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液晶显示元件及其制造方法

阅读:981发布:2021-01-07

专利汇可以提供液晶显示元件及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供在一片 基板 上层叠了多个 液晶 层的结构的液晶显示元件中,改善了将密封液晶用的膜粘接到 支撑 部件上的方法,在谋求制造成本的降低的同时,不会产生 视差 的明亮的反射型液晶显示元件及其制造方法。该液晶显示元件具有:在上表面上形成了 像素 电极 和与该像素电极连接的驱动元件的基板;在上述基板的上方配置的、在上表面上形成了共用电极的 树脂 膜;在上述基板上竖直地设置的、支撑树脂膜的多个柱状支撑部件;分别夹入上述多个支撑部件与树脂膜之间的、粘接树脂膜与支撑部件的粘接层;以及在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶而被构成的液晶层。而且,其特征在于:上述粘接层由具有热塑性的材料构成,在粘接层中显现出热塑性来得到树脂膜与支撑部件的粘接状态。,下面是液晶显示元件及其制造方法专利的具体信息内容。

(1)一种液晶显示元件,其特征在于:
具有:
基板,在上表面上形成了像素电极和与该像素电极连接的驱动元 件;
树脂膜,被配置在上述基板的上方,在上表面上形成了共用电 极;
多个柱状支撑部件,被竖直地设置在上述基板上以支撑树脂膜;
粘接层,分别夹在上述多个支撑部件与树脂膜之间,粘接树脂膜 与支撑部件;以及
液晶层,在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶而构成,
上述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接层显现出热塑性, 得到树脂膜与支撑部件的粘接状态。
(2)一种液晶显示元件,具备:基板,在上表面上形成了像素 电极和与该像素电极连接的驱动元件;多个树脂膜,它是被配置在该 基板的上方的多个树脂膜,在最上位置的树脂膜的上表面上形成了共 用电极,在其它树脂膜的上表面上形成了像素电极;以及多个液晶 层,其结构是这样的,在基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别介 入了多个柱状支撑部件而形成的各间隙内封入液晶而构成,在上述基 板的上表面上具备分别与上述各树脂膜上的像素电极对应的驱动元 件,利用与该树脂膜上的像素电极相关地设置的立体布线将上述树脂 膜上的像素电极与驱动元件导电性地连接起来,其特征在于:
在上述各支撑部件与树脂膜之间介入了粘接层,
上述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接层显现出热塑性, 来得到树脂膜与支撑部件的粘接状态,
在基板与树脂膜间存在的支撑部件和在树脂膜相互间存在的支 撑部件在关于与基板平行的面上大致存在于同一位置上。
(3)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜是没有热塑性的材料,或是与粘接层相比具有显现出 热塑性的温度高的热塑性的材料,
上述支撑部件是没有热塑性的材料,或是与粘接层相比具有显现 出热塑性的温度高的热塑性的材料,或是在粘接处理之前进行了硬化 处理的材料。
(4)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜是没有热塑性的材料,或是与粘接层相比具有显现出 热塑性的温度高的热塑性的材料,
上述支撑部件是没有热塑性的材料,或是与粘接层相比具有显现 出热塑性的温度高的热塑性的材料,或是在粘接处理之前进行了硬化 处理的材料。
(5)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
层叠各3组上述液晶层和上述树脂膜,构成3个液晶层的液晶是 分别包含不同颜色的2色性色素的宾主液晶。
(6)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述基板是透明基板,
上述支撑部件和上述粘接层是在基板表面的支撑部件形成部位 上形成遮光膜并将该遮光膜作为光掩模利用光刻法形成的正型光致 抗蚀剂。
(7)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述基板是透明基板,
上述支撑部件和上述粘接层是在基板表面的支撑部件形成部位 上形成遮光膜并将该遮光膜作为光掩模利用光刻法形成的正型光致 抗蚀剂。
(8)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述基板是透明基板,
上述支撑部件和上述粘接层是在基板表面的支撑部件形成部位 以外的部分上形成遮光膜并将该遮光膜作为光掩模利用光刻法形成 的负型光致抗蚀剂。
(9)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述基板是透明基板,
上述支撑部件和上述粘接层是在基板表面的支撑部件形成部位 以外的部分上形成遮光膜并将该遮光膜作为光掩模利用光刻法形成 的负型光致抗蚀剂。
(10)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述多个支撑部件中在像素区域内存在的支撑部件相互的间隔 在15μm~100μm的范围内。
(11)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述多个支撑部件中在像素区域内存在的支撑部件相互的间隔 在15μm~100μm的范围内。
(12)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜的厚度为0.5μm~10μm。
(13)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜的厚度为0.5μm~10μm。
(14)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜的电阻率是1010Ω·cm以下。
(15)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜的电阻率是1010Ω·cm以下。
(16)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述多个树脂膜是具有光学各向异性的树脂膜,而且,将树脂膜 的滞相轴配置成全部为相同的方向。
(17)如权利要求5中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述多个树脂膜是具有光学各向异性的树脂膜,而且,将树脂膜 的滞相轴配置成全部为相同的方向。
(18)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜具有通气性,
上述共用电极由具有反射性的金属材料构成,兼作防止外部空气 中的分通过树脂膜侵入到元件内用的遮蔽膜。
(19)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜具有通气性,
上述共用电极由具有反射性的金属材料构成,兼作防止外部空气 中的氧及水分通过树脂膜侵入到元件内用的遮蔽膜。
(20)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜具有通气性,在共用电极上形成了防止外部空气中的 氧及水分通过树脂膜侵入到元件内用的遮蔽膜。
(21)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜具有通气性,在共用电极上形成了防止外部空气中的 氧及水分通过树脂膜侵入到元件内用的遮蔽膜。
(22)如权利要求20中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述共用电极是透明电极,上述遮蔽膜由具有反射特性的金属材 料构成,兼作反射板。
(23)如权利要求21中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述共用电极是透明电极,上述遮蔽膜由具有反射特性的金属材 料构成,兼作反射板。
(24)如权利要求1中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述共用电极是透明电极,在该共用电极上形成在表面上具有微 细的多个凹凸形状的透明的树脂层,在该树脂层上形成了与其表面形 状对应的凹凸形状的反射膜。
(25)如权利要求2中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述共用电极是透明电极,在该共用电极上形成在表面上具有微 细的多个凹凸形状的透明的树脂层,在该树脂层上形成了与其表面形 状对应的凹凸形状的反射膜。
(26)一种液晶显示元件,其特征在于:
具有:
基板,在上表面上形成了像素电极和与该像素电极连接的驱动元 件;
树脂膜,被配置在上述基板的上方;
多个柱状支撑部件,被竖直地设置在上述基板上以支撑树脂膜;
粘接层,分别夹在上述多个支撑部件与树脂膜之间,粘接树脂膜 与支撑部件;以及
液晶层,在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶而构成,
上述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接层显现出热塑性, 以得到树脂膜与支撑部件的粘接状态,
在树脂膜的上表面上形成在表面上具有微细的多个凹凸形状的 透明的树脂层,在该树脂层上形成了与其表面形状对应的凹凸形状的 反射膜,该反射膜兼作共用电极。
(27)一种液晶显示元件,具有:基板,在上表面上形成了像素 电极和与该像素电极连接的驱动元件;多个树脂膜,它是被配置在该 基板的上方的多个树脂膜,在最上位置的树脂膜以外的其它树脂膜的 上表面上形成了像素电极;以及多个液晶层,其结构是这样的,在基 板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别介入了多个柱状支撑部件而 形成的各间隙内封入液晶而构成,在上述基板的上表面上具备分别与 上述各树脂膜上的像素电极对应的驱动元件,利用与该树脂膜上的像 素电极相关地设置的立体布线将上述树脂膜上的像素电极与驱动元 件导电性地连接起来,其特征在于:
在上述各支撑部件与树脂膜之间介入了粘接层,
上述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接层显现出热塑性, 来得到树脂膜与支撑部件的粘接状态,
在基板与树脂膜间存在的支撑部件和在树脂膜相互间存在的支 撑部件在关于与基板平行的面上存在于大致同一位置上,
在上述最上位置的树脂膜的上表面上形成在表面上具有微细的 多个凹凸形状的透明的树脂层,在该树脂层上形成了与其表面形状对 应的凹凸形状的反射膜,该反射膜兼作共用电极。
(28)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像素电极连接的驱 动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;
粘接层形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;
树脂膜粘合工序,将树脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通 过在该状态下进行加热,一边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使 上述树脂膜粘合在上述支撑部件上;
共用电极形成工序,在上述树脂膜的上表面上形成共用电极;以 及
液晶封入工序,在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶。
(29)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像素电极连接的驱 动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;
粘接层形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;
树脂膜粘合工序,将树脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通 过在该状态下进行加热,一边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使 上述树脂膜粘合在上述支撑部件上;
在上述树脂膜中形成开口的工序;
连接工序,在上述树脂膜上形成像素电极的同时,通过上述开口 将上述基板上的对应的驱动元件与上述树脂膜上的像素电极导电性 地连接起来;
层叠工序,在基板上交替地层叠封入液晶的区域和树脂膜,通过 至少进行一次下述各工序,交替地层叠液晶封入区域和树脂膜,这些 工序是:在基板上已粘合的树脂膜上形成支撑部件的工序、在上述支 撑部件上形成粘接层的工序、在上述支撑部件上粘合树脂膜的工序、 在上述树脂膜中形成开口的工序、以及在上述树脂膜上形成像素电极 的同时,通过上述开口将上述基板上的对应的驱动元件与上述树脂膜 上的像素电极导电性地连接起来的连接工序;
粘合工序,在上述层叠工序中最后被粘合的树脂膜上再形成支撑 部件,在该支撑部件上形成粘接层,使最上位置的树脂膜粘合到支撑 部件上;
共用电极形成工序,在上述最上位置的树脂膜的上表面上形成共 用电极;以及
液晶注入工序,在基板与树脂膜之间的液晶封入区域和树脂膜相 互间的液晶封入区域中,注入液晶。
(30)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在形成上述开口的工序中,利用反应离子刻蚀在树脂膜中形成开 口。
(31)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述树脂膜粘合工序包括利用加热了的滚筒来按压树脂膜的工 序。
(32)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述树脂膜粘合工序包括利用加热了的滚筒来按压树脂膜的工 序。
(33)如权利要求31中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
选择了上述粘接层显现出热塑性的温度比上述树脂膜显现出热 塑性的温度低的那样的材料,利用上述加热滚筒,在粘接层显现出可 塑性的温度以上且树脂膜显现出可塑性的温度以下进行加热。
(34)如权利要求32中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
选择了上述粘接层显现出热塑性的温度比上述树脂膜显现出热 塑性的温度低的那样的材料,利用上述加热滚筒,在粘接层显现出可 塑性的温度以上且树脂膜显现出可塑性的温度以下进行加热。
(35)如权利要求31中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述加热了的滚筒的至少表面部由具有刚性的材料构成。
(36)如权利要求32中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述加热了的滚筒的至少表面部由具有刚性的材料构成。
(37)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
支撑部件形成工序是下述的工序,即,在基板表面的支撑部件形 成部位上形成遮光膜、在基板表面上涂敷第1正型抗蚀剂来覆盖该遮 光膜之后,从基板的背面一侧以遮光膜作为光掩模进行了曝光后,用 显影液对第1正型抗蚀剂1进行显影,使第1正型抗蚀剂硬化,在基 板上形成支撑部件,
上述粘接层形成工序是下述的工序,即,在形成了支撑部件的基 板上涂敷第2正型抗蚀剂后,从基板的背面一侧以遮光膜作为光掩模 进行了曝光后,通过用显影液对第2正型抗蚀剂进行显影,在支撑部 件上形成粘接层。
(38)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
树脂层形成工序和树脂膜粘合工序是下述的工序,即,准备在一 个表面上预先覆盖了粘接层的树脂膜,将该树脂膜重叠在支撑部件 上,使覆盖了粘接层的面与支撑部件相对,通过在该状态下进行加 热,使上述树脂膜粘合到上述支撑部件上。
(39)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
树脂层形成工序和树脂膜粘合工序是下述的工序,即,准备在一 个表面上预先覆盖了粘接层的树脂膜,将该树脂膜重叠在支撑部件 上,使覆盖了粘接层的面与支撑部件相对,通过在该状态下进行加 热,使上述树脂膜粘合到上述支撑部件上。
(40)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在上述支撑部件形成工序中,将上述多个支撑部件中在像素区域 内存在的支撑部件形成为宽度在高度以上。
(41)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在上述支撑部件形成工序中,将上述多个支撑部件中在像素区域 内存在的支撑部件形成为宽度在高度以上。
(42)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述树脂膜的厚度为0.5μm~10μm。
(43)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述树脂膜的厚度为0.5μm~10μm。
(44)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述树脂膜的主要成分是聚酯树脂。
(45)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述树脂膜的主要成分是聚酯树脂。
(46)如权利要求28中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在使上述基板上的支撑部件与树脂膜粘合的工序中,形成使基板 与树脂膜的间隙与外部通气用的通气口。
(47)如权利要求29中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在使上述基板上的支撑部件与树脂膜粘合的工序中,形成使基板 与树脂膜的间隙与外部通气用的通气口,
在使上述树脂膜上的支撑部件与树脂膜粘合的工序中,形成使树 脂膜相互间的间隙与外部通气用的通气口。
(48)如权利要求46中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
通过在基板上的显示部分的周边上部分地留下不粘接的部位来 粘接基板与树脂膜,作为通气口设置了未粘接的部位。
(49)如权利要求47中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
通过在基板上的显示部分的周边上部分地留下不粘接的部位来 粘接树脂膜与树脂膜,作为通气口设置了未粘接的部位。
(50)如权利要求48中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
对上述通气口的内壁施行使表面张降低的处理。
(51)如权利要求49中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
对上述通气口的内壁施行使表面张力降低的处理。
(52)如权利要求46中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在基板上的显示部分的周边上粘接基板与树脂膜,一旦将基板与 树脂膜间的液晶封入区域作成密闭状态后,在树脂膜的显示部分以外 的部分中形成贯通孔,作为通气口。
(53)如权利要求47中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
在基板上的显示部分的周边上粘接基板与树脂膜和树脂膜与树 脂膜,一旦将基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间的各自的液晶封入 区域作成密闭状态后,在树脂膜的显示部分以外的部分中形成贯通 孔,作为通气口。    
(54)如权利要求46中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
包括堵住上述通气口的工序。
(55)如权利要求47中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
包括堵住上述通气口的工序。
(56)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像素电极连接的驱 动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;
粘接层形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;
树脂膜粘合工序,将树脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通 过在该状态下进行加热,一边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使 上述树脂膜粘合在上述支撑部件上;
形成树脂层的工序,在上述树脂膜的上表面上涂敷光致抗蚀剂, 在进行了掩模曝光和显影后,通过烧固形成在表面上具有微细的多个 凹凸形状的树脂层;
在上述树脂层上对兼作共用电极的反射膜进行成膜的工序;以及
在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶的液晶封入工序。
(57)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像素电极连接的驱 动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;
粘接层形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;
树脂膜粘合工序,将树脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通 过在该状态下进行加热,一边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使 上述树脂膜粘合在上述支撑部件上;
在上述树脂膜中形成开口的工序;
连接工序,在上述树脂膜上形成像素电极的同时,通过上述开口 将上述基板上的对应的驱动元件与上述树脂膜上的像素电极导电性 地连接起来;
层叠工序,在基板上交替地层叠封入液晶的区域和树脂膜,通过 至少进行一次下述各工序,交替地层叠液晶封入区域和树脂膜,这些 工序是:在基板上已粘合的树脂膜上形成支撑部件的工序、在上述支 撑部件上形成粘接层的工序、在上述支撑部件上粘合树脂膜的工序、 在上述树脂膜中形成开口的工序、以及在上述树脂膜上形成像素电极 的同时,通过上述开口将上述基板上的对应的驱动元件与上述树脂膜 上的像素电极导电性地连接起来的连接工序;
粘合工序,在上述层叠工序中最后被粘合的树脂膜上再形成支撑 部件,在该支撑部件上形成粘接层,使最上位置的树脂膜粘合到支撑 部件上;
形成树脂层的工序,在上述最上位置的树脂膜的上表面上涂敷光 致抗蚀剂,在进行了掩模曝光和显影后,通过烧固形成在表面上具有 微细的多个凹凸形状的树脂层;
在上述树脂层上对兼作共用电极的反射膜进行成膜的工序;以及
液晶注入工序,在基板与树脂膜之间的液晶封入区域和树脂膜相 互间的液晶封入区域中,注入液晶。
(58)一种液晶显示元件,它是层叠包含形成了电极的至少2个 以上的树脂膜的多个树脂膜、在树脂膜间介入了液晶层的结构的液晶 显示元件,其特征在于:
贯通全部有关的层叠树脂膜形成接触孔,预先确定的电极分别成 为至少部分地在接触孔内突出并露出的状态,在接触孔内周面上形成 的导电部件分别与这些露出部接触,对预先确定的电极相互间进行导 电性连接。
(59)如权利要求58中所述的液晶显示元件,其特征在于:
树脂膜至少具有第1树脂膜和第2树脂膜,将第2树脂膜的接触 孔的直径形成得比与上述第2树脂膜邻接的第1树脂膜的接触孔的直 径大,上述第1树脂膜上的电极在接触孔内突出并露出。
(60)一种液晶显示元件,它是层叠多个形成了电极的树脂膜, 在树脂膜间介入了液晶层的结构的液晶显示元件,其特征在于:
形成多个贯通全部上述层叠树脂膜的接触孔,通过在该接触孔内 周面上形成的导电部件,对上述多个电极中的预先确定的电极相互间 进行导电性连接。
(61)如权利要求60中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述预先确定的电极成为在接触孔内露出的状态,导电部件与该 露出部连接。
(62)如权利要求61中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述预先确定的电极在接触孔内突出并露出。
(63)一种液晶显示元件,具有:至少形成了第1和第2驱动元 件的基板;至少形成了第1电极的第1树脂膜;以及形成了层叠在该 第1树脂膜上的第2电极的第2树脂膜,在基板与树脂膜间以及在树 脂膜相互间介入了液晶层,其特征在于:
至少在层叠了基板、第1树脂膜和第2树脂膜的状态下,形成至 少贯通第1树脂膜和第2树脂膜的第1接触孔以及至少贯通第1树脂 膜和第2树脂膜的与第1接触孔不同的第2接触孔,
通过在第1接触孔的内周面上形成的第1导电部件将第1驱动元 件与第1电极导电性连接起来,通过在第2接触孔的内周面上形成的 第2导电部件将第2驱动元件与第2电极导电性连接起来。
(64)如权利要求63中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述第1和第2电极成为在接触孔内露出的状态,导电部件与该 露出部连接。
(65)如权利要求64中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述第1和第2电极在接触孔内突出并露出。
(66)如权利要求65中所述的液晶显示元件,其特征在于:
将第2树脂膜的接触孔的直径形成得比第1树脂膜的接触孔的直 径大。
(67)一种液晶显示元件,其特征在于:
具有:
基板,形成了像素电极和与该像素电极连接的像素开关元件;
多个树脂膜,它是以层叠状配置在该基板上的多个树脂膜,在最 上位置的树脂膜上形成了共用电极,在其它树脂膜上形成了像素电 极;以及
在基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别配置的液晶层,
在上述基板上还具备分别与上述树脂膜上的各像素电极对应的 多个驱动元件,在基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别配置立体 布线用基座(pad),
贯通全部立体布线用基座和全部树脂膜,形成了分别与上述各像 素电极对应的多个接触孔,在每个接触孔中,通过在接触孔的内周面 上形成的导电部件将与该接触孔有关的像素电极与对应于该像素电 极的驱动元件导电性地连接起来。
(68)如权利要求67中所述的液晶显示元件,其特征在于:
在每个接触孔中,上述像素电极成为在接触孔内露出的状态,导 电部件与该露出部连接。
(69)如权利要求68中所述的液晶显示元件,其特征在于:
在每个接触孔中,上述像素电极在接触孔内突出并露出。
(70)如权利要求69中所述的液晶显示元件,其特征在于:
将上侧树脂膜的接触孔的直径形成得比下侧树脂膜的接触孔的 直径大。
(71)如权利要求58中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述电极由具有抗干法刻蚀的性能的材料构成,上述接触孔利用 干法刻蚀处理来形成。
(72)如权利要求59中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述电极由具有抗干法刻蚀的性能的材料构成,上述接触孔利用 干法刻蚀处理来形成。
(73)如权利要求65中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述电极由具有抗干法刻蚀的性能的材料构成,上述接触孔利用 干法刻蚀处理来形成。
(74)如权利要求69中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述电极由具有抗干法刻蚀的性能的材料构成,上述接触孔利用 干法刻蚀处理来形成。
(75)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
树脂膜层叠工序,层叠形成了电极的多个树脂膜;
接触孔形成工序,形成多个贯通全部层叠树脂膜的接触孔;以及
导电处理工序,在上述多个接触孔内充填导电部件,通过导电部 件使上述多个电极中的预先确定的电极相互间导电性地连接起来。
(76)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
树脂膜层叠工序,在至少形成了第1和第2驱动元件的基板上, 按下述顺序层叠形成了第1电极的第1树脂膜和形成了第2电极的第 2树脂膜;
接触孔形成工序,在形成至少贯通第1树脂膜和第2树脂膜的第 1接触孔的同时,形成至少贯通第1树脂膜和第2树脂膜的与第1接 触孔不同的第2接触孔;以及
导电处理工序,在上述第1接触孔内充填第1导电部件的同时, 在上述第2接触孔内充填第2导电部件,在通过第1导电部件将上述 第1驱动元件与上述第1电极导电性地连接起来的同时,通过第2导 电部件将上述第2驱动元件与上述第2电极导电性地连接起来。
(77)一种液晶显示元件的制造方法,它是树脂膜结构体的制造 方法,其中,层叠形成了由具有抗干法刻蚀的性能的材料构成的电极 的多个树脂膜,在该层叠树脂膜中形成接触孔,通过该接触孔将上述 多个电极中的预先确定的电极相互间导电性地连接起来,其特征在 于,包括:
除去工序,只对于上述预先确定的电极,在树脂膜上形成了电极 后,从树脂膜除去形成接触孔的电极部分,而且该除去范围比下侧电 极的除去范围大;以及
利用干法刻蚀形成接触孔的工序。
(78)一种液晶显示元件,其特征在于,包括:
树脂膜;
设置在上述树脂膜上、具有对于溅射的耐冲击性的皱纹缓和层; 以及
由利用溅射法在上述皱纹缓和层上成膜的无机材料构成的电 极。
(79)如权利要求78中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述树脂膜的厚度比10μm小。
(80)如权利要求78中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述缓和层由包含二氧化粒子的有机树脂或丙烯酸系列树脂 构成。
(81)如权利要求78中所述的液晶显示元件,其特征在于:
一边在上述树脂膜与基板之间介入垫片以保持间隙,一边设置上 述树脂膜,在上述间隙中充填了液晶。
(82)一种液晶显示元件,包括:基板,由透明的材料构成,并 形成了反射膜;密封板,与上述基板的形成了反射膜的一侧相对地设 置;以及液晶层,被设置在上述基板与密封板之间,其特征在于:
在上述反射膜中形成开口部的同时,设置了支撑上述密封板的支 撑部件,该支撑部件通过在上述基板与上述密封板之间的形成了上述 反射膜的开口部的位置上,经上述开口部对感光性树脂进行曝光来形 成。
(83)如权利要求82中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述感光性树脂是负型抗蚀剂。
(84)如权利要求83中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述液晶层包含高分子和分散在上述高分子中并被保持的液 晶。
(85)如权利要求82中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述感光性树脂是包含形成上述液晶层用的液晶和感光性的高 分子前体的混合溶液中的上述高分子前体。
(86)如权利要求82中所述的液晶显示元件,其特征在于:
重叠设置了多组上述液晶层和密封板,设置了支撑各密封板的支 撑部件,该支撑部件通过在各密封板间的形成了上述反射膜的开口部 的位置上,经上述开口部对感光性树脂进行曝光来形成。
(87)如权利要求86中所述的液晶显示元件,其特征在于:
设置了3组上述液晶层和密封板,各液晶层分别包含宾主液晶, 该宾主液晶包含蓝绿、深红、黄色中的互不相同的颜色的2色性色素 和液晶。
(88)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
在透明基板上形成具有开口部的反射膜的工序;
在形成了上述反射膜的基板上形成感光性树脂层的工序;
从上述基板一侧通过上述反射膜的开口部对上述感光性树脂层 进行曝光、使其硬化的工序;
利用显影除去上述感光性树脂层中的因上述反射膜的遮蔽而未 被曝光的部分,来形成支撑部件的工序;
使上述密封板密接到上述支撑部件上的工序;以及
在上述基板与密封板之间封入液晶,来形成上述液晶层的工序。
(89)如权利要求88中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述感光性树脂层由负型抗蚀剂形成。
(90)如权利要求88中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
形成上述液晶层的工序包括:
封入工序,在上述基板与密封板之间封入包含液晶和感光性的高 分子前体的混合溶液;以及
固定工序,通过从上述密封板一侧对上述混合溶液进行曝光,使 上述混合溶液中的高分子前体硬化,形成包含高分子和分散在上述高 分子中而被保持的液晶的上述液晶层,同时将上述密封板固定在上述 基板上。
(91)如权利要求88中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
使上述密封板密接到上述支撑部件上的工序包括:
在上述支撑部件、或上述密封板的至少某一方上涂敷粘接剂的工 序;以及
将上述密封板固定在上述基板上的粘接工序。
(92)如权利要求91中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
上述密封板或支撑部件的至少某一方由因加热或加压的至少某 一方而具有可塑性的材料构成,
上述粘接工序是在使上述密封板密接到上述支撑部件上的状态 下进行加热或加压中的至少某一项从而将上述密封板固定在上述基 板上的工序。
(93)如权利要求88中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
通过分别至少进行1次下述工序,来形成多个液晶层,这些工序 包括:
在上述密封板上形成新的感光性树脂层的工序;
从上述基板一侧通过上述反射膜的开口部和已形成的支撑部件 对上述新的感光性树脂层进行曝光,使其硬化的工序;
利用显影除去上述新的感光性树脂层中的因上述反射膜的遮蔽 而未被曝光的部分,形成新的支撑部件的工序;
使新的密封板密接到上述新的支撑部件上的工序;以及
在上述已形成的密封板与上述新的密封板之间封入液晶,来形成 新的液晶层的工序。
(94)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
在透明基板上形成具有开口部的反射膜的工序;
在上述基板上的形成了上述反射膜的开口部以外的预定的区域 中形成辅助支撑部件的工序;
使上述密封板密接到上述辅助支撑部件上的工序;
在上述基板与密封板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体 的混合溶液的工序;以及
从上述基板一侧通过上述反射膜的开口部对上述混合溶液进行 曝光,使上述混合溶液中的高分子前体在与上述反射膜的开口部对应 的位置上析出和硬化来形成上述支撑部件,同时利用留下的混合溶液 中的液晶来形成液晶层的工序。
(95)如权利要求94中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
形成上述辅助支撑部件的工序包括:
在形成了上述反射膜的基板上形成负型抗蚀剂层的工序;
从与上述基板相反的一侧通过预定的掩模图形对上述负型抗蚀 剂层进行曝光,使其硬化的工序;以及
利用显影除去上述负型抗蚀剂层中的因上述掩模图形的遮蔽而 未被曝光的部分的工序。
(96)如权利要求94中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
通过分别至少进行1次下述工序,来形成多个液晶层,这些工序 包括:
在已形成的密封板上的、与已形成的辅助支撑部件对应的位置上 形成新的辅助支撑部件的工序;
使新的密封板密接到上述新的辅助支撑部件上的工序;
在上述已形成的密封板与新的密封板之间封入包含液晶和感光 性的高分子前体的新的混合溶液的工序;以及
从上述基板一侧通过上述反射膜的开口部和已形成的支撑部件 对上述新的混合溶液进行曝光,使上述新的混合溶液中的高分子前体 在与上述反射膜的开口部对应的位置上析出和硬化来形成新的支撑 部件,同时利用留下的混合溶液中的液晶来形成新的液晶层的工序。
(97)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
在基板上形成具有上述开口部的反射膜的工序;
在形成了上述反射膜的基板上形成感光性树脂层的工序;
从上述基板一侧利用第1掩蔽部件覆盖另外的第2开口部,使得 上述反射膜的开口部中的一部分的第1开口部露出,从上述基板一侧 通过上述反射膜的第1开口部对上述感光性树脂层进行曝光,使其硬 化的工序;
利用显影除去上述感光性树脂层中的因上述反射膜和掩蔽部件 的遮蔽而未被曝光的部分,来形成上述支撑部件中的一部分的第1支 撑部件的工序;
使上述密封板密接到上述第1支撑部件上的工序;
在上述基板与密封板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体 的混合溶液的工序;以及
从上述基板一侧利用第2掩蔽部件覆盖上述反射膜的第1开口 部,从上述基板一侧通过上述反射膜的第2开口部对上述混合溶液进 行曝光,使上述混合溶液中的高分子前体在与上述反射膜的第2开口 部对应的位置上析出和硬化,来形成上述支撑部件中的另外的第2支 撑部件,同时利用留下的混合溶液中的液晶形成上述液晶层的工序。
(98)如权利要求97中所述的液晶显示元件的制造方法,其特 征在于:
通过分别至少进行1次下述工序,来形成多个液晶层,这些工序 包括:
在上述密封板上形成新的感光性树脂层的工序;
从上述基板一侧利用上述第1掩蔽部件覆盖上述反射膜的第2开 口部,从上述基板一侧通过上述反射膜的第1开口部和已形成的第1 支撑部件对上述新的感光性树脂层进行曝光,使其硬化的工序;
利用显影除去上述新的感光性树脂层中的因上述反射膜和掩蔽 部件的遮蔽而未被曝光的部分,形成新的第1支撑部件的工序;
使新的密封板密接到上述新的第1支撑部件上的工序;
在上述已形成的密封板与新的密封板之间封入包含液晶和感光 性的高分子前体的新的混合溶液的工序;以及
从上述基板一侧利用上述第2掩蔽部件覆盖上述反射膜的第1开 口部,从上述基板一侧通过上述反射膜的第2开口部和已形成的第2 支撑部件对上述新的混合溶液进行曝光,使上述新的混合溶液中的高 分子前体在与上述反射膜的第2开口部对应的位置上析出和硬化,来 形成新的第2支撑部件,同时利用留下的混合溶液中的液晶形成新的 液晶层的工序。
(99)一种液晶显示元件,具有由透明的材料构成的基板、与上 述基板相对地设置的密封板和在上述基板与密封板之间设置的液晶 层,其特征在于:
在上述基板中的预定的区域中形成遮光膜,同时
设置了支撑上述密封板的支撑部件,该支撑部件通过在上述基板 与上述密封板之间的未形成上述遮光膜的位置上对感光性树脂中的 未形成上述遮光膜的部分进行曝光来形成。
(100)如权利要求99中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述感光性树脂是正型抗蚀剂。
(101)如权利要求99中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述遮光膜由黑色的抗蚀剂形成。
(102)如权利要求99中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述液晶层包含高分子和分散在上述高分子中并被保持的液 晶。
(103)如权利要求99中所述的液晶显示元件,其特征在于:
重叠地设置了多组上述液晶层和密封板,在各密封板之间的形成 了上述遮光膜的位置上设置了支撑各密封板的支撑部件,该支撑部件 通过经未形成上述遮光膜的区域对感光性树脂进行曝光来形成。
(104)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
在基板上的预定的区域中形成遮光膜的工序;
在形成了上述遮光膜的基板上形成感光性树脂层的工序;
从上述基板一侧对未形成上述遮光膜的部分的上述感光性树脂 层进行曝光的工序;
利用显影除去上述感光性树脂层中的上述被曝光的部分,在形成 了上述遮光膜的位置上形成上述支撑部件的工序;
使上述密封板密接到上述支撑部件上的工序;以及
在上述基板与密封板之间封入液晶来形成上述液晶层的工序。
(105)如权利要求104中所述的液晶显示元件的制造方法,其 特征在于:
上述感光性树脂层由正型抗蚀剂形成。
(106)如权利要求104中所述的液晶显示元件的制造方法,其 特征在于:
上述形成液晶层的工序包括:
在上述基板与密封板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体 的混合溶液的工序;以及
从上述密封板一侧对上述混合溶液进行曝光,通过使上述混合溶 液中的高分子前体硬化,形成包含高分子和分散在上述高分子中并被 保持的液晶的上述液晶层,同时将上述密封板固定在上述基板上的工 序。
(107)如权利要求104中所述的液晶显示元件的制造方法,其 特征在于:
通过分别至少进行一次下述工序来形成多个液晶层,这些工序 是:
在上述密封板上形成新的感光性树脂层的工序;
从上述基板一侧对未形成上述遮光膜的部分的上述新的感光性 树脂层进行曝光的工序;
利用显影除去上述新的感光性树脂层中的上述被曝光的部分,在 形成了上述遮光膜的位置上形成新的支撑部件的工序;
使新的密封板密接到上述新的支撑部件上的工序;以及
在上述已形成的密封板与上述新的密封板之间封入液晶来形成 新的液晶层的工序。
(108)一种液晶显示元件,其特征在于:
具备:
显示层,在内侧面上设置了共用电极的基板与由设置在上述共用 电极上的支撑部件支撑的密封板之间充填液晶而形成液晶层,而且在 与面对上述密封板的上述液晶层的面相反一侧的面上设置了像素电 极而被构成;
阵列基板,设置了驱动上述液晶层用的非线性元件和与该非线性 元件导电性地连接、而且对上述像素电极输出驱动液晶层用的驱动电 压的输出电极,同时配置成与上述基板相对;以及
连接装置,具有导电性地连接的功能并具有固定连接的功能,
利用上述连接装置将上述像素电极与驱动电极导电性地连接起 来,而且将上述显示层与阵列基板固定连接起来。
(109)如权利要求108中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述连接装置是各向异性导电粘接材料。
(110)一种液晶显示元件,具备显示层和阵列基板,在上述显 示层的结构中,在基板与密封板之间充填液晶构成液晶层,而且利用 存在于上述基板与上述密封板之间的支撑部件来支撑密封板,在上述 阵列基板中,设置了对上述液晶层施加电场以便对该液晶层进行光调 制及驱动用的非线性元件,同时被配置成与上述基板相对,其特征在 于:
上述显示层具有下述结构,在上述基板的内侧面上设置的共用电 极与由在该共用电极上形成的第1支撑部件支撑、且在与面对上述共 用电极的面相反一侧的面上设置了第1像素电极的第1密封板之间充 填液晶形成第1液晶层,在上述第1密封板与由在该第1密封板上形 成的第2支撑部件支撑、且在与面对上述第1像素电极的面相反的一 侧的面上设置了第2像素电极的第2密封板之间充填液晶形成第2液 晶层,而且至少包含1层以上的上述第2液晶层,
上述阵列基板具有设置了对上述第1像素电极输出驱动第1液晶 层用的驱动电压的第1驱动电极、与该第1驱动电极导电性地连接的 第1非线性元件、对上述第2像素电极输出驱动第2液晶层用的驱动 电压的至少1个以上的第2驱动电极、以及与该第2驱动电极导电性 地连接的至少1个以上的第2非线性元件的结构,
再有,具备具有导电性地连接的功能并具有固定连接的功能的第 1和第2连接装置,
通过上述第1连接装置将上述第1连接端子与第1驱动电极导电 性地连接起来,
通过上述第2连接装置将上述第2连接端子与第2驱动电极导电 性地连接起来,
而且利用上述第1和第2连接装置将上述显示层与阵列基板固定 连接起来。
(111)一种液晶显示元件,具备显示层和阵列基板,在上述显 示层的结构中,在基板与密封板之间充填液晶构成液晶层,而且利用 存在于上述基板与上述密封板之间的支撑部件来支撑密封板,上述阵 列基板与上述基板相对,在上述阵列基板的结构中设置了对上述液晶 层施加电场以便对该液晶层进行光调制及驱动用的非线性元件,其特 征在于:
上述显示层具有下述结构,在上述基板的内侧面上设置的共用电 极与由在该基板上形成的第1支撑部件支撑、且在与面对上述共用电 极的面相反一侧的面上设置了第1像素电极的第1密封板之间充填液 晶形成第1液晶层,在上述第1密封板与由在该第1密封板上形成的 第2支撑部件支撑、且在与面对上述第1像素电极的面相反一侧的面 上设置了第2像素电极的第2密封板之间充填液晶形成第2液晶层, 在上述第2密封板与由在该第2密封板上形成的第3支撑部件支撑、 且在与面对上述第2像素电极的面相反一侧的面上设置了第3像素电 极的第3密封板之间充填液晶形成第3液晶层,上述第1像素电极与 第1连接端子导电性地连接,上述第2像素电极与第2连接端子导电 性地连接,上述第3像素电极与第3连接端子导电性地连接,
上述阵列基板具有在上述阵列基板上设置了对上述第1像素电 极输出驱动第1液晶层用的驱动电压的第1驱动电极、与该第1驱动 电极导电性地连接的第1非线性元件、设置了对上述第2像素电极输 出驱动第2液晶层用的驱动电压的第2驱动电极、与该第2驱动电极 导电性地连接的第2非线性元件、以及设置了对上述第3像素电极输 出驱动第3液晶层用的驱动电压的第3驱动电极、与该第3驱动电极 导电性地连接的第3非线性元件的结构,
再有,具备具有导电性地连接的功能并具有固定连接的功能的第 1~第3连接装置,
通过上述第1连接装置将上述第1连接端子与第1驱动电极导电 性地连接起来,
通过上述第2连接装置将上述第2连接端子与第2驱动电极导电 性地连接起来,
通过上述第3连接装置将上述第3连接端子与第3驱动电极导电 性地连接起来,
而且利用上述第1~第3连接装置将上述显示层与阵列基板固定 连接起来。
(112)如权利要求111中所述的液晶显示元件,其特征在于:
在上述第1~第3液晶层中包含含有蓝绿、深红、或黄色中的互 不相同的颜色的2色性色素和液晶的宾主液晶。
(113)一种液晶显示元件,其特征在于:
具备:显示层,在内侧面上设置了共用电极的基板与由设置在上 述共用电极上的支撑部件支撑的密封板之间通过充填液晶形成液晶 层而被构成;以及
阵列基板,具备驱动上述液晶层用的驱动电路和与该驱动电路导 电性地连接并以预定的间隔配置的多个像素电极,同时配置成与上述 基板相对,
利用连接装置将上述显示层与阵列基板连接起来。
(114)如权利要求113中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述密封板由膜厚处于0.5μm以上及10μm以下的范围内的高分 子树脂构成。
(115)如权利要求113中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述基板和阵列基板由高分子树脂构成。
(116)如权利要求114中所述的液晶显示元件,其特征在于:
上述基板和阵列基板由高分子树脂构成。
(117)一种液晶显示元件,其特征在于:
具备:
显示层,在内侧面上设置了共用电极的基板与由设置在上述共用 电极上的支撑部件支撑的密封板之间充填液晶形成液晶层,而且在与 由上述密封板中的上述支撑部件支撑的面相反一侧的面上以一定间 隔设置了多个像素电极而被构成;以及
多个阵列基板,分别具备驱动上述液晶层的多个非线性元件,
利用连接装置将上述显示层与阵列基板连接起来,使得上述多个 像素电极与多个非线性元件导电性地连接起来。
(118)如权利要求117中所述的液晶显示元件,其特征在于:
将上述多个阵列基板配置在同一平面内,
而且,上述显示层与多个阵列基板在利用上述连接装置分别使上 述多个像素电极与多个非线性元件相对应并导电性地连接起来那样 的范围内,相对。
(119)如权利要求117中所述的液晶显示元件,其特征在于:
在上述基板与共用电极之间设置了光学滤色层。
(120)如权利要求118中所述的液晶显示元件,其特征在于:
在上述基板与共用电极之间设置了光学滤色层。
(121)一种液晶显示元件的制造方法,该液晶显示元件具有在 基板与密封板之间配置液晶层而被构成的显示层和具备驱动液晶层 用的驱动元件的阵列基板,其特征在于,包括:
形成显示层的显示层形成工序;
在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的驱动元件和驱动电 极以形成阵列基板的阵列基板形成工序;以及
利用连接装置将上述像素电极与驱动电极导电性地连接起来的 连接工序,
其中,上述显示层形成工序包括:
第1步骤,在基板的内侧面上形成共用电极;
第2步骤,在共用电极上形成上述支撑部件;
第3步骤,形成上述密封板,由上述支撑部件进行支撑;
第4步骤,在上述基板与上述密封板之间封入上述液晶,形成液 晶层;以及
第5步骤,在与面对上述密封板的上述液晶层的面相反一侧的面 上形成像素电极。
(122)如权利要求121中所述的液晶显示元件的制造方法,其 特征在于:
通过分别至少进行一次下述步骤,来形成多个液晶层,这些步骤 是:
在上述像素电极上形成另外的支撑部件的步骤;
形成另外的密封板使之由上述另外的支撑部件来支撑的步骤;
在上述密封板与另外的密封板之间封入另外的液晶以形成另外 的液晶层的步骤;以及
在与面对上述另外的密封板中的上述另外的液晶层的面相反一 侧的面上形成另外的像素电极的步骤。
(123)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
第1步骤,在上述基板的内侧面上形成共用电极;
第2步骤,在上述共用电极上形成上述支撑部件;
第3步骤,形成上述密封板,由上述支撑部件进行支撑;
第4步骤,在上述基板与上述密封板之间封入上述液晶,形成液 晶层;
第5步骤,在与面对上述密封板的上述液晶层的面相反一侧的面 上形成像素电极;
第6步骤,通过对上述共用电极和像素电极施加电压来检查显示 状态;
第7步骤,在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的非线性元 件和驱动电极;以及
第8步骤,根据上述第6步骤的检查结果,只对于显示状态良好 的显示层,利用连接装置将上述像素电极与驱动电极导电性地连接起 来。
(124)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
第1步骤,在基板的表面上形成共用电极;
第2步骤,在上述共用电极上形成上述支撑部件;
第3步骤,形成上述密封板,由上述支撑部件进行支撑;
第4步骤,在上述基板与密封板之间封入上述液晶,形成液晶 层;
第5步骤,在上述阵列基板上形成像素电极,使其与上述共用电 极相对;
第6步骤,在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的驱动电 路;以及
第7步骤,利用粘接材料粘接上述基板与阵列基板。
(125)一种液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:
第1步骤,在上述基板上形成共用电极;
第2步骤,在上述共用电极上形成上述支撑部件;
第3步骤,形成上述密封板,由上述支撑部件进行支撑;
第4步骤,在与由上述密封板中的上述支撑部件支撑的面相反的 一侧的面上形成互相以一定间隔设置的多个像素电极;
第5步骤,在上述基板与密封板之间封入上述液晶,形成液晶 层;
第6步骤,在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的多个非线 性元件;
第7步骤,将上述阵列基板至少切割成2个以上;以及
第8步骤,利用连接装置将上述多个像素电极与上述多个非线性 元件以分别对应的方式导电性地连接起来。

说明书全文

技术领域

发明涉及液晶显示元件及其制造方法,特别是涉及在一片基板 上具备多个液晶层、即使在反射型的情况下也能显示明亮的彩色图像 的液晶显示元件及其制造方法。

背景技术

(第1现有技术)
作为现有的液晶显示元件,大多使用通过将扭曲向列液晶与偏振 片组合起来、控制在每个像素中透过的光来显示图像的液晶显示元 件。此外,显示彩色图像的液晶显示元件中还设置与相邻的每3个像 素相对应、透过红、绿或蓝的光的微型滤色片,能利用加法混色来显 示彩色图像。
但是,在这种液晶显示元件中,由于因偏振片和彩色滤光器引起 的光的吸收量较多,故液晶显示元件整体的光的透射率约为10%以 下,难以进行明亮的显示。特别是在构成利用外部光的反射型的液晶 显示元件的情况下,往往暗到颜色的识别变得困难的程度。
与此不同,作为即使在反射型的情况下也能显示明亮的彩色图像 的液晶显示元件,如特开昭61-238024号公报及特开平3-238424 号公报中所示出的那样,提出了使用2色性色素、控制对于每种颜色 的光的吸收和透过的宾主(guest-host)模式的液晶显示元件。该液 晶显示元件将分别具有包含互不相同的颜色的2色性色素的液晶层 的多个屏重叠起来而构成。具体地说,将分别包含蓝绿、深红、或黄 色的2色性色素的液晶被夹在1对玻璃基板中而构成的3片液晶面板 重叠起来,在全部的层中吸收光的情况下进行黑显示,在全部的层中 使光透过的情况下进行白显示,此外,在只有一部分的层中吸收光的 情况下进行着色显示。由于这种宾主模式的液晶显示元件不会由彩色 滤光器及偏振片来吸收光,故可进行明亮且鲜艳的颜色显示,也适合 于反射型液晶显示元件。
但是,如上所述,在重叠分别具有1对玻璃基板的多个屏来制造 液晶显示元件的情况下,如果像素变细,则构成各屏的玻璃基板的厚 度与像素相比相对地变大,故视差的影响变大,存在从斜方向看显示 图像时产生套色不准这样的问题。
因此,为了解决因这样的视差引起的套色不准,提出了如特开平 6-337643号公报中示出的那种所谓的高分子分散型的液晶显示元 件。在这种高分子分散型的液晶显示元件中,如图79中所示,在基 板1291上层叠在抗蚀剂材料或高分子材料1298中分散并保持宾主液 晶1299而固化的液晶层1295~1297而构成。此外,与各液晶层 1295~1297相对应,形成了与1片基板1291上设置的驱动元件连接 的驱动电极1292~1294。这样,由于作成在各液晶层1295~1297间 不需要玻璃基板的结构,故可得到没有因视差引起的套色不准的宾主 模式的液晶显示元件。
但是,这样的高分子分散型的液晶显示元件中,由于在抗蚀剂材 料或高分子材料1298中分散并保持宾主液晶1299,故在液晶层 1295~1297中抗蚀剂材料或高分子材料1298所占的比例较大(宾主 液晶1299所占的比例较小)。因此,实质上的开口率变小,存在难 以提高对比度这样的问题。
因此,本发明者以前在特愿平9-127057号公报中提出了图80 中示出的那种液晶显示元件。该液晶显示元件中,在基板1101上由 支撑部件(垫片)1108~1110支撑膜状的密封板1113~1115而进行 层叠,在基板1101与密封板1113之间和各密封板1113~1115间封 入液晶1125~1127而构成。这样,通过使用被支撑部件1108~1110 支撑的膜状的密封板1113~1115,可解决因使用玻璃板时那样的视 差引起的套色不准,而且,由于不需要如上述高分子分散型的液晶显 示元件那样保持液晶用的高分子材料,在密封板1113~1115间的液 晶1125~1127所占的比例较大,故可增加实质上的开口率,可提高 对比度。
在此,上述的那种液晶显示元件的支撑部件1108~1110是通过 下述方法形成的,即,例如对于每个层,在基板1101或密封板1113、 1114上涂敷感光性树脂,利用掩模曝光只使形成支撑部件1108~ 1110的部分进行了聚合、硬化之后,对其它部分进行显影而除去。
在以上述方式层叠膜状的密封板1113~1115的结构的液晶显示 元件中,如果支撑部件1108~1110没有准确地在各层中在相同的位 置上形成,则不能可靠地支撑密封板1113~1115。具体地说,在支 撑部件1108~1110的位置重合精度不够、例如如图81(a)中所示 在支撑部件1108、1109的位置方面发生偏移的情况下,由于粘合密 封板1114与基板1101时的压等,故如图81(b)中所示,密封板 1113…发生变形,或者,在偏移量增大的情况下,如图81(c)中所 示,第2显示层1122的支撑部件1109侵入第1显示层1117中,这 样第1显示层1117及第2显示层1122的结构就受到破坏。因此,如 上所述,在利用掩模曝光形成各层的支撑部件1108~1110时,必须 进行掩模的准确的位置重合。
此外,由于支撑部件1108…的部分成为光的透射率不受控制的 区域,故为了增大开口率,最好尽可能减小在像素内支撑部件1108~ 1110所占的面积,但为此必须进一步提高上述掩模的位置重合精度。 具体地说,例如在以7μm见方的大小形成支撑部件1109…的情况下, 如果支撑部件1109…的位置偏移为3μm以上,则就产生上述的那种 第1显示层1117等的破坏。因此,必须这样来进行掩模的位置重合, 使得上述位置偏移为3μm以下。
因而,存在因设置精度高的掩模工序而导致制造成本的增大的担 心这样的问题。
(第2现有技术)
此外,本发明者等已发明了解决图79的液晶显示元件的问题的 液晶显示元件,基于该发明进行了申请(特愿平9-127057号)。与 该特愿平9-127057号有关的发明是成为本发明的基础的发明,是构 成在基板与密封膜之间充填了液晶的液晶层、用支撑部件来支撑密封 膜的结构。在该液晶显示元件中,可增加在液晶层中液晶所占的比 例,与现有例相比可提高有效的开口率,可提高对比度。
但是,与该特愿平9-127057号有关的发明虽然能解决现有例的 问题,但产生了以下所述的新的问题。因此,本发明者为了解决上述 新的问题,通过以与特愿平9-127057号有关的发明为基础进行锐意 研究开发,完成了本发明。因此,本发明解决了现有例所存在的问题, 再者,本发明解决了成为本发明的基础的发明(与该特愿平9- 127057号有关的发明)所存在的新的问题。
为了参考起见,以下说明成为本发明的基础的发明的结构及其问 题。成为本发明的基础的发明,作为在支撑部件上形成密封膜的方 法,以下述的(1)或(2)的方法为特征。
(1)在板状部件的表面上形成密封膜,将其转移到在基板上形 成的支撑部件上后,对板部件进行脱模的方法。
(2)在形成了支撑部件的基板上形成具有气化性的固形膜后, 在固形膜上层叠密封膜,之后使固形膜气化,在基板与密封膜之间形 成间隙的方法。
但在(1)的方法中,在从板状部件的表面对密封膜进行脱模来 转移密封膜时,产生不能平滑地进行脱模从而不转移密封膜的情况, 成为使成品率下降的原因。这是由于下述情况而导致的,即,在与从 板状部件对板状部件上的转移膜进行脱模时的剥离力相比、支撑部件 与转移膜的粘接力局部地较小的情况下,转移膜不转移到支撑部件 上。在像素部分中,为了提高开口率,希望尽可能减少支撑部件所占 的面积。但是,由于如果减少支撑部件所占的面积,则支撑部件与转 移膜的粘接面积也减少,故在脱模时,力集中在较小的面积上,存在 不能进行转移、脱模的情况。
此外,在(2)的方法中,在形成了支撑部件的基板上形成固形 膜时,有时在支撑部件上也覆盖薄的固形膜,此时,由于固形膜夹在 支撑部件与密封膜之间,故不能进行粘接,密封膜就浮起来,成为使 成品率下降的原因。
在这些例子中,如果在像素平面上增大支撑部件所占的面积,则 也存在平滑地进行支撑部件与密封膜的粘接的可能性,但由于如果增 大在像素平面上的支撑部件的面积,则开口率降低,故液晶显示元件 的亮度及对比度变差,使显示质量下降。因此,希望像素中的支撑部 件所占的面积相对于像素面积为10%以下。此时,由于密封膜只以 支撑部件上的狭窄的面积来粘接,除此以外的部分成为浮在空中的状 态,故如果支撑部件与密封膜之间的粘接不充分,则如上所述,成为 成品率下降的原因。
如上所述,由于粘接基板上的支撑部件与密封膜、在基板与密封 膜之间形成间隙的工序必须以支撑部件上的狭窄的面积来粘接而进 行粘合,故对粘接带来困难。
因此,发现了,通过使用树脂膜作为密封膜,将树脂膜直接粘接 到支撑部件上,可解决成为上述本发明的基础的发明的问题。
再有,作为将树脂膜粘合到基板上的方法,有热接合(热密封)。 热接合的粘接是通过使用层合机,使重叠的基板和树脂膜通过至少一 方加热了的滚筒之间,利用树脂膜的热塑性将树脂膜粘合到基板上, 在无间隙地粘合基板和树脂膜的情况下是有效的方法。在使用该方法 打算粘接支撑部件和作为密封膜的树脂膜时,必须使树脂膜或支撑部 件具有热塑性。但是,如果将滚筒加热到树脂膜显现出热塑性的温 度,则树脂膜发生软化、沿基板和支撑部件的形状发生变形,不能只 使树脂膜粘接到支撑部件上。另一方面,在加热到支撑部件具有热塑 性的温度时,软化了的支撑部件被层合机压塌。这样,在使树脂膜或 支撑部件具有热塑性的情况下,或是不能形成在树脂膜与基板之间封 入液晶用的间隙,或是该间隙极端窄。
(第3现有技术)
由于液晶显示元件是薄型、轻量的,故广泛地作为携带型的信息 终端用显示器来使用。由于液晶面板是本身不发光的受光型元件(或 非发光型元件),一般来说,液晶显示元件可分类为在液晶面板的背 面配置反射板、利用外部光的反射来显示的反射型液晶显示元件和在 液晶面板的背面配置背照光源、投射该背照光源的光来显示的透射型 液晶显示元件。
众所周知,能以几伏的电压来驱动液晶,此外,在上述反射型 液晶显示元件的情况下,由于不是使用背照光源而是利用外部光来显 示,故功耗极低。
在通常的反射型液晶面板中对图像进行彩色显示时,在相邻的3 个像素上设置红、绿、蓝3色的微型滤色片,利用加法混色进行显示。 但是,除了在上述滤色片中光的透射率低之外,还需要偏振片。因此, 在制造利用外部光的反射型液晶显示元件时,存在不能显示明亮的颜 色的问题。
因此,为了不使用偏振片及滤色片而进行明亮的彩色显示,本发 明者基于所谓的减法混色的原理公开了层叠3层蓝绿、深红、黄色3 色的宾主液晶层的反射型液晶显示元件(例如,特愿平6-286324 号公报)。
以下,说明上述反射型彩色液晶显示元件。
上述反射型彩色液晶显示元件如图83中所示,在下基板1301和 上基板1302之间设置3个分别充填了蓝绿、深红、或黄色的宾主液 晶的3个液晶层1303~1305而构成。
在上述下基板1301上形成了薄膜晶体管(以下,称为TFT元件) 1306~1308和兼作反射膜的第1像素电极1309。再有,在下基板1301 上设置了由感光性聚酰亚胺1310支撑的第1绝缘膜1311。在上述第 1绝缘膜1311上设置了第2像素电极1312和第2感光性聚酰亚胺 1314。该第2像素电极1312通过开口部1313与TFT元件1307连接。
再者,设置了由上述第2感光性聚酰亚胺1314支撑的第3绝缘 膜1315。在上述第3绝缘膜1315上设置了第3像素电极1316和第3 感光性聚酰亚胺1317。该第3像素电极1316通过开口部1318与TFT 元件1308连接。在上述第3感光性聚酰亚胺1317上设置了共用电极 1319。在此,第1液晶层1303由基板上的第1像素电极1309和第2 像素电极1312施加电压,第2液晶层1304由第2像素电极1312和 第3像素电极1316施加电压,第3液晶层1305由第3像素电极1316 和共用电极1319施加电压。
但是,在上述现有的反射型彩色液晶显示元件中,关于以下示出 的方面,还有改善的余地。即,按照一般在TFT阵列基板上进行依次 层叠液晶层等的工序,存在成品率下降这样的趋势。因此,在液晶层 中确认了缺陷的情况下,由于要舍弃高价的TFT阵列基板,故导致成 本提高。
此外,即使在TN(扭曲向列)或STN(超扭曲向列)等的单纯基 体液晶的情况下,由于在基板上被形成的像素电极的形成图形根据机 器种类而改变,故必须进行刻蚀加工,使得像素电极的形成图形不 同。因而,像素电极的形成工序变得复杂,液晶面板的制造费用上升 等,妨碍了制品成本的降低。特别是在塑料液晶面板的情况下,由于 塑料基板本身是高价的,此外,与玻璃基板等相比耐热性差,透明电 极的形成及加工方面较为困难,故导致成本的进一步提高。
发明的公开
一组本发明是鉴于上述现状而进行的,其目的在于提供这样一种 液晶显示元件及其制造方法,其中,不需要形成支撑部件时的掩模的 位置重合的工序,可谋求制造成本的降低,同时可减小支撑部件所占 的面积,可进一步提高对比度。
此外,本发明的目的在于提供这样一种液晶显示元件及其制造方 法,其中,该液晶显示元件的显示是明亮的、对比度高的,也可适用 于反射型液晶显示元件,在此基础上,可消除起因于视差的套色不 准,而且,该方法是简便的方法,而且可提高制造上的成品率。
此外,本发明的目的在于提供这样一种液晶显示元件,其中,可 简化接触孔形成工序,而且可得到电极与导电部件的可靠的导通。
此外,本发明的目的在于提供这样一种液晶显示元件,其中,可 缓和或防止因在树脂膜上对电极进行溅射成膜而引起的树脂膜的皱 纹的发生。
此外,本发明的目的在于提供这样一种液晶显示元件及其制造方 法,其中,在使成品率提高的同时,可使制造成本降低。
为了解决上述的问题,本发明的第1方面所述的发明的特征在 于,具备:基板,在上表面上形成了像素电极和与该像素电极连接的 驱动元件;树脂膜,被配置在上述基板的上方,在上表面上形成了共 用电极;多个柱状支撑部件,被竖直地设置在上述基板上以支撑树脂 膜;粘接层,分别夹在上述多个支撑部件与树脂膜之间,粘接树脂膜 与支撑部件;以及液晶层,在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶而 构成,上述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接层显现出热塑 性,得到树脂膜与支撑部件的粘接状态。
如上所述,由于在基板与树脂膜之间设置间隙,在该间隙中封入 液晶来构成液晶层,故可提高液晶显示元件中液晶所占的比例,可提 高实质上的开口率,可实现高的对比度和明亮的显示。
此外,由于使粘接层显现出热塑性,来粘接支撑部件与树脂膜, 故可在未发生之前防止树脂膜沿着支撑部件变形、封入液晶用的的间 隙变窄这样的情况,将基板和树脂膜保持为一定间隔。于是,将液晶 层的厚度保持为恒定,可提高显示性能。
此外,第2方面所述的发明是一种液晶显示元件,具备:基板, 在上表面上形成了像素电极和与该像素电极连接的驱动元件;多个树 脂膜,它是被配置在该基板的上方的多个树脂膜,在最上位置的树脂 膜的上表面上形成了共用电极,在其它树脂膜的上表面上形成了像素 电极;以及多个液晶层,其结构是这样的,在基板与树脂膜间以及在 树脂膜相互间分别介入了多个柱状支撑部件而形成的各间隙内封入 液晶而构成,在上述基板的上表面上具备分别与上述各树脂膜上的像 素电极对应的驱动元件,利用与该树脂膜上的像素电极相关地设置的 立体布线将上述树脂膜上的像素电极与驱动元件导电性地连接起 来,其特征在于,在上述各支撑部件与树脂膜之间介入了粘接层,上 述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接层显现出热塑性,来得到 树脂膜与支撑部件的粘接状态,在基板与树脂膜间存在的支撑部件和 在树脂膜相互间存在的支撑部件在关于与基板平行的面上大致存在 于同一位置上。
构成起到与本发明的第1发明同样的作用的、使用了树脂膜的多 层结构的液晶显示元件。此外,因为在基板与树脂膜间存在的支撑部 件和在树脂膜相互间存在的支撑部件在关于与基板平行的面上大致 存在于同一位置上,故支撑部件在垂直于基板的方向上排列成一条直 线。由此,能可靠的支撑各层的树脂膜,可防止起因于各层间的支撑 部件的位置偏移的支撑部件的变形及液晶层的破坏。
此外,第3或第4方面所述的发明是第1或第2方面所述的液晶 显示元件,其特征在于:上述树脂膜是没有热塑性的材料,或是与粘 接层相比具有显现出热塑性的温度高的热塑性的材料,上述支撑部件 是没有热塑性的材料,或是与粘接层相比具有显现出热塑性的温度高 的热塑性的材料,或是在粘接处理之前进行了硬化处理的材料。
利用上述结构的树脂膜与支撑部件的组合,在树脂膜及支撑部件 中不产生变形的情况下构成粘接树脂膜与支撑部件的液晶显示元 件。
此外,第5方面所述的发明是第2方面所述的液晶显示元件,其 特征在于:层叠各3组上述液晶层和上述树脂膜,构成3个液晶层的 液晶是分别包含不同颜色的2色性色素的宾主液晶。
利用上述的结构,构成可实现全彩色显示的液晶显示元件。
此外,第6或第7方面所述的发明是第1或第2方面所述的液晶 显示元件,其特征在于:上述基板是透明基板,上述支撑部件和上述 粘接层是在基板表面的支撑部件形成部位上形成遮光膜、将该遮光膜 作为光掩模利用光刻法形成的正型光致抗蚀剂。
通过这样来构成,由于支撑部件的位置精度高,故可减小支撑部 件所占的面积,可容易地提高对比度。
此外,特别是在多层结构的情况下,尽可能地降低了各层间的支 撑部件的位置偏移。
此外,第8或第9方面所述的发明是第1或第2方面所述的液晶 显示元件,其特征在于:上述基板是透明基板,上述支撑部件和上述 粘接层是在基板表面的支撑部件形成部位以外的部分上形成遮光 膜、将该遮光膜作为光掩模利用光刻法形成的负型光致抗蚀剂。
在该结构中,也与上述第6或第7方面所述的发明相同,可提高 支撑部件的位置精度。
此外,第10或第11方面所述的发明是第1或第2方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述多个支撑部件中在像素区域内存在的 支撑部件相互的间隔在15μm~100μm的范围内。
之所以要限制支撑部件的相互的间隔,是因为如果支撑部件的间 隔过大,则树脂膜在支撑部件与支撑部件间垂弛,不能将基板与树脂 膜的间隔维持为恒定,成为颜色不匀及对比度下降的原因。
此外,如果支撑部件的间隔过小,则支撑部件的个数过多,导致 开口率的降低。
此外,第12或第13方面所述的发明是第1或第2方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述树脂膜的厚度为0.5μm~10μm。
之所以要限制树脂膜的厚度,是基于以下的原因。即,在树脂膜 的厚度的平均值比0.5μm小的情况下,在树脂膜中容易产生皱纹。在 树脂膜的厚度的平均值比10μm大的情况下,与施加在液晶层上的电 压相比,在树脂膜中的电压降变得过大。
此外,第14或第15方面所述的发明是第1或第2方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述树脂膜的电阻率是1010Ω·cm以下。
之所以这样来规定树脂膜的电阻率,是基于下述的原因。即,在 树脂膜的电阻率比1010Ω·cm大的情况下,与施加在液晶层上的电压 相比,在树脂膜中的电压降变得过大。
此外,第16或第17方面所述的发明是第2或第5方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述多个树脂膜是具有光学各向异性的树 脂膜,而且,将树脂膜的滞相轴配置成全部为相同的方向。
利用上述的结构,可抑制因树脂膜的光学各向异性引起的光的衰 减,可实现明亮的显示。
此外,第18或第19方面所述的发明是第1或第2方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述树脂膜具有通气性,上述共用电极由 具有反射性的金属材料构成,兼作防止外部空气中的分通过树 脂膜侵入到元件内用的遮蔽膜。
利用上述的结构,在树脂膜具有通气性的情况下,可防止因氧及 水分从外部空气侵入到液晶层内而引起的显示性能的下降。
此外,第20或第21方面所述的发明是第1或第2方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述树脂膜具有通气性,在共用电极上形 成了防止外部空气中的氧及水分通过树脂膜侵入到元件内用的遮蔽 膜。
在该结构中也起到与上述第18或第19方面所述的发明相同的作 用、效果。
此外,第22或第23方面所述的发明是第20或第21方面所述的 液晶显示元件,其特征在于:上述共用电极是透明电极,上述遮蔽膜 由具有反射特性的金属材料构成,兼作反射板。
这样,没有必要另外设置反射板,而且可防止因氧等的侵入引起 的显示性能的下降。
此外,第24或第25方面所述的发明是第1或第2方面所述的液 晶显示元件,其特征在于:上述共用电极是透明电极,在该共用电极 上形成在表面上具有微细的多个凹凸形状的透明的树脂层,在该树脂 层上形成了与其表面形状对应的凹凸形状的反射膜。
利用上述的结构,反射膜的光反射特性成为发散性,与反射膜为 镜面性的情况相比,可防止因光源的照入等引起的显示性能的下降。
此外,第26方面所述的发明的特征在于,具备:基板,在上表 面上形成了像素电极和与该像素电极连接的驱动元件;树脂膜,被配 置在上述基板的上方;多个柱状支撑部件,被竖直地设置在上述基板 上以支撑树脂膜;粘接层,分别夹在上述多个支撑部件与树脂膜之 间,粘接树脂膜与支撑部件;以及液晶层,在上述基板与上述树脂膜 之间封入液晶而构成,上述粘接层由具有热塑性的材料构成,使粘接 层显现出热塑性,以得到树脂膜与支撑部件的粘接状态,在树脂膜的 上表面上形成在表面上具有微细的多个凹凸形状的透明的树脂层,在 该树脂层上形成了与其表面形状对应的凹凸形状的反射膜,该反射膜 兼作共用电极。
除了上述的第24或第25方面所述的发明的作用之外,没有必要 另外设置反射膜,在谋求薄型化的同时,可谋求降低部件的个数。
此外,第27方面所述的发明是一种液晶显示元件,具备:基板, 在上表面上形成了像素电极和与该像素电极连接的驱动元件;多个树 脂膜,它是被配置在该基板的上方的多个树脂膜,在最上位置的树脂 膜以外的其它树脂膜的上表面上形成了像素电极;以及多个液晶层, 其结构是这样的,在基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别介入了 多个柱状支撑部件而形成的各间隙内封入液晶而构成,在上述基板的 上表面上具备分别与上述各树脂膜上的像素电极对应的驱动元件,利 用与该树脂膜上的像素电极相关地设置的立体布线将上述树脂膜上 的像素电极与驱动元件导电性地连接起来,其特征在于,在上述各支 撑部件与树脂膜之间介入了粘接层,上述粘接层由具有热塑性的材料 构成,使粘接层显现出热塑性,来得到树脂膜与支撑部件的粘接状 态,在基板与树脂膜间存在的支撑部件和在树脂膜相互间存在的支撑 部件在关于与基板平行的面上存在于大致同一位置上,在上述最上位 置的树脂膜的上表面上形成在表面上具有微细的多个凹凸形状的透 明的树脂层,在该树脂层上形成了与其表面形状对应的凹凸形状的反 射膜,该反射膜兼作共用电极。
除了上述的第24或第25方面所述的发明的作用之外,没有必要 另外设置反射膜,在谋求薄型化的同时,可谋求降低部件的个数。
此外,第28方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像 素电极连接的驱动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;粘接层 形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;树脂膜粘合工序,将树 脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通过在该状态下进行加热,一 边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使上述树脂膜粘合在上述支撑 部件上;共用电极形成工序,在上述树脂膜的上表面上形成共用电 极;以及液晶封入工序,在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶。
利用上述的结构,可容易地将极薄的树脂膜粘接到支撑部件上。 此外,由于在基板与树脂膜的间隙中封入液晶来构成液晶层,故可提 高液晶显示元件中液晶所占的比例,可提高实质上的开口率,可制造 实现了高对比度的和明亮的显示的液晶显示元件。
此外,由于使用树脂膜作为密封膜,将该树脂膜经粘接层粘接到 支撑部件上,故在成为本发明的基础的发明中,可在未发生之前防止 成为问题的存在担心的制造上的成品率的降低。
此外,第29方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像 素电极连接的驱动元件的透明基板上形成多个支撑部件;粘接层形成 工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;树脂膜粘合工序,将树脂膜 经上述粘接层重叠在支撑部件上,通过在该状态下进行加热,一边在 基板与树脂膜之间保持间隙,一边使上述树脂膜粘合在上述支撑部件 上;在上述树脂膜中形成开口的工序;连接工序,在上述树脂膜上形 成像素电极的同时,通过上述开口将上述基板上的对应的驱动元件与 上述树脂膜上的像素电极导电性地连接起来;层叠工序,在基板上交 替地层叠封入液晶的区域和树脂膜,通过至少进行一次下述各工序, 交替地层叠液晶封入区域和树脂膜,这些工序是:在基板上已粘合的 树脂膜上形成支撑部件的工序、在上述支撑部件上形成粘接层的工 序、在上述支撑部件上粘合树脂膜的工序、在上述树脂膜中形成开口 的工序、以及在上述树脂膜上形成像素电极的同时,通过上述开口将 上述基板上的对应的驱动元件与上述树脂膜上的像素电极导电性地 连接起来的连接工序;粘合工序,在上述层叠工序中最后被粘合的树 脂膜上再形成支撑部件,在该支撑部件上形成粘接层,使最上位置的 树脂膜粘合到支撑部件上;共用电极形成工序,在上述最上位置的树 脂膜的上表面上形成共用电极;以及液晶注入工序,在基板与树脂膜 之间的液晶封入区域和树脂膜相互间的液晶封入区域中,注入液晶。
可制造起到与上述第28方面所述的发明同样的作用的多层结构 的液晶显示元件。
此外,第30方面所述的发明是第29方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:在形成上述开口的工序中,利用反应离子刻 蚀在树脂膜中形成开口。
利用上述的结构,可在树脂膜中可靠地形成开口。
此外,第31或第32方面所述的发明是第28或第29方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:上述树脂膜粘合工序包括利 用加热了的滚筒来按压树脂膜的工序。
利用上述的结构,通过使用加热了的滚筒,能在短时间内而且可 靠地将树脂膜粘合在支撑部件上。
此外,第33或第34方面所述的发明是第32方面所述的液晶显 示元件的制造方法,其特征在于:选择了上述粘接层显现出热塑性的 温度比上述树脂膜显现出热塑性的温度低的那样的材料,利用上述加 热滚筒,在粘接层显现出可塑性的温度以上且树脂膜显现出可塑性的 温度以下进行加热。
利用上述的结构,利用加热了的滚筒,使粘接层变成可塑化,经 粘接层将树脂膜粘接到支撑部件上。此时,由于支撑部件和树脂膜不 变成可塑化,故可防止树脂膜沿支撑部件变形、或支撑部件被破坏的 情况。于是,一边可维持相当于支撑部件的高度的间隙,一边可容易 地将树脂膜粘合在支撑部件上。
此外,第35或第36方面所述的发明是第32方面所述的液晶显 示元件的制造方法,其特征在于:上述加热了的滚筒的至少表面部由 具有刚性的材料构成。
利用上述的结构,树脂膜不会侵入到支撑部件中,树脂膜不会发 生变形,通过使树脂膜在平滑的状态下粘接到支撑部件上,可使液晶 层的厚度变得均匀,可防止显示的不匀和缺陷。
此外,第37方面所述的发明是第28方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:支撑部件形成工序是下述的工序,即,在基 板表面的支撑部件形成部位上形成遮光膜、在基板表面上涂敷第1正 型抗蚀剂来覆盖该遮光膜之后,从基板的背面一侧以遮光膜作为光掩 模进行了曝光后,用显影液对第1正型抗蚀剂1进行显影,使第1正 型抗蚀剂硬化,在基板上形成支撑部件,上述粘接层形成工序是下述 的工序,即,在形成了支撑部件的基板上涂敷第2正型抗蚀剂后,从 基板的背面一侧以遮光膜作为光掩模进行了曝光后,通过用显影液对 第2正型抗蚀剂进行显影,在支撑部件上形成粘接层。
利用上述的结构,不需要支撑部件与粘接层的掩模位置重合,可 容易地在支撑部件上形成粘接层,可简化制造工序。
此外,第38或第39方面所述的发明是第28或第29方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:树脂层形成工序和树脂膜粘 合工序是下述的工序,即,准备在一个表面上预先覆盖了粘接层的树 脂膜,将该树脂膜重叠在支撑部件上,使覆盖了粘接层的面与支撑部 件相对,通过在该状态下进行加热,使上述树脂膜粘合到上述支撑部 件上。
利用上述的结构,不需要在支撑部件上的粘接层形成工序,可简 化制造工序。
此外,第40或第41方面所述的发明是第28或第29方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:在上述支撑部件形成工序 中,将上述多个支撑部件中在像素区域内存在的支撑部件形成为宽度 在高度以上。
利用上述的结构,例如为了将树脂膜粘合到支撑部件上,在将树 脂膜重叠到支撑部件上的状态下,利用通过时层合机的滚筒的压力, 可抑制支撑部件受到破坏的情况,可提高制造的成品率。
此外,第42或第43方面所述的发明是第28或第29方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:上述树脂膜的厚度为 0.5μm~10μm。
之所以要限制树脂膜的厚度,是基于以下的原因。即,在树脂膜 的厚度的平均值比0.5μm小的情况下,在树脂膜中容易产生皱纹。在 树脂膜的厚度的平均值比10μm大的情况下,与施加在液晶层上的电 压相比,在树脂膜中的电压降变得过大。
此外,第44或第45方面所述的发明是第28或第29方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:上述树脂膜的主要成分是聚 酯树脂。
利用上述的结构,树脂膜具有必要的强度,在制造时,在树脂膜 中难以引起破裂,可使制造的成品率提高。此外,由于聚酯树脂是透 明的,在可见光的波长范围内的光的衰减小,故作为液晶显示元件可 实现明亮的显示。
此外,第46方面所述的发明是第28方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:在使上述基板上的支撑部件与树脂膜粘合的 工序中,形成使基板与树脂膜的间隙与外部通气用的通气口。
利用上述的结构,在与加热或抽真空相伴随的工序中,利用通气 口的通气,可防止因基板与树脂膜的间隙的气体膨胀而引起的树脂膜 的破裂,可抑制成品率的下降。
此外,第47方面所述的发明是第29方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:在使上述基板上的支撑部件与树脂膜粘合的 工序中,形成使基板与树脂膜的间隙与外部通气用的通气口,在使上 述树脂膜上的支撑部件与树脂膜粘合的工序中,形成使树脂膜相互间 的间隙与外部通气用的通气口。
利用上述的结构,在与加热或抽真空相伴随的工序中,利用通气 口的通气,可防止因基板与树脂膜的间隙或树脂膜之间的间隙的气体 膨胀而引起的树脂膜的破裂,可抑制成品率的下降。
此外,第48方面所述的发明是第46方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:通过在基板上的显示部分的周边上部分地留 下不粘接的部位来粘接基板与树脂膜,作为通气口设置了未粘接的部 位。
利用上述的结构,可容易地形成通气口,可谋求制造工序的简 化。
此外,第49方面所述的发明是第47方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:通过在基板上的显示部分的周边上部分地留 下不粘接的部位来粘接树脂膜与树脂膜,作为通气口设置了未粘接的 部位。
利用上述的结构,可容易地形成通气口,可谋求制造工序的简 化。
此外,第50或第51方面所述的发明是第48或第49方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:对上述通气口的内壁施行使 表面张力降低的处理。
利用上述的结构,在交替地实施加热或抽真空的工序和浸渍在溶 液中的工序时,由于没有必要重复通气口的开口和闭口,故可简化制 造工序。
此外,第52方面所述的发明是第46方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:在基板上的显示部分的周边上粘接基板与树 脂膜,一旦将基板与树脂膜间的液晶封入区域作成密闭状态后,在树 脂膜的显示部分以外的部分中形成贯通孔,作为通气口。
利用上述的结构,可容易地形成通气口,可谋求制造工序的简 化。
此外,第53方面所述的发明是第47方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:在基板上的显示部分的周边上粘接基板与树 脂膜和树脂膜与树脂膜,一旦将基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间 的各自的液晶封入区域作成密闭状态后,在树脂膜的显示部分以外的 部分中形成贯通孔,作为通气口。
利用上述的结构,可容易地形成通气口,可谋求制造工序的简 化。
此外,第54或第55方面所述的发明是第46或第47方面所述的 液晶显示元件的制造方法,其特征在于:包括堵住上述通气口的工 序。
利用上述的结构,在与浸渍在溶液中相伴随的工序中,可防止溶 液通过上述通气口侵入的情况,可提高成品率。
此外,第56方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像 素电极连接的驱动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;粘接层 形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;树脂膜粘合工序,将树 脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通过在该状态下进行加热,一 边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使上述树脂膜粘合在上述支撑 部件上;形成树脂层的工序,在上述树脂膜的上表面上涂敷光致抗蚀 剂,在进行了掩模曝光和显影后,通过烧固形成在表面上具有微细的 多个凹凸形状的树脂层;在上述树脂层上对兼作共用电极的反射膜进 行成膜的工序;以及在上述基板与上述树脂膜之间封入液晶的液晶封 入工序。
利用上述的结构,可容易地在液晶层上形成具有发散性的反射 膜。
此外,第57方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:支撑部件形成工序,在形成了像素电极和与该像 素电极连接的驱动元件的透明基板上形成多个柱状支撑部件;粘接层 形成工序,在上述各支撑部件上形成粘接层;树脂膜粘合工序,将树 脂膜经上述粘接层重叠在支撑部件上,通过在该状态下进行加热,一 边在基板与树脂膜之间保持间隙,一边使上述树脂膜粘合在上述支撑 部件上;在上述树脂膜中形成开口的工序;连接工序,在上述树脂膜 上形成像素电极的同时,通过上述开口将上述基板上的对应的驱动元 件与上述树脂膜上的像素电极导电性地连接起来;层叠工序,在基板 上交替地层叠封入液晶的区域和树脂膜,通过至少进行一次下述各工 序,交替地层叠液晶封入区域和树脂膜,这些工序是:在基板上已粘 合的树脂膜上形成支撑部件的工序、在上述支撑部件上形成粘接层的 工序、在上述支撑部件上粘合树脂膜的工序、在上述树脂膜中形成开 口的工序、以及在上述树脂膜上形成像素电极的同时,通过上述开口 将上述基板上的对应的驱动元件与上述树脂膜上的像素电极导电性 地连接起来的连接工序;粘合工序,在上述层叠工序中最后被粘合的 树脂膜上再形成支撑部件,在该支撑部件上形成粘接层,使最上位置 的树脂膜粘合到支撑部件上;形成树脂层的工序,在上述最上位置的 树脂膜的上表面上涂敷光致抗蚀剂,在进行了掩模曝光和显影后,通 过烧固形成在表面上具有微细的多个凹凸形状的树脂层;在上述树脂 层上对兼作共用电极的反射膜进行成膜的工序;以及液晶注入工序, 在基板与树脂膜之间的液晶封入区域和树脂膜相互间的液晶封入区 域中,注入液晶。
利用上述的结构,可容易地在液晶层上形成具有发散性的反射 膜。
第58方面所述的发明是一种树脂膜结构体,它是层叠包含形成 了电极的至少2个以上的树脂膜的多个树脂膜、在树脂膜间介入了液 晶层的结构的液晶显示元件,其特征在于:贯通全部上述的层叠树脂 膜形成接触孔,预先确定的电极分别成为至少部分地在接触孔内突出 并露出的状态,在接触孔内周面上形成的导电部件分别与这些露出部 接触,对预先确定的电极相互间进行导电性连接。
如上所述,由于贯通全部层叠树脂膜来形成接触孔,故即使是被 层叠的树脂膜上的任一个电极相互间也能进行连接。此外,利用导电 部件与露出部分接触的结构,增大了电极与导电部件的接触面积。因 此,可得到电极与导电部件的可靠的导通。结果,可得到关于导电性 的连接状态可靠性提高了的液晶显示元件。
此外,第59方面所述的发明是第58方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:树脂膜至少具有第1树脂膜和第2树脂膜,将第2树脂 膜的接触孔的直径形成得比与上述第2树脂膜邻接的第1树脂膜的接 触孔的直径大,上述第1树脂膜上的电极在接触孔内突出并露出。
利用上述的结构,接触孔内周面成为阶梯状,第1树脂膜上的电 极构成台阶面。因而,电极与导电部件可靠地导通。
此外,第60方面所述的发明是层叠多个形成了电极的树脂膜, 在树脂膜间介入了液晶层的结构的液晶显示元件,其特征在于:形成 多个贯通全部上述层叠树脂膜的接触孔,通过在该接触孔内周面上形 成的导电部件,对上述多个电极中的预先确定的电极相互间进行导电 性连接。
如上所述,通过在每个接触孔中将电极相互间连接起来,可实现 所希望的多组的电极相互间的连接。因而,在需要复杂的立体布线结 构的情况下,本发明特别有效。
此外,第61方面所述的发明是第60方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:上述预先确定的电极成为在接触孔内露出的状态,导电 部件与该露出部连接。
如上所述,利用导电部件与露出部分接触的结构,增大电极与导 电部件的接触面积。因此,可得到电极与导电部件的可靠的导通。
此外,第62方面所述的发明是第61方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:上述预先确定的电极在接触孔内突出并露出。
如上所述,利用电极在接触孔内突出并露出这一点,进一步增大 电极与导电部件的接触面积。因此,可得到电极与导电部件的更可靠 的导通。
此外,第63方面所述的发明是一种液晶显示元件,具有:至少 形成了第1和第2驱动元件的基板;至少形成了第1电极的第1树脂 膜;以及形成了层叠在该第1树脂膜上的第2电极的第2树脂膜,在 基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间介入了液晶层,其特征在于:至 少在层叠了基板、第1树脂膜和第2树脂膜的状态下,形成至少贯通 第1树脂膜和第2树脂膜的第1接触孔以及至少贯通第1树脂膜和第 2树脂膜的与第1接触孔不同的第2接触孔,通过在第1接触孔的内 周面上形成的第1导电部件将第1驱动元件与第1电极导电性连接起 来,通过在第2接触孔的内周面上形成的第2导电部件将第2驱动元 件与第2电极导电性连接起来。
如上所述,通过导电性地连接驱动元件与电极,可利用驱动元件 来控制例如施加到电极上的电压。
此外,第64方面所述的发明是第63方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:上述第1和第2电极成为在接触孔内露出的状态,导电 部件与该露出部连接。
利用上述的结构,第1和第2电极与导电部件可靠地导通。
此外,第65方面所述的发明是第64方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:上述第1和第2电极在接触孔内突出并露出。
如上所述,利用第1和第2电极在接触孔内突出并露出这一点, 进一步增大第1和第2电极与导电部件的接触面积。因此,可得到第 1和第2电极与导电部件的更可靠的导通。
此外,第66方面所述的发明是第65方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:将第2树脂膜的接触孔的直径形成得比第1树脂膜的接 触孔的直径大。
利用上述的结构,接触孔内周面成为阶梯状,第1树脂膜上的电 极构成台阶面。因而,电极与导电部件可靠地导通。
此外,第67方面所述的发明是一种液晶显示元件,其特征在于, 具备:基板,形成了像素电极和与该像素电极连接的像素开关元件; 多个树脂膜,它是以层叠状配置在该基板上的多个树脂膜,在最上位 置的树脂膜上形成了共用电极,在其它树脂膜上形成了像素电极;以 及在基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别配置的液晶层,在上述 基板上还具备分别与上述树脂膜上的各像素电极对应的多个驱动元 件,在基板与树脂膜间以及在树脂膜相互间分别配置立体布线用基座 (pad),贯通全部立体布线用基座和全部树脂膜,形成了分别与上 述各像素电极对应的多个接触孔,在每个接触孔中,通过在接触孔的 内周面上形成的导电部件将与该接触孔有关的像素电极与对应于该 像素电极的驱动元件导电性地连接起来。
利用上述的结构,可利用基板上的驱动元件来控制对各像素电极 施加的电压,可得到使用了树脂膜的多层结构的液晶显示元件。
此外,第68方面所述的发明是第67方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:在每个接触孔中,上述像素电极成为在接触孔内露出的 状态,导电部件与该露出部连接。
如上所述,利用导电部件与像素电极的露出部分接触的结构,增 大电极与导电部件的接触面积。因此,可得到电极与导电部件的可靠 的导通。结果,可得到关于导电性的连接状态可靠性提高了的多层结 构的液晶显示元件。
此外,第69方面所述的发明是第68方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:在每个接触孔中,上述像素电极在接触孔内突出并露 出。
如上所述,利用像素电极在接触孔内突出并露出这一点,进一步 增大像素电极与导电部件的接触面积。因此,可得到像素电极与导电 部件的更可靠的导通。
此外,第70方面所述的发明是第69方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:将上侧树脂膜的接触孔的直径形成得比下侧树脂膜的接 触孔的直径大。
利用上述的结构,接触孔内周面成为阶梯状,下侧树脂膜上的电 极构成台阶面。因而,像素电极与导电部件可靠地导通。
此外,第71、72、73、74方面所述的发明是一种液晶显示元件, 其特征在于:上述电极由具有抗干法刻蚀的性能的材料构成,上述接 触孔利用干法刻蚀处理来形成。
利用上述的结构,通过干法刻蚀可得到在接触孔内突出并露出的 状态。
此外,第75方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:树脂膜层叠工序,层叠形成了电极的多个树脂膜; 接触孔形成工序,形成多个贯通全部层叠树脂膜的接触孔;以及导电 处理工序,在上述多个接触孔内充填导电部件,通过导电部件使上述 多个电极中的预先确定的电极相互间导电性地连接起来。
利用上述的结构,只通过进行1次接触孔形成工序就可使多组所 希望的电极相互间导通。因而,与现有例相比,可谋求接触孔形成工 序的简化。
此外,第76方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:树脂膜层叠工序,在至少形成了第1和第2驱动 元件的基板上,按下述顺序层叠形成了第1电极的第1树脂膜和形成 了第2电极的第2树脂膜;接触孔形成工序,在形成至少贯通第1树 脂膜和第2树脂膜的第1接触孔的同时,形成至少贯通第1树脂膜和 第2树脂膜的与第1接触孔不同的第2接触孔;以及导电处理工序, 在上述第1接触孔内充填第1导电部件的同时,在上述第2接触孔内 充填第2导电部件,在通过第1导电部件将上述第1驱动元件与上述 第1电极导电性地连接起来的同时,通过第2导电部件将上述第2驱 动元件与上述第2电极导电性地连接起来。
利用上述的结构,只通过进行1次接触孔形成工序就可使多组所 希望的电极与驱动元件导通。因而,与现有例相比,可谋求接触孔形 成工序的简化。
此外,第77方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法, 它是树脂膜结构体的制造方法,其中,层叠形成了由具有抗干法刻蚀 的性能的材料构成的电极的多个树脂膜,在该层叠树脂膜中形成接触 孔,经该接触孔将上述多个电极中的预先确定的电极相互间导电性地 连接起来,其特征在于,包括:除去工序,只对于上述预先确定的电 极,在树脂膜上形成了电极后,从树脂膜除去形成接触孔的电极部 分,而且该除去范围比下侧电极的除去范围大;以及利用干法刻蚀形 成接触孔的工序。
电极具有抗干法刻蚀的性能,树脂膜不具有抗干法刻蚀的性能。 因而,虽然利用干法刻蚀除去树脂膜,但不除去电极。而且,在接触 孔形成位置处,只对于预先确定的电极,在比下侧电极的除去范围大 的范围内进行除去。由此,当开了接触孔时,只有预先确定的电极成 为在接触孔内突出并露出的状态。因而,就得到预先确定的电极与导 电部件的可靠的导通状态,提高了预先确定的电极相互间的导电性连 接的可靠性。
此外,第78方面所述的发明是一种液晶显示元件,其特征在于, 包括:树脂膜;设置在上述树脂膜上、具有对于溅射的耐冲击性的皱 纹缓和层;以及由利用溅射法在上述皱纹缓和层上成膜的无机材料构 成的电极。
利用上述的结构,可防止在树脂膜上对ITO等无机材料的电极进 行溅射成膜时发生的皱纹。
此外,第79方面所述的发明是第78方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:上述树脂膜的厚度比10μm小。
之所以要限制如上所述的树脂膜的厚度,是基于以下的原因。 即,在厚度比10μm小的情况下,对于溅射的耐冲击性极小,如果不 设置皱纹缓和层,则会显著地发生皱纹。
此外,第80方面所述的发明是第78方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:上述缓和层由包含二氧化粒子的有机树脂 或丙烯酸系列树脂构成。
如上所述,由于包含二氧化硅粒子的有机树脂或丙烯酸系列树脂 对于溅射的耐冲击性较大,故能可靠地防止皱纹。
此外,第81方面所述的发明是第78方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:一边在上述树脂膜与基板之间介入垫片以保持间隙,一 边设置上述树脂膜,在上述间隙中充填了液晶。
利用上述的结构,构成具备没有皱纹的树脂膜的液晶显示元件。 结果,不产生因树脂膜的皱纹引起的不需要的散射,可谋求显示特性 的提高。
第82方面所述的发明是一种液晶显示元件,包括:基板,由透 明的材料构成,并形成了反射膜;密封板,与上述基板的形成了反射 膜的一侧相对地设置;以及液晶层,被设置在上述基板与密封板之 间,其特征在于:在上述反射膜中形成开口部的同时,设置了支撑上 述密封板的支撑部件,该支撑部件通过在上述基板与上述密封板之间 的形成了上述反射膜的开口部的位置上,经上述开口部对感光性树脂 进行曝光来形成。
通过这样来构成,由于支撑部件的位置精度高,故可容易地减小 支撑部件所占的面积,提高对比度。
第83方面所述的发明是第82方面所述的液晶显示元件,其特征 在于:上述感光性树脂是负型抗蚀剂。
由此,通过如上所述那样经上述开口部对感光性树脂进行曝光, 可容易地得到支撑部件。
第84方面所述的发明是第83方面所述的液晶显示元件,其特征 在于:上述液晶层包含高分子和分散在上述高分子中并被保持的液 晶。
由此,可得到利用液晶层中的高分子,密封板被支撑部件可靠地 固定的液晶显示元件。
此外,第85方面所述的发明是第82方面所述的液晶显示元件, 其特征在于:上述感光性树脂是包含形成上述液晶层用的液晶和感光 性的高分子前体的混合溶液中的上述高分子前体。
由此,由于液晶层利用在因混合溶液的曝光引起的支撑部件的形 成中被消耗而留下的液晶来形成,故可得到实质上开口率较大、对比 度进一步提高的液晶显示元件。
第86方面所述的发明是第82方面所述的液晶显示元件,其特征 在于:重叠地设置了多组上述液晶层和密封板,设置了支撑各密封板 的支撑部件,该支撑部件通过在各密封板间的形成了上述反射膜的开 口部的位置上,经上述开口部对感光性树脂进行曝光来形成。
由此,可构成能显示彩色图像的液晶显示元件。
第87方面所述的发明是第86方面所述的液晶显示元件,其特征 在于:设置了3组上述液晶层和密封板,各液晶层分别包含宾主液 晶,该宾主液晶包含蓝绿、深红、或黄色中的互不相同的颜色的2色 性色素和液晶。
由此,可构成能显示全彩色图像的液晶显示元件。
第88方面所述的发明是液晶显示元件的制造方法,其特征在 于,包括:在上述基板上形成具有上述开口部的反射膜的工序;在形 成了上述反射膜的基板上形成感光性树脂层的工序;从上述基板一侧 通过上述反射膜的开口部对上述感光性树脂层进行曝光、使其硬化的 工序;利用显影除去上述感光性树脂层中的因上述反射膜的遮蔽而未 被曝光的部分,来形成上述支撑部件的工序;使上述密封板密接到上 述支撑部件上的工序;以及在上述基板与密封板之间封入液晶,来形 成上述液晶层的工序。
由此,由于能可靠地在开口部的位置上形成支撑部件,能容易地 提高支撑部件的位置精度,故不会产生因支撑部件的位置偏移而引起 的液晶层的破坏等,可减小支撑部件所占的面积,能制造对比度高的 液晶显示元件。而且,没有必要如另外使用掩模那样进行掩模的位置 重合,故也可谋求制造成本的降低。
第89方面所述的发明是第88方面所述的液晶显示元件的制造方 法,其特征在于:上述感光性树脂层由负型抗蚀剂形成。
由此,由于在支撑部件的形成中可应用一般的材料,故可容易地 且以廉价的制造成本来制造支撑部件。
第90方面所述的发明是第88方面所述的液晶显示元件的制造方 法,其特征在于,形成上述液晶层的工序包括:封入工序,在上述基 板与密封板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体的混合溶液;以 及固定工序,通过从上述密封板一侧对上述混合溶液进行曝光,使上 述混合溶液中的高分子前体硬化,形成包含高分子和分散在上述高分 子中而被保持的液晶的上述液晶层,同时将上述密封板固定在上述基 板上。
由此,利用因曝光而硬化了的高分子,可容易地且可靠地固定基 板与密封板。
此外,第91方面所述的发明是第88方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于,使上述密封板密接到上述支撑部件上的工序 包括:在上述支撑部件、或上述密封板的至少某一方上涂敷粘接剂的 工序;以及将上述密封板固定在上述基板上的粘接工序。
此外,第92方面所述的发明是第91方面所述的液晶显示元件的 制造方法,其特征在于:上述粘接工序包括在上述支撑部件、或上述 密封板的至少某一方上涂敷粘接剂的工序。
由此,由于即使不使用包含液晶和感光性的高分子前体的混合溶 液,也能容易地且可靠地固定基板与密封板,故可增大液晶层中液晶 所占的比例,可增大实质上的开口率,可制造对比度更高的液晶显示 元件。
第93方面所述的发明是第88方面所述的液晶显示元件的制造方 法,其特征在于:通过分别至少进行1次下述工序,来形成多个液晶 层,这些工序包括:在上述密封板上形成新的感光性树脂层的工序; 从上述基板一侧经上述反射膜的开口部和已形成的支撑部件对上述 新的感光性树脂层进行曝光,使其硬化的工序;利用显影除去上述新 的感光性树脂层中的因上述反射膜的遮蔽而未被曝光的部分,形成新 的支撑部件的工序;使新的密封板密接到上述新的支撑部件上的工 序;以及在上述已形成的密封板与上述新的密封板之间封入液晶,来 形成新的液晶层的工序。
由此,可制造能显示彩色图像的液晶显示元件。
第94方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法,其特征 在于,包括:在基板上形成具有上述开口部的反射膜的工序;在上述 基板上的形成了上述反射膜的开口部以外的预定的区域中形成辅助 支撑部件的工序;使上述密封板密接到上述辅助支撑部件上的工序; 在上述基板与密封板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体的混 合溶液的工序;以及从上述基板一侧通过上述反射膜的开口部对上述 混合溶液进行曝光,使上述混合溶液中的高分子前体在与上述反射膜 的开口部对应的位置上析出和硬化来形成上述支撑部件,同时利用留 下的混合溶液中的液晶来形成上述液晶层的工序。
由此,由于能可靠地在开口部的位置上形成支撑部件,能容易地 提高支撑部件的位置精度,故不会产生因支撑部件的位置偏移而引起 的液晶层的破坏等,可减小支撑部件所占的面积,在此基础上,由于 利用因混合溶液的曝光引起的支撑部件的形成中被消耗而留下的液 晶来形成液晶层,故可增大实质上的开口率,可制造对比度更高的液 晶显示元件。而且,由于没有必要如另外使用掩模那样进行掩模的位 置重合,故也可谋求制造成本的降低。
第95方面所述的发明是第94方面所述的液晶显示元件的制造方 法,其特征在于:形成上述辅助支撑部件的工序包括:在形成了上述 反射膜的基板上形成负型抗蚀剂层的工序;从与上述基板相反的一侧 通过预定的掩模图形对上述负型抗蚀剂层进行曝光,使其硬化的工 序;以及利用显影除去上述负型抗蚀剂层中的因上述掩模图形的遮蔽 而未被曝光的部分的工序。
由此,由于在辅助支撑部件的形成中可应用一般的材料,故可容 易地且以廉价的制造成本来制造辅助支撑部件。
第96方面所述的发明是第94方面所述的液晶显示元件的制造方 法,其特征在于:通过分别至少进行1次下述工序,来形成多个液晶 层,这些工序包括:在已形成的密封板上的、与已形成的辅助支撑部 件对应的位置上形成新的辅助支撑部件的工序;使新的密封板密接到 上述新的辅助支撑部件上的工序;在上述已形成的密封板与新的密封 板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体的新的混合溶液的工 序;以及从上述基板一侧经上述反射膜的开口部和已形成的支撑部件 对上述新的混合溶液进行曝光,使上述新的混合溶液中的高分子前体 在与上述反射膜的开口部对应的位置上析出和硬化来形成新的支撑 部件,同时利用留下的混合溶液中的液晶来形成新的液晶层的工序。
由此,可制造能显示彩色图像的液晶显示元件。
第97方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法,其特征 在于,包括:在基板上形成具有上述开口部的反射膜的工序;在形成 了上述反射膜的基板上形成感光性树脂层的工序;从上述基板一侧利 用第1掩蔽部件覆盖另外的第2开口部,使得上述反射膜的开口部中 的一部分的第1开口部露出,从上述基板一侧通过上述反射膜的第1 开口部对上述感光性树脂层进行曝光,使其硬化的工序;利用显影除 去上述感光性树脂层中的因上述反射膜和掩蔽部件的遮蔽而未被曝 光的部分,来形成上述支撑部件中的一部分的第1支撑部件的工序; 使上述密封板密接到上述第1支撑部件上的工序;在上述基板与密封 板之间封入包含液晶和感光性的高分子前体的混合溶液的工序;从上 述基板一侧利用第2掩蔽部件覆盖上述反射膜的第1开口部,从上述 基板一侧通过上述反射膜的第2开口部对上述混合溶液进行曝光,使 上述混合溶液中的高分子前体在与上述反射膜的第2开口部对应的 位置上析出和硬化,来形成上述支撑部件中的另外的第2支撑部件, 同时利用留下的混合溶液中的液晶形成上述液晶层的工序。
由此,利用第1支撑部件均匀地保持基板1与密封板和各密封板 的间隙,可将液晶显示元件的显示颜色的平衡保持为恒定,同时,由 于利用因混合溶液的曝光引起的支撑部件的形成中被消耗而留下的 液晶来形成液晶层,故可制造实质上的开口率较大,对比度更高的液 晶显示元件。
第98方面所述的发明是第97方面所述的液晶显示元件的制造方 法,其特征在于:通过分别至少进行1次下述工序,来形成多个液晶 层,这些工序包括:在密封板上形成新的感光性树脂层的工序;从上 述基板一侧利用上述第1掩蔽部件覆盖上述反射膜的第2开口部,从 上述基板一侧通过上述反射膜的第1开口部和已形成的第1支撑部件 对上述新的感光性树脂层进行曝光,使其硬化的工序;利用显影除去 上述新的感光性树脂层中的因上述反射膜和掩蔽部件的遮蔽而未被 曝光的部分,形成新的第1支撑部件的工序;使新的密封板密接到上 述新的第1支撑部件上的工序;在上述已形成的密封板与新的密封板 之间封入包含液晶和感光性的高分子前体的新的混合溶液的工序;从 上述基板一侧利用上述第2掩蔽部件覆盖上述反射膜的第1开口部, 从上述基板一侧通过上述反射膜的第2开口部和已形成的第2支撑部 件对上述新的混合溶液进行曝光,使上述新的混合溶液中的高分子前 体在与上述反射膜的第2开口部对应的位置上析出和硬化,来形成新 的第2支撑部件,同时利用留下的混合溶液中的液晶形成新的液晶层 的工序。
由此,可制造能显示彩色图像的液晶显示元件。
第99方面所述的发明是具有由透明的材料构成的基板、与上述 基板相对地设置的密封板和在上述基板与密封板之间设置的液晶层 的液晶显示元件,其特征在于:设置了支撑上述密封板的支撑部件, 该支撑部件通过在上述基板中的预定的区域中形成遮光膜、同时在上 述基板与上述密封板之间的未形成上述遮光膜的位置上,对感光性树 脂中的未形成上述遮光膜的部分进行曝光来形成。
通过这样来构成,由于支撑部件的位置精度高,故可容易地减小 支撑部件所占的面积,提高对比度。
第100方面所述的发明是第99方面所述的液晶显示元件,其特 征在于:上述感光性树脂是正型抗蚀剂。
第101方面所述的发明是第99方面所述的液晶显示元件,其特 征在于:上述遮光膜由黑色的抗蚀剂形成。
由此,如上所述,可容易地得到通过对感光性树脂中的未形成遮 光膜的部分进行曝光来形成的支撑部件。
第102方面所述的发明是第99方面所述的液晶显示元件,其特 征在于:上述液晶层包含高分子和分散在上述高分子中并被保持的液 晶。
由此,可得到密封板被液晶层中的高分子可靠地固定在支撑部件 上的液晶显示元件。
第103方面所述的发明是第99方面所述的液晶显示元件,其特 征在于:重叠地设置了多组上述液晶层和密封板,在各密封板之间的 形成了上述遮光膜的位置上设置了支撑各密封板的支撑部件,该支撑 部件通过经未形成上述遮光膜的区域对感光性树脂进行曝光来形 成。
由此,可构成能显示彩色图像的液晶显示元件。
第104方面所述的发明是一种液晶显示元件的制造方法,其特征 在于,包括:在基板上的预定的区域中形成遮光膜的工序;在形成了 上述遮光膜的基板上形成感光性树脂层的工序;从基板一侧对未形成 上述遮光膜的部分的上述感光性树脂层进行曝光的工序;利用显影除 去上述感光性树脂层中的上述被曝光的部分,在形成了上述遮光膜的 位置上形成上述支撑部件的工序;使上述密封板密接到上述支撑部件 上的工序;以及在上述基板与密封板之间封入液晶来形成上述液晶层 的工序。
由此,由于能可靠地在开口部的位置上形成支撑部件,能容易地 提高支撑部件的位置精度,故可在不产生因支撑部件的位置偏移引起 的液晶层的破坏等的情况下减小支撑部件所占的面积,可制造对比度 高的液晶显示元件。而且,由于没有必要如另外使用掩模的情况那样 进行掩模的位置重合,故也可谋求制造成本的降低。
第105方面所述的发明是第104方面所述的液晶显示元件的制造 方法,其特征在于:上述感光性树脂层由正型抗蚀剂形成。
由此,由于在支撑部件的形成中可应用一般的材料,故能容易 地、且能以廉价的制造成本来制造支撑部件。
第106方面所述的发明是第104方面所述的液晶显示元件的制造 方法,其特征在于:上述形成液晶层的工序包括在上述基板与密封板 之间封入包含液晶和感光性的高分子前体的混合溶液的工序和从上 述密封板一侧对上述混合溶液进行曝光,通过使上述混合溶液中的高 分子前体硬化,形成包含高分子和分散在上述高分子中并被保持的液 晶的上述液晶层,同时将上述密封板固定在上述基板上的工序。
由此,利用因曝光而硬化的高分子,能容易且可靠地固定基板与 密封板。
第107方面所述的发明是第104方面所述的液晶显示元件的制造 方法,其特征在于:通过分别至少进行一次下述工序来形成多个液晶 层,这些工序是:在密封板上形成新的感光性树脂层的工序;从上述 基板一侧对未形成上述遮光膜的部分的上述新的感光性树脂层进行 曝光的工序;利用显影除去上述新的感光性树脂层中的上述被曝光的 部分,在形成了上述遮光膜的位置上形成新的支撑部件的工序;使新 的密封板密接到上述新的支撑部件上的工序;以及在上述已形成的密 封板与上述新的密封板之间封入液晶来形成新的液晶层的工序。
由此,可制造能显示彩色图像的液晶显示元件。
此外,第108方面所述的发明的特征在于:具备:显示层,在内 侧面上设置了共用电极的基板与由设置在上述共用电极上的支撑部 件支撑的密封板之间充填液晶而形成液晶层,而且在与面对上述密封 板的上述液晶层的面相反一侧的面上设置了像素电极而被构成;阵列 基板,设置了驱动上述液晶层用的非线性元件和与该非线性元件导电 性地连接、而且对上述像素电极输出驱动液晶层用的驱动电压的输出 电极,同时配置成与上述基板相对;以及连接装置,具有导电性地连 接的功能并具有固定连接的功能,利用上述连接装置将上述像素电极 与驱动电极导电性地连接起来,而且将上述显示层与阵列基板固定连 接起来。
按照以上所述,与如现有的液晶显示元件那样的在具有非线性元 件的阵列基板上形成液晶层的结构在本质上不同,是利用连接装置将 具备液晶层的显示层与具有非线性元件的阵列基板固定连接起来的 结构。因此,由于显示层与阵列基板是分别独立的结构,故即使例如 在液晶层等中发现显示缺陷,也没有必要舍弃形成了非线性元件的阵 列基板。其结果,可以低成本提供使成品率提高了的液晶显示元件。
此外,按照上述的结构,利用连接装置将显示层中的像素电极与 连接到非线性元件上的驱动电极导电性地连接起来。因而,由于上述 像素电极与驱动电极的平面上的相对位置在能利用连接装置进行连 接的范围内即可,故可缓和位置重合的精度要求。此外,所谓利用上 述连接装置将阵列基板与显示层固定连接起来,意味着粘接、热熔 接、压接等。
此外,第109方面所述的发明是第108方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:上述连接装置是各向异性导电粘接材料。
如上述结构那样,通过在连接装置中使用各向异性导电粘接材 料,由于在使显示层中的像素电极与阵列基板中的驱动电极导电性地 粘接起来的同时,只在膜厚方向上具有导电性,故可防止上述各向异 性导电粘接材料相互间的短路
此外,第110方面所述的发明是具备显示层和阵列基板的液晶显 示元件,在上述显示层的结构中,在基板与密封板之间充填液晶构成 液晶层,而且利用存在于上述基板与上述密封板之间的支撑部件来支 撑密封板,在上述阵列基板中,设置了对上述液晶层施加电场以便对 该液晶层进行调光驱动用的非线性元件,同时被配置成与上述基板相 对,其特征在于:上述显示层具有下述结构,在上述基板的内侧面上 设置的共用电极与由在该共用电极上形成的第1支撑部件支撑、且在 与面对上述共用电极的面相反一侧的面上设置了第1像素电极的第1 密封板之间充填液晶形成第1液晶层,在上述第1密封板与由在该第 1密封板上形成的第2支撑部件支撑、且在与面对上述第1像素电极 的面相反的一侧的面上设置了第2像素电极的第2密封板之间充填液 晶形成第2液晶层,而且至少包含1层以上的上述第2液晶层,上述 阵列基板具有设置了对上述第1像素电极输出驱动第1液晶层用的驱 动电压的第1驱动电极、与该第1驱动电极导电性地连接的第1非线 性元件、对上述第2像素电极输出驱动第2液晶层用的驱动电压的至 少1个以上的第2驱动电极、以及与该第2驱动电极导电性地连接的 至少1个以上的第2非线性元件的结构,再有,具备具有导电性地连 接的功能并具有固定连接的功能的第1和第2连接装置,通过上述第 1连接装置将上述第1连接端子与第1驱动电极导电性地连接起来, 通过上述第2连接装置将上述第2连接端子与第2驱动电极导电性地 连接起来,而且利用上述第1和第2连接装置将上述显示层与阵列基 板固定连接起来。
通过形成上述结构,可在液晶显示元件的显示画面上进行彩色显 示。此外,所谓利用上述第1和第2连接装置将阵列基板与显示层固 定连接起来,意味着粘接、热熔接、压接等。
此外,第111方面所述的发明是具备显示层和阵列基板的液晶显 示元件,在上述显示层的结构中,在基板与密封板之间充填液晶构成 液晶层,而且利用存在于上述基板与上述密封板之间的支撑部件来支 撑密封板,上述阵列基板与上述基板相对,在上述阵列基板的结构中 设置了对上述液晶层施加电场以便对该液晶层进行调光驱动用的非 线性元件,其特征在于:上述显示层具有下述结构,在上述基板的内 侧面上设置的共用电极与由在该基板上形成的第1支撑部件支撑、且 在与面对上述共用电极的面相反一侧的面上设置了第1像素电极的 第1密封板之间充填液晶形成第1液晶层,在上述第1密封板与由在 该第1密封板上形成的第2支撑部件支撑、且在与面对上述第1像素 电极的面相反一侧的面上设置了第2像素电极的第2密封板之间充填 液晶形成第2液晶层,在上述第2密封板与由在该第2密封板上形成 的第3支撑部件支撑、且在与面对上述第2像素电极的面相反一侧的 面上设置了第3像素电极的第3密封板之间充填液晶形成第3液晶 层,上述第1像素电极与第1连接端子导电性地连接,上述第2像素 电极与第2连接端子导电性地连接,上述第3像素电极与第3连接端 子导电性地连接,上述阵列基板具有在上述阵列基板上设置了对上述 第1像素电极输出驱动第1液晶层用的驱动电压的第1驱动电极、与 该第1驱动电极导电性地连接的第1非线性元件、设置了对上述第2 像素电极输出驱动第2液晶层用的驱动电压的第2驱动电极、与该第 2驱动电极导电性地连接的第2非线性元件、以及设置了对上述第3 像素电极输出驱动第3液晶层用的驱动电压的第3驱动电极、与该第 3驱动电极导电性地连接的第3非线性元件的结构,再有,具备具有 导电性地连接的功能并具有固定连接的功能的第1~第3连接装置, 通过上述第1连接装置将上述第1连接端子与第1驱动电极导电性地 连接起来,通过上述第2连接装置将上述第2连接端子与第2驱动电 极导电性地连接起来,通过上述第3连接装置将上述第3连接端子与 第3驱动电极导电性地连接起来,而且利用上述第1~第3连接装置 将上述显示层与阵列基板固定连接起来。
此外,第112方面所述的发明是第111方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:在上述第1~第3液晶层中包含含有蓝绿、深红、 或黄色中的互不相同的颜色的2色性色素和液晶的宾主液晶。
通过形成上述结构,可容易地实现在液晶显示元件的显示画面上 进行彩色显示。此外,所谓利用上述第1~第3连接装置将阵列基板 与显示层固定连接起来,意味着粘接、热熔接、压接等。
此外,第113方面所述的发明的特征在于:具备:显示层,在内 侧面上设置了共用电极的基板与由设置在上述共用电极上的支撑部 件支撑的密封板之间通过充填液晶形成液晶层而被构成;以及阵列基 板,具备驱动上述液晶层用的驱动电路和与该驱动电路导电性地连接 并以预定的间隔配置的多个像素电极,同时配置成与上述基板相对, 利用连接装置将上述显示层与阵列基板连接起来。
按照上述的结构,由于在阵列基板上形成了像素电极,且在显示 层一侧形成了共用电极和液晶层,故即使在根据用途的不同显示图形 不同的情况下,也可只通过变更像素电极的形成图形来简便地实现。 即,上述显示层也可与根据用途的不同而具有各种不同的显示图形那 样的阵列基板相对应,在通用性方面很好。再者,如上所述,由于显 示层能与其它的显示图形相对应,故也可谋求成本的降低。
此外,按照上述的结构,在粘接显示层与驱动基板时,这些平面 的相对位置可以是任意的,因而,不需要位置重合,可容易地进行安 装。
第114方面所述的发明是第113方面所述的液晶显示元件,其特 征在于:上述密封板由膜厚处于0.5μm以上及10μm以下的范围内的 高分子树脂构成。
如上述的结构那样,通过将密封板的膜厚定为0.5μm以上,可防 止在液晶层中产生凹凸,可使该液晶层的间隙变得均匀。另一方面, 通过将密封板的膜厚定为10μm以下,没有必要在与密封板的密封面 相反的一侧上设置像素电极,能以低电压来驱动液晶层。
此外,第115方面所述的发明是第113方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:上述基板和阵列基板由高分子树脂构成。
此外,第116方面所述的发明是第114方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:上述基板和阵列基板由高分子树脂构成。
通过作成上述的结构,可提供薄型、轻量且在抗弯曲等方面性能 好的液晶显示元件。
此外,第117方面所述的发明的特征在于:具备:显示层,在内 侧面上设置了共用电极的基板与由设置在上述共用电极上的支撑部 件支撑的密封板之间充填液晶形成液晶层,而且在与由上述密封板中 的上述支撑部件支撑的面相反一侧的面上以一定间隔设置了多个像 素电极而被构成;以及多个阵列基板,分别具备驱动上述液晶层的多 个非线性元件,利用连接装置将上述显示层与阵列基板连接起来,使 得上述多个像素电极与多个非线性元件导电性地连接起来。
在现有的多画面的LCD中,因屏间的接缝使像素电极的间距变得 不均匀,该接缝在显示画面上被观察到。但是,由于如上述的结构那 样,在面对密封板的阵列基板的面上以一定间隔设置了多个像素电 极,故阵列基板间的接缝不会出现在显示画面上。因此,可提供屏间 的接缝不明显的多画面的液晶显示元件。
此外,第118方面所述的发明是第117方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:将上述多个阵列基板配置在同一平面内,而且,上 述显示层与多个阵列基板在利用上述连接装置分别使上述多个像素 电极与多个非线性元件相对应并导电性地连接起来那样的范围内,相 对。
按照上述的结构,由于屏间的接缝不明显,故没有必要作成精密 地配置多个阵列基板以粘合显示层与该多个阵列基板的结构。即,由 于显示层与阵列基板的平面上的相对位置只要在能将像素电极与非 线性元件导电性地连接起来的范围内即可,故可缓和位置重合的精度 要求。
再者,因为与上述同样的原因,由于屏间的接缝不明显,故没有 必要加宽像素的间距,由此,可提供能显示高精细的图像的多画面液 晶显示元件。
此外,第119方面所述的发明是第117方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:在上述基板与共用电极之间设置了光学滤色层。
此外,第120方面所述的发明是第118方面所述的液晶显示元 件,其特征在于:在上述基板与共用电极之间设置了光学滤色层。
按照上述的结构,可容易地实现在液晶显示元件的显示画面上进 行彩色显示。
此外,第121方面所述的发明是具有在基板与密封板之间配置液 晶层而被构成的显示层和具备驱动液晶层用的驱动元件的阵列基板 的液晶显示元件的制造方法,其特征在于,包括:形成显示层的显示 层形成工序;在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的驱动元件和 驱动电极以形成阵列基板的阵列基板形成工序;以及利用连接装置将 上述像素电极与驱动电极导电性地连接起来的连接工序,其中,上述 显示层形成工序包括:第1步骤,在基板的内侧面上形成共用电极; 第2步骤,在共用电极上形成上述支撑部件;第3步骤,形成上述密 封板,由上述支撑部件进行支撑;第4步骤,在上述基板与上述密封 板之间封入上述液晶,形成液晶层;以及第5步骤,在与面对上述密 封板的上述液晶层的面相反一侧的面上形成像素电极。
按照上述的方法,即使在液晶层等中发现显示缺陷,也不需要舍 弃形成了非线性元件的阵列基板。因此,在降低制造成本的同时,可 提高成品率。
此外,在第7步骤中,粘合上述基板与阵列基板即可,以便通过 连接装置将像素电极与驱动电极导电性地连接起来。因而,像素电极 与驱动电极的平面上的相对位置在能利用连接装置进行连接的范围 内即可,由此,可缓和位置重合的精度要求。
此外,第122方面所述的发明是第121方面所述的液晶显示元件 的制造方法,其特征在于:通过分别至少进行一次下述步骤,来形成 多个液晶层,这些步骤是:在上述像素电极上形成另外的支撑部件的 步骤;形成另外的密封板使之由上述另外的支撑部件来支撑的步骤; 在上述密封板与另外的密封板之间封入另外的液晶以形成另外的液 晶层的步骤;以及在与面对上述另外的密封板中的上述另外的液晶层 的面相反一侧的面上形成另外的像素电极的步骤。
利用上述的方法,可容易地层叠使用了非常薄的密封板的多个液 晶层,可提供能在显示画面上进行彩色显示的液晶显示元件的制造方 法。
此外,第123方面所述的发明的特征在于,包括:第1步骤,在 上述基板的内侧面上形成共用电极;第2步骤,在上述共用电极上形 成上述支撑部件;第3步骤,形成上述密封板,由上述支撑部件进行 支撑;第4步骤,在上述基板与上述密封板之间封入上述液晶,形成 液晶层;第5步骤,在与面对上述密封板的上述液晶层的面相反一侧 的面上形成像素电极;第6步骤,通过对上述共用电极和像素电极施 加电压来检查显示状态;第7步骤,在上述阵列基板上形成驱动上述 液晶层用的非线性元件和驱动电极;以及第8步骤,根据上述第6步 骤的检查结果,只对于显示状态良好的显示层,利用连接装置将上述 像素电极与驱动电极导电性地连接起来。
按照上述的方法,由于在用连接装置将显示层与阵列基板连接起 来之前检查显示层的显示状态,故即使确认了缺陷也没有必要象以往 那样舍弃设置了非线性元件等的阵列基板。因此,可谋求降低在制造 液晶显示元件时的成本,而且可使成品率提高来进行制造。
此外,第124方面所述的发明的特征在于,包括:第1步骤,在 基板的表面上形成共用电极;第2步骤,在上述共用电极上形成上述 支撑部件;第3步骤,形成上述密封板,由上述支撑部件进行支撑; 第4步骤,在上述基板与密封板之间封入上述液晶,形成液晶层;第 5步骤,在上述阵列基板上形成像素电极,使其与上述共用电极相对; 第6步骤,在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的驱动电路;以 及第7步骤,利用粘接材料粘接上述基板与阵列基板。
按照上述的方法,由于在阵列基板上形成了像素电极,而且在显 示层一侧形成共用电极和液晶层,故没有必要按照驱动基板中的驱动 电极的图形形状来制造该显示层。因此,也可根据用途与具有各种不 同的显示图形的阵列基板相对应来使用上述显示层,可谋求降低制造 成本。而且,在粘接显示层与另一个基板时,这两者的平面上的相对 位置可以是任意的,因而,不需要位置重合,可容易地进行安装。
此外,第125方面所述的发明是液晶一种显示元件的制造方法, 其特征在于,包括:第1步骤,在上述基板上形成共用电极;第2步 骤,在上述共用电极上形成上述支撑部件;第3步骤,形成上述密封 板,由上述支撑部件进行支撑;第4步骤,在与由上述密封板中的上 述支撑部件支撑的面相反一侧的面上形成互相以一定间隔设置的多 个像素电极;第5步骤,在上述基板与密封板之间封入上述液晶,形 成液晶层;第6步骤,在上述阵列基板上形成驱动上述液晶层用的多 个非线性元件;第7步骤,将上述阵列基板至少切割成2个以上;以 及第8步骤,利用连接装置将上述多个像素电极与上述多个非线性元 件以分别对应的方式导电性地连接起来。
按照上述的方法,与现有的液晶显示元件那样的在显示层一侧上 形成像素电极的情况不同,在与显示层中的密封板的密封面相反一侧 上以一定间隔形成多个像素电极。因此,由于面板间的接缝不明显, 故没有必要使得对于切割时的设定尺寸的分割实际尺寸的精度差变 小那样地精密地进行配置。即,显示层与阵列基板的平面上的相对位 置在能将像素电极与非线性元件导电性地连接起来的范围内即可,因 此,可缓和位置重合的精度要求。再者,由于上述的接缝不明显,故 没有必要加宽像素间距,由此,可显示高精细的图像。因此,可提供 面板间的接缝不明显的多画面的液晶显示元件的制造方法。
本发明的其它的目的、特征和优点通过以下示出的记载可得到充 分的了解。此外,通过参照附图的下述的说明可明白本发明的优点。
附图的简单说明
图1是与实施形态1-1有关的液晶显示元件的中央部的一个像 素部分的剖面图。
图2是与实施形态1-1有关的液晶显示元件的中央部的一个像 素部分的平面图。
图3是与实施形态1-1有关的液晶显示元件的整体结构图。
图4是图1的局部放大剖面图。
图5是图1的局部放大剖面图。
图6是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图7是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图8是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图9是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图10是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图11是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图12是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图13是示出实施形态1-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图14是通气口134附近的剖面图。
图15是示出防止因对通气口134施行的表面张力降低处理引起 的溶液侵入的状态的图。
图16是通气口135附近的剖面图。
图17是通气口136附近的剖面图。
图18是与实施形态1-5有关的液晶显示元件的中央部的一个像 素部分的剖面图。
图19是掩模153的部分平面图。
图20是示出树脂层150的表面变化的图。
图21是与实施形态2-1有关的液晶显示元件的主要部分的剖面 图。
图22是图21的矢视X-X剖面图。
图23是示出在树脂膜中皱纹的发生状态的图。
图24是示出与实施形态2-1有关的液晶显示元件的制造工序的 示意图。
图25是示出与实施形态2-1有关的液晶显示元件的制造工序的 示意图。
图26是示出与实施形态2-1有关的液晶显示元件的制造工序的 示意图。
图27是示出与实施形态2-1有关的液晶显示元件的制造工序的 示意图。
图28是示出与实施形态2-2有关的液晶显示元件的主要部分的 剖面图。
图29是示出与实施形态2-3有关的液晶显示元件的制造工序的 示意图。
图30是示出与实施形态2-3有关的液晶显示元件的制造工序的 示意图。
图31是示出与实施形态2-4有关的树脂膜结构体的制造工序的 示意图。
图32是示出与实施形态2-5有关的树脂膜结构体的制造工序的 示意图。
图33是示出与实施形态2-6有关的树脂膜结构体的剖面图。
图34是示出实施形态3-1的液晶显示元件的每一个像素的结构 的部分平面图。
图35是图34的矢视A-A剖面图。
图36是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图37是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图38是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图39是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图40是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图41是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图42是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图43是示出实施形态3-1的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图44是示出实施形态3-2的液晶显示元件的每一个像素的结构 的部分平面图。
图45是图44的矢视B-B剖面图。
图46是示出实施形态3-2的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图47是示出实施形态3-2的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图48是示出实施形态3-2的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图49是示出实施形态3-2的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图50是示出实施形态3-2的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图51是示出实施形态3-3的液晶显示元件的每一个像素的结构 的部分剖面图。
图52是示出实施形态3-3的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图53是示出实施形态3-3的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图54是示出实施形态3-3的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图55是示出实施形态3-3的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图56是示出实施形态3-3的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图57是示出实施形态3-3的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图58是示出实施形态3-4的液晶显示元件的每一个像素的结构 的部分平面图。
图59是图58的矢视C-C剖面图。
图60是示出实施形态3-4的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图61是示出实施形态3-4的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图62是示出实施形态3-4的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图63是示出实施形态3-4的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图64是示出实施形态3-4的液晶显示元件的制造工序的说明 图。
图65是示出与本发明的实施形态4-1有关的液晶显示元件的概 略的剖面示意图。
图66是示出在上述液晶显示元件中的TFT的概略的平面图。
图67是示出在上述液晶显示元件中的显示部的概略的剖面示意 图。
图68是示出上述液晶显示元件的主要部分的概略的剖面示意 图。
图69是示出在上述液晶显示元件中的显示部的概略的剖面平面 图。
图70是示出在上述液晶显示元件中的各向异性导电粘接材料的 概略的剖面示意图。
图71是示出与上述实施形态4-1有关的液晶显示元件的制造工 序的说明图。
图72是示出与上述实施形态4-1有关的液晶显示元件的制造工 序的说明图。
图73是示出与上述实施形态4-1有关的液晶显示元件的制造工 序的说明图。
图74是示出与上述实施形态4-1有关的液晶显示元件的制造工 序的说明图。
图75是示出与本发明实施形态4-2有关的液晶显示元件的概略 的剖面示意图。
图76是示出与上述实施形态4-2有关的液晶显示元件的制造工 序的说明图。
图77是示出与本发明实施形态4-3有关的液晶显示元件的概略 的剖面示意图。
图78是示出在上述液晶显示元件中的阵列基板的概略的平面 图。
图79是示出现有的液晶显示元件的结构的剖面图。
图80是示出现有的另一液晶显示元件的结构的剖面图。
图81是示出由于支撑部件的位置偏移而产生的不良情况的例子 的说明图。
图82是示出支撑部件的间距的条件的说明图。
图83是示出现有的液晶显示元件的概略的剖面示意图。
用于实施发明的最佳形态
[第1形态]
以下,根据附图说明本发明的第1形态。
在该第1形态中,其特征在于:使用市售的树脂膜作为密封板, 使该树脂膜粘合到支撑部件上。由此,能可靠地在支撑部件上固定树 脂膜。
(实施形态1-1)
以下根据图1~图13说明本发明的实施形态1-1。图1是本发 明的液晶显示元件的中央部的一个像素部分的剖面图,图2是本发明 的液晶显示元件的中央部的一个像素部分的平面图,图3是本发明的 液晶显示元件的整体结构图,图4和图5是图1的局部放大剖面图, 图6~图13是说明液晶显示元件的制造工序用的图。再有,图1是 图2的矢视A-A剖面图。此外,图1~图13不是全部示出液晶显示 元件整体的结构要素的图,有省略部分。此外,图面是示意性地表示 的,比例尺及各部的数量等存在与实际不同的部分。
该液晶显示元件如图1中所示,在基板101上设置了分别充填了 蓝绿、深红、黄色的宾主液晶121、122、123的3个液晶层106、107、 108而构成。上述基板101由硅酸玻璃构成,在该基板101上形成 了作为驱动元件的由非晶硅构成的薄膜晶体管(以下称为TFT元件) 102、103、104。此外,如图3中所示,在基板101上分别设置了在 像素显示区域145内以矩阵状配置的第1像素电极M1、多个源线SL; 多个栅线GL;配置在像素显示区域145的周边部146、对源线SL施 加驱动电压的驱动电路180;以及配置在像素显示区域145的周边部 146、对栅线GL施加驱动电压的驱动电路181。
在这些TFT元件102、103、104中,在TFT元件103、104中设 置了由铟氧化物(ITO)的透明导电膜构成的漏极端子103a、104a。 另一方面,TFT元件102的漏极端子102a与由透明导电膜构成的第1 像素电极M1导电性地连接。在基板101上的像素部分中分布了1边 为5μm的正方向的遮光膜105。将这些遮光膜105间的间距设定为 30μm。再者,在遮光膜105上,也如图4中明白地示出的那样,形成 了支撑部件118。此外,也如图5中明白地示出的那样,在TFT元件 103、104上形成了遮光膜105,再在遮光膜105上形成了立体布线用 基座140。立体布线用基座140兼有作为支撑部件的功能。在此,遮 光膜105由包含黑的粒子的抗蚀剂构成。此外,支撑部件118、立 体布线用基座140的高度为5μm,由正型抗蚀剂构成。在各支撑部件 118和立体布线用基座140上形成由于正型抗蚀剂构成的粘接层 131,由此,在支撑部件118和立体布线用基座140上粘接了树脂膜 111。树脂膜111是以作为聚酯树脂的1种的聚乙烯对苯二甲酸盐 (PET)为主要成分的厚度为1.2μm的树脂膜。树脂膜111由支撑部 件118进行支撑,在基板101与树脂膜111之间形成了封入液晶用的 5μm的均匀的间隙。在基板101与树脂膜111的间隙中,封入使蓝绿 色的2色性色素溶解在氟系列的向列液晶中的宾主液晶121,形成了 第1液晶层106。
在TFT元件103、104的漏极端子103a、104a的上方,在立体布 线用基座140和树脂膜111中设置了开口124、125。在树脂膜111 上的像素部分中,形成了由ITO的透明导电膜构成的第2像素电极 M2。该第2像素电极M2的端部,如图5中明白地示出的那样,通过 上述开口124延伸到TFT元件103的漏极端子103a上,第2像素电 极M2与TFT元件的端子103a电导通。这样,通过经过开口124使树 脂膜111上的第2像素电极M2与基板101上的TFT元件103的端子 103a导通,可利用基板101上的TFT元件103来控制树脂膜111上 的第2像素电极M2的电位。
在第1液晶层106的上方,交替地层叠第2液晶层107、第3液 晶层108、树脂膜112、113,由此,成为在基板101上交替地层叠了 3层液晶层106、107、108和3片树脂膜111、112、113的结构。而 且,第2液晶层107和第3液晶层108基本上与第1液晶层106是相 同的结构,与第2液晶层107相关,设置了支撑部件119、立体布线 用基座141和粘接层132,与第3液晶层108相关,设置了支撑部件 120、立体布线用基座142和粘接层133。支撑部件119、支撑部件 120和支撑部件118由同样的材料构成,且形状相同。此外,支撑部 件119和支撑部件120位于支撑部件118的延长线上。由此,如本发 明者在以前申请的特愿平10-70069号中所记载的那样,支撑部件能 可靠地支撑树脂膜,防止了因支撑部件的位置偏移引起的支撑部件的 变形及液晶层的破坏等。
此外,上述立体布线用基座141被配置在立体布线用基座140的 正上方,立体布线用基座142被配置在立体布线用基座141的正上 方。此外,树脂膜112、113使用了与树脂膜111相同的材料和相同 的厚度。
此外,构成上述第2液晶层107的液晶122是2色性色素的颜色 为深红的宾主液晶,构成第3液晶层108的液晶123是2色性色素的 颜色为黄色的宾主液晶,关于其它方面,第2和第3液晶层107、108 都与第1液晶层106相同。
在TFT元件104的漏极端子104a的上方设置的立体布线用基座 141和树脂膜112中,设置了开口125。此外,在树脂膜112上的像 素部分中,形成了由透明导电膜构成的第3像素电极M3。该第3像 素电极M3,如图5中明白地示出的那样,通过上述开口125与TFT 元件104的漏极端子104a电导通。利用这样的结构,与上述的第2 像素电极M2相同,可利用基板101上的TFT元件104来控制树脂膜 111上的第3像素电极M3的电位。
在第3液晶层108的上方的树脂膜113上设置了兼作反射膜的共 用电极116。共用电极116由构成。在共用电极116上形成了保护 液晶层不受外部压力的影响用的保护膜117。保护膜117是丙烯酸树 脂。再有,在各液晶层的液晶121、122、123中,考虑了颜色的平衡, 封入了分别适当地调节了蓝绿、深红、或黄色的2色性色素的浓度的 液晶。
此外,本实施形态实现了像素部分的开口率(除了支撑部件的部 分的,像素的面积对于像素整体的面积的比率)高达97%以上的、 明亮的显示。
以下说明本发明的液晶显示元件的工作。本发明的液晶显示元件 是反射型彩色液晶,没有背照光源,是使外部光反射来得到彩色显 示。从与基板101的液晶层相反一侧入射的光按液晶层106、107、 108的顺序通过液晶层中,被兼作反射膜的共用电极116反射,按液 晶层108、107、106的顺序再次通过,对从与基板101的液晶层相反 一侧观察的观察者进行显示。在此,在各液晶层106、107、108中, 如上所述封入了包含蓝绿、深红、黄色的2色性色素的宾主液晶,在 不对夹住各液晶层的像素电极间施加电压的情况下,入射光中的各色 的吸收波长区域的光被吸收,在施加电压的情况下,光透过。通过以 这种方式控制对各液晶层施加的电压,可控制光的吸收、透过,可得 到全彩色显示。
其次,以下说明本实施形态中的液晶显示元件的具体的驱动方 法。以共用电极116的电位为基准,对第3像素电极M3施加与对于 第3液晶层108的图像信号对应的电压V3,以第3像素电极M3的电 位为基准,对第2像素电极M2施加与对于第2液晶层107的图像信 号对应的电压V2,以第2像素电极M2的电位为基准,对第1像素电 极M1施加与对于第1液晶层106的图像信号对应的电压V1。即,如 果以共用电极116的电位为基准,则对各像素电极M3~M1施加V3、 V3+V2和V3+V2+V1的电压。由此,可对各宾主液晶123、22、21 施加独立的电压。
此外,为了防止宾主液晶123、122、121的性能变坏而进行交流 驱动的情况下,以V1~V3为正,施加(±V3)、(±V3)+(±V2) 和(±V3)+(±V2)+(V1)的电压即可。再者,为了减小施加电 压的绝对值以便将驱动电路等的输出电压抑制得较低,在互相相邻的 第3~第1液晶层108、7、6中使施加电压的极性反转,施加(±V3)、 (±V3)-(±V2)和(±V3)-(±V2)+(±V1)的电压即可。
再有,由于利用减法混色来进行彩色图像显示,故在用RGB(红、 绿、蓝)的图像数据提供图像信号的情况下,进行补码运算,变换成 CMY(蓝绿、深红、黄色)的图像信号,施加与其对应的电压即可。 具体地说,例如在8色显示的情况下,如果被提供的RGB数据是(1, 0,0),则施加与其补码(0,1,1)对应的电压即可。
此外,在本发明的液晶显示元件中,如上所述,在树脂膜和立体 布线用基座中形成开口,通过该开口,使树脂膜上的像素电极与基板 上的TFT元件的端子导通。通过这样做,由于可利用基板101上的 TFT元件来控制施加到各像素电极上的电压,故没有必要在各液晶层 间夹住具有TFT元件的玻璃基板,可实现没有视差的明亮的反射型彩 色液晶显示元件。此外,在本实施形态中,虽然使用了TFT元件作为 像素开关元件,但本发明不限于此,也可使用薄膜二极管等。
再有,在实施形态1中,分别将树脂膜111、112、113的厚度定 为1.2μm。当树脂膜的厚度较薄时,由于树脂膜中的电压降小,可抑 制施加电压,故是较为理想的。但是,如果树脂膜的厚度小于0.5μm, 则树脂膜容易形成皱纹,还容易破裂等,处理是困难的,成品率变差。 因此,将树脂膜的厚度定为0.5μm是适当的。此外,如果树脂膜的厚 度大于10μm,则由于与施加到液晶层上的电压相比,树脂膜中的电 压降超过2倍,故使液晶层工作所需要的电压变得非常大。因此,希 望至少将树脂膜的厚度定为10μm以下。如上所述,可将树脂膜的厚 度设定在0.5~10μm的范围内。
此外,由于通过减小树脂膜的电阻率,可减小这树脂膜中的电压 降,故是较为理想的。在液晶中,因取向方向的不同,相对介电系数 也不同,在一般的介电各向异性为正的液晶中,如果将电压施加在电 极间,则分子垂直地取向于电极,相对介电系数变高。特别是在工作 电压小的液晶材料中,相对介电系数ε⊥=4左右,而ε∥=11左右, 存在其差变大的趋势。由于构成树脂膜的聚酯树脂的相对介电系数大 致为3,故如果因电压施加液晶的相对介电系数变高,则可能产生下 述的问题:与液晶相比在介电系数小的树脂膜中被分压较多的电压, 施加到液晶上的电压变小。因此,如果减小树脂膜的电阻率,则特别 是可减小在电压施加时的树脂膜中的电压降。作为树脂膜的材料的聚 酯树脂通常具有1014至1016的电阻率。在使电阻率下降的情况下,到 电阻率为约1012为止,树脂膜的分压比的变化很小,因减小电阻率而 产生的效果较小,但在比约1010小的范围内,树脂膜的分压比变小。 而且,通过将电阻率定为1010以下,在树脂膜的厚度为0.5~10μm 的情况下,可使树脂膜中的电压降为施加在电极间的电压的约一半以 下。由这一点可知,树脂膜的电阻率在1010以下是适当的。
作为减小树脂膜的电阻率的方法,可将例如氧化锆或有机导电体 等稍微提高导电性的物质混入或掺入树脂膜中。
此外,在实施形态1中,通过将树脂膜111、112、113的材料定 为作为聚酯树脂的一种的PET(聚乙烯对苯二甲酸盐),如上所述, 即使在将树脂膜的厚度设为0.5~10μm的情况下,也可赋予树脂膜必 要的强度。在后述的粘合工序中,在通过层合机时,难以引起因滚筒 压力造成的破裂,可提高制造的成品率。此外,PET在后述的粘合工 序中的加热的温度(150℃)下,难以引起可塑化。因此,不会象现 有技术那样发生树脂膜沿支撑部件变形、封入液晶用的间隙变窄的情 况,可平滑地粘接树脂膜。此外,由于聚酯树脂是透明的,在可见光 的波长区域内的光的衰减小,故作为液晶显示元件可实现明亮的显 示。在聚酯树脂中,除了实施形态1中使用的PET以外,也有聚乙烯 (PEN)等的种类,也可使用这些材料。
此外,在实施形态1中,在像素部分中分布设置了剖面为四形 的支撑部件。在像素范围中支撑部件所占的面积越小,液晶显示元件 的开口率越高,可实现明亮的显示。因而,希望在显示面上支撑部件 的宽度、即支撑部件的四角形状的一边的长度尽可能小,此外支撑部 件与相邻的支撑部件的间隔尽可能长。但是,如果支撑部件的宽度 小,则如后述那样,由于在基板上粘合树脂膜的工序中,支撑部件被 压塌而受到破坏,故各液晶层的间隙变小,不能注入液晶,成为使制 造的成品率下降的原因。在使支撑部件的正型抗蚀剂充分地硬化的情 况下,通过使支撑部件的宽度比支撑部件的高度大,可避免如上所述 那样的支撑部件的破坏。在实施形态1中,由于将支撑部件的高度定 为5μm,故提高将支撑部件的宽度定为5μm以上,支撑部件不受到破 坏,可抑制成品率的下降。
此外,在实施形态1中,将在像素部分的范围内存在的支撑部件 的间隔定为25μm(支撑部件的一边为5μm,间距为30μm)。在此, 如果支撑部件的间隔大,则树脂膜在支撑部件与支撑部件之间垂弛, 不能维持基板与树脂膜、或树脂膜相互间的间隔,成为色不匀及对比 度下降的原因。因此,通过将支撑部件与支撑部件的间隔定为100μm 以下,可减小树脂膜的垂弛,可保持基板与树脂膜的间隙。通过这样 做,可保持液晶层的厚度,可防止色不匀、因间隙不足而引起的对比 度的下降。
此外,在实施形态1中,使树脂膜111~113的光学各向异性的 方向、即树脂膜的滞相轴的方向完全一致。由于树脂膜的光学各向异 性沿各树脂膜的滞相轴、即制造树脂膜时的延伸方向显现出来,故在 使基板上层叠的多个树脂膜的滞相轴的方向不同的情况下,有时光被 树脂膜吸收,液晶显示元件亮度下降。因此,通过使树脂膜的滞相轴 的方向全部相同,可实现没有因树脂膜的光学各向异性引起的光的衰 减的明亮的显示。
其次,使用图6~图13说明上述液晶显示元件的制造方法。再 有,以下的工序在用正型抗蚀剂等感光性材料不感光的长波长的光照 明的房间(黄色房间)中进行。
(1)首先,如图6(a)中所示,在形成了TFT元件102、103、 104的基板101上对ITO的透明导电膜进行了溅射成膜之后,利用光 刻和刻蚀,对TFT103、104的漏极端子103a、104a和第1像素电极 M1进行图形刻蚀。同时,利用上述透明导电膜形成像素周边的源线 和栅线。
其次,实施了形成遮光膜105的工序。在基板101上涂敷包含碳 的负型抗蚀剂,进行掩模曝光和显影,以便只在设置了支撑部件118 和立体布线用基座140的部位上留下上述抗蚀剂,如图6(b)那样, 形成遮光膜105。再有,作为遮光膜105,也可对铝等的金属薄膜进 行成膜,利用光刻和刻蚀来形成。
(2)其次,实施形成支撑部件118的工序。首先,利用旋转涂 敷法在形成了遮光膜105的基板101上涂敷第1正型抗蚀剂,并进行 预烘烤。其次,通过从基板101一侧用紫外线进行曝光,以遮光膜 105作为光掩模,对形成支撑部件118和立体布线用基座140的部位 之外进行曝光。在曝光后,通过用正型抗蚀剂的显影液进行显影,用 后烘烤进行硬化,如图7(a)中所示,可在遮光膜105上形成支撑 部件118和立体布线用基座140。
(3)其次,实施在支撑部件118上形成粘接层的工序。如图7 (a)那样,利用旋转涂敷法在形成了支撑部件118的基板101上涂 敷成为粘接层131的第2正型抗蚀剂,并进行预烘烤。其次,与(2) 的工序相同,通过从基板101一侧以遮光膜105作为光掩模用紫外线 进行曝光,用第2正型抗蚀剂的显影液进行显影,如图7(b)那样, 在支撑部件118和立体布线用基座140上形成约1μm的粘接层131。 如(2)、(3)的工序那样,通过以基板101上的遮光膜105作为光 掩模从基板的背面进行曝光,可容易地只在支撑部件118和立体布线 用基座140上形成粘接层131。在此,在利用通常的掩模曝光的工序 只在支撑部件上形成粘接层的情况下,必须有基板上的支撑部件与粘 接层的光掩模的位置重合的工序,但由于在平面形状的一边如本发明 那样小的支撑部件上,位置偏移为几μm,支撑部件上的粘接面积很 小,故在掩模位置重合方面需要极高的精度,成为因位置偏移引起的 成品率下降的原因。如(3)的工序那样,利用来自以遮光膜为光掩 模的基板的背面的曝光,可消除这样的不良情况,可高精度地、且容 易地在支撑部件118上形成粘接层131。
此外,在粘接层131中使用的第2正型抗蚀剂使用具有在显影后 的加热工序(后烘烤工序)中显现出热塑性之后硬化的性质的材料。 在本例中,使用显现出粘接层131(粘接层132、133也是同样的) 的热塑性的后烘烤的温度比支撑部件118(支撑部件119、120也是 同样的)和树脂膜111(树脂膜112、113也是同样的)显现出热塑 性的温度低的150℃的材料。此外,支撑部件118(支撑部件119、 120也是同样的)已经硬化,在再次加热时,不显现出热塑性。通过 这样做,在后述的粘合工序中,只在粘接层131、132、133中显现出 热塑性,能粘接支撑部件118、19、20和树脂膜111、112、113,同 时,可改善如在现有技术的项目中已说明的树脂膜塌陷、基板的间隙 变窄这样的问题,可平滑地在支撑部件118、119、120上粘合树脂膜 111、112、113。
再有,本发明中的树脂膜和支撑部件不限于上述的例子。即,树 脂膜只要是没有热塑性的材料或具有与粘接层相比显现出热塑性的 温度较高的热塑性的材料的任一种即可。此外,支撑部件只要是没有 热塑性的材料或具有与粘接层相比显现出热塑性的温度较高的热塑 性的材料或在粘接处理之前进行了硬化处理的材料的任一种即可。通 过这样的树脂膜与支撑部件的组合,且粘接层具有热塑性,树脂膜不 会沿支撑部件变形或支撑部件受到破坏,可使支撑部件与树脂膜粘接 起来。
此外,通常的液晶显示元件中,为了防止液晶从间隙流出,在显 示部分的周边涂敷密封材料,对间隙进行密封。在本发明中,在形成 (3)的粘接层131的工序中,如图12那样,不仅在支撑部件118 上形成粘接层131,而且在没有设置支撑部件118的显示区域周边部 146(图12的虚线44的外侧)的基板101上也形成粘接层131,以 此来代替涂敷密封材料。通过这样做,在以后的粘合工序中,在显示 区域周边部146上能够以无间隙的方式使基板101与树脂膜111粘接 起来。关于显示区域周边部146的粘接层131,在(3)的工序的曝 光时,通过在基板一侧配置对显示区域周边部146进行遮光的光掩 模,在显影后显示区域周边部146的粘接层131不被除去而留下。利 用该工序,由于不需要密封材料的涂敷等密封用的另外的工序,故可 简化工序。
在此,如果在显示区域周边部146的整个周边上形成粘接层 131,则在伴随粘合树脂膜111后的加热或抽真空的工序中,可能产 生下述问题:被密闭在基板101与树脂膜111的间隙内的空气膨胀, 树脂膜111破裂,或支撑部件118与树脂膜111的粘接脱落。因此, 有必要设置使间隙中的空气与外部通气用的通气口。在实施形态1 中,为了设置通气口,在形成(3)的粘接层的工序中,通过使用在 显示区域周边部146中对一部分不遮光、对其它部分遮光的光掩模进 行曝光,在显示区域周边部146中设置了不形成粘接层131的部分 134’(参照图12、图14)。在其后的粘合工序中,由于该部分134’ 的基板101与树脂膜111不粘接,故可成为通气口134。再有,如图 12中所示,通气口134由向外部开了口的第1通路134a和与第1通 路134a连通且其通路剖面比第1通路134a大的第2通路134b构成。 如果这样做,则可在未发生之前防止树脂膜111的破裂等的问题,同 时,由于形成通气口134的工序被包含在形成粘接层131的工序中, 故不需要多余的工序,可容易地形成通气口134。
(4)其次,在形成了支撑部件118的基板101上实施粘合树脂 膜111的工序。在图8中示出其状况。如图8那样,在基板101上的 形成了支撑部件118、粘接层131的一侧,重叠以PET为主要成分的 树脂膜111、使其通过层合机的滚筒126、127之间。此时,将层合 机的滚筒126、127的至少一方,最好是与树脂膜相接的滚筒126的 表面设定为粘接层131显现出热塑性的150℃。关于滚筒,将滚筒 126、127相互间夹住,以便对基板101均匀地施加10MPa的压力, 使滚筒以圆周速度10mm/秒的速度旋转。这样,通过使设置了支撑部 件118和粘接层131的基板101与树脂膜111重叠、使其通过层合机 的滚筒126、127间,粘接层131与树脂膜111热接合,支撑部件118 与树脂膜111粘接。由于在此时的滚筒的温度下支撑部件118和树脂 膜111不成为可塑化,故树脂膜不会沿支撑部件变形、或支撑部件被 破坏,如图9(a)那样,可一边维持相当于支撑部件118的高度的 间隙,一边容易地粘合树脂膜111。其次,对粘合了树脂膜111的基 板101进行烧固,使粘接层131硬化,使支撑部件118与树脂膜111 牢固地粘接。烧固温度至少必须比粘接层131硬化的温度高,但通过 定为树脂膜111引起稍许热收缩的温度,可减小支撑部件与支撑部件 之间的树脂膜的垂弛,可在更平坦的状态下粘合树脂膜。在本实施形 态中使用的1.2μm的厚度的PET的树脂膜的情况下,200℃~220℃ 是适当的烧固温度。
利用以上的工序,可在保持基板101与树脂膜111的间隙的原有 状态下,使树脂膜牢固地粘接到在支撑部件118上,可提高制造的成 品率。此外,不需要如现有例那样的对树脂膜进行脱模的工序或使固 形膜气化的工序,与以往相比可简便且容易地粘合树脂膜。
在此,在(4)的粘合工序中,由于使基板101和树脂膜111在 层合机的滚筒126、127之间通过,故如果此时树脂膜因折叠而有助 于发生皱纹,则产生树脂膜111不能平滑地粘接在基板101上、成为 显示的不匀及缺陷的原因的问题。特别是由于本发明的树脂膜111较 薄,故更容易发生皱纹,成为使成品率下降的原因。因此,一边使树 脂膜111在图8的箭头B的方向上均匀地伸展来拉伸皱纹,一边使其 在滚筒126、127之间通过。通过这样做,可在平滑的状态下将树脂 膜111粘合到基板101上。
此外,一般来说,层合机的滚筒是具有弹性的材料(橡胶等), 但在本发明的工序中,在使用具有弹性的材料作为树脂膜一侧的滚筒 126时,在(4)的工序中在重叠基板101与树脂膜111使其通过时, 存在下述问题:由于滚筒126的按压,支撑部件118侵入滚筒126 中,树脂膜111在基板101一侧发生塑性变形而垂弛,不能维持间隙。 因此,通过用具有按压时的侵入比树脂膜的弹性变形小那样的硬度的 刚体、例如不锈等来构成滚筒126,支撑部件118不会侵入,树脂 膜不会变形,树脂膜可在平滑的状态下粘接到支撑部件上,可使封入 液晶的间隙的厚度变得均匀。
此外,在(4)的工序中,在显示区域周边部146上的未形成粘 接层131的部位通过粘合树脂膜111,如图12那样设置通气口134。 由此,如上所述,可在未发生之前防止伴随加热或抽真空的工序中的 树脂膜的破裂等不良情况。但是,在形成树脂膜上的支撑部件时,在 将基板浸渍于显影液中的工序或为了对树脂膜上的透明导电膜进行 图形刻蚀而浸渍于刻蚀液中的工序中,存在发生溶液从通气口侵入到 间隙内这样的新的问题的担心。如果溶液从通气口侵入到间隙内,则 由于间隙很窄,故难以排除已侵入的溶液,或者溶液中的成分残留在 间隙内等,成为液晶不能注入到间隙内的原因。
(5)作为解决这个问题的方法,实施了使通气口134的第1通 路134a附近的基板101与树脂膜111的间隙的表面张力降低的工 序。作为使表面张力降低的处理,在通气口134的第1通路134a附 近的基板101或树脂膜111的表面上覆盖氟系列的覆盖剂190(参照 图14)。在不进行表面处理的情况下,在PET表面上的水的接触角 约70度,水等的溶液侵入到间隙内,但利用上述处理,接触角成为 90度以上,如图15那样,溶液不侵入到间隙内,可在未发生之前防 止该问题的发生。此外,按照该方法,在重复加热或抽真空的工序和 浸渍于溶液中的工序时,由于不需要重复通气口的开口和闭口,故可 简化制造工序。
(6)其次,实施了在基板101上粘合了的树脂膜111上形成开 口124、125的工序。如上所述,开口124、125是对树脂膜上的像素 电极与基板上的TFT元件的漏极端子进行导电性的连接的开口。利用 旋转涂敷,在图9(a)中示出的树脂膜111的外侧上涂敷第3正型 抗蚀剂128,进行了预烘烤。其次,使用只对形成开口124、125的 部分照射光的光掩模进行掩模曝光,用显影液进行显影,由此如图9 (b)那样,除去上述抗蚀剂膜128中的形成开口124、125的部分, 在树脂膜111上形成了3μm的抗蚀剂膜128。其次,利用反应离子刻 蚀(RIE)除去形成开口的部分的树脂膜111,如图10(a)那样,在 树脂膜111中形成了开口124、125。RIE是通过使氧离子在一个方向 上加速,使其在树脂膜表面上发生冲撞来使树脂膜的树脂分子分解、 气化而进行刻蚀的方法,利用RIE将以PET为主要成分的树脂膜111 以0.3μm/分的速度分解、除去。另一方面,上述抗蚀剂膜128的主 要部分是丙烯酸树脂,与上述树脂膜同样地以0.3μm/分的速度被分 解、除去。在该例中,利用5分钟的RIE处理来除去开口124、125 的树脂膜111,另一方面,上述抗蚀剂膜128不被除去1.5μm的厚度 而留下来,在开口124、125以外的部分中,上述抗蚀剂膜128保护 了树脂膜111。其后,剥离上述抗蚀剂膜128,如图10(b)那样, 在树脂膜111中形成了开口124、125。这样,利用反应离子刻蚀可 形成开口,可在具有抗PET等有机溶剂及酸的性能的树脂膜中形成开 口。
再有,在树脂膜中形成开口的方法中,除反应离子刻蚀以外,也 可使用等离子灰化装置(plasma asher)等。
(7)其次,实施在树脂膜111上形成像素电极的工序。在图11 (a)中示出其状况。通过对作为透明导电膜的ITO进行溅射制膜来 形成第2像素电极M2,其厚度约为0.1μm。此时,在树脂膜111中 设置的开口124、125中也对ITO进行制膜,可将基板101上的TFT 元件103、104的漏极端子103a、104a与树脂膜111上的第2像素 电极M2导电性地连接起来。其次,用抗蚀剂覆盖像素部分和开口的 部分,在利用刻蚀除去了除此以外的ITO之后,剥离抗蚀剂,将ITO 构图为第2像素电极M2的形状。由此,可用基板101上的TFT元件 103来控制第2像素电极M2的电位。
(8)其次,形成第2液晶层107。形成第2液晶层107的工序 是重复上述(2)~(7)的工序而形成的。首先,利用(2)的工序 在树脂膜111上形成了支撑部件119之后,利用(3)的工序在支撑 部件119上形成粘接层132。与(2)、(3)同样,将在(1)的工 序中形成的遮光膜105作为光掩模,通过从基板101一侧进行曝光, 可在与第1液晶层106的支撑部件118、粘接层131相同的位置上容 易地形成第2液晶层107的支撑部件119、粘接层132。其次,利用 (4)的工序使支撑部件119与树脂膜112粘合,在树脂膜111与树 脂膜112之间形成封入液晶用的间隙。此时,使树脂膜112的滞相轴 的方向与树脂膜111的滞相轴的方向相同。再者,在(5)的工序中 实施降低通过第2液晶层107的间隙的通气口135(参照图13、图 16)的第1通路135a附近的表面张力的处理。再有,通气口135, 如图13中所示,是与通气口134相同的结构,由向外部开了口的第 1通路135a和与第1通路135a连通且其通路剖面比第1通路135a 大的第2通路135b构成。
其次,在(6)的工序中,在基板上的TFT元件104的漏极端子 104a的上方的树脂膜112中形成了开口125之后,在(7)的工序中, 形成第3像素电极M3,使第3像素电极M3与漏极端子104a导通。 这样,如图11(b)那样,形成了构成第2液晶层107用的间隙、树 脂膜112、第3像素电极M3。
(9)其次,形成第3液晶层108。形成第3液晶层108的工序 是重复上述(2)~(5)的工序而形成的。首先,利用(2)、(3) 的工序在与树脂膜112上的第2液晶层的支撑部件119相同的位置上 设置了支撑部件120、粘接层133。其次,利用(4)的工序使支撑部 件120与树脂膜113粘合,在树脂膜112、113之间形成封入液晶用 的间隙。使树脂膜113的滞相轴的方向与树脂膜111、112的滞相轴 的方向相同。再者,在(5)的工序中实施降低通过第3液晶层108 的间隙的通气口136(参照图13、图17)的第1通路136a附近的表 面张力的处理。再有,通气口136,如图13中所示,是与通气口134 相同的结构,由向外部开了口的第1通路136a和与第1通路136a 连通且其通路剖面比第1通路136a大的第2通路136b构成。此外, 如图13中所示,上述通气口134~136的位置分别在不同的位置上形 成。
(10)其次,实施在树脂膜113上形成共用电极116的工序。共 用电极兼作反射板,利用蒸铝以0.1μm的厚度成膜。
(11)再者,实施在形成了共用电极116的树脂膜113上形成由 丙烯酸树脂构成的保护膜17的工序。
(12)其次,实施以在真空中注入液晶的工序。首先,通过用图 13的C-C线割断基板101和树脂膜111、112、113,除去提高了表 面张力的部分、即第1通路134a、135a、136a,使第2通路134b、 135b、136b起到作为液晶的注入口的功能。其次,将在上述基板上 层叠了树脂膜的结构体与3个放入溶解了蓝绿、深红、黄色的各色的 2色性色素的宾主液晶的液晶储存器一起放入真空注入机中。然后, 在抽真空之后,通过使第2通路134b、135b、136b与各液晶储存器 的液晶液面接触,在3层的液晶层的间隙中以真空方式注入与各色对 应的宾主液晶。在各间隙中全部注入了液晶之后,将基板从真空注入 机取出,使用紫外线硬化树脂密封3个第2通路134b、135b、136b。 利用上述方法,可在第1~第3液晶层106~108的间隙中封入液晶 121~123。
利用以上的工序可制造图1中示出的液晶显示元件。由此,可容 易地将极薄的树脂膜粘接在支撑部件上,通过在基板上与树脂膜的间 隙中封入液晶来形成液晶显示元件,可提高液晶所占的比例,可提高 实际的开口率,可实现对比度高和明亮的显示。此外,由于树脂膜的 厚度也薄,故可用低电压来驱动液晶显示元件,而且由于不需要玻璃 基板,故可实现没有视差的明亮的显示。再有,在实施形态1中,作 为支撑部件、粘接层使用了正型抗蚀剂,但也可使用负型抗蚀剂来形 成支撑部件、粘接层。此时,在不设置支撑部件的部分中设置反射膜, 将其作为掩模来形成支撑部件、粘接层,以此来代替在基板与支撑部 件之间设置遮光膜。此外,由于在基板上形成反射膜,故作为最上层 的树脂膜上的共用电极,确定为形成透明导电膜的共用电极。
(实施形态1-2)
在实施形态1-1中,实施了只在支撑部件上形成粘接层的粘接 层形成工序,但作为粘接层形成工序,也可通过实施预先在树脂膜上 覆盖粘接层的工序,将其作为粘接层来使用。此时,由于可在树脂膜 的制造时形成粘接层,也没有必要进行向支撑部件上的粘接层形成工 序,故可简化制造工序。在粘合工序中,将树脂膜中设置了粘接层的 面作为与基板上的支撑部件相接的一侧,来粘合基板与树脂膜。再 有,也可在树脂膜的两面上设置粘接层。
树脂膜上的粘接层是在由聚酯树脂构成的树脂膜上涂上一层在 比聚酯树脂低的温度下具有热塑性的以聚乙烯树脂、尿烷树脂等为主 要部分的薄的树脂而形成的。在此,粘接层的厚度相对于树脂膜的厚 度为1/5~1/10。这样,通过将粘接层厚度形成得较薄,可抑制在粘 接层中的电压降。
以这种方式形成薄的粘接层的方法如下。使约几μm的厚度的树 脂膜通过延伸而实现薄膜化,但在延伸之前将形成粘接层的树脂涂敷 在树脂膜上,其后将其延伸。通过这样做,由于以与延伸前的树脂膜 和粘接层的厚度相同的比例使树脂膜和粘接层实现薄膜化,故可形成 非常薄的、均匀的粘接层。
(实施形态1-3)
此外,在实施形态1-1中,为了使树脂膜与基板的间隙的气体 与外部通气,在显示部分的周边上设置了通气口134~136,通过提 高通气口的第1通路134a~136a附近的表面张力,在未发生之前防 止了来自通气口的溶液的侵入的担心。不用这样的方法,通过密封显 示部分的周边,对通气口进行闭口,也可防止溶液的侵入。此时,由 于在伴随加热或抽真空的工序中,有时间隙的气体膨胀,树脂膜破 裂,故在该工序之前,使已密封的显示部分的一部分贯通,设置通气 口。在伴随加热或抽真空的工序之后,在浸渍于溶液中的工序之前, 对该通气口进行闭口。设置通气口的部位定为显示部分的周边的像素 以外的部分,使用激光在树脂膜中开直径50μm的孔来形成通气口。 关于通气口的闭口,将加热到约200℃的烙尖压在通气口上,利用 树脂膜的热接合来进行闭口。
再有,由于为了形成3层液晶层,有必要重复多次通气口的开 口、闭口的工序,故逐次改变形成的场所来设置通气口。通过这样做, 可与实施形态1同样地形成液晶显示元件。此外,作为通气口的闭口 方法,也可使用具有粘接性的带。此时,通过在每次重复通气口的开 口、闭口的工序中进行带的粘上揭下,可得到与实施形态1同样的效 果。再有,关于闭口用的带,使用具有抗浸渍基板的溶液的性能的带, 此外,粘接性较小的带是适当的。
(实施形态1-4)
此外,在实施形态1-1、1-3中,通过设置通气口,使间隙的 气体与外部通气。可不用这样的方法,在实施形态4中,使用了具有 通气性的树脂膜作为树脂膜111~113。由此,由于在伴随加热及抽 真空的工序中,间隙的空气也通过树脂膜而出入,故可在未发生之前 防止因在没有通气性的情况下发生的气体的膨胀引起的树脂膜的破 裂等的不良情况,此外,在浸渍于溶液的工序中,可防止溶液侵入到 间隙内。因而,可省略如实施形态1、3那样设置通气口的工序。此 外,通过实施通气性的树脂膜的使用和实施形态1-1、1-3的通气 口的形成这两者的对策,可更圆满地进行间隙的空气的通气,可增大 防止树脂膜的破裂等的效果。再有,在使用具有通气性、透湿性的树 脂膜的情况下,有时在制造液晶显示元件后空气中的氧或水分通过树 脂膜进入到间隙内,使液晶的保持率下降,显示性能变坏。在此,如 果如实施形态1-1那样,在最上层的树脂膜上蒸镀铝作为共用电 极,则共用电极可成为遮蔽膜来防止氧或水分的侵入,没有必要另外 设置遮蔽膜,可简化工序。再有,在存在树脂膜在液晶显示元件的表 面上露出的部位的情况下,为了防止显示性能的下降,有必要在最上 位置的树脂膜113上形成没有通气性且没有透湿性的遮蔽膜。
(实施形态1-5)
此外,在实施形态1-1中,在最上位置的树脂膜113上,通过 形成兼作共用电极的反射膜116,形成了反射板。在该方法中,由于 在平坦的树脂膜上形成反射膜,故光的反射特性成为具有镜面性的特 性。在反射膜具有镜面性的情况下,存在下述问题:光源映入到反射 膜上,难以进行显示,从不映入的角度观察显示元件时,显示是暗的。 因此,以往提出了具有通过在反射膜的表面上设置微细的凹凸形状使 反射特性成为发散性的反射膜的液晶显示元件(特开平4- 243226)。在该方法中,通过在基板上设置具有微细的凹凸形状的树 脂层,在树脂层上形成反射膜,使之具有发散性。在此,在本发明的 实施形态1-1的结构中,与现有技术同样地在基板上设置具有凹凸 形状的反射膜的情况下,存在产生下述新的问题的担心:(1)由于 基板上的凹凸,不能使反射膜与树脂膜的间隙保持为恒定,(2)为 了形成支撑部件和粘接层而实施背面曝光时,由于利用反射膜来遮 光,故故不能象实施形态1那样使用正型抗蚀剂在相同的位置上设置 支撑部件和粘接层。
因此,本发明的实施形态1-5如图18那样,在被层叠的液晶层 中的最外侧的液晶层上、即最上位置的树脂膜113上,设置在表面上 具有多个凹凸形状的树脂层150,在树脂层150上形成了反射膜151。 在此,上述树脂层150使用透明的正型抗蚀剂,反射膜151利用铝蒸 镀来成膜。利用该结构,可在液晶层上形成具有发散性的反射膜,在 容易观察显示的同时,可解决上述的问题。本发明在将具有凹凸形状 的反射膜的树脂层一侧的面作为反射面来使用方面与现有技术不 同,如果在树脂层中的光的吸收大,则显示变暗。因此,如上所述, 树脂层150必须是透明的材料。
此外,在本实施形态1-5中,作成反射面兼作共用电极的结构, 但在电极间施加电压时,在树脂层中产生电压降,加到液晶层上的电 压降低。为了避免这一点,也可作成在树脂膜113与树脂层150之间 设置共用电极的结构。再有,此时,光被共用电极吸收,有时显示的 亮度稍微变暗。
其次,有关本实施形态的制造工序,省略与实施形态1-1重复 的部分,只说明不同的部分。同样的实施在实施形态1的制造方法的 工序的说明中示出了的项目中的(1)~(9),只变更(10)的形成 反射膜的工序,如下所述。在树脂膜113上以1μm的厚度涂敷正型抗 蚀剂。其次,如图19中所示,使用具有多个微小的圆形孔152的光 掩模153,进行掩模曝光和显影,实施图形刻蚀。其后,为了使抗蚀 剂变得透明,实施整个面的曝光。其次,将基板在200℃的炉中进行 烧固。通过使用在烧固时引起热垂弛的材料作为光致抗蚀剂,树脂 层表面的凸部从图20的实线154开始如假想线155那样变形成圆 形,形成微小的凹凸面。其次,在树脂层的表面上利用铝蒸镀形成 0.1μm的的反射膜151。其次,在与实施形态1-1的制造工序的(12) 相同的工序中,实施液晶的注入,完成了图18的液晶显示元件。再 有,也可与实施形态1相同,实施(11)的工序,在反射膜上形成保 护膜。
如上所述,可在液晶层上形成具有发散性的反射膜,可容易地观 看显示。
如上所述,按照第1形态,通过在树脂膜与基板之间、或树脂膜 相互间形成封入液晶用的间隙,在间隙中封入液晶,形成液晶显示元 件,可实现没有因层叠液晶层引起的视差产生的套色不准的、明亮 的、高对比度的液晶显示元件。
此外,由于使用树脂膜作为密封膜,将该树脂膜通过粘接层粘接 到支撑部件上,故可简化制造工序,可提高制造的成品率。
[第2形态]
在上述第1形态中,层叠树脂膜、为了将各树脂膜上的电极与基 板上的驱动元件的连接端连接起来,在每次层叠各树脂膜时必须执行 形成接触孔的工序。即,在基板上层叠了3层液晶层的液晶显示元件 中,必须实施2次接触孔的形成工序。因而,接触孔形成工序数较多。 因此,在本第2形态中,其特征在于:改善这一点,可实现接触孔形 成工序的简化。以下根据实施形态说明具体的结构。
(实施形态2-1)
图21是与实施形态2-1有关的液晶显示元件的主要部分的剖面 图,图2其是平面图。再有,图22是图23的矢视Y-Y剖面图,图 22是图21的矢视X-X剖面图,图21和图22中示出了液晶显示元 件的中央的一个像素部分。
实施形态1示出将本发明应用于彩色液晶显示元件的例子。该液 晶显示元件是这样构成的:在一片基板上层叠多个树脂膜,在基板与 树脂膜和树脂膜相互间的各间隙中分别封入颜色不同的2色性色素 的宾主液晶。
以下,参照图21和图22说明液晶显示元件的具体的结构。
在基板201上经支撑部件205、206、207层叠了树脂膜202、203、 204,在基板201与树脂膜202间、树脂膜202与树脂膜203间和树 脂膜203与树脂膜204间形成封入液晶用的间隙A、B、C,在各自的 间隙A、B、C中充填了含有蓝绿、深红、黄色的2色性色素的宾主液 晶224、225、226。树脂膜202、203、204是以聚乙烯对苯二甲酸盐 (PET)为主要成分的厚度为1μm的膜。再有,也可使用树脂膜的主 要成分是PET以外的材料。
上述支撑部件205、206、207由正型抗蚀剂构成,轴直角剖面是 正方形(在本实施形态中一边为10μm)的棱柱状。该支撑部件205、 206、207在整个像素部分中在以预定的间距分布的状态下被配置, 保持了上述间隙A、B、C。
上述基板201是例如由玻璃构成的透明基板。在该基板201上形 成了被构图为预定形状的像素电极208和作为驱动元件的TFT221、 222、223。此外,在上述树脂膜202、203、204上设置了皱纹缓和 层218、219、220。在皱纹缓和层218、219上形成了被构图为预定 形状的像素电极209、210,在皱纹缓和层220上形成了共用电极211。 在像素电极208、209、210上形成了使液晶224、225、226取向用 的由聚酰亚胺构成的取向膜228、229、230。
在上述间隙A、B、C中,对于一个像素设置了2个立体布线用基 座列241、242。立体布线用基座列241由在垂直于基板201的方向 上在大致相同的位置上竖直地设置的3个立体布线用基座241a、 241b、241c构成,此外,立体布线用基座列242由在垂直于基板201 的方向上在大致相同的位置上竖直地设置的3个立体布线用基座 242a、242b、242c构成。立体布线用基座241a、241b、241c;242a、 242b、242c的轴直角剖面是正方形的棱柱状。该立体布线用基座 241a、241b、241c;242a、242b、242c与支撑部件205、206、207 相同,由正型抗蚀剂构成。贯通这些立体布线用基座241a、241b、 241c和树脂膜202、203、204形成了接触孔212,贯通立体布线用 基座242a、242b、242c和树脂膜202、203、204形成了接触孔213。 而且,TFT222的连接端222a成为在接触孔212内露出的状态,TFT223 的连接端223a成为在接触孔213内露出的状态。该接触孔212用作 像素电极209与TFT222的连接布线,接触孔213用作像素电极210 与TFT223的连接布线。在接触孔212内除去上述像素电极209上的 取向膜229,由此,像素电极209成为部分地在接触孔212内突出并 露出的状态。而且,导电部件214与上述连接端222a和像素电极209 的各露出部接触,将TFT222与像素电极209导电性地连接起来。此 外,同样,在接触孔213内除去上述像素电极210上的取向膜230, 由此,像素电极210成为部分地在接触孔213内突出并露出的状态。 而且,导电部件215与上述连接端223a和像素电极210的各露出部 接触,将TFT223与像素电极210导电性地连接起来。再有,TFT221 的连接端在基板201上与像素电极208导通。利用这样的结构,形成 了包含共用电极211并与上下配置的像素电极208、209、210有关的 的立体布线,利用TFT221、222、223的导通/关断,控制像素电极 208、209间、像素电极209、210间、像素电极210与共用电极211 间的电压,进行全彩色显示。
在此,因为在接触孔212、213内的连接结构是本发明的主要的 特征,故以下详细地说明该连接结构。
首先,如果关于接触孔212进行说明,则树脂膜202的面对接触 孔212的内周面从接触孔212的内周面开始向直径方向的内侧伸出, 该树脂膜202的,上侧树脂膜202、203、204的面对接触孔212的内 周面与接触孔212的内周面成为一个面。而且,在上述树脂膜202 的伸出部分上形成了像素电极209。利用这样的结构,像素电极209 成为在接触孔212内露出的状态。此外,作为得到这样的像素电极 209的露出状态的具体的方法,如下所述,用具有抗氧等离子体等的 干法刻蚀性能的无机材料(ITO)构成像素电极,在用干法刻蚀形成 接触孔时,利用由容易被刻蚀的材料构成的树脂膜和像素电极的刻蚀 的进行程度的差别,使像素电极露出。
这样,通过像素电极209在接触孔212内露出,导电部件214与 像素电极209成为面状接触,可得到像素电极209与导电部件214 的可靠的导通状态。其结果,提高了像素电极209与TFT222的连接 端222a的导通状态的可靠性。
关于接触孔213,也与接触孔212相同,树脂膜203和树脂膜203 上的像素电极210在接触孔213中伸出,像素电极210在接触孔213 中露出,与导电部件215相接。利用这样的结构,可得到像素电极 210与导电部件215的可靠的导通状态,提高了像素电极210与连接 端223a的导通状态的可靠性。
其次,说明作为本实施形态的另一特征的皱纹缓和层218、219、 220。该皱纹缓和层218、219、220是由具有抗溅射性能的材料、例 如丙烯酸系列树脂构成的涂敷膜,具有0.2μm的厚度。而且,在形成 电极时,在树脂膜上设置了丙烯酸系列树脂的皱纹缓和层后,利用作 为无机材料层的ITO的溅射,在皱纹缓和层上使电极成膜。
在此,本发明者发现了下述问题:对作为无机材料的ITO等直接 以溅射方式在10μm以下的厚度的树脂膜上成膜时,由于溅射的冲击 在树脂膜上产生皱纹。在图23中示出该状况。图23是在图21的液 晶显示元件中,实施到在基板201上形成像素电极209为止的工序时 的一个像素的平面图,是大体与图22对应的图。再有,在图23中省 略了栅线、源线等。如图23中所示,在树脂膜202上,以穿过以50μm 的间距设置的像素部分的柱状的支撑部件205间的方式在整个像素 上产生皱纹250,成为光在树脂膜表面上发生散射的结果。因此,通 过设置皱纹缓和层218、219、220可缓和或防止皱纹,如图22、图 24(b)那样,可平滑地维持树脂膜。在本实施形态中,作为皱纹缓 和层,使用了丙烯酸系列树脂,但使用包含二氧化硅粒子的有机树脂 来代替丙烯酸系列树脂也能得到同样的效果。
再有,在实施形态2-1中,示出了在树脂膜上对作为透明电极 的ITO进行成膜的情况,但在树脂膜上对其它无机材料(例如,氧化 铟锌)进行成膜的情况下,通过设置皱纹缓和层也能缓和、或防止树 脂膜的皱纹。
此外,在树脂膜中发生皱纹这样的问题不限于本实施形态那样的 在基板与树脂膜间形成间隙并用垫片进行支撑的情况,在基板上密接 地设置树脂膜的情况下,在树脂膜的厚度大致为10μm以下时,在树 脂膜上直接对无机材料进行成膜时,也发生皱纹。此时,通过同样设 置皱纹缓和层,也可缓和或防止皱纹。
其次,一边参照图24~图27,一边说明上述结构的液晶显示元 件的制造工序。图24~图27是在与图21相同的剖面中示意性地示 出制造工序的图。
首先,在具有TFT221、222、223的基板201上形成取向膜228, 利用正型抗蚀剂在其上形成支撑部件205和具有孔212a、213a(相 当于形成接触孔212、213的一部分的部分)立体布线用基座241a、 242a,使用层合机将树脂膜202粘合到支撑部件205和立体布线用基 座241a、242a上,形成了图4(a)的结构。在支撑部件205和立体 布线用基座241a、242a上形成极薄的正型抗蚀剂的粘接层,使树脂 膜202与支撑部件205和立体布线用基座241a、242a粘接起来。在 图24(a)中,作为与支撑部件205和立体布线用基座241a、242a 一体,示出了粘接层。
其次,如图24(b)那样,利用旋转涂敷在树脂膜202上以0.2μm 的厚度涂敷了丙烯酸树脂之后,使其硬化,形成皱纹缓和层218,在 其上以0.13μm的厚度对ITO进行溅射成膜。通过以这种方式设置皱 纹缓和层,可防止因ITO成膜而在树脂膜中产生皱纹。利用成膜后 光刻的方法和使用了氢碘酸的刻蚀,将ITO构图为像素形状,形成了 像素电极209。此时,如图24(b)和图22中所示,在形成接触孔 212的部分中,除去相当于与孔212a相比直径较小的孔212b的范围 的ITO,以留下其周围的方式实施了图形刻蚀。此外,在孔213a的 周边,除去了像素电极209。
其次,重复以上的工序,在形成了取向膜29、支撑部件206和 立体布线用基座241b、242b后,粘合树脂膜203,对皱纹缓和层219、 像素电极210进行成膜。在此,作为在像素电极210中的形成接触孔 213的部分,如图25(a)那样,除去相当于与孔213a相比直径较小 的孔213b的范围的ITO,以留下其周围的方式实施了图形刻蚀。此 外,在接触孔212的周边,除去ITO,形成了像素电极210。再者, 重复同样的工序,形成了在基板上层叠3层树脂膜的图25(a)的结 构。再有,共用电极211也与像素电极209同样,对ITO进行溅射成 膜,实施了图形刻蚀,以便在接触孔212、213的周边都除去电极。
其次,如图25(b)所示那样,以6μm的厚度涂敷正型抗蚀剂227, 实施了掩模曝光和显影,以便只除去接触孔212、213这部分的抗蚀 剂。
其次,利用作为干法刻蚀的一个方法的利用氧等离子体的反应离 子刻蚀(RIE),形成了接触孔212、213。在此,利用RIE来刻蚀树 脂膜、正型抗蚀剂、取向膜和构成皱纹缓和层的丙烯酸树脂,另一方 面,由无机材料的ITO构成的像素电极几乎不被刻蚀。在本实施形态 中,在氧流量15SCCM、功率150W的条件下,在1分钟内将树脂膜、 正型抗蚀剂刻蚀1μm的深度。如果从图25(b)的正型抗蚀剂227一 侧进行刻蚀,则只在正型抗蚀剂227的表面和接触孔212、213中进 行刻蚀,在接触孔212、213内除去皱纹缓和层220、树脂膜204,其 次,除去取向膜230、皱纹缓和层219、树脂膜203。此时,在接触 孔213中,在除去了取向膜230后,只除去利用图形刻蚀除去了像素 电极210的孔213b的内侧部分的皱纹缓和层、树脂膜。在接触孔213 内伸出的像素电极210的部分中,由于像素电极未被刻蚀,故像素电 极210和其下的树脂膜203留下来,可使像素电极210在接触孔213 中露出。其次,除去取向膜229、皱纹缓和层218、树脂膜202。此 时,在接触孔213中,取向膜229、皱纹缓和层218和树脂膜202除 去部分只是位于孔213b的内侧的正下方的部分。
另一方面,在接触孔212中,在除去了取向膜229后,只除去利 用图形刻蚀除去了像素电极209的孔212b的内侧部分的树脂膜,在 像素电极209的接触孔213内伸出的的部分中,树脂膜202留下来, 像素电极209在接触孔212中露出。再者,除去TFT的连接端222a、 223a上的取向膜228,连接端222a、223a在接触孔212、213内露 出。
如上所述,通过实施RIE 5分钟,如图26(a)那样,像素电极 209、210和连接端222a、223a在接触孔212、213内露出。此外, 接触孔212、213以外的部分由正型抗蚀剂227来保护。
其次,用旋转涂敷法涂敷由水溶性的碳树脂构成的导电部件 214、215,成为图26(b)。由此,将导电部件214、215充填在接 触孔212、213内。其次,通过用剥离液除去正型抗蚀剂227,接触 孔212、213以外的部分的导电部件与正型抗蚀剂一起浮起、剥离, 如图27那样,形成导电部件214、215只充填在接触孔212、213中 的结构。这样,在接触孔212、213中,在接触孔中露出的像素电极 209、210与导电部件214、215相接,能与连接端222a、223a可靠 地导通。由此,能利用基板上的TFT222、223可靠地控制施加到像素 电极209、210上的电压。
利用以上的工序,一边能可靠地进行在接触孔中的导电性连接, 一边能将接触孔的形成工序缩短为一次,可实现接触孔形成工序的简 化。
再有,如果作为参考来叙述,则可容易地想象,如果在层叠了多 层树脂膜之后来形成接触孔,则可将形成接触孔的次数定为一次,可 简化工序。但是,在电极上形成了使液晶取向用的取向膜的情况下, 如果单单层叠形成了电极的树脂膜、在层叠后形成接触孔,则树脂膜 上的电极只以接触孔的剖面在接触孔中露出。在作为电极使用ITO的 情况下,因为从光学特性考虑,大多将厚度定为约0.1~0.2μm,故 在接触孔形成后,为了连接电极而在接触孔中设置导电部件时,只以 0.1~0.2μm的厚度的剖面仅仅与导电部件相接,故存在不能指望可 靠的导通的担心。关于这一点,利用本发明那样使像素电极在接触孔 内突出并露出的结构,由于像素电极与导电部件的接触面积变大,故 可得到像素电极与导电部件的可靠的导通状态。
再有,在本实施形态中,虽然是用取向膜覆盖像素电极的结构, 但即使在不覆盖取向膜那样的树脂的层的结构的情况下,也能使像素 电极在接触孔内露出,可得到与上述相同的效果。
(实施形态2-2)
图28是与实施形态2-2有关的液晶显示元件的主要部分的剖面 图。本实施形态2的特征在于:将接触孔212、213的内周面形成为 台阶状,使像素电极209在接触孔212内露出,而且使像素电极210 在接触孔213内露出。如果具体地进行说明,则通过使立体布线用基 座241b、241c的孔212b、212c的直径比立体布线用基座241a的孔 212a大,使立体布线用基座242c的孔213c的直径比立体布线用基 座242a、242b的孔213a、213b大,可形成阶梯状的接触孔212、213。 利用这样的结构,可不象上述实施形态2-1那样使树脂膜和像素电 极以帽沿状伸出而使电极露出,可与实施形态2-1同样一并地形成 接触孔,同时增大像素电极与导电部件的接触面积,可得到可靠的导 通状态。
(实施形态2-3)
在实施形态2-1中,作为在树脂膜中形成接触孔的方法,使用 了正型抗蚀剂的图形刻蚀和RIE的干法刻蚀的方法,但与本实施形态 有关的方法是利用激光以点状除去树脂膜,来形成接触孔。以下,参 照图29,说明与本实施形态有关的接触孔形成方法。
首先,如图29(a)那样,用与实施形态2-1同样的工序,在 一片基板201上通过垫片和立体布线用基座241a、241b、241c,242a、 242b、242c层叠3层树脂膜202、203、204,像素电极208、209、 210,共用电极211。其次,如图29(b)那样,在形成接触孔212、 213的部分上以点状照射激光,开接触孔212、213。此时,通过用激 光使除去了树脂膜的孔212d、213d的直径比立体布线用基座部分的 孔212a、213a的直径小,与实施形态1同样,可使树脂膜202、203 和电极209、210在接触孔的内侧伸出。但是,在原有状态下在电极 209、210上覆盖了取向膜229、230,电极未露出。因此,在接触孔 形成后,如图30(a)那样,在充填导电部件214、215之前,用可 溶解取向膜229、230的溶液清洗接触孔212、213内,使电极209、 210露出。其次,如图30(b)那样,如果在接触孔212、213中充填 导电部件214、215,则可使树脂膜上的电极与导电部件导通。再有, 在该方法中,由于利用激光可在树脂膜上的电极和树脂膜中同时形成 接触孔,故没有必要在对树脂膜上的电极进行图形刻蚀时除去接触孔 的部分的电极。
(实施形态2-4)
在实施形态2-1中,在基板与树脂膜或树脂膜相互间设置垫 片,在该间隙中密封液晶,构成了液晶显示元件,但在不设置这样的 间隙、单单层叠树脂膜的情况下,也可同样利用1次接触孔的形成工 序实施被配置在上下的像素电极的立体布线。再者,在上述实施形态 1中,使用了预先被成形为膜状的膜作为树脂膜,但也可以不是这样 的结构,可利用在基板上涂敷树脂材料等方法作成膜状。在实施形态 2-4中示出这样的例子。
图31是示出与实施形态2-4有关的树脂膜结构体的制造工序的 图。该树脂膜结构体例如是多层电路基板。首先,利用旋转涂敷法在 形成了电极235的基板231上进行涂敷来形成树脂膜232。该树脂膜 232使用了与实施形态1中使用的皱纹缓和层相同的材料的丙烯酸树 脂。在其上形成由ITO构成的的电极236,进行图形刻蚀,以便除去 形成接触孔239的部分239a。再者,利用旋转涂敷法进行涂敷来层 叠树脂膜232、233、234,形成图31(a)的结构。这样,在层叠多 个树脂膜后,如图31(b)那样,涂敷正型抗蚀剂240,利用掩模曝 光、显影除去形成接触孔的部分239。其次,如果利用干法刻蚀除去 接触孔的部分,则如图31(c)那样,电极在接触孔中露出。如果利 用与实施形态2-1同样的方法将导电部件238充填到接触孔239 中,则如图31(d)那样,可用导电部件238连接电极235与电极236, 能实现立体的布线。
(实施形态2-5)
图32是示出与实施形态2-5有关的树脂膜结构体的制造工序的 图。在本实施形态2-5中,其特征在于,将不同层的树脂膜上的电 极相互连接起来。即,基本上与实施形态4相同,但用导电部件238 连接在树脂膜232和树脂膜233的每一个上形成的电极236、237的 部位不同。在以这种方式将层不同的电极相互连接起来的情况下,如 图32(a)那样,在形成接触孔的部分中,使除去了电极236、237 的部分239a、239b在上下的电极中变化,与电极236相比,电极237 这一方除去的范围宽,即,越往上,除去的范围越大。通过这样做, 如果如图32(b)那样形成正型抗蚀剂240,如图32(c)那样利用 干法刻蚀形成接触孔,则电极236、237在接触孔239中露出,如图 32(d)那样,通过将导电部件238充填到接触孔239中,可用导电 部件238使电极236与电极237导通。这样,可使电极236、237都 在接触孔中露出,能可靠地进行电极相互间的导通。
(实施形态2-6)
图33是与实施形态2-6有关的树脂膜结构体的剖面图。虽然在 上述实施形态2-4、2-5中将电极相互连接起来,但在本实施形态 2-6中,其特征在于:导电性地连接在基板231上形成的驱动元件 245、246与电极236、237。关于具体的制造方法,以与上述实施形 态2-4、2-5基本上相同的方法形成2个接触孔247、248,在接触 孔247、248内使电极236、237部分地露出,经导电部件249、250 导电性地连接该电极236、237的露出部分与驱动元件245、246的连 接端245a、246a,即可。
(其它事项)
在上述实施形态2-1~2-6中,为了在接触孔中的导通,使用 了作为导电部件的碳涂料,但也可使用其它的导电部件。例如,也可 通过在接触孔表面上形成无电极电镀等金属膜来进行电极的连接。此 时,在形成接触孔后,在形成了金属膜之后,通过剥离保护了树脂膜 的正型抗蚀剂,除去接触孔以外的部分的金属膜,可得到与上述实施 形态2-1同样的效果。
此外,在实施形态2-1~2-3中,示出了液晶显示元件中的例 子,但例如通过在基板与树脂膜间和树脂膜相互间的间隙中安装利用 场致发光等的电压施加而发光的发光体,可得到在导电性的连接状态 方面提高了可靠性的多层结构的显示元件。
此外,如实施形态2-4~2-6那样,在显示元件以外的用途, 例如在使用了树脂膜的电路基板中,也可在实施上下层间的立体布线 等时使用本发明。
如上所述,按照第2形态,在层叠树脂膜形成了的树脂膜结构体 中,可用1次接触孔形成工序来实施树脂膜间的电极的连接,能可靠 地进行接触孔中的导通。
此外,按照第2形态,在树脂膜上形成了作为透明电极的ITO等 无机材料时,可防止在树脂膜上产生皱纹,可维持平滑的表面,不会 损害作为显示器件的性质。
[第3形态]
(实施形态3-1)
根据图34至图43说明与本发明的实施形态3-1有关的液晶显 示元件。图34是示出液晶显示元件的每一个像素的结构的部分平面 图,图35是图34的矢视A-A剖面图,图36~图43是示出液晶显 示元件的制造工序的说明图。
再有,在上述和以下的各图中,为方便起见,根据需要,将比例 尺及各部分的尺寸放大、缩小和示意性地进行描述。此外,省略了妨 碍结构的理解的部件的描述。
首先,根据图34和图35说明液晶显示元件的结构。
如图34和图35中所示,在由硼硅酸玻璃构成的基板1上形成薄 膜晶体管(以下,称为「TFT元件」)2~4。上述TFT元件2~4具 有由非晶硅构成的半导体层2a~4a、栅电极2b~4b、源电极2c~4c 和漏电极2d~4d。上述TFT元件2的漏电极2d由与基板1中的像素 对应的区域中形成的第1像素电极9的一部分构成。
上述第1像素电极9由铝构成,兼作反射膜。在第1像素电极9 的周围,设置了黑色基体5。该黑色基体5由包含黑色的碳粒子的抗 蚀剂构成,通过吸收入射到第1像素电极9以外的区域中的光,可提 高对比度。在第1像素电极9和黑色基体5中,以30μm间距的等间 隔形成了7μm见方的正方形的开口部5a、9a。此外,在黑色基体5 中,在TFT元件3、4的漏电极3d、4d及其附近的部分中,还形成了 开口部5b(在图34中,用点描示出形成了黑色基体5的区域)。
在基板1中的上述第1像素电极9和黑色基体5的开口部9a、 5a、5b的位置上,设置了由利用经这些开口部9a、5a、5b的曝光而 硬化的负型抗蚀剂构成的,剖面形状为7μm见方、高度为4μm的作 为垫片的支撑部件18。在支撑部件18的上方,设置了由该支撑部件 18支撑的,与基板1的间隔保持为4μm的密封板11。在基板1与密 封板11之间设置了液晶层21。该液晶层21是所谓的高分子分散型 液晶,其中,在丙烯酸聚合物的高分子网络中保持了使蓝绿色的2色 性色素溶解在氟系列的向列液晶中的宾主液晶。但是,由于液晶层21 被密封板11密封,故上述液晶层21中的网络高分子的量是能固定密 封板11的程度即可。因此,与图79中示出的那种液晶显示元件相比, 由于增大了液晶所占的比例,实际上的开口率大,故可得到高的对比 度。在上述密封板11和液晶层21中,在TFT元件3、4的漏电极3d、 4d的上方位置上,形成了立体布线用的开口部11a、21a。
利用上述第1像素电极9、液晶层21、支撑部件18和密封板11, 构成第1显示层6。在第1显示层6的上方,层叠了第2显示层7和 第3显示层8。这些第2显示层7和第3显示层8,与第1显示层6 相同,分别由第2像素电极14、液晶层22、支撑部件19、密封板12 或第3像素电极15、液晶层23、支撑部件20、密封板13构成。
但是,第2显示层7在液晶层22的宾主液晶方面,主要是使用 深红的2色性色素来代替使用深红的2色性色素的这一点上不同。此 外,在与密封板11的上表面的像素对应的区域中形成的第2像素电 极14利用由铟锡氧化物(以下,称为「ITO」)构成的透明导电膜来 代替铝而构成。该第2像素电极14经上述密封板11和液晶层21的 开口部11a、21a与TFT元件3的漏电极3d连接。再者,在密封板 12和液晶层22中,只在TFT元件4的漏电极4d的上方位置上,形 成了立体布线用的开口部12a、22a。
另一方面,第3显示层8在液晶层23中使用黄色的2色性色素 的同时,第3像素电极15与第2像素电极14相同,由透明导电膜构 成,经密封板12、液晶层22、密封板11和液晶层21的开口部12a、 22a、11a、21a与TFT元件4的漏电极4d连接。此外,密封板13和 液晶层23中没有形成开口部。
在此,上述第2显示层7和第3显示层8的支撑部件19、20与 第1显示层6的支撑部件18同样,利用通过第1像素电极9和黑色 基体5的开口部9a、5a、5b的曝光而硬化的负型抗蚀剂来形成,被 准确地配置在与第1显示层6的支撑部件18相同的位置上。此外, 各显示层6~8的液晶层21~23中包含的宾主液晶中,调整了蓝绿、 深红和黄色的2色性色素的浓度,以便成为适当的色平衡。
在第3显示层的上方、即密封板13的上表面上,设置了由透明 导电膜构成的,在各像素中共用的共用电极16。此外,在共用电极 16的上表面上,为了保护液晶显示元件不受外部压力的影响,形成 了由透明的树脂构成的保护膜17。
以上述方式构成的液晶显示元件中,通过控制经TFT元件2~4 施加到第1~第3像素电极9、14、15上的电压,在第1像素电极9 与第2像素电极14间、第2像素电极14与第3像素电极15间和第 3像素电极15与共用电极16间的电压,即施加到各液晶层21~23 上的电压变化,与此相应,被各显示层吸收的各色的光的量变化。因 此,从保护膜17一侧入射的光(外部光)按第3、第2、第2显示层 8、7、6的顺序通过了之后,被第1像素电极9反射,其次,在以第 1、第2、第3显示层6、7、8的顺序通过时,根据上述施加电压来 吸收各色的光,利用减法混色进行彩色显示。
在此,说明上述液晶显示元件中的支撑部件18…的大小、间距 和开口率。
液晶显示元件的开口率为像素的面积对显示画面的面积的比(显 示画面内的像素的开口率)与像素内除去支撑部件18所占部分的区 域的面积对像素的面积的比(像素内的开口率)之积。由于上述显示 画面内的像素的开口率由TFT元件2…及其源、栅线等所占的面积来 确定,故为了增加整体的开口率,必须增加上述像素内的开口率。即, 增加支撑部件18…的间距,或减小支撑部件18…,就能增加开口率, 提高对比度。
但是,如果支撑部件18…的间距例如是50μm以上等,则如图82 中所示,在相邻的支撑部件18…间密封板11以垂弛的方式变形,难 以将基板1与密封板11之间的间隙、即液晶层21等的厚度保持为恒 定。因此,为了将液晶层21等的厚度保持为恒定,最好以高的密度 来形成支撑部件18…,例如,如上所述,通过将支撑部件18…的间 距设定为30μm,可将液晶层21的厚度保持为恒定,同时可得到高的 开口率。
此外,如果在支撑部件18…的位置精度低的情况下,为了防止 如上述图81中示出的那种不良情况,必须增加支撑部件18…的尺 寸,但是,例如如果定为10μm见方,则在像素内支撑部件18…所占 的面积为1成以上,像素内的开口率变小,对比度下降。与此不同, 在本实施形态3-1中,由于通过用经第1像素电极9和黑色基体5 的开口部9a、5a、5b的曝光而硬化的负型抗蚀剂来形成各显示层6~ 8的支撑部件18~20,将各支撑部件18~20准确地配置在相同的位 置上,故不会产生上述那样的不良情况,可将支撑部件18…减小到 约7μm见方,可得到95%以上的像素内的开口率。再有,由于在液 晶层21…中包含高分子网络,故实际上的开口率比该值多少小一些。
其次,根据图36~图43,说明上述液晶显示元件的制造方法。
再有,为了防止不必要的感光,以下的制造工序主要在用负型抗 蚀剂等感光性材料不感光的长波长的光照明的房间(黄色房间)中进 行。
(1)首先,如图36(a)中所示,在由硼硅酸玻璃构成的基板1 上形成由非晶硅构成的TFT元件2~4。其次,利用真空蒸镀对铝的 反射膜进行成膜,利用光刻和刻蚀构图为像素的形状,形成兼作反射 膜和TFT元件2的漏电极2d的第1像素电极9。在上述图形刻蚀时, 也形成开口部9a。
(2)其次,如图36(b)所示,在以1μm的厚度涂敷了包含碳 的正型抗蚀剂后,利用对于第1像素电极9的区域和形成开口部5a、 5b的区域的掩模曝光和显影,形成具有开口部5a、5b的黑色基体5。
其次,利用以下的(3)~(5)的工序形成支撑部件18。
(3)如图37(c)中所示,如上所述,利用旋转涂敷法在形成 了第1像素电极9和黑色基体5的基板1上涂敷(转数为600rpm, 30秒)了形成支撑部件18用的负型抗蚀剂18’后,进行预烘烤(在 热板上,80℃,3分钟)。
(4)如图37(d)中所示,从基板1一侧照射100mJ/cm2的紫外 线(UV)。由此,将第1像素电极9和黑色基体5作为掩模,只对开 口部9a、5a、5b的部分的负型抗蚀剂18’进行曝光。即,进行只对 形成支撑部件18的部分进行曝光的背面曝光(自对准),对负型抗 蚀剂18’进行聚合硬化。
(5)在用显影液对负型抗蚀剂18’进行了显影后,通过进行烧 固(120℃,1小时),如图38(e)中所示,在开口部9a、5a、5b 的部分上形成4μm的支撑部件18。
(6)如图38(f)中所示,在形成了预定的掩模图形27a的由 紫外线透射性玻璃构成的转移基材27的表面上形成了脱模层26后, 形成密封板11。(在图38(f)中,使形成了密封板11的一侧朝向 下方来描绘。)
将上述掩模图形27a形成为在与TFT元件3、4的漏电极3d、4d 对应的位置上对光进行遮光。上述脱模层26的形成是这样来进行 的:具体地说,利用旋转涂敷法(转数为2000rpm,30秒)涂敷例如 聚乙烯醇(以下,称为「PVA」)的10重量%水溶液,使其在110℃ 的热板上干燥2分钟。此外,通过利用旋转涂敷法(转数为2000rpm, 30秒)在脱模层26上涂敷负型抗蚀剂并进行预烘烤来形成密封板 11。
(7)其次,如图39(g)中所示,使上述转移基材27与上述基 板1粘合,以便使密封板11与支撑部件18密接。此时,进行位置重 合,使得转移基材27的掩模图形27a的掩模位置与TFT元件3、4 的漏电极3d、4d对应。利用该粘合,在基板1与密封板11之间形成 4μm的间隙。
(8)在氟系列的向列液晶中,将包含蓝绿色的2色性色素的宾 主液晶和含有3重量%的光聚合引发剂的高分子前体以80重量%的 宾主液晶、20重量%的高分子前体的比率进行混合,配制混合溶液 21’。如图39(h)中所示,在基板1与密封板11之间的间隙中注 入该混合溶液21’,从转移基材27一侧照射500mJ/cm2的紫外线 (UV)。
利用该紫外线的照射,在被转移基材27的掩模图形27a遮光的 TFT元件3、4的漏电极3d、4d以外的部分中,在密封板11的负型 抗蚀剂聚合的同时,注入到间隙中的混合溶液21’中的高分子前体 聚合、形成将宾主液晶分散保持在高分子网络中的高分子分散型液晶 的液晶层21。此外,密封板11由构成液晶层21的高分子网络固定 在基板1上。
(9)如图40(i)中所示,如果将基板1浸渍于温水中,则脱 模层26溶解,密封板11从转移基材27脱模,形成在基板1与被转 移了的密封板11之间封入了液晶层21的第1显示层6。
(10)如果利用负型抗蚀剂的显影液对密封板11进行显影,则 如图40(j)中所示,除去在上述(8)的紫外线照射时由于转移基 材27的掩模图形27a未被曝光的TFT元件3、4的漏电极3d、4d的 上方的部分,形成开口部11a。此外,由于液晶层21中的TFT元件3、 4的漏电极3d、4d的上方的部分也未照射紫外线,故高分子前体不 聚合,未形成高分子分散型液晶的形态,因此,利用密封板11的显 影液可容易地将其洗去,形成开口部21a、。
(11)其次,如图41(k)中所示,在密封板11上对ITO的透 明导电膜进行溅射成膜,利用光刻和刻蚀构图为像素的形状,形成第 2像素电极14。该第2像素电极14利用在密封板11的开口部11a 和支撑部件18的侧壁上被成膜的透明导电膜,与TFT元件3的漏电 极3d连接,利用TFT元件3来控制第2像素电极14的电压。在此, 为了使得对于支撑部件18的侧壁的透明导电膜的成膜容易进行,也 可利用后烘烤使支撑部件18中产生所谓的热塌边,将支撑部件18形 成为锥状。
(12)与上述(3)~(11)同样地形成第2显示层7。即,如 图42(1)中所示,在形成了支撑部件19之后,如图42(m)中所示, 形成液晶层22、密封板12和第3像素电极15。但是,与第1显示层 6的形成工序在以下方面不同。即,作为包含在液晶层22中的宾主 液晶,使用含有深红色的2色性色素的宾主液晶来代替含有蓝绿色的 2色性色素的宾主液晶。此外,通过使用只掩蔽TFT元件4的漏电极 4d的上方的图形作为形成密封板12用的转移基材的掩模图形,在支 撑部件19和液晶层22中只形成开口部12a、22a。
在此,支撑部件19的形成与第1显示层6中的支撑部件18的形 成(上述(4))相同,以第1像素电极9和黑色基体5作为掩模, 通过从基板1一侧照射紫外线来进行。由此,准确地在与支撑部件18 相同的位置上形成支撑部件19。即,不象另外使用掩模的情况那样 进行掩模的位置重合,能可靠地防止上述图81中示出的那种不良情 况。
再有,在进行上述那样的紫外线曝光的情况下,经支撑部件18 来照射紫外线。因此,如果由于因支撑部件18引起的紫外线的吸收 的缘故,对形成支撑部件19的负型抗蚀剂的照射量不充分,则负型 抗蚀剂未充分地聚合,支撑部件19的高度变低,或液晶层22的厚度 不能保持为恒定,有时液晶显示元件的色平衡变差等。在这样的情况 下,作为形成支撑部件19的负型抗蚀剂,使用紫外线的吸收(感光) 波长特性与支撑部件18不同的负型抗蚀剂,通过照射虽然透过支撑 部件18但在形成支撑部件19的负型抗蚀剂中被吸收得较多的波长的 紫外线,可容易地形成恒定高度的支撑部件19。此外,作为负型抗 蚀剂,也可使用在聚合的前后紫外线的吸收波长特性发生变化的负型 抗蚀剂,照射已聚合的支撑部件18的透射率高、但形成支撑部件19 用的聚合前的负型抗蚀剂的透射率低的波长的紫外线等。
(13)再者,同样,如图43(n)(o)中所示,通过形成支撑 部件20、液晶层23和密封板13,在形成第3显示层8的同时,在密 封板13上形成共用电极16。此时,作为包含在液晶层23中的宾主 液晶,使用含有黄色的2色性色素的宾主液晶。此外,在形成密封板 12用的转移基材上不形成掩模图形,在密封板13的整个面上照射紫 外线,在密封板13和液晶层23中不形成开口部。
在该第3显示层8中,也与上述第2显示层7的支撑部件19同 样,利用以第1像素电极9和黑色基体5作为掩模的来自基板1一侧 的紫外线的照射,准确地在与支撑部件18、19相同的位置上形成支 撑部件20。再有,作为形成支撑部件20的负型抗蚀剂,也使用紫外 线的吸收(感光)波长特性与支撑部件18、19不同的负型抗蚀剂, 最好照射支撑部件18、19的透射率高的波长的紫外线。
(14)通过在共用电极16上形成由透明的丙烯酸树脂构成的保 护膜17,可得到在图34和图35中示出的液晶显示元件。
如上所述,由于通过利用经第1像素电极9和黑色基体5的开口 部9a、5a、5b的背面曝光来形成各显示层6~8的支撑部件18~20, 不会产生引起第1显示层6等的破坏那样的支撑部件18~20的位置 偏移,故可容易地将支撑部件18…减小到7μm见方,可增加开口率, 提高对比度。而且没有必要象另外使用掩模的情况那样进行掩模的位 置重合。
再有,在上述的例子中,示出了支撑部件18…的剖面形状是正 方形的并以相等的距离来配置的例子,但不限于此,在形成为各种形 状及配置的情况下也能得到同样的效果。此外,不限于将全部支撑部 件18…形成为相同的剖面形状的情况,例如,也可作成只使在第1 像素电极9的区域中形成的支撑部件18…比像素以外的区域中形成 的支撑部件18…小的剖面形状等。
此外,在上述的例子中,示出了在基板1与密封板11之间、和 各密封板11~13之间设置了所谓的高分子分散型的液晶层21~23 的例子,但也可使用不包含高分子网络的液晶来代替它。即,由于可 用密封板11…来密封液晶,故不一定必须使用包含高分子网络的液 晶。由此,由于在显示层6~8中的液晶所占的比例增加,可进一步 提高对比度。
但是,在这种情况下,由于密封板11…如上所述不利用高分子 网络固定在基板1上,故必须利用粘接等进行固定。
为此,例如在密封板11…、或支撑部件18…上涂敷粘接剂,通 过粘合来进行粘接即可。具体地说,例如使用热硬化性的环氧树脂作 为粘接剂,将其涂敷在支撑部件18…的上端之后,与密封板11…粘 合后,在炉中进行加热,使环氧树脂硬化来粘接即可。再有,作为粘 接剂,也可使用2液性的反应性粘接剂等其它的粘接剂。
此外,作为构成支撑部件18…或密封板11…的材料,也可使用 具有可塑性的材料,通过在使支撑部件18…与密封板11…密接的同 时进行加压或加温,使支撑部件18…或密封板11…可塑化而使其熔 接,使支撑部件18…与密封板11…实现一体化。具体地说,作为构 成密封板11…的抗蚀剂,使用具有热塑性的抗蚀剂,在将支撑部件 18…与密封板11…粘合后,通过一边施加压力,一边在炉中加热, 使已可塑化的密封板11…熔接到支撑部件18…上,即可。
此外,在上述的例子中,示出了在每形成各显示层6~8时形成 液晶层21~23的例子,但在使用不包含高分子网络的液晶的情况 下,也可首先在形成了支撑部件18~20和密封板11~13后,在各间 隙中形成液晶层21~23。此外,在使用包含高分子网络的液晶的情 况下,也可以同样方式来制造,但为了容易地形成高分子网络,如关 于上述支撑部件18…所说明的那样,最好使用感光波长特性互不相 同的高分子前体。
此外,如上所述,代替在转移基材27上形成密封板11…后进行 转移的方法,也可在形成了支撑部件18…后,以与支撑部件18…相 同的高度涂敷具有升华性的材料、例如樟脑,在其上形成密封板11。 即,在涂敷了樟脑的基础上,即使是膜状的薄的密封板11…也能容 易地形成,同时,由于樟脑具有升华性,在形成了密封板11…后, 通过使其升华来除去,可容易地在基板1与密封板11等之间形成间 隙。此外,也可使用因紫外线的照射或加热而具有气化性的材料、例 如在聚苯(PPA)中加入1重量%的作为鎓(onium)盐的三苯锍六 氟化锑(Ph3 S+-SbF6)并使其溶解在环己中的正型抗蚀剂等, 来代替具有升华性的材料。
(实施形态3-2)
根据图44~图50说明与本发明的实施形态3-2有关的液晶显 示元件。
图44是示出液晶显示元件的每一个像素的结构的部分平面图, 图45是图44的矢视B-B剖面图,图46~图50是示出液晶显示元 件的制造工序的说明图。
再有,在本实施形态2中,关于与上述实施形态1相同的结构要 素,附以相同的号码,省略其说明。
本实施形态2的液晶显示元件中,在形成具有开口部的第1像素 电极、利用经该开口部的紫外线的照射来形成支撑部件的方面与上述 实施形态1的液晶显示元件类似,但主要在以下的方面不同。即,在 实施形态1中,在利用紫外线的照射在基板1等上形成了支撑部件 18…后,粘合密封板11…来形成液晶层21…,与此不同,在实施形 态2中,在粘合密封板11…后,在封入了液晶与高分子前体的混合 溶液41’…后,对混合溶液41’…照射紫外线,使混合溶液41’… 中的高分子前体(光聚合性高分子)析出、硬化,形成支撑部件31…, 同时形成液晶层41…。此外,该液晶层41…与实施形态1的液晶层 21…不同,利用不包含高分子网络的宾主液晶来构成。
以下,根据图44和图45说明液晶显示元件的结构。
在形成了该液晶显示元件的第1像素电极9和黑色基体5的开口 部9a、5a的区域中,设置了与液晶混合的高分子前体聚合硬化而形 成的4μm的高度的支撑部件31~33,来代替实施形态1的支撑部件 18~20。此外,在TFT元件3、4上和其附近的黑色基体5上,设置 了由与实施形态1的支撑部件18…同样的负型抗蚀剂形成的、作为 4μm的高度的辅助支撑部件的立体布线用基座28~30(在图44中用 粗线示出立体布线用基座28的形状)。
在第1显示层6的立体布线用基座28中,在TFT元件3、4的漏 电极3d、4d的上方位置上,形成了立体布线用的开口部28a。此外, 在第2显示层7的立体布线用基座29中,只在TFT元件4的漏电极 4d的上方位置上,形成了立体布线用的开口部29a。在第3显示层8 的立体布线用基座30中没有形成开口部。
在基板1与密封板11之间和各密封板11~13之间分别密封包含 蓝绿、深红、黄色的2色性色素的宾主液晶,形成了液晶层41~43。 即,与使用实施形态1那样的高分子分散型的液晶层21~23的情况 相比,由于各显示层6~8中的液晶所占的比例大,故可得到更高的 对比度。
其次,根据图46~图50说明上述液晶显示元件的制造方法。
(1)首先,与实施形态1的(1)相同,如图46(a)中所示, 在由硼硅酸玻璃构成的基板1上形成TFT元件2~4和具有开口部9a 的第1像素电极9。
(2)与实施形态1的(2)相同,如图46(b)中所示,形成具 有开口部5a、5b的黑色基体5。
其次,利用以下的(3)、  (4)工序,在黑色基体5上形成立体 布线用基座28。
(3)首先,如图47(c)中所示,利用旋转涂敷法在形成了第1 像素电极9和黑色基体5的基板1上涂敷(转数为600rpm,30秒) 形成立体布线用基座28用的负型抗蚀剂28’,进行了预烘烤(在热 板上,80℃,3分钟)后,重叠具有掩模图形25a的掩模基板25,照 射紫外线(UV),进行曝光。将上述掩模图形25a形成为对形成立体 布线用基座28以外的部分和开口部28a的部分进行遮光。
(4)其次,用显影液对上述被曝光的负型抗蚀剂28’进行显影, 通过在炉中进行烧固(150℃,1小时),如图47(d)中所示,在 TFT元件3、4上形成立体布线用基座28。将该立体布线用基座28 形成为高度是4μm,平面形状为20μm×30μm的长方形形状。此外, 在TFT元件3、4的漏电极3d、4d的上方位置上,形成10μm见方的 开口部28a。
(5)与实施形态3-1的(6)相同,如图48(e)中所示,在 形成了对与TFT元件3、4的漏电极3d、4d对应的位置进行掩蔽的掩 模图形27a的转移基材27的表面上形成脱模层26和密封板11。
(6)如图48(f)中所示,对上述转移基材27与上述基板1进 行位置重合,使得转移基材27的掩模图形27a的掩模位置与TFT元 件3、4的漏电极3d、4d对应,以密封板11与立体布线用基座28 密接的方式进行粘合,在基板1与密封板11之间形成4μm的间隙。 其次,将包含蓝绿色的2色性色素的宾主液晶和高分子前体以95重 量%的宾主液晶、5重量%的高分子前体的比率进行混合,配制混合 溶液41’,在基板1与密封板11之间的间隙中注入该混合溶液41’。
(7)如图49(g)中所示,从基板1一侧照射500mJ/cm2的紫外 线(UV)。由此,以第1像素电极9和黑色基体5为掩模,只对开口 部9a、5a的部分的混合溶液41’进行曝光。即,进行只对形成支撑 部件31的部分进行曝光的背面曝光(自对准)。利用该紫外线的照 射,注入到基板1与密封板11之间的间隙中的混合溶液41’中的高 分子前体在开口部9a、5a的上方开始聚合。于是,由于在开口部9a、 5a的上方附近的部分中,混合溶液41’中的高分子前体的浓度变低, 故利用与其它部分的浓度的不均匀而引起的扩散,高分子前体被凝 缩,在开口部9a、5a的上方作为高分子被固定,形成支撑部件31。 此外,同时在基板1与密封板11等之间高分子前体在支撑部件31… 的形成中被消耗,只有留下的宾主液晶成为被密封的状态,形成液晶 层41。
在此,如果将支撑部件31…所占面积对充填混合溶液41’的区 域的面积的比例定为5%,则如上所述,通过将混合溶液41’中的宾 主液晶的比例定为95%,混合溶液41’中的高分子前体全部用于形 成支撑部件31,成为在基板1与密封板11之间只密封宾主液晶的状 态。
(8)在从转移基材27一侧照射100mJ/cm2的紫外线(UV)后, 与实施形态3-1的(9)相同,将基板1浸渍于温水中,使密封板 11从转移基材27脱模后,如果利用负型抗蚀剂的显影液对密封板11 进行显影,则如图49(h)中所示,在上述紫外线照射时,除去因转 移基材27的掩模图形27a而未被曝光的TFT元件3、4的漏电极3d、 4d的上方的部分,形成立体布线用的开口部11a。
(9)与实施形态3-1的(11)相同,如图50(i)中所示,在 密封板11上对ITO的透明导电膜进行溅射成膜,利用光刻和刻蚀构 图为像素的形状,形成第2像素电极14。该第2像素电极14利用在 密封板11和立体布线用基座28的开口部11a、28a的侧壁上被成膜 的透明导电膜,与TFT元件3的漏电极3d连接,利用TFT元件3来 控制第2像素电极14的电压。
(10)重复2次与上述(3)~(9)相同的工序,形成具有第2 像素电极14、立体布线用基座29、支撑部件32、液晶层42和密封 板12的第2显示层7和具有第3像素电极15、立体布线用基座30、 支撑部件33、液晶层43和密封板13的第3显示层8,同时,在密封 板13上形成共用电极16。此外,通过在共用电极16上形成由透明 的丙烯酸树脂构成的保护膜17,可得到在图44和图45中示出的液 晶显示元件。在此,上述液晶层42、43分别由包含深红色或黄色的 2色性色素的宾主液晶构成。此外,在密封板12和立体布线用基座 29中,只在TFT元件4的漏电极4d的上方形成开口部12a、29a,在 密封板13和立体布线用基座30中不形成开口部。
如上所述,与实施形态3-1相同,通过利用经第1像素电极9 和黑色基体5的开口部5a、9a的背面曝光来形成各显示层6~8的支 撑部件31~33,可容易地将支撑部件31…减小到7μm见方,可增加 开口率。
而且,在实施形态1中,高分子分散型的液晶层21…中包含的 液晶的重量比率是80%,与此不同,由于宾主液晶和高分子前体的 混合溶液41’中的高分子前体在支撑部件31…的形成中被消耗,成 为在基板1与密封板11等之间只密封宾主液晶的状态,故能进一步 提高对比度。
再有,在形成支撑部件31~33时,如上所述,没有必要进行另 外使用掩模时那样的掩模的位置重合,与此不同,在形成立体布线用 基座28~30时,有必要进行掩模基板25等某种程度的位置重合。但 是,由于在像素平面上将立体布线用基座28~30形成为20μm×30μm 这样的较大的形状,故即使形成位置多少有些偏移,也不会产生图81 中示出的那种不良情况,因此,没有必要进行高精度的位置重合。
再有,在本实施形态3-2中,也与实施形态3-1中已说明的相 同,作为形成支撑部件31~33的高分子前体中的光聚合引发剂,也 可使用紫外线的吸收(感光)波长特性互不相同的材料等,能以更高 的效率使高分子前体聚合。
此外,如上所述,也可代替在转移基材27上形成了密封板11… 后进行转移的方法,在基板上涂敷包含宾主液晶和高分子前体的固体 形状或高粘度的混合溶液,使其表面与促进混合溶液中的高分子前体 的聚合的物质、例如丙烯酸树脂的胺系列活性剂以5重量%溶解于纯 水和异丙醇的容积比为10∶1的混合溶剂中的溶液接触,或照射紫外 线,通过只使上述混合溶液的表面附近聚合,来形成密封板。
(实施形态3-3)
根据图51~图57,说明与本发明的实施形态3-3有关的液晶显 示元件。
图51是示出液晶显示元件的每一个像素的结构的部分剖面图。
图52~图57是示出液晶显示元件的制造工序的说明图。
再有,在本实施形态3中,关于与实施形态1或实施形态2相同 的结构要素,附以相同的号码,省略其说明。
本实施形态3-3的液晶显示元件中,如图51中所示,交替地配 置并设置了负型抗蚀剂与实施形态3-1同样地聚合硬化而形成的支 撑部件18~20以及液晶和被混合的高分子前体与实施形态2同样地 聚合硬化而形成的支撑部件31~33。再有,这些支撑部件18~20、 31~33分别利用经第1像素电极9和黑色基体5的开口部9a、5a、 5b的紫外线的曝光而被形成的方面,与实施形态3-1或实施形态3 -2相同。此外,关于基板1与密封板11之间等的液晶层41…,与 实施形态3-2相同,高分子前体在支撑部件31…的形成中被消耗, 只密封留下的宾主液晶而构成。上述支撑部件31~33和液晶层41… 以外的结构与实施形态3-1相同。
根据图52~图57,说明上述液晶显示元件的制造方法。
(1)首先,与实施形态3-1的(1)相同,如图52(a)中所 示,在由硼硅酸玻璃构成的基板1上形成TFT元件2~4和具有开口 部9a的第1像素电极9。
(2)与实施形态3-1的(2)相同,如图52(b)中所示,形 成具有开口部5a、5b的黑色基体5。
其次,利用以下的(3)~(5)的工序,形成实施形态3-1的 约半数的支撑部件18。
(3)与实施形态3-1的(3)相同,如图53(c)中所示,在 基板1上涂敷形成支撑部件18用的负型抗蚀剂18’,进行预烘烤。
(4)如图53(d)中所示,在基板1的外侧配置掩模基板34, 该掩模基板34中形成了对第1像素电极9和黑色基体5中的开口部 9a、5a中的开口部9a″、5a″进行遮光的掩模图形34a,从基板1一 侧照射紫外线,使开口部9a’、5a’、5b的部分的负型抗蚀剂18’ 聚合硬化。
(5)与实施形态3-1的(5)相同,用显影液对负型抗蚀剂18’ 进行显影、烧固,如图54(e)中所示,在开口部9a’、5a’、5b 的部分上形成支撑部件18。
(6)与实施形态1的(6)相同,如图54(f)中所示,在形成 了对与TFT元件3、4的漏电极3d、4d对应的位置进行掩蔽的掩模图 形27a的转移基材27的表面上,形成脱模层26和密封板11。
(7)与实施形态3-2的(6)相同,如图55(g)中所示,粘 合转移基材27与上述基板1,使密封板11与支撑部件18密接,同 时,在基板1与密封板11之间的间隙中注入包含蓝绿色的2色性色 素的宾主液晶和高分子前体的混合溶液41’。
(8)与实施形态3-2的(7)相同,如图55(h)中所示,从 基板1一侧照射500mJ/cm2的紫外线(UV),使混合溶液41’中的高 分子前体在第1像素电极9和黑色基体5中的开口部9a、5a中的在 上述(4)(5)中未形成支撑部件18的开口部9a″、5a″的部分上聚 合,形成支撑部件31,同时,形成液晶层41。
在此,通过将混合溶液41’中的高分子前体的比例定为与形成 支撑部件31的部分的面积对充填混合溶液41’的区域的面积(除去 了前面形成了负型抗蚀剂的支撑部件18的部分的面积)的比例相 同,由于高分子前体完全被用于支撑部件31的形成中,成为在基板1 与密封板11之间只密封宾主液晶的状态,故与实施形态3-2相同, 可增加实际上的开口率。
(9)与实施形态3-2的(8)相同,如图56(i)中所示,在 从转移基材27一侧照射紫外线(UV)后,在将基板1浸渍于温水中, 使密封板11从转移基材27脱模后,用负型抗蚀剂的显影液对密封板 11进行显影,如图57(j)中所示,形成立体布线用的开口部11a。
(10)与实施形态3-1的(11)相同,如图57(k)中所示, 在密封板11上对ITO的透明导电膜进行溅射成膜,利用光刻和刻蚀 构图为像素的形状,形成第2像素电极14。
(11)重复2次与上述(3)~(10)相同的工序,形成具有第2 像素电极14、支撑部件19、32、液晶层42和密封板12的第2显示 层7以及具有第3像素电极15、支撑部件20、33、液晶层43和密封 板13的第3显示层8,同时,在密封板13上形成共用电极16。此外, 通过在共用电极16上形成由透明的丙烯酸树脂构成的保护膜17,可 得到在图51中示出的液晶显示元件。
如上所述,与实施形态3-1相同,利用支撑部件18~20将基板 1与密封板11以及各密封板11~13的间隙保持为均匀,将液晶显示 元件的显示的颜色的平衡保持为恒定,同时与实施形态2相同,可使 实际上的开口率增加,可进一步提高对比度。
再有,如上所述,如果交替地配置并形成负型抗蚀剂的支撑部件 18~20和高分子的支撑部件31~33,则可将基板1与密封板11等的 间隔保持为恒定,同时使高分子前体有效地凝缩变得容易,在这些方 面是较为理想的,但数值的比和配置不限定于此。
(实施形态3-4)
根据图58~图64说明与本发明的实施形态3-4有关的液晶显 示元件。图58是示出液晶显示元件的每一个像素的结构的部分平面 图,图59是图58的矢视C-C剖面图,图60~图64是示出液晶显 示元件的制造工序的说明图。
再有,在本实施形态3-4中,关于与上述实施形态3-1~实施 形态3-3相同的结构要素,附以相同的号码,省略其说明。
本实施形态3-4的液晶显示元件中,主要是正型抗蚀剂聚合硬 化而形成支撑部件61~63来代替负型抗蚀剂的方面,与上述实施形 态1~3不同。因此,在基板1上,在形成支撑部件61的位置上设置 了遮光膜35。此外,设置了利用透明导电膜形成了漏电极82d…的 TFT元件82~84,来代替TFT元件2~4。
以下,根据图58和图59说明液晶显示元件的结构。
利用作为透明导电膜的ITO形成了第1像素电极36和TFT元件 82~84的漏电极82d~84d。再有,关于TFT元件82~84中的其它 的栅电极82b等,与上述TFT元件2等相同。此外,在第1像素电极 36及其周边中的与实施形态1的第1像素电极9等的开口部9a、5a 对应的位置上以及TFT元件83、84上及其附近,设置了遮光膜35。 在该遮光膜35中的,TFT元件83、84的漏电极83d、84d的部分中, 形成了开口部35b。(在图58中,用点描示出形成了遮光膜35的区 域。)
作为上述遮光膜35,使用了含有碳粒子的黑色的抗蚀剂、即与 实施形态1的黑色基体5相同的抗蚀剂。再有,作为遮光膜35,也 可使用例如对铝等的金属薄膜进行成膜,利用光刻和刻蚀形成的薄 膜。
在上述遮光膜35上设置了正型抗蚀剂硬化而构成的支撑部件 61~63和立体布线用基座71~73。在立体布线用基座71中,在TFT 元件83、84的漏电极83d、84d的上方位置上,形成了立体布线用的 开口部71a。在立体布线用基座72中,只在TFT元件84的漏电极84d 的上方位置上,形成了开口部72a。
在第3显示层8的密封板13的上表面上形成了由反射膜构成的 共用电极39,来代替实施形态1~3那样的由透明导电膜构成的共用 电极16。此外,在共用电极39的上表面上形成了与实施形态1~3 同样的保护膜17。但是,该保护膜17也可以不一定是透明的。
在以这种方式构成的液晶显示元件中,从基板1一侧入射的光 (外部光)按基板1、第1、第2、第3显示层6、7、8的顺序通过 了之后,被共用电极39反射,其次,以第3、第2、第1显示层8、 7、6、基板1的顺序通过,由此来进行显示。即,从基板1一侧来看 显示画面。
其次,根据图60~图63说明上述液晶显示元件的制造方法。
(1)首先,如图60(a)中所示,在基板1上形成了TFT元件 82~84的漏电极82d~84d以外的部分后,对ITO的透明导电膜进行 溅射成膜,利用光刻和刻蚀进行图形刻蚀,形成第1像素电极36和 TFT元件83、84的漏电极83d、84d。上述第1像素电极36与实施 形态3-1比较,在如上所述那样由透明导电膜构成这一点和没有开 口部这一点上不同,在兼作TFT元件82的漏电极82d方面相同。
(2)其次,形成遮光膜35。即,在基板1上以0.5μm的厚度涂 敷包含碳粒子的黑色的抗蚀剂,在以后的工序中进行掩模曝光和显 影,以便只在设置支撑部件61~63和立体布线用基座71~73的预定 的部位上留下抗蚀剂,如图60(b)中所示,形成遮光膜35。
其次,利用以下的(3)~(5)的工序,形成支撑部件61和立 体布线用基座71。
(3)在如上所述那样形成了第1像素电极36和遮光膜35的基 板1上,如图61(c)中所示,利用旋转涂敷法涂敷(转数为600rpm, 30秒)了形成支撑部件61和立体布线用基座71用的正型抗蚀剂61’ 后,进行预烘烤(在热板上,80℃,3分钟)。
(4)如图61(d)中所示,从基板1一侧照射100mJ/cm2的紫外 线(UV)。即,以遮光膜35为掩模,只对没有形成遮光膜35的部分 的正型抗蚀剂61’进行曝光。
(5)在用显影液对正型抗蚀剂61’进行了显影后,通过烧固(120 ℃,1小时),如图62(e)中所示,在遮光膜35上形成支撑部件 61和立体布线用基座71。在此,如上所述,由于TFT元件83、84 的漏电极83d、84d由透明导电膜形成,故在立体布线用基座71中的 漏电极83d、84d的上方位置上形成开口部71a。再有,上述立体布 线用基座71具有与实施形态2的立体布线用基座28同样的形状,但 如上所述,利用背面曝光由与支撑部件61相同的工序形成。
以下,与实施形态3-1相同,形成第1显示层6。即,
(6)与实施形态3-1的(6)相同,如图62(f)中所示,在 转移基材27的表面上形成脱模层26和密封板11。
(7)与实施形态3-1的(7)相同,如图63(g)中所示,粘 合上述转移基材27与上述基板1。
(8)与实施形态3-1的(8)相同,如图63(h)中所示,在 基板1与密封板11之间的间隙中注入宾主液晶和高分子前体的混合 溶液21’,从转移基材27一侧照射500mJ/cm2的紫外线(UV),形 成高分子分散型液晶的液晶层21。
(9)与实施形态3-1的(9)相同,将基板1浸渍于温水中, 使密封板11从转移基材27脱模后,用负型抗蚀剂的显影液对密封板 11进行显影,如图64(i)中所示,形成开口部11a。
(10)与实施形态3-1的(11)相同,如图64(j)中所示, 在密封板11上对ITO的透明导电膜进行溅射成膜,利用光刻和刻蚀 构图为像素的形状,形成第2像素电极14。
(11)重复2次与上述(3)~(10)相同的工序,形成具有第2 像素电极14、立体布线用基座72、支撑部件62、液晶层22和密封 板12的第2显示层7以及具有第3像素电极15、立体布线用基座73、 支撑部件63、液晶层23和密封板13的第3显示层8。但是,通过利 用蒸镀铝在第3显示层8的密封板13上以2000埃的厚度成膜,形成 兼作反射膜的共用电极39。此外,在共用电极39上形成保护液晶显 示元件不受外部压力的影响用的保护膜17,可得到图58和图59中 示出的液晶显示元件。
如上所述,通过使用正型抗蚀剂,利用由遮光膜35进行遮光的 背面曝光形成各第1显示层6~8的支撑部件61~63,与实施形态1 的液晶显示元件同样,由于不会产生引起第1显示层6等的破坏那样 的支撑部件61~63的位置偏移,故可不进行掩模位置重合,能容易 地减小支撑部件61…,可增加开口率,提高对比度。
再有,在上述的例子中,示出了构成反射型的液晶显示元件的例 子,但通过利用透明导电膜来形成共用电极39,也能构成透射型的 液晶显示元件。
此外,在上述的例子中,示出了形成高分子分散型的液晶层21~ 23的例子,但与在实施形态3-1中已说明的情况相同,也可使用不 包含高分子网络的液晶。
此外,如上所述,也可在形成了支撑部件18…后,以与支撑部 件18…相同的高度涂敷因紫外线的照射或加热而具有气化性的材 料,例如在聚苯醛(PPA)中加入1重量%的作为鎓盐的三苯锍六氟 化锑(Ph3 S+-SbF6)并使其溶解在环己酮中的正型抗蚀剂等,在 其上形成密封板11,来代替在转移基材27上形成了密封板11…后进 行转移的方法。即,在涂敷了上述那样的材料的基础上,即使是膜状 的薄的密封板11…也能容易地形成,同时由于因紫外线的照射等而 具有气化性,故在形成了密封板11…后,通过使其气化来除去,可 容易地在基板1与密封板11等之间形成间隙。
[第4实施形态]
(实施形态4-1)
如果根据图65~图74来说明本发明的实施形态4-1,则如下所 述。但是,省略了在说明中不需要的部分,此外,为了使说明变得容 易,有进行了放大或缩小等来进行图示的部分。以上所述对于以下的 附图来说也是同样的。
图65是示出与本实施形态4-1有关的液晶显示元件的概略的剖 面图。
上述液晶显示元件,如图65中所示,设置了阵列基板301、显 示部303和将该阵列基板301与显示部303导电性地连接起来的各向 异性导电粘接材料(连接装置,第1~第3连接装置)302a~302c 而构成。
上述阵列基板301,如图65中所示,在玻璃基板311上设置了 作为非线性元件的TFT(薄膜晶体管,第1~第3非线性元件)312~ 314和驱动电极(第1~第3驱动电极)315~317而构成。
上述TFT312~314,如图66中所示,分别与驱动电极315~317 导电性地连接,该驱动电极315~317分别与该TFT312~314的漏极 一侧的端子连接。上述TFT312~314的X方向上的间距Q相对于像素 间距P=300μm,约为100μm。此外,在Y方向上的间距R约为300μm。 上述驱动电极315~317由最宽部分的宽度S为80μm,长度T为250μm 的ITO(氧化铟锡)电极构成。再者,将上述驱动电极315~317在 一个像素中配置成与滤色片中的RGB像素的条状排列相同的条状。
上述显示部303,如图67中所示,在基板321与高分子树脂层 322之间分别设置了具有充填了不同的颜色的宾主液晶的3个液晶层 的第1~第3显示层323~325而构成。
上述基板321例如由玻璃构成,在该基板321上设置了共用电极 329。此外,上述基板321不限于玻璃,也可以是塑料等的高分子树 脂。上述共用电极329由ITO电极构成,在显示区域的周边部上,施 加由含有碳粉的树脂构成的导电糊剂(未图示),与阵列基板301的 接地端连接。
上述第1显示层323设置了第1液晶层326、第1像素电极330、 第1密封板333和垫片(第1支撑部件)341a…而构成。更详细地说, 在共用电极329上以预定的间隔配置垫片341a…,在该垫片341a… 上设置了第1密封板333。再者,在该第1密封板333上形成了被构 图为预定的形状的第1像素电极330。
此外,如图67中所示,在上述第1显示层323上设置了与该第1 显示层323结构大致相同的第2显示层324和第3显示层325。即, 在上述第2显示层324中设置了第2液晶层327、第2像素电极331、 第2密封板334和垫片(第2支撑部件)341b…而构成,另一方面, 在上述第3显示层325中设置了第3液晶层328、第3像素电极332、 第3密封板335和垫片(第3支撑部件)341c…而构成。
在此,在上述第1~第3显示层323~325中,设置了立体布线 用基座342·342′(参照图68)。在上述立体布线用基座342·342′ 中分别设置了开口部342a·342′a。再者,在第2密封板334和第3 密封板335中设置了接触孔343…,而且,在高分子树脂层322中设 置了接触孔344…。由此,例如第1像素电极330经在立体布线用基 座342中的开口部342a和接触孔343·344中设置的中继电极351, 与连接端子354导电性地连接。另一方面,第2像素电极331经在立 体布线用基座342′中的开口部342′a和接触孔343·344中设置的中 继电极351,与连接端子355导电性地连接。再者,第3像素电极332 经接触孔344与连接端子356导电性地连接。
在上述第1~第3液晶层326~328中充填了宾主液晶。更详细 地说,作为上述宾主液晶,使用了将例如分别作为宾的蓝绿、深红、 黄色3原色的2色性色素和扭曲间距为7μm那样的手性剂添加到溶解 在作为主的正型向列液晶中的混合物中的手性(chiral)向列液晶。
上述第1·第2像素电极330·331如图69中所示,由透明的ITO 膜构成。此外,上述第1像素电极330经中继电极351和连接端子 354与TFT314连接,兼用于第1液晶层326和第2液晶层327。即, 相对于第1液晶层326作为像素电极来使用,同时相对于第2液晶层 327作为对置电极来使用。同样,上述第2像素电极331也相对于第 2液晶层327作为像素电极来使用,同时相对于第3液晶层328作为 对置电极来使用。此外,第3像素电极332由膜厚是500nm的铝构成, 还具有作为反射膜的功能。
上述第1~第3密封板333~335由膜状的高分子化合物构成。 此外,在本实施形态中,将该第1~第3密封板333~335的膜厚设 定为1.0μm。
上述垫片341a~341c的横剖面形状是由一边约10μm的正方形构 成的四棱柱状,高度为4μm。此外,将上述垫片341a~341c以50μm 的间距有规则地配置在各第1~第3显示层323~325中。即,利用 这样的形状和配置,可防止因第1~第3密封板333~335的垂弛引 起的各第1~第3液晶层326~328的厚度不匀,同时,确保了约95 %的实际开口率。再者,可作成在机械强度方面也良好的结构。此外, 垫片上述341a~341c的的面积密度(大小和配置间距)不限于上述 的例子,可根据各第1~第3密封板333~335的材料和膜厚来设定, 以便能确保第1~第3液晶层326~328的层压和实际的开口率。
在上述立体布线用基座342·342’中,横剖面形状是由一边约 30μm的正方形构成的四棱柱状,高度为4μm。此外,在该立体布线 用基座342·342’中,设置了立体布线用的开口部342a·342′a(直 径10μm)。
上述连接端子354~356,如上述的图66中所示,由宽度U= 50μm、长度V=150μm的矩形的铝构成,各连接端子间的间距是 100μm。
上述各向异性导电粘接材料302,如图70中所示,是在利用金 镀层373覆盖的直径5μm的小珠371(丙烯酸树脂制)上覆盖了环氧 树脂372的粘接小珠。在上述阵列基板301上,以至少能将阵列基板 301与显示部303导电性地连接起来的程度的分布密度,来散布上述 各向异性导电粘接材料302。更详细地说,按压各向异性导电粘接材 料302a~302c,使其经小珠371成为分别与驱动电极315~317和连 接端子354~356导通的状态。由此,如图70(b)中所示,环氧树 脂372发生变形,使其形状成为扁平状。其结果,可防止与相邻的各 向异性导电粘接材料302的短路。
其次,说明与本实施形态1有关的液晶显示元件的制造方法。
首先,如图71(a)中所示,在基板321上形成由氧化铟锡构成 的透明的共用电极329。其次,在与垫片341a和立体布线用基座 342·342’对应的部分中形成了由铬构成的遮光膜361后,例如利用 旋转器等以4.0μm的厚度涂敷正型抗蚀剂(商品名:OFPR800,东京 应化制)。再者,通过从基板321一侧进行曝光、显影,如图71(b) 中所示,形成垫片341a和立体布线用基座342·342’。
其次,在垫片341a…和立体布线用基座342·342’上层压涂敷 了由厚度为0.2μm的尿烷树脂构成的粘接层的、厚度为1.0μm的膜 状的负型抗蚀剂。由此,使上述负型抗蚀剂与垫片341a…等粘接, 从该负型抗蚀剂一侧照射紫外线。由此,使上述负型抗蚀剂聚合并硬 化,形成第1密封板333。在此,在没有垫片341a的显示区域的周 边部、即非显示区域中,基板321与第1密封板333粘接,但通过在 该非显示区域的一部分中设置垫片,设置了液晶的注入口。
接着,利用溅射法,在第1密封板333上对ITO膜进行成膜,利 用光刻和刻蚀,形成第1像素电极330。
其次,从上述注入口注入使蓝绿色的2色性色素溶解在正型的手 性向列液晶中的宾主液晶并封口,如图72(a)中所示,形成第1液 晶层326。
再者,用与第1液晶层326同样的方法形成第2液晶层327。即, 首先,在第1像素电极330上涂敷正型抗蚀剂,从基板321一侧曝光, 在与第1液晶层326相同的位置上以自对准方式形成垫片341b…和 立体布线用基座342·342’。
接着,在上述垫片341b…和立体布线用基座342·342’上层压 涂敷了粘接层的膜状的负型抗蚀剂。再者,如图72(b)中所示,利 用通常的掩模曝光,在立体布线用基座342的中央部对直径10微米 的开口部342a的位置进行遮光,照射紫外线,利用显影,在膜状抗 蚀剂的膜中开出开口部342a,使除此以外的部分硬化,形成第2密 封板334。在此,在没有垫片341b的显示区域的周边部上将基板321 与第2密封板334粘接起来,但通过在该非显示区域的一部分中设置 垫片,设置了液晶的注入口。
接着,利用溅射法,在第2密封板334上对ITO膜进行成膜,利 用光刻和刻蚀,形成第2像素电极331和中继电极351。再者,从上 述注入口注入使深红色的2色性色素溶解在正型的手性向列液晶中 的宾主液晶,如图73(a)中所示,形成第2液晶层327。
再者,用与第2液晶层327同样的方法形成第3液晶层328。即, 首先在第2像素电极331上,以自对准的方式形成垫片341c…和立 体布线用基座342·342′。再者,在该垫片341c…和立体布线用基座 342·342’上层压涂敷了粘接层的膜状的负型抗蚀剂。
再者,利用通常的掩模曝光,对立体布线用基座342·342′中的 开口部342a·342′a的位置进行遮光,照射紫外线,在负型抗蚀剂上 开出开口部342a·342’a,使除此以外的部分硬化,形成第3密封板 335。在此,在没有垫片341的显示区域的周边部上将基板321与第 3密封板335粘接起来,但通过在该非显示区域的一部分中设置垫 片,设置了液晶的注入口。
接着,利用溅射法,在第3密封板335上对铝膜进行成膜,使其 膜厚为50μm,利用光刻和刻蚀,形成第3像素电极332和中继电极 351。再者,从上述注入口注入使黄色的2色性色素溶解在正型的手 性向列液晶中的宾主液晶,如图73(b)中所示,形成第3液晶层328。
再者,在本实施形态中,在第3密封板335上涂敷膜厚为5μm 的负型抗蚀剂(商品名:FVR,富士药品制)。接着,在形成接触孔 344的位置上进行掩蔽,对该负型抗蚀剂照射光使其硬化。由此,如 图73(a)中所示,可形成具有接触孔344…的高分子树脂层322。 此外,约为通过铅笔硬度JIS试验,上述高分子树脂层322具有利用 JIS试验铅笔硬度约为4H的硬度。由此,在经各向异性导电粘接材 料302粘接阵列基板301与显示部303时,防止了该各向异性导电粘 接材料302侵入第3密封板335中等而产生凹凸的情况。
接着,利用溅射法在上述高分子树脂层322上对膜厚500nm的铝 膜进行成膜,进行图形刻蚀,使之成为预定的形状。由此,如图74 (b)中所示,形成连接端子354~356。
在此,实施检查显示部3的显示状态用的检查工序。即,利用检 查机,对连接端子354~356施加电压,驱动第1~第3液晶层326~ 328。由此,第1~第3液晶层326~328在电压关断时分别成为呈蓝 绿、深红、或黄色的颜色的状态,另一方面,在电压接通时成为透明 状态,这样可检查该第1~第3液晶层326~328的工作状态。在此, 在显示部303中发现点缺陷或线缺陷等的不良情况时,只舍弃该显示 部303。这样,由于在粘合阵列基板301与显示部303之前进行检查 工序,故即使在显示部303中发现不良情况,也没有必要与该显示部 303一起舍弃阵列基板301等,其结果,可降低成本及提高成品率。
再者,在预先形成了TFT312~314和作为该TFT的漏极端的驱动 电极315~317等的玻璃基板311上散布各向异性导电粘接材料 302…。此时,希望适当地调节散布量,使得该各向异性导电粘接材 料302在上述连接端子354~356上至少分布1个以上。
接着,在使连接端子354~356与驱动电极315~317进行了位置 重合后,粘合该阵列基板301与显示部303。关于位置重合,将阵列 基板301与显示部303的平面的相对位置置于一定的精度以内即可, 不要求严格的精度。此外,一边进行按压以便施加0.2气压的负载, 并且,一边在120℃下加热进行粘合。这样,通过施加0.2气压的负 载,使各向异性导电粘接材料302中的环氧树脂372变形为椭圆形 状。其结果,使金镀层373例如与驱动电极315和连接端子356相接, 成为导通状态。与此同时,如上所述,由于使环氧树脂372变形为椭 圆形状,故在与膜厚方向正交的方向上具有绝缘性能。
再者,通过如上所述在120℃下加热,可使环氧树脂372硬化。 于是,可在分别维持驱动电极315~317与连接端子354~356的导通 状态的状态下,使阵列基板301与显示部303粘合。
已确认了,与以上述方式制造的本实施形态4-1有关的反射型 液晶显示元件,在阵列基板301一侧输入图像信号等进行驱动时,可 显示出明亮的彩色图像。此外,上述液晶显示元件中,由于阵列基板 301和具有第1~第3液晶层326~328的显示部是独立的元件,故即 使在液晶层等中发现显示缺陷,也没有必要舍弃形成了TFT312~314 等的阵列基板301,于是可降低制造成本,同时可提高成品率。
再者,在本实施形态4-1中,作为各向异性导电粘接材料302, 示出了用环氧树脂372覆盖镀金的丙烯酸树脂制的小珠371的材料, 但本发明不限定于此。即,只要是只相对于液晶显示元件的厚度方向 具有导电性的粘接材料即可。此外,即使使用相对于该厚度方向没有 各向异性的导电性粘接剂,如果充分留意散布密度,以便不会通过该 导电性粘接材料相互间导通而与邻接的像素短路,则也可使用。
此外,在本实施形态4-1中,示出了采用TFT作为非线性元件 的形态,但也可使用除此以外的二极管等的2端元件。此外,也可使 用多层电路基板那样的在树脂基板中安装了驱动器IC的基板来代替 阵列基板。即使在上述的情况下,如果是制造成本高的等附加价值大 的基板,则也可谋求进一步降低成本。
此外,在本实施形态中,采用了第3像素电极332作为反射膜, 但本发明不限定于这样的结构。例如,也可以是将第3像素电极332 作成透明电极并将由铝等构成的共用电极作成反射膜的结构,此外, 也可以是在玻璃基板311或基板321的表面上形成的结构。
此外,在本实施形态中,将第1~第3密封板333~335的膜厚 定为1.0μm,但该膜厚不限定于此,只要是在0.5μm~10μm的范围内 即可。
更详细地说,例如,由于第1密封板333的膜厚越薄,越能减小 施加到液晶层326上的电压的电压值,故可使TFT312~314的驱动电 压降低。因而,希望第1密封板333的膜厚较薄。但是,如果第1密 封板333的过薄,则在形成第1像素电极330时产生变形、皱纹或裂 纹等。因而,希望第1密封板333的厚度在0.5μm以上。另一方面, 如果第1密封板333的膜厚较厚,则虽然可降低垫片341…的分布密 度,但产生施加到第1液晶层326上的电压降低的问题。因此,希望 将第1密封板333的厚度控制在10μm以下。
(实施形态4-2)
如果根据图75和图76说明本发明的实施形态4-2,则如下所 述。再者,关于与上述实施形态4-1的液晶显示元件相同的结构要 素,附以相同的记号,省略其详细的说明。
在上述实施形态4-1中,示出了依次层叠3层液晶层的反射型 液晶显示元件,但在本实施形态4-2中,说明液晶层为单层的情况 的液晶显示元件。
图75是示出与实施形态4-2有关的液晶显示元件的结构的剖面 图。
上述液晶显示元件,设置了显示部391、驱动基板392和粘接该 显示部391与驱动基板392的粘接材料393而构成。
上述驱动基板392是下述的结构:在面对树脂布线基板387中的 显示部391的面上,以预定的间距形成了由Al等构成的像素电极 386…,另一方面,在外侧安装了由各种LSI构成的外围电路及驱动 电路390等。上述树脂布线基板387由玻璃环氧树脂构成。此外,在 上述树脂布线基板387的内部,设置了对上述像素电极386…与驱动 电路390进行导电性的连接用的通孔388。
另一方面,上述显示部391在塑料基板381上设置了显示层389 而构成。此外,在上述塑料膜基板381的整个面上设置了由ITO膜构 成的透明电极383。再者,在上述塑料基板381的外侧设置了由膜厚 为100μm的聚乙烯醇构成的偏振片382。
上述显示层389,设置了垫片395…、密封板384和液晶层385 而构成。上述密封板384由膜厚为1μm的PET(聚乙烯对苯二甲酸盐) 膜构成。上述PET膜利用延伸而实现薄膜化,具有约0.05μm的双折 射。上述液晶层385由添加了手性剂使得扭曲间距为32μm的手性向 列液晶构成。由此,密封板384附近的液晶分子在膜的延伸方向上成 为水平取向,在液晶层385处成为扭曲了45度的扭曲向列取向。再 者,上述液晶层385的间隙是4μm。
上述粘接材料393由膜厚为1μm的尿烷树脂构成。在此,作为该 粘接材料393,不限定于上述尿烷树脂,可采用迄今已知的各种粘接 剂。
其次,说明与本实施形态有关的液晶显示元件的制造方法。
首先,在具备由聚乙烯醇构成的偏振片382的塑料膜基板381的 整个面上,例如利用溅射法形成由ITO膜构成的透明电极383。其次, 与上述实施形态4-1同样,在与垫片395…对应的部分上形成了由 铬构成的遮光膜361后,以4.0μm的膜厚涂敷抗蚀剂膜。再者,从塑 料膜基板381一侧进行曝光、显影,形成垫片395…。
其次,利用延伸,使由PET构成的高分子树脂材料实现薄膜化, 预先制造膜厚为1.0μm的PET膜。再者,在该PET膜上涂敷由厚度 为0.2μm的尿烷树脂构成的粘接层,利用图76中示出的滚筒394在 垫片395…上加热、加压来进行层压。由此,使上述PET膜与垫片395… 粘接,形成密封板384。在此,在没有形成垫片395…的显示区域的 周边部、即非显示区域中,塑料膜基板381与密封板384粘接,但通 过在该非显示区域的一部分中设置垫片395,可预先设置液晶的注入 口。
接着,从上述注入口注入扭曲间距为32μm的手性向列液晶,形 成液晶层385。
其次,在上述密封板384的没有形成液晶层385的一侧,涂敷由 尿烷树脂构成的粘接材料352。
另一方面,在树脂布线基板387上例如利用溅射法对Al膜进行 成膜,进行图形刻蚀以便形成预定的形状,来形成像素电极386…。 再者,在该树脂布线基板387的外侧,安装驱动电路390。
再者,利用加热的滚筒对显示部391和驱动基板392进行热压, 利用粘接材料393进行粘接。由此,可制造与本实施形态4-2有关 的反射型液晶显示元件。
如上所述,与本实施形态4-2有关的反射型液晶显示元件与上 述实施形态1不同,在共用电极383与密封板384之间形成液晶层 385,而且在树脂布线基板387上形成了像素电极386…,不是在该 密封板384上形成像素电极等。因此,上述反射型液晶显示元件中, 没有必要按照驱动基板392中的像素电极386…的图形形状来制造显 示部391,因而,即使在根据用途而使显示图形不同的情况下,通过 只变更树脂布线基板387一侧的像素电极386…的形成图形,就可简 便地制造。
即,也可使上述显示层根据用途而与具有各种不同的显示图形的 各种各样的阵列基板相对应。再者,如上所述,通过显示层能与其它 的显示图形相对应,也可谋求成本的降低。
而且,在粘接显示部391与驱动基板392时,其平面的相对位置 可以是任意的,因而,不需要进行位置重合,可容易地进行安装。再 者,由于显示部391与由玻璃环氧树脂构成的树脂布线基板387密接 地被形成,故在抗弯曲等方面性能较强。由此,可使用非常薄的薄膜 的塑料膜基板。因此,可实现使采用了塑料膜基板作为基板的塑料液 晶与树脂布线基板387一体化的、极为薄型、轻量的反射型液晶显示 元件。再者,在树脂布线基板387上,如上所述,安装了为实现显示 图像等功能所必须的各种外围电路。因此,在该树脂布线基板387上 安装像素电极386…及驱动电路390这一点本身不会导致成本提高。
再者,在本实施形态中,将密封板384的膜厚定为1.0μm,但该 膜厚不限定于此,只要在0.5μm~10μm的范围内即可。更详细地说, 由于例如密封板384的膜厚越薄、施加到液晶层385上的电压的电压 值越大,故可使驱动电压降低。因而,希望密封板384的膜厚较薄。 但是,如果密封板384的过薄,则在形成像素电极386…时产生变形、 皱纹或裂纹等。因而,希望密封板384的厚度在0.5μm以上。
另一方面,如果密封板384的膜厚较厚,则虽然可降低垫片395… 的分布密度,但产生施加到液晶层385上的电压降低的问题。在此, 由于如果密封板384的膜厚与液晶层385的间隙相比为相同程度以 下,则即使在密封板384上不设置像素电极,也能用较低的电压来驱 动液晶层385,故密封板384的膜厚最好在10μm以下。
(实施形态4-3)
如果根据图77和图78来说明,则本发明的实施形态4-3如下 所述。再者,关于与上述实施形态4-1或实施形态4-2有关的液晶 显示元件相同的结构要素,附以相同的记号,省略其详细的说明。
与本实施形态4-3有关的液晶显示元件是将多个像素间距为 330μm、具有像素数600×800×3的液晶面板排列起来,构成大画面 显示器的多画面LCD。更详细地说,上述液晶显示元件中,如图77 中所示,设置了显示部501、阵列基板502和粘接该显示部501与阵 列基板502的粘接材料407而构成。
上述粘接材料407是透明的丙烯酸系列的热硬化型粘接材料,是 无溶剂的。此外,上述显示部501,如图77(a)中所示,在基板410 与密封板384之间设置了液晶层403而构成。上述密封板384由垫片 409来支撑。此外,在上述基板410的外侧,设置了偏振片405。再 者,在上述基板410的内侧面上形成了滤色层401,在该滤色层401 上形成了共用电极329。再者,在该共用电极329上形成了取向膜 402。此外,在上述密封板384上,例如以110μm的间隔且以矩阵状 设置了1200×1600×3个矩形的像素电极404…。
上述基板410由对角线尺寸为85cm的矩形玻璃构成。上述液晶 层403是扭曲间距为50μm的手性向列液晶扭转90度的扭曲向列取向 结构。上述取向膜402是聚酰亚胺树脂。
上述垫片409的横剖面形状是由一边约10μm的正方形构成的四 棱柱状,高度为5.0μm。此外,上述垫片409以50μm的间隔有规则 地配置在共用电极329上。通过作成这样的形状和配置,可防止因密 封板384的垂弛引起的液晶层403的厚度不匀,同时可确保约95% 的实际的开口率。再者,上述垫片409的面积密度(大小和配置间距) 不限定于以上所述,可根据密封板384的材料和膜厚来设定,以便能 确保液晶层403的层叠和实际的开口率。
上述滤色层401的R·G·B的各子像素例如是110μm的间距且配 置成条状的结构。
上述阵列基板502由4片阵列基板502a~502d构成。例如,上 述阵列基板502a是在玻璃基板311a上设置了多个半导体层由非晶硅 构成的TFT312…的结构。该TFT312…以330μm的间距设置成矩阵 状。此外,在上述TFT312的漏电极(未图示)一侧,设置了由铝构 成的铝端子408…。该铝端子408在膜厚方向上的高度是500nm。在 上述阵列基板502的正交的2边的周缘部处,设置了形成驱动电路 413用的安装部411。再者,关于阵列基板502b~502d,也是与阵列 基板502a大致相同的结构。
其次,说明与本实施形态4-3有关的液晶显示元件的制造方 法。
首先,利用溅射法等在预先设置了滤色层401的基板410上形成 共用电极329。再者,在该共用电极329上涂敷聚酰亚胺树脂,在预 定的方向上进行研磨处理,形成取向膜402。
接着,与上述实施形态2相同,在与垫片409对应的部分上形成 了由铬构成的遮光膜后,利用旋转器等以5.0的厚度涂敷正型抗蚀 剂。再者,通过从基板410一侧进行曝光、显影,形成垫片409…。
其次,层压涂敷了厚度为0.2μm的由尿烷树脂构成的粘接层的厚 度为1.0μm的PET膜,形成密封板384。在此,预先利用延伸使上述 PET膜薄膜化。这样来进行上述延伸,使延伸方向与形成上述取向膜 时进行研磨处理的研磨方向正交。由此,该密封板384附近的液晶分 子在与延伸方向平行的方向上取向,且取向膜402附近的液晶分子在 与研磨方向平行的方向上取向,可作成扭转90度的扭曲向列取向。 再者,在没有垫片409的显示区域的周边部上,基板410与密封板 384粘接,但通过在该非显示区域的一部分中设置垫片409,设置了 液晶的注入口。
接着,在上述密封板384上对ITO膜进行成膜,利用光刻和刻蚀, 形成像素电极404…。再者,从上述注入口注入手性向列液晶并封口, 形成液晶层403。
其次,在玻璃基板上利用迄今已知的方法形成TFT312…。再者, 在该TFT312…的漏电极一侧,形成由铝构成的铝端子408…。再者, 用切割器割断该玻璃基板,形成阵列基板502a~502d,以便在正交 的2边上设置安装驱动电路用的安装部411…。在此,因相对于割断 时的设定尺寸的实际的割断实际尺寸而产生约30μm的误差,阵列基 板502a与阵列基板502b相比,稍微偏向中央。接着,如图78中所 示,将上述阵列基板502a~502d固定在框体412上,使安装部411… 朝向外侧。
再者,在显示部501中的密封板384和像素电极404上形成粘接 材料407。接着,对显示部402与固定在框体412上的阵列基板502a~ 502d进行位置重合,在以预定的压力加压的状态下加热,使上述粘 接材料407硬化。在此,关于上述位置重合,将阵列基板502a~502d 与显示部501的平面的相对位置处于一定精度以内即可,不需要严格 的精度要求。
其次,在基板410的外侧形成偏振片405,在阵列基板311a~311d 的外侧形成偏振片406。最后,在玻璃基板311的外侧设置背照光源。 由此,可得到与本实施形态4-3有关的透射型的液晶显示元件。
如上所述,与本实施形态4-3有关的透射型的液晶显示元件除 了上述实施形态4-1的效果外,还具有阵列基板502a~502d相互间 的接缝不出现在显示画面上、能进行大画面的连续的图像的显示的效 果。
更详细地说,在现有的多画面LCD中,配置了多个液晶面板来形 成。在该液晶面板中,在显示区域的周缘部上设置了设置驱动电路用 的安装部。因此,如果将多个这样的液晶面板并排,则在各液晶面板 的显示区域间留出间隔,因液晶面板间的接缝而使像素电极相互间的 间距变得不均匀。其结果,在显示画面上图像有中断,可观察到接缝。 为了使该接缝变得不明显,迄今为止,或是加粗像素间距,或是并排 邻接的屏时,在精密地配置等方面下工夫,以便减小分割的实际尺寸 相对于割断时的设定尺寸的精度误差。但是,不可避免地存在下述的 问题:由于以机械方式进行了液晶面板的割断,故精密地配置成完全 感觉不到接缝是困难的。
但是,在与本实施形态4-3有关的透射型的液晶显示元件中, 在显示部501中以预定的像素间距配置了像素电极404…,在阵列基 板502a~502d中没有配置像素电极404…。因而,像素电极404…不 会变得不均匀,其结果,可防止在显示画面中被显示的图像变得不连 续。而且,没有必要在同一平面内配置阵列基板502a~502d时精密 地进行位置重合。再者,如上所述,由于没有必要加粗像素间距,故 是高精细的。由以上所述,在本实施形态中,不象现有的多画面LCD 那样在显示画面上出现接缝,可提供能显示大画面的连续的图像的液 晶显示元件。
在发明的详细的说明的各项中所说明的具体的实施形态,始终是 为了使本发明的技术内容变得明确,不应狭义地解释为只限定于这样 的具体例,在本发明的精神和以下记载的权利要求的范围内,可作各 种变更来实施。
产业上利用的可能性
如以上所说明的那样,按照本发明的结构,可充分地完成本发明 的各课题。
即,通过在树脂膜与基板之间或树脂膜相互间形成封入液晶用的 间隙,在间隙中封入液晶形成液晶显示元件,可实现没有起因于对液 晶层进行层叠所产生的视差的套色不准的、明亮的、高对比度的液晶 显示元件。此外,可简化制造工序,可提高制造的成品率。
此外,在层叠树脂膜而形成的液晶显示元件中,可在1次接触孔 形成工序中实施树脂膜间的电极的连接,能可靠地进行接触孔中的导 通。再者,在树脂膜上形成了作为透明电极的ITO等无机材料的情况 下,可防止在树脂膜中产生皱纹,能维持平滑的表面,不会损害作为 显示器件的性质。
此外,通过经在反射膜中形成的开口部使感光性树脂层曝光并硬 化来形成支撑部件,可不需要形成支撑部件时的掩模的位置重合工 序,可谋求制造成本的降低,同时,可容易地减小支撑部件所占的面 积并进一步提高对比度。
此外,通过作成用具有导电性的连接装置来连接具备液晶层的显 示层与具有非线性元件的阵列基板的结构,即使例如在液晶层等中发 现显示缺陷,也没有必要舍弃形成了非线性元件的阵列基板,其结 果,可提供在使制造成本降低的同时使成品率提高的全彩色显示的液 晶显示元件。再者,还可起到下述效果:由于像素电极与驱动电极的 平面的相对位置只要在能利用上述连接装置连接的范围内即可,故可 缓和位置重合的精度要求。
此外,通过作成利用粘接材料来粘接具备像素电极和驱动电路的 驱动基板与具备液晶层和共用电极的显示层的结构,没有必要按照驱 动基板中的驱动电极的图形形状来制造该显示层。因此,可使上述显 示层根据用途而与具有各种不同显示图形的阵列基板相对应来使 用。再者,在粘接显示层与驱动基板时,这些的平面的相对位置可以 是任意的,因而,不需要位置重合,可容易地进行安装。起到能提供 更为薄型、轻量的、具有抗弯曲等的变形的性能的液晶显示元件及其 制造方法的效果。
再者,通过作成利用粘接材料来粘接具备多个一定间隔的像素电 极的显示层与具有非线性元件的多个阵列基板的结构,可防止在显示 画面上看到阵列基板相互间的接缝。因此,起到能提供屏间的接缝不 明显的多画面的液晶显示元件及其制造方法的效果。
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