JP2003233066A - 反射型液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型液晶表示素子で、樹脂凹凸膜、無機膜
に蓄積された水分により、液晶表示素子製造の各熱処理
工程で生じるピンホール課題をなくす。 【解決手段】 薄膜能動素子を有しない透明電極パター
ン１５が形成された第１基板と、薄膜能動素子を有しな
い透明電極パターン１５と下側基板１９との間に反射膜
１８を備えた第２基板と、第１基板と第２基板との間に
液晶１６を封入してなる反射型液晶表示素子で、第２基
板の下側基板１９上の樹脂凹凸膜２０と反射膜との間
に、少なくとも窒化珪素膜２１と無機膜とを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の情報通信
機器の急速な普及に伴い、時・場所を選ばず、誰でも気
軽にアクセス・発信できるインフラが整いつつある。こ
れらはモバイル用途が前提であるため、軽量、薄型、低
消費電力の表示素子が求められており、現在、液晶表示
素子がその中心となっている。液晶表示素子は、数ボル
トのｊ実効電圧で液晶分子を駆動させることにより光の
透過強度を変化させて表示を行うが、液晶は非発光物質
であるのであるので他に何らかの光源が必要となる。光
源には、液晶駆動用電力に比べ非常に大きな電力を供給
する必要があるが、液晶表示素子の下側に反射膜を備え
て周囲光を利用して表示させる反射型液晶表示素子とす
ることにより、極めて消費電力が低く液晶本来の特徴を
活かした表示素子が実現できる。反射型液晶表示素子は
携帯情報端末のディスプレイの一つとして不可欠であ
る。

【０００３】反射型液晶表示素子には光散乱フィルムと
鏡面反射膜を備えたものと、反射膜に光散乱効果を付加
したものがある。反射膜に光散乱効果を付加するには、
樹脂凹凸膜上に反射膜を形成する方法が報告されている
（特許公開番号 平８−１１４７９７）。

【０００４】また反射型液晶表示素子の反射膜材料とし
て反射率の高い金属であるＡｌ系、Ａｇ系の材料がある
が、樹脂凹凸膜上に反射膜を形成した反射型液晶表示素
子では、樹脂凹凸膜とＡｌ系、Ａｇ系の反射膜材料との
密着性の問題がある。この密着性の問題を解決するため
に反射膜と樹脂凹凸膜との間に酸化珪素膜等の無機膜を
形成するのが一般的である。

【０００５】従来の反射型液晶表示素子用の一例として
液晶セルの断面図を図３に示す。１１４は上側透明基
板、１１５は透明電極、１１６は液晶、１１７はカラー
フィルタ、１１０は樹脂平坦化膜、１１８は反射膜、１
１９は下側基板、１２０は樹脂凹凸膜、１２２は酸化珪
素膜を示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】酸化珪素膜１２２は水
分が吸着しやすく、酸化珪素膜１２２を通し樹脂凹凸膜
１２０に水分が蓄積されやすい。樹脂凹凸膜１２０形
成、反射膜１１８形成、カラーフィルタ１１７形成、樹
脂平坦化膜１１０形成、配向膜形成、シール樹脂硬化、
液晶封入後の熱処理等の液晶表示素子製造の各熱処理工
程で、酸化珪素膜１２２、樹脂凹凸膜１２０に蓄積した
水分が脱離する際に、この水分が突沸し酸化珪素膜１２
２上に形成された反射膜に圧力が掛かることによって、
反射膜１１８にピンホールが生じるという問題があっ
た。特にカラーフィルタ１１７形成、配向膜形成時には
２００から２５０℃程度の熱処理工程があり、この時に
反射膜１１８にピンホールが発生することが課題となっ
ていた。

【０００７】本発明は品質が安定した反射型液晶表示素
子を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、透明電極パターンが上側透明基板に形成
された、薄膜能動素子を有しない第１基板と、透明電極
パターンと反射膜とが下側基板に形成された、薄膜能動
素子を有しない第２基板と、第１基板と第２基板との間
に液晶を封入してなる反射型液晶表示素子であって、第
２基板の下側基板上に樹脂凹凸膜を有し、樹脂凹凸膜と
反射膜の間に、少なくとも窒化珪素膜と無機膜とが形成
されていることを特徴とする反射型液晶表示素子であ
る。

【０００９】また、本発明は、第２基板の下側基板と反
射膜との間に、下側基板側から順に、樹脂凹凸膜と、無
機膜と、窒化珪素膜とが形成されていることを特徴とす
る反射型液晶表示素子である。

【００１０】また、本発明は、第２基板の下側基板と前
記反射膜との間に、下側基板側から順に、樹脂凹凸膜
と、窒化珪素膜と、無機膜とが形成されていることを特
徴とする反射型液晶表示素子である。

【００１１】また、本発明は、無機膜は酸化珪素膜であ
ることを特徴とする反射型液晶表示素子である。

【００１２】また、本発明は、反射膜はアルミニウム
（Ａｌ）または銀（Ａｇ）を構成要素として含む反射膜
であることを特徴とする反射型液晶表示素子である。

【００１３】また、本発明は、樹脂凹凸膜はアクリル系
樹脂を含むことを特徴とする反射型液晶表示素子であ
る。

【００１４】また、本発明は、薄膜能動素子を有しない
第１基板に透明電極パターンを形成する工程と、薄膜能
動素子を有しない第２基板に反射膜と透明電極パターン
とを形成する工程と、第１基板と第２基板との間に液晶
を封入する工程とを有する反射型液晶表示素子の製造方
法であって、第２基板の下側基板上に樹脂凹凸膜を形成
する工程と、樹脂凹凸膜と反射膜の間に、少なくとも窒
化珪素膜と無機膜とを形成する工程とを有することを特
徴とする反射型液晶表示素子の製造方法である。

【００１５】また、本発明は、第２基板の下側基板と反
射膜との間に、下側基板側から順に、樹脂凹凸膜と、無
機膜と、窒化珪素膜とを形成する工程を有することを特
徴とする反射型液晶表示素子の製造方法である。

【００１６】また、本発明は、第２基板の基板と反射膜
との間に、下側基板側から順に、樹脂凹凸膜、窒化珪素
膜、無機膜を形成する工程を有することを特徴とする反
射型液晶表示素子の製造方法である。

【００１７】また、本発明は、無機膜は酸化珪素膜で形
成することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法
である。

【００１８】また、本発明は、樹脂凹凸膜はアクリル系
樹脂を含む樹脂で形成することを特徴とする反射型液晶
表示素子の製造方法である。

【００１９】また、本発明は、反射膜はＡｌまたはＡｇ
を構成要素として含む反射膜で形成することを特徴とす
る反射型液晶表示素子の製造方法である。

【００２０】以上述べたような構成の液晶表示素子は、
水分に対してバリア効果の大きい窒化珪素膜、密着効果
の大きい酸化珪素膜が基板と反射膜の間に形成されてい
ることにより、反射膜の密着性と基板上や樹脂凹凸膜中
の水分に対してバリア効果が高い、品質が安定した反射
型液晶表示素子を提供することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は実施の形態１おけ
る反射型液晶表示素子用の液晶セルの断面図を示す。１
４は上側透明基板、１５は透明電極、１６は液晶、１７
はカラーフィルタ、１０は樹脂平坦化膜、１８はＡｌ合
金反射膜、１９は下側基板、２０は樹脂凹凸膜、２１は
窒化珪素膜、２２は酸化珪素膜を示す。

【００２３】上側透明基板１４および下側基板１９とし
てガラス基板を用い、上側透明基板１４上に透明電極１
５としてＩＴＯをスパッタリングにより成膜し、エッチ
ングにより画素電極を形成した。また下側基板１９上に
アクリル系樹脂で樹脂凹凸膜２０を形成した。その上に
窒化珪素膜２１、次いで酸化珪素膜２２をそれぞれスパ
ッタリング法で形成した。その上にＡｌ合金反射膜１８
を蒸着し、その基板上にカラーフィルタ１７として顔料
分散タイプで赤、緑、青のストライプ配列のものをフォ
トリソグラフィにより形成し、さらにアクリル系の樹脂
平坦化膜１０を形成した。その上に透明電極１５として
ＩＴＯをスパッタリングにより成膜し、エッチングによ
り画素電極を形成した。また透明電極１５上には配向膜
を印刷し、焼成形成した後、２５０°ツイストのＳＴＮ
モードの液晶を実現するようにレーヨン布を用いた回転
ラビングにより配向処理を行った。

【００２４】そして、上側透明基板１４上の周囲部分に
はガラスファイバを１．０ｗｔ％混入した熱硬化性シー
ル樹脂を印刷し、下側基板１９上には所定の径の樹脂ビ
ーズを２００個／ｍｍ²の割合で散布し、上側透明基板
１４と下側基板１９を互いに貼り合わせ１５０℃でシー
ル樹脂を硬化した。その後、Δｎ＝０．１４のエステル
系ネマチック液晶に所定の量のカイラル剤を混ぜた混合
液晶を真空注入し、紫外線硬化樹脂で封口した後、紫外
線照射により硬化後、熱処理し、反射型液晶表示素子用
の液晶セルを得た。

【００２５】また比較例１として、上記実施の形態１の
反射型液晶表示素子において、窒化珪素膜２１が未形成
である反射型液晶表示素子用の液晶セルを窒化珪素膜２
１形成以外の工程は同一条件で作製した。

【００２６】そして、本実施の形態１と比較例１につい
て、反射膜の密着性とピンホールの有無を評価した。評
価は実施の形態１と比較例１それぞれのＡｌ合金反射膜
１８形成までを行った下側基板１９を２５０℃で１時間
の熱処理して行った。Ａｌ合金反射膜１８の密着性につ
いては基盤目テープ法（塗料一般試験方法 ＪＩＳＫ
５４００）に準じて行った。

【００２７】その結果、実施の形態１の基板ではＡｌ合
金反射膜１８にピンホールは発生していなかったが、比
較例１ではＡｌ合金反射膜１８にピンホールが生じてい
た。また、Ａｌ合金反射膜１８の密着性評価の結果は、
実施の形態１と比較例１のどちらも１００／１００で剥
離が発生せず良好な結果が得られた。

【００２８】また、本実施の形態１の液晶セルと、比較
例１の液晶セルについてＡｌ合金射膜１８のピンホール
の有無について比較評価した。その結果、実施の形態１
の液晶セルでは、ピンホールは発生していなかったが、
比較例１では、Ａｌ合金反射膜１８にピンホールが生じ
ていた。

【００２９】したがって、窒化珪素膜２１を樹脂凹凸膜
２０と酸化珪素膜２２の間に形成することにより、反射
膜との良好な密着性と、樹脂凹凸膜中の水分の浸透抑制
のバリア効果が得られ、品質が安定することがわかっ
た。

【００３０】（実施の形態２）図２は実施の形態２にお
ける反射型液晶表示素子用の液晶セルの断面図を示す。
実施の形態２の液晶セルの構造および製造法は、基本的
には図１に示した構造および製造法と同様であるが、図
１の樹脂凹凸膜２０上に酸化珪素膜２２が形成されてお
り、その上に窒化珪素膜２１が、その上にＡｌ合金反射
膜１８が形成されている。

【００３１】そして、本実施の形態２と比較例１につい
て、反射膜の密着性とピンホールの有無を評価した。評
価は実施の形態２と比較例１それぞれのＡｌ合金反射膜
１８形成までを行った下側基板１９を２５０℃で１時間
の熱処理して行った。Ａｌ合金反射膜１８の密着性につ
いては基盤目テープ法に準じて行った。

【００３２】その結果、実施の形態２の基板ではＡｌ合
金反射膜１８にピンホールは発生していなかったが、比
較例１ではＡｌ合金反射膜１８にピンホールが生じてい
た。また、Ａｌ合金反射膜１８の密着性評価の結果は、
実施の形態２と比較例１のどちらも１００／１００で剥
離が発生せず良好な結果がでた。

【００３３】また、本実施の形態２の液晶セルと、比較
例１の液晶セルについてＡｌ合金反射膜１８のピンホー
ルの有無について比較評価した。その結果、実施の形態
２の液晶セルでは、ピンホールは発生していなかった
が、比較例１では、Ａｌ合金反射膜１８にピンホールが
生じていた。

【００３４】したがって、酸化珪素膜２２を樹脂凹凸膜
２０と窒化珪素２１膜の間に形成することにより、反射
膜との良好な密着性と、樹脂凹凸膜中の水分の浸透抑制
のバリア効果が得られ、品質が安定することがわかっ
た。

【００３５】なお、前記各実施の形態において、反射膜
としてＡｌ合金反射膜１８を用いたが、これに限ること
なく、例えばＡｇを構成要素として含む反射膜などを用
いても同様の効果を得ることができる。

【００３６】なお、前記各実施の形態において、酸化珪
素膜形成にスパッタリング法を用いたが、これに限るこ
となく、蒸着法、レーザー照射成膜法、塗工成膜法、ま
たその他の成膜法を用いても同様の薄膜形成が可能であ
る。

【００３７】なお、前記各実施の形態において、カラー
フィルタを使用したが、本発明の反射型液晶表示素子
は、カラーフィルタ種類、有無に関わるものではない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
分に対してバリア効果の大きい窒化珪素膜と密着効果の
大きい酸化珪素膜が基板と反射膜の間に形成されている
ことにより、反射膜の密着性と品質を安定化させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶表示素子の例の構成を示す
断面図

【図２】本発明の反射型液晶表示素子の例の構成を示す
断面図

【図３】従来の反射型液晶表示素子の例の構成を示す断
面図

【符号の説明】

１４ 上側透明基板 １５ 透明電極 １６ 液晶 １７ カラーフィルタ １０ 樹脂平坦化膜 １８ Ａｌ合金反射膜 １９ 下側基板 ２０ 樹脂凹凸膜 ２１ 窒化珪素膜 ２２ 酸化珪素膜 １１４ 上側透明基板 １１５ 透明電極 １１６ 液晶 １１７ カラーフィルタ １１０ 樹脂平坦化膜 １１８ Ａｌ合金反射膜 １１９ 下側基板 １２０ 樹脂凹凸膜 １２２ 酸化珪素膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 晋吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 畑中 孝之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 水野 宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA14Y FA41X FB03 FB04 FC01 FC02 FC22 FC23 FC26 GA01 GA06 GA08 HA10 LA30 2H092 HA05 HA23 HA26 HA27 MA01 MA02 MA04 MA05 MA13 MA17 MA22 MA29 NA25 NA26 PA01 PA02 PA03 PA04 PA08 PA12 PA13 QA10

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極パターンが上側透明基板に形成
   された、薄膜能動素子を有しない第１基板と、透明電極
   パターンと反射膜とが下側基板に形成された、薄膜能動
   素子を有しない第２基板と、前記第１基板と前記第２基
   板との間に液晶を封入してなる反射型液晶表示素子であ
   って、前記第２基板の下側基板上に樹脂凹凸膜を有し、
   前記樹脂凹凸膜と前記反射膜の間に、少なくとも窒化珪
   素膜と無機膜とが形成されていることを特徴とする反射
   型液晶表示素子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の反射型液晶表示素子で
   あって、前記第２基板の下側基板と前記反射膜との間
   に、前記下側基板側から順に、樹脂凹凸膜と、無機膜
   と、窒化珪素膜とが形成されていることを特徴とする反
   射型液晶表示素子。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の反射型液晶表示素子で
   あって、前記第２基板の下側基板と前記反射膜との間
   に、前記下側基板側から順に、樹脂凹凸膜と、窒化珪素
   膜と、無機膜とが形成されていることを特徴とする反射
   型液晶表示素子。
4. 【請求項４】 前記無機膜は酸化珪素膜であることを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射型液晶
   表示素子。
5. 【請求項５】 前記反射膜はアルミニウム（Ａｌ）また
   は銀（Ａｇ）を構成要素として含む反射膜であることを
   特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射型液
   晶表示素子。
6. 【請求項６】 前記樹脂凹凸膜はアクリル系樹脂を含む
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反
   射型液晶表示素子。
7. 【請求項７】 薄膜能動素子を有しない第１基板に透明
   電極パターンを形成する工程と、薄膜能動素子を有しな
   い第２基板に反射膜と透明電極パターンとを形成する工
   程と、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を封入
   する工程とを有する反射型液晶表示素子の製造方法であ
   って、前記第２基板の下側基板上に樹脂凹凸膜を形成す
   る工程と、前記樹脂凹凸膜と反射膜の間に、少なくとも
   窒化珪素膜と無機膜とを形成する工程とを有することを
   特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の反射型液晶表示素子の
   製造方法であって、前記第２基板の下側基板と前記反射
   膜との間に、前記下側基板側から順に、樹脂凹凸膜と、
   無機膜と、窒化珪素膜とを形成する工程を有することを
   特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の反射型液晶表示素子の
   製造方法であって、前記第２基板の基板と前記反射膜と
   の間に、前記下側基板側から順に、樹脂凹凸膜、窒化珪
   素膜、無機膜を形成する工程を有することを特徴とする
   反射型液晶表示素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記無機膜は酸化珪素膜で形成するこ
    とを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の反射
    型液晶表示素子の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記樹脂凹凸膜はアクリル系樹脂を含
    む樹脂で形成することを特徴とする請求項６から８のい
    ずれかに記載の反射型液晶表示素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記反射膜はＡｌまたはＡｇを構成要
    素として含む反射膜で形成することを特徴とする請求項
    ６から８のいずれかに記載の反射型液晶表示素子の製造
    方法。