JP3489218B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、情報機器用ディスプレ
イ、各種表示素子、プロジェクターなどに応用される液
晶表示装置およびその製造方法に関し、さらに詳しくは
入射した光を液晶と高分子を主な構成成分とする調光層
でアクティブ素子によって調整し、反射性の材料で反射
することによって情報を表示する反射型液晶表示装置、
およびそれらを使用した情報処置装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、小型情報機器の発達、あるいはコ
ンピュータの小型化が進み、これらの機器がラップトッ
プ用、携帯用として頻繁に使用されるようになった。こ
れらの機器の表示部としては、低消費電力、薄型、軽量
なことから、白黒表示の液晶表示素子が使用される。ま
たデスクトップ型機器でも、省スペースの点で液晶表示
素子が注目されている。 【０００３】従来、軽量薄型の表示装置として液晶を用
いた表示装置が開発されている。特にねじれ角度がおよ
そ９０度のいわゆるＴＮモード、あるいは１８０〜２７
０度のいわゆるＳＴＮモードになるように、ネマチック
液晶を２枚の基板、及び２枚の偏光板間に挾持させて配
向させ、電界を印加したときの応答を検出する表示装置
が近年特に注目されている。このうち、ねじれ角度がお
よそ９０度のモードは、アクティブ素子、バックライト
と組み合わせて高精細液晶表示装置として開発が進めら
れている。 【０００４】また、偏光板を使用しない液晶表示装置と
しては、相転移型ゲストホスト液晶と反射型アクティブ
素子を組み合わせた表示装置が提案されている（特開平
６ー１７５１２６）。 【０００５】また、液晶と高分子を組み合わせて光散乱
を用いた液晶表示装置も開発されている。例えば、アメ
リカ特許、４，４３５，０４７では、高分子が作るスイ
スチーズ状のマトリックスの中に、液晶が孤立したドロ
ップレットとして存在しているモードが開示されてい
る。電界が印加されていない状態では、各々のドロップ
レット中の液晶は周囲の高分子マトリックスの影響によ
り、それぞれのドロップレット内で全くランダムな配向
をしているため、入射した光は散乱され白濁して見え
る。電界が印加されると、液晶は電界の方向に配列する
ため光は透過し、透明に見える。ドロップレットの液晶
中に二色性色素が混合されていると、電界が印加されて
いない場合には液晶による散乱と色素の吸収により白濁
と着色が同時に起こり着色して見え、電界が印加される
と色素は液晶と同様に電界方向に配向するため光は透過
し、透明に見える。 【０００６】アメリカ特許、４，７０７，０８０では、
上記のドロップレットが互いに連結したモードが開示さ
れているが、電界に対する挙動は上記の特許と同じであ
る。 【０００７】ヨーロッパ特許、ＥＰ３１３０５３、ある
いは日本公開特許平１−１９８７２５などでは、３次元
ネットワーク状あるいは網目状高分子マトリックスに正
の誘電率異方性を持つ連続した液晶が分散しているモー
ドが開示されている。電界に対する挙動、散乱原理は、
上の２つのアメリカ特許と同様で、電界が印加されてい
ない状態では光の散乱により白濁しており、電界が印加
されると透明になる。 【０００８】一方、アメリカ特許、４，８９０，９０
２、４，９９４，２０４では、液晶性側鎖を持つ、ある
いは液晶性を示す高分子中に液晶ドロップレットが分散
しているモードが開示されている。ここで挙げられてい
る高分子は、熱可塑性の高分子である。また、このモー
ドはいわゆるバイステイブルであるが、例えば、電界が
印加されていない状態では透明、電界が印加されると散
乱して白濁する。 【０００９】アメリカ特許、５，１８８，７６０では、
重合した液晶と重合していない低分子量液晶からなる異
方性のゲルを使用したモードが開示されている。重合し
た液晶が高分子マトリックスの役割を果たす。この場
合、重合した液晶を作るために、液晶性を示し、かつ重
合可能な低分子量液晶モノマーを使用することが必須で
ある。電界に対する挙動は、電界が印加されていないと
きには透明、電界が印加されると白濁状態となる。 【００１０】これらの液晶表示モードに使用されている
液晶に電界を印加する駆動素子としては、多結晶Ｓｉ−
ＴＦＴ、αーＳｉＴＦＴに代表されるトランジスタ素
子、ＭＩＭ、ＭＳＩに代表されるダイオ−ド素子が応答
特性、表示特性の点から選ばれている。 【００１１】これらの偏光板を必要としない表示モード
でさらに明るい表示を得るためには、あらゆる角度から
の入射光にたいし、表示画面に垂直な方向へ散乱する光
の強度を増加させる必要がある。そのためには、反射板
の表面状態を制御して、最適な反射特性を有する反射板
を作成することが必要となる。そのような技術として
は、ガラスなどからなる基板の表面を研磨剤で粗面化
し、フッ化水素酸でエッチングする時間を変えることに
よって表面形状を制御し、その凹凸化した基板上に銀の
薄膜を形成した反射板については公知である（Ｔｏｈｏ
ｒｕ Ｋｏｉｚｕｍｉ ａｎｄ Ｔａｔｓｕｏ Ｕｃｈｉ
ｄａ， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＤ，
Ｖｏｌ．２９，１５７，１９８８）。また、反射機能を
有する部分に凹凸を設けて、良好な反射特性を得るため
の反射板が特願平３−２３０６０８で提案されている。
さらに、特願平４−３３１８１０、特開平６ー１７５１
２６などでは有機絶縁膜を滑らかな凹凸状にエッチング
してその上に反射膜を形成することが提案されている。 【００１２】また、このような反射板を使用した液晶表
示素子の表示モードとしては、いわゆる相転移型モード
が一般的である。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
反射板作成方法では、液晶層に電界を印加するためのア
クティブ素子を形成した後に凹凸化処理をおこなうため
に素子にダメージを与える恐れがある。またアクティブ
素子上に有機物などからなる絶縁膜を形成し、さらにそ
の上に反射板を形成しアクティブ素子と電気的接続をと
らなければならないために、工程が複雑になる、コンタ
クトホールを形成しても接続がとりにくく欠陥になる可
能性が高い、比較的やわらかい有機物などからなる絶縁
膜上に金属からなる反射板を形成するために形成がむづ
かしく、断線などの発生が予測されるなどの問題があっ
た。 【００１４】また、液晶の表示モードとして一般的な相
転移型モードでは、駆動電圧が１０数ボルトと通常のア
クティブ素子で駆動するには上限に近い、ヒステリシス
があるため階調表示が困難である、応答速度が１００〜
２００ｍＳｅｃと遅く動画表示が困難であるなどの課題
があった。また、ホストとして混合する二色性色素は液
晶分子の熱運動などにより本来の二色比が実現できな
い。そのため、本来のコントラストが実現できないの
で、コントラストを向上するためには色素の添加量を大
幅に増加する必要がある。しかし、色素は日光、紫外線
の照射により徐々に分解し、液晶層の比抵抗、保持率を
低下させるため、表示素子としての信頼性が低下する。
これは、色素の添加量が多いほど顕著である。そのた
め、コントラストを向上しようとすると素子の信頼性が
低下する問題があった。 【００１５】特願平４ー３３１８１０に開示されている
反射板表面の凹凸を平均傾斜角度４から１５℃に制御す
る方法では、反射板自身が白色散乱板として作用するた
め反射板は白濁して見える。そのためゲストホストモー
ドでは、二色性色素による吸収、反射板の白濁で白黒表
示が可能であるが、液晶ー高分子調光層のよう散乱ー透
過モードではどちらの状態も白表示なのでコントラスト
が低くなる課題がある。 【００１６】反射板を鏡面状にすると、実質的に光路長
が２倍になるため、コントラストは増加する。しかし、
反射板が鏡のため天井、周囲の景色が映る、あるいは入
射光が特定の角度の時だけコントラストが良くなるなど
の問題があった。 【００１７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置の製造方法は、画素電極と、前記画素電極に対応して
形成されるアクティブ素子を構成する電極と、を有する
液晶表示装置の製造方法において、基板上に、前記画素
電極及び前記アクティブ素子を構成する電極となる反射
膜を形成する工程と、前記画素電極の上側表面のみに滑
らかな凹凸を有するように、前記反射膜をエッチングし
て前記画素電極を形成する工程と、を有し、前記アクテ
ィブ素子を構成する電極の表面は平坦のままとすること
を特徴とする。本発明に係る液晶表示装置は、反射機能
を有する画素電極と、前記画素電極に対応して設けられ
るアクティブ素子を構成する電極と、を有する液晶表示
装置において、前記画素電極と、前記アクティブ素子を
構成する電極とは同時に成膜されたものであって、前記
画素電極は、その上側表面のみに滑らかな凹凸が形成さ
れてなり、前記アクティブ素子を構成する電極は、その
表面が平坦のままであることが好ましい。本発明に係る
液晶表示装置の製造方法は、滑らかな凹凸面を含む基板
と、前記滑らかな凹凸面に直接的に形成された反射機能
を有する画素電極と、前記画素電極に対応して設けられ
るアクティブ素子と、を備える液晶表示装置の製造方法
であって、前記基板がその表面に前記滑らかな凹凸面及
び平ら部分を有するように前記基板をエッチングする工
程と、前記平ら部分上に前記アクティブ素子を形成する
工程と、を備えていることが好ましい。本発明に係る液
晶表示装置は、反射機能を有する画素電極と、前記画素
電極に対応して設けられるアクティブ素子と、を有する
液晶表示装置において、その表面に、滑らかな凹凸面、
及び平ら部分を有する基板を備え、前記画素電極は、前
記滑らかな凹凸面に直接的に設けられ、前記アクティブ
素子は、前記平ら部分上に設けられていることが好まし
い。本発明は上記の課題を解決するためになされたもの
で、２枚の基板間に液晶と高分子を互いに配向分散した
液晶電気光学素子のアクティブ素子を形成する電極が、
素子を形成するのと同時に形成され、かつ反射能を有す
ることが好ましい。 【００１８】 該反射能を有する電極の表面は、滑らか
な凹凸面であり、かつあらかじめ定める平均傾斜角度を
満足することが好ましい。 【００１９】 該平均傾斜角度が、０．５度から１５度
であることが好ましい。 【００２０】 ２枚の基板間に液晶と高分子を互いに配
向分散した液晶電気光学素子の該基板の少なくともどち
らか一方をあらかじめ滑らかな凹凸を形成するようにエ
ッチングし、該凹凸の上に複数の反射画素電極を形成
し、他方の基板上に複数のストライプ状透明電極を有
し、前記２枚の基板に配向処理を施し、２枚の基板を電
極形成面が対向するように張り合わせ、２枚の基板間に
少なくとも高分子前駆体と液晶を混合した混合物を封入
した後、高分子前駆体を高分子量化することが好まし
い。 【００２１】 ２枚の基板間に液晶と高分子を互いに配
向分散した液晶電気光学素子の該基板の少なくともどち
らか一方をあらかじめ滑らかな凹凸を形成するようにエ
ッチングし、該凹凸の上に複数のストライプ状電極を形
成し、他方の基板上に複数の透明画素電極を有し、前記
２枚の基板に配向処理を施し、２枚の基板を電極形成面
が対向するように張り合わせ、２枚の基板間に少なくと
も高分子前駆体と液晶を混合した混合物を封入した後、
高分子前駆体を高分子量化することが好ましい。 【００２２】 ２枚の基板間に液晶と高分子を互いに配
向分散した液晶電気光学素子の該基板の少なくともどち
らか一方に金属層を形成しこの金属層を滑らかな凹凸を
形成するようにエッチングし、該凹凸の上に複数の反射
画素電極を形成し、他方の基板上に複数のストライプ状
画素電極を有し、前記２枚の基板に配向処理を施し、２
枚の基板を電極形成面が対向するように張り合わせ、２
枚の基板間に少なくとも高分子前駆体と液晶を混合した
混合物を封入した後、高分子前駆体を高分子量化するこ
とが好ましい。 【００２３】 【作用】本発明によれば、二枚の基板間に液晶と高分子
が互いに分散された液晶−高分子調光層が形成され、一
方の基板の液晶−高分子調光層側には反射機能を有する
画素電極を持つアクティブ素子が形成され、前記反射膜
の反射面は、滑らかな凹凸面であってあらかじめ決めら
れた平均傾斜角度を有するように形成されている。ま
た、もう一方の基板の液晶−高分子調光層表面には、透
明電極と配向膜が形成されている。前記反射膜の反射面
を、あらかじめ定める平均傾斜角度を有するように形成
することによって、入射光を有効に利用し、反射板に散
乱機能をもたせることなく基板表面の法線方向への反射
光の強度を強めることができる。また、反射電極がスト
ライプ状の反射対向電極であってもよい。 【００２４】また、前記反射膜の平均傾斜角度は０．５
度から１５度であり好ましくは１度から１２度である。
これによって反射光の指向性、すなわち基板表面の法線
方向への反射光強度を高めることが可能となる。 【００２５】さらに、反射膜を画素電極として作用させ
ることによって、視差に起因する表示のずれ、文字の二
重映りなどを防止することができる。 【００２６】これらの反射膜を使用して、液晶と高分子
が互いに分散した液晶ー高分子調光層を駆動すると、階
調表示が可能で、３０ｍＳｅｃ程度の速い応答速度によ
り動画表示が可能である。 【００２７】 【実施例】 実施例１ まず、アクティブ素子の一種であるＭＩＭ素子を対角５
インチの基板上に、画素数６４０×４８０個作る。図１
に示すように、ガラス基板１０にスパッタ蒸着により約
２０００Åの膜厚にＴａ膜１１を形成し、配線の形にフ
ォトエッチングした。次に、０．０１％のクエン酸溶液
中で陽極酸化することにより、約７００Åの厚さのＴａ
酸化膜を形成し、これをＭＩＭ素子の絶縁層とした。次
に、基板全体に約２０００Åの厚さにＣｒをスパッタに
より成膜した。ホトレジストを塗布し、特定の希望する
マスクを用いて、光を選択的に照射し、不要な部分のホ
トレジストを除去し、画素電極の部分には表面に凹凸を
有するＣｒ層を、ＭＩＭを形成する部分にはほぼ平坦な
Ｃｒ層を形成した。以上のようにして、ＭＩＭ素子が形
成され、同時に凹凸面を持つ反射画素電極を持つＭＩＭ
素子基板が出来上がった。 【００２８】次に、ＭＩＭ素子基板と組み合わされる対
向電極基板を作成する。ガラス基板の上にスパッタ蒸着
によりＩＴＯを約１５００Åの膜厚に形成した。これを
ストライプ状の所定の形状にフォトエッチングし、透明
対向電極とした。 【００２９】このようにして作成したＭＩＭ素子基板と
反射対向電極基板にフレキソ印刷法により配向剤を塗布
した後、ラビング方向が直行するようにラビング処理を
施し、ギャップ剤を散布した後、液晶を封入するための
封入口部分以外をスペーサー、シール剤を介して張り合
わせ組み立て、ギャップ厚が５．１μｍの液晶が封入さ
れていない空セルが出来上がった。 【００３０】この空セルの隙間に、次の混合物を封入す
る。 【００３１】カイラル剤Ｓ−８１１、０．７ｇ、液晶Ｔ
Ｌ−２１３、９０．７ｇ（カイラル剤、液晶ともにメル
クジャパン（株）製）を混合した液晶混合物９１．４ｇ
に、 【００３２】 【化１】 【００３３】で示される紫外線硬化型モノマー６．５
ｇ、および 【００３４】 【化２】 【００３５】で示される紫外線硬化型モノマー０．５ｇ
を混合溶解し、空セルに封入する混合物を調整した。こ
のようにして調整した混合物を、通常の真空封入法によ
り空セル内に封入した。すなわち、空セルをベルジャー
内に設置して約５０℃に保温した後、ベルジャー内を真
空度約０．５ｍｍＨｇまで排気した。そして空セルの液
晶を封入する部分、いわゆる封入口に混合物を滴下して
封入口部分を被った。次に、ベルジャー内の真空度を徐
々に大気圧に戻すことにより混合物を空セル内に充填
し、最後に混合物を封入した口を紫外線硬化型樹脂で封
止し紫外線を照射して硬化させた。さらに混合物中のモ
ノマーを高分子量化するために、３５０ｎｍでの波長の
紫外線強度が４．５ｍＷ／ｃｍ²であり、おもな波長域
がおよそ３００〜４００ｎｍの紫外線を１０分間、雰囲
気温度を５０℃に保って照射した。このようにして得ら
れた調光層から、液晶などを流し去った後の電子顕微鏡
写真を写真１に示す。硬化した後の高分子は、長さ約５
μｍ、直径約０．８μｍの高分子粒子が単独あるいは連
続して無数に形成されたものであった。このようにして
液晶と粒子状の高分子などからなる調光層が作成され
た。 【００３６】次に、ＭＩＭ素子基板の電極を駆動用ＩＣ
の電極と、いわゆるＴＡＢテープを使用して異方性導電
シートを介して接続した。同じく、対向基板の電極と駆
動用ＩＣの電極も、ＴＡＢテープを用いて異方性導電シ
ートを介して接続した。接続部分は、外圧、傷などによ
り断線しないように樹脂によりモールドした。 【００３７】このようにして作成した駆動用ＩＣが接続
された液晶表示素子を、あらかじめ配線が形成された実
装基板に接続することにより、液晶表示素子が完成し
た。このようにして作製した液晶表示素子に、次に情報
を入力するための装置として、無反射処理を施した静電
容量方式のタブレットを上記の液晶表示素子の上にガラ
スと屈折率がほぼ等しい高分子接着剤を介して設置し、
これらを制御するためのＩＣ、ＣＰＵなどのコントロー
ラーと接続した。 【００３８】この液晶表示素子を抵抗膜型のタッチパネ
ル、キーボード制御用回路と制御用回路、ＣＰＵなどと
組み合わせて、小型コンピューターを作成した。 【００３９】このようにして得られた液晶表示素子は、
電界が印加されていない場合には、散乱度が標準白色板
の散乱度を１００％とした場合に１０％であり、凹凸を
持つ反射基板により黒く見える。ＭＩＭ素子に２６Ｖの
データ電圧を印加すると、電界が印加された部分の液晶
表示素子は散乱により白く白濁し、その散乱度は７５％
であった。印加電圧と散乱度の関係を図３に示す。図中
３１は従来の鏡面状の反射板を使用したときの関係、３
２は本実施例で得られた法線方向に指向性を持つ反射板
を使用したときの関係を示す。ヒステリシスがほとんど
なく、良好な階調特性を有していることがわかる。文
字、キャラクターなどの情報を表示したい部分だけに電
界が印加されるように制御すると、黒地の背景に白の文
字、キャラクターなどの情報が表示された。また逆に、
文字、キャラクターなどの情報を表示したい部分だけに
電界が印加されず、それ以外の部分には電界が印加され
るように制御すると、白地の背景に黒い文字、キャラク
ターなどの情報が表示された。その表示は、文字、ある
いはキャラクターの二重映りがない見易いものであっ
た。 【００４０】本実施例では、基板とＴＡＢテープ、駆動
用ドライバーをほぼ同一平面状に配置したが、積層する
ような形で配置してもよい。このようにして得られた液
晶表示素子は、コンピューター、電子手帳、テレビなど
に代表される情報処理装置を接続することにより、各種
の情報を表示することができるようになる。 【００４１】表示をより見易くする手段として、フロン
トライト、ルーバー、遮光フードなどの手段を併用して
もよい。 【００４２】素子を作成するうえで、調光層と反射性部
材の間に、配向膜、絶縁膜などの膜が成膜されてもかま
わない。 【００４３】ＭＩＭ素子の大きさは、その素子によって
生じる電気容量と液晶あるいは調光層の電気容量比が、
表示素子の表示品位を最適とするように選択される。液
晶あるいは調光層と素子の電気容量の比は、通常１：１
から１５：１程度であり、２：１から１０：１程度が特
に表示品位の点から好ましい。 【００４４】本実施例では、実装端子部表面がＣｒとな
るが、信頼性、密着性などを向上するために、ＩＴＯ、
Ａｕ、Ａｇなどの金属、酸化物を更に積層してもよい。 【００４５】情報を入力するための手段としては、本実
施例では静電容量型のタッチパネルを使用したが、超音
波式、光センサー式、抵抗膜式などの方式によるタッチ
パネルでも良い。情報を入力する手段としては、タッチ
パネルのほかに、キーボード、マウス、ペン入力、トラ
ックボールなどの方法でも良い。機器の情報を赤外線な
どの光、通信回線、ＦＭなどの電波、ファックス、ケー
ブルなどで他の情報機器に転送、通信する機能が付加さ
れていても良い。 【００４６】ＭＩＭ素子を形成するための金属、絶縁体
は、純粋なＴａとその酸化物であるＴａＯ_x以外に、各
種の金属、酸化物を混合してもよい。そのようなものと
しては、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ−Ｔａ合金、Ｓｉ
Ｏ_x、ＴａＯ_x、Ａｌ₂Ｏ₃、ＩＴＯ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓ
ｉ、Ｎｉ、Ａｕなどが好ましく使用される。 【００４７】反射電極とする反射性部材は、Ａｌ、Ｃ
ｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属単体、あるいは
混合物、積層物などが好ましく、さらにはＡｇ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ａｌ−Ｍｇ混合物が好ましく、特に安定性、反射
率の点からＡｌ−Ｍｇ混合物が、製造の容易さからはＣ
ｒが望ましい。本実施例では画素電極を反射電極とした
が、ＭＩＭ素子作成のフォト工程が１回増えても良いの
なら、画素電極を透明電極とし、対向電極を反射電極と
してもよい。Ａｌ−Ｍｇ混合物でのＭｇの添加量は、
０．１〜１０重量％が望ましく、特に０．５〜５重量％
が安定性、反射率、操作性などの点から好ましい。これ
らの反射膜の上には、必要に応じて各種の光学積層膜が
形成されても良い。反射電極の劣化を防ぐために、各種
の膜を積層してもよい。カラー表示を望むなら、ＲＧＢ
型あるいは補色型カラーフィルターを設置してもよい。 【００４８】アクティブ素子としては、ＭＩＭ素子以外
にラテラル型ＭＩＭ素子、バックトウバック型ＭＩＭ素
子、ＭＳＩ素子、ダイオードリング素子、バリスタ素
子、ａ−ＳｉＴＦＴ素子、多結晶ＳｉＴＦＴ素子、Ｃｄ
ＳｅＴＦＴ素子などが使用可能である。これらの素子は
各画素に１個づつ配置されても良いし、欠陥を防ぐため
に複数個設置されてもよい。 【００４９】一般に、調光層に印加することのできる印
加電圧の最高値は、ＴＦＴ素子のほうがＭＩＭ素子より
も高いので、電界を印加したときに得られる散乱度はＴ
ＦＴ素子を使用したときのほうが高い。そのため、ＴＦ
Ｔ素子を使用した液晶表示素子とＭＩＭ素子を使用した
液晶表示素子を比較すると、ＴＦＴ素子を使用した液晶
表示素子のほうが表示品質が良好で、強い散乱により明
るい白が得られるために、より高いコントラストが得ら
れる。 【００５０】これらの素子を形成するには、必要な金
属、酸化物などの膜を、減圧ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、
スパッタリング、イオンプレーティング、蒸着、メッ
キ、塗布、陽極酸化、熱酸化、などにより形成すれば良
い。好ましく使用される金属、酸化物の代表的な例とし
ては、非晶質シリコン（αーＳｉ）、結晶質シリコン
（ｐ−Ｓｉ）、ＣｄＳｅ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｔａ₂Ｏ_x、Ｐ
ｔ、、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、Ｃｕ
2Ｏ、ＳｉＮ_xなどが代表的である。これらの金属、酸化
物には、各種の金属、化合物などをドープしてもよい。
その後、ミラープロジェクション、ステッパ、プロキシ
ミティなどを利用してレジストなどをパターン出しし、
ウエットあるいはドライエッチングなどによりパターン
を形成する。レーザーなどで直接パターン出ししても良
い。 【００５１】液晶中には、カイラル成分、２色性色素、
重合開始剤などが含まれていてもよい。液晶は、通常の
液晶表示素子に使用されているものが好ましく使用でき
るが、電界を印加したときの散乱度を良好にするために
は、液晶の複屈折率異方性、Δｎ、が０．１５以上が望
ましい。また、Δｎが０．４以上では液晶の入手が困難
である。また、アクティブ素子で駆動するためには、液
晶単体の比抵抗は１×１０⁹Ω・ｃｍ、１×１０¹⁰Ω・
ｃｍ以上、さらに好ましくは２×１０¹²Ω・ｃｍ以上
が、保持率を高く保ち表示品質を良好にするためには望
ましい。 【００５２】基板に使用される材料はソーダガラス、石
英ガラス、無アルカリガラス、Ｓｉ単結晶、サファイヤ
基板、熱硬化型高分子、熱可塑性高分子などが好ましく
使用される。高分子材料は、基板間に挟持される液晶高
分子複合体に悪影響を及ぼさなければ特に制限されるこ
とはなく、入手のしやすさなどからＰＥＴの他に、ポリ
エーテルスルホン、エポキシ硬化樹脂、フェノキシ硬化
樹脂、ポリアリルエーテル等の熱可塑性あるいは熱硬化
性の通常樹脂が好ましく使用される。また、気体、水分
などの透過率低下、耐スクラッチ性、柔軟性等が要求さ
れる場合には、単独ではなく複数の樹脂を組み合わせて
使用しても良い。又、必要に応じて各種の無機膜が単独
あるいは積層されて形成されても良い。これらの高分子
基板には、対向電極、素子電極のどちらが形成されても
良い。また、調光層を挟持する２枚の基板の両方が高分
子基板から構成されても良い。 【００５３】カイラル成分としては、通常のＴＮ、ＳＴ
Ｎ、ＦＴＮに使用されているＣＢ−１５、Ｃ−１５、Ｓ
８１１、Ｓ１０８２（以上Ｍｅｒｃｋ社製）、ＣＭ−１
９、ＣＭ、ＣＭ−２０、ＣＭ−２１、ＣＭ−２２（以上
チッソ社製）などのものが好ましく使用される。その添
加量は、０．０１〜２０重量％であり、好ましくは０．
１〜１０重量％である。０．０１重量％以下では効果が
少なく、１０重量％以上では駆動電圧が高くなり、通常
の素子あるいは駆動方法では駆動ができない。 【００５４】反射板による反射、あるいは調光層の散乱
による色調を調整するために、二色性色素を小量添加し
てもよい。２色性色素としては通常のＧＨに使用されて
いるアゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、ペリ
レン系、キノフタロン系、アゾメチン系などが好ましく
使用される。その中でも、耐光性の点からアントラキノ
ン系単独、あるいは必要に応じて他の色素との混合した
ものが特に好ましい。これらの２色性色素は必要な色に
よって、適宜混合されて使用される。 【００５５】高分子は紫外線硬化型、可視光硬化型、電
子線硬化型などの光などの照射によって硬化する樹脂、
熱硬化型、熱可塑型高分子などが代表例としてあげられ
る。これらのうち、液晶素子製造の簡便性から紫外線硬
化型モノマーが望ましい。紫外線硬化型モノマーとして
は、単官能アクリレート、２官能アクリレートあるいは
多官能アクリレートなどが好ましく使用される。散乱度
を向上させるためには、これらのモノマーは最低１個の
ベンゼン環をその分子構造中に含むことが望ましい。こ
れらのモノマーには、カイラル性の成分を含むものでも
良い。配向性を良好としたい場合には、炭素数２以上の
脂肪族鎖を含むことが望ましい。また、これらのモノマ
ーは単独あるいは他のモノマー、オリゴマーと混合した
後、紫外線を照射され高分子化されても良い。 【００５６】この紫外線硬化型モノマーを硬化させて高
分子量にするために考慮しなければならない主な条件
は、照射する紫外線の強度、波長、照射して重合すると
きの温度などである。その条件は、使用するモノマーの
特性、化学構造によって異なるが、代表的な値をいう
と、紫外線の強度はおよそ０．１から６０ｍＷ／ｃ
ｍ²、紫外線の波長はおよそ２５０ｎｍから４５０ｎ
ｍ、その時の温度は０から１００℃であり、さらに好ま
しくは０．５から５０ｍＷ／ｃｍ²、２６５ｎｍから４
１０ｎｍ、１０から８０℃である。強度が弱すぎると未
反応のモノマーが残留する可能性があり、強すぎるとモ
ノマーあるいは重合した高分子が分解する恐れがあり、
いずれにしても調光層の比抵抗が低下し、表示品質が悪
くなる。温度が低すぎると、反応が進みにくく未反応の
モノマーが残留する可能性があり、高すぎると液晶、モ
ノマー分子の熱運動が激しすぎて、液晶あるいは高分子
の良好な配向が得られない可能性がある。 【００５７】本実施例では、ツイスト角が９０度あるい
は２７０度の場合について示したが、他のツイスト角で
もかまわない。ツイスト角度と表示特性、特に駆動電
圧、視野角などとの間には相関関係があるので、希望す
る特性、駆動電圧、視野角を最適にするツイスト角度に
設定すればよい。また、以上の液晶表示素子と、通常の
ＴＮモード、ＴＮモードに位相差板を組み合わせたも
の、あるいはツイスト角度が１８０〜２７０度のＳＴＮ
モードおよびＳＴＮモードに位相差板を組み合わせたも
の、ＧＨモードあるいはＧＨモードと位相差板を組み合
わせたものでもかまわない。 【００５８】本実施例では、液晶混合物を封入する方法
として液晶を封入する口に液晶を滴下する方法に付いて
例示したが、液晶混合物を封入する方法として真空槽中
で液晶溜皿にパネルを浸漬する方法、混合物を基板上に
滴下した後２枚の基板で挟んで成膜する方法、混合物を
印刷により製膜する方法、シリンジにより成膜する方法
等も、混合物の粘度によっては可能である。 【００５９】実施例２ 本実施例では、凹凸面を有する基板上に反射電極を形成
した方法を示す。 【００６０】ガラス基板上に凹凸面を形成するために、
ガラス基板２１をフッ酸溶液中で１０分間エッチング
し、凹凸２２を形成した。この時の表面の平均粗さは、
０．２１μｍであった。また、ＭＩＭ素子を形成する部
分は凹凸が形成されないように平らにエッチングした。
次に通常の方法によりＭＩＭ素子を形成した。すなわ
ち、ガラス基板上にＴａを３０００Åの厚さにスパッタ
リングにより形成した後、配線の形状にエッチングしＴ
ａ配線２３を形成した。さらに陽極酸化により表面を約
２００Åの厚さに酸化し、酸化Ｔａ膜２４を形成した。
さらにＣｒをスパッタにより形成した後、ＭＩＭ素子部
と画素電極部２５を形成するようにエッチングした。 【００６１】一方の対向基板には、基板上にＩＴＯを１
５００Åをスパッタにより成膜した後、ストライプ状に
エッチングした。 【００６２】このようにして作製した反射型ＭＩＭ素子
基板と透過型対向電極基板にフレキソ印刷法により配向
剤を塗布した後、ラビング方向が直行するようにラビン
グ処理を施し、ギャップ剤を散布した後、液晶を封入す
るための封入口部分以外をスペーサー、シール剤を介し
て張り合わせ組み立て、ギャップ厚が５．１μｍの液晶
が封入されていない空セルが出来上がった。 【００６３】この空セルの隙間に、次の混合物を封入す
る。 【００６４】カイラル剤Ｓ−８１１、０．７ｇ、液晶Ｔ
Ｌ−２１６、９０．７ｇ（カイラル剤、液晶ともにメル
クジャパン（株）製）を混合した液晶混合物９１．４ｇ
に、 【００６５】 【化３】 【００６６】で示される紫外線硬化型モノマー６．５ｇ
を混合溶解し、空セルに封入する混合物を調整した。こ
のようにして調整した混合物を、通常の真空封入法によ
り空セル内に封入した。すなわち、空セルをベルジャー
内に設置して約５０℃に保温した後、ベルジャー内を真
空度約０．５ｍｍＨｇまで排気した。そして空セルの液
晶を封入する部分、いわゆる封入口に混合物を滴下して
封入口部分を被った。次に、ベルジャー内の真空度を徐
々に大気圧に戻すことにより混合物を空セル内に充填
し、最後に混合物を封入した口を紫外線硬化型樹脂で封
止し紫外線を照射して硬化させた。さらに混合物中のモ
ノマーを高分子量化するために、３５０ｎｍでの波長の
紫外線強度が４．５ｍＷ／ｃｍ²であり、おもな波長域
がおよそ３００〜４００ｎｍの紫外線を１０分間、雰囲
気温度を５０℃に保って照射した。このようにして得ら
れた調光層から、液晶などを流し去った後の高分子は、
長さ約５μｍ、直径約０．８μｍの高分子粒子が単独あ
るいは連続して無数に形成されたものであった。このよ
うにして液晶と粒子状の高分子などからなる調光層が作
成された。 【００６７】次に、実施例１と同様にしてコンピュータ
を作製した。 【００６８】尚、本実施例では表示モードを電圧印加で
散乱、電圧無印加で透明の液晶ー高分子調光層を取り上
げたが、電圧印加で透明、電圧無印加で散乱の調光層に
も適用可能である。また、アクティブ素子としてＭＩＭ
素子を使用した場合を説明したが、ＴＦＴ素子、ダイオ
−ド、バリスタなどのアクティブ素子にも適用可能であ
る。 【００６９】また、反射電極をＭＩＭ素子側に形成した
が、対向電極に凹凸の加工を施してもよい。 【００７０】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、反射型液
晶表示装置を構成する一対の基板の一方の基板に特定の
形状の凹凸を持つ反射電極が形成される。その形状はあ
らゆる方向の光を基板の法線方向に反射するようになる
ため、明るい表示が可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】 反射画素電極を凹凸を持つようにエッチング
した液晶パネルの製造方法を示す図。 【図２】 基板を凹凸を持つようにエッチングした液晶
パネルの製造方法を示す図。 【図３】 従来の反射板を凹凸を持つ反射板の印加電圧
と透過率の関係を比較した図。 【符号の説明】 １１ 基板 １２ Ｔａ配線 １３ 酸化Ｔａ膜 １４ 反射電極膜 １５ 凹凸を持つ反射電極膜 １６ 調光層 １７ 基板 ２１ 基板 ２２ 凹凸を持つ基板 ２３ Ｔａ配線 ２４ 酸化Ｔａ配線 ２５ 反射電極膜 ２６ 調光層 ２７ 基板 ３１ 従来の反射電極を使用した液晶表示装置の反射率
と印加電圧の関係 ３２ 凹凸を持つ反射電極を使用した液晶表示装置の反
射率と印加電圧の関係。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯坂 英仁 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 (72)発明者 土屋 豊 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 (72)発明者 山田 周平 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 平５−196923（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−75022（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−175126（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−315129（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−308816（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−18908（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281533（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−59285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 画素電極と、前記画素電極に対応して形
   成されるアクティブ素子を構成する電極と、を有する液
   晶表示装置の製造方法において、 基板上に、前記画素電極及び前記アクティブ素子を構成
   する電極となる反射膜を形成する工程と、 前記画素電極の上側表面のみに滑らかな凹凸を有するよ
   うに、前記反射膜をエッチングして前記画素電極を形成
   する工程と、を有し、 前記アクティブ素子を構成する電極の表面は平坦のまま
   とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。