專利名稱：反射型液晶顯示裝置用的濾色片及應(yīng)用它的反射型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色液晶顯示器、彩色輸入裝置等中使用的液晶顯示裝置用的反射型液晶顯示裝置用濾色片及應(yīng)用它的反射型液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
彩色液晶顯示裝置中有透射型彩色液晶顯示裝置和反射型彩色液晶顯示裝置，因都是電場驅(qū)動，故耗電低，而且，因為如TFT液晶顯示裝置所代表的那樣，其顯示質(zhì)量高，故近年來作為與多媒體對應(yīng)的顯示器正在顯露頭角。
為了得到充分的顯示亮度，大多使用內(nèi)部有燈的透射型液晶顯示裝置，通常有將內(nèi)部光源(微型熒光燈等)配置在液晶面板的背面或側(cè)面等的背照光型和側(cè)照光型。但是，該透射型液晶顯示裝置因為有燈故耗電大，使液晶顯示應(yīng)有的低功耗、重量輕、可攜帶的特征打了折扣。
另一方面，反射型液晶顯示裝置利用室內(nèi)光或外部光的反射光作為光源來對液晶顯示面板進行照明，所以，內(nèi)部不需要燈，正因為如此，顯示部分可以做得很薄，而且，可以延長電池的壽命。因此，成為低功耗型的理想顯示器，作為輕型且可攜帶之用，相當(dāng)方便。
圖4是表示現(xiàn)有的反射型液晶顯示裝置的截面的圖，其構(gòu)造包括將液晶層48夾在中間而對置的反射側(cè)的(第1)基板41和光入射側(cè)的(第2)基板42、設(shè)在第1基板41的液晶層一側(cè)的反射電極43、濾色片和設(shè)在第2基板42的外側(cè)的偏振片49，其中，濾色片又包括設(shè)在第2基板42的液晶層一側(cè)的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的色素層44、設(shè)在各色素層之間的遮光層45、設(shè)在該色素層44和遮光層45之上的平坦化層46和在該平坦化層46上形成的透明電極47。
但是，因濾色片設(shè)在液晶顯示裝置的光入射側(cè)，由于濾色片的色素層和與它相對的反射電極之間有間隙，故由反射電極反射的光所通過的色素層與入射時不同，從而產(chǎn)生套色不準(混色)。此外，為了防止漏光，必須加寬設(shè)在各色素間的遮光層，結(jié)果，開口率變小而得不到充分的亮度。進而，因必需使光入射側(cè)的色素層和光反射側(cè)的反射電極的位置對齊，故產(chǎn)品的成品率降低。
因此，提出下述一種反射型液晶顯示裝置(圖5)，包括設(shè)在光反射側(cè)的第1基板51的液晶層側(cè)的反射電極53、在該反射電極上按該順序形成了色素層54和透明電極56的濾色片和設(shè)在該第2基板52的外側(cè)的偏振片。但是，為了使作為像素電極的反射電極與色素表面的透明電極(液晶驅(qū)動電極)56導(dǎo)通，必須在色素層內(nèi)部設(shè)置接觸孔59，工序變得復(fù)雜。結(jié)果，招致產(chǎn)品成品率降低。此外，作為色素表面的透明電極，一般使用在氧化銦中摻了氧化錫的ITO，所以，當(dāng)反射電極是以鋁為主的金屬時，雜質(zhì)等會通過接觸孔在ITO和鋁之間產(chǎn)生局部電池反應(yīng)，從而引起斷線、鋁變黑，因而存在得不到充分的反射光的缺點。
本發(fā)明是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供一種反射型液晶顯示裝置用的濾色片及應(yīng)用它的反射型液晶顯示裝置，該濾色片沒有套色不準(混色)、視角特性好、長時間使用既不斷線反射率也不降低，可以進行高亮度顯示。
發(fā)明的公開為達到上述目的，本發(fā)明提供一種反射型液晶顯示裝置用的濾色片，其特征在于，在透明或不透明的基板上按下述順序?qū)盈B形成光反射層、透明電極和包含導(dǎo)電性微粒子的色素層。
此外，作為其優(yōu)選形態(tài)，提供一種反射型液晶顯示裝置用的濾色片，上述光反射層由以鋁為主要成分的金屬形成。
此外，作為其優(yōu)選形態(tài)，提供一種反射型液晶顯示裝置用的濾色片，上述透明電極是以氧化銦和氧化鋅為主要成分的非晶態(tài)導(dǎo)電性氧化物。
進而，提供一種反射型液晶顯示裝置，其特征在于，包括將液晶層夾在中間而對置的第1和第2基板、濾色片、設(shè)在上述第2基板的上述液晶層一側(cè)的透明電極和設(shè)在上述第2基板的外側(cè)的偏振片，其中，上述濾色片包括在第1基板的上述液晶層一側(cè)按下述順序?qū)盈B形成的光反射層、透明電極、和包含導(dǎo)電性微粒子的色素層。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置用的濾色片的一實施例的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置的一實施例的截面圖。
圖3是具有一實施例示出的條形電極的基板的平面圖。
圖4是表示現(xiàn)有技術(shù)的截面圖，示出將濾色片設(shè)在光入射側(cè)的情況。
圖5是表示現(xiàn)有技術(shù)的截面圖，示出將濾色片設(shè)在光反射側(cè)并在色素層上形成透明電極的情況。
符號的說明11、21、41、51反射光一側(cè)的基板(玻璃)27、42、52入射光一側(cè)的基板(玻璃)12、22、43、53反射電極14、24、44、54色素層45遮光層46平坦化層13、23、26、47、56透明電極25、48、57液晶層28、49、58偏振片59接觸孔15、29濾色片A電極AB電極BC電極C實施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，參照附圖具體說明本發(fā)明的反射型液晶顯示裝置用的濾色片及反射型液晶顯示裝置。
反射型液晶顯示裝置用的濾色片15是在圖1所示的透明或不透明的基板11上按順序積層光反射層12、透明電極13和包含導(dǎo)電性微粒子的R、G、B色素層14而構(gòu)成。各色素層相互分離地配置在一個平面上，各色素層之間也可以具有由樹脂、金屬或氧化物形成的遮光層。
本發(fā)明使用的基板可以是過去使用的玻璃基板，也可以是合成樹脂制的薄膜或膜片。此外，因不在光引出側(cè)故不一定具有透光性。
因反射層兼作為像素電極，故使用電阻低而反射率高的金屬。具體可以舉出鋁、鋁合金、銀等。在這些金屬中，最好使用鋁或鋁合金，因它們在形成圖案時容易刻蝕而且反射率高。這些反射層利用真空蒸鍍法或濺射法制膜，其膜厚最好為500～3000埃。
透明電極一般使用在氧化銦中摻了氧化錫的ITO，當(dāng)兼作電極的反射層是以鋁為主的金屬時，若存在雜質(zhì)或異物，則產(chǎn)生局部電池反應(yīng)使鋁發(fā)黑，從而得不到充分的反射光，或產(chǎn)生斷線。這樣，要想使透明電極不與反射膜發(fā)生局部電池反應(yīng)，而且在刻蝕透明電極的所要的圖案時能防止反射膜的熔融，最好使用以氧化銦和氧化鋅為主要成分的非晶態(tài)氧化物。
該透明電極可以是只由氧化銦和氧化鋅組成的透明電極，也可以含有原子比在0.2以下的摻雜金屬的透明電極。作為摻雜金屬，可以使用錫、鋁、銻、鎵、硒等。這些摻雜金屬通過在原料混合工序中與銦化合物與鋅化合物混合，可以形成以氧化銦和氧化鋅為主要成分的含有摻雜金屬的透明電極。
這樣得到的透明電極的組成是，In和Zn的原子比[In/(In+Zn)]為0.2～0.9，0.5～0.9更合適，其膜厚是200～6000埃，600～2000埃更合適。
該以氧化銦和氧化鋅為主要成分的非晶態(tài)氧化物透明電極可以利用使用了規(guī)定的濺射靶的各種濺射法(DC濺射、RF濺射、DC磁控管濺射、RF磁控管濺射、ECR等離子體濺射、離子束濺射等)和離子鍍膜法來制膜。
該透明電極和上述反射層的刻蝕處理和一般的刻蝕方法同樣進行即可，首先，在透明電極的表面涂敷抗蝕劑膜，在進行掩膜曝光后，使用有機溶劑進行顯影處理，在使用酸水溶液或CHF等氣體進行刻蝕后，剝離抗蝕劑膜，就能夠形成規(guī)定的圖案。
下面，作為導(dǎo)電性色素層所使用的色素，可以是例如只有下述色素或者是將色素溶解或分散在粘合劑樹脂中所得到的物質(zhì)。
紅色(R)色素二奈嵌苯顏料、煤色顏料、偶氮基顏料、喹吖啶(azo)顏料、蒽醌顏料、蒽系顏料、異哚吲滿(isoindoline)顏料、異吲哚(isoindolinone)顏料等單種顏料和至少兩種以上的混合物。
綠色(G)色素鹵族多置換酞花青顏料、鹵族多置換銅酞花青顏料、三苯甲烷鹽基性染料、異哚吲滿(isoindoline)顏料、異吲哚(isoindolinone)顏料等單種顏料和至少兩種以上的混合物。
藍色(B)色素
銅酞花青顏料、陰丹士顏料、indaphenol顏料、花青顏料、二惡嗪顏料等單種顏料和至少兩種以上的混合物。
另一方面，粘合劑樹脂最好是透明的(50％以上可見光)的材料。例如，可以列舉聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素等透明樹脂(高分子)。
再有，因濾色片是在平面上分離配置的，故也可以選擇能夠適用于光刻法的感光性樹脂。例如，可以列舉丙烯酸、2-甲基丙烯酸、聚甲酸乙烯(poly皮酸vinyl)、環(huán)橡膠等具有反應(yīng)性乙烯基的光硬化型保護材料。此外，當(dāng)使用印刷法時，則選擇使用了透明樹脂的油墨(媒介)。例如，可以使用聚氯乙烯樹脂、聚偏氯乙烯樹脂、密胺樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、馬來酸樹脂、聚酰胺樹脂的單體和低分子量聚合物，以及聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素、羥甲基纖維素等透明樹脂。
對于導(dǎo)電性材料沒有特別的限制，可以使用氧化錫、氧化鋅、氧化銦、在氧化銦中摻了氧化錫的ITO、以氧化銦和氧化鋅為主要成分的氧化物、碳以及鋁、鎳、鉻等金屬等的微粒子。它們之中，從在色素中的分散性好且當(dāng)分散在色素中時能得到良好的導(dǎo)電性和透明性的觀點出發(fā)，最好使用氧化錫或ITO。
這些導(dǎo)電性材料的粒徑在100埃～10微米之間，最好是500埃～2微米較合適。若不到100埃，則導(dǎo)電性不好，若超過10微米，則導(dǎo)電性粒子不能在色素中均勻分散開。
包含該導(dǎo)電性粒子的色素可以通過顏料分散法、印刷法、電附著法、微胞電解法等在上述透明電極上制膜，形成導(dǎo)電性色素層。
使這樣得到的反射型液晶顯示裝置用濾色片29與具有刻蝕成所要的圖案的透明電極26的透明基板27相對，并把液晶層夾在中間，由此，可以得到反射型液晶顯示裝置(圖2)。
實施例下面，利用實施例進一步詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些例子的任何限制。
制造例1導(dǎo)電性氧化錫的制造在15kg純水中添加1500g的用硅烷偶合劑對其表面進行了憎水化處理的導(dǎo)電性氧化錫粒子和74.25g的二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑(10-ferrocenyldecanoylpolyoxyethylene)，并進行混合，一邊使該混合物冷卻以使分散液溫度維持在18℃左右，一邊用超聲波均化器進行12小時的分散處理。然后，用上述二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑的0.4％重量的水溶液進行2倍稀釋，此后，對其添加225g的經(jīng)過鋰處理的螯合型離子交換樹脂，并在25℃進行12小時的攪拌。對其添加450g的非那西汀空心顆粒(聚苯乙烯系，和光純藥社制)，并在25℃進行12小時的攪拌。
其次，在1500rpm、流量為300毫升/分、25℃的條件下用連續(xù)離心分離機進行離心分離，回收分散液，對每1kg分散液添加1.05g的溴化鋰，然后，攪拌30分鐘，從而制造出導(dǎo)電性氧化錫。
制造例2含導(dǎo)電性氧化錫的黃色顏料分散液的制造在制造例1中，將導(dǎo)電性氧化錫改為異哚吲滿(isoindoline)黃(ciba特種化學(xué)品公司制)，將二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑(10-ferrocenyldecanoylpolyoxyethylene)的使用量改為245.25g，不使用離子交換樹脂，用二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑的0.35％重量的水溶液進行1.72倍稀釋，除此之外，進行與制造例1相同的操作。
制造例3含導(dǎo)電性氧化錫的黃色顏料分散液的制造在15kg純水中混合339.45g的雙蒽醌紅(ciba特種化學(xué)品公司制)、56.25g的二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑(10-ferrocenyldecanoylpolyoxyethylene)和15.75g的溴化鋰，并進行混合，一邊使該混合物冷卻以使分散液溫度維持在18℃左右，一邊用超聲波均化器進行18小時的分散處理。然后，在10000rpm、流量為200毫升/分、25℃的條件下用連續(xù)離心分離機對其進行處理，制造出紅色顏料分散液。
通過將該紅色顏料分散液和制造例2制造的黃色顏料分散液按60∶40的重量比混合，制造出紅黃色顏料分散液。其次，通過將它和制造例1制造的導(dǎo)電性性氧化錫分散液按50∶50的重量比混合，制造出含導(dǎo)電性氧化錫的紅色顏料分散液。
制造例4
含導(dǎo)電性氧化錫的綠色顏料分散液的制造在制造例1中，將導(dǎo)電性性氧化錫改為鹵化銅酞花青(日本油墨化學(xué)工業(yè)公司制)，將二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑(10-ferrocenyldecanoylpolyoxyethylene)的使用量改為299.25g，不使用離子交換樹脂，用二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑的0.4％重量的水溶液進行4.27倍稀釋，除此之外，進行與制造例1相同的操作。
通過將該綠色顏料分散液和制造例2制造的黃色顏料分散液按60∶40的重量比混合，制造出綠黃色顏料分散液。其次，通過將它和制造例1制造的導(dǎo)電性性氧化錫分散液按45∶55的重量比混合，制造出含導(dǎo)電性氧化錫的綠色顏料分散液。
制造例5含導(dǎo)電性氧化錫的蘭色顏料分散液的制造在15kg純水中添加1500g的銅酞花青(日本油墨化學(xué)工業(yè)公司制)、306g的二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑(10-ferrocenyldecanoylpolyoxyethylene)和15.75g的溴化鋰，并進行混合，一邊使該混合物冷卻以使分散液溫度維持在18℃左右，一邊用超聲波均化器進行12小時的分散處理。在10000rpm、流量為200毫升/分、25℃的條件下用連續(xù)離心分離機對其進行處理，進而，通過用二茂鐵誘導(dǎo)劑表面活性劑的0.3％重量的稀釋溶液對它進行4.85倍稀釋并在25℃的條件下攪拌12小時，從而制造出蘭色顏料分散液。通過將該蘭色顏料分散液和制造例1制造的導(dǎo)電性氧化錫分散液按50∶50的重量比混合，制造出含導(dǎo)電性氧化錫的蘭色顏料分散液。
利用高頻濺射在玻璃基板(320×300×0.7mm)上淀積膜厚為1500埃的鋁。進而，用濺射法在該鋁膜上淀積以氧化銦和氧化鋅為主要成分的非晶態(tài)透明導(dǎo)電性膜。濺射靶使用把In和Zn按0.89的原子比[In/(In+Zn)]配制的In2O3-ZnO燒結(jié)體，并將其放置在平面型磁控管的陰極上，放電氣體使用純氬氣或混入1vol％左右的微量氧氣的氬氣，利用該方法淀積膜厚為1200埃的透明電極膜。若用X線衍射法分析該In2O3-ZnO膜，則觀察不到峰值，說明它是非晶態(tài)膜。此外，該膜的電阻率大約是3×10-4Ω.cm。利用光刻法，使用由HCl∶HNO3∶H2O＝1∶6∶3組成的刻蝕液對該膜進行濺射處理，形成寬度為90μm、電極間隔為20μm的條形電極(圖3)。
其次，首先將形成了該條形電極的基板浸入由制造例3制造的含導(dǎo)電性氧化錫的紅色顏料分散液中，以飽和甘汞電極作為基準電極，陰極使用不銹鋼板，用+0.5V對電極A通電15分鐘。然后，從紅色顏料分散液中將基板取出，通過用純水將基板洗干凈，在電極A上形成紅色顏料的導(dǎo)電性薄膜。在150℃的條件下在電爐中烘烤30分鐘。
其次，將基板浸入由制造例4制造的含導(dǎo)電性氧化錫的綠色顏料分散液中，用B電極進行同樣的操作，進而，使用由制造例5制造的含導(dǎo)電性氧化錫的蘭色顏料分散液，用C電極進行同樣的操作，制造出導(dǎo)電性性濾色片。
使用該導(dǎo)電性濾色片制作使用了TN液晶的液晶單元，研究其驅(qū)動特性時，發(fā)現(xiàn)它與通常在濾色片上設(shè)置液晶驅(qū)動用ITO而制作的液晶單元的驅(qū)動特性完全一樣。此外，不引起色偏移的范圍的視角是±60度，這在實用上沒有問題。進而，當(dāng)光波波長大約是600nm時，在明亮狀態(tài)下能夠得到15％左右的光譜反射率。此外，即使驅(qū)動1個月的時間，透明電極與反射電極之間也不產(chǎn)生局部電池反應(yīng)，反射率沒有變化。
工業(yè)上利用的可能性在光反射側(cè)的基板上按順序?qū)盈B光反射層、透明電極以及包含導(dǎo)電性粒子的色素層，形成濾色片，將該濾色片用在反射型液晶顯示裝置上，由此，能夠提供無套色不準(混色)、視角特性好、長時間使用也不斷線且反射率也不降低、能進行明亮顯示的反射型液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種反射型液晶顯示裝置用的濾色片，其特征在于在透明或不透明的基板上按下述順序?qū)盈B形成光反射層、透明電極和包含導(dǎo)電性微粒子的色素層。
2.如權(quán)利要求1記載的反射型液晶顯示裝置用的濾色片，其特征在于上述光反射層由以鋁為主要成分的金屬形成。
3.如權(quán)利要求1或2記載的反射型液晶顯示裝置用的濾色片，其特征在于上述透明電極是以氧化銦和氧化鋅為主要成分的非晶態(tài)導(dǎo)電氧化物。
4.一種反射型液晶顯示裝置，其特征在于包括將液晶層夾在中間而對置的第1和第2基板、濾色片、設(shè)在上述第2基板的上述液晶層一側(cè)的透明電極和設(shè)在上述第2基板的外側(cè)的偏振片，其中，上述濾色片包括在第1基板的上述液晶層一側(cè)按下述順序?qū)盈B形成的光反射層、透明電極、和包含導(dǎo)電性微粒子的色素層。
全文摘要
以下述方式構(gòu)成反射型液晶顯示裝置,在透明或不透明的基板21上按下述順序?qū)盈B光反射層22、透明電極23和包含導(dǎo)電性微粒子的色素層24,形成反射型液晶顯示用濾色片29,并在基板27上形成透明電極26,從而將液晶層25夾在中間并與該濾色片對置,將基板27設(shè)在光入射側(cè)。通過這樣的構(gòu)成,能夠提供視角特性好、防止發(fā)生套色不準(混色)、能進行明亮顯示的反射型液晶顯示用濾色片及應(yīng)用它的反射型液晶顯示裝置。
文檔編號G02F1/13GK1262745SQ99800369
公開日2000年8月9日 申請日期1999年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月24日
發(fā)明者倉田英明 申請人:出光興產(chǎn)株式會社