JPH08146456A - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子およびその製造方法Info
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- JPH08146456A JPH08146456A JP6286324A JP28632494A JPH08146456A JP H08146456 A JPH08146456 A JP H08146456A JP 6286324 A JP6286324 A JP 6286324A JP 28632494 A JP28632494 A JP 28632494A JP H08146456 A JPH08146456 A JP H08146456A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 斜めから見たときに色ずれが生じることな
く、明るいカラー表示が得られる反射型の液晶表示素子
を実現する。 【構成】 第１の薄膜トランジスタ３，そのドレイン電
極と一体形成した第１の画素電極８および第２の薄膜ト
ランジスタ４を設けた下基板１と、第３の薄膜トランジ
スタ５および透明電極からなる第３の画素電極を設けた
上基板２との間に、各々が異なる色の二色性色素を含む
３つの液晶層１４，２０，２７を積層して挟持し、その
液晶層間を絶縁膜（アクリル樹脂１５，１８）および透
明電極（第２の画素電極１６，共通電極１９）で仕切
り、第１の画素電極８はアルミ膜で形成され反射板を兼
ねている。
く、明るいカラー表示が得られる反射型の液晶表示素子
を実現する。 【構成】 第１の薄膜トランジスタ３，そのドレイン電
極と一体形成した第１の画素電極８および第２の薄膜ト
ランジスタ４を設けた下基板１と、第３の薄膜トランジ
スタ５および透明電極からなる第３の画素電極を設けた
上基板２との間に、各々が異なる色の二色性色素を含む
３つの液晶層１４，２０，２７を積層して挟持し、その
液晶層間を絶縁膜（アクリル樹脂１５，１８）および透
明電極（第２の画素電極１６，共通電極１９）で仕切
り、第１の画素電極８はアルミ膜で形成され反射板を兼
ねている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フルカラー表示がで
きる反射型の液晶表示素子およびその製造方法に関す
る。
きる反射型の液晶表示素子およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ネマチック液晶を用いた、表示素子は、
液晶分子の配向によっていくつかのモードがある。もっ
とも普及しているのは、捻れネマチック（ＴＮ）液晶で
あり、その他にホメオトロピック（垂直）配向、または
ホモジニアス（水平）配向の複屈折モードやゲストホス
トモード等がある。
液晶分子の配向によっていくつかのモードがある。もっ
とも普及しているのは、捻れネマチック（ＴＮ）液晶で
あり、その他にホメオトロピック（垂直）配向、または
ホモジニアス（水平）配向の複屈折モードやゲストホス
トモード等がある。
【０００３】ＴＮ液晶は、誘電異方性が正の液晶を、水
平配向処理した電極付き基板の間に挟んで、９０度捻っ
た状態を安定状態とし、このとき液晶の配向に沿って偏
波面が９０度回転し、偏光子と検光子を直交させている
と、白表示となる。電圧印加により液晶分子が立つと、
入射偏光はそのまま液晶層を進むので、検光子により吸
収されて黒表示となる。
平配向処理した電極付き基板の間に挟んで、９０度捻っ
た状態を安定状態とし、このとき液晶の配向に沿って偏
波面が９０度回転し、偏光子と検光子を直交させている
と、白表示となる。電圧印加により液晶分子が立つと、
入射偏光はそのまま液晶層を進むので、検光子により吸
収されて黒表示となる。
【０００４】ＴＮ液晶でカラー表示を行う場合は、赤、
緑、青の３色のマイクロカラーフィルタを隣接する３つ
の画素上に設けて、加法混色により行う。カラーフィル
タの透過率は低く、また、ＴＮ液晶や複屈折モードの液
晶は、一方の偏光を吸収する偏光板を必要とするため
に、全体の透過率は１０％以下になってしまう。このた
め、カラー表示はバックライトを用いる透過型しか存在
せず、外光を利用する反射型液晶は不可能であった。
緑、青の３色のマイクロカラーフィルタを隣接する３つ
の画素上に設けて、加法混色により行う。カラーフィル
タの透過率は低く、また、ＴＮ液晶や複屈折モードの液
晶は、一方の偏光を吸収する偏光板を必要とするため
に、全体の透過率は１０％以下になってしまう。このた
め、カラー表示はバックライトを用いる透過型しか存在
せず、外光を利用する反射型液晶は不可能であった。
【０００５】明るいカラー表示を行うために、二色性色
素を用いたゲストホストモードを利用した従来例がある
（例えば、特開昭61-238024 号公報、特開平3-238424号
公報）。これは、色の異なる二色性色素を用いた複数枚
のパネルを重ねて、減法混色により多色表示を行う方式
である。１枚目のパネルでは青の光を、２枚目のパネル
では緑の光を、３枚目のパネルでは赤の光を吸収すれば
黒表示となり、何れかのパネルが吸収しないときは着色
し、すべてのパネルが吸収しなければ白色表示となる。
素を用いたゲストホストモードを利用した従来例がある
（例えば、特開昭61-238024 号公報、特開平3-238424号
公報）。これは、色の異なる二色性色素を用いた複数枚
のパネルを重ねて、減法混色により多色表示を行う方式
である。１枚目のパネルでは青の光を、２枚目のパネル
では緑の光を、３枚目のパネルでは赤の光を吸収すれば
黒表示となり、何れかのパネルが吸収しないときは着色
し、すべてのパネルが吸収しなければ白色表示となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の偏光板を用いる
モードでは、光利用率が低く、特に反射型では暗い表示
しか得られないので、カラー表示は難しい。また、ゲス
トホスト液晶パネルを複数枚重ねる方式では、ガラス基
板の厚みが１ｍｍ前後あるので、斜めから見たときに色
ずれが生じてしまうし、重くなる。ガラスの代わりにフ
ィルム基板を用いることも可能だが、フィルム基板を用
いてもなお、一枚のパネルの厚みは０．３ｍｍ以上の厚
みがあるので、細かいピッチの表示ではやはり色ずれが
生じる。また、フィルム基板上には、耐熱性の点から、
薄膜トランジスタなどのアクティブ素子を作製できな
い。また、各パネルの液晶層は透明電極（通常、酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）が使われる）に挟まれているの
で、３枚のパネルでは６層のＩＴＯが有り、反射型表示
では、往復で１２回ＩＴＯ膜を通ることになる。ＩＴＯ
膜の透過率は、膜厚や膜質によって異なるが、１層の透
過率が９７％とすると１２回で６９％に落ちてしまい、
暗くなってしまう。
モードでは、光利用率が低く、特に反射型では暗い表示
しか得られないので、カラー表示は難しい。また、ゲス
トホスト液晶パネルを複数枚重ねる方式では、ガラス基
板の厚みが１ｍｍ前後あるので、斜めから見たときに色
ずれが生じてしまうし、重くなる。ガラスの代わりにフ
ィルム基板を用いることも可能だが、フィルム基板を用
いてもなお、一枚のパネルの厚みは０．３ｍｍ以上の厚
みがあるので、細かいピッチの表示ではやはり色ずれが
生じる。また、フィルム基板上には、耐熱性の点から、
薄膜トランジスタなどのアクティブ素子を作製できな
い。また、各パネルの液晶層は透明電極（通常、酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）が使われる）に挟まれているの
で、３枚のパネルでは６層のＩＴＯが有り、反射型表示
では、往復で１２回ＩＴＯ膜を通ることになる。ＩＴＯ
膜の透過率は、膜厚や膜質によって異なるが、１層の透
過率が９７％とすると１２回で６９％に落ちてしまい、
暗くなってしまう。
【０００７】この発明の目的は、斜めから見たときに色
ずれが生じることなく、明るいカラー表示が得られる反
射型の液晶表示素子およびその製造方法を提供すること
である。
ずれが生じることなく、明るいカラー表示が得られる反
射型の液晶表示素子およびその製造方法を提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
素子は、一対の電極付き基板間に、各々が異なる色の二
色性色素を含む複数の液晶層を積層して挟持し、液晶層
間を絶縁膜および透明電極で仕切り、複数の液晶層の背
面側に反射板を設けている。請求項２記載の液晶表示素
子は、請求項１記載の液晶表示素子において、液晶層間
の絶縁膜の厚みを０．５μｍ以上とし、絶縁膜の比誘電
率を厚みで割った値が２（１／μｍ）以上となるように
したことを特徴とする。
素子は、一対の電極付き基板間に、各々が異なる色の二
色性色素を含む複数の液晶層を積層して挟持し、液晶層
間を絶縁膜および透明電極で仕切り、複数の液晶層の背
面側に反射板を設けている。請求項２記載の液晶表示素
子は、請求項１記載の液晶表示素子において、液晶層間
の絶縁膜の厚みを０．５μｍ以上とし、絶縁膜の比誘電
率を厚みで割った値が２（１／μｍ）以上となるように
したことを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の液晶表示素子は、請求項１
記載の液晶表示素子において、複数の液晶層と接する界
面を垂直配向処理したことを特徴とする。請求項４記載
の液晶表示素子は、請求項３記載の液晶表示素子におい
て、液晶層に含まれる液晶の誘電異方性が負で、電圧無
印加のとき垂直配向し、電圧印加により基板法線方向に
らせん軸が向いたねじれネマチック配向に変化するよう
にしたことを特徴とする。
記載の液晶表示素子において、複数の液晶層と接する界
面を垂直配向処理したことを特徴とする。請求項４記載
の液晶表示素子は、請求項３記載の液晶表示素子におい
て、液晶層に含まれる液晶の誘電異方性が負で、電圧無
印加のとき垂直配向し、電圧印加により基板法線方向に
らせん軸が向いたねじれネマチック配向に変化するよう
にしたことを特徴とする。
【００１０】請求項５記載の液晶表示素子は、請求項３
記載の液晶表示素子において、電極付き基板の電極をス
リット状に除去加工したことを特徴とする。請求項６記
載の液晶表示素子は、請求項３記載の液晶表示素子にお
いて、液晶層間の透明電極をスリット状に除去加工した
ことを特徴とする。請求項７記載の液晶表示素子は、請
求項１記載の液晶表示素子において、複数の液晶層のう
ち１層以上の液晶層を高分子分散型液晶としたことを特
徴とする。
記載の液晶表示素子において、電極付き基板の電極をス
リット状に除去加工したことを特徴とする。請求項６記
載の液晶表示素子は、請求項３記載の液晶表示素子にお
いて、液晶層間の透明電極をスリット状に除去加工した
ことを特徴とする。請求項７記載の液晶表示素子は、請
求項１記載の液晶表示素子において、複数の液晶層のう
ち１層以上の液晶層を高分子分散型液晶としたことを特
徴とする。
【００１１】請求項８記載の液晶表示素子は、請求項７
記載の液晶表示素子において、液晶層間の絶縁膜の比誘
電率を絶縁膜の厚みで割った値が２（１／μｍ）以上と
なるようにしたことを特徴とする。請求項９記載の液晶
表示素子の製造方法は、第１および第２の基板間に第
１，第２および第３の液晶層を積層した液晶表示素子の
製造方法であって、画素を駆動する第１および第２の駆
動素子を形成した第１の基板の画素領域にエッチングに
より掘り込んで凹部を設け、凹部に第１の駆動素子と接
続した第１の画素電極を形成する工程と、第１の画素電
極上に二色性色素を含む高分子分散型液晶を被着し第１
の液晶層とする工程と、第１の液晶層上に第１の絶縁膜
を形成し、第２の駆動素子の出力端子部上の第１の絶縁
膜をエッチングして開口部を設ける工程と、第１の絶縁
膜上に開口部を介して第２の駆動素子と接続した透明電
極からなる第２の画素電極を形成する工程と、画素を駆
動する第３の駆動素子を形成した第２の基板の画素領域
にエッチングにより掘り込んで凹部を設け、凹部に第３
の駆動素子と接続した第３の画素電極を形成する工程
と、第３の画素電極上に第１の液晶層とは異なる二色性
色素を含む高分子分散型液晶を被着し第３の液晶層とす
る工程と、第３の液晶層上に第２の絶縁膜を形成する工
程と、第２の絶縁膜上に透明電極からなる共通電極を形
成する工程と、第１の基板の第２の画素電極および第２
の基板の共通電極を内側にして対向配置し、第２の画素
電極と共通電極との間に第１および第２の液晶層とは異
なる二色性色素を含むゲストホスト液晶を注入し第２の
液晶層とする工程とを含むことを特徴とする。
記載の液晶表示素子において、液晶層間の絶縁膜の比誘
電率を絶縁膜の厚みで割った値が２（１／μｍ）以上と
なるようにしたことを特徴とする。請求項９記載の液晶
表示素子の製造方法は、第１および第２の基板間に第
１，第２および第３の液晶層を積層した液晶表示素子の
製造方法であって、画素を駆動する第１および第２の駆
動素子を形成した第１の基板の画素領域にエッチングに
より掘り込んで凹部を設け、凹部に第１の駆動素子と接
続した第１の画素電極を形成する工程と、第１の画素電
極上に二色性色素を含む高分子分散型液晶を被着し第１
の液晶層とする工程と、第１の液晶層上に第１の絶縁膜
を形成し、第２の駆動素子の出力端子部上の第１の絶縁
膜をエッチングして開口部を設ける工程と、第１の絶縁
膜上に開口部を介して第２の駆動素子と接続した透明電
極からなる第２の画素電極を形成する工程と、画素を駆
動する第３の駆動素子を形成した第２の基板の画素領域
にエッチングにより掘り込んで凹部を設け、凹部に第３
の駆動素子と接続した第３の画素電極を形成する工程
と、第３の画素電極上に第１の液晶層とは異なる二色性
色素を含む高分子分散型液晶を被着し第３の液晶層とす
る工程と、第３の液晶層上に第２の絶縁膜を形成する工
程と、第２の絶縁膜上に透明電極からなる共通電極を形
成する工程と、第１の基板の第２の画素電極および第２
の基板の共通電極を内側にして対向配置し、第２の画素
電極と共通電極との間に第１および第２の液晶層とは異
なる二色性色素を含むゲストホスト液晶を注入し第２の
液晶層とする工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】請求項１０記載の液晶表示素子の製造方法
は、第１および第２の基板間に第１，第２および第３の
液晶層を積層した液晶表示素子の製造方法であって、画
素を駆動する第１，第２および第３の駆動素子を形成し
た第１の基板上に第１の駆動素子と接続した第１の画素
電極を形成した後、第１の基板上に第１の感光性樹脂を
塗布する工程と、第１の感光性樹脂上に第１の絶縁膜を
形成し、第１の絶縁膜の画素領域の周縁の一部を除去し
て第１の現像液浸入口を設け、フォトリソグラフィー工
程で現像液を第１の現像液浸入口から第１の絶縁膜の下
に浸入させることにより、画素領域の第１の感光性樹脂
を除去して第１の空隙を設ける工程と、第１の絶縁膜上
に第２の駆動素子と接続した透明電極からなる第２の画
素電極を形成した後、第１の基板上に第２の感光性樹脂
を塗布する工程と、第２の感光性樹脂上に第２の絶縁膜
を形成し、第２の絶縁膜の画素領域の周縁の一部を除去
して第２の現像液浸入口を設け、フォトリソグラフィー
工程で現像液を第２の現像液浸入口から第２の絶縁膜の
下に浸入させることにより、画素領域の第２の感光性樹
脂を除去して第２の空隙を設ける工程と、第２の絶縁膜
上に第３の駆動素子と接続した透明電極からなる第３の
画素電極を形成した後、第１の基板上に第３の感光性樹
脂を塗布する工程と、画素領域の第３の感光性樹脂を除
去する工程と、第１の空隙に二色性色素を含むゲストホ
スト液晶を注入し第１の液晶層とする工程と、第２の空
隙に第１の液晶層とは異なる二色性色素を含むゲストホ
スト液晶を注入し第２の液晶層とする工程と、第２の基
板上に共通電極を形成する工程と、第１の基板の第３の
画素電極および第２の基板の共通電極を内側にして対向
配置し、第３の画素電極と共通電極との間に第１および
第２の液晶層とは異なる二色性色素を含むゲストホスト
液晶を注入し第３の液晶層とする工程とを含むことを特
徴とする。
は、第１および第２の基板間に第１，第２および第３の
液晶層を積層した液晶表示素子の製造方法であって、画
素を駆動する第１，第２および第３の駆動素子を形成し
た第１の基板上に第１の駆動素子と接続した第１の画素
電極を形成した後、第１の基板上に第１の感光性樹脂を
塗布する工程と、第１の感光性樹脂上に第１の絶縁膜を
形成し、第１の絶縁膜の画素領域の周縁の一部を除去し
て第１の現像液浸入口を設け、フォトリソグラフィー工
程で現像液を第１の現像液浸入口から第１の絶縁膜の下
に浸入させることにより、画素領域の第１の感光性樹脂
を除去して第１の空隙を設ける工程と、第１の絶縁膜上
に第２の駆動素子と接続した透明電極からなる第２の画
素電極を形成した後、第１の基板上に第２の感光性樹脂
を塗布する工程と、第２の感光性樹脂上に第２の絶縁膜
を形成し、第２の絶縁膜の画素領域の周縁の一部を除去
して第２の現像液浸入口を設け、フォトリソグラフィー
工程で現像液を第２の現像液浸入口から第２の絶縁膜の
下に浸入させることにより、画素領域の第２の感光性樹
脂を除去して第２の空隙を設ける工程と、第２の絶縁膜
上に第３の駆動素子と接続した透明電極からなる第３の
画素電極を形成した後、第１の基板上に第３の感光性樹
脂を塗布する工程と、画素領域の第３の感光性樹脂を除
去する工程と、第１の空隙に二色性色素を含むゲストホ
スト液晶を注入し第１の液晶層とする工程と、第２の空
隙に第１の液晶層とは異なる二色性色素を含むゲストホ
スト液晶を注入し第２の液晶層とする工程と、第２の基
板上に共通電極を形成する工程と、第１の基板の第３の
画素電極および第２の基板の共通電極を内側にして対向
配置し、第３の画素電極と共通電極との間に第１および
第２の液晶層とは異なる二色性色素を含むゲストホスト
液晶を注入し第３の液晶層とする工程とを含むことを特
徴とする。
【００１３】
【作用】この発明の構成によれば、一対の電極付き基板
間に、各々が異なる色の二色性色素を含む複数の液晶層
を積層して挟持し、液晶層間を絶縁膜および透明電極で
仕切ることにより、液晶層間の仕切りが極めて薄いので
斜めから見ても色ずれは全く生じない。
間に、各々が異なる色の二色性色素を含む複数の液晶層
を積層して挟持し、液晶層間を絶縁膜および透明電極で
仕切ることにより、液晶層間の仕切りが極めて薄いので
斜めから見ても色ずれは全く生じない。
【００１４】液晶層が例えば２層あれば、液晶層間の仕
切りは１つであり、従来のように液晶パネルを積層した
場合には、各液晶層を透明電極で挟まなければ電圧が掛
からなかった。しかし、この発明のように液晶層間の仕
切りが絶縁膜および透明電極からなり、絶縁膜の厚みを
１μｍ以下程度にすれば、透明電極を絶縁膜の片側だけ
にしても、透明電極から絶縁膜を介して液晶層に十分電
圧が印加されので、透明電極の数を半減でき、明るい表
示が可能になる。
切りは１つであり、従来のように液晶パネルを積層した
場合には、各液晶層を透明電極で挟まなければ電圧が掛
からなかった。しかし、この発明のように液晶層間の仕
切りが絶縁膜および透明電極からなり、絶縁膜の厚みを
１μｍ以下程度にすれば、透明電極を絶縁膜の片側だけ
にしても、透明電極から絶縁膜を介して液晶層に十分電
圧が印加されので、透明電極の数を半減でき、明るい表
示が可能になる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例について詳細に述べ
る。 〔第１の実施例〕図１はこの発明の第１の実施例の液晶
表示素子の断面図、図２（ａ）は図１の下基板の平面
図、図２（ｂ）は上基板の平面図である。図１，図２に
おいて、１は下基板、２は上基板、３，４，５は第１，
第２，第３の薄膜トランジスタ、６はエッチング断面、
７，９，１１はソース線、８は第１の薄膜トランジスタ
３のドレイン電極と一体的に形成され反射板を兼ねる第
１の画素電極、１０は第２の画素電極１６に接続される
第２の薄膜トランジスタ４のドレイン電極、１２は第３
の画素電極１３に接続される第３の薄膜トランジスタ５
のドレイン電極、１４はゲストホスト液晶１４ａを混ぜ
た高分子分散型液晶である第１の液晶層、１５，１８は
アクリル樹脂、１７はゲストホスト液晶１７ａを混ぜた
高分子分散型液晶である第３の液晶層、１９は透明電極
からなる共通電極、２０はゲストホスト液晶からなる第
２の液晶層、２１，２２はゲート線である。
る。 〔第１の実施例〕図１はこの発明の第１の実施例の液晶
表示素子の断面図、図２（ａ）は図１の下基板の平面
図、図２（ｂ）は上基板の平面図である。図１，図２に
おいて、１は下基板、２は上基板、３，４，５は第１，
第２，第３の薄膜トランジスタ、６はエッチング断面、
７，９，１１はソース線、８は第１の薄膜トランジスタ
３のドレイン電極と一体的に形成され反射板を兼ねる第
１の画素電極、１０は第２の画素電極１６に接続される
第２の薄膜トランジスタ４のドレイン電極、１２は第３
の画素電極１３に接続される第３の薄膜トランジスタ５
のドレイン電極、１４はゲストホスト液晶１４ａを混ぜ
た高分子分散型液晶である第１の液晶層、１５，１８は
アクリル樹脂、１７はゲストホスト液晶１７ａを混ぜた
高分子分散型液晶である第３の液晶層、１９は透明電極
からなる共通電極、２０はゲストホスト液晶からなる第
２の液晶層、２１，２２はゲート線である。
【００１６】この実施例の液晶表示素子は、第１の薄膜
トランジスタ３，そのドレイン電極と一体形成した第１
の画素電極８および第２の薄膜トランジスタ４を設けた
下基板１と、第３の薄膜トランジスタ５および透明電極
からなる第３の画素電極を設けた上基板２との間に、各
々が異なる色の二色性色素を含む３つの液晶層１４，２
０，２７を積層して挟持し、その液晶層間を絶縁膜（ア
クリル樹脂１５，１８）および透明電極（第２の画素電
極１６，共通電極１９）で仕切り、第１の画素電極８は
アルミ膜で形成され反射板を兼ねている。
トランジスタ３，そのドレイン電極と一体形成した第１
の画素電極８および第２の薄膜トランジスタ４を設けた
下基板１と、第３の薄膜トランジスタ５および透明電極
からなる第３の画素電極を設けた上基板２との間に、各
々が異なる色の二色性色素を含む３つの液晶層１４，２
０，２７を積層して挟持し、その液晶層間を絶縁膜（ア
クリル樹脂１５，１８）および透明電極（第２の画素電
極１６，共通電極１９）で仕切り、第１の画素電極８は
アルミ膜で形成され反射板を兼ねている。
【００１７】この液晶表示素子の製造方法を説明する。
まず、ホウケイ酸ガラスからなる上下基板１，２上に、
通常の工程で半導体層がａ−Ｓｉからなる薄膜トランジ
スタ３，４，５を作製する（ソース線、ドレイン電極の
工程の手前まで）。つぎに、上下基板１，２上の画素部
に当たる領域に、フォトリソグラフィーとふっ酸を主成
分とする溶液のエッチングにより、深さ４．０μｍの凹
部６ａ，６ｂを形成する。このとき、エッチング断面は
傾斜面になった。
まず、ホウケイ酸ガラスからなる上下基板１，２上に、
通常の工程で半導体層がａ−Ｓｉからなる薄膜トランジ
スタ３，４，５を作製する（ソース線、ドレイン電極の
工程の手前まで）。つぎに、上下基板１，２上の画素部
に当たる領域に、フォトリソグラフィーとふっ酸を主成
分とする溶液のエッチングにより、深さ４．０μｍの凹
部６ａ，６ｂを形成する。このとき、エッチング断面は
傾斜面になった。
【００１８】つぎに、下基板１には、レジストを剥離し
てから、アルミを５００ｎｍ成膜し（ただし、ＭｏＳｉ
2 をアルミの接着性を上げるため、アルミの下に付けて
いる）、フォトリソグラフィーにより、第１の薄膜トラ
ンジスタ３のソース線７と、第１の薄膜トランジスタ３
のドレイン電極を含む画素電極８と、第２の薄膜トラン
ジスタ４のソース線９およびドレイン電極１０とをパタ
ーンニングした。
てから、アルミを５００ｎｍ成膜し（ただし、ＭｏＳｉ
2 をアルミの接着性を上げるため、アルミの下に付けて
いる）、フォトリソグラフィーにより、第１の薄膜トラ
ンジスタ３のソース線７と、第１の薄膜トランジスタ３
のドレイン電極を含む画素電極８と、第２の薄膜トラン
ジスタ４のソース線９およびドレイン電極１０とをパタ
ーンニングした。
【００１９】上基板１には、同様にアルミ膜により第３
の薄膜トランジスタ５のソース線１１およびドレイン電
極１２をパターンニングした後、リフトオフ法を用いて
ＩＴＯ膜により第３の画素電極１３をドレイン電極１２
と接触するよう作製した。つぎに、米国特許第４，４３
５，９４７号に開示されているＮＣＡＰ（曲線整列ネマ
チック液晶）の製造方法に準じて、高分子分散型液晶を
作製した。すなわち、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）
の７％水溶液に１％の界面活性剤を加えた溶媒を撹はん
しながら、ネマチック液晶ＺＬＩ４７９２（メルク社
製）に三井東圧製の黄色色素（青を吸収）を２％溶かし
たゲストホスト液晶を混ぜた。この結果、平均粒径が約
２μｍのＮＣＡＰが作製できた。これを、印刷法により
下基板１の凹部６ａに転写して第１の液晶層１４とす
る。その上に、紫外線硬化型アクリル樹脂を５００ｎｍ
塗布し、離型剤としてシランカップリング剤を塗布して
ある研磨ガラスでプレスして平滑化し、第２の薄膜トラ
ンジスタ４のドレイン電極１０上の開口部形成領域をマ
スクして紫外線を照射して硬化させた。プレスした研磨
ガラスを剥してから、エタノールで第２の薄膜トランジ
スタ４の開口部形成領域の未硬化アクリル樹脂を洗い流
すことにより、表面が平滑でドレイン電極１０上に開口
部を形成したアクリル樹脂１５が得られる。
の薄膜トランジスタ５のソース線１１およびドレイン電
極１２をパターンニングした後、リフトオフ法を用いて
ＩＴＯ膜により第３の画素電極１３をドレイン電極１２
と接触するよう作製した。つぎに、米国特許第４，４３
５，９４７号に開示されているＮＣＡＰ（曲線整列ネマ
チック液晶）の製造方法に準じて、高分子分散型液晶を
作製した。すなわち、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）
の７％水溶液に１％の界面活性剤を加えた溶媒を撹はん
しながら、ネマチック液晶ＺＬＩ４７９２（メルク社
製）に三井東圧製の黄色色素（青を吸収）を２％溶かし
たゲストホスト液晶を混ぜた。この結果、平均粒径が約
２μｍのＮＣＡＰが作製できた。これを、印刷法により
下基板１の凹部６ａに転写して第１の液晶層１４とす
る。その上に、紫外線硬化型アクリル樹脂を５００ｎｍ
塗布し、離型剤としてシランカップリング剤を塗布して
ある研磨ガラスでプレスして平滑化し、第２の薄膜トラ
ンジスタ４のドレイン電極１０上の開口部形成領域をマ
スクして紫外線を照射して硬化させた。プレスした研磨
ガラスを剥してから、エタノールで第２の薄膜トランジ
スタ４の開口部形成領域の未硬化アクリル樹脂を洗い流
すことにより、表面が平滑でドレイン電極１０上に開口
部を形成したアクリル樹脂１５が得られる。
【００２０】このアクリル樹脂１５上に、ＩＴＯをマグ
ネトロンスパッタリングにより成膜し、塩化第２鉄を主
とするエッチャントでパターンニングして第２の画素電
極１６を設けた。第２の画素電極１６はアクリル樹脂１
５の開口部を介してドレイン電極１０と導通している。
上基板２側では、シアン（赤を吸収）の二色性色素を用
いて同様の方法で高分子分散型液晶を作製、塗布して第
３の液晶層１７を設け、アクリル樹脂１８を形成した
後、ＩＴＯで共通電極１９を成膜した。共通電極１９は
パネル全面を覆っており、パネルの端でアースに接地さ
れている。
ネトロンスパッタリングにより成膜し、塩化第２鉄を主
とするエッチャントでパターンニングして第２の画素電
極１６を設けた。第２の画素電極１６はアクリル樹脂１
５の開口部を介してドレイン電極１０と導通している。
上基板２側では、シアン（赤を吸収）の二色性色素を用
いて同様の方法で高分子分散型液晶を作製、塗布して第
３の液晶層１７を設け、アクリル樹脂１８を形成した
後、ＩＴＯで共通電極１９を成膜した。共通電極１９は
パネル全面を覆っており、パネルの端でアースに接地さ
れている。
【００２１】この上下基板１，２上に垂直配向剤ＺＬＩ
３３３４（メルク社製）を塗布、乾燥したのち、直径４
μｍのプラスチック球形スペーサを撒いてから貼合わせ
て空セルを作製し、マゼンタ色（緑吸収）の二色性色素
を３％混ぜた液晶ＺＬＩ２８０６（メルク社製、誘電異
方性Δε＝-3.4、複屈折率Δｎ＝0.046 ）にカイラル剤
Ｒ１０１１を混ぜて、ねじれピッチを７．２μｍとした
ゲストホスト液晶を注入して第２の液晶層２０とした。
この第２の液晶層２０は無電圧時には垂直配向しており
透過状態であるが、第２の薄膜トランジスタ４から第２
の画素電極１６と共通電極１９との間に電圧を印加する
と液晶分子が寝て、ねじれ状態となり、緑光を吸収す
る。
３３３４（メルク社製）を塗布、乾燥したのち、直径４
μｍのプラスチック球形スペーサを撒いてから貼合わせ
て空セルを作製し、マゼンタ色（緑吸収）の二色性色素
を３％混ぜた液晶ＺＬＩ２８０６（メルク社製、誘電異
方性Δε＝-3.4、複屈折率Δｎ＝0.046 ）にカイラル剤
Ｒ１０１１を混ぜて、ねじれピッチを７．２μｍとした
ゲストホスト液晶を注入して第２の液晶層２０とした。
この第２の液晶層２０は無電圧時には垂直配向しており
透過状態であるが、第２の薄膜トランジスタ４から第２
の画素電極１６と共通電極１９との間に電圧を印加する
と液晶分子が寝て、ねじれ状態となり、緑光を吸収す
る。
【００２２】一方、第３の液晶層１７は無電圧ではシア
ン色だが、第３の薄膜トランジスタ５から共通電極１９
との間に電圧が印加されて透過状態になる。第１の液晶
層１４は、第１の画素電極８と第２の画素電極１６の間
で電圧が印加されるので、第１の薄膜トランジスタ３へ
供給する信号電圧は、第２の薄膜トランジスタ４の信号
電位を基準として与えなければならない。なお、液晶層
１４，１７，２０への印加電圧は、液晶材料の劣化を避
けるため交流化されるが、共通電極１９に対して、第２
の薄膜トランジスタ４の出力電位が＋−Ｖのときには、
第１の薄膜トランジスタ３は逆極性の電圧−＋ｖを与え
るようにした方が第１の薄膜トランジスタ３の出力振幅
を小さくできる。
ン色だが、第３の薄膜トランジスタ５から共通電極１９
との間に電圧が印加されて透過状態になる。第１の液晶
層１４は、第１の画素電極８と第２の画素電極１６の間
で電圧が印加されるので、第１の薄膜トランジスタ３へ
供給する信号電圧は、第２の薄膜トランジスタ４の信号
電位を基準として与えなければならない。なお、液晶層
１４，１７，２０への印加電圧は、液晶材料の劣化を避
けるため交流化されるが、共通電極１９に対して、第２
の薄膜トランジスタ４の出力電位が＋−Ｖのときには、
第１の薄膜トランジスタ３は逆極性の電圧−＋ｖを与え
るようにした方が第１の薄膜トランジスタ３の出力振幅
を小さくできる。
【００２３】このように、２枚の基板１，２間に、透明
電極と絶縁膜であるアクリル樹脂とによって仕切ること
で、独立に駆動できる３層の液晶層１４，１７，２０を
形成することができ、従来のマイクロカラーフィルタ型
より極めて明るく、斜めから見ても色ずれのない、フル
カラー表示が可能となった。表示性能としてはコントラ
スト１０で反射率４０％と印刷物に近い特性が得られ
た。また、厚みや重量の増加も解消された。
電極と絶縁膜であるアクリル樹脂とによって仕切ること
で、独立に駆動できる３層の液晶層１４，１７，２０を
形成することができ、従来のマイクロカラーフィルタ型
より極めて明るく、斜めから見ても色ずれのない、フル
カラー表示が可能となった。表示性能としてはコントラ
スト１０で反射率４０％と印刷物に近い特性が得られ
た。また、厚みや重量の増加も解消された。
【００２４】液晶層間の境界には絶縁層であるアクリル
樹脂０．５μｍと透明電極膜１層があるだけなので、透
明電極は合計６回透過するだけなので、同じ液晶、厚み
の３枚の液晶パネルを光学カップリングして積層した場
合よりも２０％も明るくなった。また、この実施例で
は、薄膜トランジスタ３，４，５の位置、および積層す
る画素電極８，１６，１３の位置を工夫している。すな
わち、同一の基板１上にある第１の薄膜トランジスタ３
と第２の薄膜トランジスタ４を画素の両端に設け、ま
た、第３の薄膜トランジスタ５を対向する基板２上の第
１の薄膜トランジスタ３とほぼ同じ位置に配すること
で、次の第２の実施例で生じるようなソース線を迂回さ
せる必要をなくし、開口率を極めて大きくすることがで
き、かつ、ソース線と画素電極が重なって容量結合する
ことをなくした。また、対向基板２上にも薄膜トランジ
スタ５を作製することで、１枚の基板１，２上には１層
の液晶層１４，１７を形成し、後で液晶層２０を注入す
ることで、多層化を容易にした。
樹脂０．５μｍと透明電極膜１層があるだけなので、透
明電極は合計６回透過するだけなので、同じ液晶、厚み
の３枚の液晶パネルを光学カップリングして積層した場
合よりも２０％も明るくなった。また、この実施例で
は、薄膜トランジスタ３，４，５の位置、および積層す
る画素電極８，１６，１３の位置を工夫している。すな
わち、同一の基板１上にある第１の薄膜トランジスタ３
と第２の薄膜トランジスタ４を画素の両端に設け、ま
た、第３の薄膜トランジスタ５を対向する基板２上の第
１の薄膜トランジスタ３とほぼ同じ位置に配すること
で、次の第２の実施例で生じるようなソース線を迂回さ
せる必要をなくし、開口率を極めて大きくすることがで
き、かつ、ソース線と画素電極が重なって容量結合する
ことをなくした。また、対向基板２上にも薄膜トランジ
スタ５を作製することで、１枚の基板１，２上には１層
の液晶層１４，１７を形成し、後で液晶層２０を注入す
ることで、多層化を容易にした。
【００２５】さらに、下基板１に設けた凹部６ａに液晶
層１４を形成することで、立体配線をする第２の画素電
極１６を設けるアクリル樹脂１５の表面が基板面と同一
平面に近づき、立体配線の距離を短くして、加工を容易
にした。なお、この実施例では、第１，第３の液晶層１
４，１７に半固体である高分子分散型液晶を用いて、立
体構造をつくり易くしたが、必ずしも、液晶はこれに限
らない。例えば、高分子分散型液晶の代わりに、フォト
レジストのような可溶性の材料を画素部（基板１，２の
凹部６ａ，６ｂ）に埋め込んでから、レジストの現像液
に溶けにくい絶縁膜およびＩＴＯをレジスト上に形成し
てから、レジストを溶解させて空隙をつくり、その空隙
中にゲストホスト液晶を注入してもよい。その場合、各
液晶層を挟む界面の両方をラビングすることは不可能な
ので、基板側の界面だけをラビングしておくか、ラビン
グが不要な垂直配向膜を使用する液晶モードが好まし
い。ラビングが不要で、偏光板のないゲストホスト液晶
モードとして、ホワイトテーラー型ゲストホスト液晶が
あるが、このモードは中間調表示が困難なので、好まし
くない。垂直配向膜間に誘電異方性が負のカイラルネマ
チックゲストホスト液晶で、カイラルピッチｐと液晶層
の厚みｄの比率ｄ／ｐが０．７弱とした液晶を挟むと、
無電界では垂直配向（ネマチック相）で、電圧印加によ
りねじれ状態になる、ポジ型相転移ゲストホストモード
が、諧調表示も可能で、ラビングも不要なので最も望ま
しい。垂直配向膜は空隙内にシランカプラーの希薄溶液
を注入してから、乾燥すれば界面に付着させることがで
きる。ラビングをしないで、画素電極にスリット状の切
り込みをエッチング時に刻むことで、垂直配向している
液晶分子（Ｎｎ型）が倒れる方向を制御してもよい。一
方の界面をラビングしておくか、電極にスリットを入れ
るかして、液晶の倒れる方向を制御できる場合は、この
発明の第１の実施例の第１の画素電極８を透明電極に
し、パネルの後ろに視角依存性を改善した１／４波長板
の反射板を設けた特願平６−１０３８３７号も適用でき
る。
層１４を形成することで、立体配線をする第２の画素電
極１６を設けるアクリル樹脂１５の表面が基板面と同一
平面に近づき、立体配線の距離を短くして、加工を容易
にした。なお、この実施例では、第１，第３の液晶層１
４，１７に半固体である高分子分散型液晶を用いて、立
体構造をつくり易くしたが、必ずしも、液晶はこれに限
らない。例えば、高分子分散型液晶の代わりに、フォト
レジストのような可溶性の材料を画素部（基板１，２の
凹部６ａ，６ｂ）に埋め込んでから、レジストの現像液
に溶けにくい絶縁膜およびＩＴＯをレジスト上に形成し
てから、レジストを溶解させて空隙をつくり、その空隙
中にゲストホスト液晶を注入してもよい。その場合、各
液晶層を挟む界面の両方をラビングすることは不可能な
ので、基板側の界面だけをラビングしておくか、ラビン
グが不要な垂直配向膜を使用する液晶モードが好まし
い。ラビングが不要で、偏光板のないゲストホスト液晶
モードとして、ホワイトテーラー型ゲストホスト液晶が
あるが、このモードは中間調表示が困難なので、好まし
くない。垂直配向膜間に誘電異方性が負のカイラルネマ
チックゲストホスト液晶で、カイラルピッチｐと液晶層
の厚みｄの比率ｄ／ｐが０．７弱とした液晶を挟むと、
無電界では垂直配向（ネマチック相）で、電圧印加によ
りねじれ状態になる、ポジ型相転移ゲストホストモード
が、諧調表示も可能で、ラビングも不要なので最も望ま
しい。垂直配向膜は空隙内にシランカプラーの希薄溶液
を注入してから、乾燥すれば界面に付着させることがで
きる。ラビングをしないで、画素電極にスリット状の切
り込みをエッチング時に刻むことで、垂直配向している
液晶分子（Ｎｎ型）が倒れる方向を制御してもよい。一
方の界面をラビングしておくか、電極にスリットを入れ
るかして、液晶の倒れる方向を制御できる場合は、この
発明の第１の実施例の第１の画素電極８を透明電極に
し、パネルの後ろに視角依存性を改善した１／４波長板
の反射板を設けた特願平６−１０３８３７号も適用でき
る。
【００２６】なお、この実施例では、駆動素子として薄
膜トランジスタ３，４，５を用いているが、他のアクテ
ィブ素子を用いてもよいし、スタティック駆動パネルで
も構わない。スタティック駆動の場合は、図２におい
て、薄膜トランジスタ３，４，５がなく、外部ＩＣへの
実装部へつながる金属配線だけが形成されて、これが開
口部を介して第２の画素電極１６へ接続される。
膜トランジスタ３，４，５を用いているが、他のアクテ
ィブ素子を用いてもよいし、スタティック駆動パネルで
も構わない。スタティック駆動の場合は、図２におい
て、薄膜トランジスタ３，４，５がなく、外部ＩＣへの
実装部へつながる金属配線だけが形成されて、これが開
口部を介して第２の画素電極１６へ接続される。
【００２７】〔第２の実施例〕図３はこの発明の第２の
実施例の液晶表示素子の断面図、図４は同液晶表示素子
の各部の配置を示す平面図である。なお、図４中、中央
部の画素は詳細に示しているが、周辺部の画素は同様で
あるので省略部分がある。図３，図４において、３０は
ホウケイ酸ガラスからなる下基板、３１，３２，３３は
第１，第２，第３の薄膜トランジスタ、３４，３５，３
６はソース線、３７は第１の薄膜トランジスタ３１のド
レイン電極と一体的に形成され反射板を兼ねる第１の画
素電極、３８は第２の画素電極４１に接続される第２の
薄膜トランジスタ３２のドレイン電極、３９は第３の画
素電極４２に接続される第３の薄膜トランジスタ３３の
ドレイン電極、４０はゲート線、４３は共通電極、４４
はホウケイ酸ガラスからなる上基板、４５は第１の液晶
領域４５ａに注入したゲストホスト液晶からなる第１の
液晶層、４６は第２の液晶領域４６ａに注入したゲスト
ホスト液晶からなる第２の液晶層、４７は第３の液晶領
域４７ａに注入したゲストホスト液晶からなる第３の液
晶層、４８，４９はＳｉＯ2 からなる絶縁膜、５０，５
３，５５は感光性ポリミイド膜、５１，５２，５４は開
口部、５６は第１層の現像液浸入口、５７は第２層の現
像液浸入口である。
実施例の液晶表示素子の断面図、図４は同液晶表示素子
の各部の配置を示す平面図である。なお、図４中、中央
部の画素は詳細に示しているが、周辺部の画素は同様で
あるので省略部分がある。図３，図４において、３０は
ホウケイ酸ガラスからなる下基板、３１，３２，３３は
第１，第２，第３の薄膜トランジスタ、３４，３５，３
６はソース線、３７は第１の薄膜トランジスタ３１のド
レイン電極と一体的に形成され反射板を兼ねる第１の画
素電極、３８は第２の画素電極４１に接続される第２の
薄膜トランジスタ３２のドレイン電極、３９は第３の画
素電極４２に接続される第３の薄膜トランジスタ３３の
ドレイン電極、４０はゲート線、４３は共通電極、４４
はホウケイ酸ガラスからなる上基板、４５は第１の液晶
領域４５ａに注入したゲストホスト液晶からなる第１の
液晶層、４６は第２の液晶領域４６ａに注入したゲスト
ホスト液晶からなる第２の液晶層、４７は第３の液晶領
域４７ａに注入したゲストホスト液晶からなる第３の液
晶層、４８，４９はＳｉＯ2 からなる絶縁膜、５０，５
３，５５は感光性ポリミイド膜、５１，５２，５４は開
口部、５６は第１層の現像液浸入口、５７は第２層の現
像液浸入口である。
【００２８】この実施例では、薄膜トランジスタ３１，
３２，３３を下基板３０上に３つとも形成した。画素の
ピッチは２５０μｍである。この液晶表示素子の製造方
法を説明する。まず、下基板３０上に薄膜トランジスタ
３１，３２，３３を作製する。各薄膜トランジスタ３
１，３２，３３のソース線３４，３５，３６およびドレ
イン電極（３７），３８，３９はアルミ膜により作製す
るが、薄膜トランジスタ３１のドレイン電極は画素電極
３７と一体的に形成する。各ソース線は、従来のよう
に、ＲＧＢ３色の画素が平面に並んでいるときは、間隔
をおいて平行に走っていたが、この実施例の場合は、第
１の画素電極３７と各ソース線３４，３５，３６は同一
平面にあるので交差しないようにし、また、第２，第３
の画素電極４１，４２とソース線３４，３５，３６も容
量結合を小さくするため極力交差しないようにするべき
である。このため、図４のように、３本のソース線３
４，３５，３６を隣接させ、薄膜トランジスタ３２のソ
ース線３５と第３の画素電極４２とがわずかに交差する
だけとなるように配置して、開口率を大きく、ソース線
３４，３５，３６と画素電極４１，４２の容量結合を小
さくするよう工夫した。
３２，３３を下基板３０上に３つとも形成した。画素の
ピッチは２５０μｍである。この液晶表示素子の製造方
法を説明する。まず、下基板３０上に薄膜トランジスタ
３１，３２，３３を作製する。各薄膜トランジスタ３
１，３２，３３のソース線３４，３５，３６およびドレ
イン電極（３７），３８，３９はアルミ膜により作製す
るが、薄膜トランジスタ３１のドレイン電極は画素電極
３７と一体的に形成する。各ソース線は、従来のよう
に、ＲＧＢ３色の画素が平面に並んでいるときは、間隔
をおいて平行に走っていたが、この実施例の場合は、第
１の画素電極３７と各ソース線３４，３５，３６は同一
平面にあるので交差しないようにし、また、第２，第３
の画素電極４１，４２とソース線３４，３５，３６も容
量結合を小さくするため極力交差しないようにするべき
である。このため、図４のように、３本のソース線３
４，３５，３６を隣接させ、薄膜トランジスタ３２のソ
ース線３５と第３の画素電極４２とがわずかに交差する
だけとなるように配置して、開口率を大きく、ソース線
３４，３５，３６と画素電極４１，４２の容量結合を小
さくするよう工夫した。
【００２９】これらの薄膜トランジスタ３１，３２，３
３を形成した下基板３０上に、感光性ポリイミド膜５０
としてフォトニース（東レ製）をスピンナーで厚み４μ
ｍ塗布し、乾燥した後、開口部５１，５２と第１の液晶
領域４５ａをマスクして、他をＵＶ露光する。その上
に、絶縁膜４８としてＳｉＯ2 をマグネトロンスパッタ
で約０．８μｍ成膜後、開口部５１，５２および現像液
浸入口５６のＳｉＯ2 をフォトリソグラフィーとフッ酸
のエッチングにより除去する。つぎに、フォトニースの
現像液中に基板を浸すと、現像液は現像液浸入口５６か
ら露光されていない第１の液晶領域４５ａのフォトニー
スを溶かしながらＳｉＯ2 からなる絶縁膜４８の下に浸
入し、開口部５１，５２および第１の液晶領域４５ａの
フォトニースを除去する。フォトニースを洗い流すと、
開口部５１，５２が通じ、第１の液晶領域４５ａに厚さ
３μｍの空間ができる。第１の液晶領域４５ａは、図４
から分かるように、横方向のストライプ状のトンネル状
になって液晶パネルの端まで延びており、トンネルの一
方の端は塞がっており、他方はガラス端面で開放状態に
なっている。第１の液晶領域４５ａは長いトンネルとな
って各画素間でつながっているが、現像液浸入口５６
は、各画素毎に設けないとフォトニースの溶解が止ま
り、現像液が液晶セル内に浸入しなくなる。
３を形成した下基板３０上に、感光性ポリイミド膜５０
としてフォトニース（東レ製）をスピンナーで厚み４μ
ｍ塗布し、乾燥した後、開口部５１，５２と第１の液晶
領域４５ａをマスクして、他をＵＶ露光する。その上
に、絶縁膜４８としてＳｉＯ2 をマグネトロンスパッタ
で約０．８μｍ成膜後、開口部５１，５２および現像液
浸入口５６のＳｉＯ2 をフォトリソグラフィーとフッ酸
のエッチングにより除去する。つぎに、フォトニースの
現像液中に基板を浸すと、現像液は現像液浸入口５６か
ら露光されていない第１の液晶領域４５ａのフォトニー
スを溶かしながらＳｉＯ2 からなる絶縁膜４８の下に浸
入し、開口部５１，５２および第１の液晶領域４５ａの
フォトニースを除去する。フォトニースを洗い流すと、
開口部５１，５２が通じ、第１の液晶領域４５ａに厚さ
３μｍの空間ができる。第１の液晶領域４５ａは、図４
から分かるように、横方向のストライプ状のトンネル状
になって液晶パネルの端まで延びており、トンネルの一
方の端は塞がっており、他方はガラス端面で開放状態に
なっている。第１の液晶領域４５ａは長いトンネルとな
って各画素間でつながっているが、現像液浸入口５６
は、各画素毎に設けないとフォトニースの溶解が止ま
り、現像液が液晶セル内に浸入しなくなる。
【００３０】この上にＩＴＯ膜を８０ｎｍスパッタ成膜
してから、第２の画素電極４１の形状にパターニングす
る。第２の画素電極４１は薄膜トランジスタ３２のドレ
イン電極３８に開口部５１を介して接続している。この
上から、さらに感光性ポリイミド膜５３としてフォトニ
ースを４μｍ厚で塗布して、開口部５２に通ずる開口部
５４，第２の液晶領域４６ａおよび現像液浸入口５７を
マスクしてＵＶ露光する。第２の液晶領域４６ａは縦方
向のストライプ状にしており、また、第２層の現像液浸
入口５７は、第１層の現像液浸入口５６とは重ならない
位置に設定することが重要である。これにより、第１層
の開口部分は、フォトニースで塞がれて第２層と分離さ
れて、後述の各層の液晶の注入が可能となる。
してから、第２の画素電極４１の形状にパターニングす
る。第２の画素電極４１は薄膜トランジスタ３２のドレ
イン電極３８に開口部５１を介して接続している。この
上から、さらに感光性ポリイミド膜５３としてフォトニ
ースを４μｍ厚で塗布して、開口部５２に通ずる開口部
５４，第２の液晶領域４６ａおよび現像液浸入口５７を
マスクしてＵＶ露光する。第２の液晶領域４６ａは縦方
向のストライプ状にしており、また、第２層の現像液浸
入口５７は、第１層の現像液浸入口５６とは重ならない
位置に設定することが重要である。これにより、第１層
の開口部分は、フォトニースで塞がれて第２層と分離さ
れて、後述の各層の液晶の注入が可能となる。
【００３１】この上に、絶縁膜４９としてＳｉＯ2 を約
０．８μｍ成膜し、開口部５４および現像液浸入口５７
上のＳｉＯ2 を除去してから、フォトニースを現像し
て、縦方向に伸びたトンネル状の空間の第２の液晶領域
４６ａを形成する。さらに、ＩＴＯで第３の画素電極４
２を形成して、薄膜トランジスタ３３のドレイン電極に
開口部５４，５２を介して接続する。
０．８μｍ成膜し、開口部５４および現像液浸入口５７
上のＳｉＯ2 を除去してから、フォトニースを現像し
て、縦方向に伸びたトンネル状の空間の第２の液晶領域
４６ａを形成する。さらに、ＩＴＯで第３の画素電極４
２を形成して、薄膜トランジスタ３３のドレイン電極に
開口部５４，５２を介して接続する。
【００３２】そして、この上に、感光性ポリイミド膜５
５としてフォトニースを４μｍ厚で塗布し、露光、現像
して、凸部状の感光性ポリイミド膜５５を設け、この感
光性ポリイミド膜５５以外の領域が第３の液晶領域４７
ａとなる。ここで、図５に下基板３０上の配置構成およ
び上基板４４のシール部分を示す。図５に示すように、
空間である第１，第２の液晶領域４５ａ，４６ａは、外
部回路との接続端子がある側（実装部６３，６４側）の
端部は塞がっており、反対側の端部は開放（開放端６
０，６１）されている。この下基板３０を真空容器内に
入れ、液晶セル内の空気を脱気してから、シランカプラ
ーのガスを導入して各画素電極３７，４１，４２上にシ
ランカップリング分子を付着させて垂直配向処理を行っ
た。
５としてフォトニースを４μｍ厚で塗布し、露光、現像
して、凸部状の感光性ポリイミド膜５５を設け、この感
光性ポリイミド膜５５以外の領域が第３の液晶領域４７
ａとなる。ここで、図５に下基板３０上の配置構成およ
び上基板４４のシール部分を示す。図５に示すように、
空間である第１，第２の液晶領域４５ａ，４６ａは、外
部回路との接続端子がある側（実装部６３，６４側）の
端部は塞がっており、反対側の端部は開放（開放端６
０，６１）されている。この下基板３０を真空容器内に
入れ、液晶セル内の空気を脱気してから、シランカプラ
ーのガスを導入して各画素電極３７，４１，４２上にシ
ランカップリング分子を付着させて垂直配向処理を行っ
た。
【００３３】さらに、この下基板３０を真空注入装置に
入れ、液晶セル内を脱気してから、第１の液晶領域４５
ａの開放端６０を、シアンの二色性色素を溶解したゲス
トホスト液晶面に漬けてから、大気圧に戻して液晶を注
入した。それから、同様にして、開放端６１から第２の
液晶領域４６ａ内へマゼンタ色のゲストホスト液晶を、
真空注入した。
入れ、液晶セル内を脱気してから、第１の液晶領域４５
ａの開放端６０を、シアンの二色性色素を溶解したゲス
トホスト液晶面に漬けてから、大気圧に戻して液晶を注
入した。それから、同様にして、開放端６１から第２の
液晶領域４６ａ内へマゼンタ色のゲストホスト液晶を、
真空注入した。
【００３４】つぎに、ＩＴＯの共通電極４３を成膜し、
シランカップリング処理をした上基板４４に、ＵＶ硬化
型シール樹脂を、図５に示すシール部６５にスクリーン
印刷してから、下基板３０と貼合わせて、加圧しながら
シール部６５をＵＶ照射して接着した。このとき、開放
端６０、６１もシール樹脂で塞がれている。そして、注
入口６２から黄色のゲストホスト液晶を真空注入した。
シランカップリング処理をした上基板４４に、ＵＶ硬化
型シール樹脂を、図５に示すシール部６５にスクリーン
印刷してから、下基板３０と貼合わせて、加圧しながら
シール部６５をＵＶ照射して接着した。このとき、開放
端６０、６１もシール樹脂で塞がれている。そして、注
入口６２から黄色のゲストホスト液晶を真空注入した。
【００３５】ところで、各層に注入したゲストホスト液
晶は、メルク社製の誘電異方性が負の液晶ＺＬＩ２５８
５にカイラル剤Ｒ８１１を微量加えて捻れピッチを４．
３μｍとしたカイラルネマチック液晶に、各色の二色性
色素を混ぜたものである。電圧を印加しないときは、液
晶は垂直配向をしているので透明状態であるが、電圧を
印加すると、液晶分子は基板に水平になり、らせん軸が
基板法線方向の捻れネマチック状態となり、二色性色素
により入射光が吸収される。各色の色素は吸光度比が近
いものを選び、すべての液晶層が吸光状態、および透過
状態のときに無彩色に近くなるよう溶解量を調整した。
晶は、メルク社製の誘電異方性が負の液晶ＺＬＩ２５８
５にカイラル剤Ｒ８１１を微量加えて捻れピッチを４．
３μｍとしたカイラルネマチック液晶に、各色の二色性
色素を混ぜたものである。電圧を印加しないときは、液
晶は垂直配向をしているので透明状態であるが、電圧を
印加すると、液晶分子は基板に水平になり、らせん軸が
基板法線方向の捻れネマチック状態となり、二色性色素
により入射光が吸収される。各色の色素は吸光度比が近
いものを選び、すべての液晶層が吸光状態、および透過
状態のときに無彩色に近くなるよう溶解量を調整した。
【００３６】この実施例による液晶パネルを駆動したと
ころ、各色の中間調も再現性よく表示でき、マイクロカ
ラーフィルタ方式に比べると非常に明るく、斜めから見
たときの色ずれもなく、印刷物並みのフルカラー表示が
可能となった。また、厚みや重量の増加も解消された。
なお、この実施例では、絶縁膜４８，４９として、Ｓｉ
Ｏ2 膜を０．８μｍ形成しているが、０．５μｍより薄
いと液晶を注入するときなどに割れてしまい、厚すぎる
と液晶層へ印加される電圧が小さくなりすぎる。ＳｉＯ
2 膜は、比誘電率が４と小さいので２μｍ程度以下にし
ないと液晶層に印加される電圧が小さくなり過ぎて薄膜
トランジスタによる駆動限界（１０ボルト程度）を超え
てしまう。比誘電率がもっと大きい、たとえば、ＳｉＯ
2 に酸化チタン、酸化タンタルを混合した膜や、酸化タ
ンタルの膜は比誘電率が１０から２０と大きくできるの
で、さらに厚くてもよい。また、絶縁膜の容量は比誘電
率に比例し、厚みに反比例するので、厚さの限界の基準
は、ＳｉＯ2 膜の例から判断して、絶縁膜４８，４９の
比誘電率を厚みで割った値が２μｍ-1以上となる厚みと
すればよい。
ころ、各色の中間調も再現性よく表示でき、マイクロカ
ラーフィルタ方式に比べると非常に明るく、斜めから見
たときの色ずれもなく、印刷物並みのフルカラー表示が
可能となった。また、厚みや重量の増加も解消された。
なお、この実施例では、絶縁膜４８，４９として、Ｓｉ
Ｏ2 膜を０．８μｍ形成しているが、０．５μｍより薄
いと液晶を注入するときなどに割れてしまい、厚すぎる
と液晶層へ印加される電圧が小さくなりすぎる。ＳｉＯ
2 膜は、比誘電率が４と小さいので２μｍ程度以下にし
ないと液晶層に印加される電圧が小さくなり過ぎて薄膜
トランジスタによる駆動限界（１０ボルト程度）を超え
てしまう。比誘電率がもっと大きい、たとえば、ＳｉＯ
2 に酸化チタン、酸化タンタルを混合した膜や、酸化タ
ンタルの膜は比誘電率が１０から２０と大きくできるの
で、さらに厚くてもよい。また、絶縁膜の容量は比誘電
率に比例し、厚みに反比例するので、厚さの限界の基準
は、ＳｉＯ2 膜の例から判断して、絶縁膜４８，４９の
比誘電率を厚みで割った値が２μｍ-1以上となる厚みと
すればよい。
【００３７】ただし、第１の実施例のように、液晶層が
高分子分散型液晶のように高分子ネットワークに支えら
れている場合には、絶縁膜（液晶層１４と電極１６との
間のアクリル樹脂１５，液晶層１７と電極１９との間の
アクリル樹脂１８）は０．５μｍより薄くても構わない
が、アクリル樹脂１５，１８の比誘電率を厚みで割った
値が２μｍ-1以上となる厚みとする。
高分子分散型液晶のように高分子ネットワークに支えら
れている場合には、絶縁膜（液晶層１４と電極１６との
間のアクリル樹脂１５，液晶層１７と電極１９との間の
アクリル樹脂１８）は０．５μｍより薄くても構わない
が、アクリル樹脂１５，１８の比誘電率を厚みで割った
値が２μｍ-1以上となる厚みとする。
【００３８】
【発明の効果】この発明の液晶表示素子は、一対の電極
付き基板間に、各々が異なる色の二色性色素を含む複数
の液晶層を積層して挟持し、液晶層間を絶縁膜および透
明電極で仕切り、複数の液晶層の背面側に反射板を設け
たことにより、透明電極の数を少なくできるため、従来
のマイクロカラーフィルタ型に比べて非常に明るく、ま
た、液晶層間の厚みを薄くできるため、ゲストホスト液
晶パネルを積層した場合に生じる斜めから見たときの色
ずれや、厚み、重量の増加が解消される。
付き基板間に、各々が異なる色の二色性色素を含む複数
の液晶層を積層して挟持し、液晶層間を絶縁膜および透
明電極で仕切り、複数の液晶層の背面側に反射板を設け
たことにより、透明電極の数を少なくできるため、従来
のマイクロカラーフィルタ型に比べて非常に明るく、ま
た、液晶層間の厚みを薄くできるため、ゲストホスト液
晶パネルを積層した場合に生じる斜めから見たときの色
ずれや、厚み、重量の増加が解消される。
【図１】この発明の第１の実施例の液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図２】この発明の第１の実施例における下基板および
上基板の平面図である。
上基板の平面図である。
【図３】この発明の第２の実施例の液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図４】この発明の第２の実施例における各部の配置を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図５】この発明の第２の実施例における全体の配置を
示す平面図である。
示す平面図である。
１ 下基板 ２ 上基板 ３ 第１の薄膜トランジスタ ４ 第２の薄膜トランジスタ ５ 第３の薄膜トランジスタ ７，９，１１ ソース線 ８ 第１の画素電極（反射板を兼ねる） １０，１２ ドレイン電極 １３ 第３の画素電極 １４ 第１の液晶層（高分子分散型液晶） １５，１８ アクリル樹脂（絶縁膜） １６ 第２の画素電極 １７ 第３の液晶層（高分子分散型液晶） １９ 共通電極 ２０ 第２の液晶層 ２１，２２ ゲート線 ３０ 下基板 ３１ 第１の薄膜トランジスタ ３２ 第２の薄膜トランジスタ ３３ 第３の薄膜トランジスタ ３４，３５，３６ ソース線 ３７ 第１の画素電極（反射板を兼ねる） ３８，３９ ドレイン電極 ４０ ゲート線 ４１ 第２の画素電極 ４２ 第３の画素電極 ４３ 共通電極 ４４ 上基板 ４５ 第１の液晶層 ４６ 第２の液晶層 ４７ 第３の液晶層 ４８，４９ 絶縁膜 ５０，５３，５５ 感光性ポリミイド膜 ５１，５２，５４ 開口部 ５６ 第１層の現像液浸入口 ５７ 第２層の現像液浸入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/1343
Claims (10)
- 【請求項１】 一対の電極付き基板間に、各々が異なる
色の二色性色素を含む複数の液晶層を積層して挟持し、
前記液晶層間を絶縁膜および透明電極で仕切り、前記複
数の液晶層の背面側に反射板を設けた液晶表示素子。 - 【請求項２】 液晶層間の絶縁膜の厚みを０．５μｍ以
上とし、前記絶縁膜の比誘電率を厚みで割った値が２
（１／μｍ）以上となるようにしたことを特徴とする請
求項１記載の液晶表示素子。 - 【請求項３】 複数の液晶層と接する界面を垂直配向処
理したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。 - 【請求項４】 液晶層に含まれる液晶の誘電異方性が負
で、電圧無印加のとき垂直配向し、電圧印加により基板
法線方向にらせん軸が向いたねじれネマチック配向に変
化するようにしたことを特徴とする請求項３記載の液晶
表示素子。 - 【請求項５】 電極付き基板の電極をスリット状に除去
加工したことを特徴とする請求項３記載の液晶表示素
子。 - 【請求項６】 液晶層間の透明電極をスリット状に除去
加工したことを特徴とする請求項３記載の液晶表示素
子。 - 【請求項７】 複数の液晶層のうち１層以上の液晶層を
高分子分散型液晶としたことを特徴とする請求項１記載
の液晶表示素子。 - 【請求項８】 液晶層間の絶縁膜の比誘電率を前記絶縁
膜の厚みで割った値が２（１／μｍ）以上となるように
したことを特徴とする請求項７記載の液晶表示素子。 - 【請求項９】 第１および第２の基板間に第１，第２お
よび第３の液晶層を積層した液晶表示素子の製造方法で
あって、 画素を駆動する第１および第２の駆動素子を形成した前
記第１の基板の画素領域にエッチングにより掘り込んで
凹部を設け、前記凹部に第１の駆動素子と接続した第１
の画素電極を形成する工程と、 前記第１の画素電極上に二色性色素を含む高分子分散型
液晶を被着し前記第１の液晶層とする工程と、 前記第１の液晶層上に第１の絶縁膜を形成し、前記第２
の駆動素子の出力端子部上の前記第１の絶縁膜をエッチ
ングして開口部を設ける工程と、 前記第１の絶縁膜上に前記開口部を介して前記第２の駆
動素子と接続した透明電極からなる第２の画素電極を形
成する工程と、 画素を駆動する第３の駆動素子を形成した前記第２の基
板の画素領域にエッチングにより掘り込んで凹部を設
け、前記凹部に第３の駆動素子と接続した第３の画素電
極を形成する工程と、 前記第３の画素電極上に前記第１の液晶層とは異なる二
色性色素を含む高分子分散型液晶を被着し前記第３の液
晶層とする工程と、 前記第３の液晶層上に第２の絶縁膜を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜上に透明電極からなる共通電極を形成
する工程と、 前記第１の基板の前記第２の画素電極および第２の基板
の前記共通電極を内側にして対向配置し、前記第２の画
素電極と前記共通電極との間に前記第１および第２の液
晶層とは異なる二色性色素を含むゲストホスト液晶を注
入し前記第２の液晶層とする工程とを含むことを特徴と
する液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項１０】 第１および第２の基板間に第１，第２
および第３の液晶層を積層した液晶表示素子の製造方法
であって、 画素を駆動する第１，第２および第３の駆動素子を形成
した第１の基板上に前記第１の駆動素子と接続した第１
の画素電極を形成した後、前記第１の基板上に第１の感
光性樹脂を塗布する工程と、 前記第１の感光性樹脂上に第１の絶縁膜を形成し、前記
第１の絶縁膜の画素領域の周縁の一部を除去して第１の
現像液浸入口を設け、フォトリソグラフィー工程で現像
液を前記第１の現像液浸入口から前記第１の絶縁膜の下
に浸入させることにより、前記画素領域の前記第１の感
光性樹脂を除去して第１の空隙を設ける工程と、 前記第１の絶縁膜上に前記第２の駆動素子と接続した透
明電極からなる第２の画素電極を形成した後、前記第１
の基板上に第２の感光性樹脂を塗布する工程と、前記第
２の感光性樹脂上に第２の絶縁膜を形成し、前記第２の
絶縁膜の画素領域の周縁の一部を除去して第２の現像液
浸入口を設け、フォトリソグラフィー工程で現像液を前
記第２の現像液浸入口から前記第２の絶縁膜の下に浸入
させることにより、前記画素領域の前記第２の感光性樹
脂を除去して第２の空隙を設ける工程と、 前記第２の絶縁膜上に前記第３の駆動素子と接続した透
明電極からなる第３の画素電極を形成した後、前記第１
の基板上に第３の感光性樹脂を塗布する工程と、 前記画素領域の前記第３の感光性樹脂を除去する工程
と、 前記第１の空隙に二色性色素を含むゲストホスト液晶を
注入し前記第１の液晶層とする工程と、 前記第２の空隙に前記第１の液晶層とは異なる二色性色
素を含むゲストホスト液晶を注入し前記第２の液晶層と
する工程と、 前記第２の基板上に共通電極を形成する工程と、 前記第１の基板の前記第３の画素電極および第２の基板
の前記共通電極を内側にして対向配置し、前記第３の画
素電極と前記共通電極との間に前記第１および第２の液
晶層とは異なる二色性色素を含むゲストホスト液晶を注
入し前記第３の液晶層とする工程とを含むことを特徴と
する液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28632494A JP3208028B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28632494A JP3208028B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001156198A Division JP2002031815A (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08146456A true JPH08146456A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3208028B2 JP3208028B2 (ja) | 2001-09-10 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28632494A Expired - Fee Related JP3208028B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986729A (en) * | 1996-07-10 | 1999-11-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
| US6304309B1 (en) | 1998-03-19 | 2001-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
| JP2001290169A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 反射型液晶表示装置 |
| KR100433661B1 (ko) * | 1997-12-22 | 2004-07-16 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| JP2008026910A (ja) * | 2007-08-06 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | アクティブマトリクス型表示装置 |
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| US11225563B2 (en) | 2017-02-16 | 2022-01-18 | Azotek Co., Ltd. | Circuit board structure and composite for forming insulating substrates |
| US10743423B2 (en) * | 2017-09-15 | 2020-08-11 | Azotek Co., Ltd. | Manufacturing method of composite substrate |
| US11044802B2 (en) | 2017-02-16 | 2021-06-22 | Azotek Co., Ltd. | Circuit board |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP28632494A patent/JP3208028B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5986729A (en) * | 1996-07-10 | 1999-11-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
| KR100433661B1 (ko) * | 1997-12-22 | 2004-07-16 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 고개구율을 갖는 수직배향모드의 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| US6304309B1 (en) | 1998-03-19 | 2001-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
| US6563557B2 (en) | 1998-03-19 | 2003-05-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device including a stack of plurality of resin film and method for fabricating the same |
| JP2001290169A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 反射型液晶表示装置 |
| JP4761628B2 (ja) * | 2000-02-02 | 2011-08-31 | 三洋電機株式会社 | 反射型液晶表示装置 |
| JP2008026910A (ja) * | 2007-08-06 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | アクティブマトリクス型表示装置 |
| JP4621713B2 (ja) * | 2007-08-06 | 2011-01-26 | 株式会社東芝 | アクティブマトリクス型表示装置 |
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|---|---|
| JP3208028B2 (ja) | 2001-09-10 |
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