JP2001166286A - 光反射性基板の製造方法および液晶表示素子 - Google Patents

光反射性基板の製造方法および液晶表示素子

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JP2001166286A
JP2001166286A JP2000092855A JP2000092855A JP2001166286A JP 2001166286 A JP2001166286 A JP 2001166286A JP 2000092855 A JP2000092855 A JP 2000092855A JP 2000092855 A JP2000092855 A JP 2000092855A JP 2001166286 A JP2001166286 A JP 2001166286A
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Shinsuke Iguchi
真介 井口
Satoshi Ihara
聡 渭原
Haruki Mori
治樹 森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学エッチングによっても、ほとんどうねり
が生じない光反射性基板を得る。 【解決手段】 反射型もしくは半透過型の液晶表示素子
用の基板としてダウンドロー法により製造された硼珪酸
ガラス21を用い、この硼珪酸ガラス21に化学エッチ
ングを施して微細な凹凸を有する光拡散面21aを形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内面拡散反射方式
の反射型もしくは半透過型液晶表示素子に関し、さらに
詳しく言えば、その光反射性基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】反射型液晶表示素子は、光源を外部から
の光に求めているため、バックライトを必要としない
分、消費電力が少なくて済むとともに、薄型化・軽量化
が可能である。しかしながら、暗いところでは表示が見
にくくなる。この点を補うため、半透過型においては、
光反射膜を光半透過性とし、バックライトを補助光源と
して用いるようにしている。
【0003】いずれの型式においても、多くの場合、視
野角を拡げるとともに外光を効率よく利用する目的で、
光反射膜に乱反射性を付与する光拡散層が設けられてい
る。この光反射膜および光拡散層は、表示の解像度との
関係でパネル内部に設けられることが好ましく、この方
式を内面拡散反射方式と称している。
【0004】この内面拡散反射方式の一例として、従来
においては、液晶表示パネルに用いられる一方のガラス
基板上にネガ型感光性ポリイミド膜を形成し、所定の光
透過パターンを有するフォトマスクを介して露光した後
現像することにより、無数の微細な凸部を形成し粗面化
する。
【0005】このようにして得られた凸部は、断面ほぼ
矩形状で余り光拡散性がよくない。そこで、高い熱を加
えてポリイミド樹脂をメルティングして角部がなだらか
な断面波形状にし、その上に光反射膜もしくは光半透過
膜を形成するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、高価な感光性樹脂を使用するためコスト
アップとなる。また、その感光性樹脂をガラス基板上に
約1.0〜3.0μm厚に均一に塗布し、フォトリソ法
により微細な凹凸を形成するため、高度に管理された技
術が必要である。さらには、面内スペーサの埋まり込み
によるギャップむらが発生しやすいなどの課題があっ
た。
【0007】なお、これよりも簡単な方法として、ガラ
ス基板を化学エッチングにより粗面化して、光拡散面を
得る方法が知られている。しかしながら、これにも次の
ような課題がある。
【0008】すなわち、STN型やTN型液晶表示素子
のガラス基板には、入手が容易でしかも安価であるソー
ダガラスが一般的に用いられている。ソーダガラスを化
学エッチングする場合、形成される凹凸に均一性はある
ものの、エッチングむらが生じやすく基板にうねりが発
生する場合があり、特にSTN型ではギャップむらの原
因となるおそれがある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、化学
エッチングしても、ほとんどうねりが生じない光反射性
基板を提供することにある。また、本発明のもう一つの
目的は、このような光反射性基板を用いることにより、
ギャップむらのない反射型もしくは半透過型の液晶表示
素子を提供することにある。
【0010】上記目的を達成するため、本発明は、反射
型もしくは半透過型の液晶表示素子の一方の基板として
用いられる光反射性基板を製造するにあたって、ダウン
ドロー法により得られた硼珪酸ガラスの一方の面を化学
エッチング液により微細な凹凸を有する粗面とし、その
粗面上に光反射膜を形成することを特徴としている。
【0011】このように、ソーダガラスに代えてダウン
ドロー法により得られた硼珪酸ガラスを用いることによ
り、化学エッチングによってもうねりがほとんどない、
液晶表示素子に好適であるガラス基板が得られる。
【0012】本発明において、硼珪酸ガラスの化学エッ
チング液には、少なくとも弗化アンモニウム、水、弗化
水素が所定割合で含まれていることが好ましい。外光を
効率的に反射させるには、上記粗面のRzD(十点平均
粗さ)が0.3〜5.0μm、特には0.5〜2.0μ
mであることが好ましい。粗面を形成する凹凸のピッチ
Smは1〜100μm、特には5〜30μmがよい。ま
た、上記粗面の60゜鏡面光沢値(JIS Z8741
による)は30〜70%であることが好ましい。
【0013】また、基板のうねりを最小限に止めるため
に、硼珪酸ガラスを化学エッチングする前に、弗酸系研
磨液で化学研磨することが好ましく、その化学研磨量は
0.5〜5.0μm、特には1.0〜3.0μmが好適
である。
【0014】また、本発明の液晶表示素子は、上記のよ
うにして得られた光反射性基板の光反射膜上に平滑化層
を介して透明電極が形成された電極基板を一方の基板と
して備えていることを特徴としており、これによれば、
ギャップ幅が正確にコントロールされた液晶表示素子が
得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明は反射型、半透過型のいず
れの場合も含むが、図1の模式的断面図により、その内
の反射型液晶表示素子の実施例について説明する。
【0016】この反射型液晶表示素子1は、第1電極基
板2と第2電極基板3とを備えているが、第1電極基板
2には本発明の製造方法により得られた光反射性基板2
0が用いられている。すなわち、この光反射性基板20
は硼珪酸ガラスよりなる透明ガラス板21を基体として
おり、その内面側(図1において上面側)が微細な凹凸
よりなる粗面状の光拡散面21aとされている。
【0017】光拡散面21a上には、金属膜よりなる光
反射膜23が形成されている。この実施例において、光
反射膜23はスパッタ法にて成膜されたアルミニウム膜
よりなる。膜厚は例えば100nm程度である。なお、
透明ガラス板21の下面側は平滑である。
【0018】光反射膜23上には、例えばアクリル性樹
脂をスピンナーにて塗布してなる表面平滑化層25が形
成されている。なお、カラー表示の場合には、光反射膜
23上に電着法などにてカラーフィルタ層が設けられ、
その上に表面平滑化層25が形成されてもよい。
【0019】第1電極基板2には、この表面平滑化層2
5上に透明導電膜としてITO(Indium Tin
Oxide)をスパッタしたものが用いられ、その表
示部には所定にパターニングされた表示電極としてのI
TOパターン2aが形成されている。
【0020】この実施例において、第2電極基板3にも
硼珪酸ガラスが用いられており、この場合、第2電極基
板3側に引出電極形成用の端子部31が連設されてい
る。この第2電極基板3の表示部および端子部31には
表示電極および引出電極としてのITOパターン3aが
形成されている。
【0021】第1電極基板2および第2電極基板3は、
それらの各表示部を対向させた状態で周辺シール材4を
介して互いに貼り合わせられる。なお、各表示部間には
そのセルギャップを一定に保つための面内スペーサ(図
示省略)があらかじめ配置され、そのセルギャップ内に
所定の液晶物質6が封入されている。
【0022】また、周辺シール材4内には、例えば導電
ビースからなるトランスファ材41が含まれており、こ
のトランスファ材41を介して第1電極基板2側のIT
Oパターン2aが第2電極基板3側の端子部31にある
引き出し電極に接続されている。第2電極基板3の表示
面側には、位相差板7および偏光板8がそれぞれ貼り付
けられる。
【0023】なお、半透過型液晶表示素子とするには、
光反射膜23に多数のマイクロホール(微細孔)を設け
るか、もしくは光反射膜23を例えば35nm程度のき
わめて薄い膜として光半透過性を持たせたうえで、第1
電極基板2の裏面側に図示しないバックライトを設けれ
ばよい。
【0024】次に、図2および図3により、第1電極基
板2として用いられる光反射性基板20について説明す
る。まず、その基体である透明ガラス板21として、ダ
ウンドロー法により作製された硼珪酸ガラスを用意す
る。
【0025】そして、この硼珪酸ガラスの片面を耐酸レ
ジストもしくは耐酸フィルムで保護し、例えば弗化アン
モニウムおよび弗化水素酸(40%溶液)を水に溶解さ
せ、弗化アンモニウムおよび弗化水素の濃度がそれぞれ
10〜40%、2〜20%となるように調製したエッチ
ング液で化学エッチング処理し、図2に示すように表面
に微細な凹凸を形成する。
【0026】これにより、粗面化された光拡散面21a
が形成されるのであるが、その凹凸のプロファイルとし
ては、深さRzD(十点平均粗さ)は、0.3〜5.0
μm、好ましくは0.5〜2.0μmの範囲、凹凸のピ
ッチ(平均間隔)Smは、1〜100μm、好ましくは
5〜30μmの範囲がよい。なお、凹凸のピッチSm
は、基準長さをL、その間の山数をnとしてL/nで定
義される。また、粗面化された光拡散面21aの60゜
鏡面光沢値は30〜70%の範囲がよい。
【0027】化学エッチング時における基板のうねりを
最小限に抑えるには、その凹凸形成前に弗酸系研磨液で
化学研磨すればよい。その化学研磨量は0.5〜5.0
μm、特には1.0〜3.0μmの範囲が推奨される。
【0028】そして、図3に示すように、粗面化された
光拡散面21a上に、例えばスパッタ法によりアルミニ
ウムなどの金属からなる光反射膜23を成膜する。この
光反射膜23は例えば100nm程度の厚さであるた
め、光拡散面21aの凹凸により、光反射膜23に乱反
射性が付与される。
【0029】しかる後、この光反射膜23上にアクリル
系樹脂により表面平滑化層25を形成する(図1参
照)。このようにして、光反射性基板20が得られる。
次に、本発明を実際に実施した具体的な実施例とその比
較例について説明する。
【0030】
【実施例】《実施例1》ダウンドロー法で製造されたシ
ョット社製の硼珪酸ガラス(品番D263)の片面を耐
酸フィルムで保護し、まず、弗酸系化学研磨液で化学研
磨した。次に、弗化アンモニウムおよび弗化水素酸(4
0%溶液)を水に溶解させ、弗化アンモニウムおよび弗
化水素の濃度が34%および15%になるように調製し
たエッチング液で表面を化学エッチングした。このガラ
ス基板に、アルミニウムを蒸着法にて100nm厚に成
膜し、続いて耐触保護層としてSiOを300Å厚に
成膜した。そして、表面平滑化のために、アクリル系樹
脂をスピンナーにて塗布し焼成して3μm厚の表面平滑
化層を形成した。化学エッチングにより作られた凹凸形
状を観測したところ、RzDが約1.0μm、Smが約
15μmであった。このときの60゜鏡面光沢測定値は
40%であった。また、ろ波中心うねりWCAは0.0
3μm以下、ろ波最大うねりW は0.3μm以下で
あった。なお、表面平滑化層形成後ではWCA0.01
μm以下、WCM0.1μm以下であり、良好な平滑性
が得られた。表面平滑化層上に透明導電膜としてのIT
Oを成膜し、パターニングして表示電極を形成した後、
配向膜を形成しラビング処理した。そして、定法にした
がって対向基板と組み合わせて反射型STNカラー液晶
表示素子を作製したところ、基板のうねりによるギャッ
プむらがなく、しかも微小な凹凸によるコントラストの
低下も見られなかった。なお、対向基板には、RGBの
カラーフィルターを設け、平滑化のためにアクリル系樹
脂を塗布し焼成するとともに、透明導電膜としてのIT
Oを成膜し、パターニングして対向電極を形成した後、
配向膜を形成しラビング処理したものを用いた。
【0031】〈比較例1〉透明ガラス基板にソーダガラ
スを用いた。それ以外は、上記実施例1と同様の条件で
一方の基板に化学エッチングを施して、反射型STNカ
ラー液晶表示素子を作製した。この比較例1において、
化学エッチングにより作られた凹凸形状を観測したとこ
ろ、RzDは約1.0μm、Smは約20μmであっ
た。このときの60゜鏡面光沢測定値は50%であっ
た。また、ろ波中心うねりWCAは約0.25μm、ろ
波最大うねりWCMは約2.0μmであった。なお、表
面平滑化層形成後においても、WCA0.04μm、W
CM0.35μmと大きく、このガラス基板を用いて作
製した反射型STNカラー液晶表示素子では、基板うね
りによるギャップむらが発生しており、そのギャップむ
らは約0.1μmであった。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射型もしくは半透過型の液晶表示素子用の基板として
ダウンドロー法により製造された硼珪酸ガラスを用い、
この硼珪酸ガラスに化学エッチングを施して微細な凹凸
を有する粗面(光拡散面)を形成するようにしたことに
より、化学エッチングによっても、ほとんどうねりが生
じない光反射性基板が得られる。また、これに伴なっ
て、ギャップむらのない反射型もしくは半透過型の液晶
表示素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を反射型液晶表示素子に適用した実施例
の模式的断面図。
【図2】上記実施例に用いられる光反射性基板のエッチ
ング処理後の拡大断面図。
【図3】上記実施例に用いられる光反射性基板の光反射
膜形成後の拡大断面図。
【符号の説明】
1 反射型液晶表示素子 2,3 電極基板 2a,3a 透明電極 20 光反射性基板 21 透明ガラス基板(硼珪酸ガラス) 21a 光拡散面 23 光反射膜 25 表面平滑化層 4 周辺シール材 6 液晶物質 7 位相差板 8 偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 治樹 兵庫県尼崎市上坂部1丁目2番1号 オプ トレックス株式会社尼崎工場内 Fターム(参考) 2H042 BA04 BA15 BA20 2H090 HC12 JA02 JB02 JD01 KA05 KA08 LA15 2H091 FA02Y FA14Y FB02 FB08 FC26 GA01 HA07 HA10 LA30 5C094 AA03 BA03 BA43 BA45 CA19 CA24 EA04 EA05 EA07 EB02 EB04 ED03 ED11 JA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射型もしくは半透過型の液晶表示素子
    の一方の基板として用いられる光反射性基板の製造方法
    において、 ダウンドロー法により得られた硼珪酸ガラスの一方の面
    を化学エッチング液により微細な凹凸を有する粗面と
    し、その粗面上に光反射膜を形成することを特徴とする
    光反射性基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記化学エッチング液には、少なくとも
    弗化アンモニウム、水、弗化水素が所定割合で含まれて
    いる請求項1に記載の光反射性基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記粗面のRzDが0.3〜5.0μm
    である請求項1に記載の光反射性基板の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記粗面の60゜鏡面光沢値が30〜7
    0%である請求項1に記載の光反射性基板の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記硼珪酸ガラスを上記化学エッチング
    する前に、弗酸系研磨液で化学研磨する請求項1ないし
    4のいずれか1項に記載の光反射性基板の製造方法。
  6. 【請求項6】 上記化学研磨量が0.5〜5.0μmで
    ある請求項5に記載の光反射性基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1による光反射性基板の光反射膜
    上に平滑化層を介して透明電極が形成された電極基板を
    一方の基板として備えていることを特徴とする液晶表示
    素子。
JP2000092855A 1999-10-01 2000-03-30 光反射性基板の製造方法および液晶表示素子 Withdrawn JP2001166286A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100906723B1 (ko) 2002-12-31 2009-07-07 엘지디스플레이 주식회사 반사판을 가진 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법
US8984785B2 (en) 2010-11-05 2015-03-24 Samsung Display Co., Ltd. Display device with decorative filled groove
US20150153022A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-04 Osram Gmbh Lighting device for generating light by means of wavelength conversion

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