液晶表示装置
【課題】駆動電圧を低減させ、より高コントラスト化を可能とするブルー相を示す液晶材料を用いた液晶表示装置を提供することを目的の一とする。
【解決手段】ブルー相を示す液晶層を含む液晶表示装置において、第１の電極層（画素電極層）上に第１の壁状構造体、同様に第２の電極層（共通電極層）上に第２の壁状構造体を設け、これらを誘電体膜で被覆する構成とする。誘電体膜は、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体及び液晶層に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する絶縁体であり、液晶層に突出するように設けられる。
【解決手段】ブルー相を示す液晶層を含む液晶表示装置において、第１の電極層（画素電極層）上に第１の壁状構造体、同様に第２の電極層（共通電極層）上に第２の壁状構造体を設け、これらを誘電体膜で被覆する構成とする。誘電体膜は、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体及び液晶層に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する絶縁体であり、液晶層に突出するように設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
【０００３】
液晶表示装置においては、液晶分子の応答速度の高速化が求められている。液晶の表示モードは種々あるが、中でも高速応答可能な液晶モードとしてＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ブルー相を示す液晶を用いるモードがあげられる。
【０００４】
特にブルー相を示す液晶を使用するモードは配向膜が不要であり、かつ広視野角化が得られるので、実用化に向けてより研究が行われている（例えば特許文献１参照）。特許文献１は、ブルー相の出現する温度範囲を広げるために、液晶に高分子安定化処理を行う報告である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０５／０９０５２０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液晶表示装置における問題として高いコントラストを実現するためには、白透過率（白表示時の光の透過率）が大きいことが必要である。ブルー相は高電圧印加により劣化を生じるため、低駆動電圧動作を実現するためには、均一な電界を印加し液晶層にかかる負荷を低減させることが必要である。
【０００７】
上記の現状を鑑み、駆動電圧を低減させ、ブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させた、液晶表示装置を提供することを目的とする。また、より高コントラストのブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。また、生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させた、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の基板（素子基板ともいう）に形成された画素電極層及び共通電極層と、第２の基板（対向基板ともいう）は液晶層を間に挟んでシール材によって固着されている。ブルー相を示す液晶層を含む液晶表示装置において、基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。このような方式として、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで用いる電極構成が適用できる。
【０００９】
ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶層の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及び第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。第１の電極層及び第２の電極層は、平面形状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む。第１の電極層及び第２の電極層はその電極間に電界を発生させるため、同形状で重ならない配置とする。
【００１０】
画素電極層と共通電極層との間に電界を加えることで、液晶分子を制御できる。液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。
【００１１】
本明細書に開示する液晶表示装置は、第１の電極層及び第２の電極層が設けられた第１の基板（素子基板）と、第２の基板（対向基板）とが液晶層を間に挟んでシール材によって固着されており、第１の電極層（画素電極層）上に第１の壁状構造体、同様に第２の電極層（共通電極層）上に第２の壁状構造体が設けられ、第１の電極層及び第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体を被覆し、同様に第２の電極層及び第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜が設けられる構成とする。誘電体膜は、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する絶縁膜である。
【００１２】
液晶層中に第１の電極層上に低誘電率の第１の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成、同様に第２の電極層上に低誘電率の第２の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層及び第２の電極層間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【００１３】
ブルー相を示す液晶層は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【００１４】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、駆動電圧を低減させることができる。
【００１５】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００１６】
なお、第２の基板と液晶層との間にカラーフィルタとして機能する着色層やブラックマトリクスとして機能する遮光層、また絶縁層などを形成する場合、第２の基板において液晶層と接する層と誘電体膜は接する構造となる。
【００１７】
第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び誘電体膜は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性、熱硬化性、又は熱可塑性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、プルラン誘導体などを用いることができる。また、無機材料と有機材料との有機無機コンポジット材料を用いてもよく、例えば、チタン酸バリウムと有機樹脂等の有機無機コンポジット材料を用いることができる。誘電体膜は第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。誘電率が１２以上の材料が好ましい。また誘電率が２０以上の材料が特に好ましい。
【００１８】
なお、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体の形状は、柱状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。また、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体は第１の電極層又は第２の電極層の形状を反映して同形状に設けられてもよいが、液晶層を充填させるために画素領域において空隙を形成しないような形状とする。誘電体膜の形状は、該膜厚に差があってもよい。なお第１の電極層と第２の電極層との間隔は０．２μｍ〜１０μｍ（より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ）が好ましく、代表的には０．８μｍ〜２μｍが好ましい。
【００１９】
また、液晶層の膜厚（セルギャップ）は、５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることが好ましく第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体の高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【００２０】
誘電体膜を第２の基板に接するように設ける場合、構造体及び誘電体膜をスペーサとして機能させることができる。この場合、第１の壁状構造体の高さと該構造体を被覆する誘電体膜の高さの和（膜厚の和）及び第２の壁状構造体の高さと該構造体を被覆する誘電体膜の高さの和（膜厚の和）はほぼ液晶層の厚さとなる。また、誘電体膜を積層構造としてもよい。第２の基板に第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体及び誘電体膜を設ける場合、第１の基板及び第２の基板を貼り合わせる時に、該誘電体膜同士が接するようにして、積層構造を形成してもよい。なお、第２の基板と液晶層との間にカラーフィルタとして機能する着色層やブラックマトリクスとして機能する遮光層、また絶縁層などを形成する場合、第２の基板において液晶層と接する膜と誘電体膜は接する構造となる。
【００２１】
誘電体膜で被覆された第１の壁状構造体及び誘電体膜で被覆された第２の壁状構造体は第１の電極層及び第２の電極層上に選択的に設けられてもよい。例えば、第１の電極層及び第２の電極層の形状が複雑な場合、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体を選択的に設けることで、液晶材料の注入、充填工程が容易になり工程時間も短くてすむ。なお、第１の壁状構造体が設けられていない第１の電極層及び第２の壁状構造体が設けられていない第２の電極層が誘電体膜で被覆されていてもよい。
【００２２】
第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体は、第１の電極層及び第２の電極層上を覆うように絶縁膜を形成し、絶縁膜を選択的にエッチングして形成することができる。このエッチング工程において、第１の電極層及び第２の電極層の間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に残存させてもよい（残存部分を第３の壁状構造体ともいう）。また、誘電体膜は、第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体及び第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体の表面を被覆する絶縁膜によって形成されるが、第１の電極層及び第２の電極層の間の絶縁膜を選択的にエッチングして完全に除去してもよい。
【００２３】
本明細書において、第１の電極層（画素電極層）及び第２の電極層（共通電極層）が有する形状としては、空隙を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いる。第１の電極層と第２の電極層とは接せず、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（例えば同一基板や同一絶縁膜）に設けられる。
【００２４】
本明細書では、薄膜トランジスタ、第１の電極層（画素電極層）、第２の電極層（共通電極層）及び層間膜が形成されている基板を素子基板（第１の基板）といい、該素子基板と液晶層を介して対向する基板を対向基板（第２の基板）という。
【００２５】
液晶層には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる。
【００２６】
ブルー相を示す液晶材料として液晶及びカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【００２７】
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。
【００２８】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【００２９】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【００３０】
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。電圧印加によって配向が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。
【００３１】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、等方相を示す液晶材料に光照射して行っても良いし、温度制御してブルー相を発現した液晶材料に光照射して行ってもよい。
【００３２】
本明細書で開示する発明の構成の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板に形成されている開口パターンを有する第１の電極層及び第２の電極層と、第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、第１の壁状構造体を被覆し、同様に第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜とを有し、誘電体膜の誘電率は、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層の誘電率より高い。
【００３３】
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板に形成されている開口パターンを有する第１の電極層及び第２の電極層と、第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、第１の壁状構造体を被覆し、同様に第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜とを有し、第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜は、第２の基板と接し、誘電体膜の誘電率は、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層の誘電率より高い。
【００３４】
ブルー相を示す液晶層を用いるため、配向膜を形成する必要がないため、画素電極層（第１の電極層）と液晶層とは接し、かつ共通電極層（第２の電極層）と液晶層とも接する構成となる。
【００３５】
なお、第１、第２、第３などとして付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【００３６】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【発明の効果】
【００３７】
ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、駆動電圧を低減させブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】液晶表示装置を説明する図。
【図２】液晶表示装置を説明する図。
【図３】液晶表示装置を説明する図。
【図４】液晶表示装置を説明する図。
【図５】液晶表示装置を説明する図。
【図６】液晶表示装置を説明する図。
【図７】液晶表示装置における電界モードの計算結果を説明する図。
【図８】液晶表示装置における電界モードの計算結果を説明する図。
【図９】液晶表示装置を説明する図。
【図１０】液晶表示装置を説明する図。
【図１１】液晶表示装置の作製方法を説明する図。
【図１２】液晶表示装置を説明する図。
【図１３】液晶表示モジュールを説明する図。
【図１４】液晶表示装置の作製方法を説明する図。
【図１５】テレビジョン装置及びデジタルフォトフレームの例を示す外観図。
【図１６】遊技機の例を示す外観図。
【図１７】携帯電話機の一例を示す外観図。
【図１８】液晶表示装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、開示する発明は以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００４０】
（実施の形態１）
液晶表示装置を、図１乃至図９を用いて説明する。
【００４１】
図１、図２、図４は液晶表示装置の断面図である。
【００４２】
図１（Ａ）は、第１の基板２００と第２の基板２０１とが、ブルー相を示す液晶材料を用いた液晶層２０８を間に挟持して対向するように配置された液晶表示装置である。第１の基板２００と液晶層２０８との間には各画素別に電圧が制御される画素電極層である第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、全画素に共通の電圧が供給される共通電極層である第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、これらを被覆する誘電体膜２３５が設けられている。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂを形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成は、液晶層２０８中に設けられている。
【００４３】
なお、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは平板状ではなく、開口パターンを有する形状であるために、図１の断面図においては分断された複数の電極層として示される。
【００４４】
ブルー相を示す液晶層２０８を含む液晶表示装置において、ＩＰＳモードで用いる電極構成が適用できる。
【００４５】
ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶層２０８の下方に開口パターンを有する第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを配置する。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは、平面形状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃはその電極間に電界を発生させるため、同形状で重ならない配置とする。
【００４６】
第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃが有する形状としては、空隙を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いる。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとは接せず、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（例えば同一基板や同一絶縁膜）に設けられる。
【００４７】
第１の電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの間に電界を加えることで、液晶分子を制御できる。液晶分子を、第１の基板２００及び第２の基板２０１と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。
【００４８】
誘電体膜２３５は、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ及び液晶層２０８の誘電率より高い誘電率を有する絶縁体である。なお、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは、液晶層２０８に用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【００４９】
液晶層２０８中に第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【００５０】
なお、高誘電率の材料で誘電体膜を形成する際、誘電体膜の高さ（膜厚）を高く（厚く）する事が困難な場合もある。しかし本発明のように、より低誘電率の材料で第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成して構造体の高さを稼ぎ、該構造体をより高誘電率の材料で形成した誘電体膜２３５で被覆する構成を設ける事で、実際に高誘電率の材料のみで形成する事が困難な高さまで、誘電体膜の高さを高くすることができる。被覆する誘電体膜２３５の高さ（膜厚）が低く（薄く）ても、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【００５１】
ブルー相を示す液晶層２０８は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層２０８中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【００５２】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、かつ駆動電圧を低減させることができる。
【００５３】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００５４】
更に、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成とする事で第１の電極層２３０ａ、２３０ｂから出て第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃへと入る電気力線を、誘電率がより小さい第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃと誘電率がより大きい誘電体膜２３５との界面で屈折させることができる。
【００５５】
図２（Ａ）は、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間に電圧を印加した際に生じる電気力線３００を示した図であり、図２（Ｂ）は、第１の電極層２３０ａ上に低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に第２の電極層２３２ａ上に低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成を、液晶層２０８中に設け、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間に電圧を印加した際に生じる電気力線３０１を示した図である。
【００５６】
図２（Ａ）に示されるように、第１の電極層２３０ａから出て第２の電極層２３２ａへと入る電気力線３００は、弓なりの形状となる。
【００５７】
図２（Ｂ）に示されるように、第１の電極層２３０ａから出て第２の電極層２３２ａへと入る電気力線３０１は、低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａと高誘電率の誘電体膜２３５との界面及び、高誘電率の誘電体膜２３５と低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａとの界面で屈折し、誘電体膜２３５中において、該電気力線は、基板に垂直な方向に引き延ばされる。さらに高誘電率の誘電体膜２３５中の電界強度（電気力線の密度）は低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａ及び低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａ中の電界強度よりも小さくなる。従って、誘電体膜２３５中で電位の変化が減少しＡ−Ｂ間、Ａ’−Ｂ’間の電位差が小さくなるため該構造体に挟まれた領域に印加される電界のばらつきが抑制される。更に誘電体膜２３５の誘電率が液晶層２０８の誘電率よりも高いため、液晶層２０８と誘電体膜２３５の界面で該電気力線は基板に水平な方向に屈折し、電気力線３０１は、電気力線３００をより扁平な弓なりの形状に変形させた形状となる。
【００５８】
液晶層２０８中に伸びる電気力線３０１が、より扁平な弓なりの形状になる結果、該構造体に挟まれた領域において電気力線３０１の密度が高くなり、電気力線３０１を効果的に収束させることができるため、より強い電界を形成することができる。また、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ近傍において、電気力線３０１の水平成分比率が増大するため第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ近傍に作用する電界の強さと、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間の中央線Ｃ−Ｄ近傍に作用する電界の強さの差が減少する。電界のばらつきが抑制されるため、より均一な電界を形成することができる。
【００５９】
これにより、図２（Ａ）と比べて図２（Ｂ）では、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間に電圧を印加した時、第１の電極層２３０ａ及び第１の壁状構造体２３３ａを被覆する誘電体膜２３５と、第２の電極層２３２ａ及び第２の壁状構造体２３４ａを被覆する誘電体膜２３５との間に、より均一で強い電界を形成することができる。
【００６０】
図１（Ｂ）に示されるように、誘電体膜２３５は対向する第２の基板２０１に接するように設けられてもよい。図１（Ｂ）の液晶表示装置のように、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを被覆する誘電体膜２３５を、対向する第２の基板２０１に接するように設けると、液晶層２０８全体に電界を形成することができる。また、誘電体膜２３５には、より高い誘電率を有する材料を用いることが好ましい。好ましくは誘電率１２以上、更に好ましくは誘電率２０以上を有する材料を用いると、該構造体間により均一で強い電界を形成することができる。なお第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは誘電率がブルー相を示す液晶層２０８の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【００６１】
ブルー相を示す液晶層２０８により均一に強い電界を形成できることで、液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層２０８に負荷がかかりにくいためブルー相を示す液晶層２０８の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
ブルー相を示す液晶層２０８中における液晶分子の配向をより広い範囲で変化させることができることで、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層２０８を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【００６３】
構造体の高さ制御が容易になることで、生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００６４】
第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ及び誘電体膜２３５は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性、熱硬化性、又は熱可塑性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、プルラン誘導体などを用いることができる。また、酸化チタン等の無機材料や無機材料と有機材料との有機無機コンポジット材料を用いてもよく、例えば、チタン酸バリウムと有機樹脂等の有機無機コンポジット材料を用いることができる。誘電体膜２３５は、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃに用いられる材料、及び液晶層２０８に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。誘電率が１２以上の材料が好ましい。また誘電率が２０以上の材料が特に好ましい。なお第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは液晶層２０８に用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する材料を用いてもよい。
【００６５】
なお、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの形状は、柱状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。また、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ又は第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの形状を反映して同形状に設けられてもよいが、液晶層２０８を充填させるために画素領域において空隙を形成しないような形状とする。誘電体膜２３５の形状は、該膜厚に差があってもよい。（図９（Ａ）乃至（Ｃ）参照）なお第１の電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの間隔は０．２μｍ〜１０μｍ（より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ）が好ましく、代表的には０．８μｍ〜２μｍが望ましい。
【００６６】
また、液晶層２０８の膜厚（セルギャップ）は、５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることが好ましく、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【００６７】
図１（Ｂ）のように、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを被覆する誘電体膜２３５を、対向する第２の基板２０１に接するように設ける場合、該構造体及び該誘電体膜をスペーサとして機能させることができる。この場合、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂの高さと該構造体を被覆する誘電体膜２３５の高さの和（膜厚の和）及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの高さと該構造体を被覆する誘電体膜２３５の高さの和（膜厚の和）はほぼ液晶層２０８の厚さ（いわゆるセル厚）となる。これらの構成は、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【００６８】
例えば、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように第１の基板２００上において、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に第１の壁状構造体２３３ａ１、２３３ｂ１を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ａを形成し、同様に第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に第２の壁状構造体２３４ａ１、２３４ｂ１、２３４ｃ１を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ａを形成する（図４（Ａ）参照）。
【００６９】
一方、第２の基板２０１上において第１の壁状構造体２３３ａ１、２３３ｂ１と対応する（第１の基板２００と第２の基板２０１とを対向させた時に、誘電体膜２３５ｂを介して重畳する）位置に第１の壁状構造体２３３ａ２、２３３ｂ２を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ｂを形成し、同様に第２の壁状構造体２３４ａ１、２３４ｂ１、２３４ｃ１と対応する（第１の基板２００と第２の基板２０１とを対向させた時に誘電体膜２３５ｂを介して重畳する）位置に第２の壁状構造体２３４ａ２、２３４ｂ２、２３４ｃ２を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ｂを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００７０】
第１の基板２００と第２の基板２０１とを、第１の壁状構造体２３３ａ１、２３３ｂ１及び第１の壁状構造体２３３ａ２、２３３ｂ２同士が重畳し、同様に第２の壁状構造体２３４ａ１、２３４ｂ１、２３４ｃ１及び第２の壁状構造体２３４ａ２、２３４ｂ２、２３４ｃ２同士が重畳し、更に、誘電体膜２３５ａ及び誘電体膜２３５ｂが接するように、対向させる。第１の壁状構造体２３３ａ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第１の壁状構造体２３３ａ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第１の壁状構造体２３３ｂ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第１の壁状構造体２３３ｂ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第２の壁状構造体２３４ａ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第２の壁状構造体２３４ａ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第２の壁状構造体２３４ｂ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第２の壁状構造体２３４ｂ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第２の壁状構造体２３４ｃ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第２の壁状構造体２３４ｃ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層を形成することができる（図４（Ｃ）参照）。
【００７１】
図５に示すように、第１の壁状構造体２３３及び第２の壁状構造体２３４は第１の電極層２３０及び第２の電極層２３２上に選択的に設けられてもよい。図５（Ａ）は第１の電極層２３０と第２の電極層２３２の平面図である。第１の電極層２３０と第２の電極層２３２は櫛歯形状の電極層であり、櫛歯が互いにかみ合うように設けられている。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の第１の電極層２３０上に第１の壁状構造体２３３を選択的に形成し、第２の電極層２３２上に第２の壁状構造体２３４を選択的に形成した平面図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の点線Ｗ１−Ｗ２の断面図であり、図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）における第１の電極層２３０、第２の電極層２３２、選択的に設けられた第１の壁状構造体２３３、選択的に設けられた第２の壁状構造体２３４を誘電体膜２３５で被覆した断面図である。第１の電極層２３０及び第２の電極層２３２の形状が複雑な場合、第１の壁状構造体２３３及び第２の壁状構造体２３４を選択的に設けることで、液晶材料の注入、充填工程が容易になり工程時間も短くてすむ。なお、第１の壁状構造体２３３が設けられていない第１の電極層２３０及び第２の壁状構造体２３４が設けられていない第２の電極層２３２が誘電体膜２３５で被覆されていてもよい。また、第１の電極層２３０及び第２の電極層２３２の間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に誘電体膜２３５として残存させてもよい。
【００７２】
液晶層２０８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板２００と第２の基板２０１とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【００７３】
第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体は、第１の電極層及び第２の電極層上を覆うように絶縁膜を形成し、絶縁膜を選択的にエッチングして形成することができる。このエッチング工程において、図１（Ｃ）の液晶表示装置のように、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に第３の壁状構造体２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃ、２３５ｄとして残存させてもよい。また、図６（Ａ）乃至（Ｂ）の液晶表示装置のように、誘電体膜２３５は、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に設けられた第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に設けられた第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの表面を被覆する絶縁膜によって形成されるが、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの間の絶縁膜を選択的にエッチングして完全に除去してもよい。
【００７４】
図７（Ａ）、（Ｂ）の構造を有する液晶表示装置における電界の印加状態を計算した結果を図８（Ａ）、（Ｂ）に示す。図７（Ａ）、（Ｂ）は、計算した液晶表示装置の構成を示す図であり、図８（Ａ）は図７（Ａ）、図８（Ｂ）は図７（Ｂ）、の液晶表示装置の構成にそれぞれ対応している。計算は、シンテック社製、ＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒ、２ｓ Ｂｅｎｃｈを用いて行った。
【００７５】
図７（Ａ）及び図８（Ａ）は構造体を設けず第１の基板８００と液晶層８０８との間に互い違いに第２の電極層８０３ａ、８０３ｂと第１の電極層８０２が設けられ、第２の基板８０１によって封止されている液晶表示装置である。断面における第１の電極層８０２、第２の電極層８０３ａ、８０３ｂの幅は２μｍ、厚さは０．１μｍ、基板と水平方向の第１の電極層８０２と第２の電極層８０３ａ、８０３ｂとの間の距離は３μｍ、液晶層の厚さは４μｍである。なお、第２の電極層８０３ａ、８０３ｂは０Ｖ、第１の電極層８０２は１０Ｖの設定とする。また、液晶層の比誘電率として、液晶分子の長軸と平行方向の比誘電率εは８．３、液晶分子の長軸と垂直方向の比誘電率εは３．１である。
【００７６】
図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）は、第１の基板２００と液晶層２０８との間に互い違いに第２の電極層２３２ａ、２３２ｂと第１の電極層２３０が設けられ、第１の電極層２３０上に、第１の壁状構造体２３３を形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ上に、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂをそれぞれ形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成が設けられ、第２の基板２０１によって封止されている液晶表示装置である。第１の壁状構造体２３３、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂにおいては比誘電率４の絶縁体、誘電体膜２３５においては比誘電率３０の絶縁体、をそれぞれ用いた。また、断面における第１の電極層２３０、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、の幅は２μｍ、厚さは０．１μｍ、第１の壁状構造体２３３、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂの幅は２μｍ、厚さは１．９μｍ、誘電体膜２３５の厚さは、０．２μｍ、第１の電極層２３０と第２の電極層２３２ａとの間の距離は３μｍ、第１の電極層２３０と第２の電極層２３２ｂとの間の距離は３μｍ、液晶層の厚さは４μｍである。なお、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂは０Ｖ、第１の電極層２３０は１０Ｖの設定とする。また、液晶層の比誘電率は、液晶分子の長軸と平行方向の比誘電率εは８．３、液晶分子の長軸と垂直方向の比誘電率εは３．１である。
【００７７】
図８（Ａ）、（Ｂ）において、実線は等電位線を示しており、第１の基板８００、２００上に各々第１の電極層及び第２の電極層が配置されている。
【００７８】
電界は等電位線と垂直に発現するので、図８（Ａ）に示されるように、第１の電極層８０２と第２の電極層８０３ａ、８０３ｂとの間に、また図８（Ｂ）に示されるように、第１の電極層２３０及び第１の電極層２３０上に形成された第１の壁状構造体２３３を被覆する誘電体膜２３５と、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ上に形成された第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂを被覆する誘電体膜２３５との間にそれぞれ横方向の電界が加わっていることが確認できる。
【００７９】
図８（Ａ）に示すように、第１の電極層８０２、第２の電極層８０３ａ、８０３ｂが形成された第１の基板８００近くの液晶層８０８には等電位線が見られるが、第２の基板８０１に近づくにつれ等電位線はまばらになる。更に第２の基板８０１近くの液晶層８０８には等電位線が形成されず、図７（Ａ）の構成では、液晶層の全ての液晶分子を応答させることが難しいことが確認できる。
【００８０】
一方、図８（Ｂ）に示すように、第１の電極層２３０、第１の壁状構造体２３３、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂを、誘電体膜２３５で被覆した構成では、等電位線がより扁平な弓なりの形状になり、水平成分比率が増大している。また、より効果的に等電位線を収束させることができていることが確認できる。
【００８１】
よって、液晶層中に第１の電極層上に形成された低誘電率の第１の壁状構造体を高誘電率の誘電体膜で被覆し、同様に第２の電極層上に形成された低誘電率の第２の壁状構造体を高誘電率の誘電体膜で被覆する構成を設けることで、第１の電極層及び第２の電極層間に電圧を印加した時、該構造体間により広く強い電界を、均一に形成することができる。
【００８２】
液晶層２０８には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる。
【００８３】
ブルー相を示す液晶材料として液晶及びカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【００８４】
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。
【００８５】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【００８６】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【００８７】
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。電圧印加によって配向が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。
【００８８】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、等方相を示す液晶材料に光照射して行っても良いし、温度制御してブルー相を発現した液晶材料に光照射して行ってもよい。
【００８９】
光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤の反応する波長の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【００９０】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【００９１】
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシルアクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレートを用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを用いることができる。
【００９２】
また、図１では図示しないが、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設ける。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライトなどを用いることができる。
【００９３】
本明細書において、液晶表示装置は光源の光を透過することによって表示を行う透過型の液晶表示装置である（又は半透過型の液晶表示装置）場合、少なくとも画素領域において光を透過させる必要がある。よって光が透過する画素領域に存在する第１の基板、第２の基板、絶縁膜、導電膜などの薄膜はすべて可視光の波長領域の光に対して透光性とする。
【００９４】
第１の電極層（画素電極層）及び第２の電極層（共通電極層）においては透光性が好ましいが、開口パターンを有するために金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。
【００９５】
第１の電極層（画素電極層）及び第２の電極層（共通電極層）は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、またはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【００９６】
第１の基板２００、第２の基板２０１にはコーニング社の７０５９ガラスや１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。
【００９７】
以上のような構成により、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。更に、ブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。
【００９８】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００９９】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラスト比を高めることができる。
【０１００】
（実施の形態２）
本明細書に開示する発明の一形態として、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を、図１０、図１１を用いて説明する。
【０１０１】
図１０（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の点線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
【０１０２】
図１０（Ａ）において、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、囲まれている空間に液晶表示装置の画素電極層、共通電極層が液晶層４４４を介して配置されている。（図１０（Ｂ）参照）画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。
【０１０３】
図１０の液晶表示装置において、薄膜トランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層４４７が画素電極層として機能し、第２の電極層４４８が共通電極層として機能する。なお、第１の電極層４４７と容量配線層４０８によって容量が形成されている。
【０１０４】
画素電極層である第１の電極層４４７上には第１の壁状構造体４４６が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が、同様に共通電極層である第２の電極層４４８上には第２の壁状構造体４４９が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が液晶層４４４に設けられている。
【０１０５】
液晶層４４４の下方に開口パターンを有する画素電極層である第１の電極層４４７、及び共通電極層である第２の電極層４４８を配置する。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８が有する形状としては、空隙を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いる。その電極間に電界を発生させるため第１の電極層４４７と第２の電極層４４８とは接せず、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（図１０においては透光性樹脂層４１７）に設けられる。
【０１０６】
誘電体膜４５０は、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９、及び液晶層４４４に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する絶縁体である。なお、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９は、液晶層４４４に用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【０１０７】
液晶層４４４中に第１の電極層４４７上に低誘電率の第１の壁状構造体４４６を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成、同様に第２の電極層４４８上に低誘電率の第２の壁状構造体４４９を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【０１０８】
なお、高誘電率の材料で誘電体膜を形成する際、誘電体膜の高さ（膜厚）を高く（厚く）する事が困難な場合もある。しかし、本発明では、より低誘電率の材料で第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９を形成して構造体の高さを稼ぎ、該構造体をより高誘電率の材料で形成した誘電体膜４５０で被覆する構成を設ける事で、実際に高誘電率の材料のみで形成する事が困難な高さまで、誘電体膜の高さを高くすることができる。被覆する誘電体膜４５０の高さ（膜厚）が低く（薄く）ても、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【０１０９】
また、ブルー相を示す液晶層４４４は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層４４４中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１１０】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、駆動電圧を低減させることができる。
【０１１１】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１１２】
更に、第１の電極層４４７上に低誘電率の第１の壁状構造体４４６を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成、同様に第２の電極層４４８上に低誘電率の第２の壁状構造体４４９を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成とする事で第１の電極層４４７から出て第２の電極層４４８へと入る電気力線を、誘電率がより小さい第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９と誘電率がより大きい誘電体膜４５０との界面で屈折させることができる。液晶層４４４中に伸びる電気力線が、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、より扁平な弓なりの形状になるため、第２の基板４４２中にまで迂回していた電気力線が、液晶層４４４中に引き戻される。従って、該構造体に挟まれた領域において電気力線の密度が高くなり、該電気力線を効果的に収束させることができるため、より強い電界を形成することができる。また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍において、電気力線の水平成分比率が増大するため第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍に作用する電界の強さと、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間の中央線近傍に作用する電界の強さの差が減少する。電界のばらつきが抑制されるため、より均一な電界を形成することができる。
【０１１３】
これより、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間に電圧を印加した時、第１の電極層４４７及び第１の壁状構造体４４６を被覆する誘電体膜４５０と、第２の電極層４４８及び第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０との間により均一に、強い電界を形成することができる。
【０１１４】
本実施の形態の図１０に示す液晶表示装置のように、誘電体膜４５０は対向する第２の基板４４２に接するように設けられてもよい。本実施の形態のように、第１の電極層４４７、第１の壁状構造体４４６、第２の電極層４４８、第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０を対向する第２の基板４４２に接するように設けると、液晶層４４４全体に電界を形成することができる。また、誘電体膜４５０は、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９及び液晶層４４４の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。好ましくは誘電率１２以上、更に好ましくは誘電率２０以上を有する材料を用いると該構造体間により均一に、強い電界を形成することができる。なお第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９の誘電率はブルー相を示す液晶層４４４の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【０１１５】
なお、第２の基板４４２と液晶層４４４との間にカラーフィルタとして機能する着色層、ブラックマトリクスとして機能する遮光層、また絶縁層などを形成する場合、第２の基板４４２において液晶層４４４と接する膜と誘電体膜４５０は接する構造となる。
【０１１６】
ブルー相を示す液晶層４４４により均一に強い電界を形成できることで、液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層４４４に負荷がかかりにくいためブルー相を示す液晶層４４４の信頼性を向上させることができる。
【０１１７】
ブルー相を示す液晶層４４４中における液晶分子の配向をより広い範囲で変化させることができることで、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層４４４を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１１８】
構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１１９】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９及び誘電体膜４５０は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性、熱硬化性、又は熱可塑性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、プルラン誘導体などを用いることができる。また、無機材料と有機材料との有機無機コンポジット材料を用いてもよく、例えば、チタン酸バリウムと有機樹脂等の有機無機コンポジット材料を用いることができる。誘電体膜４５０は、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９、及び用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。誘電率が１２以上の材料が好ましい。特に誘電率が２０以上の材料が好ましい。なお、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は、用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する材料を用いてもよい。
【０１２０】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９及び誘電体膜４５０の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法）、ナノインプリント、各種印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷）等などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
【０１２１】
なお、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９の形状は、柱状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。また、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は第１の電極層４４７又は第２の電極層４４８の形状を反映して同形状に設けられてもよいが、液晶層４４４を充填させるために画素領域において空隙を形成しないような形状とする。誘電体膜４５０の形状は、該膜厚に差があってもよい。なお第１の電極層４４７と第２の電極層４４８との間隔は０．２μｍ〜１０μｍ（より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ）が好ましく、代表的には０．８μｍ〜２μｍが望ましい。
【０１２２】
また、液晶層４４４の膜厚（セルギャップ）は、５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることが好ましく第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９の高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層４４４の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜４５０の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【０１２３】
第１の電極層４４７、第２の電極層４４８、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０を、対向する第２の基板４４２に接するように設ける場合、該構造体及び該誘電体膜をスペーサとして機能させることができる。この場合、第１の壁状構造体４４６の高さと該構造体を被覆する誘電体膜４５０の高さの和（膜厚の和）及び第２の壁状構造体４４９の高さと該構造体を被覆する誘電体膜４５０の高さの和（膜厚の和）はほぼ液晶層４４４の厚さ（いわゆるセル厚）となる。これらの構成は、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【０１２４】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８上に選択的に設けられてもよい。例えば、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８の形状が複雑な場合、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９を選択的に設けることで、液晶材料の注入、充填工程が容易になり工程時間も短くてすむ。
【０１２５】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８上を覆うように絶縁膜を形成し、絶縁膜を選択的にエッチングして形成することができる。このエッチング工程において、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８の間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に残存させてもよい（残存部分を第３の壁状構造体ともいう）。また、誘電体膜４５０は、第１の電極層４４７上に設けられた第１の壁状構造体４４６及び第２の電極層４４８上に設けられた第２の壁状構造体４４９の表面を被覆する絶縁膜によって形成されるが、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８の間の絶縁膜を選択的にエッチングして完全に除去してもよい。
【０１２６】
薄膜トランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース領域又はドレイン領域として機能するｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを含む。ｎ＋層４０４ａ、４０４ｂは、半導体層４０３より低抵抗な半導体層である。
【０１２７】
薄膜トランジスタ４２０を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７が設けられている。絶縁膜４０７上に層間膜４１３が設けられ、層間膜４１３上に第１の電極層４４７が形成され、液晶層４４４及び誘電体膜４５０を介して第２の電極層４４８が形成されている。
【０１２８】
液晶表示装置にカラーフィルタを設けることができる。カラーフィルタは、第１の基板４４１及び第２の基板４４２より外側（液晶層４４４と反対側）に設けてもよいし、第１の基板４４１及び第２の基板４４２より内側に設けてもよい。
【０１２９】
カラーフィルタは、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。なお、バックライト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合もある。
【０１３０】
図１０の液晶表示装置は、層間膜４１３に、カラーフィルタとして機能する有彩色の透光性樹脂層４１７を用いる例である。
【０１３１】
カラーフィルタを対向基板側に設ける場合、薄膜トランジスタが形成される素子基板との、正確な画素領域の位置合わせが難しく画質を損なう恐れがあるが、層間膜をカラーフィルタとして直接素子基板側に形成するのでより精密な形成領域の制御ができ、微細なパターンの画素にも対応することができる。また、層間膜とカラーフィルタを同一の絶縁層で兼ねるので、工程が簡略化しより低コストで液晶表示装置を作製可能となる。
【０１３２】
有彩色の透光性樹脂としては、感光性、非感光性の有機樹脂を用いることができる。感光性の有機樹脂を用いるとレジストマスク数を削減することができるため、工程が簡略化し好ましい。また、層間膜に形成するコンタクトホールも曲率を有する開口形状となるために、コンタクトホールに形成される電極層などの膜の被覆性も向上させることができる。
【０１３３】
有彩色は、黒、灰、白などの無彩色を除く色であり、着色層はカラーフィルタとして機能させるため、その着色された有彩色の光のみを透過する材料で形成される。有彩色としては、赤色、緑色、青色などを用いることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（黄）などを用いてもよい。着色された有彩色の光のみを透過するとは、着色層において透過する光は、その有彩色の光の波長にピークを有するということである。
【０１３４】
有彩色の透光性樹脂層４１７は、着色層（カラーフィルタ）として機能させるため、含ませる着色材料の濃度と光の透過率の関係に考慮して、最適な膜厚を適宜制御するとよい。層間膜４１３を複数の薄膜で積層する場合、少なくとも一層が有彩色の透光性樹脂層であれば、カラーフィルタとして機能させることができる。
【０１３５】
有彩色の色によって有彩色の透光性樹脂層の膜厚が異なる場合や、遮光層、薄膜トランジスタに起因する凹凸を有する場合は、可視光領域の波長の光を透過する（いわゆる無色透明）絶縁層を積層し、層間膜表面を平坦化してもよい。層間膜の平坦性を高めるとその上に形成される第１の電極層（画素電極層）や第２の電極層（共通電極層）の被覆性もよく、かつ液晶層のギャップ（膜厚）を均一にすることができるため、より液晶表示装置の視認性を向上させ、高画質化が可能になる。
【０１３６】
層間膜４１３（有彩色の透光性樹脂層４１７）の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
【０１３７】
第１の基板４４１及び第２の基板４４２は透光性基板であり、それぞれ外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ａ、４４３ｂが設けられている。
【０１３８】
図１１（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて図１０に示す液晶表示装置の作製工程を説明する。図１１（Ａ）乃至（Ｄ）は液晶表示装置の作製工程の断面図である。なお、図１１（Ａ）乃至（Ｄ）では第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体、及び誘電体膜は省略している。第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体、及び誘電体膜は図１０の構造を用いることができ、液晶層において第１の電極層及び第１の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜、第２の電極層及び第２の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜に生じる横電界モードを適用することができる。
【０１３９】
図１１（Ａ）において、素子基板である第１の基板４４１上に素子層４５１が形成され、素子層４５１上に層間膜４１３が形成されている。
【０１４０】
層間膜４１３は、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃ及び遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄを含み、遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄの間に有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃがそれぞれ形成される構成である。なお、図１１（Ａ）乃至（Ｄ）では第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体、及び誘電体膜は省略している。
【０１４１】
図１１（Ｂ）に示すように、第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶層４５８を間に挟持させてシール材４５６ａ、４５６ｂで固着する。液晶層４５８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【０１４２】
液晶層４５８には、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。液晶層４５８は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
【０１４３】
シール材４５６ａ、４５６ｂとしては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。
【０１４４】
図１１（Ｃ）に示すように、液晶層４５８に、光４５７を照射して高分子安定化処理を行い、液晶層４４４を形成する。光４５７は、液晶層４５８に含まれる光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層４４４がブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
【０１４５】
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
【０１４６】
図１１のように、素子基板上に有彩色の透光性樹脂層及び遮光層を作り込む液晶表示装置の構成であると、有彩色の透光性樹脂層及び遮光層によって対向基板側から照射される光が吸収、遮断されることがないために、液晶層全体に均一に照射することができる。よって、光重合の不均一による液晶の配向乱れやそれに伴う表示ムラなどを防止することができる。また、遮光層によって薄膜トランジスタも遮光でき、光照射における電気特性の不良を防止することができる。
【０１４７】
図１１（Ｄ）に示すように、第１の基板４４１の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、第２の基板４４２の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。
【０１４８】
また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶層への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。
【０１４９】
図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように照射される。
【０１５０】
第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０１５１】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【０１５２】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１５３】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【０１５４】
下地膜となる絶縁膜を基板４４１とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。下地膜は、基板４４１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、又は酸化窒化珪素膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。ゲート電極層４０１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。ゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いることで、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。
【０１５５】
例えば、ゲート電極層４０１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層が積層された二層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層が積層された二層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した二層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタンまたはチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。
【０１５６】
ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層して形成することができる。また、また、ゲート絶縁層４０２として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１５７】
半導体層、ｎ＋層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウエットエッチングを用いることができる。
【０１５８】
ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）やＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる。また、ＩＣＰエッチング装置と比べて広い面積に渡って一様な放電が得られやすいドライエッチング装置としては、上部電極を接地させ、下部電極に１３．５６ＭＨｚの高周波電源を接続し、さらに下部電極に３．２ＭＨｚの低周波電源を接続したＥＣＣＰ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）モードのエッチング装置がある。このＥＣＣＰモードのエッチング装置であれば、例えば基板として、第１０世代の一辺が３ｍを超えるサイズの基板を用いる場合にも対応することができる。
【０１５９】
所望の加工形状にエッチングできるように、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節する。
【０１６０】
また、所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。
【０１６１】
配線層４０５ａ、４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。
【０１６２】
ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、配線層４０５ａ、４０５ｂを大気に触れさせることなく連続的に形成してもよい。大気に触れさせることなく連続成膜することで、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、薄膜トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。
【０１６３】
なお、半導体層４０３は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する。
【０１６４】
薄膜トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。
【０１６５】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４０７として用いることができる。
【０１６６】
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。
【０１６７】
また、多階調マスクにより形成した複数（代表的には二種類）の厚さの領域を有するレジストマスクを用いると、レジストマスクの数を減らすことができるため、工程簡略化、低コスト化が図れる。
【０１６８】
以上のような構成により、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。更に、ブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。
【０１６９】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１７０】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラスト比を高めることができる。
【０１７１】
（実施の形態３）
実施の形態２の構成において、カラーフィルタを液晶層を挟持する基板の外側に設ける例を図３に示す。なお、実施の形態１及び実施の形態２と同様なものに関しては同様の材料及び作製方法を適用することができ、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
【０１７２】
図３（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の点線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
【０１７３】
図３（Ａ）の平面図においては、実施の形態２と同様に、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、囲まれている空間に液晶表示装置の画素電極層及び共通電極層が配置されている。画素電極層である第１の電極層４４７上には第１の壁状構造体４４６が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が、同様に共通電極層である第２の電極層４４８上には第２の壁状構造体４４９が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が液晶層４４４に設けられている。画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。
【０１７４】
図３においては、薄膜トランジスタ４２０を覆って層間膜４１３を形成し、層間膜４１３に薄膜トランジスタ４２０に接続するためのコンタクトホールを開口する例である。画素電極層である第１の電極層４４７は、層間膜４１３に形成したコンタクトホールを覆いかつ構造体４４９に覆われるように連続的に形成されている。
【０１７５】
図３の液晶表示装置は、カラーフィルタ４９０が第２の基板４４２と偏光板４４３ｂの間に設けられている。このように、液晶層４４４を挟持する第１の基板４４１及び第２の基板４４２の外側にカラーフィルタ４９０を設けてもよい。
【０１７６】
図３の液晶表示装置の作製工程を図１４（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。
【０１７７】
なお、図１４（Ａ）乃至（Ｄ）では含まれる第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び誘電体膜は省略している。例えば、第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び誘電体膜は実施の形態１及び実施の形態２の構造を用いることができ、第１の電極層及び第１の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜、第２の電極層及び第２の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜に生じる横電界モードを適用することができる。
【０１７８】
図１４（Ａ）に示すように、第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶層４５８を間に挟持させてシール材４５６ａ、４５６ｂで固着する。液晶層４５８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【０１７９】
液晶層４５８には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。液晶層４５８は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
【０１８０】
図１４（Ｂ）に示すように、液晶層４５８に、光４５７を照射して高分子安定化処理を行い、液晶層４４４を形成する。光４５７は、液晶層４５８に含まれる光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層４５８がブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
【０１８１】
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
【０１８２】
次に図１４（Ｃ）に示すように、視認側である第２の基板４４２側にカラーフィルタ４９０を設ける。カラーフィルタ４９０は、一対の基板４５９ａ及び基板４５９ｂの間に、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃ及びブラックマトリクスとして機能する遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄを含み、遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄの間に有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃがそれぞれ形成される構成である。
【０１８３】
図１４（Ｄ）に示すように、第１の基板４４１の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、カラーフィルタ４９０の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。
【０１８４】
また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶層への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。
【０１８５】
図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように照射される。
【０１８６】
液晶層中に第１の電極層上に低誘電率の第１の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成、同様に第２の電極層上に低誘電率の第２の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層及び第２の電極層間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【０１８７】
なお、高誘電率の材料で誘電体膜を形成する際、誘電体膜の高さ（膜厚）を高く（厚く）する事が困難な場合もある。しかしより低誘電率の材料で第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体を形成して構造体の高さを稼ぎ、該構造体をより高誘電率の材料で形成した誘電体膜で被覆する構成を設ける事で、実際に高誘電率の材料のみで形成する事が困難な高さまで、誘電体膜の高さを高くすることができる。被覆する誘電体膜の高さ（膜厚）が低く（薄く）ても、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【０１８８】
また、ブルー相を示す液晶層は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１８９】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、駆動電圧を低減させることができる。
【０１９０】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１９１】
更に、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とする事で第１の電極層４４７から出て第２の電極層４４８へと入る電気力線を、誘電率がより小さい第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９と誘電率がより大きい誘電体膜４５０との界面で屈折させることができる。液晶層４４４中に伸びる電気力線が、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、より扁平な弓なりの形状になるため、第２の基板４４２中にまで迂回していた電気力線が、液晶層４４４中に引き戻される。従って、該構造体に挟まれた領域において電気力線の密度が高くなり、該電気力線を効果的に収束させることができるため、より強い電界を形成することができる。また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍において、電気力線の水平成分比率が増大するため第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍に作用する電界の強さと、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間の中央線近傍に作用する電界の強さの差が減少する。電界のばらつきが抑制されるため、より均一な電界を形成することができる。
【０１９２】
これより、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間に電圧を印加した時、第１の電極層４４７及び第１の壁状構造体４４６を被覆する誘電体膜４５０と、第２の電極層４４８及び第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０との間により均一に、強い電界を形成することができる。
【０１９３】
本実施の形態の図３に示す液晶表示装置のように、誘電体膜を対向する第２の基板に接するように設け、より高い誘電率を有する材料を用いると、液晶層全体に電界を形成することができる。また、誘電体膜には、より高い誘電率を有する材料を用いることが好ましい。好ましくは誘電率１２以上、更に好ましくは誘電率２０以上を有する材料を用いると、該構造体間により均一に、強い電界を形成することができる。なお第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体の誘電率はブルー相を示す液晶層２０８の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【０１９４】
ブルー相を示す液晶層により均一に強い電界を形成できることで、液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層に負荷がかかりにくいためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。
【０１９５】
ブルー相を示す液晶層中における液晶分子の配向をより広い範囲で変化させることができることで、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１９６】
構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１９７】
（実施の形態４）
薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、薄膜トランジスタを有する駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
【０１９８】
液晶表示装置は表示素子として液晶素子（液晶表示素子ともいう）を含む。
【０１９９】
また、液晶表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該液晶表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【０２００】
なお、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。
【０２０１】
液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観及び断面について、図１２、図１８を用いて説明する。図１２は、第１の基板４００１上に形成された薄膜トランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図１２（Ｂ）、図１８は、それぞれ、図１２（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
【０２０２】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶層４００８と共に封止されている。
【０２０３】
また、図１２（Ａ１）では第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。なお、図１２（Ａ２）は信号線駆動回路の一部を第１の基板４００１上に設けられた薄膜トランジスタで形成する例であり、第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装されている。
【０２０４】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図１２（Ａ１）は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図１２（Ａ２）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３ａを実装する例である。
【０２０５】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、薄膜トランジスタを複数有しており、図１２（Ｂ）、図１８では、画素部４００２に含まれる薄膜トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１とを例示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜４０２１が設けられている。
【０２０６】
薄膜トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態２に示す薄膜トランジスタを適用することができる。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型薄膜トランジスタである。
【０２０７】
図１２（Ｂ）、図１８に、画素部４００２上に、第１の壁状構造体４０３７、第２の壁状構造体４０３８、誘電体膜４０４０を設けた例を示す。第１の基板４００１上、層間膜４０２１上に薄膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている画素電極層４０３０が形成され、画素電極層４０３０上に第１の壁状構造体４０３７が形成され、これらを誘電体膜４０４０ａが被覆している。同様に、層間膜４０２１上に共通電極層４０３６も形成され、共通電極層４０３６上に第２の壁状構造体４０３８が形成され、これらを誘電体膜４０４０ｂが被覆している。図１２（Ｂ）では、誘電体膜４０４０ａ及び誘電体膜４０４０ｂは、第２の基板４００６に接して設けられている。第１の壁状構造体４０３７、第２の壁状構造体４０３８、これらを被覆する誘電体膜４０４０はスペーサとしても機能し、液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）を制御する。また、スペーサを別途設ける場合、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサ、また球状のスペーサを用いていても良い。
【０２０８】
なお、液晶層４００８を用いる液晶表示装置は、液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）を５μｍ以上２０μｍ程度とすることが好ましく、第１の壁状構造体４０３７及び第２の壁状構造体４０３８の高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜４０４０の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【０２０９】
液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、共通電極層４０３６及び液晶層４００８を含む。なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２、４０３３が設けられている。
【０２１０】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、またはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０２１１】
なお図１２、図１８は透過型液晶表示装置の例であるが、半透過型液晶表示装置でも適用できる。
【０２１２】
また、図１２、図１８の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。
【０２１３】
層間膜４０２１は、有彩色の透光性樹脂層であり、カラーフィルタとして機能する。また、層間膜４０２１の一部を遮光層としてもよい。図１２、図１８においては、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられている。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上や薄膜トランジスタの安定化の効果を高めることができる。
【０２１４】
薄膜トランジスタを保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特に限定されない。
【０２１５】
なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。
【０２１６】
また、保護膜を形成した後に、半導体層のアニール（３００℃〜４００℃）を行ってもよい。
【０２１７】
また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成する場合、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層させてもよい。
【０２１８】
積層する絶縁層の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。絶縁層を材料液を用いて形成する場合、ベークする工程で同時に、半導体層のアニール（２００℃〜４００℃）を行ってもよい。絶縁層の焼成工程と半導体層のアニールを兼ねることで効率よく液晶表示装置を作製することが可能となる。
【０２１９】
画素電極層４０３０及び共通電極層４０３６は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０２２０】
また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３６はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【０２２１】
また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３６として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。
【０２２２】
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【０２２３】
また、薄膜トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線またはソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
【０２２４】
図１２、図１８では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【０２２５】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【０２２６】
また図１２、図１８においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
【０２２７】
図１３は、本明細書に開示する液晶表示装置として液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
【０２２８】
図１３は液晶表示モジュールの一例であり、素子基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む素子層２６０３、液晶層を含む表示素子２６０４、カラーフィルタとして機能する有彩色の透光性樹脂層を含む層間膜２６０５が設けられ、表示領域を形成している有彩色の透光性樹脂層を含む層間膜２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した有彩色の透光性樹脂層が各画素に対応して設けられている。素子基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９により素子基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また、光源として、白色のダイオードを用いてもよい。
【０２２９】
以上の工程により、液晶表示装置として信頼性の高い液晶表示パネルを作製することができる。
【０２３０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２３１】
（実施の形態５）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２３２】
図１５（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。
【０２３３】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【０２３４】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２３５】
図１５（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０２３６】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【０２３７】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０２３８】
図１６（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成されており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図１６（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９等）を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図１６（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図１６（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２３９】
図１６（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシンの一例を示している。スロットマシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロットマシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０２４０】
図１７（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機１０００は、筐体１００１に組み込まれた表示部１００２の他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１００４、スピーカ１００５、マイク１００６などを備えている。
【０２４１】
図１７（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、表示部１００２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部１００２を指などで触れることにより行うことができる。
【０２４２】
表示部１００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０２４３】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部１００２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部１００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０２４４】
また、携帯電話機１０００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機１０００の向き（縦か横か）を判断して、表示部１００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０２４５】
また、画面モードの切り替えは、表示部１００２を触れること、又は筐体１００１の操作ボタン１００３の操作により行われる。また、表示部１００２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０２４６】
また、入力モードにおいて、表示部１００２の光センサで検出される信号を検知し、表示部１００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０２４７】
表示部１００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部１００２に掌や指を触れることにより、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０２４８】
図１７（Ｂ）も携帯電話機の一例である。図１７（Ｂ）の携帯電話機は、筐体９４１１に、表示部９４１２、及び操作ボタン９４１３を含む表示装置９４１０と、筐体９４０１に操作ボタン９４０２、外部入力端子９４０３、マイク９４０４、スピーカ９４０５、及び着信時に発光する発光部９４０６を含む通信装置９４００とを有しており、表示機能を有する表示装置９４１０は電話機能を有する通信装置９４００と矢印の２方向に脱着可能である。よって、表示装置９４１０と通信装置９４００の短軸同士を取り付けることも、表示装置９４１０と通信装置９４００の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機能のみを必要とする場合、通信装置９４００より表示装置９４１０を取り外し、表示装置９４１０を単独で用いることもできる。通信装置９４００と表示装置９４１０とは無線通信又は有線通信により画像又は入力情報を授受することができ、それぞれ充電可能なバッテリーを有する。
【符号の説明】
【０２４９】
２００ 基板
２０１ 基板
２０８ 液晶層
２３０ａ 第１の電極層
２３０ｂ 第１の電極層
２３２ａ 第２の電極層
２３２ｂ 第２の電極層
２３２ｃ 第２の電極層
２３３ａ 第１の壁状構造体
２３３ａ１ 第１の壁状構造体
２３３ａ２ 第１の壁状構造体
２３３ｂ 第１の壁状構造体
２３３ｂ１ 第１の壁状構造体
２３３ｂ２ 第１の壁状構造体
２３４ａ 第２の壁状構造体
２３４ａ１ 第２の壁状構造体
２３４ａ２ 第２の壁状構造体
２３４ｂ 第２の壁状構造体
２３４ｂ１ 第２の壁状構造体
２３４ｂ２ 第２の壁状構造体
２３４ｃ 第２の壁状構造体
２３４ｃ１ 第２の壁状構造体
２３４ｃ２ 第２の壁状構造体
２３５ 誘電体膜
２３５ａ 第３の壁状構造体
２３５ｂ 第３の壁状構造体
２３５ｃ 第３の壁状構造体
２３５ｄ 第３の壁状構造体
３００ 電気力線
３０１ 電気力線
４０１ ゲート電極層
４０２ ゲート絶縁層
４０３ 半導体層
４０４ａ ｎ＋層
４０４ｂ ｎ＋層
４０５ａ 配線層
４０５ｂ 配線層
４０７ 絶縁膜
４０８ 容量配線層
４１３ 層間膜
４１７ 透光性樹脂層
４２０ 薄膜トランジスタ
４４１ 基板
４４２ 基板
４４３ａ 偏光板
４４３ｂ 偏光板
４４４ 液晶層
４４６ 第１の壁状構造体
４４７ 第１の電極層
４４８ 第２の電極層
４４９ 第２の壁状構造体
４５０ 誘電体膜
４５１ 素子層
４５４ａ 透光性樹脂層
４５５ａ 遮光層
４５６ａ シール材
４５６ｂ シール材
４５７ 光
４５８ 液晶層
４５９ａ 基板
４５９ｂ 基板
４９０ カラーフィルタ
８００ 基板
８０１ 基板
８０２ 第１の電極層
８０３ａ 第２の電極層
８０３ｂ 第２の電極層
８０８ 液晶層
１０００ 携帯電話機
１００１ 筐体
１００２ 表示部
１００３ 操作ボタン
１００４ 外部接続ポート
１００５ スピーカ
１００６ マイク
２６００ 素子基板
２６０１ 対向基板
２６０２ シール材
２６０３ 素子層
２６０４ 表示素子
２６０５ 層間膜
２６０６ 偏光板
２６０７ 偏光板
２６０８ 配線回路部
２６０９ フレキシブル配線基板
２６１０ 冷陰極管
２６１１ 反射板
２６１２ 回路基板
２６１３ 拡散板
４００１ 基板
４００２ 画素部
４００３ 信号線駆動回路
４００３ａ 信号線駆動回路
４００３ｂ 信号線駆動回路
４００４ 走査線駆動回路
４００５ シール材
４００６ 基板
４００８ 液晶層
４０１０ 薄膜トランジスタ
４０１１ 薄膜トランジスタ
４０１３ 液晶素子
４０１５ 接続端子電極
４０１６ 端子電極
４０１８ ＦＰＣ
４０１９ 異方性導電膜
４０２０ 絶縁層
４０２１ 層間膜
４０３０ 画素電極層
４０３２ 偏光板
４０３３ 偏光板
４０３４ 遮光層
４０３６ 共通電極層
４０３７ 第１の壁状構造体
４０３８ 第２の壁状構造体
４０４０ 誘電体膜
４０４０ａ 誘電体膜
４０４０ｂ 誘電体膜
９４００ 通信装置
９４０１ 筐体
９４０２ 操作ボタン
９４０３ 外部入力端子
９４０４ マイク
９４０５ スピーカ
９４０６ 発光部
９４１０ 表示装置
９４１１ 筐体
９４１２ 表示部
９４１３ 操作ボタン
９６００ テレビジョン装置
９６０１ 筐体
９６０３ 表示部
９６０５ スタンド
９６０７ 表示部
９６０９ 操作キー
９６１０ リモコン操作機
９７００ デジタルフォトフレーム
９７０１ 筐体
９７０３ 表示部
９８８１ 筐体
９８８２ 表示部
９８８３ 表示部
９８８４ スピーカ部
９８８５ 入力手段（操作キー
９８８６ 記録媒体挿入部
９８８７ 接続端子
９８８８ センサ
９８８９ マイクロフォン
９８９０ ＬＥＤランプ
９８９１ 筐体
９８９３ 連結部
９９００ スロットマシン
９９０１ 筐体
９９０３ 表示部
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
【０００３】
液晶表示装置においては、液晶分子の応答速度の高速化が求められている。液晶の表示モードは種々あるが、中でも高速応答可能な液晶モードとしてＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ブルー相を示す液晶を用いるモードがあげられる。
【０００４】
特にブルー相を示す液晶を使用するモードは配向膜が不要であり、かつ広視野角化が得られるので、実用化に向けてより研究が行われている（例えば特許文献１参照）。特許文献１は、ブルー相の出現する温度範囲を広げるために、液晶に高分子安定化処理を行う報告である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０５／０９０５２０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液晶表示装置における問題として高いコントラストを実現するためには、白透過率（白表示時の光の透過率）が大きいことが必要である。ブルー相は高電圧印加により劣化を生じるため、低駆動電圧動作を実現するためには、均一な電界を印加し液晶層にかかる負荷を低減させることが必要である。
【０００７】
上記の現状を鑑み、駆動電圧を低減させ、ブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させた、液晶表示装置を提供することを目的とする。また、より高コントラストのブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。また、生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させた、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の基板（素子基板ともいう）に形成された画素電極層及び共通電極層と、第２の基板（対向基板ともいう）は液晶層を間に挟んでシール材によって固着されている。ブルー相を示す液晶層を含む液晶表示装置において、基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。このような方式として、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードで用いる電極構成が適用できる。
【０００９】
ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶層の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及び第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。第１の電極層及び第２の電極層は、平面形状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む。第１の電極層及び第２の電極層はその電極間に電界を発生させるため、同形状で重ならない配置とする。
【００１０】
画素電極層と共通電極層との間に電界を加えることで、液晶分子を制御できる。液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。
【００１１】
本明細書に開示する液晶表示装置は、第１の電極層及び第２の電極層が設けられた第１の基板（素子基板）と、第２の基板（対向基板）とが液晶層を間に挟んでシール材によって固着されており、第１の電極層（画素電極層）上に第１の壁状構造体、同様に第２の電極層（共通電極層）上に第２の壁状構造体が設けられ、第１の電極層及び第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体を被覆し、同様に第２の電極層及び第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜が設けられる構成とする。誘電体膜は、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する絶縁膜である。
【００１２】
液晶層中に第１の電極層上に低誘電率の第１の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成、同様に第２の電極層上に低誘電率の第２の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層及び第２の電極層間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【００１３】
ブルー相を示す液晶層は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【００１４】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、駆動電圧を低減させることができる。
【００１５】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００１６】
なお、第２の基板と液晶層との間にカラーフィルタとして機能する着色層やブラックマトリクスとして機能する遮光層、また絶縁層などを形成する場合、第２の基板において液晶層と接する層と誘電体膜は接する構造となる。
【００１７】
第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び誘電体膜は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性、熱硬化性、又は熱可塑性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、プルラン誘導体などを用いることができる。また、無機材料と有機材料との有機無機コンポジット材料を用いてもよく、例えば、チタン酸バリウムと有機樹脂等の有機無機コンポジット材料を用いることができる。誘電体膜は第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。誘電率が１２以上の材料が好ましい。また誘電率が２０以上の材料が特に好ましい。
【００１８】
なお、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体の形状は、柱状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。また、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体は第１の電極層又は第２の電極層の形状を反映して同形状に設けられてもよいが、液晶層を充填させるために画素領域において空隙を形成しないような形状とする。誘電体膜の形状は、該膜厚に差があってもよい。なお第１の電極層と第２の電極層との間隔は０．２μｍ〜１０μｍ（より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ）が好ましく、代表的には０．８μｍ〜２μｍが好ましい。
【００１９】
また、液晶層の膜厚（セルギャップ）は、５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることが好ましく第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体の高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【００２０】
誘電体膜を第２の基板に接するように設ける場合、構造体及び誘電体膜をスペーサとして機能させることができる。この場合、第１の壁状構造体の高さと該構造体を被覆する誘電体膜の高さの和（膜厚の和）及び第２の壁状構造体の高さと該構造体を被覆する誘電体膜の高さの和（膜厚の和）はほぼ液晶層の厚さとなる。また、誘電体膜を積層構造としてもよい。第２の基板に第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体及び誘電体膜を設ける場合、第１の基板及び第２の基板を貼り合わせる時に、該誘電体膜同士が接するようにして、積層構造を形成してもよい。なお、第２の基板と液晶層との間にカラーフィルタとして機能する着色層やブラックマトリクスとして機能する遮光層、また絶縁層などを形成する場合、第２の基板において液晶層と接する膜と誘電体膜は接する構造となる。
【００２１】
誘電体膜で被覆された第１の壁状構造体及び誘電体膜で被覆された第２の壁状構造体は第１の電極層及び第２の電極層上に選択的に設けられてもよい。例えば、第１の電極層及び第２の電極層の形状が複雑な場合、第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体を選択的に設けることで、液晶材料の注入、充填工程が容易になり工程時間も短くてすむ。なお、第１の壁状構造体が設けられていない第１の電極層及び第２の壁状構造体が設けられていない第２の電極層が誘電体膜で被覆されていてもよい。
【００２２】
第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体は、第１の電極層及び第２の電極層上を覆うように絶縁膜を形成し、絶縁膜を選択的にエッチングして形成することができる。このエッチング工程において、第１の電極層及び第２の電極層の間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に残存させてもよい（残存部分を第３の壁状構造体ともいう）。また、誘電体膜は、第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体及び第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体の表面を被覆する絶縁膜によって形成されるが、第１の電極層及び第２の電極層の間の絶縁膜を選択的にエッチングして完全に除去してもよい。
【００２３】
本明細書において、第１の電極層（画素電極層）及び第２の電極層（共通電極層）が有する形状としては、空隙を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いる。第１の電極層と第２の電極層とは接せず、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（例えば同一基板や同一絶縁膜）に設けられる。
【００２４】
本明細書では、薄膜トランジスタ、第１の電極層（画素電極層）、第２の電極層（共通電極層）及び層間膜が形成されている基板を素子基板（第１の基板）といい、該素子基板と液晶層を介して対向する基板を対向基板（第２の基板）という。
【００２５】
液晶層には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる。
【００２６】
ブルー相を示す液晶材料として液晶及びカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【００２７】
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。
【００２８】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【００２９】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【００３０】
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。電圧印加によって配向が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。
【００３１】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、等方相を示す液晶材料に光照射して行っても良いし、温度制御してブルー相を発現した液晶材料に光照射して行ってもよい。
【００３２】
本明細書で開示する発明の構成の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板に形成されている開口パターンを有する第１の電極層及び第２の電極層と、第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、第１の壁状構造体を被覆し、同様に第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜とを有し、誘電体膜の誘電率は、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層の誘電率より高い。
【００３３】
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板に形成されている開口パターンを有する第１の電極層及び第２の電極層と、第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、第１の壁状構造体を被覆し、同様に第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜とを有し、第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体を被覆する誘電体膜は、第２の基板と接し、誘電体膜の誘電率は、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び液晶層の誘電率より高い。
【００３４】
ブルー相を示す液晶層を用いるため、配向膜を形成する必要がないため、画素電極層（第１の電極層）と液晶層とは接し、かつ共通電極層（第２の電極層）と液晶層とも接する構成となる。
【００３５】
なお、第１、第２、第３などとして付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【００３６】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【発明の効果】
【００３７】
ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、駆動電圧を低減させブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置において、コントラスト比を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】液晶表示装置を説明する図。
【図２】液晶表示装置を説明する図。
【図３】液晶表示装置を説明する図。
【図４】液晶表示装置を説明する図。
【図５】液晶表示装置を説明する図。
【図６】液晶表示装置を説明する図。
【図７】液晶表示装置における電界モードの計算結果を説明する図。
【図８】液晶表示装置における電界モードの計算結果を説明する図。
【図９】液晶表示装置を説明する図。
【図１０】液晶表示装置を説明する図。
【図１１】液晶表示装置の作製方法を説明する図。
【図１２】液晶表示装置を説明する図。
【図１３】液晶表示モジュールを説明する図。
【図１４】液晶表示装置の作製方法を説明する図。
【図１５】テレビジョン装置及びデジタルフォトフレームの例を示す外観図。
【図１６】遊技機の例を示す外観図。
【図１７】携帯電話機の一例を示す外観図。
【図１８】液晶表示装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、開示する発明は以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００４０】
（実施の形態１）
液晶表示装置を、図１乃至図９を用いて説明する。
【００４１】
図１、図２、図４は液晶表示装置の断面図である。
【００４２】
図１（Ａ）は、第１の基板２００と第２の基板２０１とが、ブルー相を示す液晶材料を用いた液晶層２０８を間に挟持して対向するように配置された液晶表示装置である。第１の基板２００と液晶層２０８との間には各画素別に電圧が制御される画素電極層である第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、全画素に共通の電圧が供給される共通電極層である第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、これらを被覆する誘電体膜２３５が設けられている。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂを形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成は、液晶層２０８中に設けられている。
【００４３】
なお、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは平板状ではなく、開口パターンを有する形状であるために、図１の断面図においては分断された複数の電極層として示される。
【００４４】
ブルー相を示す液晶層２０８を含む液晶表示装置において、ＩＰＳモードで用いる電極構成が適用できる。
【００４５】
ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶層２０８の下方に開口パターンを有する第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを配置する。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは、平面形状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃはその電極間に電界を発生させるため、同形状で重ならない配置とする。
【００４６】
第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃが有する形状としては、空隙を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いる。第１の電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとは接せず、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（例えば同一基板や同一絶縁膜）に設けられる。
【００４７】
第１の電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの間に電界を加えることで、液晶分子を制御できる。液晶分子を、第１の基板２００及び第２の基板２０１と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。
【００４８】
誘電体膜２３５は、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ及び液晶層２０８の誘電率より高い誘電率を有する絶縁体である。なお、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは、液晶層２０８に用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【００４９】
液晶層２０８中に第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【００５０】
なお、高誘電率の材料で誘電体膜を形成する際、誘電体膜の高さ（膜厚）を高く（厚く）する事が困難な場合もある。しかし本発明のように、より低誘電率の材料で第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成して構造体の高さを稼ぎ、該構造体をより高誘電率の材料で形成した誘電体膜２３５で被覆する構成を設ける事で、実際に高誘電率の材料のみで形成する事が困難な高さまで、誘電体膜の高さを高くすることができる。被覆する誘電体膜２３５の高さ（膜厚）が低く（薄く）ても、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【００５１】
ブルー相を示す液晶層２０８は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層２０８中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【００５２】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、かつ駆動電圧を低減させることができる。
【００５３】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００５４】
更に、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成とする事で第１の電極層２３０ａ、２３０ｂから出て第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃへと入る電気力線を、誘電率がより小さい第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃと誘電率がより大きい誘電体膜２３５との界面で屈折させることができる。
【００５５】
図２（Ａ）は、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間に電圧を印加した際に生じる電気力線３００を示した図であり、図２（Ｂ）は、第１の電極層２３０ａ上に低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成、同様に第２の電極層２３２ａ上に低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａを形成しこれらを高誘電率の誘電体膜２３５で被覆した構成を、液晶層２０８中に設け、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間に電圧を印加した際に生じる電気力線３０１を示した図である。
【００５６】
図２（Ａ）に示されるように、第１の電極層２３０ａから出て第２の電極層２３２ａへと入る電気力線３００は、弓なりの形状となる。
【００５７】
図２（Ｂ）に示されるように、第１の電極層２３０ａから出て第２の電極層２３２ａへと入る電気力線３０１は、低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａと高誘電率の誘電体膜２３５との界面及び、高誘電率の誘電体膜２３５と低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａとの界面で屈折し、誘電体膜２３５中において、該電気力線は、基板に垂直な方向に引き延ばされる。さらに高誘電率の誘電体膜２３５中の電界強度（電気力線の密度）は低誘電率の第１の壁状構造体２３３ａ及び低誘電率の第２の壁状構造体２３４ａ中の電界強度よりも小さくなる。従って、誘電体膜２３５中で電位の変化が減少しＡ−Ｂ間、Ａ’−Ｂ’間の電位差が小さくなるため該構造体に挟まれた領域に印加される電界のばらつきが抑制される。更に誘電体膜２３５の誘電率が液晶層２０８の誘電率よりも高いため、液晶層２０８と誘電体膜２３５の界面で該電気力線は基板に水平な方向に屈折し、電気力線３０１は、電気力線３００をより扁平な弓なりの形状に変形させた形状となる。
【００５８】
液晶層２０８中に伸びる電気力線３０１が、より扁平な弓なりの形状になる結果、該構造体に挟まれた領域において電気力線３０１の密度が高くなり、電気力線３０１を効果的に収束させることができるため、より強い電界を形成することができる。また、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ近傍において、電気力線３０１の水平成分比率が増大するため第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ近傍に作用する電界の強さと、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間の中央線Ｃ−Ｄ近傍に作用する電界の強さの差が減少する。電界のばらつきが抑制されるため、より均一な電界を形成することができる。
【００５９】
これにより、図２（Ａ）と比べて図２（Ｂ）では、第１の電極層２３０ａ及び第２の電極層２３２ａ間に電圧を印加した時、第１の電極層２３０ａ及び第１の壁状構造体２３３ａを被覆する誘電体膜２３５と、第２の電極層２３２ａ及び第２の壁状構造体２３４ａを被覆する誘電体膜２３５との間に、より均一で強い電界を形成することができる。
【００６０】
図１（Ｂ）に示されるように、誘電体膜２３５は対向する第２の基板２０１に接するように設けられてもよい。図１（Ｂ）の液晶表示装置のように、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを被覆する誘電体膜２３５を、対向する第２の基板２０１に接するように設けると、液晶層２０８全体に電界を形成することができる。また、誘電体膜２３５には、より高い誘電率を有する材料を用いることが好ましい。好ましくは誘電率１２以上、更に好ましくは誘電率２０以上を有する材料を用いると、該構造体間により均一で強い電界を形成することができる。なお第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは誘電率がブルー相を示す液晶層２０８の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【００６１】
ブルー相を示す液晶層２０８により均一に強い電界を形成できることで、液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層２０８に負荷がかかりにくいためブルー相を示す液晶層２０８の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
ブルー相を示す液晶層２０８中における液晶分子の配向をより広い範囲で変化させることができることで、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層２０８を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【００６３】
構造体の高さ制御が容易になることで、生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００６４】
第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ及び誘電体膜２３５は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性、熱硬化性、又は熱可塑性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、プルラン誘導体などを用いることができる。また、酸化チタン等の無機材料や無機材料と有機材料との有機無機コンポジット材料を用いてもよく、例えば、チタン酸バリウムと有機樹脂等の有機無機コンポジット材料を用いることができる。誘電体膜２３５は、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃに用いられる材料、及び液晶層２０８に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。誘電率が１２以上の材料が好ましい。また誘電率が２０以上の材料が特に好ましい。なお第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは液晶層２０８に用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する材料を用いてもよい。
【００６５】
なお、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの形状は、柱状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。また、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ又は第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの形状を反映して同形状に設けられてもよいが、液晶層２０８を充填させるために画素領域において空隙を形成しないような形状とする。誘電体膜２３５の形状は、該膜厚に差があってもよい。（図９（Ａ）乃至（Ｃ）参照）なお第１の電極層２３０ａ、２３０ｂと第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃとの間隔は０．２μｍ〜１０μｍ（より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ）が好ましく、代表的には０．８μｍ〜２μｍが望ましい。
【００６６】
また、液晶層２０８の膜厚（セルギャップ）は、５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることが好ましく、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【００６７】
図１（Ｂ）のように、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃを被覆する誘電体膜２３５を、対向する第２の基板２０１に接するように設ける場合、該構造体及び該誘電体膜をスペーサとして機能させることができる。この場合、第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂの高さと該構造体を被覆する誘電体膜２３５の高さの和（膜厚の和）及び第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの高さと該構造体を被覆する誘電体膜２３５の高さの和（膜厚の和）はほぼ液晶層２０８の厚さ（いわゆるセル厚）となる。これらの構成は、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【００６８】
例えば、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように第１の基板２００上において、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に第１の壁状構造体２３３ａ１、２３３ｂ１を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ａを形成し、同様に第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に第２の壁状構造体２３４ａ１、２３４ｂ１、２３４ｃ１を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ａを形成する（図４（Ａ）参照）。
【００６９】
一方、第２の基板２０１上において第１の壁状構造体２３３ａ１、２３３ｂ１と対応する（第１の基板２００と第２の基板２０１とを対向させた時に、誘電体膜２３５ｂを介して重畳する）位置に第１の壁状構造体２３３ａ２、２３３ｂ２を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ｂを形成し、同様に第２の壁状構造体２３４ａ１、２３４ｂ１、２３４ｃ１と対応する（第１の基板２００と第２の基板２０１とを対向させた時に誘電体膜２３５ｂを介して重畳する）位置に第２の壁状構造体２３４ａ２、２３４ｂ２、２３４ｃ２を形成し、これらを被覆する誘電体膜２３５ｂを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【００７０】
第１の基板２００と第２の基板２０１とを、第１の壁状構造体２３３ａ１、２３３ｂ１及び第１の壁状構造体２３３ａ２、２３３ｂ２同士が重畳し、同様に第２の壁状構造体２３４ａ１、２３４ｂ１、２３４ｃ１及び第２の壁状構造体２３４ａ２、２３４ｂ２、２３４ｃ２同士が重畳し、更に、誘電体膜２３５ａ及び誘電体膜２３５ｂが接するように、対向させる。第１の壁状構造体２３３ａ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第１の壁状構造体２３３ａ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第１の壁状構造体２３３ｂ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第１の壁状構造体２３３ｂ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第２の壁状構造体２３４ａ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第２の壁状構造体２３４ａ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第２の壁状構造体２３４ｂ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第２の壁状構造体２３４ｂ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層、第２の壁状構造体２３４ｃ１を被覆する誘電体膜２３５ａ及び第２の壁状構造体２３４ｃ２を被覆する誘電体膜２３５ｂの積層を形成することができる（図４（Ｃ）参照）。
【００７１】
図５に示すように、第１の壁状構造体２３３及び第２の壁状構造体２３４は第１の電極層２３０及び第２の電極層２３２上に選択的に設けられてもよい。図５（Ａ）は第１の電極層２３０と第２の電極層２３２の平面図である。第１の電極層２３０と第２の電極層２３２は櫛歯形状の電極層であり、櫛歯が互いにかみ合うように設けられている。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の第１の電極層２３０上に第１の壁状構造体２３３を選択的に形成し、第２の電極層２３２上に第２の壁状構造体２３４を選択的に形成した平面図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の点線Ｗ１−Ｗ２の断面図であり、図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）における第１の電極層２３０、第２の電極層２３２、選択的に設けられた第１の壁状構造体２３３、選択的に設けられた第２の壁状構造体２３４を誘電体膜２３５で被覆した断面図である。第１の電極層２３０及び第２の電極層２３２の形状が複雑な場合、第１の壁状構造体２３３及び第２の壁状構造体２３４を選択的に設けることで、液晶材料の注入、充填工程が容易になり工程時間も短くてすむ。なお、第１の壁状構造体２３３が設けられていない第１の電極層２３０及び第２の壁状構造体２３４が設けられていない第２の電極層２３２が誘電体膜２３５で被覆されていてもよい。また、第１の電極層２３０及び第２の電極層２３２の間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に誘電体膜２３５として残存させてもよい。
【００７２】
液晶層２０８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板２００と第２の基板２０１とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【００７３】
第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体は、第１の電極層及び第２の電極層上を覆うように絶縁膜を形成し、絶縁膜を選択的にエッチングして形成することができる。このエッチング工程において、図１（Ｃ）の液晶表示装置のように、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ、及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に第３の壁状構造体２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃ、２３５ｄとして残存させてもよい。また、図６（Ａ）乃至（Ｂ）の液晶表示装置のように、誘電体膜２３５は、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ上に設けられた第１の壁状構造体２３３ａ、２３３ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ上に設けられた第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの表面を被覆する絶縁膜によって形成されるが、第１の電極層２３０ａ、２３０ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの間の絶縁膜を選択的にエッチングして完全に除去してもよい。
【００７４】
図７（Ａ）、（Ｂ）の構造を有する液晶表示装置における電界の印加状態を計算した結果を図８（Ａ）、（Ｂ）に示す。図７（Ａ）、（Ｂ）は、計算した液晶表示装置の構成を示す図であり、図８（Ａ）は図７（Ａ）、図８（Ｂ）は図７（Ｂ）、の液晶表示装置の構成にそれぞれ対応している。計算は、シンテック社製、ＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒ、２ｓ Ｂｅｎｃｈを用いて行った。
【００７５】
図７（Ａ）及び図８（Ａ）は構造体を設けず第１の基板８００と液晶層８０８との間に互い違いに第２の電極層８０３ａ、８０３ｂと第１の電極層８０２が設けられ、第２の基板８０１によって封止されている液晶表示装置である。断面における第１の電極層８０２、第２の電極層８０３ａ、８０３ｂの幅は２μｍ、厚さは０．１μｍ、基板と水平方向の第１の電極層８０２と第２の電極層８０３ａ、８０３ｂとの間の距離は３μｍ、液晶層の厚さは４μｍである。なお、第２の電極層８０３ａ、８０３ｂは０Ｖ、第１の電極層８０２は１０Ｖの設定とする。また、液晶層の比誘電率として、液晶分子の長軸と平行方向の比誘電率εは８．３、液晶分子の長軸と垂直方向の比誘電率εは３．１である。
【００７６】
図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）は、第１の基板２００と液晶層２０８との間に互い違いに第２の電極層２３２ａ、２３２ｂと第１の電極層２３０が設けられ、第１の電極層２３０上に、第１の壁状構造体２３３を形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ上に、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂをそれぞれ形成し、これらを誘電体膜２３５で被覆した構成が設けられ、第２の基板２０１によって封止されている液晶表示装置である。第１の壁状構造体２３３、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂにおいては比誘電率４の絶縁体、誘電体膜２３５においては比誘電率３０の絶縁体、をそれぞれ用いた。また、断面における第１の電極層２３０、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、の幅は２μｍ、厚さは０．１μｍ、第１の壁状構造体２３３、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂの幅は２μｍ、厚さは１．９μｍ、誘電体膜２３５の厚さは、０．２μｍ、第１の電極層２３０と第２の電極層２３２ａとの間の距離は３μｍ、第１の電極層２３０と第２の電極層２３２ｂとの間の距離は３μｍ、液晶層の厚さは４μｍである。なお、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂは０Ｖ、第１の電極層２３０は１０Ｖの設定とする。また、液晶層の比誘電率は、液晶分子の長軸と平行方向の比誘電率εは８．３、液晶分子の長軸と垂直方向の比誘電率εは３．１である。
【００７７】
図８（Ａ）、（Ｂ）において、実線は等電位線を示しており、第１の基板８００、２００上に各々第１の電極層及び第２の電極層が配置されている。
【００７８】
電界は等電位線と垂直に発現するので、図８（Ａ）に示されるように、第１の電極層８０２と第２の電極層８０３ａ、８０３ｂとの間に、また図８（Ｂ）に示されるように、第１の電極層２３０及び第１の電極層２３０上に形成された第１の壁状構造体２３３を被覆する誘電体膜２３５と、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ及び第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ上に形成された第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂを被覆する誘電体膜２３５との間にそれぞれ横方向の電界が加わっていることが確認できる。
【００７９】
図８（Ａ）に示すように、第１の電極層８０２、第２の電極層８０３ａ、８０３ｂが形成された第１の基板８００近くの液晶層８０８には等電位線が見られるが、第２の基板８０１に近づくにつれ等電位線はまばらになる。更に第２の基板８０１近くの液晶層８０８には等電位線が形成されず、図７（Ａ）の構成では、液晶層の全ての液晶分子を応答させることが難しいことが確認できる。
【００８０】
一方、図８（Ｂ）に示すように、第１の電極層２３０、第１の壁状構造体２３３、第２の電極層２３２ａ、２３２ｂ、第２の壁状構造体２３４ａ、２３４ｂを、誘電体膜２３５で被覆した構成では、等電位線がより扁平な弓なりの形状になり、水平成分比率が増大している。また、より効果的に等電位線を収束させることができていることが確認できる。
【００８１】
よって、液晶層中に第１の電極層上に形成された低誘電率の第１の壁状構造体を高誘電率の誘電体膜で被覆し、同様に第２の電極層上に形成された低誘電率の第２の壁状構造体を高誘電率の誘電体膜で被覆する構成を設けることで、第１の電極層及び第２の電極層間に電圧を印加した時、該構造体間により広く強い電界を、均一に形成することができる。
【００８２】
液晶層２０８には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる。
【００８３】
ブルー相を示す液晶材料として液晶及びカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【００８４】
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。
【００８５】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【００８６】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【００８７】
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。電圧印加によって配向が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。
【００８８】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、等方相を示す液晶材料に光照射して行っても良いし、温度制御してブルー相を発現した液晶材料に光照射して行ってもよい。
【００８９】
光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤の反応する波長の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【００９０】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【００９１】
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシルアクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレートを用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを用いることができる。
【００９２】
また、図１では図示しないが、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設ける。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライトなどを用いることができる。
【００９３】
本明細書において、液晶表示装置は光源の光を透過することによって表示を行う透過型の液晶表示装置である（又は半透過型の液晶表示装置）場合、少なくとも画素領域において光を透過させる必要がある。よって光が透過する画素領域に存在する第１の基板、第２の基板、絶縁膜、導電膜などの薄膜はすべて可視光の波長領域の光に対して透光性とする。
【００９４】
第１の電極層（画素電極層）及び第２の電極層（共通電極層）においては透光性が好ましいが、開口パターンを有するために金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。
【００９５】
第１の電極層（画素電極層）及び第２の電極層（共通電極層）は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、またはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【００９６】
第１の基板２００、第２の基板２０１にはコーニング社の７０５９ガラスや１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。
【００９７】
以上のような構成により、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。更に、ブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。
【００９８】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【００９９】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラスト比を高めることができる。
【０１００】
（実施の形態２）
本明細書に開示する発明の一形態として、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を、図１０、図１１を用いて説明する。
【０１０１】
図１０（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の点線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
【０１０２】
図１０（Ａ）において、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、囲まれている空間に液晶表示装置の画素電極層、共通電極層が液晶層４４４を介して配置されている。（図１０（Ｂ）参照）画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。
【０１０３】
図１０の液晶表示装置において、薄膜トランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層４４７が画素電極層として機能し、第２の電極層４４８が共通電極層として機能する。なお、第１の電極層４４７と容量配線層４０８によって容量が形成されている。
【０１０４】
画素電極層である第１の電極層４４７上には第１の壁状構造体４４６が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が、同様に共通電極層である第２の電極層４４８上には第２の壁状構造体４４９が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が液晶層４４４に設けられている。
【０１０５】
液晶層４４４の下方に開口パターンを有する画素電極層である第１の電極層４４７、及び共通電極層である第２の電極層４４８を配置する。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８が有する形状としては、空隙を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いる。その電極間に電界を発生させるため第１の電極層４４７と第２の電極層４４８とは接せず、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（図１０においては透光性樹脂層４１７）に設けられる。
【０１０６】
誘電体膜４５０は、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９、及び液晶層４４４に用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する絶縁体である。なお、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９は、液晶層４４４に用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【０１０７】
液晶層４４４中に第１の電極層４４７上に低誘電率の第１の壁状構造体４４６を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成、同様に第２の電極層４４８上に低誘電率の第２の壁状構造体４４９を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【０１０８】
なお、高誘電率の材料で誘電体膜を形成する際、誘電体膜の高さ（膜厚）を高く（厚く）する事が困難な場合もある。しかし、本発明では、より低誘電率の材料で第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９を形成して構造体の高さを稼ぎ、該構造体をより高誘電率の材料で形成した誘電体膜４５０で被覆する構成を設ける事で、実際に高誘電率の材料のみで形成する事が困難な高さまで、誘電体膜の高さを高くすることができる。被覆する誘電体膜４５０の高さ（膜厚）が低く（薄く）ても、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【０１０９】
また、ブルー相を示す液晶層４４４は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層４４４中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１１０】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、駆動電圧を低減させることができる。
【０１１１】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１１２】
更に、第１の電極層４４７上に低誘電率の第１の壁状構造体４４６を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成、同様に第２の電極層４４８上に低誘電率の第２の壁状構造体４４９を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜４５０で被覆した構成とする事で第１の電極層４４７から出て第２の電極層４４８へと入る電気力線を、誘電率がより小さい第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９と誘電率がより大きい誘電体膜４５０との界面で屈折させることができる。液晶層４４４中に伸びる電気力線が、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、より扁平な弓なりの形状になるため、第２の基板４４２中にまで迂回していた電気力線が、液晶層４４４中に引き戻される。従って、該構造体に挟まれた領域において電気力線の密度が高くなり、該電気力線を効果的に収束させることができるため、より強い電界を形成することができる。また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍において、電気力線の水平成分比率が増大するため第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍に作用する電界の強さと、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間の中央線近傍に作用する電界の強さの差が減少する。電界のばらつきが抑制されるため、より均一な電界を形成することができる。
【０１１３】
これより、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間に電圧を印加した時、第１の電極層４４７及び第１の壁状構造体４４６を被覆する誘電体膜４５０と、第２の電極層４４８及び第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０との間により均一に、強い電界を形成することができる。
【０１１４】
本実施の形態の図１０に示す液晶表示装置のように、誘電体膜４５０は対向する第２の基板４４２に接するように設けられてもよい。本実施の形態のように、第１の電極層４４７、第１の壁状構造体４４６、第２の電極層４４８、第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０を対向する第２の基板４４２に接するように設けると、液晶層４４４全体に電界を形成することができる。また、誘電体膜４５０は、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９及び液晶層４４４の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。好ましくは誘電率１２以上、更に好ましくは誘電率２０以上を有する材料を用いると該構造体間により均一に、強い電界を形成することができる。なお第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９の誘電率はブルー相を示す液晶層４４４の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【０１１５】
なお、第２の基板４４２と液晶層４４４との間にカラーフィルタとして機能する着色層、ブラックマトリクスとして機能する遮光層、また絶縁層などを形成する場合、第２の基板４４２において液晶層４４４と接する膜と誘電体膜４５０は接する構造となる。
【０１１６】
ブルー相を示す液晶層４４４により均一に強い電界を形成できることで、液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層４４４に負荷がかかりにくいためブルー相を示す液晶層４４４の信頼性を向上させることができる。
【０１１７】
ブルー相を示す液晶層４４４中における液晶分子の配向をより広い範囲で変化させることができることで、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層４４４を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１１８】
構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１１９】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９及び誘電体膜４５０は絶縁性材料（有機材料及び無機材料）を用いた絶縁体で形成することができる。代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性、熱硬化性、又は熱可塑性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、プルラン誘導体などを用いることができる。また、無機材料と有機材料との有機無機コンポジット材料を用いてもよく、例えば、チタン酸バリウムと有機樹脂等の有機無機コンポジット材料を用いることができる。誘電体膜４５０は、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９、及び用いられる液晶材料の誘電率より高い誘電率を有する材料を用いる。誘電率が１２以上の材料が好ましい。特に誘電率が２０以上の材料が好ましい。なお、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は、用いられる液晶材料の誘電率より低い誘電率を有する材料を用いてもよい。
【０１２０】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９及び誘電体膜４５０の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法）、ナノインプリント、各種印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷）等などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
【０１２１】
なお、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９の形状は、柱状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。また、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は第１の電極層４４７又は第２の電極層４４８の形状を反映して同形状に設けられてもよいが、液晶層４４４を充填させるために画素領域において空隙を形成しないような形状とする。誘電体膜４５０の形状は、該膜厚に差があってもよい。なお第１の電極層４４７と第２の電極層４４８との間隔は０．２μｍ〜１０μｍ（より好ましくは０．２μｍ〜２μｍ）が好ましく、代表的には０．８μｍ〜２μｍが望ましい。
【０１２２】
また、液晶層４４４の膜厚（セルギャップ）は、５μｍ以上２０μｍ以下程度とすることが好ましく第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９の高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層４４４の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜４５０の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【０１２３】
第１の電極層４４７、第２の電極層４４８、第１の壁状構造体４４６、第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０を、対向する第２の基板４４２に接するように設ける場合、該構造体及び該誘電体膜をスペーサとして機能させることができる。この場合、第１の壁状構造体４４６の高さと該構造体を被覆する誘電体膜４５０の高さの和（膜厚の和）及び第２の壁状構造体４４９の高さと該構造体を被覆する誘電体膜４５０の高さの和（膜厚の和）はほぼ液晶層４４４の厚さ（いわゆるセル厚）となる。これらの構成は、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【０１２４】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８上に選択的に設けられてもよい。例えば、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８の形状が複雑な場合、第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９を選択的に設けることで、液晶材料の注入、充填工程が容易になり工程時間も短くてすむ。
【０１２５】
第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９は、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８上を覆うように絶縁膜を形成し、絶縁膜を選択的にエッチングして形成することができる。このエッチング工程において、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８の間の絶縁膜は完全に除去されず部分的に残存させてもよい（残存部分を第３の壁状構造体ともいう）。また、誘電体膜４５０は、第１の電極層４４７上に設けられた第１の壁状構造体４４６及び第２の電極層４４８上に設けられた第２の壁状構造体４４９の表面を被覆する絶縁膜によって形成されるが、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８の間の絶縁膜を選択的にエッチングして完全に除去してもよい。
【０１２６】
薄膜トランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース領域又はドレイン領域として機能するｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを含む。ｎ＋層４０４ａ、４０４ｂは、半導体層４０３より低抵抗な半導体層である。
【０１２７】
薄膜トランジスタ４２０を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７が設けられている。絶縁膜４０７上に層間膜４１３が設けられ、層間膜４１３上に第１の電極層４４７が形成され、液晶層４４４及び誘電体膜４５０を介して第２の電極層４４８が形成されている。
【０１２８】
液晶表示装置にカラーフィルタを設けることができる。カラーフィルタは、第１の基板４４１及び第２の基板４４２より外側（液晶層４４４と反対側）に設けてもよいし、第１の基板４４１及び第２の基板４４２より内側に設けてもよい。
【０１２９】
カラーフィルタは、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。なお、バックライト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合もある。
【０１３０】
図１０の液晶表示装置は、層間膜４１３に、カラーフィルタとして機能する有彩色の透光性樹脂層４１７を用いる例である。
【０１３１】
カラーフィルタを対向基板側に設ける場合、薄膜トランジスタが形成される素子基板との、正確な画素領域の位置合わせが難しく画質を損なう恐れがあるが、層間膜をカラーフィルタとして直接素子基板側に形成するのでより精密な形成領域の制御ができ、微細なパターンの画素にも対応することができる。また、層間膜とカラーフィルタを同一の絶縁層で兼ねるので、工程が簡略化しより低コストで液晶表示装置を作製可能となる。
【０１３２】
有彩色の透光性樹脂としては、感光性、非感光性の有機樹脂を用いることができる。感光性の有機樹脂を用いるとレジストマスク数を削減することができるため、工程が簡略化し好ましい。また、層間膜に形成するコンタクトホールも曲率を有する開口形状となるために、コンタクトホールに形成される電極層などの膜の被覆性も向上させることができる。
【０１３３】
有彩色は、黒、灰、白などの無彩色を除く色であり、着色層はカラーフィルタとして機能させるため、その着色された有彩色の光のみを透過する材料で形成される。有彩色としては、赤色、緑色、青色などを用いることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（黄）などを用いてもよい。着色された有彩色の光のみを透過するとは、着色層において透過する光は、その有彩色の光の波長にピークを有するということである。
【０１３４】
有彩色の透光性樹脂層４１７は、着色層（カラーフィルタ）として機能させるため、含ませる着色材料の濃度と光の透過率の関係に考慮して、最適な膜厚を適宜制御するとよい。層間膜４１３を複数の薄膜で積層する場合、少なくとも一層が有彩色の透光性樹脂層であれば、カラーフィルタとして機能させることができる。
【０１３５】
有彩色の色によって有彩色の透光性樹脂層の膜厚が異なる場合や、遮光層、薄膜トランジスタに起因する凹凸を有する場合は、可視光領域の波長の光を透過する（いわゆる無色透明）絶縁層を積層し、層間膜表面を平坦化してもよい。層間膜の平坦性を高めるとその上に形成される第１の電極層（画素電極層）や第２の電極層（共通電極層）の被覆性もよく、かつ液晶層のギャップ（膜厚）を均一にすることができるため、より液晶表示装置の視認性を向上させ、高画質化が可能になる。
【０１３６】
層間膜４１３（有彩色の透光性樹脂層４１７）の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
【０１３７】
第１の基板４４１及び第２の基板４４２は透光性基板であり、それぞれ外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ａ、４４３ｂが設けられている。
【０１３８】
図１１（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて図１０に示す液晶表示装置の作製工程を説明する。図１１（Ａ）乃至（Ｄ）は液晶表示装置の作製工程の断面図である。なお、図１１（Ａ）乃至（Ｄ）では第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体、及び誘電体膜は省略している。第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体、及び誘電体膜は図１０の構造を用いることができ、液晶層において第１の電極層及び第１の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜、第２の電極層及び第２の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜に生じる横電界モードを適用することができる。
【０１３９】
図１１（Ａ）において、素子基板である第１の基板４４１上に素子層４５１が形成され、素子層４５１上に層間膜４１３が形成されている。
【０１４０】
層間膜４１３は、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃ及び遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄを含み、遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄの間に有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃがそれぞれ形成される構成である。なお、図１１（Ａ）乃至（Ｄ）では第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体、及び誘電体膜は省略している。
【０１４１】
図１１（Ｂ）に示すように、第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶層４５８を間に挟持させてシール材４５６ａ、４５６ｂで固着する。液晶層４５８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【０１４２】
液晶層４５８には、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。液晶層４５８は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
【０１４３】
シール材４５６ａ、４５６ｂとしては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。
【０１４４】
図１１（Ｃ）に示すように、液晶層４５８に、光４５７を照射して高分子安定化処理を行い、液晶層４４４を形成する。光４５７は、液晶層４５８に含まれる光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層４４４がブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
【０１４５】
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
【０１４６】
図１１のように、素子基板上に有彩色の透光性樹脂層及び遮光層を作り込む液晶表示装置の構成であると、有彩色の透光性樹脂層及び遮光層によって対向基板側から照射される光が吸収、遮断されることがないために、液晶層全体に均一に照射することができる。よって、光重合の不均一による液晶の配向乱れやそれに伴う表示ムラなどを防止することができる。また、遮光層によって薄膜トランジスタも遮光でき、光照射における電気特性の不良を防止することができる。
【０１４７】
図１１（Ｄ）に示すように、第１の基板４４１の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、第２の基板４４２の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。
【０１４８】
また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶層への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。
【０１４９】
図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように照射される。
【０１５０】
第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０１５１】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【０１５２】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１５３】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。
【０１５４】
下地膜となる絶縁膜を基板４４１とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。下地膜は、基板４４１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、又は酸化窒化珪素膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。ゲート電極層４０１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。ゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いることで、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。
【０１５５】
例えば、ゲート電極層４０１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層が積層された二層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層が積層された二層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した二層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタンまたはチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。
【０１５６】
ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層して形成することができる。また、また、ゲート絶縁層４０２として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１５７】
半導体層、ｎ＋層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウエットエッチングを用いることができる。
【０１５８】
ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）やＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる。また、ＩＣＰエッチング装置と比べて広い面積に渡って一様な放電が得られやすいドライエッチング装置としては、上部電極を接地させ、下部電極に１３．５６ＭＨｚの高周波電源を接続し、さらに下部電極に３．２ＭＨｚの低周波電源を接続したＥＣＣＰ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）モードのエッチング装置がある。このＥＣＣＰモードのエッチング装置であれば、例えば基板として、第１０世代の一辺が３ｍを超えるサイズの基板を用いる場合にも対応することができる。
【０１５９】
所望の加工形状にエッチングできるように、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節する。
【０１６０】
また、所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。
【０１６１】
配線層４０５ａ、４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｃ（スカンジウム）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。
【０１６２】
ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ｎ＋層４０４ａ、４０４ｂ、配線層４０５ａ、４０５ｂを大気に触れさせることなく連続的に形成してもよい。大気に触れさせることなく連続成膜することで、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、薄膜トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。
【０１６３】
なお、半導体層４０３は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する。
【０１６４】
薄膜トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。
【０１６５】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４０７として用いることができる。
【０１６６】
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。
【０１６７】
また、多階調マスクにより形成した複数（代表的には二種類）の厚さの領域を有するレジストマスクを用いると、レジストマスクの数を減らすことができるため、工程簡略化、低コスト化が図れる。
【０１６８】
以上のような構成により、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。更に、ブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。
【０１６９】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置における生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１７０】
また、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラスト比を高めることができる。
【０１７１】
（実施の形態３）
実施の形態２の構成において、カラーフィルタを液晶層を挟持する基板の外側に設ける例を図３に示す。なお、実施の形態１及び実施の形態２と同様なものに関しては同様の材料及び作製方法を適用することができ、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
【０１７２】
図３（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の点線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
【０１７３】
図３（Ａ）の平面図においては、実施の形態２と同様に、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。容量配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、容量配線層４０８及びゲート配線層とによって、囲まれている空間に液晶表示装置の画素電極層及び共通電極層が配置されている。画素電極層である第１の電極層４４７上には第１の壁状構造体４４６が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が、同様に共通電極層である第２の電極層４４８上には第２の壁状構造体４４９が形成されこれらを被覆する誘電体膜４５０が液晶層４４４に設けられている。画素電極層を駆動する薄膜トランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及び薄膜トランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。
【０１７４】
図３においては、薄膜トランジスタ４２０を覆って層間膜４１３を形成し、層間膜４１３に薄膜トランジスタ４２０に接続するためのコンタクトホールを開口する例である。画素電極層である第１の電極層４４７は、層間膜４１３に形成したコンタクトホールを覆いかつ構造体４４９に覆われるように連続的に形成されている。
【０１７５】
図３の液晶表示装置は、カラーフィルタ４９０が第２の基板４４２と偏光板４４３ｂの間に設けられている。このように、液晶層４４４を挟持する第１の基板４４１及び第２の基板４４２の外側にカラーフィルタ４９０を設けてもよい。
【０１７６】
図３の液晶表示装置の作製工程を図１４（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。
【０１７７】
なお、図１４（Ａ）乃至（Ｄ）では含まれる第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び誘電体膜は省略している。例えば、第１の電極層、第２の電極層、第１の壁状構造体、第２の壁状構造体及び誘電体膜は実施の形態１及び実施の形態２の構造を用いることができ、第１の電極層及び第１の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜、第２の電極層及び第２の壁状構造体とこれらを被覆する誘電体膜に生じる横電界モードを適用することができる。
【０１７８】
図１４（Ａ）に示すように、第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶層４５８を間に挟持させてシール材４５６ａ、４５６ｂで固着する。液晶層４５８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【０１７９】
液晶層４５８には、ブルー相を示す液晶材料を用いる。液晶層４５８は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
【０１８０】
図１４（Ｂ）に示すように、液晶層４５８に、光４５７を照射して高分子安定化処理を行い、液晶層４４４を形成する。光４５７は、液晶層４５８に含まれる光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層４５８がブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
【０１８１】
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
【０１８２】
次に図１４（Ｃ）に示すように、視認側である第２の基板４４２側にカラーフィルタ４９０を設ける。カラーフィルタ４９０は、一対の基板４５９ａ及び基板４５９ｂの間に、有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃ及びブラックマトリクスとして機能する遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄを含み、遮光層４５５ａ、４５５ｂ、４５５ｃ、４５５ｄの間に有彩色の透光性樹脂層４５４ａ、４５４ｂ、４５４ｃがそれぞれ形成される構成である。
【０１８３】
図１４（Ｄ）に示すように、第１の基板４４１の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、カラーフィルタ４９０の外側（液晶層４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。
【０１８４】
また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶層への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。
【０１８５】
図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように照射される。
【０１８６】
液晶層中に第１の電極層上に低誘電率の第１の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成、同様に第２の電極層上に低誘電率の第２の壁状構造体を形成しこれらを高誘電率の誘電体膜で被覆した構成を設ける事で、第１の電極層及び第２の電極層間に電圧を印加した時、該構造体間により広く電界を形成することができる。
【０１８７】
なお、高誘電率の材料で誘電体膜を形成する際、誘電体膜の高さ（膜厚）を高く（厚く）する事が困難な場合もある。しかしより低誘電率の材料で第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体を形成して構造体の高さを稼ぎ、該構造体をより高誘電率の材料で形成した誘電体膜で被覆する構成を設ける事で、実際に高誘電率の材料のみで形成する事が困難な高さまで、誘電体膜の高さを高くすることができる。被覆する誘電体膜の高さ（膜厚）が低く（薄く）ても、高誘電率の材料のみで構造体を形成した構成に近い効果を得ることができる。
【０１８８】
また、ブルー相を示す液晶層は電界が生じている局所的な範囲でしか液晶分子の配向を変化させることができないが、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、液晶層中により広く電界を形成することができるため、これらの電界が生じている該広範囲で液晶分子の配向を変化させることができる。従って、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１８９】
また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層にかかる負荷を低減させて駆動させることが可能となるためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させ、駆動電圧を低減させることができる。
【０１９０】
また、構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１９１】
更に、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とする事で第１の電極層４４７から出て第２の電極層４４８へと入る電気力線を、誘電率がより小さい第１の壁状構造体４４６及び第２の壁状構造体４４９と誘電率がより大きい誘電体膜４５０との界面で屈折させることができる。液晶層４４４中に伸びる電気力線が、低誘電率の材料で形成された構造体を高誘電率の材料で形成された誘電体膜で被覆する構成とすることで、より扁平な弓なりの形状になるため、第２の基板４４２中にまで迂回していた電気力線が、液晶層４４４中に引き戻される。従って、該構造体に挟まれた領域において電気力線の密度が高くなり、該電気力線を効果的に収束させることができるため、より強い電界を形成することができる。また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍において、電気力線の水平成分比率が増大するため第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８近傍に作用する電界の強さと、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間の中央線近傍に作用する電界の強さの差が減少する。電界のばらつきが抑制されるため、より均一な電界を形成することができる。
【０１９２】
これより、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４８間に電圧を印加した時、第１の電極層４４７及び第１の壁状構造体４４６を被覆する誘電体膜４５０と、第２の電極層４４８及び第２の壁状構造体４４９を被覆する誘電体膜４５０との間により均一に、強い電界を形成することができる。
【０１９３】
本実施の形態の図３に示す液晶表示装置のように、誘電体膜を対向する第２の基板に接するように設け、より高い誘電率を有する材料を用いると、液晶層全体に電界を形成することができる。また、誘電体膜には、より高い誘電率を有する材料を用いることが好ましい。好ましくは誘電率１２以上、更に好ましくは誘電率２０以上を有する材料を用いると、該構造体間により均一に、強い電界を形成することができる。なお第１の壁状構造体及び第２の壁状構造体の誘電率はブルー相を示す液晶層２０８の誘電率より低い誘電率を有する絶縁体であってもよい。
【０１９４】
ブルー相を示す液晶層により均一に強い電界を形成できることで、液晶表示装置における駆動電圧を低減させることができる。また、電界の部分集中に対して影響を受けやすいブルー相を示す液晶層に負荷がかかりにくいためブルー相を示す液晶層の信頼性を向上させることができる。
【０１９５】
ブルー相を示す液晶層中における液晶分子の配向をより広い範囲で変化させることができることで、白透過率を向上させることができ、ブルー相を示す液晶層を用いた液晶表示装置においてコントラストを高くすることができる。
【０１９６】
構造体の高さ制御が容易になるため生産性及び歩留まりを向上させ製造コストを低減させることができる。
【０１９７】
（実施の形態４）
薄膜トランジスタを作製し、該薄膜トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、薄膜トランジスタを有する駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
【０１９８】
液晶表示装置は表示素子として液晶素子（液晶表示素子ともいう）を含む。
【０１９９】
また、液晶表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該液晶表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【０２００】
なお、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。
【０２０１】
液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観及び断面について、図１２、図１８を用いて説明する。図１２は、第１の基板４００１上に形成された薄膜トランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図１２（Ｂ）、図１８は、それぞれ、図１２（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
【０２０２】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶層４００８と共に封止されている。
【０２０３】
また、図１２（Ａ１）では第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。なお、図１２（Ａ２）は信号線駆動回路の一部を第１の基板４００１上に設けられた薄膜トランジスタで形成する例であり、第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装されている。
【０２０４】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図１２（Ａ１）は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図１２（Ａ２）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３ａを実装する例である。
【０２０５】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、薄膜トランジスタを複数有しており、図１２（Ｂ）、図１８では、画素部４００２に含まれる薄膜トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１とを例示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜４０２１が設けられている。
【０２０６】
薄膜トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態２に示す薄膜トランジスタを適用することができる。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型薄膜トランジスタである。
【０２０７】
図１２（Ｂ）、図１８に、画素部４００２上に、第１の壁状構造体４０３７、第２の壁状構造体４０３８、誘電体膜４０４０を設けた例を示す。第１の基板４００１上、層間膜４０２１上に薄膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている画素電極層４０３０が形成され、画素電極層４０３０上に第１の壁状構造体４０３７が形成され、これらを誘電体膜４０４０ａが被覆している。同様に、層間膜４０２１上に共通電極層４０３６も形成され、共通電極層４０３６上に第２の壁状構造体４０３８が形成され、これらを誘電体膜４０４０ｂが被覆している。図１２（Ｂ）では、誘電体膜４０４０ａ及び誘電体膜４０４０ｂは、第２の基板４００６に接して設けられている。第１の壁状構造体４０３７、第２の壁状構造体４０３８、これらを被覆する誘電体膜４０４０はスペーサとしても機能し、液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）を制御する。また、スペーサを別途設ける場合、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサ、また球状のスペーサを用いていても良い。
【０２０８】
なお、液晶層４００８を用いる液晶表示装置は、液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）を５μｍ以上２０μｍ程度とすることが好ましく、第１の壁状構造体４０３７及び第２の壁状構造体４０３８の高さ（膜厚）は、１．０μｍ以上、液晶層４００８の膜厚（セルギャップ）以下程度とすることが好ましい。なお誘電体膜４０４０の高さ（膜厚）は、１００ｎｍ以上であれば、十分に効果を得ることができる。
【０２０９】
液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、共通電極層４０３６及び液晶層４００８を含む。なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２、４０３３が設けられている。
【０２１０】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、またはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０２１１】
なお図１２、図１８は透過型液晶表示装置の例であるが、半透過型液晶表示装置でも適用できる。
【０２１２】
また、図１２、図１８の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。
【０２１３】
層間膜４０２１は、有彩色の透光性樹脂層であり、カラーフィルタとして機能する。また、層間膜４０２１の一部を遮光層としてもよい。図１２、図１８においては、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられている。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上や薄膜トランジスタの安定化の効果を高めることができる。
【０２１４】
薄膜トランジスタを保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特に限定されない。
【０２１５】
なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。
【０２１６】
また、保護膜を形成した後に、半導体層のアニール（３００℃〜４００℃）を行ってもよい。
【０２１７】
また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成する場合、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層させてもよい。
【０２１８】
積層する絶縁層の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。絶縁層を材料液を用いて形成する場合、ベークする工程で同時に、半導体層のアニール（２００℃〜４００℃）を行ってもよい。絶縁層の焼成工程と半導体層のアニールを兼ねることで効率よく液晶表示装置を作製することが可能となる。
【０２１９】
画素電極層４０３０及び共通電極層４０３６は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０２２０】
また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３６はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【０２２１】
また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３６として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。
【０２２２】
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【０２２３】
また、薄膜トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線またはソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
【０２２４】
図１２、図１８では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【０２２５】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【０２２６】
また図１２、図１８においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
【０２２７】
図１３は、本明細書に開示する液晶表示装置として液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
【０２２８】
図１３は液晶表示モジュールの一例であり、素子基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む素子層２６０３、液晶層を含む表示素子２６０４、カラーフィルタとして機能する有彩色の透光性樹脂層を含む層間膜２６０５が設けられ、表示領域を形成している有彩色の透光性樹脂層を含む層間膜２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した有彩色の透光性樹脂層が各画素に対応して設けられている。素子基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９により素子基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また、光源として、白色のダイオードを用いてもよい。
【０２２９】
以上の工程により、液晶表示装置として信頼性の高い液晶表示パネルを作製することができる。
【０２３０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２３１】
（実施の形態５）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２３２】
図１５（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。
【０２３３】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【０２３４】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２３５】
図１５（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０２３６】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【０２３７】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０２３８】
図１６（Ａ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成されており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図１６（Ａ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部９８８４、記録媒体挿入部９８８６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９等）を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図１６（Ａ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図１６（Ａ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２３９】
図１６（Ｂ）は大型遊技機であるスロットマシンの一例を示している。スロットマシン９９００は、筐体９９０１に表示部９９０３が組み込まれている。また、スロットマシン９９００は、その他、スタートレバーやストップスイッチなどの操作手段、コイン投入口、スピーカなどを備えている。もちろん、スロットマシン９９００の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０２４０】
図１７（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機１０００は、筐体１００１に組み込まれた表示部１００２の他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１００４、スピーカ１００５、マイク１００６などを備えている。
【０２４１】
図１７（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、表示部１００２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部１００２を指などで触れることにより行うことができる。
【０２４２】
表示部１００２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０２４３】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部１００２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部１００２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０２４４】
また、携帯電話機１０００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機１０００の向き（縦か横か）を判断して、表示部１００２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０２４５】
また、画面モードの切り替えは、表示部１００２を触れること、又は筐体１００１の操作ボタン１００３の操作により行われる。また、表示部１００２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０２４６】
また、入力モードにおいて、表示部１００２の光センサで検出される信号を検知し、表示部１００２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０２４７】
表示部１００２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部１００２に掌や指を触れることにより、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０２４８】
図１７（Ｂ）も携帯電話機の一例である。図１７（Ｂ）の携帯電話機は、筐体９４１１に、表示部９４１２、及び操作ボタン９４１３を含む表示装置９４１０と、筐体９４０１に操作ボタン９４０２、外部入力端子９４０３、マイク９４０４、スピーカ９４０５、及び着信時に発光する発光部９４０６を含む通信装置９４００とを有しており、表示機能を有する表示装置９４１０は電話機能を有する通信装置９４００と矢印の２方向に脱着可能である。よって、表示装置９４１０と通信装置９４００の短軸同士を取り付けることも、表示装置９４１０と通信装置９４００の長軸同士を取り付けることもできる。また、表示機能のみを必要とする場合、通信装置９４００より表示装置９４１０を取り外し、表示装置９４１０を単独で用いることもできる。通信装置９４００と表示装置９４１０とは無線通信又は有線通信により画像又は入力情報を授受することができ、それぞれ充電可能なバッテリーを有する。
【符号の説明】
【０２４９】
２００ 基板
２０１ 基板
２０８ 液晶層
２３０ａ 第１の電極層
２３０ｂ 第１の電極層
２３２ａ 第２の電極層
２３２ｂ 第２の電極層
２３２ｃ 第２の電極層
２３３ａ 第１の壁状構造体
２３３ａ１ 第１の壁状構造体
２３３ａ２ 第１の壁状構造体
２３３ｂ 第１の壁状構造体
２３３ｂ１ 第１の壁状構造体
２３３ｂ２ 第１の壁状構造体
２３４ａ 第２の壁状構造体
２３４ａ１ 第２の壁状構造体
２３４ａ２ 第２の壁状構造体
２３４ｂ 第２の壁状構造体
２３４ｂ１ 第２の壁状構造体
２３４ｂ２ 第２の壁状構造体
２３４ｃ 第２の壁状構造体
２３４ｃ１ 第２の壁状構造体
２３４ｃ２ 第２の壁状構造体
２３５ 誘電体膜
２３５ａ 第３の壁状構造体
２３５ｂ 第３の壁状構造体
２３５ｃ 第３の壁状構造体
２３５ｄ 第３の壁状構造体
３００ 電気力線
３０１ 電気力線
４０１ ゲート電極層
４０２ ゲート絶縁層
４０３ 半導体層
４０４ａ ｎ＋層
４０４ｂ ｎ＋層
４０５ａ 配線層
４０５ｂ 配線層
４０７ 絶縁膜
４０８ 容量配線層
４１３ 層間膜
４１７ 透光性樹脂層
４２０ 薄膜トランジスタ
４４１ 基板
４４２ 基板
４４３ａ 偏光板
４４３ｂ 偏光板
４４４ 液晶層
４４６ 第１の壁状構造体
４４７ 第１の電極層
４４８ 第２の電極層
４４９ 第２の壁状構造体
４５０ 誘電体膜
４５１ 素子層
４５４ａ 透光性樹脂層
４５５ａ 遮光層
４５６ａ シール材
４５６ｂ シール材
４５７ 光
４５８ 液晶層
４５９ａ 基板
４５９ｂ 基板
４９０ カラーフィルタ
８００ 基板
８０１ 基板
８０２ 第１の電極層
８０３ａ 第２の電極層
８０３ｂ 第２の電極層
８０８ 液晶層
１０００ 携帯電話機
１００１ 筐体
１００２ 表示部
１００３ 操作ボタン
１００４ 外部接続ポート
１００５ スピーカ
１００６ マイク
２６００ 素子基板
２６０１ 対向基板
２６０２ シール材
２６０３ 素子層
２６０４ 表示素子
２６０５ 層間膜
２６０６ 偏光板
２６０７ 偏光板
２６０８ 配線回路部
２６０９ フレキシブル配線基板
２６１０ 冷陰極管
２６１１ 反射板
２６１２ 回路基板
２６１３ 拡散板
４００１ 基板
４００２ 画素部
４００３ 信号線駆動回路
４００３ａ 信号線駆動回路
４００３ｂ 信号線駆動回路
４００４ 走査線駆動回路
４００５ シール材
４００６ 基板
４００８ 液晶層
４０１０ 薄膜トランジスタ
４０１１ 薄膜トランジスタ
４０１３ 液晶素子
４０１５ 接続端子電極
４０１６ 端子電極
４０１８ ＦＰＣ
４０１９ 異方性導電膜
４０２０ 絶縁層
４０２１ 層間膜
４０３０ 画素電極層
４０３２ 偏光板
４０３３ 偏光板
４０３４ 遮光層
４０３６ 共通電極層
４０３７ 第１の壁状構造体
４０３８ 第２の壁状構造体
４０４０ 誘電体膜
４０４０ａ 誘電体膜
４０４０ｂ 誘電体膜
９４００ 通信装置
９４０１ 筐体
９４０２ 操作ボタン
９４０３ 外部入力端子
９４０４ マイク
９４０５ スピーカ
９４０６ 発光部
９４１０ 表示装置
９４１１ 筐体
９４１２ 表示部
９４１３ 操作ボタン
９６００ テレビジョン装置
９６０１ 筐体
９６０３ 表示部
９６０５ スタンド
９６０７ 表示部
９６０９ 操作キー
９６１０ リモコン操作機
９７００ デジタルフォトフレーム
９７０１ 筐体
９７０３ 表示部
９８８１ 筐体
９８８２ 表示部
９８８３ 表示部
９８８４ スピーカ部
９８８５ 入力手段（操作キー
９８８６ 記録媒体挿入部
９８８７ 接続端子
９８８８ センサ
９８８９ マイクロフォン
９８９０ ＬＥＤランプ
９８９１ 筐体
９８９３ 連結部
９９００ スロットマシン
９９０１ 筐体
９９０３ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第１の電極層と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第２の電極層と、
前記第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、
前記第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、
前記第１の壁状構造体を被覆し、且つ
前記第２の壁状構造体を被覆する
誘電体膜とを有し、
前記誘電体膜の誘電率は前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体及び前記液晶層の誘電率より高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第１の電極層と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第２の電極層と、
前記第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、
前記第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、
前記第１の壁状構造体を被覆し、且つ
前記第２の壁状構造体を被覆し、且つ
前記第２の基板と接する誘電体膜とを有し、
前記誘電体膜の誘電率は前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体及び前記液晶層の誘電率より高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記誘電体膜の誘電率は１２以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第１の電極層と前記第２の電極層の間に前記壁状構造体と同材料からなる第３の壁状構造体を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第１の壁状構造体は前記第１の電極層上に選択的に設けられ、前記第２の壁状構造体は前記第２の電極層上に選択的に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１、請求項３乃至５のいずれか一項において、前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体を被覆する前記誘電体膜は積層構造であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体の誘電率は前記液晶層の誘電率より低いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記第１の電極層、及び前記第２の電極層は櫛歯状であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、前記液晶層は、カイラル剤を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項において、前記液晶層は、光硬化樹脂及び光重合開始剤を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項において、前記第１の基板と、前記第１の電極層及び前記第２の電極層との間に薄膜トランジスタが設けられ、
前記第１の電極層は前記薄膜トランジスタと電気的に接続していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記薄膜トランジスタと、前記第１の電極層及び前記第２の電極層との間には有彩色の透光性樹脂層が設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第１の電極層と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第２の電極層と、
前記第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、
前記第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、
前記第１の壁状構造体を被覆し、且つ
前記第２の壁状構造体を被覆する
誘電体膜とを有し、
前記誘電体膜の誘電率は前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体及び前記液晶層の誘電率より高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第１の電極層と、
前記第１の基板上に形成されている開口パターンを有する第２の電極層と、
前記第１の電極層上に設けられた第１の壁状構造体と、
前記第２の電極層上に設けられた第２の壁状構造体と、
前記第１の壁状構造体を被覆し、且つ
前記第２の壁状構造体を被覆し、且つ
前記第２の基板と接する誘電体膜とを有し、
前記誘電体膜の誘電率は前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体及び前記液晶層の誘電率より高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記誘電体膜の誘電率は１２以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第１の電極層と前記第２の電極層の間に前記壁状構造体と同材料からなる第３の壁状構造体を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第１の壁状構造体は前記第１の電極層上に選択的に設けられ、前記第２の壁状構造体は前記第２の電極層上に選択的に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１、請求項３乃至５のいずれか一項において、前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体を被覆する前記誘電体膜は積層構造であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記第１の壁状構造体及び前記第２の壁状構造体の誘電率は前記液晶層の誘電率より低いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記第１の電極層、及び前記第２の電極層は櫛歯状であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項において、前記液晶層は、カイラル剤を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項において、前記液晶層は、光硬化樹脂及び光重合開始剤を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項において、前記第１の基板と、前記第１の電極層及び前記第２の電極層との間に薄膜トランジスタが設けられ、
前記第１の電極層は前記薄膜トランジスタと電気的に接続していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記薄膜トランジスタと、前記第１の電極層及び前記第２の電極層との間には有彩色の透光性樹脂層が設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８５４２（Ｐ２０１２−８５４２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０３２７（Ｐ２０１１−１１０３２７）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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