JP4753557B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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本発明は、液晶表示装置に関し、特に、広視野角を特性を有し、高表示品位の表示を行う液晶表示装置に関する。
近年、パーソナルコンピュータのディスプレイや携帯情報端末機器の表示部に用いられる表示装置として、薄型軽量の液晶表示装置が利用されている。しかしながら、従来のツイストネマチック型（ＴＮ型）、スーパーツイストネマチック型（ＳＴＮ型）液晶表示装置は、視野角が狭いという欠点を有しており、それを解決するために様々な技術開発が行なわれている。
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１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。
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、安定な生産を行なうためには、さらなる技術開発が必要である。
また、ＤＡＰ方式の液晶表示装置で表示ムラの無い均一な表示を行なうためには、配向制御を行なう必要がある。配向制御の方法としては、配向膜の表面をラビングすることにより配向処理する方法がある。しかしながら、垂直配向膜にラビング処理を施すと、表示画像中にラビング筋が発生しやすく量産には適していない。
一方、ラビング処理を行なわずに配向制御を行なう方法として、電極にスリット（開口部）を形成することによって、斜め電界を発生させ、その斜め電界によって液晶分子の配向方向を制御する方法も考案されている（例えば、特開平６−３０１０３６号公報）。しかしながら、本願発明者が検討した結果、この方法には下記の問題があることが分かった。
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る構成を採用すると、電極に形成されたスリットに対応する領域の液晶層に十分な電圧を印加することができず、その結果、スリットに対応する領域の液晶層の液晶分子の配向を十分に制御できず、電圧印加時の透過率のロスが生じるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、表示品位の高い液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、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電極とによって規定される絵素領域を複数有し、前記複数の絵素領域内のそれぞれの液晶層は、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電極との間に印加された電圧に応じて配向状態を変化し、前記第１電極は、下層導電層と、前記下層導電層の少なくとも一部を覆う誘電体層と、前記誘電体層の前記液晶層側に設けれた上層導電層とを有し、前記上層導電層は少なくとも１つの第１開口部を有し、且つ、前記下層導電層は、前記誘電体層を介して前記少なくとも１つの第１開口部の少なくとも一部と対向するように設けられており、そのことによって、上記目的が達成される。第１開口部を有する上層導電層は、第１開口部のエッジ部に斜め電界を生成し、液晶分子を放射状傾斜配向させるように作用する。また、第１開口部に対向する領域には下層導電層による電界が印加されるので、第１開口部上に位置する液晶分子の配向が安定する。
前記下層導電層は、前記誘電体層を介して前記少なくとも１つの第１開口部に対向する領域を含む領域に設けられていることが好ましい。第１開口部上に位置する液晶層に有効に電界を作用させることができる。
前記少なくとも１つの第１開口部は四角形であってもよいし、円形であってもよい。
前記上層導電層が有する前記少なくとも１つの第１開口部は複数の第１開口部であることが好ましい。複数の第１開口部を有する構成を採用すると、絵素領域全体に亘って安定な放射状傾斜配向を形成させることができる。また、応答速度の低下を抑制することができる。
前記上層導電層が有する前記複数の第１開口部は、規則的に配置されていることが好ましい。特に、回転対称性を有するように前記複数の第１開口部を配置することが好ましい。
前記誘電体層は、前記少なくとも１つの第１開口部内に、凹部または穴を有する構成としてもよい。誘電体層に凹部または穴を有する構成を採用すると、誘電体層による電圧降下を抑制できる。また、液晶層の厚さを調整することもできる。
前記下層導電層は、前記第１開口部に対向する領域内に第２開口部を有する構成としてもよい。第２開口部は、第１開口部内の液晶層の放射状傾斜配向の中心を安定化するように作用する。
前記上層導電層および前記下層導電層のうちのいずれか一方は透明導電層であり、他方は反射導電層である構成としてもよい。特に、上層導電層を反射電極とし、下層導電層を透明電極とする構成を採用すると、透過モードの表示特性と反射モードの表示特性をそれぞれ最適化することが可能となる。
前記上層導電層が有する前記少なくとも１つの第１開口部は複数の第１開口部であって、前記第１電極と前記第２電極との間に印加された電圧によって、前記第１電極に形成された前記複数の第１開口部に対向する領域内の前記液晶層がそれぞれ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構成とすることが好ましい。
前記第２基板は、前記複数の液晶ドメインの少なくとも１つの液晶ドメインに対応する領域に、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子を少なくとも電圧印加状態において放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する配向規制構造をさらに有する構成としてもよい。
前記配向規制構造は、前記少なくとも１つの液晶ドメインの中央付近に対応する領域に設けられていることが好ましい。
前記少なくとも１つの液晶ドメイン内において、前記配向規制構造による配向規制方向は、前記放射状傾斜配向の方向と整合することが好ましい。
前記配向規制構造は、電圧無印加状態においても、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する構成としてもよい。
前記配向規制構造は、前記第２基板の前記液晶層側に突き出た凸部であってよい。
前記配向規制構造は、前記第２基板の前記液晶層側に設けられた水平配向性の表面を含む構成であってもよい。
前記配向規制構造は、電圧印加状態においてのみ、液晶分子を放射状傾斜配向させる配向規制力を発現する構成であってもよい。
前記配向規制構造は、前記第２電極に設けられた開口部を含む構成であってよい。
前記液晶層を介して互いに対向するように設けられた一対の偏光板をさらに有し、前記一対の偏光板はクロスニコル状態に配置される構成としてもよい。
前記液晶層を介して互いに対向するように設けられた一対の４分の１波長板をさらに有し、前記一対の４分の１波長板のそれぞれは、前記液晶層と前記一対の偏光板のそれぞれとの間に配置されている構成とすることが好ましい。
前記液晶層を介して互いに対向するように設けられた一対の２分の１波長板をさらに有し、前記一対の２分の１波長板のそれぞれは、前記一対の偏光板のそれぞれと前記一対の４分の１波長板のそれぞれとの間に配置されている構成とすることがさらに好ましい。
前記一対の４分の１波長板の遅相軸は互いに直交するように配置されていることが好ましい。
前記一対の２分の１波長板の遅相軸は互いに直交するように配置されていることが好ましい。
前記複数の絵素領域内のそれぞれの前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に印加された電圧によって渦巻き配向状態をとる構成とすることが好ましい。
前記複数の絵素領域内のそれぞれの前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に印加された電圧によって前記液晶層に沿ってツイスト配向状態をとる微小領域を含むことがさらに好ましい。
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アクティブ素子をさらに有し、前記第１電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記アクティブ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構成としてもよい。対向電極は、典型的には単一の電極である。
本発明による他の液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介して対向する第２電極とによって、それぞれが規定される複数の絵素領域を有し、前記第１電極は、下層導電層と、前記下層導電層の少なくとも一部を覆う誘電体層と、前記誘電体層の前記液晶層側に設けれた上層導電層とを有し、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記上層導電層は、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、前記上層導電層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、前記複数の開口部または前記中実部に、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し、印加された電圧に応じて前記複数の液晶ドメインの配向状態が変化することによって表示を行う構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
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。
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。
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は略円形であってよい。
前記中実部は、前記少なくとも一部の開口部にそれぞれが実質的に包囲された複数の単位中実部を有し、前記複数の単位中実部のそれぞれは略円形であってよい。
前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極の前記複数の開口部の面積の合計は、前記第１電極の前記中実部の面積より小さいことが好ましい。
前記複数の開口部のそれぞれの内側に凸部をさらに備え、前記凸部の前記基板の面内方向の断面形状は、前記複数の開口部の形状と同じであり、前記凸部の側面は、前記液晶層の液晶分子に対して、前記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構成としてもよい。
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アクティブ素子をさらに有し、前記第１電極は、前記複数の絵素領域毎に設けられ、前記アクティブ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構成としてもよい。対向電極は、典型的には単一の電極である。
本発明によると、開口部を有する上層導電層と、誘電体層と、下層導電層とを備える２層構造電極によって、上層導電層の開口部のエッジ部に斜め電界を生成し、それによって垂直配向性液晶層の液晶分子を放射状傾斜配向させるので、安定に再現性よく放射状傾斜配向を形成することができる。従って、本発明によると表示品位の高い液晶表示装置が提供される。
特に、上層導電層が複数の開口部を有する構成を採用すると、絵素領域全体に亘って安定な放射状傾斜配向が得られるとともに、応答速度の低下が抑制された液晶表示装置が提供される。
さらに、２層構造電極（第１配向規制構造）を有する基板と液晶層を介して対向する基板に第２配向規制構造を設けた構成を採用すると、放射状傾斜配向をさらに安定化させた液晶表示装置が提供される。配向を安定化する効果は、２層構造電極の上層導電層の開口部内に凸部を有する構成を採用することによっても得られる。
また、上層導電層の開口部に対応する誘電体層に凹部または穴を有する構成において、上層導電層を反射電極とし、下層導電層を透明電極とする構成を採用すると、透過モードの表示特性と反射モードの表示特性がそれぞれ最適化された透過反射両用型液晶表示装置が提供される。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
（実施形態１）
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。
なお、本願明細書においては、表示の最小単位である「絵素」に対応する液晶表示装置の領域を「絵素領域」と呼ぶ。カラー液晶表示装置においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの「絵素」が１つの「画素」に対応する。絵素領域は、アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、絵素電極と絵素電極と対向する対向電極とが絵素領域を規定する。また、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状に設けられる列電極と列電極と直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそれぞれの領域が絵素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が絵素領域に対応することになる。
本発明による実施形態の液晶表示装置１００の１つの絵素領域の断面を模式的に図１に示す。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。なお、わかり易さのために、図１は液晶表示装置１００の１つの絵素領域を示すこととするが、後に詳述するように、本発明による液晶表示装置は図１に示した電極構成を１つの絵素領域内に少なくとも１つ有せばよい。
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（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（ａ）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。
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１５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１５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。
液晶表示装置１００が有する絵素電極１５は、下層導電層１２と、下層導電層１２の少なくとも一部を覆う誘電体層１３と、誘電体層の液晶層３０側に設けれた上層導電層１４とを有している。図１に示した液晶表示装置１００においては、開口部１４ａに対向する基板１１上の領域を全て含む領域に下層導電層１２が形成されている（下層導電層１２の面積＞開口部１４ａの面積）。
なお、本実施形態の液晶表示装置における絵素電極１５の構成は、上記の例に限られず、図２（ａ）に示す液晶表示装置１００’のように、開口部１４ａに対向する基板１１上の領域に下層導電層１２を形成してもよい（下層導電層１２の面積＝開口部１４ａの面積）。また、図２（ｂ）に示す液晶表示装置１００’’のように、開口部１４ａに対向する基板１１上の領域内に下層導電層１２を形成してもよい（下層導電層１２の面積＜開口部１４ａの面積）。すなわち、下層導電層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、下層導電層１２が開口部１４ａ内に形成された構成（図２（ｂ））においては、基板１１の法線方向から見た平面内に、下層導電層１２および上層導電層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。従って、液晶層３０の配向を安定化するように、この隙間領域の幅（図２（ｂ）中のＷＳ）を十分に狭くすることが好ましい。ＷＳは、典型的には、約４μｍを越えないことが好ましい。
なお、下層導電層１２および上層導電層１４を備える絵素電極１５を「２層構造電極」と呼ぶこともある。「下層」および「上層」は、２つの電極１２および１４の誘電体層１３に対する相対的な関係を表すために用いた用語であり、液晶表示装置の使用時の空間的な配置を制限するものではない。さらに、「２層構造電極」は、下層導電層１２および上層導電層１４以外の電極を有する構成を排除するものではなく、少なくとも下層導電層１２および上層導電層１４を有し、以下に説明する作用を有する構成であればよい。また、２層構造電極は、ＴＦＴ型液晶表示装置における絵素電極である必要はなく、絵素領域ごとに２層構造電極を有せば他のタイプの液晶表示装置にも適用され得る。具体的には、例えば、単純マトリクス型液晶表示装置における列電極（信号電極）が、絵素領域毎に２層構造を有せば、絵素領域内の列電極が２層構造電極として機能する。
次に、図１、図３および図４を参照しながら、２層構造電極を備える液晶表示装置の動作を、他の構成の電極を備える液晶表示装置の動作と比較しながら説明する。
まず、液晶表示装置１００の動作を、図１を参照しながら説明する。
図１（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１（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１（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。図１では、簡単さのために、絵素電極１５を構成する下層導電層１２および上層導電層１４に同一の電圧を印加した例を示している。図１（ｂ）および（ｃ）中の曲線ＥＱは等電位線ＥＱを示す。
図１（ａ）に示したように、絵素電極１５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。
液晶層３０に電圧を印加すると、図１（ｂ）に示した等電位線ＥＱ（電気力線と直交する）ＥＱで表される電位勾配が形成される。絵素電極１５の上層導電層１４と対向電極２２との間に位置する液晶層３０内には、上層導電層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。上層導電層１４の開口部１４ａの上に位置する液晶層３０には、下層導電層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（容量分割）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１４ａに対応する領域で落ち込む（等電位線ＥＱに「谷」が形成される）。開口部１４ａに対応する領域で、等電位線ＥＱの一部が誘電体層１３内に侵入していることが、誘電体層１３によって電圧降下（容量分割）が生じていることを表している。誘電体層１３を介して開口部１４ａに対向する領域に下層導電層１２が形成されているので、開口部１４ａの中央付近上に位置する液晶層３０内にも、上層導電層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。
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１（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。
ここで、図５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。
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５（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、図３を参照しながら後述するように、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。
図１（ｂ）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５（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５（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。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。
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１（ｃ）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。
液晶表示装置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の液晶分子の配向が表示面に垂直な方向の軸を中心とする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。従って、開口部１４ａは絵素領域の液晶層３０の配向が回転対称性（または軸対称性）を有するように配置されることが好ましい。絵素領域毎に１つの開口部１４ａを形成する場合には、開口部１４ａを絵素領域の中央に設けることが好ましい。また、開口部１４ａの形状（液晶層３０の層面内における形状）も、回転対称性（軸対称性）を有することが好ましく、正方形などの正多角形や円形であることが好ましい。絵素領域に複数の開口部１４ａを形成する場合の配置については、後述する。
図１（ａ）〜（ｃ）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は、絵素領域毎に２層構造電極１５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で表される電界を生成する。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形成する。勿論、図２（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置１００’および１００’’も同様に動作する。但し、図２（ｂ）の構成において、隙間領域ＷＳがあまり大きくなると（例えば、約５μｍを越えると）、開口部１４ａのエッジ部には十分な電圧が印加されず、表示に寄与しない領域となってしまうことがある。
次に、図３を参照しながら、従来の典型的な液晶表示装置２００の動作を説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示装置２００の１つの絵素領域を模式的に示している。
液晶表示装置２００は、互いに対向するように配置された絵素電極１５Ａおよび対向電極２２を有する。絵素電極１５Ａおよび対向電極２２は、いずれも開口部１４ａを有しない、単一の導電層から形成されている。
図３（ａ）に示したように、液晶層３０に電圧が印加されていないとき、液晶層３０は垂直配向状態をとる。
液晶層３０に電圧を印加することによって生成される電界は、図３（ｂ）に示したように、絵素領域全体に亘って、絵素電極１５Ａ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。このとき、液晶分子３０ａは軸方位が等電位線ＥＱに対して平行となるように配向方向を変えようとするが、液晶分子３０ａの軸方位と等電位線ＥＱとが直交する電界下においては、図５(ａ）に示したように、液晶分子３０ａが傾斜（回転）する方向が一義的に定まらない。液晶分子３０ａは、典型的には、垂直配向膜の局所的な表面状態の違いの影響を受け、種々の方向に傾斜し始める。その結果、液晶分子３０ａの配向状態が複数の絵素領域間で異なり、液晶表示装置２００による表示は、ざらついた表示となる。また、液晶層３０の配向状態が図３（ｃ）に示した定常状態に到達するまでに、上述した本発明の液晶表示装置１００よりも長い時間が必要となる。
すなわち、本発明の液晶表示装置１００は、従来の液晶表示装置２００と比較し、ざらつきのない高品位の表示が可能であり、且つ、応答速度が速い、という特徴を有している。
次に、図４を参照しながら、絵素電極１５Ｂに開口部１５ｂを有する液晶表示装置３００の動作を説明する。絵素電極１５Ｂは開口部１５ｂを有する単一の電極で構成されており、下層導電層１２（例えば図１参照）を有していない点において本発明の液晶表示装置の絵素電極１５と異なる。液晶表示装置３００は、前述した特開平６−３０１０３６号公報に開示されている、対向電極に開口部１４ａを有する液晶表示装置と同様に斜め電界を液晶層３０中に発生する。
液晶表示装置３００の液晶層３０は、図４（ａ）に示したように、電圧無印加時には垂直配向状態をとる。電圧無印加時の液晶層３０の配向状態は、本発明の液晶表示装置（図１および図２）や従来の典型的な液晶表示装置（図３）と同じである。
液晶層３０に電圧を印加すると、図４（ｂ）に示した等電位線ＥＱで表される電界が生成される。絵素電極１５Ｂは、本実施形態の液晶表示装置１００の絵素電極１５（例えば図１参照）と同様に開口部１５ｂを有するので、液晶表示装置２００の液晶層３０に生成される等電位線ＥＱは、開口部１５ｂに対応する領域で落ち込み、開口部１５ｂのエッジ部ＥＧ上の液晶層３０内に傾斜した等電位線ＥＱで表される斜め電界が形成される。しかし、絵素電極１５Ｂは単一の導電層から形成されており、開口部１５ｂに対応する領域には下層導電層（絵素電極と同じ電位）を有しないので、開口部１５ｂ上に位置する液晶層３０内には電界が生成されない領域（等電位線ＥＱが描かれていない領域）が存在する。
上述のような電界下に置かれた負の誘電率異方性を有する液晶分子３０ａは、以下の様に振舞う。まず、開口部１５ｂのエッジ部ＥＧ上の液晶分子３０ａは、図４（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。これは、図１（ｂ）を参照しながら説明した、本実施形態の液晶表示装置１００における液晶分子３０ａと同じ振る舞いであるり、エッジ部ＥＧ付近の液晶分子３０ａの傾斜（回転）方向を一義的に決定し、安定に配向変化を起こすことができる。
しかしながら、開口部１５ｂのエッジ部ＥＧを除く領域の上に位置する液晶層３０には電界が発生しないので、配向を変化するトルクは発生しない。その結果、十分な時間が経過して液晶層３０の配向変化が定常状態に達しても、図４（ｃ）に示したように、開口部１５ｂのエッジ部ＥＧを除く領域の上に位置する液晶層３０は、垂直配向状態のままである。勿論、エッジ部ＥＧ付近の液晶分子３０ａの配向変化の影響を受けて、一部の液晶分子３０ａは配向を変化するが、開口部１５ｂ上の液晶層３０内の全ての液晶分子３０ａの配向を変化することはできない。開口部１５ｂの端部からどれぐらいの位置にある液晶分子３０ａまで、その影響が及ぶかは、液晶層３０の厚さや液晶材料の物性（誘電率異方性の大きさ、弾性率など）にも依存するが、開口部１５ｂを介して互いに隣接する実際に導電層が存在する領域（「中実部」とも言う）間の距離が約４μｍを越えると、開口部１５ｂの中央付近の液晶分子３０ａは電界によって配向を変化することなく、垂直配向を維持する。従って、液晶表示装置３００の液晶層３０の内の開口部１５ｂ上に位置する領域は、表示に寄与しないので、表示品位の低下を招く。例えば、ノーマリブラックの表示モードにおいては、実効開口率が低下し、表示輝度が低下する。
このように、液晶表示装置３００は、開口部１５ｂを有する絵素電極１５Ｂによって形成される斜め電界によって、液晶分子３０ａの配向が変化する方向を一義的に決定するので、従来の典型的な液晶表示装置２００で起こる表示のざらつきを防止できるものの、輝度が暗くなる。本実施形態の液晶表示装置１００は、開口部１４ａを有する上層導電層１４と開口部１４ａと対向するように設けられた下層電極１２とを有するので、開口部１４ａ上に位置する液晶層３０のほぼ全ての領域に電界を作用させ、表示に寄与させることができる。従って、本実施形態の液晶表示装置１００は、高輝度で、且つざらつきが無い高品位の表示を実現することができる。
本実施形態の液晶表示装置が有する２層構造電極（絵素電極）１５の上層導電層１４が有する開口部１４ａの形状（基板法線方向から見た形状）について説明する。開口部１４ａの形状は、多角形でもよいし、円形や楕円形でもよい。
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が、すべての方位角に対して同等の確率で配向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、それぞれ絵素領域の中心（法線方向）を対称軸とする回転対称性を有することが好ましい。２回回転軸以上の高い回転対称性の軸を有することがさらに好ましい。
開口部１４ａの形状が多角形の場合の液晶分子３０ａの配向状態を図６（ａ）〜図６（ｃ）を参照しながら説明する。図６（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６（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２層電極が設けらている基板側に近いように、液晶分子３０ａが傾斜していることを示している。以下の図面においても同様である。
ここでは、矩形（正方形と長方形を含む）の絵素領域に対応して、矩形の開口部１４ａを形成した構造を例に説明する。図６（ａ）中の１Ａ−１Ａ’線に沿った断面図は図１（ａ）に相当し、図６（ｂ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図は図１（ｂ）に相当し、図６（ｃ）中の１Ｃ−１Ｃ’線に沿った断面図は図１（ｃ）に相当する。図１（ａ）〜図１（ｃ）を合わせて参照しながら説明する。勿論、絵素領域（絵素電極１５）の形状はこれに限られない。
下層導電層１２と上層導電層１４とを有する絵素電極１５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６（ａ）に示したように、垂直配向状態を取る。
液晶層３０に電界を印加し、図１（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５（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傾斜（回転）する方向が一義的に定まっていないため（図５（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。図６に示した構造では、等電位線ＥＱに対して液晶分子３０ａの分子軸が傾いている上層導電層１４の矩形の開口部１４ａの４辺のエッジ部から液晶分子３０ａが傾斜し始める。そして、図５（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６（ｃ）に示したように、液晶分子３０ａの軸方位は安定する（放射状傾斜配向）。
このように、上層導電層１４の開口部１４ａが、スリット状（長さに対して幅（長さに直交する方向）が著しく狭い形状）ではなく、矩形状であると、絵素領域内の液晶分子３０ａは、電圧印加時に、開口部１４ａの４辺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。このように、絵素領域毎に液晶分子３０ａが放射状傾斜配向をとると、全ての視角方向（方位角方向も含む）に対して、それぞれの軸方位の液晶分子３０ａの存在確率がほぼ等しくなり、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。
さらに、開口部１４ａの形状を回転対称性（４回回転軸を有する）の高い正方形とすると、回転対称性の低い（２回回転軸を有する）長方形よりも、開口部１４ａの中心を対称軸とする液晶分子３０ａの放射状傾斜配向の対称性が高くなるので、視角方向に対して一層ざらつきのない良好な表示を実現できる。なお、開口部１４ａの形状として矩形を例示したが、開口部１４ａの内側の液晶分子３０ａが電圧印加時に安定した放射状傾斜配向をとるのであれば、他の多角形であってもよく、回転対称が高い正多角形がさらに好ましい。
なお、液晶分子３０ａの放射状傾斜配向は、図８（ａ）に示したような単純な放射状傾斜配向よりも、図８（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。なお、ここでいう渦巻き状配向は、液晶層面内（基板面内）における液晶分子の配向状態を表す。液晶材料に少量のカイラル剤を添加したときに見られる渦巻き状配向は、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ほとんど変化することがなく、液晶分子３０ａの配向方向を微小領域でみると、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８（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、開口部１４ａ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。
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、図７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すように、電圧印加時に、液晶分子３０ａは、開口部１４ａを中心に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開口部１４ａ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。
更に、多くのカイラル剤を添加すると、渦巻き配向状態の液晶層においても、その微小領域に着目すると、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。例えば、偏光板がクロスニコル状態に配置された液晶表示装置の白表示状態の絵素領域を観察すると、放射状傾斜配向した液晶ドメインの中央部に十字の消光模様が明確に観察される。
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。例えば、偏光板がクロスニコル状態に配置された液晶表示装置の白表示状態の絵素領域を観察すると、放射状傾斜配向した液晶ドメインの中央部の十字の消光模様は不明確になり、全体に明るくなる。旋光性による光の利用効率を効率良く向上するために、液晶層のツイスト角は、約９０度であることが好ましい。
開口部１４ａの形状は、上述した多角形に限られず、円形や楕円形でも良い。
開口部１４ａの形状が円形の場合の液晶分子３０ａの配向状態を図９（ａ）〜図９（ｃ）を参照しながら説明する。図９（ａ）〜図９（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。ここでは、矩形の絵素領域に対して、円形の開口部１４ａを形成した構造を例に説明する。図９（ａ）中の１Ａ−１Ａ’線に沿った断面図は図１（ａ）に相当し、図９（ｂ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図は図１（ｂ）に相当し、図９（ｃ）中の１Ｃ−１Ｃ’線に沿った断面図は図１（ｃ）に相当する。図１（ａ）〜図１（ｃ）を合わせて参照しながら説明する。
下層導電層１２と上層導電層１４とを有する絵素電極１５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９（ａ）に示したように、垂直配向状態を取る。
液晶層３０に電界を印加し、図１（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５（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５（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。図９に示した構造では、等電位線ＥＱに対して液晶分子３０ａの分子軸が傾いている上層導電層１４の円形の開口部１４ａの円周のエッジ部から液晶分子３０ａが傾斜し始める。そして、図５（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９（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）。
このように、上層導電層１４の開口部１４ａが、円形状であると、絵素領域内の液晶分子３０ａは、電圧印加時に、開口部１４ａの円周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（放射状傾斜配向）が得られる。開口部１４ａの形状が円形の場合には四角形の場合よりも、放射状傾斜配向の中心（基板面に垂直に配向した液晶分子３０ａの位置）が開口部１４ａの中心に安定に形成されるので、電圧印加時にあらゆる方向において、ざらつきのない高品位の表示を実現することができる。
開口部１４ａの形状が円形の場合に得られる、放射状傾斜配向の中心位置が安定するという作用は、円の回転対称性が高いことともに、液晶分子３０ａが傾斜する方向を決める開口部１４ａのエッジが連続していること、にあると考えられる。開口部１４ａのエッジが連続していることによる、放射状傾斜配向安定化の作用は、開口部１４ａの形状を楕円（長円）としても得られる。
なお、液晶分子３０ａの放射状傾斜配向は、図８を参照しながら上述したように、渦巻き状配向性を付与することによって、より安定化する。従って、図１０（ａ）および図１０（ｂ）にそれぞれ示すように、開口部１４ａを中心に左回りまたは右回り渦巻き状放射状傾斜配向とする方が好ましい。特に、開口部１４ａの面積が大きくなり、開口部１４ａの辺から中心までの距離が長くなると、開口部１４ａ内に位置する液晶分子３０ａの配向が安定しにくくなるので、渦巻き状配向性を付与することが好ましい。例えば、液晶材料にカイラル剤を添加することによって、放射状配向に渦巻き配向を付与することができる。
〔複数の開口部を有する構成〕
上記では、絵素領域毎に１つの開口部を有する構成を例に、開口部を有する２層構造電極の構成と作用とを説明したが、開口部を絵素領域毎に複数設けても良い。以下では、絵素領域毎に複数の開口部を有する２層構造の絵素電極を用いる構成について説明する。
絵素領域毎に複数の開口部を設ける場合には、絵素領域内の液晶分子が全方位的に均一な配向をとるように、上述したように複数の開口部のそれぞれが回転対称性を有する形状を有することが好ましく、さらに、複数の開口部の配置が回転対称性を有することが好ましい。以下では、絵素領域毎に複数の開口部を回転対称性を有するように配置した２層構造の絵素電極を有する液晶表示装置を例にその構成と動作を説明する。
図１１に、複数の開口部１４ａ（１４ａ１および１４ａ２を含む）を有する絵素電極１５を備えた液晶表示装置４００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す。液晶表示装置４００は、ＴＦＴ基板４００ａと対向基板１００ｂ（図１に示した対向基板１００ｂと実質的に同じ。）とを有している。
図１１（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１１（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１１（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。図１１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、絵素領域毎に１つの開口部１４ａを有する絵素電極１５を備えた液晶表示装置１００についての図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ対応する。なお、図１１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導電層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（上層導電層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、下層導電層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、図１１（ａ）〜（ｃ）に示した配置関係を有するように配置されればよい。また、誘電体層１３を介して上層導電層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導電層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、特にパターングする必要はないが、パターニングしてもよい。
図１１（ａ）に示したように、絵素電極１５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。
液晶層３０に電圧を印加すると、図１１（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の上層導電層１４と対向電極２２との間に位置する液晶層３０内には、上層導電層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。上層導電層１４の開口部１４ａ１および１４ａ２の上に位置する液晶層３０には、下層導電層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導電層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、上層導電層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。
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１１（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。
図１１（ｂ）に示したように、本発明による液晶表示装置４００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５（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５（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。
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１１（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導電層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との間に上層導電層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１１（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および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、上層導電層１４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。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。
上述したように、液晶層３０に電圧を印加すると、上層導電層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。したがって、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に形成する開口部１４ａの数を増やすることによって、液晶表示装置の応答速度を改善することができる。
このように、絵素領域毎に複数の開口部１４ａ１および１４ａ２を形成することによって、全方位的に視角特性に優れた表示品位を有する液晶表示装置が実現されるとともに、液晶表示装置の応答特性も改善される。
次に、図１２および図１３を参照しながら、複数の開口部１４ａのそれぞれの形状および相対配置と液晶分子３０ａの配向との関係を説明する。図１２（ａ）および図１３（ａ）中の１１Ａ−１１Ａ’線に沿った断面図は図１１（ａ）に相当し、図１２（ｂ）および図１３（ｂ）中の１１Ｂ−１１Ｂ’線に沿った断面図は図１１（ｂ）に相当し、図１２（ｃ）および図１３（ｃ）中の１１Ｃ−１１Ｃ’線に沿った断面図は図１１（ｃ）に相当する。
図１２および図１３は、矩形の絵素電極１５（絵素領域）を例示しているが、絵素電極１５（上層導電層１４）の外形の形状はこれに限られない。また、本発明による液晶表示装置は、１つの絵素領域について図１２や図１３に示した電極構成を１つだけ有するものに限らず、図１２や図１３に示した電極構成を１つの絵素領域内に複数有してもよい。また、絵素電極１５（上層導電層１４）の外周と開口部１４ａとの相対的な配置関係に特に制限はなく、複数の開口部１４ａの一部が上層導電層１４の外周を規定する辺または角に重なって形成されてもよい。このことは、複数の開口部１４ａを有する絵素領域を示す他の実施形態の液晶表示装置に対しても同じである。なお、絵素領域全体に亘って、液晶分子の配向を安定化（および応答速度の向上）するために好ましい、開口部１４ａ間の相対配置については後述する。
まず、それぞれの開口部１４ａの形状は、先に説明したように、多角形や、円形または楕円形であってよい。液晶表示装置４００の全ての方位角方向における視角特性を改善（表示のざらつきをなくす）ためには、開口部１４ａのそれぞれの形状は、高い回転対称性を有することが好ましいので、図１２に示した正方形などの正多角形や、図１３に示した円形が好ましい。それぞれの開口部１４ａの形状と液晶分子３０ａの配向状態との関係については、先の説明の通りなので、ここでは説明を省略する。
また、複数の開口部１４ａを形成した構成においては、複数の開口部１４ａの相対的な配置が回転対称性を有することが好ましい。例えば、図１２に示したように、正方形の上層導電層１４（すなわち、絵素領域が正方形の場合）に、正方形の開口部１４ａを４個形成する場合、４個の開口部１４ａを正方形の上層導電層１４の中心ＳＡを軸に、回転対称性を有するように配置することが好ましい。図示したように、正方形の上層導電層１４の中心ＳＡが４回回転軸となるよう配置することが好ましい。このように配置すると、図１２（ｂ）および（ｃ）に示したように、液晶層３０に電圧を印加したときにそれぞれの開口部１４ａを中心に形成される放射状傾斜配向を有する領域が、上層導電層１４の中心ＳＡを軸に４回回転対称性を有する。その結果、液晶表示装置４００の視角特性は全方位角方向に亘ってさらに均一化される。
図１２においは、１つの絵素領域に４つの開口部１４ａを形成した構成を例示したが、開口部１４ａの数はこれに限らない。１つの絵素領域に形成する開口部１４ａの数は、絵素領域の大きさや形状、１つの開口部１４ａによって安定に放射状傾斜配向が形成される領域の大きさ、および応答速度を考慮して適宜設定される。１つの絵素領域に多数の開口部１４ａを形成する場合、視角特性の均一性を向上するためには、絵素領域全体に亘って、開口部１４ａの配置が回転対称性を有するように配置することが好ましいが、絵素領域の形状によっては、絵素領域全体に亘って回転対称性を有するように配置できない場合がある。できるだけ、広い面積に亘って回転対称性を有するように配置することが好ましい。例えば、絵素領域が長方形の場合には、長方形を複数の正方形に分割し、それぞれの正方形に対して回転対称性を有するように複数の開口部１４ａを形成することによって、十分均一な視角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
図１２に示した正方形の開口部１４ａに代えて、円形の開口部１４ａを設けた構成を図１３に示す。
図１２を参照しながら上述したのと同様に、４つの開口部１４ａを上層導電層１４の中心ＳＡが４回回転軸となるように配置することによって、液晶表示装置の視角特性をさらに改善することができる。また、開口部１４ａの形状が円形の方が、多角形よりも、それぞれの開口部１４ａのエッジ部に沿った液晶分子３０ａの配向の連続性が高いので、液晶分子３０ａの放射状傾斜配向がより安定する。さらに、複数の開口部１４ａを設ける構成において、開口部１４ａの形状を円形とすると、隣接する開口部１４ａによって形成される放射状傾斜配向の間の連続性が高く、絵素領域内に形成される複数の放射状傾斜配向が安定しやすいという利点が得られる。
例えば、図１４に示したように、４つの円形の開口部１４ａがそれぞれの中心が長方形の角に位置するように配置された構成においても、その長方形の対角線上に位置する液晶分子３０ａが連続的な傾斜配向を形成することができる。これに対し、図１４中の４つの開口部１４ａを正方形にすると、開口部１４ａの中心を結んで形成される長方形の対角線は、開口部１４ａの正方形の対角線と一致しないことから理解できるように、４つの開口部１４ａによって囲まれる領域内の液晶分子３０ａの配向は連続になり難い。一方、この４つの開口部１４ａの形状を、４つの開口部１４ａの中心が形成する長方形と相似関係にある長方形とすれば、上記の問題は解決するが、それぞれの開口部１４ａ内に形成される放射状傾斜配向の連続性が低下する。したがって、開口部１４ａの形状や配置は、絵素領域の形状や大きさを考慮して適宜設定することが好ましい。なお、図１４は液晶層に電圧を印加した状態を示しており、図１４中の１１Ｃ−１１Ｃ’線に沿った断面図は図１１（ｃ）に相当する。
絵素領域毎に複数の開口部を有する電極構成（すなわち、絵素電極または対向電極が開口部を有する２層構造電極）における開口部の配置の好ましい例を更に詳細に説明する。
図１５（a）を参照しながら、実施形態１の他の液晶表示装置４００Ａの上層導電層１４の他のパターンを説明する。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中の１５Ｂ−１５Ｂ'線に沿った断面図であり、上層導電層１４の中実部に参照符号１４ｂを付し、単位中実部に参照符号１４ｂ’を付していること以外は、図１１（ａ）と実質的に同じである。
液晶表示装置４００Ａが有する上層導電層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）から形成される上層導電層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。
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、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、上層導電層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、上層導電層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１５（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。
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１４ｂ’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。
上述したような構成を有する上層導電層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。
ここでは、正方形の上層導電層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。上層導電層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。上層導電層１４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。
本実施形態の液晶表示装置４００Ａが有する上層導電層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。
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。
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１５（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を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。
図１５（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１６（ａ）〜図１６（ｃ）を参照しながら説明する。
図１６（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１６（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を有する上層導電層１４が設けらている基板側に近いように、液晶分子３０ａが傾斜していることを示している。以下の図面においても同様である。ここでは、図１５（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１６（ａ）〜図１６（ｃ）中の対角線に沿った断面図は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）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。
上層導電層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４００ａ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１６（ａ）に示したように、垂直配向状態を取る。
液晶層３０に電界を印加すると、図１６（ｂ）に示したように、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、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１６（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）。
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。
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。
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。
図１５（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。
図１７（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’を有する上層導電層１４Ａおよび１４Ｂの上面図をそれぞれ示す。
図１７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示した上層導電層１４Ａおよび１４Ｂの開口部１４ａおよび単位中実部１４ｂ’は、図１５（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。上層導電層１４Ａおよび１４Ｂの開口部１４ａ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。上層導電層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。
さらに、図１８（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すような上層導電層１４Ｃおよび１４Ｄを用いることもできる。
上層導電層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１４ａ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。
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。
上述した液晶分子３０ａの配向方向の連続性の観点から、図１９（ａ）および（ｂ）に示す上層導電層１４Ｅおよび１４Ｆも考えられる。図１９（ａ）に示した上層導電層１４Ｅは、図１５（ａ）に示した上層導電層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１９（ｂ）に示した上層導電層１４Ｆは、図１８（ｂ）に示した上層導電層１４Ｄの変形例で、周囲の開口部１４ａによって規定される単位中実部１４ｂ’が４分の１円弧の組合せから形成されている。上層導電層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１７（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。
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１５（ａ）に示した上層導電層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上層導電層１４Ｇを図２０に示す。このように、ネガ−ポジ反転したパターンを有する上層導電層１４Ｇも図１５（ａ）に示した上層導電層１４と実質的に同様の機能を有する。なお、図２１（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す上層導電層１４Ｈおよび１４Ｉ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。
図２０に示したパターンのように、図１５（ａ）に示したパターンをネガ−ポジ反転させた場合にも、上層導電層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。
次に、図１５（ａ）の上層導電層１４と、上層導電層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２０に示した上層導電層１４Ｇ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。
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（上層導電層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採用する電界を生成する中実部１４ｂ（実際に導電膜が存在する部分）の面積が異なり得る。
開口部１４ａに形成される液晶ドメインに印加される電圧は、中実部１４ｂに形成される液晶ドメインに印加される電圧はよりも低くくなるので、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。なお、ここでは、簡単のために下層導電層の作用を無視して説明するが、本発明による液晶表示装置が有する２層構造電極は、上層導電層１４の開口部１４ａに対応する領域に下層導電層（例えば図１の下層導電層１２）を有している。従って、開口部１４ａに対応する領域の液晶層３０にも下層導電層からの電界が作用するので、開口部１４ａの面積比率が高くなることに伴って表示輝度が低下する程度は、図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明した従来の液晶表示装置３００より少ない。
図１５（ａ）のパターンと図２０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。
図２２（ａ）は、図１５（ａ）に示したパターンの単位格子を示し、図２２（ｂ）は、図２０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２２（ｂ）においては、図２０における単位中実部１４ｂ’を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。
ピッチｐおよび片側スペースｓの値が異なる種々の上層導電層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２２（ａ）に示したパターン（以下、「ポジ型パターン」と称する。）を有する上層導電層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２２（ｂ）に示したパターン（以下、「ネガ型パターン」と称する。）を有する上層導電層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２２（ｃ）に示す。
Figure 0004753557
表１および図２２（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２２（ａ））パターンの方が中実部１４ｂの面積比率が高くなり、約２５μｍよりも短くなるとネガ型（図２２（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の上層導電層１４の幅方向に、３個以下の単位格子を設ける場合には、図２２（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２２（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。
単位格子の数は、以下のようにして求められる。上層導電層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１５μｍ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。また、本発明の液晶表示装置においては、下層導電層による電界が作用するので、開口部１４ａの直径を上述の結果より若干大きくしても、表示品位の低下が抑制される。
上述した本実施形態１の液晶表示装置の構成は、絵素電極１５が開口部を有する２層構造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。ここでは、２層構造の絵素電極の形成方法を説明し、他は省略する。ここで再び、例えば図１（ａ）を参照する。
下層導電層１２となる透明導電層（典型的にはＩＴＯ層）の堆積工程までは、公知の製造方法で実施できる。この導電層は、従来の液晶表示装置のプロセスにおいては、所定の形状にパターニングされ、絵素電極とされる。従来の液晶表示装置の製造プロセスにおける絵素電極のパターニング工程において、本実施形態の液晶表示装置の下層導電層１２をパターニングすることができる。下層導電層のパターンは、絵素電極と同じでも良いし、上層導電層１４に形成される開口部１４ａに対応するように分割したパターンとしてもよい。下層導電層１２は、従来の絵素電極と同様にＴＦＴのドレイン電極等（ドレインと実質的に同電位の電極）に電気的に接続される。
下層導電層１２をパターニングした基板１００ａの表面のほぼ全面に亘って誘電体層１３を形成する。誘電体層１３は例えば、透明な感光性樹脂を用いて形成することができる。誘電体層１３上に再び導電層を堆積する。得られた導電層をパターニングすることによって、開口部１４ａを有する上層導電層１４を形成する。
なお、上層導電層１４をＴＦＴのドレイン電極に接続するためのコンタクトホールを誘電体層１３に予め形成しておく。この工程も公知のプロセスで実行することができる。上層導電層１４と下層導電層１２とを同電位で駆動させる構成を採用すると、例示したように、上層導電層１４と下層導電層１２とを同じＴＦＴに接続すればよい。また、この構成を採用すると、従来の駆動回路をそのまま用いることができるという利点もある。
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１５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。垂直配向層は、開口部１４ａを有する上層導電層１４が形成された後に、基板１００ａの表示領域に印刷によって形成される。
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色性色素を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。
（実施形態２）
図２３（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明による実施形態２の液晶表示装置４００Ｂ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、図１１に示した液晶表示装置４００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２３（ａ）は基板法線方向から見た上面図であり、図２３（ｂ）は図２３（ａ）中の２３Ｂ−２３Ｂ’線に沿った断面図に相当する。図２３（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状態を模式的に示している。
図２３（ａ）および（ｂ）に示したように、液晶表示装置４００Ｂは、ＴＦＴ基板４００ｂが、上層導電層１４の開口部１４ａの内側に凸部４０を有する点において、図１５（ａ）および（ｂ）に示した実施形態１の液晶表示装置４００Ａ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。以下、開口部１４ａの内側に凸部４０を有するＴＦＴ基板を凸部４０の構造に関係なく参照符号４００ｂで示すことにする。
なお、ここでは、図１１に示した液晶表示装置４００の上層導電層１４の開口部１４ａに凸部４０を設けた液晶表示装置４００Ｂを例示するが、実施形態１の他の液晶表示装置に適用できる。
凸部４０の基板１１の面内方向の断面形状は、図２３（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２３（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（＜９０°）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化させるように作用する。
この凸部４０の作用を図２４（ａ）〜（ｄ）、および図２５（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。
まず、図２４（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。
図２４（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。
図２４（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２４（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。
図２４（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。
本実施形態の液晶表示装置は、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。
図２５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図２３（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２５（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２５（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２５（ａ）および（ｂ）中の曲線ＥＱは等電位線ＥＱを示す。
上層導電層１４および下層導電層１２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２３（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４０ｓ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（弾性連続体としての性質）によって、図示したように、傾斜した配向をとる。
液晶層３０に電圧を印加すると、図２５（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、上層導電層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、上層導電層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。また、上層導電層１４の開口部１４ａに対応する領域内で、上層導電層１４の電位の影響を受けない領域の液晶層３０には、下層導電層１２および対向電極２２の表面に平行な等電位線ＥＱで表される電界が生成される。
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２５（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。
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２５（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１４ａ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１４ｂ’の中心ＳＡに関して対称な傾斜配向を形成する。
このように、実施形態２の液晶表示装置４００Ｂにおいても、実施形態１の液晶表示装置４００Ａ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１４ｂ’に対応して形成される（図１６（ｃ）参照）。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、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。
斜め電界に配向規制力は、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、液晶パネルに外力が加わると、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。
この様に、実施形態２の液晶表示装置４００Ｂは、実施形態１の液晶表示装置４００Ａが有する特徴に加え、外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４００Ｂは、外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。
なお、凸部４０は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し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の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１４ａ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。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。
上述したように、液晶表示装置４００Ｂは、上層導電層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２６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
図２６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ液晶表示装置４００Ｃ、４００Ｄおよび４００Ｅの断面図を模式的に示し、図２５（ａ）に相当する。液晶表示装置４００Ｃ、４００Ｄおよび４００Ｅは、いずれも開口部１４ａの少なくとも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１４ａとの配置関係が液晶表示装置４００Ｂと異なっている。
上述した液晶表示装置４００Ｂにおいては、図２５（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１４ａの内側に形成されており、且つ、凸部４０の底面は開口部１４ａよりも小さい。図２６（ａ）に示した液晶表示装置４００Ｃにおいては、凸部４０Ａの底面は開口部１４ａと一致しており、図２６（ｂ）に示した液晶表示装置４００Ｄ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４００Ｃおよび４００Ｄの凸部４０Ａおよび４０Ｂの側面４０ｓは、上述した液晶表示装置４００Ｂ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。
これに対し、図２６（ｃ）に示した液晶表示装置４００Ｅ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４０Ｃ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。
次に、図２７を参照しながら、図２３（ａ）に示した凸部４０の２７Ａ−２７Ａ’線に沿った断面構造を説明する。
上述したように、図２３（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１４ｂ’を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２７に示したように、凸部４０上に形成される。従って、上層導電層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。
そこで、図２８（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示装置４００Ｆ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。
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、実施形態１で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による外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。
(実施形態３）
上記の実施形態１の液晶表示装置では、液晶層３０を介して互いに対向し、絵素領域を規定する絵素電極１５と対向電極２２との内の一方の電極（絵素電極１５の場合を例示した）を２層構造電極とし、上層導電層１４に開口部１４ａを設けることによって、電圧印加時に斜め電界を生成させ、この斜め電界を用いて液晶分子を放射状傾斜配向させた。実施形態２の液晶表示装置は、上層導電層１４の開口部１４ａ内に凸部を設けることによって、放射状傾斜配向を安定化させた。
本実施形態３では、２層構造電極が形成された基板（上記の例ではＴＦＴ基板）とは異なる基板（上記の例では対向基板）にさらなる配向規制構造を備える液晶表示装置を説明する。以下の説明では、上述した斜め電界によって放射状傾斜配向を実現する電極構造を第１配向規制構造と呼び、液晶層に対して第１配向規制構造とは異なる側に設けられたさらなる配向規制構造を第２配向規制構造と呼ぶことにする。
次に、第２配向規制構造の具体的な構造と作用を説明する。これまでの説明に沿って、第１配向規制構造がＴＦＴ基板に設けられ、第２配向規制構造が対向基板に設けられている場合について説明する。
図２９（ａ）〜（ｅ）に、第２配向規制構造２８を有する対向基板２００ｂを模式的に示す。上述の液晶表示装置と実質的に同じ構成要素には共通の参照符号を付して、その説明をここでは省略する。
図２９（ａ）〜（ｅ）に示した第２配向規制構造２８は、液晶層３０の液晶分子３０ａを放射状傾斜配向させるように作用する。但し、図２９（ａ）〜（ｄ）に示した配向規制構造２８と図２９（ｅ）に示した配向規制構造２８とでは、液晶分子３０ａを傾斜させる方向が異なっている。
図２９（ａ）〜（ｄ）に示した第２配向規制構造２８による液晶分子の傾斜方向は、第１配向規制構造によって上層導電層１４の単位中実部１４ｂ’（例えば図１１（ｃ）参照）に対応する領域に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の配向方向と整合する。これに対し、図２９（ｅ）に示した第２配向規制構造２８による液晶分子の傾斜方向は、第１配向規制構造によって上層導電層１４の開口部１４ａ（例えば図１１（ｃ）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。
図２９（ａ）に示した第２配向規制構造２８は、上層導電層１４（例えば図１５（ａ）の単位中実部１４ｂ’）に対向する位置に設けられた、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２００ｂ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。
この第２配向規制構造２８は、上述の第１配向規制構造と同様に、電圧印加時にのみ配向規制力を発現する。第２配向規制構造２８は、第１配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向をとる液晶ドメイン内の液晶分子に対して配向規制力を作用すればよいので、開口部２２ａの大きさは、上層導電層１４に設けられる開口部１４ａよりも小さく、また、開口部１４ａによって包囲される単位中実部１４ｂ’（例えば図１５（ａ）参照）よりも小さい。例えば、開口部１４ａや単位中実部１４ｂ’の面積の半分以下で十分な効果を得ることができる。対向電極２２の開口部２２ａを上層導電層１４の単位中実部１４ｂ’の中央部に対向する位置に設けることによって、液晶分子の配向の連続性が高くなり、且つ、放射状傾斜配向の中心軸の位置を固定することができる。
このように、第２配向規制構造として、電圧印加時にのみ配向規制力を発現する構造を採用すると、電圧無印加状態において液晶層３０のほとんど全ての液晶分子３０ａが垂直配向状態をとるので、ノーマリブラックモードを採用した場合に、黒表示状態の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、電圧無印加状態に配向規制力が発生しないので放射状傾斜配向が形成されず、また、印加電圧が低いときには配向規制力が小さいので、あまり大きな応力が液晶パネルに印加されると、残像が視認されることがある。
図２９（ｂ）〜（ｄ）に示した第２配向規制構造２８は、電圧の印加無印加に関わらず、配向規制力を発現するので、全ての表示階調において安定した放射状傾斜配向が得られ、応力に対する耐性にも優れている。
まず、図２９（ｂ）に示した第２配向規制構造２８は、対向電極２２上に液晶層３０側に突き出た凸部２２ｂを有する。凸部２２ｂを形成する材料に特に制限はないが、樹脂などの誘電体材料を用いて容易に形成することができる。なお、対向基板２００ｂ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２９（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。
図２９（ｃ）に示した第２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２００ｂ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２９（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。
図２９（ｄ）に示した水平配向膜は、例えば、一旦対向基板２００ｂの全面に垂直配向膜２４を形成し、開口部２３ａ内に存在する垂直配向膜２４に選択的に紫外線を照射するなどして、垂直配向性を低下させることよって形成してもよい。第２配向規制構造２８を構成するために必要な水平配向性は、ＴＮ型液晶表示装置に用いられている配向膜のようにプレチルト角が小さい必要はなく、例えば、プレチルト角が４５°以下であればよい。
図２９（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。
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。
対向基板２００ｂ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２９（ｃ）および（ｄ）に示した構造は、図２９（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。
図２９（ｅ）に示した第２配向規制構造２８は、図２９（ｄ）に示した第２配向規制構造２８と同様に、誘電体層２３の開口部２３ａを用いて、対向基板２００ｂの液晶層３０側に凹部を形成し、その凹部の底部にのみ、水平配向膜２６を形成している。水平配向膜２６を形成する代わりに、図２９（ｃ）に示したように、対向電極２２の表面を露出させてもよい。
上述した、第１配向規制構造および第２配向規制構造を備える液晶表示装置４００Ｇを図３０（ａ）および（ｂ）に示す。図３０（ａ）は上面図であり、図３０（ｂ）は、図３０（ａ）中の２２Ｂ−２２Ｂ’線に沿った断面図に相当する。
液晶表示装置４００Ｇは、第１配向規制構造を構成する開口部１４ａを有する上層導電層１４を有するＴＦＴ基板４００ａと、第２配向規制構造２８を有する対向基板２００ｂとを有している。なお、第１配向規制構造は、ここで例示する構成に限られず、前述した種々の構成を適宜用いることができる。また、第２配向規制構造２８として、電圧無印加時にも配向規制力を発現するもの（図２９（ｂ）〜（ｄ）および図２９（ｅ））を例示するが、図２９（ｂ）〜（ｄ）に示した第１配向規制構造に代えて、図２９（ａ）に示したものを用いることもできる。
液晶表示装置４００Ｇの対向基板２００ｂに設けられている第２配向規制構造２８のうち、上層導電層１４の中実部１４ｂに対向する領域の中央付近に設けられている第２配向規制構造２８は、図２９（ｂ）〜（ｄ）に示したもののいずれかであり、上層導電層１４の開口部１４ａに対向する領域の中央付近に設けられている第２配向規制構造２８は、図２９（ｅ）に示したものである。
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、上層導電層１４と対向電極２２との間に電圧を印加した状態において、第１配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向の方向と、第２配向規制構造２８によって形成される放射状傾斜配向の方向が整合し、放射状傾斜配向が安定化する。この様子を図３０（ａ）〜（ｃ）に模式的に示している。図３０（ａ）は電圧無印加時を示し、図３０（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３０（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模式的に示している。
第２配向規制構造（図２９（ｂ）〜（ｄ））による配向規制力は、図３１（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。
電圧を印加し始めると、図３１（ｂ）に示したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（第１配向規制構造による）、開口部１４ａおよび中実部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３１（ｃ）に示したような定常状態に達する。このとき、それぞれの液晶ドメイン内の液晶分子３０ａの傾斜方向は、対応する領域に設けられた第２配向規制構造２８の配向規制力による液晶分子３０ａの傾斜方向と一致する。
定常状態にある液晶表示装置４００Ｇに応力が印加されると、液晶層３０の放射状傾斜配向は一旦崩れるが、応力が取り除かれると、第１配向規制構造および第２配向規制構造による配向規制力が液晶分子３０ａに作用しているので、放射状傾斜配向状態に復帰する。従って、応力による残像の発生が抑制される。第２配向規制構造２８による配向規制力が強すぎると、電圧無印加時にも放射状傾斜配向によるリタデーションが発生し、表示のコントラスト比を低下するおそれがあるが、第２配向規制構造２８による配向規制力は、第１配向規制構造によって形成される放射状傾斜配向の安定化および中心軸位置を固定する効果を有せばいいので、強い配向規制力は必要なく、表示品位を低下させるほどのリタデーションを発生させない程度の配向規制力で十分である。
例えば、図２９（ｂ）に示した凸部２２ｂを採用する場合、直径が約３０μｍ〜約３５μｍの単位中実部１４ｂ’に対して、それぞれ直径が約１５μｍで高さ（厚さ）が約１μｍの凸部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。
図３２（ａ）および（ｂ）に、第１配向規制構造および第２配向規制構造を備える他の液晶表示装置４００Ｈを示す。図３２（ａ）は上面図、図３２（ｂ）は図３２（ａ）の３２Ｂ−３２Ｂ’線に沿った断面図である。
液晶表示装置４００Ｈは、ＴＦＴ基板４００ａの上層導電層１４の開口部１４ａに対向する領域には第２配向規制構造を有していない。開口部１４ａに対向する領域に形成されるべき図２９（ｅ）に示した第２配向規制構造２８を形成することはプロセス上の困難さを伴うので、生産性の観点からは、図２９（ａ）〜（ｄ）に示した第２配向規制構造２８のいずれかだけを用いることが好ましい。特に、図２９（ｂ）に示した第２配向規制構造２８は簡便なプロセスで製造できるので好ましい。
液晶表示装置４００Ｈのように、開口部１４ａに対応する領域に第２配向規制構造を設けなくとも、図３３（ａ）〜（ｃ）に模式的に示したように、液晶表示装置４００Ｇと同様の放射状傾斜配向が得られ、その耐応力性も実用上問題が無い。
（実施形態４）
本実施形態の液晶表示装置は、絵素電極の上層導電層と下層導電層との間に設けられた誘電体層が、上層導電層の開口部内に穴（孔）または凹部を有する。すなわち、本実施形態の液晶表示装置の２層構造の絵素電極は、上層導電層の開口部内に位置する誘電体層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）構造を有する。
まず、図３４を参照しながら、誘電体層に穴が形成された絵素電極を備える液晶表示装置５００の構造と動作を説明する。
液晶表示装置５００は、絵素電極１５の上層導電層１４が開口部１４ａを有するとともに、下層導電層１２と上層導電層１４との間に設けられている誘電体層１３が、上層導電層１４が有する開口部１４ａに対応して形成された開口部１３ａを有しており、開口部１３ａ内に下層導電層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（テーパ角：θ）に形成されている。液晶表示装置５００は、誘電体層１３が開口部１３ａを有していることを除いて、実施形態１の液晶表示装置１００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１００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を放射状傾斜配向状態とする。
液晶表示装置５００の動作を図３４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図３４（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の液晶表示装置１００についての図１（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する。
図３４（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。
液晶層３０に電圧を印加すると、図３４（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が上層導電層１４の開口部１４ａに対応する領域で落ち込んでいる（「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５００の液晶層３０にも図１（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、上層導電層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、下層導電層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、上層導電層１４と対向電極２２との間に図示した７本の等電位線は、液晶層３０全体に亘って７本であり（図１（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。
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。
図３４に示した構成においては、上層導電層（開口部１４ａ以外）１４上の液晶層３０の厚さｄ１と、開口部１４ａ（および開口部１３ａ）内に位置する下層導電層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５００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。
次に、絵素電極の誘電体層が凹部を有する液晶表示装置６００の１つの絵素領域の断面構造を図３５に示す。
液晶表示装置６００の絵素電極１５を構成する誘電体層１３は、上層導電層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３４に示した液晶表示装置５００と実質的に同じ構造を有している。
液晶表示装置６００においては、絵素電極１５が有する上層導電層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、上層導電層（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、上層導電層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。
上述の説明は、絵素電極１５を構成する上層導電層１４と下層導電層１２とに同じ電圧を供給した場合について説明したが、下層導電層１２と上層導電層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、上層導電層１４の開口部１４ａ内に誘電体層１３を有する構成においては、上層導電層１４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導電層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。
本実施形態４の液晶表示装置５００および６００においても、実施形態１の液晶表示装置１００と同様に、開口部１４ａを有する上層導電層１４を備える２層電極構造の絵素電極１５によって生じる斜め電界の作用で、開口部１４ａのエッジ部の液晶分子３０ａから傾斜配向し、絵素領域内の液晶層３０が開口部１４ａを中心に放射状傾斜配向状態となる。放射状傾斜配向が形成される現象の説明は、ここでは省略する。
図３６を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の絵素電極の構造をさらに詳しく説明する。図３６（ａ）および（ｂ）は、絵素電極の近傍を拡大した模式的な断面図である。図３６(ａ）は、誘電体層１３の開口部１３ａの側壁に上層導電層１４が形成されていない絵素電極構造を示し、図３６（ｂ）は、誘電体層１３の開口部１３ａの側壁上にも上層導電層１４が形成されている絵素電極構造を示している。
上述した図３４および図３５に示した液晶表示装置５００および６００が有している、図３６（ａ）に示した構造は、図３６（ｂ）に示した絵素電極構造よりも好ましい。なぜならば、図３６（ａ）に示した絵素電極構造の方が、上層導電層１４の開口１４ａのエッジ部に生成される斜め電界の傾斜がきつく（傾斜角が大きく）、その結果、エッジ部近傍の液晶分子３０ａをより安定に（一義的な方向に）傾斜配向させることが可能になるからである。図３６（ａ）中の等電位線ＥＱから分かるように、開口部１４ａ内の等電位線ＥＱは、その一部が誘電体層１３の開口部１３ａの側壁に侵入するので、等電位線ＥＱの開口部１４ａのエッジ部における傾斜は、側壁の傾斜よりも強くなる。したがって、開口部１３ａの側壁の表面（側面上に形成された垂直配向膜（不図示）上）に垂直に配向規制されている液晶分子３０ａを一義的に（図示の例では反時計回り方向に）傾斜させることができる。また、図３６（ａ）から分かるように、開口部１３ａの側壁上の液晶分子３０ａが斜め電界によって一義的な方向に傾斜（回転）するためには、側壁の傾斜角θは小さい方が好ましい。
これに対し、誘電体層１３の開口部１３ａの側壁上に上層導電層１４を形成すると、図３６（ｂ）中の等電位線ＥＱに示したよう、側壁上では等電位線ＥＱが上層導電層１４の表面に平行になるので、開口部１４ａのエッジ部における等電位線ＥＱの傾斜は側壁の傾斜よりも緩やかになる。したがって、誘電体層１３の開口部１３ａの側壁の表面（上層導電層上に形成された垂直配向膜（不図示）上）に垂直に配向規制されている液晶分子３０ａに対して、等電位線ＥＱは直交するので、液晶分子３０ａが傾斜する方向が一義的に決まらないという問題が発生することがある。なお、上層導電層１４と下層導電層１２とを電気的に接続するために、上層導電層１４の一部を下層導電層１２の一部に重ねてもよい。この場合、上層導電層１４と下層導電層１２とを電気的に接続するためのコンタクトホールを別途設ける必要が無くなる。特に、誘電体層１３の平坦な表面（上面）上に形成された上層導電層１４を反射電極（反射層）として用いる反射型液晶表示装置においては、開口率を向上することができる。
誘電体層１３が開口部１３ａを有する構造についての上記の説明は、誘電体層１３が凹部１３ｂを有する構成にも適用される。
本実施形態の液晶表示装置として、上層導電層１４が絵素領域に１つの開口部１４ａを有する絵素電極を備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態は、上記の例に限られず、絵素領域毎に複数の開口部１４ａを有する液晶表示装置に適用することができる。上述した、上層導電層１４の開口部１４ａ対応して、誘電体層１３に開口部１３ａまたは凹部１３ｂを形成する構成は、実施形態１として説明した全ての液晶表示装置に適用することができる。
（実施形態５）
実施形態５の液晶表示装置７００の１つの絵素領域を模式的に図３７に示す。図３７（ａ）は液晶表示装置７００の断面図、図３７（ｂ）は液晶表示装置７００の平面図である。図３７（ａ）は図３７（ｂ）中の３７Ａ−３７Ａ’線に沿った断面図に相当する。液晶表示装置７００は下層導電層１２がさらに開口部１２ａを有する以外は、実施形態４の液晶表示装置５００と実質的に同じ構造を有しているので、共通する構造の説明をここでは省略する。
液晶表示装置７００の絵素電極１５の下層導電層は、誘電体層１３の開口部１３ａ内に露出された領域内に開口部１２ａを有している。図３７（ｂ）に示したように、誘電体層１３の円形の開口部１３ａは、絵素領域の中央、すなわち上層導電層１４の中央部に設けられた円形の開口部１４ａに対応して設けられている。誘電体層１３の開口部１３ａ内に露出された下層導電層１２に形成されている開口部１２ａは、開口部１４ａおよび開口部１３ａの中央にある。
この液晶表示装置７００の液晶層３０に電圧を印加すると、図３７（ａ）に示した等電位線ＥＱで表される電界が発生する。上層導電層１４の開口部１４ａのエッジ部ＥＧで落ち込んだ等電位線ＥＱは、下層導電層１２の開口部１２ａ内でさらに落ち込む。
下層導電層１２の開口部１２ａのエッジ部にも斜め電界が形成されるので、電圧を印加された液晶層３０中の液晶分子３０ａの配向変化は、開口部１４ａのエッジ部と開口部１２ａのエッジ部とにおける液晶分子３０ａの傾斜がトリガーとなって起こり、開口部１２ａの中心で垂直に配向した状態の液晶分子３０ａを中心に、放射状傾斜配向が形成される。このように、上層導電層１４の開口部１４ａに加え、開口部１４ａに対向する位置にある下層導電層１２の中央に開口部１２ａを設けることによって、開口部１４ａ内の液晶分子３０ａの放射状傾斜配向の位置を正確に且つ安定に制御することができるので、放射状傾斜配向がさらに安定化するととともに、応答速度を向上することができる。
なお、開口部１２ａに対応する液晶層３０には電圧が印加されないので、開口部１２ａは大きくないことが好ましい。典型的には８μｍ以下であることが好ましい。開口部１２ａは、放射状傾斜配向の中心にのみ形成すればよいので、開口部１４ａ毎の中心に１つ形成すればよい。開口部１２ａの形状は、円形に限らず、楕円や多角形が用いられ得ることは、開口部１４ａについて上述したのと同じである。
誘電体層１３に開口部１３ａを形成した構成について、開口部１２ａの作用を説明したが、誘電体層１３に凹部１３ｂを形成した場合（図３５）や平坦な誘電体層１３を用いる場合（例えば図１）に用いることができる。すなわち、液晶表示装置７００を例に説明した、絵素電極１５の下層導電層１２が、上層導電層１４の開口部１４ａに対向する領域に開口部１２ａを有する構成は、上述した実施形態１および２の液晶表示装置と適宜組み合わせることができる。但し、開口部１２ａは小さい（典型的には直径８μｍ以下）ので、開口部１２ａ上の誘電体層１３が厚い場合には十分な効果が得られないことがある。
（透過反射両用型液晶表示装置への適用）
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と、反射モードで表示を行う反射領域とを有する液晶表示装置を指す。透過領域および反射領域は、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。
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、透過領域と反射領域との面積の比率は、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。
図３８Ａ、図３８Ｂおよび図３８Ｃを参照しながら両用型液晶表示装置の構造と動作を説明する。図３８Ａに示した両用型液晶表示装置１５０は実施形態１の液晶表示装置１００と、図３８Ｂに示した両用型液晶表示装置５５０は実施形態４の液晶表示装置５００と、図３８Ｃに示した両用型液晶表示装置６５０は実施形態４の液晶表示装置６００と、それぞれ基本的に同じ構造を有している。両用型液晶表示装置は、図示したこれらの例に限られず、実施形態１、２および３で説明した全ての液晶表示装置において、上層電極層および下層電極層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。
図３８Ａに示した液晶表示装置１５０は、絵素電極１５の上層導電層１４Ｔは透明導電層から形成されており、下層導電層１２Ｒは光反射特性を有する導電層、典型的には金属層から形成されている。絵素電極１５で規定される絵素領域は、反射下層導電層１２Ｒによって規定される反射領域Ｒと、透明上層導電層１４Ｔで規定される透過領域Ｔとを有している。なお、透明上層導電層１４Ｔと反射下層導電層１２Ｒとの重なりや、基板法線（表示面法線）に対して斜めに入射する光の表示への寄与を考慮すると、反射領域Ｒと透過領域Ｔとはその境界付近で互いに重なることになるが、簡単さのために、基板法線方向から入射する光による表示モードによって両領域を区別して図示することにする。
液晶表示装置１５０の基本的な構造は、液晶表示装置１００と同じなので、実質的に同じように液晶層を駆動する。すなわち、液晶層３０は、電圧印加時に、２層構造の絵素電極１５の作用によって、安定した放射状傾斜配向をとり、視角特性に優れた液晶表示装置が実現される。
以下に、液晶表示装置１５０の表示動作を説明する。
液晶表示装置１５０が白表示状態のとき、ＴＦＴ基板１００ａの外側（図中の下側）に設けられたバックライト（不図示）から透過領域Ｔに入射する光は、基板１１、誘電体層１３、透明上層導電層１４Ｔを順次通過し、液晶層３０を経て、対向基板１００ｂ側に出射される。対向基板１００ｂ側から入射する光（典型的には周囲光）は、基板２１および対向電極２２を順次通過し、液晶層３０および誘電体層１３を経て、反射下層導電層１２Ｒに入射し、反射され、逆の経路を辿って、対向基板１００ｂ側に出射される。
このように、透過モードで表示を行う光は液晶層３０を１回しか通過しないのに対し、反射モードの表示を行う光は液晶層３０を２回通過する。したがって、絵素領域の全体（透過領域Ｔおよび反射領域Ｒ）に亘って均一な厚さ（ｄ５）の液晶層３０に、同じ電圧を印加すると、透過光が液晶層３０によって受けるリタデーションの変化量と、反射光が液晶層３０から受けるリタデーションの変化量とが一致しなくなり、液晶層３０に電圧印加時に、透過光と反射光で同時に同じ階調を表示することができず、表示品位が低下するという問題が発生する。
しかしながら、以下に説明するように、本発明による液晶表示装置１５０では上記の問題の発生を回避することができる。
液晶表示装置１５０は２層構造の絵素電極１５を備えるので、実施形態１の液晶表示装置について説明したように、反射領域Ｒ内の液晶層３０に印加される電圧（下層導電層１２Ｒと対向電極２２との間の電圧）は、誘電体層１３による電圧降下を受けるので、透過領域Ｔ内に液晶層３０に印加される電圧（上層導電層１４Ｔと対向電極２２との間の電圧）よりも低くなる。その結果、反射領域Ｒ内の液晶層３０によるリタデーション変化は、透過領域Ｔ内の液晶層３０のリタデーション変化よりも少ない。したがって、液晶層３０の複屈折率および厚さ、誘電体層１３の誘電率および厚さを調整することによって、透過領域Ｔ内の液晶層３０によるリタデーション変化と反射領域Ｒ内の液晶層３０によるリタデーション変化とを近づけることができる。すなわち、反射光のリタデーションに対する光路長の影響を、印加電圧を調整することによって補償することができる。
上述したように、本発明の液晶表示装置１５０を用いると、透過モードの電圧−透過率特性と反射モードの電圧−反射率特性とを互いに近づけることが可能となり、全方位において視野角特性に優れ、且つあらゆる環境で視認性が高い透過反射両用型液晶表示装置が得られる。
次に、図３８Ｂを参照しながら、他の両用型液晶表示装置５５０の構造と動作とを説明する。両用型液晶表示装置５５０の絵素電極１５の上層導電層１４Ｒは光反射特性を有する導電層から形成されており、下層導電層１２Ｔは透明導電層から形成されている。絵素電極１５で規定される絵素領域は、反射上層導電層１４Ｒによって規定される反射領域Ｒと、透明下層導電層１２Ｔで規定される透過領域Ｔとを有している。両用型液晶表示装置５５０のその他の基本的な構成は、図３４に示した液晶表示装置５００と同様なので、その説明はここでは省略する。
液晶表示装置５５０の反射上層導電層１４Ｒの開口部１４ａ以外の領域内（すなわち、反射領域Ｒ内）の液晶層３０の厚さをｄ１、反射上層導電層１４Ｒの開口部１４ａ内および誘電体層１３の開口部１３ａ内（すなわち、透過領域Ｔ内）の液晶層３０の厚さをｄ２とする。反射モードの表示に寄与する光（反射光）は、反射領域Ｒ内の厚さｄ１の液晶層３０を２回通過し、透過モードの表示に寄与する光（透過光）は、透過領域Ｔ内の厚さｄ２の液晶層３０を１回通過する。従って、誘電体層１３の厚さをｄ１と等しくすることによって、ｄ１＝ｄ２／２とすれば、反射光および透過光がそれぞれ液晶層３０を通過する距離を互いに等しくできる。また、液晶表示装置５５０の絵素電極１５は、透明下層導電層１２Ｔが誘電体層１３の開口部１３ａ内に露出されている構成（透明下層導電層１２Ｔ上に誘電体層１３が存在しない構成）を有しているので、透過領域Ｔ内の液晶層３０に印加される電圧は、反射領域Ｒ内の液晶層３０に印加される電圧と等しい。
従って、反射領域Ｒ内の液晶層３０の厚さｄ１と透過領域Ｔ内の液晶層３０の厚さｄ２とが２・ｄ１＝ｄ２の関係を満足するように設定すれば、下層導電層１２Ｒと上層導電層１４Ｔに同じ電圧を印加した場合に透過光が液晶層３０によって受けるリタデーションの変化量と、反射光が液晶層３０から受けるリタデーションの変化量とが一致する。但し、反射領域Ｒ内の液晶層３０の厚さと透過領域Ｔ内の液晶層３０の厚さとが互いに異なると、印加する電圧が等しくても電界強度は異なるため、この違いを考慮して、２・ｄ１＝ｄ２の関係からずらした方がより好ましい。
上述したように、本発明の液晶表示装置５５０を用いると、透過モードの電圧−透過率特性と反射モードの電圧−反射率特性とを互いに近づけることが可能となり、全方位において視野角特性に優れ、且つあらゆる環境で視認性が高い透過反射両用型液晶表示装置が得られる。
次に、図３８Ｃを参照しながら、他の両用型液晶表示装置６５０の構造と動作とを説明する。両用型液晶表示装置６５０の絵素電極１５の上層導電層１４Ｒは光反射特性を有する導電層から形成されており、下層導電層１２Ｔは透明導電層から形成されている。絵素電極１５で規定される絵素領域は、反射上層導電層１４Ｒによって規定される反射領域Ｒと、透明下層導電層１２Ｔで規定される透過領域Ｔとを有している。両用型液晶表示装置６５０のその他の基本的な構成は、図３５に示した液晶表示装置６００と同様なので、その説明はここでは省略する。
液晶表示装置６５０の反射上層導電層１４Ｒの開口部１４ａ以外の領域内（すなわち、反射領域Ｒ内）の液晶層３０の厚さをｄ１、反射上層導電層１４Ｒの開口部１４ａ内および誘電体層１３の凹部１３ｂ内（すなわち、透過領域Ｔ内）の液晶層３０の厚さをｄ３とする。透過領域Ｔ内の液晶層３０の厚さｄ３は、反射領域Ｒ内の液晶層３０の厚さｄ１よりも、誘電体層１３の凹部１３ｂの深さ分だけ厚い。反射モードの表示に寄与する光（反射光）は、反射領域Ｒ内の厚さｄ１の液晶層３０を２回通過し、透過モードの表示に寄与する光（透過光）は、透過領域Ｔ内の厚さｄ３の液晶層３０を１回通過する。すなわち、透過光が液晶層３０内を通過する距離はｄ３で、反射光が液晶層３０内を通過する距離は２・ｄ１でである。
一方、透過領域Ｔ内の液晶層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、反射領域Ｒ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内を通過する距離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（透過領域Ｔ内の液晶層３０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透過領域Ｔと反射領域Ｒとで一致するさせることができる。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透過領域と反射領域とに亘って均一にすることができる。
上述したように、本発明の液晶表示装置６５０を用いると、透過モードの電圧−透過率特性と反射モードの電圧−反射率特性とを互いに近づけることが可能となり、全方位において視野角特性に優れ、且つあらゆる環境で視認性が高い透過反射両用型液晶表示装置が得られる。
透過反射両用型液晶表示装置１５０、５５０および６５０を図３８Ａ，３８Ｂおよび３８Ｃでは、反射導電層（上層または下層導電層）の表面を平坦に描いたが、反射導電層の表面を凹凸状に加工することによって、光を拡散反射（または散乱）させる機能を付与することもできる。反射導電層に光拡散機能を付与することによって、視差が無く、表示品位の高い反射モードの表示を実現することが出来る。
反射導電層の表面に凹凸を形成する方法としては、例えば、特開平６−７５２３８号公報に開示されている方法が挙げられる。
例えば、フォトレジスト（ネガ型またはポジ型のいずれでもよい）を用いて誘電体層１３を形成し、所定のパターンの透光部（または遮光部）を有するフォトマスクを用いたフォトリソグラフィプロセスで、レジスト層の表面に凹凸を加工する。必要に応じて、凹凸が形成されたレジスト層を加熱し、レジスト層の表面が熱によって変形する現象（熱だれ）を利用し、凹凸を滑らか（連続した波状）としてもよい。このようにして形成された誘電体層１３の凹凸を有する表面上に反射上層導電層を形成することによって、反射上層導電層の表面に凹凸を形成することができる。
但し、図３８Ｂおよび３８Ｃに示した両用型液晶表示装置５５０および６５０の様に、反射上層導電層１４Ｒを用いる構成においては、図４０（ａ）および（ｂ）に示した様に、開口部１４ａのエッジ部における誘電体層１３の高さが均一とすることが好ましい。
本発明の液晶表示装置においては、開口部１４ａを有する反射上層導電層１４Ｒを備える２層構造の絵素電極１５によって、開口部１４ａのエッジ部に生成される斜め電界を利用して液晶分子を放射状傾斜配向させている。
しかしながら、図３９（ａ）に示した様に、誘電体層１３の表面に形成した凹凸（図中の円は凹部または凸部を模式的に示している。）が、誘電体層１３の開口部１３ａや凹部１３ｂと重なるように配置されると、図３９（ｂ）に示した様に、開口部１４ａのエッジ部における誘電体層１３の厚さが場所によって異なる。このように、エッジ部の誘電体層１３の表面に凹凸が存在すると、エッジ部に生成される斜め電界の方向（等電位線の傾斜方向）が場所によって変化することになり、開口部１４ａを中心とする放射状傾斜配向の安定性が低下したり、開口部１４ａの位置によって放射状傾斜配向の状態が異なったりする。
そこで、図４０（ａ）に示すように、開口部１４ａ（誘電体層１３の開口部１３ａまたは凹部１３ｂ）の周辺の誘電体層１３の表面には凹凸を形成せず、平坦な表面とすると、図４０（ｂ）に示すように、開口部１４ａの全周に亘ってエッジ部付近の誘電体層１３が均一な厚さを有する構造が得られる。
なお、反射導電層の表面を凹凸状に加工することによって反射導電層に光拡散機能を付与する代わりに、光拡散機能を有する拡散層を反射導電層の光入射側に設けてもよい。拡散層は、液晶パネルの内側（基板の液晶層側）に設けてもよいし、外側（観察者側）に設けてもよい。拡散層は、液晶表示装置の反射領域に選択的に設けることが好ましい。
（偏光板、位相差板の配置）
負の誘電率異方性を有する液晶分子が電圧無印加時に垂直配向する液晶層を備える、いわゆる垂直配向型液晶表示装置は、種々の表示モードで表示を行うことができるが、そのなかで、液晶層の複屈折率を電界によって制御することによって表示する複屈折モードが、表示品位の観点から好ましい。複屈折モードの垂直配向型液晶表示装置の表示品位を向上するための、偏光板や位相差板（波長板）の配置関係を以下に説明する。先の実施形態１から５で説明した全ての液晶表示装置の一対の基板（例えば、ＴＦＴ基板と対向基板）の外側（液晶層３０と反対側）に一対の偏光板を設けることによって、複屈折モードの液晶表示装置を得ることができる。
まず、偏光板の配置を図４１および図４２を参照しながら説明する。図４１は電圧無印加状態（ＯＦＦ状態）を、図４２は電圧印加状態（ＯＮ状態）をそれぞれ示している。
図４１（ａ）は、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂのそれぞれの外側に偏光板５０ａおよび５０ｂをそれぞれ有する液晶表示装置１００Ａの模式的な断面図である。液晶表示装置１００Ａは、先の実施形態１から５の任意の液晶表示装置であり得る。図４１（ａ）に示したように、液晶層３０内の液晶分子３０ａは電圧無印加時には垂直配向状態にある。
図４１（ｂ）は、液晶表示装置１００Ａを対向基板１００ｂ側（観察者側）から表示面法線方向（基板法線方向）に沿って見たときの、偏光板５０ａおよび５０ｂの透過軸（偏光軸）ＰＡの配置関係を模式的に示している。図中の実線矢印ＰＡ１は偏光板（上側）５０ｂの透過軸を、破線矢印は偏光板（下側）５０ａの透過軸ＰＡ２をそれぞれ示している。図４１（ｂ）に示したように、偏光板５０ａおよび５０ｂの透過軸ＰＡ２およびＰＡ１は、互いに直交するように配置されている。すなわち、偏光板５０ａおよび５０ｂはクロスニコル状態に配置されている。
電圧無印加時の液晶層３０の液晶分子３０ａの軸方位は基板面に対して垂直であるため、液晶層３０に垂直に入射する偏光に対しては位相差を与えない。なお、「液晶層３０に垂直」とは、基板１００ａおよび１００ｂに平行な液晶層３０の面に対して垂直であることを意味する。
垂直配向状態の液晶層３０は、垂直入射する偏光に位相差を与えないので、例えば、ＴＦＴ基板１００ａ側から液晶層３０に垂直に入射する光は、偏光板５０ａを通過することによって透過軸ＰＡ２に沿った偏光方向を有する直線偏光となり、液晶層３０に垂直に入射し、その偏光方向を維持したままで液晶層３０を通って偏光板５０ｂに入射する。偏光板５０ａおよび偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ２およびＰＡ１は互いに直交しているので、対向基板１００ｂを通過した直線偏光は偏光板５０ｂで吸収される。その結果、電圧無印加状態の液晶表示装置１００Ａは黒表示となる。
電圧印加状態では、図４２（ａ）および（ｂ）に示したように、液晶分子３０ａは放射状傾斜配向している。図４２（ａ）および（ｂ）では、簡単さのために１つの放射状傾斜配向領域を図示しているが、先の実施形態１から５で説明したように、１つの絵素領域内に複数の放射状傾斜配向領域が形成されてもよい。以下の図面においても、１つの放射状傾斜配向を図示することがあるが、１つの絵素領域内に複数の放射状傾斜配向領域が形成されてもよい。
放射状傾斜配向した液晶分子３０ａを含む液晶層３０は、例えば、ＴＦＴ基板１００ａ側から液晶層３０に垂直に入射する光は、偏光板５０ａを通過することによって透過軸ＰＡ２に沿った偏光方向を有する直線偏光となり、液晶層３０に垂直に入射する。基板法線方向から見た軸方位がこの直線偏光の偏光方向に対して平行または直交するように配向している液晶分子３０ａ、および垂直配向状態にある液晶分子（放射状傾斜配向の中心に位置する液晶分子）３０ａは、液晶層３０に垂直に入射した直線偏光に位相差を与えない。従って、液晶分子３０ａが上記の配向方向にある領域に入射した直線偏光は、偏光状態を維持したままで液晶層３０を通過し、対向基板１００ｂを通って偏光板５０ｂに入射する。偏光板５０ａおよび偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ２およびＰＡ１は互いに直交しているので、この直線偏光は偏光板５０ｂで吸収される。すなわち、放射状傾斜配向状態の液晶層３０の一部の領域は、電圧印加状態においても、黒表示状態となる。
一方、偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２に平行な偏光方向を有する直線偏光のうち、基板法線方向から見た軸方位がこの直線偏光の偏光方向に対して平行または直交するように配向している液晶分子３０ａ、および垂直配向状態にある液晶分子３０ａ以外の液晶分子３０ａを含む領域に入射した直線偏光は、液晶層３０によって位相差が与えられる。すなわち、直線偏光は偏光状態を崩され、楕円偏光となる。また、この位相差は、入射直線偏光の偏光方向と、基板法線方向から見たときの液晶分子３０ａの軸方位が４５度をなす領域で最大となり、入射直線偏光の偏光方向に対して、基板法線方向から見たときの液晶分子３０ａの軸方位が平行または直交に近づくにつれて小さくなる。従って、入射直線偏光の偏光方向に対して、基板法線方向から見たときの液晶分子３０ａの軸方位が平行または直交以外、または液晶分子３０ａの分子軸が基板法線方向に平行ではない領域で、且つ、基板法線方向から見たときの液晶分子３０ａの軸方位が平行または直交以外の領域では、液晶層３０に入射する直線偏光に位相差が与えられ、直線偏光が崩される（一般的には楕円偏光となる）。従って、液晶層３０を通過することによって偏光状態が変換された偏光が、偏光板５０ｂに入射すると、その一部は偏光板５０ｂを透過する。この透過する偏光の量は、液晶層３０によって与えられる位相差の大きさに依存するので、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって調整され得る。従って、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって、階調表示が可能となる。
（λ／４板）
液晶層の両側に配置された一対の偏光板と液晶層との間に、４分の一波長板（λ／４板）を設けることによって、さらに表示品位を向上することができる。すなわち、放射状傾斜配向を呈する液晶層３０に円偏光を入射させることによって、光の利用効率を高めることができる。例えば、特開平１０−３０１１１４号公報に開示されている４分割マルチドメイン配向の垂直配向型液晶層に直線偏光を入射させる液晶表示装置は、マルチドメインのドメイン間の境界領域を表示に寄与させることができないのに対し、連続的に配向方向が変化する放射状傾斜配向を呈する液晶層に円偏光を入射させる構成を採用すると、より明るい（光の利用効率の高い）液晶表示装置を実現することができる。
図４３および図４４を参照しながら、λ／４板の作用を説明する。図４３は電圧無印加状態を、図４４は電圧印加状態をそれぞれ模式的に示している。なお、本願明細書において、特にことわらない限り、「λ／４板」は、単層のものを指し、複数の位相差板を積層して全体としてλ／４条件を満足する位相差板を、特に「広帯域λ／４板」と呼ぶことにする。ここでは、単層のλ／４板を用いた構成について説明する。
図４３および図４４に示した液晶表示装置１００Ｂは、液晶表示装置１００の両側に、偏光板５０ａおよび５０ｂと、λ／４板６０ａおよび６０ｂとを有している。λ／４板６０ａおよび６０ｂは、その遅相軸に対して４５°の偏光方向を有する直線偏光を円偏光に変換または逆に円偏光をその遅相軸に対して４５°の偏光方向を有する直線偏光に変換する位相差板である。なお、液晶表示装置１００に限られず、実施形態１から５の任意の液晶表示装置を用いることができる。
液晶表示装置１００Ｂは、ＴＦＴ基板１００ａとその外側（液晶層３０とは反対側）に設けられた偏光板５０ａとの間にλ／４板６０ａ有し、対向基板１００ｂと、その外側に設けられた偏光板５０ｂとの間にλ／４板６０ｂを有している。偏光板５０ａおよび５０ｂのそれぞれの透過軸ＰＡ２およびＰＡ１、λ／４板６０ａおよび６０ｂのそれぞれの遅相軸ＳＬ２およびＳＬ１は、図４３（ｂ）に示したように配置されている。
λ／４板６０ａの遅相軸ＳＬ２は偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２と４５°の角度をなし、λ／４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１は偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１と４５°の角度をなすように配置されている。透過軸ＰＡ１およびＰＡ２と遅相軸ＳＬ２およびＳＬ１とがなす角は、同じ方向(例えば、図示したように、対向基板１００ｂ側から基板法線方向に沿って見たとき、いずれも同一方向、右回りなら両方とも右回り、左回りなら両方とも左回り)に４５度をなすように配置されている。
図４３（ａ）に示したように、電圧無印加時には、液晶層３０は垂直配向状態にあるので、液晶層３０に垂直に入射する光に位相差を与えない。従って、例えば、ＴＦＴ基板１００ａ側から液晶層３０に垂直に入射する光は、偏光板５０ａを通り、偏光方向がλ/４板６０ａの遅相軸ＳＬ２に対して４５°の直線偏光となり、λ/４板６０ａに入射する。この直線偏光はλ/４板６０ａを通過することによって円偏光に変換される。円偏光は偏光状態を維持したままで液晶層３０を通過し、λ/４板６０ｂに入射する。λ/４板６０ｂを通過することによって円偏光は、偏光方向が遅相軸ＳＬ１に対して４５度の直線偏光となり、偏光板５０ｂに入射する。λ/４板６０ｂを通過した直線偏光の偏光方向は、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１と直交しているので、この直線偏光は偏光板５０ｂで吸収される。従って、液晶表示装置１００Ｂは、電圧無印加状態で黒表示状態となる。
電圧印加状態では、図４４（ａ）および（ｂ）に示したように、液晶分子３０ａは放射状傾斜配向している。
放射状傾斜配向した液晶分子３０ａを含む液晶層３０は、液晶層３０に入射する光にその偏光方向に応じた位相差を与える。例えば、ＴＦＴ基板１００ａ側から液晶層３０に垂直に入射する光は、偏光板５０ａを通過することによって、偏光方向がλ/４板６０ａの遅相軸ＳＬ２に対して４５°の直線偏光となり、λ/４板６０ａに入射する。この直線偏光はλ/４板６０ａを通過することによって円偏光に変換される。このとき、垂直配向状態にある液晶分子（放射状傾斜配向の中心に位置する液晶分子）３０ａは、液晶層３０に垂直に入射した偏光に位相差を与えない。従って、液晶分子３０ａが垂直配向している領域に入射した円偏光は、偏光状態を維持したままで液晶層３０を通過し、λ/４板６０ｂに入射する。λ/４板６０ｂを通過することによって円偏光は、偏光方向が遅相軸ＳＬ１に対して４５度の直線偏光となり、偏光板５０ｂに入射する。λ/４板６０ｂを通過した直線偏光の偏光方向は、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１と直交しているので、この直線偏光は偏光板５０ｂで吸収される。すなわち、放射状傾斜配向状態の液晶層３０の一部の領域（垂直配向領域のみ）は、電圧印加状態においても、黒表示状態となる。
一方、λ/４板６０ｂによって直線偏光から変換された円偏光のうち、垂直配向状態にある液晶分子３０ａ以外の液晶分子３０ａを含む領域に入射した円偏光は、液晶層３０によって位相差が与えられる。すなわち、円偏光の偏光状態が変化する（一般には楕円偏光となる）。従って、λ/４板６０ｂを通過した偏光の一部は偏光板５０ｂを透過する。この透過する偏光の量は、液晶層３０によって与えられる位相差の大きさに依存するので、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって調整され得る。従って、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって、階調表示が可能となる。
上述したように、λ/４板６０ａおよび６０ｂをさらに有する液晶表示装置１００Ｂは、電圧印加状態で黒表示状態となる領域が、垂直配向領域（放射状傾斜配向の中心）だけであり、垂直配向領域および偏光板の透過軸に平行または直交する方向に配向した領域が黒表示状態となる液晶表示装置１００Ａと比較し、電圧印加状態で黒表示となる領域が少ない。すなわち、液晶表示装置１００Ｂは、液晶表示装置１００Ａよりも光利用効率（実効開口率）が高く、輝度の高い表示を実現することができる。
一般に、単層のλ/４板６０ａおよび６０ｂの波長分散を完全に無くすことは容易ではない。例えば、λ/４板６０ａおよび６０ｂとして、視感度が最も高い波長が５５０ｎｍの光に対してλ/４条件を満足するように作製されたλ/４板を用いると、光の波長が５５０ｎｍからずれるに従いλ/４条件からはずれることになる。その結果、液晶表示装置１００Ｂでは、黒表示状態において、波長が５５０ｎｍからずれた可視光が偏光板５０ｂを通過し、その結果、色づき現象が発生する。
この黒表示状態における色づき現象の発生を抑制するために、図４５に示す液晶表示装置１００Ｃのように、偏光板５０ａおよび５０ｂの透過軸ＰＡ２およびＰＡ１を互いに直交させ、且つ、λ/４板６０ａおよび６０ｂの遅相軸ＳＬ２およびＳＬ１を互いに直交させる。偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ/４板６０ａの遅相軸ＳＬ２と、および偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ/４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１とは、液晶表示装置１００Ｂと同様に、それぞれ同一方向に４５°の角度をなしている。このように、λ/４板６０ａの遅相軸ＳＬ２とλ/４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１とを互いに直交するように配置することによって、λ/４板６０ａおよびλ/４板６０ｂのそれぞれが有する屈折率異方性の波長分散が互いに相殺するので、黒表示状態において、広い波長範囲の可視光が偏光板５０ｂによって吸収され、良好な黒表示が実現される。特に、λ/４板６０ａおよびλ/４板６０ｂとして同一のλ/４板（少なくとも同じ材料から形成されたλ/４板）を用いることが好ましい。このような構成を採用すると、以下に説明する広帯域λ/４板を用いる構成よりも安価に、液晶表示装置を構成することができる。
上述した単層のλ/４板６０ａおよび６０ｂの屈折率異方性の波長分散に起因する黒表示状態における色づき現象の発生を抑制する他の方法として、単層のλ/４板に代えて、広帯域λ/４板を用いる方法がある。広帯域λ／４板は、複数の位相差板を積層することによって波長分散の影響を相殺し、可視光全体（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）に亘ってλ/４条件を満足する。広帯域λ／４板は、例えば、単層のλ／４板と単層の半波長板（以下、「λ／２板」と称する。）とを積層することによって形成することができる。
図４６に示した液晶表示装置１００Ｄは、液晶表示装置１００の両側に、偏光板５０ａおよび５０ｂと、λ／４板６０ａおよび６０ｂと、λ／２板７０ａおよび７０ｂを有している。ＴＦＴ基板１００ａの外側（液晶層３０とは反対側）には、液晶層３０側から順に、λ／４板６０ａ、λ／２板７０ａ、および偏光板５０ａが設けられ、対向基板１００ｂの外側には、液晶層３０側から順に、λ／４板６０ｂ、λ／２板７０ｂ、および偏光板５０ｂが設けられている。
対向基板１００ｂ上に配置されたλ／４板６０ｂ、λ／２板７０ｂ、および偏光板５０ｂは、図４６（ｂ）に示すようにそれぞれの光学軸が配置されている。偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ／２板７０ｂの遅相軸ＳＬ３との間の角をα（°）とするとき、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ／４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１との間の角が２α±４５°となるように配置されている。
一方、ＴＦＴ基板１００ａ上に配置されたλ／４板６０ａ、λ／２板７０ａ、および偏光板５０ａは、図４６（ｃ）に示すようにそれぞれの光学軸が配置されている。偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ／２板７０ａの遅相軸ＳＬ４との間の角をβ（°）とするとき、偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ／４板６０ａの遅相軸ＳＬ２との間の角が２β±４５°となるように配置されている。また、偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ／４板６０ａの遅相軸ＳＬ２との間のこの角（２β±４５°）は、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ／４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１との間の角（２α±４５°）と符号が一致するように設定されている。すなわち、ＰＡ１と遅相軸ＳＬ１との間の角が２α＋４５°のとき、透過軸ＰＡ２と遅相軸ＳＬ２との間の角が２β＋４５°となるように設定されている。
ＴＦＴ基板１００ａ側から垂直配向状態にある液晶層３０に垂直に入射した光は、偏光板５０ａを通り直線偏光となり、λ/２板７０ａを通って偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２に対して２βの角度の偏光方向を有する直線偏光になる。この直線偏光は、λ／４板６０ａに入射し、円偏光に変換される。この円偏光は、偏光状態を維持したまま液晶層３０を通過し、λ/４板６０ｂに入射する。λ/４板６０ｂによって、λ/４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１に対して４５度の角度の偏光方向を有する直線偏光に変換される。この直線偏光は、λ/２板７０ｂに入射してλ/４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１に対して２β＋４５度の角度の直線偏光となり、偏光板５０ｂに入射する。ここで、λ/２板７０ｂを通過した直線偏光の偏光方向は、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１と直交しているので、この直線偏光は偏光板５０ｂで吸収される。従って、液晶表示装置１００Ｄは、電圧無印加状態で黒表示状態となる。
液晶表示装置１００Ｄにおいては、λ/４板６０ａと偏光板５０ａとの間、およびλ/４板６０ｂと偏光板５０ｂとの間に、λ/２板７０ａおよびλ/２板７０ｂをそれぞれ有しており、λ/２板７０ａおよび７０ｂがλ/４板６０ａおよび６０ｂの屈折率異方性の波長分散を緩和するので、色付きのない良好な黒表示が可能となる。
この黒表示状態における色づき現象の発生をさらに抑制するために、図４７に示す液晶表示装置１００Ｅのように、偏光板５０ａおよび５０ｂの透過軸ＰＡ２およびＰＡ１を互いに直交させ、且つ、λ/４板６０ａおよび６０ｂの遅相軸ＳＬ２およびＳＬ１を互いに直交させ、さらに、λ/２板７０ａおよび７０ｂの遅相軸ＳＬ４およびＳＬ３を互いに直交させる。また、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ／２板７０ｂの遅相軸ＳＬ３との間の角をα（°）とするとき、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ／４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１との間の角が２α±４５°となるように配置されており、偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ／２板７０ａの遅相軸ＳＬ４との間の角がα、偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ／４板６０ａの遅相軸ＳＬ２との間の角が２α±４５°となるように配置されている。また、偏光板５０ａの透過軸ＰＡ２とλ／４板６０ａの遅相軸ＳＬ２との間のこの角（２α±４５°）は、偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ／４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１との間の角（２α±４５°）と符号が一致するように設定されている。
このように、偏光板５０ａおよび５０ｂの透過軸同士、λ/４板６０ａおよび６０ｂの遅相軸同士、さらに、λ/２板７０ａおよび７０ｂの遅相軸同士をそれぞれ互いに直交させることによって、λ/４板６０ａおよびλ/４板６０ｂのそれぞれが有する屈折率異方性の波長分散を相殺することができ、黒表示状態において、広い波長範囲の可視光が偏光板５０ｂによって吸収され、液晶表示装置１００Ｅは、液晶表示装置１００Ｄよりもさらに良好な黒表示が実現される。
上述の説明では、液晶層３０に垂直に入射する光に対する液晶層３０の作用を説明した。液晶表示装置において、特に透過型においては、液晶層３０に垂直に入射する光が表示に最も寄与するが、液晶層３０に斜めに入射する光も表示に寄与する。液晶層３０に斜めに入射する光は、垂直配向状態の液晶層３０によっても位相差が与えられる。従って、液晶表示装置の表示面を斜め（表示面法線から傾斜した方向）から見たとき、本来黒表示状態であるべき垂直配向状態において光漏れが発生し、表示のコントラスト比が低下することがある。
この斜め入射光に対する位相差を相殺するような屈折率異方性を有する位相差板（視角補償板）をさらに設けることによって、あらゆる視角範囲で良好なコントラスト比を有する液晶表示装置を実現することができる。なお、この視角補償板は、単一の位相差板である必要はなく、複数の位相差板を積層したものでもよい。また、視角補償板を設ける位置は、ＴＦＴ基板１００ａの外側（液晶層３０から最も遠い側）だけでも、対向基板１００ｂの外側だけでも、またＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂの両方の外側に設けてもよい。
なお、上記のλ／４波長板の説明は、透過型液晶表示装置の場合について説明したが、反射型または透過反射両用型液晶表示装置における反射モードの表示の品質を向上するためには、液晶表示装置の観察者側に配置されるλ／４板の位相差板の波長分散を低減させる必要がある。従って、広帯域λ／４板を用いることが好ましい。また、両用型液晶表示装置においては、透過型液晶表示装置について上述したように、広帯域λ／４板を液晶表示装置の両側に配置し、広帯域λ／４板の波長分散を互いに相殺させる構成を採用してもよい。
以下に、実施例に基づいて本発明を説明する。本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。特に、上層導電層が有する開口部および中実部のパターン（形状や配置）は、実施形態１で説明した種々のパターンであってよい。
（実施例１）
実施例１の透過型液晶表示装置８００の断面図を図４８に、平面図を図４９にそれぞれ示す。図４８は、図４９中の４８Ａ−４８Ａ’線に沿った断面図である。
透過型液晶表示装置８００は、例えば、３.５型１８万絵素(ドット数横８４０×縦２２０、ドットピッチ横８６μｍ×縦２２９μｍ)のＴＦＴ型液晶表示装置である。
液晶表示装置８００は、ＴＦＴ基板８００ａと、対向基板８００ｂと、これらの間に配設された垂直配向液晶層３０とを有している。マトリクス状に配列された絵素領域のそれぞれは、絵素電極１０５と対向電極１２２とに印加される電圧によって駆動される。絵素電極１０５は、信号電圧が与えられるソース配線１１４にＴＦＴ１１８を介して接続されており、ＴＦＴ１１８はゲート配線１０８から与えれらる走査信号によってそのスイッチング制御される。走査信号によってＯＮ状態とされたＴＦＴ１１８に接続されている絵素電極１０５に信号電圧が印加される。
絵素電極１０５は、下層導電層１０２と、上層導電層１０４と、これらに間に設けられた誘電体層（層間絶縁層１０７および感光性樹脂層１０３）とを有している。下層導電層１０２と上層導電層１０４とは、コンタクトホール１０７ａにおいて互いに電気的に接続されている。上層導電層１０４は、開口部１０４ａを有しており、電圧印加時にはそのエッジ部に斜め電界を発生する。開口部１０４ａは、ゲート配線１０８と、ソース配線１１４と、補助容量配線１１９とによって囲まれる領域に１個形成されている。絵素領域ごとに２つの開口部１０４ａが形成されている。
なお、補助容量配線１１９は、絵素領域のほぼ中央付近をゲート配線１０８と平行に延びるように形成されている。補助容量配線１１９は、ゲート絶縁層１１０を介して対向する下層導電層１０２と、補助容量を形成する。補助容量は、絵素容量の保持率を向上するために設けられる。勿論、補助容量を省略してもよいし、補助容量の構造は上記の例に限られない。
まず、図５０Ａを参照しながら、液晶表示装置８００のＴＦＴ基板８００ａの製造方法を説明する。
図５０Ａ（ａ）に示すように、絶縁性透明基板１０１上に、必要に応じて、ベースコート膜としてＴａ２ Ｏ５ 、ＳｉＯ２ などからなる絶縁層（不図示)を形成する。その後、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａなどからなる金属層をスパッタリング法で形成し、パターニングすることによってゲート電極（ゲート配線も含む）１０８を形成する。ここでは、Ｔａを用いてゲート電極１０８を形成する。このとき、補助容量配線１１９を同じ材料を用いて同じ工程で形成してもよい。
次に、ゲート電極１０８を覆うように、基板１０１の表面のほぼ全面にゲート絶縁層１１０を形成する。ここでは、厚さ約３００ｎｍのＳｉＮｘ膜をＰＣＶＤ法により堆積し、ゲート絶縁層１１０を形成する。なお、ゲート電極１０８を陽極酸化して、この陽極酸化膜をゲート絶縁層として用いることもできる。勿論、陽極酸化膜とＳｉＮｘなどの絶縁膜とを備える２層構造としてもよい。
ゲート絶縁層１１０上に、チャネル層１１１および電極コンタクト層１１２となるＳｉ層を連続してＣＶＤ法で堆積する。チャネル層１１１には、厚さ約１５０ｎｍのアモルファスＳｉ層を用い、電極コンタクト層１１２には厚さ約５０ｎｍのリン等の不純物をドーピングしたアモルファスＳｉまたは微結晶Ｓｉ層を用いる。これらのＳｉ層をＨＣｌ＋ＳＦ６ の混合ガスによるドライエッチング法などによりパターニングすることによって、チャネル層１１１および電極コンタクト層１１２を形成する。
その後、図５０Ａ（ｂ）に示すように、下層導電層を構成する透明導電層(ＩＴＯ)１０２をスパッタリング法により約１５０ｎｍ堆積する。続いて、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａなどからなる金属層１１４、１１５を積層する。ここでは、Ｔａを用いる。これらの金属層をパターニングすることによって、ソース電極１１３、１１４およびドレイン電極１１３、１１５を形成する（以下、「ソース電極１１４」および「ドレイン電極１１５」と表記する。）。ソース電極１１４およびドレイン電極１１５はそれぞれ２層構造を有し、ＩＴＯ層１０２からなる導電層に参照符号１１３を付している。ＩＴＯ層１０２は、２層構造の絵素電極の下層導電層として機能する。
次に、図５０Ａ（ｃ）に示すように、ＳｉＮｘなどからなる絶縁層をＣＶＤ法にて約３００ｎｍ堆積した後、パターニングして層間絶縁層１０７を形成する。パターニングの際には、後に形成する上層導電層１０３とＩＴＯ層１０２とを電気的に接続するためのコンタクトホール１０７ａを補助容量配線１１９上の層間絶縁層１０７に形成する。
次に、図５０Ａ（ｄ）に示すように、この層間絶縁層１０７上に誘電体層となる感光性樹脂層１０３を形成し、感光性樹脂層１０３を露光および現像することによって、層間絶縁層１０７のコンタクトホール１０７ａ内にドレイン電極１０２を露出させる開口部１０３ａを成形する。感光性樹脂層１０３は、例えば、ポジ型感光性樹脂(ＪＳＲ社製のアクリル樹脂：比誘電率３．７)を用い、約１．５μｍの厚さに形成される。なお、感光性樹脂層１０３を感光性の無い樹脂を用いて形成し、別途フォトレジストを用いるフォトリソグラフィ工程で非感光性樹脂層に開口部１０３ａを形成してもよい。
次に、図５０Ａ（ｅ）に示すように、層間絶縁層１０７および感光性樹脂層１０３を形成した基板１０１上に、上層導電層を構成する透明導電層(ＩＴＯ)１０４をスパッタリング法により約１００ｎｍの厚さに形成する。
この後、透明導電層１０４に開口部１０４ａを形成することによって、図４８に示したＴＦＴ基板８００ａが得られる。開口部１０４ａの形成は、例えば、以下の方法で実行できる。
透明導電層１０４上に、フォトレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィープロセスで、所定のパターンのフォトレジスト層を形成する。このフォトレジスト層をマスクとしてエッチングすることによって開口部１０４ａを形成する。その後、フォトレジスト層を剥離する。ここでは、透明導電層１０４の開口部１０４ａとして、ａ＝６８μｍ、ｂ＝５９μｍ（図中の上側）と、ａ＝６８μｍ、ｂ＝３６μｍ（図中の下側）の２種類を長方形の開口部１４ａを形成する。
このようにして、ＩＴＯ層からなる下層導電層１０２と、ＩＴＯ層からなる上層導電層１０４と、これらの間にある層間絶縁層１０７および誘電体層１０３とから構成される２層構造の絵素電極を備えるＴＦＴ基板８００ａが得られる。
ここでは、上層導電層１０４と下層導電層１０２の間に挟まれた誘電体層は層間絶縁層１０７と感光性樹脂１０３との２層で形成されているが、その必要は無く、いずれか一方で形成してもよいし、さらに他の層を含んでもよい。上層導電層と下層導電層との間に設けられる誘電体層は、上層導電層の開口部１０４ａのエッジ部に液晶分子を傾斜させる斜め電界を生じるように形成されればよく、材料の種類や厚さ、層数に制限は無い。光の利用効率が低下しないように、透明性の高い材料を用いることが好ましい。
図５０Ｂを参照しながら、液晶表示装置８００のＴＦＴ基板８００ａの他の製造方法を説明する。
図５０Ｂ（ａ）に示すように、絶縁性透明基板１０１上に、必要に応じて、ベースコート膜としてＴａ２ Ｏ５ 、ＳｉＯ２ などからなる絶縁層（不図示）を形成する。その後、Ａ１、Ｍｏ、Ｔａなどからなる金属層をスパッタリング法で形成し、パターニングすることによってゲート電極（ゲート配線も含む）１０８を形成する。ここでは、Ｔｉ／Ａ１／Ｔｉの積層膜を用いてゲート電極１０８を形成する。このとき、補助容量配線１１９を同じ材料を用いて同じ工程で形成してもよい。
次に、ゲート電極１０８を覆うように、基板１０１の表面のほぼ全面にゲート絶縁層１１０を形成する。ここでは、厚さ約３００ｎｍのＳｉＮｘ膜をＰＣＶＤ法により堆積し、ゲート絶縁層１１０を形成する。
ゲート絶縁層１１０上に、チャネル層１１１および電極コンタクト層１１２となるＳｉ層を連続してＣＶＤ法で堆積する。チャネル層１１１には、厚さ約１５０ｎｍのアモルファスＳｉ層を用い、電極コンタクト層１１２には厚さ約５０ｎｍのリン等の不純物をドーピングしたアモルファスＳｉまたは微結晶Ｓｉ層を用いる。これらのＳｉ層をＨＣｌ＋ＳＦ6 の混合ガスによるドライエッチング法などによりパターニングすることによって、チャネル層１１１および電極コンタクト層１１２を形成する。
その後、図５０Ｂ（ｂ）に示すように、Ａ１、Ｍｏ、Ｔａなどからなる金属層７１１４、１１５を積層する。ここでは、Ａ１／Ｔｉの積層膜を用いる。これらの金属層をパターニングすることによって、ソース電極１１４およびドレイン電極１１５を形成する。次に、ソース電極１１４およびドレイン電極１１５をマスクにして、ＨＣｌ＋ＳＦ６ の混合ガスによるドライエッチング法などによりパターニグすることによって、電極コンタクト層１１２のギャップ部１１２ｇをエッチングする。
次に、図５０Ｂ（ｃ）に示すように、ＳｉＮｘなどからなる絶縁層をＣＶＤ法にて約３００ｎｍ堆積した後、パターニングして層間絶縁層１０７を形成する。パターニングの際には、後に形成するＩＴＯ層からなる下層導電層１０２とドレイン電極１１５とを電気的に接続するためのコンタクトホール１０７ａを補助容量配線１１９上の層間絶縁層１０７に形成する。
次に、図５０Ｂ（ｄ）に示すように、下層導電層を構成する透明導電層（ＩＴＯ）１０２をスパッタリング法により約１４０ｎｍの厚さに形成する。
次に、図５０Ｂ（ｅ）に示すように、このＩＴＯ層からなる下層導電層１０２上に誘電体層となる感光性樹脂層１０３を形成し、感光性樹脂層１０３を露光および現像することによって、ＩＴＯ層からなる下層導電層１０２を露出させる開口部１０３ａを成形する。感光性樹脂層１０３は、例えば、ポジ型感光性樹脂（ＪＳＲ社製のアクリル樹脂：比誘電率３．７）を用い、約１．５μｍの厚さに形成される。なお、感光性樹脂層１０３を感光性の無い樹脂を用いて形成し、別途フォトレジストを用いるフォトリソグラフィ工程で非感光性樹脂層に開口部１０３ａを形成してもよい。
次に、図５０Ｂ（ｆ）に示すように、感光性樹脂層１０３を形成した基板１０１上に、上層導電層を構成する透明導電層（ＩＴＯ）１０４をスパッタリング法により約１００ｎｍの厚さに形成する。
この後、透明導電層１０４に開口部１０４ａを形成することによって、図４８に示したＴＦＴ基板８００ａが得られる。開口部１０４ａの形成は、例えば、以下の方法で実行できる。
透明導電層１０４上に、フォトレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィープロセスで、所定のパターンのフォトレジスト層を形成する。このレジスト層をマスクとしてエッチングすることによって開口部１０４ａを形成する。その後、フォトレジスト層を剥離する。
このようにして、ＩＴＯ層からなる下層導電層１０２と、ＩＴＯ層からなる上層導電層１０４と、これらの間にある層間絶縁層１０７および誘電体層１０３とから構成される２層構造の絵素電極を備えるＴＦＴ基板８００ａが得られる。
上層導電層と下層導電層との間に設けられる誘電体層は、上層導電層の開口部１０４ａのエッジ部に液晶分子を傾斜させる斜め電界を生じるように形成されればよく、安定した放射状傾斜配向が得られるのであれば、材料の種類や厚さ、層数に制限は無い。光の利用効率が低下しないように、透明性の高い材料を用いることが好ましい。
一方、対向基板８００ｂは、絶縁性透明基板１２１上にスパッタリング法を用いてＩＴＯからなる対向電極１２２を形成する。
上述のようにして得られたＴＦＴ基板８００ａおよび対向基板８００ｂの内側表面に垂直配向処理を行う。例えば、ＪＳＲ社製垂直配向性ポリイミドを用いて、垂直配向層を形成する。垂直配向層にラビング処理は行わない。
対向基板８００ｂの内側表面に、例えば、直径３μｍの球状プラスチックビーズを散布し、公知のシール剤を用いて、対向基板８００ｂとＴＦＴ基板８００ａとを貼り合わせる。その後、例えば、メルク社製の負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料(△ｎ＝０.０９９６)にカイラル剤を添加した材料を注入する。このようにして、液晶パネルが得られる。なお、液晶表示装置を構成する構造単位のうち、一対の基板（ここでは、ＴＦＴ基板８００ａと対向基板８００ｂ）と、これらの間に挟持された液晶層とを有する構造単位を「液晶パネル」と称する。
得られた液晶パネルのＴＦＴ基板８００ａの外側に偏光板５０ａを、対向基板８００ｂの外側に偏光板５０ｂを配置する。偏光板５０ａと偏光板５０ａの透過軸は互いに直交するように配置する（図４１（ｂ）参照）。また、偏光板５０ａおよび偏光板５０ｂの透過軸が、それぞれ液晶パネルのゲート配線の延設方向に対して４５度になるように配置する。
このようにして得られる液晶表示装置は、電圧無印加時（しきい値電圧未満の電圧を印加している時を含む）、良好な黒表示を実現する。
また、この液晶表示装置８００の液晶層に電圧（しきい値電圧以上の電圧）を印加したときの絵素領域の様子を模式的に図５１に示す。図５１は隣接する２つの絵素領域を示している。
図５１に示したように、開口部１０４ａ毎に、開口部１０４ａの中央を中心とする消光模様（暗部）が見られる。消光模様の中心（曲線の交差部）では液晶分子が垂直配向状態にあり、中心の周りの液晶分子は、垂直配向状態の液晶分子を中心に放射状傾斜配向している。これは、開口部１０４ａを有する２層構造の絵素電極によって斜め電界が生成されたためである。なお、電圧印加状態において略クロス状に暗部が観察されるのは、先に説明したように、液晶層に入射した直線偏光の偏光方向と平行または直交する方向（すなわち、偏光板５０ａの透過軸と平行または直交する方向）に液晶分子が配向している領域を通過した直線偏光は、液晶層によって位相差が与えらず、偏光状態を維持したまま液晶層を通過するので、偏光板５０ｂによって吸収され、表示に寄与しないからである。この例では、カイラル剤が添加された液晶材料を用いているので、液晶層は渦巻き状の放射状傾斜配向となっており、その結果、互いに直交する偏光板の吸収軸からずれた位置で消光が観察されている。
また、電圧印加状態で、白く（明るく）観察される領域は、液晶層に入射した直線偏光が液晶層によって位相差を与えられた領域であり、白さ（明るさ）の程度は、液晶層によって与えられる位相差の大きさに依存する。従って、液晶層に印加する電圧の大きさを制御することによって液晶層の配向状態を変化させ、そ液晶層が与える位相差の大きさを調整すれば、階調表示が実現できる。
透過軸が互いに直交する一対の偏光板５０ａおよび５０ｂの配置は上記の例に限られず、ゲート配線と平行または直交するように配置してもよい。本発明による液晶表示装置の液晶層は、電圧印加時に放射状傾斜配向状態となる垂直配向型液晶層なので、偏光板の透過軸の方向は、任意の方向に設定され得る。液晶表示装置の用途に応じて、視角特性等を考慮して適宜設定される。特に、ゲート配線（又はソース配線）と平行または直交する方向に偏光板の透過軸を設定することによって、表示面の上下方向および左右方向の視野角特性を向上することができる。これは、偏光板の偏光選択性は、透過軸に平行または直交する方向において最も高く、透過軸から４５°において最も低くなるからである。さらに、ゲート配線と平行または直交する方向に偏光板の透過軸を設定すると、ゲート配線からの斜め電界によって、ゲート配線の近傍に存在する液晶分子が、ゲート配線の延設方向に直交する方向に傾斜しても、光漏れは発生しないという利点がある。
また、λ／４板を用いることによって液晶層に円偏光を入射させる構成とすると、偏光板の透過軸にほぼ沿って観察される消光模様を無くすことができ、光の利用効率を向上することができる。さらに、λ／２板や視角補償板を設けることによって、黒表示の色づきの発生を抑制し、高品位の表示を実現できる液晶表示装置を得ることができる。
本実施例の液晶表示装置８００は、垂直配向型のノーマリブラックモードの液晶表示であり、高コントラスト比の表示が可能であり、且つ、放射状傾斜配向した液晶層を利用しているので、あらゆる方位において広視野角特性を有している。さらに、放射状傾斜配向の形成には、開口部を有する２層構造電極によって形成する斜め電界を用いているので、制御性が良く、良好な放射状傾斜配向を実現することができる。
勿論、絵素電極の構造は、例示した構造に限られず、先の実施形態で説明した種々の構造の２層構造を採用することができる。さらに、上層導電層および／または下層導電層を形成する材料を変更することによって、反射型液晶表示装置や透過反射両用型液晶表示装置を得ることができる。
（実施例２）
実施例２の透過型液晶表示装置の絵素電極は、実施例１の液晶表示装置８００に比べ、比較的小さい開口部を多数有し、開口部が絵素電極（上層導電層）の全体に亘って形成されている。開口部および中実部の形状や配置は、一例に過ぎず、実施形態１で例示した種々のパターンを用いることができる。表示輝度の観点からは、図１９（ｂ）に示したパターンが好ましい。また、開口部および中実部の面積比率は、図２２を参照しながら説明した指針に従って最適化される。
実施例２の液晶表示装置の構造および動作を説明する前に、実施例１の液晶表示装置８００が有し得る欠点を説明する。なお、この欠点は、液晶表示装置の用途によっては問題とならないこともある。
まず、液晶表示装置８００の上層導電層１０４が有する開口部１０４ａ（特に大きい方、図４９中の上側の開口部：ａ＝６８μｍ、ｂ＝５９μｍ）は、サイズが比較的大きいので、液晶層３０に電圧を印加してから、開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０が安定した放射状傾斜配向をとるまでの時間が長い。従って、用途によっては、応答速度が遅いという問題が生じる。
また、図４９中の下側の開口部１０４ａの下側エッジ部とゲート配線１０８との間の領域（ソース線に平行な方向の幅が約２５μｍ）のように、開口部１０４ａのエッジ部からの距離が長い領域の液晶層３０は、安定な放射状傾斜配向をとるまでに比較的長い時間がかかる。また、開口部１０４ａのエッジ部から離れた上層導電層１０４のエッジ部（例えば、図４９中の右下付近）に位置する液晶層３０は、開口部１０４ａによって生成される斜め電界と、ソース配線１１４（１１３）に印加されている信号電圧によって生成される電界との影響を受けるので、液晶分子３０ａの傾斜方向が画素ごとに安定しないことがある。その結果、表示にざらつきが見られることがある。
図５２および図５３を参照しながら、実施例２の液晶表示装置９００の構造と動作とを説明する。液晶表示装置９００の断面図を図５２に、平面図を図５３にそれぞれ示す。図５２は、図５３中の５２Ａ−５２Ａ’線に沿った断面図である。以下の説明では、液晶表示装置９００の構成要素のうち実施例１の液晶表示装置８００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。液晶表示装置９００は液晶表示装置８００と実質的に同じプロセスで製造することができる。
図５２に示したように、液晶表示装置９００の上層導電層１０４は、比較的に多数の、比較的小さな開口部１０４ａを有している。ここでは、絵素電極１０５毎（上層導電層１０４毎）に、２３個の円形の開口部１０４ａを形成している。開口部１０４ａの直径は２０μｍとして、行方向または列方向（ゲート配線またはソース配線に平行な方向）に隣接する開口部１０４ａ間の間隔は、それぞれ４μｍで一定としている。開口部１０４ａは、絵素電極１０５の全体に亘って正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されている。また、開口部１０４ａのうちの最も外側（上層導電層１０４のエッジに近い）開口部１０４ａのエッジと、上層導電層１０４のエッジとの距離は約５μｍとしている。
液晶表示装置９００の上層導電層１０４が有する開口部１０４ａの直径は２０μｍと比較的小さいので、電圧印加によって、開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０が速やかに安定な放射状傾斜配向をとる。また、開口部１０４ａは正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されているので、開口部１０４ａの間に位置する液晶層３０も安定な放射状傾斜配向をとる。さらに、隣接する開口部１０４ａ間の距離は４μｍと比較的短いので、開口部１０４ａ間に位置する液晶層３０も速やかに配向変化する。また、上層導電層１０４のエッジ部の近く（約５μｍ）にも開口部１０４ａを配置することによって、上層導電層１０４のエッジ部近傍において、液晶分子の傾斜方向が安定しない領域を狭くすることができる。
本実施例の液晶表示装置９００は、液晶表示装置８００に比べ、応答速度が速く、且つ表示のざらつきは見られないことを実際に確認した。
上述したように、絵素電極１０５毎に複数の開口部１０４ａを設ける構成を採用すると、開口部１０４ａのサイズや配置を最適化することが可能となり、応答速度や放射状傾斜配向の安定性（再現性を含む）が向上した液晶表示装置を得ることができる。
上述した実施例１および２の透過型液晶表示装置８００および９００において、上層導電層１０４の開口部１０４ａ上に位置する液晶層３０に印加される電圧は、感光性樹脂層１０３による電圧降下の影響を受ける。従って、開口部１０４ａ上に位置する液晶層３０に印加される電圧が、上層導電層１０４（開口部１０４ａを除く領域）上に位置する液晶層３０に印加される電圧よりも低くなる。従って、上層導電層１０４と下層導電層１０２とに同じ電圧（信号電圧）を印加すると、電圧−透過率特性が、絵素領域内の場所によって異なり、開口部１０４ａ上に位置する液晶層３０の透過率が相対的に低くなる。液晶表示装置８００および９００は、ノーマリブラックモードで表示を行うので、黒レベルが浮く（電圧無印加時の透過率が上昇する）ことは無いが、十分な白レベル（実際使う上での一番明るい表示状態）を実現するためには、通常よりも高い電圧を液晶層に印加する必要がある。
開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０に印加される電圧の、感光性樹脂層１０３による電圧降下を抑制するためには、図３４および図３５を参照しながら説明したように、開口部１０４ａ内に位置する感光性樹脂層１０３に凹部または穴を形成すればよい。実施例１および２では感光性樹脂を用いているので、公知のフォトリソグラフィプロセスで凹部または穴を形成することができる。
開口部１０４ａ内に位置する感光性樹脂層１０３に凹部または穴を形成すれば、開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０に印加される電圧の感光性樹脂層１０３による電圧降下を低減できるとともに、感光性樹脂層１０３による透過率の低下を低減し、光の利用効率を向上することができる。また、開口部１０３ａ内の感光性樹脂層１０３の厚さを薄くすると、開口部１０４ａ以外の上層導電層１０４上の液晶層３０の厚さに比べて、開口部１０４ａ上の液晶層３０厚さが厚くなり、すなわち、リタデーションが大きくなるので、透過率（光利用効率）が向上する。
（実施例３）
実施例３の透過反射両用型液晶表示装置１０００の断面図を図５４に、平面図を図５５にそれぞれ示す。図５４は、図５５中の５４Ａ−５４Ａ’線に沿った断面図である。以下の説明では、液晶表示装置１０００の構成要素のうち実施例１の液晶表示装置８００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。
液晶表示装置１０００は、ＴＦＴ基板１０００ａと、対向基板８００ｂと、これらの間に配設された垂直配向液晶層３０とを有している。マトリクス状に配列された絵素領域のそれぞれは、絵素電極１０５と対向電極１２２とに印加される電圧によって駆動される。絵素電極１０５はＴＦＴ１１８を介してソース配線１１４に接続されている。ＴＦＴ１１８はゲート配線１０８から与えれらる走査信号によってそのスイッチングが制御される。走査信号によってＯＮ状態とされたＴＦＴ１１８に接続されている絵素電極１０５に信号電圧が印加される。
絵素電極１０５は、透明電極として機能する透明下層導電層１０２Ｔと、反射電極として機能する反射上層導電層１０４Ｒと、これらの間に設けられた誘電体層（層間絶縁層１０７および感光性樹脂層１０３）とを有している。透明下層導電層１０２Ｔと反射上層導電層１０４Ｒとは、コンタクトホール１０７ａにおいて互いに電気的に接続されている。反射上層導電層１０４Ｒは、開口部１０４ａを有しており、電圧印加時にはそのエッジ部に斜め電界を発生する。感光性樹脂層１０３は開口部１０４ａに対応するように形成された開口部１０３ａを有している。開口部１０３ａ内に透明下層導電層１０２Ｔが露出されている。絵素領域ごとに８つの開口部１０４ａおよび開口部１０３ａが形成されている。
液晶表示装置１０００は以下の様にして製造することができる。液晶表示装置８００の製造方法と同様の工程の説明を省略する。
ＴＦＴ基板１０００ａは、感光性樹脂層１０３の塗布工程までは、ＴＦＴ基板８００ａと同様の工程で形成することができる（図５０Ａ（ａ）〜（ｃ）参照）。
次に、図５６（ａ）に示すように、層間絶縁層１０７上に感光性樹脂を塗布する。例えば、感光性樹脂としてポジ型の感光性樹脂(ＪＳＲ社製のアクリル樹脂)を用い、約３.７μｍ程度の厚みに塗布する。なお、この厚さは、ポストベーク工程完了後に約３μｍの厚さとなるよう設定されている。
この露光工程において、感光性樹脂層１０３の表面に複数の滑らかな凹凸部を形成するための所定のパターンを有するフォトマスク（例えば図４０参照）を用いて、感光性樹脂１０３を露光(例えば、露光量約５０ｍＪ)する。
露光された感光性樹脂層１０３を現像することによって、コンタクトホール１０７ａ、開口部１０３ａおよび表面の凹凸（不図示）が形成される。また、必要に応じて熱処理を行なうことによって、感光性樹脂層１０３の表面に形成される凹凸を滑らかにすることができる。
次に、図５６（ｂ）に示すように、基板１０１のほぼ全面に、上層導電層となるＭｏ層１０４Ｒ１およびＡｌ層１０４Ｒ２をスパッタリング法によって、それぞれ約１００ｎｍの厚さにこの順で形成する。
この後、Ａｌ層１０４Ｒ２／Ｍｏ層１０４Ｒ１からなる反射上層導電層１０４Ｒをフォトリソグラフィー工程を用いて所定のパターンに加工することによて、開口部１０４ａを形成する。開口部１０４ａは、実施例１につて説明した方法で実施することができる。
また、ここでは、上層導電層１０４と下層導電層１１３の間に挟まれた誘電体層は層間絶縁層１０７と感光性樹脂１０３の２層で形成されているが、どちらか１層で形成しても構わないし、２層以上の多層で形成しても構わないのは、実施例１と同じである。
次に、上述のようにして得られたＴＦＴ基板８００ａおよび常法に従って作製された対向基板８００ｂの内側表面に垂直配向処理を行う。例えば、ＪＳＲ社製垂直配向性ポリイミドを用いて、垂直配向層を形成する。垂直配向層にラビング処理は行わない。
対向基板８００ｂの内側表面に、例えば、直径３.０μｍの球状プラスチックビーズを散布し、公知のシール剤を用いて、対向基板８００ｂとＴＦＴ基板１０００ａとを貼り合わせる。その後、例えば、メルク社製の負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料(△ｎ＝０.０６４９)を注入する。このようにして、液晶パネルが得られる。
得られた液晶パネルの反射領域（反射上層導電層１０４Ｒ上）の液晶層３０の厚さは、プラスチックビーズ径の３μｍとなり、透過領域（開口部１０４ａに対応する領域）では、プラスチックビーズ径の３μｍとポストベーク後の感光性樹脂層１０３の厚さ約３μｍとを足した約６μｍになる。このように、感光性樹脂層１０３の厚さを調整することによって、表示に用いられる光に対するリタデーション(液晶厚さｄ×複屈折率△ｎ)が透過領域と反射領域とでほぼ一致させることが可能となり、光の利用効率が向上する。
得られた液晶パネルに、図４３（ａ）および（ｂ）に示したように、一対の偏光板５０ａおよび５０ｂと、一対のλ／４板６０ａおよび６０ｂを配置する。透過モードによる表示動作は先に説明したので、ここでは、液晶表示装置１０００の反射領域における反射モードによる表示動作を説明する。
まず、電圧無印加時の表示動作を説明する。対向基板８００ｂ側から対向基板８００ｂに垂直に、反射領域に入射する光は、偏光板５０ｂを通り直線偏光となり、λ/４板６０ｂに入射する。λ/４板６０ｂによって円偏光に変換された後、液晶層３０に入射する。液晶層３０を通過して反射上層導電層１０４Ｒに到達した円偏光は、反射上層導電層１０４Ｒの表面で反射され、逆回りの円偏光となり、再び液晶層３０を通過し、λ/４板６０ｂに入射する。この円偏光はλ/４板６０ｂによって、λ/４板６０ｂの遅相軸ＳＬ１に対して４５度方向の偏光方向を有する直線偏光となり、偏光板５０ｂに入射する。偏光板５０ｂの透過軸ＰＡ１とλ/４板６０ｂを通過した直線偏光の偏光軸は直交しているので、この直線偏光は偏光板５０ｂで吸収される。従って、液晶表示装置１０００の反射領域は、透過領域と同様に、電圧無印加状態で黒表示状態となる。
次に、電圧印加状態の表示動作を説明する。
電圧印加状態において放射状傾斜配向状態にある液晶層３０の内、基板表面に対して垂直配向していしている液晶分子３０ａは円偏光に位相差を与えないので、この領域は黒表示状態となる。液晶層３０のその他の領域（垂直配向領域以外の領域）に入射した円偏光は、液晶層３０を２回通過する間に液晶層３０によって位相差が与えられ、λ/４板６０ｂに入射する。λ/４板６０ｂに入射する光の偏光状態は円偏光状態からずれているので、λ/４板６０ｂを通過した光の一部は偏光板５０ｂを透過する。この透過する偏光の量は、液晶層３０によって与えられる位相差の大きさに依存するので、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって調整され得る。従って、液晶層３０に印加する電圧を制御することによって、反射領域においても階調表示が可能となる。
偏光板や位相差板の配置は上記の例に限られず、図４１〜図４７を参照しながら説明したように、λ／２板や視角補償板などをさらに設けてもよい。
本発明による液晶表示装置を用いて両用型液晶表示装置を構成する場合、開口部１０４ａの形状、大きさ、数や配置は、放射状傾斜配向を得るためだけでなく、所望する表示特性（透過領域と反射領域との面積比）によっても制限される。
例えば、反射光を利用することを重視するような両用型液晶表示装置では、開口部１０４ａ以外の反射上層導電層１０４Ｒが占める面積比を大きくする必要がある。十分な大きさの開口部１０４ａを十分な個数形成できない場合、反射領域（反射上層導電層１０４Ｒ上）の液晶層３０を安定に放射状傾斜配向させることが難しくなる。すなわち、電圧印加時における液晶分子３０ａの分子軸の傾斜方向の方位角が安定しない（基板法線方向から見た液晶分子３０ａの基板面内における配向方向が放射状にならず、場所によって異なる）。従って、液晶分子３０ａの分子軸の基板面内の配向状態が絵素領域によって異なることが多くなる。
ここで、図５７を参照しながら、液晶表示装置１０００の反射領域内の液晶層３０に電圧印加した時の表示動作を説明する。図５７は、液晶分子３０ａの傾斜方向（方位角）が１８０度異なっている領域を模式的に示している。
図５７中に示したように、傾斜方向が異なる左右２つの液晶分子３０ａに入射した光が、反射上層導電層１０４Ｒで反射され、観察者側に出射されるまでに、液晶分子３０ａから与えられる位相差は同じである。このことから理解できるように、反射モードで表示を行う反射領域の液晶層における配向方向の方位角方向のばらつきは、透過モードの場合のように表示のざらつきとして視認されにくい。
（実施例４）
実施例４の透過反射両用型液晶表示装置１１００の断面図を図５８に示す。両用型液晶表示装置１１００の平面図は、図５５と実質的に同じなので省略する。図５８は、図５５中の５４Ａ−５４Ａ’線に沿った断面図に相当する。
以下の説明では、液晶表示装置１１００の構成要素のうち実施例３の液晶表示装置１０００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。液晶表示装置１１００は液晶表示装置１０００と実質的に同じプロセスで製造することができる。
液晶表示装置１１００は、感光性樹脂層１０３が凹部１０３ｂを有する点において、実施例３の両用型液晶表示装置１０００と異なる。感光性樹脂層１０３の凹部１０３ｂは、例えば、以下の様にして形成することができる。
図５６を参照しながら説明した液晶表示装置１０００の製造工程において、３.７μｍ程度の厚さ（ポストベーク後の厚さ約３μｍ)に塗布されたポジ型の感光性樹脂(ＪＳＲ社製アクリル樹脂)を、開口部１０４ａ内（透過領域）の感光性樹脂１０３の一部（例えば、厚さ約１μｍ）を残すように露光(例えば、露光量約１００ｍＪ）すればよい。後の現像工程を経ることによって、所定の深さ（ここでは、約２μｍ）の凹部１０３ｂが形成される。
以下、実施例３の液晶表示装置１０００と同様にして、液晶表示装置１１００の液晶パネルが得られる。ここでは、セルギャップの設定や液晶材料を実施例３と同じにする。
得られた液晶パネルの反射領域（反射上層導電層１０４Ｒ上）の液晶層３０の厚さは、プラスチックビーズ径の３μｍとなり、透過領域（開口部１０４ａに対応する領域）では、プラスチックビーズ径の３μｍとポストベーク後の感光性樹脂層１０３の厚さ約３μｍとを足し、それから開口部１０４ａ内の感光性樹脂層１０３の残膜量約１μｍを引いた約５μｍとなる。このように、感光性樹脂層１０３の厚さを調整することによって、表示に用いられる光に対するリタデーション(液晶厚さｄ×複屈折率△ｎ)が透過領域と反射領域とでほぼ一致させることが可能となり、光の利用効率が向上する。
次に、図５９（ａ）および（ｂ）を参照しながら、実施例３の液晶表示装置１０００における感光性樹脂層１０３の開口部１０３ａおよび実施例４の液晶表示装置１１００における感光性樹脂層１０３の凹部１０３ｂのエッジ部の構造を説明する。
図５９（ａ）に示したように、感光性樹脂層１０３の開口部１０３ａのエッジ部では、感光性樹脂が存在する領域から存在しない領域へ、連続した膜厚変化をしながら徐々に変化している。すなわち、開口部１０３ａの側面はテーパ状になっている。開口部１０３ａの側面がテーパ状となるのは、感光性樹脂の感光特性および現像特性による。
実施例３における開口部１０３ａのエッジ部では、図５９（ａ）に示したように、テーパ角θが約４５度のテーパ状側面が形成される。このテーパ状側面に垂直配向層（不図示）を形成すると、液晶分子３０ａはテーパ状側面に対して垂直に配向しようとする。従って、テーパ状側面上の液晶分子３０ａは、図示したように、電圧無印加時においても、基板の表面に垂直な方向（基板法線）から傾いた状態となっている。テーパ角が大きいと、テーパ状側面上の液晶分子３０ａは、電圧印加時に生成される斜め電界による傾斜方向とは逆方向に傾斜していることとなり、放射状傾斜配向が乱れる原因となる。
一方、実施例４における凹部１０３ｂでは、図５９（ｂ）に示したように、開口部１０４ａ内の感光性樹脂層１０３の一部を残すことで、テーパ状側面のテーパー角θを小さくできるとともに、開口部１０４ａ内の液晶層３０と下層導電層１０２Ｔの間に感光性樹脂１０３が存在するため、電圧印加時において液晶層３０に斜め電界が有効に作用し、安定した放射状傾斜配向が得られる。その結果、ざらつきのない良好な表示品位を有する液晶表示装置が得られる。
（実施例５）
実施例５の透過型液晶表示装置の絵素電極は、実施例２の透過型液晶表示装置９００と異なり、開口部が絵素電極（上層導電層）のエッジ部にも形成されている。実施例５の液晶表示装置は、上層導電層１０４が有する開口部の配置が異なる以外は、実施例２の液晶表示装置と実質的に同じ構成を有するので、共通する構造の説明をここでは省略する。
実施例５の液晶表示装置の構造および動作を説明する前に、実施例２の液晶表示装置９００が有し得る欠点を説明する。なお、この欠点は、液晶表示装置の用途によっては問題とならないこともある。
図６０に実施例２の液晶表示装置９００の上層導電層１０４の一部を模式的に示す。上層導電層１０４は、比較的多数の、比較的小さな開口部１０４ａを有しているとともに、開口部１０４ａは、絵素電極１０５の全体に亘って正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されている。
液晶層３０に電圧を印加すると、上層導電層１０４が有する円形の開口部１０４ａ内（領域Ａ）に位置する液晶層３０は、速やかに、開口部１０４ａの中心ＳＡを中心とする安定な放射状傾斜配向をとる。また、図６０の領域Ｂに示すような、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａに囲まれる領域の液晶層３０は、電圧の印加によって、格子点に囲まれる正方形の対角線の交点ＳＡを中心とする安定な放射状傾斜配向をとる。
しかしながら、図６０の領域Ｃに示すような、開口部１０４ａのうちの最も外側（上層導電層１０４のエッジに近い）開口部１０４ａと上層導電層１０４のエッジの間に位置する液晶層３０は、図６０の領域Ｂに示す４個の格子点に囲まれる領域に比べて、上層導電層１０４のエッジ部に生成される斜め電界と、開口部１０４ａのエッジ部に生成される斜め電界の対称性が低い（電界の方向および強度の分布の対称性）ため、安定した配向状態が得られない。その結果、表示のざらつきや、残像などが視認され、表示品位が低下することがある。
上記の欠点は、実施例２の液晶表示装置９００のように上層導電層１０４のエッジの近く（約５μｍ）に開口部１０４ａを配置し、上層導電層１０４のエッジ部近傍の、液晶分子の傾斜方向が安定しない領域（領域Ｃ）を狭くすることによって、ある程度解決できるが、その領域を表示領域として利用する限り、表示品位に対して何らかの悪影響を与える。
また、上層導電層１０４のエッジに余りにも近づけて開口部１０４ａを形成すると、上層導電層１０４のエッジ部の斜め電界の影響により、開口部１０４ａ内の液晶層３０が安定した放射状傾斜配向をとれなくなる。従って、上層導電層１０４のエッジの近傍の液晶分子の傾斜方向が安定しない領域（領域Ｃ）を狭くすることにも限界がある。ここで、図６０の領域Ｃに示す、液晶分子の傾斜方向が安定しない領域を遮光するのも１つの解決策であるが、開口率の低下を伴うので好ましくない。
これに対し、実施例５の液晶表示装置の上層導電層１０４は、図６１、図６２および図６３に模式的に示したように、上層導電層１０４のエッジ（辺および角）に開口部１０４ａ’を有する。以下に、これらの図を参照しながら、実施例５の上層導電層１０４の構造と、液晶層３０に電圧を印加した時の液晶分子の動作とを説明する。なお、上層導電層１０４のエッジは、上層導電層１０４の外延（最も外側の辺を直線で結んで得られる形状）で規定され、図６１、図６２および図６３では、実線で示している。
図６１、図６２および図６３に示したように、実施例５の液晶表示装置の上層導電層１０４は、そのエッジに開口部１０４ａ’を有している。エッジ以外に設けられた開口部１０４ａのそれぞれは、好ましくは回転対称性を有する形状（ここでは、円形）を有し、それぞれの大きさは互いに等しい。また、複数の開口部１０４ａの中心（回転対称軸の位置）は、回転対称性を有するように（典型的には、図示したように正方格子状に）配置されている。また、エッジに形成された開口部１０４ａ’は、開口部１０４ａの中心を上層導電層１０４のエッジに配置したものに相当し、開口部１０４ａと異なり、回転対称性を有する形状とはならず、その一部が欠けた形状を有する。例えば、開口部１０４ａが円形の場合、中心が上層導電層１０４の辺に位置する開口部１０４ａ’の形状は、図６１に示したように半円となる。また、中心が上層導電層１０４の角（角度：９０°）に位置する開口部１０４ａ’の形状は、図６２に示したように、４分の１円となる。さらに、上層導電層１０４が矩形の一部を切り欠いた形状を有する場合、切り欠き部の角（角度：２７０°）に位置する開口部１０４ａ’は、図６３に示したように、４分の３円となる。
このように、上層導電層１０４のエッジに設けられた開口部１０４ａ’の形状は、回転対称性を有する形状の一部が欠落した形状なので、正方格子の４つの格子点上に中心を有する４つの開口部１０４ａのうちの少なくとも１つが、エッジに設けられた開口部１０４ａ’を含むと、これらの配置は回転対称性を有しないことになる。しかしながら、開口部１０４ａおよび開口部１０４ａ’の中心が形成する正方格子（正方形）に注目すると、それぞれの正方形の角部は、４つの開口部１０４ａおよび開口部１０４ａ’のそれぞれの４分の１円で占められており、これら４つの開口部１０４ａおよび開口部１０４ａ’の４分の１円は、回転対称性を有するように配置されている。
ここで、それぞれの正方形の角部に位置する、開口部１０４ａおよび開口部１０４ａ’の４分の１円の部分（これを「サブ開口部」と呼ぶことにする。）を基準に考えると、上層導電層１０４のエッジで規定される領域の全てが、サブ開口部によって規定される、互いに等価な多数の正方形の領域に分割されていることになる。また、互いに隣接する４つのサブ開口部は、１つの回転対称性を有する形状（ここでは円形）の開口部１０４ａを形成する。なお、上層導電層１０４の辺を含む正方形の領域を規定するサブ開口部には、隣接する３つのサブ開口部が存在しないので、回転対称性を有する形状（円形）の一部が欠けた形状の開口部（３／４円、半円または１／４円）１０４ａ’を形成する。
すなわち、上述したように開口部１０４ａおよび１０４ａ’を配置すると、上層導電層１０４のエッジで規定される領域（典型的には、画素に対応する）のうち、エッジに位置する開口部１０４ａ’に対応する領域は対称性の低い形状となるが、その他の領域は、回転対称性を有する領域（正方形の領域と円形の開口部１０４ａ）の集合体となる。
従って、上述したように配置された開口部１０４ａおよび１０４ａ’を有する上層導電層１０４を備えた液晶表示装置の液晶層３０に電圧を印加すると、開口部１０４ａ内の領域Ａおよび開口部１０４ａで包囲される領域Ｂだけでなく、開口部１０４ａと開口部１０４ａ’で包囲される領域Ｃ（上層導電層１０４の辺を含む（角を含まない）領域）および領域Ｄ（上層導電層１０４の角を含む領域）の液晶層３０が放射状傾斜配向をとる。その結果、本実施例５の液晶表示装置において、電圧印加時に放射状傾斜配向をとる領域の面積は、実施例２の液晶表示装置９００においてよりも広くなり、ざらつきや残像等の無い、高品位の表示を実現できる。
なお、図６１、図６２および図６３においては、上層導電層１０４のエッジに形成した開口部１０４ａ’の形状は、開口部１０４ａの４分の３、２分の１もしくは４分の１としたが、画素ピッチおよび上層導電層１０４の大きさによっては、図示したように開口部１０４ａ’を配置できるとは限らない。このような場合、電圧印加時に上層導電層１０４のエッジ部の液晶層３０が安定な放射状傾斜配向をとるのであれば、上層導電層１０４のエッジに形成した開口部１０４ａ’の形状は、開口部１０４ａの４分の３、２分の１もしくは４分の１でなくても構わないし、開口部１０４ａ’の中心を回転対称を有する位置からずらして配置しても構わない。
更に、上層導電層１０４の辺および角の全てに開口部１０４ａ’を形成しなくてもよい。特に、光を透過しないバス配線（信号配線や走査配線）などの構成要素上に位置する上層導電層１０４の辺および角には、開口部１０４ａ’を形成しなくても、実施例２の液晶表示装置９００の表示品位を大幅に向上することができる。
また、実施例１および２の透過型液晶表示装置と同様に、開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０に印加される電圧の、感光性樹脂層１０３による電圧降下を抑制するために、図３４および図３５を参照しながら説明したように、一部の開口部１０４ａ内に位置する感光性樹脂層１０３に凹部または穴を形成しても良い。
本実施例では、透過型液晶表示装置を例示したが、上述した開口部１０４ａおよび１０４ａ’の配置は、勿論、透過反射両用型液晶表示装置に適用することができる。この場合、実施例３および４の透過反射両用型液晶表示装置と同様に、感光性樹脂層１０３による電圧降下を抑制するために、一部の開口部１０４ａ内に位置する感光性樹脂層１０３に凹部または穴を形成しても良い。
（実施例６）
実施例６の透過型液晶表示装置の絵素電極（上層導電層）は、実施例５とは異なる配置の開口部１０４ａを有し、上層導電層のエッジ部の液晶層３０の放射状傾斜配向を安定化している。実施例６の液晶表示装置は、上層導電層１０４が有する開口部の配置が異なる以外は、実施例２および実施例５の液晶表示装置と実質的に同じ構成を有するので、共通する構造の説明をここでは省略する。
図６４に実施例６の液晶表示装置の上層導電層１０４の一部を示す。図６４を参照しながら、実施例６の上層導電層１０４の構造と液晶層３０に電圧印加時の液晶分子の動作とを説明する。図６４に示したように、上層導電層１０４が有する開口部１０４ａは正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されている。さらに、これらの開口部１０４ａは、この開口部１０４ａのうち、上層導電層１０４のエッジに最も近い開口部１０４ａが、上層導電層１０４の外側に設けられた仮想開口部１０４ａ’’（実際には存在しない）と正方格子を形成し、且つ、その仮想開口部１０４ａ’’のエッジが上層導電層１０４のエッジに重なるように、配列されている。
すなわち、上層導電層１０４の外側の導電層が形成されていない領域を開口部と見なしたときに、上層導電層１０４に形成されている開口部１０４ａとともに回転対称性を有する相対配置（ここでは正方格子）を構成するように、開口部１０４ａが配列されている。実施例５における開口部（１０４ａと１０４ａ’を含む）の配置との違いは、上層導電層１０４に形成される開口部の全てが同じ形状（好ましくは回転対称性を有する形状（ここでは円形））を有している点である。
この上層導電層１０４を有する液晶表示装置の液晶層３０に電圧を印加すると、上層導電層１０４が有する開口部１０４ａ内（領域Ａ）に位置する液晶層３０が速やかに安定な放射状傾斜配向をとる。また、開口部１０４ａは正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されているので、開口部１０４ａの間（領域Ｂ）に位置する液晶層３０も安定な放射状傾斜配向をとる。さらに、上層導電層１０４のエッジ部近傍の領域Ｃ（上層導電層１０４の辺を含む領域）では、格子点に位置する３個の開口部１０４ａと、それに対応した格子点に位置し、上層導電層１０４のエッジとそのエッジが重なる仮想開口部１０４ａ’’（導電層の無い領域）により、液晶層３０は安定な放射状傾斜配向をとる。また、上層導電層１０４の角を含む領域Ｄでは、上層導電層１０４の角に最も近い位置にある２個の開口部１０４ａと、それに対応した格子点に位置し、上層導電層１０４のエッジとそのエッジが重なる２個の仮想開口部１０４ａ’’（導電層の無い領域）により、液晶層３０は安定な放射状傾斜配向をとる。
なお、図６４においては、上層導電層１０４の辺に、格子点に位置する仮想開口部１０４ａ’’のエッジが重なるように、開口部１０４ａを形成しているが、画素ピッチおよび上層導電層１０４の大きさによっては、図示したように開口部１０４ａを配置できるとは限らない。このような場合、電圧印加時に上層導電層１０４のエッジ部の液晶層３０が安定な放射状傾斜配向をとるのであれば、仮想開口部１０４ａ’’のエッジが上層導電層１０４のエッジからずれた位置で正方格子を形成するように開口部１０４ａを形成してもよい。
図６５に、図６４とは別の配置例を示す。図６５に示した上層導電層１０４は、図６４の上層導電層１０４と同様に、格子点に位置する仮想開口部１０４ａ’’が上層導電層１０４のエッジと重なるように形成されている。しかしながら、図６４において、上層導電層１０４のエッジに最も近い開口部１０４ａが他の開口部１０４ａと同様に回転対称性を有する形状を有していたのに対し、図６５においては、上層導電層１０４のエッジに最も近い開口部１０４ａ’は、他の開口部１０４ａの一部が欠落した形状を有している。なお、開口部１０４ａの一部が欠落した形状を有するこの開口部１０４ａ’は、実施例５の上層導電層１０４が有する開口部１０４ａ’（例えば図６１参照）と異なり、その中心は上層導電層１０４のエッジよりも内側に位置している。
図６５に示したように開口部１０４ａおよび１０４ａ’を配置しても、図６４を参照しながら上述したのと同様に、電圧印加時に、上層導電層１０４のエッジ部（領域Ｃおよび領域Ｄ）の液晶層３０は安定した放射状傾斜配向をとる。また、上述したのと同様に、電圧印加時に上層導電層１０４のエッジ部の液晶層３０が安定な放射状傾斜配向をとるのであれば、仮想開口部１０４ａ’’のエッジが上層導電層１０４のエッジからずれた位置で正方格子を形成するように開口部１０４ａを形成してもよい。
（実施例７）
実施例７の透過型液晶表示装置１２００は、実施例２の透過型液晶表示装置９００と異なり、上層導電層１０３と下層導電層１０２とを電気的に接続するためのコンタクトホール１１７ａが、複数の開口部１０４ａの配列が形成する正方格子の格子点に形成されている。
実施例７の液晶表示装置１２００の構造および動作を説明する前に、実施例２の液晶表示装置９００が有し得る欠点を説明する。なお、この欠点は、液晶表示装置の用途によっては問題とならないこともある。
図５３に示したように、実施例２の液晶表示装置９００の上層導電層１０４は、比較的に多数の比較的小さな開口部１０４ａが、絵素電極１０５の全体に亘って正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されている。従って、液晶層３０に電圧を印加すると、上層導電層１０４が有する開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０が速やかに安定な放射状傾斜配向をとる。また、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａに囲まれる領域では、液晶層３０に電圧を印加すると、格子点に囲まれる正方形の対角線の交点に中心を持つ、安定な放射状傾斜配向が得られる。
しかしながら、コンタクトホール１０７ａと重なるように開口部１０４ａを形成すると、その部分では下層導電層１０２と上層導電層１０４との電気的接続を行うことが出来ないため、コンタクトホール１０７ａの周辺部の上層導電層１０４には、開口部１０４ａを正方格子状に配列することが困難である。従って、コンタクトホール１０７ａの周辺では、斜め電界の対称性（電界の方向および強度の分布の対称性）が低いため、安定した配向状態が得られない。その結果、表示のざらつきや残像などが視認され、表示品位が低下することがある。
この欠点は、実施例２のように補助容量配線１１９等のバックライト光が遮光される領域上にコンタクトホール１０７ａを形成することで、コンタクトホール１０７ａの周辺において、液晶分子の傾斜方向が安定しない領域をほとんど見えなくすることによって、ある程度解決できるが、その領域が光透過部に一部でも存在する限り、表示品位に対して何らかの悪影響を与える。ここで、図５３のコンタクトホール１０７ａ周辺の液晶分子の傾斜方向が安定しない領域を完全に遮光するのも１つの解決策であるが、開口率の低下を伴うの好ましくない。
これに対し、実施例７の液晶表示装置１２００は、図６６および図６７に示すすように、開口部１０４ａが絵素電極１０５の全体に亘って正方格子状に配列されているとともに、コンタクトホール１１７ａがその正方格子の格子点の位置に形成されている。これらの図を参照しながら、実施例７の液晶表示装置１２００の構造と動作とを説明する。なお、以下の説明では、液晶表示装置１２００の構成要素のうち、実施例２の液晶表示装置９００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。また、液晶表示装置１２００は液晶表示装置９００と実質的に同じプロセスで製造することができる。
図６６および図６７に示したように、開口部１０４ａは、絵素電極１０５の全体に亘って正方格子状に配列されているとともに、コンタクトホール１１７ａが格子点の位置に形成されている。また、補助容量配線１１９上のバックライト光が透過しない領域にも、上層導電層１０４の開口部１０４ａが格子点に形成されている。従って、液晶層３０に電圧を印加すると、上層導電層１０４が有する開口部１０４ａ内に位置する液晶層３０が速やかに安定な放射状傾斜配向をとる。コンタクトホール１１７ａ上に位置する液晶層３０も速やかに安定な放射状傾斜配向をとる。これは、コンタクトホール１１７ａが、図５８に示した実施例４の透過反射両用型液晶表示装置１１００において感光性樹脂層１０３に形成された凹部１０３ｂと同様に機能するからである。
また、開口部１０４ａは正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａが回転対称性を有するように配置されているので、開口部１０４ａの間に位置する液晶層３０も安定な放射状傾斜配向をとる。さらに、コンタクトホール１１７ａと開口部１０４ａは正方格子状に配列されており、格子点に位置する４個（２×２）の開口部１０４ａとコンタクトホール１１７ａとが回転対称性を有するように配置されているので、コンタクトホール１１７ａと開口部１０４ａとの間に位置する、コンタクトホール１１７ａの近傍の液晶層３０も安定な放射状傾斜配向をとる。
上述したように、実施例７の液晶表示装置１２００では、実施例２の液晶表示装置９００で見られたコンタクトホール１０７ａの周辺での液晶分子の傾斜方向が安定しない領域を無くすことができ、表示のざらつき、残像などが視認されない、良好な表示品位の液晶表示装置が得られる。
ここで、図６６に示したように、コンタクトホール１１７ａが開口部１０４ａとなるべく同じように液晶分子に作用するように、コンタクトホール１１７ａの大きさは開口部１０４ａの大きさと同じであることが好ましい。特に、コンタクトホール１１７ａが開口部１０４ａと同じ大きさで同じ形状を有していると、コンタクトホール１１７ａの周辺部の配向安定性が特に優れた液晶表示装置が得られる。但し、画素ピッチや、構造上の制約から、コンタクトホール１１７ａと開口部１０４ａとを同じ大きさおよび同じ形状で形成することが困難な場合でも、コンタクトホール１１７ａと開口部１０４ａとを回転対称性を有するように（典型的には例示した正方格子状）に配列することによって、コンタクトホール１１７ａの周辺の液晶層の配向を十分に安定化できる。
勿論、本実施例で例示した構成は、透過反射両用型液晶表示装置に適用することも可能であり、また、先の実施例と適宜組み合わせることができる。
本発明による液晶表示装置のいくつかの実施例を説明したが、本発明の実施形態１から５の液晶表示装置を同様に実施できる。
本発明による実施形態の液晶表示装置１００の１つの絵素領域の断面を模式的に示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明による実施形態の他の液晶表示装置１００’および１００’’の１つの絵素領域の断面を模式的に示す図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、従来の液晶表示装置２００の１つの絵素領域を模式的に示す断面図である。 比較のための液晶表示装置３００の１つの絵素領域を模式的に示す断面図である。 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。 本発明による実施形態の液晶表示装置における、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。 （ａ）および（ｂ）は液晶分子の渦巻き状放射状傾斜配向の例を示す模式図である。 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。 本発明による実施形態の液晶表示装置における、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。 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。 本発明による実施形態の液晶表示装置４００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、複数の正方形の開口部の相対配置と液晶分子の配向との関係を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、複数の円形の開口部の相対配置と液晶分子の配向との関係を模式的に示す図である。 複数の円形の開口部の他の相対配置と液晶分子の配向との関係を模式的に示す図である。 本発明による実施形態１の液晶表示装置４００Ａの１つの絵素領域の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の１５Ｂ−１５Ｂ’線に沿った断面図である。 （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。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態１の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。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態１の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。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態１の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。 本発明による実施形態１の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。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態１の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。 （ａ）は、図１５（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２０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。 本発明による実施形態２の液晶表示装置４００Ｂの１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２３Ｂ−２３Ｂ’線に沿った断面図である。 （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。 液晶表示装置４００Ｂ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。 （ａ）〜（ｃ）は、開口部と凸部との配置関係が異なる、実施形態２の液晶表示装置４００Ｃ、４００Ｄおよび４００Ｅの模式的な断面図である。 液晶表示装置４００Ｂの断面構造を模式的に示す図であり、図２３（ａ）中の２７Ａ−２７Ａ’線に沿った断面図である。 本発明による実施形態２の液晶表示装置４００Ｆの１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２８Ａ−２８Ａ’線に沿った断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、第２配向規制構造２８を有する対向基板２００ｂを模式的に示す図である。 第１配向規制構造および第２配向規制構造を備える液晶表示装置４００Ｇを模式的に示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）中の３０Ｂ−３０Ｂ’線に沿った断面図である。 液晶表示装置４００Ｇの１つの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。 第１配向規制構造および第２配向規制構造を備える他の液晶表示装置４００Ｈを模式的に示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）中の３２Ｂ−３２Ｂ’線に沿った断面図である。 液晶表示装置４００Ｈの１つの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。 本発明による実施形態の液晶表示装置５００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置６００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置の絵素電極の近傍を拡大した模式的な断面図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置７００の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の両用型液晶表示装置１５０の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の両用型液晶表示装置５５０の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の両用型液晶表示装置６５０の１つの絵素領域の断面構造を模式的に示す図である。 本発明による実施形態の両用型液晶表示装置における開口部の付近の構造を示す模式図である。 本発明による実施形態の両用型液晶表示装置における開口部の付近の構造を示す模式図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態および偏光板の配置を示す図である（電圧無印加状態）。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態および偏光板の配置を示す図である（電圧印加状態）。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態、および偏光板およびλ／４板の配置を示す図である（電圧無印加状態）。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態、および偏光板およびλ／４板の配置を示す図である（電圧印加状態）。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態、および偏光板およびλ／４板の他の配置を示す図である（電圧無印加状態）。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態、および偏光板、λ／４板およびλ／２板の配置を示す図である（電圧無印加状態）。 本発明による実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態、および偏光板、λ／４板およびλ／２板の他の配置を示す図である（電圧無印加状態）。 本発明による実施例１の透過型液晶表示装置８００の模式的な断面図である。 本発明による実施例１の透過型液晶表示装置８００の模式的な平面図である。 液晶表示装置８００の製造工程を示す模式的な断面図である。 液晶表示装置８００の他の製造工程を示す模式的な断面図である。 液晶表示装置８００の液晶層に電圧を印加したときの絵素領域の様子を模式的に示す図である。 本発明による実施例２の透過型液晶表示装置９００の模式的な断面図である。 本発明による実施例２の透過型液晶表示装置９００の模式的な平面図である。 本発明による実施例３の両用型液晶表示装置１０００の模式的な断面図である。 本発明による実施例３の両用型液晶表示装置１０００の模式的な平面図である。 液晶表示装置１０００の製造工程を示す模式的な断面図である。 液晶表示装置１０００の反射領域内の液晶層に電圧印加した時の表示動作を説明するための模式図である。 本発明による実施例４の両用型液晶表示装置１１００の模式的な断面図である。 液晶表示装置１０００における感光性樹脂層１０３の開口部１０３ａおよび液晶表示装置１１００における感光性樹脂層１０３の凹部１０３ｂのエッジ部の構造を模式的に示す図である。 本発明による実施例２の液晶表示装置９００の上層導電層１０４の一部を模式的に示す平面図である。 本発明による実施例５の液晶表示装置の上層導電層１０４の辺付近に設けらた開口部の配置を模式的に示す図である。 本発明による実施例５の液晶表示装置の上層導電層１０４の角付近に設けられた開口部の配置を模式的に示す図である。 本発明による実施例５の液晶表示装置の上層導電層１０４の切り欠き部付近に設けられた開口部の配置を模式的に示す図である。 本発明による実施例６の液晶表示装置の上層導電層１０４の開口部の配置を模式に示す図である。 本発明による実施例６の液晶表示装置の上層導電層１０４の開口部の他の配置を模式に示す図である。 本発明による実施例７の液晶表示装置１２００の模式的な平面図である。 本発明による実施例７の液晶表示装置１２００の模式的な断面図である。
符号の説明
１１、２１ 透明絶縁性基板
１２ 下層導電層
１３ 誘電体層
１４１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４
Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｉ 上層導電層
１４ａ 開口部
１５ 絵素電極（２層構造電極）
２２ 対向電極
３０ 液晶層
３０ａ 液晶分子
５０ａ、５０ｂ 偏光板
６０ａ、６０ｂ λ／４板
７０ａ、７０ｂ λ／２板
１００、１００’、１００’’ 液晶表示装置
１００ａ、４００ａ、４００ｂ ＴＦＴ基板
１００ｂ、２００ｂ 対向基板
１４ａ 開口部
１４ｂ 中実部（導電膜）
１４ｂ’ 単位中実部
２２ 対向電極
３０ 液晶層
３０ａ 液晶分子
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 凸部
４０ｓ 凸部の側面
４０ｔ 凸部の頂面
１００、１００’、１００’’ 液晶表示装置
１００ａ、４００ｂ ＴＦＴ基板
１００ｂ 対向基板

Claims (7)

  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内のそれぞれの液晶層は、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電極との間に印加された電圧に応じて配向状態を変化し、
    前記第１電極は、下層導電層と、前記下層導電層の少なくとも一部を覆う誘電体層と、前記誘電体層の前記液晶層側に設けられた上層導電層とを有し、
    前記上層導電層は少なくとも１つの開口部および中実部を有し、且つ、前記下層導電層は、前記誘電体層を介して前記少なくとも１つの開口部の少なくとも一部と対向するように設けられており、
    前記上層導電層が有する前記少なくとも１つの開口部は複数の開口部であって、
    前記第１電極と前記第２電極との間に印加された電圧によって、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が形成され、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が互いに連続し、
    前記下層導電層と前記上層導電層とに互いに異なる電圧が印加される液晶表示装置。
  2. 前記上層導電層に印加される電圧よりも高い電圧が前記下層導電層に印加される請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記上層導電層に印加する電圧よりも、前記誘電体層による電圧降下分だけ高い電圧が前記下層導電層に印加される請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 前記液晶層を介して互いに対向するように設けられた一対の偏光板と、前記液晶層を介して互いに対向するように設けられた一対の４分の１波長板とをさらに有し、
    前記一対の偏光板はクロスニコル状態に配置されており、
    前記一対の４分の１波長板のそれぞれは、前記液晶層と前記一対の偏光板のそれぞれとの間に配置されている、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 前記液晶層を介して互いに対向するように設けられた一対の２分の１波長板をさらに有し、
    前記一対の２分の１波長板のそれぞれは、前記一対の偏光板のそれぞれと前記一対の４分の１波長板のそれぞれとの間に配置されている、請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 前記一対の４分の１波長板の遅相軸は互いに直交するように配置されている、請求項４または５に記載の液晶表示装置。
  7. 前記一対の２分の１波長板の遅相軸は互いに直交するように配置されている、請求項５または６に記載の液晶表示装置。
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