JP2008151919A - Reflective liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、読み出し光が入出射する側に光学補償板が取り付けられた反射型液晶表示素子において、画像表示領域と対応する領域よりも外側の外周領域に光学補償材料膜と反射膜とを順に積層して成膜し、外周領域に照射される読み出し光に対してこの外周領域を光学補償材料膜と反射膜とにより良好にマスキングできる反射型液晶表示素子に関するものである。 The present invention relates to a reflective liquid crystal display element having an optical compensation plate attached to the side where the readout light enters and exits, and an optical compensation material film and a reflective film are sequentially arranged on the outer peripheral region outside the region corresponding to the image display region. The present invention relates to a reflection type liquid crystal display element that can be formed by laminating and masking the outer peripheral area with an optical compensation material film and a reflection film with respect to readout light irradiated on the outer peripheral area.
最近、ハイビジョン放送規格やコンピュータ・グラフィクスのSXGA規格に代表される高精細映像の表示用ディスプレイ等のように、映像を大画面に表示するための投射型液晶表示装置が盛んに利用されている。 Recently, a projection type liquid crystal display device for displaying a video on a large screen, such as a high-definition video display typified by a high-vision broadcasting standard or a computer graphics SXGA standard, has been actively used.
この種の投射型液晶表示装置には、大別すると透過方式を用いた透過型液晶表示素子と、反射方式を用いた反射型液晶表示素子とがあるが、前者の透過型液晶表示素子の場合には、各画素に設けられたTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)の領域が光を透過させる画素の透過領域とならないために開口率が小さくなるという欠点を有していることから、後者の反射型液晶表示素子が注目されている。 This type of projection type liquid crystal display device can be broadly divided into a transmission type liquid crystal display element using a transmission method and a reflection type liquid crystal display element using a reflection method. In the case of the former transmission type liquid crystal display element, Since the TFT (Thin Film Transistor) region provided in each pixel does not become a transmission region of a pixel that transmits light, the aperture ratio is small. A liquid crystal display element has attracted attention.
上記した反射型液晶表示素子の一例として、スクリーン上に投射された画像表示領域よりも外側の外周領域が、均一でくっきりと鮮明な黒い領域で囲まれ、かつ、該黒い領域と画像表示領域との境界にぼけのない高品質な投射画像を実現できるものがある(例えば、特許文献1参照)。
図4は従来の反射型液晶表示素子を示した縦断面図、
図5は従来の反射型液晶表示素子において、画像表示領域よりも外側の外周領域に例えば着色層等の最低光強度領域を設けた例を示した平面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional reflective liquid crystal display element.
FIG. 5 is a plan view showing an example in which a minimum light intensity region such as a colored layer is provided in an outer peripheral region outside the image display region in a conventional reflective liquid crystal display element.
図4及び図5に示した従来の反射型液晶表示素子100は、上記した特許文献1(特開平9−146075号公報)に開示されているものであり、ここでは特許文献1を参照して簡略に説明する。 The conventional reflective liquid crystal display element 100 shown in FIG. 4 and FIG. 5 is disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-146075). Briefly described.
図4に示した如く、従来の反射型液晶表示素子100では、半導体基板101と、半導体基板101上にマトリック状に配置された複数のスイッチング素子102と、複数のスイッチング素子102を覆うようにして成膜された絶縁膜103と、絶縁膜103上に形成されて複数のスイッチング素子102にアルミ配線104によりそれぞれ接続された複数の反射画素電極105と、複数の反射画素電極105上で所定の間隔K内に液晶106を封入した液晶層107と、液晶層107上に複数の反射画素電極105と対向して設けられた透明電極108と、この透明電極108を下面に成膜し且つ読み出し光Lが入出射する透明基板109と、から構成されている。
As shown in FIG. 4, in the conventional reflective liquid crystal display element 100, a
そして、不図示の投射型液晶表示装置では、上記した反射型液晶表示素子100を用い、画像信号に応じてスイッチング素子102を動作させて、このスイッチング素子102と接続した反射画素電極105と透明電極108との間に電圧をかけることで、透明基板109側から入射させた読み出し光Lを液晶層107内で光変調させ且つ反射画素電極105で反射させた後、読み出し光Lによる画像光を透明基板109側から出射させて不図示の投射レンズを介してスクリーン上に画像を拡大表示するようになっている。
In a projection type liquid crystal display device (not shown), the reflective liquid crystal display element 100 described above is used, the
ところで、図5に示した如く、読み出し光Lを反射型液晶表示素子100の透明基板109側に照射した時に、画像表示領域111ばかりでなく、その画像層表示領域111よりも外側の外周領域112にも読み出し光Lが照射される。
Incidentally, as shown in FIG. 5, when the readout light L is irradiated to the
この際、外周領域112には、電源供給線、制御信号線等の配線パターンの凹凸や、液晶層107の境界線等の反射率の不均一の原因となるものが存在する。その結果、画像層表示領域111よりも外側の外周領域112で反射された読み出し光Lが、スクリーン上に投射され、画像品質を著しく低下させるという問題が生じる。
At this time, in the outer
これを解決するために、図5に示したように、従来の反射型液晶表示素子100において、画像表示領域111よりも外側の外周領域112に、この画像表示領域111で制御される光強度の最低値以下の均一な光強度を示す、例えば着色層等の最低光強度領域113が画像表示領域111の外周に沿って矩形枠状に設けられている。
In order to solve this, as shown in FIG. 5, in the conventional reflective liquid crystal display element 100, the light intensity controlled in the
上記した最低光強度領域113は、読み出し光Lを吸収することができる、例えば、有機顔料、あるいはカーボン、酸化クロム等からなる着色層である。
The minimum
これにより、不図示の投射型液晶表示装置のスクリーン上に表示された画像表示領域とその周囲領域との境界に、全くボケのない画像を得ることができる旨が開示されている。 Thus, it is disclosed that an image having no blur can be obtained at the boundary between an image display area displayed on a screen of a projection type liquid crystal display device (not shown) and its surrounding area.
ところで、従来の反射型液晶表示素子100では、前述したように、画像表示領域111よりも外側の外周領域112に、この画像表示領域111で制御される光強度の最低値以下の均一な光強度を示す、例えば着色層等の最低光強度領域113が画像表示領域111の外周に沿って矩形枠状に設けられているものの、この着色層等の最低光強度領域113は読み出し光Lを吸収して当該部分の画像を黒色に表示するので熱吸収型であり、これに伴って生じる熱ストレスにより透明基板109に複屈折が発生し、偏光状態が変化してしまうことで投射画像に輝度ムラを発生させることがある。
By the way, in the conventional reflective liquid crystal display element 100, as described above, the uniform light intensity equal to or less than the minimum value of the light intensity controlled in the
そこで、画像表示領域と対応する領域よりも外側の外周領域に照射される読み出し光に対してこの外周領域を複屈折がなく良好にマスキングできる反射型液晶表示素子が望まれている。 Therefore, a reflection type liquid crystal display element is desired that can mask the outer peripheral area without any birefringence with respect to the readout light irradiated to the outer peripheral area outside the area corresponding to the image display area.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項1記載の発明は、半導体基板上の画像表示領域内に形成された複数の反射画素電極と、
前記複数の反射画素電極に対して所定の間隔を有して対向配置され、前記複数の反射画素電極側に透明電極を有する第1透明基板と、
前記所定の間隔内に液晶が封入された液晶層と、
前記画像表示領域に対応した領域の外周に沿った領域上にあって、且つ、前記透明電極が形成されていない前記第1透明基板側と対向する側に順に積層された光学補償材料膜と反射膜とを有し、両膜を積層した側が接着剤を介して前記第1透明基板に接着される第2透明基板と、
前記第2透明基板の上方に配置され、読み出し光が透過して前記液晶層内に進入した時に生じる光の位相ずれを補正するように位相差量を付与する光学補償板と、を備え、
前記光学補償材料膜は、前記画像表示領域の外周から前記光学補償板を通った前記読み出し光を透過して前記反射膜で反射させた反射光を前記光学補償板から出射させる時に、前記反射光に対して前記光学補償板に付与した前記位相差量を相殺するように光学的に補正することを特徴とする反射型液晶表示素子である。
The present invention has been made in view of the above problems, and the invention according to claim 1 includes a plurality of reflective pixel electrodes formed in an image display region on a semiconductor substrate,
A first transparent substrate disposed opposite to the plurality of reflective pixel electrodes at a predetermined interval and having a transparent electrode on the plurality of reflective pixel electrodes;
A liquid crystal layer in which liquid crystal is sealed within the predetermined interval;
An optical compensation material film and a reflective layer, which are stacked in order on the side of the region corresponding to the image display region and on the side facing the first transparent substrate side where the transparent electrode is not formed. A second transparent substrate having a film and a side on which both films are laminated is bonded to the first transparent substrate via an adhesive;
An optical compensator disposed above the second transparent substrate and imparting a phase difference amount so as to correct a phase shift of light generated when reading light is transmitted and enters the liquid crystal layer;
The optical compensation material film transmits the read light that has passed through the optical compensation plate from the outer periphery of the image display region and reflected by the reflective film, and then emits the reflected light from the optical compensation plate. In contrast, the reflective liquid crystal display element is optically corrected so as to cancel out the phase difference applied to the optical compensator.
本発明に係る反射型液晶表示素子によると、読み出し光が入出射する側に光学補償板が取り付けられた反射型液晶表示素子において、複数の反射画素電極と液晶層を挟んで対向する透明電極を有する第1透明基板と、第1透明基板の上方に配置された第2透明基板とを接着して基板厚みを確保しながら、読み出し光のうちで画素表示領域よりも外側の外周領域への漏れ光を制御するために第2透明基板側の一方の面と対向する他方の面で画像表示領域と対応した領域の外側を取り囲むように光学補償材料膜と反射膜とを順に成膜することで、第2透明基板に成膜した反射防止膜上の微細な異物に対してデフォーカスさせることができると共に、アパーチャーマスク機能を有した光学補償材料膜及び反射膜が液晶層側に接近した位置に配置されるために十分な遮光効果が期待できる。 According to the reflective liquid crystal display element of the present invention, in the reflective liquid crystal display element in which the optical compensator is attached to the side where the readout light enters and exits, the transparent electrode facing the plurality of reflective pixel electrodes with the liquid crystal layer interposed therebetween Leakage of readout light to the outer peripheral area outside the pixel display area while adhering the first transparent substrate and the second transparent substrate disposed above the first transparent substrate to ensure the substrate thickness In order to control light, an optical compensation material film and a reflective film are sequentially formed so as to surround the outside of the region corresponding to the image display region on the other surface facing the one surface on the second transparent substrate side. In addition, it is possible to defocus fine foreign substances on the antireflection film formed on the second transparent substrate, and the optical compensation material film having the aperture mask function and the reflection film are positioned close to the liquid crystal layer side. Placed Sufficient light-shielding effect due to be expected.
また、光学補償板を通過して外周領域に照射される各色光用の読み出し光は、液晶層に入りこむことなく、第2透明基板の他方の面に成膜した光学補償材料膜を通過した後に反射膜で反射されて、光学補償板から出射される時に、外部領域へのアパーチャーマスク機能を反射膜にて形成しているので読み出し光に対して吸収がなく、熱による複屈折が生じにくいために、反射膜で反射された読み出し光は外部領域に対して黒色に表示できる。 Further, the readout light for each color light irradiated to the outer peripheral region through the optical compensation plate passes through the optical compensation material film formed on the other surface of the second transparent substrate without entering the liquid crystal layer. When reflected from the reflective film and emitted from the optical compensator, the aperture mask function to the external area is formed by the reflective film, so there is no absorption of the readout light and birefringence due to heat is unlikely to occur. In addition, the readout light reflected by the reflective film can be displayed in black with respect to the external region.
更に、光学補償材料膜は、画像表示領域の外周から光学補償板を通った読み出し光を透過して反射膜で反射させた反射光を光学補償板から出射させる時に、反射光に対して光学補償板に付与した位相差量を相殺するように光学的に補正しているので、コントラスを向上させるための光学補償板により画像表示領域よりも外側の外周領域が過剰に補正されることなくなり、外周領域の画像品位を落とさない。これにより、不図示のスクリーン上で外周領域と対応する部位が従来例とは異なって複屈折が生じることなく黒色に表示されるので、スクリーン上では画像表示領域と外周領域との境界にぼけのない高品質な投射画像を実現できると共に、画像表示領域内では光学補償板30によりコントラストが良好な投射画像を実現できる。
Further, the optical compensation material film optically compensates for the reflected light when the readout light transmitted through the optical compensation plate from the outer periphery of the image display region and reflected by the reflective film is emitted from the optical compensation plate. Since the optical compensation is performed so as to cancel out the phase difference applied to the plate, the outer peripheral area outside the image display area is not excessively corrected by the optical compensator for improving the contrast. Does not degrade the image quality of the area. As a result, the part corresponding to the outer peripheral area on the screen (not shown) is displayed in black without causing birefringence unlike the conventional example, so that the boundary between the image display area and the outer peripheral area is blurred on the screen. A high-quality projection image can be realized, and a projection image with good contrast can be realized by the
以下に本発明に係る反射型液晶表示素子について図1〜図3を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1(a),(b)は本発明に係る反射型液晶表示素子を示した上面図,縦断面図である。 FIGS. 1A and 1B are a top view and a longitudinal sectional view showing a reflective liquid crystal display device according to the present invention.
図1(a),(b)に示した本発明に係る反射型液晶表示素子10は、一般的な反射型プロジェクタに適用できるように構成されている。
The reflective liquid
この反射型液晶表示素子10において、基台となる半導体基板11は、単結晶シリコンのようなp型Si基板(又はn型Si基板でも良い)を用いており、この半導体基板11上で寸法H×寸法Vに長方形状に形成した画像表示領域内にMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistpr)による複数のスイッチング素子12が行方向と列方向とにマトリックス状に設けられている。
In the reflective liquid
また、複数のスイッチング素子12上に絶縁膜13が少なくとも1層以上成膜され、且つ、絶縁膜13上に複数のスイッチング素子12とアルミ配線14を介してそれぞれ接続された複数の反射画素電極15がAl(アルミニウム)などの反射率が高い金属材料を用いて成膜されている。
In addition, at least one
この際、複数の反射画素電極15も複数のスイッチング素子12と対応して行方向と列方向とにマトリックス状に設けられていると共に、一つの反射画素電極15は一つのスイッチング素子12と対応して一つの画素ごとに正方形状に区画されている。
At this time, the plurality of
また、複数の反射画素電極15の上方には、不図示の配向膜を介して所定の間隔K内に液晶16を封入してシール部材17によって内部を矩形状に囲んだ液晶層18が設けられている。
In addition, a
また、液晶層18上には不図示の配向膜を介して光透過性を有する透明電極19が複数の反射画素電極15と対向して設けられており、この透明電極19は透明な無アルカリガラス基板又は石英基板などを用いた第1透明基板20の一方の面(下面)に複数の画素に対して共通する共通電極として画素ごとに区画されずにITO(Indium Tin Oxide) などにより成膜されている。
On the
従って、複数の反射画素電極15と、該複数の反射画素電極15と対向する透明電極19との間に形成される所定の間隔Kはセルギャップと呼称されており、この所定の間隔K内に液晶16を封入した液晶層18が設けられていることになる。
Therefore, the predetermined interval K formed between the plurality of
また、透明電極19を有する第1透明基板20の上方には、透明な無アルカリガラス基板又は石英基板などを用いた第2透明基板21が配置されており、この第2透明基板21は下記する各膜22,25,26を成膜した後に、第1透明基板20上に透明な接着剤28により接着されている。この際、第1透明基板20の一方の面(下面)と対向する他方の面(上面)と、第2透明基板21の接着面側となる他方の面(下面)21bとの間に、透明な接着剤28を充填して両基板20,21同士を接着している。
A second
上記した第2透明基板21は、読み出し光Lが入出射する一方の面(上面)21aに読み出し光Lに対して反射を防止する反射防止膜22が全面に亘って成膜されている共に、一方の面(上面)21aと対向して接着面側となる他方の面(下面)21bで寸法H×寸法Vに長方形状に形成した画像表示領域23と対応する領域よりも外側の外周領域24に本発明の要部となる光学補償材料膜25と反射膜26とが例えば1mm〜3mm程度の幅を持って画像表示領域23の外周に沿って矩形枠状に上記した順に積層して成膜されている。
In the second
この際、光学補償材料膜25は、例えば重合性液晶材料を用いて成膜され、一方、反射膜26は反射率の高いアルミ合金や銀合金などを用いて成膜されており、これらの光学補償材料膜25と反射膜26とにより外周領域24に照射される読み出し光に対してアパーチャーマスク機能を持たせているが、これについては後で詳述する。
At this time, the optical
そして、第2透明基板21の一方の面21aに反射防止膜22を成膜し且つ他方の面21bに光学補償材料膜25と反射膜26とをこの順で積層して成膜した後に、第2透明基板21の他方の面21b側が第1透明基板20上に透明な接着剤28を用いて接着されている。
Then, after the
この際、第1透明基板20上に第2透明基板21を接着する理由について説明すると、読み出し光Lが入射する側に成膜した反射防止膜22上に、微細な異物が載ってしまった場合、焦点位置に非常に近いため画像品位を低下させてしまう。
At this time, the reason for adhering the second
そこで、第1透明基板20上に反射防止膜22を仮に成膜した場合に、反射防止膜22上の微細な異物に対してデフォーカスさせるために第1透明基板20の厚みを厚くする必要があるものの、第1透明基板20だけを用いてこの第1透明基板20の厚みを厚くすると、外周領域24へのアパーチャーマスク機能を第1透明基板20の上面側に設けることになるが、この場合に読み出し光Lは画像表示領域23に対して必ずしも平行光で入射されるとは限らないために、読み出し光Lの入出角度による漏れ光を抑えることができない。
Therefore, when the
このため、第1透明基板20と第2透明基板21とを接着して基板厚みを確保しながら、読み出し光Lに対して反射を防止するための反射防止膜22と、読み出し光Lのうちで画像表示領域23よりも外側の外周領域24への漏れ光を制御するためのアパーチャーマスク機能を有した光学補償材料膜25及び反射膜26とを第2透明基板21側に成膜することで、第2透明基板21に成膜した反射防止膜22上の微細な異物に対してデフォーカスさせることができると共に、アパーチャーマスク機能を有した光学補償材料膜25及び反射膜26が液晶層18側に接近した位置に配置されるために十分な遮光効果が期待できる。
For this reason, the first
更に、第2透明基板21の上方で読み出し光Lが入出射する側に光学補償板30が設けられており、この光学補償板30は反射型液晶表示素子10を取り付けた不図示の枠体に支持されている。そして、光学補償板30から入射した読み出し光Lは、第2透明基板21と第1透明基板20とを順に通過して液晶層18内に入り、複数の画素電極15で反射された読み出し光が画像光として、上記とは逆に光学補償板30から出射されるようになっている。
Further, an
ここで、一般的に、反射型液晶表示素子では、斜め方向からの入射光、あるいは液晶16を一定方向に配向させた時に、その方向を規定する目的でプレチルト角と呼ばれる角度で液晶16に僅かに電圧がかかったような状況を作り出す際に、読み出し光Lによる画像光に対してコントラストを低下させる大きな原因になっている。そこで、これらによる影響を補正し、読み出し光Lによる画像光に対してコントラストを向上させるために、本発明に係る反射型液晶表示素子10では光学補償板30が読み出し光Lの入出射側に取り付けられている。
Here, in general, in the reflection type liquid crystal display element, incident light from an oblique direction, or when the
上記した光学補償板30は、面方向に位相差を与える位相差板として機能している。
The
そして、R(赤),G(緑),B(青)ごとに3つの反射型液晶表示素子10で反射型プロジェクタを構成する場合、又は、RGBフィルタを有する一つの反射型液晶表示素子10で反射型プロジェクタを構成する場合に、波長が640nm程度のR光,波長が550nm程度のG光,波長が450nm程度のB光と対応した各色光用の読み出し光Lが光学補償板30及び第2透明基板21並びに第1透明基板20を順に通過して液晶層18の液晶16内に入射したときに、光学補償板30で各色光用の読み出し光Lが液晶16内に進入した時に生じる光の位相ずれを補正するように位相差量を付与することで、各色光用の読み出し光Lに対して液晶16への光学補償を施している。尚、上記した位相ずれは、読み出し光Lの入射角度や液晶16の配向時のプレチルト角などに起因するものである。
When a reflective projector is configured with three reflective liquid
この際、光学補償板30を通過して外周領域24に照射される各色光用の読み出し光Lも、画素表示領域23と同じように光学補償板30でそれぞれ位相差量を違えて光学補償された状態で第2透明基板21に入射されるので、第2透明基板21の他方の面21bに成膜した光学補償材料膜25は、画像表示領域23の外周から光学補償板30を通った読み出し光Lを透過して反射膜26で反射させた反射光を光学補償板30から出射させる時に、反射光に対して光学補償板30に付与した位相差量を相殺するように光学的に補正している。
At this time, the readout light L for each color light that passes through the
ここで、一例として、波長が550nm程度のG光用の読み出し光Lに対して光学補償板30でλ/4の位相差を与えることで、この光学補償板30で液晶層18内の液晶16への光学補償をしており、液晶16の配向によるプレチルトにより生じる位相差量は、一般的なプレチルト角として10度を設定すると、約20nm〜25nm程度となる。
Here, as an example, a phase difference of λ / 4 is given to the readout light L for G light having a wavelength of about 550 nm by the
これに伴って、第2透明基板21の他方の面21bに成膜した光学補償材料膜25では、液晶16の遅相軸、つまり、偏光軸に対して5〜10°傾いた軸に対して直交する方向に遅相軸を持たせることで、波長が550nm程度のG光用の読み出し光Lに対する液晶16への位相差量(約20nm〜25nm程)を相殺する逆向きの位相差量(約20nm〜25nm程)を付与している。
Accordingly, in the optical
従って、光学補償板30を通過して外周領域24に照射される各色光用の読み出し光は、液晶層18に入りこむことなく、第2透明基板21の他方の面21bに成膜した光学補償材料膜25を通過した後に反射膜26で反射されて、光学補償板30から出射される時に、外部領域24へのアパーチャーマスク機能を反射膜26にて形成しているので各色光用の読み出し光に対して吸収がなく、熱による複屈折が生じにくいために、反射膜26で反射された各色光用の読み出し光は外部領域24に対して黒色に表示できる。更に、光学補償板30を通過して外周領域24に照射される各色光用の読み出し光は、光学補償材料膜25で光学補償板30による液晶16への位相差量を相殺するように読み出し光に対して光学的に補正しているので、コントラスを向上させるための光学補償板30により画像表示領域23よりも外側の外周領域24が過剰に補正されることなくなり、外周領域24の画像品位を落とさない。これにより、不図示のスクリーン上で外周領域24と対応する部位が従来例とは異なって複屈折が生じることなく黒色に表示されるので、スクリーン上では画像表示領域と外周領域との境界にぼけのない高品質な投射画像を実現できると共に、画像表示領域内では光学補償板30によりコントラストが良好な投射画像を実現できる。
Accordingly, the read light for each color light that passes through the
従って、第2透明基板21の他方の面21bで画像表示領域23よりも外側に成膜し光学補償材料膜25と反射膜26とにより、光学補償板30を通過し且つ画像表示領域23よりも外側の外周領域24に照射される読み出し光Lに対して良好にマスキングすることができる。
Accordingly, a film is formed outside the
上記のように構成した本発明に係る反射型液晶表示素子10の動作について説明すると、
画像信号に応じてスイッチング素子12を動作させて、このスイッチング素子12と接続した反射画素電極15と透明電極19との間に電圧をかけることで、光学補償板30側から入射させた読み出し光Lのうちで画像表示領域23内の読み出し光Lを第2透明基板21と第1透明基板20とを順に通過させた後に液晶層18内で光変調させ且つ反射画素電極15で反射させた後、読み出し光Lによる画像光を上記とは逆に第1透明基板20と第2透明基板21とを順に通過させて光学補償板30側から出射させて不図示の投射レンズを介してスクリーン上に画像を拡大表示する共に、画像表示領域23よりも外側の外周領域に照射した読み出し光Lを第2透明基板21の他方の面21bに成膜した光学補償材料膜25を通過させた後にこの光学補償材料膜25上に積層した反射膜26で反射させて光学補償板30から出射させることで、不図示のスクリーン上では画像表示領域よりも外側の外周領域と対応する部位が複屈折なく、黒色の矩形枠として良好に表示される。
The operation of the reflective liquid
The switching
ここで、本発明に係る反射型液晶表示素子10の製造方法について図2及び図3を用いて説明する。
Here, a manufacturing method of the reflective liquid
図2(a)〜(g)は本発明に係る反射型液晶表示素子において、第2透明基板側の製造工程を順に示した工程図、
図3(a)〜(d)は本発明に係る反射型液晶表示素子において、半導体基板側の第1透明基板上に第2透明基板を接着する工程を順に示した工程図である。
FIGS. 2A to 2G are process diagrams sequentially showing the manufacturing process on the second transparent substrate side in the reflective liquid crystal display element according to the present invention,
FIGS. 3A to 3D are process diagrams sequentially showing the process of bonding the second transparent substrate on the first transparent substrate on the semiconductor substrate side in the reflective liquid crystal display element according to the present invention.
本発明に係る反射型液晶表示素子10{図1(a),(b)}の製造工程を説明するにあたって、先に、第2透明基板21側の製造工程について説明すると、図2(a)に示した如く、反射型液晶表示素子10のサイズを例えば0.7インチに設定した場合、略13mm×23mmの無アルカリガラス基板を用いた第2透明基板21の上面(但し、この図では下面)21a上に反射防止膜22を全面に亘って成膜する。
In describing the manufacturing process of the reflective liquid crystal display element 10 {FIG. 1 (a), (b)} according to the present invention, the manufacturing process on the second
次に、図2(b)に示した如く、第2透明基板21の下面(但し、この図では上面)21b上で前記した画像表示領域23{図1(a)}と対応する領域よりも外側の外周領域24{図1(a)}に重合性液晶材を用いて光学補償材料膜25を矩形枠状に印刷する。この際、光学補償材料膜25の膜厚は約1μm程度であり、この光学補償材料膜25を室温(23°C〜25°C)で約1時間乾燥する。この後、乾燥した光学補償材料膜25に対し、偏光光を照射できるUV照射装置を用いて、ランプパワー250Wにて3〜5秒間照射し、光学補償材料膜25を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the lower surface of the second transparent substrate 21 (however, the upper surface in this figure) 21b is larger than the region corresponding to the image display region 23 {FIG. 1A}. An optical
次に、図2(c)に示した如く、第2透明基板21の他方の面21bに成膜した光学補償材料膜25上及びこの周囲の第2透明基板21の他方の面21b上に、スパッタを用いてアルミニウム薄膜からなる反射膜26を形成する。この際、反射膜26が下面になるような開口部を持つ不図示のホルダーに第2透明基板21を配置し、不図示のスパッタ装置内に導入する。そして、スパッタ装置内を初期真空度が5E−6Torr以下になるまで排気を行い、アルゴンガスをチャンバー内に導入する。このときに、チャンバー内の真空度が3E−3Torr程度になるようにアルゴンガスの流量を調整する必要がある。アルミニウムターゲットには500Wのパワーがかかるように電流値を調整するが、このときの真空度とパワーは成膜ストレスにより膜はがれの発生しない値を設定する必要がある。また、反射率を考慮して、反射膜26の膜厚は750Åが中心値になるように決めた。
Next, as shown in FIG. 2C, on the optical
次に、図2(d)に示した如く、一般的な半導体プロセスを用い、アルミニウム薄膜からなる反射膜26上に感光材料のフォトレジスト27を塗布する。
Next, as shown in FIG. 2D, a
次に、図2(e)に示した如く、フォトレジスト27に対して、ベーク〜露光〜現像を行い、上記した光学補償材料膜25に対応する部分以外を除去する。
Next, as shown in FIG. 2E, the
次に、図2(f)に示した如く、ドライエッチングを用いてフォトレジスト27が残っている部分以外の反射膜26を取り除き、その後に酸素プラズマアッシャーで残ったフォトレジストを灰化させる。
Next, as shown in FIG. 2F, the
そして、図2(g)に示したように、第2透明基板21の一方の面21a上に反射防止膜22が全面に亘って成膜され、且つ、他方の面21b側で画像表示領域23{図1(a)}よりも外側の外周領域24{図1(a)}に光学補償材料膜25と反射膜26とが積層して矩形枠状に成膜されて、第2透明基板21の製造工程が終了する。
Then, as shown in FIG. 2G, the
この後、図3(a)に示した如く、半導体基板11上に、複数のスイッチング素子12と、絶縁膜13と、複数の反射画素電極15と、液晶16をシール部材17で封止した液晶層18と、透明電極19と、第1透明基板20とを上記順に形成した半導体基板11を用意する。
Thereafter, as shown in FIG. 3A, a liquid crystal in which a plurality of switching
次に、図3(b)に示した如く、半導体基板11側に設けた第1透明基板20上の略中央部位に透明な接着剤28として例えば熱硬化性のシリコン系材料を10mg程度滴下する。この際、第1,第2透明基板20,21に無アルカリガラス基板又は石英基板などを用いた場合にその屈折率は1.45〜1.52程度なので、透明な接着剤28の可視光領域における屈折率としてはその間に含まれることが望ましい。また、硬化後に接着剤28の収縮がガラス材料へ及ぼすストレスによる複屈折を避けるために、硬化後に充分に弾性をもち、複屈折を発生させ難い材料を選択することが重要である。
Next, as shown in FIG. 3B, about 10 mg of a thermosetting silicon material, for example, is dropped as a
次に、図3(c)に示した如く、半導体基板11側に設けた第1透明基板20の上方に、成膜後の第2透明基板21を用意する。この成膜後の第2透明基板21は、一方の面21a上に反射防止膜22が成膜され、且つ、他方の面21b側で画像表示領域23{図1(a)}よりも外側の外周領域24{図1(a)}に光学補償材料膜25と反射膜26とが積層して矩形枠状に成膜されているものである。そして、第2透明基板21の他方の面21bに成膜した光学補償材料膜25と反射膜26とを、半導体基板11側に設けた第1透明基板20上に滴下した透明な接着剤28と対向させる。
Next, as shown in FIG. 3C, a second
この後、第1透明基板20の他方の面(上面)と、第2透明基板21の接着面側となる他方の面(下面)21bとを透明な接着剤28により接着することで、図3(d)に示したように、本発明に係る反射型液晶表示素子10が完成する。この際、透明な接着剤28が均等に広がるように第1,第2透明基板20,21の隙間を管理することが大切で、接着剤28が少なくとも第2透明基板21に成膜した反射膜26の内側を完全に覆うことが必要である。
Thereafter, the other surface (upper surface) of the first
10…本発明に係る反射型液晶表示素子、
11…半導体基板、12…スイッチング素子、
13…絶縁膜、14…アルミ配線、15…反射画素電極、
16…液晶、17…シール部材、18…液晶層、
19…透明電極、20…第1透明基板、
21…第2透明基板、21a…一方の面(上面)、21b…他方の面(下面)、
22…反射防止膜、23…画像表示領域、24…外周領域、
25…光学補償材料膜、26…反射膜、27…フォトレジスト、28…透明な接着剤、
30…光学補償板、
K…液晶層の間隔、L…読み出し光。
10: Reflective liquid crystal display element according to the present invention,
11 ... Semiconductor substrate, 12 ... Switching element,
13 ... Insulating film, 14 ... Aluminum wiring, 15 ... Reflective pixel electrode,
16 ... liquid crystal, 17 ... sealing member, 18 ... liquid crystal layer,
19 ... Transparent electrode, 20 ... First transparent substrate,
21 ... 2nd transparent substrate, 21a ... One surface (upper surface), 21b ... The other surface (lower surface),
22 ... Antireflection film, 23 ... Image display area, 24 ... Outer peripheral area,
25 ... Optical compensation material film, 26 ... Reflective film, 27 ... Photoresist, 28 ... Transparent adhesive,
30: Optical compensator,
K: interval between liquid crystal layers, L: readout light.
Claims (1)
前記複数の反射画素電極に対して所定の間隔を有して対向配置され、前記複数の反射画素電極側に透明電極を有する第1透明基板と、
前記所定の間隔内に液晶が封入された液晶層と、
前記画像表示領域に対応した領域の外周に沿った領域上にあって、且つ、前記透明電極が形成されていない前記第1透明基板側と対向する側に順に積層された光学補償材料膜と反射膜とを有し、両膜を積層した側が接着剤を介して前記第1透明基板に接着される第2透明基板と、
前記第2透明基板の上方に配置され、読み出し光が透過して前記液晶層内に進入した時に生じる光の位相ずれを補正するように位相差量を付与する光学補償板と、を備え、
前記光学補償材料膜は、前記画像表示領域の外周から前記光学補償板を通った前記読み出し光を透過して前記反射膜で反射させた反射光を前記光学補償板から出射させる時に、前記反射光に対して前記光学補償板に付与した前記位相差量を相殺するように光学的に補正することを特徴とする反射型液晶表示素子。 A plurality of reflective pixel electrodes formed in an image display region on a semiconductor substrate;
A first transparent substrate disposed opposite to the plurality of reflective pixel electrodes at a predetermined interval and having a transparent electrode on the plurality of reflective pixel electrodes;
A liquid crystal layer in which liquid crystal is sealed within the predetermined interval;
An optical compensation material film and a reflective layer, which are stacked in order on the side of the region corresponding to the image display region and on the side facing the first transparent substrate side where the transparent electrode is not formed. A second transparent substrate having a film and a side on which both films are laminated is bonded to the first transparent substrate via an adhesive;
An optical compensator disposed above the second transparent substrate and imparting a phase difference amount so as to correct a phase shift of light generated when reading light is transmitted and enters the liquid crystal layer;
The optical compensation material film transmits the reflected light that has passed through the optical compensation plate from the outer periphery of the image display region and reflected by the reflective film, and then reflects the reflected light. The reflective liquid crystal display element is optically corrected so as to cancel out the phase difference applied to the optical compensator.
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