JP2003075830A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射型液晶表示装置

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JP2003075830A
JP2003075830A JP2002165795A JP2002165795A JP2003075830A JP 2003075830 A JP2003075830 A JP 2003075830A JP 2002165795 A JP2002165795 A JP 2002165795A JP 2002165795 A JP2002165795 A JP 2002165795A JP 2003075830 A JP2003075830 A JP 2003075830A
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reflective
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display device
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Tetsu Ogawa
鉄 小川
Shinji Hisamitsu
伸二 久光
Shingo Fujita
晋吾 藤田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ａｌ反射膜と透明電極とを互いに電気的、物
理的に分離したことにより、製造プロセス中での構成要
素の耐薬品性、信頼性を改善する。 【解決手段】 基板１０１と透明基板１０８とが平行に
配置され、基板１０１の、透明基板１０８側の面上に
は、第１の透明電極１０５、電気絶縁性の分離層１２０
および反射膜１０２が順次重ね合わせて形成されてい
る。また、透明基板１０８の、基板１０１側の面上には
第２の透明電極１０７が第１の透明電極１０５の並列方
向と直交する方向に形成されている。透明電極１０５、
１０７はストライプ状で等ピッチに多数本平行に配置さ
れている。分離層１２０が反射膜１０２と第１の透明電
極１０５とを電気的にまた物理的に互いに分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射面が液晶セル
内に配置された反射型液晶表示装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの急速な発展にともな
い、「いつでもどこでも」、必要な情報アクセス・発信
が簡単にできるインフラが整いつつある。現時点では、
インタフェース機器の主役は携帯情報端末（以下、ＰＤ
Ａ（Personal Digital Assistant）と称す。）である。
【０００３】モバイル用途が前提となるＰＤＡの分野で
は、薄くて、軽い、低電力のディスプレイが求められて
おり、それにもっとも合致するシーズが、バックライト
を必要としない反射型液晶表示装置（以下、反射型ＬＣ
Ｄと称す。）であり、実際に現在製品化されているＰＤ
Ａの大半が反射型ＬＣＤを採用している。ＰＤＡは、ハ
ンドヘルド・コンピュータ、ノート型パーソナルコンピ
ュータ、ネットワーク・コンピュータ、あるいはデジタ
ルカメラなどの映像機器と機能融合するとともに、高速
通信、携帯端末用ＯＳといったインフラストラクチャー
の整備とあいまって、新たなビジネス環境として提案さ
れているモバイルオフィスの主役となるモバイル・ビジ
ネス・ツールとして、巨大マーケットを築くと期待され
る。
【０００４】ところで、現時点では白黒表示の反射型Ｌ
ＣＤが使われているが、情報量の増大に伴って、カラー
反射型ＬＣＤも市場から強く求められており、研究開発
も活発に行われている。今後、カラー反射型ＬＣＤは、
モバイル・ビジネス・ツールのキーデバイスとして、大
きな需要を期待できる素子である。これまでにも反射型
ＬＣＤについてさまざまな方式の研究開発がなされてい
るが、明るい表示を実現する有力な手段として、従来の
２枚偏光板方式に代わって１枚偏光板方式が提案されて
いる。また、ＬＣＤの方式としてはアクティブマトリッ
クス方式と単純マトリックス方式とがあり、性能を重視
するならば前者であり、コストを重視するならば後者と
いうように使い分けられるものと考えられる。
【０００５】１枚偏光板方式反射型ＬＣＤの構成は、例
えば、以下の文献に示されている。 （１）白黒反射型ＬＣＤについては、“I.Fukuda, M.Ki
tamura, Y.Kotani：ASIADISPLAY'95、pp.881-884(1995)" （２）カラー反射型ＬＣＤについては、“H.Yamaguchi,
S.Fujita, N.Naito,H.Mizuno,T.Otani,T.Sekine,T.Ogaw
a,N.Wakita：SID97 DIGEST、pp.647-650(1997)"図１０は
従来の典型的な１枚偏光板方式カラー反射型ＬＣＤの構
造を示す。
【０００６】基板２０１の上に、ストライプ状の反射電
極２０７ａ〜２０７ｆが形成されている。基板２０１と
透明基板２０８との間には、液晶層２０６が挟持されて
おり、液晶層２０６としてＴＮ液晶あるいはＳＴＮ液晶
が用いられる。一般的に、アクティブマトリックス方式
ではＴＮ液晶が、単純マトリックス方式ではＳＴＮ液晶
が用いられることが多い。
【０００７】透明基板２０８の基板２０１側の面上に
は、反射電極２０７ａ〜２０７ｆに対応させてカラーフ
ィルタ２０３ａ〜２０３ｆが形成され、さらに保護層２
０４を介して反射電極２０７ａ〜２０７ｆの配列方向と
は直交する方向にストライプ状の透明電極２０５が形成
されている。透明基板２０８の外側の面上に、散乱板２
０９、位相板２１０および偏光板２１１がこの順に貼り
合わされている。
【０００８】この１枚偏光板方式反射型ＬＣＤは、２枚
偏光板方式の装置に比べて、ＬＣＤへの入射光の偏光板
通過回数が４回から２回に減少するので、明るい表示が
可能になる。また、液晶セルに反射電極２０７ａ〜２０
７ｆを内蔵できることから、視差の少ない表示が得られ
る。とりわけ、カラーフィルタとの組合せによるカラー
反射型ＬＣＤの場合には、入射光と出射光が異なる色領
域を通過する確率が最小化されるので、この点からも色
純度の高い明るい表示が可能となる。
【０００９】液晶の良好な配向を得るためには平坦な電
極面を必要とする。しかし、平坦な反射電極は鏡面性が
強く、特定方向以外の反射輝度がきわめて低くなり、こ
のままでは直視タイプの反射型ＬＣＤを実現することが
できない。このような課題を回避するため、散乱板２０
９を光の伝搬行路中に配置した構造が提案されている。
散乱反射板を裏面に配置する２枚偏光板方式の反射型Ｌ
ＣＤに比較して、１枚偏光板方式では、散乱と反射が機
能分離されて光学系が構成される。
【００１０】ところで、一般に反射電極２０７ａ〜２０
７ｆにはアルミニウム（Ａｌ）が広く用いられている。
なぜならば、Ａｌは、比較的安価な材料で、しかも波長
依存性の少ない高い反射特性を示すからである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の反射型ＬＣＤでは、次のような問題点がある。反射電
極２０７ａ〜２０７ｆが露出した状態で検査工程などを
通るので、電極表面に傷が付きやすく、そのため取り扱
いが困難である。また、反射電極２０７ａ〜２０７ｆが
露出しているため、酸、アルカリまたは溶剤に対する耐
性が不充分で、液晶セル組立工程での薬品による腐食が
懸念される。
【００１２】また、図１０のように、反射電極２０７ａ
〜２０７ｆが液晶と接する場合には、耐腐食性、とりわ
け湿中負荷での信頼性が確保しにくい。とくにこれらの
問題は反射電極としてＡｌを用いた場合に顕著である。
本発明は、比較的簡単な構成により、プロセサビリティ
と信頼性に優れ、しかも視差が少なく明るい反射型ＬＣ
Ｄを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型ＬＣＤ
は、基板と透明基板との間に挟持された液晶層と、基板
と液晶層との間に配置された第１の透明電極、電気絶縁
性の分離層および反射膜と、透明基板と液晶層との間に
配置された第２の透明電極とを備え、電気絶縁性の分離
層を第１の透明電極と反射膜との間に配置した構成と
し、反射膜と第１の透明電極とが電気絶縁性の分離層に
よって電気的および物理的に分離されるようにした。
【００１４】このような構成とすることで、反射膜の表
面が分離層で被覆され、保護されるため、反射面を液晶
セル内に配置し１枚偏光板方式の特徴を保ったまま、プ
ロセサビリティと信頼性に優れた反射型ＬＣＤを得るこ
とができる。
【００１５】具体的には、第１、第２の透明電極は、透
明電極群であったり、単一の透明電極であったり、さら
には、アクティブマトリックスアレーに組み込まれた画
素電極の集合であったりする。また、反射膜の表面にさ
らに絶縁層を形成することによって耐溶剤性、耐腐食性
がより向上する。また、反射膜の主成分としてはＡｌを
挙げることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の反射型液
晶表示装置は、基板と、透明基板と、前記基板と前記透
明基板との間に挟持された液晶層と、前記基板と前記液
晶層との間に配置された第１の透明電極、電気絶縁性の
分離層および反射膜と、前記透明基板と前記液晶層との
間に配置された第２の透明電極と、を備えた反射型液晶
表示装置であって、前記電気絶縁性の分離層が、前記第
１の透明電極と前記反射膜との間に配置されたことを特
徴とする。
【００１７】また、本発明の請求項２記載の反射型液晶
表示装置は、請求項１記載の反射型液晶表示装置であっ
て、電気絶縁性の分離層がアクリル樹脂からなることを
特徴とする。
【００１８】また、本発明の請求項３記載の反射型液晶
表示装置は、請求項１記載の反射型液晶表示装置であっ
て、電気絶縁性の分離層がカラーフィルタを含むことを
特徴とする。
【００１９】また、本発明の請求項４記載の反射型液晶
表示装置は、請求項１記載の反射型液晶表示装置であっ
て、透明基板と液晶層との間に複数のカラーフィルタが
配置されたことを特徴とする。
【００２０】また、本発明の請求項５記載の反射型液晶
表示装置は、基板と、透明基板と、前記基板と前記透明
基板との間に挟持された液晶層と、前記基板と前記液晶
層との間に配置された第１の透明電極、アクティブマト
リクスアレー、および反射膜と、前記透明基板と前記液
晶層との間に配置された第２の透明電極と、を備えた反
射型液晶表示装置であって、前記前記アクティブマトリ
クスアレーが前記第１の透明電極と前記反射膜との間に
配置されたことを特徴とする。
【００２１】また、本発明の請求項６記載の反射型液晶
表示装置は、基板と、透明基板と、前記基板と前記透明
基板との間に挟持された液晶層と、前記基板と前記液晶
層との間に配置された第１の透明電極、ゲート電極、ゲ
ート絶縁膜、半導体膜、および反射膜と、前記透明基板
と前記液晶層との間に配置された第２の透明電極と、を
具備する反射型液晶表示装置であって、前記ゲート絶縁
膜が前記第１の透明電極と前記反射膜との間に配置され
たことを特徴とする。
【００２２】また、本発明の請求項７記載の反射型液晶
表示装置は、請求項６記載の反射型液晶表示装置であっ
て、ゲート電極および反射膜は同一の材料で同一のレベ
ルに形成されていることを特徴とする。
【００２３】また、本発明の請求項８記載の反射型液晶
表示装置は、請求項６記載の反射型液晶表示装置であっ
て、反射膜は層間絶縁膜を挟んでゲート電極と異なるレ
ベルに形成されていることを特徴とする。
【００２４】また、本発明の請求項９記載の反射型液晶
表示装置は、請求項５〜８のいずれかに記載の反射型液
晶表示装置であって、基板と液晶層との間にさらにカラ
ーフィルタを備えたことを特徴とする。
【００２５】また、本発明の請求項１０記載の反射型液
晶表示装置は、請求項５〜８のいずれかに記載の反射型
液晶表示装置であって、透明基板と液晶層との間にさら
にカラーフィルタを備えたことを特徴とする。
【００２６】また、本発明の請求項１１記載の反射型液
晶表示装置は、請求項３または９記載の反射型液晶表示
装置であって、カラーフィルタと第１の透明電極との間
に電気絶縁性の保護層を備えたことを特徴とする。
【００２７】また、本発明の請求項１２記載の反射型液
晶表示装置は、請求項４または１０記載の反射型液晶表
示装置であって、カラーフィルタと第２の透明電極との
間に電気絶縁性の保護層を備えたことを特徴とする。
【００２８】また、本発明の請求項１３記載の反射型液
晶表示装置は、請求項１〜１０のいずれかに記載の反射
型液晶表示装置反射膜がアルミニウムを含むことを特徴
とする。
【００２９】また、本発明の請求項１４記載の反射型液
晶表示装置は、請求項１〜１３のいずれかに記載の反射
型液晶表示装置であって、偏光板を１枚のみ備えること
を特徴とする。
【００３０】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て詳細に説明する。
【００３１】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図１の断面図を参照
しながら説明する。
【００３２】ガラス等の基板１０１上の表示部にほぼ対
応する領域に、反射膜１０２が形成されている。反射膜
１０２には、例えばＡｌを使用する。
【００３３】反射膜１０２の上に電気絶縁性の分離層１
２０が形成され、その上にストライプ状に複数の第１の
透明電極１０５が所定のピッチで平行に形成されてい
る。第１の透明電極１０５には例えばＩＴＯ（Indium T
in Oxide）が用いられる。このとき、反射膜１０２と第
１の透明電極１０５とが電気的および物理的に絶縁状態
となるように、分離層１２０を形成する。ＩＴＯがＡｌ
と電気的に接触していると、ウェットエッチング法によ
ってパターニングする際に、電気化学反応によって腐食
されることがある。上述した構成によれば、ＩＴＯの腐
食が抑制される。なお、分離層１２０としては、透光性
が良好で絶縁性の樹脂、具体的にはアクリル系樹脂が使
用される。
【００３４】ガラス等からなる透明基板１０８が基板１
０１と平行に配置され、それらの間隔が図示しないスペ
ーサで所定の寸法となるよう規制されている。そして、
基板１０１と透明基板１０８の周縁部分の間隙が樹脂材
料などで封止され、これら基板１０１、１０８間に液晶
層１０６が保持されている。液晶層１０６にはＳＴＮ液
晶を用い、その封入には公知の方法を使用することがで
きる。
【００３５】透明基板１０８の、基板１０１側の面上に
は、第１の透明電極１０５の配列方向と直交する方向
に、ストライプ状の第２の透明電極１０７ａ〜１０７ｆ
が所定のピッチで平行に形成されている。これら第２の
透明電極１０７ａ〜１０７ｆにはＩＴＯが使用される。
透明基板１０８の外側の面上に散乱板１０９、位相板１
１０および偏光板１１１が順次貼り合わせされ、積層構
造とする。
【００３６】このように構成された反射型ＬＣＤでは、
第１の透明電極１０５と第２の透明電極１０７ａ〜１０
７ｆとの間に印加する電圧によって液晶を駆動する、い
わゆる単純マトリックス駆動である。この構成による
と、反射膜１０２の表面が分離層１２０によって覆われ
ているため、従来の反射電極に見られたような組立の途
中における傷付きが発生しにくく、反射膜１０２の検査
や取り扱いが容易である。
【００３７】また、反射膜１０２として酸またはアルカ
リに対する耐性が弱いＡｌを採用した場合でも、分離層
１２０によって覆われているために、液晶セル組立プロ
セスでの耐薬品性が良好である。さらに、湿中負荷通電
試験の信頼性を確保することができる。反射膜１０２が
液晶セル内に配置されているため、１枚偏光板方式の特
徴が保たれ、視差の少ない高輝度のモノクロ反射型ＬＣ
Ｄを実現することができる。
【００３８】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図２の断面図を参照
しながら説明する。図２において、図１に示した第１の
実施の形態における構成要素と同様の作用をする要素に
は同じ符号を付した。
【００３９】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
ところは、基板１０１上に反射膜１０２が形成され、さ
らにその上に透明電極１０７ａ〜１０７ｆに対応するよ
うに電気絶縁性のストライプ状カラーフィルタ１０３ａ
〜１０３ｆが形成され、かつ、これらが電気絶縁性の保
護層１０４で覆われて、その上にストライプ状の第１の
透明電極１０５が形成されていることにある。
【００４０】図２に示すように、第１の実施の形態にお
ける分離層１２０の役割を、本実施の形態では、カラー
フィルタ１０３ａ〜１０３ｆと保護層１０４とが担って
いる。これによって、ＩＴＯからなる透明電極１０５が
パターニング時の電気化学反応によって腐食することを
防止できる。保護層１０４には、透光性が良好で絶縁性
の樹脂、具体的にはアクリル系樹脂が使用される。
【００４１】基板１０１と対向する透明基板１０８との
間には、液晶層１０６が挟持されている。液晶層１０６
にはＳＴＮ液晶が用いられる。この反射型ＬＣＤでは、
第１の透明電極１０５と第２の透明電極１０７ａ〜１０
７ｆとの間に印加する電圧により、液晶を駆動すること
ができる。このように反射膜１０２がカラーフィルタ１
０３ａ〜１０３ｆと保護層１０４とで覆われているの
で、従来の反射電極に見られたような組立の途中におけ
る傷付きが生じにくく、その検査や取り扱いが容易であ
る。
【００４２】また本実施の形態では、カラーフィルタ１
０３ａ〜１０３ｆと保護層１０４とが分離層の役割を兼
ねているので、分離層を作るための製造工程を必要とし
ないという利点がある。さらに、反射膜１０２の構成材
料として酸またはアルカリに対する耐性が弱いＡｌを使
用した場合でも、液晶セル組立プロセスでの耐薬品性が
良好であり、湿中負荷の信頼性も確保できるものであ
る。
【００４３】一方、反射面がセル内に配置されるため、
１枚偏光板方式の特徴が保たれ、視差の少ない高輝度、
高色純度のカラー反射型ＬＣＤを実現することができ
る。
【００４４】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図３の断面図を参照
しながら説明する。図３において、図１および図２に示
した第１、第２の実施の形態における構成要素と同様の
機能をもつ要素には同じ符号を付した。
【００４５】本実施の形態が第２の実施の形態と異なる
ところは、反射膜１０２の上に新たな絶縁層１１２が設
けられていることである。すなわち、図３に示すよう
に、反射膜１０２とカラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｆ
との間に絶縁層１１２を配置することによって、反射膜
１０２の表面を絶縁層１１２で覆っている。
【００４６】具体的には、絶縁層１１２の構成材料とし
て、好ましくはスパッタリング法による酸化タンタル
（ＴａＯX）が用いられる。これにより、反射膜１０２
の耐薬品性・耐腐食性をさらに高めることができる。
【００４７】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図３の断面図を参照
しながら説明する。本実施の形態は第３の実施の形態と
は絶縁層１１２の組成が異なるものである。本実施の形
態では、Ａｌ蒸着膜からなる反射膜１０２の表面領域を
陽極酸化することによって、絶縁層１１２が形成されて
いる。すなわち、基板１０１上の所定領域に所定パター
ンの反射膜１０２を形成したのち、シュウ酸アンモニウ
ムとエチレングリコールとの混合液中において、反射膜
１０２を一方の電極として陽極酸化することによって、
酸化アルミニウム（ＡｌＯX）薄膜を形成する。
【００４８】陽極酸化法で形成されたＡｌＯXからなる
絶縁層は、ピンホール確率がきわめて低く、溶剤や水分
に対する遮蔽効果が飛躍的に高まる。したがって、第２
の実施の形態に記載した絶縁層の場合よりさらに反射膜
の耐薬品性・耐腐食性を向上させることができる。
【００４９】（実施の形態５）本発明の第５の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図４の断面図を参照
しながら説明する。図４において、図１に示した第１の
実施の形態における構成要素と同様の作用をする要素に
は同じ符号を付した。
【００５０】本実施の形態が第２〜第４の実施の形態と
異なるところは、透明基板１０８側にカラーフィルタ１
１３ａ〜１１３ｆが設けられたことにある。図４に示す
ように、基板１０１の一方の主面上の表示部にほぼ対応
する領域に、Ａｌからなる反射膜１０２が形成されてい
る。反射膜１０２上に電気絶縁性の分離層１２０が形成
され、その上にストライプ状に複数の第１の透明電極１
０５ａ〜１０５ｆが等ピッチで形成されている。これら
透明電極１０５ａ〜１０５ｆにはＩＴＯが用いられる。
【００５１】反射膜１０２と第１の透明電極１０５ａ〜
１０５ｆとを電気的に絶縁しているので、第１の透明電
極１０５ａ〜１０５ｆをパターニングする際の電気化学
反応によって、この電極１０５ａ〜１０５ｆが腐食して
しまうことを抑制できる。分離層１２０としては、透光
性が良好で絶縁性の樹脂、具体的にはたとえばアクリル
系樹脂が使用される。
【００５２】基板１０１と対向する透明基板１０８との
間に、液晶層１０６が封止保持されている。液晶層１０
６にはＳＴＮ液晶が用いられる。透明基板１０８の、基
板１０１側の主面上に、透明電極１０５ａ〜１０５ｆに
対応させてストライプ状の複数のカラーフィルタ１１３
ａ〜１１３ｆが平行に形成され、さらにこれが保護層１
１４で覆われる。そして、保護層１１４上に、第１の透
明電極１０５ａ〜１０５ｆと直交する方向に、ストライ
プ状の複数の第２の透明電極１０７が等ピッチで形成さ
れる。
【００５３】カラーフィルタ１１３ａ〜１１３ｆの各隣
接ストライプ間に必要に応じて光吸収性の絶縁層を配し
て、ブラックマトリックス構造とすることで、画像のコ
ントラストを高めることができる。透明基板１０８の、
カラーフィルタ１１３ａ〜１１３ｆ付設面とは反対側の
主面上に、散乱板１０９、位相板１１０、および偏光板
１１１がこの順に重ね貼り合わされている。
【００５４】この構造の反射型ＬＣＤでは、第１の透明
電極１０５ａ〜１０５ｆと複数の第２の透明電極１０７
との間に電圧を印加することにより、液晶を駆動するこ
とができる。この構成によっても、１枚偏光板方式の特
徴が保たれ、耐薬品性、耐腐食性に優れ、視差の少ない
明るいカラー反射型ＬＣＤを実現することができる。
【００５５】以上の各実施の形態では、第１、第２の透
明電極をストライプ状とし、平面視した状態では互いに
直交するように配置して表示部に対応する領域を構成し
た、いわゆる単純マトリックス方式を例示したが、第１
あるいは第２の透明電極の面が表示部の全面にわたって
フラットな単一の透明電極である、いわゆるセグメント
表示方式であっても同様の効果を得ることができる。
【００５６】（実施の形態６）本発明の第６の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図５の断面図と図６
の平面図とを参照しながら説明する。なお、図５は図６
の破線Ａ−Ａに沿った断面図である。図５および図６に
おいて、図４に示した第５の実施の形態における構成要
素と同様の作用をする要素には同じ符号を付した。
【００５７】本実施の形態では、基板１０１の上に、ア
クティブマトリックスアレーを形成したものについて説
明する。
【００５８】アクティブマトリックスアレーとは、画素
がマトリックス状に配置され、能動素子であるスイッチ
を介して各画素がアドレス線に接続されているものであ
る。これを用いたＬＣＤでは、各画素に供給される電圧
がスイッチで独立に制御されるので、単純マトリックス
方式に比べてクロストーク等の画質低下がない高品質の
表示が可能である。カラーＬＣＤではより色純度の高い
表示が可能となる。
【００５９】ここでは、能動素子としてＴＦＴを用いた
ものを示す。すなわち、図６に示すように、基板１０１
の上に複数の画素電極としての第１の透明電極１０５ａ
〜１０５ｃがマトリックス状に配置され、第１の透明電
極１０５ａ〜１０５ｃに対応するＴＦＴ１３７ａ〜１３
７ｃが接続されている。第１の透明電極１０５ａ〜１０
５ｃの構成材料にはＩＴＯが用いられる。
【００６０】ＴＦＴ１３７ａ〜１３７ｃは、図５に示す
ように、Ａｌからなるゲート電極１３２ａ〜１３２ｃ
（図面にＧと記す。）と、その上に形成された窒化シリ
コンからなるゲート絶縁膜１３３と、水素化アモルファ
スシリコンからなる半導体膜１３４ａ等と、Ｍｏ合金を
含むソース電極１３５ａ〜１３５ｃ（図面にＳと記
す。）およびドレイン電極１３６ａ等（図面にＤと記
す。）とで構成されている。
【００６１】半導体膜１３４ａ等とソース電極およびド
レイン電極との間には、電気的な接触をよくするため
に、Ｐを含んだアモルファスシリコンよりなるｎ型不純
物ドープ層を介在させることもある。ドレイン電極１３
６は第１の透明電極１０５に接続されている。各行のゲ
ート電極１３２ａ〜１３２ｃは互いに接続されてゲート
アドレス線が構成され、各列のソース電極１３５ａ〜１
３５ｃが互いに接続されてソースアドレス線を構成して
いる。
【００６２】図５および図６に示すように、各第１の透
明電極１０５ａ〜１０５ｃに対応する領域には、Ａｌか
らなる反射膜１０２ａ〜１０２ｃが形成されている。反
射膜１０２ａ〜１０２ｃの上にゲート絶縁膜１３３を形
成し、さらにその上に第１の透明電極１０５ａ〜１０５
ｃが形成されている。従って第１の透明電極１０５ａ〜
１０５ｃと反射膜１０２ａ〜１０２ｃとは、ゲート絶縁
膜１３３によって電気的にも物理的にも分離されてい
る。
【００６３】この例では、反射膜１０２ａ〜１０２ｃと
ゲート電極１３２ａ〜１３２ｃとが同一のレベルに配置
され、かつ同材料で形成されている。このようにするこ
とで、製造工程を増やすことなく反射型ＬＣＤを作製で
きるという利点がある。基板１０１と対向する透明基板
１０８との間には、液晶層１０６が配置されている。液
晶層１０６にはアクティブマトリックスアレーに適した
ＴＮ液晶が用いられる。
【００６４】透明基板１０８の、基板１０１側の面上に
は、第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃに対応させてそ
れと等ピッチでストライプ状のカラーフィルタ１１３ａ
〜１１３ｃが形成され、カラーフィルタ１１３ａ〜１１
３ｃ間には光を遮断するためのブラックマトリックス膜
１３１ａ〜１３１ｃが形成されている。その上には、第
２の透明電極１０７が形成されている。
【００６５】本実施の形態においては、表示領域全域に
わたって第２の透明電極１０７が均一に形成されてい
る。なお、表面の平滑性を向上させるために、カラーフ
ィルタ１１３ａ〜１１３ｃと第２の透明電極１０７との
間に、さらに保護層を設けてもよい。透明基板１０８
の、基板１０１とは反対側の面上には、散乱板１０９、
位相板１１０、および偏光板１１１が順次貼り合わされ
ている。ＴＮ液晶を用いる場合には、位相板１１０は必
須の要素ではないが、ＬＣＤの視野角を広げる効果があ
るので用いた方がよい。
【００６６】このように構成された反射型ＬＣＤでは、
第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃと第２の透明電極１
０７との間に印加する電圧により、液晶を駆動すること
ができる。特に本実施の形態では、画像パターンに忠実
な電圧を液晶に加えることができる。すなわち、ゲート
電極の電圧がＨＩＧＨの期間にＴＦＴのソース・ドレイ
ン間が導通になってソース電圧が画素電極すなわち第１
の透明電極１０５ａ〜１０５ｃに伝達され、ゲート電圧
がＬＯＷになるとソース・ドレイン間が遮断されて、直
前に第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃに伝達された電
圧がそのまま保持される。従ってよく知られているよう
に、ゲート電極およびソース電極に供給する電圧を外部
の駆動回路から適切に制御することによって、表示した
い画像パターンに正確に対応した電圧を各画素電極に供
給することができる。
【００６７】この構成によると、従来のＬＣＤの反射電
極に見られたような組立の途中における傷付きが生じに
くく、その検査や取り扱いが容易である。また、反射膜
１０２ａ〜１０２ｃを酸またはアルカリに対する耐性が
弱いＡｌを使用して形成した場合であっても、液晶セル
組立プロセスでの耐薬品性が良好であり、さらに湿中負
荷の信頼性を確保できる。
【００６８】そして、１枚偏光板方式の特徴を保ったま
まアクティブマトリックスによるさらなる高品質表示が
実現できる。
【００６９】（実施の形態７）本発明の第７の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図７の断面図を参照
しながら説明する。図７において、図５に示した第６の
実施の形態における構成要素と同様の作用をする要素に
は同じ符号を付した。
【００７０】本実施の形態も、基板１０１の上にアクテ
ィブマトリックスアレーを形成する。アクティブマトリ
ックスアレーの構成と働きは、第６の実施の形態におけ
るそれと同じである。第６の実施の形態と異なるところ
は、反射膜１０２ａ〜１０２ｃの上に新たに層間絶縁膜
１３８を設け、さらにその上の、ゲート電極１３２ａ〜
１３２ｃを反射膜１０２ａ〜１０２ｃ直上の領域を除い
た領域に、ゲート電極１３２ａ〜１３２ｃを選択的に形
成したことにある。このように反射膜１０２ａ〜１０２
ｃとゲート電極１３２ａ〜１３２ｃとの間に層間絶縁膜
１３８を介在させたので、アクティブマトリックスの構
成要素であるゲート電極１３２ａ〜１３２ｃおよび反射
膜１０２ａ〜１０２ｃの材料を独立に選択することがで
きる。これにより、それぞれの機能を発揮するための最
適の材料を用いることができ、より高性能の反射型ＬＣ
Ｄを作ることができる。
【００７１】また図７では反射膜１０２ａ〜１０２ｃを
絵素毎に分離した構成を示しているが、工程を簡略化す
るために、反射膜を表示領域全体にわたって均一に作製
してもよい。これ以外のＬＣＤの構成要素である透明基
板、および液晶層等の配置は上述した例と同じであるの
で、説明を省略する。
【００７２】この構成によると、反射膜１０２ａ〜１０
２ｃが層間絶縁膜１３８とゲート絶縁膜１３３とによっ
て二重に覆われているため、反射膜１０２ａ〜１０２ｃ
の保護の効果が高く、また表示品位をより高めることが
できる。
【００７３】（実施の形態８）本発明の第８の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図８の断面図を参照
しながら説明する。図８において、図５に示した第６の
実施の形態における構成要素と同様の作用をする要素に
は同じ符号を付した。
【００７４】本実施の形態においても、基板１０１の上
にアクティブマトリックスアレーを形成する。その構成
は第６の実施の形態と同様であるが、本実施の形態で
は、さらにその上に重ねてカラーフィルタ１０３ａ〜１
０３ｃとブラックマトリックス膜１３１ａ〜１３１ｃと
を形成した、いわゆるＣＦＯＡ（Color Filter on Arra
y）構造であるところが異なっている。そして、そのカ
ラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃ上に画素電極すなわち
第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃが形成されている。
第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃとドレイン電極１３
６ａ等が、カラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃを貫通し
て開けられたコンタクト窓を通して接続されている。
【００７５】なお、表面の平滑性を向上させるため、お
よび、分離層としての効果を高めるためにカラーフィル
タ１０３ａ〜１０３ｃと第１の透明電極１０５ａ〜１０
５ｃとの間にさらに保護層を設けてもよい。
【００７６】図８に示すように、各画素電極すなわち第
１の透明電極１０５に対応する領域には、Ａｌからなる
反射膜１０２ａ〜１０２ｃが形成されている。反射膜１
０２ａ〜１０２ｃの上にゲート絶縁膜１３３が形成さ
れ、その上にカラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃとブラ
ックマトリックス膜１３１ａ〜１３１ｃが形成され、さ
らにその上に第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃが配置
されて、第１の透明電極１０５ａ〜１０５ｃと反射膜１
０２ａ〜１０２ｃとが電気的にも物理的にも分離されて
いる。
【００７７】さらに、基板１０１と対向する透明基板１
０８との間に、液晶層１０６が挟持されている。液晶層
１０６にはＴＮ液晶が用いられる。透明基板１０８の、
基板１０１側の面上には、第２の透明電極１０７が表示
領域の全体にわたって均一に形成されている。透明基板
１０８の、基板１０１とは反対側の面上には、散乱板１
０９、位相板１１０、および、偏光板１１１が順次重ね
て貼り合わされている。
【００７８】このように構成された反射型ＬＣＤでは、
反射膜１０２ａ〜１０２ｃを含む基板１０１の上にカラ
ーフィルタが配置されているので、視差による画質の低
下がなく、かつ、アクティブマトリックスによる正確な
電圧供給がされるので、より品質の優れた表示が実現で
きる。勿論、耐薬品性、信頼性も高いことは言うまでも
ない。
【００７９】（実施の形態９）本発明の第９の実施の形
態における反射型ＬＣＤについて、図９の断面図を参照
しながら説明する。図９において、図８に示した第８の
実施の形態における構成要素と同様の作用をする要素に
は同じ符号を付した。本実施の形態では、透明基板側に
アクティブマトリックスアレーを形成した場合について
述べる。
【００８０】まず基板１０１の上に、表示部に対応する
領域にＡｌからなる反射膜１０２が形成される。次いで
反射膜１０２の上にストライプ状のカラーフィルタ１０
３ａ〜１０３ｃとブラックマトリックス膜１３１ａ〜１
３１ｃとが交互に位置するよう選択的に形成され、その
上に第１の透明電極１０５が表示領域の全体にわたって
均一に形成される。第１の透明電極１０５を形成する前
に、必要に応じてカラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃを
保護層で覆っておいてもよい。
【００８１】反射膜１０２と第１の透明電極１０５と
が、カラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃとブラックマト
リックス膜１３１ａ〜１３１ｃにより電気的に絶縁され
る。これにより、パターニング時の電気化学反応による
透明電極１０５の腐食を防止することができる。基板１
０１と対向する透明基板１０８との間に、液晶層１０６
が挟持されている。液晶層１０６にはアクティブマトリ
ックスに適したＴＮ液晶が用いられる。
【００８２】本実施の形態が第６の実施の形態と異なる
点は、アクティブマトリックスアレーが透明基板１０８
側に形成され、カラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃが基
板１０１側に設けられたところにある。アクティブマト
リックスアレーが、第６の実施の形態と同様であり、図
９に示すようにゲート電極１３２ａ〜１３２ｃ、ゲート
絶縁膜１３３、水素化アモルファスシリコンからなる半
導体膜１３４ａ〜１３４ｃ、ソース電極１３５ａ〜１３
５ｃ、および、ドレイン電極１３６ａ〜１３６ｃで構成
されている。そして、各ＴＦＴ１３７ａ〜１３７ｃの各
ドレイン電極１３６ａ〜１３６ｃには、画素電極である
第２の透明電極１０７ａ〜１０７ｃが接続されている。
第２の透明電極１０７ａ〜１０７ｃが、基板１０１上の
カラーフィルタ１０３ａ〜１０３ｃに対応する位置に配
置されている。
【００８３】透明基板１０８の基板１０１側とは反対側
の面には、散乱板１０９、位相板１１０、および偏光板
１１１がこの順序で重ねて貼り合わされている。この構
成においても、これまでの実施の形態と同様に、１枚偏
光板方式の特徴、および、アクティブマトリックスなら
ではの高画質、高輝度、高色純度という特徴が保たれ、
しかもプロセサビリティ、耐薬品性、信頼性に優れたカ
ラー反射型ＬＣＤを実現することができる。
【００８４】なお、以上の各実施の形態において、アク
ティブマトリックスアレーの能動素子としてアモルファ
スシリコンＴＦＴを用いたものを示したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、ポリシリコンＴＦＴであ
ってもよい。また、ＴＦＴの構造としてゲート電極が半
導体膜の下方に位置するボトムゲート型を示したが、ゲ
ートが半導体膜の上方に位置するトップゲート型あるい
はコプレーナ型であってもよい。さらに、能動素子とし
てはＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）などのダイオー
ドでもよいことは言うまでもない。
【００８５】
【発明の効果】以上のように本発明の反射型ＬＣＤで
は、反射膜を保護層で覆っているため、組立の途中にお
ける反射電極表面の傷付きが発生するという恐れがなく
なり、その検査や取り扱いが容易でなるだけでなく、耐
薬品性、信頼性にも優れる。さらに、アクティブマトリ
クスアレーと組み合わせることにより、表示品位の優れ
た反射型ＬＣＤを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄの断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄの断面図
【図３】本発明の第３、第４の実施の形態における反射
型ＬＣＤの断面図
【図４】本発明の第５の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄの断面図
【図５】本発明の第６の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄの断面図
【図６】本発明の第６の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄのアクティブマトリックスアレーの平面図
【図７】図７は本発明の第７の実施の形態における反射
型ＬＣＤの断面図
【図８】本発明の第８の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄの断面図
【図９】本発明の第９の実施の形態における反射型ＬＣ
Ｄの断面図
【図１０】従来の反射型ＬＣＤの断面図
【符号の説明】
１０１ 基板 １０２ａ〜１０２ｃ 反射膜 １０３ａ〜１０３ｆ カラーフィルタ １０４ 保護層 １０５ａ〜１０５ｆ 第１の透明電極 １０６ 液晶層 １０７ａ〜１０７ｆ 第２の透明電極 １０８ 透明基板 １０９ 散乱板 １１０ 位相板 １１１ 偏光板 １１２ 絶縁層 １１３ａ〜１１３ｆ カラーフィルタ １１４ 保護層 １２０ 分離層 １３１ａ〜１３１ｃ ブラックマトリックス １３２ａ〜１３２ｃ ゲート電極 １３３ ゲート絶縁膜 １３４ａ 半導体膜 １３５ａ〜１３５ｃ ソース電極 １３６ａ ドレイン電極 １３７ａ〜１３７ｃ ＴＦＴ １３８ 層間絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 晋吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 BB02 BB08 BB10 BB37 BB44 2H088 EA02 EA16 HA02 HA04 HA18 HA21 MA01 MA16 MA20 2H091 FA08X FA14Z FA32X FA32Z FB02 FD06 FD23 GA03 GA16 LA11 2H092 GA12 GA19 GA25 HA05 JA24 NA01 NA27

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板と、 透明基板と、 前記基板と前記透明基板との間に挟持された液晶層と、 前記基板と前記液晶層との間に配置された第１の透明電
    極、電気絶縁性の分離層および反射膜と、 前記透明基板と前記液晶層との間に配置された第２の透
    明電極と、を備えた反射型液晶表示装置であって、 前記電気絶縁性の分離層が、前記第１の透明電極と前記
    反射膜との間に配置されたことを特徴とする反射型液晶
    表示装置。
  2. 【請求項２】電気絶縁性の分離層がアクリル樹脂からな
    ることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装
    置。
  3. 【請求項３】電気絶縁性の分離層がカラーフィルタを含
    むことを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装
    置。
  4. 【請求項４】透明基板と液晶層との間に複数のカラーフ
    ィルタが配置されたことを特徴とする請求項１記載の反
    射型液晶表示装置。
  5. 【請求項５】基板と、 透明基板と、 前記基板と前記透明基板との間に挟持された液晶層と、 前記基板と前記液晶層との間に配置された第１の透明電
    極、アクティブマトリクスアレー、および反射膜と、 前記透明基板と前記液晶層との間に配置された第２の透
    明電極と、を備えた反射型液晶表示装置であって、 前記前記アクティブマトリクスアレーが前記第１の透明
    電極と前記反射膜との間に配置されたことを特徴とする
    反射型液晶表示装置。
  6. 【請求項６】基板と、 透明基板と、 前記基板と前記透明基板との間に挟持された液晶層と、 前記基板と前記液晶層との間に配置された第１の透明電
    極、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体膜、および反射
    膜と、 前記透明基板と前記液晶層との間に配置された第２の透
    明電極と、を具備する反射型液晶表示装置であって、 前記ゲート絶縁膜が前記第１の透明電極と前記反射膜と
    の間に配置されたことを特徴とする反射型液晶表示装
    置。
  7. 【請求項７】ゲート電極および反射膜は同一の材料で同
    一のレベルに形成されていることを特徴とする請求項６
    記載の反射型液晶表示装置。
  8. 【請求項８】反射膜は層間絶縁膜を挟んでゲート電極と
    異なるレベルに形成されていることを特徴とする請求項
    ６記載の反射型液晶表示装置。
  9. 【請求項９】基板と液晶層との間にさらにカラーフィル
    タを備えたことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに
    記載の反射型液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】透明基板と液晶層との間にさらにカラー
    フィルタを備えたことを特徴とする請求項５〜８のいず
    れかに記載の反射型液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】カラーフィルタと第１の透明電極との間
    に電気絶縁性の保護層を備えたことを特徴とする請求項
    ３または９記載の反射型液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】カラーフィルタと第２の透明電極との間
    に電気絶縁性の保護層を備えたことを特徴とする請求項
    ４または１０記載の反射型液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】反射膜がアルミニウムを含むことを特徴
    とする請求項１〜１２のいずれかに記載の反射型液晶表
    示装置。
  14. 【請求項１４】偏光板を１枚のみ備えることを特徴とす
    る請求項１〜１３のいずれかに記載の反射型液晶表示装
    置。
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