JPH1184430A

JPH1184430A - 表示装置

Info

Publication number: JPH1184430A
Application number: JP9262875A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Shigeno; 信行重野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型表示装置に内蔵される偏光層を劣化か
ら保護する構造を提供する。【解決手段】反射型表示装置は一対の基板１，２を用
いて組み立てられている。第一の基板１は入射側に位置
し、透明な電極６が形成されている。第二の基板２は反
射側に位置し、透明な電極１１が形成されているととも
に、所定の間隙を介して第一の基板１に接合している。
両基板１，２の間隙には電気光学物質として液晶３が保
持されている。偏光層９が第二の基板２と液晶３との間
に介在している。偏光層９は高分子液晶に二色性色素を
分散した状態で一軸配向させたものである。偏光層９を
液晶３から保護する為、両者の間に透明な保護層３０が
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に関する。
より詳しくは、偏光素子を内蔵した反射型の表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶などを電気光学物質とした表示装置
に使用される偏光素子の多くは図８の様な構造となって
いる。偏光基体１０１に偏光粒子を吸着分散させて偏光
素子とし、その耐久性及び機械的強度を保持する為支持
体１０２に挟み込み、接着剤層１０３で固定するという
方法で生産されている。偏光素子は、基本的な機能とし
て、高い偏光機能を発揮することと同時に外観特性や耐
久性に優れ、部品として加工しやすく、使い易いことな
どが重要である。これらの機能を満足させる為、現在市
場に供給されている表示装置用の偏光素子は、偏光粒子
としてヨウ素などのハロゲン物質や染料を用いたものが
中心となっている。偏光基体１０１としてはポリビニー
ルアルコールのフィルムが多く使用されている。ポリビ
ニールアルコールのフィルムを異なるスピードで回転す
るローラの間で一定方向に約３〜５倍延伸する。延伸さ
れたポリビニールアルコールのミセルは延伸方向に配列
し、配列したフィルムは強い複屈折が発生する。

【０００３】上述した偏光素子は一般に偏光板として市
場に供給される。偏光板の片面にはあらかじめ接着剤が
塗布されている。表示装置に組み込む場合には、その主
たる構成要素である液晶パネルの外面に接着剤を介して
偏光板を貼着する。この貼着作業はパネルと偏光板との
間に気泡や異物を巻き込まない様に行なう必要があり、
製造工程上の負担となる。又、従来の偏光素子は液晶パ
ネルの内部に挿入することは困難である。反射型の表示
装置の場合、偏光素子を内部に組み込んだ方が入射光の
利用効率や画質といった観点から好ましいにも関わら
ず、従来の偏光板ではこれを実現することができない。

【０００４】特開平２−１０１４３１号公報に偏光素子
を内蔵した表示装置が開示されており、これを図９に示
す。図において、１，２は基板であり、６，１１は電極
であり、４，９は配向層を兼ねた偏光層であり、３は液
晶層であり、５０はスペーサである。上側の基板１に形
成された電極６は例えばＩＴＯやＳｎＯ₂などの透明導
電材料からなり、下側の基板２に形成された電極１１は
例えば反射性の金属からなる。上下の偏光層４，９は二
色性色素が混入された高分子液晶からなり、一軸異方性
が付与されている。二色性色素としてはメロシアニン
系、スチリル系、アゾメチン系、アゾ系、アントラキノ
ン系の染料などが使われる。高分子液晶としては、熱的
過程により容易且つ良好に一軸配向が付与できる点から
見て、サーモトロピック系を用いることが望ましい。
又、発現した一軸異方性を長時間保持させる為に、ガラ
ス転位温度が表示装置の使用温度よりも高いサーモトロ
ピック高分子液晶を使用する。偏光層４，９を形成する
には、高分子液晶をトルエン、テトラヒドロフランなど
の適当な溶媒に溶かし、二色性色素を混入した後、蒸
着、スピンコート、ローラコート、ディッピングなどの
方法により塗布し、次いで熱処理乾燥すればよい。膜厚
は０．０５〜０．５μｍである。この偏光層４，９に一
軸異方性を付与するには、ラビング処理、プラズマ処
理、エッチング処理などによってあらかじめ配向処理さ
れた電極面あるいは基板面を介して間接的に行う。

【０００５】図１０は偏光層の構造を示す模式図であ
る。偏光層９は基板２に直接形成されている。偏光層９
は基本的に、成膜された高分子液晶９ａとその中に配合
された二色性色素９ｂとからなる。高分子液晶９ａは所
定の方向に一軸配向した液晶分子を側鎖に含んでいる。
図では、紙面と平行な方向に一軸配向した高分子液晶９
ａを楕円体で模式的に表わしている。一方、二色性色素
９ｂは入射光に対して分子の長軸と短軸とで異なる吸光
度を呈する。二色性色素９ｂは高分子液晶９ａの一軸配
向に合わせて分子の長軸が紙面と平行な方向に整列して
いる。係る構成により、偏光層９は入射光に含まれる振
動成分を選択的に吸収透過してほぼ直線偏光に変換する
ことができる。なお、基板２と偏光層９との間に高分子
液晶９ａを一軸配向させる為の下地配向層２２が設けら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図９及び図１０に示し
た従来の構造では、偏光層９の表面付近に含まれる二色
性色素９ｂが液晶層３に溶け出すという課題があった。
これにより、信頼性の低下を招き、コントラストの悪化
などの恐れがあった。又、図９の従来例では偏光層９，
４は配向層を兼ねており、液晶層３を例えばツイスト配
向している。場合によっては、偏光層４，９の表面に別
途液晶層３に対する配向層を形成することがある。配向
層は例えばポリイミドからなる。ポリイミドを適当な溶
媒に溶かして偏光層４，９の表面に塗布し、配向層を形
成する。溶媒としてはＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン）やγ−ブチロラクトンなどが用いられる。しかし
ながら、これらの溶媒により偏光層４，９を構成する高
分子液晶９ａが溶解し、充分な偏光性能が得られなくな
る恐れがあった。これらの溶媒を用いた場合、基板温度
が４０℃を超えると偏光層を構成する高分子液晶が急激
に溶解してしまう。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決する為に以下の手段を講じた。本発明に係る表示
装置は反射型であり基本的に一対の基板を用いて組み立
てられる。第一の基板は入射側に位置し電極が形成され
ている。第二の基板は反射側に位置し電極が形成されて
いるとともに、所定の間隙を介して該第一の基板に接合
している。両基板の間隙に液晶などの電気光学物質が保
持されている。又、第二の基板と液晶との間に偏光層が
介在している。この偏光層は高分子液晶に二色性色素を
分散した状態で一軸配向させたものであり、液晶パネル
の内部に組み込まれている。特徴事項として、前記偏光
層を該液晶から保護する為、両者の間に透明な保護層を
設けている。好ましくは、前記保護層はアクリル樹脂の
塗膜である。又好ましくは、前記第一の基板側には対向
電極が形成されている。一方、前記第二の基板側には該
偏光層及び該保護層を間にして画素電極とこれを駆動す
るスイッチング素子とが上下に分かれて集積形成されて
おり、いわゆるアクティブマトリクス構造となってい
る。画素電極と薄膜トランジスタなどからなるスイッチ
ング素子は該偏光層及び該保護層に開口したコンタクト
ホールを介して互いに電気接続されている。コンタクト
ホールは偏光層及び保護層を選択的にエッチングするこ
とで容易に形成することが可能である。好ましくは、前
記第一の基板には第二の基板側の該偏光層と吸収軸が直
交又は平行関係にある偏光板が設けられており、前記電
気光学物質はツイスト配向したネマティック液晶からな
る。

【０００８】本発明では、高分子液晶と二色性色素の混
合物を用いてパネル内部に偏光層を形成している。偏光
層上にアクリル樹脂などからなる透明な保護層を形成す
ることにより、液晶への二色性色素の溶解を防ぐととも
に、偏光層上に配向層を成膜する時のダメージなどを防
止可能にしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る表示装
置を示す模式的な部分断面図である。本表示装置は一対
の基板１，２を用いて組み立てられている。第一の基板
１は入射側に位置し、透明な電極６が形成されている。
第二の基板２は反射側に位置し、透明な電極１１が形成
されているとともに、所定の間隙を介して第一の基板１
に接合している。両基板１，２の間隙には電気光学物質
として液晶３が保持されている。偏光層９が第二の基板
２と液晶３との間に介在している。偏光層９は外付けで
はなく、液晶パネル内に内蔵されている。この偏光層９
は高分子液晶に二色性色素を分散した状態で一軸配向さ
せたものである。特徴事項として、偏光層９を液晶３か
ら保護する為、両者の間に透明な保護層３０を設けてい
る。この保護層３０は例えばアクリル樹脂の塗膜からな
り、その厚みは例えば１μｍ程度である。なお、保護層
３０としてフッ素系の樹脂を用いることもできる。この
場合、保護層３０の膜厚は例えば０．３μｍ程度であ
る。場合によっては、上述した樹脂などの有機材料に代
えて、透明な無機材料を保護層３０に用いることもでき
る。例えば、ＳｉＯ₂を主体とするシリカ系材料（ＳＯ
Ｇ）を保護層３０に用いることも可能である。この様な
保護層３０を設けることにより、偏光層９に含まれる二
色性色素が液晶３中に溶解することを防止できる。

【００１０】本表示装置はいわゆるアクティブマトリク
ス型であり、基板１側には対向電極６が全面的に形成さ
れている。基板２側には偏光層９及び保護層３０を間に
して画素電極１１とこれを駆動するスイッチング素子と
が上下に分かれて集積形成されている。本例では、この
スイッチング素子は薄膜トランジスタ１３からなる。画
素電極１１と薄膜トランジスタ１３は偏光層９及び保護
層３０に開口したコンタクトホール２３を介して互いに
電気接続されている。このコンタクトホール２３は偏光
層９及び保護層３０をフォトリソグラフィ及びエッチン
グでパタニングすることにより精密に形成することがで
きる。この構造では液晶３が対向電極６と画素電極１１
によって直接保持されている為、信号電圧を効率よく印
加することができる。

【００１１】第一の基板１の外面には偏光板４が貼着さ
れている。この偏光板４は図８に示した従来のものを用
いている。これに代えて、偏光層を基板１の内面に形成
してもよい。第一の基板１側の偏光板４は第二の基板２
側の偏光層９と吸収軸が直交しており、いわゆるクロス
ニコル配置となっている。これに代えて、偏光板４と偏
光層９の吸収軸が平行となる様に配置してもよい。液晶
３は上下の配向層７，１２によってツイスト配向したネ
マティック液晶を用いている。即ち、ツイストネマティ
ック液晶３は上下の基板１，２間で９０度ツイストして
いるとともに、正の誘電異方性を有する。ツイストネマ
ティック液晶３の螺旋ピッチはモーガンの条件を満たす
様に設計されている。即ち、螺旋ピッチが入射光の波長
に対して充分長く設定されている。ツイストネマティッ
ク液晶３の液晶分子３ａは上側の配向層７によって紙面
と垂直な方向に配向制御され、下側の配向層１２によっ
て紙面と平行な方向に配向制御されている。この結果、
ツイストネマティック液晶３は上下の基板１，２間で９
０度ねじれた配向状態になる。上側の偏光板４の透過軸
は紙面と垂直に設定され、下側の偏光層９の透過軸は紙
面と平行に設定されている。上側の基板１の内表面には
画素電極１１と対応する様にカラーフィルタ５が形成さ
れている。カラーフィルタ５と対向電極６との間には平
坦化膜５ａが介在している。なお、カラーフィルタ５は
上側の基板１側ではなく、下側の基板２側に形成しても
よい。下側の基板２には拡散性を有する光反射層８が形
成されている。なお、光反射層８を鏡面反射性としても
よい。この場合には、上側の基板１に光拡散層を設ける
ことが好ましい。

【００１２】本実施形態に係る反射型表示装置はいわゆ
るアクティブマトリクス型であって、下側の基板２には
個々の画素電極１１を駆動するスイッチング素子として
例えば薄膜トランジスタ１３が形成されている。この薄
膜トランジスタ１３はボトムゲート構造を有し、下から
順にゲート電極１４、ゲート絶縁膜１５、半導体薄膜１
６、ストッパ１７を積層したものである。この薄膜トラ
ンジスタ１３を被覆する様に層間絶縁膜１８が形成され
ている。この上にはソース電極１９及びドレイン電極２
０がパタニング形成されており層間絶縁膜１８に開口し
たコンタクトホールを介して薄膜トランジスタ１３に電
気接続している。この層間絶縁膜１８の上に光反射層８
が形成されている。この光反射層８は画素電極１１と対
応して画素毎に細分化されており、ドレイン電極２０と
同電位である。反射層８は凹凸の光散乱面を有し、いわ
ゆるホワイトペーパーと呼ばれる表示画面を実現してい
る。薄膜トランジスタ１３及び光反射層８の凹凸を埋め
る様に平坦化層２１が形成されている。平坦化層２１の
上には下地配向層２２が形成されており、その上に成膜
される高分子液晶を一軸配向する為に用いられる。画素
電極１１は保護層３０、偏光層９、下地配向層２２及び
及び平坦化層２１を貫通して設けたコンタクトホール２
３を介して対応する薄膜トランジスタ１３のドレイン電
極２０に電気接続している。

【００１３】引き続き図１及び図２を参照して本表示装
置の動作を説明する。図１は電圧無印加状態を表わして
いる。この状態で外光が上側の基板１に入射すると、ま
ず偏光板４により外光は紙面と垂直な振動成分を有する
直線偏光に変換される。ただし、反射型の場合明度を上
げる為、意図的に偏光度の低い偏光板４を使用する場合
がある。この時には外光は直線偏光ではなく楕円偏光に
変換される。直線偏光がツイストネマティック液晶３に
進入すると、電圧無印加状態ではその旋光性により直線
偏光が約９０度回転して偏光層９に進む。偏光層９の透
過軸は紙面に平行に設定されている為、直線偏光はその
まま偏光層９を通過し光反射層８に至る。即ち、本実施
形態はノーマリホワイトモードであり、電圧無印加で入
射光のほとんどが透過するようになっている。偏光層９
を透過した直線偏光は光反射層８により反射され、入射
時と逆の経路でパネル外に出射される。なお、偏光層９
の透過軸が紙面と垂直に設定されている場合には、ツイ
ストネマティック液晶３を通過した直線偏光はほとんど
この偏光層９によって吸収され、いわゆるノーマリブラ
ックモードとなる。

【００１４】印加電圧を上げていくとツイストネマティ
ック液晶３の旋光性が次第に失われていく。図２に示す
様に充分に閾値以上の高電圧を印加すると、液晶分子３
ａは垂直配向に移行し、旋光性はほとんど消失する。従
って、上側の偏光板４を透過した光はそのまま下側の偏
光層９に至る。ノーマリホワイトモードの場合、偏光板
４と偏光層９はクロスニコルに設定されている為、ツイ
ストネマティック液晶３を通過した直線偏光はほぼ偏光
層９によって完全に吸収される。ノーマリブラックモー
ドの場合には偏光板４と偏光層９の透過軸が平行にある
為、入射光のほとんどが透過し、光反射層８によってそ
のまま反射される。

【００１５】図３を参照して偏光層及び保護層の形成方
法を詳細に説明する。まず配向工程（Ａ）を行い、ガラ
スや石英などの絶縁性を有する基板２の表面を所定の配
向方向に沿って配向処理する。例えば、基板２の表面に
ポリイミドフィルムなどからなる下地配向層２２を成膜
した後、配向方向に沿ってこのポリイミドフィルムをラ
ビングすればよい。なお、下地配向層２２としてはポリ
イミドに代えて、ポリアミック酸やポリビニールアルコ
ールなどを用いることもできる。場合によっては、基板
２の表面を直にラビングしてもよい。

【００１６】次に成膜工程（Ｂ）を行う。まず、高分子
液晶９ａと二色性色素９ｂを溶媒に溶解した溶液をあら
かじめ調製しておく。この溶液を配向処理された基板２
の上に塗工して塗膜を形成する。なお、高分子液晶９ａ
は所定の転位点を境にして高温側の液相と低温側の液晶
相との間を相転位する性質を有する。高分子液晶９ａと
二色性色素９ｂを適当な溶媒に溶解させ、スピンコー
ト、ワイヤコートあるいは各種の印刷などにより、すで
に配向処理を施された基板２の表面に塗布する。溶媒と
しては、例えばシクロヘキサノンとメチルエチルケトン
（ＭＥＫ）を８：２の割合で混合した溶液を使用するこ
とができる。溶液を塗工した後溶媒が蒸発するのに充分
な温度で加熱乾燥する。

【００１７】続いて温度処理工程（Ｃ）を行い、基板２
を一旦転位点以上に加熱した後転位点以下の室温まで除
冷し、成膜された高分子液晶９ａを配向方向に整列させ
て偏光層９を形成する。なお、場合によっては液晶相で
一定時間放置することにより所望の一軸配向を得ること
も可能である。図示する様に、成膜段階では高分子液晶
に含まれる液晶分子はランダムな状態にあるのに対し、
温度処理工程後では液晶分子は配向方向に沿って整列
し、所望の一軸配向性が得られる。これに合わせて、二
色性色素も一軸配向状態となる。なお、上述した例では
すでにポリマー状態にある高分子液晶を溶媒に溶解して
基板に塗工しているが、これに代えてモノマー状態の材
料を使用することもできる。この場合、モノマー状態で
一軸配向させ、その後紫外線などを照射して重合させる
ことによりポリマーを得る。モノマー状態の液晶の粘度
が低い場合には、溶媒を用いることなく二色性色素を直
接液晶に溶解し、基板の上に塗布することも可能であ
る。

【００１８】最後に保護工程（Ｄ）を行い、偏光層９の
上に透明な保護層３０を形成する。まず、二色性色素９
ｂを溶解し且つ高分子液晶９ａを溶解しない溶剤を用い
て、偏光層９の表面付近に含まれる二色性色素９ｂを洗
い流す。この様な溶媒としては例えばエタノールを用い
ることができる。この後スピンコートなどの手法により
偏光層９の上に例えばアクリル樹脂を塗布する。塗布液
は例えばメトキシプロピルアセテートなどの溶媒にアク
リル樹脂を溶解したものである。この後加熱処理を施し
塗膜に含まれる溶媒を蒸発させる。この際、メトキシプ
ロピルアセテートなどの溶媒により偏光層９がダメージ
を受けない温度範囲で加熱処理（ベーク）を行う必要が
ある。具体的には、６０℃以下の温度でベークを行うこ
とが好ましい。この際、真空ベークを行えば溶媒の蒸発
がより効率的になる。なお、保護層３０として架橋重合
を行うタイプの透明樹脂を使用する場合には、適切な温
度で加熱を行い架橋重合をさせる。

【００１９】図４は、高分子液晶９ａの具体例を示して
おり、いずれも側鎖型の化学構造を有している。（Ｉ）
は側鎖に入るペンダントとしてビフェニルベンゾアート
を有する高分子液晶を示している。即ち、アルキル主鎖
には所定の間隔で側鎖が結合している（図では１個の側
鎖のみ示している）。この側鎖のスペース長は炭素数で
６となっているが、本発明はこれに限られるものではな
い。この側鎖の先端にペンダントとしてビフェニルベン
ゾアートが結合している。（II）はペンダントとしてビ
フェニルベンゾアートに加えメトキシビフェニルを有す
る側鎖型高分子液晶を表わしている。メトキシビフェニ
ルが結合する側鎖のスペース長は炭素数で２個となって
いるが本発明はこれに限られるものではない。(III）
は、メトキシフェニルベンゾアートをペンダントとして
持つ側鎖型高分子液晶を示している。側鎖はスペース長
が炭素数で２個と６個のものを主鎖に結合している。
（Ｉ）型及び（II）型は（III)型に比べて耐溶剤性に優
れている。更には、（IV）で示す側鎖型高分子液晶も良
好な一軸配向性を示す。

【００２０】図５は、二色性色素９ｂの具体例を表わし
ている。本例では色素Ａ〜Ｅを混合して黒色の二色性色
素を調合した。色素Ａは単独で青色を呈し、色素Ｂは単
独で黄色を呈し、色素Ｃは単独で赤色を呈し、色素Ｄは
単独で青紫色を呈し、色素Ｅは単独で青色を呈する。こ
れらの色素をＡ：Ｂ：Ｃ：Ｄ：Ｅ＝２：１：１：１：１
の割合で混合し黒色の二色性色素を調製した。

【００２１】最後に、図６及び図７を参照して、図１に
示した反射型表示装置の製造方法を詳細に説明する。ま
ず図６の工程（Ａ）において、ガラス又は石英などから
なる絶縁性の基板２の上に薄膜トランジスタ１３を集積
形成する。具体的には、高融点金属膜などからなるゲー
ト電極１４をパタニング形成した後、ＣＶＤなどでシリ
コン酸化膜やシリコン窒化膜を堆積してゲート絶縁膜１
５とする。その上に多結晶シリコンなどからなる半導体
薄膜１６を成膜し、薄膜トランジスタ１３の素子領域に
合わせて島状にパタニングする。その上に、ゲート電極
１４と整合する様に、ストッパ１７を設ける。このスト
ッパ１７をマスクとしてイオンドーピング又はイオンイ
ンプランテーションにより不純物を半導体薄膜１６に注
入して、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ１３を形成
する。この薄膜トランジスタ１３をＰＳＧなどからなる
層間絶縁膜１８で被覆する。

【００２２】工程（Ｂ）に進み、層間絶縁膜１８にコン
タクトホールを開口した後、アルミニウムなどをスパッ
タリングし所定の形状にパタニングしてソース電極１９
及びドレイン電極２０に加工する。この時同時に光反射
層８を形成する。なお、光反射層８を形成する領域には
あらかじめ下地として凹凸が形成されており、この結果
光反射層８は光散乱性を備えることになり、いわゆるホ
ワイトペーパーの表示外観が得られる。更に、薄膜トラ
ンジスタ１３及び光反射層８の凹凸を埋める様に、アク
リル樹脂などからなる平坦化層２１を形成する。その上
に、ポリイミド樹脂を塗工してラビング処理を施し、下
地配向層２２を設ける。その上に、一軸配向した高分子
液晶と二色性色素の混合物からなる偏光層９を形成す
る。具体的には、高分子液晶と二色性色素を溶解した溶
液を下地配向層２２の上に成膜する。高分子液晶は所定
の転位点を境にして高温側のネマティック液晶相と低温
側のガラス固体相との間を相転位可能な材料である。例
えば、この高分子液晶は室温でガラス状態であり、好ま
しくは１００℃以上に相転位点を持つ、主鎖型もしくは
側鎖型である。高分子液晶及び二色性色素を有機溶媒に
溶解させた後、スピンコーティングによって下地配向層
２２の表面に塗布する。なお、スピンコーティングに代
えて、ディッピング又はスクリーン印刷などを用いて塗
布してもよい。この後、基板２を一旦転位点以上に加熱
した後、転位点以下の室温に除冷し、成膜された高分子
液晶を配向方向に整列させて偏光層９を形成する。続い
て、この偏光層９を被覆する様に保護層３０を形成す
る。前述した様に、メトキシプロピルアセテートなどの
溶媒にアクリル樹脂を溶解した塗液をスピンコートなど
の手法により偏光層９の上に塗工する。そして、６０℃
以下の温度で真空ベークを行い溶媒を蒸発させること
で、透明なアクリル樹脂からなる保護層３０を形成す
る。保護層３０の厚みは例えば１μｍ程度であり、偏光
層９の厚みは例えば０．８μｍ程度である。

【００２３】工程（Ｃ）に進み、保護層３０の表面を全
面的に被覆する様にフォトレジスト１０を塗工する。塗
工方法としてはスピンコートやスクリーン印刷などが利
用できる。工程（Ｄ）に進み、フォトレジスト１０を露
光現像し下側のドレイン電極２０と整合する領域に窓１
０ａを設ける。

【００２４】図７の工程（Ｅ）に進み、パタニングされ
たフォトレジスト１０をマスクとしてエッチングを行な
い、保護層３０、偏光層９、下地配向層２２、平坦化層
２１を貫通するコンタクトホール２３を開口する。ここ
では、酸素プラズマなどを照射するドライエッチングを
採用している。工程（Ｆ）に進み、使用済みのフォトレ
ジスト１０を除去した後、保護層３０の上にＩＴＯなど
からなる透明導電膜を成膜し、所定の形状にパタニング
して画素電極１１に加工する。この画素電極１１はコン
タクトホール２３を介して薄膜トランジスタ１３のドレ
イン電極２０に電気接続する。図から明らかな様に、偏
光層９と画素電極１１との間に保護層３０が介在する構
造となっている。保護層３０は画素電極１１と偏光層９
の熱膨張率の違いによるストレスを吸収する緩衝効果が
ある。仮に、保護層３０を介することなく画素電極１１
と偏光層９が直接に接触していると、後工程で加わる加
熱処理によりダメージが発生し、例えば画素電極１１の
表面が凹凸になる。後工程の加熱処理としては、例えば
ＩＴＯを画素電極１１に加工する際に用いるレジストの
ベークなどが含まれる。

【００２５】最後に工程（Ｇ）に進み、画素電極１１及
び保護層３０の上に有機配向層１２を成膜する。即ち、
画素電極１１の上及び画素電極１１の間に露出した保護
層３０の上に連続して水平配向剤を塗工しラビングして
配向層１２を形成する。具体的には、ポリイミドをＮＭ
Ｐやγ−ブチロラクトンなどの溶媒に溶解した配向剤を
塗布した後、溶媒を蒸発させる。この様にして得られた
配向層１２の厚みは例えば３０ｎｍ程度である。本発明
では偏光層９が保護層３０により被覆されている為、配
向剤に含まれる溶媒が偏光層９に直接接触することがな
い。従って、偏光層９を構成する高分子液晶が溶解する
恐れがない。従来、保護層３０を用いない場合には、高
分子液晶の溶解を可能な限り抑制する為、配向剤に含ま
れる溶媒を蒸発する為の処理温度は４０℃〜５０℃以下
に抑える必要があった。この後、図示しないが、あらか
じめ対向電極、カラーフィルタ及び配向層が形成された
上側の基板を所定の間隙を介して下側の基板２に接合
し、ネマティック液晶をこの間隙に注入すれば、反射型
表示装置が完成する。両基板を接合する際シール材を用
いるが、これを硬化する為に加熱処理が必要になる。こ
の加熱処理を行っても、偏光層９と画素電極１１との間
に保護層３０が介在している為、熱ストレスにより画素
電極１１の表面が凹凸に波打つ様なことがない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光反射層及び偏光層を内蔵した反射型の液晶表示装置に
おいて、偏光層を液晶から保護する為、両者の間に透明
な保護層を設けている。係る構成により、偏光層に含ま
れる二色性色素が液晶へ溶け出すことを防止でき、コン
トラストや信頼性の向上につながる。例えば、表示装置
の電圧保持率の低下や残留直流成分の増加を防ぐことが
できる。又、液晶を配向させる為の配向層を形成する
際、配向層の溶媒として用いられるＮＭＰやγ−ブチロ
ラクトンなどによる偏光層の溶解を防ぐことができる。
更に、保護層の緩衝効果により、画素電極と偏光層の熱
膨張率の違いによって発生する画素電極のダメージを防
止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る偏光層及び保護層を内蔵した反射
型表示装置を示す模式的な部分断面図である。

【図２】図１に示した表示装置の動作説明に供する模式
的な部分断面図である。。

【図３】偏光層及び保護層の製造方法を示す工程図であ
る。

【図４】偏光層の形成に用いられる高分子液晶の具体例
を示す化学構造図である。

【図５】偏光層の形成に用いられる二色性色素の具体例
を示す化学構造図である。

【図６】反射型表示装置の製造方法を示す工程図であ
る。

【図７】反射型表示装置の製造方法を示す工程図であ
る。

【図８】従来の偏光板の構造を示す模式図である。

【図９】従来の表示装置の構造を示す部分断面図であ
る。

【図１０】図９に示した表示装置に組み込まれる偏光層
の構造を示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・基板、２・・・基板、３・・・ツイストネマテ
ィック液晶、４・・・偏光板、６・・・対向電極、８・
・・光反射層、９・・・偏光層、１１・・・画素電極、
１３・・・薄膜トランジスタ、２２・・・下地配向層、
３０・・・保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射側に位置する第一の基板と、反射側
に位置するとともに所定の間隙を介して該第一の基板に
接合した第二の基板と、両基板の間隙に保持された電気
光学物質と、該第二の基板と該電気光学物質との間に介
在する偏光層とを備えた表示装置であって、前記偏光層は高分子液晶に二色性色素を分散した状態で
一軸配向させたものであり、前記偏光層を該電気光学物質から保護する為、両者の間
に透明な保護層を設けたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記保護層はアクリル樹脂の塗膜である
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記第一の基板側には対向電極が形成さ
れており、前記第二の基板側には該偏光層及び保護層を
間にして画素電極とこれを駆動するスイッチング素子と
が上下に分かれて集積形成されており、両者は該偏光層
及び該保護層に開口したコンタクトホールを介して互い
に電気接続されていることを特徴とする請求項１記載の
表示装置。
【請求項４】前記第一の基板には第二の基板側の該偏
光層と吸収軸が直交又は平行関係にある偏光板が設けら
れており、前記電気光学物質はツイスト配向したネマテ
ィック液晶であることを特徴とする請求項１記載の表示
装置。