JP3925232B2

JP3925232B2 - 反射体

Info

Publication number: JP3925232B2
Application number: JP2002039176A
Authority: JP
Inventors: 秀也關; 大介内川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003240924A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ等に用いる反射体および表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の表示装置として、液晶層を透過した光を電極あるいは液晶パネルの裏面に配置された反射体を用いて液晶層の方向に反射させ、所望の画像を表示する反射型の液晶ディスプレイが知られている。そして、周囲からの光を画像として表示する方向に効率良く反射するために、この反射型の電極などとして実現される反射体の表面（反射面）には、複数のおわん型やボール型など略点対称で、数μｍ程度、つまり主要なサイズが数１０μｍ〜０．数μｍ程度の微細な球面形状の凹状または凸状のパターンが配置されている。さらに、これら凹状または凸状のパターンは、ほぼランダムになるように配置され、表示体である液晶パネル（液晶ディスプレイ）に表示された画像に筋やモアレが生じないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
反射型の液晶パネルは、省電力で画像を表示できる。このため、携帯電話機やＰＤＡなどの情報携帯端末や、カーナビゲーション等の車載用、ＡＶ機器などのディスプレイ装置として搭載されている。そして、表示のカラー化が進む中で、さらに明るいものが要求されている。このため、反射体の反射面には、凹凸をできるだけ隙間なく配置して反射効率を向上し、光の利用効率を高めることが要望されている。
【０００４】
また、光の利用効率を向上するためには、反射面に形成する反射パターンが、所望の視野角、光量分布または配光性などの光学特性を実現できるものであることが要求される。たとえば、携帯電話用の表示装置であれば、特定の方向、すなわちユーザの眼の方向に集光（配光）する能力の高いものにすることが望ましい。しかしながら、反射する入射光（外光）の方向が一定でなかったり、極めて狭い範囲からしか表示装置が見えないというものでは要望が満たされないので、様々な条件を加味して反射パターンを設計し配置する必要がある。したがって、それら多種多様な要望を満足する最適な基本パターンを設計し、それに相似する反射パターンをランダムに反射面に配置するという製造方法が検討されている。
【０００５】
しかしながら、多種多様な要望を満足する基本パターンは設計が困難である。さらに、設計ができたとしても、それをミクロンあるいはサブミクロンオーダで正確に成形することは難しく歩留まりは高くない。設計された基本パターンが忠実に成形できないと所望の性能が得られないだけでなく、反射角度の分布が変わり反射効率の低下や反射角度分布の歪みを招き、所望の方向に配光でき難いなど、かえって反射性能を低下させる要因となる可能性がある。したがって、多種多様な要望を満足するような性能を備えた反射体を、歩留まり良く、低コストで提供することは困難である。
【０００６】
そこで、本発明では、歩留り良く、種々の要望に合わせた反射特性を持ち、光の利用効率の高い反射体を提供することを目的としている。そして、携帯電話などの携帯端末はもちろん、それに限らず、様々な表示装置でユーザが満足する表示性能を発揮できる反射体を実際に提供可能にすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、目的に応じた視野角や配光性などの光学特性を満たすように最適化された、単一の基本パターンを設計するのではなく、特性の異なる複数種類の基本パターンを設計し、それらにそれぞれ相似な（本明細書においては相似とは同一を含む）複数の反射パターンを反射面に配置する。
【０００８】
すなわち、本発明においては、凹状または凸状の微細な複数種類の基本パターンを設計する第１の工程と、それらの基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンを局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようにほぼ全面に配置する空間分布データを作成する第２の工程と、その空間分布データに基づき反射体の反射面を成形する第３の工程とを有する反射体の製造方法を提供する。これにより、凹状または凸状の微細な複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが、局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようにほぼ全面に形成されている反射面を有する反射体を提供することができる。
【０００９】
本発明の製造方法においては、複数種類の基本パターンにより所望の光学特性を実現しようとしているので、個々の基本パターンで実現すべき光学特性の範囲は限定される。したがって、個々の基本パターンの形状は単純化することが可能であり、設計が容易であり、さらに、反射面に、その形状を忠実に再現することも可能となる。このため、歩留まり良く、低コストでそれらの複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが形成された反射体を製造することができる。そして、反射体の反射面には、複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが成形されているので、それらの反射パターンにより得られる光学特性、たとえば、放射角や光量分布など光学特性が重ね合わされた、あるいは補完された光学特性を反射面の全体として得ることができる。したがって、種々の要望に合致する反射効率や視野角などの光学特性（表示特性あるいは反射特性）を十分に満たす反射体を低コストで提供することができる。
【００１０】
さらに、複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが反射面に成形されるので、１種類の基本パターンに相似する反射パターンを配置した反射面に対して、形状的なランダムさを内在している反射体となる。したがって、これら反射パターンが、同一の基本パターンに相似する反射パターンが連続するような局所的に規則性のある凹凸が繰り返されるようにするだけで、干渉によるモアレや干渉縞などが生じるのを防止することができる。このため、本質的に画質の良い画像を表示するのに適した反射体となる。
【００１１】
したがって、本発明の反射体を、液晶パネルなどの透過型の表示体の裏面に配置することにより、所望の光学的な要望を満たすように、表示体に対し入射光を反射できるので、光の利用効率が高く、明るく、視野角も要望にあわせた高性能の表示装置を提供することができる。
【００１２】
数種類の基本パターンには、各々の基本パターンが反射面の開口形状が異なる、すなわち反射面の一部となる仮想平面と交差する開口形状が異なる第１群の基本パターンを含むようにすることができる。開口形状を変えることで、放射あるいは拡散される光量分布が変わり、明るく表示される面積あるいは視野角、輝度あるいは強度などを表示装置の仕様に合わせて調整できる。例えば、開口が円形であれば、反射面からの光は円錐状に放射される。開口形状が楕円であれば、反射面からの光は楕円錐状に放射される。さらに、開口形状が矩形であれば、反射面からの光は角錐状に放射される。そして、横方向の視野角を広げ、かつ、中央部で明るさを稼ぐような特性を得たい場合は、開口形状が円形の基本パターンと、開口形状が楕円の基本パターンとを混在させることが可能である。したがって、これらを組み合わせることにより、任意の放射特性（指向性）を得ることができる。各々の基本パターンの形状は単純であるので、歩留まりも高く、低コストで高性能の反射体を提供できる。
【００１３】
複数種類の基本パターンに、放射角の異なる第２群の基本パターンを含めることも有効である。放射角は、開口形状にも影響を受けるが、基本パターンを構成する面の曲率半径を変えたり、面の傾きを変えて、いわゆる開口数（ＮＡ）が異なるようにすることでも実現できる。たとえば、開口数が大きければ、反射面からの光は広範囲に放射され、開口数が小さければ、反射面からの光は狭い範囲に放射される。視野角をある範囲に広げる一方、中央部で明るさを稼ぐような特性を得たい場合は、開口数が大きな基本パターンと、開口数が小さな基本パターンとを混在させることが可能である。したがって、第２群の基本パターンを組み合わせることにより、総体的に、任意の放射特性（指向性）を得ることが可能である。
【００１４】
複数種類の基本パターンに、それを構成する面の傾きが異なる第３群の基本パターンを含めることも有効である。傾斜角が異なる基本パターンは、反射光の放射方向を変えることができる。たとえば、傾斜角が大きければ、反射面からの光は角度が大きくシフトした方向に放射され、傾斜角が小さければ、反射面からの光は正反射に近い方向に放射される。したがって、この第３群の基本パターンにより、反射される光の配光性や視野角を調整することが可能となる。
【００１５】
さらに、複数種類の基本パターンに、反射率（透過率）の異なる第４群の基本パターンを含めることも有効である。反射材の一部が欠けたり、薄く半透明状態となった透過性あるいは半透過性の基本パターンを含めることにより、半透過型の反射体を提供することができる。したがって、バックライトを反射体の裏面に配置することにより、半透過型で外光が不足あるいは無い環境でも表示可能な表示装置を提供できる。
【００１６】
そして、これらの基本パターンに各々が相似する反射パターンが混在するような空間分布データを作成することにより、複数種類の基本パターンに各々が相似する反射パターンが混在する反射体を製造することができ、その反射面全体でそれらの基本パターンの総合的な光学特性あるいは反射特性を得ることができる。一方、それらの基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが偏在するように空間分布データを作成することも可能であり、複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが偏在する反射体を製造することができる。したがって、反射体の反射面の部分的な光学特性あるいは反射特性を任意に、断続的に、あるいは連続的に調整することが可能である。大画面で表示される位置によって眼との角度が異なるものや、車載用のカーナビゲーション画面のように左右にユーザが偏在する表示装置に適している。
【００１７】
また、反射パターンは、互いに重複しないように空間分布データを作成することにより、反射パターンが互いに重複しないように配置された反射体を製造できる。この反射体であれば、反射面には重複した複雑な形状が現れないので、空間分布データは単純となり、それに合わせて忠実に凹凸を再現することが可能であり、低コストで性能の良い反射体を提供できる。
【００１８】
一方、反射パターンを重複するように配置し、重複した部分では、いずれか一方の基本パターンに相似する反射パターンが下書き形状とし、他方の基本パターンに相似する反射パターンが上書き形状として形成されるように空間分布データを作成する。このことにより、反射パターンを重複するように配置し、重複した部分では、いずれか一方の基本パターンに相似する反射パターンが下書き形状とし、他方の基本パターンに相似する反射パターンが上書き形状として形成された反射体を製造できる。この反射体では、反射パターンが重なるように密に配置できるので、反射パターンが配置されない、平坦な面（隙間）の発生を防止することが可能となり、光の利用効率は向上する。そして、いずれか一方の反射パターンが優先されるように設計することにより、重なった部分の形状の複雑さを出来る限り排除することができ、歩留まりを向上することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１に、本発明の反射体と液晶パネルを備えた表示装置１０が搭載された携帯電話機１を示してある。本例の表示装置１０である液晶ディスプレイ装置は、表示体である液晶セル（液晶パネル）１２と、その裏面に配置された反射体２０を備えている。反射体２０は、液晶セル１２の電極として裏面に設けることも可能であり、また、透明電極を用いた透過型の液晶パネル１２であれば、反射体２０を外側に貼り付けることも可能である。反射体２０を裏面に設けることにより、本例の液晶ディスプレイ１０は反射型となり、明るい場所では、上方からの自然光または照明７０からの外光７１をユーザ７７の方向に出射光あるいは表示光７２として出力し、画像を表示できる。したがって、バックライトを省略することができる。
【００２０】
また、反射体２０を半透過性にするのであれば、反射体２０のさらに裏面にバックライト装置を配置することにより、夜間や外光７１が不足する環境ではバックライトからの光により画像を表示できる。いずれの場合も、バックライトを不要とするか、あるいは必要とする時間を減らすことができるので、薄型で省電力タイプの表示装置１０となるので、携帯電話機などの情報携帯端末に適している。
【００２１】
図２に、本例の液晶ディスプレイ１０の構成を拡大して示すように、本例の反射体２０は、基板２２と、この基板２２の液晶セル（表示パネル）１２の裏面と対峙する表面２１に形成されたアルミニウム製の反射膜２１とを備えており、反射膜２１により数μｍから数１０μｍ程度の微細な複数の凹凸を備えた反射面が形成されている。したがって、液晶セル１２を透過した外部からの光７１は、反射面２１に設けられた凹凸によってユーザの眼７７の方向に配光され、外光７１により表示パネル１２の映像をユーザ７７に表示できる。
【００２２】
なお、液晶ディスプレイ（表示装置）１０は、液晶層、基板、透明電極、偏光板などの公知の構成を備えているが、それらについての説明は省略する。
【００２３】
図３に、本例の反射体２０の表面（反射面）２１に形成された凹凸２９の形状を模式的に平面図で示してある。本例の反射面２１には、２種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターン３１および３２が複数個形成されることにより微細な凹凸が形成されている。これらのパターン３１および３２は開口形状２３が異なっており、反射パターン３１の基本パターンの開口形状２３は円形である。一方、反射パターン３２の基本パターンの開口形状２３は楕円である。本明細書における開口形状２３は、図４に示すように、各々の凹凸２９の山を繋ぐような一点鎖線で示す仮想平面２１ａと凹凸２９を形成する反射パターン３１および３２が交差する形状である。
【００２４】
また、図４に断面を用いて模式的に示すように、反射パターン３１および３２の内面３１ａおよび３２ａは共に表面２１に凹の曲面となっており、球面あるいは回転楕円体のような連続して湾曲した面となっている。そして、反射パターン３１は、開口形状２３に対して凹部３１ａが浅く、その結果、凹部３１ａの曲率が小さな基本パターンに相似する形状となっている。したがって、この反射パターン３１の基本パターンは、開口形状２３が円形で、開口数（Ｎ．Ａ．）が小さい。このため、図５（ａ）に示すように、反射パターン３１からは、円錐状で、仮想平面２１ａの法線方向（Ｚ方向）に、集光した光量分布の狭く明るい反射光８１が放射される。
【００２５】
一方、反射パターン３２は、開口形状２３に対して凹部３２ａが深く、その結果、凹部３２ａの曲率が大きな基本パターンに相似する形状となっている。したがって、この反射パターン３２の基本パターンは、開口形状２３が楕円形で、開口数（Ｎ．Ａ．）が大きい。このため、図５（ｂ）に示すように、反射パターン３２からは、楕円錐状で、仮想平面２１ａの法線方向（Ｚ方向）に分散した光量分布が広く視野角の広い反射光８２が放射される。そして、反射パターン３２の開口２３のサイズは、反射パターン３１の開口２３のサイズより大きく設定されており、開口２３のサイズの差が放射される光線（反射光）８１および８２の広がりにも影響を与えている。
【００２６】
したがって、本例の反射パターン３１および３２が形成された反射面２１からは、図５（ｃ）に示すように、反射光８１および８２の両方の特性を備えた反射光７２が出力される。この結果、総合的にＺ軸に沿った中心部分が非常に明るく、その上で、楕円状にＸ方向に広がった光束も得られるので、Ｘ方向の視野角の広い反射光７２が得られる。すなわち、本例の反射パターン３１の基本パターンと、反射パターン３２の基本パターンは上述した第１群と第２群との機能を兼ね備えたものとなっている。そして、放射形状の異なる光束と、照射角度の異なる光束の両方を光学特性をミックスした効果を備えた反射光７２を得ることができる。
【００２７】
図６に、この反射体２０の概略の製造工程をフローチャートで示してある。先ず、ステップ１０１で、図５（ａ）および図５（ｂ）の反射光束８１および８２が得られる第１および第２の基本パターンを設計する。すなわち、本例では、開口形状が円形で凹部が深い第１の基本パターンと、開口形状が楕円で凹部が浅い第２の基本パターンを設計する。
【００２８】
次に、ステップ１０２で、第１の基本パターンに反射パターン３１と第２の基本パターンに相似する反射パターン３２を配置する空間分布データを作成する。本例では、反射パターン３１および３２が反射面２１の全体に混在するように配置している。そして、反射面２１の全体から図５（ｃ）に示すような、第１の基本パターンから得られる反射光８１の特性と、第２の基本パターンから得られる反射光８２の特性を総合した特性の反射光７２が得られるようにしている。この際、反射パターン３１および３２は、いずれか一方の反射パターンが局所的に連なって配置されて局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようして、干渉縞などが発生しないようにしている。基本的には形状の異なる反射パターン３１および３２がほぼランダムに存在しているので、局所的な規則性が発生する可能性は小さく、反射パターン３１および３２のランダムさ（ランダムネス）はそれほど高くなくても画質に影響を及ぼさない反射体２０を製造できる。
【００２９】
また、本例では、反射パターン３１および３２が重なり合わないように、空間分布データを作成しており、反射面２１の形状は、第１および第２の基本パターンのいずれかに相似する反射パターン３１あるいは３２を、再現することにより形成できるようにしている。反射パターンが重なり合わないように空間分布データを作成することにより、反射パターンの充填率は低下する方向になるが、本例では、反射パターン３１および３２のそれぞれが第１および第２の基本パターンに相似するのでサイズが異なり、パターン同士の隙間Ｓを埋めやすくなっている。そして、これらの反射パターン３１および３２は、開口形状２３が円形と楕円というように形状が異なるので、さらに隙間Ｓを埋めやすくなっており、充填率を向上できるというメリットもある。
【００３０】
したがって、上述したように、本例の製造方法により、単純な２つの基本パターンの組合せにより、図５（ｃ）に示したような複雑な特性を備えた反射光７２を出射することが可能であり、さらに、干渉縞などの画質を劣化する要因も少なく、反射効率も高い反射体２０を製造することができる。
【００３１】
ステップ１０２で作成された空間分布データに基づき、ステップ１０３で基板２２を加工し、ステップ１０４で基板２２の上にアルミニウムなどの反射材をスパッタリングし反射膜２１を作成することにより反射体２０が完成する。基板２２を空間分布データで加工（パターニング）する際は、公知の半導体技術であるフォトリソグラフィー技術、多階調表現されたグレーレベルマスク（透過率変調マスク）などを用いることができる。また、ステップ１０４では、立体加工された基板２２の表面に沿って、アルミニウムなどをスパッタリングすることにより反射面２１を形成することができる。ステップ１０３および１０４においても、本例の反射体２０では、基板２０の表面に形成される形状が反射パターン３１および３２で示された極めて単純な形状であり、精度良く、微細な凹凸状を備えた反射面２１を成形できる。このため、ステップ１０１では、基本パターンを成形するのが容易となり、ステップ１０２では、基本パターンが単純なので、それに相似する反射パターンの形状も単純であり、空間分布データを作成するのも容易となる。さらに、それにしたがって製造するステップ１０３および１０４のプロセスにおいても、形状が単純であるので、歩留まり良く、忠実に設計された形状の面を作成できる。したがって、目的に応じた反射特性を備えた高品質の反射体を低コストで製造することができる。また、設計や空間分布データを作成する時間も短縮できるので、反射体を製造する時間を短縮することができる。
【００３２】
図７には、本発明の異なる反射体の例を平面図により示してある。この反射体２０の反射面２１には、開口数Ｎ．Ａ．がほぼ同じであるが、開口形状２３が円形の基本パターンに相似する反射パターン３３と、開口形状２３が楕円形の基本パターンに相似する反射パターン３４が混在して配置されている。この反射体２０では、開口形状のサイズが比較的大きくなる反射パターン３３の隙間Ｓを、開口形状が細長くなる反射パターン３４で効率良く埋めることが可能となる。このため、上述した開口形状の異なる第１群の基本パターンは、反射パターンの充填率を向上するのにも適した組合せであり、反射効率の優れた反射体２０を提供することができる。
【００３３】
図８に、本発明のさらに異なる反射体の例を断面図により示してある。この反射体２０の反射面２１には、開口数Ｎ．Ａ．の異なる、上述した第２群の基本パターンの各々に相似する反射パターン３５および３６が混在して配置されている。反射パターン３５は、開口形状２３のサイズに対して凹部３５ａが浅く開口数Ｎ．Ａ．が小さな基本パターンに相似するパターンである。そして、図９（ａ）に示すように、Ｚ軸に沿って放射角の小さな光束８５を出力する。一方、反射パターン３６は、開口形状２３のサイズに対して凹部３６ａが深く開口数Ｎ．Ａ．が大きな基本パターンに相似する反射パターンである。そして、図９（ｂ）に示すように、Ｚ軸に沿って放射角の大きな光束８６を出力する。したがって、これらの反射パターン３５および３６が配置された本例の反射体２０からは、図９（ｃ）に示すように、中央部が明るい特性を持った反射光７２が出力される。
【００３４】
図１０に、本発明のさらに異なる反射体の例を平面図で示してある。また、図１１は、この反射体の断面図である。この反射体２０は、反射面２１が上方から破線で示すように３つの区画（領域）２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃに分けられており、それぞれの区画２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃに異なる基本パターンに相似する反射パターン３７、３８および３９が偏在するように配置されている。本例においても、これらの反射パターン３７、３８および３９は局所的にはランダムに配置されている。
【００３５】
最も上方の区画２１Ａに配置されている反射パターン３７は、入射光７１を最も大きな角度で下方に反射するように、傾斜角の大きな凹部３７ａを備えている。中ほどの区画２１Ｂに配置されている反射パターン３８は、入射光７１を緩い角度で下方に反射するように、傾斜角の小さな凹部３８ａを備えている。そして、下方の区画２１Ｃに配置されている反射パターン３９は、入射光７１を緩い角度で上方に反射するように、上記の反射パターン３７および３８とは逆傾斜の凹部３９ａを備えている。したがって、これらは上記の第３群の基本パターンに属するものである。そして、各区画内で入射光７１を反射する平均的な傾きは一定になっており、その反射光７２の方向は、反射体２０の下方近くに位置するユーザ７７に向くようになっている。
【００３６】
大画面のディスプレイをある高さに眼（ユーザ）７７を置いて見ると、画面の高さによって仰角は異なり、全体を均一な明るさで鮮明に見ることができない。これに対して、本例の反射体２０をそのようなディスプレイの反射体として採用すると、反射光７２の角度を眼７７の仰角に合わせることが可能となる。したがって、大画面のディスプレイの全体で反射される光を眼７７の方向に導くことが可能となり、光の利用効率を向上する。このため、大型のディスプレイ全体を一様な明るさで表示することが可能となり、鮮明な画像を得ることができる。もちろん、上下方向だけではなく、左右方向に反射光の角度の異なる複数種類の反射パターンを偏在させることにより、左右方向に長い画面の明るさを一様にすることも可能である。
【００３７】
したがって、この反射体２０は、図１に示した携帯電話１に搭載される小型の表示装置（液晶ディスプレイ）１０においても有効であるが、視線を動かして画面を見るような大画面を有する機器、たとえば、テレビなどのＡＶ機器、看板などのディスプレイにも有効である。
【００３８】
図１２に、本発明に係るさらに異なる反射体２０の平面図を示してある。また、図１３に、その断面図を示してある。この反射体２０の反射面２１は、図面の左上の区画２１Ｄと、その他の区画２１Ｅに分けられている。そして、それぞれに異なった特性の反射パターン４０および４１が偏在するように配置されている。左上の四角い区画２１Ｄに配置された反射パターン４０は、ほぼ正面の方向に反射光７２を出力するように、球面状の対称な凹部４０ａを備えた基本パターンに相似するパターンである。一方、その他の区画４１に配置された反射パターン４１は、正面からシフトした方向に反射光７２を出力するように一方に傾斜した凹部４１ａを備えた基本パターンに相似する反射パターンである。したがって、本例の反射体２０を利用すると、区画２１Ｄの映像は正面の方向のユーザが見やすく、区画２１Ｅの映像は側方のユーザが見やすい表示装置を実現することができる。
【００３９】
このような表示特性が有効な表示装置としては、たとえば、カーナビゲーション用のディスプレイがあり、運転席用と助手席用とに画面を分けて、異なる内容を表示できる。たとえば、四角い区画２１Ｄには、テレビの画像を表示して助手席のユーザ７７ａや後部座席のユーザはテレビを楽しむことができ、運転席のユーザ７７ｂは区画２１Ｅに表示された地図情報だけを見えるようにすることができる。
【００４０】
このように、本発明を適用すると、数種類の基本パターンを基にした反射パターンにより、様々な特性を区別した状態で備えた反射体を提供することが可能となる。すなわち、図１４（ａ）に示すように、様々な特性を単一な形状の反射パターン９１で実現しようとすると、反射パターン９１の面が連続するので、図１４（ｂ）に示すように、得られる特性は連続したものとなる。Ｋ方向とＮ方向の分布を得たい場合でも、それらの中間にあるＭ方向にも配光されてしまいＭ方向の光を除くことは困難である。
【００４１】
これに対し、図１５（ａ）に示すように、Ｋ方向に反射する反射パターン９２と、Ｎ方向に反射する反射パターン９３とにより反射体２０の表面に凹凸２９を形成することにより、図１５（ｂ）に示すように、Ｍ方向に反射する成分を発生させることなく、Ｋ方向の分布と、Ｎ方向の分布を得ることが可能となる。
【００４２】
図１６に示した反射体２０はその一例であり、図１７に断面図により示した右方向に反射する反射パターン４２と、左方向に反射する反射パターン４３とを混在して配置することにより、反射面２１に微細な凹凸２９が形成されている。したがって、この反射体２０を使用することにより、左右の方向にディスクリートに配光することが可能となる。また、逆に、左右の方向からの入射光を正面に向かって集めることも可能となる。
【００４３】
また、上記では、複数種類の基本パターンに相似する反射パターンが重ならないように配置しているが、これらを重ねて配置することも可能である。図１８に示した反射体２０は、図１７に示した反射体の反射パターン４２および４３を重ねて配置した例である。この反射体２０の反射面２１には、図１７（ｂ）に示した反射パターン４３が、開口形状２３が方形の下地形状（下書き形状）として敷き詰められている。その上に、図１７（ａ）に示した逆勾配の反射パターン４２が、開口形状２３が円形の上書き形状として形成されている。したがって、図１９に断面図により示すように、反射面２１には反射パターン４２および４３により、隙間Ｓなく密に微細な凹凸２９が形成されており、左右の異なる２つの方向に効率良く配光できる反射体２０を提供できる。
【００４４】
このように、複数種類の基本パターンに相似する反射パターンを重複して配置することにより、反射パターンの充填率は高くなり、反射効率を上げることができる。その一方で、反射面２１の形状は複雑になるが、本例においては、複数種類の基本パターンを利用することにより、各々の基本パターンの形状は単純となるので、重複して配置した形状もそれほど複雑にならない。さらに、本例では、一方の反射パターンを下書き形状として一旦、空間分布データを作成し、それに他方の反射パターンを上書き形状として空間分布データを更新する。このことにより、これらの反射パターンが重複した反射面の空間分布データを作成することができる。したがって、計算量も少なく、総体的には目的に応じた複数の配光性を備え、反射効率も高い反射体２０を比較的容易に製造できる。
【００４５】
なお、上記では凹状の基本パターンに相似な反射パターンで微細な凹凸を形成した例に基づき本発明を説明しているが、凸状の基本パターンに相似な反射パターンを用いて微細な凹凸を形成しても良く、総体的には複数の異なる目的の特性を備えた反射面を簡単な形状で実現できる。さらに、基本パターンは上記に限定されることはなく、様々なバリエーションを考えることが可能である。たとえば、反射膜２１を一部欠いた透過な基本パターンや、反射膜２１が薄くなって半透過性となった基本パターンと、上記で説明したような反射性の基本パターンにそれぞれ相似な反射パターンを組み合わせて、半透過性の反射体を提供することも可能である。この反射体においても、個々の反射パターンは、それぞれの特性、すなわち、透過性、半透過性あるいは反射性を発揮するように設計および製造すれば良いので、設計および製造は容易であり、品質の高い半透過性の反射体を低コストで提供できる。
【００４６】
また、上記では携帯電話機１の液晶ディスプレイ１０に用いる反射体２０を主な例として説明しているが、これに限らず、ＰＤＡなど他の情報携帯機器や周辺機器のディスプレイの反射体として適用することができる。また、プロジェクタなどの他の表示装置に用いることも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明では、特性の異なる基本パターンを数種類、用意し、それに相似な反射パターンを混在または偏在することで、視野角の設定や、配光性などの多種多様な要望を満たす反射面を簡単な形状で実現することができる。したがって、目的に応じた基本パターンを簡単に設計することが可能であり、それに相似な反射パターンが忠実に再現された反射体を製造することができる。したがって、少ない時間と労力で所望の目的の特性を持つ反射体を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射体を用いた反射型の液晶パネルを備えた携帯電話機の概要を示す図である。
【図２】図１に示した本発明に係る反射体の概要を示す斜視図である。
【図３】図１に示した本発明に係る反射体の１つの例を模式的に示す平面図である。
【図４】図３に示した反射体を模式的に示す断面図である。
【図５】図３に示した反射体（反射面）を形成する反射パターンの放射角を説明する図であり、図５（ａ）は、反射パターンの放射角を示し、図５（ｂ）は、異なる形状の反射パターンの放射角を示し、図５（ｃ）は、上記の反射パターンを備えた反射体から出力される反射光を示す図である。
【図６】図１に示す反射体の製造プロセスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の反射体の異なる例を示す平面図である。
【図８】本発明の反射体のさらに異なる例を示す断面図である。
【図９】図８に示した反射体を形成する反射パターンの放射角を説明する断面図である。
【図１０】本発明のさらに異なる反射体を示す平面図である。
【図１１】図１０に示した反射体の断面図である。
【図１２】本発明のさらに異なる反射体を示す平面図である。
【図１３】図１２に示した反射体の断面図である。
【図１４】単一な反射パターンを用いた反射体の特性を説明する図であり、図１４（ａ）は反射体を断面を用いて模式的に示し、図１４（ｂ）は光の分布特性を示してある。
【図１５】本発明に係る複数種類の反射パターンを用いた反射体の特性を説明する図であり、図１５（ａ）は反射体を断面を用いて模式的に示し、図１５（ｂ）は光の分布特性を示してある。
【図１６】本発明の反射体のさらに異なる例を示す平面図である。
【図１７】図１６に示した反射体の断面図である。
【図１８】本発明の反射体のさらに異なる例の平面図である。
【図１９】図１８に示した反射体を断面を用いて模式的に示す図である。
【符号の説明】
１携帯電話機
１０液晶ディスプレイ（表示装置）
２０反射体、２１反射面
２２基板
２３開口
２９凹凸
３１〜４３反射パターン
７０光源、７１入射光（照明光）
７２出射光（反射光）
７７ユーザ

Claims

凹状または凸状の微細な複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが、局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようにほぼ全面に形成されている反射面を有する反射体であって、
前記複数種類の基本パターンは、各々の前記基本パターンが前記反射面の開口形状が異なる第１群の前記基本パターンを含んでいる反射体。
請求項１において、前記反射パターンは重複しないように配置されている反射体。
凹状または凸状の微細な複数種類の基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンが、局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようにほぼ全面に形成されている反射面を有する反射体であって、
前記反射パターンは重複するように配置されており、重複した部分では、いずれか一方の前記基本パターンに相似する反射パターンが下書き形状となり、他方の前記基本パターンに相似する反射パターンが上書き形状となっている反射体。
請求項１ないし３のいずれかに記載の反射体と、裏面に前記反射体が設置された透過型の表示体と、を有する表示装置。
凹状または凸状の微細な複数種類の基本パターンを設計する第１の工程と、
それらの基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンを局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようにほぼ全面に配置する空間分布データを作成する第２の工程と、
その空間分布データに基づき反射体の反射面を成形する第３の工程とを有する反射体の製造方法であって、
前記第１の工程では、各々の前記基本パターンが前記反射面の開口形状が異なる第１群の前記基本パターンを含んでいる前記複数種類の基本パターンを設計する反射体の製造方法。
凹状または凸状の微細な複数種類の基本パターンを設計する第１の工程と、
それらの基本パターンにそれぞれ相似する反射パターンを局所的な規則性のある凹凸が繰り返されないようにほぼ全面に配置する空間分布データを作成する第２の工程と、
その空間分布データに基づき反射体の反射面を成形する第３の工程とを有する反射体の製造方法であって、
前記第２の工程では、前記反射パターンを重複するように配置し、重複した部分では、いずれか一方の前記基本パターンに相似する反射パターンを下書き形状とし、他方の前記基本パターンに相似する反射パターンを上書き形状とする前記空間分布データを作成する反射体の製造方法。