JP3642488B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【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(deformation of vertical aligned phase)がある。これは、電圧制御複屈折(ＥＣＢ:electrically controlled birefringence)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】
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】
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（特許文献１）。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。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−０４３５２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶表示装置の普及に伴い、液晶表示装置に要求される表示特性は高まってきており、表示特性のいっそうの向上が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、広視野角特性を有し、表示特性に優れた液晶表示装置を提供することにある。
【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、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極は、複数の開口部と、中実部とを有し、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、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電極の前記複数の開口部のエッジ部に生成される斜め電界によって、前記複数の開口部および前記中実部に、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液晶表示装置であって、前記第１電極の前記中実部は、複数の単位中実部と、それぞれが前記複数の単位中実部のうちの少なくとも３つの単位中実部を相互に接続する複数の接続部とを有し、前記第２基板は、前記複数の接続部のそれぞれに対応する領域に、前記複数の接続部のそれぞれ上に位置する前記液晶層の液晶分子を少なくとも前記第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１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。
【００１１】
ある好適な実施形態において、前記液晶層は、前記第１配向規制構造が発現する配向規制力によって、前記複数の接続部のそれぞれにも放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成する。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記複数の接続部のそれぞれは、前記複数の単位中実部のうちの４つの単位中実部を相互に接続する。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれは、複数の角部を有し、前記複数の接続部のそれぞれは、隣接する単位中実部を前記角部を介して相互に接続する。
【００１４】
前記複数の角部のそれぞれは、鋭角化された角部であることが好ましい。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記複数の角部は、４つの角部である。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記第１配向規制構造は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていない状態においても配向規制力を発現する。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記第１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を含む。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記第１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。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記第１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表面であって、前記液晶層の液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させる表面を含む。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記第１配向規制構造は、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状態においてのみ配向規制力を発現する。
【００２１】
ある好適な実施形態において、前記第１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。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応する領域に、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応して形成される前記液晶ドメイン内の液晶分子を少なくとも前記第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。
【００２３】
前記第２配向規制構造は、前記複数の単位中実部のそれぞれ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。
【００２４】
前記複数の単位中実部のそれぞれに対応して形成される前記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、前記斜め電界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。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記第２配向規制構造は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていない状態においても配向規制力を発現する。
【００２６】
ある好適な実施形態において、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を含む。
【００２７】
ある好適な実施形態において、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。
【００２８】
ある好適な実施形態において、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表面であって、前記液晶層の液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させる表面を含む。
【００２９】
ある好適な実施形態において、前記第２配向規制構造は、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状態においてのみ配向規制力を発現する。
【００３０】
ある好適な実施形態において、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。
【００３１】
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。
【００３２】
ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は、４回回転対称性を有する略星形である。
【００３３】
前記複数の単位中実部は、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ことが好ましい。
【００３４】
前記複数の開口部の少なくとも一部の開口部は、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ことが好ましい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子をさらに有し、前記第１電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極であり、前記第２電極は、前記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。
【００３８】
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、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとる液晶表示装置であって、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極は、複数の開口部と、それぞれが鋭角化された４つの角部を有する略星形の複数の導電部と、それぞれが前記複数の導電部のうちの４つの導電部を前記角部を介して相互に接続する複数の接続部とを有し、前記第２基板は、前記複数の接続部のそれぞれに対応する領域に、前記液晶層側に突き出た凸部を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００３９】
ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記複数の導電部のそれぞれに対応する領域に、前記液晶層側に突き出たさらなる凸部を有する。
【００４０】
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、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとる液晶表示装置であって、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極は、複数の開口部と、それぞれが鋭角化された４つの角部を有する略星形の複数の導電部と、それぞれが前記複数の導電部のうちの４つの導電部を前記角部を介して相互に接続する複数の接続部とを有し、前記第２電極は、前記複数の接続部のそれぞれに対応する領域に設けられた開口部を含み、そのことによって上記目的が達成される。
【００４１】
ある好適な実施形態において、前記第２電極は、前記複数の導電部のそれぞれに対応する領域に設けられたさらなる開口部を有する。
【００４２】
以下、本発明の作用を説明する。
【００４３】
本発明による液晶表示装置においては、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複数の開口部（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）とを有している。電極の中実部は、複数の単位中実部（導電部）を有し、複数の単位中実部は接続部によって相互に接続されている。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。典型的には、液晶層は、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層（例えば垂直配向膜）によって配向規制されている。
【００４４】
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、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。典型的には、複数の開口部のそれぞれと、複数の単位中実部のそれぞれとに液晶ドメインが形成される。それぞれの液晶ドメインは放射状傾斜配向をとるので、高回転対称性の配向をとることができ、そのため、表示品位の視角依存性を小さくし、広視角特性を実現できる。
【００４５】
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。
【００４６】
本発明の液晶表示装置においては、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。
【００４７】
さらに、本発明による液晶表示装置では、斜め電界を生成する電極を備えた第１基板に液晶層を介して対向する第２基板が、３つ以上の単位中実部を相互に接続する接続部に対応する領域に、接続部上に位置する液晶層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第１配向規制構造を有しているので、接続部上に位置する液晶層の配向状態が安定化される。そのため、接続部上に位置する液晶層の配向のみだれに起因した表示品位の低下が抑制され、高品位の表示が実現される。
【００４８】
接続部上に位置する液晶層には、接続部と単位中実部とが連続する方向（方位）において、開口部のエッジ部に生成される斜め電界による配向規制力がほとんど作用しない。また、３つ以上の単位中実部を接続する接続部上の液晶層についてはそのような方向（方位）が多く存在する。そのため、上記のような第１配向規制構造を備えていない場合、接続部上に位置する液晶層は配向状態が不安定になりやすく、そのことによって表示品位が低下してしまう。
【００４９】
配向の安定性を向上し、表示品位を向上する観点からは、第１配向規制構造が発現する配向規制力によって、接続部に対応した領域にも放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインが形成されることが好ましい。
【００５０】
１つの接続部によって接続される単位中実部の数が多くなるほど、接続部と単位中実部とが連続している方向（方位）が多く存在するので、本発明は、接続部が４つあるいはそれ以上の単位中実部を接続する場合に、特に好適に用いられる。
【００５１】
電極の単位中実部が複数の角部を有している場合、接続部が、単位中実部を角部を介して相互に接続する構成としてもよい。１つの単位中実部が有する角部の個数は、典型的には４つである。
【００５２】
単位中実部の角部が鋭角化されていると、斜め電界を生成するための電極の辺がより多く形成されるので、より多くの液晶分子に斜め電界を作用させることができる。そのため、電界に応答して最初に傾斜し始める液晶分子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、応答速度が向上する。また、角部が鋭角化されていると、電極の辺から単位中実部の中央部までの距離が短くなるので、エッジ部で傾斜した液晶分子の影響を受けて単位中実部内の液晶分子が倒れ込むのに要する時間が短くなる。そのため、この点からも優れた応答特性が得られる。
【００５３】
第１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。第１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る。従って、第１配向規制構造は、単位中実部を有する電極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。
【００５４】
第１配向規制構造は、例えば、第２基板の液晶層側に突き出た凸部である。凸部は、電圧無印加状態においても配向規制力を発現することができる。また、このような凸部は、簡単なプロセスで製造することができるので、生産効率の観点からも好ましい。また、第１配向規制構造が、第２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。さらに、第１配向規制構造が、第２基板の液晶層側に設けられた表面であって、液晶層の液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させる表面（傾斜配向性の表面）を含む構成としてもよい。あるいは、第１配向規制構造は、電極に設けた開口部であってもよい。これらは公知の方法で製造することができる。
【００５５】
また、第２基板が、複数の単位中実部のそれぞれに対応する領域に、単位中実部に形成される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ていると、少なくとも電圧印加状態においては、単位中実部を有する電極とこの第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、液晶ドメインの放射状傾斜配向がより安定化され、液晶層への応力印加による表示品位の低下（例えば残像現象の発生）が抑制される。
【００５６】
第２配向規制構造を、単位中実部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。
【００５７】
単位中実部に対応して形成される液晶ドメイン内において、第２配向規制構造による配向規制方向を、斜め電界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。
【００５８】
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。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る。従って、第２配向規制構造は、単位中実部を有する電極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。
【００５９】
第２配向規制構造は、例えば、第２基板の液晶層側に突き出た凸部である。凸部は、電圧無印加状態においても配向規制力を発現することができる。また、このような凸部は、簡単なプロセスで製造することができるので、生産効率の観点からも好ましい。また、第２配向規制構造が、第２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。さらに、第２配向規制構造が、第２基板の液晶層側に設けられた表面であって、液晶層の液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させる表面（傾斜配向性の表面）を含む構成としてもよい。あるいは、配向規制構造は、電極に設けた開口部であってもよい。これらは公知の方法で製造することができる。
【００６０】
単位中実部の形状（基板法線方向から見たときの形状）が回転対称性を有することによって、単位中実部に対応した領域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。液晶ドメインの視角依存性を低減するためには、単位中実部の形状が高い回転対称性（２回回転対称性以上が好ましく、４回回転対称性以上がさらに好ましい。）を有することが好ましい。
【００６１】
単位中実部の形状は、例えば、略星形であり、矩形をその辺が内側に屈曲または湾曲するように変形させた形状である。略星形の単位中実部は、２回回転対称性を有する（４回回転対称軸を有する）ことが好ましく、４回回転対称性を有する（４回回転対称軸を有する）ことがさらに好ましい。
【００６２】
複数の単位中実部が、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、それぞれの単位中実部の中心が正方格子を形成するように、複数の単位中実部を配列する。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に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。
【００６３】
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に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。
【００６４】
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（基板法線方向から見たときの形状）が回転対称性を有することによって、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。液晶ドメインの視角依存性を低減するためには、開口部の形状が高い回転対称性（２回回転対称性以上が好ましく、４回回転対称性以上がさらに好ましい。）を有することが好ましい。
【００６５】
開口部の形状は、例えば、略ひし形である。あるいは、２つの円弧（典型的には劣弧）状の辺を組み合わせた略円弧二角形（いわゆるアーモンド形）であってもよい。
【００６６】
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。
【００６７】
本発明による液晶表示装置は、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であって、上述した開口部を有する電極は、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。
【００６８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００６９】
まず、本発明の液晶表示装置が有する電極構造とその作用とを説明する。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。
【００７０】
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に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。
【００７１】
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置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。
【００７２】
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１００ａ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。
【００７３】
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１００ｂ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。
【００７４】
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１４ａ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。なお、図１（ａ）中に実線で示した正方形は、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。
【００７５】
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。）１４ｂ’は、４つの頂点を有し、その中心に４回回転軸を有する（すなわち４回回転対称性を有する）略星形の形状を有している。また、各開口部１４ａは、略ひし形であり、実質的に同じ形状で同じ大きさを有している。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、絵素電極の端部は、開口部１４ａの一部（例えば約２分の１）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。
【００７６】
上述した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１４ａのエッジ部（単位中実部１４ｂ’の周辺）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、単位格子内の単位中実部１４ｂ’に対応する領域とに、それぞれ１つずつ形成される。
【００７７】
また、絵素電極１４は、開口部１４ａによって実質的に囲まれた単位中実部１４ｂ’以外にもそれと実質的に同じ大きさで同じ形状の部分が中実部１４ｂに存在するようにその外形が規定されており、これらの部分のそれぞれに対応する領域にも、液晶ドメインが形成される。本願明細書では、これらの部分も単位中実部と称する。つまり、中実部１４ｂ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。これらの単位中実部１４ｂ’は略星形であり、実質的に同じ形状で同じ大きさを有している。つまり、絵素電極１４は、それぞれが略星形の複数の導電部を有している。互いに隣接する単位中実部１４ｂ’は、接続部１４ｄによって相互に接続されており、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。本実施形態では、単位中実部１４ｃは、鋭角化された４つの角部１４ｃを有しており、接続部１４ｄは、角部１４ｃ同士を接続する。すなわち、接続部１４ｄは、角部１４ｃを介して単位中実部を接続している。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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）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。
【００８１】
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３０ａ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。
【００８２】
ここで、図３を参照しながら、液晶分子３０ａの配向の変化を詳細に説明する。
【００８３】
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。
【００８４】
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３０ａ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３０ａ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。
【００８５】
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の中心ＳＡ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１１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。
【００８６】
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３０ａ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。
【００８７】
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１４ａ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１００ａ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。
【００８８】
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１４ａ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）の集合体として表すことができればよい。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’の形状も回転対称を有することが好ましい。
【００８９】
なお、開口部１４ａの中央付近の液晶層３０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を有するように配置されていればよい。
【００９０】
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ＥＱ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。
【００９１】
本実施形態の液晶表示装置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。
【００９２】
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ほぼ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ほぼ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ほぼ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回回転対称性以上の対称性）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、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。
【００９３】
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。
【００９４】
図１（ａ）に示した、回転対称性を有する略十字形の開口部１４ａおよび略星形の単位中実部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。
【００９５】
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。
【００９６】
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１００ｂ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３０ａは、図４（ａ）に示したように、垂直配向状態を取る。
【００９７】
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）。
【００９８】
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１４ａ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３０ａ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。
【００９９】
また、略星形の単位中実部１４ｂ’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３０ａ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１４ｂ’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。
【０１００】
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３０ａ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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３０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。
【０１０３】
さらに、カイラル剤を十分に多く添加すると、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３０ａ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。
【０１０４】
上述したように、液晶表示装置１００では、ＴＦＴ基板１００ａ上に設けられた絵素電極１４によって、放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインが形成されるので、広視野角の表示を行うことができる。ただし、ＴＦＴ基板１００ａ上に上記の構造を有する絵素電極１４を設けただけでは、絵素電極１４の接続部１４ｄ上に位置する液晶層３０の配向状態が不安定であり、そのことによって表示品位が低下することがある。
【０１０５】
本発明による液晶表示装置１００は、図１（ａ）に示すように、対向基板１００ｂの、接続部１４ｄに対応した領域に配向規制構造２８を有しているので、接続部１４ｄ上に位置する液晶層３０の配向状態が安定化され、高品位の表示が実現される。以下、配向規制構造２８の具体的な構成と機能を説明するが、それに先立って、接続部１４ｄ上の液晶層３０の配向状態が不安定である理由を説明する。
【０１０６】
図６（ａ）〜（ｃ）に、絵素電極の接続部に対応した領域に配向規制構造を有しない液晶表示装置１０００を模式的に示す。図６（ａ）は液晶表示装置１０００の１つの絵素領域の構造を示す上面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）中の６Ｂ−６Ｂ’線に沿った断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）中の６Ｃ−６Ｃ’線に沿った断面図である。なお、図６（ａ）〜（ｃ）では、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ものに同じ参照符号を付している。また、図６（ｂ）および（ｃ）は、液晶層３０に電圧が印加された状態を示している。
【０１０７】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示装置１０００の対向基板１０００ｂは、絵素電極１４の接続部１４ｄに対応した領域に配向規制構造を有していない。
【０１０８】
図６（ａ）中の６Ｂ−６Ｂ’線に沿った方向においては、図６（ｂ）に示すように、接続部１４ｄは開口部１４ａと隣接するので、絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧が印加されると、接続部１４ｄ上の液晶分子３０ａは、開口部１４ａのエッジ部に生成される斜め電界による配向規制力を受ける。
【０１０９】
これに対し、図６（ａ）中の６Ｃ−６Ｃ’線に沿った方向においては、図６（ｃ）に示すように、接続部１４ｄは単位中実部１４ｂ’と連続しているので、絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧が印加されても、接続部１４ｄ上の液晶分子３０ａは、斜め電界による配向規制力の影響をほとんど受けず、隣接した単位中実部１４ｂ’上の液晶分子３０ａの配向と整合するように傾斜する。
【０１１０】
このように、接続部１４ｄ上の液晶分子３０ａは、接続部１４ｄと開口部１４ａとが隣接する方向においては斜め電界による比較的強い配向規制力を受けるが、接続部１４ｄと単位中実部１４ｂ’とが連続する方向においては、周囲の液晶分子３０ａとの配向の連続性を保つように働く弱い配向規制力しか受けない。また、図６（ｂ）および（ｃ）からわかるように、それぞれの方向において働く配向規制力による配向規制方向は、互いに逆である。接続部１４ｄ上に位置する液晶分子３０ａは、接続部１４ｄと開口部１４ａとが隣接する方向においては、図６（ｂ）に示すように、下側（基板１００ａ側）が開いたコーン状に配向するのに対して、接続部１４ｄと単位中実部１４ｂ’とが連続する方向においては、図６（ｃ）に示すように、上側（基板１００ｂ側）が開いたコーン状に配向する。
【０１１１】
上述したように、接続部１４ｄ上に位置する液晶分子３０ａについては、ほとんど配向規制力を受けない（むしろ逆方向の配向規制力が働く）方向（方位）が存在するので、接続部１４ｄ上に位置する液晶層３０の配向状態が不安定になりやすい。
【０１１２】
接続部１４ｄ上の液晶層３０の配向状態が乱れると、その乱れは、隣接する単位中実部１４ｂ’および開口部１４ａに形成される液晶ドメインの配向にも影響を与え、絵素領域全体の配向の安定性が低下してしまう。また、このような配向の不安定化は、すべての絵素領域で一様な程度で発生するわけではなく、絵素領域ごとに異なる程度で発生し得るので、表示面内で透過率やコントラスト比にばらつきが生じ、表示むらやざらつきの原因となってしまう。
【０１１３】
なお、絵素電極の接続部上の液晶層の配向状態は、接続部が２つの単位中実部を相互に接続する場合よりも、接続部が３つ以上の単位中実部を相互に接続する場合に不安定になりやすい。１つの接続部によって接続される単位中実部の数が多くなるほど、接続部と単位中実部とが連続している方位が多く存在するからである。特に、接続部が４つ以上の単位中実部を接続する場合、配向状態の乱れが顕著となり、表示品位の低下が顕著となりやすい。
【０１１４】
次に、図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、配向規制構造の具体的な構造と機能を説明する。図７（ａ）〜（ｄ）は、配向規制構造２８を有する対向基板１００ｂの断面を模式的に示している。
【０１１５】
図７（ａ）〜（ｄ）に示した配向規制構造２８は、少なくとも絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧が印加された状態において液晶層３０の液晶分子に対して配向規制力を発現し、接続部１４ｄ上に位置する液晶分子３０ａを放射状傾斜配向させるように作用する。
【０１１６】
図７（ａ）に示した配向規制構造２８は、対向電極２２の開口部２２ａによって構成されている。なお、対向基板３００ｂ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。
【０１１７】
この配向規制構造２８は、電圧印加時にのみ配向規制力を発現する。配向規制構造２８は、接続部１４ｄ上に位置する液晶層３０内の液晶分子３０ａに対して配向規制力を作用させることができればよいので、開口部２２ａの大きさは、絵素電極１４に設けられる開口部１４ａよりも小さくてもよく、また、単位中実部１４ｂ’（例えば図１（ａ）参照）よりも小さくてもよい。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、その中心が絵素電極１４の接続部１４の中央部に対向するよう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。
【０１１８】
このように、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。但し、対向電極２２に設けられた開口部２２ａによって構成される配向規制構造２８は、印加電圧が低いときには十分に大きな配向規制力を発現しないこともある。
【０１１９】
図７（ｂ）〜（ｄ）に示した配向規制構造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る。
【０１２０】
図７（ｂ）に示した配向規制構造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３００ｂ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７（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。
【０１２１】
図７（ｃ）に示した配向規制構造２８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３００ｂ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７（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。
【０１２２】
図７（ｄ）に示した水平配向膜は、例えば、一旦対向基板１００ｂ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。
【０１２３】
図７（ｃ）および（ｄ）に示した配向規制構造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。また、水平配向性の表面でなくても、液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させ得る表面（「傾斜配向性の表面」とよぶ。）であれば、配向規制構造２８として機能し得る。
【０１２４】
図７（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３０ａ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。
【０１２５】
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２２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。
【０１２６】
対向基板１００ｂ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、カラーフィルタ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７（ｃ）および（ｄ）に示した構造は、図７（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。
【０１２７】
上述した配向規制構造２８を備える液晶表示装置１００の断面構成を図８（ａ）および（ｂ）に示す。図８（ａ）および（ｂ）は、液晶層３０に電圧が印加された状態を示し、図８（ａ）は、図１中の８Ａ−８Ａ’線に沿った断面図に相当し、図８（ｂ）は、図１中の８Ｂ−８Ｂ’線に沿った断面図に相当する。
【０１２８】
液晶表示装置１００の対向基板１００ｂは、絵素電極１４の接続部１４ｄに対応した領域に配向規制構造２８（ここでは凸部２２ｂ）を有しているので、接続部１４ｄ上に位置する液晶層３０内の液晶分子３０ａには、この配向規制構造２８による配向規制力が、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、接続部１４ｄと開口部１４ａとが隣接する方向においても、接続部１４ｄと単位中実部１４ｂ’とが連続する方向においても作用する。そのため、接続部１４ｄ上の液晶層３０の配向状態が安定化され、配向乱れの発生が抑制される。従って、表示むらやざらつきの発生が抑制された高品位の表示を行うことができる。典型的には、配向規制構造２８による配向規制力によって、少なくとも電圧印加状態において接続部１４ｄ上にも放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される。
【０１２９】
なお、図８（ａ）および（ｂ）では、配向規制構造２８として対向基板１００ｂの液晶層３０側に突き出た凸部２２ｂを例示したが、図7（ａ）、（ｃ）および（ｄ）に示した配向規制構造２８を設けても同様の効果が得られる。図９（ａ）および（ｂ）に、対向電極２２に設けられた開口部２２ａを含む配向規制構造２８を備えた液晶表示装置１００の断面構成を示す。図９（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に対応した図である。図９（ａ）および（ｂ）に示すように、接続部１４ｄ上の液晶分子３０ａに方向（方位）によらず配向規制構造２８による配向規制力が作用し、放射状傾斜配向が形成される。
【０１３０】
また、図８（ａ）および（ｂ）と図９（ａ）および（ｂ）では、対向基板１００ｂ上に設けた凸部２２ｂや開口部２２ａの大きさが、接続部１４ｄよりも大きな場合を示したが、図１０（ａ）および（ｂ）と図１１（ａ）および（ｂ）とに示すように、対向基板１００ｂ上に設ける凸部２２ｂや開口部２２ａの大きさを接続部１４ｄよりも小さく（あるいは同じと）してもよい。これらの場合にも、同様の効果が得られる。配向規制構造２８の大きさを調整することによって、接続部１４ｄ上に位置する液晶分子３０ａに及ぼす配向規制力の大きさを制御し得るので、採用する絵素電極１４の構造や、所望する配向安定性などに応じ、配向規制構造の大きさを適宜設定すればよい。例えば、図７（ｂ）に示した凸部２２ｂを採用する場合、直径が約５〜約２０μｍで高さ（厚さ）が約０．５〜約２．０μｍの凸部２２ｂ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。
【０１３１】
なお、上述したような表示品位向上の効果は、図１２に示すように接続部１４ｄが３つの単位中実部１４ｂ’を相互に接続している場合にも得られるが、図１などに示したように接続部１４ｄが４つ（あるいはそれ以上）の単位中実部１４ｂ’を接続している場合により顕著に得られる。１つの接続部１４ｄが接続する単位中実部１４ｂ’の数が多いほど、接続部１４ｄと単位中実部１４ｂ’とが連続する方向（方位）、すなわち、開口部１４ａのエッジ部に生成される斜め電界が接続部１４ｄ上の液晶分子３０ａに作用しない方向（方位）が多く存在するからである。
【０１３２】
また、液晶セルに加えられる応力に対する耐性を向上するために、対向基板の単位中実部に対応した領域にさらに配向規制構造を設けてもよい。
【０１３３】
図１３（ａ）および（ｂ）に、単位中実部１４ｂ’に対応して設けられた配向規制構造２９を有する液晶表示装置２００を模式的に示す。図１３（ａ）は、液晶表示装置２００の１つの絵素領域の構造を示す上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中の１３Ｂ−１３Ｂ’線に沿った断面図に相当する。
【０１３４】
液晶表示装置２００の対向基板２００ｂは、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、絵素電極１４の接続部１４ｄに対応した領域に配向規制構造２８を有している。対向基板２００ｂは、さらに、絵素電極１４の単位中実部１４ｂ’に対応した領域にさらなる配向規制構造２９を有している。
【０１３５】
配向規制構造２９としては、接続部１４ｄに対応した領域に設ける配向規制構造２８と同じ構造のものを用いることができる。具体的には、図７（ａ）〜（ｄ）に示した配向規制構造２８と同じものを用いることができる。なお、図１３（ｂ）では、配向規制構造２９として、電圧無印加時にも配向規制力を発現するもの（図７（ｂ）〜（ｄ））を例示するが、図７（ａ）に示したものを用いることもできる。
【０１３６】
配向規制構造２９は、より具体的には、単位中実部１４ｂ’の中央付近に対応する（対向する）領域に設けられており、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、開口部１４のエッジ部ＥＧに生成される斜め電界による配向規制方向と、配向規制構造２９が発現する配向規制力による配向規制方向とが整合し、放射状傾斜配向が安定化する。この様子を図１４（ａ）〜（ｃ）に模式的に示している。図１４（ａ）は電圧無印加時を示し、図１４（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１４（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模式的に示している。
【０１３７】
配向規制構造２９による配向規制力は、図１４（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１４（ｂ）に示したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（中実部１４ｂ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１４（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、配向規制構造２９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】
このように、対向基板２００ｂ上の、単位中実部１４ｂ’に対応した領域にも配向規制構造２９を設けることによって、絵素電極１４によって形成される放射状傾斜配向状態をより安定化することができるので、液晶セルへの応力の印加などに起因した表示品位の低下を抑制できる。
【０１４０】
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、絵素電極１４および配向規制構造２９（さらには配向規制構造２８）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。配向規制構造２９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、配向規制構造２９による配向規制力は、絵素電極１４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。
【０１４１】
図１５（ａ）および（ｂ）に、液晶表示装置２００において液晶層３０に電圧を印加したときに液晶ドメインが形成される様子を示す。図１５（ａ）は、液晶分子３０ａの配向状態を計算した結果（シミュレーションの結果）であり、図１５（ｂ）は、実際に作成した液晶パネルの写真である。また、図１５（ａ）および（ｂ）は、絵素領域の一部を示しており、例えば図１５（ａ）は図１５（ｃ）に構造を示した領域を示している。なお、図１５（ａ）では、配向規制構造２８および２９として対向電極２２に設けた開口部２２ａを採用し、図１５（ｂ）では、配向規制構造２８および２９として凸部２２ｂを採用している。
【０１４２】
図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、電圧印加状態においては、単位中実部１４ｂ’、開口部１４ａおよび接続部１４ｄのそれぞれに対応して液晶ドメインが形成されている。
【０１４３】
図１６（ａ）および（ｂ）に、接続部１４ｄ上に設けられる配向規制構造２８を省略した場合の液晶ドメインが形成される様子を示す。図１６（ａ）および（ｂ）は、図１５（ａ）および（ｂ）に対応した図であり、図１６（ｃ）に示すように、接続部１４ｄに対応した領域には配向規制構造を有しない液晶表示装置１１００についての図である。
【０１４４】
図１６（ａ）および（ｂ）に示すように、接続部１４ｄ上に配向規制構造が設けられていないと、接続部１４ｄには液晶ドメインが形成されない。接続部１４ｄに液晶ドメインが形成されず、接続部１４ｄ上の液晶分子３０ａの配向状態が規定されない場合でも、理想的には、図１６（ａ）に示す計算結果のように、単位中実部１４ｂ’および開口部１４ａに形成される液晶ドメインへの影響はほとんどない。ところが、実際の液晶パネルでは、図１６（ｂ）に示すように、接続部１４ｄ上の液晶層３０の配向状態が乱れる様子は、接続部１４ｄごとに異なっており、隣接する単位中実部１４ｂ’や開口部１４ａに形成される液晶ドメインへの影響は、絵素領域内、さらには表示面内で局所的に異なってしまう。そのため、表示のむらやざらつきが発生して表示品位が低下してしまう。
【０１４５】
これに対して、接続部１４ｄ上に配向規制構造２８を有していると、図１５（ｂ）に示したように、実際の液晶パネルにおいても、絵素領域の全体、さらには表示面内の全体にわたって配向状態を安定化でき、高品位の表示を行うことができる。
【０１４６】
なお、絵素電極１４の形状は、ここまでに例示したものに限定されない。図１や図１３では、単位中実部１４ｂ’が実質的に直線のみから構成されている場合を例示したが、図１７に示す絵素電極１４Ａのように、単位中実部１４ｂが曲線を含んで構成されてもよい。
【０１４７】
また、図１や図１３では、単位中実部１４ｂ’が鋭角化された４つの角部１４ｃを有している場合を示したが、必ずしも角部が鋭角化されている必要はなく、図１８に示す絵素電極１４Ｂのように、単位中実部１４ｂ’の形状が略矩形であってもよい。ただし、応答特性を向上する観点からは、図１や図１３に示すように、単位中実部１４ｂ’が鋭角化された角部１４ｃを有していることが好ましい。なお、本願明細書において、「鋭角化された角部」は、２直線が９０°未満の角をなしている角部だけでなく、曲線と直線あるいは２曲線が９０°未満の角をなしている（交点における接線が９０°未満の角をなしている）角部も含んでいる。
【０１４８】
以下、図１９（ａ）および（ｂ）を参照しながら、単位中実部１４ｂ’の角部１４ｃを鋭角化することによって応答特性が向上する理由を説明する。
【０１４９】
図１９（ａ）に示すように単位中実部１４ｂ’の角部１４ｃが鋭角化されていると、図１９（ｂ）に示すように直角の角部１０１４ｃ’を有している場合よりも、斜め電界を生成するための絵素電極１４の辺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。そのため、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、応答速度が向上する。また、角部１４ｃが鋭角化されていると、絵素電極１４の辺から単位中実部１４ｂ’の中央部までの距離が短くなるので、エッジ部で傾斜した液晶分子３０ａの影響を受けて単位中実部１４ｂ’内の液晶分子３０ａが倒れ込むのに要する時間が短くなる。そのため、この点からも優れた応答特性が得られる。
【０１５０】
図２０（ａ）に示すように角部が鋭角化された単位中実部１４ｂ’を備えた液晶表示装置において、６Ｖの電圧を液晶層に印加したときの写真を図２０（ｂ）および（ｃ）に示す。図２０（ｂ）は電圧印加直後に相当し、図２０（ｃ）は液晶分子の配向が定常状態に達した状態（安定状態）に相当する。また、図２１（ａ）に示すように角部が鋭角化されていない単位中実部１０１４ｂ’を備えた液晶表示装置において、６Ｖの電圧を液晶層に印加したときの写真を図２０（ｂ）および（ｃ）に示す。
【０１５１】
液晶層に電圧を印加すると、まず、図２０（ｂ）および図２１（ｂ）に示すように、単位中実部１４ｂ’,１０１４ｂ’の辺近傍の液晶分子と、配向規制構造２９の設けられた単位中実部１４ｂ’,１０１４ｂ’の中央付近の液晶分子が傾斜し始め、その後、これらの液晶分子の影響を受けて、図２０（ｃ）および図２１（ｃ）に示すように、その他の部分の液晶分子が傾斜配向する。
【０１５２】
角部が鋭角化されていないと、図２１（ｂ）に示すように、電圧印加直後に傾斜している液晶分子の数が少ない（暗い領域が多い）。これに対し、角部が鋭角化されていると、図２０（ｂ）に示すように、電圧印加直後に傾斜している液晶分子の数が多く（明るい領域が多く）、応答特性が向上している。
【０１５３】
図２２に、図２０（ａ）に示す単位中実部１４ｂ’を備えた液晶表示装置と、図２１（ａ）に示す単位中実部１０１４ｂ’を備えた液晶表示装置とにおいて、液晶層への印加電圧を１．２Ｖから２．８５Ｖに変化させたときの応答波形を示す。なお、図２２では、２．８５Ｖの電圧を印加したときの定常状態における透過率を１００％としている。
【０１５４】
図２２からわかるように、角部が鋭角化されていると、角部が鋭角化されていない場合に比べ、より短い時間で液晶分子の配向が定常状態に達しており、応答特性が向上している。
【０１５５】
なお、本発明による液晶表示装置においては、絵素電極に開口部を設けるので、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（すなわち２層構造電極とする）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２３（ａ）〜（ｃ）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）１６を備える液晶表示装置３００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す。絵素電極１６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１６の機能を説明する。
【０１５７】
液晶表示装置３００の絵素電極１６は、複数の開口部１４ａ（１４ａ１および１４ａ２を含む）を有する。図２３（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２３（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２３（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２３では、開口部１４ａ１および１４ａ２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１４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２３（ａ）に示したように、絵素電極１６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、簡単のために、絵素電極１６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２３（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１６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２３（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２３（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２３（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２３（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１４ａ２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との間の上層電極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１４ａ２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２３（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ｂ１４ａ２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３０ａ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１４ａ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１６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１６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１６の上層電極１４と下層電極１２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２４を参照しながら、誘電体層１３に穴が形成された絵素電極１６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１６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１３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、この開口部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１３ａ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１６は、実質的に液晶表示装置３００の絵素電極１６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２４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図２４（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示装置３００についての図２３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。
【０１６９】
図２４（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２４（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２４（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１６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１４ａ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２３（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２４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２５に示す。
【０１７４】
液晶表示装置５００の絵素電極１６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２４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１６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１４ａ内に位置する液晶層３０の厚さｄ３は、液晶表示装置５００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３０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１４ａ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１６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１４に印加する電圧よりも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に印加される電圧の大きさの絵素領域内でのばらつきを抑制することができる。但し、誘電体層１３による電圧降下分だけ高い電圧を印加することで、上層電極１４上の液晶層と下層電極１２上の誘電体層１３上の液晶層とに同じ強度の電界が発生すると、上層電極１４のエッジ部において斜め電界が発生しないため、配向制御が出来ない。つまり、上層電極１４上の液晶層に作用する電界の強度＞下層電極１２上の誘電体層１３上の液晶層に作用する電界の強度、である必要がある。
【０１７７】
２層構造の絵素電極１６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２３（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２３（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２４（ａ）のｄ１）が、透過領域Ｔの液晶層３０の厚さ（例えば図２４（ａ）のｄ２）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】
【発明の効果】
本発明によると、広視野角特性を有し、表示特性に優れた液晶表示装置が提供される。
【０１８２】
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、従来の広視野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。
【０１８３】
また、配向規制構造によって、電極の接続部上に位置する液晶層の配向状態が安定化されるので、いっそう高品位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−１Ｂ’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】接続部に対応した領域に配向規制構造を有していない液晶表示装置１０００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６Ｂ−６Ｂ’線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）中の６Ｃ−６Ｃ’線に沿った断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、配向規制構造２８を有する対向基板１００ｂを模式的に示す断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置１００の断面構成を模式的に示す図であり、（ａ）は図１（ａ）中の８Ａ―８Ａ’線に沿った断面図、（ｂ）は図１（ａ）中の８Ｂ―８Ｂ’線に沿った断面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置１００の他の態様を模式的に示す断面図であり、（ａ）は図８（ａ）、（ｂ）は図８（ｂ）に相当する。
【図１０】本発明による液晶表示装置１００の他の態様を模式的に示す断面図であり、（ａ）は図８（ａ）、（ｂ）は図８（ｂ）に相当する。
【図１１】本発明による液晶表示装置１００の他の態様を模式的に示す断面図であり、（ａ）は図８（ａ）、（ｂ）は図８（ｂ）に相当する。
【図１２】絵素電極の接続部の他の態様を模式的に示す上面図である。
【図１３】本発明による他の液晶表示装置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１３Ｂ−１３Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１４】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１５】（ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置２００において液晶層に電圧を印加したときに液晶ドメインが形成される様子を示し、（ａ）は、液晶分子の配向状態を計算した結果（シミュレーションの結果）を示す図、（ｂ）は、実際に作成した液晶パネルの写真である。また、（ｃ）は、（ａ）に示した領域の構造を模式的に示す上面図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、接続部上の配向規制構造を省略した場合の液晶ドメインが形成される様子を示し、（ａ）は、液晶分子の配向状態を計算した結果（シミュレーションの結果）を示す図、（ｂ）は、実際に作成した液晶パネルの写真である。また、（ｃ）は、（ａ）に示した領域の構造を模式的に示す上面図である。
【図１７】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１８】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１９】（ａ）および（ｂ）は、単位中実部の角部を鋭角化することによる作用を説明するための図である。
【図２０】（ａ）は、角部が鋭角化された単位中実部を示す上面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示す単位中実部を含む絵素電極を備えた液晶表示装置において６Ｖの電圧を液晶層に印加したときの写真である。（ｂ）は電圧印加直後に相当し、（ｃ）は液晶分子の配向が定常状態に達した状態（安定状態）に相当する。
【図２１】（ａ）は、角部が鋭角化されていない単位中実部を示す上面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示す単位中実部を含む絵素電極を備えた液晶表示装置において６Ｖの電圧を液晶層に印加したときの写真である。（ｂ）は電圧印加直後に相当し、（ｃ）は液晶分子の配向が定常状態に達した状態（安定状態）に相当する。
【図２２】図２０（ａ）に示す単位中実部を備えた液晶表示装置と、図２１（ａ）に示す単位中実部を備えた液晶表示装置とにおいて、液晶層への印加電圧を１．２Ｖから２．８５Ｖに変化させたときの応答波形を示すグラフである。
【図２３】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２４】２層構造電極を備える他の液晶表示装置４００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２５】２層構造電極を備える他の液晶表示装置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 絵素電極
１４ａ 開口部
１４ｂ 中実部（導電膜）
１４ｂ’ 単位中実部（導電部）
１４ｃ 単位中実部の角部
１４ｄ 接続部
１６ 絵素電極（２層構造電極）
２２ 対向電極
２２ｂ 凸部
２８ 配向規制構造（第１配向規制構造）
２９ 配向規制構造（第２配向規制構造）
３０ 液晶層
３０ａ 液晶分子
１００、２００、３００、４００、５００ 液晶表示装置
１００ａ、 ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
１００ｂ、２００ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板）

Claims (26)

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、
   前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極は、複数の開口部と、中実部とを有し、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、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電極の前記複数の開口部のエッジ部に生成される斜め電界によって、前記複数の開口部および前記中実部に、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液晶表示装置であって、
   前記複数の開口部に形成される液晶ドメインの配向と前記中実部に形成される液晶ドメインの配向とは連続し、
   前記第１電極の前記中実部は、複数の単位中実部と、それぞれが前記複数の単位中実部のうちの少なくとも３つの単位中実部を相互に接続する複数の接続部とを有し、
   前記第２基板は、前記複数の接続部のそれぞれに対応する領域に、前記複数の接続部のそれぞれ上に位置する前記液晶層の液晶分子を少なくとも前記第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１配向規制構造を有し、
   前記液晶層は、前記第１配向規制構造が発現する配向規制力によって、前記複数の接続部のそれぞれにも放射状傾斜配向状態をとる液晶ドメインを形成する、液晶表示装置。
2. 前記複数の接続部のそれぞれは、前記複数の単位中実部のうちの４つの単位中実部を相互に接続する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数の単位中実部のそれぞれは、複数の角部を有し、
   前記複数の接続部のそれぞれは、隣接する単位中実部を前記角部を介して相互に接続する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数の角部のそれぞれは、鋭角化された角部である請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の角部は、４つの角部である請求項３または４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１配向規制構造は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていない状態においても配向規制力を発現する、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記第１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を含む、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記第１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１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記第１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表面であって、前記液晶層の液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させる表面を含む、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記第１配向規制構造は、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状態においてのみ配向規制力を発現する、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 前記第１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１から５および１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記第２基板は、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応する領域に、前記複数の単位中実部のそれぞれに対応して形成される前記液晶ドメイン内の液晶分子を少なくとも前記第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、請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記第２配向規制構造は、前記複数の単位中実部のそれぞれの中央付近に対応する領域に設けられている、請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記複数の単位中実部のそれぞれに対応して形成される前記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、前記斜め電界による放射状傾斜配向の方向と整合する、請求項１２または１３に記載の液晶表示装置。
15. 前記第２配向規制構造は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていない状態においても配向規制力を発現する、請求項１２から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
16. 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を含む、請求項１２から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
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１２から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
18. 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表面であって、前記液晶層の液晶分子を垂直配向状態よりも小さな角度で傾斜させる表面を含む、請求項１２から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
19. 前記第２配向規制構造は、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状態においてのみ配向規制力を発現する、請求項１２から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
20. 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１２から１４および１９のいずれかに記載の液晶表示装置。
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１から２０のいずれかに記載の液晶表示装置。
22. 前記複数の単位中実部のそれぞれの形状は、４回回転対称性を有する略星形である、請求項１から２１のいずれかに記載の液晶表示装置。
23. 前記複数の単位中実部は、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、請求項１から２２のいずれかに記載の液晶表示装置。
24. 前記複数の開口部の少なくとも一部の開口部は、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、請求項１から２３のいずれかに記載の液晶表示装置。
25. 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２４に記載の液晶表示装置。
26. 前記第１基板は、前記複数の絵素領域のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子をさらに有し、
    前記第１電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記スイッチング素子によってスイッチングされる絵素電極であり、前記第２電極は、前記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請求項１から２５のいずれかに記載の液晶表示装置。

Images