JPH0695053A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JPH0695053A
JPH0695053A JP24101492A JP24101492A JPH0695053A JP H0695053 A JPH0695053 A JP H0695053A JP 24101492 A JP24101492 A JP 24101492A JP 24101492 A JP24101492 A JP 24101492A JP H0695053 A JPH0695053 A JP H0695053A
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JP
Japan
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liquid crystal
display device
crystal display
substrate
film
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Withdrawn
Application number
JP24101492A
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English (en)
Inventor
Shinichi Ogawa
伸一 小川
Hiroshi Morimoto
弘 森本
Shinji Shimada
伸二 島田
Kiyoshi Toda
清 戸田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置を薄型かつ軽量にする。 【構成】 高分子樹脂と液晶材料とからなる混合物に、
マスクパターンを使用して光を照射する。これによりガ
ラス基板1の表面に沿った複数の混合物部分が硬化す
る。この硬化部分は、表示に寄与しない絵素以外の箇所
しておく。続いて、この状態の混合物の基板1とは反対
側の表面に、例えば短時間の光照射を行う。これによ
り、基板1とは反対側の混合物表面の全域に薄膜が形成
される。続いて、硬化した薄膜の上に、対向電極9と表
面保護膜10とを形成する。また、カラーフィルタ4に
ついては、基板1側に形成する。このカラーフィルター
4の形成による表面の凹凸は、平坦化膜6により解消さ
れることとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄型でコンパクトな反
射型及び透過型の液晶表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上記液晶表示装置として、薄膜トランジ
スタ(TFT)を備えたカラー表示用のものが知られて
いる。図5は、上述したTFTを備えたカラー表示用液
晶表示装置の代表的な構造を示す。この液晶表示装置
は、2つのガラス基板21、22の間に液晶層23が挟
まれた構造をしており、一方(図示例では下側)のガラ
ス基板21の上にゲートバスラインとソースバスライン
とが互いに直交する状態で形成され、その交点の近傍に
TFT25aと光透過性材料からなる絵素電極26とが
形成されている。他方のガラス基板22には、カラーフ
ィルター24と透明対向電極27とが形成されている。
それぞれの基板21、22の内面には液晶層23と接触
させて配向膜が形成されている。
【0003】このような構造の液晶表示装置に裏面側よ
り白色光を照射すると、TFT25aの電気的なスイッ
チング特性を利用したカラー表示が行われる。なお、使
用される表示モードとしてはTNモードが主流となって
いる。
【0004】上述した液晶表示装置の製造方法は、従
来、図6に示すようにして行われている。即ち、先ず、
一方のガラス基板にTFTを形成し(ステップ1)、他
方のガラス基板にカラーフィルターを形成する(ステッ
プ2)。その後、TFTが形成されたガラス基板と、カ
ラーフィルターが形成されたガラス基板とを貼り合わせ
(ステップ3)、両基板の間に液晶を注入する(ステッ
プ4)。これにより、液晶表示装置本体が作製される。
更に、この液晶表示装置本体に対して駆動用のドライバ
ーを実装する(ステップ5)ことにより行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、高度情報社会の進行化が進み個人の情報武装化が
顕著となってきている。また、ディスプレイのフラット
化やLSIの高集積化などの技術の進展もあいまって情
報機器の小型化が可能となってきている。このような社
会背景から、情報機器のポータブル化、パーソナル化が
動かしがたい時代の流れとなっている。その場合、従来
の技術を使用して薄型化を図るときは、ガラス基板が2
枚必要なため最大2mmの厚みが必要となり、また軽量
化を図るときは、2枚のガラス基板により重いものとな
る等の制限がある。よって、コンパクト化を図ることが
困難であった。
【0006】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
べくなされたものであり、薄型かつ軽量な液晶表示装置
の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
製造方法は、液晶層を挟んで一方に絵素電極を有するア
クティブマトリクス基板が配設されていると共に、他方
に対向電極と表面保護膜とが配設され、絵素がマトリク
ス状に設けられた液晶表示装置の製造方法であって、該
アクティブマトリクス基板の上に光硬化性の高分子樹脂
と液晶材料とからなる混合物を設ける工程と、マスクパ
ターンを使用して光を該混合物に照射して、該絵素以外
の混合物部分を硬化させる工程と、該マスクパターンを
除去して、該混合物の基板とは反対側の表面全域に光を
照射し、該表面の上層部に硬化してなる薄膜を形成する
工程と、該薄膜の上に対向電極及び表面保護膜を形成す
る工程と、を含むので、そのことにより上記目的が達成
される。
【0008】また、上記液晶材料としては、2色性色素
が添加されたものを使用することができる。
【0009】また、アクティブマトリクス基板として、
走査線と信号線とを交差して形成していると共に両線の
交差部近傍にアクティブ素子を形成しており、更にその
上にカラーフィルターを形成した後に平坦化膜を形成
し、該平坦化膜を介して絵素電極とアクティブ素子とを
接続して作製されたものを使用してもよい。
【0010】また、絵素電極と前記対向電極の何れか一
方は金属薄膜で形成してもよい。
【0011】
【作用】本発明にあっては、高分子樹脂と液晶材料とか
らなる混合物に、マスクパターンを使用して光を照射す
る。これにより基板表面に沿った複数の混合物部分が硬
化する。この硬化部分は、表示に寄与しない絵素以外の
箇所しておく。続いて、この状態の混合物の基板とは反
対側の表面に、例えば短時間の光照射を行う。これによ
り、基板とは反対側の混合物表面の全域に薄膜が形成さ
れる。続いて、硬化した薄膜の上に、対向電極と表面保
護膜とを形成する。
【0012】また、カラーフィルタについては、アクテ
ィブマトリクス基板側に形成する。このカラーフィルタ
ーの形成による表面の凹凸は、平坦化膜により解消され
ることとなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
【0014】図1は、本発明方法を適用して製造した、
アクティブ素子がTFTの場合の直視型液晶表示装置を
示す。この液晶表示装置は、ガラス基板1上に図示しな
いゲートバスライン及びソースバスラインが相互に交差
する状態で配線され、その交差部近傍にポリシリコンで
ドライバーをモノリシックした複数のTFT5bが形成
されている。つまり、アクティブマトリクス基板が形成
されている。なお、ガラス基板1に代えて、他の材質か
らなる透明絶縁性の基板を使用することができる。
【0015】上記TFT5bが形成されたガラス基板1
上にカラーフィルター4が形成され、このカラーフィル
ター4が形成されたガラス基板1上には、アクリル樹脂
からなる平坦化膜6が形成され、更にこの平坦化膜6の
上に絵素電極7が形成されている。この絵素電極7はT
FT5bのドレインと接続されている。この絵素電極7
が形成されたガラス基板1上には、ほぼ全面にわたり液
晶を担持した高分子分散型液晶層8が形成され、高分子
分散型液晶層8の上には全面にわたり対向電極9と表面
保護膜10とがこの順に形成されている。
【0016】かかる構成の液晶表示装置の製造方法につ
いて以下に説明する。
【0017】先ず、ガラス基板1上に、図2に示すよう
にしてポリシリコンでドライバーをモノリシックした複
数のTFT5bを形成する。
【0018】次に、TFT5bが形成されたガラス基板
1上に、補色あるいは原色のカラーフィルター4を、例
えば富士ハント製顔料分散型の感光性樹脂COLOR
MOSAICを用いて形成する。
【0019】次に、例えば日本合成ゴム製のアクリル樹
脂であるオプマーSSを塗布した後ベイクし、これによ
り平坦化膜6を形成する。この場合、TFT5bのドレ
イン上にある感光性樹脂COLOR MOSAICはフ
ォトエッチングで取り除き、オプトマーSSはドレイン
付近だけを露出するようにシップレイ社のフォトレジス
トAZ1450Jでパターン化してドライエッチングで
除去し、その後フォトレジストを東京応化製の剥離液O
MRストリッパーで剥離する。なお、この平坦化膜6の
存在により、カラーフィルター4の形成に拘らず、表面
の凹凸をなくすことが可能となる。
【0020】次に、ITO(インジウム錫酸化物)から
なる絵素電極7をスパッターで形成する。このとき、絵
素電極7はTFT5bのドレインと接続される。
【0021】次に、その上に、紫外線硬化樹脂と、2色
性色素であるアントラキノン系色素を添加したネマティ
ック又はスメクティック液晶とを混合して均一な液状に
した高分子分散型液晶前駆物質からなる混合物を、ロー
ルコーター又はスピンコーターにより5〜20μmの厚
さで塗布する。
【0022】次に、マスクパターンを使用し、紫外線を
該混合物に照射して、最終的に絵素となる以外の混合物
部分を硬化させる。このとき、所定の温度下で紫外線を
照射する。その結果、紫外線硬化樹脂からなるポリマー
ネットワークで液晶を担持した高分子分散型液晶層8が
形成される。
【0023】次に、該マスクパターンを除去して混合物
の基板とは反対側の表面全域に紫外線を照射し、該当す
る表面の上層部にフラットな薄膜を硬化により形成す
る。
【0024】次に、ITOまたはアルミニウムなどの金
属を用い、対向電極9をスパッターまたは蒸着で形成す
る。
【0025】次に、対向電極9上に、アクリル樹脂また
はウレタン系樹脂を塗布した後にベイクし、表面保護膜
10を形成する。表面保護膜10は、表面の硬度を上げ
平坦化するのが好ましい。
【0026】このようにして製造された液晶表示装置に
おいては、電圧を印加する場合、高分子層と液晶との屈
折率がマッチングし、光散乱が消失して透明となるた
め、カラー表示が可能となる。一方、電圧を印加しない
場合は、ミスマッチングによる散乱のため上述した2色
性色素の存在によって黒表示となる。また、対向電極9
をアルミニウムなどの反射率の高い金属で形成した場合
には、反射板として使用できることとなり、ガラス基板
1側を表示側として用いれば反射型液晶表示装置として
の使用が可能となる。
【0027】なお、本実施例において、高分子分散型液
晶層がポリマーネットワーク構造を持つものの、液晶が
高分子担体中に完全には保持されていない場合は、以下
のようにするのが好ましい。即ち、表面保護膜10に、
ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの光学
異方性の小さい耐熱性透明フィルムを使用し、このフィ
ルム上にITOまたはアルミニウムなどの金属からなる
対向電極を形成したもので液晶層を被覆した後、紫外線
硬化樹脂などを用いて液晶層の周囲をシールすればよ
い。この場合において、本発明では高分子分散型液晶層
8の上表面に硬化してなる薄膜を形成した後で、対向電
極9や表面保護膜10を形成するので、表面保護膜10
にフィルムを使用しても貼り易く、また、フィルムに対
向電極9が形成されたものを貼着する場合において、対
向電極9に断線が生じる虞れが極めて少ないものとな
る。
【0028】上記実施例ではカラーフィルタ4をガラス
基板1側に形成した構成としているが、本発明はこれに
限らず、図3に示すようにカラーフィルタ4を表面保護
膜10側に形成してもよい。
【0029】上記実施例ではカラーフィルタ4を形成し
た構成としているが、本発明はこれに限らず、カラーフ
ィルタ4を形成しない構成としても支障はない。カラー
フィルタ4を形成しない場合には、絵素電極7を金属で
形成し、対向電極9を透明電極とした構造でも良い。
【0030】なお、上記実施例では液晶材料中に2色性
色素を含ませた混合物を使用して液晶表示装置を製造し
たが、本発明はこれに限らず、液晶材料中に2色性色素
を含まない混合物を使用して液晶表示装置を製造しても
よい。このようにして製造された液晶表示装置において
は、図4(a)(b)に示すように、シュリーレン光学
系を用いれば偏光板が不要となり、1枚基板によるコン
パクトな明るい単板カラープロジェクターが実現でき
る。すなわち、電圧オフ時には不要な散乱光を光の絞り
によって通過させず、電圧オフ時には明るいカラー平行
光線を絞りによりスクリーン上にカラー画像を表示させ
ることができる。
【0031】
【発明の効果】上述したように、本発明による場合は、
厚みのある基板を1枚しか使用しないため非常に薄いも
のとなる。よって、従来に比べて液晶表示装置の厚みが
約半分になる。そのためカラーフィルタ付きガラス基板
やドライバーICなどが不必要になりコストも大幅に軽
減できる。又、本発明の液晶表示装置は直視型の透過
型、反射形の他に、投影型にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の液晶表示装置を示す断面図である。
【図2】図1のガラス基板にドライバーを実装する工程
の説明図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図4】本発明により製造された液晶表示装置をシュリ
ーレン光学系に適用した構成を示す概念図である。
【図5】従来の液晶表示装置を示す断面図である。
【図6】従来の液晶表示装置の製造方法を示す工程図で
ある。
【符号の説明】
1 ガラス基板 4 カラーフィルター 5b TFT 6 平坦化膜 7 絵素電極 8 高分子分散型液晶層 9 対向電極 10 表面保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 清 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶層を挟んで一方に絵素電極を有する
    アクティブマトリクス基板が配設されていると共に、他
    方に対向電極と表面保護膜とが配設され、絵素がマトリ
    クス状に設けられた液晶表示装置の製造方法であって、 該アクティブマトリクス基板の上に光硬化性の高分子樹
    脂と液晶材料とからなる混合物を設ける工程と、 マスクパターンを使用して光を該混合物に照射して、該
    絵素以外の混合物部分を硬化させる工程と、 該マスクパターンを除去して、該混合物の基板とは反対
    側の表面全域に光を照射し、該表面の上層部に硬化して
    なる薄膜を形成する工程と、 該薄膜の上に対向電極及び表面保護膜を形成する工程
    と、 を含む液晶表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記液晶材料として2色性色素が添加さ
    れたものを使用して行う請求項1に記載の液晶表示装置
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記アクティブマトリクス基板として、
    走査線と信号線とを交差して形成していると共に両線の
    交差部近傍にアクティブ素子を形成しており、更にその
    上にカラーフィルターを形成した後に平坦化膜を形成
    し、該平坦化膜を介して絵素電極とアクティブ素子とを
    接続して作製されたものを使用する請求項1に記載の液
    晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記絵素電極と前記対向電極の何れか一
    方が金属薄膜によって形成されている請求項1に記載の
    液晶表示装置の製造方法。
JP24101492A 1992-09-09 1992-09-09 液晶表示装置の製造方法 Withdrawn JPH0695053A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7542112B2 (en) 2003-03-13 2009-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Four color liquid crystal display and panel therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7542112B2 (en) 2003-03-13 2009-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Four color liquid crystal display and panel therefor
US7973886B2 (en) 2003-03-13 2011-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Four color liquid crystal display and panel therefor

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Effective date: 19991130