KR100207135B1 - 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

반사형 액정표시소자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100207135B1
KR100207135B1 KR1019950036536A KR19950036536A KR100207135B1 KR 100207135 B1 KR100207135 B1 KR 100207135B1 KR 1019950036536 A KR1019950036536 A KR 1019950036536A KR 19950036536 A KR19950036536 A KR 19950036536A KR 100207135 B1 KR100207135 B1 KR 100207135B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
layer
substrate
crystal display
display device
Prior art date
Application number
KR1019950036536A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960015022A (ko
Inventor
유조 히사타케
료이치 와타나베
마키코 사토
히토시 하토
아키코 무라야마
Original Assignee
니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니시무로 타이죠, 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 니시무로 타이죠
Publication of KR960015022A publication Critical patent/KR960015022A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100207135B1 publication Critical patent/KR100207135B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13725—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective

Abstract

본 발명은 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽 주면에 매트릭스형상으로 배열한 복수의 화소전극과 이 전극간에 배치된 배선으로 이루어지는 제1전극이 형성된 제1기판과, 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향주면에 제2전극을 갖는 제2기판과, 상기 제1 및 제2기판간에 끼워진 액정조성물층과, 상기 제1기판의 한쪽 주면의 상기 제1전극이 형성된 영역 이외의 영역에 형성된 백색 반사층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 액정표시소자 및 그 제조방법
제1도는 종래의 편광판 2장을 구비하는 반사형 TN-LCD를 나타내는 단면도.
제2도는 종래의 편광판 1장을 구비하는 반사형 ECB-LCD를 나타내는 단면도.
제3도는 종래의 반사형 GH-PC-LCD를 나타내는 단면도.
제4도는 종래의 반사형 GH-HOMO-LCD를 나타내는 단면도.
제5도는 종래의 2층형 반사형 GH-HOMO-LCD를 나타내는 단면도.
제6도는 종래의 4분의 1 파장판을 이용한 반사형 GH-HOMO-LCD를 나타내는 단면도.
제7도는 본 발명의 액정표시소자의 한 예를 나타내는 단면도.
제8도는 본 발명의 액정표시소자의 다른 예를 나타내는 평면도.
제9도는 본 발명의 액정표시소자의 변조부와 비변조부의 한 예를 나타내는 평면도.
제10도는 본 발명의 액정표시소자의 다른 예를 나타내는 평면도.
제11a도 내지 제11f도는 본 발명의 액정표시소자의 제조 공정을 나타내는 단면도.
제12도는 본 발명의 액정표시소자의 다른 예를 나타내는 단면도.
제13a도 내지 제13d도는 본 발명의 실시예 1에 관련된 기판의 전극구조를 나타내는 평면도.
제14도는 본 발명의 실시예 1에 관련된 액정표시소자를 나타내는 단면도.
제15a도 및 제15b도는 본 발명의 실시예의 액정표시소자의 표시 원리를 설명하는 도면.
제16도는 액정표시소자의 반사율의 측정계를 나타내는 도면.
제17a도 내지 제17d도는 본 발명의 실시예 2에 이용한 기판의 전극 구조 및 칼라필터의 평면 구조를 나타내는 평면도.
제18도는 본 발명의 실시예 2에 관련된 액정표시소자를 나타내는 단면도.
제19a도 및 제19b도는 본 발명의 실시예 3에 이용한 기판을 나타내는 평면도.
제20a도 내지 제20c도는 본 발명의 실시예 6에 이용한 기판의 전극을 나타내는 평면도.
제21도는 본 발명의 실시예 6에 관련된 액정표시소자를 나타내는 단면도.
제22도는 본 발명의 실시예 7에 관련된 액정표시소자를 나타내는 단면도.
제23도는 본 발명의 실시예 8에 관련된 액정표시소자를 나타내는 단면도.
제24a도 및 제24b도는 본 발명의 실시예 9에 이용한 기판의 전극의 평면도 및 단면도.
제25a도 내지 제25c도는 본 발명의 실시예 10에 이용한 기판의 전극의 평면도 및 액정표시소자의 단면도.
제26도는 본 발명의 실시예 11에 관련된 액정표시소자를 나타내는 단면도.
제27a도 및 제27b도는 실시예 11의 액정표시소자의 동작을 설명하는 도면.
제28도는 본 발명의 액정표시소자의 실시예 12 내지 14에 사용하는 액정 셀의 단면도.
제29도는 실시예 12에 관련된 액정표시소자의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
제30도는 실시예 13 및 14에 관련되는 액정표시소자의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
제31도는 실시예 15에 관련된 액정표시소자의 SiOx층의 패턴의 형상을 나타내는 도면.
제32도는 실시예 15에 관련되는 액정표시소자를 나타내는 도면.
제33도는 실시예 15에 관련되는 액정표시소자에 있어서 SiOx층과 ITO층이 이차원적으로 분포하여 회절격자를 구성하고 있는 광확산층을 나타내는 단면도.
제34도는 2종류의 굴절율 매체를 3차원적으로 배치한 광확산층을 나타내는 단면도.
제35도는 2종류의 굴절율 매체를 2차원적으로 배치한 광확산층의 회절 현상을 나타내는 도면.
제36a도 내지 제36c도는 2종류의 굴절율 매체의 여러가지 분포 형상을 나타내는 도면.
제37도는 2종류의 굴절율 매체를 3차원적으로 배치한 광확산층의 광반사층의 반사 현상을 나타내는 도면.
제38도는 2종류의 굴절율 매체를 2차원적으로 배치한 광확산층의 광반사 현상을 나타내는 도면. 및
제39도는 광확산층과 반사층을 분리한 액정표시소자의 구성을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,11 : 상부기판(제1기판) 2,12 : 하부기판(제2기판)
3,4,13 : 투명전극 5a,5b : 액정조성물층
6,6a,6b,32,33,72 : 편광판 7 : 확산반사막
9,31 : 1/4 파장판 10 : 반사형 액정표시소자
12b : 유효표시영역 13a : ITO막
14 : 화소전극 15,56,70 : 액정층
16,17,55 : 배향막 18 : 스위칭소자
19 : SiOx층 20 : 백색 반사층
20a : 레지스트막 21 : 스페이스부
22 : 배선부 23 : 세그먼트
24 : 영역 25,25a : 레지스트막
26 : 마스크패턴 27 : 칼라필터
30 : 확산반사판 34 : Al 도전층
35 : 알루미늄층 40 : 휘도계
41,42 : 고연색형 형광등 43 : 샘플
51,52,60,63,65 : 유리기판 53 : 유리기판(상부)
54,64 : 전극 57,71 : 액정셀
58 : 파장위상차판 59 : 반사판
61 : SnO2층 62,73 : 광확산판
66 : 투명전극(신호전극) 68 : 시일부
69 : 스페이서 74 : 위상차판
131 : 도전체영역(상부기판) 132 : 도전체영역(하부기판)
본 발명은 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시소자(이하 LCD라고 약칭)는 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터, 투영형 TV, 소형 TV등에 널리 이용되고 있다.
최근, 백 라이트가 불필요한 반사형 LCD가 주목되고 있다. 반사형 LCD는 OA기기 등의 표시에 있어서 백 라이트를 필요로 하지 않기 때문에 소비전력의 저감을 실현할 수 있고, 휴대용으로 적합하다. 반사형 LCD는 외부의 빛을 이용하고 있기 때문에 LCD 자체의 반사율이 높지 않으면 실용상 문제가 된다.
반사형 LCD를, LCD 자체의 반사율의 관점으로 분류하면 편광판을 2장 이용하는 표시 모드, 1장 이용하는 표시 모드, 이용하지 않는 표시 모드의 3가지로 분류할 수 있다.
편광판을 2장 이용하는 표시 모드로서는 예를 들면 제1도에 나타내는 TN형 LCD가 있다. 이 TN형 LCD에서는, 상하 기판이 되는 제1, 제2기판(1,2)은 투명 전극(3,4)을 각각 가지고 있으며, 이들 기판사이에 액정조성물층(5)이 끼워 맞춰져 있다. 상하 기판이 되는 제1, 제2기판(1,2)외부면에 편광판(6a,6b)이 부착되며, 하부 기판이 되는 제2기판(2)측의 편광판(6b)외부면에 확산 반사판(7)이 부착되어 있다. 이 TN형 LCD의 광로(L)는 편광판을 4회, 기판을 4회 통과한다. 이들의 투과율 중, 편광판의 투과율은 1회분의 통과에서는 원리적으로 50%이하이며, 실제로는 40수%이다. 다른 편광판과 기판에 있어서도 그 자신의 흡수가 있기 때문에 반사율은 현저하게 낮다.
편광판을 1장 이용하는 표시 모드로서는 예를 들면 제2도에 나타내는 편광판(6)만을 가진 편광판 1장 모드 ECB형 LCD가 있다. 상기 제1도의 TN형 LCD와 비교하여 광로는 편광판을 2회, 기판도 2회밖에 통과하지 않는다. 또한, 이하 각도면에 있어서 같은 부호의 부분은 같은 부분을 나타낸다. 상기 TN형 LCD와 마찬가지로 편광판의 투과율은 적어도 1회분은 원리적으로 50% 이하이며, 실제로는 40수%정도이다. 그러나, 광로는 편광판 2회분, 기판 2회분의 광 흡수를 삭감할 수 있기 때문에 상기 TN형 LCD보다는 약간 반사율이 높다.
이것과 비교하여 편광판을 이용하치 않는 표시 모드는 예를 들면 제3도에 나타내는 게스트 호스트 액정의 액정 조성물층(5a)을 가진 고분자 폴리머 PC-GH형 LCD, 제4도에 나타내는 게스트 호스트 액정 조성물층(5b)을 가진 GH-HOMO형 LCD 및 제5도에 나타내는 2층의 게스트 호스트 액정 조성물층(5b)을 공통 기판(8)을 통하여 겹친 2층형 GH-HOMO형 LCD등이 있다.
제3도 내지 제5도에 나타내는 어떤 방식도 편광판을 이용하지 않기 때문에 상기한 편광판을 이용하는 표시 모드와 같이 투과율이 적어도 1회의 투과분은 투과율이 원리적으로 50% 이하이며, 실제로는 40수%인 편광판을 이용하지 않는 만큼 밝아지게 된다. 또한, 상기 편광판 1장 모드의 ECB형 LCD와 마찬가지로 반사판을 셀 내면에 설치하면 기판 2회분의 광 흡수를 삭감할 수 있다. 따라서, 상기 편광판을 이용한 표시 모드와 비교하여 반사율이 현저하게 높아진다.
또한, 제6도에 나타내는 반사형 LCD는 제1도에 나타내는 GH-HOMO형 LCD의 반사판(7)과 액정 셀 사이에 4분의 1 파장판(9)을 삽입한 것이며, 액정 셀을 통과한 입사광이 4분의 1 파장판(9)을 투과하고, 반사판(7)에서 반사되며, 다시 4분의 1 파장판(9)을 투과함으로써 위상이 2분의 1 파장 어긋나게 되어 다시 액정 셀에 입사하는 기능을 얻는 것이다.
이 구조는 제2도에 나타내는 2층형 GH-HOMO형 LCD와 같은 광 제어가 1층의 액정층, 1층의 액정 셀로 얻어지는 것이다.
그리고, 이들 반사형 LCD는 디스플레이며, 일반적으로는 전극을 이용하여 액정층에 전압을 인가하거나, 또는 전류를 흐르게 하거나 전계를 인가하여 표시를 실시하고 있다. 전극을 이용하기 때문에 반드시 절연 영역(전극이 없는 곳)이 필요하게 된다.
특히, 여러 가지 문자와 그림, 영상 등의 패턴을 표시하는 소자의 경우, 매트릭스 형상으로 전극을 형성한다. 매트릭스 형상으로 전극을 형성한 경우, 일반적으로는 상기 액정층에 전압을 인가하는 것 등을 목적으로 한 전극 이외에 배선도 필요하게 된다. 매트릭스에 전극을 형성하지 않는 경우라도 패턴이 어느 정도 복잡한 경우(예를 들면, 전자식 탁상 계산기, 시계 등에 응용되고 있는 7 세그먼트 표시)는 배선이 필요하게 된다. 이와 같이 LCD는 액정층에 전압을 인가하는 등을 목적으로 한 전극 및 절연 영역(전극이 없는 곳) 및 경우에 따라서는 배선의 3개의 영역으로 형성되어 있다.
본 명세서에서는 액정층에 전압을 인가하는 것 등을 목적으로 한 전극에 의해 액정이 응답하는 광반사층을 변조하는 영역을 변조부라고 칭하고, 그 이외의 영역을 비변조부라고 칭해 이 비변조부 중 상기 절연 영역을 스페이스부라고 칭하고, 상기 배선이 설치된 영역을 배선부라고 칭하기로 한다.
덧붙여 투광형 LCD에 있어서는, 상기 비변조부에 차광층을 설치한 것이 많다. 이 차광층은 매트릭스 표시소자의 경우, 일반적으로 블랙 매트릭스(BM)라고 불리운다. 이 차광층은 표시의 콘트라스트비 특성을 향상시키는 목적으로 설치되어있는 것이다. LCD의 표시 모드를 표시 제어의 관점으로 분류하면(투과형, 반사형에 한정되지 않고), 전압 등을 인가하지 않는 상태를 얻는 백색바탕모드(NW 모드라고 칭한다)와, 반대로 전압 등을 인가한 상태에서 밝은 상태를 얻는 흑색바탕모드(NB 모드라고 칭한다)로 크게 구별할 수 있다.
NW 모드의 경우, 상기 비변조부는 변조부의 상태에 구애되지 않고, 거의 항상 밝은 상태가 된다. 따라서, 상기 차광층을 설치하지 않는 경우, 전체(변조부와 비변조부)로서 어두운 상태의 휘도는 상기 차광층을 설치한 경우보다 높다. 따라서 콘트라스트비(밝은 상태의 휘도/어두운 상태의 휘도)는 차광층을 설치함으로써 향상한다. NB 모드의 경우, 상기 비변조부는 변조부의 상태에 구애되지 않고 거의 항상 어두운 상태가 된다. 따라서, NW 모드와 비교하면 전체(변조부와 비변조부)로서의 어두운 상태의 휘도는 어두워진다. 그러나, 일반적으로 알려진 NB 모드의 어두운 상태는 충분히 어두운 표시가 얻어지지 않는다. 이 때문에, 차광층을 설치함으로써 비변조부의 휘도를 확실하게 0으로 하여 높은 콘트라스트를 얻는 것이다.
그러나, 이 차광층을 설치하는 것은 전체의 표시 휘도(밝기)를 저하시키게 된다. 이것은 결점이 되지만 투과형 LCD의 경우, 백 라이트를 이용하고 있기 때문에 이 백 라이트의 휘도를 향상시킴으로써 표시 휘도(밝기)를 유지할 수 있다. 이와 같이 콘트라스트를 얻기 위해서 차광층을 설치하는 경우가 많다.
이에 대해, 반사형 LCD에서는 이용하는 빛이 외광이며, 디스플레이 측에서는 입사광량을 제어할 수 없다. 따라서, 상기 차광층을 반사형에 적용하면 표시 휘도를 현저하게 저하시켜버리기 때문에 일반적으로는 이용되고 있지 않다(구동 소자로서의 TFT는 빛에 의해 영향받기 때문에 그 영향을 방지하는 목적으로 비변조부 중 필요한 부분에만 차광층을 설치하는 것이 있다). 처음에는 반사형 LCD의 경우, 이용하는 빛은 외광이며, 디스플레이 측에서는 입사광량을 제어할 수 없기 때문에, 가장 중요시되는 특성은 밝기(휘도)가 되고 있다. 이와 같기 때문에 일반적인 종래의 반사형 LCD는 비변조부에 차광층을 설치하지 않는다.
그러나, 차광층이 없어도 종래의 반사형 LCD의 표시 휘도는 충분한 값이 얻어지지 않는다. NW 모드의 경우, 비변조부는 대략 항상 밝은 상태가 되기 때문에 전체의 표시 휘도는 어느 정도 얻어지지만 반사형 LCD는 모두 어두운 상태를 얻기 위해서 편광판과 염료를 이용하고 있으며, 실제로는 밝은 상태에 대해서도 어느 정도의 광흡수를 피할 수 없다. 따라서 결과적으로는 충분한 밝기는 얻어지지 않는다. NB 모드의 경우 비변조부는 대략 항상 어두운 상태가 되기 때문에 전체의 표시 휘도는 당연히 어둡다.
이와 같이, 종래의 반사형 액정 표시소자는 디스플레이로서 이용하는 경우, 비변조부에 있어서도 반사율이 낮고, 특히 흑색바탕 모드인 경우에 그 영향은 현저하고, 전체의 표시 휘도를 현저하게 저하시키고 있다.
본 발명의 목적은 흑색바탕 모드, 백색바탕모드에 관한 것이 아니라 전체의 반사율을 높게 하는 새로운 반사형 액정 표시소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이와 같은 반사형 액정표시소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판사이에 끼워맞춰진 액정조성물층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정 조성물이 응답하고, 입사하는 빛의 반사량을 변조하는 변조부; 이 변조부 이외의 영역인 비변조부; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면과는 반대측 면에 형성된 광확산층; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면의 상기 비변조부에 대응하는 영역의 적어도 일부에 형성된 제1반사층을 구비하는 반사형 액정표시소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판사이에 끼워 맞춰진 액정 조성물층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정 조성물이 응답하고, 입사하는 빛의 반사량을 변조하는 변조부; 이 변조부 이외의 영역인 비변조부; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 형성된 광확산층; 및 상기 광확산층상의 상기 비변조부에 대응하는 영역의 적어도 일부에 형성된 제1반사층을 구비하는 반사형 액정표시소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 관찰되는 측에 배치되며, 한쪽의 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판 사이에 끼워 맞춰진 액정 조성물층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정 조성물이 응답하고, 입사하는 빛의 반사량을 변조하는 변조부; 이 변조부 이외의 영역인 비변조부; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면과는 반대측 면에 형성되며, 굴절율이 다른 제1 및 제2투명굴절율 매체를 대략 평면적으로 배치하여 이루어진 회절 격자로 이루어진 광확산층; 및 상기 제2기판의 어떤 한쪽 주요면에 형성된 거울면 반사층을 구비하는 반사형 액정 표시소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 관찰되는 측에 배치되며, 한쪽의 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판 사이에 끼워 맞춰진 액정 조성물층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정조성물이 응답하며, 입사되는 빛의 반사량을 변조하는 변조부, 및 상기 제1기판의 어느 한 쪽 주요면의 상기 비변조부에 대응하는 영역의 적어도 일부에 형성된 백색반사층을 구비하는 반사형 액정 표시소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 관찰되는 측에 배치되며, 한쪽의 주요면에 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소 전극과 이들 전극 사이에 배치된 배선으로 이루어진 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판 사이에 끼워 맞춰진 액정 조성물층; 상기 제1기판의 한쪽의 주요면의 상기 제1전극이 형성된 영역이외의 영역에 형성된 백색 반사층을 구비하는 반사형 액정 표시소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 제1기판의 한쪽 주요면에 투명 도전층을 입혀 붙이는 공정 ; 상기 투명 도전층상에 레지스터 패턴을 형성하는 공정; 상기 레지스터 패턴을 마스크로서 이용하여 상기 투명 도전층을 에칭하고, 투명 도전층으로 이루어진 전극 패턴을 형성하는 공정; 상기 전극 패턴 및 상기 레지스터 패턴을 가지는 기판면에 백색층을 입혀 붙이는 공정; 상기 레지스터막을 그 위의 백색층과 함께 제거하여 전극 패턴 이외의 영역에 백색 반사층을 형성하는 공정을 구비하는 반사형 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 제1기판의 한쪽 주요면에 착색층을 입혀 붙이는 공정, 상기 착색층상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정; 상기 레지스터 패턴을 마스크로서 이용하여 상기 착색층을 에칭하여 착색층으로 이루어진 칼라필터 패턴을 형성하는 공정; 상기 칼라필터 패턴 및 레지스트 패턴을 가지는 기판의 주요면에 백색층을 입혀 붙이는 공정; 상기 레지스트막을 그 위의 백색층과 함께 제거하여 착색층 이외의 영역에 백색 반사층을 형성하는 공정을 구비하는 반사형 액정표시소자의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 관찰되는 측에 배치되며, 한쪽의 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판, 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판 및 상기 제1 및 제2기판사이에 끼워 맞춰지며, 흑색 염료를 함유하는 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정으로 이루어진 액정 조성물층을 구비한 액정 셀; 상기 액정 셀이 관찰되는 측에 배치되며, 표면에 반사 방지막이 입혀 부착된 광확산판; 상기 액정 조성물층이 관찰되는 측과는 반대측에 배치된 거울면 반사 부재; 상기 액정 조성물층과 상기 거울면 반사 부재 사이에 배치되며, 통과하는 빛의 위상을 1/4 파장 어긋나게 하는 1/4 파장 위상차판을 구비하는 반사형 액정표시소자가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 관찰되는 측에 배치되며, 한쪽 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판, 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주요면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주요면에 제2전극을 가지는 제2기판 및 상기 제1 및 제2기판사이에 끼워 맞춰지며, 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정으로 이루어진 액정 조성물층을 구비한 액정 셀; 상기 액정 셀이 관찰되는 측에 배치되며, 표면에 반사 방지막이 입혀 부착된 광확산판; 상기 액정 조성물과 상기 광확산판 사이에 배치된 편광판; 상기 액정 조성물층이 관찰되는 측과는 반대측에 배치된 거울면 반사 부재; 상기 편광판과 상기 액정 조성물과의 사이에, 또는 상기 액정 조성물층과 상기 거울면 반사 부재의 사이에 배치된 위상차판을 구비하는 반사형 액정표시소자가 제공된다.
이하, 본 발명의 액정표시소자의 구성 및 작용에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한 각 도면에 있어서 같은 부호 부분은 같은 부분을 나타낸다.
본 발명의 제1상태에 관련된 액정표시소자는 비변조부의 일부 또는 전체부분의 영역에 백색 반사층을 설치한 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 가지는 본 발명의 제1상태에 관련된 액정표시소자의 구체적인 형태로는 이하와 같은 것을 예로 들 수 있다.
(1) 백색 반사층은 제1기판의 상기 제1전극이 형성되어 있는 주요면에 형성되어 있는 반사형 액정표시소자.
(2) 백색 반사층이 백색 안료를 분산한 레지스트 재료로 이루어진 반사형 액정표시소자.
(3) (2)에 있어서, 백색 안료가 TiO2를 주성분으로 한 것으로 이루어진 반사형 액정표시소자.
(4) 제1 및 제2기판의 적어도 한쪽은 칼라필터를 가지고 있으며, 이 칼라필터의 착색층 이외의 부분에 대응하는 기판의 전극이 형성되어 있는 주요면의 측에 백색 반사층이 설치되어 있는 반사형 액정표시소자.
(5) 액정 조성물이 2색성 염료를 함유하는 반사형 액정표시소자.
(6) 액정 조성물이 흑색 염료를 함유하는 양의 유전이방성을 나타내는 네마틱액정이며, 상기 제1 및 제2기판 사이에 있어서 균일한 분자 배열하고 있으며, 상기 제2기판 측에 4분의 1 파장판 및 제2반사판이 배치되어 있는 반사형 액정표시소자.
(7) 백색 반사층이 제1 및 제2기판의 간격을 제어하는 기판간격재를 겸한 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
다음에, 본 발명의 제1형태에 관련된 반사형 액정표시소자의 구성, 동작, 제조공정에 대해서 설명한다.
제7도는 비변조부의 일부 또는 전체의 영역에 상기 백색 반사층을 설치한 액정 셀 구조를 설명한 것이다. 즉, 관측측의 상부 기판이 되는 제1기판(11)은 내면에 백색 반사층(20)과 스트라이프 형상 투명 전극(13)을 가지며, 대향 기판이 되는 제2기판(12)은 면위에 MIM 스위칭 소자(18)를 가진 화소 전극(14)을 다수배열하고 있다. 양 기판의 전극측의 면에는 배향막(16,17)이 형성되며, 기판 사이에 액정층(15)이 끼워 맞춰져 있다. 또한, 하부 기판이 되는 제2기판(12)의 외부면에 확산 반사판(30)이 부착되어 반사형 액정 표시소자(10)가 구성된다.
전극 영역은 인가 전압에 의해 액정이 응답하고, 광반사량을 변조하는 영역이며, 변조부(A)를 구성한다. 그 밖의 다른 부분은 광반사량을 제어할 수 없는 영역이며, 비변조부(B)를 구성한다. 그 비변조부(B)는 전극사이의 간격인 스페이스부(21)와 전극(13)을 동작시키는 배선부(22)가 차지하는 영역이다. 백색 반사층(20)이 이 비변조부(B)의 상부 기판 내면의 스트라이프 형상 전극(13)사이에 설치된다.
백색 반사층(20)은 예를 들면 MgO을 주성분으로 한 백색 안료이며, 이른바 완전 확산 반사에 가까운 반사 특성을 나타내는 것이 바람직하다.
완전 확산 반사라고 하는 것은 입사광(Li)의 입사 각도에 의하지 않고, 반사광(Lr)이 여러 가지 각도로 균등하게 반사하는 반사 특성을 말하며, 환경(입사광의 방위별 간격)에 의하지 않고, 어떤 각도에 있어서도 고휘도를 얻는 반사 특성을 말한다. 즉, 본 발명의 액정표시소자의 비변조부의 일부 또는 전부의 영역에 이용하는 백색 반사층은 종래의 반사형 LCD의 비변조부(차광층을 설치하거나 아무 것도 설치하지 않은 (배선과 액정층이 그 영역을 차지한다))보다 높은 반사율을 얻게 된다.
전술한 바와 같이, 반사형 LCD에 가장 요구되는 성능은 밝기, 즉 반사율이다. 종래, 투과형 LCD에 있어서는 콘트라스트비 특성을 높이기 위하여 비변조부에는 차광층을 설치하는 것을 실시하고 있지만 반사형 LCD에 있어서, 이 비변조부에 대해 밝기, 즉 반사율 성능을 높이는 대책을 다루지 않았었다. 이 때문에 변조부와 비변조부를 합친 전체의 반사율은 낮았었다.
이에 대해, 본 발명에서는 상기 비변조부에 반사율이 현저하게 높은 백색 반사층을 설치하고 있으며, 비변조부에서는 변조부의 상태에 구애되지 않고 항상 높은 반사를 얻는다. 따라서, 전체의 반사율은 상기 백색 반사층을 설치하지 않는 경우와 비교하여 현저하게 향상한다.
백색 반사층은 전술한 바와 같이 종래의 반사형 LCD의 비변조부보다 높은 반사율을 얻도록 층 두께와 배치를 구성하면 전술한 효과가 얻어진다. 예를 들면 제8도에 나타내는 바와 같이, 비교적 표시 패턴이 큰 7세그먼트(23)로 이루어진 캐릭터 표시에 응용하는 경우, 비변조부(B)의 관측측의 상부 기판이 되는 제1기판(11)을 외부면에 충분한 완전 확산 반사 특성을 얻을 수 있는 막두께로 백색 반사층(20)을 설치하면 좋다. 그러나, 표시 패턴이 기판(11)의 판 두께보다 미세한 고정세 패턴인 것에 있어서는 기판 두께에 의한 시차를 방지하기 위하여 제7도에 나타내는 바와 같이 기판 내면에 백색 반사층(20)을 설치하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 효과는 종래의 반사형 LCD의 비변조부 보다 높은 반사율을 얻도록 백색 반사층의 층 두께와 배치를 구성하면 층 두께에 상관없이 얻어지기 때문에 막두께는 액정 층 두께(기판 간격)에 미칠 필요는 없고, 상기 백색반사층을 기판 작성 공정으로 한쪽 기판에 형성하는 제조방법으로 하는 경우, 액정층에서의 광흡수를 피하기 위하여 관찰측의 기판 내면에 설치한 쪽이 좋다. 특히 액정층에서 광흡수층이 많은 염료 첨가형 반사형 LCD에 있어서는 상기 구성으로 하는 효과가 크고, 그 중에서도 전압 무인가시에 어두운 상태를 나타내는 NB모드에서는 액정층에서의 광흡수량이 매우 높기 때문에 그 효과는 크다.
또한, 본 발명을 매트릭스형 LCD에 응용하는 경우, 상기 비변조부(B)에는 필연적으로 배선이 설치되게 된다. 여기에 배선이라고 하는 것은 변조부에 전압등을 인가하기 위하여 셀 외부와 변조부의 전극을 접속하기 위하여 설치된 도전체이다.
예를 들면 단순 매트릭스 구조의 전극 구성인 경우, 제9도에 나타내는 바와 같이, 한 개의 화소를 구성하는 영역(24)내의 전극 패턴 중 상하 전극의 교차부(변조부A)이외의 도전체 영역(131,141)을 가리킨다.
전술한 전체의 반사율을 가장 향상시키는 데에는 상기 백색 반사층은 평면적으로 보아 표시 영역내의 비변조부(B)전역에 설치하면 좋게 된다.
그러나, 제10도에 나타내는 바와 같은 MIM 소자(18)가 부착된 매트릭스형상전극의 제1기판(11)을 이용하는 경우, 일반적으로는 배선(22)에는 차광성이 있는 도전물(예를 들면 Al)을 이용한다. 이와 같이 배선에 차광성이 있는 재료를 이용하여 이 기판에 백색 반사층(20)을 표시 영역내의 비변조부(B)전역에 기능하도록 설치하기 위해서는 상기 배선의 하층에 백색 반사층을 설치하지 않으면 안된다.
그러나, 상기 배선의 하층에 설치하는 데에는 백색 반사층(20) 위에 배선층(22)을 형성할 필요가 있으며, 배선의 패턴 형성 공정에 있어서, 백색 반사층 재료로의 내성이 요구된다. 따라서, 매트릭스형 LCD에 있어서는 실용적으로 제4도에 나타내는 바와 같이 표시 영역내의 비변조부(B)(화소전극(13)이외의 영역)의 내부, 배선부(22)이외의 영역, 즉 스페이스부(21)에만 상기 백색 반사층(20)을 설치한 구조로 하면 배선의 패턴 형성공정에서는 백색 반사층 재료의 내성을 필요로 하지 않게 된다.
또한, 본 발명에 이용하는 백색 반사층은 강한 확산 반사가 얻어지는 것이면 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다. 이러한 강한 확산 반사가 얻어지는 재료로는 알루미나(산화 알루미늄), 전술한 MgO(산화 마그네슘)등을 적용할 수 있지만 특히 재료로서 백색 안료를 분산한 레지스트 재료를 이용하면 상기 백색 반사층의 패턴 형성공정에 있어서, 상기 백색 반사층 재료 그것을 노광, 현상하는 것만으로도 형성할 수 있다. 따라서, 별도로 레지스트 재료를 이용하여 소광, 현상한 후에 에칭을 필요로 하는 재료에 비해 공정을 간략화할 수 있다. 이 백색 안료에 이용하는 재료로서는 분산성의 점에서 TiO2가 특히 우수하다. 본 발명의 백색 반사층에 백색 안료를 분산한 레지스트 재료를 이용하는 경우도 마찬가지로 TiO2가 특히 뛰어나다.
또한, 칼라필터를 이용하여 칼라 표시를 실시하는 반사형 LCD에 본 발명을 적용하는 경우, 변조부와 거의 같은 형태의 착색층을 형성하고, 이 착색층 이외의 영역에 상기 백색 반사층을 설치하면 상기 착색층의 층 두께에 의해 생기는 표면 단차를 상기 백색 반사층에서 해소하는 것이 가능하게 된다. 또한, 백색 반사층을 백색 안료를 분산한 레지스트 재료로 형성하는 경우, 상기 착색층 자체를 포토마스크로 하여 내부면 노광에 의해 패터닝하는 것도 가능하게 된다. 또한, 착색층 이외의 영역에 백색 반사층을 설치함으로써 전술한 전체의 반사율을 향상시키는 효과외에 비변조부의 색부착을 방지할 수 있는 효과도 얻어진다.
본 발명의 제1형태의 효과는 여러 가지 반사형 LCD에 있어서 얻어지지만 특히 액정층에 염료가 첨가되어 있는 방식(액정재료에 염료를 첨가함으로써 일반적으로 게스트호스트(GH)형 LCD라고 불리운다)에 응용하면 그 효과는 크다.
액정층에 염료가 첨가되어 있는 방식은 액정층에서의 강흡수 정도가 염료가 첨가되어 있는 만큼 높기 때문이다.
전술한 바와 같이, 제3도, 제4도에도 나타낸 종래의 GH형 LCD는 1층의 액정층(1장의 셀)으로 높은 콘트라스트비가 얻어짐과 동시에 액정층 1층에서 표시를 얻는 기능을 가지고 있기 때문에 변조부의 반사율도 높다. 따라서, 염료로서 흑색 염료를 이용하여 4분의 1파장판으로서 가시광 파장 전역에 대해서 각 파장의 4분의 1파장의 위상차가 얻어지는 4분의 1 파장판(예를 들면 다른 2종류의 재료로 이루어진 연신(延伸)필름을 광축을 어긋나게 하여 적층하고, 각각의 위상차의 파장 의존성을 짜맞추어 모든 파장에 대해 4분의 1 파장의 위상차가 얻어지도록 하면 좋다.)을 이용하면 변조부에서는 매우 높은 콘트라스트비와 반사율이 얻어진다.
이 표시 모드의 경우, 비변조부는 변조부의 상태에 구애되지 않고 항상 어두운 상태이다. 즉, NB모드이다. 따라서, 본 발명과 같이 비변조부에 백색 반사층을 설치하면 전체의 반사율은 현저하게 향상한다.
제10도에 나타내는 본 발명의 구성은 관찰측의 기판(11)으로서 MIM 소자 부착 도트 매트릭스 기판을 이용하여 배선부, 변조부이외의 영역 즉 스페이스부(21) 전역에 백색 반사층(20)을 설치하고 있지만 이 백색 반사층(20)부착 기판(11)을 제11a도∼제11f도에 나타내는 제작방법으로 작성한다.
공정(Ⅰ)
관찰측이 되는 제1기판(11)의 한 표면에 MIM 소자(18) 및 배선(22)을 형성한다(제11a도).
공정(Ⅱ)
스패터링법에 의해 인듐 산화물(ITO)막(13a)을 기판 표면에 성막한다. 이 ITO막(13a)상에 레지스트막(25a)을 도포에 의해 착색한다(제11b도).
공정(Ⅲ)
레지스트막(25a)을 마스크 패턴(26)을 통하여 자외선 UV로 노광하고, 다음 공정에서 화소 전극(13)이 되는 ITO막 위의 레지스트막(23)만을 남겨 현상한다(제11c도).
공정(Ⅳ)
다음에 레지스트막(25)을 마스크로 하여 ITO막(13a)을 에칭하여 화소전극 부분만으로 이루어진 전극 패턴을 형성한다(제11d도).
공정(Ⅴ)
기판 전면에 TiO2를 혼입한 레지스트막(20a)을 도포에 의해 입혀 부착한다(제11e도).
공정(Ⅵ)
화소전극(13)위의 레지스터막(25)을 박리하고, 동시에 화소전극 위에 도포된 TiO2를 혼입한 레지스트막(20a)을 제거한다. 이 결과, 화소전극(13)위를 제거한 영역 즉 비변조부(B)에 백색 반사층(20)이 형성된다(제11f도).
이와 같이, 배선(22)과 화소전극(13)의 패턴 형성은 포토리소그래피로 실시되고 있으며, 이용하고 있는 레지스트는 포지티브형(자외선이 조사된 영역만이 현상 공정으로 제거되는 타입의 레지스트)이다. 제11a도 내지 제11f도에 나타내는 제작 방법의 특징은 배선부, 변조부의 패턴 형성 공정에 이용한 레지스트를 박리하지 않고 이 위에 백색 반사층의 재료를 도포한 후, 상기 배선부, 변조부의 패턴형성 공정에 이용한 레지스트를 박리함으로써 상기 배선부, 변조부의 패턴 형성공정에 이용한 레지스트 위에 백색 반사층 만을 상기 레지스트와 동시에 박리함으로써 배선부, 변조부 이외의 영역에 상기 백색 반사층을 패턴 형성할 수 있다.
이상과 같이 다른 패턴 형성 공정에 이용한 레지스트를 박리하지 않고 그 위에 막 형성을 실시하여 상기 레지스트를 박리함으로써 그 위에 형성한 막의 패턴 형성을 실시하는 것을 일반적으로 리프트오프법이라고 불리우고 있다. 본 발명의 제1형태에 관련된 액정표시소자에 있어서, 이 방법을 이용하여 상기 백색 반사층을 형성하면 백색 반사층의 패턴 형성을 위한 현상과 노광공정이 필요하지 않게 되기 때문에 싼 제조 비용으로 제조할 수 있게 된다. 또한, 상기 백색 반사층의 패턴과, 변조부, 배선부의 맞춤 정밀도도 충분히 얻어진다. 이것은 각각 현상, 노광공정을 실시하고 있지 않기 때문이다. 이 리프트오프법은 변조부 이외의 전역에 백색 반사층의 패턴 형성을 실시하는 경우와 칼라필터의 착색층 이외의 영역에 패턴 형성을 실시하는 경우라도 변조부와 칼라필터의 착색층이 포지티브형 레지스트를 이용한 포토리소그래피법으로 실시하는 것이면 같은 작용, 효과가 얻어진다.
또한, 제12도에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 이용하는 백색 반사층(20)을 셀 내면에 형성하고, 상기 백색 반사층의 막두께를 원하는 액정 조성물(15)의 층 두께로 하면 상기 백색 반사층은 기판간격재의 기능을 얻는다. 이 경우, 기판 간격재로서 이른바 입자 형상 스페이서를 기판 전역에 도포하는 방식과 비교하여 공정을 간략화할 수 있고 변조부로의 영향을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1형태에 관련된 액정표시장치의 작용에 대해서, 구성의 한 예 등을 이용하여 설명해왔지만, 본 발명의 제1형태의 작용, 효과는 이들 한 예로 취해지지 않고 본 발명의 제1형태의 특징을 얻는 구성, 재료, 제작 방법이면 같은 작용, 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 이용하는 기판으로서는 TFT소자가 붙은 도트 매트릭스 기판이라도 같은 작용, 효과가 얻어진다.
또한, 백색 반사층은 다소 색이 바래있다 하여도 변조부의 어두운 상태의 반사율 또는 종래기술의 비변조부보다 높은 반사율을 얻는 것이면 일정한 효과가 얻어지는 것은 본 발명의 작용으로 명백하다. 본 발명의 제1형태는 종래기술로서 대표적으로 설명한 여러 가지 형태의 액정표시소자에 적용할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 비변조부에 백색 반사층, 즉 확산 반사층을 설치함으로써 소자의 반사율 및 콘트라스트비는 향상하지만 확산 반사층을 분리하여 광확산층과 반사층으로 분리한 것이 제2 및 제3의 형태이다. 이들 상태에서는 콘트라스트비가 더욱 향상하고 시야각 특성도 향상한다.
이 중, 관찰측(제1)기판에 광확산층을 설치하고, 대향측(제2)기판에 거울면 반사층을 설치한 것이 제2형태이며, 관찰측(제1)기판에 광확산층과 거울면 반사층을 설치한 것이 제3형태이다.
본 발명의 제2형태에 관련된 GH형 액정표시소자에 있어서, 액정 조성물은 2색성 흑색계 염료를 함유하는 유전율 이방성을 가지는 네마틱 액정이지만 이 액정분자가 어두운 상태를 얻을 때, 반사층 또는 반사판에 의해 반사하고, 1/4 파장위상차판에 의해 직선 편광이 된 빛을 흡수하는 검광자로서의 기능을 하기 때문에 명암의 콘트라스트가 높은 표시가 얻어진다. 또한, 액정 셀의 표시 관찰측에 광확산판이 배치되고 또 표시 관찰측으로부터 보아 뒷쪽에 광산란성이 없는 거울면 반사층 또는 반사판이 배치되어 있기 때문에 표시 화면으로의 배경의 영상이 대폭적으로 저감된다.
또한, 액정층과 광확산판 사이에 편광판을 1장 정도 배치하는 경우, 2장의 편광판이 사용된 종래의 액정 표시소자에 비해서 빛이 이용 효율이 높고, 밝은 표시화면이 얻어지고, 반사판으로서 광산란성이 없는 거울면 반사층 또는 거울면 반사판이 이용되고 있기 때문에 액정 셀 내에서 편광의 흩어짐이 생기지 않아 콘트라스트가 높은 표시가 실현된다. 또한, 액정 셀의 표시 관찰측에 광확산판이 배치되어 있기 때문에 화면으로의 배경의 영상이 대폭적으로 저감되어 시각 의존성이 없는 표시가 얻어진다.
또한, 편광판과 액정층(액정 셀)의 사이 또는 액정층과 거울면 반사층 등 사이에 위상차판이 배치된 경우에는 위상차판의 리타데이션 값을 액정 셀의 그것과 적절하게 조합함으로써 흑백 표시를 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 및 제3형태에 관련된 액정 표시 장치의 구체적 상태로서는 이하의 것을 예로 들 수 있다.
(1) 제2기판의 어떤 주요면에 형성된 제2반사층을 또한 구비하는 반사형 액정표시소자.
(2) (1)에 있어서, 제2반사층은 제2기판의 제2전극이 형성되어 있는 주요면의 적어도 일부에 형성되어 있는 반사형 액정표시소자.
(3) (2)에 있어서, 제2반사층은 제2전극이 겸해 있는 반사형 액정표시소자.
(4) (1)에 있어서, 제2반사층은 제2전극상에 형성되어 있는 반사형 액정표시소자.
(5) (1)에 있어서, 제2반사층은 제2기판의 제2전극이 형성되어 있는 주요면과는 반대측의 주요면의 적어도 일부에 형성되어 있는 반사형 액정표시소자.
(6) (1)에 있어서, 제2반사층은 Al 또는 Ag을 주성분으로 하여 포함하는 반사형 액 정 표시소자.
(7) 제1 및 제2기판 중에 어떤 한쪽의 전극이 형성되어 있는 측에 칼라필터를 구비하는 반사형 액정표시소자.
(8) 상기 칼라필터는 상기 광확산층 위에 배치되며, 상기 반사층은 상기 칼라필터 위에 배치되어 있는 반사형 액정표시소자.
(9) 광확산층은 굴절율이 다른 제1 및 제2투명 굴절율 매체로 이루어진 반사형 액 정 표시소자.
(10) (9)에 있어서, 제1투명 굴절율 매체는 폴리스틸렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어진 무리에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 제2투명굴절율 매체는 상기 제1투명 굴절율 매체의 용매인 아크릴계 재료를 주성분으로 하여 함유하는 반사형 액정표시소자.
(11) (9)에 있어서, 제1 및 제2투명 굴절 매체는 상기 액정 조성물의 평균굴절율 ±10%의 범위내의 굴절율을 가지는 반사형 액정표시소자.
(12) (11)에 있어서, 제1투명 굴절율 매체는 상기 액정 조성물의 보통 광 굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 가지며, 제2투명 굴절율 매체는 액정조성물의 이상 굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 가지는 반사형 액정표시소자.
(13) (11)에 있어서, 광확산층은 제1 및 제2투명 굴절율 매체를 대략 133-33평면적으로 배치하여 이루어진 회절격자인 반사형 액정표시소자.
(14) (13)에 있어서, 회절격자는 제1 및 제2 투명 굴절율 매체를 체크 형상으로 배치하여 이루어진 반사형 액정표시소자.
(15) (11)에 있어서, 제1 투명 굴절율 매체는 폴리스텔렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어진 무리에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 액정 조성물의 보통 광 굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 가지며, 제2투명 굴절율매체는 ITO 및 질화 규소로 이루어진 무리에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 제2투명 굴절율 매체의 굴절율과 제1 투명 굴절율 매체의 차(σn)와 광확산층의 층 두께(D)를 곱한 값(σnD)이 0.1μm∼0.4μm이며, 광확산층은 제1 및 제2투명 굴절율 매체를 평면적으로 체크 형상으로 배치하여 이루어진 회절격자인 반사형 액정표시소자.
(16) (1)에 있어서, 제2반사층은 Al 또는 Ag을 주성분으로 하여 포함하고, 광확산층은 2종류의 투명한 굴절율 매체로 이루어진 반사형 액정표시소자.
(17) 액정조성물은 이색성 염료를 함유하는 반사형 액정표시소자.
(18) 액정조성물이 흑색 염료를 함유하는 양의 유전 이방성을 나타내는 네마틱액정이며, 제1 및 제2기판 사이에 있어서 호모지니어스 분자 배열하고 있으며, 제2기판측에 4분의 1 파장 및 제2반사판이 배치되어 있는 반사형 액정표시소자.
(19) (17)에 있어서, 4분의 1 파장판 및 제2반사판은 제2기판의 제2전극이 형성되어 있는 주요면 측에 배치되어 있는 반사형 액정표시소자.
(20) 액정 조성물은 광반사 기능을 가지며, 제1 반사층을 겸한 반사형 액정표시소자.
(21) (20)에 있어서, 액정조성물은 고분자 분산형 액정 조성물인 반사형 액정표시소자.
(22) (21)에 있어서, 고분자 분산형 액정 조성물은 에말존형 고분자 분산형 액정 조성물인 반사형 액정표시소자.
(23) 박막 트랜지스터 및 박막 다이오드의 어떤 한쪽을 가지는 액티브 매트릭스형 액정표시소자인 반사형 액정표시소자.
(24) (23)에 있어서, 제1반사층은 박막 트랜지스터 및 박막 다이오드의 어떤 한 쪽의 배선 기능을 가지는 반사형 액정표시소자.
(25) 제2기판의 제2전극이 형성되어 있는 주요면과 반대측에는 오목면 거울반사 렌즈로 이루어진 반사판이 배치되어 있는 반사형 액정표시소자.
다음에 본 발명의 제2 및 제3상태의 원리에 대해서 설명한다.
광확산층은 입싸한 빛을 확산시키기 위한 것이다. 입사된 빛을 확산시키기 위해서는 제34도에 나타내는 바와 같이 2종류 이상의 굴절율 매체를 3차원적으로 배치하고, 매체사이의 굴절율차에 의해서 빛을 구부리면 좋다. 상기 3차원적인 배치 구성을 다방위(랜덤)로 하면 할수록 확산성은 높아진다. 또한, 매체사이의 굴절율차가 큰 만큼 빛은 크게 구부러지기 때문에 확산성이 높아진다. 확산성이 높은 만큼 액정표시소자의 시각 성능은 높아진다. 단, 밝기는 평균화되기 때문에 한 방위에서 관찰한 경우의 밝기는 저하하는 경우가 있다. 이와 같이 2종류 이상의 굴절율 매체를 3차원적으로 배치하고 매체사이의 굴절율차에 의해서 빛을 접어 구부리는 광확산 방법(굴절 효과)의 실시예로서는 주성분이 폴리스틸렌:SiOx, 폴리이미드, ITO, SiNx로 이루어진 미립자를 굴절율이 다른 매체(예를 들면 아크릴수지)에 분산시키는 수법이 있다. 또한, 다른 실시예로는 PDLC등 고분자 폴리머로 액정을 분산시키는 수법이 있다.
한편, 빛을 분산시키는 다른 수법으로서, 2종류 이상의 굴절율 매체를 2차원적으로 배치하고, 매체사이에서 빛의 회절 현상을 발생시킴으로써 확산시켜도 좋다.
예를 들면 제35도에 나타내는 바와 같이 2종류의 매체사이에서 위상이 1피치 어긋나도록 층 두께와 매체의 굴절율을 제어하면 회절격자 효과에 의해 빛은 확산된다. 이 회절격자 효과에 의한 확산은 평면적(2차원적)인 굴절율 분포 형상에 의해 빛의 확산 방위가 결정된다. 분포가 2차원적으로 다방위인 만큼 확산 방위는 다방위가 된다. 따라서, 제36a도 내지 제36c도에 나타내는 바와 같은 삼각형, 사각형을 최소 구성 단위로 한 체크 형상의 배치가 바람직하다. 구체적인 실시예로서는 전술한 2종류 이상의 굴절율 매체를 3차원적으로 배치하고, 매체사이의 굴절율차에 의해서 빛을 구부린 광확산 방법과 마찬가지로 부재를 패터닝 형성하고, 이것과 굴절율이 다른 매체를 막으로 그 위에 형성하면 좋다.
이들 광확산층은 빛을 확산시키는 기능을 얻으면 좋은 것으로 이 확산층에서 빛이 반사하면 콘트라스트비가 저하해버린다. 액정층에 의한 표시의 제어에 관련 없이 빛이 반사하면 흑색 표시의 휘도가 올라가 버려 결과적으로 콘트라스트비가 저하하기 때문이다.
따라서, 광확산층을 설계하는 데에는 반사가 될 수 있는 한 생기지 않도록 설계하는 것이 바람직하다. 제37도 및 제38도는 전술한 2종류의 광확산 방법에 있어서 광반사 작용을 설명한 것이다. 제37도는 굴절 효과에 의한 것이다. 제38도는 굴절 효과에 의한 것이다. 빛의 반사작용은 어떤 경우라도 굴절율이 다른 매체 사이의 굴절율차가 큰 만큼 커진다.
상기 광확산층은 관찰측이 되는 기판의 내외에 배치되게 된다. 관찰측이 되는 기판의 내측(액정층측)에 배치된 쪽이 광 제어층(액정층)과의 거리가 가깝기 때문에 표시의 번짐(bleeding)이 없어지기 때문에 바람직하다. 이 경우, 상기 굴절율이 다른 매체 사이의 하나로서 액정층과 광확산층 사이가 생길 수 있다. 반사를 저감하기 위해서는 양쪽의 굴절율차가 작을수록 좋다.
따라서, 제37도에 나타낸 굴절 효과에 의한 광확산 방법에서는 3차원적으로 2종류의 굴절율 매체를 분산시켜 굴절율차로 빛을 확산시키고 있다. 이것은 전술한 반사 성분의 정도가 굴절율 차에 의한 것이기 때문에 이 방식은 광확산차와 반사 성분의 정도(=콘트라스트비)가 트레이드오프가 되는 것을 의미한다. 이에 대해, 제38a도에 나타내는 회절 효과에 의한 광확산 방법은 광입사 방향으로 굴절율차를 설치할 필요가 없기 때문에 광확산성과 반사 성분의 정도는 직접 관련성이 없다. 따라서, 회절 효과에 의한 광확산 방법 쪽이 보다 바람직한 광확산층이 된다.
전술한 광반사 작용은 광확산층과 다른 부재, 즉 액정층과 배향막, 기판과의 사이라도 발생한다. 여기서의 광반사 작용도 작은 쪽이 바람직하다. 전술한 바와 같이 광반사 작용은 양쪽의 굴절율이 다른 만큼 크기 때문에 광확산층과 다른 부재의 굴절율 차는 작을수록 좋다. 광확산층은 2층 이상의 굴절율 매체로 이루어지며, 확산 효과를 얻기 위해서는 굴절율차를 필요로 한다. 필요한 굴절율차의 값에 대해서는 후술하지만 가장 바람직한 것은 광확산층과 접하는 부재(액정층과 배향막, 기판)가 광확산층의 2종류의 굴절율 매체의 굴절율의 평균값으로 같게 하지 않았을 때이다.
또한, 제37도에 나타내는 굴절 효과에 의한 광확산 방법은 관찰측이 되는 기판의 내측(액정층측)에 배치한 구성으로는 광확산층과 다른 부재(=액정층)의 굴절율차는 실험 결과, 액정 조성물의 평균 굴절율의 ±10% 이내로 하지 않으면 반사성분이 너무 높아진다는 것을 알았다.
제38도에 나타내는 회절 효과에 의한 광확산 방법을 이용하는 경우, 이 광확산성은 다음 식(1)에 의해 결정된다. 1의 값이 큰 만큼 광확산성이 높아진다.
I:광확산성
σn:광확산층(회절격자층)의 2 종류의 굴절율 매체의 굴절율차
D:광확산층(회절격자층)의 층 두께
λ:입사광 파장
입사하는 빛, 필요한 빛은 가시광 전역이다. 따라서, σn·D의 설정은 가시광 중심 파장에 맞게 설계하지 않으면 안 된다. λ를 550nm으로 설정하면 (Ⅰ)식의 값이 25% 이상이 되는(이것은 입사광의 25% 이상이 확산되는 것을 의미한다) σn·D의 값은 0.1μm 내지 0.4μm가 된다. 실험 결과, σn·D가 이 범위의 값이 되면 반사층이 거울면 반사를 얻는 반사층이어도 광확산 기능이 충분하다는 것을 실험에 의해 확인했다.
또한, 반사층이 확산 반사인 경우, 더욱 광확산 기능은 높아지기 때문에 σn·D가 이 범위의 값이면 광확산 기능이 충분하다는 것은 명확하다.
또한, 회절격자를 형성할 때, 한쪽의 굴절율 매체를 투명한 도전물질로 하면 매체 자신을 전극으로 이용할 수 있다. 실시예로서는 ITO, SnOx등이다.
이러한 광확산층과 반사층을 분리한 구성으로 한 경우, 제39도에 나타내는 바와 같이 비변조부의 적어도 한 영역이며, 광확산층과 액정층의 사이에 반사층을 설치하면 전술한 백색 반사층을 비변조부의 적어도 한 영역에 설치한 구성과 동등한 효과를 얻을 수 있다.
이 경우 전술한 광확산층과 반사층을 분리한 구성의 효과도 동시에 얻어지기 때문에 양쪽 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 여러 가지 실시예에 대해서 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
제13a도 내지 제16도에 본 실시예의 액정표시소자를 나타낸다.
0 7mm 두께인 유리 기판을 2장 이용하여 제13a도 및 제13b도에 나타내는 바와 같이, 한쪽 관찰측의 상부 기판이 되는 제1기판(11)에 MIM 소자(18)를 가진 전극(13)의 패턴을 작성했다. 제13a도는 한 개의 화소 전극 형상을 나타내고 있으며, 한 개의 화소는 종횡 180μmx180μm의 크기를 가지고 있다. 제13b도는 상부 기판이 되는 제1기판(11)의 유효 표시 영역의 형상을 나타내고 있으며, 각 화소가 매트릭스 형상으로 배열된다. 57.6mmx86.4mm내에 화소수 480×320이 배열된다.
제14도에 나타내는 바와 같이, 관찰측의 상부 기판이 되는 제1기판(11)에는 MIM 소자(18)와 배선(22) 및 투명 전극(13)이 형성되며, 투명 전극(13)을 제거한 영역, 비변조부(B)의 위치에 백색 반사층(20)이 형성된다.
한편, 대향측의 하부 기판이 되는 제2기판(12)에는 복수의 스트라이프 형상투명 전극(14)이 상기 화소 전극에 대향시켜 평행하게 늘어서 형성된다. 이들 전극(13,14)위에 배향막(16,17)이 입혀 부착되며, 액정조성물층(15)이 기판 사이에 끼워 맞춰진다.
본 실시예에 관련된 액정표시장치는 다음과 같이 하여 제조된다.
즉, 우선 제13a도에 나타내는 상부 기판이 되는 제1기판(11)위에 표면을 산화시킨 제1 Ta층(18a)(표면에 막두께 1000Å의 TaO2막이 설치되어 있다)을 도시하는 바와 같은 패턴으로 형성한 후, 제2 Ta층(22)(막두께 1000Å)을 도시한 바와 같이 일부가 제1 Ta막(18a)으로 한 배선 패턴 형상으로 형성했다.
그 후, 기판 전면에 ITO를 2000Å의 막두께로 성막하고, 레지스트 재료로서 포지티브형 레지스트 재료(OFPR-5000, 주식회사동경응화제)를 전면에 도포하여 60℃로 30분간 가소성을 실시한 후, 화소전극 패턴을 형성할 수 있도록 마스크를 이용하여 노광하고, NMD 3용액(주식회사동경응화제)으로 현상하고, 제13a도의 참조 숫자 13으로 나타내는 ITO막 위에만 레지스트 패턴이 피복된 구성으로 하였다.
다음에, 이 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 염산·질산 수용액(혼합비 염산 10·질산1·물10)에 의해 ITO의 에칭을 실시하였다. 이렇게 한 후, 상기 레지스트 패턴을 박리하지 않고 제13b도의 기판에 나타낸 유효 표시 영역(11a) 전면에 TiO2를 분산한 레지스트 재료(TiO2분산액:주식회사일본 합성고무제)를 막두께 2000Å가 되도록 인쇄하고, 100℃로 30분간 가소성한 후, 제13a도에 나타내는 ITO막(13)위에만 피복한 레지스트를 STIO 용액(주식회사동경응화제)으로 박리했다.
그 결과, TiO2를 분산한 레지스트 재료막 중에 ITO막(13)위의 레지스트의 위에 있는 부분은 레지스트와 함께 제거되며, 그 이외의 영역에만 레지스트 재료막의 패턴을 형성할 수 있었다. 이어서, 상기 TiO2를 분산한 레지스트 재료를 완전히 경화시킬 목적으로 기판을 180℃로 30분간 소성하여, 기판 내면으로 보아 유효 표시 영역내의 화소전극(제13a도의 ITO막(13)) 및 MIM(18), 배선부(22) 이외의 영역 즉 비변조부(B)의 일부에 본 발명의 제1상태의 특징인 백색 반사층(20)을 형성할 수 있었다.
또한, 대향하는 기판(12)으로서 제13c도 및 제13d도에 나타내는 ITO 스트라이프 패턴 전극(14)을 형성한 기판을 작성했다. 여기서, 제13c도는 한 개의 화소에 적당한 패턴 형상을 나타내고 있으며, 제13d도는 유효 표시 영역(12a)의 형상을 나타내고 있다.
이렇게 하여 얻어진 2장의 기판의 유효 표시 영역에 배향제(AL-1051, 주식회사일본합성고무제작)를 인쇄, 소성하여 배향막(16,17)을 형성하고, 이들 배향막(16,17)을 상기 ITO 스트라이프 패턴과 평행함과 동시에 대향하는 기판끼리 기울어짐이 180° 역이 되는 방향으로 러빙했다.
다음으로, 관찰측이 되는 제1기판에 입자 직경 5μm의 기판 간격재(미크로펄 SP, 주식회사적수(積水)파인케미컬제작)를 산포 밀도 100/mm2로 산포하고, 대향기판의 유효 표시 영역 주변에 5mm폭의 개구부를 설치한 주변시일 패턴을 스크린 인쇄법으로 형성했다. 여기서 이용한 실 재료는 1액성 에폭시 수지(XN-21, 주식회사삼정동압화학(三井東壓化學)제작)이다.
다음으로, 상기 2 장의 기판(11,12)을 전극(13,14)면이 대향하도록 서로 겹쳐 기판 간격이 상기 기판 간격재의 입자 직경과 같아지도록 압력을 가하면서 180℃로 2시간 소성하고, 본 실시예의 액정표시소자에 이용하는 빈 셀을 얻었다. 이러한 후, 상기 빈 셀에 액정재료로서 양의 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정 재료 ZLI293(주식회사멜크저팬제작)(151)에 흑색 염료 LA103/4(주식회사삼릉화성(三菱化成)제작)(152)를 2.0wt% 첨가한 것을 감압 주입법으로 주입하고, 액정조성물층(15)으로 하였다.
그 후, 상기 주변시일 패턴의 개구부를 자외선 경화 수지 UV-1000(주식회사소니케미컬제작)으로 밀봉하고, 본 실시예의 액정표시소자에 이용하는 액정 셀을 얻었다.
이러한 후, 제14도에 나타내는 바와 같이, 기판(12)에 4분의 1 파장판(31), 반사판(30)을 서로 붙여 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다. 여기서 이용한 반사판(30)은 Al 증착 타입의 확산 반사판인 M타입 확산 반사판(주식회사일동전공(日東電工)제작)이며, 4분의 1 파장판(31)은 적층 타입의 전파장역 4분의 1 파장판(주식회사일동전공제작)이며, 각각 풀을 붙이는 것을 이용했다.
본 실시예의 액정표시소자의 구조는 관찰측이 되는 제1기판(11)의 스페이스부에 백색 반사층(20)을 가지며, 그 재료는 TiO2로 이루어진 백색 안료의 레지스트재료를 이용하고 있다. 그 제조방법은 화소 ITO 전극의 패턴 형성 공정에 이용한 레지스트 패턴을 이용한 리프트오프법에 의한 것이다.
또한, 액정표시모드로서는 염료를 첨가한 액정 조성물을 이용한 GH형이며, 또한 4분의 1 파장판을 가한 제15a도 및 제15b도에 나타내는 구성의 표시 모드이다. 즉, 전압 무인가 상태에서는 제15a도에 나타내는 바와 같이 비편광의 입사광 Li는 액정조성물층(15)을 통과하여 직선 편광이 되며, 4분의 1 파장판(31)에서 원편광이 되어 반사판(30)에 도달하여 원편광인채 반사되며, 다시 4분의 1 파장판(31)을 통과하지만 이 때의 직선편광의 방향이 입사시에 90° 회전하기 때문에 액정조성물층(15)에 차단되어 반사광(Lr)은 차단된다. 한편, 전압 인가시는 제15b도에 나타내는 바와 같이 입사광(Li)의 비편광광은 액정조성물층(15)을 통과하여 직선편광이 되며, 4분의 1 파장판(31)에서 원평광이 되어 반사판(30)에 도달하며, 원편광인채 반사되어 다시 4분의 1 파장판(31)을 통과하는 것은 전압 무인가 상태와 마찬가지이지만 4분의 1 파장판(31)을 통과하여 반사광(Lr)은 액정 조성물층(15)을 그대로 통과한다.
그리고, 상기와 같이 하여 얻어진 본 실시예의 액정표시소자의 반사율 및 콘트라스트비를 제6도에 나타내는 측정 장치로 측정했다. 측정은 샘플의 중앙에서 법선 방향의 위치로 거리 30cm에 휘도 합계 40을 배치하고, 거의 같은 높이로 상기 법선 방향과 30°의 각도를 이루는 방향으로 도시한 바와 같이 적, 녹, 청 3파장으로 발광하는 고연색형(高演色形) 형광등(41,42)을 2개 배치하고, 샘플(43)부분의 조도가 580럭스가 되도록 표준 확산판(MgO판)의 휘도를 측정하고, 이 휘도를 반사율 100%로 하여 샘플의 반사율 및 콘트라스트를 측정했다.
그 결과를 후에 나타내는 다른 실시예와 같이 하기 표에 나타낸다.
액정층으로의 인가전압이 4V가 되도록 MIM 소자를 이용하여 전면(전 화소)에 전압을 인가한 경우의 반사율은 80%로 매우 높은 값이 되며, 또한 액정층으로의 인가전압이 0V와 4V가 되도록 MIM 소자를 이용하여 전면(전 화소)에 전압을 인가하여 콘트라스트비를 측정한 바, 상기 표에 나타내는 바와 같이 8:1로 매우 높은 값이었다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서 백색반사층이 없는 구조의 액정표시소자를 작성했다. 구조상은 백색 반사층을 설치하지 않은 것 이외 동일하게 하고, 재료, 제법도 실시예 1과 동일하게 하여 작성했다. 실시예 1과 동일하게 하여 반사율 및 콘트라스트비를 측정한 바, 반사율은 60%로 실시예 1과 비교하여 현저하게 낮은 값이었다. 또한 콘트라스트비도 9:1이고, 실시예 1의 본 발명의 액정표시소자는 백색 반사층을 설치해도 충분한 값을 얻음을 알았다.
[실시예 2]
0.7mm두께의 유리기판을 2장 이용하고, 한쪽의 아래기판(12)에 제17a도 및 제17b도에 나타내는 바와 같은 MIM소자(18)부착기판을 작성했다. 제17a도는 한 화소의 전극형상을 나타내고, 180μmx180μm의 한 화소영역에 옐로용 전극(14Y), 마젠타(Magenta)용 전극(14M), 시안(Cyan)용 전극(14C)이 배치된다. 제17b도는 유효표시영역(12b)의 형상을 나타내고 있다. 화소수는 480(x3)x320이다. 이 기판(12)은 관찰측이 되는 제1기판의 대향기판으로 사용한다. 본 실시예에서는 어느 패턴이나 리프트오프법은 사용하지 않고, 각각 레지스트를 박리함으로써 형성했다.
다음으로, 관찰측이 되는 제1기판(11)으로서, 제17c 및 제17d도에 나타내는 칼라필터부착기판을 작성했다. 제17c도 및 17d도에 나타내는 바와 같은 옐로(27Y), 마젠타(27M), 시안(27C)의 3착색층으로 이루어지는 칼라 필터(27) 부착기판을 사용하고, 이 기판전면에 ITO막을 막두께 2000A로 형성했다. 칼라 필터의 막두께는 어느 것이나 18000A이다.
다음에, 레지스트 재료로서 포지티브형의 레지스트 재료(OFPR-5000, 주식회사동경응화(東京應化)제작)를 전면에 도포하고, 60℃, 30분의 가소성을 실시한 후, 제17c도에 도시하는 형상의 ITO막(13)에 패턴을 형성할 수 있도록 마스크를 이용하여 노광하고, NMD 3용액(주식회사동경응화제작)으로 현상하고, 제11c도의 ITO막(13)위만을 피복한 레지스트 패턴을 형성한 후, 이 레지스트 패턴을 마스크로서 사용하여 염산·초산 수용액(혼합비 염산10·초산1·물10)으로 에칭했다.
그 후, 제17d도에 나타내는 유효표시영역 전면에 TiO를 분산한 레지스트 재료(TiO분산액, 주식회사일본합성고무제작)를, 막두께 20000A로 이루도록 인쇄하고, 100℃에서 30분 가소성한 후, 상기 제17c도의 ITO막(13a)위에만 피복한 레지스트 패턴을 ST10용액(주식회사동경응화제작)으로 박리했다. 그 결과, TiO를 분산한 레지스트 재료 중, ITO막(13)위에 있는 부분은 레지스트가 모두 제거되고, 그 이외의 영역에만 레지스트 재료막의 패턴을 형성할 수 있었다.
다음으로, 상기 TiO를 분산한 레지스트 재료를 완전하게 경화시킬 목적으로 180℃로 30분간 소성하고, 기판이면에서 보아 유효표시영역내의 칼라필터의 착색부 이외의 영역에 본 발명의 제1형태의 특징인 백색 반사층(20)을 형성할 수 있었다.
이 기판의 유효표시영역은 백색반사층의 막 두께도 칼라필터의 착색부의 막두께(칼라 필터의 막두께 + ITO의 막두께)도 모두 20000A이고, 표면의 격차는 발생하지 않는다. 이와 같이 본 실시예에서는 백색반사층은 칼라 필터의 착색부와 그 이외의 영역간의 격차를 해소하는 구성으로 이루어져 있다.
이렇게 하여 얻어진 2장의 기판을 제18도와 같이 실시예 1과 동일한 재료, 제법으로 셀화하고, 실시예 1과 동일한 재료, 제법으로 4분의 1 파장판(31), 반사판(30)을 점착하여 액정표시소자를 얻었다.
이렇게 하여 얻어진 본 실시예의 액정표시소자의 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 칼라 필터에서의 흡수가 있음에도 불구하고 50%로 매우 높은 값이고, 또한 콘트라스트비를 측정한 바, 5:1로 매우 높은 값이었다.
[비교예 2]
실시예 2에 있어서 백색반사층이 없는 구조의 액정표시소자를 작성했다. 구조상은 백색반사층을 설치하지 않은 것 이외 동일하게 하고, 재료, 제법도 실시예 2와 동일하게 하여 작성했다. 실시예 1 과 동일하게 하여 반사율 및 콘트라스트비를 측정한 바, 반사율은 25%로 실시예 2와 비교하여 현저하게 낮은 값이었다. 또한 콘트라스트비도 6:1이고, 실시예 2의 본 발명의 액정표시소자는 백색반사층을 설치해도 충분한 값을 얻고 있음을 알았다.
[실시예 3]
0.7mm두께의 유리기판을 2장 사용하고, 한쪽의 기판(11)에 제19a도, 제19b도에 나타내는 바와 같은 TFT(18)부착기판을 작성했다. 제19a도는 한 화소의 전극형상을 나타내고, 제19b도는 유효표시영역의 형상을 나타낸다. 한 화소는 180μmx180μm, 화소수는 480×320이다. 이 기판(11)은 관찰측이 되는 제1기판으로 사용한다.
우선, 제13a도에 나타내는 것과 마찬가지로 기판(11)상에 TFT 스위칭 소자(18)를 형성하고, 이러한 후 기판전면에 ITO막을 막두께 20000A로 형성하고, 레지스트 재료로서 포지티브형의 레지스트 재료:OFPR-5000(주식회사 동경응화제작)을 전면에 도포하고, 60℃ 30분의 가소성을 실시한 후, 도시하는 정방형 형상으로 패턴 형성할 수 있도록 마스크를 이용하여 노광하고, NMD 3용액(주식회사동경응화제작)으로 현상하며, 전극으로서 남는 ITO막(13)상에만 레지스트 패턴이 피복한 구성으로 했다.
다음에 이 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 염산·초산 수용액(혼합비 염산10·초산1·물10)으로 ITO의 에칭을 실시했다. 이러한 후 상기 레지스트 패턴을 박리하지 않고, 제19b도에 나타내는 기판(11)의 유효표시영역(113)전면에 TiO를 분산한 레지스트 재료(TiO분산액 주식회사일본합성고무제작)를 막두께 20000A으로 이루어지도록 인쇄하고, 100℃로 30분 가소성한 후, 상기 제19a도의 ITO막(13) 위에만 피복한 레지스트 패턴을 ST10용액(주식회사동경응화제작)으로 박리했다.
그 결과, 상기 TiO을 분산한 레지스트 재료막 가운데, ITO막(13)상의 레지스트 위에 있는 부분은 레지스트와 함께 제거되고, 그 이외의 영역에만 레지스트 재료막의 패턴을 형성할 수 있었다. 다음으로, 상기 TiO을 분산한 레지스트 재료를 완전하게 경화시킬 목적으로, 기판을 180℃에서 30분 소성하고, 기판 뒷면에서 보아 유효표시영역내의 화소전극(제19a도의 ITO막(13)) 및 배선부(게이트선,신호선)(22), TFT소자(18)이외의 스페이스 영역에 본 발명의 제1형태의 특징인 백색반사층(20)을 형성할 수 있었다.
또, 대향기판으로서 170베타전극을 갖는 기판(도시하지 않음)을 이용하고, 배향막으로 AL-1051(주식회사일본합성고무제작)를 유효표시영역으로 인쇄, 소성하고, 대향하는 기판끼리 방향이 180°역이 되는 방향으로 러빙하고, 이러한 후 관찰측 기판에 기판간격재로서 입자직경 8μm의 마이크로 펄SP(주식회사적수파인케미칼제작)을 산포밀도 100/mm 로 산포하고, 대향기판의 유효표시영역주변에 5mm폭의 개구부를 설치한 주변시일 패턴을 스크린 인쇄법으로 형성했다. 여기서 사용한 시일재료는 1 액성 에폭시 수지인 XN-21(삼정동압화학주식회사제작)이다.
다음에 상기 2장의 기판을 전극면이 대향하도록 하여 중합시키고, 기판간격이 상기 기판간격재의 입자직경과 같게 되도록 가압하면서 180℃에서 2시간 소성하고, 본 실시예의 액정표시소자에 사용하는 비어있는 셀을 얻었다. 이러한 후 상기 비어있는 셀에 액정재료로서 정(正)의 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정재료(ZLI-2293, 주식회사멜크저팬제작)에 카이럴재(S1011, 주식회사멜크저팬제작)를 2wt%와, 흑색의 염료(LA103/4, 주식회사삼릉화성제작)를 2.0wt% 첨가한 것을 감압주입법으로 주입하고, 상기 주변시일 패턴의 개구부를 자외선 경화수지 UV-1000 (주식회사소니케미칼제작)로 봉지하고, 본 실시예의 액정표시소자에 사용하는 액정 셀을 얻었다.
본 실시예에서 작성한 액정표시소자는 PC-GH형 LCD이고, 사용한 액정재료의 헬리칼(helical) 피치는 1.4μm로 설정(상기 카이럴재의 첨가량으로 제어)하고 있다. 헬리칼 피치가 액정층 두께(설정 8μm)보다 충분하게 짧기 때문에 나선축은 법선방향에서 벗어나고, 전압을 인가하고 있지 않은 상태에서는 실용적으로 염료분자의 방위가 랜덤하게 되어 충분한 광흡수효과(암상태를 얻는 효과)를 얻을 수 있다.
이렇게 해서 얻어진 액정 셀의 대향기판 외면에 실시예 1과 마찬가지로, M타입확산반대판(주식회사일동전공제작)을 붙이고, 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다.
이 액정표시소자의 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 액정층으로의 인가전압이 14V가 되도록 TFT소자를 이용하여 전면(전 화소)에 전압을 인가하고 반사율은 80%로 매우 높은 값이며, 또한 액정층으로의 인가전압이 0V와 14V가 되도록 TFT소자를 이용하여 전면(전화소)에 전압을 인가하고 콘트라스트비를 측정한 바, 9:1로 매우 높은 값이었다. 여기서 콘트라스트비가 실시예 1보다 더 높아진 것은 스위칭 소자로서 TFT소자를 이용하는 것에 의한 것으로, 본 발명의 작용과는 관계가 없다.
[실시예 4]
실시예 3에 있어서, 백색반사층을 형성하는 백색안료에 이용하는 안료로서, MgO를 이용한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일재료, 제법, 구성으로 본 실시예에 의한 액정표시소자를 작성했다.
이 액정표시소자에 대해서 실시예 3에 의한 액정표시소자와 동일, 구동전압 14V로, 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1에 기재한 것과 동일한 방법에 의해 측정한 바, 반사율은 78%로, 실시예 3과 비교해도 매우 높은 값이고, 콘트라스트비를 측정한 바, 9:1로 매우 높은 값이었다.
[비교예 3]
실시예 3에 있어서, 백색반사층이 없는 구조의 액정표시소자를 작성했다. 구조상은 백색반사층을 설치하지 않은 것 이외, 실시예 3과 동일하게 하여 재료, 제법도 실시예 3과 동일하게 하여 작성했다. 실시예 1과 동일하게 하여 반사율 및 콘트라스트비를 측정한 바, 반사율은 60%로 실시예 3,4와 비교하여 현저하게 낮은 값이었다. 또한, 콘트라스트비도 10:1이고, 실시예 3,4의 본 발명의 액정표시소자는 백색반사층을 설치해도 충분한 값을 얻음을 알았다.
[실시예 5]
0.7mm두께의 유리기판을 2장 이용하고, 한쪽의 기판에 제19a도, 제19b도에 나타내는 바와 같은 TFT소자부착기판을 작성했다. 제19a도는 한 화소의 전극형상을 나타내고, 제19b도는 유효표시영역의 형상을 나타낸다. 화소수는 480x320이다. 이 기판은 관찰측 기판의 대향기판으로 사용한다. 또한, 관찰측 기판으로서 백색반사층을 패턴형성하고, 그 위에 ITO베타전극을 형성한 기판을 작성했다.
이 관찰측 기판은 우선 기판상에 알루미나(AlO)을 막두께 1000A으로 증착형성하고, 이러한 후 이것을 포토리소 그래피법으로 대향기판의 스페이스부 및 배선이 위치하는 비변조부 영역에 형성되도록 패터닝하며, 이러한 후 알루미나막을 형성한 기판전면에 ITO를 형성하는 것에 의해 얻었다.
이렇게 하여 얻어진 2장의 기판을 이용하여, 실시예 3,4 동일한 재료, 제법, 구조로 본 발명의 액정표시소자를 얻었다.
본 실시예는 실시예 3,4와 비교하여 패턴형성을 종래의 포토리소 그래피법에 의해 얻고 있는 점이 다르다. 이것은 백색반사층을 관찰측 기판에 설치하고, (예를 들면 소자의 실제 장착상의 제약에 의해)TFT기판을 대향기판으로 할 필요가 있는 경우에 취할 수 있는 실시예이다. 패턴형성에 종래의 포토리소 그래피법이 필요하게 되는 반면, 비변조부 전역에 상기 백색반사층을 설치하는 것이 용이하게 되고, 그만큼 높은 반사율을 얻을 수 있다.
실시예 3과 동일하게, 구동전압 14V로, 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 85%로 실시예 3,4 이상으로 매우 높은 값이고, 콘트라스트비를 측정한 바 9:1로 매우 높은 값이었다.
[실시예 6]
2장의 0.7mm두께의 유리기판(11,12)을 이용하고, 제20a도에 세그먼트전극 패턴(14)을 형성한 대향기판이 되는 제2기판(12), 제20b도에 ITO막의 전극 패턴(13)을 형성한 관찰측이 되는 제1기판(11)을 나타낸다. 이 기판의 전극면에 제21도에 나타내는 바와 같이 배향막(16,17)으로 하여, AL-1051(주식회사일본합성고무제작)를 유효표시영역에 인쇄, 소성하고, 제20a도 및 제20b도에 도시하는 화살표 방향(r1,r2)(서로 대향하는 기판간에서 방향이 180°역이 되는 방향)으로 러빙하고, 이 후에, 관찰측이 되는 제1기판(11)에 기판간격재로 하여 입자직경 2.5μm의 간격제(마이크로펄 SP, 주식회사적수파인케미칼제작)를 산포밀도 100/mm 로 산포하고, 대향 기판이 되는 제2기판(12)의 유효표시영역 주변에 5mm폭의 개구부를 설치한 주변시일 패턴을 스크린 인쇄법으로 형성했다. 여기서 사용한 시일재료(28)는 액성 에폭시 수지(XN-21, 삼정동압화학주식회사제작)이다.
이 후에, 제20c도에 나타내는 바와 같이 상기 2장의 기판(11,12)을 전극면이 대향하도록 하여 중합시키고, 기판간격이 상기 기판간격재의 입자직경과 같아지도록 가압하면서 180℃에서 2시간 소성하고, 본 실시예의 액정표시소자에 이용하는 비어있는 셀을 얻었다. 다음에 상기 비어있는 셀에 액정재료로서 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정재료(ZLI- 2293, 주식회사멜크저팬제작)를 액정조성물(15)로 하여 감압주입법으로 주입하고, 상기 주변시일 패턴의 개구부를 자외선 경화수지(UV-1000, 주식회사소니케미칼제작)로 봉지하고, 본 실시예의 액정표시소자에 사용하는 액정 셀을 얻었다. 이러한 후, 제21도에 나타내는 구조가 되도록, 편광판(32)으로서 LLC298-l8SF(주식회사산리츠제작)를 관찰측이 되는 제1기판(11)외면에 상기 러빙방향과 45°의 각도를 이루는 방향으로 흡수축이 오도록 붙이고, 반사판(30)으로 M타입 확산반사액(주식회사일동전공제작)을 대향기판이 되는 제2기판(12)외면에 붙이고, 이 후에 상기 편광판(32)표면에 TiO를 분산한 레지스트 재료(TiO분산액:주식회사일본합성고무제작)를 세그먼트 전극이 보이는 개구창을 형성하여 막두께 2000A가 되도록 인쇄하고, 70℃에서 120분 소성하고, 평면적으로 보면 비변조부인 영역이고, 단면적으로 보면 상기 편광판 표면에 백색 반사층(20)을 형성하며, 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다.
본 실시예는 화소단위의 표시패턴이 아니기 때문에 변조부와 비변조부를 하나의 표시단위로 간주하여 관찰할 수 없기 때문에 변조부와 비변조부를 맞춘 콘트라스트비는 논쟁의 가치가 없다. 따라서 본 실시예에서는 반사율 50%로 편광판을 이용하고 있음에도 불구하고 매우 높은 값이었다. 또한 5V의 전압을 인가하여 변조부를 암상태로 했더니 매우 시각인지성이 좋은 표시였다.
[비교예 4]
실시예 6에 있어서, 편광판상의 백색반사층을 설치하지 않는 것을 제외하고, 실시예 6과 동일한 액정표시소자를 실시예 6과 동일한 조건, 제법으로 작성했다.
실시예 6과 동일하게 반사율을 평가한 바, 전압을 인가하지 않은 상태에서는 반사율 35%로 실시예 6에 관한 액정표시소자보다 현저하게 낮은 값이었다.
[실시예 7]
제22도에 본 실시예에 관한 액정표시소자를 나타낸다.
실시예 1에 사용한 2장의 전극부착 기판(11,12)을 사용했다. 관찰측이 되는 제1기판(11)의 전극(13)주위에는 백색반사층(20)을 갖고 있다. 전극(13,14)면에 배향막(AL-1051, 주식회사일본합성고무제작)(16,17)을 유효표시영역에 인쇄, 소성하고, 2장의 기판(11,12)을 전극면이 대향하도록 중합시켰을 때 러빙방향이 90°의 각도를 이루도록 러빙하며, 이 후에 관찰측 기판에 기판간격재로 입자직경 4.5μm의 마이크로펄SP (주식회사적수 파인케미칼제작)를 산포밀도 100/mm 로 산포하고, 대향기판의 유효표시영역주변에 5mm폭의 개구부를 설치한 주변시일 패턴을 스크린 인쇄법으로 형성했다.
여기서 사용한 시일재료는 1액성 에폭시 수지 XN-21(삼정동압화학주식회사제작)이다.
그 후, 상기 2장의 기판을 전극면이 대향하도록 하여 중합시키고, 기판간격이 상기 기판간격재의 입자직경과 같아지도록 가압하면서 180℃에서 2시간 소성하고, 본 발명의 액정표시소자에 이용하는 비어있는 셀을 얻었다. 다음으로 상기 비어있는 셀에 액정재료로서 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정재료ZLI-2293(주식회사멜크저팬제작)를 가압주입법으로 주입하며, 액정조성물층(15)을 형성하고, 상기 주변시일 패턴의 개구부를 자외선 경화수지(UV-1000, 주식회사소니케미칼제작)로 봉지하여 본 실시예의 액정표시소자에 사용하는 액정 셀을 얻었다.
다음에 편광판(LLC-298-l8SF, 주식회사산리츠제작)(32,33)을 2장의 기판외면에 흡수축이 상기 러빙방향과 평행이 되도록 붙이고, 반사판(30)으로서 M타입 확산반사판(주식회사일동전공제작)을 대향기판의 편광판외측에 붙이고, 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다.
실시예 1과 동일, 구동전압 4V로, 반사율 및 콘트라스트비를, 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 편광판을 2장이나 이용하고 있음에도 불구하고, 반사율은 40%로 매우 높은 값이고, 콘트라스트비를 측정한 바, 13:1로 매우 높은 값이었다.
[비교예 5]
실시예 7에 있어서, 셀내면의 백색반사층을 설치하지 않은 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 조건, 제법으로 작성했다. 실시예 7과 동일, 구동전압 4V로 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 30%로 실시예 7에 관한 액정표시소자보다 현저하게 낮은 값이고, 콘트라스트비를 측정했더니 15:1이고, 실시예 7의 본 발명의 액정표시소자는 백색반사층을 설치해도 충분한 값을 얻음을 알 수 있었다.
[실시예 8]
제23도에 나타내는 바와 같이 0.7mm두께의 유리기판(11,12)을 2장 이용하고, 한 쪽의 기판(12)에 제13a도 및 제13b도에 나타내는 바와 같은 MIM소자부착 기판을 작성했다. 이 기판(12)은 제13a도의 기판과 달리 관찰측 기판의 대향기판으로 사용한다.
즉, 본 실시예는 제13a도 내지 제13d도에 나타내는 실시예 1의 구성으로 셀의 반대면을 관찰측으로 하는 것이다.
관찰측이 되는 제1기판(11)으로서, 제13c도 및 제13d도에 나타내는 ITO스트라이프 패턴전극기판을 작성했다. 본 실시예에서는 어느 패턴이나 리프트 오프법은 이용하지 않고, 각각 레지스트를 박리하여 실시했다. 다음으로, 제13c도 및 제13d도에 나타내는 ITO스트라이프 패턴 전극기판표면에 제13d도에 나타내는 유효표시영역전면에 TiO를 분산한 레지스트 재료(TiO분산액:주식회사일본합성고부제작)를 막두께가 2000A이 되도록 인쇄하고, 60℃ 30분의 가소성을 실시한 후, 대향기판이 되는 제2기판(12)의 화소전극(14)(제13a도의 ITO막(13))이외의 영역이 대향하는 제13c도의 관찰기판의 해당영역에 패턴 형성할 수 있도록(즉 비변조부(B)에만 패턴 형성할 수 있도록)마스크를 이용하여 노광하고, NMD3용액(주식회사동경응화제작)으로 현상하고, 관찰측 기판의 비변조부 전역에 본 발명의 백색반사층(20)을 형성했다.
이렇게 하여 얻어진 2장의 기판을 이용하여 실시예 1과 동일한 재료, 제법으로 액정셀을 작성하고, 제23도에 나타내는 바와 같은 구성이 되도록 실시예 1과 동일한 4분의 1 파장판(31), 반사판(30)을 대향기판이 되는 제2기판(12)외면에 점착하고, 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다.
본 실시예는 백색반사층(20)의 패턴형성에 리프트 오프법을 이용하지 않고, 포토리소 그래피법을 이용하고 있는 것에 있어서 실시예 1과 상이하다. 제조 프로세스는 증가하지만, 백색반사층을 비변조부 전역에 용이하게 설치할 수 있으며, 또한 반사율의 향상을 기대할 수 있는 것이다.
또한 실시예 1과 동일하게 구동전압 4V로 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 85%로 실시예 1에 관한 액정표시소자가 나타내는 이상으로 매우 높은 값으로, 콘트라스트비를 측정한 바, 7:1로 매우 높은 값이었다.
[실시예 9]
실시예 5에 이용한 관찰측 기판을 사용하고, 대향기판으로서 제24a도, 제24b도에 나타내는 바와 같은 TFT소자 부착기판(12)을 작성했다.
우선, 유리기판(12)상에 게이트 배선(22a), 신호선배선(22b), TFT소자(18)를 형성하고, 이 후에 기판 전면에 Al을 2000A의 막두께로 형성하고, 표면을 양극산화법으로 산화하여 알루미나층을 형성한 후, 도시한 사각형형상의 화소전극(14)이 되도록 Al유전층(34) 및 알루미나층(35)을 에칭한다. 이와 같이 하여 화소전극(14a)이 Al유전층(34)상에 알루미나층(35)이 형성된 구조를 갖는 확산반사판의 기능을 갖는 대향기판을 얻었다.
이렇게 해서 얻어진 2장의 기판을 이용하고, 실시예 5와 동일의 재료, 제법으로 액정셀을 작성하고, 반사판 등을 부착하지 않고 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다. 본 실시에는 본 발명을 반사판의 기능을 셀 내면의 화소전극에 설치한 구조의 액정 셀에 적용한 예이고, 화소전극에 반사판의 기능을 설치하는 번거로움이 있지만, 광로는 기판을 1장밖에 통과하지 않아 반사판으로 반사할 수 있기 때문에, 반사판을 대향기판외면에 부착하는 다른 구성에 의해 반사율의 향상을 달성할 수 있는 것이다.
실시예 5와 동일, 구동전압 14V로 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 90%로 실시예 5 이상으로 매우 높은 값이고, 콘트라스트비를 측정한 바, 10:1로 매우 높은 값이었다.
[비교예 6]
셀 내면의 백색반사층을 설치하지 않은 것을 제외하고, 실시예 9와 동일한 액정표시소자를 실시예 9와 동일한 조건, 제법으로 작성했다. 실시예 9와 동일, 구동전압 14V로 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 70%로 실시예 9에 의한 액정표시소자보다 현저하게 낮은 값이고, 콘트라스트비를 측정한 바 11:1이며, 실시예 9의 본 발명의 액정표시소자는 백색반사층을 설치해도 충분한 값을 얻고 있음을 알았다.
[실시예 10]
제25a도는 대향기판이 되는 제2기판(12), 제25b도는 관측쪽 기판(11), 제25c도는 셀단면을 각각 나타낸다. 대향기판이 되는 제2기판(12)은 MIM소자(18)를 갖는 ITO화소전극(14)을 매트릭스배열한 것으로, 상하로 배열된 화소전극(14)간에는 행방향으로 연장된 배선(22)이 있고, 전면을 배향막(17)으로 피복하고 있다.
관찰측이 되는 제1기판(11)은 ITO로 이루어지고, 열방향으로 연장된 복수의 스트라이프 전극(13)을 갖고, 각 스트라이프 전극(13)의 사이에 백색반사층(20)이 형성된다. 이 백색반사층(20)은 기판간격재를 겸하고 있으며, 액정조성물(15)의 층 두께를 정하는 두께를 갖고 있다. 또한 이 위에 기판전면에 걸쳐 배향막(16)이 피착된다.
백색반사층(20)의 형성은 스트라이프 전극(13)을 형성한 기판(11)상에 TiO를 분산한 레지스트 재료(TiO분산액:주식회사일본합성고무제작)를 막두께 5μm가 되도록 인쇄하고, 60℃ 30분의 가소성을 실시한 후, 제25b도에 나타내는 부분적으로 잘린 막대모양 패턴형상이 되도록 마스크를 이용하여 노광하고, NMD 3용액(주식회사동경응화제작)으로 현상하며, 150℃ 120분의 소성을 실시하고, 관찰측 기판의 비변조부의 일부에 기판간격재의 기능을 갖는 본 발명의 백색반사층(20)을 형성했다.
이렇게 하여 얻어진 2장의 기판을 사용하고, 실시예 1과 동일한 재료, 제법으로 액정셀을 작성하며, 제25c도에 나타내는 바와 같은 구성이 되도록 실시예 1과 동일한 4분의 1 파장판(31), 반사판(30)을 대향기판외면에 부착하고, 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다.
실시예 1과 동일, 구동전압 4V로 반사율 및 콘트라스트비를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 바, 반사율은 45%로 높은 값이고, 콘트라스트비를 측정한 바 6:1로 매우 높은 값이었다.
또한, 액정층 두께를 간섭막 두께계로 측정한 바, 셀전면의 불규칙함은 ±0.05μm로 거의 균일한 셀두께로 되어 있는 것을 알았다.
이상 설명한 본 발명의 제1형태에 관한 액정표시소자는 암상태에 있어서 비변조부가 백색반사층으로 되어 있는 것에 의해 변조부의 어두움, 검은 부분이 두드러지게 보이고, 또 명상태에 있어서도 비변조부가 백색반사층이 되어 있는 것에 의해 밝음이 향상하고, 실제로 보아 눈으로 느껴지는 콘트라스트비가 현저하게 높아서 밝은 반사형 액정표시소자를 얻을 수 있다.
이하 본 발명의 제2형태에 관한 실시예에 대해서 설명한다.
[실시예 11]
제26도에 나타내는 바와 같이 두께 0.7mm의 유리기판(51)상에 MIM(Metal-Insulator-Metal)소자(52)를 형성하고, 화소수가 480×320의 MIM소자 부착기판을 제작했다. 또한 두께 0.7mm의 유리기판(53)상에 ITO 스트라이프 패턴전극(54)을 형성하고, ITO 투명전극부착 윗 기판을 제작한다.
다음으로, 이렇게 하여 얻어진 상하기판이 되는 제1, 제2기판(51,53)의 전극형성면에 각각 폴리이미드재(상품명 AL-1051, 주식회사일본합성고무사제작)를 도포, 소성하여 배향막(55)을 형성하고, 러빙처리를 실시한 후 윗 기판에 스페이서(간격재)로 입자직경 8μm의 마이크로펄SP (주식회사적수파인케미칼사제작)을 산포밀도 100/mm 로 산포하고, 다음으로 아래기판의 주변에 5mm폭의 개구부를 제외하며 1액성 에폭시 수지(상품명 XN-21, 삼정동압화학주식회사사제작)로 이루어지는 주변시일 패턴을 스크린인쇄에 의해 형성했다.
그리고, 이 기판을 각 전극형성면이 대항하도록 하여 중합시키고, 기판간격이 간격재의 입자직경과 동일하게 되도록 가압하면서 180℃에서 2시간 소성한 후, 이 비어있는 셀내에 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정재료(상품명ZLI-4801-100, 주식회사멜크저팬사제작)에 2색성의 흑색염료(상품명 LA 103/4, 주식회사삼릉화성사제작)를 2.0wt% 첨가한 것을 가압주입법에 의해 주입하고, 주변시일 패턴의 개구부를 자외선경화수지(상품명 UV-1000, 주식회사소니케미칼사제작)에 의해 봉지하고 기판간에서 액정층(56)을 끼워 액정셀(57)을 제작했다.
다음으로, 이렇게 하여 얻어진 액정셀(57) 하면에 적층 타입의 전 파장영역 1/4파장 위상차판(주식회사일동전공사제작)(58)과, 유리기판표면에 상온으로 Al을 300nm의 두께로 증착한 경면반사판(59)을 순서대로 점착했다. 한편, 유리기판(60)의 표면에 스프레이법에 의해 SnO를 요철상으로 피막한 후, 그 위에 이것보다도 굴절율이 낮은 SnO의 층(61)을 스퍼터링에 의해 형성하는 것에 의해 확산효과를 갖는 동시에 입사광의 감쇠를 방지하는 광확산판(62)을 형성했다. 그리고, 이 광확산판(62)을 상기 액정셀(57)위에 설치하고, 액정표시소자를 제작했다.
제27a도 및 제27b도는 이렇게 하여 얻어진 본 실시예의 액정표시소자의 동작을 설명하는 것이다. 전압무인가의 암상태에서는 제27a도에 나타내는 바와 같이 비편광입사광(Li)이 액정층(56)을 통과하는 것에 의해 일방향 직선편광이 되고, 다음으로 1/4파장 위상차판(58)을 통과하여 원편광이 되며, 경면반사판(59)에서 반사된 후 다시 1/4파장 위상차판(58)을 통과하는 것에 의해 최초의 직선편광에 대해서 편광방향이 90°어긋난 직선편광이 된다. 그 때문에 다시 액정층(56)을 통과할 때에 그 직선편광이 게스트 염료(흑색염료)에 의해 흡수되고, 반사광으로서 반사되지 않는다.
한편, 제27b도에 나타내는 바와 같이 전압이 인가된 명상태에서는 액정층(56)의 게스트 염료분자를 포함하는 액정분자배열이 기판의 법선방향으로 평행하게 되기 때문에 기판의 법선방향으로 입사된 입사광(Li)은 편광되지 않고 1/4파장 위상차판(58)을 그대로 통과하고, 경면반사판(59)으로 반사된다. 그 때문에 다시 액정층(56)을 통과할 때에 염료분자에 의해 흡수되는 일이 없으며, 반사광(Lr)으로서 출사된다. 여기서 이대로 반사광(Lr)이 출사하면 액정표시소자의 휘도는 기판의 법선방향으로만 높아져 버리지만, 표면이 요철형상으로 형성된 광확산판(62)을 통과함으로써 반사광(Lr)이 확산되기 때문에 시각의존성이 없어 밝은 표시가 얻어진다.
다음에, 이와 같은 동작에 의해 광제어하는 본 실시예의 액정표시소자에 대해서, 반사율 및 콘트라스트비를 표준확산판(MgO)판의 휘도를 반사율 100%로 하여 일반적 방법으로 측정했다. 액정층(56)으로의 인가전압이 4V가 되도록 전표시화소의 MIM소자에 전압을 인가한 바, 반사율이 86%로 매우 높은 값이 얻어졌다. 또한 액정층(56)으로의 인가전압이 0V와 4V가 되도록 MIM소자를 이용하여 전화소에 전압을 인가하고 콘트라스트비를 측정한 바, 20:1로 매우 높은 값이었다.
또한, 본 실시예의 액정표시소자에 1라인 간격으로 흑백을 반전시킨 스트라이프패턴과, 30화소x30화소의 정방형 형상을 흑표시시킨 패턴과, 반대로 상기 정방형형상을 백표시시킨 패턴의 3가지 종류의 패턴을 표시시키고, 이것을 정면에서 관찰한 바, 시차는 거의 느껴지지 않을 정도의 것이었다.
[실시예 12]
제28도에 나타내는 바와 같이 두께 1.1mm의 유리기판(63)상에 Al을 300nm의 두께로 증착한 후, 선폭 300μm, 선간 10μm, 라인길이 240mm, 라인수 480개가 되도록 스트라이프형상으로 패터닝하고, 경면반사판을 겸한 전극(주사전극)(64)을 형성했다. 또한 두께 1.1mm의 유리기판(65)상에 ITO피막을 형성하고, 선폭 300μm, 선간 10μm, 라인길이 150mm, 라인수 640개로 스트라이프 형상으로 패터닝하고, ITO로 이루어지는 투명전극(신호전극)(66)을 형성했다.
다음으로, Al로 이루어지는 전극(64)이 형성된 제1기판(아래기판)과 ITO투명전극(66)이 형성된 제2기판(윗기판)의 전극형성면에 각각 일염기성 크롬 착체를 도포하고 배향막(67)을 형성하며, 러빙처리를 실시한 후, 이 기판을 Al전극(64)와 ITO투명전극(66)이 서로 직교하도록 대향시키며, 실시예 11과 동일하게 하여 시일부(68)와 스페이서(69)를 각각 설치하며, 또한 상아래기판간에 액정조성물을 끼워 액정층(70)(두께(d) 3.4μm)으로 하며, 구동액정셀(71)을 제작했다.
여기서, 제1 및 제2기판의 러빙은 화살표 a 및 a'로 나타내는 바와 같이 평행하고 또한 반대방향으로 실시하며, 액정층(70)의 액정분자는 기판표면에 있어서 프레틸트각 약 89° 의 수직배향이 되도록 했다. 또한, 기판간에 끼워지는 액정으로서 부(負)의 유전이방성을 나타내는 ZLI-2585(주식회사멜크저팬사제작)를 사용했다.
이 액정의 △n(굴절율이방성)은 파장 550nm로 0.039이며, 액정셀(71)에 있어서의 액정층(20)의 △n과 층두께(d)를 곱하거나 리타데이션 값은 0.132μm(132nm)이다. 또한 파장 550nm은 색감도적으로 눈에 띄는 것을 파장의 대표적 수치로 열거한 것이다.
다음으로, 이렇게 해서 얻어진 액정셀(71)위에 제29도에 나타내는 바와 같이 편광판(72)을 그 흡수축(b)이 러빙방향(a,a')에 대해서 45°를 이루도록 배치했다. 한편, 유리기판의 표면에 스프레이법에 의해 SnO를 요철상으로 피막한 후, 그 위에 이것보다도 굴절율이 낮은 SnO의 층을 스퍼터링에 의해 형성함으로써, 확산효과를 갖는 동시에 입사광의 감쇠를 방지하는 광확산판(73)을 형성했다. 그리고 이 광확산판(73)을 상기 편광판(72)상에 설치하고, 액정표시소자를 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 액정표시소자를 1/240 듀티 멀티플랙스 구동한 바, 전압무인가시에는 액정셀(71)의 리타데이션이 거의 0이 되기 때문에 백표시, 전압인가 시에는 액정셀(71)의 리타데이션이 거의 1/4파장이 되기 때문에 흑표시가 되며, 콘트라스트비가 10 대 1, 반사율이 30%로 시각인지성이 우수한 액정표시소자를 실현할 수 있었다.
[실시예 13]
액정층(70)으로서 주식회사멜크저팬사제의 액정 ZLI-4850을 이용하는 이외는 실시예 12와 동일한 구성으로, 구동액정셀(71)을 제작했다. 이 액정의 △n은 파장 550nm로 0.208, 액정층(70)의 두께(d)는 4.2μm 이며, 액정셀(71)의 액정의 △n과 층두께(d)를 곱하거나 리타데이션 값은 0.874μm(874nm)이다.
다음으로, 이렇게 해서 얻어진 액정셀(71)상에 위상차판(74)과 편광판(72)을 제30도에 나타내는 바와 같은 배치로 조합시켰다. 즉, 액정셀(71)상에 폴리카보네이트를 연장하여 이루어지는 리타데이션 값이 125nm(1/4파장)의 위상차판(74)을 연장축(c)이 러빙방향(a,a')에 대해서 직교하도록 배치하며, 또 그 위에 실시예 12에서 사용한 것과 같은 편광판(72)과 광확산판(73)을 순서대로 설치하고, 액정표시소자를 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 액정표시소자를 1/240 듀티 멀티플랙스 구동한 바, 전압무인가시에는 위상차판(74)과 액정셀(71)의 리타데이션의 차가 거의 1/4파장이 되기 때문에 흑표시, 전압인가 시에 위상차판(74)과 액정셀(71)의 리타데이션의 차가 거의 3/2파장이 되기 때문에 백표시가 된다. 그리고, 콘트라스트비가 13 대 1 로 실시예 13과 비교해 보다 크고, 반사율이 28%로 시각인지성이 우수한 액정표시소자가 얻어졌다.
[실시예 14]
위상차판(74)의 리타데이션 값을 250nm로 한 이외는 실시예 13과 동일한 구성으로 액정표시소자를 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 액정표시소자를 1/240 듀티 멀티플랙스 구동한 바, 전압무인가상태에서 위상차판(74)과 구동액정셀(71)과의 리타데이션의 차가 거의 1/2파장이 되기 때문에 백표시, 전압인가상태에서 위상차판(74)과 액정셀(71)과의 리타데이션의 차가 5/4파장이 되기 때문에 흑표시가 되며, 콘트라스트비가 10 대 1, 반사율이 35%로 시각인지성이 우수한 액정표시소자가 얻어졌다.
또한, 이상의 실시예에서는 광확산판으로서 유리기판상에 SnO의 요철피막을 형성한 것을 이용했지만, 입사광의 감쇠가 없고, 또한 확산효과가 얻어지는 것이면 그 이외에도 사용할 수 있다. 즉, 에칭에 의해 표면을 거칠게 한 유리판 등을 적절하게 이용할 수 있다.
또한, 실시예 12 내지 14에 있어서는 반사판을 겸한 Al전극을 주사전극으로 하고, ITO투명전극을 신호전극으로 멀티플랙스구동을 실시했지만, 전극구성을 반대해도 좋다. 또한 이 실시예에서는 수직배열시킨 ECB 모드의 액정셀을 이용했지만, 수평배열의 ECB 모드, STN(Super Twisted Nematic)모드의 액정셀 등을 사용해도, 동일한 효과를 달성할 수 있다. 또한 구동방식으로서 MIM이나 TFT(박막 트랜지스터)로 이루어지는 스위칭 소자를 사용한 액정표시소자나, 칼라필터를 이용한 칼라 액정표시소자에 있어서도 본 발명의 구성을 채용함으로써 동일한 효과를 올릴 수 있다.
이상 설명에서 분명히 한 바와 같이 본 발명의 제2형태에 의하면 반사율 및 콘트라스트비가 높아서 시각인지성이 우수한 반사형의 액정표시소자를 실현할 수 있다.
이하, 본 발명의 제3형태에 관한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
[실시예 15]
제31도 내지 제33도 및 실시예 1의 설명에서 참조한 제13a도 내지 제13d도, 제15a도 내지 제16도를 참조하여 본 실시예의 액정표시소자를 나타낸다.
0.7mm두께의 유리기판을 2장 이용하고, 한쪽의 관찰측의 윗기판(11)에 SiOx층(19)을 600nm의 두께로 증착하고, 제31도에 나타내는 패턴A의 형상으로 패터닝하고, 그 위에 제13a도 및 제13b도에 나타내는 바와 같이 MIM소자(18)를 갖는 전극(13)의 패턴을 작성했다. 제13a도는 한 화소의 전극형상을 나타내고 있으며, 한 화소는 종횡 180μmx180μm의 치수를 갖고 있다. 제13b도는 윗기판(11)의 유효효시영역의 형상을 나타내고 있으며, 각 화소가 매트릭스형상으로 배열된다. 57.6mmx86.4mm내에 화소수 480×320이 배열된다.
제32도에 나타내는 바와 같이 관찰측의 윗기판(11)은 MIM소자(18)와 배선(22)및 투명전극(13)이 형성된다. 제33도에 나타내는 바와 같이 SiOx층(19)과 ITO층(13)은 이차원적으로 분포하고 있다. 각각의 굴절율은 SiOx가 1.50, ITO가 1.90이고, 굴절율차(σn)는 0.40이다. 쌍방의 층두께(D)는 600nm이기 때문에, σnD는 0.24μm가 되고, 이 부분이 회절격자가 되며, 광확산층으로 작용한다.
또한, ITO충은 화소전극이고, 필수의 것이다. 상기한 바와 같이 ITO의 굴절율은 1.90으로 높고, 다른 층과의 계면에서 불필요한 반사를 발생하는 예를 들면 유리기판, 배향막은 굴절율이 1.90이고, 굴절율차가 크기 때문에 계면반사를 발생하기 쉽다. 그러나 본 실시예에서는 ITO층의 요철형상이기 때문에 상기 반사성분은 확산되고, 표시한 콘트라스트로의 영향은 종래보다도 저감된다.
한편, 대향측의 아래기판(12)에는 복수의 스트라이프형상 투명전극(14)이 상기 화소전극에 대응시켜 평행하게 형성된다. 이 전극(13,14)상에 배향막(16,17)이 피착되며, 액정조성물층(15)이 기판간에 끼워진다.
본 실시예에 관한 액정표시장치는 다음과 같이 하여 제조된다.
즉, 우선 제13a도에 나타내는 윗기판(11)상에 표면을 산화시킨 제1 Ta층(18a)(표면에 막두께 100nm의 Ta0막이 설치되어 있다)을 도시하는 바와 같은 패턴으로 형성하고, 이 후에 제2Ta층(22)(막두께 100nm)을 도시하는 바와 같이 일부가 제1 Ta막(18a)에 걸리는 배선패턴의 형태로 형성했다.
그 후, 기판전면에 ITO를 200nm의 막두께로 형성하고, 레지스트 재료로서 포지티브형의 레지스트 재료(OFPR-5000, 주식회사동경응화제작)를 전면에 도포하고, 60℃에서 30분 가소성을 실시한 후, 화소전극 패턴을 형성할 수 있도록 마스크를 사용하여 노광하고, NMD 3용액(주식회사동경응화제작)으로 현상하고, 제13a도의 참조숫자(13)로 나타내는 ITO막 상에만 레지스트 패턴이 피복한 구성으로 했다.
다음에, 이 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 염산초산수용액(혼합비염산10·초산1·물10)에 의해 ITO의 에칭을 실시했다. 이 후에, 상기 레지스트 패턴을 박리했다.
또한, 대향하는 기판(12)으로서 제13c도 및 제13c도에 나타내는 ITO 스트라이프 패턴전극(14)을 형성한 기판을 작성했다. 여기서 제13d도는 한 화소에 해당하는 패턴형상을 나타내고 있고, 제13d도는 유효표시영역(12a)의 형상을 나타내고 있다.
이렇게 해서 얻어진 2장의 기판의 유효표시영역에 배향제(AL-1051, 주식회사일본합성고무제작)를 인쇄, 소성하여 배향막(16,17)을 형성하고, 이 배향막(16,17)을 상기 ITO 스트라이프 패턴과 평행이고, 또한 대향하는 기판끼리 방향이 180°역이 되는 방향으로 러빙했다.
다음으로, 관찰측 기판에 입자직경 5μm의 기판간격재(마이크로펄 SP, 주식회사적수파인케미칼제작)를 산포밀도 100/mm2로 산포하고, 대향기판의 유효표시영역주변에 5mm폭의 개구부를 설치한 주변시일 패턴을 스크린 인쇄법으로 형성했다. 여기서 사용한 시일재료는 1액성 에폭시 수지(XN-21, 삼정동압화학주식회사제작)이다.
다음에, 상기 2장의 기판(11,12)을 전극(13,14)면이 대향하도록 하여 중합시키고, 기판간격이 상기 기판간격재의 입자직경과 같아지도록 가압하면서 180℃에서 2시간 소성하고, 본 실시예의 액정표시소자에 사용하는 비어있는 셀을 얻었다.
이 후에 상기 비어있는 셀에 액정재료로서 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정재료 ZLI-2293 (주식회사멜크저팬제작)(151)에 흑색의 염료 LA103/4(주식회사삼릉화성제작)(152)를 2.0wt% 첨가한 것을 감압주입법으로 주입하여 액정조성물층(15)으로 했다.
그 후, 상기 주변시일 패턴의 개구부를 자외선 경화수지 UV-1000 (주식회사소니케미칼제작)으로 봉지하고, 본 실시예의 액정표시소자에 이용하는 액정 셀을 얻었다.
이 후에, 제31도에 나타내는 바와 같이 기판(12)에 4분의 1파장(31), 반사판(30)을 붙여서 본 실시예의 액정표시소자를 얻었다. 여기서 사용한 반사판(30)은 Al증착 타입의 경면반사판이다(주식회사일동전공제작). 4분의 1파장판(31)은 적층 타입의 전파장영역 4분의 1 파장판(주식회사일동전공제작)이고, 각각 풀이 부착된 것을 사용했다.
그런데 이상에 의해 얻어진 본 실시예의 액정표시소자의 반사율 및 콘트라스트비를 제16도에 나타내는 측정장치로 측정했다. 측정은 샘플의 중앙에서 법선방향의 위치에 거리 30cm에 휘도계(40)를 배치하고, 거의 동일높이에 상기 법선방향과 30°의 각도를 이루는 방향으로 도시하는 바와 같이 적녹청 3파장으로 발광하는 고연색형 형광등(41,42)을 2개 배치하여 샘플(43)부분의 조도가 580 룩스가 되도록 하여 표준확산판(MgO판)의 휘도를 측정하고, 이 휘도를 반사율 100%로 하고, 샘플의 반사율 및 콘트라스트를 측정했다.
그 결과, 반사율 80%, 콘트라스트비 20:1이었다
[실시예 16]
0.7%mm두께의 유리기판을 2장 사용하고, 한쪽의 관찰측의 윗기판(11)에 SiOx층(19)을 600nm의 두께로 증착하고, 제31도에 나타내는 패턴(A)의 형상으로 패터닝하고, 그 위에 SiNx층을 600nm의 두께로 증착했다. 이 SiNx층은 증착하지 않고, 그 위에 제13a도 및 제13b도에 나타내는 바와 같이 MIM소자(18)를 갖는 전극(13)의 패턴을 작성했다.
제13a도는 한 화소의 전극형상을 나타내고 있으며, 한 화소는 종횡 180μmx180μm의 치수를 갖고 있다. 제13b도는 윗기판(11)의 유효표시영역의 형상을 나타내고 있고, 각 화소 매트릭스형상으로 배열된다. 57.6mmx86.4mm내에 화소수 480×320이 배열된다.
제32도에 나타내는 바와 같이 관찰측의 윗기판(11)에는 MIM소자(18)와 배선(22) 및 투명전극(13)이 형성된다. 제33도에 나타내는 바와 같이 SiOx층(19)과 ITO층(13)은 이차원적으로 분포하고 있다. 각각의 굴절율은 SiOx가 1.50, SiNx가 2.10이고, 굴절율차(σn)는 0.60이다. 쌍방의 층두께(D)는 600nm이기 때문에, δnD는 0.36μm가 되며, 이 부분이 회절격자가 되어 광확산층으로 작용한다.
또한, 광확산층의 위(관찰면에서 본 경우, 안쪽)에는 MIM의 배선으로 Ta의 패턴이 형성되어 있으며, 이것이 상기한 백색의 반사층과 동등한 효과가 얻어지도록 되어 있다.
이하, 실시예 15와 동일하게 하여 본 실시예에 관한 액정표시소자를 얻었다. 이 액정표시소자에 대해서 실시예 15와 동일하게 하여 평가한 바, 반사율 85%, 콘트라스트비 20:1이었다.
이상의 설명에서 분명히 한 바와 같이 본 발명의 제3형태에 의하면 밝고 콘트라스트비가 높은 우수한 반사형의 액정표시소자를 실현할 수 있다.

Claims (78)

  1. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판 사이에 끼워진 액정조성물층; 상기 제1기판측에서 입사되어 상기 액정조성물층을 투과한 빛을 반사하는 제2반사층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정조성물층이 응답하고, 상기 제1기판측에서 입사되는 상기 빛의 반사량을 제어하는 변조부; 상기 변조부 이외의 영역인 비변조부; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면과는 반대측면에 형성된 광확산층을 구비하는 반사형 액정표시소자에 있어서, 상기 제1기판의 상기 비변조부에 대응하는 영역의 적어도 일부에 형성된 제1반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2기판 중 어느 하나의 주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 반사경 액정표시소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면의 적어도 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2전극이 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2전극 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면과는 반대측 주면의 적어도 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2반사층은 Al 또는 Ag를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판 중 어느 한쪽에서 전극이 형성되어 있는 측에 칼라 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 칼라 필터는 상기 광확산층상에 배치되고, 상기 반사층은 상기 칼라 필터 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광확산층은 굴절율이 다른 제1 및 제2투명굴절율 매체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 폴리스틸렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 제2투명굴절율 매체는 상기 제1투명굴절율 매체의 용매인 아크릴계 재료를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  12. 제10항에 있어서, 제1 및 제2투명굴절율 매체는 상기 액정조성물의 평균굴절율 ±10%의 범위내의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 상기 액정조성물의 상광(常光)굴절율과 거의 같거나 또는 근사하는 굴절율을 갖고, 상기 제2투명굴절율 매체는 상기 액정조성물의 이상(異常)굴절율과 거의 같거나 또는 근사하는 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  14. 제12항에 있어서, 상기 광확산층은 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체를 거의 평면적으로 배치하여 이루어지는 회절격자인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  15. 제14항에 있어서, 상기 회절격자는 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체를 체크형상으로 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 폴리스틸렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 액정조성물의 상광굴절율과 거의 같거나 또는 근사하는 굴절율을 갖고, 상기 제2투명굴절율 매체는 ITO 및 질화규소로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 제2투명굴절율 매체의 굴절율과 상기 제1투명굴절율 매체와의 차(δn)와 상기 광확산층의 층두께(D)를 곱한 값(δnD)이 0.1μm∼0.4μm이고, 상기 광확산층은 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체를 평면적으로 체크형상으로 배치하여 이루어지는 회절격자인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  17. 제2항에 있어서, 상기 제2반사층은 Al 또는 Ag를 주성분으로 하여 포함하고, 상기 광확산층은 2가지 종류의 투명한 굴절율 매체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  18. 제1항에 있어서, 상기 액정조성물은 2색성 염료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  19. 제1항에 있어서, 상기 액정조성물이 흑색염료를 함유하는 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱액정이고, 상기 제1 및 제2기판간에 있어서 균일한 분자배열을 하고 있으며, 상기 제2기판측에 4분의 1 파장판 및 제2반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  20. 제18항에 있어서, 상기 4분의 1 파장판 및 제2반사판은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  21. 제1항에 있어서, 상기 액정조성물은 광반사기능을 갖고, 상기 제1반사층을 겸하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  22. 제21항에 있어서, 상기 액정조성물은 고분자분산형 액정조성물인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시소자.
  23. 제22항에 있어서, 상기 고분자분산형 액정조성물은 에멀젼형 고분자분산형 액정조성물인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  24. 제1항에 있어서, 상기 반사형 액정표시소자는, 박막 트랜지스터 및 박막 다이오드 중 어느 한쪽을 갖는 액티브 매트릭스형 액정표시소자인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1반사층은 상기 박막 트랜지스터 및 박막 다이오드 중 어느 한 쪽의 배선기능을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  26. 제1항에 있어서, 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면과는 반대측에는 요면경 반사렌즈로 이루어지는 반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  27. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판간에 끼워 맞춰진 액정조성물층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정 조성물이 응답하고, 입사하는 광의 반사량을 변조하는 변조부; 상기 변조부 이외의 영역인 비변조부; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 형성된 광확산층; 및 상기 광확산층 상의 상기 비변조부에 대응하는 영역의 적어도 일부에 형성된 제1반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제2기판 중 어느 하나의 주면에 형성된 제2반사층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면의 적어도 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2전극이 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2전극상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  32. 제28항에 있어서, 상기 제2반사층은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면과는 반대측 주면의 적어도 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  33. 제28항에 있어서, 상기 제2반사층은 Al 또는 Ag를 주성분으로 하여 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  34. 제27항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판 중 어느 한쪽 전극이 형성되어 있는 측에 칼라 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  35. 제27항에 있어서, 상기 칼라 필터는 상기 광확산층상에 배치되고, 상기 반사층은 상기 칼라 필터 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  36. 제27항에 있어서, 상기 광확산층은 굴절율이 다른 제1 및 제2투명굴절율 매체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 폴리스틸렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 제2투명굴절율 매체는 상기 제1투명굴절율 매체의 용매인 아크릴계 재료를 주성분으로 하여 함유하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  38. 제36항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 상기 액정조성물의 상광굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 갖고, 상기 제2투명굴절율 매체는 상기 액정조성물의 이상굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시소자.
  39. 제36항에 있어서, 제1 및 제2투명굴절율 매체는 상기 액정조성물의 평균굴절율 ±10%의 범위내의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  40. 제39항에 있어서, 상기 광확산층은 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체를 거의 평면적으로 배치하여 이루어지는 회절격자인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  41. 제40항에 있어서, 상기 회절격자는 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체를 체크형상으로 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  42. 제27항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 폴리스틸렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 액정조성물의 상광굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 갖고, 상기 제2투명굴절율 매체는 ITO 및 질화규소로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 제2투명굴절율 매체의 굴절율과 상기 제1투명굴절율 매체와의 차(δn)와 상기 광확산층의 층두께(D)를 곱한 값(δnD)이 0.1μm∼0.4μm이고, 상기 광확산층은 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체를 평면적으로 체크형상으로 배치하여 이루어지는 회절격자이고, 상기 4분의 1 파장판 및 제2반사판이 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  43. 제27항에 있어서, 상기 제2반사층은 Al 또는 Ag를 주성분으로 하여 포함하고, 상기 광확산층은 2가지 종류의 투명한 굴절율 매체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  44. 제27항에 있어서, 상기 액정조성물은 2색성 염료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  45. 제27항에 있어서, 상기 액정조성물이 흑색염료를 함유하는 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱액정이고, 상기 제1 및 제2기판간에 있어서 균일한 분자배열을 하고 있으며, 상기 제2기판측에 4분의 1 파장판 및 제2 반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  46. 제44항에 있어서, 상기 4분의 1 파장판 및 제2반사판은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  47. 제27 항에 있어서, 상기 액정조성물은 광반사기능을 갖고, 상기 제1반사층을 겸하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  48. 제47항에 있어서, 상기 액정조성물은 고분자분산형 액정조성물인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  49. 제48항에 있어서, 상기 고분자분산형 액정조성물은 에멀젼형 고분자분산형 액정조성물인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  50. 제49항에 있어서, 상기 반사형 액정표시소자는, 박막 트랜지스터 및 박막 다이오드의 어느 한쪽을 갖는 액티브 매트릭스형 액정표시소자인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  51. 제50항에 있어서, 상기 제1반사층은 상기 박막 트랜지스터 및 박막 다이오드 중 어느 한 쪽의 배선기능을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  52. 제27항에 있어서, 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성되어 있는 주면과는 반대측에는 요면경 반사렌즈로 이루어지는 반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  53. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판 사이에 끼워 맞춰진 액정조성물층; 상기 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극사이에 인가된 전압에 의해 상기 액정조성물이 응답하고, 입사하는 빛의 반사량을 변조하는 변조부; 상기 변조부 이외의 영역인 비변조부; 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면과는 반대측면에 형성되고, 굴절율이 다른 제1 및 제2투명굴절율 매체를 거의 평면적으로 배치하여 이루어지는 회절격자로 이루어지는 광확산층; 및 상기 제2기판 중 어느 한 쪽의 주면에 형성된 경면 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  54. 제53항에 있어서, 상기 회절격자는 3각형 및 4각형 중 어느 한쪽의 형상을 갖는 최소 구성단위를 체크형상으로 평면 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  55. 제53항에 있어서, 상기 경면 반사층은 상기 제2기판의 상기 제2전극이 형성된 주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  56. 제55항에 있어서, 상기 경면 반사층은 상기 제2전극이 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  57. 제55항에 있어서, 상기 경면 반사층은 Al 또는 Ag를 주성분으로 하여 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  58. 제53항에 있어서, 상기 제1 및 제2투명굴절율 매체 중 어느 한쪽은 ITO 및 질화규소로 이루어지는 군에서 선택된 한가지 종류로 이루어지는 투명도전체이고, 이 투명도전체는 다른 쪽의 투명굴절율 매체에 의해 요철면을 갖고, 또한 상기 투명도전체는 상기 제2전극이 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  59. 제53항에 있어서, 상기 제1투명굴절율 매체는 폴리스틸렌, SiO2및 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 액정조성물의 상광굴절율과 거의 같거나 또는 근사한 굴절율을 갖고, 상기 제2투명굴절율 매체는 ITO 및 질화규소로 이루어지는 군에서 선택된 재료를 주성분으로 하여 함유하고, 상기 제2투명굴절율 매체의 굴절율과 상기 제1투명굴절율 매체와의 차(δn)와 상기 광확산층의 층두께(D)를 곱한 값(δnD)이 0.1μm∼0.4μm인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  60. 제53항에 있어서, 상기 액정조성물이 흑색염료를 함유하는 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱액정이고, 상기 제1 및 제2기판간에 있어서 균일한 분자배열을 하고 있고, 상기 제2기판측에 4분의 1 파장판 및 제2반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  61. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주요면에 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판간에 끼워 맞춰진 액정조성물층; 제1전극에 대응하는 영역에 있어서, 상기 제1 및 제2전극간에 인가된 전압에 의해 상기 액정 조성물이 응답하고, 입사하는 광의 반사량을 변조하는 변조부; 상기 변조부 이외의 영역인 비변조부; 및 제1기판 중 어느 한쪽 주면의 상기 비변조부에 대응하는 영역의 적어도 일부에 형성된 백색 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  62. 제61항에 있어서, 상기 백색 반사층은 제1기판의 상기 제1전극이 형성되어 있는 주면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  63. 제61항에 있어서, 상기 백색 반사층이 백색안료를 분산한 레지스트 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  64. 제63항에 있어서, 상기 백색안료가 TiO2를 주성분으로 한 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시소자.
  65. 제61항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판의 적어도 한쪽은 칼라 필터를 갖고 있으며, 이 칼라 필터의 착색층 이외의 부분에 대응하는, 기판의 전극이 형성되어 있는 주면측에 백색반사층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  66. 제61항에 있어서, 상기 액정조성물이 2색성 염료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  67. 제61항에 있어서, 상기 액정조성물이 흑색염료를 함유하는 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱액정이고, 상기 제1 및 제2기판간에 있어서 균일한 분자배열을 하고 있고, 상기 제2기판측에 4분의 1 파장 및 제2반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  68. 제61항에 있어서, 상기 백색반사층이 상기 제1 및 제2기판의 간격을 제어하는 기판간격재를 겸하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  69. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽 주면에 매트릭스형상으로 배열한 복수의 화소전극과 이 전극간에 배치된 배선으로 이루어지는 제1전극이 형성된 제1기판; 상기 제1기판의 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되고, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판; 상기 제1 및 제2기판간에 끼워진 액정조성물층; 및 상기 제1기판의 한쪽 주면의, 상기 제1전극이 형성된 영역 이외의 영역에 형성된 백색반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  70. 제69항에 있어서, 상기 백색반사층이 백색안료를 분산한 레지스트 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  71. 제70항에 있어서, 상기 백색안료가 TiO2를 주성분으로 한 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  72. 제69항에 있어서, 상기 액정조성물이 2색성 염료를 함유하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  73. 제69항에 있어서, 상기 액정조성물이 흑색염료를 함유하는 정의 유전이방성을 나타내는 네마틱액정이고, 상기 제1 및 제2기판간에 있어서 균일한 분자배열을 하고 있으며, 상기 제2기판측에 4분의 1 파장판 및 제2 반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  74. 제69항에 있어서, 상기 백색 반사층이 상기 제1 및 제2기판의 간격을 제어하는 기판간격재를 겸하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  75. 제1기판의 한쪽 주면에 투명도전층을 피착하는 공정, 상기 투명도전층상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정; 상기 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하고, 상기 투명도전층을 에칭하여 투명도전층으로 이루어지는 전극패턴을 형성하는 공정; 상기 전극패턴 및 상기 레지스트 패턴을 갖는 기판면에 백색층을 피착하는 공정; 및 상기 레지스트막을 그 위의 백색층과 함께 제거하고, 전극 패턴 이외의 영역에 백색반사층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자의 제조방법.
  76. 제1기판의 한쪽의 주면에 착색층을 피착하는 공정; 상기 착색층상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정; 상기 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하고, 상기 착색층을 에칭하여 착색층으로 이루어지는 칼라필터패턴을 형성하는 공정; 상기 칼라필터패턴 및 상기 레지스트 패턴을 갖는 기판의 주면에 백색층을 피착하는 공정; 및 상기 레지스트막을 그 위의 백색층과 함께 제거하고, 착색층 이외의 영역에 백색반사층을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자의 제조방법.
  77. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주면에 제1전극이 형성된 제1기판, 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판 및 상기 제1 및 제2기판간에 끼워지고, 흑색염료를 함유하는 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정으로 이루어지는 액정조성물층을 구비한 액정셀; 상기 액정셀이 관찰되는 측에 배치되고, 표면에 반사방지막이 피착된 광확산판; 상기 액정조성물층이 관찰되는 측과는 반대측에 배치된 경면 반사부재; 및 상기 액정조성물층과 상기 경면 반사부재와의 사이에 배치되며, 통과하는 광의위상을 1/4 파장 벗어난 1/4파장 위상차판을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
  78. 관찰되는 측에 배치되고, 한쪽의 주면에 제1전극이 형성된 제1기판, 상기 제1기판의 상기 제1전극이 형성된 주면에 대향하여 배치되며, 그 대향 주면에 제2전극을 갖는 제2기판, 및 상기 제1 및 제2기판간에 끼워지고, 유전이방성을 나타내는 네마틱 액정으로 이루어지는 액정조성물층을 구비한 액정셀; 상기 액정셀이 관찰되는 측에 배치되고, 표면에 반사방지막이 피착된 광확산판; 상기 액정조성물층과 상기 광확산판과의 사이에 배치된 편광판; 상기 액정조성물층이 관찰되는 측과는 반대측에 배치된 경면 반사부재; 및 상기 편광판과 상기 액정조성물과의 사이에, 또는 상기 액정조성물층과 상기 경면 반사부재와의 사이에 배치되는 위상차판을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시소자.
KR1019950036536A 1994-10-18 1995-10-17 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법 KR100207135B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP94-251771 1994-10-18
JP25177194 1994-10-18
JP95-004904 1995-01-17
JP490495 1995-01-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960015022A KR960015022A (ko) 1996-05-22
KR100207135B1 true KR100207135B1 (ko) 1999-07-15

Family

ID=26338757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950036536A KR100207135B1 (ko) 1994-10-18 1995-10-17 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법

Country Status (3)

Country Link
US (3) US6061110A (ko)
KR (1) KR100207135B1 (ko)
TW (1) TW347480B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413163B1 (ko) * 1999-09-27 2003-12-31 케이와 인코포레이티드 광학시트 및 광학시트를 사용한 백라이트 유니트
KR100452104B1 (ko) * 2001-03-19 2004-10-12 케이와 인코포레이티드 광학 시트
KR20170061868A (ko) * 2015-11-27 2017-06-07 엘지디스플레이 주식회사 미러 디스플레이 패널

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318926A (ja) * 1994-05-25 1995-12-08 Fuji Xerox Co Ltd 反射型液晶表示装置
JP2768313B2 (ja) * 1995-06-13 1998-06-25 日本電気株式会社 反射型液晶表示装置
US6606138B2 (en) * 1996-05-22 2003-08-12 Seiko Epson Corporation Liquid crystal layer including a dichroic dye
TW436658B (en) * 1996-05-24 2001-05-28 Seiko Epson Corp A reflection-type color LCD device, the driving method of the same and an electronic machine
JP3431763B2 (ja) * 1996-06-18 2003-07-28 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2798066B2 (ja) * 1996-08-05 1998-09-17 日本電気株式会社 薄膜トランジスター、その製造方法および表示装置
EP0829748A3 (en) * 1996-09-13 1999-12-15 Sony Corporation Reflective guest-host liquid-crystal display device
JP3188411B2 (ja) * 1996-10-18 2001-07-16 キヤノン株式会社 反射型液晶装置用画素電極基板、該画素電極基板を用いた液晶装置及び該液晶装置を用いた表示装置
JPH10170905A (ja) * 1996-12-09 1998-06-26 Alps Electric Co Ltd 反射用カラー偏光フィルタ及びこれを用いた反射型カラー液晶表示装置
US6175399B1 (en) * 1997-02-10 2001-01-16 Sharp Kabushiki Kaisha Reflective type liquid crystal display device having a diffusion layer of phase separated liquid crystal and polymer
JPH10268300A (ja) * 1997-03-21 1998-10-09 Sony Corp 反射型ゲストホスト液晶表示装置
US6195140B1 (en) * 1997-07-28 2001-02-27 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display in which at least one pixel includes both a transmissive region and a reflective region
JP3441047B2 (ja) * 1997-10-24 2003-08-25 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
US6295109B1 (en) * 1997-12-26 2001-09-25 Sharp Kabushiki Kaisha LCD with plurality of pixels having reflective and transmissive regions
JPH11281970A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Toshiba Corp 反射型液晶表示素子
JPH11305232A (ja) * 1998-04-20 1999-11-05 Sony Corp 反射型液晶表示装置
JP2000019500A (ja) * 1998-06-29 2000-01-21 Toshiba Corp 液晶表示装置
KR100421902B1 (ko) * 1998-12-14 2004-09-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사형액정표시장치
JP2000193984A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Sony Corp 液晶ライトバルブ装置
KR100301207B1 (ko) * 1998-12-31 2001-09-06 구자홍 칼라표시장치의전면기판형성방법
KR100292049B1 (ko) * 1999-04-15 2001-06-01 구본준, 론 위라하디락사 액정표시장치
CA2419624A1 (en) 1999-08-01 2001-02-08 Deep Video Imaging Limited Interactive three dimensional display with layered screens
US7624339B1 (en) 1999-08-19 2009-11-24 Puredepth Limited Data display for multiple layered screens
DE60025926T2 (de) * 1999-08-19 2006-10-26 Pure Depth Ltd., Panmure Steuerung der tiefenbewegung in einer anzeigevorrichtung mit mehrschichtigem bildschirm
AU769103B2 (en) 1999-08-19 2004-01-15 Pure Depth Limited Display method for multiple layered screens
JP2001091715A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Nippon Mitsubishi Oil Corp 複合回折素子
US6888678B2 (en) * 2000-02-16 2005-05-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Irregular-shape body, reflection sheet and reflection-type liquid crystal display element, and production method and production device therefor
JP4830188B2 (ja) * 2000-08-31 2011-12-07 凸版印刷株式会社 光拡散体およびそれを用いた表示装置
JP3534097B2 (ja) * 2000-09-14 2004-06-07 セイコーエプソン株式会社 液晶装置及び該液晶装置を備えた電子機器
EP1364232A4 (en) * 2000-11-17 2006-04-26 Pure Depth Ltd CHANGING THE SURFACE OF A DISPLAY SCREEN OF MATT IN OPTICAL SMOOTH
NZ511255A (en) * 2001-04-20 2003-12-19 Deep Video Imaging Ltd Multi-focal plane display having an optical retarder and a diffuser interposed between its screens
NZ511444A (en) 2001-05-01 2004-01-30 Deep Video Imaging Ltd Information display
GB0110826D0 (en) * 2001-05-03 2001-06-27 Secr Defence Liquid crystal reflective displays
JP2003119623A (ja) * 2001-08-06 2003-04-23 Nissan Motor Co Ltd 光反射機能構造体
NZ514119A (en) * 2001-09-11 2004-06-25 Deep Video Imaging Ltd Improvement to instrumentation
NZ514500A (en) 2001-10-11 2004-06-25 Deep Video Imaging Ltd A multiplane visual display unit with a transparent emissive layer disposed between two display planes
US6636285B2 (en) * 2001-11-01 2003-10-21 Motorola, Inc. Reflective liquid crystal display with improved contrast
US6873401B2 (en) * 2002-01-24 2005-03-29 Intel Corporation Reflective liquid crystal display lithography system
US7742239B2 (en) * 2002-03-17 2010-06-22 Puredepth Limited Method to control point spread function of an image
KR100824904B1 (ko) * 2002-06-21 2008-04-23 동부일렉트로닉스 주식회사 고립 라인 주위에 노치가 형성된 반사형 마스크
CA2492800C (en) * 2002-07-15 2011-04-26 Gareth Paul Bell Improved multilayer video screen
KR100505355B1 (ko) * 2002-07-22 2005-08-01 남상희 고해상도 디지털 엑스레이 검출용 tft 기판
JP4411026B2 (ja) * 2002-08-30 2010-02-10 キヤノン株式会社 光学材料及び、光学素子、回折光学素子、積層型回折光学素子、光学系
JP4266732B2 (ja) * 2002-08-30 2009-05-20 キヤノン株式会社 積層型回折光学素子
NZ521505A (en) * 2002-09-20 2005-05-27 Deep Video Imaging Ltd Multi-view display
JP4203954B2 (ja) * 2002-12-26 2009-01-07 株式会社日立製作所 画像表示装置
TW200424630A (en) * 2003-05-09 2004-11-16 Display Optronics Corp M Method and structure to reduce the fringe field effect in liquid crystal display
NZ525956A (en) 2003-05-16 2005-10-28 Deep Video Imaging Ltd Display control system for use with multi-layer displays
NZ526028A (en) * 2003-05-21 2006-02-24 Pure Depth Ltd Backlighting system for display screen utilised to control the distribution of power to at least one light source
TWI317828B (en) * 2004-12-07 2009-12-01 Ind Tech Res Inst Method and device of color cholesteric liquid crystal
TW200736748A (en) * 2006-03-30 2007-10-01 Daxon Technology Inc Brightness enhancing film, method of making same and liquid crystal display module
US20070287080A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Orbotech Ltd Enhancement of inkjet-printed elements using photolithographic techniques
US7714368B2 (en) * 2006-06-26 2010-05-11 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same
KR20080008734A (ko) * 2006-07-21 2008-01-24 삼성전자주식회사 표시판, 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP4847351B2 (ja) * 2007-01-11 2011-12-28 キヤノン株式会社 回折光学素子及びそれを用いた回折格子
US7884899B2 (en) * 2007-02-02 2011-02-08 Tpo Displays Corp. System for displaying images and method with a peripheral region having a mosaic color filter pattern thereon that has pillars and channels and an opening along its boundary
CN101897196A (zh) * 2007-08-22 2010-11-24 普尔·代普斯有限公司 确定多组件显示器的空隙漫射器的位置
BRPI0915784A2 (pt) * 2008-07-15 2015-11-10 Sharp Kk substrato de filtro de cor e dispositivo de exibição de cristal líquido
KR102112065B1 (ko) * 2010-03-26 2020-06-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
KR101720587B1 (ko) * 2010-08-11 2017-03-29 삼성전자주식회사 반사형 디스플레이 장치
GB2492972B (en) * 2011-07-15 2013-09-11 M Solv Ltd Method and apparatus for dividing a thin film device into separate cells
CN105778928B (zh) * 2011-08-31 2018-06-08 Jsr株式会社 液晶显示元件的制造方法、液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件
JP6225359B2 (ja) * 2012-01-30 2017-11-08 日本精機株式会社 液晶表示素子
TWI483007B (zh) * 2012-08-08 2015-05-01 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd 色轉換膜
KR102171599B1 (ko) * 2014-05-27 2020-10-30 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
CN106802502B (zh) * 2017-04-10 2018-10-30 京东方科技集团股份有限公司 液晶衍射波带片、液晶显示面板、显示方法、显示装置
US10338425B1 (en) * 2017-12-29 2019-07-02 Huizhou China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display device and its display panel

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2212559B1 (ko) * 1972-12-29 1977-08-05 Thomson Csf
US4266859A (en) * 1977-10-14 1981-05-12 Citizen Watch Co., Ltd. Liquid crystal display device
US4272162A (en) * 1978-11-21 1981-06-09 Citizen Watch Co., Ltd. Guest-host liquid crystal display device
JPS5694386A (en) * 1979-12-27 1981-07-30 Suwa Seikosha Kk Liquiddcrystal display unit
JPS6280626A (ja) * 1985-10-04 1987-04-14 Hosiden Electronics Co Ltd 液晶表示素子
JPH0218521A (ja) * 1988-07-07 1990-01-22 Jeco Co Ltd 液晶防眩ミラー
US4984872A (en) * 1989-06-16 1991-01-15 Rockwell International Corporation Wide viewing angle avionics liquid crystal display
US5046827C1 (en) * 1989-07-20 2001-08-07 Honeywell Inc Optical reconstruction filter for color mosaic displays
JPH0481816A (ja) * 1990-07-25 1992-03-16 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2698218B2 (ja) * 1991-01-18 1998-01-19 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置及びその製造方法
US5299289A (en) * 1991-06-11 1994-03-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer dispersed liquid crystal panel with diffraction grating
FR2679057B1 (fr) * 1991-07-11 1995-10-20 Morin Francois Structure d'ecran a cristal liquide, a matrice active et a haute definition.
GB9211282D0 (en) * 1992-05-28 1992-07-15 Philips Electronics Uk Ltd Liquid crystal display devices
GB9211283D0 (en) * 1992-05-28 1992-07-15 Philips Electronics Uk Ltd Liquid crystal display devices
JPH0675237A (ja) * 1992-08-28 1994-03-18 Sharp Corp 反射型液晶表示装置
JP2596692B2 (ja) * 1993-03-02 1997-04-02 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 散乱型液晶表示装置
JP3077957B2 (ja) * 1993-07-21 2000-08-21 シャープ株式会社 反射型表示装置
JPH0736030A (ja) * 1993-07-23 1995-02-07 Sharp Corp 反射型液晶表示装置
US5629784A (en) * 1994-04-12 1997-05-13 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Liquid crystal display with holographic diffuser and prism sheet on viewer side
TW428116B (en) * 1994-05-18 2001-04-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal display element and laminated phase difference plate used for the same
TW343290B (en) * 1994-06-09 1998-10-21 Hitachi Ltd Reflection type liquid crystal display device and reflection type color liquid crystal display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413163B1 (ko) * 1999-09-27 2003-12-31 케이와 인코포레이티드 광학시트 및 광학시트를 사용한 백라이트 유니트
KR100452104B1 (ko) * 2001-03-19 2004-10-12 케이와 인코포레이티드 광학 시트
KR20170061868A (ko) * 2015-11-27 2017-06-07 엘지디스플레이 주식회사 미러 디스플레이 패널
KR102522531B1 (ko) * 2015-11-27 2023-04-17 엘지디스플레이 주식회사 미러 디스플레이 패널

Also Published As

Publication number Publication date
US5731858A (en) 1998-03-24
KR960015022A (ko) 1996-05-22
US5699135A (en) 1997-12-16
TW347480B (en) 1998-12-11
US6061110A (en) 2000-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100207135B1 (ko) 반사형 액정표시소자 및 그 제조방법
US6166791A (en) Reflection-type liquid crystal displaying device having anistropic scattering film
US5753937A (en) Color liquid crystal display device having a semitransparent layer on the inner surface of one of the substrates
US5493430A (en) Color, reflective liquid crystal displays
JP3339334B2 (ja) 反射型液晶表示素子
US7379133B2 (en) Reflective LCD, semitransmitting reflective LCD and electronic device
JP3058620B2 (ja) 液晶表示装置
US6144432A (en) Reflective liquid crystal display device
KR20040051578A (ko) 액정표시소자의 제조방법
KR100301854B1 (ko) 투과 및 반사형 겸용 액정표시장치
US6456346B1 (en) Color liquid crystal display device including super twisted nematic liquid crystal with molecular major axis directions parallel to a display screen horizontal axis
KR20000063072A (ko) 반사형 액정 표시 장치
US6072553A (en) Reflection-type liquid crystal display with layer comprising liquid crystal compound and liquid crystal polymer being twist-aligned at same angle
US20050117097A1 (en) Liquid crystal display and method of producing the same
JP3576657B2 (ja) 反射型液晶表示素子
KR20010066252A (ko) 위상차 필름을 포함하는 반사형 액정표시장치와반사투과형 액정표시장치
JPH0756157A (ja) 液晶表示装置
JPH1138397A (ja) 反射型カラー液晶表示素子
JP3340073B2 (ja) カラー液晶表示装置
JP2003149632A (ja) 液晶表示装置、及び、そのカラーフィルタ
JP2846943B2 (ja) 表示装置およびその製造方法
JPH0743708A (ja) 反射型液晶表示装置
JP3219733B2 (ja) 反射型液晶表示素子
JPH11101974A (ja) 反射型液晶表示素子
JPH08286182A (ja) 反射型液晶表示素子およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090410

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee