JP4059512B2 - 半透過反射型液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、半透過半反射型に有効な機能を備えた液晶表示装置に関する。特に半透過反射型に有効な機能を備えた液晶表示装置に関するものである。

従来の半透過反射型カラー液晶表示装置として、特開２０００−１４２１１号公報が挙げられる。この文献には、表面に凹凸形状を有する反射板において凹凸形状の凹部がフィボナッチ数列を利用して配置することにより、凹凸形状に規則性が現れないようにした反射板およびそれを液晶素子内に備えた液晶表示装置が記載されている。
また、松下電気産業（株）のニュースリリース（２００２．３．１２）に記載されているように、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）上に形成された凹凸部の最適傾斜面のみに反射膜を形成し、他を透過部とすることにより光利用効率を向上させ、さらに、フィボナッチ数列を反射板の凹凸設計に適用することにより、反射表示時に白色度の高い表示を可能にした半透過反射板を備えた半透過反射型カラー液晶表示装置が提案されている。
さらに、従来の半透過反射型カラー液晶表示装置として、特開２０００−２８４３０５号公報に、粒状体が積層されて形成された導電性の下層膜と、この下層膜上に形成された金属の上層膜からなる表示用電極を有する液晶表示装置が記載されている。

これらの従来技術は、ＴＦＴ上に樹脂等で形成された凹凸部の最適傾斜面にのみ反射膜を形成し、他を透過部とすることにより、光利用効率を向上させた半透過反射型カラー液晶表示装置である。
しかし、これらの従来技術は凹凸部の最適傾斜面にのみ反射膜を形成するため、単に、この特定領域のみに反射膜を形成するためのフォトマスクとパターニングプロセスが増えてコストアップになるだけでなく、透過部の開口率および反射特性が前記フォトマスクと凹凸パターンの位置合わせ精度に依存して変化するという課題を有していた。
また、これらの従来技術は凹凸部の最適傾斜面（特定領域）にのみ反射膜を配置するので、この反射膜を画素電極として兼用することができず、別個に透明な導電層が必要になるなど、構造および製作プロセスが複雑になるのでコストアップになるという課題も有していた。
本発明の目的は、より良好な透過，反射特性を有する半透過反射板を備えた液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。
本出願の一実施態様によれば、基板上に複数のゲート配線と、このゲート配線と直行するように配置された複数のソース配線とによって包囲される複数の画素と、画素内に配置したゲート配線とソース配線の交差点付近に設けられたスイッチング素子と、スイッチング素子に接続された画素電極を有し、透過型表示と反射型表示とを行う液晶表示装置で、画素電極は、透明な導電層と、この透明な導電層に電気的に接続した光反射機能を有する導電材とを有して構成されるというものである。
このような画素電極構造にすることにより、最も単純な構成の透過／反射表示兼用の電極ができるだけでなく、導電材自体を光反射電極にすることができるので、透過表示部と反射表示部の領域比率も高精度、かつ任意に制御できる。さらに、この構成によれば、屋内，屋外を問わず、使用する照明条件に適った透過表示／反射表示が可能な半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
また、透明な導電層と光反射機能を有する導電材のみで構成する最も単純な透過／反射兼用電極とすることにより、透過／反射表示時において透過光あるいは反射光の強度を減衰させないので、本発明によれば、屋内，屋外を問わず明るく、高コントラストの画像が表示できる半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
さらに、反射表示電極となる微小な導電材を透明な導電層上に直接形成する構造なので、導電材を任意の位置に無秩序に配置できるので、本発明によれば、屋内，屋外を問わず明るく、高コントラストの画像が表示できる半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
また、反射表示電極となる微小な導電材を透明な導電層上に直接形成する構造なので、導電材自体の形状および大きさの制御が容易に行えるだけでなく、透過表示部および反射表示部の光学厚みの設定が容易に行えるので、屋内，屋外を問わず明るく、高コントラストの画像が表示できる半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
さらに、透明な導電層と光反射機能を有する導電材のみで構成する最も単純な透過／反射兼用電極とすることにより製作工数が大幅に削減されるので、本発明によれば、屋内，屋外を問わず明るく、高コントラストの画像が表示できる低価格の半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
また、反射表示部となる導電材を微小な凸または凹形状にして、画素電極となる前記導電層上に複数配置する画素電極構造とすることにより、透過表示部と反射表示部の領域比率を高精度、かつ任意に制御できる半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
さらに、画素電極となる導電層上に形成する反射表示部となる微小な前記凸または凹を連続的に変化する傾斜面を有する凸または凹とすることにより、観察する角度に依存しない反射および透過表示が得られる半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
また、画素電極となる導電層上に形成する反射部となる微小な前記凸または凹を大略円状，紐状，棒状にすることにより、明るい反射・透過表示が得られる半透過型液晶表示装置が提供できる。
さらに、画素電極となる導電層上に形成する反射部となる微小な前記凸または凹を大略円状，紐状，棒状等の前記凸または凹を高分子ブロック共重合体等で発現する相分離パターン状に配置することにより、着色のない明るい反射・透過表示が得られる半透過型液晶表示装置が提供できる。
さらにまた、画素電極となる導電層上に形成する光拡散反射要素となる導電材をミクロンオーダーおよびナノオーダーの直径を有する微細な銀，アルミニュウム及び金等の粒子を主体とするものとすることにより、低温で形成できる着色のない明るい反射／透過表示が得られる半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
本出願の別の実施態様によれば、一画素内で透過型表示と反射型表示とを行う半透過反射型液晶表示装置で、画素内に配置した画素電極は、透明な導電層と、この透明な導電層に電気的に接続した光反射機能を有する導電材とを有して構成されるというものである。

第１図は、本発明の一実施例であるアクティブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の断面構造を示す図である。第２図は、本発明の一実施例であるアクティブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の画素電極部の詳細を示す図である。第３図は、本発明の反射機能を有する導電材からなる光拡散反射要素の配置パターンを示す図である。第４図は、本発明の反射機能を有する導電材からなる光拡散反射要素の別の配置パターンを示す図である。第５図は、本発明の反射機能を有する導電材からなる光拡散反射要素のさらに別の配置パターンを示す図である。第６図は、本発明の一実施例であるアクティブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の構成を示す模式図である。第７図は、本発明の一実施例であるアクティブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の別の断面構造を示す図である。第８図は、本発明の一実施例であるパッシブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の断面構造を示す図である。第９図は、本発明の一実施例であるアクティブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の製造方法を示す図である。第１０図は、本発明の一実施例であるパッシブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の製造方法を示す図である。第１１図は、本発明の一実施例であるパッシブ駆動方式における半透過型液晶表示装置の別の製造方法を示す図である。第１２図は、本発明の一実施例であるパッシブ駆動方式における半透過型液晶表示装置のさらに別の製造方法を示す図である。

第１図により、本発明の概要を説明する。本発明は基板上に複数のゲート配線１１と、このゲート配線１１と直行するように配置された複数のソース配線１５とによって包囲される複数の画素と、この画素内にゲート配線１１とソース配線１５の交差点付近に設けられたスイッチング素子（例えばＴＦＴ１９）と、このスイッチング素子に接続された画素電極１６が形成された透過表示と反射表示とが同時に行われる液晶表示装置であり、画素電極１６が透明な導電層と、この透明な導電層に電気的に接続された光反射機能を有する導電材１７を有して構成される半透過反射型液晶表示装置である。
具体的な素子構成の一例は次の通りである。まず、アクティブ型カラー液晶表示装置の場合について、以下に詳述する。
ガラス基板（アクティブマトリクス基板４２）上にＴＦＴ（ゲート電極（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），ゲート絶縁膜（材質：窒化シリコン，膜厚：２００〜７００ｎｍ、好ましくは３５０ｎｍ），アモルファスシリコン層（材質：アモルファスシリコン，膜厚：５０〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ），ｎ型不純物とリンをドーピングしたアモルファスシリコン層（材質：アモルファスシリコン，膜厚：１０〜１００ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ），ドレイン電極（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），ソース電極（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），ドレイン配線（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），透明電極（材質：ＩＴＯ，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ））を形成し、透明電極上に入射光を特定の方向に集光させるための連続的に変化する傾斜角と反射機能を有する導電材（金属材料：銀，金あるいはアルミ，粉径：１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍ，粒子径：１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ，バインダー：熱硬化性樹脂，溶剤：トルエン，ドデカン等非極性溶剤，粘度：１〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５〜１００ｍＰａ・ｓ，表面張力：５０ｄｙｎ／ｃｍ以下、好ましくは２５ｄｙｎ／ｃｍ以下，硬化温度：１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃，抵抗率：１〜１０００Ω／ｃｍ、好ましくは５〜５００Ω／ｃｍ）からなる微小な凸または凹（円状の場合直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ）が互いに電気的に接続するように直接形成し、ＴＦＴ，画素電極および凸または凹上に配向制御膜（材質：ポリイミド樹脂，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成することで一方の電極基板を作製し、ガラス基板に遮光層（材質：クロム及び酸化クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）を形成し、遮光層上に着色層（母材：アクリル系樹脂，分散材：顔料，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ）を形成し、着色層上に平坦化層（材質：アクリル系樹脂，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは２０００ｎｍ）を形成し、平坦化層上に透明電極（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成し、透明電極上に配向制御（材質：ポリイミド系樹脂，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）を形成することで他方の基板を作製し、互いの配向制御膜面が対向するようにスペーサ材（ポリマビーズ，シリカビーズ，ガラスファイバ，粒径：５μｍ）を介して組合せ、両電極基板周辺をシール材（エポキシ樹脂中に上記スペーサ材を分散したもの）で接着，シールし、両電極基板間に液晶を封入，封止することで液晶表示素子を作製する。
そして、液晶表示素子のガラス基板の両側に所定の位相差板と偏光板を貼り合わせ、液晶表示素子に液晶駆動用ＩＣが搭載されたテープ・キャリア・パッケージ（以下、ＴＣＰと称する）および駆動用外部回路等を接続し、液晶表示素子と光源（冷陰極管，ＬＥＤ等），導光体，プリズムシート及び拡散シート等からなるバックライトを金属フレーム，樹脂ケース等筐体に組込むことで液晶表示装置を作製する。
本発明は、画素電極を透明な導電層上に反射機能を有する導電材を配置することにより構成する。この導電材は、微小な凸または凹が絶縁層等を介在させずに直接配置すると、透過表示部となる透明な導電層の部分と、反射表示部となる導電材が配置された部分が互いに電気的に接続しているので、透過／反射表示時の兼用電極になると共に、微小な凸または凹そのもの自体が拡散反射要素で反射表示部となり、その他の領域は全て透過表示部になるので、１画素内における透過表示部と反射表示部の面積比率が任意に制御することができる。よって、使用する環境によらず屋内外で明るく、かつコントラストの高い画像表示が可能な半透過反射型液晶表示装置が提供できる。

本発明の透明な導電層からなる画素電極上に、反射機能を有する凸または凹形状の導電材が、所望の密度で配置された半透過反射電極を内蔵した半透過反射型液晶表示装置を第１図〜第５図に示す。
まず、本発明の半透過反射型液晶表示装置の断面構造を示す。
第１図に示すように、ガラス基被１０上に汎用の真空蒸着法とフォトリソグラフィ方法により、複数のＴＦＴ１９を配置している。このＴＦＴ１９は、ゲート電極１１（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），ゲート絶縁膜１２（材質：窒化シリコン，膜厚：５０〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ），ｎ型不純物とリンをドーピングしたアモルファスシリコン層１３（材質：アモルファスシリコン，膜厚：１０〜１００ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ），ドレイン電極１４（ゲート電極（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），ソース電極１５（ゲート電極（材質：クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ））を有して構成されている。
このＴＦＴ１９に電気的に接続するように透明な導電層１６（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成し、さらに、この導電層１６上に銀粉および銀粒子（材質：銀，銀粉径：１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍ，銀粒子径：１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ，バインダー：熱硬化性樹脂，溶剤：トルエン，ドデカン等の非極性溶剤，粘度：１〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５〜１００ｍＰａ・ｓ，表面張力：５０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５ｄｙｎ／ｃｍ，硬化温度：１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃，抵抗率：１〜５０μΩ・ｃｍ（膜厚：０．０１〜１０μｍ）、好ましくは５〜３０μΩ・ｃｍ）を主体とする導電材１７（ハリマ化成製銀ナノペースト，型式：ＮＰＳ−Ｊ）を形成している。
この形成は、インクジェット法，オフセット印刷法を使用して、微小な凸または凹（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ），多角形，棒状および紐状）を複数、絶縁層を介在させずに直接配置し、互いに電気的に接続させた半透過反射型用の画素電極を形成することで行っている。
さらに、画素電極上に配向制御膜１８（材質：ポリイミド樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を配置して一方の電極基板としている。
また、ガラス基板２０上に汎用の真空蒸着法とフォトリソグラフィ方法により、遮光層２１（材質：クロムおよび酸化クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ），着色層２２（母材：アクリル系樹脂，分散材：顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），保護層２３（材質：アクリル系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは２０００ｎｍ），透明電極２４（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），配向制御膜２５（材質：ポリイミド系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）が形成して他方の電極基板として構成している。
これらの一方の電極基板と他方の電極基板の互いの配向制御膜が対向するようにスペーサ材２（材質：ポリマービーズ，シリカビーズ，粒子径：５μｍ，分散法：水分散）を介して組合せ、両電極基板１０，２０周辺をシーリング材（図示せず、材質：エポキシ樹脂，分散材：スペーサ粒子）で接着させ、該両電極基板１０，２０間隙に液晶１を充填させたて半透過反射型液晶素子を形成するものである。
さらに、半透過反射型液晶素子の両ガラス基板面に所望の位相差板３，５と偏光板４，６を貼り合わせると共に、液晶駆動用ＩＣが搭載されたＴＣＰおよび駆動用外部回路等を接続して半透過反射型液晶表示素子３０を形成し、この液晶表示素子３０に光源４１（冷陰極管，ＬＥＤ），導光体４２（材質：アクリル），プリズムシート４３，拡散シート４４等から構成されるバックライト４０をフレーム，ケース等からなる筐体に組込むことで半透過反射型液晶表示装置５０を作製するものである。
次に、本発明の特徴となる画素電極部の詳細を第２図に示す。
第２図に示すように、ゲート配線１１′とドレイン配線１４′に囲まれた領域内に形成された薄膜トランジスタ１９のソース電極に接続された透明な導電層１６上に反射機能を有する導電材１７を配置した画素電極であり、黒で表示された部分が反射表示部であり、他の白で表示された部分が透過表示部である。
なお、同図に示す導電材１７の配置パターンは、高分子ブロック共重合体等で発現する相分離パターンを利用したものであるが、本発明はこの形状やパターンに限定されるものでなく、形状については円形，多角形あるいは紐状でも良く、パターン配置は乱数表を利用するもの、フィボナッチ数列を利用するものでも良い。ただし、パターン配置については画素領域に対する反射表示領域の占有率が任意に制御できる方法が望ましいので、本実施例では高分子ブロック共重合体等で発現する相分離パターンを利用した。
次に、本発明の特徴である反射機能を有する導電材の配置例を第３図〜第５図に示す。
第３図は導電材を全面に配置した場合であり、（ａ）が透過表示を優先したパターン、（ｂ）が反射表示を優先したパターン例である。同図に示すように、透明な導電層１６上全面に大略円形の凸状または凹状の導電材１７を分散配置したものであり、（ａ）は反射表示領域１７（黒表示）よりも透過表示領域１７′（白表示）の方が多い、所謂、透過表示優位のパターン配置例、（ｂ）は透過表示領域１７′（白表示）よりも反射表示領域１７（黒表示）よりの方が多い、所謂、反射表示優位のパターン配置である。
また、第４図は凸状または凹状の導電材を特定の領域にのみ配置した場合であり、（ａ）が透過表示部を一括したパターン、（ｂ）が透過表示部を分割したパターン、（ｃ）が（ａ）の断面図、（ｄ）が（ｂ）の断面図である。同図に示すように、（ａ），（ｃ）は透明な電極１６の周辺のみに導電材１７を配置した例であり、透過表示領域１７′（白表示）を１箇所に大きくとり、反射表示領域１７（黒表示）を極端に少なくした場合のパターン配置で、所謂、透過重視のパターン配置、（ｂ），（ｄ）は透明な電極１６上に比較的大きな複数の透過表示領域をとり、それ以外の部分に導電材１７を配置した例であり、透過表示領域１７′（白表示）を複数箇所に設け、反射表示領域１７（黒表示）を少なくした場合のパターン配置で、所謂、透過重視型のパターン配置である。なお、本実施例では比較的大きな透過表示領域内には導電材を配置しなかったが、これに限定されることなく導電材を配置してもよい。
さらに、第５図は導電材を別の形状を示す図であり、（ａ）が紐状の形状の場合、（ｂ）が棒状の形状の場合である。同図に示すように、（ａ）は凸状または凹状の導電材１７を紐状に長く配置したパターンであり、透過表示領域１７′（白表示）と反射表示領域１７（黒表示）がほぼ同じ場合のパターン配置、（ｂ）は凸状または凹状の導電材１７を棒状にして配置したパターンであり、透過表示領域１７′（白表示）と反射表示領域１７（黒表示）がほぼ同じ場合のパターン配置である。この紐あるいは棒状の導電材１７配置パターンの特徴は、反射特性に指向性（対方位）を付与できることである。
次に、本発明の半透過反射型液晶表示装置の構成を示す模式図を第６図に示す。
同図に示すように、本発明の半透過反射型液晶表示装置５０は半透過反射型液晶表示素子３０，走査側駆動回路５１，信号側駆動回路５２および信号処理回路５３で構成している。尚、図示していないが、前述したように半透過反射型液晶表示素子３０の背面には冷陰極管，導光体，プリズムシートおよび拡散シートからなるバックライトを配置している。
本発明によれば、反射機能を有する導電材で光拡散反射要素となる微小な凸および凹自体を形成すると共に無秩序に配置するため、反射表示部となる凸または凹の総領域が画素領域に占める割合を任意に制御できるので、屋内・屋外等照明条件によらず、干渉による着色が発生せずに明るく、コントラストの高い画像表示が可能な半透過反射型液晶表示装置が提供できる。
尚、本発明における微小な導電材からなる光拡散反射要素の凸または凹の配置方法については、乱数表を利用するもの、フィボナッチ数列を利用するもの、高分子ブロック共重合体等で発現する相分離パターンを利用するもの等、無秩序に配置できる方法であればよいが、より好ましくは、透過表示／反射表示時における開口率が任意に制御できる前記相分離パターンを利用する配置方法を選択するのが望ましい。
言い換えれば、本発明によれば、光拡散反射要素となる複数の凸または凹が無秩序に配置できるだけでなく、該凸または凹の占有する総領域が任意に制御できる方法であれば、所望の透過／反射表示時の開口率を決定することができるので、使用する照明条件に適った半透過反射型液晶表示装置が提供できる効果が得られる。

本発明の別の実施例を第７図に示す。
本実施例は、実施例１とは画素電極６６が、ＴＦＴ上に配置した保護膜６８にあけられたコンタクトホールを介してＴＦＴのソース電極６５と電気的に接続されている点である。尚、この実施例では、この画素電極６６又は保護膜６８上に配向膜６９を形成している。
なお、画素電極部の構成，導電材の配置パターンおよび半透過反射型液晶表示装置の構成等については実施例１と同じであり、詳細な説明は省略する。本実施例においても実施例１と同様の効果を得ることができる。
さらに、本実施例によれば、現行の製造設備及び製造プロセスで液晶表示素子が形成できるだけでなく、平坦化機能を有する絶縁層を用いることにより反射表示部と透過表示部の液晶層の厚みをほぼ同一にできるので、透過及び反射表示においてより高画質表示が可能になる。特に、ノーマリーホワイトモードの半透過反射型液晶表示装置に有利であり、照明環境によらず明るく、コントラストの高い表示が可能な半透過反射型液晶表示装置が提供できる。

本発明の透明な導電層からなる電極上に、反射機能を有する凸または凹形状の導電材が、所望の密度で配置された半透過反射電極を内蔵したパッシブ型の半透過反射型液晶表示装置を実施例３として第８図に示す。
第８図は以下の点を除いては一般的なパッシブ型の半透過反射型液晶表示装置である。即ち、第８図では、一方の透明電極８１に導電材８２が電気的に接続されるように配置されている。尚、透明電極８１は、材質がＩＴＯであり、膜厚が１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍである。また、導電材８２は、材質が銀であり、銀粉径が１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍであり、銀粒子径が１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍである。本実施例も実施例１と同様に、液晶駆動用ＩＣが搭載されたＴＣＰおよび駆動用外部回路等を接続して半透過反射型液晶表示素子３０を形成し、この液晶表示素子３０に光源４１（冷陰極管，ＬＥＤ），導光体４２（材質：アクリル），プリズムシート４３，拡散シート４４等から構成されるバックライト４０をフレーム，ケース等からなる筐体に組込んで半透過反射型液晶表示装置５０として作製される。
本実施例においても実施例１と同様の効果が期待できる他、透明電極となる導電層と反射電極となる高さの低い導電材だけの単純な構成で半透過反射電極を形成するので、単に、構成要素数が少ないので低コストになるだけでなく、パッシブ型の半透過反射型液晶表示装置には液晶厚みの変動を小さくできるので、より高画質表示が可能になる点で有利である。

本発明の透過／反射兼用の電極を内蔵する携帯機器用半透過反射型液晶表示装置に好適な製造方法を第９図に示す。
本発明の製造方法は、まず、第９図（ａ）の汎用の真空蒸着法およびフォトリソグラフィ法により、ガラス基板１０上にゲート電極１１，ゲート絶縁膜１２，アモルファス層１３，ドレイン電極１４，ソース電極１５，ソース電極に接続された透明な画素電極１６からなる薄膜トランジスタ１９を複数形成する。
次に、第９図（ｂ）に示すように、画素電極１６上に、インクジェット方式のパターン形成装置１００を使用し、導電材１７（材質：銀，銀粉径：１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍ，銀粒子径：１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ，バインダー：熱硬化性樹脂，溶剤：トルエン，ドデカン等の非極性溶剤，粘度：１〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５〜１００ｍＰａ・ｓ，表面張力：５０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５ｄｙｎ／ｃｍ，硬化温度：１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃，抵抗率：１〜５０μΩ・ｃｍ（膜厚：０．０１〜１０μｍ）、好ましくは５〜３０μΩ・ｃｍ）で、微小な凸または凹（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ），多角形，棒状および紐状）を複数、絶縁層を介在させずに直接配置し、互いに電気的に接続させた半透過反射型用の電極を形成する。
次に、第９図（ｃ）に示すように、画素電極１６及び導電材１７の上に配向制御膜１８（材質：ポリイミド樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成して一方の電極基板を作製する。
さらに、第９図（ｄ）に示すように、他方のガラス基板２０（材質：ＡＮガラス，板厚：０．５ｍｍ）上に、遮光層２１（材質：クロムおよび酸化クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ），着色層２２（母材：アクリル系樹脂，分散材：顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），保護層２３（材質：アクリル系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは２０００ｎｍ），透明電極２４（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），配向制御膜２５（材質：ポリイミド系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）を形成することで他方の電極基板を作製する。
そして、互いの配向制御膜１８，２５が対向するようにスペーサ材２（材質：ポリマービーズ，シリカビーズ，粒子径：５μｍ，分散法：水分散）を介して組合せ、両電極基板８０，９０の周辺をシーリング材（図示せず、材質：エポキシ樹脂，分散材：スペーサ粒子）で接着させ、両電極基板８０，９０間隙に液晶１を充填させることで半透過反射型液晶素子を作製する。
さらに、図示していないが、半透過反射型液晶素子の両ガラス基板面に所望の位相差板と偏光板を貼り合わせ、液晶駆動用ＩＣが搭載されたＴＣＰおよび駆動用外部回路等を接続して半透過反射型液晶表示素子を形成し、この半透過反射型液晶表示素子に光源（冷陰極管，ＬＥＤ），導光体（材質：アクリル），プリズムシート，拡散シート等から構成されるバックライトをフレーム，ケース等からなる筐体に組込んで半透過反射型液晶表示装置を作製するというものである。
なお、本実施例では透過／反射兼用電極として、透明導電層上に光反射機能を有する導電材からなる微小な凸状の拡散反射要素を、パターン形成装置等により無秩序に配置し、しかも、透明導電層と凸状の導電材が電気的に接続形されるように構成したものであるが、予め、凸状導電材が形成される部分を除いた部分の透明導電層上に導電材が塗れないような、撥導電材性の材料を塗布しておき、パターン形成装置等により撥導電材性材料のない部分にのみ導電材を配置する製造方法でも良い。
本実施例によれば、導電材料の無駄がなくなり、低コストにつながる。

本発明の透過／反射兼用の電極を内蔵する携帯機器用半透過反射型液晶表示装置に好適な別の製造方法を第１０図に示す。
ここでは、アクティブ型の半透過反射型液晶表示装置を例にとり説明するが、パッシブ型でも透過／反射兼用電極の製作工程は基本的に同じである。
本実施例の製造方法は、第１０図（ａ）に示すように、汎用の真空蒸着法およびフォトリソグラフィ法により、ガラス基板１０（材質：アルカリレスガラス，板厚：０．５ｍｍ）上にゲート電極１１，ゲート絶縁膜１２，アモルファス層１３，ドレイン電極１４，ソース電極１５，ソース電極に接続された透明な画素電極１６からなる薄膜トランジスタ１９を複数形成する。
さらに、電極基板上に導電材１７′（材質：銀，銀粉径：１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍ，銀粒子径：１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ，バインダー：ポジ型感光性樹脂，溶剤：トルエン，ドデカン等の非極性溶剤，粘度：１〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５〜１００ｍＰａ・ｓ，表面張力：５０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５ｄｙｎ／ｃｍ，硬化温度：１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃，抵抗率：１〜５０μΩ・ｃｍ（膜厚：０．０１〜１０μｍ）、好ましくは５〜３０μΩ・ｃｍ）薄膜を形成する。
次に、導電材薄膜１７′にフォトマスク１０５を介して所定の条件により紫外線を露光・現像する。
次に、第１０図（ｂ）に示すように、画素電極１６上に形成された導電材１７′を所定の条件により硬化し、微小な凸または凹１７（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ），多角形，棒状および紐状，反射表示部）を複数、絶縁層を介在させずに直接配置し、互いに電気的に接続させ、その他を透過表示部とする半透過反射型用の電極を形成する。
次に、第１０図（ｃ）に示すように、画素電極１６又は導電材１７上に配向制御膜１８（材質：ポリイミド樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成することにより一方の電極基板を作製する。
次に、第１０図（ｄ）に示すように、他方のガラス基板２０（材質：アルカリレスガラス，板厚：０．５ｍｍ）上に、遮光層２１（材質：クロムおよび酸化クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ、または母材：アクリル系樹脂，分散材：黒顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），着色層２２（母材：アクリル系樹脂，分散材：顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），保護層２３（材質：アクリル系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは２０００ｎｍ），透明電極２４（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），配向制御膜２５（材質：ポリイミド系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）を形成して他方の電極基板を作製する。
そして、互いの配向制御膜８３，９５が対向するようにスペーサ材２（材質：ポリマービーズ，シリカビーズ，粒子径：５μｍ，分散法：水分散）を介して組合せ、両電極基板１０，２０の周辺をシーリング材（図示せず、材質：エポキシ樹脂，分散材：スペーサ粒子）で接着させ、該両電極基板１０，２０の間隙に液晶１を充填させた半透過反射型液晶素子を形成する。
さらに、図示していないが、半透過反射型液晶素子の両ガラス基板面に所望の位相差板と偏光板を貼り合わせる工程と、液晶駆動用ＩＣが搭載されたＴＣＰおよび駆動用外部回路等を接続して半透過反射型液晶表示素子を形成する工程と、この半透過反射型液晶表示素子に光源（冷陰極管，ＬＥＤ），導光体（材質：アクリル），プリズムシート，拡散シート等から構成されるバックライトをフレーム，ケース等からなる筐体に組込んで半透過反射型液晶表示装置を作製する。
本実施例によっても実施例４と同様の効果を奏する他、反射表示用の電極形成に感光性導電材を用いるため、現行の製造設備および製造プロセスで行えるので設備投資を必要としない。

本発明の透過／反射兼用の電極を内蔵する携帯機器用半透過反射型液晶表示装置に好適な別の製造方法を第１１図に示す。
ここでは、パッシブ型の半透過反射型液晶表示装置を例にとり説明するが、アクティブ型でも透過／反射兼用電極の製作工程は基本的に同じである。
本発明の製造方法は、第１１図（ａ）に示すように、所望の微小な凹形状（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ），多角形，棒状および紐状）を備え、かつ表面をシリコン処理等で剥離機能付与させた転写型１１０と、転写型の凹部に充填させた導電材８２（材質：銀，銀粉径：１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍ，銀粒子径：１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ，バインダー：熱硬化性樹脂，溶剤：トルエン，ドデカン等の非極性溶剤，粘度：１〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５〜１００ｍＰａ・ｓ，表面張力：５０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５ｄｙｎ／ｃｍ，硬化温度：１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃，抵抗率：１〜５０μΩ・ｃｍ（膜厚：０．０１〜１０μｍ）、好ましくは５〜３０μΩ・ｃｍ）を有するパターン形成装置で、第１１図（ｂ）に示すように、ガラス基板８０上に透明電極８１が形成された電極基板と前記パターン形成装置１００の位置合わせを行い、第１１図（ｃ）に示すように、ガラス基板８０（材質：ソーダガラス，板厚：０．５ｍｍ）に積層された透明電極８１上に反射機能を有する導電材８２からなる微小な凸または凹（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ）、多角形，棒状および紐状）を複数、絶縁層を介在させずに直接配置し、互いに電気的に接続させた半透過反射型用の電極を形成し、第１１図（ｄ）に示すように、この透明電極又は導電材上に配向制御膜１８（材質：ポリイミド樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成することで一方の電極基板を作製し、第１１図（ｅ）に示すように、他方のガラス基板９０（材質：ソーダガラス，板厚：０．５ｍｍ）上に、遮光層９１（材質：クロムおよび酸化クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ、または母材：アクリル系樹脂，分散材：黒顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），着色層９２（母材：アクリル系樹脂，分散材：顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），保護層９３（材質：アクリル系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは２０００ｎｍ），透明電極９４（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），配向制御膜９５（材質：ポリイミド系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）を形成して他方の電極基板を作製し、互いの配向制御膜８３，９５が対向するようにスペーサ材２（材質：ポリマービーズ，シリカビーズ、粒子径：５μｍ，分散法：水分散）を介して組合せ、両電極基板８０，９０の周辺をシーリング材（図示せず、材質：エポキシ樹脂，分散材：スペーサ粒子）で接着させ、両電極基板８０，９０の間隙に液晶１を充填させた半透過反射型液晶素子を形成し、さらに、図示していないが、半透過反射型液晶素子の両ガラス基板面に所望の位相差板と偏光板を貼り合わせ、液晶駆動用ＩＣが搭載されたＴＣＰおよび駆動用外部回路等を接続して半透過反射型液晶表示素子を形成し、この半透過反射型液晶表示素子に光源（冷陰極管，ＬＥＤ），導光体（材質：アクリル），プリズムシート，拡散シート等から構成されるバックライトをフレーム，ケース等からなる筐体に組込んで半透過反射型液晶表示装置を作製するというものである。
なお、本実施例では導電材からなる反射電極の形成に平板状の転写型を用いたが、本発明はこれに限定されるものでなく、ロール状の転写型でも同様の効果が得られる。
本実施例によっても実施例４と同様の効果を奏する他、予め、三次元形状加工が施された平板状の転写型上に導電材からなる反射電極を形成しておくため、透明電極となる導電層上に上記導電材を転写する工程だけで半透過反射型電極が形成できるだけでなく、反射電極となる導電材を無駄なく使うことができる。

本発明の透過／反射兼用の電極を内蔵する携帯機器用半透過反射型液晶表示装置に好適な別の製造方法を第１２図に示す。
ここでも、パッシブ型の半透過反射型液晶表示装置を例にとり説明するが、アクティブ型でも透過／反射兼用電極の製作工程は基本的に同じである。
本発明の製造方法は、第１２図（ａ）に示すように、所望の微小な凹形状（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ），多角形，棒状および紐状）を備えたシート状の転写型を有するパターン形成装置１２０と、該パターン形成装置１２０のシート状転写型に形成された凹部に充填された導電材８２（材質：銀，銀粉径：１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍ，銀粒子径：１〜２０ｎｍ、好ましくは３〜１０ｎｍ，バインダー：熱硬化性樹脂，溶剤：トルエン，ドデカン等の非極性溶剤，粘度：１〜１００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５〜１００ｍＰａ・ｓ，表面張力：５０ｄｙｎ／ｃｍ、好ましくは２５ｄｙｎ／ｃｍ，硬化温度：１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２２０℃，抵抗率：１〜５０μΩ・ｃｍ（膜厚：０．０１〜１０μｍ）、好ましくは５〜３０μΩ・ｃｍ）を有するパターン形成装置を用い、第１２図（ｂ）に示すように、ガラス基板８０上に透明電極８１が形成された電極基板とパターン形成装置１２０の位置合わせを行い、第１２図（ｃ）に示すように、ガラス基板８０（材質：ソーダガラス，板厚：０．５ｍｍ）に積層された透明電極８１上に反射機能を有する導電材８２からなる微小な凸または凹（形状：円（直径：３〜１５μｍ，高さ（または深さ）：０．２〜１μｍ），多角形，棒状および紐状）を複数、絶縁層を介在させずに直接配置し、互いに電気的に接続させた半透過反射型用の電極を形成し、第１２図（ｄ）に示すように、この透明電極又は導電材上に配向制御膜８３（材質：ポリイミド樹脂，塗布法：スピンコート、膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ）を形成することで一方の電極基板を作製し、第１２図（ｅ）に示すように、他方のガラス基板９０（材質：ソーダガラス，板厚：０．５ｍｍ）上に、遮光層９１（材質：クロムおよび酸化クロム，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ、または母材：アクリル系樹脂，分散材：黒顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），着色層９２（母材：アクリル系樹脂，分散材：顔料，塗布法：スピンコート，膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは１５００ｎｍ），保護層９３（材質：アクリル系樹脂、塗布法：スピンコート、膜厚：１０００〜３０００ｎｍ、好ましくは２０００ｎｍ），透明電極９４（材質：ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ），膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ），配向制御膜９５（材質：ポリイミド系樹脂，塗布法：スピンコート，膜厚：１００〜３００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ）を形成することで他方の電極基板を作製し、互いの配向制御膜８３，９５が対向するようにスペーサ材２（材質：ポリマービーズ，シリカビーズ，粒子径：５μｍ，分散法：水分散）を介して組合せ、両電極基板８０，９０の周辺をシーリング材（図示せず、材質：エポキシ樹脂，分散材：スペーサ粒子）で接着させ、両電極基板８０，９０の間隙に液晶１を充填させた半透過反射型液晶素子を作製し、さらに、図示していないが、半透過反射型液晶素子の両ガラス基板面に所望の位相差板と偏光板を貼り合わせ、液晶駆動用ＩＣが搭載されたＴＣＰおよび駆動用外部回路等を接続して半透過反射型液晶表示素子を形成し、この半透過反射型液晶表示素子に光源（冷陰極管，ＬＥＤ），導光体（材質：アクリル），プリズムシート，拡散シート等から構成されるバックライトをフレーム，ケース等からなる筐体に組込んで半透過反射型液晶表示装置を作製するというものである。
なお、本実施例では所望の三次元形状を備えた枚葉状の高分子フィルムを用いて、導電材からなる反射電極を形成したが、これに限定されることなくロール状に巻かれた三次元形状を備えた長尺の高分子フィルムを用いても同様の効果が得られる。
本実施例によっても実施例４と同様の効果を奏する他、拡散反射電極に適した三次元形状を有する導電材を備えた高分子フィルムを用い、透明電極上に転写するだけで拡散反射電極を形成するため、より良好な拡散反射特性が得られる形状が高精度で導電材に再現できる。

以上のように、本発明によれば、より良好な透過，反射特性を有する半透過反射板を備えた液晶表示装置又はその製造方法を提供するのに有用である。

Claims (8)

1. 一対の基板間に挟持された液晶層を有し、透過表示部と反射表示部とを有する半透過反射型液晶表示装置において、
   前記一対の基板の一方の基板上に、複数のゲート配線と前記複数のゲート配線と直交するように配置された複数のソース配線とによって包囲された領域である複数の画素と、前記複数の画素の各画素内に配置され、前記ゲート配線と前記ソース配線との交点付近に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続された画素電極と、を有し、
   前記画素電極は、透明な導電層と、前記透明な導電層と電気的に接続され、かつ前記透明な導電層表面上に無秩序に分散配置された光拡散反射機能を有する導電材と、を有する半透過反射型液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記導電材は、前記透明な導電層に直接接触して配置された半透過反射型液晶表示装置。
3. 請求項１に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記反射表示部は、前記導電材を配置した領域であり、
   前記透過表示部は、前記反射表示部以外の領域である半透過反射型液晶表示装置。
4. 請求項１に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記導電材は、連続的に変化する傾斜面を有する凸または凹の形状を有する半透過反射型液晶表示装置。
5. 請求項１に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記透明な導電層表面上に配置された前記導電材の配置パターンは、円形、多角形、棒状あるいは紐状の凸または凹形状の前記導電材が、複数分散配置されたパターンである半透過反射型液晶表示装置。
6. 請求項５に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記導電材の配置パターンは、高分子ブロック共重合体で発現する相分離パターンである半透過反射型液晶表示装置。
7. 請求項１に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記一対の基板の他方の基板に配置された共通電極を有する半透過反射型液晶表示装置。
8. 請求項１に記載の半透過反射型液晶表示装置において、
   前記導電材は、ナノオーダーの直径を有する銀または金の微粒子から構成された導電材である半透過反射型液晶表示装置。

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