JP2011075719A - 光散乱型液晶装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線電極が見えたり、配線電極の一部が半点灯することが無く、簡素な製造方法により製造可能な光散乱型液晶表示装置を提供する。
【解決手段】表示電極５と配線電極６を形成し、その上に絶縁膜８を形成し、その上に背景電極９を形成している。背景電極９は、絶縁膜８を介して表示電極５の外周部を重なるように、更に、配線電極６も絶縁膜８を介して重なるように形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光散乱型の液晶表示装置、詳しくは高分子分散型液晶を用いた液晶装置及びその製造方法に関する。

近年、明るい表示を実現させたいという要求から、偏光板を使用しない表示方式が検討されている。色素（ゲスト）と液晶（ホスト）とを混合して２色表示するゲストホスト型液晶表示、予め液晶を高分子樹脂の中にとじこめたマイクロカプセル型液晶表示、ポリマーネットワーク型液晶表示などがある。後の２者は高分子分散型液晶表示と言われている。ここでは、高分子分散型液晶表示の代表例としてより低電圧駆動が実現できるポリマーネットワーク液晶（以降、ＰＮ−ＬＣという）を用いたポリマーネットワーク型液晶装置（以降、ＰＮ−ＬＣＤという）について説明する。ＰＮ−ＬＣは、紫外線（ＵＶ）によって架橋反応を起こし重合する高分子樹脂と、通常用いられているネマチック液晶とを混合分散させた複合型の液晶材料である。ＵＶ重合性高分子樹脂とＴＮ液晶を適度の配合で混合させ、ＵＶ照射すると高分子がネットワークを形成すると同時に、配合されているＴＮ液晶がポリマーネットワーク中に均一に分散される。その結果、ポリマーとＴＮ液晶のそれぞれの機能を併せ持った性質を有するようになる。

ＰＮ−ＬＣＤは、ポリマーネットワークとＴＮ液晶の屈折率の差を利用して入射光を散乱させる、光散乱型の液晶表示素子である。そのため、従来のＴＮ液晶装置で使用されていた偏光板を不要とする。更に、液晶分子を配向させるための配向膜を形成する必要がない。よって、光の損失が極めて少なく、明るい表示が可能となる。ＰＮ−ＬＣＤは、ＰＮ−ＬＣを硬化させる紫外線照射装置が必要になるだけで、高温処理を伴う配向膜や、高価な偏光板を不要とすることから、低価格で提供することができる。

図７は、二枚の透明基板間にＰＮ−ＬＣを封入したＰＮ−ＬＣＤの断面図である。下側の第１の基板５１の液晶層側の表面には、第１の透明電極５３が形成され、その上に絶縁膜層５６が形成され、その上に第２の透明電極５８と周囲の周囲電極６０が分離して形成されている。第１の透明電極５３と第２の透明電極５８とは、絶縁膜層５６に開口したコンタクトホール５７を介して接続されている。対向する第２の基板５２の液晶層側の表面には第３の透明電極５９が全面に形成されている。第１の基板５１と第２の基板５２とはシール材５５を介して間隙を設けて貼り合わされ、この間隙にＰＮ−ＬＣ５４が封入されている（例えば、特許文献１を参照。）。

ＰＮ−ＬＣは、電界を印加しないときに光散乱状態であり、電界を印加することにより透過状態へ変化する。第１の透明電極５３と第３の透明電極５９との間に電圧を印加することにより、第２の透明電極５８と第３の透明電極５９の間のＰＮ−ＬＣ５４に電界が印加され、ＰＮ−ＬＣ５４は入射した光を透過する。第２の透明電極５８の周囲に形成した周囲電極６０は、例えば、第３の透明電極５９と同電位にする。これにより、周囲電極６０と第３の透明電極５９の間のＰＮ−ＬＣ５４は光散乱状態を維持する。第１の透明電極５３と第３の透明電極５９との間の電位を同電位にすれば、ＰＮ−ＬＣ５４は光透過状態から光散乱状態に戻る。また、周囲電極６０を第２の透明電極５８と同電位にする。これにより、周囲電極６０と第３の透明電極５９の間のＰＮ−ＬＣ５４は光透過状態を維持する。第１の透明電極５３は絶縁膜層５６の下部に形成されている。従って、第１の透明電極５３により配線電極を構成すれば、他の領域に形成された画像形成用の第２の透明電極と交差することができる。つまり、より複雑な画像形成用のパターンを構成することができる。

図８は、上記の隙間が見える不具合を改善したＰＮ−ＬＣＤの断面図である。二枚のガラス基板６１、６２の間隙にＰＮ−ＬＣが封入されている。ガラス基板６１の液晶層側には、標識表示用電極パターン６３ａと、これに接続する配線用電極パターン６３ｂが形成されている。標識表示用電極パターン６３ａの端部には、絶縁層６４と周辺電極パターン６５が積層して形成されている。配線用電極パターン６３ｂの上にも、絶縁層６４と周辺電極パターン６５が積層して形成されている。ガラス基板６２の液晶層側の表面にも、同様の電極パターンが形成され、ガラス基板６１に対向して設置されている。標識用パターン６３ａと６６ａの間に電圧を印加して標識表示を行う（例えば、特許文献２を参照。）。配線用電極パターン６３ｂ、６６ｂは、それぞれ周辺電極パターン６５、６８により電気的に遮蔽されるので、配線用電極パターン６３ｂ、６６ｂの領域は表示されない。即ち、領域７０Ｂにおいて標識表示が行われ、領域７０Ａは非表示領域として構成されている。また、周辺電極パターン６５（６８）と標識表示用電極パターン６３ａ（６６ａ）との間に隙間が形成されていないので、その境界が観察されることもない。

特開２００１−１２５０８６号公報 特開２００７−１３３０８８号広報

図７に示したＰＮ−ＬＣＤでは、ＰＮ−ＬＣ５４と接する第２の透明電極５８と周囲電極６０と間には隙間が形成されているため、光透過状態において、この隙間の領域に入射した光が散乱され、隙間が見えるようになる。更に、配線電極である第１の透明電極５３は、第２の透明電極５８と周囲電極６０との間の隙間の領域と、絶縁膜層５６を介して交差する。従って、第２の透明電極５８の上のＰＮ−ＬＣ５４を点灯させるために、第１の透明電極５３に電圧を印加すれば、この交差部の隙間の上のＰＮ−ＬＣ５４にも、絶縁膜層５６により電圧が降下した電界が印加され、半点灯することになる。その結果、不均一な表示、或いは表示すべきでない領域の隙間が半点灯する不具合が発生する。これを防止するためには、絶縁膜層５６を厚くすればよいが、そうすると、絶縁膜層５６を形成するのに長時間かかること、厚い絶縁膜層５６を形成するための工程を必要とすることや、コンタクトホール５７を形成するための時間が長くなる等により、製造コスト高となる。

図８のＰＮ−ＬＣＤにおいては、周辺電極パターン６５、６８と標識表示用電極パターン６３ａ、６６ａとは、基板表面の法線方向において隙間無く形成されている。しかしながら、現実に電極間の隙間を無くすように形成することは極めて難しい。標識表示用電極パターン６３ａ、６６ａの先端部と、周辺電極パターン６５、６８の端部とを一致させるためには、高精度のマスクアライメント工程と、高精度のエッチング技術を必要とする。そのため、製造装置が高価となり、コスト高となることが避けられない。

そこで、本発明は、比較的簡単な電極構成で、電極間の隙間が見えることによる表示品質の低下を防止した光散乱型液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明による光散乱型液晶表示装置は、少なくとも一方が透明である基板と対向基板の間隙に光散乱型液晶を挟持した液晶表示装置であって、基板の内表面で外部から視認可能な表示領域には、表示電極と、表示電極に接続する配線電極が形成され、表示電極と配線電極を覆うように基板の上には絶縁膜が形成され、絶縁膜の上には、表示電極の外周部と配線電極に重なるように背景電極が形成され、対向基板の内表面で表示領域には、対向電極が形成されていることとじた。

さらに、絶縁膜として、透明無機酸化膜、あるいは、透明高分子樹脂を用いることとした。

あるいは、背景電極として、導電膜の単独膜、または、透明絶縁性薄膜と導電膜の積層膜のいずれか一方を用いることとした。

あるいは、表示電極を形成する導電膜と背景電極を形成する導電膜が同一の光学特性を持要に構成した。

あるいは、基板の外周端部の内表面に、配線電極と電気的に接続する表示電極端子と、背景電極と電気的に接続する背景電極端子が形成されており、表示電極端子は、配線電極の延設部の上に、背景電極と同時に形成され電気的に絶縁された、導電膜あるいは二酸化シリコン薄膜の後に形成した導電膜との積層構造を有し、背景電極端子は、配線電極と電気的に絶縁された延設部の上に、背景電極と電気的に接続する導電膜、あるいは二酸化シリコン薄膜の後に形成した導電膜が積層された積層構造を有することとした。

また、本発明の表示装置の製造方法は、基板と対向基板の間隙に光散乱型液晶を挟持する光散乱型液晶表示装置の製造方法であって、基板の表面に設けた第１導電膜を用いて、表示電極と、表示電極に接続する配線電極とを形成する第１の電極パターン形成工程と、基板の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜が形成された基板の表面に第２導電膜を形成し、第２導電膜を、表示電極の外周部の上と配線電極の上に残し、外周部を除いて表示電極の上から除去する第２の電極パターン形成工程と、対向基板の表面に第３導電膜を形成する工程と、基板の電極が形成された表面と、対向基板の電極が形成された表面と対向して間隙を設けて貼り合わせ、間隙に光散乱型液晶を封入する液晶セル組立工程と、を含むこととした。

あるいは、基板の表面に設けた第１透明導電膜を用いて、表示電極と、表示電極に接続する配線電極とを形成する第１の電極パターン形成工程と、基板の表面に透明高分子樹脂の絶縁膜を塗布し、パターンを形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜が形成された基板の表面に第２導電膜を形成し、第２導電膜を、表示電極の外周部の上と配線電極の上に残し、外周部を除いて表示電極の上から除去する第２の電極パターン形成工程と、対向基板の表面に第３導電膜を形成する工程と、基板の電極が形成された表面と、対向基板の電極が形成された表面と対向して間隙を設けて貼り合わせ、間隙に光散乱型液晶を封入する液晶セル組立工程と、を含むこととした。

本発明による光散乱型液晶表示装置は、表示電極と配線電極を形成し、その上に絶縁膜を形成し、その上に背景電極を形成している。背景電極は、絶縁膜を介して表示電極の外周部を重なるように、更に、配線電極にも絶縁膜を介して重なるように形成した。これにより、表示電極の外周部及び配線電極は背景電極により覆われるので、配線電極が形成された領域の高分子分散型液晶に、配線電極からの電界が印加されず、光散乱濃度が異なる領域も生じない。また、表示電極と背景電極の導電膜を光学的に同等な導電膜にすることにより、表示電極と背景電極の透過率あるいは反射率に差がなくなり、表示外観が均一になる。更に、表示電極の端部に背景電極の端部と一致させる必要がないので、高度なマスク合わせや、高度なエッチング処理を必要としない。そのため、製造方法が簡素になり、製造コストを低下させることができる。

本発明の実施例に係る液晶装置の断面模式図である。 本発明の実施例に係る液晶装置を表す模式図である。 本発明の実施例に係る液晶装置を表す模式図である。 本発明の実施例に係る液晶装置の製造方法を表す模式図である。 本発明の他の実施例に係る液晶装置を表す模式図である。 本発明の他の実施例に係る液晶装置の製造方法を表す模式図である。 従来公知の液晶装置の断面模式図である。 他の従来公知の液晶装置の断面模式図である。

以下に、本発明による光散乱型液晶表示装置を図面に基づいて説明する。なお、ここでは光散乱型の液晶として高分子分散型のポリマーネットワーク液晶を用いたＰＮ−ＬＣＤについて説明する。図１は、ＰＮ−ＬＣＤ１の表示領域ＤＡの一部を模式的に示す縦断面図である。対向基板２と基板３の間にＰＮ−ＬＣ４が挟持されている。対向基板２と基板３の少なくとも一方は透明基板である。基板３の液晶層側の表面には、表示電極５とこの表示電極５に接続する配線電極６が形成されている。表示電極５と配線電極６の上には絶縁膜８が形成されている。この絶縁膜８の上であって、表示電極５の外周部、配線電極６と重なるように背景電極９が形成されている。対向基板２の液晶層側の表面には、対向電極１０が形成されている。絶縁膜８を介して、表示電極５と背景電極９とは重なり幅δで重なっている。

このＰＮ−ＬＣＤ１は、次のように動作する。配線電極６を介して表示電極５と対向電極１０との間に電圧を印加し、背景電極９は対向電極１０と同電位にする。すると、表示電極５上の背景電極９の端部により仕切られるＰＮ−ＬＣ４に電界が印加され、光散乱状態から光透過状態へ変化する。背景電極９の上部のＰＮ−ＬＣ４には電界が印加されないので、光散乱状態を維持する。表示電極５を対向電極１０と同電位にすることにより、ＰＮ−ＬＣ４を光透過状態から光散乱状態に戻すことができる。

他の駆動方法として、背景電極９と対向電極１０との間に電圧を印加し、配線電極６を介して表示電極５は対向電極１０と同電位にする。これにより、背景電極９の上のＰＮ−ＬＣ４は光透過状態に変化し、表示電極５の上のＰＮ−ＬＣ４には電界が印加されず、光散乱状態を維持する。従って、光透過状態の背景に、光散乱状態の表示を行うことができる。なお、表示電極５の上に絶縁膜８が形成されているが、絶縁膜８を薄く形成することまたは、誘電率の小さな材料を用いることにより、絶縁膜８による電圧降下を低減することができる。

このＰＮ−ＬＣＤ１の構成により、上部からＰＮ−ＬＣＤ１を見たときに、表示電極５と背景電極９との間に隙間が無く、表示領域ＤＡ内において配線電極６は背景電極９により覆われる。従って、配線電極６の上部のＰＮ−ＬＣ４が半点灯することもない。また、表示電極５と背景電極９を同一の光学特性を有する導電膜とすれば、表示電極５と基板３との境界の光透過率または反射率と基板３との境界の透過率または光反射率とは同等となる。

ここで、ＰＮ−ＬＣ４は、ＵＶ重合性高分子樹脂とネマチック液晶とを混合し、ＵＶ光を照射してポリマーネットワークを形成した。ポリマーネットワークの粒径は可視光波長よりも大きく、概ね１μｍとした。また、ＰＮ−ＬＣ４による液晶層厚は、数μｍから数十μｍとした。また、表示電極５、配線電極６、背景電極９、対向電極１０として、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、酸化スズ、酸化亜鉛等の透明電極、または、一方の基板の導電膜は金属膜を使用することができる。好ましくは、表示電極５及び配線電極６を構成する導電膜と背景電極９を構成する導電膜とは同一の光学特性を有するように同一材料で同一膜厚とする。絶縁膜８には、二酸化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、その他の金属酸化物及びアクリル系の透明樹脂などの透明高分子樹脂を使用することができる。また、表示電極５と背景電極９の端部との重なり幅δは、表示電極５のパターンに対する背景電極９の位置合わせ精度より大きく設定すればよい。また、対向基板２の液晶層側に表示電極５、絶縁膜８、背景電極９を形成し、基板３の液晶層側に対向電極１０を形成してもよい。

図２は、本実施例１に係るＰＮ−ＬＣＤ１を説明するための図であり、図３は、電極構成を説明するための図である。図２（ａ）は、表示電極５、配線電極６及び背景電極９が形成された基板３を模式的に示す上面図であり、図中のＸＸ’部分の縦断面を図２（ｂ）に示す。図２（ｃ）は、この基板３を用いたＰＮ−ＬＣＤ１の模式的な縦断面である。図３（ａ）は、表示電極５及び配線電極６を模式的に表す平面図であり、図３（ｂ）は、背景電極９の形状を模式的に表す平面図である。

図２（ａ）及び（ｂ）と、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して基板３の上の電極構成を説明する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板３の表面の表示領域ＤＡには、表示電極５と配線電極６が形成され、その上に絶縁膜８が形成され、その上に背景電極９が形成されている。また、基板３の電極端子形成領域には、表示端子１１と背景端子１２および対向電極１０と電気的接続をするための共通電極１３が形成されている。背景電極端子は電気的に絶縁されるようにパターン形成する。

図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、基板３の表面には、四角形の表示電極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、円形の表示電極５ｅと、２つの円弧状の表示電極５ｆ、５ｇが形成されている。配線電極６ａは表示電極５ａに接続し、基板３の右辺端部まで延設されて、その端部において表示端子１１ａを構成する。配線電極６ｂは表示電極５ｂに接続し、基板３の右辺端部まで延設されて、その端部において表示端子１１ａを構成している。その他の配線電極６ｃ〜６ｇも同様に夫々表示電極５ｃ〜５ｇに接続し、右辺端部まで延設されて表示端子１１ａを構成している。

絶縁膜８は、表示電極５、配線電極６の表示領域ＤＡ、表示端子１１ａ及び背景端子１２ａの全面に形成されている。基板３の端部には、対向電極１０と接続するための対向電極端子１３ａ、１３ｂが形成されている。

図２（ｂ）と図３（ｂ）を用いて背景電極９の構成を説明する。背景電極９の表示領域ＤＡには、各表示電極５ａ〜５ｇに対応して開口部１８ａ〜１８ｇが形成されている。背景電極９の各開口部１８ａ〜１８ｇの端部は、各表示電極５ａ〜５ｇの外周部と、重なり幅δを持って重なるように形成されている。この構成により、表示部と非表示部の間に隙間が生じない。この重なり幅δは、表示電極５に対する背景電極９の位置合わせ精度よりも大きく設定すればよい。背景電極９は、基板３の右端部に形成した背景端子１２ａの上部に延設されて背景端子１２ｂを構成する。背景端子１２ｂは背景端子１２ａと絶縁膜８を介して積層しているが、絶縁膜８の二酸化シリコンの膜厚を５００ｎｍ以下にすることで駆動電圧の降下を抑制できる。基板３の右辺端部には、複数の表示端子１１ｂが互いに分離して形成されている。表示端子１１ｂは、背景端子１２ｂや背景電極９とは電気的に分離して形成されている。背景電極９と表示端子１１ｂを同時に形成することができる。

図２（ｃ）に示すように、ＰＮ−ＬＣＤ１は、上述した構成の基板３と、液晶側表面に透明導電膜からなる対向電極１０が形成された対向基板２が、シール部１４を介して貼り合わされている。その間隙にＰＮ−ＬＣ４が充填されている。表示電極５ｆ、５ｅ及び５ｇと対向電極１０の間に電圧を印加することにより、その間のＰＮ−ＬＣ４に電界が印加され、光散乱状態から光透過状態に変わることとなる。このように、ＰＮ−ＬＣＤ１は光の散乱状態と透過状態を切り替えて表示動作を行うので、偏光板を使用する必要がない。

なお、絶縁膜８として二酸化シリコン膜を使用し、図２（ｂ）に示すように表示電極５の上面の全面に渡って形成する場合、絶縁膜８の膜厚を、好ましくは３０ｎｍ〜２００ｎｍとし、表示電極５や配線電極６と背景電極９との間で絶縁破壊やショートが発生しやすくなり、５００ｎｍ以上にすると、表示電極５上の絶縁膜８による電圧降下が大きくなるためである。

また、表示電極５のパターンは必要に応じて文字や記号、シンボルマーク等、自由な形状とすることができる。また、基板３の電極端子形成領域には、表示端子１１や背景端子１２の他に、対向基板２の対向電極１０と電気的に接続した対向端子を形成し、端子部の電極を集約的に構成することができる。

次に、図３及び図４を用いて本発明によるＰＮ−ＬＣＤ１の製造方法の基本的な構成について説明する。まず、一方の透明基板の表面に第１透明導電膜１５を形成する。次に、この第１透明導電膜１５をパターニングして、表示電極５、この表示電極５に電気的に接続する配線電極６を形成する。配線電極６の端部には表示端子１１を構成し、表示端子１１ａの上にはパターンを分離させて電気的に絶縁した背景端子１２及び共通電極端子１３ａを構成する。

また、他方の透明基板の表面に第３透明導電膜を設けて、対向電極１０とする。次に、一方の透明基板の電極が形成された表面と、他方の透明基板の電極が形成された表面と対向して間隙をもって貼り合わせ、この間隙にＰＮ−ＬＣ４を挟持して完成する。

このようにすれば、製造プロセスの位置合わせ精度に応じて、表示電極５の外周部と背景電極９との間の重なり幅δを設定することができる。製造プロセスの位置合わせ精度が低い場合は、表示電極５の外周部と背景電極９の間の重なり幅δを大きく設定すればよいし、位置合わせ精度が高い場合には、その重なり幅δを小さく設定することができる。従って、簡素な製造装置により表示品質の良好なＰＮ−ＬＣＤを製造することができる。

次に、図４を用いて、本実施例のＰＮ−ＬＣＤ１の製造方法を具体的に説明する。図４（ａ）は、基板３の表面に第１透明導電膜１５を形成した状態を表す基板断面の模式図である。第１透明導電膜１５はＩＴＯ、酸化スズ、酸化亜鉛等を使用することができる。第１透明導電膜１５は、スパッタリング法や蒸着法により、１０ｎｍから４００ｎｍ形成する。好ましくは、３０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さに形成する。

図４（ｂ）は、第１透明導電膜１５をパターニングした状態を表す基板断面の模式図である。第１透明導電膜１５の上にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を通して第１透明導電膜１５をパターニングし、表示電極５、配線電極６及び表示端子１１ａに形成する。表示端子１１ａは配線電極６の延設部である。

図５（ｃ）は、絶縁膜８を形成した状態を表す基板断面の模式図である。絶縁膜８は、二酸化シリコンをスパッタリング法により数１０ｎｍから数１００ｎｍ形成する。二酸化シリコン膜は、表示電極５、配線電極６の電極表面、及び基板３の表面に形成される。絶縁膜８として二酸化シリコン膜に代えて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、その他の金属酸化膜を使用することができる。

図４（ｄ）は、第２透明導電膜１７を形成した状態を表す基板断面の模式図である。この表面に、ＩＴＯからなる第２透明導電膜１７をスパッタリング法や蒸着法により形成する。第２透明導電膜の膜厚およびシート抵抗は、第１透明導電膜と同様に任意に選択できる。好ましくは、第１透明電極と第２透明電極の透過率や反射率等の光学特性が同等になるようにする。また、ＩＴＯに代えて、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の透明導電材料を使用することができる。

図４（ｅ）は、第２透明導電膜１７をパターニングした状態を表す基板断面の模式図である。表示電極５の外周部を残し、その内側の第２透明導電膜１７を除去して背景電極９とする。また、図中のＦに示した背景電極９と分離するようにして、表示端子１１ａの上部に残して、導電性膜としての表示端子１１ｂとする。

表示電極５の外周部と背景電極９との間の重なり幅δは、製造プロセスの位置合わせ精度に応じて設定することができる。製造プロセスの位置合わせ精度が低い場合は、表示電極５の外周部と背景電極９の間の重なり幅δを大きく設定すればよいし、位置合わせ精度が高い場合には、その重なり幅δを小さく設定することができる。

図４（ｆ）は、液晶パネルに組み立てた状態を表す模式的な縦断面図である。透明電極からなる対向電極１０を形成した上透明基板２と、下透明基板３とをシール部１４を介して貼り合わせる。液晶層の厚さは、数μｍ〜数十μｍとする。この基板の間隙に、ＵＶ重合性高分子樹脂とＴＮ液晶を混合分散させた液晶を充填する。この液晶パネルにメタルハライドランプや水銀ランプを使用して紫外線を照射する。これにより、概ね１μｍのポリマーネットワークを生成し、ＰＮ−ＬＣ４とする。

図５は、本実施例に係るＰＮ−ＬＣＤ１を説明するための図であり、電極構成は図３で説明した実施例１と同様である。図５（ａ）は基板３の模式的な上面図であり、図中ＸＸ’部分の縦断面図を図５（ｂ）に示す。図５（ｃ）は、この基板３を用いたＰＮ−ＬＣＤ１の模式的な縦断面である。図３（ａ）は、表示電極５及び配線電極６の模式的な平面図であり、図３（ｂ）は、背景電極９の模式的な平面図である。

図５（ａ）及び（ｂ）と、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して基板３の上の電極構成を説明する。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板３の表面の表示領域ＤＡには、表示電極５、配線電極６が形成され、その上に絶縁膜８が形成され、その上に背景電極９が形成されている。また、基板３の電極端子形成領域には、表示端子１１と背景端子１２が形成されている。

図５（ａ）及び図３（ａ）に示すように、基板３の表面には、四角形の表示電極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、円形の表示電極５ｅと、２つの円弧状の表示電極５ｆ、５ｇが形成されている。配線電極６ａは表示電極５ａに接続し、基板３の右辺端部まで延設されて、その端部において表示端子１１ａを構成する。配線電極６ｂは表示電極５ｂに接続し、基板３の右辺端部まで延設されて、その端部において表示端子１１ａを構成している。その他の配線電極６ｃ〜６ｇも同様にそれぞれ表示電極５ｃ〜５ｇに接続し、右辺端部まで延設されて表示端子１１ａを構成している。

絶縁膜８は、感光性高分子樹脂を用いてパターンを作成する。表示電極５、配線電極６の表示領域ＤＡの全面に絶縁膜８が形成されているが、表示端子１１ａ及び背景端子１２ａが形成される領域は、絶縁膜８が除去されている。基板３の端部には、対向電極１０と接続するための対向電極端子１３ａ、１３ｂが形成されている。対向電極端子１３ａ、１３ｂが形成される領域も同様に、絶縁膜８が除去されている。

絶縁膜８は、感光性を有したアクリル系の透明高分子樹脂を膜厚０．１μｍ〜１．０μｍとした。好ましくは、膜厚を０．２μｍ〜０．７μｍとする。膜厚が厚すぎると液晶駆動電圧が降下して表示品位を低下させる。また、薄すぎると絶縁膜にピンホールが生じ易くなり、表示電極５ｅや配線電極６ｂと背景電極９が電気的にショートして表示異常を来たすことになる。

図３（ｂ）と図５（ｂ）に示した背景電極９の構成は、実施例１と同様であるが、表示電極端子１１、背景電極端子１２及び共通電極端子１３においては、表示電極端子１１ａと１１ｂ、背景電極端子１２ａと１２ｂ及び共通電極端子１３ａ１３ｂが直接電気的に接続する構成をする。

しかし、図示していないが、高分子樹脂である絶縁膜８に対する密着性を考慮して、ＳｉＯ２などの透明無機膜の後に連続して背景電極９の導電膜を形成することもある。この場合のＳｉＯ２などの透明無機膜は、膜厚を１０ｎｍ〜２０ｎｍとするために、液晶駆動電圧の降下にはほとんど影響しない。

また、図面には示していないが、電極端子の構成は、第１透明導電膜１５による表示電極端子１１ａ単独であり、第２透明導電膜１７による背景電極端子１２単独であっても構わない。

図５（ｃ）に示したＰＮ−ＬＣＤも、以下は実施例１と同様であり説明を省略する。

次に、図６を用いて、本実施例のＰＮ−ＬＣＤ１の製造方法を具体的に説明する。図６（ａ）は、基板３の表面に第１透明導電膜１５を形成した状態を表す基板断面の模式図である。第１透明導電膜１５はＩＴＯ、酸化スズ、酸化亜鉛等を使用することができる。第１透明導電膜１５は、スパッタリング法や蒸着法により、１０ｎｍから４００ｎｍ形成する。好ましくは、３０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さに形成する。

図６（ｂ）は、第１透明導電膜１５をパターニングした状態を表す基板断面の模式図である。第１透明導電膜１５の上にレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程を通して第１透明導電膜１５をパターニングし、表示電極５、配線電極６及び表示端子１１ａに分離する。表示端子１１ａは配線電極６の延設部である。また、図示しないが、背景電極９の延設部である背景端子１２が分離され電気的に絶縁されて、表示端子１１ａに近接して形成されている。

図６（ｃ）は、絶縁膜８を塗布した状態を表す基板断面の模式図である。絶縁膜８は、アクリル系の感光性透明高分子樹脂をスピナー法により数０．２μｍ〜０．７μｍ塗布し、フォトリソグラフィー法により所望のパターン形成を行い、表示電極５等の電極表面、及び基板３の表面に形成され、基板３の端部の電極端子群の表面からは除去される。

図６（ｄ）は、第２透明導電膜１７を形成した状態を表す基板断面の模式図である。絶縁膜８を形成した基板表面に、ＩＴＯからなる第２透明導電膜１７をスパッタリング法や蒸着法により形成する。第２透明導電膜の膜厚およびシート抵抗は、第１透明導電膜と同様に任意に選択できる。好ましくは第１の透明導電膜と同一膜厚同一抵抗とする。また、ＩＴＯに代えて、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の透明導電材料を使用することができる。また上述したように、図には示していないが、高分子樹脂である絶縁膜８に対する密着性を考慮して、二酸化シリコンなどの透明無機膜の後に背景電極９の導電膜を形成しても良い。

図６（ｅ）は、第２透明導電膜１７をパターニングした状態を表す基板断面の模式図である。表示電極５の外周部を残し、その内側の第２透明導電膜１７を除去して背景電極９とする。また、背景電極９と電気的に接続するようにして、表示端子１１ａの上部に残して表示端子１１ｂとする。

表示電極５の外周部と背景電極９との間の重なり幅は、製造プロセスの位置合わせ精度に応じて設定することができる。製造プロセスの位置合わせ精度が低い場合は、表示電極５の外周部と背景電極９の間の重なり幅δを大きく設定すればよいし、位置合わせ精度が高い場合には、その重なり幅δを小さく設定することができる。

図６（ｆ）は、液晶パネルに組み立てた状態を表す模式的な縦断面図である。透明電極からなる対向電極１０を形成した対向基板２と、基板３とをシール部１４を介して貼り合わせる。液晶層の厚さは、数μｍ〜数十μｍとする。この基板の間隙に、ＵＶ重合性高分子樹脂とＴＮ液晶を混合分散させた液晶を充填する。この液晶パネルにメタルハライドランプや水銀ランプを使用して紫外線を照射する。これにより、概ね１μｍのポリマーネットワークを生成し、ＰＮ−ＬＣ４とする。

本実施例のＰＮ−ＬＣＤ１を、図５を用いて説明する。本実施例の電極構成は図３で説明した実施例１と同様である。図５（ａ）に基板３の上面図を模式的に、図５（ｂ）に図中ＸＸ’部分の縦断面図を模式的に示す。図５（ｃ）は、この基板を用いたＰＮ−ＬＣＤ１の模式的な縦断面である。図３（ａ）は、表示電極５及び配線電極６の模式的な平面図であり、図３（ｂ）は、背景電極９の模式的な平面図である。

基本的な構成は実施例３と同様なので、詳細な説明は省略する。本実施例では、基板３に形成する表示電極５、配線電極６および表示端子１１を構成する導電膜として、金属クロム（以後Ｃｒと称する）を用いた。ＣｒはＩＴＯに比べて低抵抗であるので低抵抗配線とし、かつ反射膜として使用した。また同様に、背景電極９と背景端子１２を構成する導電膜もＣｒとした。Ｃｒの膜厚は、５０ｎｍ〜５００ｎｍとした。好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍとする。Ｃｒの場合にも５０ｎｍ以下の薄膜ではピンホールなどが生じ電気的なショートが起こりやすくなる。また、５００ｎｍ以上の厚膜では、形成のための時間が長時間になるなどコスト高になる。なお、使用する導電膜としての金属はＣｒに限定されるものではなく、アルミニウム系合金や銀系合金等も使用できる。

１ ＰＮ−ＬＣＤ
２ 対向基板
３ 基板
４ ＰＮ−ＬＣ
５ 表示電極
６ 配線電極
８ 絶縁膜
９ 背景電極
１０ 対向電極
１１ 表示端子
１２ 背景端子
１３ 共通電極端子
１４ シール部

Claims (7)

1. 基板と対向基板の間隙に光散乱型液晶を挟持した光散乱型液晶表示装置において、
   前記基板の内表面であって外部から視認可能な表示領域には、表示電極と、前記表示電極に接続する配線電極が形成され、
   前記表示電極と前記配線電極を覆うように前記基板の上には絶縁膜が形成され、
   前記絶縁膜の上には、前記表示電極の外周部と前記配線電極に重なるように背景電極が形成され、
   前記対向基板の内表面であって前記表示領域には、対向電極が形成されていることを特徴とする光散乱型液晶表示装置。
2. 前記絶縁膜が、透明無機酸化膜、あるいは、透明高分子樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光散乱型液晶表示装置。
3. 前記背景電極は、導電膜の単独膜、または、透明絶縁性薄膜と導電膜の積層膜のいずれか一方であることを特徴とする請求項１に記載の光散乱型液晶表示装置。
4. 前記表示電極を形成する導電膜と前記背景電極を形成する導電膜が同一の光学特性を有することを特徴とする請求項１に記載の光散乱型液晶表示装置。
5. 前記基板の外周端部の内表面には、前記配線電極と電気的に接続する表示電極端子と、前記背景電極と電気的に接続する背景電極端子が形成され、
   前記表示電極端子は、前記配線電極の延設部の上に、前記背景電極と同時に形成され電気的に絶縁された、導電膜あるいは二酸化シリコン薄膜の後に形成した導電膜との積層構造を有し、
   前記背景電極端子は、前記配線電極と電気的に絶縁された延設部の上に、前記背景電極と電気的に接続する導電膜、あるいは二酸化シリコン薄膜の後に形成した導電膜が積層された積層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の光散乱型液晶表示装置。
6. 基板と対向基板の間隙に光散乱型液晶を挟持する光散乱型液晶表示装置の製造方法において、
   基板の表面に設けた第１導電膜を用いて、表示電極と、前記表示電極に接続する配線電極とを、形成する第１の電極パターン形成工程と、
   前記基板の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
   前記絶縁膜が形成された基板の表面に第２導電膜を形成し、前記第２導電膜を、前記表示電極の外周部の上と前記配線電極の上に残し、前記外周部を除いて前記表示電極の上から除去する第２の電極パターン形成工程と、
   前記対向基板の表面に第３導電膜を形成する工程と、
   前記基板の電極が形成された表面と、前記対向基板の電極が形成された表面と対向して間隙を設けて貼り合わせ、前記間隙に光散乱型液晶を封入する液晶セル組立工程と、を含むことを特徴とする光散乱型液晶表示装置の製造方法。
7. 基板と対向基板の間隙に光散乱型液晶を挟持する光散乱型液晶表示装置の製造方法において、
   基板の表面に設けた第１透明導電膜を用いて、表示電極と、前記表示電極に接続する配線電極とを、形成する第１の電極パターン形成工程と、
   前記基板の表面に透明高分子樹脂の絶縁膜を塗布し、パターンを形成する絶縁膜形成工程と、
   前記絶縁膜が形成された基板の表面に第２導電膜を形成し、前記第２導電膜を、前記表示電極の外周部の上と前記配線電極の上に残し、前記外周部を除いて前記表示電極の上から除去する第２の電極パターン形成工程と、
   前記対向基板の表面に第３導電膜を形成する工程と、
   前記基板の電極が形成された表面と、前記対向基板の電極が形成された表面と対向して間隙を設けて貼り合わせ、前記間隙に光散乱型液晶を封入する液晶セル組立工程と、を含むことを特徴とする光散乱型液晶表示装置の製造方法。

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