JPH0659251A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0659251A
JPH0659251A JP21167192A JP21167192A JPH0659251A JP H0659251 A JPH0659251 A JP H0659251A JP 21167192 A JP21167192 A JP 21167192A JP 21167192 A JP21167192 A JP 21167192A JP H0659251 A JPH0659251 A JP H0659251A
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JP
Japan
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electrode
film
liquid crystal
counter
crystal display
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JP21167192A
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English (en)
Inventor
Shinji Shimada
伸二 島田
Kiyoshi Toda
清 戸田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication of JPH0659251A publication Critical patent/JPH0659251A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示コントラストの良好な液晶表示装置。 【構成】 透明基板に透明電極と強誘電体膜と金属電極
と配向膜がこの順で形成され、これと対向して対向透明
基板に対向透明電極と対向配向膜がこの順で形成され、
前記配向膜と対向配向膜の間に液晶が注入されてなり、
金属電極が信号電極であり、かつ強誘電体膜と金属電極
との間に絶縁膜が形成されてなることを特徴とする液晶
表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直視型、投射型ディスプ
レイとしての液晶表示装置又は同種の装置を用いた光情
報処理装置などのデバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、大面積型液晶表示装置としては主
にスパーツイステッドネマティック表示モード用いた単
純マトリクス型液晶表示装置が用いられていたが、走査
線数が増えるに従いクロストークが発生し易くなり、表
示品位が低下してしまうという問題点があり、エンジニ
アリングワークステーションなどの用途には用いること
が困難であった。これに対しポリフッ化ビニリデンとト
リフルオロエチレンの共重合体の強誘電性を用いて二端
子素子を形成することによりクロストークを防止したデ
ィスプレイが報告されている。
【0003】このような従来技術の例を図5に示した。
ここで、43は下側基板、44は絵素電極、45は駆動
電極、46は対向電極、47は液晶領域、48はスペー
サ、49はシール、50は封止樹脂、51は上側基板を
示す。また図6は図5のA−B間の断面図で、52は下
側基板、53はシール、54は絵素電極、55は強誘電
体膜、56は駆動電極、57は下側配向膜、58は上側
配向膜、59は対向電極、60は上側基板、61は液
晶、62はスペーサを示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、ポリフッ化ビニ
リデンとトリフルオロエチレンの共重合体などの強誘電
素子を用いた液晶表示素子では電界と電流の相関に関す
る非線形性が図7に示したように十分でなく良好なスイ
ッチング特性が得られないという欠点があり、走査ライ
ン数が多くなってきたときに表示の状態によってクロス
トークが発生し、表示品位が低下するという問題点があ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】かくして、この発明によ
れば、透明基板に透明電極と強誘電体膜と金属電極と配
向膜がこの順で形成され、これと対向して対向透明基板
に対向透明電極と対向配向膜がこの順で形成され、前記
配向膜と対向配向膜の間に液晶が注入されてなり、金属
電極が信号電極であり、かつ強誘電体膜と金属電極との
間に絶縁膜が形成されてなることを特徴とする液晶表示
装置が提供される。
【0006】透明基板及び対向透明基板としては透光性
の基板が用いられ、通常ガラス基板が使われる。基板に
はそれぞれInO3 ,SnO2 ,ITO(Indium
Tin Oxide)などの導電性薄膜からなる所定
のパターンの透明電極が形成され、透明電極および対向
透明電極となる。強誘電体の非線形素子が一方の透明電
極上に形成される。本発明においては、強誘電体の非線
形素子がポリフッ化ビニリデンまたはこれらの共重合体
からなる強誘電体、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリ
フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体また
はポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重
合体が利用される。
【0007】前記強誘電体の非線形素子上に絶縁膜が形
成される。絶縁膜は例えば、SiO 2 ,SiNx,Al
23 ,TaOx などの無機系薄膜、ポリイミド、フォ
トレジスト樹脂、高分子液晶などの有機系薄膜などを用
いることができる。絶縁膜が無機系薄膜の場合には蒸着
法、スパッタ法、CVD(Chemical Vapor Deposition)
法、あるいは溶液塗布法などによって形成できる。さら
にこれら金属の電気化学的な陽極酸化によっても、酸化
膜が形成できる。また、絶縁膜が有機系薄膜の場合には
有機物質を溶かした溶液またはその前駆体溶液を用い
て、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印刷
法、ロール塗布法、などで塗布し、所定の硬化条件(加
熱、光照射など)で硬化させ形成する方法、あるいは蒸
着法、スパッタ法、CVD法などで形成したり、LB
(Langumuir-Blodgett)法などで形成することもでき
る。
【0008】ついで、金属電極が絶縁膜上に形成され
る。この金属電極が信号電極として作用する。金属組成
物はアルミニウム、タンタルやスズ等が好適であり、蒸
着法などにより所望の形状にパターニングされる。金属
電極の上には配向膜と対向透明電極の上には対向配向膜
が形成される。配向膜には無機系の層を用いる場合と有
機系の層を用いる場合とがある。
【0009】無機系の配向膜を用いる場合、よく用いら
れる方法としては酸化ケイ素の斜め蒸着がある。また、
回転蒸着などの方法も用いることもできる。有機系の配
向膜を用いる場合、ナイロン、ポリビニルアルコール、
ポリイミド,ポリ尿素等を用いることができ、通常この
上をラビングする。このうち、蒸着重合で得られるポリ
イミド、ポリ尿素が好適である。また、高分子液晶、L
B膜を用いて配向させたり、磁場による配向、スペーサ
エッジ法による配向なども可能である。また、SiO
2 ,SiNxなどを蒸着法、その上をラビングする方法
も可能である。
【0010】配向膜と対向配向膜の間に液晶およびスペ
ーサが注入・散布される。このとき、場合によってはス
ペーサは散布されず、液晶のみが注入されることもあ
る。液晶材料としてはシアノフェニルシクロヘキサン
系、シアノビフェニル系、フッ素系、トラン系などが挙
げられる。また、スペーサに使用する樹脂組成物はポリ
スチレン、シリカ、アクリル、塩化ビニリデン、ナイロ
ン等が挙げられる。このうち、ポリスチレン、シリカが
好適に利用される。スペーサ形状は基板に固定されない
ときは、できるだけ応力集中が小さい形状が適当であ
り、球、円柱や楕円体の形状がよい。基板に固定されて
利用されるときは球、楕円体形状が適当である。スペー
サの大きさは1〜30μmが適用されるが、4〜15μ
mが好適である。
【0011】スペーサを散布した後、紫外線硬化樹脂で
周囲をシールし貼り合わせ、液晶材料が前記配向膜間に
注入された後、封止される。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。なお本発明は
以下の物質及び条件に限定されるものではない。 実施例1 ガラス基板上にインジウム酸化錫(以下ITOと略す)
による透明導電膜をスパッタリングによって800Åの
厚さで形成し、所定の形状にパターニングした。次にポ
リフッ化ビニリデン=トリフルオロエチレン共重合体を
メチルエチルケトンの溶液にし、スピンコートによって
塗布し、145℃で1時間焼成後、徐冷して強誘電体薄
膜を形成した。この強誘電体膜の膜厚としては2000
Å程度が適当である。また強誘電体膜としてポリフッ化
ビニリデンをポーリング処理したもの、またはポリフッ
化ビニリデン=テトラフルオロエチレン共重合体を用い
ることも可能である。次にこのようにして形成された膜
上に酸化シリコンを1000Åの厚さにスパッタリング
によって形成し、その上にアルミニウム電極(金属電
極)を1500Åの厚さに蒸着し、酸化シリコンおよび
アルミニウムを所定の形状にパターニングした。ここで
は行わなかったが、例えばこのアルミニウム電極をマス
クとして用い、ドライエッチングによってアルミニウム
の形成されていない部分の強誘電体膜を除去してもよ
い。このように形成された基板とITOを所定の形状に
パターニングした基板の上に真空蒸着重合装置を用いて
ポリイミド配向膜を形成した。
【0013】また強誘電体の薄膜が形成されていない側
の基板上にも蒸着重合ポリイミド配向膜を用いた。ここ
ではモノマーとしてピロメリット酸二無水物と4,4’
−ジアミノジフェニルエーテルを用い、膜厚800Åの
ポリ(ピロメリット)イミド配向膜を得た。これは通常
のポリイミドワニスを塗布する方法でも良いが、蒸着重
合法の方が良好な配向均一性を得ることができる。この
ようにして形成した膜を焼成した後、ラビング法によっ
て所定の方向に配向処理を行い、スペーサを散布し、紫
外線硬化樹脂で周囲をシールし、セル厚が約5μmにな
るように貼り合わせ、液晶を注入した後注入口を封止
し、液晶表示装置を得た。このようにして作成した液晶
表示装置の正面図を図1に示した。ここで1は下側ガラ
ス基板、2はITO絵素電極、3はアルミニウム電極
(信号電極)、4は対向ITO電極、5は上側ガラス基
板、6はシール、7は封止樹脂、8は液晶領域、9はス
ペーサを示す。また図2は図1のA−B間の断面図で、
10は下側ガラス基板、11はシール、12はITO絵
素電極、13は強誘電体膜、14は絶縁膜、15はアル
ミニウム電極(信号電極)、16は下側配向膜、17は
上側配向膜、18は対向ITO電極、19は上側ガラス
基板、20は液晶、21はスペーサを示す。
【0014】実施例2 ガラス基板上にタンタル電極(信号電極)を3000Å
の厚さに蒸着し、所定の形状パターニングした。このタ
ンタルを陽極酸化法を用いて表面を酸化させ、約600
Åの酸化タンタル層を形成した。これは例えばアルミニ
ウムなどの金属と酸化シリコンなどの絶縁膜を用いても
よいが、本方法の方がプロセスおよび歩留りの点で優れ
ているため、このような方法を用いた。次にポリフッ化
ビニリデン=トリフルオロエチレン共重合体をメチルエ
チルケトンの溶液にし、スピンコートによって塗布し、
145℃で1時間焼成して強誘電体薄膜を形成した。こ
の強誘電体膜の膜厚としては2000Å程度が適当であ
る。また強誘電体膜としてポリフッ化ビニリデンをポー
リング処理したもの、またはポリフッ化ビニリデン=テ
トラフルオロエチレン共重合体を用いることも可能であ
る。また端子部の強誘電体膜はドライエッチングによっ
て除去した。次にこのようにして形成された膜上にイン
ジウム酸化錫(以下ITOと略す)による透明導電膜を
スパッタリングによって800Åの厚さで形成し、所定
の形状にパターニングした。
【0015】このとき基板の温度が100℃を越えない
ようにすることが好ましい。このようにして形成された
基板とITOを所定の形状にパターニングした基板の上
に真空蒸着重合装置を用いてポリイミド配向膜を形成し
た。また強誘電体の薄膜が形成されていない側の基板上
にも蒸着重合ポリイミド配向膜を用いた。ここではモノ
マーとしてピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテルを用い、膜厚800Åのポリ(ピ
ロメリット)イミド配向膜を得た。これは通常のポリイ
ミドワニスを塗布する方法でも良いが、蒸着重合法の方
が良好な配向均一性を得ることができる。このようにし
て形成した膜を焼成した後、ラビング法によって所定の
方向に配向処理を行い、スペーサを散布し、紫外線硬化
樹脂で周囲をシールし、セル厚が約5μmになるように
貼り合わせ、液晶を注入した後注入口を封止し、液晶表
示装置を得た。
【0016】このようにして作成した液晶表示装置の正
面図を図3に示した。ここで22は下側ガラス基板、2
3はITO絵素電極、24はタンタル電極(信号電
極)、25は対向ITO電極、26は上側ガラス基板、
27はシール、28は封止樹脂、29は液晶領域、30
はスペーサを示す。また図4は図3のA−B間の断面図
で、31は下側ガラス基板、32はシール、33はIT
O絵素電極、34は強誘電体膜、35はタンタル電極
(信号電極)、36は絶縁膜、37は下側配向膜、38
は上側配向膜、39は対向ITO電極、40は上側ガラ
ス基板、41は液晶、42はスペーサを示す。
【0017】以上の2種の実施例と従来例の液晶表示装
置を比較例として240本の走査ライン(信号電極)を
有するツイステッドネマティックモードの液晶表示装置
を試作し表示を行った結果、実施例ではいずれもあらゆ
る表示状態に対してクロストークの発生がなく、コント
ラストが高く、良好な表示特性が得られた。またこの素
子の電界と電流の相関に関する非線形性が図8に示した
ように十分な値が得られていることがわかった。
【0018】
【発明の効果】本発明では強誘電膜と信号電極との間に
絶縁層を形成し、この部分にバリスタとしての特性を持
たせ、素子の非線形性を向上させ、一定の電圧以下の信
号は事実上カットするため、走査ライン数が多くなって
きたときでも表示の状態によってクロストークが発生す
ることなく、良好な表示品位が得られる。
【0019】本発明を用いることにより大面積、かつ大
容量で、表示品位の高い液晶表示装置を安価に得ること
ができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1にかかわる液晶表示装置の正
面図。
【図2】図1のA−B線での断面図。
【図3】本発明の実施例2の液晶表示装置の正面図。
【図4】図3のA−B線での断面図。
【図5】従来例の液晶表示装置の正面図。
【図6】従来例の液晶表示装置の断面図。
【図7】従来例の液晶表示素子の電界−電流特性を示す
特性図である。
【図8】本発明の液晶表示素子の電界−電流特性を示す
特性図である。
【符号の説明】
1、10、22、31、43 下側ガラス基板 2、12、23、33 ITO絵素電極 3、15 アルミニウム電
極(信号電極) 4、18、25、39 対向ITO電極 5、19、26、40 上側ガラス基板 6、11、27、32、49、53 シール 7、28、50 封止樹脂 8、20、29、41、47、61 液晶領域 9、21、30、42、48、62 スペーサ 13、34、55 強誘電体膜 14、36 絶縁膜 16、37、57 下側配向膜 17、38、58 上側配向膜 24、35 タンタル電極
(信号電極) 44、54 絵素電極 45、56 駆動電極 46、59 対向電極 51、60 上側基板 52 下側基板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板に透明電極と強誘電体膜と金属
    電極と配向膜がこの順で形成され、これと対向して対向
    透明基板に対向透明電極と対向配向膜が形成され、前記
    配向膜と対向配向膜の間に液晶が注入されてなり、金属
    電極が信号電極であり、かつ強誘電体膜と金属電極との
    間に絶縁膜が形成されてなることを特徴とする液晶表示
    装置。
  2. 【請求項2】 強誘電体膜がポリフッ化ビニリデン、ポ
    リフッ化ビニリデン−トリフロロエチレン共重合体また
    はポリフッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン共重合
    体からなる請求項1項に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 信号電極が陽極酸化可能な金属からな
    り、かつ絶縁膜が前記金属の陽極酸化物である請求項1
    項に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 陽極酸化可能な金属がタンタルである請
    求項3項に記載の液晶表示装置。
JP21167192A 1992-08-07 1992-08-07 液晶表示装置 Pending JPH0659251A (ja)

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