JP2005055762A - 反射体及び液晶表示装置及び反射体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 透過モード時のコントラスト及び表示輝度を高めることが可能な反射体を提供する。
【解決手段】 一面に複数の凹部31Aが形成された透明基材31と、透明基材31の一面側に積層された複数の開口部32Aを有する反射膜32とから構成されてなり、開口部32Aから露出する透明基材31の一面が平面31Cとされていることを特徴とする反射体30を採用する。
【選択図】 図4
【解決手段】 一面に複数の凹部31Aが形成された透明基材31と、透明基材31の一面側に積層された複数の開口部32Aを有する反射膜32とから構成されてなり、開口部32Aから露出する透明基材31の一面が平面31Cとされていることを特徴とする反射体30を採用する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、反射体及び液晶表示装置に関するものである。
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器には、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる反射型液晶表示装置が備えられている。反射型液晶表示装置には、例えば、その前面から入射する外光を全反射させる反射体や、その前面から入射する外光を反射するとともに後方からのバックライト光を透過させる反射体などが備えられており、これらの反射体を装着する形態としては、液晶パネルを構成する2枚の基板の間に反射体を内蔵させたものや、透過型の液晶パネルの背面側に反射体を配設させたものなどが知られている。
例えば、下記特許文献1に記載の反射型液晶表示装置では、液晶層を透過した光を反射させるための反射体として、表面に複数の凹部が設けられた反射体を用いている。
例えば、下記特許文献1に記載の反射型液晶表示装置では、液晶層を透過した光を反射させるための反射体として、表面に複数の凹部が設けられた反射体を用いている。
下記特許文献1に記載の反射体は、複数の凹部の全面にAl等の反射膜が形成されたものである。従ってこの反射体を半透過型の液晶表示装置に用いる場合には、反射膜に開口部を設ける必要がある。図11及び図12に開口部を設けた反射体の一例を示す。
図11は、反射体を液晶表示装置の表示面側からみた平面模式図であり、図12は、図11のY-Y線に対応する断面模式図である。
図11及び図12に示すように、この従来の反射体130は、複数の凹部131A…が設けられた透明基材131に、金属からなる反射膜132が積層されて構成されている。反射膜132には略矩形の開口部132Aが設けられ、この開口部132Aから透明基材131が露出している。
また、図11には、開口部132Aに対応する液晶表示装置の画素領域Aを一点鎖線で示している。図11に示すように、通常の液晶表示装置においては、一つの画素領域Aに対して開口部132Aが一つ設けられる関係になっている。この画素領域Aにおいて、開口部132Aが形成された領域はバックライト光が透過する透過領域となっており、それ以外の領域は、外光が反射する反射領域になっている。
特開平11−52110号公報
図11及び図12に示すように、この従来の反射体130は、複数の凹部131A…が設けられた透明基材131に、金属からなる反射膜132が積層されて構成されている。反射膜132には略矩形の開口部132Aが設けられ、この開口部132Aから透明基材131が露出している。
また、図11には、開口部132Aに対応する液晶表示装置の画素領域Aを一点鎖線で示している。図11に示すように、通常の液晶表示装置においては、一つの画素領域Aに対して開口部132Aが一つ設けられる関係になっている。この画素領域Aにおいて、開口部132Aが形成された領域はバックライト光が透過する透過領域となっており、それ以外の領域は、外光が反射する反射領域になっている。
しかしながら、従来の反射体131においては、透過領域(開口部132A)にも凹部131Aが形成されているため、ここを透過するバックライト光は凹部131Aによって散乱される。このようにバックライト光が散乱されると、透過モード時のコントラストが低下するとともに表示輝度が低下するといった問題があった。
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、透過モード時のコントラスト及び表示輝度を高め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、このような反射体の製造方法並びに反射体を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
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、一面に複数の凹部が形成された透明基材と、該透明基材の一面側に積層された複数の開口部を有する反射膜とから構成されてなり、前記開口部から露出する前記透明基材の一面が平面とされていることを特徴とする。
本発明の反射体は、一面に複数の凹部が形成された透明基材と、該透明基材の一面側に積層された複数の開口部を有する反射膜とから構成されてなり、前記開口部から露出する前記透明基材の一面が平面とされていることを特徴とする。
上記の構成により、開口部を透過する光が平面を通過するために、当該光の屈折率が開口部の全面にわたってほぼ一定になり、光の散乱が起きることがない。
また透過モード時にはパネル及び偏光板、位相差板の光学条件(例えばパネルのリタデーション(Δnd)、配向方位、偏光板、位相差板の軸方向、及び位相差板のリタデーション(Δnd)など)で決まる、視覚特性がそのまま利用できる。
また透過モード時にはパネル及び偏光板、位相差板の光学条件(例えばパネルのリタデーション(Δnd)、配向方位、偏光板、位相差板の軸方向、及び位相差板のリタデーション(Δnd)など)で決まる、視覚特性がそのまま利用できる。
また本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記反射膜の表面が前記複数の凹部に対応した凹凸面とされていることを特徴とする。
上記の構成により、反射膜によって反射される反射光の反射角度を広くすることができるとともに広い角度範囲で反射光の強度を一定にすることができ、反射特性を高めることができる。
また本発明の反射体においては、前記平面の表面粗さが10nm以上100nm以下の範囲であることが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置は、一対の基板と該一対の基板の間に配置された液晶層とが備えられてなる液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明するバックライトとから構成され、一方の基板側に偏光板と位相差板とが付設され、他方の基板に先に記載の反射体が一体化されてなることを特徴とする。
上記の構成により、開口部を透過するバックライト光が平坦面を通過するので、バックライト光の屈折率が開口部の全面にわたってほぼ一定になる。このため、バックライト光の散乱が起きることがなく、これにより透過モード時のコントラスト及び表示輝度を高めることができる。
また前記反射膜の表面が前記複数の凹部に対応した凹凸面とされていることが好ましい。
上記の構成により、反射膜によって反射される反射光の反射角度を広くすることができるとともに広い角度範囲で反射光の強度を一定にすることができ、液晶表示装置の反射特性を高めることができる。
上記の構成により、反射膜によって反射される反射光の反射角度を広くすることができるとともに広い角度範囲で反射光の強度を一定にすることができ、液晶表示装置の反射特性を高めることができる。
また、本発明の反射体の製造方法は、基体一面を感光性樹脂層とし、該感光性樹脂層に対して表面に微細な凸部を有する型を押し付け、前記基体の一面と反対側の他面にマスク層を積層し、前記他面から光線を照射して前記マスク層と重なる部分を除いた前記感光性樹脂層を硬化させることにより表面に凹部を有する硬化樹脂層を形成し、次いで前記型を前記硬化樹脂層から剥離させて所定時間放置することにより前記マスク層と重なっていた未硬化部分を平坦化させ、次いで未硬化部分を硬化させるとともに前記硬化樹脂層上に反射膜を形成し、前記平坦化された部分に対応する反射膜を開口することを特徴とする。
型の押し付けにより形成された凹部のうち未硬化部に形成された凹部は、時間の経過とともにその凹部形状を維持することができずに次第になだらかになり、ついには平坦面となる。このようにして、マスク層が重なった部分のみ平坦にすることができ、この平坦部分に反射膜の開口部が重なることで、開口部から露出する面が平面である反射体を容易に製造できる。また、未硬化部に熱を加えて平坦化を促進させても良い。
また、マスク層の形状やパターンを変えることで、平面の位置、大きさ、形状を変えることができ、反射体の設計が容易になる。
また、マスク層の形状やパターンを変えることで、平面の位置、大きさ、形状を変えることができ、反射体の設計が容易になる。
また、上記反射体を製造する方法として、微細な凸部を有し且つ予め平坦面が形成された型を感光性樹脂層に押し付け、感光樹脂層の全面に光線を照射して硬化させ、型を外した後に硬化済みの硬化樹脂層に反射膜を形成し、更に開口部を設ける方法を採用しても良い。
上記の方法によれば、光線による硬化工程が一度で済むので工程を短縮できる。また、型の製造に要する時間を短縮できる。
以上、詳細に説明したように、本発明の反射体は、反射膜に複数の開口部が設けられ、開口部から露出した面が平面であるので、開口部を透過する光が平面を通過する際に、当該光の屈折率が開口部の全面にわたってほぼ一定になり、光の散乱が起きることがない。
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形態のみに限定されるものではない。また、各図において各構成部材の縮尺は図示し易いように適宜変更して記載してある。
図1は、本実施形態の半透過型の液晶表示装置の断面構成図であり、図2は液晶表示装置の要部を示す拡大断面模式図である。尚、本実施形態の液晶表示装置は、いわゆるパッシブマトリックス型と呼ばれるものである。
図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置Aは、液晶表示パネル20と、この液晶表示パネル20の背面側に配置されて液晶表示パネル20を裏面側から照明するためのバックライト10とから概略構成されている。
液晶表示パネル20は半透過型のものであり、液晶層23を挟持して対向するガラスなどからなる透明の第1の基板21と、透明の第2の基板22をシール材24で接合一体化して概略構成されている。第1の基板21および第2の基板22の液晶層23側には、表示回路層26,27がそれぞれ形成されている。
バックライト10は透明な導光板12と光源装置13とから概略構成されている。バックライト10において、光源装置(光源)13は、導光板12に光を導入する側の端面12a側に配設されている。
導光板12は、上記液晶表示パネル20の背面側(基板22の外側)に配置されて光源装置13から入射された光を液晶表示パネル20に照射するものであり、平板状の透明なアクリル樹脂板などから構成されている。図2に示すように導光板12の一側の端面12a(以下、入射面12aということもある)に配置された光源装置13から出射された光が、入射面12aを介して導光板12の内部に導入されるようになっている。
導光板12を構成する材料としてはアクリル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることができる。
導光板12は、上記液晶表示パネル20の背面側(基板22の外側)に配置されて光源装置13から入射された光を液晶表示パネル20に照射するものであり、平板状の透明なアクリル樹脂板などから構成されている。図2に示すように導光板12の一側の端面12a(以下、入射面12aということもある)に配置された光源装置13から出射された光が、入射面12aを介して導光板12の内部に導入されるようになっている。
導光板12を構成する材料としてはアクリル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることができる。
また、図2に示すように、第2の基板22の液晶層23側には、反射体30と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ33R、33G、33Bと、反射体30を被覆して保護するとともに透明有機膜31やカラーフィルタ33R、33G、33Bによる凹凸を平坦化するためのオーバーコート膜34と、液晶層23を駆動するためのストライプ電極35と、液晶層23を構成する液晶分子の配向を制御するための配向膜36とが順次積層されている。
また、反射体30は、透明基材31と、反射膜32とが積層されて構成されている。
また、反射体30は、透明基材31と、反射膜32とが積層されて構成されている。
一方、第1の基板21の液晶層23側には、ストライプ電極35、オーバーコート膜34、配向膜36が順次積層されて形成されている。
更に、第2の基板22の液晶層23側と反対側(第2の基板22の外面側)に、偏光板38が設けられており、第1の基板21の液晶層23側と反対側(第1の基板21の外面側)には、位相差板47と偏光板48がこの順で積層されている。
そして、第2の基板22の偏光板38の外側に、半透過液晶表示装置Aにおいて透過表示を行うための光源としての導光板12が配設されている。
そして、第2の基板22の偏光板38の外側に、半透過液晶表示装置Aにおいて透過表示を行うための光源としての導光板12が配設されている。
第1、第2の基板21、22に各々設けられたストライプ電極35、35は、ITO(Indium tin oxide)などの透明導電膜からなる短冊状の平面形状のものを多数整列形成したもので、外部の駆動回路(図示せず)に個々に接続されて液晶層23を構成する液晶分子を駆動するためのものである。各ストライプ電極35,35は互いに平面視直角に向くように配置されて上記の液晶表示装置Aがパッシブマトリクス型とされている。各ストライプ電極35,35が交差する部分が画素領域とされている。
次に、本実施形態の反射体30について詳細に説明する。
図3には、反射体30と、ストライプ電極35,35の交差部分からなる画素領域との位置関係を示している。図3に示すように、反射体30に対して、画素領域Aがマトリックス状に配置されている。
図3には、反射体30と、ストライプ電極35,35の交差部分からなる画素領域との位置関係を示している。図3に示すように、反射体30に対して、画素領域Aがマトリックス状に配置されている。
次に、図4に反射体の要部の斜視図を示し、図5には一つの画素領域Aに対応する反射体の拡大平面図を示し、図6には図5のX-X線に対応する断面図を示す。
図4に示すように、本実施形態の反射体30は、一面31Bに複数の凹部31Aが形成された透明基材31と、透明基材31の一面31B上に成膜された反射膜32とから構成されている。
透明基材31はその上に形成される反射膜32に凹凸形状を与えて反射光を効率よく散乱させるために設けられているものである。反射膜32に凹凸形状を与えることにより、液晶表示パネル20に入射する光を効率よく反射することができるため、反射モードにおける明るい表示を実現することができる。
すなわち図4及び図5に示すように、透明基材31の表面には、その内面が球面の一部をなす多数の凹部31Aが左右に重なり合うようにして連続して形成されており、各凹部31Aに反射膜32が成膜されている。透明基材31は、例えば、透明アクリル樹脂等から構成される。
図4に示すように、本実施形態の反射体30は、一面31Bに複数の凹部31Aが形成された透明基材31と、透明基材31の一面31B上に成膜された反射膜32とから構成されている。
透明基材31はその上に形成される反射膜32に凹凸形状を与えて反射光を効率よく散乱させるために設けられているものである。反射膜32に凹凸形状を与えることにより、液晶表示パネル20に入射する光を効率よく反射することができるため、反射モードにおける明るい表示を実現することができる。
すなわち図4及び図5に示すように、透明基材31の表面には、その内面が球面の一部をなす多数の凹部31Aが左右に重なり合うようにして連続して形成されており、各凹部31Aに反射膜32が成膜されている。透明基材31は、例えば、透明アクリル樹脂等から構成される。
反射膜32は、Al、Ag等の金属光沢を有する金属薄膜からなるものであり、厚みが0.08μm〜0.2μmの範囲とされている。反射膜32には、所々に開口部32Aが設けられている。この開口部32Aが設けられた部分からは、下地である透明基材31が露出するようになっている。そして図4及び図6に示すように、一面31Bのうち、開口部32Aから露出した面が平面31Cとされている。
開口部32Aが形成された領域は、透明基材31を透過してきたバックライト光が透過する透過領域となっている。一方、反射膜32が形成されている領域は、第1の基板21側から入射した外光が反射される反射領域となっている。
本実施形態の反射体30においては、透過領域を構成する面が平面32Cなので、バックライト光の屈折率が開口部32Aの全面にわたって一定となり、バックライト光の散乱が少なくなってバックライト光の輝度を高めることができる。
また、反射領域には複数の凹部31A…が形成されているので、所定の反射特性を得ることができる。
本実施形態の反射体30においては、透過領域を構成する面が平面32Cなので、バックライト光の屈折率が開口部32Aの全面にわたって一定となり、バックライト光の散乱が少なくなってバックライト光の輝度を高めることができる。
また、反射領域には複数の凹部31A…が形成されているので、所定の反射特性を得ることができる。
透過領域(露出面31C)の表面粗さについては、反射領域の表面粗さよりも小さいことが好ましく、具体的には10nm以上〜100nm以下の範囲が好ましい。表面粗さが100nmを越えるとバックライト光の散乱が大きくなってしまうので好ましくない。また表面粗さを10nm未満としても、それに見合う効果が得られない。
尚、反射領域の表面粗さは、凹部31A…の形状によって決定されるものであるが、具体的には100nm以上3000nm以下の範囲が好ましい。
尚、反射領域の表面粗さは、凹部31A…の形状によって決定されるものであるが、具体的には100nm以上3000nm以下の範囲が好ましい。
また、一つの画素領域Aにおける開口部32Aが占める面積比(開口率)は、20%以上60%以下の範囲であることが好ましい。開口率が20%未満だと、バックライト光の透過量が減少し、バックライト点灯時における液晶表示装置Aの表示が暗くなってしまうので好ましくない。また、開口率が60%を越えると、透過領域の面積が増える分、反射領域の面積が減少し、これに伴って一画素領域Aあたりの凹部31Aの数が減少し、所定の反射特性が得られなくなるので好ましくない。
尚、本発明に適用可能な凹部31Aの形状について説明すると、凹部31Aを平面視した場合に、凹部31Aの輪郭が、円形、楕円形、円周の一部が直線である略円形、丸みを帯びた四角形など、様々な形状のものを例示できる。また、凹部の内面形状としては、球面または曲率が連続的若しくは不連続的に変化するような曲面またはこれらの一部に平面を有する形状等が好ましい。
また、上記凹部31Aの深さを0.1μm〜3μmの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部31Aのピッチを5μm〜50μmの範囲でランダムに配置し、上記凹部31A内面の傾斜角を−30度〜+30度の範囲に設定することが望ましい。
更に、凹部31A内面の傾斜角分布を−30度〜+30度の範囲に設定する点、隣接する凹部31Aのピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部31Aのピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。また、凹部31A内面の傾斜角分布が−30度〜30度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない(反射光の拡散角が空気中で36度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなる)からである。
また、上記凹部31Aの深さを0.1μm〜3μmの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部31Aのピッチを5μm〜50μmの範囲でランダムに配置し、上記凹部31A内面の傾斜角を−30度〜+30度の範囲に設定することが望ましい。
更に、凹部31A内面の傾斜角分布を−30度〜+30度の範囲に設定する点、隣接する凹部31Aのピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部31Aのピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。また、凹部31A内面の傾斜角分布が−30度〜30度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない(反射光の拡散角が空気中で36度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなる)からである。
また、凹部31Aの深さが3μmを超えると、液晶表示装置Aを製造する際に、オーバーコート膜34により凹部31Aを平坦化するときに凸部の頂上が埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示むらの原因となるので好ましくない。
また、隣接する凹部31Aのピッチが5μm未満の場合、透明基材31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。また、実用上、前記転写型の製作に使用しうる30μm〜100μm径のダイヤモンド圧子を用いる場合、隣接する凹部31Aのピッチを5μm〜50μmとすることが望ましい。
また、隣接する凹部31Aのピッチが5μm未満の場合、透明基材31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。また、実用上、前記転写型の製作に使用しうる30μm〜100μm径のダイヤモンド圧子を用いる場合、隣接する凹部31Aのピッチを5μm〜50μmとすることが望ましい。
また、本実施形態の液晶表示装置はいわゆるパッシブマトリックス型であったが、本発明はこれに限らず、アクティブマトリックス型の液晶表示装置に適用してもよい。
次に、本発明の反射体の製造方法の一例を、図7〜図9を参照して説明する。
まず、図7Aに示すように、透明基体31Dの上面31D1に、アクリル系レジスト、ポリスチレン系レジスト、アジドゴム系レジスト、イミド系レジストなどのいずれか1種の感光性樹脂液をスピンコート法、スクリーン印刷法、吹き付け法などの塗布法により塗布し、更に加熱することにより透明基体31D上に感光性樹脂層31Eを形成する。感光性樹脂層31Eの膜厚は0.5〜5μmの範囲が好ましい。
感光性樹脂層31Eを形成する際の加熱条件は、用いる感光性樹脂の種類によって異なるが、条件を決定する目安として、感光性樹脂層31E中に溶媒が残留しないように、また感光性樹脂の流動性をやや高めにして型押しの際に凹凸の転写が可能となるようにするとよい。
まず、図7Aに示すように、透明基体31Dの上面31D1に、アクリル系レジスト、ポリスチレン系レジスト、アジドゴム系レジスト、イミド系レジストなどのいずれか1種の感光性樹脂液をスピンコート法、スクリーン印刷法、吹き付け法などの塗布法により塗布し、更に加熱することにより透明基体31D上に感光性樹脂層31Eを形成する。感光性樹脂層31Eの膜厚は0.5〜5μmの範囲が好ましい。
感光性樹脂層31Eを形成する際の加熱条件は、用いる感光性樹脂の種類によって異なるが、条件を決定する目安として、感光性樹脂層31E中に溶媒が残留しないように、また感光性樹脂の流動性をやや高めにして型押しの際に凹凸の転写が可能となるようにするとよい。
次に図7Aに示すように、表面に微細な凸部41を予め形成した型42を用い、図7Bに示すように型42の凸部41を感光性樹脂層31Eに押し付けて感光性樹脂層31Eの上面部に凸部41を転写して複数の凹部31Aを形成する。ここで用いる型42は、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂から、あるいは、Ni、Au、Cu、Alなどの金属材料からなることが好ましい。
型押しする場合の圧力は用いる感光性樹脂の種類に合った値を選択することが好ましく、例えば、0.1MPa〜2MPa(1〜20kg/cm2)程度の圧力とする。また、型42を感光性樹脂層31Eに押し付ける時間は、感光性樹脂の種類に合った値を選択することが好ましく、例えば30秒〜10分程度の時間とする。
型押しする場合の圧力は用いる感光性樹脂の種類に合った値を選択することが好ましく、例えば、0.1MPa〜2MPa(1〜20kg/cm2)程度の圧力とする。また、型42を感光性樹脂層31Eに押し付ける時間は、感光性樹脂の種類に合った値を選択することが好ましく、例えば30秒〜10分程度の時間とする。
次に、図7Cに示すように、透明基体31Dの一面の反対面である他面31D2にマスク層M1を形成する。マスク層M1は、反射膜の開口部を形成する予定位置に重なるようにして形成する。尚、マスク層M1の形成は、型42の型押し前に形成しておいても良い。
次に、透明基体の他面31D2側から感光性樹脂層31Eを硬化させるための紫外線(g、h、i線)等の光線を照射し、感光性樹脂層31Eの一部を硬化させる。また感光性樹脂層31Eのうちマスク層M1と重なる部分は、マスク層M1によって光線が遮蔽されて未硬化部31E1(未硬化部分)となる。
次に、感光性樹脂層31Eの一部が硬化したならば、図8Aに示すように、型42を感光性樹脂層31Eから取り外すとともにマスク層M1を除去する。このようにして、透明基体31D上に、複数の凹部31Aを有するとともに未硬化部31E1を有する硬化樹脂層31Fが得られる。尚、型42を取りはずした直後は、未硬化部31E1においても凹部31Aは依然として形成された状態にある。
次に、型42を外した状態で硬化樹脂層31Fを放置する。硬化樹脂層31Fを放置することで、未硬化部31E1に形成されていた凹部31Aが次第にならされ、図8Bに示すように、未硬化部31E1の表面が平坦になる。これは、未硬化部31E1が完全に硬化されていないために柔軟性に富んで変形自在な状態なため、未硬化部31E1の表面が最も安定した状態とされる平坦面になろうとするためである。放置条件は感光性樹脂の材質によるが、放置時間が1〜6時間の範囲がよく、放置温度が20〜35℃の範囲がよい。
また、未硬化部31E1に対して加熱を行い、熱変形させることで平坦化を促進させても良い。このときの加熱温度は35〜45℃の範囲がよい。
また、未硬化部31E1に対して加熱を行い、熱変形させることで平坦化を促進させても良い。このときの加熱温度は35〜45℃の範囲がよい。
次に図8Cに示すように、透明基体の他面31D2側から紫外線(g、h、i線)等の光線を再度照射し、未硬化部31E1を含む硬化樹脂層31F全体を完全に硬化させる。このようにして、透明基体31Dと硬化樹脂層31Fからなる透明基材31が形成される。透明基材31(硬化樹脂層31F)の一面31Bには、複数の凹部31A…と平面31C…とが混在して形成される。
次に図9Aに示すように、透明基材の一面31B上に反射膜用のマスク層M2を形成する。マスク層M2は平面31Cに重ねて形成する。
そして、図9Bに示すように、マスク層M2及び一面31B上に反射膜32を成膜する。反射膜32は、スパッタ、蒸着、CVD(化学気相蒸着)、イオンプレーティング、無電界メッキ等の方法により厚さが100〜200nmの範囲になるように形成する。
最後に、図9Cに示すようにマスク層M2を除去する。マスク層M2が除去された部分には反射膜32が形成されず、透明基材の平面31Cが露出する開口部32Aとなる。また、反射膜32の表面は、凹部31Aの形状が反映されて凹凸面となる。このようにして本実施形態の反射体30が得られる。
そして、図9Bに示すように、マスク層M2及び一面31B上に反射膜32を成膜する。反射膜32は、スパッタ、蒸着、CVD(化学気相蒸着)、イオンプレーティング、無電界メッキ等の方法により厚さが100〜200nmの範囲になるように形成する。
最後に、図9Cに示すようにマスク層M2を除去する。マスク層M2が除去された部分には反射膜32が形成されず、透明基材の平面31Cが露出する開口部32Aとなる。また、反射膜32の表面は、凹部31Aの形状が反映されて凹凸面となる。このようにして本実施形態の反射体30が得られる。
上記の反射体の製造方法によれば、型42の押し付けにより形成された凹部31Aのうち未硬化部31E1に形成された凹部31Aが、時間の経過とともにその凹部形状を維持することができずに次第になだらかになり、ついには平坦面となる。このようにして、マスク層M1が重なった部分のみ平坦にすることができ、更にこの平坦部分に反射膜の開口部32Aを重ねることで、開口部32Aから露出する基体面が平面31Cである反射体30を容易に製造できる。
また、マスク層M1の形状やパターンを変えることで、平面31Cの位置、大きさ、形状を変えることができ、反射体30の設計が容易になる。
また、マスク層M1の形状やパターンを変えることで、平面31Cの位置、大きさ、形状を変えることができ、反射体30の設計が容易になる。
次に、本発明の反射体の製造方法の別の例を、図10を参照して説明する。尚、図10に示す構成部材のうち、図7及び図8において示した構成部材と同一の構成部材には同一符号を付するとともに、その説明を簡単に行う。
まず、図10Aに示すように、透明基体31Dの上面31D1に感光性樹脂層31Eを形成する。
次に図10Aに示すように、表面に微細な凸部51aと平坦面51bとが予め混在して形成された型52を用い、図10Bに示すように型52の凸部51及び平坦面51bを感光性樹脂層31Eに押し付けて感光性樹脂層31Eの上面部に凸部51a及び平坦面51bを転写して複数の凹部31A及び平面31Cを形成する。ここで用いる型52は、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂から、あるいは、Ni、Au、Cu、Alなどの金属材料からなることが好ましい。
まず、図10Aに示すように、透明基体31Dの上面31D1に感光性樹脂層31Eを形成する。
次に図10Aに示すように、表面に微細な凸部51aと平坦面51bとが予め混在して形成された型52を用い、図10Bに示すように型52の凸部51及び平坦面51bを感光性樹脂層31Eに押し付けて感光性樹脂層31Eの上面部に凸部51a及び平坦面51bを転写して複数の凹部31A及び平面31Cを形成する。ここで用いる型52は、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの合成樹脂から、あるいは、Ni、Au、Cu、Alなどの金属材料からなることが好ましい。
次に、図10Cに示すように、透明基体の他面31D2側から感光性樹脂層31Eを硬化させるための紫外線等を照射し、感光性樹脂層31E全体を硬化させ、硬化樹脂層31Fが形成される。
そして、硬化樹脂層31Fが形成されたならば、図10Dに示すように、型52を硬化樹脂層31Fから取り外す。このようにして、透明基体31Dと硬化樹脂層31Fとからなる透明基材31の一面31Bに、複数の凹部31A…と平面31C…とが混在して形成される。
そして、硬化樹脂層31Fが形成されたならば、図10Dに示すように、型52を硬化樹脂層31Fから取り外す。このようにして、透明基体31Dと硬化樹脂層31Fとからなる透明基材31の一面31Bに、複数の凹部31A…と平面31C…とが混在して形成される。
更に、透明基材31の一面31Bに反射膜32を形成する。反射膜32は、図9で説明した方法と同じ方法で形成される。このようにして本実施形態の反射体30が得られる。
上記の反射体の製造方法によれば、光線による硬化工程が一度で済むので工程を短縮できる。
尚、型52は、圧子と、レジスト層が形成されてなる母型基材とを用意し、圧子をレジスト層に順次押し付けて凹部を形成し、レジスト層を硬化させた後に電解メッキ等により金属電鋳材を形成し、この金属電鋳材をレジスト樹脂から剥がすことにより、レジスト層に形成された凹部が金属電鋳材に凸部として転写されることによって得られる。
上記の製造方法において使用する型52には平坦面51bが設けられており、この平坦面51bは上記レジスト層に対して圧子の押し付けを省略することで形成される。従って、上記の型52の製造方法は、全面に凸部を設けた型を製造する場合と比べて、圧子の押し付け回数を少なくすることができ、型52の製造を短時間で行うことができる。
従って上記の反射体の製造方法は、型52の製造時間の短縮という副次的な効果も得られる。
上記の製造方法において使用する型52には平坦面51bが設けられており、この平坦面51bは上記レジスト層に対して圧子の押し付けを省略することで形成される。従って、上記の型52の製造方法は、全面に凸部を設けた型を製造する場合と比べて、圧子の押し付け回数を少なくすることができ、型52の製造を短時間で行うことができる。
従って上記の反射体の製造方法は、型52の製造時間の短縮という副次的な効果も得られる。
(実施例1)
一画素Aあたりの透過領域(平坦部31C)の面積を50%とし、曲率半径30μmの凹部31Aが多数設けられてなる図4〜図6に示した本発明に係るものと同様の反射体を製造した。尚、凹部31Aとして、次の4種類の寸法形状の凹部をランダムに配列させた。即ち、深さ1.47μmで平面視したときの輪郭の半径が9.3μmであって最大傾斜角度が18°のもの、深さ1.35μmで平面視したときの輪郭の半径が8.9μmであって最大傾斜角度が17.3°のもの、深さ1.2μmで平面視したときの輪郭の半径が8.4μmであって最大傾斜角度が16.2°のもの、深さ1.1μmで平面視したときの輪郭の半径が8.0μmであって最大傾斜角度が15.6°のもの、の4種類である。
この実施例1の反射体を液晶表示パネルに組み込んで、図1及び図2に示すような液晶表示装置を製造した。得られた液晶表示装置について、透過モード時のコントラストと、透過光の透過率を求めた。結果を表1に示す。
一画素Aあたりの透過領域(平坦部31C)の面積を50%とし、曲率半径30μmの凹部31Aが多数設けられてなる図4〜図6に示した本発明に係るものと同様の反射体を製造した。尚、凹部31Aとして、次の4種類の寸法形状の凹部をランダムに配列させた。即ち、深さ1.47μmで平面視したときの輪郭の半径が9.3μmであって最大傾斜角度が18°のもの、深さ1.35μmで平面視したときの輪郭の半径が8.9μmであって最大傾斜角度が17.3°のもの、深さ1.2μmで平面視したときの輪郭の半径が8.4μmであって最大傾斜角度が16.2°のもの、深さ1.1μmで平面視したときの輪郭の半径が8.0μmであって最大傾斜角度が15.6°のもの、の4種類である。
この実施例1の反射体を液晶表示パネルに組み込んで、図1及び図2に示すような液晶表示装置を製造した。得られた液晶表示装置について、透過モード時のコントラストと、透過光の透過率を求めた。結果を表1に示す。
(比較例1)
一画素Aあたりの透過領域(開口部132A)の面積を50%とし、曲率半径30μmの凹部131Aが多数設けられてなる図11及び図12に示した従来のものと同様の反射体を製造した。尚、凹部131Aとしては、実施例1の場合と同様に、上記の4種類の寸法形状の凹部をランダムに配列させた。
この比較例1の反射体を液晶表示パネルに組み込んで、実施例1と同様にして液晶表示装置を製造した。得られた液晶表示装置について、透過モード時のコントラストと、透過光の透過率を求めた。結果を表1に示す。
一画素Aあたりの透過領域(開口部132A)の面積を50%とし、曲率半径30μmの凹部131Aが多数設けられてなる図11及び図12に示した従来のものと同様の反射体を製造した。尚、凹部131Aとしては、実施例1の場合と同様に、上記の4種類の寸法形状の凹部をランダムに配列させた。
この比較例1の反射体を液晶表示パネルに組み込んで、実施例1と同様にして液晶表示装置を製造した。得られた液晶表示装置について、透過モード時のコントラストと、透過光の透過率を求めた。結果を表1に示す。
表1に示したように、実施例1の液晶表示装置によれば、透過コントラスト及び透過率のいずれについても比較例1の液晶表示装置より高くなっており、透過モードの表示が明るく見やすい表示となっていることが分かる。
10…バックライト、20…液晶表示パネル、21…第1の基板(一方の基板)、22…第2の基板(他方の基板)、23…液晶層、30…反射体、31…透明基材、31A…凹部、31B…一面、31C…平面、31D…基体(透明基体)、31D1…一面、31D2…他面、31E…感光性樹脂層、31E1…未硬化部(未硬化部)、31F…硬化樹脂層、32…反射膜、32A…開口部、41…凸部、42…型、47…位相差板、48…偏光板、A…液晶表示装置、M1…マスク層
Claims (5)
- 一面に複数の凹部が形成された透明基材と、該透明基材の一面側に積層された複数の開口部を有する反射膜とから構成されてなり、前記開口部から露出する前記透明基材の一面が平面とされていることを特徴とする反射体。
- 前記反射膜の表面が前記複数の凹部に対応した凹凸面とされていることを特徴とする請求項1に記載の反射体。
- 前記平面の表面粗さが10nm以上100nm以下の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の反射体。
- 一対の基板と該一対の基板の間に配置された液晶層とが備えられてなる液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明するバックライトとから構成され、
一方の基板側に偏光板と位相差板とが付設され、他方の基板に請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の反射体が一体化されてなることを特徴とする液晶表示装置。 - 基体一面を感光性樹脂層とし、該感光性樹脂層に対して表面に微細な凸部を有する型を押し付け、前記基体の一面と反対側の他面にマスク層を積層し、前記他面から光線を照射して前記マスク層と重なる部分を除いた前記感光性樹脂層を硬化させることにより表面に凹部を有する硬化樹脂層を形成し、次いで前記型を前記硬化樹脂層から剥離させて所定時間放置することにより前記マスク層と重なっていた未硬化部分を平坦化させ、次いで未硬化部分を硬化させるとともに前記硬化樹脂層上に反射膜を形成し、前記平坦化された部分に対応する反射膜を開口することを特徴とする反射体の製造方法。
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CN112925105A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 本田技研工业株式会社 | 半透半反镜的制造方法及灯体 |
CN114639317A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-17 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示模组及其制作方法、移动终端 |
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-
2003
- 2003-08-06 JP JP2003288041A patent/JP2005055762A/ja not_active Withdrawn
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US11624860B2 (en) * | 2019-12-05 | 2023-04-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Light body |
CN115335222A (zh) * | 2020-03-26 | 2022-11-11 | 东洋纺株式会社 | 薄膜层转印用层叠体 |
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