JPH0572515A - 散乱型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 散乱型液晶表示装置において、高品質の画像
を表示できるようにすると共に信頼性を高める。 【構成】 散乱型液晶表示装置10は、ガラス基板11と、
ガラス基板11上に設けられた画素電極27と、ガラス基板
11に対向配置された対向基板12と、対向基板12上に設け
られた対向電極13と、画素電極27及び対向電極13の間に
配置された液晶保持用のポリイミド膜51と、ポリイミド
膜51に設けられた複数の穴52と、該穴52の中に充填され
たカイラル化合物を含む液晶61とを備えている。ガラス
基板11上には、画素電極27の他に画素電極27を駆動する
ためのＴＦＴアレイ20が形成されている。画素電極27及
びＴＦＴアレイ20とポリイミド膜51との間には、パッシ
ベ−ション膜28が設けられており、対向電極13とポリイ
ミド膜51との間には、パッシベ−ション膜62が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、散乱型液晶表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶の相転移、流動性
等の光学的性質や電界等による分子配向制御方式の違い
により、種々の異なる型式のものがある。このうちの一
つに散乱型液晶表示装置があり、一般に普及している。
このような散乱型液晶表示装置について、図10を参照し
て説明する。

【０００３】図10(a) に部分断面図で示す散乱型液晶表
示装置としての液晶パネル100 の製造は以下のように行
われる。即ち、先ず、絶縁性基板上に電極が形成された
一対の基板101 を適当な間隙を隔てて貼り合わせ、この
間隙に紫外線重合型の高分子化合物前駆体及び液晶材料
の混合物を充填し、封入する。次に、紫外線を照射する
と、高分子化合物前駆体が重合し、相分離が起こる。こ
の際、液晶相102 を構成する液晶分子103 は高分子化合
物104 の網目構造中に分散し、担体となる高分子化合物
との界面105 に沿って配向する。

【０００４】以上のように製造された液晶パネル100 に
より画像表示を行う際には、図10(a) に示すように電圧
を印加しない状態では、液晶パネル100 中における液晶
分子の配向方向はランダムとなり、液晶パネル100 に入
射する光を散乱する。次に、この高分子分散型液晶層に
電圧を印加すると、図10(b) に示すように液晶分子が電
解方向に配向するため、光の散乱作用が減少し透明とな
る。

【０００５】このように従来の散乱型液晶表示装置では
散乱状態と透明状態とを印加電圧で制御することによ
り、画像表示を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置において
は、より簡単に製造することができ、同時により高い表
示特性や信頼性が得られることが一般に望まれている。

【０００７】しかしながら、前述した従来の高分子分散
型液晶の電気光学特性は、高分子化合物の網目構造に大
きく左右される。即ち網目構造中に分散する液晶層の大
きさの平均値及び分布により、散乱特性が変化する。従
って、適切な電気光学特性を得るためには、高分子網目
構造の微妙な制御を行わねばならず、高分子及び液晶材
料の調整、または照射する紫外線の照射量及び照射時間
の最適化などに重大な困難を生じてしまう。

【０００８】また、高分子化合物前駆体を紫外線照射に
よって重合する際、未反応物及び副生成物の残留によ
り、液晶パネルの表示特性及び信頼性に悪影響を及ぼす
という問題があった。

【０００９】本発明は上述した従来の問題点に鑑み成さ
れたものであり、高品質の画像を表示することができ、
信頼性が高い散乱型液晶表示装置を提供することを課題
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の散乱型液晶表示
装置は上述の課題を達成すべく、第１の基板と、第１の
基板上に設けられた画素電極と、画素電極の設けられた
側で第１の基板に対向して配置された第２の基板と、第
１の基板に対向する側において第２の基板上に設けられ
た対向電極と、画素電極及び対向電極の間に配置された
絶縁層と、絶縁層に設けられた複数の穴と、該穴の中に
充填されたカイラル化合物を含む液晶とを備えたことを
特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の液晶表示装置において、画素電極及び
対向電極間に電圧を印加すれば、絶縁層に電界が発生
し、絶縁層に設けられた複数の穴の中に充填されたカイ
ラル化合物を含む液晶が、電界方向に配向して透明にな
る。また、電圧を印加しなければ、配向方向はランダム
となり、液晶が入射光を散乱する。従って、液晶の散乱
状態と透明状態とを画素電極及び対向電極間の印加電圧
で制御すれば、液晶の散乱作用を用いて画素電極に応じ
た画素により表示を行うことができる。ここで液晶は、
画素電極及び対向電極の間に配置された絶縁層に設けら
れており例えばホトリソグラフィ手法により作成された
複数の穴の中に充填されているので、液晶の散乱特性を
最適にする担体の構造を作成することが容易となり、適
切な電気光学特性を容易に得ることができる。また、重
合反応を用いないで製造することができるので、不純物
の混入が効果的に低減されており、液晶パネルの表示特
性及び信頼性が改善される。

【００１２】次に示す本発明の実施例から、本発明のこ
のような作用がより明らかにされ、更に本発明の他の作
用が明らかにされよう。

【００１３】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。

【００１４】図１は、本発明の実施例である散乱型液晶
表示装置の要部構造を示す部分破断斜視図である。

【００１５】図１において、散乱型液晶表示装置10は、
第１の基板の一例としてのガラス基板11と、ガラス基板
11上に設けられた画素電極27と、ガラス基板11に対向配
置された第２の基板の一例としての対向基板12と、対向
基板12上に設けられた対向電極13と、画素電極27及び対
向電極13の間に配置された液晶保持用の絶縁層の一例と
してのポリイミド膜51と、ポリイミド膜51に設けられた
複数の穴52と、該穴52の中に充填されたカイラル化合物
を含む液晶61とを備えている。ガラス基板11上には、画
素電極27の他に画素電極27を駆動するためのＴＦＴ（薄
膜トランジスタ）アレイ20が形成されている。画素電極
27及びＴＦＴアレイ20とポリイミド膜51との間には、パ
ッシベ−ション膜28が設けられており、対向電極13とポ
リイミド膜51との間には、パッシベ−ション膜62が設け
られている。

【００１６】以上のように構成された散乱型液晶表示装
置10は、図１に示した基板11、ＴＦＴアレイ20等を含む
Ａ部分と、対向基板12等を含むＢ部分とを別々に作成し
た後、後述の如く貼り合わせることにより作成される。

【００１７】先ず、基板11、ＴＦＴアレイ20等を含むＡ
部分の作製手順について以下に述べる。

【００１８】図２及び図３は基板11上におけるＴＦＴア
レイの各作製工程における断面図及び平面図を夫々順次
示したものである。尚、これらの図及び以下の説明にお
いて、補助容量や補助容量電極線等、本発明に直接関係
しない部分は簡単化の為、省略する。

【００１９】最初に図２(a) 及び図３（a)に示すよう
に、ガラス基板11上にタンタルの薄膜をスパッタリング
法にて形成し、ホトリソグラフィの手法を用いてゲート
バスライン22を形成する。

【００２０】次に図２(b) 及び図３(b) に示すように、
ゲート絶縁膜である窒化シリコン膜23、非ドープアモル
ファスシリコン膜24、及びｎ＋アモルファスシリコン膜
25を順次プラズマＣＶＤ法により形成し、両アモルファ
スシリコン膜を島状にパターニングする。

【００２１】次いで図２(c) 及び図３(c) に示すよう
に、チタン膜をスパッタリング法により成膜し、ｎ＋シ
リコン膜と共にパターン化して、ソースバスライン26を
形成する。

【００２２】この後図２(d) 及び図３(d) に示すよう
に、ＩＴＯ膜をスパッタリング法により成膜し、画素電
極27としてパターン化する。更に窒化シリコン膜をプラ
ズマＣＶＤ法及びホトリソグラフィにより画面全体に形
成し、ＴＦＴ及び各電極のパッシベーション膜28とす
る。尚、図３(d) には、パッシベーション膜は描いてい
ない。

【００２３】ここで図４に示すように、前述のゲートバ
スライン22及びソースバスライン26は画面外のパネル周
辺部においてドライバＩＣを接続するための電極端子で
ある島状パターン31及び32に夫々接続されている。尚、
図４において、点線で囲まれた領域は、その拡大図であ
る図３で示した画面領域である。尚、33は後述する対向
電極用端子である。

【００２４】次に、図５に示すように、前述のパッシベ
ーション膜28の上にポリイミドの溶液をスピンナーで塗
布する。塗布後に約 250℃で焼成し、溶媒を除去し、ポ
リイミド膜51を形成する。この際、ポリイミド膜51の膜
厚は５μm とする。次に円状パターンが多数形成された
ホトマスクを用いて、ホトリソグラフィの手法によりポ
リイミド膜51に多数の穴52を設ける。本実施例で使用し
たマスクパターンは直径５μm の円を中心間距離 7.5μ
m 間隔で設置している。また、この円パターンは画素電
極上にのみ設け、その他のバスライン上又はＴＦＴ上に
は円パターンは無い。

【００２５】このようにして作成したパネルを真空装置
に入れ、10^-3 Torr 程度の真空環境にする。この状態
で、液晶分子の配列構造に旋回性を与える作用を有する
カイラル化合物であるコレステリックナノエートを混入
した液晶材料を、ポリイミド膜51表面一面に滴下する。
次に徐々に圧力を上げ、常圧に戻していくと、ポリイミ
ド膜51に形成された穴52の中に、図６に示すように液晶
61が侵入する。常圧に戻した後、スピンナーに載せて回
転し、ポリイミド膜51の上部に残留した余分な液晶を除
く。

【００２６】次に、図６に示すように、ポリイミド膜51
上に、第２のポリイミド膜であるパッシベ−ション膜62
をスピンナーで塗布し、焼成し、成膜する。この際、ポ
リイミド膜62の膜厚は 0.5μm とする。パネルの周辺部
に位置する前述の電極端子部上の膜はエッチングにより
除去する。

【００２７】以上の手順により、基板11、ＴＦＴアレイ
20等を含む図１に示したＡ部分が完成される。次に、か
かるＡ部分と貼り合わされる対向基板12及び対向電極13
を含むＢ部分の作成手順について以下に述べる。

【００２８】先ず図７に示すように、例えば、ガラス基
板から構成された対向基板12上に遮光パターン、即ち対
向するＴＦＴ基板の画素電極に対応する部分のみを開口
部71とするパターンをクロム膜72で形成する。その後、
その上にＩＴＯ膜をスパッタリング手法により成膜し、
対向電極13を形成する。

【００２９】次に、以上の手順により完成されたＡ部分
及びＢ部分を貼り合わせる方法について以下に述べる。

【００３０】図８に示すように、このＢ部分の周囲に、
直径５μm のプラスティックビーズを混入した熱硬化性
のシール樹脂82をスクリーン印刷の手法を用いて設け、
前述のＡ部分と真空中で貼り合わせる。この際、Ｂ部分
の四隅には導電性樹脂84を設け、Ｂ部分にあり、図１に
示した対向電極13を構成するＩＴＯ膜と、Ａ部分にあり
図４に示した基板11上の対向電極用電極線33とが接続さ
れるようにする。

【００３１】このようにしてＡ部分とＢ部分とを貼り合
わせた後、加熱処理を行い、シール樹脂を硬化させて、
図１に示した散乱型液晶表示装置10を完成させる。

【００３２】以上のように作成された散乱型液晶表示装
置10を動作させるためには、現行のＴＦＴ−ＬＣＤ（液
晶表示）装置と同様に、ドライバＩＣをゲートバスライ
ン22、ソースバスライン26及び対向電極13に夫々対応す
る電極端子に実装し、駆動回路に接続すればよい。この
結果、散乱型液晶表示装置10においては、画面内の各画
素電極27と対向電極13との間に印加される電圧を制御す
ることができる。

【００３３】従って、散乱型液晶表示装置10の動作の際
には、この印加電圧が小さいときは、図９(a) に示すよ
うに、穴52中の、カイラル化合物が混合された液晶61は
フォーカルコニック状態にあり、入射光を散乱する。印
加電圧が大きくなると、図９(b) に示すように液晶分子
の配向が変化し、入射光に対して透明状態になる。この
散乱と透明の度合いを印加電圧で制御することにより画
像表示を行うことができる。

【００３４】尚、本実施例では、絶縁層としてポリイミ
ド膜51を用いたが、その他、プラズマＣＶＤ法などによ
り成膜した窒化シリコン膜または酸化シリコン膜などを
用いても良い。

【００３５】また、必ずしもＴＦＴ駆動する必要はな
く、単純マトリクス構造を用いても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、液晶は、画素電極及び対向電極の間に配置された絶
縁層に設けられた複数の穴の中に充填されているので、
液晶の散乱特性を最適にする担体の構造を作成すること
が容易となり、即ち安定した散乱特性が容易に得られ、
適切な電気光学特性を容易に得ることができる。また、
重合反応を用いないで製造することができるので、不純
物の混入が効果的に低減されており、液晶パネルの表示
特性及び信頼性が改善される。

【００３７】以上の結果、本発明により高品質の画像を
表示することができ、信頼性が高く、しかも安価な液晶
表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である液晶表示装置の要部構
造を示す部分破断斜視図ある。

【図２】図１の液晶表示装置のＴＦＴアレイの製造工程
を示す部分拡大断面図である。

【図３】図１の液晶表示装置のＴＦＴアレイの製造工程
を示す部分拡大平面図である。

【図４】図１の液晶表示装置の製造工程を説明するため
の図式的平面図である。

【図５】図１の液晶表示装置の製造工程を説明するため
の部分破断斜視図である。

【図６】図１の液晶表示装置の製造工程を説明するため
の部分破断斜視図である。

【図７】図１の液晶表示装置の製造工程を説明するため
の部分拡大平面図である。

【図８】図１の液晶表示装置の製造工程を説明するため
の図式的斜視図である。

【図９】図１の液晶表示装置の動作を説明するための図
式的斜視図である。

【図１０】従来の液晶表示装置の動作を説明するための
図式的断面図である。

【符号の説明】

10 散乱型液晶表示装置 11 ガラス基板 12 対向基板 13 対向電極 20 ＴＦＴアレイ 22 ゲ−トバスライン 26 ソ−スバスライン 27 画素電極 28、62 パッシベ−ション膜 51、62 ポリイミド膜 52 穴 61 液晶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板と、該第１の基板上に設けら
   れた画素電極と、該画素電極の設けられた側で前記第１
   の基板に対向して配置された第２の基板と、該第１の基
   板に対向する側において前記第２の基板上に設けられた
   対向電極と、前記画素電極及び前記対向電極の間に配置
   された絶縁層と、該絶縁層に設けられた複数の穴と、該
   穴の中に充填されたカイラル化合物を含む液晶とを備え
   たことを特徴とする散乱型液晶表示装置。