JPH0618874A - Reflection type liquid crystal display device - Google Patents
Reflection type liquid crystal display deviceInfo
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- JPH0618874A JPH0618874A JP4194923A JP19492392A JPH0618874A JP H0618874 A JPH0618874 A JP H0618874A JP 4194923 A JP4194923 A JP 4194923A JP 19492392 A JP19492392 A JP 19492392A JP H0618874 A JPH0618874 A JP H0618874A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、反射型液晶表示装置に関し、よ
り詳細には、基板の液晶層側に、表面に微細な凹凸を有
する金属反射層を設けた反射型液晶表示装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reflective liquid crystal display device, and more particularly to a reflective liquid crystal display device in which a metal reflective layer having fine irregularities on its surface is provided on the liquid crystal layer side of a substrate.
【0002】[0002]
【従来技術】従来の反射型液晶表示装置を図5に示す。
図中、21は上偏光板、22は上透明基板、23は上透
明電極、24は配向膜、25は液晶層、26は下透明電
極、27は下透明基板、28は下偏光板、29は反射板
である。一般に、反射型液晶表示装置では、液晶セルを
透過した外部光が反射板で反射され、再び液晶セルを透
過したのち観測者に認識される。反射板は高反射率であ
ることはもちろん、入射した光がさまざまな方向に反射
される拡散反射面であることが必要である。平坦な基板
に蒸着された金属膜は正反射成分しか持たないため、そ
のままでは反射板として使用することができない。そこ
で、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに
10〜100μm程度のフィラーを加え、フィルム表面
に数μmの高さの凹凸をつけたものにアルミを蒸着した
反射板が広く使用されている。この他にも液晶セル基板
の裏面に凹凸をつけてからアルミを蒸着する方法があ
る。2. Description of the Related Art A conventional reflective liquid crystal display device is shown in FIG.
In the figure, 21 is an upper polarizing plate, 22 is an upper transparent substrate, 23 is an upper transparent electrode, 24 is an alignment film, 25 is a liquid crystal layer, 26 is a lower transparent electrode, 27 is a lower transparent substrate, 28 is a lower polarizing plate, 29. Is a reflector. Generally, in a reflective liquid crystal display device, external light that has passed through a liquid crystal cell is reflected by a reflector, and then passes through the liquid crystal cell again before being recognized by an observer. It is necessary that the reflection plate has a high reflectance and is a diffuse reflection surface that reflects incident light in various directions. Since a metal film deposited on a flat substrate has only a specular reflection component, it cannot be used as a reflection plate as it is. Therefore, a reflection plate in which a filler of about 10 to 100 μm is added to a polyethylene terephthalate (PET) film and the film surface is provided with irregularities having a height of several μm and aluminum is vapor-deposited is widely used. In addition to this, there is a method of forming aluminum on the back surface of the liquid crystal cell substrate and then depositing aluminum.
【0003】例えば、特開平2−83537のように、
液晶層に電圧を加える電極を反射板にするという試みも
あるが、前述のように平坦な金属反射面では反射板の機
能を果たすことはできない。また、基板表面や金属電極
に反射板のような1〜2μmの凹凸をつけて拡散反射面
とする試みもあるが、液晶パネル内の場所により基板間
距離に差ができるため、表示ムラを引き起こしてしまう
という問題点がある。For example, as in JP-A-2-83537,
There has been an attempt to use a reflection plate as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, but the flat metal reflection surface cannot fulfill the function of the reflection plate as described above. There is also an attempt to form a diffusive reflection surface by providing irregularities of 1 to 2 μm on the surface of the substrate or the metal electrodes like a reflection plate, but since the distance between the substrates can be different depending on the location in the liquid crystal panel, display unevenness is caused. There is a problem that it ends up.
【0004】液晶表示装置は、軽量かつ薄型であること
から、CRTにかわる表示装置として注目されている。
また、液晶表示装置は非発光型であるため、液晶パネル
の裏面にバックライトを設けたり、反射板を設ける必要
がある。卓上計算機や腕時計のようなセグメント表示タ
イプのものには反射型が多いが、ワードプロセッサーや
パーソナルコンピュータのようなドット表示タイプのも
のにはバックライトを付けた透過型が多い。特にカラー
ディスプレイでは液晶パネルの光透過率が数%と低いた
め、バックライトは不可欠なものとなっている。しか
し、バックライトを付けることによって消費電力が大き
くなり、バッテリー駆動時の連続使用時間に制限を与え
ている。液晶表示装置本来の特徴である携帯性を生かす
ためには、バックライトを必要としない明るい反射型液
晶表示装置が求められている。Since the liquid crystal display device is lightweight and thin, it has been attracting attention as a display device replacing the CRT.
Further, since the liquid crystal display device is a non-luminous type, it is necessary to provide a backlight or a reflector on the back surface of the liquid crystal panel. Many segment display types such as desktop calculators and wristwatches are reflective, while many dot display types such as word processors and personal computers are transmissive with a backlight. Especially in a color display, the light transmittance of the liquid crystal panel is as low as a few percent, so that the backlight is indispensable. However, the addition of a backlight increases power consumption and limits the continuous use time when the battery is driven. In order to take advantage of the portability, which is an inherent feature of liquid crystal display devices, bright reflective liquid crystal display devices that do not require a backlight are required.
【0005】また、外部光の利用効率を高めるには液晶
層の光透過率を高め、反射効率の高い反射板を使用しな
くてはならない。最近、光透過率の高い液晶表示素子と
して偏光板を使用しない高分子散乱型液晶の研究開発が
さかんに行われているが、反射板に関する新しい提案は
少ない。Further, in order to improve the utilization efficiency of external light, it is necessary to increase the light transmittance of the liquid crystal layer and use a reflector having high reflection efficiency. Recently, research and development of polymer-scattering type liquid crystal that does not use a polarizing plate as a liquid crystal display device having a high light transmittance have been actively conducted, but there are few new proposals regarding a reflector.
【0006】従来の反射型液晶表示装置では、プラスチ
ックフィルムに10〜100μmのフィラーを混ぜ込ん
だり、物理的又は化学的なエッチングを行って基板の表
面に数μmの凹凸をつけたのちアルミを蒸着した拡散反
射板を作製し、液晶パネルの裏面にセットしてユニット
を組み立てる方法、あるいは、接着剤を用いてパネル裏
面に貼り付ける方法、パネル基板の裏面に凹凸をつけた
のちアルミを蒸着する方法等が用いられている。このよ
うな構成では液晶層と光反射面との間に液晶パネル基
板、接着層、空気層等があり、複数界面での反射や各層
での吸収により反射効率が低下してしまう。また、光の
透過率を制御している液晶層と反射面までの距離が長い
ため、1つの画素から入射した光が隣接する他の画素へ
反射され、コントラストの低下、カラーの場合には色純
度の低下となる。この現象は高精細表示装置やフルカラ
ー表示装置など、画素のピッチが小さくなるほと顕著に
なってくる。In the conventional reflection type liquid crystal display device, a plastic film is mixed with a filler having a thickness of 10 to 100 μm, or physical or chemical etching is carried out to form an unevenness of a few μm on the surface of the substrate and then aluminum is vapor deposited. A method of making a diffused reflection plate that has been prepared and set it on the back surface of the liquid crystal panel to assemble the unit, or a method of attaching it to the back surface of the panel using an adhesive, and a method of depositing aluminum after making the back surface of the panel substrate uneven Etc. are used. In such a configuration, there is a liquid crystal panel substrate, an adhesive layer, an air layer, etc. between the liquid crystal layer and the light reflecting surface, and the reflection efficiency decreases due to reflection at a plurality of interfaces and absorption at each layer. In addition, since the distance between the liquid crystal layer that controls the light transmittance and the reflection surface is long, the light incident from one pixel is reflected to another adjacent pixel, resulting in a decrease in contrast, and in the case of color, color Purity will be reduced. This phenomenon becomes more remarkable as the pixel pitch becomes smaller in high-definition display devices and full-color display devices.
【0007】[0007]
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、基板の液晶層側に、表面に微細な凹凸を有する
金属反射層を設け、外部光の利用効率の向上を図るよう
にした反射型液晶表示装置を提供することを目的として
なされたものである。[Object] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a metal reflective layer having fine irregularities on the surface thereof is provided on the liquid crystal layer side of a substrate to improve the utilization efficiency of external light. The present invention has been made for the purpose of providing the reflective liquid crystal display device.
【0008】[0008]
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
少なくとも一方の基板が透明である複数の基板で液晶を
含む層を挟み込み、前記基板に設けた電極間に電圧を印
加して液晶層の光透過率を制御し、情報表示を行うゲス
トホスト型または高分子分散型液晶表示装置において、
前記基板に対して水平方向に所定の大きさの粒状の起伏
を有し、垂直方向に所定の表面粗さを有する金属反射層
を、一方の基板の液晶層側に備えたこと、更には、
(2)パターンニングされた前記金属反射層の上に着色
樹脂を重ねあわせた構造とすること、更には、(3)前
記金属反射層が液晶層に電界を印加する電極を兼ねるこ
と、更には、(4)前記金属反射層が液晶層に電界を印
加する画素電極を兼ねるとともに、該画素電極の各々を
スイッチングするMIM素子を付加したこと、更には、
(5)前記粒状の起伏を400〜800nmとし、前記
表面粗さを10〜100nmとしたことを特徴としたも
のである。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。In order to achieve the above object, the present invention provides (1)
A guest-host type in which at least one substrate sandwiches a layer containing a liquid crystal between a plurality of substrates, and a voltage is applied between electrodes provided on the substrates to control the light transmittance of the liquid crystal layer to display information. In the polymer dispersion type liquid crystal display device,
A metal reflective layer having a granular undulation of a predetermined size in the horizontal direction with respect to the substrate and having a predetermined surface roughness in the vertical direction is provided on the liquid crystal layer side of one of the substrates, and further,
(2) A structure in which a colored resin is superposed on the patterned metal reflection layer, and (3) the metal reflection layer also serves as an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and (4) The metal reflection layer also serves as a pixel electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and an MIM element for switching each of the pixel electrodes is added, further,
(5) It is characterized in that the unevenness of the particles is 400 to 800 nm and the surface roughness is 10 to 100 nm. Hereinafter, description will be given based on examples of the present invention.
【0009】図1は、本発明による反射型液晶表示装置
の一実施例を説明するための構成図で、図中、1は偏光
板、2は上透明基板、3は上透明電極、4は配向膜、5
は液晶層、6は下透明電極、7は絶縁膜、8は反射層、
9は下基板である。液晶層5を挟んで、2枚の基板2,
9が設けられている。該基板のうち一方の基板2を透明
基板とする。前記基板2,9には透明電極3,6が設け
られ、電極間に電圧を印加して液晶層5の光透過率を制
御する。基板に対して水平方向に粒状の起伏を有し、垂
直方向に所定の表面粗さを有する金属反射層8を他方の
基板9の液晶層側に設ける。FIG. 1 is a block diagram for explaining one embodiment of a reflective liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, 1 is a polarizing plate, 2 is an upper transparent substrate, 3 is an upper transparent electrode, and 4 is a transparent electrode. Alignment film, 5
Is a liquid crystal layer, 6 is a lower transparent electrode, 7 is an insulating film, 8 is a reflective layer,
Reference numeral 9 is a lower substrate. The two substrates 2, with the liquid crystal layer 5 in between.
9 is provided. One of the substrates 2 is a transparent substrate. Transparent electrodes 3 and 6 are provided on the substrates 2 and 9, and a voltage is applied between the electrodes to control the light transmittance of the liquid crystal layer 5. A metal reflective layer 8 having granular undulations in the horizontal direction and having a predetermined surface roughness in the vertical direction with respect to the substrate is provided on the liquid crystal layer side of the other substrate 9.
【0010】反射型液晶表示装置において、外光の利用
効率を高めるには高反射率を有する光反射面を使用する
ことはもちろん、他の画素への光の周り込みや、界面で
の反射、あるいは基板等による光吸収をできるだけ小さ
くしなくてはならない。このためには液晶層と光反射面
との距離をできるだけ短くしたほうがよいが、液晶層の
厚み(セルギャップ)にばらつきがあると表示ムラとな
ってしまうため、従来の拡散反射板のような表面に1〜
5μmの大きな凹凸を有するものを基板の液晶層側に設
けることはできなかった。一方、可視光の波長と同程度
の小さな粒子で金属表面に微細な凹凸を作ると、金属反
射面を拡散反射面とすることができる。In the reflection type liquid crystal display device, in order to improve the utilization efficiency of external light, it is of course necessary to use a light reflecting surface having a high reflectance, as well as to circulate light to other pixels, reflection at an interface, Alternatively, light absorption by the substrate or the like should be minimized. For this purpose, it is better to make the distance between the liquid crystal layer and the light reflecting surface as short as possible. However, if the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer varies, display unevenness occurs. 1 to the surface
It was not possible to provide a substrate having large irregularities of 5 μm on the liquid crystal layer side of the substrate. On the other hand, when fine irregularities are formed on the metal surface with particles as small as the wavelength of visible light, the metal reflection surface can be used as a diffuse reflection surface.
【0011】しかし、このような微細なパターンになる
とフォトリソグラフィーや微粒子の散布等、従来の方法
で形成することはできない。可視光より小さなパターン
を形成する方法に光の干渉を利用する方法があるが、干
渉によるパターンは視角により干渉色を呈すため、反射
板として使用することはできない。反射率の高い金属に
はアルミ、銀、白金、イリジウム等があるが、安定性に
優れ、安価なアルミ蒸着膜が広く反射板に使用されてい
る。反射板として使用されているアルミ蒸着膜の膜自体
は非常に平滑な表面を有しており、平滑な基板に製膜さ
れた膜の反射光は乱反射成分をほとんどもたない。However, when such a fine pattern is formed, it cannot be formed by a conventional method such as photolithography or dispersion of fine particles. There is a method of utilizing light interference as a method of forming a pattern smaller than visible light, but the pattern due to interference exhibits an interference color depending on the viewing angle, and therefore cannot be used as a reflector. Aluminum, silver, platinum, iridium and the like are used as the metal having a high reflectance, but an aluminum vapor deposition film which is excellent in stability and inexpensive is widely used for the reflector. The film itself of the aluminum vapor deposition film used as the reflector has a very smooth surface, and the reflected light of the film formed on the smooth substrate has almost no diffuse reflection component.
【0012】しかし、膜表面に可視光とほぼ同じ400
〜800nmの大きさの結晶粒を析出させることによっ
て膜表面に微細な凹凸を作ると、反射光に乱反射成分が
発生する。反射光の正反射成分と乱反射成分の割合は析
出させる結晶粒の密度によって制御することができ、密
度が高くなるほど乱反射成分が多くなる。このように表
面に微細な凹凸をもつ拡散反射面を基板の液晶層側に設
けることにより、液晶層と光反射面との距離を短くする
ことができる。このほかに金属表面をエッチングした
り、酸化して表面を粗す方法もあり、エッチングや酸化
条件により表面形状を制御することができる。However, the film surface has the same 400
When fine irregularities are formed on the film surface by depositing crystal grains having a size of up to 800 nm, a diffused reflection component is generated in the reflected light. The ratio between the specular reflection component and the diffuse reflection component of the reflected light can be controlled by the density of the crystal grains to be deposited, and the higher the density, the greater the diffuse reflection component. By providing the diffuse reflection surface having fine irregularities on the liquid crystal layer side of the substrate as described above, the distance between the liquid crystal layer and the light reflection surface can be shortened. In addition to this, there is also a method of etching the metal surface or oxidizing it to roughen the surface, and the surface shape can be controlled by etching and oxidizing conditions.
【0013】金属膜はエッチングによるパターン加工が
可能なので、基板の全面のうち必要な部分にのみ反射層
として膜を残すことができる。金属膜のパターンが残っ
た部分だけが光を反射するので、従来、光漏れ防止のた
めに必要であった遮光層(ブラックマスク)を必要とし
ない。金属膜がエッチングされた部分の基板表面は平坦
なままなので、同一基板内にTFT(薄膜トランジス
タ:Thin Film Transistor)やMIM(Metal Insulato
r Metal)のようなアクティブマトリックス駆動用のス
イッチング素子を作製することもできる。また、金属膜
は電気配線材料でもあり、これを画素電極として使用す
ることもできる。光反射層を基板の液晶層側に設けるた
め、使用する基板が透明であったり、光学的等方性を持
つ必要がないので、これまで液晶表示装置用の基板とし
て使用できなかったエンジニアリングプラスチック等も
使用することができる。Since the metal film can be patterned by etching, the film can be left as a reflective layer only on a necessary portion of the entire surface of the substrate. Since only the portion where the pattern of the metal film remains reflects light, a light shielding layer (black mask) which has been conventionally required for preventing light leakage is not required. The surface of the substrate where the metal film is etched remains flat, so that TFT (Thin Film Transistor) and MIM (Metal Insulato) are formed on the same substrate.
A switching element for driving an active matrix such as r Metal) can also be manufactured. Further, the metal film is also a material for electric wiring, and this can be used as a pixel electrode. Since the light reflection layer is provided on the liquid crystal layer side of the substrate, the substrate used does not need to be transparent or have optical isotropy, so engineering plastics, etc. that could not be used as substrates for liquid crystal display devices so far Can also be used.
【0014】光学研磨された無アルカリガラスの全面に
DCマグネトロンスパッタリングでアルミ膜0.5μm
を製膜した。製膜条件は圧力5×10-3torr、Ar流量
20sccm、基板温度120℃、基板バイアス−100
v、製膜速度250Å/minである。このアルミ膜の
表面には面方向に0.5μm程度の結晶粒が成長してお
り、基板垂直方向に50nm程度の凹凸を有している。
鏡面反射率は20%程度であった。熱硬化型エポキシ樹
脂を1μmコーティング、170℃で硬化したのち透明
導電膜0.1μmをスパッタリングにより製膜した。An aluminum film having a thickness of 0.5 μm is formed on the entire surface of the optically-polished alkali-free glass by DC magnetron sputtering.
Was formed into a film. The film forming conditions are a pressure of 5 × 10 −3 torr, an Ar flow rate of 20 sccm, a substrate temperature of 120 ° C., and a substrate bias of −100.
v, the film forming rate is 250Å / min. On the surface of this aluminum film, crystal grains of about 0.5 μm are grown in the plane direction, and irregularities of about 50 nm are formed in the direction perpendicular to the substrate.
The specular reflectance was about 20%. A thermosetting epoxy resin was coated to 1 μm and cured at 170 ° C., and then a transparent conductive film of 0.1 μm was formed by sputtering.
【0015】フォトリソグラフィーにより190μm
巾、210μmピッチのラインパターンを作製したの
ち、可溶性ポリイミド膜を塗布、焼成後回転ラビングに
より配向処理を行った。190μm巾、210μmピッ
チのラインパターンの透明電極を有し、配向処理のほど
こされた透明な別基板と貼りあわせてセルギャップ10
μmのゲストホスト型液晶表示装置を作製した。この液
晶表示装置では光反射面と液晶層との距離が短いため、
良好なコントラストを得ることが出来た。190 μm by photolithography
After forming a line pattern with a width of 210 μm, a soluble polyimide film was applied, baked, and subjected to orientation treatment by rotary rubbing. It has a transparent electrode having a line pattern with a width of 190 μm and a pitch of 210 μm, and is bonded to another transparent substrate that has been subjected to an alignment treatment to form a cell gap 10
A guest-host type liquid crystal display device of μm was manufactured. In this liquid crystal display device, since the distance between the light reflecting surface and the liquid crystal layer is short,
Good contrast could be obtained.
【0016】図2は、本発明による反射型液晶表示装置
の他の実施例を示す図で、図中、10は平坦化層、11
はカラーフィルタで、その他、図1と同じ作用をする部
分は同一の符号を付してある。厚さ100μmのポリフ
ェニレンサルファイド(PPS)フィルムに抵抗線加熱
の真空蒸着により0.5μmのアルミ膜を蒸着した。蒸
着条件は圧力5×10-6torr、基板温度150℃、蒸着
速度1200Å/minである。このアルミ膜の表面に
は0.3μm程度の結晶粒が成長しており、30nm程
度の凹凸を有している。鏡面反射率は40%程度であっ
た。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the reflection type liquid crystal display device according to the present invention, in which 10 is a flattening layer and 11 is a flattening layer.
Is a color filter, and other parts having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. An aluminum film having a thickness of 0.5 μm was deposited on a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 100 μm by vacuum vapor deposition using resistance wire heating. The vapor deposition conditions are a pressure of 5 × 10 −6 torr, a substrate temperature of 150 ° C., and a vapor deposition rate of 1200 Å / min. Crystal grains of about 0.3 μm are grown on the surface of this aluminum film and have irregularities of about 30 nm. The specular reflectance was about 40%.
【0017】フォトリソグラフィーにより巾90μm、
110μmピッチのラインパターンにエッチングした。
感光性アクリル樹脂に赤の顔料を分散させた着色感光性
樹脂を1μmを塗布しアルミのストライプパターンに合
わせて巾100μm、330μmピッチのパターンをフ
ォトリソグラフィーによって形成した。同様にして緑と
青の着色性感光樹脂を用いて、RGBのカラー反射基板
を作製した。熱硬化型エポキシ樹脂を2μmコーティン
グ、150℃で硬化したのち透明導電膜0.1μmをス
パッタリングにより製膜した。PPSは高耐熱のエンジ
ニアリングプラスチックであるが、透明でないため、こ
れまでは液晶パネル用の基板としては使用することがで
きなかった。また、金属反射層をパターンニングするこ
とによりカラーフィルターのブラックマスクを必要とし
ない。90 μm wide by photolithography,
It was etched into a line pattern having a pitch of 110 μm.
A colored photosensitive resin in which a red pigment was dispersed in a photosensitive acrylic resin was applied in an amount of 1 μm, and a pattern having a width of 100 μm and a pitch of 330 μm was formed by photolithography in accordance with the aluminum stripe pattern. Similarly, RGB color reflective substrates were prepared using green and blue color photosensitive resins. A thermosetting epoxy resin was coated to 2 μm and cured at 150 ° C., and then a transparent conductive film of 0.1 μm was formed by sputtering. PPS is a high heat-resistant engineering plastic, but since it is not transparent, it cannot be used as a substrate for a liquid crystal panel until now. Further, by patterning the metal reflection layer, the black mask of the color filter is not required.
【0018】フォトリソグラフィーにより90μm巾、
110μmピッチのラインパターンをアルミのパターン
に位置を合わせて作製したのち、可溶性ポリイミド膜を
塗布、回転ラビングにより配向処理を行った。厚さ10
0μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィル
ムに透明導電膜0.1μmをスパッタリングにより製膜
後、巾280μm、330μmピッチのストライプパタ
ーンを作製、配向処理を行ったのちカラー反射基板と貼
りあわせ、セルギャップ10μmのゲストホスト型のカ
ラー単純マトリックス液晶表示装置を作製した。90 μm wide by photolithography,
A line pattern with a pitch of 110 μm was prepared by aligning the line pattern with an aluminum pattern, a soluble polyimide film was applied, and an orientation treatment was performed by rotary rubbing. Thickness 10
After a transparent conductive film of 0.1 μm was formed on a 0 μm polyethylene terephthalate (PET) film by sputtering, a stripe pattern with a width of 280 μm and a pitch of 330 μm was produced, and after alignment treatment, it was attached to a color reflection substrate to form a cell gap of 10 μm. A guest-host type color simple matrix liquid crystal display device was manufactured.
【0019】図3は、本発明による反射型液晶表示装置
の更に他の実施例を示す図で、12は下電極兼反射層、
13は透明電極で、その他、図1と同じ作用をする部分
は同一の符号を付してある。光学研磨された無アルカリ
ガラスに抵抗線加熱の真空蒸着により0.5μmのアル
ミ膜を蒸着した。蒸着条件は圧力5×10-6torr、基板温
度50℃、蒸着速度100Å/minである。このアル
ミ膜の表面はほぼ鏡面であるが、リン酸系のエッチング
液(リン酸:硝酸:酢酸:水=16:1:2:1、40
℃)で10秒間ライトエッチングすることにより、表面
には0.5μm程度の間隔が基板垂直方向に50nm程
度の凹凸ができる。このアルミ表面の鏡面反射率は40
%程度であった。FIG. 3 is a view showing still another embodiment of the reflection type liquid crystal display device according to the present invention, in which 12 is a lower electrode and reflection layer,
Reference numeral 13 is a transparent electrode, and other parts having the same functions as those in FIG. An aluminum film of 0.5 μm was vapor-deposited on the optically-polished alkali-free glass by vacuum vapor deposition with resistance wire heating. The vapor deposition conditions are a pressure of 5 × 10 −6 torr, a substrate temperature of 50 ° C., and a vapor deposition rate of 100 Å / min. The surface of this aluminum film is almost a mirror surface, but a phosphoric acid-based etching solution (phosphoric acid: nitric acid: acetic acid: water = 16: 1: 2: 1, 40
By light etching at (° C.) for 10 seconds, irregularities of about 0.5 μm are formed on the surface in the vertical direction of the substrate of about 50 nm. The specular reflectance of this aluminum surface is 40
It was about%.
【0020】フォトリソグラフィーにより190μm
巾、210μmピッチのストライプパターンを形成し、
反射層と電極を兼用する。透明電極としては酸化スズイ
ンジウム(ITO)が広く使用されており、他の金属に
比べ抵抗が高いことが問題となっているが、反射層を電
極として使用することにより低抵抗の電極を形成するこ
とができる。この基板に可溶性ポリイミド膜を塗布、回
転ラビングにより配向処理を行ったのち、190μm
巾、210μmピッチのラインパターンの透明電極有
し、配向処理のほどこされた透明な別基板と貼りあわせ
てセルギャップ10μmのゲストホスト型液晶表示装置
を作製した。190 μm by photolithography
Form a stripe pattern with a width of 210 μm,
It also serves as a reflective layer and an electrode. Indium tin oxide (ITO) is widely used as a transparent electrode, and it has a problem that it has a higher resistance than other metals, but by using a reflective layer as an electrode, a low resistance electrode is formed. be able to. 190 μm after applying soluble polyimide film to this substrate and performing orientation treatment by rotary rubbing
A guest-host liquid crystal display device having a cell gap of 10 μm was produced by bonding a transparent electrode having a line pattern with a width of 210 μm pitch and having been subjected to an alignment treatment.
【0021】図4(a)〜(c)は、本発明による反射
型液晶表示装置の更に他の実施例を示す図で、図(a)
MIM素子の平面図、図(b)は図(a)のB−B断面
図、図(c)はパネル構成を示す図である。図中、14
はクロム電極、15は基板、16は硬質炭素膜、17は
画素電極兼反射層で、その他、図1と同じ作用をする部
分は同一の符号を付してある。厚さ100μmのポリエ
ーテルサルフォン(PES)フィルムにクロムを0.1
μm蒸着し、パターニングしてMIM素子の下部電極
(信号電極)を形成した。下部電極の材料としては、こ
の他に白金、金、銀、ニッケル、タングステン、タンタ
ル、チタン、アルミ等が使用できる。プラズマCVDに
より硬質炭素膜(ダイアモンド薄膜、アモルファスダイ
アモンド膜、i−C膜とも呼ぶ)を0.2μm製膜し
た。続いて、アルミ膜0.5μmをDCマグネトロンス
パッタで製膜した。製膜条件は圧力5×10-3torr、A
r流量10sccm、基板温度80℃、基板バイアス−10
0v、製膜速度150Å/minである。FIGS. 4A to 4C are views showing still another embodiment of the reflection type liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 3B is a plan view of the MIM element, FIG. 6B is a sectional view taken along line BB of FIG. 3A, and FIG. 14 in the figure
Is a chromium electrode, 15 is a substrate, 16 is a hard carbon film, 17 is a pixel electrode / reflecting layer, and other parts having the same functions as in FIG. Chromium on a 100 μm thick polyether sulfone (PES) film with 0.1
Then, the lower electrode (signal electrode) of the MIM element was formed by vapor deposition of μm and patterning. Other than the above, platinum, gold, silver, nickel, tungsten, tantalum, titanium, aluminum and the like can be used as the material of the lower electrode. A hard carbon film (also called a diamond thin film, an amorphous diamond film, or an i-C film) was formed to a thickness of 0.2 μm by plasma CVD. Subsequently, an aluminum film of 0.5 μm was formed by DC magnetron sputtering. Film forming conditions are pressure 5 × 10 -3 torr, A
r flow rate 10 sccm, substrate temperature 80 ° C., substrate bias −10
It is 0 v and the film forming rate is 150 Å / min.
【0022】このアルミ膜の表面はほぼ鏡面であるが、
陽極酸化することによって表面に50nm程度の凹凸を
作ることができる。電界溶液には酒石酸の水溶液(5
%)にアンモニア水(2%)を加えたものを使用した。
酸化後のアルミ膜の鏡面反射率は20%程度であった。
陽極酸化によってできる酸化アルミニウムは多孔質であ
り、その表面性は電界溶液の種類によって制御すること
ができる。リン酸やクロム酸等の酸化能力が強いもので
は大きな凹凸ができ、シュウ酸や酒石酸等の酸化能力の
弱いものでは小さな凹凸ができる。このアルミ膜をパタ
ーンニングして、光反射板兼画素電極とするとともに、
図(a),(b)に示すようなクロム/硬質炭素膜/ア
ルミのMIM素子を形成した。この基板上にネマティッ
ク液晶/高分子樹脂/色素の混合物から成る厚さ10μ
mの液晶層をキャスト法で形成したのち、ストライプ状
にパターンニングされた透明電極を有する厚さ100μ
mのPESフィルムを貼りあわせ、反射型の高分子散型
液晶表示装置を作製した。The surface of this aluminum film is almost a mirror surface,
By anodizing, irregularities of about 50 nm can be formed on the surface. An aqueous solution of tartaric acid (5
%) To which aqueous ammonia (2%) was added was used.
The specular reflectance of the aluminum film after oxidation was about 20%.
Aluminum oxide formed by anodic oxidation is porous, and its surface property can be controlled by the type of electrolytic solution. Large irregularities are formed by those having strong oxidizing ability such as phosphoric acid and chromic acid, and small irregularities are formed by those having weak oxidizing ability such as oxalic acid and tartaric acid. This aluminum film is patterned to serve as a light reflector and pixel electrode, and
A MIM element of chromium / hard carbon film / aluminum as shown in FIGS. A thickness of 10μ consisting of a mixture of nematic liquid crystal / polymer resin / dye on this substrate
m liquid crystal layer is formed by a casting method, and then has a transparent electrode patterned in a stripe shape and has a thickness of 100 μm.
m PES film was stuck together to produce a reflective polymer dispersed liquid crystal display device.
【0023】[0023]
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1に対する効果:基板の液晶層側に表面に
微細な凹凸を有する金属反射層を設けることにより、外
部光の利用効率が高くなるとともに、これまで使用でき
なかった不透明基板も使用することができた。 (2)請求項2に対する効果:パターンニングされた金
属反射層上にカラーフィルタを作製することにより、ブ
ラックマスクを必要としない明るいカラー反射基板を作
製することができた。 (3)請求項3に対する効果:金属反射層を画像表示用
の電極とすることにより、電極を低抵抗化するととも
に、製造工程を短縮することができた。 (4)請求項4に対する効果:金属反射層が画像表示用
の電極を兼ねるとともに、MIM素子を構成することに
より、アクティブマトリックス駆動の液晶表示パネルの
製造工程を短縮することができた。 (5)請求項5に対する効果:粒状の起伏及び表面粗さ
を最適なものにしたので、外部光の利用効率をより一層
高めることができた。As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. (1) Effect on claim 1: By providing a metal reflective layer having fine irregularities on the liquid crystal layer side of the substrate, the utilization efficiency of external light is increased, and an opaque substrate that could not be used until now is also used. We were able to. (2) Effect on Claim 2: By producing a color filter on the patterned metal reflection layer, a bright color reflection substrate which does not require a black mask can be produced. (3) Effect on Claim 3: By using the metal reflective layer as an electrode for image display, the resistance of the electrode can be reduced and the manufacturing process can be shortened. (4) Effect on Claim 4: Since the metal reflective layer also serves as an electrode for image display, and the MIM element is configured, the manufacturing process of the liquid crystal display panel driven by the active matrix can be shortened. (5) Effect on Claim 5: Since the granular undulations and the surface roughness are optimized, the utilization efficiency of external light can be further enhanced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 本発明による反射型液晶表示装置の一実施例
を説明するための構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a reflective liquid crystal display device according to the present invention.
【図2】 本発明による反射型液晶表示装置の他の実施
例を説明するための構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram for explaining another embodiment of the reflective liquid crystal display device according to the present invention.
【図3】 本発明による反射型液晶表示装置の更に他の
実施例を説明するための構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram for explaining still another embodiment of the reflective liquid crystal display device according to the present invention.
【図4】 本発明による反射型液晶表示装置の更に他の
実施例を説明するための構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram for explaining yet another embodiment of the reflective liquid crystal display device according to the present invention.
【図5】 従来の反射型液晶表示装置を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional reflective liquid crystal display device.
1…偏光板、2…上透明基板、3…上透明電極、4…配
向膜、5…液晶層、6…下透明電極、7…絶縁膜、8…
反射層、9…下基板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarizing plate, 2 ... Upper transparent substrate, 3 ... Upper transparent electrode, 4 ... Alignment film, 5 ... Liquid crystal layer, 6 ... Lower transparent electrode, 7 ... Insulating film, 8 ...
Reflective layer, 9 ... Lower substrate.
Claims (5)
の基板で液晶を含む層を挟み込み、前記基板に設けた電
極間に電圧を印加して液晶層の光透過率を制御し、情報
表示を行うゲストホスト型または高分子分散型液晶表示
装置において、前記基板に対して水平方向に所定の大き
さの粒状の起伏を有し、垂直方向に所定の表面粗さを有
する金属反射層を、一方の基板の液晶層側に備えたこと
を特徴とする反射型液晶表示装置。1. A liquid crystal-containing layer is sandwiched between a plurality of substrates, at least one of which is transparent, and a voltage is applied between electrodes provided on the substrates to control the light transmittance of the liquid crystal layer to display information. In the guest-host-type or polymer-dispersion-type liquid crystal display device, a metal reflection layer having a predetermined level of granular undulations in the horizontal direction and a predetermined surface roughness in the vertical direction is formed on one side of the substrate. A reflective liquid crystal display device, which is provided on the liquid crystal layer side of the substrate.
上に着色樹脂を重ねあわせた構造とすることを特徴とす
る請求項1記載の反射型液晶表示装置。2. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein a colored resin is laminated on the patterned metal reflective layer.
る電極を兼ねることを特徴とする請求項1記載の反射型
液晶表示装置。3. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the metal reflective layer also serves as an electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer.
る画素電極を兼ねるとともに、該画素電極の各々をスイ
ッチングするMIM素子を付加したことを特徴とする請
求項1の反射型液晶表示装置。4. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the metal reflection layer also serves as a pixel electrode for applying an electric field to the liquid crystal layer, and an MIM element for switching each of the pixel electrodes is added. .
し、前記表面粗さを10〜100nmとしたことを特徴
とする請求項1記載の反射型液晶表示装置。5. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the granular undulations are 400 to 800 nm and the surface roughness is 10 to 100 nm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4194923A JPH0618874A (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Reflection type liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4194923A JPH0618874A (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Reflection type liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0618874A true JPH0618874A (en) | 1994-01-28 |
Family
ID=16332597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4194923A Pending JPH0618874A (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Reflection type liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0618874A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07261171A (en) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Toppan Printing Co Ltd | Reflection type liquid crystal display device |
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US7250994B2 (en) | 1996-11-20 | 2007-07-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display panel and method for manufacturing light reflecting film thereof |
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-
1992
- 1992-06-29 JP JP4194923A patent/JPH0618874A/en active Pending
Cited By (6)
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US7633580B2 (en) | 2001-03-29 | 2009-12-15 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Liquid crystal display panel having reflection electrodes improved in smooth surface morphology and process for fabrication thereof |
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