JP2003057636A - 反射型液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

反射型液晶表示装置およびその製造方法

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JP2003057636A
JP2003057636A JP02153899A JP2153899A JP2003057636A JP 2003057636 A JP2003057636 A JP 2003057636A JP 02153899 A JP02153899 A JP 02153899A JP 2153899 A JP2153899 A JP 2153899A JP 2003057636 A JP2003057636 A JP 2003057636A
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liquid crystal
substrate
display device
crystal display
electrode
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Yuichi Akiba
雄一 秋葉
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Citizen Watch Co Ltd
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/02Function characteristic reflective

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターニングを必要としないブラックマトリ
クスを有し、金属反射板の腐食や劣化を防ぐことのでき
る反射型液晶表示装置を提供することである。 【解決手段】 絶縁性基板からなる第1の基板11と第
2の基板13とが液晶層21を介して対向し、前記第1
の基板11の液晶層21側に設ける第1の電極15と、
前記第2の基板13の液晶層21側に設ける金属反射板
19および第2の電極17とを備える反射型液晶表示装
置であって、前記金属反射板19は少なくとも1つの隣
接する画素間に間隙を設けるように配置し、前記金属反
射板19の液晶層21と反対側に光吸収層23を設け、
前記金属反射板19の液晶層21側に絶縁膜25を設け
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自然光を光源と
し、反射板にて入射した自然光を反射して表示する反射
型液晶表示装置の構造とその製造方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】反射型液晶表示装置は、自然光を光源と
し、バックライトなどの光源を必要としない液晶表示装
置であり、液晶層と、液晶層を挟む一対の絶縁性基板
と、金属反射板とから構成される。従来のツイステッド
ネマティック(TN)方式、またはスーパーツイステッ
ドネマティック(STN)方式では、2枚の偏光板を必
要とするため、自然光の3/4を損失してしまうことに
なり、表示が暗くなる。さらに、金属反射板の位置は、
偏光板の外側、つまり、絶縁性基板の外側に配置しなけ
ればならないため、反射型液晶表示装置に対して斜めか
ら光が入射した場合、画像として認識する反射光が、一
方の絶縁性基板の液晶層側表面と金属反射板表面とで、
二重に映るという問題が生じたり、入射光が通過する画
素と反射光が通過する画素が異なってしまうために、コ
ントラストを低下させたり、カラーフィルタを用いてカ
ラー表示を行う場合には、混色を招いて色再現性が悪く
なったりする。
【0003】これら前述の問題を解消するために、偏光
板1枚で表示可能なTN方式またはSTN方式、偏光板
をまったく使わないで表示可能な相転移型のゲスト−ホ
スト方式などが提案されている。いずれの場合も、偏光
板の枚数を減らすことができるため、表示を明るくする
ことができる。また、金属反射板を一方の絶縁性基板の
液晶層側に設けることができるため、さきに述べた二重
映りの問題や、コントラストの低下、カラーフィルタの
混色を解消することが可能である。
【0004】さらに、隣接する画素間にブラックマトリ
クスを設けている。ブラックマトリクスによって、液晶
層にて変調することがない画素間に入射した光を吸収す
ることができるため、良好な黒表示を得ることが可能に
なり、コントラストを向上させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によるブラッ
クマトリクスは、金属クロムや酸化クロム、または黒色
樹脂を、隣接する画素間に精度良くパターニングしなけ
ればならなかった。
【0006】また一般的に金属反射板の材料として用い
られるのは、高反射率が得られる、アルミニウムや銀ま
たはそれらの合金などの金属膜である。しかしながら、
これら金属膜は、そのまま大気中に触れると酸化して、
白濁や着色を引き起こしたり、大気中の水分によって腐
食してしまうなどの問題があった。
【0007】[発明の目的]本発明の目的は、上記課題
を解決して、パターニングを必要としないブラックマト
リクスを有し、金属反射板の腐食や劣化を防ぐことので
きる反射型液晶表示装置およびその製造方法を提供する
ことである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の反射型液晶表示装置は、下記記載の構成を
採用する。
【0009】本発明の反射型液晶表示装置は、絶縁性基
板からなる第1の基板と第2の基板とが液晶層を介して
対向し、前記第1の基板の液晶層側に設ける第1の電極
と、前記第2の基板の液晶層側に設ける金属反射板およ
び第2の電極とを備える反射型液晶表示装置であって、
前記金属反射板は少なくとも1つの隣接する画素間に間
隙を設けるように配置し、金属反射板の液晶層と反対側
に光吸収層を設け、前記金属反射板の液晶層側に絶縁膜
を設けることを特徴とする。
【0010】本発明の反射型液晶表示装置は、前記絶縁
膜が金属酸化膜であることを特徴とする。
【0011】本発明の反射型液晶表示装置の製造方法
は、前記絶縁膜は、前記金属反射板を形成している金属
膜を陽極酸化処理によって形成することを特徴とする。
【0012】本発明の反射型液晶表示装置は、前記金属
反射板と前記第2の基板との間に光吸収層を設けること
を特徴とする。
【0013】本発明の反射型液晶表示装置は、前記第2
の基板の液晶層と反対側に光吸収層を設けることを特徴
とする。
【0014】本発明の反射型液晶表示装置は、前記第2
の基板が光吸収性の絶縁性基板からなることを特徴とす
る。
【0015】本発明の反射型液晶表示装置は、前記第2
の電極が透明導電膜からなることを特徴とする。
【0016】本発明の反射型液晶表示装置は、前記金属
反射板を、画素部にのみ形成することを特徴とする。
【0017】本発明の反射型液晶表示装置は、前記金属
反射板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
ることを特徴とする。
【0018】本発明の反射型液晶表示装置は、前記金属
反射板は銀または銀合金からなることを特徴とする。
【0019】本発明の反射型液晶表示装置は、前記第1
の基板かまたは第2の基板の液晶層側にカラーフィルタ
層を設けることを特徴とする。
【0020】[作用]本発明の反射型液晶表示装置にお
いては、金属反射板の液晶層と反対側、すなわち、金属
反射板の下方に光吸収層を備えている。金属反射板は、
隣接する画素間に間隙を設けるように配置している。画
素部においては、反射型液晶表示装置に入射した光は、
金属反射板に到達して反射するため、光吸収層には達し
ない。一方、隣接する画素間の間隙においては、反射型
液晶表示装置に入射した光は光吸収層に到達して吸収さ
れる。このように、光吸収層を画素間に精度良くパター
ニングせずとも、画素間の間隙においてのみ、ブラック
マトリクスとして機能し、良好な黒表示が得られる。ま
た、金属反射板を画素部にのみ形成した場合には、画素
部の周辺全部が光吸収層によって吸収されるため、より
良好な黒表示が得られる。
【0021】さらに、本発明の反射型液晶表示装置にお
いては、金属反射板の液晶層側、すなわち金属反射板の
表面に絶縁膜を備えている。絶縁膜によって金属反射板
を保護することにより、金属反射板を構成する金属膜の
異常な酸化や腐食を防ぐことができる。
【0022】以上のように、本発明においては、コント
ラストを向上させた高品質な反射型液晶表示装置を、信
頼性高く得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明による反射型液晶表
示装置を実施するための最適な実施形態を図面に基づい
て説明する。
【0024】〔第1の実施形態:図1、図2〕図1は本
発明の第1の実施形態における反射型液晶表示装置を示
す断面図であり、図2は同じく本発明の第1の実施形態
における反射型液晶表示装置を示す平面図である。以
下、図1と図2とを交互に参照して第1の実施形態を説
明する。
【0025】図1に示すように、第1の実施形態の反射
型液晶表示装置は、透明絶縁性のガラス基板からなる第
1の基板11上に設けた第1の電極15と、絶縁性の第
2の基板13上に設けた第2の電極17とで液晶層21
を挟持するように構成している。第2の基板13は必ず
しも透明でなくてもよい。
【0026】第1の基板11上には、酸化インジウムス
ズ膜からなる透明導電膜を、スパッタリング法により、
110nmの膜厚で膜形成する。つぎに、酸化インジウ
ムスズ膜の全面にポジ型のフォトレジストを回転塗布法
により塗布し、フォトマスクを用いた露光処理と現像処
理とでフォトリソグラフィ処理を行い、フォトレジスト
を第1の電極15のパターン形状に形成する。
【0027】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用して、パターニングを行ない、第1の電極15
を形成する。この酸化インジウムスズ膜のエッチング処
理は、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿式エッ
チング処理により行う。その後、エッチングマスクとし
て用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、たとえば
長瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿式剥離法
により除去する。
【0028】この第1の電極15のパターン形状は、幅
が290μmで、10μmの間隔を有する複数のストラ
イプパターンを形成している。
【0029】さらに、第1の電極15上を覆うようにし
て配向膜(図示せず)を形成し、上部基板29を作成す
る。
【0030】第2の基板13上には、絶縁性の黒色カラ
ーレジストからなる光吸収層23を形成する。この光吸
収層23を構成する黒色カラーレジスとしてトは、東京
応化工業製のCFPR−BK745S(商品名)を、回
転塗布法により1.2μmの膜厚になるように塗布す
る。つぎに、220度から240度の温度範囲で2時間
焼成し、光吸収層23を構成する黒色カラーレジストを
熱硬化するとともに、黒色カラーレジストに含まれる物
質で、光硬化および熱硬化に関与していない未反応物質
をガス化して、除去する。
【0031】さらに、光吸収層23上に、アルミニウム
膜からなる反射膜を、スパッタリング法により、200
nmの膜厚で膜形成する。つぎに、アルミニウム膜の全
面にポジ型のフォトレジストを回転塗布法により塗布
し、フォトマスクを用いた露光処理と現像処理とでフォ
トリソグラフィ処理を行い、フォトレジストを第2の電
極17のパターン形状に形成する。
【0032】この第2の電極17のパターン形状は、幅
が290μmで、10μmの間隔を有する複数のストラ
イプパターンに形成する。
【0033】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用したアルミニウム膜のエッチング処理によっ
て、パターニングを行い、第2の電極17を形成する。
また、第2の電極17は反射膜により形成しているの
で、金属反射板19としても機能する。このアルミニウ
ム膜のエッチング処理は、リン酸と硝酸と酢酸との混合
液を使用する湿式エッチング処理により行う。このエッ
チング処理工程において、アルミニウム膜からなる反射
膜がエッチングされた領域では、光吸収層23を構成す
る黒色カラーレジストが暴露する。したがって、複数の
ストライプパターンに形成した金属反射板19の間隙に
は、光吸収層23が露出する。その後、エッチングマス
クとして用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、た
とえば長瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿式
剥離法によって除去する。
【0034】つぎに、第2の電極17上の表面に、酸化
アルミニウム膜からなる絶縁膜25を、陽極酸化液とし
てリン酸アンモニウム溶液を用いた陽極酸化処理により
形成する。このとき、陽極酸化電圧を40Vに設定し、
1.5V/分の速度で昇圧し、1時間の定電圧で陽極酸
化処理を行い、膜厚が50nmとなるように酸化アルミ
ウム膜を形成する。
【0035】さらに、第2の電極17上を覆うようにし
て配向膜(図示せず)を形成し、下部基板31を作成す
る。
【0036】つぎに上部基板29と下部基板31とを、
図1に示すように、第1の基板11上の第1の電極15
と第2の基板13上の第2の電極17とが相対向し、さ
らに図2に示すように、第1の電極15のストライプパ
ターンと第2の電極17のストライプパターンとが直交
するように、配置する。このように配置することで、第
1の電極15と第2の電極17が交差する部分で、画素
部が形成される。そして、上部基板29と下部基板31
との間には、シール剤(図示せず)によって液晶層21
を封じ込める。
【0037】液晶層21は、240゜のツイスト配向を
しているスーパーツイステッドネマティック液晶からな
る。第1の基板11の液晶層21と反対側(外側)に偏
光板27を設ける。さらに、液晶層21の複屈折効果に
よる着色を防ぐために、第1の基板11と偏光板27と
の間に、位相差板を設けてもよい。
【0038】第1の電極15と第2の電極17が交差す
る画素部では、第1の電極15と第2の電極17との間
に印加する電圧を変動させることによって液晶層21を
駆動し、位相変調している。液晶層21での位相変調量
と偏光板27での偏光作用との組み合わせにより、金属
反射板19で反射した光の出射をスイッチングし、白黒
を表示している。
【0039】一方、隣接する第2の電極17の間隙に到
達した光は、光吸収層23によって吸収されるため、液
晶層21の位相変調の如何に関わらず、隣接する第2の
電極17の間隙ではつねに黒の状態にすることができ
る。したがって、画素部において黒表示をした場合に
は、画素の周辺部までもが黒いため、良好な黒表示を得
ることができる。
【0040】本実施形態の光吸収層23は金属反射板1
9の下にも形成しているが、画素部に到達する光は金属
反射板19にて反射するため、光吸収層23に到達する
ことはなく、吸収されることはない。
【0041】このように、本実施形態の反射型液晶表示
装置においては、光吸収層23を画素と画素との間に精
度良くパターニングせずとも、ブラックマトリクスとし
て機能することができ、良好な黒表示を有する、高品質
な反射型液晶表示装置を得ることができる。
【0042】また、金属反射板19の表面には、金属反
射板19を形成しているアルミニウムの陽極酸化膜から
なる絶縁膜25を設けているため、液晶層21と金属反
射板19を形成しているアルミニウムとが直接接するこ
とがなく、液晶層21とアルミニウムとの相互作用によ
る反射型液晶表示装置の劣化を防ぐことができる。ま
た、第2の電極17が外部回路と接続する引き出し電極
としても機能するために、反射型液晶表示装置の外面に
配置する場合には、本実施形態では、第2の電極17の
表面を絶縁膜25が覆っているため、アルミニウムから
なる第2の電極17が直接大気に触れることがない。し
たがって、アルミニウムからなる第2の電極が、大気中
の水分などによって腐食することがなく、断線等の不良
が発生する心配がない。
【0043】このように、本実施形態の反射型液晶表示
装置においては、絶縁膜25が金属反射板19を形成し
ている金属膜の劣化や腐食を防ぐため、信頼性に優れた
反射型液晶表示装置を得ることができる。
【0044】〔第2の実施形態:図3、図4〕図3は本
発明の第2の実施形態における反射型液晶表示装置を示
す断面図であり、図4は同じく本発明の第2の実施形態
における反射型液晶表示装置を示す平面図である。以
下、図3と図4とを交互に参照して説明する。
【0045】図3に示すように、第2の実施形態の反射
型液晶表示装置は、透明絶縁性のガラス基板からなる第
1の基板11上に設けた第1の電極15と、絶縁性の第
2の基板13上に設けた第2の電極17とで液晶層21
を挟持するように構成している。第2の基板13は必ず
しも透明でなくてもよい。
【0046】第1の基板11上には、酸化インジウムス
ズ膜からなる透明導電膜を、スパッタリング法により、
110nmの膜厚で膜形成する。つぎに、酸化インジウ
ムスズ膜の全面にポジ型のフォトレジストを回転塗布法
により塗布し、フォトマスクを用いた露光処理と現像処
理とでフォトリソグラフィ処理を行い、フォトレジスト
を第1の電極15のパターン形状に形成する。
【0047】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用して、パターニングを行ない、第1の電極15
を形成する。この酸化インジウムスズ膜のエッチング処
理は、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿式エッ
チング処理により行う。その後、エッチングマスクとし
て用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、たとえば
長瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿式剥離法
により除去する。
【0048】この第1の電極15のパターン形状は、幅
が290μmで、10μmの間隔を有する複数のストラ
イプパターンに形成している。
【0049】さらに、第1の電極15上を覆うようにし
て配向膜(図示せず)を形成し、上部基板29を作成す
る。
【0050】第2の基板13上には、絶縁性の黒色カラ
ーレジストからなる光吸収層23を形成する。この光吸
収層23を構成する黒色カラーレジストは、東京応化工
業製のCFPR−BK745S(商品名)を、回転塗布
法により1.2μmの膜厚になるように塗布する。つぎ
に、220度から240度の温度範囲で2時間焼成し、
光吸収層23を構成する黒色カラーレジストを熱硬化す
るとともに、黒色カラーレジストに含まれる物質で光硬
化および熱硬化に関与していない未反応物質をガス化し
て、除去する。
【0051】さらに、光吸収層23上に、アルミニウム
膜からなる反射膜を、スパッタリング法により、200
nmの膜厚で膜形成する。つぎに、アルミニウム膜の全
面にポジ型のフォトレジストを回転塗布法により塗布
し、フォトマスクを用いた露光処理と現像処理とでフォ
トリソグラフィ処理を行い、フォトレジストを金属反射
板19のパターン形状に形成する。
【0052】この金属反射板19のパターン形状は、一
辺の長さが290μmで、間隔が10μmの孤立した複
数の矩形パターンに形成する。これら複数の矩形パター
ンはそれぞれ画素部に相当する。
【0053】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用したアルミニウム膜のエッチング処理によっ
て、パターニングを行い、金属反射板19を形成する。
このアルミニウム膜のエッチング処理は、リン酸と硝酸
と酢酸との混合液を使用する湿式エッチング処理により
行う。このエッチング処理工程において、アルミニウム
膜からなる反射膜がエッチングされた領域では、光吸収
層23を構成する黒色カラーレジストが暴露する。した
がって、孤立した複数の矩形パターンに形成した金属反
射板19の間隙には、光吸収層23が露出する。その
後、エッチングマスクとして用いたフォトレジストを、
レジスト剥離液、たとえば長瀬産業製のN−320(商
品名)を用いる湿式剥離法により除去する。
【0054】その後、金属反射板19の上面に透明な絶
縁膜25として、JSR製オプトマーSS6777(商
品名)を回転塗布法により形成する。この絶縁膜25は
膜厚3μmで形成する。つぎに、220度から240度
の温度範囲で2時間焼成し、絶縁層25を熱硬化すると
ともに、熱硬化に関与していない未反応物質をガス化
し、除去する。
【0055】つぎに、酸化インジウムスズ膜からなる透
明導電膜を、スパッタリング法により、110nmの膜
厚で膜形成する。つぎに、酸化インジウムスズ膜の全面
にポジ型のフォトレジストを回転塗布法により塗布し、
フォトマスクを用いた露光処理と現像処理とでフォトリ
ソグラフィ処理を行い、フォトレジストを第2の電極1
7のパターン形状に形成する。
【0056】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用して、パターニングを行ない、第2の電極17
を形成する。この酸化インジウムスズ膜のエッチング処
理としては、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿
式エッチング処理により行なう。その後、エッチングマ
スクとして用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、
たとえば長瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿
式剥離法によって除去する。
【0057】この第2の電極17のパターン形状は、幅
が290μmで、10μmの間隔を有する複数のストラ
イプパターンが、金属反射板19の矩形パターンと平行
に重なるように形成する。
【0058】さらに、第2の電極17上を覆うようにし
て配向膜(図示せず)を形成し、下部基板31を作成す
る。
【0059】つぎに、上部基板29と下部基板31と
を、図3に示すように、第1の基板11上の第1の電極
15と第2の基板13上の第2の電極17とが相対向
し、さらに図4に示すように、第1の電極15のストラ
イプパターンと第2の電極17のストライプパターンと
が直交し、かつ第1の電極15のストライプパターンと
金属反射板19の矩形パターンとが平行に重なるよう
に、配置する。このように配置することによって、第1
の電極15と第2の電極17が交差する部分で、画素部
が形成される。さらにこの実施形態では、孤立した矩形
パターンに形成された金属反射板19が画素部にのみ形
成している。そして、上部基板29と下部基板31との
間には、シール剤(図示せず)によって液晶層21を封
じ込める。
【0060】液晶層21は、240゜のツイスト配向を
しているスーパーツイステッドネマティック液晶からな
る。第1の基板11の液晶層21と反対側(外側)に偏
光板27を設ける。さらに、液晶層21の複屈折効果に
よる着色を防ぐために、第1の基板11と偏光板27と
の間に、位相差板を設けてもよい。
【0061】第1の電極15と第2の電極17が交差す
る画素部では、第1の電極15と第2の電極17との間
に印加する電圧を変動させることによって液晶層21を
駆動し、位相変調している。液晶層21での位相変調量
と偏光板27での偏光作用との組み合わせにより、金属
反射板19で反射した光の出射をスイッチングし、白黒
を表示している。
【0062】一方、隣接する画素間の間隙に到達した光
は、光吸収層23によって吸収されるため、液晶層21
の位相変調の如何に関わらず、隣接する画素の間隙では
つねに黒の状態にすることができる。したがって、画素
部において黒表示をした場合には、画素の周辺部全てま
でもが黒いため、良好な黒表示を得ることができる。
【0063】本実施形態の光吸収層23は金属反射板1
9の下にも形成しているが、画素部に到達する光は金属
反射板19にて反射するため、光吸収層23に到達する
ことはなく、吸収されることはない。
【0064】このように、本実施形態の反射型液晶表示
装置においては、光吸収層23を画素と画素との間に精
度良くパターニングせずとも、画素の周辺部全てをブラ
ックマトリクスとして機能することができ、良好な黒表
示を有する、高品質な反射型液晶表示装置を得ることが
できる。
【0065】また、金属反射板19の表面には、絶縁膜
25を設けているため、金属反射板19を形成している
アルミニウムと第2の電極17を形成している酸化イン
ジウムスズとが直接接触することがなく、アルミニウム
と酸化インジウムスズとの相互作用による電池腐食が発
生することはなく、反射型液晶表示装置の劣化を防ぐこ
とができる。また、第2の電極17が外部回路と接続す
る引き出し電極としても機能するために、反射型液晶表
示装置の外面に配置する場合には、本実施形態では、第
2の電極17が酸化インジウムスズから構成されている
ため、第2の電極が大気中の水分などによって腐食する
ことがなく、断線等の不良が発生する心配がない。
【0066】このように、本実施形態の反射型液晶表示
装置においては、絶縁膜25が金属反射板19を形成し
ている金属膜の劣化や腐食を防ぐため、信頼性に優れた
反射型液晶表示装置を得ることができる。
【0067】〔第3の実施形態:図5、図6〕図5は本
発明の第3の実施形態における反射型液晶表示装置を示
す断面図であり、図6は同じく本発明の第1の実施形態
における反射型液晶表示装置を示す平面図である。以
下、図5と図6とを交互に参照して説明する。
【0068】図5に示すように、第3の実施形態の反射
型液晶表示装置は、透明絶縁性のガラス基板からなる第
1の基板11上に設けた第1の電極15と、絶縁性の第
2の基板13上に設けた第2の電極17とで液晶層21
を挟持するように構成している。第2の基板13は必ず
しも透明でなくてもよい。
【0069】第1の基板11上には、酸化インジウムス
ズ膜からなる透明導電膜を、スパッタリング法により、
110nmの膜厚で膜形成する。つぎに、酸化インジウ
ムスズ膜の全面にポジ型のフォトレジストを回転塗布法
により塗布し、フォトマスクを用いた露光処理と現像処
理とでフォトリソグラフィ処理を行い、フォトレジスト
を第1の電極15のパターン形状に形成する。
【0070】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用して、パターニングを行ない、第1の電極15
を形成する。この酸化インジウムスズ膜のエッチング処
理は、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿式エッ
チング処理により行う。その後、エッチングマスクとし
て用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、たとえば
長瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿式剥離法
により除去する。
【0071】この第1の電極15のパターン形状は、幅
が90μmで、10μmの間隔を有する複数のストライ
プパターンを形成している。
【0072】さらに、第1の電極15上を覆うようにし
て配向膜(図示せず)を形成し、上部基板29を作成す
る。
【0073】第2の基板13上には、絶縁性の黒色カラ
ーレジストからなる光吸収層23を形成する。この光吸
収層23を構成する黒色カラーレジストは、東京応化工
業製のCFPR−BK745S(商品名)を、回転塗布
法により1.2μmの膜厚になるように塗布する。つぎ
に、220度から240度の温度範囲で2時間焼成し、
光吸収層23を構成する黒色カラーレジストを熱硬化す
るとともに、黒色カラーレジストに含まれる物質で光硬
化および熱硬化に関与していない未反応物質をガス化し
て、除去する。
【0074】さらに、光吸収層23上に、アルミニウム
膜からなる反射膜を、スパッタリング法により、200
nmの膜厚で膜形成する。
【0075】つぎに、アルミニウム膜からなる反射膜上
の表面に、酸化アルミニウム膜からなる絶縁膜25を、
陽極酸化液としてリン酸アンモニウム溶液を用いた陽極
酸化処理により形成する。このとき、陽極酸化電圧を4
0Vに設定し、1.5V/分の速度で昇圧し、1時間の
定電圧で陽極酸化処理を行い、膜厚が50nmとなるよ
うに酸化アルミウム膜を形成する。
【0076】つぎに、酸化アルミニウム膜の全面にポジ
型のフォトレジストを回転塗布法により塗布し、フォト
マスクを用いた露光処理と現像処理とでフォトリソグラ
フィ処理を行い、フォトレジストを金属反射板19のパ
ターン形状に形成する。
【0077】この金属反射板19のパターン形状は、長
辺の長さが290μmで、短辺の長さが90μmで、間
隔が10μmの孤立した複数の矩形パターンに形成す
る。これら複数の矩形パターンはそれぞれ画素部に相当
する。
【0078】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用したエッチング処理によって、パターニングを
行い、金属反射板19を形成する。このエッチング処理
は、リン酸と硝酸と酢酸との混合液を使用する湿式エッ
チング処理により行い、酸化アルミニウム膜とアルミニ
ウム膜を連続的にエッチングする。このエッチング処理
工程において、アルミニウム膜からなる反射膜がエッチ
ングされた領域では、光吸収層23を構成する黒色カラ
ーレジストが暴露する。したがって、孤立した複数の矩
形パターンに形成した金属反射板19の間隙には、光吸
収層23が露出する。その後、エッチングマスクとして
用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、たとえば長
瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿式剥離法に
よって除去する。
【0079】その後、全表面を金属酸化膜25で被覆し
た金属反射板19上に、新日鐵化学製の感光性を有する
顔料分散型の赤色カラーレジストV−259R(商品
名)を回転塗布法により1.2μmの膜厚になるように
塗布し、フォトマスクを用いて露光処理を行う。
【0080】つぎに、アルカリ現像液で現像処理し、露
光した部分が現像液に不溶化し、赤色のカラーフィルタ
ー層33のパターン形状に形成する。さらに、温度22
0度から240度の温度範囲で2時間焼成し、赤色のカ
ラーフィルター層33を構成する赤色カラーレジストを
熱硬化するとともに、赤色カラーレジストに含まれる光
硬化および熱硬化に関与していない未反応物質をガス化
して、除去する。
【0081】その後、同様に緑色、青色の順で各色のカ
ラーフィルター層33のパターン形状に形成する。
【0082】カラーフィルター層33のパターン形状
は、長辺の長さが300μmで、短辺の長さが40μm
の孤立した複数の矩形パターンを、その中心が各画素部
の中央に対応するように配置し、各画素部に形成した金
属反射板19の矩形パターンの長辺と短辺にそれぞれ平
行になるように形成する。
【0083】ここで、従来技術による反射型液晶表示装
置においては、金属反射板19上にカラーフィルター層
33を直接形成していた。したがって、カラーフィルタ
ー層33の現像工程において、カラーフィルター層33
が現像された領域では、金属反射板19を構成するアル
ミニウム膜が暴露し、アルカリ現像液によって腐食除去
されてしまっていた。
【0084】しかしながら、上述のように、本発明の反
射型液晶表示装置においては、金属反射板19上の側面
を含む全表面を被覆するように、酸化アルミニウム膜か
らなる絶縁膜25を形成している。したがって、アルカ
リ現像液に対する耐薬品性に優れている、酸化アルミニ
ウム膜からなる金属酸化膜25で被覆された金属反射板
19が除去されることはなくなった。
【0085】つぎに、これらカラーフィルター層33上
に透明なオーバーコート膜35として、JSR製オプト
マーSS6777(商品名)を回転塗布法により形成す
るこのオーバーコート膜25は膜厚3μmで形成する。
さらに、220度から240度の温度範囲で2時間焼成
し、オーバーコート膜25を熱硬化するとともに、熱硬
化に関与していない未反応物質をガス化し、除去する。
このオーバーコート膜35は、カラーフィルター層33
の耐薬品性や耐スパッタリング性や、さらに平坦性を向
上させる役割を果たす。
【0086】つぎに、酸化インジウムスズ膜からなる透
明導電膜を、スパッタリング法により、110nmの膜
厚で膜形成する。つぎに、酸化インジウムスズ膜の全面
にポジ型のフォトレジストを回転塗布法により塗布し、
フォトマスクを用いた露光処理と現像処理とでフォトリ
ソグラフィ処理を行い、フォトレジストを第2の電極1
7のパターン形状に形成する。
【0087】その後、フォトレジストをエッチングマス
クに使用して、パターニングを行ない、第2の電極17
を形成する。この酸化インジウムスズ膜のエッチング処
理は、塩化第二鉄と塩酸との混合液を使用する湿式エッ
チング処理により行う。その後、エッチングマスクとし
て用いたフォトレジストを、レジスト剥離液、たとえば
長瀬産業製のN−320(商品名)を用いる湿式剥離法
により除去する。
【0088】この第2の電極17のパターン形状は、幅
が290μmで、10μmの間隔を有する複数のストラ
イプパターンが、その長辺と金属反射板19の矩形パタ
ーンの短辺とが平行に重なるように形成する。
【0089】さらに、第2の電極17上を覆うようにし
て配向膜(図示せず)を形成し、下部基板31を作成す
る。
【0090】つぎに上部基板29と下部基板31とを、
図5に示すように、第1の基板11上の第1の電極15
と第2の基板13上の第2の電極17とが相対向し、さ
らに図6に示すように、第1の電極15のストライプパ
ターンと第2の電極17のストライプパターンとが直交
し、かつ第1の電極15のストライプパターンと金属反
射板19の矩形パターンとが平行に重なるように、配置
する。このように配置することで、第1の電極15と第
2の電極17が交差する部分で、画素部が形成される。
さらに本実施形態では、孤立した矩形パターンに形成さ
れた金属反射板19が画素部にのみ形成している。そし
て、上部基板29と下部基板31との間には、シール剤
(図示せず)によって液晶層21を封じ込める。
【0091】液晶層21は、240゜のツイスト配向を
しているスーパーツイステッドネマティック液晶からな
る。第1の基板11の液晶層21と反対側(外側)に偏
光板27を設ける。さらに、液晶層21の複屈折効果に
よる着色を防ぐために、第1の基板11と偏光板27と
の間に、位相差板を設けてもよい。
【0092】第1の電極15と第2の電極17が交差す
る画素部では、第1の電極15と第2の電極17との間
に印加する電圧を変動させることによって液晶層21を
駆動し、位相変調している。液晶層21での位相変調量
と偏光板27での偏光作用との組み合わせにより、金属
反射板19で反射した光の出射をスイッチングし、白黒
を表示している。
【0093】一方、隣接する画素間の間隙に到達した光
は、光吸収層23によって吸収されるため、液晶層21
の位相変調の如何に関わらず、隣接する画素の間隙では
つねに黒の状態にすることができる。したがって、画素
部において黒表示をした場合には、画素の周辺部全てま
でもが黒いため、良好な黒表示を得ることができる。
【0094】本実施形態の光吸収層23は金属反射板1
9の下にも形成しているが、画素部に到達する光は金属
反射板19にて反射するため、光吸収層23に到達する
ことはなく、吸収されることはない。
【0095】このように、本実施形態の反射型液晶表示
装置においては、光吸収層23を画素と画素との間に精
度良くパターニングせずとも、ブラックマトリクスとし
て機能することができ、良好な黒表示を有する、高品質
なカラー反射型液晶表示装置を得ることができる。
【0096】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射型液
晶表示装置は、少なくとも2つの隣接する画素間に間隙
を設けるように配置した金属反射板の液晶層と反対側に
光吸収層を設けている。このため、隣接する画素の間隙
に到達した光は、光吸収層によって吸収されるため、液
晶層の位相変調の如何に関わらず、隣接する画素の間隙
ではつねに黒の状態にすることができる。したがって、
光吸収層を画素と画素との間に精度良くパターニングせ
ずとも、ブラックマトリクスとして機能することがで
き、良好な黒表示を有する、高品質な反射型液晶表示装
置を得ることができる。
【0097】さらに、本発明の反射型液晶表示装置は、
金属反射板の液晶層側に絶縁膜を設けている。このよう
に、絶縁膜が金属反射板を形成している金属膜の劣化や
腐食を防ぐため、信頼性に優れた反射型液晶表示装置を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における反射型液晶表
示装置の構造とその製造方法を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における反射型液晶表
示装置の構造とその製造方法を示す平面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態における反射型液晶表
示装置の構造とその製造方法を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態における反射型液晶表
示装置の構造とその製造方法を示す平面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態における反射型液晶表
示装置の構造とその製造方法を示す断面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態における反射型液晶表
示装置の構造とその製造方法を示す平面図である。
【符号の説明】
11:第1の基板 13:第2の基板
15:第1の電極 17:第2の電極 19:金属反射板
21:液晶層 23:光吸収層 25:絶縁膜 33:カラーフィルター層
フロントページの続き Fターム(参考) 2H090 HA03 HB02X HC09 HC17 HD05 KA08 LA05 LA06 LA09 LA15 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11Z FA14Y FA16Y FA34Y FB03 FB04 FB08 FC02 FC12 FC22 FC26 FC28 GA03 GA07 GA16 HA10 LA03 LA15 LA17

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板からなる第1の基板と第2の
    基板とが液晶層を介して対向し、前記第1の基板の液晶
    層側に設ける第1の電極と、前記第2の基板の液晶層側
    に設ける金属反射板および第2の電極とを備える反射型
    液晶表示装置であって、 前記金属反射板は少なくとも1つの隣接する画素間に間
    隙を設けるように配置し、 前記金属反射板の液晶層と反対側に光吸収層を設け、 前記金属反射板の液晶層側に絶縁膜を設けることを特徴
    とする反射型液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜は、 金属酸化膜であることを特徴とする請求項1記載の反射
    型液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 絶縁性基板からなる第1の基板と第2の
    基板とが液晶層を介して対向し、前記第1の基板の液晶
    層側に設ける第1の電極と、前記第2の基板の液晶層側
    に設ける金属反射板および第2の電極とを備え、 前記金属反射板は少なくとも1つの隣接する画素間に間
    隙を設けるように配置し、 前記金属反射板の液晶層と反対側に光吸収層を設け、 前記金属反射板の液晶層側に絶縁膜を設け前記絶縁膜
    は、金属酸化膜である反射型液晶表示装置の製造方法で
    あって、 前記絶縁膜は、前記金属反射板を形成している金属膜を
    陽極酸化処理によって形成することを特徴とする反射型
    液晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記金属反射板と前記第2の基板との間
    に光吸収層を設けることを特徴とする請求項1記載の反
    射型液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の基板の液晶層と反対側に光吸
    収層を設けることを特徴とする請求項1記載の反射型液
    晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記第2の基板が光吸収性の絶縁性基板
    からなることを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表
    示装置。
  7. 【請求項7】 前記第2の電極は透明導電膜からなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 前記金属反射板は、画素部にのみ形成す
    ることを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表示装
    置。
  9. 【請求項9】 前記金属反射板は、 アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特
    徴とする請求項1記載の反射型液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 前記金属反射板は、 銀またはは銀合金からなることを特徴とする請求項1記
    載の反射型液晶表示装置。
  11. 【請求項11】 前記第1の基板かまたは第2の基板の
    液晶層側にカラーフィルタ層を設けることを特徴とする
    請求項1記載の反射型液晶表示装置。
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