JPH0743708A

JPH0743708A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0743708A
Application number: JP5191148A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Fukuyoshi; 健蔵福吉
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】背面側基板に金属反射膜と透明導電膜とを積層
した電極を有する反射型液晶表示装置の利点を生かした
まま表示画面の着色を防止すること。【構成】上記透明導電膜の屈折率ｎと膜厚ｄの積ｎｄを
３００ｎｍ以下とする。この透明導電膜の表裏から反射
した光同士の干渉により消失又は減衰する波長が可視領
域に存在しないため、表示画面の着色を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画面観察者の位置とは反
対側の背面側基板に金属反射膜と透明電極とを有する反
射型液晶表示装置に関し、特に白色光の反射に伴う着色
のない反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、透明電極を備
える二枚の基板の間に液晶を挟持させて構成されるもの
で、この透明電極間に電圧を印加して液晶を駆動させて
この液晶を透過する光の偏光面を制御し、偏光膜によっ
てその透過・不透過を制御して画面表示するものであ
る。

【０００３】そして、このような液晶表示装置の表示に
充分な明るさを得るため、液晶表示装置の面ないし側面
に光源（ランプ）を配置したバックライト型やライトガ
イド型のランプ内蔵式の透過型液晶表示装置が広く利用
されている。

【０００４】この透過型液晶表示装置は、ランプによる
電力の消費が大きく、液晶表示装置以外の他の表示装置
（ＣＲＴ、ＰＤＰ等）と大差ない消費電力となってお
り、低消費電力でしかも携帯可能であるという液晶表示
装置本来の特徴を損なっている。

【０００５】一方、反射型液晶表示装置は、液晶表示装
置の透過光として室内光や外来光を使用するもので、ラ
ンプを内蔵しておらず、低消費電力の理想的な表示装置
となっており、軽量で携帯用としても便利なものであ
る。

【０００６】このような反射型液晶表示装置としては、
この表示装置を観察する観察者の位置とは反対側の基板
（背面側基板）裏面に別体に形成された反射板を配設し
たり（「外付け法」）、アルミニウム等の安価かつ光反
射率の高い金属反射膜を液晶駆動のための上記電極と同
一パターンに構成し、この金属反射膜を液晶駆動用電極
として利用する方法が知られている。

【０００７】しかしながら、上記外付け法においては、
背面側基板を構成するガラス板の厚みのため、液晶によ
って形成された画面が上記反射膜に映って二重に見える
場合があった。

【０００８】また、アルミニウム反射膜を液晶駆動のた
めの上記電極と同一パターンに構成し、こののアルミニ
ウム反射膜を液晶駆動用電極として利用する場合には、
このアルミニウムが水和物や酸化物を作って表示欠陥を
生じやすいため、耐湿性等の点で信頼性に欠けるもので
あった。また、アルミニウムは柔らかい金属であるた
め、電気的接続を行うＴＡＢの実装工程で傷つき断線を
生じ易いという問題点を有していた。

【０００９】これに対し、上記アルミニウム反射膜を液
晶駆動のための上記電極と同一パターンに構成すると共
に、このアルミニウム反射膜に重ねてしかも同一パター
ンで透明導電膜を積層し、これらアルミニウム反射膜と
透明導電膜の両者で液晶駆動用電極を構成した場合に
は、上記アルミニウム反射膜が透明導電膜により保護さ
れているため、耐湿性を増大させまたＴＡＢ実装工程等
における損傷を防止して、その信頼性を向上させること
が可能であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合には、液晶表示装置に入射した外来光が透明導電膜表
面で反射すると共に、この透明導電膜内部に屈折入射し
た光が透明導電膜裏面（アルミニウム反射膜表面）で反
射する。そして、これら両反射光が互いに干渉して特定
波長の光が消失又は減衰し、この結果、表示画面が着色
するという問題点があった。

【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、すなわち、金属反射膜とこの金属反射膜上
に積層された透明導電膜とで液晶駆動用電極を構成する
液晶表示装置の利点を維持したまま、表示画面の着色の
ない液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ところで、上記透明導電
膜の表裏で反射した反射光同志の干渉による特定波長の
光の消滅又は減衰はその光学的膜厚（上記透明導電膜の
屈折率ｎと膜厚ｄとの積ｎｄ）に依存する。すなわち、
０又は任意の整数をｍとし、波長をλとするとき、２ｎ
ｄ＝ｍλ＋１／２λが成立する場合にこの波長λの光が
干渉によって消失又は減衰する。そして、可視領域の波
長はおよそ３６０〜７２０ｎｍであるから、この可視領
域内に消失又は減衰波長が存在しない場合、表示画面の
着色は生じないのである。尚、４００ｎｍ以下の短波長
領域の光及び７００ｎｍ以上の長波長領域の色刺激は小
さいため、この短波長領域又は長波長領域の光が減衰し
た場合にも実質的に表示画面の着色は生じない。

【００１３】本発明はこのような技術的理由に基づいて
なされたものである。すなわち、請求項１に係る発明
は、金属反射膜とこの金属反射膜上に積層された透明導
電膜を有する背面側基板と、透明電極を有する観察者側
基板と、これら両基板の間に挟持された液晶物質とを備
え、上記透明導電膜と透明電極との間に電圧を印加して
液晶を駆動させて画面表示する反射型液晶表示装置にお
いて、上記透明導電膜の屈折率ｎと膜厚ｄとの積ｎｄが
３００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。

【００１４】このような技術的手段によれば、光学的膜
厚ｎｄ＝３００ｎｍの場合、上記式２ｎｄ＝ｍλ＋１／
２λにおいて、ｍ＝０のとき消失又は減衰波長λ＝１２
００ｎｍであり、可視領域外となる。また、ｍ＝１の場
合４００ｎｍであり、この場合も色刺激の小さい可視領
域で消失又は減衰が生じるに過ぎない。尚、ｍ＝２又は
それ以上の場合には消失又は減衰する光は可視領域より
はるかに短い波長の光である。そして、このため、可視
領域に実質的に吸収又は減衰波長が存在しないため、表
示画面の着色が生じないのである。

【００１５】尚、アルミニウム薄膜上に種種の膜厚ｄの
屈折率ｎ＝約２．１のＩＴＯ膜（酸化インジウムに酸化
スズを添加して成る導電性透明薄膜）を形成し、分光反
射率を測定したところ、図２に示すように、ｄ＝３１０
ｎｍ（ｎｄ＝２６０４ｎｍ）の場合には波長約４７０ｎ
ｍの位置に減衰があり、ｄ＝１４５ｎｍ（ｎｄ＝３０
４．５ｎｍ）の場合には波長約４５０ｎｍの位置に減衰
がある。この一方、ｄ＝１２５ｎｍ（ｎｄ＝２４２．５
ｎｍ）の場合及びｄ＝１００ｎｍ（ｎｄ＝２１０ｎｍ）
の場合には４００〜７００ｎｍの範囲に減衰がないこと
が確認できた。

【００１６】この透明導電膜としては上記ＩＴＯの他、
ネサ膜等、任意の透明導電膜を適用できる。

【００１７】また、この透明導電膜上にＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｏ、ＭｇＦ₂、ＺｒＯ₂、ＣｅＯ₂等の透明絶縁膜を形
成して保護膜とすることも可能であるが、この場合には
上記透明導電膜の光学的膜厚ｎｄと透明絶縁膜の光学的
膜厚ｎ’ｄ’との和ｎｄ＋ｎ’ｄ’が下記式を満たす場
合その波長λの光が干渉により消失又は減衰するため、
この消失又は減衰波長λが可視領域に存在しない膜厚と
する必要がある。

【００１８】２（ｎｄ＋ｎ’ｄ’）＝ｍλ＋１／２λ

【００１９】請求項２に係る発明はこのような理由によ
りなされたもので、すなわち、金属反射膜とこの金属反
射膜上に積層された透明導電膜とこの透明導電膜上に積
層された透明絶縁膜を有する背面側基板と、透明電極を
有する観察者側基板と、これら両基板の間に挟持された
液晶物質とを備え、上記透明導電膜と透明電極との間に
電圧を印加して液晶を駆動させて画面表示する反射型液
晶表示装置において、上記透明導電膜の屈折率ｎと膜厚
ｄとの積ｎｄと、上記透明絶縁膜の屈折率ｎ’と膜厚
ｄ’との積ｎ’ｄ’との和が３００ｎｍ以下であること
を特徴とするものである。

【００２０】これら請求項１〜２に係る金属反射膜とし
てはアルミニウムが好ましく利用でき、安価でしかも光
反射率が高い。また、アルミニウムに微量のチタンやジ
ルコニウム又はマグネシウム等を添加して基板との密着
性を向上させた膜も適用できる。またこれら金属薄膜と
基板との界面にクロム等の接着金属薄膜を介在させてそ
の密着性を向上させてもよい。尚、生産効率の向上のた
め、金属反射膜と上記透明導電膜とは、同一のスパッタ
リング装置内でインラインで連続成膜することが好まし
い。また、こうして連続成膜した金属反射膜と透明導電
膜の上にフォトレジストを塗布し、露光現像してこれら
金属反射膜と透明導電膜とを一回のフォトリソプロセス
によりパターニングすることが可能である。また、金属
反射膜がアルミニウムから構成される場合には、透明導
電膜と同一パターンにパターニングされた金属反射膜の
露出端部に酸化皮膜を形成してその耐久性を向上させる
ことも可能である。

【００２１】また、本発明に係る背面側基板としては、
ガラス板、セラミック板、プラスチックフィルム、プラ
スチックボード等が適用できる。また、この基板は透明
に限らず、黒色、白色その他の色に着色したものであっ
てもよい。尚、基板として黒色のものを利用すれば、プ
ラックストライプを形成することなく、上記金属反射膜
の存在しない部位に入射した光線の反射を防止して表示
画面のコントラストの向上を図ることが可能となる。特
に、金属薄膜が表示画素と同じ矩形パターンに形成され
ている場合には、この画素以外の部位からの反射光を完
全に防止することが可能になる。また、室内光の少ない
暗い暗室で使用する場合に備えて液晶表示装置内部にラ
ンプを内蔵する半透過形の液晶表示装置の場合には、透
明な基板を利用することが望ましい。

【００２２】また、この基板上に金属反射膜を積層する
に先立ってその表面を紫外線やプラズマで処理すること
により上記金属反射膜と基板との密着性を向上させるこ
とが可能となる。

【００２３】また、請求項１〜２に係る観察者側基板と
してはガラス板、プラスチックボード、プラスチックフ
ィルム等の透明な基板が適用でき、透明電極としてはＩ
ＴＯやネサ膜が適用できる。また、この観察者側基板に
光散乱層を設けて表示光を散乱させ表示画面の視野角を
拡大したり、カラーフィルター層を設けて表示光を着色
してカラー表示することも可能である。光散乱層として
は、透明樹脂バインダー中にこれより屈折率の大きい微
粒子を分散させたものが適用でき、このような微粒子と
してはＳｉＯ₂やＴｉＯ₂等の無機物、ポリテトラフロ
ロエチレンやポリジビニルベンゼン等の有機物が利用で
きる。また、カラーフィルター層としては印刷法、染色
法、顔料分散法等の周知のカラーフィルター層を利用す
ることが可能である。

【００２４】尚、請求項１〜２に係る発明において、背
面側基板の電極は金属反射膜と透明導電膜の二層で構成
されており、その電気抵抗が小さいため、液晶表示装置
が単純マトリクス駆動方式のもの（液晶物質又はその配
向状態がＳＴＮ、ＥＣＢ、ホメオトロピック又は反強誘
電液晶の場合に主に適用されている。）の場合には、こ
の背面側基板の電極を走査電極として使用し、観察者側
基板の電極を信号電極として使用することが望ましい。
また、画素毎に駆動させる駆動素子（ＴＦＴ等）を備え
るアクティブマトリクス駆動方式のものの場合には、上
記背面側基板に駆動素子を設けてもよく、また観察者側
基板に駆動素子を設けてもよい。

【００２５】

【作用】請求項１に係る発明によれば、金属反射膜上の
透明導電膜の屈折率ｎと膜厚ｄとの積ｎｄが３００ｎｍ
以下であり、他方、請求項２に係る発明によれば、金属
反射膜上の透明導電膜の屈折率ｎと膜厚ｄとの積ｎｄ
と、この透明導電膜上の透明絶縁膜の屈折率ｎ’と膜厚
ｄ’との積ｎ’ｄ’との和が３００ｎｍ以下であるた
め、可視領域において反射光の吸収又は減衰が実質的に
生じない。

【００２６】

【実施例】

（実施例１）この実施例に係る液晶表示装置は、図１に
示すように、背面側基板１を、厚さ０．７ｍｍのガラス
基板１１と、このガラス基板１１上に幅３１５μｍ、ピ
ッチ３３０μｍのストライプパターン状に設けられた厚
さ０．１５μｍのアルミニウム薄膜１２と、このアルミ
ニウム薄膜１２と同一パターンで且つこのアルミニウム
薄膜１２に位置整合して積層された厚さ０．１１μｍの
透明導電膜１３とから構成し、一方、観察者側電極板２
を厚さ０．７ｍｍのガラス基板２１と、このガラス基板
２１上に幅９５μｍ、ピッチ１１０μｍのストライプ状
（上記背面側電極板１のアルミニウム薄膜１２パターン
と直交する方向）に設けられた厚さ０．２４μｍの透明
電極２２とから構成し、これら背面側基板１と観察者基
板２とを、両者の間に液晶３を介在させて周辺部でシー
ルして一体化させたものである。

【００２７】尚、この実施例において、透明導電膜１３
としてはＩＴＯを採用した。この透明導電膜１３とアル
ミニウム薄膜１２とから構成される電極の面積抵抗率は
約０．８Ω／□であった。また、この実施例において、
上記アルミニウム薄膜１２と透明導電膜１３とはスパッ
タリング装置内でインラインで連続成膜した後、１回の
フォトリソプロセスでエッチングしてパターニングし、
その後２５０℃、１時間熱処理してアルミニウム薄膜１
２の露出端部に酸化アルミニウムを生成して保護したも
のである。

【００２８】

【発明の効果】請求項１〜２に係る発明によれば、可視
領域において反射光の吸収又は減衰が実質的に生じない
ため、耐湿性を増大させまたＴＡＢ実装工程等における
損傷を防止できるという利点を維持したまま、表示画面
の着色を防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に係る液晶表示装置の説
明図。

【図２】図２は本発明に係る背面側基板の分光反射率を
示すグラフ。

【符号の説明】

１背面側電極板１１ガラス基板１２アルミニウム薄膜１３透明導電膜２観察者側電極板２１ガラス基板２２透明電極３液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属反射膜とこの金属反射膜上に積層され
た透明導電膜を有する背面側基板と、透明電極を有する
観察者側基板と、これら両基板の間に挟持された液晶物
質とを備え、上記透明導電膜と透明電極との間に電圧を
印加して液晶を駆動させて画面表示する反射型液晶表示
装置において、上記透明導電膜の屈折率ｎと膜厚ｄとの積ｎｄが３００
ｎｍ以下であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】金属反射膜とこの金属反射膜上に積層され
た透明導電膜とこの透明導電膜上に積層された透明絶縁
膜を有する背面側基板と、透明電極を有する観察者側基
板と、これら両基板の間に挟持された液晶物質とを備
え、上記透明導電膜と透明電極との間に電圧を印加して
液晶を駆動させて画面表示する反射型液晶表示装置にお
いて、上記透明導電膜の屈折率ｎと膜厚ｄとの積ｎｄと、上記
透明絶縁膜の屈折率ｎ’と膜厚ｄ’との積ｎ’ｄ’との
和が３００ｎｍ以下であることを特徴とする反射型液晶
表示装置。