JPH08304761A

JPH08304761A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08304761A
Application number: JP7127503A
Authority: JP
Inventors: Yuko Yokoyama; 優子横山; Tetsuo Saito; 哲郎斉藤; Tadashi Mihara; 正三原; Yuichi Masaki; 裕一正木; Yoshinori Shimamura; 吉則島村; Kazuya Ishiwatari; 和也石渡; Kazunori Katakura; 一典片倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】カイラルスメクティック液晶を用いた単純マ
トリクス駆動型のカラー液晶表示装置において、駆動マ
ージンが広く、いかなる使用条件においても良好な表示
を実現する【構成】カラーフィルター３上に平坦化膜４を形成し
た上に、透明電極６ａと補助電極７ａからなる走査電極
を形成し、他方の基板に該走査電極よりも細く、各カラ
ーフィルターの色毎に分けられた、透明電極６ｂと補助
電極７ｂからなる情報電極を形成し、該情報電極に、カ
ラーフィルターの色毎に対応した情報信号を供給して駆
動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字や画像を表示する
ための表示装置等に用いられる液晶素子、特にカイラル
スメクティック液晶を用い、フルカラー表示する液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー液晶表示装置としては、ス
トライプ状の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）フィルター
を有するものや、Ｒ，Ｇ，Ｂの各フィルターが２分の１
ピッチづつずれたモザイクフィルター、Ｒ，Ｇ，Ｂに加
えて無着色（Ｗ）フィルターを設けたモザイクフィルタ
ー等を有するものが用いられている。このようなフィル
ターは通常、ガラス基板の内面に設けられるため、白黒
の液晶表示装置とは異なり、上下のガラス基板に付与さ
れる膜の積層構造が互いに異なる。

【０００３】一方、強誘電性液晶や反強誘電性液晶に用
いられるカイラルスメクティック液晶は、ある基準電位
レベルに対して一方の極性の電界印加により一方の配向
状態となり、他方の極性の電界印加により他方の配向状
態となる。このような特性は従来のＴＮ型液晶とは大き
く異なり、当該特性を利用したカラー表示の液晶表示装
置の開発も行なわれている。

【０００４】図１４に強誘電性液晶を用いた従来の二値
表示（白黒）の液晶素子の断面を示す。図中、１ａ，１
ｂは絶縁性基板、６ａ，６ｂは透明電極、７ａ，７ｂは
補助電極、８ａ，８ｂはショート防止層、９ａ，９ｂは
粗面形成層、１０ａ，１０ｂは配向層、１１は接着ビー
ズ、１２はスペーサビーズ、１３は液晶層である。透明
電極６ａ，６ｂと補助電極７ａ，７ｂからなる駆動電極
はそれぞれストライプ形状に形成され、互いに直交する
ように対向してマトリクスを組んでいる。また、図中の
点線から点線までが１画素とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記カイラルスメクテ
ィック液晶の２つの配向状態のポテンシャルエネルギー
は、対称的でなければならないが、上下ガラス基板内面
の構造が前述したように相違していると、該ポテンシャ
ルエネルギーが非対称になる恐れがある。ポテンシャル
エネルギーの非対称性は一方の配向状態から他方へスイ
ッチングする閾値の非対称性を引き起こし易い。

【０００６】このような技術課題は従来のネマティック
液晶ではほとんど問題にならないが、カイラルスメクテ
ィック液晶では特性が異なるため、問題となってしま
う。特に、スイッチング閾値の非対称性は、駆動信号の
波形の電圧レベル、パルス幅、周波数を選択するための
選択範囲（駆動マージン）を狭くし易い。

【０００７】従って、カイラルスメクティック液晶を用
いたカラー表示装置においては、駆動マージンに大きな
影響を与えるパラメータを見出し、適宜選択する必要が
ある。

【０００８】本発明の目的は、駆動マージンが広く、い
かなる使用条件においても良好な表示が行なえるカラー
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及び作用】本発明の特徴
は、一方が基板上にカラーフィルターと平坦化膜とスト
ライプ状電極を有し、他方がストライプ状電極を有する
一対の電極基板間にカイラルスメクティック液晶を挟持
してなる液晶表示装置であって、上記平坦化膜上の電極
よりも他方の電極が細く形成され、平坦化膜上の電極を
走査電極として走査信号を供給する手段と、他方の電極
を情報電極としてカラーフィルターの色毎に対応した情
報信号を供給する手段を有することにある。

【００１０】本発明は上記構成をとることにより、駆動
マージンに影響を与え易い条件が固定されるため、広い
駆動マージンが確保され、あらゆる使用条件において良
好な表示を行なうことができる。

【００１１】

【実施例】図１７に本発明の一実施例のカラー表示装置
のブロック図を示す。図中１０７はグラフィックコント
ローラであり、ここから送出されるデータは駆動制御回
路１０５を通して走査信号制御回路１０４と情報信号制
御回路１０６に入力され、それぞれアドレスデータと表
示データに変換される。このアドレスデータに従って走
査信号印加回路１０２が走査選択信号波形及び走査比選
択信号波形を発生し、１２８０×１０２４画素からなる
表示部１０１の走査電極に印加する。また表示データに
従って上下に配された情報信号印加回路１０３がＲ，
Ｇ，Ｂ，Ｗの各情報信号波形を発生し、表示部１０１の
走査電極より細い幅の情報電極に印加する。

【００１２】次に表示部１０１の構成を示す。図１は図
１７の表示部の一例である液晶素子の概略平面図であ
り、図２はそのＡ−Ａ’断面図、図３はＢ−Ｂ’断面図
である。図中、点線で囲まれた領域が１画素であり、１
ａ，１ｂは絶縁性基板、２はアンダーコート層、３は所
定パターンを構成するカラーフィルター、４は平坦化
層、５はバリア層、６ａ，６ｂは透明電極、７ａ，７ｂ
は補助電極、８ａ，８ｂはショート防止層、９ａ，９ｂ
は粗面形成層、１０ａ，１０ｂは配向層、１１は接着ビ
ーズ、１２はスペーサビーズ、１３は液晶層、１４は遮
光層であり、図２及び３において、液晶を挟んで上側を
第１基板、下側を第２基板と呼ぶ。尚、図１は第１基板
側から見た平面図である。本発明において、第１基板上
の駆動電極が走査電極、第２基板側が情報電極として、
それぞれ走査信号、情報信号が印加される。

【００１３】尚、当該素材において観察者側は、第１の
基板及び第２の基板のいずれかに設定しても良いが、好
ましくはカラーフィルター膜を有する第１基板側とす
る。

【００１４】以下、図１〜３に示した液晶素子の各部位
を図面を参照して製造工程に沿ってて詳述する。

【００１５】先ず第１基板について説明する。

【００１６】工程−ａ（図１５（ａ））絶縁性基板１ａとしては、透明性に優れた基板、一般に
液晶用ガラスとして市販されているものを使用でき、例
えば青板ガラス、無アルカリガラスが挙げられる。好ま
しくは、片面が研磨してあるものを用いる。また、厚
さ、大きさは、画面サイズや、１枚から何枚のパネルを
取るかにより、適宜選択されるが、例えば大型画面（１
４．８インチ）の液晶素子を作製する場合には、１．１
ｍｍ程度の厚さのものを用いる。

【００１７】工程−ｂ（図１５（ａ））本発明において、好ましくは上記絶縁性基板１ａ表面
に、アンダーコート層２を設け、ガラスからのアルカリ
の溶出を防ぐ。アンダーコート層２としては、下層の保
護効果があればよく、例えばＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ｓｉ
Ｎ，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯが用いられ、２００〜
１０００Åの厚みで用いられる。

【００１８】工程−ｃ（図１５（ａ））アンダーコー
ト層２を表面に形成した絶縁性基板１ａを純水シャワ
ー、純水＋超音波洗浄、ブラシ等のうち少なくとも一つ
の方法を用い、適当な回数・組合せで洗浄、乾燥後、紫
外線照射により有機物を除去する。

【００１９】工程−ｄ（図１５（ａ））図３に示した
遮光層１４は図４に示すように、ストライプパターン
（ブラックストライプ）であるが、この他にも通常のブ
ラックマトリクス等所望の形状を適宜使用できる。遮光
層１４の素材としては、Ｃｒ、Ｍｏ等の金属、或いはそ
の合金、酸化物のＣｒ₂Ｏ₃等、更には樹脂に黒色顔料を
分散したもの等有機材料をはじめとする遮光性に優れた
材料を用いることができる。厚さは５００〜１５００Å
の範囲で、素材の遮光能により設定する。例えば金属を
用いた場合は厚みが薄くても遮光効果が得られる。本発
明においては、Ｍｏ−Ｔａ合金層が好ましく用いられ、
望ましくは１０００Å以下で用いられる。遮光層１４は
その素材をスパッタ、塗布などにより基板全面に積層し
た後パターニングして得られる。具体的には、素材との
密着性により選択されたレジストを、スピンナー、印刷
等により遮光層表面に塗布し、７０〜１２０℃でプリベ
ークし、９０〜１２０ｍＪで露光後、現像、洗浄、乾燥
した後、遮光層の材料に応じた酸などのエッチング液で
エッチングし、洗浄し、上記レジストを剥離して更に洗
浄する。

【００２０】尚、遮光層１４は後述する封止剤近傍まで
形成し、若干の非遮光部分を残しておき、かかる部分を
液晶配向状態の検査に用いることができる。

【００２１】工程−ｅ（図１５（ｂ））本発明において、カラーフィルター３は、緑（Ｇ）、赤
（Ｒ）、青（Ｂ）の他に好ましくは白（Ｗ）を形成す
る。形成方法としては、染色法、顔料分散法、電着法な
どがあり、本発明はそのいずれもが利用できるが、顔料
分散法を例に説明する。所望の顔料（Ｗには顔料を加え
ない）が分散された感光性樹脂のカラーレジストをスピ
ンナー、コーター等で例えば厚さ１．０〜２．０μｍに
塗布し、一定の温度でレベリングした後、８０℃前後で
プリベークする。この時の温度や保持時間、上記塗布す
る厚さはレジスト材料により適宜選択される。次に２０
０〜１０００ｍＪで露光する。露光程度はＲ、Ｇ、Ｂ、
Ｗで感度が異なるため、露光時間を変えて調整する。露
光後、レジスト材料に応じた現像液、方法、温度で現像
し、１２０〜２５０℃でポストベークし、洗浄する。各
カラーフィルターは例えば図４に示すように、先に形成
した遮光層１４のパターン、及び隣接するカラーフィル
ターに接しないように、数μｍの隙間をあけて形成す
る。また、全体では表示領域に加え、その周辺となる非
表示領域となる領域に後述する基板端部近傍の封止剤に
はかからないように形成する。ここで、表示領域内外の
カラーフィルターのパターン形状（カラーフィルターの
大きさ）は、互いに異なってもよく、例えば表示領域外
では一単位を表示領域内より大きくすることができる。
上記形成工程は各カラーフィルターの色毎に順次行なう
が、その順序は使用する材料によって適宜選択される。

【００２２】工程−ｆ（図１５（ｃ））次にカラーフィルター間の間隙を埋め、表面を平坦化す
るための平坦化層４を形成する。本発明において平坦化
層４は、最大厚（図２中のｔ）が１．５〜５μｍになる
ように、スピンナー、印刷、コーター等で平坦化材を塗
布し、後、６０〜１５０℃でレベリングし、必要ならば
１５０〜３３０℃でポストベークすることにより形成さ
れる（これらの温度は平坦化材により設定される）。平
坦化材としては、カラーフィルター３と遮光層１４によ
り生じた段差を平坦化し得るもので、後工程に耐え、耐
熱性、耐薬品性を有するものであれば無機物、有機物を
問わない。具体的には、ポリアミド、エポキシ樹脂、有
機シラン系樹脂が挙げられ、中でも有機シラン系樹脂が
好ましく用いられる。

【００２３】本発明において、液晶層１３の厚さ（Ｔ）
が上記平坦化層の最大厚（ｔ）よりも小さい。当該構成
により、液晶を注入した際に発生する空隙の発生率が低
くなり、製造時の歩留が向上する。また、本発明の液晶
素子においては、後述するスペーサビーズ１２の直径が
液晶層１３の厚さ（Ｔ）よりも大きく、スペーサビーズ
１２は両基板に埋め込まれるようにして固定される。従
って、スペーサビーズが埋まる程度に基板が鉛筆硬度に
おいて７Ｈ以下程度に柔軟であることが望ましく、平坦
化層４の硬度は、３Ｈ〜７Ｈの範囲にあることがより好
ましい。尚鉛筆硬度は、ＪＩＳ−Ｋ５４０１における鉛
筆硬度測定装置を用いた方法に準じて測定することによ
り得られる値である。また、平坦化層４は好ましくは後
述する封止剤の下側まで形成する。当該構成により、液
晶が注入し易くなり、製造時に液晶の注入不良による不
良品の発生が防止される。

【００２４】工程−ｇ（図１５（ｃ））平坦化層４の表面に、バリア層５を形成し、その後の上
層の製膜工程やエッチング等の工程においてカラーフィ
ルター３を保護する。バリア層５の素材としては、保護
効果を有するものであれば限定されないが、例えばＳｉ
Ｏ₂，ＭｇＯ，ＳｉＮ，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ等が
好ましく用いられる。バリア層５の厚さは例えば１００
〜１０００Å程度で、印刷、スパッタ等、素材に応じた
方法により形成される。

【００２５】以上は第１基板のみの工程であり、以下の
工程は第１、第２基板に共通の工程である。また、第２
基板の絶縁性基板１ｂは、第１基板の絶縁性基板１ａと
一般的には同じ素材が用いられる。

【００２６】工程−ｈ（図１５（ｃ）及び図１６
（ａ））透明電極６ａ，６ｂとして、例えばＩＴＯ等の透明導電
材料からなる層をスパッタ、蒸着、焼成等で形成する。
好ましくは、Ｉｎ₂Ｏ₃に対してＳｎＯ₂が５〜１０％の
ものを用いるが、透過率、導電性により適宜選択すれば
良い。透明電極６ａ，６ｂの厚さは例えば３００〜３０
００Åで、該厚さも用いる液晶の光学特性、抵抗により
選択される。上記ＩＴＯ層は、遮光層１４と同様にフォ
トリソグラフィによりパターニングして所望の形状特に
第１基板では画素に対応し、第２基板では対向する基板
のカラーフィルターに対応するようなパターン（例えば
第１基板は図４に示す遮光層１４間に対応するストライ
プ形状、第２基板は図６に示す形状）に形成する。但
し、エッチング液は塩化鉄、ヨウ化水素酸、次亜リン酸
等の水溶液を用いる。第１基板側の透明電極６ａは表示
領域外にも形成したカラーフィルター３上にも対応して
パターン形成することが好ましい。

【００２７】本工程において、表示領域外にも、配線を
形成しておくことにより、駆動電極には影響を与えずに
抵抗を測定することができる。図１１（ａ）は第２基板
に設けた配線４１を示し、同様に第１基板にも配線を設
ける。

【００２８】また、図１１（ａ）に示す略Ｌ字形の堰４
２は、後工程で塗布形成する層を堰き止める作用を有
し、不必要に溶液が流れ出すのを防ぐことができる。更
に、図１１（ｂ）に示す堰（パターン）４３は、後述す
る液晶注入口に対し平行に好ましくは第２基板側に形成
されており、後述するように、液晶の注入を容易に且つ
均一にする作用を有する。これら堰４２，４３は上記し
た作用を有していれば、特にＩＴＯで形成する必要はな
いが、透明電極形成時に同時に形成することができ、製
造工程上有利である。

【００２９】工程−ｉ（図１５（ｄ）及び図１６
（ｂ））透明電極６ａ，６ｂの配線抵抗を下げるための補助電極
７ａ，７ｂを形成する（図１５（ｄ），図１６
（ｂ））。素材は金属で、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、或いはそ
の合金、Ｍｏ−Ｔａ等が用いられる。また、透明電極６
ａ，６ｂとの密着性、抵抗、レジストとの密着性を考慮
し、多層構成としても良い。具体的には、Ｍｏ／Ａｌや
Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ−Ｔａ等である。特に多層構成の場合
には、素材によってエッチングスピードが異なるため、
後工程のエッチングを考慮して素材を選択する。例え
ば、上記３層構成を同時にエッチングする場合、Ｍｏ−
Ｔａ５〜１０％（例えば２００〜５００Å）／Ａｌ合金
（例えば２００〜１５００Å）／Ｍｏ−Ｔａ１０〜２０
％（例えば１００〜５００Å）とする積層構成とするこ
とががエッチング液との相性が良い。また、多層構成を
各層毎にエッチングしながら積層して形成しても構わな
い。

【００３０】上記金属を基板全面に積層し、レジスト塗
布、露光、現像、ポストべーク、エッチング、レジスト
剥離の各工程を順次行なって、例えば第１基板において
は、先の透明電極６ａに重なり、且つカラーフィルター
３上に開口部を有する補助電極７ａ（図５）、及び第２
基板においては透明電極６ｂ端部に重なる補助電極７ｂ
（図７）を形成する。補助電極７ｂは表示領域外では透
明電極６ｂ全面に重ねて形成してもよい。

【００３１】また、表示領域外において各駆動電極の両
端にショート検査用のパッド部を設ける。図９に第２基
板のパッド部を、図１０に第１基板のパッド部を示す。
図中、３１が第２基板の駆動電極、３２が第１基板の駆
動電極、３３がパッド部である。図９には図示していな
いが、駆動電極３２の他端にもパッド部が形成され、図
９と同じ構成が採られている。パッド部３３は本来補助
電極７ａ，７ｂが形成される領域において補助電極を形
成せず、下側の透明電極６ａ，６ｂを露出させた部分で
ある。各駆動電極３１，３２は非常に微細であるため、
ショート検査用の検査端子もこれに合わせた細い端子針
であり、駆動電極３１，３２に接する際に該電極を傷つ
けたり、また特に微細な駆動電極３１には検査端子が乗
らない恐れがある。図９、１０に示すように、金属より
も硬いＩＴＯ等の透明電極を露出させたパッド部３３を
設けることにより、検査端子による駆動電極３１，３２
の損傷が防止される。また、図９に示すように、特に微
細な駆動電極３１においては、互い違いにパッド部３３
を設け、パッド部３３の幅を広げることにより、検査端
子が乗り易くなる。尚、同図に示すようにパッド部に隣
接する、電極の幅の狭い部分においても下層のＩＴＯ等
の電極を露出することが好ましい。また、図１０に示す
ように、駆動電極３２においては、補助電極６ａを端部
に形成しておくことにより配線抵抗の上昇を抑えてい
る。

【００３２】補助電極７ａ，７ｂ形成後、配線４１及び
パッド部３３を利用して、配線抵抗の測定とショートの
検査を行なう。

【００３３】工程−ｋ（図１５（ｅ）及び図１６
（ｃ））配線上にショート防止層８ａ，８ｂを形成する。ショー
ト防止層８ａ，８ｂは、上下基板間でのショートを防止
するための絶縁層であり、スパッタ、塗布・焼成等で有
機或いは無機の絶縁膜を基板全面に形成する。具体的に
は、Ｔｉ−Ｓｉ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅が用いら
れ、これらを単層でも、多層でも用いることができる。
例えば、Ｔａ₂Ｏ₅をスパッタで５００〜１２００Å形成
した上に、Ｔｉ−Ｓｉ等の塗布型絶縁膜材料の溶液を印
刷、焼成し、５００〜１０００Åの絶縁層を形成した多
層構成が好ましく用いられる。該ショート防止層８ａ，
８ｂは後述する封止領域の外側まで形成する。

【００３４】工程−ｌ（図１５（ｅ）及び図１６
（ｃ））素子駆動中の液晶分子の移動を防止するため、粗面形成
層９ａ，９ｂを形成し、後述する配向膜表面の粗面化を
図る。粗面形成層９ａ，９ｂは３００〜７００ÅのＳｉ
Ｏ₂ビーズをＴｉ−Ｓｉ＝１：１の比率の絶縁膜溶液中
に５〜３０重量％分散し、展色板を用いて印刷、焼成す
ることにより得られる。膜厚は１００〜３００Åが好ま
しく、封止領域の外側まで形成する。

【００３５】工程−ｍ（図１５（ｅ）及び図１６
（ｃ））液晶分子の配向を制御するための配向膜１０ａ，１０ｂ
を形成する。配向膜の材料としては、ポリビニルアルコ
ール、ポリイミド、ポリアミドイミド等から選択し、基
板全面に塗布或いは印刷し、２００〜３００℃で焼成
し、厚さ５０〜１００Åで封止領域の内側のみ絶縁層を
形成する。かかる絶縁層は、封止領域内の全面、また必
要に応じ例えば表示領域に対応した領域に形成する。該
絶縁層（配向膜）表面に、起毛のラビング布を巻き付け
たローラーを押し当て、回転速度５００〜２０００ｒｐ
ｍで回転させながら、該絶縁層（配向膜）表面をラビン
グ処理し、配向膜１０ａ，１０ｂとする。ラビング布の
素材としては、綿等の天然繊維、アラミド、ナイロン、
レーヨン、テフロン、ポリプロピレン、アクリル等の合
成繊維から選択され、中でもアラミド繊維が好ましく用
いられる。尚、ラビング処理の際、絶縁層の例えば枠部
（外周）にマスクを設け、枠部を除いて絶縁層表面をラ
ビング処理することもできる。上記ローラーの回転方
向、送り速度はラビング処理の程度により適宜選択され
る。ラビング処理後、両基板を洗浄する。

【００３６】工程−ｎ（図１３（ａ））一方の基板、好ましくは第１基板表面（配向膜の表面）
に接着ビーズ１１を散布する。該接着ビーズ１１は、常
温並びに素子の駆動条件下では粘着性を持たず、後述す
る基板の貼り合わせ時の熱処理等の種々の処理において
粘着性を呈する。接着ビーズ１１は例えばエポキシ樹脂
やアクリル樹脂等、液晶に影響を与えない熱硬化性樹脂
等からなる接着剤で形成されている。接着ビーズ１１の
直径は２〜１０μｍが好ましく、イソプロピルアルコー
ル等の溶媒に分散して、５０〜１３０個／ｍｍ²程度に
散布する。また、接着ビーズ１１は基板封止後両基板に
接着されてしまう。後述するように、第１基板と第２基
板で切断する位置をずらし、基板端部の端子を露出させ
る。接着ビーズ１１が存在すると、切り離される部分が
接着ビーズ１１を介してもう一方の基板に接着してしま
うため、該接着ビーズ１１は切断で切り離される領域に
は無い方が好ましく、封止領域内に相当する領域にのみ
散布するのが好ましい。

【００３７】工程−ｏ（図８）他方の基板、好ましくは第２基板表面（例えば配向膜表
面）に、注入口を残して図８に示すシールパターンを封
止剤により描画する。図中２１が封止剤で２２が液晶注
入口、２３は後述するダミー壁である。封止剤２１とし
ては、例えば熱硬化性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材
料が用いられ、ディスペンサにより描画する。描画方法
はこれに限らず、スクリーン印刷等、封止剤の素材に応
じて適宜選択される。また、幅はセル厚や印刷時の厚み
を考慮して設定すれば良い。尚、ダミー壁２３は図８に
示すような辺りに設けることには限定されず、使用する
液晶材料等の条件に応じて形成箇所を適宜変えることが
でき、例えば注入口２２の対辺に形成してもよい。また
図８において、ダミー壁２３は、表示領域外の非表示領
域にカラーフィルターを形成している場合、かかるフィ
ルターに対応する位置或いは、フィルターの形成領域外
の位置に設けることができる。この時、セルギャップの
観点でフィルター形成領域外にダミー壁を形成すること
が好ましい。

【００３８】工程−ｐ（図１３（ａ））接着ビーズを散布した基板とは異なる基板、好ましくは
封止剤を描画した基板表面にスペーサビーズ１２を散布
する。スペーサビーズ１２の直径は、セル厚より大にな
るように選択されるが、０．６〜３．５μｍの範囲が好
ましい。例えば、セル厚を１μｍとする場合には、１．
２〜１．３μｍ程度の径のビーズを選択する。ビーズの
素材としては、シリカビーズ、アルミナビーズが好まし
く用いられ、例えばエタノール等に分散して１００〜７
００個／ｍｍ²になるように基板全面に散布する。かか
る溶媒については、スペーサービーズの溶融性の小さな
ものを選択して用いることが好ましい。本発明において
は、最終的に液晶層厚の設定よりも大きな径のビーズを
スペーサとして用いることにより、該ビーズが半ば基板
表面に埋め込まれた様な状態で基板間に固定されるた
め、封止後のビーズの移動が防止され、均一な液晶層厚
が保持される。

【００３９】工程−ｑ図１３に示すように、接着ビーズ１１を散布した側の基
板を固定し、スペーサビーズ１２を散布した側の基板を
配向膜１０ａ，１０ｂが内側になるように重ねて加圧し
ながら１０〜１２０分間加熱し、接着ビーズ１１及び封
止剤２１を硬化させ、両基板を接着する。即ち、接着ビ
ーズ１１とスペーサビーズ１２を別の基板に散布し、接
着ビーズ１１を散布した側の基板を固定して貼り合わせ
ることにより、当該工程において接着ビーズ１１が偏っ
たり、基板表面から脱着する心配がない。また、スペー
サビーズ１２は接着ビーズ１１に比べて直径が非常に小
さく、基板を裏返しても基板表面に付着しているため、
スペーサビーズ１２が偏ったり基板から脱落することは
ない。本工程により、接着ビーズ１１、スペーサビーズ
１２のいずれもが均一に散布された状態で基板が貼り合
わされる。

【００４０】工程−ｒ実装端子部が露出するように、第１基板と第２基板とで
切断する位置をずらせてスクライブし、余分な基板を除
去する。また例えばスクライブ直前に、両基板において
注入口に相当する位置近傍にバーコードラベル等を貼付
し、基板の識別を行なうこともできる。

【００４１】工程−ｓ上記工程で得られた液晶セルにカイラルスメクティック
液晶を注入する。先ず、液晶セルを真空装置内に入れ、
十分セル内が真空になった状態で、注入口に液晶を付着
させる。次にこの状態で徐々に圧力をかけ、なるべく等
速で液晶を液晶セル内に引き込ませる。

【００４２】本液晶素子においては、液晶層１３の厚さ
（Ｔ）よりも平坦化層４の厚さ（ｔ）が厚いことによ
り、従来の平坦化層を持たない素子に比べて、液晶層の
空隙発生率が低く、液晶注入工程における歩留が向上す
る。また、本素子では、前述のように平坦化層４を封止
剤２１の下側にまで形成してあるため、液晶の注入が容
易になり、更に製造歩留が向上する。更に、液晶セル内
には図１１（ｂ）にも示したように、ＩＴＯで堰４３が
形成されており、図１２（ａ）に矢印で示すように、液
晶が堰４３に沿って外側に広がり、気泡の発生が防止さ
れる。図１２（ｂ）は従来の液晶セルの液晶の流れを示
す。また、例え気泡が発生しても、封止剤２１で描画し
たダミー壁２３と外側の封止剤２１との間に気泡が押し
込まれるため、表示領域には気泡が存在せず、不良品発
生率を低く抑えることができる。

【００４３】本発明において用いることのできる、カイ
ラルスメクティック相を呈する液晶としては、複数の液
晶性化合物及び少なくとも一種の光学活性化合物（カイ
ラルドーパント）を含有する液晶組成物が好ましく用い
られる。該液晶組成物を構成する好ましい液晶性化合物
としては、下記一般式１〜５の構造を有する液晶性化合
物等（光学活性化合物を包含する）を挙げることがで
き、これらを主な構成成分とし、適宜、各液晶性化合物
の配合比を変え、液晶組成物とすることができる。尚、
ここでいう液晶性化合物は、それ自体単独で液晶性を呈
するか否かは限定されず、液晶組成物中の液晶成分とし
て適切に機能するものであればよい。

【００４４】

【化１】

【００４５】ｐ，ｑは、０、１、２、であって、ｐ＋ｑ
は１又は２であり、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂は、炭素原子数１〜１８
の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基
中の１つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原
子が隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｃ
ＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換え
られていてもよく、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃を示
す。

【００４６】また、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂は光学活性であっても良
い。

【００４７】Ｙ₁は、水素又はフッ素を表わす。

【００４８】

【化２】

【００４９】Ｙ₁は、水素又はフッ素を表わし、Ｒ
₂₃は、炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキ
ル基であり、Ｒ₂₄は、水素原子、ハロゲン、ＣＮ基、又
は、炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル
基であり、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄の示す該アルキル基中の１つ、も
しくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しな
い条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていても
良く、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃を示す。また、Ｒ
₂₃、Ｒ₂₄は光学活性であっても良い。

【００５０】

【化３】

【００５１】Ｒ₂₅、Ｒ₂₆は、炭素原子数１〜１８の直鎖
状又は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の１
つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣
接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられ
ていても良く、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃を示す。

【００５２】また、Ｒ₂₅、Ｒ₂₆は光学活性であっても良
い。

【００５３】

【化４】

【００５４】Ｒ₂₇、Ｒ₂₈は、炭素原子数１〜１８の直鎖
状又は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の１
つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣
接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられ
ていても良く、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃を示す。

【００５５】また、Ｒ₂₇、Ｒ₂₈は光学活性であっても良
い。

【００５６】

【化５】

【００５７】Ｒ₂₉、Ｒ₃₀は、炭素原子数１〜１８の直鎖
状又は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の１
つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣
接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられ
ていても良く、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃を示す。

【００５８】また、Ｒ₂₉、Ｒ₃₀は光学活性であっても良
い。

【００５９】一般式１〜４の化合物のより好ましい化合
物例を下記に示す。

【００６０】一般式１の化合物のより好ましい化合物例

【００６１】

【化６】

【００６２】一般式２の化合物のより好ましい化合物例

【００６３】

【化７】

【００６４】一般式３の化合物のより好ましい化合物例

【００６５】

【化８】

【００６６】一般式４の化合物のより好ましい化合物例

【００６７】

【化９】

【００６８】Ｒは、水素原子、ハロゲン、ＣＮ基、又
は、炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状又は環状の
アルキル基であり、該アルキル基中の１つ、もしくは２
つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で
−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていても良く、Ｗ
は、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃を示す。また、Ｒは光学活
性であっても良い。

【００６９】Ｙ₁は、水素又はフッ素を表わす。

【００７０】尚、上下基板は不図示の封止剤により封止
されており、該封止剤としては、例えば熱硬化性エポキ
シ樹脂が用いられる。

【００７１】次に本実施例の液晶装置の駆動方法につい
て説明する。

【００７２】図１８〜２４は本発明に用いられる駆動信
号波形を示すタイミングチャートである。図中、Ａは走
査選択信号波形、Ｂは走査非選択信号波形、Ｃ及びＤは
情報信号波形であり、それぞれ明又は暗に対応する。１
Ｈは１水平走査期間である。ｂｌｋは選択された走査電
極上の画素を消去（リセット）するための消去パルス、
ｗｉｎは選択された走査電極上の画素の表示状態を決定
するための書き込みパルスである。この書き込みパルス
と、情報信号との合成波形が対応する画素の液晶に印加
され、その画素が消去パルスによる表示状態をそのまま
続けるか、消去パルスによる表示状態から他方の表示状
態へ変化させるかが決定される。

【００７３】また図２１〜２４中、高フレーム周波数を
望む場合には、図２１，２２の波形を用いるのが好まし
い。また、画面のちらつきや、必要とする駆動マージン
の大きさに応じて適宜好ましい波形を用いる。

【００７４】図２５は、ある情報電極に印加される情報
信号を示した波形で、暗或いは明のいずれか一方の信号
のみを複数の連続する水平走査期間に亙って連続した場
合の波形である。図２５中、波形ＡＡはΔＴの幅を持つ
正極性パルスａと負極性パルスｂを連続して交互に印加
する交流波形であり、図２１や図２２のＣ或いはＤを連
続した波形である。

【００７５】一方、図２５の波形ＢＢは、波形ＡＡのパ
ルスａの間に（１／２）ΔＴの休止期間を設けた波形、
波形ＣＣはパルスｂの間に同様の休止期間を設けた波形
であり、いずれも同じ実効値を持ち、図２３及び図２４
のＣ及びＤをそれぞれ連続した波形である。ＡＡ、Ｂ
Ｂ、ＣＣのそれぞれの波形を印加して観察したところ、
波形により液晶分子の揺らぎの程度が変わり、負極性電
圧により反転する方向をＵ１状態からＵ２状態とする
と、Ｕ１状態の時にはパルスｂ、即ち負極性パルスによ
って大きく揺らぎ、Ｕ２状態の時にはパルスａによって
大きく揺らぐことがわかった。

【００７６】このような揺らぎは、特にカラー表示装置
においては、表示色の色変化となって表れるため、注意
が必要である。

【００７７】そこでＵ１状態の画素にパルスｂが印加さ
れる回数を少なくする波形を考える。図２３及び２４に
示すように、情報信号に（１／２）ΔＴの休止期間ｉｎ
ｔを入れると、図２３及び図２４のＣ又はＤが連続して
もＵ２状態への書き込みパルス以外に直流パルスｂは印
加されない。つまり、同一情報電極上にＵ１状態を表示
する画素が他に１つあれば直流パルスｂが印加される回
数が１フレーム当たり１回減る。同一情報電極上の画素
が全てＵ１状態を表示する場合には、直流パルスｂは１
回も印加されない、即ち図２５のＣＣ波形になる。同様
に、同一情報電極上の画素が全てＵ２状態を表示する場
合には、ＢＢ波形になる。従って、従来駆動マージンを
制限していた揺らぎが抑えられ、該揺らぎによる色変化
も認識されないため、結果的に駆動マージンを広げるこ
とができる。

【００７８】また、休止期間と駆動マージンとの関係を
（１／２）ΔＴ刻みで調べたところ、図２６に示すよう
に、休止期間が（１／２）ΔＴ前後で駆動マージンの幅
が飽和してしまうことがわかった。この測定は温度を１
０℃、駆動条件をＶ₁＝１４．３ｖ、Ｖ₂＝−１４．３
ｖ、Ｖ₃＝５．７ｖ、Ｖ₄＝−５．７ｖ、Ｖ₅＝６．４
ｖ、Ｖ₆＝０．８ｖに設定し、本実施例の表示部１０１
が良好な表示をし得る範囲を測定したものである。フレ
ーム周波数を高くするには、休止期間はなるべく短い方
が良いので、マージン、スピードの両方の観点から休止
期間は（１／２）ΔＴが適切である。

【００７９】尚、休止期間の幅と駆動マージンとの関係
を更に細かく刻んで厳密に測定しても良いが、駆動回路
の構成上、休止期間と各パルス幅の比が簡単な整数にな
るよう設定することが望ましい。その理由は、駆動波形
を出力するために１Ｈを分割して選択パルスや補助パル
スや休止期間の整数倍となるよう駆動回路系の基準クロ
ックを設定するので、パルス幅の比が複雑になり過ぎる
とクロックが非常に速くなってしまう。その結果、必要
以上に応答速度の速い回路を作ることが必要となり、コ
ストがかさんでしまうことを避けるためである。

【００８０】つまり、本発明において、Ｕ１状態、Ｕ２
状態それぞれに大きく揺らぎを与えるパルスの印加回数
を、選択期間をΔＴとした時に少なくとも（１／２）Δ
Ｔの休止期間を入れることによって抑え、駆動マージン
の確保とフレーム周波数の高速化と駆動回路の簡略化を
両立させることができる。

【００８１】本実施例の表示装置を、図２３又は図２４
の波形を用いて、温度１０℃で、駆動条件をＶ₁＝１
４．３ｖ、Ｖ₂＝−１４．３ｖ、Ｖ₃＝５．７ｖ、Ｖ₄＝
−５．７ｖ（Ｖ₅＝６．４ｖ）、ΔＴ＝８０μｓに設定
し、駆動したところ、表示部１０１全面に亙って良好な
表示ができた。

【００８２】更には、温度が所定温度以上となった場合
には、図１８〜図２２に示す駆動信号を用いるようにす
ると、１水平走査期間が短くなり表示の高速化を達成で
きる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
駆動マージンが広く、いかなる使用条件にも適応し良好
な表示を行なうことができる。また、駆動波形を選択す
ることにより、高速駆動、或いは画面のちらつき防止し
た高画質な画像表示が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の表示部の一例である液晶素
子の平面概略図である。

【図２】図１に示した液晶素子のＡ−Ａ’断面図であ
る。

【図３】図１に示した液晶素子のＢ−Ｂ’断面図であ
る。

【図４】図１に示した液晶素子のカラーフィルターと遮
光層を示す図である。

【図５】図１に示した液晶素子の第１基板側の補助電極
を示す図である。

【図６】図１に示した液晶素子の第２基板側の透明電極
を示す図である。

【図７】図１に示した液晶素子の第２基板側の補助電極
を示す図である。

【図８】図１に示した液晶素子のシールパターンを示す
図である。

【図９】図１に示した液晶素子の第２基板側のショート
検査用パッド部を示す図である。

【図１０】図１に示した液晶素子の第１基板側のショー
ト検査用パッド部を示す図である。

【図１１】図１に示した液晶素子の第２基板に設けたダ
ミー配線及び堰を示す図である。

【図１２】図１に示した液晶素子と従来の液晶素子の液
晶注入時の液晶の流れを示す図である。

【図１３】図１に示した液晶素子の、基板貼り合わせ工
程を示す図である。

【図１４】二値表示の強誘電性液晶素子の断面図を示す
図である。

【図１５】図１に示した液晶素子の第１基板の製造工程
を示す図である。

【図１６】図１に示した液晶素子の第２基板の製造工程
を示す図である。

【図１７】本発明の一実施例の表示装置のブロック図で
ある。

【図１８】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図１９】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図２０】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図２１】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図２２】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図２３】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図２４】本発明の一実施例の表示装置の駆動信号波形
の一例を示すタイミングチャートである。

【図２５】一方の情報信号のみを連続した情報信号波形
を示す図である。

【図２６】休止期間と駆動マージンとの関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ絶縁性基板２アンダーコート層３カラーフィルター４平坦化層５バリア層６ａ，６ｂ透明電極７ａ，７ｂ補助電極８ａ，８ｂショート防止層９ａ，９ｂ粗面形成層１０ａ，１０ｂ配向層１１接着ビーズ１２スペーサビーズ１３液晶層１４遮光層２１封止剤２２注入口２３ダミー壁３１，３２駆動電極３３パッド部４１ダミー配線４２，４３堰１０１表示部１０２走査信号印加回路１０３情報信号印加回路１０４走査信号制御回路１０５駆動制御回路１０６情報信号制御回路

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０９Ｆ 9/35 ３３０ 7426−5ＨＧ０９Ｆ 9/35 ３３０Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 (72)発明者正木裕一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 (72)発明者島村吉則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 (72)発明者石渡和也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 (72)発明者片倉一典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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方が基板上にカラーフィルターと平坦
化膜とストライプ状電極を有し、他方がストライプ状電
極を有する一対の電極基板間にカイラルスメクティック
液晶を挟持してなる液晶表示装置であって、上記平坦化
膜上の電極よりも他方の電極が細く形成され、平坦化膜
上の電極を走査電極として走査信号を供給する手段と、
他方の電極を情報電極としてカラーフィルターの色毎に
対応した情報信号を供給する手段を有することを特徴と
するカラー液晶表示装置。