JPH1020290A

JPH1020290A - 液晶表示装置とその製造方法

Info

Publication number: JPH1020290A
Application number: JP8173218A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hoshi; 淳一星; Teruhiko Furushima; 輝彦古島; Takayuki Ishii; 石井　　隆之; Kazuyuki Shigeta; 和之繁田; Seiji Hashimoto; 誠二橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】特に、反射型の液晶表示装置のコントラスト
を低コストで向上させる。【解決手段】透明である一方の基板１と、前記一方の
基板と対向する他方の基板と、前記一方の基板と前記他
方の基板に挟持される液晶材料を有する液晶表示装置に
おいて、前記一方の基板は山形形状の部分３を有し、前
記山形形状は多角錐または円錐形状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、と
くにシュリーレン光学系を用いる反射型の液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高分子分散液晶を注入した反射型
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、主にシュリーレン光学系を
用いて投影型ディスプレーに使用される。前記シュリー
レン光学系は、前記反射型ＬＣＤによって散乱された光
は系に入射しないような瞳の作りになっている。前記Ｌ
ＣＤが黒表示を行う場合には、前記高分子分散液晶に電
圧を印加せず、前記液晶の小液滴群の向く方向がまちま
ちの状態として、屈折率差の生じた高分子分散液晶が光
を散乱することによって、黒表示を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記ＬＣＤ液晶
セルの光が通る経路中には各々の屈折率差が有る界面が
存在し、そこからの正反射光が前記シュリーレン光学系
の瞳に入射するため、前記黒表示の表示が白に近い灰色
となってしまう。

【０００４】特に対向基板側に蒸着する透明電極である
ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）膜とガラス
基板の界面は、その屈折率差（２．０−１．５＝０．
５）が大きいため、特に問題となる。

【０００５】前記問題を解決する方法として、前記界面
に凹凸を付ける方法が例えばＳＩＤ９５ＤＩＧＥ
ＳＴＰＰ２２７「１６．２Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ
−ＴｙｐｅＬＣＰＣＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＤｉｓ
ｐｌａｙ」，ＵＳＰ５，２８３，６７５号等で紹介さ
れている。

【０００６】前記に紹介されているのは、研磨法やエッ
チング法であるが、これらの方法は、広い面積にわたっ
て均一な凹凸を得る事は困難であり、またピット等の点
欠陥も生じ易い。

【０００７】また屈折率差による反射を防ぐ他の方法と
して、両者の中間の屈折率値を示す薄膜を積層して反射
防止（ＡＲ）コートを形成する方法もある。しかしこの
方法は薄膜蒸着を必要とするために、コストアップを招
く。

【０００８】そこで、以上の問題を解決し、黒表示の特
性が良く、コントラストが大きく、しかも、低コストで
安定した性能を示す液晶表示装置とその製造方法を提供
することを本発明の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上に挙げた問題を解決
するために、本発明者が鋭意努力した結果、以下の発明
を得た。すなわち、本発明の液晶表示装置は、透明であ
る一方の基板と、前記一方の基板と対向する他方の基板
と、前記一方の基板と前記他方の基板に挟持される液晶
材料を有する液晶表示装置において、前記一方の基板は
山形形状の部分を有し、前記山形形状は多角錐または円
錐形状であることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は液晶表示装置の製造方法も
包含する。すなわち、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、透明である一方の基板と、前記一方の基板と対向す
る他方の基板と、前記一方の基板と前記他方の基板に挟
持される液晶材料を有する液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記一方の基板は山形形状の部分を有し、前記山
形形状は多角錐または円錐形状であり、前記山形形状を
硬化型樹脂を用いたレプリカ法またはモールド法を使っ
て作製することを特徴とする。ここで、前記硬化型樹脂
は、前記一方の基板と、前記硬化型樹脂上にある透明電
極との中間の屈折率を有するといい。

【００１１】本発明は前述の欠点を除去するものであ
り、低コストで安定した性能を示す反射型ＬＣＤ用対向
基板を提供する。

【００１２】前記一方の基板である対向基板上に前記山
形形状として立上りが５〜２０°の小さな斜面を形成す
るのが良い。また、前記斜面上にＩＴＯ膜を蒸着するこ
とによって、ＩＴＯ膜と斜面の界面からの反射光をシュ
リーレン光学系などの膜に入射しないようにできる。

【００１３】前記斜面は次第に液晶セルのセルギャップ
を狭くするように働くため、適度の距離で折返す事によ
って前記液晶セルのギャップ量をほぼ均一に保つことが
できる。

【００１４】また、前記斜面は安定した実績の有る製造
方法を用い設計通り、意図的に作り込む事によって欠陥
の発生を防止し、またモールド法、レプリカ法等の製造
方法を用いることによって前記対向基板を安価に提供す
る事ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１に本発明の実施形態１である反射型
ＬＣＤ用の対向基板を示す。（ａ）は平面図であり、
（ｂ）は側面図である。１は基板となる大きさ３ｃｍ
角、厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラス、屈折率１．５
のホヤ（株）製ＮＡ３５であり、各辺は０．２ｍｍの糸
面取２が施されている。

【００１６】３はレプリカ法と呼ばれる方法によって斜
面４が形成された平均膜厚３０μｍ、屈折率１．５のＵ
Ｖ硬化型樹脂薄膜である。

【００１７】前記レプリカ法は金型を用いて樹脂を押圧
加工する方法であり、押圧後ＵＶ光を照射する事によっ
て前記樹脂を硬化せしめる事によって任意の形状に加工
を行う。その際前記金型によって押出される樹脂の逃げ
を前記糸面取２が保証している。

【００１８】（ｃ）は前記樹脂３部分を拡大したＡ−
Ａ′断面図である。斜面４はピッチ２０μｍで折返され
ており、徒らに液晶セルギャップのギャップ量が増大、
減少する事を防いでいる。

【００１９】前記斜面は図２（ａ）のように正四角錐形
状であり、山５及び谷６は（ａ）の横方向と紙面に垂直
な方向に走っている。

【００２０】前記樹脂３上には厚さ１０００Å、屈折率
２．０の透明電極であるＩＴＯ膜７が全面に形成されて
いる。本対向基板と反射電極が形成された基板間に高分
子分散液晶を注入する事によって液晶セルは完成する。

【００２１】ガラス基板１を通って下方から垂直に入射
した光は、前記樹脂３−ＩＴＯ膜７界面で数％反射され
る。本実施形態では前記斜面４の立上り角θ₁，θ₂は１
０度に設定されているため、前記反射光は各々斜面の傾
きに応じて左右方向に±２０°傾いて反射される。これ
によって前記界面から反射された光はシュリーレン光学
系の瞳へ入射する事はなく、前述の黒表示の劣化を防止
する事ができる。

【００２２】本実施形態に用いたガラス基板は何もＮＡ
３５に限る事はなく、無アルカリガラス、あるいはＬＣ
Ｄの動作に悪影響を及ぼさない低アルカリガラス、プラ
スチックであっても良い。

【００２３】またＵＶ硬化型樹脂は何もこれに限るもの
ではなく、熱硬化型樹脂であっても良い。また樹脂の屈
折率をガラス基板とＩＴＯ膜の屈折率の中間の値１．７
５程度に取る事によって反射防止（ＡＲ）コートの効果
も期待する事ができる。

【００２４】また樹脂の膜厚はレプリカ法で精度良く斜
面が形成出来る任意の膜厚で良い。

【００２５】前記ピッチＰの値は回折格子の働きが強く
なる１μｍ程度の値より大きく、またギャップ精度が悪
化する値以下でありさえすれば任意の値で良い。本実施
形態の山と谷の高低差はｐ×１／２ｔａｎθ≒２０×１／２×０．１７６≒１．
８μｍ程度であり、１０μｍ程度のギャップ量に対して±０．
９μｍ，±９％の増減となっている。

【００２６】また立上り角θ₁，θ₂は左右で等しい必要
はなく、前述のように瞳へ入射しない任意の角度で良
い。

【００２７】一般に反射型ＬＣＤに用いられるシュリー
レン光学系のＦＮｏは２．０程度であり、その場合に許
される立上り角の最小値は１０度程度である。また余り
にも立上り角が大きくなり過ぎると、斜面での多重反射
による問題が生じるので余り大きく取るのはよくない。
シュリーレン光学系にもよるが望ましい角度は５〜２０
°である。

【００２８】また斜面の走る方向は任意の方向で良い。

【００２９】図２に本実施形態の詳しい平面図と断面図
を示す。（ａ）は樹脂部分の拡大平面図であり、（ｂ）
はＢ−Ｂ′断面図である。

【００３０】ガラス基板１上に形成された樹脂薄膜３は
レプリカ法によって山形の模様が一面に形成されてい
る。５は山の一番高い部分であり、正四角錐の頂点の相
当する。６は谷に相当し、一番低い部分であり、正四角
錐の底辺に相当する。斜面４は１つの正四角錐に対して
４つ存在し、前記斜面４の立上り角は同様に１０度であ
る。前記斜面２４に入射した光は上下左右の四方向に２
０度の角度で反射する。

【００３１】前記四角錐間のピッチＰは２０μｍであ
る。また前記樹脂薄膜３の上面には同様にＩＴＯ薄膜が
蒸着されている。本実施形態によれば反射光は四方向に
反射されるため、単位立体角当りのノイズとなるべき反
射光の強度が低下する。また上下方向と左右方向に差異
がないために本対向基板を用いた液晶セル及び反射型Ｌ
ＣＤの画質性能に上下，左右の差異を生じる事はない。

【００３２】また、山の頂点が多少丸くなり、反射光が
シュリーレン光学系の正面へ反射するようになった時に
も、前記頂点の面積が最小である事から、黒表示の劣化
を最小とする事ができる。

【００３３】また本発明の斜面形成に利用する四角錐は
何も正四角錐である必要はなく、任意の四角錐で良い。
また四角錐の配列する方向は上下左右方向である必要は
なく、斜め４５°あるいは任意の方向で構わない。

【００３４】（実施形態２）図３に本発明の実施形態２
の液晶表示装置を示す。

【００３５】樹脂薄膜３３は図２に示した図とは逆に逆
四角錐に形成されている。一番高い部分は３５の山の稜
線であり、四つの線で正方形を成している。また一番低
い部分は３６の谷底であり、斜面３４が同様に四方向に
形成されている。

【００３６】本実施形態によればレプリカ法に用いる金
型が四角錐となり、樹脂を型押した後の離型が容易とな
り、製造が更に容易となる。

【００３７】本発明に用いる樹脂薄膜の形状は、シュリ
ーレン光学系の瞳に反射光が入射しないための特定の角
度を持つ斜面を有していさえすれば良く、その種類、数
は不問である。前述の四角錐は何も四角錐である必要は
なく他の角錐、例えば三角錐でも良い。また円錐であっ
ても良い。

【００３８】また前記対向基板上に形成する斜面部分は
何も全面に形成する必要はなく、光の入射する有効表示
領域のみで良い。

【００３９】また本発明の構造を形成する方法は、何も
レプリカ法である必要はなく、他の形成方法、例えばガ
ラスモールド法、プラスチックモールド法であっても良
い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、黒表示のとき、入射光をシュリーレン光
学系などの瞳以外の部分に反射させる事ができるので、
黒表示特性を向上させることができる。とくに、立上り
角１０度程度の斜面を反射型ＬＣＤの光が入射する画素
領域の全面に設ける事によってさらに、黒表示特性を向
上させることができる。

【００４１】また本発明の液晶表示装置のモールド法、
レプリカ法を用いる製造方法では、安価に反射型液晶表
示装置用対向基板または、反射型液晶表示装置を提供す
る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の対向基板
を表す図

【図２】本発明の実施形態１の液晶表示装置の対向基板
を表す図

【図３】本発明の実施形態２の液晶表示装置の対向基板
を表す図

【符号の説明】

１，３１基板２面取３，３３樹脂４，３４斜面５，３５山６，３６谷７，３７ＩＴＯ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者繁田和之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者橋本誠二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明である一方の基板と、前記一方の基
板と対向する他方の基板と、前記一方の基板と前記他方
の基板に挟持される液晶材料を有する液晶表示装置にお
いて、前記一方の基板は山形形状の部分を有し、前記山形形状
は多角錐または円錐形状であることを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】透明である一方の基板と、前記一方の基
板と対向する他方の基板と、前記一方の基板と前記他方
の基板に挟持される液晶材料を有する液晶表示装置の製
造方法において、前記一方の基板は山形形状の部分を有し、前記山形形状
は多角錐または円錐形状であり、前記山形形状を硬化型
樹脂を用いたレプリカ法またはモールド法を使って作製
することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】前記硬化型樹脂は、前記一方の基板と、
前記硬化型樹脂上にある透明電極との中間の屈折率を有
する請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。