JP2000009910A - 拡散反射板の製造方法及び反射型表示装置 - Google Patents
拡散反射板の製造方法及び反射型表示装置Info
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- JP2000009910A JP2000009910A JP10189651A JP18965198A JP2000009910A JP 2000009910 A JP2000009910 A JP 2000009910A JP 10189651 A JP10189651 A JP 10189651A JP 18965198 A JP18965198 A JP 18965198A JP 2000009910 A JP2000009910 A JP 2000009910A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射効率が高く所望の指向性を備えた拡散反
射板の製造方法を提供する。 【解決手段】 まず、基板2の上に感光性を有する樹脂
膜を形成する。次に、フォトリソグラフィにより樹脂膜
をパタニングして離散的に配された柱状体22aの集合
を設ける。続いて、柱状体22aの集合の上に樹脂22
bを塗工し、離散的に配された各柱状体22aの間の平
坦な隙間に湾曲した凹部の集合を形成する。最後に、凹
部の集合の上に金属膜22cを形成する。
射板の製造方法を提供する。 【解決手段】 まず、基板2の上に感光性を有する樹脂
膜を形成する。次に、フォトリソグラフィにより樹脂膜
をパタニングして離散的に配された柱状体22aの集合
を設ける。続いて、柱状体22aの集合の上に樹脂22
bを塗工し、離散的に配された各柱状体22aの間の平
坦な隙間に湾曲した凹部の集合を形成する。最後に、凹
部の集合の上に金属膜22cを形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型表示装置に用
いる拡散反射板の製造方法に関する。又、拡散反射板を
利用した反射型表示装置に関する。
いる拡散反射板の製造方法に関する。又、拡散反射板を
利用した反射型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、薄型及び軽量の表示装置として液
晶ディスプレイが広く用いられている。近年の情報通信
の発展により情報携帯端末(PDA)やモバイルパーソ
ナルコンピュータ用の表示装置は、軽量で且つ低消費電
力であることに加え、カラー化、高精細化及び高画質化
も要求されている。これらの要求に答える表示装置とし
ては反射型のカラー液晶ディスプレイが最も適してお
り、現在盛んに開発が行なわれている。従来のモノクロ
反射型液晶表示装置は偏光板を2枚使用する方式が一般
的である。これをカラー化する場合2枚の偏光板に加え
てカラーフィルタを表示装置に装着する必要がある。し
かしながら、カラーフィルタを用いると外光の利用効率
が数%と低くなる為、表示画面が暗くなり実用に耐えら
れるものではなかった。現在は、偏光板を1枚にした方
式や、偏光板を全く使用しない方式の液晶表示装置の開
発が行なわれている段階である。しかしながら、未だ十
分満足できる特性のディスプレイデバイスは得られてい
ない。現状では、1枚偏光板を用いた駆動方式として、
液晶の複屈折性を利用したSTN、R−TN、R−OC
Bが知られている。しかしながら、STNモードなどは
単純マトリクス駆動ができる利点を有するが、画質や応
答速度の点で劣る。一方、偏光板無しの方式として種々
のゲストホスト(GH)モードが提案されている。ゲス
トホストモードは一般に明るさの点で優れているが信頼
性が十分でない。以上の様に、各モード一長一短があ
り、反射型表示装置は開発途上にあると言える。
晶ディスプレイが広く用いられている。近年の情報通信
の発展により情報携帯端末(PDA)やモバイルパーソ
ナルコンピュータ用の表示装置は、軽量で且つ低消費電
力であることに加え、カラー化、高精細化及び高画質化
も要求されている。これらの要求に答える表示装置とし
ては反射型のカラー液晶ディスプレイが最も適してお
り、現在盛んに開発が行なわれている。従来のモノクロ
反射型液晶表示装置は偏光板を2枚使用する方式が一般
的である。これをカラー化する場合2枚の偏光板に加え
てカラーフィルタを表示装置に装着する必要がある。し
かしながら、カラーフィルタを用いると外光の利用効率
が数%と低くなる為、表示画面が暗くなり実用に耐えら
れるものではなかった。現在は、偏光板を1枚にした方
式や、偏光板を全く使用しない方式の液晶表示装置の開
発が行なわれている段階である。しかしながら、未だ十
分満足できる特性のディスプレイデバイスは得られてい
ない。現状では、1枚偏光板を用いた駆動方式として、
液晶の複屈折性を利用したSTN、R−TN、R−OC
Bが知られている。しかしながら、STNモードなどは
単純マトリクス駆動ができる利点を有するが、画質や応
答速度の点で劣る。一方、偏光板無しの方式として種々
のゲストホスト(GH)モードが提案されている。ゲス
トホストモードは一般に明るさの点で優れているが信頼
性が十分でない。以上の様に、各モード一長一短があ
り、反射型表示装置は開発途上にあると言える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】反射型表示装置では周
囲環境からの入射光を利用して表示を行なう為、入射光
を有効に活用して輝度の向上を目指す必要がある。又、
所謂ペーパーホワイトと呼ばれる白表示を実現する為、
基本的に入射光を拡散反射させる必要がある。その方法
として、パネルの液晶層よりも前方に拡散透過板を設置
する構造と、液晶層の後方に拡散反射板を設ける構造が
ある。前方に拡散透過板(透明散乱フィルム)を設置す
るタイプでは、実用に耐える散乱特性を有する材料フィ
ルムが未だ開発されておらず、加えて画像のボケやコン
トラスト低下の問題が残されている。後者の構造では、
最も簡単な方法として拡散反射板を後側ガラス基板の背
面に取り付けるものがある。しかしながら、この構造は
液晶層と拡散反射層との間に後側のガラス基板が介在す
る為、入射光と反射光が異なる画素を通る可能性があ
り、解像度の低下や色調の混合などの問題がある。これ
を解決する為に、拡散反射板をパネルの外部ではなく内
部に作り込む必要があり、たとえば特開平5−3233
71号公報や特開平8−227071号公報に具体的な
構造が開示されている。しかしながら、これらの公報に
開示された拡散反射板は入射光を拡散する為微細な凸面
構造を備えており、構造上個々の突起の高さを調整する
ことは難しく、実用的に見て反射特性は未だ十分とは言
えず、改良の余地が残されている。
囲環境からの入射光を利用して表示を行なう為、入射光
を有効に活用して輝度の向上を目指す必要がある。又、
所謂ペーパーホワイトと呼ばれる白表示を実現する為、
基本的に入射光を拡散反射させる必要がある。その方法
として、パネルの液晶層よりも前方に拡散透過板を設置
する構造と、液晶層の後方に拡散反射板を設ける構造が
ある。前方に拡散透過板(透明散乱フィルム)を設置す
るタイプでは、実用に耐える散乱特性を有する材料フィ
ルムが未だ開発されておらず、加えて画像のボケやコン
トラスト低下の問題が残されている。後者の構造では、
最も簡単な方法として拡散反射板を後側ガラス基板の背
面に取り付けるものがある。しかしながら、この構造は
液晶層と拡散反射層との間に後側のガラス基板が介在す
る為、入射光と反射光が異なる画素を通る可能性があ
り、解像度の低下や色調の混合などの問題がある。これ
を解決する為に、拡散反射板をパネルの外部ではなく内
部に作り込む必要があり、たとえば特開平5−3233
71号公報や特開平8−227071号公報に具体的な
構造が開示されている。しかしながら、これらの公報に
開示された拡散反射板は入射光を拡散する為微細な凸面
構造を備えており、構造上個々の突起の高さを調整する
ことは難しく、実用的に見て反射特性は未だ十分とは言
えず、改良の余地が残されている。
【0004】
【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明によ
れば拡散反射板は以下の工程により製造される。まず、
基板の上に感光性を有する樹脂膜を形成する工程を行な
う。次に、フォトリソグラフィにより該樹脂膜をパタニ
ングにして離散的に配された柱状体の集合を設ける工程
を行なう。続いて、柱状体の集合の上に樹脂を塗工し、
離散的に配された各柱状体の間の平坦な隙間に湾曲した
凹部の集合を形成する工程を行なう。最後に、該凹部の
集合の上に金属膜を形成する工程を行なう。好ましくは
柱状体の集合を所定周期で区切り、一周期内で柱状体の
配列間隔が段階的に変化する様に樹脂膜をパタニングし
て、各柱状体の間の隙間に形成する凹部の深さを一周期
内で段階的に変化させ、周期単位で基板平面に対する傾
斜を付与する。又好ましくは、加熱処理を施して個々の
柱状体の角を滑らかに変形する工程を含む。
を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明によ
れば拡散反射板は以下の工程により製造される。まず、
基板の上に感光性を有する樹脂膜を形成する工程を行な
う。次に、フォトリソグラフィにより該樹脂膜をパタニ
ングにして離散的に配された柱状体の集合を設ける工程
を行なう。続いて、柱状体の集合の上に樹脂を塗工し、
離散的に配された各柱状体の間の平坦な隙間に湾曲した
凹部の集合を形成する工程を行なう。最後に、該凹部の
集合の上に金属膜を形成する工程を行なう。好ましくは
柱状体の集合を所定周期で区切り、一周期内で柱状体の
配列間隔が段階的に変化する様に樹脂膜をパタニングし
て、各柱状体の間の隙間に形成する凹部の深さを一周期
内で段階的に変化させ、周期単位で基板平面に対する傾
斜を付与する。又好ましくは、加熱処理を施して個々の
柱状体の角を滑らかに変形する工程を含む。
【0005】上述した製法により作成された拡散反射板
は、反射型表示装置に内蔵できる。この場合、反射型表
示装置は基本的な構成として、入射側に位置する透明な
第1基板と、所定の間隙を介して該第1基板に接合して
反射側に配置される第2基板と、該間隙内で第1基板側
に位置する液晶層などの電気光学層と、該間隙内で第2
基板側に位置する拡散反射層と、該第1基板及び第2基
板の少くとも一方に形成され該電気光学層に電圧を印加
する電極とを備えている。特徴事項として、前記拡散反
射層は凹部の集合が形成された樹脂膜とその表面に成膜
された金属膜とからなり、予め隙間を残して離散的にパ
タニングされた柱状体の集合の上に樹脂を塗工し、各柱
状体の間の平坦な隙間に湾曲した該凹部の集合を設け
る。好ましくは、柱状体の集合は所定周期で区切られて
おり、一周期内で柱状体の配列間隔が段階的に変化する
様にパタニングされており、各柱状体の間の隙間に形成
する凹部の深さが一周期内で段階的に変化し、周期単位
で基板平面に対する傾斜が付与されている。又好ましく
は、前記第2基板には画素電極及びこれを駆動するスイ
ッチング素子が集積形成されており、前記第1基板には
該電気光学層を介して該画素電極に対面する対向電極が
形成されている。
は、反射型表示装置に内蔵できる。この場合、反射型表
示装置は基本的な構成として、入射側に位置する透明な
第1基板と、所定の間隙を介して該第1基板に接合して
反射側に配置される第2基板と、該間隙内で第1基板側
に位置する液晶層などの電気光学層と、該間隙内で第2
基板側に位置する拡散反射層と、該第1基板及び第2基
板の少くとも一方に形成され該電気光学層に電圧を印加
する電極とを備えている。特徴事項として、前記拡散反
射層は凹部の集合が形成された樹脂膜とその表面に成膜
された金属膜とからなり、予め隙間を残して離散的にパ
タニングされた柱状体の集合の上に樹脂を塗工し、各柱
状体の間の平坦な隙間に湾曲した該凹部の集合を設け
る。好ましくは、柱状体の集合は所定周期で区切られて
おり、一周期内で柱状体の配列間隔が段階的に変化する
様にパタニングされており、各柱状体の間の隙間に形成
する凹部の深さが一周期内で段階的に変化し、周期単位
で基板平面に対する傾斜が付与されている。又好ましく
は、前記第2基板には画素電極及びこれを駆動するスイ
ッチング素子が集積形成されており、前記第1基板には
該電気光学層を介して該画素電極に対面する対向電極が
形成されている。
【0006】本発明によれば、拡散反射板はその表面に
微細な凹部の集合が形成されており、反射型表示装置に
組み込んだ場合、従来の様に微細な凸部を集合的に形成
した拡散反射板に比べ、反射特性が優れており、明るい
画像が得られる。又、周期的に拡散反射板の表面に傾斜
を付けることで、反射光に異方性を付与し、外光の利用
効率を改善するとともに、光源の写り込みを避けること
ができる様にしている。
微細な凹部の集合が形成されており、反射型表示装置に
組み込んだ場合、従来の様に微細な凸部を集合的に形成
した拡散反射板に比べ、反射特性が優れており、明るい
画像が得られる。又、周期的に拡散反射板の表面に傾斜
を付けることで、反射光に異方性を付与し、外光の利用
効率を改善するとともに、光源の写り込みを避けること
ができる様にしている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係る拡散反射
板の製造方法を示す工程図である。まず工程(A)に示
す様に、ガラスなどからなる基板2を用意する。その上
に感光性を有する樹脂膜を形成する。樹脂膜としては例
えばフォトレジストを用いることができる。本例では、
アクリル系のレジストを厚みが約2μmになる様に基板
2の上に塗工している。フォトリソグラフィにより樹脂
膜をパタニングして離散的に配された柱状体22aの集
合を設ける。即ち、基板2の表面に塗工されたレジスト
に対しマスクを介して露光処理を施し、その後現像して
柱状体22aを形成する。本例では、柱状体22aはラ
ンダムに配されており、隣り合う柱状体22aの間の間
隔は1〜50μm程度である。次に工程(B)に示す様
に、柱状体22aの集合の上にたとえばアクリル系の樹
脂22bを塗工し、離散的に配された各柱状体22aの
間の平坦な隙間に湾曲した凹部の集合を形成する。続い
て工程(C)に移り、加熱処理(リフロー)を施して個
々の柱状体22aの角を滑らかに変形する。たとえば、
180℃で10分間加熱処理を施すことにより、個々の
柱状体22aの角が丸くなる。最後に工程(D)で、凹
部の集合の上に金属膜22cを形成する。たとえば、銀
又はアルミニウムを蒸着して金属膜22cを所定の厚み
で堆積する。これにより、柱状体22aと樹脂膜22b
と金属膜22cとからなる拡散反射層22が得られる。
拡散反射板は基板2の上に拡散反射層22を形成した構
造である。この様にして得られた拡散反射層22に形成
された凹部の深さ寸法は(B)に示す様に、2〜8μm
程度である。
の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係る拡散反射
板の製造方法を示す工程図である。まず工程(A)に示
す様に、ガラスなどからなる基板2を用意する。その上
に感光性を有する樹脂膜を形成する。樹脂膜としては例
えばフォトレジストを用いることができる。本例では、
アクリル系のレジストを厚みが約2μmになる様に基板
2の上に塗工している。フォトリソグラフィにより樹脂
膜をパタニングして離散的に配された柱状体22aの集
合を設ける。即ち、基板2の表面に塗工されたレジスト
に対しマスクを介して露光処理を施し、その後現像して
柱状体22aを形成する。本例では、柱状体22aはラ
ンダムに配されており、隣り合う柱状体22aの間の間
隔は1〜50μm程度である。次に工程(B)に示す様
に、柱状体22aの集合の上にたとえばアクリル系の樹
脂22bを塗工し、離散的に配された各柱状体22aの
間の平坦な隙間に湾曲した凹部の集合を形成する。続い
て工程(C)に移り、加熱処理(リフロー)を施して個
々の柱状体22aの角を滑らかに変形する。たとえば、
180℃で10分間加熱処理を施すことにより、個々の
柱状体22aの角が丸くなる。最後に工程(D)で、凹
部の集合の上に金属膜22cを形成する。たとえば、銀
又はアルミニウムを蒸着して金属膜22cを所定の厚み
で堆積する。これにより、柱状体22aと樹脂膜22b
と金属膜22cとからなる拡散反射層22が得られる。
拡散反射板は基板2の上に拡散反射層22を形成した構
造である。この様にして得られた拡散反射層22に形成
された凹部の深さ寸法は(B)に示す様に、2〜8μm
程度である。
【0008】図2は本発明の他の実施形態を示す模式的
な工程図である。基本的には、図1に示した製造方法と
同様であり、対応する部分には対応する参照番号を付し
て理解を容易にしている。本実施形態では(A)に示す
様に、柱状体22aの集合を所定周期Pで区切り(図で
は一周期分のみを表示)、一周期P内で柱状体22aの
配列間隔pが段階的に変化する様にフォトレジストなど
の樹脂膜をパタニングしている。この後(B)に示す様
に、柱状体22aの集合の上に樹脂22bを塗工し、離
散的に配された柱状体22aの間の平坦な隙間に湾曲し
た凹部の集合を形成する。この際、柱状体22a間の隙
間が狭い程表面張力が強く働き、凹部が浅くなる。柱状
体22a間の隙間が広くなると表面張力の作用が相対的
に低くなるので、凹部の深さが大きくなる。この様にし
て自動的に、各柱状体22aの間の隙間に形成する凹部
の深さを一周期P内で段階的に変化させることができ
る。これを巨視的に見ると周期P単位で基板2の平面に
対する傾斜が拡散反射層に付与されていることになる。
この後(C)に示す様に、加熱処理を施して個々の柱状
体22aの角をなだらかに変形する。この後図示しない
が、樹脂膜22bの上に所定の厚みで金属膜を堆積すれ
ばよい。
な工程図である。基本的には、図1に示した製造方法と
同様であり、対応する部分には対応する参照番号を付し
て理解を容易にしている。本実施形態では(A)に示す
様に、柱状体22aの集合を所定周期Pで区切り(図で
は一周期分のみを表示)、一周期P内で柱状体22aの
配列間隔pが段階的に変化する様にフォトレジストなど
の樹脂膜をパタニングしている。この後(B)に示す様
に、柱状体22aの集合の上に樹脂22bを塗工し、離
散的に配された柱状体22aの間の平坦な隙間に湾曲し
た凹部の集合を形成する。この際、柱状体22a間の隙
間が狭い程表面張力が強く働き、凹部が浅くなる。柱状
体22a間の隙間が広くなると表面張力の作用が相対的
に低くなるので、凹部の深さが大きくなる。この様にし
て自動的に、各柱状体22aの間の隙間に形成する凹部
の深さを一周期P内で段階的に変化させることができ
る。これを巨視的に見ると周期P単位で基板2の平面に
対する傾斜が拡散反射層に付与されていることになる。
この後(C)に示す様に、加熱処理を施して個々の柱状
体22aの角をなだらかに変形する。この後図示しない
が、樹脂膜22bの上に所定の厚みで金属膜を堆積すれ
ばよい。
【0009】図3は、参考例に係る拡散反射板の製造方
法を示す工程図である。まず(A)に示す様に、ガラス
などからなる基板2を用意する。基板2の上に感光性を
有する樹脂膜を形成する。樹脂膜としてはたとえばフォ
トレジストを用いることができる。フォトリソグラフィ
により樹脂膜をパタニングして分割配置された柱状体2
2aの集合を設ける。続いて(B)に示す様に、加熱処
理を施して、個々の柱状体22aをなだらかに変形す
る。このリフローは樹脂膜の軟化点もしくは融点以上に
加熱し、柱状体の樹脂膜を一旦溶解し、これを表面張力
の作用でなだらかに変形させる処理である。これによ
り、柱状体22aの角が取れて所望の凸部の集合が得ら
れる。更に(C)に示す様に、なだらかに凸変形した各
柱状体22aの集合の上に別の樹脂22bを塗工し、分
割的に配された各柱状体22aの間の平坦な隙間を埋め
て湾曲化する。個々の凸部の寸法は3〜40μmであ
る。この後図示しないが、なだらかに変形した柱状体2
2aの集合の上に金属膜を形成する。
法を示す工程図である。まず(A)に示す様に、ガラス
などからなる基板2を用意する。基板2の上に感光性を
有する樹脂膜を形成する。樹脂膜としてはたとえばフォ
トレジストを用いることができる。フォトリソグラフィ
により樹脂膜をパタニングして分割配置された柱状体2
2aの集合を設ける。続いて(B)に示す様に、加熱処
理を施して、個々の柱状体22aをなだらかに変形す
る。このリフローは樹脂膜の軟化点もしくは融点以上に
加熱し、柱状体の樹脂膜を一旦溶解し、これを表面張力
の作用でなだらかに変形させる処理である。これによ
り、柱状体22aの角が取れて所望の凸部の集合が得ら
れる。更に(C)に示す様に、なだらかに凸変形した各
柱状体22aの集合の上に別の樹脂22bを塗工し、分
割的に配された各柱状体22aの間の平坦な隙間を埋め
て湾曲化する。個々の凸部の寸法は3〜40μmであ
る。この後図示しないが、なだらかに変形した柱状体2
2aの集合の上に金属膜を形成する。
【0010】図1に示した様に、本発明によれば、拡散
反射板は凹部を主体として構成されている。これによ
り、基板正面方向の反射特性が改善され、明るい画面が
得られる。加えて、図2に示す様に、所定の周期P毎に
拡散反射板に所望の傾斜を付けることで、光源の写り込
みを防ぎつつ、正面方向から画像を観察することができ
る。これに対し、図3に示した参考例では拡散反射板が
凹部ではなく凸部を主体として構成されている為、外部
入射光が広範囲に拡散され、正面方向から画像を観察し
た場合に明るさが足らなくなる。
反射板は凹部を主体として構成されている。これによ
り、基板正面方向の反射特性が改善され、明るい画面が
得られる。加えて、図2に示す様に、所定の周期P毎に
拡散反射板に所望の傾斜を付けることで、光源の写り込
みを防ぎつつ、正面方向から画像を観察することができ
る。これに対し、図3に示した参考例では拡散反射板が
凹部ではなく凸部を主体として構成されている為、外部
入射光が広範囲に拡散され、正面方向から画像を観察し
た場合に明るさが足らなくなる。
【0011】図4は、反射型表示装置の一般的な構成を
示す模式的な断面図である。図示する様に、反射型表示
装置(パネル)は入射側に配置された透明基体6と偏光
子8の積層からなる第1基板と、所定の間隙を介して該
第1基板に接合し反射側に配置される第2基板2と、両
基板の間隙内で透明基体6側に位置する液晶3などの電
気光学層と、間隙内で第2基板2側に位置する拡散反射
層22と、第1基板及び第2基板の少なくとも一方に形
成され液晶3に電圧を印加する電極とを備えている。係
る構成を有する反射型表示装置においては、視差をなく
す為2枚のガラス基板の間隙内に拡散反射層22を設け
ている。本発明では、この拡散反射層22として反射特
性に優れた凹部の集合を主とする表面構造を採用し、更
に凹部の集合体に所定周期毎傾斜を付与して指向性を出
している。反射型表示装置ではバックライトがないの
で、光源として周囲光を利用する。周囲光には、電灯な
どの直接光と直接光の反射による間接光があり、その割
合は大まかに50:50位である。間接光の場合は問題
とならないが、直接光の場合、図4に示す様に、基板表
面の反射とその奥に位置する拡散反射層22からの反射
が重なり、光源の写り込みがある為、明るい正反射方向
では画像が観察しにくくなる。
示す模式的な断面図である。図示する様に、反射型表示
装置(パネル)は入射側に配置された透明基体6と偏光
子8の積層からなる第1基板と、所定の間隙を介して該
第1基板に接合し反射側に配置される第2基板2と、両
基板の間隙内で透明基体6側に位置する液晶3などの電
気光学層と、間隙内で第2基板2側に位置する拡散反射
層22と、第1基板及び第2基板の少なくとも一方に形
成され液晶3に電圧を印加する電極とを備えている。係
る構成を有する反射型表示装置においては、視差をなく
す為2枚のガラス基板の間隙内に拡散反射層22を設け
ている。本発明では、この拡散反射層22として反射特
性に優れた凹部の集合を主とする表面構造を採用し、更
に凹部の集合体に所定周期毎傾斜を付与して指向性を出
している。反射型表示装置ではバックライトがないの
で、光源として周囲光を利用する。周囲光には、電灯な
どの直接光と直接光の反射による間接光があり、その割
合は大まかに50:50位である。間接光の場合は問題
とならないが、直接光の場合、図4に示す様に、基板表
面の反射とその奥に位置する拡散反射層22からの反射
が重なり、光源の写り込みがある為、明るい正反射方向
では画像が観察しにくくなる。
【0012】そこで、本発明では、図5に示す様に、拡
散反射層22に周期的な傾斜を作り込んである。その具
体的な製造方法は図2に示した通りである。拡散反射層
22に傾斜を持たせることで、表面反射と拡散反射層か
らの反射が重ならない様にして写り込みを防ぐ。又、多
くの場合、光源は視線よりも上方にあるので、パネルを
45°以上立てて使用する様な場合、上方に位置する光
源からの直接光を効率的に使える様、傾斜の方向並びに
角度を設定している。傾斜角度については1°〜20°
が好ましく、より好ましくは5°〜15°程度である。
加えて、図5に示す拡散反射層22は周期的な傾斜に、
凹部を主体とした微細な突起を形成し、光を散乱する様
にしている。凸部に比べ凹部を増やすことにより、パネ
ルの正面方向に反射する光量が増え、画面が明るくな
る。
散反射層22に周期的な傾斜を作り込んである。その具
体的な製造方法は図2に示した通りである。拡散反射層
22に傾斜を持たせることで、表面反射と拡散反射層か
らの反射が重ならない様にして写り込みを防ぐ。又、多
くの場合、光源は視線よりも上方にあるので、パネルを
45°以上立てて使用する様な場合、上方に位置する光
源からの直接光を効率的に使える様、傾斜の方向並びに
角度を設定している。傾斜角度については1°〜20°
が好ましく、より好ましくは5°〜15°程度である。
加えて、図5に示す拡散反射層22は周期的な傾斜に、
凹部を主体とした微細な突起を形成し、光を散乱する様
にしている。凸部に比べ凹部を増やすことにより、パネ
ルの正面方向に反射する光量が増え、画面が明るくな
る。
【0013】図11は、図5に示した傾斜付き拡散反射
層22の微細構造を模式的に拡大した状態を表わしてい
る。図示する様に、角柱22aをフォトリソグラフィに
より作成する。角柱22aの集合は一定の周期Pで区切
られている。この周期Pはたとえば10〜30μmであ
る。一周期内において角柱の配列間隔pは段階的に変化
している。角柱22aの高さ寸法Hは1〜2μmで、幅
寸法Wも1〜2μmである。この場合、配列間隔pは角
柱幅Wの0.5〜5倍に設定するとよい。角柱22aの
集合を形成した後、二層目の樹脂膜22bを流し込む
と、その表面張力により角柱22aとの接点は盛り上が
る。この状態で硬化すると凹部の集合が出来上がる。凹
部の深さは配列間隔pと関連している。図から明らかな
様に、間隔pが狭くなる程凹部の深さが浅くなる。これ
により、各周期P毎に、所望の傾斜が拡散反射層に付与
される。本例では柱状体として角柱を用いているが円柱
でもよい。又、角柱の場合断面形状を長方形もしくは正
方形から菱形などに変えることができる。又、二層目に
用いる樹脂膜22bは熱硬化型、紫外線硬化型、溶剤溶
解型の何れでもよい。プロセスの観点からは、熱硬化型
あるいは紫外線硬化型の方が取扱いやすい。
層22の微細構造を模式的に拡大した状態を表わしてい
る。図示する様に、角柱22aをフォトリソグラフィに
より作成する。角柱22aの集合は一定の周期Pで区切
られている。この周期Pはたとえば10〜30μmであ
る。一周期内において角柱の配列間隔pは段階的に変化
している。角柱22aの高さ寸法Hは1〜2μmで、幅
寸法Wも1〜2μmである。この場合、配列間隔pは角
柱幅Wの0.5〜5倍に設定するとよい。角柱22aの
集合を形成した後、二層目の樹脂膜22bを流し込む
と、その表面張力により角柱22aとの接点は盛り上が
る。この状態で硬化すると凹部の集合が出来上がる。凹
部の深さは配列間隔pと関連している。図から明らかな
様に、間隔pが狭くなる程凹部の深さが浅くなる。これ
により、各周期P毎に、所望の傾斜が拡散反射層に付与
される。本例では柱状体として角柱を用いているが円柱
でもよい。又、角柱の場合断面形状を長方形もしくは正
方形から菱形などに変えることができる。又、二層目に
用いる樹脂膜22bは熱硬化型、紫外線硬化型、溶剤溶
解型の何れでもよい。プロセスの観点からは、熱硬化型
あるいは紫外線硬化型の方が取扱いやすい。
【0014】図6は本発明に係る反射型表示装置の第一
実施例を示す模式的な部分断面図である。本実施例は液
晶を電気光学物質として用いた1枚偏光板タイプの液晶
ディスプレイである。この液晶ディスプレイはカラー表
示ができ反射型であり且つアクティブマトリクス方式を
採用している。他の実施例及び比較例も全て同様であ
る。前側(観察者側)に位置する第1基板1と後側に位
置する第2基板2の間には電気光学物質として液晶3が
保持されている。前側基板1はガラスなどからなる透明
基体6を用いており、その上面には偏光板8及び位相差
板(位相差フィルム)7が積層されている。偏光板(偏
光子)8はその表面が無反射コート(AR)で被覆され
ている。透明基体6の下面にはRGB三原色に分かれた
カラーフィルタ9が形成されている。以上の各層が外層
部4に含まれる。第1基板1は更に内層部5を含んでお
り、ITOなどからなる透明電極(対向電極)10とポ
リイミドフィルムなどからなる配向膜11が形成されて
いる。後側の第2基板2はガラス板などからなりその表
面にスイッチング素子として薄膜トランジスタ24が集
積的に形成されている。各薄膜トランジスタ24は絶縁
膜23で覆われており、その上には拡散反射層22が形
成されている。この拡散反射層22は図示する様にラン
ダムに配された凹部を主体とし、図1に示した製造方法
により作成されている。この拡散反射層22の上には凹
部を平坦化する為の平坦化膜26が形成されており、そ
の上にITOなどからなる透明な画素電極20が形成さ
れている。画素電極20はポリイミドなどからなる配向
膜21で被覆されている。前側の第1基板1と後側の第
2基板2の間に液晶3が保持されている。
実施例を示す模式的な部分断面図である。本実施例は液
晶を電気光学物質として用いた1枚偏光板タイプの液晶
ディスプレイである。この液晶ディスプレイはカラー表
示ができ反射型であり且つアクティブマトリクス方式を
採用している。他の実施例及び比較例も全て同様であ
る。前側(観察者側)に位置する第1基板1と後側に位
置する第2基板2の間には電気光学物質として液晶3が
保持されている。前側基板1はガラスなどからなる透明
基体6を用いており、その上面には偏光板8及び位相差
板(位相差フィルム)7が積層されている。偏光板(偏
光子)8はその表面が無反射コート(AR)で被覆され
ている。透明基体6の下面にはRGB三原色に分かれた
カラーフィルタ9が形成されている。以上の各層が外層
部4に含まれる。第1基板1は更に内層部5を含んでお
り、ITOなどからなる透明電極(対向電極)10とポ
リイミドフィルムなどからなる配向膜11が形成されて
いる。後側の第2基板2はガラス板などからなりその表
面にスイッチング素子として薄膜トランジスタ24が集
積的に形成されている。各薄膜トランジスタ24は絶縁
膜23で覆われており、その上には拡散反射層22が形
成されている。この拡散反射層22は図示する様にラン
ダムに配された凹部を主体とし、図1に示した製造方法
により作成されている。この拡散反射層22の上には凹
部を平坦化する為の平坦化膜26が形成されており、そ
の上にITOなどからなる透明な画素電極20が形成さ
れている。画素電極20はポリイミドなどからなる配向
膜21で被覆されている。前側の第1基板1と後側の第
2基板2の間に液晶3が保持されている。
【0015】薄膜トランジスタ24はたとえばボトムゲ
ート構造を有しており、下から順にゲート電極、ゲート
絶縁膜及び半導体薄膜を重ねた積層構造である。半導体
薄膜は、たとえば多結晶シリコンなどからなり、ゲート
電極と整合するチャネル領域は上側からストッパによっ
て保護されている。この薄膜トランジスタを覆う絶縁膜
23にはコンタクトホールが形成されており、ソース電
極及びドレイン電極に連通している。ドレイン電極は絶
縁膜23、拡散反射層22及び平坦化膜26に開口した
コンタクトホールを介して画素電極20に接続されてい
る。これによって薄膜トランジスタ24のドレイン電極
と画素電極20は同電位になっている。ソース電極(図
示せず)にはビデオ信号などの信号電圧が供給される様
になっている。
ート構造を有しており、下から順にゲート電極、ゲート
絶縁膜及び半導体薄膜を重ねた積層構造である。半導体
薄膜は、たとえば多結晶シリコンなどからなり、ゲート
電極と整合するチャネル領域は上側からストッパによっ
て保護されている。この薄膜トランジスタを覆う絶縁膜
23にはコンタクトホールが形成されており、ソース電
極及びドレイン電極に連通している。ドレイン電極は絶
縁膜23、拡散反射層22及び平坦化膜26に開口した
コンタクトホールを介して画素電極20に接続されてい
る。これによって薄膜トランジスタ24のドレイン電極
と画素電極20は同電位になっている。ソース電極(図
示せず)にはビデオ信号などの信号電圧が供給される様
になっている。
【0016】第1基板1と第2基板2はスペーサを介し
て互いに接合しており、両者の間隙寸法はたとえば3μ
mに制御されている。液晶3は屈折率異方性が小さい
(Δn=0.074)p型のネマティック液晶を用いて
いる。このネマティック液晶3は上下の配向膜11及び
21によってツイスト配向されている。上下の電極1
0,20間に電圧を印加するとツイストネマティック液
晶3は垂直配向に移行する。本表示装置は、電圧無印加
の時液晶3が基板と平行になっており黒を表示する。電
圧印加状態では液晶3が基板に対して垂直に配向して白
を表示する複屈折モードである。本方式では入射光を偏
光子8で直線偏光に変換した後、位相差板7と液晶3と
の組み合わせにより、入射時と出射時で各々四分の一波
長分の位相差を生じさせ、出射時に偏光板8で吸光す
る。通常、波長分散を考慮して位相差板7により全可視
波長範囲で位相差が四分の一波長となる様に補償してい
る。
て互いに接合しており、両者の間隙寸法はたとえば3μ
mに制御されている。液晶3は屈折率異方性が小さい
(Δn=0.074)p型のネマティック液晶を用いて
いる。このネマティック液晶3は上下の配向膜11及び
21によってツイスト配向されている。上下の電極1
0,20間に電圧を印加するとツイストネマティック液
晶3は垂直配向に移行する。本表示装置は、電圧無印加
の時液晶3が基板と平行になっており黒を表示する。電
圧印加状態では液晶3が基板に対して垂直に配向して白
を表示する複屈折モードである。本方式では入射光を偏
光子8で直線偏光に変換した後、位相差板7と液晶3と
の組み合わせにより、入射時と出射時で各々四分の一波
長分の位相差を生じさせ、出射時に偏光板8で吸光す
る。通常、波長分散を考慮して位相差板7により全可視
波長範囲で位相差が四分の一波長となる様に補償してい
る。
【0017】図7を参照して本発明の第二実施例を説明
する。基本的には図6に示した第一実施例と同様であ
り、対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。特徴事項として、第2基板2側に形成
された拡散反射層22が凹部を主体とするとともに一定
の周期で傾斜が付与されている。その具体的な形成方法
は図2の工程図に示した通りである。
する。基本的には図6に示した第一実施例と同様であ
り、対応する部分には対応する参照番号を付して理解を
容易にしている。特徴事項として、第2基板2側に形成
された拡散反射層22が凹部を主体とするとともに一定
の周期で傾斜が付与されている。その具体的な形成方法
は図2の工程図に示した通りである。
【0018】図8は比較例を示す模式的な部分断面図で
ある。基本的には、この比較例は図6に示した第一実施
例と同様であり、対応する部分には対応する参照番号を
付して理解を容易にしている。異なる点は、第2基板2
に形成された拡散反射層22が凹部ではなく凸部を主体
とする点である。この凸部を主体とする拡散反射層22
の製造方法は、図3に示した通りである。
ある。基本的には、この比較例は図6に示した第一実施
例と同様であり、対応する部分には対応する参照番号を
付して理解を容易にしている。異なる点は、第2基板2
に形成された拡散反射層22が凹部ではなく凸部を主体
とする点である。この凸部を主体とする拡散反射層22
の製造方法は、図3に示した通りである。
【0019】図9は、上述した第一実施例、第二実施例
及び比較例の評価を行なうための測定方法を示す模式図
である。パネルに対して30°方向に配した光源から入
射した照明光をパネルの法線方向に位置する受光部で受
光し、パネルの反射率を測定した。
及び比較例の評価を行なうための測定方法を示す模式図
である。パネルに対して30°方向に配した光源から入
射した照明光をパネルの法線方向に位置する受光部で受
光し、パネルの反射率を測定した。
【0020】図10は測定結果を表わしている。比較例
の場合白表示時における反射率は27.6%であり、黒
表示時の反射率は3.0%である。両者の比を取ったコ
ントラストは9.2である。第一実施例の場合白表示時
の反射率が31.8%と高くなっており、この関係でコ
ントラストが10.6になっている。比較例は凸部を主
体とした拡散反射層を用いているのに対し、第一実施例
はランダムに配された凹部を主体とした拡散反射層を用
いている。この為、第一実施例は比較例に比べ正面方向
の反射率が高くなり、コントラストの改善につながって
いる。第二実施例は白表示時の反射率が33.5%であ
り、第一実施例より更に向上している。この結果、コン
トラストは11.2になっている。第二実施例は凹部を
主体とするとともに一定の周期で傾斜を持たせた拡散反
射層を用いている。この為、正面方向の反射率が一層高
くなっている。
の場合白表示時における反射率は27.6%であり、黒
表示時の反射率は3.0%である。両者の比を取ったコ
ントラストは9.2である。第一実施例の場合白表示時
の反射率が31.8%と高くなっており、この関係でコ
ントラストが10.6になっている。比較例は凸部を主
体とした拡散反射層を用いているのに対し、第一実施例
はランダムに配された凹部を主体とした拡散反射層を用
いている。この為、第一実施例は比較例に比べ正面方向
の反射率が高くなり、コントラストの改善につながって
いる。第二実施例は白表示時の反射率が33.5%であ
り、第一実施例より更に向上している。この結果、コン
トラストは11.2になっている。第二実施例は凹部を
主体とするとともに一定の周期で傾斜を持たせた拡散反
射層を用いている。この為、正面方向の反射率が一層高
くなっている。
【0021】
【発明の効果】一般に、反射型表示装置では新聞紙や印
刷物と同程度のコントラスト(10以上)が望まれてい
る。その為には明るい白表示と暗い黒表示が必要であ
る。即ち、白表示時の高い反射率と黒表示時の低い反射
率が望まれる。この為には、入射光の利用効率を高める
必要がある。この点に鑑み、本発明は凹部の集合を主体
とする拡散反射層を用いている為、反射型表示装置のコ
ントラストを10以上にすることができる。又、ディス
プレイパネルに直接光が入射した場合、入射角と同じ角
度で反射光がでる為、この角度が最も明るくなるが、パ
ネルの表面反射とパネルの内部反射が重なり写り込み等
があって見にくくなる。観察者は必然的にこの正反射方
向角度を避ける必要がある。本発明によれば、拡散反射
層に周期的な傾斜を形成している為、その反射面からの
反射は入射角とは異なる様になり、写り込みのない状態
でしかも最も明るい画像を見ることができる。係る構造
を有する拡散反射層を用いることで、明るくコントラス
トの高い反射型表示装置を実現できる。
刷物と同程度のコントラスト(10以上)が望まれてい
る。その為には明るい白表示と暗い黒表示が必要であ
る。即ち、白表示時の高い反射率と黒表示時の低い反射
率が望まれる。この為には、入射光の利用効率を高める
必要がある。この点に鑑み、本発明は凹部の集合を主体
とする拡散反射層を用いている為、反射型表示装置のコ
ントラストを10以上にすることができる。又、ディス
プレイパネルに直接光が入射した場合、入射角と同じ角
度で反射光がでる為、この角度が最も明るくなるが、パ
ネルの表面反射とパネルの内部反射が重なり写り込み等
があって見にくくなる。観察者は必然的にこの正反射方
向角度を避ける必要がある。本発明によれば、拡散反射
層に周期的な傾斜を形成している為、その反射面からの
反射は入射角とは異なる様になり、写り込みのない状態
でしかも最も明るい画像を見ることができる。係る構造
を有する拡散反射層を用いることで、明るくコントラス
トの高い反射型表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る拡散反射板の製造方法を示す工程
図である。
図である。
【図2】本発明に係る拡散反射板の製造方法を示す工程
図である。
図である。
【図3】拡散反射板の製造方法の参考例を示す工程図で
ある。
ある。
【図4】反射型表示装置の一般的な構成を示す模式的な
部分断面図である。
部分断面図である。
【図5】本発明に係る反射型表示装置の構成例を示す模
式的な断面図である。
式的な断面図である。
【図6】本発明に係る反射型表示装置の第一実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図7】本発明に係る反射型表示装置の第二実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図8】反射型表示装置の参考例を示す断面図である。
【図9】反射型表示装置の評価に用いる測定方法を示す
模式図である。
模式図である。
【図10】測定結果を示す表図である。
【図11】本発明に従って製造された拡散反射板の微細
構造を示す模式図である。
構造を示す模式図である。
2・・・基板、22・・・拡散反射層、22a・・・柱
状体、22b・・・樹脂膜、22c・・・金属膜
状体、22b・・・樹脂膜、22c・・・金属膜
フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 BA01 BA11 BA14 BA15 BA20 DA02 DA04 DA11 DA12 DC04 DC08 DE00 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA16Y FA31Y FA37X FB02 FB04 FC01 FC10 FC22 FD04 GA02 GA13 LA16 LA17 5C094 AA03 AA06 AA10 AA22 BA03 BA43 CA24 DA13 ED11 FA02 FA04 GA10 GB01 HA08
Claims (6)
- 【請求項1】 基板の上に感光性を有する樹脂膜を形成
する工程と、 フォトリソグラフィにより該樹脂膜をパタニングして離
散的に配された柱状体の集合を設ける工程と、 柱状体の集合の上に樹脂を塗工し、離散的に配された各
柱状体の間の平坦な隙間に湾曲した凹部の集合を形成す
る工程と、 該凹部の集合の上に金属膜を形成する工程とを行なう拡
散反射板の製造方法。 - 【請求項2】 柱状体の集合を所定周期で区切り、一周
期内で柱状体の配列間隔が段階的に変化する様に樹脂膜
をパタニングして、各柱状体の間の隙間に形成する凹部
の深さを一周期内で段階的に変化させ、周期単位で基板
平面に対する傾斜を付与することを特徴とする請求項1
記載の拡散反射板の製造方法。 - 【請求項3】 加熱処理を施して個々の柱状体の角をな
だらかに変形する工程を含む請求項1記載の拡散反射板
の製造方法。 - 【請求項4】 入射側に配置する透明な第1基板と、所
定の間隙を介して該第1基板に接合し反射側に配置され
る第2基板と、該間隙内で第1基板側に位置する電気光
学層と、該間隙内で第2基板側に位置する拡散反射層
と、該第1基板及び第2基板の少くとも一方に形成され
該電気光学層に電圧を印加する電極とを備えた反射型表
示装置であって、 前記拡散反射層は凹部の集合が形成された樹脂膜とその
表面に成膜された金属膜とからなり、 予め隙間を残して離散的にパタニングされた柱状体の集
合の上に樹脂を塗工し、各柱状体の間の平坦な隙間に湾
曲した該凹部の集合を設けたことを特徴とする反射型表
示装置。 - 【請求項5】 柱状体の集合は所定周期で区切られてお
り、一周期内で柱状体の配列間隔が段階的に変化する様
にパタニングされており、各柱状体の間の隙間に形成す
る凹部の深さが一周期内で段階的に変化し、周期単位で
基板平面に対する傾斜が付与されていることを特徴とす
る請求項4記載の反射型表示装置。 - 【請求項6】 前記第2基板には画素電極及びこれを駆
動するスイッチング素子が集積的に形成されており、前
記第1基板には該電気光学物質を介して該画素電極に対
面する対向電極が形成されていることを特徴とする請求
項5記載の反射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189651A JP2000009910A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 拡散反射板の製造方法及び反射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189651A JP2000009910A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 拡散反射板の製造方法及び反射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000009910A true JP2000009910A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16244892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10189651A Pending JP2000009910A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 拡散反射板の製造方法及び反射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000009910A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022913A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-23 | Alps Electric Co Ltd | 反射体および反射型液晶表示装置 |
| JP2002258270A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-09-11 | Seiko Epson Corp | 液晶装置用基板、液晶装置用基板の製造方法、液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器 |
| JP2004004786A (ja) * | 2000-12-25 | 2004-01-08 | Seiko Epson Corp | 液晶装置用基板、液晶装置用基板の製造方法、液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP10189651A patent/JP2000009910A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022913A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-23 | Alps Electric Co Ltd | 反射体および反射型液晶表示装置 |
| JP2002258270A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-09-11 | Seiko Epson Corp | 液晶装置用基板、液晶装置用基板の製造方法、液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器 |
| JP2004004786A (ja) * | 2000-12-25 | 2004-01-08 | Seiko Epson Corp | 液晶装置用基板、液晶装置用基板の製造方法、液晶装置、液晶装置の製造方法及び電子機器 |
| US6919943B2 (en) | 2000-12-25 | 2005-07-19 | Seiko Epson Corporation | Substrate for a liquid crystal device, method of manufacturing a substrate for a liquid crystal device, a liquid crystal device, a method of manufacturing a liquid crystal device, and an electronic apparatus |
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