JP3101126B2 - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射型液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低消費電力で明るい表
示が可能な直視型ディスプレイとして用いることのでき
る反射型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置(以下LCDと略記)は、
薄膜,軽量,低消費電力といった特徴を有しており、デ
ィスプレイ分野において、技術的にも市場的にも目ざま
しい成長を続けている。LCDの用途として、電卓,腕
時計などのセグメント表示や、テレビ,コンピュータな
どのマトリクス表示があるが、その中でも現在、開発,
商品化が活発に行われているのは、パソコン,ワードプ
ロセッサ等のOA用ディスプレイである。
【0003】このようなOA用ディスプレイには、スー
パー・ツイステッド・ネマティック(STN)モードを
用いた単純マトリクス型LCDと薄膜トランジスタ(T
FT)などのスイッチング素子を各絵素毎に配置した基
板と、ツイステッド・ネマティック(TN)モードの液
晶を組み合わせた、いわゆるアクティブマトリクス型L
CDが用いられている。
【0004】アクティブマトリクス型LCDは、大容量
の表示を行っても高いコントラストが保たれるという大
きな特徴をもち、特に近年市場要望の極めて高い、ラッ
プトップパソコンやノートパソコン、さらにはエンジニ
アリングワークステーション用の大型・大容量フルカラ
ーディスプレイ用として開発,商品化が盛んである。液
晶表示装置を用いたディスプレイとしては、透過型と反
射型のものがあるが、現在、OA用大容量液晶ディスプ
レイは、白表示やカラー化の容易性から、液晶パネルの
下に光源(バックライト)を配置した透過型の構成が一
般的である。しかし、こういった透過型構成では、バッ
クライトが必要であることから、バッテリー駆動が困難
となるといった欠点がある。
【0005】一方、反射型はバックライトを用いないこ
とから、低消費電力化が可能であるが、反射型は偏光板
によって挟まれた液晶パネルの片面にAlなどの反射膜
を形成したものであるために、ペーパーホワイトのよう
な白色表示ができないこと、偏光板を使用するため画面
が暗くなるといった問題を有している。近年、反射型構
成における上記の問題点を解決していくために、光散乱
を表示モードとして用いたポリマー分散型液晶表示装置
(以下PD−LCDと略記)が検討されている。PD−
LCDは、光散乱性を利用することから、白表示の可能
性があること、偏光板を必要としないことから、明るく
できる可能性があることなどが、反射型ディスプレイへ
の応用として注目されているところである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記P
D−LCDをTFTなどを用いたアクティブマトリクス
型ディスプレイに適用しようとした場合、PD−LCD
が光散乱性を利用していることから、スイッチング素子
部に照射される光量が増加し、スイッチング素子の特性
が変化し、コントラストの低下などの画質の劣化を引き
起こすことがある。
【0007】本発明は上記のような問題点を解消し、光
散乱の影響によるスイッチング素子の特性の劣化を防
ぎ、コントラストが大きく、表示品位の高い反射型液晶
表示装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、第1の絶縁基板の第1主平面と第2の
絶縁基板の第1主平面とが対向し、前記第1,第2の絶
縁基板間に液晶組成物と非液晶性高分子化合物とからな
る液晶混合物層を挟持してなる表示装置において、前記
第1の絶縁基板の第1主平面上には、全面透明電極が設
けられ、前記第2の絶縁基板の第2主平面上には、複数
本の走査配線(ゲート配線)及び複数本の信号配線(ソ
ース配線)と、これらの各交差点に対応して設けられた
ドレイン電極と、これら各ドレイン電極に対応して接続
されたスイッチング素子と、前記走査配線と信号配線に
信号を供給する駆動回路とが設けられ、前記第2の絶縁
基板の第1主平面上には、前記ドレイン電極に対応して
金属と黒色誘電体の2層からなる複数の絵素電極がマト
リクス状に配設され、かつ前記各絵素電極とこれに対応
する前記各ドレイン電極が、前記第2の絶縁基板内に設
けられたスルーホールを介して電気的に接続されている
反射型液晶表示装置とした。
【0009】
【作用】本発明によれば、対向する一対の絶縁基板の一
方の表裏に、絵素電極部とスイッチング素子部を分散し
て設けたことにより、スイッチング素子部を液晶混合物
層による光散乱の影響から完全に隔離でき、画像劣化を
抑えることが可能となった。さらに絵素電極を金属と黒
色誘電体の2層で構成していることにより、電圧印加時
に黒色誘電体により光が吸収され、コントラストを大き
くとることができ る。また絵素電極を金属と黒色誘電体
の2層にしたことで、電界により液晶分子を配向させる
作用の低下は見られない。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例として示した反射型液
晶表示装置について詳細に説明する。図1は本発明の実
施例における反射型液晶表示装置の拡大断面図である。
1,2は絶縁基板で、第1の絶縁基板1の第1主平面と
第2の絶縁基板2の第1主平面とが対向するように設け
られている。3は透明電極で、第1の絶縁基板1の第1
主平面上に設けられている。4は液晶組成物、5は非液
晶性高分子化合物で、これらからなる液晶混合物層は前
記絶縁基板1,2間に挟持されている。6はスイッチン
グ素子部で、絶縁基板2の第2主平面上に形成されてい
る。7は絵素電極で、前記絶縁基板2の第1主平面上に
形成され、金属7aとしての反射電極と黒色誘電体7b
の2層構成になっている。8は遮蔽板で、スイッチング
素子部を外部環境から保護している。
【0011】図2は図1に示した反射型液晶表示装置の
アクティブマトリクスアレイ基板を示した斜視図であ
る。図2において、2は絶縁基板、9は信号配線、10
は走査配線、11はドレイン電極、6はスイッチング素
子部である。7は絵素電極で、ドレイン電極11と絶縁
基板2に形成したスルーホールを介して電気的に接続さ
れている。12は駆動回路で、信号配線9及び走査配線
10に電気信号を供給するようになっている。
【0012】次に、本実施例の動作原理について説明す
る。図1に示すように、PD−LCDの中では、液晶組
成物は高分子化合物中に通常は小球状に分散して存在
し、その中で液晶分子はランダムに配向している。この
時、液晶誘電異方性△εは正で、常光に対する屈折率が
高分子化合物とほぼ等しくなるように各材料が選択され
る。電圧無印加時、入射した光は、液晶中及び液晶/高
分子化合物界面で散乱され、白表示状態となる。この
時、液晶混合物層の中では、いろいろな方向に光が散乱
されることになるが、スイッチング素子部6が絶縁基板
2を介して、液晶混合物層と逆側に設けられているの
で、上記散乱光の影響を受けることはない。
【0013】一方、電圧印加時は液晶分子は電界方向に
配向し、入射光は液晶組成物と高分子化合物とからなる
液晶混合物層中をそのまま直進し、下側に配した黒色誘
電体によって光が吸収され、黒表示状態となる。ここ
で、本実施例の反射型液晶表示装置の具体的な製造方法
について図1,図2を用いて簡単に説明する。
【0014】本発明の実施例では、透明な絶縁基板1の
第1主平面上に透明電極3としてITOを堆積した。絶
縁基板2としては、アルミナの多層基板(Al2O3基
板)を用いた。スイッチング素子部6は、前記絶縁基板
2の第2主平面上に、ゲート電極6aとしてCrを選択
形成し、ゲート電極6aの上にゲート絶縁膜6bとして
SiNx、半導体層6cとしてa−Si、半導体保護層
6dとしてSiNxを選択形成した。その後、ドレイン
電極11と絵素電極7を接続するためのコンタクトホー
ルを形成し、半導体保護層6dの上にソース電極6e
ドレイン電極11としてAlを選択形成した。絶縁基板
2の第1主平面上には絵素電極7として、Alの反射電
極7aとCrOx系の黒色誘電体7bをマトリクス状に
形成した。次に、絵素電極7と透明電極3が内面側にな
るように、絶縁基板を合わせ、この基板間に液晶組成物
4と非液晶性高分子化合物5とからなる混合物層を挟持
した上で硬化し、信号配線9及び走査配線10に電圧を
供給する駆動回路12を実装した。
【0015】上記の製造方法によって得られた、本発明
のポリマー分散型液晶を用いた反射型液晶表示装置につ
いて、実際に反射率−電圧特性を測定したところ、5
0:1以上のコントラスト比を得ることができた。
【0016】
【発明の効果】上記のように、本発明の反射型液晶表示
装置によれば、絵素電極を金属と黒色誘電体からなる2
層構成としているので、電圧印加時に黒色誘電体により
光が吸収されてコントラストを大きくすることができ
る。またスルーホールを介して絶縁基板の絵素電極側で
ない面にスイッチング素子を設けているので、スイッチ
ング素子が散乱光の影響を受けることがなく、光による
劣化が防げるとともに絵素電極の面積も大きくできるこ
とから開口率も向上し、反射型で白表示可能な高画質液
晶ディスプレイを提供することができ、将来の超低消費
電力型ディスプレイの実現に向け、その効果は多大であ
る。また、本発明の反射型液晶表示装置を、複数枚敷き
詰めることによって大画面・大容量ディスプレイを実現
することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例として示した反射型液晶表示装
置の拡大断面図
【図2】実施例として示した反射型液晶表示装置のアク
ティブマトリクスアレイ基板の斜視図
【符号の説明】
1,2 絶縁基板 3 透明電極 4 液晶組成物 5 非液晶性高分子化合物 6 スイッチング素子部 7 絵素電極 7a 金属 7b 黒色誘電体 8 遮蔽板 9 信号配線 10 走査配線 11 ドレイン電極 12 駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−154232(JP,A) 特開 昭60−163018(JP,A) 特開 平4−170520(JP,A) 特開 昭60−165619(JP,A) 特開 昭60−173520(JP,A) 特開 平6−214254(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の絶縁基板の第1主平面と第2の絶
    縁基板の第1主平面とが対向し、前記第1,第2の絶縁
    基板間に液晶組成物と非液晶性高分子化合物とからなる
    液晶混合物層を挟持してなる表示装置において、前記第
    1の絶縁基板の第1主平面上には、全面透明電極が設け
    られ、前記第2の絶縁基板の第2主平面上には、複数本
    の走査配線(ゲート配線)及び複数本の信号配線(ソー
    ス配線)と、これらの各交差点に対応して設けられたド
    レイン電極と、これら各ドレイン電極に対応して接続さ
    れたスイッチング素子と、前記走査配線と信号配線に信
    号を供給する駆動回路とが設けられ、前記第2の絶縁基
    板の第1主平面上には、前記ドレイン電極に対応して
    属と黒色誘電体の2層からなる複数の絵素電極がマトリ
    クス状に配設され、かつ前記各絵素電極とこれに対応す
    る前記各ドレイン電極が、前記第2の絶縁基板内に設け
    られたスルーホールを介して電気的に接続されているこ
    とを特徴とする反射型液晶表示装置。
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