JP2002328209A - 光散乱反射基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回折を抑制しつつ良好な散乱特性を得ること
ができる光散乱反射基板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 凹凸の断面形状を放物線形状に形成した
ものを基本形状とし、基本形状からみて大小各種大きさ
の相似形の凹凸が混在するようにばらつかせる。あるい
は、凹凸の断面形状を三角関数形状に形成したものを基
本形状とし、且つ基本形状からみて幅（径）のみを種々
変化させた凹凸が混在するようにばらつかせ、凹凸の幅
の分布が、基本形状の凹凸の幅を平均値とする正規分布
に従うようする。標準偏差は０．２程度とする。その
他、三角関数形状では、凹凸の幅を一定にして高さのみ
を種々変化させる態様、幅及び高さの積を一定にして幅
及び高さを種々変化させる態様、または幅及び高さの組
み合わせを種々変化させる態様を採用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、光散乱反射基板
及びその製造方法に関し、特に反射型液晶表示装置、反
射・透過併用型液晶表示装置、若しくは投写型ディスプ
レイ用透過スクリーン等に好適に用いられる光散乱反射
基板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置（以下「ＬＣＤ」と
いう。）は、消費電力が少なく、且つ軽量化が容易であ
るという利点を有するので、ＬＣＤのモバイル表示機器
等の表示手段としての利用が急速に拡大している。この
ようなＬＣＤとしては、モバイル表示機器等が内部に備
えるバックライトの光を利用する透過型ＬＣＤ、自然光
や室内光（以下、まとめて「外光」という。）の反射光
を利用する反射型ＬＣＤ、及び外光の光量が大きいとき
は外光の反射光を利用し、外光の光量が小さいときはバ
ックライトの光を利用する反射・透過併用型（以下「半
透過型」という。）ＬＣＤが知られている。これらのＬ
ＣＤのうち、透過型ＬＣＤではバックライトの消費電力
が大きいことから、最近では、モバイル表示機器の表示
手段として反射型ＬＣＤや半透過型ＬＣＤの利用が拡大
している。

【０００３】これら反射型ＬＣＤや半透過型ＬＣＤに
は、光散乱反射基板が用いられている。この光散乱反射
基板の機能として求められるものには、まず、光の反射
における「良好な散乱特性（または反射特性）」があ
る。すなわち、目視方向の明るさを向上させるべく、正
反射方向から所定角度内の特定の範囲に散乱光が集中
し、しかもその範囲内では散乱光の強度が均一であるこ
と（均一性）が要求される。

【０００４】「散乱特性」を良好にするため第１の従来
技術（特開平１１−３２６６１５号公報）では、傾斜角
度分布を、傾斜角度の増大とともに存在比率を増加させ
ることにより、視野全体に亘り反射光強度を得るように
している。また、第２の従来技術（特開２０００−２５
８６１５号公報）では、基板を加熱処理することにより
凹凸形状を平滑化することで、フォトリソグラフィー法
でのパターニングより工程を単純化し低コストで拡散反
射板を作成するようにしている。

【０００５】しかし光の散乱範囲や散乱光の強度均一性
が良好であっても、反射面の凹凸形状等の規則性に起因
して「回折」が発生する場合がある。「回折」が発生す
ると、虹のように見える着色やぎらつき等が生じ、実用
に耐えない。従って、光散乱反射基板の機能としてさら
に、「回折が発生しないこと」が要求される。

【０００６】「回折」を抑制するため第３の従来技術
（特開平１０−２５３９７７号公報）では、スペックル
パターンを利用して散乱板の凹凸パターンとしてランダ
ムな形状を得るようにしている。また、第４の従来技術
（特開２００１−１３４９５号公報）では、主面上にラ
ンダムに並べた凸状配列群を形成するようにしている。
さらに、第５の従来技術（特開平１１−２９５７５０号
公報）では、光の散乱の際の指向性の強弱が異なる２種
類以上の領域を形成し、散乱特性を向上させるようにし
ている。

【０００７】すなわち、上記第１、第２の従来技術で
は、散乱特性を最適にする凹凸形状等に着目する一方、
第３〜第５の従来技術では、回折の抑制に着目し、凹凸
形状等をばらつかせるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は、「散乱特性の向上」や「回折の抑制」のた
めの工夫を個々に行っているが、両者の具体的関連を考
慮していないため、真に良好な散乱特性を得るには十分
ではなかった。すなわち、散乱特性を最適にする凹凸形
状等を見い出したとしても、その凹凸形状等をばらつか
せることで散乱特性が悪化する方向に作用するため、回
折防止のために散乱特性が多少犠牲になる傾向があっ
た。

【０００９】従って、真に散乱特性を最適にする理想的
な凹凸形状等は、形状単独で考察されるべきではなく、
「回折の抑制」をも考慮した上で検討されるのが好まし
い。すなわち、散乱板の製造に関しては、「凹凸単体の
形状」と「凹凸形状のばらつき方」の双方の要素を同時
に検討して反射面を設計することが重要であり、よっ
て、散乱特性を一層向上させる上で改善の余地があると
考えられた。

【００１０】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、回折を抑制しつ
つ良好な散乱特性を得ることができる光散乱反射基板及
びその製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の光散乱反射基板は、複数の凹凸が
形成された面を有する光散乱反射基板であって、前記複
数の各凹凸の断面形状を放物線形状に形成すると共に、
前記複数の凹凸に、大きさが種々異なる相似形の凹凸が
含まれるように構成したことを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、複数の各凹凸の断面形
状を放物線形状に形成したので、最も適切な散乱特性を
実現することができる。しかも、複数の凹凸に、大きさ
が種々異なる相似形の凹凸が含まれるように構成したの
で、回折光の発生を防止することができる。個々の凹凸
は互いに相似形であるので、いずれも同様の散乱特性を
維持し、適切な散乱特性が犠牲になることがない。よっ
て、回折を抑制しつつ良好な散乱特性を得ることができ
る。

【００１３】同じ目的を達成するために本発明の請求項
２の光散乱反射基板は、複数の凹凸が形成された面を有
する光散乱反射基板であって、前記複数の各凹凸の断面
形状を三角関数形状に形成すると共に、前記複数の凹凸
に、高さが略同一で幅が種々異なる凹凸が含まれるよう
に構成したことを特徴とする。

【００１４】この構成によれば、各凹凸の断面形状を三
角関数形状に形成したので、それ自体では比較的良好な
散乱特性を実現することができる。しかし、複数の凹凸
に、高さが略同一で幅が種々異なる凹凸が含まれるよう
に構成したので、回折光の発生を防止することができ、
その際、散乱強度の均一性が犠牲になることはなくむし
ろ高まる。よって、回折を抑制しつつ良好な散乱特性を
得ることができる。

【００１５】また、請求項３の光散乱反射基板は、上記
請求項２記載の構成において、前記複数の凹凸の幅の分
布は、基準となる凹凸の幅を平均値とする正規分布に従
っていることを特徴とする。

【００１６】この構成により、基準となる凹凸の全凹凸
に占める割合を多くして、全体として理想形から遠ざか
ることのないようにし、基準となる凹凸における散乱強
度の均一性を維持しつつ回折を抑制することができる。

【００１７】同じ目的を達成するために本発明の請求項
４の光散乱反射基板は、複数の凹凸が形成された面を有
する光散乱反射基板であって、前記複数の各凹凸の断面
形状を三角関数形状に形成すると共に、前記複数の凹凸
に、幅が略同一で高さが種々異なる凹凸が含まれるよう
に構成したことを特徴とする。

【００１８】この構成によれば、各凹凸の断面形状を三
角関数形状に形成したので、それ自体では比較的良好な
散乱特性を実現することができる。しかし、複数の凹凸
に、幅が略同一で高さが種々異なる凹凸が含まれるよう
に構成したので、回折光の発生を防止することができ、
その際、散乱強度の均一性が犠牲になることはなくむし
ろ高まる。よって、回折を抑制しつつ良好な散乱特性を
得ることができる。

【００１９】また、請求項５の光散乱反射基板は、上記
請求項４記載の構成において、前記複数の凹凸の高さの
分布は、基準となる凹凸の高さを平均値とする正規分布
に従っていることを特徴とする。

【００２０】この構成により、基準となる凹凸の全凹凸
に占める割合を多くして、全体として理想形から遠ざか
ることのないようにし、基準となる凹凸における散乱強
度の均一性を維持しつつ回折を抑制することができる。

【００２１】同じ目的を達成するために本発明の請求項
６の光散乱反射基板は、複数の凹凸が形成された面を有
する光散乱反射基板であって、前記複数の各凹凸の断面
形状を三角関数形状に形成すると共に、前記複数の凹凸
に、高さ及び幅が種々異なる凹凸が含まれ、且つ個々の
凹凸の高さと幅との積が前記複数の凹凸間で略等しくな
るように構成したことを特徴とする。

【００２２】この構成によれば、各凹凸の断面形状を三
角関数形状に形成したので、それ自体では比較的良好な
散乱特性を実現することができる。しかし、複数の凹凸
に、高さ及び幅が種々異なる凹凸が含まれ、且つ個々の
凹凸の高さと幅との積が前記複数の凹凸間で略等しくな
るように構成したので、回折光の発生を防止することが
でき、その際、散乱強度の均一性が犠牲になることはな
くむしろ高まる。よって、回折を抑制しつつ良好な散乱
特性を得ることができる。

【００２３】また、請求項７の光散乱反射基板は、上記
請求項６記載の構成において、前記複数の凹凸の高さと
幅の積の分布は、基準となる凹凸の高さと幅の積を平均
値とする正規分布に従っていることを特徴とする。

【００２４】この構成により、基準となる凹凸の全凹凸
に占める割合を多くして、全体として理想形から遠ざか
ることのないようにし、基準となる凹凸における散乱強
度の均一性を維持しつつ回折を抑制することができる。

【００２５】同じ目的を達成するために本発明の請求項
８の光散乱反射基板は、複数の凹凸が形成された面を有
する光散乱反射基板であって、前記複数の各凹凸の断面
形状を三角関数形状に形成すると共に、前記複数の凹凸
に、高さ及び幅の組み合わせが種々異なる凹凸が含まれ
るように構成したことを特徴とする。

【００２６】この構成によれば、各凹凸の断面形状を三
角関数形状に形成したので、それ自体では比較的良好な
散乱特性を実現することができる。しかし、複数の凹凸
に、高さ及び幅の組み合わせが種々異なる凹凸が含まれ
るように構成したので、回折光の発生を防止することが
でき、その際、散乱強度の均一性が犠牲になることはな
くむしろ高まる。よって、回折を抑制しつつ良好な散乱
特性を得ることができる。

【００２７】また、請求項９の光散乱反射基板は、上記
請求項８記載の構成において、前記複数の凹凸の高さの
分布及び幅の分布はいずれも、基準となる凹凸の高さ及
び幅をそれぞれ平均値とする正規分布に従っていること
を特徴とする。

【００２８】この構成により、基準となる凹凸の全凹凸
に占める割合を多くして、全体として理想形から遠ざか
ることのないようにし、基準となる凹凸における散乱強
度の均一性を維持しつつ回折を抑制することができる。

【００２９】同じ目的を達成するために本発明の請求項
１０の光散乱反射基板の製造方法は、複数の凹凸が形成
された面を有する光散乱反射基板の製造方法であって、
前記複数の各凹凸の断面形状を放物線形状に形成すると
共に、前記複数の凹凸に、大きさが種々異なる相似形の
凹凸が含まれるようにすることを特徴とする。

【００３０】この構成によれば、請求項１と同様の作用
効果を奏する。

【００３１】同じ目的を達成するために本発明の請求項
１１の光散乱反射基板の製造方法は、複数の凹凸が形成
された面を有する光散乱反射基板の製造方法であって、
前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
と共に、前記複数の凹凸に、高さが略同一で幅が種々異
なる凹凸が含まれるように構成することを特徴とする。

【００３２】この構成によれば、請求項２と同様の作用
効果を奏する。

【００３３】同じ目的を達成するために本発明の請求項
１２の光散乱反射基板の製造方法は、複数の凹凸が形成
された面を有する光散乱反射基板の製造方法であって、
前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
と共に、前記複数の凹凸に、幅が略同一で高さが種々異
なる凹凸が含まれるように構成することを特徴とする。

【００３４】この構成によれば、請求項４と同様の作用
効果を奏する。

【００３５】同じ目的を達成するために本発明の請求項
１３の光散乱反射基板の製造方法は、複数の凹凸が形成
された面を有する光散乱反射基板の製造方法であって、
前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
と共に、前記複数の凹凸に、高さ及び幅が種々異なる凹
凸が含まれ、且つ個々の凹凸の高さと幅との積が前記複
数の凹凸間で略等しくなるように構成することを特徴と
する。

【００３６】この構成によれば、請求項６と同様の作用
効果を奏する。

【００３７】同じ目的を達成するために本発明の請求項
１４の光散乱反射基板の製造方法は、複数の凹凸が形成
された面を有する光散乱反射基板の製造方法であって、
前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
と共に、前記複数の凹凸に、高さ及び幅の組み合わせが
種々異なる凹凸が含まれるように構成することを特徴と
する。

【００３８】この構成によれば、請求項８と同様の作用
効果を奏する。

【００３９】なお、請求項３、５、７、９において、正
規分布における標準偏差は０．２程度が望ましい。これ
は、基準となる凹凸の散乱特性を全体として維持して、
全体として理想形から遠ざかり過ぎないようにするため
である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００４１】本発明者らは、内付け散乱反射板方式反射
型ＬＣＤ等に好適な光散乱反射基板の反射板表面（反射
面）における理想的な散乱特性（反射特性）を得るため
に検討を行った結果、反射板表面に多数設けられる凹凸
の断面形状とそのばらつかせ方に関しての理論を確立
し、それに基づき本発明を完成させた。

【００４２】詳細は後述するように、本発明の第１の実
施の形態では、凹凸単体の形状を放物線形状とすること
とし、凹凸形状のばらつき方に関しては、凹凸単体の相
似形のものより成るものとする。

【００４３】本発明の第２の実施の形態では、凹凸単体
の形状を三角関数形状とし、凹凸形状のばらつき方に関
しては、凹凸単体の形状を変形させ、種々の傾斜角度分
布のものを組み合わせる（例えば、凹凸の高さを一定と
したまま凹凸の幅（径）のみをばらつかせる）ようにし
た。ばらつきの範囲に関しては、凹凸の幅（及び／又は
高さ）の分布が標準偏差＝０．２の正規分布に従うよう
なばらつき方とするものが望ましい。

【００４４】上記設計に従って反射板表面を形成するこ
とにより、散乱特性に優れた光散乱反射基板を得ること
が可能となった。

【００４５】以下に本発明の作用について説明する。

【００４６】図１は、傾斜角度と入射光の反射との関係
を示す図である。同図は、モデルとなるある凸形状（高
さＨ、幅（径）Ｂ）の断面を示している。同図に示すθ
Ａは、点Ｐ０における傾斜角度である。

【００４７】凹凸に対して垂直に入射する光線を考えて
みると、光線が入射した位置での凹凸の傾斜角度に応じ
た方向に光線は反射する。凹凸形状による光の散乱は、
多数の光線が凹凸より成る各種傾斜角度、つまり傾斜角
度分布に応じて、種々の方向へ光線が広がることにより
発生する。従って、散乱板に望まれる光の散乱の均一性
を得るには、所望の範囲内において凹凸断面の傾斜角度
分布が均一であること、いいかえれば、所望の範囲内に
おいて傾斜角度の存在比率が一定であればよいことは明
らかである。

【００４８】この点を前提とし、まず、第１の実施の形
態に係る反射基板の凹凸の基本形状を導く。

【００４９】理論上、光をあらゆる方向に均一に散乱さ
せるには、軸対称の形状であることが必要である。軸対
称を前提として、次に、凹凸の断面形状を決める必要が
ある。軸対称を前提とした凹凸形状に関して、散乱特性
が最も均一となる断面形状を検討してみると、下記数式
（１）で表される放物線形状が特定された。

【００５０】

【数１】ｙ＝ａ×（１−ｘ²） ここでｙは凹凸の高さ、ｘは幅方向における凹凸の中心
からの距離であり、０〜１の範囲である。ａは係数であ
る。散乱特性を均一にする上で、この放物線形状が最も
理想的な形状であることが理論上導かれる。なぜなら、
傾斜角度は、断面形状の導関数にて表されるが、形状を
表す関数の導関数（上記数式１ではｙ’＝−２ａｘ）が
線形となるのは、放物線形状のみだからである。

【００５１】図２に、放物線形状の例（（以下、「放物
線形状」と称する））及びその導関数を図示する。同
図（ａ）では１つの凸部の右半分を示しており、ｘ＝０
の位置が凸部の中心である。同図では、ａ＝１の例を示
す。従って、同図（ａ）では形状関数ｙ＝１−ｘ²：
（ｘ＝０〜１）を示し、同図（ｂ）ではその導関数ｙ’
＝−２ｘ：（ｘ＝０〜１）を示す。

【００５２】形状関数の導関数が表すものは、幅の各位
置における傾斜角度であり、傾斜角度が幅の位置に対し
て線形に変化するということは、その範囲においては傾
斜角度分布が均一であることを表している。なお、導関
数ｙ’が負の値となるのは、中心から外周（ｘ軸方向）
に向かって傾斜角度が負であるためである。

【００５３】このように、凹凸単体で検討した場合、放
物線形状が望ましいことが判明した。しかしながら、こ
の形状と同一の大きさの凹凸形状を揃えただけでは、凹
凸の並び方に規則性、つまり周期性が生じてしまう。こ
の凹凸の並びの周期性が存在すると、回折光が発生する
ため、凹凸形状に何らかのばらつきを持たせる必要があ
る。

【００５４】本第１の実施の形態では、凹凸形状のばら
つかせ方に関しては、放物線形状の特性を保持する必要
性から、相似形にてばらつかせることとした。すなわ
ち、大小各種大きさの凹凸を混在させるが、それぞれは
互いに相似（合同を含む）となるようにした。

【００５５】次に、第２の実施の形態に係る反射基板の
凹凸の基本形状を導く。

【００５６】理想的な凹凸断面形状が放物線形状である
ことは前述の通りである。逆に言えば、放物線形状以外
では、傾斜角度分布に偏りが発生することになり、それ
自体では最適とはいえない。しかしながら、コスト面や
技術面より、精密な放物線形状を得ることは困難であ
り、傾斜角度分布にある程度偏りが存在する場合が多
い。そこで、傾斜角度分布が均一である凹凸形状からず
れた形状の中でも、最大角度付近（傾斜角度θＡが最大
となる領域近傍）での傾斜角度分布が大きくなるような
形状は許容されるものとして検討を加えた。

【００５７】つまり、均一な傾斜角度分布からずれたも
のであっても、傾斜角度θＡが０に近い、すなわち低い
角度側の分布が多くなることは、凹凸形状がフラットな
ものに近づくことになり、望ましくないものといえる。
従って、傾斜角度分布が均一である凹凸形状からのずれ
を有しているとしても、最大角度付近での傾斜角度分布
が大きくなるようなものは許容され得るとして、後述す
るような形状のばらつき態様の検討をした。

【００５８】このような形状の１つとして、下記数式
（２）で表される三角関数形状が挙げられる。

【００５９】

【数２】ｙ＝ａ×ｃｏｓ（ｘ） 図３に、三角関数形状の例（（以下、「三角関数形状
」と称する））及びその導関数を図示する。同図
（ａ）では１つの凸部の右半分を示しており、ｘ＝０の
位置が凸部の中心である。同図では、ａ＝１の例を示
す。従って、同図（ａ）では形状関数ｙ＝ｃｏｓ
（ｘ）：（ｘ＝０〜π／２）を示し、同図（ｂ）ではそ
の導関数ｙ’＝−ｓｉｎ（ｘ）：（ｘ＝０〜π／２）を
示す。

【００６０】上記数式（２）において、ｙ、ｘは上記数
式（１）の場合と同様であるが、ｘの範囲は、０〜π／
２である。なぜなら、幅のある位置における傾斜角度θ
Ａを表す形状の導関数ｙ’がｙ’＝−ｓｉｎ（ｘ）とな
り、傾斜角度θＡが最大（マイナス表記なので最小）と
なるｘ＝π／２にて導関数ｙ’が極値（マイナス表記な
ので極小）を示すからである（同図（ｂ）に示す点Ｐ
１）。

【００６１】導関数ｙ’が極値を示すということは、そ
の付近での角度変化が小さく、傾斜角度θＡの存在比率
が高いことを示す。従ってこの形状は、最大角度での傾
斜角度分布が多いことを示している。

【００６２】このように、三角関数形状は、理想形状で
ある放物線形状からのずれを生じている形状の中でも、
比較的望ましい形状の１つであることがわかる。

【００６３】なお、放物線形状や三角関数形状について
は、対称形を追加した形状でもよい。

【００６４】図４は、対称形を追加した放物線形状（同
図（ａ））及び三角関数形状（同図（ｂ））を示す図で
ある。

【００６５】同図（ａ）に示すように、放物線形状の
凹凸の断面形状に対称形を追加した形状（（以下、「放
物線形状」と称する））でも、放物線形状と同じ傾
斜角度分布となるため、この形状でも同じ効果が得られ
る。この形状は、下記数式（３）、（４）で表される。

【００６６】

【数３】ｙ＝２−ｘ²：（ｘ＝０〜１）

【００６７】

【数４】ｙ＝（ｘ−２）²：（ｘ＝１〜２） 上記数式（３）及び数式（４）の両曲線は、同図（ａ）
に示す点Ｐ２（ｘ＝１）にて繋がっている。

【００６８】また、同図（ｂ）に示すように、三角関数
形状の凹凸の断面形状に対称形を追加した形状（（以
下、「三角関数形状」と称する））でも、三角関数形
状と同じ傾斜角度分布となるため、この形状でも同じ
効果が得られる。この形状は、下記数式（５）で表され
る。

【００６９】

【数５】ｙ＝１＋ｃｏｓ（ｘ）：（ｘ＝０〜π） 次に、このような単体の凹凸形状の理想形状からずれを
発生している場合（三角関数形状）のばらつかせ方に
関し説明する。ばらつきの与え方としては、理想形状に
極力近い形の傾斜角度分布とするようにばらつきを与え
る必要がある。そこで、本第２の実施の形態では、凹凸
形状にばらつきを与える際、形状を変形させ、種々の傾
斜角度分布のものを組み合わせて、理想形状に極力近い
形の傾斜角度分布となるようにした。

【００７０】形状の変形態様としては、理論上、次の４
種類（態様（ａ）〜（ｄ））が考えられる。

【００７１】態様（ａ）凹凸の高さを一定としたまま、
凹凸の幅のみをばらつかせる 態様（ｂ）凹凸の幅を一定としたまま、凹凸の高さのみ
をばらつかせる 態様（ｃ）凹凸の幅と凹凸の高さとの乗算の結果（積）
が略一定である関係を保ちながらばらつかせる 態様（ｄ）凹凸の幅と凹凸の高さを無関係にばらつかせ
る なお、以降、便宜上、凹凸の高さは図１に示す凸部の高
さＨを指し、凹凸の幅は図１に示す凸部の幅（径）Ｂを
指すものとする。

【００７２】また、ばらつきの与え方に関し、基準とな
る凹凸（基本形状）の大きさ（高さ及び幅）を１とし、
基本形状に対して０〜２倍の範囲でばらつかせることと
した。これは、あまりにも変形が大きいと、理想的な傾
斜角度分布から遠ざかり過ぎるからである。

【００７３】さらに、ばらつきの分布に関しては、なめ
らかに変化させる方が理想的な傾斜角度分布に近づくた
め、正規分布とした。その際、あまりにも変動が大きい
と理想状態に近づかないため、標準偏差は０．２程度と
した。

【００７４】以上の説明より明らかなように、本発明で
は、反射面の凹凸の設定に関し、「凹凸単体の形状」及
び「凹凸形状のばらつき方」の２つの要素を関連づけて
設計を行った。このような設計の考え方を取り入れるこ
とにより、回折を発生させることなく、優れた散乱特性
を得ることが可能となった。

【００７５】後述するように、凹凸形状が放物線形状で
あり、凹凸形状に、相似形によるばらつきを導入するこ
とが最も望ましい設計であることが見いだされた（第１
の実施の形態）。また、製造コスト等の面から、理想的
な形状である放物線形状からのずれが発生する場合に関
しては、相似形ではなく、形状を変形してばらつきを導
入することにより、理想形状に近い反射基板表面を設計
することができることが見いだされた（第２の実施の形
態）。本発明に基づき製造された光散乱反射基板は、回
折がなく優れた反射散乱特性を有するので、反射エネル
ギを所望の範囲にまとめることが可能であり、非常に明
るく均一性に優れた表示を実現することができる。

【００７６】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態に係る光散乱反射基板を説明する。本実施
の形態の実施例として、光散乱反射基板の表面の凹凸単
体の形状を放物線形状とし、その凹凸形状を相似形に
よりばらつかせた光散乱反射基板を説明する（第１実施
例）。また、第１実施例との比較のために比較例も説明
する。

【００７７】［比較例１］比較例１は、ばらつきを全く
導入しない場合の光散乱反射基板である。

【００７８】図５は、レーザリトグラフィー法による光
散乱反射基板表面の凹凸の形成工程を示す図である。

【００７９】同図に示すように、ガラス板１１を用意
し、ガラス板１１の表面に結像レンズ１２で集光させた
レーザ光を照射し、公知のレーザ加工（レーザリトグラ
フィー）法により、ガラス板１１を蒸発除去して、ガラ
ス板１１の表面に凹凸パターン１３を形成する。なお、
加工用の形状データはあらかじめ加工装置を制御する不
図示のコンピュータに記憶させている。

【００８０】凹凸の断面形状は、放物線形状に相当す
るｙ＝ａ×（１−ｘ²）による形状で、半径が１０μ
ｍ、高さが１μｍの凹凸が均等配置されるように形成す
る。その後、Ａｌ（アルミニウム）を０．１μｍ堆積
し、光散乱反射基板とする。このようにして得られた光
散乱反射基板は、凹凸の規則性に起因する回折光の発生
が目視で確認され、光散乱反射基板としての使用には耐
えないものであった。

【００８１】光散乱反射基板には使用できないが、さら
に計測を行った。光散乱反射基板の表面をＡＦＭ（Atom
ic Force Microscope：原子間力顕微鏡）で観察した。
今回測定に使用したＡＦＭは、測定した形状データを蓄
積することが可能であり、このデータを用いることによ
り、凹凸形状と傾斜角度の存在比率とを求めることがで
きる。

【００８２】図６は、比較例１における凹凸断面形状と
傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。

【００８３】同図（ａ）は凹凸単体の（凸部の右半分
の）断面形状を示し、横軸が中心からの距離ｘ（μ
ｍ）、縦軸が凹凸の高さｙ（μｍ）を示す。同図（ｂ）
は傾斜角度分布を示し、横軸が傾斜角度θＡ（度）、縦
軸が各傾斜角度θＡの存在比率（％）を示す。同図
（ｃ）は、散乱特性を示し、横軸が散乱角（度）（正反
射方向からみた反射角度）、縦軸が散乱光強度比率
（％）を示す。なお、同図（ｄ）に、対象形を追加した
形状（放物線形状）の凹凸単体の断面形状を同図
（ａ）に対応させて示した。

【００８４】上記計測により求めた凹凸断面形状は、レ
ーザ加工を行う際にコンピュータに記憶させた形状とほ
とんど同一であることが確認された。また、この断面形
状の測定結果から、傾斜角度分布を求めることができ、
その結果は、同図（ｂ）に示すように、傾斜角０〜１０
度まで、傾斜角度の存在比率がほとんど均一であり、凹
凸形状としては理想的なものであることがわかる。

【００８５】次に、光散乱反射基板の散乱特性について
光学的な測定を行った。ここでは、光散乱反射基板の凹
凸のある表面側に液晶層（屈折率＝１．５）を挟み、さ
らに対向ガラス基板（屈折率＝１．５）を設置した。対
向ガラス基板の表面には反射防止処理を行った。そし
て、平行光源から光を垂直に入射して、散乱光測定装置
（大塚電子製ＬＣＤ−５０００）により光散乱反射基板
に平行光を照射し、その反射散乱光を検出し、散乱光強
度を測定した。なお、その際、特定角度にて発生してい
る回折光の情報は除いている。また、正反射方向から５
度以内の範囲の散乱光強度については、光源と受光セン
サとの各位置が互いに干渉するので測定していない。そ
の結果、傾斜角度分布が理想状態であることから、同図
（ｃ）に示すように、光の散乱強度比率は約３４度まで
ほとんど均一であり、回折光を除く散乱特性は非常に良
い結果を示していることがわかる。

【００８６】このように、レーザリトグラフィー法によ
って放物線形状により凹凸面を形成でき、しかも、回
折を除けば、その凹凸形状が、散乱特性上理想的な形状
であることがわかった。

【００８７】［第１実施例］第１実施例では、凹凸形状
は「比較例１」と同一の放物線形状を採用し、且つ各
凹凸形状にばらつきを導入した。製造方法は上記「比較
例１」の場合と同様に、レーザリトグラフィー法により
行い、コンピュータに記憶させておく形状データにおい
て、凹凸形状にばらつき態様を反映させる。

【００８８】凹凸の断面形状は、放物線形状に相当す
るｙ＝ａ×（１−ｘ²）による形状で、半径が１０μ
ｍ、高さが１μｍの凹凸を基準となる基本形状とし、こ
の基本形状の存在比率が全体の中で最も高くなるように
正規分布に従って分布するようにばらつかせて配置す
る。具体的には、全体の中で、基本形状に対して大きさ
（高さ及び幅）が種々異なる相似形の凹凸が含まれるよ
うにし、全凹凸の大きさの分布が、基本形状の凹凸の大
きさを平均値とする正規分布に従うようにした。

【００８９】なお、相似形には合同も含まれ、相似形の
みによるばらつきがあることは、個々の凹凸における高
さＨと幅Ｂとの比が、全凹凸間で略同一であることを意
味する。

【００９０】これ以降、加工及び評価は「比較例１」の
場合と同様に行った。

【００９１】図７は、第１実施例における凹凸断面形状
と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図７（ａ）では、基本形状、
基本形状の２倍の大きさの形状、及び基本形状の１／２
倍の大きさの形状のみを示した。

【００９２】ＡＦＭによる上記計測により求めた凹凸断
面形状は、レーザ加工を行う際にコンピュータに記憶さ
せた形状とほとんど同一であることが確認された。さら
に、全ての凹凸形状に関し傾斜角度分布を求め、全てを
集計化した結果、同図（ｂ）に示すように、傾斜角０〜
１０度まで、傾斜角度の存在比率がほとんど均一であ
り、凹凸形状としては理想的なものであることがわか
る。

【００９３】また、光学的な測定による散乱特性につい
ては、同図（ｃ）に示すように光の散乱強度が約３４度
程度までほとんど均一であり、散乱特性が非常に良いこ
とがわかる。さらに、得られた光散乱反射基板は、目視
で視認されるような回折光が発生していないことが確認
された。

【００９４】これらの結果は、ばらつきを導入しなかっ
た場合の結果と同じ結果であるが、形状を相似形で変化
させているので、当然の結果といえる。

【００９５】図８は、光散乱反射基板の凹凸断面形状と
凹凸のばらつきの態様との組み合わせによる解析結果表
を示す図である。同図は得られた光散乱反射基板の解析
結果を数値化して評価したものである。評価項目として
は、「散乱角」、「平均反射強度」、「強度不均一性」
及び「回折の発生の有無」を下記のように定義して用い
た。

【００９６】ここで、「散乱角」（度）は、反射光の全
エネルギーの９０％が含まれる角度範囲であり、正反射
方向からの角度で表される。「平均反射強度」（％）
は、散乱角度範囲内での平均光強度であり、全光量を１
００とし、角度を１度毎に変えて光量を算出した値の平
均値である。「強度不均一性」（％）は、散乱角度範囲
内での平均反射強度に対する差異の２乗平均であり、平
均反射強度に対する割合％で表される。「回折の発生」
の有無は、目視で確認される。

【００９７】上記の中でも最も重要なのは、散乱光強度
の均一性の尺度となる「強度不均一性」である。この
「強度不均一性」の値が小さいほど散乱光強度が均一で
あり好ましい。

【００９８】同図において「ＮＯ２」に示す「実施例
１」の解析結果をみると、散乱角が３１度、平均反射強
度が２．９％、強度不均一性は３．５％となった。ま
た、「ＮＯ１」に示す「比較例１」では「回折の発生」
は「有り」であったが、「実施例１」では「回折の発
生」は「無し」となった。なお、散乱角、平均反射強
度、強度不均一性の値は「比較例１」の場合と変わりが
ない。これは「実施例１」では相似形によるばらつきを
与えたにすぎないからである。

【００９９】本第１実施例によれば、凹凸の断面形状を
放物線形状に形成したものを基本形状としたので、最も
適切な散乱特性を実現することができる。しかも、基本
形状からみて大小各種大きさの相似形の凹凸が混在する
ようにばらつかせたので、回折光の発生を防止すること
ができる。その際、ばらつかせた個々の凹凸は基本形状
の凹凸からみて相似形であるので、個々の凹凸は基本形
状と同様の散乱特性を維持し、適切な散乱特性が犠牲に
なることがない。よって、回折の発生を抑制しつつ、均
一性が高い良好な散乱特性を有する光散乱反射基板を得
ることができる。

【０１００】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態に係る光散乱反射基板を説明する。本実施
の形態の実施例として、光散乱反射基板の表面の凹凸単
体の形状を三角関数形状とし、その凹凸の高さを一定
にして幅（径）のみをばらつかせた（態様（ａ））光散
乱反射基板を説明する（第２実施例）。また、第２実施
例との比較のために比較例も説明する。

【０１０１】［比較例２］比較例２は、ばらつきを全く
導入しない場合の光散乱反射基板である。比較例２で
は、凹凸形状は三角関数形状を採用し、且つ各凹凸形
状にばらつきを導入した。製造方法は上記「比較例１」
の場合と同様に、レーザリトグラフィー法により行い、
コンピュータに記憶させておく形状データにおいて、凹
凸形状にばらつき態様を反映させる。凹凸の断面形状
は、三角関数形状に相当するｙ＝ａ×ｃｏｓ（ｘ）に
よる形状とした。これ以降、加工及び評価は「比較例
１」の場合と同様に行った。

【０１０２】図９は、比較例２における凹凸断面形状と
傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図６の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に対応する。

【０１０３】ＡＦＭによる上記計測により求めた凹凸断
面形状は、レーザ加工を行う際にコンピュータに記憶さ
せた形状とほとんど同一であることが確認された。さら
に、全ての凹凸形状に関し傾斜角度分布を求め、全てを
集計化した結果、同図（ｂ）に示すように、最大角度付
近での傾斜角度の存在比率が高いことがわかる。また、
光学的な測定による散乱特性については、同図（ｃ）に
示すように光の散乱強度が最大角度付近で高く、強度不
均一性が高いことがわかる。さらに、得られた光散乱反
射基板には回折光が発生している。

【０１０４】［第２実施例］第２実施例では、凹凸形状
は「比較例２」と同一の三角関数形状を採用し、且つ
各凹凸形状にばらつきを導入した。製造方法は上記「比
較例１」の場合と同様に、レーザリトグラフィー法によ
り行い、コンピュータに記憶させておく形状データにお
いて、凹凸形状にばらつき態様を反映させる。

【０１０５】凹凸の断面形状は、三角関数形状に相当
するｙ＝ａ×ｃｏｓ（ｘ）の形状で、半径が１０μｍ、
高さが１μｍの凹凸を基準となる基本形状とし、この基
本形状の存在比率が全体の中で最も大きくなるように正
規分布に従って分布するようにばらつかせて配置する。
具体的には、凹凸の高さは全凹凸で略一定となるように
し、且つ、全体の中で、基本形状に対して幅（径）のみ
を種々変化させた凹凸が含まれるようにし、全凹凸の幅
の分布が、基本形状の凹凸の幅を平均値とする正規分布
に従うようにした。また、基本形状の凹凸の示す散乱特
性を全体として維持して、全体として理想形から遠ざか
り過ぎないようにする観点から、正規分布における標準
偏差は０．２程度とした。これ以降、加工及び評価は
「比較例１」の場合と同様に行った。

【０１０６】図１０は、第２実施例における凹凸断面形
状と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図１０（ａ）では、基本形
状、基本形状の２倍の大きさの形状、及び基本形状の１
／２倍の大きさの形状のみを示した。

【０１０７】ＡＦＭによる上記計測により求めた凹凸断
面形状は、レーザ加工を行う際にコンピュータに記憶さ
せた形状とほとんど同一であることが確認された。さら
に、全ての凹凸形状に関し傾斜角度分布を求め、全てを
集計化した結果、同図（ｂ）に示すように、ばらつきを
与えない場合の「比較例２」に比べ、最大角度付近での
傾斜角度の存在比率が減少し、同図（ｃ）に示すよう
に、全体的にみて散乱強度の均一性が高まっていること
がわかる。これは基本形状が三角関数形状の場合は、元
々最大角度付近での散乱強度が突出して高かったため
（図９（ｃ））、幅にばらつきを与えることによりこの
欠点が緩和され、むしろ利点になり、散乱強度の均一性
が高まるからであると考えられる。また、得られた光散
乱反射基板には、目視で確認される回折光は発生しない
ことが確認された。

【０１０８】図８において「ＮＯ９」に示す「実施例
２」の解析結果をみると、散乱角が２７度、平均反射強
度が３．３％、強度不均一性は１４．８％となった。ま
た、「ＮＯ７」に示す「比較例２」では「回折の発生」
は「有り」であったが、「実施例２」では「回折の発
生」は「無し」となった。なお、「比較例２」の場合は
図示はしないが、散乱角が２７度、平均反射強度が３．
６％、強度不均一性が５６．６％であるので、「実施例
２」では、「比較例２」に比し、強度の均一性が大幅に
向上していることがわかる。

【０１０９】このように、凹凸の断面形状を三角関数形
状とした場合、高さを一定とし、幅（径）のみを正規分
布に従ってばらつかせると、散乱強度の均一性が高まる
ことがわかった。

【０１１０】本第２実施例によれば、凹凸の断面形状を
三角関数形状に形成したものを基本形状とし、且つ基本
形状からみて幅（径）のみを種々変化させた凹凸の幅の
分布が、基本形状の凹凸の幅を平均値とする正規分布に
従うようにばらつかせた。正規分布としたことで、基本
形状の全凹凸に占める割合を多くして、全体として理想
形から遠ざかることのないようにでき、また、正規分布
における標準偏差を０．２程度としたので、基本形状の
凹凸の示す散乱特性を全体として維持して、全体として
理想形から遠ざかり過ぎないようにすることができる。
これにより、回折光の発生を防止することができ、その
際、散乱強度の均一性が犠牲になることはなくむしろ高
まるようにすることができる。すなわち、基本形状より
も散乱強度の均一性を高めてなおかつ回折光の発生を防
止することができる。よって、回折の発生を抑制しつ
つ、均一性が高い良好な散乱特性を有する光散乱反射基
板を得ることができる。

【０１１１】なお、本第２実施例では、放物線形状より
も製造が容易であり、コスト面や製造技術面で有利であ
る。

【０１１２】［第３実施例］第３実施例では、凹凸形状
は「第２実施例」と同一の三角関数形状を採用し、且
つ各凹凸形状にばらつきを導入した。基本形状は第２実
施例と同様である。コンピュータに記憶させる形状デー
タは異なるが、製造方法や評価方法は第２実施例の場合
と同様である。

【０１１３】第２実施例では、基本形状に対して幅
（径）のみを種々変化させた凹凸が含まれるようにばら
つかせたが、本第３実施例では、これとは逆に、幅
（径）を一定として高さをばらつかせる（態様
（ｂ））。具体的には、凹凸の幅は全凹凸で略一定とな
るようにし、且つ、全体の中で、基本形状に対して高さ
のみを種々変化させた凹凸が含まれるようにし、全凹凸
の高さの分布が、基本形状の凹凸の高さを平均値とする
正規分布に従うようにした。なお、第２実施例と同様の
観点から、正規分布における標準偏差は０．２程度とし
た。

【０１１４】図１１は、第３実施例における凹凸断面形
状と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図１１（ａ）では、基本形
状、基本形状の２倍の大きさの形状、及び基本形状の１
／２倍の大きさの形状のみを示した。

【０１１５】同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２実
施例ほどではないものの、最大角度付近での傾斜角度の
存在比率が減少し、同図（ｃ）に示すように、全体的に
みて散乱強度の均一性が高まっていることがわかる。図
８において「ＮＯ１０」に示す「実施例３」の解析結果
をみると、散乱角が２９度、平均反射強度が３．０％、
強度不均一性は１６．９％となり、「回折の発生」は
「無し」となった。

【０１１６】このように、凹凸の断面形状を三角関数形
状とした場合、幅を一定とし、高さのみを正規分布に従
ってばらつかせても、散乱強度の均一性が高まることが
わかった。その作用は第２実施例の場合と同様と考えら
れる。

【０１１７】本第３実施例によれば、第２実施例ほどで
はないものの、回折を抑制しつつ良好な散乱特性を得る
ことができる。

【０１１８】［第４実施例］第４実施例では、凹凸形状
は「第２実施例」と同一の三角関数形状を採用し、且
つ各凹凸形状にばらつきを導入した。基本形状は第２実
施例と同様である。コンピュータに記憶させる形状デー
タは異なるが、製造方法や評価方法は第２実施例の場合
と同様である。

【０１１９】本第４実施例では、凹凸の幅と凹凸の高さ
との乗算の結果（積）が略一定である関係を保ちながら
ばらつかせる（態様（ｃ））。具体的には、凹凸の高さ
を基本形状に対してｎ倍したものについてはその幅を基
本形状の１／ｎ倍とする。このよな組み合わせを複数種
類設けて配置する。凹凸の高さの分布は、基本形状の凹
凸の高さを平均値とする正規分布に従うようにした。そ
して、個々の凹凸においては、高さと幅との積が略同一
の値となるように高さ及び幅を設定した。なお、第２実
施例と同様の観点から、正規分布における標準偏差は
０．２程度とした。

【０１２０】図１２は、第４実施例における凹凸断面形
状と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図１２（ａ）では、基本形
状、基本形状の２倍の大きさの形状、及び基本形状の１
／２倍の大きさの形状のみを示した。

【０１２１】同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２、
第３実施例ほどではないものの、最大角度付近での傾斜
角度の存在比率が減少し、同図（ｃ）に示すように、全
体的にみて散乱強度の均一性が高まっていることがわか
る。図８において「ＮＯ１１」に示す「実施例４」の解
析結果をみると、散乱角が２９度、平均反射強度が３．
０％、強度不均一性は２９．０％となり、「回折の発
生」は「無し」となった。

【０１２２】このように、凹凸の断面形状を三角関数形
状とした場合、凹凸の幅と凹凸の高さとの乗算の結果
（積）が略一定である関係を保ちながらばらつかせて
も、散乱強度の均一性が高まることがわかった。その作
用は第２実施例の場合と同様と考えられる。

【０１２３】本第４実施例によれば、第２、第３実施例
ほどではないものの、回折を抑制しつつ良好な散乱特性
を得ることができる。

【０１２４】［第５実施例］第５実施例では、凹凸形状
は「第２実施例」と同一の三角関数形状を採用し、且
つ各凹凸形状にばらつきを導入した。基本形状は第２実
施例と同様である。コンピュータに記憶させる形状デー
タは異なるが、製造方法や評価方法は第２実施例の場合
と同様である。

【０１２５】本第５実施例では、凹凸の幅と凹凸の高さ
とを無関係にばらつかせる（態様（ｄ））。具体的に
は、凹凸の高さについてのみみれば、基本形状の凹凸の
高さを平均値とする正規分布に従うようにし、凹凸の幅
についてのみみれば、基本形状の凹凸の高さを平均値と
する正規分布に従うようにし、個々の凹凸の高さと幅と
の組み合わせは関連がなくランダムとなるようにした。
なお、第２実施例と同様の観点から、両正規分布におけ
る標準偏差は０．２程度とした。

【０１２６】図１３は、第５実施例における凹凸断面形
状と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図１３（ａ）では、基本形状
のみを示した。

【０１２７】同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２実
施例ほどではないものの、最大角度付近での傾斜角度の
存在比率が減少し、同図（ｃ）に示すように、全体的に
みて散乱強度の均一性が高まっていることがわかる。図
８において「ＮＯ１２」に示す「実施例５」の解析結果
をみると、散乱角が２８度、平均反射強度が３．１％、
強度不均一性は１９．３％となり、「回折の発生」は
「無し」となった。

【０１２８】このように、凹凸の断面形状を三角関数形
状とした場合、凹凸の幅と凹凸の高さとを無関係にばら
つかせても、散乱強度の均一性が高まることがわかっ
た。その作用は第２実施例の場合と同様と考えられる。

【０１２９】本第５実施例によれば、第２実施例ほどで
はないものの、回折を抑制しつつ良好な散乱特性を得る
ことができる。

【０１３０】なお、第１の実施の形態では、第１実施例
で、放物線形状と相似形によるばらつきとの組み合わせ
を採用したが、本発明者らは、放物線形状と凹凸の高さ
または幅のばらつきとの組み合わせについても検討し
た。一方、第２の実施の形態では、第２〜第５実施例
で、三角関数形状と凹凸の高さまたは幅のばらつきとの
組み合わせを採用したが、本発明者らは、三角関数形状
と相似形によるばらつきとの組み合わせについても検討
した。上記各実施例との比較のため、以下、これらを比
較例として述べる。

【０１３１】［比較例３］比較例３では、凹凸形状は
「第１実施例」と同一の放物線形状を採用し、且つ各
凹凸形状に幅によるばらつきを導入した。基本形状は第
１実施例と同様である。コンピュータに記憶させる形状
データは異なるが、製造方法や評価方法は第１実施例の
場合と同様である。比較例３では、上記態様（ａ）によ
り、凹凸の高さを一定としたまま、凹凸の幅のみをばら
つかせる。

【０１３２】図１４は、比較例３における凹凸断面形状
と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図１４（ａ）では、基本形
状、基本形状の２倍の大きさの形状、及び基本形状の１
／２倍の大きさの形状のみを示した。

【０１３３】図８において「ＮＯ３」に示す「比較例
３」の解析結果をみると、散乱角が２９度、平均反射強
度が３．０％、強度不均一性は１７．７％となり、「回
折の発生」は「無し」となった。図１４（ｃ）からもわ
かるように、実施例１に比較して、散乱強度の均一性が
低くなっていることが明らかである。

【０１３４】このように、放物線形状において、高さを
一定とし幅（径）のみばらつかせる方法では、回折は防
止できるものの、相似形でばらつかせる実施例１に比較
して散乱強度の均一性が低くなり、好ましくないことが
わかった。このような結果となったのは、基本形状が放
物線形状のようなきわめて理想的なものは、個々の凹凸
の形状自体にばらつきを与えるとそれがそのまま影響
し、散乱強度の不均一性が高まってしまうからと考えら
れる。

【０１３５】ここで第２実施例の図１０（ｃ）と比較例
３の図１４（ｃ）とを比較してみると、図１４（ｃ）で
は、角度が大きくなるにつれて散乱強度が落ちるその落
ち方がゆるやかであり、従って均一性が悪い。一方、図
１０（ｃ）では、角度が大きくなるにつれて落ちる散乱
強度の落ち方が急激であり、散乱強度の均一性が高い。
これは、上述したように、三角関数形状では、元々最大
角度付近での散乱強度が突出して高いため（図９
（ｃ））、幅にばらつきを与えることにより突出部分が
緩和され、散乱強度の均一性が高まるからであると考え
られる。従って、凹凸の幅をばらつかせる手法は、放物
線形状よりも三角関数形状により適しているといえる。

【０１３６】なお、このほか、凹凸形状に「第１実施
例」と同一の放物線形状を採用したものにおいて、凹
凸のばらつかせ方に関し、上記態様（ｂ）、態様
（ｃ）、態様（ｄ）を適用したものも検討した。これら
では、回折は生じなかったが、図８の「ＮＯ４」、「Ｎ
Ｏ５」、「ＮＯ６」にそれぞれ示すように、強度不均一
性が１５．１％、４０．０％、２６．３％となって散乱
強度の均一性が低いことがわかった。

【０１３７】［比較例４］比較例４では、凹凸形状は
「第２実施例」と同一の三角関数形状を採用し、且つ
各凹凸形状に相似形によるばらつきを導入した。基本形
状は第２実施例と同様である。コンピュータに記憶させ
る形状データは異なるが、製造方法や評価方法は第２実
施例の場合と同様である。比較例４では、全体の中で、
基本形状に対して大きさが種々異なる相似形の凹凸が含
まれるようにし、全凹凸の大きさの分布が、基本形状の
凹凸の大きさを平均値とする正規分布に従うようにし
た。

【０１３８】図１５は、比較例４における凹凸断面形状
と傾斜角分布と散乱特性との関係を示す図である。同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に対応する。なお、図１５（ａ）では、基本形
状、基本形状の２倍の大きさの形状、及び基本形状の１
／２倍の大きさの形状のみを示した。

【０１３９】図８において「ＮＯ８」に示す「比較例
４」の解析結果をみると、散乱角が２７度、平均反射強
度が３．６％、強度不均一性は５６．６％となり、「回
折の発生」は「無し」となった。図１５（ｃ）からもわ
かるように、実施例２（ＮＯ９）に比較して、散乱強度
の均一性が低くなっていることが明らかである。

【０１４０】このように、三角関数形状において相似形
によりばらつきをもたせると、回折は生じないものの、
散乱強度の均一性が低くなり、好ましくないことがわか
った。

【０１４１】以上の説明で明らかなように、最適な実施
例は第１実施例で、次が第２実施例である。ただし、上
記第２〜第５実施例でも回折は生じないので、用途によ
っては採用の余地がある。例えば、三角関数形状を採用
する場合において、製造上、高さ一定または幅一定とす
べき制約が生じる場合があっても、制約の中で最良の設
計を行うことができる。

【０１４２】なお、コストや製造設備等の制約から、理
想的な凹凸形状である放物線形状にできない場合であっ
ても、その形状と凹凸のばらつかせ方を同時に考慮して
設計することで、最良の凹凸形状を見いだすことができ
る。これは三角関数形状に限られるものではない。

【０１４３】なお、第１、第２実施例は、対称形を追加
した放物線形状（図４（ａ））や三角関数形状（図
４（ｂ））を採用した場合にも同様に適用することがで
きる。また、三角関数形状であれば、上記例示した形状
に限られない。

【０１４４】なお、上記各実施の形態において、相似形
によるばらつき、または幅、高さによるばらつきの分布
態様として正規分布を例示し、正規分布では基本形状を
平均値としたが、これは基本形状の存在比率を最大にす
るためであった。しかし、基本形状の存在比率が最大に
なるような分布に限定する趣旨ではなく、凹凸全体の形
状の平均が基本形状であれば、理想の散乱特性に近い特
性は得られる。従って、分布も正規分布に限定されるも
のではなく、他の確率分布に従った分布を採用してもよ
い。また、標準偏差も０．２に限定されるものではな
く、光散乱反射基板の用途に応じて、また回折の程度に
応じて設定すればよい。

【０１４５】なお、光散乱反射基板の凹凸の形成には公
知の手法であるレーザリトグラフィー法を用いるように
したが、これに限るものではない。例えば、凹凸の幅の
みをばらつかせる場合は、感光性樹脂を利用したフォト
リソグラフ技術を用いるようにしてもよい。その場合
は、フォトマスクにおいて種々の大きさの開口部が混在
するように開口面積を設定すればよい。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項
１、２、４、６、８に係る光散乱反射基板、または請求
項１０〜１４に係る光散乱反射基板の製造方法によれ
ば、回折を抑制しつつ良好な散乱特性を得ることができ
る。

【０１４７】本発明の請求項３、５、７、９に係る光散
乱反射基板によれば、基準となる凹凸の全凹凸に占める
割合を多くして、全体として理想形から遠ざかることの
ないようにし、基準となる凹凸における散乱強度の均一
性を維持しつつ回折を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】傾斜角度と入射光の反射との関係を示す図であ
る。

【図２】放物線形状の例（（以下、「放物線形状」と
称する））及びその導関数を示す図である。

【図３】三角関数形状の例（（以下、「三角関数形状
」と称する））及びその導関数を示す図である。

【図４】対称形を追加した放物線形状（同図（ａ））及
び三角関数形状（同図（ｂ））を示す図である。

【図５】レーザリトグラフィー法による光散乱反射基板
表面の凹凸の形成工程を示す図である。

【図６】比較例１における凹凸断面形状と傾斜角分布と
散乱特性との関係を示す図である。

【図７】第１実施例における凹凸断面形状と傾斜角分布
と散乱特性との関係を示す図である。

【図８】光散乱反射基板の凹凸断面形状と凹凸のばらつ
きの態様との組み合わせによる解析結果表を示す図であ
る。

【図９】比較例２における凹凸断面形状と傾斜角分布と
散乱特性との関係を示す図である。

【図１０】第２実施例における凹凸断面形状と傾斜角分
布と散乱特性との関係を示す図である。

【図１１】第３実施例における凹凸断面形状と傾斜角分
布と散乱特性との関係を示す図である。

【図１２】第４実施例における凹凸断面形状と傾斜角分
布と散乱特性との関係を示す図である。

【図１３】第５実施例における凹凸断面形状と傾斜角分
布と散乱特性との関係を示す図である。

【図１４】比較例３における凹凸断面形状と傾斜角分布
と散乱特性との関係を示す図である。

【図１５】比較例４における凹凸断面形状と傾斜角分布
と散乱特性との関係を示す図である。

【符号の説明】

１１ ガラス板 １２ 結像レンズ １３ 凹凸パターン Ｈ 高さ Ｂ 幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA15 BA20 DC08 DD01 DE00 2H091 FA16Z FB02 FB08 FC10 FC25 KA10 LA12 LA18

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の凹凸が形成された面を有する光散
   乱反射基板であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を放物線形状に形成すると
   共に、 前記複数の凹凸に、大きさが種々異なる相似形の凹凸が
   含まれるように構成したことを特徴とする光散乱反射基
   板。
2. 【請求項２】 複数の凹凸が形成された面を有する光散
   乱反射基板であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
   と共に、 前記複数の凹凸に、高さが略同一で幅が種々異なる凹凸
   が含まれるように構成したことを特徴とする光散乱反射
   基板。
3. 【請求項３】 前記複数の凹凸の幅の分布は、基準とな
   る凹凸の幅を平均値とする正規分布に従っていることを
   特徴とする請求項２記載の光散乱反射基板。
4. 【請求項４】 複数の凹凸が形成された面を有する光散
   乱反射基板であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
   と共に、 前記複数の凹凸に、幅が略同一で高さが種々異なる凹凸
   が含まれるように構成したことを特徴とする光散乱反射
   基板。
5. 【請求項５】 前記複数の凹凸の高さの分布は、基準と
   なる凹凸の高さを平均値とする正規分布に従っているこ
   とを特徴とする請求項４記載の光散乱反射基板。
6. 【請求項６】 複数の凹凸が形成された面を有する光散
   乱反射基板であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
   と共に、 前記複数の凹凸に、高さ及び幅が種々異なる凹凸が含ま
   れ、且つ個々の凹凸の高さと幅との積が前記複数の凹凸
   間で略等しくなるように構成したことを特徴とする光散
   乱反射基板。
7. 【請求項７】 前記複数の凹凸の高さと幅の積の分布
   は、基準となる凹凸の高さと幅の積を平均値とする正規
   分布に従っていることを特徴とする請求項６記載の光散
   乱反射基板。
8. 【請求項８】 複数の凹凸が形成された面を有する光散
   乱反射基板であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
   と共に、 前記複数の凹凸に、高さ及び幅の組み合わせが種々異な
   る凹凸が含まれるように構成したことを特徴とする光散
   乱反射基板。
9. 【請求項９】 前記複数の凹凸の高さの分布及び幅の分
   布はいずれも、基準となる凹凸の高さ及び幅をそれぞれ
   平均値とする正規分布に従っていることを特徴とする請
   求項８記載の光散乱反射基板。
10. 【請求項１０】 複数の凹凸が形成された面を有する光
    散乱反射基板の製造方法であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を放物線形状に形成すると
    共に、 前記複数の凹凸に、大きさが種々異なる相似形の凹凸が
    含まれるようにすることを特徴とする光散乱反射基板の
    製造方法。
11. 【請求項１１】 複数の凹凸が形成された面を有する光
    散乱反射基板の製造方法であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
    と共に、 前記複数の凹凸に、高さが略同一で幅が種々異なる凹凸
    が含まれるように構成することを特徴とする光散乱反射
    基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 複数の凹凸が形成された面を有する光
    散乱反射基板の製造方法であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
    と共に、 前記複数の凹凸に、幅が略同一で高さが種々異なる凹凸
    が含まれるように構成することを特徴とする光散乱反射
    基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 複数の凹凸が形成された面を有する光
    散乱反射基板の製造方法であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
    と共に、 前記複数の凹凸に、高さ及び幅が種々異なる凹凸が含ま
    れ、且つ個々の凹凸の高さと幅との積が前記複数の凹凸
    間で略等しくなるように構成することを特徴とする光散
    乱反射基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 複数の凹凸が形成された面を有する光
    散乱反射基板の製造方法であって、 前記複数の各凹凸の断面形状を三角関数形状に形成する
    と共に、 前記複数の凹凸に、高さ及び幅の組み合わせが種々異な
    る凹凸が含まれるように構成することを特徴とする光散
    乱反射基板の製造方法。