JPH10197857A - Liquid crystal element and its production - Google Patents

Liquid crystal element and its production

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JPH10197857A
JPH10197857A JP35866796A JP35866796A JPH10197857A JP H10197857 A JPH10197857 A JP H10197857A JP 35866796 A JP35866796 A JP 35866796A JP 35866796 A JP35866796 A JP 35866796A JP H10197857 A JPH10197857 A JP H10197857A
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JP
Japan
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liquid crystal
pixel
photomask
insulating layer
crystal element
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JP35866796A
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Japanese (ja)
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Masaru Kamio
優 神尾
Hiroyuki Tokunaga
博之 徳永
Haruo Tomono
晴夫 友野
Yuji Matsuo
雄二 松尾
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily form an insulating layer having thickness distribution in a picture element at low cost by exposing high molecular material embedded between auxiliary electrodes by using a photomask having light transmissivity gradient. SOLUTION: The auxiliary electrode 6 is formed of Al or Mo on a glass base plate 8. Photosensitive polyamide resin is uniformly applied as photosensitive resin 9' and prebaked. Next, the resin 9' is irradiated with ultraviolet rays 11 through the photomask 10 so as to be exposed. The photomask 10 has concentration gradient where light shielding rate is consecutively changed on a plane corresponding to the picture element. Developing processing is performed so as to form a sawtoothed insulating layer 9 in a state where the resin 9' is left to have shape in accordance with the concentration gradient of the photomask 10 on the plate 8. By forming and patterning an ITO film on the insulating layer 9, a scanning electrode 4 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子及び液晶
素子の製造方法に関し、特に強誘電性液晶(以下「FL
C」と記す)を用いたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device and a method for manufacturing a liquid crystal device, and more particularly to a ferroelectric liquid crystal (hereinafter referred to as "FL").
C ").

【0002】[0002]

【従来の技術】クラーク(Clark)とラガーウォル
(Lagerwall)はAppliedPhysic
s Letters 第36巻、第11号(1980年
6月1日発行)P.899〜901、特開昭56−10
7216号公報、米国特許第4367924号明細書、
米国特許第4563059号明細書等で、表面安定化F
LC(Surface―Stabilized−fer
roelectric−liquid crystal
l)による双安定性FLC素子を明らかにした。この双
安定性FLC素子は、バルク状態のカイラルスメクティ
ックC相(Smc*相)、H相(SmH*相)等におけ
る液晶分子のらせん配列構造の形成を制御するのに十分
小さい間隔に設定した一対の基板間に液晶を配置させ、
且つ、複数の液晶分子で組織された垂直分子層を一方向
に配列させることによつて実現された。
BACKGROUND OF THE INVENTION Clark and Lagerwall are AppliedPhysic.
s Letters, Vol. 36, No. 11, issued June 1, 1980; 899-901, JP-A-56-10
No. 7216, U.S. Pat.
U.S. Pat. No. 4,563,059 discloses surface stabilized F
LC (Surface-Stabilized-fer
roeelectric-liquid crystal
The bistable FLC device according to 1) was identified. This bistable FLC device has a pair of pairs set at a distance small enough to control the formation of a helical array structure of liquid crystal molecules in a chiral smectic C phase (Smc * phase), an H phase (SmH * phase) or the like in a bulk state. Liquid crystal between the substrates of
In addition, this is realized by arranging in one direction vertical molecular layers organized by a plurality of liquid crystal molecules.

【0003】また、このようなFLCを用いた液晶素子
に関しては、特開昭61−94023号公報などにも示
されているように、1〜3μm位のセルギャップを保つ
て2枚の内面に透明電極を形成し、配向処理を施したガ
ラス基板を向かい合わせて構成した液晶セルにFLCを
注入したものが知られている。
As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-94023, a liquid crystal device using such an FLC is formed on two inner surfaces while maintaining a cell gap of about 1 to 3 μm. It is known that a transparent electrode is formed and FLC is injected into a liquid crystal cell formed by facing glass substrates that have been subjected to an alignment treatment.

【0004】ここで、このFLC素子の特徴は、FLC
が自発分極を持つことにより、外部電界と自発分極の結
合力をスイッチングに使えるということ及びFLC分子
の成長軸方向が自発分極の分極方向と1対1に対応して
いるため外部電界の極性によつてスイッチングできるこ
とである。
[0004] The characteristics of this FLC element are as follows.
Has a spontaneous polarization, so that the coupling force between the external electric field and the spontaneous polarization can be used for switching. Also, since the growth axis direction of the FLC molecule corresponds to the polarization direction of the spontaneous polarization one-to-one, the polarity of the external electric field is Switching.

【0005】即ち、カイラルスメクティック相の状態に
おいて、印加された電界に応答して第1の光学的安定状
態と第2の光学的安定状態とのいずれかをとり、且つ電
界が印加されない時はその状態を維持する性質、即ち双
安定性を有し、また電界の変化に対する応答が速やかで
高速且つ記億型の表示装置等の分野における広い利用が
期待されている。
That is, in the state of the chiral smectic phase, it takes one of the first optically stable state and the second optically stable state in response to the applied electric field, and when no electric field is applied, the state becomes the same. It is expected to be widely used in fields such as a display device having a property of maintaining a state, that is, bistability, a quick response to a change in an electric field, a high speed, and a memory type display device.

【0006】一方、FLC素子は上述のように、一般に
カイラルスメクティック液晶(SmC*、SmH*)を
用いるので、バルク状態では液晶分子長軸がねじれた配
向を示すが、上述の1〜3μm位のセルギャップのセル
に入れることによって液晶分子長軸のねじれを解消する
ことができる(P.213〜234、N.A.Clar
ketal、MCLC、1983、vol.94) 係るFLC素子で形成した表示パネルを備えた液晶装置
は、例えば神辺らの米国特許第4655561号明細書
等に記載されたマルチプレシング駆動方式を用いること
によって大容量画素の表示画面に画像を形成することが
できる。上述の液晶装置は、ワードプロセッサ、パーソ
ナルコンピューター、マイクロプリンタ、テレビジョン
などの表示画面に利用することができる。
On the other hand, since the FLC element generally uses chiral smectic liquid crystal (SmC *, SmH *) as described above, the liquid crystal molecule has a twisted long axis in the bulk state. The twist of the long axis of the liquid crystal molecules can be eliminated by placing the liquid crystal in a cell having a cell gap (P.213 to 234, NA Clar).
ketal, MCLC, 1983, vol. 94) A liquid crystal device having a display panel formed of such an FLC element can form an image on a display screen of large-capacity pixels by using a multiplexing driving method described in, for example, U.S. Pat. No. 4,655,561 to Kanbe et al. Can be formed. The above-described liquid crystal device can be used for a display screen of a word processor, a personal computer, a micro printer, a television, or the like.

【0007】ところで、FLC素子は2つの双安定状態
を光透過及び遮断状態とし、主として2値(白・黒)の
表示素子として利用されているが、多値即ち中間調表示
も可能である。そして、この中間調表示法の1つとして
は、画素内の双安定状態の面積比を制御することにより
中間的な光透過状態を作るものがある。以下、この方法
(面積変調法)について詳しく説明する。
The FLC element has two bistable states in a light transmitting and blocking state, and is mainly used as a binary (white / black) display element. However, a multi-value display, that is, a halftone display is also possible. As one of the halftone display methods, there is a method of creating an intermediate light transmission state by controlling the area ratio of a bistable state in a pixel. Hereinafter, this method (area modulation method) will be described in detail.

【0008】図8はFLC素子のスイッチングパルス振
幅と透過光量(率)の関係を模式的に示した図で、はじ
め完全な光遮断(黒)状態にあつたセル(素子)に一方
極性の単発パルスを印加した後の透過光量Iを単発パル
スの振幅Vの関数としてプロットしたグラフである。
FIG. 8 is a diagram schematically showing the relationship between the switching pulse amplitude of the FLC element and the amount of transmitted light (rate). One-polarity single shot is applied to a cell (element) that is initially in a complete light blocking (black) state. 5 is a graph in which the amount of transmitted light I after application of a pulse is plotted as a function of the amplitude V of a single pulse.

【0009】ここで、パルス振幅が闘値Vth以下(V<
Vth)の時は透過量は変化せず、パルス印加後の透過状
態は図9(b)に示すように印加前の状態を示す同図
(a)と変わらない。一方、パルス振幅が関値を越える
と(Vth<V<Vsat )画素内の一部分が他方の安定状
態、即ち同図(c)に示す光透過状態に遷移し、全体と
して中間的な透過量を示す。更にパルス振幅が大きくな
り、飽和値Vsat 以上(Vsat <V)になると同図
(d)に示すように画素全部が光透過状態になるので光
量は一定値に達する。即ち、この面積変調法は電圧をパ
ルス振幅がVth<V<Vsat となるように制御して中間
調を表示ずるものである。
Here, the pulse amplitude is equal to or less than the threshold value Vth (V <
In the case of (Vth), the transmission amount does not change, and the transmission state after the pulse application is the same as FIG. 9A showing the state before the application as shown in FIG. 9B. On the other hand, when the pulse amplitude exceeds the threshold value (Vth <V <Vsat), a part of the pixel transits to the other stable state, that is, the light transmission state shown in FIG. Show. When the pulse amplitude further increases and becomes equal to or higher than the saturation value Vsat (Vsat <V), all the pixels enter a light transmitting state as shown in FIG. That is, the area modulation method controls the voltage so that the pulse amplitude satisfies Vth <V <Vsat to display a halftone.

【0010】しかし、この図8に示すパルス振幅と透過
光量との関係はセル厚と温度にも依存するため、表示パ
ネル内にセル厚分布や温度分布があると、このような単
純な駆動方式では、同じ電圧振幅の印加パルスに対して
異なつた階調レベルが表示されてしまうということがあ
る。
However, since the relationship between the pulse amplitude and the amount of transmitted light shown in FIG. 8 also depends on the cell thickness and the temperature, if there is a cell thickness distribution or a temperature distribution in the display panel, such a simple driving method is used. In such a case, different grayscale levels may be displayed for applied pulses having the same voltage amplitude.

【0011】図10はこのことを説明するための図で、
図8と同じくパルス振幅Vと透過光量Iの関係を示した
グラフであるが、異なつた温度即ち高温及び低温での関
係をそれぞれ曲線H及び曲線Lで示してある。即ち、表
示サイズの大きいディスプレイ(表示素子)では同一パ
ネル(表示部)内に温度分布が生じてくることは珍しく
なく、従ってある電圧Vapで中間調を表示させようと
しても、同図に示すようにI1 〜I2 までの範囲にわた
つて中間調がばらついてしまい、均一な表示が得られな
い。
FIG. 10 is a diagram for explaining this.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the pulse amplitude V and the amount of transmitted light I as in FIG. 8, but the relationship at different temperatures, that is, at high and low temperatures, is shown by curves H and L, respectively. That is, it is not unusual for a display (display element) having a large display size to generate a temperature distribution in the same panel (display unit). Therefore, even if an attempt is made to display a halftone at a certain voltage Vap, as shown in FIG. I 1 ~I would be cotton connexion halftones varies in the range of up to 2, no uniform display is obtained.

【0012】そこで考え出されたのものが、本出願人が
特開平4−218022号公報において提案した「4パ
ルス法」である。この駆動方法は、図11及び図12に
示すようにパネル内の同一走査線上の低閾値部用と高閥
値部用に複数のパルス(図12中、A,B,C,D)を
印加することにより、最終的には図11に示すように等
しい反転面積を得るようにしたものである。
What has been devised there is the "4-pulse method" proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-218022. In this driving method, as shown in FIGS. 11 and 12, a plurality of pulses (A, B, C, D in FIG. 12) are applied to a low threshold portion and a high threshold value portion on the same scanning line in the panel. By doing so, the same inversion area is finally obtained as shown in FIG.

【0013】本出願人は、更に特開平5−158444
号公報にて示すように、書き込み時間を「4パルス法」
より短縮した「画素シフト法」を提案している。ここ
で、この画素シフト法は複数の走査信号線に、同時に異
なる走査信号を入力して選択することにより、複数の走
査信号線にまたがった電解強度の分布を作り、階調表示
する方式である。
The present applicant has further disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-158444.
As shown in Japanese Patent Publication No.
A shorter "pixel shift method" is proposed. Here, the pixel shift method is a method of inputting and selecting different scanning signals to a plurality of scanning signal lines at the same time, thereby creating a distribution of the electrolytic intensity across the plurality of scanning signal lines, and performing gradation display. .

【0014】次に、この画素シフト法の概略を説明す
る。
Next, the outline of the pixel shift method will be described.

【0015】この画素シフト法で使用できる液晶セル
は、図13にその一例を示したように、1画素内の閾値
が分布を有するものである。即ち、図13に示したセル
50では、対向する2つの電極51,52間のFLC層
55の層厚が変化しているのでFLCのスイッチングの
閾値も分布を持つことになる。このような画素への印加
電圧を増加していくとセル厚が薄い部分から順にスイッ
チングしていくことになる。
A liquid crystal cell which can be used in this pixel shift method has a distribution of threshold values in one pixel as shown in FIG. That is, in the cell 50 shown in FIG. 13, since the thickness of the FLC layer 55 between the two opposing electrodes 51 and 52 changes, the switching threshold of the FLC also has a distribution. When the voltage applied to such a pixel is increased, switching is performed sequentially from a portion having a smaller cell thickness.

【0016】図14(a)は、この様子を示すものであ
り、同図中T1 、T2 、T3 はパネル内の観察している
部分の温度を示している。ここで、FLCのスイッチン
グの閾値電圧は、温度が高くなるにつれ低くなるように
なっている。なお、この3つの温度T1 、T2 、T3
おけるパルス振幅と透過率との関係を3本の曲線で示し
ている。次に、閾値変動の原因は温度変化以外にも有る
が、説明の便宜上主として温度の変化を用いてその態様
を説明する。
FIG. 14A shows this state. In FIG. 14, T 1 , T 2 , and T 3 indicate the temperatures of the observed portion in the panel. Here, the switching threshold voltage of the FLC is set to decrease as the temperature increases. Note that the relationship between the pulse amplitude and the transmittance at these three temperatures T 1 , T 2 , and T 3 is shown by three curves. Next, although there are other causes of the threshold value fluctuation besides the temperature change, the mode will be described mainly using the temperature change for convenience of explanation.

【0017】図14(a)からわかるように、先ず画素
全体を暗状態にリセットした後温度T1 でV1 の電圧を
画素に印加した時にはX%の透過率を得ることができる
が、温度がT2 もしくはT3 まで上昇すると、同じV1
の電圧を画素に印加しても透過率が100%になってし
まい、階調表示が正しく行われなくなる。なお、図14
(c)は、このような各上記温度における書き込み後の
画素の反転状態を示している。そして、この様な条件で
は温度変動によって書き込んだ階調情報が失われるの
で、表示素子としての用途範囲が極めて限られたものと
なってしまう。
[0017] As can be seen from FIG. 14 (a), the but first upon application of a voltage V 1 at temperature T 1 of after resetting the entire pixel to a dark state in a pixel can obtain a X% transmittance, temperature When There rises to T 2 or T 3, the same V 1
Is applied to the pixels, the transmittance becomes 100%, and the gradation display cannot be performed correctly. FIG.
(C) shows the inverted state of the pixel after writing at each of the above temperatures. Then, under such conditions, the written gradation information is lost due to the temperature fluctuation, so that the application range as a display element is extremely limited.

【0018】そこで、図14(d)に示したように、1
画素の情報を持つ2つの走査信号線S1、S2にまたが
って表示することにより、温度変動に対して安定した階
調表示が可能になる。
Therefore, as shown in FIG.
By performing display across two scanning signal lines S1 and S2 having pixel information, gradation display stable against temperature fluctuations can be performed.

【0019】以下、この駆動方式について詳しく説明す
る。
Hereinafter, this driving method will be described in detail.

【0020】まず、画素内に連続的な閾値分布を持つF
LCセルを用意する。ここで、この液晶セルとしては、
図13に示すような画素内のセル厚が連続的に分布した
構造のものを用いることができる。また、本出願人が特
開昭62−125330号公報中で提案しているような
画素内に電位の勾配を有する構成、又は容量勾配を持つ
構成でも良い。
First, F having a continuous threshold distribution in a pixel
Prepare an LC cell. Here, as this liquid crystal cell,
As shown in FIG. 13, a cell having a structure in which the cell thickness in a pixel is continuously distributed can be used. Further, a configuration having a potential gradient in a pixel or a configuration having a capacitance gradient as proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-125330 may be used.

【0021】いずれにしても、画素内の閾値を連続的に
分布させることにより、明状態に対応した領域(ドメイ
ン)と暗状態に対応した領域(ドメイン)を画素内に混
在させることができ、これらのドメインの面積比によっ
て階調表示を可能としている。なお、この方法は光量を
ステップ的に変調する場合(例えば16階調など)でも
使用できるが、アナログ的な階調表示のためには連続的
な光量変化が必要である。
In any case, by continuously distributing the threshold values in the pixel, a region (domain) corresponding to the bright state and a region (domain) corresponding to the dark state can be mixed in the pixel. A gradation display is enabled by the area ratio of these domains. This method can be used even when the light amount is modulated stepwise (for example, 16 gradations), but a continuous light amount change is required for analog gradation display.

【0022】次に、2つの走査信号線を同時に選択す
る。なお、この操作について図15を用いて説明する。
ここで、図15(a)は、2つの走査信号線上の画素を
ひとまとめにした時の透過率―印加電圧特性を示すもの
であり、同図の中では、透過率0%〜100%を走査
(信号)線2上の画素Bの表示領域とし、透過率100
%〜200%を走査(信号)線1上の画素Aの表示領域
として示している。即ち、走査線1本につき1つの画素
を構成するので、2本同時に走査した場合には、画素
A、画素Bの両方が全部光透過状態になった時の透過率
を200%としている。
Next, two scanning signal lines are simultaneously selected. This operation will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 15A shows transmittance-applied voltage characteristics when pixels on two scanning signal lines are grouped together. In FIG. 15A, scanning is performed for transmittances of 0% to 100%. (Signal) A display area of the pixel B on the line 2 and a transmittance of 100
% To 200% is shown as the display area of the pixel A on the scanning (signal) line 1. That is, since one pixel is configured for one scanning line, when two pixels are simultaneously scanned, the transmittance when both the pixel A and the pixel B are all in the light transmitting state is set to 200%.

【0023】ここでは、1つの階調情報に対して同時に
2つの走査線を選択するようにしているが、1つの階調
情報を表示するために1画素分の面積を持つ領域を割り
当てるようにしている。これについて図15(b)を用
いて説明する。
Here, two scanning lines are simultaneously selected for one piece of gradation information. However, an area having an area of one pixel is allocated to display one piece of gradation information. ing. This will be described with reference to FIG.

【0024】温度T1 では入力した階調情報は印加電圧
0 の時0%、V100 の時100%に対応する範囲に書
き込まれる。ここで、同図から明らかなように、温度T
1 では、この範囲(画素領域)は全て走査線2上にある
(図中、斜線部参照)。ところが、温度がT1 からT2
に上昇すると液晶の閾値電圧が下がっているため、同じ
電圧を画素に印加した場合に画素内で、温度T1 の時よ
りも広い領域が反転してしまう。
At the temperature T 1 , the inputted gradation information is written in a range corresponding to 0% at the applied voltage V 0 and 100% at V 100 . Here, as is apparent from FIG.
In 1 , the entire range (pixel area) is on the scanning line 2 (see the hatched portion in the figure). However, when the temperature changes from T 1 to T 2
, The threshold voltage of the liquid crystal drops, so that when the same voltage is applied to the pixel, a wider area in the pixel than at the temperature T 1 is inverted.

【0025】そこで、これを補正するために、温度T2
の時の画素領城を走査線1と走査線2にまたがって設定
する(図中温度T2 の場合を示した斜線部)。また、温
度が更に上昇してT3 になった時には、印加電圧をV0
〜V100 まで変化させて描画される画素領域を、走査線
1上のみに設定する(図中温度T3 の場合を示した斜線
部)。
Therefore, in order to correct this, the temperature T 2
Set across pixel Ryojo the scanning line 1 and the scanning line 2 when the (hatched portion shows the case of a drawing temperature T 2). Further, when the temperature reaches T 3 rises further, the applied voltage V 0
The pixel area to be drawn is changed from ~V 100, set only on the scanning line 1 (a hatched portion shows the case of drawing temperature T 3).

【0026】以上のように温度によって階調表示をする
画素領域を、2つの走査線上でずらして設定することに
より、T1 〜T3 の温度範囲において正しい階調表示を
保つことができるようになる。
As described above, by setting the pixel area for gradation display according to temperature so as to be shifted on two scanning lines, correct gradation display can be maintained in the temperature range of T 1 to T 3. Become.

【0027】次に、同時に選択した2本の走査線に印加
する走査信号を互いに異なるものとする。これは、上記
で説明したように、温度変化による液晶反転の閾値変動
を、2つの走査線を同時に選択することによって補償す
るためには、2つの選択された走査信号に印加される走
査信号を互いに異なるものにしなければならないからで
ある。
Next, it is assumed that the scanning signals applied to the two scanning lines selected at the same time are different from each other. This is because, as described above, in order to compensate for a change in the threshold value of the liquid crystal inversion due to a temperature change by simultaneously selecting two scanning lines, the scanning signal applied to the two selected scanning signals is changed. This is because they must be different from each other.

【0028】この点について図14(b)を用いて説明
する。走査線1と走査線2に印加される走査信号は、走
査線2上の画素Aの閥値が連続的に変化するように設定
する。同図において、温度がT1 の時の透過率―電圧曲
線は、透過率100%までは走査線2上の領域で表示さ
れることを示し、その後200%までが走査線1上の領
域で表示されることを示す。
This will be described with reference to FIG. The scanning signals applied to the scanning lines 1 and 2 are set such that the threshold value of the pixel A on the scanning line 2 changes continuously. In the figure, the transmittance at a temperature T 1 - voltage curve, until 100% transmittance indicates that appear in the region on the scanning line 2, until then 200% is in the region on the scanning line 1 Indicates that it will be displayed.

【0029】そして、このように透過率―電圧曲線が画
素Bから画素Aにかけて連続的、且つ等しい勾配で設定
することにより、図16に示すように走査線1上の画素
Aと走査線2上の画素Bのセル形状(図16(b)参
照)を等しく設定しても実質的に画素A、画素Bに連続
的な閾値特性を与えた場合の図14(b)に示すセルと
同様の表示が可能となる。
By setting the transmittance-voltage curve from pixel B to pixel A continuously and at the same gradient, pixel A on scanning line 1 and pixel A on scanning line 2 as shown in FIG. Even if the cell shape of the pixel B (see FIG. 16B) is set to be equal, substantially the same as the cell shown in FIG. 14B when the pixels A and B have continuous threshold characteristics. Display becomes possible.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のような従来の液晶素子において、FLCを用いて階調
表示を行う場合には、液晶素子内の電気信号の伝播遅延
が問題となる。即ち、液晶素子内(入力IC内部の抵抗
成分〜lkΩ/lineも含む)の電圧波形の伝播遅延
は、液晶層の静電容量、自発分極の反転に伴う電流量、
電極の配線抵抗、ICの内部抵抗等によつて決定され
る。
However, in such a conventional liquid crystal element, when gradation display is performed using FLC, a problem is a propagation delay of an electric signal in the liquid crystal element. That is, the propagation delay of the voltage waveform in the liquid crystal element (including the resistance component of the input IC to lkΩ / line) is caused by the capacitance of the liquid crystal layer, the amount of current caused by reversal of spontaneous polarization,
It is determined by the wiring resistance of the electrodes, the internal resistance of the IC, and the like.

【0031】また、FLCの自発分極が6nc/cm2
程度であれば、パルスの立ち上がり時に及ばす影響は無
視できるので電圧波形のなまり(印加された電圧パルス
の立ち上がりの遅延)は液晶の静電容量と配線抵抗によ
つて決まり、280×220mmの表示エリアを持つデ
ィスプレイにおいては1信号線が約1314pFの容量
を持ち、配線抵抗は約4.1kΩ、それにICの内部抵
抗が約1kΩ存在するので配線抵抗は約5.1kΩ(コ
モン側)となり、波形のなまりは0%から90%への立
ち上がりで約15.4μsである。同じセルでセグメン
ト側(情報信号入力側)は配線抵抗6.4kΩ、IC内
部抵抗1.0kΩで、なまりは0%から90%への立ち
上がりで約22.0μsである。即ち、素子内部のなま
りは約2.7μsから約22.0μsまで分布してい
る。
The spontaneous polarization of FLC is 6 nc / cm 2
In this case, the influence of the rising edge of the pulse is negligible, so that the rounding of the voltage waveform (delay of the rising edge of the applied voltage pulse) is determined by the capacitance of the liquid crystal and the wiring resistance, and the display is 280 × 220 mm. In a display having an area, one signal line has a capacity of about 1314 pF, a wiring resistance of about 4.1 kΩ, and an internal resistance of the IC of about 1 kΩ, so that the wiring resistance is about 5.1 kΩ (common side), and the waveform is The rounding is about 15.4 μs at the rise from 0% to 90%. In the same cell, the segment side (information signal input side) has a wiring resistance of 6.4 kΩ and an IC internal resistance of 1.0 kΩ, and the rounding is about 22.0 μs from 0% to 90%. That is, the rounding inside the element is distributed from about 2.7 μs to about 22.0 μs.

【0032】一方、図13に示したように、液晶層厚
(セル厚)を変化させる方式において、電界強度を変化
させ、階調表示を行う場合には、なまりと透過率とは次
のような関係にあつた。
On the other hand, as shown in FIG. 13, in the method of changing the thickness of the liquid crystal layer (cell thickness), when the electric field intensity is changed and gradation display is performed, the rounding and the transmittance are as follows. Relationship.

【0033】[0033]

【表1】 従って、液晶素子内部で透過率は18%以上の差(ばら
つき)を生じてしまうので、著しく表示品質を落として
いた。
[Table 1] Therefore, a difference (variation) in transmittance of 18% or more occurs inside the liquid crystal element, so that the display quality is significantly reduced.

【0034】そこで、本出願人は、上述する問題を解決
するべく、例えば特開平6−347810号公報に示す
ように、ガラス基板上に金属配線を形成し、隣接金属間
にUV硬化樹脂を滴下し、上部より金型を圧接して該U
V樹脂を硬化し、その上に金属配線に接触するITO膜
を形成して配線基板とする製造方法を提案した。
In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant has formed a metal wiring on a glass substrate and dropped a UV curable resin between adjacent metals as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-347810. And press the mold from above to
A manufacturing method was proposed in which a V resin was cured and an ITO film was formed thereon to contact a metal wiring to form a wiring substrate.

【0035】しかしながら、本方法により電圧波形の遅
延は解決するが、以下に示す問題点があった。
However, this method can solve the delay of the voltage waveform, but has the following problems.

【0036】即ち、画素にのこぎり形状を形成するため
に、金型にダイヤモンド・バイト等で金属面に精密な加
工を施さねばならず、金型が非常に高価なものとなり、
配線基板のコストを著しく高くする。また、のこぎり形
状をした金型と配線基板の1画素が対応するように精密
なアライメント成型が必要となり、歩留まりが低い。さ
らに、精密なアライメント成型を実現するためには専用
のアライメント成型が必要となり、その製作は非常に困
難であり、装置の価格も非常に高価なものとなり、この
装置を用いることで配線基板のコストを著しく高くして
しまう。
That is, in order to form a saw-like shape in the pixel, the metal surface must be precisely machined with a diamond tool or the like, and the metal mold becomes very expensive.
This significantly increases the cost of the wiring board. Further, precise alignment molding is required so that a saw-shaped mold corresponds to one pixel of the wiring board, and the yield is low. Furthermore, in order to realize precise alignment molding, a dedicated alignment molding is required, which is very difficult to manufacture, and the price of the device becomes very expensive. Is significantly increased.

【0037】そこで、本発明はこのような従来の問題点
を解決するためになされたものであり、低コストで、か
つ簡単に1画素内に勾配を形成することのできる液晶素
子及び液晶素子の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
Accordingly, the present invention has been made to solve such a conventional problem, and is intended to provide a liquid crystal device and a liquid crystal device capable of easily forming a gradient in one pixel at low cost. It is intended to provide a manufacturing method.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】本発明は、透光性基材の
表面に形成された複数の補助電極と、前記補助電極間に
埋め込まれた高分子材料に対する露光にて形成された絶
縁層と、前記補助電極及び絶縁層の表面に形成された主
電極とを有する配線基板により液晶を挟持する一方、そ
れぞれの前記配線基板の主電極の交差部を画素とする液
晶素子において、前記絶縁膜は遮光率勾配を有するフォ
トマスクを用いた前記高分子材料に対する露光により画
素内での厚さ分布を有していることを特徴とするもので
ある。
According to the present invention, a plurality of auxiliary electrodes formed on a surface of a light-transmitting substrate, and an insulating layer formed by exposing a polymer material embedded between the auxiliary electrodes are formed. And a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched by a wiring board having the auxiliary electrode and a main electrode formed on the surface of an insulating layer, and an intersection of the main electrode of each of the wiring boards is a pixel. Is characterized in that the polymer material has a thickness distribution within a pixel by exposure to the polymer material using a photomask having a light-shielding rate gradient.

【0039】また本発明は、前記フォトマスクの透過率
勾配は、連続的に変化しているものであることを特徴と
するものである。
The present invention is also characterized in that the transmittance gradient of the photomask changes continuously.

【0040】また本発明は、前記フォトマスクの透過率
勾配は、段階的に変化しているものであることを特徴と
するものである。
Further, the present invention is characterized in that the transmittance gradient of the photomask changes stepwise.

【0041】また本発明は、前記透光性基材と前記絶縁
層との間にカラーフィルタ層を設けたことを特徴とする
ものである。
Further, the present invention is characterized in that a color filter layer is provided between the translucent substrate and the insulating layer.

【0042】また本発明は、前記高分子材料として感光
性樹脂を用いることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that a photosensitive resin is used as the polymer material.

【0043】また本発明は、前記液晶として強誘電性液
晶を用いることを特徴とするものである。
Further, the present invention is characterized in that a ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal.

【0044】また本発明は、透光性基材の表面に形成さ
れた複数の補助電極と、前記補助電極間に埋め込まれた
高分子材料に対する露光にて形成された絶縁層と、前記
補助電極及び絶縁層の表面に形成された主電極とを有す
る配線基板により液晶を挟持する一方、それぞれの前記
配線基板の主電極の交差部を画素とする液晶素子の製造
方法において、前記絶縁膜を形成する際、遮光率勾配を
有するフォトマスクを用いて前記高分子材料を露光する
ことにより該絶縁膜が画素内で厚さ分布を有するようし
たことを特徴とするものである。
Further, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plurality of auxiliary electrodes formed on a surface of a light-transmitting substrate; an insulating layer formed by exposing a polymer material embedded between the auxiliary electrodes; In a method for manufacturing a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched by a wiring board having a main electrode formed on a surface of an insulating layer and a pixel at an intersection of the main electrode of each of the wiring boards, the insulating film is formed. In this case, the insulating film has a thickness distribution in the pixel by exposing the polymer material using a photomask having a light-shielding rate gradient.

【0045】また本発明のように、遮光率勾配を有する
フォトマスクを用いて透光性基材の表面に形成された複
数の補助電極間に埋め込まれた高分子材料を露光するこ
とにより、低コストで、かつ簡単に画素内での厚さ分布
を有する絶縁層を形成することができるようにする。
Further, as in the present invention, by exposing a polymer material embedded between a plurality of auxiliary electrodes formed on the surface of a light-transmitting substrate using a photomask having a light-shielding rate gradient, low An insulating layer having a thickness distribution in a pixel can be formed easily at low cost.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0047】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
液晶素子の構造を示す断面図であり、同図において、1
は液晶素子、2a、2bは第1及び第2配線基板、3は
液晶、4、5はITOにて形成された主電極である透明
電極、6は補助電極である金属電極、7は配向膜であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention.
Is a liquid crystal element, 2a and 2b are first and second wiring boards, 3 is a liquid crystal, 4 and 5 are transparent electrodes which are main electrodes formed of ITO, 6 is a metal electrode which is an auxiliary electrode, and 7 is an alignment film. It is.

【0048】ここで、この液晶素子1の下部の第1配線
基板2aは、図2に示すように透光性基材であるガラス
基板8の表面に高分子材料である感光性樹脂(紫外線硬
化型樹脂)にて鋸(のこぎり)歯状に形成された絶縁層
9を備えたものであり、この絶縁層9の表面に透明電極
4、同図においては走査電極4を同一の厚さで形成する
ようにしている。そして、このように鋸歯状に形成され
た絶縁層9の表面に透明電極4を同一の厚さで形成する
ことにより、1画素内に上下電極4,5の間隔の分布、
即ち厚さの分布を持たせるようにしている。
Here, as shown in FIG. 2, the first wiring substrate 2a under the liquid crystal element 1 has a photosensitive resin (ultraviolet curable) which is a polymer material on the surface of a glass substrate 8 which is a translucent substrate. A transparent electrode 4 on the surface of the insulating layer 9 and a scanning electrode 4 having the same thickness in FIG. I am trying to do it. By forming the transparent electrode 4 at the same thickness on the surface of the insulating layer 9 formed in a sawtooth shape in this manner, the distribution of the interval between the upper and lower electrodes 4 and 5 within one pixel can be improved.
That is, the thickness distribution is provided.

【0049】なお、本実施の形態に用いるガラス基板8
は、液晶基板用としてよく用いられる厚さが1mm程度
で、材質はソーダガラス(青板ガラス)のような一般的
なものである。また、絶縁層9を形成するための紫外線
硬化型樹脂は、ゼラチン、カゼイン、グリュー、ポリビ
ニルアルコール、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリ
エステルアミド、ポリエステルイミド、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリパラキシリレン、ポリカーボネート、
ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレ
ン、セルロースジュシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリシリコン樹脂に感光性を付与した樹脂ならびに一般
のフォトレジスト樹脂等から任意に設定することができ
る。
The glass substrate 8 used in the present embodiment is
Has a thickness of about 1 mm, which is often used for liquid crystal substrates, and is made of a general material such as soda glass (blue plate glass). The ultraviolet-curable resin for forming the insulating layer 9 is gelatin, casein, glue, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester amide, polyester imide, polyamide, polyester, polyparaxylylene, polycarbonate,
Polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, polystyrene, cellulose jusi resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane resin,
It can be arbitrarily set from a resin obtained by imparting photosensitivity to a polysilicon resin and a general photoresist resin.

【0050】次に、この第1配線基板2aの製造方法に
ついて説明する。
Next, a method of manufacturing the first wiring board 2a will be described.

【0051】まず、図3の(a)に示すようにガラス基
板8上にAl、Mo等により2μm厚の金属電極6を形
成し、この後、(b)に示すように感光性樹脂9’とし
て感光性ポリアミド樹脂である「PA−1000」(宇
部興産製)をスピンナー等で膜厚2μmで均一に塗布
し、プリベークする。次に、(c)に示すようにフォト
マスク10を介して紫外線(UV)光11を照射するこ
とで、感光性樹脂9’を露光する。
First, as shown in FIG. 3A, a metal electrode 6 having a thickness of 2 μm is formed on a glass substrate 8 by using Al, Mo, or the like, and thereafter, as shown in FIG. The photosensitive polyamide resin "PA-1000" (manufactured by Ube Industries, Ltd.) is uniformly applied with a spinner or the like to a thickness of 2 [mu] m and prebaked. Next, as shown in (c), the photosensitive resin 9 'is exposed by irradiating ultraviolet (UV) light 11 through a photomask 10.

【0052】ところで、このフォトマスク10は、画素
に対応した面内に連続的に遮光率を変化させた濃度勾配
を有したものであり、このようなフォトマスク10を介
して紫外線光11を感光性樹脂9’に照射することによ
り、フォトマスク10の濃度勾配に応じた強さの光11
が感光性樹脂9’に照射され、感光性樹脂9’が硬化す
るようになる。
The photomask 10 has a density gradient in which the light-shielding ratio is continuously changed in a plane corresponding to the pixel, and is exposed to the ultraviolet light 11 through the photomask 10. By irradiating the conductive resin 9 ′, light 11 having an intensity corresponding to the concentration gradient of the photomask 10 is obtained.
Is irradiated on the photosensitive resin 9 ′, so that the photosensitive resin 9 ′ is cured.

【0053】ここで、感光性樹脂9’においては、照射
される光11の強さに応じて硬化する度合いが異なるよ
うになることから、このようにフォトマスク10の濃度
勾配に応じた強さの光11を照射し、この後現像処理を
行い未硬化の感光性樹脂9’を取り除いた場合、ガラス
基板8上には濃度勾配に応じた形状に感光性樹脂9’が
残ることになる。
Here, the degree of curing of the photosensitive resin 9 ′ varies depending on the intensity of the light 11 to be irradiated, and thus the intensity corresponding to the concentration gradient of the photomask 10 is thus determined. When the light 11 is irradiated and the developing process is performed to remove the uncured photosensitive resin 9 ′, the photosensitive resin 9 ′ remains on the glass substrate 8 in a shape corresponding to the concentration gradient.

【0054】なお、このようにフォトマスク10に濃度
勾配を持たせる方法としては、種々の方法が考えられる
が、例えばガラス基板に銀塩乳剤を塗布した基板(以下
マスク基板という)を用い、まず、このマスク基板の露
光する画素以外をマスキングし、照射する光のエリアを
少しずつずらしていくことにより、マスク基板に対する
光照射量を連続的に変化させる。次に、このマスク基板
を現像することで、光照射量に応じた銀の析出が起こり
画素内で濃度勾配を有するフォトマスクを作製すること
ができる。更に、光を照射する際に一定間隔毎に光のエ
リアを送ることで、画素内のエリア毎に濃度の異なるフ
ォトマスクを作製することも可能である。
Various methods are conceivable for giving the photomask 10 a concentration gradient as described above. For example, a substrate obtained by applying a silver salt emulsion to a glass substrate (hereinafter referred to as a mask substrate) is used. By masking portions of the mask substrate other than the pixels to be exposed, and gradually shifting the area of light to be irradiated, the amount of light irradiation on the mask substrate is continuously changed. Next, by developing this mask substrate, silver is deposited in accordance with the amount of light irradiation, and a photomask having a concentration gradient in a pixel can be manufactured. Further, by transmitting light areas at regular intervals when irradiating light, a photomask having a different density for each area in a pixel can be manufactured.

【0055】一方、このようなフォトマスク10を介し
て紫外線(UV)光11を照射し、感光性樹脂9’を露
光した後、感光性樹脂9’を専用現像液にて現像する
と、(d)に示すような鋸歯形状の絶縁層9が形成され
る。
On the other hand, after irradiating the photosensitive resin 9 ′ with the ultraviolet (UV) light 11 through the photomask 10 and exposing the photosensitive resin 9 ′, the photosensitive resin 9 ′ is developed with a special developing solution. The sawtooth-shaped insulating layer 9 shown in FIG.

【0056】次に、このような形状の絶縁層9の上にI
TO膜をスパッタ形成・パターニングして(e)に示す
ように走査電極4を形成する。そして、最後に、この走
査電極4の上に配向膜7として日立化成社製の配向膜L
Q−1802を、約300Å形成し、図2に示すような
第1配線基板2aが形成される。
Next, on the insulating layer 9 having such a shape, I
The scanning electrode 4 is formed by sputtering and patterning the TO film as shown in FIG. Finally, an alignment film L manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. is formed on the scanning electrode 4 as an alignment film 7.
Q-1802 is formed at about 300 ° to form the first wiring board 2a as shown in FIG.

【0057】ところで、このような第1配線基板2aを
用いて液晶素子1を製造する場合は、まず、この第1配
線基板2aと対向側の第2配線基板2bとによりセルを
形成し、この後液晶3(図1参照)をセル内に充填する
ことにより製造することができる。ここで、この第2配
線基板2bは、ストライプ状の情報電極5上に同じ配向
膜7を形成したものであり、第1配線基板2aのような
凹凸形状は有していない。
When manufacturing the liquid crystal element 1 using such a first wiring board 2a, first, a cell is formed by the first wiring board 2a and the second wiring board 2b on the opposite side. It can be manufactured by filling the cell with the rear liquid crystal 3 (see FIG. 1). Here, the second wiring board 2b is formed by forming the same alignment film 7 on the stripe-shaped information electrodes 5, and does not have the uneven shape unlike the first wiring board 2a.

【0058】一方、この液晶素子1を製造する際、第1
及び第2配線基板2a,2bのラビング方向は平行方向
に行い、第2配線基板2bのラビング方向に対して第1
配線基板2aのラビング方向を約6°右ネジ方向にずら
してセルを構成した。また、セル厚のコントロールは、
薄い部分が約1.10μm、厚い部分が1.64μmに
なるようにした。さらに、鋸形状の1辺が1画素になる
ように、第1配線基板2aの走査電極4をストライプ状
に畝にそってパターニングした。またさらに、走査電極
4の幅を、300μmとして、画素サイズを300μm
X200μmの長方形に設定した。
On the other hand, when manufacturing the liquid crystal element 1, the first
The rubbing direction of the second wiring boards 2a and 2b is parallel to the rubbing direction, and the rubbing direction of the second wiring board 2b is the first rubbing direction.
The cell was formed by shifting the rubbing direction of the wiring board 2a by about 6 ° in the right-hand screw direction. In addition, control of cell thickness
The thin portion was about 1.10 μm, and the thick portion was 1.64 μm. Further, the scanning electrodes 4 of the first wiring substrate 2a were patterned along the ridges in a stripe shape so that one side of the saw shape became one pixel. Further, the width of the scanning electrode 4 is set to 300 μm, and the pixel size is set to 300 μm.
It was set to a rectangle of X200 μm.

【0059】なお、下記の表は使用した液晶材料を示す
ものである。
The following table shows the liquid crystal materials used.

【0060】[0060]

【表2】 ところで、金属電極4,5を形成するAl、Moにおい
て、Alは約3.5×10-6Ωcmのρを持ち、Moで
は約上2×10-6Ωcmのρを持つが、例えばAlで金
属電極4,5を形成した場合においては、なまり量(0
〜90%の電圧立ち上がり量)は約2μsに改善され
た。
[Table 2] By the way, in Al and Mo forming the metal electrodes 4 and 5, Al has a ρ of about 3.5 × 10 −6 Ωcm, and Mo has a ρ of about 2 × 10 −6 Ωcm. When the metal electrodes 4 and 5 are formed, the rounding amount (0
量 90%) was improved to about 2 μs.

【0061】このように、濃度勾配が形成されたフォト
マスク10を用いて感光性樹脂9’を露光することによ
り、簡単に1画素内で厚さの分布を有する絶縁層9を形
成することができる。また、このようなフォトマスク1
0を用いることにより、配線基板2aを製造する場合の
コストは、従来に比べて約1/2に削減することがで
き、低コスト化が可能となる。
As described above, by exposing the photosensitive resin 9 'using the photomask 10 in which the concentration gradient is formed, the insulating layer 9 having a thickness distribution within one pixel can be easily formed. it can. Also, such a photomask 1
By using 0, the cost in the case of manufacturing the wiring board 2a can be reduced to about 1/2 compared with the conventional case, and the cost can be reduced.

【0062】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0063】本実施形態は、透明電極を階段状に形成す
るようにしたものであり、図4は、このような階段状の
透明電極を備えた配線基板の製造方法のうち、感光性樹
脂を露光する工程以降を模式的に示したものである。な
お、図4において、図3と同一符号は、同一又は相当部
分を示している。
In the present embodiment, the transparent electrode is formed in a step shape. FIG. 4 shows a method of manufacturing a wiring board having such a step-shaped transparent electrode. 3 schematically shows the steps after the exposure. 4, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts.

【0064】まず、ガラス基板8上に塗布された感光性
樹脂9’に(a)に示すようにフォトマスク10Aを介
して紫外線(UV)光11を照射し、感光性樹脂9’を
露光する。ここで、このフォトマスク10Aは、画素内
で50μm幅毎に段階的に遮光率を変えて濃度勾配を持
たせたものである。そして、この後、感光性樹脂9’を
専用現像液にて現像すると、ガラス基板8上に(b)に
示すような階段状の絶縁層9が形成される。
First, the photosensitive resin 9 ′ applied on the glass substrate 8 is irradiated with ultraviolet (UV) light 11 through a photomask 10 A as shown in FIG. . Here, the photomask 10A has a density gradient by changing the light blocking ratio in steps of 50 μm width in the pixel. After that, when the photosensitive resin 9 ′ is developed with a dedicated developer, a step-like insulating layer 9 as shown in FIG. 3B is formed on the glass substrate 8.

【0065】次に、このような形状の絶縁層9の上にI
TO膜をスパッタ形成・パターニングして(c)に示す
ように走査電極4Aを形成する。そして、最後に、この
走査電極4Aの上に配向膜7として日立化成社製の配向
膜LQ−1802を、約300Å形成し、(d)に示す
ような第1配線基板2aを形成した。
Next, an I layer is formed on the insulating layer 9 having such a shape.
The TO film is formed by sputtering and patterned to form the scanning electrode 4A as shown in FIG. Finally, an alignment film LQ-1802 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. was formed on the scan electrode 4A as the alignment film 7 by about 300 ° to form the first wiring substrate 2a as shown in FIG.

【0066】次に、本発明の第3の実施形態について説
明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0067】本実施形態は、金属電極6の間に赤
(R)、緑(G)、青(B)の各画素で構成される顔料
系のカラーフィルター層を形成するようにしたものであ
り、このようなカラーフィルター層を備えた配線基板の
製造方法を図5を用いて説明する。なお、同図におい
て、図3と同一符号は、同一又は相当部分を示してい
る。
In this embodiment, a pigment-based color filter layer composed of red (R), green (G), and blue (B) pixels is formed between the metal electrodes 6. A method of manufacturing a wiring board having such a color filter layer will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts.

【0068】本実施の形態では、第1の実施の形態と同
様、まず、ガラス基板8上に金属電極6を形成した後、
ガラス基板8上の金属電極6間に、(a)に示すように
赤(R)、緑(G)、青(B)の各画素で構成される顔
料系のカラーフィルター12を、例えばフォトリソエッ
チング法により約lμmの膜厚で形成した。尚、カラー
フィルター12は、フォトリソエッチング法以外にも、
例えば印刷法、昇華転写法、インクジェット法によつて
も形成することができる。
In this embodiment, as in the first embodiment, first, after forming the metal electrode 6 on the glass substrate 8,
A pigment-based color filter 12 composed of red (R), green (G), and blue (B) pixels is provided between the metal electrodes 6 on the glass substrate 8 as shown in FIG. It was formed to a film thickness of about 1 μm by the method. In addition, the color filter 12 may be formed by a method other than the photolithography etching method.
For example, it can be formed by a printing method, a sublimation transfer method, or an inkjet method.

【0069】次に、カラーフィルター12上に感光性樹
脂9を濃度勾配を有するフォトマスク(不図示)を介し
て、UV光を照射することで露光し、現像することで
(b)に示すような鋸歯形状の絶縁層9が形成される。
Next, the photosensitive resin 9 is exposed on the color filter 12 through a photomask (not shown) having a concentration gradient by irradiating it with UV light and developed, as shown in FIG. The insulating layer 9 having a simple sawtooth shape is formed.

【0070】次に、このようにして形成された絶縁層9
の上にITO膜をスバッタ形成・パターニングして
(c)に示すように走査電極4を形成する。そして、最
後に、この走査電極4の上に配向膜7として日立化成社
製の配向膜LQ−1802を約300Åに形成し、
(d)に示すようなカラーフィルターを有する第1配線
基板2aを形成した。
Next, the insulating layer 9 thus formed is formed.
A scanning electrode 4 is formed by forming and patterning an ITO film on the substrate, as shown in FIG. Finally, an alignment film LQ-1802 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. is formed on the scanning electrode 4 as the alignment film 7 at a thickness of about 300 °.
A first wiring board 2a having a color filter as shown in (d) was formed.

【0071】ところで、図6は本実施の形態に係る表示
素子を備えた液晶装置のブロック図であり、同図を用い
て液晶装置の画像表示動作を説明する。
FIG. 6 is a block diagram of a liquid crystal device provided with a display element according to the present embodiment, and an image display operation of the liquid crystal device will be described with reference to FIG.

【0072】同図において、101は液晶装置、102
はグラフィックコントローラであり、このグラフィック
コントローラ102は走査電極(図1参照)を指定する
走査線アドレス情報と、そのアドレス情報により指定さ
れる走査線上の画像情報(PD0〜PD3)を液晶装置
101の走査線駆動回路104と情報線駆動回路105
によって構成される表示駆動回路120に転送する。
In the figure, reference numeral 101 denotes a liquid crystal device;
Is a graphic controller. The graphic controller 102 scans the liquid crystal device 101 with scanning line address information specifying scanning electrodes (see FIG. 1) and image information (PD0 to PD3) on the scanning lines specified by the address information. Line drive circuit 104 and information line drive circuit 105
Is transferred to the display drive circuit 120 composed of

【0073】なお、本実施の形態では走査線アドレス情
報と表示情報とを有する画像情報を同一電送路にて転送
するため、前記2種類の情報を区別しなければならな
い。この識別のための信号がAH/DLであり、図7に
示すようにAH/DL信号がHレベルの時は、表示情報
であることを示している。
In this embodiment, since the image information having the scanning line address information and the display information is transferred through the same transmission line, the two types of information must be distinguished. The signal for this identification is AH / DL, and when the AH / DL signal is at the H level as shown in FIG. 7, this indicates display information.

【0074】そして、走査線アドレス情報は、液晶装置
101内の駆動制御回路111側で、画像情報PD0〜
PD3として転送されてくる画像情報から抽出された
後、指定された走査線を駆動するタイミングに合わせて
走査線駆動回路104に出力される。この走査線アドレ
ス情報は、走査線駆動回路104内のデコーダ106に
入力され、デコーダ106を介して、表示パネル103
の指定された走査電極が走査信号発生回路107によっ
て駆動される。
The scanning line address information is supplied to the drive control circuit 111 in the liquid crystal device 101 by the image information PD0 to PD0.
After being extracted from the image information transferred as PD3, it is output to the scanning line driving circuit 104 in accordance with the timing of driving the designated scanning line. The scanning line address information is input to a decoder 106 in the scanning line driving circuit 104, and is supplied to the display panel 103 via the decoder 106.
Are driven by the scanning signal generation circuit 107.

【0075】一方、表示情報は情報線駆動回路105内
のシフトレジスタ108へ導かれ、転送クロックにて4
画素単位でシフトされる。そして、このシフトレジスタ
108にて水平方向の一走査線分のシフトが完了する
と、1280画素分の表示情報は併設されたラインメモ
リ109に転送され、情報信号発生回路110から各情
報信号として出力される。
On the other hand, the display information is guided to the shift register 108 in the information line driving circuit 105,
It is shifted on a pixel-by-pixel basis. When the shift register 108 completes the shift for one scanning line in the horizontal direction, the display information for 1280 pixels is transferred to the line memory 109 provided therewith, and is output from the information signal generating circuit 110 as each information signal. You.

【0076】なお、本実施の形態では液晶装置101に
おける表示パネル103の駆動とグラフィックスコント
ローラ102における走査線アドレス情報及び表示情報
の発生とは非同期で行われているため、画像情報転送時
にグラフィックコントローラ102と表示パネル103
の駆動との同期を取る必要がある。この同期を取る信号
がSYNC信号であり、一水平走査期間毎に液晶装置1
01内の駆動制御回路111で派生する。
In this embodiment, the driving of the display panel 103 in the liquid crystal device 101 and the generation of the scanning line address information and the display information in the graphics controller 102 are performed asynchronously. 102 and display panel 103
It is necessary to synchronize with the drive of. This synchronization signal is a SYNC signal, and the liquid crystal device 1 is controlled every one horizontal scanning period.
01 is derived by the drive control circuit 111 in FIG.

【0077】そして、グラフィックスコントローラ10
2側は常にこのSYNC信号を監視しており、SYNC
信号がLレベルであれば画像情報の転送を行い、逆にH
レベルの時には一水平走査線分の画像情報の転送終了後
は転送を行わない。即ち、図6においてグラフィックス
コントローラ102側はSYNC信号がLレベルになつ
たことを検知すると、直ちに図7に示すようにAH/D
L信号をHレベルにして一水平走査線分の画像情報の転
送を開始する。
Then, the graphics controller 10
The second side always monitors this SYNC signal,
If the signal is at L level, image information is transferred, and conversely, H
At the level, the transfer is not performed after the transfer of the image information for one horizontal scanning line is completed. That is, in FIG. 6, when the graphics controller 102 detects that the SYNC signal has become L level, the AH / D
The L signal is set to the H level to start transferring image information for one horizontal scanning line.

【0078】一方、液晶装置101内の駆動制御回路1
11は、SYNC信号を画像情報転送期間中はHレベル
にする。所定の一水平走査期間を経て表示パネル103
への書き込みが終了した後駆動制御回路111は、SY
NC信号を再びLレベルに戻し、次の走査線の画像情報
を受け取ることができる。
On the other hand, the drive control circuit 1 in the liquid crystal device 101
Numeral 11 sets the SYNC signal to the H level during the image information transfer period. After a predetermined horizontal scanning period, the display panel 103
After the writing to the memory is completed, the drive control circuit 111
The NC signal is returned to the L level again, and image information of the next scanning line can be received.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように本発明のように、透
過率勾配を有するフォトマスクを用いて補助電極間に埋
め込まれた高分子材料を露光することにより、低コスト
で、かつ簡単に画素内での厚さ分布を有する絶縁層及び
これを備えた配線基板を形成することができる。そし
て、このような配線基板を用いることで、電圧波形の伝
播遅延を低減し、表示特性に優れた液晶素子を煩雑な工
程を加えることなく製造することができる。
As described above, by exposing the polymer material embedded between the auxiliary electrodes using a photomask having a transmittance gradient as in the present invention, the pixel can be formed easily at low cost. It is possible to form an insulating layer having a thickness distribution in the wiring and a wiring board provided with the insulating layer. By using such a wiring board, propagation delay of a voltage waveform can be reduced, and a liquid crystal element having excellent display characteristics can be manufactured without adding complicated steps.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の構
造を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a liquid crystal element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記液晶素子の第1配線基板の構造を示す断面
図。
FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a first wiring substrate of the liquid crystal element.

【図3】上記第1配線基板の製造方法を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the first wiring board.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る液晶素子の第
1配線基板の製造方法を説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a first wiring substrate of a liquid crystal element according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態に係る液晶素子の第
1配線基板の製造方法を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a first wiring substrate of a liquid crystal element according to a third embodiment of the present invention.

【図6】上記液晶素子を適用した液晶装置のブロック構
成図。
FIG. 6 is a block diagram of a liquid crystal device to which the above liquid crystal element is applied.

【図7】上記液晶装置の画像情報の通信タイミングチャ
ート。
FIG. 7 is a communication timing chart of image information of the liquid crystal device.

【図8】従来の面積変調法における電圧と透過率の関係
を模式的に示した図。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a relationship between voltage and transmittance in a conventional area modulation method.

【図9】上記従来の面積変調法における電圧と画素の光
透過状態を示した図。
FIG. 9 is a diagram showing a voltage and a light transmission state of a pixel in the conventional area modulation method.

【図10】上記図9に示した電圧―透過率の温度による
変動を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a change in voltage-transmittance shown in FIG. 9 with temperature.

【図11】従来の4パルス法の駆動方法の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a driving method using a conventional four-pulse method.

【図12】上記従来の4パルス法の駆動波形を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a driving waveform of the conventional four-pulse method.

【図13】従来のセル厚勾配を有する液晶セルの断面
図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal cell having a cell thickness gradient.

【図14】従来の画素シフト法の第1説明図。FIG. 14 is a first explanatory diagram of a conventional pixel shift method.

【図15】上記従来の画素シフト法の第2説明図。FIG. 15 is a second explanatory view of the conventional pixel shift method.

【図16】上記従来の画素シフト法の第3説明図。FIG. 16 is a third explanatory view of the conventional pixel shift method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液晶素子 2a,2b 配線基板 3 液晶 4,5 透明電極 6 補助電極 7 配向膜 8 ガラス基板 9 絶縁層 9’ 感光性樹脂 10,10A フォトマスク 11 紫外線光 12 カラーフィルター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal element 2a, 2b Wiring board 3 Liquid crystal 4,5 Transparent electrode 6 Auxiliary electrode 7 Alignment film 8 Glass substrate 9 Insulating layer 9 'Photosensitive resin 10, 10A Photomask 11 Ultraviolet light 12 Color filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 雄二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yuji Matsuo 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性基材の表面に形成された複数の補
助電極と、前記補助電極間に埋め込まれた高分子材料に
対する露光にて形成された絶縁層と、前記補助電極及び
絶縁層の表面に形成された主電極とを有する配線基板に
より液晶を挟持する一方、それぞれの前記配線基板の主
電極の交差部を画素とする液晶素子において、 前記絶縁膜は、遮光率勾配を有するフォトマスクを用い
た前記高分子材料に対する露光により画素内での厚さ分
布を有していることを特徴とする液晶素子。
1. A plurality of auxiliary electrodes formed on a surface of a light-transmitting substrate, an insulating layer formed by exposing a polymer material embedded between the auxiliary electrodes, and the auxiliary electrode and the insulating layer The liquid crystal is sandwiched by a wiring substrate having a main electrode formed on the surface of the substrate, and a liquid crystal element having a pixel at an intersection of the main electrode of the wiring substrate. A liquid crystal element having a thickness distribution in a pixel by exposure to the polymer material using a mask.
【請求項2】 前記フォトマスクの透過率勾配は、連続
的に変化しているものであることを特徴とする請求項1
記載の液晶素子。
2. The photomask according to claim 1, wherein the transmittance gradient of the photomask changes continuously.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項3】 前記フォトマスクの透過率勾配は、段階
的に変化しているものであることを特徴とする請求項1
記載の液晶素子。
3. The photomask according to claim 1, wherein the transmittance gradient of the photomask changes stepwise.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項4】 前記透光性基材と前記絶縁層との間にカ
ラーフィルタ層を設けたことを特徴とする請求項1乃至
3のいずれかに記載の液晶素子。
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a color filter layer is provided between the translucent substrate and the insulating layer.
【請求項5】 前記高分子材料として感光性樹脂を用い
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
液晶素子。
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a photosensitive resin is used as the polymer material.
【請求項6】 前記液晶として強誘電性液晶を用いるこ
とを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の液晶
素子。
6. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal.
【請求項7】 透光性基材の表面に形成された複数の補
助電極と、前記補助電極間に埋め込まれた高分子材料に
対する露光にて形成された絶縁層と、前記補助電極及び
絶縁層の表面に形成された主電極とを有する配線基板に
より液晶を挟持する一方、それぞれの前記配線基板の主
電極の交差部を画素とする液晶素子の製造方法におい
て、 前記絶縁膜を形成する際、遮光率勾配を有するフォトマ
スクを用いて前記高分子材料を露光することにより該絶
縁膜が画素内で厚さ分布を有するようしたことを特徴と
する液晶素子の製造方法。
7. A plurality of auxiliary electrodes formed on a surface of a light-transmitting substrate, an insulating layer formed by exposing a polymer material embedded between the auxiliary electrodes, and the auxiliary electrode and the insulating layer. In a method of manufacturing a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched by a wiring board having a main electrode formed on the surface of the liquid crystal element and an intersection of the main electrode of each of the wiring boards is a pixel, when the insulating film is formed, A method for manufacturing a liquid crystal element, wherein the insulating film has a thickness distribution in a pixel by exposing the polymer material using a photomask having a light-shielding rate gradient.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003279926A (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Ricoh Co Ltd Light deflection element, light deflection device, light deflector, and image display device
KR100748047B1 (en) * 2001-10-31 2007-08-09 옵트렉스 가부시키가이샤 Liquid crystal display element

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