JP2001117083A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼き付きが無く、あるいは、迅速かつ的確に
画像を表示する液晶表示装置を提供する。 【解決手段】二つのＩＴＯ透明電極５，１５間に液晶層
１１を有すると共に、ＩＴＯ透明電極１５に誘電体構造
物２１が形成された液晶表示装置であって、ＩＴＯ透明
電極５の上に形成され、液晶層１１及び誘電体構造物２
１のいずれよりも抵抗値が大きいSiN 層４９を備えた液
晶表示装置、あるいは、ＩＴＯ透明電極５のスリット部
４の直下に形成された増設電極５５とを備えたことを特
徴とする液晶表示装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、さらに詳しくは、外部から供給される画像データに
応じて、焼きつきがなく、また、迅速かつ的確に画像を
表示し得る液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、ＭＶＡ（Multi-domain Vertica
l Alignment ）型液晶表示装置の構造を示す断面図であ
る。図１に示されるように、該ＭＶＡ型液晶表示装置
は、ガラス基板３，１７と、ガラス基板３の上に形成さ
れスリット部４を有する画素電極となるＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）透明電極５と、ＩＴＯ透明電極５の上に形
成された配向膜７と、ガラス基板１７の上に形成された
対向電極となるＩＴＯ透明電極１５と、ＩＴＯ透明電極
１５の上に断面が略三角状の突起を成すよう設けられた
誘電体構造物２１と、ＩＴＯ透明電極１５及び誘電体構
造物２１の上に形成された配向膜１３と、一対のガラス
基板３，１７に配向膜７，１３を内面にして挟持され液
晶分子９を含む液晶層１１と、ガラス基板３，１７の外
側にそれぞれ配設される偏光板１、１９とを備える。

【０００３】以上のような構成を有するＭＶＡ型液晶表
示装置においては、後述するようにＩＴＯ透明電極５，
１５間に電圧が印加され、液晶層１１内の液晶分子９が
駆動される。従って、ＩＴＯ透明電極５，１５は駆動電
極とも呼ばれる。なお、ＩＴＯ透明電極１５の液晶層１
１側に設けられた誘電体構造物２１はＩＴＯ透明電極
５，１５間の電界を遮蔽する働きをすると共に、配向膜
１３を介した液晶層１１との境界面の傾斜により液晶分
子９に所望の配向を生じさせる。従って、誘電体構造物
２１が、各画素（表示領域）内の配向を分割する境界に
なる。また、ガラス基板３上においてＩＴＯ透明電極５
が形成されていない領域であるスリット部４も、液晶分
子９の配向の境界になる。

【０００４】図１に示されるように、初期状態において
はＩＴＯ透明電極５，１５間に電圧が印加されず、液晶
層１１に含まれた負の誘電率異方性を有する液晶分子９
は垂直配向される。図２はＩＴＯ透明電極５，１５間に
電圧Ｖonを印加することにより液晶分子９を駆動した状
態を示す図である。また、図３は電圧Ｖon印加時におけ
る誘電体構造物２１の作用によった液晶分子９の配向を
示す図である。

【０００５】図２に示されるように、ＩＴＯ透明電極１
５に土手状の誘電体構造物２１が形成されるため、電圧
Ｖon印加時にＩＴＯ透明電極５，１５間に生成される電
界は垂直方向に対して二方向に傾けられ、図２に示され
た矢印２３のようになる。なお、この電界の方向により
液晶分子９の配向が規定されるが、より具体的には図３
に示されるように誘電体構造物２１の二つの斜面にそれ
ぞれ垂直となる方向に液晶分子９が配向される。

【０００６】従って、例えば図２に示された領域２７に
ついては方向Ｄ１からの視角特性が良く、領域２９につ
いては方向Ｄ２からの視角特性が良いため広い視野角を
得ることができ、誘電体構造物２１間の表示領域は全体
として平均化されて良好な視角特性を示す。なお、領域
２５ではＩＴＯ透明電極５が切れているためにこのスリ
ット部４には電圧がかからず電界の方向が斜めになるた
め、液晶分子９も斜めに配向する。

【０００７】図４は、ＩＴＯ透明電極５，１５間への電
圧印加の有無による液晶分子９の配向の違いを示す斜視
図である。なお、図４（ａ）は電圧を印加しないときの
液晶分子９の配向を示し、図４（ｂ）は電圧を印加した
ときの液晶分子９の配向を示す。また、上記図１から図
３においてはＩＴＯ透明電極５，１５の一方に誘電体構
造物２１が形成されていたが、図４に示されるように、
ＩＴＯ透明電極５，１５の双方の上に誘電体構造物２１
が形成されていても同様な駆動が実現される。

【０００８】すなわち、図４（ａ）に示されるように、
ＩＴＯ透明電極５，１５間へ電圧を印加しない時は表示
領域において液晶分子９が垂直方向に配向され、電圧を
印加した時は表示領域において液晶分子９が誘電体構造
物２１と液晶層１１との境界面に垂直な方向に配向され
る。図５は、従来における実際のＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）方式液晶表示装置の構造を示す断面図であ
る。図５は、図１に示された液晶表示装置のガラス基板
３上に形成されるＴＦＴを含む断面図である。

【０００９】より具体的には、ガラス基板３の上にゲー
ト電極３１と、SiN 層（ゲート絶縁膜）３３が形成さ
れ、さらにその上にチャネル層となるa-Siとコンタクト
層となるｎ⁺ 型a-Si及びチャネル保護膜となるSiNxが順
次堆積された層３５（図示は一層で簡略化してある）
と、ドレイン電極（信号電極）３７と、ソース電極３９
とが形成される。また、それらの上にSiN 層（最終保護
膜）４１と、画素電極となるＩＴＯ透明電極５とが形成
される。

【００１０】また、ガラス基板３と対向するガラス基板
１７には、その内面（液晶層１１側）に、表示領域全面
にわたって形成される対向電極となるＩＴＯ透明電極１
５が形成される。ここで、ゲート電極３１とソース電極
３９との間には、図５に示されるように容量Ｃｇｓが存
在する。

【００１１】図６は図５に示されたＴＦＴ方式液晶表示
装置の等価回路を示し、図７はＴＦＴ方式液晶表示装置
の動作におけるＩＴＯ透明電極５の電位変動を示す図で
ある。 図７に示されるように、時刻Ｔ１でＴＦＴがオ
ン（図６に示されたスイッチＳＷがオン）しＩＴＯ透明
電極５，１５間の液晶層１１に中心電位Ｖｒｅｆに対し
て正極性となるデータ電圧が印加されると、ＩＴＯ透明
電極５の電位は電位Ｖ４から電位Ｖ１へ上昇する。な
お、この時液晶層１１には電荷が蓄積される。

【００１２】その後時刻Ｔ２においてＴＦＴがオフ（ス
イッチＳＷがオフ）になると、ＴＦＴが形成された基板
側のＩＴＯ透明電極５は電気的にフロート状態になる。
そしてさらにこの時、ゲート電極３１の電位降下及び容
量ＣｇｓのカップリングによりＩＴＯ透明電極５の電位
は電位Ｖ２まで低下する。また、時刻Ｔ３においてＴＦ
Ｔがオン（図６に示されたスイッチＳＷがオン）し液晶
層１１に中心電位Ｖｒｅｆに対して負極性となるデータ
電圧が印加されると、ＩＴＯ透明電極５の電位は電位Ｖ
２から電位Ｖ３へ下降する。

【００１３】その後時刻Ｔ４においてＴＦＴがオフ（ス
イッチＳＷがオフ）になると、ＴＦＴが形成された基板
側のＩＴＯ透明電極５は電気的にフロート状態になる。
そしてさらにこの時、ゲート電極３１の電位降下及び容
量ＣｇｓのカップリングによりＩＴＯ透明電極５の電位
は電位Ｖ４まで低下する。ここで、図７の斜線により示
された領域Ｒ１と領域Ｒ２との面積が等しくなる用に、
ＴＦＴに対向する基板上に形成されたＩＴＯ透明電極１
５の電位Ｖｒｅｆを調整して、液晶層１１にＤＣ電圧が
印加されないようにされる（いわゆる、液晶の交流駆
動）。

【００１４】しかしながら、実際においては、液晶層１
１の誘電率あるいは容量がその内部に含まれた液晶分子
の動きのために印加電圧の大きさによって変動し、全て
の駆動電圧（印加電圧）において液晶層１１にＤＣ電圧
がかからないようにすることは難しい。図８は、液晶層
１１へ電圧を印加した時の液晶層１１の誘電率を説明す
る図である。図８に示されるように、例えば液晶層１１
の領域４３では液晶分子９の垂直方向からの傾きは小さ
く、実質的な誘電率が小さい一方で、領域４５において
は液晶分子９の傾きが大きく、実質的な誘電率は大きく
なることがわかる。

【００１５】以上より、液晶層１１内の位置によっても
誘電率が異なるため、より一層全ての駆動電圧において
液晶層１１にＤＣ電圧がかからないようにすることは難
しい。図９は図１に示された従来のＭＶＡ型液晶表示装
置にＤＣ電圧を印加している時の電荷状態を示す図であ
り、図１０は図９に示されたＭＶＡ型液晶表示装置にお
いてＩＴＯ透明電極５，１５間を短絡させた時の電荷状
態を示す図である。

【００１６】図９に示されるように、ＭＶＡ型液晶表示
装置において液晶層１１の抵抗値が低い場合には、液晶
層１１に含まれるイオン４７が配向膜７，１３に吸着さ
れてしまうので、図１０に示されるようにＩＴＯ透明電
極５，１５間を短絡させた場合でも配向膜７，１３に吸
着されたイオン４７が残存してしまう。このことから、
液晶層１１はイオンを含まず抵抗が高いことが必要とさ
れる。

【００１７】またさらに、配向膜７，１３の抵抗値と液
晶層１１の抵抗値とを同等にすることによって、配向膜
７，１３と液晶層１１との間の界面への外部からの充電
電荷の蓄積を防止できる。一方、液晶表示装置の中でも
ＭＶＡ型液晶表示装置は、上記のように、液晶層１１を
構成する液晶材料よりも一桁以上抵抗値が高い材料から
なる土手状の誘電体構造物２１が基板上（配向膜１３の
下）に形成されている点に特徴がある。

【００１８】ここで、一般に電磁気学においては、二つ
の物質が積層され電圧が印加されている場合であって、
該二つの物質において誘電率と抵抗値との積が異なる場
合には、該二つの物質の界面に所定の電荷がたまること
が知られている。従って、図９に示されたＭＶＡ型液晶
表示装置においては、誘電体構造物２１と配向膜１３と
の界面に電荷が蓄積されてしまうという問題が生じる。
また、このＭＶＡ型液晶表示装置においては１×１０¹⁴
Ω・ｃｍ程度の高い抵抗値を有する液晶層１１が使われ
ているため、図１０に示されるように二つのＩＴＯ透明
電極５，１５が短絡された場合においても誘電体構造物
２１と配向膜１３との界面に蓄積された電荷は放電され
ない。このため、この電荷によって画像表示が焼きつい
てしまうという問題がある。

【００１９】また、上記ＭＶＡ型液晶表示装置において
は、液晶層１１に電圧が印加された直後の応答あるいは
低い電圧が印加されている時の応答が遅いという問題も
指摘されてきた。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点を解消するためになされたものであり、焼き付きのな
い液晶表示装置、また、迅速かつ的確に画像を表示する
液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、二つの電
極間に液晶層を有すると共に、少なくとも一方の電極の
上に誘電体構造物が形成された液晶表示装置であって、
少なくとも一方の電極の上に形成され、液晶層及び誘電
体構造物のいずれよりも抵抗値が大きい抵抗層を備えた
ことを特徴とする液晶表示装置を提供することにより達
成される。

【００２２】なお、上記において誘電体構造物は少なく
とも一方の電極の上に形成されるが、ここで上とは液晶
層側であることを意味する。このような手段によれば、
二つの電極間に印加される直流電圧の大部分を抵抗層に
かけることができ、誘電体構造物と液晶層との界面にお
ける電荷の蓄積を回避することができる。

【００２３】また、二つの電極の内、一方は薄膜トラン
ジスタ基板に形成され他方は対向基板に形成され、薄膜
トランジスタ基板に形成された電極に設けられたスリッ
ト部と、スリット部に埋設された増設電極とをさらに備
えたものとすることができる。このような手段によれ
ば、さらに、所望の電界を液晶層内に生成することがで
き、液晶層に含まれた液晶分子の印加電圧に対する応答
性を改善することができる。

【００２４】また、上記誘電体構造物は、液晶層の方へ
突き出るように電極上に設けられ、液晶層との接触面の
一部が斜面とされた誘電体の突起とすることができる。
また、本発明の目的は、一対の基板間に封入された液晶
層と、一対の基板の異なる基板上にそれぞれ形成されて
液晶層に電圧を印加する電極と、電極に電圧を供給する
バスラインを有する液晶表示装置であって、電極の一方
に形成されたスリット部と、スリット部に埋設された増
設電極とを備えたことを特徴とする液晶表示装置を提供
することにより達成される。

【００２５】このような手段によれば、液晶層内に所望
の電界を生成することができ、液晶層に含まれた液晶分
子の印加電圧に対する応答性を改善することができる。
上記液晶表示装置において、スリット部を有する電極に
対向する基板は、電極の上に、液晶層の方へ突き出るよ
うに設けられ液晶層との接触面の一部が斜面とされた誘
電体の突起をさらに備えたものとすることができる。

【００２６】また、上記液晶表示装置は、上記スリット
部を有する電極が形成された基板に薄膜トランジスタを
さらに備えたものとすることができる。また、上記液晶
表示装置の増設電極の電位は、スリット部を有する電極
に対向する他方の電極の電位と等しいものとすることが
できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符
号は同一または相当部分を示す。 ［実施の形態１］図１１は、本発明の実施の形態１に係
るＭＶＡ型液晶表示装置の構造を示す断面図である。図
１１に示されるように、本実施の形態に係るＭＶＡ型液
晶表示装置は、ＴＦＴ方式であって、かつ図１に示され
た従来のＭＶＡ型液晶表示装置と同様な構成を有する
が、ＩＴＯ透明電極５と配向膜７との間に誘電体物質で
あるSiN 層４９が形成されている点で相違するものであ
る。

【００２８】ここで、SiN 層４９の抵抗値や比抵抗は、
それぞれ液晶層１１や誘電体構造物２１の抵抗値や比抵
抗に比べて大きく、比抵抗は１×１０¹⁶〜１×１０¹⁷Ω
・ｃｍ程度とされる。なお、液晶層１１や配向膜７，１
３の比抵抗は共に１×１０¹²〜１×１０¹³Ω・ｃｍ程度
とされ、１×１０¹³Ω・ｃｍ以下で特に上記画像表示の
焼き付きが低減される。

【００２９】また、配向膜７，１３はポリイミド、ポリ
アミック酸あるいはこれらを組み合わせたものからな
り、誘電体構造物２１はポジ型あるいはネガ型のレジス
ト、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂からなる。
そして、該誘電体構造物２１の比抵抗は１×１０¹⁵Ω・
ｃｍ程度とされるが、一般的には無機材料であるSiN に
比べて低い値である。さらに、液晶層１１は抵抗値の低
いＣＮ系の液晶を含むものとされる。

【００３０】上記のような構造を有するＭＶＡ型液晶表
示装置において、図１１に示されるようにＩＴＯ透明電
極５，１５間にＤＣ電圧を印加すると、SiN 層４９の抵
抗値が誘電体構造物２１の抵抗値と比べて桁違いに大き
いため、該ＤＣ電圧はほぼ全てSiN 層４９にかかり誘電
体構造物２１と配向膜１３との界面にはほとんど電荷は
溜まらない。これにより、液晶表示装置における電荷分
布は均一になる。

【００３１】また、該ＤＣ電圧はほぼ全てSiN 層４９に
かかることから配向膜７，１３へのイオン４７の吸着も
生じないため、液晶層１１にはイオンがある程度含まれ
ていても良く、抵抗値が低い材料を用いることが可能と
なる。図１２は、図１１に示されたＭＶＡ型液晶表示装
置において直流電圧印加後にＩＴＯ透明電極５，１５を
短絡した時の状態を示す図である。図１２に示されるよ
うに、電圧印加後にＩＴＯ透明電極５，１５を短絡した
時はマイナスの電荷がＩＴＯ電極１５に移動すると共
に、プラスの電荷がSiN 層４９と配向膜７との界面に溜
まる。しかしながら、これらの残留電荷は液晶層１１及
び配向膜７，１３の抵抗値が低いため短時間で放電さ
れ、画像の焼き付きが回避される。

【００３２】図１３は、液晶層１１の光透過率から算出
された焼き付き率と、SiN 層４９における比抵抗の液晶
層１１や配向膜７，１３における比抵抗に対する比との
関係を示す図である。図１３に示されるように、SiN 層
４９における比抵抗が液晶層１１や配向膜７，１３にお
ける比抵抗より大きいほど焼き付き率は減少し、該比が
１０以上で特に顕著な効果を生じることが分かる。即
ち、該比が１の時には焼き付き率が１０％であるが、比
が１０になると焼き付き率は３％にまで減少する。従っ
て、SiN 層４９における比抵抗は液晶層１１や配向膜
７，１３における比抵抗に対して１０倍以上とするのが
有効である。

【００３３】次に、図１４を参照して本実施の形態に係
るSiN 層４９の形成方法について説明する。ここで、図
１４（ａ）に従来のＴＦＴ方式液晶表示装置の構造が示
されるが、この図において従来はSiN 層４１をパターニ
ングした後にＩＴＯ透明電極５が形成されていた。これ
に対し、本実施の形態に係る液晶表示装置においては、
図１４（ｂ）に示されるように、先にＩＴＯ透明電極５
が形成された後その上にSiN 層４９が形成される。

【００３４】このような方法によれば、ＩＴＯ透明電極
５とSiN 層４１との形成順序を変えるだけで図１１に示
されたSiN 層４９を設けることができ、新たな製造工程
を増やす必要もない。以上より、本発明の実施の形態１
に係るＭＶＡ型液晶表示装置によれば、印加電圧の直流
成分による誘電体構造物２１と配向膜１３との界面にお
ける電荷の蓄積を回避して、画像の焼き付きを容易に防
止することができる。 ［実施の形態２］図１５は、本発明の実施の形態２に係
るＭＶＡ型液晶表示装置の構造を示す図である。図１５
に示されるように、実施の形態２に係るＭＶＡ型液晶表
示装置は実施の形態１に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同
様な構造を有するが、対向基板１７のＩＴＯ透明電極１
５上にさらにSiN 層５１が形成されている点で相違する
ものである。

【００３５】このような構造を有するＭＶＡ型液晶表示
装置においても、印加電圧の直流成分がSiN 層５１，４
９だけにかかるようにできるため、上記実施の形態１に
係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様に、誘電体構造物２１
と配向膜１３との界面における電荷の蓄積を回避して、
画像の焼き付きを防止することができる。なお、図１５
に示されるように、本実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表
示装置における誘電体構造物２１は、SiN 層５１の上に
形成しても下に形成しても同様の効果を得ることができ
る。

【００３６】また、対向基板１７側だけにSiN 層５１を
形成することによっても、本実施の形態に係るＭＶＡ型
液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。 ［実施の形態３］図１６は、本発明の実施の形態３に係
るＭＶＡ型液晶表示装置の構造を示す図である。図１６
に示されるように、実施の形態３に係るＭＶＡ型液晶表
示装置は図１１に示された実施の形態１に係るＭＶＡ型
液晶表示装置と同様な構造を有するが、ＴＦＴ基板３の
ＩＴＯ透明電極５上にスリット部４の代わりに誘電体構
造物５３が形成されている点で相違するものである。

【００３７】ここで、スリット部４と誘電体構造物５３
とは、液晶層１１内の電界を図２に示されるように斜向
させることにより液晶分子を異なる方向に配向させる手
段である点で共通するものである。従って、図１６に示
された構造を有するＭＶＡ型液晶表示装置においても、
上記実施の形態１に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様
に、誘電体構造物２１と配向膜１３との界面における電
荷の蓄積を回避して、画像の焼き付きを防止することが
できる。

【００３８】なお、ＴＦＴ基板３側だけに誘電体構造物
５３を形成することによっても、本実施の形態１及び２
に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様の効果を得ることが
できる。 ［実施の形態４］上記のように、ＭＶＡ型液晶表示装置
においては、液晶層１１に電圧が印加された直後の応答
あるいは低い電圧が印加されている時の応答が遅いとい
う問題がある。

【００３９】ここで図１７は、従来のＭＶＡ型液晶表示
装置における該応答の計算結果を示した図である。な
お、この図においては中間調を表示する３Ｖを印加した
時の様子が示され、図１７（ａ）には液晶層１１内の等
電位線が、図１７（ｂ）には液晶層１１内の各位置にお
ける光透過率がそれぞれ示される。そして、図１７
（ｂ）に示されるように、例えば電圧印加後４０ｍｓ経
過した時点での透過率は、飽和値に比してかなり小さい
値となっていることがわかる。

【００４０】これは、電圧印加直後においては、図１７
（ｂ）に示された位置Ｃのような表示領域中央で電界
（図示していない）の向きが完全にガラス基板３，１７
に対して垂直となるため、液晶分子９が傾く方向を見出
せない状態であることが原因である。しかしながら、電
圧印加後しばらく時間が経過すると図１７（ｂ）に示さ
れた位置Ｂの配向の境界領域に近い部分における液晶分
子９の応答により電界の向きが変化して表示領域中央の
液晶分子９も応答するが、なおも応答時間は遅いものと
なっている。

【００４１】そこで、以下においてはこのような応答速
度の遅さを製造工程を増やすことなく改善できるＭＶＡ
型液晶表示装置について説明する。図１８は、本発明の
実施の形態４に係るＭＶＡ型液晶表示装置の構成と動作
を示す図である。なお、図１８も図１７と同様な条件下
での計算結果を示す図であり、図１８（ａ）には液晶層
１１内の等電位線が、図１８（ｂ）には液晶層１１内の
各位置における光透過率がそれぞれ示される。

【００４２】図１８（ａ）に示されるように、本実施の
形態に係るＭＶＡ型液晶表示装置は、ＴＦＴ基板３に形
成されたＩＴＯ透明電極５のスリット部４の直下に増設
電極５５が備えられた点に特徴がある。なお、この増設
電極５はデータ電圧を保持するための補助容量形成用の
コモン電極、あるいはＴＦＴのゲート電極３１を形成す
るための層と連設されるが、この点については後述す
る。

【００４３】このような構成をとるＭＶＡ型液晶表示装
置によれば、図１８（ｂ）に示されるように、電圧印加
後２０ｍｓで既に従来の装置における４０ｍｓ後の透過
率に達することがわかる。なお、６０ｍｓ後の透過率は
従来の装置における値と同等であることから、本実施の
形態に係るＭＶＡ型液晶表示装置は、電圧印加後の初期
応答速度を改善したものといえる。

【００４４】ここで、初期応答速度が改善される理由
は、増設電極５５とＴＦＴ基板３に設けられたＩＴＯ透
明電極５との間に生成される斜め電界の影響である。す
なわち、この増設電極５５によって生成される非対称の
電界が表示領域全体の液晶分子９に最初から印加される
ため、データ電圧の印加直後から液晶分子９の傾く方向
が規定される。これによりデータ電圧印加直後より液晶
分子９が配向するため、初期の応答速度が改善される。

【００４５】また別の言い方をすれば、図１７（ａ）に
示されたＩＴＯ透明電極５のスリット部分における等電
位線のくびれを、図１８（ａ）に示されるように増設電
極５５を備えることによってより大きくすることで、ス
リット部近傍の液晶分子９の動く方向をより確実に規定
したこととなる。次に、本実施の形態に係るＭＶＡ型液
晶表示装置の製造方法について説明する。

【００４６】最初に図５等に示されたＴＦＴのゲート電
極３１と、補助容量Ｃｓ形成用の補助容量（Ｃｓ）電極
６１及び表示領域におけるストライプ状の増設電極５５
が形成される。ここで、補助容量Ｃｓと増設電極５５と
について説明する。図１９は、本実施の形態４に係るＭ
ＶＡ型液晶表示装置において補助容量の働きを説明する
ための図であり、図１９（ａ）は断面構造を示し、図１
９（ｂ）はその等価回路を示す。図１９（ａ）に示され
るように、ＩＴＯ透明電極５，１５間に容量Ｌｃが存在
し、さらに増設電極５５を備えることによってＩＴＯ透
明電極５と増設電極５５との間に補助容量Ｃｓが形成さ
れる。

【００４７】そして、図１９（ｂ）に示されるようにＴ
ＦＴ５７がオンされることによりデータ電圧が容量Ｌｃ
に印加されたとき、容量Ｌｃと並列接続された補助容量
Ｃｓにも同時にデータ電圧が印加され、データの保持が
図られる。図２０は、上記のような補助容量Ｃｓを形成
するための補助容量（Ｃｓ）電極６１及び増設電極５５
のレイアウトを示す平面図である。図２０に示されるよ
うに、増設電極５５は、従来の補助容量（Ｃｓ）電極６
１をストライプ状に表示領域へさらに分岐させることに
より形成される。なおここで、補助容量（Ｃｓ）電極６
１の代わりにＴＦＴ５７のゲート電極３１を接続するゲ
ートバスライン６０を表示領域に同様に分岐させること
によって増設電極５５を形成しても良い。また、図２０
についてさらに付言すれば、ＴＦＴ５７へはデータバス
ライン５９を介してデータが供給される。

【００４８】なお、上記ゲート電極３１（あるいは６
０）と補助容量（Ｃｓ）電極６１、及び増設電極５５の
材質としてはクロム、アルミニウム、チタン、モリブデ
ン等、あるいはそれらの積層膜などが用いられる。次
に、増設電極５５及びゲートバスライン６０の上に窒化
シリコンからなるゲート絶縁膜３３が形成され、さらに
ＴＦＴ５７を構成するa-Si層とn ⁺ 型a-Si層とが形成さ
れてパターニングされる。そして、次にＴＦＴ５７のソ
ース電極３９が形成された後パターニングされる。ま
た、さらに最終保護膜４１が形成された後パターニング
され、最後にＩＴＯ透明電極５が形成される。ここで、
図２０に示されるように、このＩＴＯ透明電極５には増
設電極５５の直上にストライプ状のスリット部４が形成
される。従って、平面的には増設電極５５とスリット部
４とは同じ位置に形成されることになる。なお、図２０
において、ＩＴＯ透明電極（画素電極）５は、画素内で
スリット部４により分断されているように見えるが、実
際には一つの画素内の画素電極５は図示されない接続部
等が設けられ、電気的に接続されている。

【００４９】次に、対向基板１７側の製造方法について
は、まずＩＴＯ透明電極１５が全面に形成され、ＴＦＴ
基板３上のスリット部４とスリット部４との間の直上
に、スリット部４と平行にレジスト材からなる土手状の
誘電体構造物２１が形成される。なお、この誘電体構造
物２１の高さは約１μｍから３μｍ程度とされる。そし
て、これらのＴＦＴ基板３と対向基板１７とはプラスチ
ックスペーサを用いて間隙が保たれる。またＴＦＴ基板
３と対向基板１７とには、垂直配向性を示しポリイミド
やポリアミック酸等からなる配向膜７，１３が印刷され
る。

【００５０】さらに、液晶層１１を構成する液晶として
は誘電率の異方性が負のものを用い、液晶セルの厚さｄ
と屈折率ｎとの積Δｎｄは0.2 μｍから0.5 μｍまでの
範囲に設定される。また、上記において対向基板１７に
形成されたＩＴＯ電極１５と増設電極５５とは共に基準
となる電位Ｖｒｅｆとされ、ＴＦＴ基板３に形成された
ＩＴＯ透明電極５に交流電圧が印加される。なおここで
図７に示されるように、液晶層１１に印加される電圧が
基準となる電位Ｖｒｅｆに対して対称となるよう、ＴＦ
Ｔ５７での電圧降下を考慮したうえ電位Ｖｒｅｆが調整
される。

【００５１】このように、対向基板１７に形成されたＩ
ＴＯ電極１５と増設電極５５とを同一電位にすることに
より、ＩＴＯ電極１５と増設電極５５との間に生じる電
界を回避し液晶分子９の配向制御におけるオフセットを
回避することができる。なお、上記オフセットを考慮し
た上でＩＴＯ透明電極５に印加する電圧を調整すること
とすれば、対向基板１７に形成されたＩＴＯ電極１５と
増設電極５５とを同一電位としないことも可能である。 ［実施の形態５］図２１は、本発明の実施の形態５に係
るＭＶＡ型液晶表示装置の構造を示す断面図である。本
実施の形態５に係るＭＶＡ型液晶表示装置は、上記実施
の形態４に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様な構造を有
するが、増設電極５５の構造において相違するものであ
る。

【００５２】即ち、図１８に示した上記実施の形態４に
係るＭＶＡ型液晶表示装置においては、ＴＦＴ基板３上
に形成されたＩＴＯ透明電極５のスリット部４と増設電
極５５とは平面上のレイアウトについて同一の位置に形
成されるとしたが、完全に同一の位置に形成することは
量産を行う場合などにおいて困難である。そこで、本実
施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示装置においては、図２
１に示されるように、増設電極５５の幅がＩＴＯ透明電
極５のスリット部４の幅より狭くされ、かつ、増設電極
５５の両縁部の射影は共にスリット部４の内側に位置さ
れる。尚、好適には、図２１において、幅Ｗ１と幅Ｗ２
とは共に正の同じ値とされる。

【００５３】このような構造によれば、上記実施の形態
４に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様な効果を奏しつ
つ、全表示領域に対する光透過領域の面積比（開口率）
を向上させることができる。 ［実施の形態６］図２２は、本発明の実施の形態６に係
るＭＶＡ型液晶表示装置の構造を示す断面図である。本
実施の形態６に係るＭＶＡ型液晶表示装置は、上記実施
の形態４に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様な構造を有
するが、増設電極５５の構造において相違するものであ
る。

【００５４】すなわち、上記のようにＴＦＴ基板３上に
形成されたＩＴＯ透明電極５のスリット部４と増設電極
５５とは、完全に同一の位置に形成することが実際上困
難であるが、上記実施の形態５に係るＭＶＡ型液晶表示
装置において、例えば実際に製造した結果図２１に示さ
れた幅Ｗ１が幅Ｗ２より狭くなる場合には、ＩＴＯ透明
電極５との距離がより大きい幅Ｗ２直上の液晶分子９の
応答速度が、幅Ｗ１直上の液晶分子９の応答速度に対し
て遅くなるという現象が生じる場合がある。

【００５５】従って、本実施の形態に係るＭＶＡ型液晶
表示装置においては、図２２に示されるように、増設電
極５５の幅がＩＴＯ透明電極５のスリット部４の幅より
広くされ、増設電極５５の両縁部の射影は共にスリット
部４の外側に位置される。このような構造によれば、上
記実施の形態４に係るＭＶＡ型液晶表示装置と同様な効
果を奏しつつ、製造工程においてＩＴＯ透明電極５に形
成されるスリット部４の位置が図２２に示された範囲６
３内においてずれた場合であっても、設計上の開口率を
変化させることはなく、かつ、増設電極５５を備えたこ
とによる効果を確実に担保することができる。

【００５６】なお、上記のようなスリット部４の位置と
増設電極５５との間の位置ズレは一般的に１μｍ程度以
内である。このため、増設電極５５の幅はスリット部４
の幅に対して２μｍ程度広くすることが有効である。従
って、例えばスリット部４の幅が１０μｍである場合に
は、増設電極５５の幅は１２μｍとすると良い。なお、
本発明の実施の形態に係るいずれのＭＶＡ型液晶表示装
置においても、一例として、スリット部４とスリット部
４との間隔は５０μｍとされ、誘電体構造物２１の幅は
１０μｍとされ、誘電体構造物２１とスリット部４との
平面上の距離は２０μｍとされる。 ［実施の形態７］図２３は、本発明の実施の形態７に係
るＭＶＡ型液晶表示装置の構造を示す断面図である。図
２３に示されるように、本実施の形態に係るＭＶＡ型液
晶表示装置は、上記実施の形態１に係るSiN 層４９と上
記実施の形態４に係る増設電極５５とをともに備えたも
のである。

【００５７】このようなＭＶＡ型液晶表示装置によれ
ば、印加電圧による誘電体構造物２１と配向膜１３との
界面における電荷の蓄積を回避して、画像の焼き付きを
容易に防止することができると共に、電圧印加後の初期
応答速度を向上させることができる。最後に、本発明に
係る手段について付記する。 （１）二つの電極間に液晶層を有すると共に、少なくと
も一方の電極の上に誘電体構造物が形成された液晶表示
装置であって、少なくとも一方の電極の上に形成され、
液晶層及び誘電体構造物のいずれよりも抵抗値が大きい
抵抗層を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 （２）抵抗層は窒化シリコンからなる（１）に記載の液
晶表示装置。 （３）駆動電極の上に形成された配向膜層をさらに備
え、抵抗層の比抵抗は、液晶層と配向膜層のいずれの比
抵抗に対しても１０倍以上の大きさである（１）に記載
の液晶表示装置。 （４）駆動電極の上に形成された配向膜層をさらに備
え、液晶層と配向膜層のいずれの比抵抗も１×１０¹³Ω
・ｃｍ以下である（１）に記載の液晶表示装置。 （５）一対の基板間に封入された液晶層と、一対の基板
の異なる基板上に形成されて液晶層に電圧を印加する二
つの電極と、電極に電圧を供給するバスラインを有する
液晶表示装置であって、電極の一方に形成されたスリッ
ト部と、スリット部に埋設された増設電極とを備えたこ
とを特徴とする液晶表示装置。 （６）スリット部を有する電極が形成された基板は、薄
膜トランジスタをさらに備えた（５）に記載の液晶表示
装置。 （７）増設電極の電位は、スリット部を有する電極に対
向する他方の電極の電位と等しい（５）または（６）に
記載の液晶表示装置。 （８）液晶層に印加された電圧を保持するための容量電
極をさらに備え、増設電極は、薄膜トランジスタのゲー
トあるいは容量電極と連設された（７）に記載の液晶表
示装置。 （９）増設電極の両縁部の射影は共にスリット部の内側
に位置し、あるいは共にスリット部の外側に位置する
（５）に記載の液晶表示装置。 （１０）増設電極の幅はスリット部の幅より広い（５）
または（６）に記載の液晶表示装置。 （１１）増設電極の幅はスリット部の幅より狭い（５）
または（６）に記載の液晶表示装置。

【００５８】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば印加電圧を
抵抗層だけにかけることができるため、液晶表示装置に
おける画像の焼きつき現象を緩和させることができる。
また、本発明によれば液晶層内に所望の電界を生成する
ことができるため、画像表示速度を改善することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来において広く用いられつつあるＭＶＡ（Mu
lti-domain Vertical Alignment ）型液晶表示装置の構
造を示す断面図である。

【図２】ＩＴＯ透明電極間に電圧を印加することにより
液晶分子を駆動した状態を示す図である。

【図３】電圧印加時における誘電体構造物の作用によっ
た液晶分子の配向を示す図である。

【図４】ＩＴＯ透明電極間への電圧印加の有無による液
晶分子の配向の違いを示す斜視図である。

【図５】従来における実際のＴＦＴ（Thin Film Transi
stor）方式液晶表示装置の構造を示す断面図である。

【図６】図５に示されたＴＦＴ方式液晶表示装置の等価
回路を示す図である。

【図７】ＴＦＴ方式液晶表示装置の動作におけるＩＴＯ
透明電極の電位変動を示す図である。

【図８】液晶層へ電圧を印加した時の液晶層の誘電率を
説明する図である。

【図９】図１に示された従来のＭＶＡ型液晶表示装置に
ＤＣ電圧を印加している時の電荷状態を示す図である。

【図１０】図９に示されたＭＶＡ型液晶表示装置におい
てＩＴＯ透明電極間を短絡させた時の電荷状態を示す図
である。

【図１１】本発明の実施の形態１に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構造を示す断面図である。

【図１２】図１１に示されたＭＶＡ型液晶表示装置にお
いて電圧印加後にＩＴＯ透明電極を短絡した時の状態を
示す図である。

【図１３】液晶層の光透過率から算出された焼き付き率
と、SiN 層における比抵抗の液晶層や配向膜における比
抵抗に対する比との関係を示す図である。

【図１４】本発明の実施の形態１に係るSiN 層の形成方
法を説明するための図である。

【図１５】本発明の実施の形態２に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構造を示す図である。

【図１６】本発明の実施の形態３に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構造を示す図である。

【図１７】従来のＭＶＡ型液晶表示装置における該応答
の計算結果を示した図である。

【図１８】本発明の実施の形態４に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構成と動作を示す図である。

【図１９】本発明の実施の形態４に係るＭＶＡ型液晶表
示装置において補助容量の働きを説明するための図であ
る。

【図２０】補助容量を形成するためのコモン電極及び増
設電極のレイアウトを示す平面図である。

【図２１】本発明の実施の形態５に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構造を示す断面図である。

【図２２】本発明の実施の形態６に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構造を示す断面図である。

【図２３】本発明の実施の形態７に係るＭＶＡ型液晶表
示装置の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 偏光板 ３ ガラス基板（ＴＦＴ基板） ４ スリット部 ５ ＩＴＯ透明電極 ７ 配向膜 ９ 液晶分子 １１ 液晶層 １３ 配向膜 １５ ＩＴＯ透明電極 １７ ガラス基板（対向基板） １９ 偏光板 ２１，５３ 誘電体構造物 ３１ ゲート電極 ３３ SiN 層（ゲート絶縁膜） ３５ 層 ３７ ドレイン電極（信号電極） ３９ ソース電極 ４１，４９，５１ SiN 層（最終保護膜） ４７ イオン ５５ 増設電極 ５７ ＴＦＴ ５９ データバスライン ６０ ゲートバスライン ６１ 補助容量（Ｃｓ）電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹林 貴 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 仲西 洋平 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H090 HA03 HA08 HB04X HB08Y HD07 JA03 JA05 JC03 KA04 LA01 LA04 MA01 MA07 MA15 2H092 GA17 JA24 JB05 JB13 JB56 NA04 NA25 PA02 QA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの電極間に液晶層を有すると共に、
   少なくとも一方の前記電極の上に誘電体構造物が形成さ
   れた液晶表示装置であって、 少なくとも一方の前記電極の上に形成され、前記液晶層
   及び前記誘電体構造物のいずれよりも抵抗値が大きい抵
   抗層を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記二つの電極の内、一方は薄膜トラン
   ジスタ基板に形成され他方は対向基板に形成され、 前記薄膜トランジスタ基板に形成された前記電極に設け
   られたスリット部と、前記スリット部に埋設された増設
   電極とをさらに備えた請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記誘電体構造物は、前記液晶層の方へ
   突き出るように前記電極上に設けられ、前記液晶層との
   接触面の一部が斜面とされた誘電体の突起である請求項
   １に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 一対の基板間に封入された液晶層と、前
   記一対の基板の異なる基板上にそれぞれ形成されて前記
   液晶層に電圧を印加する電極と、前記電極に電圧を供給
   するバスラインを有する液晶表示装置であって、 前記電極の一方に形成されたスリット部と、 前記スリット部に埋設された増設電極とを備えたことを
   特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記スリット部を有する前記電極に対向
   する前記基板は、前記電極の上に、液晶層の方へ突き出
   るように設けられ前記液晶層との接触面の一部が斜面と
   された誘電体の突起をさらに備えた請求項４に記載の液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記スリット部を有する前記電極が形成
   された前記基板は、薄膜トランジスタをさらに備えた請
   求項４に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記増設電極の電位は、前記スリット部
   を有する前記電極に対向する他方の前記電極の電位と等
   しい請求項４または６に記載の液晶表示装置。