JPH0980464A

JPH0980464A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0980464A
Application number: JP7235637A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Kamiura; 紀彦上浦; Atsushi Sugawara; 淳菅原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、反射率および開口率が大きく、しか
も良好なカラー表示をすることができる反射型液晶表示
装置を提供することを目的とする。【解決手段】透明電極に与える電位情報を制御する能動
素子および配線がそれぞれに形成された一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持されており、反射板上に液晶層
および透明電極層が少なくとも１回繰り返して順次積層
されてなる液晶セルとを具備し、前記液晶層は色素分子
および液晶分子を含むゲストホスト液晶で構成されてお
り、各透明電極層と前記能動素子とが電気的に接続され
ていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置、特に
反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピューター、ワードプロ
セッサ、ＥＷＳ（Engineering Work Station）等のＯＡ
用表示装置；電卓、電子ブック、電子手帳、ＰＤＡ（Pe
rsonalDigital Assistant）用の表示装置；携帯テレ
ビ、携帯電話、携帯ＦＡＸ等の表示装置は、携帯性が重
視されており、バッテリー駆動する必要があるので、消
費電力が低いことが望ましい。従来、薄型の表示装置と
しては、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレ
イ、フラットＣＲＴ等が知られている。このうち、低消
費電力の要求に対しては液晶表示装置が最も適してお
り、実用化されている。

【０００３】液晶表示装置のうち、表示面を直接見るタ
イプを直視型という。直視型液晶表示装置には、背面に
蛍光ランプ等の光源を組み込む透過型と、周囲の光を利
用する反射型とがある。このうち、透過型液晶表示装置
はバックライトが必要であり、低消費電力化には不向き
である。これは、バックライトの消費電力が１Ｗ以上で
あり、バッテリー駆動で２〜３時間しか使用できないか
らである。したがって、携帯性を有する情報機器のディ
スプレイとしては、反射型液晶表示装置が最も普及して
いる。

【０００４】反射型液晶表示装置においては、背面のガ
ラス基板に、表面が梨地状の反射板、偏光板、およびア
ルミニウム箔からなる反射板が積層されて貼着されてい
る。このような反射型液晶表示装置は、非発光であるの
で消費電力が小さい。しかしながら、従来の反射型液晶
表示装置は、明るいペーパーホワイトな表示はできず、
これにより必然的に鮮やかなカラー表示もできない。こ
のことは、透過型液晶表示装置に匹敵する画質の反射型
液晶表示装置を開発する上で大きな技術課題になってい
る。

【０００５】反射型液晶表示装置には、ＥＣＢ（Electr
ically Controlled Birefrigence）方式、ＧＨ（Guest
Host）方式、ＴＮ（Twisted Nematic ）方式等がある。
ＥＣＢ方式やＴＮ方式を用いる場合には偏光板が必要で
ある。偏光板は光透過率が４０％程度であるので、偏光
板を使用すると光利用効率が悪くなる。

【０００６】反射型液晶表示装置の場合、その明るさは
反射率で評価される。この反射率は、通常拡散反射光を
積分球で積分することにより測定され、液晶表示装置に
入射した光に対して反射した光の割合（％）で表わされ
る。例えば、新聞紙の反射率は６０％程度、上質紙の反
射率は８０％程度、酸化マグネシウムや硫酸バリウム等
の粉体の反射率は９９％以上である。上記のように、Ｅ
ＣＢ方式やＴＮ方式を用いる場合には偏光板を使用する
ので、４０％以上の反射率は望めない。したがって、ペ
ーパーホワイト表示と呼べる６０％以上の反射率は得ら
れず、カラー表示の性能上で問題となる。

【０００７】そこで、光利用効率の観点から偏光板を必
要としないゲストホスト方式がもっとも有望である。ゲ
ストホスト方式でカラー表示させる場合には、シアン、
マゼンダ、イエローの色素をそれぞれ含む３つのＧＨセ
ルを積層する構造を採る必要がある。一般に、反射型液
晶表示装置で色再現範囲の広いカラー表示を実現するた
めには、このような積層構造がもっとも好ましい。図１
０（Ａ）に示すようなＲＧＢ並列配置や、図１０（Ｂ）
に示すようなシアン・マゼンダ・イエロー並列配置で
は、全面に同一色を表示することができないので色再現
範囲は必然的に狭くなる。

【０００８】上記３層構造のＧＨセルでドットマトリッ
クス表示をする場合、一画素単位で画像情報を伝える必
要がある。一画素単位のマトリックス駆動の方法として
は、単純マトリクス駆動、アクティブマトリクス駆動が
ある。単純マトリクス駆動は、Ｖ−Ｔ（電圧−透過率）
特性において急峻性が必要であるので、色素が混合され
ていることにより液晶の含有率が少ないゲストホスト液
晶の場合にはあまり適さない。アクティブマトリクス駆
動には、例えばアクティブ素子がトランジスタであるＴ
ＦＴ方式がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ＴＦＴ方式の場合は、
通常図１１に示すように、ＴＦＴ１と接続した信号線２
および走査線３が必要であり、しかもこれらの信号線
２、走査線３は非表示領域であり、画素電極との間にあ
る程度の間隔が必要である。また、これらの非表示領域
を隠すためにブラックマトリクスが必要であり、このブ
ラックマトリクスは、画素電極との位置ずれを考慮して
画素電極とオーバーラップするように形成される。この
ため、ＴＦＴ方式では、通常有効な表示領域が狭くな
る、すなわち開口率が小さくなる。その結果、光利用効
率が低くなり、反射輝度が低下してしまい、画面が暗く
なる。

【００１０】ＴＦＴ方式の場合は、図１２に示すよう
に、４枚のガラス基板４を重ねて３層構造のＧＨセルを
作製した場合、ガラス基板４の厚さ（通常０．３ｍｍ以
上）のために有効視覚が狭くなる。さらに、図１２に示
す構造の場合、画素電極５および対向電極６として用い
る透明電極は合計で６つある。したがって、入射した光
が反射板（電極）７で反射してＧＨセルから出射するま
でに、透明電極を合計１２回通過しなければならず、そ
の間に光が減衰してしまい、反射率が低下する。そこ
で、できるだけ透明電極の数を減らしたいという要求が
ある。

【００１１】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、反射率および開口率が大きく、しかも良好なカラ
ー表示をすることができる反射型液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極に与
える電位情報を制御する能動素子および配線がそれぞれ
に形成された一対の基板と、前記一対の基板間に挟持さ
れており、反射板上に液晶層および透明電極層が少なく
とも１回繰り返して順次積層されてなる液晶セルとを具
備し、前記液晶層は色素分子および液晶分子を含むゲス
トホスト液晶で構成されており、各透明電極層と前記能
動素子とが電気的に接続されていることを特徴とする液
晶表示装置を提供する。

【００１３】本発明の液晶表示装置において、液晶層
は、ゲストホスト液晶を封じ込めてなるマイクロカプセ
ルを含む薄膜から構成されており、透明電極層および薄
膜を一単位として反射板上に複数単位積層されているこ
とが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置は、透明電
極に与える電位情報を制御する能動素子および配線がそ
れぞれに形成された一対の基板と、前記一対の基板間に
挟持されており、反射板上に液晶層および透明電極層が
少なくとも１回繰り返して順次積層されてなる液晶セル
とを具備し、前記液晶層は色素分子および液晶分子を含
むゲストホスト液晶で構成されており、各透明電極層と
前記能動素子とが電気的に接続されていることを特徴と
する。

【００１５】この液晶表示装置は、液晶層および透明電
極層を形成した２つの基板を貼り合わせることにより、
一対の基板間にゲストホスト液晶セルが挟持された構成
を有する。このため、基板１枚当たりの層形成工程が少
なくなるとともに、基板１枚当たりの歩留りが向上す
る。また、非表示領域である能動素子および配線領域が
液晶セル領域に存在しないことになり、開口率を高くす
ることができる。

【００１６】また、従来では、透明電極の数が（画素電
極＋対向電極）×液晶層の数（例えば、液晶層が３層の
場合、透明電極は６つ）だけ必要であったが、液晶セル
領域において透明電極に数を画素電極×液晶層の数（例
えば、液晶層が３層の場合、透明電極は３つ）にするこ
とができ、従来よりも透過率を向上させることができ
る。

【００１７】また、液晶材料を封じ込めてなるマイクロ
カプセルを含む薄膜で液晶層を構成することにより、液
晶層間にガラス基板を使用する必要がなくなり、有効視
野角を広くすることができる。

【００１８】さらに、本発明の液晶表示装置によれば、
ゲストホスト液晶を使用しているので、偏光板が必要な
く光利用効率が高く、しかも反射率を高くすることがで
きる。また、液晶層を積層する構造であるので、色再現
範囲が広く、良好なカラー表示を行うことができる。

【００１９】本発明の液晶表示装置において、液晶セル
は、液晶層および透明電極層を少なくとも１回繰り返し
て順次積層してなるものをいう。この場合、液晶セル
は、透明電極層を有する複数のガラス基板間にそれぞれ
液晶材料を注入して構成してもよく、液晶層および透明
電極層を交互に形成して構成してもよい。

【００２０】液晶層および透明電極層を交互に形成して
液晶セルを構成する場合、液晶材料を封じ込めたマイク
ロカプセルを溶媒に混ぜてペーストとし、このペースト
を塗布し、溶媒を揮発させて前記マイクロカプセルを含
む薄膜を形成する。その上にＩＴＯ（Injium Tin Oxid
e）、酸化スズ等の透明導電材料をスパッタリング法ま
たは印刷法により被着し、これをパターニングして透明
電極層を形成する。この操作を繰り返して透明電極層お
よび薄膜を一単位とした複数単位の液晶セルとする。な
お、マイクロカプセルの直径は、セルギャップ以下に設
定する必要がある。使用できるマイクロカプセル化技術
としては、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、液中硬
化被覆法、水溶液系からの相分離法、有機溶媒系からの
相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁法、スプレードラ
イング法等があり、用途、形態等に応じて適宜選択する
ことができる。また、マイクロカプセル剤（膜材）とし
ては、ポリスチレン、スチレンジビニルベンゼン共重合
体、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、
ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ四フッ化エチレ
ン等の付加重合ポリマー；ナイロン６６等のポリアミド
類、ポリイミド類、ポリウレタン類、ポリエステル類、
ポリエーテルイミド類等の重縮合ポリマー；アラビアゴ
ム、ゼラチン、天然ゴム、セルロース等の天然ポリマー
等を用いることができる。マイクロカプセルの膜材は、
３次元架橋した耐熱性を有するものが望ましい。マイク
ロカプセル化の際に必要とするバインダーとしては、特
に限定はないが、製膜前には適当な溶媒に可溶であり、
マイクロカプセルを安定に分散させる働きが必要であ
る。また、バインダーポリマーは、製膜後に加熱等によ
り架橋、不溶化するものが望ましい。また、薄膜（液晶
層）の厚さは５〜１５μｍであることが好ましい。これ
は、薄膜の厚さが５μｍ未満であると充分な色濃度が得
られず、薄膜の厚さが１５μｍを超えると印加電圧が大
きくなり、能動素子で駆動できなくなるからである。

【００２１】このような構成にすることにより、液晶材
料を注入する必要がなくなり、ガラス基板を使用する必
要がなくなる。このため、液晶表示装置自体の厚さを薄
くできると共に、有効視野角を広くすることができる。
また、液晶層および透明電極層を薄膜形成するので、各
層のパターニングが容易となり、スルーホール部分をパ
ターニングで形成することができるので、基板上に形成
されている能動素子と各透明電極層との間の電気的接続
を容易に行うことができる。

【００２２】本発明の液晶表示装置において、透明電極
層および液晶層が反射板上にそれぞれ３層積層されてお
り、各液晶層の色がそれぞれシアン、マゼンダ、および
イエローに対応することが好ましい。この構成によれ
ば、カラー表示を行うことができる。また、透明電極層
および液晶層が反射板上にそれぞれ４層積層されてお
り、各フィルムの色がそれぞれシアン、マゼンダ、イエ
ロー、およびブラックに対応することが好ましい。この
ようにブラックの液晶層を設けることにより、色付きの
ない黒、すなわち引き締まった黒の表示を出すことがで
きる。

【００２３】本発明の液晶表示装置においては、各透明
電極層と能動素子とがメッキ層により電気的に接続され
ていることが好ましい。また、基板と反射板との間に一
定電位のシールド電極が設けられていることが好まし
い。シールド電極を設けることにより、信号線と画素と
の電気的カップリングによるノイズを防止でき、また走
査線あるいは能動素子と画素とのカップリングによるノ
イズも防止できる。また、反射板を電極として用い、こ
の電極がシールド電極を兼ねるようにしてもよい。この
ようにすることにより、電極の枚数を１枚減らすことが
でき、製造工程を減らすことができる。

【００２４】本発明の液晶表示装置において、基板材料
としては、ガラス基板等を用いることができるが、基板
と液晶セルとの間に反射板が配置される構成のため、基
板は透明である必要はないので、シリコンやセラミック
ス等からなる基板を用いてもよい。また、反射板材料と
しては、導電性を有する場合には、アルミニウム、クロ
ムを用いることができ、絶縁性を有する場合には、酸化
マグネシウム、硫酸バリウム等を用いることができる。
ゲスト色素分子としては、ゲストホスト型液晶表示装置
において使用されているイエロー色素、マゼンダ色素、
シアン色素等の染料を用いることができる。

【００２５】また、ホスト液晶の液晶としては、例えば
誘電異方性が正である液晶化合物および液晶化合物の混
合物を用いることができる。なお、誘電異方性が負であ
る公知の液晶化合物であっても、誘電異方性が正である
液晶化合物と混合して、全体として誘電異方性を正とし
て用いることができる。また、誘電異方性が負の液晶化
合物でも、適当な素子構成および駆動方式を用いること
により、そのまま使用することができる。

【００２６】また、能動素子とは、ＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）、ＭＩＭ（メタル−インシュレータ−メタル）
等を意味し、配線とは、信号線（データ線）、走査線
（アドレス線）等を意味する。

【００２７】以下、本発明の実施例を図面を参照して具
体的に説明する。（実施例１）図１（Ａ）は、本発明の液晶表示装置の一
実施例を示す概略図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）
に示す液晶表示装置の断面図である。図中１１ｂはガラ
ス基板を示す。ガラス基板１１ｂ上には、複数のＴＦＴ
１２が形成されている。ガラス基板１１上には、絶縁膜
を介してアルミニウムからなる反射板１３が配置されて
いる。この反射板１３は画素電極を構成している。さら
に、反射板１３上にイエロー液晶層１４ａ、透明電極層
（画素電極）１５、マゼンダ液晶層１４ｂ、透明電極層
（画素電極）１５、シアン液晶層１４ｃが順次積層され
ている。この液晶層１４ａ〜１４ｃは、それぞれの色
（イエロー、マゼンダ、シアン）の色素分子を含むゲス
トホスト液晶を封じ込めたマイクロカプセルを含むペー
ストを印刷し、ペースト中の溶媒を揮発させることによ
り形成する。また、透明電極層１５は、透明導電材料を
スパッタリングし、フォトリソグラフィーおよびエッチ
ングによりパターニングすることにより形成する。な
お、液晶層１４ａ〜１４ｃの積層の順序はいずれの場合
でもよい。

【００２８】さらに、シアン液晶層１４ｃ上には、ＴＦ
Ｔ１２が形成され、さらに透明の対向電極１６を有する
ガラス基板１１ａが配置されている。なお、各ＴＦＴ１
２と、反射板１３または透明電極層１５とは電気的に接
続されている。このようにして、ＴＦＴ１２が形成され
たガラス基板１１ａ，１１ｂの間に液晶層１４ａ〜１４
ｃおよび透明電極層１５が挟持された液晶表示装置が構
成されている。

【００２９】この液晶表示装置は、ガラス基板１１ｂ上
にＴＦＴ１２を形成し、その上に絶縁膜を介して反射板
１３を形成し、さらにその上にイエロー液晶層１４ａ、
透明電極層（画素電極）１５を順次形成して第１の基板
を作製し、次に、ガラス基板１１ａ上にＴＦＴ１２を形
成し、その上に絶縁膜を介して共通電極（画素電極）１
６を形成し、さらにその上にシアン液晶層１４ｃ、透明
電極層（画素電極）１５を順次形成して第２の基板を作
製し、最後に第１の基板と第２の基板を透明電極層１５
同士が対向するようにし、マゼンタ液晶層１４ｂを介し
て貼り合わせることにより得られる。なお、液晶層を介
して貼り合わせる方法としては、液晶マイクロカプセル
フィルムをあらかじめ用意しておき、これを用いて２つ
の基板を貼り合わせる方法、あらかじめ２つの基板をス
ペーサを介して貼り合わせた後で液晶材料を注入する方
法等の方法を挙げることができる。このように、液晶層
を介して第１の基板および第２の基板を貼り合わせるこ
とにより、工程を簡略化することができ、しかも歩留り
を向上させることができる。

【００３０】上記構成を有する液晶表示装置は、各液晶
層１４ａ〜１４ｃおよび透明電極層１５には、非表示領
域である能動素子および配線等が存在しないので開口率
が広く、しかも透明電極層を薄膜で形成しておりガラス
基板を使用していないので光利用効率が高い。

【００３１】この液晶表示装置でカラー表示を行う場
合、各液晶層をそれぞれ挟持する４つの電極に印加する
電圧は、演算回路であらかじめ決めておく。例えば、
「白」を表示するときは、図２（Ａ）に示すように電圧
を印加する。図中ＧはＧＮＤを意味し、ある基準となる
電位である。ＶはＧＮＤに対する電位であり、前述のＶ
−Ｔ特性において、Ｔを高い状態にある程度飽和させる
ことができる電位である。なお、電圧印加を二通り示し
てあるのは、液晶層に交流波形を加える必要があるから
である。ゲストホスト液晶の場合、「白」を表示すると
きは、光を透過させる都合上、液晶分子と色素分子をで
きるだけ電極面に対して垂直方向に立てる必要があるの
で、図２（Ａ）に示すように電圧をに印加する。

【００３２】これに対して、「黒」を表示するときは、
光を吸収させるために、液晶分子と色素分子をできるだ
け全方位に向ける必要がある。本発明の液晶表示装置に
おいては、無電界状態で液晶分子の向きが全方位に分散
するように液晶分子を配向させておく。したがって、
「黒」を表示するときは、図２（Ｅ）に示すように電圧
を印加する。

【００３３】また、原色系の「赤」を表示させるとき
は、図２（Ｂ）に示すように、マゼンダ液晶層１４ｂと
イエロー液晶層１４ａで光を吸収させ、シアン液晶層１
４ｃで光を透過させる。「緑」を表示させるときは、図
２（Ｃ）に示すように、シアン液晶層１４ｃとイエロー
液晶層１４ａで光を吸収させ、マゼンダ液晶層１４ｂで
光を透過させる。「青」を表示させるときは、図２
（Ｄ）に示すように、シアン液晶層１４ｃとマゼンダ液
晶層１４ｂで光を吸収させ、イエロー液晶層１４ａで光
を透過させる。

【００３４】また、補色系の「シアン」を表示させると
きは、図２（Ｆ）に示すように、シアン液晶層１４ｃで
光を吸収させ、マゼンダ液晶層１４ｂとイエロー液晶層
１４ａで光を透過させる。「マゼンダ」を表示させると
きは、図２（Ｇ）に示すように、マゼンダ液晶層１４ｂ
で光を吸収させ、シアン液晶層１４ｃとイエロー液晶層
１４ａで光を透過させる。「イエロー」を表示させると
きは、図２（Ｈ）に示すように、イエロー液晶層１４ａ
で光を吸収させ、シアン液晶層１４ｃとマゼンダ液晶層
１４ｂで光を透過させる。

【００３５】このようにして基本となる８色のカラー表
示を行うことができる。この場合、各電極にかける電位
はＶとＧでよい。一方、中間調表示を行う場合、いわゆ
るフレームレイトコントロール（ＦＲＣ）を用いたり、
複数画素を使ったディザ方式、すなわち面積階調方式を
用いてもよい。また、透過率を電圧で制御して階調を表
示してもよい。すなわち、図３（Ａ）に示すように電圧
を印加すると、シアン液晶層１４ｃでは透過状態とな
り、マゼンダ液晶層１４ｂとイエロー液晶層１４ａでは
半透過状態となる。このようなときピンク色の表示をす
ることができる。また、薄シアンを表示するときは、図
３（Ｂ）に示すように電圧を印加する。このような中間
調表示の場合、各電極に印加する電位の範囲を−Ｖ〜Ｇ
〜＋Ｖとする必要がある。

【００３６】次に、本発明の液晶表示装置の具体的構造
について説明する。図４は本発明の液晶表示装置の一画
素に対応する領域を示す斜視分解図である。ガラス基板
１１ａ，１１ｂ上に１本の走査線１８が形成されてお
り、ガラス基板１１ｂの走査線１８上に間隔をおいて２
つのＴＦＴ１２が形成され、ガラス基板１１ａの走査線
１８上に１つのＴＦＴ１２が形成されている。これは、
一画素内にシアン、マゼンダ、イエローの３つ液晶容量
があるからである。さらに、それぞれのＴＦＴ１２と接
触するようにして走査線１８と直交する方向に信号線１
７が形成されている。それぞれのＴＦＴ１２には、厚さ
方向に銅メッキ柱１９が形成されており、銅メッキ柱１
９により反射板１３または透明電極層１５とＴＦＴ１２
とが電気的に接続されている。この場合、各信号線１７
に送られた情報は、ＴＦＴ１２を介して、さらに銅メッ
キ柱１９を経由して反射板（画素電極）１３や透明電極
（画素電極）１５に送られる。

【００３７】なお、反射板１３とＴＦＴとの接続につい
ては、銅メッキ柱１９を用いず、直接反射板１３の材料
で接続してもよい。これは、最下層（または最上層）の
反射板１３または透明電極層１６が他の透明電極層１５
よりも相対的にＴＦＴ１２と近接しているため、この層
形成の際に接続層が形成できるからである。他の透明電
極層１５については、スルーホール内で接続層が充分形
成されず、段切れを起こすので、銅メッキ柱１９で接続
を取ることが望ましい。さらに、工程の簡略化のため、
反射板１３の下の絶縁膜を省略して、直接ＴＦＴ１２上
に反射板１３を形成して接続してもよい。

【００３８】図４においては、蓄積容量（Ｃｓ）を示し
ていない、実際には一画素の液晶容量と並列にＣｓが接
続されている。すなわち、Ｃｓ用共通配線が各走査線１
８と並列に配置されており、各画素単位でＣｓ用共通配
線、信号線１８、および「ある金属電極」の間でＣｓが
形成されている。この「ある金属電極」は、スルーホー
ルを経由して画素電極と接続されている。一画素に対し
て３つの液晶容量があるので、Ｃｓも一画素に対して３
つ設ける必要がある。

【００３９】次に、図４に示すＴＦＴアレイ基板の製造
方法について説明する。まず、ガラス基板上に厚さ１０
００〜２０００オングストロームのシリコン酸化膜また
はシリコン窒化膜を形成し、さらに、モリブデン、タン
タル、タングステン、チタン、アルミニウム、クロム、
銅等の金属あるいはそれらの合金からなる薄膜、または
それらの積層膜を形成する。これらの薄膜を、いわゆる
フォトリソグラフィー、すなわちフォトエングレイブメ
ントプロセス（ＰＥＰ）でパターンニングし、ＴＦＴの
ゲートおよびゲート線を形成する。

【００４０】次いで、この上に再び厚さ２０００〜４０
００オングストロームのシリコン酸化膜あるいはシリコ
ン窒化膜を形成して、これをゲート絶縁膜とする。この
場合、さらに、この上に厚さ１００〜４０００オングス
トロームのｉ／ａ−Ｓｉ：Ｈ層を形成する。この上にエ
ッチングストッパー層として厚さ１０００〜２０００オ
ングストロームのシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化
膜を形成してＰＥＰによりパターンニングしておいても
よい。

【００４１】その後、ＴＦＴのソース・ドレインのコン
タクト用に厚さ１００〜１０００オングストロームのｎ
⁺ ／ａ−Ｓｉ：Ｈ層を形成する。ここで、ＴＦＴのチャ
ネルとなる前記ｉ／ａ−Ｓｉ：Ｈ層とｎ⁺ ／ａ−Ｓｉ：
Ｈ層とをＰＥＰによってパターンニングする。

【００４２】次いで、ソース・ドレイン電極および信号
線として、アルミニウム、チタン、モリブデン、タンタ
ル、タングステン、クロム等の金属あるいは合金からな
る薄膜、またはそれらの積層膜を形成する。これをＰＥ
Ｐで所望のパターンにパターニングする。その後、ＴＦ
Ｔのソース・ドレイン間のｎ⁺ ／ａ−Ｓｉ：Ｈ層を取り
除いてＴＦＴを作製する。

【００４３】次いで、図５の（Ａ）に示すように、ＴＦ
Ｔ１２上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミ
ド膜、ポリカーボネート膜、アクリル系樹脂膜、フッ素
系樹脂膜、ポリエステル系樹脂膜、エポキシ系樹脂膜、
シリコーン系樹脂膜等の絶縁膜２０を厚さ０．１〜３μ
ｍで形成する。次いで、図５（Ｂ）に示すように、この
絶縁膜２０の所望の箇所に前記ＴＦＴ１２のソースまた
はドレインにコンタクトをとるためのスルーホール２１
をＰＥＰにより形成する。

【００４４】その後、図５（Ｃ）に示すように、メッキ
プロセスによってこのスルーホール２１内に銅メッキ柱
１９を成長させる。次いで、図５（Ｄ）に示すように、
ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）により
表面を平坦化する。さらに、図５（Ｅ）に示すように、
この上に、銅メッキ柱１９と接触するように、アルミニ
ウム、クロム、モリブデン、タングステン等の金属を厚
さ１０００〜４０００オングストロームで堆積させて、
反射板（画素電極）１３を形成する。この反射電極の反
射特性を完全拡散に近づけるため、この反射板１３の表
面に凹凸を設けることが好ましい。凹凸を設ける方法と
しては、ＰＥＰで凹凸をつける方法、エンボス加工のよ
うなプレス法、薬品によって表面を粗らす方法、または
ヤスリ等でこすって表面を粗らす方法等が挙げられる。
あるいは、完全拡散特性を有する酸化マグネシウムや硫
化バリウム等の粉体を反射板１３上に堆積させてもよ
い。

【００４５】次いで、図５（Ｆ）に示すように、この上
に色素分子を含むゲストホスト液晶の入ったマイクロカ
プセルを含むペーストを塗布する。その後、このペース
ト内の溶媒等を揮発させ、マイクロカプセルを硬化させ
て厚さ５〜１５μｍのイエロー液晶層１４ａを形成す
る。次いで、イエロー液晶層１４ａにＰＥＰによりスル
ーホールを形成し、前記ソースまたはドレインと接続し
ている銅メッキ柱１９を成長させる。

【００４６】次いで、図５（Ｇ）に示すように、ＣＭＰ
により表面を平坦化し、厚さ１００〜１０００オングス
トロームの透明電極層（画素電極）１５を形成してパタ
ーンニングする。このようにして、第１の基板を形成す
る。

【００４７】次いで、図６（Ａ）〜（Ｇ）に示すように
して、第２の基板を形成する。すなわち、ＴＦＴ１２を
形成したガラス基板１１ａ上に絶縁膜を形成し、これに
スルーホールを形成して、その中に銅メッキ柱１９を形
成して平坦化し、その上に共通電極１６（透明の対向電
極）を形成して、銅メッキ柱１９が露出するようにパタ
ーニングする。さらに、その上にシアン液晶層１４ｃを
形成して、シアン液晶層１４ｃにスルーホールを形成し
て銅メッキ柱１９を成長させ、その上に透明電極層１５
を形成する。

【００４８】その後、第１の基板と第２の基板をマゼン
タ液晶層１４ｂを介して貼り合わせることにより、図７
に示すような本発明の液晶表示装置を作製する。このよ
うに作製された液晶表示装置は、液晶層間に介在させて
いたガラス基板を省略することができ、また、透明電極
の数も減少させることができる。これにより、有効視野
と反射率の低下を防止することができる。

【００４９】さらに、この液晶表示装置においては、１
枚のガラス基板上に液晶層を積層するのではなく、２枚
のガラス基板にそれぞれ液晶層を形成し、両者を貼り合
わせて多層構造を実現しているので、液晶層形成や銅メ
ッキ柱成長の数を少なくすることができ（工程数減
少）、ガラス基板１枚当たりの歩留りを向上させること
ができる。この製造方法は、液晶層の数が多くなればな
るほど効果的である。

【００５０】なお、本実施例では、シアン・マゼンダ・
イエローの３層構造について説明したが、これに、黒色
不透明のブラック液晶層を加えた４層構造にしてもよ
い。この構成にすることにより、より鮮やかな黒色表示
をすることができる。（実施例２）図８は本発明の液晶表示装置の他の実施例
を示す概略図である。この液晶表示装置は、反射板（画
素電極）１３の下方（ガラス基板１１側）に一定電位の
シールド電極２２を設け、画素電極１３と信号線・ゲー
ト線・ＴＦＴとの容量性カップリングを低減させた構造
を有するものである。なお、このシールド電極２２と画
素電極１３，１５との間にＣｓ容量２３を設けてもよ
い。この場合、共通電極１６は、シールド電極の役割を
果たしている。

【００５１】また、このシールド電極２２を設けること
により、その下方に各種の電気回路を設けることができ
る。シールド電極２２が存在することにより、画素電極
と電気回路との間の容量性カップリング等を防ぐことが
できる。（実施例３）図９は本発明の液晶表示装置の他の実施例
を示す概略図である。この液晶表示装置は、反射板（画
素電極）１３を一定電位のシールド電極２２で作製した
構造を有するものである。この液晶表示装置も実施例２
の液晶表示装置と同様に、画素電極と信号線・ゲート線
・ＴＦＴとの容量性カップリングを低減させることがで
きる。なお、このシールド電極２２と画素電極１５との
間でＣｓ容量２３を設けてもよい。この場合も、共通電
極１６は、シールド電極の役割を果たしている。

【００５２】また、このシールド電極２２を設けること
により、その下方に各種の電気回路を設けることができ
る。これはシールド電極２２が存在することにより、画
素電極と電気回路との間の容量性カップリング等を防ぐ
ことができる。（実施例４）反射板（画素電極）１３またはシールド電
極２２を透明導電材料で形成して透明電極とし、ガラス
基板１１の外側に拡散板を配置した構造を有する液晶表
示装置を作製した。このような構造にすることにより、
製造工程を簡略化することができる。例えば、拡散板が
外付けであるので、拡散性を向上させるために反射電極
の表面に凹凸をつける必要がなくなる。また、この拡散
板の代わりにバックライトを配置することにより、この
ゲストホスト液晶セルを透過・反射兼用型にすることが
できる。この液晶表示装置を透過型液晶表示装置として
使用する場合、従来のカラーフィルターを使用した透過
型液晶表示装置と比べて（約３倍）だけ光利用効率が高
かった。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶表示装
置は、透明電極に与える電位情報を制御する能動素子お
よび配線がそれぞれに形成された一対の基板と、前記一
対の基板間に挟持されており、反射板上に液晶層および
透明電極層が少なくとも１回繰り返して順次積層されて
なる液晶セルとを具備し、前記液晶層は色素分子および
液晶分子を含むゲストホスト液晶で構成されており、各
透明電極層と前記能動素子とが電気的に接続されている
ので、透明電極層の数を減少させることができ、これに
より、反射輝度の低下を防止し、画面を明るくすること
ができる。

【００５４】また、本発明の液晶表示装置は、広い視野
を得ることができ、開口率が大きく、しかも良好なカラ
ー表示をすることができる。さらに、一対の基板を液晶
層を介して貼り合わせることにより、基板１枚当たりの
液晶層の積層工程を減らすことができ、基板１枚当たり
の歩留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の液晶表示装置の一実施例を示
す概略図、（Ｂ）は（Ａ）に示す液晶表示装置の断面
図。

【図２】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の液晶表示装置の電位
構成図。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の液晶表示装置の
電位構成図。

【図４】本発明の液晶表示装置の一画素に対応する領域
を示す斜視分解図。

【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は図４に示す液晶表示装置の製
造工程の前半を示す断面図。

【図６】（Ａ）〜（Ｇ）は図４に示す液晶表示装置の製
造工程の後半を示す断面図。

【図７】本発明の液晶表示装置の一画素に対応する領域
を示す断面図。

【図８】本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す概略
図。

【図９】本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す概略
図。

【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は従来の並列配置型の液
晶表示装置の概略図。

【図１１】従来の液晶表示装置の表示領域の回路図。

【図１２】従来の３層構造のゲストホスト液晶表示装置
の概略図。

【符号の説明】１１ａ，１１ｂ…ガラス基板、１２…ＴＦＴ、１３…反
射板（画素電極）、１４ａ…イエロー液晶層、１４ｂ…
マゼンダ液晶層、１４ｃ…シアン液晶層、１５…透明電
極層（画素電極）、１６…対向電極、１７…信号線、１
８…走査線、１９…銅メッキ柱、２０…絶縁膜、２１…
スルーホール、２２…シールド電極、２３…Ｃｓ容量、
２４…ダミー導電パターン、２５…導電層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極に与える電位情報を制御する能動
素子および配線がそれぞれに形成された一対の基板と、前記一対の基板間に挟持されており、反射板上に液晶層
および透明電極層が少なくとも１回繰り返して順次積層
されてなる液晶セルと、を具備し、前記液晶層は色素分子および液晶分子を含むゲストホス
ト液晶で構成されており、各前記透明電極層と前記能動
素子とが電気的に接続されていることを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項２】前記液晶層は、前記ゲストホスト液晶を
封じ込めてなるマイクロカプセルを含む薄膜から構成さ
れており、前記透明電極層および前記薄膜を一単位とし
て前記反射板上に複数単位積層されている請求項１記載
の液晶表示装置。
【請求項３】前記透明電極層および前記液晶層が前記
反射板上にそれぞれ３層積層されており、各液晶層の色
がそれぞれシアン、マゼンダ、およびイエローに対応す
る請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記透明電極層および前記液晶層が前記
反射板上にそれぞれ４層積層されており、各フィルムの
色がそれぞれシアン、マゼンダ、イエロー、およびブラ
ックに対応する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】各透明電極層と前記能動素子とがメッキ
層により電気的に接続されている請求項１記載の液晶表
示装置。
【請求項６】前記基板と前記反射板との間に一定電位
のシールド電極が設けられている請求項１記載の液晶表
示装置。
【請求項７】前記反射板が電極である請求項１記載の
液晶表示装置。
【請求項８】前記電極が一定電位のシールド電極を兼
ねる請求項７記載の液晶表示装置。