JP3141884B2 - 電気光学装置の製造方法 - Google Patents

電気光学装置の製造方法

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JP3141884B2 JP11324068A JP32406899A JP3141884B2 JP 3141884 B2 JP3141884 B2 JP 3141884B2 JP 11324068 A JP11324068 A JP 11324068A JP 32406899 A JP32406899 A JP 32406899A JP 3141884 B2 JP3141884 B2 JP 3141884B2
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千代明 飯島
均 西澤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置等の電
気光学装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置、例えば特開平1−
188828号公報に示される反射型の液晶表示装置に
おいては、対向する一対の基板間に液晶層を挟持してな
る液晶セルの一方の基板の液晶層側の面に反射層等を設
けることによって、明るい表示が得られるようにするこ
とが提案されている。
【0003】しかし、上記従来のものは反射層が必ずし
も明確ではなく、反射層として基板の液晶層側の面に金
属膜等を平滑に形成すると、その反射層が鏡面となって
使用者の顔や背景が映り、表示が非常に見づらくなる等
の不具合がある。
【0004】そこで、基板の液晶層側の面に反射層を形
成した後に加熱処理して表面に凹凸をつける方法や、反
射層形成後にホーニングまたはエッチング処理して光散
乱面とする方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に加熱処理して表面に凹凸をつける場合には、400〜
600℃と高温プロセスでの加熱処理が必要で、基板の
耐熱性が要求され基板の材質に制約がある。しかも凹凸
が結晶性の制御に因っているため、光散乱効果がうまく
出ない等の不具合がある。
【0006】また前述のように、反射層をホーニングす
る場合は、反射層にピンホール等が生じるおそれがあ
り、電極と併用する場合には断線や抵抗値が変化して画
質に及ぼす悪影響は無視できない。また反射層をエッチ
ングする場合は、反射層表面が等方的にエッチングされ
るため光散乱効果が少ない等の問題がある。
【0007】本発明は上記の問題点を解消することので
きる電気光学装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による電気光学装置およびその製造方法は以
下の構成としたものである。
【0009】本発明の電気光学装置の製造方法は、一対
の基板間に液晶層を挟持してなり、一方の前記基板の液
晶層側に凹凸を有する反射層が形成されてなる電気光学
装置の製造方法において、前記一方の基板の液晶層側の
表面またはこの基板表面上に配置された有機膜表面に凹
凸が形成され、前記凹凸の上に、当該反射層の表面にも
凹凸が形成されるように前記反射層が形成されてなり、
前記凹凸の形成工程においては、前記基板に対する鉛直
方向から所定の角度傾斜した方向から粒子を、前記基板
表面または前記有機膜表面に当てることにより凹凸を形
成することを特徴とする。前記所定の角度を45゜以上
とすることを特徴とする。さらに、前記凹凸はガラス基
板表面に形成され、前記粒子は酸化セリウムとすること
を特徴とする。さらに、前記凹凸は有機膜表面に形成さ
れ、前記粒子はポリビニールアルコールまたはポリエレ
タン系樹脂とすることを特徴とする。さらに、前記凹凸
は合成樹脂基板に形成され、前記粒子はポリビニールア
ルコールまたはポリエレタン系樹脂とすることを特徴と
する。
【0010】さらに、前記粒子の粒径は10μ以下とす
ることを特徴とする。
【0011】〔作用〕 上記のように本発明の製造方法によって製作された電気
光学装置は、反射層を有する基板の液晶層側に微細な凹
凸を有し、その凹凸上に上記反射層を有する構成であ
り、基板側の凹凸は金属膜表面にも波及して液晶層側の
面に微細な凹凸を有する反射層が形成され、その反射層
で光が良好に散乱されて表示が見やすく、しかも視角が
広い電気光学装置を提供することが可能となる。
【0012】また本発明による電気光学装置の製造方法
は、反射層を形成する基板の液晶層側の面に微細な凹凸
を形成した後、その凹凸上に上記反射層を形成するよう
にしたので、反射層にピンホール等が生じることなく、
光散乱効果の優れた電気光学装置を容易に製造すること
ができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明による電気光学装置およびその
製造方法を、液晶表示装置を例にして具体的に説明す
る。
【0014】図1は本発明による電気光学装置としての
液晶表示装置の一例を示す縦断面図である。
【0015】図において、1は液晶セルであり、上下一
対の基板2・3間に液晶層4を挟持してなる。上側の基
板2の液晶層4側の面には、ITO等の透明電極5が設
けられ、他方の基板3の内面には、反射層としての薄い
金属膜6が設けられている。7はスペーサ、8は偏光板
を示す。
【0016】そして本実施例は、下側の基板3の液晶層
4側の面に微細な凹凸を設け、その表面に上記の薄い金
属膜6を設けることによって、金属膜6の表面にも凹凸
が波及するようにしたものである。
【0017】なお、液晶層の層厚が均一になるように金
属膜6の表面上にSiO等の無機膜や有機膜を塗布す
ることもある。また液晶分子が均一に配向するようにポ
リイミド、ポリビニルアルコール等の高分子有機薄膜を
ラビング処理することもある。
【0018】前記の基板3としては、例えばガラス基板
を用いる、またはポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリカーボ
ネート(PC)等の合成樹脂基板を用いてもよく、ある
いはガラス基板の表面にアクリル系樹脂、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ミラノー
ル系樹脂等の有機膜を有するものを用いることもでき
る。なお基板3は必ずしも透明である必要はない。また
基板はその両表面が異方性導電性を有するものでもよ
い。
【0019】上記のように有機膜を有するガラス基板を
用いる場合には、そのガラス基板に前記の凹凸を形成し
てもよく、あるいは有機膜に形成してもよい。特にガラ
ス基板に凹凸を形成したのち有機膜を形成する場合、そ
の有機膜の厚さは、好ましくは2μm以下、より好まし
くは0.5μm以下にするのが望ましい。
【0020】また反射層を構成する金属膜の材質は、ア
ルミニウムその他任意であり、特に制限はない。又その
金属膜の膜厚は、好ましくは1μm以下、より好ましく
は300オングストローム以下にするのが望ましい。
【0021】上記の金属膜は表示用電極に兼用すること
ができる。また、前記の金属膜を有する側の基板として
液晶層側にITO等の透明電極もしくは不透明の電極を
有するものを用いることもできる。その場合は上記基板
と電極のうち少なくとも電極の液晶層側の面に前記の凹
凸を設ける。
【0022】上記のように基板の液晶層側の面に凹凸を
設け、その表面に反射層として薄い金属膜を設けること
により、基板側の凹凸が金属膜表面に波及し、その凹凸
面が光散乱面となって観察面側(図で上側)から入射し
た光を良好に散乱反射させることができるものである。
【0023】なおその場合、図3(b)に示すように観
察者側に反射光が多くなるように制御するのが望まし
く、例えば凹凸のピッチを均一に形成すると、反射光に
指向性を生じ、全方向に対して均一に効果が生じないた
め、凹凸のピッチは図2のように不均一にランダムに形
成するのが望ましい。又その場合の凹凸の平均ピッチp
は、80μm以下、より好ましくは10μm以下とする
のが望ましく、また凹凸の高さhは、凹凸の高さは2μ
m以下であって、挟持する液晶の配向安定性と、反射す
る光の観察者側への集中を考慮して0.6μm以下、よ
り好ましくは0.3μm以下とするのが望ましい。
【0024】次に、上記のような液晶表示装置等の電気
光学装置の製造方法を具体的に説明する。
【0025】即ち、本発明による製造方法は、対向する
一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶セルの一方の
基板の液晶層側の面に反射層を有する液晶表示装置等を
製造するに当たり、上記反射層を形成する基板の液晶層
側の面に微細な凹凸を形成し、必要に応じてその凹凸表
面を補修処理した後、その凹凸表面に上記反射層として
の金属膜を形成するものである。
【0026】上記基板に凹凸をホーニング処理で形成す
る。この場合、基板はガラス基板または前記の合成樹脂
基板もしくはガラス基板上に前記のような有機膜を有す
るものでもよい。そのガラス基板上に有機膜を有するも
のにあっては、ガラス基板に有機膜を形成したのち有機
膜をホーニング処理して凹凸を形成してもよく、あるい
はガラス基板をホーニング処理し凹凸を形成したのち有
機膜を形成してもよい。
【0027】その有機膜の材質はアクリル樹脂その他適
宜であり、また膜厚については特に制約条件はない。有
機膜をガラス基板上に形成する手段は、塗布その他適宜
であり、また有機膜の形成位置は、信号入力用端子部は
避け上記の凹凸を形成すべき位置にのみ選択的に形成す
るのが、信頼性の上からも有効で望ましい。例えば感光
性アクリル樹脂をスピンコート法で2μm厚で全面コー
トした後、フォトマスクで所望のパターンのみに紫外線
を照射して光重合させ、残りを現像処理して有機膜を形
成することができる。
【0028】前記の基板にホーニング処理により凹凸を
形成する際の研磨粒子は、ガラス基板にあっては酸化セ
リウム等を用いるとよく、また前記の合成樹脂基板もし
くは有機膜にあってはポリビニルアルコールやポリウレ
タン系樹脂等の粒子を用いるとよい。又それ等の粒径
は、10μm以下、より好ましくは5μm以下のものを
用いるのが望ましい。
【0029】さらに、ホーニング処理する方向は基板に
対して鉛直(垂直)方向から行うと、形成される凹凸の
高さが大きくなり制御しにくくなるため、鉛直方向に対
して所定の角度傾斜させて行うことが、均一で浅い凹凸
を形成する上で必要であり、上記傾斜角度は好ましくは
鉛直方向に対して45°以上傾斜させるとよい。
【0030】なお、前記補修処理としても、例えばフッ
酸を用いて基板上に形成された凹凸表面を軽くエッチン
グ処理する、あるいは上記凹凸の凸部を研磨して凹凸の
高さを調整する方法をとり得る。
【0031】上記のフッ酸を用いて基板上に形成された
凹凸表面を軽くエッチング処理する場合には、ホーニン
グ処理したガラス基板を、ホーニングした面側にフッ酸
もしくはフッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液(混合
比4:1〜1:4、程度により調整)を用いて20〜4
0℃で浸漬し、エッチングすることにより凹凸の高さや
形状を調整する。
【0032】また上記のように凸部を研磨する場合は、
研磨する基板の材質に応じて研磨材を適宜選択するもの
で、例えば前述したホーニング処理に用いる研磨粒子と
同じものを用いる。
【0033】次いで上記のようにして凹凸を形成した基
板上に反射層としての金属膜を形成するもので、例えば
スパッタもしくは蒸着等の真空成膜法により形成する。
この場合、成膜レートは早い方が膜に凹凸ができやす
く、例えば80〜250オングストローム/min程度
が望ましい。また成膜温度は100〜300℃程度が望
ましい。
【0034】具体的には、例えばスパッタ法の場合は、
膜形成レートが200オングストローム/min程度、
成膜温度が180℃程度で膜厚5000オングストロー
ム程度形成すればよく、蒸着法の場合は膜形成レートが
100オングストローム/min程度、成膜温度が20
0℃程度で膜厚5000オングストローム程度形成すれ
ばよい。
【0035】上記のようにして形成した金属膜は、必要
に応じて加熱処理して凹凸をコントロールすると、微細
なピッチの凹凸とすることができる。例えばガラス基板
を用いる場合は、200〜450℃で空気中で加熱処理
すればよい。また合成樹脂基板もしくはガラス基板上に
有機膜を有するものでも耐熱性の高いものであれば、上
記の加熱処理が可能であり、例えばポリイミド樹脂の場
合には220〜240℃で加熱処理できる。
【0036】上記のようにして基板上に形成した金属膜
は、パターニングして表示用電極とする。この場合、電
極形成はパターニングの前でも後でもよいが、加熱処理
して結晶性のかわった表面はエッチングレートが変わる
ため望ましくはパターニング後に加熱するとよい。また
上記の加熱処理は空気中でもよいが、金属によっては、
例えばクロムのように酸化して反射率の抵下するものが
あるため、望ましくは不活性ガス雰囲気中で処理すると
よい。
【0037】なお、前記基板と金属膜との間には、IT
O等の透明または不透明の電極を設けることも可能であ
り、この場合、前記のようにして凹凸を形成した基板上
にITO等の所望のパターンの電極を形成した後、金属
膜を形成する。又、上記の金属膜はニッケル等をメッキ
して形成することもできる。
【0038】具体的には、例えば以下の要領で形成す
る。すなわち、電極が形成された基板を20%のKOH
溶液の中に常温で10分間浸漬して脱脂を行い、5%の
HCl溶液に常温で5分間浸漬して中和させる。次い
で、その基板表面上に無電解メッキを開始してパラジウ
ムを付着させる。これは例えば15%のHCl溶液中に
増感剤(日立化成工業株式会社製 商品名HS−101
B)を7%混合し常温で10分間浸漬させることにより
行う。次いで、ニッケルメッキ液の中にガラス基板を浸
漬させ透明電極上に平均膜厚7000オングストローム
程度のニッケルメッキを行う。
【0039】なおアルミニウムを電解メッキして金属膜
を形成してもよく、本発明の効果はメッキ法に左右され
るものではなく、形成する金属により無電解メッキ、電
解メッキの選択が可能である。
【0040】上記の要領で製造することにより、基板上
の金属膜表面に微細な凹凸を形成することができるもの
で、実際に金属膜表面に平均ピッチ1〜2μm、深さ約
0.1〜0.2μmの凹凸を良好に形成することができ
た。又その基板を用い、それと対向する基板間にシール
部を介して液晶を挟持させ、その対向する基板の外側に
偏光板を設置して180°〜270°ねじれ配向したネ
マチック液晶層を用いた液晶表示装置を作成したとこ
ろ、反射層が散乱状態となっているため背景等が映るこ
とがなく、従来の反射板を基板の外側に付加するものと
比較して明るく影がでることなく、しかも広視角の反射
型液晶表示装置を得ることができた。また電極が金属で
できるため低抵抗電極となり、入力電圧波形のなまりが
殆どなく、クロストーク等の画像を不均一にする不良が
大幅に低減された。
【0041】その結果、例えばいわゆるノート型パソコ
ン等に盛んに採用されている反射型液晶表示装置におい
て、表示を見やすく、しかも薄型・軽量で低消費電力の
装置が得られるものである。
【0042】なお本発明は光学的な補償体を備えたいわ
ゆる白黒表示タイプやカラータイプの液晶表示装置にも
適用可能である。また偏光板を多くとも1枚しか必要と
しない二色性染料を用いたゲストホストタイプ,光散乱
を利用したDSMや高分子保持体中に液晶を分散したP
DLC等のタイプに適用可能である。さらに液晶表示装
置に限らず、各種の電気光学装置にも適用できる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明による電気光
学装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持して
なり、一方の基板の液晶層側に凹凸を有する反射層が形
成されてなる電気光学装置の製造方法において、一方の
基板の液晶層側の表面またはこの基板表面上に配置され
た有機膜表面に凹凸が形成され、凹凸の上に、反射層の
表面にも凹凸が形成されるように反射層が形成されてな
り、凹凸の形成工程においては、基板に対する鉛直方向
から所定の角度傾斜した方向から、好ましくは45゜以
上傾斜させた方向から粒子を、基板表面または有機膜表
面に当てることにより凹凸を形成するようにしたから、
基板側の凹凸は金属膜表面にも波及して液晶層側の面に
微細な凹凸を有する反射層が形成され、その反射層で光
が良好に散乱されて表示が見やすく、しかも視角が広い
電気光学装置を得ることができる。
【0044】また本発明による電気光学装置の製造方法
は、反射層を形成する基板の液晶層側の面に微細な凹凸
を形成した後、その凹凸表面に上記反射層を形成するよ
うにしたから、前記従来のように反射層にピンホール等
が生じることなく、光散乱効果の優れた電気光学装置を
容易に製造できるものである。さらに、基板の鉛直方向
に対して所定の角度角度傾斜させた方向、好ましくは4
5゜以上傾斜させた方向から粒子を当てることにより、
凹凸の高さが制御しやすくなり、均一な形状で浅い凹凸
を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電気光学装置の一実施例を示す断
面図。
【図2】基板の斜視図。
【図3】(a)(b)は反射光分布の説明図である。
【符号の説明】
1…液晶セル 2、3…基板 4…液晶層 5…電極 6…反射層(金属膜) 7…スペーサ 8…偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 秀一 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−84749(JP,A) 特開 昭60−117281(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 520 G02F 1/1333 500

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板間に液晶層を挟持してなり、
    一方の前記基板の液晶層側に凹凸を有する反射層が形成
    されてなる電気光学装置の製造方法において、 前記一方の基板の液晶層側の表面またはこの基板表面上
    に配置された有機膜表面に凹凸が形成され、前記凹凸の
    上に、当該反射層の表面にも凹凸が形成されるように前
    記反射層が形成されてなり、 前記凹凸の形成工程においては、前記基板に対する鉛直
    方向から所定の角度傾斜した方向から粒子を、前記基板
    表面または前記有機膜表面に当てることにより凹凸を形
    成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記所定の角度を45゜以上とすること
    を特徴とする請求項1記載の電気光学装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記凹凸はガラス基板表面に形成され、
    前記粒子は酸化セリウムとすることを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の電気光学装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記凹凸は有機膜表面に形成され、前記
    粒子はポリビニールアルコールまたはポリエレタン系樹
    脂とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載
    の電気光学装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記凹凸は合成樹脂基板に形成され、前
    記粒子はポリビニールアルコールまたはポリエレタン系
    樹脂とすることを特徴とする請求項1または請求項2記
    載の電気光学装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記粒子の粒径は10μ以下とすること
    を特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の電
    気光学装置の製造方法。
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