(57)【要約】【課題】液晶駆動時におけるクロストーク緩和等表示特性の向上をする。【解決手段】ガラス基板２上にストライプ状透明電極群３を形成し、この透明電極群３上にＣｒ膜４とＡｌ膜５との積層からなるストライプ状光反射性金属層を被着する。ストライプ状光反射性金属層に対し光透過部をパターニングする。これらストライプ状の透明電極群３と光反射性金属層の上に配向膜６を形成している。また、ガラス基板１上にはカラーフィルター７、オーバーコート層８とストライプ状透明電極群９とを順次形成し、さらにストライプ状透明電極群９上に配向膜１０を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にＩＴＯからなる層ならびにクロム金属からなる層とアルミニウム金属からなる層とを順次積層してなる遮光性金属層とを順次積層して、一方電極をなし、さらに配向膜を被覆してなる一方部材と、基板上に他方電極と配向膜とを形成してなる他方部材とを液晶層を介して貼り合わせて、画素をマトリクス状に配列して表示領域を成すとともに、前記遮光性金属層に対し画素ごとに光透過部を設けて、この光透過部に対応して透過モードとなし、前記遮光性金属層の光透過部以外の領域に対応して反射モードとなした液晶表示装置。
【請求項２】
前記一方部材の背面にバックライトを配した請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の液晶表示装置がパッシブタイプもしくはアクティブタイプである液晶表示装置。
【請求項４】
基板上にＩＴＯからなる層ならびにクロム金属からなる層とアルミニウム金属からなる層とを順次積層してなる遮光性金属層とを順次積層して、ストライプ状に配列してなるストライプ状積層電極群を形成し、さらに配向膜を被覆してなる一方部材と、基板上にストライプ状透明電極群と配向膜とを形成してなる他方部材とを、これらストライプ状積層電極群とストライプ状透明電極群とが交差するようスーパーツイステッドネマチック液晶を介して貼り合わせて画素をマトリクス状に配列して表示領域を成すとともに、上記光反射性金属層に対し液晶層を介して貼り合わせて、画素をマトリクス状に配列せしめるとともに、前記遮光性金属層に対し画素ごとに光透過部を設けて、この光透過部に対応して透過モードとなし、前記遮光性金属層の光透過部以外の領域に対応して反射モードとなした液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４のストライプ状積層電極群とストライプ状透明電極群に対し駆動用信号を入力する駆動用ＩＣを、双方共用にした液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の表示領域の外側に、前記ＩＴＯからなる層を延在して信号入力用の配線を形成し、この延在したＩＴＯからなる層の上にクロム金属からなる層とアルミニウム金属からなる層とを順次積層した液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遮光性金属層に対し画素ごとに光透過部を設けて透過モードとなし、さらに遮光性金属層の光透過部以外の領域にて反射モードとなした、所謂、パッシブタイプもしくはアクティブタイプの双方に適用できる半透過型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。とくに携帯情報端末などのように屋外・屋内両方にわたって使用される機器においては、外光が十分強い環境では表示装置の照明手段として積極的に外光を利用し、外光が弱い環境ではバックライトを使用するという半透過型の表示装置が主流として用いられている。
【０００３】
これら半透過型液晶表示装置のうち光反射性金属膜を反射層として用い、この光反射性金属膜を一部開口することによって光透過部とし、よって、半透過型液晶表示装置とする技術が提案されている。
【０００４】
この半透過型液晶表示装置ＢをパッシブタイプであるＳＴＮ型の液晶表示装置にて示す。図２は、この装置の概略を示す断面図である。
【０００５】
半透過型液晶表示装置Ｂによれば、１はコモン側のガラス基板、２はセグメント側のガラス基板であって、ガラス基板２上に多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ状透明電極群３を形成し、この透明電極群３上に光反射性金属層４からなるストライプ状光反射性金属層を被着する。
【０００６】
このストライプ状光反射性金属層は、図３に示す如く、スパッタリングにより一様に成膜した光反射性金属層をフォトリソグラフィ工程によって、画素間および光透過部をパターニングして取り除くことにより得られる。
【０００７】
図３によれば、セグメント側ガラス基板２（同図にてＧｌａｓｓと表示する）上に多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ状透明電極群（セグメント電極）をフォトリソグラフィによって形成する。この工程は、従来周知のとおりであり、同図にて「レジスト塗布」、「露光、現像」、「ＩＴＯエッチング」、「レジスト剥離」として示す。
【０００８】
ついでスパッタリングにより光反射性金属層を一様に成膜し、フォトリソグラフィによって画素間および光透過部を同時にパターニングして取り除くことで、光透過部を設けた光反射性金属層とした。これらの工程は図３に示すとおり、「金属層成膜」、「レジスト塗布」、「露光、現像」、「金属層エッチング」、「レジスト剥離」として示す。
【０００９】
上記の如く光透過部を設けた光反射性金属層については、たとえばＡｌ金属材を用いるが、これに代えて、ＡｌＮｄなどのＡｌ合金、Ａｇ金属およびＡｇ合金等の金属膜を使用してもよい。
【００１０】
以上のように、ストライプ状光反射性金属層に対しフォトリソグラフィ工程によって、スリット状の光透過部をパターニングする。
【００１１】
また、上記のような構成の光反射性金属層によれば、ＩＴＯからなるストライプ状透明電極群３上にＡｌによるストライプ状光反射性金属層４を被着し、さらに光透過部はその金属層を取り除くことで形成したことで、光透過部の形成部位には透明電極層が存在している。したがって、ストライプ状透明電極群３と光反射性金属層４のストライプ状光反射性金属層との組み合わせ全体でもって電極機能を果たす。
【００１２】
そして、これらストライプ状の透明電極群３と光反射性金属層４の上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成している。
【００１３】
一方、ガラス基板１の上にはカラーフィルター６とアクリル系樹脂からなるオーバーコート層７と多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ状透明電極群８とを順次形成し、さらにストライプ状透明電極群８上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜９を形成している。
【００１４】
ついで、これらガラス基板２とガラス基板１とを、たとえば２００〜２６０°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶層１０を介して、双方のストライプ状透明電極群３、８が交差（直交）するように、シール部材（図示せず）により貼り合わせる。また、図示していないが、両ガラス基板１、２間には液晶層１０の厚みを一定にするためにスペーサを多数個配している。
【００１５】
さらにガラス基板１の外側に光散乱材１１、ポリカーボネートからなる第１位相差板１２、第２位相差板１３、ヨウ素系の偏光板１４とを順次積み重ね、ガラス基板２の外側にポリカーボネートからなる第３位相差板１５、ヨウ素系の偏光板１６とを順次積み重ねている。これらの配設にあたっては、アクリル系の材料からなる粘着材を塗布することで貼り付ける。
【００１６】
かくして従来の半透過型液晶表示装置Ｂによれば、光反射性金属層に対しスリット形状の光透過部を設けたことで、この光透過部にて透過モードとなし、光透過部以外の領域にて反射モードとなしている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
現在、携帯電話用途などのように小型かつ低コストを求められる分野では、信号側および走査側の駆動ドライバを１チップのＩＣを用いて実現している場合が多くなっている。
【００１８】
このような場合、ＩＣに近い部分とＩＣから遠い部分との配線抵抗差を小さくするために金属配線を用いることが望ましい。とくに上記のように金属膜に光透過部のスリットを設けることよる光半透過膜を形成する構造の場合、光半透過膜と同じ金属膜を金属配線として用いることで、フォトリソグラフィ工程を共通化することができ、工程を簡略化できるという点でよい。
【００１９】
しかしながら、上述したような半透過型液晶表示装置によれば、光反射層の金属層と配線としての金属層を形成する際に次のような課題がある。
【００２０】
すなわち、電極を構成する各部材の仕事関数を考えると、透明電極層として一般に用いられるＩＴＯの仕事関数は５．０〜５．１ｅＶであることに対し、Ａｌの仕事関数は４．３ｅＶである。両者を積層した場合、その仕事関数の差は０．７〜０．８ｅＶ程度と比較的大きく、ＩＴＯとＡｌ層との間の電子移動度が小さくなることによって液晶駆動時にクロストーク等表示品位を落とす要因となっていたことがわかった。
【００２１】
ＩＴＯの仕事関数に近い金属としては、たとえばＡｕ（仕事関数４．８２ｅＶ）があるが、液晶表示部の反射部の光反射性金属膜としても用いることを考えると、その金属光沢が黄色いことから採用できない。Ａｕを主成分としたＡｕ合金のうちその光沢が白色に近いものも存在するが（ＡＰＣ等）、高コストであり、実用化がむずかしかった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、基板上にＩＴＯからなる層ならびにクロム（Ｃｒ）金属からなる層とアルミニウム（Ａｌ）金属からなる層とを順次積層してなる遮光性金属層とを順次積層して、一方電極をなし、さらに配向膜を被覆してなる一方部材と、基板上に他方電極と配向膜とを形成してなる他方部材とを液晶層を介して貼り合わせて、画素をマトリクス状に配列せしめるとともに、前記遮光性金属層に対し画素ごとに光透過部を設けて、この光透過部に対応して透過モードとなし、前記遮光性金属層の光透過部以外の領域に対応して反射モードとなしたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の液晶表示装置は、前記一方部材の背面にバックライトを配したことを特徴とする。
【００２４】
本発明のさらに他の液晶表示装置は、このような本発明の液晶表示装置がパッシブタイプもしくはアクティブタイプであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の液晶表示装置は、基板上にＩＴＯからなる層ならびにクロム金属からなる層とアルミニウム金属からなる層とを順次積層してなる遮光性金属層とを順次積層して、ストライプ状に配列してなるストライプ状積層電極群を形成し、さらに配向膜を被覆してなる一方部材と、基板上にストライプ状透明電極群と配向膜とを形成してなる他方部材とを、これらストライプ状積層電極群とストライプ状透明電極群とが交差するようスーパーツイステッドネマチック液晶を介して貼り合わせて画素をマトリクス状に配列して表示領域を成すとともに、上記光反射性金属層に対し液晶層を介して貼り合わせて、画素をマトリクス状に配列せしめるとともに、前記遮光性金属層に対し画素ごとに光透過部を設けて、この光透過部に対応して透過モードとなし、前記遮光性金属層の光透過部以外の領域に対応して反射モードとなしたことを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、上記のストライプ状積層電極群とストライプ状透明電極群に対し駆動用信号を入力する駆動用ＩＣを、双方共用にしたことを特徴とする。
【００２７】
さらに本発明においては、前記表示領域の外側に、前記ＩＴＯからなる層を延在して信号入力用の配線を形成し、この延在したＩＴＯからなる層の上にクロム金属からなる層とアルミニウム金属からなる層とを順次積層したことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明をパッシブタイプの一例であるＳＴＮ型液晶表示装置でもって説明する。
図１の半透過型液晶表示装置Ａにより説明する。
【００２９】
半透過型液晶表示装置Ａによれば、１はコモン側のガラス基板、２はセグメント側のガラス基板であって、一方部材によれば、ガラス基板２上に多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ状透明電極群３を形成し、この透明電極群３上にＣｒ膜４とＡｌ膜５との積層からなる前記遮光性金属層であるストライプ状光反射性金属層を被着する。
【００３０】
このストライプ状光反射性金属層は、図４に示す如く、スパッタリングにより一様に成膜したＣｒ膜４、Ａｌ膜５をフォトリソグラフィ工程によって、画素間および光透過部をパターニングして取り除くことにより得られる。
【００３１】
図４によれば、セグメント側ガラス基板２（同図にてＧｌａｓｓと表示する）上に多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ状透明電極群（セグメント電極）をフォトリソグラフィによって形成する。この工程は、従来周知のとおりであり、同図にて「レジスト塗布」、「露光、現像」、「ＩＴＯエッチング」、「レジスト剥離」として示す。
【００３２】
ついでスパッタリングによりＣｒ膜（３５０Å）、Ａｌ膜（１０００Å）を一様に成膜し、フォトリソグラフィによって画素間および光透過部を同時にパターニングして取り除くことで、光透過部を設けた光反射性金属層とした。これらの工程は図４に示すとおり、「Ｃｒ、Ａｌ成膜」、「レジスト塗布」、「露光、現像」、「Ａｌ，Ｃｒエッチング」、「レジスト剥離」として示す。
【００３３】
以上のように、ストライプ状光反射性金属層に対しフォトリソグラフィ工程によって、スリット状の光透過部をパターニングする。
【００３４】
また、上記のような構成の光反射性金属層によれば、ＩＴＯからなるストライプ状透明電極群３上にＣｒ膜４とＡｌ膜５との積層からなるストライプ状光反射性金属層を被着し、さらに光透過部はその金属層を取り除くことで形成したことで、光透過部の形成部位には透明電極層が存在している。したがって、ストライプ状透明電極群３とＣｒ膜４・Ａｌ膜５のストライプ状光反射性金属層との組み合わせ全体でもって前記一方電極（ストライプ状積層電極群）としての電極機能を果たす。
【００３５】
そして、これらストライプ状の透明電極群３と光反射性金属層の上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜６を形成している。
【００３６】
他方部材によれば、ガラス基板１の上にはカラーフィルター７、アクリル系樹脂からなるオーバーコート層８と多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ状透明電極群９とを順次形成し、さらにストライプ状透明電極群９上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜１０を形成している。
【００３７】
ついで、これらガラス基板２とガラス基板１とを、たとえば２００〜２６０°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶層１１を介して、双方のストライプ状透明電極群３、９が交差（直交）するように、シール部材（図示せず）により貼り合わせ、表示領域を構成する。また、図示していないが、両ガラス基板１、２間には液晶層１１の厚みを一定にするためにスペーサを多数個配している。
【００３８】
さらにガラス基板１の外側にポリカーボネートからなる第１位相差板１２、第２位相差板１３、ヨウ素系の偏光板１４とを順次積み重ね、ガラス基板２の外側にポリカーボネートからなる第３位相差板１５、ヨウ素系の偏光板１６とを順次積み重ねている。これらの配設にあたっては、アクリル系の材料からなる粘着材を塗布することで貼り付ける。
【００３９】
かくして本発明の半透過型液晶表示装置Ａによれば、光反射性金属層に対しスリット形状の光透過部を設けたことで、この光透過部にて透過モードとなし、光透過部以外の領域にて反射モードとなしている。
【００４０】
また、本発明によれば、ＩＴＯからなるストライプ状透明電極群３上にＣｒ膜４とＡｌ膜５との積層からなるストライプ状光反射性金属層を被着した構成であり、ＩＴＯの仕事関数５．０〜５．１ｅＶとＡｌの仕事関数４．３ｅＶのほぼ中間の仕事関数を有するＣｒ（仕事関数４．６ｅＶ）を介在させることで、配線を構成する各層間の仕事関数の差を小さくし、これにより、電子移動度が大きくなり、その結果、液晶駆動時におけるクロストーク緩和等でもって表示特性の向上をすることができた。
【００４１】
以下、上記金属層を変えた場合のクロストークの程度の比較を示す。
図５はクロストークの評価方法を示す。以下、同図５により説明するに。
【００４２】
まず、全面白表示（Ａ）を行った時の測定ポイントの透過率（表面輝度÷バックライト輝度）を測定する（これを透過率（ａ）とする）。ついで同一パネルにおいて白表示内に一部黒帯表示（Ｂ）を行ったときの測定ポイントの透過率（表面輝度÷バックライト輝度）を測定する（これを透過率（ｂ）とする）。
【００４３】
そして、透過率（ａ）と透過率（ｂ）の比、すなわち透過率（ｂ）÷透過率（ａ）の値をクロストークの程度の指標とする。この値が１．０から外れるほどクロストークの程度が悪いことを意味している。
【００４４】
そこで、ＩＴＯ上の金属膜の材質を、Ａｌ、Ｃｒ＋Ａｌ（ＩＴＯ上にＣｒ・Ａｌの順に積層）、ＡｌＮｄ（Ｎｄ：３ｗｔ％）の３種類について評価を行った。
【００４５】
その評価結果を表１に示す。仕事関数はそれぞれ、Ａｌ：４．３ｅＶ、Ｃｒ：４．６ｅＶ、ＡｌＮｄ：４．２ｅＶである。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１の結果から明らかなとおり、Ｃｒ＋Ａｌでは輝度比１．０００であり、クロストークが見られなかったのに対し、Ａｌの場合は１．０４８、ＡｌＮｄの場合は１．０５２となっており、表示にクロストークの影響が見られた。
【００４８】
しかも、Ｃｒ層を介在させることはＩＴＯ層とＡｌ層との密着性を上げ、その点でも液晶表示装置の信頼性を高めることができた。
【００４９】
さらに本発明においては、前記表示領域の外側に、前記ＩＴＯからなる層であるストライプ状透明電極群３を、さらにガラス基板２上にて、非表示領域にまで延在して信号入力用の配線を形成し、この延在した配線上にもＣｒ膜４とＡｌ膜５との積層を形成することで、各配線ごとの信号入力のムラが解消される。とくにストライプ状積層電極群とストライプ状透明電極群に対し駆動用信号を入力する駆動用ＩＣを、双方共用にした、所謂、ワンチップタイプの装置においては、その効果が顕著である。
【００５０】
そして、表示領域の内外に、上記のごとく、ＩＴＯ層とＣｒ膜とＡｌ膜との積層を形成することで、同じ工程にて同時にパターン形成でき、その点で製造コストが低減できた。
【００５１】
なお、本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。たとえば、パッシブタイプの液晶表示装置として、ＳＴＮ型でもって説明したが、たとえばＴＮ型単純マトリックスタイプ等の他のパッシブタイプの液晶表示装置でもよい。また、ＴＦＴ駆動等のアクティブタイプである液晶表示装置でもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の液晶表示装置によれば、表示部の光反射性金属膜と周辺金属配線を共通の金属膜で形成するにあたり、透明電極としてのＩＴＯの仕事関数５．０〜５．１ｅＶとＡｌの仕事関数４．３ｅＶのほぼ中間の仕事関数を持つＣｒ（仕事関数４．６ｅＶ）を介在させることで配線を構成する各層間の仕事関数の差を小さくし、よって電子移動度が大きくなることで、液晶駆動時におけるクロストーク緩和等表示特性の向上をすることができた。
また、Ｃｒ層を介在させることはＩＴＯ層とＡｌ層との密着性を上げることにもなり、液晶表示装置の信頼性を高めることもできた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半透過型液晶表示装置の断面模式図である。
【図２】従来の半透過型液晶表示装置の断面模式図である。
【図３】従来の半透過型液晶表示装置の製造に係る工程図である。
【図４】本発明の半透過型液晶表示装置の製造に係る工程図である。
【図５】クロストークの評価方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１、２：ガラス基板
３、９：透明電極
４：Ｃｒ層
５：Ａｌ層
６、１０：配向膜
７：カラーフィルター
８：オーバーコート層
１１：液晶層
１２：第１位相差板
１３：第２位相差版
１４、１６：偏光板
１５：第３位相差板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004258412.tif 000007
【図５】
2004258412.tif 000008