JP2002040399A - 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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JP2002040399A
JP2002040399A JP2000230297A JP2000230297A JP2002040399A JP 2002040399 A JP2002040399 A JP 2002040399A JP 2000230297 A JP2000230297 A JP 2000230297A JP 2000230297 A JP2000230297 A JP 2000230297A JP 2002040399 A JP2002040399 A JP 2002040399A
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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、フロート法で製造された基板うねりW
cmが0.1μm以下であるガラス基板21を用い、こ
のガラス基板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】これよりも簡単に微細な凹凸を形成する方
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。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フロート法によるソーダガラスが一
般的に用いられているが、フロート法で製造されたガラ
スの場合、その冷却工程でうねりが発生しやすい。
【0008】その理由は、場所により早く冷却された部
分は他の部分に比べてより収縮が進行し密度が高くなっ
て凹になるためである。このうねりが大きいものほど密
度分布の差が大きい。そのため、光反射性基板として使
用する際には研磨などによりうねりを少なくすようにし
ているが、化学エッチングを行なうと密度の低い凸部分
でエッチングが速く行なわれるためその部分が凹にな
り、結局のところ、うねりが再発生してしまうことにな
る。
【0009】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、フロート法で製造され
たガラスよりなるが、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】
【課題を解決するための手段】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、フロート法で製造された基板うねりWcm
が0.1μm以下であるガラス基板の少なくとも一方の
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、そもそも基板うねりが少ない
ガラス基板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】本発明の好ましい態様をいくつか挙げるな
らば、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こと
が好ましい。外光を効率的に反射させる上で、上記粗面
のRzD(十点平均粗さ)は0.3〜5.0μm、特に
は0.5〜2.0μm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。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、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。
【0014】
【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形態について説明する。
【0015】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、フロート法で製造された基板うねりWcmが0.1
μm以下である透明ガラス板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。
【0016】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ってよい。
【0017】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。
【0018】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(インジウム・錫酸化
物)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ITOパター
ン2aが形成されている。
【0019】この実施形態において、第2電極基板3に
もフロート法による透明ガラスが用いられているが、第
2電極基板3は必ずしも基板うねりWcmが0.1μm
以下である必要はない。第2電極基板3側には、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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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、フ
ロート法で製造された基板うねりWcmが0.1μm以
下であるソーダガラスを用意する。実際には、フロート
法により製造されたガラス母板の中から基板うねりWc
mが0.1μm以下のものを切り出す。
【0024】そして、このソーダ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、例えばフッ化ア
ンモニウム、水、およびフッ酸などを調製したエッチン
グ液で化学エッチング処理し、図2に示すように表面に
微細な凹凸を含む光拡散面21aを形成する。
【0025】その凹凸のプロファイルとしては、深さR
zD(十点平均粗さ)は、0.3〜5.0μm、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。
【0026】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。
【0027】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、本発明の実施例とその比較例について説明する。
【0028】
【実施例】《実施例1》フロート法で製造された旭硝子
社製のソーダガラスAS(未研磨時の表面うねりWcm
=0.08μm)の基板片面を耐酸フィルムで保護した
上で、フッ酸を用いてフラッシュエッチングし、続いて
フッ化アンモニウム、水、およびフッ酸などを調製した
エッチング液で基板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
膜した後、その上に保護層としてSiOを30nm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焼成後の膜厚が3μmになるように
塗布焼成した後、その上にITOを成膜しパターニング
して透明電極を形成するとともに配向膜を形成し、対向
基板と組み合わせて反射型STN液晶表示素子を作製し
た。なお、対向基板には、R,G,Bのカラーフィルタ
を設け、平滑化のためにアクリル系樹脂を塗布焼成し、
ITO電極および配向膜を形成したものを用いた。化学
エッチングにより作られた粗面の凹凸形状を観察したと
ころ、RzDは約1.0μm、Smは約15μmであ
り、また、Wca(ろ波中心うねり)は0.03μm以
下、Wcmは0.3μm以下であった。得られた粗面の
60゜鏡面光沢値は40%であった。また、アクリル系
樹脂による表面平滑化後のWcaは0.01μm以下
で、Wcmは0.1μm以下であり、良好な平滑化層が
得られた。この反射型STN液晶表示素子では、基板の
うねりによるギャップむらもなく、かつ、微少凹凸によ
るコントラストの低下も見られなかった。
【0029】〈比較例1〉ソーダガラスで未研磨時の表
面うねりWcmが0.20μmのガラス基板を研磨処理
してWcmを0.05μmとした。この研磨処理基板を
用いた以外は、上記実施例1と同様にして反射型STN
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粗面の凹凸形状を観察したと
ころ、RzDは約1.0μm、Smは約20μmであ
り、また、Wcaは約0.25μm、Wcmは約2.0
μmであった。上記粗面の60゜鏡面光沢値は50%で
あった。また、アクリル系樹脂による表面平滑化後のW
caは0.04μmで、Wcmは0.35μmと大きか
った。反射型STN液晶表示素子として組み立てたとこ
ろ、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/6μmであった。
【0030】
【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、フロート法で製造された基板うねりWcmが0.1
μm以下であるガラス基板を用いたことにより、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 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 Fターム(参考) 2H042 BA03 BA15 BA20 DA02 DA12 DA18 DA22 DB01 DC02 DC08 DE00 2H090 HA04 HD03 JA03 JA06 JA19 JB02 JC03 LA20 2H091 FA14Y FA15Y FC01 FC26 GA01 GA03 GA07 GA16 LA16 5C094 AA03 AA43 AA55 BA43 DA13 EA04 EA05 EB03 EB04 EC02 ED11 ED12 FA01 FA02 FB02 FB04 GB10 JA01 JA08 JA09 JA11

Claims (5)

    【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、 フロート法で製造された基板うねりWcmが0.1μm
    以下であるガラス基板の少なくとも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、凹凸ピッチSmが1〜100μm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10〜7
    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】 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。
JP2000230297A 2000-07-31 2000-07-31 光反射性基板の製造方法および液晶表示素子 Withdrawn JP2002040399A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100848558B1 (ko) * 2002-07-31 2008-07-25 엘지디스플레이 주식회사 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법

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KR100848558B1 (ko) * 2002-07-31 2008-07-25 엘지디스플레이 주식회사 반사투과형 액정표시장치 및 그 제조방법

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