JP4862219B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、複数の液晶表示層と駆動層とが積層された液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラー反射型液晶表示装置は、低消費電力の利点を有することから、特に携帯情報機器の表示装置として実用化され、急速に普及しつつある。しかし、現状のカラー反射型液晶表示装置では、反射率が目標とする値に達しておらず、反射率の更なる向上が重要な課題となっている。
【0003】
上記課題を解決するために、カラーフィルタを用いない方式の検討が行なわれている。なかでも、反射する波長範囲が異なる液晶表示層を複数積層化する手法が、カラーフィルタ方式に比して3倍の画素面積を確保できるために有望視されている。このような積層構造を実現するには、各液晶表示層の画素電極と駆動素子とを確実に電気接続させる立体配線技術の開発が必須であり、これまでに種々の構成、手法が提案されている。
【0004】
その一例が、特開平10-213790号公報に記載されている。図15は、この公報に記載の製造方法で製造される液晶表示装置を示す縦断面図である。液晶表示装置は、下ガラス基板31上に順次に形成された、薄膜トランジスタ33、34、35と、反射板を兼ねた第1画素電極56と、液晶表示層48と、第2画素電極42と、液晶表示層49と、第3画素電極43と、液晶表示層50と、共通電極47とを備え、共通電極47上には上ガラス基板32が配設されている。
【0005】
各薄膜トランジスタ33〜35は夫々、対応するソース線36〜38及びドレイン電極39〜41に接続され、また、対応するゲート線44〜46に接続される。液晶表示層48〜50では夫々、隔膜48bで覆われた多数のマイクロカプセルの芯物質48aがバインダ48c内に含有されて画素を構成している。
【0006】
第1画素電極39は、薄膜トランジスタ33のドレイン電極56に接続され、また、第2画素電極42は、液晶表示層48内の開口部51内に形成された接続線53を介して薄膜トランジスタ34のドレイン電極40に接続される。第3画素電極43は、液晶表示層48及び液晶表示層49を貫通する開口部52内に形成された接続線54及び55を介して薄膜トランジスタ35のドレイン電極41に接続される。これらの構成により、各液晶表示層48〜50の画素に、薄膜トランジスタ33〜35を通じて液晶駆動信号(電圧)が印加される。
【0007】
上記立体配線は、以下の手順によって形成される。まず、下ガラス基板31上に、薄膜トランジスタ33〜35及び第1画素電極39を夫々形成する。次いで、これらの上部に、液晶を芯物質とするマイクロカプセル48aとバインダ48bとの混合物をロールコータで塗布して液晶表示層48を形成する。
【0008】
次いで、第2画素電極42と薄膜トランジスタ34との接続のために、液晶表示層48にフォトリソグラフィ及びウェットエッチングを施して、開口部51及び52を形成する。更に、第2画素電極42をスパッタ等によって成膜する。この成膜によって開口部51内にも画素電極が及ぶので、第2画素電極42と薄膜トランジスタ34とが接続される。
【0009】
引き続き、上記と同様に混合物を塗布して液晶表示層49を形成し、液晶表示層49にフォトリソグラフィ及びウェットエッチングを施して、開口部52を形成する。その後に、第3画素電極43の成膜を行なう。その結果、第3画素電極43と薄膜トランジスタ35のドレイン電極41とが接続されて、画素の駆動構造が完成する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載の液晶表示装置では、液晶表示層49、50を、下ガラス基板31上の対応する薄膜トランジスタ33、35に電気的に接続するための開口部51、52が夫々異なる位置に設けられるので、その形成工程が複雑になっている。これにより、立体配線を形成するためにフォトリソグラフィ工程とウェットエッチング工程とを繰り返し実施しなければならず、工程数が多く、各工程が複雑になっている。また、開口部形成や画素電極形成におけるウェットエッチング工程では、イオン性不純物の液晶表示層への流入や、液晶表示層からの液晶の流出のおそれがあり、信頼性の低下を招く。
【0011】
本発明は、上記に鑑み、複数の液晶表示層を積層した積層構造を備えながらも、フォトリソグラフィ工程及びウェットエッチング工程を可能な限り削減した簡略な工程で製造することができ、各画素電極と駆動素子とを確実に接続させた信頼性が高い液晶表示装置、及びこのような液晶表示装置を製造する製造方法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】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶駆動信号を供給する配線を有する駆動層と、夫々が前記液晶駆動信号を受ける電極を有し且つ前記駆動層上に順次に形成されて積層構造を成す複数の液晶表示層とを備えた液晶表示装置において、
前記積層構造の全体を貫通するように連通孔が形成され、該連通孔の内部には導電性材料が充填され、
一つの液晶表示層の電極と前記駆動層の対応する配線とが前記導電性材料を介して相互に接続され、
各液晶表示層が、下層側から順次に積層された第1絶縁性透明基板、第1透明電極、調光層、第2透明電極、及び第2絶縁性透明基板を備え、
前記連通孔が、前記第1及び第2絶縁性透明基板に夫々形成された貫通孔と、前記調光層内に絶縁性材料で形成され、且つ、両端部が前記第1及び第2透明電極に接するコンタクトホール部とを連通させることによって形成されることを特徴とする。
【0013】
本発明の液晶表示装置では、下層から上層まで全ての液晶表示層を貫通する連通孔内の導電性材料によって、一つの液晶表示層の電極が、駆動層の対応する配線に導通するので、従来の液晶表示層のように、立体配線形成のための複雑なフォトリソグラフィ工程とウェットエッチング工程とが大幅に削減される。このため、積層構造の液晶表示層を備えながらも、工程数の増加や各工程の複雑化を招くことがない。また、従来の製造方法では発生のおそれがあった、開口部形成や画素電極形成時のウェットエッチング工程でイオン性不純物が液晶表示層に流入する問題や、液晶表示層から液晶が流出する問題が解消できると共に、各画素電極と駆動素子(駆動層)とを確実に接続した信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【0014】
また、第1及び第2透明電極とコンタクトホール部との接触部分に、選択的に電気接続部を形成することにより、各液晶表示層の第1及び第2透明電極を、駆動層の対応する配線に導通する連通孔内の導電性材料に選択的に導通させることができる。更に、コンタクトホール部によって導電性材料の調光層内への流入を防止すると共に、隣接する連通孔内の導電性材料が相互に接触する不具合を防止することができる。
【0015】
また、連通孔内の導電性材料が、第1及び第2絶縁性透明基板と、コンタクトホール部を形成する絶縁性材料とで覆われるので、次のような作用効果が得られる。つまり、図14に示すように、液晶表示層74では、夫々に貫通孔70、71を有する基板77、78に接着する絶縁物75によって、電極接続領域72及び電気接続部73の周囲が覆われる。これにより、貫通孔70、71に充填された導電性材料79は、絶縁物75で覆われた領域のみに存在することとなり、隣接する調光層(図示せず)への流出や、隣接する導電性材料79が相互に接触する等の不具合が防止できる。
【0016】
ここで、各貫通孔の円筒形状の断面積が、前記コンタクトホール部内の導電性材料と前記第1又は第2透明電極との接続部分の断面積より小さいことが好ましい。具体的には、図13に示すように、液晶表示層74における基板77、78に夫々形成された貫通孔70、71が、その円筒形状の断面積が電極接続領域(部)72の断面積よりも小さくされるので、貫通孔71に充填された導電性材料79が、電極接続部72と基板78との間に配設された透明電極(図示せず)に確実に接触し、導電性材料79と透明電極との良好な電気接続が実現する。また、液晶表示層74を貫く貫通孔を設ける以前に、導電性材料73を電極接続領域72に充填させることにより、導電性材料73と透明電極(図示せず)との接触面積をより増加させ、更に良好な導通状態を得ることができる。
【0017】
前記調光層は、ネマチック液晶及び光硬化樹脂の混合材料、二色性色素を含む液晶材料、コレステリック液晶、又は、コレステリック液晶及び光硬化樹脂の混合材料によって構成することができる。これらの材料を用いることにより、カラーフィルタ方式を用いないフルカラー表示が可能となると共に、光の利用効率が向上する。
【0018】
また、本発明に係る液晶表示装置では、駆動層の駆動素子として、単純マトリックス素子に限らずアクティブマトリックスアレイ素子を用いることも可能である。この場合、単純マトリックス素子を用いた反射型液晶に比して、一層の大容量表示が可能になる。
【0019】
本発明の液晶表示装置の製造方法(第1の製造方法)は、前記液晶表示装置を製造する製造方法であって、前記液晶表示層の形成に先立って、前記第1及び第2絶縁性透明基板、並びに前記第1及び第2透明電極に夫々、前記連通孔となる貫通孔を予め形成することを特徴とする。
【0020】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法(第2の製造方法)は、前記液晶表示装置を製造する製造方法であって、各液晶表示層の積層に先立って、各液晶表示層毎に、前記連通孔となる貫通孔を形成することを特徴とする。
【0021】
更に、本発明の液晶表示装置の製造方法(第3の製造方法)は、前記液晶表示装置を製造する製造方法であって、各液晶表示層を積層してから、各液晶表示層を貫通する貫通孔を形成しつつ前記連通孔に形成することを特徴とする。
【0022】
本発明の上記第1〜第3の製造方法によると、予め貫通孔を形成した第1及び第2絶縁性透明基板と第1及び第2透明電極とを組み立てる際に連通孔に形成すること、各液晶表示層毎に予め貫通孔を形成した後に積層構造とする際に連通孔に形成すること、或いは、各液晶表示層を積層してから連通孔を一気に形成することができる。何れにおいても、工程数の増加や工程の複雑化を招くことがないという作用効果を奏することができる。更に、何れの製造方法においても、レーザ加工装置を用いて貫通孔を形成することにより、製造工程が一層簡略化する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態例に係る液晶表示装置の一つの画素を拡大して示す、図2のI−I線に沿う縦断面図、図2は、図1を上方から見た平面図である。図1及び図2は、各部の構成の理解を容易にするため変形して描いている。
【0024】
図1に示すように、本実施形態例の液晶表示装置の1画素は、液晶駆動信号を供給する電極配線21〜24を有する駆動層20と、駆動層20上に順次に形成された複数の液晶表示層3、2、1と、液晶表示層の積層構造の全体を貫通、つまり液晶表示層3、2、1を連続して貫通する複数の貫通孔15〜18とを備える。貫通孔15〜18には夫々導電性材料が充填されており、この導電性材料を介して、駆動層20の電極配線21〜24と液晶表示層1〜3に備えた電極とが、選択的に電気接続される。
【0025】
液晶表示層3は、下層側から順次に形成された第1透明基板5c、第1透明電極7c、調光層8c、第2透明電極6c及び第2透明基板4cを備える。また、液晶表示層2は、下層側から順次に形成された第1透明基板5b、第1透明電極7b、調光層8b、第2透明電極6b及び第2透明基板4bを備える。更に、液晶表示層1は、下層側から順次に形成された第1透明基板5c、第1透明電極7c、調光層8c、第2透明電極6c及び第2透明基板4cを備える。液晶表示層1〜3は、接着層19a、19bを介して相互に接着、固定されている。
【0026】
第1透明電極7a〜7c及び第2透明電極6a〜6cには、夫々、コンタクトホール部10a〜10dが食い込んだ形状の貫通孔が形成されている。また、第1透明基板5a〜5cと、第2透明基板4a〜4cと、接着層19a、19bとは、夫々、絶縁性材料で形成される。
【0027】
駆動層20上には薄膜層9が形成されており、薄膜層9には、共通電極配線21と画素電極配線22〜24とが所定のパターンで形成され、連通孔を成す貫通孔15〜18はこのパターンに対応して形成されている。
【0028】
液晶表示層1〜3内には夫々、コンタクトホール部10a〜10dが形成されている。液晶表示層3には、第2透明電極6cと駆動層20上の画素電極配線22〜24とを接続するための電気接続部13が形成される。液晶表示層2には、第2透明電極6bと画素電極配線22〜24とを接続するための電気接続部12が、液晶表示層1には、第2透明電極6aと画素電極配線22〜24とを接続するための電気接続部11とが夫々形成される。
【0029】
また、液晶表示層3には、第1透明電極7cと駆動層20上の共通電極配線21とを接続するための電気接続部14cが、液晶表示層2には、第1透明電極7bと共通電極配線21とを接続するための電気接続部14bが、液晶表示層1には、第1透明電極7aと共通電極配線21とを接続するための電気接続部14aとが夫々形成されている。
【0030】
図2に示すように、駆動層20上には、共通電極配線21と、画素電極配線22〜24とが相互に直交して延在している。第1透明電極7a〜7c及び第2透明電極6a〜6cには、共通電極配線21又は画素電極配線22〜24との電気接続を可能にするためのパターンニングが施されている。また、パターンニングされた電気接続部11〜14上には、絶縁材料から成るコンタクトホール部10a〜10dが形成される。
【0031】
貫通孔15〜18は、第2透明基板4a〜4c、コンタクトホール部10a〜10d、第2透明電極6a〜6c、調光層8a〜8c、第1透明電極7a〜7c、第1透明基板5a〜5c、及び、接着層19a、19bを夫々に貫通するものであり、全体として、液晶表示層1〜3の積層構造を貫通する連通孔を構成する。貫通孔15〜18には夫々導電性材料が充填、硬化されており、この導電性材料は駆動層20上の共通電極配線21及び画素電極配線22〜24に導通する。
【0032】
これにより、第2透明電極6a〜6c及び第1透明電極7a〜7cと、共通電極配線21及び画素電極配線22〜24とが選択的に接続された構造が得られる。つまり、液晶表示層1〜3に共通電極配線21が共通に接続され、液晶表示層3に画素電極配線24が、液晶表示層2に画素電極配線23が、液晶表示層1に画素電極配線22が夫々接続されることで、各液晶表示層1〜3に、液晶駆動信号を個別に印加できる構造が得られる。
【0033】
次に、本液晶表示装置の製造方法を、図3〜図6を参照して説明する。図3は、本液晶表示装置における液晶表示層のコンタクトホール部形成後の状態を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。図4は、図3に後続する形成段階を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。図3及び図4では、液晶表示層1の製造を中心に説明する。
【0034】
図3(a)に示すように、まず、1画素における液晶表示層1の第1透明基板5a上に、第1透明電極7aを成膜し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によってパターンニングし、第1透明電極7aに接続された電気接続部14aを形成する。
【0035】
次いで、第1透明基板5a上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によってコンタクトホール部10a〜10dを夫々形成する。この際に、コンタクトホール部10a内の電気接続部14a上に感光性樹脂が残留するときは、高圧洗浄などで除去する。平面視では、図3(b)に示すように、コンタクトホール部10aが、第1透明電極7aにおける一隅部の電気接続部14aに形成され、コンタクトホール部10b〜10dが、コンタクトホール部10aと同じライン上に配列される。
【0036】
次いで、図4(a)に示すように、電気接続部11を含む第2透明電極6aを形成した第2透明基板4aを、コンタクトホール部10a〜10d上に重ねて貼り付け、焼成することで液晶表示層1を形成する。
【0037】
図4(b)に示すように、上記焼成によってコンタクトホール部10aの上下両端が電気接続部14a及び第2透明基板4aに夫々接着され、また、コンタクトホール部10bの上下両端が電気接続部11及び第1透明基板5aに夫々接着される。更に、コンタクトホール部10c、10dの各上下両端が、第2透明基板4a及び第1透明基板5aに夫々接着される。
【0038】
引き続き、上記と同様の工程によって液晶表示層2及び3を形成する。これにより、液晶表示層1では、コンタクトホール部10a、10cが電気接続部14a、11に、液晶表示層2では、コンタクトホール部10a、10cが電気接続部14b、12に、液晶表示層3では、コンタクトホール部10a、10bが電気接続部14c、13に夫々導通することとなる。
【0039】
図5は、本液晶表示装置の1画素における液晶表示層の貼り合わせ工程を模式的に示した図である。図3及び図4のように形成した液晶表示層(図5では液晶表示層2、3として図示する)を貼り合わせる工程を説明する。
【0040】
図5に示すように、まず、ステージ25及びローラ26を備えた貼り合わせ装置を用意し、液晶表示層3をステージ25上に固定した後、液晶表示層3上に感光性樹脂を塗布して、膜厚が均一な接着層19bを形成する。更に、接着層19b上に、液晶表示層2の一端を目合わせしながら載置、固定する。引き続き、第2透明基板4b上の他端(図5の右端)にローラ26を乗せ、ローラ26を他端(左端)に向けて転動させることにより、接着層19bを介して液晶表示層2と液晶表示層3とを貼り合わせる。ただし、貼り合わせ時には、気泡が接着層19b内に残存しないように、ローラ26の圧力等を適宜調整する。また、上記貼り付け工程は常圧下で行うが、これに限らず、真空槽内で行なっても同様の効果を得ることができる。
【0041】
次いで、相互に貼り合わせた液晶表示層2及び3を露光する。これにより、接着層19bが硬化するので、液晶表示層2及び3が相互に堅固に接着される。同様の工程で、液晶表示層2上に液晶表示層1を貼り合わせ、更に、この状態の液晶表示層2及び1を露光することにより、液晶表示層2上の薄膜層(図示せず)を硬化させ、液晶表示層2及び1を相互に堅固に接着する。これにより、3層積層構造の液晶表示装置の接着が完了する。
【0042】
図6は、接着が完了した3層積層構造の1画素を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。図6(a)に示すように、各液晶表示層1〜3に夫々形成されたコンタクトホール部10a〜10dが、同じ位置において上下方向で連通する。この状態を上方から見ると、図6(b)に示すように、液晶表示層1ではコンタクトホール部10a及び10bが電気接続部14a及び11と導通し、液晶表示層2ではコンタクトホール部10a及び10cが電気接続部14b及び12と導通し、液晶表示層3ではコンタクトホール部10a及び10dが電気接続部14c及び13と導通している。
【0043】
次に、各コンタクトホール部内に3層積層構造を一気に貫通する貫通孔(つまり連通孔)を形成する工程を説明する。図7は、3層積層構造を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。ここでは、貫通孔の形成工程にレーザ加工装置(図示せず)を用いる。
【0044】
まず、図7(a)に示すように、最上層の液晶表示層1の第2透明基板4aにレーザの焦点を合わせ、例えば貫通孔15を、上下方向に積層する基板4a、5a、4b、5b、4c、5c毎に下方に向かって順次に形成していく。この際に、各接着層19a、19bに対しても、各基板に対するのと同様に焦点を合わせつつ貫通孔を形成する。更に、貫通孔15の形成後に、上記と同様の工程を繰り返して、貫通孔16〜18を順次に形成する。この結果、図7(b)に示すように、コンタクトホール部10a〜10d内に、3層積層構造を一気に貫く貫通孔15〜18(連通孔)が得られる。
【0045】
次に、上記3層積層構造と駆動層20(図1)との貼り合わせ及び導電性材料の充填工程について説明する。まず、駆動層20上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を施して、薄膜層9で周囲が覆われた共通電極配線21及び画素電極配線22〜24を得る。
【0046】
次いで、図5で説明した貼り合わせ装置のステージ25上に駆動層20を載置、固定した後、駆動層20上に、図7に示した3層積層構造の下部一端を目合わせつつ載置、固定する。この状態で、液晶表示層1上でローラ26を一端から他端に向けて転動させ、3層積層構造を一体的に駆動層20に押し付け、薄膜層9を介して駆動層20に貼り付ける。
【0047】
次いで、駆動層20上に貼り付けた3層積層構造に対し、貫通孔15〜18の夫々に導電性材料を充填し、硬化させる。これにより、貫通孔15〜18に夫々充填された導電性材料が、各対応する位置の電気接続部14a〜14c及び電気接続部11〜13に選択的に結合して導通する。これにより、各液晶表示層1〜3は、夫々に導通する電気接続部11〜13によって独立した駆動が可能になる。
【0048】
ところで、本実施形態例に係る液晶表示装置の各調光層8には、屈折率分布構造に基づくブラッグ反射を利用するホログラフィック高分子分散液晶(HPDLC)や螺旋ピッチを各液晶表示層毎に変更し、その螺旋ピッチに基づく選択反射を利用するコレステリック液晶(Ch液晶)やその混合物、或いは、イエロー、マゼンタ、シアンの2色性色素を添加したゲストホスト液晶(GH液晶)等を用いることができる。これらの液晶方式は、偏光板やカラーフィルタを用いることなくカラー表示が可能となるので、高反射率の表示が期待できる。そして、図示しない液晶方式によっては、透明電極上に液晶を配向させる配向膜層を形成しても構わない。
【0049】
次に、本発明に係る第2実施形態例について説明する。ここでは、3層積層構造の各コンタクトホール部内に貫通孔を形成する工程を中心に説明する。図8は、本実施形態例における貫通孔形成工程を模式的に示す縦断面図である。
【0050】
本実施形態例では、第1実施形態例とは異なり、積層構造にする前の各透明基板に対して貫通孔を形成する。まず、図4に示したと同様の単層の第2透明基板4aを形成する。更に、図8に示すように、コンタクトホール部10a〜10d(図4(b)参照)に対応する位置に、レーザ加工装置の貫通孔形成用レーザ28によって、貫通孔15〜18を順次に形成する。
【0051】
上記工程を繰り返し行うことで、液晶表示層1〜3に夫々、コンタクトホール部10a〜10dに対応する貫通孔15〜18を形成する。なお、本実施形態例では、第2透明基板4aから貫通孔の形成を行ったが、他の透明基板から貫通孔を形成しても構わない。
【0052】
次いで、本実施形態例における貼り合わせ工程を説明する。本実施形態例では、既に液晶表示層1〜3に貫通孔15〜18が夫々形成されているので、感光性樹脂が貫通孔内及びその近傍に塗布されないようにスクリーン印刷機等を用いて行うことが望ましい。その後に、図5で説明した貼り合わせ装置を用いて、3層積層構造とした液晶表示層1〜3と、駆動層20とを貼り合わせる。この際に、感光性樹脂が貫通孔15〜18に浸入しないように、感光性樹脂の粘度やローラの圧力を適宜調整することが望ましい。貫通孔15〜18に感光性樹脂が埋まった際には、レーザ加工装置によって除去することができる。
【0053】
上記により積層構造の液晶表示層1〜3を形成し、貫通孔15〜18を、各層を連通する連通孔に形成する。更に、第1実施形態例で説明したように、連通孔としての貫通孔15〜18に導電性材料を夫々充填し、硬化させる。これにより、貫通孔15〜18に夫々充填された導電性材料が、各対応する位置の電気接続部14a〜14c及び電気接続部11〜13に選択的に結合して導通する。このため、液晶表示層1〜3が、夫々導通する電気接続部11〜13によって独立した駆動が可能になる。
【0054】
次に、本発明の第3実施形態例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する。図9は、本実施形態例の製造方法で貫通孔を形成する工程を模式的に示す縦断面図である。本実施形態例では、上下の透明基板を貼り合わせて1つの液晶表示層に形成してから、各液晶表示層毎に貫通孔15〜18を形成する。引き続き、3層の液晶表示層を相互に貼り合わせ、貫通孔15〜18に夫々導電性材料を充填して硬化させ、更に、電気接続の形成工程を経て本発明の効果を得る。
【0055】
本実施形態例では、貫通孔の形成時に、第1及び第2実施形態例で用いたレーザ加工装置は勿論、これ以外にも噴射加工装置(マイクロブラスタ)を用いることができる。この場合、絶縁性透明基板の破損を防止するため、保護フィルムを透明基板裏面に貼り合わせることが望ましい。
【0056】
次に、本発明の第4実施形態例について説明する。図10は、本実施形態例に係る液晶表示装置におけるコンタクトホール部内に導電性材料を充填する工程を模式的に示した図である。液晶表示層の形成工程では、まず、第1透明基板5a上に、絶縁材料から成るコンタクトホール部10a〜10dを形成する。その後、コンタクトホール部10a〜10d内に導電性材料を夫々充填し、硬化させる。次いで、このように形成した第1透明基板(5a)を用いて、液晶表示層1〜3を夫々形成する。
【0057】
引き続き、液晶表示層1〜3を相互に貼り合わせる工程、貫通孔の形成工程、各透明電極と駆動素子基板とを電気接続する工程を経て、3層積層型の表示装置を完成させる。この場合には、各電気接続部11の接触面積が増大するので、より確実な電気接続が実現する。
【0058】
上記各実施形態例で製造された液晶表示装置の画素は、次のように配設することができる。図11は、各実施形態例で製造された液晶表示装置の画素を配設した状態を示す平面図である。共通電極60上には、3層積層構造の画素80が4つ配設されている。共通電極60上には更に、行方向に2本の走査配線64が平行に延在し、且つ、走査配線64と直交する列方向に、各画素80における液晶表示層への信号配線65と液晶表示層への信号配線66と液晶表示層への信号配線67とが相互に平行に延在している。
【0059】
図12は、一つの画素80を拡大して示す平面図である。画素80は、信号配線65〜67と走査配線64との各交差部分に接続されており、第2透明電極6aの電気接続部11と信号配線65と走査配線64との間には薄膜トランジスタ61が、第2透明電極6bの電気接続部12と信号配線66と走査配線64との間には薄膜トランジスタ62が、第2透明電極6cの電気接続部13と信号配線67と走査配線64との間には薄膜トランジスタ63が夫々接続される。
【0060】
上記の状態に画素80が配設された液晶表示装置では、各画素80の液晶表示層1〜3に夫々、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)を対応させ、更に、駆動層20(図1)の駆動素子として単純マトリックス素子を用いることにより、カラー反射型液晶表示装置を実現できる。或いは、これに代えて、駆動層20の駆動素子としてアクティブマトリックスアレイ素子を用いれば、単純マトリックス素子を用いた場合に比して、一層の大容量表示が可能になる。
【0061】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の液晶表示装置及びその製造方法は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した液晶表示装置及びその製造方法も、本発明の範囲に含まれる。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、複数の液晶表示層を積層した積層構造を備えながらも、フォトリソグラフィ工程及びウェットエッチング工程を可能な限り削減した簡略な工程で製造することができ、各画素電極と駆動素子とを確実に接続させた信頼性が高い液晶表示装置、及びこのような液晶表示装置を製造する製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例に係る液晶表示装置の1画素を示す縦断面図である。
【図2】第1実施形態例に係る液晶表示装置の1画素を示す平面図である。
【図3】第1実施形態例に係る液晶表示装置のコンタクトホール部形成後の状態を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。
【図4】第1実施形態例に係る液晶表示装置の液晶表示層を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。
【図5】第1実施形態例に係る液晶表示層の貼り合わせ工程を模式的に示した図である。
【図6】第1実施形態例に係る液晶表示装置の液晶表示層を3層積層した構造を示し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。
【図7】第1実施形態例に係る液晶表示装置における3層積層構造に貫通孔を形成し、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。
【図8】第1実施形態例に係る貫通孔の形成工程を示す縦断面図である。
【図9】本発明の第2実施形態例に係る貫通孔の形成工程を示す縦断面図である。
【図10】本発明の第3実施形態例に係るコンタクトホール部内に導電性材料を充填する工程を模式的に示す縦断面図である。
【図11】本発明による液晶表示装置の画素配置例を示す平面図である。
【図12】図11における1画素を拡大して示す平面図である。
【図13】本発明による液晶表示層での電気接続状態を拡大して示す平面図である。
【図14】本発明による液晶表示層での電気接続部が絶縁物で覆われた状態を拡大して示す平面図である。
【図15】従来の液晶表示装置における積層構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1〜3:液晶表示層
4a〜4c:第2透明基板
5a〜5c:第1透明基板
6a〜6c:第2透明電極
7a〜7c:第1透明電極
8a〜8c:調光層
9:薄膜層
10a〜10d:コンタクトホール部
11〜13、14a〜14c:電気接続部
15〜18:貫通孔
19a、19b:接着層
20:駆動層
21:共通電極配線
22〜24:画素電極配線
25:貼り合わせ用基板ステージ
26:ローラ
27:レーザ加工用基板ステージ
28:貫通孔形成用レーザ
29a〜29d:導電性材料
60:共通電極
61〜63:薄膜トランジスタ
64:走査配線
65〜67:信号配線
70、71:貫通孔
72:電極接続領域
73:電気接続部
74:液晶表示層
75:絶縁物
Claims (7)
- 液晶駆動信号を供給する配線を有する駆動層と、夫々が前記液晶駆動信号を受ける電極を有し且つ前記駆動層上に順次に形成されて積層構造を成す複数の液晶表示層とを備えた液晶表示装置において、
前記積層構造の全体を貫通するように連通孔が形成され、該連通孔の内部には導電性材料が充填され、
一つの液晶表示層の電極と前記駆動層の対応する配線とが前記導電性材料を介して相互に接続され、
各液晶表示層が、下層側から順次に積層された第1絶縁性透明基板、第1透明電極、調光層、第2透明電極、及び第2絶縁性透明基板を備え、
前記連通孔が、前記第1及び第2絶縁性透明基板に夫々形成された貫通孔と、前記調光層内に絶縁性材料で形成され、且つ、両端部が前記第1及び第2透明電極に接するコンタクトホール部とを連通させることによって形成されることを特徴とする液晶表示装置。 - 各貫通孔の円筒形状の断面積が、前記コンタクトホール部内の導電性材料と前記第1又は第2透明電極との接続部分の断面積より小さいことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記調光層が、ネマチック液晶及び光硬化樹脂の混合材料、二色性色素を含む液晶材料、コレステリック液晶、又は、コレステリック液晶及び光硬化樹脂の混合材料によって構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の液晶表示装置を製造する製造方法であって、
前記液晶表示層の形成に先立って、前記第1及び第2絶縁性透明基板、並びに前記第1及び第2透明電極に夫々、前記連通孔となる貫通孔を予め形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の液晶表示装置を製造する製造方法であって、
各液晶表示層の積層に先立って、各液晶表示層毎に、前記連通孔となる貫通孔を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の液晶表示装置を製造する製造方法であって、
各液晶表示層を積層してから、各液晶表示層を貫通する貫通孔を形成しつつ前記連通孔に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記貫通孔がレーザ加工装置を用いて形成されることを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
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