JP2003329819A - 反射体及びその製造方法と反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射光を特定の視角から観察したとき、他の
視角より明るく見えるような反射特性を有する反射体の
提供。 【解決手段】 基材１１の表面に複数の溝４８が平面視
ストライプ状に形成され、溝４８内には少なくとも一つ
以上の斜面部４８ａが形成され、しかも少なくとも斜面
部４８ａの表面に反射層１２が形成され、該反射層１２
は表面に多数の微小凹凸部がランダムに配置されている
ことを特徴とする反射体４７。液晶セルの一方の基板１
０の外面側または一方の基板１０とこれの内面側に設け
られた電極の間に上記反射体４７を設けた反射型液晶表
示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射体及びその製
造方法とこの反射体を備えた反射型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置の表示形態には、
バックライトを備えた半透過型、透過型と呼ばれるもの
と、反射型と呼ばれるものがある。反射型液晶表示装置
は、太陽光、照明光等の外光だけを利用してバックライ
ト無しで表示する液晶表示装置であり、例えば薄型で、
軽量化、低消費電力が要求される携帯情報端末等に多く
用いられている。また、半透過型液晶表示装置は、外光
が十分得られない環境においてはバックライトを点灯さ
せて透過モードで動作し、外光が十分得られる場合には
バックライトを点灯させない反射モードで動作するもの
であり、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ
（ノート型ＰＣ）等の携帯電子機器に多く用いられてい
る。

【０００３】反射型液晶表示装置の表示性能には、液晶
透過状態の場合、明るい表示性能を有することが要求さ
れる。この表示性能を実現するには、外部より入射した
光が、反射型液晶表示装置内部で反射され、再び、外部
に出射される光に散乱性能を制御することが重要であ
る。このため反射型液晶表示装置では、液晶表示装置表
示面に対して、あらゆる角度からの入射光を表示方向
（観察者側）に反射させる機能を持たせるために、液晶
表示装置内部あるいは外部に設ける反射板に散乱性能を
持たせる方式、あるいは、液晶表示装置内部に散乱層を
形成し、光が散乱層を透過するときに散乱する前方散乱
方式などで反射型液晶表示装置を構成している。

【０００４】図７は、液晶パネル内部に散乱性能を持た
せた反射板を設けた従来の反射型液晶表示装置の例を示
す側面断面図である。この反射型液晶表示装置は、光の
入射方向から見て、順次、光透過性の対向基板１０１、
液晶層１１０、及び光反射性の素子基板１０２を備え、
素子基板１０２には、対向基板１０１を透過した光Ｑを
反射し、かつ散乱する反射型の散乱帯が設けられてい
る。散乱帯は、表面に凹凸１２２ａを有する高反射率金
属膜１２２とこれの下層の絶縁層１２８からなる反射板
１３０からなり、この反射板１３０の１画素あたりの領
域が指向性の強い反射特性を有する領域Ａと拡散性の強
い反射特性を有する領域Ｂの２つの領域に分けられ、各
領域には平均傾斜角度が互いに異なる凹凸面が形成され
ている。この反射型液晶表示装置は、高反率金属膜１２
２の厚みを薄くするか、あるいは透過用細孔を形成する
ことで、半透過型としても使用可能である。

【０００５】図８は、この反射型液晶表示装置に備えら
れた反射板の反射特性を示す図であり、図８の曲線
（Ａ）は、図７で示した領域Ａの反射特性であり、図８
の曲線（Ｂ）は図７で示した領域Ｂの反射特性である。
ここでの反射特性は、白色光源を反射板面に対して法線
方向に固定し、反射光強度を測定するための検出器を回
転させ、反射光の出射角度の依存性を測定したものであ
る。反射特性（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ入射光Ｌの正
反射角度に対してガウス分布型の反射特性を示してい
る。１画素の最終的な反射特性は、図８に示した反射特
性（Ｃ）を示しており、この反射特性も入射光の正反射
方向に対してガウス分布型の反射特性を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、携帯電話や
ノート型ＰＣ等の携帯情報端末のように、表示面を斜め
にして使用する装置に液晶表示装置が組み込まれた場
合、図９に示すように、一般的に表示装置に対する法線
方向Ｈに近い方向から見られる場合が多い。また、一般
的に観察者（使用者）が表示面（画面）を見るときの主
たる観察方向αと法線方向Ｈとのなす角度θは０度乃至
２０度の範囲が多い。図９は、図７の液晶表示装置から
なる表示部１００が本体１０５に備えられた携帯電話を
使用する状態の説明図である。図９において、Ｈは表示
部１００に対する法線、Ｑは入射光、ω₀は入射角度
（例えば３０度又はそれ以内の角度）である。また、Ｒ
₁は入射角度ω₀と反射角度ωが等しいときの反射光（正
反射）、Ｒ₂は反射角度ωが入射角度ω₀より小さい反射
光、Ｒ₃は反射角度ωが入射角度ω₀より大きい反射光で
ある。

【０００７】図からも理解できるように、観察者の視点
Ｏｂは通常法線方向Ｈに近い反射光Ｒ₂の方向、より具
体的には法線方向Ｈから１０度までの範囲内の方向に集
中する。これに対して反射光Ｒ₁、Ｒ₃ は、表示面を下
から見上げるような方向となり見づらいものである。従
って、観察者の利用の便宜を考えると、広い視野角を確
保すると同時に、正反射より反射角度の小さい方向の反
射率をより高くすることが望まれる。しかしながら図７
に示した従来の反射型液晶表示装置においては、入射光
が反射する範囲が広くなる、すなわち、光散乱性は実現
できるものの入射光の大部分は正反射およびその近傍の
方向に反射する（ガウス分布型の反射特性を示す）の
で、正反射およびその周辺の方向から見た表示は明るく
見えるものの他の方向から見た表示は暗く見える。従っ
て、従来の反射型表示装置が表示部に備えられた携帯電
話等の表示面を見ると、先に述べたように観察者の視点
は通常法線方向Ｈに近い方向に集中するので、表示が暗
く、一方、明るい表示を見ようとすると正反射およびそ
の周辺の方向から表示を見なければならず、上記のよう
に表示面を下から見上げるような方向となり見づらいも
のであった。

【０００８】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、反射光を特定の視角から観察した
とき、他の視角より明るく見えるような反射特性を有す
る反射体を提供することを目的の１つとする。また、本
発明は、このような反射輝度特性を有する反射体の製造
方法の提供を目的の一つとする。また、本発明は、特定
の視角から表示を観察したとき、他の視角より明るく見
えるような視角特性を有する反射型液晶表示装置を提供
することを目的の１つとする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の反射体は、基材の表面に複数の溝が平面視
ストライプ状に形成され、前記溝内には少なくとも一つ
以上の斜面部が形成され、しかも少なくとも上記斜面部
の表面に反射層が形成され、該反射層は表面に多数の微
小凹凸部がランダムに配置されていることを特徴とする
ものである。かかる反射体によれば、上記斜面部の傾斜
角度、上記斜面部のピッチ、上記反射層を構成する微小
凹凸部の形状等を変更することにより、この反射体に入
射した光の反射光を特定の視角から観察したとき、他の
視角より明るく見えるような反射特性を有するように制
御し易い。

【００１０】上記の構成の本発明の反射体においては、
上記表面に多数の微小凹凸部がランダムに形成されてい
る反射層の縦断面の断面曲線の傾きが不連続であること
が、受光角と反射率との関係を示すグラフが正反射方向
を中心に略対称に分布したガウス分布型でなく、後述す
るような非ガウス分布型のものが得られる点で好まし
い。

【００１１】また、上記溝内の斜面部の傾斜角度は５度
以上２０度以下の範囲内の一定の大きさとされているこ
とが好ましい。また、上記斜面部のピッチが５μｍ以上
８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされていること
が好ましい。また、上記反射層は、上記微小凸部の高さ
又は微小凹部の深さが０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲
内で不規則に形成されていることが好ましい。また、上
記反射層は、上記隣接する微小凸部又は隣接する微小凹
部のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則
に配置されていることが好ましい。また、上記反射層
は、粒径が異なる多数の光反射性微小粒子からなるもの
であってもよい。また、上記粒径が異なる多数の光反射
性微小粒子の半径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範
囲内のものであることが好ましい。

【００１２】また、本発明の反射体においては、先に述
べたように上記斜面部の傾斜角度、上記斜面部のピッ
チ、上記反射層を構成する微小凹凸部の形状等を変更す
ることにより、入射光の正反射角度に対して対称の反射
率分布を有し、反射率の最大値が受光角に対してフラッ
トな部分を有する非ガウス分布型の反射特性を備えたも
のであることが好ましい。かかる構成の反射体によれ
ば、反射率の最大値は正反射角度を中心として上記正反
射角度より大きい受光角度及び上記正反射角度より小さ
い受光角度まで広がるので、ガウス分布型の反射特性を
備えた従来の反射板に比べて反射光量が高い領域が広が
るので正反射角度より小さい受光角度の反射光量が多く
なり（反射層の法線方向（正視角方向）に近い角度の受
光角の反射光量が多くなり）、輝度が高くなる。

【００１３】また、本発明の反射体においては、先に述
べたように上記斜面部の傾斜角度、上記斜面部のピッ
チ、上記反射層を構成する微小凹凸部の形状等を変更す
ることにより、入射光の正反射角度に対して非対称の反
射率分布を有し、しかも反射率の最大値は入射光の正反
射角度より小さい受光角度範囲にある非ガウス分布型の
反射特性を備えたものであることが好ましい。かかる構
成の反射体によれば、正反射角度より小さい受光角度範
囲内の特定角度範囲の反射率がさらに高くなり、実用の
視点において、特に、反射層の法線方向と主たる観察方
向とのなす角度が０乃至２０度において、輝度が高いも
のが得られる。

【００１４】また、本発明の反射体の製造方法は、表面
に複数の溝が平面視ストライプ状に形成され、上記溝内
に少なくとも一つ以上の斜面部が形成された基材を用
い、該基材の少なくとも上記斜面部の表面に粒径がラン
ダムな多数の光反射性微小粒子を付着させることによ
り、表面に多数の微小凹凸部がランダムに配置された反
射層を形成する工程を備えることを特徴とするものであ
る。かかる構成の反射体の製造方法によれば、上記の構
成の本発明の反射体を製造できる。

【００１５】また、本発明の反射体の製造方法は、表面
に複数の溝が平面視ストライプ状に形成され、上記溝内
に少なくとも一つ以上の斜面部が形成された基体を用
い、上記基体の少なくとも上記斜面部の表面に結晶性ポ
リマー中に粒径がランダムな多数の微小粒子を分散、混
練してなる微小粒子混練液を塗布、硬化させて表面に微
小凹凸形状を有する微小粒子混練層を形成して母型を作
製する工程と、上記母型の微小粒子混練層側の表面上に
電解によって金属を付着後、離型することより上記母型
の微小粒子混練層の表面の微小凹凸形状と凹凸が逆の微
小凹凸形状を有する型面を備えた電鋳型を作製する工程
と、基板上に形成した感光性樹脂層の表面に上記電鋳型
の型面を押しつけた後、離型して上記感光性樹脂層の表
面に上記電鋳型の型面の微小凹凸形状と逆の凹凸の微小
凹凸形状を形成することにより、表面に多数の微小凹凸
がランダムに形成された基材を作製する工程と、上記基
材の表面に金属反射膜を成膜法により成膜することによ
り表面に多数の微小凹凸がランダムを有する反射層を形
成する工程を備えることを特徴とする。かかる構成の反
射体の製造方法によれば、上記の構成の本発明の反射体
を製造できる。

【００１６】また、本発明の反射型液晶表示装置は、液
晶層を挟んで対向する基板の観察側の一方の基板の内面
側に電極および配向膜を設け、観察側から離れた他方の
基板の内面側に電極および配向膜を設けた液晶セルの上
記一方の基板の外面側または上記一方の基板とこれの内
面側に設けられた電極の間に上記にいずれかの構成の本
発明の反射体を設けてなることを特徴とする。かかる反
射型液晶表示装置によれば、上記のいずれかの構成の本
発明の反射体が備えられたことにより、特定の視角から
表示を観察したとき、他の視角より明るく見えるような
視角特性を有することができる。また、先に述べたよう
な非ガウス分布型の反射特性を示す反射体が備えられて
いる場合には、反射光量は観察者の視点に近い方向の分
布が高くなり、実用の視点において、特に、液晶表示装
置に対する法線方向と主たる観察方向とのなす角度が０
度乃至２０度において、明るい表示（画面）の液晶表示
装置を実現できる。

【００１７】上記反射体の溝内に形成された斜面部の傾
斜角度は、上記液晶表示装置に対する法線方向と主たる
観察方向とのなす角度の約１／２の大きさとされている
ことが好ましい。

【００１８】

【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が、本発明は以下の実施の形態に限
定されるものではない。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態で
ある反射型液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示し
た図である。図１においてこの反射型液晶表示装置１
は、液晶層３０を挟持して対向する透明なガラスなどか
らなる第１の基板（観察側の一方の基板）１０と、第２
の基板（観察側から離れた他方の基板）２０とをこれら
２枚の基板１０、２０の周縁部に環状に設けられたシー
ル材で接着一体化した構成である。第１の基板１０の液
晶層３０側には順に、反射体４７と、透明介在層５３
と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ１３と、カ
ラーフィルタ１３による凹凸を平坦化するためのオーバ
ーコート膜（透明平坦化層）１４と、液晶層３０を駆動
するための透明電極層１５と、液晶層３０を構成する液
晶分子の配向を制御するための配向膜１６とが積層形成
されている。また、第２の基板２０の液晶層３０側には
順に、透明電極層２５、オーバーコート膜２４、配向膜
２６が積層形成されている。また、液晶層３０を挟む透
明電極層１５と透明電極層２５とは、互いに直交するス
トライプ状に形成されていてその交点領域が画素となる
単純マトリックス型の液晶装置を構成している。

【００１９】上記の第１の基板１０と第２の基板２０
と、これら基板間に設けられた各構成部材により、液晶
セル３５ｂが構成されている。第２の基板２０の液晶層
３０側と反対側（第２の基板２０の外面側）には、位相
差板２７と、偏光板２８がこの順で積層されている。こ
の偏光板２８の外側面は表示面１ａになっている。

【００２０】反射体４７は、基材１１と、多数の微小凹
凸部がランダムに配置されてなる反射層１２とから構成
されている。図２は、この反射体４７の一部分を示す拡
大断面図である。基材１１は、アクリル系レジストなど
の感光性樹脂からなるものである。基材１１の表面に
は、複数の溝４８が平面視ストライプ状に形成されてい
る。この溝４８は第一斜面部４８ａとこの第一斜面部４
８ａより傾斜角度が急である第二斜面部４８ｂとから構
成されている。

【００２１】第一斜面部４８ａの基準面Ｓに対する傾斜
角度θ₁は５度以上２０度以下の範囲内の一定の大きさ
であり、好ましくは、５度以上１５度以下の範囲内の一
定の大きさである。第一斜面部４８ａの傾斜角度θ₁が
５度未満であると、正反射付近が最も明るくなり液晶表
示装置を明るく観察し得る角度から外れてしまい、２０
度を越えると液晶表示装置のパネル面を明るく観察し得
る受光角度が表示装置の法線方向から大きくはずれ、見
にくくなってしまう。また、第一斜面部４８ａの傾斜角
度θ₁は、液晶表示装置１に対する法線方向Ｈ₁と観察者
の主たる観察方向α₁とのなす角度θの約１／２の大き
さとされていることが原理的に光線の反射光を有効に利
用し易いという点で好ましい。具体的には、上記角度θ
は、実用の視点において、通常、０度乃至２０度である
ので、θ₁ は１０度程度とされていることが好ましい。

【００２２】第二斜面部４８ｂの基準面Ｓに対する傾斜
角度θ₂は、２５度以上９０度以下の範囲内の一定の大
きさであり、好ましくは、５０度以上９０度以下の範囲
内とされる（なお、図２では傾斜角度θ₂ が９０度で
ある場合について図示した。）。。第二斜面部４８ｂの
傾斜角度θ₂が２５度未満であると、第一斜面部４８ａ
との面積比が１：１に近くなり非対称な反射特性が得ら
れにくくなり、９０度を越えると傾斜面の加工が困難に
なる。なお、上記基準面Ｓとは、基板１０の表面と平行
な面で、各溝４８の最深点を含む面である。

【００２３】第一斜面部４８ａのピッチＰは５μｍ以上
８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされていること
が好ましく、より好ましくは５μｍ以上４０μｍ以下の
範囲内とされる。第一斜面部４８のピッチＰが５μｍ未
満であると一つのピッチ（一つの斜面部４８ａ）に形成
される凹凸（ディンプル）が１〜２個程度以下となって
しまい、８０μｍを越えると形成される隣接斜面部の段
差が大きくなりすぎ、平坦化が困難となり表示装置作製
上困難さが生じてしまう。また、この第一斜面部４８ａ
のピッチＰは、液晶表示装置の電極やカラーフィルタの
パターン（Ｒ、Ｇ、Ｂのパターンやブラックマスクの模
様）とモアレを生じないような関係になっていることが
好ましい。第一斜面部４８ａのピッチＰの繰返し周期の
方向と、上記電極やカラーフィルタのパターンの繰返し
周期の方向が同じである場合は、モアレ模様等の光学的
な干渉は発現しないが、上記電極やカラーフィルタのパ
ターンにバラツキが生じていたり、第一斜面部４８ａの
ピッチＰの繰返し周期の方向と、上記電極やカラーフィ
ルタのパターンの繰返し周期の方向が異なる場合には、
光学的に干渉が発現する場合がある。その場合には、反
射体４７の表面から基板２０までの間のいずれかの層間
に拡散層や散乱層を介在させることにより、光学的な干
渉の発生を抑え、優れた視認性を得ることができる。第
一斜面部４８ａの高さｈは、上記傾斜角度θ₁とピッチ
Ｐに依存し、即ち、ｈ＝Ｐ×ｔａｎθ₁なる関係式で示
される。

【００２４】本実施形態では上記第一斜面部４８ａと第
二斜面部４８ｂの表面に粒径が異なる多数の光反射性微
小粒子４９が分散、接着されてなる粒子分散層が１層形
成され、この粒子分散層により上記の多数の微小凹凸部
がランダムに配置されてなる反射層１２が形成されてい
る。光反射性微小粒子４９としては、アルミナ粒子、ス
チレン系、ジビニル−ベンゼン系等の有機系ビーズ、Ｓ
ｉＯ₂からなる真球ビーズ等が適宜選択して用いられ
る。光反射性微小粒子４９の半径は、０．５μｍ以上１
５μｍ以下の範囲内のものが用いられる。

【００２５】反射体４７を、基材１１に形成された多数
の溝４８の最深点を通過する特定の縦断面で縦断したと
き、反射層１２は図３に示すように縦断面の断面曲線の
傾きが不連続なものであり、言い換えれば、縦断面の断
面曲線の一次微分係数が不連続になっている。微小凸部
１２ａと微小凸部１２ａの接続部（境界部）１２ｄは曲
面を有していない。この反射層１２は、半径の範囲が上
記の範囲の多数の光反射性微小粒子４９からなる粒子分
散層から構成されているので、微小凹部１２ｂの深さＤ
が０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらつ
いている。ここでの微小凹部１２ｂの深さＤとは、微小
凸部１２ａの頂部のうち基材１１の表面からの距離が最
も大きい頂部を含む反射層１２の基準面Ｓ２からの距離
である。微小凹部１２ｂの深さＤが３μｍを越えると、
この反射層１２上に透明介在層５３を形成して平坦化す
る場合に微小凸部１２ａの頂部が透明介在層５３で埋め
きれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示むらの原
因となる。

【００２６】また、この反射層１２は、半径の範囲が上
記の範囲の多数の光反射性微小粒子４９からなる粒子分
散層から構成されているので、隣接する微小凹部１２ｂ
のピッチＰ１が１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規
則にばらついている。このような反射体４７は、図１に
示すように各溝４８の第二傾斜面４８ｂの方向が観察者
の視点Ｏｂ₁から遠い側（Ｙ方向側）となるように設け
られており、言い換えれば、各溝４８の第一傾斜面４８
ａの方向が観察者の視点Ｏｂ₁から近い側（Ｙ方向と反
対側）となるように設けられている。

【００２７】このような構成の反射体４７によれば、反
射体４７に入射した光の反射光を特定の視角から観察し
たとき、他の視角より明るく見えるような反射特性を有
するように制御し易い。また、第一斜面部４８ａの傾斜
角度θ₁、溝４８のピッチ、反射層１２を構成する微小
凹凸部の形状等を変更することにより、入射光の正反射
角度に対して対称の反射率分布を有し、反射率の最大値
が受光角に対してフラットな部分を有する非ガウス分布
型の反射特性を備えることができる。このような反射特
性を備えた反射体４８によれば、反射率の最大値は正反
射角度を中心として上記正反射角度より大きい受光角度
及び上記正反射角度より小さい受光角度まで広がるの
で、ガウス分布型の反射特性を備えた従来の反射板に比
べて反射光量が高い領域が広がるので正反射角度より小
さい受光角度の反射光量が多くなり、輝度が高くなる。

【００２８】また、この反射体４７は、第一斜面部４８
ａの傾斜角度θ₁、溝４８のピッチ、反射層１２を構成
する微小凹凸部の形状等を変更することにより、入射光
の正反射角度に対して非対称の反射率分布を有し、しか
も反射率の最大値は入射光の正反射角度より小さい受光
角度範囲にある非ガウス分布型の反射特性を備えること
ができる。このような反射特性を備えた反射体４７によ
れば、正反射角度より小さい受光角度範囲内の特定角度
範囲の反射率がさらに高くなる。

【００２９】上記ような反射体４７を製造するには、表
面に複数の溝４８が平面視ストライプ状に形成された基
材１１を用意し、基材１１の第一斜面部４８ａ及び第二
斜面部４８ｂの表面に、粒径がランダムな多数の光反射
性微小粒子４９を分散、付着させることにより表面に多
数の微小凹凸部がランダムに配置された反射層１２を形
成することにより得ることができる。また、上記ような
複数の溝４８が形成された基材１１の作製方法として
は、例えば、第１の基板１０上に、スピンコート法など
によりアクリル系レジストなどの感光性樹脂液を塗布し
た後、プリベークして感光性樹脂層を形成し、凹凸面を
備える転写型を、上記感光性樹脂層の表面に押しつけた
後、離型し、上記感光性樹脂層の表面に上記転写型の凹
凸面と逆の凹凸形状を形成し、複数の溝４８を平面視ス
トライプ状に形成することにより得られる。上記転写型
の凹凸面は、基材１１の表面の凹凸と逆の凹凸形状のも
のである。また、基材１１のその他の作製方法として
は、第１の基板１０上に感光性樹脂液を塗布した後、多
ステップの露光、現像や、エッチング異方性を利用した
フォトリソグラフィー技術により感光性樹脂層の表面に
複数の溝４８を平面視ストライプ状に形成することによ
り得ることができる。

【００３０】図４は、第１の実施形態の反射型液晶表示
装置１の表示面１ａに、入射角３０°（表示面１ａに立
てた垂線（法線）の一方の側から表示を観察する観察者
の視点Ｏｂ₁ の反対側から照明した外光の光軸とのなす
角度）で外光を照射し、 観察方向α（受光角）を垂線
位置（法線位置）（０°）から６０°まで振ったときの
受光角（°）と明るさ（反射率）との関係を示してい
る。図４中、実線、一点鎖線は、第１の実施形態の
反射型液晶表示装置の受光角と反射率との関係を示して
おり、実線と一点鎖線のものの違いは、反射体４７
の第一斜面部４８ａの傾斜角度θ₁、溝４８のピッチ、
反射層１２を構成する微小凹凸部の形状等が異なる点で
ある。図４では、比較例として、従来から用いられてい
る図７に示した反射型液晶表示装置のものの受光角と反
射率との関係を点線で示した。図７の反射型液晶表示
装置に備えられた反射板１３０の高反射率金属膜１２２
は、図１０に示すように縦断面の断面曲線の傾きが連続
的なものであり、言い換えれば、縦断面の断面曲線の一
次微分係数が連続になっている。高反射率金属膜１２２
の凸部１２２ｃと凸部１２２ｃの接続部（境界部）１２
２ｅは曲面を有しており、凹部１２２ｂと凹部１２２ｂ
の接続部（境界部）１２２ｄも曲面を有している。

【００３１】図４から明らかなように、比較例の反射型
液晶表示装置では反射率のピークは正反射の角度（受光
角３０°）にあり、受光角２０°より小さくなると反射
率が大幅に小さくなっているガウス分布型の反射特性を
示すことから、正反射方向から見た表示は明るく見える
ものの他の方向から見た表示は暗く見えると考えられ
る。これに対して実線で示される特性を有する第１の
実施形態の液晶表示装置１では、受光角３０°（正反射
角度）を中心に特に反射率が高いピーク領域が存在し
（入射光の正反射角度に対して対称の反射率分布を有
し）、しかもこの反射率のピークは受光角３０°の±約
１０°範囲に渡っており、即ち、反射率の最大値が受光
角に対してフラットな部分を有している。すなわち、実
線で示される特性を有する第１の実施形態の液晶表示
装置は、非ガウス分布型の反射特性を示している。ま
た、第１の実施形態の液晶表示装置１は受光角約０°〜
２５°においては比較例に比べ高い反射率を示してお
り、液晶表示装置の法線方向Ｈ₁に近い方向から表示を
観察したとき、比較例のものより表示が明るく見えると
考えられる。次に、一点鎖線で示される特性を有する
第１の実施形態の液晶表示装置１では反射率のピークが
受光角３０度より小さい範囲内にあり、受光角約２０°
を中心に特に反射率が高いピーク領域が存在しており、
すなわち、一点鎖線で示される特性を有する第１の実
施形態の液晶表示装置は、入射光の正反射角度に対して
非対称の反射率分布を有し、非ガウス分布型の反射特性
を示している。また、第１の実施形態の液晶表示装置１
は受光角０°〜２５°においては比較例に比べ高い反射
率を示しており、液晶表示装置に対する法線方向Ｈ₁に
近い方向から表示を観察したとき、比較例のものより表
示が明るく見えると考えられる。

【００３２】本実施形態の反射型液晶表示装置１では、
表示面１ａに外光が入射すると、入射光Ｑは液晶パネル
３５ｂ内に入って各層を透過して反射体４７の表面に到
達し、反射体４７の反射層１２によって広角度に反射
し、再び上記各層を透過して表示面１ａから出射する。
この出射光は広い視野角範囲に散乱するので、この表示
面１ａは広い視角から光源の映り込みなく観察すること
ができる。また、液晶表示装置１に対する法線方向Ｈ₁
から２５度より小さい範囲内の反射光Ｒの量が多くなる
ので、反射光量は観察者の視点Ｏｂ₁に近い方向の分布
も高くなり、実用の視点において、特に、法線方向Ｈ₁
と主たる観察方向α₁とのなす角度θ₁が０度乃至２０度
において、明るい表示（画面）の液晶表示装置を実現で
きる。このため、本実施形態の液晶表示装置を携帯電話
やノート型ＰＣなどの携帯電子機器の表示部に組み込む
と、特に視認性が良好なものとなる。なお、第１の実施
形態においては第二斜面部４８ｂの表面にも粒径が異な
る多数の光反射性微小粒子４９を分散、接着した場合に
ついて説明したが、これら光反射性微小粒子４９は第一
斜面部４８ａの表面のみに設けられていてもよい。ま
た、第二斜面部４８ｂは、曲面を有するものであっても
よく、その場合の曲面の傾斜角度θ₂は先に述べた範囲
と同様であることが好ましい。

【００３３】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態である反射型液晶表示装置について説明する。
この第２の実施形態の反射型液晶表示装置が図１乃至図
３に示した第１の反射型液晶表示装置１と異なるところ
は、液晶セル３５ｂ内に設けられる反射体の構成が異な
る点である。図５は、第２の実施形態である反射型液晶
表示装置に備えられた反射体１４７の一部分を示す拡大
断面図である。

【００３４】反射体１４７は、基材１１１と、この基材
１１１上に形成された金属反射膜からなる反射層１１２
から構成されている。この基材１１１が第１の実施形態
の反射体４７に備えられた基材１１と異なるところは、
第一斜面部４８ａ及び第二斜面部４８ｂの表面に多数の
微小凹凸がランダムに形成されて、基材１１１の表面に
も多数の微小凹凸がランダムに形成されており、その上
に形成されている反射層１１２に多数の微小凹凸部がラ
ンダムに配置された形状を与えて、反射光を効率よく散
乱させ、しかも反射体全体としての特定の方向の反射強
度を増加させるために設けられているものである。

【００３５】基材１１１は、微小凹部１１１ｂの深さが
０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらつい
ている。ここでの微小凹部１１１ｂの深さとは、微小凸
部１１１ａの頂部のうち基材１１１の表面からの距離が
最も大きい頂部を含む面からの距離である。また、この
基材１１１は、隣接する微小凹部１１１ｂのピッチが１
μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則にばらついてい
る。隣接する微小凹部１１１ｂのピッチが１μｍ未満の
場合、基材１１１を形成するために用いる転写型の製作
上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反
射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が
発生する等の問題が生じる。

【００３６】そして、本実施形態では表面に多数の微小
凹凸がランダムに形成された基材１１１の表面に後述の
膜厚の反射層１１２が形成されているので、この反射層
１１２に基材１１１の表面の微小凹凸形状が転写され、
反射層１１２は表面に多数の微小凹凸がランダムに形成
された形状を有している。反射体１４７を、基材１１１
に形成された多数の溝４８の最深点を通過する特定の縦
断面で縦断したとき、反射層１１２は図６に示すように
縦断面の断面曲線の傾きが不連続なものであり、言い換
えれば、縦断面の断面曲線の一次微分係数が不連続にな
っている。微小凹部１１２ｂと微小凹部１１２ｂの接続
部（境界部）１１２ｄは曲面を有していない。

【００３７】 反射層１１２を構成する金属
反射膜としては、Ａｌ、Ａｇ或いはこれらに微量の他の
金属をドープした合金系などの反射率の高い金属材料が
用いられる。反射層１１２の膜厚は、６０ｎｍ〜２００
ｎｍ（６００Å〜２０００Å）の範囲であることが好ま
しい。これは、６０ｎｍより膜厚が薄い場合には、金属
反射膜による光の反射率が小さすぎるために反射モード
時の表示が暗くなってしまうためであり、２００ｎｍよ
り厚い場合には、成膜時間、コストが高くなること、上
記斜面部の段差が助長され、平坦化がし難くなり等の不
都合が発生することがあるためである。

【００３８】この反射層１１２は、微小凹部１１２ｂの
深さＤが第１の実施形態と同様の理由により０．１μｍ
以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。ま
た、反射層１１の隣接する微小凹部１１２ｂのピッチＰ
１が１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則にばらつ
いている。

【００３９】このような構成の反射体１４７によれば、
第１の実施形態の反射体４７と同様の効果が得られる。

【００４０】上記ような反射体１４７を製造するには、
第一斜面部４８ａ及び第二斜面部４８ｂの表面に微小凹
凸が形成されていない以外は上記基材１１１と同様の形
状の基体（第１の実施形態で用いた基材１１と同様の形
状の基体）を用意し、結晶性ポリマー中に粒径がランダ
ムな多数の微小粒子を分散、混練した微小粒子混練液を
上記基体の表面に塗布、硬化させて表面に微小凹凸形状
を有する微小粒子混練層を形成して、母型とする。上記
結晶性ポリマーとしては、液晶性ポリマーなどが用いら
れる。上記微小粒子としては、アルミナ、シリカ（Ｓｉ
Ｏ₂）、或いはスチレン、ジビニルベンゼン系樹脂によ
る粒子等が適宜選択して用いられる。上記微小粒子の半
径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内のものが用
いられる。上記のような結晶性ポリマーに分散された微
小粒子は、２次凝集が起きにくく、また、その表面に微
小粒子表面が突出した状態になるので、この微小粒子混
練液を硬化させた上記の微小粒子混練層の表面も上記微
小粒子表面が突出するので、微小凹凸形状を有してい
る。これに対して非結晶性ポリマーを用いる場合、表面
エネルギーが高くなるため、微小微粒子が表面に突出せ
ず、微小粒子混練層の表面に微小凹凸形状が形成されな
いものと考えられる。

【００４１】次に、上記母型の微小粒子混練層側の表面
上にＮｉ等の金属を電解によって必要な厚さに着けた
後、離型すると、上記母型の微小粒子混練層の表面の微
小凹凸形状と凹凸が逆の微小凹凸形状を有する型面を備
えた電鋳型が得られる。

【００４２】ついで、第１の基板１０上に、スピンコー
ト法などによりアクリル系レジストなどの感光性樹脂液
を塗布した後、プリベークして感光性樹脂層を形成し、
上記電鋳型の型面を上記感光性樹脂層の表面に押しつけ
た後、離型し、該感光性樹脂層の表面に上記電鋳型の型
面の微小凹凸形状と凹凸が逆の微小凹凸形状を形成する
と、表面に多数の微小凹凸がランダムに形成された基材
１１１が得られる。ついで、この基材１１１の表面に、
Ａｌ等の金属材料をスパッタリング、真空蒸着などの成
膜法により上記の厚み範囲の金属反射膜を成膜すると、
この金属反射膜も表面に多数の微小凹凸がランダムに配
置された形状を有するものとなり、上記反射層１１２が
得られる。このようにすると目的とする反射体１４７が
得られる。

【００４３】本実施形態の反射型液晶表示装置では、上
記の構成の反射体１４７が備えられたことにより、第１
の実施形態の反射型液晶表示装置と同様の効果が得られ
る。

【００４４】また、第１〜第２の実施形態においては、
外部から入射した光を反射させる反射体４７又は反射体
１４７を基板１０と基板２０の間に内蔵した反射体内付
けタイプの場合を説明したが、基板１０の外側に反射体
を設けた反射体外付けタイプとすることもできる。ま
た、第１〜第２の実施形態においては、本発明の液晶表
示装置を反射型液晶表示装置に適用した場合について説
明したが、半透過反射型液晶表示装置にも適用でき、そ
の場合には反射体４７又は反射体１４７の反射層に微小
開口部を設けて、反射層（単体）の透過率が１５％〜３
０％、好ましくは２０％〜３０％となるようにしたり、
或いは、反射層を半透過性薄膜となるよう薄膜にし、第
１の基板１０の外面側にバックライトを備えるようにす
ればよい。

【００４５】また、第１〜第２の実施形態では、本発明
を単純マトリックス型の反射型液晶表示装置に適用した
場合について説明したが、薄膜トランジスタまたは薄膜
ダイオードを用いたアクティブマトリックス型、または
セグメント型の液晶表示装置などにも同様に適用が可能
である。これらの液晶表示装置はいずれも本発明に含ま
れるものである。また、第１〜第２の実施形態において
は、第２の基板２０と偏光板２８との間に位相差板が１
枚設けられた場合について説明したが、位相差板は複数
設けられていてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、反射光を特定の視角から観察したとき、他の視
角より明るく見えるような反射特性を有する反射体が得
られる。また、本発明の反射型液晶表示装置によれば、
特定の視角から表示を観察したとき、他の視角より明る
く見えるような視角特性を有する反射型液晶表示装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態の反射型液晶表示装
置の部分断面構造を示す図。

【図２】 図１の液晶表示装置に備えられた反射体の一
部分を示した拡大断面図。

【図３】 図１の液晶表示装置に備えられた反射体の反
射層を示す断面図。

【図４】 第１の実施形態の液晶表示装置と比較例の液
晶表示装置の受光角と反射率との関係を示すグラフ。

【図５】 第２の液晶表示装置に備えられた反射体の一
部分を示した拡大断面図。

【図６】 図５の液晶表示装置に備えられた反射体の反
射層を示す断面図。

【図７】 従来の反射型液晶表示装置の例を示す側面断
面図。

【図８】 従来の反射型液晶表示装置に備えられた反射
板の反射特性を示す図。

【図９】 携帯電話に備えられた液晶表示装置の使用状
態の説明図。

【図１０】 従来の反射液晶表示装置に備えられた反射
体の反射層を示す断面図。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 １ａ 表示面 ４７、１４７ 反射体 １０ 基板（一方の基板） １１、１１１ 基材 １２、１１２ 反射層 １２ｄ、１１２ｄ 境界部 １２ａ、１１２ａ 微小凸部 １２ｂ、１１２ｂ 微小凹部 １３ カラーフィルタ １４、２４ オーバーコート膜 １５、２５ 透明電極層（電極） １６、２６ 配向膜 ２８ 偏光板 ２０ 基板（他方の基板） ２７ 位相差板 ３０ 液晶層 ３５ｂ 液晶セル ４８ 溝 ４８ａ 第一斜面部 ４８ｂ 第二斜面部 ４９ 光反射性微粒子 ５３ 透明介在層 Ｈ₁ 法線方向 Ｏｂ₁ 視点 Ｐ ピッチ Ｄ 深さ Ｑ 入射光 Ｒ 反射光 θ₁ 角度 α₁ 観察方向

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA04 BA12 BA14 BA20 DA00 DA02 DA04 DA11 DB08 DC02 DC08 DE00 2H091 FA16Y FB07 FB08 FB13 FC02 FC10 FC26 FD04 FD07 FD12 FD14 FD23 GA16 LA03 LA11 LA12 LA15 LA18

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材の表面に複数の溝が平面視ストライ
   プ状に形成され、前記溝内には少なくとも一つ以上の斜
   面部が形成され、しかも少なくとも前記斜面部の表面に
   反射層が形成され、該反射層は表面に多数の微小凹凸部
   がランダムに配置されていることを特徴とする反射体。
2. 【請求項２】 前記表面に多数の微小凹凸部がランダム
   に配置されてなる反射層の縦断面の断面曲線の傾きが不
   連続であることを特徴とする請求項１記載の反射体。
3. 【請求項３】 前記斜面部の傾斜角度は５度以上２０度
   以下の範囲内の一定の大きさとされたことを特徴とする
   請求項１又は２記載の反射体。
4. 【請求項４】 前記斜面部のピッチが５μｍ以上８０μ
   ｍ以下の範囲内の一定の大きさとされたことを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれか一項に記載の反射体。
5. 【請求項５】 前記反射層は、前記微小凸部の高さ又は
   微小凹部の深さが０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲内で
   不規則に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれか一項に記載の反射体。
6. 【請求項６】 前記反射層は、前記隣接する微小凸部又
   は隣接する微小凹部のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下
   の範囲内で不規則に配置されたことを特徴とする請求項
   １乃至５のいずれか一項に記載の反射体。
7. 【請求項７】 前記反射層は、粒径が異なる多数の光反
   射性微小粒子からなるものであることを特徴とする請求
   項１乃至６のいずれか一項に記載の反射体。
8. 【請求項８】 前記粒径が異なる多数の光反射性微小粒
   子の半径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内のも
   のであることを特徴とする請求項７記載の反射体。
9. 【請求項９】 前記反射体は、入射光の正反射角度に対
   して対称の反射率分布を有し、しかも反射率の最大値が
   受光角に対してフラットな部分を有する非ガウス分布型
   の反射特性を備えることを特徴とする請求項１乃至８の
   いずれか一項に記載の反射体。
10. 【請求項１０】 前記反射体は、入射光の正反射角度に
    対して非対称の反射率分布を有し、しかも反射率の最大
    値が入射光の正反射角度より小さい受光角度範囲にある
    非ガウス分布型の反射特性を備えることを特徴とする請
    求項１乃至８のいずれか一項に記載の反射体。
11. 【請求項１１】 表面に複数の溝が平面視ストライプ状
    に形成され、前記溝内に少なくとも一つ以上の斜面部が
    形成された基材を用い、該基材の少なくとも前記斜面部
    の表面に粒径がランダムな多数の光反射性微小粒子を付
    着させることにより、表面に多数の微小凹凸部がランダ
    ムに配置された反射層を形成する工程を備えることを特
    徴とする反射体の製造方法。
12. 【請求項１２】 表面に複数の溝が平面視ストライプ状
    に形成され、前記溝内に少なくとも一つ以上の斜面部が
    形成された基体を用い、前記基体の少なくとも前記斜面
    部の表面に結晶性ポリマー中に粒径がランダムな多数の
    微小粒子を分散、混練してなる微小粒子混練液を塗布、
    硬化させて表面に微小凹凸形状を有する微小粒子混練層
    を形成して母型を作製する工程と、 前記母型の微小粒子混練層側の表面上に電解によって金
    属を付着後、離型することより前記母型の微小粒子混練
    層の表面の微小凹凸形状と凹凸が逆の微小凹凸形状を有
    する型面を備えた電鋳型を作製する工程と、 基板上に形成した感光性樹脂層の表面に前記電鋳型の型
    面を押しつけた後、離型して前記感光性樹脂層の表面に
    前記電鋳型の型面の微小凹凸形状と逆の凹凸の微小凹凸
    形状を形成することにより、表面に多数の微小凹凸がラ
    ンダムに形成された基材を作製する工程と、 前記基材の表面に金属反射膜を成膜法により成膜するこ
    とにより表面に多数の微小凹凸がランダムを有する反射
    層を形成する工程を備えることを特徴とする反射体の製
    造方法。
13. 【請求項１３】 液晶層を挟んで対向する基板の観察側
    の一方の基板の内面側に電極および配向膜を設け、観察
    側から離れた他方の基板の内面側に電極および配向膜を
    設けた液晶セルの前記一方の基板の外面側または前記一
    方の基板とこれの内面側に設けられた電極の間に前記請
    求項１乃至１０のいずれか一項に記載の反射体を設けて
    なることを特徴とする反射型液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記反射体の溝内に形成された斜面部
    の傾斜角度は、前記液晶表示装置に対する法線方向と主
    たる観察方向とのなす角度の約１／２の大きさとされて
    いることを特徴とする請求項１３記載の反射型液晶表示
    装置。