JP2672055B2 - 液晶表示素子とその製造方法及びこれを使用する表示装置 - Google Patents
液晶表示素子とその製造方法及びこれを使用する表示装置Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
- G02F1/13476—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer assumes a scattering state
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的表示に使用され
る液晶表示素子、特に情報表示板や装飾表示，大型スク
リーン，テレビやコンピュータ等の表示画面，時計や電
卓や仮印刷等の一時的記憶表示に有用な液晶表示素子と
その製造方法及びこれを使用する表示装置に関するもの
である。
る液晶表示素子、特に情報表示板や装飾表示，大型スク
リーン，テレビやコンピュータ等の表示画面，時計や電
卓や仮印刷等の一時的記憶表示に有用な液晶表示素子と
その製造方法及びこれを使用する表示装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示は、駆動電圧が低く消費電力が
少ないという特徴からめざましい発展を続けている。し
かし、現在実用化されている液晶表示、例えば単純ある
いはＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）のＴＮ（ねじ
れネマティック型）やＳＴＮ（超ねじれネマティック
型）は、偏光板を必要とするため偏光板で５０％以上の
光が遮光されるので、光の利用効率が悪かった。このた
め、ラップトップ型のカラー表示画面等では光源のため
にかなりの電力を消費している。また、一般には液晶が
２板のガラス板の間に封止された構造であり、セルギャ
ップに対するガラス板の製造精度による限界から大型化
が困難であった。そこで、光利用効率を高めてコントラ
ストを良くし、液晶表示素子の大型化を進めるには、偏
光板を使わない液晶表示であって、液晶表示素子が一板
の基板の上にパターン形成技術を利用して作成されるよ
うにすることが課題である。
少ないという特徴からめざましい発展を続けている。し
かし、現在実用化されている液晶表示、例えば単純ある
いはＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）のＴＮ（ねじ
れネマティック型）やＳＴＮ（超ねじれネマティック
型）は、偏光板を必要とするため偏光板で５０％以上の
光が遮光されるので、光の利用効率が悪かった。このた
め、ラップトップ型のカラー表示画面等では光源のため
にかなりの電力を消費している。また、一般には液晶が
２板のガラス板の間に封止された構造であり、セルギャ
ップに対するガラス板の製造精度による限界から大型化
が困難であった。そこで、光利用効率を高めてコントラ
ストを良くし、液晶表示素子の大型化を進めるには、偏
光板を使わない液晶表示であって、液晶表示素子が一板
の基板の上にパターン形成技術を利用して作成されるよ
うにすることが課題である。
【０００３】従来の技術においても、偏光板を用いない
液晶表示や一枚の基板上の形成される液晶表示素子は見
られる。例えば、偏光板を用いない液晶表示としては、
ＣＮＴ（コレステリック・ネマティック転移型）による
相遷移効果を利用するものや、液晶表示開発初期のＤＳ
Ｍ（動的散乱効果型）がそれである。しかし、ＣＮＴに
おいても液晶が２枚のガラス板の間に封止されたものし
かない。また、ＤＳＭは応答速度が遅くまた薄くできな
いので、現在では使用範囲が非常に狭い。
液晶表示や一枚の基板上の形成される液晶表示素子は見
られる。例えば、偏光板を用いない液晶表示としては、
ＣＮＴ（コレステリック・ネマティック転移型）による
相遷移効果を利用するものや、液晶表示開発初期のＤＳ
Ｍ（動的散乱効果型）がそれである。しかし、ＣＮＴに
おいても液晶が２枚のガラス板の間に封止されたものし
かない。また、ＤＳＭは応答速度が遅くまた薄くできな
いので、現在では使用範囲が非常に狭い。
【０００４】一方、一枚の基板上の形成される液晶表示
素子としてＰＤＬＣ（液晶分散高分子型）がある。しか
し、ＰＤＬＣでは、最密充填のものであってもその体積
の５０％以上が光透過性の高分子材料であり、コントラ
ストを明瞭にするために層による散乱を効果的にすると
共にバックからの遮光性を高めるには、厚さを２０μｍ
程にもしなければならず、応答速度も１ｍｓ以上と遅
い。
素子としてＰＤＬＣ（液晶分散高分子型）がある。しか
し、ＰＤＬＣでは、最密充填のものであってもその体積
の５０％以上が光透過性の高分子材料であり、コントラ
ストを明瞭にするために層による散乱を効果的にすると
共にバックからの遮光性を高めるには、厚さを２０μｍ
程にもしなければならず、応答速度も１ｍｓ以上と遅
い。
【０００５】更に、１つの液晶層の一部にガラスを挿入
した多目的の液晶表示素子も見られるが、これは光の利
用効率やコントラストの向上を目的としたものではな
い。又、偏光を補正するための２層型ＳＴＮ表示素子も
あるが、これは着色状態の補正（光の干渉の利用）に過
ぎない。
した多目的の液晶表示素子も見られるが、これは光の利
用効率やコントラストの向上を目的としたものではな
い。又、偏光を補正するための２層型ＳＴＮ表示素子も
あるが、これは着色状態の補正（光の干渉の利用）に過
ぎない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ペーパー
ホワイトディスプレイが求められているにもかかわら
ず、従来の液晶表示素子のコントラストのなさ（具体的
には白の薄さ）、すなわち光の利用効率の悪さが、液晶
表示素子による前方散乱（透過）が大きい為であると認
識し、駆動電圧を増すことなく前方散乱を少なくするこ
とを課題とした。これが、応答速度の高速化にも繋がっ
ている。
ホワイトディスプレイが求められているにもかかわら
ず、従来の液晶表示素子のコントラストのなさ（具体的
には白の薄さ）、すなわち光の利用効率の悪さが、液晶
表示素子による前方散乱（透過）が大きい為であると認
識し、駆動電圧を増すことなく前方散乱を少なくするこ
とを課題とした。これが、応答速度の高速化にも繋がっ
ている。
【０００７】従って、本発明の目的は、高速に応答し且
つ動作時のコントラストが明瞭で、構造の保持が長期的
にも可能であり、又、均質で安定した特性を持つ液晶表
示素子とその製造方法及びそれを使用する表示装置を提
供することにある。又、反射型として使用すると、濃い
白色が表示可能な液晶表示素子とその製造方法及びそれ
を使用する表示装置を提供することにある。
つ動作時のコントラストが明瞭で、構造の保持が長期的
にも可能であり、又、均質で安定した特性を持つ液晶表
示素子とその製造方法及びそれを使用する表示装置を提
供することにある。又、反射型として使用すると、濃い
白色が表示可能な液晶表示素子とその製造方法及びそれ
を使用する表示装置を提供することにある。
【０００８】又、バックライトを使用すると、所望の濃
い色を明瞭に表示できる液晶表示素子とその製造方法及
びそれを使用する表示装置を提供することにある。
い色を明瞭に表示できる液晶表示素子とその製造方法及
びそれを使用する表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の液晶表示素子は、光を透過する電気絶縁性
材料の層を介して積層される複数の電界効果型液晶層を
有し、光透過性電極と前記複数の電界効果型液晶層を介
して該光透過性電極と対になる電極とで各画素が規定さ
れ、該電気絶縁性材料の層の間隔が、前記電気絶縁性材
料の層と、前記電気絶縁性材料の層に一体化されてほぼ
前記各画素毎に配され前記積層される複数の電界効果型
液晶層を貫く支柱とによって保持されていることを特徴
とする。又、本発明の液晶表示素子は、光を透過する電
気絶縁性材料の層を介して積層される複数の電界効果型
液晶層を有し、光透過性電極と前記複数の電界効果型液
晶層を介して該光透過性電極と対になる電極とで各画素
が規定され、該積層される複数の電界効果型液晶層が、
ほぼ前記各画素毎に配される孔によって連絡しているこ
とを特徴とする。
に、本発明の液晶表示素子は、光を透過する電気絶縁性
材料の層を介して積層される複数の電界効果型液晶層を
有し、光透過性電極と前記複数の電界効果型液晶層を介
して該光透過性電極と対になる電極とで各画素が規定さ
れ、該電気絶縁性材料の層の間隔が、前記電気絶縁性材
料の層と、前記電気絶縁性材料の層に一体化されてほぼ
前記各画素毎に配され前記積層される複数の電界効果型
液晶層を貫く支柱とによって保持されていることを特徴
とする。又、本発明の液晶表示素子は、光を透過する電
気絶縁性材料の層を介して積層される複数の電界効果型
液晶層を有し、光透過性電極と前記複数の電界効果型液
晶層を介して該光透過性電極と対になる電極とで各画素
が規定され、該積層される複数の電界効果型液晶層が、
ほぼ前記各画素毎に配される孔によって連絡しているこ
とを特徴とする。
【００１０】又、本発明の液晶表示素子の製造方法は、
（ａ）電気絶縁性を有する基板上に導電材料により電極
を配線する工程と、（ｂ）光透過性の電気絶縁性材料で
あって所定の洗浄剤に溶解しない材料で該電極を被覆し
て、光透過性電気絶縁層を形成する工程と、（ｃ）該光
透過性電気絶縁層上に前記所定の洗浄剤に溶解する材料
を被覆して、溶解層を形成する工程と、（ｄ）前記工程
（ｂ）と（ｃ）とを所定回繰り返して、積層を形成する
工程と、（ｅ）前記光透過性電気絶縁層と溶解層との積
層上に光透過性の導電材料により電極を配線する工程
と、（ｆ）前記工程（ｂ）から（ｄ）で形成された積層
に所定間隔で第１の孔を開けて、電気絶縁性の硬化性材
料で充填する工程と、（ｇ）前記積層に所定間隔で第２
の孔を開けて、前記洗浄剤により前記工程（ｃ）で形成
された溶解層を除去する工程と、（ｈ）前記溶解層が除
去された後の空間に、前記第２の孔から液晶を充填した
後に封止する工程とを備えることを特徴とする。
（ａ）電気絶縁性を有する基板上に導電材料により電極
を配線する工程と、（ｂ）光透過性の電気絶縁性材料で
あって所定の洗浄剤に溶解しない材料で該電極を被覆し
て、光透過性電気絶縁層を形成する工程と、（ｃ）該光
透過性電気絶縁層上に前記所定の洗浄剤に溶解する材料
を被覆して、溶解層を形成する工程と、（ｄ）前記工程
（ｂ）と（ｃ）とを所定回繰り返して、積層を形成する
工程と、（ｅ）前記光透過性電気絶縁層と溶解層との積
層上に光透過性の導電材料により電極を配線する工程
と、（ｆ）前記工程（ｂ）から（ｄ）で形成された積層
に所定間隔で第１の孔を開けて、電気絶縁性の硬化性材
料で充填する工程と、（ｇ）前記積層に所定間隔で第２
の孔を開けて、前記洗浄剤により前記工程（ｃ）で形成
された溶解層を除去する工程と、（ｈ）前記溶解層が除
去された後の空間に、前記第２の孔から液晶を充填した
後に封止する工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】又、本発明の表示装置は、光を透過する電
気絶縁性材料の層を介して積層される複数の電界効果型
液晶層からなり、光透過性電極と前記複数の電界効果型
液晶層を介して該光透過性電極と対になる電極とで各画
素が規定される液晶表示素子を、バックライトを有する
液晶表示板として使用し、前記液晶表示板が、バックラ
イトからの光をフィルタリングして、前記液晶表示素子
の積層面に沿って所定色を放射するカラーフィルタと、
該カラーフィルタの上方にあって、該カラーフィルタに
よるバックライトの表示板表面への透過を遮光する遮光
板とをさらに有することを特徴とする。
気絶縁性材料の層を介して積層される複数の電界効果型
液晶層からなり、光透過性電極と前記複数の電界効果型
液晶層を介して該光透過性電極と対になる電極とで各画
素が規定される液晶表示素子を、バックライトを有する
液晶表示板として使用し、前記液晶表示板が、バックラ
イトからの光をフィルタリングして、前記液晶表示素子
の積層面に沿って所定色を放射するカラーフィルタと、
該カラーフィルタの上方にあって、該カラーフィルタに
よるバックライトの表示板表面への透過を遮光する遮光
板とをさらに有することを特徴とする。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。尚、ここで、各寸法や材料及び手順は一例
であって、本発明の技術的内容を実現できるものであれ
ばよく、全て本発明に含まれる。また、図面は正確な寸
法を示してはいない。
て説明する。尚、ここで、各寸法や材料及び手順は一例
であって、本発明の技術的内容を実現できるものであれ
ばよく、全て本発明に含まれる。また、図面は正確な寸
法を示してはいない。
【００１３】＜反射型の積層液晶表示素子の構成例＞図
１は、本実施例の反射型の液晶表示素子を上部から見た
上視図である。
１は、本実施例の反射型の液晶表示素子を上部から見た
上視図である。
【００１４】液晶表示素子の最上面は、光透過性樹脂層
２６、例えばエポシキ樹脂やアクリル樹脂層等で一様に
被覆されている。但し、支柱部と液晶注入孔部の上面に
は光遮光板１１（図２，図３参照）がある。その下に
は、光透過性電極（例えばＩＴＯ）１０がある。この電
極１０と対になる電極１８（図１には図示しない）が、
液晶層を挟んだ下層にある。各画素間には、本実施例の
積層化された液晶層を分離する光透過性の電気絶縁材料
を支持する樹脂製の支柱１２と、本液晶表示素子作成時
に液晶を充填するための注入孔（充填後は封止されてい
る）１４とがある。
２６、例えばエポシキ樹脂やアクリル樹脂層等で一様に
被覆されている。但し、支柱部と液晶注入孔部の上面に
は光遮光板１１（図２，図３参照）がある。その下に
は、光透過性電極（例えばＩＴＯ）１０がある。この電
極１０と対になる電極１８（図１には図示しない）が、
液晶層を挟んだ下層にある。各画素間には、本実施例の
積層化された液晶層を分離する光透過性の電気絶縁材料
を支持する樹脂製の支柱１２と、本液晶表示素子作成時
に液晶を充填するための注入孔（充填後は封止されてい
る）１４とがある。
【００１５】尚、支柱１２及び注入孔１４の位置及び個
数は図１に限らない。また、縦横のマトリックス配線２
８及び３０が通常は図１のように配線される。ここで、
各画素は例えばテレビ等の表示であれば、高画質のもの
で１００μｍ×３００μｍ，支柱１２及び注入孔１４と
しては５〜１０μｍφが考えられるが、これら寸法は用
途によって異なるものである。また、支柱１２及び注入
孔１４が画素内部にあっても画質に影響はない。
数は図１に限らない。また、縦横のマトリックス配線２
８及び３０が通常は図１のように配線される。ここで、
各画素は例えばテレビ等の表示であれば、高画質のもの
で１００μｍ×３００μｍ，支柱１２及び注入孔１４と
しては５〜１０μｍφが考えられるが、これら寸法は用
途によって異なるものである。また、支柱１２及び注入
孔１４が画素内部にあっても画質に影響はない。
【００１６】図２は、図１を線Ａ−Ａ′で切断した場合
の断面図である。ここで、図１と同じ参照番号は同じ要
素を指している。
の断面図である。ここで、図１と同じ参照番号は同じ要
素を指している。
【００１７】図２を本実施例の液晶表示素子の製造手順
に従って下層から説明すると、最下層は光を遮光し少な
くとも上面１６ａが好ましくは黒色である基板１６であ
り、例えば黒色エポキシ板等が使用される。基板１６の
表面には所定パターンで配線された電極１８がある。電
極１８を光透過性の電気絶縁樹脂層２０が覆い、以下、
液晶層２２と電気絶縁樹脂層２０とが多層に積層されて
いる。本例では各５層が積層されている。
に従って下層から説明すると、最下層は光を遮光し少な
くとも上面１６ａが好ましくは黒色である基板１６であ
り、例えば黒色エポキシ板等が使用される。基板１６の
表面には所定パターンで配線された電極１８がある。電
極１８を光透過性の電気絶縁樹脂層２０が覆い、以下、
液晶層２２と電気絶縁樹脂層２０とが多層に積層されて
いる。本例では各５層が積層されている。
【００１８】液晶層２２は電界効果型の液晶であり、例
えばネマティック型液晶やカイラル・ネマティック相と
ネマティック相との相遷移を利用するＣＮＴ（コレステ
リック・ネマティック遷移型）やＦＬＣ（強誘電性効果
型）が好ましく、厚さは３μｍ以下が好ましく、特に５
００〜５０００Åが好ましい。また、電気絶縁樹脂層２
０はアクリル樹脂やエポシキ樹脂が好ましく、厚さは５
μｍ以下が好ましく、特に２０００Å〜２μｍが好まし
い。本例の構造では、例えば電気絶縁樹脂層２０，液晶
層２２を共に２０００Åとすると、５層の液晶部分の全
厚はほぼ２μｍとなり、高応答速度と低駆動電圧の利点
を損なうことなく、濃く明瞭な白色を表示するのに好ま
しい。
えばネマティック型液晶やカイラル・ネマティック相と
ネマティック相との相遷移を利用するＣＮＴ（コレステ
リック・ネマティック遷移型）やＦＬＣ（強誘電性効果
型）が好ましく、厚さは３μｍ以下が好ましく、特に５
００〜５０００Åが好ましい。また、電気絶縁樹脂層２
０はアクリル樹脂やエポシキ樹脂が好ましく、厚さは５
μｍ以下が好ましく、特に２０００Å〜２μｍが好まし
い。本例の構造では、例えば電気絶縁樹脂層２０，液晶
層２２を共に２０００Åとすると、５層の液晶部分の全
厚はほぼ２μｍとなり、高応答速度と低駆動電圧の利点
を損なうことなく、濃く明瞭な白色を表示するのに好ま
しい。
【００１９】この電気絶縁樹脂層２０と液晶層２２との
積層の上には、ＩＴＯによる電極１０がパターン配線さ
れている。２４は製造時の残余であるフォトレジスト
で、製造時の手順によってはない場合もある。最上層
は、図１でも説明したように、光透過性の電気絶縁樹脂
層２６である。この一部は支柱１２に続き、支柱１２は
液晶層２２を隔てる光透過性の電気絶縁樹脂層２０に続
いている。
積層の上には、ＩＴＯによる電極１０がパターン配線さ
れている。２４は製造時の残余であるフォトレジスト
で、製造時の手順によってはない場合もある。最上層
は、図１でも説明したように、光透過性の電気絶縁樹脂
層２６である。この一部は支柱１２に続き、支柱１２は
液晶層２２を隔てる光透過性の電気絶縁樹脂層２０に続
いている。
【００２０】図３は図１を線Ｂ−Ｂ′で切断した場合の
断面図である。ここで、図１，図２と同じ参照番号は同
じ要素を指す。
断面図である。ここで、図１，図２と同じ参照番号は同
じ要素を指す。
【００２１】図３でも最下層は図２と同様に光遮光性の
少なくとも表面の黒い基板１６、その上に５層の光透過
性の電気絶縁樹脂層２０と液晶層２２との積層があり、
上部が残留フォトレジスト２４と最上層の光透過性の電
気絶縁樹脂層２６とである。ここで、液晶層２２は注入
孔１４と連結していて、注入孔１４上部で電気絶縁樹脂
層２６により封止されている。尚、製造工程で後述する
が、注入孔１４は液晶層２２を形成するため、ポリビニ
ルアルコール（以下ＰＶＡ）層やアルミニウム（以下Ａ
ｌ）層を溶解して除去するためにも使用される。
少なくとも表面の黒い基板１６、その上に５層の光透過
性の電気絶縁樹脂層２０と液晶層２２との積層があり、
上部が残留フォトレジスト２４と最上層の光透過性の電
気絶縁樹脂層２６とである。ここで、液晶層２２は注入
孔１４と連結していて、注入孔１４上部で電気絶縁樹脂
層２６により封止されている。尚、製造工程で後述する
が、注入孔１４は液晶層２２を形成するため、ポリビニ
ルアルコール（以下ＰＶＡ）層やアルミニウム（以下Ａ
ｌ）層を溶解して除去するためにも使用される。
【００２２】尚、図２，図３において、支柱１２及び注
入孔１４上部には光の漏れを遮断するための遮光板１１
がある。
入孔１４上部には光の漏れを遮断するための遮光板１１
がある。
【００２３】＜反射型の積層液晶表示素子の製造手順例
＞図４〜図９は、図１〜図３に示した反射型液晶表示素
子の製造手順の一例を順に示した図である。尚、図４〜
図９では複数の工程を１つの図にまとめたものもある。
＞図４〜図９は、図１〜図３に示した反射型液晶表示素
子の製造手順の一例を順に示した図である。尚、図４〜
図９では複数の工程を１つの図にまとめたものもある。
【００２４】図４の工程では、黒色プラスチック基板１
６上に導電性材料により下層の電極１８をパターン配線
する。
６上に導電性材料により下層の電極１８をパターン配線
する。
【００２５】図５の工程では、まず、図４の上部にエポ
シキ樹脂層２０とＰＶＡ層２２ａとを各５層繰り返し積
層する。これら層形成は、スピンコート法であってもロ
ールコート法であっても良い。本例では各層を例えば２
０００Åとする。次に、最上のエポシキ樹脂層２０の上
には、ＩＴＯにより上層の電極１０をパターン配線す
る。
シキ樹脂層２０とＰＶＡ層２２ａとを各５層繰り返し積
層する。これら層形成は、スピンコート法であってもロ
ールコート法であっても良い。本例では各層を例えば２
０００Åとする。次に、最上のエポシキ樹脂層２０の上
には、ＩＴＯにより上層の電極１０をパターン配線す
る。
【００２６】図６の工程では、図５の上部にフォトマス
ク・パターンを形成し、図６のようにフォトレジスト２
４を残す。
ク・パターンを形成し、図６のようにフォトレジスト２
４を残す。
【００２７】図７の工程では、フォトレジスト２４で覆
われない部分をプラズマ・エッチングして支柱１２用の
孔を形成し、この孔をエポシキ樹脂で充填すると共に全
面にエポシキ樹脂を塗布して、支柱１２及び表面エポシ
キ樹脂層２６を形成する。
われない部分をプラズマ・エッチングして支柱１２用の
孔を形成し、この孔をエポシキ樹脂で充填すると共に全
面にエポシキ樹脂を塗布して、支柱１２及び表面エポシ
キ樹脂層２６を形成する。
【００２８】図８の工程では、液晶の注入孔１４をフォ
トマスク・パターンの形成とプラズマ・エッチングとに
より形成する。ここで、この注入孔１４より水，アセト
ンあるいはアルコールによる洗浄を行い、ＰＶＡ層２２
ａを溶かして除去する。これにより、注入孔１４と液晶
層となる部分２２ｂとが空間となり、各エポシキ樹脂層
２０は支柱１２で液晶層となる部分２２ｂの空間を保持
して支持されている。図９の工程では、全体を乾燥後に
真空中で液晶を全面塗布して注入孔１４より空間部分２
２ｂに注入していき、液晶層２２を形成する。液晶の充
填が終了すると、液晶を封止するために全面にエポシキ
樹脂を塗布し、遮光の必要な支柱１２及び注入孔１４上
部には遮光板１１を形成する。。
トマスク・パターンの形成とプラズマ・エッチングとに
より形成する。ここで、この注入孔１４より水，アセト
ンあるいはアルコールによる洗浄を行い、ＰＶＡ層２２
ａを溶かして除去する。これにより、注入孔１４と液晶
層となる部分２２ｂとが空間となり、各エポシキ樹脂層
２０は支柱１２で液晶層となる部分２２ｂの空間を保持
して支持されている。図９の工程では、全体を乾燥後に
真空中で液晶を全面塗布して注入孔１４より空間部分２
２ｂに注入していき、液晶層２２を形成する。液晶の充
填が終了すると、液晶を封止するために全面にエポシキ
樹脂を塗布し、遮光の必要な支柱１２及び注入孔１４上
部には遮光板１１を形成する。。
【００２９】以上の図４〜図９の工程により、図１〜図
３に示した反射型の積層液晶表示素子が製造される。
３に示した反射型の積層液晶表示素子が製造される。
【００３０】尚、上記製造例では、光透過性の電気絶縁
樹脂としてエポシキ樹脂を使用し、液晶層となる部分に
はＰＶＡを使用したが、これに限定されない。例えば、
電気絶縁樹脂としてはアクリル樹脂が、液晶層となる部
分にはＡｌが使用されてもよい。この場合、アセトン等
の代りに塩酸等によりＡｌ層を溶かして除去する。ＰＶ
Ａを使用する場合は、スピンコート法による層形成が可
能なこと、また将来紫外線効果型のアクリル樹脂を使用
すると最下層まで露光ができる等の利点がある。一方、
Ａｌを使用する場合は、透明性からエッチングの終端地
点が一目で判断できる利点がある。
樹脂としてエポシキ樹脂を使用し、液晶層となる部分に
はＰＶＡを使用したが、これに限定されない。例えば、
電気絶縁樹脂としてはアクリル樹脂が、液晶層となる部
分にはＡｌが使用されてもよい。この場合、アセトン等
の代りに塩酸等によりＡｌ層を溶かして除去する。ＰＶ
Ａを使用する場合は、スピンコート法による層形成が可
能なこと、また将来紫外線効果型のアクリル樹脂を使用
すると最下層まで露光ができる等の利点がある。一方、
Ａｌを使用する場合は、透明性からエッチングの終端地
点が一目で判断できる利点がある。
【００３１】また、上記製造例では、光透過性の電気絶
縁材料として電気絶縁樹脂を使用したが、半導体もしく
は金属の酸化物、例えばＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等であっ
てもよい。
縁材料として電気絶縁樹脂を使用したが、半導体もしく
は金属の酸化物、例えばＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等であっ
てもよい。
【００３２】更に、上記製造例での光透過性の電気絶縁
材料と液晶層となる部分の材料との組み合わせも、特定
の溶剤で液晶層となる部分の材料が溶出し、光透過性の
電気絶縁材料が溶出しない全ての組み合わせが可能であ
る。
材料と液晶層となる部分の材料との組み合わせも、特定
の溶剤で液晶層となる部分の材料が溶出し、光透過性の
電気絶縁材料が溶出しない全ての組み合わせが可能であ
る。
【００３３】＜バックライト型の積層液晶表示素子の構
成例＞図１０〜図１２に本実施例の積層液晶表示素子を
バックライト型として使用した場合の構造が示されてい
る。
成例＞図１０〜図１２に本実施例の積層液晶表示素子を
バックライト型として使用した場合の構造が示されてい
る。
【００３４】図１０はバックライト型液晶表示素子を上
部から見た上視図であり、本例は画素中央に採光部があ
る例であり、画素境界から採光する構成とすればより光
量が多くなり色があざやかになる。
部から見た上視図であり、本例は画素中央に採光部があ
る例であり、画素境界から採光する構成とすればより光
量が多くなり色があざやかになる。
【００３５】ここで、最上層は反射型と同様に光透過性
の電気絶縁樹脂層６０がある。４０はその下の光透過性
電極、４４はバックライトを採光して所定の色を出すた
めフィルタリングし、積層液晶層に光を放射するカラー
フィルタ、４６はバックライトが直接透過しないように
する遮光板、４２は図１の１４と同様の液晶注入用の
孔、５０は隣接画素からの光の侵入を防ぐ遮光壁であ
る。本例においても、当然図１と同様のマトリックス配
線があるが、煩雑なため図示されていない。
の電気絶縁樹脂層６０がある。４０はその下の光透過性
電極、４４はバックライトを採光して所定の色を出すた
めフィルタリングし、積層液晶層に光を放射するカラー
フィルタ、４６はバックライトが直接透過しないように
する遮光板、４２は図１の１４と同様の液晶注入用の
孔、５０は隣接画素からの光の侵入を防ぐ遮光壁であ
る。本例においても、当然図１と同様のマトリックス配
線があるが、煩雑なため図示されていない。
【００３６】図１１は図１０を線Ｃ−Ｃ´で切断した場
合の断面図である。尚、図１０と同じ参照番号は同じ要
素を指している。
合の断面図である。尚、図１０と同じ参照番号は同じ要
素を指している。
【００３７】５４は光透過性樹脂材料であり、５４ａに
はＡｌ膜が蒸着され光源（図示せず）よりの光量がカラ
ーフィルタ４４に集光する。５２はバックからの他の光
の侵入を遮光する遮光壁、４６はバックライトからの光
が上部表面に透過するのを防ぐ光遮光板である。４０は
ＩＴＯ電極，４８は電極、５０は遮光壁である。バック
ライトからの光は集光されてカラーフィルタ４４に入
り、所望の色が積層５６，５８にほぼ平行に放射され
る。あるいは所定角以下で入射されても全反射により表
示素子表面には色は出てこない。液晶による散乱がない
場合には、光は液晶層を透過あるいは吸収されるだけで
ある。一方、散乱されると、散乱光が表示素子表面に出
てきて色が見えることになる。
はＡｌ膜が蒸着され光源（図示せず）よりの光量がカラ
ーフィルタ４４に集光する。５２はバックからの他の光
の侵入を遮光する遮光壁、４６はバックライトからの光
が上部表面に透過するのを防ぐ光遮光板である。４０は
ＩＴＯ電極，４８は電極、５０は遮光壁である。バック
ライトからの光は集光されてカラーフィルタ４４に入
り、所望の色が積層５６，５８にほぼ平行に放射され
る。あるいは所定角以下で入射されても全反射により表
示素子表面には色は出てこない。液晶による散乱がない
場合には、光は液晶層を透過あるいは吸収されるだけで
ある。一方、散乱されると、散乱光が表示素子表面に出
てきて色が見えることになる。
【００３８】図１２は図１０の線Ｄ−Ｄ´で切断した場
合の断面図である。尚、図１０，図１１と同じ参照番号
は同じ要素を指している。ここで、４２は液晶注入孔で
液晶の注入後には光透過性樹脂で封止されている。液晶
注入孔４２の上部には光の漏れを防ぐ遮光板４１が形成
されている。
合の断面図である。尚、図１０，図１１と同じ参照番号
は同じ要素を指している。ここで、４２は液晶注入孔で
液晶の注入後には光透過性樹脂で封止されている。液晶
注入孔４２の上部には光の漏れを防ぐ遮光板４１が形成
されている。
【００３９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されることはない。すなわち、そ
の寸法や材料あるいは細部の構造及び製造行程等は、本
発明の技術思想の範囲内で変形、追加等が可能である。
明はこの実施例に限定されることはない。すなわち、そ
の寸法や材料あるいは細部の構造及び製造行程等は、本
発明の技術思想の範囲内で変形、追加等が可能である。
【００４０】また、本発明は情報表示や装飾表示，大型
スクリーン，テレビやコンピュータ等用の表示装置，Ｃ
ＮＴ液晶のメモリ効果を利用すれば時計や電卓等、あら
ゆる表示への適用が可能である。本発明により光の利用
効率が高まり、且つ白色やカラーが明瞭に明るく表示さ
れることにより、従来その暗さのために液晶が使用でき
なかった分野にも液晶表示の使用が可能となる。
スクリーン，テレビやコンピュータ等用の表示装置，Ｃ
ＮＴ液晶のメモリ効果を利用すれば時計や電卓等、あら
ゆる表示への適用が可能である。本発明により光の利用
効率が高まり、且つ白色やカラーが明瞭に明るく表示さ
れることにより、従来その暗さのために液晶が使用でき
なかった分野にも液晶表示の使用が可能となる。
【００４１】
【発明の効果】本発明により、各液晶層の薄さにより高
速に応答し、且つ積層であるため動作時のコントラスト
が明瞭で、各画素毎に配される支柱により構造の保持が
長期的に可能であり、又、各画素毎に配される孔による
連絡で各液晶層が均質となって各素子が均質で安定した
特性を有する液晶表示素子とその製造方法及びそれを使
用する表示装置を提供できる。又、反射型として本積層
液晶表示素子を使用すると、濃い白色が表示可能な表示
装置を提供できる。又、バックライト型として本積層液
晶表示素子を使用すると、所望の濃い色を明瞭に表示可
能な表示装置を提供できる。
速に応答し、且つ積層であるため動作時のコントラスト
が明瞭で、各画素毎に配される支柱により構造の保持が
長期的に可能であり、又、各画素毎に配される孔による
連絡で各液晶層が均質となって各素子が均質で安定した
特性を有する液晶表示素子とその製造方法及びそれを使
用する表示装置を提供できる。又、反射型として本積層
液晶表示素子を使用すると、濃い白色が表示可能な表示
装置を提供できる。又、バックライト型として本積層液
晶表示素子を使用すると、所望の濃い色を明瞭に表示可
能な表示装置を提供できる。
【００４２】更に、本発明は情報表示や装飾，テレビや
コンピュータ等用の表示装置，時計や電卓等、あらゆる
表示への適用が可能であり、本発明により光の利用効率
が高まり、且つ白色やカラーが明瞭に明るくなることに
より、従来その暗さのために液晶が使用できなかった分
野にも液晶表示の使用を可能とする。
コンピュータ等用の表示装置，時計や電卓等、あらゆる
表示への適用が可能であり、本発明により光の利用効率
が高まり、且つ白色やカラーが明瞭に明るくなることに
より、従来その暗さのために液晶が使用できなかった分
野にも液晶表示の使用を可能とする。
【図１】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の上視図
である。
である。
【図２】図１の反射型の積層液晶表示素子のＡ−Ａ´の
断面図である。
断面図である。
【図３】図１の反射型の積層液晶表示素子のＢ−Ｂ´の
断面図である。
断面図である。
【図４】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の製造行
程の一部を示す図である。
程の一部を示す図である。
【図５】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の製造行
程の一部を示す図である。
程の一部を示す図である。
【図６】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の製造行
程の一部を示す図である。
程の一部を示す図である。
【図７】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の製造行
程の一部を示す図である。
程の一部を示す図である。
【図８】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の製造行
程の一部を示す図である。
程の一部を示す図である。
【図９】本実施例の反射型の積層液晶表示素子の製造行
程の一部を示す図である。
程の一部を示す図である。
【図１０】本実施例のバックライト型の積層液晶表示素
子の上視図である。
子の上視図である。
【図１１】図１０のバックライト型の積層液晶表示素子
のＣ−Ｃ´の断面図である。
のＣ−Ｃ´の断面図である。
【図１２】図１０のバックライト型の積層液晶表示素子
のＤ−Ｄ´の断面図である。
のＤ−Ｄ´の断面図である。
１０，４０…ＩＴＯ電極、１１，４１…遮光板、１６，
５２…絶縁性基板、１８，４８…電極、２０，５６…光
透過性の電気絶縁樹脂層、２２，５８…電界効果型液晶
層、１２…電気絶縁支柱、１４，４２…液晶注入孔、２
６，６０…光透過性の表面樹脂層、５０…遮光性支柱、
４４…カラーフィルタ、４６…遮光板、５４…光透過性
の集光部
５２…絶縁性基板、１８，４８…電極、２０，５６…光
透過性の電気絶縁樹脂層、２２，５８…電界効果型液晶
層、１２…電気絶縁支柱、１４，４２…液晶注入孔、２
６，６０…光透過性の表面樹脂層、５０…遮光性支柱、
４４…カラーフィルタ、４６…遮光板、５４…光透過性
の集光部
Claims (4)
- 【請求項１】 光を透過する電気絶縁性材料の層を介し
て積層される複数の電界効果型液晶層を有し、光透過性
電極と前記複数の電界効果型液晶層を介して該光透過性
電極と対になる電極とで各画素が規定され、該電気絶縁
性材料の層の間隔が、前記電気絶縁性材料の層と、前記
電気絶縁性材料の層に一体化されてほぼ前記各画素毎に
配され前記積層される複数の電界効果型液晶層を貫く支
柱とによって保持されていることを特徴とする液晶表示
素子。 - 【請求項２】 光を透過する電気絶縁性材料の層を介し
て積層される複数の電界効果型液晶層を有し、光透過性
電極と前記複数の電界効果型液晶層を介して該光透過性
電極と対になる電極とで各画素が規定され、該積層され
る複数の電界効果型液晶層が、ほぼ前記各画素毎に配さ
れる孔によって連絡していることを特徴とする液晶表示
素子。 - 【請求項３】 （ａ）電気絶縁性を有する基板上に導電
材料により電極を配線する工程と、 （ｂ）光透過性の電気絶縁性材料であって所定の洗浄剤
に溶解しない材料で該電極を被覆して、光透過性電気絶
縁層を形成する工程と、 （ｃ）該光透過性電気絶縁層上に前記所定の洗浄剤に溶
解する材料を被覆して、溶解層を形成する工程と、 （ｄ）前記工程（ｂ）と（ｃ）とを所定回繰り返して、
積層を形成する工程と、 （ｅ）前記光透過性電気絶縁層と溶解層との積層得に光
透過性の導電材料により電極を配線する工程と、 （ｆ）前記工程（ｂ）から（ｄ）で形成された積層に所
定間隔で第１の孔を開けて、電気絶縁性の硬化性材料で
充填する工程と、 （ｇ）前記積層に所定間隔で第２の孔を開けて、前記洗
浄剤により前記工程（ｃ）で形成された溶解層を除去す
る工程と、 （ｈ）前記溶解層が除去された後の空間に、前記第２の
孔から液晶を充填した後に封止する工程とを備えること
を特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項４】 光を透過する電気絶縁性材料の層を介し
て積層される複数の電界効果型液晶層からなり、光透過
性電極と前記複数の電界効果型液晶層を介して該光透過
性電極と対になる電極とで各画素が規定される液晶表示
素子を、バックライトを有する液晶表示板として使用
し、 前記液晶表示板が、 バックライトからの光をフィルタリングして、前記液晶
表示素子の積層面に沿って所定色を放射するカラーフィ
ルタと、該カラーフィルタの上方にあって、 該カラーフィルタに
よるバックライトの表示板表面への透過を遮光する遮光
板とをさらに有することを特徴とする表示装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116146A JP2672055B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 液晶表示素子とその製造方法及びこれを使用する表示装置 |
| KR1019930002195A KR100253652B1 (ko) | 1992-05-08 | 1993-02-17 | 액정표시소자와 그 제조방법 및 이를 사용한 표시장치 |
| US08/058,712 US5463481A (en) | 1992-05-08 | 1993-05-10 | Liquid crystal display having liquid crystal layers alternately stacked with insulating layers with a thickness of at most 5 microns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116146A JP2672055B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 液晶表示素子とその製造方法及びこれを使用する表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281946A JPH06281946A (ja) | 1994-10-07 |
| JP2672055B2 true JP2672055B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=14679887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116146A Expired - Lifetime JP2672055B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 液晶表示素子とその製造方法及びこれを使用する表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5463481A (ja) |
| JP (1) | JP2672055B2 (ja) |
| KR (1) | KR100253652B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100230354B1 (ko) * | 1992-11-26 | 1999-11-15 | 윤종용 | 광산란형 액정 표시 장치의 제조 방법 |
| US5753937A (en) * | 1994-05-31 | 1998-05-19 | Casio Computer Co., Ltd. | Color liquid crystal display device having a semitransparent layer on the inner surface of one of the substrates |
| KR970011972A (ko) * | 1995-08-11 | 1997-03-29 | 쯔지 하루오 | 투과형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| JP2990046B2 (ja) * | 1995-08-16 | 1999-12-13 | 日本電気株式会社 | 反射型液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP3297591B2 (ja) * | 1996-04-17 | 2002-07-02 | シャープ株式会社 | アクティブマトリクス基板の製造方法並びに液晶表示装置 |
| US5875012A (en) * | 1997-01-31 | 1999-02-23 | Xerox Corporation | Broadband reflective display, and methods of forming the same |
| JP3361029B2 (ja) * | 1997-03-19 | 2003-01-07 | 株式会社東芝 | 表示装置 |
| US5982464A (en) * | 1998-12-16 | 1999-11-09 | Technoloogy Resource International Corporation | Multi-twist color liquid crystal display |
| US6980421B2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-12-27 | Shuttle Inc. | Front panel for personal computer |
| WO2008099496A1 (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Fujitsu Limited | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| CN105629548A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-01 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板及其制作方法和显示装置 |
| CN106098735B (zh) * | 2016-06-20 | 2020-10-09 | 武汉华星光电技术有限公司 | Oled显示屏 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3886014A (en) * | 1970-12-21 | 1975-05-27 | Electrovac | Method of production of a liquid crystal cell |
| JPS57196214A (en) * | 1981-05-28 | 1982-12-02 | Nippon Denso Co Ltd | Liquid crystal display device |
| US4581608A (en) * | 1983-06-13 | 1986-04-08 | General Electric Company | Multi-color liquid crystal display and system |
| JPS60186889A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | スタンレー電気株式会社 | 多層マトリクス型液晶表示装置 |
| US4878741A (en) * | 1986-09-10 | 1989-11-07 | Manchester R & D Partnership | Liquid crystal color display and method |
| FR2595157B1 (fr) * | 1986-02-28 | 1988-04-29 | Commissariat Energie Atomique | Cellule a double couche de cristal liquide, utilisant l'effet de birefringence controlee electriquement et procede de fabrication d'un milieu uniaxe d'anisotropie optique negative utilisable dans cette cellule |
| US4886343A (en) * | 1988-06-20 | 1989-12-12 | Honeywell Inc. | Apparatus and method for additive/subtractive pixel arrangement in color mosaic displays |
| EP0444201A4 (en) * | 1989-09-18 | 1992-12-30 | Idemitsu Kosan Company Limited | Method of producing color filter and resist for light-shielding film used for the method |
| US5113272A (en) * | 1990-02-12 | 1992-05-12 | Raychem Corporation | Three dimensional semiconductor display using liquid crystal |
| EP0450780A3 (en) * | 1990-04-05 | 1992-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical microelement array and its production method |
| NL9001444A (nl) * | 1990-06-25 | 1992-01-16 | Philips Nv | Vloeibaar-kristalweergeefinrichting met rotatiesymmetrische iso-kontrastkurven. |
| JP3162762B2 (ja) * | 1991-11-12 | 2001-05-08 | 日本電信電話株式会社 | 表示素子 |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP4116146A patent/JP2672055B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-17 KR KR1019930002195A patent/KR100253652B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-05-10 US US08/058,712 patent/US5463481A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5463481A (en) | 1995-10-31 |
| KR100253652B1 (ko) | 2000-04-15 |
| KR930023748A (ko) | 1993-12-21 |
| JPH06281946A (ja) | 1994-10-07 |
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