JP2001264740A - 液晶装置とその製造方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素ピッチが小さくなっても画素周縁部のデ
ィスクリネーションを確実に抑制でき、超高精細の液晶
装置に好適な液晶の配向制御技術を提供する。 【解決手段】 本発明の液晶装置１は、例えばアクティ
ブマトリクス基板２とカラーフィルター基板３とからな
る一対の基板間に、液晶部４とポリマー部５とからなる
複合体６が挟持されたものであり、前記ポリマー部５
は、電界無印加状態での液晶分子と同一方向に配向した
ポリマー前駆体が重合してなり、一対の基板間において
各画素７毎に液晶部４を区画する壁部を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置とその製
造方法および電子機器に関し、特に高分子分散型液晶を
利用した超高精細の液晶装置に好適な液晶の配向制御技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（Liquid Crystal Displa
y, 以下、ＬＣＤと略記する）を構成する液晶セルは、
上下基板に一対の電極をそれぞれ配し、これら電極間に
発生させた電界で基板間の液晶を駆動する方式が一般的
である。例えばアクティブマトリクス方式の液晶セルに
おいては、複数のデータ線と複数の走査線とが格子状に
形成されるとともに、画素電極、画素電極駆動用のスイ
ッチング素子である薄膜トランジスタ（Thin Film Tran
sistor, 以下、ＴＦＴと略記する）がマトリクス状に配
置されたアクティブマトリクス基板と、対向電極が配置
された対向基板とが所定の間隔をもって配置されてい
る。アクティブマトリクス基板と対向基板とは、スぺー
サを混入したシール材により一定の間隔を保って互いに
電極形成面が対向するように貼り合わされ、これら２枚
の基板間に液晶が封入されている。

【０００３】液晶材料に関しては、近年、高分子分散型
液晶に関する研究が進められている。これは液晶と高分
子からなる複合体の光散乱効果を利用するものであり、
この液晶を利用したＬＣＤは高分子分散型ＬＣＤと総称
されている。この高分子分散型ＬＣＤには、液晶が微小
粒滴として高分子マトリクス中に分散しているタイプ
や、液晶の連続相中に高分子が３次元網目状または微小
粒滴状に分散しているタイプがある。いずれのタイプに
しても、その動作原理は、電圧無印加時に液晶分子はラ
ンダムに配列しており、入射光は散乱される一方、電圧
印加時には液晶分子は電界方向に配列するので、その時
の液晶の屈折率と高分子の屈折率を等しく設定しておけ
ば、入射光は散乱されず、透明な外観を呈する。このよ
うに、高分子分散型表示方式は光散乱効果に基づいてい
るので、偏光子を必要とせず、これにより視野角が広
く、明るい表示が実現できるという特徴を持っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な液
晶セルの構成において、基本的に液晶は両基板間に発生
する縦方向電界により駆動される。しかしながら、例え
ば隣接画素からの漏れ電界、隣接画素に逆極性電圧を印
加する駆動方式等、様々な要因により任意の一画素の液
晶に対して横方向から配向状態を乱そうとする外場が加
わることがある。その結果、特に画素の周縁部で液晶の
配向乱れ（ディスクリネーション）が生じ、場合によっ
ては表示不良につながることがある。この点は従来から
問題視されており、様々な対策が実施されている。

【０００５】ところで、現在一般的な解像度を持つＬＣ
Ｄでは、画素ピッチが数百μｍ、両基板間のギャップ
（セルギャップ）が数μｍといった寸法のオーダーであ
り、１画素分の液晶の縦方向寸法に対して横方向寸法が
はるかに大きいため、液晶の配向状態は基板表面の配向
処理と縦方向電界とに支配され、配向を乱そうとする横
方向外場の影響が相対的に小さいため、従来のディスク
リネーション対策で充分に対応が可能である。ところ
が、近い将来、超高精細のＬＣＤが開発され、例えば画
素ピッチを１０μｍ程度に縮小したとすると、１画素分
の液晶の縦方向寸法と横方向寸法のオーダーが同等にな
るため、液晶の配向状態への横方向外場の影響が全く無
視できなくなり、従来のディスクリネーション対策では
対応が困難になることが考えられる。画素ピッチの縮小
化に応じてセルギャップを縮小化することも考えられる
が、それにも様々な技術的限界がある。したがって、画
素の周縁部においても液晶の配向を乱そうとする横方向
外場の影響を遮断し、ディスクリネーションを確実に抑
制し得る技術の提供が今後ますます求められるようにな
る。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、画素ピッチが小さくなっても画素
周縁部のディスクリネーションを確実に抑制でき、超高
精細の液晶装置に好適な液晶の配向制御技術を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の液晶装置は、液晶部とポリマー部とから
なる複合体が一対の基板間に挟持された液晶装置であ
り、前記ポリマー部は、電界無印加状態での前記液晶部
の液晶分子と同一方向に配向したポリマー前駆体が重合
してなり、一対の基板間において各画素毎に液晶部を区
画する壁部をなすことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の液晶装置の製造方法は、液
晶部とポリマー部とからなる複合体が一対の基板間に挟
持された液晶装置の製造方法であって、前記液晶部をな
す液晶と前記ポリマー部をなす光重合性のポリマー前駆
体とを含む混合物を、液晶およびポリマー前駆体を所定
方向に配向させた状態で少なくとも一方の基板が透明基
板である一対の基板間に挟持させる工程と、前記混合物
を挟持させた一対の基板に対して透明基板側から複数の
画素の境界近傍の領域に選択的に光を照射して混合物中
のポリマー前駆体を重合させることにより、一対の基板
間において各画素毎に液晶部を区画する壁部を形成する
工程と、を有することを特徴とする。

【０００９】「従来の技術」の項で挙げた高分子分散型
液晶の分野においては、ポリマーがマトリクスを形成
し、その中に液晶が液滴状に存在するか、あるいは液晶
中にポリマーが３次元網目状、微小粒滴状に分散したも
のが一般的であるが、いずれにしろ、ポリマーを構成す
る高分子の配列は通常ランダムである。これに対して、
本発明者は、液晶およびポリマー前駆体を所定方向に配
向させた状態としてポリマー前駆体を重合させると、ポ
リマー前駆体はその配向状態を維持したまま重合する性
質を有することに着目した。そこで、電界無印加状態で
の液晶分子と同一方向に配向したポリマー前駆体を重合
させたポリマーを用いて、一対の基板間で各画素を区画
する壁部を形成することに想到した。

【００１０】本発明の構成では、一対の基板間に挟持さ
れた複合体は、ポリマー部からなる壁部によって液晶部
が各画素毎に区画された形となる。したがって、液晶部
の液晶の配向状態は、縦方向では基板表面の配向処理の
影響を受け、横方向では壁部表面の影響を受けることに
なる。この時、ポリマー部からなる壁部は、単なる固体
としての壁ではなく、電界無印加状態での液晶分子と同
一方向に配向したポリマー前駆体が重合したものである
から、液晶に対する配向規制力を有している。すなわ
ち、液晶部は各画素の周囲を配向規制力を持った壁部で
囲まれた形となるため、隣接する画素から液晶の配向を
乱そうとする横方向外場が作用しても、その影響が壁部
の配向規制力によって打ち消される。その結果、画素の
周縁部におけるディスクリネーションを確実に抑制する
ことができ、表示不良の少ない液晶装置を実現できる。

【００１１】そして、上記ポリマー部からなる壁部を形
成するための具体的な手段としては、例えば、液晶と光
重合性のポリマー前駆体とを含む混合物を用意し、液晶
とポリマー前駆体を所定方向に配向させた状態で少なく
とも一方の基板が透明基板である一対の基板間に挟持さ
せ、透明基板側から画素の境界近傍の領域に選択的に光
を照射すればよい。このようにすると、光の照射領域に
多数のポリマー前駆体が引き寄せられるようにして重合
反応が進み、画素の境界部分にポリマーの壁部が形成さ
れる一方、それ以外の画素領域に液晶が残り、本発明の
液晶装置の構成が実現される。なお、本発明で言う「ポ
リマー前駆体」とは、後の重合によりポリマー層を形成
する基となるモノマーもしくはオリゴマーのことであ
る。

【００１２】この方法であれば、画素の境界近傍にのみ
選択的に光を照射する操作は、半導体製造プロセスにお
ける一般の露光技術をもってすれば容易に実現できるの
で、数μｍレベルの厚さを持つ壁部を形成することが可
能であり、超高精細の液晶装置の製造にも好適である。

【００１３】また、上記本発明の液晶装置において、一
対の基板をなす各基板の複合体と接する面上には、配向
膜を設けておくことが望ましい。この構成により、液晶
と光重合性のポリマー前駆体とを含む混合物を一対の基
板間に挟持した際に、液晶とポリマー前駆体の双方を一
定方向に容易に配向させることができる。

【００１４】上記本発明を適用できる液晶装置の形態と
しては、パッシブマトリクス型、アクティブマトリクス
型のいずれにも適用可能であり、アクティブマトリクス
型の各画素の駆動用スイッチング手段としては薄膜トラ
ンジスタ、薄膜ダイオード（Thin Film Diode,ＴＦＤ）
を用いたもののいずれにも適用可能である。さらには、
一対の基板のうちの一方の基板が、互いに交差する複数
の走査線および複数のデータ線と、これら走査線および
データ線により区画された各画素毎に設けられたスイッ
チング手段と、スイッチング手段の各々に接続された画
素電極と、共通電極とを有しており、画素電極と共通電
極との間で発生させる横電界により液晶分子を駆動す
る、いわゆるＩＰＳ（In-Plane Swiching） 方式の液晶
装置に適用することがより好ましい。

【００１５】それは、上述したように、従来の縦方向電
界で駆動する液晶は、画素密度が上がるにつれて漏れ横
電界の影響が顕著になり、有効に光を変調できる領域が
減少してしまう。他方、従来のＩＰＳ方式の液晶装置で
は、縦方向電界で駆動するよりも、画素全体で電界の均
一性を確保するのが困難であった。本発明をＩＰＳ方式
に適用することにより、不均質な横電界が生じ易い周辺
部を配向性のポリマーからなる壁構造によって覆うこと
ができるため、画素全体で均質な液晶の電気光学応答を
得ることができる。

【００１６】本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装
置を備えたことを特徴とするものである。本発明の液晶
装置を備えたことにより表示不良が少なく、高精細の表
示部を有する電子機器を実現することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施の形態を図１ないし図７を参照して説明
する。図１は本実施の形態の液晶装置の概略構成を示す
斜視図であって、本実施の形態の液晶装置はＩＰＳ方式
のアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置の例であ
る。図２はアクティブマトリクス基板の一画素の構成を
示すレイアウト図、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面
図、図４は図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図、図５は対向
基板を含めて示す図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図であ
る。なお、以下の全ての図面では、各層や各部材を図面
上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材
毎に縮尺を異ならしめてある。

【００１８】本実施の形態の液晶装置１は、図１および
図５に示すように、アクティブマトリクス基板２とカラ
ーフィルター基板３とが対向配置され、これら一対の基
板２，３間に液晶部４とポリマー部５とからなる複合体
６が挟持されている。複合体６の一部をなすポリマー部
５は、電界無印加状態での液晶部４の液晶分子と同一方
向に配向したポリマー前駆体が重合してできたものであ
り、各画素７毎に液晶部４を区画する格子状の壁部を構
成する。

【００１９】アクティブマトリクス基板２は、複数の走
査線８（ゲート線）と複数のデータ線９（ソース線）と
が互いに交差するように配置され、これら走査線８およ
びデータ線９によりマトリクス状に配置された各画素７
に、画素駆動用スイッチング手段としてのＴＦＴ１０、
各ＴＦＴ１０に接続された画素電極１１、画素電極１１
との間で横電界を発生させる共通電極１２がそれぞれ設
けられている。その詳細な構成は以下の通りである。

【００２０】図２において、符号１３はＴＦＴの動作層
を構成するＵ字状のポリシリコン層であり、このポリシ
リコン層１３は、図４に示すように、ガラス基板１４の
表面に形成された下地絶縁膜１５上に形成され、ポリシ
リコン層１３上にはシリコン酸化膜からなるゲート絶縁
膜１６が形成されている。符号８は、同一行（図２では
横方向）にあるＴＦＴ１０に共通のゲート電極となる走
査線であり、符号９は、走査線８と交差するように縦方
向に延在し、同一列（図２では縦方向）にあるＴＦＴ１
０のソース領域（もしくはドレイン領域）に対して画素
電極１１に印加すべき電圧を供給するデータ線である。
走査線８はＴａＮ（タンタルナイトライド）／Ｔａ（タ
ンタル）層のような導電層により、また、データ線９は
アルミニウム、銅、あるいはそれらの合金のような導電
層により形成されている。

【００２１】また、符号１１は、当該画素７のデータ線
９および走査線８と平行に延在するＬ字状の画素電極で
あり、符号１２は隣接する画素のデータ線９と並設され
た共通電極である。これら画素電極１１および共通電極
１２はアルミニウム、タングステン、クロムあるいはモ
リブデン等からなる同一レイヤーの導電層から構成され
るとともに、各画素７の共通電極１２は走査線８方向に
配設された連結部１２ａによって互いに電気的に接続さ
れて櫛歯状をなし、例えばいわゆるＬＣコモン電位と呼
ばれる電位（画素電極１１により液晶に印加される交流
電圧の中心電位）が共通に印加されるようになってい
る。

【００２２】なお、図２ないし図４において、符号１７
は、画素電極１１をポリシリコン層１３のドレイン領域
１８（もしくはソース領域１９）と接続するためのバッ
ファ層であり、符号２１は、データ線９をポリシリコン
層１３のソース領域１９に接触させるためのコンタクト
ホール、符号２２は、バッファ層１７をポリシリコン層
１３に接触させるためのコンタクトホール、符号２３
は、画素電極１１をバッファ層１７に接触させるための
コンタクトホールである。また、符号２４、２５はそれ
ぞれＣＶＤ法等により形成されるシリコン酸化膜のよう
な第１、第２層間絶縁膜であり、このうち第２層間絶縁
膜２５は平坦化処理されるのが望ましい。

【００２３】一方、カラーフィルター基板３の構成は、
図５に示すように、ガラス基板２７上に画素７間を遮光
する遮光層２８が設けられ、各画素７に対応してＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色素層２９ｒ，２９
ｇ，２９ｂを有するカラーフィルター３０が設けられて
いる。そして、アクティブマトリクス基板２では、画素
電極１１および共通電極１２を覆うように第２層間絶縁
膜２５上に配向膜３１が形成されている。また、カラー
フィルター基板３においても、カラーフィルター３０を
覆うオーバーコート膜３３が形成され、その上に配向膜
３２が形成されている。これら配向膜３１，３２は例え
ばポリイミド膜等からなり、表面がラビング処理された
周知の水平配向膜である。

【００２４】上述したように、一対の基板２，３間に挟
持された複合体６の一部を構成するポリマー部５は、図
５に示すように、アクティブマトリクス基板２上の画素
電極１１および共通電極１２の上方に、画素７の境界に
沿うように形成されて壁部を構成している。よって、ポ
リマー部５からなる壁部と両基板２，３に囲まれた空間
に液晶部４が存在することになる。液晶部４を構成する
液晶材料の具体例としては、ネマティック液晶ＴＬ−２
０２、Ｅ８（メルクジャパン社製）などを例示すること
ができ、ポリマー部５を構成するポリマー前駆体の具体
例としては、ビフェニルメタクリレートなどを例示する
ことができる。

【００２５】次に、上記構成の液晶装置１の製造プロセ
スを図６および図７を用いて説明する。なお、図６およ
び図７はアクティブマトリクス基板２上のパターンを工
程順を追って示す平面図である。

【００２６】まず、ガラス基板１４の表面にＣＶＤ法等
によりシリコン酸化膜などからなる下地絶縁膜１５を形
成した後、この下地絶縁膜１５上に、減圧ＣＶＤ法等に
よりアモルファスシリコン膜を成膜し、レーザアニール
処理を施してこれを結晶化させ、ノンドープのポリシリ
コン層を形成する。そして、このポリシリコン層に対し
て周知のフォトリソグラフィー、エッチングによるパタ
ーニングを施して、図６（ａ）に示すように、後に形成
されるＴＦＴ１０のチャネル領域２０およびソース、ド
レイン領域１８，１９となるポリシリコン動作層１３を
形成する。

【００２７】次に、ポリシリコン動作層１３上に、ＣＶ
Ｄ法等によりＴＥＯＳをソースとしてシリコン酸化膜か
らなるゲート絶縁膜１６を形成する。次に、ゲート絶縁
膜１６上に導電層（例えばＴａＮ／Ｔａ）を所定の厚さ
に成膜した後、周知のフォトリソグラフィー、エッチン
グによるパターニングを行って、図６（ｂ）に示すよう
に、ポリシリコン動作層１３と平面的に交差するように
各ＴＦＴ１０のゲート電極を兼ねる走査線８を形成す
る。次に、イオン注入法を用いてリン等の不純物をポリ
シリコン動作層１３に注入して、ＴＦＴ１０のソース領
域およびドレイン領域（図４中の符号１８および１９）
を形成する。この時、ポリシリコン動作層１３のうち、
走査線８の下方にあたる部分には不純物が導入されず、
低濃度のチャネル領域２０として残る。

【００２８】なお、本実施の形態では、走査線と自己整
合されたソース・ドレイン領域を有するＴＦＴについて
説明するが、チャネル領域に隣接して低濃度のソース・
ドレイン領域を設け、その外側に高濃度のコンタクト領
域を形成したＬＤＤ構造のＴＦＴとしても良いし、ゲー
ト電極の端部からソース・ドレイン領域が離間している
オフセット構造のＴＦＴとしても良い。ＬＤＤ構造ある
いはオフセット構造を採ることによりオフ時のリーク電
流を低減することができる。また、走査線の材料として
は、ＴａＮ／Ｔａの他、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金
属、あるいはＭｏＳｉ、ＷＳｉ等のメタルシリサイドを
用いても良い。

【００２９】次に、走査線８およびゲート絶縁膜１６上
にかけてリンを含まないシリケートガラス膜（ＮＳＧ
膜）等からなる第１層間絶縁膜２４を高圧ＣＶＤ法等に
より形成した後、図６（ｃ）に示すように、ドライエッ
チングにより第１層間絶縁膜２４のポリシリコン動作層
１３の端部に対応した位置にコンタクトホール２１，２
２を形成する。

【００３０】次に、スパッタ法等によりアルミニウム、
銅もしくはそれらの合金等の低抵抗導電膜を全面に成膜
し、これをパターニングして、図６（ｄ）に示すよう
に、コンタクトホール２１にてポリシリコン動作層１３
（ＴＦＴ１０のソース領域１９）に接続されるデータ線
９と、後で形成する画素電極１１とポリシリコン動作層
１３（ＴＦＴ１０のドレイン領域１８）とを接続するた
めのバッファ層１７とを同時に形成する。そして、その
上に減圧ＣＶＤ法等によりボロンおよびリンを含むシリ
ケートガラス膜（ＢＰＳＧ膜）等からなる第２層間絶縁
膜２５を所望の厚さに形成し、表面を平坦化する。

【００３１】次に、図７（ｅ）に示すように、異方性ド
ライエッチングによりバッファ層１７の上方の第２層間
絶縁膜２５に、画素電極接続用のコンタクトホール２３
を形成する。なお、異方性ドライエッチングとしては、
例えばＣＨＦ₃やＳＦ₆をエッチングガスとして用いる反
応性イオンエッチングやケミカルドライエッチング、プ
ラズマエッチング等が用いられる。

【００３２】コンタクトホール２３を形成した後は、第
２層間絶縁膜２５の表面にスパッタ法等によりアルミニ
ウム、タングステン、クロムあるいはモリブデンなどの
導電膜を成膜し、これをパターニングして、図７（ｆ）
に示すように、画素電極１１と共通電極１２とを同時に
形成する。その後、画素電極１１、共通電極１２および
第２層間絶縁膜２５上にかけて、ポリイミド等からなる
配向膜３１を例えば２０〜１００ｎｍ程度の厚さに形成
し、ラビング処理を行うことでアクティブマトリクス基
板２が完成する。

【００３３】一方、カラーフィルター基板３については
図示を省略するが、遮光層２８の成膜、パターニング、
カラーフィルター３０をなす各色素層２９ｒ，２９ｇ，
２９ｂの形成、オーバーコート膜３３の形成、配向膜３
２の形成、といった周知の工程を経てカラーフィルター
基板３が完成する。

【００３４】以上作製したアクティブマトリクス基板２
とカラーフィルター基板３とを後述するシール材を介し
て貼り合わせ、空セルを形成する。そして、上述したＴ
Ｌ−２０２、Ｅ８等のネマティック液晶とビフェニルメ
タクリレート等のポリマー前駆体とを含む混合物を空セ
ル内に注入する。この時、混合物と接触する各基板２，
３の表面には配向膜３１，３２が設けられているので、
液晶とポリマー前駆体はともにラビング方向に従って混
合物中で配向した状態をとる。この状態でセルに対して
画素７の境界近傍の領域に選択的に紫外線を照射する。
具体的には、画素７の境界近傍の領域のみで遮光層が開
口したフォトマスクを用いて露光を行えばよい。ビフェ
ニルメタクリレートは紫外線硬化性を有しているので、
これにより、紫外線が照射された画素７の境界近傍の領
域のみで、ポリマー前駆体が配向膜３１，３２によって
規定された配向状態を保持したまま重合した結果、各画
素７間を区画するように格子状の壁部が形成される。以
上の工程により、本実施の形態の液晶装置が完成する。

【００３５】本実施の形態の液晶装置１においては、電
界無印加状態での液晶分子と同一方向に配向したポリマ
ー前駆体からなり、液晶に対する配向規制力を有するポ
リマー部５の壁部により液晶部４が各画素７毎に区画さ
れている。すなわち、液晶部４は各画素７の周囲を配向
規制力を持った壁部で囲まれた形となっているため、隣
接する画素から液晶の配向を乱そうとする横方向外場が
作用しても、その影響が壁部の配向規制力によって打ち
消される。その結果、画素７の周縁部におけるディスク
リネーションを確実に抑制することができ、表示不良の
少ない液晶装置を実現することができる。

【００３６】また、画素７の境界近傍にのみ選択的に光
を照射してポリマーの壁部を形成する際に、半導体製造
プロセスにおける一般の露光技術を用いているため、数
μｍレベルの厚さを持つ壁部を形成することが可能であ
り、高密度の画素を持つ超高精細の液晶装置の製造にも
適用可能である。

【００３７】さらに、本実施の形態ではＩＰＳ方式の液
晶装置に適用しているので、特に不均質な横電界が生じ
易い周辺部を配向性のポリマーからなる壁構造によって
覆うことができるため、画素全体で均質な液晶の電気光
学応答を得ることができる。

【００３８】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態について図８を参照して説明する。図８
は、本実施の形態の液晶装置の概略構成を示す断面図で
ある。第１の実施の形態ではアクティブマトリクス基板
にガラス基板を用いたＩＰＳ方式の基板を用いたが、本
実施の形態はアクティブマトリクス基板に３層の金属層
を有するシリコン基板を用いた例を示す。

【００３９】図８に示すように、本実施の形態の液晶装
置４０も第１の実施の形態と同様、アクティブマトリク
ス基板４１と対向基板４２とが対向配置され、これら一
対の基板４１，４２間に液晶部４３とポリマー部４４と
からなる複合体４５が挟持されている。そして、複合体
４５の一部をなすポリマー部４４は、電界無印加状態で
の液晶部４３の液晶分子と同一方向に配向したポリマー
前駆体が重合してできたものであり、各画素４６毎に液
晶部４３を区画する格子状の壁部を構成している。

【００４０】本実施の形態の場合、シリコン基板を用い
て反射型アクティブマトリクス基板を構成している。シ
リコン基板４７表面のｐウェル層上にソース拡散層４
８、ドレイン拡散層４９が形成され、シリコン酸化膜か
らなるゲート絶縁膜、ポリシリコンからなるゲート電極
５０、ソース拡散層４８に接続されたソース電極５１、
ドレイン拡散層４９に接続されたドレイン電極５２がそ
れぞれ形成され、ＭＯＳトランジスタ５３が構成されて
いる。そして、ＭＯＳトランジスタ５３を覆うようにＳ
ＯＧ（Spin On Glass）からなる第１層間絶縁膜５４が
設けられ、ソース電極５１とシリコン基板４７との間に
は保持容量５７が設けられている。

【００４１】ソース電極５１およびドレイン電極５２を
覆うように第１層間絶縁膜５４上に第２層間絶縁膜５５
が形成され、第２層間絶縁膜５５上に遮光電極層５８が
形成されている。この遮光電極層５８は、液晶セルへの
入射光がＭＯＳトランジスタ５３に入射し、リーク電流
が流れるのを防止するためのものである。そして、第２
層間絶縁膜５５上に遮光電極層５８を覆うように第３層
間絶縁膜５６が形成され、第３層間絶縁膜５６上に画素
電極５９が設けられている。画素電極５９は、例えばア
ルミニウム、銀等の可視光領域での光反射率の高い金属
により形成されている。画素電極５９上に保護絶縁膜６
０が形成されたことにより表面が平坦化され、その上に
ポリイミド等からなる配向膜６１が設けられている。

【００４２】対向基板４２は、ガラス等の透明基板６２
上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜からな
る共通電極６３が形成され、その上にポリイミド等から
なる配向膜６４が設けられている。

【００４３】本実施の形態の液晶装置４０においても、
液晶部４３が各画素４６の周囲を配向規制力を持ったポ
リマー部４４の壁部で囲まれた形となっているため、画
素の周縁部におけるディスクリネーションが確実に抑制
されるという第１の実施の形態と同様の効果を奏するこ
とができる。

【００４４】［液晶装置全体の構成］以下、上記液晶セ
ルを含む液晶装置全体の構成について説明する。図９は
アクティブマトリクス基板２のシステム構成の一例を示
すものである。図において、符号７は互いに交差するよ
うに配設された走査線８とデータ線９の交点に対応して
それぞれ配置された画素であり、各画素７は画素電極１
１および画素電極１１と対応する共通電極１２と、デー
タ線９上の画像信号に応じた電圧を画素電極１１に印加
するＴＦＴ１０とから構成されている。同一行のＴＦＴ
１０は、そのゲートが同一の走査線８に接続され、ドレ
インが対応する画素電極１１に接続されている。また、
同一列のＴＦＴ１０は、そのソースが同一のデータ線９
に接続されている。この実施の形態においては、周辺回
路７１，７２（Ｘ，Ｙシフトレジスタやサンプリング手
段）を構成するトランジスタが、画素を駆動するＴＦＴ
と同様にポリシリコン層を動作層とする、いわゆるポリ
シリコンＴＦＴで構成されており、周辺回路７１，７２
を構成するトランジスタは画素駆動用ＴＦＴとともに同
一プロセスにより同時に形成される。

【００４５】本実施の形態では、表示領域（画素マトリ
クス）７３の一方の側（図では上側）にデータ線９を順
次選択するシフトレジスタ７４（以下、Ｘシフトレジス
タと称する）が配置され、表示領域７３の他方の側には
走査線８を順次選択するシフトレジスタ７５（以下、Ｙ
シフトレジスタと称する）が配置されている。また、Ｙ
シフトレジスタ７５の次段には必要に応じてバッファ７
６が設けられる。

【００４６】各データ線９の他端にはＴＦＴで構成され
たサンプリング用スイッチ７７が設けられており、これ
らのサンプリング用スイッチ７７は外部端子７８，７
９，８０に入力されるビデオ信号やデータ信号を伝送す
るビデオライン８１，８２，８３との間に接続され、Ｘ
シフトレジスタ７４から出力されるサンプリングパルス
によって順次オン／オフされるように構成されている。
Ｘシフトレジスタ７４は、端子８４，８５を介して外部
から入力されるクロックＣＬＸ，／ＣＬＸに基づいて１
水平走査期間中に全てのデータ線９を順番に１回ずつ選
択するようなサンプリングパルスを形成して、サンプリ
ング用スイッチ７７の制御端子に供給する。

【００４７】一方、Ｙシフトレジスタ７５は、端子８
６，８７を介して外部から入力されるクロックＣＬＹ，
／ＣＬＹに同期して動作し、各走査線８を順次駆動す
る。

【００４８】図１０に、上記アクティブマトリクス基板
２を適用した液晶装置１の全体構成を示す。図１０にお
いて、アクティブマトリクス基板２上には、シール材９
０がその縁に沿って設けられており、その内側に並行し
て額縁としての遮光膜９１が設けられている。シール材
９０の外側の領域には、データ線駆動回路９２および外
部回路接続端子９３がアクティブマトリクス基板２の一
辺に沿って設けられており、走査線駆動回路９４がこの
一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。走査線８
に供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、
走査線駆動回路９４は片側だけに設けても良い。また、
データ線駆動回路９２を画像表示領域の辺に沿って両側
に配置してもよい。例えば、奇数列のデータ線９は画像
表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回
路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線９は前記画
像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆
動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。この
ようにデータ線３を櫛歯状に駆動するようにすれば、デ
ータ線駆動回路の占有面積を拡張することができるた
め、複雑な回路を構成することが可能となる。

【００４９】さらに、アクティブマトリクス基板２の残
る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆
動回路９４間をつなぐための複数の配線９５が設けられ
ている。また、対向基板４２のコーナー部の少なくとも
１箇所においては、アクティブマトリクス基板２と対向
基板４２との間で電気的導通をとるための導通材９６が
設けられている。

【００５０】そして、図１１に示すように、図１０に示
したシール材９０とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板４２が
シール材９０によりアクティブマトリクス基板２に固着
されており、アクティブマトリクス基板２と対向基板４
２との間に液晶部４とポリマー部５との複合体６が封入
されている。

【００５１】［電子機器の例］図１２は、上記実施の形
態の液晶装置を液晶ライトバルブとして応用した電子機
器の一例として示した投射型液晶表示装置の構成例を示
すものである。

【００５２】図１２は、投射型液晶表示装置の要部を示
す概略構成図である。図中、符号５１０は光源、５１
３，５１４はダイクロイックミラー、５１７は反射ミラ
ー、５１８，５１９，５２０はリレーレンズ、５２２，
５２３，５２４は液晶ライトバルブ、５２５はクロスダ
イクロイックプリズム、５２６は投射レンズを示す。光
源５１０はメタルハライド等のランプ５１１とランプ５
１１の光を反射するリフレクタ５１２とからなる。青色
光・緑色光反射のダイクロイックミラー５１３は、光源
５１０からの白色光のうちの赤色光を透過させるととも
に、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反
射ミラー５１７で反射されて、赤色光用液晶ライトバル
ブ５２２に入射される。一方、ダイクロイックミラー５
１３で反射された色光のうち、緑色光は緑色光反射のダ
イクロイックミラー５１４によって反射され、緑色用液
晶ライトバルブ５２３に入射される。一方、青色光は第
２のダイクロイックミラー５１４も透過する。青色光に
対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レン
ズ５１８、リレーレンズ５１９、出射レンズ５２０を含
むリレーレンズ系からなる導光手段５２１が設けられ、
これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ５２４
に入射される。各ライトバルブにより変調された３つの
色光はクロスダイクロイックプリズム５２５に入射す
る。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わさ
れ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光
を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。
これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され
て、カラー画像を表す光が形成される。合成された光
は、投射光学系である投射レンズ５２６によってスクリ
ーン５２７上に投射され、画像が拡大されて表示され
る。

【００５３】その他、上記実施の形態の液晶装置を用い
て構成される電子機器は、例えば図１３のブロック図に
示すように、表示情報出力源１００、表示情報処理回路
１０２、表示駆動装置１０４、液晶表示パネル１０６、
クロック発生回路１０８、および電源回路１１０を含ん
で構成される。表示情報出力源１００は、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍなどのメモリ、テレビ信号などを同調して出力する同
調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１０８
からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力す
る。この表示情報出力回路１０２は、例えば増幅・極性
反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補
正回路、あるいはクランプ回路等を含んで構成され、液
晶表示パネル１０６を駆動する。電源回路１１０は、上
述の各回路に電力を供給する。

【００５４】このような構成の電子機器としては、図１
２に示す投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）、図
１４に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュー
タ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーシ
ョン（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワード
プロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ
直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計
算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパ
ネルを備える装置などを挙げることができる。

【００５５】図１４に示すパーソナルコンピュータ２０
０は、キーボード２０２を備えた装置本体２０４と、上
記の液晶装置を用いた液晶表示部２０６とを有してい
る。

【００５６】図１４に示すパーソナルコンピュータは、
上記の液晶装置を用いた液晶表示部を備えたものである
ので、超高精細の表示部を備えた電子機器を実現するこ
とができる。

【００５７】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態で挙げた液晶やポリマー前駆体の具
体的な材料、ポリマー層の周期のピッチ等の具体的な数
値等に関しては適宜変更が可能なことは勿論である。ま
た、本発明を適用し得る液晶装置の形態として、上記実
施の形態で例示したようなアクティブマトリクス型の
他、パッシブマトリクス型にも適用可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
液晶装置によれば、液晶部が各画素の周囲を配向規制力
を持った壁部で囲まれた形となっているため、隣接する
画素から液晶の配向を乱そうとする横方向外場が作用し
ても、その影響が壁部の配向規制力によって打ち消され
る。その結果、画素ピッチが小さくなっても画素の周縁
部におけるディスクリネーションを確実に抑制でき、表
示不良の少ない液晶装置を実現することができる。ま
た、通常の半導体製造プロセスを用いて数μｍレベルの
厚さを持つ壁部を形成するのは充分可能であり、高密度
の画素を有する超高精細の液晶装置を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態の液晶装置の概略構
成を示す斜視図である。

【図２】 同、液晶装置のアクティブマトリクス基板の
一画素の構成を示すレイアウト図である。

【図３】 同、アクティブマトリクス基板の断面構造を
示す図であり、図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図４】 同、アクティブマトリクス基板の断面構造を
示す図であり、図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【図５】 同、液晶装置の断面構造を示す図であり、対
向基板を含めて示す図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図であ
る。

【図６】 同、液晶装置の製造方法を説明するための図
であって、アクティブマトリクス基板上のパターンを工
程順を追って示す平面図である。

【図７】 同、平面図の続きである。

【図８】 本発明の第２の実施形態の液晶装置の構成を
示す断面図である。

【図９】 上記液晶装置に好適なアクティブマトリクス
基板のシステム構成例を示すブロック図である。

【図１０】 同、液晶装置の全体構成を示す平面図であ
る。

【図１１】 図１０のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。

【図１２】 同、液晶装置をライトバルブとして用いた
投射型液晶表示装置の概略構成図である。

【図１３】 本発明の液晶装置を用いた電子機器のブロ
ック図である。

【図１４】 同、電子機器の一例を示す図である。

【符号の説明】

１，４０ 液晶装置 ２，４１ アクティブマトリクス基板 ３ カラーフィルター基板 ４，４３ 液晶部 ５，４４ ポリマー部 ６，４５ 複合体 ７，４６ 画素 ８ 走査線 ９ データ線 １０ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ） １１，５９ 画素電極 １２，６３ 共通電極 ３１，３２，６１，６４ 配向膜 ４２ 対向基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｆターム(参考） 2H089 JA04 KA08 LA09 LA16 LA19 LA20 MA04X NA14 NA24 NA25 QA11 QA12 QA13 QA14 QA15 RA04 SA01 TA09 UA05 2H092 GA14 JA25 JA29 JA38 JA42 JA44 JA46 JA47 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB63 JB69 KA04 KA07 KA16 KA18 MA07 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA27 MA28 MA35 MA37 NA04 NA13 NA25 NA27 NA29 PA02 QA15 RA05 5C094 AA05 AA43 AA60 BA03 BA43 CA19 EA04 EA07 EB02 ED02 HA08 5F110 BB02 CC02 DD02 DD13 EE01 EE04 EE05 EE14 EE28 FF02 FF29 GG02 GG13 GG23 GG47 HJ01 HJ13 HL02 HL03 HL04 HL06 HL23 HM14 HM15 NN22 NN23 NN35 NN72 PP03 QQ04 QQ11 QQ19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶部とポリマー部とからなる複合体が
   一対の基板間に挟持された液晶装置であって、 前記ポリマー部は、電界無印加状態での前記液晶部の液
   晶分子と同一方向に配向したポリマー前駆体が重合して
   なり、前記一対の基板間において各画素毎に前記液晶部
   を区画する壁部をなすことを特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】 前記一対の基板をなす各基板の前記複合
   体と接する面上に配向膜が設けられたことを特徴とする
   請求項１に記載の液晶装置。
3. 【請求項３】 前記一対の基板のうちの一方の基板が、
   互いに交差する複数の走査線および複数のデータ線と、
   これら走査線およびデータ線により区画された各画素毎
   に設けられたスイッチング手段と、該スイッチング手段
   の各々に接続された画素電極と、該画素電極との間で横
   電界を発生させる共通電極とを有することを特徴とする
   請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 【請求項４】 液晶部とポリマー部とからなる複合体が
   一対の基板間に挟持された液晶装置の製造方法であっ
   て、 前記液晶部をなす液晶と前記ポリマー部をなす光重合性
   のポリマー前駆体とを含む混合物を、前記液晶および前
   記ポリマー前駆体を所定方向に配向させた状態で少なく
   とも一方の基板が透明基板である一対の基板間に挟持さ
   せる工程と、前記混合物を挟持させた一対の基板に対し
   て前記透明基板側から複数の画素の境界近傍の領域に選
   択的に光を照射して前記混合物中のポリマー前駆体を重
   合させることにより、前記一対の基板間において各画素
   毎に前記液晶部を区画する壁部を形成する工程と、を有
   することを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の液
   晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。