JP2006023721A - Reflection type display device and method for producing same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an aperture ratio and utilizing efficiency of light while maintaining the alignment stability of a liquid crystal. <P>SOLUTION: A reflection-type display device 200 includes: an active switch layer 201s including a plurality of switching elements 201t; a plurality of pixel electrodes 207 each connected to a corresponding one of the plurality of switching elements 201t; a reflective layer 205 formed between the active switch layer 201s and the plurality of pixel electrodes 207; and a modulation layer 213 provided at a side of the pixel electrodes 207 facing a viewer and capable of being switched between a first state and a second state of respectively different optical characteristics. The reflective layer 205 is connected to neither the plurality of switching elements 201t nor the plurality of pixel electrodes 207. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、反射型表示装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a reflective display device and a method for manufacturing the same.

周囲光を光源として利用することによって表示を行う反射型の液晶表示装置が知られている。反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置とは異なりバックライトを必要としないため、軽量薄型化が要求される様々な機器に好適に用いられる。特にアクティブマトリクス駆動の反射型液晶表示装置は、画素毎にスイッチング素子を備えているため高精細で高品位の表示が可能である。   A reflection type liquid crystal display device that performs display by using ambient light as a light source is known. Unlike a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device does not require a backlight, and thus is suitably used for various devices that are required to be lightweight and thin. In particular, an active matrix driven reflective liquid crystal display device is provided with a switching element for each pixel, so that high-definition and high-quality display is possible.

反射型液晶表示装置の表示性能をさらに向上させるために、周囲光を反射させる反射層として再帰性反射板を備えた再帰性反射型液晶表示装置が提案されている。「再帰性反射板」は、入射された光を複数の反射面で反射することによって入射方向にかかわらず光を元の方向に反射させる素子であり、例えば微細な単位構造を2次元的に配列した構造を有している。   In order to further improve the display performance of the reflective liquid crystal display device, a retroreflective liquid crystal display device having a retroreflective plate as a reflective layer for reflecting ambient light has been proposed. A “reflexive reflector” is an element that reflects incident light on a plurality of reflecting surfaces to reflect the light in the original direction regardless of the incident direction. For example, a fine unit structure is arranged two-dimensionally. It has the structure.

再帰性反射型液晶表示装置は偏光板を必要としないため、偏光板を使用することによる光の利用効率の低下を抑え、より明るい表示を行うことができる。また、表示のコントラスト比を向上できる可能性があるため期待されている。   Since the retroreflective liquid crystal display device does not require a polarizing plate, it is possible to suppress a decrease in light use efficiency due to the use of the polarizing plate and to perform brighter display. In addition, it is expected because the contrast ratio of the display can be improved.

以下、図面を参照しながら、アクティブマトリクス駆動の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明する。図1(a)は再帰性反射型液晶表示装置の断面模式図であり、図1(b)は図1(a)の表示装置における反射電極の平面形状を示す図である。図1(a)および(b)に示すような構成は、例えば本願と同一の出願人による特許文献1に開示されている。   Hereinafter, the configuration of a retroreflective liquid crystal display device driven by an active matrix will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a retroreflective liquid crystal display device, and FIG. 1B is a diagram illustrating a planar shape of a reflective electrode in the display device of FIG. A configuration as shown in FIGS. 1A and 1B is disclosed, for example, in Patent Document 1 by the same applicant as the present application.

図1(a)に示すように、カラーフィルタ119、透明対向電極111および配向膜112が設けられた前面基板110と、前面基板110に対向するように配置された背面基板109と、これらの基板110、109の間に設けられた液晶層113とを備えている。背面基板109は、複数のスイッチング素子(TFT)を有するTFT基板101、TFT基板101の上に設けられ、再帰反射性を示す表面形状を有する絶縁層102、複数の反射電極105および配向層118を有している。反射電極105は、絶縁層102の上に形成され、絶縁層102の表面形状を反映した凹凸を有している。複数の反射電極105は、図1(b)に示すように、画像表示の一単位となる画素毎に、互いに離間して配置されている。各反射電極105は、絶縁層102に形成されたコンタクトホール104を介して、TFT基板101における対応するスイッチング素子のドレイン電極103と接続されている。配向層118は、絶縁層102および反射電極105の上に形成されており、絶縁層102の表面形状を反映した凹凸を有している。また、液晶層113は、例えば、対向電極111と反射電極105との間に印加する電圧を変化させることによって、光を透過する透過状態と光を散乱(前方散乱)する散乱状態との間でスイッチングできる散乱型液晶である。   As shown in FIG. 1A, a front substrate 110 provided with a color filter 119, a transparent counter electrode 111 and an alignment film 112, a back substrate 109 disposed so as to face the front substrate 110, and these substrates And a liquid crystal layer 113 provided between 110 and 109. The back substrate 109 includes a TFT substrate 101 having a plurality of switching elements (TFTs), an insulating layer 102 having a surface shape showing retroreflectivity, a plurality of reflective electrodes 105 and an alignment layer 118 provided on the TFT substrate 101. Have. The reflective electrode 105 is formed on the insulating layer 102 and has irregularities reflecting the surface shape of the insulating layer 102. As shown in FIG. 1B, the plurality of reflective electrodes 105 are arranged apart from each other for each pixel that is a unit of image display. Each reflective electrode 105 is connected to the drain electrode 103 of the corresponding switching element in the TFT substrate 101 through a contact hole 104 formed in the insulating layer 102. The alignment layer 118 is formed on the insulating layer 102 and the reflective electrode 105 and has irregularities reflecting the surface shape of the insulating layer 102. In addition, the liquid crystal layer 113 changes, for example, between a transmission state that transmits light and a scattering state that scatters light (forward scattering) by changing a voltage applied between the counter electrode 111 and the reflection electrode 105. It is a scattering type liquid crystal that can be switched.

このような構成の表示装置では、複数の反射電極105は、画素電極としての機能および再帰性反射層としての機能を発揮する。以下、この表示装置の動作を説明する。   In the display device having such a configuration, the plurality of reflective electrodes 105 exhibit a function as a pixel electrode and a function as a retroreflective layer. Hereinafter, the operation of this display device will be described.

液晶層113が透過状態に制御されていると、表示装置外部の光源や周囲からの光は、前面基板110および液晶層113を通過した後、反射電極105によって光が入射した方向に反射される。このとき、表示装置から観察者に届く像は観察者自身の目であるため、「黒」表示状態が得られる。   When the liquid crystal layer 113 is controlled to be in a transmissive state, light from the light source outside the display device and surrounding light passes through the front substrate 110 and the liquid crystal layer 113 and is then reflected by the reflective electrode 105 in the direction in which the light is incident. . At this time, since the image reaching the observer from the display device is the eyes of the observer himself, a “black” display state is obtained.

他方、液晶層113が散乱状態に制御されていると、光源や周囲からの光は前面基板110を通過した後、液晶層113で散乱される。液晶層113が前方散乱型液晶層の場合、散乱された光は反射層105で反射し、さらに散乱状態の液晶層113を経て観察方向に出射する。液晶層113による散乱によって反射層105の再帰性が崩されるため、入射した光は入射方向には戻らない。従って、「白」表示状態が得られる。   On the other hand, when the liquid crystal layer 113 is controlled to be in a scattering state, light from the light source and the surroundings passes through the front substrate 110 and is then scattered by the liquid crystal layer 113. In the case where the liquid crystal layer 113 is a forward scattering liquid crystal layer, the scattered light is reflected by the reflective layer 105 and further emitted in the observation direction through the liquid crystal layer 113 in a scattered state. Since the reflexivity of the reflective layer 105 is lost due to scattering by the liquid crystal layer 113, the incident light does not return to the incident direction. Therefore, a “white” display state is obtained.

上述した再帰性反射型表示装置には、次のような問題がある。   The retroreflective display device described above has the following problems.

第1に、図1(b)に示すような平面形状の反射電極105は、典型的には、凹凸形状を有する金属膜をパターニングすることによって形成されるが、凹凸形状を有する金属膜に対して高精度にパターニングを行うことは困難である。特に複雑な表面形状を有する金属膜、例えば凹凸形状としてコーナーキューブアレイが形成された金属膜を用いる場合、金属膜は、コーナーキューブのサイズや配列パターンに依存してエッチングされやすいため、設計通りに反射電極105を形成することは難しい。従って、隣接する反射電極105の間隔を小さく抑えることができず、開口率が低下するという問題がある。さらに、反射電極105のギャップに入射した光は反射されないため、光の利用効率も低くなる。これに対し、本出願人は特許文献1で、コーナーキューブの配列パターンと整合するように反射電極105のパターニングを行い、隣接する反射電極10の間隔を低減することを提案しているが、個々のコーナーキューブのサイズがより微細化されると、この方法を適用することが困難になる。また、反射電極105の設計の自由度が制限されてしまう。   First, the planar reflective electrode 105 as shown in FIG. 1B is typically formed by patterning a metal film having a concavo-convex shape. Therefore, it is difficult to perform patterning with high accuracy. In particular, when using a metal film having a complicated surface shape, for example, a metal film with a corner cube array formed as an uneven shape, the metal film is easily etched depending on the size and arrangement pattern of the corner cube, so as designed. It is difficult to form the reflective electrode 105. Accordingly, there is a problem that the interval between the adjacent reflective electrodes 105 cannot be kept small, and the aperture ratio is lowered. Furthermore, since the light incident on the gap of the reflective electrode 105 is not reflected, the light utilization efficiency is also lowered. On the other hand, although the present applicant has proposed in Patent Document 1 that the reflective electrode 105 is patterned so as to match the arrangement pattern of the corner cubes, the interval between the adjacent reflective electrodes 10 is reduced. As the size of the corner cube becomes smaller, it becomes difficult to apply this method. In addition, the degree of freedom in designing the reflective electrode 105 is limited.

第2に、背面基板109の配向膜118の表面プロファイルは凹凸形状を有しており、液晶層113を安定して配向させることが困難である。また、配向膜118の表面の凹部と凸部とのレベル差が大きいときには、液晶層113の厚さのばらつきが表示特性に影響を与えるおそれもある。   Second, the surface profile of the alignment film 118 of the back substrate 109 has an uneven shape, and it is difficult to stably align the liquid crystal layer 113. Further, when the level difference between the concave and convex portions on the surface of the alignment film 118 is large, the variation in the thickness of the liquid crystal layer 113 may affect the display characteristics.

上記では再帰性反射型液晶表示装置を例示して説明したが、反射層として拡散反射特性を有する反射板を備えた反射型液晶表示装置も、図1の構成と同様に反射層と画素電極とを兼ねた反射電極を備えており、上述した問題と同様の問題を有している。   In the above description, the retroreflective liquid crystal display device has been described as an example. However, the reflective liquid crystal display device including a reflective plate having a diffuse reflection characteristic as the reflective layer is also similar to the configuration of FIG. And has the same problems as those described above.

そのような拡散反射型液晶表示装置の構成は、例えば特許文献2に開示されている。特許文献2の構成では、表面に凹凸を有する反射電極と液晶層との間に屈折率の大きい絶縁膜が形成されている。従って、反射電極の凹凸形状は絶縁膜によってある程度平坦化されるため、上述した第2の問題は改善できると考えられる。しかしながら、代わりに、反射電極と液晶層との間に形成された絶縁膜によって電圧降下が生じるため、高い駆動電圧が必要となる。
特開第2003−195788号公報 特許第3166377号明細書
The configuration of such a diffuse reflection type liquid crystal display device is disclosed in Patent Document 2, for example. In the configuration of Patent Document 2, an insulating film having a large refractive index is formed between the reflective electrode having an uneven surface and the liquid crystal layer. Therefore, since the uneven shape of the reflective electrode is flattened to some extent by the insulating film, it is considered that the second problem described above can be improved. However, instead, a voltage drop is caused by the insulating film formed between the reflective electrode and the liquid crystal layer, so that a high driving voltage is required.
JP 2003-195788 A Japanese Patent No. 3166377

上述したように、従来の反射型液晶表示装置では、表面に凹凸を有する金属膜のパターニングを行って、画素毎に互いに離間された反射電極を形成する必要がある。しかしながら、そのような金属膜のパターニングを高精度で行うことは困難である。また、凹凸を利用してパターニングを行う場合には、反射電極の設計の自由度が低いという問題がある。従って、反射電極間の幅を小さく抑えて、開口率や光の利用効率をさらに高めることは困難である。さらに、凹凸を有する表面上に液晶層が形成されるため、液晶層の配向を安定して制御できないという問題もある。   As described above, in a conventional reflective liquid crystal display device, it is necessary to pattern a metal film having irregularities on the surface to form reflective electrodes spaced apart from each other for each pixel. However, it is difficult to pattern such a metal film with high accuracy. Further, when patterning is performed using unevenness, there is a problem that the degree of freedom in designing the reflective electrode is low. Therefore, it is difficult to further increase the aperture ratio and the light utilization efficiency by keeping the width between the reflective electrodes small. Furthermore, since the liquid crystal layer is formed on the surface having irregularities, there is a problem that the alignment of the liquid crystal layer cannot be stably controlled.

本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、反射型液晶表示装置において、液晶の配向安定性を保ちつつ、開口率および光の利用効率を改善することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its main object is to improve the aperture ratio and the light utilization efficiency while maintaining the alignment stability of the liquid crystal in the reflective liquid crystal display device.

本発明の反射型表示装置は、複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層と、それぞれが対応するスイッチング素子に接続された複数の画素電極と、前記アクティブスイッチ層と前記複数の画素電極との間に形成された反射層と、前記画素電極の観察者側に設けられ、光学特性の異なる第1状態と第2状態との間で切り替えられ得る変調層とを備え、前記反射層は、前記複数のスイッチング素子および前記複数の画素電極と接続されていない。   The reflective display device of the present invention includes an active switch layer including a plurality of switching elements, a plurality of pixel electrodes each connected to a corresponding switching element, and between the active switch layer and the plurality of pixel electrodes. A reflection layer formed on the viewer side of the pixel electrode, and a modulation layer that can be switched between a first state and a second state having different optical characteristics, and the reflection layer includes the plurality of reflection layers. The switching element and the plurality of pixel electrodes are not connected.

隣接する画素電極のギャップの下に前記反射層が存在していることが好ましい。   It is preferable that the reflective layer exists under a gap between adjacent pixel electrodes.

前記反射層は画素単位で分離されていないことが好ましい。   The reflective layer is preferably not separated in pixel units.

ある好ましい実施形態において、前記反射層は複数の開口部を有しており、前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とは、前記反射層の対応する開口部を介して接続されている。   In a preferred embodiment, the reflective layer has a plurality of openings, and the plurality of pixel electrodes and the corresponding switching elements are connected via the corresponding openings of the reflective layer.

ある好ましい実施形態において、前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とを接続する複数のコンタクト部を備え、前記複数のコンタクト部は前記反射層の対応する開口部を介して設けられており、前記コンタクト部の径は前記開口部の径よりも小さい。   In a preferred embodiment, the device includes a plurality of contact portions that connect the plurality of pixel electrodes and the corresponding switching elements, and the plurality of contact portions are provided through corresponding openings of the reflective layer, The diameter of the contact portion is smaller than the diameter of the opening.

ある好ましい実施形態において、前記反射層は再帰反射特性を有する。   In a preferred embodiment, the reflective layer has retroreflective properties.

前記反射層は、複数の単位構造が2次元的に配列された構造を有しており、隣接する画素電極のギャップは、前記反射層の単位構造と整合していなくてもよい。   The reflective layer has a structure in which a plurality of unit structures are two-dimensionally arranged, and a gap between adjacent pixel electrodes may not be aligned with the unit structure of the reflective layer.

前記画素電極は略長方形の平面形状を有し、前記画素電極の短辺方向における配列ピッチをPpix(S)、前記画素電極の長辺方向における配列ピッチをPpix(L)とし、前記キュービックコーナーキューブのピッチをPccとすると、((√3)/6×Ppix(L)×Pcc+Ppix(S)×Pcc/2)/(Ppix(L)×Ppix(S))>0.005を満足することが好ましく、より好ましくは、((√3)/6×Ppix(L)×Pcc+Ppix(S)×Pcc/2)/(Ppix(L)×Ppix(S))>0.01を満足する。 The pixel electrode has a substantially rectangular planar shape, and the arrangement pitch in the short side direction of the pixel electrode is P pix (S) , and the arrangement pitch in the long side direction of the pixel electrode is P pix (L). If the pitch of the corner cube is P cc , ((√3) / 6 × P pix (L) × P cc + P pix (S) × P cc / 2) / (P pix (L) × P pix (S) )> 0.005, and more preferably ((√3) / 6 × P pix (L) × P cc + P pix (S) × P cc / 2) / (P pix (L) XPpix (S) )> 0.01 is satisfied.

前記画素電極のピッチをPpixとし、前記コーナーキューブのピッチをPccとすると、
((√3)+3)/6×Pcc/Ppix>0.005を満足することが好ましく、より好ま
しくは((√3)+3)/6×Pcc/Ppix>0.01を満足する。
When the pixel electrode pitch is P pix and the corner cube pitch is P cc ,
It is preferable that ((√3) +3) / 6 × P cc / P pix > 0.005 is satisfied, more preferably ((√3) +3) / 6 × P cc / P pix > 0.01 is satisfied. To do.

ある好ましい実施形態において、前記変調層は光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る。   In a preferred embodiment, the modulation layer can be switched between a light scattering state and a light transmission state.

本発明の反射型表示装置の製造方法は、複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層が形成された基板を用意する工程と、前記アクティブスイッチ層の上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に複数の開口部を有する反射層を形成する工程と、前記反射層の上に平坦化樹脂層を形成する工程と、前記平坦化樹脂層の上に、それぞれが対応するスイッチング素子と接続されている複数の画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上に、光学特性の異なる第1状態と第2状態との間で切り替えられ得る変調層を設ける工程とを包含し、各画素電極は、前記反射層の前記開口部を介して前記スイッチング素子と接続されている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a reflective display device manufacturing method including a step of preparing a substrate on which an active switch layer including a plurality of switching elements is formed, a step of forming an insulating layer on the active switch layer, and the insulating layer. A step of forming a reflective layer having a plurality of openings thereon, a step of forming a planarizing resin layer on the reflective layer, and a switching element connected to each of the planarizing resin layer Forming a plurality of pixel electrodes, and providing a modulation layer on the pixel electrode that can be switched between a first state and a second state having different optical characteristics. The electrode is connected to the switching element through the opening of the reflective layer.

本発明によれば、反射層と画素電極とが別個に設けられるため、反射層を画素毎に離間させる必要がない。従って、反射層の面積を大きくできるので、光の利用効率を向上できる。また、反射層の凹凸形状にかかわらず画素電極のパターニングを行うことができるので、画素電極間のギャップを小さくすることにより、開口率を改善できる。従って、明るくかつコントラスト比の高い表示を実現できる。   According to the present invention, since the reflective layer and the pixel electrode are provided separately, it is not necessary to separate the reflective layer for each pixel. Therefore, since the area of the reflective layer can be increased, the light utilization efficiency can be improved. Further, since the pixel electrode can be patterned regardless of the uneven shape of the reflective layer, the aperture ratio can be improved by reducing the gap between the pixel electrodes. Therefore, a bright display with a high contrast ratio can be realized.

さらに、反射層の凹凸形状が平坦化されるため、液晶の配向を安定して制御できる。このとき、平坦化するための層(平坦化層)は、液晶層と画素電極との間に形成されないので、平坦化層を設けることによる電圧降下の問題が生じない。   Furthermore, since the uneven shape of the reflective layer is flattened, the orientation of the liquid crystal can be controlled stably. At this time, since a layer for planarization (a planarization layer) is not formed between the liquid crystal layer and the pixel electrode, a problem of a voltage drop due to the provision of the planarization layer does not occur.

本発明は、再帰性反射特性を有する反射層を備えた再帰性反射型液晶表示装置に適用すると、特に有利である。   The present invention is particularly advantageous when applied to a retroreflective liquid crystal display device including a reflective layer having retroreflective properties.

本発明による反射型液晶表示装置は、スイッチング素子を含むアクティブスイッチ層と画素電極との間に、画素電極やスイッチング素子と接続されていない反射層を備えることを特徴としている。すなわち、周囲光や外部光源からの光を表示に利用するための反射層と、液晶層に電圧を印加するための画素電極とが独立して設けられている。   The reflective liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that a reflective layer not connected to the pixel electrode or the switching element is provided between the active switch layer including the switching element and the pixel electrode. That is, a reflective layer for using ambient light or light from an external light source for display and a pixel electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer are provided independently.

以下、図2(a)〜(c)を参照しながら、本発明による反射型液晶表示装置の構成を、再帰性反射型液晶表示装置を例に説明する。図2(a)は、反射型表示装置200の平面図であり、図2(b)および(c)は、それぞれ、図2(a)の平面図における2b−2b’断面図および2c−2c’断面図である。   Hereinafter, the configuration of a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to a retroreflective liquid crystal display device as an example, with reference to FIGS. 2A is a plan view of the reflective display device 200, and FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views 2b-2b ′ and 2c-2c in the plan view of FIG. 2A, respectively. 'Cross section.

反射型表示装置200は、カラーフィルタ219、透明対向電極211および配向膜212が設けられた前面基板210と、前面基板210と対向する背面基板209と、これらの基板210、209の間に設けられた液晶層213とを備えている。背面基板209は、複数のスイッチング素子201tを含むアクティブスイッチ層201sを有する基板201を有している。基板201の上には、再帰反射性を示す形状を有する絶縁層202、絶縁層202の上に形成された反射層205、平坦化樹脂層206、複数の透明画素電極207、および配向層218がこの順で形成されている。配向層218の表面は液晶層213と接している。基板201は、例えば、複数の薄膜トランジスタ201tを含むアクティブスイッチ層201sを備えたTFT基板である。反射層205は、絶縁層202の表面形状を反映した凹凸を有している。この凹凸は、平坦化樹脂層206によって平坦化されるため、画素電極207および配向層218は略平坦な表面を有している。また、絶縁層202および平坦化樹脂層206には複数のコンタクトホール204が形成されている。各画素電極207は、それぞれ、コンタクトホール204を介して対応するスイッチング素子201tのドレイン電極203と接続されている。   The reflective display device 200 is provided between a front substrate 210 provided with a color filter 219, a transparent counter electrode 211 and an alignment film 212, a rear substrate 209 facing the front substrate 210, and the substrates 210 and 209. And a liquid crystal layer 213. The back substrate 209 includes a substrate 201 having an active switch layer 201s including a plurality of switching elements 201t. On the substrate 201, there are an insulating layer 202 having a shape showing retroreflectivity, a reflective layer 205 formed on the insulating layer 202, a planarizing resin layer 206, a plurality of transparent pixel electrodes 207, and an alignment layer 218. They are formed in this order. The surface of the alignment layer 218 is in contact with the liquid crystal layer 213. The substrate 201 is, for example, a TFT substrate including an active switch layer 201s including a plurality of thin film transistors 201t. The reflective layer 205 has irregularities that reflect the surface shape of the insulating layer 202. Since the unevenness is flattened by the flattening resin layer 206, the pixel electrode 207 and the alignment layer 218 have substantially flat surfaces. A plurality of contact holes 204 are formed in the insulating layer 202 and the planarizing resin layer 206. Each pixel electrode 207 is connected to the drain electrode 203 of the corresponding switching element 201t through the contact hole 204.

反射層205は、図2(a)に示すように、従来の反射型表示装置(図1)における反射電極105と異なり、画素毎に分離されていない。また、反射層205は、TFT基板201における表示領域に亘って形成され、コンタクトホール204と対応する開口部220を有している。また、各開口部220の径は対応するコンタクトホール204の径よりも大きいので、反射層205はスイッチング素子や画素電極207と絶縁されている。   As shown in FIG. 2A, the reflective layer 205 is not separated for each pixel unlike the reflective electrode 105 in the conventional reflective display device (FIG. 1). The reflective layer 205 is formed over the display area of the TFT substrate 201 and has an opening 220 corresponding to the contact hole 204. In addition, since the diameter of each opening 220 is larger than the diameter of the corresponding contact hole 204, the reflective layer 205 is insulated from the switching element and the pixel electrode 207.

液晶層213は、光学特性の異なる第1状態と第2状態との間で切り替えられ得る変調層であればよい。例えば、光を散乱する状態と光を透過する状態との間でスイッチング可能な散乱型液晶層であってもよいし、リタデーションの異なる2以上の状態をとり得る電界制御複屈折モード(ECBモード)の液晶層であってもよい。また、液晶層の旋光性を利用するTN型液晶層などであってもよい。   The liquid crystal layer 213 may be a modulation layer that can be switched between the first state and the second state having different optical characteristics. For example, it may be a scattering type liquid crystal layer that can be switched between a light scattering state and a light transmitting state, or an electric field control birefringence mode (ECB mode) that can take two or more states having different retardations. It may be a liquid crystal layer. Further, it may be a TN liquid crystal layer that utilizes the optical rotation of the liquid crystal layer.

反射型表示装置200は、図示しないが、TFT基板201の薄膜トランジスタ201tを選択的に駆動するためのゲートドライブ回路、画素電極207に信号を与えるソースドライバ回路などをさらに備えている。ゲートドライブ回路は、ゲートラインを介して、薄膜トランジスタ201tのゲート電極と接続されている。ソースドライブ回路は、ソースラインおよび薄膜トランジスタ201tを介して、画素電極207と接続されている。   Although not shown, the reflective display device 200 further includes a gate drive circuit for selectively driving the thin film transistor 201t of the TFT substrate 201, a source driver circuit for supplying a signal to the pixel electrode 207, and the like. The gate drive circuit is connected to the gate electrode of the thin film transistor 201t through a gate line. The source drive circuit is connected to the pixel electrode 207 through the source line and the thin film transistor 201t.

なお、本発明の反射型液晶表示装置は、再帰性反射型液晶表示装置に限定されない。反射層205として、散乱反射(拡散反射ともいう)特性を有する反射層を用いた拡散反射型液晶表示装置であってもよい。   The reflective liquid crystal display device of the present invention is not limited to a retroreflective liquid crystal display device. The reflective layer 205 may be a diffuse reflection type liquid crystal display device using a reflective layer having scattering reflection (also referred to as diffuse reflection) characteristics.

反射型表示装置200は、図1を参照しながら説明した従来の反射型表示装置と比べて、以下のようなメリットを有する。   The reflective display device 200 has the following advantages over the conventional reflective display device described with reference to FIG.

従来の反射型表示装置では、反射電極105は、光を再帰反射または拡散反射させる機能と、液晶層に電圧を印加する機能(画素電極としての機能)とを併せ持っている。光を再帰反射または拡散反射させるためには、反射電極105は表面に凹凸を有する必要がある。一方、画素電極として機能するためには、反射電極105は、画素毎に互いに離間されていなければならならず、そのような反射電極105は、Agなどからなる反射金属層のパターニングを行うことにより形成される。しかしながら、表面に凹凸を有する反射金属層に対して、高精度なパターニングを行うことは困難である。   In the conventional reflective display device, the reflective electrode 105 has a function of retroreflecting or diffusely reflecting light and a function of applying a voltage to the liquid crystal layer (function as a pixel electrode). In order to retroreflect or diffusely reflect light, the reflective electrode 105 needs to have irregularities on the surface. On the other hand, in order to function as a pixel electrode, the reflective electrodes 105 must be separated from each other for each pixel, and such a reflective electrode 105 is formed by patterning a reflective metal layer made of Ag or the like. It is formed. However, it is difficult to perform highly accurate patterning on the reflective metal layer having irregularities on the surface.

特に、コーナーキューブなどの単位構造が配列された複雑な再帰性反射形状を有する反射金属層を用いる場合、反射金属層のパターニングを単位構造の境界線に沿って行うと、隣接する反射電極105の間隔が比較的大きくなり、開口率が低下したり、有効反射領域が減少するという問題がある。本明細書では、「開口率」は、表示エリア全体に対する表示に寄与する面積の割合、すなわち表示エリア面積に対する画素電極面積の割合をいい、「有効反射領域」は、表示エリアにおける反射面が形成された領域をいう。しかしながら、隣接する反射電極105の間隔が十分小さくなるように、反射金属層の表面形状に無関係に反射金属層のパターニングを行うことは極めて困難である。また、たとえそのようなパターニングを実現できても、反射電極105の周縁部(パターンエッジ近傍)では、各単位構造(例えばコーナーキューブ)を構成する面のうちの一部が除去されるので、十分な再帰反射特性が得られない。   In particular, when a reflective metal layer having a complicated retroreflective shape in which unit structures such as corner cubes are arranged is used, if the patterning of the reflective metal layer is performed along the boundary line of the unit structure, the adjacent reflective electrode 105 There is a problem that the distance is relatively large, the aperture ratio is reduced, and the effective reflection area is reduced. In this specification, “aperture ratio” refers to the ratio of the area that contributes to display with respect to the entire display area, that is, the ratio of the pixel electrode area to the display area area, and the “effective reflection region” is formed by a reflective surface in the display area. Refers to the area that was created. However, it is extremely difficult to pattern the reflective metal layer regardless of the surface shape of the reflective metal layer so that the interval between the adjacent reflective electrodes 105 is sufficiently small. Even if such patterning can be realized, a part of the surface constituting each unit structure (for example, a corner cube) is removed at the peripheral portion of the reflective electrode 105 (near the pattern edge). Retroreflective characteristics cannot be obtained.

これに対し、反射型表示装置200によると、反射層205のパターニングを行う必要がないので、上述したような問題は生じない。反射層205は基板201の表面に亘って連続的に形成されているため、画素電極207のパターンエッジにおいても十分な反射機能を有する。また、画素電極207は、平坦化樹脂層206の上に形成されたITO膜などの導電膜をパターニングすることにより形成できる。このような導電膜のパターニングは、反射層205の凹凸による制約を受けずに自由に行うことができる。その上、この導電膜は略平坦な表面形状を有しており、導電膜に対して高精度なパターニングを比較的容易に行うことができるので、隣接する画素電極207の間隔を十分小さく抑えることができる。さらに、反射層205の表面における凹凸が平坦化されているので、配向層218によって、液晶層213の液晶を良好に配向できる。   On the other hand, according to the reflective display device 200, since the reflective layer 205 does not need to be patterned, the above-described problem does not occur. Since the reflective layer 205 is continuously formed over the surface of the substrate 201, it has a sufficient reflective function even at the pattern edge of the pixel electrode 207. The pixel electrode 207 can be formed by patterning a conductive film such as an ITO film formed on the planarizing resin layer 206. Such patterning of the conductive film can be freely performed without being restricted by the unevenness of the reflective layer 205. In addition, since the conductive film has a substantially flat surface shape, high-accuracy patterning can be relatively easily performed on the conductive film, so that the interval between the adjacent pixel electrodes 207 is sufficiently small. Can do. Further, since the unevenness on the surface of the reflective layer 205 is flattened, the liquid crystal of the liquid crystal layer 213 can be favorably aligned by the alignment layer 218.

なお、隣接する画素電極207の間隔は1μm以上であることが好ましい。1μm以上であれば、画素電極207の間で十分な絶縁性を確保できる。また、隣接する画素電極207の間隔の上限値は画素電極207のピッチPpixによっても異なるが、例えば30μm以下であれば、十分大きい開口率を確保できる。 Note that the interval between adjacent pixel electrodes 207 is preferably 1 μm or more. When the thickness is 1 μm or more, sufficient insulation can be secured between the pixel electrodes 207. Further, although the upper limit value of the interval between the adjacent pixel electrodes 207 varies depending on the pitch P pix of the pixel electrodes 207, for example, if it is 30 μm or less, a sufficiently large aperture ratio can be secured.

また、開口部220の径はコンタクトホール204の径よりも大きければよいが、好ましくは、十分な有効反射領域(反射層205の面積)を確保できる程度に小さく、表示装置の解像度にもよるが例えば30μm以下である。一方、コンタクトホール204の径は、好ましくは、コンタクトホール204の内部に設けられた導電材料からなるコンタクト部と確実に絶縁できる程度に大きく、例えば1μm以上である。   The diameter of the opening 220 may be larger than the diameter of the contact hole 204, but is preferably small enough to ensure a sufficient effective reflection region (area of the reflection layer 205), depending on the resolution of the display device. For example, it is 30 μm or less. On the other hand, the diameter of the contact hole 204 is preferably large enough to be surely insulated from the contact portion made of a conductive material provided inside the contact hole 204, for example, 1 μm or more.

反射型表示装置200における背面基板209は、例えば以下に説明する方法で作製できる。   The back substrate 209 in the reflective display device 200 can be manufactured by, for example, the method described below.

まず、図3(a)に示すように、複数のTFTを有するTFT基板201の表面に、再帰性反射形状を有する絶縁層202を形成した後、絶縁層202に、TFT基板201におけるTFTのドレイン電極203に達する複数のコンタクトホール204aを形成する。なお、TFT基板201の代わりに、他のタイプのスイッチング素子を有する基板を用いても良い。   First, as shown in FIG. 3A, after an insulating layer 202 having a retroreflective shape is formed on the surface of a TFT substrate 201 having a plurality of TFTs, the TFT drains on the TFT substrate 201 are formed on the insulating layer 202. A plurality of contact holes 204a reaching the electrode 203 are formed. Instead of the TFT substrate 201, a substrate having other types of switching elements may be used.

この後、図3(b)に示すように、コンタクトホール204aの内部および絶縁層202の上に、反射層用の金属(例えばAg)205’を堆積する。   Thereafter, as shown in FIG. 3B, a reflective layer metal (for example, Ag) 205 ′ is deposited inside the contact hole 204 a and on the insulating layer 202.

次いで、図3(c)に示すように、金属205’のうちコンタクトホール204の内部およびコンタクトホール204の上に位置する部分を除去することにより、開口部220を形成する。開口部220の径は、コンタクトホール204の径よりも大きくなるように設定される。これにより、反射層205が得られる。   Next, as shown in FIG. 3C, the opening 220 is formed by removing the portion of the metal 205 ′ located inside the contact hole 204 and above the contact hole 204. The diameter of the opening 220 is set to be larger than the diameter of the contact hole 204. Thereby, the reflective layer 205 is obtained.

続いて、図3(d)に示すように、反射層205の再帰反射形状における凹凸を均すように平坦化樹脂層206を形成する。平坦化樹脂層206にも、絶縁層202におけるコンタクトホール204aと略整合するようにコンタクトホール204bを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 3D, a planarizing resin layer 206 is formed so as to level the unevenness in the retroreflective shape of the reflective layer 205. A contact hole 204b is also formed in the planarizing resin layer 206 so as to substantially match the contact hole 204a in the insulating layer 202.

この後、図3(e)に示すように、平坦化樹脂層206の上およびコンタクトホール204aおよび204bの内部に、ITO膜などの透明導電膜を形成し、パターニングを行う。これにより、画素電極207が形成される。画素電極207は、コンタクトホール204aおよび204bを介してTFTのドレイン電極203と電気的に接続される。画素電極207および平坦化樹脂層206の上には、液晶を配向させるための配向層218を形成する。これにより、背面基板209が得られる。   Thereafter, as shown in FIG. 3E, a transparent conductive film such as an ITO film is formed on the planarizing resin layer 206 and in the contact holes 204a and 204b, and patterning is performed. Thereby, the pixel electrode 207 is formed. The pixel electrode 207 is electrically connected to the drain electrode 203 of the TFT through the contact holes 204a and 204b. On the pixel electrode 207 and the planarizing resin layer 206, an alignment layer 218 for aligning liquid crystals is formed. Thereby, the back substrate 209 is obtained.

反射型表示装置200は、上記のようにして得られた背面基板209を用いて、従来の反射型液晶表示装置を製造する際に行う工程と同様の工程で製造され得る。具体的には、背面基板209と、RGBの色パターンをブラックで縁取りしたカラーフィルタ層219、透明導電膜211および配向層212を有する前面基板210とを貼り合せ、これらの基板209、210の間に液晶層213を形成する。   The reflective display device 200 can be manufactured by using the back substrate 209 obtained as described above in the same process as that performed when manufacturing a conventional reflective liquid crystal display device. Specifically, a back substrate 209 and a front substrate 210 having a color filter layer 219, a transparent conductive film 211, and an alignment layer 212 with an RGB color pattern bordered in black are bonded together, and the space between these substrates 209, 210 is bonded. A liquid crystal layer 213 is formed.

(第1の実施形態)
以下、本発明による反射型液晶表示装置の第1の実施形態を説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described.

図4(a)は、本実施形態の反射型液晶表示装置における背面基板(TFT側基板)300の構成を示す平面図であり、図4(b)は、図4(a)に示す平面図における4b−4b’断面図である。   FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the back substrate (TFT side substrate) 300 in the reflective liquid crystal display device of this embodiment, and FIG. 4B is a plan view shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4b-4b ′.

背面基板300は、基板301の上に、アクティブスイッチ層301sと、絶縁層307と、反射層308と、平坦化樹脂層309と、画素電極310とがこの順で形成された構成を有している。本実施形態では、アクティブスイッチ層301sは複数の薄膜トランジスタ301tを含んでいる。各薄膜トランジスタ301tは、例えば、ゲート電極302と、ゲート電極302を覆うゲート絶縁膜303と、ゲート絶縁膜303の上に形成された半導体層304と、ソースラインおよびソースバス305と、ドレイン電極306とを有している。薄膜トランジスタ301tはボトムゲート構造を有するが、トップゲート構造であってもよい。絶縁層307の表面は、複数のコーナーキューブが配列された再帰性反射形状を有している。従って、反射層308は再帰性反射層である。画素電極310は、平坦化樹脂層309および絶縁膜303に設けられたコンタクト部311を介して、薄膜トランジスタ301tのドレイン電極306と接続されている。反射層308は、コンタクト部311と接しないように開口部311’を有しているため、反射層308および画素電極310は導通していない。   The back substrate 300 has a configuration in which an active switch layer 301s, an insulating layer 307, a reflective layer 308, a planarizing resin layer 309, and a pixel electrode 310 are formed in this order on a substrate 301. Yes. In the present embodiment, the active switch layer 301s includes a plurality of thin film transistors 301t. Each thin film transistor 301t includes, for example, a gate electrode 302, a gate insulating film 303 covering the gate electrode 302, a semiconductor layer 304 formed on the gate insulating film 303, a source line and source bus 305, and a drain electrode 306. have. The thin film transistor 301t has a bottom gate structure, but may have a top gate structure. The surface of the insulating layer 307 has a retroreflective shape in which a plurality of corner cubes are arranged. Therefore, the reflective layer 308 is a retroreflective layer. The pixel electrode 310 is connected to the drain electrode 306 of the thin film transistor 301 t through the contact portion 311 provided in the planarizing resin layer 309 and the insulating film 303. Since the reflective layer 308 has an opening 311 ′ so as not to contact the contact portion 311, the reflective layer 308 and the pixel electrode 310 are not conductive.

画素電極310のサイズは、例えば60μm×180μmであり、隣接する画素電極310のギャップ幅は、例えば3μm以上8μm以下である。また、再帰性反射層308における単位構造(コーナーキューブ)の配列ピッチは例えば3μm〜20μmであり、再帰性反射層308における凹部と凸部とのレベル差は例えば3μm〜16μmである。   The size of the pixel electrode 310 is, for example, 60 μm × 180 μm, and the gap width between adjacent pixel electrodes 310 is, for example, 3 μm or more and 8 μm or less. The arrangement pitch of the unit structures (corner cubes) in the retroreflective layer 308 is, for example, 3 μm to 20 μm, and the level difference between the concave portion and the convex portion in the retroreflective layer 308 is, for example, 3 μm to 16 μm.

反射型液晶表示装置における背面基板300は、例えば図3を参照しながら前述した方法と同様の方法で作製できる。以下、図面を参照しながら、背面基板300の形成方法をより具体的に説明する。図5(a)〜(c)は、背面基板300の形成工程を説明するための平面図であり、図6(a)〜(c)は、それぞれ、図5(a)〜(c)の6a−6a’、6b−6b’、6c−6c’断面図である。   The back substrate 300 in the reflective liquid crystal display device can be manufactured by a method similar to the method described above with reference to FIG. 3, for example. Hereinafter, the method for forming the back substrate 300 will be described more specifically with reference to the drawings. FIGS. 5A to 5C are plan views for explaining a process of forming the back substrate 300, and FIGS. 6A to 6C are respectively the views of FIGS. 5A to 5C. It is 6a-6a ', 6b-6b', and 6c-6c 'sectional drawing.

まず、図5(a)および図6(a)に示すように、TFT基板を形成する。TFT基板は、例えば以下のようにして形成できる。基板301の上にタンタル(Ta)等からなるゲートラインおよびゲートバス302を形成した後、その上にタンタルの酸化膜等によりゲート絶縁膜303を形成する。この後、アモルファスシリコン等からなる半導体層304を形成する。半導体層304の一方の端部と接するようにチタン(Ti)等からなるソースラインおよびソースバス305を形成し、また、半導体層304の他方の端部と接するようにドレイン電極306を形成する。プロセスを簡略にするため、ソースラインおよびソースバス305とドレイン電極306とは同一層で形成されることが好ましい。この後、TFTの信頼性を高めるために、窒化シリコン等の絶縁膜を形成してもよい。   First, as shown in FIGS. 5A and 6A, a TFT substrate is formed. The TFT substrate can be formed as follows, for example. A gate line made of tantalum (Ta) or the like and a gate bus 302 are formed on the substrate 301, and then a gate insulating film 303 is formed thereon using a tantalum oxide film or the like. Thereafter, a semiconductor layer 304 made of amorphous silicon or the like is formed. A source line and a source bus 305 made of titanium (Ti) or the like are formed so as to be in contact with one end portion of the semiconductor layer 304, and a drain electrode 306 is formed so as to be in contact with the other end portion of the semiconductor layer 304. In order to simplify the process, the source line / source bus 305 and the drain electrode 306 are preferably formed in the same layer. Thereafter, an insulating film such as silicon nitride may be formed in order to increase the reliability of the TFT.

次いで、図5(b)および図6(b)に示すように、コンタクトホール311aを有する絶縁層307と、絶縁層307の上に形成され、コンタクトホール311aよりも大きい開口部311’を有する反射層308とを形成する。絶縁層307および反射層308は、具体的には次のようにして形成できる。   Next, as shown in FIGS. 5B and 6B, an insulating layer 307 having a contact hole 311a and a reflection formed on the insulating layer 307 and having an opening 311 ′ larger than the contact hole 311a. Layer 308 is formed. Specifically, the insulating layer 307 and the reflective layer 308 can be formed as follows.

絶縁層307(厚さ:例えば5μm)は、TFT基板の上に転写樹脂材料からなる樹脂層を形成した後、凹凸形状を有するマスタ(型)を用いて、樹脂層にマスタの形状を型押し法などで転写することによって形成できる。絶縁層307の材料は特に限定されないが、例えばアクリル樹脂である。その後、絶縁層307の上にフォトリソグラフィ法等を用いてレジストマスクを形成し、それを用いて絶縁層307をエッチングすることにより、TFTのドレイン電極306に達するコンタクトホール(直径:例えば5μm)311を形成する。   The insulating layer 307 (thickness: 5 μm, for example) is formed by forming a resin layer made of a transfer resin material on the TFT substrate and then embossing the shape of the master on the resin layer using a master having a concave and convex shape. It can be formed by transferring by a method or the like. The material of the insulating layer 307 is not particularly limited, and is, for example, an acrylic resin. Thereafter, a resist mask is formed on the insulating layer 307 using a photolithography method or the like, and the insulating layer 307 is etched using the resist mask, whereby a contact hole (diameter: 5 μm, for example) 311 reaching the drain electrode 306 of the TFT. Form.

反射層308は、絶縁層307のコンタクトホール311aおよび絶縁層307の表面に亘って、反射金属からなる層(例えばAg層)を堆積し、Ag層のうちコンタクトホール311aの内部およびその上に位置する部分をエッチングすることにより形成される。反射層308は、後からコンタクトホール311aに形成される導電層と接触しないように、コンタクトホール311aの上に、コンタクトホール311aよりも大きい直径(例えば10μm)を有する開口部311’を有する必要がある。そのような反射層308は、例えば、Ag層のうち開口部311’が形成される部分を露出するようなエッチングマスクを形成し、それを用いてドライエッチングまたはウェットエッチングを行うことによって形成できる。あるいは、絶縁層307にコンタクトホール311aを形成する際に用いたレジストマスクと略同じ形状のエッチングマスクを用いて、Ag層に対するウェットエッチングを行うと、オーバーエッチングによって、Ag層にコンタクトホール311aよりも大きい開口部311を形成できる。   The reflective layer 308 is formed by depositing a layer made of a reflective metal (for example, an Ag layer) over the surface of the contact hole 311a and the insulating layer 307 of the insulating layer 307, and is positioned inside and above the contact hole 311a in the Ag layer. It is formed by etching a portion to be etched. The reflective layer 308 needs to have an opening 311 ′ having a diameter (for example, 10 μm) larger than the contact hole 311a on the contact hole 311a so as not to come into contact with a conductive layer formed later in the contact hole 311a. is there. Such a reflective layer 308 can be formed, for example, by forming an etching mask that exposes a portion of the Ag layer where the opening 311 ′ is formed, and performing dry etching or wet etching using the etching mask. Alternatively, when wet etching is performed on the Ag layer using an etching mask having substantially the same shape as the resist mask used when forming the contact hole 311a in the insulating layer 307, over-etching causes the Ag layer to have a larger thickness than the contact hole 311a. A large opening 311 can be formed.

この後、図5(c)および図6(c)に示すように、平坦化樹脂層309と画素電極310を形成することにより、背面基板300を得る。   Thereafter, as shown in FIG. 5C and FIG. 6C, the planarizing resin layer 309 and the pixel electrode 310 are formed, whereby the rear substrate 300 is obtained.

平坦化樹脂層309は、反射層308を覆う樹脂層を形成した後、樹脂層にコンタクトホール311bを形成するとによって得られる。コンタクトホール311bは、コンタクトホール311aと位置合せされ、かつ略同じ大きさである。平坦化樹脂層309の材料としては、コンタクトホール311bを容易に形成できる材料を用いること好ましく、例えばフォトリソグラフィが可能な樹脂材料を用いることができる。また、反射層308における再帰反射特性を低下させないように、高透過率の材料を用いる必要がある。フォトリソグラフィが可能で高透過率の材料として、例えば紫外線露光によりパターン化が可能なアクリル樹脂を使用することができる。平坦化樹脂層309は、反射層308における再帰反射形状を均すことができるように十分に厚い(例えば5μm以上)ことが好ましい。   The planarizing resin layer 309 is obtained by forming a resin layer covering the reflective layer 308 and then forming a contact hole 311b in the resin layer. The contact hole 311b is aligned with the contact hole 311a and has substantially the same size. As a material of the planarizing resin layer 309, a material that can easily form the contact hole 311b is preferably used. For example, a resin material that can be used for photolithography can be used. Further, it is necessary to use a material having a high transmittance so as not to deteriorate the retroreflection characteristics in the reflective layer 308. For example, an acrylic resin that can be patterned by ultraviolet exposure can be used as a material that can be photolithography and has high transmittance. The planarizing resin layer 309 is preferably sufficiently thick (for example, 5 μm or more) so that the retroreflective shape in the reflective layer 308 can be leveled.

一方、画素電極310は、平坦化樹脂層309の上およびコンタクトホール311a、311b(併せて「コンタクトホール311」とする)の内部にインジウム・錫酸化物(ITO)等を用いて透明導電膜を形成し、透明導電膜を画素電極形状にパターン化することによって形成できる。このとき、コンタクトホール311の段差(コンタクトホール311aおよび311bの合計段差)Lが数マイクロメーター以下と小さい場合や、コンタクトホール311が順テーパの断面形状を有する場合は、スパッタ等を用いた通常の蒸着方法により、コンタクトホール311の内部に透明導電膜を形成することができる。しかし、段差Lが大きく、例えばコンタクトホール311の直径dの2倍以上(L/d≧2)の場合には、蒸着法によって、コンタクトホール311の内部にドレイン電極306の表面に達する透明導電膜を形成することは困難である。このような場合には、透明導電膜の材料として溶液タイプの導電性材料を使用し、インクジェット法によってコンタクトホール311の内部に透明導電膜を形成することが好ましい。   On the other hand, the pixel electrode 310 is formed of a transparent conductive film using indium / tin oxide (ITO) or the like on the planarizing resin layer 309 and in the contact holes 311a and 311b (also referred to as “contact holes 311”). The transparent conductive film can be formed and patterned into a pixel electrode shape. At this time, if the step L of the contact hole 311 (the total step of the contact holes 311a and 311b) L is as small as several micrometers or less, or if the contact hole 311 has a forward tapered cross-sectional shape, a normal method using sputtering or the like is used. A transparent conductive film can be formed inside the contact hole 311 by a vapor deposition method. However, in the case where the step L is large and is, for example, twice or more the diameter d of the contact hole 311 (L / d ≧ 2), the transparent conductive film reaching the surface of the drain electrode 306 inside the contact hole 311 by vapor deposition. Is difficult to form. In such a case, it is preferable to use a solution type conductive material as the material of the transparent conductive film, and form the transparent conductive film inside the contact hole 311 by an ink jet method.

また、透明導電膜のうちコンタクトホール311の内部に形成されるコンタクト部と、平坦化樹脂層309の上に形成される画素電極形成部とをそれぞれ異なる材料を用いて形成してもよい。例えば、コンタクト部を厚膜形成可能な材料を用いて形成し、画素電極形成部を蒸着等で形成可能な材料を用いて形成してもよい。なお、透明導電膜(画素電極310)の材料は、その形成方法にかかわらず、反射層308の再帰反射特性を低下させないように高い透過率を有することが必要である。   Further, a contact portion formed inside the contact hole 311 and a pixel electrode formation portion formed on the planarizing resin layer 309 in the transparent conductive film may be formed using different materials. For example, the contact portion may be formed using a material that can form a thick film, and the pixel electrode formation portion may be formed using a material that can be formed by vapor deposition or the like. Note that the material of the transparent conductive film (pixel electrode 310) needs to have a high transmittance so as not to deteriorate the retroreflection characteristics of the reflective layer 308 regardless of the formation method.

本実施形態の反射型液晶表示装置は、上記のようにして得られた背面基板300を用いて、従来の反射型液晶表示装置を製造する際に行う工程と同様の工程で製造され得る。具体的な方法を以下に説明する。   The reflective liquid crystal display device of the present embodiment can be manufactured by using the back substrate 300 obtained as described above in the same process as that performed when manufacturing a conventional reflective liquid crystal display device. A specific method will be described below.

まず、背面基板300の上にポリイミド膜を形成し、それを布でこする(ラビングする)ことによって、液晶の向きを規定する配向層を形成する。一方、カラーフィルタ層、透明導電膜および配向層を有する前面基板を形成する。前面基板における配向層も、背面基板300における配向層と同様の方法で形成できる。次いで、背面基板300および前面基板を貼り合わせ、その間に液晶層を形成する。液晶層は、高分子分散型液晶(PDLC)から形成されていてもよい。また、電圧無印加時に透明である、いわゆるリバース型PDLCを用いることが好ましい。これにより、本実施形態の反射型液晶表示装置が製造される。   First, a polyimide film is formed on the back substrate 300, and an alignment layer that defines the direction of the liquid crystal is formed by rubbing (rubbing) it with a cloth. On the other hand, a front substrate having a color filter layer, a transparent conductive film and an alignment layer is formed. The alignment layer on the front substrate can also be formed in the same manner as the alignment layer on the back substrate 300. Next, the back substrate 300 and the front substrate are bonded together, and a liquid crystal layer is formed therebetween. The liquid crystal layer may be formed from a polymer dispersed liquid crystal (PDLC). It is also preferable to use a so-called reverse type PDLC that is transparent when no voltage is applied. Thereby, the reflective liquid crystal display device of this embodiment is manufactured.

本実施形態における液晶層は、高分子構造に液晶骨格(メソゲン基)を有するリバース型PDLCから形成されており、次に説明するように、液晶層に印加する電圧を変化させることにより、黒表示と白表示とのスイッチングを行うことができる。以下にその動作を説明する。   The liquid crystal layer in the present embodiment is formed of a reverse type PDLC having a liquid crystal skeleton (mesogen group) in a polymer structure. As described below, the liquid crystal layer displays black by changing the voltage applied to the liquid crystal layer. And white display can be switched. The operation will be described below.

液晶層に印加する電圧が十分に低いとき(電圧無印加時)、液晶層は透明状態となる。このとき、高分子のメソゲン基と、ネマチック液晶との配向性が十分に高いと、視野角に依存せずに透明性が得られるので、再帰反射性能を最大限に利用することができ、良好な黒特性が実現できる。一方、液晶層に所定の電圧が印加されると、ネマチック液晶は電界に依存して動くが、高分子構造中のメソゲン基は動きにくい。その結果、ネマチック液晶とメソゲン基との間で屈折率差が生じて液晶層に入射した光を散乱させるので、白特性が得られる。   When the voltage applied to the liquid crystal layer is sufficiently low (when no voltage is applied), the liquid crystal layer becomes transparent. At this time, if the orientation between the mesogenic group of the polymer and the nematic liquid crystal is sufficiently high, transparency can be obtained without depending on the viewing angle, so that the retroreflective performance can be utilized to the maximum, and good Black characteristics can be realized. On the other hand, when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, the nematic liquid crystal moves depending on the electric field, but the mesogenic group in the polymer structure hardly moves. As a result, a difference in refractive index occurs between the nematic liquid crystal and the mesogenic group, and light incident on the liquid crystal layer is scattered, so that white characteristics can be obtained.

なお、上記「電圧無印加時」は、液晶層に印加する電圧が0Vの場合、および液晶層に印加する電圧が、液晶層に光学変化を生じさせ、液晶層に入射した光の散乱が観察されるようになる電圧よりも低い場合を含む。   In the above “when no voltage is applied”, when the voltage applied to the liquid crystal layer is 0 V, the voltage applied to the liquid crystal layer causes an optical change in the liquid crystal layer, and scattering of light incident on the liquid crystal layer is observed. Including the case where the voltage is lower than the voltage to be generated.

上述したようなリバース型PDLCは、低分子液晶組成物と未重合プレポリマーとを相溶させたプレポリマー液晶混合物を紫外線で照射し、未重合プレポリマーを重合させることによって形成できる。ここでは、低分子液晶材料にメソゲン基を有するモノアクリレート4%、メソゲン基を有するジアクリレート2%、反応開始剤1%を加えたプレポリマー液晶混合物を、紫外線(例えば1mW/cm2)で20分間照射することによって得られ
る。ただし、液晶材料の組成や硬化条件は上記の組成や条件に限定されない。
The reverse type PDLC as described above can be formed by irradiating a prepolymer liquid crystal mixture in which a low-molecular liquid crystal composition and an unpolymerized prepolymer are compatible with each other with ultraviolet rays and polymerizing the unpolymerized prepolymer. Here, a prepolymer liquid crystal mixture obtained by adding 4% of a monoacrylate having a mesogenic group, 2% of a diacrylate having a mesogenic group, and 1% of a reaction initiator to a low-molecular liquid crystal material is irradiated with ultraviolet rays (for example, 1 mW / cm 2 ). It is obtained by irradiating for minutes. However, the composition and curing conditions of the liquid crystal material are not limited to the above composition and conditions.

リバース型PDLCの代わりに、高分子構造に液晶骨格を含まないノーマル型の散乱液晶を用いてもよい。液晶層は電圧無印加時に散乱状態、電圧印加時に透明状態となる。ノーマル型PDLCもリバース型PDLCと同様に高分子構造にネマチック液晶が入り込んだ構成を有するが、リバース型PDLCと異なり高分子構造にメソゲン基を持たない。この場合、電圧無印加時では、液晶分子はランダムに配列されるので、液晶層は光を散乱し(散乱状態)、白表示が得られる。一方、電圧印加時には、電界に依存して配向したネマチック液晶の屈折率と高分子の屈折率とがマッチングするため、液晶層は透明状態となり、黒表示が得られる。このとき、複屈折性を有するネマチック液晶の屈折率と複屈折性を持たない高分子の屈折率とを視野角全体に亘って合せることは極めて困難であり、特に斜め視野角からの透明性は低くなりやすいという問題がある。しかしながら、その透明性は十分実用レベルであること、また電圧無印加状態に高い散乱特性が得られることから、ノーマル型PDLCは使用用途によっては優位である。   Instead of the reverse type PDLC, a normal type scattering liquid crystal that does not include a liquid crystal skeleton in the polymer structure may be used. The liquid crystal layer becomes a scattering state when no voltage is applied and becomes transparent when a voltage is applied. A normal type PDLC has a structure in which a nematic liquid crystal is included in a polymer structure like a reverse type PDLC, but unlike a reverse type PDLC, it does not have a mesogenic group in the polymer structure. In this case, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are randomly arranged, so that the liquid crystal layer scatters light (scattered state), and white display is obtained. On the other hand, when a voltage is applied, the refractive index of the nematic liquid crystal aligned depending on the electric field matches the refractive index of the polymer, so that the liquid crystal layer becomes transparent and a black display is obtained. At this time, it is extremely difficult to match the refractive index of the nematic liquid crystal having birefringence and the refractive index of the polymer having no birefringence over the entire viewing angle. There is a problem that it tends to be low. However, since the transparency is sufficiently practical and high scattering characteristics can be obtained when no voltage is applied, normal PDLC is advantageous depending on the intended use.

ノーマル型PDLCを形成する場合は、一般的には配向処理を施さない。ただし、必要に応じて、例えば液晶層が形成される側の基板表面にポリイミド等の有機膜を塗布しておいてもよい。   In the case of forming a normal type PDLC, the alignment treatment is generally not performed. However, if necessary, for example, an organic film such as polyimide may be applied to the substrate surface on the side where the liquid crystal layer is formed.

液晶層を構成する材料としてPDLCを用いる場合、平坦化層に要求される平坦性は、他の材料(例えば後述するコレステリック液晶)を用いる場合よりも低くてもよい。また
、平坦化層の厚さは、反射金属と画素電極とが導通しない程度の厚さ以上であれば良く、例えば3μmである。
When PDLC is used as a material constituting the liquid crystal layer, flatness required for the planarization layer may be lower than when other materials (for example, cholesteric liquid crystal described later) are used. Moreover, the thickness of the planarization layer should just be more than the thickness which does not conduct | electrically_connect a reflective metal and a pixel electrode, for example, is 3 micrometers.

散乱型液晶としてPDLCの他に、赤外領域に反射帯域を有するコレステリック液晶を利用することもできる。コレステリック液晶は、ネマチック液晶材料にキラル中心を持ったカイラル剤を添加することによって形成される。カイラル剤の添加量は、所望の帯域の光を反射する螺旋ピッチが得られるように調整される。コレステリック液晶を用いた液晶層では、厚さによって駆動電圧や散乱特性が異なるため、液晶層の厚さのバラツキを小さく抑えることが好ましい。   In addition to PDLC, cholesteric liquid crystal having a reflection band in the infrared region can be used as the scattering liquid crystal. A cholesteric liquid crystal is formed by adding a chiral agent having a chiral center to a nematic liquid crystal material. The addition amount of the chiral agent is adjusted so that a spiral pitch that reflects light in a desired band is obtained. In the liquid crystal layer using cholesteric liquid crystal, the driving voltage and the scattering characteristics differ depending on the thickness. Therefore, it is preferable to suppress variation in the thickness of the liquid crystal layer.

本実施形態は散乱型表示モードの液晶表示装置であるが、本発明の液晶表示装置は、表示モードとして動的散乱モードやその他の相転移型モードを用いてもよい。   Although the present embodiment is a liquid crystal display device in a scattering display mode, the liquid crystal display device of the present invention may use a dynamic scattering mode or another phase transition type mode as a display mode.

本実施形態の反射型液晶表示装置は、反射層および画素電極としての機能を併せ持つ反射電極を有する反射型液晶表示装置(例えば図1に示す表示装置)と比べて、電極間の幅を小さくできるという利点を有している。これについて、以下に詳しく説明する。   The reflective liquid crystal display device of this embodiment can reduce the width between the electrodes as compared with a reflective liquid crystal display device (for example, the display device shown in FIG. 1) having a reflective electrode having a function as a reflective layer and a pixel electrode. Has the advantage. This will be described in detail below.

まず、図7を参照する。図7は、図1に示す従来の表示装置における画素電極701の形状を説明するための平面図である。従来の表示装置における画素電極701は、再帰性反射形状を有する反射金属層(例えばAgからなる層)をパターニングすることによって形成される。反射金属層は単位構造702が配列された形状を有している。単位構造702は、例えばコーナーキューブ、好ましくはキュービックコーナーキューブである。再帰性反射形状を有する反射金属層から、点線703で示すように設計された画素電極を形成しようとすると、反射金属層は凹凸が大きく、かつその再帰性によってフォトリソグラフィに用いられる光を再帰しようとするため、画素電極パターンエッジを設計した通りに、すなわち点線703に沿って形成することはかなり難しい。パターニングによって実際に形成される画素電極701のパターンエッジは、単位構造702の形状に依存して点線703からずれる。その結果、隣接する画素電極701のギャップ701gは単位構造702と整合し、設計よりもかなり大きくなってしまう。具体的にはギャップ701gの幅は、単位構造のピッチと等しいか、またはそのn倍(nは2以上の整数)となる。   First, referring to FIG. FIG. 7 is a plan view for explaining the shape of the pixel electrode 701 in the conventional display device shown in FIG. The pixel electrode 701 in the conventional display device is formed by patterning a reflective metal layer (for example, a layer made of Ag) having a retroreflection shape. The reflective metal layer has a shape in which unit structures 702 are arranged. The unit structure 702 is, for example, a corner cube, preferably a cubic corner cube. When a pixel electrode designed as indicated by a dotted line 703 is formed from a reflective metal layer having a retroreflective shape, the reflective metal layer has large irregularities and the light used for photolithography is recurred due to its recursion. Therefore, it is quite difficult to form the pixel electrode pattern edge as designed, that is, along the dotted line 703. The pattern edge of the pixel electrode 701 actually formed by patterning deviates from the dotted line 703 depending on the shape of the unit structure 702. As a result, the gap 701g between the adjacent pixel electrodes 701 is aligned with the unit structure 702 and becomes considerably larger than the design. Specifically, the width of the gap 701g is equal to the pitch of the unit structure or n times (n is an integer of 2 or more).

より詳しく説明すると、設計上のギャップの幅が単位構造のピッチ以下の場合は、実際に形成される画素電極701のギャップ701gの幅は、単位構造のピッチと等しいか、またはそのn倍(nは2以上の整数)となる。設計上のギャップの幅が単位構造のピッチの(m−1)倍(mは2以上の整数)より大きくm倍以下の場合、実際に得られるギャップの幅701gは、単位構造のピッチのm倍と等しいか、または単位構造のピッチの(m+k)倍(kは1以上の整数)となる。例えば、設計上のギャップの幅が6μmで単位構
造のピッチが10μmのとき、ギャップの幅701gは10μm、あるいは10μmのn倍(20μm、30μmなど)となり、設計上のギャップの幅が10μmで単位構造のピッチが6μmのとき、ギャップの幅701gは12μm、あるいは6μmの(2+k)倍(18μm、24μmなど)となる。
More specifically, when the width of the designed gap is equal to or less than the pitch of the unit structure, the width of the gap 701g of the pixel electrode 701 actually formed is equal to the pitch of the unit structure or n times (n Is an integer of 2 or more. When the design gap width is greater than (m−1) times the unit structure pitch (m is an integer of 2 or more) and less than m times, the gap width 701 g actually obtained is m of the unit structure pitch. Or (m + k) times the pitch of the unit structure (k is an integer of 1 or more). For example, when the designed gap width is 6 μm and the unit structure pitch is 10 μm, the gap width 701 g is 10 μm, or n times 10 μm (20 μm, 30 μm, etc.), and the designed gap width is 10 μm. When the structure pitch is 6 μm, the gap width 701 g is 12 μm, or (2 + k) times 6 μm (18 μm, 24 μm, etc.).

次に、図8を参照する。図8は、本実施形態における画素電極801の形状を説明するための平面図である。本実施形態では、画素電極801は、単位構造802が配列された再帰性反射層の上に平坦化樹脂層を介して設けられる。画素電極801の形成は、平坦化樹脂層上に透明導電膜を形成し、透明導電膜をパターニングすることによって行う。透明導電膜は平坦化された表面を有するので、透明導電膜をパターニングする際のフォトリソグラフィは、再帰性反射層の凹凸形状の影響を受けず、通常の解像度で行われる。従って、点線703で示すように画素電極パターンを設計すると、ほぼその設計通りに透明導電膜をパターニングできるので、隣接する画素電極801のギャップ801gの幅を小さく抑えることができる。   Reference is now made to FIG. FIG. 8 is a plan view for explaining the shape of the pixel electrode 801 in the present embodiment. In the present embodiment, the pixel electrode 801 is provided via a planarizing resin layer on the retroreflective layer on which the unit structures 802 are arranged. The pixel electrode 801 is formed by forming a transparent conductive film on the planarizing resin layer and patterning the transparent conductive film. Since the transparent conductive film has a planarized surface, photolithography when patterning the transparent conductive film is performed at a normal resolution without being affected by the uneven shape of the retroreflective layer. Therefore, when the pixel electrode pattern is designed as indicated by the dotted line 703, the transparent conductive film can be patterned almost as designed, and therefore the width of the gap 801g between the adjacent pixel electrodes 801 can be suppressed small.

このように、隣接する画素電極801のギャップ801gの幅は、単位構造のピッチに依存せずに決まり、例えば、設計上のギャップの幅が6μmで単位構造のピッチが10μmのとき、実際に形成される画素電極801のギャップの幅801gは6μmとなり、設計上のギャップの幅が10μmで単位構造のピッチが6μmのとき、ギャップの幅801gは10μmとなる。   As described above, the width of the gap 801g between the adjacent pixel electrodes 801 is determined without depending on the pitch of the unit structure. For example, when the design gap width is 6 μm and the unit structure pitch is 10 μm, the gap is actually formed. The gap width 801g of the pixel electrode 801 is 6 μm. When the designed gap width is 10 μm and the unit structure pitch is 6 μm, the gap width 801g is 10 μm.

従って、本実施形態によると、画素電極801のギャップ801gの幅を従来より小さくできるので、表示装置の開口率を改善できる。   Therefore, according to the present embodiment, since the width of the gap 801g of the pixel electrode 801 can be made smaller than before, the aperture ratio of the display device can be improved.

次に、図面を参照しながら、反射金属層や再帰反射層における単位構造702、802が互いに直交する略正方形の3面から構成されたキュービックコーナーキューブである場合における、画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係をさらに詳しく述べる。なお、以下の説明におけるサイズは平面図におけるサイズに相当する。   Next, referring to the drawings, the gap width of the pixel electrode in the case where the unit structures 702 and 802 in the reflective metal layer and the retroreflective layer are cubic corner cubes composed of three substantially square surfaces orthogonal to each other. The relationship between the design value and the actual value will be described in more detail. Note that the size in the following description corresponds to the size in the plan view.

図16(a)および(b)は、それぞれ、従来の表示装置において、x方向およびy方向に沿って設けられた画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を説明するための図であり、図7に示す従来の表示装置の平面図をさらに拡大した平面図である。また、図17(a)および(b)は、それぞれ、本実施形態において、x方向およびy方向に沿って設けられた画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を示す図であり、図8に示す本実施形態の表示装置の平面図をさらに拡大した平面図である。   FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining the relationship between the design value and the actual value of the gap width of the pixel electrode provided along the x direction and the y direction in the conventional display device, respectively. FIG. 8 is a plan view further enlarging the plan view of the conventional display device shown in FIG. 7. FIGS. 17A and 17B are diagrams showing the relationship between the design value and the actual value of the gap width of the pixel electrode provided along the x direction and the y direction in the present embodiment, respectively. FIG. 9 is a plan view further enlarging the plan view of the display device of the present embodiment shown in FIG. 8.

以下の説明では、隣接するコーナーキューブ702’、802’の底点702b、802bの間の距離をコーナーキューブ702’、802’のピッチPccとし、隣接するコーナーキューブ702’、802’の底点702b、802bを一直線上に並ぶ方向をx方向、x方向に直交する方向をy方向とする。各コーナーキューブ702’、802’を構成する正方形の1辺の長さは、(√3)/3×Pccである。なお、画素電極は、概略短辺または長辺がx方向に平行な長方形状となるように設計されている。従って、画素電極間のギャップは、x方向に延びるギャップおよびy方向に延びるギャップによって構成される。 In the following description, the distance between the bottom points 702b and 802b of the adjacent corner cubes 702 ′ and 802 ′ is the pitch P cc of the corner cubes 702 ′ and 802 ′, and the bottom points of the adjacent corner cubes 702 ′ and 802 ′. A direction in which 702b and 802b are aligned on a straight line is an x direction, and a direction orthogonal to the x direction is a y direction. The length of one side of the square forming each corner cube 702 ′, 802 ′ is (√3) / 3 × Pcc. Note that the pixel electrode is designed to have a rectangular shape whose short side or long side is substantially parallel to the x direction. Accordingly, the gap between the pixel electrodes is constituted by a gap extending in the x direction and a gap extending in the y direction.

まず、図16(a)を参照しながら、画素電極間のギャップのうちx方向に延びるギャップについて説明する。   First, the gap extending in the x direction among the gaps between the pixel electrodes will be described with reference to FIG.

従来の表示装置では、画素電極は、コーナーキューブ702’が配列された金属反射層の上にレジストパターンを形成し、これをマスクとして用いて金属反射層をエッチングすることによって得られる。レジストパターンは、金属反射層上に形成されたレジスト膜を露光した後、現像することによって形成できる。レジスト膜の露光は、フォトマスクを用いて行う。ここでは、フォトマスクで規定されるx方向に延びるギャップの幅(以下、「ギャップ設計値」と呼ぶ)Ddxがコーナーキューブ702’の1辺の長さ以下(Ddx≦(√3)/3×Pcc)となるように設計されたフォトマスクを用いる。また、フォトマスクで規定されるx方向のギャップが、行Xを構成するコーナーキューブ702の鞍点を結んだ直線Ad1およびAu1の間に位置するように、フォトマスクを配置する。 In the conventional display device, the pixel electrode is obtained by forming a resist pattern on the metal reflection layer in which the corner cubes 702 ′ are arranged, and etching the metal reflection layer using the resist pattern as a mask. The resist pattern can be formed by exposing a resist film formed on the metal reflective layer and developing the resist film. The resist film is exposed using a photomask. Here, the width of the gap extending in the x direction defined by the photomask (hereinafter referred to as “gap design value”) Dd x is equal to or less than the length of one side of the corner cube 702 ′ (Dd x ≦ (√3) / A photomask designed to be 3 × P cc ) is used. Further, the photomask is arranged so that the gap in the x direction defined by the photomask is located between the straight lines Ad1 and Au1 connecting the saddle points of the corner cube 702 constituting the row X.

このようなフォトマスクを用いて、金属反射層上のレジスト膜をパターニングしようとすると、フォトリソグラフィで用いる光が各コーナーキューブの凹部内で再帰反射するため、レジスト膜のうち、フォトマスクの設計上、除去される領域よりも広い領域が除去されてしまう。その結果、現像後に実際に得られるレジストパターンで規定される画素電極701のギャップの幅(以下、「レジストパターンのギャップ幅」)Drxは、ギャップ
設計値Ddxよりも大きく、かつ、コーナーキューブ702’のy方向の幅(2√3)/
3×Pcc以下となる。
When attempting to pattern a resist film on a metal reflective layer using such a photomask, the light used in photolithography is retroreflected in the recesses of each corner cube. A region wider than the region to be removed is removed. As a result, the gap width (hereinafter referred to as “resist pattern gap width”) Dr x of the pixel electrode 701 defined by the resist pattern actually obtained after development is larger than the gap design value Dd x and the corner cube. 702 ′ y-direction width (2√3) /
3 × Pcc or less.

典型的には、レジストパターンのギャップ幅Drxは、コーナーキューブ702’の外
周におけるy方向の幅に沿って(√3)/3×Pccから(2√3)/3×Pccの間で変化する。この場合、レジストパターンのギャップの面積は、フォトマスクで規定されるギャップの面積よりも行Xのコーナーキューブ702’における三角形S1およびS2の面積以上大きくなる。三角形S1およびS2は、図示するようにコーナーキューブ702’のうち直線Au1およびAd1の間に位置する領域以外の領域であり、これらの三角形S1、S2の面積の和ΔS(x)は(√3)/6×Pcc 2である。従って、表示領域のうち表示に利用できない領域の面積は、設計上の表示に利用できない領域の面積よりも、行Xのコーナーキューブ1個あたり(√3)/6×Pcc 2以上増大してしまう。
Typically, the resist pattern gap width Dr x is between (√3) / 3 × P cc and (2√3) / 3 × P cc along the y-direction width at the outer periphery of the corner cube 702 ′. It changes with. In this case, the area of the gap of the resist pattern is larger than the areas of the triangles S1 and S2 in the corner cube 702 ′ of the row X than the area of the gap defined by the photomask. The triangles S1 and S2 are regions other than the region located between the straight lines Au1 and Ad1 in the corner cube 702 ′ as shown in the figure, and the sum ΔS (x) of the areas of these triangles S1 and S2 is (√3 ) / 6 × P cc 2 . Accordingly, the area of the display area that cannot be used for display is increased by (√3) / 6 × P cc 2 or more per corner cube in row X, compared to the area of the area that cannot be used for design display. End up.

続いて、図16(b)を参照しながら、画素電極間のギャップのうちy方向に延びるギャップについて説明する。ここでは、レジスト膜を露光する際に用いるフォトマスクは、y方向のギャップの幅(ギャップ設計値)DdyがPcc/2以下となるように設計されている場合を考える。また、フォトマスクは、フォトマスクで規定されるy方向のギャップが、底点702b、頂点および鞍点を通る直線Al1およびAr1(直線Al1とAr1との間隔をPcc/2とする)の間に位置するように、配置される。 Next, the gap extending in the y direction among the gaps between the pixel electrodes will be described with reference to FIG. Here, the photo mask used for exposing the resist film, the case where the y direction of the gap width (gap design value) Dd y is designed to be a P cc / 2 or less. Further, in the photomask, the gap in the y direction defined by the photomask is between the straight lines Al1 and Ar1 passing through the bottom point 702b, the apex and the saddle point (the interval between the straight lines Al1 and Ar1 is P cc / 2). To be positioned.

このフォトマスクを用いてレジスト膜をパターニングすると、図16(a)と同様に、レジストパターンのギャップ幅Dryは、ギャップ設計値Ddyよりも大きく、かつ、コーナーキューブ702’のx方向における幅(すなわちピッチPcc)以下となる。 When patterning the resist film by using a photomask, as in FIG. 16 (a), the gap width Dr y of the resist pattern is greater than the gap design value Dd y, and the width in the x direction of the corner cube 702 ' (Ie, pitch P cc ) or less.

典型的には、レジストパターンのギャップ幅Dryは、コーナーキューブ702’のピ
ッチPccと等しくなり、この場合、ギャップが形成される位置にあるコーナーキューブにおけるレジストパターンのギャップの面積は、フォトマスクで規定されるギャップの面積よりも、y方向の長さが(√3)×Pccあたり、台形S3およびS4の面積以上大きくなる。台形S3およびS4は、図示するように、コーナーキューブ702’のうち、直線Al1およびAr1の間に位置する領域以外の領域であり、その面積の和ΔS(y)は(√3)/2×Pcc 2である。従って、表示領域のうち表示に利用できない領域の面積は、設
計上の表示に利用できない領域の面積よりも、ギャップにおけるy方向の長さが(√3)×Pccあたり、(√3)/2×Pcc 2以上増大してしまう。
Typically, the resist pattern gap width Dr y is equal to the pitch P cc of the corner cube 702 ′. In this case, the area of the resist pattern gap in the corner cube at the position where the gap is formed is equal to the photomask. in than the area of the gap which is defined, the length of the y direction (√3) × per P cc, greater than the area of the trapezoid S3 and S4. As shown in the figure, trapezoids S3 and S4 are regions other than the region located between the straight lines Al1 and Ar1 in the corner cube 702 ′, and the sum ΔS (y) of the areas is (√3) / 2 × P cc 2 . Therefore, the area of the display area that cannot be used for display is less than the area of the area that cannot be used for design display, and the length in the y direction in the gap is (√3) × Pcc per (√3) / It will increase by 2 × P cc 2 or more.

一方、本実施形態では、図8を参照しながら上述したように、画素電極は、コーナーキューブ802’が配列された再帰反射層の上に平坦膜を介して透明導電膜を形成し、これをパターニングすることによって形成される。透明導電膜のパターニングは、次のようにして行う。まず、透明導電膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜を露光・現像することにより、レジスト膜のパターニングを行う。このとき、レジスト膜は、再帰反射層におけるコーナーキューブ802’の形状や配列にかかわらず、フォトマスクで規定されるパターンと略同じ形状にパターニングされる。この後、レジストパターンをマスクとして透明導電膜のエッチングを行う。   On the other hand, in the present embodiment, as described above with reference to FIG. 8, the pixel electrode is formed by forming a transparent conductive film via a flat film on the retroreflective layer in which the corner cubes 802 ′ are arranged. It is formed by patterning. The patterning of the transparent conductive film is performed as follows. First, a resist film is formed on a transparent conductive film, and the resist film is exposed and developed to pattern the resist film. At this time, the resist film is patterned in substantially the same shape as the pattern defined by the photomask regardless of the shape and arrangement of the corner cubes 802 'in the retroreflective layer. Thereafter, the transparent conductive film is etched using the resist pattern as a mask.

従って、図17(a)および(b)に示すように、透明導電膜をパターニングする際に用いるレジストパターンのギャップの幅Drx、Dryは、フォトマスクにおけるギャップ設計値Ddx、Ddyと略等しくなる。よって、ギャップ設計値Ddxが(√3)/3×Pcc以下であれば、レジストパターンのギャップ幅Drxも(√3)/3×Pcc以下に抑えることができる。また、ギャップ設計値DdyがPcc/2以下であれば、レジストパターン
のギャップ幅DryもPcc/2以下に抑えることができる。このように、本実施形態によ
ると、従来の表示装置における表示に利用することのできない領域を低減できるので、開口率を向上できる。
Accordingly, as shown in FIG. 17 (a) and (b), the width Dr x, Dr y gaps of the resist pattern to be used in patterning the transparent conductive film, the gap design value Dd x in the photomask, and Dd y Almost equal. Therefore, if the gap design value Dd x is (√3) / 3 × P cc or less, the gap width Dr x be (√3) of the resist pattern / 3 × can be kept below P cc. Further, if the gap design value Dd y is less P cc / 2, the gap width Dr y of the resist pattern can be suppressed to below P cc / 2. Thus, according to the present embodiment, the area that cannot be used for display in the conventional display device can be reduced, so that the aperture ratio can be improved.

ここで、開口率をより効果的に向上させるための画素電極のピッチPpixおよびコーナ
ーキューブのピッチPccの関係について検討する。
Here, the relationship between the pixel electrode pitch P pix and the corner cube pitch P cc for more effectively improving the aperture ratio will be examined.

従来の表示装置において、実際の画素電極間のギャップの面積は、設計上の画素電極間のギャップの面積よりも増加するが、1画素あたりの増加分の面積ΔS=ΔS(x)+ΔS(y)は、下式(1)に示すように、画素電極のピッチPpixおよびコーナーキューブ
のピッチPccによって変化する。画素電極におけるx方向のピッチをPpix(x)、y方向におけるピッチをPpix(y)とすると、
ΔS=ΔS(x)+ΔS(y)=Ppix(x)/Pcc×(S1+S2)+Ppix(y)/((√3)×Pcc)×(S3+S4)
=Ppix(x)/Pcc×(√3)/6×Pcc 2+Ppix(y)/((√3)×Pcc)×(√3)/2×Pcc 2
よって、ΔS=(√3)/6×Ppix(x)×Pcc+Ppix(y)×Pcc/2 (1)
In the conventional display device, the actual area of the gap between the pixel electrodes is larger than the designed area of the gap between the pixel electrodes, but the increased area per pixel ΔS = ΔS (x) + ΔS (y ) Varies depending on the pitch P pix of the pixel electrodes and the pitch P cc of the corner cubes as shown in the following formula (1). If the pitch in the x direction of the pixel electrode is P pix (x) and the pitch in the y direction is P pix (y) ,
ΔS = ΔS (x) + ΔS (y) = P pix (x) / P cc × (S 1 + S 2) + P pix (y) / ((√3) × P cc ) × (S 3 + S 4)
= P pix (x) / P cc × (√3) / 6 × P cc 2 + P pix (y) / ((√3) × P cc ) × (√3) / 2 × P cc 2
Therefore, ΔS = (√3) / 6 × P pix (x) × P cc + P pix (y) × P cc / 2 (1)

上記増加分の面積ΔSの画素面積(Ppix(x)×Ppix(y))に対する割合が0.5%、より好ましくは1%を超えると、開口率を従来よりも大幅に向上させることができる。従って、画素電極のピッチPpix(Ppix(x)あるいはPpix(y))およびコーナーキューブのピ
ッチPccは、下記式(2)を満足することが好ましく、より好ましくは下記式(3)を満足する。これにより、従来よりも明るい表示を実現できる。
ΔS/(Ppix(x)×Ppix(y)
=((√3)/6×Ppix(x)×Pcc+Ppix(y)×Pcc/2)/(Ppix(x)×Ppix(y))>0.005 (2)
ΔS/(Ppix(x)×Ppix(y)
=((√3)/6×Ppix(x)×Pcc+Ppix(y)×Pcc/2)/(Ppix(x)×Ppix(y))>0.01 (3)
When the ratio of the increased area ΔS to the pixel area (P pix (x) × P pix (y) ) exceeds 0.5%, more preferably more than 1%, the aperture ratio is greatly improved as compared with the prior art. Can do. Accordingly, the pixel electrode pitch P pix (P pix (x) or P pix (y) ) and the corner cube pitch P cc preferably satisfy the following formula (2), more preferably the following formula (3). Satisfied. Thereby, a brighter display than before can be realized.
ΔS / (P pix (x) × P pix (y) )
= ((√3) / 6 × P pix (x) × P cc + P pix (y) × P cc / 2) / (P pix (x) × P pix (y) )> 0.005 (2)
ΔS / (P pix (x) × P pix (y) )
= ((√3) / 6 × P pix (x) × P cc + P pix (y) × P cc / 2) / (P pix (x) × P pix (y) )> 0.01 (3)

なお、画素電極におけるx方向のピッチPpix(x)とy方向におけるピッチPpix(y)とが互いに等しい場合(Ppix(x)×Ppix(y)=Ppix)には、上式(2)および(3)は、それぞれ次式のようになる。
((√3)+3)/6×Pcc/Ppix>0.005 (4)
((√3)+3)/6×Pcc/Ppix>0.01 (5)
Incidentally, when the pitch P pix and (y) are equal to each other (P pix (x) × P pix (y) = P pix) in the pitch P pix (x) and y-direction of the x-direction in the pixel electrode, the above equation (2) and (3) are respectively expressed by the following equations.
((√3) +3) / 6 × P cc / P pix > 0.005 (4)
((√3) +3) / 6 × P cc / P pix > 0.01 (5)

例を挙げて説明すると、表示装置の解像度が200ppi(ppi:pixels per inch)程度であれば、コーナーキューブのピッチPccが1μm以上で従来よりも開口率を大幅に改善でき、また、コーナーキューブのピッチPccが2μm程度であれば、表示装置の解像度が85ppi程度以上の場合に開口率を大幅に改善できる。 For example, if the resolution of the display device is about 200 ppi (ppi: pixels per inch), the corner cube pitch P cc is 1 μm or more, and the aperture ratio can be greatly improved compared to the conventional case. If the pitch P cc is about 2 μm, the aperture ratio can be greatly improved when the resolution of the display device is about 85 ppi or more.

上記では、長方形状を有する画素電極がx方向およびy方向と平行な辺を有する場合について説明しているが、本実施形態では、画素電極の長辺または短辺の方向がコーナーキューブにおけるx方向やy方向と一致していなくても良く、その場合でも上記(2)、(3)式と同様の関係が成立する。すなわち、画素電極における短辺方向の配列ピッチをPpix(S)、長辺方向の配列ピッチをPpix(L)とすると、下式(4)、より好ましくは下式(5)を満足すれば、開口率を効果的に向上できる。
((√3)/6×Ppix(L)×Pcc+Ppix(S)×Pcc/2)/(Ppix(L)×Ppix(S))>0.005 (6)
((√3)/6×Ppix(L)×Pcc+Ppix(S)×Pcc/2)/(Ppix(L)×Ppix(S))>0.01 (7)
In the above, the case where the pixel electrode having a rectangular shape has sides parallel to the x direction and the y direction has been described, but in this embodiment, the direction of the long side or the short side of the pixel electrode is the x direction in the corner cube. It does not have to coincide with the y direction, and even in this case, the same relationship as the above equations (2) and (3) is established. That is, if the arrangement pitch in the short side direction of the pixel electrode is P pix (S) and the arrangement pitch in the long side direction is P pix (L) , the following expression (4), more preferably the following expression (5) is satisfied. Thus, the aperture ratio can be effectively improved.
((√3) / 6 × P pix (L) × P cc + P pix (S) × P cc / 2) / (P pix (L) × P pix (S) )> 0.005 (6)
((√3) / 6 × P pix (L) × P cc + P pix (S) × P cc / 2) / (P pix (L) × P pix (S) )> 0.01 (7)

さらに、本実施形態によると、以下に詳しく説明するように、従来の再帰性反射型表示装置よりも優れた表示特性を実現できる。   Furthermore, according to this embodiment, as will be described in detail below, it is possible to realize display characteristics superior to those of the conventional retroreflective display device.

図9(a)および(b)は、それぞれ、従来の再帰性反射型表示装置の黒状態および白状態を示す模式的な断面図であり、図10(a)および(b)は、それぞれ、本実施形態の再帰性反射型表示装置の黒状態および白状態を示す模式的な断面図である。いずれの表示装置も、TFTをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス駆動型である。   FIGS. 9A and 9B are schematic cross-sectional views showing a black state and a white state of a conventional retroreflective display device, respectively, and FIGS. 10A and 10B are respectively It is typical sectional drawing which shows the black state and white state of the retroreflection type display apparatus of this embodiment. Each display device is an active matrix drive type using TFT as a switching element.

従来の再帰性反射型表示装置は、図1を参照しながら前述した構成と同様の構成を有している。すなわち、背面基板509と、前面基板510と、背面基板509および前面基板510に狭持された液晶層505とを備えている。背面基板509は、表面に複数の薄膜トランジスタ501tを有するTFT基板501と、TFT基板501上に形成された再帰性反射特性を有する電極(反射電極)503とを有している。反射電極503は画素に対応して互いに離間されており、隣接する反射電極503の間には、反射機能を示さない非反射層504を有している。前面基板510の液晶層505の側の表面には、カラーフィルタ507とブラックマスク506とが形成されている。カラーフィルタ507は画素と対応して配置されている。ブラックマスク506は、隣接するカラーフィルタ507の間に、非反射層504を覆うように配置されている。この図では、非反射層504の下に薄膜トランジスタ501tが配置されているが、非反射層504の下にTFT基板501の配線(ソース配線)のみが配置されている場合もある。液晶層505は、例えばPDLCから形成され、液晶層505が透明状態のときに「黒」、散乱状態のときに「白」が表示される。   A conventional retroreflective display device has a configuration similar to that described above with reference to FIG. That is, a back substrate 509, a front substrate 510, and a liquid crystal layer 505 sandwiched between the back substrate 509 and the front substrate 510 are provided. The back substrate 509 includes a TFT substrate 501 having a plurality of thin film transistors 501t on the surface, and an electrode (reflective electrode) 503 having a retroreflective property formed on the TFT substrate 501. The reflective electrodes 503 are spaced apart from each other corresponding to the pixels, and a non-reflective layer 504 that does not exhibit a reflective function is provided between the adjacent reflective electrodes 503. A color filter 507 and a black mask 506 are formed on the surface of the front substrate 510 on the liquid crystal layer 505 side. The color filter 507 is arranged corresponding to the pixel. The black mask 506 is disposed between the adjacent color filters 507 so as to cover the non-reflective layer 504. In this figure, the thin film transistor 501t is disposed under the non-reflective layer 504, but only the wiring (source wiring) of the TFT substrate 501 may be disposed under the non-reflective layer 504. The liquid crystal layer 505 is formed of PDLC, for example, and displays “black” when the liquid crystal layer 505 is in a transparent state and “white” when in a scattering state.

ここで、従来の拡散反射型液晶表示装置の表示の原理を説明する。まず、黒表示の動作について説明する。光源500から光を入射させると、入射光は一般的に図9(a)に矢印500aで示す経路で反射される。すなわち、光源500からの光は、カラーフィルタ507を通過した後、透明状態の液晶層505を通過して再帰性反射板503で反射され、また液晶層505およびカラーフィルタ507を通過して光源500の方向へ戻っていく。このとき、観察者は自分の目の像を認識するため、黒表示となる。   Here, the display principle of the conventional diffuse reflection type liquid crystal display device will be described. First, the operation of black display will be described. When light is incident from the light source 500, the incident light is generally reflected along a path indicated by an arrow 500a in FIG. That is, light from the light source 500 passes through the color filter 507, then passes through the transparent liquid crystal layer 505, and is reflected by the retroreflector 503, and passes through the liquid crystal layer 505 and the color filter 507 and passes through the light source 500. Go back to the direction. At this time, since the observer recognizes the image of his / her eyes, the display is black.

一方、光源500からの光のうちカラーフィルタ507の端部(ブラックマスク506の近傍)に斜めから入射する光は、矢印500bで示すように、カラーフィルタ507および透明状態の液晶層505を通過した後、非反射層504に入射する。この光は、非反射層504を透過して薄膜トランジスタ501tの表面に到達し、そこで反射される。なお、非反射層504の下に薄膜トランジスタ501tが配置されておらず、代わりにTFT基板501における配線が配置されている場合もあるが、この場合には、非反射層504を透過した光は配線の表面で反射される。薄膜トランジスタ501tや配線の表面における反射は通常は金属反射である。パネルの設計にもよるが、薄膜トランジスタ501tなどの表面で反射された光の大部分はブラックマスク506に吸収される。しかしながら、表示の明るさを向上させる目的でブラックマスク506の幅を小さく設定している場合などは、薄膜トランジスタ501tなどの表面で反射された光の一部は、入射時に通過したカラーフィルタ507と異なるカラーフィルタ507を通過して出射し(矢印500b’)、黒特性を低下させる。   On the other hand, the light incident obliquely on the end of the color filter 507 (near the black mask 506) out of the light from the light source 500 has passed through the color filter 507 and the transparent liquid crystal layer 505 as indicated by an arrow 500b. Thereafter, the light enters the non-reflective layer 504. This light passes through the non-reflective layer 504, reaches the surface of the thin film transistor 501t, and is reflected there. Note that the thin film transistor 501t may not be disposed under the non-reflective layer 504, and a wiring in the TFT substrate 501 may be disposed instead. In this case, light transmitted through the non-reflective layer 504 is transmitted through the wiring. Reflected on the surface. Reflection on the surface of the thin film transistor 501t or the wiring is usually metal reflection. Depending on the design of the panel, most of the light reflected by the surface of the thin film transistor 501t or the like is absorbed by the black mask 506. However, when the width of the black mask 506 is set to be small for the purpose of improving display brightness, a part of the light reflected by the surface of the thin film transistor 501t or the like is different from the color filter 507 that has passed at the time of incidence. The light passes through the color filter 507 and is emitted (arrow 500b ′), and the black characteristic is deteriorated.

次に、白表示の動作について説明する。光源500からの光を入射すると、図9(b)に矢印500cで示すように、入射光の一部は、カラーフィルタ507を通過した後、散乱状態の液晶層505で散乱される。液晶層(PDLC)505が前方散乱特性を有する場合、液晶層505に入射した光は再帰反射板503の方向へ散乱(前方散乱)し、再帰性反射板503で反射する。反射光は、再び液晶層505およびカラーフィルタ507を通って観察者の目に届く。液晶層505が後方散乱特性を有する場合、入射光の多くは液晶層505で観察方向へ散乱されるが、入射光の一部は前方に散乱されて再帰反射板503で反射し、観察者の目に届く。何れの場合でも、再帰反射板503で反射された光の再帰性は、液晶層505の散乱特性によって崩されるため、反射光の大部分は光源500の方向へ戻らず、白表示に寄与する。   Next, the white display operation will be described. When light from the light source 500 is incident, as shown by an arrow 500c in FIG. 9B, a part of the incident light passes through the color filter 507 and is then scattered by the liquid crystal layer 505 in a scattering state. When the liquid crystal layer (PDLC) 505 has forward scattering characteristics, light incident on the liquid crystal layer 505 is scattered (forward scattered) toward the retroreflecting plate 503 and reflected by the retroreflecting plate 503. The reflected light reaches the observer's eyes again through the liquid crystal layer 505 and the color filter 507. When the liquid crystal layer 505 has a backscattering characteristic, most of the incident light is scattered in the observation direction by the liquid crystal layer 505, but a part of the incident light is scattered forward and reflected by the retroreflecting plate 503. Reach the eyes. In any case, since the retroreflectivity of the light reflected by the retroreflective plate 503 is destroyed by the scattering characteristics of the liquid crystal layer 505, most of the reflected light does not return to the direction of the light source 500 and contributes to white display.

一方、光源500からの光のうちカラーフィルタ507の端部(ブラックマスク506の近傍)に斜めから入射する光は、矢印500dで示すように、カラーフィルタ507を通過して液晶層505で散乱されるが、散乱された光の一部は、隣接する反射電極503の間の非反射層504に入射して薄膜トランジスタ501tの表面に到達し、そこで反射(金属反射)する。反射光はブラックマスク506で吸収されるように設計されている。しかし、液晶層505で散乱された光が薄膜トランジスタ501tの表面で反射され、さらに液晶層505で散乱されるため、反射光のうちブラックマスク506で吸収されず、カラーフィルタ507を通過して観察者側に出射する光も存在する。このうち、入射時に通過したカラーフィルタ507と異なるカラーフィルタ507を通過して出射する光は、混色の原因となる。なお、反射光のうち入射時と同じカラーフィルタ507を再び通過して表示に利用される光量は極めて少ない。   On the other hand, light incident on the end of the color filter 507 (near the black mask 506) obliquely from the light source 500 passes through the color filter 507 and is scattered by the liquid crystal layer 505 as indicated by an arrow 500d. However, part of the scattered light enters the non-reflective layer 504 between the adjacent reflective electrodes 503 and reaches the surface of the thin film transistor 501t, where it is reflected (reflected by metal). The reflected light is designed to be absorbed by the black mask 506. However, since the light scattered by the liquid crystal layer 505 is reflected by the surface of the thin film transistor 501t and further scattered by the liquid crystal layer 505, the reflected light is not absorbed by the black mask 506 but passes through the color filter 507 and is observed by the observer. There is also light emitted to the side. Among these, the light emitted through the color filter 507 different from the color filter 507 that has passed at the time of incidence causes color mixing. Note that the amount of reflected light that passes through the same color filter 507 as the incident light again and is used for display is very small.

これに対し、本実施形態の再帰性反射型表示装置は次のように動作する。まず、図10(a)を参照しながら、黒表示の動作について説明する。図10(a)に示す再帰性反射表示装置は、図4を参照しながら説明した背面基板300を用いて形成されている。液晶層や前面基板の構成は、上述した従来の表示装置における液晶層505や前面基板510と同様である。   On the other hand, the retroreflective display device of this embodiment operates as follows. First, the black display operation will be described with reference to FIG. The retroreflective display device shown in FIG. 10A is formed using the back substrate 300 described with reference to FIG. The configuration of the liquid crystal layer and the front substrate is the same as that of the liquid crystal layer 505 and the front substrate 510 in the conventional display device described above.

光源500から光を入射すると、入射光は一般的に図10(a)に矢印600aで示す経路で反射される。すなわち、光源500からの光は、カラーフィルタ507を通り、透明状態の液晶層505、透明画素電極310および平坦化樹脂層309を通過した後、再帰反射板308で反射され、再び平坦化樹脂層309、画素電極310、液晶層505およびカラーフィルタ507を通過して光源500の方向へ戻る。   When light is incident from the light source 500, the incident light is generally reflected along a path indicated by an arrow 600a in FIG. That is, the light from the light source 500 passes through the color filter 507, passes through the transparent liquid crystal layer 505, the transparent pixel electrode 310, and the flattening resin layer 309, and then is reflected by the retroreflective plate 308 and is again flattened resin layer. 309, the pixel electrode 310, the liquid crystal layer 505, and the color filter 507 are returned to the direction of the light source 500.

一方、光源500からの光のうち、カラーフィルタ507の端部(ブラックマスク506の近傍)に入射する光は、矢印600bで示すように、カラーフィルタ507、透明状態の液晶層505、透明画素電極310および平坦化樹脂層309を通過した後、再帰反射板308で反射され、ブラックマスク506で吸収される。ただし、再帰反射板308で反射された光の一部はブラックマスク506に入射せず、再度カラーフィルタ507を通過して光源500の方向へ戻る。このように、カラーフィルタ507の端部を通過した光はブラックマスク506で吸収されるか、または再帰性反射によって光源500の方向へ戻り、観察方向に出射しないので、良好な黒表示特性が得られる。   On the other hand, of the light from the light source 500, the light incident on the end of the color filter 507 (near the black mask 506) is, as indicated by the arrow 600b, the color filter 507, the transparent liquid crystal layer 505, and the transparent pixel electrode. After passing through 310 and the planarizing resin layer 309, it is reflected by the retroreflecting plate 308 and absorbed by the black mask 506. However, a part of the light reflected by the retroreflecting plate 308 does not enter the black mask 506 but passes through the color filter 507 again and returns to the light source 500. In this way, the light that has passed through the end of the color filter 507 is absorbed by the black mask 506, or returns to the direction of the light source 500 by retroreflection and does not exit in the viewing direction, so that good black display characteristics can be obtained. It is done.

次に、白表示の動作について説明する。光源500からの光は、図10(b)に矢印600cで示すように、カラーフィルタ507を通った後、液晶層505で散乱される。このとき、液晶層505が前方散乱特性を有する場合、液晶層505に入射した光は再帰反射板503の方向へ散乱(前方散乱)し、透明画素電極310および平坦化樹脂層309を通過した後、再帰性反射板503で反射する。液晶層505が後方散乱特性を有する場合には、入射光の多くは液晶層505で観察方向へ散乱され、カラーフィルタ507を通って出射するが、入射光の一部は前方に散乱されて再帰反射板503で反射する。何れの場合でも、再帰反射板503で反射された光の再帰性は、液晶層505の散乱特性によって崩されるため、再帰反射板503で反射された光の大部分は、再度カラーフィルタ507を通って観察方向へ出射する。また、液晶層505で光源500の方向へ散乱され、表示に寄与しない光もあるが、その光量はごくわずかである。   Next, the white display operation will be described. The light from the light source 500 is scattered by the liquid crystal layer 505 after passing through the color filter 507 as indicated by an arrow 600c in FIG. At this time, when the liquid crystal layer 505 has forward scattering characteristics, the light incident on the liquid crystal layer 505 is scattered (forward scattered) in the direction of the retroreflective plate 503 and passes through the transparent pixel electrode 310 and the planarizing resin layer 309. Reflected by the retroreflector 503. When the liquid crystal layer 505 has backscattering characteristics, most of the incident light is scattered in the observation direction by the liquid crystal layer 505 and exits through the color filter 507, but a part of the incident light is scattered forward and recursively. Reflected by the reflector 503. In any case, since the retroreflectivity of the light reflected by the retroreflective plate 503 is destroyed by the scattering characteristics of the liquid crystal layer 505, most of the light reflected by the retroreflective plate 503 passes through the color filter 507 again. To exit in the observation direction. Further, although there is light that is scattered in the direction of the light source 500 by the liquid crystal layer 505 and does not contribute to display, the amount of light is very small.

一方、光源500からの光のうちカラーフィルタ507の端部(ブラックマスク506の近傍)に入射する光は、矢印600dで示すように、カラーフィルタ507を通って液晶層505で散乱される。液晶層505の散乱特性(前方散乱型、後方散乱型)にかかわらず、散乱された光の一部は、透明画素電極310、平坦化樹脂層309を通って再帰反射板308で反射される。反射光の一部はブラックマスク506で吸収されるが、残りの光はブラックマスク506に入射せず、入射時と同じカラーフィルタ507を通って観察方向へ出射する。このように、光源500からの光のうち、画素領域からカラーフィルタ507の端部を通過してブラックマスク領域へ向かう光も再帰反射特性を利用して観察方向へ戻るため、光の利用効率が向上し、より明るい表示を実現できる。   On the other hand, light incident on the end of the color filter 507 (in the vicinity of the black mask 506) out of the light from the light source 500 is scattered by the liquid crystal layer 505 through the color filter 507 as indicated by an arrow 600d. Regardless of the scattering characteristics (forward scattering type, back scattering type) of the liquid crystal layer 505, part of the scattered light is reflected by the retroreflector 308 through the transparent pixel electrode 310 and the planarizing resin layer 309. A part of the reflected light is absorbed by the black mask 506, but the remaining light does not enter the black mask 506, but exits in the observation direction through the same color filter 507 as that at the time of incidence. As described above, light from the light source 500 that passes from the pixel region through the end of the color filter 507 to the black mask region also returns to the observation direction using the retroreflective property. Improve and achieve brighter display.

上述してきたように、本実施形態の再帰性反射型液晶表示装置によると、ブラックマスク506の端部から入射した光による表示特性の低下を抑制できる。そのため、黒表示状態において良好な表示特性が得られるとともに、白表示状態においても、混色を抑制しつつ、より明るい表示が実現できる。   As described above, according to the retroreflective liquid crystal display device of the present embodiment, it is possible to suppress deterioration in display characteristics due to light incident from the end of the black mask 506. Therefore, good display characteristics can be obtained in the black display state, and brighter display can be realized while suppressing color mixing even in the white display state.

さらに、本実施形態によると、以下のようなメリットもある。   Furthermore, according to this embodiment, there are the following merits.

従来の反射型表示装置(図9)では、液晶層505の背面基板側表面は凹凸形状を有するため、液晶層505が均一な配向状態となる場合でも、凹部内に存在するPDLCの散乱により、黒表示特性が低下するという問題がある。これは、凹部を形成する複数の面で光が反射され、凹部内のPDLCに異なる方向から入射した光がPDLCの複屈折性によって散乱されるためである。液晶層505と反射電極503との間に平坦化層を設けると黒表示特性の低下を抑制できるが、平坦化層によって電圧ロスが生じてしまう。これに対し、本実施形態では、液晶層505の背面基板側表面が平坦化されており、上記のようなPDLCの散乱が生じないため、黒表示特性を向上でき、コントラストの高い表示を実現できる。また、画素電極308と薄膜トランジスタ501tのドレイン電極306とをコンタクト(導通)させているので平坦化樹脂層309による電圧ロスもない。   In the conventional reflective display device (FIG. 9), since the surface of the liquid crystal layer 505 on the back substrate side has an uneven shape, even when the liquid crystal layer 505 is in a uniform alignment state, due to scattering of PDLC present in the recesses, There is a problem that the black display characteristic is deteriorated. This is because light is reflected by a plurality of surfaces forming the concave portion, and light incident on the PDLC in the concave portion from different directions is scattered by the birefringence of the PDLC. When a planarization layer is provided between the liquid crystal layer 505 and the reflective electrode 503, the black display characteristics can be prevented from being deteriorated, but a voltage loss is caused by the planarization layer. On the other hand, in this embodiment, the back substrate side surface of the liquid crystal layer 505 is flattened, and the PDLC scattering as described above does not occur, so that the black display characteristics can be improved and a display with high contrast can be realized. . In addition, since the pixel electrode 308 and the drain electrode 306 of the thin film transistor 501t are in contact (conduction), there is no voltage loss due to the planarization resin layer 309.

本実施形態の再帰性反射型液晶表示装置の構成や製造方法は、上記の構成や方法に限定されない。例えば、本実施形態における背面基板300を、コンタクトホールと対応する形状を有する柱状のレジストパターン(レジスト柱)を利用して作製することもできる。以下、図面を参照しながら、レジスト柱を用いた作製方法を説明する。   The configuration and manufacturing method of the retroreflective liquid crystal display device of the present embodiment are not limited to the above configuration and method. For example, the back substrate 300 in the present embodiment can be manufactured using a columnar resist pattern (resist column) having a shape corresponding to the contact hole. Hereinafter, a manufacturing method using a resist pillar will be described with reference to the drawings.

まず、図11(a)に示すように、TFT基板1200のドレイン電極1202の上に、フォトリソグラフィ法によって、形成しようとするコンタクトホールのサイズ(例えば直径5μm)に対応したレジストパターン(レジスト柱)1203を形成する。レジスト柱1203の高さは、後の工程で形成する絶縁層1204の厚さよりも大きくなるように設定され、例えば8μmである。   First, as shown in FIG. 11A, a resist pattern (resist pillar) corresponding to the size (for example, diameter 5 μm) of a contact hole to be formed on the drain electrode 1202 of the TFT substrate 1200 by photolithography. 1203 is formed. The height of the resist pillar 1203 is set to be larger than the thickness of the insulating layer 1204 to be formed in a later step, and is, for example, 8 μm.

次に、図11(b)に示すように、TFT基板1200にアクリル樹脂などの転写樹脂1204’を塗布する。   Next, as shown in FIG. 11B, a transfer resin 1204 ′ such as an acrylic resin is applied to the TFT substrate 1200.

この後、図11(c)に示すように、型押し法などによって転写樹脂1204’にマスタ1220の表面形状を転写する。具体的には、転写樹脂1204’に対して、表面にコーナーキューブアレイ形状を有するマスタ1220を貼付し、転写樹脂1204’を硬化させる。転写樹脂の硬化は、熱可塑性、熱硬化性、光硬化性などを利用して行うことができる。例えば、転写樹脂1204’としてアクリル樹脂を用いる場合、転写樹脂1204’を紫外線で照射することにより硬化させることができる。転写樹脂1204には、必要に応じて硬化促進剤が添加されていてもよい。   After that, as shown in FIG. 11C, the surface shape of the master 1220 is transferred to the transfer resin 1204 'by an embossing method or the like. Specifically, a master 1220 having a corner cube array shape is attached to the surface of the transfer resin 1204 ', and the transfer resin 1204' is cured. Curing of the transfer resin can be performed using thermoplasticity, thermosetting property, photocuring property, or the like. For example, when an acrylic resin is used as the transfer resin 1204 ′, the transfer resin 1204 ′ can be cured by being irradiated with ultraviolet rays. A curing accelerator may be added to the transfer resin 1204 as necessary.

転写樹脂1204’の硬化方法や硬化条件は特に限定されないが、転写樹脂1204の硬化工程においてレジスト柱1203の硬化が進行すると、後述する工程でレジスト柱1203を剥離することが困難になるので留意する必要がある。例えば、ポジ型レジスト材料を用いてレジスト柱1203を形成した場合、光硬化性樹脂材料を用いて転写樹脂1204’を形成し、転写樹脂1204’を光で照射することによって硬化させると良い。転写樹脂1204’の硬化工程において、レジスト柱1203も光で照射されるが、これによってレジスト柱1203の硬化が進行することはないからである。一方、レジスト柱1203は、本焼成されていなければ比較的容易に剥離できるため、熱硬化性樹脂材料を用いて転写樹脂1204’を形成し、レジスト柱1203の本焼成温度よりも低い温度で転写樹脂1204’を硬化させてもよい。なお、光硬化性を利用して転写樹脂1204’を硬化させる場合、熱硬化性を利用して硬化させる場合よりもプロセス時間を短縮できるメリットがある。   The curing method and curing conditions of the transfer resin 1204 ′ are not particularly limited, but it should be noted that if the resist column 1203 is cured in the curing step of the transfer resin 1204, it is difficult to remove the resist column 1203 in a later-described step. There is a need. For example, when the resist pillar 1203 is formed using a positive resist material, the transfer resin 1204 ′ is formed using a photocurable resin material, and the transfer resin 1204 ′ is cured by irradiation with light. This is because in the curing step of the transfer resin 1204 ′, the resist pillar 1203 is also irradiated with light, but this does not cause the resist pillar 1203 to cure. On the other hand, since the resist pillar 1203 can be peeled off relatively easily if not subjected to the main baking, a transfer resin 1204 ′ is formed using a thermosetting resin material and transferred at a temperature lower than the main baking temperature of the resist pillar 1203. The resin 1204 ′ may be cured. Note that when the transfer resin 1204 ′ is cured using photocuring property, there is an advantage that the process time can be shortened as compared with the case of curing using thermosetting property.

次いで、TFT基板1200とマスタ1220とを離型すると、図11(d)に示すように、コーナーキューブアレイ形状を有する絶縁層1204が得られる。この絶縁層1204の表面に、図11(e)に示すように、反射金属層(例えばAg層)1205を例えばスパッタ法や蒸着法によって形成する。   Next, when the TFT substrate 1200 and the master 1220 are released, an insulating layer 1204 having a corner cube array shape is obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 11E, a reflective metal layer (for example, Ag layer) 1205 is formed on the surface of the insulating layer 1204 by, for example, sputtering or vapor deposition.

続いて、図11(f)に示すように、反射金属層1205の上に平坦化材料を塗布して平坦化樹脂層1207をし、フォトリソグラフィ法によって、平坦化樹脂層1207にコンタクトホール1207cを形成する。コンタクトホール1207cは、レジスト柱1203と位置合わせされる。例えば、レジスト柱1203を形成した際に用いたマスクと同一のマスクを用いてもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 11F, a planarizing material is applied on the reflective metal layer 1205 to form a planarizing resin layer 1207, and a contact hole 1207c is formed in the planarizing resin layer 1207 by photolithography. Form. The contact hole 1207c is aligned with the resist pillar 1203. For example, the same mask as that used when the resist pillar 1203 is formed may be used.

この後、図11(g)に示すように、反射金属層1205に、コンタクトホール1207cよりも大きい開口部(直径:例えば8μm)1205cを形成する。具体的には、平坦化樹脂層1207をエッチングマスクとして利用し、例えばウェットエッチングにより反射金属層1205の一部を除去する。このとき、反射金属層1205のうちコンタクトホール1207cによって露出されている部分よりも広い部分が除去されるように(オーバーエッチング)、エッチング時間やエッチング液などを選択する。   Thereafter, as shown in FIG. 11G, an opening (diameter: 8 μm, for example) 1205c larger than the contact hole 1207c is formed in the reflective metal layer 1205. Specifically, the planarizing resin layer 1207 is used as an etching mask, and a part of the reflective metal layer 1205 is removed by wet etching, for example. At this time, an etching time, an etching solution, or the like is selected so that a portion wider than the portion exposed by the contact hole 1207c in the reflective metal layer 1205 is removed (overetching).

金属反射層1205のエッチング後、図11(h)に示すように、レジスト柱1203を溶融させる溶液(剥離液)を用いてレジスト柱1203を剥離する。剥離液としては、例えば有機アミン系のアルカリ溶液や、アセトン等の極性溶媒を用いてもよい。これにより、絶縁層1204にコンタクトホール1204cが形成される。コンタクトホール1204cは平坦化樹脂層1207に形成されたコンタクトホール1207cと連結するので、絶縁層1204および平坦化樹脂層1207を貫通し、ドレイン電極1202に達する1つのコンタクトホール1208が得られる。   After the etching of the metal reflective layer 1205, as shown in FIG. 11H, the resist pillar 1203 is peeled off using a solution (peeling liquid) that melts the resist pillar 1203. As the stripping solution, for example, an organic amine-based alkali solution or a polar solvent such as acetone may be used. As a result, a contact hole 1204c is formed in the insulating layer 1204. Since the contact hole 1204c is connected to the contact hole 1207c formed in the planarization resin layer 1207, one contact hole 1208 that penetrates the insulating layer 1204 and the planarization resin layer 1207 and reaches the drain electrode 1202 is obtained.

なお、レジスト柱1203を溶融でき、かつ反射金属層1205のエッチング液としても使用できるように調整された溶液を用いて、図11(g)に示す反射金属層1205のオーバーエッチング工程および図11(h)に示すレジスト柱の除去工程を同時に行うこともできる。   Note that, using a solution prepared so that the resist pillar 1203 can be melted and can also be used as an etching solution for the reflective metal layer 1205, the overetching process of the reflective metal layer 1205 shown in FIG. The resist pillar removing step shown in h) can be performed simultaneously.

この後、図11(i)に示すように、平坦化樹脂層1207およびコンタクトホール1208の内部に塗布型のITOを塗布してITO膜1209’を形成する。続いて、図11(j)に示すように、ITO膜1209’をパターニングすることにより、画素電極1209を形成する。各画素電極1209は、コンタクトホール1208の内部に形成されたコンタクト部1210を介して対応する薄膜トランジスタのドレイン電極1202と電気的に接続される。このようにして、背面基板1230が完成する。   Thereafter, as shown in FIG. 11I, coating-type ITO is applied to the inside of the planarizing resin layer 1207 and the contact hole 1208 to form an ITO film 1209 '. Subsequently, as shown in FIG. 11 (j), the pixel electrode 1209 is formed by patterning the ITO film 1209 '. Each pixel electrode 1209 is electrically connected to the drain electrode 1202 of the corresponding thin film transistor through a contact portion 1210 formed inside the contact hole 1208. In this way, the back substrate 1230 is completed.

上記では、反射金属層1205としてコーナーキューブアレイ形状を有する再帰性反射層を形成したが、同様の方法で、他の形状の再帰性反射層を形成してもよいし、拡散反射層を形成してもよい。   In the above description, a retroreflective layer having a corner cube array shape is formed as the reflective metal layer 1205. However, a retroreflective layer of another shape may be formed by the same method, or a diffuse reflective layer may be formed. May be.

また、レジスト柱1203の代わりに、導電性材料を用いて導電性の柱を形成してもよい。この場合、完成後の背面基板において、導電性の柱は画素電極とスイッチング素子とを接続するコンタクト部の一部を構成する。以下に、導電性の柱(導電部)を形成する場合の背面基板の作製方法を説明する。   Further, a conductive column may be formed using a conductive material instead of the resist column 1203. In this case, in the rear substrate after completion, the conductive pillar constitutes a part of a contact portion that connects the pixel electrode and the switching element. Hereinafter, a method for manufacturing a back substrate in the case of forming a conductive column (conductive portion) will be described.

まず、図12(a)に示すように、TFT基板1200のドレイン電極1202の上に柱状の導電部1240を形成する。導電部1240は、例えば導電性材料を堆積し、パターニングすることによって形成できる。導電部1240のサイズや厚さは、上述したレジスト柱1203のサイズや厚さと同じであってもよい。   First, as shown in FIG. 12A, a columnar conductive portion 1240 is formed on the drain electrode 1202 of the TFT substrate 1200. The conductive portion 1240 can be formed by depositing and patterning a conductive material, for example. The size and thickness of the conductive portion 1240 may be the same as the size and thickness of the resist pillar 1203 described above.

導電性材料としては、絶縁性樹脂(アクリル樹脂など)に導電材料(カーボン、アルミニウムなど)を分散させた導電材料分散樹脂や、高分子そのものが導電性を有する有機導電性化合物(ポリアセチレンなど)を用いても構わない。絶縁性樹脂として光硬化性のアクリル樹脂等を含む導電材料分散樹脂を用いると、フォトリソグラフィ法を利用したパターニングが可能となり、導電部1240の形成工程を簡略化できる。   Conductive materials include conductive material dispersed resins in which conductive materials (carbon, aluminum, etc.) are dispersed in insulating resins (acrylic resins, etc.), and organic conductive compounds (polyacetylene, etc.) in which the polymer itself is conductive. You may use. When a conductive material-dispersed resin containing a photocurable acrylic resin or the like is used as the insulating resin, patterning using a photolithography method is possible, and the formation process of the conductive portion 1240 can be simplified.

続いて、図11(b)〜(g)を参照しながら説明したように、型押し法により絶縁層1204を形成した後、開口部1205cを有する金属反射層1205、およびコンタクトホール1207cを有する平坦化樹脂層1207を形成する(図12(b)〜(g))。   Subsequently, as described with reference to FIGS. 11B to 11G, after the insulating layer 1204 is formed by the embossing method, the metal reflective layer 1205 having the opening 1205c and the flat having the contact hole 1207c are formed. A plasticized resin layer 1207 is formed (FIGS. 12B to 12G).

この後、図12(h)に示すように、平坦化樹脂層1207およびコンタクトホール1207cの内部に塗布型のITOを塗布したITO膜1211’を形成する。続いて、図12(i)に示すように、ITO膜1211’をパターニングすることにより、画素電極1211を形成する。画素電極1211は、コンタクトホール1207cの内部に形成されたITO膜と導電部1240とから構成されるコンタクト部によって、対応する薄膜トランジスタのドレイン電極1202と電気的に接続される。このようにして、背面基板1250が完成する。   Thereafter, as shown in FIG. 12 (h), an ITO film 1211 'coated with coating-type ITO is formed inside the planarizing resin layer 1207 and the contact hole 1207c. Subsequently, as shown in FIG. 12I, the pixel electrode 1211 is formed by patterning the ITO film 1211 '. The pixel electrode 1211 is electrically connected to the drain electrode 1202 of the corresponding thin film transistor through a contact portion formed of the ITO film formed inside the contact hole 1207c and the conductive portion 1240. In this way, the back substrate 1250 is completed.

(第2の実施形態)
以下、本発明による第2の実施形態の反射型表示装置を説明する。
(Second Embodiment)
The reflective display device according to the second embodiment of the present invention will be described below.

図13(a)は、本実施形態の反射型液晶表示装置における背面基板(TFT側基板)400の構成を示す平面図であり、図13(b)は、図13(a)に示す平面図における13b−13b’断面図である。   FIG. 13A is a plan view showing a configuration of a back substrate (TFT side substrate) 400 in the reflective liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 13B is a plan view shown in FIG. It is 13b-13b 'sectional drawing in.

背面基板400は、図4(a)および(b)を参照しながら説明した背面基板300と同様の構成を有する。ただし、絶縁層407は、再帰性反射形状ではなく拡散反射形状を有しており、反射層408は、再帰性反射特性の代わりに散乱型反射特性を有する点で異なっている。   The back substrate 400 has the same configuration as the back substrate 300 described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). However, the insulating layer 407 has a diffuse reflection shape instead of a retroreflection shape, and the reflection layer 408 is different in that it has a scattering type reflection characteristic instead of the retroreflection characteristic.

本実施形態の背面基板400は、例えば以下に説明する方法で形成できる。   The back substrate 400 of this embodiment can be formed by, for example, the method described below.

まず、図5(a)および図6(a)を参照しながら説明した方法と同様の方法でTFT基板を形成する。次に、TFT基板上に、例えばアクリル系紫外線硬化樹脂を用いてランダムなパターンを有する樹脂層を形成する。ランダムなパターンは、複数の島状パターン(各島状パターンのサイズ:例えば10μm×10μm)であってもよい。次いで、樹脂層を例えば105℃まで加熱し、樹脂層を熱変形(熱だれ)させると、表面に凹凸を有する絶縁層407が形成される。   First, a TFT substrate is formed by a method similar to the method described with reference to FIGS. 5 (a) and 6 (a). Next, a resin layer having a random pattern is formed on the TFT substrate using, for example, an acrylic ultraviolet curable resin. The random pattern may be a plurality of island patterns (size of each island pattern: for example, 10 μm × 10 μm). Next, when the resin layer is heated to 105 ° C., for example, and the resin layer is thermally deformed (heated), an insulating layer 407 having irregularities on the surface is formed.

続いて、図5(b)および図6(b)を参照しながら説明した方法と同様の方法で、絶縁層407にコンタクトホール311を形成した後、絶縁層407の上にAg層などの反射金属層を形成する。この反射金属層に、コンタクトホール311よりも大きい直径を有する開口部311’を設ける。これにより、拡散反射特性を有する反射層408が形成される。   Subsequently, a contact hole 311 is formed in the insulating layer 407 by a method similar to the method described with reference to FIGS. 5B and 6B, and then a reflection such as an Ag layer is formed on the insulating layer 407. A metal layer is formed. An opening 311 ′ having a diameter larger than that of the contact hole 311 is provided in the reflective metal layer. As a result, a reflective layer 408 having diffuse reflection characteristics is formed.

この後、図5(c)および図6(c)を参照しながら説明した方法と同様の方法で、平坦化樹脂層309および画素電極310を形成することにより、背面基板400が得られる。   Thereafter, the back substrate 400 is obtained by forming the planarizing resin layer 309 and the pixel electrode 310 by a method similar to the method described with reference to FIGS. 5C and 6C.

本実施形態の反射型液晶表示装置は、上記のようにして得られた背面基板400を用いて、従来の反射型液晶表示装置を製造する際に行う工程と同様の工程で製造され得る。具体的な方法を以下に説明する。   The reflective liquid crystal display device of the present embodiment can be manufactured by using the back substrate 400 obtained as described above in the same process as that performed when manufacturing a conventional reflective liquid crystal display device. A specific method will be described below.

まず、背面基板400の上にポリイミド膜を形成し、それを布でこする(ラビングする)ことによって、液晶の向きを規定する配向層を形成する。一方、カラーフィルタ層、透明導電膜および配向層を有する前面基板を形成する。前面基板における配向層も、背面基板400における配向層と同様の方法で形成できる。次いで、背面基板400および前面基板を貼り合わせ、その間に例えば複屈折モードの液晶層を形成する。また、実施形態1の再帰性反射型液晶表示装置と異なり前面基板の表面に、偏光板と、液晶層の位相差に対応した位相差板とを貼付する。これにより、本実施形態の反射型液晶表示装置が得られる。   First, a polyimide film is formed on the back substrate 400, and an alignment layer that defines the direction of the liquid crystal is formed by rubbing (rubbing) it with a cloth. On the other hand, a front substrate having a color filter layer, a transparent conductive film and an alignment layer is formed. The alignment layer on the front substrate can also be formed in the same manner as the alignment layer on the back substrate 400. Next, the back substrate 400 and the front substrate are bonded together, and a birefringence mode liquid crystal layer, for example, is formed between them. Further, unlike the retroreflective liquid crystal display device of Embodiment 1, a polarizing plate and a retardation plate corresponding to the retardation of the liquid crystal layer are attached to the surface of the front substrate. Thereby, the reflective liquid crystal display device of this embodiment is obtained.

なお、本実施形態の背面基板400および表示装置の製造方法は上記の方法に限定されない。例えば、図11を参照しながら説明したレジスト柱を利用する方法や、図12を参照しながら説明した柱状の導電部を利用する方法と同様の方法で背面基板400を作製してもよい。   In addition, the manufacturing method of the back substrate 400 and the display device of the present embodiment is not limited to the above method. For example, the back substrate 400 may be manufactured by a method similar to the method using the resist pillar described with reference to FIG. 11 or the method using the columnar conductive portion described with reference to FIG.

以下、図面を参照しながら、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置が、従来の拡散反射型表示装置と比べて有利な点を説明する。図14(a)および(b)は、それぞれ、従来の拡散反射型液晶表示装置の白状態および黒状態を示す模式的な断面図であり、図15(a)および(b)は、それぞれ、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置の白状態および黒状態を示す模式的な断面図である。いずれの表示装置も、TFTをスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス駆動型である。また、表示モードの一例として偏光板、位相差板、液晶層、および反射層からなる一枚偏光板モードを使用する。以下の例では、電圧無印加時に「白」表示状態となるように設計された電界制御複屈折モードの液晶層を用いている。なお、液晶層は電圧無印加時に「黒」表示状態となるように設計されていてもよい。   Hereinafter, the advantages of the diffuse reflection type liquid crystal display device of the present embodiment over the conventional diffuse reflection type display device will be described with reference to the drawings. 14A and 14B are schematic cross-sectional views showing a white state and a black state of a conventional diffuse reflection type liquid crystal display device, respectively, and FIGS. 15A and 15B are respectively It is typical sectional drawing which shows the white state and black state of the diffuse reflection type liquid crystal display device of this embodiment. Each display device is an active matrix drive type using TFT as a switching element. Further, as an example of the display mode, a single polarizing plate mode including a polarizing plate, a retardation plate, a liquid crystal layer, and a reflective layer is used. In the following example, an electric field control birefringence mode liquid crystal layer designed to be in a “white” display state when no voltage is applied is used. Note that the liquid crystal layer may be designed to be in a “black” display state when no voltage is applied.

従来の拡散反射型液晶表示装置は、背面基板909と、前面基板910と、背面基板909および前面基板910に狭持された液晶層905とを備えている。背面基板909は、表面に複数の薄膜トランジスタ901tを有するTFT基板901と、TFT基板901の上に形成された拡散反射特性を有する電極(反射電極)903とを有している。反射電極903は画素に対応して設けられており、隣接する反射電極903の間に非反射層904を有している。前面基板910の液晶層905の側の表面には、カラーフィルタ907とブラックマスク906とが形成されている。カラーフィルタ907は画素と対応して配置されており、ブラックマスク906は隣接するカラーフィルタ907の間に、非反射層904を覆うように配置されている。また、前面基板910の観察者側表面には、位相差板921および偏光板920がこの順で設けられている。   A conventional diffuse reflection type liquid crystal display device includes a rear substrate 909, a front substrate 910, and a liquid crystal layer 905 sandwiched between the rear substrate 909 and the front substrate 910. The back substrate 909 includes a TFT substrate 901 having a plurality of thin film transistors 901t on the surface, and an electrode (reflective electrode) 903 having a diffuse reflection characteristic formed on the TFT substrate 901. The reflective electrode 903 is provided corresponding to the pixel, and has a non-reflective layer 904 between the adjacent reflective electrodes 903. A color filter 907 and a black mask 906 are formed on the surface of the front substrate 910 on the liquid crystal layer 905 side. The color filter 907 is disposed corresponding to the pixel, and the black mask 906 is disposed between the adjacent color filters 907 so as to cover the non-reflective layer 904. A phase difference plate 921 and a polarizing plate 920 are provided in this order on the surface of the front substrate 910 on the viewer side.

ここで、従来の拡散反射型液晶表示装置の表示の原理を説明する。まず、白表示の動作について説明する。表示装置に光源900から光を入射させると、入射光は一般的に図14(a)に矢印900aで示す経路で反射される。光源900からの光は、偏光板920を通過することにより、偏光板920の透過軸方向と平行な直線偏光A1となった後、位相差板921を通過して、例えば右回りの円偏光B1となる。この円偏光B1はカラーフィルタ907を通過した後、液晶層(リタデーションΔnd=λ/4)905を通ることにより直線偏光A1となって、拡散反射板903で反射される。反射された光は、再び液晶層905を通って円偏光B1となり、カラーフィルタ907を通過した後、位相差板921で直線偏光A1となるので、偏光板920から観察方向へ出射する。   Here, the display principle of the conventional diffuse reflection type liquid crystal display device will be described. First, the operation of white display will be described. When light is incident on the display device from the light source 900, the incident light is generally reflected along a path indicated by an arrow 900a in FIG. The light from the light source 900 passes through the polarizing plate 920 to become linearly polarized light A1 parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate 920, and then passes through the phase difference plate 921, for example, clockwise circularly polarized light B1. It becomes. The circularly polarized light B 1 passes through the color filter 907 and then passes through the liquid crystal layer (retardation Δnd = λ / 4) 905 to become linearly polarized light A 1 and is reflected by the diffuse reflector 903. The reflected light again passes through the liquid crystal layer 905 to become circularly polarized light B1, passes through the color filter 907, and then becomes linearly polarized light A1 by the phase difference plate 921 and is thus emitted from the polarizing plate 920 in the observation direction.

一方、光源900からの光のうちカラーフィルタ907の端部(ブラックマスク906の近傍)に斜めから入射する光は、矢印900bで示すように、液晶層905を通過した後、隣接する反射電極903の間の非反射層904に入射する。このような光は、非反射層904を通過して薄膜トランジスタ901の表面に到達し、そこで反射される。薄膜トランジスタ901の表面における反射は通常は金属反射である。パネルの設計にもよるが、薄膜トランジスタ901の表面で反射された光の大部分はブラックマスク906に吸収される。しかしながら、カラーフィルタ907と反射面である薄膜トランジスタ901の表面との距離は、カラーフィルタ907と拡散反射板903との距離よりも長いため、薄膜トランジスタ901の表面で反射した光の一部は、ブラックマスク906ではなく、入射時に通過したカラーフィルタ907と異なるカラーフィルタ907を通過してしまう(矢印900b’)。入射時と異なるカラーフィルタ907を通過した光は、位相差板921によって直線偏光A1となり、偏光板920を通過して観察方向に戻るので、混色の原因となる。   On the other hand, the light incident on the end of the color filter 907 (near the black mask 906) obliquely from the light source 900 passes through the liquid crystal layer 905 and then is adjacent to the reflective electrode 903 as indicated by an arrow 900b. Between the non-reflective layers 904. Such light passes through the non-reflective layer 904 and reaches the surface of the thin film transistor 901 where it is reflected. The reflection on the surface of the thin film transistor 901 is usually a metal reflection. Depending on the design of the panel, most of the light reflected by the surface of the thin film transistor 901 is absorbed by the black mask 906. However, since the distance between the color filter 907 and the surface of the thin film transistor 901 which is a reflection surface is longer than the distance between the color filter 907 and the diffuse reflection plate 903, a part of the light reflected on the surface of the thin film transistor 901 is black mask. Instead of 906, the color filter 907 that is different from the color filter 907 that has passed at the time of incidence passes (arrow 900b ′). The light that has passed through the color filter 907 different from that at the time of incidence becomes linearly polarized light A1 by the phase difference plate 921, passes through the polarizing plate 920, and returns to the observation direction, which causes color mixing.

続いて、黒表示の動作について説明する。図14(b)に矢印900cで示すように、光源900からの光は、偏光板920通過することにより、偏光板920の透過軸方向と平行な直線偏光A1となった後、位相差板921を通過して、例えば右回りの円偏光B1となる。この円偏光B1はカラーフィルタ907を経て液晶層905を通過する。このとき、液晶層905に所定の電圧(飽和電圧以上)が印加されていると、液晶層905のリタデーションΔndは略ゼロなので、液晶層905を通過する光の偏光状態は保持される。この場合、液晶層905を通過した円偏光B1は拡散反射板903で反射されて左回りの円偏光B2となり、再び液晶層905およびカラーフィルタ907を通過する。カラーフィルタ907を通過した光(円偏光B2)は、位相差板921を通過することにより、直線偏光A1と直交する直線偏光A2となる。直線偏光A2は偏光板920の透過軸方向と直交し、偏光板920で吸収されるので、黒状態となる。   Next, the black display operation will be described. As indicated by an arrow 900c in FIG. 14B, the light from the light source 900 passes through the polarizing plate 920 to become linearly polarized light A1 parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate 920, and then the retardation plate 921. , And becomes, for example, clockwise circularly polarized light B1. This circularly polarized light B 1 passes through the liquid crystal layer 905 through the color filter 907. At this time, if a predetermined voltage (saturation voltage or higher) is applied to the liquid crystal layer 905, the retardation Δnd of the liquid crystal layer 905 is substantially zero, so that the polarization state of the light passing through the liquid crystal layer 905 is maintained. In this case, the circularly polarized light B1 that has passed through the liquid crystal layer 905 is reflected by the diffuse reflector 903 to become counterclockwise circularly polarized light B2, and passes through the liquid crystal layer 905 and the color filter 907 again. The light (circularly polarized light B2) that has passed through the color filter 907 passes through the phase difference plate 921, and becomes linearly polarized light A2 that is orthogonal to the linearly polarized light A1. The linearly polarized light A2 is orthogonal to the transmission axis direction of the polarizing plate 920 and is absorbed by the polarizing plate 920, so that the black state is obtained.

一方、光源900からの光のうちカラーフィルタ907の端部(ブラックマスク906の近傍)に斜めから入射する光は、矢印900dで示すように、液晶層905を通過した後に非反射層904に入射する。このような光は、非反射層904を通過して薄膜トランジスタ901の表面に到達し、そこで金属反射される。薄膜トランジスタ901の表面における反射は通常は金属反射である。パネルの設計にもよるが、薄膜トランジスタ901の表面で反射された光の大部分はブラックマスク906に吸収される。薄膜トランジスタ901の表面で反射された光の一部は、ブラックマスク906で吸収されずに入射時と異なるカラーフィルタ907を通過するが、偏光板920で吸収されるので黒表示の品位を低下させることはない。   On the other hand, light incident on the end of the color filter 907 (in the vicinity of the black mask 906) from the light source 900 obliquely enters the non-reflective layer 904 after passing through the liquid crystal layer 905 as indicated by an arrow 900d. To do. Such light passes through the non-reflective layer 904 and reaches the surface of the thin film transistor 901 where it is reflected by the metal. The reflection on the surface of the thin film transistor 901 is usually a metal reflection. Depending on the design of the panel, most of the light reflected by the surface of the thin film transistor 901 is absorbed by the black mask 906. A part of the light reflected by the surface of the thin film transistor 901 passes through the color filter 907 different from the incident time without being absorbed by the black mask 906, but is absorbed by the polarizing plate 920, so that the quality of black display is lowered. There is no.

なお、液晶層905に印加する電圧をゼロから飽和電圧までの範囲で変化させることにより、中間調表示も実現できる。印加電圧がゼロであれば、上述したように液晶層905のリタデーションΔndはλ/4となるので、拡散反射板903で反射された後に液晶層905を通過した光は右回りの円偏光B1である。液晶層905に飽和電圧よりも小さい電圧を印加すると、拡散反射板903で反射された後に液晶層905を通過した光は楕円偏光となり、楕円偏光の一部は偏光板920を通過しないため、中間調が表示される。液晶層905に印加する電圧が大きいほど、液晶層905のリタデーションΔndは小さくなり、拡散反射板903で反射された光のうち偏光板920から出射される光の割合が増加するので、黒表示に近づく。   Note that halftone display can be realized by changing the voltage applied to the liquid crystal layer 905 in a range from zero to a saturation voltage. If the applied voltage is zero, the retardation Δnd of the liquid crystal layer 905 is λ / 4 as described above, so that the light that has been reflected by the diffuse reflector 903 and then passed through the liquid crystal layer 905 is clockwise circularly polarized light B1. is there. When a voltage lower than the saturation voltage is applied to the liquid crystal layer 905, light that has been reflected by the diffuse reflector 903 and then passed through the liquid crystal layer 905 becomes elliptically polarized light, and part of the elliptically polarized light does not pass through the polarizing plate 920. Key is displayed. The larger the voltage applied to the liquid crystal layer 905, the smaller the retardation Δnd of the liquid crystal layer 905, and the proportion of the light emitted from the polarizing plate 920 in the light reflected by the diffuse reflector 903 increases. Get closer.

次に、図15(a)および(b)を参照しながら、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置の動作を説明する。図15に示す拡散反射表示装置は、図13を参照しながら説明した背面基板400を用いて形成されている。液晶層や前面基板の構成は、上述した従来の表示装置における液晶層905や前面基板910と同様である。   Next, the operation of the diffuse reflection type liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 15 (a) and 15 (b). The diffuse reflection display device shown in FIG. 15 is formed using the back substrate 400 described with reference to FIG. The configuration of the liquid crystal layer and the front substrate is the same as that of the liquid crystal layer 905 and the front substrate 910 in the conventional display device described above.

まず、白状態の動作について説明する。表示装置に光源900から光を入射させると、入射光は一般的に図15(a)に矢印1000aで示す経路で反射される。光源900からの光は、偏光板920を通過することにより、偏光板920の透過軸方向と平行な直線偏光A1となった後、位相差板921を通過して、例えば右回りの円偏光B1となる。この円偏光B1はカラーフィルタ907を通過した後、液晶層(リタデーションΔnd=λ/4)905を通ることにより直線偏光A1となり、平坦化樹脂層309を経て、拡散反射板408で反射される。反射された光は、平坦化樹脂層309を通った後、液晶層905を通過することにより円偏光B1となる。円偏光B1は、カラーフィルタ907を通過して、位相差板921で直線偏光A1となる。よって、反射光(直線偏光A1)は偏光板920を通過して観察方向へ出射する。   First, the operation in the white state will be described. When light is incident on the display device from the light source 900, the incident light is generally reflected along a path indicated by an arrow 1000a in FIG. The light from the light source 900 passes through the polarizing plate 920 to become linearly polarized light A1 parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate 920, and then passes through the phase difference plate 921, for example, clockwise circularly polarized light B1. It becomes. The circularly polarized light B 1 passes through the color filter 907 and then passes through the liquid crystal layer (retardation Δnd = λ / 4) 905 to become linearly polarized light A 1, passes through the planarizing resin layer 309, and is reflected by the diffuse reflector 408. The reflected light passes through the planarizing resin layer 309 and then passes through the liquid crystal layer 905 to become circularly polarized light B1. The circularly polarized light B1 passes through the color filter 907 and becomes linearly polarized light A1 by the phase difference plate 921. Therefore, the reflected light (linearly polarized light A1) passes through the polarizing plate 920 and is emitted in the observation direction.

一方、光源900からの光のうちカラーフィルタ907の端部(ブラックマスク906の近傍)に斜めから入射する光は、矢印1000aで示す経路と同様の経路で液晶層905および平坦化樹脂層309を通過した後に拡散反射板408で反射されるが、その反射光のほとんどはブラックマスク906に吸収される(矢印1000b)。ここで、反射光のうちブラックマスク906に吸収されずに、入射時と異なるカラーフィルタ907を通過する光の割合は、従来の表示装置(図14(a))における割合よりも極めて小さい。これは、本実施形態では、ブラックマスク906および反射面(拡散反射板408の表面)の間隔が、カラーフィルタ907および反射面の間隔と等しいので、反射光の広がりを抑制でき、反射光が入射時と異なるカラーフィルタ907を通過する割合を低減できるからである。従って、従来の表示装置で問題となる混色を抑制できる。   On the other hand, light incident on the end of the color filter 907 (in the vicinity of the black mask 906) obliquely from the light source 900 passes through the liquid crystal layer 905 and the planarizing resin layer 309 through the same path as indicated by the arrow 1000a. After passing, it is reflected by the diffuse reflector 408, but most of the reflected light is absorbed by the black mask 906 (arrow 1000b). Here, the proportion of the reflected light that is not absorbed by the black mask 906 and passes through the color filter 907 different from that at the time of incidence is much smaller than that in the conventional display device (FIG. 14A). In this embodiment, since the distance between the black mask 906 and the reflection surface (the surface of the diffuse reflection plate 408) is equal to the distance between the color filter 907 and the reflection surface, the spread of the reflected light can be suppressed, and the reflected light is incident. This is because the ratio of passing through the color filter 907 different from the time can be reduced. Therefore, it is possible to suppress color mixing that becomes a problem in the conventional display device.

次に、黒表示の動作について説明する。図15(b)に矢印1000cで示すように、光源900からの光は、偏光板920を通過することにより、偏光板920の透過軸方向と平行な直線偏光A1となった後、位相差板921を通過して、例えば右回りの円偏光B1となる。この円偏光B1はカラーフィルタ907を経て液晶層905を通過する。このとき、液晶層905に所定の電圧(飽和電圧以上)が印加されていると、液晶層905のリタデーションΔndは略ゼロなので、液晶層905を通過する光の偏光状態は保持される。この場合、液晶層905を通過した円偏光B1は、平坦化樹脂層309を経て、拡散反射板408で反射されて左回りの円偏光B2となり、再び平坦化樹脂層309、液晶層905およびカラーフィルタ907を通過する。カラーフィルタ907を通過した光(円偏光B2)は、位相差板921を通過することにより、直線偏光A1と直交する直線偏光A2となる。直線偏光A2は偏光板920で吸収されるので、黒状態となる。   Next, the black display operation will be described. As indicated by an arrow 1000c in FIG. 15B, the light from the light source 900 passes through the polarizing plate 920 to become linearly polarized light A1 parallel to the transmission axis direction of the polarizing plate 920, and then the retardation plate. It passes through 921 and becomes, for example, clockwise circularly polarized light B1. This circularly polarized light B 1 passes through the liquid crystal layer 905 through the color filter 907. At this time, if a predetermined voltage (saturation voltage or higher) is applied to the liquid crystal layer 905, the retardation Δnd of the liquid crystal layer 905 is substantially zero, so that the polarization state of the light passing through the liquid crystal layer 905 is maintained. In this case, the circularly polarized light B1 that has passed through the liquid crystal layer 905 passes through the flattening resin layer 309, is reflected by the diffuse reflector 408, and becomes counterclockwise circularly polarized light B2. Passes through filter 907. The light (circularly polarized light B2) that has passed through the color filter 907 passes through the phase difference plate 921, and becomes linearly polarized light A2 that is orthogonal to the linearly polarized light A1. Since the linearly polarized light A2 is absorbed by the polarizing plate 920, it becomes a black state.

一方、光源900からの光のうちカラーフィルタ907の端部(ブラックマスク906の近傍)に斜めから入射する光は、矢印1000cで示す経路と同様の経路で液晶層905および平坦化樹脂層309を通過し、拡散反射板408で反射されるが、その反射光のほとんどはブラックマスク906で吸収される。拡散反射板408で反射された光の一部は、ブラックマスク906で吸収されずにカラーフィルタ907を通過するが、偏光板920で吸収されるので黒表示の品位を低下させることはない。   On the other hand, light incident on the end of the color filter 907 (in the vicinity of the black mask 906) obliquely from the light source 900 passes through the liquid crystal layer 905 and the flattening resin layer 309 through a path similar to the path indicated by the arrow 1000c. The light passes through and is reflected by the diffuse reflector 408, but most of the reflected light is absorbed by the black mask 906. Part of the light reflected by the diffuse reflector 408 passes through the color filter 907 without being absorbed by the black mask 906, but is absorbed by the polarizing plate 920, so that the quality of black display is not deteriorated.

上述してきたように、本実施形態の拡散反射型液晶表示装置によると、ブラックマスク906の端部から入射した光による表示特性の低下を抑制できる。そのため、黒表示状態において良好な表示特性が得られるとともに、白表示状態においても、混色を抑制しつつ、より明るい表示が実現できる。   As described above, according to the diffuse reflection type liquid crystal display device of the present embodiment, it is possible to suppress deterioration in display characteristics due to light incident from the end of the black mask 906. Therefore, good display characteristics can be obtained in the black display state, and brighter display can be realized while suppressing color mixing even in the white display state.

また、本実施形態によると、以下のようなメリットもある。   Further, according to the present embodiment, there are the following merits.

一般的に、拡散反射型液晶表示装置では、黒状態(ここでは電圧印加状態)において液晶層905の液晶分子は電界方向に沿って配向する。そのため、液晶層905における屈折率異方性が小さくなり、理想的には位相差(リタデーションΔnd)がゼロとなる。実際には、液晶層905の表面に、印加電圧を変えても配向状態が変わらない層(アンカリング層)が存在するため、液晶層905のリタデーションΔndをゼロまで減少させることはできないが、アンカリング層を薄くすることにより、液晶層905のリタデーションΔndをより小さくできる。   In general, in a diffuse reflection type liquid crystal display device, liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 905 are aligned in the electric field direction in a black state (here, a voltage application state). Therefore, the refractive index anisotropy in the liquid crystal layer 905 is reduced, and ideally, the phase difference (retardation Δnd) is zero. Actually, since there is a layer (anchoring layer) on the surface of the liquid crystal layer 905 whose alignment state does not change even when the applied voltage is changed, the retardation Δnd of the liquid crystal layer 905 cannot be reduced to zero. By reducing the thickness of the ring layer, the retardation Δnd of the liquid crystal layer 905 can be further reduced.

図14に示す従来の表示装置では、凹凸形状を有する反射電極903の上に、典型的には配向膜(図示せず)が形成され、配向膜上に液晶層905が設けられる。配向膜は、反射電極903の形状を反映する表面形状を有している。凹凸を有する表面に液晶層905を設けると、凹凸の近傍では液晶分子の配向方向が不均一になりやすく、電圧を印加しても電界方向に配向しない液晶分子の層が見掛け上厚くなってしまう。その結果、液晶層905のリタデーションΔnd(位相差)を十分に低減できないので、優れた黒(暗)特性が得られない。   In the conventional display device shown in FIG. 14, an alignment film (not shown) is typically formed on the reflective electrode 903 having an uneven shape, and a liquid crystal layer 905 is provided on the alignment film. The alignment film has a surface shape that reflects the shape of the reflective electrode 903. When the liquid crystal layer 905 is provided on the uneven surface, the alignment direction of the liquid crystal molecules is likely to be non-uniform in the vicinity of the unevenness, and the liquid crystal molecule layer that is not aligned in the electric field direction even when a voltage is applied becomes apparently thick. . As a result, the retardation Δnd (phase difference) of the liquid crystal layer 905 cannot be sufficiently reduced, so that excellent black (dark) characteristics cannot be obtained.

これに対し、本実施形態によると、平坦化樹脂層309の上に配向膜を形成しており、液晶層905と接する配向面は平坦である。従って、液晶層905における表面層を、従来の表示装置における表面層よりも薄くすることができるので、黒特性を大幅に改善できる。   On the other hand, according to the present embodiment, the alignment film is formed on the planarizing resin layer 309, and the alignment surface in contact with the liquid crystal layer 905 is flat. Therefore, the surface layer in the liquid crystal layer 905 can be made thinner than the surface layer in the conventional display device, so that the black characteristics can be greatly improved.

本発明によれば、液晶の配向安定性を保ちつつ、開口率および光の利用効率が改善された反射型液晶表示装置を提供できる。本発明の反射型液晶表示装置は、高い表示特性を有するので、従来よりも高品位な表示を実現できる。   According to the present invention, it is possible to provide a reflective liquid crystal display device in which the aperture ratio and the light utilization efficiency are improved while maintaining the alignment stability of the liquid crystal. Since the reflective liquid crystal display device of the present invention has a high display characteristic, it is possible to realize a display with higher quality than before.

本発明は、再帰性反射特性を有する反射層を備えた再帰性反射型液晶表示装置に好適に適用される。   The present invention is suitably applied to a retroreflective liquid crystal display device provided with a reflective layer having retroreflective characteristics.

(a)は従来の再帰性反射型液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、(b)は図1(a)の表示装置における反射電極の平面図である。(A) is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the conventional retroreflection type liquid crystal display device, (b) is a top view of the reflective electrode in the display apparatus of Fig.1 (a). (a)〜(c)は、本発明による反射型液晶表示装置の構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)および(c)は、それぞれ、2b−2b’断面図および2c−2c’断面図である。(A)-(c) is a figure which shows the structure of the reflection type liquid crystal display device by this invention, (a) is a top view, (b) and (c) are 2b-2b 'sectional drawing and It is 2c-2c 'sectional drawing. (a)〜(e)は、本発明における背面基板の作製方法の一例を説明するための工程断面図できる。(A)-(e) can be process sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of the back substrate in this invention. (a)および(b)は、それぞれ、本発明による第1の実施形態における背面基板の構成を示す平面図および4b−4b’断面図である。(A) And (b) is the top view and 4b-4b 'sectional drawing which respectively show the structure of the back substrate in 1st Embodiment by this invention. (a)〜(c)は、本発明による第1の実施形態における背面基板の形成工程を説明するための平面図である。(A)-(c) is a top view for demonstrating the formation process of the back substrate in 1st Embodiment by this invention. (a)〜(c)は、それぞれ、図5(a)〜(c)の6a−6a’、6b−6b’、6c−6c’断面図である。(A)-(c) is 6a-6a ', 6b-6b', and 6c-6c 'sectional drawing of Fig.5 (a)-(c), respectively. 従来の再帰反射型液晶表示装置における画素電極の形状を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the shape of the pixel electrode in the conventional retroreflection type liquid crystal display device. 本発明による第1の実施形態の再帰反射型液晶表示装置における画素電極の形状を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the shape of the pixel electrode in the retroreflection type liquid crystal display device of 1st Embodiment by this invention. (a)および(b)は、従来の再帰反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating operation | movement in the conventional retroreflection type liquid crystal display device. (a)および(b)は、第1の実施形態の再帰反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the operation | movement in the retroreflection-type liquid crystal display device of 1st Embodiment. (a)〜(j)は、第1の実施形態における背面基板の他の作製方法を説明するための工程断面図である。(A)-(j) is process sectional drawing for demonstrating the other production methods of the back substrate in 1st Embodiment. (a)〜(i)は、第1の実施形態における背面基板のさらに他の作製方法を説明するための工程断面図である。(A)-(i) is process sectional drawing for demonstrating the further another manufacturing method of the back substrate in 1st Embodiment. (a)および(b)は、それぞれ、本発明による第2の実施形態における背面基板の構成を示す平面図および13b−13b’断面図である。(A) And (b) is the top view and 13b-13b 'sectional view which respectively show the structure of the back substrate in 2nd Embodiment by this invention. (a)および(b)は、従来の拡散反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating operation | movement in the conventional diffuse reflection type liquid crystal display device. (a)および(b)は、第2の実施形態の拡散反射型液晶表示装置における動作を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the operation | movement in the diffuse reflection type liquid crystal display device of 2nd Embodiment. (a)および(b)は、従来の再帰反射型液晶表示装置における画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を説明するための拡大模式図である。(A) And (b) is an expansion schematic diagram for demonstrating the relationship between the design value of the width | variety of the pixel electrode in a conventional retroreflection-type liquid crystal display device, and an actual value. (a)および(b)は、第1の実施形態の再帰反射型液晶表示装置における画素電極のギャップの幅の設計値と実際の値との関係を説明するための拡大模式図である。(A) And (b) is an enlarged schematic diagram for demonstrating the relationship between the design value of the width | variety of the pixel electrode in the retroreflection-type liquid crystal display device of 1st Embodiment, and an actual value.

符号の説明Explanation of symbols

200 再帰反射型表示装置
201 TFT基板
201s アクティブスイッチ層
201t TFT(スイッチング素子)
203 ドレイン電極
204 コンタクトホール
205 反射層
206 平坦化樹脂層
207 画素電極
209 背面基板
210 前面基板
211 透明対向電極
212、218 配向膜
213 液晶層(変調層)
219 カラーフィルタ
220 開口部
200 retroreflective display device 201 TFT substrate 201s active switch layer 201t TFT (switching element)
203 Drain electrode 204 Contact hole 205 Reflective layer 206 Flattening resin layer 207 Pixel electrode 209 Rear substrate 210 Front substrate 211 Transparent counter electrode 212, 218 Alignment film 213 Liquid crystal layer (modulation layer)
219 Color filter 220 opening

Claims (14)

複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層と、
それぞれが対応するスイッチング素子に接続された複数の画素電極と、
前記アクティブスイッチ層と前記複数の画素電極との間に形成された反射層と、
前記画素電極の観察者側に設けられ、光学特性の異なる第1状態と第2状態との間で切り替えられ得る変調層と
を備え、
前記反射層は、前記複数のスイッチング素子および前記複数の画素電極と接続されていない、反射型表示装置。
An active switch layer including a plurality of switching elements;
A plurality of pixel electrodes each connected to a corresponding switching element;
A reflective layer formed between the active switch layer and the plurality of pixel electrodes;
A modulation layer that is provided on the viewer side of the pixel electrode and can be switched between a first state and a second state having different optical characteristics;
The reflection type display device, wherein the reflection layer is not connected to the plurality of switching elements and the plurality of pixel electrodes.
隣接する画素電極のギャップの下に前記反射層が存在している、請求項1に記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 1, wherein the reflective layer exists under a gap between adjacent pixel electrodes. 前記反射層は画素単位で分離されていない、請求項1または2に記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 1, wherein the reflective layer is not separated in units of pixels. 前記反射層は複数の開口部を有しており、前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とは、前記反射層の対応する開口部を介して接続されている、請求項1から3のいずれかに記載の反射型表示装置。   The reflective layer has a plurality of openings, and the plurality of pixel electrodes and the corresponding switching elements are connected via corresponding openings of the reflective layer. The reflective display device according to any one of the above. 前記複数の画素電極と前記対応するスイッチング素子とを接続する複数のコンタクト部を備え、前記複数のコンタクト部は前記反射層の対応する開口部を介して設けられており、前記コンタクト部の径は前記開口部の径よりも小さい、請求項1から4のいずれかに記載の反射型表示装置。   A plurality of contact portions for connecting the plurality of pixel electrodes and the corresponding switching elements; the plurality of contact portions are provided through corresponding openings in the reflective layer; and the diameter of the contact portion is The reflective display device according to claim 1, wherein the reflective display device is smaller than a diameter of the opening. 前記反射層は再帰反射特性を有する、請求項1から5のいずれかに記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 1, wherein the reflective layer has retroreflective properties. 前記反射層は、複数の単位構造が2次元的に配列された構造を有しており、隣接する画素電極のギャップは、前記反射層の単位構造と整合していない、請求項6に記載の反射型表示装置。   The reflective layer according to claim 6, wherein the reflective layer has a structure in which a plurality of unit structures are two-dimensionally arranged, and a gap between adjacent pixel electrodes is not aligned with the unit structure of the reflective layer. Reflective display device. 前記反射層の前記単位構造はキュービックコーナーキューブである請求項7に記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 7, wherein the unit structure of the reflective layer is a cubic corner cube. 各画素電極は略長方形の平面形状を有し、前記画素電極の短辺方向における配列ピッチをPpix(S)、前記画素電極の長辺方向における配列ピッチをPpix(L)とし、前記キュービックコーナーキューブのピッチをPccとすると、
((√3)/6×Ppix(L)×Pcc+Ppix(S)×Pcc/2)/(Ppix(L)×Ppix(S))>0.005を満足する請求項8に記載の反射型表示装置。
Each pixel electrode has a substantially rectangular planar shape, and the arrangement pitch in the short side direction of the pixel electrode is P pix (S) , and the arrangement pitch in the long side direction of the pixel electrode is P pix (L). If the corner cube pitch is Pcc ,
Claims satisfying ((√3) / 6 × P pix (L) × P cc + P pix (S) × P cc / 2) / (P pix (L) × P pix (S) )> 0.005 9. A reflective display device according to 8.
各画素電極は略長方形の平面形状を有し、前記画素電極の短辺方向における配列ピッチをPpix(S)、前記画素電極の長辺方向における配列ピッチをPpix(L)とし、前記キュービックコーナーキューブのピッチをPccとすると、
((√3)/6×Ppix(L)×Pcc+Ppix(S)×Pcc/2)/(Ppix(L)×Ppix(S))>0.01を満足する請求項8に記載の反射型表示装置。
Each pixel electrode has a substantially rectangular planar shape, and the arrangement pitch in the short side direction of the pixel electrode is P pix (S) , and the arrangement pitch in the long side direction of the pixel electrode is P pix (L). If the corner cube pitch is Pcc ,
Claims satisfying ((√3) / 6 × P pix (L) × P cc + P pix (S) × P cc / 2) / (P pix (L) × P pix (S) )> 0.01 9. A reflective display device according to 8.
前記画素電極のピッチをPpixとし、前記コーナーキューブのピッチをPccとすると、
((√3)+3)/6×Pcc/Ppix>0.005を満足する請求項8に記載の反射型表示装置。
When the pixel electrode pitch is P pix and the corner cube pitch is P cc ,
The reflective display device according to claim 8, wherein ((√3) +3) / 6 × P cc / P pix > 0.005 is satisfied.
前記画素電極のピッチをPpixとし、前記コーナーキューブのピッチをPccとすると、
((√3)+3)/6×Pcc/Ppix>0.01を満足する請求項8に記載の反射型表示
装置。
When the pixel electrode pitch is P pix and the corner cube pitch is P cc ,
The reflective display device according to claim 8, wherein ((√3) +3) / 6 × P cc / P pix > 0.01 is satisfied.
前記変調層は光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る、請求項6から12のいずれかに記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 6, wherein the modulation layer can be switched between a light scattering state and a light transmission state. 複数のスイッチング素子を含むアクティブスイッチ層が形成された基板を用意する工程と、
前記アクティブスイッチ層の上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上に複数の開口部を有する反射層を形成する工程と、
前記反射層の上に平坦化樹脂層を形成する工程と、
前記平坦化樹脂層の上に、それぞれが対応するスイッチング素子と接続されている複数の画素電極を形成する工程と、
前記画素電極の上に、光学特性の異なる第1状態と第2状態との間で切り替えられ得る変調層を設ける工程とを包含し、
各画素電極は、前記反射層の前記開口部を介して前記スイッチング素子と接続されている反射型表示装置の製造方法。
Preparing a substrate on which an active switch layer including a plurality of switching elements is formed;
Forming an insulating layer on the active switch layer;
Forming a reflective layer having a plurality of openings on the insulating layer;
Forming a planarizing resin layer on the reflective layer;
Forming a plurality of pixel electrodes each connected to a corresponding switching element on the planarizing resin layer;
Providing a modulation layer on the pixel electrode that can be switched between a first state and a second state having different optical characteristics,
Each pixel electrode is a manufacturing method of a reflective display device in which each pixel electrode is connected to the switching element through the opening of the reflective layer.
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