JP2001354968A - アクティブ・マトリクス型液晶表示装置およびその液晶組成物質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】直流電圧の印加後に残存する残像を抑制するア
クティブ・マトリクス型液晶表示装置を提供。 【解決手段】液晶層に負の誘電率異方性を有するととも
に分子短軸方向のみに解離性の基を持ち、且つ分子軸方
向の両末端にアルキル基またはアルコキシ基である下記
構造を有するドーパントを含ませた。 （式中、Ｙ_１：ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２、−ＮＨ_２、−
ＯＨ、−ＮＨＲ、−ＮＲ_２ Ｙ_２、Ｙ_３、Ｙ_４：水素、Ｆ、ＣＮ、ＣＯＯＨ、−ＣＯ
ＮＨ、−ＮＨ_２、−ＯＨ Ｘ_１、Ｘ_２：単結合、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−
ＣＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｏ
ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ− Ａ_１、Ａ_１：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 Ｒ_１、Ｒ_２：アルキル基或いはアルコシキ基）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、いわゆるインプレーン・スイッチング方式と称され
るアクティブ・マトリクス型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一対の基板間に挟持さ
れた液晶層の液晶分子に電界を印加して液晶の配向方向
を変化させ、それにより生じる液晶層の光学変化を利用
して表示を行う。

【０００３】従来のアクティブ・マトリクス型液晶表示
装置は、液晶に印加する電界の方向が液晶を挟持する基
板面にほぼ垂直な方向に設定され、液晶層の光旋光性を
利用して表示を行うツイステッドネマチック（ＴＮ）表
示方式に代表される。

【０００４】一方、櫛歯電極を用い、液晶に印加する電
界の方向を基板面にほぼ平行とし、液晶の複屈折性を用
いて表示を行うインプレーン・スイッチング方式（In-P
laneSwitching：ＩＰＳ）の液晶表示装置が、特公昭６
３−２１９０７号公報、米国特許第４３４５２４９号、
ＷＯ９１／１０９３６、特開平６−１６０８７８号公報
等により提案されている。

【０００５】このインプレーン・スイッチング方式は従
来のＴＮ方式に比べて広視野角、低負荷容量等の利点が
あり、ＴＮ方式に替わる新たなアクティブ・マトリクス
型液晶表示装置として近年急速に進歩している技術であ
る。

【０００６】ＩＰＳ方式においては、ジャーナル オブ
アプライド フィジクス、１９９７，Ｖol.８２，Ｎ
o.２，第５２８頁〜第５３５頁(M. Oh−e, M. Yoneya,a
nd K.Kondo, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，１９９７，
Ｖol.８２，Ｎo.４，５２８−５３５）に明らかにされ
ているように、液晶が負の誘電異方性を有する場合に、
正の誘電異方性の液晶に比べ、より完全なイン−プレー
ン・スイッチングを実現することができる。なお、負の
誘電率異方性を有する液晶は、液晶分子の長軸方向の誘
電率に対し、それと直交する短軸方向の誘電率の方が大
きく、また、正の誘電率異方性を有する液晶は、液晶分
子の長軸方向の誘電率に対し、それと直交する短軸方向
の誘電率の方が小さい。

【０００７】かかる完全なイン−プレーン・スイッチン
グの実現は、中間調を含めた液晶表示装置の視野角拡大
をより完全なものとする。従って、ＩＰＳ方式におい
て、使用する液晶について、上記観点からは負の誘電異
方性を有する液晶が好ましい。

【０００８】上述のＩＰＳ方式では上記対となる基板の
一方の表面内に設けられたストライプ状の不透明金属櫛
歯電極を用いている。

【０００９】しかし最近、櫛歯電極を不透明金属電極に
代えてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）な
どの透明導電物質により形成し、またこの櫛歯電極の配
置のピッチを従来のＩＰＳ方式より短いピッチで配置
し、さらに誘電率異方性が負の液晶材料を用いることに
より、櫛歯電極の縁部分に形成される電界のみでもこの
透明櫛歯電極の上部に存在する液晶のすべてを配向変化
させることが出来るようにして、透過率及び開口率を改
善するＩＰＳ方式の一種が提案されている。

【００１０】上記提案にかかる文献は、例えば「Ｓ．
Ｈ．Ｌｅｅ，Ｓ．Ｌ．Ｌｅｅ ａｎｄＨ．Ｙ．Ｋｉｍ，
アジアディスプレイ，１９９８，ｐｐ．３７１−３７
４」及び「Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅ，Ｓ．Ｌ．Ｌｅｅ，Ｈ．Ｙ．
Ｋｉｍ ａｎｄＴ．Ｙ．Ｅｏｍ，ＳＩＤ ｄｉｇｅｓ
ｔ，１９９９，ｐｐ．２０２−２０５」を挙げることが
できる。

【００１１】上記文献では、誘電率異方性が負の液晶材
料と短ピッチ透明櫛歯電極を組み合わせたＩＰＳ方式で
は、ＴＮ方式に近い透過率がＩＰＳ方式と同等の広視野
角特性を保ったまま可能となることが報告されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置において
は、直流電圧が重畳された液晶駆動電圧波形が液晶層に
印加された場合、その直流電圧を除いても液晶層中に直
流電圧（直流オフセット電圧）が残留することが知られ
ている。

【００１３】そして、松本正一編著「液晶ディスプレイ
技術」産業図書株式会社発行（１９９６）の第２章の第
７０頁〜第７３頁に論じられているように、アクティブ
・マトリクス型液晶表示装置では通常の液晶駆動におい
ても、直流電圧の重畳された駆動電圧波形が液晶層に印
加されることは液晶表示装置のアクティブ駆動素子の構
造上起こりえて、階調表示を行う場合など、直流電圧の
重畳現象を完全に防止することは困難である。このよう
な現象は従来のＴＮ方式及びＩＰＳ方式の何れにも共通
する。

【００１４】上記の残留した直流電圧はＴＮ方式かＩＰ
Ｓ方式かに関わらず、液晶表示装置での輝度に影響し、
直流電圧が印加された部分とされない部分との間、若し
くは印加直流電圧の強度が異なる部分間で輝度差を生じ
させる。

【００１５】よって、例えば、通常の駆動条件で文字や
図形を長時間表示した場合、表示を消去した後でも、先
に表示した文字や図形がしばらくの間表示されるという
現象を発生させることになる。

【００１６】その結果、表示の均一性は損なわれる。こ
のような現象は液晶表示装置における「残像」と呼ばれ
ており、発現後時間の経過とともに徐々に強度は弱くな
って最終的には消失するものの、人の目に見えなくなる
までに３０分間以上も時間がかかる場合がある。

【００１７】直流電圧が印加された場合に液晶層に直流
のオフセット電圧が残留する機構については、信学技報
ＥＩＤ９６−８９（１９９７−０１）の第２９頁〜第３
４頁により、従来ＴＮ方式を例にとって、液晶層中のイ
オンの挙動によって説明するモデルが提案されている。

【００１８】このモデルによれば、液晶層中に残留する
直流電圧の原因として配向膜に充電された直流電圧と、
イオンの液晶配向用配向膜への吸着を考える。そして、
数分程度の直流電圧の残留は配向膜の充電と緩和に起因
し、それ以上の非常に長い直流電圧の残留はイオンの配
向膜への吸着が原因であると結論している。

【００１９】ＩＰＳ方式では、ＴＮ方式に比べて残像の
発生が比較的多い。ＴＮ方式の場合、画素電極と対向電
極の間には液晶配向制御層と液晶層しか存在せず、電界
は画素電極、液晶配向制御層、液晶層、液晶配向制御
層、対向電極の順にかかる。

【００２０】一方、ＩＰＳ方式の場合、画素電極及び対
向電極の間に液晶層と液晶配向制御層の他に絶縁膜を持
ち、電界は画素電極、液晶配向制御層、液晶層、液晶配
向制御層、絶縁膜、対向電極の順にかかる。

【００２１】つまり、ＴＮ方式の場合、直流電圧の残留
は配向膜のみを考えればよいが、ＩＰＳ方式の場合、配
向膜と絶縁膜の充電と緩和があるため、ＴＮ方式に比べ
て残像が発生し易いと考えられる。

【００２２】ＴＮ方式の場合でも画素電極または対向電
極の上に絶縁層を配置し、電界のかかる画素電極と対向
電極の間に絶縁層をはさんだ場合には、残像が発生し易
い。

【００２３】しかし、画素電極と対向電極の上の部分に
ある絶縁膜に孔をあけて画素電極、液晶配向制御層、液
晶層、液晶配向制御層、対向電極の順に電界がかかるよ
うにしてやれば、残像の発生を抑制することができる。

【００２４】配向膜の充電とその緩和に起因する直流電
圧の残留現象に対しては、特開平７−１５９７８６号公
報により、配向膜及び液晶の誘電率と比抵抗を最適化す
ることによって抑制する方法が提案されている。配向膜
と絶縁膜の充電と緩和を早めて残像を低減するためには
液晶の低比抵抗化が効果的である。

【００２５】液晶の低比抵抗化は液晶の比抵抗を低下さ
せる物質を添加することで達成できる。例えば、液晶中
に酸化性化合物を添加することで液晶の比抵抗が調整可
能であることが特開平１１−３０２６５２号公報により
提案されている。

【００２６】しかし、誘電率異方性が正の液晶材料を使
用したＩＰＳ方式及び誘電率異方性が正の液晶材料と短
ピッチ透明櫛歯電極を組み合わせたＩＰＳ方式において
上記の酸化性化合物を含む液晶を使用した場合、残像は
問題にならない。

【００２７】しかし、誘電率異方性が負の液晶材料を使
用したＩＰＳ方式及び誘電率異方性が負の液晶材料と短
ピッチ透明櫛歯電極を組み合わせたＩＰＳ方式において
は、上記の酸化性化合物を使用しても残像発生は完全に
改善される訳ではない。

【００２８】上記の酸化性化合物は誘電率異方性が正の
液晶材料に類似した分子構造を持っている。つまり、分
子長軸方向の両末端の一つがアルキル基やアルコキシ基
のような無極性もしくは極性の非常に弱い基以外の極性
を持つ基からなっている。

【００２９】もう一方がシアノ基やフッ素基のような極
性の高い基からなっており、分子短軸方向よりも分子長
軸方向により強く分極している。

【００３０】また、誘電率異方性が正の液晶分子も分子
短軸方向よりも分子長軸方向により分極している。この
ように誘電率異方性が正の液晶材料とこのような酸化性
化合物は共に分子軸方向と分極方向が一致している。こ
のため効率よく残留した直流電圧を緩和できると考えら
れる。

【００３１】しかし、誘電率異方性が負の液晶材料の場
合、分子長軸方向の両末端がアルキル基やアルコキシ基
のような無極性もしくは極性の非常に弱い基からなって
おり、また、分子短軸方向の片側はシアノ基やフッ素基
のような極性の高い基からなっていることから分子長軸
方向よりも分子短軸方向により強く分極している。

【００３２】このように誘電率異方性が負の液晶材料と
誘電率異方性が正の液晶材料に類似した分子構造を持っ
ている酸化性化合物では分子軸方向と分極方向が一致し
ていない。このため残留した直流電圧を効率よく緩和で
きないと考えられる。

【００３３】本発明は上記の諸課題を解消することにあ
り、その目的は誘電率異方性が負の液晶材料を使用した
ＩＰＳ方式及び誘電率異方性が負の液晶材料と短ピッチ
透明櫛歯電極を組み合わせたＩＰＳ方式において、直流
電圧の印加後に残存する表示の不均一な状態、すなわち
残像が発生しにくいＩＰＳ方式アクティブ・マトリクス
型液晶表示装置を提供することである。

【００３４】また、本発明は誘電率異方性が正の液晶材
料を使用した場合でも、解離性のドーパントを添加し、
電極形状を工夫することで残像が発生しにくいＩＰＳ方
式アクティブ・マトリクス型液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による液晶表示装置は、少なくとも一方が
透明な一対の基板と、前記一対の基板の互いに対向する
面上に形成された液晶配向制御層と、前記一対の基板間
に前記液晶配向制御層（配向膜）に接触するようにして
配置された誘電率異方性が負の液晶組成物からなる液晶
層と、前記一対のうちの一方の基板に絶縁膜を介して形
成された画素電極及び対向電極と、前記画素電極と対向
電極に接続されたアクティブ素子とを含むアクティブ・
マトリクス型液晶表示装置において、前記液晶層に分子
短軸方向のみに解離性の基を持ち、且つ分子軸方向の両
末端にアルキル基またはアルコキシ基であるドーパント
を含ませた。

【００３６】この液晶表示装置によると、誘電率異方性
が負の液晶材料と分子短軸方向のみに解離性の基を持つ
ドーパントの分子軸方向と分極方向が一致している。

【００３７】従って、残留した直流電圧を効率よく緩和
でき、残像の低減された液晶表示装置の提供が可能とな
る。

【００３８】なお、ここで解離性の基を持つドーパント
とは、酸性解離物質あるいは塩基性解離物質のことであ
り、極性溶媒中で自ら解離してＨ＋イオンを発生させ
る、或いは、水と反応してＯＨ−イオンを発生させる物
質のことを言う。

【００３９】具体的には、カルボン酸（無水物を含
む）、アミド、アミン、アルコールなどの物質を意味す
る。このような物質を液晶中に添加すると液晶中のイオ
ン濃度が上昇し、比抵抗を低下させる。

【００４０】画素電極及び対向電極はＩＴＯなどの透明
電極とし、画素電極及び対向電極との間の電気的絶縁を
透明絶縁膜に確保するのが望ましい。例えば、画素電極
は短ピッチ透明櫛歯電極とし、対向電極はベタ電極とす
ることができる。また、透明絶縁膜は、例えばＩＺＯ、
窒化珪素、酸化チタン、酸化珪素、及びそれらの混合物
により構成することができる。

【００４１】ドーパントは下記の構造を有していれば残
留した直流電圧を効率よく緩和でき、残像の低減された
液晶表示素子の提供が可能となる。下記の構造を有して
いるドーパントは誘電率異方性が負の液晶材料に類似し
た分子構造を持っている。

【００４２】つまり、分子長軸方向の両末端がアルキル
基やアルコキシ基のような無極性もしくは極性の非常に
弱い基以外の極性を持つ基からなっている。

【００４３】また、分子短軸方向に解離性の基を有する
ため、分子短軸方向により強く分極している。

【００４４】誘電率異方性が負の液晶分子も分子長軸方
向よりも分子短軸方向により分極している。

【００４５】誘電率異方性が負の液晶材料と下記の構造
を有しているドーパントは共に分子軸方向と分極方向が
一致している。

【００４６】このため残留した直流電圧を効率よく緩和
できる。

【００４７】

【化５】 Y1： COOH 、-CONH₂、-NH₂、-OH、-NHR、-NR₂ Y2：水素、F 、CN、COOH、-CONH、-NH₂、-OH Y3：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH Y4：水素、F 、CN、COOH、-CONH、-NH₂、-OH X1：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂-、-CH₂-CO-、-CH
₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- X2：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- A1：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 A2：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 R1：アルキル基或いはアルコシキ基 R2：アルキル基或いはアルコシキ基 また、ドーパントは下記の構造を有していればさらに効
率よく残留した直流電圧を緩和でき、残像の低減された
液晶表示素子の提供が可能となる。下記の構造を有して
いるドーパントは誘電率異方性がさらに負の液晶材料に
類似した分子構造を持っている。つまり、分子長軸方向
の両末端がアルキル基やアルコキシ基のような無極性も
しくは極性の非常に弱い基以外の極性を持つ基からなっ
ている。

【００４８】また、分子短軸方向の片側のみに解離性の
高い基または極性の高い基からなっていることから分子
長軸方向よりも分子短軸方向により強く分極している。
負の液晶材料も分子短軸方向の片側のみがシアノ基やフ
ッ素基のような極性の高い基からなっていることから分
子長軸方向よりも分子短軸方向により強く分極してい
る。

【００４９】誘電率異方性が負の液晶材料と下記の構造
を有しているドーパントは共に分子軸方向と分極方向が
一致している。このため効率よく残留した直流電圧を緩
和できる。

【００５０】

【化６】 Y1： COOH 、-CONH₂、-NH₂、-OH 、-NHR、-NR₂ Y2：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH X1：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- X2：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- A1：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 A2：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 R1：水素、アルキル基或いはアルコシキ基 R2：水素、アルキル基或いはアルコシキ基 液晶のドーパントの含有量は１００ｐｐｍ（１×１０^-4
重量％）以上、１０００ｐｐｍ以下であることが望まし
い。液晶に液晶でないものを入れると液晶としての特性
（液晶性）が劣化し、液晶でないものを入れ過ぎると液
晶として振る舞う温度領域が狭くなってしまう。本発明
では、液晶に１００ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以下の
前記ドーパントを含有させることにより、液晶の液晶性
の低下をアクティブ・マトリクス型液晶表示装置を構成
する上での許容範囲内に抑えつつ、残像の低減が可能と
なり、優れた液晶特性を具備し、残像の低減された液晶
表示装置の提供が可能となる。

【００５１】液晶の比抵抗は１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ以
上１．０×１０¹²Ω・ｃｍ以下であれば残像の低減され
た液晶表示装置の提供が可能となる。このとき、１．０
×１０¹²Ω・ｃｍより高い比抵抗の液晶では、残像低減
の効果が顕著に見られず、また１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ
より低い比抵抗の液晶では高い表示品位を保持できなか
った。

【００５２】液晶配向制御層である配向膜の膜厚は２０
ｎｍ〜３００ｎｍの厚さに形成される。配向膜の膜厚が
２０ｎｍ以下では、該配向膜下に形成されたＩＴＯ膜又
はＩＺＯ膜の表面の凸凹が１０〜２０ｎｍであるため、
配向膜の均一性が悪くなり表示むらが発生したり、配向
膜の形成時で該配向膜の印刷ムラが生じる。また、配向
膜の膜厚が３００ｎｍ以上では配向膜の乾燥が不均一と
なり、表示むらとなって現れる。

【００５３】絶縁膜の膜厚は０．１μｍ〜４μｍに形成
される。絶縁膜の膜厚が０．１μｍ以下では膜の絶縁性
が悪くなり、４μｍ以上では残像が多くなる。

【００５４】負の誘電率異方性を持つ液晶としてジフッ
素ベンゼン構造を分子内に有する液晶分子を含有する液
晶及びジシアノベンゼン構造を分子内に有する液晶分子
を含有する液晶を用いることができる。

【００５５】また、ジフッ素ベンゼン構造を分子内に有
する液晶分子及びジシアノベンゼン構造を分子内に有す
る液晶分子を両方含む液晶でもよい。また、負の誘電率
異方性を持つ液晶としてモノシアノシクロヘキサン構造
を分子内に有する液晶分子を含有する液晶を用いること
ができる。

【００５６】また、ジフッ素ベンゼン構造を分子内に有
する液晶分子及びモノシアノシクロヘキサン構造を分子
内に有する液晶分子を両方含む液晶でもよい。

【００５７】さらに、正の誘電率異方性を持つ液晶を用
いた場合でも解離性のドーパントを添加して、その画素
電や対向極の構造を適正化することで残像の発生を抑制
できる。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。ここではアクティブ・マトリクス方
式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した実施例につ
いて説明する。なお、以下の図において、同一機能を有
する部分には同一符号を付け、その繰り返しの説明は省
略する。 ［実施例１］ マトリクス部（画素部）の平面構成 図１は本発明のアクティブ・マトリクス型液晶表示装置
の一画素とその周辺を示す平面図である。以下では、ア
クティブ・マトリクス素子として薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を用いた、所謂薄膜トランジスタ型液晶表示装置
で説明する。

【００５９】図１に示すように、各画素はゲート信号線
（走査信号線又は水平信号線）ＧＬと、コモン電圧信号
線（対向電極配線）ＣＬと、隣接する２本のドレイン信
号線（映像信号線又は垂直信号線）ＤＬとの交差領域内
（４本の信号線で囲まれた領域内）に配置されている。

【００６０】これらの信号線はすべて不透明金属電極で
形成されている。ゲート信号線ＧＬ、コモン電圧信号線
ＣＬは図では図１の左右方向に延在し、上下方向に複数
本配置されている。映像信号線ＤＬは上下方向に延在
し、左右方向に複数本配置されている。

【００６１】画素電極ＰＸはＩＴＯ透明導電膜で形成さ
れ、スルーホールを介して薄膜トランジスタＴＦＴ（の
ソース電極ＳＤ１）と電気的に接続されている。対向電
極ＣＴもＩＴＯで形成され、コモン電圧信号線ＣＬと電
気的に接続されている。なお、ＳＤ２はドレイン電極、
ＡＳは半導体層である。

【００６２】画素電極ＰＸは櫛歯状に構成され、それぞ
れ、図１の上下方向に長細い電極となっている。対向電
極ＣＴはベタ透明電極となっており、各画素電極ＰＸと
対向電極ＣＴとの間で発生させられる電界により液晶組
成物ＬＣの光学的な状態を制御し、表示を制御する。

【００６３】ゲート信号線ＧＬは各画素の薄膜トランジ
スタＴＦＴにゲート信号を伝搬するためのものであり、
ドレイン信号線ＤＬは、各画素の画素電極ＰＸに薄膜ト
ランジスタＴＦＴ（のドレイン電極ＳＤ２）を介してド
レイン信号電圧を供給するためのものであり、コモン電
圧信号線ＣＬは各画素の対向電極ＣＴにコモン電圧を供
給するためのものである。

【００６４】前述の金属電極で形成されたコモン電圧信
号線ＣＬはドレイン信号線ＤＬの脇を囲むように形成さ
れており、ドレイン電極の電位により発生する電界の影
響で生じるドレイン線脇の不要な光漏れを防止する遮光
層を兼ねている。

【００６５】櫛歯状の画素電極ＰＸの電極幅Ｗ及び電極
間隔Ｌは、用いる液晶材料によって変える。これは、液
晶材料によって最大透過率を達成する電界強度が異なる
ため、電極間隔を液晶材料に応じて設定し、用いるドレ
イン信号駆動回路（信号側ドライバ）の耐圧で設定され
る信号電圧の最大振幅の範囲で、最大透過率が得られる
ようにするためである。

【００６６】画素電極の幅は１μｍ〜１５μｍになるよ
う設定されるが、開口率と電極の生産性を考慮して、本
実施例では４μｍとした。また、電極間間隔Ｌは１μｍ
〜１０μｍになるよう設定されるが、駆動電圧１０Ｖ以
下を実現するために、本実施例では４μｍ以下とした。 マトリクス部（画素部）の断面構成 図２は図１のII−II切断線に沿った断面図、図３は図１
のIII-III 切断線に沿った薄膜トランジスタＴＦＴの断
面図、図４は図１のIV−IV切断線に沿った蓄積容量ｃｓ
ｔｇ形成部の断面図である。

【００６７】図２〜図４に示すように、液晶組成物層
（以下、単に液晶とも言う）ＬＣを基準にして下部透明
ガラス基板ＳＵＢＩ側には薄膜トランジスタＴＦＴ、蓄
積容量Ｃｓｔｇ及び電極群が形成され、上部透明ガラス
基板ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光用ブラ
ックマトリクスパターンＢＭが形成されている。

【００６８】また、透明ガラス基板ＳＵＢＩ，ＳＵＢ２
のそれぞれの内側（液晶ＬＣ側）の表面には、液晶の初
期配向を制御する液晶配向制御層である配向膜ＯＲ１
１，ＯＲ１２が設けられている。透明ガラス基板ＳＵＢ
Ｉ，ＳＵＢ２のそれぞれの外側の表面には、偏光板ＰＯ
ＬＩ，ＰＯＬ２が設けられている。

【００６９】図２〜図４に示したように、本実施例では
ベタＩＴＯの対向電極ＣＴがゲート信号線ＧＬと同層
で、櫛歯ＩＴＯの画素電極ＰＸは信号線ＤＬ上に形成さ
れた保護絶縁膜ＰＳＶ上に形成された構造となってい
る。

【００７０】従って、断面図でＰＸとＣＴはゲート絶縁
膜ＧＩと保護絶縁膜ＰＳＶで挟まれ、これが保持容量Ｃ
ｓｔｇを形成している。

【００７１】コモン信号線ＣＬは対向電極ＣＴと同一層
内で接触している。ゲート絶縁膜ＧＩ及び保護絶縁膜Ｐ
ＳＶは、ＳｉＯ₂ あるいはＳｉｘＮｙによって形成する
ことができる。 ＴＦＴ基板 以下に、下側透明ガラス基板ＳＵＢＩ側（ＴＦＴ基板）
の構成を詳しく説明する。 薄膜トランジスタＴＦＴ 図３に薄膜トランジスタ部分の断面図を示す。薄膜トラ
ンジスタＴＦＴは、ゲート電極ＧＴに正のバイアスを印
加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗が小さく
なり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は大きくな
るように動作する。

【００７２】薄膜トランジスタＴＦＴは、図３に示すよ
うに、ゲート電極ＧＴ、絶縁膜ＧＩ、ｉ型（真性、ｉｎ
ｔｒｉｎｓｉｃ、導電型決定不純物がドープされていな
い）非晶質シリコン（Ｓｉ）からなるｉ型半導体層Ａ
Ｓ、一対の電極（ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ
２）を有する。

【００７３】なお、ソース電極ＳＤ１とドレイン電極Ｓ
Ｄ２は、本来その間のバイアス極性によって決まるもの
で、この液晶表示装置の回路ではその極性は動作中反転
するので、ソース電極ＳＤ１とドレイン電極ＳＤ２は動
作中入れ替わると理解されたい。しかし、以下の説明で
は、便宜上一方をソース電極、他方をドレイン電極と固
定して表現する。 ゲート電極ＧＴ ゲート電極ＧＴはゲート信号線ＧＬと連続して形成され
ており、ゲート信号線ＧＬの一部の領域がゲート電極Ｇ
Ｔとなるように構成されている。ゲート電極ＧＴは薄膜
トランジスタＴＦＴの能動領域を超える部分である。

【００７４】本実施例では、ゲート電極ＧＴは単層の導
電膜ｇ１で形成されている。この導電膜ｇ１としては、
例えばスパッタで形成されたクロム−モリブデン合金
（Ｃｒ−Ｍｏ）膜が用いられるがそれに限ったものでは
ない。また、異種の金属を２層形成しても良い。 ゲート信号線ＧＬ ゲート信号線ＧＬは導電膜ｇ１で構成されている。この
ゲート信号線ＧＬの導電膜ｇｌはゲート電極ＧＴの導電
膜ｇ１と同一製造工程で形成され、かつ一体に構成され
ている。

【００７５】このゲート信号線ＧＬにより、外部回路か
らゲート電圧ＶＧをゲート電極ＧＴに供給する。本実施
例では、導電膜ｇ１としては、例えばスパッタで形成さ
れたクロム−モリブデン合金（Ｃｒ−Ｍｏ）膜が用いら
れる。

【００７６】また、ゲート信号線ＧＬ及びゲート電極Ｇ
Ｔの材質はクロム−モリブデン合金のみに限られたもの
ではなく、例えば、低抵抗化のためにアルミニウム又は
アルミニウム合金をクロム−モリブデンで包み込んだ２
層構造としてもよい。 コモン電圧信号線ＣＬ コモン電圧信号線ＣＬは導電膜ｇ１で構成されている。
このコモン電圧信号線ＣＬの導電膜ｇｌはゲート電極Ｇ
Ｔ、ゲート信号線ＧＬ及び対向電極ＣＴの導電膜ｇ１と
同一製造工程で形成され、かつ対向電極ＣＴと一体形成
されている。

【００７７】このコモン電圧信号線ＣＬにより、外部回
路からコモン電圧Ｖｃｏｍを対向電極ＣＴに供給する。

【００７８】また、コモン電圧信号線ＣＬの材質はクロ
ム−モリブデン合金のみに限られたものではなく、例え
ば、低抵抗化のためにアルミニウム又はアルミニウム合
金をクロム−モリブデンで包み込んだ２層構造としても
よい。 絶縁膜ＧＩ 絶縁膜ＧＩは、薄膜トランジスタＴＦＴにおいて、ゲー
ト電極ＧＴと共に半導体層ＡＳに電界を与えるためのゲ
ート絶縁膜として使用される。絶縁膜ＧＩはゲート電極
ＧＴ及びゲート信号線ＧＬの上層に形成されている。

【００７９】絶縁膜ＧＩとしては、例えばプラズマＣＶ
Ｄで形成された窒化シリコン膜が選ばれ、１００ｎｍ〜
４μｍの厚さに（本実施例では、３５０ｎｍ程度）形成
される。

【００８０】また、絶縁膜ＧＩはゲート信号線ＧＬ及び
コモン電圧信号線ＣＬとドレイン信号線ＤＬの層間絶縁
膜としても働き、それらの電気的絶縁にも寄与してい
る。 ｉ型半導体層ＡＳ ｉ型半導体層ＡＳは非晶質シリコン半導体で、１５ｎｍ
〜２５０ｎｍの厚さに（本実施例では、１２０ｎｍ程度
の膜厚）形成される。層ｄ０はオーミックコンタクト用
のリン（Ｐ）をドープしたＮ（＋）型非晶質シリコン半
導体層であり、下側にｉ型半導体層ＡＳが存在し、上側
に導電層ｄ１が存在するところのみに残されている。

【００８１】ｉ型半導体層ＡＳ及び層ｄ０は、ゲート信
号線ＧＬ及びコモン電圧信号線ＣＬとドレイン信号線Ｄ
Ｌとの交差部（クロスオーバ部）の両者間にも設けられ
ている。この交差部のｉ型半導体層ＡＳは交差部におけ
るゲート信号線ＧＬ及び対向電圧信号線ＣＬとドレイン
信号線ＤＬとの短絡を低減する。 ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２ ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２のそれぞれは、
Ｎ（＋）型半導体層ｄ０に接触する導電膜ｄ１から構成
されている。Ｃｒ−Ｍｏ膜は低応力であるので、比較的
膜厚を厚く形成することができ、配線の低抵抗化に寄与
する。また、Ｃｒ−Ｍｏ膜はＮ（＋）型半導体層ｄ０と
の接着性も良好である。 ドレイン信号線ＤＬ ドレイン信号線ＤＬはソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極
ＳＤ２と同層で構成されている。また、ドレイン信号線
ＤＬはドレイン電極ＳＤ２と一体に形成されている。

【００８２】本実施例では、導電膜ｄｌはスパッ夕で形
成したクロム−モリブデン合金（Ｃｒ−Ｍｏ）膜を用
い、５０ｎｍ〜３００ｎｍの厚さに（本実施例では、２
５０ｎｍ程度）形成される。Ｃｒ−Ｍｏ膜は低応力であ
るので、比較的膜厚を厚く形成することができ、配線の
低抵抗化に寄与する。

【００８３】また、Ｃｒ−Ｍｏ膜はＮ（＋）型半導体層
ｄ０との接着性も良好である。導電膜ｄｌとして、Ｃｒ
−Ｍｏ膜の他に高融点金属（Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）
膜、高融点金属シリサイド（ＭｏＳｉ₂ ，ＴｉＳｉ₂ ，
ＴａＳｉ₂ ，ＷＳｉ₂ ）膜を用いてもよく、また、アル
ミニウム等との積層構造にしてもよい。 蓄積容量Ｃｓｔｇ 蓄積容量Ｃｓｔｇを形成する導電膜ＩＴＯ２は、対向電
極ＣＴを形成する導電膜ＩＴＯ１と重なるように形成さ
れている。この重ね合わせは、図２からも明らかなよう
に、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間で蓄積容量（静電
容量素子）Ｃｓｔｇを構成する。

【００８４】この蓄積容量Ｃｓｔｇの誘電体膜は、保護
膜ＰＳＶと薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜とし
て使用される絶縁膜ＧＩで構成されている。図４に示す
ように、平面的には蓄積容量Ｃｓｔｇは画素内の画素電
極ＰＸと対向電極ＣＴの重なり部分として形成されてい
る。 保護膜ＰＳＶ 薄膜トランジスタＴＦＴ上には保護膜ＰＳＶが設けられ
ている。保護膜ＰＳＶは主に薄膜トランジスタＴＦＴを
湿気等から保護するために設けられており、透明性が高
く、しかも耐湿性の良いものを使用する。

【００８５】保護膜ＰＳＶは、例えばプラズマＣＶＤ装
置で形成した酸化シリコン膜や窒化シリコン膜からな
り、０．１μｍ以上、１μｍ以下の膜厚で形成する。保
護膜ＰＳＶは、外部接続端子ＤＴＭ，ＧＴＭを露出する
よう除去されている。

【００８６】保護膜ＰＳＶと絶縁膜ＧＩの厚さ関係に関
しては、前者は保護効果を考え厚くされ、後者はトラン
ジスタの相互コンダクタンスｇｍを考えて薄くされる。
また、保護膜ＰＳＶは、ポリイミド等の有機膜を２μｍ
以上、３μｍ以下の比較的厚い構成としたものの積層構
造としても良い。 画素電極ＰＸ 画素電極ＰＸは、透明導電体であるＩＴＯで形成され、
同じくＩＴＯで形成される対向電極ＣＴとの間で蓄積容
量を形成している。本実施例では透明導電体としてＩＴ
Ｏを用いて説明したが、インジウム−ジンク−オキサイ
ド（ＩＺＯ）でも同様の効果が得られるのは言うまでも
ない。 対向電極ＣＴ 対向電極ＣＴはＩＴＯで形成され、コモン電圧信号線Ｃ
Ｌと同層で接続されている。対向電極ＣＴにはコモン電
圧Ｖｃｏｍが印加されるように構成されている。

【００８７】本実施例では、コモン電圧Ｖｃｏｍはドレ
イン信号線ＤＬに印加される最小レベルの駆動電圧Ｖｄ
ｍｉｎと最大レベルの駆動電圧Ｖｄｍａｘとの中間直流
電位から、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴをオフ状態にす
るときに発生するフィードスルー電圧ΔＶｓ分だけ低い
電位に設定される。

【００８８】本実施例では透明導電体としてＩＴＯを用
いて説明したが、インジウム−ジンク−オキサイド（Ｉ
ＺＯ）でも同様の効果が得られるのはいうまでもない。 カラーフィルタ基板 次に、図１、図２に戻り、上側透明ガラス基板ＳＵＢ２
側（カラーフィルタ基板）の構成を詳しく説明する。 遮光膜ＢＭ 上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側には、図１に太線で示す
ＢＭ境界線の様に、不要な間隙部（画素電極ＰＸと対向
電極ＣＴ以外の隙間）からの透過光が表示面側に出射し
て、コントラスト比等を低下させないように遮光膜ＢＭ
（いわゆるブラックマトリクス）を形成している。

【００８９】遮光膜ＢＭは、外部光又はバックライト光
がｉ型半導体層ＡＳに入射しないようにする役割も果た
している。すなわち、薄膜トランジスタＴＦＴのｉ型半
導体層ＡＳは上下にある遮光膜ＢＭ及び大き目のゲート
電極ＧＴ（図３）によってサンドイッチにされ、外部の
自然光やバックライト光が当たらなくなる。

【００９０】図１に示す遮光膜ＢＭは１つの画素につい
てしか示していないが、すべての画素毎に内側が開口に
なるように形成されている。また、このパターンは１例
である。

【００９１】櫛歯電極端部等の電界方向が乱れる部分に
おいては、その部分の表示は、画素内の映像情報に１対
１で対応し、かつ、黒の場合には黒、白の場合には白に
なるため、表示の一部として利用することが可能であ
る。

【００９２】但し、遮光膜ＢＭは光に対する遮蔽性を有
しなければならない。特に、画素電極ＰＸと対向電極Ｃ
Ｔの間の隙間は、ドレイン信号線方向のクロストーク
（縦スミア）を抑制するために、光学濃度３以上が必要
である。

【００９３】遮光膜ＢＭはＣｒ等の導電性を有する金属
で形成してもよいが、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間
の電界に影響を与えないように絶縁性の高い膜で形成す
る方が好ましい。

【００９４】本実施例では、黒色の有機顔料をレジスト
材に混入し、１．２μｍ程度の厚さで形成している。光
に対する遮蔽性を向上させるために、カーボン、チタン
酸化物（ＴｉｘＯｙ）を、絶縁性が液晶組成物層内の電
界に影響を与えない１０⁸ Ω・ｃｍ以上を維持できる範
囲で混入させても良い。

【００９５】また、遮光膜ＢＭは各行の有効表示領域を
仕切っているため、各行の画素の輪郭をはっきりとさせ
る役割も持つ。遮光膜ＢＭは周辺部にも額縁状に形成さ
れ、そのパターンは図１に示すマトリクス部のパターン
と連続して形成されている。

【００９６】周辺部の遮光膜ＢＭは、シール部ＳＬ（図
７参照）の外側に延長され、パソコン等の実装機に起因
する反射光等の漏れ光がマトリクス部に入り込むのを防
ぐと共に、バックライト等の光が表示エリア外に漏れる
のも防いでいる。

【００９７】他方、この遮光膜ＢＭは基板ＳＵＢ２の縁
よりも約０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程内側に留められ、基
板ＳＵＢ２の切断領域を避けて形成されている。 カラーフィルタＦＩＬ カラーフィルタＦＩＬは、画素に対向する位置に赤、
緑、青の繰り返しでストライプ状に形成される。カラー
フィルタＦＩＬは遮光膜ＢＭ部分と重なるように形成さ
れている。

【００９８】カラーフィルタＦＩＬは次のように形成す
ることができる。まず、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の
表面にアクリル系樹脂等の染色基材を形成し、フォトリ
ソグラフィ技術で赤色フィルタ形成領域以外の染色基材
を除去する。

【００９９】この後、染色基材を赤色顔料で染め、固着
処理を施し、赤色フィルタＲを形成する。次に、同様な
工程を施すことによって、緑色フィルタＧ、青色フィル
タＢを順次形成する。なお、染色には染料を用いてもよ
い。 オーバーコート膜ＯＣ オーバーコート膜ＯＣは、カラーフィルタＦＩＬの染料
の液晶組成物層ＬＣへの漏洩の防止、及びカラーフィル
タＦＩＬ、遮光膜ＢＭによる段差の平坦化のために設け
られている。

【０１００】オーバーコート膜ＯＣは、例えばアクリル
樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成されてい
る。また、オーバーコート膜として、流動性の良いポリ
イミド等の有機膜を使用しても良い。 液晶層及び偏光板 次に、液晶層、配向膜、偏光板等について説明する。 液晶層 液晶としては誘電率異方性Δεが負で、その値が４．０
で、屈折率異方性Δｎが０．１００（５８９ｎｍ、２０
°Ｃ）のジフッ素ベンゼン構造を分子内に有する液晶分
子ネマティック液晶を用いた。

【０１０１】この他、誘電率異方性Δεを持つ液晶ジシ
アノベンゼン構造を分子内に有する液晶分子を含む液晶
またはジフッ素ベンゼン構造を分子内に有する液晶分子
を含有する液晶及びジシアノベンゼン構造を分子内に有
する液晶分子を含有する液晶またはモノシアノシクロヘ
キサン構造を分子内に有する液晶分子を含有する液晶ま
たはジフッ素ベンゼン構造を分子内に有する液晶分子及
びモノシアノシクロヘキサン構造を分子内に有する液晶
分子を両方含む液晶でもよい。液晶は上記の組成に限ら
ず誘電率異方性が負の液晶であれば良い。

【０１０２】液晶組成物層の厚み（ギャップ）は３．０
μｍとし、リタデーションΔｎ・ｄは０．３０μｍとし
た。後述の配向膜と偏光板とを組み合わせ、液晶分子が
初期配向方向から電界方向に約４５°回転したとき最大
透過率を得ることができ、可視光の範囲内で波長依存性
がほとんどない透過光を得ることができるようにする。

【０１０３】また、液晶組成物層の厚み（ギャップ）は
垂直配向処理を施したポリマビーズで制御している。こ
れにより、黒表示時のビーズ周辺の液晶分子の配向を安
定化し、良好な黒レベルを得、コントラスト比を向上し
ている。

【０１０４】また、液晶の比抵抗としては、１．０×１
０¹⁰Ω・ｃｍ以上１．０×１０¹²Ω・ｃｍ以下のものを
用いる（本実施例では５．２×１０¹¹Ω・ｃｍ）。本方
式では、液晶の抵抗が低くても画素電極と対向電極間に
充電された電圧を十分保持することができる。

【０１０５】その下限は１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ、好ま
しくは１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍである。これは、画素電
極と対向電極を、同一基板上に構成していることによ
る。また、抵抗が高すぎると、製造工程で入った静電気
を緩和しにくいため、１．０×１０¹³Ω・ｃｍ以下、好
ましくは１．０×１０¹²Ω・ｃｍ以下が良い。 配向膜 配向膜ＯＲＩとしては、ポリイミドを用いる。初期配向
方向ＲＤＲは上下基板で互いに平行にする。初期配向方
向を付与する方法としては、ラビングが最も一般的であ
るが、その他に斜方蒸着がある。

【０１０６】初期配向方向ＲＤＲと印加電界方向ＥＤＲ
との関係は図５に示す。本実施例では、初期配向方向Ｒ
ＤＲは、水平方向に対して約７５°とした。なお、誘電
率異方性が負の液晶組成物を用いる本実施例の構成にお
いては、初期配向方向ＲＤＲと印加電界方向ＥＤＲとの
なす角度は、４５°以上９０°未満でなければならな
い。配向膜は２０ｎｍ〜３００ｎｍの厚みに形成される
（本実施例では１００ｎｍ程度）。 偏光板 偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２としては、導電性を有する偏
光板を用い、上側の偏光板ＰＯＬＩの偏光透過軸ＭＡＸ
Ｉを初期配向方向ＲＤＲと一致させ、下側の偏向板ＰＯ
Ｌ２の偏光透過軸ＭＡＸ２を、それに直交させる。図５
にその関係を示す。

【０１０７】これにより、本発明の画素に印加される電
圧（画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の電圧）を増加さ
せるに伴い、透過率が上昇するノーマリクローズ特性を
得ることができる。また、電圧無印加時には、良質な黒
表示ができる。

【０１０８】なお、本実施例では、偏光板に導電性を持
たせることにより、外部からの静電気による表示不良及
びＥＭＩ対策を施している。導電性に関しては、静電気
による影響に対する対策のためだけであれば、シート抵
抗が１０⁸ Ω／□以下、ＥＭＩに対しても対策するので
あれば、１０⁴ Ω／□以下とするのが望ましい。また、
ガラス基板の液晶組成物の挟持面の裏面（偏光板を粘着
させる面）に導電層を設けてもよい。 マトリクス周辺の構成 図６は、上下のガラス基板ＳＵＢＩ，ＳＵＢ２を含む表
示パネルＰＮＬのマトリクス（ＡＲ）周辺の要部を示す
平面図である。また、図７は図の左側に走査回路が接続
されるべき外部接続端子ＧＴＭ付近の断面を示し、右側
に外部接続端子が無いところのシール部付近の断面を示
す図である。

【０１０９】このパネルの製造では、小さいサイズであ
ればスループット向上のため一枚のガラス基板で複数個
分のデバイスを同時に加工してから分割し、大きいサイ
ズであれば製造設備の共用のため、どの品種でも標準化
された大きさのガラス基板を加工してから各品種に合っ
たサイズに小さくする。

【０１１０】いずれの場合も一通りの工程を経てからガ
ラスを切断する。図６、図７は後者の例を示すもので、
図６、図７の両図とも上下基板ＳＵＢＩ，ＳＵＢ２の切
断後を表している。図６のＬＮは両基板の切断前の縁を
示す。

【０１１１】いずれの場合も、完成状態では外部接続端
子群Ｔｇ，Ｔｄ及び端子ＣＴＭが存在する（図６で上辺
と左辺の）部分はそれらを露出するように上側基板ＳＵ
Ｂ２の大きさが下側基板ＳＵＢＩよりも内側に制限され
ている。

【０１１２】端子群Ｔｇ，Ｔｄは、それぞれ後述する走
査回路接続用端子ＧＴＭ、ドレイン信号回路接続用端子
ＤＴＭとそれらの引出配線部を集積回路チップＣＨＩ
（図１３参照）が搭載されたテープキャリアパッケージ
ＴＣＰ（図１３参照）の単位に複数本まとめて名付けた
ものである。

【０１１３】各群のマトリクス部から外部接続端子部に
至るまでの引出配線は両端に近づくにつれ傾斜してい
る。これは、パッケージＴＣＰの配列ピッチ及び各パッ
ケージＴＣＰにおける接続端子ピッチに表示パネルＰＮ
Ｌの端子ＤＴＭ，ＧＴＭを合わせるためである。

【０１１４】また、対向電極端子ＣＴＭは、対向電極Ｃ
Ｔにコモン電圧を外部回路から与えるための端子であ
る。マトリクス部のコモン電圧信号線ＣＬは、走査回路
用端子ＧＴＭの反対側（図６では右側）に引き出し、各
コモン電圧信号線を共通バスラインＣＢで一纏めにし
て、対向電極端子ＣＴＭに接続している。

【０１１５】透明ガラス基板ＳＵＢＩ，ＳＵＢ２の間に
はその縁に沿って、液晶封入口ＩＮＪを除き、液晶ＬＣ
を封止するようにシールパターンＳＬが形成される。シ
ール材は例えばエポキシ樹脂から成る。配向膜ＯＲ１
１，ＯＲ１２の層は、シールパターンＳＬの内側に形成
される。偏光板ＰＯＬＩ，ＰＯＬ２はそれぞれ下部透明
ガラス基板ＳＵＢＩ、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の外
側の表面に構成されている。液晶ＬＣは液晶分子の向き
を設定する下部配向膜ＯＲ１１と上部配向膜ＯＲ１２と
の間でシールパターンＳＬで仕切られた領域に封入され
ている。下部配向膜ＯＲ１１は、下部透明ガラス基板Ｓ
ＵＢＩ側の保護膜ＰＳＶＩの上部に形成される。

【０１１６】この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板
ＳＵＢＩ側、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側で別個に種
々の層を積み重ね、シールパターンＳＬを基板ＳＵＢ２
側に形成し、下部透明ガラス基板ＳＵＢＩと上部透明ガ
ラス基板ＳＵＢ２とを重ね合わせる。そして、シール材
ＳＬの開口部ＩＮＪから液晶ＬＣを注入し、注入口ＩＮ
Ｊをエポキシ樹脂などで封止し、上下基板を切断するこ
とによって組み立てられる。 ゲート端子部 図８は表示マトリクスのゲート信号線ＧＬからその外部
接続端子ＧＴＭまでの接続構造の説明図である。図８
（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−
Ｂ切断線における断面を示している。

【０１１７】なお、図８は図６の左下方付近に対応し、
斜め配線の部分は便宜状一直線状で表した。図中Ｃｒ−
Ｍｏ層ｇｌは判り易くするためハッチングを施してあ
る。

【０１１８】ゲート端子ＧＴＭは、Ｃｒ−Ｍｏ層ｇｌ
と、更にその表面を保護し、かつ、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ
Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）との接続の信頼性を
向上させるための透明導電層ＩＴＯ１とで構成されてい
る。

【０１１９】この透明導電層ＩＴＯ１は透明導電膜ＩＴ
Ｏを用いている。図８（ｂ）に示したように、絶縁膜Ｇ
Ｉ及び保護膜ＰＳＶは同図の右側に形成されており、左
端に位置する端子部ＧＴＭは絶縁膜ＧＩ及び保護膜ＰＳ
Ｖから露出して外部回路との電気的接触ができるように
なっている。

【０１２０】図８にはゲート線ＧＬとゲート端子ＧＴＭ
の一つの対のみが示されているが、実際はこのような対
が上下に複数本並べられて端子群Ｔｇ（図１０参照）が
構成され、ゲート端子ＧＴＭの図示左端は、製造過程で
は基板の切断領域を越えて延長され、短絡配線ＳＨｇ
（図示せず）によって短絡される。この短絡配線ＳＨｇ
による短絡で製造過程における配向膜ＯＲＩ１のラビン
グ時等の静電破壊防止に役立つ。 ドレイン端子ＤＴＭ 図９はドレイン信号線ＤＬからその外部接続端子ＤＴＭ
までの接続構造の説明図である。図９（ａ）はその平面
を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ切断線におけ
る断面を示す。なお、図９は図６の右上付近に対応し、
図面の向きは便宜上変えてあるが右端方向が基板ＳＵＢ
１の上端部に該当する。

【０１２１】外部接続ドレイン端子ＤＴＭは上下方向に
に配列され、ドレイン端子ＤＴＭは、図１３に示すよう
に端子群Ｔｄ（添字省略）を構成し、基板ＳＵＢＩの切
断線を越えて更に延長されている。このドレイン端子Ｄ
ＴＭは製造過程では基板の切断領域を越えて延長され、
製造過程中での静電破壊防止のためその全てが互いに短
絡配線ＳＨｄ（図示せず）によって短絡されている。

【０１２２】ドレイン接続端子ＤＴＭは透明導電層ＩＴ
Ｏ１で形成されており、保護膜ＰＳＶ１を除去した部分
でドレイン信号線ＤＬと接続されている。この透明導電
膜１ＴＯ１はゲート端子ＧＴＭの時と同様に透明導電膜
ＩＴＯを用いている。マトリクス部からドレイン端子部
ＤＴＭまでの引出配線は、ドレイン信号線ＤＬと同じレ
ベルの層ｄｌが構成されている。 対向電極端子ＣＴＭ 図１０はコモン電圧信号線ＣＬからその外部接続端子Ｃ
ＴＭまでの接続構造の説明図である。図１０（ａ）はそ
の平面を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ切
断線における断面を示す。なお、図１０は図６の左上付
近に対応する。

【０１２３】各コモン電圧信号線ＣＬは共通バスライン
ＣＢで一纏めして対向電極端子ＣＴＭに引き出されてい
る。共通バスラインＣＢは導電層ｇ１の上に導電層ｇ３
（図示せず）を積層し、透明導電層ＩＴＯ１でそれらを
電気的に接続した構造となっている。

【０１２４】これは、共通バスラインＣＢの抵抗を低減
し、コモン電圧が外部回路から各コモン電圧信号線ＣＬ
に十分に供給されるようにするためである。本構造で
は、特に新たに導電層を付加することなく、共通バスラ
インの抵抗を下げられるのが特徴である。

【０１２５】対向電極端子ＣＴＭは、導電層ｇ１の上に
透明導電層ＩＴＯ１が積層された構造になっている。こ
の透明導電膜ＩＴＯ１は他の端子の時と同様に透明導電
膜ＩＴＯを用いている。

【０１２６】透明導電層ＩＴＯ１により、その表面を保
護し、電蝕等を防ぐために耐久性のよい透明導電層ＩＴ
Ｏ１で導電層ｇ１を覆っている。

【０１２７】また、透明導電層ＩＴＯ１と導電層ｇ１及
び導電層ｄ１との接続は、保護膜ＰＳＶ及び絶縁膜ＧＩ
を経由するスルーホールを形成し導通を取っている。 表示装置全体等価回路 表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図を
図１１に示す。同図は回路図ではあるが、実際の幾何学
的配置に対応して描かれている。

【０１２８】複数の画素が二次元状に配列したマトリク
ス・アレイを形成している。図１１中、Ｘはドレイン信
号線ＤＬを意味し、添字Ｇ，Ｂ及びＲがそれぞれ緑、青
及び赤画素に対応して付与されている。Ｙはゲート信号
線ＧＬを意味し、添字１，２，３，・・・，ｅｎｄは走
査タイミングの順序に従って付与されている。

【０１２９】ゲート信号線Ｙ（添字省略）は垂直走査回
路Ｖに接続されており、ドレイン信号線Ｘ（添字省略）
はドレイン信号駆動回路Ｈに接続されている。ＳＵＰは
１つの電圧源から複数の分圧した安定化された電圧源を
得るための電源回路やホスト（上位演算処理装置）から
のＣＲＴ（陰極線管）用の表示情報をＴＦＴ液晶表示装
置用の表示情報に変換する回路を含む回路である。 駆動方法 図１２に本実施例の液晶表示装置の駆動波形を示す。ゲ
ート信号ＶＧは１走査期間ごとにオンレベルをとり、そ
の他はオフレベルをとる。ドレイン信号電圧ＶＤは、液
晶層に印加したい電圧の２倍の振幅で正極と負極を１フ
レーム毎に反転して１つの画素に伝えるように印加す
る。

【０１３０】ここで、ドレイン信号電圧ＶＤは１列毎に
極性を反転し、２行毎にも極性を反転する。これによ
り、極性が反転した画素が上下左右に隣りあう構成（ド
ット反転駆動）となり、フリッカ、クロストーク（スミ
ア）を発生し難くすることができる。

【０１３１】また、コモン電圧Ｖｃはドレイン信号電圧
の極性反転のセンター電圧から、一定量下げた電圧に設
定する。これは、薄膜トランジスタＴＦＴがオンからオ
フに変わるときに発生するフィードスルー電圧を補正す
るものであり、液晶に直流成分の少ない交流電圧ＶＬＣ
を印加するために行う（液晶は直流が印加されると、残
像、劣化等が激しくなるため）。 表面パネルＰＮＬと駆動回路基板ＰＣＢ１ 図１３は図６等に示した表示パネルＰＮＬにドレイン信
号駆動回路Ｈと垂直走査回路Ｖを接続した状態を示す上
面図である。

【０１３２】ＣＨＩは表示パネルＰＮＬを駆動させる駆
動ＩＣチップ（下側の５個は垂直走査回路側の駆動ＩＣ
チップ、左の１０個ずつはドレイン信号駆動回路側の駆
動１Ｃチップ）である。

【０１３３】ＴＣＰは、駆動用ＩＣチップＣＨＩがテー
プ・オートメイティド・ボンディング法（ＴＡＢ）によ
り実装されたテープキャリアパッケージ、ＰＣＢＩは上
記ＴＣＰやコンデンサ等が実装された駆動回路基板で、
ドレイン信号駆動回路用とゲート信号駆動回路用の２つ
に分割されている。

【０１３４】ＦＧＰはフレームグランドパッドであり、
シールドケースＳＨＤに切り込んで設けられたバネ状の
破片が半田付けされる。ＦＣは下側の駆動回路基板ＰＣ
ＢＩと左側の駆動回路基板ＰＣＢＩを電気的に接続する
フラットケーブルである。

【０１３５】フラットケーブルＦＣとしては図１３に示
すように、複数のリード線（りん青銅の素材にＳｎ鍍金
を施したもの）をストライプ状のポリエチレン層とポリ
ビニルアルコール層とでサンドイッチして支持したもの
を使用する。 製造方法 次に、上述した液晶表示装置の基板ＳＵＢＩ側の製造方
法について図１４、図１５を参照して説明する。図１
４、図１５において、図中の中央には工程名の略称を示
し、左側には図３に示す薄膜トランジスタＴＦＴ部分、
右側には図８に示すゲート端子付近の断面形状で見た加
工の流れを示す。

【０１３６】工程Ａ〜工程Ｆは各写真処理に対応して区
分けしたもので、各工程のいずれの断面図も写真処理後
の加工が終わりフォトレジストを除去した段階を示して
いる。

【０１３７】なお、写真処理とは、フォトレジストの塗
布からマスクを使用した選択露光を経てそれを現像する
までの一連の作業を指すものとする。以下、工程Ａから
工程Ｃまでを図１４を参照して説明し、工程Ｄから工程
Ｆまでを図１５を参照して説明するが、繰返しの説明は
避ける。 （ａ）工程Ａ ＡＮ６３５ガラス（商品名）からなる下部透明ガラス基
板ＳＵＢ１上に、膜厚が１００ÅのＩＴＯからなる導電
膜ＩＴＯ１をスパッタリングにより設ける。写真処理
後、ＨＢｒ溶液により導電膜ＩＴＯ１を選択的にエッチ
ングする。それによって対向電極ＣＴを形成する。 （ｂ）工程Ｂ 次に、膜厚が２００ｎｍのＣｒからなる導電膜ｇ１をス
パッタリングにより設ける。写真処理後、硝酸第２セリ
ウムアンモンで導電膜ｇ１を選択的にエッチングする。
それによって、ゲート電極ＧＴ、ゲート信号線ＧＬ、コ
モン電圧信号線ＣＬ、ゲート端子ＧＴＭ、共通バスライ
ンＣＢＩの第１導電層、対向電極端子ＣＴＭ１の第１導
電層、ゲート端子ＧＴＭを接続するバスラインＳＨｇ
（図示せず）を形成する。ここで、電極材料はＣｒに限
定されず、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ等でも良いし、これら
の合金でも良い。 （ｃ）工程Ｃ プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が３５０ｎｍの窒化Ｓｉ膜を設
ける。プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガスを導
入して、膜厚が１２０ｎｍのｉ型非晶質Ｓｉ膜を設けた
のち、プラズマＣＶＤ装置に水素ガス、ホスフィンガス
を導入して、膜厚が３０ｎｍのＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜
を設ける。

【０１３８】写真処理後、ドライエッチングガスとして
ＳＦ₆ ，ＣＣｌ₄ を使用してＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜、
ｉ型非晶質Ｓｉ膜を選択的にエッチングすることによ
り、ｉ型半導体層ＡＳの島を形成する。 （ｄ）工程Ｄ 膜厚が３０ｎｍのＣｒからなる導電膜ｄ１をスパッタリ
ングにより設ける。写真処理後、導電膜ｄｌを工程Ｂと
同様な液でエッチングし、ドレイン信号線ＤＬ、ソース
電極ＳＤＩ、 ドレイン電極ＳＤ２、共通バスラインＣ
Ｂ２の第１導電層、及びドレイン端子ＤＴＭを短絡する
バスラインＳＨｄ（図示せず）を形成する。ここで、電
極材料はＣｒに限定されず、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ等で
も良いし、これらの合金でも良い。

【０１３９】次に、ドライエッチング装置にＣＣｌ₄ ，
ＳＦ₆ を導入して、Ｎ（＋）型非晶質Ｓｉ膜をエッチン
グすることにより、ソースとドレイン問のＮ（＋）型半
導体層ｄ０を選択的に除去する。

【０１４０】導電膜ｄ１をマスクパターンでパターニン
グした後、導電膜ｄ１をマスクとして、Ｎ（＋）型半導
体層ｄ０が除去される。つまり、ｉ型半導体層ＡＳ上に
残っていたＮ（＋）型半導体層ｄ０は導電膜ｄ１以外の
部分がセルフアラインで除去される。このとき、Ｎ
（＋）型半導体層ｄ０はその厚さ分は全て除去されるよ
うエッチングされるので、ｉ型半導体層ＡＳも若干その
表面部分がエッチングされるが、その程度はエッチング
時間で制御すればよい。 （ｅ）工程Ｅ プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が０．４μｍの窒化Ｓｉ膜を設
ける。写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆
を使用して窒化Ｓｉ膜を選択的にエッチングすることに
よって、保護膜ＰＳＶ及び絶縁膜ＧＩをパターニングす
る。 （ｆ）工程Ｆ 膜厚が１２ｎｍのＩＴＯからなる導電膜ＩＴＯ２をスパ
ッタリングにより設ける。写真処理後、ＨＢｒ溶液によ
り導電膜ＩＴＯ２を選択的にエッチングする。それによ
って画素電極ＰＸを形成する。 解離性ドーパント 本実施例の特徴は母体液晶に２，５−ジメチルフェノー
ルを１００ｐｐｍ添加したことである。母体液晶の比抵
抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ点は７０．５
°Ｃであった。そこに下記構造式の２，５−ジメチルフ
ェノールを添加したところ、５．２×１０¹¹Ω・ｃｍと
なった。この液晶のＮＩ点は添加前の液晶とほとんど同
じ７０．４°Ｃであった。

【０１４１】

【化７】 なお、本実施例における解離性ドーパントとは、酸性解
離物質あるいは塩基性解離物質のことであり、極性溶媒
中で自ら解離してＨ＋イオンを発生させる、或いは、水
と反応してＯＨ−イオンを発生させる物質のことを言
う。

【０１４２】具体的には、カルボン酸（無水物を含
む）、アミド、アミン、アルコールなどの物質を意味す
る。このような物質を液晶中に添加すると液晶中のイオ
ン濃度が上昇し、比抵抗を低下させる。

【０１４３】本発明にかかる第１実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例２］本発明にかかる液晶表示装置の第２実施例
は、使用したドーパントの添加量が１０００ｐｐｍであ
ること以外は第１実施例と同じである。母体液晶の比抵
抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ点は７０．５
°Ｃであった。そこに２，５−ジメチルフェノールを添
加したところ、２．５×１０¹⁰Ω・ｃｍとなった。この
液晶のＮＩ点は添加前の液晶とほとんど同じ７０．２°
Ｃであった。

【０１４４】本発明にかかる第２実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例３］本発明にかかる液晶表示装置の第３実施例
は、使用した配向膜の厚みが５０ｎｍであること以外は
第１実施例と同じである。

【０１４５】本発明にかかる第３実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例４］本発明にかかる液晶表示装置の第４実施例
は、使用した配向膜の厚みが３００ｎｍであること以外
は第１実施例と同じである。

【０１４６】本発明にかかる第４実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例５］本発明にかかる液晶表示装置の第５実施例
は、使用した配向膜の厚みが３００ｎｍであること以外
は第１実施例と同じである。

【０１４７】本発明にかかる第５実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例６］本発明にかかる液晶表示装置の第６実施例
は、画素電極間距離が２μｍ、電極間間隔２μｍである
こと以外は第１実施例と同じである。

【０１４８】本発明にかかる第６実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例７］本発明にかかる液晶表示装置の第７実施例
は、画素電極間距離が２μｍ、電極間間隔２μｍである
こと以外は第１実施例と同じである。

【０１４９】本発明にかかる第７実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例７］本発明にかかる液晶表示装置の第７実施例
は、モノシアノシクロヘキサン構造を分子内に有する液
晶分子ネマティック液晶を用いたこと以外は第１実施例
と同じである。母体液晶の比抵抗は３．５×１０¹²Ω・
ｃｍであり、ＮＩ点は７１．５°Ｃであった。そこに
２，５−ジメチルフェノールを添加したところ、２．５
×１０¹¹Ω・ｃｍとなった。この液晶のＮＩ点は添加前
の液晶とほとんど同じ７１．２°Ｃであった。

【０１５０】本発明にかかる第７実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、残像不良はほとんど発生が見られなか
った。 ［実施例８］本発明にかかる液晶表示装置の第８実施例
は、ドーパントに２，５−ジメチルアニリンを５００ｐ
ｐｍ添加したこと以外は第１実施例と同じである。母体
液晶の比抵抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ点
は７０．５°Ｃであった。

【０１５１】そこに下記構造式の２，５−ジメチルフェ
ノールを添加したところ、１．２×１０¹¹Ω・ｃｍとな
った。この液晶のＮＩ点は添加前の液晶とほとんど同じ
７０．１°Ｃであった。

【０１５２】

【化８】 本発明にかかる第８実施例である液晶表示装置の表示品
位を評価したところ、高品位の表示が確認されるととも
に、残像不良はほとんど発生が見られなかった。 ［実施例９］本発明にかかる液晶表示装置の第９実施例
は、ドーパントに２，５−ジメトキシフェノールを２０
００ｐｐｍ添加したことこと以外は第１実施例と同じで
ある。母体液晶の比抵抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであ
り、ＮＩ点は７０．５°Ｃであった。そこに下記構造式
の２，５−ジメチルフェノールを添加したところ、１．
２×１０¹⁰Ω・ｃｍとなった。この液晶のＮＩ点は添加
前の液晶とほとんど同じ７０．３°Ｃであった。

【０１５３】

【化９】 本発明にかかる第９実施例である液晶表示装置の表示品
位を評価したところ、高品位の表示が確認されるととも
に、残像不良はほとんど発生が見られなかった。 ［実施例１０］本発明にかかる液晶表示装置の第１０実
施例は、ドーパントに２，５−ジエトキシ−４−モルホ
リノアニリンジヒドロクロライドを３００ｐｐｍ添加し
たことこと以外は第１実施例と同じである。母体液晶の
比抵抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ点は７
０．５°Ｃであった。そこに下記構造式の２，５−ジメ
チルフェノールを添加したところ、２．５×１０¹¹Ω・
ｃｍとなった。この液晶のＮＩ点は添加前の液晶とほと
んど同じ７０．２°Ｃであった。

【０１５４】

【化１０】 本発明にかかる第１０実施例である液晶表示装置の表示
品位を評価したところ、高品位の表示が確認されるとと
もに、残像不良はほとんど発生が見られなかった。 ［実施例１１］本発明にかかる液晶表示装置の第１１実
施例は、ドーパントに４（２，５−ジエトキシ−４−ニ
トロフェニル）モルホリノンを９００ｐｐｍ添加したこ
とこと以外は第１実施例と同じである。母体液晶の比抵
抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ点は７０．５
°Ｃであった。そこに下記構造式の２，５−ジメチルフ
ェノールを添加したところ、８．９×１０¹⁰Ω・ｃｍと
なった。この液晶のＮＩ点は添加前の液晶とほとんど同
じ７０．２°Ｃであった。

【０１５５】

【化１１】 本発明にかかる第１１実施例である液晶表示装置の表示
品位を評価したところ、高品位の表示が確認されるとと
もに、残像不良はほとんど発生が見られなかった。 ［比較例１］本発明にかかる液晶表示装置の第１比較例
は、ドーパントに２−シアノ−３−フルオロ−５−（４
−ｎ−プロピル−トランス−シクロヘキシル）フェノー
ルを使用したこと以外は第１実施例と同じである。母体
液晶の比抵抗は１．９×１０ ¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ点
は７０．５°Ｃであった。そこに下記構造式の２−シア
ノ−３−フルオロ−５−（４−ｎ−プロピル−トランス
−シクロヘキシル）フェノールを１０００ｐｐｍ添加し
たところ、３．３×１０¹¹Ω・ｃｍとなった。この液晶
のＮＩ点は添加前の液晶とほとんど同じ７０．４°Ｃで
あった。

【０１５６】

【化１２】 本発明にかかる第１比較例である液晶表示装置の表示品
位を評価したところ、高品位の表示が確認されたが、残
像不良が発生がした。 ［比較例２］本発明にかかる液晶表示装置の第１比較例
は、ドーパントに２−シアノ−３−フルオロ−５−（４
−ｎ−プロピル−トランス−ビシクロヘキシル）フェノ
ールを使用したこと以外は第１実施例と同じである。母
体液晶の比抵抗は１．９×１０¹³Ω・ｃｍであり、ＮＩ
点は７０．５°Ｃであった。そこに下記構造式の２−シ
アノ−３−フルオロ−５−（４−ｎ−プロピル−トラン
ス−ビシクロヘキシル）フェノールを１００ｐｐｍ添加
したところ、５．５×１０¹²Ω・ｃｍとなった。この液
晶のＮＩ点は添加前の液晶とほとんど同じ７０．３°Ｃ
であった。

【０１５７】

【化１３】 本発明にかかる第１比較例である液晶表示装置の表示品
位を評価したところ、高品位の表示が確認されたが、残
像不良が発生がした。

【０１５８】図１６に本発明の他の実施例の画素の平面
図を示す。本実施例では、画素電極ＰＸおよび対向電極
ＣＴ１、ＣＴ２をくの字状（ジグザグ形状）にした。こ
れにより、方向の違う再配向状態をもつ２つの領域（ド
メイン）が形成され、斜め方向の着色、階調反転をそれ
ぞれが補償し合い、より広視野角が得られる。

【０１５９】すなわち、それぞれの電極はそれぞれの走
行方向において複数の屈曲部を有するジグザグ形状とな
っており、その屈曲部を境にして一方は図中縦方向ＲＤ
ＲＰに対してθの角度を、他方は１８０°−θの角度を
有している。

【０１６０】これにより、上述の方向の違う再配向状態
をもつ２つの領域（ドメイン）が形成され、斜め方向の
着色、階調反転をそれぞれが補償し合い、より広視野角
が得られる。

【０１６１】縦方向ＲＤＲＰは、誘電率異方性が正の液
晶分子（Ｎｐ液晶）の配向膜ＯＲＩの初期配向方向をも
示し、横方向ＲＤＲＮは誘電率異方性が負の液晶分子
（Ｎｎ液晶）の配向膜ＯＲＩの初期配向方向を示してい
る。本実施例の画素構造においては、誘電率異方性が正
又は負のいずれかの液晶分子を用いることができる。

【０１６２】なお、図１６は上記画素電極ＰＸおよび対
向電極ＣＴ１、ＣＴ２の間に他の実施例と同様にゲート
絶縁膜ＧＩが形成されており、電極間それぞれの間に液
晶分子を回転させるための横方向の電界が発生する。

【０１６３】ゲート信号線ＧＬ、ドレイン信号線ＤＬは
他の実施例の場合と同様である。該ドレイン信号線ＤＬ
からゲート信号線ＧＬとオーバーラップして形成される
電極ＳＤ２と、画素電極ＰＸと接続され保持電圧を印加
する電極ＳＤ１との間にアモルファス半導体層ＡＳＩが
配置され、薄膜トランジスタＴＦＴとして機能する。

【０１６４】なお、薄膜トランジスタＴＦＴ上には保護
膜ＰＳＶが設けられている。保護膜ＰＳＶは主に薄膜ト
ランジスタＴＦＴを湿気等から保護するために形成され
ており、透明性が高くしかも耐湿性の良いものを使用す
る。

【０１６５】保護膜ＰＳＶはたとえばプラズマＣＶＤ装
置で形成した酸化シリコン膜や窒化シリコン膜または、
アクリル樹脂やポリイミド等で形成されており、０．１
〜３μｍ程度の膜厚で形成する。

【０１６６】対向電圧信号線ＣＬはゲート電極、走査信
号線ＧＬおよび対向電極ＣＴと同一製造工程で形成さ
れ、かつ対向電極ＣＴと電気的に接続できるように構成
されている。この対向電圧信号線ＣＬにより、外部回路
から対向電圧Ｖcomを対向電極ＣＴに供給する。

【０１６７】また、映像信号線ＤＬと交差する部分は映
像信号線ＤＬとの短絡の確率を小さくするため細くし、
また、短絡しても、レーザートリミングで切り離すこと
ができるように二股にしても良い。

【０１６８】電極ＳＴは金属膜（金属原子を含む層）で
形成されており、スルーホールＴＨ１を介して、画素電
極ＰＸに接続されている。更に、この電極ＳＴは外部か
ら必ず電位が供給されていることが必要であり、フロー
ティング電極では効果がないので、上記保護膜ＰＳＶに
スルーホールＴＨ１を開けて、他の電極に接続させてい
る。

【０１６９】本実施例では、画素電極ＰＸと一体形成さ
れた電極ＳＴを、対向電極ＣＴ２の上に上記保護膜ＰＳ
Ｖを介してオーバーラップさせた。

【０１７０】また、画素電極ＰＸはスルーホールや電極
ＳＴが製造上の加工ばらつきがあっても必ずコンタクト
が取れるように、図１６に示すような画素電極ＰＸより
大きい台座を、画素電極端のスルーホールＴＨ１に合わ
さる部分に、画素電極ＰＸと一体的に設けた。

【０１７１】この様に、本実施例では、画素電極に電気
的に接続した電極ＳＴを保護膜ＰＳＶ上に形成した。こ
れにより、画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴ、ＣＴ２と
液晶との間に結果的に形成される保護膜ＰＳＶまたは保
護膜ＰＳＶ１および絶縁膜ＧＩを誘電体とした容量（保
護膜容量）に、電極ＳＴにより定常的に充電され、電極
ＳＴと直流的にほぼ同電位（交流の場合はその直流成分
が同電位）を持った電極が異物等で、液晶層に露出して
も、充電電流が流れることはない。

【０１７２】したがって、露出した電極付近での電気化
学反応（電極反応）は起こらない。すなわち、電極ＳＴ
を保護膜ＰＳＶ上に形成することにより、電極上の保護
膜欠陥による他の電極の保護膜容量への充電電流を抑制
し、核しみの発生が抑えられる。

【０１７３】特に、本発明においては、陰極側の電極又
は配線としてゲート電極ＧＴ又は走査信号線ＧＬが定義
される。さらに、ゲート電極ＧＴ又は走査信号線ＧＬに
対して電位の高い電極又は配線を陽極側の電極又は配線
と定義し、陽極側の電極又は配線としてはソース電極Ｓ
Ｄ１、ドレイン電極ＳＤ２、映像信号線ＤＬ、画素電極
ＰＸ、対向電極ＣＴ、ＣＴ２、対向電圧信号線ＣＬがあ
る。

【０１７４】上述の如く、本実施例においては、陽極側
の電極又は配線の一例として電極ＳＴが画素電極ＰＸに
電気的に接続されているが、電極ＳＴには陰極と陽極の
一方又は双方からなる電極又は配線に接続されても良
い。

【０１７５】さらに、図１７、図１８、図１９は上記図
１６で説明した画素の変形例を説明する平面図である。
図１７、図１８、図１９では、画素電極ＰＸと対向電極
ＣＴをそれぞれ透明電極（ＩＴＯ又はＩＺＯ）で形成し
ており、更に電極数や、電極間隔、電極を形成する層を
異ならしめてある。

【０１７６】また、これらの図では、図１６と同様に、
各電極群のそれぞれの電極は、それぞれの走行方向にお
いて複数の屈曲部を有するジグザグ形状となっている。
その屈曲部を境にして一方は、映像信号線ＤＬ方向に対
してθの角度を、他方は１８０°−θの角度を有してい
る。

【０１７７】これにより、上述の方向の違う再配向状態
をもつ２つの領域（ドメイン）が形成され、斜め方向の
着色、階調反転をそれぞれが補償しあい、より広視野角
が得られる。

【０１７８】図１７は画素電極と対向電極との間の電界
の方向を映像信号線ＤＬと交差する方向に構成してい
る。図１７（ａ）では、画素電極ＰＸが６本、対向電極
ＣＴが画素領域の全域にベタ状に形成した場合を示した
ものである。

【０１７９】図１７（ａ）では、電極ＳＴは対向電極に
接続されており、ブラックマトリクスＢＭの境界線（図
中外側の点線で示す）までがその外延であり、図中内側
の点線まで設けられている。

【０１８０】図１７（ｂ）は、画素電極ＰＸが６本、対
向電極ＣＴが一つ置きの画素電極と重畳されているとも
に、その幅を画素電極の幅よりも大きく形成した場合を
示したものである。図１７（ａ）と比較すると、容量素
子Ｃｓｔｇの容量が４００ｆＦと小さくできた。

【０１８１】図１８および図１９は画素電極ＰＸと対向
電極ＣＴとの間の電界の方向を映像信号線ＤＬに沿った
方向に構成したものである。図１８では、対向電極ＣＴ
を画素領域のほぼ全域に形成した。図１８（ａ）と図１
８（ｂ）では、電極幅、電極本数、電極間隔をそれぞれ
異ならしめている。

【０１８２】具体的には、図１８（ａ）では画素電極Ｐ
Ｘの幅が５μｍであるのに対し、図１８（ｂ）では画素
電極の幅が９μｍである。さらに、図１８（ａ）では一
画素内の画素電極の本数が３０本である。

【０１８３】さらに、電極間隔を図１８（ａ）では５μ
ｍ、図１８（ｂ）では４μｍとしている。図１８（ｂ）
では、図１８（ａ）に対して透過率が向上した。なお、
図１８、図１９は共に画素電極の端部が一画素内で上下
反転しているＳ字状態となっている。画素電極と対向電
極間の付加容量を走査信号線ＧＬ方向で均一にするため
である。

【０１８４】図１９（ａ）は、画素電極ＰＸの幅が５μ
ｍ、隣接する画素電極ＰＸとの間隔が５μｍ、対向電極
ＣＴが一つ置きの画素電極と重畳されているともに、そ
の幅を画素電極ＰＸの幅よりも大きく形成した場合を示
したものである。

【０１８５】図１９（ｂ）は、画素電極の幅が４μｍ、
隣接する画素電極ＰＸとの間隔が４μｍとしたもので、
図１９（ａ）に比べ開口率が向上した。なお、図１９の
画素構成は図１８の画素構成に対して付加容量を減少さ
せることができる。

【０１８６】以上の各実施例により、残像が発生しにく
いＩＰＳ方式アクティブ・マトリクス型液晶表示装置を
提供することができる。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直流電圧が重畳された液晶駆動電圧波形が液晶層に印加
された場合に、その直流電圧を除いた後に液晶層中に残
留する直流電圧をなくして残像を抑制したアクティブ・
マトリクス型液晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクティブ・マトリックス型カラー液晶表示装
置の液晶表示部の一画素とその周辺の構成例を示す平面
図である。

【図２】図１のII−II切断線に沿った断面図である。

【図３】図１のIII-III 切断線に沿った薄膜トランジス
タＴＦＴの断面図である。

【図４】図１のIV−IV切断線に沿った蓄積容量ｃｓｔｇ
形成部の断面図である。

【図５】印加電界方向とラビング方向および偏光板透過
軸の関係の説明図である。

【図６】表示パネルのマトリクス周辺部の構成を説明す
るための平面図である。

【図７】左側にゲート信号端子を右側に外部接続端子の
無いパネル縁部分の説明図である。

【図８】ゲート端子ＧＴＭとゲート配線ＧＬの接続部近
辺の構造の一例を示す平面図及び断面図である。

【図９】ドレイン端子ＤＴＭとドレイン信号線ＤＬとの
接続部付近の構造の一例を示す平面図及び断面図であ
る。

【図１０】対向電極端子ＣＴＭと共通バスラインＣＢ及
び共通電圧信号線ＣＬの接続部付近の構造の一例を示す
平面図及び断面図である。

【図１１】アクティブ・マトリックス型カラー液晶表示
装置のマトリクス部とその周辺を含む回路図である。

【図１２】本発明のアクティブ・マトリックス型カラー
液晶表示装置の駆動波形の説明図である。

【図１３】液晶表示パネルに周辺の駆動回路を実装した
状態を示す上面図である。

【図１４】基板ＳＵＢＩ側の製造工程の説明図である。

【図１５】基板ＳＵＢＩ側の図１４に続く製造工程の説
明図である。

【図１６】アクティブ・マトリックス型カラー液晶表示
装置の液晶表示部の他の実施例のー画素を示す平面図で
ある。

【図１７】アクティブ・マトリックス型カラー液晶表示
装置の液晶表示部の他の実施例のー画素を示す平面図で
ある。

【図１８】アクティブ・マトリックス型カラー液晶表示
装置の液晶表示部の他の実施例の一画素を示す平面図で
ある。

【図１９】アクティブ・マトリックス型カラー液晶表示
装置の液晶表示部の他の実施例の一画素を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

ＳＵＢ（ＳＵＢ１、ＳＵＢ２）・・・・透明ガラス基
板、ＧＬ・・・・ゲート信号線、ＤＬ・・・・ドレイン
信号線、ＣＬ・・・・コモン電圧信号線、ＰＸ・・・・
画素電極、ＣＴ・・・・対向電極、ＧＩ・・・・絶縁
膜、ＧＴ・・・・ゲート電極、ＡＳ・・・・ｉ型半導体
層、ＳＤ・・・・ソース電極又はドレイン電極、ＰＳＶ
・・・・保護膜、ＢＭ・・・・遮光膜、ＬＣ・・・・液
晶、ＴＦＴ・・・・薄膜トランジスタ、ＴＨ（ＴＨ１）
・・・・スルーホール、ｇ，ｄ・・・・導電膜、ＩＴＯ
・・・・透明導電膜、Ｃｓｔｇ・・・・蓄積容量、ＧＴ
Ｍ・・・・ゲート端子、ＤＴＭ・・・・ドレイン端子、
ＣＢ・・・・共通バスライン、ＣＴＭ・・・・対向電極
端子、ＳＨＤ・・・・シールドケース、ＰＮＬ・・・・
液晶表示パネル。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｂ (72)発明者 松山 茂 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 大阿久 仁嗣 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H092 GA14 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA05 KA07 KB14 MA05 MA08 MA13 MA17 MA27 MA35 MA37 MA41 NA04 NA25 PA02 PA06 QA18 4H027 BC04 BD24 CA02 DH02 5C094 AA06 AA60 BA03 BA43 CA19 EA04 EA05 EB02 ED03 HA08 5F110 AA30 BB02 CC07 DD02 EE03 EE06 EE14 EE44 FF02 FF03 FF30 GG02 GG15 GG24 GG25 GG35 HK09 HK16 HK25 HL03 HL04 HL05 HL06 HL11 HL23 NN02 NN23 NN24 NN27 NN72 NN73

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板と、 前記一対の基板に狭持した液晶層と、 前記一対の基板と前記液晶層の間に配置して前記液晶層
   の液晶分子の配向方向を規定する配向膜と、 前記液晶層に電圧を印加する画素電極と対向電極とを持
   ち、 前記液晶層の液晶分子は負の誘電率異方性を有するとと
   もに、解離性の基をもつドーパントを該液晶層中に含む
   ことを特徴とするアクティブ・マトリクス型液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】前記画素電極の幅が１〜１５μｍ、画素電
   極の間隔が１〜１０μｍであり、前記画素電極と対向電
   極のいずれか一方を透明電極から構成したことを特徴と
   する請求項１記載のアクティブ・マトリクス型液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】前記透明電極は、ＩＴＯ又はＩＺＯのいず
   れかを含むことを特徴とする請求項２記載のアクティブ
   ・マトリクス型液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記画素電極と対向電極が、複数の屈曲部
   を有するジグザグ形状であることを特徴とする請求項１
   記載のアクティブ・マトリクス型液晶表示装置。
5. 【請求項５】マトリクス状に形成した複数の映像信号線
   と複数の走査信号線の各交差部に前記薄膜トランジスタ
   を備え、 前記画素電極と対向電極を、前記薄膜トランジスタのそ
   れぞれで形成した画素ごとに少なくとも一対有し、かつ
   前記走査信号線の延在方向と同じ方向に形成したことを
   特徴とする請求項４記載のアクティブ・マトリクス型液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】前記液晶組成物に含有する前記ドーパント
   は、 分子短軸方向のみに解離性の基を持つと共に、前記分子
   短軸方向の両末端がアルキル基またはアルコキシ基であ
   り、 前記液晶層中に１００ｐｐｍ以上、１０００ｐｐｍ以下
   の範囲で含むことを特徴とする請求項１記載のアクティ
   ブ・マトリクス型液晶表示装置。
7. 【請求項７】前記ドーパントが下記構造の化合物である
   ことを特徴とする請求項６記載のアクティブ・マトリク
   ス型液晶表示装置。 【化１】 Y1： COOH 、-CONH₂、-NH₂、-OH 、-NHR、-NR₂ Y2：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH Y3：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH Y4：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH X1：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
   H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- X2：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
   H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- A1：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 A2：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 R1：アルキル基或いはアルコシキ基 R2：アルキル基或いはアルコシキ基
8. 【請求項８】前記ドーパントが下記構造の化合物である
   ことを特徴とする請求項６記載のアクティブ・マトリク
   ス型液晶表示装置。 【化２】 Y1： COOH 、-CONH₂、-NH₂、-OH 、-NHR、-NR₂ Y2：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH X1：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
   H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- X2：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
   H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- A1：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 A2：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 R1：水素、アルキル基或いはアルコシキ基 R2：水素、アルキル基或いはアルコシキ基
9. 【請求項９】一対の基板と、 前記一対の基板に狭持した液晶層と、 前記一対の基板と前記液晶層の間に配置して前記液晶層
   の液晶分子の配向方向を規定する配向膜と、 前記液晶層に電圧を印加する画素電極と対向電極を持
   ち、 前記液晶層の液晶分子は正の誘電率異方性を有するとと
   もに、解離性の基をもつドーパントを該液晶層中に含む
   ことを特徴とするアクティブ・マトリクス型液晶表示装
   置。
10. 【請求項１０】前記画素電極と対向電極が、複数の屈曲
    部を有するジグザグ形状であることを特徴とする請求項
    ９記載のアクティブ・マトリクス型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】マトリクス状に形成した複数の映像信号
    線と複数の走査信号線の各交差部に前記薄膜トランジス
    タを備え、 前記画素電極と対向電極を前記交差部のそれぞれに形成
    される画素ごとに少なくとも一対形成すると共に、前記
    映像信号線の延在方向と同じ方向に形成したことを特徴
    とする請求項１０記載のアクティブ・マトリクス型液晶
    表示装置。
12. 【請求項１２】前記画素電極と対向電極のいずれかが、
    ＩＴＯ又はＩＺＯのいずれか一方を含むことを特徴とす
    る請求項１１記載のアクティブ・マトリクス型液晶表示
    装置。
13. 【請求項１３】前記一対の基板の一方の基板の液晶層側
    に形成した前記走査信号線及び前記対向電極及び該対向
    電極に対向電圧を印加する対向電圧信号線と、 前記走査信号線及び前記対向電極及び前記対向電圧信号
    線の上に形成したゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜の上に形成した前記画素電極と、 前記画素電極の上に形成したパッシベーション膜と、 前記パッシベーション膜と前記液晶層の間に形成した前
    記配向膜を有し、 前記液晶層の比抵抗値が１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ以上、
    １．０×１０¹²Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請
    求項１または９記載のアクティブ・マトリクス型液晶表
    示装置。
14. 【請求項１４】前記一対の基板の他方の基板の液晶層側
    に形成したカラーフィルター膜と、 前記カラーフィルター膜上にマトリクス状に形成したブ
    ラックマトリクスと、 前記ブラックマトリクス上に形成したオーバーコート膜
    とを有し、 前記オーバーコート膜と前記液晶層の間に前記配向膜を
    形成したことを特徴とする請求項１３記載のアクティブ
    ・マトリクス型液晶表示装置。
15. 【請求項１５】前記パッシベーション膜が、０．１μｍ
    以上、１μｍ以下の膜厚の酸化シリコン膜又は窒化シリ
    コン膜を用いた無機膜あるいは、２μｍ以上、３μｍ以
    下のポリイミドからなる有機膜であることを特徴とする
    請求項１４記載のアクティブ・マトリクス型液晶表示装
    置。
16. 【請求項１６】前記配向膜の膜厚が２０ｎｍ〜３００ｎ
    ｍであることを特徴とする請求項１または９記載のアク
    ティブ・マトリクス型液晶表示装置。
17. 【請求項１７】前記配向膜がポリイミドを主成分とする
    ことを特徴とする請求項１６記載のアクティブ・マトリ
    クス型液晶表示装置。
18. 【請求項１８】前記パッシベーション膜と前記配向膜の
    間に前記画素電極又は前記対向電極又は前記走査信号線
    又は前記映像信号線又は前記対向電圧信号線のいずれか
    と電気的に接続した電極を形成したことを特徴とする請
    求項１５記載のアクティブ・マトリクス型液晶表示装
    置。
19. 【請求項１９】前記電極をスルーホールを介して前記画
    素電極又は前記対向電極又は前記走査信号線又は前記映
    像信号線又は前記対向電圧信号線のいずれかと電気的に
    接続したことを特徴とする請求項１８記載のアクティブ
    ・マトリクス型液晶表示装置。
20. 【請求項２０】誘電率異方性が負の液晶組成物質に分子
    短軸方向のみに解離性の基を持ち、 前記分子短軸方向の両末端にアルキル基またはアルコキ
    シ基であるドーパントを１００ｐｐｍ以上、１０００ｐ
    ｐｍ以下の範囲で添加したことを特徴とする液晶組成物
    質。
21. 【請求項２１】前記ドーパントが下記構造の化合物であ
    ることを特徴とする請求項２０記載の液晶組成物質。 【化３】 Y1： COOH 、-CONH₂、-NH₂、-OH 、-NHR、-NR₂ Y2：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH Y3：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH Y4：水素、F 、CN、COOH、-CONH、-NH₂、-OH X1：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
    H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- X2：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
    H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- A1：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 A2：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 R1：アルキル基或いはアルコシキ基 R2：アルキル基或いはアルコシキ基
22. 【請求項２２】前記ドーパントが下記構造の化合物であ
    ることを特徴とする請求項２０記載の液晶組成物質。 【化４】 Y1： COOH 、-CONH₂、-NH₂、-OH 、-NHR、-NR₂ Y2：水素、F 、CN、COOH、-CONH 、-NH₂、-OH X1：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
    H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- X2：単結合、-CO-O-、-O-CO-、-COCH₂- 、-CH₂-CO-、-C
    H₂O-、-OCH₂-、-CH₂-CH₂- 、-CH=CH- A1：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 A2：単結合、フェニル基、シクロヘキサン基 R1：水素、アルキル基或いはアルコシキ基 R2：水素、アルキル基或いはアルコシキ基
23. 【請求項２３】前記液晶組成物質がジフッ素ベンゼン構
    造又はジシアノベンゼン構造又はモノシアノシクロヘキ
    サン構造のいずれかを有することを特徴とする請求項２
    ０記載の液晶組成物質。