JPH1184430A - Display device - Google Patents

Display device

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Publication number
JPH1184430A
JPH1184430A JP9262875A JP26287597A JPH1184430A JP H1184430 A JPH1184430 A JP H1184430A JP 9262875 A JP9262875 A JP 9262875A JP 26287597 A JP26287597 A JP 26287597A JP H1184430 A JPH1184430 A JP H1184430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
liquid crystal
substrate
polarizing layer
polarizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP9262875A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Shigeno
信行 重野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH1184430A publication Critical patent/JPH1184430A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure which protects a polarizing layer built in a reflection type display device against deterioration. SOLUTION: The reflection type display device is assembled by using a pair of substrates 1, 2. The first substrate 1 exists on an incident side and is formed with transparent electrodes 6. The second substrate 2 exists on a reflection side and is formed with transparent electrodes 11 and is joined to the first substrate 1 via a prescribed spacing. Liquid crystals 3 are held as an electro-optic material in the spacing between both substrates 1 and 2. The polarizing layer 9 is interposed between the second substrate 2 and liquid crystal 3. The polarizing layer 9 is formed by uniaxially orienting the high-polymer liquid crystals in the state of dispersing a dichroic dyestuff into the liquid crystals. A transparent protective layer 30 is disposed between the polarizing layer 9 and the liquid crystal 3 in order to protect the polarizing layer against the liquid crystal 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に関する。
より詳しくは、偏光素子を内蔵した反射型の表示装置に
関する。
[0001] The present invention relates to a display device.
More specifically, the present invention relates to a reflective display device having a polarizing element built-in.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶などを電気光学物質とした表示装置
に使用される偏光素子の多くは図8の様な構造となって
いる。偏光基体101に偏光粒子を吸着分散させて偏光
素子とし、その耐久性及び機械的強度を保持する為支持
体102に挟み込み、接着剤層103で固定するという
方法で生産されている。偏光素子は、基本的な機能とし
て、高い偏光機能を発揮することと同時に外観特性や耐
久性に優れ、部品として加工しやすく、使い易いことな
どが重要である。これらの機能を満足させる為、現在市
場に供給されている表示装置用の偏光素子は、偏光粒子
としてヨウ素などのハロゲン物質や染料を用いたものが
中心となっている。偏光基体101としてはポリビニー
ルアルコールのフィルムが多く使用されている。ポリビ
ニールアルコールのフィルムを異なるスピードで回転す
るローラの間で一定方向に約3〜5倍延伸する。延伸さ
れたポリビニールアルコールのミセルは延伸方向に配列
し、配列したフィルムは強い複屈折が発生する。
2. Description of the Related Art Many polarizing elements used in a display device using an electro-optical material such as liquid crystal have a structure as shown in FIG. A polarizing element is produced by adsorbing and dispersing polarizing particles on a polarizing substrate 101, sandwiched between supports 102 and fixed with an adhesive layer 103 in order to maintain the durability and mechanical strength. As a basic function, it is important that a polarizing element exhibits a high polarizing function and also has excellent appearance characteristics and durability, and is easy to process as a component and easy to use. In order to satisfy these functions, polarizers for display devices currently supplied on the market mainly use a halogen substance such as iodine or a dye as polarizing particles. As the polarizing substrate 101, a polyvinyl alcohol film is often used. A film of polyvinyl alcohol is stretched about 3 to 5 times in a certain direction between rollers rotating at different speeds. The stretched micelles of polyvinyl alcohol are arranged in the stretching direction, and the arranged film generates strong birefringence.

【0003】上述した偏光素子は一般に偏光板として市
場に供給される。偏光板の片面にはあらかじめ接着剤が
塗布されている。表示装置に組み込む場合には、その主
たる構成要素である液晶パネルの外面に接着剤を介して
偏光板を貼着する。この貼着作業はパネルと偏光板との
間に気泡や異物を巻き込まない様に行なう必要があり、
製造工程上の負担となる。又、従来の偏光素子は液晶パ
ネルの内部に挿入することは困難である。反射型の表示
装置の場合、偏光素子を内部に組み込んだ方が入射光の
利用効率や画質といった観点から好ましいにも関わら
ず、従来の偏光板ではこれを実現することができない。
The above-mentioned polarizing element is generally supplied on the market as a polarizing plate. An adhesive is applied to one surface of the polarizing plate in advance. When incorporated in a display device, a polarizing plate is attached to the outer surface of a liquid crystal panel, which is a main component thereof, via an adhesive. It is necessary to perform this sticking work so that air bubbles and foreign matter are not caught between the panel and the polarizing plate.
This is a burden on the manufacturing process. Further, it is difficult to insert a conventional polarizing element into a liquid crystal panel. In the case of a reflection-type display device, it is not possible to realize this with a conventional polarizing plate, though it is preferable to incorporate a polarizing element inside from the viewpoints of efficiency of use of incident light and image quality.

【0004】特開平2−101431号公報に偏光素子
を内蔵した表示装置が開示されており、これを図9に示
す。図において、1,2は基板であり、6,11は電極
であり、4,9は配向層を兼ねた偏光層であり、3は液
晶層であり、50はスペーサである。上側の基板1に形
成された電極6は例えばITOやSnO2 などの透明導
電材料からなり、下側の基板2に形成された電極11は
例えば反射性の金属からなる。上下の偏光層4,9は二
色性色素が混入された高分子液晶からなり、一軸異方性
が付与されている。二色性色素としてはメロシアニン
系、スチリル系、アゾメチン系、アゾ系、アントラキノ
ン系の染料などが使われる。高分子液晶としては、熱的
過程により容易且つ良好に一軸配向が付与できる点から
見て、サーモトロピック系を用いることが望ましい。
又、発現した一軸異方性を長時間保持させる為に、ガラ
ス転位温度が表示装置の使用温度よりも高いサーモトロ
ピック高分子液晶を使用する。偏光層4,9を形成する
には、高分子液晶をトルエン、テトラヒドロフランなど
の適当な溶媒に溶かし、二色性色素を混入した後、蒸
着、スピンコート、ローラコート、ディッピングなどの
方法により塗布し、次いで熱処理乾燥すればよい。膜厚
は0.05〜0.5μmである。この偏光層4,9に一
軸異方性を付与するには、ラビング処理、プラズマ処
理、エッチング処理などによってあらかじめ配向処理さ
れた電極面あるいは基板面を介して間接的に行う。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-101431 discloses a display device having a built-in polarizing element, which is shown in FIG. In the figure, 1 and 2 are substrates, 6 and 11 are electrodes, 4 and 9 are polarizing layers also serving as alignment layers, 3 is a liquid crystal layer, and 50 is a spacer. The electrode 6 formed on the upper substrate 1 is made of a transparent conductive material such as ITO or SnO 2, and the electrode 11 formed on the lower substrate 2 is made of a reflective metal, for example. The upper and lower polarizing layers 4 and 9 are made of a polymer liquid crystal mixed with a dichroic dye and have uniaxial anisotropy. As dichroic dyes, merocyanine dyes, styryl dyes, azomethine dyes, azo dyes and anthraquinone dyes are used. As the polymer liquid crystal, it is desirable to use a thermotropic system in view of the fact that uniaxial orientation can be easily and satisfactorily imparted by a thermal process.
In order to maintain the developed uniaxial anisotropy for a long time, a thermotropic polymer liquid crystal having a glass transition temperature higher than the operating temperature of the display device is used. In order to form the polarizing layers 4 and 9, the polymer liquid crystal is dissolved in an appropriate solvent such as toluene or tetrahydrofuran, mixed with a dichroic dye, and then applied by a method such as vapor deposition, spin coating, roller coating, or dipping. Then, heat treatment and drying may be performed. The thickness is 0.05 to 0.5 μm. In order to impart uniaxial anisotropy to the polarizing layers 4 and 9, it is indirectly performed through an electrode surface or a substrate surface which has been subjected to an alignment treatment in advance by a rubbing treatment, a plasma treatment, an etching treatment, or the like.

【0005】図10は偏光層の構造を示す模式図であ
る。偏光層9は基板2に直接形成されている。偏光層9
は基本的に、成膜された高分子液晶9aとその中に配合
された二色性色素9bとからなる。高分子液晶9aは所
定の方向に一軸配向した液晶分子を側鎖に含んでいる。
図では、紙面と平行な方向に一軸配向した高分子液晶9
aを楕円体で模式的に表わしている。一方、二色性色素
9bは入射光に対して分子の長軸と短軸とで異なる吸光
度を呈する。二色性色素9bは高分子液晶9aの一軸配
向に合わせて分子の長軸が紙面と平行な方向に整列して
いる。係る構成により、偏光層9は入射光に含まれる振
動成分を選択的に吸収透過してほぼ直線偏光に変換する
ことができる。なお、基板2と偏光層9との間に高分子
液晶9aを一軸配向させる為の下地配向層22が設けら
れている。
FIG. 10 is a schematic view showing the structure of a polarizing layer. The polarizing layer 9 is formed directly on the substrate 2. Polarizing layer 9
Consists essentially of a deposited polymer liquid crystal 9a and a dichroic dye 9b incorporated therein. The polymer liquid crystal 9a includes liquid crystal molecules uniaxially aligned in a predetermined direction in a side chain.
In the figure, a polymer liquid crystal 9 uniaxially oriented in a direction parallel to the paper surface is shown.
a is schematically represented by an ellipsoid. On the other hand, the dichroic dye 9b exhibits different absorbances for the incident light in the major axis and the minor axis of the molecule. In the dichroic dye 9b, the major axis of the molecule is aligned in a direction parallel to the paper surface according to the uniaxial orientation of the polymer liquid crystal 9a. With such a configuration, the polarizing layer 9 can selectively absorb and transmit the vibration component included in the incident light and convert it into substantially linearly polarized light. Note that a base alignment layer 22 for uniaxially aligning the polymer liquid crystal 9 a is provided between the substrate 2 and the polarizing layer 9.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図9及び図10に示し
た従来の構造では、偏光層9の表面付近に含まれる二色
性色素9bが液晶層3に溶け出すという課題があった。
これにより、信頼性の低下を招き、コントラストの悪化
などの恐れがあった。又、図9の従来例では偏光層9,
4は配向層を兼ねており、液晶層3を例えばツイスト配
向している。場合によっては、偏光層4,9の表面に別
途液晶層3に対する配向層を形成することがある。配向
層は例えばポリイミドからなる。ポリイミドを適当な溶
媒に溶かして偏光層4,9の表面に塗布し、配向層を形
成する。溶媒としてはNMP(n−メチル−2−ピロリ
ドン)やγ−ブチロラクトンなどが用いられる。しかし
ながら、これらの溶媒により偏光層4,9を構成する高
分子液晶9aが溶解し、充分な偏光性能が得られなくな
る恐れがあった。これらの溶媒を用いた場合、基板温度
が40℃を超えると偏光層を構成する高分子液晶が急激
に溶解してしまう。
In the conventional structure shown in FIGS. 9 and 10, there is a problem that the dichroic dye 9b contained near the surface of the polarizing layer 9 dissolves into the liquid crystal layer 3.
As a result, the reliability is lowered, and there is a fear that the contrast is deteriorated. In the conventional example shown in FIG.
Reference numeral 4 also serves as an alignment layer, and the liquid crystal layer 3 is twist-aligned, for example. In some cases, an alignment layer for the liquid crystal layer 3 may be separately formed on the surfaces of the polarizing layers 4 and 9. The alignment layer is made of, for example, polyimide. Polyimide is dissolved in an appropriate solvent and applied to the surfaces of the polarizing layers 4 and 9 to form an alignment layer. As a solvent, NMP (n-methyl-2-pyrrolidone), γ-butyrolactone, or the like is used. However, the polymer liquid crystal 9a constituting the polarizing layers 4 and 9 may be dissolved by these solvents, and sufficient polarizing performance may not be obtained. When these solvents are used, when the substrate temperature exceeds 40 ° C., the polymer liquid crystal constituting the polarizing layer is rapidly dissolved.

【0007】[0007]

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決する為に以下の手段を講じた。本発明に係る表示
装置は反射型であり基本的に一対の基板を用いて組み立
てられる。第一の基板は入射側に位置し電極が形成され
ている。第二の基板は反射側に位置し電極が形成されて
いるとともに、所定の間隙を介して該第一の基板に接合
している。両基板の間隙に液晶などの電気光学物質が保
持されている。又、第二の基板と液晶との間に偏光層が
介在している。この偏光層は高分子液晶に二色性色素を
分散した状態で一軸配向させたものであり、液晶パネル
の内部に組み込まれている。特徴事項として、前記偏光
層を該液晶から保護する為、両者の間に透明な保護層を
設けている。好ましくは、前記保護層はアクリル樹脂の
塗膜である。又好ましくは、前記第一の基板側には対向
電極が形成されている。一方、前記第二の基板側には該
偏光層及び該保護層を間にして画素電極とこれを駆動す
るスイッチング素子とが上下に分かれて集積形成されて
おり、いわゆるアクティブマトリクス構造となってい
る。画素電極と薄膜トランジスタなどからなるスイッチ
ング素子は該偏光層及び該保護層に開口したコンタクト
ホールを介して互いに電気接続されている。コンタクト
ホールは偏光層及び保護層を選択的にエッチングするこ
とで容易に形成することが可能である。好ましくは、前
記第一の基板には第二の基板側の該偏光層と吸収軸が直
交又は平行関係にある偏光板が設けられており、前記電
気光学物質はツイスト配向したネマティック液晶からな
る。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the following measures have been taken. The display device according to the present invention is of a reflection type and is basically assembled using a pair of substrates. The first substrate is located on the incident side and has an electrode formed thereon. The second substrate is located on the reflection side, has electrodes formed thereon, and is joined to the first substrate via a predetermined gap. An electro-optical material such as a liquid crystal is held in a gap between the two substrates. Further, a polarizing layer is interposed between the second substrate and the liquid crystal. This polarizing layer is uniaxially oriented in a state where a dichroic dye is dispersed in a polymer liquid crystal, and is incorporated in a liquid crystal panel. As a characteristic feature, a transparent protective layer is provided between the polarizing layer and the liquid crystal in order to protect the polarizing layer from the liquid crystal. Preferably, the protective layer is an acrylic resin coating. Preferably, a counter electrode is formed on the first substrate side. On the other hand, on the side of the second substrate, a pixel electrode and a switching element for driving the pixel electrode are vertically integrated and formed separately with the polarizing layer and the protective layer interposed therebetween, thus forming a so-called active matrix structure. . The switching element including the pixel electrode and the thin film transistor is electrically connected to each other via a contact hole opened in the polarizing layer and the protective layer. The contact hole can be easily formed by selectively etching the polarizing layer and the protective layer. Preferably, the first substrate is provided with a polarizing plate whose absorption axis is orthogonal or parallel to the polarizing layer on the second substrate side, and the electro-optical material is made of twisted nematic liquid crystal.

【0008】本発明では、高分子液晶と二色性色素の混
合物を用いてパネル内部に偏光層を形成している。偏光
層上にアクリル樹脂などからなる透明な保護層を形成す
ることにより、液晶への二色性色素の溶解を防ぐととも
に、偏光層上に配向層を成膜する時のダメージなどを防
止可能にしている。
In the present invention, a polarizing layer is formed inside a panel using a mixture of a polymer liquid crystal and a dichroic dye. By forming a transparent protective layer made of acrylic resin or the like on the polarizing layer, it is possible to prevent dissolution of the dichroic dye in the liquid crystal and to prevent damage when forming the alignment layer on the polarizing layer. ing.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係る表示装
置を示す模式的な部分断面図である。本表示装置は一対
の基板1,2を用いて組み立てられている。第一の基板
1は入射側に位置し、透明な電極6が形成されている。
第二の基板2は反射側に位置し、透明な電極11が形成
されているとともに、所定の間隙を介して第一の基板1
に接合している。両基板1,2の間隙には電気光学物質
として液晶3が保持されている。偏光層9が第二の基板
2と液晶3との間に介在している。偏光層9は外付けで
はなく、液晶パネル内に内蔵されている。この偏光層9
は高分子液晶に二色性色素を分散した状態で一軸配向さ
せたものである。特徴事項として、偏光層9を液晶3か
ら保護する為、両者の間に透明な保護層30を設けてい
る。この保護層30は例えばアクリル樹脂の塗膜からな
り、その厚みは例えば1μm程度である。なお、保護層
30としてフッ素系の樹脂を用いることもできる。この
場合、保護層30の膜厚は例えば0.3μm程度であ
る。場合によっては、上述した樹脂などの有機材料に代
えて、透明な無機材料を保護層30に用いることもでき
る。例えば、SiO2 を主体とするシリカ系材料(SO
G)を保護層30に用いることも可能である。この様な
保護層30を設けることにより、偏光層9に含まれる二
色性色素が液晶3中に溶解することを防止できる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a display device according to the present invention. This display device is assembled using a pair of substrates 1 and 2. The first substrate 1 is located on the incident side and has a transparent electrode 6 formed thereon.
The second substrate 2 is located on the reflection side, on which the transparent electrode 11 is formed, and the first substrate 1
Is joined to. A liquid crystal 3 is held in the gap between the substrates 1 and 2 as an electro-optical material. A polarizing layer 9 is interposed between the second substrate 2 and the liquid crystal 3. The polarizing layer 9 is not externally mounted but is built in the liquid crystal panel. This polarizing layer 9
Is a uniaxially oriented state in which a dichroic dye is dispersed in a polymer liquid crystal. As a feature, in order to protect the polarizing layer 9 from the liquid crystal 3, a transparent protective layer 30 is provided between them. The protective layer 30 is made of, for example, an acrylic resin coating and has a thickness of, for example, about 1 μm. Note that a fluorine-based resin can also be used for the protective layer 30. In this case, the thickness of the protective layer 30 is, for example, about 0.3 μm. In some cases, a transparent inorganic material can be used for the protective layer 30 instead of the organic material such as the resin described above. For example, silica-based material mainly the SiO 2 (SO
G) can be used for the protective layer 30. By providing such a protective layer 30, the dichroic dye contained in the polarizing layer 9 can be prevented from being dissolved in the liquid crystal 3.

【0010】本表示装置はいわゆるアクティブマトリク
ス型であり、基板1側には対向電極6が全面的に形成さ
れている。基板2側には偏光層9及び保護層30を間に
して画素電極11とこれを駆動するスイッチング素子と
が上下に分かれて集積形成されている。本例では、この
スイッチング素子は薄膜トランジスタ13からなる。画
素電極11と薄膜トランジスタ13は偏光層9及び保護
層30に開口したコンタクトホール23を介して互いに
電気接続されている。このコンタクトホール23は偏光
層9及び保護層30をフォトリソグラフィ及びエッチン
グでパタニングすることにより精密に形成することがで
きる。この構造では液晶3が対向電極6と画素電極11
によって直接保持されている為、信号電圧を効率よく印
加することができる。
The present display device is of a so-called active matrix type, and has a counter electrode 6 formed entirely on the substrate 1 side. On the substrate 2 side, a pixel electrode 11 and a switching element for driving the pixel electrode 11 are vertically integrated with a polarizing layer 9 and a protective layer 30 therebetween. In this example, this switching element is formed by the thin film transistor 13. The pixel electrode 11 and the thin film transistor 13 are electrically connected to each other via a contact hole 23 opened in the polarizing layer 9 and the protective layer 30. This contact hole 23 can be precisely formed by patterning the polarizing layer 9 and the protective layer 30 by photolithography and etching. In this structure, the liquid crystal 3 includes the counter electrode 6 and the pixel electrode 11.
, The signal voltage can be applied efficiently.

【0011】第一の基板1の外面には偏光板4が貼着さ
れている。この偏光板4は図8に示した従来のものを用
いている。これに代えて、偏光層を基板1の内面に形成
してもよい。第一の基板1側の偏光板4は第二の基板2
側の偏光層9と吸収軸が直交しており、いわゆるクロス
ニコル配置となっている。これに代えて、偏光板4と偏
光層9の吸収軸が平行となる様に配置してもよい。液晶
3は上下の配向層7,12によってツイスト配向したネ
マティック液晶を用いている。即ち、ツイストネマティ
ック液晶3は上下の基板1,2間で90度ツイストして
いるとともに、正の誘電異方性を有する。ツイストネマ
ティック液晶3の螺旋ピッチはモーガンの条件を満たす
様に設計されている。即ち、螺旋ピッチが入射光の波長
に対して充分長く設定されている。ツイストネマティッ
ク液晶3の液晶分子3aは上側の配向層7によって紙面
と垂直な方向に配向制御され、下側の配向層12によっ
て紙面と平行な方向に配向制御されている。この結果、
ツイストネマティック液晶3は上下の基板1,2間で9
0度ねじれた配向状態になる。上側の偏光板4の透過軸
は紙面と垂直に設定され、下側の偏光層9の透過軸は紙
面と平行に設定されている。上側の基板1の内表面には
画素電極11と対応する様にカラーフィルタ5が形成さ
れている。カラーフィルタ5と対向電極6との間には平
坦化膜5aが介在している。なお、カラーフィルタ5は
上側の基板1側ではなく、下側の基板2側に形成しても
よい。下側の基板2には拡散性を有する光反射層8が形
成されている。なお、光反射層8を鏡面反射性としても
よい。この場合には、上側の基板1に光拡散層を設ける
ことが好ましい。
A polarizing plate 4 is adhered to the outer surface of the first substrate 1. As the polarizing plate 4, the conventional polarizing plate shown in FIG. 8 is used. Instead, a polarizing layer may be formed on the inner surface of the substrate 1. The polarizing plate 4 on the first substrate 1 side is the second substrate 2
The absorption axis is orthogonal to the polarizing layer 9 on the side, and a so-called crossed Nicols arrangement is provided. Instead, the polarizing plate 4 and the polarizing layer 9 may be arranged so that the absorption axes thereof are parallel to each other. The liquid crystal 3 uses a nematic liquid crystal twist-aligned by the upper and lower alignment layers 7 and 12. That is, the twisted nematic liquid crystal 3 is twisted 90 degrees between the upper and lower substrates 1 and 2 and has a positive dielectric anisotropy. The helical pitch of the twisted nematic liquid crystal 3 is designed to satisfy Morgan's requirements. That is, the helical pitch is set sufficiently long with respect to the wavelength of the incident light. The alignment of the liquid crystal molecules 3a of the twisted nematic liquid crystal 3 is controlled by the upper alignment layer 7 in a direction perpendicular to the plane of the drawing, and the lower alignment layer 12 is controlled by the lower alignment layer 12 in a direction parallel to the drawing. As a result,
Twisted nematic liquid crystal 3 has 9
The orientation state is twisted by 0 degrees. The transmission axis of the upper polarizing plate 4 is set perpendicular to the paper surface, and the transmission axis of the lower polarizing layer 9 is set parallel to the paper surface. A color filter 5 is formed on the inner surface of the upper substrate 1 so as to correspond to the pixel electrode 11. A flattening film 5a is interposed between the color filter 5 and the counter electrode 6. The color filter 5 may be formed on the lower substrate 2 side instead of the upper substrate 1 side. A light reflecting layer 8 having a diffusivity is formed on the lower substrate 2. Note that the light reflection layer 8 may have a mirror-reflective property. In this case, it is preferable to provide a light diffusion layer on the upper substrate 1.

【0012】本実施形態に係る反射型表示装置はいわゆ
るアクティブマトリクス型であって、下側の基板2には
個々の画素電極11を駆動するスイッチング素子として
例えば薄膜トランジスタ13が形成されている。この薄
膜トランジスタ13はボトムゲート構造を有し、下から
順にゲート電極14、ゲート絶縁膜15、半導体薄膜1
6、ストッパ17を積層したものである。この薄膜トラ
ンジスタ13を被覆する様に層間絶縁膜18が形成され
ている。この上にはソース電極19及びドレイン電極2
0がパタニング形成されており層間絶縁膜18に開口し
たコンタクトホールを介して薄膜トランジスタ13に電
気接続している。この層間絶縁膜18の上に光反射層8
が形成されている。この光反射層8は画素電極11と対
応して画素毎に細分化されており、ドレイン電極20と
同電位である。反射層8は凹凸の光散乱面を有し、いわ
ゆるホワイトペーパーと呼ばれる表示画面を実現してい
る。薄膜トランジスタ13及び光反射層8の凹凸を埋め
る様に平坦化層21が形成されている。平坦化層21の
上には下地配向層22が形成されており、その上に成膜
される高分子液晶を一軸配向する為に用いられる。画素
電極11は保護層30、偏光層9、下地配向層22及び
及び平坦化層21を貫通して設けたコンタクトホール2
3を介して対応する薄膜トランジスタ13のドレイン電
極20に電気接続している。
The reflection type display device according to the present embodiment is of a so-called active matrix type, in which, for example, a thin film transistor 13 is formed on the lower substrate 2 as a switching element for driving each pixel electrode 11. The thin film transistor 13 has a bottom gate structure, and a gate electrode 14, a gate insulating film 15, and a semiconductor thin film 1 in this order from the bottom.
6, the stopper 17 is laminated. An interlayer insulating film 18 is formed so as to cover the thin film transistor 13. On top of this, the source electrode 19 and the drain electrode 2
0 is formed by patterning, and is electrically connected to the thin film transistor 13 through a contact hole opened in the interlayer insulating film 18. The light reflecting layer 8 is formed on the interlayer insulating film 18.
Are formed. The light reflection layer 8 is subdivided for each pixel corresponding to the pixel electrode 11 and has the same potential as the drain electrode 20. The reflective layer 8 has an uneven light scattering surface and realizes a display screen called a so-called white paper. A flattening layer 21 is formed so as to fill the unevenness of the thin film transistor 13 and the light reflection layer 8. A base alignment layer 22 is formed on the flattening layer 21 and is used to uniaxially align a polymer liquid crystal formed thereon. The pixel electrode 11 has a contact hole 2 provided through the protective layer 30, the polarizing layer 9, the base alignment layer 22, and the planarizing layer 21.
3 and is electrically connected to the drain electrode 20 of the corresponding thin film transistor 13.

【0013】引き続き図1及び図2を参照して本表示装
置の動作を説明する。図1は電圧無印加状態を表わして
いる。この状態で外光が上側の基板1に入射すると、ま
ず偏光板4により外光は紙面と垂直な振動成分を有する
直線偏光に変換される。ただし、反射型の場合明度を上
げる為、意図的に偏光度の低い偏光板4を使用する場合
がある。この時には外光は直線偏光ではなく楕円偏光に
変換される。直線偏光がツイストネマティック液晶3に
進入すると、電圧無印加状態ではその旋光性により直線
偏光が約90度回転して偏光層9に進む。偏光層9の透
過軸は紙面に平行に設定されている為、直線偏光はその
まま偏光層9を通過し光反射層8に至る。即ち、本実施
形態はノーマリホワイトモードであり、電圧無印加で入
射光のほとんどが透過するようになっている。偏光層9
を透過した直線偏光は光反射層8により反射され、入射
時と逆の経路でパネル外に出射される。なお、偏光層9
の透過軸が紙面と垂直に設定されている場合には、ツイ
ストネマティック液晶3を通過した直線偏光はほとんど
この偏光層9によって吸収され、いわゆるノーマリブラ
ックモードとなる。
The operation of the display device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a state where no voltage is applied. When external light is incident on the upper substrate 1 in this state, the external light is first converted by the polarizing plate 4 into linearly polarized light having a vibration component perpendicular to the paper surface. However, in the case of the reflection type, a polarizing plate 4 having a low polarization degree may be used intentionally in order to increase the brightness. At this time, the external light is converted into elliptically polarized light instead of linearly polarized light. When the linearly polarized light enters the twisted nematic liquid crystal 3, the linearly polarized light rotates by about 90 degrees due to the optical rotation thereof and advances to the polarizing layer 9 in a state where no voltage is applied. Since the transmission axis of the polarizing layer 9 is set parallel to the paper surface, the linearly polarized light passes through the polarizing layer 9 as it is and reaches the light reflecting layer 8. That is, the present embodiment is a normally white mode, in which most of the incident light is transmitted without applying a voltage. Polarizing layer 9
Is reflected by the light reflection layer 8 and is emitted out of the panel through a path opposite to that at the time of incidence. The polarizing layer 9
When the transmission axis is set to be perpendicular to the plane of the drawing, the linearly polarized light that has passed through the twisted nematic liquid crystal 3 is almost absorbed by the polarizing layer 9, resulting in a so-called normally black mode.

【0014】印加電圧を上げていくとツイストネマティ
ック液晶3の旋光性が次第に失われていく。図2に示す
様に充分に閾値以上の高電圧を印加すると、液晶分子3
aは垂直配向に移行し、旋光性はほとんど消失する。従
って、上側の偏光板4を透過した光はそのまま下側の偏
光層9に至る。ノーマリホワイトモードの場合、偏光板
4と偏光層9はクロスニコルに設定されている為、ツイ
ストネマティック液晶3を通過した直線偏光はほぼ偏光
層9によって完全に吸収される。ノーマリブラックモー
ドの場合には偏光板4と偏光層9の透過軸が平行にある
為、入射光のほとんどが透過し、光反射層8によってそ
のまま反射される。
As the applied voltage is increased, the optical rotation of the twisted nematic liquid crystal 3 is gradually lost. As shown in FIG. 2, when a high voltage higher than the threshold is applied, the liquid crystal molecules 3
a shifts to the vertical alignment, and the optical rotation almost disappears. Therefore, the light transmitted through the upper polarizing plate 4 reaches the lower polarizing layer 9 as it is. In the case of the normally white mode, the polarizing plate 4 and the polarizing layer 9 are set in crossed Nicols, so that the linearly polarized light that has passed through the twisted nematic liquid crystal 3 is almost completely absorbed by the polarizing layer 9. In the case of the normally black mode, since the transmission axes of the polarizing plate 4 and the polarizing layer 9 are parallel, most of the incident light is transmitted and reflected by the light reflecting layer 8 as it is.

【0015】図3を参照して偏光層及び保護層の形成方
法を詳細に説明する。まず配向工程(A)を行い、ガラ
スや石英などの絶縁性を有する基板2の表面を所定の配
向方向に沿って配向処理する。例えば、基板2の表面に
ポリイミドフィルムなどからなる下地配向層22を成膜
した後、配向方向に沿ってこのポリイミドフィルムをラ
ビングすればよい。なお、下地配向層22としてはポリ
イミドに代えて、ポリアミック酸やポリビニールアルコ
ールなどを用いることもできる。場合によっては、基板
2の表面を直にラビングしてもよい。
The method for forming the polarizing layer and the protective layer will be described in detail with reference to FIG. First, the alignment step (A) is performed, and the surface of the insulating substrate 2 such as glass or quartz is aligned along a predetermined alignment direction. For example, after a base alignment layer 22 made of a polyimide film or the like is formed on the surface of the substrate 2, the polyimide film may be rubbed along the alignment direction. In addition, polyamic acid, polyvinyl alcohol, or the like can be used as the base alignment layer 22 instead of polyimide. In some cases, the surface of the substrate 2 may be directly rubbed.

【0016】次に成膜工程(B)を行う。まず、高分子
液晶9aと二色性色素9bを溶媒に溶解した溶液をあら
かじめ調製しておく。この溶液を配向処理された基板2
の上に塗工して塗膜を形成する。なお、高分子液晶9a
は所定の転位点を境にして高温側の液相と低温側の液晶
相との間を相転位する性質を有する。高分子液晶9aと
二色性色素9bを適当な溶媒に溶解させ、スピンコー
ト、ワイヤコートあるいは各種の印刷などにより、すで
に配向処理を施された基板2の表面に塗布する。溶媒と
しては、例えばシクロヘキサノンとメチルエチルケトン
(MEK)を8:2の割合で混合した溶液を使用するこ
とができる。溶液を塗工した後溶媒が蒸発するのに充分
な温度で加熱乾燥する。
Next, a film forming step (B) is performed. First, a solution in which the polymer liquid crystal 9a and the dichroic dye 9b are dissolved in a solvent is prepared in advance. This solution is subjected to alignment treatment on substrate 2
To form a coating film. The polymer liquid crystal 9a
Has a property of causing a phase transition between a liquid phase on the high temperature side and a liquid crystal phase on the low temperature side at a predetermined dislocation point. The polymer liquid crystal 9a and the dichroic dye 9b are dissolved in an appropriate solvent, and applied to the surface of the substrate 2 that has been subjected to the alignment treatment by spin coating, wire coating, or various printings. As the solvent, for example, a solution in which cyclohexanone and methyl ethyl ketone (MEK) are mixed at a ratio of 8: 2 can be used. After applying the solution, heat and dry at a temperature sufficient to evaporate the solvent.

【0017】続いて温度処理工程(C)を行い、基板2
を一旦転位点以上に加熱した後転位点以下の室温まで除
冷し、成膜された高分子液晶9aを配向方向に整列させ
て偏光層9を形成する。なお、場合によっては液晶相で
一定時間放置することにより所望の一軸配向を得ること
も可能である。図示する様に、成膜段階では高分子液晶
に含まれる液晶分子はランダムな状態にあるのに対し、
温度処理工程後では液晶分子は配向方向に沿って整列
し、所望の一軸配向性が得られる。これに合わせて、二
色性色素も一軸配向状態となる。なお、上述した例では
すでにポリマー状態にある高分子液晶を溶媒に溶解して
基板に塗工しているが、これに代えてモノマー状態の材
料を使用することもできる。この場合、モノマー状態で
一軸配向させ、その後紫外線などを照射して重合させる
ことによりポリマーを得る。モノマー状態の液晶の粘度
が低い場合には、溶媒を用いることなく二色性色素を直
接液晶に溶解し、基板の上に塗布することも可能であ
る。
Subsequently, a temperature processing step (C) is performed, and the substrate 2
Is heated once to the dislocation point or higher, then cooled to room temperature below the dislocation point, and the formed polymer liquid crystal 9a is aligned in the alignment direction to form the polarizing layer 9. In some cases, it is possible to obtain a desired uniaxial orientation by allowing the liquid crystal phase to stand for a certain period of time. As shown, the liquid crystal molecules contained in the polymer liquid crystal are in a random state during the film formation stage,
After the temperature treatment step, the liquid crystal molecules are aligned along the alignment direction, and a desired uniaxial alignment can be obtained. At the same time, the dichroic dye also becomes uniaxially oriented. In the example described above, the polymer liquid crystal already in a polymer state is dissolved in a solvent and applied to the substrate, but a material in a monomer state may be used instead. In this case, a polymer is obtained by uniaxially orienting in a monomer state and then irradiating with ultraviolet rays or the like to polymerize. When the viscosity of the liquid crystal in the monomer state is low, the dichroic dye can be directly dissolved in the liquid crystal without using a solvent, and the solution can be applied onto a substrate.

【0018】最後に保護工程(D)を行い、偏光層9の
上に透明な保護層30を形成する。まず、二色性色素9
bを溶解し且つ高分子液晶9aを溶解しない溶剤を用い
て、偏光層9の表面付近に含まれる二色性色素9bを洗
い流す。この様な溶媒としては例えばエタノールを用い
ることができる。この後スピンコートなどの手法により
偏光層9の上に例えばアクリル樹脂を塗布する。塗布液
は例えばメトキシプロピルアセテートなどの溶媒にアク
リル樹脂を溶解したものである。この後加熱処理を施し
塗膜に含まれる溶媒を蒸発させる。この際、メトキシプ
ロピルアセテートなどの溶媒により偏光層9がダメージ
を受けない温度範囲で加熱処理(ベーク)を行う必要が
ある。具体的には、60℃以下の温度でベークを行うこ
とが好ましい。この際、真空ベークを行えば溶媒の蒸発
がより効率的になる。なお、保護層30として架橋重合
を行うタイプの透明樹脂を使用する場合には、適切な温
度で加熱を行い架橋重合をさせる。
Finally, a protection step (D) is performed to form a transparent protection layer 30 on the polarizing layer 9. First, the dichroic dye 9
The dichroic dye 9b contained in the vicinity of the surface of the polarizing layer 9 is washed away by using a solvent that dissolves b and does not dissolve the polymer liquid crystal 9a. For example, ethanol can be used as such a solvent. Thereafter, for example, an acrylic resin is applied on the polarizing layer 9 by a method such as spin coating. The coating liquid is obtained by dissolving an acrylic resin in a solvent such as methoxypropyl acetate. Thereafter, a heat treatment is performed to evaporate the solvent contained in the coating film. At this time, it is necessary to perform heat treatment (bake) in a temperature range in which the polarizing layer 9 is not damaged by a solvent such as methoxypropyl acetate. Specifically, it is preferable to perform baking at a temperature of 60 ° C. or less. At this time, evaporation of the solvent becomes more efficient if vacuum baking is performed. When a transparent resin of a type that performs cross-linking polymerization is used as the protective layer 30, the cross-linking polymerization is performed by heating at an appropriate temperature.

【0019】図4は、高分子液晶9aの具体例を示して
おり、いずれも側鎖型の化学構造を有している。(I)
は側鎖に入るペンダントとしてビフェニルベンゾアート
を有する高分子液晶を示している。即ち、アルキル主鎖
には所定の間隔で側鎖が結合している(図では1個の側
鎖のみ示している)。この側鎖のスペース長は炭素数で
6となっているが、本発明はこれに限られるものではな
い。この側鎖の先端にペンダントとしてビフェニルベン
ゾアートが結合している。(II)はペンダントとしてビ
フェニルベンゾアートに加えメトキシビフェニルを有す
る側鎖型高分子液晶を表わしている。メトキシビフェニ
ルが結合する側鎖のスペース長は炭素数で2個となって
いるが本発明はこれに限られるものではない。(III)
は、メトキシフェニルベンゾアートをペンダントとして
持つ側鎖型高分子液晶を示している。側鎖はスペース長
が炭素数で2個と6個のものを主鎖に結合している。
(I)型及び(II)型は(III)型に比べて耐溶剤性に優
れている。更には、(IV)で示す側鎖型高分子液晶も良
好な一軸配向性を示す。
FIG. 4 shows specific examples of the polymer liquid crystal 9a, each of which has a side chain type chemical structure. (I)
Indicates a polymer liquid crystal having biphenylbenzoate as a pendant entering a side chain. That is, side chains are bonded to the alkyl main chain at predetermined intervals (only one side chain is shown in the figure). The space length of this side chain is 6 in carbon number, but the present invention is not limited to this. Biphenyl benzoate is attached to the tip of this side chain as a pendant. (II) represents a side chain type polymer liquid crystal having methoxybiphenyl in addition to biphenylbenzoate as a pendant. The space length of the side chain to which methoxybiphenyl is bonded is 2 in carbon number, but the present invention is not limited to this. (III)
Shows a side chain type polymer liquid crystal having methoxyphenyl benzoate as a pendant. The side chain has a space length of 2 or 6 carbon atoms bonded to the main chain.
Types (I) and (II) have better solvent resistance than type (III). Furthermore, the side chain type polymer liquid crystal shown by (IV) also shows good uniaxial orientation.

【0020】図5は、二色性色素9bの具体例を表わし
ている。本例では色素A〜Eを混合して黒色の二色性色
素を調合した。色素Aは単独で青色を呈し、色素Bは単
独で黄色を呈し、色素Cは単独で赤色を呈し、色素Dは
単独で青紫色を呈し、色素Eは単独で青色を呈する。こ
れらの色素をA:B:C:D:E=2:1:1:1:1
の割合で混合し黒色の二色性色素を調製した。
FIG. 5 shows a specific example of the dichroic dye 9b. In this example, the dyes A to E were mixed to prepare a black dichroic dye. Dye A alone shows blue, Dye B shows yellow alone, Dye C shows red alone, Dye D alone shows blue-violet, and Dye E shows blue alone. These dyes are A: B: C: D: E = 2: 1: 1: 1: 1
To prepare a black dichroic dye.

【0021】最後に、図6及び図7を参照して、図1に
示した反射型表示装置の製造方法を詳細に説明する。ま
ず図6の工程(A)において、ガラス又は石英などから
なる絶縁性の基板2の上に薄膜トランジスタ13を集積
形成する。具体的には、高融点金属膜などからなるゲー
ト電極14をパタニング形成した後、CVDなどでシリ
コン酸化膜やシリコン窒化膜を堆積してゲート絶縁膜1
5とする。その上に多結晶シリコンなどからなる半導体
薄膜16を成膜し、薄膜トランジスタ13の素子領域に
合わせて島状にパタニングする。その上に、ゲート電極
14と整合する様に、ストッパ17を設ける。このスト
ッパ17をマスクとしてイオンドーピング又はイオンイ
ンプランテーションにより不純物を半導体薄膜16に注
入して、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ13を形成
する。この薄膜トランジスタ13をPSGなどからなる
層間絶縁膜18で被覆する。
Finally, with reference to FIGS. 6 and 7, a method of manufacturing the reflective display device shown in FIG. 1 will be described in detail. First, in the step (A) of FIG. 6, a thin film transistor 13 is integratedly formed on an insulating substrate 2 made of glass or quartz. Specifically, after a gate electrode 14 made of a refractory metal film or the like is formed by patterning, a silicon oxide film or a silicon nitride film is deposited by CVD or the like to form a gate insulating film 1.
5 is assumed. A semiconductor thin film 16 made of polycrystalline silicon or the like is formed thereon, and is patterned in an island shape according to the element region of the thin film transistor 13. A stopper 17 is provided thereon so as to match the gate electrode 14. Using the stopper 17 as a mask, an impurity is implanted into the semiconductor thin film 16 by ion doping or ion implantation to form a bottom-gate thin film transistor 13. This thin film transistor 13 is covered with an interlayer insulating film 18 made of PSG or the like.

【0022】工程(B)に進み、層間絶縁膜18にコン
タクトホールを開口した後、アルミニウムなどをスパッ
タリングし所定の形状にパタニングしてソース電極19
及びドレイン電極20に加工する。この時同時に光反射
層8を形成する。なお、光反射層8を形成する領域には
あらかじめ下地として凹凸が形成されており、この結果
光反射層8は光散乱性を備えることになり、いわゆるホ
ワイトペーパーの表示外観が得られる。更に、薄膜トラ
ンジスタ13及び光反射層8の凹凸を埋める様に、アク
リル樹脂などからなる平坦化層21を形成する。その上
に、ポリイミド樹脂を塗工してラビング処理を施し、下
地配向層22を設ける。その上に、一軸配向した高分子
液晶と二色性色素の混合物からなる偏光層9を形成す
る。具体的には、高分子液晶と二色性色素を溶解した溶
液を下地配向層22の上に成膜する。高分子液晶は所定
の転位点を境にして高温側のネマティック液晶相と低温
側のガラス固体相との間を相転位可能な材料である。例
えば、この高分子液晶は室温でガラス状態であり、好ま
しくは100℃以上に相転位点を持つ、主鎖型もしくは
側鎖型である。高分子液晶及び二色性色素を有機溶媒に
溶解させた後、スピンコーティングによって下地配向層
22の表面に塗布する。なお、スピンコーティングに代
えて、ディッピング又はスクリーン印刷などを用いて塗
布してもよい。この後、基板2を一旦転位点以上に加熱
した後、転位点以下の室温に除冷し、成膜された高分子
液晶を配向方向に整列させて偏光層9を形成する。続い
て、この偏光層9を被覆する様に保護層30を形成す
る。前述した様に、メトキシプロピルアセテートなどの
溶媒にアクリル樹脂を溶解した塗液をスピンコートなど
の手法により偏光層9の上に塗工する。そして、60℃
以下の温度で真空ベークを行い溶媒を蒸発させること
で、透明なアクリル樹脂からなる保護層30を形成す
る。保護層30の厚みは例えば1μm程度であり、偏光
層9の厚みは例えば0.8μm程度である。
Proceeding to step (B), after opening a contact hole in the interlayer insulating film 18, the source electrode 19 is formed by sputtering aluminum or the like and patterning it into a predetermined shape.
And a drain electrode 20. At this time, the light reflection layer 8 is formed at the same time. In the region where the light reflecting layer 8 is to be formed, irregularities are formed in advance as a base. As a result, the light reflecting layer 8 has light scattering properties, and a so-called white paper display appearance is obtained. Further, a flattening layer 21 made of an acrylic resin or the like is formed so as to fill the unevenness of the thin film transistor 13 and the light reflection layer 8. A rubbing treatment is applied thereon by applying a polyimide resin, and a base alignment layer 22 is provided. A polarizing layer 9 made of a mixture of a uniaxially oriented polymer liquid crystal and a dichroic dye is formed thereon. Specifically, a solution in which a polymer liquid crystal and a dichroic dye are dissolved is formed on the base alignment layer 22. The polymer liquid crystal is a material capable of phase transition between a high temperature side nematic liquid crystal phase and a low temperature side glass solid phase at a predetermined dislocation point. For example, the polymer liquid crystal is in a glassy state at room temperature, and is preferably a main chain type or a side chain type having a phase transition point at 100 ° C. or higher. After the polymer liquid crystal and the dichroic dye are dissolved in an organic solvent, the solution is applied to the surface of the base alignment layer 22 by spin coating. In addition, you may apply using dipping or screen printing etc. instead of spin coating. Thereafter, the substrate 2 is once heated to a temperature equal to or higher than the dislocation point, then cooled to room temperature equal to or lower than the dislocation point, and the formed polymer liquid crystal is aligned in the alignment direction to form the polarizing layer 9. Subsequently, a protective layer 30 is formed so as to cover the polarizing layer 9. As described above, a coating solution in which an acrylic resin is dissolved in a solvent such as methoxypropyl acetate is applied onto the polarizing layer 9 by a method such as spin coating. And 60 ° C
Vacuum baking is performed at the following temperature to evaporate the solvent, thereby forming a protective layer 30 made of a transparent acrylic resin. The thickness of the protective layer 30 is, for example, about 1 μm, and the thickness of the polarizing layer 9 is, for example, about 0.8 μm.

【0023】工程(C)に進み、保護層30の表面を全
面的に被覆する様にフォトレジスト10を塗工する。塗
工方法としてはスピンコートやスクリーン印刷などが利
用できる。工程(D)に進み、フォトレジスト10を露
光現像し下側のドレイン電極20と整合する領域に窓1
0aを設ける。
In step (C), a photoresist 10 is applied so as to cover the entire surface of the protective layer 30. As a coating method, spin coating or screen printing can be used. Proceeding to step (D), the photoresist 10 is exposed and developed to form a window 1
0a is provided.

【0024】図7の工程(E)に進み、パタニングされ
たフォトレジスト10をマスクとしてエッチングを行な
い、保護層30、偏光層9、下地配向層22、平坦化層
21を貫通するコンタクトホール23を開口する。ここ
では、酸素プラズマなどを照射するドライエッチングを
採用している。工程(F)に進み、使用済みのフォトレ
ジスト10を除去した後、保護層30の上にITOなど
からなる透明導電膜を成膜し、所定の形状にパタニング
して画素電極11に加工する。この画素電極11はコン
タクトホール23を介して薄膜トランジスタ13のドレ
イン電極20に電気接続する。図から明らかな様に、偏
光層9と画素電極11との間に保護層30が介在する構
造となっている。保護層30は画素電極11と偏光層9
の熱膨張率の違いによるストレスを吸収する緩衝効果が
ある。仮に、保護層30を介することなく画素電極11
と偏光層9が直接に接触していると、後工程で加わる加
熱処理によりダメージが発生し、例えば画素電極11の
表面が凹凸になる。後工程の加熱処理としては、例えば
ITOを画素電極11に加工する際に用いるレジストの
ベークなどが含まれる。
Proceeding to step (E) in FIG. 7, etching is performed using the patterned photoresist 10 as a mask to form a contact hole 23 penetrating through the protective layer 30, the polarizing layer 9, the base alignment layer 22, and the planarizing layer 21. Open. Here, dry etching in which oxygen plasma or the like is applied is employed. In step (F), after removing the used photoresist 10, a transparent conductive film made of ITO or the like is formed on the protective layer 30, patterned into a predetermined shape, and processed into the pixel electrode 11. The pixel electrode 11 is electrically connected to the drain electrode 20 of the thin film transistor 13 via the contact hole 23. As is clear from the figure, the structure is such that the protective layer 30 is interposed between the polarizing layer 9 and the pixel electrode 11. The protective layer 30 includes the pixel electrode 11 and the polarizing layer 9.
Has a buffer effect of absorbing stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion. It is assumed that the pixel electrode 11 is not provided without the protection layer 30 interposed therebetween.
When the polarizing layer 9 and the polarizing layer 9 are in direct contact with each other, damage is caused by a heat treatment applied in a later step, and for example, the surface of the pixel electrode 11 becomes uneven. The heat treatment in the later step includes, for example, baking a resist used when processing the ITO into the pixel electrode 11.

【0025】最後に工程(G)に進み、画素電極11及
び保護層30の上に有機配向層12を成膜する。即ち、
画素電極11の上及び画素電極11の間に露出した保護
層30の上に連続して水平配向剤を塗工しラビングして
配向層12を形成する。具体的には、ポリイミドをNM
Pやγ−ブチロラクトンなどの溶媒に溶解した配向剤を
塗布した後、溶媒を蒸発させる。この様にして得られた
配向層12の厚みは例えば30nm程度である。本発明
では偏光層9が保護層30により被覆されている為、配
向剤に含まれる溶媒が偏光層9に直接接触することがな
い。従って、偏光層9を構成する高分子液晶が溶解する
恐れがない。従来、保護層30を用いない場合には、高
分子液晶の溶解を可能な限り抑制する為、配向剤に含ま
れる溶媒を蒸発する為の処理温度は40℃〜50℃以下
に抑える必要があった。この後、図示しないが、あらか
じめ対向電極、カラーフィルタ及び配向層が形成された
上側の基板を所定の間隙を介して下側の基板2に接合
し、ネマティック液晶をこの間隙に注入すれば、反射型
表示装置が完成する。両基板を接合する際シール材を用
いるが、これを硬化する為に加熱処理が必要になる。こ
の加熱処理を行っても、偏光層9と画素電極11との間
に保護層30が介在している為、熱ストレスにより画素
電極11の表面が凹凸に波打つ様なことがない。
Finally, the process proceeds to the step (G), where the organic alignment layer 12 is formed on the pixel electrode 11 and the protective layer 30. That is,
A horizontal alignment agent is continuously applied on the pixel electrode 11 and on the protective layer 30 exposed between the pixel electrodes 11 and rubbed to form the alignment layer 12. Specifically, polyimide is NM
After applying an aligning agent dissolved in a solvent such as P or γ-butyrolactone, the solvent is evaporated. The thickness of the alignment layer 12 thus obtained is, for example, about 30 nm. In the present invention, since the polarizing layer 9 is covered with the protective layer 30, the solvent contained in the alignment agent does not directly contact the polarizing layer 9. Therefore, there is no possibility that the polymer liquid crystal constituting the polarizing layer 9 is dissolved. Conventionally, when the protective layer 30 is not used, in order to suppress the dissolution of the polymer liquid crystal as much as possible, it is necessary to suppress the processing temperature for evaporating the solvent contained in the alignment agent to 40 ° C. to 50 ° C. or lower. Was. Thereafter, although not shown, the upper substrate on which the counter electrode, the color filter, and the alignment layer have been formed in advance is bonded to the lower substrate 2 via a predetermined gap, and if the nematic liquid crystal is injected into this gap, the reflection will occur. The type display device is completed. When joining the two substrates, a sealing material is used, but heat treatment is required to cure the sealing material. Even if this heat treatment is performed, since the protective layer 30 is interposed between the polarizing layer 9 and the pixel electrode 11, the surface of the pixel electrode 11 does not become uneven due to thermal stress.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光反射層及び偏光層を内蔵した反射型の液晶表示装置に
おいて、偏光層を液晶から保護する為、両者の間に透明
な保護層を設けている。係る構成により、偏光層に含ま
れる二色性色素が液晶へ溶け出すことを防止でき、コン
トラストや信頼性の向上につながる。例えば、表示装置
の電圧保持率の低下や残留直流成分の増加を防ぐことが
できる。又、液晶を配向させる為の配向層を形成する
際、配向層の溶媒として用いられるNMPやγ−ブチロ
ラクトンなどによる偏光層の溶解を防ぐことができる。
更に、保護層の緩衝効果により、画素電極と偏光層の熱
膨張率の違いによって発生する画素電極のダメージを防
止することが可能である。
As described above, according to the present invention,
In a reflection type liquid crystal display device incorporating a light reflection layer and a polarizing layer, a transparent protective layer is provided between the two to protect the polarizing layer from liquid crystal. With such a configuration, the dichroic dye contained in the polarizing layer can be prevented from dissolving into the liquid crystal, which leads to improvement in contrast and reliability. For example, a decrease in the voltage holding ratio of the display device and an increase in the residual DC component can be prevented. Further, when forming an alignment layer for aligning the liquid crystal, dissolution of the polarizing layer by NMP or γ-butyrolactone used as a solvent for the alignment layer can be prevented.
Further, the buffering effect of the protective layer can prevent the pixel electrode from being damaged due to a difference in the coefficient of thermal expansion between the pixel electrode and the polarizing layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る偏光層及び保護層を内蔵した反射
型表示装置を示す模式的な部分断面図である。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view showing a reflective display device incorporating a polarizing layer and a protective layer according to the present invention.

【図2】図1に示した表示装置の動作説明に供する模式
的な部分断面図である。。
FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view for explaining the operation of the display device shown in FIG. .

【図3】偏光層及び保護層の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 3 is a process chart showing a method for producing a polarizing layer and a protective layer.

【図4】偏光層の形成に用いられる高分子液晶の具体例
を示す化学構造図である。
FIG. 4 is a chemical structure diagram showing a specific example of a polymer liquid crystal used for forming a polarizing layer.

【図5】偏光層の形成に用いられる二色性色素の具体例
を示す化学構造図である。
FIG. 5 is a chemical structure diagram showing a specific example of a dichroic dye used for forming a polarizing layer.

【図6】反射型表示装置の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 6 is a process chart showing a method for manufacturing a reflective display device.

【図7】反射型表示装置の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 7 is a process chart showing a method for manufacturing a reflective display device.

【図8】従来の偏光板の構造を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing the structure of a conventional polarizing plate.

【図9】従来の表示装置の構造を示す部分断面図であ
る。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a structure of a conventional display device.

【図10】図9に示した表示装置に組み込まれる偏光層
の構造を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a structure of a polarizing layer incorporated in the display device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板、2・・・基板、3・・・ツイストネマテ
ィック液晶、4・・・偏光板、6・・・対向電極、8・
・・光反射層、9・・・偏光層、11・・・画素電極、
13・・・薄膜トランジスタ、22・・・下地配向層、
30・・・保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Substrate, 3 ... Twisted nematic liquid crystal, 4 ... Polarizing plate, 6 ... Counter electrode, 8
..Light reflecting layers, 9 polarizing layers, 11 pixel electrodes,
13 ... thin film transistor, 22 ... underlying alignment layer,
30 ... Protective layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射側に位置する第一の基板と、反射側
に位置するとともに所定の間隙を介して該第一の基板に
接合した第二の基板と、両基板の間隙に保持された電気
光学物質と、該第二の基板と該電気光学物質との間に介
在する偏光層とを備えた表示装置であって、 前記偏光層は高分子液晶に二色性色素を分散した状態で
一軸配向させたものであり、 前記偏光層を該電気光学物質から保護する為、両者の間
に透明な保護層を設けたことを特徴とする表示装置。
1. A first substrate located on an incident side, a second substrate located on a reflecting side and joined to the first substrate via a predetermined gap, and held in a gap between the two substrates. An electro-optical material, a display device comprising a polarizing layer interposed between the second substrate and the electro-optical material, wherein the polarizing layer is a state in which a dichroic dye is dispersed in a polymer liquid crystal. A display device, which is uniaxially oriented, wherein a transparent protective layer is provided between the polarizing layer and the electro-optical material to protect the polarizing layer from the electro-optical material.
【請求項2】 前記保護層はアクリル樹脂の塗膜である
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
2. The display device according to claim 1, wherein the protective layer is an acrylic resin coating film.
【請求項3】 前記第一の基板側には対向電極が形成さ
れており、前記第二の基板側には該偏光層及び保護層を
間にして画素電極とこれを駆動するスイッチング素子と
が上下に分かれて集積形成されており、両者は該偏光層
及び該保護層に開口したコンタクトホールを介して互い
に電気接続されていることを特徴とする請求項1記載の
表示装置。
3. A counter electrode is formed on the first substrate side, and a pixel electrode and a switching element for driving the pixel electrode are disposed on the second substrate side with the polarizing layer and the protective layer interposed therebetween. 2. The display device according to claim 1, wherein the display device is formed in a vertically integrated manner, and both are electrically connected to each other via a contact hole opened in the polarizing layer and the protective layer.
【請求項4】 前記第一の基板には第二の基板側の該偏
光層と吸収軸が直交又は平行関係にある偏光板が設けら
れており、前記電気光学物質はツイスト配向したネマテ
ィック液晶であることを特徴とする請求項1記載の表示
装置。
4. The first substrate is provided with a polarizing plate whose absorption axis is orthogonal or parallel to the polarizing layer on the second substrate side, and the electro-optical material is a twist-aligned nematic liquid crystal. The display device according to claim 1, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7355662B2 (en) 2000-01-20 2008-04-08 International Business Machines Corporation Liquid crystal display panel and device thereof
US8154693B2 (en) 2008-07-04 2012-04-10 Hitachi Displays, Ltd. Liquid crystal display device and manufacturing method for same

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