JP2004054041A

JP2004054041A - Reflector and reflection liquid crystal display device, and method for manufacturing reflector

Info

Publication number: JP2004054041A
Application number: JP2002212840A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Hayashi; 林　祐三; Katsumasa Yoshii; 吉井　克昌
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP4307799B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflector having such reflection characteristics that the luminance of reflected light becomes increasingly higher in a wide angle range and capable of bringing the reflection angle of the reflected light to a direction nearer an observer's line of vision. <P>SOLUTION: The reflector 47 which is continuously formed with a plurality of reflection slopes 48 in a stripe form in plane view on the surface of a substrate 11, is provided with first slopes 48c existing on the base end 48a side of the reflection slopes 48 and second slopes 48d existing on the top end 48b side of the reflection slopes 48 and having the angle of inclination greater than the angle of inclination of the first slopes 48c in contact with the first slopes 48c on the respective reflection slopes 48 and in which the reflection slopes 48 are formed as irregular rugged surfaces 12 is employed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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あるいは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８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一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。尚、この反射型液晶表示装置は、高反射率金属膜１２２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９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９の曲線（Ａ）は、図８における領域Ｂの反射特性を示すプロファイルであり、図９の曲線（Ｂ）は図８における領域Ａの反射特性を示すプロファイルである。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）のプロファイルは、それぞれ入射光Ｌの正反射角度を中心とするガウス分布形状を示し、各曲線の分布幅は、領域Ａ、Ｂの反射特性をそれぞれ反映したものとなっている。即ち、反射特性（Ｂ）のプロファイルの半値幅が、反射特性（Ａ）のプロファイルの半値幅よりも幅広になっている。
また、図９に示した反射特性（Ｃ）は、１画素の最終的な反射特性のプロファイルを示しており、この反射特性（Ｃ）は、反射特性（Ａ）、（Ｂ）と同様に入射光の正反射方向を中心とするガウス分布形状を示すとともに、そのプロファイルの半値幅が１画素全体の平均となっている。
【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１０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１０は、図８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１０において、Ｈは表示部１００に対する法線、Ｑは入射光、ω_０は入射角度（例えば３０度）である。また、Ｒ_１は入射角度ω_０と反射角度ωが等しいときの反射光（正反射）、Ｒ_２は反射角度ωが入射角度ω_０より小さい反射光、Ｒ_３は反射角度ωが入射角度ω_０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Ｒ_２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Ｒ_１、Ｒ_３　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８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、反射光の輝度が広い角度範囲で高くなるような反射特性を有するとともに、反射光の反射角度を観察者の視線に近い方向に接近させることが可能な反射体を提供することを目的とする。
また、本発明は、反射光の輝度を広い角度範囲で高くし、しかも反射光の反射角度を観察者の視線に近い方向に接近させることにより、広い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、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の反射体は、入射光を反射する反射体であって、基板の表面に平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成され、前記の各反射斜面には、各反射斜面の基端側に位置する第１傾斜面と、各反射斜面の上端側に位置するとともに前記第１傾斜面に接して前記第１傾斜面よりも傾斜角が大きな第２傾斜面とが設けられ、かつ前記反射斜面が不規則な凹凸面とされていることを特徴とする。
また、前記第１，第２傾斜面は、ストライプの幅方向に沿って同一方向に傾斜していることが好ましい。
【００１０】
係る反射体によれば、第１傾斜面及びこの第１傾斜面よりも傾斜角が大きな第２傾斜面とにより反射斜面を構成し、さらに反射斜面の表面に凹凸面を形成するので、反射光を散乱させて広い角度範囲で輝度を高くできるとともに、反射光の反射角度を任意に制御することができる。
【００１１】
また、本発明の反射体においては、基板面を基準とする前記第１傾斜面の傾斜角度θ_１が５°以上２０°以下の範囲内の一定の大きさとされることが好ましい。
また、本発明の反射体においては、基板面を基準とする前記第２傾斜面の傾斜角度θ_２が５°以上４５°以下の範囲内の一定の大きさとされることが好ましい。
また、本発明の反射体においては、前記反射斜面のピッチＬが５μｍ以上８０μｍ以下の範囲内の一定の大きさとされたことが好ましい。
ここで、反射斜面のピッチＬとは、反射斜面の基端から上端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいう。
【００１２】
更に、本発明の反射体においては、前記第１傾斜面のピッチをＬ_１とし、前記第２傾斜面のピッチをＬ_２としたとき、Ｌ_１とＬ_２との比がＬ_１：Ｌ_２＝１：１〜１：１０の範囲であることが好ましい。
ここで、第１傾斜面のピッチＬ_１とは、第１傾斜面の基端から上端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいい、第２傾斜面のピッチＬ_２とは、第２傾斜面の基端から上端までの間隔であって基板面の面内方向に平行な間隔をいう。
なお、上記のＬ、Ｌ_１並びにＬ_２は、Ｌ＝Ｌ_１＋Ｌ_２となる。
【００１３】
また、本発明の反射体においては、前記凹凸面が、前記反射斜面における凸部の高さ又は凹部の深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則に形成されてなることが好ましい。
更にまた、本発明の反射体においては、前記凹凸面が、前記隣接する凸部同士又は隣接する凹部同士のピッチが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則に配置されてなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、粒径が異なる多数の光反射性微小粒子を前記反射斜面の表面に付着させることにより前記凹凸面が形成されることを特徴とする。
係る反射体によれば、多数の光反射性微小粒子を前記反射斜面の表面に付着させることで、多数の凹凸面を容易に形成することができる。
【００１５】
また、本発明の反射体においては、前記粒径が異なる多数の光反射性微小粒子の半径を、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内のものとすることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記第１、第２傾斜面の反射特性を示すプロファイルが、入射光の正反射角度を中心とするガウス分布形状を示し、前記反射体の反射特性を示すプロファイルが、前記第１、第２傾斜面の各プロファイルの各裾野の部分が重なった形状となることを特徴とする。
【００１７】
係る反射体によれば、前記反射体の反射特性を示すプロファイルが、２つのガウス曲線が一部重なった形状となるので、広い角度範囲で反射光の輝度を高くすることができる。
【００１８】
次に、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一方の基板の内面側に電極および配向膜を該一方の基板側から順に設け、他方の基板の内面側に電極および配向膜を該他方の基板側から順に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先のいずれかに記載の反射体を設けてなることを特徴とする。
【００１９】
かかる反射型液晶表示装置によれば、上記の反射体を備えているので、反射光の輝度が広い角度範囲で高く、しかも反射光の反射角度が観察者の視線に近い方向に接近した反射特性を発揮することができ、広い視角特性を実現することができる。
【００２０】
次に本発明の反射体の製造方法は、基板の表面に平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成され、前記の各反射斜面には、各反射斜面の基端側に位置する第１傾斜面と、各反射斜面の上端側に位置するとともに前記第１傾斜面に接して前記第１傾斜面よりも傾斜角が大きな第２傾斜面とが設けられてなる基板を用い、少なくとも前記各反射斜面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て凹凸面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。
【００２１】
また本発明の反射体の製造方法は、基板の表面に平面視ストライプ状の反射斜面が連続的に複数形成され、前記の各反射斜面には、各反射斜面の基端側に位置する第１傾斜面と、各反射斜面の上端側に位置するとともに前記第１傾斜面に接して前記第１傾斜面よりも傾斜角が大きな第２傾斜面とが設けられてなる基板を用い、少なくとも前記各反射斜面の表面に、粒径がランダムな多数の微小粒子を結晶性ポリマー中に分散、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凹凸形状の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凹凸形状と逆の凹凸の凹凸形状を形成することにより、表面が凹凸形状の基材を作製する工程と、前記基材の表面に高反射膜を成膜法により成膜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。
【００２２】
【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り、図２は本発明に係る反射体の斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に対応する部分断面図である。
図１においてこの反射型液晶表示装置は、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（一方の基板）１０と、第２の基板（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図示略の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、本発明に係る反射体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。
【００２３】
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。
【００２４】
図１〜図３に示すように、本発明に係る反射体４７は、基材１１と、この基材１１の表面側に設けられた粒子層１２ａを主体として構成されている。
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り、この基材１１には、図１に示すように平面視ストライプ状の反射斜面４８が連続的に複数形成されている。
【００２５】
また、図３に示すように、各反射斜面４８…には、各反射斜面４８の基端４８ａ側に位置する第１傾斜面４８ｃと、各反射斜面４８の上端４８ｂ側に位置するとともに第１傾斜面４８ｃに接して第１傾斜面４８ｃよりも傾斜角が大きな第２傾斜面４８ｄとが設けられている。
また隣接する２つの反射斜面４８、４８の間には、壁面４８ｅが設けられており、この壁面４８ｅ…によって各反射斜面４８…同士が連結されている。
また、図２及び図３に示すように、第１，第２傾斜面４８ｃ、４８ｄは、ストライプの幅方向（図３における左右方向）に沿って同一方向に傾斜している。
【００２６】
更に、図３及び図４に示すように、各反射斜面４８…上に粒子層１２ａが形成され、この粒子層１２ａによって各反射斜面４８…の表面が凹凸面１２とされている。この粒子層１２ａは、図３に示すように、粒径が異なる多数の光反射性微小粒子１２ｂが反射斜面４８の表面に付着して形成されている。
【００２７】
図５には、上記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Ｏｂ_１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°）から所定の角度まで走査したときの反射角度（°）と反射率との関係を示している。
図５中、実線▲１▼、及び破線▲２▼で示す曲線は、いずれも反射角度（°）と反射率との関係を示す曲線であり、両者の違いは後述する第１、第２傾斜面４８ｃ、４８ｄの各ピッチＬ_１、Ｌ_２の比を変更したものである。
【００２８】
図５に示すように、本発明に係る反射体４７の反射角度（°）と反射率との関係を示す反射特性の各プロファイル（実線▲１▼、破線▲２▼）はそれぞれ、２つのガウス分布形状を示すプロファイルの各裾野の部分が重なったプロファイルとなっている。
即ち、一方のガウス分布形状は、中心の反射角度が（３０°−２θ_１）のものであって第１傾斜面４８ｃに対応するプロファイルであり、もう一方のガウス分布形状は、中心の反射角度が（３０°−２θ_２）のものであって第２傾斜面４８ｄに対応するプロファイルである。
【００２９】
本発明に係る反射体の反射特性は、図５に示すような、２つのガウス分布形状を示すプロファイルの各裾野の部分が重なったプロファイルを示すため、視野角を従来の反射体より広くできる。
即ち、図５に示すように、各プロファイル▲１▼、▲２▼は、反射角（３０°−２θ_１）及び（３０°−２θ_２）を中心に反射率が高くなっており、しかもこの反射率の高い部分は（３０°−２θ_１）より高い領域並びに（３０°−２θ_２）より低い領域まで広がっているので、従来の反射体のほぼ２倍近い角度範囲で高い反射率を示すことができる。
【００３０】
次に、図３に示すように、基板面Ｓを基準とした場合の第１傾斜面４８ｃの傾斜角度θ_１は５°以上２０°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは１０°以上２０°以下の範囲内の一定の大きさである。第１傾斜面４８ｃの傾斜角度θ_１が５°未満または２０°を超えると、反射光の反射角度を観察者の視線の方向に接近させることができなくなるので好ましくない。
【００３１】
同様に、基板面Ｓを基準とした場合の第２傾斜面４８ｄの傾斜角度θ_２は５°以上４５°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは、１０°以上３０°以下の範囲内の一定の大きさである。第２傾斜面４８ｄの傾斜角度θ_２が５°未満または４５°を超えると、反射光の反射角度を観察者の視線の方向に接近させることができなくなるので好ましくない。
特に第２傾斜面４８ｄの傾斜角度θ_２は、表示面１ａの法線方向Ｈ_１と観察者の主たる観察方向α_１とのなす角度θに対し（３０°−θ）／２とされていることが反射光の反射角度を観察者の視線に合わせることができる点で好ましい。具体的には、上記角度θ_２は、実用の視点において、通常、０°乃至２０°であるので、θ_２　は１５°〜５°程度とされていることが好ましい。
【００３２】
また第２傾斜面４８ｄの傾斜角度θ_２は、第１傾斜面４８ｃの傾斜角度θ_１より大きくすることが好ましく、より具体的には（θ_２−θ_１）を、５°≦（θ_２−θ_１）≦１５°の範囲とすることが好ましい。
（θ_２−θ_１）が５°未満であると、図５に示した２つのガウス分布形状が接近して、反射光の反射角度の範囲が狭くなり、視野角が狭まってしまうので好ましくなく、（θ_２−θ_１）が１５°を超えると、図５に示した２つのガウス分布形状の重なりが少なくなってしまい、受光角（３０°−２θ_１）と（３０°−２θ_２）との間における反射率が低下して表示ムラが発生するので好ましくない。
【００３３】
尚、壁面４８ｅの基準面Ｓに対する傾斜角度は、９０°以上１３０°以下の範囲内の一定の大きさであり、好ましくは９５°以上１２０°以下の範囲内とされる（なお、図３では壁面４８ｅの傾斜角度が９０°である場合について図示した。）。
壁面４８ｅの傾斜角度が９０°未満であると、加工バラツキにより、鋭角斜面が形成されることになり、第２傾斜面４８ｄへのランダム凹凸の加工が事実上不可能となり、反射特性が所定の特性からはずれることになってしまい、１２０°を越えると緩斜面の存在割合が増えて、やはり反射特性が所定の特性からはずれることになってしまう。
なお、上記基準面Ｓとは、基板１０の表面と平行な面である。
【００３４】
次に、反射斜面４８のピッチＬ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１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内とされる。反射斜面４８のピッチＬが５μｍ未満であると、ピッチが非常に細かくなり、第１傾斜面４８ｃの形成のために加工能率が悪くなること、第２傾斜面４８ｄの高さが小さくなり必要な特性が得にくくなってしまう。また８０μｍを越えるとピッチが粗くなり反射特性の制御ができにくくなってしまう。
また、この反射斜面４８のピッチＬ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。反射斜面４８のピッチＬ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、反射斜面４８のピッチＬ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。
【００３５】
また、第１傾斜面４８ｃのピッチをＬ_１とし、第２傾斜面４８ｄのピッチをＬ_２としたとき、Ｌ_１とＬ_２との比がＬ_１：Ｌ_２＝１：１〜１：１０、好ましくは１：３の範囲であることが好ましい。
反射光の反射特性を示すプロファイルの半値幅は、第１、第２傾斜面４８ｃ、４８ｄのピッチＬ_１、Ｌ_２の大きさに比例して決まる。即ち、Ｌ_１、Ｌ_２が大きくなるにつれて凹凸部１２の面積がそれぞれ大きくなり、これに従って半値幅が広くなる。
【００３６】
従って、Ｌ_１：Ｌ_２＝１：１とした場合は、反射体４７の反射特性を示すプロファイルが図５に示す破線▲２▼の曲線となり、各傾斜面４８ｃ、４８ｄに対応する反射特性のプロファイルの半値幅がそれぞれ同じ幅となり、（３０°−２θ_１）から（３０°−２θ_２）に至る角度範囲で反射率の変動が少なくなる。
また、Ｌ_１：Ｌ_２が１：１を超えて１：３に至るまでの範囲では、反射体４７の反射特性を示すプロファイルが図５に示す実線▲１▼の曲線となり、第２傾斜面４８ｄに対応する反射特性のプロファイルの半値幅が広くなり、反射率が（３０°−２θ_２）において最大となる。これにより、観察者の視線に近い角度における反射率が高くなって反射光の輝度を向上できる。
【００３７】
Ｌ_１：Ｌ_２が１：１の範囲から外れてＬ_２がＬ_１より小さくなると、第１傾斜面４８ｃに対応する反射特性のプロファイルの半値幅が狭くなり、これにより反射率が（３０°−２θ_１）において最大となり、観察者の視線に近い角度における反射率が低くなってしまうので好ましくない。
また、Ｌ_１：Ｌ_２が１：３の範囲から外れてＬ_２が高くなると、第２傾斜面４８ｄに対応する反射特性のプロファイルの半値幅が極端に広くなり、その一方で第１傾斜面４８ｃに対応する反射特性のプロファイルの半値幅が極端に狭くなって反射率も低下し、結果的に反射率の高い角度範囲が狭くなってしまうので好ましくない。
【００３８】
本実施形態では反射斜面４８の表面に粒径が異なる多数の光反射性微小粒子１２ｂが分散、接着されてなる粒子層１２ａが形成され、この粒子層１２ａにより上記の凹凸面１２が形成される。
光反射性微小粒子１２ｂとしては、アルミナ粒子、ジビニルベンゼン系重合体等の有機系ビーズ、ＳｉＯ_２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１２ｂの半径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内のものが用いられる。
【００３９】
反射体４７を、特定の縦断面で縦断したとき、凹凸面１２は図４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曲線が不連続になっている。微小凸部１２ｃと微小凸部１２ｃの接続部（境界部）１２ｄは曲面を有していない。
この凹凸面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１２ｂからなる粒子層１２ａから構成されているので、凹部１２ｅの深さＤが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。ここでの凹部１２ｅの深さＤとは、図４に示すように凸部１２ｃ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粒子層１２ａの基準面Ｓ_２からの距離である。凹部１２ｅの深さＤが３μｍを越えると、この粒子層１２ａ上に透明介在層５３を形成して平坦化する場合に凸部１２ｃ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。
【００４０】
また、この凹凸面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１２ｂからなる粒子層１２ａから構成されているので、隣接する凹部１２ｅ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に示すように壁面４８ｅの方向が観察者の視点Ｏｂ_１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、反射斜面４８の方向が観察者の視点Ｏｂ_１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。
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。
【００４１】
また、上記の反射体４７は、凹凸面１２の縦断面の断面曲線の傾きが不連続となったものを示したが、本発明はこれに限らず、凹凸面の断面曲線の傾きが連続なもの、言い換えれば、凹凸面の断面曲線の一次微分曲線が連続的に変化するものでもよい。ただし、断面曲線の傾きが連続なものは、傾きが不連続なものよりも反射特性を示すガウス曲線の半値幅が狭くなるので、広い角度範囲で高い反射率を得るためには、断面曲線の傾きが不連続なものを採用することが好ましい。
【００４２】
上記ような反射体４７を製造するには、表面に複数の反射斜面４８が平面視ストライプ状に形成された基材１１を用意し、この反射斜面４８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粒子層１２ａを形成することにより得ることができる。
また、上記ような複数の反射斜面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、複数の反射斜面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反射斜面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。
【００４３】
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の凹凸部１２及び反射斜面４８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。
【００４４】
また、第２傾斜面４８ｄの傾斜角度θ_２を、表示面１ａの法線方向Ｈ_１と観察者の主たる観察方向α_１とのなす角度θに対し（３０°−θ）／２とすることにより、反射光の反射角度を観察者の視線に合わせることができ、実用の視点において、特に、法線方向Ｈ_１と主たる観察方向α_１とのなす角度θ_１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壁面４８ｅ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を壁面４８ｅに付着させなくても良い。
【００４５】
（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〜図４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６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。
【００４６】
この反射体１４７は、基材１１１と、この基材１１１上に形成された高反射膜１１２ａとから構成され、高反射膜１１２ａの表面が凹凸面１１２とされている。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、基材１１１の表面に多数の微小凹凸がランダムに形成され、この基材１１１の微小凹凸がその上の高反射膜１１２ａの形状に反映されて凹凸面１１２が構成される点である。
【００４７】
基材１１１は、前述の基材１１と同様に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り、この基材１１１には、図６に示すように平面視ストライプ状の反射斜面１４８が連続的に複数形成されている。
また、図６に示すように、各反射斜面１４８…には、各反射斜面１４８の基端１４８ａ側に位置する第１傾斜面１４８ｃと、各反射斜面１４８の上端１４８ｂ側に位置するとともに第１傾斜面１４８ｃに接して第１傾斜面１４８ｃよりも傾斜角が大きな第２傾斜面１４８ｄとが設けられている。
また隣接する２つの反射斜面１４８、１４８の間には、壁面１４８ｅが設けられており、この壁面１４８ｅ…によって各反射斜面１４８…が連結されている。また、図６に示すように、第１，第２傾斜面１４８ｃ、１４８ｄは、ストライプの幅方向（図６における左右方向）に沿って同一方向に傾斜している。
【００４８】
尚、第１，第２傾斜面１４８ｃ、１４８ｄの傾斜角度θ_１、θ_２、反射斜面１４８のピッチＬ、第１傾斜面１４８ｃのピッチＬ_１と第２傾斜面１４８ｄのピッチＬ_２との比Ｌ_１：Ｌ_２は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００４９】
また、各反射斜面１４８…の表面には、凸部１１１ａならびに凹部１１１ｂが不規則に配置されて形成されている。凹部１１１ｂは、深さが０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲のもので、ここでの凹部１１１ｂの深さとは、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、隣接する凹部１１１ｂが、１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内のピッチで不規則にばらついている。隣接する凹部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。
【００５０】
そして、本実施形態では表面に多数の微小な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高反射膜１１２ａが形成されている。この高反射膜１１２ａに基材１１１の表面の微小な凹凸形状が反映されることにより、高反射膜１１２ａの表面が凹凸面１１２とされる。
反射体１４７を、基材１１１に形成された多数の反射斜面１４８の特定の縦断面で縦断したとき、高反射膜１１２ａの表面である凹凸面１１２は図７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。
【００５１】
高反射膜１１２ａを構成する金属材料としては、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い金属が用いられる。
高反射膜１１２ａの膜厚は８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。膜厚が８０ｎｍ未満だと、高反射膜１１２ａによる光の反射率が過小となって反射モード時の表示が暗くなるので好ましくなく、膜厚が２００ｎｍを超えると成膜コストが著しくアップし、また凹凸面１１２の起伏が小さくなって平坦に近くなるので好ましくない。
【００５２】
この高反射膜１１２ａは、凹部１１２ｂの深さＤが第１の実施形態と同様の理由により０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。
また、隣接する凹部１１２ｂのピッチＰが１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で不規則にばらついている。
【００５３】
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。
【００５４】
上記ような反射体１４７を製造するには、反射斜面１４８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、ポリマーと屈折率が異なる材料から適宜選択して使用されるが、例えば、アルミナ、ジビニルベンゼン重合体などの有機系ビーズ、あるいはシリカ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。
【００５５】
次に、上記母型の微小粒子混練層側の表面上にＮｉ等の金属を電鋳処理によって必要な厚さ分だけ形成した後、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。
【００５６】
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高反射膜を成膜すると、この高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。
【００５７】
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。
【００５８】
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の高反射膜１１２ａを８０〜２００ｎｍの膜厚で形成した後、平面的に見て、画素内に微細な開口部をフォトリソグラフィ等の公知の方法で形成する。この場合の開口部の面積割合は、１画素ピッチ面積に対し１５〜３０％になるようにし、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。尚、高反射膜を８０ｎｍ以下の薄膜半透過性にして半透過型とすることもできる。
【００５９】
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。
【００６０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の反射体によれば、第１傾斜面及びこの第１傾斜面よりも傾斜角が大きな第２傾斜面とにより反射斜面を構成し、さらに反射斜面の表面に凹凸面を形成するので、反射光を散乱させて広い角度範囲で輝度を高くできるとともに、反射光の反射角度を任意に制御することができる。
【００６１】
また、本発明の反射型液晶表示装置によれば、上記の反射体を備えているので、反射光の輝度が広い角度範囲で高く、しかも反射光の反射角度が観察者の視線に近い方向に接近した反射特性を発揮することができ、広い視角特性を実現することができる。
【００６２】
更に、本発明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容易に製造できる。
【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】本発明の第１の実施形態の反射体を模式的に示す斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に対応する拡大断面図。
【図４】第１の実施形態の反射体の凹凸面の断面の断面曲線を示す拡大断面図。
【図５】第１の実施形態の液晶表示装置の反射角度と反射率との関係を示すグラフ。
【図６】本発明の第２の実施形態の反射体の一部分を示した拡大断面図。
【図７】第２の実施形態の反射体の凹凸面の断面の断面曲線を示す拡大断面図。
【図８】従来の反射型液晶表示装置の例を示す側面断面図。
【図９】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１０】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。
【符号の説明】
１ａ　表示面
１０　一方の基板
１１、１１１　基材（基板）
１２、１１２　凹凸面
１２ｂ　光反射性微小粒子
１２ｃ、１１１ａ　凸部
１２ｅ、１１１ｂ　凹部
１５　透明電極層（電極）
１６　配向膜
２０　他方の基板
２５　透明電極層（電極）
２６　配向膜
３０　液晶層
３５ｂ　液晶セル
４７、１４７　反射体
４８、１４８　反射斜面
４８ａ、１４８ａ　反射斜面の基端
４８ｂ、１４８ｂ　反射斜面の上端
４８ｃ、１４８ｃ　第１傾斜面
４８ｄ、１４８ｄ　第２傾斜面
θ_１　第１傾斜面の傾斜角度
θ_２　第２傾斜面の傾斜角度
Ｓ_１　基板面
Ｌ　反射斜面のピッチ
Ｌ_１　第１傾斜面のピッチ
Ｌ_２第２傾斜面のピッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflector, a method for manufacturing the same, and a reflective liquid crystal display device provided with the reflector.
[0002]
[Prior art]
In general, display modes of a liquid crystal display device include a transflective type or a transmissive type provided with a backlight and a reflective type. A reflective liquid crystal display device is a liquid crystal display device that displays without using a backlight using only external light such as sunlight and illumination light, and is, for example, a portable information terminal that is required to be thin, light, and low in power consumption. It is often used for such purposes. The transflective liquid crystal display device operates in the transmission mode by turning on the backlight in an environment where sufficient external light cannot be obtained, and operates in the reflection mode in which the backlight is not turned on when sufficient external light is obtained. It is widely used in portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers (notebook PCs).
[0003]
The display performance of a reflection type liquid crystal display device is required to have a bright display performance in a liquid crystal transmission state. In order to achieve this display performance, it is important to control the scattering performance of the light incident from the outside, which is reflected inside the reflection type liquid crystal display device and is again emitted to the outside. For this reason, in the reflection type liquid crystal display device, the reflection type liquid crystal display device is provided inside or outside the liquid crystal display device in order to have a function of reflecting incident light from all angles in the display direction (observer side). The reflection type liquid crystal display device is constituted by a method of giving a reflection performance to a reflection plate, or a forward scattering method in which a scattering layer is formed inside a liquid crystal display device and light is scattered when transmitted through the scattering layer.
[0004]
FIG. 8 is a side sectional view showing an example of a conventional reflection type liquid crystal display device provided with a reflection plate having scattering performance inside a liquid crystal panel. The reflective liquid crystal display device includes a light-transmitting counter substrate 101, a liquid crystal layer 110, and a light-reflective element substrate 102 in order from the light incident direction. Is provided with a reflection-type scattering band that reflects and scatters the light Q transmitted through. The scattering band is composed of a high-reflectivity metal film 122 having an unevenness 122a on the surface and a reflecting plate 130 formed of an insulating layer 128 under the high-reflecting metal film 122. A region of each pixel of the reflecting plate 130 has strong directivity. The area A is divided into two areas, an area A having a high diffusion characteristic and an area B having a highly diffusive reflection characteristic. Each area has an uneven surface having a different average inclination angle. The reflective liquid crystal display device can also be used as a semi-transmissive type by reducing the thickness of the high-reflectance metal film 122 or by forming transmission pores.
[0005]
FIG. 9 is a diagram showing the reflection characteristics of the reflection plate provided in the reflection type liquid crystal display device. A curve (A) in FIG. 9 is a profile showing the reflection characteristics of the region B in FIG. Curve (B) of FIG. 8 is a profile showing the reflection characteristics of the area A in FIG. The reflection characteristics here are obtained by fixing the white light source in the normal direction to the reflector surface, rotating the detector for measuring the reflected light intensity, and measuring the dependence of the reflected light emission angle. is there.
The profiles of the reflection characteristics (A) and (B) each show a Gaussian distribution shape centered on the regular reflection angle of the incident light L, and the distribution width of each curve reflects the reflection characteristics of the regions A and B, respectively. It has become. That is, the half width of the profile of the reflection characteristic (B) is wider than the half width of the profile of the reflection characteristic (A).
The reflection characteristic (C) shown in FIG. 9 shows the profile of the final reflection characteristic of one pixel. This reflection characteristic (C) is similar to the reflection characteristics (A) and (B). A Gaussian distribution shape centered on the regular reflection direction of light is shown, and the half-value width of the profile is an average of one pixel as a whole.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a liquid crystal display device is incorporated in a device that uses a display surface at an angle, such as a portable information terminal such as a mobile phone or a notebook PC, as shown in FIG. It is often seen from a direction close to the line direction H. In general, the angle θ between the main observation direction α and the normal direction H when the observer (user) looks at the display surface (screen) often ranges from 0 to 20 degrees.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which the display unit 100 including the liquid crystal display device in FIG. 8 uses a mobile phone provided in the main body 105. In FIG. 10, H is a normal to the display unit 100, Q is incident light, and ω ₀ Is an incident angle (for example, 30 degrees). Also, R ₁ Is the incident angle ω ₀ (Specular reflection) when R and reflection angle ω are equal, R ₂ Is the reflection angle ω is the incident angle ω ₀ Less reflected light, R ₃ Is the reflection angle ω is the incident angle ω ₀ Greater reflected light.
[0007]
As can be understood from the drawing, the observer's viewpoint Ob is usually reflected light R close to the normal direction H. ₂ , More specifically, a direction within a range from the normal direction H to 10 degrees. On the other hand, the reflected light R ₁ , R ₃ Is a direction in which the display surface is looked up from below and is hard to see. Therefore, considering the convenience of use by the observer, it is desirable to secure a wide viewing angle and at the same time, to increase the reflectance in the direction where the reflection angle is smaller than the regular reflection.
However, in the conventional reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 8, the range in which incident light is reflected is widened. That is, although the light scattering property can be realized, most of the incident light is reflected in the direction of specular reflection and the vicinity thereof. (Showing a Gaussian distribution type reflection characteristic), the display seen from the regular reflection and the surrounding direction looks bright, but the display seen from other directions looks dark.
Therefore, when the conventional reflective display device looks at the display surface of a mobile phone or the like provided in the display unit, the viewpoint of the observer is usually concentrated in a direction close to the normal direction H as described above. However, when trying to view a bright display, the display must be viewed from the specular reflection and its surrounding direction, and as described above, the display surface is looked up from below, making it difficult to see.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and has a reflection characteristic such that the luminance of reflected light is high in a wide angle range, and the reflection angle of reflected light is close to the line of sight of the observer. It is an object to provide a reflector that can be approached in a direction.
Further, the present invention provides a reflection type liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic by increasing the brightness of reflected light in a wide angle range and making the reflection angle of the reflected light approach a direction close to the line of sight of the observer. The purpose is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations.
The reflector of the present invention is a reflector that reflects incident light, and a plurality of stripe-shaped reflection slopes are continuously formed on the surface of the substrate, and each of the reflection slopes has a base of each reflection slope. A first inclined surface located on an end side, a second inclined surface located on an upper end side of each reflecting inclined surface and in contact with the first inclined surface and having a larger inclination angle than the first inclined surface, and It is characterized in that the reflection slope is an irregular uneven surface.
Preferably, the first and second inclined surfaces are inclined in the same direction along the width direction of the stripe.
[0010]
According to such a reflector, the first inclined surface and the second inclined surface having a larger inclination angle than the first inclined surface constitute a reflecting inclined surface, and furthermore, an uneven surface is formed on the surface of the reflecting inclined surface, so that reflected light is formed. Can be scattered to increase the brightness in a wide angle range, and the reflection angle of the reflected light can be arbitrarily controlled.
[0011]
Further, in the reflector of the present invention, the inclination angle θ of the first inclined surface with respect to the substrate surface ₁ Is preferably in a range of 5 ° to 20 °.
Further, in the reflector of the present invention, the inclination angle θ of the second inclined surface with respect to the substrate surface ₂ Is preferably in a range of 5 ° to 45 °.
Further, in the reflector according to the present invention, it is preferable that the pitch L of the reflection inclined surface has a fixed size in a range of 5 μm or more and 80 μm or less.
Here, the pitch L of the reflection slope is a distance from the base end to the upper end of the reflection slope, and is a distance parallel to the in-plane direction of the substrate surface.
[0012]
Further, in the reflector of the present invention, the pitch of the first inclined surface is L ₁ And the pitch of the second inclined surface is L ₂ And L ₁ And L ₂ Is L ₁ : L ₂ = 1: 1 to 1:10.
Here, the pitch L of the first inclined surface ₁ Means the distance from the base end to the upper end of the first inclined surface and is parallel to the in-plane direction of the substrate surface, and the pitch L of the second inclined surface ₂ Is an interval from the base end to the upper end of the second inclined surface, and is an interval parallel to the in-plane direction of the substrate surface.
Note that the above L, L ₁ And L ₂ Is L = L ₁ + L ₂ It becomes.
[0013]
In the reflector of the present invention, it is preferable that the uneven surface is irregularly formed in a range of 0.3 μm or more and 3 μm or less in height of a convex portion or depth of a concave portion in the reflection slope. .
Still further, in the reflector of the present invention, it is preferable that the uneven surface is irregularly arranged when the pitch between the adjacent convex portions or between the adjacent concave portions is in a range of 1 μm or more and 30 μm or less.
[0014]
Further, the reflector of the present invention is the reflector described above, wherein the uneven surface is formed by attaching a large number of light-reflective microparticles having different particle diameters to the surface of the reflection slope. And
According to such a reflector, a large number of uneven surfaces can be easily formed by attaching a large number of light-reflective fine particles to the surface of the reflection inclined surface.
[0015]
In the reflector of the present invention, it is preferable that the radius of the plurality of light-reflective microparticles having different particle diameters is in a range of 0.5 μm or more and 15 μm or less.
[0016]
Further, the reflector of the present invention is the reflector described above, wherein the profile showing the reflection characteristics of the first and second inclined surfaces has a Gaussian distribution shape centered on the regular reflection angle of incident light, The profile showing the reflection characteristic of the reflector has a shape in which the foot portions of the first and second inclined surfaces overlap each other.
[0017]
According to such a reflector, the profile showing the reflection characteristics of the reflector has a shape in which two Gaussian curves partially overlap, so that the brightness of the reflected light can be increased in a wide angle range.
[0018]
Next, in the reflection type liquid crystal display device of the present invention, an electrode and an alignment film are sequentially provided on the inner surface side of one of the substrates facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, from the one substrate side, and on the inner surface side of the other substrate. The reflection according to any one of the above, wherein an electrode and an alignment film are sequentially provided from the other substrate side of the liquid crystal cell on the outer surface side of the one substrate or between the one substrate and an electrode provided on the inner surface side thereof. It is characterized by having a body.
[0019]
According to such a reflective liquid crystal display device, since the above-mentioned reflector is provided, the luminance of reflected light is high in a wide angle range, and the reflection angle of the reflected light is close to the direction of the observer's line of sight. And a wide viewing angle characteristic can be realized.
[0020]
Next, in the reflector manufacturing method of the present invention, a plurality of stripe-shaped reflective slopes are continuously formed on the surface of the substrate, and each of the reflective slopes includes a second reflective slope located at a base end side of each reflective slope. A substrate provided with a first inclined surface and a second inclined surface located on the upper end side of each reflecting inclined surface and having a larger inclination angle than the first inclined surface in contact with the first inclined surface; The method is characterized by comprising a step of forming a concave-convex surface by adhering a large number of light-reflective microparticles having a random particle diameter to the surface of each reflective slope.
According to the method for manufacturing a reflector having such a configuration, the reflector of the present invention having the above configuration can be manufactured.
[0021]
In the method of manufacturing a reflector according to the present invention, a plurality of stripe-shaped reflection slopes are continuously formed on the surface of the substrate, and each of the reflection slopes has a first reflection slope located at a base end side of each reflection slope. Using a substrate provided with an inclined surface and a second inclined surface located on the upper end side of each reflecting inclined surface and in contact with the first inclined surface and having a larger inclination angle than the first inclined surface; On the surface of the reflective slope, a microparticle kneading layer is formed by dispersing and kneading a large number of microparticles having a random particle size in a crystalline polymer, and then applying and curing a microparticle kneading layer having a micro unevenness on the surface. And the step of preparing a matrix, and after attaching a metal by electrolysis on the surface of the microparticle kneading layer side of the matrix, fine irregularities on the surface of the microparticle kneading layer of the matrix by releasing the mold. Producing an electroforming mold with a concave and convex mold surface And pressing the mold surface of the electroforming mold against the surface of the photosensitive resin layer formed on the substrate, and then releasing the mold so that the surface of the photosensitive resin layer reverses the uneven shape of the mold surface of the electroforming mold. Forming a base material having an uneven surface by forming the uneven shape of the unevenness, and forming a highly reflective film on the surface of the base material by a film forming method.
According to the method for manufacturing a reflector having such a configuration, the reflector of the present invention having the above configuration can be manufactured.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a partial cross-sectional structure of a reflective liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a reflector according to the present invention. FIG. 3 is a partial sectional view corresponding to line AA in FIG. 2.
In FIG. 1, the reflection type liquid crystal display device includes a first substrate (one substrate) 10 made of transparent glass and the like opposed to a liquid crystal layer 30 and a second substrate (the other substrate) 20. The two substrates 10 and 20 have a configuration in which the peripheral portions are bonded and integrated with a sealing material (not shown) provided in an annular shape around the peripheral portions.
On the liquid crystal layer 30 side of the first substrate 10, in order, the reflector 47 according to the present invention, the transparent intermediate layer 53, the color filter 13 for performing color display, and the flattening of unevenness due to the color filter 13. , An overcoat film (transparent flattening layer) 14, a transparent electrode layer 15 for driving the liquid crystal layer 30, and an alignment film 16 for controlling the alignment of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 30. ing. Further, on the liquid crystal layer 30 side of the second substrate 20, a transparent electrode layer 25, an overcoat film 24, and an alignment film 26 are sequentially laminated. In addition, the transparent electrode layer 15 and the transparent electrode layer 25 sandwiching the liquid crystal layer 30 are formed in a stripe shape orthogonal to each other, and constitute a simple matrix type liquid crystal device in which the intersection region becomes a pixel.
[0023]
A liquid crystal cell 35b is composed of the first substrate 10, the second substrate 20, and the components provided between these substrates.
On the side opposite to the liquid crystal layer 30 side of the second substrate 20 (on the outer surface side of the second substrate 20), a retardation plate 27 and a polarizing plate 28 are laminated in this order. The outer surface of the polarizing plate 28 is the display surface 1a.
[0024]
As shown in FIGS. 1 to 3, the reflector 47 according to the present invention mainly includes the base material 11 and the particle layer 12 a provided on the surface side of the base material 11.
The base material 11 is made of a photosensitive resin such as an acrylic resist. The base material 11 is formed with a plurality of reflection slopes 48 having a stripe shape in a plan view as shown in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 3, each of the reflection slopes 48 is provided with a first slope 48c located on the base end 48a side of each reflection slope 48, and a first slope 48b located on the upper end 48b side of each reflection slope 48. A second inclined surface 48d having a larger inclination angle than the first inclined surface 48c is provided in contact with the inclined surface 48c.
A wall surface 48e is provided between two adjacent reflection slopes 48, 48, and the reflection slopes 48 are connected to each other by the wall surfaces 48e.
As shown in FIGS. 2 and 3, the first and second inclined surfaces 48c and 48d are inclined in the same direction along the stripe width direction (the left-right direction in FIG. 3).
[0026]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a particle layer 12a is formed on each of the reflection slopes 48, and the surface of each of the reflection slopes 48 is made uneven by the particle layer 12a. As shown in FIG. 3, the particle layer 12a is formed by adhering a large number of light-reflective fine particles 12b having different particle diameters to the surface of the reflection slope 48.
[0027]
FIG. 5 shows a view point Ob of the observer observing the display from one side of a perpendicular (normal) to the display surface 1a of the above-mentioned reflection type liquid crystal display device 1 at an incident angle of 30 ° (normal line on the display surface 1a). ₁ When the external light is irradiated at an angle between the external light and the optical axis of the external light illuminated from the opposite side), and the observation direction α (light receiving angle) is scanned from a perpendicular position (normal position) (0 °) to a predetermined angle. Shows the relationship between the reflection angle (°) and the reflectance.
In FIG. 5, the curves indicated by the solid line (1) and the dashed line (2) are both curves indicating the relationship between the reflection angle (°) and the reflectance, and the difference between the two is the first and second slopes described later. Each pitch L of the surfaces 48c and 48d ₁ , L ₂ The ratio is changed.
[0028]
As shown in FIG. 5, each profile (solid line {circle around (1)}, broken line {circle around (2)) of the reflection characteristic indicating the relationship between the reflection angle (°) and the reflectance of the reflector 47 according to the present invention is two Gaussians. Each of the tails of the profile indicating the distribution shape is overlapped.
That is, in one Gaussian distribution shape, the reflection angle at the center is (30 ° −2θ). ₁ ) And a profile corresponding to the first inclined surface 48c, and the other Gaussian distribution shape has a center reflection angle of (30 ° −2θ). ₂ ) Is a profile corresponding to the second inclined surface 48d.
[0029]
The reflection characteristic of the reflector according to the present invention has a profile in which each foot portion of the two Gaussian distribution profiles overlaps as shown in FIG. 5, so that the viewing angle can be made wider than that of the conventional reflector.
That is, as shown in FIG. 5, each of the profiles (1) and (2) has a reflection angle (30 ° −2θ). ₁ ) And (30 ° -2θ) ₂ ) Is high, and the high reflectivity portion is (30 ° −2θ). ₁ ) Higher region and (30 ° -2θ) ₂ ) Since it extends to a lower region, a high reflectance can be exhibited in an angle range almost twice as large as that of a conventional reflector.
[0030]
Next, as shown in FIG. 3, the inclination angle θ of the first inclined surface 48c with respect to the substrate surface S. ₁ Has a certain size in the range of 5 ° to 20 °, preferably a certain size in the range of 10 ° to 20 °. The inclination angle θ of the first inclined surface 48c ₁ Is less than 5 ° or more than 20 °, it is not preferable because the reflection angle of the reflected light cannot be brought close to the direction of the line of sight of the observer.
[0031]
Similarly, the inclination angle θ of the second inclined surface 48d with respect to the substrate surface S ₂ Is a fixed size in the range of 5 ° to 45 °, preferably a fixed size in the range of 10 ° to 30 °. The inclination angle θ of the second inclined surface 48d ₂ Is less than 5 ° or more than 45 °, it is not preferable because the reflection angle of the reflected light cannot be brought close to the direction of the line of sight of the observer.
In particular, the inclination angle θ of the second inclined surface 48d ₂ Is the normal direction H of the display surface 1a. ₁ And the observer's main observation direction α ₁ Is preferably set to (30 ° −θ) / 2 with respect to the angle θ formed with the point that the reflection angle of the reflected light can be adjusted to the line of sight of the observer. Specifically, the angle θ ₂ Is usually 0 ° to 20 ° from a practical point of view. ₂ Is preferably about 15 ° to 5 °.
[0032]
Also, the inclination angle θ of the second inclined surface 48d ₂ Is the inclination angle θ of the first inclined surface 48c. ₁ More preferably, it is more specifically (θ ₂ −θ ₁ ) At 5 ° ≦ (θ ₂ −θ ₁ ) Is preferably in the range of ≦ 15 °.
(Θ ₂ −θ ₁ ) Is less than 5 °, the two Gaussian distribution shapes shown in FIG. 5 are close to each other, the range of the reflection angle of the reflected light is narrowed, and the viewing angle is narrowed. ₂ −θ ₁ ) Exceeds 15 °, the overlap between the two Gaussian distribution shapes shown in FIG. 5 decreases, and the light receiving angle (30 ° −2θ) ₁ ) And (30 ° -2θ) ₂ ) Is unfavorable because the reflectance decreases between the steps (1) and (2) and display unevenness occurs.
[0033]
Note that the inclination angle of the wall surface 48e with respect to the reference plane S is a fixed size in a range of 90 ° to 130 °, and preferably in a range of 95 ° to 120 ° (in FIG. 3, The case where the inclination angle of the wall surface 48e is 90 ° is shown.)
If the inclination angle of the wall surface 48e is less than 90 °, an uneven slope will be formed due to processing variations, and it is practically impossible to form random irregularities on the second inclined surface 48d, and the reflection characteristic will be a predetermined value. If the angle exceeds 120 °, the proportion of the gentle slope increases, and the reflection characteristic also deviates from the predetermined characteristic.
The reference plane S is a plane parallel to the surface of the substrate 10.
[0034]
Next, the pitch L of the reflection slopes 48 is preferably set to a fixed size in a range of 5 μm or more and 80 μm or less, and more preferably in a range of 10 μm or more and 60 μm or less. If the pitch L of the reflection inclined surface 48 is less than 5 μm, the pitch becomes very fine, the processing efficiency is deteriorated due to the formation of the first inclined surface 48c, and the height of the second inclined surface 48d becomes smaller, which is necessary. It becomes difficult to obtain the characteristics. On the other hand, if it exceeds 80 μm, the pitch becomes coarse, and it becomes difficult to control the reflection characteristics.
Further, it is preferable that the pitch L of the reflection inclined surface 48 has a relationship with the electrodes of the liquid crystal display device and the color filter patterns (R, G, B patterns and black mask patterns) so as not to cause moire. . When the direction of the repetition period of the pitch L of the reflection slope 48 is the same as the direction of the repetition period of the pattern of the electrode or the color filter, optical interference such as a moire pattern does not appear, but Or if the direction of the repetition period of the pitch L of the reflection slope 48 is different from the direction of the repetition period of the pattern of the electrode or the color filter, optical interference may occur. . In that case, by providing a diffusion layer or a scattering layer between any of the layers between the surface of the reflector 47 and the substrate 20, it is possible to suppress the occurrence of optical interference and obtain excellent visibility. it can.
[0035]
The pitch of the first inclined surface 48c is L ₁ And the pitch of the second inclined surface 48d is L ₂ And L ₁ And L ₂ Is L ₁ : L ₂ = 1: 1 to 1:10, preferably 1: 3.
The half value width of the profile indicating the reflection characteristic of the reflected light is the pitch L of the first and second inclined surfaces 48c and 48d. ₁ , L ₂ Is determined in proportion to the size of That is, L ₁ , L ₂ Becomes larger, the area of the concave-convex portion 12 becomes larger, and accordingly, the half width becomes wider.
[0036]
Therefore, L ₁ : L ₂ In the case of = 1: 1, the profile indicating the reflection characteristics of the reflector 47 becomes the curve shown by the broken line (2) shown in FIG. 5, and the half-widths of the profiles of the reflection characteristics corresponding to the respective inclined surfaces 48c and 48d are the same. Width and (30 ° -2θ ₁ ) To (30 ° -2θ) ₂ ), The variation of the reflectance is reduced in the angle range.
Also, L ₁ : L ₂ In the range from 1: 1 to 1: 3, the profile showing the reflection characteristic of the reflector 47 becomes a curve indicated by the solid line (1) shown in FIG. 5, and the reflection characteristic corresponding to the second inclined surface 48d is obtained. The half width of the profile is widened, and the reflectance is (30 ° −2θ). ₂ ). Thereby, the reflectance at an angle close to the observer's line of sight increases, and the brightness of the reflected light can be improved.
[0037]
L ₁ : L ₂ Is out of the range of 1: 1 and L ₂ Is L ₁ When the distance becomes smaller, the half width of the profile of the reflection characteristic corresponding to the first inclined surface 48c becomes narrower, whereby the reflectance becomes (30 ° −2θ). ₁ ) Is not preferable because the reflectance at the angle close to the observer's line of sight becomes low.
Also, L ₁ : L ₂ Is out of the range of 1: 3 and L ₂ Is higher, the half width of the profile of the reflection characteristic corresponding to the second inclined surface 48d becomes extremely wide, while the half width of the profile of the reflection characteristic corresponding to the first inclined surface 48c becomes extremely narrow, and the reflection becomes smaller. This is not preferable because the reflectance also decreases, and as a result, the angle range where the reflectance is high is narrowed.
[0038]
In the present embodiment, a particle layer 12a is formed by dispersing and adhering a large number of light-reflective fine particles 12b having different particle diameters on the surface of the reflection slope 48, and the above-described uneven surface 12 is formed by the particle layer 12a. .
As the light-reflective fine particles 12b, alumina beads, organic beads such as divinylbenzene polymer, SiO 2 ₂ Spherical beads or the like are appropriately selected and used. The radius of the light-reflective microparticles 12b is in the range of 0.5 μm to 15 μm.
[0039]
When the reflector 47 is traversed in a specific longitudinal section, the uneven surface 12 has a discontinuous slope of the sectional curve of the longitudinal section as shown in FIG. 4, in other words, the first derivative of the sectional curve of the longitudinal section. The curve is discontinuous. The connecting portion (boundary portion) 12d between the minute projections 12c and the minute projections 12c does not have a curved surface.
Since the uneven surface 12 is composed of the particle layer 12a including a large number of light-reflective microparticles 12b having a radius in the above range, the depth D of the concave portion 12e is in the range of 0.3 μm or more and 3 μm or less. And irregularly. Here, the depth D of the concave portion 12e refers to the reference surface S of the particle layer 12a including the top portion of the top portion of the convex portion 12c having the largest distance from the surface of the base material 11, as shown in FIG. ₂ Is the distance from When the depth D of the concave portion 12e exceeds 3 μm, when the transparent intermediate layer 53 is formed on the particle layer 12a and flattened, the top of the convex portion 12c cannot be filled with the transparent intermediate layer 53, and the desired flatness is obtained. Cannot be obtained, causing display unevenness.
[0040]
Further, since the uneven surface 12 is composed of the particle layer 12a including a large number of light-reflective microparticles 12b having a radius in the above range, the pitch P1 of the adjacent concave portions 12e is in the range of 1 μm to 30 μm. Scattered irregularly within.
As shown in FIG. 1, the direction of the wall surface 48 e of the reflector 47 is different from that of the observer Ob. ₁ Is provided on the far side (the Y-direction side) from the observer, in other words, the direction of the reflection slope 48 is the viewpoint Ob of the observer. ₁ Is provided on the side nearer to (the side opposite to the Y direction).
According to the reflector 47 having such a configuration, when the reflected light of the light incident on the reflector 47 is observed from a specific viewing angle, it is easy to control so as to have a reflection characteristic that looks brighter than other viewing angles.
[0041]
In addition, although the above-described reflector 47 is shown as one in which the slope of the cross-sectional curve of the longitudinal section of the uneven surface 12 is discontinuous, the present invention is not limited to this, and the slope of the cross-sectional curve of the uneven surface is continuous. In other words, the primary differential curve of the cross-sectional curve of the uneven surface may change continuously. However, since the half-width of the Gaussian curve showing the reflection characteristic becomes narrower when the slope of the sectional curve is continuous than when the slope is discontinuous, in order to obtain a high reflectance over a wide angle range, It is preferable to employ one having a discontinuous inclination.
[0042]
In order to manufacture the above-described reflector 47, the base material 11 in which a plurality of reflection slopes 48 are formed in a stripe shape in a plan view is prepared on the surface, and a large number of particles having a random particle size are formed on the surface of the reflection slope 48. It can be obtained by dispersing and adhering the light-reflective microparticles 49 to form a particle layer 12a in which a large number of fine irregularities are randomly arranged on the surface.
In addition, as a method of manufacturing the base material 11 on which the plurality of reflection slopes 48 are formed, for example, a photosensitive resin liquid such as an acrylic resist is applied on the first substrate 10 by a spin coating method or the like. After that, the photosensitive resin layer is formed by pre-baking, and the transfer mold having the uneven surface is pressed against the surface of the photosensitive resin layer, and then released, and the unevenness of the transfer mold is formed on the surface of the photosensitive resin layer. This is obtained by forming a concave-convex shape reverse to the surface and forming a plurality of reflective slopes 48 in a stripe shape in plan view. The uneven surface of the transfer mold has an uneven shape reverse to the unevenness of the surface of the substrate 11.
In addition, as another method for producing the base material 11, a photosensitive resin liquid is applied on the first substrate 10, and then the photosensitive resin is subjected to multi-step exposure, development, and photolithography using anisotropic etching. It can be obtained by forming a plurality of reflection inclined surfaces 48 in a stripe shape in plan view on the surface of the resin layer.
[0043]
In the reflective liquid crystal display device 1 of the present embodiment, when external light enters the display surface 1a, the incident light Q enters the liquid crystal panel 35b, passes through each layer, reaches the surface of the reflector 47, and The light is reflected at a wide angle by the concave / convex portions 12 and the reflection slopes 48, passes through the above layers again, and exits from the display surface 1a. Since the emitted light is scattered in a wide viewing angle range, the display surface 1a can be observed from a wide viewing angle without reflection of the light source.
[0044]
Also, the inclination angle θ of the second inclined surface 48d ₂ In the normal direction H of the display surface 1a. ₁ And the observer's main observation direction α ₁ Is set to (30 ° −θ) / 2 with respect to the angle θ with respect to the angle of reflection, the reflection angle of the reflected light can be adjusted to the line of sight of the observer. ₁ And the main observation direction α ₁ Angle θ ₁ When the angle is 0 degrees to 20 degrees, a liquid crystal display device with a bright display (screen) can be realized.
For this reason, when the liquid crystal display device of the present embodiment is incorporated in a display unit of a portable electronic device such as a mobile phone or a notebook PC, the visibility is particularly improved.
In the first embodiment, the case where a large number of light-reflective fine particles 49 having different particle diameters are dispersed and adhered to the surface of the wall surface 48e has been described. You don't have to.
[0045]
(Second embodiment)
Next, a reflective liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described. The reflection type liquid crystal display device of the second embodiment is different from the first reflection type liquid crystal display device 1 shown in FIGS. 1 to 4 in that the configuration of the reflector provided in the liquid crystal cell 35b is different. is there.
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of the reflector 147 provided in the reflective liquid crystal display device according to the second embodiment.
[0046]
The reflector 147 includes a substrate 111 and a high-reflection film 112a formed on the substrate 111, and the surface of the high-reflection film 112a is an uneven surface 112. The difference between this substrate 111 and the substrate 11 provided in the reflector 47 of the first embodiment is that a large number of fine irregularities are randomly formed on the surface of the substrate 111, The point is that the uneven surface 112 is configured to be reflected in the shape of the high reflection film 112a thereon.
[0047]
The base material 111 is made of a photosensitive resin such as an acrylic resist, similarly to the base material 11 described above, and has a continuous reflection slope 148 having a stripe shape in a plan view as shown in FIG. Are formed in a plurality.
As shown in FIG. 6, each of the reflection slopes 148 has a first slope 148c located on the base end 148a side of each reflection slope 148, and a first slope 148b located on the top end 148b side of each reflection slope 148. A second inclined surface 148d having a larger inclination angle than the first inclined surface 148c is provided in contact with the inclined surface 148c.
A wall surface 148e is provided between two adjacent reflection slopes 148, 148, and the reflection slopes 148 are connected by the wall surfaces 148e. As shown in FIG. 6, the first and second inclined surfaces 148c and 148d are inclined in the same direction along the stripe width direction (the left-right direction in FIG. 6).
[0048]
In addition, the inclination angle θ of the first and second inclined surfaces 148c and 148d ₁ , Θ ₂ , The pitch L of the reflection slope 148 and the pitch L of the first slope 148c ₁ And the pitch L of the second inclined surface 148d ₂ And the ratio L ₁ : L ₂ Is the same as in the first embodiment.
[0049]
Further, on the surface of each of the reflection slopes 148, the convex portions 111a and the concave portions 111b are formed irregularly. The concave portion 111b has a depth in the range of 0.3 μm or more and 3 μm or less, and the depth of the concave portion 111b includes a top portion of the top portion of the convex portion 111a having a largest distance from the surface of the base material 111. The distance from the plane.
In the base material 111, the adjacent concave portions 111b are irregularly distributed at a pitch in a range of 1 μm or more and 30 μm or less. When the pitch between the adjacent concave portions 111b is less than 1 μm, there is a restriction on the production of a transfer die used for forming the base material 111, and the processing time becomes extremely long, and a shape that can obtain desired reflection characteristics is formed. There are problems such as inability to generate light and interference light.
[0050]
In the present embodiment, a high-reflection film 112a having a thickness described later is formed on the surface of the base material 111 on which a large number of minute irregularities are randomly formed. By reflecting the minute irregularities on the surface of the base material 111 in the high-reflection film 112a, the surface of the high-reflection film 112a becomes the irregular surface 112.
When the reflector 147 is cut along a specific vertical section of a large number of reflection slopes 148 formed on the base material 111, the uneven surface 112, which is the surface of the high reflection film 112a, has a cross-sectional curve of the vertical section as shown in FIG. Is discontinuous, in other words, the first derivative of the sectional curve of the longitudinal section is discontinuous.
[0051]
As a metal material forming the high reflection film 112a, a metal having a high reflectivity such as Al or Ag is used.
The thickness of the high reflection film 112a is preferably in the range of 80 nm or more and 200 nm or less. If the film thickness is less than 80 nm, the reflectance of the light by the highly reflective film 112a becomes too small and the display in the reflection mode becomes dark, which is not preferable. If the film thickness exceeds 200 nm, the film formation cost increases significantly, and Unevenness of the uneven surface 112 becomes small and becomes almost flat, which is not preferable.
[0052]
In the high reflection film 112a, the depth D of the concave portion 112b varies irregularly within the range of 0.3 μm or more and 3 μm or less for the same reason as in the first embodiment.
In addition, the pitch P of the adjacent concave portions 112b varies irregularly within a range of 1 μm or more and 30 μm or less.
[0053]
According to the reflector 147 having such a configuration, the same effect as the reflector 47 of the first embodiment can be obtained.
[0054]
In order to manufacture the above-described reflector 147, a base having the same shape as the base 111 except that fine irregularities are not formed on the surface of the reflection inclined surface 148 (the base 11 used in the first embodiment). A base having the same shape) is prepared, and a number of microparticles having a random particle size are dispersed and kneaded in a crystalline polymer. A kneaded liquid of microparticles is applied to the surface of the base and cured to form fine irregularities on the surface. The kneaded layer having fine particles is formed to form a matrix.
As the crystalline polymer, a liquid crystal polymer or the like is used. The fine particles are appropriately selected from materials having a different refractive index from that of the polymer, and for example, organic beads such as alumina and divinylbenzene polymer, and silica are appropriately selected and used. The radius of the fine particles is in the range of 0.5 μm to 15 μm. The fine particles dispersed in the crystalline polymer as described above are unlikely to cause secondary aggregation, and the surface of the fine particles is projected on the surface thereof. The surface of the particle kneading layer also has fine irregularities because the surface of the fine particles protrudes. On the other hand, when an amorphous polymer is used, since the surface energy is high, the fine particles do not protrude to the surface, and the fine unevenness is not formed on the surface of the fine particle kneading layer.
[0055]
Next, after a metal such as Ni is formed by a required thickness by electroforming on the surface of the matrix on the side of the fine particle kneading layer, the mold is released. As a result, an electroforming mold having a mold surface having a fine unevenness shape in which the fine unevenness shape and the unevenness are reversed is obtained.
[0056]
Next, a photosensitive resin solution such as an acrylic resist is applied on the first substrate 10 by a spin coating method or the like, and then prebaked to form a photosensitive resin layer. After being pressed against the surface of the resin layer, the mold is released, and when the surface of the photosensitive resin layer is formed with a micro-roughness shape in which the micro-roughness shape is opposite to the micro-roughness shape of the mold surface of the electroforming mold, a number of fine unevennesses are formed on the surface. The base material 111 formed at random is obtained.
Next, when a metal material such as Al is formed on the surface of the base material 111 by a film forming method such as sputtering or vacuum deposition, a highly reflective film having the above-mentioned thickness range is formed. Have a randomly arranged shape, and the reflective layer 112 is obtained. By doing so, the target reflector 147 is obtained.
[0057]
In the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment, the same effects as those of the reflection type liquid crystal display device of the first embodiment can be obtained by providing the reflector 147 having the above configuration.
[0058]
Further, in the first and second embodiments, the case where the reflector 47 or the reflector 147 that reflects light incident from the outside is incorporated between the substrate 10 and the substrate 20 is described. A reflector external type in which a reflector is provided outside the substrate 10 can also be used.
In the first and second embodiments, the case where the liquid crystal display device of the present invention is applied to a reflective liquid crystal display device has been described. However, the present invention can also be applied to a transflective liquid crystal display device. After forming the high-reflection film 112a of the reflector 47 or the reflector 147 to a thickness of 80 to 200 nm, a fine opening is formed in the pixel by a known method such as photolithography in a plan view. In this case, the area ratio of the opening may be 15 to 30% with respect to one pixel pitch area, and a backlight may be provided on the outer surface side of the first substrate 10. It is to be noted that the high reflection film may be a semi-transmission type by making the thin film semi-transmissive of 80 nm or less.
[0059]
In the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to a simple matrix type reflection type liquid crystal display device has been described. However, an active matrix type or segment type liquid crystal display using a thin film transistor or a thin film diode is described. The present invention can be similarly applied to devices and the like. All of these liquid crystal display devices are included in the present invention.
In the first and second embodiments, the case where one retardation plate is provided between the second substrate 20 and the polarizing plate 28 has been described. However, a plurality of retardation plates are provided. Is also good.
[0060]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the reflector of the present invention, the first inclined surface and the second inclined surface having a larger inclination angle than the first inclined surface constitute a reflecting inclined surface. Since the uneven surface is formed on the surface, the reflected light can be scattered to increase the luminance in a wide angle range, and the reflection angle of the reflected light can be arbitrarily controlled.
[0061]
Further, according to the reflection type liquid crystal display device of the present invention, since the above-described reflector is provided, the brightness of the reflected light is high in a wide angle range, and the reflection angle of the reflected light is in a direction close to the line of sight of the observer. Close reflection characteristics can be exhibited, and wide viewing angle characteristics can be realized.
[0062]
Further, according to the method for manufacturing a reflector of the present invention, the reflector of the present invention having the above configuration can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of a reflective liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a reflector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged sectional view corresponding to line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional curve of a cross section of the uneven surface of the reflector according to the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the reflection angle and the reflectance of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of a reflector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional curve of a cross section of the uneven surface of the reflector according to the second embodiment.
FIG. 8 is a side sectional view showing an example of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 9 is a view showing reflection characteristics of a reflection plate provided in a conventional reflection type liquid crystal display device.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a use state of a liquid crystal display device provided in a mobile phone.
[Explanation of symbols]
1a Display surface
10 One substrate
11, 111 Base material (substrate)
12, 112 Uneven surface
12b Light reflective microparticles
12c, 111a convex part
12e, 111b recess
15 Transparent electrode layer (electrode)
16 Alignment film
20 The other substrate
25 Transparent electrode layer (electrode)
26 Alignment film
30 liquid crystal layer
35b liquid crystal cell
47, 147 reflector
48, 148 reflective slope
48a, 148a Base end of reflective slope
48b, 148b Upper end of reflective slope
48c, 148c First inclined surface
48d, 148d second inclined surface
θ ₁ Inclination angle of the first inclined surface
θ ₂ Angle of inclination of second inclined surface
S ₁ Board surface
L Pitch of reflective slope
L ₁ Pitch of first slope
L ₂ Pitch of second inclined surface

Claims

A reflector that reflects incident light, and a plurality of stripe-shaped reflective slopes are continuously formed on the surface of the substrate,
Each of the reflection slopes has a first slope located at a base end side of each reflection slope, and a slope located at an upper end side of each reflection slope and in contact with the first slope and inclined more than the first slope. A reflector provided with a second inclined surface having a large angle, and wherein the reflecting inclined surface is an irregular uneven surface.

The reflector according to claim 1, wherein the first and second inclined surfaces are inclined in the same direction along a width direction of the stripe.

Reflector according to claim 1 or claim 2, characterized in that the inclination angle theta ₁ of the first inclined surface is a constant size in the range of 20 ° 5 ° or more relative to the substrate surface.

4. The apparatus according to claim 1, wherein the inclination angle θ2 of the _second inclined surface is set to a fixed size within a range of 5 ° to 45 ° with respect to the substrate surface. Reflector.

The reflector according to any one of claims 1 to 4, wherein a pitch L of the reflection slope is a fixed size within a range of 5 m to 80 m.

The pitch of the first inclined surface and _{L 1,} when the pitch of the second inclined surface and the _{L 2,} _{L 1} and a ratio of _{L 2} is _{_{L 1: L 2 = 1:}} 1~1: 10 range The reflector according to any one of claims 1 to 5, wherein

7. The irregular surface according to claim 1, wherein the height of the convex portion or the depth of the concave portion on the reflection slope is irregularly formed within a range of 0.3 μm or more and 3 μm or less. The reflector according to any one of the above.

The said uneven | corrugated surface is irregularly arrange | positioned within the range of 1 micrometer-30 micrometers below the pitch of the said adjacent convex part or adjacent concave part, The one in any one of Claim 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. The reflector as described.

The reflector according to any one of claims 1 to 8, wherein the uneven surface is formed by attaching a large number of light-reflective fine particles having different particle diameters to the surface of the reflection slope.

The reflector according to claim 9, wherein a radius of the plurality of light-reflective microparticles having different particle diameters is in a range of 0.5 µm or more and 15 µm or less.

The profile indicating the reflection characteristics of the first and second inclined surfaces indicates a Gaussian distribution shape centered on the regular reflection angle of the incident light,
The profile showing the reflection characteristic of the reflector has a shape in which each foot portion of each profile of the first and second inclined surfaces is overlapped with each other. Reflector.

An electrode and an alignment film are sequentially provided on the inner surface of one of the substrates facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween from the one substrate side, and the electrodes and an alignment film are sequentially provided on the inner surface of the other substrate from the other substrate side. The reflector according to any one of claims 1 to 11, wherein the reflector is provided on an outer surface side of the one substrate or between the one substrate and an electrode provided on an inner surface side thereof. A reflective liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.

A plurality of stripe-shaped reflective slopes are continuously formed on the surface of the substrate, and each of the reflective slopes has a first slope located at a base end side of each reflective slope and an upper end side of each reflective slope. A substrate having a second inclined surface that is located and is in contact with the first inclined surface and has a larger inclination angle than the first inclined surface;
A method for manufacturing a reflector, comprising a step of attaching a large number of light-reflective microparticles having a random particle size to at least the surface of each of the reflection slopes to form an uneven surface.

A plurality of stripe-shaped reflective slopes are continuously formed on the surface of the substrate, and each of the reflective slopes has a first slope located at a base end side of each reflective slope and an upper end side of each reflective slope. A substrate having a second inclined surface that is located and is in contact with the first inclined surface and has a larger inclination angle than the first inclined surface;
At least on the surface of each of the reflection slopes, a fine particle kneading liquid obtained by dispersing and kneading a large number of fine particles having random particle diameters in a crystalline polymer is applied and cured to knead the fine particles having a fine irregular shape on the surface. Forming a layer to form a matrix,
After attaching metal by electrolysis on the surface of the matrix fine particle kneading layer side by electrolysis, the mold surface of the micro uneven shape and the unevenness of the surface of the matrix fine particle kneading layer are reversed by releasing the mold. A step of producing an electroforming mold provided with
After pressing the mold surface of the electroforming mold against the surface of the photosensitive resin layer formed on the substrate, the mold is released and the unevenness of the concavo-convex shape opposite to that of the mold surface of the electroforming mold is released on the surface of the photosensitive resin layer. By forming a shape, a step of producing a substrate having a surface with an uneven shape,
A method for manufacturing a reflector, comprising a step of forming a highly reflective film on the surface of the substrate by a film forming method.