JP2005274668A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡便な構成で液晶の配向を十分に安定化でき、従来と同等以上の表示品位が得られる垂直配向型液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 第１基板と第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層を有し、第１基板上に形成された第１電極と、第２基板上に形成され第２電極と、第１電極と第２電極の間に設けられた液晶層とを含む画素と、画素の周囲に設けられた遮光領域とを有し、遮光領域の第１基板または第２基板上の液晶層側に、液晶層の厚さを規定する複数の支持体が規則的に配置されており、液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも１つの液晶ドメインを形成し、少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子の傾斜方向は複数の支持体が有する傾斜側面によって規定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、携帯情報端末（例えばＰＤＡ）、携帯電話、車載用液晶ディスプレイ、デジタルカメラ、パソコン、アミューズメント機器、テレビなどに好適に用いられる液晶表示装置に関する。

情報インフラは日々進歩し、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、車載用ナビゲーション等の機器は人々の生活に深く浸透し、この大部分に液晶表示装置が採用されている。これらの液晶表示装置は本体の扱う情報量の増加に伴い、より多くの情報を表示することが望まれ、高コントラスト、広視野角、高輝度、多色、高精細化への市場の要求が高まっている。

高コントラスト化および広視野角化を実現できる表示モードとして、垂直配向型液晶層を利用した垂直配向モードが注目されている。垂直配向型液晶層は、一般に、垂直配向膜と誘電異方性が負の液晶材料とを用いて形成される。

例えば、特許文献１には、画素電極に液晶層を介して対向する対向電極に設けた開口部の周辺に斜め電界を発生させ、開口部内で垂直配向状態にある液晶分子を中心に周りの液晶分子を傾斜配向させることによって、視角特性が改善された液晶表示装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載されている構成では、画素内の全領域に斜め電界を形成することが難しく、その結果、電圧に対する液晶分子の応答が遅れる領域が画素内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。

この問題を解決するために、特許文献２は、画素電極または対向電極に規則的に配列した開口部を設けることによって、軸対称配向を呈する複数の液晶ドメインを画素内に有する液晶表示装置を開示している。

さらに、特許文献３には、画素内に規則的に複数の凸部を設けることによって、凸部を中心に出現する傾斜状放射配向の液晶ドメインの配向状態を安定化する技術が開示されている。また、この文献には、凸部による配向規制力とともに、電極に設けた開口部による斜め電界を利用して液晶分子の配向を規制することによって、表示特性を改善できることを開示している。

また、特許文献４は、傾斜した側面を有する壁状スペーサを設け、この傾斜した側面の配向規制力を利用して液晶分子の傾斜方向を規定したマルチドメイン垂直配向型液晶表示装置を開示している。この技術によると、配向規制構造を設けるための工程を追加する必要が無く、且つ大画面化しても基板間隔（液晶層の厚さ）のばらつきを抑制することができる。

一方、近年、屋外または屋内のいずれにおいても高品位な表示が可能な液晶表示装置が提案されている（例えば特許文献５および特許文献６）。この液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置と呼ばれ、画素内に反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを有している。

現在市販されている半透過型液晶表示装置は、ＥＣＢモードやＴＮモードなどが利用されているが、上記特許文献３には、垂直配向モードを透過型液晶表示装置だけでなく、半透過型液晶表示装置に適用した構成も開示されている。また、特許文献７には、垂直配向型液晶層の半透過型液晶表示装置において、透過領域の液晶層の厚さを反射領域の液晶層の厚さの２倍にするために設ける絶縁層に形成した凹部によって液晶の配向（多軸配向）を制御する技術が開示されている。凹部は例えば正八角形に形成され、液晶層を介して凹部に対向する位置に突起（凸部）またはスリット（電極開口部）が形成された構成が開示されている（例えば、特許文献７の図４および図１６参照）。
特開平６−３０１０３６号公報 特開２０００−４７２１７号公報 特開２００３−１６７２５３号公報 特開２００１−３３７３３２号公報 特許第２９５５５２７７号公報 米国特許第６１９５１４０号明細書 特開２００２−３５０８５３号公報

特許文献２または特許文献３に開示されている技術は、画素内に凸部または開口部を設けて複数の液晶ドメインを形成し（すなわち、画素分割し）、液晶分子に対する配向規制力を強めているが、本発明者の検討によると、十分な配向規制力を得るためには、液晶層の両側（互いに対向する一対の基板の液晶層側）に、凸部や開口部などの配向制御構造を形成することが必要であり、製造工程が複雑になるという課題がある。また、画素内に配向規制構造を設ける画素の有効開口率の低下を招いたり、画素内の凸部の周辺から光漏れが発生するためにコントラスト比が低下することもある。配向規制構造を両方の基板に設ける場合には、基板のアライメントマージンの影響を受けるので、有効開口率の低下および／またはコントラスト比の低下はさらに顕著になる。

特許文献４に開示されている技術は、壁状スペーサを利用して画素内に複数の液晶ドメイン（各ドメイン内の液晶分子の配向方向は一方向で、液晶ドメイン間で配向方向が異なる）を形成するので、壁状スペーサを画素内に形成する必要があり、有効開口率の低下および／またはコントラスト比の低下を招く。

また、特許文献７に開示されている技術では、多軸配向を制御するために設けられる凹部と反対側に凸部または電極開口部を配置することが必要となり、上記従来技術と同様の問題が発生する。

本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、その目的は、比較的簡便な構成で液晶の配向を十分に安定化でき、従来と同等以上の表示品位が得られる垂直配向型液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向するように設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、それぞれが、前記第１基板上に形成された第１電極と、前記第２基板上に形成され第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に設けられた前記液晶層とを含む、複数の画素と、前記複数の画素の周囲に設けられた遮光領域とを有し、前記遮光領域の前記第１基板または第２基板上の前記液晶層側に、前記液晶層の厚さを規定する複数の支持体が規則的に配置されており、前記液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも１つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子の傾斜方向は前記複数の支持体が有する傾斜側面によって規定されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記少なくとも１つの液晶ドメインのそれぞれは、少なくとも４つの支持体の傾斜側面と接している。

ある実施形態において、前記第１電極は少なくとも１つの開口部を有し、前記少なくとも１つの液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、前記少なくとも１つの開口部内またはその近傍に形成される。

ある実施形態において、前記複数の支持体が有する前記傾斜側面は、前記第１基板に対して逆テーパ状に傾斜している。

ある実施形態において、前記複数の支持体の前記第１基板面に平行な面における断面形状は、略円形、略楕円形、略菱形、または略十字形状である。

ある実施形態において、前記遮光領域に規則的に配列された壁構造体をさらに有する。

ある実施形態において、前記少なくと１つの液晶ドメインは２つの液晶ドメインを含み、前記少なくとも１つ開口部は２つの開口部を含み、前記２つの液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は前記２つの開口部内またはその近傍に形成される。

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

ある実施形態において、前記少なくとも１つの液晶ドメインは、前記透過領域に形成される液晶ドメインと、前記反射領域に形成される液晶ドメインとを含む。

ある実施形態において、前記少なくとも１つの開口部は、前記透明電極に形成された開口部と、前記反射電極に形成された開口部とを含む。

ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板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、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの２軸性光学異方性媒体層をさらに有する。

ある実施形態において、前記第１基板および前記第２基板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さらに有し、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの１軸性光学異方性媒体層をさらに有する。

本発明の液晶表示装置においては、画素の周辺の遮光領域に設けられた液晶層の厚さを規定する支持体（柱状スペーサ）が規則的に配置されており、支持体が有する傾斜側面が、電界によって液晶分子が傾斜する方向を規定するように作用する。液晶層の厚さを規定するための支持体を配向規制構造として用いるので、配向規制構造を設けるための工程を追加する必要が無い。また、支持体は遮光領域に配置されるので、有効開口率の低下およびコントラスト比の低下が抑制される。液晶ドメインのそれぞれが少なくとも４つの支持体の傾斜側面と接するように支持体を設けると、軸対称配向ドメインを安定に形成することができる。遮光領域に壁構造体を設けれることによって、さらに安定に軸対称配向ドメインを形成することができる。

また、第１電極に開口部を設けると、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸を開口部内またはその近傍に固定・安定化できるので、表示の均一性、特に斜め視角から見たときの表示のざらつきを抑制することができる。

このように本発明によると比較的簡便な構成で液晶の配向を十分に安定化でき、従来と同等以上の表示品位が得られる垂直配向型液晶表示装置が提供される。

以下に、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置の構成を具体的に説明する。

（透過型液晶表示装置）
まず、本発明による実施形態の透過型液晶表示装置１００の構成を図１を参照しながら説明する。図１は、透過型液晶表示装置１００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。なお、図１（ｂ）には、液晶層に所定の電圧（しきい値電圧以上の電圧）を印加したときの液晶分子１２１の配向状態を模式的に示している。

液晶表示装置１００は、透明基板（例えばガラス基板）１１０ａと、透明基板１１０ａに対向するように設けられた透明基板１１０ｂと、透明基板１１０ａと１１０ｂとの間に設けられた垂直配向型の液晶層１２０とを有する。基板１１０ａおよび１１０ｂ上の液晶層１２０に接する面には垂直配向膜（不図示）が設けられており、電圧無印加時には、液晶層１２０の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層１２０は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。

液晶表示装置１００は、透明基板１１０ａ上に形成された画素電極１１１と、透明基板１１０ｂ上に形成された対向電極１３１とを有し、画素電極１１１と対向電極１３１との間に設けられた液晶層１２０とが画素を規定する。ここでは、画素電極１１１および対向電極１３１のいずれも透明導電層（例えばＩＴＯ層）で形成されている。なお、典型的には、透明基板１１０ｂの液晶層１２０側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ１３０（複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層１３０ということもある。）と、隣接するカラーフィルタ１３０の間に設けられるブラックマトリクス（遮光層）１３２とが形成され、これらの上に対向電極１３１が形成されるが、対向電極１３１上（液晶層１２０側）にカラーフィルタ層１３０やブラックマトリクス１３２を形成しても良い。

液晶表示装置１００は、隣接する画素の間に遮光領域を有し、この遮光領域内の透明基板１１０ａ上に支持体（柱状スペーサ）１３３を有している。支持体１３３は液晶層１２０の厚さ（セルギャップともいう。）ｄｔを規定する。ここで、遮光領域とは、透明基板１１０ａ上の画素電極１１１の周辺領域に形成される、例えばＴＦＴ（不図示）、ゲート信号配線１０２やソース信号配線１０３、または、透明基板１１０ｂ上に形成されるブラックマトリクス１３０によって遮光される領域であり、この領域は表示に寄与しない。従って、遮光領域に配置された支持体１３３は表示に悪影響を及ぼすことが無い。

液晶表示装置１００においては、支持体１３３は、ゲート信号配線１０２とソース信号配線１０３とが交差する位置に配置されており、略正方形の画素の４つの角に対応して設けられている。また、支持体１３３の透明基板１１０ａに平行な面における断面形状は略十字形状であり、ゲート信号配線１０２に平行な部分とソース信号配線に平行な部分とを有している。また、支持体１３３は傾斜した側面を有しており、支持体１３３は、この傾斜側面によって液晶分子１２１が傾斜する方向を規定するように作用する。これは、液晶分子１２１が傾斜側面（正確にはこの傾斜側面上の垂直配向膜）に対して略垂直に配向しようとするためであり、傾斜側面の傾斜方向およびその角度に応じた方向に配向規制される。この配向規制力は電圧無印加時においても作用する。ここで例示した支持体１３３の傾斜側面は、透明基板１１０ａに対して逆テーパ状に傾斜している。このように傾斜させると、透明基板１１０ａに形成された画素電極１１１の開口部１１４の周辺に形成される斜め電界による配向規制方向と、傾斜側面による配向規制方向とが一致（整合）するので好ましい。

なお、支持体１３３の透明基板１１０ａに平行な面における断面形状は、ここで例示した略十字形状に限られず、略円形、略楕円形または略菱形などの略多角形であってもよい。支持体１３３の傾斜側面は、液晶分子１２１が傾斜する方向を規定し、軸対称配向ドメインの外延を規定するように作用するので、液晶ドメインの形状および支持体１３３が配置される位置に応じて、液晶ドメインの軸対称配向を安定に形成できるような断面形状とすればよい。支持体１３３は、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ工程で形成することができる。支持体１３３は、透明基板１１０ａおよび１１０ｂのどちらに形成しても良いが、上述したように、透明基板１１０ａに対して逆テーパ状の傾斜側面を有する支持体１３３を得るためには、透明基板１１０ｂ上に順テーパ状の支持体を形成する方が容易なので、透明基板１１０ｂ上に形成する方が好ましい。

画素電極１１１は、所定の位置に形成された開口部１１４を有している。この液晶層１２０に所定の電圧を印加すると、軸対称配向を呈する液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は、開口部１１４内またはその近傍に形成される。後に説明するように、画素電極１１１に設けた開口部１１４が軸対称配向の中心軸の位置を固定するように作用する。開口部１１４の周辺には、画素電極１１１と対向電極１１３との間に印加される電圧によって、斜め電界が形成され、この斜め電界によって液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように作用する。

軸対称配向ドメインの中心軸を固定・安定化するために設ける開口部１１４の形状は、例示したように円形であるこが好ましいがこれに限られない。ただし、全方位的にほぼ等しい配向規制力を発揮させるためには、４角形以上の多角形であることが好ましく、正多角形であることが好ましい。

この液晶表示装置１００においては、画素電極１１１および対向電極１３１に所定の電圧（閾値電圧以上の電圧）を印加すると、開口部１１４内またはその近傍にそれぞれの中心軸が固定・安定化された軸対称配向ドメインが形成される。画素の周辺に設けられた支持体１３３の傾斜側面の配向規制力によって液晶ドメインの外延付近の液晶分子１２１が倒れる方向が規定され、画素電極１１１の開口部１１４の周辺に形成される斜め電界により、開口部１１４の周辺の液晶分子１２１が倒れる方向が規定される。このように、支持体１３３の傾斜側面による配向規制力と開口部１１４による配向規制力が協同的に作用する結果、液晶ドメインの軸対称配向を安定化すると考えられる。

なお、透明基板１１０ａと、透明基板１１０ａの液晶層１２０側に設けられるＴＦＴ（不図示）およびＴＦＴに接続されたゲート配線１０２およびソース配線１０３などの回路要素や、ゲート絶縁膜１０４、保護層１０５および上述した画素電極１１１、支持体１３３および配向膜（不図示）などをまとめてアクティブマトリクス基板ということがある。一方、透明基板１１０ｂと透明基板１１０ｂ上に形成されたカラーフィルタ層１３０、ブラックマトリクス１３２、対向電極１３１および配向膜などをまとめて対向基板またはカラーフィルタ基板ということがある。

また、上記の説明では省略したが、液晶表示装置１００は、透明基板１１０ａおよび１１０ｂ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さらに有する。一対の偏光板は典型的には透過軸が互いに直交するように配置される。さらに、後述するように、２軸性光学異方性媒体層または１軸性光学異方性媒体層を設けても良い。

次に、図２（ａ）および（ｂ）に、本発明による他の実施形態の透過型液晶表示装置１００’の構成を模式的に示す。図１に示した液晶表示装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符合で示し、ここでは説明を省略する。図２（ａ）は、平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った断面図である。

液晶表示装置１００’は、透明基板１１０ａ上に壁構造体１１５を有し、壁構造体１１５上に支持体１３３を有している。壁構造体１１５は、その壁面の配向規制力によって、支持体１３３と同様に、軸対称配向ドメインを形成するように作用する。なお、壁構造体１１５は、透明基板１１０ａ上に形成しても良いし、透明基板１１０ｂ上に形成してもよい。支持体１３３の傾斜側面と同様に逆テーパ状の壁面を形成する場合には、透明基板１１０ｂ上に形成することが好ましいが、製造工程が増加するというデメリットがある。逆に、透明基板（アクティブマトリクス基板）１１０ａ上に形成すると、例えば感光性樹脂を用いて層間絶縁膜を形成するプロセスにおいて露光量を調整することによって、層間絶縁膜と一体に壁構造体１１５を形成することが可能となる。このとき、壁構造体１１５の壁面は正テーパ状となりやすいが、傾斜角を４０°以上にすることによって、支持体１３３の逆テーパ状の傾斜側面による配向規制力と壁面の配向規制力の不整合を低減することが出来る。もちろん、壁面を逆テーパ状（傾斜角が９０°を超える）に形成することがさらに好ましい。

壁構造体１１５は、画素の周辺の遮光領域に形成され画素を実質的に包囲する部分と、画素を包囲する部分から画素の長手方向を略２等分する位置に画素の中央部に向かって突き出た一対の凸部分とを有している。壁構造体１１５のこの凸部分は、画素内に形成される２つの液晶ドメインの境界を規定するように作用する。また、画素内に向けて突き出る部分を、画素内に配置される配線（例えば補助容量配線（不図示）によって遮光される領域に設けると、表示に悪影響を及ぼすことが無いので好ましい。ここで例示した壁構造体１１５は、連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体１１５は液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体を複数の壁で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。

支持体１３３は、画素内に形成される２つの液晶ドメインのそれぞれの４つの角部に対応して配置されており、液晶ドメインの境界を規定するように作用する。なお、支持体１３３は、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体１１５上に設ける場合に限られない。壁構造体１１５上に支持体１３３を形成する場合は、壁構造体１１５の高さと支持体１３３の高さとの和が液晶層１２０の厚さｄｔとなるように設定される。壁構造体１１５が形成されていない領域に支持体１３３を設ける場合には、支持体１３３の高さが液晶層１２０の厚さｄｔとなるように設定される。但し、支持体１３３の傾斜側面による配向規制力を十分に発現させるためには、支持体１３３の高さは壁構造体１１５の高さよりも高い方が好ましい。支持体１３３は、透明基板１１０ａおよび１１０ｂのどちらに形成しても良いが、上述したように、透明基板１１０ｂ側に形成することが好ましい。また、ここでは略円形の断面形状を有する支持体１３３を例示したがこれに限られず、上述と同様に適宜変更され得る。

画素電極１１１は、支持体１３３および壁構造体１１５とによって境界が規定される２つの液晶ドメインの略中央部に２つの開口部１１４を有している。この液晶層１２０に所定の電圧を印加すると、軸対称配向を呈する液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は、開口部１１４内またはその近傍に形成される。このように、支持体１３３の傾斜側面および壁構造体１１５の壁面による配向規制力と開口部１１４による配向規制力が協同的に作用する結果、液晶ドメインの軸対称配向を安定化すると考えられる。なお、開口部１１４の形状は上述のように適宜変更され得る。

（半透過型液晶表示装置）
次に、図３を参照しながら、本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置２００の構成を説明する。

図３は、本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置２００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、図３（ａ）は、平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）中の３Ｂ−３Ｂ’線に沿った断面図である。

液晶表示装置２００は、透明基板（例えばガラス基板）２１０ａと、透明基板２１０ａに対向するように設けられた透明基板２１０ｂと、透明基板２１０ａと２１０ｂとの間に設けられた垂直配向型の液晶層２２０とを有する。両方の基板２１０ａおよび２１０ｂ上の液晶層２２０に接する面には垂直配向膜（不図示）が設けられており、電圧無印加時には、液晶層２２０の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層２２０は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。

液晶表示装置２００は、透明基板２１０ａ上に形成された画素電極２１１と、透明基板２１０ｂ上に形成された対向電極２３１とを有し、画素電極２１１と対向電極２３１との間に設けられた液晶層２２０とが画素を規定する。透明基板２１０ａ上には、後述するようにＴＦＴなどの回路要素が形成されている。透明基板２１０ａおよびこの上に形成された構成要素をまとめてアクティブマトリクス基板２１０ａということがある。

また、典型的には、透明基板２１０ｂの液晶層２２０側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ２３０（複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層２３０ということもある。）と、隣接するカラーフィルタ２３０の間に設けられるブラックマトリクス（遮光層）２３２とが形成され、これらの上に対向電極２３１が形成されるが、対向電極１３１上（液晶層１２０側）にカラーフィルタ層２３０やブラックマトリクス２３２を形成しても良い。透明基板２１０ｂおよびこの上に形成された構成要素をまとめて対向基板（カラーフィルタ基板）基板２１０ｂということがある。

画素電極２１１は、透明導電層’（例えばＩＴＯ層）から形成された透明電極２１１ａと、金属層（例えば、Ａｌ層、Ａｌを含む合金層、およびこれらのいずれかを含む積層膜）から形成された反射電極２１１ｂとを有する。その結果、画素は、透明電極２１１ａによって規定される透明領域Ａと、反射電極２１１ｂによって規定される反射領域Ｂとを含む。透明領域Ａは透過モードで表示を行い、反射領域Ｂは反射モードで表示を行う。

液晶表示装置２００は、透明基板２１０ａ上に壁構造体２１５を有し、壁構造体２１５上に支持体２３３を有している。壁構造体２１５は、その壁面の配向規制力によって、支持体２３３と同様に、軸対称配向ドメインを形成するように作用する。壁構造体２１５は、画素の周辺の遮光領域に形成され画素を実質的に包囲する部分と、画素を包囲する部分から画素の長手方向を３つに分割するように画素の中央部に向かって突き出た２対の凸部分とを有している。一対の凸部は、透過領域Ａと反射領域Ｂとの境界近傍に設けられており、他の一対の凸部は、透過領域Ａの長手方向を略２等分する位置に設けられている。支持体２３３は、画素内に形成される３つの液晶ドメインのそれぞれの４つの角部に対応して配置されており、液晶ドメインの境界を規定するように作用する。このように配置された支持体２３３の傾斜側面および壁構造体１１５の壁面の配向規制力によって、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向が規定され、３つの液晶ドメイン（透過領域Ａに２つ、反射領域に１つ）が形成される。

画素電極２１１は、３つの液晶ドメインの略中央部に対応するように形成された３つの開口部２１４を有している。この液晶層２２０に所定の電圧を印加すると、それぞれが軸対称配向を呈する３つの液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、開口部２１４内またはその近傍に形成される。画素電極２１１に設けた開口部２１４が軸対称配向の中心軸の位置を固定するように作用する。開口部２１４の周辺には、画素電極２１１と対向電極２１３との間に印加される電圧によって、斜め電界が形成され、この斜め電界によって液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように作用する。

支持体２３３や壁構造体２１５や開口部２１４の配置およびこれらの好ましい形状については、上述した透過型液晶表示装置１００’の場合と同様である。図３には、透過領域Ａに２つの液晶ドメインを形成し、反射領域Ｂに１つの液晶ドメインを形成する例を示したが、これに限定されない。なお、個々の液晶ドメインは略正方形の形状にすることが、視野角特性および配向の安定性の観点から好ましい。また、壁構造体２１５を省略することもできる。

この液晶表示装置２００においても、画素電極２１１および対向電極２３１に所定の電圧（閾値電圧以上の電圧）を印加すると、３つの開口部２１４内またはその近傍にそれぞれの中心軸が安定化された３つの軸対称配向が形成され、８つの支持体２３３および壁構造体２１５が隣接する３つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる方向を規定するとともに液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を安定化する。

次に、透過モードの表示と反射モードの表示の両方を行うことができる半透過型液晶表示装置２００に特有の好ましい構成を説明する。

透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層２２０を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層２２０を２回通過する。したがって、図３（ｂ）に模式的に示したように、透過領域Ａの液晶層２２０の厚さｄｔを反射領域Ｂの液晶層２２０の厚さｄｒの約２倍に設定することが好ましい。このように設定することによって、両表示モードの光に対して液晶層２２０が与えるリタデーションを略等しくすることができる。ｄｔ＝０．５ｄｒが最も好ましいが、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの範囲内にあれば両方の表示モードで良好な表示を実現できる。勿論、用途によっては、ｄｔ＝ｄｒであってもよい。

液晶表示装置２００においては、反射領域Ｂの液晶層２２０の厚さを透過領域Ａの液晶層の厚さよりも小さくするために、ガラス基板２１０ｂの反射領域Ｂにのみ透明誘電体層２３４を設けている。このような構成を採用すると、反射電極２１１ｂの下に絶縁膜などを用いて段差を設ける必要がないので、アクティブマトリクス基板２１０ａの製造を簡略化できるという利点が得られる。さらに、液晶層２２０の厚さを調整するための段差を設けるための絶縁膜上に反射電極２１１ｂを設けると、絶縁膜の斜面（テーパ部）を覆う反射電極によって透過表示に用いられる光が遮られる、あるいは、絶縁膜の斜面に形成された反射電極で反射される光は、内部反射を繰り返すので、反射表示にも有効に利用されない、という問題が発生するが、上記構成を採用するとこれらの問題の発生が抑制され、光の利用効率を改善することができる。

さらに、この透明誘電体層２３４に光を散乱する機能（拡散反射機能）を有するものを用いると、反射電極２１１ｂに拡散反射機能を付与しなくても、良好なペーパーホワイトに近い白表示を実現できる。透明誘電体層２３４に光散乱能を付与しなくても、反射電極２１１ｂの表面に凹凸形状を付与することによって、ペーパーホワイトに近い白表示を実現することもできるが、凹凸の形状によっては軸対称配向の中心軸の位置が安定し無い場合がある。これに対し、光散乱能を有する透明誘電体層２３４と平坦な表面を有する反射電極２１１ｂとを用いれば、反射電極２１１ｂに形成する開口部２１４によって中心軸の位置をより確実に安定化できるという利点が得られる。なお、反射電極２１１ｂに拡散反射機能を付与するために、その表面に凹凸を形成する場合、凹凸形状は干渉色が発生しないように連続した波状とすることが好ましく、軸対称配向の中心軸を安定化できるように設定することが好ましい。

また、透過モードでは表示に用いられる光はカラーフィルタ層２３０を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光はカラーフィルタ層２３０を２回通過する。従って、カラーフィルタ層２３０として、透過領域Ａおよび反射領域Ｂに同じ光学濃度のカラーフィルタ層を用いると、反射モードにおける色純度および／または輝度が低下することがある。この問題の発生を抑制するために、反射領域のカラーフィルタ層の光学濃度を透過領域のカラーフィルタ層よりも小さくすることが好ましい。なお、ここでいう光学濃度は、カラーフィルタ層を特徴付ける特性値であり、カラーフィルタ層の厚さを小さくすれば、光学濃度を小さくできる。あるいは、カラーフィルタ層の厚さをそのままで、例えば添加する色素の濃度を低下させて、光学濃度を小さくすることもできる。

次に、図４および図５を参照しながら、半透過型液晶表示装置に好適に用いられるアクティブマトリクス基板の構造の一例を説明する。図４はアクティブマトリクス基板の部分拡大図であり、図５は、図４中のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。図４および図５に示したアクティブマトリクス基板は、透過領域Ａに１つの液晶ドメインを形成する構成を有している点（すなわち、開口部２１４の数が少ない点）において、図３に示したアクティブマトリクス基板２１１ａと異なるが、他の構成は同じであってよい。

図４および図５に示すアクティブマトリクス基板は、例えばガラス基板からなる透明基板１を有し、透明基板１上には、ゲート信号線２およびソース信号線３が互いに直交するように設けられている。これらの信号配線２および３の交差部の近傍にＴＦＴ４を設けられており、ＴＦＴ４のドレイン電極５は画素電極６に接続されている。

画素電極６は、ＩＴＯなどの透明導電層から形成された透明電極７と、Ａｌなどから形成された反射電極８とを有し、透明電極７が透過領域Ａを規定し、反射電極８が反射領域Ｂを規定する。画素電極６の所定の領域には、上述したように軸対称配向ドメインの中心軸を固定・安定化するための開口部１５が設けられている。

画素電極６は次段のゲート信号線上にゲート絶縁膜９を介して重畳させており、補助容量が形成されている。また、ＴＦＴ４はゲート信号線２から分岐したゲート電極１０の上部にゲート絶縁膜９、半導体層１２、チャネル保護層１３およびｎ⁺−Ｓｉ層１１（ソース・ドレイン電極）が積層された構造を有している。

このアクティブマトリクス基板上の画素電極６の周辺領域に支持体３３を形成してもよいし、対向基板とアクティブマトリクス基板とを貼り合せた場合に画素電極６の周辺領域に支持体３３が配置されるように支持体３３を対向基板に形成しても良い。さらに、アクティブマトリクス基板の画素電極６の周辺領域に壁構造体２１５を形成しても良い。

なお、ここではボトムゲート型のＴＦＴの構成例を示したが、これに限られず、トップゲート型のＴＦＴを用いることもできる。

上述したように、図３に示した構成を有する液晶表示装置２００は、液晶表示装置１００や１００’と同様に、液晶層２２０の厚さを規定するための支持体２３３を用いて配向規制する。さらに、液晶ドメインを安定に形成するための壁構造体２１５や中心軸を固定・安定化するための開口部２１４は、片側の基板上にのみ形成すればよいので、比較的簡便な構成で、液晶の配向を十分に安定化できるという効果を有する。さらに、透明誘体層２３４および／またはカラーフィルタ層２３０を上述のように構成することによって、透過モードおよび反射モードでの表示の明るさや色純度を向上することができる。

〔動作原理〕
図６を参照しながら、垂直配向型液晶層を有する本発明の実施形態の液晶表示装置が優れた広視野角特性を有する理由を説明する。

図６は、画素電極６に設けた開口部１５による配向規制力の作用を説明するための図であり、図６（ａ）は電圧無印加時、図６（ｂ）は電圧印加時の液晶分子の配向状態を模式的に示している。図６（ｂ）に示した状態は中間調を表示している状態である。

図６に示した液晶表示装置は、透明基板１上に、絶縁膜層１６、開口部１５を有する画素電極６、配向膜２２をこの順に有している。他方の透明基板１７上には、カラーフィルタ層１８、対向電極１９、支持体３３および配向膜３２がこの順で形成されている。図では簡略化しているが、配向膜３２は支持体３３を覆うように形成されている。両基板間に設けられた液晶層２０は、負の誘電異方性を有する液晶分子２１を含む。

図６（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶分子２１は垂直配向膜２２および３２の配向規制力により基板表面に対して略垂直に配向する。ここで、支持体３３は基板１に対して逆テーパ状の傾斜側面を有しており、支持体３３の傾斜側面の近傍の液晶分子２１は、傾斜側面に略垂直になるよう配向しようとするので、基板１の表面に対して傾斜している。

一方、電圧印加時には、図６（ｂ）に示すように、誘電異方性が負の液晶分子２１は分子長軸が電気力線に対して垂直になろうとするので、開口部１５の周辺に形成される斜め電界によって、液晶分子２１が倒れる方向が規定されることになる。また、支持体３３の近傍の液晶分子２１は支持体３３の傾斜側面による配向規制力によって傾斜した方向にさらに傾斜しようとする。従って、例えば、開口部１５を中心とする軸対称状に配向することになる。この軸対称配向ドメイン内では液晶ダイレクタは全方位（基板面内の方位）に配向しているため、視野角特性が優れる。

さらに、壁構造体を有する場合、壁構造体はその側面（壁面）の配向規制力によって液晶分子２１が倒れる方向を規定する。典型的には、壁構造体を覆うように垂直配向膜を形成するので、液晶分子は壁面に対して垂直に配向するような規制力を受ける。壁構造体の壁面は、支持体３３と同じ方向に傾斜していることが好ましい。

次に、図７を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置のさらに具体的な構成例を説明する。

図７に示す液晶表示装置は、バックライトと、半透過型液晶パネル５０と、半透過型液晶パネル５０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４０および４３と、偏光板４０および４３と液晶パネル５０との間に設けられた１／４波長板４１および４４と、１／４波長板４１および４４と液晶パネル５０との間に設けられた光学異方性が負の位相差板４２および４５とを有している。液晶パネル５０は、透明基板（アクティブマトリクス基板）１と透明基板（対向基板）１７との間に垂直配向型液晶層２０とを有している。液晶パネル５０として、ここでは、図３に示した液晶表示装置２００と同様の構成を有するものを用いる。

図７に示した液晶表示装置の表示動作を以下に簡単に説明する。

反射モード表示については、上側からの入射光は偏光板４３を通り、直線偏光となる。この直線偏光は、偏光板４３の透過軸と１／４波長板４４との遅相軸とが４５°になるように１／４波長板４４に入射すると円偏光となり、基板１７上に形成したカラーフィルタ層（不図示）を透過する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板４５を用いている。

電圧無印加時には、液晶層２０中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているために入射光は位相差がほぼ０で透過し、下側の基板１に形成した反射電極により反射される。反射された円偏光は再び液晶層２０中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板４５を円偏光で通り、１／４波長板４４を経て、最初に入射して偏光板４３を透過した際の偏光方向と直交する偏光方向の直線偏光に変換されて偏光板４３に到達するために、光は偏光板４３を透過できず黒表示となる。

一方、電圧印加時には、液晶層２０中の液晶分子は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くため、入射した円偏光は液晶層２０の複屈折により楕円偏光となり、下側の基板１に形成した反射電極により反射される。反射された光は液晶層２０で偏光状態がさらに崩され、再び液晶層２０中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板４５を通り、１／４波長板４４に楕円偏光として入射するため、偏光板４３に到達するときに全ての光が入射時の偏光方向と直交した直線偏光とはならず、一部の光が偏光板４３を透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板４３を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。

また、透過モードの表示については、上下２枚の偏光板４３および偏光板４０は各々その透過軸が直交するように配置されており、光源から出射された光は偏光板４０で直線偏光となり、この直線偏光は、偏光板４０の透過軸と１／４波長板４１との遅相軸が４５°になるように１／４波長板４１に入射すると円偏光になり光学異方性が負の位相差板４２を経て下側の基板１の透過領域Ａに入射する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板４２を用いている。

電圧無印加時には、液晶層２０中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているため、入射光は位相差がほぼ０で透過し、下側の基板１に円偏光の状態で入射し、円偏光の状態で液晶層２０および上側の基板１７を経て上側の光学異方性が負の位相差板４５を透過して１／４波長板４４に到る。ここで、下側の１／４波長板４１と上側の１／４波長板４４の遅相軸が９０°交差して配置することで、上側の１／４波長板４４からは偏光板４０での直線偏光と直交した直線偏光となり、偏光板４３で吸収されて黒表示となる。

一方、電圧印加時には、液晶層２０中の液晶分子２１は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くために液晶表示装置への入射した円偏光は液晶層２０の複屈折により楕円偏光となり、上側のＣＦ基板１６や上側の光学異方性が負の位相差板４５および１／４波長板４４を楕円偏光として偏光板４３に到るために入射時の偏光成分と直交した直線偏光にはならず、偏光板４３を通して光が透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板４３を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。

光学異方性が負の位相差板は液晶分子が垂直配向状態での視野角を変化させた場合の位相差の変化量を最小に抑え、広視野角側での黒浮きを抑える。また、光学異方性が負の位相差板と１／４波長板を一体化させた２軸性位相差板を用いても良い。

本発明のように電圧無印加時に黒表示を行い、電圧印加時に白表示となるノーマリーブラックモードを軸対称配向ドメインで行った場合、液晶表示装置（パネル）の上下に一対の１／４波長板を設けることによって、偏光板に起因する消光模様を解消させて明るさを改善することも可能となる。また、上下の偏光板の透過軸を互いに直交して配置してノーマリーブラックモードを軸対称配向ドメインで行った場合には、原理的にはクロスニコルに配置した一対の偏光板と同程度の黒表示を実現できることから、極めて高いコントラスト比を実現できると共に、全方位的な配向に導かれた広い視野角特性が達成できる。

また、本発明で規定した透過領域の液晶層厚ｄｔと反射領域の液晶層厚ｄｒの関係については、透過領域と反射領域の電圧−反射率（透過率）の液晶厚の依存性から、０．３ｄｔ＜ｄｒ＜０．７ｄｔの条件を満たすことが好ましく、０．４ｄｔ＜ｄｒ＜０．６ｄｔの範囲であることがより好ましい。下限値よりも低い反射領域の液晶層厚では最大反射率の５０％以下となり、十分な反射率が得られなくなる。一方、上限値よりも反射領域の液晶層厚ｄｒが大きい場合には電圧−反射率特性において透過表示時とは異なる駆動電圧で反射率が最大となる極大値が存在すると共に透過表示での最適な白表示電圧では相対反射率が低下する傾向が大きく、最大反射率の５０％以下となるために十分な反射率が得られなくなる。しかしながら、反射領域Ｂでは液晶層の光路長が透過領域の２倍となることから、透過領域Ａと同一の設計をする場合には、液晶材料の光学的な複屈折異方性（Δｎ）とパネルのセル厚設計が極めて重要となる。

（実施例１）
本発明による実施形態による半透過型液晶表示装置の具体的な特性を以下に例示する。

ここでは、図７に示した構成を有する液晶表示装置を作製した。液晶セル５０には、図３に示した液晶表示装置２００と同様の構成の液晶セルを用いた。ただし、透明誘電体層２３４に光散乱能を有しないものを用い、反射電極２１１ｂの下層部に表面に凹凸状の連続形状を施した樹脂層を形成して、反射表示時の拡散反射特性を調整した。なお、凹凸表面は、特開平９−９０４２６号公報に記載されている方法で形成した。

また、図３に示した液晶表示装置２００における開口部２１４および壁構造体２１５を省略し、支持体２３３によって配向規制する構成とした。支持体２３３として、断面形状が十字形状（図１中の支持体１３３と同様の形状）のものを用いた。支持体２３３は、ネガ型感光性樹脂（例えばＶ−２５９ＰＡ（新日鐵化学社製））を用いたフォトリソグラフィで対向基板に形成した。傾斜側面は、対向基板に対して逆テーパ状とし、傾斜角度（基板表面と傾斜側面とがなす角）は、約４５°とした。

公知の配向膜材料を用いて、公知の方法で垂直配向膜を形成した。ラビン処理は行っていない。液晶材料としては、誘電率異方性が負の液晶材料（Δｎ；０．１、Δε；−４．５）を用いた。ここでは、透過領域の液晶層厚ｄｔを４μｍ、反射領域の液晶層厚ｄｒを２．２μｍ（ｄｒ＝０．５５ｄｔ）とした。

直交する２枚の偏光板の間に得られた液晶セルを挟んで観察すると、電圧印加時に支持体の近傍の液晶分子が傾斜側面に沿って連続的に倒れ、軸対称状の液晶ドメインが形成されることが確かめられた。

本実施例の液晶表示装置の構成は、上から順に偏光板（観察側）、１／４波長板（位相差板１）、光学異方性が負の位相差板（位相差板２（ＮＲ板））、液晶層（上側；カラーフィルタ基板、下側；アクティブマトリクス基板）、光学異方性が負の位相差板（位相差板３（ＮＲ板））、１／４波長板（位相差板４）、偏光板（バックライト側）の積層構造とした。なお、液晶層の上下の１／４波長板（位相差板１と位相差板４）では互いの遅相軸を直交させ、各々の位相差を１４０ｎｍとする。光学異方性が負の位相差板（位相差板２と位相差板３）は各々の位相差を１３５ｎｍとした。また、２枚の偏光板（観察側、バックライト側）は、透過軸を直交させて配置した。

液晶表示装置に駆動信号を印加（液晶層に４Ｖ印加）して表示特性を評価した。

透過表示での視角−コントラストの特性結果を図８に示す。透過表示での視野角特性はほぼ、全方位的で対称な特性を示し、ＣＲ＞１０の領域は±８０°と良好であり、透過コントラストも正面で３００：１以上と高いものであった。

一方、反射表示の特性は、分光測色計（ミノルタ社製ＣＭ２００２）で評価し、標準拡散板を基準にして約８．４％（開口率１００％換算値）、反射表示のコントラスト値は２１であり、従来の液晶表示装置に比べて高いコントラストを示し良好であった。

（実施例２）
実施例１と同様に、図３に示した液晶表示装置２００と同様の構成の液晶セルを用て、図７に示した構成を有する液晶表示装置を作製した。ただし、透明誘電体層２３４に光散乱能を有しないものを用い、反射電極２１１ｂの下層部に表面に凹凸状の連続形状を施した樹脂層を形成して、反射表示時の拡散反射特性を調整した。また、壁構造体２１５は、反射電極２１１ｂの表面に凹凸形状を付与するための下層部の樹脂層（層間絶縁層）と一体に形成した。

具体的には、以下のようにして、本実施例のアクティブマトリクス基板を作製した。

まず、ＴＦＴ素子等の回路要素を覆うようにポジ型感光性樹脂層を所定の条件にて成膜する。この感光性樹脂層に、反射電極の下層部となる領域の表面に凹凸形状を形成するとともに、壁構造体（図３の壁構造体２１５参照）を形成するように、凹凸形状の凸部となる領域および壁構造体となる領域を遮光部とする第１のフォトマスクを用いて低照度条件（８０ｍＪ／ｃｍ²）で露光する。引き続いて、コンタクトホールを形成するために、コンタクトホールに対応する領域を開口部とする第２のフォトマスクを用いて高照度条件（３５０ｍＪ／ｃｍ²）で露光する。この後、現像、乾燥、焼成などを連続して行うことによって、すなわち、２回の露光工程を含む１回のフォトリソグラフィプロセスで、同一の感光性樹脂層から、層間絶縁膜層と壁構造体を形成した。

この一連の工程により、反射表示時の拡散反射特性を得るための微細な凹凸形状を表面に有する層間絶縁層と共に、壁構造体および下層の接続電極に電気的に接続したスルーホールとを作製した。

その後、画素電極を層間絶縁層の平坦部上に所定の条件で透明電極膜（ＩＴＯ層）を形成し、凹凸形状を形成した表面の上に反射電極膜をスパッタリング法にて成膜した。さらに画素電極をパターニングする工程で、軸対称状配向の中心軸を固定・安定化するための電極開口部（図３の開口部２１４参照）を所定の位置に形成した。

さらに、カラーフィルタ基板（対向基板）の、アクティブマトリクス基板の遮光領域（壁構造体が形成された領域）に対応する位置に、ネガ型感光性材料を用いたフォトリソグラフィ工程で支持体（柱状スペーサ：図３の支持体２３３を参照）を形成した。傾斜側面は、対向基板に対して逆テーパ状とし、傾斜角度（基板表面と傾斜側面とがなす角）は、約４０°とした。また、カラーフィルタ基板の反射領域には、透明誘電体層を設けて反射領域の液晶層の厚さを調整するための段差を配置した。

アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板に垂直配向膜を所定の条件で形成した（ラビング処理は施さない）後、互いの基板をシール樹脂を介して貼り合わせ、誘電率異方性が負の液晶材料（Δｎ；０．１、Δε；−４．５）を注入、封止して、液晶セルを得た。本実施例では、透過領域の液晶層の厚さｄｔを４μｍ、反射領域の液晶層の厚ｄｒを２．１μｍとした。

直交する２枚の偏光板の間に得られた液晶セルを挟んで観察すると、電圧印加時に支持体および壁構造体の近傍の液晶分子が傾斜側面に沿って連続的に倒れ、軸対称状の液晶ドメインが形成されることが確かめられた。

次いで、この液晶セルの両面に光学フィルムを配置して液晶表示装置を得た。

本実施例の液晶表示装置の構成は、上から順に偏光板（観察側）、１／４波長板（位相差板１）、光学異方性が負の位相差板（位相差板２（ＮＲ板））、液晶層（上側；カラーフィルタ基板、下側；アクティブマトリクス基板）、光学異方性が負の位相差板（位相差板３（ＮＲ板））、１／４波長板（位相差板４）、偏光板（バックライト側）の積層構造とした。なお、液晶層の上下の１／４波長板（位相差板１と位相差板４）では互いの遅相軸を直交させ、各々の位相差を１４０ｎｍとする。光学異方性が負の位相差板（位相差板２と位相差板３）は各々の位相差を１３５ｎｍとした。また、２枚の偏光板（観察側、バックライト側）は、透過軸を直交させて配置した。

液晶表示装置に駆動信号を印加（液晶層に４Ｖ印加）して表示特性を評価した。

透過表示での視角−コントラストの特性結果を図８に示す。透過表示での視野角特性はほぼ、全方位的で対称な特性を示し、ＣＲ＞１０の領域は±８０°と良好であり、透過コントラストも正面で３００：１以上と高いものであった。

一方、反射表示の特性は、分光測色計（ミノルタ社製ＣＭ２００２）で評価し、標準拡散板を基準にして約８．２％（開口率１００％換算値）、反射表示のコントラスト値は２２であり、従来の液晶表示装置に比べて高いコントラストを示し良好であった。

さらに、液晶パネルの透過率９０％変化の応答時間（τ_ON＋τ_OFF（ｍｓ）、τ_ON；０Ｖ→４Ｖ電圧印加時の変化に要する時間、τ_OFF；電圧４Ｖ→０Ｖ時の変化に要する時間）および透過率５０％変化の中間調応答時間（８階調分割時での階調レベル３から階調レベル５の変化に要する時間（ｍ秒））を実施例１および２で比較した場合には、下記の表のような結果が得られた。何れも測定温度は２５℃である。

実施例２の液晶表示装置は、支持体による配向規制力に加え、壁構造体および電極開口部２１４を有しているので、軸対称配向がさらに安定化されるとともに、応答時間が短縮化する効果が大きいことが確かめられた。

また、実施例１および実施例２のいずれにおいても、耐衝撃性が向上することがわかった。例えば、液晶パネル対しての荷重試験（１ｋｇｆ／ｃｍ²）を行った場合、荷重の印加によって一端乱れた配向が復元するのに要する時間が５分以下であり、十分な配向復元力を有していることがわかった。これは何れの実施例においても、支持体が配置される密度が従来よりも高いためと考えられる。勿論、実施例２は壁構造体および開口部の寄与もある。

（比較例１）
上記の実施例に対し、図３に示した液晶表示装置において、開口部および壁構造を形成せず、支持体としては実施例１と同様のものを用いて液晶セルを作製し、水平配向膜を用いて、ＥＣＢモードのホモジニアス配向の液晶パネルを作製した。液晶材料としては、誘電率異方性が正の液晶材料（Δｎ；０．０７、Δε；８．５）を用い、透過領域の液晶層厚ｄｔを４．３μｍ、反射領域の液晶層厚ｄｒを２．３μｍ（ｄｒ＝０．５３ｄｔ）とした。

この液晶パネルの両面に偏光板、１／４波長板などの位相差板を含む複数の光学層から形成された光学フィルムを配置して液晶表示装置を得た。

この液晶表示装置に駆動信号を印加（液晶層に４Ｖ印加）して上記と同じ評価方法に従って表示特性を評価した。

透過表示での視野角特性はＣＲ＞１０の領域は±３０°となり、階調反転も顕著であった。また、透過コントラストは１４０：１であった。一方、反射表示の特性は、標準拡散板を基準にして約９．３％（開口率１００％換算値）、反射表示のコントラスト値は８であり、表示画像は、上記の本発明による実施形態の液晶表示装置に比べて白ボケした低いコントラストであった。

また、上記実施例と同様の条件で耐衝撃性を調べる荷重試験を行った結果、試験後に配向乱れが認められ、比較例の液晶表示装置は、実施例と比較して耐衝撃性が劣ることが判った。

このように、本発明の実施形態による液晶表示装置は、従来のホモジニアス配向の液晶表示装置や従来から公知の技術と比較して、垂直配向モードを透過表示および反射表示に適用したことで透過および反射の両表示においても良好なコントラストが得られた。さらに、液晶層の厚さを規定するための支持体（柱状スペーサ）を用いて配向規制することができるので、配向規制構造を設けれるための余分の工程が不要である。また、支持体が十分に高い密度で規則的に配置される結果、耐衝撃性が向上する。

さらに、片側の基板（例示ではアクティブマトリクス基板）にのみ液晶ドメイン配向の制御構造（壁構造体や開口部）を設けることによって、軸対称配向ドメインの配向をさらに安定にできるので、全方位的に広い視野角特性が実現できる。また、開口部によって中心軸の位置が固定・安定化されるので、斜め視角における表示の均一性が向上するという効果も得られる。

上述したように、本発明による液晶表示装置は、優れた表示品位の液晶表示装置を比較的簡単な構成で実現できる。本発明は、透過型液晶表示装置および半透過型（透過・反射両用）型液晶表示装置に好適に適用される。特に、半透過型液晶表示装置は、携帯電話などのモバイル機器の表示装置として好適に利用される。

本発明による実施形態の透過型液晶表示装置１００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）中の１Ｂ−１Ｂ’線に沿った断面図である。 本発明による実施形態の他の透過型液晶表示装置１００’の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は図２（ａ）中の２Ｂ−２Ｂ’線に沿った断面図である。 本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置２００の１つの画素の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は図３（ａ）中の３Ｂ−３Ｂ’線に沿った断面図である。 半透過型液晶表示装置２００のアクティブマトリクス基板２１０ａの平面図である。 半透過型液晶表示装置２００のアクティブマトリクス基板２１０ａの断面図である。 本発明による実施形態の液晶表示装置の動作原理を説明する概略図であり、（ａ）は電圧無印加時、（ｂ）電圧印加時をそれぞれ示す。 本発明による実施形態の液晶表示装置の構成の一例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の視角−コントラスト比特性を示す図である。

符号の説明

１ ＴＦＴ（アクティブマトリクス）基板
２ ゲート信号線
３ ソース信号線
４ ＴＦＴ
５ ドレイン電極
６ 画素電極
７ 透明電極
８ 反射電極
９ ゲート絶縁膜
１０ ゲート電極
１１ ソース・ドレイン電極（ｎ＋−Ｓｉ層）
１２ 半導体層
１３ チャンネル保護層
１５ 開口部
１６ 絶縁膜
１７ 透明基板（対向（ＣＦ）基板）
１８ カラーフィルタ層
１９ 対向電極
２０ 液晶層
２１ 液晶分子
２２、３２ 配向膜
３３ 支持体（柱状スペーサ）
５０ 液晶パネル
４０、４３ 偏光板
４１、４４ １／４波長版
４２、４５ 光学異方性が負の位相差板（ＮＲ板）
１００ 透過型液晶表示装置
１１０ａ アクティブマトリクス基板
１１０ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板）
１１１ 画素電極
１１４ 開口部
１１５ 壁構造体
１３０ カラーフィルタ層
１３１ 対向電極
１３３ 支持体
２００ 半透過型液晶表示装置
２１０ａ アクティブマトリクス基板
２１０ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板）
２１１ 画素電極
２１１ａ 透明電極
２１１ｂ 反射電極
２１４ 開口部
２１５ 壁構造体
２３０ カラーフィルタ層
２３１ 対向電極
２３２ 透明誘電体層（反射部段差）
２３３ 支持体

Claims (12)

1. 第１基板と、前記第１基板に対向するように設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、
   それぞれが、前記第１基板上に形成された第１電極と、前記第２基板上に形成され第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に設けられた前記液晶層とを含む、複数の画素と、前記複数の画素の周囲に設けられた遮光領域とを有し、
   前記遮光領域の前記第１基板または第２基板上の前記液晶層側に、前記液晶層の厚さを規定する複数の支持体が規則的に配置されており、
   前記液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも１つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも１つの液晶ドメイン内の液晶分子の傾斜方向は前記複数の支持体が有する傾斜側面によって規定されている、液晶表示装置。
2. 前記少なくとも１つの液晶ドメインのそれぞれは、少なくとも４つの支持体の傾斜側面と接している、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１電極は少なくとも１つの開口部を有し、前記少なくとも１つの液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、前記少なくとも１つの開口部内またはその近傍に形成される、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数の支持体が有する前記傾斜側面は、前記第１基板に対して逆テーパ状に傾斜している、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の支持体の前記第１基板面に平行な面における断面形状は、略円形、略楕円形、略菱形、または略十字形状である、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記遮光領域に規則的に配列された壁構造体をさらに有する請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記少なくと１つの液晶ドメインは２つの液晶ドメインを含み、前記少なくとも１つ開口部は２つの開口部を含み、前記２つの液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は前記２つの開口部内またはその近傍に形成される、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記第１電極は、透過領域を規定する透明電極と、反射領域を規定する反射電極とを含む、請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記少なくとも１つの液晶ドメインは、前記透過領域に形成される液晶ドメインと、前記反射領域に形成される液晶ドメインとを含む、請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記少なくとも１つの開口部は、前記透明電極に形成された開口部と、前記反射電極に形成された開口部とを含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１基板および前記第２基板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、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの２軸性光学異方性媒体層をさらに有する、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記第１基板および前記第２基板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さらに有し、前記第１基板および／または前記第２基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも１つの１軸性光学異方性媒体層をさらに有する、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。