JPH09101532A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶駆動素子としてのトランジスタに照射さ
れる光を完全に遮光するとともに散乱光を装置内で吸収
することにより、コントラスト等を向上させるとともに
トランジスタが正常動作を維持できるようにすること。 【解決手段】 電気絶縁体からなる光吸収壁６は、反射
電極仕切り部６ａと液晶仕切り部６ｂとからなる。反射
電極仕切り部６ａは、隣り合う一方の反射電極５および
他方の反射電極５の各々の周縁部端面によって形成され
る空隙５ａを埋めるようにして形成されている。液晶仕
切り部６ｂは、空隙５ａから各々の反射電極５の表面側
の周縁部を覆いながら上方へ突出させるようにして形成
されている。光吸収壁６は、例えば、黒色塗料を分散し
たポリイミド、ＰＶＡ等感光性樹脂をスピン塗布し、フ
ォトリソグラフィにてパターニングすることによって形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶として高分子
分散型液晶（ＰＤＬＣ）等の散乱モード液晶を用いた反
射型の液晶表示装置であって、強い光を発生する光源に
よって照射される液晶表示装置として好適な反射型液晶
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−９３９２２号公報には、液晶
として高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）等の散乱モード液
晶を用いるとともに単結晶シリコン基板に形成したトラ
ンジスタを液晶の駆動素子とした液晶パネルが提案され
ている。この液晶パネルは、偏光板が不要であるという
特長の他、反射型なので液晶駆動素子や信号ライン上に
も反射電極を形成できるため開口率を高い値に設定でき
るという特長を有し、明るい表示が可能である。しか
し、この液晶パネルを、強い光を発生する光源によって
照射される液晶表示装置として用いた場合、隣り合った
一方の反射電極と他方の反射電極との間の隙間から光が
侵入し、この侵入した光が絶縁膜中を伝搬してトランジ
スタのＰＮ接合部に到達し、その結果トランジスタのオ
フ電流値が増大し、換言すると、トランジスタが電流を
遮断できなくなり、コントラストの低下等、表示画質が
低下するという問題がある。

【０００３】その対策として、特公昭６１−４３７１２
号公報に示されるような遮光構造が提案されている。し
かし、この遮光構造には、液晶表示装置の製造工程が増
加するという問題がある他、絶縁膜中を伝搬する光を完
全には除去できず完全な遮光効果を望めないという問題
がある。

【０００４】一方、特開平５−１０７５２７号公報に
は、フレアー光を防止することを目的として、隣り合っ
た一方の画素と他方の画素との間に、ＴＦＴ素子及び信
号ラインを内包した仕切りを設けるようにした構造が示
されている。しかし、この構造には、仕切りが光を吸収
する材料からなる場合、仕切りが光源からの強い光を吸
収してＴＦＴ素子の温度を上昇させるため、ＴＦＴ素子
が正常動作を行えなくなるおそれがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点にかんがみ、液晶駆動素子としてのトランジス
タに照射される光を完全に遮光するとともに散乱光を装
置内で吸収することにより、コントラスト等を向上させ
るとともに液晶駆動素子としてのトランジスタが正常動
作を維持できるようにすることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による
と、光吸収壁が、隣り合う一方の反射電極と他方の反射
電極とで形成される空隙を埋めるとともに各反射電極の
表面側の周縁部を覆うよう構成されているため、液晶駆
動素子に照射される光を光吸収壁によって完全に遮光す
ることができ、また、光吸収壁によって散乱モード液晶
内の散乱光を吸収することができる。このため、コント
ラスト等を向上させるとともに、液晶駆動素子の正常動
作を維持させることが可能となる。

【０００７】請求項２の発明によると、各々の液晶駆動
素子が光吸収壁の直下位置から離れた位置に形成されて
いるため、光吸収をして温度上昇した光吸収壁から液晶
駆動素子へ熱が伝わりにくくなり、液晶駆動素子の温度
上昇を抑えることができる。

【０００８】請求項３の発明によると、各々の反射電極
上にも光吸収壁を設けたため、各々の反射電極と１対１
に対応する画素の面積が比較的大きい場合であっても、
散乱光除去効率を高めることができる。

【０００９】請求項４の発明によると、各々の反射電極
上にも光吸収壁を設けることにより開口率（＝実効的な
反射面積／反射電極の面積）が減少するが、光吸収壁で
囲まれた領域毎にマイクロレンズを設けることにより実
質的に開口率を増大させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１および図２は、それぞれ、一実施形態
である反射型液晶表示装置の一部の断面図、および平面
図を示している。

【００１２】図１および図２において、１は、単結晶シ
リコン基板、２は、液晶駆動素子としてのトランジス
タ、３は、フィールド絶縁膜、４は絶縁膜、５は、反射
電極、６は、反射電極仕切り部６ａと液晶仕切り部６ｂ
とからなる光吸収壁、７は、透明基板、８は、透明電
極、９は、散乱モード液晶としての高分子分散型液晶
（ＰＤＬＣ）をそれぞれ表している。

【００１３】次に、図１および図２に示す反射型液晶表
示装置の製造工程を説明する。この製造工程は、後述す
るような単結晶シリコン基板１側の製造工程と透明基板
７側の製造工程と最終製造工程とからなる。

【００１４】(1) 単結晶シリコン基板１側の製造工程 単結晶シリコン基板１に、高分子分散型液晶９への電
圧印加を制御するためのトランジスタ２およびフィール
ド絶縁膜３を形成する。

【００１５】次に、トランジスタ２およびフィールド
絶縁膜３を覆うように、層間絶縁と表面保護のための例
えば窒化シリコンからなる絶縁膜４を形成する。

【００１６】次に、絶縁膜４の所定位置をエッチング
等によって除去して貫通孔４ａを形成する。この貫通孔
４ａは、後述する反射電極形成工程において、反射電極
５の一部を侵入させ、反射電極５とトランジスタ２の電
極２ａとを電気的接続状態にするための貫通孔である。

【００１７】次に、絶縁膜４の上面全面に、アルミニ
ウム等の電気伝導体からなりかつ可視光に対する反射率
が良好な膜を形成し、エッチング等により各画素毎に電
気的に分離させることによって複数の反射電極５を形成
するとともに、各反射電極５と、これに対応するトラン
ジスタ２の電極２ａとを電気的接続状態にする。

【００１８】次に、隣り合う一方の反射電極５および
他方の反射電極５の各々の周縁部端面によって形成され
る空隙５ａ、すなわち、上記のように各画素毎に電気的
に分離させるためにエッチング等が施された部位５ａ、
を埋めるようにして反射電極仕切り部６ａを形成すると
ともに、図１に示すように、この空隙５ａから各々の反
射電極５の表面側の周縁部を覆いながら上方へ突出させ
るようにして液晶仕切り部６ｂを形成し、これにより電
気絶縁体からなる光吸収壁６を形成する。この光吸収壁
６は、黒色塗料を分散したポリイミド、ＰＶＡ等感光性
樹脂をスピン塗布し、フォトリソグラフィにてパターニ
ングすることによって容易に形成できる。なお、無着色
の壁を上記と同様にして形成し、その後、この壁を黒色
塗料で着色するようにしてもよい。

【００１９】(2) 透明基板７側の製造工程 ガラス等からなる透明基板７の片面にＩＴＯ等からなる
透明電極８を形成する。

【００２０】(3) 最終製造工程 上述したような製造工程を経て得られた単結晶シリコン
基板１および透明基板７で高分子分散型液晶９を挟持さ
せる。

【００２１】上記のようにして製造されかつ構成された
反射型液晶表示装置によると、光吸収壁６が、隣り合う
一方の反射電極５と他方の反射電極５とで形成される空
隙５ａを埋めるとともに各反射電極５の表面側の周縁部
を覆うよう構成されているため、トランジスタ２に照射
される光を光吸収壁６によって完全に遮光することがで
き、また、光吸収壁６によって高分子分散型液晶９内の
散乱光を吸収することができる。このため、コントラス
ト等を向上させるとともに、トランジスタ２の正常動作
を維持させることが可能となる。また、図１に示すよう
に、各々のトランジスタ２が光吸収壁６の直下位置から
離れた位置に形成されているため、光吸収をして温度上
昇した光吸収壁６からトランジスタ２へ熱が伝わりにく
くなり、トランジスタ２の温度上昇を抑えることができ
る。

【００２２】また、光吸収壁６の高さ方向の厚みで単結
晶シリコン基板１と透明基板７との空隙（通常、５〜１
５μｍ程度の寸法の空隙）を規定するようにしたため、
従来必要とされていたスぺーサが不要となる。そのた
め、従来、本来的に偏光板を必要としていない散乱モー
ド液晶を用いた反射型液晶表示装置において、コントラ
スト低下（スぺーサが透明のものの場合には、オフ時の
透過率が増大し、また、スぺーサが不透明のものの場合
には、オン時の透過率が低下する）の一因となっていた
スぺーサが不要となったことにより、コントラストが向
上する。また、電圧無印加時に反射型液晶表示装置に入
射した光は、高分子分散型液晶９内で散乱され、光吸収
壁６によって吸収されるため、反射型液晶表示装置の外
に出ることはない。このため、シュリーレン光学系が不
要になるなど、光学系の設計自由度が増す。

【００２３】図３および図４は、それぞれ、他の実施形
態である反射型液晶表示装置の一部の断面図を示してい
る。

【００２４】図３に示した反射型液晶表示装置は、各々
の反射電極５と１対１に対応する各画素の面積の寸法が
比較的大きい場合に好適な反射型液晶表示装置である。
その特徴とするところは、図１に示した反射型液晶表示
装置のように隣り合う一方の反射電極５と他方の反射電
極５との間に光吸収壁６を設ける他、反射電極５上にも
光吸収壁６’を設けたことにあり、これにより、各々の
画素面積が比較的大きい場合における散乱光除去効率が
向上する。なお、反射電極５上の光吸収壁６’は、上記
のような反射電極５間の光吸収壁６と同時に形成可能で
あり、この場合、フォトマスクを変更することによって
対応可能である。また、反射電極５上に光吸収壁６’を
設けたことによって開口率が低下するが、透明基板７に
おいて透明電極８が形成されている面とは反対の面に、
光吸収壁６、６’で囲まれた領域毎にマイクロレンズ１
０を形成し、入射光を反射電極５における実効的反射面
（光吸収壁６、６’によって覆われている部分を除いた
部分）に集光させることによって開口率の向上を図るこ
とができる。

【００２５】図４に示した反射型液晶表示装置は、透明
電極８の上に表面が凹凸な光透過膜１１を形成したこと
を特徴としており、その他の構成については図１に示し
た反射型液晶表示装置と同様である。ここで、光透過膜
１１は、アクリル樹脂、二酸化シリコン等の透明な電気
絶縁性材料からなるものである。このような構成とする
ことにより、入射光の散乱性が向上し、光吸収壁６にお
ける散乱光除去効率が向上する。

【００２６】図１、図３および図４にそれぞれ示した反
射型液晶表示装置は、図５に示したような光学系に用い
られる。この光学系は、光源２０の光をレンズ３０、５
０およびミラー４０を介してダイクロイックプリズム６
０に入射させることによって光の三原色ＲＧＢに色分離
し、色分離された光を対応する反射型液晶表示装置７
１、７２、７３に入射させる。そして、反射型液晶表示
装置７１、７２、７３によって反射された光を再びダイ
クロイックプリズム６０に入射させることによって色合
成し、色合成された光をレンズ５０、絞り８０および結
像レンズ９０を介してスクリーン１００に投影するよう
構成されている。

【００２７】このように構成された光学系においては、
反射型液晶表示装置７１、７２、７３による散乱光除去
効率の向上によって結像レンズ９０での集光効率が向上
し、光利用効率およびコントラスト等が向上することに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態である反射型液晶表示装置の一部の
断面図

【図２】同反射型液晶表示装置の一部の平面図

【図３】他の実施形態である反射型液晶表示装置の一部
の断面図

【図４】同じく他の実施形態である反射型液晶表示装置
の一部の断面図

【図５】各実施形態である反射型液晶表示装置が使用さ
れる光学系の構成図

【符号の説明】

１ 単結晶シリコン基板 ２ トランジスタ（液晶駆動素子） ５ 反射電極 ６、６’ 光吸収壁 ６ａ 反射電極仕切り部 ６ｂ 液晶仕切り部 ７ 透明基板 ８ 透明電極 ９ 高分子分散型液晶（散乱モード液晶） １０ マイクロレンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極が片面に形成された透明基板
   と、 前記透明電極と対向する１つの平面上に互いに間隙をも
   って形成された複数の反射電極を備える単結晶シリコン
   基板と、 前記透明電極と前記反射電極との間に設けられる散乱モ
   ード液晶と、 各々の反射電極と１対１に対応して設けられた液晶駆動
   素子であって、それぞれ、対応する反射電極に対して電
   気的接続状態を保つよう前記単結晶シリコン基板に形成
   された液晶駆動素子と、 隣り合う一方の反射電極および他方の反射電極の各々の
   周縁部端面によって形成される空隙を埋めるように形成
   された反射電極仕切り部と、該反射電極仕切り部から前
   記散乱モード液晶に向かって突出し当該散乱モード液晶
   を仕切るとともに各々の反射電極の表面側の周縁部を覆
   うように形成された液晶仕切り部とからなる光吸収壁と
   を備えることを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記各々の液晶駆動素子は、光吸収壁の
   直下位置から離れた位置に形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記各々の反射電極上にも光吸収壁を設
   けたことを特徴とする請求項２に記載の反射型液晶表示
   装置。
4. 【請求項４】 前記光吸収壁で囲まれた領域毎にマイク
   ロレンズを設けたことを特徴とする請求項３に記載の反
   射型液晶表示装置。