JPH10301129A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＩＴＯ等の透明電極の形成工程を不要とする簡
易な工程で製造可能であり、安定した光学特性を示す液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】対向する一対の基板１１、１２を有し、該
一対の基板間に液晶１０が封入され、一方の基板１２の
内側の面に導電性を有する着色素子２０を備えた構成の
液晶表示装置とする。着色素子２０は、ランダムに分散
された顔料４２及び導電性粒子４３を有するものとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー表示を行う液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置において、カラー表
示を行うために形成されている着色素子は、産業図書１
９９０年発行のディスプレイ技術シリーズ「カラー液晶
ディスプレイ」２３７頁〜２４９頁に示されるように、
主に顔料や染料によって染色した高分子樹脂等からなる
ものであり、透明感光樹脂または透明樹脂に染料、有機
顔料、無機顔料などの着色剤を均一に分散させたレジン
液を塗布後、露光・現像する、またはフォトレジストを
介して露光・現像して所定形状に着色パターンを形成す
る分散法、基板上に被染色層を形成し、所望のパターン
を形成後、染料によって染色する染色法、紙などへの印
刷技術を応用し、ガラス基板に印刷する印刷法、高分子
及び顔料を分散させた溶媒中でＩＴＯなどの透明電極上
に、電機泳動により着色する電着法によって形成される
ものが知られている。このような着色素子を形成した基
板を液晶表示装置のカラーフィルターとして応用するた
めには、液晶に電圧を印加するための電極が必要であ
る。このため、着色素子上部に中間層を形成した後、Ｉ
ＴＯ等の透明な導電性膜を成膜し、所望の形状にパター
ニングを行う必要があり、このようにして電極を形成し
た基板がカラーフィルターとして用いられている。

【０００３】また、反射型液晶表示装置においては、外
部から液晶表示装置内に入射する光を表示として用いて
おり、前記入射光は、太陽や電灯のなどの直接光と壁等
でから反射した間接光からなるためパネルに対して様々
な方向から入射されることとなる。前記入射光を利用し
て良好なパネル表示を行うために、入射光を前記液晶表
示装置内に有する反射板で拡散させて、効率的に反射光
を利用する必要がある。現在では、光を拡散させる機能
を反射板に持たせるために、反射板表面に凹凸形状を有
する凹凸反射板が光散乱層として液晶表示装置の少なく
とも一方の基板に形成されていることが知られている。
この構造は特開平８−２２０５３２号公報に開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような方法で形
成したカラーフィルターを用いて液晶表示装置を製造す
る場合、絶縁層である着色素子表面へＩＴＯなどによる
透明導電層を形成する工程が必要となる。このため、製
造コストの面で課題を有していた。また、反射型液晶表
示装置においては、光の散乱機能を持たせるため、表面
に凹凸を施した電極上へカラーフィルター層が形成され
るが、この場合、着色素子、中間層、透明電極のそれぞ
れを形成する必要があり、これにより光学特性が変化
し、所望の表示性能が得られない等の課題を有してい
た。

【０００５】また、現在の反射型液晶表示装置において
は、入射光を散乱させて表示光として利用するために、
大きな段差を有する凹凸表面で構成された反射電極が液
晶面と接している。しかし、反射電極表面が凹凸形状を
有するために、その上部に有する配向膜へのラビング工
程の際に、ラビング強度むらが発生し、これに起因した
配向欠陥が起こりパネル表示性能を劣化させる。さら
に、液晶に接する画素電極面は凹凸を有し、対向基板側
の対向電極表面は平坦であることから、セルギャップ長
は場所により異なるため、良好な液晶駆動（ｏｎ／ｏｆ
ｆ）特性を得ることができず、高品位表示を有する液晶
表示装置を得ることはできない等の課題を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が封入され、
少なくとも一方の基板上に着色素子を備えた液晶表示装
置において、該着色素子が導電性を有することを特徴と
する。すなわち、カラー表示を行うために形成する着色
素子が導電性を有する物質によって形成されているた
め、この着色素子が電極の機能を兼ね備えていることを
特徴としている。着色素子自体が導電性を有するため、
従来の液晶表示装置に用いられていたカラーフィルター
で必要としていた着色素子表面への中間層及び、透明電
極の形成を行う必要はなく、製造工程の簡略化が可能で
ある。また、反射型液晶表示装置のように、光の散乱機
能を持たせるために、表面に凹凸を施した高反射率金属
からなる反射板上にカラーフィルターを形成する場合、
中間層、透明電極を着色素子表面に形成する必要がない
ため、光学特性の変化が少なく、所望表示性能を維持す
ることが可能である。

【０００７】また、本発明の液晶表示装置は、着色素子
が、顔料粒子及び導電性粒子を含むものであってもよ
い。顔料を多くすることで色純度を高くすることが可能
となる。また、導電性粒子を多くすることで抵抗を下げ
ることが可能となる。

【０００８】また、前記導電性粒子が透明性を有するも
のであってもよい。このようにすることにより、光の透
過率の高い着色素子を実現できる。

【０００９】また、前記着色素子が透明粒子を含み、該
透明粒子が前記顔料粒子及び前記導電性粒子と異なる屈
折率を有するものであってもよい。これにより、着色素
子自体が光散乱性を有するという新しい機能が得られ
る。この光散乱機能は、主に、反射型液晶表示装置に応
用され、明るい表示を得ることが可能となる。また、従
来、反射型液晶表示装置では、反射光の散乱を反射画素
電極に凹凸形状を施すことによって実現していたが、本
発明の光散乱機能を有する着色素子を、凹凸形状を有す
る反射画素電極上へ形成すれば、より散乱性の大きい反
射光を得ることができる。

【００１０】また、本発明の液晶表示装置は、対向する
一対の基板を有し、該一対の基板間に液晶が封入された
液晶表示装置において、少なくとも一方の基板に液晶を
駆動する電極を備え、該電極上に導電性を有する光散乱
層を備えたことを特徴とする。これにより、液晶への駆
動に問題が発生しない平坦面からなる電極で散乱層を形
成できる。光散乱層は、高分子樹脂および導電性粒子を
含んでなる構成とすることが好ましい。

【００１１】また、前記導電性粒子が、透明性材料で構
成されていてもよい。これにより、前記散乱層内に入射
した光が、透明な導電性粒子と高分子樹脂との異なる屈
折率差を使用して光が屈折し、これを前記散乱層内で繰
り返すことで、光が散乱され、再び光が戻されるため、
良好な散乱性能を有する散乱層を実現できる。

【００１２】また、前記導電性粒子が、金属材料で構成
されてもよい。これにより前記散乱層内に入射した光
が、高分子樹脂内に混ざっている金属材料からなる導電
性粒子で光が反射、散乱され、再び反射光として光が戻
されることにより、より散乱性の大きい反射光を得るこ
とができる。

【００１３】また、前記導電性の光散乱層の下部に位置
する電極が透明性電極材料で構成されていてもよい。こ
れにより、その上部に有する散乱層の散乱性能を調整す
ることで、後方散乱成分を強くすれば反射型液晶表示装
置として使用でき、前方散乱成分を強くすれば半透過型
液晶表示装置として使用できる。

【００１４】また、前記導電性の光散乱層の下部に位置
する電極が金属性電極材料で構成されていてもよい。こ
れにより、その上部に有する散乱層の散乱性と該金属電
極表面での反射を利用することで、拡散性の優れた反射
型液晶表示装置を提供できる。

【００１５】また、前記金属製電極表面が緩やかな凹凸
形状を有していてもよい。これにより、凹凸表面による
反射性能と光散乱層における散乱性能が合わさること
で、より良好な反射性能を有する反射板とし、これによ
り、明るさの表示を有する反射型液晶表示装置が実現で
きる。凹凸の段差（凹凸の頂部と底部との間の距離）の
程度は特に制限がないが、たとえば０．１〜４μｍ程度
とし、好ましくは０．８〜１．５μｍとする。

【００１６】また、本発明によれば、高分子樹脂および
導電性粒子を含んでなる光散乱層を備えた上述の液晶表
示装置を製造する方法であって、基板上に液晶を駆動す
る電極を形成した後、該電極およびこれと対向する電極
を、界面活性剤、導電性粒子および高分子樹脂を含む溶
液中に浸漬し、これらの電極間に電流を流すことによっ
て、前記液晶を駆動する電極上に導電性粒子および高分
子樹脂を堆積し光散乱層を形成する工程を含むことを特
徴とする液晶表示装置の製造方法が提供される。このよ
うな製造方法によれば、高分子樹脂および導電性粒子を
含んでなる光散乱層を簡便な方法で高品質に形成するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１は本発明の液晶表示装置
の実施の形態の一例を示す。基板１２上に形成された電
極２２上の着色素子２０が導電性を有しており、従来の
液晶表示装置において着色素子上に形成されていた透明
電極を必要としない。このため、液晶表示装置の製造に
おいて、透明電極の成膜及びパターン形成工程を省くこ
とができる。

【００１８】なお、本発明では、着色素子の抵抗率は透
明電極を用いた場合と実質上同等の導電性を有すること
が望ましいが、シート抵抗値が６００Ω／□以下であれ
ば良い。

【００１９】本発明の液晶表示装置は、図２に示すよう
に、画素への電圧の印加をＴＦＴ素子３０によって制御
する構造であっても良い。また、図３に示すように、Ｍ
ＩＭ素子３１によって制御する液晶表示装置であって、
電極２２上に着色素子を形成した構造でもよい。また、
図４に示すように、反射型液晶表示装置において反射電
極２３上に着色素子を形成した構造でもよい。また図５
に示すように、液晶表示装置の一方の電極が絶縁層を介
して配線やＴＦＴなどのスイッチング素子上にオーバー
ラップさせて、開口率を向上させることのできる構造と
しても良い。さらに図６に示すように、凹凸形状を有す
る電極上へ着色素子を形成した液晶表示装置であっても
良い。液晶表示装置を形成する基板は、ガラスに限定さ
れるものではなく、例えば、プラスチック、アクリル、
石英等の絶縁基板、さらには、シリコンウエハー等の半
導体基板でもよい。さらに、前述のＴＦＴ素子や、ＭＩ
Ｍを有する液晶表示装置もしくは電極の構造が素子上に
オーバーラップしたものや、凹凸形状を有する構造の液
晶表示装置において、着色素子が図７に示すように、対
向側透明電極上に形成された構造でも良い。

【００２０】図８は本発明の他の実施形態を示す。液晶
表示装置の電極上２２の着色素子２０は、顔料４２及び
導電性粒子４３を主な構成成分としている。そして、こ
れらの顔料４２及び導電性粒子４３は分散剤の入った透
明な高分子樹脂中４４でランダムに分散され、基板１２
に形成した電極２２上で層状の着色素子として形成され
ている。本発明中の着色素子２０中には、導電性粒子４
３が高分子樹脂中４４に存在しているため、カラーフィ
ルター自体が導電性を有している。導電性粒子は、抵抗
率が低く、高分子樹脂中で腐食しにくい粒子を用いるこ
とが好ましい。

【００２１】このような導電性粒子として、例えば銀粒
子やＩＴＯ粒子を用いることができる。粒径については
特に制限されないが、例えば、銀粒子やＩＴＯ粒子の場
合は、粒径０．０１μｍ〜１μｍ程度のものを用いるこ
とができる。顔料粒子としては、市販されている有機系
または無機系の顔料のいずれも用いることができる。例
えば、赤色には、ジアンスラキノン系の材料を、緑、青
色にはフタロシアニン系の材料を用いることができる。
導電性粒子や顔料粒子を保持する高分子樹脂は、例え
ば、アクリル系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂やＰ
ＶＡ系材料等を用いることができる。また、レジストを
用いてパターニングを行う場合は、ポリイミド等を用い
ることができる。

【００２２】本発明においては、導電性粒子として、透
明性を有する導電性物質を用いても良い。このように透
明な導電性粒子を用いると、導電性粒子を多く含んだ場
合でも、着色素子を透過する際に光のロスが少なく、か
つ、着色素子の抵抗率の低い液晶表示装置を形成するこ
とができる。このような着色素子の構成成分として具体
的には、粒子を保持する高分子樹脂にはＰＶＡ−スチル
バゾル感光性樹脂を、顔料粒子には粒径が０．０１μｍ
〜２μｍ、平均粒径０．０４μｍのものを、導電性粒子
には粒径が０．０１μｍ〜１μｍのＩＴＯ粒子を用いる
ことができる。

【００２３】その他の透明導電性粒子としてＳｎＯ2、
ＺｎＯ等を用いることができる。これらの材料は、可視
光領域で８０％以上の透過率を有する。

【００２４】図９は、図８の液晶表示装置の着色素子部
分を拡大した図であり、カラー表示を行うために形成し
た着色素子中に透明な粒子４５が存在している。この透
明な粒子４５には、着色素子を構成している顔料粒子４
２、導電性粒子４３、高分子樹脂４４と比較し、屈折率
の異なるものを用いている。このため、着色素子を透過
する際に光が散乱される。このような着色素子中に含ま
せる透明粒子には、屈折率が０．５から２．８の光学ガ
ラスの粒子等を用いることができる。

【００２５】図１０は、本発明の光散乱層の実施の形態
の一例を示す断面図である。図１１は、図１０の散乱層
の部分を拡大した図である。本発明の光散乱層８０は、
外部から入射してくる光を反射させる反射電極２３上に
形成された層である。本層は、透過性を有する導電性粒
子４３と高分子樹脂４４とが混合物で構成され、前記導
線性粒子と高分子樹脂は屈折率が異なるように設定して
ある。これにより、前記パネル前方より入射した光は前
記散乱層内で屈折され、これを繰り返すことで、後方に
光が散乱され、この光がパネルの表示光として利用され
る。本発明の光散乱層は、粒径０．０１μm〜１μm程度
のＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等を含んでおり、導電性能
を有するものである。

【００２６】また、図１２は、本発明の光散乱層の実施
の形態の一例を示す断面図である。本発明の基本構造は
図１０に示す液晶表示装置と同様の構成となっている。
ただし、光散乱層内の高分子樹脂に混合されている導線
性粒子に金属材料を用いている。これにより散乱効果が
より顕著となる。すなわち、前記パネル前方より入射し
た光は散乱層内の金属粒子で反射、散乱され、これを繰
り返すことで後方に光が散乱され、この光がパネルの表
示光として利用される。本発明の光散乱層には、粒径
０．０１μm〜１μm程度のＡｌ、或いはＡｇ粒子を含ん
でおり、導電性能を有するものである。

【００２７】また、図１３に本発明の他の実施の形態で
ある半透過型液晶表示装置の散乱層付近の拡大断面構造
図を示している。前記液晶表示装置の液晶駆動電極に
は、ＩＴＯなどの透明性導電材料４３を用いてその上部
に位置する散乱層８０の散乱性能を、後方散乱成分を強
くして光を透過させないようにすれば図１２に示すよう
に反射型液晶表示装置に適用でき、前方散乱成分を強く
してある程度の光を透過できるようにすれば、図１３に
示す半透過型液晶表示装置に適用できる。この散乱層の
後方散乱成分或いは前方散乱成分の度合いは、前記散乱
層内に含まれる、透明性導電粒子４６、或いは金属製導
電粒子７５の粒径或いは混入量で制御できる。また、図
１４と図１５は、本発明の光散乱層の実施の形態の一例
を示す断面図である。本発明の液晶表示装置は、液晶駆
動電極にＡｌ或いはＡｇなどの金属材料７３を用いてそ
の上部に位置する散乱層８０を設けた構造であり、散乱
層に入射した光は、前記導電性粒子に透明性材料を用い
た場合（図１４）、或いは金属材料７３を用いた場合
（図１５）においても、前記粒子で光が散乱され光は後
方に反射される。一方、光の一部にはそのまま進行する
ものもあるが、前記金属駆動電極面で光が完全に反射さ
れるため、より反射効率を上げることができる。また、
図１６には、前記図１５で示す液晶表示装置の液晶駆動
電極表面に、凹凸を設けた反射型液晶表示装置の構造断
面図を示している。これにより、パネル全体としての反
射性能は、散乱層で得られる散乱性能の他に、前記駆動
用電極表面に位置する凹凸の角度により反射される反射
性能とが加わるために、反射性能を大きく変えることが
できる。これにより、反射型液晶表示装置の様々な使用
環境においても十分対応できる、明るい反射型液晶表示
装置を実現できる。

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００２８】（実施例１）本実施例における液晶表示装
置の製造方法を図１７に示す。まずガラスなどの基板１
２の表面に導電性膜２４を成膜（図１７ａ）し、これを
パターニングし電極２２を形成する（図１７ｂ）。この
基板を顔料粒子、導電性粒子、透明な高分子樹脂および
必要に応じて透明粒子を含めた溶液中に浸漬し、基板表
面の電極２２と、同じ溶液中に浸漬した他の電極との間
に電圧を加え、溶液中の顔料粒子、導電性粒子、高分子
樹脂、透明粒子等を基板表面の電極上に堆積させること
により、層状の着色素子２０を形成する（図１７ｃ）。
着色素子２０の膜厚は電極に印加する電圧、及び時間を
変えることによって容易に制御することができる。この
ような製造方法の具体的な一例を以下に述ベる。ガラス
基板上に導電性膜２４を成膜した後（図１７ａ）、この
膜をパターニングして電極を形成した（図１７ｂ）。電
極２２にはシート抵抗が１０Ω／□のＩＴＯを用いた。
この基板を、図１８に示すような装置を用いて顔料及び
導電性粒子であるＩＴＯ粒子を界面活性剤の水溶液に分
散させて得られる電解溶液に浸漬した。基板上１２のＩ
ＴＯ電極２２は直流電源の＋側に接続し、陰極５１との
間に電圧を印加した。顔料粒子４２、ＩＴＯ粒子４３は
溶液中では界面活性剤５２により負に帯電しているた
め、この電解溶液に浸漬した電極間に直流電圧を加える
と、陽極２２上に（本実施例ではＩＴＯ電極上）に顔料
粒子４２、ＩＴＯ粒子４３が堆積し、層構造の着色素子
が形成される。なお、ＩＴＯ電極２２上に推積する着色
素子の膜厚は、印加した電圧及び時間を制御することに
より容易に調整することができた。このように、本方法
によると、着色素子は電圧を印加した電極の上にだけ堆
積するため、例えば、導電性粒子を含んだＲｅｄ、Ｇｒ
ｅｅｎ、Ｂｌｕｅの顔料によって調整された３色の電解
溶液をそれぞれ用意し、各々の色の着色素子を所望の電
極上に形成することによって、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のカラー
フィルターを形成することができる。このように、異な
る色の着色素子を形成する場合、１色ごとに着色素子の
形成（図１９の２）、洗浄（図１９の３）、乾燥（図１
９の４）、予備硬化（図１９の５）を行う必要がある。
これは、着色素子の形成時に電解溶液中に、すでに形成
した着色素子の色が混合しないようにするためである。
各色の着色素子を所望の竜極上に堆積させた後、最終的
に硬化させ、着色素子の形成が終了する。本実施例で
は、顔料として市販されているものを用いたが、市販品
は粒子が凝集して粒径が大きいため、一度これらの粒子
を粉砕して用いている。粉砕後の顔料粒子の粒径は０．
０１μｍ〜２μｍであった。ＩＴＯ粒子は粒径が０．０
１μｍ〜１μｍのものを用いた。カラーフイルターの抵
抗率は、着色素子中のＩＴＯ粒子の含有量を多くするこ
とによって減少させることができる。

【００２９】（実施例２）透明感光性樹脂に顔料粒子、
導電性粒子および必要に応じて透明粒子を含めて均一に
分散させた液を基板上に塗布し、予備硬化させた後、該
感光性樹脂を露光・現像して所定の形状にパターニング
する。または、透明な樹脂に顔料と導電性粒子を均一に
分散させ、これを基板に塗布して予備硬化させた後、フ
ォトレジストを介して露光・現像、及びエッチングを行
い、透明樹脂を所定形状にパターニングすることで着色
素子を形成する。このような製造方法の具体的な一例を
図２０に示す。図２０ａに示すようにガラス基板１１
に、カラーレジン液２５を塗布する。カラーレジン液は
透明感光性樹脂ＰＶＡ−スチルバゾル感光性樹脂に、着
色材の顔料、及びＩＴＯの粒子を分散剤とともに混ぜる
ことにより得られる。顔料には、通常市販されている顔
料を、さらに細かく粉砕し、粒径が０．０１μｍ〜２μ
ｍ、平均粒径０．０４μｍの微粒子にしたものを、ＩＴ
Ｏ粒子は粒径は０．０１μｍ〜１μｍのものを用いた。
カラーレジン液の塗布後、感光性樹脂を露光・現像する
ことによって、所望のパターンに形成（図２０ｂ）し、
ポストベークを行った。この一連の工程を図２１に示
す。この一連の工程をＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの
カラーレジン液について、繰り返し行うことによって、
Ｒ、Ｇ、Ｂの着色素子を順次形成し、所望の色を持った
カラーフイルターを形成した。

【００３０】（実施例３）導電性粒子および必要に応じ
て透明粒子を含めた被染色層を形成した後に、この層を
染色することによって、着色素子を形成することもでき
る。数種類の色の着色素子を形成するには、各色ごとに
被染色層形成、染色及び中間保護層の形成工程を繰り返
し行う方法と、最初に形成した被染色層に対して、レジ
スト層によるマスキング、及び染色を各色ごとに繰り返
し行う方法がある。このような製造方法の具体的な一例
を図１５に示す。粒径が０．０１μｍ〜１μｍＩＴＯ粒
子を、ゼラチン、カゼイン、フイッシュグリュー、ポリ
ビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどの親水性樹
脂に感光剤を加えたものを、基板に均一な膜厚になるよ
うに塗布し（図２２ａ）、被染色層２６を形成した。こ
の被染色層２６の上にレジスト６１を塗布し（図２２
ｂ）、所定形状のパターンに露光・現像し（図２２
ｃ）、所望の色を染色した（図２２ｄ）。このレジスト
塗布、露光、現像、染色の工程をＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、
Ｂｌｕｅにつき３回繰り返し、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフイ
ルターを形成した。

【００３１】（実施例４）従来の印刷技術を応用して、
顔料、導電性粒子及び必要に応じて透明粒子を含めたイ
ンキを、基板上の所定の位置に印刷することにより着色
素子を形成することもできる。このような製造方法の具
体的な一例を図２３に示す。図２３ａに示すように、平
版または凹版５４上の、顔料、及び導電性粒子を有する
インキ２７をブランケット６２に転写した後、基板１１
ヘ転写して印刷を行い（図２３ｂ）、所定の位置に着色
素子を形成した。なお、顔料には粒径が０．０１μｍ〜
２μｍのものを、導電性粒子には粒径が０．０１μｍ〜
１μｍのＩＴＯ粒子を用いた。

【００３２】（実施例５）本実施例における液晶表示装
置の製造方法を図２４に示す。図２５に本実施例で使用
した散乱層（光散乱層）の製造方法を説明するための図
を示す。ガラスなどの絶縁性基板１２の表面にＴＦＴ素
子３０、ＩＴＯ画素電極２３等を形成してスイッチング
素子側基板を形成した。このスイッチング素子側基板の
プロセス完了後に前記基板を界面活性材とともに、導電
性粒子４６と、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂４４
を含む溶液中に浸漬させる。そして、この溶液中に浸漬
させた電極５１と反射電極２３とを、反射電極２３が陽
極となるように直流電源５３を接続し、電極間に電流を
流すことによって、反射電極２３上に溶液中の透明導電
性粒子４６、高分子樹脂４４を堆積させ、光散乱層２８
を形成した。本実施例では、導電性粒子に透明性材料で
あるＩＴＯ粒子を用いた。前記散乱層の膜厚は３μmに
設定し、ポリエステル樹脂とＩＴＯ粒子の体積混合比は
１：２となるようにした。

【００３３】その後、ガラス基板上にカラーフィルタ、
透明導電膜であるＩＴＯ膜が構成された対向基板と組み
合わせることにより、明るいカラー反射型液晶表示装置
を実現できた。

【００３４】なお、本実施例では透明性導電粒子にＩＴ
Ｏ粒子を用いたが、これに限定されない。その他の材料
として、ＺｎＯ，ＳｎＯがある。また、前記導線性粒子
と高分子樹脂は屈折率が異なるように設定してあるが、
この屈折率差を大きくするように設定すれば、散乱層に
おける散乱特性は向上される。

【００３５】（実施例６）本実施例における液晶表示装
置の構成を図２６に示す。本実施例では、製造方法は前
記実施例６と同一とした。ただし、散乱層内の導電粒子
にＡｇ粒子７６を用いた。これにより、反射成分は増強
し良好な反射性能を有する反射型液晶表示装置を実現し
た。このとき、散乱層の膜厚を０．５から１μmに設定
し、ガラス基板外部にバックライト８１を設置すること
で、バックライトを点灯しないときは、外部光の反射光
を光源に使用する反射型液晶表示モードで、バックライ
トを点灯すれば透過型液晶表示モードで使用できる、反
射型液晶表示装置を実現できた。また、前記散乱層の膜
厚を１μmから３μmに設定すれば、反射型液晶表示モー
ド専用装置が実現できた。

【００３６】（実施例７）本実施例における液晶表示装
置の構成を図２７に示す。本実施例では、ガラスなどの
絶縁性基板１２の表面にＴＦＴ素子３０、Ａｌ画素電極
２３等を形成してスイッチング素子側基板を形成した。
本実施例では、画素電極２３に金属材料であるＡｌを使
用した。このスイッチング素子側基板のプロセス完了後
に前記基板を界面活性材とともに、導電性粒子４６と、
ポリエステル樹脂などの高分子樹脂４４を含む溶液中に
浸漬させる。そして、この溶液中に浸漬させた電極５１
と反射電極２３とを、反射電極２３が陽極となるように
直流電源５３を接続し、電極間に電流を流すことによっ
て、反射電極２３上に溶液中の透明導電性粒子４６、高
分子樹脂４４を堆積させ、光散乱層２８を形成した。本
実施例では、導電性粒子に透明性材料であるＩＴＯ粒子
の場合図２７（ａ）と金属粒子であるＡｇ粒子の場合図
２７（ｂ）について実証した。前記散乱層の膜厚は、Ｉ
ＴＯ粒子の場合、１．５μmに設定し、Ａｇ粒子の場合
は１μmに設定し、ポリエステル樹脂と導電性粒子の体
積混合比は１：２．５となるようにした。その後、ガラ
ス基板上にカラーフィルタ、透明導電膜であるＩＴＯ膜
が構成された対向基板と組み合わせることにより、明る
いカラー反射型液晶表示装置を実現できた。

【００３７】（実施例８）図２８は、本発明の実施例の
ＴＦＴ基板製造工程を示す断面図である。製造工程は、
（ａ）スイッチング素子の製造、（ｂ）有機絶縁膜への
凹凸形成、（ｃ）コンタクト形成、（ｄ）Ａｌ反射板形
成、（ｅ）散乱層の形成、の手順で行った。本実施例で
は、工程（ａ）において、薄膜トランジスタをスイッチ
ング素子に適用したが、これに限定されず、その他のス
イッチング素子で同様の性能が得られる。また、工程
（ｂ）の凹凸形成では、有機絶縁膜として厚さ２μmの
ポリイミド膜８３を使用し、フォトリソグラフィ工程と
ドライエッチング工程により、凹凸パターン７の形成を
行い、さらにその上部に有機膜を１μm形成すること
で、滑らかな凹凸７２面を作り出した。その後、工程
（ｃ）でＴＦＴと画素電極を電気的に接続するためのコ
ンタクトホールの形成を行い、工程（ｄ）でＡｌをパタ
ーンニングして表面に凹凸を有する反射板、兼画素電極
７８を形成した。その後、工程（ｅ）で散乱層を形成し
た。

【００３８】このとき最終的に得られた凹凸の段差の平
均値は０．６μmである。ＴＦＴ素子形成完了後に、前
記基板を界面活性材とともに、導電性粒子４６と、ポリ
エステル樹脂などの高分子樹脂４４を含む溶液中に浸漬
させ、この溶液中に浸漬させた電極５１と反射電極２３
とを、反射電極２３が陽極となるように直流電源５３を
接続し、電極間に電流を流すことによって、反射電極２
３上に溶液中の電性粒子４６、高分子樹脂４４を堆積さ
せ、光散乱層２８を形成した。本実施例では、導電性粒
子には、透明性材料であるＩＴＯ粒子と金属粒子のＡｌ
のいずれかを用いて、２種類の反射型液晶表示装置を製
造した。その後、ガラス基板上にカラーフィルタ、透明
導電膜であるＩＴＯ膜が構成された対向基板とを組み合
わせることで、明るいカラー反射型液晶表示装置を実現
できた。図２９に本実施例で得られた反射型液晶表示装
置の断面構造図を示す。本実施例では、反射板表面に凹
凸構造を有することで、拡散性の強い反射性能を有する
液晶表示装置を実現できた。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、導電性を有する着色素
子を液晶表示装置ヘ応用することによって、従来のよう
な着色素子上部ヘのＩＴＯ電極の形成を行う必要がなく
なり、ＩＴＯ電極の形成工程を省くことができる。ま
た、電極表面形状によらず容易にカラーフィルター形成
を行うことができる。さらに、着色素子中に他の構成成
分と屈折率の異なる透明粒子を含有させることによって
着色素子自体に散乱性を持たせることができる。特に、
反射型液晶表示装置において、明るいカラー表示を行う
ことが可能となる。

【００４０】さらに、本発明の液晶表示装置内部の液晶
を駆動する電極上に、導電性の光散乱層を設けること
で、特に反射型液晶表示装置において、良好で、且つ、
鮮明な表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。

【図９】本発明の液晶表示装置における着色素子の構造
を示す図である。

【図１０】本発明の液晶表示装置の構造を示す図であ
る。

【図１１】本発明の液晶表示装置の散乱層付近の拡大図
を示す図である。

【図１２】本発明の液晶表示装置の散乱層付近の拡大図
を示す図である。

【図１３】本発明の液晶表示装置の反射モードと透過モ
ードを表わす散乱層付近の拡大図を示す図である。

【図１４】本発明の液晶表示装置の散乱層付近の拡大図
を示す図である。

【図１５】本発明の液晶表示装置の散乱層付近の拡大図
を示す図である。

【図１６】本発明の液晶表示装置の凹凸反射板上に形成
された散乱層付近の拡大図を示す図である。

【図１７】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する
ための図である。

【図１８】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する
ための図である。

【図１９】本発明の液晶表示装置の製造方法を示す工程
図である。

【図２０】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する
ための図である。

【図２１】本発明の液晶表示装置の製造方法を示す工程
図である。

【図２２】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する
ための図である。

【図２３】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する
ための図である。

【図２４】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２５】本発明の液晶表示装置における散乱層の製造
方法を説明するための図である。

【図２６】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２７】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２８】本発明の液晶表示装置の製造工程を示す断面
図である。

【図２９】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 金属材料 ２ 金属粒子 ３ 金属導電性粒子 ４ Ａｌ粒子 ５ Ａｇ粒子 ６ 凹凸反射画素電極 ７ 画素電極 ８ 散乱層 ９ バックライト １０ 液晶 １１ 透明基板 １２ 基板 ２０ 着色素子 ２１ ＩＴＯ電極 ２２ 電極 ２３ 反射電極 ２４ 導電性膜 ２５ カラーレジン液 ２６ 被染色層 ２７ インキ ２８ 光散乱層 ３０ ＴＦＴ素子 ３１ ＭＩＭ素子 ３２ ゲート電極 ３３ ａ−Ｓｉ／ＳｉＮ層 ３４ ドレイン電極 ３５ 絶縁膜 ３６ 配線 ３７ 絶縁膜 ４１ 層間絶縁膜 ４２ 顔料 ４３ 導電性粒子 ４４ 高分子樹脂 ４５ 透明粒子 ４６ 透明導電性粒子 ５１ 陰極 ５２ 界面活性剤 ５３ 直流電源 ５４ 版 ６１ レジスト ６２ ブランケット ７０ 入射光 ７１ 反射光 ７２ 凹凸 ８２ 散乱光 ８３ ポリイミド

フロントページの続き (72)発明者 金子 節夫 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の基板を有し、該一対の基
   板間に液晶が封入され、少なくとも一方の基板の内側の
   面に着色素子を備えた液晶表示装置において、該着色素
   子が導電性を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記着色素子が顔料粒子及び導電性粒子
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記導電性粒子が透明性を有する請求項
   ２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記着色素子が透明粒子を含み、該透明
   粒子が前記顔料粒子及び前記導電性粒子と異なる屈折率
   を有する請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 対向する一対の基板を有し、該一対の基
   板間に液晶が封入された液晶表示装置において、少なく
   とも一方の基板に液晶を駆動する電極を備え、該電極上
   に導電性を有する光散乱層を備えたことを特徴とする液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記光散乱層は、高分子樹脂および導電
   性粒子を含んでなることを特徴とする請求項５に記載の
   液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記導電性粒子が、透明性材料からなる
   ことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記導電性粒子が、金属材料からなるこ
   とを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記光散乱層の下部に位置する電極が、
   透明性電極材料からなることを特徴とする請求項５乃至
   ８いずれかに記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記光散乱層の下部に位置する電極
    が、金属性電極材料からなることを特徴とする請求項５
    乃至８いずれかに記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記光散乱層の下部に位置する電極の
    表面が、凹凸を有することを特徴とする請求項１０に記
    載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 請求項６乃至１１いずれかに記載の液
    晶表示装置を製造する方法であって、基板上に液晶を駆
    動する電極を形成した後、該電極およびこれと対向する
    電極を、界面活性剤、導電性粒子および高分子樹脂を含
    む溶液中に浸漬し、これらの電極間に電流を流すことに
    よって、前記液晶を駆動する電極上に導電性粒子および
    高分子樹脂を堆積し光散乱層を形成する工程を含むこと
    を特徴とする液晶表示装置の製造方法。