液晶显示装置及电子设备的制作方法

文档序号:2816802
专利名称:液晶显示装置及电子设备的制作方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及电子设备,特别是涉及采用了多功能但耐热性低的反射膜的液晶显示装置。
背景技术
反射型液晶显示装置因为不具备背照光源,所以耗电小,迄今这种装置多用于各种携带电子设备及装置的附属显示部等中。近年来,对于这种反射型液晶显示装置的反射层,提出了电介质反射膜,这种膜是将具有不同折射率的电介质薄膜交互层叠而成;采用了胆甾醇液晶的胆甾醇反射膜,或全息反射膜等。这些反射膜与以往使用的金属薄膜反射层相比能够实现高亮度、高色纯度,从而作为可提高液晶显示装置的显示质量的技术引起了人们广泛关注。
可是,上述的反射层与以往使用了的Al或Ag等金属反射层相比,耐热性低,从而产生问题。特别是应用于有源矩阵型的液晶显示装置中时,在制作TFT(薄膜晶体管)和TFD(薄膜二极管)元件的工艺中因加热使反射层的特性发生变化和劣化。由于反射层的劣化造成显示质量的下降和成品率的降低,这成为把这些反射膜应用于有源矩阵型液晶显示装置时的障碍。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的,其目的在于提供一种既具有耐热性低的反射层和开关元件,同时具有可防止因制造中加热造成上述反射层特性劣化的结构的液晶显示装置。
此外,本发明的目的还在于提供具备上述液晶显示装置的电子设备。
为了解决上述问题,本发明提供具备如下结构的液晶显示装置。
本发明的液晶显示装置是将液晶夹持于一对相向的基板之间,在上述一对基板的一块基板侧上形成了反射层的液晶显示装置,其特征在于在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由电介质反射膜构成。
本发明的液晶显示装置是将液晶夹持于一对相向的基板之间,在上述一对基板的一块基板侧上形成了反射层的液晶显示装置,其特征在于在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由胆甾醇反射膜构成。
本发明的液晶显示装置是将液晶夹持于一对相向的基板之间,在上述一对基板的一块基板侧上形成了反射层的液晶显示装置,其特征在于在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由全息反射膜构成。
上述本发明的液晶显示装置有三种形态,其主要特征是一块基板上形成用于驱动液晶的开关元件;另一块基板(对置基板)上形成反射层,这个反射层是由电介质反射膜、胆甾醇反射膜、全息反射膜中任何一种构成,这些反射膜与以往金属反射膜相比具有耐热性低的特点。也就是说,由于采用下述结构,即在制造时加热到高温的开关元件一侧的基板上不设反射层,所以既防止了这些反射层过热,又防止了反射层特性的变化和劣化。
另外,当着眼于开关元件的制造工艺时,如果要把开关元件及反射层形成于同一块基板上、并且制造时不劣化反射层的特性,则必须将开关元件形成时的加热温度降至上述反射层的耐热温度以下。在如此大幅度下降加热温度来制造开关元件是极其困难的,有可能由于开关元件性能低下而产生成品率低下。而按照上述的结构,在通常的处理温度下可形成开关元件,开关元件一侧的基板也不会产生成品率低下的问题。
其次,在本发明的液晶显示装置中可以是,把上述开关元件作成TFD元件的结构。在本发明的液晶显示装置中,由于TFD元件和反射层形成于不同的基板上,因此不会发生在形成TFD元件时的加热所导致的反射层特性劣化的现象,并且在形成TFD元件时的加热温度不受反射层的耐热温度限制,可遵循以往的制造工艺来形成TFD元件。因而,不降低制造时的成品率,可实现高亮度和高色纯度的液晶显示装置。
此外,在本结构中,把形成了TFD元件的基板配置在用户一侧,而TFD元件基板同TFT元件基板相比布线区域可以变窄,因此比使用了TFT元件的情况可提高象素的开口率,可实现能够进行更高亮度显示的液晶显示装置。
其次,在本发明的液晶显示装置中,可以把上述开关元件作成TFT元件。虽然TFT元件制造时需要更多的工序,但是在制造时的加热温度也不受反射层耐热温度的限制,所以以往的制造工艺依然适用,可制造出成品率良好的有源矩阵型的液晶显示装置。
其次,本发明的电子设备,其特征在于配备了前面任一项中所述的液晶显示装置。按照具备该结构的本发明电子设备,由于在显示部中具备可实现高亮度、高清晰度显示的液晶显示装置,故可大大提高了显示部的目视性。
附图的简要说明

图1是作为本发明之一实施形态的液晶显示装置截面示意图。
图2是把图1所示液晶显示装置的局部放大后示出的透视图。
图3是用于说明本发明的胆甾醇反射膜的反射/透过作用的说明图。
图4示出本发明的电子设备的应用例。图4(a)是示出携带型电话机的透视图,图4(b)是示出携带型信息处理装置之一例的透视图,图4(c)是示出手表型电子设备之一例的透视图。
发明的实施形态下面,参照附图,详细地说明本发明的实施形态。
图1是示意性地示出作为本发明之一实施形态的液晶显示装置截面结构的图,图2是把图1所示液晶显示装置的局部放大后示出的透视图。另外图1所示的截面结构对应于沿着图2A-A线的截面结构。
如图1所示,液晶显示装置10由被夹持在相向配置的元件基板11与反射基板12之间的液晶13和密封材料19构成,其中密封材料19是为了将液晶13密封在上述基板11、12周缘部上。在元件基板11的液晶13一侧上对每一个像素排列形成了TFD元件25和象素电极24,其中TFD元件25是作为用于驱动液晶13的开关元件;象素电极24与TFD元件25相连,由透明导电膜构成。在相邻的象素电极24和24之间(如图2所示)形成多条以条状延伸的信号线22,沿着该信号线22方向排列的TFD元件25与同一信号线22导电性地连接。
另一方面,在反射基板12的液晶13一侧上形成了反射层15;彩色滤光片21R、21G、21B;以及扫描电极18。其中彩色滤光片21R、21G、21B对每一个像素形成在与上述象素电极24位置相向的反射层15上,扫描电极18是由长方形的透明导电膜构成的,它在与上述扫描线22交叉的方向上延伸,并且覆盖了在扫描电极18的延伸方向上排列的彩色滤光片21R,21G,21B等。
再有,在元件基板11和反射基板12的液晶13一侧上形成了用于控制液晶13取向的取向膜,图1,图2中省略其图示。
图2所示的TFD元件25是在2层导电膜之间层叠绝缘膜的构造,一层导电膜与信号线22相连接,另一层导电膜与象素电极24相连接。在具备这样的结构的TFD元件25中,比如说,同信号线22相连接一侧的导电膜是由钽膜构成,将这种钽膜的表面阳极氧化,形成由氧化钽膜构成的绝缘膜,在这个绝缘膜上,同象素电极24相连接一侧的导电膜可由铬、铝、钛、钼等金属膜构成。
反射层15是为了使一种反射装置,用来自元件基板11一侧的入射光线反射而设置的,在本发明所阐述的液晶显示装置中采用电介质反射膜、胆甾醇反射膜、全息反射膜中的某一种。关于这些反射膜,以下将予以详细说明。
<电介质反射膜>
电介质反射膜由具有不同折射率的电介质层交互层叠而成,其主要特征是拥有近100%的相当高的反射率。这种电介质反射膜,譬如将TiO2层和SiO2层改变厚度交互层叠10层左右构成。另外,通过调整电介质层的层叠螺距和层叠层数,可只使特定波长的光反射,通过对每种色进行掩蔽成膜可使反射层15具有彩色滤光片的功能。如果这样作则即便不设彩色滤光片21R、21G、21B,依然可以进行彩色显示,从而可简化液晶显示装置10的结构。
通过调整电介质反射膜的厚度,使入射光的一部分发生反射,可作为使一部分光透过的半透过半反射膜使用,如果在液晶显示装置10的背面一侧(在反射基板12的外表面一侧)上安装照明装置,则可实现半透过半反射型的液晶显示装置。由于在使用了这种反射膜的半透过半反射型的液晶显示装置中、电介质反射膜自身几乎不吸收光,所以可比以往使用的金属反射膜显示亮度更高。理由如下比如说,使用Al膜的金属反射膜,反射率为90%左右,现在使Al膜变薄,入射光的70%被反射,其余的30%中,Al膜自身吸收10%,这样就变成了反射70%透过20%的半透过半反射膜。与此不同,在使用了电介质反射膜的半透过半反射膜中,当反射入射的70%时,由于电介质反射膜中几乎不吸收光,故其余的30%几乎可全部作为透过光使用。因此,如果反射显示的亮度相同,则把电介质反射膜作为反射层来使用的液晶显示装置可以使光的利用率提高,故可得到明亮的透过显示。
<胆甾醇反射膜>
胆甾醇反射膜是由以薄膜状形成的胆甾醇液晶组成的反射膜,它具有对具有特定偏振方向的特定波长的光有选择地进行反射的功能。通过使用这种胆甾醇反射膜可实现高亮度和高色纯度的反射层。此外,通过适当地控制胆甾醇液晶的螺旋结构,则它可以作为半透过半反射膜使用,或者可作为兼做彩色滤光片的反射层使用。
图3是用于说明胆甾醇反射膜的光反射/透过作用的说明图,胆甾醇反射膜30由具备具有右螺旋结构的胆甾醇液晶30A构成。如图3所示,当自然光L1从胆甾醇反射膜30的图示上表面侧入射时,胆甾醇液晶30A由于具有右旋的螺旋结构,右旋偏振光成分作为反射光R1朝图示上方反射,左旋偏振光成分作为透过光T1透过反射膜30的下表面侧。同样当自然光L2从胆甾醇反射膜30下表面侧入射时,自然光L2中包含的右旋圆振光成分作为反射光R2被反射,左旋圆振光成分作为透过光T2透过反射膜30的上表面侧。
本发明所阐述的液晶显示装置中,通过将上述胆甾醇反射膜的特性用于反射层15,实现了具备高亮度、且显示质量良好的反射型或半透过半反射型的液晶显示装置。
当把上述胆甾醇反射膜30应用于半透过半反射型液晶显示装置中时,如图3示,利用自反射膜30下表面侧到上表面侧透过的透过光T2进行显示,采用这种结构也可以,但是因为该透过光T2是左旋的圆振光,故光的偏振状态与利用右旋的圆振光显示的反射模式不同,有必要使液晶的电压施加状态在反射模式和透过模式中不同。如果作成这种结构,则在透过模式显示、且当外部光入射了时,暗显示的像素因外部光而变成亮显示,产生对比度降低的问题。为了避免这个问题,可让被胆甾醇反射膜30反射的光(反射光R2)的一部分(例如20%)透过反射膜30,在透过模式下,利用具有与反射光R1为同一偏振状态的透过光来进行显示。
此外,这种胆甾醇反射膜可兼做彩色滤光片。在作成这样的结构时,通过使胆甾醇液晶的螺旋螺距变化、作成与反射光的颜色大致相同的波长,可实现上述兼做。具体地说,由于通过使胆甾醇液晶涂敷后的曝光工序中的温度变化、可以任意尺寸来形成上述螺旋的螺距,故通过以使每一个象素反射规定波长的光的方式来进行掩蔽曝光,可实现兼备与图2所示彩色滤光片21R、21G、21B同样功能的反射层。在利用该胆甾醇反射膜构成兼作彩色滤光片的反射层时,它不同于使颜料和染料分散了的透过型彩色滤光片,由于它成为使特定颜色的光反射的彩色滤光片,故可实现更高亮度、色纯度高的反射显示。
<全息反射膜>
全息反射膜由于可使特定波长的光朝着特定的方向以高反射率反射。例如,在液晶显示装置中,使以30度入射的光朝着液晶显示装置的法线方向反射,从而使朝着液晶显示装置使用者方向的光量增加,可提高实质的显示亮度。此外,该全息反射膜也与上述的电介质反射膜和胆甾醇反射膜一样可作为彩色滤光片使用。此时,调整反射膜的干涉度以使各种颜色的反射光入射到R(红),G(绿),B(蓝)象素上,即可。而且由于全息反射膜具有良好的色再现性,故可实现与以往相比色再现性更为良好的液晶显示装置。
另外,全息反射膜通过使特定波长的光透过,也可作为半透过半反射型的反射层使用。因而,通过在作为反射层而具备这种全息反射膜的液晶显示装置的背面一侧上安装照明装置,可实现高亮度的半透过半反射型液晶显示装置。
彩色滤光片21R、21G、21B也可使用以往使用的颜料分散型或染料分散型的彩色滤光片,但如上所述,在本发明的反射层15中使用的反射膜无论哪一种均可作成兼有彩色滤光片的功能,所以没有必要再另外设置彩色滤光片。
在具备上述结构的本发明所阐述的液晶显示装置中,把用于驱动液晶13的TFD元件25形成于元件基板11上,而反射层15形成于与上述元件基板11对置的反射基板12上,因此在其制造工序中可以使元件基板11、反射基板12的加热温度不同。因而,在反射基板12一侧上,即便是将与以往的Al或Ag反射层相比耐热性较差的电介质反射膜、胆甾醇反射膜、全息反射膜作为反射层15使用,在其制造过程中这些反射层15也不会过热,可防止在其制造时这些反射层15的特性变化和劣化,可充分发挥这些高性能的反射层的功能。
如果进一步地说明,在元件基板11一侧的TFD元件25形成时,元件基板11至少被加热到300℃左右。但是电介质反射膜的耐热温度只约为300℃,胆甾醇反射膜约为200℃,全息反射膜约为120℃。因此,如果在元件基板11一侧形成这些反射膜,则由于在TFD25形成时的加热,将导致这些反射膜的特性发生变化,或者导致性能劣化。
在TFD元件25形成的元件基板11一侧,TFD元件25形成时的加热温度不受耐热性低的反射层15的耐热温度限制,可同以往一样加热形成TFD元件25等,因此,不会产生由于加热温度不足导致的TFD元件25的性能低下和与之相伴的成品率低下。
通过把图1和2所示的本实施形态的液晶显示装置作成具有TFD元件的有源矩阵型的液晶显示装置,可比具有TFT元件的液晶显示装置提高象素开口率,可更加提高在反射基板上具备的反射层的效果。也就是说,可实现更高亮度的液晶显示装置。
在本发明的实施形态中,说明了作为开关元件使用了TFD元件的液晶显示装置,但本发明的技术领域不局限与此,同样适用于作为开关元件使用了TFT元件的液晶显示装置。在作为开关元件使用TFT元件时,非晶硅TFT的加热温度需要达到300℃左右,高温多晶硅TFT需要达到1000℃左右,因此导致在包含这些TFT元件的基板上形成上述电介质反射膜、胆甾醇反射膜、全息反射膜极其困难,但按照本发明的结构,能够容易地以良好的成品率来制作具备这些反射膜及TFT元件的液晶显示装置。
(电子设备的实施形态)下面,说明具有上述实施形态的液晶显示装置的电子设备的具体例。
图4(a)是示出手机之一例的透视图。在图4(a)中,标号200表示手机本体,标号201表示使用了上述实施形态的液晶显示装置的液晶显示部。
图4(b)是示出文字处理器或个人计算机等可移动信息处理装置之一例的透视图。图4(b)中,标号300表示信息处理装置,标号301表示键盘等输入部,标号303表示信息处理装置本体,标号302表示使用了上述实施形态的液晶显示装置的液晶显示部。图4(c)是示出手表型电子设备之一例的透视图。图4(c)中,标号400表示手表本体,标号401表示使用了上述实施形态的液晶显示装置的任何一种的液晶显示部。图4(a)~(c)所示的各种设备的液晶显示部由于具备使用了上述实施形态的液晶显示装置的液晶显示部(显示装置),所以可进行高亮度、高色纯度的显示,显示质量是清晰、良好的。
如上面详细地说明了的那样,本发明所阐述的液晶显示装置是把液晶夹持于一对相向的基板间,在上述一对基板的一块基板的液晶侧上形成了反射层的液晶显示装置,在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由电介质反射膜,胆甾醇反射膜,全息反射膜中任意一种构成。也就是说,通过作成在制造时加热到高温的开关元件一侧的基板上不设反射层的结构,可防止这些反射层的过热、反射层特性的变化和劣化。
权利要求
1.一种液晶显示装置,其中,将液晶夹持于一对相向的基板之间,在上述一对基板的一块基板侧上形成了反射层,其特征在于,在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由电介质反射膜构成。
2.一种液晶显示装置,其中,将液晶夹持于一对相向的基板之间,在上述一对基板的一块基板侧上形成了反射层,其特征在于,在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由胆甾醇反射膜构成。
3.一种液晶显示装置,其中,将液晶夹持于一对相向的基板之间,在上述一对基板的一块基板侧上形成了反射层,其特征在于,在另一块基板的液晶侧上形成用于驱动上述液晶的开关元件,上述反射层由全息反射膜构成。
4.根据权利要求1~3的任一项中所述的液晶显示装置,其特征在于,所述开关元件是TFD元件。
5.根据权利要求1~3的任一项中所述的液晶显示装置,其特征在于,所述开关元件是TFT元件。
6.一种电子设备,其特征在于,具备根据权利要求1~5的任一项中所述的液晶显示装置。
全文摘要
提供一种液晶显示装置,这种装置具有耐热性低的反射层和开关元件,并且具备可防止由于制造时加热造成的上述反射层特性劣化的结构。把本发明的液晶显示装置10构成为,将液晶13夹持于一对相向的基板11和12之间,在上述一对基板的一块基板12一侧上形成了反射层15,在另一块基板11的液晶13一侧上形成用于驱动上述液晶13的开关元件(TFD元件)25,上述反射层15由电介质反射膜,胆甾醇反射膜,全息反射膜中的某一种构成。
文档编号G02F1/1362GK1405604SQ0214316
公开日2003年3月26日 申请日期2002年9月16日 优先权日2001年9月17日
发明者西村城治, 前田强, 奥村治 申请人:精工爱普生株式会社
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