JP3733923B2 - マスク及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク及び表示装置の製造方法に関する。より詳細には、干渉縞の発生が少ない光反射膜付き基板を製造するためのマスク、それを用いてなる表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、薄型化や省電力化等が図られることから、各種の電子機器における表示装置として、液晶表示装置が広く用いられている。このような液晶表示装置は、一対のガラス基板等の間に液晶を封入した状態で、シール材によって周囲を貼り合わせた構成が一般的である。そして、このような液晶表示装置を搭載した電子機器は、液晶表示装置を外部からの衝撃などから保護すべく、当該液晶表示装置の観察側、すなわち、表示を視認する観察者の側に、保護板を配設した構成が採られている。かかる保護板は、通常、光透過性を有する材料、例えば、透明プラスチックなどからなる板状部材である。
【0003】
しかしながら、このような保護板における液晶表示装置との対向面を完全な平滑面とすることは困難であり、微細な凹凸が存在している場合が多い。そして、このような保護板を液晶表示装置に配設した場合、表面の微細な凹凸に起因して表示品位が著しく低下してしまうという問題があった。
このように表示品位が低下する原因の一つとして、液晶表示装置における観察側の基板と保護板との間隔が、保護板の表面に存在する凹凸に応じてばらつくことが挙げられる。すなわち、このような間隔のばらつきに対応して、液晶表示装置からの出射光が保護板を透過する際に干渉を生じ、その結果、干渉縞が発生する。そして、発生した干渉縞が表示画像と重なりあうことによって、表示品位の低下が引き起こされると推定される。
【0004】
また、特開平6−27481号公報には、図27に示すように反射型液晶表示装置400を開示しており、特開平11−281972号公報には、図28に示すように反射透過両用型500を開示しており、それぞれ干渉縞の発生を低下すべく、高さが異なる複数の凹凸構造404a、404b(504a、504b)を設け、その上に高分子樹脂膜405(505)を形成し、さらにその上に、連続する波状の反射電極409(509)が形成されている。
また、かかる反射電極を有する液晶表示装置の製造工程が開示されており、例えば、図29に開示されている。まず、図29(a)に示すように、ガラス基板600上にレジスト膜602を全面的に形成し、次いで、図29(b)に示すように、直径が異なる複数の円からなるパターン604を介して、露光する。その後、図29(c)に示すように現像し、高さが異なる複数の角のある凸部又は凹部606a、606bを設け、さらに、図29(d)に示すように、加熱して、凸部又は凹部の角部を軟化させて、角落ちした凸部又は凹部608a、608bを形成する。そして、図29(e)に示すように、かかる凹凸構造の間610に所定量の高分子樹脂620を充填して波状表面を有する連続層とした後、さらに、高分子樹脂膜620の上に、スパッタリング法等の積層手段によって、連続する波状の反射電極624を形成するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平6−27481号公報等に開示された反射型液晶表示装置や反射透過両用型の液晶表示装置は、直径が異なる複数の円等が規則的又は一部不規則に配列されたマスクパターンを用い、紫外線露光及び現像を利用して、高さが異なる複数の凹凸構造を設けることを意図しているものの、塗布厚のばらつき等もあり、光干渉を有効に防止できるように高さを厳密に調整することは困難であった。また、高さが異なる複数の凹凸構造上に、反射電極が形成されていることから、断線したり、ショートしやすいなどの問題も見られた。さらに、開示された光反射膜の製造方法は、工程数が多く、管理項目が多いという製造上の問題も見られた。
したがって、特開平6−27481号公報等に開示された光反射膜は、干渉縞の発生を有効に防止することが困難であるばかりか、かかる光反射膜を、安定して、しかも効率的に製造することは困難であった。
【0006】
そこで、光透過部又は光不透過部をランダムに配列したマスクパターンを作成し、それを用いて光反射膜を作成し、さらにそのような光反射膜を備えた反射型液晶表示装置や反射透過両用型の液晶表示装置を製造することも考えられるが、次のような問題が生じるものと考えられていた。
▲1▼光透過部又は光不透過部におけるランダム配列の設計が複雑で、マスクパターンの設計が容易でない。
▲2▼マスクパターンにおける光透過部又は光不透過部の好ましいランダム配列の程度が不明である。
▲3▼繰り返し設計した場合におけるマスクパターンの反射特性の再現性に欠ける。
一方、近年、液晶表示装置等の表示デバイスは大画面化が進み、30インチ〜40インチの表示領域を有する量産製品が開発されつつあり、将来的には縦横比が16:9のワイド画面を有する60インチの壁掛けタイプの表示装置も開発されようとしている。このような大型表示デバイスの場合においては、ますます干渉縞の発生が少ない光反射膜が要求される一方、それを作成する際のマスクパターンの設計の容易さや迅速さについても要求されているという状況がある。
【0007】
したがって、本発明の発明者らは、以上の問題を鋭意検討した結果、光透過部又は光不透過部をランダム関数によって割付け、それを平面方向にランダムに配列したマスクパターンを用いることによって、マスクパターンの設計が容易になるばかりか、液晶表示装置等に用いた場合に、干渉縞の発生が少ない光反射膜が容易に得られることを見出したものである。
すなわち、本発明は、設計が容易であって、液晶表示装置等に用いた場合に、干渉縞の発生が少ない光反射膜付き基板が得られるマスク、そのような光反射膜付き基板、そのような光反射膜の製造方法、及びそのような光反射膜を設けた光学表示装置、並びにそのような光反射膜を有する電子機器を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のマスクは、光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有し、光反射膜付き基板を製造するためのマスクであって、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列すること特徴とする。
本発明は、光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有し、光反射膜付き基板を製造するためのマスクであって、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列すること特徴とする。
本発明は、光反射膜付き基板を製造するためのマスクであって、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付け、前記光透過部又は光不透過部を平面方向の横一列方向又は縦一列方向の領域全体においてランダムに配列した帯状のランダムパターンを有し、当該帯状のランダムパターンが複数列において繰り返されてなることを特徴とする。
本発明によれば、光反射膜付き基板を製造するためのマスクであって、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付け、当該光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列することを特徴とするマスクが提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付けていることから、複雑なランダムパターン等を有する場合であっても、マスクを容易かつ短時間に設計することできる。なお、使用するランダム関数としては、数学上、確率的に任意の数を発生させる関数であれば良く、後述するように、例えば、RGBドットに対応させて0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに所定のマスクパターンを対応させることができれば良い。
また、本発明のマスクによれば、光透過部又は光不透過部が、ランダム関数に よって位置決めされた上で、平面方向にランダムに配列してあることから、光反射膜付き基板を製造した場合に、再現性良く優れた光散乱効果を発揮し、干渉縞の発生を有効に防止することができる。
なお、光透過部又は光不透過部の平面形状を制御する理由は、光反射膜付基板を構成する感光性樹脂に、光透過部を透過した光が照射された箇所が光分解して、現像剤に対して可溶化するポジ型と、光透過部を透過した光が照射された箇所が感光し、現像剤に対して不溶化するネガ型とがあることによる。
【0009】
また、本発明のマスクを構成するにあたり、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類のランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列することが好ましい。
このように簡易なランダム関数によって割付けていることから、好ましい反射特性を有するマスクを容易かつ短時間に設計することできる。また、n種類のランダムパターンを予め作成する必要があるものの、ランダム関数を使用しない場合と比較して、それぞれ小面積のランダムパターンの設計ですむことから、設計自体は容易かつ短時間に可能である。さらに、n種類のランダムパターンを適宜変更することによって、好ましい反射特性を有するランダムパターンを、容易かつ短時間にサーチすることが可能である。
【0010】
また、本発明のマスクを構成するにあたり、RGBドット100〜2,000又は、画面全体、すなわち、マスクを用いて形成する反射膜付き基板全体を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列することが好ましい。
光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列した場合、得られた光反射膜を液晶表示装置等に使用すると、不定形のしみ模様が発現する場合があるが、このような画素数を一単位としたランダムパターンであれば、このような不定形のしみ模様の発現を有効に低下させることができる。
【0011】
また、本発明のマスクを構成するにあたり、光透過部又は光不透過部を横一列方向又は縦一列方向に帯状のランダムパターンを形成し、当該帯状のランダムパターンを複数列において繰り返すことが好ましい。
このように構成することにより、少ない情報量によって、全体として好ましい反射特性を有するランダムパターンを、容易かつ短時間に設計することが可能である。また、横方向又は縦方向に、所定単位のランダムパターンを繰り返すため、全体として好ましい反射特性を有するランダムパターンを、再現性良く得ることができる。
【0012】
また、本発明のマスクを構成するにあたり、光透過部又は光不透過部の径を3〜15μmの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、干渉縞の発生が少ない光反射膜を効率的に製造することができる。すなわち、光反射膜を製造した際に、このような径を有する凸部又は凹部であれば、その平面形状や配置パターンを、露光プロセスを用いて、正確に制御することができるためである。したがって、得られた光反射膜において光を安定に散乱させることができるため、干渉縞の発生を有効に防止することができる。
【0013】
また、本発明のマスクを構成するにあたり、光透過部又は光不透過部の径を異ならせ、2〜10種の光透過部又は光不透過部を設けることが好ましい。
このように構成することにより、干渉縞の発生が少ない光反射膜をさらに効率的に製造することができる。すなわち、光反射膜を製造した際に、径が異なる複数の凸部又は凹部が存在することにより、複数の凸部又は凹部の配列がより分散することになる。したがって、得られた光反射膜において光を適当に散乱させることができるため、干渉縞の発生をさらに有効に防止することができる。
なお、このように光透過部又は光不透過部の径を異ならせる場合、少なくとも一つの径を5μm以上の値とすることが好ましい。逆に、いずれも5μm未満の円又は多角形となると、光反射膜を製造した際に、光を過度に散乱させる場合が多くなり、光反射膜による反射光量が著しく低下する場合があるためである。
【0014】
本発明の実施の形態に係る光反射膜付き基板は、基材と、反射層とを含む光反射膜付き基板であって、当該基材の表面に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、当該凸部又は凹部を平面方向の横一列方向又は縦一列方向の領域全体においてランダムに配列した帯状のランダムパターンを有し、当該帯状のランダムパターンが複数列において繰り返されてなるものである。
本発明の実施の形態に係る光反射膜付き基板は、基材と、反射層とを含む光反射膜付き基板であって、当該基材上に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、当該凸部又は凹部を平面方向の横一列方向又は縦一列方向の領域全体においてランダムに配列した帯状のランダムパターンを有し、当該帯状のランダムパターンが複数列において繰り返されてなるものである。
また、本発明の別の態様の実施の形態に係る光反射膜付き基板は、基材と、反射層とを含む光反射膜付き基板であって、当該基材の表面に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、当該複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列するものである。
このように複数の凸部又は凹部の平面方向の配置をランダムにすることによって、液晶表示装置等に使用した場合の干渉縞の発生を有効に防止することができる。
また、複数の凸部又は凹部が、ランダム関数によって割付けられていることから、凸部又は凹部の平面形状や配置パターンを、露光プロセスによって、正確に制御することができる。
【0015】
また、本発明の実施の形態に係る光反射膜を構成するにあたり、複数の凸部又は凹部を、RGBドット(1画素)100〜2,000又は画面全体を一単位として、平面方向にランダムに配列することが好ましい。
ランダムパターンを有する光反射膜を液晶表示装置等に使用すると、不定形のしみ模様が発現する場合があるが、このような複数のRGBドットを一単位としたランダムパターンを有する光反射膜であれば、かかる不定形のしみ模様の発現を有効に低下させることができる。
【0016】
また、本発明の実施の形態に係る光反射膜付き基板を構成するにあたり、複数の凸部又は凹部を横一列方向又は縦一列方向にランダムに配列し、それを複数列繰り返すことが好ましい。
このように構成することにより、少ない情報量によって、全体として好ましい反射特性を有する光反射膜付基板を得ることができる。また、横方向又は縦方向に、所定単位のランダムパターンを繰り返すため、全体として好ましい反射特性を有するランダムパターンを、再現性良く得ることができる。
【0017】
また、本発明の実施の形態に係る光反射膜付き基板を構成するにあたり、複数の凸部又は凹部の径を3〜15μmの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、凸部又は凹部の平面形状や配置パターンを、露光プロセスを用いて、正確に制御することができるとともに、光を適度に散乱させることができるため、干渉縞の発生を有効に防止することができる。
【0018】
また、本発明の実施の形態に係る光反射膜付き基板を構成するにあたり、複数の凸部又は凹部の径を異ならせ、2〜10種類の凸部又は凹部を設けることが好ましい。
このように構成することにより、液晶表示装置等に用いられた場合に、複数の 凸部又は凹部の配置がより分散して、光を適当に散乱させることができるため、干渉縞の発生をさらに有効に防止することができる。
【0019】
また、本発明の実施の形態に係る光反射膜付き基板を構成するにあたり、基材が、下方から第1の基材及び第2の基材を順次に含み、当該第1の基材に、複数の凸部又は凹部が設けてあり、連続層である第2の基材上に、反射層が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、連続層である第2の基材を介して、反射層を平坦部が少ない比較的なだらかな曲面とすることができるため、液晶表示装置等に用いた場合に、干渉縞の発生をさらに有効に防止することができる。
【0020】
本発明は、基材及び反射層を含む表示装置の製造方法であって、光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有するマスクであって、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、当該光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを使用して、塗布された感光性樹脂に対して、露光プロセスを用いて、平面方向にランダムに配列され、かつ、複数の凸部又は凹部を有する第1の基材を形成する工程と、当該第1の基材の表面に感光性樹脂を塗布して、露光プロセスによって、複数の凸部又は凹部を有する第2の基材を形成する工程と、当該第2の基材の表面に反射層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の実施の形態に係る表示装置の製造方法は、基材及び反射層を含む表示装置の製造方法であって、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付け、前記光透過部又は光不透過部を平面方向の横一列方向又は縦一列方向の領域全体においてランダムに配列した帯状のランダムパターンを有し、当該帯状のランダムパターンが複数列において繰り返されてなるマスクを使用して、塗布された感光性樹脂に対して、露光プロセスを用いて、平面方向にランダムに配列され、かつ、複数の凸部又は凹部を有する第1の基材を形成する工程と、当該第1の基材の表面に感光性樹脂を塗布して、露光プロセスによって、複数の凸部又は凹部を有する第2の基材を形成する工程と、当該第2の基材の表面に反射層を形成する工程と、を含むものである。
本発明は、基材及び光反射膜を備える表示装置の製造方法であって、光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有するマスクであって、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、当該光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを使用して前記光反射膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
本発明の実施の形態に係る表示装置の製造方法は、基材光反射膜を備える表示装置の製造方法であって、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付け、前記光透過部又は光不透過部を平面方向の横一列方向又は縦一列方向の領域全体においてランダムに配列した帯状のランダムパターンを有し、当該帯状のランダムパターンが複数列において繰り返されてなるマスクを使用して前記光反射膜を形成する工程を含むものである。
また、本発明の別の態様の実施の形態に係る光反射膜の製造方法は、基材及び反射層を含む光反射膜の製造方法であって、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付け、当該光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを使って、塗布された感光性樹脂に対して、露光プロセスによって、平面方向にランダムに配列され、かつ、複数の凸部又は凹部を有する第1の基材を形成する工程と、当該第1の基材の表面に感光性樹脂を塗布して、露光プロセスによって、連続した複数の凸部又は凹部を有する第2の基材を形成する工程と、当該第2の基材の表面に反射層を形成する工程と、を含むことを特徴とする光反射膜の製造方法である。
このように実施すると、複数の凸部又は凹部からなる第1の基材、及びその上 の連続層である第2の基材を介して、反射層を比較的なだらかな曲面とすることができる。そのため、製造が容易であって、しかも液晶表示装置等に用いられた場合に、干渉縞の発生が少ない光反射膜を効率的に提供することができる。
【0021】
また、本発明のさらに別の態様の実施の形態に係る表示装置は、基板間に挟持された光学素子と、当該光学素子の観察側とは反対側に配置された前記基板に設けられた光反射膜と、を具備した表示装置であって、当該光反射膜が、前記基材に形成された複数の凸部又は凹部の位置がランダム関数によって割付けられ、前記複数の凸部又は凹部が平面方向の横一列方向又は縦一列方向にランダムに配列された帯状のランダムパターンを複数列において繰り返すことにより、前記複数の凸部又は凹部が平面方向にランダムに配列されてなることを特徴とする表示装置である。
本発明の実施の形態に係る表示装置は、基板間に挟持された光学素子と、当該光学素子の観察側とは反対側の基板に設けられた光反射膜と、を具備した表示装置であって、当該光反射膜が、基材及び反射層からなり、当該基材に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、当該複数の凸部又は凹部が平面方向にランダムに配列してあるものである。
このように構成することにより、光反射膜が適度に光散乱を生じさせ、光学表示装置において、干渉縞の発生を有効に防止することができる。また、このような光反射膜を備えた光学表示装置であれば、比較的表面が平坦であって、光散乱膜や保護板をさらに組み合わせた場合であっても、見映えを良くすることができる。
【0022】
また、本発明の実施の形態に係る光学表示装置を構成するにあたり、光学素子の観察側の基板に光散乱膜が設けてあることが好ましい。
光反射膜における複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列した場合、不定形のシミ模様が視覚される場合があるが、このように光反射膜を光散乱膜と組み合わせて使用することにより、かかる不定形のシミ模様の視覚を効果的に抑制することができる。
【0023】
また、本発明の実施の形態に係る光学表示装置を構成するにあたり、光学表示装置の観察側に保護板が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、光学表示装置の機械的強度を高めることができるとともに、光学表示装置の見映えを良くすることができる。
【0024】
また、本発明のさらに別の態様の実施の形態に係る電子機器は、光反射膜を具備した光学表示装置を含む電子機器であって、光反射膜が、基材及び反射層を含み、当該基材に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、当該複数の凸部又は凹部が平面方向にランダムに配列してあるものである。
このように構成することにより、光反射膜が適度に光散乱させ、電子機器において、干渉縞の発生を有効に防止することができる。また、このような光反射膜を備えた電子機器であれば、比較的表面が平坦であって、光散乱膜や保護板をさらに組み合わせた場合であっても、見映えを良くすることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、言うまでもなく、以下に示す実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、何ら本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0026】
[第1実施形態]
第1実施形態は、例えば、図2に示すような光反射膜を製造するためのマスク20であって、光透過部又は光不透過部22の位置をランダム関数によって割付け、当該光透過部又は光不透過部22を平面方向にランダムに配列してあることを特徴とするマスクである。
【0027】
1.光透過部又は光不透過部
(1)形状
マスクの光透過部又は光不透過部を、図1(a)に示すように独立した円(楕円を含む。以下、同様である。)及び多角形、あるいはいずれか一方の平面形状とすることや、あるいは図1(b)に示すように、重なり合う円(楕円を含む。以下、同様である。)及び重なり合う多角形、あるいはいずれか一方の平面形状とすることが好ましい。
この理由は、光透過部又は光不透過部の平面形状をこのような円又は多角形とすることにより、光反射膜を製造するために露光プロセスを実施する際、樹脂の凹凸配置を複雑にすることができるためである。また、このような円や多角形は、基本図形であることから、マスク自体の製造も容易になるためである。
なお、好ましい多角形としては、四角形、五角形、六角形、八角形等が挙げられる。
【0028】
(2)径及び間隔
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部の径を3〜15μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、光透過部又は光不透過部の径が3μm未満となると、光反射膜を製造する際に露光プロセスを用いたとしても、凸部又は凹部の平面形状や配置パターンを、正確に制御することが困難となる場合があるためである。また、光透過部又は光不透過部の径が3μm未満となると、マスク自体の製造も困難となる場合があるためである。
一方、光透過部又は光不透過部の径が15μmを超えると、得られた光反射膜光において、光を適度に散乱させることが困難となって、散乱特性が落ちて暗い反射となる場合があるためである。
したがって、マスクの光透過部又は光不透過部の径を5〜13μmの範囲内の値とすることがより好ましく、6〜12μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0029】
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部の少なくとも一つの径を5μm以上の値とすることが好ましい。すなわち、径が異なる光透過部又は光不透過部があった場合に、少なくとも一つの光透過部又は光不透過部における径を5μm以上の値とするものであって、径が異なる他の光透過部又は光不透過部にあっては、その径が5μm未満の値であっても良い。
この理由は、かかる光透過部又は光不透過部の平面形状がいずれも5μm未満の円又は多角形となると、得られた光反射膜において、光を過度に散乱させる場合が多くなり、暗い反射となる場合があるためである。ただし、光透過部又は光不透過部の径が、過度に大きくなると、鏡面反射率が増加する一方、暗い反射となる場合がある。
【0030】
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部を独立して存在させた場合、その間隔(ピッチ)を3.5〜30μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる光透過部又は光不透過部の間隔が3.5μm未満の値になると、光透過部又は光不透過部の独立性が低下する場合があるためである。一方、かかる光透過部又は光不透過部の間隔が30μmを越えると、光透過部又は光不透過部のランダム配置性が低下する場合があるためである。
したがって、マスクにおける光透過部又は光不透過部の間隔(ピッチ)を5〜20μmの範囲内の値とすることがより好ましく、マスクにおける光透過部又は光不透過部の間隔(ピッチ)を7〜15μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる光透過部又は光不透過部の間隔は、隣接する光透過部又は光不透過部の中心から中心までの距離であって、10箇所以上の平均値である。
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部を重なり合うようにさせた場合は、上記数値より数μm低目に設定される。
【0031】
(3)種類
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部の径を異ならせ、2〜10種類の光透過部又は光不透過部を設けることが好ましい。例えば、図7に示すように、異なる径を有する光透過部又は光不透過部を一つのランダムパターン内に設けるものである。
この理由は、このように径の異なる光透過部又は光不透過部が存在することにより、干渉縞の発生が少ない光反射膜をさらに効率的に製造することができるためである。すなわち、このようなマスクを用いて光反射膜を製造した際に、得られる凸部又は凹部の配列がより分散して、光を適当に散乱させることができるためである。したがって、このような光反射膜を液晶表示装置等に使用した場合に、干渉縞の発生をさらに有効に防止することができることになる。
【0032】
なお、マスクにおける径が異なる光透過部又は光不透過部からなるパターンの組み合わせとして、下記の例を挙げることができる。
1)7.5μmの六角形パターンと、9μmの六角形パターンとの組み合わせ
2)5μmの六角形パターンと、7.5μmの六角形パターンと、9μmの六角形パターンとの組み合わせ
3)4.5μmの正方形パターンと、5μmの正方形パターンと、7.5μmの六角形パターンと、9μmの六角形パターンと、11μmの六角形パターンと、の組み合わせが好ましい。
【0033】
(4)面積比率
また、マスクの光透過部又は光不透過部の面積比率を、全体面積に対して、10〜60%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる面積比率が、10%未満の値になると、光反射膜を製造した際に、複数の凸部又は凹部の占有面積が小さくなって、平坦部が増加し、光散乱効果が著しく低下する場合があるためである。一方、かかる面積比率が、60%を超えても平坦部が増加し、光散乱効果が著しく低下する場合があるためである。
したがって、マスクの光透過部又は光不透過部の面積比率を、全体面積に対して、15〜50%の範囲内の値とすることがより好ましく、20〜40%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、基材を構成する感光性樹脂として、ポジ型を使用した場合には、光透過部を透過した光が照射された箇所が光分解して、現像剤に対して可溶化することから、マスクの光不透過部の面積比率が問題となり、ネガ型を使用した場合には、光透過部を透過した光が照射された箇所が光硬化し、現像剤に対して不溶化することから、マスクの光透過部の面積比率が問題となる。
【0034】
2.ランダム配列
(1)ランダム配列1
第1の実施形態では、例えば、図1(a)および(b)に示すように、マスクにおける光透過部又は光不透過部を平面方向に、ランダム関数の割付けによりランダムに配列してあることを特徴とする。
すなわち、このようなランダム関数の割付けによる完全に恣意的でないマスクを用いることにより、次のような利点を得ることができる。
▲1▼ランダム配列の設計がある程度自動的であるため、マスクパターンの設計が容易かつ短時間に済む。
▲2▼マスクパターンにおける好ましいランダム配列の程度のサーチが容易である。
▲3▼ランダム配列の設計が恣意的ではないため、繰り返し設計した場合におけるマスクパターンの反射特性の再現性に優れている。
なお、ランダム配列とは、端的には光透過部又は光不透過部が無秩序に配列されていることを意味するが、より正確には、マスクを単位面積ごとに切り分け、それらのマスクを重ねた場合に、それぞれのパターンが完全に異なっているか、あるいは部分的に重なる箇所はあっても、完全には一致しない状態を意味する。
【0035】
(2)ランダム配列2
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部をランダム関数によって割付けするにあたり、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類のランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることが好ましい。
このように設計することにより、0〜1の任意の数字を発生させ簡易なランダム関数を用いて、恣意的でなく、好ましい反射特性を有するマスクパターンを容易かつ短時間に設計することできるためである。
また、このように設計した場合、n種類のランダムパターンを予め作成する必要があるものの、ランダム関数を使用しない場合と比較して、それぞれ小面積のランダムパターンの設計ですむため、マスクパターンの設計自体は容易かつ短時間に可能となるためである。例えば、17インチのLCDパネル用のマスクであっても、ランダム関数を使用した場合、12種類程度のランダムパターンを予め作成しておくだけで、十分である。
さらに、予め作成したn種類のランダムパターンを適宜変更することによって、好ましい反射特性を有するランダムパターンを、容易かつ短時間にサーチすることができるためである。例えば、17インチのLCDパネル用のマスクであっても、12種類程度のランダムパターンを適宜変更することによって、好ましい反射特性を有するランダムパターンを作成することができる。
【0036】
(3)ランダム配列3
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部をランダム関数によって割付けるにあたり、形成される光反射膜が使用される液晶表示装置等における画素電極、すなわち、RGBドットを基準として、平面方向にランダムに配列してあることが好ましい。
すなわち、光反射膜が使用される液晶表示装置等におけるRGBドット100〜2,000を一単位として、それを繰り返して、平面方向にランダムに配列することが好ましい。
例えば、図2〜図4に示すように、1画素(RGB:3ドット)、2画素(RGB:6ドット)、又は4画素(RGB:12ドット)を一単位とすることも好ましいが、図5に示すように、324画素(RGB:972ドット)を一単位として、光透過部又は光不透過部からなるランダムパターンを繰り返することがより好ましい。
この理由は、このようなRGBドットのいくつかのまとまりを基本単位としたマスクであれば、これから得られる光反射膜における複数の凸部又は凹部が、光を適当に散乱させて、干渉縞の発生を有効に防止することができるためである。また、単なるランダムパターンを有する光反射膜を液晶表示装置等に使用すると、不定形のシミ模様が発現する場合があるが、このような画素数を一単位としたランダムパターンを有する光反射膜であれば、不定形のしみ模様の発現を有効に低下させることができるためである。さらに、RGBドットのいくつかのまとまりを基本単位としてパターン化するため、パターンの情報量を少なくすることができるためである。
【0037】
(4)ランダム配列4
また、マスクにおける光透過部又は光不透過部をランダム関数によって割付けるにあたり、図6に示すように、光透過部又は光不透過部を、横一列方向又は縦一列方向にランダムに配列することが好ましい。
このように構成することにより、横一列方向又は縦一列方向においてランダムパターンの配列をするだけでも、光反射膜に起因した干渉縞を防止することができる一方、少ない情報量によって、全体として好ましい反射特性を有するランダムパターンを、容易かつ短時間に設計することが可能となるためである。例えば、17インチのLCDパネル用のマスクを横方向に、1/n(nは2〜1000の範囲の自然数)に均等に分割し、そのうちの横一列方向のマスクパターンにおいて、光透過部又は光不透過部をランダム関数によって割付け、それをn回繰り返せば十分である。
また、このように横方向又は縦方向に、所定単位のランダムパターンを繰り返すことにより、全体として好ましい反射特性を有するランダムパターンを、再現性良く得ることができる。
【0038】
[第2実施形態]
第2実施形態は、図8に示すように、一例として、ネガ型の感光性樹脂を用いた場合を示しているが、基材77及び反射層72を含む光反射膜付き基板70であって、当該基材77に形成された複数の凸部76の位置をランダム関数によって割付、平面方向にランダム配列したことを特徴とする光反射膜付き基板70である。
【0039】
1.基材
基材の構成として、図8に示すように、下方から第1の基材76及び第2の基材79を順次に含み、当該第1の基材76が独立した、又は一部重なった複数の凸部から構成してあり、第2の基材79が連続層であることが好ましい。
このように構成することにより、連続層である第2の基材79を介して、その上に形成される反射層72を平坦部が少ない比較的なだらかな曲面とすることができるため、液晶表示装置等に用いられた場合に、干渉縞の発生を有効に防止することができるためである。また、基材に形成された複数の凸部又は凹部といった場合、基材が第1の基材及び第2の基材を含むときには、通常、第1の基材を構成する複数の凸部又は凹部を意味する。
以下、好適例として、図8に示すように、下方から基材77が、第1の基材76及び第2の基材79から構成された場合を例にとって説明する。
【0040】
(1)第1の基材
第1の基材における複数の凸部の高さ又は凹部の深さを0.5〜5μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる凸部の高さ又は凹部の深さが0.5μm未満の値になると、第2の基材を介して、適当な曲面を有する反射層を設けることが困難になる場合があるためである。一方、かかる凸部の高さ又は凹部の深さが5μmを超えると、反射層の凹凸が大きくなって、過度に光を散乱させたり、あるいは断線しやすくなったりする場合があるためである。
したがって、第1の基材における複数の凸部の高さ又は凹部の深さを0.8〜4μmの範囲内の値とすることがより好ましく、1〜3μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0041】
(2)第2の基材
第2の基材における連続した凸部の高さ又は凹部の深さを0.1〜3μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる凸部の高さ又は凹部の深さが0.1μm未満の値になると、その上に、適当な曲面を有する反射層を設けることが困難になる場合があるためである。一方、かかる凸部の高さ又は凹部の深さが3μmを超えると、その上に形成される反射層の凹凸が大きくなって、過度に光を散乱させたり、あるいは断線しやすくなる場合があるためである。
したがって、第2の基材における複数の凸部の高さ又は凹部の深さを0.1〜2μmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.3〜2μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0042】
(3)複数の凸部又は凹部
▲1▼凸部又は凹部の平面形状
また、基材に形成された複数の凸部又は凹部の平面形状に関して、独立した円及び多角形、又は、重なり合う円及び多角形、あるいはそのいずれかの平面形状とすることが好ましい。
この理由は、独立した円及び多角形、又は、重なり合う円及び多角形、あるいはそのいずれかの平面形状とすることにより、複数の凸部又は凹部の平面形状や配置パターンを、露光プロセスを用いて、正確に制御することができるためである。また、このような平面形状の凸部又は凹部であれば、光を散乱させることができ、干渉縞の発生を有効に防止することができるためである。
【0043】
また、凸部の平面形状の好適例として、図9(a)に示すようなオフセットした楕円形(液滴形状)や、図9(b)に示すようなオフセットした四角形(ピラミッド型)、あるいは凹部の平面形状の好適例として、図19〜図23に示す楕円のドーム形状や長円のドーム形状等が挙げられる。
この理由は、複数の凸部又は凹部の平面形状を、このような平面形状とすることにより、高さ方向の斜面と相俟って、図10に示すように、所定の光散乱性を維持したまま、光指向性が向上するためである。図10中、一点鎖線aが図9(a)に示すようなオフセットした楕円形の場合に視覚される光量を示しており、実線bがオフセットしていない均等な円形の場合に視覚される光量を示している。したがって、このような平面形状とすることにより、一定方向から眺めた場合、例えば、角度が+15°の位置において目に入ってくる光量が多くなり、その位置では明るい画像を認識することができる。
【0044】
▲2▼凸部又は凹部の径
また、基材に形成された複数の凸部又は凹部に関して、その凸部又は凹部の径を3〜15μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる範囲の径を有する複数の凸部又は凹部であれば、平面形状や配置パターンを、露光プロセスを用いて、正確に制御することができるとともに、光を適度に散乱させ、干渉縞の発生を有効に防止することができるためである。また、かかる範囲の径を有する複数の凸部又は凹部であれば、不定形のシミ模様が観察されることが少なくなるためである。
したがって、複数の凸部又は凹部の径を5〜13μmの範囲内の値とすることがより好ましく、6〜12μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、複数の凸部又は凹部の径を異ならせ、例えば、2〜10種類の凸部又は凹部を設けることが好ましい。このように構成することにより、1種類の凸部又は凹部によっては得られないような複雑な光反射を可能とし、光をより分散して散乱させることができるためである。したがって、径が異なる複数の凸部又は凹部を設けることにより、干渉縞の発生をさらに有効に防止することができる。
【0045】
▲3▼凸部の高さ又は凹部の深さ
また、基材に形成された複数の凸部又は凹部に関して、その凸部の高さ又は凹部の深さを0.1〜10μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる凸部の高さ又は凹部の深さが0.1μm未満の値になると、露光プロセスを用いても、凹凸が小さくなり、散乱特性が低下する場合があるためである。一方、かかる凸部の高さ又は凹部の深さが10μmを超えると、反射層の凹凸が大きくなって、過度に光を散乱させたり、あるいは断線しやすくなる場合があるためである。
したがって、凸部の高さ又は凹部の深さを0.2〜3μmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.3〜2μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0046】
▲4▼ランダム配列1
基材表面に形成された複数の凸部又は凹部、特に第1の基材を構成する複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、平面方向にランダムに配列することを特徴とする。
この理由は、逆に、複数の凸部又は凹部が規則的に配列されていると、液晶表示装置等に使用された場合に、干渉縞が発生し、画像品質が著しく低下するためである。
また、ランダム関数によってランダム配列するのは、複数の凸部又は凹部の配列がある程度自動設計となり、しかも好ましいランダム配列の程度のサーチが容易となり、さらには、繰り返し設計した場合であっても、反射特性の再現性に優れているためである。
また、かかる複数の凸部の高さ又は凹部の深さを実質的に等しくすることが好ましい。この理由は、逆に、特開平6−27481号公報や特開平11−281972号公報に記載されたように、複数の凸部の高さ又は凹部の深さを異ならせると、製造が困難となって、安定して干渉縞の発生を抑制することができない。
【0047】
▲5▼ランダム配列2
また、複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列するにあたり、光反射膜が使用される液晶表示装置等におけるRGBドット100〜2,000を一単位として、ランダム配列することが好ましい。
この理由は、RGBドットのいくつかを単位とした複数の凸部又は凹部であっても、複数の凸部又は凹部が光を適当に散乱させて、干渉縞の発生を有効に防止することができるためである。また、単なるランダムパターンを有する光反射膜を液晶表示装置等に使用すると、不定形のしみ模様が発現する場合があるが、このような画素数を一単位としたランダムパターンを有する光反射膜であれば、不定形のしみ模様の発現を有効に低下させることができるためである。さらに、RGBドットを単位としてパターン化するため、パターンの情報量を少なくすることができ、光反射膜を製造する際のパターンの位置あわせ等が容易になるためである。
【0048】
▲6▼ランダム配列3
また、複数の凸部又は凹部を平面方向に全体的にランダム配列するにあたり、複数の凸部又は凹部を横一列方向又は縦一列方向にランダム配列し、それを繰り返すことが好ましい。
このように構成することにより、少ない情報量によって、全体として好ましい反射特性を有する複数の凸部又は凹部からなるランダムパターンを、容易かつ短時間に設計することが可能となるためである。例えば、17インチのLCDパネル用の光反射膜を横方向に、1/n(nは2〜1000の範囲の自然数)に均等に分割し、そのうちの横一列方向の光反射膜において、複数の凸部又は凹部からなるランダムパターンをランダム関数によって割付け、それをn回繰り返せば十分である。
また、このように横方向又は縦方向に、複数の凸部又は凹部からなるランダムパターンを繰り返すことにより、全体として好ましい反射特性を有する光反射膜を再現性良く得ることができる。
【0049】
(4)開口部
光反射膜において、光を部分的に通過させるための開口部が設けてあることが好ましい。このように構成することにより、反射透過両用型の液晶表示装置等に使用することができる。
すなわち、図11に示すように、光反射膜100の一部に開口部102を設けることにより、光反射膜100によって外部からの光を効率的に反射することができるとともに、内部から発せられた光についても、開口部102を通して、外部に効果的に放出することができる。
なお、開口部の大きさは特に制限されるものでなく、光反射膜の用途等によって決定されることが好ましいが、例えば、光反射膜の全体面積を100%としたときに、5〜80%の範囲内の値とすることが好ましく、10〜70%の範囲内の値とすることがより好ましく、20〜60%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0050】
2.反射層
(1)厚さ
光反射膜における反射層の厚さを0.05〜5μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる反射層の厚さが0.05μm未満の値になると、反射効果が著しく乏しくなる場合があるためである。一方、かかる反射層の厚さが5μmを越えると、得られる光反射膜のフレキシブル性が低下したり、製造時間が過度に長くなる場合があるためである。
したがって、かかる反射層の厚さを0.07〜1μmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜0.3μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0051】
(2)種類
また、反射層の構成材料は特に制限されるものでなく、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタル(W)及びニッケル(Ni)等の導電性や光反射性に優れた金属材料とすることが好ましい。
また、上記反射層の上に酸化インジスムスズ(ITO)や酸化インジスム、あるいは酸化スズ等の透明導電材料を使用することも好ましい。
ただし、このような金属材料や透明導電材料を用いた際に、液晶への溶け込みがある場合には、当該金属材料等からなる反射膜の表面に電気絶縁膜を設けたり、金属材料等とともに、電気絶縁物をスパッタリング等することも好ましい。
【0052】
(3)下地層
また、反射層を第2の基板の上に形成するにあたり、密着力を向上させるとともに、反射層をなだらかな曲面とするために、厚さ0.01〜2μmの下地層を設けることが好ましい。
なお、このような下地層の構成材料として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−シラン合金、アルミニウム−銅合金、アルミニウム−マンガン合金、アルミニウム−金合金等の一種単独あるいは二種以上の組み合わせが挙げられる。
【0053】
(4)鏡面反射率
また、反射層における鏡面反射率を5〜50%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる鏡面反射率が5%未満の値となると、液晶表示装置等に使用した場合に、得られる表示画像の明るさが著しく低下する場合があるためである。一方、かかる鏡面反射率が50%を超えると、散乱性が低下して、背景の写りこみや、外部光が過度に鏡面反射する場合があるためである。
したがって、反射層における鏡面反射率を10〜40%の範囲内の値とすることがより好ましく、15〜30%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0054】
3.他の構成部材との組み合わせ
上述した光反射膜を、他の構成部材、例えば、図15及び図16に示すように、カラーフィルタ150、遮光層151、オーバーコート層157、複数の透明電極154と、配向膜等と組み合わせることが好ましい。
このように組み合わせることにより、干渉縞の発生が少ない、カラー液晶表示装置等の部材を効率的に提供することができる。例えば、RGB(赤、青、緑)の3色の色要素により構成したストライプ配列、モザイク配列、あるいはデルタ配列等のカラーフィルタ150を組み合わせることにより、容易にカラー化が図れるし、さらに遮光層151と組み合わせることにより、コントラストに優れた画像を得ることができる。また、光反射膜は反射電極として使用することもできるが、他の電極、例えば、透明電極154を設けることにより、光吸収を防ぎながら、複数の凸部又は凹部からなる反射膜の影響を排除することができる。
さらに、YMC(イエロー、マゼンダ、シアン)からなる3色の色要素によってカラーフィルタを構成することも好ましく、光透過特性に優れ、反射型液晶表示装置として用いた場合に、さらに明るい表示を得ることができる。
【0055】
[第3実施形態]
第3実施形態は、基材及び反射層を含む光反射膜の製造方法であって、光透過部又は光不透過部の位置をランダム関数によって割付け、当該光透過部又は光不透過部をランダム関数によって平面方向にランダムに配列したマスクを使用して、塗布された感光性樹脂に対して、露光プロセスによって、平面方向にランダムに配列された複数の凸部又は凹部を有する第1の基材を形成する工程と、当該第1の基材の表面に感光性樹脂を塗布して、露光プロセスによって、連続した複数の凸部又は凹部を有する第2の基材を形成する工程と、当該第2の基材の表面に反射層を形成する工程と、を含むことを特徴とする光反射膜の製造方法である。以下、図12及び図13を適宜参照しながら、第1の基材の表面に凹部を形成する場合を例に採って、光反射膜(光反射膜付き基板)の製造方法を具体的に説明する。なお、図12は、光反射膜の製造工程を図式化したものであって、図13は、それのフローチャートである。
【0056】
1.第1の基材を形成する工程
平面方向にランダム、かつ独立して配列された複数の凸部又は凹部を、第1の実施形態で説明したマスクを利用して、露光プロセスによって感光性樹脂から形成することが好ましい。
すなわち、光透過部又は光不透過部を独立した又は一部重なった円及び多角形、あるいはいずれか一方の平面形状とし、平面方向にランダム関数によって配列してあるマスクを利用して、平面方向にランダムに配列された複数の凸部又は凹部を、露光プロセスによって感光性樹脂、例えば、ポジ型感光性樹脂から構成してあることが好ましい。
【0057】
(1)感光性樹脂
第1の基材を構成する感光性樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、オキセタン系樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、
精度良く、所定の円形又は多角形とすることができるように、感光性樹脂中に、シリカ粒子、酸化チタン、酸化ジルコニア、酸化アルミニウム等の無機フィラーを添加しておくことも好ましい。
なお、上述したように、第1の基材を構成する感光性樹脂としては、光透過部を透過した光が照射された箇所が光分解して、現像剤に対して可溶化するポジ型と、光透過部を透過した光が照射された箇所が硬化し、現像剤に対して不溶化するネガ型とがあるが、いずれも好適に使用することができる。
【0058】
(2)露光プロセス
図12(a)及び図13の工程P31に示すように、第1の基材112を形成するにあたり、スピンコーター等を用いて、第1の基材を構成する感光性樹脂を、支持部114上に均一に塗布して、第1層110を形成することが好ましい。その場合、スピンコーターの条件として、例えば、600〜2、000rpmの回転数で、5〜20秒とすることが好ましい。
次いで、解像度を向上させるために、図13の工程P32に示すように、第1層110をプリベークすることが好ましい。その場合、例えば、ホットプレートを用いて、80〜120℃、1〜10分の加熱条件とすることが好ましい。
【0059】
次いで、図12(b)及び図13の工程P33に示すように、第1の実施形態のマスク119を使用し、均一に塗布された感光性樹脂からなる第1層110の上に、第1の実施形態のマスク119を載置した後、i線等を露光することが好ましい。その場合、i線等の露光量を例えば50〜300mJ/cm2の範囲内の値とすることが好ましい。
【0060】
次いで、図12(c)及び図13の工程P34に示すように、現像液によって、例えば、マスク119の光透過部117を透過した部分をポジ現像することにより、平面方向にランダムに配列され、独立した又は一部重なった複数の凸部又は凹部からなる第1の基材112を形成することができる。
なお、第2の基材113を形成する前に、図13の工程P35及び図36に示すように、一例として、露光量が300mJ/cm2となるように全面的にポスト露光した後、220℃、50分の条件で加熱することによってポストベークし、第1の基材112をさらに強固にすることも好ましい。
【0061】
2.第2の基材を形成する工程
第2の基材を形成する工程は、樹脂塗布等によって、第1の基材上、すなわち、平面方向にランダムに配列された複数の凹部上に、連続層としての第2の基材を形成する工程である。
【0062】
(1)感光性樹脂
第2の基材を構成する感光性樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。
また、第1の基材と第2の基材との間の密着力が向上するため、第2の基材を構成する感光性樹脂と、第1の基材を構成する感光性樹脂とを同種とすることが好ましい。
なお、第1の基材と第2の基材との間の密着力が向上するため、第1の基材の表面に、シランカップリング剤等の処理を施しておくことが好ましい。
【0063】
(2)露光工程
図12(d)及び図13の工程P37〜P40に示すように、第2の基材113を形成するにあたっては、第2の基材113を構成する感光性樹脂を塗布した後、パネル表示領域周辺の実装領域にi線等を露光し、樹脂層を除去することが好ましい。この場合も、第1の基材112を露光させるのと同様に、i線等の露光量を例えば50〜300mJ/cm2の範囲内の値とすることが好ましい。
【0064】
さらに、図13の工程P41〜P42に示すように、第2の基材113を形成した後に、一例として、露光量が300mJ/cm2となるように全面的にポスト露光した後、220℃、50分の条件で加熱することによってポストベークし、第1の基材112及び第2の基材113をそれぞれさらに強固にすることも好ましい。
【0065】
3.反射層を形成する工程
反射層を形成する工程は、図12(e)及び図13の工程P43〜P44に示すように、第2の基材113の表面に、適度に光散乱させるように、滑らかな曲面を有する反射層116を形成する工程である。
【0066】
(1)反射層材料
反射層材料としては、第2の実施形態で説明したように、アルミニウム(Al)及び銀(Ag)等の光反射性に優れた金属材料とすることが好ましい。
【0067】
(2)形成方法
スパッタリング等の手法を用いて、反射層を形成することが好ましい。また、所望の箇所以外の反射層材料は、フォトエッチング等の手法で除去することができる。
また、第2の基材の表面に凹凸があるため、反射層材料が均一な厚さに積層しない場合があるが、そのようなときには、回転蒸着法や回転スパッタリング法を採用することが好ましい。
さらにまた、反射層を形成するとともに、当該反射層をTFT(Thin Film Transistor)や、MIM(Metal Insulating Metal)等の端子に対して、電気接続することが好ましい。
【0068】
[第4実施形態]
第4実施形態は、アクティブ素子として2端子型の能動素子であるTFD(Thin Film Diode)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であって、基板間に挟持された液晶素子と、当該液晶素子の観察側と反対側の基板に設けられた光反射膜付基板と、を具備しており、当該光反射膜付基板が、基材及び反射層からなり、当該基材に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割り付けし、当該複数の凸部又は凹部が平面方向にランダムに配列してあることを特徴とした液晶表示装置である。
以下、図24〜図26を参照して具体的に説明するが、外部光を用いた反射表示と照明装置を用いた透過表示を選択的に行うことができる方式の半透過反射型液晶装置を例にとって説明する。
【0069】
まず、本実施形態においても液晶装置230は、図24に示すように、第1基板231aと第2基板231bとをシール材(図示せず)によって貼り合わせ、さらに、第1基板231a、第2基板231b及びシール材によって囲まれる間隙すなわちセルギャップ内に液晶を封入することによって形成される。なお、一方の基板231bの表面に、液晶駆動用IC(図示せず)が、例えば、COG(Chip on glass)方式によって直接的に実装されていることが好ましい。
そして、図24において、液晶装置230の表示領域を構成する複数の表示ドットのうち、数個の断面構造を拡大して示しており、図25は、1つの表示ドット部分の断面構造を示している。
【0070】
ここで、図24に示すように、第2基板231bのシール材によって囲まれる内部領域には、複数の画素電極が、行方向XX及び列方向YYに関してドットマトリクス状の配列で形成される。また、第1基板231aのシール材によって囲まれる内部領域にはストライプ状の電極が形成され、そのストライプ状電極が第2基板231b側の複数の画素電極に対向して配置されることになる。
また、第1基板231a上のストライプ状電極と、第2基板231b上の1つの画素電極によって液晶を挟んだ部分が1つの表示ドットを形成し、この表示ドットの複数個がシール材によって囲まれる内部領域内で、ドットマトリクス状に配列することによって表示領域が形成される。また、液晶駆動用ICは複数の表示ドット内の対向電極間に選択的に走査信号及びデータ信号を印加することにより、液晶の配向を表示ドット毎に制御することになる。すなわち、液晶の配向制御により該液晶を通過する光が変調されて、表示領域内に文字、数字等といった像が表示される。
【0071】
また、図25において、第1基板231aは、ガラス、プラスチック等によって形成された基材236aと、その基材236aの内側表面に形成された光反射膜231と、その光反射膜231の上に形成されたカラーフィルタ242と、そのカラーフィルタ242の上に形成された透明なストライプ状電極243とを有する。そのストライプ状電極243の上には、配向膜241aが形成される。この配向膜241aに対して配向処理としてのラビング処理が施される。ストライプ状電極243は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料によって形成される。
また、第1基板231aに対向する第2基板231bは、ガラス、プラスチック等によって形成された基材236bと、その基材236bの内側表面に形成されたスイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのTFD(Thin Film Diode)247と、このTFD247に接続された画素電極239とを有する。TFD247及び画素電極239の上には、配向膜241bが形成され、この配向膜241bに対して配向処理としてのラビング処理が施される。画素電極239は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料によって形成される。
また、第1基板231aに属するカラーフィルタ242は、第2基板231b側の画素電極239に対向する位置にR(赤),G(緑),B(青)又はY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)等といった各色のいずれかの色フィルタエレメント242aを有し、画素電極239に対向しない位置にブラックマスク242bを有することが好ましい。
【0072】
また、図25に示すように、第1基板231aと第2基板231bとの間の間隔、すなわちセルギャップはいずれか一方の基板の表面に分散された球状のスペーサ304によって寸法が維持され、そのセルギャップ内に液晶が封入される。ここで、TFD247は、図25に示すように、第1金属層244と、その第1金属層244の表面に形成された絶縁層246と、その絶縁層246の上に形成された第2金属層248とによって構成されている。このようにTFD247は、第1金属層/絶縁層/第2金属層から成る積層構造、いわゆるMIM(Metal Insulator Metal)構造によって構成されている。
また、第1金属層244は、例えば、タンタル単体、タンタル合金等によって形成される。第1金属層244としてタンタル合金を用いる場合には、主成分のタンタルに、例えば、タングステン、クロム、モリブデン、レニウム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウム等といった周期律表において第6〜第8族に属する元素が添加される。
【0073】
また、第1金属層244はライン配線249の第1層249aと一体に形成される。このライン配線249は画素電極239を間に挟んでストライプ状に形成され、画素電極239へ走査信号を供給するための走査線又は画素電極239へデータ信号を供給するためのデータ線として作用する。
また、絶縁層246は、例えば、陽極酸化法によって第1金属層244の表面を酸化することによって形成された酸化タンタル(Ta2O5)によって構成される。なお、第1金属層244を陽極酸化したときには、ライン配線249の第1層249aの表面も同時に酸化されて、同様に酸化タンタルから成る第2層249bが形成される。
また、第2金属層248は、例えばCr等といった導電材によって形成される。画素電極239は、その一部が第2金属層248の先端に重なるように基材236bの表面に形成される。なお、基材236bの表面には、第1金属層244及びライン配線の第1層249aを形成する前に酸化タンタル等によって下地層を形成することがある。これは、第2金属層248の堆積後における熱処理によって第1金属層244が下地から剥離しないようにしたり、第1金属層244に不純物が拡散しないようにしたりするためである。
【0074】
そして、第1基板231aに形成された光反射膜231は、例えば、アルミニウム等といった光反射性の金属によって形成され、第2基板231bに属する各画素電極239に対応する位置、すなわち各表示ドットに対応する位置に光透過用の開口241が形成される。また、光反射膜231の液晶側表面には、例えば、図8及び図19〜図23に示すような長円形状でドーム形状の谷部又は山部80、84、180、190、200、210、220が形成してあることが好ましい。すなわち、かかる谷部又は山部80、84、180、190、200、210、220は、ライン配線の延在方向であるX軸線方向を長軸とし、それと直角なY軸線方向が短軸となるように配列されていることが好ましい。また、谷部又は山部80、84、180、190、200、210、220の長軸方向Xは、基材のXX方向に延びる端辺に対して平行に設定され、短軸方向Yは基材のYY方向に延びる端辺に対して平行に設定されていることが好ましい。
【0075】
第4実施形態の液晶表示装置230は以上のように構成されているので、当該液晶表示装置230が反射型表示を行う場合には、図25において、観察者側すなわち第2基板231b側から液晶表示装置230の内部へ入った外部光は、液晶を通過して光反射膜231に到達し、当該反射膜231で反射して再び液晶へ供給される(図25の矢印F1参照)。液晶は、画素電極239とストライプ状対向電極243との間に印加される電圧、すなわち走査信号及びデータ信号によって表示ドット毎にその配向が制御され、これにより、液晶に供給された反射光は表示ドット毎に変調され、これにより観察者側に文字、数字等といった像が表示される。
他方、液晶表示装置230が透過型表示を行う場合には、第1基板231aの外側に配置された照明装置(図示せず)、いわゆるバックライトが発光し、この発光が偏光板233a、位相差板232a、基材236a、光反射膜231の開口241、カラーフィルタ242、電極243及び配向膜241aを通過した後に液晶に供給される(図25の矢印F2参照)。この後、反射型表示の場合と同様にして表示が行われる。
【0076】
そして、第4実施形態では、光反射膜付基板における基材上に、凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割り付けるとともに、当該複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列してあることから、干渉縞の発生を少なくすることができる。
また、第4実施形態において、上述したように、複数の凸部又は凹部におけるX軸線に沿った立体形状とY軸線に沿った立体形状とを互いに異ならせた場合には、一定の視野角方向への反射光量を低く抑えた上で、別の特定の視野角方向への反射光量を増大させることができる。この結果、観察者は、光反射膜を用いて行われる反射型表示の際に、液晶表示装置の表示領域内に表示される像を特定の視野角方向に関して非常に明るい表示として観察できる。
【0077】
[第5実施形態]
第5実施形態は、基板間に挟持された液晶素子と、当該液晶素子の観察側とは反対側の基板に設けられた光反射膜と、を具備した液晶表示装置であって、当該光反射膜が、基材及び反射層からなり、当該基材に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割り付けるとともに、当該複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列したことを特徴とした液晶表示装置である。
以下、図15を適宜参照しながら、第5実施形態におけるパッシブマトリクス方式の反射型液晶表示装置を、具体的に説明する。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある場合がある。
【0078】
1.構成
図15に示すように、この液晶表示装置140は、相互に対向する第1基板141と第2基板142とがシール材158を介して貼り合わされ、両基板の間に液晶144が封入された構成となっている。さらに、この液晶表示装置141の観察側には、光透過性を有する保護板145が配設される。この保護板145は、当該液晶表示装置140を外部から与えられる衝撃などから保護するための板状部材であり、例えば液晶表示装置140が搭載される電子機器の筐体に設けられる。また、保護板145は、液晶表示装置140における第1基板141(観察側の基板)の基板面と近接するように配設される。なお、本実施形態においては、プラスチックからなる保護板145を、第1基板141の構成要素のうち最も観察側に位置する偏光板146の表面に当接させた場合を想定する。このように保護板145をプラスチックにより構成した場合、成形が容易で安価に製造できるという利点がある反面、その表面に微細な凹凸が形成されやすい。
【0079】
一方、液晶表示装置140の第1基板141及び第2基板142は、ガラスや石英、プラスチック等の光透過性を有する板状部材である。このうち、観察側に位置する第1基板141の内側(液晶144側)表面には、所定の方向に延在する複数の透明電極143が形成されている。各透明電極143は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料によって形成された帯状の電極である。さらに、これらの透明電極143が形成された第1基板141の表面は、配向膜(図示略)によって覆われている。この配向膜はポリイミド等の有機薄膜であり、電圧が印加されていないときの液晶144の配向方向を規定するためのラビング処理が施されている。
【0080】
2.光散乱膜
第1基板141の外側(液晶144とは反対側)には、入射光を所定方向に偏光させる偏光板146と、第1基板141と偏光板146との間に介在する散乱層147とが設けられている。散乱層147は、当該散乱層147を透過する光を散乱させるための層であり、偏光板146を第1基板141に貼着するための接着剤148aと、当該接着剤148a中に分散された多数の微粒子148bとを有する。この散乱層147としては、例えばアクリル系又はエポキシ系等の接着剤148aに、シリカからなる微粒子148bを分散させたものを用いることができる。そして、接着剤148aの屈折率と微粒子148bの屈折率とは異なっており、当該散乱層147に入射した光は接着剤148aと微粒子148bとの境界において屈折するようになっている。この結果、散乱層147への入射光を、適度に散乱させた状態で出射させることができる。
【0081】
さらに、第5実施形態における散乱層147は、そのヘイズ値(曇価)Hが10〜60%の範囲内の値となるように、接着剤148a中に分散される微粒子148bの数や両者の屈折率などが選定されている。ここで、ヘイズ値Hとは、ある部材への入射光が当該部材を透過する際に散乱する程度を表す値であり、以下の式により定義される。
ヘイズ値(曇価)H=(Td/Tt)×100(%)
【0082】
ここで、Ttは全光線透過率(%)であり、Tdは散乱光透過率(%)である。全光線透過率Ttは、ヘイズ値Hの測定対象となる試料への入射光量のうち当該試料を透過した光量の割合を表す値である。一方、散乱光透過率Tdは、試料に対して所定方向から光を照射した場合に、当該試料を透過した光量のうち上記所定方向以外の方向に出射した光量(すなわち、散乱光量)の割合を表す値である。つまり、試料からの出射光量のうち入射光と平行な方向への出射光量の割合を平行光透過率Tp(%)とすると、上記散乱光透過率Tdは、上記全光線透過率Ttと平行光透過率Tpとの差(Td=Tt−Tp)により表される。上記からも明らかなように、ヘイズ値Hが高ければ散乱の程度が大きく(すなわち透過光量に占める散乱光量の割合が大きく)、逆にヘイズ値Hが低ければ散乱の程度が小さい(すなわち透過光量に占める散乱光量の割合が小さい)ということができる。なお、上記ヘイズ値(曇価)Hについては、JIS(Japanese Industrial Standards) K6714-1977に詳述されている。
【0083】
3.反射層(光反射膜)
一方、第2基板142の内側(液晶144側)表面には反射層149が形成されている。この反射層149は、液晶表示装置140に対して観察側から入射した光を反射させるための層であり、例えばアルミニウムや銀といった光反射性を有する金属によって形成される。
ここで、図15に示すように、第2基板142の内側表面のうち反射層149によって覆われる領域は多数の微細な突起及び窪みが形成された粗面となっている。より具体的には、基材と、反射層とを含む光反射膜であって、当該基材の表面に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列した反射層149である。
このため、反射層149の表面は、第2基板142表面の突起及び窪みを反映した粗面となる。すなわち、反射層149は、当該表面における反射光を適度に散乱させて広い視野角を実現するための散乱構造を有している。より具体的には、反射層149が、複数の凸部又は凹部からなる基材上に形成されており、そして、基材に形成された複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、当該複数の凸部又は凹部が平面方向にランダムに配列してある構造である。
【0084】
4.その他の構成
さらに、第2基板142を覆う反射層149の面上には、カラーフィルタ150と、遮光層151と、カラーフィルタ150及び遮光層151によって形成される凹凸を平坦化するためのオーバーコート層157と、複数の透明電極154と、配向膜(図示略)とが形成されている。
各透明電極154は、第1基板141上の透明電極143の延在方向と交差する方向(図15における紙面左右方向)に延在する帯状の電極であり、透明電極143と同様にITO等の透明導電材料によって形成される。
かかる構成の下、液晶144は、透明電極143と透明電極154との間に印加された電圧に応じてその配向方向が変化する。すなわち、透明電極143と透明電極154とが交差する領域が画素(サブ画素)として機能するのである。カラーフィルタ150は、これらの画素の各々に対応して設けられた樹脂層であり、染料や顔料によってR、G、Bのいずれかに着色されている。
また、遮光層151は、各画素の間隙部分を遮光するための格子状の層であり、例えばカーボンブラックが分散された黒色樹脂材料などによって形成される。
【0085】
5.動作
以上説明した構成によって反射型表示が実現される。すなわち、太陽光や室内照明光等の外光は、保護板145を透過して液晶表示装置140に入射し、反射層149の表面で反射する。
この反射光は、液晶144及び第1基板141を透過し、散乱層147において適度に散乱された後に偏光板146を透過して液晶表示装置140の観察側に出射する。そして液晶表示装置140からの出射光は、保護板145を透過して観察者に視認される。
【0086】
ここで、上述したように、保護板145の材料としてプラスチックを用いた場合、その表面を完全な平面とすることは困難であり、複数の微細な凹凸が形成されやすい。このように微細な凹凸が形成された保護板145を液晶表示装置140の第1基板141と近接するように配設した場合、当該液晶表示装置140からの出射光が保護板145を透過するときに干渉する結果、当該凹凸に対応する干渉縞が表示画像に重なって表示品位の低下を招き得る。
しかしながら、本発明者による試験の結果、上記実施形態に示したように、液晶144を通過して保護板145に至る光を散乱層147によって散乱させた場合には、高品位の表示を実現することができる。
【0087】
また、図15に示した液晶表示装置の構成において、干渉縞の発生を抑えるという観点からは、散乱層147のヘイズ値Hが高い、つまり、散乱の程度が高いことが望ましい。しかしながら、このヘイズ値Hをあまりに高い値(例えば70%以上の値)とした場合、液晶表示装置140から保護板145に至る光が散乱し過ぎて表示画像のコントラストが低下する、すなわち表示画像がぼやけるという新たな問題が生じ得る。一方、散乱層147のヘイズ値Hをあまりに低い値とした場合、例えば10%以下の値とした場合、凹凸に起因するシミが見え易い。
【0088】
本発明者による試験の結果、凸部又は凹部により形成されるパターンが、1ドット又は2ドットにより定義される一単位内において不規則に配列されている場合には、散乱層147のヘイズ値Hを40%〜60%の範囲内の値に設定するのが好ましく、表示画像のコントラストが著しく低下するのを回避しつつ、保護板145の表面の凹凸に起因した表示品位の低下を有効に抑えることができ、良好な表示品位を確保できるという知見を得るに至った。
また、凸部又は凹部により形成されるパターンが、3ドット以上で定義される一単位内において不規則に配列されている場合には、散乱層147のヘイズ値Hを10%〜40%の範囲内の値に設定することで、コントラストを高く設定することができた。
【0089】
なお、第5実施形態に示したように、接着剤148a中に微粒子148bを分散させた散乱層147を用いた場合、例えば微粒子148bの添加量(数)を調節することによってヘイズ値Hを任意に選定することができる。
すなわち、接着剤148a中に分散させる微粒子148bの添加量を増やせば、当該散乱層147への入射光はより散乱することとなるため、当該散乱層147のヘイズ値Hを高くすることができ、逆に微粒子の添加量を減らせば散乱層147のヘイズ値Hを低くすることができるといった具合である。
【0090】
また、第5実施形態によれば、液晶表示装置140から出射する光の散乱の程度を広範囲にわたって容易に選定できるという利点がある。すなわち、上記散乱層147を有しない液晶表示装置において、液晶表示装置140から出射する光の散乱の程度を調節するためには、反射層149の表面の形状、例えば凸部の高さや凹部の深さ、もしくは隣接する凸部(又は凹部)間の距離などを調節する必要がある。
しかしながら、このように反射層149の表面を正確に所望の形状にすることは、第2基板142上に所望の凹凸を形成する製造技術上の事情などを考慮すると必ずしも容易ではない。さらに、反射層149表面の形状を調節することのみによっては、液晶表示装置140から出射する光の散乱の程度を調節可能な幅が極めて狭い範囲に限定されてしまう。
これに対し、本実施形態によれば、反射層149の表面の形状を大幅に変更しなくても、散乱層147のヘイズ値Hを変更することによって、例えば接着剤148a中に分散する微粒子148bの添加量などを適宜調節することによって、液晶表示装置140から出射する光の散乱の程度を広範囲にわたって容易に調節できるという利点がある。
【0091】
[第6実施形態]
第6実施形態は、基板間に挟持された液晶素子と、当該液晶素子の観察側とは反対側の基板に設けられた光反射膜と、を具備した液晶表示装置であって、当該光反射膜が、基材及び反射層からなり、当該複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割り付け、複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列してあるパッシブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置である。
そこで、図16を参照して、第6実施形態のパッシブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置について、具体的に説明する。
【0092】
1.基本構成
図16に示すように、第6実施形態においては、液晶表示装置160の背面側(観察側とは反対側)にバックライトユニット153が配設される。このバックライトユニット153は、光源として機能する複数のLED15(図16においてはひとつのLED15のみが図示されている。)と、側端面に入射したLED15からの光を液晶表示装置160における第2基板142の全面に導く導光板152と、この導光板152により導かれた光を液晶表示装置160に対して一様に拡散させる拡散板155と、導光板152から液晶表示装置160とは反対側に出射した光を液晶表示装置160側に反射させる反射板156とを有する。ここで、LED15は常に点灯しているわけではなく、外光がほとんど存在しないような環境において使用される場合に、ユーザからの指示やセンサからの検出信号に応じて点灯する。
【0093】
さらに、第6実施形態に係る液晶表示装置160においては、反射層149のうち各画素の中央部近傍に対応する領域に開口部159が形成されている。また、第2基板142の外側(液晶144とは反対側)には、もう一対の偏光板が貼着されるが、図16においてはその偏光板については、図示が省略されている。
【0094】
2.動作
かかる構成の液晶表示装置160によれば、上記第5実施形態において示した反射型表示に加えて、透過型表示を実現することができる。すなわち、バックライトユニット153から液晶表示装置160に照射された光は、反射層149の開口部159を通過する。この光は、液晶144及び第1基板141を透過し、散乱層147において散乱した後に偏光板146を透過して液晶表示装置160の観察側に出射する。そして、この出射光が保護板145を透過して観察側に出射することにより、透過型表示が実現されるのである。
したがって、本実施形態においても、上述した第5実施形態と同様、表面に微細な凹凸が形成された保護板145を液晶表示装置160と近接して設けた場合であっても、当該凹凸に起因した表示品位の低下を抑えることができる。
【0095】
[第7実施形態]
第7実施形態は、基板間に挟持された液晶素子と、当該液晶素子の観察側とは反対側の基板に設けられた光反射膜と、を具備した液晶表示装置であって、当該光反射膜が、基材及び反射層からなり、当該複数の凸部又は凹部の位置をランダム関数によって割付け、複数の凸部又は凹部を平面方向にランダムに配列してある液晶表示装置の変形例である。
【0096】
(1)変形例1
上記各実施形態においては、散乱層147を第1基板141と偏光板146との間に設けた構成としたが、散乱層147の位置はこれに限られるものではない。例えば、干渉色を補償するための位相差板を偏光板146と第1基板141との間に設ける場合、当該位相差板と第1基板141との間に散乱層147を介挿してもよいし、又は位相差板と偏光板146との間に散乱層147を介挿してもよい。要は、散乱層147が、液晶144に対して保護板145側に設けられた構成であればよいのである。
【0097】
また、上記各実施形態においては、接着剤148a中に多数の微粒子148bを分散させた構成の散乱層147を用いたが、散乱層147の構成はこれに限られるものではなく、入射光を散乱させることができる層であれば、いかなる構成であってもよい。もっとも、接着剤148aを含む散乱層147を用いた場合には、当該散乱層147を挟む部材(例えば、上記各実施形態における第1基板141と偏光板146同士を当該接着剤148aによって接着することができるから、接着剤148aを含まない散乱層147を用いた場合と比較して、製造コストの低減及び製造工程の簡素化を図ることができるという利点がある。
【0098】
(2)変形例2
上記第5実施形態においては反射型液晶表示装置を、第6実施形態においては半透過反射型液晶表示装置を例示したが、反射層149を有さず透過型表示のみを行う透過型液晶表示装置にも本発明を適用可能である。すなわち、透過型液晶表示装置においては、図16に示した半透過反射型液晶表示装置のうち反射層149を除いた構成とすればよい。
また、上記第4実施形態においては、開口部159を有する反射層149によって反射型表示と透過型表示の双方を実現する構成としたが、かかる反射層149に代えて、照射された光のうちの一部を透過させて他の一部を反射させる、いわゆるハーフミラーを用いた半透過反射型液晶表示装置にも、本発明を適用できることはいうまでもない。
【0099】
(3)変形例3
上記各実施形態においては、保護板145としてプラスチックの板状部材を用いた場合を例示した。かかる保護板145の表面には凹凸が形成されやすいため、本発明を適用することによって特に顕著な効果を奏し得る。しかしながら、保護板145の材料はこれに限られるものではなく、他にも様々な材料の板状部材を保護板145として用いることができる。
【0100】
(4)変形例4
また、上記各実施形態においては、カラーフィルタ150や遮光層151が第2基板142上に形成された場合を例示したが、これらの要素が第1基板141上に形成された構成の液晶表示装置や、カラーフィルタ150又は遮光層151を具備しない液晶表示装置にも、本発明を適用可能であることはいうまでもない。このように、観察側に近接して保護板145が配設される構成の液晶表示装置160であれば、その他の要素の態様の如何に拘わらず、本発明を適用することができる。
【0101】
(5)変形例5
上記第4実施形態においては、アクティブ素子として2端子型の能動素子であるTFDを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を例示したが、図13に示すように、アクティブ素子として3端子型の能動素子であるTFTを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置でもよい。この場合には、図13に示すように、遮光領域にTFT素子を設けることが好ましい。
【0102】
[第8実施形態]
第8実施形態は、光反射膜を具備した液晶表示装置を含む電子機器であって、光反射膜が、基材及び反射層を含み、当該当該複数の凸部又は凹部をランダム関数によって平面方向にランダムに配列してあることを特徴とする電子機器である。
【0103】
(1)モバイル型コンピュータ
まず、本発明に係る液晶表示装置を、可搬型のパーソナルコンピュータ(いわゆるノート型パーソナルコンピュータ)の表示部に適用した例について説明する。図17は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ161は、キーボード162を備えた本体部163と、本発明に係る液晶表示装置(図示略)を用いた表示部164とを備えている。表示部164は、窓部165に対応してプラスチックの保護板145が配設された筐体166に、本発明に係る液晶表示装置160が収容された構成となっている。より詳細には、液晶表示装置160は、その観察側の基板面が保護板145と近接するように、筐体166に収容されている。なお、かかるパーソナルコンピュータ161においては、外光が十分に存在しない状況下であっても表示の視認性を確保すべく、上記第6実施形態に示したように、背面側にバックライトユニット153を備えた半透過反射型液晶表示装置を用いることが望ましい。
【0104】
(2)携帯電話機
次に、本発明に係る液晶表示装置を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図18は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機170は、複数の操作ボタン171のほか、受話口172、送話口173とともに、本発明に係る液晶表示装置(図示略)を用いた表示部174を備えている。この携帯電話機170においては、窓部174bに対応してプラスチックの保護板175が配設された筐体176に、本発明に係る液晶表示装置が収容された構成となっている。なお、携帯電話機170においても、上記パーソナルコンピュータと同様、液晶表示装置は、その観察側の基板面が保護板175に近接するように、筐体176に収容されている。
【0105】
なお、本発明に係る液晶表示装置を適用可能な電子機器としては、図17に示したパーソナルコンピュータや図18に示した携帯電話機のほかにも、液晶テレビや、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。上述したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、表面に微細な凹凸を有する保護板を、当該液晶表示装置の基板面と近接するように配設した場合であっても、当該凹凸に起因した表示品位の低下を抑えることができる。したがって、表示品位を損なうことなく、保護板を液晶表示装置に近接して配設することによって電子機器の薄型化ないし小型化を図ることができる。
【0106】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマスク及びそれから得られる光反射膜によれば、それぞれランダム関数を用いて容易に製造することができ、その結果、複数の凸部又は凹部を有する基材上に、滑らかな反射層を有し、液晶表示装置等に使用した場合には、干渉縞の発生を効果的に抑制することができるようになった。また、本発明のマスクによれば、小型の液晶表示装置等はもちろんのこと、大型の液晶表示装置等においても、干渉縞の発生が少ない光反射膜が得られるマスクパターンを、容易かつ迅速に設計することができるようになった。
また、本発明の光反射膜を設けた液晶表示装置及び光反射膜を有する電子機器によれば、干渉縞の発生が少なくなるとともに、設計や製造についても容易になった。また、本発明の光反射膜を設けた液晶表示装置及び光反射膜を有する電子機器によれば、光散乱膜と組み合わせることにより、あるいは特定の設計配置を行うことにより、光反射膜における複数の凸部又は凹部をランダムパターンにした場合に発生する不定形のシミ模様についても効果的に抑制することができるようになった。
さらに、本発明の光反射膜を設けた液晶表示装置、並びに光反射膜を有する電子機器によれば、表面に微細な凹凸を有する保護板を近接して配設した場合であっても、当該凹凸に起因した表示品位の低下を抑えることができるようになった。
なお、本発明の光反射膜付基板、及び電気光学装置、並びに電子機器は、実施形態で説明した液晶表示装置等の他、電気泳動を利用した表示デバイス等にも好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のマスクを説明するために供する平面図である。
【図2】 1画素(RGB:3ドット)を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを説明するために供する平面図である。
【図3】 2画素(RGB:6ドット)を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを説明するために供する平面図である。
【図4】 3画素(RGB:12ドット)を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを説明するために供する平面図である。
【図5】 324画素(RGB:972ドット)を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを説明するために供する平面図である。
【図6】 横一列を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを説明するために供する平面図である。
【図7】 光透過部又は光不透過部の径が異なるマスクを説明するために供する平面図である。
【図8】 第1の基板及び第2の基板を含む光反射膜の断面図である。
【図9】 非対称の実質的に涙型の凸部からなる光反射膜の平面図及び断面図である。
【図10】 視覚される光量と、視認する角度の関係を示す図である。
【図11】 開口部を有する光反射膜の断面図である。
【図12】 光反射膜の製造工程図である。
【図13】 光反射膜の製造工程のフローチャートである。
【図14】 TFT素子に電気接続された光反射膜を説明するために供する断面図である。
【図15】 パッシブマトリクス方式の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図16】 別な液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図17】 電子機器の一例たるパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図18】 電子機器の一例たる携帯電話機の構成を示す斜視図である。
【図19】 実質的に円錐型の凹部からなる光反射膜付基板の平面図及び断面図である。
【図20】 非対称の実質的に涙型の凹部からなる光反射膜付基板の平面図及び断面図である。
【図21】 非対称の実質的にピラミッド状の凹部からなる光反射膜付基板の平面図及び断面図である。
【図22】 実質的に水平断面が曲率半径の小さい放物線で垂直断面がそれより曲率半径の大きい放物線の凹部からなる光反射膜付基板の平面図及び断面図である。
【図23】 実質的に水平断面が矩形であって、垂直方向に角錐状の凹部からなる光反射膜付基板の平面図及び断面図である。
【図24】 TFD方式の液晶表示装置の分解図である。
【図25】 TFD方式の液晶表示装置の部分断面図である。
【図26】 TFD方式の液晶表示装置の部分斜視図である。
【図27】 従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図28】 従来の液晶表示装置の別の構成を示す断面図である。
【図29】 従来の液晶表示装置の製造工程図である。
【符号の説明】
10、15、20、30、40、50、230、240:マスク
70、100:光反射膜
72、116:反射層
76、112:第1の基材
79、113:第2の基材
102:開口部
140:液晶表示装置
141:第1基板(観察側の基板)
142:第2基板
143:透明電極
144:液晶
145:保護板
146:偏光板
147:散乱層
148a:接着剤
148b:微粒子
149:反射層
150:カラーフィルタ
151:遮光層
152:導光板
153:バックライトユニット
154:透明電極
155:拡散板
156:反射板
157:オーバーコート層
158:シール材
159:開口部
160:液晶表示装置
161:パーソナルコンピュータ(電子機器)
170:携帯電話機(電子機器)
230:液晶表示装置
247:TFD
Claims (7)
- 光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有し、光反射膜付き基板を製造するためのマスクであって、
ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列すること特徴とするマスク。 - 100〜2,000ドット又は画面全体を一単位として、光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列することを特徴とする請求項1に記載のマスク。
- 前記光透過部又は光不透過部を横一列方向又は縦一列方向の領域全体にランダムに配列した帯状の前記ランダムパターンを形成し、当該帯状のランダムパターンを複数列において繰り返すこと特徴とする請求項1又は2に記載のマスク。
- 前記光透過部又は光不透過部の径を3〜15μmの範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のマスク。
- 前記光透過部又は光不透過部の径を異ならせ、2〜10種の光透過部又は光不透過部を設けることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のマスク。
- 基材及び反射層を含む表示装置の製造方法であって、
光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有するマスクであって、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、当該光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを使用して、塗布された感光性樹脂に対して、露光プロセスを用いて、平面方向にランダムに配列され、かつ、複数の凸部又は凹部を有する第1の基材を形成する工程と、
当該第1の基材の表面に感光性樹脂を塗布して、露光プロセスによって、複数の凸部又は凹部を有する第2の基材を形成する工程と、
当該第2の基材の表面に反射層を形成する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 基材及び光反射膜を備える表示装置の製造方法であって、光透過部又は光不透過部をランダムに配列したランダムパターンを有するマスクであって、ランダム関数によって、0〜1の任意の数字を発生させ、その数字をもとに全ドットに対して1〜n(nは2〜1000の任意の自然数)の数字を分配するとともに、予め作成しておいたn種類の前記ランダムパターンを、分配された数字に対して対応させることにより、当該光透過部又は光不透過部を平面方向にランダムに配列したマスクを使用して前記光反射膜を形成する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
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