JP2002122716A - 反射板、反射型液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面に凹凸を有し散乱性を有する反射板を具
備する反射型表示素子において、反射板の下地となる凹
凸層を簡便な工程数で製造する。また、製造時の加熱の
工程の温度ばらつきに対し、歩留りよく反射板を製造す
る。 【解決手段】 平坦な底部を有する凹凸層の製造工程に
おいて、底部を形成するフォトマスクのパターンとして
２種類の大きさのパターンを用いた。小さいパターン
は、樹脂が流動して底部が部分的に塞がり、大きいパタ
ーンでは、樹脂を流動させても底部が塞がらない状態と
なる。加熱温度の変化により、小さな径の底部がほとん
どが塞がるような状態となっても、大きな径の底部は塞
がっていないため、底部が塞がった凹凸曲面と塞がらな
い底部とを混在させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外光を利用して表
示を行うための反射板および該反射板を具備する反射型
液晶表示装置と、その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バックライトなどの光源を必要としない
反射型表示装置、たとえば、反射型液晶表示装置は、反
射板と、表示装置に入射する光および反射板で反射され
た光の光量を制御する光制御手段（液晶表示装置など）
とを組み合わせて表示を行うものであり、消費電力が小
さいため、携帯用の機器に利用されることが多い。反射
型表示装置では外光を反射する反射板が必要であるが、
表示装置として十分な明るさを確保するためには、反射
板から反射される光のうち表示装置を見る観察者の方向
に反射する光をできるだけ多くし、光の利用効率を高め
る必要がある。特にカラー表示を行う反射型表示装置で
は、単色の表示装置に比べて高い反射率が求められる。

【０００３】高い反射率を得るためには、反射板として
反射率の高いアルミニウムや銀などの金属反射膜を用い
ることが考えられるが、平坦な面上に金属反射膜を形成
すると、鏡面反射して光源が反射板に映り込み、それ以
外ではほとんど光が反射しないために暗く、表示が非常
に見づらくなる。図９（ａ）はこの様子を示したもので
ある。反射板の垂線からの角度（座標角）が−３０度方
向から入射光を入射した場合、図９（ｂ）のように、反
射光は、＋３０度方向のみに鋭いピークとしてあらわ
れ、それ以外では、ほとんど反射光が得られない。

【０００４】一方、紙の印刷物のような自然な「見え」
（いわゆるペーパーホワイト）を得ようとすると、反射
板として白い紙やこれに類似するものを反射板として用
いればよいが、観察者から大きく外れた方向にも光が反
射されるため、暗い表示となる。図１２（ａ）にこの様
子を示す。図１２（ｂ）のように、反射光がすべての方
向に散乱されるため、光源の映りこみはないが、どの方
向から見ても暗い表示となる。

【０００５】この課題に対しては、特許第２６９８２１
８号公報が開示されている。これは図１０（ａ）および
（ｃ）のように、フォトレジスト等により基板上に離隔
した多数の凸部１４を形成し、この上に反射膜３を形成
したものである。反射膜３としてアルミニウムなどを用
いることにより図１０（ｂ）のように散乱性を付与し、
光源の映り込みを小さくしている。しかし、この従来例
では、凸部１４が離隔して形成されているため、凹部１
３は平面的であり、かつ面積が大きく、その反射光は正
反射方向（図１０（ｂ）では＋３０度方向）にピークが
現れを多く含むために、光源の映りこみが発生し、ほか
の角度から見たときには暗いという課題を有していた。

【０００６】そこで、この課題を解決したものとして、
特許第２７５６２０６号公報が開示されている。この様
子を図１１（ａ）に示す。これは、凹または凸形状１４
が形成された基板上に液体を塗布、硬化することによっ
て凹凸表面に滑らかな起伏１５を形成し、前記従来例で
課題であった平面的な部分を除いて図１１（ｂ）のよう
に、正反射方向に鋭いピークが現れない良好な光散乱性
を確保したものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
従来例では、基板上に凹または凸形状を形成する工程
と、前記凹凸上に液体を塗布するという工程があるた
め、凹凸形状を形成する工程のみに２段階の工程が必要
であり、工程が冗長であった。

【０００８】そこで、本発明者等は、かかる課題を解決
するための反射板および反射型液晶表示装置として、既
に発明し、かかる発明につき出願（特願２０００−１１
４８６８号）をなしている。この特願２０００−１１４
８６８号に係わる発明は、本発明の基礎となる発明であ
り図１６のように、基板上に設けられた凹凸曲面と平坦
な底部を有する凹凸層と、凹凸層上に設けられた反射膜
を有しているものである。そして、底部において凹凸層
を基板上で流動させ、底部を縮小させる、または塞ぐこ
とにより、凹凸層の凹凸曲面の面積を大きくし、良好な
反射特性を得ることができた。

【０００９】しかしながら、特願２０００−１１４８６
８号に係わる発明は、従来例の課題を解決することはで
きたけれども、以下に述べる新たな課題を生じるおそれ
がある。そこで、本発明者は、新たな課題の発生を未然
に防止すべく、特願２０００−１１４８６８号に係わる
発明を基礎にして鋭意研究開発することにより本発明を
完成するに至った。よって本発明は、従来例の有する課
題を解決し、更に、本発明の基礎となる発明（特願２０
００−１１４８６８号に係わる発明）の有する新たな課
題の発生を未然に防止したものである。

【００１０】参考までに、以下に、本発明の基礎となる
発明の構成、およびその懸念される課題について説明す
る。本発明の基礎となる発明は、良好な反射特性を得る
構成として、底部において凹凸層を基板上で流動させ、
底部を縮小させる、または塞ぐことにより、凹凸層の凹
凸曲面の面積を大きくし、良好な反射特性を得ている。

【００１１】ここで、凹凸層を基板上で流動させる方法
として、凹凸層を構成する材料の加熱による流動（メル
トフロー）を使用した場合、温度によって流動の程度が
異なり、反射特性に差異を生じる可能性がある。加熱
は、ホットプレート、オーブンなどの装置により実施す
るが、このとき基板に加えられる温度が基板面内でばら
つくと、温度のばらつきが基板面内の反射率ムラとなっ
て現れ、このムラが許容範囲を超えると、その反射板ま
たは反射型液晶表示装置は不良品となる。また、処理基
板ごとに温度のばらつきが生じた場合、基板間の反射特
性の違いとなって現れ、その違いが許容できる範囲を超
えると、その反射板または反射型液晶表示装置は不良品
となって、製造上の歩留まりを低下させる。

【００１２】以上のように、面内または枚数ごとの加熱
の温度ばらつきがある場合には、加熱という製造工程上
の要因により、均質な特性の反射板または反射型液晶表
示装置を提供することが困難となり、歩留まりを低下さ
せる。

【００１３】そこで、本発明者らは、凹凸層の底部の大
きさ（径）および配置を適切にすることにより、上記本
発明の基礎となる発明の課題を未然に防止できることを
見出した。

【００１４】また、この鋭意研究開発の過程で、凹凸層
の底部の大きさおよび配置を適切にすることにより、本
発明の基礎となる発明に比べ、さらに良好な反射特性が
実現できることを見出した。

【００１５】このように本発明は、上記従来例の課題を
解決するとともに、本発明の基礎となる発明の有する課
題を解決し、さらに良好な特性を得ることができるもの
であり、良好な反射特性を有するとともに、製造上の課
題に起因する反射特性の変化を抑制し、歩留まりの向上
を図れる構成の反射板、反射型液晶表示装置およびその
製造方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の反射板は、基板と、前記基板上に設けられ
凹凸曲面を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上
に設けられた反射膜とを有し、前記凹凸層は、前記樹脂
が取り除かれた平坦な底部を有し、前記底部の前記基板
面上の大きさが２種類以上あることを特徴とする。ま
た、前記底部が混在していることを特徴とする。

【００１７】この構成により、製造時の加熱の温度ばら
つきがある場合においても、凹凸層上の凹凸曲面が反射
特性に有効な傾斜角の範囲である４〜１０度を含むこと
ができ、良好な反射特性を有する反射板を歩留りよく提
供することができる。ここで傾斜角は、凹凸層の表面と
基板面との間の角度である。

【００１８】また、基板面上の所定の領域とその周辺の
領域とで異なる大きさの底部を有することを特徴とす
る。

【００１９】この構成により、所定の領域の周辺におい
て大きな面積の底部が形成されることを防ぎ、良好な反
射特性を有する反射板を提供することができる。

【００２０】また、基板と、前記基板上に設けられ凹凸
曲面を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設
けられた反射膜とを有し、前記凹凸層が、大きさの異な
る２つ以上のパターンを面内に配置したフォトマスクに
従って前記樹脂が取り除かれた底部を有することを特徴
とする。

【００２１】また、基板と、前記基板上に設けられ凹凸
曲面を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設
けられた反射膜とを有し、前記凹凸層は、大きさの異な
る２つ以上のパターンを面内に配置したフォトマスクに
従って、小さいパターンに対応した箇所においては、前
記樹脂が取り除かれた底部に前記樹脂が流動して塞がれ
た凹凸曲面を有し、大きいパターンに対応した箇所にお
いては、前記樹脂が取り除かれた底部を有することを特
徴とする。

【００２２】また、前記フォトマスクが、異なる大きさ
のパターンを面内で混在させた配置を含むことを特徴と
する。

【００２３】このような構成により、製造時の加熱の温
度ばらつきがある場合においても、凹凸層上の凹凸曲面
が反射特性に有効な傾斜角の範囲である４〜１０度を含
むことができ、良好な反射特性を有する反射板を歩留り
よく提供することができる。

【００２４】また、前記フォトマスクが、大きいパター
ンの領域の周辺に小さいパターンの領域を設けた配置を
含むことを特徴とする。

【００２５】この構成により、所定の領域の周辺におい
て大きな底部が形成されることを防ぎ、良好な反射特性
を有する反射板を提供することができる。

【００２６】また、大きいパターンのフォトマスク上で
の径が、小さいパターンのフォトマスク上での径より１
μｍ以上大きいことを特徴とする。

【００２７】この構成により、大きいパターンに対応す
る凹凸層の底部が塞がれることなく、良好な反射特性と
歩留りを両立した反射板を提供することができる。

【００２８】また、前記の小さいパターンのフォトマス
ク上の径が８μｍ以下であることを特徴とする。

【００２９】この構成により、小さいパターンのフォト
マスク上の径に対応する凹凸層の底部がメルトフローに
より塞いで凹凸層上に凹凸曲面を形成することが可能と
なり、良好な反射特性を得ることができる。

【００３０】また、基板と、前記基板上に設けられ凹凸
曲面を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設
けられた反射膜とを有し、前記凹凸層が前記基板と接す
る箇所の前記基板に対する角度が略一定であることを特
徴とする。

【００３１】このように、凹凸層と基板が接する角度が
一定である構成により、製造時、凹凸層をなす樹脂を加
熱しメルトフローさせた際に、加熱する温度のばらつき
に対し傾斜角の変化が小さく、凹凸層上の凹凸曲面がな
す傾斜角がほぼ同じとなるため、反射特性が良好な反射
板を歩留りよく提供することができる。

【００３２】また、基板と、前記基板上に設けられ凹凸
曲面を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設
けられた反射膜とを有し、前記凹凸層が前記基板と接す
る箇所の前記基板に対する角度が略一定であり、前記角
度が２０度以下であることを特徴とする。

【００３３】この構成により、反射特性が良好な反射板
を歩留りよく提供することができる。

【００３４】また、本発明の反射型液晶表示装置は、前
記構成の反射板と、透明電極を備え前記基板と所定の間
隙を介して対向して配置された対向基板と、前記間隙に
充填された液晶層とを有することを特徴とする。

【００３５】この構成により、反射特性が良好な反射型
液晶表示装置を歩留りよく提供することができる。

【００３６】また、本発明の反射板の製造方法は、基板
上に樹脂を塗膜したのち、大きさの異なる２つ以上のパ
ターンを面内に配置したフォトマスクを用いて、露光、
現像することにより、前記樹脂の所定の箇所を取り除き
底部を形成する工程と、前記樹脂の表面を凹凸曲面に整
形し、凹凸層を形成する工程と、前記凹凸層上に反射膜
を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

【００３７】また、前記凹凸層を形成する工程が、フォ
トマスク上の小さいパターンに対応した底部に樹脂を流
動させて塞ぐ工程を含むことを特徴とする。

【００３８】この方法により、製造時の加熱の温度ばら
つきがある場合においても、凹凸層上の凹凸曲面が反射
特性に有効な傾斜角の範囲である４〜１０度を含むこと
ができ、良好な反射特性を有する反射板を歩留りよく製
造することができる。

【００３９】また、本発明の反射型表示装置の製造方法
は、透明電極を有する対向基板を前記反射板と所定の間
隙を介して貼り合わせる工程と、前記間隙に液晶を充填
する工程と、を含むことを特徴とする。

【００４０】この構成により、反射特性が良好な反射型
液晶表示装置を歩留りよく製造することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施形
態の一例（実施形態１）を図面を参照しながら説明す
る。

【００４２】図１は、本発明の実施形態１である反射板
の画素領域の一断面を示すものである。また図２は図１
の反射板を上面から見たものであり図２のＡ−Ａ断面が
図１に相当する。図１において、基板１の表面に微細な
凹凸曲面を有する凹凸層２が設けられている。基板上に
は凹凸層２が取り除かれて基板が露出した底部４があ
る。底部４は、凹凸層２に多数設けられており、基板１
面に沿って平坦な面をなしている。底部４は、２種類の
大きさの底部４ａと底部４ｂが混在している。ここで混
在とは、図２のように、異なる大きさの底部がともに面
内に分散して配置されている様子を指す。凹凸層２およ
び底部４の表面には反射膜３が成膜されている。反射膜
３は、反射率の高い金属反射膜であるアルミニウムを
０．１μｍの厚みで蒸着成膜したものである。アルミニ
ウムの他に、反射率が高い銀などの金属膜を形成しても
よい。

【００４３】凹凸層２は光感光性材料の樹脂からなり、
所定のフォトマスクを用い、露光および現像によりパタ
ーニングされ、底部４が形成されている。また、この樹
脂は、現像後の加熱工程でメルトフローする性質を有す
る。ここで、メルトフローとは、加熱で材料が軟化する
ことにより、膜の表面の角が丸まったり膜が基板上を流
動するなど、形状変化を起こす性質、現象である。凹凸
層は、現像後にメルトフローさせることで表面が丸くな
り、底部４の周辺では、凹凸層２が底部４に近づくに従
って、徐々に膜厚が薄くなっている。メルトフローによ
って凹凸層２の表面に形成された滑らかな凹凸曲面によ
り、反射光を散乱させて、光源の映りこみを抑制し、良
好な反射特性を得ることができる。

【００４４】本実施形態の反射板を用いた反射型液晶表
示装置を図３に示す。図３の反射型液晶表示装置は、１
枚偏光板方式の反射型カラー液晶表示装置である。基板
１と対向基板６との間には所定の間隙が設けられ、この
間隙に液晶が充填された液晶層５を有する。対向基板６
には、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各色に対応するカラーフィル
タ９が各画素ごとに配置され、カラーフィルタ４の内側
に透明導電膜からなる共通電極１０を有する。対向基板
６の外側には偏光板８および位相差板７が設けられてい
る。

【００４５】基板１上には、上記の反射板が設けられて
いる。すなわち、底部４を有する凹凸層２が設けられ、
凹凸層２上に入射光を反射するための反射膜３が成膜さ
れて、反射板を形成している。反射膜３は、各画素ごと
に区切られ、凹凸層２に設けられたコンタクトホール１
２で基板１上の駆動素子１１のドレイン端子１１ａと接
続しており、画素電極を兼ねる。この構成により、基板
１上の駆動素子１１によって、画素電極を兼ねる反射膜
３と共通電極１０の間に印加する電圧を変化させること
ができ、表示動作が可能となる。

【００４６】偏光板８の外側から入射した光は、偏光板
８、位相差板７、対向基板６、カラーフィルタ９、共通
電極１０、液晶層３を通過し、反射膜９で反射され、逆
の経路を通って、反射型表示装置を見る人の目に入る。
このとき、液晶層に印加する電圧を制御することによ
り、光の吸収と透過を制御することができる。

【００４７】本実施例の反射型液晶表示装置の反射特性
を図４に示す。図４（ｃ）は反射板を上方から見たもの
で図４（ｃ）中のC―C断面を図４（ａ）に示す。図４
（ａ）のように、反射板の垂線から−３０度方向の座標
角から入射光ケ〜シを入射させると、反射光はケ'〜シ'
のように様々な方向に反射して散乱される。ここで、凹
凸層２の底部４、すなわち、基板１上に反射膜３が製膜
された部分への入射光サは、基板表面で正反射し、反射
光サ'となる。底部４の面積が大きい場合、図１０に示
す従来例のように正反射が大きい反射特性となる。ここ
で、底部４の面積の反射板全体に対する面積は、小さい
ほうが入射光の正反射、すなわち映りこみが小さくなる
ため望ましい。そこで、底部４において凹凸層を形成す
る樹脂を基板上で流動させ凹凸曲面の面積を大きくする
ことにより、底部４の面積を小さくし、反射特性を向上
している。この場合の反射光の成分は図４（ｂ）のよう
になり、正反射の方向（図４（ｂ）の座標角＋３０度方
向）には鋭いピークはわずかしか現れず、大部分の反射
光は、さまざまな方向に反射する散乱光となる。このよ
うに、本発明の反射板により良好な反射特性を得ること
ができる。

【００４８】本実施形態の反射板および反射型液晶表示
装置の製造方法を図面に基づいて説明する。図１３は、
本発明の一実施例である反射板の製造方法を説明する図
である。図１３（ａ）のように、基板１上に樹脂２'を
スピンコートにより塗布し、プリベークした。樹脂はア
クリル系のポジ型感光性材料を用いた。プリベーク後の
膜は２μｍの厚みとした。次に底部４および凹凸曲面の
凹部４ｂ’およびコンタクトホール１２の領域のみを露
光するフォトマスクを用いて露光を実施し、感光性材料
の現像液で現像して図１３（ｂ）のように、底部および
コンタクトホールの箇所を取り除くパターニングを実施
した。凹凸層を形成する領域のフォトマスク上のパター
ン平面図を図１４に示す。図１４において、光の透過部
は斜線で示し、それ以外は遮光部である。また、Ｄ−Ｄ
線が図１３断面に対応する。凹凸層を形成するためのパ
ターン２１は略円形のパターンからなり、大きなパター
ン２１ａと小さなパターン２１ｂの２種類の径のパター
ンを含む。また、コンタクトホール部２２は、光を透過
するパターンである。図１４では、９μｍの径を有する
パターン２１ｂと、８μｍの径を有するパターン２１ａ
が混在させている。なお、略円形のパターンは、六角
形、八角形などの多角形でもよい。

【００４９】図１３（ｂ）に示すように、このフォトマ
スクを用いて樹脂２をパターニングすると、フォトマス
クの透過部のパターンに従って、樹脂２に径の異なる凹
部が形成される。次に、基板を温度１４０℃のホットプ
レート上で５分間加熱し、樹脂２を底部４でメルトフロ
ーさせて図１３（ｃ）のように表面に所望の凹凸曲面を
有する凹凸層２を形成した。このとき、小さな径の底部
では樹脂がメルトフローにより流動し、底部が塞がり凹
凸曲面を形成したもの４ａ’と、ごく小さな底部が塞が
らずに残るもの４ａを形成した。一方、大きな径の底部
４ｂは流動により径が縮小するものの全て塞がらず、平
坦な底部が残存した形状の凹凸層２を形成した。このよ
うにして、凹凸層には、底部が塞がってできた滑らかな
凹凸曲面４ａ’と、塞がらずに残った小さな径の底部４
ａおよび大きな径の底部４ｂの２種類の底部を形成し
た。

【００５０】その後、樹脂の硬化温度である２００℃の
オーブンで１時間加熱し、凹凸層２を硬化させた。

【００５１】次に図１３（ｄ）のように、上記凹凸層２
上に反射膜３としてアルミニウムを０．２μｍの厚みで
製膜し、これを画素形状にパターニングした。反射膜３
は、凹凸層２の表面の凹凸曲面に沿って製膜され、光散
乱性を有する反射板を形成できた。

【００５２】また、反射膜の製膜時に各画素のコンタク
トホール１２では、各画素ごとの反射膜３と基板１上の
駆動素子１１の端子１１aが接続された。フォトリソグ
ラフィーおよびエッチングの工程で、画素形状にパター
ニングすることにより、駆動素子１１で各画素ごとの反
射膜３の電位制御が可能となる。各反射膜３が画素電極
を兼ねる構成を形成し、反射板を完成させた。

【００５３】ここで、凹凸層２は、前述のように、底部
が塞がって形成された滑らかな凹凸曲面４ａ’と、塞が
らずに残存した平坦な底部４ａ、４ｂがともに存在する
ことが望ましい。これは、凹凸曲面の基板面に対する傾
斜角が、塞がった部分４ａ’と平坦な底部４ａ，４ｂの
ごく近傍の部分とで異なることに起因する。底部が塞が
った部分では、比較的滑らかで平坦な曲面が形成でき、
基板に対する凹凸曲面の傾斜角は、およそ０〜７度程度
にすることができる。一方、平坦な底部のごく近傍の凹
凸曲面の傾斜角はおよそ７〜３０度になる。

【００５４】ここで、明るく、反射特性が良好な反射板
を形成するためには、曲面の傾斜角が、およそ４〜１０
度の範囲であることが有効である。このようなことか
ら、本発明者らは、メルトフローにより凹凸層を形成す
る樹脂を底部で流動させて凹凸曲面を形成する本発明お
よび、および本発明の基礎となる特願２０００−１１４
８６８号に係わる発明において、明るく、反射特性が良
好な反射板は、底部が塞がった部分と塞がらない部分と
両方を混在させることが望ましいということを見出し
た。

【００５５】また、底部が塞がって形成された凹凸曲面
を、傾斜角０〜７度の凹凸曲面にするためには、底部が
塞がってからの樹脂のメルトフローによる流動が小さい
ことが望ましく、このような状態は、小さな径の底部が
部分的に塞がらずにわずかに残っている状態で実現でき
ることを、本発明者らは見出した。

【００５６】また、メルトフローの際には、加熱により
底部周辺の樹脂が底部に数μｍ流動するため、凹凸層の
底部の径を、凹凸層をパターニングするための底部のフ
ォトマスクの寸法より小さくでき、凹凸層の底部の面積
が小さくなる。フォトマスク上のパターン径が１種類の
場合には、同じ基板上に形成された底部は、どの底部で
もほぼ同じ程度に樹脂がメルトフローするため、塞がる
底部と塞がらない底部を混在させるように加熱するため
には、高精度な温度管理が必要となる。すなわち、適正
な温度に対し、加熱する温度が５℃程度低くなると、す
べての底部は塞がらず、温度が５℃程度高くなると、ほ
ぼすべての底部が塞がってしまう、という状態になり、
前述のように底部が塞がれた状態と塞がれない状態を混
在させることができなくなる。このように、温度のわず
かな差異で反射特性が異なってしまうため、適切な反射
特性を得ることができる加熱の温度範囲は非常に小さ
い。このため、加熱する際に基板面内で温度分布がわず
かにあると、その温度分布が明るさのムラをして現れ、
製造の歩留まりを低下させる原因となる。また、別の基
板で反射板を製造した際にも、加熱の温度が基板ごとに
わずかに異なると、反射特性の異なる反射となり、歩留
まりを低下させる原因となる。

【００５７】そこで、本発明者らは、底部を形成するフ
ォトマスクのパターンとして２種類の大きさのパターン
を用いた。ここで、大きいパターンの径は９μｍ、小さ
いパターンの径は８μｍとした。このようにすると、小
さいパターンは、樹脂が流動して底部が部分的に塞が
り、大きいパターンでは、樹脂を流動させても底部が塞
がらないという状態を作ることができた。このようにす
ると、加熱温度の変化により、小さな径の底部がほとん
どが塞がるような状態となっても、大きな径の底部は塞
がっていないため、底部が塞がった凹凸曲面と塞がらな
い底部とを混在させることができ、加熱のときの温度分
布や温度の変化に対しても、反射特性の変化が小さく、
良好な特性をもつ反射板を製造することができた。この
ようにすることで、製造の歩留まりを向上させることが
できた。

【００５８】このように、底部の大きさが２種類以上パ
ターンを混在させる場合、フォトマスク上での大きいパ
ターンと小さいパターンの径の差は１μｍ以上あること
が望ましい。これによって、小さい径の底部が塞がる状
態でも、大きい径の底部は塞がらない状態をつくること
ができる。

【００５９】また、小さい径の底部に相当するフォトマ
スクのパターンの径は８μｍ以下であることが望まし
い。このようにすることで、樹脂の流動が大きい場合に
も、小さい径のフォトマスクにより形成された底部の一
部が塞がって、反射特性が良好な反射板を形成すること
ができる。

【００６０】また、実施の形態１では、底部の径の大き
さ、およびフォトマスク上での径の大きさを２種類とし
たが、２種類以上の種類の径が混在させた場合でも、同
様の効果を得ることができる。

【００６１】なお、実施の形態１では、小さい径の底部
のうち一部の底部が塞がって凹凸曲面を形成し、その他
では底部が塞がらないという例を示したが、小さい径の
底部が全て塞がってしまい、大きい径はすべて塞がら
ず、平坦な底部となる構成となっても、底部が塞がって
凹凸曲面を形成する部分の傾斜角と、底部周辺の傾斜角
の両方により、比較的良好な反射特性を確保することが
できる。

【００６２】一方、反射膜の製膜時に各画素のコンタク
トホールでは、各画素ごとの反射膜３と基板１上の駆動
素子１１の端子１１aが接続された。フォトリソグラフ
ィーおよびエッチングの工程で、画素形状にパターニン
グすることにより、駆動素子１１で各画素ごとの反射膜
３の電圧制御が可能となり、各反射膜３が画素電極を兼
ねる構成を形成し、反射板を完成させた。

【００６３】次に、図３のように、上記反射板と、対向
基板６の表面に、液晶材料を配向させるための配向膜を
形成したのち、所定の間隙を保って貼り合わせた。対向
基板６には、あらかじめ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の各色に相当するカラーフィルタ９が画素ごとに形成さ
れてマトリクス状に配置し、さらにＩＴＯ（インジウム
錫酸化物）からなる透明電極１０を形成して、液晶表示
装置の共通電極として用いる。配向膜は、図３には示し
ていないが、基板１の反射板側、および対向基板６の共
通電極側１０に形成し、これら配向膜を形成した面を向
かい合わせて約４μｍの間隙で貼り合わせ、間隙に液晶
材料を封入して液晶層５を形成した。さらに、前記対向
基板の外側に位相差板７、偏光板８を貼って反射型液晶
表示装置を完成させた。

【００６４】この反射型液晶表示装置を表示部として、
コンピュータ用表示装置、情報携帯端末装置、携帯電話
などを構成することができる。

【００６５】なお、樹脂をメルトフローさせて凹凸層の
凹凸曲面を形成する工程において、メルトフローにより
底部で樹脂を流動させたとき、底部の径が凹凸層の現像
後の径に比べて小さくなるとともに、駆動素子の端子と
画素電極を接続するためのコンタクトホールの径も同様
に小さくなる。コンタクトホール径が小さくなると、コ
ンタクトホール部分での電気抵抗が高くなったり、接続
しない不具合が発生する可能性がある。このため、凹凸
層をパターニングするためのフォトマスクのコンタクト
ホールの径は、画素部分での底部の径に比べて大きく
し、コンタクトホールでの接続を確実に実施した。

【００６６】また本実施の形態では、凹凸層を形成する
材料の形状制御を加熱で実施したが、これ以外の方法で
凹凸層の凹凸曲面の形状制御を行ってもよい。例えば、
光照射により分子どうしの架橋が切断できる樹脂を用い
ると、光照射により、メルトフローと同じような膜の軟
化および基板上の流動を行うことができ、形状制御を実
施できる。

【００６７】なお、本実施の形態では、凹凸層として感
光性材料を用いたが、感光性を有しない樹脂を用い、レ
ジストを用いたフォトリソグラフィー、および樹脂をエ
ッチングする工程によって凹凸層を形成しても、同様の
効果を得ることができる。

【００６８】また、本実施の形態では、基板として透明
なガラスを用いたが、例えばプラスチックなどの樹脂で
構成された基板を用いてもよい。また、基板は、シリコ
ンなど不透明な基板を用いることもできる。

【００６９】また、本実施の形態では、１枚偏光板方式
の反射型カラー液晶表示装置の例を示したが、液晶中に
二色性色素を含有させたゲストホスト型の液晶表示装置
など他の方式の液晶表示装置にも本発明の反射板を用い
ることができる。また、カラー表示を行わない単色表示
の液晶表示装置にも同様に用いることができる。

【００７０】また、各画素に対応した基板上の駆動素子
で画素ごとに印加する電圧を制御する、いわゆるアクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示装置を例に挙げたが、各
画素に駆動素子を持たないパッシブ方式、たとえばスー
パーツイストネマチック（ＳＴＮ）方式で、本発明の反
射型表示装置を構成してもよい。

【００７１】また、本実施の形態では、光の透過・吸収
を制御する手段として、液晶を用いた反射型液晶表示装
置について示したが、本発明の反射型表示装置は、液晶
を用いた表示装置に限定されるものではない。例えば、
溶液中に分散させた微粒子を電界で移動させることによ
り、光の吸収、透過を制御する電気泳動ディスプレイに
適用することも可能であり、液晶表示装置以外の反射型
表示装置に、本発明の反射板を用いることができる。

【００７２】（実施の形態２）本発明の実施形態２の反
射板およびこの反射板を用いた反射型液晶表示装置につ
いて図面に基づいて説明する。実施の形態２は、一部の
み実施の形態１と相違するため、この部分についてのみ
説明し、共通する部分については説明を省略する。

【００７３】実施の形態２の反射板は、実施の形態１と
底部の大きさおよび配置が異なる。これは、反射板を製
造する工程において、樹脂をパターニングするためのフ
ォトマスク上のパターンの径、配置を実施の形態１と異
なるものとしている。大きいパターンの領域の周辺に小
さいパターンの領域を設けた配置としている。また、実
施の形態２の反射板の断面図を図１６に示す。実施の形
態２では、図１６の凹凸層２が基板と接する箇所の基板
に対する角度Ｄの変化が小さい材料を用いて、この角度
を略一定としている。より具体的には、この角度Ｄを２
０度以下としている。

【００７４】実施の形態２の反射板の平面図を図５に、
この反射板を製造する際のフォトマスクのパターンの配
置を図６に示す。なお、各画素のコンタクトホールに対
応する部分は省略している。図６のように凹凸を形成す
る領域は、所定の範囲Ａごとに分けられており、マトリ
クス上に並んでいる。この領域はひとつひとつが、表示
装置の画素に対応し、画素と画素の間は反射板を形成し
なくても差し支えないため、ここには凹凸曲面を形成す
るためのパターンを配置せず、底部を形成しないでもよ
い。また、図５において、底部４ａ、４ｂは実線、凹凸
曲面の凹部４ａ’は破線で示す。また、図６において透
過部は実線で示す。

【００７５】この場合、特願２０００−１１４８６８号
に係わる発明では、フォトマスクのパターンの径が同じ
で図７のフォトマスクを用いる。これを用いて製造した
反射板は、図８のようになり、外周部Ｂの底部がほとん
ど縮小せず大きな径のまま残り、内側部Ｃのみで部分的
に塞がるという状態になる。

【００７６】反射板の凹凸層は、メルトフローにより底
部が塞がる部分と平坦な底部が残存する部分は混在する
ことが望ましいが、マスク上のパターン径が同じ場合に
は、平坦な底部の領域の占める割合が大きくなりすぎ、
反射特性が悪化する可能性がある。そこで、図６に示す
フォトマスクのように、外周部Ｂを小さいパターンの領
域とし、内側部Ｃを大きいパターンの領域とすること
で、外周部Ｂの平坦部の面積を減らすことができ、良好
な反射特性を実現できる。

【００７７】ここで、外周部で底部への樹脂のメルトフ
ローが小さい理由について簡単に説明する。メルトフロ
ーは加熱された樹脂が丸くなったり、樹脂が基板上を流
動するなどの変化が起こるが、この形状は、加熱によっ
て流動性を得た樹脂の表面張力によって決まる。図６フ
ォトマスクのように、外周部Ｂでは、隣接する領域Ａど
うし間の距離が離れており、この間の距離で表面張力が
働いて、底部への樹脂の流動が小さくても形状が定ま
る。一方、内側部Ｃでは底部どうしの間隔が小さく、表
面張力により底部に樹脂が広がりやすくなる。このた
め、外周部では、底部への樹脂の流動が比較的小さく、
内側部では大きい。従って、フォトマスクのパターンの
径を外周部と内側部で同じにしておくと、凹凸層の外周
部の径が大きく開口し、内側部では底部が小さくなる。
そこで、外周部のフォトマスクのパターンの径を予め小
さくしておくことにより外周部の底部が大きな径になる
ことを防ぎ、良好な反射特性を得ることができる。

【００７８】従来のフォトマスクでは図７のように、外
周部と内側部の径をともに８μｍとした場合、メルトフ
ローしたのちには、図８のように、外周部の底部の径は
５μｍ、内側部は０〜２μｍとなり、外周部の底部の径
が大きすぎ、反射特性を低下させる原因となっていた
が、実施の形態２の場合、図６のように、フォトマスク
上の外周部Ｂの径を６μｍ、内側部Ｃを８μｍとし、外
周部Ｂを小さくしておく。こうすると、図５のように、
外周部では凹凸層の底部の径が３μｍに縮小する一方、
内側部は底部が０〜２μｍとなった。このようにする
と、外周部で底部の鏡面反射部分の面積が小さくなるた
め、反射特性を改善することができた。

【００７９】実施の形態１と同じように、内側部のフォ
トマスクとして、２種類以上の径のパターンを混在させ
た場合、実施の形態１と同様、製造の歩留まりを向上す
ることができる。

【００８０】図５に示す反射板のＥ−Ｅ断面図を図１５
に示す。メルトフロー時の樹脂の基板上での表面張力
は、温度による樹脂の流動性、軟化の程度にも依存す
る。このため、加熱工程での温度変化やばらつきがある
と、凹凸層の表面形状を変化させてしまい、反射特性ム
ラとなって現れ、歩留りを低下させる要因となる。

【００８１】そこで、図１５において凹凸層が基板と接
する箇所の基板に対する角度Ｆが略一定となるようにす
れば、反射特性のばらつきが小さくなる。そこで温度の
変化に対し、基板に対する傾斜角の変化が小さい樹脂を
用いることにより、歩留りの低下を抑制することができ
る。

【００８２】また、この角度が２０度以下、望ましくは
１０度以下とすることにより、これ以上の角度の領域が
存在しなくなることから、４〜１０度という反射特性に
有効な角度の傾斜角を相対的に増加させることができ、
良好な反射特性を得ることができる。

【００８３】また、実施の形態１〜３では、表示部分の
全体に反射膜が形成された「反射型」の表示装置につい
て説明したが、反射型表示装置と透過型表示装置の特性
を兼ね備えた、いわゆる半透過型表示装置についても本
発明と同様の効果を得ることができる。本発明の基礎と
なる特願２０００−１１４８６８号に係わる発明におい
て説明したように底部など画素の一部分のみ、反射膜を
取り除くことにより、半透過型の反射板または反射型液
晶表示装置を提供することができる。また、反射膜の膜
厚を薄くし、半透過膜とすることで、本発明の実施の形
態１〜３と同様の構成で半透過型の反射板、および液晶
表示装置を構成することができる。

【００８４】また、実施の形態１、２では、底部として
略円形の例を示したが、これ以外にも、直線状、正弦波
状またはジグザグ状、らせん状などの略線状でもよい。
これらの略線状の底部を複数本配置しても本発明の効果
を得ることができる。この場合、実施の形態１、２にお
ける底部の径または大きさには、底部の幅が対応する。
また、略円形の場合には、それぞれ離隔した底部を異な
る径として配置したが、略線状の場合には、底部を形成
する直線、正弦波、らせんなどの線に、幅が大きい部分
と小さい部分を形成することにより、実施の形態１、２
と同様の効果を得ることができ、底部は必ずしも離隔し
ていなくてもよい。あるいは、１本の線の幅は均一であ
り、隣接する線との間で異なる幅を形成してもよい。

【００８５】

【発明の効果】上記構成により、光の映りこみを抑え、
良好な散乱性を有する反射板を作成することができた。
また、この反射板を作成する際に、下地となる凹凸形状
を１回の塗布、露光工程で実施することができ、従来に
比べて、工程を簡略化することができた。加えて、製造
時の加熱の工程の温度ばらつきに対し、歩留りよく反射
板を製造することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の反射板の断面図

【図２】実施の形態１の反射板の平面図

【図３】実施の形態１の反射板を備えた反射型表示装置
の画素部分の断面図

【図４】実施の形態１の反射板の反射特性の説明図

【図５】実施の形態２の反射板の平面図

【図６】実施の形態２の反射板を製造するフォトマスク
のパターン配置の説明図

【図７】特願２０００−１１４８６８号に係わるの反射
板を製造するフォトマスクのパターン配置の説明図

【図８】特願２０００−１１４８６８号に係わるの反射
板の説明図

【図９】従来の鏡面性反射板の反射特性の説明図

【図１０】従来の凹凸散乱反射板の反射特性の説明図

【図１１】従来の凹凸散乱反射板の反射特性の説明図

【図１２】従来の完全均等拡散反射板の反射特性の説明
図

【図１３】実施の形態１の反射板の製造方法を示す説明
図

【図１４】実施の形態１の反射板製造に用いるフォトマ
スクの平面図

【図１５】実施の形態２の反射板の断面図

【図１６】特願２０００−１１４８６８号に係わるの反
射板の説明図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 凹凸層 ３ 反射膜 ４ 底部 ５ 液晶層 ６ 対向基板 ７ 位相差板 ８ 偏光板 ９ カラーフィルタ １０ 共通電極 １１ 駆動素子 １１ａ 駆動素子のドレイン端子

フロントページの続き (72)発明者 西山 誠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA15 BA20 2H090 JA02 KA06 KA08 LA06 LA09 LA16 LA20 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA14Z FA41Z GA01 GA13 HA08 HA10 LA30

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、前記基板上に設けられ凹凸曲面を
   有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設けられ
   た反射膜とを有し、前記凹凸層は、前記樹脂が取り除か
   れた平坦な底部を有し、前記底部の前記基板面上の大き
   さが２種類以上あることを特徴とする反射板。
2. 【請求項２】基板面上で２種類以上の異なる大きさの底
   部が混在していることを特徴とする請求項１記載の反射
   板。
3. 【請求項３】基板面上の所定の領域とその周辺の領域と
   で異なる大きさの底部を有することを特徴とする請求項
   １記載の反射板。
4. 【請求項４】基板と、前記基板上に設けられ凹凸曲面を
   有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設けられ
   た反射膜とを有し、前記凹凸層が、大きさの異なる２つ
   以上のパターンを面内に配置したフォトマスクに従って
   前記樹脂が取り除かれた底部を有することを特徴とする
   反射板。
5. 【請求項５】基板と、前記基板上に設けられ凹凸曲面を
   有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設けられ
   た反射膜とを有し、前記凹凸層が、大きさの異なる２つ
   以上のパターンを面内に配置したフォトマスクに従って
   形成されており、大きいパターンに対応した箇所におい
   ては、前記樹脂が取り除かれた底部を有し、小さいパタ
   ーンに対応した箇所においては、前記樹脂が取り除かれ
   た底部に前記樹脂が流動して塞がれた凹凸曲面を有する
   ことを特徴とする反射板。
6. 【請求項６】前記フォトマスクが、異なる大きさのパタ
   ーンを面内で混在させた配置を含むことを特徴とする請
   求項４記載の反射板。
7. 【請求項７】前記フォトマスクが、大きいパターンの領
   域の周辺に小さいパターンの領域を設けた配置を含むこ
   とを特徴とする請求項４記載の反射板。
8. 【請求項８】フォトマスク上の大きいパターンのフォト
   マスク上での径が、小さいパターンの径より１μｍ以上
   大きいことを特徴とする請求項４の反射板。
9. 【請求項９】前記の小さいパターンのフォトマスク上の
   径が８μｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の
   反射板。
10. 【請求項１０】基板と、前記基板上に設けられ凹凸曲面
    を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設けら
    れた反射膜とを有し、前記凹凸層が前記基板と接する箇
    所の前記基板に対する角度が略一定であることを特徴と
    する反射板。
11. 【請求項１１】基板と、前記基板上に設けられ凹凸曲面
    を有する樹脂からなる凹凸層と、前記凹凸層上に設けら
    れた反射膜とを有し、前記凹凸層が前記基板と接する箇
    所の前記基板に対する角度が略一定であり、前記角度が
    ２０度以下であることを特徴とする反射板。
12. 【請求項１２】請求項１記載の反射板と、透明電極を備
    え前記基板と所定の間隙を介して対向して配置された対
    向基板と、前記間隙に充填された液晶層とを有すること
    を特徴とする反射型液晶表示装置。
13. 【請求項１３】請求項４記載の反射板と、透明電極を備
    え前記基板と所定の間隙を介して対向して配置された対
    向基板と、前記間隙に充填された液晶層とを有すること
    を特徴とする反射型液晶表示装置。
14. 【請求項１４】請求項５記載の反射板と、透明電極を備
    え前記基板と所定の間隙を介して対向して配置された対
    向基板と、前記間隙に充填された液晶層とを有すること
    を特徴とする反射型液晶表示装置。
15. 【請求項１５】請求項１０記載の反射板と、透明電極を
    備え前記基板と所定の間隙を介して対向して配置された
    対向基板と、前記間隙に充填された液晶層とを有するこ
    とを特徴とする反射型液晶表示装置。
16. 【請求項１６】請求項１１記載の反射板と、透明電極を
    備え前記基板と所定の間隙を介して対向して配置された
    対向基板と、前記間隙に充填された液晶層とを有するこ
    とを特徴とする反射型液晶表示装置。
17. 【請求項１７】基板上に樹脂を塗膜したのち、大きさの
    異なる２つ以上のパターンを面内に配置したフォトマス
    クを用いて、露光、現像することにより、前記樹脂の所
    定の箇所を取り除き底部を形成する工程と、前記樹脂の
    表面を凹凸曲面に整形し、凹凸層を形成する工程と、前
    記凹凸層上に反射膜を形成する工程と、を含むことを特
    徴とする反射板の製造方法。
18. 【請求項１８】前記凹凸層を形成する工程が、フォトマ
    スク上の小さいパターンに対応した底部に樹脂を流動さ
    せて塞ぐ工程を含むことを特徴とする請求項１７記載の
    反射板の製造方法。
19. 【請求項１９】請求項１７に記載に加え、透明電極を有
    する対向基板を前記反射板と所定の間隙を介して貼り合
    わせる工程と、前記間隙に液晶を充填する工程と、を含
    むことを特徴とする反射型表示装置の製造方法。