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JP2002229014A - Liquid crystal cell, method of manufacturing liquid crystal cell, and liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal cell, method of manufacturing liquid crystal cell, and liquid crystal display device

Info

Publication number
JP2002229014A
JP2002229014A JP2001023393A JP2001023393A JP2002229014A JP 2002229014 A JP2002229014 A JP 2002229014A JP 2001023393 A JP2001023393 A JP 2001023393A JP 2001023393 A JP2001023393 A JP 2001023393A JP 2002229014 A JP2002229014 A JP 2002229014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
layer
array substrate
switching element
crystal cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001023393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruyuki Midorikawa
輝行 緑川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electronic Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001023393A priority Critical patent/JP2002229014A/en
Publication of JP2002229014A publication Critical patent/JP2002229014A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost semitransmissive liquid crystal display device with high luminance. SOLUTION: The array substrate has switching elements and a reflection layer, a coloring layer formed so as to cover the switching elements and the reflection layer and provided with contact holes and translucent pixel electrodes formed on the coloring layer, connected to the switching elements via the contact holes, and provided with a reflection mode display region superimposed on the reflection layer and a transmission mode display region which is not superimposed on the reflection layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー表示を行う
半透過型の液晶セル、液晶セルの製造方法及び液晶表示
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transflective liquid crystal cell for performing color display, a method for manufacturing a liquid crystal cell, and a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、携帯電話やポータブルコンピュー
タなどのディスプレイとして反射型液晶表示装置が広く
使われている。これは、反射型液晶表示装置が外光を利
用して表示を行うことができるため、バックライト等の
必要がなく、消費電力が格段に少なくて済む、という理
由によるものである。しかしながら、反射型液晶表示装
置は、当然のことながら暗所では表示自体も暗くなると
いう問題があり、使用する周囲の環境が制限されてい
た。最近では、上記の問題点を解決するべく、反射型と
透過型の両方の機能を備えたいわゆる半透過型の液晶表
示装置が開発されている。例えば、特開2000−19
563公報には、画素内に反射層と透過層を有する液晶
表示装置が開示されており、カラー表示を行うためには
着色層を液晶層の前方に配置する技術も併せて開示され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a reflection type liquid crystal display device has been widely used as a display of a portable telephone or a portable computer. This is because the reflective liquid crystal display device can perform display using external light, so that there is no need for a backlight or the like, and power consumption can be significantly reduced. However, the reflection type liquid crystal display device naturally has a problem that the display itself becomes dark in a dark place, and the surrounding environment to be used is limited. Recently, in order to solve the above problems, a so-called transflective liquid crystal display device having both a reflection type and a transmission type function has been developed. For example, JP-A-2000-19
563 discloses a liquid crystal display device having a reflective layer and a transmissive layer in a pixel, and also discloses a technique of disposing a colored layer in front of the liquid crystal layer for performing color display.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、着色層
を液晶層の前方、即ち対向基板側に着色層を配置する場
合には、対向基板とアレイ基板とを貼り合わせる際に高
精度の位置合せ精度が要求され、製造コスト増加を招
く、という問題がある。また多少の位置合せズレに対応
するために、各画素間に太い遮光膜などを配置する必要
があり表示の輝度を低下させてしまう、という問題があ
る。本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、高輝度
の表示を行い、且つ製造コストの安価な液晶セル、その
製造方法及び液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
However, when the colored layer is disposed in front of the liquid crystal layer, that is, on the side of the counter substrate, a high precision alignment accuracy is required when bonding the counter substrate and the array substrate. Is required, which causes an increase in manufacturing cost. Further, in order to cope with a slight misalignment, it is necessary to arrange a thick light-shielding film or the like between the pixels, which causes a problem that the luminance of the display is reduced. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a liquid crystal cell which performs high-luminance display and is inexpensive to manufacture, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、透光性のアレ
イ基板と、アレイ基板に対向して配置された透光性の対
向基板と、前記アレイと対向基板との間に配置された液
晶組成物と、を有する液晶セルにおいて、アレイ基板
は、スイッチング素子及び反射層と、スイッチング素子
及び反射層を覆って形成され、コンタクトホールを有す
る着色層と、着色層上に形成され、コンタクトホールを
介してスイッチング素子に接続され、反射層に重畳する
反射モードの表示を行う領域と反射層に重畳しない透過
モードの表示を行う領域とを有する透光性の画素電極
と、を有することを特徴とする液晶セルである。また、
本発明は、透光性のアレイ基板と、アレイ基板に対向し
て配置された透光性の対向基板と、アレイ基板と対向基
板との間に配置された液晶組成物と、を有する液晶セル
と、液晶セルに対してアレイ基板側から照明を行う照明
装置と、を有する液晶表示装置において、アレイ基板
は、スイッチング素子及び反射層と、スイッチング素子
及び反射層を覆って形成され、コンタクトホールを有す
る着色層と、着色層上に形成され、コンタクトホールを
介してスイッチング素子に接続され、反射層に重畳する
反射モードの表示を行う領域と反射層に重畳しない透過
モードの表示を行う領域とを有する透光性の画素電極
と、を有することを特徴とする液晶表示装置である。
According to the present invention, there is provided a light-transmitting array substrate, a light-transmitting opposing substrate disposed opposite to the array substrate, and a light-transmitting opposing substrate disposed between the array and the opposing substrate. In a liquid crystal cell having a liquid crystal composition, the array substrate is formed over the switching element and the reflective layer, the switching element and the reflective layer, and a colored layer having a contact hole; And a light-transmitting pixel electrode that is connected to the switching element via the pixel electrode and has a region for displaying a reflective mode that is superimposed on the reflective layer and a region for displaying a transmissive mode that is not superimposed on the reflective layer. Is a liquid crystal cell. Also,
The present invention provides a liquid crystal cell having a light-transmitting array substrate, a light-transmitting counter substrate disposed to face the array substrate, and a liquid crystal composition disposed between the array substrate and the counter substrate. And a lighting device that illuminates the liquid crystal cell from the array substrate side, wherein the array substrate is formed so as to cover the switching element and the reflective layer, and the switching element and the reflective layer. A colored layer having a region formed on the colored layer, connected to the switching element through a contact hole, and displaying a reflective mode that is superimposed on the reflective layer and a region that is displayed in a transmissive mode that is not superimposed on the reflective layer. And a light-transmitting pixel electrode.

【0005】また、本発明は、一方の基板と他方の基板
とを貼り合わせ、その間隙に液晶を封入する液晶セルの
製造方法において、一方の基板上にスイッチング素子及
び反射層を形成する工程と、スイッチング素子及び反射
層を覆って着色層材料を成膜し、着色層材料をパターニ
ングしてコンタクトホールを有する着色層を形成する工
程と、着色層上に、コンタクトホールを介してスイッチ
ング素子に接続し且つ反射層に重畳する透光性を有する
画素電極を形成する工程と、を有することを特徴とする
液晶セルの製造方法である。
Further, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid crystal cell in which one substrate and another substrate are bonded to each other and a liquid crystal is sealed in a gap between the two substrates. Forming a colored layer material over the switching element and the reflective layer, patterning the colored layer material to form a colored layer having a contact hole, and connecting to the switching element via the contact hole on the colored layer Forming a pixel electrode having a light-transmitting property to overlap with the reflective layer.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施の形態にお
ける液晶セル及び液晶表示装置を示す概略断面図であ
り、図2は、アレイ基板1の部分平面図である。なお、
図1は図2におけるA−A’断面図である。まずアレイ
基板1の構成は、透光性を有するガラス基板101の一
主面上に、スイッチング素子として薄膜トランジスタ1
10が形成されている。この薄膜トランジスタ110
は、多結晶シリコンからなる半導体層111と、その上
に形成されたシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜11
2と、このゲート絶縁膜上に形成されたモリブデン・タ
ングステン合金からなるゲート電極113と、ゲート電
極113を覆って形成されシリコン酸化膜からなる層間
絶縁膜114と、層間絶縁膜114及びゲート絶縁膜1
12に形成されたコンタクトホールを介して半導体層1
11に接続されたアルミニウムからなるソース電極11
5Sとドレイン電極115Dと、で構成されるいわゆる
コプラナ型である。そして、この層間絶縁膜114上に
は、アルミニウムからなる反射層102が形成されてい
る。さらには、薄膜トランジスタ110と反射層102
を覆って樹脂からなる着色層103が形成されている。
この着色層103はソース電極115Sに達するコンタ
クトホールを有しており、着色層103上に形成された
透光性のITO(Indium Tin Oxide)
からなる画素電極104はこのコンタクトホールを介し
てソース電極115Sに接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a liquid crystal cell and a liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a partial plan view of an array substrate 1. In addition,
FIG. 1 is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. First, the structure of the array substrate 1 is such that a thin film transistor 1
10 are formed. This thin film transistor 110
Is a semiconductor layer 111 made of polycrystalline silicon, and a gate insulating film 11 made of a silicon oxide film formed thereon.
2, a gate electrode 113 made of a molybdenum-tungsten alloy formed on the gate insulating film, an interlayer insulating film 114 formed of a silicon oxide film formed over the gate electrode 113, an interlayer insulating film 114 and a gate insulating film 1
12 through the contact holes formed in the semiconductor layer 1
Source electrode 11 made of aluminum connected to 11
It is a so-called coplanar type composed of 5S and the drain electrode 115D. The reflection layer 102 made of aluminum is formed on the interlayer insulating film 114. Further, the thin film transistor 110 and the reflective layer 102
, A colored layer 103 made of resin is formed.
The coloring layer 103 has a contact hole reaching the source electrode 115S, and a light-transmitting ITO (Indium Tin Oxide) formed on the coloring layer 103.
Is connected to the source electrode 115S via this contact hole.

【0007】そして、画素電極104上を覆って全面に
ポリイミドからなる配向膜105が形成されている。ま
た、ガラス基板101の裏面側にはλ/4板107と偏
光板106が貼り付けられている。なお、アレイ基板1
の構成について図2を用いてさらに説明を加えると、ゲ
ート電極113は、走査線113Lと一体に形成されて
おり、ドレイン電極115Dは信号線115Lと一体に
形成されている。そして、走査線113Lと信号線11
5Lとによって区画された領域を画素領域として、この
画素領域内に画素電極104が形成されており、画素電
極104の端部は走査線113Lと信号線115Lに重
畳している。さらに、反射層102は画素領域内に2つ
に分割されて形成されている。そして、画素領域の面積
に対する反射層102の面積は略50%とした。画素領
域のうち反射層102が存在する領域は反射モードの表
示を行う領域であり、反射層102が存在しない領域は
透過モードの表示を行う領域となる。さて、図1に戻っ
て、対向基板2は、透光性を有するガラス基板201の
一主面上にITOからなる対向電極202と、ポリイミ
ドからなる配向膜203がそれぞれ全面に積層成膜され
た構成である。そして、対向基板2の裏面側にはλ/4
板205と偏光板204が貼り付けられている。偏光板
204は偏光板106に対して透過軸が直交するように
配置され、また、λ/4板205は光軸が偏光板204
の透過軸に対して45°の角度で、λ/4板107の光
軸はλ/4板205の光軸と直交するように配置されて
いる。
[0007] An alignment film 105 made of polyimide is formed on the entire surface so as to cover the pixel electrode 104. A λ / 4 plate 107 and a polarizing plate 106 are attached to the back surface of the glass substrate 101. The array substrate 1
The gate electrode 113 is formed integrally with the scanning line 113L, and the drain electrode 115D is formed integrally with the signal line 115L. Then, the scanning line 113L and the signal line 11
A region defined by 5L is defined as a pixel region, and a pixel electrode 104 is formed in the pixel region. An end of the pixel electrode 104 overlaps with the scanning line 113L and the signal line 115L. Further, the reflection layer 102 is formed by being divided into two in the pixel region. The area of the reflective layer 102 with respect to the area of the pixel region was set to be approximately 50%. The region where the reflective layer 102 is present in the pixel region is a region where the reflective mode is displayed, and the region where the reflective layer 102 is not present is a region where the display in the transmissive mode is performed. Returning to FIG. 1, the opposing substrate 2 has an opposing electrode 202 made of ITO and an alignment film 203 made of polyimide over one main surface of a glass substrate 201 having a light-transmitting property. Configuration. Then, on the back surface side of the counter substrate 2, λ / 4
A plate 205 and a polarizing plate 204 are attached. The polarizing plate 204 is disposed so that the transmission axis is orthogonal to the polarizing plate 106, and the λ / 4 plate 205 has an optical axis
The optical axis of the λ / 4 plate 107 is arranged to be orthogonal to the optical axis of the λ / 4 plate 205 at an angle of 45 ° with respect to the transmission axis.

【0008】そして、アレイ基板1と対向基板2とがそ
れぞれの一主面側、即ち配向膜105と配向膜203と
を対向させ、間隙を有して図示しないシール材により貼
り合わされており、この間隙内に液晶3が封入されてい
る。この液晶3はツイスト・ネマティック液晶を用い、
λ/4のリタデーションを有するものである。上述した
アレイ基板1、対向基板2及び液晶3とにより液晶セル
が構成される。さらに、この液晶セルに対してアレイ基
板1側から照明を行う照明装置としてのバックライト4
が、液晶セルの外側でアレイ基板1の裏面側に配置され
て液晶表示装置を構成している。次に、この液晶表示装
置の各画素領域での動作説明を行う。各画素領域におい
ては、画素電極104と対向電極203との電位差によ
り液晶3が動作し、偏光板204及び104によって光
を透過/遮断するものである。透過モードの表示から説
明すると、まず、バックライト4からの光が偏光板10
6により直線偏光される。そしてλ/4板107により
直線偏光が円偏光に変わる。ここで画素電極104がO
FF電位のときは、この円偏光が液晶3により直線偏光
に変わり、λ/4板205で再度円偏光となり、円偏光
の一部が偏光板204を透過して、明表示を行う。また
画素電極がON電位のときには、液晶3を円偏光のまま
通過し、λ/4板205により偏光板204の透過軸に
直交する直線偏光となり、偏光板204を通過せず暗表
示となる。
Then, the array substrate 1 and the counter substrate 2 are bonded to each other on one principal surface side, that is, the alignment film 105 and the alignment film 203 by a sealing material (not shown) with a gap therebetween. Liquid crystal 3 is sealed in the gap. This liquid crystal 3 uses a twisted nematic liquid crystal,
It has a retardation of λ / 4. A liquid crystal cell is constituted by the above-described array substrate 1, counter substrate 2, and liquid crystal 3. Further, a backlight 4 as an illumination device for illuminating the liquid crystal cell from the array substrate 1 side.
Are arranged on the back side of the array substrate 1 outside the liquid crystal cell to constitute a liquid crystal display device. Next, an operation of each pixel region of the liquid crystal display device will be described. In each pixel region, the liquid crystal 3 operates due to a potential difference between the pixel electrode 104 and the counter electrode 203, and the light is transmitted / blocked by the polarizing plates 204 and 104. Explaining the display in the transmission mode, first, the light from the backlight 4 is applied to the polarizing plate 10.
6 is linearly polarized. Then, the linearly polarized light is changed to circularly polarized light by the λ / 4 plate 107. Here, the pixel electrode 104 is O
At the FF potential, the circularly polarized light is changed to linearly polarized light by the liquid crystal 3, becomes circularly polarized light again by the λ / 4 plate 205, and a part of the circularly polarized light is transmitted through the polarizing plate 204 to perform bright display. When the pixel electrode is at the ON potential, it passes through the liquid crystal 3 as circularly polarized light, becomes linearly polarized light orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 204 by the λ / 4 plate 205, and does not pass through the polarizing plate 204, thereby providing a dark display.

【0009】一方、反射モードの表示においては、まず
外光が偏光板204により直線偏光されλ/4板205
により円偏光に変わって液晶3に入射される。ここで画
素電極104がOFF電位のときは、液晶3により直線
偏光に変わり、反射層102に到達し反射される。そし
て再び液晶3により円偏光に変わり、λ/4板205に
より偏光板204の透過軸と平行な直線偏光となり明表
示を行う。また画素電極104がON電位のときは、円
偏光の状態で反射層102に到達して反射し、さらに円
偏光の状態でλ/4板205に入射され、偏光板204
の透過軸と直交する直線偏光となり、暗表示となる。い
ずれのモードの表示においても、明表示の時には着色層
103を通過した光が観察されるのでカラー表示を行う
ことが可能となる。次にこの液晶セルの製造方法を詳細
に説明する。まず、アレイ基板1の製造方法から説明す
る。0.7mm厚のガラス基板101上にプラズマCV
D(Chemical Vapor Depositi
on)法により、非晶質シリコンを50nmの厚さに成
膜する。そして、この非晶質シリコンを窒素雰囲気中で
400℃〜600℃の温度で1時間程度アニールするこ
とにより非晶質シリコン中の水素を低減させる。いわゆ
る脱水素工程を行う。
On the other hand, in the display in the reflection mode, first, the external light is linearly polarized by the polarizing plate 204 and the λ / 4 plate 205
As a result, the light is changed to circularly polarized light and is incident on the liquid crystal 3. Here, when the pixel electrode 104 is at the OFF potential, the liquid crystal 3 changes the light into linearly polarized light, reaches the reflective layer 102 and is reflected. The liquid crystal 3 again changes the light into circularly polarized light, and the λ / 4 plate 205 changes the light into linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing plate 204 to perform bright display. When the pixel electrode 104 is at the ON potential, the pixel electrode 104 reaches the reflective layer 102 in the state of circularly polarized light and is reflected therefrom, and further enters the λ / 4 plate 205 in the state of circularly polarized light.
, And becomes a dark display. In either mode of display, light passing through the coloring layer 103 is observed during bright display, so that color display can be performed. Next, a method for manufacturing the liquid crystal cell will be described in detail. First, a method for manufacturing the array substrate 1 will be described. Plasma CV on a 0.7 mm thick glass substrate 101
D (Chemical Vapor Depositi
On) method, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 50 nm. Then, the amorphous silicon is annealed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. for about 1 hour to reduce hydrogen in the amorphous silicon. A so-called dehydrogenation step is performed.

【0010】続いて、この非晶質シリコンにXeClエ
キシマレーザを照射し多結晶シリコン膜とする。そして
この多結晶シリコン膜をCDE(Cemical Dr
y Etching)法により島状にパターニングして
半導体層111を形成する。次に、この半導体層111
を覆って、プラズマCVD法によりテトラエトキシシラ
ンを原料ガスとしてシリコン酸化膜を150nmの厚さ
に形成し、ゲート絶縁膜112とする。さらにその上に
スパッタ法によりモリブデン・タングステン合金を30
0nmの厚さに成膜し、パターニングしてゲート電極1
13及びゲート電極113と一体の走査線113Lを同
時に形成する。この状態で、ゲート電極113をマスク
として半導体層111にリンイオンをドーピングする。
このドーピングはフォスフィンガスをプラズマによりイ
オン化したものをドーズ量3×1015/cm、加速
電圧80keVで行う。このドーピングにより、半導体
層111内に、低抵抗の領域を形成し、後にこの領域に
ソース電極115S及びドレイン電極115Dが接続す
ることになる。イオンドーピングの後、ドーピングされ
たイオンを活性化するために400℃〜600℃程度の
温度でアニールを行う。さらに半導体層111内のダン
グリングボンドを埋めるために350℃に加熱した状態
で水素プラズマに晒す。
Subsequently, the amorphous silicon is irradiated with a XeCl excimer laser to form a polycrystalline silicon film. Then, this polycrystalline silicon film is formed by CDE (Chemical Dr).
The semiconductor layer 111 is formed by patterning into an island shape by the y etching method. Next, the semiconductor layer 111
And a silicon oxide film having a thickness of 150 nm is formed by plasma CVD using tetraethoxysilane as a source gas to form a gate insulating film 112. Further, a molybdenum-tungsten alloy is further deposited on the
A gate electrode 1 is formed to a thickness of 0 nm and patterned.
13 and the scanning line 113L integral with the gate electrode 113 are formed simultaneously. In this state, the semiconductor layer 111 is doped with phosphorus ions using the gate electrode 113 as a mask.
This doping is performed by ionizing phosphine gas with plasma at a dose of 3 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 80 keV. By this doping, a low-resistance region is formed in the semiconductor layer 111, and the source electrode 115S and the drain electrode 115D are connected to this region later. After the ion doping, annealing is performed at a temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. to activate the doped ions. Further, the semiconductor layer 111 is exposed to hydrogen plasma while being heated to 350 ° C. in order to fill dangling bonds in the semiconductor layer 111.

【0011】次に、ゲート電極113を覆って全面に、
シランを原料ガスとしてプラズマCVD法によりシリコ
ン酸化膜を成膜し、パターニングすることによりコンタ
クトホールを形成して層間絶縁膜114を形成する。続
いて、スパッタ法によりアルミニウムを400nmの厚
さに成膜し、パターニングを行い、ソース電極115
S、ドレイン電極115D及びドレイン電極115Dと
一体の信号線115Lを同時に形成する。ここでソース
電極115Sとドレイン電極115Dはそれぞれ層間絶
縁膜114に形成されたコンタクトホールを介して半導
体層に形成された低抵抗の領域に接続させる。さらにこ
のとき同時に画素領域内に反射層102も同時に形成す
る(図3(a))。次に、薄膜トランジスタ110と反
射層102とを覆って着色層103を形成する。まず、
0.05乃至0.2μmの粒径の赤色顔料を20wt%
分散させた光硬化型アクリル系樹脂をスピンナーで3μ
mの厚さに塗布する。そして90℃5分間のプリベーク
を行い、フォトマスクを介して150mJ/cmの紫
外線を照射し、0.1wt%のテトラメチルアンモニウ
ムハイドライド水溶液を用いて60秒間現像し、水洗
後、200℃で1時間のポストベークを行うことによ
り、赤色の着色層103を形成する。現像された赤色の
着色層103はマトリクス状に配置された複数の画素領
域に対し、2列おきに並んだストライプ状をなしてお
り、各画素領域に対応してコンタクトホールを有した形
状となっている(図3(b))。
Next, over the entire surface covering the gate electrode 113,
A silicon oxide film is formed by a plasma CVD method using silane as a source gas, and a contact hole is formed by patterning to form an interlayer insulating film 114. Subsequently, an aluminum film is formed to a thickness of 400 nm by a sputtering method, patterning is performed, and the source electrode 115 is formed.
S, the drain electrode 115D and the signal line 115L integral with the drain electrode 115D are formed simultaneously. Here, the source electrode 115S and the drain electrode 115D are connected to low-resistance regions formed in the semiconductor layer through contact holes formed in the interlayer insulating film 114, respectively. Further, at this time, the reflection layer 102 is simultaneously formed in the pixel region (FIG. 3A). Next, a coloring layer 103 is formed to cover the thin film transistor 110 and the reflective layer 102. First,
20% by weight of red pigment with a particle size of 0.05 to 0.2 μm
3μ of dispersed photo-curable acrylic resin with spinner
m. Then, pre-baking is performed at 90 ° C. for 5 minutes, ultraviolet light of 150 mJ / cm 2 is irradiated through a photomask, development is performed using a 0.1 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydride for 60 seconds, and after washing with water, 200 ° C. By performing post-baking for a long time, a red colored layer 103 is formed. The developed red coloring layer 103 has a stripe shape arranged every two rows for a plurality of pixel regions arranged in a matrix, and has a shape having a contact hole corresponding to each pixel region. (FIG. 3B).

【0012】同様の工程を繰り返し、青色の着色層10
3と緑色の着色層103をそれぞれ異なる列の画素領域
に形成する。続いてスパッタ法によりITOを100n
mの厚さに成膜し、各画素領域に対応した形状にパター
ニングし画素電極104を形成する。画素電極104は
着色層103に形成されたコンタクトホールを介してソ
ース電極115Sに接続される。ここで、画素電極10
4はその端部を走査線113Lと信号線115Lに重畳
して形成される。さらに、画素領域の一部には予め反射
層102が形成されており、画素電極104はこの反射
層102に重畳する部分と重畳しない部分を有すること
になる。そしてこの画素電極104を覆ってポリイミド
を印刷し、ラビング処理をして配向膜105を形成して
アレイ基板1を得る(図3(c))。次に対向基板の製
造方法として、透光性を有する0.7mm厚のガラス基
板201の一主面上にスパッタ法にて透光性を有するI
TOを100nmの厚さに成膜し対向電極202を形成
する。さらにこの上にポリイミドを印刷してラビング処
理を行い、配向膜203を形成することにより対向基板
2を得る。さらに、上記のように作成した対向基板2の
周辺領域にエポキシ樹脂からなるシール材を形成する。
このとき、後に液晶を注入するための注入口のみシール
材を形成しない。そして、対向基板2とアレイ基板1と
をそれぞれの一主面側、即ち配向膜203、105が形
成されている側を対向させて貼り合わせ、加熱してシー
ル材を硬化させ、空セルを作成する。
By repeating the same steps, the blue colored layer 10
3 and the green colored layer 103 are formed in pixel regions in different columns. Then, ITO was sputtered for 100n.
The pixel electrode 104 is formed by forming a film having a thickness of m and patterning it into a shape corresponding to each pixel region. The pixel electrode 104 is connected to the source electrode 115S via a contact hole formed in the coloring layer 103. Here, the pixel electrode 10
No. 4 is formed by overlapping its end with the scanning line 113L and the signal line 115L. Further, the reflection layer 102 is formed in advance in a part of the pixel region, and the pixel electrode 104 has a portion overlapping the reflection layer 102 and a portion not overlapping. Then, polyimide is printed so as to cover the pixel electrodes 104, and a rubbing process is performed to form an alignment film 105, thereby obtaining the array substrate 1 (FIG. 3C). Next, as a method of manufacturing the opposing substrate, a light-transmitting glass substrate 201 having a thickness of 0.7 mm having a light-transmitting property is formed on one main surface of the glass substrate 201 by a sputtering method.
A counter electrode 202 is formed by forming a film of TO to a thickness of 100 nm. Further, a rubbing treatment is performed by printing polyimide thereon, and an orientation film 203 is formed to obtain the counter substrate 2. Further, a sealing material made of epoxy resin is formed in a peripheral region of the counter substrate 2 created as described above.
At this time, a sealing material is not formed only at an inlet for injecting liquid crystal later. Then, the opposing substrate 2 and the array substrate 1 are bonded to each other with one main surface side, that is, the side on which the alignment films 203 and 105 are formed, and heated to cure the sealing material, thereby creating an empty cell. I do.

【0013】次に、この空セルを真空容器内に入れ、シ
ール材の形成されていない注入口を液晶に浸した状態で
真空容器内を大気圧に戻していくことにより空セルの中
に液晶を注入する。注入が完了したら注入口に紫外線硬
化樹脂からなる封止材を塗布し、紫外線を照射して封止
することにより液晶セルを得る。そして、この液晶セル
の両面、即ちガラス基板101及びガラス基板201の
それぞれ裏面側にλ/4板107、205及びそのさら
に外側に偏光板106、204を前述した光軸方向の条
件を満たすように貼り付ける。最後に、照明装置4をア
レイ基板1の後方に配置して液晶表示装置を得る。ま
た、半透過型の液晶表示装置において着色層103をア
レイ基板1に形成しているので、アレイ基板1と対向基
板2との位置合せのマージンが広がり、安価な製造コス
トの液晶表示装置を得ることができる。また、反射層1
02をソース電極115S、ドレイン電極115D及び
信号線115Lと同時に一体に形成しているので、製造
工程の増加なしに半透過型の液晶表示装置を得ることが
できる。また、画素電極104の端部を走査線113L
及び信号線115Lに重畳させていることにより、画素
領域を最大限利用することができ、高輝度な表示を行う
ことができる。
Next, the empty cell is placed in a vacuum vessel, and the interior of the vacuum vessel is returned to the atmospheric pressure with the injection port where no sealing material is formed being immersed in the liquid crystal. Inject. When the injection is completed, a sealing material made of an ultraviolet curable resin is applied to the injection port, and the liquid crystal cell is obtained by irradiating ultraviolet rays and sealing. Then, λ / 4 plates 107 and 205 are provided on both sides of the liquid crystal cell, that is, on the back side of the glass substrate 101 and the glass substrate 201, respectively, and the polarizing plates 106 and 204 are further provided outside the plates so as to satisfy the above-described condition in the optical axis direction. paste. Finally, the illumination device 4 is arranged behind the array substrate 1 to obtain a liquid crystal display device. Further, since the coloring layer 103 is formed on the array substrate 1 in the transflective liquid crystal display device, the alignment margin between the array substrate 1 and the counter substrate 2 is widened, and a liquid crystal display device with low manufacturing cost is obtained. be able to. Also, the reflection layer 1
Since 02 is integrally formed at the same time as the source electrode 115S, the drain electrode 115D, and the signal line 115L, a transflective liquid crystal display device can be obtained without increasing the number of manufacturing steps. Further, the end of the pixel electrode 104 is connected to the scanning line 113L.
In addition, since the pixel region is superimposed on the signal line 115L, the pixel region can be used to the maximum extent, and high-luminance display can be performed.

【0014】また、反射層102を分割して配置してい
ることにより、反射モードの表示と透過モードの表示が
画素領域内でバランスよく配分され、両モードの表示の
強度が違う場合でも高品位な表示を行うことができる。
なお、本実施の形態において、反射層102は2つに分
割しているが、2つに限らずそれ以上に分割しても良
い。さらに反射層102の材料はアルミニウムに限らず
クロムや銀などを用いることもできる。さらに、反射層
102はソース電極115S、ドレイン電極115D及
び信号線115Lと同時に一体に形成しているが、ゲー
ト電極113及び走査線113Lと同時に一体に形成す
ることもできる。また、反射層102の画素領域内に占
める面積を50%としたが、その割合は適宜変更しても
よい。反射モード及び透過モードの両方を生かすために
は10%〜90%程度の範囲が好ましい。また、スイッ
チング素子として、多結晶シリコンからなるコプラナ型
の薄膜トランジスタ120を用いたが、例えば多結晶シ
リコンもしくは非晶質シリコンなどからなる逆スタガ型
の薄膜トランジスタ等を用いることもできる。
Further, since the reflective layer 102 is divided and disposed, the display in the reflection mode and the display in the transmission mode are distributed in a well-balanced manner in the pixel area, and high quality is obtained even when the display intensity in both modes is different. Display can be performed.
In the present embodiment, the reflection layer 102 is divided into two, but is not limited to two and may be divided into more. Further, the material of the reflection layer 102 is not limited to aluminum, and chromium, silver, or the like can be used. Further, the reflective layer 102 is formed integrally with the source electrode 115S, the drain electrode 115D, and the signal line 115L, but may be formed integrally with the gate electrode 113 and the scanning line 113L. Although the area occupied by the reflective layer 102 in the pixel region is set to 50%, the ratio may be changed as appropriate. In order to utilize both the reflection mode and the transmission mode, the range is preferably about 10% to 90%. Although the coplanar thin film transistor 120 made of polycrystalline silicon is used as the switching element, for example, an inverted staggered thin film transistor made of polycrystalline silicon or amorphous silicon can be used.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明によれば、低コストで高輝度な半
透過型のカラー型液晶表示装置を得ることができる。
According to the present invention, a low-cost, high-luminance, transflective color liquid crystal display device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における液晶表示装置の
部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態における液晶表示装置の
部分平面図である。
FIG. 2 is a partial plan view of the liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態におけるアレイ基板製造
方法を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing an array substrate according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アレイ基板 2…対向基板 3…液晶 4…照明装置 101、201…ガラス基板 102…反射層 103…着色層 104…画素電極 110…薄膜トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Array substrate 2 ... Counter substrate 3 ... Liquid crystal 4 ... Illumination device 101, 201 ... Glass substrate 102 ... Reflection layer 103 ... Coloring layer 104 ... Pixel electrode 110 ... Thin film transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1368 G02F 1/1368 Fターム(参考) 2H048 BA45 BA47 BA48 BB02 BB44 2H049 BA02 BA07 BB03 BB63 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA41Z GA01 GA06 GA13 2H092 GA29 JA24 JA41 JA46 KA04 KA10 MA12 MA14 MA27 MA30 PA01 PA02 PA08 PA11 PA12 PA13 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) G02F 1/1368 G02F 1/1368 F-term (reference) 2H048 BA45 BA47 BA48 BB02 BB44 2H049 BA02 BA07 BB03 BB63 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA41Z GA01 GA06 GA13 2H092 GA29 JA24 JA41 JA46 KA04 KA10 MA12 MA14 MA27 MA30 PA01 PA02 PA08 PA11 PA12 PA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性のアレイ基板と、前記アレイ基板
に対向して配置された透光性の対向基板と、前記アレイ
基板と前記対向基板との間に配置された液晶組成物と、
を有する液晶セルにおいて、 前記アレイ基板は、 スイッチング素子及び反射層と、 前記スイッチング素子及び前記反射層を覆って形成さ
れ、コンタクトホールを有する着色層と、 前記着色層上に形成され、前記コンタクトホールを介し
て前記スイッチング素子に接続され、前記反射層に重畳
する反射モードの表示を行う領域と前記反射層に重畳し
ない透過モードの表示を行う領域とを有する透光性の画
素電極と、を有することを特徴とする液晶セル。
A translucent array substrate, a translucent opposing substrate disposed opposite to the array substrate, a liquid crystal composition disposed between the array substrate and the opposing substrate,
A liquid crystal cell comprising: a switching element and a reflection layer; a coloring layer formed over the switching element and the reflection layer, the contact layer having a contact hole; and the contact hole being formed on the coloring layer. And a light-transmissive pixel electrode that is connected to the switching element via a reflective layer and has a region for displaying a reflective mode that is superimposed on the reflective layer and a region for displaying a transmissive mode that is not superimposed on the reflective layer. A liquid crystal cell characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記反射層は、前記スイッチング素子を
構成する材料と同一材料であることを特徴とする請求項
1記載の液晶セル。
2. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein the reflection layer is made of the same material as that of the switching element.
【請求項3】 前記アレイ基板は、前記スイッチング素
子に接続された配線を有しており、 前記画素電極の端部は、前記着色層を介して前記配線に
一部重畳していることを特徴とする請求項1記載の液晶
セル。
3. The array substrate has a wiring connected to the switching element, and an end of the pixel electrode partially overlaps the wiring via the coloring layer. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記反射層は、複数に分割されて配置さ
れていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装
置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflection layer is divided into a plurality of portions and arranged.
【請求項5】 透光性のアレイ基板と、前記アレイ基板
に対向して配置された透光性の対向基板と、前記アレイ
基板と前記対向基板との間に配置された液晶組成物と、
を有する液晶セルと、 前記液晶セルに対して前記アレイ基板側から照明を行う
照明装置と、を有する液晶表示装置において、 前記アレイ基板は、 スイッチング素子及び反射層と、 前記スイッチング素子及び前記反射層を覆って形成さ
れ、コンタクトホールを有する着色層と、 前記着色層上に形成され、前記コンタクトホールを介し
て前記スイッチング素子に接続され、前記反射層に重畳
する反射モードの表示を行う領域と前記反射層に重畳し
ない透過モードの表示を行う領域とを有する透光性の画
素電極と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
5. A light-transmitting array substrate, a light-transmitting opposing substrate disposed opposite to the array substrate, a liquid crystal composition disposed between the array substrate and the opposing substrate,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal cell having: a lighting device for illuminating the liquid crystal cell from the array substrate side; wherein the array substrate has a switching element and a reflection layer; and the switching element and the reflection layer. A colored layer having a contact hole, the colored layer having a contact hole, the region being formed on the colored layer, connected to the switching element via the contact hole, and displaying a reflective mode superimposed on the reflective layer; and A liquid crystal display device, comprising: a light-transmitting pixel electrode having a region for performing transmission mode display that is not superimposed on the reflective layer.
【請求項6】 一方の基板と他方の基板とを貼り合わ
せ、その間隙に液晶を封入する液晶セルの製造方法にお
いて、 前記一方の基板上にスイッチング素子及び反射層を形成
する工程と、 前記スイッチング素子及び前記反射層を覆って着色層材
料を成膜し、前記着色層材料をパターニングしてコンタ
クトホールを有する着色層を形成する工程と、 前記着色層上に、前記コンタクトホールを介して前記ス
イッチング素子に接続し且つ前記反射層に重畳する透光
性を有する画素電極を形成する工程と、を有することを
特徴とする液晶セルの製造方法。
6. A method of manufacturing a liquid crystal cell in which one substrate and another substrate are bonded to each other and a liquid crystal is sealed in a gap between the substrates, wherein a step of forming a switching element and a reflective layer on the one substrate; Forming a colored layer material over the element and the reflective layer, patterning the colored layer material to form a colored layer having a contact hole, and forming the colored layer on the colored layer via the contact hole. Forming a pixel electrode having a light-transmitting property connected to the element and overlapping the reflective layer.
【請求項7】 前記反射層は、前記スイッチング素子の
一部と同時に形成されることを特徴とする請求項6記載
の液晶セルの製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the reflection layer is formed simultaneously with a part of the switching element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010152392A (en) * 2010-03-08 2010-07-08 Sharp Corp Liquid crystal display device and method for manufacturing the same

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