JP2003315803A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広視野角特性および高い配向安定性を有し、
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。 【解決手段】 第１および第２基板と、これらの間に設
けられた垂直配向型の液晶層と、第１および第２基板を
介して互いに対向し、偏光軸が互いに略直交するように
配置された一対の偏光板を備え、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液晶層に形成するように配向規制
力を発現する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、液晶層側に突き出た凸部を有する。凸
部の第２基板の基板面に沿った断面形状は、一対の偏光
板の一方の偏光軸に略平行な辺および略直交する辺のみ
から実質的に構成された形状である。

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
るという問題がある。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うためには、配向制御を行う必
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、ラビング処理を行わずに配向制御を
行う方法として、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】そこで、本願発明者は、他の者とともに、
液晶層を介して対向する一対の電極の一方に開口部と中
実部とからなる所定の電極構造を形成し、開口部のエッ
ジ部に生成される斜め電界によって、これらの開口部お
よび中実部に、放射状傾斜配向をとる複数の液晶ドメイ
ンを形成する手法を提案している（ＡＭ−ＬＣＤ’０
１，ｐ１０１−ｐ１０２）。この手法を用いると、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、視野角特性および表示
品位を向上させることができる。

【０００８】しかしながら、液晶表示装置の普及に伴
い、液晶表示装置への要求特性は次第に厳しくなってお
り、液晶表示装置の用途によっては、より高い配向安定
性が要求される。例えば、液晶パネルに応力が印加され
うる状況下で使用される液晶表示装置においては、応力
の印加による液晶層の配向乱れが残像現象として視認さ
れることがあるので、広視野角特性だけでなく、より高
い配向安定性を有し、応力による表示品位の低下が抑制
された液晶表示装置が求められている。

【０００９】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、広視野角特性および高い配向安定性を有
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
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、前記
第１および第２基板を介して互いに対向し、偏光軸が互
いに略直交するように配置された一対の偏光板とを備
え、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配
向規制構造を有し、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、前記液晶層側に突き出た凸部を有し、前記凸部の前
記第２基板の基板面に沿った断面形状は、前記一対の偏
光板の一方の偏光軸に略平行な辺および前記一方の偏光
軸に略直交する辺のみから実質的に構成された形状であ
り、そのことによって上記目的が達成される。

【００１１】前記凸部の前記第２基板の基板面に沿った
断面形状は、略矩形である構成としてもよく、前記凸部
の前記第２基板の基板面に沿った断面形状は、略正方形
である構成としてもよい。

【００１２】また、前記凸部の前記第２基板の基板面に
沿った断面形状は、略十字形であってもよい。

【００１３】前記凸部は、前記少なくとも１つの液晶ド
メイン内の液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力
を発現することが好ましい。

【００１４】前記凸部は、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。

【００１５】前記少なくとも１つの液晶ドメイン内にお
いて、前記凸部による配向規制方向は、前記配向規制構
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。

【００１６】前記凸部は、前記液晶層の厚さを規定する
スペーサとしても機能してもよい。

【００１７】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。

【００１８】前記第１電極は複数の単位中実部を有し、
前記配向規制構造は、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。

【００１９】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。

【００２０】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してもよい。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】前記凸部は、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
構成としてもよい。

【００２５】あるいは、本発明による液晶表示装置は、
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、前記第１お
よび第２基板を介して互いに対向し、偏光軸が互いに略
直交するように配置された一対の偏光板とを備え、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配向規制構
造を有し、 前記複数の絵素領域のそれぞれ内におい
て、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設けられたスペーサを有し、前
記スペーサは、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の
液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現し、
前記スペーサの前記第１および第２基板の基板面に沿っ
た断面形状は、前記一対の偏光板の一方の偏光軸に略平
行な辺および前記一方の偏光軸に略直交する辺のみから
実質的に構成された形状であり、そのことによって上記
目的が達成される。

【００２６】前記スペーサの前記第１および第２基板の
基板面に沿った断面形状は、略矩形である構成としても
よく、前記スペーサの前記第１および第２基板の基板面
に沿った断面形状は、略正方形である構成としてもよ
い。

【００２７】また、前記スペーサの前記第１および第２
基板の基板面に沿った断面形状は、略十字形であっても
よい。

【００２８】あるいは、本発明による液晶表示装置は、
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、前記第１お
よび第２基板を介して互いに対向し、偏光軸が互いに略
直交するように配置された一対の偏光板とを備え、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、前記液晶層側に突
き出た凸部を有し、前記凸部の前記第２基板の基板面に
沿った断面形状は、前記一対の偏光板の一方の偏光軸に
略平行な辺および前記一方の偏光軸に略直交する辺のみ
から実質的に構成された形状であり、そのことによって
上記目的が達成される。

【００２９】

【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。

【００３０】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、液晶層側に突き出た凸
部を有する。凸部は、液晶ドメイン内の液晶分子を放射
状傾斜配向させる配向規制力を発現する。従って、少な
くとも電圧印加状態において、一方の基板に設けられた
配向規制構造と他方の基板に設けられた凸部とによる配
向規制力が液晶分子に作用するので、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。また、本発明の液晶表示
装置において、他方の基板に設けられる凸部の基板面に
沿った断面形状は、クロスニコル状態に配置（遅相軸が
互いに略直交するように配置）された一対の偏光板の一
方の偏光軸に対して略平行な辺および略直交する辺のみ
で実質的に構成された形状である。従って、凸部の配向
規制力によって放射状傾斜配向する液晶分子は、偏光板
の偏光軸に対して略平行または略垂直な方位角方向に配
向するので、黒表示時の光漏れの発生が抑制される。そ
のため、コントラスト比の高い表示が実現される。

【００３１】本発明の液晶表示装置が有する好適な配向
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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】本発明の液晶表示装置が有する他の好適な
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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】上記の電極構造（すなわち配向規制構造）
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、配向規制構造に
加え、他方の基板に液晶層側に突き出た凸部を有してお
り、少なくとも電圧印加状態においては、一方の基板に
設けられた配向規制構造と他方の基板に設けられた凸部
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、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。凸部は、電圧無印加状態に
おいても配向規制力を発揮するので、印加電圧の大きさ
に関わらず配向を安定化できる。

【００４８】また、本発明の液晶表示装置においては、
他方の基板に設けられる凸部の基板面に沿った断面形状
は、クロスニコル状態に配置（遅相軸が互いに略直交す
るように配置）された一対の偏光板の一方の偏光軸に対
して略平行な辺および略直交する辺のみで実質的に構成
された形状である。従って、凸部の配向規制力によって
放射状傾斜配向（基板面法線に対して傾斜した方向に配
向）する液晶分子は、偏光板の偏光軸に対して略平行ま
たは略垂直な方位角方向に配向するので、凸部近傍の液
晶分子は、液晶層に入射する光に対してほとんど位相差
を与えない。そのため、黒表示時の光漏れの発生が抑制
され、その結果、コントラスト比の高い表示が実現され
る。これに対して、例えば凸部の断面形状が略円形であ
ると、凸部の配向規制力によって放射状傾斜配向する液
晶分子は、全方位角方向に同等の確率で配向する。従っ
て、凸部近傍において、偏光板の偏光軸に対して傾斜し
た方位角方向に配向する液晶分子の存在確率が比較的高
い。偏光軸に対して傾斜した方位角方向に配向している
液晶分子は、液晶層を通過する光に対して位相差を与え
るので、黒表示時の光漏れの原因となり、コントラスト
比が低下することがある。

【００４９】凸部を、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。

【００５０】凸部による配向規制方向は、配向規制構造
（例えば上述した電極構造）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。

【００５１】また、凸部による配向規制力は、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、凸部を液晶
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。凸
部は、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。

【００５２】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凸部を設ければよ
い。

【００５３】また、このとき、凸部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。

【００５４】また、応力に対する耐性をさらに向上する
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
を備えたさらなる凸部を、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。ただしこの凸
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。

【００５５】本発明による液晶表示装置の配向規制構造
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、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。

【００５６】また、本発明による液晶表示装置が備える
凸部も、公知の方法で製造することができる。

【００５７】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。

【００５８】（配向規制構造）まず、本発明の液晶表示
装置の好適な配向規制構造である電極構造とその作用と
を説明する。

【００５９】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。

【００６０】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。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
極と絵素電極に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。

【００６１】図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、
本発明による配向規制構造を備える液晶表示装置１００
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。

【００６２】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としての垂直配向膜（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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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
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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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が設けられ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。

【００８９】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。

【００９０】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）。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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、後述する凸部を組み合わせると、
実用上十分な配向安定性を得ることができる。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。）を示している。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（円形部から四方に延びる枝部）
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。

【０１２０】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。

【０１２１】 〔表１〕 ピッチｐ（μｍ） 中実部面積比率（％） ポジ型（ａ） ネガ型（ｂ） ２０ ４１．３ ５２．９ ２５ ４７．８ ４７．２ ３０ ５２．４ ４３．３ ３５ ５５．８ ４０．４ ４０ ５８．４ ３８．２ ４５ ６０．５ ３６．４ ５０ ６２．２ ３５．０ 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。

【０１２２】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。

【０１２３】なお、後述するように、開口部１４ａの内
側に凸部（図３８参照）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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】（凸部）次に、凸部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、配向規制構造が
ＴＦＴ基板に設けられ、凸部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
させるための配向規制構造と、後述するように配向規制
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）ための凸部とを有して
いる。

【０１２８】図１５（ａ）および（ｂ）を参照しなが
ら、対向基板２００ｂに設けられた凸部２８Ａの構造と
その作用とを説明する。図１５（ａ）は、液晶層３０側
に突き出た凸部２８Ａを有する対向基板２００ｂを模式
的に示す断面図であり、図１５（ｂ）は、凸部２８Ａを
模式的に示す上面図である。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。

【０１２９】凸部２８Ａは、図１５（ａ）および（ｂ）
に示したように、その側面２８ｓが凸面化された略正四
角錐状であり、対向基板２００ｂの基板面に対して傾斜
した側面２８ｓと、略正方形状の底面とを有している。
凸部２８Ａは、ここでは、対向電極２２上に形成されて
いる。凸部２８Ａは、図１５（ｂ）に示したように、略
正方形状の底面の辺が、クロスニコル状態に配置された
一対の偏光板（ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板２０
０ｂの外側に設けられている）の偏光軸（図１５（ｂ）
中に矢印ＰＡで示している。）に略平行または略垂直と
なるように配置されている。言い換えると、凸部２８Ａ
の断面形状（対向基板２００ｂの基板面に沿った断面形
状）は、一対の偏光板の一方の偏光軸に略平行な辺およ
び略直交する辺のみから実質的に構成された形状であ
る。

【０１３０】凸部２８Ａの表面は、垂直配向性を有して
おり（典型的には、凸部２８Ａを覆うように垂直配向膜
（不図示）が形成されている。）、図１５（ａ）に示し
たように、液晶分子３０ａは、傾斜側面２８ｓのアンカ
リング効果によって、これらに対してほぼ垂直に配向す
る。凸部２８Ａの対向基板２００ｂの基板面に沿った断
面形状は、略正方形であるので、凸部２８Ａの周辺の液
晶分子３０ａは、凸部２８Ａを中心に放射状に傾斜配向
する。

【０１３１】つまり、凸部２８Ａ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ように作用する。凸部２８Ａに
よる液晶分子の傾斜方向は、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。凸部２８Ａ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。

【０１３２】凸部２８Ａ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。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１５
（ａ）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２８Ａ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形状（基板面の法
線に沿った断面形状）を有する凸部２８Ａや図１６
（ａ）および（ｂ）に示すような略正四角錐状の形状を
有する凸部２８Ｂ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。勿論、凸部は、頂面を有してい
てもよく、例えば、略四角錐台状であってもよい。

【０１３３】上述した、配向規制構造および凸部２８Ａ
を備える液晶表示装置２００を図１７（ａ）および
（ｂ）に示す。図１７（ａ）は上面図であり、図１７
（ｂ）は、図１７（ａ）中の１７Ｂ−１７Ｂ’線に沿っ
た断面図に相当する。

【０１３４】液晶表示装置２００は、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ＴＦ
Ｔ基板１００ａと、液晶層３０側に突き出た凸部２８Ａ
を有する対向基板２００ｂとを有している。なお、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、液晶表示
装置２００は、一対の基板１００ａおよび２００ｂを介
して互いに対向し、偏光軸（図１７（ａ）中に矢印ＰＡ
で示す。）が互いに略直交するように配置された一対の
偏光板７０ａおよび７０ｂを備えており、ノーマリブラ
ックモードで表示を行う液晶表示装置である。

【０１３５】液晶表示装置２００の対向基板２００ｂに
設けられている凸部２８Ａは、絵素電極１４の中実部１
４ｂに対向する領域に設けられており、より具体的に
は、中実部１４ｂに対向する領域の中央付近に設けられ
ている。

【０１３６】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、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、凸部２８Ａ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１８（ａ）〜（ｃ）に模式的に示している。図１８
（ａ）は電圧無印加時を示し、図１８（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１８（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模式的に示して
いる。

【０１３７】凸部２８Ａによる配向規制力は、図１８
（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３０ａに作用し、放射状傾斜配向を形成す
る。

【０１３８】電圧を印加し始めると、図１８（ｂ）に示
したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（配向
規制構造による）、開口部１４ａおよび中実部１４ｂ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１８（ｃ）に示したような定
常状態に達する。このとき、中実部１４ｂに対応する領
域に形成される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凸部２８Ａの配向規
制力による液晶分子３０ａの傾斜方向と一致する。

【０１３９】定常状態にある液晶表示装置２００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、配向規制構造および凸
部２８Ａ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。

【０１４０】凸部２８Ａによる配向規制力は、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、それほど
強い配向規制力は必要ない。例えば、直径が約３０μｍ
〜約５０μｍ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２８
Ａを形成すれば、十分な配向規制力が得られる。

【０１４１】また、液晶表示装置２００が備える凸部２
８Ａの断面形状（対向基板２００ｂの基板面に沿った断
面形状）は、図１５（ｂ）および図１７（ａ）に示した
ように、一対の偏光板７０ａおよび７０ｂの一方の偏光
軸に対して略平行な辺および略垂直な辺のみで実質的に
構成された形状である。つまり、凸部２８Ａの断面形状
を構成する辺は、偏光板７０ａおよび７０ｂの偏光軸に
略平行であるか、または略直交している。従って、電圧
無印加時に凸部２８Ａの配向規制力を受けて放射状傾斜
配向する液晶分子３０ａは、図１７（ａ）に示したよう
に、偏光板７０ａおよび７０ｂの偏光軸に対して略平行
または略垂直な方位角方向に配向する。そのため、凸部
２８Ａ近傍の液晶分子（凸部の側面による配向規制力に
より基板面法線に対して傾斜する液晶分子）３０ａは、
液晶層３０に入射する光に対してほとんど位相差を与え
ない。そのため、黒表示時の光漏れの発生が抑制され、
その結果、コントラスト比の高い表示が実現される。

【０１４２】比較例として、断面形状が略円形である凸
部１０２８を備えた液晶表示装置１０００における、凸
部１０２８近傍の液晶分子３０ａの配向の様子を図１９
に示す。液晶表示装置１０００においても、凸部１０２
８の近傍の液晶分子３０ａは、凸部１０２８の側面に垂
直に配向し、基板面法線方向に対して傾斜して配向して
いるが、凸部１０２８の断面形状が略円形であるため、
この傾斜配向する液晶分子３０ａは、図１９に示したよ
うに全方位角方向に対して同等の確率で配向する。従っ
て、偏光板の偏光軸に対して傾斜した方位角方向に配向
している液晶分子３０ａの存在確率が比較的高く、この
ような液晶分子３０ａは、液晶層３０を通過する光に対
して位相差を与えるので、図１９中に楕円で囲んだ領域
ＬＬにおいて光漏れが発生し、そのため、コントラスト
比が低下してしまう。凸部１０２８の外周を小さくする
ことによって、凸部１０２８の配向規制力により放射状
傾斜配向する液晶分子３０ａの存在確率を低くし、その
ことによって光漏れを抑制することもできるが、その場
合には、当然ながら、配向規制力を発現する凸部１０２
８の側面の面積が小さくなるので、液晶ドメインに対す
る配向規制力が低下し、放射状傾斜配向の中心固定効果
が低下してしまう。

【０１４３】これに対して、本発明の液晶表示装置２０
０においては、図２０に示すように、電圧無印加時に放
射状傾斜配向する液晶分子３０ａのうち、偏光板７０ａ
および７０ｂの偏光軸にほぼ平行またはほぼ垂直な方位
角方向に配向する液晶分子３０ａの割合が高い。図２０
に示したように、凸部２８Ａの角部近傍（図２０中の楕
円で囲まれた領域）においては偏光軸に対して傾斜した
液晶分子３０ａが存在することもあるが、その存在確率
は、凸部の断面形状が略円形である場合に比べて遙かに
小さく、光漏れの程度は遙かに軽微である。そのため、
本発明によると、凸部による配向規制効果を低下させる
ことなく、高コントラスト比の表示を行うことができ
る。つまり、高い耐応力性と、高い表示品位を有する液
晶表示装置が提供される。

【０１４４】上述したように、本発明による液晶表示装
置２００においては、凸部２８Ａの断面形状が、一対の
偏光板７０ａおよび７０ｂの一方の偏光軸に対して略平
行な辺および略直交する辺のみで実質的に構成された形
状であるので、コントラスト比の低下が抑制・防止さ
れ、そのため、高品位の表示を行うことができる。

【０１４５】凸部の断面形状は、偏光軸に略平行な辺お
よび略直交する辺のみで実質的に構成された形状であれ
ばよく、図１５（ｂ）に示した略正方形や、略長方形な
どの略矩形としてもよいし、略十字型としてもよい。ま
た、凸部の断面形状は、視野角依存性を低減する観点か
らは、高い回転対称性を有することが好ましく、このよ
うな観点からは略長方形よりも略正方形の方が好まし
い。

【０１４６】なお、製造プロセスの制約上、図１５
（ｂ）などに示したように、凸部の角部が丸く形成され
てしまい、凸部の断面形状が厳密には偏光軸に略平行な
辺および略直交する辺のみでは構成されないこともある
が、偏光軸に略平行な辺および略直交する辺のみで実質
的に構成されていれば、十分高品位の表示を行うことが
できる。例えば、断面形状を構成する辺の長さの合計
（外周）に対して、偏光軸に略平行な辺および略直交す
る辺の長さが占める割合が５０％以上であれば、偏光軸
に略平行な辺および略直交する辺のみで実質的に構成さ
れているといえる。

【０１４７】図２１（ａ）および（ｂ）に、配向規制構
造および凸部を備える他の液晶表示装置２００Ａを示
す。図２１（ａ）は、基板法線方向から見た上面図であ
り、図２１（ｂ）は図２１（ａ）中の２１Ｂ−２１Ｂ’
線に沿った断面図に相当する。液晶表示装置２００Ａ
は、スペーサとしても機能する凸部２８Ｃを備えている
点において液晶表示装置２００と異なる。

【０１４８】図２１（ａ）および（ｂ）に示したよう
に、液晶表示装置２００Ａにおいては、凸部２８Ｃは、
ＴＦＴ基板１００ａと対向基板３００ｂとの間にこれら
の間隔を保持するように（つまりＴＦＴ基板１００ａお
よび対向基板３００ｂの両方に接するように）設けられ
ており、液晶層３０の厚さを規定するスペーサとしても
機能する。

【０１４９】液晶表示装置２００Ａにおいても、図２２
（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、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、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、凸部２
８Ｃによって形成される放射状傾斜配向の方向が整合す
るので、放射状傾斜配向が安定化する。

【０１５０】また、液晶表示装置２００Ａは、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２８Ｃ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。

【０１５１】ここでは、凸部２８Ｃは、図２１（ａ）お
よび（ｂ）に示したように略正四角錐台状であり、凸部
２８Ｃの断面形状は、略正方形である。さらに、凸部２
８Ｃは、略正方形の断面形状を構成する辺が、クロスニ
コル状態に配置された一対の偏光板の偏光軸（図２１
（ａ）中に矢印ＰＡで示している。）に略平行または略
垂直になるように配置されている。すなわち、凸部２８
Ｃの断面形状は、偏光板の偏光軸に略平行な辺および略
直交する辺のみで実質的に構成された形状である。従っ
て、液晶表示装置２００Ａにおいても、黒表示時の光漏
れの発生が抑制され、その結果、コントラスト比の低下
が抑制・防止される。

【０１５２】上述した光漏れを抑制する効果は、図１７
（ｂ）などに示したように凸部２８Ａの高さが低く、凸
部２８Ａがスペーサとしては機能しない構成においてよ
りも、図２１（ｂ）に示したように凸部２８Ｃの高さが
高く、凸部２８Ｃがスペーサとしても機能する構成にお
いての方が高い。つまり、本発明は、凸部がスペーサと
しても機能する構成において特に好適に用いられる。凸
部の高さが高いと、配向規制力を発現する側面の面積も
大きいので、凸部の配向規制力を受けて電圧無印加時に
放射状傾斜配向する液晶分子の存在確率も高いからであ
る。勿論、凸部の外周を小さくすることによっても、放
射状傾斜配向する液晶分子の存在確率を低くすることは
できるが、その場合には、液晶ドメインに対する配向規
制力が低下するので、放射状傾斜配向の中心固定効果が
低下してしまう。また、スペーサとして機能するには凸
部は所定の高さに形成されている必要があり、外周が小
さな凸部は、外周が大きな凸部に比べて、所定の高さに
形成する場合にプロセス上の困難さを伴うことが多い。

【０１５３】本願発明者は、図２１（ａ）および（ｂ）
に示したように略正四角錐台状の凸部２８Ｃを備えた液
晶表示装置２００Ａと、図２３（ａ）および（ｂ）に示
すように略円錐台状の凸部１１２８を備えた比較例とし
ての液晶表示装置１１００を実際に試作して検討した。
その結果、比較例の液晶表示装置１１００のコントラス
ト比が約３００であったのに対して、本発明による液晶
表示装置２００Ａのコントラスト比は約４５０であり、
コントラスト比が大幅に向上していることが確認され
た。

【０１５４】図２１（ｂ）に示したようなスペーサとし
ても機能する凸部２８Ｃの側面２８ｓは、基板２１の基
板面に対して９０°未満のテーパ角θで傾斜しているこ
とが好ましい。側面２８ｓが基板面に対して９０°未満
の角度で傾斜していると、凸部２８Ｃの側面２８ｓ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。勿
論、側面２８ｓが基板面に対して９０°以上の角度で傾
斜していてもよいが、放射状傾斜配向を安定化させる観
点からは、側面２８ｓのテーパ角θ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。テーパ角θ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２８Ｃの傾斜側面２８ｓ近傍の液晶分子３０
ａ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３０ａ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２４に示す凸部２８Ｄのように、側面
２８ｓが９０°を大きく超えて傾斜していると、側面２
８ｓ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。

【０１５５】また、スペーサとして機能する凸部の側面
は、図２５に示すように曲面であってもよい。図２５に
示した凸部２８Ｅにおいては、側面２８ｓの基板面に対
するテーパ角が液晶層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
２８ｓの傾斜角は９０°未満であるため、このような凸
部２８Ｅ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。

【０１５６】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は、液晶表示装置の
製造プロセスにおいては、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、凸部は両方の基板に接し、ス
ペーサとして機能するとともに、液晶ドメインの放射状
傾斜配向を安定化させる。

【０１５７】上述の説明では、図１９および図２３に示
した液晶表示装置１０００および１１００において光漏
れが発生してコントラスト比が低下することを述べた
が、本願発明者が凸部の断面形状と表示品位との関係に
ついて詳細な検討を行ったところ、凸部の断面形状が略
円形であると、以下の２つの問題も発生することがわか
った。

【０１５８】１つは、正面方向（表示面法線方向）から
観察したときの階調輝度特性と斜め方向（表示面法線か
ら傾斜した方向）から観察したときの階調輝度特性との
差が大きく、違和感のある表示となってしまうという問
題である。

【０１５９】この問題は、以下の理由によって発生す
る。凸部の断面形状が略円形であると、液晶ドメイン内
の液晶分子の配向方位の指向性が低く、液晶ドメイン内
の液晶分子は、電圧印加時には全ての方位角方向に沿っ
てほぼ等しい確率で傾斜配向する。そのため、液晶ドメ
イン内の液晶分子のうち、特定の方位に配向する液晶分
子が、斜め方向から観察したときの表示特性に悪影響を
与える。例えば、一対の偏光板のうちの一方の偏光軸に
沿って視角を倒したとき、この偏光軸に沿った方位に配
向する液晶分子は表示に寄与しないものの、他方の偏光
軸に沿った方位に配向する液晶分子は斜め方向から観察
したときの表示特性に影響を与える。具体的には、一方
の偏光軸に沿って視角を倒したとき、他方の偏光軸に沿
った方位に配向する液晶分子は、中間調表示に対応した
電圧で透過率が最大となるような電圧−透過率特性を示
す。そのため、斜め方向から観察したときの階調輝度特
性は、中間調での階調つぶれや白階調での階調反転を示
す。

【０１６０】また、もう１つは、凸部の断面形状が略円
形であると、十分に速い応答速度が得られないために、
電圧印加直後の透過率の過渡的な増大が残像として視認
されるという問題である。

【０１６１】この問題は、以下の理由によって発生す
る。液晶層を構成する液晶材料にカイラル剤が添加され
ている場合、液晶層の液晶分子は、電圧が印加された直
後には図５（ａ）に示したような単純な放射状傾斜配向
をとるが、配向安定時（定常状態）においては、図５
（ｂ）および（ｃ）に示したような渦巻き状の放射状傾
斜配向をとる。この配向状態の変化に伴って、消光領域
（偏光板の偏光軸に沿って液晶分子が配向しているため
に位相差を与えない領域）の面積が典型的には増加する
ので、電圧印加直後に比べて、定常状態においては透過
率が低くなる。つまり、電圧印加直後に過渡的に透過率
が高くなる。このように過渡的に透過率が極大値を有す
るので、応答速度が十分に速くない場合には残像が視認
されてしまう。

【０１６２】上述した２つの問題の発生は、凸部の断面
形状（基板面に沿った断面形状）を略十字形とすること
によって抑制・防止される。

【０１６３】図２６に、断面形状が略十字形の凸部２８
Ｆを備えた液晶表示装置３００を示す。図２６に示した
ように、液晶表示装置３００は、対向基板上に断面形状
が略十字形の凸部２８Ｆを有している。凸部２８Ｆは、
絵素電極１４が有する複数の単位中実部１４ｂ’のそれ
ぞれに対応して設けられており、互いに略直交する２つ
の方向に沿って延びる略十字形の断面形状を有してい
る。十字の延びる方向は、偏光板の偏光軸（図２６中に
矢印ＰＡで示している。）と一致しており、凸部２８Ｆ
の断面形状は、偏光板の偏光軸に略平行な辺および略直
交する辺のみで構成された形状である。

【０１６４】液晶表示装置３００においても、凸部２８
Ｆの断面形状が偏光軸に略平行な辺および略直交する辺
のみで構成されているので、液晶表示装置２００と同様
に、黒表示時の光漏れの発生が抑制され、コントラスト
比の低下が抑制・防止される。

【０１６５】さらに、液晶表示装置３００では、凸部２
８Ｆの断面形状が略十字形であるので、液晶分子の配向
方位に指向性をもたせることができる。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の存
在確率に指向性をもたせることができる。具体的には、
凸部２８Ｆの断面形状が略十字形であると、電圧印加時
には、十字の延びる方向（偏光軸と一致）に対して４５
°傾斜した方向に配向する液晶分子の存在確率が高く、
十字の延びる方向に沿って配向する液晶分子の存在確率
が低い。言い換えると、配向指向性を偏光軸に対して４
５°傾斜した方向に偏らせている。そのため、斜め方向
の表示特性に悪影響を与える、特定の方位に配向する液
晶分子（例えば偏光軸に沿って配向する液晶分子）の存
在確率を低くすることができ、そのことによって、正面
方向と斜め方向との階調輝度特性の差を少なくし、違和
感のない自然な表示を実現することができる。

【０１６６】この効果を検証するために、図２７
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示す凸部と単位
中実部との組み合わせについて、視野角特性を評価し
た。図２７（ａ）は、略円形の凸部１０２８と略円形の
単位中実部１４ｂ’との組み合わせを示し、図２７
（ｂ）は、略円形の凸部１０２８と樽形（角部が円弧状
の略正方形）の単位中実部１４ｂ’との組み合わせを示
す。また、図２７（ｃ）は、略十字形の凸部２８Ｆと略
円形の単位中実部１４ｂ’との組み合わせを示し、図２
７（ｄ）は、略十字形の凸部２８Ｆと樽形の単位中実部
１４ｂ’との組み合わせを示す。なお、図中では、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（四方に延びる枝部）を省略している。

【０１６７】図２７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）に示した組み合わせについての視野角特性の評価
結果を図２８、図２９、図３０および図３１にそれぞれ
示す。図２８、図２９、図３０および図３１は、横軸に
最大階調電圧（ここでは６．４Ｖ）で規格化した印加電
圧（Ｖ／Ｖｍａｘと表記する）を示し、縦軸に最大階調
電圧での透過率で規格化した各視角方向の輝度（Ｌ／Ｌ
（Ｖｍａｘ）と表記する。）を示すグラフである。図
中、上、右上、右、右下、下、左下、左、左上で示す視
角方向は、極角（正面方向からの傾斜角度）が６０°で
あり、方位角（表示面を時計の文字盤に見立てたときに
１２時方向を０度として定義される表示面内の角度）が
それぞれ０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、
２２５°、２７０°、３１５°である。これらのグラフ
においては、各視角方向の階調輝度特性が、直線であら
わされる正面方向の階調輝度特性に近いほど、より違和
感の少ない表示が得られるといえる。

【０１６８】図２７（ａ）および（ｂ）に示したように
略円形の凸部１０２８を用いた場合には、図２８および
図２９に示したように、正面から観察したときの階調輝
度特性と、斜め方向から観察したときの階調輝度特性と
の差が大きく、斜め方向の階調輝度特性において中間調
での階調つぶれや白階調での階調反転がみられる。

【０１６９】これに対して、図２７（ｃ）および（ｄ）
に示したように略十字形の凸部２８Ｆを用いた場合に
は、図３０および図３１に示したように、正面から観察
したときの階調輝度特性と、斜め方向から観察したとき
の階調輝度特性との差が小さく、斜め方向の階調輝度特
性において中間調での階調つぶれや白階調での階調反転
が抑制されている。従って、違和感のない表示が実現さ
れる。

【０１７０】参考までに、図２８、図２９、図３０およ
び図３１に示した視野角特性の評価結果を、より一般的
な電圧−輝度特性を示すグラフとして図３２、図３３、
図３４および図３５に示す。図３２、図３３、図３４お
よび図３５は、横軸に印加電圧（Ｖ）を示し、縦軸に最
大階調電圧での透過率で規格化した各視角方向の輝度
（Ｌ／Ｌ（Ｖｍａｘ））を示すグラフである。

【０１７１】図３２および図３３と、図３４および図３
５とを比較すると、凸部の断面形状を略十字形とするこ
とで、斜め方向から観察したときの表示特性と正面方向
から観察したときの表示特性との差が小さくなってお
り、そのことによって違和感のない表示が得られている
ことがわかる。

【０１７２】また、断面形状が略十字形の凸部２８Ｆ
は、断面形状が略円形で同程度の面積を占める凸部に比
べ、液晶分子に対して配向規制力を及ぼす傾斜側面の面
積が大きく、また、液晶ドメイン内のより広範な範囲に
亘って配向規制力を及ぼすことができる。従って、液晶
分子に対してより大きな配向規制力を効果的に及ぼすこ
とができる。そのため、断面形状が略十字形の凸部２８
Ｆを備えた液晶表示装置３００においては、電圧を印加
した際の応答速度が向上し、液晶層３０の液晶分子３０
ａはより短い時間で定常状態に達する。その結果、残像
の発生が抑制された表示が実現される。

【０１７３】図２７（ａ）に示した略円形の凸部１０２
８および略円形の単位中実部１４ｂ’の組み合わせと、
図２７（ｃ）に示した略十字形の凸部２８Ｆおよび略円
形の単位中実部１４ｂ’の組み合わせについての応答速
度特性を図３６に示す。また、図２７（ｂ）に示した略
円形の凸部１０２８および樽形の単位中実部１４ｂ’の
組み合わせと、図２７（ｄ）に示した略十字形の凸部２
８Ｆおよび樽形の単位中実部１４ｂ’の組み合わせにつ
いての応答速度特性を図３７に示す。図３６および図３
７は、横軸に電圧印加後の時間（ｍｓ）を示し、縦軸に
配向安定時の透過輝度にたいする輝度比（％）を示すグ
ラフである。

【０１７４】凸部の断面形状が略円形である場合には、
図３６および図３７中に○を付した実線で示したよう
に、電圧印加後に過渡的に透過率が高くなり、残像が発
生する。これに対して、凸部の断面形状が略十字形であ
る場合には、図３６および図３７中に＋を付した実線で
示したように、透過率が過渡的に極大値を持つことがな
く、残像が発生しない。

【０１７５】上述したように、凸部の断面形状を略十字
形とすることによって、違和感がなく、かつ、残像の発
生が抑制された高品位の表示が実現される。

【０１７６】なお、ここまでは、凸部として、偏光軸に
略平行な辺および略直交する辺のみから実質的に構成さ
れた断面形状の凸部のみを備える構成を示したが、この
ような断面形状の凸部と、断面形状がこのような形状で
はない凸部とが同一基板上に混在する構成としてもよ
い。例えば、表示に悪影響を与える不要な電界が発生し
やすい領域（バスライン近傍など）に、配向規制力を向
上する観点から断面形状が略十字形の凸部を設け、他の
領域には断面形状が略円形の凸部を設けてもよい。勿
論、断面形状が略矩形の凸部と、断面形状が略円形の凸
部とが混在する構成としてもよい。

【０１７７】（他の実施形態）以下、配向規制構造の改
変例について説明する。これまでの説明にそって、配向
規制構造がＴＦＴ基板に設けられ、凸部が対向基板に設
けられている場合について説明するが、説明の簡単さの
ために、対向基板に設けられている凸部の図示および説
明を省略する。また、一対の基板の外側に設けられる一
対の偏光板についても図示を省略する。

【０１７８】図３８（ａ）および（ｂ）を参照しなが
ら、本発明による配向規制構造を備える他の液晶表示装
置４００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３８（ａ）は基板法線方向
から見た上面図であり、図３８（ｂ）は図３８（ａ）中
の３８Ｂ−３８Ｂ’線に沿った断面図に相当する。図３
８（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状態を示し
ている。

【０１７９】図３８（ａ）および（ｂ）に示したよう
に、液晶表示装置４００は、ＴＦＴ基板４００ａ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。

【０１８０】凸部４０の基板１１の面内方向の断面形状
は、図３８（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３
８（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。

【０１８１】この凸部４０の作用を図３９（ａ）〜
（ｄ）、および図４０（ａ）および（ｂ）を参照しなが
ら説明する。

【０１８２】まず、図３９（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。

【０１８３】図３９（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。

【０１８４】図３９（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３９（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。

【０１８５】図３９（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。

【０１８６】液晶表示装置４００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。

【０１８７】図４０（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図
３８（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４０（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４０
（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４０（ａ）および（ｂ）中の曲線ＥＱは等電位線
ＥＱを示す。

【０１８８】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３８（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。

【０１８９】液晶層３０に電圧を印加すると、図４０
（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。

【０１９０】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４０（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。

【０１９１】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４０（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。

【０１９２】このように、液晶表示装置４００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。

【０１９３】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。

【０１９４】この様に、液晶表示装置４００は、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４００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。

【０１９５】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。

【０１９６】また、ここでは断面形状が略星形の凸部４
０を例示したが、凸部４０の断面形状は勿論これに限定
されない。凸部４０の断面形状（ＴＦＴ基板１００の基
板面に沿った断面形状）が、偏光板の偏光軸に対して略
平行な辺および略直交する辺のみで実質的に構成された
形状であると、対向基板側の凸部２８Ａなどについて図
１９および図２０を参照しながら説明したのと同様に、
光漏れの発生が抑制・防止されるので、コントラスト比
の低下が抑制・防止され、高品位の表示を行うことがで
きる。

【０１９７】上述したように、液晶表示装置４００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４１（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。

【０１９８】図４１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ液晶表
示装置４００Ａ、４００Ｂおよび４００Ｃの断面図を模
式的に示し、図４０（ａ）に対応する。液晶表示装置４
００Ａ、４００Ｂおよび４００Ｃ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４０
０と異なっている。

【０１９９】上述した液晶表示装置４００においては、
図４０（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４１
（ａ）に示した液晶表示装置４００Ａにおいては、凸部
４０Ａの底面は開口部１４ａと一致しており、図４１
（ｂ）に示した液晶表示装置４００Ｂ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４００
Ａおよび４００Ｂの凸部４０Ａおよび４０Ｂの側面４０
ｓは、上述した液晶表示装置４００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。

【０２００】これに対し、図４１（ｃ）に示した液晶表
示装置４００Ｃ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。

【０２０１】次に、図４２を参照しながら、図３８
（ａ）に示した凸部４０の４２Ａ−４２Ａ’線に沿った
断面構造を説明する。

【０２０２】上述したように、図３８（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
から四方に延びる枝部）は、図４２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。

【０２０３】そこで、図４３（ａ）および（ｂ）に示す
液晶表示装置４００Ｄ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。

【０２０４】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。

【０２０５】対向基板側の凸部を設けずに、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４
０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。

【０２０６】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。

【０２０７】図４４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５０
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。

【０２０８】液晶表示装置５００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４４（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４４（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
４４（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４４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。

【０２０９】図４４（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。

【０２１０】液晶層３０に電圧を印加すると、図４４
（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。

【０２１１】図４４（ｂ）と図２（ａ）との比較から明
らかなように、液晶表示装置５００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。

【０２１２】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４４（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。

【０２１３】図４４（ｂ）に示したように、液晶表示装
置５００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。

【０２１４】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４４（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４４（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。

【０２１５】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。

【０２１６】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。

【０２１７】まず、図４５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
６００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。

【０２１８】液晶表示装置６００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６００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５００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５００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。

【０２１９】液晶表示装置６００の動作を図４５（ａ）
〜（ｃ）を参照しながら説明する。図４５（ａ）〜
（ｃ）は、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。

【０２２０】図４５（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。

【０２２１】液晶層３０に電圧を印加すると、図４５
（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６００の
液晶層３０にも図４５（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４４（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。

【０２２２】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。

【０２２３】図４５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６００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。

【０２２４】次に、絵素電極の誘電体層が凹部を有する
液晶表示装置７００の一絵素領域の断面構造を図４６に
示す。

【０２２５】液晶表示装置７００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４
５に示した液晶表示装置６００と実質的に同じ構造を有
している。

【０２２６】液晶表示装置７００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７００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。

【０２２７】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。

【０２２８】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。

【０２２９】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４４
（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。

【０２３０】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。

【０２３１】図４４（ａ）に示したように、例えば、液
晶表示装置５００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４５（ａ）のｄ１）が、透過
領域Ｔの液晶層３０の厚さ（例えば図４５（ａ）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。

【０２３２】図４７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、配
向規制構造および凸部を備える液晶表示装置の一例を示
す。図４７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、配向規制構
造および凸部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４７（ａ）は電圧無印加時を示し、
図４７（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４７（ｃ）は電圧印加中の
定常状態を模式的に示している。

【０２３３】液晶表示装置８００は、絵素電極１４の開
口部１４ａの内側に、図４０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、図１５に示した凸部２８Ａを備えてい
る。

【０２３４】液晶表示装置８００においては、ＴＦＴ基
板４００ａの電極構造による配向規制力に加えて、凸部
４０の側面４０ｓによる配向規制力と、凸部２８Ａ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２８Ａ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。

【０２３５】なお、上述した全ての液晶表示装置に、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。

【０２３６】

【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。また、配向
規制構造と凸部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。さらに、凸部の基
板面に沿った断面形状が、クロスニコル状態に配置され
た一対の偏光板の偏光軸に略平行な辺および略直交する
辺のみから実質的に構成された形状であるので、黒表示
時の光漏れの発生が抑制・防止され、高コントラスト比
の表示が実現される。

【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】（ａ）は、凸部２８Ａを有する対向基板２０
０ｂを模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、凸部２８
Ａを模式的に示す上面図である。

【図１６】（ａ）は、凸部２８Ｂを有する対向基板２０
０ｂを模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、凸部２８
Ｂを模式的に示す上面図である。

【図１７】配向規制構造および凸部２８Ａを備える液晶
表示装置２００を模式的に示す図であり、（ａ）は上面
図であり、（ｂ）は（ａ）中の１７Ｂ−１７Ｂ’線に沿
った断面図である。

【図１８】液晶表示装置２００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１９】断面形状が略円形である凸部１０２８を備え
た比較例としての液晶表示装置１０００における、凸部
１０２８近傍の液晶分子の配向の様子を模式的に示す図
である。

【図２０】凸部２８Ａを備えた液晶表示装置２００にお
ける、凸部２８Ａ近傍の液晶分子の配向の様子を模式的
に示す図である。

【図２１】配向規制構造および凸部２８Ｃを備える液晶
表示装置２００Ａを模式的に示す図であり、（ａ）は上
面図であり、（ｂ）は（ａ）中の２１Ｂ−２１Ｂ’線に
沿った断面図である。

【図２２】液晶表示装置２００Ａ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】配向規制構造および凸部１１２８を備える比
較例としての液晶表示装置１１００を模式的に示す図で
あり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）中の２３
Ｂ−２３Ｂ’線に沿った断面図である。

【図２４】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２８Ｄを模式的に示す断面図であ
る。

【図２５】スペーサとしても機能する凸部の改変例であ
る凸部２８Ｅを模式的に示す断面図である。

【図２６】断面形状が略十字形の凸部２８Ｆを備えた、
本発明による液晶表示装置３００を模式的に示す上面図
である。

【図２７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、凸
部と単位中実部との組み合わせの例を示す上面図であ
る。

【図２８】図２７（ａ）に示した略円形の凸部と略円形
の単位中実部との組み合わせを用いたときの視野角特性
の評価結果を示すグラフである。

【図２９】図２７（ｂ）に示した略円形の凸部と樽形の
単位中実部との組み合わせを用いたときの視野角特性の
評価結果を示すグラフである。

【図３０】図２７（ｃ）に示した略十字形の凸部と略円
形の単位中実部との組み合わせを用いたときの視野角特
性の評価結果を示すグラフである。

【図３１】図２７（ｄ）に示した略十字形の凸部と樽形
の単位中実部との組み合わせを用いたときの視野角特性
の評価結果を示すグラフである。

【図３２】図２７（ａ）に示した略円形の凸部と略円形
の単位中実部との組み合わせを用いたときの電圧−輝度
特性を示すグラフである。

【図３３】図２７（ｂ）に示した略円形の凸部と樽形の
単位中実部との組み合わせを用いたときの電圧−輝度特
性を示すグラフである。

【図３４】図２７（ｃ）に示した略十字形の凸部と略円
形の単位中実部との組み合わせを用いたときの電圧−輝
度特性を示すグラフである。

【図３５】図２７（ｄ）に示した略十字形の凸部と樽形
の単位中実部との組み合わせを用いたときの電圧−輝度
特性を示すグラフである。

【図３６】図２７（ａ）に示した略円形の凸部および略
円形の単位中実部の組み合わせと、図２７（ｃ）に示し
た略十字形の凸部および略円形の単位中実部の組み合わ
せを用いたときの応答速度特性を示すグラフである。

【図３７】図２７（ｂ）に示した略円形の凸部および樽
形の単位中実部の組み合わせと、図２７（ｄ）に示した
略十字形の凸部および樽形の単位中実部の組み合わせに
ついての応答速度特性を示すグラフである。

【図３８】本発明による配向規制構造を備える液晶表示
装置４００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３８Ｂ−３
８Ｂ’線に沿った断面図である。

【図３９】（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４０】液晶表示装置４００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４１】（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４００Ａ、４００Ｂおよび４
００Ｃの模式的な断面図である。

【図４２】液晶表示装置４００の断面構造を模式的に示
す図であり、図３８（ａ）中の４２Ａ−４２Ａ’線に沿
った断面図である。

【図４３】液晶表示装置４００Ｄ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４３Ｂ−４３Ｂ’線に沿った断面図である。

【図４４】２層構造電極を備える液晶表示装置５００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４５】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４６】２層構造電極を備える他の液晶表示装置７０
０の一絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。

【図４７】配向規制構造および凸部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。

【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 ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ 凸部 ２８ｓ 凸部の側面 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 ２００、２００Ａ、３００、４００、５００ 液晶表示
装置 ６００、７００、８００ 液晶表示装置 １００ａ ＴＦＴ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 内田 歳久 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 久保 真澄 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） 2H088 FA02 HA03 HA08 HA18 JA10 KA27 MA02 MA07 2H089 LA06 QA15 QA16 RA08 TA04 TA09 2H090 LA02 LA04 MA01 MA15 MA16 2H091 FA07X FA07Z GA06 KA10 LA19 LA30

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記第１および第２基板を介して互いに対向し、偏
   光軸が互いに略直交するように配置された一対の偏光板
   とを備え、 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配向規制構造を有し、 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、前記液晶層側に
   突き出た凸部を有し、前記凸部の前記第２基板の基板面
   に沿った断面形状は、前記一対の偏光板の一方の偏光軸
   に略平行な辺および前記一方の偏光軸に略直交する辺の
   みから実質的に構成された形状である、液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記凸部の前記第２基板の基板面に沿っ
   た断面形状は、略矩形である請求項１に記載の液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】 前記凸部の前記第２基板の基板面に沿っ
   た断面形状は、略正方形である請求項２に記載の液晶表
   示装置。
4. 【請求項４】 前記凸部の前記第２基板の基板面に沿っ
   た断面形状は、略十字形である請求項１に記載の液晶表
   示装置。
5. 【請求項５】 前記凸部は、前記少なくとも１つの液晶
   ドメイン内の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１から４のいずれかに記載の液晶
   表示装置。
6. 【請求項６】 前記凸部は、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から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記少なくとも１つの液晶ドメイン内に
   おいて、前記凸部による配向規制方向は、前記配向規制
   構造による放射状傾斜配向の方向と整合する、請求項１
   から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記凸部は、前記液晶層の厚さを規定す
   るスペーサとしても機能する、請求項１から７のいずれ
   かに記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 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、請求項１から８のい
   ずれかに記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第１電極は複数の単位中実部を有
    し、前記配向規制構造は、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９のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 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９のいずれかに記
    載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 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、前記第１および第２基板を介して互いに対向し、
    偏光軸が互いに略直交するように配置された一対の偏光
    板とを備え、 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配向規制構造を有し、 前記複数の絵素領域のそれぞれ内において、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
    る領域に設けられたスペーサを有し、 前記スペーサは、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内
    の液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現
    し、前記スペーサの前記第１および第２基板の基板面に
    沿った断面形状は、前記一対の偏光板の一方の偏光軸に
    略平行な辺および前記一方の偏光軸に略直交する辺のみ
    から実質的に構成された形状である、液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記スペーサの前記第１および第２基
    板の基板面に沿った断面形状は、略矩形である請求項１
    ２に記載の液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記スペーサの前記第１および第２基
    板の基板面に沿った断面形状は、略正方形である請求項
    １３に記載の液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 前記スペーサの前記第１および第２基
    板の基板面に沿った断面形状は、略十字形である請求項
    １２に記載の液晶表示装置。