CN1262455A - 反射型液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的高可靠性反射型液晶显示装置,可防止因驱动用元件的端子陷入而产生的第一电极层的裂缝,可切实地导通驱动用元件和第一电极层,并可防止有机膜与基板剥离。在由一对基板和夹持在该一对基板间的密封材包围的空间内,封入液晶层,上述一对基板之中,一方基板的与另一方基板相向的面上,依次设置带多个凹凸的有机膜、金属反射膜、外层涂敷膜、第一电极层,至少除了驱动用元件安装区域,形成上述有机膜和金属反射膜。

Description

反射型液晶显示装置及其制造方法
本发明涉及反射型液晶显示装置，特别涉及一种具有高可靠性的反射型液晶显示装置及其制造方法。
近年来，反射型液晶显示装置因其消耗电力少和厚度薄，广泛用作于便携式计算机等的显示部。
作为反射型液晶显示装置，公知的外设式反射型液晶显示装置中，一对基板设在液晶层两面，在该一对基板外侧配设反射板。但是，在外设式反射型液晶显示装置中，入射到反射型液晶显示装置内的光，在通过了2片基板后被反射板的反射膜反射，所以，亮显示变暗。
为了减轻该问题，提出了一种内藏式反射型液晶显示装置，该显示装置中，在一对基板间配设表面为镜面状态的反射膜，仅内藏1片使光通过的基板。但是，该反射型液晶显示装置中，由于不能有效地利用光，所以，对比度低。
为了解决该问题，提出了图13所示的、把反射光的金属反射膜形成为凹凸状的内藏式反射型液晶显示装置。图13中，标记1a表示第一基板，标记1b表示第二基板。在第二基板1b的与第一基板1a相向侧的表面，依次形成第二电极层9b和第二定向膜4b，在相反侧的表面，依次叠置着相位差板5和偏光板6。在第一基板1a的与第二基板1b相向侧的表面，依次叠置着设有多个凹凸的有机膜44、金属反射膜54、外层涂敷膜64、第一电极层94a和第一定向膜4a。上述外层涂敷膜64使金属反射膜54上的凹凸平坦化，同时使金属反射膜54与电极层94a绝缘。在两面上设有上述各层的第一基板1a及第二基板1b和被它们夹持着的密封材3包围的空间内，封入液晶层2。
图14是将图13所示反射型液晶显示装置的第二基板、设在第二基板两面上的各层、液晶层、密封材、第一定向膜省略掉表示的俯视图。在图13和图14中，标记7表示驱动用元件安装区域。标记8表示显示区域。这里所说的驱动用元件安装区域7，是指安装着驱动用元件的区域。所说的显示区域是指液晶显示装置的显示所用的区域。
如图13和图14所示，在驱动用元件安装区域7的上述外层涂敷膜64上，通过具有导电性填充物10a的各向导性导电膜(以下称为ACF)安装着驱动用元件16。上述ACF10具有导电性填充物10a，通过加热加压可得到导电性。
从显示区域8连续形成的驱动用元件安装区域7的第一电极层94a，通过ACF10与驱动用元件16的一侧端子11a电气相连。驱动用元件16的另一侧端子11b通过ACF10与第一电极层94C连接。
在该反射型液晶显示装置中，为了在第一基板1a的表面叠置有机膜44、金属反射膜54、外层涂敷膜64，先如图15所示，在由透明玻璃等构成的第一基板1a上涂敷感光性树脂液，预焙该感光性树脂液成为感光性树脂层44a。接着，把在周缘具有平坦部14a的复制模14的模面，压在第一基板1a上的感光性树脂层44上一定时间，把复制模14的凸部复制到图15所示显示区域8的感光性树脂层44a的表面，如图16所示，形成了多个凹部后，从第一基板的里面侧(图示下侧)向整体照射紫外线(g、h、i线)等的光线20，使形成有多个凹凸的感光性树脂层44b硬化。然后，从感光性树脂层44b上取下复制模14，进行后烘焙，成为图17所示的有机膜44。接着，在上述有机膜44的显示区域8上，蒸镀铝或银等，如图18所示，形成金属反射膜54。然后，用热硬性丙烯酸树脂等，用形成图19所示的外层涂敷膜64的方法等进行。
该反射型液晶显示装置中，如图13所示，在驱动用元件16与第一基板1a之间，设有有机膜44、外层涂敷膜64、ACF10、第一电极层94a、94c。由于上述有机膜44的材质是有机物，所以非常柔软。因此，通过加热加压ACF10电气地连接驱动用元件16和第一电极层94a、94c时，驱动用元件16的端子11a、11b陷入，在第一电极层94a、94c上可能会产生裂缝。另外，上述的裂缝可能会使第一电极层94a、94c断线。
由感光性树脂形成的上述有机膜44，与由玻璃形成的第一基板1a密接性不好。尤其是露出反射型液晶显示装置端面与外气接触的部分，由于上述有机膜44吸湿，所以更加容易剥落。
因此，本发明要解决上述问题，其目的是提供一种可靠性高的反射型液晶显示装置。该装置有以下优点：
(1)可防止因驱动用元件的端子陷入而产生的第一电极层的裂缝，可切实导通驱动用元件和第一电极层。
(2)可防止上述有机膜与基板剥离。
另外，本发明的目的是提供上述反射型液晶显示装置的制造方法。
为了解决上述问题，本发明的反射型液晶显示装置为，在由一对基板和夹持在该一对基板间的密封材所包围的空间内封入液晶层，该一对基板之中，在一方基板的与另一方基板相向的面上，依次设有带多个凹凸的有机膜、金属反射膜、外层涂敷膜、电极层，至少除了驱动用元件安装区域，形成上述有机膜和金属反射膜。
本发明中所说的“驱动用元件安装区域”，是指安装着驱动用元件的区域。
该反射型液晶显示装置中，由于至少除了驱动用元件安装区域，形成有机膜和金属反射膜，所以，在驱动用元件与基板之间，没有柔软的有机膜，该柔软的有机膜是造成驱动用元件陷入的主要原因，从而可防止因驱动元件端子陷入而产生的电极层的裂缝。因此，可切实地导通驱动用元件和电极层，是可靠性高的反射型液晶显示装置。
上述反射型液晶显示装置中，上述外层涂敷膜也可以至少形成在除了驱动用元件安装的区域。
根据该反射型液晶显示装置，电极层与基板直接相接，更加不容易因驱动用元件端子陷入而产生电极层裂缝。另外，与基板密接性好的电极层，在驱动用元件安装区域内与上述基板直接相接，所以，可防止有机膜与基板剥离。
另外，上述反射型液晶显示装置中，除了上述一方基板的周缘部形成上述有机膜和上述金属反射膜，上述外层涂敷膜最好覆盖上述有机膜的端面。
根据该反射型液晶显示装置，可以用与基板密接性好的外层涂敷膜覆盖与基板密接性差的上述有机膜，可防止上述有机膜与基板剥离。另外，由于有机膜不露出于反射型液晶显示装置的端面，不与外气接触，所以，不吸湿，更加不容易剥离。因此，是可靠性更高的反射型液晶显示装置。
上述反射型液晶显示装置中，上述驱动用元件安装区域的上述电极层，通过具有导电性填充物的各向异性导电膜与驱动用元件电气连接，上述外层涂敷膜的膜厚最好为上述导电性填充物粒径的2/3以下。
根据该反射型液晶显示装置，在安装驱动用元件时，即使驱动用元件的端子陷入，也能切实地导通驱动用元件和电极层。
为了解决上述问题，上述反射型液晶显示装置的制造方法为，在基板的表面，至少除了驱动用元件安装区域，形成带多个凹凸的有机膜和金属反射膜后，依次叠置外层涂敷膜和电极层，使密封材夹持在该基板与另一基板之间，形成由上述基板、另一基板和密封材包围的空间，在该空间内封入液晶，形成液晶层。
该制造方法中，由于至少除了驱动用元件安装区域形成有机膜和金属反射膜，所以，可得到可靠性高的反射型液晶显示装置。
上述反射型液晶显示装置的制造方法中，上述外层涂敷膜也可以至少形成在除了驱动用元件安装区域。另外，最好除了上述基板的周缘部形成上述有机膜和金属反射膜，使上述外层涂敷膜覆盖上述有机膜的端面。
图1是表示本发明反射型液晶显示装置第一实施例的剖面图。
图2是将图1所示的反射型液晶显示装置的第二基板、设在第二基板两面上的各层、液晶层、密封材、第一定向膜省略掉的俯视图。
图3是表示图1所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示在第一基板上涂敷了感光性树脂液的状况。
图4是表示图1所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示压紧复制模的状况以及光线照射状况。
图5是表示图1所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示显像后的有机膜状况。
图6是表示图1所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示在有机膜上形成了金属反射膜后的状况。
图7是表示图1所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示形成了外层涂敷膜后的状况。
图8(A)、图8(B)、图8(C)、图8(D)是表示形成复制模的制造工序之一例的图。
图9是表示本发明反射型液晶显示装置第二实施例的剖面图。
图10是将图9所示反射型液晶显示装置的第二基板、设在第二基板两面上的各层、液晶层、密封材、第一定向膜省略掉的俯视图。
图11是表示本发明反射型液晶显示装置第三实施例的剖面图。
图12是将图11所示反射型液晶显示装置的第二基板、设在第二基板两面上的各层、液晶层、密封材、第一定向膜省略掉的俯视图。
图13是表示现有反射型液晶装置之一例的图。
图14是将图13所示反射型液晶显示装置的第二基板、设在第二基板两面上的各层、液晶层、密封材、第一定向膜省略掉的俯视图。
图15是表示图13所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示在第一基板上涂敷了感光性树脂液的状况。
图16是表示图13所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示压紧复制模的状况以及光线照射状况。
图17是表示图13所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示显影后的有机膜状况。
图18是表示图13所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示在有机膜上形成了金属反射膜的状况。
图19是表示图13所示反射型液晶显示装置制造过程的图，表示形成了外层涂敷膜后的状况。
图20是表示外层涂敷膜的膜厚、电极层的裂缝发生率与断线发生率关系的曲线图。
下面，参照附图说明本发明。
〔第一实施例〕
图1是表示本发明反射型液晶显示装置之一例的图。图1中，标记1a表示第一基板。标记1b表示第二基板。在上述第二基板1b的与第一基板1a相向侧的表面，依次形成第二电极层9b和第二定向膜4b，在相反侧的表面，依次叠置着由聚碳酸酯树脂或多芳化树脂等构成的相位差板5和偏光板6。在第一基板1a的与第二基板1b相向侧的表面，依次叠置着带多个凹凸的有机膜41、金属反射膜51、外层涂敷膜61、第一电极层91a和第一定向膜4a。由两面上设有上述各层的第一基板1a、第二基板1b和夹持在它们之间的密封材3包围的空间内，封入着液晶层2。
图2是将图1所示的反射型液晶显示装置的第二基板、设有第二基板两面上的各层、液晶层、密封材、第一定向膜省略掉的俯视图。
如图1和图2所示，在驱动用元件安装区域7的上述外层涂敷膜61上，通过ACF10安装着驱动用元件12。
从显示区域8连续形成的驱动用元件安装区域7的第一电极层91a，通过ACF与驱动用元件12的一侧端子11a电气连接。驱动用元件16的另一侧端子11b通过ACF10与第一电极层91c连接。
ACF10具有导电性填充物10a，通过加热加压可得到导电性。ACF10中所用的导电性填充物10a的粒径最好为4～6μm。
第一基板1a和第二基板1b最好采用厚度为0.7mm左右的透明玻璃板。
第一电极层91a、91c和第二电极层9b，由ITO(铟锡氧化物)等形成。该ITO与形成第一基板1a的材质具有良好的密接性。
第一定向膜4a和第二定向膜4b，可采用对由聚酰亚胺树脂等形成的高分子膜进行摩擦处理后的材料。
上述有机膜41和金属反射膜51，如图1和图2所示，形成在除了驱动用元件安装区域7和上述第一基板1a的周缘部13的部位。上述有机膜41的材质，可采用丙烯类树脂、聚苯乙烯类树脂、叠氮橡胶类树脂、亚胺类树脂等的感光性树脂等。具体地说，最好采用CFPR017S(商品名：东京应化工业(株)制)等。
上述金属反射膜51用铝或银等金属形成。
上述外层涂敷膜61如图1和图2所示，形成在第一基板1a的整个面上，覆盖着上述有机膜41和金属反射膜51的端面。外层涂敷膜61的膜厚最好为导电性填充物10a粒径的2/3以下。如果外层涂敷膜61的膜厚超过了导电性填充物粒径的2/3，则在安装驱动用元件12时，驱动用元件12的端子11a、11b陷入，可能会使驱动用元件12与第一电极层91a、91c不导通。
外层涂敷膜61的材质，最好是与形成第一基板1a的材质密接性好的材质。例如，可采用热硬性丙烯酸树脂等。具体地说，最好采用JSS984(商品名：JSR(株)制)等。
该反射型液晶显示装置中，除了驱动用元件安装区域7形成着有机膜41和金属反射膜51，所以，在第一电极层91a、91c与第一基板1a之间，只有比有机膜41硬的外层涂敷膜61，不存在柔软的有机膜41，而该柔软的有机膜41是造成驱动用元件12陷入的主要原因，因此，可防止因驱动用元件12的端子11a、11b的陷入而产生的第一电极层91a、91c的裂缝。因此，可将驱动用元件12与第一电极层91a、91c切实导通，是可靠性高的反射型液晶显示装置。
另外，除了第一基板1a的周缘部13，形成有机膜41和金属反射膜51，上述外层涂敷膜61覆盖上述有机膜41和金属反射膜51的端面，所以，可用与第一基板1a密接性好的外层涂敷膜61覆盖与第一基板1a密接性不好的有机膜41，可防止上述有机膜41与第一基板1a剥离。另外，由于有机膜41不露出于反射型液晶显示装置的端面，不与外气接触，所以，上述有机膜41不吸湿，更不容易剥离。所以，是可靠性高的反射型液晶显示装置。
另外，由于外层涂敷膜61的膜厚为上述导电性填充物10a粒径的2/3以下，所以，在安装驱动用元件12时，即使驱动用元件12的端子11a、11b陷入，在第一电极层94a、94c上也很少产生裂缝，不容易因裂缝使第一电极层94a、94b产生断线，可切实地将驱动用元件12与第一电极层91a、91c导通。
设外层涂敷膜61的膜厚如表1所示，采用5～6μm的具有导电性填充物10a的ACF10，制造图1和图2所示的反射型液晶显示装置，观察第一电极层94a、94c的裂缝发生率和断线发生率，结果如表1和图20所示。
                           表1
  外层涂敷膜的膜厚(μm)   断线发生率(％)    裂缝发生率(％)
           2         0         1
           3         0         0.8
           4         0         3
           5         10         42
           6         30         64
从表1和图20可知，当外层涂敷膜61的膜厚为导电性填充物10a粒径的2/3以下即4μm时，裂缝发生率非常低，不产生断线。
下面，说明图1和图2所示反射型液晶显示装置的制造方法。
如图3所示，先用旋转涂敷法、丝网印刷法、吹喷法等涂敷方法，把感光性树脂液涂敷到第一基板1a上。涂敷结束后，用加热炉或热板等加热装置，以例如80～100℃的温度范围将第一基板1a上的感光性树脂液加热约10秒钟，进行预焙，在第一基板1a上形成感光性树脂层41a。但是，预焙条件因感光树脂的种类而异，所以，也可以用上述范围外的温度和时间进行处理。另外，这里形成的感光性树脂层41a的膜厚最好在2～5μm的范围内。
接着，把周缘具有平坦部14a的复制模14的模面压紧在第一基板1a上的感光性树脂层41a上一定时间，在图3所示显示区域8的感光性树脂层41a的表面，复制复制模14的模面14a的凸部，如图4所示地形成多个凹部。压模时的压力，最好选择适合于感光性树脂种类的值，例如，30～50kg/cm2的压力。压模时间也最好选择适合于感光性树脂种类的值，例如为30秒～10分钟。
这里采用的图8(D)所示复制模14，可用下述方法得到。图8(A)表示由表面平坦的平板状黄铜、不锈钢、工具钢等构成的母模基板71，用前端具有预定直径R的球面形状的金钢石压头70，按压形成该母模基材71的显示区域8的部分的表面，形成深度和排列间距不同的多个凹部72a，从而成为图8(B)所示的反射体形成用母模72。接着，如图8(C)所示，把母模72收容、配置在箱形容器73内，把例如硅酮等的树脂材料74流入该容器73，在常温下放置，使其硬化，形成了与作为母模72的模面的多个凹部72a相反的凹凸形状，从容器73中取出该硬化了的树脂制品，切除掉不需要的部分后，即得到复制模14。
接着，用遮光膜15覆盖驱动用元件安装区域7和上述第一基板1a的周缘部13以及除了显示区域8的部分，使形成有多个凹凸的感光性树脂层41b硬化，如图4所示，从第一基板1a的里面侧(图示下侧)照射紫外线(g、h、i线)等的光线20。这里照射的紫外线等的光线20，在采用上述种类感光性树脂时，该光线20的强度约为50～100mJ/cm2即足够。根据感光性树脂的种类，也可以用此以外的强度进行照射。在使形成了多个凹凸的感光性树脂层41b硬化后，除去遮光膜15。
接着，从感光性树脂层41b上取下复制模14，例如用N-A3K(商品名：东京应化工业(株)制)等的显影液进行1分钟显影，用纯水进行1分钟左右的冲洗，采用在预焙中所用同样的加热炉或热板等加热装置，对形成有多个凹凸的感光性树脂层41b例如用约240℃的温度加热30分钟，进行预焙烧制，得到图5所示的有机膜41。
接着，用遮掩材覆盖住第一基板1a上的未形成有机膜41的部分，用电子束蒸镀等在有机膜41的表面形成铝膜后，除去遮掩材，这样，如图6所示，沿着有机膜41的表面的凹凸形成反射膜51。
然后，如图7所示，在第一基板1a的整个面上，用旋转涂敷、以1000rpm的程度将热硬性丙烯酸树脂等涂敷10秒钟左右，用230℃左右的温度对其进行约30分钟的加热，使其硬化，这样，形成覆盖反射膜51的上面、有机膜41和反射膜51端面的外层涂敷膜61。这时，外层涂敷膜61的膜厚最好为上述ACF10中所用导电性填充物10a粒径的2/3以下。
另外，在形成有有机膜41、金属反射膜51和外层涂敷膜61的第一基板1a的表面，依次形成第一电极层91a和第一定向膜4a。
接着，在第二基板1b的与第一电极层91a相向侧的表面，依次形成第二电极层9b和第二定向膜4b，在相反侧的表面，依次形成相位差板5和偏光板6。
在使上述第一电极层91a侧与第二电极层9b侧相向的状态下，把密封材3夹持在上述第一基板1a与第二基板1b之间，形成由第一基板1a、第二基板1b和密封材3包围的空间，把液晶封入该空间内，形成液晶层2，得到反射型液晶显示装置。
本发明的反射型液晶显示装置中，如上所述，可以把外层涂敷膜61形成在第一基板1a的整个面上，但也可如图9～图12所示本发明的第二和第三实施例那样，除了驱动用元件安装区域7形成外层涂敷膜62、63。
〔第二实施例〕
图9和图10所示第二实施例的反射型液晶显示装置中，与图1和图2所示反射型液晶显示装置同样地，除了驱动用元件安装区域7和上述第一基板1a的周缘部13，形成有机膜42和金属反射膜52，外层涂敷膜62覆盖着上述有机膜42和金属反射膜52的端面。
图9和图10所示的反射型液晶显示装置中，由于除了驱动用元件安装区域7形成外层涂敷膜62，所以，第一电极层92a、92c与第一基板1a直接相接，更不容易因驱动用元件12的端子11a、11b陷入而产生第一电极层92a、92c的裂缝。另外，与第一基板1a密接性好的ITO等构成的第一电极层92a、92c，在驱动用元件安装区域7中与第一基板1a直接相接，所以，可防止有机膜42与第一基板1a剥离。
由于上述外层涂敷膜62覆盖着有机膜42和金属反射膜52的端面，所以，更不容易产生有机膜42与第一基板1a剥离。
〔第三实施例〕
图11和图12所示第三实施例的反射型液晶显示装置中，除了驱动用元件安装区域7和第一基板1a的周缘部13，形成有机膜43、金属反射膜53和外层涂敷膜63，上述有机膜43不仅设在显示区域8，也设在显示区域8与驱动用元件安装区域7之间。
图11和图12所示的反射型液晶显示装置中，与图9和图10所示反射型液晶显示装置同样地，由于除了驱动用元件安装区域7形成外层涂敷膜63，所以，驱动用元件12与第一基板1a直接相接，更不容易产生第一电极层93a、93c的裂缝。另外，与第一基板1a密接性好的第一电极层93a、93c，在驱动用元件安装区域7中与第一基板1a直接相接，所以，可防止有机膜43与第一基板1a剥离。
本发明的反射型液晶显示装置中，通过在反射型液晶显示装置内设置彩色滤光片，可使该液晶显示装置进行彩色显示。
如上所述，本发明的反射型液晶显示装置，由于至少除了驱动用元件安装区域形成有机膜和金属反射膜，所以，在驱动用元件与基板之间，没有柔软的有机膜，该柔软的有机膜是造成驱动用元件陷入的原因，因此，可防止因驱动用元件的端子陷入而产生的电极层的裂缝。
另外，除了基板的周缘部，形成有机膜和金属反射膜，用上述外层涂敷膜覆盖上述有机膜和金属反射膜的端面，这样，可用与上述基板密接性好的外层涂敷膜覆盖与上述基板密接性不好的有机膜，可防止上述有机膜与基板剥离。
另外，由于外层涂敷膜的膜厚为上述ACF所用导电性填充物粒径的2/3以下，所以，在安装驱动用元件时，即使驱动用元件的端子陷入，也能切实地导通驱动用元件和电极层。
另外，至少除了驱动用元件安装区域形成外层涂敷膜，所以，电极层与基板直接相接，更不容易因驱动用元件的端子陷入而产生电极层的裂缝。另外，与基板密接性好的电极层，在驱动用元件安装区域中与基板直接相接，所以，可防止上述有机膜与基板剥离。

Claims (7)

1.反射型液晶显示装置，其特征在于，
在由一对基板和夹持在该一对基板间的密封材包围的空间内，封入液晶层；
上述一对基板之中，在一方基板的与另一方基板相向的面上，依次形成带多个凹凸的有机膜、金属反射膜、外层涂敷膜和电极层；
至少除了驱动用元件安装区域，形成上述有机膜和金属反射膜。
2.如权利要求1所述的反射型液晶显示装置，其特征在于，除了驱动用元件安装区域，形成上述外层涂敷膜。
3.如权利要求1所述的反射型液晶显示装置，其特征在于，除了上述一方基板的周缘部，形成上述有机膜和金属反射膜；上述外层涂敷膜覆盖上述有机膜的端面。
4.如权利要求1所述的反射型液晶显示装置，其特征在于，上述驱动用元件安装区域的上述电极层，通过具有导电性填充物的各向异性导电膜与驱动用元件电气连接。
5.反射型液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
在基板的表面，至少除了驱动用元件安装区域，形成带多个凹凸的有机膜和金属反射膜后，依次叠置外层涂敷膜和电极层；
将密封材夹持在该基板与另一基板之间，形成由该基板和另一基板和密封材包围的空间；
将液晶封入上述空间内，形成液晶层。
6.如权利要求5所述的反射型液晶显示装置的制造方法，其特征在于，至少除了驱动用元件安装区域，形成上述外层涂敷膜。
7.如权利要求5所述的反射型液晶显示装置的制造方法，其特征在于，除了上述基板的周缘部，形成上述有机膜和金属反射膜；使上述外层涂敷膜覆盖上述有机膜的端面。
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