JP4926063B2 - 液晶表示装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、広視野角特性を有し、高品位の表示を行う液晶表示装置に関する。また、本発明は、そのような液晶表示装置を備えた電子機器にも関する。

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。従来一般的であったＴＮ（Twisted Nematic）モードやＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶表示装置は、視野角が狭いという欠点を有しており、それを改善するために種々の表示モードが開発されている。

視野角特性が改善された表示モードとしては、特許文献１に記載されているＩＰＳ（In-Plane Switching）モードや、特許文献２に記載されているＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モードが知られている。

さらに、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）モードと呼ばれる表示モードも提案されている（例えば特許文献３参照）。ＣＰＡモードでは、垂直配向型の液晶層を介して対向する一対の電極の一方に、開口部や切欠き部を設け、これらの開口部や切欠き部のエッジ部に生成される斜め電界を用いて液晶分子を放射状に傾斜配向させることによって、広視野角で高品位の表示を実現する。
特公昭６３−２１９０７号公報 特開平１１−２４２２２５号公報 特開２００３−４３５２５号公報

上述したように、ＣＰＡモードでは、広視野角で高品位の表示が実現されるが、最近では、視野角特性の問題点として、正面観測時のγ特性と斜め観測時のγ特性が異なるという問題、すなわちγ特性の視角依存性の問題が新たに顕在化してきた。γ特性とは、表示輝度の階調依存性である。γ特性が正面方向と斜め方向とで異なると、階調表示状態が観測方向によって異なることとなるため、写真等の画像を表示する場合や、ＴＶ放送等を表示する場合に特に問題となる。γ特性の視角依存性は、例えば、斜め観測時の表示輝度が本来の表示輝度よりも高くなってしまう現象（「白浮き」と呼ばれる）として視認される。

γ特性の視野角依存性の問題は、ＩＰＳモードよりも、ＣＰＡモードにおいて顕著である。ただし、ＩＰＳモードは、ＣＰＡモードに比べて正面観測時のコントラスト比の高いパネルを生産性良く製造することが難しい。そのため、ＣＰＡモードの液晶表示装置におけるγ特性の視角依存性を改善することが望ましい。

また、液晶表示装置は、種々の用途で実用化されており、それらの中には、特定の方向について他の方向よりも高い視野角特性を要求される用途もある。例えば、液晶テレビでは、表示面の水平方向に沿って視角を倒すことが多いので、垂直方向よりも水平方向において高い視野角特性が要求される。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＣＰＡモードの液晶表示装置におけるγ特性の視角依存性を、所望の方向について低減することにある。

本発明による液晶表示装置は、表示面に平行な第１の方向における視野角特性が、表示面に平行で前記第１の方向に直交する第２の方向における視野角特性よりも高いことを要求される用途に用いられる液晶表示装置であって、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備え、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介して対向する第２電極とによって、それぞれが規定される複数の絵素領域を有し、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極は、導電膜から形成された中実部と導電膜が形成されていない非中実部とを有し、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されたときに、前記第１電極の前記中実部の周辺に生成される斜め電界によって、少なくとも前記中実部上に、それぞれが放射状傾斜配向状態をとる複数の第１液晶ドメインを形成し、前記第１電極の前記中実部は、それぞれ上に前記複数の第１液晶ドメインのそれぞれが形成される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、前記第１の方向に沿った長さＬ₁が前記第２の方向に沿った長さＬ₂よりも大きい形状を有し、そのことによって上記目的が達成される。

ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれは、略長方形である。

ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれは、角部が略円弧状の略長方形である。

ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれの前記第１の方向に沿った長さL₁と前記第２の方向に沿った長さL₂との比L₁／L₂は、１．５以上である。

ある好適な実施形態において、前記複数の単位中実部のそれぞれの前記第１の方向に沿った長さL₁と前記第２の方向に沿った長さL₂との比L₁／L₂は、２．２以下である。

ある好適な実施形態において、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されたときに、前記斜め電界によって、前記非中実部上に、放射状傾斜配向状態をとる少なくとも１つの第２液晶ドメインを形成する。

ある好適な実施形態において、前記第１電極の前記非中実部は少なくとも１つの開口部を含む。

ある好適な実施形態において、前記第１電極の前記非中実部は少なくとも１つの切り欠き部を含む。

ある好適な実施形態において、前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極が有する前記非中実部の面積は、前記第１電極が有する前記中実部の面積より小さい。

ある好適な実施形態において、前記第２基板は、前記複数の第１液晶ドメインのうちの少なくとも１つの第１液晶ドメインに対応する領域に、前記少なくとも１つの第１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有する。

ある好適な実施形態において、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少なくとも１つの第１の凸部である。

ある好適な実施形態において、前記第１基板は、前記非中実部上に少なくとも一部が位置する第２の凸部を少なくとも１つ備え、前記第２の凸部の前記第１基板の面内方向に沿った断面形状は、前記中実部と前記非中実部との境界の形状と整合し、前記第２の凸部の側面は、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。

ある好適な実施形態において、前記絵素領域は、透過モードの表示を行う透過領域と、反射モードの表示を行う反射領域とを有する。

ある好適な実施形態において、前記第１電極は、前記透過領域を規定する透明電極と、前記反射領域を規定する反射電極とを含む。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記液晶層を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板を有し、前記一対の偏光板の透過軸は互いに略直交し、一方の透過軸は前記第１の方向に略平行である。

本発明による電子機器は、上記の構成を有する液晶表示装置を備えており、そのことによって上記目的が達成される。

ある好適な実施形態において、本発明による電子機器は、テレビジョン放送を受信する回路をさらに備え、前記複数の単位中実部のそれぞれは、その長手方向が表示面の水平方向に略平行になるように配置されている。

本発明による液晶表示装置では、電極が有する各単位中実部が略長方形であり、その長手方向が高い視野角特性を要求される方向に略平行である。そのため、その方向に沿って視角を倒したときのγ特性の視角依存性を低減することができ、その方向について高い視野角特性を実現することができる。

本発明による液晶表示装置１００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１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置１００の液晶層３０に電圧を印加した状態を示す図であり、（ａ）は、配向が変化し始めた状態（ＯＮ初期状態）を模式的に示し、（ｂ）は、定常状態を模式的に示している。 （ａ）〜（ｄ）は、電気力線と液晶分子の配向の関係を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、液晶表示装置１００における、基板法線方向から見た液晶分子の配向状態を模式的に示す図である。 （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。 本発明による液晶表示装置に用いられる他の絵素電極を模式的に示す上面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、他の絵素電極を備えた液晶表示装置１００における、基板法線方向から見た液晶分子の配向状態を模式的に示す図である。 略正方形の単位中実部を有する絵素電極を備えた比較例の液晶表示装置５００を模式的に示す上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置５００における配向の様子を示す写真であり、（ａ）は、白電圧に近い電圧（６．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示し、（ｂ）は、中間調電圧（３．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示している。 比較例の液晶表示装置５００におけるγ特性の視角依存性を示すグラフである。 試作例１のパネルが有する絵素電極を示す平面図である。 試作例２のパネルが有する絵素電極を示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、試作例１のパネルにおける配向の様子を示す写真であり、（ａ）は、白電圧に近い電圧（６．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示し、（ｂ）は、中間調電圧（３．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示している。 （ａ）および（ｂ）は、試作例２のパネルにおける配向の様子を示す写真であり、（ａ）は、白電圧に近い電圧（６．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示し、（ｂ）は、中間調電圧（３．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示している。 試作例１のパネルにおけるγ特性の視角依存性を示すグラフである。 試作例２のパネルにおけるγ特性の視角依存性を示すグラフである。 単位中実部の長手方向をγ特性のずれを改善したい方位角方向に略一致するように設けることによって、γ特性のずれが改善できる原理を説明するための図である。 正方形（縦横比が１：１）の単位中実部を模式的に示す図である。 単位中実部を図１８に示す形状とした場合の電圧―透過光強度特性を示すグラフである。 縦横比が１．５：１である長方形の単位中実部を模式的に示す図である。 単位中実部を図２０に示す形状とした場合の電圧―透過光強度特性を示すグラフである。 縦横比が２：１である長方形の単位中実部を模式的に示す図である。 単位中実部を図２２に示す形状とした場合の電圧―透過光強度特性を示すグラフである。 単位中実部の長手方向に沿った長さＬ₁と短手方向に沿った長さL₂との比L₁／L₂を変化させたときの左右４５度視角における階調特性を示すグラフである。 比L₁／L₂を変化させたときの左右６０度視角における階調特性を示すグラフである。 左右４５度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示すグラフであり、γ＝２．２のときの６３階調表示時の関係を示している。 左右４５度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示すグラフであり、γ＝２．２のときの１２７階調表示時の関係を示している。 左右４５度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示すグラフであり、γ＝２．２のときの１９１階調表示時の関係を示している。 左右６０度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示すグラフであり、γ＝２．２のときの６３階調表示時の関係を示している。 左右６０度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ１／Ｌ２との関係を示すグラフであり、γ＝２．２のときの１２７階調表示時の関係を示している。 左右６０度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示すグラフであり、γ＝２．２のときの１９１階調表示時の関係を示している。 本発明による液晶表示装置に用いられる他の絵素電極を模式的に示す上面図である。 本発明による液晶表示装置に用いられる他の絵素電極を模式的に示す上面図である。 本発明による他の液晶表示装置２００の１つの絵素領域の構造を模式的に示す上面図である。 液晶表示装置２００が有する対向基板２００ｂの凸部２３近傍を拡大して模式的に示す断面図であり、図３４中の３５Ａ−３５Ａ’線に沿った断面を示している。 （ａ）〜（ｃ）は、液晶表示装置２００の液晶層３０の配向が変化する様子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。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による他の液晶表示装置３００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３７Ｂ−３７Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置３００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）および（ｂ）は、絵素電極の非中実部と凸部との好適な配置関係を説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明による他の液晶表示装置４００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４０Ｂ−４０Ｂ’線に沿った断面図である。

符号の説明

１１、２１ 透明基板
１４ 絵素電極
１４ａ 中実部
１４ａ１ 単位中実部
１４ｂ 非中実部
１４ｂ１ 切欠き部
１４ｂ２ 開口部
２２ 対向電極
２３ 凸部（配向規制構造）
２９ 透明誘電体層
３０ 液晶層
３０ａ 液晶分子
６０ 凸部
６０ｔ 凸部の頂面
６０ｓ 凸部の側面
１００、２００、３００、４００ 液晶表示装置
１００ａ、３００ａ、４００ａ ＴＦＴ基板
１００ｂ、２００ｂ、４００ｂ 対向基板

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。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が、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にも適用することができるし、単純マトリクス型液晶表示装置にも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」を含む複数の「絵素」が１つの「画素」に対応する。

アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、絵素電極と絵素電極に対向する対向電極とが絵素領域を規定する。また、単純マトリクス型液晶表示装置においては、ストライプ状に設けられる列電極と列電極に直交するように設けられる行電極とが互いに交差するそれぞれの領域が絵素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が絵素領域に対応することになる。

（実施形態１）
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００の１つの絵素領域の構造を説明する。図１（ａ）は、絵素領域を基板法線方向から見た上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。図１（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状態を示している。

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、負の誘電異方性を有し、ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂの液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向層としての垂直配向膜（不図示）によって、液晶層３０に電圧が印加されていないとき、図１（ｂ）に示したように、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。このとき、液晶層３０は垂直配向状態にあるという。但し、垂直配向状態にある液晶層３０の液晶分子３０ａは、垂直配向膜の種類や液晶材料の種類によって、垂直配向膜の表面（基板の表面）の法線から若干傾斜することがある。一般に、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子軸（「軸方位」とも言う。）が約８５°以上の角度で配向した状態が垂直配向状態と呼ばれる。

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

また、ノーマリブラックモードで表示を行うために、液晶層３０を介して対向する一対の偏光板は、透過軸が互いに略直交（クロスニコル状態）するように配置されている。なお、クロスニコル状態に配置された一対の偏光板の透過軸を斜め視角方向から観察すると、互いに直交した関係からずれる（透過軸がなす角が９０°を超える）ため、光漏れが発生してしまう。そのため、テレビのように、観察方向を表示面に対して水平に移動することが多い表示装置においては、一対の偏光板の一方の透過軸を表示面に対して水平方向に配置することが好ましい。このように配置することにより、水平方向に沿って視角を倒したときに透過軸が直交関係からずれることを防止できるので、水平方向について光漏れの発生を抑制でき、表示品位の視角依存性を抑制することができる。

次に、本発明による液晶表示装置１００が有する絵素電極１４の基本的な構造とその作用とを説明する。

絵素電極１４は、導電膜（例えばＩＴＯ膜）から形成された部分１４ａと、導電膜が形成されていない（導電膜が除去された）部分１４ｂとを有している。導電膜から形成された部分１４ａを「中実部」と称し、導電膜が形成されていない部分１４ｂを「非中実部」と称する。

中実部１４ａは、それぞれが非中実部１４ｂによって実質的に包囲された複数の領域（「単位中実部」と称する）１４ａ１を有している。これらの単位中実部１４ａ１は、実質的に同じ形状で、同じ大きさを有している。各単位中実部１４ａ１の形状は、具体的には、長方形である。単位中実部１４ａ１同士は、典型的には、各絵素領域内で相互に電気的に接続されている。

非中実部１４ｂは、中実部１４ａを切欠くように形成された複数の切欠き部１４ｂ１を含んでいる。切欠き部１４ｂ１を含む非中実部１４ｂは、絵素電極１４となる導電膜をパターニングすることによって形成される。

上述したような構成を有する絵素電極１４と対向電極２２との間に電圧を印加すると、単位中実部１４ａ１の周辺（外周近傍）、すなわち、非中実部１４ｂ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、各単位中実部１４ａ１上に１つずつ形成される。

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

絵素電極１４と対向電極２２とが同電位のとき（すなわち液晶層３０に電圧が印加されていない状態）には、図１（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。

液晶層３０に電圧を印加すると、図２（ａ）に示した等電位線ＥＱ（電気力線と直交する）で表される電位勾配が形成される。この等電位線ＥＱは、絵素電極１４の中実部１４ａと対向電極２２との間に位置する液晶層３０内では、中実部１４ａおよび対向電極２２の表面に対して平行であり、絵素領域の非中実部１４ｂに対応する領域で落ち込み、非中実部１４ｂのエッジ部（非中実部１４ｂと中実部１４ａとの境界を含む非中実部１４ｂ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、図中の左側エッジ部ＥＧでは時計回り方向に、図中の右側エッジ部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３（ａ）〜（ｄ）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、負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａには、その軸方位を等電位線ＥＱに対して平行に配向させようとするトルクが作用する。図３（ａ）に示すように、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には液晶分子３０ａを時計回りに傾斜させるトルクと反時計回りに傾斜させるトルクと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２（ａ）に示したように、非中実部１４ｂのエッジ部ＥＧにおいて、液晶分子３０ａの軸方位に対して傾斜した等電位線ＥＱで表される電界（斜め電界）が発生すると、図３（ｂ）に示すように、液晶分子３０ａは、等電位線ＥＱと平行になるための傾斜量が少ない方向（図示の例では反時計回り）に傾斜する。

また、液晶分子３０ａの軸方位に対して垂直方向の等電位線ＥＱで表される電界が発生する領域に位置する液晶分子３０ａは、図３（ｃ）に示すように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａと配向が連続となるように（整合するように）、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａと同じ方向に傾斜する。

図３（ｄ）に示すように、等電位線ＥＱが凹凸形状を形成する電界が印加されると、それぞれの傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａによって規制される配向方向と整合するように、平坦な等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａが配向する。なお、「等電位線ＥＱ上に位置する」とは、「等電位線ＥＱで表される電界内に位置する」ことを意味する。

上述したように、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａから始まる配向の変化が進み、定常状態に達すると、図２（ｂ）に模式的に示した配向状態となる。単位中実部１４ａ１の中央付近に位置する液晶分子３０ａは、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つ。一方、単位中実部１４ａ１の中央から離れた液晶分子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する。そのため、単位中実部１４ａ１の中心に関して対称な傾斜配向が形成される。

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の軸方位が単位中実部１４ａ１の中心に関して放射状に配向した状態にある（不図示）。そこで、本願明細書においては、このような配向状態を「放射状傾斜配向」と呼ぶことにする。また、１つの中心に関して放射状傾斜配向をとる液晶層３０の領域を「液晶ドメイン」と称する。

単位中実部１４ａ１上に形成される液晶ドメインにおける放射状傾斜配向と非中実部１４ａ１上の液晶層３０の配向とは互いに連続しており、いずれも非中実部１４ｂのエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向と整合するように配向している。そのため、これらの境界にディスクリネーションライン（配向欠陥）が形成されることがなく、それによって、ディスクリネーションラインの発生による表示品位の低下は起こらない。

上述したように、本発明による液晶表示装置１００の絵素電極１４は、導電膜が形成されていない非中実部１４ｂを有しており、絵素領域内の液晶層３０内に、傾斜した領域を有する等電位線ＥＱで表される電界を形成する。電圧無印加時に垂直配向状態にある液晶層３０内の負の誘電異方性を有する液晶分子３０ａは、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する液晶分子３０ａの配向変化をトリガーとして配向方向を変化させるので、安定な放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが単位中実部１４ａ１上に形成される。液晶層に印加される電圧に応じて、この液晶ドメインの液晶分子の配向が変化することによって、表示が行われる。

図４（ａ）〜（ｃ）に、基板法線方向から見た液晶分子３０ａの配向状態の変化を模式的に示す。図４（ｂ）および（ｃ）など、基板法線方向から見た液晶分子３０ａの配向状態を示す図において、楕円状に描かれた液晶分子３０ａの先が黒く示されている端は、その端が他端よりも、絵素電極１４が設けられている基板側に近いように、液晶分子３０ａが傾斜していることを示している。以下の図面においても同様である。

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

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

このように、絵素領域内の液晶分子３０ａは、電圧印加時に、非中実部１４ｂのエッジ部（単位中実部１４ａ１の周辺）から単位中実部１４ａ１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単位中実部１４ａ１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１４ａ１の中心付近の液晶分子３０ａを中心に放射状に連続的に傾斜した状態が得られる。

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

負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料にカイラル剤を添加した材料を用いると、電圧印加時に、液晶分子３０ａは、単位中実部１４ａ１を中心に、図５（ｂ）および（ｃ）に示した、左回りまたは右回りの渦巻き状放射状傾斜配向をとる。右回りか左回りかは用いるカイラル剤の種類によって決まる。従って、電圧印加時に単位中実部１４ａ１上の液晶層３０を渦巻き状放射状傾斜配向させることによって、放射状傾斜している液晶分子３０ａの、基板面に垂直に立っている液晶分子３０ａの周りを巻いている方向を全ての液晶ドメイン内で一定にすることができるので、ざらつきの無い均一な表示が可能になる。さらに、基板面に垂直に立っている液晶分子３０ａの周りを巻いている方向が定まっているので、液晶層３０に電圧を印加した際の応答速度も向上する。

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

図１には、絵素領域内で単位中実部１４ａ１が一列に配列されている構成を例示したが、単位中実部１４ａ１は絵素領域内で複数列に亘って配列されてもよい。図６に、液晶表示装置１００に用いられる他の絵素電極の一例を示す。

図６に示す絵素電極１４の中実部１４ａは、３行２列に配列された複数の単位中実部１４ａ１を含んでいる。非中実部１４ｂは、中実部１４ａによって包囲された複数の開口部１４ｂ２を含んでおり、電圧印加時には、単位中実部１４ａ１に対応した領域だけでなく、開口部１４ｂ２に対応した領域にも液晶ドメインが形成される。この様子を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。図７（ａ）は電圧無印加状態を示し、図７（ｂ）は配向が変化し始めた状態を示し、図７（ｃ）は定常状態を示している。

図７（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶分子３０ａは基板面に対してほぼ垂直に配向している。液晶層３０に電圧が印加されると、図７（ｂ）に示すように、非中実部１４ｂのエッジ部近傍の液晶分子３０ａが斜め電界の影響を受けて傾斜し始め、他の液晶分子３０ａが、非中実部１４ｂのエッジ部近傍の傾斜した液晶分子３０ａの配向と整合性をとるように傾斜する結果、図７（ｃ）に示したように、単位中実部１４ａ１上と開口部１４ｂ２上とにそれぞれ液晶ドメインが形成される。開口部１４ｂ２に対応した領域に形成される液晶ドメイン内の液晶分子３０ａは、開口部１４ｂ２の中心に関して対称な放射状傾斜配向をとっている。

単位中実部１４ａ１上に形成される液晶ドメインにおける放射状傾斜配向と開口部１４ｂ２上に形成される液晶ドメインにおける放射状傾斜配向とは互いに連続しており、いずれも非中実部１４ｂのエッジ部ＥＧの液晶分子３０ａの配向と整合するように配向している。開口部１４ｂ２上に形成された液晶ドメイン内の液晶分子３０ａは、上側（対向基板側）が開いたコーン状に配向し、単位中実部１４ａ１上に形成された液晶ドメイン内の液晶分子３０ａは下側（ＴＦＴ基板側）が開いたコーン状に配向する。

単位中実部１４ａ１上に形成される液晶ドメインの配向と、開口部１４ｂ２上に形成される液晶ドメインの配向とは互いに連続であるので、これらの境界にディスクリネーションライン（配向欠陥）が形成されることがなく、それによって、ディスクリネーションラインの発生による表示品位の低下は起こらない。

良好な応答特性（速い応答速度）を実現するためには、液晶分子３０ａの配向を制御するための斜め電界を多くの液晶分子３０ａに作用させる必要があり、そのためには、非中実部１４ｂを多く形成する必要があるが、開口部１４ｂ２に対応して液晶ドメインが形成されると、応答特性を改善するために開口部１４ｂ２を多く形成しても、それに伴う表示品位の低下（ざらつきの発生）を抑制することができる。

次に、所望の方向におけるγ特性の視角依存性を低減して白浮きを抑制するのに好適な構成を説明する。本願発明者は、ＣＰＡモードにおける電極の形状とγ特性の視角依存性との関係を種々検討した結果、白浮きを特に低減したい方向と、単位中実部１４ａ１の形状とがある関係を満足することにより、その方向についての白浮きを抑制する効果が得られることを見出した。

本実施形態における単位中実部１４ａ１は、図１（ａ）に示すように、長方形であり、その長手方向が、高い視野角特性を要求される方向Ｄ１と略平行になるように配置されている。長方形の単位中実部１４ａ１をこのように配置することにより、方向Ｄ１におけるγ特性の視角依存性を低減し、白浮きを低減することができる。以下、比較例の液晶表示装置と比較しながら、本実施形態における液晶表示装置１００の視角特性を説明する。

まず、図８に示す比較例の液晶表示装置５００の表示特性を説明する。比較例の液晶表示装置５００は、絵素電極５１４の単位中実部１４ａ１が略正方形である点において、本実施形態における液晶表示装置１００と異なっている。単位中実部１４ａ１が略正方形である場合にも、電圧印加時には、図９（ａ）および（ｂ）に顕微鏡写真で示すように、放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される。なお、図９（ａ）は、白電圧（最高階調電圧、ここでは６．２Ｖ）に近い電圧（具体的には６．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示し、図９（ｂ）は、中間調電圧（具体的には３．０Ｖ）を印加したときの配向の様子を示している。

比較例の液晶表示装置５００におけるγ特性の視角依存性を図１０に示す。図１０は、正面方向における透過光強度を横軸にとり、正面方向、下６０度視角、右下６０度視角、右６０度視角および左下６０度視角における透過光強度を縦軸にとったグラフであり、各方向における階調特性を示している。各方向における透過光強度は、白電圧（最高階調電圧）を印加したときの透過光強度を１として規格化して示されている。なお、視角６０度とは、表示面法線からの角度が６０度であることを意味する。また、実際に試作したパネルの仕様は下記表１に示す通りである。

図１０からわかるように、正面方向の階調特性が直線で表されているのに対し、他の方向（斜め方向）の階調特性は曲線で表されている。このことは、正面方向と斜め方向とで、表示のγ特性が異なっていることを示している。斜め方向の階調特性を示す曲線の、正面方向の階調特性を示す直線からのずれ量が、それぞれの視角におけるγ特性のずれ量、すなわち、正面観測時と各視角での観測時との階調表示状態のずれ量（違い）を定量的に示している。本発明は、このずれ量を特定の方向について低減することを目的としている。

次に、本実施形態における液晶表示装置１００の表示特性を説明する。本願発明者は、液晶表示装置１００の表示特性を評価するために、図１１に示すように、単位中実部１４ａ１の長手方向に沿った長さＬ₁と短手方向に沿った長さL₂との比L₁／L₂が３／２であるパネル（試作例１）と、図１２に示すように比L₁／L₂が２であるパネル（試作例２）とを試作した。試作例１および２の両方とも、単位中実部１４ａ１は、その長手方向が表示面の左右方向に平行になるように配置されている。試作例１および２のパネルの仕様は、単位中実部１４ａ１の形状・サイズ以外は、表１に示した仕様と同じである。試作例１および２における単位中実部１４ａ１のサイズは、下記表２に示す通りである。

試作例１における電圧印加時の配向の様子を図１３（ａ）および（ｂ）に示し、試作例２における電圧印加時の配向の様子を図１４（ａ）および（ｂ）に示す。図１３（ａ）および（ｂ）と図１４（ａ）および（ｂ）から、電圧印加時に、単位中実部１４ａ１のそれぞれ上に液晶ドメインが形成されているのがわかる。試作例２では、単位中実部１４ａ１のアスペクト比（長手方向の長さと短手方向の長さとの比）が比較的大きいにも関わらず、問題なく液晶ドメインが形成されている。

試作例１におけるγ特性の視角依存性を図１５に示し、試作例２におけるγ特性の視角依存性を図１６に示す。図１５および図１６と、図１０との比較からわかるように、試作例１および２では、比較例に比べ、右６０度視角における階調特性を示す曲線の、正面階調特性を示す直線からのずれ量が小さく、左右方向についてγ特性の視角依存性が低減されている。

上述したように、単位中実部１４ａ１の長手方向と平行な方向において、γ特性の視角依存性が低減している。従って、単位中実部１４ａ１を、その長手方向が高い視野角特性を要求される方向と略平行になるように配置することによって、その方向について高い視野角特性を実現することができる。

本発明によって、すなわち、長方形の単位中実部１４ａ１をその長手方向がγ特性のずれを改善したい方位角方向に略一致するように設けることによって、γ特性のずれが改善できる原理を説明する。

特定の方向について優れた視野角特性を得たい場合、一対の偏光板のうちの一方の透過軸を、その方向に略平行に配置することが好ましいことを既に述べた。このように配置することによって、その方向に沿って（すなわち一方の偏光板の透過軸に沿って）視角を倒したときに透過軸が直交関係からずれることを防止できるので、その方向について視野角特性を向上することができる。しかしながら、この場合、他方の偏光板の透過軸に平行に傾斜する液晶分子３０ａが、白浮きの原因となってしまう。

図１７に示すように、一方の透過軸ＰＡ１に沿って視角を倒した場合、その透過軸ＰＡ１に平行に傾斜する液晶分子３０ａは、液晶層３０に対して斜めに入射する光に対してほとんど位相差を与えず、表示特性に影響を与えることはない。しかし、他方の透過軸ＰＡ２に平行に傾斜する液晶分子３０ａは、液晶層３０に対して斜めに入射する光に対して位相差を与え、液晶分子３０ａがこのように傾斜する領域は、中間調電圧で透過率が最大となるような電圧−透過率特性を示す。そのため、透過軸ＰＡ２に平行に傾斜する液晶分子３０ａは、γ特性のずれ（すなわち白浮き）に大きく寄与する。

ＣＰＡモードにおいては、液晶分子３０ａは、単位中実部１４ａ１のエッジに直交する方向に傾斜する。そのため、各方位に配向する液晶分子３０ａの存在確率は、単位中実部１４ａ１の形状に依存する。例えば、単位中実部１４ａ１が仮に完全な円形であれば、各方位に配向する液晶分子３０ａの存在確率は、ほぼ等しくなる。これに対し、単位中実部１４ａ１が長方形であれば、各方位に配向する液晶分子３０ａの存在確率にはばらつきが生じる。具体的には、単位中実部１４ａ１の長手方向に平行に配向する液晶分子３０ａの存在確率が相対的に高くなり、短手方向に平行に配向する液晶分子３０ａの存在確率が相対的に低くなる。

そのため、長方形の単位中実部１４ａ１の長手方向を、高い視野角特性が要求される方向に略平行に（すなわち一方の透過軸に略平行に）配置すると、その方向に直交する方向（すなわち他方の透過軸に平行な方向）に傾斜する液晶分子３０ａの存在確率が低くなり、そのため、白浮きを低減することができる。

以下、本発明により白浮きが低減される理由をシミュレーションの結果に基づいてより具体的に説明する。

まず、図１８に示すように単位中実部１４ａ１が正方形（つまり縦横比が１：１）である場合の電圧―透過光強度特性を図１９に示す。図１９には、図１８中の領域Ａ〜Ｅのそれぞれについて斜め視角方向（具体的には一方の偏光板の透過軸ＰＡ１に沿って視角を倒した方向）における透過光強度と電圧との関係を示している。なお、図１９では、白電圧（最高階調電圧）を印加したときの透過光強度を１として規格化した透過光強度を示している。また、シミュレーション条件は、下記表３に示す通りである。

領域Ａ〜Ｅでは、液晶分子の傾斜する方向がそれぞれ異なっているので、図１９に示すように、領域Ａ〜Ｅについての透過光強度曲線はそれぞれ異なっている。また、図１９には、領域Ａ〜Ｅを含む単位中実部１４ａ１全体の正面方向における透過光強度も併せて示している。図１９に示すように、領域Ａ、ＢおよびＤについての透過光強度曲線は、正面方向についての透過光強度曲線とほぼ同じ位置かそれよりも下側に位置しているので、領域Ａ、ＢおよびＤでは白浮きが発生しない。これに対し、領域ＣおよびＥについての透過光強度曲線は、正面方向についての透過光強度曲線よりも上側に位置しているので、領域ＣおよびＥでは白浮きが発生してしまう。特に、領域Ｃについての透過光強度曲線は、正面方向についての透過光強度曲線からのずれが著しく大きく、白浮きの程度が著しい。ここで、領域Ｃは、図１８からもわかるように、他方の偏光板の透過軸ＰＡ２に平行な方向（つまり視角を倒した方向に直交する方向）に液晶分子が傾斜する領域である。このように、一方の偏光板の透過軸ＰＡ１に沿って視角を倒した場合、他方の偏光板の透過軸ＰＡ２に沿って液晶分子が傾斜する領域が表示品位の低下に大きく寄与する。

図１９には、さらに、単位中実部１４ａ１の辺に平行な斜め視角方向における透過光強度も示している。単位中実部１４ａ１が正方形である場合には、いずれの辺に平行な斜め視角方向についても視角特性は同じである（つまり透過光強度曲線が同じである）。

次に、図２０に示すように単位中実部１４ａ１を縦横比が１．５：１の長方形とした場合の電圧―透過光強度特性を図２１に示す。図２１に示すように、領域Ａ〜Ｅのそれぞれについて透過光強度曲線が異なっており、この点については、図１９に示した場合と同様である。

しかしながら、単位中実部１４ａ１を長方形とした場合、図１８と図２０とを比較すればわかるように、単位中実部１４ａ１の長辺に平行な斜め視角方向から見たときの白浮きの原因となる領域Ｃの相対的な割合が減少する。そのため、長辺に平行な方向に沿って視角を倒したときの白浮きの発生が抑制される。図２１には、長辺に平行な斜め視角方向における透過光強度も示している。図１９と図２１とを比較すればわかるように、図２１では、長辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線と正面方向についての透過光強度曲線とのずれが、図１９における辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線と正面方向についての透過光強度曲線とのずれよりも小さい。

また、図２１には、短辺に平行な斜め視角方向における透過光強度も示している。図２１に示すように、短辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線は、長辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線とは異なっており、短辺に平行な斜め視角方向と長辺に平行な斜め視角方向とで視角特性に差異が生じている。

続いて、図２２に示すように、単位中実部１４ａ１を縦横比が２：１の長方形とした場合の電圧―透過光強度特性を図２３に示す。図２３に示すように、領域Ａ〜Ｅのそれぞれについて透過光強度曲線が異なっており、この点については、図２１に示した場合と同様である。また、長辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線と正面方向についての透過光強度曲線とのずれが、図１９におけるずれよりも小さい点についても図２１に示した場合と同様である。

しかしながら、単位中実部１４ａ１の縦横比を大きくすると、図２０と図２２とを比較すればわかるように、白浮きの原因となる領域Ｃの相対的な割合がさらに減少する。そのため、長辺に平行な方向に沿って視角を倒したときの白浮きの発生がさらに抑制される。図２１と図２３とを比較すればわかるように、図２３では、長辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線と正面方向についての透過光強度曲線とのずれが、図２１におけるずれよりもさらに小さい。

また、図２３に示すように、短辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線と、長辺に平行な斜め視角方向についての透過光強度曲線とのずれは、図２１に示した場合よりも大きく、短辺に平行な斜め視角方向と長辺に平行な斜め視角方向との視角特性の差異が大きくなっている。

上述したように、本発明では、単位中実部１４ａ１を長方形とし、その長手方向を高い視野角特性が要求される方向と一致させることによって、その方向についてγ特性の視角依存性を改善する。

ＣＰＡモードにおいて視野角特性を単純に改善する観点からは、特許文献３にも記載されているように、すべての方位角方向にほぼ等しい確率で液晶分子が配向することが好ましい。従って、単位中実部の形状は、高い回転対称性を有することが好ましく、長方形のような２回回転対称性を有する形状よりも、正方形のような４回回転対称性を有する形状や、円形のような軸対称性を有する形状が好ましい。しかしながら、本願発明では、あえて単位中実部の形状を長方形とし、さらに、その長手方向を高視野角特性が要求される方向に向けることにより、γ特性の視角依存性をその方向について選択的に向上することができるという予期しない効果を得ることができた。

いずれの方向について高い視野角特性が要求されるかは、液晶表示装置の用途によって異なるので、用途に応じ、単位中実部１４ａ１の長手方向をいずれの方位角方向に向けるか適宜選択すればよい。例えば、液晶テレビでは、表示面の水平方向（左右方向）に沿って視角を倒すことが多いので、水平方向について視野角特性が高いことが好ましい。そのため、液晶テレビでは、単位中実部１４ａ１の長手方向を表示面の水平方向に略平行に配置することが好ましい。

次に、単位中実部１４ａ１の長手方向に沿った長さ（方向Ｄ１に沿った長さ）Ｌ₁と短手方向に沿った長さ（方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に沿った長さ）L₂との比L₁／L₂の好ましい範囲を説明する。本願発明者は、表示面の左右方向に平行に単位中実部１４ａ１の長手方向が配置されたＬ₁／Ｌ₂の異なる複数のパネルを実際に試作し、その表示特性を評価した。

図２４に左右４５度視角における階調特性を示し、図２５に左右６０度視角における階調特性を示す。なお、ここで試作したパネルの仕様および測定器は下記表４に示す通りである。

図２４から、左右４５度視角方向における階調特性が、Ｌ₁／Ｌ₂の値に応じて変化しており、Ｌ₁／Ｌ₂の値と相関関係を有していることがわかる。また、図２５から、同様に、左右６０度視角方向における階調特性が、Ｌ₁／Ｌ₂の値に応じて変化しており、Ｌ₁／Ｌ₂と相関関係を有していることがわかる。以下、階調特性とＬ₁／Ｌ₂との関係をより具体的に説明する。

図２６、図２７および図２８に、左右４５度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示す。図２６、図２７および図２８は、それぞれγ＝２．２のときの６３階調、１２７階調および１９１階調表示時（図２４において楕円で囲まれた部分に相当）の関係を示している。

斜め方向における透過光強度の正面透過光強度に対する比が１に近いほど、斜め方向の階調特性と正面方向の階調特性とのずれは小さい。図２６、図２７および図２８から、Ｌ₁／Ｌ₂が１．５以上であると、視角特性の変化が少なく、安定していることがわかる。

また、図２９、図３０および図３１に、左右６０度視角における透過光強度の正面透過光強度に対する比と、Ｌ₁／Ｌ₂との関係を示す。図２９、図３０および図３１は、それぞれγ＝２．２のときの６３階調、１２７階調および１９１階調表示時（図２５において楕円で囲まれた部分に相当）の関係を示している。

図２９、図３０および図３１から、Ｌ₁／Ｌ₂が２．２を超えると、階調特性のずれが大きくなり、視野角特性が悪化することがわかる。つまり、Ｌ₁／Ｌ₂が２．２以下であると、視角特性の変化が少なく、安定している。

このように、優れた視角特性を得るためには、Ｌ₁／Ｌ₂は、１．５以上あるいは２．２以下であることが好ましく、１．５以上２．２以下の範囲内にあることがさらに好ましい。

なお、単位中実部１４ａ１は、図１（ａ）や図６に例示したような厳密な長方形である必要はなく、略長方形であれば、同様の効果を得ることができる。例えば、図３２および図３３に示すように、単位中実部１４ａ１は、略円弧状の角部を有する略長方形であってもよい。単位中実部１４ａ１が、略円弧状の角部を有していると、角部における液晶分子の配向方向の変化が連続的（滑らか）であり、配向の安定性が高い。また、単位中実部１４ａ１は、長方形や略長方形である必要もなく、高い視野角特性を要求される方向Ｄ１に沿った長さがその方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に沿った長さよりも大きい（つまりＬ₁／Ｌ₂＞１である）形状（例えば楕円形）を有していれば、同様の効果を得ることができる。

本実施形態における液晶表示装置１００の構成は、絵素電極１４が中実部１４ａと非中実部１４ｂとを有するように所定の形状にパターニングされていること以外は、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。典型的には、負の誘電異方性を有する液晶分子を垂直配向させるために、絵素電極１４および対向電極２２の液晶層３０側表面には、垂直配向層としての垂直配向膜（不図示）が形成されている。

（実施形態２）
図３４に、本実施形態における液晶表示装置２００を示す。液晶表示装置２００は、対向基板が配向規制構造としての凸部２３を有している点において、実施形態１における液晶表示装置１００と異なっている。

図３５に、配向規制構造としての凸部２３を有する対向基板２００ｂを拡大して示す。図３５に示すように、対向基板２００ｂは、対向電極２２上に設けられ液晶層３０側に突き出た凸部２３を有している。この凸部２３は、図３４に示したように、液晶ドメインの中央付近に対応する領域（すなわち単位中実部１４ａ１の中央付近に対向する領域）に設けられている。対向基板２００ｂの液晶層３０側の表面には、凸部２３と対向電極２２を覆うように垂直配向膜（不図示）が設けられている。

凸部２３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。凸部２３は、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ので、凸部２３による液晶分子の傾斜方向は、単位中実部１４ａ１上に対応する領域に形成される液晶ドメインの放射状傾斜配向の配向方向と整合する。凸部２３は、電圧の印加無印加に関わらず、配向規制力を発現する。

凸部２３を形成する材料に特に制限はないが、樹脂などの誘電体材料を用いて容易に形成することができる。また、熱によって変形する樹脂材料を用いると、パターニングの後の熱処理によって、図３５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２３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２３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。

液晶表示装置２００は、単位中実部１４ａ１上に液晶ドメインを形成する配向規制力を発現するよう外形が規定された絵素電極１４と、絵素電極１４の配向規制力と整合するような配向規制力を発現する凸部２３とを備えているので、安定な放射状傾斜配向が得られる。この様子を図３６（ａ）〜（ｃ）に模式的に示す。図３６（ａ）は電圧無印加時を示し、図３６（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３６（ｃ）は電圧印加中の定常状態を模式的に示している。

凸部２３による配向規制力は、図３６（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３６（ｂ）に示したような等電位線ＥＱで示される電界が発生し（ＴＦＴ基板１００ａの電極構造による）、単位中実部１４ａ１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３６（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凸部２３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２００に応力が印加されると、液晶層３０の放射状傾斜配向は一旦崩れるが、応力が取り除かれると、単位中実部１４ａ１と凸部２３とによる配向規制力が液晶分子３０ａに作用しているので、放射状傾斜配向状態に復帰する。従って、応力による残像の発生が抑制される。配向規制構造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が低下するおそれがあるが、配向規制構造による配向規制力は、斜め電界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。

本実施形態における液晶表示装置２００についても、図３４に示したように、単位中実部１４ａ１の長手方向が高い視野角特性を要求される方向Ｄ１と略平行になるように配置されているので、方向Ｄ１について高い視野角特性を実現することができる。

（実施形態３）
図３７（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置３００の構造を説明する。図３７（ａ）は基板法線方向から見た上面図であり、図３７（ｂ）は図３７（ａ）中の３７Ｂ−３７Ｂ’線に沿った断面図に相当する。図３７（ｂ）は、液晶層に電圧を印加していない状態を示している。

図３７（ａ）および（ｂ）に示したように、液晶表示装置３００は、ＴＦＴ基板３００ａが、絵素電極１４の非中実部１４ｂ上に設けられた凸部６０を有している。凸部６０の表面には、垂直配向膜（不図示）が設けられている。

凸部６０の基板１１の面内方向の断面形状は、図３７（ａ）に示したように、中実部１４ａと非中実部１４ｂとの境界の形状に整合している。例えば、開口部１４ｂ２内に位置する凸部６０の断面形状は、開口部１４ｂ２の形状と同じであり、ここでは略十字形である。

この凸部６０の基板１１に垂直な面内方向の断面形状は、図３７（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６０ｔと基板面に対してテーパ角θ（＜９０°）で傾斜した側面６０ｓとを有している。凸部６０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６０の側面６０ｓ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。

図３８（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図３７（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３８（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３８（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。

絵素電極１４と対向電極２２とが同電位のとき（液晶層３０に電圧が印加されていない状態）には、図３７（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６０の側面６０ｓの垂直配向膜（不図示）に接する液晶分子３０ａは、側面６０ｓに対して垂直に配向し、側面６０ｓの近傍の液晶分子３０ａは、周辺の液晶分子３０ａとの相互作用（弾性体としての性質）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３８（ａ）に示した等電位線ＥＱで表される電位勾配が形成される。この等電位線ＥＱは、絵素電極１４の中実部１４ａと対向電極２２との間に位置する液晶層３０内では、中実部１４ａおよび対向電極２２の表面に対して平行であり、絵素電極１４の非中実部１４ｂに対応する領域で落ち込み、非中実部１４ｂのエッジ部（非中実部１４ｂと中実部１４ａとの境界を含む非中実部１４ｂ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。

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６０ｓ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３８（ｂ）に模式的に示した配向状態となる。開口部１４ｂ２の中央付近、すなわち、凸部６０の頂面６０ｔの中央付近に位置する液晶分子３０ａは、開口部１４ｂ２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１４ｂ２（凸部６０の頂面６０ｔ）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１４ｂ２（凸部６０の頂面６０ｔ）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１４ｂ２および凸部６０によって実質的に包囲された単位中実部１４ａ１に対応する領域においても、単位中実部１４ａ１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、放射状傾斜配向を有する液晶ドメインが開口部１４ｂ２および単位中実部１４ａ１に対応して形成される。非中実部１４ｂ内に設けられた凸部６０の側面は、非中実部１４ｂ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。従って、本実施形態における液晶表示装置３００は、外力に対して強い。そのため、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。

凸部６０を透明性の高い誘電体を用いて形成すると、開口部１４ｂ２に対応して形成される液晶ドメインの表示への寄与率が向上するという利点が得られる。一方、凸部６０を不透明な誘電体を用いて形成すると、凸部６０の側面６０ｓによって傾斜配向している液晶分子３０ａのリタデーションに起因する光漏れを防止できるという利点が得られる。いずれを採用するかは、液晶表示装置の用途などに応じて決めればよい。いずれの場合にも、感光性樹脂を用いると、非中実部１４ｂ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６０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６０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。

本実施形態における液晶表示装置３００についても、図３７（ａ）に示したように、単位中実部１４ａ１の長手方向が高い視野角特性を要求される方向Ｄ１と略平行になるように配置されているので、方向Ｄ１について高い視野角特性を実現することができる。

非中実部１４ｂ上に凸部６０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非中実部１４ｂに限られず、これまでに説明した全てのパターンの非中実部１４ｂ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。

本願発明者が、凸部６０の配置と放射状傾斜配向の安定性との関係について詳細な検討を行ったところ、凸部６０が中実部１４ａのエッジ部を覆っている構成を採用すると、駆動電圧条件によらず安定な放射状傾斜配向が得られることがわかった。

以下、この理由を図３９（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。図３９（ａ）は、中実部１４ａのエッジ部を覆っていない凸部６０の近傍を拡大して示す図であり、図３９（ｂ）は、中実部１４ａのエッジ部を覆っている凸部６０の近傍を拡大して示す図である。図３９（ａ）および（ｂ）は、液晶層３０に電圧を印加した直後の状態を示している。

図３９（ａ）に示すように、凸部６０の全体が開口部１４ｂ２の内側に形成されており、凸部６０の底面が開口部１４ｂ２よりも小さいと、凸部６０の側面６０ｓは開口部１４ｂ２のエッジ部上に位置しているので、凸部６０の側面６０ｓ近傍に位置する液晶分子３０ａは、電圧印加時には、傾斜した等電位線ＥＱ上に位置する。図示した例では、側面６０ｓに対して垂直に配向している液晶分子３０ａの軸方位と、傾斜した等電位線ＥＱとがほぼ平行であるので、この液晶分子３０ａに対しては配向方向を変化させるトルクはほとんど作用しない。

ところが、図示した例よりも高い電圧を印加した場合には、開口部１４ｂ２上での等電位線ＥＱの落ち込みがより大きくなる（すなわち等電位線ＥＱの傾斜がより急峻となる）ので、側面６０ｓに対して垂直に配向している液晶分子３０ａには、液晶分子３０ａを時計回りに（図中の方向Ａに）傾斜させるトルクが作用する。

また、図示した例よりも低い電圧を印加した場合には、開口部１４ｂ２上での等電位線ＥＱの落ち込みがより小さくなる（すなわち等電位線ＥＱの傾斜がよりなだらかとなる）ので、側面６０ｓに対して垂直に配向している液晶分子３０ａには、液晶分子３０ａを反時計回りに（図中の方向Ｂに）傾斜させるトルクが作用する。

このように、凸部６０の全体が開口部１４ｂ２の内側に配置されていると、印加する電圧の高低によって、凸部６０の側面６０ｓ上に垂直配向している液晶分子３０ａに作用するトルクの方向が異なるので、駆動電圧条件によっては配向が乱れてしまうことがある。

これに対し、図３９（ｂ）に示すように、凸部６０が絵素電極１４の中実部１４ａ（単位中実部１４ａ１）のエッジ部（外縁部）を覆っていると、凸部６０の側面６０ｓを、開口部１４ｂ２のエッジ部上ではなく、中実部１４ａ（単位中実部１４ａ１）上に位置させることができるので、凸部６０の側面６０ｓ近傍に位置する液晶分子３０ａを、電圧印加時に平行な等電位線ＥＱ上に位置させることができる。この場合、側面６０ｓ上に垂直配向している液晶分子３０ａに対して電圧印加時に作用するトルクの方向は、印加電圧の高低によらず一義的に定まる（図示した例では反時計回り）ので、駆動電圧条件によらず、安定な放射状傾斜配向が得られる。なお、ここでは開口部１４ｂ２上に設けられた凸部を例として説明したが、切欠き部１４ｂ１上に設けられた凸部についても同様である。

凸部６０と中実部１４ａとが重なる部分の幅について特に制限はないが、凸部６０や中実部１４ａの製造時のずれを考慮し、ずれが発生しても凸部６０が中実部１４ａのエッジ部を覆うことができるように（例えば２μｍ程度に）設定することが好ましい。

（実施形態４）
ここまでは、透過型の液晶表示装置を例として本発明を説明したが、本発明は、反射型の液晶表示装置や、透過反射両用型の液晶表示装置にも好適に用いることができる。図４０（ａ）および（ｂ）に、透過反射両用型の液晶表示装置４００を示す。

図４０（ａ）および（ｂ）に示す液晶表示装置４００の絵素領域は、ＴＦＴ基板４００ａ側から入射する光（典型的にはバックライトからの光）を用いて透過モードの表示を行う透過領域Ｔと、対向基板４００ｂ側から入射する光（典型的には外光）を用いて反射モードの表示を行う反射領域Ｒとを有している。

典型的には、絵素電極１４が、透明導電材料（例えばＩＴＯ）から形成された透明電極と、光反射性を有する導電材料（例えばアルミニウム）から形成された反射電極とを有しており、透明電極によって透過領域Ｔが規定され、反射電極によって反射領域Ｒが規定される。反射電極の表面に微小な凹凸形状を付与すると、反射電極によって光を拡散反射することが可能になるので、ペーパーホワイトに近い白表示を実現することができる。

透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層３０を１回通過するだけであるのに対して、反射モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層３０を２回通過する。図４０（ｂ）に示すように、反射領域Ｒ内の液晶層３０の厚さＤ’を、透過領域Ｔ内の液晶層３０の厚さＤよりも小さくすることによって、反射モードに用いられる光に対して液晶層３０が与えるリタデーションを、透過モードに用いられる光に対して液晶層３０が与えるリタデーションに近くすることができる。反射領域Ｒ内の液晶層３０の厚さＤ’を、透過領域Ｔ内の液晶層３０の厚さＤの略１／２とすると、両表示モードに用いられる光に対して液晶層３０が与えるリタデーションを略等しくすることができる。

本実施形態では、対向基板４００ｂの反射領域Ｒに選択的に透明誘電体層２９を設けることによって対向基板４００ｂの表面に段差を設け、そのことによって反射領域Ｒ内の液晶層３０の厚さＤ’が透過領域Ｔ内の液晶層３０の厚さＤよりも小さくなっている。つまり、液晶表示装置４００では、対向基板４００ｂ側に段差を設けることによってマルチギャップ構造を実現している。勿論、対向基板４００ｂ側には段差を設けず、ＴＦＴ基板４００ａ側に段差を設けることによってマルチギャップ構造を実現してもよい。

上述した構成を有する透過反射両用型の液晶表示装置４００についても、図４０（ａ）に示したように、単位中実部１４ａ１の長手方向が高い視野角特性を要求される方向Ｄ１と略平行になるように配置されているので、方向Ｄ１について高い視野角特性を実現することができる。

本発明によると、ＣＰＡモードの液晶表示装置におけるγ特性の視角依存性を、所望の方向について低減することができる。本発明は、特定の方向について高い視野角特性が要求される用途に用いられる種々の表示装置に好適に用いられ、液晶テレビなどの種々の電子機器用の表示装置に好適に用いられる。

Claims (12)

1. 表示面に平行な第１の方向における視野角特性が、表示面に平行で前記第１の方向に直交する第２の方向における視野角特性よりも高いことを要求される用途に用いられる液晶表示装置であって、
   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備え、
   前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板に設けられ前記第１電極に前記液晶層を介して対向する第２電極とによって、それぞれが規定される複数の絵素領域と、前記液晶層を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板とを有し、
   前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極は、導電膜から形成された中実部と導電膜が形成されていない非中実部とを有し、前記液晶層は、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されていないときに垂直配向状態をとり、且つ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧が印加されたときに、前記第１電極の前記中実部の周辺に生成される斜め電界によって、少なくとも前記中実部上に、それぞれが放射状傾斜配向状態をとる複数の第１液晶ドメインを形成し、
   前記一対の偏光板の透過軸は互いに略直交し、一方の透過軸は前記第１の方向に略平行であり、
   前記第１電極の前記中実部は、それぞれ上に前記複数の第１液晶ドメインのそれぞれが形成される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、前記第１の方向に沿った長さＬ₁が前記第２の方向に沿った長さＬ₂よりも大きい形状を有し、
   前記複数の単位中実部のそれぞれは、略長方形であるか、または、角部が略円弧状の略長方形であり、
   前記複数の単位中実部のそれぞれの前記第１の方向に沿った長さＬ₁と前記第２の方向に沿った長さＬ₂との比Ｌ₁／Ｌ₂は、１．５以上２．２以下である液晶表示装置。
2. 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たときに、前記斜め電界によって、前記非中実部上に、放射状傾斜配向状態をとる少なくとも１つの第２液晶ドメインを形成する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１電極の前記非中実部は少なくとも１つの開口部を含む請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１電極の前記非中実部は少なくとも１つの切り欠き部を含む請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の絵素領域のそれぞれにおいて、前記第１電極が有する前記非中実部の面積は、前記第１電極が有する前記中実部の面積より小さい請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記第２基板は、前記複数の第１液晶ドメインのうちの少なくとも１つの第１液晶ドメインに対応する領域に、前記少なくとも１つの第１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有する請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記配向規制構造は、前記第２基板の前記液晶層側に突き出た少なくとも１つの第１の凸部である請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１基板は、前記非中実部上に少なくとも一部が位置する第２の凸部を少なくとも１つ備え、前記第２の凸部の前記第１基板の面内方向に沿った断面形状は、前記中実部と前記非中実部との境界の形状と整合し、前記第２の凸部の側面は、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請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記絵素領域は、透過モードの表示を行う透過領域と、反射モードの表示を行う反射領域とを有する請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記第１電極は、前記透過領域を規定する透明電極と、前記反射領域を規定する反射電極とを含む請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置を備える電子機器。
12. テレビジョン放送を受信する回路をさらに備え、
    前記複数の単位中実部のそれぞれは、その長手方向が表示面の水平方向に略平行になるように配置されている請求項１１に記載の電子機器。