(57)【要約】【課題】  表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能な液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、および電子機器を提供すること。【解決手段】  液晶表示装置の製造方法が、ガラス基板１１の表面に電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００が５以上かつ１５以下である非線形抵抗素子を形成する工程Ｐ１２と、ガラス基板１１とガラス基板１２とを貼り合わせる工程Ｐ３１と、一の領域に配置された非線形抵抗素子に第１の電圧を印加するとともに、他の領域に配置された非線形抵抗素子に第１の電圧と異なる第２の電圧を印加して焼き付けを行う工程Ｐ３６とを含み、Ｉ100は、初期状態の非線形抵抗素子に電流Ｉ0＝１×１０-7［Ａ］が流れるような電圧振幅を持つ矩形波を印加し続けた場合において、当該矩形波の印加開始から１００秒後に流れる電流であることを特徴とする。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板に対向する面に配置された、画素を構成する非線形抵抗素子と、
前記第１の基板および前記第２の基板に挟持された液晶と
を備えた液晶表示装置であって、
前記非線形抵抗素子は、電圧を印加すると素子特性が変化するとともに、当該電圧を一定時間印加し続けると前記素子特性の変化が飽和することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板に対向する面に配置された、画素を構成する非線形抵抗素子と、
前記第１の基板および前記第２の基板に挟持された液晶と
を備えた液晶表示装置であって、
前記非線形抵抗素子の電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００は５以上かつ１５以下であり、前記Ｉ100は、初期状態の前記非線形抵抗素子に電流Ｉ0＝１×１０-7［Ａ］が流れるような電圧振幅を持つ０．５［Ｈｚ］の矩形波を、初期状態の前記非線形抵抗素子に印加し続けた場合において、当該矩形波の印加開始から１００秒後に前記非線形抵抗素子に流れる電流であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置であって、
前記非線形抵抗素子の一つの端子が、
第１の金属と、
前記非線形抵抗素子の電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００が５以上かつ１５以下となる濃度で前記第１の金属に添加された、前記非線形抵抗素子の素子特性を安定させるための第２の金属と
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置であって、
前記第１の金属はタンタルであり、前記第２の金属はタングステンであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置であって、
前記タンタルおよび前記タングステンを含む端子における前記タングステンの濃度は、０．３％以上かつ２．０％以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
一の領域に配置された前記非線形抵抗素子の素子特性が、他の領域に配置された前記非線形抵抗素子の素子特性と異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置であって、
前記一の領域に対応する画素に電圧を印加した際の当該画素の透過率は、前記他の領域に対応する画素にこれと同一の電圧を印加した際の当該画素の透過率より低いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
第１の基板の表面に、データ線、および電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００が５以上かつ１５以下である非線形抵抗素子を形成する第１の工程と、
第２の基板の表面に、走査電極を形成する第２の工程と、
前記第１の基板と、前記第２の基板とを、前記第１の基板の前記非線形抵抗素子が配置された面、および前記第２の基板の前記走査電極が形成された面を互いに対向させてシール剤を介して貼り合わせる第３の工程と、
前記第１の基板、前記第２の基板、および前記シール剤が形成する空間に液晶を注入する第４の工程と、
前記データ線および前記走査電極を介して、一の領域に配置された前記非線形抵抗素子に第１の電圧を印加するとともに、他の領域に配置された前記非線形抵抗素子に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加する第５の工程と
を含み、
前記Ｉ100は、初期状態の前記非線形抵抗素子に電流Ｉ0＝１×１０-7［Ａ］が流れるような電圧振幅を持つ０．５［Ｈｚ］の矩形波を、初期状態の前記非線形抵抗素子に印加し続けた場合において、当該矩形波の印加開始から１００秒後に前記非線形抵抗素子に流れる電流であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法によって製造された液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形抵抗素子を有する液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、およびこの液晶表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量、薄型、低消費電力等の特徴を有する液晶表示装置は、情報表示機能を備えた各種電子機器に搭載されている（特許文献１参照）。こうした液晶表示装置は、様々に変化する情報を逐次表示することが求められる一方で、例えば電子機器の電池残量の表示のように、常時固定されたパターンを表示することが求められる場合がある。あるいは、表示デザインの向上等を目的として、情報表示画面の背景に、中間調表示によって模様や記号などのパターンを常時表示することが求められる場合がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４６３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、こうした固定パターンを表示する場合であっても、液晶表示装置に対しては表示内容に応じてプログラムされた電圧信号を表示期間中常に送信し続けなければならないという課題がある。これは、液晶がメモリー性を持たず、液晶を一定の状態に保持するためには常に電場を印加し続けることが必要なためである。
【０００５】
また、これらの固定パターンを表示すると、当該固定パターンの表示に寄与する走査線に印加される電圧がその他の走査線に印加される電圧に対して変動することに起因して、クロストークと呼ばれる表示異常が現れることがある。こうしたクロストークは、固定パターンが表示されている間常に現れるため、液晶表示装置の表示品位を著しく低下させてしまう。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能で、かつその際にクロストークが発生しない液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、およびこの液晶表示装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による液晶表示装置は、第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板の前記第２の基板に対向する面に配置された、画素を構成する非線形抵抗素子と、前記第１の基板および前記第２の基板に挟持された液晶とを備えた液晶表示装置であって、前記非線形抵抗素子は、電圧を印加すると素子特性が変化するとともに、当該電圧を一定時間印加し続けると前記素子特性の変化が飽和することを特徴とする。ここで、Ｉ100を、初期状態の前記非線形抵抗素子に電流Ｉ0＝１×１０-7［Ａ］が流れるような電圧振幅を持つ０．５［Ｈｚ］の矩形波を初期状態の前記非線形抵抗素子に印加し続けた場合において当該矩形波の印加開始から１００秒後に前記非線形抵抗素子に流れる電流であるとしたときに、前記非線形抵抗素子の電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００は、５以上かつ１５以下であることが望ましい。
【０００８】
このような液晶表示装置において、表示領域中の一の領域に第１の電圧を、また他の領域に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を、それぞれ一定時間印加すると、これらの領域に配置された非線形抵抗素子の素子特性が互いに異なる状態となる。ここで素子特性とは、非線形抵抗素子の、印加電圧に対する電流特性を指す。この状態の液晶表示装置に、表示（前記一の領域の形状とは無関係な表示でもよい）のための電圧信号を印加すると、表示領域にはその表示がなされるとともに、上述の非線形抵抗素子の素子特性の違いに起因して、前記一の領域で規定されるパターンも表示される。前記一の領域を所望のパターンが表示されるべき領域となるように選べば、当該所望のパターンの表示のための電圧信号をプログラムすることなく当該所望のパターンを常時表示させることができる。
【０００９】
また、このときの電圧信号は前記所望のパターンの表示のためにプログラムされたものではないので、表示領域には当該所望のパターンに関係するクロストークが発生しない。
【００１０】
以上から、上記構成によって得られる効果の一つは、表示領域中の一の領域に第１の電圧を、また他の領域に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を、それぞれ一定時間印加することにより、表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能で、かつその際にクロストークが発生しない液晶表示装置が得られることである。
【００１１】
前記非線形抵抗素子の一つの端子は、第１の金属と、前記非線形抵抗素子の電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００が５以上かつ１５以下となる濃度で前記第１の金属に添加された、前記非線形抵抗素子の素子特性を安定させるための第２の金属とを含んでいてもよい。より具体的には、前記第１の金属はタンタルであり、前記第２の金属はタングステンであることが望ましい。上記構成によって得られる効果の一つは、非線形抵抗素子に電圧を印加した際に一時的に素子特性が変動する、ドリフトと呼ばれる現象を抑えられることである。
【００１２】
また、前記タンタルおよび前記タングステンを含む端子における前記タングステンの濃度は、０．３％以上かつ２．０％以下であることが望ましい。前記端子のタングステン濃度が上述の範囲内であるとき、この非線形抵抗素子における前述した電流のシフト量ＩSは、５以上かつ１５以下となる。したがって、上記構成によって得られる効果の一つは、表示領域中の一の領域に第１の電圧を、他の領域に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を、それぞれ一定時間印加することにより、表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能で、かつその際にクロストークが発生しない液晶表示装置が得られることである。
【００１３】
本発明による液晶表示装置は、上述の構成に加えて、一の領域に配置された前記非線形抵抗素子の素子特性が、他の領域に配置された前記非線形抵抗素子の素子特性と異なることを特徴とする。ここで、前記一の領域に対応する画素に電圧を印加した際の当該画素の透過率は、前記他の領域に対応する画素にこれと同一の電圧を印加した際の当該画素の透過率より低いことが望ましい。
【００１４】
このような液晶表示装置に、表示（前記一の領域の形状とは無関係な表示でもよい）のための電圧信号を印加すると、表示領域にはそのパターンが表示されるとともに、非線形抵抗素子の素子特性の違いに起因して、前記一の領域で規定されるパターンも表示される。前記一の領域を所望のパターンが表示されるべき領域となるように選べば、当該所望のパターンの表示のための電圧信号をプログラムすることなく当該所望のパターンを常時表示させることができる。また、このときの電圧信号は前記所望のパターンの表示のためにプログラムされたものではないので、表示領域には当該所望のパターンに関係するクロストークが発生しない。
【００１５】
本発明による液晶表示装置の製造方法は、第１の基板の表面に、データ線、および電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００が５以上かつ１５以下である非線形抵抗素子を形成する第１の工程と、第２の基板の表面に、走査電極を形成する第２の工程と、前記第１の基板と、前記第２の基板とを、前記第１の基板の前記非線形抵抗素子が配置された面、および前記第２の基板の前記走査電極が形成された面を互いに対向させてシール剤を介して貼り合わせる第３の工程と、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記シール剤が形成する空間に液晶を注入する第４の工程と、前記データ線および前記走査電極を介して、一の領域に配置された前記非線形抵抗素子に第１の電圧を印加するとともに、他の領域に配置された非線形抵抗素子に前記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加する第５の工程とを含み、前記Ｉ100は、初期状態の前記非線形抵抗素子に電流Ｉ0＝１×１０-7［Ａ］が流れるような電圧振幅を持つ０．５［Ｈｚ］の矩形波を、初期状態の前記非線形抵抗素子に印加し続けた場合において、当該矩形波の印加開始から１００秒後に前記非線形抵抗素子に流れる電流であることを特徴とする。ここで、上述の第１の工程と第２の工程、および第３の工程と第４の工程は、それぞれ順序が逆であってもよい。
【００１６】
このような液晶表示装置の製造方法によると、前記一の領域を所望のパターンが表示されるべき領域となるように選ぶことによって、表示のための電圧信号をプログラムすることなく当該所望のパターンを常時表示させることが可能な液晶表示装置を製造することができる。また、この液晶表示装置で上述の表示を行う際の電圧信号は前記所望のパターンの表示のためにプログラムされたものではないので、表示領域には当該所望のパターンに関係するクロストークが発生しない。
【００１７】
上記方法によって得られる効果の一つは、表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能で、かつその際にクロストークが発生しない液晶表示装置を製造できることである。また、上記効果を得るために非線形抵抗素子の形成のための新たな工程を追加する必要がない。
【００１８】
前記非線形抵抗素子の一つの端子は、第１の金属と、前記非線形抵抗素子の電流のシフト量ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００が５以上かつ１５以下となる濃度で前記第１の金属に添加された、前記非線形抵抗素子の素子特性を安定させるための第２の金属とを含んでいてもよい。より具体的には、前記第１の金属はタンタルであり、前記第２の金属はタングステンであることが望ましい。上記方法によって得られる効果の一つは、非線形抵抗素子に電圧を印加した際に一時的に素子特性が変動する、ドリフトと呼ばれる現象が軽微な液晶表示装置を製造できることである。
【００１９】
また、前記タンタルおよび前記タングステンを含む端子における前記タングステンの濃度は、０．３％以上かつ２．０％以下であることが望ましい。前記端子のタングステン濃度が上述の範囲内であるとき、この非線形抵抗素子における前述した電流のシフト量ＩSは、５以上かつ１５以下となる。したがって、上記方法によって得られる効果の一つは、表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能で、かつその際にクロストークが発生しない液晶表示装置を製造できることである。また、上記効果を得るために非線形抵抗素子の形成のための新たな工程を追加する必要がない。
【００２０】
本発明による液晶表示装置は、上記の製造方法によって製造されたことを特徴とする。このような液晶表示装置は、前記一の領域を所望のパターンが表示されるべき領域となるように選べば、表示のための電圧信号をプログラムすることなく当該所望のパターンを常時表示させることができる。また、このときの電圧信号は前記所望のパターンの表示のためにプログラムされたものではないので、表示領域には当該所望のパターンに関係するクロストークが発生しない。
【００２１】
上記構成によって得られる効果の一つは、表示のための電圧信号をプログラムすることなく所望のパターンを常時表示させることが可能で、かつその際にクロストークが発生しないことである。
【００２２】
本発明による電子機器は、上記の液晶表示装置を備えることを特徴とする。このような電子機器は、表示のための電圧信号をプログラムすることなく、所望のパターンを、クロストークの発生を伴わずに常時表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
（Ａ．液晶表示装置の機構）
図１は、本実施形態に用いる液晶表示装置１の模式斜視図である。液晶表示装置１は、「第１の基板」としてのガラス基板１１、「第２の基板」としてのガラス基板１２、シール剤３５、Ｘドライバ４１、２つのＹドライバ４２を有している。ガラス基板１１およびガラス基板１２は、シール剤３５を介して互いに対向して貼り合わされており、観察者は、ガラス基板１１の側から表示を観察する。ガラス基板１１、ガラス基板１２、およびシール剤３５によって囲まれる空間には、図示しない液晶３３が封入されている（図３参照）。ここで、ガラス基板１１はガラス基板１２よりも大きいので、ガラス基板１１の一部はガラス基板１２と貼り合わされた際にガラス基板１２と対向しない。この、ガラス基板１１の一部であってガラス基板１２と対向しない部位を、以下では「実装基部」とも呼ぶ。実装基部には、Ｘドライバ４１と２つのＹドライバ４２が実装されており、その平面配置は、Ｘドライバ４１を２つのＹドライバ４２が挟む形となっている。ガラス基板１１およびガラス基板１２の対向面には各種電極が配置されている（図２，３参照）。Ｘドライバ４１およびＹドライバ４２は、これらの電極に対して、液晶３３を駆動するために必要な電圧信号を送信する。
【００２５】
本実施形態では、Ｚ軸はガラス基板１１の面の法線に平行であるとし、ガラス基板１１からガラス基板１２に向かう方向をＺ軸の正方向とする。また、Ｘドライバ４１および２つのＹドライバが並ぶ方向にＸ軸をとり、これと直交する方向にＹ軸をとる。
【００２６】
図２は、ガラス基板１１上およびガラス基板１２上の電極および配線の配置を示した平面図である。ガラス基板１１上およびガラス基板１２上の電極および配線はすべて、ガラス基板１１のガラス基板１２に対向する面、またはガラス基板１２のガラス基板１１に対向する面に形成されている。図２においては、説明の便宜上、これらの電極および配線はすべて実線で表されている。
【００２７】
ガラス基板１１のガラス基板１２に対向する面には、データ線２１、引き回し配線２２、画素電極２４、Ｘドライバ４１に対応する入力線２５、Ｙドライバ４２に対応する入力線２６が形成されており、ガラス基板１２のガラス基板１１に対向する面には、走査電極２３が形成されている。
【００２８】
データ線２１は、クロムからなる金属配線である。このデータ線２１は、Ｘドライバ４１の近傍領域を除いてＹ軸に平行に配置されており、一方の端部でＸドライバ４１の出力端子と電気的に接続されている。引き回し配線２２は、ガラス基板１１のＹ軸に平行な２辺の近傍に配置されたクロムからなる金属配線であり、一方の端部でＹドライバ４２の出力端子と電気的に接続されている。引き回し配線２２の他方の端部には、ガラス基板１２上の走査電極２３と導通をとるための部位が設けられており、この部位は、その他の部位に比べて幅が広くなっている。画素電極２４は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極であり、一つの画素電極２４が一つの画素領域を規定する。画素電極２４は、データ線２１と、後述する「非線形抵抗素子」としてのＴＦＤ（Thin Film Diode）素子５０（図５参照）を介して接続されている。Ｘドライバに対応する入力線２５およびＹドライバに対応する入力線２６は、ともにクロムからなる金属電極であり、それぞれＸドライバの入力端子およびＹドライバの入力端子と電気的に接続されている。これらの入力線２５，２６は、制御回路４３および電圧生成回路４４（図４参照）からの電圧信号をＸドライバ４１およびＹドライバ４２の入力端子に伝達する。
【００２９】
ガラス基板１２の表面に配置された走査電極２３は、Ｘ軸に平行な帯状に配置されたＩＴＯからなる透明電極である。走査電極２３とデータ線２１とはＺ軸方向から見て直交している。また、上述した画素電極２４は走査電極２３とデータ線２１との交差に対応してマトリクスを形成するように配置されており、画素電極２４のそれぞれはＺ軸方向から見て走査電極２３と重なっている。以下では、画素電極２４の作るマトリクスが規定する領域を「表示領域」とも呼ぶ。
【００３０】
走査電極２３の一方の端部には、ガラス基板１１上の引き回し配線２２と導通をとるための部位が設けられており、この部位は、その他の領域に比べて幅が広くなっている。以下では、走査電極２３の、引き回し配線２２と導通をとるための部位、および上述した引き回し配線２２の、走査電極２３と導通をとるための部位を「上下導通領域」とも呼ぶ。また、上下導通領域において引き回し配線２２と走査電極２３の間で電気的な導通をとることを「上下導通」とも呼ぶ。走査電極２３および引き回し配線２２のそれぞれは一対一に対応しており、Ｚ軸方向から見て、上述した上下導通領域において一部が重なっている。
【００３１】
ガラス基板１１とガラス基板１２とは、対向面の外縁部近傍に配置されたシール剤３５によって固着されている。シール剤３５は、導通粒子３６と呼ばれる導電性を有する粒子を含有する。シール剤３５は、上下導通領域にも一部重なって配置されており、上下導通領域に配置されたシール剤３５に含まれる導通粒子３６が上下導通に寄与する。
【００３２】
図３を用いて、上下導通を実現するための機構、およびガラス基板１１上並びにガラス基板１２上に積層された液晶表示装置１の構成要素について説明する。図３は、図２中のＡ−Ａ線で液晶表示装置１を切断したときの断面図である。この図に示すように、引き回し配線２２および走査電極２３は、シール剤３５に内包された球状の導通粒子３６によって電気的に接続されている。導電粒子３６は、周囲を絶縁膜で覆われた導電性物質であって、引き回し配線２２と走査電極２３との間隔より大きな直径を有している。この導電粒子３６は、両ガラス基板を貼り合わせる際に潰され、引き回し配線２２側の接点と走査電極２３側の接点において前記絶縁膜が破れて両接点間を電気的に接続する一方で、当該両接点間以外の方向については依然として絶縁された状態を保持する。この機能により、導通粒子３６は、引き回し配線２２と走査電極２３とを電気的に接続することが可能な一方、ＸＹ平面上で導通粒子３６同士が隣接したとしてもこれらは互いに絶縁されているので、隣り合う走査電極２３間を短絡させることがない。
【００３３】
この他に、図３にはガラス基板１１およびガラス基板１２上に積層された液晶表示装置１の構成要素が示されている。ガラス基板１２上には、赤色カラーフィルタ３１Ｒ、緑色カラーフィルタ３１Ｇ、青色カラーフィルタ３１Ｂが、互いに排他的に配置されて一つの層を形成している。カラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、入射した光のうちの特定の波長成分を吸収することによって透過光を着色する樹脂である。また、カラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを覆って積層されたオーバーコート３２は、カラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの保護を目的とした、透光性を有する樹脂である。上述した走査電極２３は、オーバーコート３２に積層して配置されている。
【００３４】
一方、ガラス基板１１上には、柱状のフォトスペーサ３４が配置されている。フォトスペーサ３４は、フォトリソグラフィーによって形成された一定の高さを有する樹脂であり、ガラス基板１１とガラス基板１２とが一定の間隔を保つように両基板を支える役割を果たす。フォトスペーサ３４は、表示の妨げとならないよう、画素領域を避けて配置されている。具体的には、データ線２１上であってかつ走査電極２３の配置されていない位置に設けられている。
【００３５】
積層物を含むガラス基板１１およびガラス基板１２と、シール剤３５とによって囲まれてできた空間には、液晶３３が封入されている。なお、ガラス基板１１上およびガラス基板１２上にはさらに配向膜等が積層されているが、図示を省略した。
【００３６】
（Ｂ．液晶表示装置の電気的構成）
次に、図４の模式図を用いて液晶表示装置１の電気的な構成について説明する。図４は、液晶表示装置１の電気的な構成を示す模式図である。Ｘドライバ４１および２つのＹドライバ４２は、液晶表示装置１の外部に配置された制御回路４３および電圧生成回路４４に接続されている。制御回路４３は、Ｘドライバ４１およびＹドライバ４２に対して、液晶表示装置１を走査するための各種制御信号やクロック信号などを供給する回路である。また、電圧生成回路４４は、液晶表示装置１の駆動のために用いられる電圧±ＶSと電圧±ＶD／２とをそれぞれ生成する回路である。このうち、電圧±ＶSは、Ｙドライバ４２に供給され、電圧±ＶD／２は、Ｘドライバ４１およびＹドライバ４２に供給される。
【００３７】
Ｘドライバ４１およびＹドライバ４２は、入力端子に入力された上記制御信号、クロック信号、電圧±ＶS、電圧±ＶD／２等をもとに、出力端子から液晶表示装置１の駆動に必要な電圧信号を出力する集積回路である。Ｙドライバ４２は、出力端子に接続された引き回し配線２２に対して走査電圧を供給する。走査電圧は、選択電圧±ＶSおよび非選択電圧±ＶD／２から構成される。Ｘドライバ４１は、出力端子に接続されたデータ線２１に対してデータ電圧を供給する。データ電圧は、電圧±ＶD／２から構成される。
【００３８】
引き回し電極２２は、上述した上下導通粒子３６を介して走査電極２３に接続されており、走査電極２３とデータ線２１は、表示領域において交差している。Ｙドライバ４２は左右に一つずつ配置されており、それぞれのＹドライバ４２に接続される走査電極２３は、互い違いに入り込む形で向かい合わされた櫛歯状に配置されている。走査電極２３とデータ線２１の交差には、「非線形抵抗素子」としてのＴＦＤ素子５０と液晶容量３３Ｃが直列に配置されている。ＴＦＤ素子５０はデータ線２１と、液晶容量３３Ｃは走査電極２３と、それぞれ接続されている。なお、この図には示されていないが、画素電極２４の配置位置は、ＴＦＤ素子５０と液晶容量３３Ｃとの間に相当する。以下では、ＴＦＤ素子５０、液晶容量３３Ｃ（液晶３３）、画素電極２４を含む表示の最小単位を「画素」と呼ぶ。
【００３９】
ここで、図５を用いてＴＦＤ素子５０について説明する。図５は、データ線２１と画素電極２４とがＴＦＤ素子５０を介して接続されている様子を示した斜視図である。この図に示すように、ＴＦＤ素子５０は、タンタル５１と、タンタル５１を陽極酸化して形成されたタンタル酸化膜５２と、タンタル酸化膜５２に重ねて形成されたクロム５３とから構成される。このように金属−絶縁体−金属（Metal-Insulator-Metal）という層構造を有するＴＦＤ素子５０は、電圧に対して非線形に応答する素子である。より詳細には、印加電圧がある一定値以下のときにはほとんど電流が流れないが、印加電圧が当該一定値を越えれば印加電圧に応じて電流が流れるという性質を有する。このため、ＴＦＤ素子５０はスイッチング素子として機能する。以下では、非線形抵抗素子の、印加電圧に対する電流特性を「素子特性」とも呼ぶ。ここで、タンタル５１には、ＴＦＤ素子５０の特性を安定させるために少量のタングステンが添加されている。タングステンが添加されたタンタル５１を有するＴＦＤ素子５０は、電圧を印加した際に一時的に素子特性が変動する、ドリフトと呼ばれる現象が起きにくい。なお、ＴＦＤ素子５０において絶縁体を挟んで配置されている金属が、本発明における「端子」に対応する。
【００４０】
再び図４に戻り、ＴＦＤ素子５０に印加される駆動電圧と、ＴＦＤ素子５０および液晶容量３３Ｃの作用について説明する。ＴＦＤ素子５０には、走査電極２３およびデータ線２１から供給された電圧信号によって決まる駆動電圧が印加される。具体的には、Ｙドライバ４２から出力され、引き回し配線２２、上下導通粒子３６、および走査電極２３を介して伝達される走査電圧と、Ｘドライバ４１から出力され、データ線２１を介して伝達されるデータ電圧とによって定まる駆動電圧が、ＴＦＤ素子５０および液晶容量３３Ｃに印加される。ＴＦＤ素子５０には駆動電圧に応じた電流が流れ、この電流に対応した電荷が液晶容量３３Ｃに保持される。
【００４１】
液晶容量３３Ｃを有する液晶３３は、液晶容量３３Ｃに保持された電荷の量によって配向状態が決まり、その配向状態に応じて透過する光の偏光状態を変えることが可能な電気光学物質である。したがって、駆動電圧を適当に設定することにより液晶３３を透過する光の偏光状態を操作することができる。液晶表示装置１は、この透過光を偏光板等の光学フィルタを通して取り出すことによって所望の輝度の表示を行う。駆動電圧を画素ごとに変化させれば、液晶３３の配向状態、ひいては画素領域を透過する光の偏光状態を画素ごとに異ならせることが可能である。液晶表示装置１はこうした画素の集合によって所望の輝度分布をもった表示を行うことができる。液晶表示装置１においては、液晶容量３３Ｃに保持される電荷が小さいときには透過率が高くなり、また大きいときには透過率が低くなるように、前述の光学フィルタが設定されている。換言すれば、液晶表示装置１は、ＴＦＤ素子５０に流れる電流が少なくなるような駆動電圧で駆動すれば表示の輝度が高くなり、逆に電流が多くなるような駆動電圧で駆動すれば表示の輝度が低くなる。このような表示モードをノーマリホワイトモードと呼ぶ。
【００４２】
さらに各画素領域の透過光は、上述したカラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂによって着色される。図３に示したように、画素電極２４が規定する各画素領域は、カラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂのいずれか一つに対応しているので、各画素は、赤、緑、青のいずれかの色を表示する。互いに隣接するこれら３色の画素各１つずつから構成される表示単位をピクセルと呼ぶ。１つのピクセルは、これを構成する各画素が上述の方法で輝度を個別にプログラムされた赤、緑、青各色の表示を行うことにより、様々な色相、輝度の表示を行うことができる。液晶表示装置１は、マトリクス状に配置された多数のピクセルの表示の集合によって所望の表示を行う表示装置である。
【００４３】
（Ｃ．非線形抵抗素子の特性）
本実施形態の液晶表示装置１は、ＴＦＤ素子５０に特徴がある。具体的には、ＴＦＤ素子５０の１つの端子を構成するタンタル５１に、タングステンが０．８％の濃度で添加されている。以下では、ＴＦＤ素子５０がこうした構成を持つことによる効果について説明する。
【００４４】
一般にＴＦＤ素子の素子特性は、ある一定の条件下で変化することがある。まず、ＴＦＤ素子の素子特性の変化と、これが液晶表示装置の表示に与える影響について説明する。
【００４５】
ガラス基板上に形成された直後の状態のＴＦＤ素子は、図６に実線で示すような素子特性を有する。図６のグラフは、横軸にＴＦＤ素子への印加電圧の平方根、縦軸に印加電圧に対する電流値の比の対数をとったものである。この素子特性は恒久的なものではなく、一定の条件下で変化する。具体的には、初期状態のＴＦＤ素子に対して一定時間電圧を印加し続けることによって、素子特性は図６中の矢印で示した方向にシフトし、破線で示すような素子特性となる。なお、「ＴＦＤ素子がガラス基板上に形成された直後の状態」が本発明における「初期状態」に対応する。以下ではこの状態を「初期状態」と呼び、初期状態のＴＦＤ素子を有する液晶表示装置を「初期状態の液晶表示装置」と呼ぶ。また本稿における液晶表示装置１は、初期状態の液晶表示装置である。
【００４６】
図６のように素子特性が低抵抗側にシフトしたＴＦＤ素子は、初期状態に比べて、同じ電圧を印加したときに多くの電流が流れる。したがって、素子特性のシフトしたＴＦＤ素子を有する画素と初期状態のＴＦＤ素子を有する画素とに同一の駆動電圧を印加すると、ノーマリホワイトモードの場合は、相対的に前者の輝度が低くなる。
【００４７】
前述の素子特性のシフト量は、初期状態のＴＦＤ素子に印加する電圧の大きさ、電圧の印加時間、および後述するＴＦＤ素子の電流のシフト量ＩSに依存する。以下ではこれについて説明する。
【００４８】
図７（ａ）は、初期状態のＴＦＤ素子にオン電圧またはオフ電圧を印加し続けたときの、電圧印加時間に対する素子特性のシフト量を示す。ノーマリホワイトモードの液晶表示装置においてオン電圧とは、黒を表示させるための駆動電圧を指し、オフ電圧とは、白を表示させるための駆動電圧を指す。したがって、オン電圧は、オフ電圧に対して高い電圧である。図７（ａ）に示すように、素子特性のシフト量は、高い電圧を印加した場合により大きくなる。このことは、例えば同一のプロセスによって同一ガラス基板上に形成されたＴＦＤ素子であっても、異なる電圧を印加し続けることによって素子特性を異ならせることができることを示す。
【００４９】
また、ＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、電流のシフト量ＩSと呼ばれるパラメータにも依存する。電流のシフト量ＩSは、ＩS＝（（Ｉ100−Ｉ0）／Ｉ0）×１００で表され、ここでＩ100は、初期状態のＴＦＤ素子に電流Ｉ0＝１×１０-7［Ａ］が流れるような電圧振幅を持つ０．５［Ｈｚ］の矩形波を、初期状態のＴＦＤ素子に印加し続けた場合において、当該矩形波の印加開始から１００秒後にＴＦＤ素子に流れる電流である。この定義から分かるように、電流のシフト量ＩSは、値が大きいほど素子特性のシフトが起こりやすいことを表すパラメータである。
【００５０】
図７（ｂ）は、電流のシフト量ＩSがそれぞれ１，１０，２０である初期状態のＴＦＤ素子に対して同一の電圧を印加し続けたときの、電圧印加時間に対する素子特性のシフト量を示す。電流のシフト量ＩSが１０であるＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、電圧印加時間とともに増加し、ある時間をもって飽和する。これに対して、電流のシフト量ＩSが１であるＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、電圧を印加してもほとんど変化しない。ここで「素子特性がほとんど変化しない」とは、ＴＦＤ素子に電圧を印加し続けても表示において視認できる輝度差を生じない程度にしか素子特性が変化しないことを言う。一方、電流のシフト量ＩSが２０であるＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、電圧印加時間とともに増加し続け、飽和しない。
【００５１】
このように、ＴＦＤ素子の素子特性のシフトの様子は、そのＴＦＤ素子の電流のシフト量ＩSによって大きく異なるが、電流のシフト量ＩSがある一定の範囲内にあるときには、素子特性のシフト量が電圧印加時間とともに増加し、ある時間をもって飽和するという特徴を持つ。発明者の実験によれば、電流のシフト量ＩSが５より小さいときには素子特性がほとんど変化せず、逆に電流のシフト量ＩSが１５を超える場合には、素子特性のシフト量が電圧印加時間とともに増加し続けて飽和しないことが確認されている。以上から、電流のシフト量ＩSが５以上かつ１５以下であるとき、ＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は電圧印加時間とともに増加し、ある時間をもって飽和する。さらに、電流のシフト量ＩSが６以上かつ１０以下であれば、ＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、より確実に上記の特徴を有する。このようなＴＦＤ素子を備えた液晶表示装置は、後述する焼き付けを安定して行うことができる。
【００５２】
なお、こうして飽和したＴＦＤ素子の素子特性は、時間の経過や電圧の印加等によってさらに変動することがなく、その状態で安定する。一般に液晶表示装置の製造方法には、この性質を利用し、初期状態のＴＦＤ素子に対して一定時間電圧を印加することにより素子特性を安定化させる工程が含まれることがある。この工程は「バーンイン」と呼ばれる。
【００５３】
端子の１つがタングステンを添加したタンタルを含むＴＦＤ素子においては、タンタルに添加されたタングステン濃度と電流のシフト量ＩSとの間に相関がある。図８は、この相関を示したグラフである。この図から分かるように、タングステンが０．３％以上かつ２．０％以下の濃度で添加されたタンタルを１つの端子とするＴＦＤ素子は、電流のシフト量ＩSが５以上かつ１５以下となる。これと上述の実験結果とから、タングステンが上述の範囲内の濃度で添加されたタンタルを１つの端子とするＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、電圧印加時間とともに増加し、ある時間をもって飽和する。さらに、タングステン濃度が０．４％以上かつ１．１％以下であれば、ＴＦＤ素子の素子特性のシフト量は、より確実に上記の特徴を有する。よって、このようなＴＦＤ素子を有する液晶表示装置は、後述する焼き付けを安定して行うことができる。
【００５４】
本実施形態の液晶表示装置１が備えるＴＦＤ素子５０は、タングステンが０．８％の濃度で添加されたタンタルを端子に持つ。したがってこのＴＦＤ素子５０は、これに電圧を印加し続けると素子特性のシフト量が時間とともに増加し、また当該シフト量がある時間をもって飽和するという特徴を有する。よって、液晶表示装置１は、後述する焼き付けを安定して行うことができる。
【００５５】
（Ｄ．液晶表示装置の製造方法）
続いて、以上のような特徴を有する液晶表示装置１の製造方法、および液晶表示装置１をもとに特有な表示機能を有する液晶表示装置２を製造する方法ついて、図９、図１０を用いて説明する。
【００５６】
図９は、液晶表示装置１および液晶表示装置２の製造手順を示す工程図である。図９において、工程Ｐ１２および工程Ｐ１３がガラス基板１１上に構成要素を積層するための工程であり、工程Ｐ２１から工程Ｐ２３がガラス基板１２上に構成要素を積層するための工程である。工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、ガラス基板１１およびガラス基板１２を組み合わせて液晶表示装置１を完成させるための工程である。工程Ｐ３６は、液晶表示装置１をもとに液晶表示装置２を製造する工程である。工程Ｐ１２，Ｐ１３と工程Ｐ２１から工程Ｐ２３とは、それぞれ独立に行われる。
【００５７】
なお、ガラス基板１１およびガラス基板１２にはそれぞれ、一つの液晶表示装置１に対応する構成要素が複数行かつ複数列にわたってマトリクス状に並べられて形成される。個々の液晶表示装置１は、ガラス基板１１およびガラス基板１２を貼り合わせて複合基板を形成した後に、行方向に１次ブレイク（切断）して一つの行からなる短冊状の複合基板を取り出し、さらに当該短冊状の複合基板を個々の液晶表示装置１に対応する形状に２次ブレイクすることによって得られる。
【００５８】
工程Ｐ１２では、ガラス基板１１上にデータ線２１、引き回し配線２２、画素電極２４、Ｘドライバ４１に対応する入力線２５、Ｙドライバ４２に対応する入力線２６、ＴＦＤ素子５０を形成する。まず、ガラス基板１１の表面にＴＦＤ素子の一の端子を構成するタンタル５１を形成する（図５参照）。このタンタル５１には、タングステンが０．８％の濃度で添加されている。次に、タンタル５１を陽極酸化してタンタル５１の表面にタンタル酸化膜５２を形成する。続いて、タンタル酸化膜５２の一部に積層させてＴＦＤ素子５０の他の端子となるクロム５３を形成する。このとき、データ線２１、引き回し配線２２、Ｘドライバ４１に対応する入力線２５、Ｙドライバ４２に対応する入力線２６も同一のクロム形成プロセスで同時に形成する。最後に、ＴＦＤ素子５０の端子の一つを構成するクロム５３の一部に重ねてＩＴＯからなる画素電極２４を形成する。以上の工程は、例えばフォトリソグラフィー法によって行われる。
【００５９】
工程Ｐ１３では、フォトスペーサ３４を形成する。フォトスペーサ３４は、一定の高さを有する樹脂をフォトリソグラフィー法によって配置して形成される。なお、工程Ｐ１３に続いて、配向膜の塗付やラビング処理が行われるが、図示を省略した。
【００６０】
工程Ｐ２１では、ガラス基板１２にカラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ、およびオーバーコート３２を形成する。カラーフィルタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ、およびオーバーコート３２は、この順に樹脂材料の塗付とフォトリソグラフィー法によるパターニングを繰り返して形成される。
【００６１】
工程Ｐ２２では、オーバーコート３２に積層してＩＴＯからなる走査電極２３を形成する。走査電極２３の形成は、例えば、フォトリソグラフィー法によって行われる。なお、工程Ｐ２２に続いて、配向膜の塗付やラビング処理が行われるが、図示を省略した。
【００６２】
工程Ｐ２３では、ガラス基板１２の所定の位置にシール剤３５を形成する。シール剤３５には、あらかじめ導通粒子３６が混入されている。シール剤３５は、例えば、スクリーン印刷によって形成される。
【００６３】
工程Ｐ３１では、ガラス基板１１とガラス基板１２とを貼り合せて複合基板を形成する。貼り合わせは、ガラス基板１１とガラス基板１２との間でアライメント（位置合わせ）をした後、シール剤３５を介して接触、圧着して行われる。
【００６４】
工程Ｐ３２では、工程Ｐ３１で得られた複合基板に対して１次ブレイクを行う。１次ブレイクは、複合基板の表面にスクライブ溝を行方向に形成し、当該スクライブ溝の位置で切断して行われる。これにより、液晶表示装置１に対応する構成要素が一行に並んだ短冊状の複合基板が得られる。この複合基板の一つの端面には、それぞれの液晶表示装置１に対応する液晶注入口が露出している。
【００６５】
工程Ｐ３３では、工程Ｐ３２で得られた短冊状の複合基板に注入口から液晶を注入し、注入口を封止する。液晶の注入は、真空下で注入口に液晶を浸し、ガラス基板１１，１２、シール剤３５によって囲まれた領域に毛細管現象によって液晶を導入して行う。封止は、注入口に紫外線硬化性樹脂を塗布した後に紫外線を照射し、当該樹脂を硬化させて行う。なお、封止工程の後には基板の洗浄が行われるが、図示を省略した。
【００６６】
工程Ｐ３４では、液晶注入および封止が完了した短冊状の複合基板に対して２次ブレイクを行う。２次ブレイクは、短冊状の複合基板の表面にスクライブ溝を形成し、当該スクライブ溝の位置で切断して行われる。これにより、個々の液晶表示装置１に対応する形状（パネル状）の複合基板が得られる。得られた複合基板は、それぞれが実装基部を有する。
【００６７】
工程Ｐ３５では、工程Ｐ３４で得られたパネル状の複合基板の実装基部にＸドライバ４１、Ｙドライバ４２を実装する。この後さらに複合基板の表面に偏光板の貼り付けを行うが、図示を省略した。
【００６８】
上記の工程を経て、タングステン濃度が０．８％であるタンタルを端子に有するＴＦＤ素子５０を備えた液晶表示装置１が得られる。このＴＦＤ素子５０の電流のシフト量ＩSは、図８に示すように「８」となるので、このＴＦＤ素子５０に対して電圧を印加し続けると素子特性のシフト量が時間とともに増加し、また当該シフト量がある時間をもって飽和する。なお、本実施形態ではタングステン濃度を０．８％としたが、電流のシフト量ＩSが５以上かつ１５以下となる濃度であれば、どのような濃度で添加してもよい。具体的には図８に示すように、タングステン濃度が０．３％以上かつ２．０％以下の範囲内であればよい。
【００６９】
工程Ｐ３６では、得られた液晶表示装置１に焼き付けを行うことにより液晶表示装置２を製造する。ここで「焼き付け」とは、初期状態のＴＦＤ素子に電圧を一定時間印加することによって素子特性をシフトさせることを言う。以下、図１０（ａ），（ｂ）を用いて焼き付けについて説明する。
【００７０】
図１０（ａ）は、表示を行っていない状態の液晶表示装置１を示す。上述した通り、液晶表示装置１は、ガラス基板１１およびガラス基板１２が貼り合わされてなり、ガラス基板１１の実装基部にはＸドライバ４１および２つのＹドライバ４２が実装されている。また、このときのＴＦＤ素子５０は初期状態にある。この液晶表示装置１において、図１０（ｂ）に示すように、この液晶表示装置１の表示領域のうち星型の領域６１ａが黒、その他の領域６２ａが白となるような表示を行う。より詳細には、Ｘドライバ４１およびＹドライバ４２から、領域６１ａに含まれる画素にはオン電圧を、領域６２ａに含まれる画素にはオフ電圧を、それぞれ印加する。ここで、領域６１ａが本発明における「一の領域」に対応し、領域６２ａが本発明における「他の領域」に対応する。また、オン電圧が本発明における「第１の電圧」に対応し、オフ電圧が本発明における「第２の電圧」に対応する。
【００７１】
続いて、一定時間が経過した後に、駆動電圧の印加を終了することによって、液晶表示装置２が得られる。ここで一定時間とは、ＴＦＤ素子５０の素子特性のシフトが飽和する時間より長い時間であって、本実施形態では１時間である。液晶表示装置２において、すべてのＴＦＤ素子５０は、初期状態から素子特性が低抵抗側にシフトしている。そのシフト量は印加された電圧によって異なる。より詳細には、領域６１ａに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性のシフト量は、領域６２ａに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性のシフト量より大きい。これは、図７（ａ）を用いて説明したように、前者がオン電圧を印加されているのに対して後者がオン電圧より低いオフ電圧を印加されているためである。
【００７２】
（Ｅ．特有の表示機能を有する液晶表示装置）
次に、上記の製造方法によって製造された液晶表示装置２について説明する。液晶表示装置２が有するＴＦＤ素子５０は、領域ごとに素子特性が異なる。このような液晶表示装置２において、全表示領域に対してオフ電圧を印加したとき、つまり全表示領域に白を表示させるための駆動電圧を印加したときの様子を図１０（ｃ）に示す。このとき、領域６２ａでは白表示がなされる一方で、領域６１ａの輝度は領域６２ａの輝度より低くなる。これは、領域６１ａと領域６２ａでＴＦＤ素子５０の素子特性が異なるため、領域６１ａに配置されたＴＦＤ素子５０に流れる電流が領域６２ａに配置されたＴＦＤ素子５０に流れる電流より多くなることに起因する。観察者はこの表示を、白の背景に領域６１ａで規定されるパターンが薄いグレーで重ねて表示されているように視認する。
【００７３】
領域６１ａの輝度が領域６２ａの輝度より低くなる現象は、全表示領域に白を表示しようとした場合に限られず、例えば図１０（ｄ）に示すような時刻表示など任意の表示を行った場合にも現れる。すなわち、液晶表示装置２の表示領域には、電圧信号にプログラムされた内容とは無関係に、領域６１ａで規定されるパターンが常に透かし絵のように付加される。このように液晶表示装置２は、領域６１ａで規定されるパターンの表示のための電圧信号をプログラムすることなく当該パターンを常時表示することができる。この、電圧信号に関係なく表示されるパターンを、以下では「透かし表示」とも呼ぶ。さらに、領域６１ａを所望の形状とすれば、所望のパターンを点灯させるための電圧信号をプログラムすることなく当該所望のパターンを常時表示させることができる。これにより、表示の装飾性を容易に向上させることができる。
【００７４】
ところで、上述の透かし表示と同様のパターンは、輝度が当該透かし表示と等しい中間調を用いて表示することも可能であるが、こうした表示を行う液晶表示装置の表示画面には、クロストークと呼ばれる表示異常が現れることがある。一方、本実施形態により透かし表示を行っている液晶表示装置２の表示画面にはクロストークが発生しない。以下では、図１３および図１４を用いてこの理由について説明する。
【００７５】
図１３は、液晶表示装置においてクロストークが発生する原理を説明するための図である。この図においてＣ１およびＣ２はそれぞれ一本の走査電極を表し、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３はそれぞれ一本のデータ線を表す。また、走査電極Ｃ１とデータ線Ｓ１との交差に対応する画素、および走査電極Ｃ２とデータ線Ｓ１との交差に対応する画素を、それぞれ画素７１および画素７２とする。この液晶表示装置は、図１３（ａ）に示すような、中間調（グレー）の背景の中央に白の四角を配置したウィンドウ表示を行っている。中間調の背景領域には、当該領域においてすべて等しい輝度で表示が行われるように電圧波形が印加されているが、実際の表示は図１３（ａ）に示すように領域内で輝度が異っている。具体的には、白の四角を含む行の中間調表示と、白の四角が含まれない行の中間調表示との間で輝度が異なっており、相対的に後者の輝度が高くなっている。このような表示異常をクロストークと呼ぶ。
【００７６】
図１３（ｂ）は、画素７１に印加される電圧信号を示した図である。画素７１には、走査電極Ｃ１を介して選択期間に選択電圧＋ＶSが、非選択期間には非選択電圧±ＶD／２のいずれかが印加されている。選択期間にデータ線Ｓ１を介してデータ電圧−ＶD／２が印加されるとオン電圧が、同じくデータ電圧＋ＶD／２が印加されるとオフ電圧が、それぞれ画素７１に印加され、前者の場合には黒表示が、後者の場合には白表示が行われる。選択期間中にデータ電圧が＋ＶD／２から−ＶD／２へ、またはその逆へ切り替わる場合は、これらの電圧が印加された時間的な割合に応じた輝度の中間調表示がなされる。今、画素７１は中間調表示を行っており、画素７１に印加されるデータ電圧は選択期間の途中で＋ＶD／２から−ＶD／２へ切り替わる。よって、画素７１には、選択期間の初めから当該切り替わりまでの期間は電圧＋ＶD／２が、又当該切り替わり後から選択期間の終了までの期間は電圧−ＶD／２がそれぞれデータ線Ｓ１から印加される。
【００７７】
ここで、走査電極Ｃ１に対応する画素はすべて同一の輝度の中間調表示を行うので、データ線Ｓ２，Ｓ３を始めとするＳ１以外のすべてのデータ線にも、走査電極Ｃ１の選択期間にはデータ線Ｓ１と同一のデータ電圧が同一のタイミングで印加されている。ところで、すべてのデータ線は走査電極Ｃ１と容量結合しているので、データ電圧が変化すると、走査電圧にはスパイクノイズが生じる。今、すべてのデータ線のデータ電圧は同一のタイミングで変化しているので、走査電圧にはこれらによるスパイクノイズがすべて重なって大きなスパイクノイズ７１Ａが生じる。画素７１へ印加される駆動電圧は、この大きなスパイクノイズ７１Ａを有する走査電圧とデータ線Ｓ１から印加されるデータ電圧とから決まる。このため、この駆動電圧にも大きなノイズ７１Ｂが生じ、画素７１には、本来印加されるべき駆動電圧よりノイズ７１Ｂの分だけ低い駆動電圧が印加される。
【００７８】
一方、図１３（ｃ）は、画素７２に印加される電圧信号を示した図である。画素７２には、走査電極Ｃ２を介して選択期間に走査電圧＋ＶSが、非選択期間には非選択電圧±ＶD／２のいずれかが印加される。また、選択期間にデータ線Ｓ１を介して、上述の画素７１に対するデータ電圧と同一の電圧が印加される。
【００７９】
ここで、走査電極Ｃ２に対応する画素には、画素７２と同一の輝度の中間調表示を行う画素と、白表示を行う画素とがある。前者に対応するデータ線、例えばデータ線Ｓ３には、走査電極Ｃ１の選択期間にはデータ線Ｓ１と同一のデータ電圧が同一のタイミングで印加されている。一方、白表示を行う画素に対応するデータ線、例えばデータ線Ｓ２には、選択期間中すべてにおいてデータ電圧＋ＶD／２が印加され、選択期間中に電圧が変化しない。このため、走査電圧のスパイクノイズの発生に寄与するデータ線の数が画素７１の例よりも少なく、走査電圧には小さなスパイクノイズ７２Ａが生じる。画素７２へ印加される駆動電圧は、この小さなスパイクノイズ７２Ａを有する走査電圧とデータ線Ｓ１から印加されるデータ電圧とから決まる。よって、この駆動電圧にも小さなノイズ７２Ｂが生じ、画素７２には、本来印加されるべき駆動電圧よりノイズ７２Ｂの分だけ低い駆動電圧が印加される。スパイクノイズ７２Ｂは、スパイクノイズ７１Ｂより小さいので、画素７２に印加される駆動電圧は、画素７１に印加される駆動電圧に対して相対的に大きくなる。したがって、画素７２の輝度は、画素７１の輝度より低くなる。
【００８０】
このように、電圧信号をプログラムして表示領域の一部に中間調表示を行うと、走査電圧には、中間調表示を行う画素の数に応じてスパイクノイズが生じ、結果的に駆動電圧がプログラムされた電圧から変動してしまう。これが場所による表示輝度の差を生じ、観察者からはクロストークとして視認される。
【００８１】
続いて、本発明による液晶表示装置を用いて透かし表示によってウィンドウパターンを表示する場合の電圧波形について、図１４を用いて説明する。この図においてＣ１およびＣ２はそれぞれ一本の走査電極を表し、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３はそれぞれ一本のデータ線を表す。また、走査電極Ｃ１とデータ線Ｓ１との交差に対応する画素、および走査電極Ｃ２とデータ線Ｓ１との交差に対応する画素を、それぞれ画素７３および画素７４とする。
【００８２】
この液晶表示装置は、上述の液晶表示装置１に対し、図１４（ａ２）に示す黒の背景に白の四角を配置したパターンを焼き付けて製造されたものである。したがって、黒を表示した領域６１ｂにおけるＴＦＤ素子５０の素子特性は、白を表示した領域６２ｂにおけるＴＦＤ素子の素子特性に対して低抵抗側にシフトしている。
【００８３】
この液晶表示装置において全表示領域に対して白を表示するための駆動電圧、すなわちオフ電圧を印加すると、ＴＦＤ素子の素子特性の違いによって、図１４（ａ１）に示すような表示がなされる。具体的には、領域６２ｂには白が表示され、領域６１ｂにはグレーのウィンドウパターンが透かし表示される。
【００８４】
図１４（ｂ）は、このとき画素７３に印加される電圧信号を示した図である。画素７３には、走査電極Ｃ１を介して選択期間に走査電圧＋ＶSが、非選択期間には非選択電圧±ＶD／２のいずれかが印加される。選択期間にデータ線Ｓ１を介してデータ電圧−ＶD／２が印加されるとオン電圧が、同じくデータ電圧＋ＶD／２が印加されるとオフ電圧が、それぞれ画素７３に印加され、前者の場合には黒表示が、後者の場合には白表示が行われる。今、画素７３にはオフ電圧が印加されているので、データ線Ｓ１からは選択期間すべてにわたって電圧＋ＶD／２が印加される。
【００８５】
また、走査電極Ｃ１に対応する他のすべての画素にもオフ電圧が印加されている。よって、データ線Ｓ２，Ｓ３を始めとするすべてのデータ線にも走査電極Ｃ１の選択期間にはデータ電圧＋ＶD／２が印加され、この期間においてデータ電圧は変化しない。したがって、走査電圧にはスパイクノイズが発生しない。このように電圧変動要因がないため、画素７３には本来のオフ電圧がそのまま印加される。
【００８６】
一方、図１４（ｃ）は、画素７４に印加される電圧信号を示した図である。画素７４には、走査電極Ｃ２を介して選択期間に走査電圧＋ＶSが、非選択期間には非選択電圧±ＶD／２のいずれかが印加される。また、選択期間にデータ線Ｓ１を介してデータ電圧＋ＶD／２が印加される。
【００８７】
走査電極Ｃ２に対応する他のすべての画素にもオフ電圧が印加されている。よって、データ線Ｓ２，Ｓ３を始めとするすべてのデータ線には、走査電極Ｃ１の選択期間にはデータ電圧＋ＶD／２が印加され、この期間においてデータ電圧が変化しない。したがって、走査電圧にはスパイクノイズが発生しない。このように電圧変動要因がないため、画素７４にはプログラムされた本来のオフ電圧がそのまま印加される。
【００８８】
こうして画素７３および画素７４には同一の素子特性を有するＴＦＤ素子５０に対して同一の駆動電圧（オフ電圧）が印加されるので、輝度に差が生じない。以上のように、ＴＦＤ素子の素子特性を利用して中間調表示に相当するパターンを透かし表示する際には、当該パターンの表示のための電圧信号をプログラムしないため走査電圧および駆動電圧に変動が生じないので、クロストークが発生しない。
【００８９】
上述した本実施形態の液晶表示装置２は、いわゆる焼き付き現象を利用した液晶表示装置である。焼き付きには、本実施形態で利用したＴＦＤ素子の素子特性のシフトによるものの他に、液晶層内のイオンが偏在することによって液晶へかかる電界が不均一になることに起因するもの、あるいは液晶表示装置が部分的に遮光されたときに、光の当たる部分の液晶の特性が劣化して輝度が不均一になることに起因するもの等がある。ただし、これらによる焼き付きの境界線は画素領域の境界線とは無関係であることから、所望のパターンの表示に利用するのは困難であり、この点で本実施形態の方が優れている。また、後者の光による焼き付きを所望のパターンで起こすためには、その都度当該パターンの型が抜かれたマスクを製造しなければならないため、実施のためのコストの面でも本実施形態の方が優れている。
【００９０】
以上に述べたように、領域６１ａにおけるＴＦＤ素子５０の素子特性が領域６２ａにおけるＴＦＤ素子５０の素子特性と異なる液晶表示装置２は、表示のための電圧信号をプログラムすることなく、所望の表示パターンを常時表示することができ、これによって表示の装飾性を容易に向上させることができる。また、液晶表示装置２においては、当該パターンを表示する際にクロストークが発生しない。
【００９１】
なお、ＴＦＤ素子の素子特性が領域毎に異なる液晶表示装置は、素子特性の異なるＴＦＤ素子を直接ガラス基板に形成することによっても製造することが可能である。ただし、こうした液晶表示装置を製造するためにはＴＦＤ素子の形成のための工程を複数回繰り返さなければならない。一方、本実施形態によればＴＦＤ素子５０の形成のための工程は一度でよく、より簡易な製造工程で上述の構成を有する液晶表示装置を製造することができる。
【００９２】
（Ｆ．電子機器）
続いて、本実施形態の液晶表示装置２を搭載した電子機器について説明する。図１５は、液晶表示装置２を搭載した電子機器としての携帯電話機１００の模式図である。携帯電話機１００は、表示部１１０および操作ボタン１２０を有している。表示部１１０は、内部に組み込まれた液晶表示装置２によって、操作ボタン１２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報を表示することができる。この携帯電話機１００は、表示部１１０において所望のパターンを、表示のために電圧信号をプログラムすることなく常時表示することができる。また、携帯電話機１００においては、上述のパターンを表示する際にクロストークが発生しない。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【００９４】
（変形例１）
上述の実施形態において、液晶表示装置２には、図１０に示すように星型の領域６１ａを焼き付けているが、この形状は任意であり、この他にも様々な形状のパターンを焼き付けることができる。
【００９５】
図１１を用いて、固定表示アイコンの背景となるパターンを常時表示することが可能な液晶表示装置２の製造方法について説明する。図１１（ａ）は、表示を行っていない初期状態の液晶表示装置１を示す。このとき、ＴＦＤ素子５０は初期状態にある。この液晶表示装置１において、図１１（ｂ）に示すように、表示領域上部の長方形の領域６１ｃが黒、その他の領域６２ｃが白となるような表示を一定時間行って焼き付けることにより、液晶表示装置２が得られる。こうして得られた液晶表示装置２は、領域６１ｃに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性と領域６２ｃに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性とが異なる。よって、例えば全表示領域に対して白を表示するための駆動電圧を印加すると、図１１（ｃ）のように領域６１ｃの輝度は領域６２ｃの輝度より低くなる。さらに、領域６１ｃに合わせて固定表示アイコンを表示すると、図１１（ｄ）に示すように、固定表示アイコンに加えて固定表示アイコンの背景となるパターンが透かし表示される。こうして、本変形例の液晶表示装置２は、固定表示アイコンの背景となるパターンの表示のための電圧信号をプログラムすることなく、当該背景パターンが常時透かし表示される。さらに、この背景パターンの表示の際にクロストークは発生しない。このように、本変形例の液晶表示装置２によれば、容易に画面表示の装飾性を向上することができる。
【００９６】
また、図１２を用いて、機器の電池残量表示アイコンの背景パターンを常時表示することが可能な液晶表示装置２の製造方法について説明する。図１２（ａ）は、表示を行っていない初期状態の液晶表示装置１の一部を示す。このとき、ＴＦＤ素子５０は初期状態にある。この液晶表示装置１において、図１２（ｂ）に示すように、機器の電池残量表示アイコンに相当する領域６１ｄが黒、その他の領域６２ｄが白となるような表示を一定時間行って焼き付けることにより、液晶表示装置２が得られる。こうして得られた液晶表示装置２は、領域６１ｄに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性と領域６２ｄに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性とが異なる。よって、例えば全表示領域に対して白を表示するための駆動電圧を印加すると、図１２（ｃ）のように領域６１ｄの輝度は領域６２ｄの輝度より低くなる。さらに、領域６１ｄに合わせて機器の電池残量表示アイコンを表示すると、図１２（ｄ）に示すように、電池残量表示アイコンに加えて電池残量表示アイコンの背景となるパターンが透かし表示される。こうして、本変形例の液晶表示装置２は、電池残量表示アイコンの背景パターンの表示のための電圧信号をプログラムすることなく、当該背景パターンが常時透かし表示される。図１２（ｄ）では、電池残量が３レベル中１レベルしかない状態の表示を示している。さらに、この背景パターンの表示の際にクロストークは発生しない。このように、本変形例の液晶表示装置２によれば、容易に画面表示の装飾性を向上することができる。
【００９７】
（変形例２）
上述の実施形態において、ＴＦＤ素子５０の１つの端子はタングステンを添加したタンタルを含んでいるが、ＴＦＤ素子５０の電流のシフト量ＩSが５以上かつ１５以下となる金属であればどのような金属を用いてもよい。例えば、「第１の金属」をアルミニウムとし、これにＴＦＤ素子５０の電流のシフト量ＩSが５以上かつ１５以下となる濃度でＴＦＤ素子５０の素子特性を安定させるための金属を添加したものを端子に用いることができる。このような構成によっても、表示のための電圧信号をプログラムすることなく、所望の表示パターンを常時表示することが可能な液晶表示装置が得られる。
【００９８】
（変形例３）
上述の実施形態において、領域６１ａが規定するパターンを焼き付ける際に、領域６１ａは黒、その他の領域６２ａは白を表示しているが、パターン焼き付け時の表示はこれに限定されず、例えば中間調を表示してもよい。ＴＦＤ素子５０の素子特性のシフト量は印加電圧に依存するので、領域６１ａおよび領域６２ａに印加される電圧が互いに異なってさえいれば、これらの領域に配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性に差を生じさせることができる。したがって、中間調表示を表示して焼き付けを行っても、表示のための電圧信号をプログラムすることなく、所望の表示パターンを常時表示することが可能な液晶表示装置が得られる。
【００９９】
（変形例４）
上述の実施形態において、領域６１ａが規定するパターンを焼き付ける際に、領域６１ａは黒、その他の領域６２ａは白を表示しているが、パターン焼き付け時の表示にはカラー表示を用いてもよい。図１０（ｂ）において、領域６１ａをある特定の色（例えば赤色）に表示して焼き付けて液晶表示装置２を製造した場合、完成した液晶表示装置２において表示される透かし表示も当該特定の色相の表示（例えば薄い赤色の表示）となる。これは、例えば赤を表示して焼き付けを行った液晶表示装置においては、領域６１ａ中の赤に対応する画素に配置されたＴＦＤ素子５０と、緑または青に対応する画素に配置されたＴＦＤ素子５０との間で素子特性が異なるためである。より詳細には、前者の素子特性は後者の素子特性に対して高抵抗であるので、赤、緑、青のすべての画素に同一の駆動電圧を印加したときには、赤に対応する画素の輝度が、緑および青に対応する画素の輝度より高くなるためである。本変形例によれば、表示のための電圧信号をプログラムすることなく、所望の表示パターンを所望の色相で常時表示することができるため、表示の装飾性を容易に向上させることができる。
【０１００】
（変形例５）
上述の実施形態においては、電圧を印加すると素子特性が低抵抗側にシフトするＴＦＤ素子を用いているが、本発明の実施にあたってはこれに限定する必要はなく、素子特性が高抵抗側にシフトするＴＦＤ素子を用いてもよい。このとき、焼き付け時の表示パターンと透かし表示とは、互いに輝度分布が反転する。このような構成によっても、表示のための電圧信号をプログラムすることなく、所望の表示パターンを常時表示することが可能な液晶表示装置が得られる。
【０１０１】
（変形例６）
上述の実施形態において説明した、液晶表示装置１の製造と、これをもとにした液晶表示装置２の製造は、それぞれ別の場所で実施することも可能である。例えば、携帯電話機の販売店において、液晶表示装置１が組み込まれた携帯電話機を入荷し、店頭にて当該液晶表示装置１に対して顧客の所望するパターンを焼き付けて液晶表示装置２とした後に当該携帯電話機を販売することができる。本変形例によれば、液晶表示装置に焼き付けるパターンを、顧客の所望するパターンや宣伝広告的なパターン等、販売店の都合に合わせて設定することができる。
【０１０２】
（変形例７）
上述した液晶表示装置２の特有の表示機能は、液晶表示装置におけるバーンインの実施の有無を検査する方法に利用することができる。以下では、この変形例について図１０を参照しながら説明する。液晶表示装置２の製造方法においては、領域６１ａに配置されたＴＦＤ素子５０に対してオン電圧を、領域６２ａに配置されたＴＦＤ素子５０に対してオフ電圧をそれぞれＴＦＤ素子５０の電流電圧特性のシフトが飽和するまで印加しており、この工程がバーンインに対応する。
【０１０３】
本変形例の検査方法は、液晶表示装置２の表示領域のうち、領域６１ａの少なくとも一部および領域６２ａの少なくとも一部を含む領域に同一の電圧を印加して表示を行う工程を含む。例えば、図１０（ｃ）に示すように、全表示領域に対してオフ電圧を印加しても良い。そして、当該表示において領域６１ａと領域６２ａとの間で表示の輝度が異なっていればバーンインが実施されていることを、表示の輝度が等しければバーンインが実施されていないことを、それぞれ確認することができる。図１０（ｃ）においては、領域６１ａと領域６２ａとの間で表示の輝度が異なっているので、バーンインが実施されているという検査結果が得られる。これは、バーンインを経た液晶表示装置２においては、領域６１ａおよび領域６２ａに配置されたＴＦＤ素子５０の素子特性が互いに異なる状態となっていることを利用した検査方法である。この検査方法によれば、液晶表示装置２に対するバーンインの実施の有無を、視認可能な判定基準に基づいて検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】液晶表示装置の斜視図。
【図２】液晶表示装置の電極および配線の配置を示す平面図。
【図３】液晶表示装置の断面図。
【図４】液晶表示装置の電気的な構成を示す模式図。
【図５】ＴＦＤ素子の配置された領域を示す斜視図。
【図６】ＴＦＤ素子の素子特性を示す図。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、電圧印加時間に対するＴＦＤ素子の素子特性のシフト量を示す図。
【図８】ＴＦＤ素子のタンタル端子に添加されるタングステンの濃度と、電流のシフト量ＩSとの相関を示す図。
【図９】液晶表示装置の製造手順を示す工程図。
【図１０】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す図。
【図１１】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す図。
【図１２】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す図。
【図１３】（ａ）から（ｃ）は、クロストークの発生する原理を説明するための図。
【図１４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態の液晶表示装置においてクロストークが発生しない理由を説明するための図。
【図１５】本発明の実施形態の携帯電話機の斜視図。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２…液晶表示装置、１１…「第１の基板」としてのガラス基板、１２…「第２の基板」としてのガラス基板、２１…データ線、２３…走査電極、２４…画素電極、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ…カラーフィルタ、３３…液晶、３３Ｃ…液晶容量、５０…「非線形抵抗素子」としてのＴＦＤ素子、５１…「端子」としてのタンタル、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ…「一の領域」としての領域、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ…「他の領域」としての領域、１００…「電子機器」としての携帯電話機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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