JP2013254217A - 液晶表示装置 - Google Patents

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大介 久保田
Tetsuji Ishitani
哲二 石谷
Akio Yamashita
晃央 山下
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Abstract

【課題】より高コントラスト化を可能とするブルー相を示す液晶材料を用いた液晶表示装置を提供することを目的の一とする。
【解決手段】ブルー相を示す液晶層を含む液晶表示装置において、ブルー相を示す液晶層を対向する開口パターン（スリット）を有する第１の共通電極層及び第２の共通電極層と、開口パターンを有する画素電極層とで挟持する。画素電極層は第１の基板の液晶層側の面から液晶層に突出して設けられた構造体の上部に形成され、液晶層中において画素電極層は第１の共通電極層と第２の共通電極層との間に配置される。構造体の上部に形成された画素電極層と、第１の共通電極層及び第２の共通電極層との間に電界を加えることで、液晶層全体に電界が形成され、その電界を用いて液晶分子を制御できる。
【選択図】図１

Description

液晶表示装置及びその作製方法に関する。
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には液晶素子を有す
る液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（
ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
液晶表示装置においては、液晶分子の応答速度の高速化が求められている。液晶の表示モ
ードは種々あるが、中でも高速応答可能な液晶モードとしてＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ
ｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ブルー相を示す液晶を用いるモ
ードがあげられる。
特にブルー相を示す液晶を使用するモードは配向膜が不要であり、かつ広視野角化が得ら
れるので、実用化に向けてより研究が行われている（例えば特許文献１参照。）。特許文
献１は、ブルー相の出現する温度範囲を広げるために、液晶に高分子安定化処理を行う報
告である。
国際公開第０５／０９０５２０号パンフレット
液晶表示装置における問題として高いコントラストを実現するためには、白透過率（白表
示時の光の透過率）が大きいことが必要である。
従って、より高コントラスト化に向けて、ブルー相を示す液晶を用いた液晶表示モードに
適した液晶表示装置を提供することを目的とする。
ブルー相を示す液晶層を含む液晶表示装置において、ブルー相を示す液晶層を開口パター
ンを有する画素電極層（第１の電極層）と開口パターン（スリット）を有する一対の共通
電極層（第１の共通電極層（第２の電極層）及び第２の共通電極層（第３の電極層））と
で挟持する。共通電極層は第１の基板上、及び第２の基板上にそれぞれ形成され、液晶層
を介して対向するように配置される。
画素電極層は第１の基板の液晶層側の面（液晶層に面している方の面）から液晶層中に突
出して設けられた構造体の上部に形成され、液晶層の膜厚方向において画素電極層は第１
の共通電極層と第２の共通電極層との間に配置される。画素電極層が第１の共通電極層と
第２の共通電極層との間に配置されるのであれば、第１の共通電極層及び第２の共通電極
層も構造体の上部に形成してもよい。この場合、同じ第１の基板上に形成される画素電極
層及び第２の共通電極層において、下に形成される構造体の高さ（厚さ）は、画素電極層
下の構造体（第１の構造体）の方が、第２の共通電極層下の構造体（第３の構造体）より
高い。
第１の基板（素子基板ともいう）に形成された画素電極層及び第２の共通電極層と、第２
の基板（対向基板ともいう）に形成された第１の共通電極層は液晶層を間に挟んでシール
材によって固持されている。画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層は平板
状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状である。
また、第１の共通電極層及び第２の共通電極層は少なくとも画素領域において同形状であ
り液晶層を介して重畳するように配置される。
開口パターンを有し、かつ液晶を挟持するように設けられた画素電極層と、第１の共通電
極層及び第２の共通電極層の間に電界を加えることで、液晶には斜め方向（基板に対して
斜めの方向）の電界が加わるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。また画素電
極層は液晶層の膜厚方向において、第１の共通電極層と第２の共通電極層との間に配置さ
れているため、液晶には画素電極層と第１の共通電極層との電界、及び画素電極層と第２
の共通電極層との電界を加えることができ、液晶層全体に電界を形成することができる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率（黒表示時の光の透過率）との比であるコントラ
スト比も高くすることができる。
構造体は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体、及び導電性材料（有機材
料及び無機材料）を用いた導電体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫
外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、導電性樹脂や金属材料で形成して
もよい。なお、構造体は複数の薄膜の積層構造であってもよい。構造体の形状は、柱状、
錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いること
ができる。また、構造体は基板の液晶層側の面から液晶層中に突出する部分であればよい
ので、層間膜を加工して液晶層側の表面を凹凸形状とし、突出する構造体としてもよい。
よって、構造体は複数の突出した凸部を有する連続膜であってもよい。
本明細書において、画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層が有する開口パ
ターン（スリット）とは、閉空間に開口されたパターンの他、一部開かれた櫛歯状のよう
なパターンも含まれるものとする。
本明細書では、薄膜トランジスタ、画素電極層、第２の共通電極層及び層間膜が形成され
ている基板を素子基板（第１の基板）といい、該素子基板と液晶層を介して対向する第１
の共通電極層が形成されている基板を対向基板（第２の基板）という。
液晶層には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が
１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる
。
ブルー相を示す液晶材料として液晶及びカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構
造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、５重量％以上のカイラル剤
を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等
を用いる。
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体
、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用し
ない。
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチッ
ク相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す
。
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５０
０ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材
料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。可視光の波長以下の秩序を有
しているため、透明であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じ
る。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良
いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶
材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい
。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材
料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安
定化処理は、等方相を示す液晶材料に光照射して行っても良いし、温度制御してブルー相
を発現した液晶材料に光照射して行ってもよい。例えば、液晶層の温度を制御し、ブルー
相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行う。但し、こ
れに限定されず、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃
以内の等方相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行っ
てもよい。ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移す
る温度又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。高分子安定化処理の一
例としては、液晶層を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移さ
せ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射することができる。他にも、液晶
層を徐々に加熱して等方相に相転移させた後、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１
０℃以内、好ましくは＋５℃以内状態（等方相を発現した状態）で光を照射することがで
きる。また、液晶材料に含まれる光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を
用いる場合、液晶層に紫外線を照射すればよい。なお、ブルー相を発現させなくとも、ブ
ルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内状態（等方相を
発現した状態）で光を照射して高分子安定化処理を行えば、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と
短く高速応答が可能である。
本明細書で開示する発明の構成の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持
する第１の基板及び第２の基板と、第２の基板と液晶層との間に設けられた開口パターン
を有する第２の電極層と、第２の電極層と重畳し第１の基板と液晶層との間に設けられた
開口パターンを有する第３の電極層と、第３の電極層の開口パターンの間に設けられ、第
１の基板の液晶層側の面から液晶層中に突出する構造体と、構造体の上部に設けられ液晶
層中において第２の電極層と第３の電極層との間に配置される開口パターンを有する第１
の電極層とを有する。
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を
挟持する第１の基板及び第２の基板と、第２の基板の液晶層側の面から液晶層中に突出す
る第２の構造体と、第２の構造体の上部に設けられた開口パターンを有する第２の電極層
と、第２の電極層と重畳し第１の基板と液晶層との間に設けられた開口パターンを有する
第３の電極層と、第３の電極層の開口パターンの間に設けられ、第１の基板の液晶層側の
面から液晶層中に突出する第１の構造体と、第１の構造体の上部に設けられ液晶層中にお
いて第２の電極層と第３の電極層との間に配置される開口パターンを有する第１の電極層
とを有する。
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を
挟持する第１の基板及び第２の基板と、第２の基板の液晶層側の面から液晶層中に突出す
る第２の構造体と、第２の構造体の上部に設けられた開口パターンを有する第２の電極層
と、第１の基板の液晶層側の面から液晶層中に突出する第３の構造体と、第２の電極層と
重畳し第３の構造体の上部に設けられた開口パターンを有する第３の電極層と、第３の電
極層の開口パターンの間に設けられ、第１の基板の液晶層側の面から液晶層中に突出する
第１の構造体と、第１の構造体の上部に設けられ液晶層中において第２の電極層と第３の
電極層との間に配置される開口パターンを有する第１の電極層とを有する。
ブルー相を示す液晶層を用いるため、配向膜を形成する必要がないため、画素電極層（第
１の電極層）と液晶層とは接し、かつ第２の電極層（第１の共通電極層）及び第３の電極
層（第２の共通電極層）と液晶層とも接する構成となる。
なお、第１、第２として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を
示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称
を示すものではない。
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を高めることがで
きる。
液晶表示装置の電界モードを説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置の作製方法を説明する図。 液晶表示装置の電極層を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 テレビジョン装置およびデジタルフォトフレームの例を示す外観図。 遊技機の例を示す外観図。 携帯電話機の一例を示す外観図。 液晶表示モジュールを説明する図。 液晶表示装置の作製方法を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。 液晶表示装置の電界モードの計算結果を説明する図。 液晶表示装置の電界モードの計算結果を説明する図。 液晶表示装置の電界モードの計算結果を説明する図。 液晶表示装置の電界モードの計算結果を説明する図。 液晶表示装置の電界モードの計算結果を説明する図。 液晶表示装置を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣
旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者
であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有す
る部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、一つの層が断面図において複数の層として示される時、複数の層のそれぞれ、また
はいくつかに異なった参照番号を付すことがある。
（実施の形態１）
液晶表示装置を、図１、図１９乃至図２３を用いて説明する。
図１は液晶表示装置の断面図である。
図１（Ａ）は、第１の基板２００と第２の基板２０１とが、ブルー相を示す液晶材料を用
いた液晶層２０８を間に挟持して対向するように配置された液晶表示装置である。第１の
基板２００と液晶層２０８との間には第１の構造体２３３ａ、２３３ｂ、画素電極層２３
０ａ、２３０ｂ、及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃが設けられており
、第２の基板２０１と液晶層２０８との間には第１の共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２
３１ｃが形成されている。第１の構造体２３３ａ、２３３ｂは第１の基板２００の液晶層
２０８側の面から液晶層２０８中に突出して設けられている。
第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは第１の基板２００上、第１の共通電極
層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃは第２の基板２０１上にそれぞれ形成され、液晶層２０
８を介して対向するように配置される。第１の共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ
及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは少なくとも画素領域において同形
状であり液晶層を介して重畳するように配置されると、画素の開口率を低下させないため
に好ましい。
画素電極層２３０ａ、２３０ｂは第１の基板２００上に設けられた第１の構造体２３３ａ
、２３３ｂ上に形成され、液晶層２０８の膜厚方向において画素電極層２３０ａ、２３０
ｂは第１の共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃと第２の共通電極層２３２ａ、２３
２ｂ、２３２ｃとの間に配置される。また、図１の断面図において、第１の共通電極層２
３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃと、画
素電極層とは重畳せず互い違いに設けられている。
画素電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ及び第
２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは平板状ではなく、開口パターンを有する
形状であるために、断面図においては分断された複数の電極層として示される。
画素電極層が第１の共通電極層と第２の共通電極層との間に配置されるのであれば、第１
の共通電極層及び第２の共通電極層も構造体上に形成してもよい。図１（Ｂ）は、第１の
共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ下に第２の構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４
ｃが設けられる例である。第２の構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは第２の基板２０
１の液晶層２０８側の面から液晶層２０８中に突出して設けられている。
また、図１（Ｃ）は、さらに第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ下に第３の
構造体２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃが設けられる例である。第３の構造体２３５ａ、２
３５ｂ、２３５ｃは第１の基板２００の液晶層２０８側の面から液晶層２０３中に突出し
て設けられている。この場合、同じ第１の基板２００上に形成される画素電極層２３０ａ
、２３０ｂ及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃにおいて、下に形成され
る構造体の高さは、画素電極層２３０ａ、２３０ｂ下の第１の構造体２３３ａ、２３３ｂ
の方が、第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ下の第３の構造体２３５ａ、２
３５ｂ、２３５ｃより高い。このように構造体の厚さ（高さ）や、数を制御することによ
って、第１の共通電極層、第２の共通電極層、及び画素電極層の液晶層中における配置位
置を設定することができる。
図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の液晶表示装置において、開口パターンを有し、かつ液晶を挟持
するように設けられた画素電極層２３０ａ、２３０ｂと、第１の共通電極層２３１ａ、２
３１ｂ、２３１ｃ及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの間に電界を加
えることで、液晶層２０８には斜め方向（基板に対して斜めの方向）の電界が加わるため
、その電界を用いて液晶分子を制御できる。また画素電極層２３０ａ、２３０ｂは液晶層
２０８の膜厚方向において、第１の共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃと第２の共
通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの間に配置されているため、液晶には画素電極
層２３０ａ、２３０ｂと第１の共通電極層２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃとの電界、及び
画素電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの電
界を加えることができ、液晶層全体に電界を形成することができる。
例えば、図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）においては画素電極層２３０ａと第１の共通電極層２３
１ａとの間に矢印２０２ａに示す斜め方向の電界が、画素電極層２３０ａと第１の共通電
極層２３１ｂとの間に矢印２０２ｂに示す斜め方向の電界が、画素電極層２３０ａと第２
の共通電極層２３２ａとの間に矢印２０２ｃに示す斜め方向の電界が、画素電極層２３０
ａと第２の共通電極層２３２ｂとの間に矢印２０２ｄに示す斜め方向の電界がそれぞれ加
わる。
液晶表示装置における電界の印加状態を計算した結果を、図１９乃至図２３（Ｂ）に示す
。図１９乃至図２３（Ａ）は計算した液晶表示装置の構成を示す図である。計算は、シン
テック社製、ＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒ、２ｓ Ｂｅｎｃｈを用いて行い、構造体（第１の構
造体２３３ａ、第２の構造体２３４ａ、２３４ｂ、第３の構造体）としては誘電率４の絶
縁体を用いた。また、断面における画素電極層２３０ａ、８０２、第１の共通電極層２３
１ａ、２３１ｂ、及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ、共通電極層８０３ａ、８０
３ｂの幅は４μｍ、厚さは０．５μｍ、基板と水平方向の画素電極層２３０ａと第１の共
通電極層２３１ａ、２３１ｂ及び第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂとの間の距離及び
基板と水平方向の画素電極層８０２と共通電極層８０３ａ、８０３ｂとの間の距離は６μ
ｍ、液晶層の厚さは１０μｍである。なお、共通電極層、第１の共通電極層及び第２の共
通電極層は０Ｖ、画素電極層は１０Ｖの設定とする。
図１９は図１（Ａ）に、図２０は図１（Ｂ）に、図２１及び図２２は図１（Ｃ）に、それ
ぞれ対応した計算結果である。第１の構造体２３３ａ、第２の構造体２３４ａ、２３４ｂ
の厚さ（高さ）は３．７５μｍである。図２１は第３の構造体２３５ａ、２３５ｂと第２
の構造体２３４ａ、２３４ｂの厚さが同じ３．７５μｍの例であるが、図２２は図１（Ｃ
）において第３の構造体２３５ａ、２３５ｂの厚さが１．７５μｍであり、第２の構造体
２３４ａ、２３４ｂの厚さ（３．７５μｍ）より薄い例である。また図２３は比較例であ
り、第１の基板８００と液晶層８０８との間に互い違いに共通電極層８０３ａ、８０３ｂ
と画素電極層８０２が設けられ、第２の基板８０１によって封止される例である。図１９
乃至図２３（Ｂ）において、実線は等電位線を示しており、円状に広がる等電位線の中心
に画素電極層又は共通電極層（第１の共通電極層、第２の共通電極層）が配置されている
。
電界は等電位線と垂直に発現するので、図１９乃至図２２（Ｂ）に示すように、画素電極
層と第１の共通電極層、画素電極層と第２の共通電極層との間にそれぞれ斜め方向の電界
が加わっていることが確認できる。また、図２１乃至図２２（Ｂ）のように、第１の共通
電極層２３１ａ、２３１ｂ、第２の共通電極層２３２ａ、２３２ｂ下に第２の構造体２３
４ａ、２３４ｂ、第３の構造体２３５ａ、２３５ｂを設ける構成であっても、電位線は円
状に回り込むため、液晶層全体に電界が形成されている。
一方、図２３（Ｂ）においては、第１の基板上に互い違いに画素電極層８０２、共通電極
層８０３ａ、８０３ｂが形成された第１の基板８００近くの液晶層には等電位線が見られ
電界が形成されているが、第２の基板８０１に近づくにつれ電位線は分布せず電位差も生
じていない。よって第２の基板８０１近くの液晶層８０８には電界が形成されず、図２３
の構成では、液晶層の全ての液晶分子を応答させることが難しいことが確認できる。
構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極層及び第２の共通電極層の間に
配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の共通電極層及び第１の基板に設
けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成することによって、液晶層全体に斜
め電界を形成することが可能となる。
液晶表示装置において白透過率は、電圧を印加した際に発生する液晶の複屈折と液晶層の
厚さの積で決定するため、液晶層の厚さを厚くした場合であっても液晶層全体における液
晶分子を応答させることができる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率（黒表示時の光の透過率）との比であるコントラ
スト比も高くすることができる。
構造体は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体、及び導電性材料（有機材
料及び無機材料）を用いた導電体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫
外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、導電性樹脂や金属材料で形成して
もよい。なお、構造体は複数の薄膜の積層構造であってもよい。構造体の形状は、柱状、
錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いること
ができる。また、構造体は基板の液晶層側の面から液晶層中に突出する部分であればよい
ので、層間膜を加工して液晶層側の表面を凹凸形状とし、突出する構造体としてもよい。
よって、構造体は複数の突出した凸部を有する連続膜であってもよい。
なお、構造体上に形成される画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層の形状
は、該構造体の形状が反映され、またエッチング加工方法にも影響をうける。構造体及び
該構造体上に形成される画素電極層の形状例を図２４（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図２４
では第１の構造体と画素電極層を例として示すが、第２の構造体及び第１の共通電極層と
、第３の構造体及び第２の共通電極層も同様に様々な形状を適用することができる。
図２４（Ａ）は、第１の構造体２４１ａ、２４１ｂ上に画素電極層２４０ａ、２４０ｂが
それぞれ形成される例であり、図２４（Ｂ）は、第１の構造体２４３ａ、２４３ｂ上に画
素電極層２４２ａ、２４２ｂがそれぞれ形成される例である。第１の構造体２４１ａ、２
４１ｂ、２４３ａ、２４３ｂは錐形の先端が丸いドーム形状の構造体である。第１の構造
体２４１ａ、２４１ｂ上に設けられた画素電極層２４０ａ、２４０ｂは、第１の構造体２
４１ａ、２４１ｂ側面を覆うように形成され、部分的に第１の基板２００に接している例
である。一方、第１の構造体２４３ａ、２４３ｂ上に設けられた画素電極層２４２ａ、２
４２ｂは第１の構造体２４３ａ、２４３ｂの側面上方部分にのみ形成されている例である
。このように画素電極層が構造体側面（全部、又は部分的に）を覆う形状であってもよい
し、画素電極層が均一の膜厚でなく、膜厚分布を有していてもよい。この場合でも、液晶
層において画素電極層は第１の共通電極層と第２の共通電極層の間に存在する領域を有す
るため、第１の共通電極層及び第２の共通電極層と斜め電界を液晶層全体にわたって形成
する効果を奏する。よって、画素電極層は少なくとも液晶の厚さ方向の該画素電極層の最
も高い位置（画素電極層の上面）において、第１の共通電極層及び第２の共通電極層の間
に配置されるものとする。
液晶層２０８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板２００と
第２の基板２０１とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用い
ることができる。
液晶層２０８には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。ブルー相を示す液晶材料は、応答
速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能
になる。
ブルー相を示す液晶材料として液晶及びカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構
造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、５重量％以上のカイラル剤
を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等
を用いる。
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体
、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用し
ない。
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチッ
ク相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す
。
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５０
０ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材
料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。可視光の波長以下の秩序を有
しているため、透明であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じ
る。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良
いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶
材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい
。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材
料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安
定化処理は、等方相を示す液晶材料に光照射して行っても良いし、温度制御してブルー相
を発現した液晶材料に光照射して行ってもよい。例えば、液晶層の温度を制御し、ブルー
相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行う。但し、こ
れに限定されず、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃
以内の等方相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行っ
てもよい。ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移す
る温度又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。高分子安定化処理の一
例としては、液晶層を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移さ
せ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射することができる。他にも、液晶
層を徐々に加熱して等方相に相転移させた後、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１
０℃以内、好ましくは＋５℃以内状態（等方相を発現した状態）で光を照射することがで
きる。また、液晶材料に含まれる光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を
用いる場合、液晶層に紫外線を照射すればよい。なお、ブルー相を発現させなくとも、ブ
ルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内状態（等方相を
発現した状態）で光を照射して高分子安定化処理を行えば、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と
短く高速応答が可能である。
光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリ
レート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマ
ーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のもの
でもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤の反応する波長
の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる
。
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸
を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−
４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−
４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシル
アクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレ
ートを用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセ
トフェノンを用いることができる。
また、図１では図示しないが、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは
適宜設ける。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。また、光源とし
てバックライトなどを用いることができる。
本明細書において、液晶表示装置は光源の光を透過することによって表示を行う透過型の
液晶表示装置である（又は半透過型の液晶表示装置）場合、少なくとも画素領域において
光を透過させる必要がある。よって光が透過する画素領域に存在する第１の基板、第２の
基板、絶縁膜、導電膜などの薄膜はすべて可視光の波長領域の光に対して透光性とする。
画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層においては透光性が好ましいが、開
口パターンを有するために金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。
画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）
、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏ
ｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、有機インジウ
ム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むイン
ジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫
酸化物、またはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフ
ニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ
）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウ
ム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物
から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
第１の基板２００、第２の基板２０１にはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ
酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
（実施の形態２）
本明細書に開示する発明は、パッシブマトリクス型の液晶表示装置でもアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置にも適用することができる。アクティブマトリクス型の液晶表示装
置の例を、図２、図８及び図１８を用いて説明する。
図２（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図２（Ｂ）は図
２（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
図２（Ａ）において、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中
上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲー
ト電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、
かつ互いに離間するように配置されている。容量配線層４０８は、複数のゲート配線層そ
れぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソー
ス配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、容量配
線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形の空間が囲まれているが、この空間に
液晶表示装置の画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層が液晶層４４４を介
して配置されている。画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２０は、図中左上の角に
配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数配置されてい
る。
図２の液晶表示装置において、薄膜トランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層
４４７が画素電極層として機能し、第２の電極層４４６が第１の共通電極層、第３の電極
層４４８が第２の共通電極層として機能する。なお、第１の電極層４４７と容量配線層４
０８によって容量が形成されている。第１の共通電極層及び第２の共通電極層とはフロー
ティング状態（電気的に孤立した状態）として動作させることも可能だが、固定電位、好
ましくはコモン電位（データとして送られる画像信号の中間電位）近傍でフリッカーの生
じないレベルに設定してもよい。なお、第１の共通電極層及び第２の共通電極層は等電位
が好ましい。
画素電極層である第１の電極層４４７は第１の基板４４１（素子基板ともいう）上の層間
膜４１３の液晶層４４４側の面から液晶層４４４に突出して設けられた第１の構造体４４
９上に形成され、液晶層４４４の膜厚方向において画素電極層である第１の電極層４４７
は第１の共通電極層である第２の電極層４４６と第２の共通電極層である第３の電極層４
４８との間に配置される。また、図２の断面図において、第１の電極層４４７と、第２の
電極層４４６及び第３の電極層４４８とは重畳せず互い違いに設けられている。第２の電
極層４４６及び第３の電極層４４８は少なくとも画素領域において同形状であり液晶層４
４４を介して重畳するように配置されると、画素の開口率を低下させないために好ましい
。
第１の電極層４４７、第２の電極層４４６及び第３の電極層４４８は平板状ではなく、様
々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状である。
第１の電極層４４７が第２の電極層４４６と第３の電極層４４８との間に配置されるので
あれば、実施の形態１で示したように第２の電極層４４６及び第３の電極層４４８とも液
晶層中に突出して設けられた構造体上に形成してもよい。
開口パターンを有し、かつ液晶を挟持するように設けられた第１の電極層４４７と、第２
の電極層４４６及び第３の電極層４４８との間に電界を加えることで、液晶層４４４には
斜め方向（基板に対して斜めの方向）の電界が加わるため、その電界を用いて液晶分子を
制御できる。また第１の電極層４４７は液晶層４４４の膜厚方向において、第２の電極層
４４６と第３の電極層４４８との間に配置されているため、液晶には第１の電極層４４７
と第２の電極層４４６との電界、及び第１の電極層４４７と第３の電極層４４８との電界
を加えることができ、液晶層４４４全体に電界を形成することができる。
従って、液晶層４４４全体に形成された斜め電界によって、膜厚方向も含め液晶層全体に
おける液晶分子を応答させることができ、白透過率が向上する。よって白透過率と黒透過
率（黒表示時の光の透過率）との比であるコントラスト比も高くすることができる。
構造体は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体、及び導電性材料（有機材
料及び無機材料）を用いた導電体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫
外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、導電性樹脂や金属材料で形成して
もよい。なお、構造体は複数の薄膜の積層構造であってもよい。構造体の形状は、柱状、
錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いること
ができる。また、構造体は基板の液晶層側の面から液晶層中に突出する部分であればよい
ので、層間膜を加工して液晶層側の表面を凹凸形状とし、突出する構造体としてもよい。
よって、構造体は複数の突出した凸部を有する連続膜であってもよい。
構造体の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法など
の乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法
）、ナノインプリント、各種印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷）等などの湿式法
を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により
所望のパターンに加工すればよい。
図２（Ｂ）のように、第１の電極層４４７が形成される構造体４４９は、端部に曲率を有
するテーパー形状であると第１の電極層４４７の被膜性が向上するために好ましい。本実
施の形態では、第１の電極層４４７は薄膜トランジスタ４２０の配線層４０５ｂと接し、
構造体４４９上にまで連続的に成膜される例であるが、配線層４０５ｂと接する電極層を
形成し、その電極層を介して第１の電極層４４７を形成してもよい。
また、薄膜トランジスタを覆って層間膜を形成し、層間膜上に構造体を形成する場合、構
造体をエッチング加工によって形成した後、層間膜に薄膜トランジスタに接続するための
コンタクトホールを開口してもよい。なお図２は、層間膜及び構造体となる絶縁膜にコン
タクトホールを形成した後、絶縁膜をエッチング加工して構造体を形成する例である。
第１の電極層４４７、第２の電極層４４６、及び第３の電極層４４８の他の例を図８に示
す。図中では省略しているが第１の電極層４４７と第２の電極層４４６とは液晶層４４４
を間に挟持しており、第２の共通電極層である第３の電極層４４８は第１の共通電極層で
ある第２の電極層４４６と対向して配置されている。図８（Ａ）乃至（Ｄ）の上面図に示
すように、第１の電極層４４７ａ乃至４４７ｄ及び第２の電極層４４６ａ乃至４４６ｄが
互い違いとなるように形成されており、図８（Ａ）では第１の電極層４４７ａ及び第２の
電極層４４６ａはうねりを有する波状形状であり、図８（Ｂ）では第１の電極層４４７ｂ
及び第２の電極層４４６ｂは同心円状の開口部を有する形状であり、図８（Ｃ）では第１
の電極層４４７ｃ及び第２の電極層４４６ｃは櫛歯状であり一部重なっている形状であり
、図８（Ｄ）では第１の電極層４４７ｄ及び第２の電極層４４６ｄは櫛歯状であり電極同
士がかみ合うような形状である。
なお、図８（Ａ）乃至（Ｃ）のように、第１の電極層４４７ａ、４４７ｂ、４４７ｃ、と
第３の電極層４４８ａ、４４８ｂ、４４８ｃとが重なる場合は、第１の電極層４４７と第
３の電極層４４８との間には絶縁膜を形成し、異なる膜上に第１の電極層４４７と第３の
電極層４４８とを形成する。
図１８の液晶表示装置は、図１８（Ｂ）の断面図に示すように、画素電極層である第１の
電極層４４７と、第２の共通電極層である第３の電極層４４８とが別の膜上（別レイヤー
上）にそれぞれ設けられている。
図１８においては、第２の共通電極層である第３の電極層４４８が層間膜４１３上に形成
されており、第３の電極層４４８上には絶縁膜４１６が積層され、絶縁膜４１６上に画素
電極層である第１の電極層４４７が形成されている。なお、図１８においては、第１の電
極層と共通配線層とによって容量が形成されている。
薄膜トランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板
である第１の基板４４１上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０
３、ソース領域又はドレイン領域として機能するｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、ソース電極
層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを含む。ｎ＋層４０４ａ
、４０４ｂは、半導体層４０３より低抵抗な半導体層である。
薄膜トランジスタ４２０を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７が設けられている
。絶縁膜４０７上に層間膜４１３が設けられ、層間膜４１３上に第１の電極層４４７が形
成され、液晶層４４４を介して第２の電極層４４６が形成されている。
液晶表示装置にカラーフィルタ層として機能する着色層を設けることができる。カラーフ
ィルタ層は、第１の基板４４１及び第２の基板４４２より外側（液晶層４４４と反対側）
に設けてもよいし、第１の基板４４１及び第２の基板４４２より内側に設けてもよい。
カラーフィルタは、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）
、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無
くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。なお、バックライ
ト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継
時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設
けない場合もある。
図２の液晶表示装置は、層間膜４１３に、カラーフィルタ層として機能する有彩色の透光
性樹脂層４１７を用いる例である。
カラーフィルタ層を対向基板側に設ける場合、薄膜トランジスタが形成される素子基板と
の、正確な画素領域の位置合わせが難しく画質を損なう恐れがあるが、層間膜をカラーフ
ィルタ層として直接素子基板側に形成するのでより精密な形成領域の制御ができ、微細な
パターンの画素にも対応することができる。また、層間膜とカラーフィルタ層を同一の絶
縁層で兼ねるので、工程が簡略化しより低コストで液晶表示装置を作製可能となる。
有彩色の透光性樹脂としては、感光性、非感光性の有機樹脂を用いることができる。感光
性の有機樹脂層を用いるとレジストマスク数を削減することができるため、工程が簡略化
し好ましい。また、層間膜に形成するコンタクトホールも曲率を有する開口形状となるた
めに、コンタクトホールに形成される電極層などの膜の被覆性も向上させることができる
。
有彩色は、黒、灰、白などの無彩色を除く色であり、着色層はカラーフィルタとして機能
させるため、その着色された有彩色の光のみを透過する材料で形成される。有彩色として
は、赤色、緑色、青色などを用いることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（
黄）などを用いてもよい。着色された有彩色の光のみを透過するとは、着色層において透
過する光は、その有彩色の光の波長にピークを有するということである。
有彩色の透光性樹脂層４１７は、着色層（カラーフィルタ）として機能させるため、含ま
せる着色材料の濃度と光の透過率の関係に考慮して、最適な膜厚を適宜制御するとよい。
層間膜４１３を複数の薄膜で積層する場合、少なくとも一層が有彩色の透光性樹脂層であ
れば、カラーフィルタとして機能させることができる。
有彩色の色によって有彩色の透光性樹脂層の膜厚が異なる場合や、遮光層、薄膜トランジ
スタに起因する凹凸を有する場合は、可視光領域の波長の光を透過する（いわゆる無色透
明）絶縁層を積層し、層間膜表面を平坦化してもよい。層間膜の平坦性を高めるとその上
に形成される画素電極層や第２の共通電極層の被覆性もよく、かつ液晶層のギャップ（膜
厚）を均一にすることができるため、より液晶表示装置の視認性を向上させ、高画質化が
可能になる。
層間膜４１３（有彩色の透光性樹脂層４１７）の形成法は、特に限定されず、その材料に
応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スク
リーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター
、ナイフコーター等を用いることができる。
第１の電極層４４７及び第３の電極層４４８上には液晶層４４４が設けられ、第２の電極
層４４６が形成された対向基板である第２の基板４４２で封止されている。
第１の基板４４１及び第２の基板４４２は透光性基板であり、それぞれ外側（液晶層４４
４と反対側）に偏光板４４３ａ、４４３ｂが設けられている。
図７（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて図２に示す液晶表示装置の作製工程を説明する。図７（Ａ
）乃至（Ｄ）は液晶表示装置の作製工程の断面図である。なお、図７（Ａ）乃至（Ｄ）で
は含まれる画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層は省略している。画素電
極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層は図２の構造を用いることができ、液晶層
において構造体上の画素電極層が第１の共通電極層及び第２の共通電極層間に配置されて
生じる斜め電界モードを適用することができる。
図７（Ａ）において、素子基板である第１の基板４４１上に素子層４５１が形成され、素
子層４５１上に層間膜４１３が形成されている。
層間膜４１３は、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃ及び遮光層４５５
ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄを含み、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、
４５４ｃの間に遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄがそれぞれ形成される構
成である。なお、図７（Ａ）乃至（Ｄ）では含まれる画素電極層、第１の共通電極層及び
第２の電極層は省略している。
図７（Ｂ）に示すように、第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液
晶層４５８を間に挟持させてシール材４５６ａ、４５６ｂで固着する。液晶層４５８を形
成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２
とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
液晶層４５８には、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。液晶層４５８は、液
晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
シール材４５６ａ、４５６ｂとしては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱
硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン
樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、
フィラー、カップリング剤を含んでもよい。
図７（Ｃ）に示すように、液晶層４５８に、光４５７を照射して高分子安定化処理を行い
、液晶層４４４を形成する。光４５７は、液晶層４５８に含まれる光硬化樹脂、及び光重
合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層
４４４がブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子
安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
図７のように、素子基板上にカラーフィルタ層及び遮光層を作り込む液晶表示装置の構成
であると、カラーフィルタ層及び遮光層によって対向基板側から照射される光が吸収、遮
断されることがないために、液晶層全体に均一に照射することができる。よって、光重合
の不均一による液晶の配向乱れやそれに伴う表示ムラなどを防止することができる。また
、遮光層によって薄膜トランジスタも遮光でき、光照射における電気特性の不良を防止す
ることができる。
図７（Ｄ）に示すように、第１の基板４４１の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４
４３ａを、第２の基板４４２の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける
。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例
えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を
完成させることができる。
また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分
断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程に
よる液晶層への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第
１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。
図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子
基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように
照射される。
第１の電極層４４７、第２の電極層４４６、及び第３の電極層４４８は、酸化タングステ
ンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタン
を含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（
以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸
化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
また、第１の電極層４４７、第２の電極層４４６、及び第３の電極層４４８はタングステ
ン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウ
ム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、
銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用
いて形成することができる。
また、第１の電極層４４７、第２の電極層４４６、及び第３の電極層４４８として、導電
性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる
。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長
５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含
まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例え
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
下地膜となる絶縁膜を第１の基板４４１とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。下地
膜は、第１の基板４４１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化珪素膜、酸
化珪素膜、窒化酸化珪素膜、又は酸化窒化珪素膜から選ばれた一又は複数の膜による積層
構造により形成することができる。ゲート電極層４０１の材料は、モリブデン、チタン、
クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属
材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することがで
きる。ゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いることで、バックライトからの
光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止するこ
とができる。
例えば、ゲート電極層４０１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン
層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、また
は銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタルを積層した２層構造、窒化チタン層とモリ
ブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タング
ステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金またはアルミニウ
ムとチタンの合金と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層構造とすることが好
ましい。
ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコ
ン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層し
て形成することができる。また、ゲート絶縁層４０２として、有機シランガスを用いたＣ
ＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪
酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化
学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタ
メチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、
トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ
（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
半導体層、ｎ＋層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッ
チング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウエットエッチングを用い
ることができる。
ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ
法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅ
ｓｏｎａｎｃｅ）やＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）
などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる。また、Ｉ
ＣＰエッチング装置と比べて広い面積に渡って一様な放電が得られやすいドライエッチン
グ装置としては、上部電極を接地させ、下部電極に１３．５６ＭＨｚの高周波電源を接続
し、さらに下部電極に３．２ＭＨｚの低周波電源を接続したＥＣＣＰ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ
Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）モードのエッチング装置
がある。このＥＣＣＰモードのエッチング装置であれば、例えば基板として、第１０世代
の３ｍを超えるサイズの基板を用いる場合にも対応することができる。
所望の加工形状にエッチングできるように、エッチング条件（コイル型の電極に印加され
る電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節する。
所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング
液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。
配線層４０５ａ、４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ば
れた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金等
が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持た
せることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点
があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性
材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（
Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれた元素、
または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金、または上述
した元素を成分とする窒化物で形成する。
ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、配線層４０５ａ、４
０５ｂを大気に触れさせることなく連続的に形成してもよい。大気に触れさせることなく
連続成膜することで、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく
各積層界面を形成することができるので、薄膜トランジスタ特性のばらつきを低減するこ
とができる。
なお、半導体層４０３は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する半導体層であ
る。
薄膜トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜
、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法などを用いて得られ
る窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タ
ンタル膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン
、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、
低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ
（リンボロンガラス）等を用いることができる。
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓ
ｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキ
ル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有してい
ても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４０７
として用いることができる。
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７を形成し
てもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。
また、多階調マスクにより形成した複数（代表的には二種類）の厚さの領域を有するレジ
ストマスクを用いると、レジストマスクの数を減らすことができるため、工程簡略化、低
コスト化が図れる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
（実施の形態３）
実施の形態２において、カラーフィルタを液晶層を挟持する基板の外側に設ける例を図４
に示す。なお、実施の形態１及び実施の形態２と同様なものに関しては同様の材料及び作
製方法を適用することができ、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略
する。
図４（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図４（Ｂ）は、
図４（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
図４（Ａ）の平面図においては、実施の形態２と同様に、複数のソース配線層（配線層４
０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置され
ている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交す
る方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配線
層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線
層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸
している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形の
空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層及び第２の共通電極層と、
第１の共通電極層が液晶層４４４を介して配置されている。画素電極層を駆動する薄膜ト
ランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタ
は、マトリクス状に複数配置されている。
図４においては、薄膜トランジスタ４２０を覆って層間膜４１３を形成し、層間膜４１３
上に構造体４４９を形成する際、構造体４４９をエッチング加工によって形成した後、層
間膜４１３に、後に形成される第１電極４４７を薄膜トランジスタ４２０に接続するため
のコンタクトホールを開口する例である。画素電極層である第１の電極層４４７は、層間
膜４１３に形成したコンタクトホール及び構造体４４９を覆って連続的に形成されている
。
図４の液晶表示装置は、カラーフィルタ４５０が第２の基板４４２と偏光板４４３ｂの間
に設けられている。このように、液晶層４４４を挟持する第１の基板４４１及び第２の基
板４４２の外側にカラーフィルタ４５０を設けてもよい。
図４の液晶表示装置の作製工程を図１７（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。
なお、図１７（Ａ）乃至（Ｄ）では含まれる画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共
通電極層は省略している。例えば、画素電極層、第１の共通電極層及び第２の共通電極層
は実施の形態１及び実施の形態２の構造を用いることができ、液晶層において突出して設
けられた構造体上の画素電極層が第１の共通電極層及び第２の共通電極層間に配置されて
生じる斜め電界モードを適用することができる。
図１７（Ａ）に示すように、第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、
液晶層４５８を間に挟持させてシール材４５６ａ、４５６ｂで固着する。液晶層４５８を
形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４
２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる
。
液晶層４５８には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。液晶層４５８は、液晶、カイラル
剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
図１７（Ｂ）に示すように、液晶層４５８に、光４５７を照射して高分子安定化処理を行
い、液晶層４４４を形成する。光４５７は、液晶層４５８に含まれる光硬化樹脂、及び光
重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶
層４５８がブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子
安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
次に図１７（Ｃ）に示すように、視認側である第２の基板４４２側にカラーフィルタ４５
０を設ける。カラーフィルタ４５０は、一対の基板４５９ａ及び基板４５９ｂの間に、カ
ラーフィルタ層として機能する有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃ及び
ブラックマトリクス層として機能する遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄを
含み、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃの間に遮光層４５５ａ、４５
５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄがそれぞれ形成される構成である。
図１７（Ｄ）に示すように、第１の基板４４１の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板
４４３ａを、カラーフィルタ４５０の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを
設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよ
い。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示
装置を完成させることができる。
また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分
断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程に
よる液晶層への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第
１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。
図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子
基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように
照射される。
液晶層中に突出して形成された構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極
層及び第２の共通電極層の間に配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の
共通電極層及び第１の基板に設けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成する
ことによって、液晶層全体に斜め電界を形成することが可能となる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
（実施の形態４）
遮光層（ブラックマトリクス）を有する液晶表示装置を、図５を用いて説明する。
図５に示す液晶表示装置は、実施の形態２の図２（Ａ）（Ｂ）で示す液晶表示装置におい
て、対向基板である第２の基板４４２側にさらに遮光層４１４を形成する例である。よっ
て、実施の形態２と同様なものに関しては同様の材料及び作製方法を適用することができ
、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
図５（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２の断
面図である。なお、図５（Ａ）の平面図では素子基板側のみ図示しており、対向基板側の
記載は省略している。
第２の基板４４２の液晶層４４４側に、遮光層４１４が形成され、平坦化膜として絶縁層
４１５が形成されている。遮光層４１４は、液晶層４４４を介して薄膜トランジスタ４２
０と対応する領域（薄膜トランジスタの半導体層と重畳する領域）に形成することが好ま
しい。遮光層４１４が薄膜トランジスタ４２０の少なくとも半導体層４０３上方を覆うよ
うに配置されるように、第１の基板４４１及び第２の基板４４２は液晶層４４４を挟持し
て固着される。
遮光層４１４は、光を反射、又は吸収し、遮光性を有する材料を用いる。例えば、黒色の
有機樹脂を用いることができ、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料
系の黒色樹脂やカーボンブラック、チタンブラック等を混合させて形成すればよい。また
、遮光性の金属膜を用いることもでき、例えばクロム、モリブデン、ニッケル、チタン、
コバルト、銅、タングステン、又はアルミニウムなどを用いればよい。
遮光層４１４の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ
法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェ
ット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）などの湿式法を用い、必要に応じてエッチ
ング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すれば
よい。
絶縁層４１５もアクリルやポリイミドなどの有機樹脂などを用いて、スピンコートや各種
印刷法などの塗布法で形成すればよい。
このようにさらに対向基板側に遮光層４１４を設けると、よりコントラスト向上や薄膜ト
ランジスタの安定化の効果を高めることができる。遮光層４１４は薄膜トランジスタ４２
０の半導体層４０３への光の入射を遮断することができるため、半導体の光感度による薄
膜トランジスタ４２０の電気特性の変動を防止しより安定化させる。また、遮光層４１４
は隣り合う画素への光漏れを防止することもできるため、より高コントラスト及び高精細
な表示を行うことが可能になる。よって、液晶表示装置の高精細、高信頼性を達成するこ
とができる。
液晶層中に突出して形成された構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極
層及び第２の共通電極層の間に配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の
共通電極層及び第１の基板に設けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成する
ことによって、液晶層全体に斜め電界を形成することが可能となる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態５）
遮光層（ブラックマトリクス）を有する液晶表示装置を、図６を用いて説明する。
図６に示す液晶表示装置は、実施の形態２の図２（Ａ）（Ｂ）で示す液晶表示装置におい
て、素子基板である第１の基板４４１側に層間膜４１３の一部として遮光層４１４を形成
する例である。よって、実施の形態２と同様なものに関しては同様の材料及び作製方法を
適用することができ、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
図６（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２の断
面図である。
層間膜４１３は遮光層４１４及び有彩色の透光性樹脂層４１７を含む。遮光層４１４は、
素子基板である第１の基板４４１側に設けられており、薄膜トランジスタ４２０上（少な
くとも薄膜トランジスタの半導体層と覆う領域）に絶縁膜４０７を介して形成され、半導
体層に対する遮光層として機能する。一方、有彩色の透光性樹脂層４１７は、第１の電極
層４４７、第２の電極層４４６及び第３の電極層４４８に重なる領域に形成され、カラー
フィルタ層として機能する。図６（Ｂ）の液晶表示装置において、第３の電極層４４８の
一部は、遮光層４１４上に形成され、その上に液晶層４４４が設けられている。
遮光層４１４を層間膜として用いるため、黒色の有機樹脂を用いることが好ましい。例え
ば、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブ
ラック、チタンブラック等を混合させて形成すればよい。遮光層４１４の形成方法は材料
に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、ス
クリーン印刷、オフセット印刷等）などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ド
ライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
このように遮光層４１４を設けると、遮光層４１４は、画素の開口率を低下させることな
く薄膜トランジスタ４２０の半導体層４０３への光の入射を遮断することができ、薄膜ト
ランジスタ４２０の電気特性の変動を防止し安定化する効果を得られる。また、遮光層４
１４は隣り合う画素への光漏れを防止することもできるため、より高コントラスト及び高
精細な表示を行うことが可能になる。よって、液晶表示装置の高精細、高信頼性を達成す
ることができる。
また、有彩色の透光性樹脂層４１７は、カラーフィルタ層として機能させることができる
。カラーフィルタ層を対向基板側に設ける場合、薄膜トランジスタが形成される素子基板
との、正確な画素領域の位置合わせが難しく画質を損なう恐れがあるが、層間膜に含まれ
る有彩色の透光性樹脂層４１７をカラーフィルタ層として直接素子基板側に形成するので
より精密な形成領域の制御ができ、微細なパターンの画素にも対応することができる。ま
た、層間膜とカラーフィルタ層を同一の絶縁層で兼ねるので、工程が簡略化しより低コス
トで液晶表示装置を作製可能となる。
液晶層中に突出して形成された構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極
層及び第２の共通電極層の間に配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の
共通電極層及び第１の基板に設けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成する
ことによって、液晶層全体に斜め電界を形成することが可能となる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態６）
実施の形態１乃至５において、液晶表示装置に適用できる薄膜トランジスタの他の例を示
す。なお、実施の形態２乃至５と同様なものに関しては同様の材料及び作製方法を適用す
ることができ、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
ソース電極層及びドレイン電極層と半導体層とがｎ＋層を介さずに接する構成の薄膜トラ
ンジスタを有する液晶表示装置の例を図１０に示す。
図１０（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図１０（Ｂ）
は、図１０（Ａ）の線Ｖ１−Ｖ２における断面図である。
図１０（Ａ）の平面図においては、実施の形態２と同様に、複数のソース配線層（配線層
４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置さ
れている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交
する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配
線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配
線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延
伸している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形
の空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層、第１の共通電極層及び
第２の共通電極層が配置されている。画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２２は、
図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複
数配置されている。
薄膜トランジスタ４２２、有彩色の透光性樹脂層である層間膜４１３、及び第１の電極層
４４７が設けられた第１の基板４４１と、第２の電極層４４６が設けられた第２の基板４
４２とは液晶層４４４を間に挟持して固着されている。
薄膜トランジスタ４２２は、ソース電極層及びドレイン電極層として機能する配線層４０
５ａ、４０５ｂと半導体層４０３とがｎ＋層を介さずに接する構成である。
液晶層中に突出して形成された構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極
層及び第２の共通電極層の間に配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の
共通電極層及び第１の基板に設けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成する
ことによって、液晶層全体に斜め電界を形成することが可能となる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態７）
実施の形態１乃至５において、液晶表示装置に適用できる薄膜トランジスタの他の例を、
図９を用いて説明する。
図９（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図９（Ｂ）は、
図９（Ａ）の線Ｚ１−Ｚ２における断面図である。
図９（Ａ）の平面図においては、実施の形態２と同様に、複数のソース配線層（配線層４
０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置され
ている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交す
る方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配線
層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線
層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸
している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形の
空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層、第１の共通電極層及び第
２の共通電極層が配置されている。画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２１は、図
中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数
配置されている。
薄膜トランジスタ４２１、有彩色の透光性樹脂層である層間膜４１３、及び第１の電極層
４４７が設けられた第１の基板４４１と、第２の電極層４４６が設けられた第２の基板４
４２とは液晶層４４４を間に挟持して固着されている。
薄膜トランジスタ４２１はボトムゲート型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する
基板である第１の基板４４１上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、ソース電
極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂ、ソース領域又はドレ
イン領域として機能するｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、及び半導体層４０３を含む。また、
薄膜トランジスタ４２１を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７が設けられている
。
なお、ｎ＋層４０４ａ、４０４ｂを、ゲート絶縁層４０２と配線層４０５ａ、４０５ｂの
間に設ける構造としてもよい。また、ｎ＋層をゲート絶縁層及び配線層の間と、配線層と
半導体層の間と両方に設ける構造としてもよい。
薄膜トランジスタ４２１は、薄膜トランジスタ４２１を含む領域全てにおいてゲート絶縁
層４０２が存在し、ゲート絶縁層４０２と絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１
の間にゲート電極層４０１が設けられている。ゲート絶縁層４０２上には配線層４０５ａ
、４０５ｂ、及びｎ＋層４０４ａ、４０４ｂが設けられている。そして、ゲート絶縁層４
０２、配線層４０５ａ、４０５ｂ、及びｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ上に半導体層４０３が
設けられている。また、図示しないが、ゲート絶縁層４０２上には配線層４０５ａ、４０
５ｂに加えて配線層を有し、該配線層は半導体層４０３の外周部より外側に延在している
。
液晶層中に突出して形成された構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極
層及び第２の共通電極層の間に配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の
共通電極層及び第１の基板に設けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成する
ことによって、液晶層全体に斜め電界を形成することが可能となる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態８）
実施の形態２乃至５において、液晶表示装置に適用できる薄膜トランジスタの他の例を示
す。なお、実施の形態２乃至５と同様なものに関しては同様の材料及び作製方法を適用す
ることができ、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
ソース電極層及びドレイン電極層と半導体層とが、ｎ＋層を介さずに接する構成の薄膜ト
ランジスタを有する液晶表示装置の例を図１１に示す。
図１１（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図１１（Ｂ）
は、図１１（Ａ）の線Ｙ１−Ｙ２における断面図である。
図１１（Ａ）の平面図においては、実施の形態２と同様に、複数のソース配線層（配線層
４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置さ
れている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交
する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配
線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配
線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延
伸している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形
の空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層、第１の共通電極層及び
第２の共通電極層が配置されている。画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２３は、
図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複
数配置されている。
薄膜トランジスタ４２３、有彩色の透光性樹脂層である層間膜４１３、及び第１の電極層
４４７が設けられた第１の基板４４１と、第２の電極層４４６が設けられた第２の基板４
４２とは液晶層４４４を間に挟持して固着されている。
薄膜トランジスタ４２３は、薄膜トランジスタ４２３を含む領域全てにおいてゲート絶縁
層４０２が存在し、ゲート絶縁層４０２と絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１
の間にゲート電極層４０１が設けられている。ゲート絶縁層４０２上には配線層４０５ａ
、４０５ｂが設けられている。そして、ゲート絶縁層４０２、配線層４０５ａ、４０５ｂ
上に半導体層４０３が設けられている。また、図示しないが、ゲート絶縁層４０２上には
配線層４０５ａ、４０５ｂに加えて配線層を有し、該配線層は半導体層４０３の外周部よ
り外側に延在している。
液晶層中に突出して形成された構造体上に設けられ、液晶層中において、第１の共通電極
層及び第２の共通電極層の間に配置された画素電極層と、第２の基板に設けられた第１の
共通電極層及び第１の基板に設けられた第２の共通電極層それぞれと斜め電界を形成する
ことによって、液晶層全体に斜め電界を形成することが可能となる。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を
高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態９）
上記実施の形態１乃至８において、薄膜トランジスタの半導体層に用いることのできる材
料の例を説明する。本明細書で開示する液晶表示装置が有する薄膜トランジスタの半導体
層に用いられる半導体材料は特に限定されない。
半導体素子が有する半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材
料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファス、以下
「ＡＳ」ともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して
結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶（セミアモルファス若しくはマイクロクリスタ
ルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。半導体
層はスパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる
。
微結晶半導体膜は、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安
定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半
導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対
して法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマ
ンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている
。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ
−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダング
リングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上
含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含
ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られ
る。
この微結晶半導体膜は、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ装置、
または周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置により形成することができ
る。代表的には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、
ＳｉＦ４などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。また、水素化珪素及
び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種
の希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化
珪素に対して水素の流量比を５倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下
、更に好ましくは１００倍とする。
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体と
しては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には
、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂
高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料と
して用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリ
コンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶
半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほか
ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用
いることができる。
半導体層に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、種々の方
法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた
熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶
化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質
珪素膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって
非晶質珪素膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させる。
これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると非晶質珪素膜が破壊されて
しまうからである。
非晶質半導体膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体膜の表
面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ
法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法
を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整
が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面の濡れ性を改
善し、非晶質半導体膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光
の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等によ
り、酸化膜を成膜することが望ましい。
また、非晶質半導体膜を結晶化し、結晶性半導体膜を形成する結晶化工程で、非晶質半導
体膜に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０
℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行ってもよい。結晶化を助長（促進）す
る元素としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ
）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）
、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いること
ができる。
結晶化を助長する元素を結晶性半導体膜から除去、又は軽減するため、結晶性半導体膜に
接して、不純物元素を含む半導体膜を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不
純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素、ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素
などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（
Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴ
ン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用
いることができる。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体膜に、希ガス元素を含む半
導体膜を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体
膜中に含まれる結晶化を促進する元素は、希ガス元素を含む半導体膜中に移動し、結晶性
半導体膜中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減される。その後、ゲッタリングシン
クとなった希ガス元素を含む半導体膜を除去する。
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、
熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
また、結晶性半導体膜を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、プラズマ
法を用いて、結晶性半導体膜を選択的に基板に形成してもよい。
また半導体層に、酸化物半導体を用いてもよい。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ
（ＳｎＯ２）なども用いることができる。ＺｎＯを半導体層に用いる場合、ゲート絶縁層
をＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、それらの積層などを用い、ゲート電極層、ソース電
極層、ドレイン電極層としては、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｔｉなどを用いることができる。また、
ＺｎＯにＩｎやＧａなどを添加することもできる。
酸化物半導体としてＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることが
できる。なお、Ｍは、ガリウム（Ｇａ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍ
ｎ）及びコバルト（Ｃｏ）から選ばれた一の金属元素又は複数の金属元素を示す。例えば
Ｍとして、Ｇａの場合があることの他、ＧａとＮｉ又はＧａとＦｅなど、Ｇａ以外の上記
金属元素が含まれる場合がある。また、上記酸化物半導体において、Ｍとして含まれる金
属元素の他に、不純物元素としてＦｅ、Ｎｉその他の遷移金属元素、又は該遷移金属の酸
化物が含まれているものがある。例えば、酸化物半導体層としてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系
非単結晶膜を用いることができる。
酸化物半導体層（ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）膜）としてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系
非単結晶膜のかわりに、Ｍを他の金属元素とするＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）膜を
用いてもよい。
ブルー相の液晶材料を用いると、配向膜へのラビング処理も不要となるため、ラビング処
理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の
不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させることが可
能となる。特に、酸化物半導体層を用いる薄膜トランジスタは、静電気の影響により薄膜
トランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸
化物半導体層を用いる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置にブルー相の液晶材料を用
いることはより効果的である。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態１０）
本明細書に開示する発明は、パッシブマトリクス型の液晶表示装置でもアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置にも適用することができる。パッシブマトリクス型の液晶表示装置
の例を、図３を用いて説明する。液晶表示装置の上面図を図３（Ａ）に、図３（Ａ）にお
ける線Ａ−Ｂの断面図を図３（Ｂ）に示す。また、図３（Ａ）には、液晶層１７０３、対
向基板である基板１７１０、偏光板１７１４ａ、１７１４ｂなどは省略され図示されてい
ないが、図３（Ｂ）で示すようにそれぞれ設けられている。
図３（Ａ）（Ｂ）は、偏光板１７１４ａが設けられた基板１７００と偏光板１７１４ｂが
設けられた基板１７１０とが、ブルー相を示す液晶材料を用いた液晶層１７０３を間に挟
持して対向するように配置された液晶表示装置である。基板１７００と液晶層１７０３と
の間には構造体１７０７ａ、１７０７ｂ、１７０７ｃ、画素電極層１７０１ａ、１７０１
ｂ、１７０１ｃ、及び第２の共通電極層１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃが設けられ
ており、基板１７１０と液晶層１７０３との間には第１の共通電極層１７０５ａ、１７０
５ｂ、１７０５ｃが形成されている。構造体１７０７ａ、１７０７ｂ、１７０７ｃは基板
１７００の液晶層１７０３側の面から液晶層１７０３中に突出して設けられている。
画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃ、第１の共通電極層１７０５ａ、１７０
５ｂ、１７０５ｃ、及び第２の共通電極層１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃは開口パ
ターンを有する形状であり、液晶素子１７１３の画素領域において長方形の開口（スリッ
ト）を有している。
第２の共通電極層１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃは基板１７００上、第１の共通電
極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃは基板１７１０上にそれぞれ形成され、液晶層
１７０３を介して対向するように配置される。第１の共通電極層１７０５ａ、１７０５ｂ
、１７０５ｃ及び第２の共通電極層１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃは少なくとも画
素領域において同形状であり液晶層１７０３を介して重畳するように配置されると、画素
の開口率を低下させないために好ましい。
画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃは基板１７００の液晶層１７０３側の面
から液晶層１７０３中に突出して設けられた構造体１７０７ａ、１７０７ｂ、１７０７ｃ
上に形成され、液晶層１７０３の膜厚方向において画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、
１７０１ｃは第１の共通電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃと第２の共通電極層
１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃとの間に配置される。
画素電極層が第１の共通電極層と第２の共通電極層との間に配置されるのであれば、実施
の形態１で示したように第１の共通電極層及び第２の共通電極層も液晶層中に突出して設
けられた構造体上に形成してもよい。
画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃは、液晶層１７０３中に突出して形成さ
れた構造体１７０７ａ、１７０７ｂ、１７０７ｃ上に設けられ、液晶層１７０３中におい
て、第１の共通電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃ及び第２の共通電極層１７０
６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃの間に配置される。このため、画素電極層１７０１ａ、１
７０１ｂ、１７０１ｃと基板１７１０に設けられた第１の共通電極層１７０５ａ、１７０
５ｂ、１７０５ｃ、及び画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃと基板１７００
に設けられた第２の共通電極層１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃそれぞれの間で斜め
電界を形成することによって、液晶層１７０３全体に斜め電界を形成することが可能とな
る。
従って、膜厚方向も含め液晶層全体における液晶分子を応答させることができ、白透過率
が向上する。よって白透過率と黒透過率との比であるコントラスト比も高くすることがで
きる。
また、カラーフィルタとして機能する着色層を設けてもよく、カラーフィルタは基板１７
００及び基板１７１０の液晶層１７０３に対して内側に設けてもよいし、基板１７１０と
偏光板１７１４ｂの間、又は基板１７００と偏光板１７１４ａの間に設けてもよい。
カラーフィルタは、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）
、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無
くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。なお、バックライ
ト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継
時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設
けない場合もある。
画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃ、第１の共通電極層１７０５ａ、１７０
５ｂ、１７０５ｃ及び第２の共通電極層１７０６ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃは、インジ
ウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎ
ｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した
導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化
タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チ
タンを含むインジウム錫酸化物、またはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジル
コニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル
（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白
金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、
若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
以上のように、ブルー相を示す液晶層を用いたパッシブマトリクス型の液晶表示装置にお
いて、コントラスト比を高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態１１）
薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表
示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、薄膜トランジスタを駆動回
路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成す
ることができる。
液晶表示装置は表示素子として液晶素子（液晶表示素子ともいう）を含む。
また、液晶表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントロ
ーラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該液晶表示装置を
作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素
子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、
具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極とな
る導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても
良いし、あらゆる形態があてはまる。
なお、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしく
は光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂ
ｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が
取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモ
ジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集
積回路）が直接実装されたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。
液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観及び断面について、図１２を用い
て説明する。図１２（Ａ）（Ｂ）は、第１の基板４００１上に形成された薄膜トランジス
タ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材
４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ１）（
Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲む
ようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回
路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査
線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６
とによって、液晶層４００８と共に封止されている。
また、図１２（Ａ１）は第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている
領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形
成された信号線駆動回路４００３が実装されている。なお、図１２（Ａ２）は信号線駆動
回路の一部を第１の基板４００１上に設けられた薄膜トランジスタで形成する例であり、
第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ別途用意された基板
上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装さ
れている。
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、
ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図１２（Ａ１）
は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図１２（Ａ２）は、
ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３ａを実装する例である。
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、
薄膜トランジスタを複数有しており、図１２（Ｂ）では、画素部４００２に含まれる薄膜
トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１
とを例示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜
４０２１が設けられている。
薄膜トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態２乃至９に示す薄膜トランジスタを
適用することができる。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型薄膜トラン
ジスタである。
また、第１の基板４００１上、層間膜４０２１上に液晶層４００８中に突出して設けられ
た第１の構造体４０３７上に画素電極層４０３０が形成され、画素電極層４０３０は、薄
膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている。層間膜４０２１上には第２の共通電
極層４０３６も形成されている。液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、第１の共通
電極層４０３１、第２の共通電極層４０３６及び液晶層４００８を含む。なお、第１の基
板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２、４０３３が設けら
れている。第１の共通電極層４０３１は第２の基板４００６側、液晶層４００８中に突出
して設けられた第２の構造体４０３８上に設けられ、画素電極層４０３０及び第２の共通
電極層４０３６と第１の共通電極層４０３１とは液晶層４００８を介して積層する構成と
なっている。
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラ
スチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａ
ｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド
）フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。
また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシー
トを用いることもできる。
また４０３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、
液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のス
ペーサを用いていても良い。なお、液晶層４００８を用いる液晶表示装置は、液晶層４０
０８の膜厚（セルギャップ）を５μｍ以上２０μｍ程度とすることが好ましい。
なお図１２は透過型液晶表示装置の例であるが、半透過型液晶表示装置でも適用できる。
また、図１２の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設ける例を示すが、
偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すれ
ばよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。
層間膜４０２１は、有彩色の透光性樹脂層であり、カラーフィルタ層として機能する。ま
た、層間膜４０２１の一部を遮光層としてもよい。図１２においては、薄膜トランジスタ
４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられ
ている。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上や薄膜トランジス
タの安定化の効果を高めることができる。
薄膜トランジスタの保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特
に限定されない。
なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防
ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜
、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウ
ム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成す
ればよい。
また、保護膜を形成した後に、半導体層のアニール（３００℃〜４００℃）を行ってもよ
い。
また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成する場合、ポリイミド、アクリル
、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いるこ
とができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系
樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層を形成してもよ
い。
積層する絶縁層の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法
、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン
印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイ
フコーター等を用いることができる。絶縁層を材料液を用いて形成する場合、ベークする
工程で同時に、半導体層のアニール（２００℃〜４００℃）を行ってもよい。絶縁層の焼
成工程と半導体層のアニールを兼ねることで効率よく液晶表示装置を作製することが可能
となる。
画素電極層４０３０、第１の共通電極層４０３１及び第２の共通電極層４０３６は、酸化
タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、
酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム
錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したイン
ジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
また、画素電極層４０３０、第１の共通電極層４０３１及び第２の共通電極層４０３６は
タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）
、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（
Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅
（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は
複数種を用いて形成することができる。
また、画素電極層４０３０、第１の共通電極層４０３１及び第２の共通電極層４０３６と
して、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成するこ
とができる。
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４
００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
また、薄膜トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線またはソース
線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路
は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
図１２では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、
端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン
電極層と同じ導電膜で形成されている。
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介し
て電気的に接続されている。
また図１２においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実
装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して
実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成し
て実装しても良い。
図１６は、本明細書に開示する液晶表示装置として液晶表示モジュールを構成する一例を
示している。
図１６は液晶表示モジュールの一例であり、素子基板２６００と対向基板２６０１がシー
ル材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む素子層２６０３、液晶層を含む表
示素子２６０４、カラーフィルタとして機能する有彩色の透光性樹脂層を含む層間膜２６
０５が設けられ表示領域を形成している。有彩色の透光性樹脂層を含む層間膜２６０５は
カラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した
有彩色の透光性樹脂層が各画素に対応して設けられている。素子基板２６００と対向基板
２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている
。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレ
キシブル配線基板２６０９により素子基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コ
ントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また、光源として、白色
のダイオードを用いてもよい。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積
層してもよい。
以上の工程により、液晶表示装置として信頼性の高い液晶表示パネルを作製することがで
きる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
（実施の形態１２）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用するこ
とができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョ
ン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯
型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げら
れる。
図１３（Ａ）は、テレビジョン装置９６００の一例を示している。テレビジョン装置９６
００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映
像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１
を支持した構成を示している。
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー
９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機
９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図１３（Ｂ）は、デジタルフォトフレーム９７００の一例を示している。例えば、デジタ
ルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示
部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影
した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳ
Ｂケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構
成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に
備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒
体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像デー
タを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい
。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
図１４（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成さ
れており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部
９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図
１４（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８
６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９
８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、
化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振
動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）等を備え
ている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書
に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構
成とすることができる。図１４（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されている
プログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通
信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図１４（Ａ）に示す携帯型遊技機が有す
る機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
図１４（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシン９９００の一例を示している。スロット
マシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロット
マシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン
投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述の
ものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよ
く、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
図１５（Ａ）は、携帯電話機１０００の一例を示している。携帯電話機１０００は、筐体
１００１に組み込まれた表示部１００２の他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１０
０４、スピーカ１００５、マイク１００６などを備えている。
図１５（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、表示部１００２を指などで触れることで、情
報を入力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部
１００２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部１００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部１００２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部１００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
また、携帯電話機１０００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを
有する検出装置を設けることで、携帯電話機１０００の向き（縦か横か）を判断して、表
示部１００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部１００２を触れること、又は筐体１００１の操作
ボタン１００３の操作により行われる。また、表示部１００２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部１００２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部１００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部１００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部１０
０２に掌や指を触れることで、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことがで
きる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
図１５（Ｂ）も携帯電話機の一例である。図１５（Ｂ）の携帯電話機は、筐体９４１１に
、表示部９４１２、及び操作ボタン９４１３を含む表示装置９４１０と、筐体９４０１に
操作ボタン９４０２、外部入力端子９４０３、マイク９４０４、スピーカ９４０５、及び
着信時に発光する発光部９４０６を含む通信装置９４００とを有しており、表示機能を有
する表示装置９４１０は電話機能を有する通信装置９４００と矢印の２方向に脱着可能で
ある。よって、表示装置９４１０と通信装置９４００の短軸同士を取り付けることも、表
示装置９４１０と通信装置９４００の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機
能のみを必要とする場合、通信装置９４００より表示装置９４１０を取り外し、表示装置
９４１０を単独で用いることもできる。通信装置９４００と表示装置９４１０とは無線通
信又は有線通信により画像又は入力情報を授受することができ、それぞれ充電可能なバッ
テリーを有する。

Claims (10)

  1. ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
    前記第２の基板と前記液晶層との間に設けられた開口パターンを有する第２の電極層と、
    前記第２の電極層と重畳し前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた開口パターンを有する第３の電極層と、
    前記第３の電極層の開口パターンの間に設けられ、前記第１の基板の前記液晶層側の面から前記液晶層中に突出する構造体と、
    前記構造体の上部に設けられ前記液晶層中において前記第２の電極層と前記第３の電極層との間に配置される開口パターンを有する第１の電極層とを有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
    前記第２の基板の前記液晶層側の面から前記液晶層中に突出する第２の構造体と、
    前記第２の構造体の上部に設けられた開口パターンを有する第２の電極層と、
    前記第２の電極層と重畳し前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた開口パターンを有する第３の電極層と、
    前記第３の電極層の開口パターンの間に設けられ、前記第１の基板の前記液晶層側の面から前記液晶層中に突出する第１の構造体と、
    前記第１の構造体の上部に設けられ前記液晶層中において前記第２の電極層と前記第３の電極層との間に配置される開口パターンを有する第１の電極層とを有することを特徴とする液晶表示装置。
  3. ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
    前記第２の基板の前記液晶層側の面から前記液晶層中に突出する第２の構造体と、
    前記第２の構造体の上部に設けられた開口パターンを有する第２の電極層と、
    前記第１の基板の前記液晶層側の面から前記液晶層中に突出する第３の構造体と、
    前記第２の電極層と重畳し前記第３の構造体の上部に設けられた開口パターンを有する第３の電極層と、
    前記第３の電極層の開口パターンの間に設けられ、前記第１の基板の前記液晶層側の面から前記液晶層中に突出する第１の構造体と、
    前記第１の構造体の上部に設けられ前記液晶層中において前記第２の電極層と前記第３の電極層との間に配置される開口パターンを有する第１の電極層とを有することを特徴とする液晶表示装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
    前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の距離と、前記第１の電極層と前記第３の電極層との間の距離は等しいことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 請求項１又は請求項２において、
    前記第１の電極層、前記第２の電極層、及び前記第３の電極層は前記液晶層に接していることを特徴とする液晶表示装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
    前記第１の電極層、前記第２の電極層、及び前記第３の電極層は櫛歯状であることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、
    前記液晶層は、カイラル剤を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
    前記液晶層は、光硬化樹脂及び光重合開始剤を有することを特徴とする液晶表示装置。
  9. 請求項１乃至８のいずれか一項において、
    前記第１の基板と、前記第１の電極層及び前記第３の電極層との間に薄膜トランジスタが設けられ、
    前記第１の電極層は前記薄膜トランジスタと電気的に接続していることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 請求項９において、
    前記薄膜トランジスタと、前記第１の電極層及び前記第３の電極層との間には有彩色の透光性樹脂層が設けられることを特徴とする液晶表示装置。
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