配向
の関係を模式的に示す図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示装置１００におけ
る、基板法線方向から見た液晶分子の配向状態を模式的
に示す図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、液晶分子の放射状傾斜配向
の例を模式的に示す図である。

【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示
装置に用いられる他の絵素電極を模式的に示す上面図で
ある。

【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示
装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上
面図である。

【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示
装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上
面図である。

【図９】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表示
装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す上
面図である。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表
示装置に用いられる絵素電極の単位中実部の角部を模式
的に示す上面図である。

【図１１】（ａ）は、図８（ｂ）に示す絵素電極を備え
た液晶表示装置および図９（ｂ）に示す絵素電極を備え
た液晶表示装置において、偏光板の偏光軸の角度に対す
る透過率の変化を示すグラフであり、（ｂ）は、０度に
対応する偏光軸の配置を模式的に示す図である。

【図１２】本発明による液晶表示装置に用いられるさら
に他の絵素電極を模式的に示す上面図である。

【図１３】（ａ）および（ｂ）は、本発明による液晶表
示装置に用いられるさらに他の絵素電極を模式的に示す
上面図である。

【図１４】（ａ）は、図１（ａ）に示したパターンの単
位格子を模式的に示す図であり、（ｂ）は、図１２に示
したパターンの単位格子を模式的に示す図であり、
（ｃ）はピッチｐと中実部面積比率との関係を示すグラ
フである。

【図１５】本発明による第１配向規制構造を備える液晶
表示装置２００の一つの絵素領域の構造を模式的に示す
図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１５Ｂ
−１５Ｂ’線に沿った断面図である。

【図１６】（ａ）〜（ｄ）は、液晶分子３０ａの配向と
垂直配向性を有する表面の形状との関係を説明するため
の模式図である。

【図１７】液晶表示装置２００の液晶層３０に電圧を印
加した状態を示す図であり、（ａ）は、配向が変化し始
めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示し、（ｂ）は、
定常状態を模式的に示している。

【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、開口部と凸部との配置関
係が異なる、液晶表示装置２００Ａ、２００Ｂおよび２
００Ｃの模式的な断面図である。

【図１９】液晶表示装置２００の断面構造を模式的に示
す図であり、図１５（ａ）中の１９Ａ−１９Ａ’線に沿
った断面図である。

【図２０】液晶表示装置２００Ｄの一つの絵素領域の構
造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は
（ａ）中の２０Ｂ−２０Ｂ’線に沿った断面図である。

【図２１】２層構造電極を備える液晶表示装置３００の
一絵素領域の断面構造を模式的に示す図であり、（ａ）
は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は配向が変化し始めた
状態（ＯＮ初期状態）を示し、（ｃ）は定常状態を示し
ている。

【図２２】２層構造電極を備える他の液晶表示装置４０
０の一絵素領域の断面構造を模式的に示す図であり、
（ａ）は電圧無印加状態を示し、（ｂ）は配向が変化し
始めた状態（ＯＮ初期状態）を示し、（ｃ）は定常状態
を示している。

【図２３】２層構造電極を備える他の液晶表示装置５０
０の一絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。

【図２４】（ａ）〜（ｅ）は、第２配向規制構造２８を
有する対向基板６００ｂを模式的に示す図である。

【図２５】第１配向規制構造および第２配向規制構造を
備える液晶表示装置６００を模式的に示す図であり、
（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）中の２５Ｂ−２
５Ｂ’線に沿った断面図である。

【図２６】液晶表示装置６００の一絵素領域の断面構造
を模式的に示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示
し、（ｂ）は配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）
を示し、（ｃ）は定常状態を示している。

【図２７】第１配向規制構造および第２配向規制構造を
備える他の液晶表示装置７００を模式的に示す図であ
り、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）中の２７Ｂ
−２７Ｂ’線に沿った断面図である。

【図２８】液晶表示装置７００の一絵素領域の断面構造
を模式的に示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示
し、（ｂ）は配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）
を示し、（ｃ）は定常状態を示している。

【図２９】第１配向規制構造および第２配向規制構造を
備えるさらに他の液晶表示装置８００の一絵素領域の断
面構造を模式的に示す図であり、（ａ）は電圧無印加状
態を示し、（ｂ）は配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期
状態）を示し、（ｃ）は定常状態を示している。

【図３０】スペーサとして機能する凸部を備える液晶表
示装置９００を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図
であり、（ｂ）は（ａ）中の３０Ｂ−３０Ｂ’線に沿っ
た断面図である。

【図３１】液晶表示装置９００の一絵素領域の断面構造
を模式的に示す図であり、（ａ）は電圧無印加状態を示
し、（ｂ）は配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）
を示し、（ｃ）は定常状態を示している。

【図３２】基板面に対する傾斜角が９０°を大きく超え
る側面を有する凸部を模式的に示す断面図である。

【図３３】スペーサとして機能する凸部の改変例を模式
的に示す断面図である。

【符号の説明】

１１、２１透明絶縁性基板１２下層電極１３誘電体層１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４
Ｆ絵素電極１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｉ絵素電極１４ａ、１４ａ１、１４ａ２開口部１４ｂ中実部（導電膜）１４ｂ’ 単位中実部１５絵素電極（２層構造電極）２２対向電極３０液晶層３０ａ液晶分子４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ凸部４０ｓ凸部の側面４０ｔ凸部の頂面１００、１００’、１００’’ 液晶表示装置１００ａ、２００ａＴＦＴ基板１００ｂ対向基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荻島清志大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者前川和広大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者越智貴志大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 HD14 KA05 KA07 KA08 LA01 LA05 LA15 MA01 MA15 MB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１基板と、第２基板と、前記第１基板
と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層
とを有し、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、
前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介
して対向する第２電極とによって、それぞれが規定され
る複数の絵素領域を有し、前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれ内に、
それぞれが電圧印加状態において放射状傾斜配向状態を
とる複数の液晶ドメインを前記液晶層に形成するように
配向規制力を発現する第１配向規制構造を有し、且つ、前記第２基板は、前記複数の液晶ドメインの少なくとも
１つの液晶ドメインに対応する領域に、前記少なくとも
１つの液晶ドメイン内の液晶分子を少なくとも電圧印加
状態において放射状傾斜配向させる配向規制力を発現す
る第２配向規制構造を有する、液晶表示装置。
【請求項２】前記第２配向規制構造は、前記少なくと
も１つの液晶ドメインの中央付近に対応する領域に設け
られている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記少なくとも１つの液晶ドメイン内に
おいて、前記第２配向規制構造による配向規制方向は、
前記第１配向規制構造による放射状傾斜配向の方向と整
合する、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１電極は複数の単位中実部を有
し、前記第１配向規制構造は、前記複数の単位中実部に
よって構成され、前記第１電極と前記第２電極との間に
電圧が印加されたときに、前記複数の単位中実部の周辺
に斜め電界を生成することによって、前記複数の単位中
実部に対応する領域に、前記複数の液晶ドメインを形成
する、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】前記複数の単位中実部のそれぞれの形状
は、回転対称性を有する、請求項４に記載の液晶表示装
置。
【請求項６】前記複数の単位中実部のそれぞれは、角
部が鋭角化された形状を有する、請求項５に記載の液晶
表示装置。
【請求項７】前記第１電極は、少なくとも１つの開口
部と中実部とを有し、前記第１配向規制構造は、前記第１電極の前記少なくと
も１つの開口部および中実部によって構成され、前記第
１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されたとき
に、前記第１電極の前記少なくとも１つの開口部のエッ
ジ部に斜め電界を生成することによって、前記少なくと
も１つの開口部および中実部に対応する領域に、前記複
数の液晶ドメインを形成する、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８】前記第１基板は、前記第１電極の前記液
晶層とは反対側に設けられた誘電体層と、前記誘電体層
を介して前記第１電極の前記少なくとも１つの開口部の
少なくとも一部に対向する第３電極とを更に有する、請
求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記少なくとも１つの開口部は、実質的
に等しい形状で等しい大きさを有する複数の開口部を含
み、前記複数の開口部の少なくとも一部は、回転対称性
を有するように配置された少なくとも１つの単位格子を
形成する、請求項７または８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】前記複数の開口部の前記少なくとも一
部の開口部のそれぞれの形状は、回転対称性を有する、
請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記第２配向規制構造は、前記複数の
液晶ドメインのそれぞれに対応する領域に設けられてい
る、請求項４から１０のいずれかに記載の液晶表示装
置。
【請求項１２】前記第２配向規制構造は、前記複数の
液晶ドメインのうち、前記第１電極の前記中実部に対応
する領域に形成される液晶ドメインに対応する領域にの
み設けられている、請求項７から１０のいずれかに記載
の液晶表示装置。
【請求項１３】前記第２配向規制構造は、電圧無印加
状態においても、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向
規制力を発現する、請求項４から１２のいずれかに記載
の液晶表示装置。
【請求項１４】前記第２配向規制構造は、前記第２基
板の前記液晶層側に突き出た凸部である、請求項１３に
記載の液晶表示装置。
【請求項１５】前記第２基板の前記液晶層側に突き出
た前記凸部によって前記液晶層の厚さが規定される、請
求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】前記凸部は、前記第２基板の基板面と
９０°未満の角をなす側面を有する、請求項１５に記載
の液晶表示装置。
【請求項１７】前記第２配向規制構造は、前記第２基
板の前記液晶層側に設けられた水平配向性の表面を含
む、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】前記第２配向規制構造は、電圧印加状
態においてのみ、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向
規制力を発現する、請求項４から１２のいずれかに記載
の液晶表示装置。
【請求項１９】前記第２配向規制構造は、前記第２電
極に設けられた開口部を含む、請求項１８に記載の液晶
表示装置。
【請求項２０】第１基板と、第２基板と、前記第１基
板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶
層とを有し、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、
前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介
して対向する第２電極とによって、それぞれが規定され
る複数の絵素領域を有し、前記第１電極は、前記複数の絵素領域のそれぞれ内に、
複数の開口部と、それぞれが前記複数の開口部の少なく
とも一部の開口部に包囲された複数の単位中実部とを有
し、前記第２基板は、前記複数の単位中実部および前記複数
の開口部のうち、少なくとも１つの単位中実部に対応す
る領域に、配向規制構造を有する、液晶表示装置。
【請求項２１】前記複数の単位中実部のそれぞれの形
状は、回転対称性を有する、請求項２０に記載の液晶表
示装置。
【請求項２２】前記配向規制構造は、前記第２基板の
前記液晶層側に突き出た凸部である、請求項２０または
２１に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】前記第２基板の前記液晶層側に突き出
た前記凸部によって前記液晶層の厚さが規定される、請
求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】前記凸部は、前記第２基板の基板面と
９０°未満の角をなす側面を有する、請求項２３に記載
の液晶表示装置。
【請求項２５】前記配向規制構造は、前記第２基板の
前記液晶層側に設けられた水平配向性の表面を含む、請
求項２０または２１に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】前記配向規制構造は、前記第２電極に
設けられた開口部を含む、請求項２０または２１に記載
の液晶表示装置。