JP2001051299A - Liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device

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JP2001051299A
JP2001051299A JP22582699A JP22582699A JP2001051299A JP 2001051299 A JP2001051299 A JP 2001051299A JP 22582699 A JP22582699 A JP 22582699A JP 22582699 A JP22582699 A JP 22582699A JP 2001051299 A JP2001051299 A JP 2001051299A
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JP
Japan
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liquid crystal
membrane
thin film
substrate
substrates
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JP22582699A
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Inventor
Junichi Hoshi
淳一 星
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a cell gap from fluctuating due to the free deformation of a thin film. SOLUTION: One substrate 11A of a pair of substrates 11A, 13 holding a liquid crystal 16 is composed of a semiconductor substrate 11 and a thin film 12, having pixel electrodes formed to drive the liquid crystal 16 on the substrate 11. Furthermore, the thin film 12 is supported by a solid material 15 contained in the liquid crystal 16. The semiconductor substrate 11 is preferably a single- crystal silicon substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子に関し、
特に液晶を駆動する画素電極を備えた薄膜を液晶を挟持
する一方の基板に設けるようにしたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device,
In particular, the present invention relates to a device in which a thin film including a pixel electrode for driving a liquid crystal is provided on one substrate holding the liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一対の基板間に液晶を挟持する液
晶素子において、一対の基板のうちの一方の基板に液晶
を駆動する画素電極が形成されている薄膜(以下、メン
ブレンという)を設けるようにしたものがある。なお、
このようなメンブレンを使用した液晶素子である液晶パ
ネルを備えた液晶装置(以下、LCDという)として
は、例えば、特許番号第2824828号、特開平6−
67205号等に示されるものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a liquid crystal element in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, a thin film (hereinafter, referred to as a membrane) on which a pixel electrode for driving the liquid crystal is formed is provided on one of the pair of substrates. There is something like that. In addition,
As a liquid crystal device (hereinafter, referred to as an LCD) having a liquid crystal panel as a liquid crystal element using such a membrane, for example, Japanese Patent No. 2824828,
67205 and the like.

【0003】ところで、このメンブレンの機械的な強度
は高く、例えば液晶素子を落下させても、先に破壊され
るのはメンブレンが設けられた単結晶シリコン基板やガ
ラス基板である。なお、この破壊は公知のようにプラス
チック等の軟らかい枠材で両基板の端部を覆うことで逃
れることができる。また、メンブレンは垂直方向に高速
で衝突する粒子、破片等には弱いが、これはメンブレン
上に保護ガラスを設けることで回避できる。
Incidentally, the mechanical strength of this membrane is high. For example, even if a liquid crystal element is dropped, a single crystal silicon substrate or a glass substrate provided with the membrane is destroyed first. In addition, this destruction can be escaped by covering the ends of both substrates with a soft frame material such as plastic as is well known. Further, the membrane is weak against particles, debris, etc., which collide at high speed in the vertical direction, but this can be avoided by providing a protective glass on the membrane.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の液晶素子において、既述したようにメンブレンは
機械的な強度を有するが、例えば液晶素子を直立、保持
すると、重力により液晶素子中の液晶が下方に移動を開
始し、これに伴いメンブレンが変形する場合がある。そ
して、このようにメンブレンが変形した場合、特にメン
ブレンの周囲のみが単結晶シリコン基板に接続している
場合、深刻な問題となる。
However, in such a conventional liquid crystal device, the membrane has mechanical strength as described above. However, when the liquid crystal device is upright and held, for example, the gravity in the liquid crystal device is increased by gravity. The liquid crystal starts moving downward, and the membrane may be deformed accordingly. Then, when the membrane is deformed in this way, especially when only the periphery of the membrane is connected to the single crystal silicon substrate, a serious problem occurs.

【0005】例えば、メンブレンが対角0.6インチ
(約15mm)の大きさの場合、液晶素子を直立、保持
すると、重力によって下方に移動を開始する液晶によ
り、図4に示すようにメンブレン202は「液晶垂れ」
と呼ばれる変形を起し、これに伴い基板203とメンブ
レン202との間のギャップ(以下、セルギャップとい
う)tの変動を引き起こす。
For example, when the membrane has a diagonal size of 0.6 inch (about 15 mm), when the liquid crystal element is erected and held, the liquid crystal which starts moving downward by gravity causes the membrane 202 to move downward as shown in FIG. Is "Liquid crystal dripping"
This causes a change in a gap (hereinafter referred to as a cell gap) t between the substrate 203 and the membrane 202.

【0006】ここで、この液晶垂れによるセルギャップ
tの変動幅Δt(m)の程度は、 Δt=ρ・g・X0 3/4π3 T・b である。
[0006] In this case, the extent of this change in the cell gap t by the liquid crystal dripping width Δt (m) is a Δt = ρ · g · X 0 3 / 4π 3 T · b.

【0007】なお、ρ(kg/m3 )は基板203とメ
ンブレン202とにより挟持されている液晶205の密
度、g(m/sec 2)は重力加速度、X0 (m)はメ
ンブレン開口長さ、T(N/m2 )はメンブレン202
の内部応力(張力)、b(m)はメンブレン厚さであ
る。
Note that ρ (kg / m 3 ) is the density of the liquid crystal 205 sandwiched between the substrate 203 and the membrane 202, g (m / sec 2 ) is the gravitational acceleration, and X 0 (m) is the length of the membrane opening. , T (N / m 2 ) is the membrane 202
Is the internal stress (tension), and b (m) is the membrane thickness.

【0008】例えば、通常のセルギャップ4μmのTN
型液晶パネルではセルギャップtの変動幅Δtは(全
幅)0.5μm程度であり、かろうじて使用できる範囲
であるが、これ以上セルギャップtが小さくなった場合
には、適当な表示を行うことができなくなる。
For example, a TN having a normal cell gap of 4 μm
In a liquid crystal panel, the variation width Δt of the cell gap t is about 0.5 μm (total width), which is barely usable. However, if the cell gap t is further reduced, an appropriate display can be performed. become unable.

【0009】なお、このようなメンブレン202の変形
を抑えるために不図示の球状のスペーサを散布して液晶
205を注入してもメンブレン202は球状のスペーサ
の周囲を包み込むような変形を生じてしまう。さらに、
メンブレン202を画素の微細化が可能な単結晶シリコ
ン基板201に設け、画素寸法を小さくした場合(≦2
0μm)には、ギャップ量程度の粒径を持つスペーサは
画素の開口率を大幅に低下させるため、事実上使用する
ことができない。
[0009] Even if a liquid crystal 205 is injected by spraying a spherical spacer (not shown) in order to suppress such deformation of the membrane 202, the membrane 202 is deformed so as to wrap around the spherical spacer. . further,
When the membrane 202 is provided on the single crystal silicon substrate 201 capable of miniaturizing the pixel and the pixel size is reduced (≦ 2
(0 μm), a spacer having a particle size of about the gap amount greatly reduces the aperture ratio of a pixel, so that it cannot be practically used.

【0010】一方、液晶垂れは重力程度の小さな力でも
生じることから、それよりも大きな他の力によって生じ
る可能性がある。例えば、液晶素子を高温に保持する
と、液晶素子の熱変形及び液晶205の熱膨張によって
メンブレン202が変形し、セルギャップtが不均一化
する。また、液晶素子を平置きしても液晶素子を駆動す
る方法によっては公知の電気力学的対流が生じ、同様な
ギャップ不均一化が生じることもある。
On the other hand, since the liquid crystal dripping occurs even with a small force such as the force of gravity, there is a possibility that the liquid crystal droops due to another force larger than that. For example, when the liquid crystal element is maintained at a high temperature, the membrane 202 is deformed due to thermal deformation of the liquid crystal element and thermal expansion of the liquid crystal 205, and the cell gap t becomes non-uniform. Further, depending on the method of driving the liquid crystal element even when the liquid crystal element is placed flat, a well-known electrodynamic convection may occur and a similar nonuniform gap may occur.

【0011】なお、メンブレン202の変形を防止する
方法の1つに、特開平6−67205記載の固体(膜)
によるメンブレン202の補強があるが、メンブレン2
02にはギャップ変動を防止するための大きな内部応力
(張力)が必要であり、そのような補強は事実上困難で
ある。即ち、常温で付着可能な固体(膜)の内部応力
は、殆どがコンプレッシブであり、メンブレン202の
支持に必要な張力を発生することができない。さらに、
この固体(膜)の熱膨張により、液晶セルが圧迫され、
セルギャップの変動が生じる。
One of the methods for preventing the deformation of the membrane 202 is a solid (film) described in JP-A-6-67205.
The membrane 202 is reinforced by
02 requires a large internal stress (tension) to prevent gap fluctuation, and such reinforcement is practically difficult. That is, most of the internal stress of the solid (film) that can be attached at room temperature is compressive, and it is not possible to generate the tension necessary to support the membrane 202. further,
The liquid crystal cell is pressed by the thermal expansion of this solid (film),
The cell gap fluctuates.

【0012】そこで、本発明はこのような現状に鑑みて
なされたものであり、メンブレン(薄膜)の自由変形に
よるセルギャップの変動を防止することのできる液晶素
子を提供することを目的とするものである。
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal element capable of preventing a cell gap from being changed due to free deformation of a membrane (thin film). It is.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶を挟持する液晶素子において、前記一対の基板の
うちの一方の基板は、半導体基板上に前記液晶を駆動す
る画素電極が形成されている薄膜を備えた構成のもので
あり、前記挟持された液晶は前記薄膜を支持する固形物
を有していることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal device in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates. One of the pair of substrates has a pixel electrode for driving the liquid crystal on a semiconductor substrate. The thin film is provided with a formed thin film, and the sandwiched liquid crystal has a solid material supporting the thin film.

【0014】また本発明は、前記液晶は高分子物質を含
むと共に、前記固形物は、該液晶を基板間に充填した後
に硬化させて形成したものであることを特徴とするもの
である。
Further, the present invention is characterized in that the liquid crystal contains a polymer substance and the solid is formed by filling the liquid crystal between the substrates and then curing the liquid crystal.

【0015】また本発明は、前記液晶は一次元液晶であ
ることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the liquid crystal is a one-dimensional liquid crystal.

【0016】また本発明は、前記固形物は、前記一対の
基板のうちの他方の基板も支持することを特徴とするも
のである。
Further, the present invention is characterized in that the solid material also supports the other of the pair of substrates.

【0017】また本発明は、前記半導体基板は単結晶シ
リコン基板であることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the semiconductor substrate is a single crystal silicon substrate.

【0018】また本発明は、前記半導体基板は、該薄膜
を露出させるための開口部を有していることを特徴とす
るものである。
Further, the invention is characterized in that the semiconductor substrate has an opening for exposing the thin film.

【0019】また本発明は、前記半導体基板の開口部
は、該半導体基板を化学的異方性エッチングして形成し
たものであることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that the opening of the semiconductor substrate is formed by chemically anisotropically etching the semiconductor substrate.

【0020】また本発明は、前記薄膜上には前記駆動電
極を駆動するための薄膜トランジスタが形成されている
ことを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that a thin film transistor for driving the driving electrode is formed on the thin film.

【0021】また本発明のように、液晶を挟持する一対
の基板のうちの一方の基板を、半導体基板上に液晶を駆
動する画素電極が形成されている薄膜を備えた構成のも
のとすると共に、薄膜を液晶に含まれている固形物によ
り支持するようにする。
Further, as in the present invention, one of the pair of substrates holding the liquid crystal is provided with a thin film in which a pixel electrode for driving the liquid crystal is formed on a semiconductor substrate. The thin film is supported by a solid substance contained in the liquid crystal.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0023】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
液晶素子の構造を示す図であり、同図において、1は液
晶素子である液晶パネル、11Aはアクティブマトリッ
クス基板、11はアクティブマトリックス基板11Aを
構成すると共に開口部11aを有する厚さ625μmの
CZN(100)単結晶シリコン基板(以下、シリコン
基板という)である。
FIG. 1 is a view showing a structure of a liquid crystal element according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a liquid crystal panel which is a liquid crystal element, 11A is an active matrix substrate, and 11 is an active matrix substrate. This is a 625 μm-thick CZN (100) single-crystal silicon substrate (hereinafter, referred to as a silicon substrate) that constitutes the matrix substrate 11A and has an opening 11a.

【0024】13は不図示のカラーフィルタが形成され
ている対向基板、14はアクティブマトリックス基板1
1Aと対向基板13とを貼り合わせるシール14であ
る。そして、これらの一対の基板11A,13により液
晶15が挟持されている。なお、これら一対の基板11
A,13により形成される液晶セルの大きさは2cm角
であり、ギャップ量は10μmである。
Reference numeral 13 denotes a counter substrate on which a color filter (not shown) is formed, and 14 denotes an active matrix substrate 1.
This is a seal 14 for attaching the counter substrate 1A to the counter substrate 13. The liquid crystal 15 is sandwiched between the pair of substrates 11A and 13. The pair of substrates 11
The size of the liquid crystal cell formed by A and 13 is 2 cm square, and the gap amount is 10 μm.

【0025】また、12はシリコン基板11上に設けら
れた厚さ約4μmのメンブレンであり、このメンブレン
12はSiN・SiOから成ると共に、液晶15を駆動
するための不図示の画素電極と、この画素電極を駆動す
るTFT等が形成されている。なお、このメンブレン1
2の応力は、シリコン基板11の開口部11aを形成す
るため後述するように不透明であるシリコン基板11の
開口形成部分が除去される際、メンブレン12にシワが
生じないように、若干テンシル気味に、即ち引っ張り気
味に設定されている。
Reference numeral 12 denotes a membrane having a thickness of about 4 μm provided on the silicon substrate 11. The membrane 12 is made of SiN · SiO, and has a pixel electrode (not shown) for driving the liquid crystal 15 and a pixel electrode (not shown). TFTs and the like for driving pixel electrodes are formed. In addition, this membrane 1
The stress of No. 2 is slightly tensil-like so that wrinkles do not occur in the membrane 12 when the opaque opening forming portion of the silicon substrate 11 is removed to form the opening 11a of the silicon substrate 11 as described later. That is, it is set to be slightly pulled.

【0026】一方、16は液晶15の一部を硬化させて
形成された柱状の固形物であり、このように液晶セル内
に固形物16を形成することにより、変形が自由なメン
ブレン12を機械的に支持し、メンブレン12の変形を
防止することができる。
On the other hand, reference numeral 16 denotes a columnar solid material formed by curing a part of the liquid crystal 15. By forming the solid material 16 in the liquid crystal cell in this manner, the freely deformable membrane 12 is mechanically formed. And the deformation of the membrane 12 can be prevented.

【0027】ところで、このように液晶15の一部を硬
化させて固形物16を形成した場合、固形物16により
表示を行う液晶部分が分断されるようになる。ここで、
このように液晶部分が分断されると、二次元以上の高次
の秩序を有する液晶はその分、配向に乱れが生じること
から、使用する液晶15としては一次元液晶が望まし
い。そして、このように一次元液晶を用いることによ
り、少なくともセルギャップ方向の秩序を保ち、この秩
序が保たれた液晶領域間にメンブレン12を支持する柱
状の固形物16を配置することができる。
When a part of the liquid crystal 15 is hardened to form the solid 16 in this manner, the liquid crystal portion to be displayed is divided by the solid 16. here,
When the liquid crystal portion is divided in this way, the liquid crystal having a higher order of two or more dimensions is disturbed in its alignment, and therefore the one-dimensional liquid crystal 15 is preferable as the liquid crystal 15 to be used. By using the one-dimensional liquid crystal as described above, at least the order in the cell gap direction can be maintained, and the columnar solid 16 supporting the membrane 12 can be arranged between the liquid crystal regions in which the order is maintained.

【0028】なお、この一次元液晶として、公知の高分
子分散液晶(以下、PDLCという)あるいは高分子ネ
ットワーク液晶(以下、PNLCという)等の高分子物
質が使用できるが、本実施の形態においては高分子ネッ
トワーク液晶を使用している。
As the one-dimensional liquid crystal, a polymer material such as a well-known polymer dispersed liquid crystal (hereinafter, referred to as PDLC) or a polymer network liquid crystal (hereinafter, referred to as PNLC) can be used. Uses polymer network liquid crystal.

【0029】次に、このように構成された液晶パネル1
の製造方法について説明する。
Next, the liquid crystal panel 1 thus constructed
A method of manufacturing the device will be described.

【0030】まず、液晶セル中にアクリレート系のポリ
マーと、TNLCとの混合物であるPNLCを0.5t
orrの真空度で滴下注入する。次に、超高圧水銀灯
と、350nm以下をカットするUVフィルタとを用い
て照度100mW/cm2 の紫外光を1分間照射し、P
NLCを硬化させ、液晶中に固形物16として高分子ネ
ットワーク構造を形成する。
First, PNLC, which is a mixture of an acrylate polymer and TNLC, is placed in a liquid crystal cell for 0.5 t.
The solution is dropped and injected at a vacuum of orr. Next, ultraviolet light having an illuminance of 100 mW / cm 2 was irradiated for 1 minute using an ultra-high pressure mercury lamp and a UV filter for cutting 350 nm or less.
The NLC is cured to form a polymer network structure as a solid 16 in the liquid crystal.

【0031】なお、このようにPNLCを注入、充填前
には液状とし、注入後に硬化させることにより、PNL
Cの注入が速やかに行われると共に、液晶中に混合して
いる固形物に偏りが生じないようにすることができる。
また、メンブレン12の包み込み問題も生じない。
As described above, by injecting PNLC, making it liquefied before filling, and curing it after injection, PNL is cured.
The injection of C can be performed promptly, and the solids mixed in the liquid crystal can be prevented from being biased.
Also, there is no problem of wrapping of the membrane 12.

【0032】この後、シリコン基板11の裏面から、液
晶パネル1の開口部11a(表示部分)に相当する部分
のシリコンを化学的異方性エッチング液であるTMAH
(テトラメチルアンモニウムビドロキンド)水溶液によ
って選択的に除去し、メンブレン12を露出させる。な
お、このTMAH水溶液は、既述したSiN・SiOに
対して高い選択比(〜1/10,000)を有してお
り、メンブレン12が露出した時点でエッチングは事実
上ストップする。
Thereafter, from the back surface of the silicon substrate 11, silicon in a portion corresponding to the opening 11a (display portion) of the liquid crystal panel 1 is removed by using a TMAH chemical anisotropic etching solution.
It is selectively removed by an aqueous solution of (tetramethylammonium bidlokind) to expose the membrane 12. Note that this TMAH aqueous solution has a high selectivity (up to 1 / 10,000) with respect to SiN / SiO as described above, and the etching is practically stopped when the membrane 12 is exposed.

【0033】ここで、このときメンブレン12は、PN
LC中に形成された高分子ネットワーク構造によって支
持されていることによって、自由変形を生じることはな
い。また、このネットワーク構造は対向基板13をも支
持しているため、液晶素子1のギャップ量は注入時のそ
れとほぼ同一に保たれる。
At this time, the membrane 12 is PN
Free deformation does not occur due to being supported by the polymer network structure formed in the LC. Further, since this network structure also supports the opposing substrate 13, the gap amount of the liquid crystal element 1 is kept substantially the same as that at the time of injection.

【0034】なお、このように構成された液晶パネル1
において、不図示のLC駆動回路によりメンブレン12
のTFTを駆動することによって両基板12,13間に
画素電極を介して電圧を印加すると、ネットワーク構造
以外の液晶15が応答し、透過率に差を生じ表示可能と
なる。
The liquid crystal panel 1 constructed as described above
, The membrane 12 is driven by an LC drive circuit (not shown).
When a voltage is applied between the two substrates 12 and 13 via the pixel electrodes by driving the TFTs, the liquid crystal 15 having a structure other than the network structure responds, causing a difference in transmittance and enabling display.

【0035】このように、アクティブマトリックス基板
11Aに設けられたメンブレン12を液晶15に含まれ
ている固形物(ネットワーク構造)16によって支持す
ることにより、液晶垂れを全く生じない均一なギャップ
量を有する高品質な液晶素子を提供することができる。
As described above, since the membrane 12 provided on the active matrix substrate 11A is supported by the solid material (network structure) 16 contained in the liquid crystal 15, a uniform gap amount that does not cause dripping of the liquid crystal can be obtained. A high-quality liquid crystal element can be provided.

【0036】次に、本発明の第2実施の形態について説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0037】図2は本実施の形態に係る液晶素子である
OCB型の液晶素子の構成を示す図である。なお、この
液晶素子に用いられるポリマースタビライズド(安定
化)LCは、例えば、”S23−2 OCB−Cell
Using PolymerStabilized
Bend Alignment” ASIA DISP
LAY’95 pp581や、”P−59:Polym
er−Stabilized Pi−Cells as
Switchable Phase Retarde
rs”SID97DIGEST pp731に記載され
ている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an OCB type liquid crystal element which is a liquid crystal element according to the present embodiment. The polymer stabilized (stabilized) LC used in this liquid crystal element is, for example, “S23-2 OCB-Cell”.
Using PolymerStabilized
Bend Alignment ”ASIA DISP
LAY'95 pp581 and "P-59: Polym
er-Stabilized Pi-Cells as
Switchable Phase Retard
rs "SID97DIGEST pp731.

【0038】そして、この液晶素子1は、πセルを形成
するように配向処理された液晶セルに、UVキュアラブ
ルモノマーと一次元液晶とから成るネマチック相の液晶
混合物25を注入した後、UV光を照射し、固形物であ
るポリマーネットワーク26を、主に基板23とメンブ
レン21とのギャップ方向に形成するようにしている。
In the liquid crystal device 1, a nematic phase liquid crystal mixture 25 composed of a UV cure monomer and a one-dimensional liquid crystal is injected into a liquid crystal cell that has been subjected to an alignment treatment to form a π cell. To form a solid polymer network 26 mainly in the gap direction between the substrate 23 and the membrane 21.

【0039】なお、本実施の形態において、液晶セル1
のギャップ量は7μmであり、7V程度の印加電圧で表
示を行うことができる。またOCB型の液晶表示は原理
的に高速応答が可能であり、応答時間は5msec 程度で
ある。
In this embodiment, the liquid crystal cell 1
Is 7 μm, and display can be performed with an applied voltage of about 7V. In addition, the OCB type liquid crystal display is capable of high-speed response in principle, and the response time is about 5 msec.

【0040】そして、本実施の形態によれば、液晶パネ
ル1を駆動する電圧の低電圧化が可能であり、またフィ
ールドシーケンシャル、カラーシーケンシャル等のイン
テリジェント、高性能な表示装置を実現することができ
る。
According to the present embodiment, the voltage for driving the liquid crystal panel 1 can be reduced, and an intelligent and high-performance display device such as field sequential, color sequential, etc. can be realized. .

【0041】一方、図3は本発明の第3の実施の形態に
係る液晶素子とシュリーレン光学系とを組み合わせた表
示装置の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a display device in which a liquid crystal element and a schlieren optical system according to a third embodiment of the present invention are combined.

【0042】同図において、1Aは液晶素子であり、こ
の液晶素子1Aにおいては、液晶セルにPDLCである
メルク社製ダロキュウア1116とBDH社製の液晶E
8の混合物を注入し、硬化させることにより、固形物で
ある液晶粒35と高分子マトリクス36が形成されてい
る。
In the figure, reference numeral 1A denotes a liquid crystal element. In this liquid crystal element 1A, a liquid crystal cell includes PDLC, Darocuure 1116 manufactured by Merck and liquid crystal E manufactured by BDH.
By injecting and curing the mixture of No. 8, liquid crystal particles 35 and a polymer matrix 36 which are solids are formed.

【0043】そして、このような液晶素子1Aに平行光
を入射すると、入射した平行光は集光レンズ37によっ
て集光され、ピンホール板38を通った光のみがスクリ
ーン39上に結像する。なお、PDLCは電圧の印加に
より散乱し、非散乱状態を取るので、照明光(平行光)
のスイッチングを行うことができる。
When parallel light is incident on such a liquid crystal element 1A, the incident parallel light is condensed by a condenser lens 37, and only light passing through a pinhole plate 38 forms an image on a screen 39. Since the PDLC is scattered by application of a voltage and assumes a non-scattering state, the illumination light (parallel light)
Switching can be performed.

【0044】なお、このときの電圧はセルギャップ量1
0μmの場合10V程度でよい。また、表示装置のコン
トラストはピンホール板38の38a穴の大きさを小さ
くし、明るさを犠牲にすれば200程度は容易に可能で
ある。
The voltage at this time is the cell gap amount 1
In the case of 0 μm, it may be about 10V. Further, the contrast of the display device can easily be about 200 by reducing the size of the hole 38a of the pinhole plate 38 and sacrificing the brightness.

【0045】このように、本実施の形態によれば高コン
トラストな表示装置を実現することができる。さらに、
本実施の形態と同様、既述した他の実施の形態に係る液
晶素子を適当な光学系と組み合わせることによって高集
積化及び微細化が可能な半導体基板の特徴を生かした高
品質な表示装置を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, a display device with high contrast can be realized. further,
As in the present embodiment, a high-quality display device utilizing the characteristics of a semiconductor substrate capable of high integration and miniaturization by combining the liquid crystal element according to the other embodiments described above with an appropriate optical system is provided. Can be provided.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明のように、液
晶を挟持する一方の基板に設けられた薄膜を液晶に含ま
れた固形物によって支持することにより、薄膜の自由変
形によるセルギャップの変動を防止することができる。
これにより、液晶素子のギャップ量を均一に保つことが
でき、表示品質も向上する。
As described above, the thin film provided on one of the substrates holding the liquid crystal is supported by the solid matter contained in the liquid crystal as in the present invention, whereby the cell gap due to the free deformation of the thin film is reduced. Fluctuations can be prevented.
Thereby, the gap amount of the liquid crystal element can be kept uniform, and the display quality is also improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子であ
る液晶パネルの断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal panel which is a liquid crystal element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る液晶素子の構
成を示す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal element according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態に係る液晶素子を用
いた表示装置の構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a display device using a liquid crystal element according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の液晶素子の不具合を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a defect of a conventional liquid crystal element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A 液晶パネル 11A アクティブマトリックス基板 11 シリコン基板 12,21 メンブレン 13,23 対向基板 15 液晶 16 固形物 25 液晶混合物 26 ポリマーネットワーク 35 液晶粒 36 高分子マトリクス 1,1A Liquid crystal panel 11A Active matrix substrate 11 Silicon substrate 12,21 Membrane 13,23 Counter substrate 15 Liquid crystal 16 Solid 25 Liquid crystal mixture 26 Polymer network 35 Liquid crystal particle 36 Polymer matrix

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Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板間に液晶を挟持する液晶素子
において、 前記一対の基板のうちの一方の基板は、半導体基板上に
前記液晶を駆動する画素電極が形成されている薄膜を備
えた構成のものであり、前記挟持された液晶は前記薄膜
を支持する固形物を有していることを特徴とする液晶素
子。
1. A liquid crystal element having a liquid crystal interposed between a pair of substrates, wherein one of the pair of substrates has a thin film on which a pixel electrode for driving the liquid crystal is formed on a semiconductor substrate. A liquid crystal element having a constitution, wherein the sandwiched liquid crystal has a solid material supporting the thin film.
【請求項2】 前記液晶は高分子物質を含むと共に、前
記固形物は、該液晶を基板間に充填した後に硬化させて
形成したものであることを特徴とする請求項1記載の液
晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal contains a polymer substance, and the solid is formed by filling the liquid crystal between the substrates and then curing the liquid crystal.
【請求項3】 前記液晶は一次元液晶であることを特徴
とする請求項1又は2記載の液晶素子。
3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal is a one-dimensional liquid crystal.
【請求項4】 前記固形物は、前記一対の基板のうちの
他方の基板も支持することを特徴とする請求項1又は2
記載の液晶素子。
4. The substrate according to claim 1, wherein the solid also supports the other of the pair of substrates.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項5】 前記半導体基板は単結晶シリコン基板で
あることを特徴とする請求項1記載の液晶素子。
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate is a single crystal silicon substrate.
【請求項6】 前記半導体基板は、該薄膜を露出させる
ための開口部を有していることを特徴とする請求項1又
は5記載の液晶素子。
6. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate has an opening for exposing the thin film.
【請求項7】 前記半導体基板の開口部は、該半導体基
板を化学的異方性エッチングして形成したものであるこ
とを特徴とする請求項6記載の液晶素子。
7. The liquid crystal device according to claim 6, wherein the opening of the semiconductor substrate is formed by chemically anisotropically etching the semiconductor substrate.
【請求項8】 前記薄膜上には前記駆動電極を駆動する
ための薄膜トランジスタが形成されていることを特徴と
する請求項1記載の液晶素子。
8. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a thin film transistor for driving the driving electrode is formed on the thin film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005505018A (en) * 2001-10-09 2005-02-17 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Flat liquid crystal screen operating in reflection mode and method of manufacturing the screen

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