JPH06138448A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非線形能動素子に光が当たることを防止し、
開口率を下げることなく非線形能動素子を設け、かつ非
線形能動素子アライメントずれ、ゴミ等による歩留まり
低下を防ぎ、かつ製造プロセスを簡略化する。 【構成】 高分子層中に液晶組成物を充満させた液晶層
を挟んでその両側に、透明電極層が形成された光入射さ
れる側の上部電極基板と、下部電極層が形成された下部
電極基板が配置され、下部電極層下側に非線形能動素子
が配置された反射型液晶表示装置において、非線形能動
素子の上側に光反射層、光散乱層または光吸収層を配置
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高分子の３次元ネットワ
ーク中に液晶組成物を充満した反射型液晶表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、反射型液晶表示装置としてツイス
トネマティックタイプの液晶表示装置が用いられてい
る。この液晶表示装置は、ツイストネマティック液晶を
挟んでその両側に、それぞれ偏光板が配置された上部電
極基板と下部電極基板を配置し、電圧印加により液晶の
配向を変化させ、偏光板を通る光を透過または遮断する
ようにしたものである。このような液晶表示装置におい
ては、偏光板を使用しているために光の利用効率が悪
く、表示が暗くなるために下部電極基板側に配置された
偏光板の下側に反射率の大きいＡｌ等の金属を光反射部
材として用いているのが普通である。

【０００３】一方、高分子の３次元ネットワーク中に液
晶組成物を充満させた液晶層を有する反射型液晶表示装
置が提案されている。この液晶表示装置は、電圧を印加
しない状態では液晶の配向がランダムのため光が透過せ
ず、電圧を印加すると液晶の配向が揃って光透過性とな
るもので、偏光板を使用する必要がないために、光反射
層を基板上に設けることができ、また金属膜を電極と反
射層に兼用することができるので製造プロセス上簡略化
を図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高分子層中
に液晶組成物を充満するタイプの液晶表示装置では、ド
ットマトリックスを表示するためには電気光学特性の急
峻性が小さいため、非線形能動素子によりアクティブ駆
動する必要がある。しかし、非線形能動素子の占める面
積が基板上で大きいと開口率が小さくなってしまい、逆
に非線形能動素子の占める面積が基板上で小さ過ぎると
非線形能動素子の歩留まりが、アライメントずれ、ゴミ
等により低下してしまう。また、非線形能動素子の代表
的な素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、光が素
子に当たると光起電力が生じてしまい、本来、ＯＦＦ状
態であるはずの素子がＯＮ状態になり、表示品質を劣化
させる原因となる。また、反射型液晶表示装置に光吸収
体を使用する場合、現在の高分子３次元ネットワーク中
に液晶組成物を充満した液晶層は、光散乱能力が充分で
ないために、液晶層の膜厚を厚くする必要があり、この
ように液晶層の膜厚を厚くすると、液晶表示装置を駆動
させるための駆動電圧が高くなってしまうという問題が
あった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、非線形能動素子に光が当たることを防止し、開口率
を下げることなく非線形能動素子を配置し、かつ非線形
能動素子アライメントずれ、ゴミ等による歩留まり低下
を防ぎ、コントラストが高く、かつ製造プロセスを簡略
化することができる反射型液晶表示装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、高分子層中に
液晶組成物を充満させた液晶層を挟んでその両側に、透
明電極層が形成された光入射される側の上部電極基板
と、下部電極層が形成された下部電極基板が配置され、
下部電極層下側に非線形能動素子が配置された反射型液
晶表示装置において、非線形能動素子の上側に光反射
層、光散乱層または光吸収層を配置したことを特徴とす
る。また本発明は、光反射層、光散乱層または光吸収層
が非線形能動素子に接続された下部電極層であることを
特徴とする。また本発明は、下部電極層が透明電極層か
らなり、該透明電極層と非線形能動素子との間に絶縁層
が配置され、該絶縁層が光反射層、光散乱層または光吸
収層を兼ねていることを特徴とする。また、本発明は液
晶組成物中に二色性色素を含むことを特徴とする。また
本発明は、液晶組成物中に二色性色素を含み、かつ光散
乱層が白色導電膜であることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明は高分子層中に液晶組成物を充満させた
液晶表示装置において、下部電極側に設けられる非線形
能動素子の上に光反射層、光拡散層または光吸収層を配
置することにより、開口率を下げることなく非線形能動
素子を配置することができるので、従来構造に比較し、
非線形能動素子を大きく数多く基板上に設けることが可
能となり、その結果非線形能動素子のアライメントず
れ、ゴミ等による非線形能動素子の歩留まりを向上させ
ることができる。また、光反射層を非線形能動素子に接
続した電極と兼用させ、あるいは光反射層、光散乱層ま
たは光吸収層を非線形能動素子と透明電極間の絶縁層と
兼用させ、あるいは光散乱層を白色導電膜で兼用し、非
線形能動素子と接続することにより製造プロセスの簡略
化を図ることが可能となる。さらに、二色性色素を使用
することにより駆動電圧を高くすることなく、コントラ
ストの高い反射型液晶表示装置を得ることができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の１実施例を示す図である。図
中、１は透明基板、２は透明導電膜電極、３は反射膜お
よび画素電極、４は絶縁膜、５ａはソース電極、５ｂは
ドレイン電極、６は半導体膜、７はゲート絶縁膜、８は
ゲート電極、９は基板、１０は液晶層、１１は高分子層
である。

【０００９】透明基板１には透明導電膜電極２が形成さ
れて上部電極基板を構成し、下側の基板９との間には高
分子層１１中に液晶層１０を充満させたタイプの液晶が
配置されている。基板９側には反射膜および画素電極３
の下側に非線形能動素子が配置されている。非線形能動
素子は基板９上にゲート電極８が形成され、順次ゲート
絶縁膜７、半導体膜６が積層され、半導体膜６を介して
ソース電極５ａ、ドレイン電極５ｂが形成されて構成さ
れ、この上に絶縁膜４を介して反射膜および画素電極３
が形成された構造になっている。

【００１０】非線形能動素子を構成しているソース電極
５ａは反射膜および画素電極３に接続されており、ゲー
ト電極８を制御してソース電極５ａへの電圧印加を制御
することにより反射膜のよび画素電極３と透明導電膜電
極２の間に電圧を印加、或いは遮断してスイッチング制
御することができる。

【００１１】この非線形能動素子によるスイッチング制
御により、電圧が印加されていない状態では液晶は光を
透過させず、電圧を印加した状態では液晶層の配向が揃
うことにより光が透過し、反射膜および画素電極３から
反射した光は上部電極基板を通して外部へ取り出される
ことになる。

【００１２】このように本実施例においては、画素電極
を構成している反射膜３の下側に非線形能動素子を配置
し、この非線形能動素子と反射膜とを電気的に接続して
スイッチング作用を行うようにしたので、非線形能動素
子は反射膜により覆われているため、光は当たらず、本
来ＯＦＦ状態であるはずの素子がＯＮ状態になって表示
品質を劣化させることを防ぐことができ、また、開口率
を下げることなく非線形能動素子を配置することができ
る。従って、非線形能動素子を大きく、数多く基板上に
設けられ、その結果非線形能動素子のアライメントず
れ、ゴミ等による非線形能動素子の歩留まり低下を防ぐ
ことができる。また、光反射層を非線形能動素子に接続
した電極と兼用できるので、製造プロセスを簡略化する
ことができる。さらに、二色性色素を使用することで駆
動電圧を高くすることなく、コントラストを高くでき
る。

【００１３】図２は本発明の他の実施例を示す図であ
る。本実施例は液晶層１０に二色性色素を含み画素電極
３を白色導電膜にした点以外は図１の場合と同じであ
る。白色導電膜は、真空槽内で、インジウムないしイン
ジウム化合物を主成分とする蒸着源を持ち、必要に応じ
て酸素ガスないし不活性ガスを導入し、基板上に酸化イ
ンジウムあるいはインジウムを主成分とする白色導電膜
を形成するに際して、成膜時の真空度を１×１０^-4〜１
×１０^-3Torrの範囲に保持し、表面の酸素とインジウム
の比が０．５〜１．５で、膜の内部にいくにしたがって
酸素とインジウムの比を小さくすることにより得られ
る。

【００１４】酸素とインジウムの比が０．５以下である
と導電性は良好であるが、もはや膜表面は金属光沢が強
くなり、散乱（拡散）反射率が低下してしまい、白色と
はならない。また、表面の酸素とインジウムの比が化学
量論比から本発明の製造方法では１．５以下である。表
面の酸化インジウムの粒子の直径は０．４〜０．８μｍ
であり、成膜時の真空度の違いにより表面の粒子の凹凸
に違いが生じ、抵抗率、散乱反射率が変化する。このよ
うな白色導電膜を画素電極として使用する本実施例で
は、その光散乱作用によって金属光沢による視認性の低
下を防止することができる。

【００１５】図３は本発明の他の実施例を示す図であ
る。本実施例においては、画素電極を透明導電膜電極３
とし、図１の絶縁層を絶縁性光反射膜または絶縁性光吸
収膜としたもので、他の構成は同様である。本実施例に
おいては、透明導電膜電極３を通して絶縁性光反射膜ま
たは絶縁性光吸収膜４が観察されるので、この膜を着色
しておくことによりカラー表示を行うことが可能とな
る。

【００１６】図４は本発明の他の実施例を示す図であ
る。本実施例は図３の実施例において透明導電膜電極３
をフラットな形状としたもので、他の構成は同様であ
る。

【００１７】図３の実施例においては、透明導電膜電極
がフラットでなく凹凸形状をしており、観察者の見る位
置によってはその凹凸が目立って視認性を劣化させる原
因となる。そこで、図４に示すように、透明導電膜電極
をフラット形状とすることにより、一層表示品質を上げ
ることが可能となる。

【００１８】なお、上記各実施例において、画素電極間
は分離しているため、その画素電極間が視認性に影響を
与える可能性がある。そこで、画素電極間を隠すために
従来行われているブラックマトリックスを配置し、これ
を見えないようにして視認性を低下させないようにする
ことが好ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明は高分子層中に液晶
組成物を充満させた液晶表示装置において、下部電極側
に設けられる非線形能動素子の上に光反射層、光拡散層
または光吸収層を配置することにより、開口率を下げる
ことなく非線形能動素子を配置することができるので、
従来構造に比較し、非線形能動素子を大きく数多く基板
上に設けることが可能となり、その結果非線形能動素子
のアライメントずれ、ゴミ等による非線形能動素子の歩
留まりを向上させることができる。また、光反射層を非
線形能動素子に接続した電極と兼用させ、あるいは光反
射層、光散乱層または光吸収層を、非線形能動素子と透
明電極間の絶縁層と兼用させ、あるいは光散乱層を白色
導電膜で兼用し、非線形能動素子と接続することにより
製造プロセスの簡略化を図ることが可能となる。さら
に、二色性色素を使用することで駆動電圧を高くするこ
となく、コントラストを高くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例を示す図である。

【図２】 画素電極を白色導電膜で構成した他の実施例
を示す図である。

【図３】 画素電極を透明導電膜電極とし、絶縁層を絶
縁性光反射膜または絶縁性光吸収膜とした他の実施例を
示す図である。

【図４】 透明導電膜電極をフラットな形状とした他の
実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…透明基板、２…透明導電膜電極、３…反射膜および
画素電極、４…絶縁膜、５ａ…ソース電極、５ｂ…ドレ
イン電極、６…半導体膜、７…ゲート絶縁膜、８…ゲー
ト電極、９…基板、１０…液晶層、１１…高分子層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高分子層中に液晶組成物を充満させた液
   晶層を挟んでその両側に、透明電極層が形成された光入
   射される側の上部電極基板と、下部電極層が形成された
   下部電極基板が配置され、下部電極層下側に非線形能動
   素子が配置された反射型液晶表示装置において、非線形
   能動素子の上側に光反射層、光散乱層または光吸収層を
   配置したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、光反射
   層、光散乱層または光吸収層が非線形能動素子に接続さ
   れた下部電極層であることを特徴とする反射型液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、下部電極
   層が透明電極層からなり、該透明電極層と非線形能動素
   子との間に絶縁層が配置され、該絶縁層が光反射層、光
   散乱層または光吸収層を兼ねていることを特徴とする反
   射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２又は３記載の装置におい
   て、液晶組成物中に二色性色素を含むことを特徴とす
   る。
5. 【請求項５】 請求項２記載の装置において、液晶組成
   物中に二色性色素を含み、かつ光散乱層が白色導電膜で
   あることを特徴とする反射型液晶表示装置。