JP2001235751A - マルチドメイン液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増
加させたり、高度な貼り合わせ技術を要求することな
く、高コントラストで、視角特性の優れたマルチドメイ
ン液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 開示されるマルチドメイン液晶表示装置
は、制御電極７３はスイッチング素子となるＴＦＴ５４
の一つの端子であるソース端子５７に接続されて、開口
部７４が形成された画素電極７１は制御電極７３との間
に結合容量１２６を有し、画素電極７１には結合容量１
２６を介して信号電圧の分圧が印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マルチドメイン
液晶表示装置に係り、詳しくは、視角特性の優れたマル
チドメイン液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来広く使用されているねじれネマティ
ック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ；以下”ＴＮ”
と称する）型の液晶表示装置においては、液晶分子が基
板表面に平行になってねじれている電圧非印加時の
「白」表示状態から、印加電圧に応じて液晶分子が電界
方向に配向ベクトルの向きを変化させていくことによ
り、「白」表示状態から次第に「黒」表示状態となる。
しかし、この電圧印加による液晶分子の挙動により、Ｔ
Ｎ型液晶表示装置の視野角が狭いという問題がある。こ
の視野角が狭いという問題は、中間調表示における液晶
分子の立ち上がり方向において特に著しくなる。

【０００３】液晶表示装置の視野特性を改善する方法と
して、特開平６−４３４６１号公報に開示されているよ
うな技術が提案されている。図４７は、同公報に開示さ
れた技術による液晶表示装置の構成の一例を説明する模
式的部分断面図である。この技術では、負の誘電率異方
性を有する液晶２１をホメオトロピック（垂直）配向さ
せた液晶セルを作成し、偏光軸が直交するように設置し
た２枚の偏向板（図示せず）の間に挟み、開口部７４を
有する共通電極８１を使用することにより、各画素内に
斜めに電界を集中させ、これにより各画素を２個以上の
ドメイン、いわゆるマルチドメインとし、視角特性を改
善している。また、この技術において、必要に応じて光
学補償板を使用し、黒の視角特性を改善することもでき
る。さらに、ホメオトロピック配向させた液晶セルのみ
ならず、ＴＮ配向させたセルにおいても、開口部を有す
る共通電極を使用することにより、斜め電界を発生させ
て各画素を２個以上のドメインに分割し、視角特性を改
善している。

【０００４】また、特開平７−１９９１９０号公報で開
示された技術においては、共通電極に開口部（配向制御
窓）を設けると共に、画素電極を取り囲むように配向制
御電極を設け、画素電極周辺部での斜め電界を強調して
液晶ドメインを安定化している。

【０００５】この他、特開平７−２３００９７号公報で
は、画素電極上にゲートラインと一体の配向制御電極を
設け、この配向制御電極からの斜め電界によって各画素
を２個以上の液晶ドメインとし、視角特性を改善してい
る。

【０００６】また、特開平１０−２０３２３号公報で開
示された技術においては、画素電極に開口部を設け、そ
の開口部の位置に制御電極を配置して、複数の液晶ドメ
インを形成する技術を開示している。

【０００７】また、特開平１０−３０１１１４号公報に
は、誘電率が負の液晶をホメオトロピック配向させた液
晶セルにおいて、配向膜に突起を設け、この突起によっ
て電圧印加時の液晶の傾斜方向を制御し、２つ以上の液
晶ドメインに分割して動作させる技術が考案されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
技術の内、特開平６−４３４６１号公報に開示されてい
るような、共通電極に開口部を有する技術においては、
通常の、モノドメインタイプのＴＮ型液晶表示装置の製
造工程では必要とされない、”共通電極に対するフォト
レジスト工程等の微細加工工程”が必要となると共に、
上下基板の高度な貼り合わせ術が必要とされるという問
題がある。この問題は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ
Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）等のスイッ
チング素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置
の場合、特に大きな問題である。すなわち、通常のアク
ティブマトリクス液晶表示装置では、一方の透明基板
（ＴＦＴ基板）上に薄膜トランジスタ等のスイッチング
素子（能動素子）を製造するため、フォトレジスト工程
等の微細加工工程が必要とされるのは、スイッチング素
子を製造する片側のＴＦＴ基板のみであり、通常「共通
電極」と称される他の透明基板（対向基板）側の電極に
おいては微細加工を施す必要はなく、全面に共通電極が
形成されているのみである。ところが、共通電極に開口
部を有する従来技術においては、通常は微細加工が必要
とされていない「共通電極」についても、フォトレジス
ト工程等の微細加工工程が必要とされ、工程が増加する
と共に、上下基板の高度な貼り合わせ技術が必要とされ
ることになる。

【０００９】このような問題から、例えばＴＦＴ等のス
イッチング素子が形成されたＴＦＴ基板の側にある画素
電極に、開口部あるいはスリット等を設け、斜め電界を
発生させて液晶の配向を制御しようという技術が考えつ
く。これは、ＴＦＴ基板側の画素電極はもともとパター
ニングを必要とするため、この場合には付加工程を必要
としないからである。しかしながら、この構成において
は安定した液晶ドメインの制御はできない。なぜなら
ば、特開平６−４３４６１号公報のように共通電極に開
口部を設けた場合の開口部周辺での電界の傾斜は、画素
電極の周辺における電界の傾斜方向と整合する（図４７
参照）のに対し、ＴＦＴ基板側の画素電極に開口部を設
けた場合には開口部周辺での電界の傾斜が画素電極周辺
における電界の傾斜方向と整合しないからである。

【００１０】特開平７−１９９１９０号公報に開示され
ているように、制御電極を画素電極の周辺に設けた場合
には、画素電極周辺での電界の傾斜を強調することがで
きるが、この場合にも反対側の基板において共通電極に
開口部を設けなければならず、上述の問題を解決する必
要がある。

【００１１】一方、特開平７−２３００９７号公報に記
載されているように、画素電極上に制御電極を配置し
て、その制御電極の電位を適当に定めれば、斜め電界を
発生させられる。しかしながら、画素電極電位の極性を
一定の周期で反転させるいわゆる反転駆動時において
は、画素電極電位の極性の変化によって斜め電界の発生
状況も変化するため、安定で確実な液晶ドメインの制御
はできない。また、この構成においては、制御電極がゲ
ートバスラインと一体であるため、制御電極電位を画素
の点灯・非点灯に応じて変化させることはできず、すな
わち、画素が非点灯（暗表示）の時にも制御電極電位に
は斜め方向の電界が発生してしまい、この電界によって
制御電極周辺において光漏れが生じ、表示コントラスト
の低下を導く。この光漏れを遮蔽するために遮光層を設
けた場合には大幅な開口率の低下につながる。さらに
は、通常、ゲートバスラインには、その選択期間を除く
期間において、共通電極に対してＤＣの電圧が印加され
ているため、制御電極がゲートバスラインと一体である
場合には、表示領域内の液晶層にＤＣ電圧を印加し続け
ることになり、表示素子の信頼性を悪化させるという問
題が生ずる。

【００１２】特開平１０−２０３２３号公報に示された
ような、画素電極に開口部を設けてその位置に制御電極
を配置する技術においても、表示動作時に制御電極電位
を画素毎に制御する手段を有さないため、特開平７−２
３００９７号公報記載の技術と同様に、安定で確実な液
晶ドメインの制御ができないという問題がある。

【００１３】特開平７−２３００９７号公報及び特開平
１０−２０３２３号公報に記載された技術における上記
のような問題を解決する手段として、例えば、各々の画
素毎に個別に設けられた制御電極を、各々の画素に設け
られた個別のスイッチング素子で制御する方法が考えら
れるが、この構成においては、画素電極と制御電極とに
対応して個別のスイッチング素子及びドレインバスライ
ンを設ける必要があり、したがって、素子構成が複雑化
し、製造コストや製造歩留まりの点から現実的ではな
い。

【００１４】また、特開平１０−３０１１１４号公報に
記載されたように配向膜に突起を設ける方法では、その
突起による領域分割の効果は突起の近傍にしか働かな
い。よって、確実な領域分割を実現するためには、スイ
ッチング素子が形成される片側のＴＦＴ基板の配向膜だ
けでなく、対向基板側の配向膜にも突起を設けなければ
ならず、やはり大幅に工程が増加し、また両基板の正確
な貼り合わせを要するという問題点があった。

【００１５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、上記のような従来技術の問題、すなわち、共通
電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増加させたり、高
度な貼り合わせ技術を要求することなく、高コントラス
トで、視角特性の優れたマルチドメイン液晶表示装置を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、一対の基板間に挟持された
液晶と、該基板の一方側に形成され横方向に延びる複数
本のゲートバスライン及び縦方向に延びる複数本のドレ
インバスラインとを有し、複数の画素が上記ゲートバス
ラインと上記ドレインバスラインとの交点の各々に対応
してマトリックス状に配置され、上記画素の各々に、ス
イッチング素子と、画素電極と、上記液晶に対して斜め
方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素内に形
成するための制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表
示装置に係り、上記制御電極は上記スイッチング素子の
一つの端子に接続されて、上記画素電極は上記制御電極
との間に結合容量を有し、上記制御電極には、対応する
上記ゲートバスライン選択時に、対応する上記スイッチ
ング素子を介して対応する上記ドレインバスラインから
信号電圧が印加され、上記画素電極には上記結合容量を
介して上記信号電圧の分圧が印加されることを特徴とし
ている。

【００１７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画素電極
と上記制御電極とは絶縁膜を介して上記画素電極が下層
となるように構成されていることを特徴としている。

【００１８】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画
素電極に開口部が形成されていることを特徴としてい
る。

【００１９】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記制御電極
は上記開口部より上記液晶の配向状態を制御する電界を
作用させることを特徴としている。

【００２０】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置
に係り、上記画素電極に対し容量を付加するための共通
容量ラインを備えたことを特徴としている。

【００２１】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記開口部に
相当する位置に上記共通容量ラインが配置されているこ
とを特徴としている。

【００２２】また、請求項７記載の発明は、請求項５又
は６記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画
素電極と上記共通容量ラインとの間に、所定容量の付加
容量を備えていることを特徴としている。

【００２３】また、請求項８記載の発明は、請求項１乃
至７のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置
に係り、上記制御電極の少なくとも一部が透明電極から
成ることを特徴としている。

【００２４】また、請求項９記載の発明は、請求項８記
載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記制御電極
は、液晶層の両側にそれぞれ四分の一波長板を有してお
り、該四分の一波長板の光軸が互いに直交するように配
置されていることを特徴としている。

【００２５】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記液晶の
両側にそれぞれ四分の一波長板を有しており、該四分の
一波長板の光軸が互いに直交するように配置されている
ことを特徴としている。

【００２６】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
乃至１０のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示
装置に係り、上記スイッチング素子はボトムゲート構造
のＴＦＴであることを特徴としている。

【００２７】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
乃至１０のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示
装置に係り、上記スイッチング素子はトップゲート構造
のＴＦＴであることを特徴としている。

【００２８】また、請求項１３記載の発明は、請求項１
１又は１２記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、
上記絶縁膜は上記ＴＦＴを保護する絶縁膜と一体的に形
成されていることを特徴としている。

【００２９】また、請求項１４記載の発明は、請求項１
２又は１３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、
上記制御電極が上記ＴＦＴのソース端子と一体的に形成
されていることを特徴としている。

【００３０】また、請求項１５記載の発明は、請求項３
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記開口部
が窓状に形成されていることを特徴としている。

【００３１】また、請求項１６記載の発明は、請求項３
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記開口部
が上記画素電極の片側あるいは両側から切り込みを入れ
るように形成されていることを特徴としている。

【００３２】また、請求項１７記載の発明は、請求項１
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画素電
極と上記制御電極との間に、上記画素電極に蓄積された
電荷を放電するための抵抗素子を備えていることを特徴
としている。

【００３３】また、請求項１８記載の発明は、請求項１
７記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記抵抗
素子は実質的に有限の抵抗値を有していることを特徴と
している。

【００３４】また、請求項１９記載の発明は、請求項５
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画素電
極と上記共通容量ラインとの間に、実質的に有限の抵抗
値を有する抵抗素子を備えていることを特徴としてい
る。

【００３５】また、請求項２０記載の発明は、請求項１
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記液晶の
動作モードが正の誘電率異方性を持つ液晶をねじれ配向
させたＴＮモードであることを特徴としている。

【００３６】また、請求項２１記載の発明は、請求項２
０記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記液晶
が自発カイカル性であることを特徴としている。

【００３７】また、請求項２２記載の発明は、請求項２
０記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記液晶
が非自発カイカル性であることを特徴としている。

【００３８】また、請求項２３記載の発明は、請求項１
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記液晶の
動作モードが正の誘電率異方性を持つ液晶を一様に配向
させたホモジニアスモードであることを特徴としてい
る。

【００３９】また、請求項２４記載の発明は、請求項１
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記液晶の
動作モードが負の誘電率異方性を持つ液晶をホメオトロ
ピック（垂直）配向させたＶＡモードであることを特徴
としている。

【００４０】また、請求項２５記載の発明は、請求項
１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係
り、上記画素電極が四角形から成る複数の微小画素電極
から形成され、上記四角形の１辺に沿って制御電極が配
置してあり、残りの３辺が開口部もしくは画素電極端部
となっていることを特徴としている。

【００４１】また、請求項２６記載の発明は、請求項
１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係
り、上記画素電極が四角形から成る複数の微小画素電極
から形成され、上記四角形の２辺に沿って制御電極が配
置してあり、残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部
となっていることを特徴としている。

【００４２】また、請求項２７記載の発明は、請求項２
５又は２６記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、
上記四角形は略正方形から成ることを特徴としている。

【００４３】また、請求項２８記載の発明は、請求項
１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係
り、上記画素電極が三角形から成る複数の微小画素電極
から形成されており、上記三角形の２辺に沿って制御電
極が配置してあり、残りの１辺が開口部もしくは画素電
極端部開口部となっていることを特徴としている。

【００４４】また、請求項２９記載の発明は、請求項
１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係
り、上記画素電極が三角形から成る複数の微小画素電極
から形成されており、上記三角形の１辺に沿って制御電
極が配置してあり、残りの２辺が開口部もしくは画素電
極端部開口部となっていることを特徴としている。

【００４５】また、請求項３０記載の発明は、請求項
１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係
り、上記画素電極が五角形から成る複数の微小画素電極
から形成されており、上記五角形の２辺に沿って制御電
極が配置してあり、残りの３辺が開口部もしくは画素電
極端部開口部となっていることを特徴としている。

【００４６】また、請求項３１記載の発明は、請求項
１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置に係
り、上記画素電極が複数の微小画素電極から形成されて
おり、該微小画素電極は請求項２５乃至３０のいずれか
１に記載の微小画素電極が２種類以上組み合わされて構
成されていることを特徴としている。

【００４７】また、請求項３２記載の発明は、請求項２
７記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、共通電極
の電圧を基準として、上記制御電極に印加される制御電
極電圧の上記画素電極に印加される画素電極電圧に対す
る比が、１．１〜１．４に設定されることを特徴として
いる。

【００４８】また、請求項３３載の発明は、請求項３２
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記電極電
圧の上記画素電極電圧に対する比が、１．２〜１．４に
設定されることを特徴としている。

【００４９】また、請求項３４記載の発明は、請求項３
３記載のマルチドメイン表示装置に係り、上記制御電極
電圧の上記画素電極電圧に対する比が、略１．３に設定
されることを特徴としている。

【００５０】また、請求項３５記載の発明は、請求項２
７記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、液晶を略
単一の配向となる微小配向領域サイズが、略２０μｍ平
方以下であることを特徴としている。

【００５１】また、請求項３６記載の発明は、請求項２
７記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、液晶が略
単一の配向となる微小配向領域サイズが、略４０μｍ平
方以上であることを特徴としている。

【００５２】また、請求項３７記載の発明は、請求項２
７記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、液晶が略
単一の配向となる微小配向領域サイズが、２０〜４０μ
ｍ平方であることを特徴としている。

【００５３】また、請求項３８記載の発明は、請求項１
１又は１２記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、
上記画素電極あるいは制御電極のいずれか一方に電気的
に接続された結合容量端子と、該結合容量端子が接続さ
れない他方のいずれかの電極とを、ゲート絶縁膜を介し
て重畳させることにより、上記結合容量の少なくとも一
部を構成することを特徴としている。

【００５４】また、請求項３９記載の発明は、請求項７
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画素電
極あるいは共通容量ラインのいずれか一方に電気的に接
続された付加容量端子と、該付加容量端子が接続されな
い他方のいずれかとを、保護絶縁膜を介して重畳させる
ことにより、上記付加容量の少なくとも一部を構成する
ことを特徴としている。

【００５５】また、請求項４０記載の発明は、請求項７
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画素電
極あるいは共通容量ラインのいずれか一方に電気的に接
続された付加容量端子と、該付加容量端子が接続されな
い他方のいずれかとを、ゲート絶縁膜を介して重畳させ
ることにより、上記付加容量の少なくとも一部を構成す
ることを特徴としている。

【００５６】また、請求項４１記載の発明は、請求項１
記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、任意の画素
の前段に対応するゲートバスラインに、上記画素電極に
蓄積された電荷を放電するための放電用素子を配置した
ことを特徴としている。

【００５７】また、請求項４２記載の発明は、請求項４
１記載のマルチドメイン液晶表示装置に係り、上記画素
電極に設けられた開口部のうち、下層に配置された制御
電極からの制御電界が作用する開口部に対応する部位の
保護絶縁膜を除去したことを特徴としている。

【００５８】また、請求項４３記載の発明は、一対の基
板間に挟持された液晶と、該基板の一方側にマトリック
ス状に配置された複数の画素とを有し、該画素の各々
に、スイッチング素子と、画素電極と、上記液晶に対し
て斜め方向の電界を発生させて複数の配向領域を１画素
内に形成するための制御電極とを備えるマルチドメイン
液晶表示装置に係り、上記制御電極は上記スイッチング
素子の一つの端子に接続されて、上記画素電極は上記制
御電極との間に結合容量を有し、上記制御電極には、対
応する上記スイッチング素子を介して信号電圧が印加さ
れ、上記画素電極には上記結合容量を介して上記信号電
圧の分圧が印加されることを特徴としている。

【００５９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例であるマルチドメイン液
晶表示装置の画素（繰り返し単位）の構成を示す模式的
平面図、図２は図１のＡ−Ａ’における模式的部分断面
図、図３は図１のＢ−Ｂ’における模式的部分断面図、
図４は図１のＣ−Ｃ’における模式的部分断面図、ま
た、図５は同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価
回路図、図６及び図７は同マルチドメイン液晶表示装置
の製造方法を工程順に示す工程図である。この例のマル
チドメイン液晶表示装置は、図１〜図５に示すように、
横方向に延びる複数本のゲートバスライン５５と、縦方
向に延びる複数本のドレインバスライン５６とで囲まれ
る領域の単位によって１画素が構成されており、各画素
は第１の基板１１上に、上下左右方向にマトリックス状
に繰り返されて配置されている。

【００６０】各画素はＴＦＴ５４、画素電極７１、制御
電極７３を有している。ＴＦＴ５４はゲートがソース及
びドレインよりも下部位置に配置されたボトムゲート構
造になっていて、活性層（半導体層）としてアモルファ
スシリコンやポリシリコン等の使用が可能であり、セル
フアライン技術によって形成することができる。画素電
極７１は電気的にフローティングであり、制御電極７３
及び共通容量ライン７２とそれぞれ層間絶縁膜６３、ゲ
ート絶縁膜６１を介して結合容量１２６、付加容量１２
７を形成している。ＴＦＴ５４は保護絶縁膜６５で覆わ
れている。層間絶縁膜６３、ゲート絶縁膜６１及び保護
絶縁膜６５は窒化シリコン等が使用される。ここで、共
通容量ライン７２は画素電極７１に対して容量を付加す
るために設けられている。

【００６１】これら結合容量１２６、付加容量１２７の
容量は層間絶縁膜６３、ゲート絶縁膜６１の材質、大き
さ及び厚さ等のパラメータにより所望の値に設定するこ
とができる。画素電極７１及び制御電極７３は透明電極
から成り、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ＴｉｎＯｘｉｄｅ）
等の材料が使用される。制御電極７３はＴＦＴ５４のソ
ース端子５７に接続されている。制御電極７３はＴＦＴ
５４のソース端子と一体的に形成することも可能であ
る。ゲートバスライン５５、ソース端子５７、ドレイン
端子５８、共通容量ライン７２はクロム等の金属膜が使
用される。第２の基板１２上には共通電極８１が形成さ
れており、第１の基板１１に対して所定の間隔をもって
対向するように重ね合わされている。両基板１１、１２
間には液晶２０が挟持されている。ＴＦＴ５４はボトム
ゲート構造として示されているが、後述の第５実施例の
ように、ゲートがソース及びドレインよりも上部位置に
配置されたトップゲート構造でもよい。

【００６２】また、この例では画素電極７１に対して容
量を付加するための共通容量ライン７２が設けられた構
成となっているが、図５における画素電極７１と制御電
極７３との間の結合容量１２６と、画素電極７１と共通
電極８１との間の液晶容量１２５とで必要な電位差が得
られれば、特に共通容量ライン７２を設ける必要はな
い。

【００６３】この例においては、ゲートバスライン５５
が選択された瞬間に、ドレインバスライン５６からＴＦ
Ｔ５４を介して信号電圧が、ソース端子５７に接続され
た制御電極７３に書き込まれる。この時、フローティン
グである画素電極７１の電位は、結合容量１２６と、付
加容量１２７及び液晶容量１２５との容量比にしたがっ
て、制御電極７３と共通容量ライン７２との間の所定電
位に定まる。共通容量ライン７２は例えば第２の基板１
２上の共通電極８１と同電位となるように構成してもよ
く、また、前段のゲートバスライン等に接続してもよ
い。この例においては、制御電極７３、画素電極７１、
共通電極８１の電位の関係が、この列記の順あるいはそ
の逆順となるため、画素電極７１及び制御電極７３と、
共通電極８１との間に発生する液晶駆動電界Ｅ１は、図
３に示すように、制御電極７３から外側に広がるように
斜めに発生する。

【００６４】以下、誘電率異方性が負の液晶をホメオト
ロピック配向させたＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇ
ｎｍｅｎｔ）モードの場合を例にとってその動作につい
て説明する。第１の基板１１と第２の基板１２との間に
介在する液晶２０（あるいは液晶分子２１）は液晶駆動
電界Ｅ１によりその配向状態を変化させる。この例にお
いては、上述のように液晶駆動電界Ｅ１が制御電極７３
から外側に広がるように発生するため、図３及び図４に
示すように、液晶分子２１は制御電極７３の両側で異な
る方向に配向方向を変化させる。このため、液晶分子２
１の傾く方向が異なる領域（液晶ドメイン）が互いに視
角特性を補償しあい、全体として対称で良好な視角特性
を得ることができる。なお、ここの記述において、便宜
上、バルクで見た液晶を液晶２０とし、個々の液晶分子
を液晶分子２１と記述したが、この違いはこの発明にお
いてはさほど重要ではない。

【００６５】上述のようにこの例においては、液晶２０
の動作モードは、負の誘電率異方性を有する液晶をホメ
オトロピック配向させたＶＡモードの場合の例で説明し
たが、これ以外の、正の誘電率異方性を持つ液晶ねじれ
配向させたＴＮモードでも、正の誘電率異方性を持つ液
晶を一様に配向させたホモジニアスモードでもよい。Ｔ
Ｎモードとした場合には、液晶が自発カイラル性でもよ
く、非自発カイラル性としてもよい。非自発カイラル性
とした場合には、上述の液晶駆動電界Ｅ１により、カイ
ラル方向が異なる複数の領域に分かれて動作させること
ができる。液晶ドメインを安定化するために、液晶に高
分子化合物を混合させることも可能である。また、液晶
にモノマーを加え、ドメインを作成した後、高分子化し
て、ドメインを安定化させることもできる。

【００６６】図４に示すように、画素電極７１に適当な
開口部７４を設けることにより、液晶ドメインの形成を
より確実にすることもできる。開口部７４は、窓状に形
成しても、画素電極７１の片側あるいは両側から切り込
みを入れるように形成してもよい。もちろん、開口部７
４を設けなくてもこの発明の目的を達成することができ
る。後述の第４実施例のように第１の基板１１あるいは
第２の基板１２上に色層（図示せず）や遮光層（図示せ
ず）を設けることも可能である。なお、共通容量ライン
７２の一部あるいは全体を透明電極により構成すること
も可能である。

【００６７】次に、図６及び図７を参照して、この例の
マルチドメイン液晶表示装置の製造方法について、工程
順に説明する。まず、図６（ａ）に示すように、ガラス
から成る第１の基板１１の全面にクロムをスパッタ成膜
し、フォトリソグラフィー技術を用いて、クロムを所望
の形状にパターニングして、ゲートバスライン５５及び
共通容量ライン７２を形成した。続いて、ＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
により、全面に窒化シリコンを成膜してゲート絶縁膜６
１を形成した。

【００６８】次に、図６（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法
により全面にアモルファスシリコンを成膜した後、フォ
トリソグラフィー技術によりアモルファスシリコンを所
望の形状にパターニングして活性層６４を形成した。次
に、全面にクロムをスパッタ成膜した後、フォトリソグ
ラフィー技術によりクロムを所望の形状にパターニング
して、ドレインバスライン５６、ドレイン端子５８、ソ
ース端子５７を形成した。次に、ＩＴＯを全面にスパッ
タ成膜した後、フォトリソグラフィー技術によりＩＴＯ
を所望の形状にパターニングして、開口部７４を有する
画素電極７１を形成した。この画素電極７１は、上述し
たようにフローティングとなる。以上により、第１の基
板１１上にＴＦＴ５４を形成した。

【００６９】次に、図７（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法
により全面に窒化シリコンを成膜した後、フォトリソグ
ラフィー技術により窒化シリコンを所望の形状にパター
ニングして、層間絶縁膜６３及びＴＦＴ５４の保護絶縁
膜６５を形成すると共に、ソース端子５７を露出するよ
うにコンタクトホール５９を形成した。この場合、層間
絶縁膜６３及び保護絶縁膜６５が一体となるように形成
してもよい。次に、ＩＴＯを全面にスパッタ成膜した
後、フォトリソグラフィー技術によりＩＴＯを所望の形
状にパターニングして、制御電極７３を形成した。この
制御電極７３は、コンタクトホール５９を介してソース
端子５７に接続される。

【００７０】次に、図７（ｄ）に示すように、ガラスか
ら成る第２の基板１２上に、印刷法等によりＲ（Ｒｅ
ｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌａｃｋ）の色層及び
ブラックマトリクス（図示せず）を形成し、その上にＩ
ＴＯをスパッタ成膜した後、フォトリソグラフィー技術
によりＩＴＯを所望の形状にパターニングして共通電極
８１を形成した。

【００７１】以上のようにして用意した第１の基板１１
及び第２の基板１２に、それぞれ垂直配向用の配向膜
（図示せず）を形成した。配向膜材料としては日産化学
社製ＳＥ−１２１１を使用した。次に、第１の基板１１
上にシール材（図示せず）を線状に塗布すると共に、第
２の基板１２上に球状スペーサー（図示せず）を散布
し、両基板１１、１２を互いに貼り合わせ、加熱により
シール材を硬化させた。次に、シール材により第１の基
板１１と第２の基板１２とが一体化された構造を、個々
のパネルの形状に切断した後に、誘電率異方性が負のネ
マティック液晶を注入孔から注入した後、注入孔を光硬
化樹脂で封止した。次に、パネルの両側に負の補償フィ
ルムを貼り付けた後、さらに偏向板をその透過軸が互い
に直交するように両面に貼り付け、周辺駆動回路を取り
付けてモジュール化して、図１〜図４に示したような、
この例のマルチドメイン液晶表示装置を完成させた。

【００７２】以上のような製造方法により製造されたマ
ルチドメイン液晶表示装置の各構成要素の平面形状は図
１の通りであり、同画素のサイズは横略１００μｍ×縦
略３００μｍである。各構成要素の平面形状は図１の形
状に限定されるものではなく、後述の図２０に示すよう
に種々の形状が考えられる。

【００７３】この例のマルチドメイン液晶表示装置にお
いて、偏向板をその透過軸を互いに直交させて配置した
場合には、主要な液晶配向領域の各々において、液晶分
子２１の傾斜方向が両側の偏向板透過軸を２等分する方
向、すなわち、上下左右の各方向と一致するために、液
晶駆動電界Ｅ１の印加によって良好な明状態を表示でき
るが、各々の液晶配向領域の境界部分には、暗線を生じ
ることがある。暗線の発生原因については、後述の第２
実施例で説明する。暗線の発生が問題となる場合におい
ては、偏光板と液晶２０との間に四分の一波長板と称さ
れる光学異方性媒体を挿入して、液晶層に円偏向が入射
するように構成することにより暗線の発生を解消するこ
ともできる。また、この場合、制御電極７３が透明電極
から構成されていてもよい。

【００７４】このように、この例のマルチドメイン液晶
表示装置によれば、制御電極７３はスイッチング素子と
なるＴＦＴ５４の一つの端子であるソース端子５７に接
続されて、開口部７４が形成された画素電極７１は制御
電極７３との間に結合容量１２６を有し、画素電極７１
には結合容量１２６を介して信号電圧の分圧が印加され
るので、動作時に制御電極７３の周辺及び画素電極７１
の周辺に発生する斜め方向の電界の作用により、液晶を
複数の領域に分かれさせて動作させることができる。し
たがって、共通電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増
加させたり、高度な貼り合わせ技術を要求することな
く、高コントラストで、視角特性の優れたマルチドメイ
ン液晶表示装置を提供することができる。

【００７５】◇第２実施例 図８は、この発明の第２実施例であるマルチドメイン液
晶表示装置の構成を示す模式的平面図、図９は図８のＤ
−Ｄ’における模式的部分断面図、図１０は図８のＥ−
Ｅ’における模式的部分断面図である。この例のマルチ
ドメイン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施例の
構成と大きく異なるところは、層間絶縁膜を介して制御
電極が画素電極よりも下層となるように形成するように
した点である。すなわち、この例のマルチドメイン液晶
表示装置は、図８〜図１０に示すように、第１の基板１
１上に、画素（図８に示す構造）が上下左右方向にマト
リクス状に繰り返されて配置されていて、窒化シリコン
等から成る層間絶縁膜６３を介して、ＩＴＯ等から成る
制御電極７３が同様にＩＴＯ等から成る画素電極７１よ
りも下層に形成されている。画素電極７１は、第１実施
例と同様にフローティングになっている。制御電極７３
はＴＦＴ５４のソース端子５７と一体的に形成すること
も可能であり、この場合は製造工程上は有利となるが、
通常ソース端子５７は前述したようにクロム等の不透明
金属により形成されるため、素子の光透過率が減少する
欠点が避けられない。一方、制御電極７３を上述のよう
にＩＴＯ等の透明電極により構成した場合には、図８に
示すように、例えば結合容量１２６の容量値が十分に大
きくなるように画素電極７１との重畳部を大きく取って
も、十分な開口率を確保できる。

【００７６】この例では、上述したように制御電極７３
は画素電極７１より下層にあるが、画素電極７１には開
口部７４が設けられており、制御電極７３からの電界
は、開口部７４を通して液晶に作用するので、液晶を複
数の領域に分かれさせて動作させることができる。ま
た、第１実施例と同様にボトムゲート構造に限らず、ト
ップゲート構造にも適用することができる。これ以外
は、上述した第１実施例と略同様である。それゆえ、図
８〜図１０において、図１〜図５の構成部分と対応する
各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。

【００７７】この例における画素電極７１の開口部７４
は、第１実施例と同様に、窓状に形成しても、画素電極
７１の片側あるいは両側から切り込みを入れるように形
成してもよい。画素電極７１には、制御電極７３からの
電界を作用させる部位以外にも、適当な開口部７４を設
けることにより、液晶ドメインの形成をより確実にする
ことができる。制御電極７３からの電界を作用させる開
口部７４においては、液晶駆動電界Ｅ１が開口部７４か
ら広がるように作用するが、開口部７４において制御電
極７３が存在しない場合、あるいは、図８あるいは図９
に示すように開口部７４において共通容量ライン７２が
存在する場合には、液晶駆動電界Ｅ１は開口部７４の幅
の中心に収束するように作用する。

【００７８】図１１は、この例における、マルチドメイ
ン状の液晶配向を模式的に示す図であり、図８の画素電
極７１及び制御電極７３を含む部分の配向状態を示して
いる。図１１に示されるように、画素電極７１の開口部
７４を境界としては液晶分子２１の傾く方向が異なる領
域が形成されており、各々の領域境界においては、液晶
の弾性により液晶分子２１の配向方位は連続的に変化し
ている。

【００７９】この例においては、第１の基板１１及び第
２のそれぞれの外側に偏向板が配置される。両側の偏向
板の透過軸方向の組み合わせは、種々可能であるが、な
かでも、両側の偏向板透過軸を互いに直交させ、かつ、
主要な液晶配向領域における液晶分子２１の傾斜方位が
直交する偏向板透過軸を２等分する方位と一致するよう
に配置することにより、明るくコントラストの高い表示
を実現することができる。さらに、負の補償板と称され
る、面内の屈折率が、面法線方向の屈折率よりも大きい
タイプの光学補償板を液晶と偏向板との間に挿入するこ
とにより、黒表示時の視角特性をより良くすることがで
きる。

【００８０】図１２は、この例において、マルチドメイ
ン状の配向状態に対応する、透過光の様子を模式的に示
したものであり、図１１と同様に、図８の画素電極７１
及び制御電極７３を含む部分の透過光の様子を示してい
る。ここで、画素電極７１及び制御電極７３は透明電極
であるが、共通容量ライン７２は、通常、前述したよう
にクロム等の不透明金属により形成されているため、共
通容量ライン７２上の領域については、実際には光が透
過しないが、液晶配向状態と光透過との関係を説明する
ために、共通容量ライン７２よる遮光を無視して示して
いる。

【００８１】図１２において、偏向板は、その透過軸が
図の対角方向となるように互いに直交させて配置してあ
る。このような配置とした場合には、主要な液晶配向領
域の各々において、液晶分子２１の傾斜方向が両側の偏
向板透過軸を２等分する方向、すなわち、図の上下左右
の各方向と一致するために、液晶駆動電界Ｅ１の印加に
よって良好な明状態を表示できるが、各々の液晶配向領
域の境界部分には、図１２に示されるような暗線２５を
生じる。この暗線２５は、液晶分子２１の傾斜方向が偏
向板透過軸方向と一致する部位に対応する。偏向板透過
軸の方向については、液晶がその方位に傾斜しても、光
を透過させないため、図１２に示されるような暗線２５
が生じるのである。

【００８２】上記のような暗線２５は、表示上さほど大
きな問題とならないが、例えば、電圧無印加の黒表示状
態から電圧を印加して白表示状態へと変化させた際等
に、一時的な配向変化すなわち、制御電極７３からの電
界に規定される方向に液晶分子２１が傾く変化に引き続
いて、液晶分子２１がその傾斜方位を変化させる二次的
な配向変化が生じることがあり、このようなケースでは
問題となることがある。この場合には、暗線２５が発生
した後にその形状や幅の変化が見られる。この二次的な
配向変化の時間スケールは一時的な配向変化と比較して
進行が遅く、該当画素の経時的な光透過率変化を引き起
こす。経時的な光透過率の変化には、大きく分けて２つ
のパターンが起こり得る。一つは、黒から白への変化を
実質的に遅くする場合であり、残像の原因となる。また
逆に、一度明るくなった後に徐々に暗くなるように変化
する場合があり、この場合には定常状態での表示の明る
さが不足する。

【００８３】上記のように、暗線２５の発生が問題とな
る場合においては、偏向板と液晶２０との間に四分の一
波長板と称される光学異方性媒体を挿入して、液晶層に
円偏向が入射するように構成することにより暗線２５の
発生を解消することもできる。この例においては、制御
電極７３が透明電極により形成されているので、この発
明暗線２５の解消はそのまま素子透過率や応答特性の向
上につながる。四分の一波長板としては、ポリカーボネ
ート等の延伸フィルムを単層で、あるいは積層して、用
いることができ、液晶層の両側に、互いに光軸が直交す
るように配置するとよい。広帯域四分の一波長板と称さ
れる、複数枚の延伸フィルムを積層して構成したものを
用いる場合には、液晶層の両側で、対応する各層が互い
に直交するように配置するとよい。

【００８４】なお、通常の駆動方式において一度明るく
なって後に徐々に暗くなるような透過率変化がみられる
場合でも、動画表示時の画像をシャープにすることを目
的として表示の各フレーム毎に黒表示を挿入する駆動を
行った場合には、このような経時変化は問題とならな
い。

【００８５】この例においても、液晶２０の動作は、第
１実施例と略同様に行われる。ここで、特にホモジニア
スモードの場合に、負の屈折率異方性を有する（光学軸
の屈折率が小さい）補償フィルムを、その光学軸が電圧
無印加時の液晶の光学軸と一致するように配置したノー
マリブラックモードで用いると、良好な視角特性が得ら
れる。このとき補償フィルムのリタデーションと、液晶
層のリタデーションとは符号が反対で絶対値が等しくな
るようにするとよい。また、２軸性の補償フィルムを用
いて表示コントラストや視角特性を向上させることも可
能である。

【００８６】この例のマルチドメイン液晶表示装置の製
造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施例
におけるそれに準じて実施することができる。すなわ
ち、図６（ｂ）において、画素電極７１の形成に代えて
制御電極７３を形成し、図７（ｃ）において、制御電極
７３の形成に代えて画素電極７１を形成するようにすれ
ばよい。なお、画素電極７１のパターニング時には開口
部７４も形成する。以上のような製造方法により製造さ
れたマルチドメイン液晶表示装置の各構成要素の平面形
状は図６の通りであり、同画素のサイズは横略１００μ
ｍ×縦略３００μｍである。各構成要素の平面形状は図
６の形状に限定されるものではなく、後述の図２０に示
すように種々の形状が考えられる。

【００８７】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【００８８】◇第３実施例 図１３は、この発明の第３実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図（第１実施
例の図２に対応）、図１４は同マルチドメイン液晶表示
装置の画素の等価回路図である。この例のマルチドメイ
ン液晶表示装置の構成が、上述した第１実施例の構成と
大きく異なるところは、画素電極を完全なフローティン
グとならないように形成するようにした点である。すな
わち、この例のマルチドメイン液晶表示装置は、図１３
及び図１４に示すように、画素電極７１に何らかの原因
で電荷が蓄積されるのを防ぐために、図１４に示すよう
に画素電極７１と制御電極７３との間に、結合容量１２
６と並列して実質的に有限の抵抗値を有する結合抵抗１
３５が接続されるように、例えば、第１実施例の層間絶
縁膜６３の代わりにアモルファスシリコン等の半導体膜
６２が形成されている。そして、この半導体膜６２に適
当な不純物イオンをドープすることにより所望の抵抗値
を得ることができる。

【００８９】また、図１４の付加容量１２７に並列に抵
抗を接続する場合は、共通容量ライン７２と画素電極７
１との間に層間絶縁膜６３の代わりに、上述と同様にア
モルファスシリコン等の半導体膜６２を形成することに
より有限の結合抵抗を接続してもよい。結合抵抗１３５
は、画素電極７１に蓄積される電荷の影響により表示が
焼きついたり、動画像を表示した時に液晶の応答時間を
越えるような残像が生じたりすることが防げるように、
蓄積された電荷の放電がなされるような値となるように
設定される。その液晶表示装置の使用形態に応じて、１
フレーム表示期間内で放電が完了するようにしたり、数
秒から数分の動作休止により放電が完了するようにする
ことができる。これ以外は、上述した第１実施例と略同
様である。それゆえ、図１３及び図１４において、図１
〜図５の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付
してその説明を省略する。

【００９０】この例のマルチドメイン液晶表示装置の製
造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施例
におけるそれに準じて実施することができる。すなわ
ち、図６（ｂ）及び図７（ｃ）に準じて工程において、
ＣＶＤ法により全面にアモルファスシリコンを成膜した
後、フォトリソグラフィー技術によりアモルファスシリ
コンを所望の形状にパターニングして活性層６４を形成
する際に、同時に半導体膜６２を所望の形状にパターニ
ングして形成すればよい。

【００９１】図１５は、この例のマルチドメイン液晶表
示装置の変形例の画素を示す等価回路である。この変形
例は、同図に示すように、各画素電極７１と共通容量ラ
イン７２とを接続するようにＴＦＴ１４１を形成し、Ｔ
ＦＴ１４１のゲートを前段のゲートバスライン５５に接
続することにより、前段のゲートバスライン５５が選択
された瞬間に共通容量ライン７２の電位を画素電極７１
に書き込むことにより、画素電極７１に蓄積された電荷
を放電させることができるように構成したものである。

【００９２】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【００９３】◇第４実施例 図１６は、この発明の第４実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図（第１実施
例の図２に対応）である。この例のマルチドメイン液晶
表示装置の構成が、上述した第１実施例の構成と大きく
異なるところは、画素電極及び制御電極を色層及び遮光
層の上に形成するようにした点である。すなわち、この
例のマルチドメイン液晶表示装置は、図１６に示すよう
に、第１の基板１１上に色層９１及び遮光層９３が形成
されており、画素電極７１と制御電極７３とはその上に
形成されて、画素電極７１は容量端子７５を介して共通
容量ライン７２と対向している。これ以外は、上述した
第１実施例と略同様である。それゆえ、図１６におい
て、図１〜図５の構成部分と対応する各部には、同一の
番号を付してその説明を省略する。

【００９４】この例のマルチドメイン液晶表示装置の製
造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施例
におけるそれに準じて実施することができる。すなわ
ち、図６（ｂ）及び図７（ｃ）に準じた工程おいて、活
性層６４を形成した後、全面にクロムをスパッタ成膜し
た後、フォトリソグラフィー技術によりクロムを所望の
形状にパターニングして、ドレインバスライン５６、ド
レイン端子５８、ソース端子５７を形成すると同時に容
量端子７５を形成した。さらに、窒化シリコンによりＴ
ＦＴ５４の保護絶縁膜６５を形成し、ブラックレジスト
を用いて遮光層９３を形成し、カラーレジストを用いて
Ｒ、Ｇ、Ｂの色層９１を形成した。続いて、オーバーコ
ート層９２を形成して平坦化し、画素電極７１、層間絶
縁膜６３、制御電極７３を形成した。制御電極７３はソ
ース端子５７に、画素電極７１は容量端子７５に、それ
ぞれコンタクトホールを通して接続されている。画素電
極７３は容量端子７５に接続されている状態でフローテ
ィングとなっている。

【００９５】画素電極７１と制御電極７３との間に半導
体膜６２を形成することにより、第３実施例と略同様に
画素電極７１を完全なフローティングとしないことも可
能である。

【００９６】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【００９７】◇第５実施例 図１７は、この発明の第５実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図、図１８
は図１７のＦ−Ｆ’における模式的部分断面図、図１９
は図１７のＧ−Ｇ’における模式的部分断面図である。
この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述し
た第１実施例の構成と大きく異なるところは、スイッチ
ング素子としてのＴＦＴをトップゲート構造に形成する
ようにした点である。すなわち、この例のマルチドメイ
ン液晶表示装置は、図１７〜図１９に示すように、ＴＦ
Ｔ５４は、ゲートバスライン５５がソース端子５７及び
ドレイン端子５８よりも上部位置に配置されたトップゲ
ート構造に形成されている。これ以外は、上述した第１
実施例と略同様である。それゆえ、図１７〜図１９にお
いて、図１〜図５の構成部分と対応する各部には、同一
の番号を付してその説明を省略する。

【００９８】この例のマルチドメイン液晶表示装置の製
造方法は、図６及び図７を参照して説明した第１実施例
におけるそれに準じて実施することができる。すなわ
ち、図６（ａ）乃至図７（ｃ）に準じた工程において、
第１の基板１１上に、クロムを成膜してパターニングす
ることにより、ドレインバスライン５６、ドレイン端子
５８、ソース端子５７、制御電極７３を同時に形成し、
続いてアモルファスシリコン層、絶縁層、クロムスパッ
タ膜を成膜し、これらをまとめてパターニングすること
によりＴＦＴ５４を形成した。さらに窒化シリコンから
成る層間絶縁膜６３を成膜し、続いてＩＴＯをスパッタ
成膜してパターニングすることにより画素電極７１を形
成した。画素電極７１はフローティングとし、また、制
御電極７３の位置に整合して開口部７４を設けた。次に
酸化シリコンとＩＴＯを連続的にスパッタ成膜してまと
めてパターニングすることのよりゲート絶縁膜６１と共
通容量ライン７２を形成した。

【００９９】この例によれば、ＴＦＴ５４の構造がボト
ムゲート構造からトップゲート構造に代わっただけで、
図１９に示すように、図１０を参照して説明した第２実
施例と略同様のマルチドメインを形成することができ
る。

【０１００】ここでも、画素電極７１と制御電極７３と
の間の層間絶縁膜６３あるいは画素電極７１を共通容量
ライン７２との間のゲート絶縁膜６１に代えて半導体膜
６２を形成することにより、第３実施例と略同様に画素
電極７１を完全なフローティングとしないことも可能で
ある。

【０１０１】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【０１０２】◇第６実施例 図２０は、この発明の第６実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の画素電極と制御電極との組合わせ例の平
面形状を示す図、図２１及び図２２は同マルチドメイン
液晶表示装置の画素電極と制御電極との組合わせ例にお
いて、基本的な構成の平面形状を示す図、図２３は同基
本的な構成を同マルチドメイン液晶表示装置に適用した
例の平面形状を示す図である。すなわち、この例のマル
チドメイン液晶表示装置の画素電極７１及び制御電極７
３の組合せ例は、図２０（ａ）〜（ｈ）に示したよう
に、種々の例が考えられる。ここで、図２１（ｉ）〜
（ｎ）及び図２２（ｏ）〜（ｒ）の基本的構成例、図２
３（ｓ）〜（ｙ）の適用例の平面形状は、画素電極７１
及び制御電極７３をある平面に射影した図であり、特に
制御電極７３は画素電極７１上に設けられた開口部７４
から見える部分のみ描いたものである。

【０１０３】この例においては、制御電極７３、画素電
極７１上に設けられた開口部７４及び画素電極７１の端
部の位置関係が重要である。これらの位置関係を説明す
るために平面図上でどのような位置関係にあるかを述べ
ることにする。まず、図２１（ｉ）〜（ｎ）に示した単
位電極を用いて、画素電極７１、制御電極７３、画素電
極７１端部の基本的な組合わせ例を図２１（ａ）〜
（ｒ）について述べ、次にこれらの単位電極を実際の液
晶表示装置に適用した適用例について、図２３（ｓ）〜
（ｙ）を参照して述べる。説明上、画素電極７１と制御
電極７３とが同一平面上にあるかのごとく述べるが、こ
の例のマルチドメイン液晶表示装置では両電極７１、７
３は異なった平面上に存在する。なおコンタクトホール
等を通して導通を確保すればこれらの電極７１、７３の
一部または全体が同一平面上にある構成も可能である。

【０１０４】図２１（ｉ）の単位電極は、画素電極７１
が四角形でその画素電極７１の１辺に沿って制御電極７
３が配置してあり、画素電極７１の残りの３辺が開口部
もしくは画素電極端部７６となっていることを特徴とす
る。図２１（ｊ）の単位電極は、画素電極７１が四角形
でその画素電極７１の２辺に沿って制御電極７３が配置
してあり、画素電極７１の残りの２辺が開口部もしくは
画素電極端部７６となっていることを特徴とする。図２
１（ｋ）の単位電極は、画素電極７１が四角形でその画
素電極７１の３辺に沿って制御電極７３が配置してあ
り、画素電極７１の残りの１辺が開口部もしくは画素電
極端部７６となっていることを特徴とする。図２１
（ｌ）の単位電極は、画素電極７１は三角形でその画素
電極７１の２辺に沿って制御電極７３が配置してあり、
画素電極７１の残りの１辺が開口部もしくは画素電極端
部７６となっていることを特徴とする。図２１（ｍ）の
単位電極は、画素電極７１は三角形でその画素電極７１
の１辺に沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極
７１の残りの２辺が開口部もしくは画素電極端部７６と
なっていることを特徴とする。図２１（ｎ）の単位電極
は、画素電極７１は五角形でその画素電極７１の２辺に
沿って制御電極７３が配置してあり、画素電極７１の残
りの３辺が開口部もしくは画素電極端部７６となってい
ることを特徴とする。

【０１０５】次に、図２１（ｉ）〜（ｎ）の単位電極を
画素の繰り返し単位：横略１００μｍ×縦略３００μｍ
のマルチドメイン液晶表示装置に適用した例について、
図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例を参照して説明する。図
２３（ｓ）の適用例は、図２１（ｉ）の単位電極をいく
つか用いている。すなわち単位電極（ｉ）と、単位電極
（ｉ）を制御電極７３に対して線対称にした単位電極
を、互いに制御電極７３を共有するように配置して電極
（ｏ）のような電極を形成し、電極（ｏ）を２個用いて
マルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とした。電極
（ｏ）のようにした理由は、制御電極７３からの斜め電
界と電極（ｏ）の左右の端部の斜め電界により、液晶の
方向を略２方向に制御するためである。この図２３
（ｓ）の適用例では、制御電極７３が画素の長辺に対し
て平行になるようにした。なお、マルチドメイン液晶表
示装置に適用するにあたって、電極（ｏ）に示すように
画素電極７１が制御電極７３で分断されている構造では
なく、一画素上の画素電極７１が等電位になるように接
合部を設けてある。一画素上の画素電極７１が等電位に
なるように接合部を設けてあるのは、電極（ｏ）を図２
３（ｔ）の適用例に、単位電極（ｌ）を図２３（ｕ）の
適用例に、単位電極（ｊ）を図２３（ｗ）の適用例に、
単位電極（ｋ）及び単位電極（ｎ）を図２３（ｘ）の適
用例に、単位電極（ｉ）、単位電極（ｌ）及び単位電極
（ｊ）を図２３（ｙ）の適用例にそれぞれ適用する場合
も同様である。

【０１０６】図２３（ｔ）の適用例は、電極（ｏ）を５
個を制御電極７３が画素の短辺に対して平行になるよう
配置してマルチドメイン液晶表示装置の一画素電極とし
た。図２３（ｕ）の適用例は、単位電極（ｌ）から構成
されている。まず、４個の単位電極（ｌ）を互いに制御
電極７３を共有するように配置して電極（ｐ）のような
電極を形成し、その電極（ｐ）を２個用いてマルチドメ
イン液晶表示装置の一画素電極とした。単位電極
（ｌ）、電極（ｐ）を用いた理由は、単位電極（ｌ）の
２つの制御電極７３からの斜め電界と画素端部の斜め電
界の３つの斜め電界により、単位電極（ｌ）上の配向を
略１方向に制御し、さらに単位電極（ｌ）を電極（ｐ）
のように配置することで液晶の方向を略４方向に制御す
るためである。

【０１０７】図２３（ｖ）の適用例は、単位電極（ｌ）
と単位電極（ｍ）から構成されている。４個の単位電極
（ｍ）を制御電極７３が外側となるように配置して電極
（ｑ）のような形状にした。電極（ｐ）２個の間に電極
（ｑ）を配置して用いてマルチドメイン液晶表示装置の
一画素電極とした。ただし、図２３（ｖ）の適用例では
電極（ｐ）と電極（ｑ）の間の配向の整合性を取るため
に、電極（ｑ）の外側にある制御電極７３のうち、電極
（ｐ）と接する部分を取り除いてある。このように基本
的には単位電極（ｉ）〜（ｎ）を用いて画素電極を形成
するのであるが、上述のように配向の整合性を取るため
に、単位電極の形状を一部変更することも可能である。

【０１０８】図２３（ｗ）の適用例は、単位電極（ｊ）
から構成されている。単位電極（ｊ）の形状を略正方形
とし、４個の単位電極（ｊ）を互いに制御電極７３を共
有するように配置して電極（ｒ）のような形状にした。
電極（ｒ）を３個用いてマルチドメイン液晶表示装置の
一画素電極とした。単位電極（ｊ）、電極（ｒ）を用い
た理由は、単位電極（ｊ）の２つの制御電極７３からの
斜め電界と２つの画素端部の斜め電界の４つの斜め電界
により、電極（ｒ）上の配向を略１方向に制御し、さら
に単位電極（ｊ）を電極（ｒ）のように配置することで
液晶の方向を略４方向に制御するためである。図２３
（ｗ）の適用例では電極（ｒ）の個数を３としたが、こ
れに限定されることはなく、画素サイズ、用途に応じて
任意に設計することができる。

【０１０９】図２３（ｘ）の適用例は、２個の単位電極
（ｋ）と２個の単位電極（ｎ）から構成されている。単
位電極（ｋ）の四角形を台形とした。台形の上底に制御
電極７３がくるようにし、二つの単位電極（ｋ）を上底
を共有するように配置した。このようにして形成した電
極の斜辺の部分に単位電極（ｎ）を、単位電極（ｋ）と
制御電極７３を共有するように配置した。組合わせる
際、配向の整合性を取るために、台形の上底すなわち制
御電極７３の一部分を隠すようにした。結果として長方
形の画素電極７１の上に「Ｙ」型と「Ｙ」型の上下反転
した型の制御電極７３が配置されているように見える電
極が形成される。これをマルチドメイン液晶表示装置の
一画素電極とした。

【０１１０】図２３（ｙ）の適用例は、単位電極
（ｉ）、単位電極（ｌ）、単位電極（ｊ）の３種類の単
位電極から形成されている。この図２３（ｙ）の適用例
では、単位電極（ｉ）は台形とし、単位電極（ｌ）は制
御電極７３で挟まれた角が直角である直角二等辺三角形
とし、単位電極（ｊ）は平行四辺形とした。単位電極
（ｌ）の斜辺と単位電極（ｉ）の上底（開口部となって
いる）が接し、単位電極（ｉ）の下底と単位電極（ｊ）
が制御電極７３を共有している。このようにして形成さ
れた電極をいくつか用いてマルチドメイン液晶表示装置
の一画素電極とした。なお、微小画素電極の一部に直角
二等辺三角形を用いているので、画素電極７１内部にあ
る制御電極７３、開口部７４は画素の短辺に対して略４
５°または略１３５°の角度をなしている。図２３
（ｓ）〜（ｙ）の適用例のいずれの場合においても、基
本的には単位電極を用いて画素電極を形成するのである
が、画素全体での配向の整合性を取るために、単位電極
の形状を一部変更することも可能である。以上のように
設計した画素電極を持つマルチドメイン液晶表示装置を
製造した。この制御電極の詳細は第２実施例のそれに準
じて実施することができる。

【０１１１】上述した図２３（ｓ）〜（ｙ）の適用例の
配向状態を、図２４〜図３０に顕微鏡写真で示す。な
お、図２４〜図２７、図２９では、２枚の偏光板の配置
方法は偏光板の吸収軸を互いに直交させ、かつ、そのう
ち１枚の偏光板の吸収軸を画素の長辺に対して略４５°
の方向になるようにしてある。また図２８、図３０で
は、２枚の偏光板の配置方法は偏光板の吸収軸を互いに
直交させ、かつ、そのうち１枚の偏光板の吸収軸を画素
の長辺に対して略０°の方向になるようにしてある。

【０１１２】この例によれば、図２３（ｓ）〜（ｙ）の
適用例のいずれの場合においても制御電極７３の周辺
部、開口部７４の周辺部、画素電極７１の周辺部からの
斜め電界の効果により良好なマルチドメイン状の液晶配
向が得られた。特に、図２３（ｗ）の適用例のパターン
においては視角特性がよく、透過率が高く、安定性に優
れた配向が得られた。この図２３（ｗ）の適用例におい
ては、単位電極（ｊ）の形状は略正方形なので、液晶は
対角線の方向にそろって倒れる。そのため隣り合う単位
電極（ｊ）との間では、配向方向が略９０°異なってい
る。電極（ｒ）上では「＋」型の制御電極７３で区切ら
れた４回対称な配向となっている。

【０１１３】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【０１１４】◇第７実施例 この発明の第７実施例では、第６実施例に示した図２３
（ｗ）の適用例において、制御電極電圧係数（制御電極
電圧／画素電極電圧）を異ならせた場合の配向制御性へ
の影響を比較検討した。ここで、画素電極電圧及び制御
電極電圧とは、共通電極８１の電圧を基準とした画素電
極７１及び制御電極７３の電圧を示している。前述した
ように、画素電極電圧と制御電極電圧との電圧比は、画
素電極７１と制御電極７３との間の結合容量１２６と、
画素電極７１と共通容量ライン７２との間の付加容量１
２７及び液晶容量１２５との比によって定まる。ここ
で、共通容量ライン７２の電圧は、共通電極８１と同電
圧とした場合には、（制御電極電圧係数）＝｛（液晶容
量１２５の容量値）＋（結合容量１２６の容量値）＋
（付加容量１２７の容量値）｝／（結合容量１２６の容
量値）で決定される。

【０１１５】液晶容量１２５は配向状態の変化により変
動するが、簡単のために、液晶容量１２５を最大値とし
て考えた。すなわち、液晶容量１２５の容量値を計算す
る時には、液晶の比誘電率として、液晶分子軸に水平な
方向に対応する比誘電率と垂直な方向に対応する比誘電
率のうち、大きいほうの値を用いることとした。この例
においては、結合容量１２６の容量値を変化させること
によって、制御電極電圧係数を異ならせた。結合容量１
２６は画素電極７１と制御電極７３との重畳部に形成さ
れるので、この重畳部の面積及び両電極７１、７３間の
層間膜の膜厚と比誘電率によって、結合容量１２６の容
量値が定まるが、ここでは、以下の表１に示されるよう
に制御電極７３と画素電極７１との重畳部の面積を変化
させる例で示した。なお、両電極７１、７３間の層間膜
はＣＶＤ成膜による膜厚が略２００ｎｍの窒化シリコン
を用いた。窒化シリコン膜の比誘電率は略６．４であ
る。

【０１１６】

【表１】

【０１１７】次に、表１に示したように制御電極電圧係
数を変化させたＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙ
ｓｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）を製造して表示動作を行な
い、顕微鏡ならびに目視により観察した。表１の制御電
極電圧係数の各値１．１、１．２、１．３、及び１．
４、のそれぞれに対応する表示時の画素の顕微鏡写真
を、図３１、図３２、図３３及び図３４に示した。図３
１〜図３４から明らかなように、制御電極電圧係数の異
なる各々のＴＦＴ−ＬＣＤにおいて、この発明の原理に
基づくマルチドメイン液晶配向制御を実現することがで
きた。特に、制御電極電圧係数が１．２以上、より好ま
しくは１．３以上の場合において、より正確に配向制御
を実現することができた。これに対して、制御電極電圧
係数が１．１と値の小さいＴＦＴ−ＬＣＤにおいては、
目視観察により若干のざらつき感が見られた。以上の結
果から明らかなように、制御電極電圧係数については、
その値が大きいほうが配向制御性が優れるが、これに伴
って画素電極に印加される電圧は相対的に減少するた
め、駆動電圧あるいは明るさの点からは、制御電極電圧
係数は大きくなり過ぎるのは望ましくない。これらのこ
とを考慮すると、制御電極電圧係数は略１．３程度が最
も好ましいと考えられる。

【０１１８】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【０１１９】◇第８実施例 この発明の第８実施例では、第６実施例に示した図２３
（ｗ）の適用例を基に、微小配向領域のサイズを異なら
せた風数の実験用液晶セルを製造してそれぞれ比較検討
した。ここで、微小配向領域とは、制御電極７３、画素
電極７１の端部及び画素電極７１に設けられた開口部７
４等の境界によって区切られる領域を示し、液晶が概ね
単一の配向をとる領域を示している。この例における図
２３（ｗ）の適用例においては、一つの微小配向領域の
サイズは略４０μｍ平方である。これを基に、微小配向
領域サイズを略２０μｍ平方とした実験用液晶セルを製
造した。比較例として、微小配向領域サイズを略４０μ
ｍ平方とした実験用液晶セルも併せて製造した。これら
の実験用液晶セルでは、ＴＦＴやゲートバスライン及び
ドレインバスライン等を省略し、制御電極７３と画素電
極７２とのそれぞれに直接電圧を印加できる構造とし
た。

【０１２０】図３５はこの例の実験用液晶セルにおい
て、暗状態から明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡写
真を示している。図３５（ａ）は暗状態から明状態に電
圧を切り替えた後２０ｍｓ放置した後の様子を示す写
真、図３５（ｂ）は暗状態から明状態に電圧を切り替え
た後１秒以上放置したあとの様子を示す写真である。両
写真を比較して明らかなように、この例では、電圧印加
後、２０ｍｓ以内に定常状態の配向状態とほぼ等しい配
向状態が得られ、配向の安定性と電気光学的応答特性が
優れていることがわかった。応答時間の具体的な測定値
は、暗→明が約１５ｍｓ、明→暗が約９ｍｓであった。

【０１２１】一方、図３６は比較例において、暗状態か
ら明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡写真を示してい
る。図３６（ａ）は暗状態から明状態に電圧を切り替え
た後２０ｍｓ放置した後の様子を示す写真、図３６
（ｂ）は暗状態から明状態に電圧を切り替えた後１秒以
上放置したあとの様子を示す写真である。両写真を比較
して明らかなように、比較例では、電圧印加後、明るい
定常状態の配向状態を得るまでに若干の時間を必要とす
ることがわかった。応答時間の具体的な測定値は、暗→
明が約１４０ｍｓ、明→暗が約９ｍｓであった。

【０１２２】上述したようにこの例では、電気光学的応
答特性については、微小配向領域サイズを小さく（２０
μｍ平方）した方が、微小配向領域サイズを大きく（４
０μｍ平方）した場合よりも優れていること確認され
た。しかしながら、素子全体の光透過率については、各
微小領域境界に見られる暗線の密度の違いにより、微小
領域配向領域サイズが大きいほうが好ましいことがわか
った。すなわち、微小配向領域サイズを大きく（４０μ
ｍ平方）とした方が、微小配向領域サイズを小さく（２
０μｍ平方）した場合よりも実験用液晶セル全体での光
透過率は高くなることが確認された。

【０１２３】微小配向領域サイズは、上記のような理由
から、動画表示を行なうかどうかといった用途によっ
て、また、目的とするＴＦＴ−ＬＣＤの画素ピッチとの
兼ね合いを考慮して適宜選択できる。動画表示をおこな
う場合には、略２０μｍ平方程度あるいはそれ以下、動
画表示を行なわない場合は略４０μｍ平方程度あるいは
それ以上とすることが好ましい。もちろん用途によって
は２０μｍ〜４０μｍ平方の範囲に設定してもよい。

【０１２４】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【０１２５】◇第９実施例 図３７は、この発明の第９実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図、図３８
は図３７のＨ−Ｈ’における模式的部分断面図、図３９
は図３７のＩ−Ｉ’における模式的部分断面図である。
この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上述し
た第１実施例の構成と大きく異なるところは、制御電極
をスイッチング素子としてのＴＦＴのソース端子と一体
的に形成するようにした点である。すなわち、この例の
マルチドメイン液晶表示装置は、図３７〜図３９に示す
ように、制御電極７３はＴＦＴ５４のソース端子５７と
一体的にクロム等の不透明金属により形成されている。
このように構成すると、既に述べたように、結合容量１
２６の容量値を大きく形成した場合に、開口率の低下を
招くことが懸念されるが、この例においては、その点も
考慮して十分な開口率を確保できる構成になっている。
具体的には、ゲート絶縁膜６１を介して制御電極７３よ
り下層に結合容量電極１７１を形成して、この結合容量
電極１７１と、層間絶縁膜６３を介して制御電極７３よ
り上層に形成した画素電極７１とが、それぞれ制御電極
７３との重畳部を有しており、互いにコンタクトホール
１７２を通じて接続されている。図３７では、結合容量
電極１７１の大部分が制御電極７３の下に隠れているの
で分かりにくいが、図３９から明らかなように、結合容
量電極１７１は、略制御電極７３の形状に沿ってこの下
側に配置されている。

【０１２６】この例によれば、制御電極７３の上下両側
に結合容量１２６を形成できるので、結合容量１２６の
容量値を大きくする場合にも、制御電極７３の面積をそ
れほど大きくしなくとも、十分な開口率を確保すること
ができる。この例では、制御電極７３を画素電極７１よ
りも下層に形成した例を示したが、逆に画素電極７１を
制御電極７３の下層に形成することもでき、画素電極７
１のさらに下層に配置した結合容量電極１７１と、上層
の制御電極７３とをコンタクトホール１７２を通じて接
続することにより、画素電極７１の上下両側に結合容量
を形成することができる。

【０１２７】さらに、この例によれば、付加容量１２７
に関しても、小さな重畳面積により十分な容量値を得る
ための構成を採用している。すなわち、コンタクトホー
ル１７７において、接続端子１７６により共通容量ライ
ン７２に接続された付加容量端子１７５、画素電極７１
との重畳部により付加容量１２７を形成している。ここ
で、共通容量ライン７２はゲートバスライン５５と同層
の金属膜により形成されており、付加容量端子１７５は
ドレインバスライン５６と同層の金属膜により形成され
ている。このように、付加容量端子１７５は共通容量ラ
イン７２よりも画素電極７１に近い層に形成されている
ので、小さな重畳面積により十分な付加容量１２７の容
量値を確保することができる。

【０１２８】この例では、層間絶縁膜６３を介して付加
容量１２７を形成した例を示したが、ゲート絶縁膜６１
を介して付加容量１２７を形成する構成とした場合であ
っても、これら２つの絶縁膜６３、６１を介した付加容
量１２７を形成する構成よりも大きな容量値を確保しや
すい。なお、小さな重畳面積で十分な容量値を得て開口
率を確保するためには、上記のような層構造における工
夫の他、例えば、ゲート絶縁膜６１あるいは層間絶縁膜
６３の膜厚を薄くしたり、誘電率を大きくする等でも効
果がある。

【０１２９】また、上記の開口率の確保に関する効果以
外にも、この例においては、制御電極７３を金属膜によ
り構成することにより、制御電極７３のパターニング精
度を向上できるという効果もある。この理由は、通常、
ＩＴＯ等の透明電極よりもＣｒ等の不透明金属のほう
が、ウェットエッチングの精度が高いからである。この
発明のマルチドメイン液晶表示装置においては、各々の
電極の重畳部に形成される各容量の容量値が重要な設計
パラメーターとなるため、重畳部の面積を決める各電極
のパターニング精度の向上は重要である。

【０１３０】次に、図４１乃至図４３を参照して、この
例のマルチドメイン液晶表示装置の製造方法について工
程順に説明する。まず、図４１（ａ）に示すように、ガ
ラスから成る第１の基板１１上にクロムをスパッタ成膜
した後、フォトリソグラフィ技術を用いてウェットエッ
チングによりクロムをパターニングして、ゲートバスラ
イン５５、共通容量ライン７２、及び結合容量電極１７
１を形成した。続いて、図４１（ｂ）に示すように、Ｃ
ＶＤ法を用いて窒化シリコンを成膜して、ゲート絶縁膜
６１を一様に形成した。なお、ゲート絶縁膜６１は、例
えば二酸化シリコン等でも良く、また窒化シリコンと酸
化シリコンとの積層膜等でも良い。もちろん有機膜等で
も構わない。次にＣＶＤ法によりアモルファスシリコン
層を成膜し、フォトリソグラフィー技術を用いてドライ
エッチングによりパターニングして、アイランド状にＴ
ＦＴ５４の活性層６４を形成した。

【０１３１】次に、図４２（ｃ）に示すように、クロム
をスパッタ成膜した後、フォトグラフィ技術を用いてウ
ェットエッチングによりパターニングして、ドレインバ
スライン５６、ドレイン端子５８、ソース端子５７、制
御電極７３、付加容量端子１７５を形成した。続いて、
図４２（ｄ）に示すように、窒化シリコンをＣＶＤ成膜
して層間絶縁膜６３を一体的に一様に形成し、さらにフ
ォトリソグラフィ技術を用いてドライエッチングにより
層間絶縁膜６３及びゲート絶縁膜６１を連続的にパター
ニングして、コンタクトホール１７２、１７７を形成し
た。続いて、図４３に示すように、ＩＴＯをスパッタ成
膜して、フォトリソグラフィ技術を用いてウェットエッ
チングによりパターニングして、フローティングの画素
電極７１と接続端子１７６を形成した。なお、画素電極
７１及び接続端子１７６を形成する工程において、ＩＴ
Ｏをウェットエッチングに代えてドライエッチングによ
りパターニングすることにより、パターニング精度を向
上することができる。

【０１３２】上述したように、全部で５回のフォトリソ
グラフィ技術を用いる５ＰＲ工程により第１の基板１１
を形成する。なお、詳しく説明しないが、この発明のマ
ルチドメイン液晶表示装置において、表示領域周辺に設
けられる、ゲートバスライン端子、ドレインバスライン
端子、共通容量ライン接続部、静電保護トランジスタ等
のすべての周辺素子についても、特にプロセスを追加す
ることなく上記の工程と並行して同時に形成することが
できる。この詳細については、例えば特開平１０−２３
２４０９号公報等に記載されている。なお、第２の基板
１２の製造工程及び第１の基板１１と第２の基板１２と
の貼り合わせ工程等の、他のプロセスは、第１実施例の
製造方法に準じて実施することができる。

【０１３３】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【０１３４】◇第１０実施例 図４４は、この発明の第１０実施例であるマルチドメイ
ン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図、図４
５は図４４のＫ−Ｋ’における模式的部分断面図、図４
６は図４４のＬ−Ｌ’における模式的部分断面図であ
る。この例のマルチドメイン液晶表示装置の構成が、上
述した第１実施例の構成と大きく異なるところは、着目
する画素の前段に対応するゲートバスラインに、放電用
のＴＦＴを配置するようにした点である。すなわち、こ
の例のマルチドメイン液晶表示装置は、図４４〜図４６
に示すように、特に図１５を参照して説明した第３実施
例の変形例において、着目する画素の前段に対応するゲ
ートバスライン５５に、放電用のＴＦＴ１４１が配置さ
れている。ここで、ＴＦＴ１４１を構成するゲート端
子、ドレイン端子、ソース端子、活性層等は、表示用の
ＴＦＴ５４と同時に並行して形成することができる。Ｔ
ＦＴ１４１は、そのドレイン端子がコンタクトホール１
４２を通して共通容量ライン７２に接続されており、ソ
ース端子がコンタクトホール１４３を通して画素電極７
１に接続されている。この構成によって、前段のゲート
バスライン５５が選択された瞬間に共通容量ライン７２
の電位を画素電極７１に書きこむことにより、画素電極
７１に蓄積された電荷を放電させることができるように
なる。

【０１３５】また、この例においては、画素電極７１に
設けられた開口部７４のうち、下層に配置された制御電
極７３からの制御電界が作用する開口部７４に対応する
部位では、層間絶縁膜６３が除去された構成になってい
る。このような構成とすることにより、制御電極７３と
液晶層との間にあった絶縁膜部分での電圧の損失がなく
なり、制御電極７３からの電界が直接液晶層に印加され
る効果が得られる。また、層間絶縁膜６３の除去により
形成される凹形状が、傾斜電界の作用による液晶分子の
傾斜方向と整合するために、微小配向領域境界部におけ
る液晶の配向が安定する、といった効果が得られる。こ
のような層間絶縁膜６３の除去は、表示領域周辺の端子
部を露出させる工程と同時に並行して実施できるので、
特に付加的な工程は必要としない。

【０１３６】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。

【０１３７】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更などがあってもこの発明に含まれる。例えばスイッチ
ング素子として動作させる素子としてはＴＦＴを使用す
る例で説明したが、これに限らずＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩ
ｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）素子等のダイオードを
使用してもよい。また、画素電極及び制御電極を構成す
る透明電極としてはＩＴＯを使用する例で説明したが、
これに限らずネサ膜（酸化錫膜）等の他の材料を使用す
ることも可能である。また、制御電極を透明電極で構成
する場合には、一部のみに透明電極を用いるようにして
もよい。また、ゲートバスライン、ソース端子、ドレイ
ン端子等を構成する金属としてはクロムを使用する例で
説明したが、これに限らずモリブデン、タンタルあるい
はこれらの合金等の他の材料を使用することも可能であ
る。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、各画素毎に設けられた制御電極を、各画素毎に設け
られたスイッチング素子で駆動するため、その画素が明
表示、暗表示、あるいは中間表示となっても、それに応
じて制御電極電位が制御され、よって、制御電極から広
がるように発生する斜め方向の電界により液晶のドメイ
ン形成を確実に制御できる。さらに、画素電極には結合
容量を介して制御電極電圧の分圧が印加されるため、１
個のスイッチング素子だけで制御電極と画素電極との２
つの電極電位を制御することができる。したがって、共
通電極の微細加工工程等の煩雑な工程を増加させたり、
高度な貼り合わせ技術を要求することなく、高コントラ
ストで、視角特性の優れたマルチドメイン液晶表示装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例であるマルチドメイン液
晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’における模式的部分断面図であ
る。

【図３】図１のＢ−Ｂ’における模式的部分断面図であ
る。

【図４】図１のＣ−Ｃ’における模式的部分断面図であ
る。

【図５】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価回
路図である。

【図６】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工
程順に示す工程図である。

【図７】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を工
程順に示す工程図である。

【図８】この発明の第２実施例であるマルチドメイン液
晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。

【図９】図８のＤ−Ｄ’における模式的部分断面図であ
る。

【図１０】図８のＥ−Ｅ’における模式的部分断面図で
ある。

【図１１】同マルチドメイン液晶表示装置におけるマル
チドメイン状の液晶配向を模式的に示す図である。

【図１２】同マルチドメイン液晶表示装置におけるマル
チドメイン状の配向状態に対応する透過光の様子を模式
的に示す図である。

【図１３】この発明の第３実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図である。

【図１４】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の等価
回路図である。

【図１５】同マルチドメイン液晶表示装置の変形例の画
素の等価回路図である。

【図１６】この発明の第４実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の構成を示す模式的部分断面図である。

【図１７】この発明の第５実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。

【図１８】図１７のＦ−Ｆ’における模式的部分断面図
である。

【図１９】図１７のＧ−Ｇ’における模式的部分断面図
である。

【図２０】この発明の第６実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の画素電極と制御電極との組み合わせ例の
平面形状を示す図である。

【図２１】同マルチドメイン液晶表示装置の画素電極と
制御電極との組み合わせ例において、基本的な構成の平
面形状を示す図である。

【図２２】同マルチドメイン液晶表示装置の画素電極と
制御電極との組み合わせ例において、基本的な構成の平
面形状を示す図である。

【図２３】同基本的な構成を同マルチドメイン液晶表示
装置に適用した例の平面形状を示す図である。

【図２４】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図２５】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図２６】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図２７】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図２８】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図２９】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図３０】同マルチドメイン液晶表示装置の画素の配向
状態を示す顕微鏡写真である。

【図３１】この発明の第７実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の表示時の画素の顕微鏡写真である。

【図３２】同マルチドメイン液晶表示装置の表示時の画
素の顕微鏡写真である。

【図３３】同マルチドメイン液晶表示装置の表示時の画
素の顕微鏡写真である。

【図３４】同マルチドメイン液晶表示装置の表示時の画
素の顕微鏡写真である。

【図３５】この発明の第８実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の実験用液晶セルの暗状態から明状態に電
圧を切り替えた後の顕微鏡写真ある。

【図３６】同マルチドメイン液晶表示装置の比較用液晶
セルの暗状態から明状態に電圧を切り替えた後の顕微鏡
写真ある。

【図３７】この発明の第９実施例であるマルチドメイン
液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図である。

【図３８】図３７のＨ−Ｈ’における模式的部分断面図
である。

【図３９】図３７のＩ−Ｉ’における模式的部分断面図
である。

【図４０】図３７のＪ−Ｊ’における模式的部分断面図
である。

【図４１】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を
工程順に示す工程図である。

【図４２】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を
工程順に示す工程図である。

【図４３】同マルチドメイン液晶表示装置の製造方法を
工程順に示す工程図である。

【図４４】この発明の第１０実施例であるマルチドメイ
ン液晶表示装置の画素の構成を示す模式的平面図であ
る。

【図４５】図４４のＫ−Ｋ’における模式的部分断面図
である。

【図４６】図４５のＬ−Ｌ’における模式的部分断面図
である。

【図４７】従来のマルチドメイン液晶表示装置の画素の
構成を示す模式的部分断面図である。

【符号の説明】

１１ 第１の基板 １２ 第２の基板 ２０ 液晶 ２１ 液晶分子 ５４ ＴＦＴ（スイッチング素子） ５５ ゲートバスライン ５６ ドレインバスライン ５７ ソース端子 ５８ ドレイン端子 ５９、１４２、１４３、１４９、１７２、１７７
コンタクトホール ６１ ゲート絶縁膜 ６２ 半導体膜 ６３ 層間絶縁膜 ６４ 活性層（半導体層） ６５ ＴＦＴの保護膜 ７１ 画素電極 ７２ 共通容量ライン ７３ 制御電極 ７４ 開口部 ７５ 容量端子 ７６ 開口部もしくは画素電極端部 ８１ 共通電極 ９１ 色層 ９２ オーバーコート層 ９３ 遮光層 １２５ 液晶容量 １２６ 結合容量 １２７ 付加容量 １３５ 結合抵抗 １４１ ＴＦＴ（放電用素子） １７１ 結合容量電極 １７５ 付加容量端子 １７６ 接続端子 Ｅ１ 液晶駆動電界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 成嘉 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 葉山 浩 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 加納 博司 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 池田 直康 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 高取 憲一 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 能勢 崇 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 渡邊 貴彦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H090 HD05 JB02 KA05 LA02 LA04 LA06 LA09 MA01 MA02 MA12 2H091 FA11X FA11Z GA08 GA11 HA07 LA17 LA19 2H092 GA13 GA29 JA01 JA24 JA34 JA46 JB51 JB68 JB69 KA04 KA05 KA10 KB25 LA02 LA05 MA07 MA12 MA15 MA18 MA27 MA41 NA25 PA03 PA06 PA10 PA11 QA07

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に挟持された液晶と、該基
   板の一方側に形成され横方向に延びる複数本のゲートバ
   スライン及び縦方向に延びる複数本のドレインバスライ
   ンとを有し、複数の画素が前記ゲートバスラインと前記
   ドレインバスラインとの交点の各々に対応してマトリッ
   クス状に配置され、前記画素の各々に、スイッチング素
   子と、画素電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を
   発生させて複数の配向領域を１画素内に形成するための
   制御電極とを備えるマルチドメイン液晶表示装置であっ
   て、 前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接
   続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容
   量を有し、 前記制御電極には、対応する前記ゲートバスライン選択
   時に、対応する前記スイッチング素子を介して対応する
   前記ドレインバスラインから信号電圧が印加され、前記
   画素電極には前記結合容量を介して前記信号電圧の分圧
   が印加されることを特徴とするマルチドメイン液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記画素電極と前記制御電極とは絶縁膜
   を介して前記画素電極が下層となるように構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載のマルチドメイン液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】 前記画素電極に開口部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のマルチドメイン
   液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記制御電極は前記開口部より前記液晶
   の配向状態を制御する電界を作用させることを特徴とす
   る請求項３記載のマルチドメイン液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記画素電極に対し容量を付加するため
   の共通容量ラインを備えたことを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装
   置。
6. 【請求項６】 前記開口部に相当する位置に前記共通容
   量ラインが配置されていることを特徴とする請求項５記
   載のマルチドメイン液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記画素電極と前記共通容量ラインとの
   間に、所定容量の付加容量を備えていることを特徴とす
   る請求項５又は６記載のマルチドメイン液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記制御電極の少なくとも一部が透明電
   極から成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
   １に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記制御電極は、液晶層の両側にそれぞ
   れ四分の一波長板を有しており、該四分の一波長板の光
   軸が互いに直交するように配置されていることを特徴と
   する請求項８記載のマルチドメイン液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記液晶の両側にそれぞれ四分の一波
    長板を有しており、該四分の一波長板の光軸が互いに直
    交するように配置されていることを特徴とする請求項１
    記載のマルチドメイン液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記スイッチング素子はボトムゲート
    構造のＴＦＴであることを特徴とする請求項１乃至１０
    のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記スイッチング素子はトップゲート
    構造のＴＦＴであることを特徴とする請求項１乃至１０
    のいずれか１に記載のマルチドメイン液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記絶縁膜は前記ＴＦＴを保護する絶
    縁膜と一体的に形成されていることを特徴とする請求項
    １１又は１２記載のマルチドメイン液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記制御電極が前記ＴＦＴのソース端
    子と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１
    ２又は１３記載のマルチドメイン液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 前記開口部が窓状に形成されているこ
    とを特徴とする請求項３記載のマルチドメイン液晶表示
    装置。
16. 【請求項１６】 前記開口部が前記画素電極の片側ある
    いは両側から切り込みを入れるように形成されているこ
    とを特徴とする請求項３記載のマルチドメイン液晶表示
    装置。
17. 【請求項１７】 前記画素電極と前記制御電極との間
    に、前記画素電極に蓄積された電荷を放電するための抵
    抗素子を備えていることを特徴とする請求項１記載のマ
    ルチドメイン液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 前記抵抗素子は実質的に有限の抵抗値
    を有していることを特徴とする請求項１７記載のマルチ
    ドメイン液晶表示装置。
19. 【請求項１９】 前記画素電極と前記共通容量ラインと
    の間に、実質的に有限の抵抗値を有する抵抗素子を備え
    ていることを特徴とする請求項５記載のマルチドメイン
    液晶表示装置。
20. 【請求項２０】 前記液晶の動作モードが正の誘電率異
    方性を持つ液晶をねじれ配向させたＴＮモードであるこ
    とを特徴とする請求項１記載のマルチドメイン液晶表示
    装置。
21. 【請求項２１】 前記液晶が自発カイカル性であること
    を特徴とする請求項２０記載のマルチドメイン液晶表示
    装置。
22. 【請求項２２】 前記液晶が非自発カイカル性であるこ
    とを特徴とする請求項２０記載のマルチドメイン液晶表
    示装置。
23. 【請求項２３】 前記液晶の動作モードが正の誘電率異
    方性を持つ液晶を一様に配向させたホモジニアスモード
    であることを特徴とする請求項１記載のマルチドメイン
    液晶表示装置。
24. 【請求項２４】 前記液晶の動作モードが負の誘電率異
    方性を持つ液晶をホメオトロピック（垂直）配向させた
    ＶＡモードであることを特徴とする請求項１記載のマル
    チドメイン液晶表示装置。
25. 【請求項２５】 前記画素電極が四角形から成る複数の
    微小画素電極から形成され、前記四角形の１辺に沿って
    制御電極が配置してあり、残りの３辺が開口部もしくは
    画素電極端部となっていることを特徴とする請求項１、
    ２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置。
26. 【請求項２６】 前記画素電極が四角形から成る複数の
    微小画素電極から形成され、前記四角形の２辺に沿って
    制御電極が配置してあり、残りの２辺が開口部もしくは
    画素電極端部となっていることを特徴とする請求項１、
    ２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置。
27. 【請求項２７】 前記四角形は略正方形から成ることを
    特徴とする請求項２５又は２６記載のマルチドメイン液
    晶表示装置。
28. 【請求項２８】 前記画素電極が三角形から成る複数の
    微小画素電極から形成されており、前記三角形の２辺に
    沿って制御電極が配置してあり、残りの１辺が開口部も
    しくは画素電極端部開口部となっていることを特徴とす
    る請求項１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装
    置。
29. 【請求項２９】 前記画素電極が三角形から成る複数の
    微小画素電極から形成されており、前記三角形の１辺に
    沿って制御電極が配置してあり、残りの２辺が開口部も
    しくは画素電極端部開口部となっていることを特徴とす
    る請求項１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装
    置。
30. 【請求項３０】 前記画素電極が五角形から成る複数の
    微小画素電極から形成されており、前記五角形の２辺に
    沿って制御電極が配置してあり、残りの３辺が開口部も
    しくは画素電極端部開口部となっていることを特徴とす
    る請求項１、２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装
    置。
31. 【請求項３１】 前記画素電極が複数の微小画素電極か
    ら形成されており、該微小画素電極は請求項２５乃至３
    ０のいずれか１に記載の微小画素電極が２種類以上組み
    合わされて構成されていることを特徴とする請求項１、
    ２又は３記載のマルチドメイン液晶表示装置。
32. 【請求項３２】 共通電極の電圧を基準として、前記制
    御電極に印加される制御電極電圧の前記画素電極に印加
    される画素電極電圧に対する比が、１．１〜１．４に設
    定されることを特徴とする請求項２７記載のマルチドメ
    イン液晶表示装置。
33. 【請求項３３】 前記制御電極電圧の前記画素電極電圧
    に対する比が、１．２〜１．４に設定されることを特徴
    とする請求項３２記載のマルチドメイン液晶表示装置。
34. 【請求項３４】 前記制御電極電圧の前記画素電極電圧
    に対する比が、略１．３に設定されることを特徴とする
    請求項３３記載のマルチドメイン液晶表示装置。
35. 【請求項３５】 液晶が略単一の配向となる微小配向領
    域サイズが、略２０μｍ平方以下であることを特徴とす
    る請求項２７記載の液晶表示装置。
36. 【請求項３６】 液晶が略単一の配向となる微小配向領
    域サイズが、略４０μｍ平方以上であることを特徴とす
    る請求項２７記載の液晶表示装置。
37. 【請求項３７】 液晶が略単一の配向となる微小配向領
    域サイズが、２０〜４０μｍ平方であることを特徴とす
    る請求項２７記載の液晶表示装置。
38. 【請求項３８】 前記画素電極あるいは制御電極のいず
    れか一方に電気的に接続された結合容量端子と、該結合
    容量端子が接続されない他方のいずれかの電極とを、ゲ
    ート絶縁膜を介して重畳させることにより、前記結合容
    量の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項
    １１又は１２記載のマルチドメイン液晶表示装置。
39. 【請求項３９】 前記画素電極あるいは共通容量ライン
    のいずれか一方に電気的に接続された付加容量端子と、
    該付加容量端子が接続されない他方のいずれかとを、保
    護絶縁膜を介して重畳させることにより、前記付加容量
    の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項７
    記載のマルチドメイン液晶表示装置。
40. 【請求項４０】 前記画素電極あるいは共通容量ライン
    のいずれか一方に電気的に接続された付加容量端子と、
    該付加容量端子が接続されない他方のいずれかとを、ゲ
    ート絶縁膜を介して重畳させることにより、前記付加容
    量の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項
    ７記載のマルチドメイン液晶表示装置。
41. 【請求項４１】 任意の画素の前段に対応するゲートバ
    スラインに、前記画素電極に蓄積された電荷を放電する
    ための放電用素子を配置したことを特徴とする請求項１
    記載のマルチドメイン液晶表示装置。
42. 【請求項４２】 前記画素電極に設けられた開口部のう
    ち、下層に配置された制御電極からの制御電界が作用す
    る開口部に対応する部位の保護絶縁膜を除去したことを
    特徴とする請求項４１記載のマルチドメイン液晶表示装
    置。
43. 【請求項４３】 一対の基板間に挟持された液晶と、該
    基板の一方側にマトリックス状に配置された複数の画素
    とを有し、該画素の各々に、スイッチング素子と、画素
    電極と、前記液晶に対して斜め方向の電界を発生させて
    複数の配向領域を１画素内に形成するための制御電極と
    を備えるマルチドメイン液晶表示装置であって、 前記制御電極は前記スイッチング素子の一つの端子に接
    続されて、前記画素電極は前記制御電極との間に結合容
    量を有し、 前記制御電極には、対応する前記スイッチング素子を介
    して信号電圧が印加され、前記画素電極には前記結合容
    量を介して前記信号電圧の分圧が印加されることを特徴
    とするマルチドメイン液晶表示装置。