JP4142913B2

JP4142913B2 - Reflector, reflection type liquid crystal display device, and method of manufacturing reflector

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Publication number: JP4142913B2
Application number: JP2002221862A
Authority: JP
Inventors: 克昌吉井; 龍麿山下
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP2004061967A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射体及び反射型液晶表示装置並びに反射体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型液晶表示装置は、太陽光、照明光等の外光のみを光源として利用する液晶表示装置であり、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、別の例である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には、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２４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Ｂと拡散性の強い反射特性を有する領域Ａ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２５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２５の曲線（Ａ）は、図２４における領域Ｂの反射特性のプロファイルであり、図２５の曲線（Ｂ）は図２４における領域Ａの反射特性のプロファイルであり、図２５の曲線（Ｃ）は１画素全体の反射特性のプロファイルである。この反射特性は、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。
曲線（Ａ）、（Ｂ）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のプロファイルを示し、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。
１画素の最終的な反射特性のプロファイルを示す曲線（Ｃ）は、曲線（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し、そのプロファイルの半値幅は１画素全体の平均的なものとなる。
このように、反射板１３０の１画素あたりの領域を、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つに分けることで、反射輝度特性を制御することが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２４に示す従来の反射型液晶表示装置では、反射面にランダムな凹凸を有する反射板１３０を用いており、このような反射板１３０を製造するには、サンドブラスト、エッチング、フォトリソグラフィ手法、エンボス加工等により凹凸を形成する手段が取られている。
しかし、この製造方法により得られた反射体においては、所望の反射特性を得るのが困難であったり、反射特性のプロファイルがガウス分布形状となるために干渉パターンが発現するという問題があった。
上記の問題を解決すべく、凹凸形状がある程度制御された反射板を製造する手段があるが、このような反射板を、例えばフォトリソグラフィ技術により製造しようとすると、多数のフォトマスクや加工ツールが必要になり、製造プロセスが長くなるといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、容易に所望の反射特性を得ることができ、かつ左右方向の集光指向制御もでき、しかも干渉パターンが発現するおそれがなく、更に製造プロセスを簡略化することが可能な反射体及び反射体の製造方法並びにこの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。
【０００８】
【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。
【０００９】
本発明の反射体は、入射光を反射する反射体であって、基板の表面に一方向に沿って並ぶ反射斜面が複数形成されるとともに前記一方向の交差方向に沿って前記反射斜面を分断する複数の溝が設けられ、かつ少なくとも前記反射斜面に高反射膜が形成されてなり、前記反射斜面が、前記交差方向に沿って同一方向に傾斜しており、その傾斜角度θ _１が基板面を基準として５°以上２０°以下の範囲内の一定の角度とされ、前記反射斜面の前記交差方向に沿う幅が各反射斜面毎に１μｍ〜３０μｍの範囲で異なった幅に設定され、前記溝の断面形状が円弧状であり、前記溝のピッチが溝毎に１μｍ〜３０μｍの範囲で異なったピッチに設定されていることを特徴とする。
【００１０】
係る反射体によれば、反射斜面を複数設けることにより、反射光の反射角度を任意に制御することができ、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になる。
また、前記反射斜面を分断する複数の溝が設けられているので、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。
更に、反射斜面の幅が各反射斜面毎に異なった幅に設定されるとともに、溝のピッチが溝毎に異なったピッチに設定されているので、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。
尚、反射斜面と溝とが直交していることが好ましいが、所定の角度で交差していても良い。
【００１２】
また、本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記溝の断面形状が円弧状であることを特徴とする。
係る反射体によれば、前記溝の断面視形状を円弧状とすることで、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。
【００１３】
また、本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記反射斜面が不規則な凹凸面とされていることを特徴とする。
係る反射体によれば、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
【００１４】
また、本発明の反射体は、先に記載の反射体であり、前記基体が半透過性であることが好ましい。
【００１５】
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に反射体を設けてなり、前記反射体は、基板の表面に一方向に沿って並ぶ反射斜面が複数形成されるとともに前記一方向の交差方向に沿って前記反射斜面を分断する複数の溝が設けられ、かつ少なくとも前記反射斜面に高反射膜が形成されてなり、前記反射斜面が、前記交差方向に沿って同一方向に傾斜しており、その傾斜角度θ _１が基板面を基準として５°以上２０°以下の範囲内の一定の角度とされ、前記反射斜面の前記交差方向に沿う幅が各反射斜面毎に１μｍ〜３０μｍの範囲で異なった幅に設定され、前記溝の断面形状が円弧状であり、前記溝のピッチが溝毎に１μｍ〜３０μｍの範囲で異なったピッチに設定されているものであることを特徴とする。
【００１６】
係る液晶表示装置によれば、上記の反射体を備えているので、反射光において干渉パターンが発生することがなく、液晶表示装置の表示の視認性を向上できる。
また、反射光の反射方向を、任意の方向に設定できる。
【００１７】
また本発明の反射型液晶表示装置は、先に記載の反射型液晶表示装置であり、前記反射体の基板面の法線方向と液晶セルに対する観察視角方向とのなす角度αと、前記傾斜角度θ_１との関係が、α＝２θ_１に設定されていることを特徴とする。
【００１８】
係る反射型液晶表示装置によれば、傾斜角度θ_１が上記の範囲内の一定の角度とされ、かつ、角度αと前記傾斜角度θ_１との関係が、α＝２θ_１に設定されているので、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になり、広い視角特性を有する反射型液晶表示装置を構成できる。
【００１９】
次に本発明の反射体の製造方法は、上記のいずれかに記載の反射体の製造方法であって、送りピッチが１μｍ〜３０μｍの範囲でランダムなピッチに設定されている先端がＶ字状の切削工具により母型の型面を切削加工して、断面視略Ｖ字形状でかつ同一方向に延びる複数の第１ストライプ溝を連続して形成することにより、平面視ストライプ状の反射斜面を連続的に複数形成する工程と、送りピッチが１μｍ〜３０μｍの範囲でランダムなピッチに設定され、先端が凸状の円弧面を切削面とする切削工具により前記一方向の交差方向に延びる断面形状が円弧状である複数の第２ストライプ溝を連続して形成することにより反射斜面を分断する工程とを具備してなる母型形成工程と、前記母型の型面上に電鋳によって金属を付着後、該金属を離型することより前記母型の型面の形状に対応する形状の型面を備えた電鋳型を作製する工程と、感光性樹脂基材の表面に前記電鋳型の型面を押しつけて転写することにより、前記感光性樹脂基材の表面に前記母型の型面と同一形状の成形面を形成する工程と、前記感光性樹脂基材の成形面に高反射膜を成膜する工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
係る反射体の製造方法によれば、送りピッチが１μｍ〜３０μｍの範囲でランダムなピッチに設定されている先端がＶ字状の切削工具により母型の型面を切削加工して、断面視略Ｖ字形状でかつ同一方向に延びる複数の第１ストライプ溝を連続して形成することにより、平面視ストライプ状の反射斜面を連続的に複数形成する工程と、送りピッチが１μｍ〜３０μｍの範囲でランダムなピッチに設定され、先端が凸状の円弧面を切削面とする切削工具により前記一方向の交差方向に延びる断面形状が円弧状である複数の第２ストライプ溝を連続して形成することにより反射斜面を分断する工程とを具備してなる母型形成工程を備えているので、母型の型面に基づいて反射体を形成した場合に、反射体の表面に、複数の凸部を相互に隣接させて形成することができ、反射光における干渉パターンの発生のない反射体を容易に製造できる。
【００２１】
また本発明の反射体の製造方法は、先に記載の反射体の製造方法であり、前記第１または第２ストライプ溝を形成する際の前記切削工具の送りピッチがランダムなピッチに設定されていることを特徴とする。
【００２２】
係る反射体の製造方法によれば、第１または第２ストライプ溝を形成する際の前記切削工具の送りピッチがランダムなピッチに設定されているので、この型面に基づいて反射体を形成した場合に、反射体の表面に、不均一な大きさの反射斜面を複数形成することができ、反射光における干渉パターンの発生のない反射体を製造できる。
【００２４】
係る反射体の製造方法によれば、第２ストライプ溝が反射斜面を分断する溝となり、この溝の断面形状がＶ字形状または円弧状であるので、反射光における干渉パターンの発生のない反射体を製造できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１に、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の斜視図を示し、図２に図１のＡ-Ａ線に対応する断面模式図を示す。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、液晶セル２０と、液晶セル２０の観察者側に配されたフロントライト１０と、液晶セル２０のフロントライト１０側とは反対側に外付けされた本発明に係る反射体３０とから概略構成されている。
【００２７】
液晶セル２０は、液晶層２３を挟持して対向する第１の基板（一方の基板）２１と第２の基板（他方の基板）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は、ガラス基板などの透明基板からなり、これらの液晶層２３側（内面側）には、それぞれ表示回路２６，２７が設けられている。表示回路２６，２７は、図示されていないが、液晶層２３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や、液晶層２３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。またカラー表示を行う場合には、カラーフィルタを含む構成であってもよい。
【００２８】
図２に示すように、フロントライト１０は、液晶セル２０の第２の基板（他方の基板）２２の外面側（観察者側）に配置されており、このフロントライト１０は特に限定されず、透光性を有する任意形状の面状発光体を用いることができる。本実施形態において、フロントライト１０は、例えばアクリル樹脂などからなる透明な導光板１２の側端面１２ａに、冷陰極管などからなる光源１３が設けられた構成を有しており、導光板１２の下面（液晶セル２０側の面）は光が出射される平滑な出射面１２ｂとなっている。また導光板１２の出射面１２ｂと反対側の面（導光板１２の上面）は、導光板１２内部を伝搬する光の方向を変えるためのくさび状の溝が、所定のピッチでストライプ状に複数形成されたプリズム面１２ｃとなっている。
【００２９】
また、図２に示すように、反射体３０は、透明のセパレータ３１を介して液晶セル２０の第１の基板（一方の基板）２１の外面側に配置されており、この反射体３０は、反射基板（基体）２８と、この反射基板２８上に積層された平坦化層２９とから構成されている。反射基板２８の表面には高反射膜２８ａが形成されており、平坦化層２９はこの高反射膜２８ａに接して積層されている。
【００３０】
図３に反射体３０の部分拡大平面図を示し、図４に図３のＭ1-Ｍ1線に対応する部分拡大断面図を示し、図５には図３のＮ1-Ｎ1線に対応する部分拡大断面図を示し、図６には反射体３０の要部の部分拡大斜視図を示す。
図３、図４及び図５に示すように、この反射基板２８には、一方向（図中Ｘ方向）に沿って連続的に並ぶ反射斜面２８ｂが複数形成されている。また、この反射基板２８には、Ｘ方向と交差する方向（図中Ｙ方向）に沿って反射斜面２８ｂを分断する複数の溝５８が設けられている。そして、反射斜面２８ｂ及び溝５８上には、前述の高反射膜２８ａが形成されている。
【００３１】
また、図４に示すように、隣接する２つの反射斜面２８ｂ、２８ｂの間には、基板面Ｓに対してほぼ垂直な壁面２８ｃが設けられており、この壁面２８ｃ…によって各反射斜面２８ｂ…同士が連結されている。
なお、ここで基板面Ｓとは、反射基板２８の裏面２８ｅに平行な面であって、反射斜面２８ｂの傾斜角度等の基準となる仮想的な面である。
【００３２】
各反射斜面２８ｂは、図中Ｙ方向（交差方向）に沿って同一方向に向くように傾斜しており、その傾斜角度θ_１が基板面Ｓを基準として０°以上２０°以下の範囲内の一定の角度とされ、好ましくは２°以上１０°以下の範囲内の一定の角度とされている。
反射斜面２８ｂの傾斜角度θ_１が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。
特に反射斜面２８ｂの傾斜角度θ_１は、図２に示す表示面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αの約１／２の角度、すなわちα＝２θ_１の関係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_１は、実用の視点において、通常、０°乃至２０°であるので、θ_１は１０°程度とされていることが好ましい。
【００３３】
更に図４に示すように、各反射斜面２８ｂの図中Ｙ方向に沿う幅Ｌ1〜Ｌ4が、各反射斜面毎に異なった幅に設定されている。即ち、図４においては、各幅Ｌ1〜Ｌ4がＬ2＞Ｌ4＞Ｌ1＞Ｌ3に設定されている。このように、各反射斜面２８ｂのＹ方向の幅をランダムに設定することで、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。尚、各反射斜面２８ｂの図中Ｙ方向に沿う幅は、１μｍ〜３０μｍの範囲で任意に設定されることが好ましい。
【００３４】
次に、図５に示すように、反射斜面２８ｂを分断する溝５８は、断面形状がＶ字形状とされており、相互に隣接して形成されている。また、各溝５８のピッチＰ1〜Ｐ3がランダムに設定されている。即ち、図５においては、各ピッチＰ1〜Ｐ3がＰ2＞Ｐ1＞Ｐ3となるように設定されている。このように、各溝５８のピッチをランダムに設定することで、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。尚、各ピッチの具体的な大きさは、例えば、１μｍ〜３０μｍ程度とすることが好ましい。
また、Ｖ字状の各溝５８の開き角度θ2は、９０°以上１７０°以下の範囲内の一定の角度とされている。これにより、各溝５８のピッチを溝毎に変更するためには、溝の深さを溝毎に変更する必要がある。即ち、溝５８のピッチが大きくなるに従って、溝５８の深さが順次深くなる。
【００３５】
以上により、反射基板２８には、反射斜面２８ｂと、壁面２８ｃと、断面Ｖ字形状の溝５８のみが形成され、反射基板２８の基板面Ｓに平行な面は存在しない状態になっている。
【００３６】
本発明に係る反射基板２８においては、反射斜面２８ｂを溝５８によって分断することにより、図６に示すように、略四面体形状であって複数の不均等な大きさの凸部３１が反射基板２８上に相互に隣接して形成される。各凸部３１は、反射斜面２８ｂと、反射斜面２８ｂの裏側にある壁面２８ｃと、反射斜面２８ｂ及び壁面２８ｃに同時に接する一対の斜面２８ｄ1、２８ｄ2により構成される。各斜面２８ｄ1、２８ｄ2は溝５８を区画する斜面の一部である。反射斜面２８ｂのＹ方向に沿う幅と各溝５８のピッチとがそれぞれランダムに設定されているため、これら反射斜面２８ｂ及び溝５８により形成された各凸部３１は、その大きさが個々に異なったものとなる。
【００３７】
また、高反射膜２８ａ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２８ａ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２８ａ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を超えると必要以上に成膜コストがかかることや、反射斜面２８ｂ及び溝５８による起伏が小さくなってしまうので好ましくない。
【００３８】
尚、反射斜面２８ｂの表面は、平坦面であることが好ましいが、凹凸面であっても良い。図７には、反射斜面２８ｂを凹凸面にした場合の断面模式図を示し、図８にはこの凹凸面の拡大断面模式図を示す。
図７及び図８に示すように、各反射斜面２８ｂには、凸部１１１ａならびに凹部１１１ｂが不規則に配置されることによって凹凸面１１２が形成されている。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の頂部のうち反射基板２８の裏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、この反射斜面２８ｂにおいては、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、反射斜面２８ｂ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。
【００３９】
本実施形態においてはこの凹凸状の反射斜面２８ｂ上に高反射膜２８ａが形成される。これにより、高反射膜２８ａに反射斜面２８ｂの微小な凹凸形状が反映され、高反射膜２８ａの表面が凹凸面１１２となる。このときの反射体３０を、反射斜面２８ｂの特定の縦断面で縦断したとき、高反射膜２８ａの表面である凹凸面１１２は図８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となる。
【００４０】
反射斜面２８ｂを凹凸面にすることで、反射光の拡散性を向上して反射光を拡散させることができ、広い反射角度の範囲で反射光の輝度を高くすることができる。また、反射体３０の光拡散性を向上させて反射光の干渉パターンの発現を防止することができる。
【００４１】
本実施形態の反射型液晶表示装置１においては、反射体３０に、同一方向に傾斜する反射斜面２８ｂ…が備えられており、この反射斜面２８ｂを含む反射体３０を、図２及び図３〜図５に示すＸＹ方向の対応関係を保つように、即ち反射斜面２８ｂが観察者の視線方向α1に向くように液晶表示装置１に組み込むことで、入射した入射光Ｑを図２中Ｒ方向に反射させることができ、反射光の方向を観察者の視線方向α_１に接近させることができる。
即ち、入射光Ｑの入射角度は、法線Ｈ1に対してω0であり、これが平坦な反射面によって反射された場合は法線Ｈ1に対する反射角度ω（＝ω0）をもって反射されるが、本発明の反射体３０を用いた場合には、法線Ｈ1に対する角度２θ1をもってＲ方向に反射される。
従って、法線方向Ｈ1と観察者の視線方向との成す角度αに対し、α＝２θ1の関係となるようにθ1を設定することで、反射光Ｒの方向を観察者の視線方向に一致させることができ、反射輝度の高い液晶表示装置１を構成することが可能になる。
【００４２】
また、反射斜面２８ｂの一方向に沿う幅と各溝５８のピッチとがそれぞれランダムに設定されているので、反射斜面２８ｂの各面積がそれぞれ異なったものとなり、反射光の干渉パターンの発生を防止することができ、この反射体３０を液晶表示装置１に用いた場合には液晶表示装置１の表示の視認性を向上できる。
【００４３】
以上のことを図示すると図９に示す通りとなる。図９には、反射光の強度と基板面Ｓの反射光の反射方向と法線Ｈ1とのなす角度との関係を示している。
反射斜面２８ｂの傾斜角度をθ1に設定した場合、法線Ｈ1方向と反射光の反射方向とのなす角は２θ1となり、反射光のプロファイルはこの２θ1を中心とするガウス分布形状となる。尚、図９の横軸に示されている角度ωは、前述の図２の角度ωであり、２θ1＜ωの関係になっている。
このように、反射斜面２８ｂを基板面Ｓに対して傾斜角度θ1をもって傾斜させることで、図２に示したように、反射光Ｒの方向を観察者の視線方向に一致させることができ、反射輝度の高い液晶表示装置１を構成することが可能になる。
【００４４】
また、反射斜面２８ｂの凹凸面の粗さを大きくすると、図９に示すように、反射光のプロファイルが曲線▲１▼から曲線▲３▼に至るように変化する。即ち、凹凸面の粗さが小さい場合は、曲線▲１▼で示すように、２θ1における反射強度が高く、分布幅が小さなプロファイルとなり、凹凸面の粗さが大きくなるに従って、曲線▲２▼または▲３▼で示すように、２θ1における反射強度が低く、分布幅が広がったプロファイルとなる。このように、反射斜面２８ｂの凹凸面の粗さを制御することで、反射光の拡散性を容易に調整することができる。
【００４５】
次に、本発明に係る反射体３０の製造方法について図１０〜図１７を参照して説明する。
この反射体３０の製造方法は、切削工具により母型の型面を切削加工することにより第１、第２ストライプ溝を形成して母型を作製する工程と、母型の型面上に電鋳によって金属を付着後、該金属を離型する工程と、感光性樹脂基材の表面に電鋳型を押しつけて転写する工程と、前記感光性樹脂基材の成形面に高反射膜を成膜する工程とから概略構成されている。
【００４６】
まず、母型を製造する工程について詳細に説明する。図１０及び図１１に示すように、先端部が非対称Ｖ字状の切削工具６１を用意する。
この切削工具６１は、図１０及び図１１に示すように、その先端部形状が、工具の移動方向から見たときに非対称Ｖ字形状となっている。即ち、母型２００に対して傾斜した一方の切削面６２が、母型２００に対して垂直な他方の切削面６３に最先端６４で接合した構成になっている。
また、切削面６２の傾斜角度は、図１１に示すように、他方の切削面６３とのなす角θ3で表すことができ、θ3は０°を超えて３０°以下の範囲が好ましい。
【００４７】
この切削工具６１を母型２００の型面２０１に押し当てながら、図１０中矢印で示す移動方向に沿って移動させることにより切削加工を行い、第１ストライプ溝を形成する。切削工具６１の移動方向は、まず、図１０中Ｘ方向に向けて母型２００を切削しつつ移動させ、次に所定の送りピッチの分だけ図中Ｙ方向に移動させ、次に図中Ｘ方向の反対方向に向けて母型２００を切削しつつ移動させ、次に再び所定の送りピッチの分だけ図中Ｙ方向に移動させる。このサイクルを繰り返し行いながら、母型２００の型面２０１のほぼ全面を切削加工する。
【００４８】
図１２及び図１３には、切削工具６１による切削加工の様子を示している。図１２及び図１３に示すように、切削工具６１を図中Ｙ方向に沿ってＬ1、Ｌ2、Ｌ3，Ｌ4の送りピッチで順次移動させながら切削加工を行うことで、第１ストライプ溝４１…が形成される。尚、送りピッチＬ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4は１〜３０μｍの範囲でランダムに変更することが好ましい。この範囲でランダムに変更すれば、反射光において干渉パターンが発現するおそれがない。
【００４９】
こうして形成された第１ストライプ溝４１…は、図１３に示すように、溝の深さが各溝間においてばらついており、また、断面形状が切削工具６１の先端部形状に対応した非対称Ｖ字形状になっており、切削面６２に対応する面が反射斜面２８ｂに対応する型面となる。これにより、反射斜面２８ｂの傾斜角度θ1は、切削面６２の傾斜角度θ3により決まり、その関係はθ1＝（９０−θ3）°となる。
また、切削面６３に対応する面が壁面２８ｃに対応する型面となる。
また、各第１ストライプ溝４１…は、相互に隣接して形成され、母型７１の基準面に平行な面が存在しない状態となる。
【００５０】
次に、図１４〜図１７に示すように、第１ストライプ溝４１…の形成後の母型２００に対して、別の切削工具７１を用いて第２ストライプ溝５１…の形成を行う。
即ち、切削工具７１を母型２００の型面２０１に押し当てながら、図１４中矢印で示す移動方向に沿って移動させることにより切削加工を行い、第２ストライプ溝を形成する。切削工具７１の移動方向は、まず、図１４中Ｙ方向の反対方向に向けて母型７１を切削しつつ移動させ、次に所定の送りピッチの分だけ図中Ｘ方向に移動させ、次に図中Ｙ方向の反対方向に向けて母型７１を切削しつつ移動させ、次に再び所定の送りピッチの分だけ図中Ｘ方向に移動させる。このサイクルを繰り返し行いながら、母型２００の型面２０１のほぼ全面を切削加工する。
【００５１】
ここで使用する切削工具７１は、図１５に示すように、その先端部形状が、工具の移動方向から見たときに対称Ｖ字形状となっている。即ち、母型２００に対して傾斜した一対の切削面７２、７３が、工具の最先端７４で相互に接合した構成になっている。図１５に示すように、最先端７４から垂線（一点鎖線）をのばし、この垂線と各切削面７２，７３とのなす角度はそれぞれθ4であって等しく、このθ4は４５°〜８５°の範囲が好ましい。
【００５２】
図１６及び図１７には、切削工具７１による切削加工の様子を示している。図１６及び図１７に示すように、切削工具７１を図中Ｙ方向に沿ってＰ1、Ｐ2、Ｐ3の送りピッチで順次移動させながら切削加工を行うことで、第２ストライプ溝５１…が形成される。尚、送りピッチＰ1、Ｐ2、Ｐ3は、１〜３０μｍの範囲でランダムに変更することが好ましい。この範囲でランダムに変更すれば、反射光において干渉パターンが発現するおそれがない。
【００５３】
このようにして、母型２００に切削加工を施して第１、第２ストライプ溝４１…，５１…を形成することにより、母型２００の型面に複数の不均等な大きさの凸部が相互に隣接して多数形成される。尚、第２ストライプ溝５１…が、図３〜図６に示した溝５８に対応するものとなる。
【００５４】
次に、上記母型２００の型面２０１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２００の型面２０１の凸部形状と凹凸が逆の凹凸形状を有する型面を備えた電鋳型が得られる。
【００５５】
ついで、基材上に、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凹凸形状と凹凸が逆の凹凸形状を形成すると、母型２００の型面２０１と同一形状の凸部が形成された図２〜図６に示すような反射基板２８が得られる。この反射基板２８上に高反射膜２８ａを形成するとことで、本発明に係る反射体３０が得られる。
【００５６】
また、この時、母型２００の型面２０１上に、結晶性ポリマー中に粒径がランダムな多数の微小粒子が分散、混練され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、母型とし、これに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。そして、この電鋳型に対して先程と同様の処理を行うことで、図８及び図９に示すような凹凸面を有する反射体が得られる。
【００５７】
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、無機系のシリカ、或いは有機系のジビニルベンゼン重合体、スチレンブタジエン共重合体、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂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。
【００５８】
上記の反射体３０の製造方法によれば、先端がＶ字状の切削工具６１、７１により母型２００の型面２０１を切削加工して第１、第２ストライプ溝４１…、５１…を連続して形成するので、この型面２０１に基づいて反射体３０を形成した場合に、反射体３０の表面において、溝によって反射斜面が分断された形状を得ることができ、反射光における干渉パターンの発生のない反射体３０を製造できる。
【００５９】
また、第１または第２ストライプ溝４１…、５１…を形成する際の切削工具６１、７１の送りピッチがランダムに設定されているので、母型２００に基づいて反射体３０を形成した場合に、反射体３０の表面に、略四面体形状であって不均等な大きさの複数の凸部３１を相互に隣接配置して形成することができ、反射光における干渉パターンの発生のない反射体３０を製造できる。
【００６０】
以上、本発明の第１の実施形態について説明したが、本発明に係る反射体は、切削工具の変更により、その正四面体形状の凸部を様々な形に変更することが可能である。そこで、第２の実施形態により、反射体の変形例について説明する。
【００６１】
（第２の実施形態）
図１８には、第２の実施形態の反射体の反射体２３０の部分拡大平面図を示し、図１９に図１８のＭ2-Ｍ2線に対応する部分拡大断面図を示し、図２０には図１８のＮ2-Ｎ2線に対応する部分拡大断面図を示し、図２１には反射体２３０の要部の部分拡大斜視図を示す。
図１８〜図２１に示すように、この反射体２３０には、一方向（図中Ｘ方向）に沿って連続的に並ぶ反射斜面２２８ｂが複数形成されている。また、この反射体２３０には、Ｘ方向と交差する方向（図中Ｙ方向）に沿って反射斜面２２８ｂを分断する複数の溝２５８が設けられている。そして、反射斜面２２８ｂ及び溝２５８上には高反射膜２２８ａが形成されている。
【００６２】
また、第１の実施形態の場合と同様に、図１９に示すように、隣接する２つの反射斜面２２８ｂ、２２８ｂの間には、基板面Ｓに対してほぼ垂直な壁面２２８ｃが設けられており、この壁面２２８ｃ…によって各反射斜面２２８ｂ…同士が連結されている。
【００６３】
また、各反射斜面２２８ｂは、図中Ｙ方向（交差方向）に沿って同一方向に向くように傾斜しており、その傾斜角度θ_１が基板面Ｓを基準として５°以上２０°以下の範囲内の一定の角度とされ、好ましくは５°以上１５°以下の範囲内の一定の角度とされている。反射斜面２２８ｂ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。特に反射斜面２２８ｂの傾斜角度θ_１は、図２に示す表示面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αの約１／２の角度、すなわちα＝２θ_１の関係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_１は、実用の視点において、通常、０°乃至２０°であるので、θ_１は１０°程度とされていることが好ましい。
【００６４】
また第１の実施形態の場合と同様に、各反射斜面２２８ｂの図中Ｙ方向に沿う幅Ｌ1〜Ｌ4が、各反射斜面毎に異なった幅に設定されている。即ち、図１９においては、各幅Ｌ1〜Ｌ4がＬ2＞Ｌ4＞Ｌ1＞Ｌ3に設定されている。このように、各反射斜面２２８ｂの幅をランダムに設定することで、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。尚、各反射斜面２２８ｂの図中Ｙ方向に沿う幅は、１μｍ〜３０μｍの範囲で任意に設定されることが好ましい。
【００６５】
次に、図１８及び図２０に示すように、反射斜面２２８ｂを分断する溝２５８は、断面形状が凹型の円弧状とされており、相互に隣接して形成されている。また、各溝２５８のピッチＰ1〜Ｐ5がランダムに設定されている。このように、各溝２５８のピッチをランダムに設定することで、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。尚、各ピッチの具体的な大きさは、例えば、１μｍ〜３０μｍ程度とすることが好ましい。
また、円弧状の各溝２５８の曲率半径Ｒは、１０μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内の一定の大きさとされている。これにより、各溝２５８のピッチを溝毎に変更するためには、溝の深さを溝毎に変更する必要がある。即ち、溝２５８のピッチが大きくなるに従って、溝２５８の深さが順次深くなる。
【００６６】
以上により、反射体２３０には、反射斜面２２８ｂと、壁面２２８ｃと、断面円弧状の溝２５８のみが形成され、反射体２３０の基板面Ｓに平行な面は存在しない状態になっている。
【００６７】
本実施形態の反射体２３０においては、反射斜面２２８ｂを溝２５８によって分断することにより、図２１に示すように、略四面体形状であって複数の不均等な大きさの凸部２３１が相互に隣接して形成される。各凸部２３１は、反射斜面２２８ｂと、反射斜面２２８ｂの裏側にある壁面２２８ｃと、反射斜面２２８ｂ及び壁面２２８ｃに同時に接する一対の円弧面２２８ｄ1、２２８ｄ2により構成される。各斜面２２８ｄ1、２２８ｄ2は溝２５８を区画する円弧面の一部である。反射斜面２２８ｂの一方向に沿う幅と各溝２５８のピッチとがそれぞれランダムに設定されているため、反射斜面２２８ｂ及び溝２５８により形成された各凸部２３１は、その大きさが個々に異なったものとなる。
【００６８】
また、高反射膜２２８ａを構成する金属材料としては、第１の実施形態と同じ理由から、Ａｌ、Ａｇなどが用いられ、膜厚は８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲とされる。本発明の反射体では、高反射膜を８０ｎｍ以下の薄膜にすることで、半透過型液晶表示装置とすることもできるが、より明るい表示を得るには、膜厚８０〜２００ｎｍの高反射膜に所定の開口率で微小な開口部を設けることにより半透過型液晶表示装置にすることもできる。この場合、開口率は１画素面積あたり１５〜３０％、好ましくは１５〜２５％に設定される。
【００６９】
尚、反射斜面２２８ｂの表面は、第１の実施形態と同様に、平坦面であってもよく、凹凸面であってもよい。
凹凸状の反射斜面２２８ｂを用いることで、反射光の拡散性を向上して反射光を拡散させることができ、広い反射角度の範囲で反射光の輝度を高くすることができる。
【００７０】
本実施形態の反射体２３０においては、第１の実施形態の反射体３０とほぼ同等な効果が得られる。
【００７１】
次に、本発明に係る反射体２３０の製造方法について図２２及び図２３を参照して説明する。本実施形態の反射体１３０の製造方法は、第２ストライプ溝（溝１５８）の形成を、先端が円弧状の切削工具を用いて行うこと以外は、第１の実施形態と同様である。そこで、第１の実施形態との相違点のみ説明する。
図２２及び図２３に、切削工具８１を用いて母型１７１の型面１７１に第２ストライプ溝１５１を形成する工程を示す。尚、図２１に示す母型１７１は、既に非対称Ｖ字形状の第１のストライプ溝を形成した後のものである。
【００７２】
図２２に示すように、本実施形態で用いる切削工具８１は、先端が凸状の円弧面を切削面８２とする工具である。この切削面８２の曲率半径は、例えば１０μｍ〜１ｍｍの範囲とすることが好ましい。
この切削工具８１を母型３００の型面３０１に押し当てながら、図２２中Ｙ方向の反対方向に向けて母型３００を切削しつつ移動させ、次に所定の送りピッチの分だけ図中Ｘ方向に移動させ、次に図中Ｙ方向の反対方向に向けて母型３００を切削しつつ移動させ、次に再び所定の送りピッチの分だけ図中Ｘ方向に移動させる。このサイクルを繰り返し行いながら、母型３００の型面３０１のほぼ全面を切削加工する。
【００７３】
図２３には、切削加工後の状態を示している。図２３に示すように、切削工具８１を図中Ｘ方向に沿ってＰ1〜Ｐ5の送りピッチで順次移動させながら切削加工を行うことで、第２ストライプ溝２５１…が形成される。尚、送りピッチＰ1〜Ｐ5は、１〜３０μｍの範囲でランダムに変更することが好ましい。この範囲でランダムに変更すれば、反射光において干渉パターンが発現するおそれがない。
【００７４】
このようにして、母型３００に切削加工を施して第１、第２ストライプ溝を形成することにより、母型３００の型面に複数の不均等な大きさの凸部が相互に隣接して多数形成される。尚、第２ストライプ溝２５１…が、図１８〜図２１に示した溝２５８となる。
【００７５】
この後、第１の実施形態と同様に、上記母型３００の型面３０１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、上記母型の型面の凸部形状と凹凸が逆の凹凸形状を有する型面を備えた電鋳型が得られる。
ついで、基材上に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凹凸形状と凹凸が逆の凹凸形状を形成すると、母型１７１の型面と同一形状の凸部が形成された図１８〜図２１に示すような反射基体２３０が得られる。
【００７６】
尚、本発明は、上述した第１，第２の実施形態に限られるものではなく、本発明の範囲で様々な変更を加えることが可能になる。
即ち、上記の各実施形態では、不透明の感光性樹脂層によって反射基板を形成したが、本発明はこれに限られず、半透明の反射基板を用いても良い。反射基板を半透過性にすることで、反射基板自体に拡散性能を付与することができる。
【００７７】
【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、反射斜面を複数設けることにより、反射光の反射角度を任意に制御することができ、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になる。
また、前記反射斜面を分断する複数の溝が設けられているので、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。
更に、反射斜面の幅が各反射斜面毎に異なった幅に設定されるとともに、溝のピッチが溝毎に異なったピッチに設定されているので、反射光における干渉パターンの発生を防止できる。
【００７８】
また、本発明の反射体の製造方法によれば、送りピッチが１μｍ〜３０μｍの範囲でランダムなピッチに設定されている先端がＶ字状の切削工具により母型の型面を切削加工して、断面視略Ｖ字形状でかつ同一方向に延びる複数の第１ストライプ溝を連続して形成することにより、平面視ストライプ状の反射斜面を連続的に複数形成する工程と、送りピッチが１μｍ〜３０μｍの範囲でランダムなピッチに設定され、先端が凸状の円弧面を切削面とする切削工具により前記一方向の交差方向に延びる断面形状が円弧状である複数の第２ストライプ溝を連続して形成することにより反射斜面を分断する工程とを具備してなる母型形成工程を備えているので、母型の型面に基づいて反射体を形成した場合に、反射体の表面に、複数の凸部を相互に隣接させて形成することができ、反射光における干渉パターンの発生のない反射体を容易に製造できる。
特に、フォトリソグラフィ技術によって製造する場合と比較して、製造工程を大幅に簡略化することが可能になり、また、反射斜面の傾斜角度も精密に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の斜視図。
【図２】図１のＡ-Ａ線に対応する断面模式図。
【図３】図１の液晶表示装置に用いられる反射体の部分拡大平面図。
【図４】図３のＭ1-Ｍ1線に対応する部分拡大断面図。
【図５】図３のＮ1-Ｎ1線に対応する部分拡大断面図。
【図６】図３に示す反射体の要部を示す部分拡大斜視図。
【図７】反射斜面を凹凸面にした場合の反射体の要部を示す部分拡大斜視図。
【図８】図７における反射斜面の拡大断面図。
【図９】反射光の強度と基板面Ｓの反射光の反射方向と法線Ｈ1とのなす角度との関係を示すグラフ。
【図１０】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１１】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１２】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１３】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１４】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１５】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１６】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１７】図３に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図１８】本発明の第２の実施形態の反射体の部分拡大平面図。
【図１９】図１８のＭ2-Ｍ2線に対応する部分拡大断面図。
【図２０】図１８のＮ2-Ｎ2線に対応する部分拡大断面図。
【図２１】図１８に示す反射体の要部を示す部分拡大斜視図。
【図２２】図１８に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図２３】図１８に示す反射体の製造方法を説明するための工程図。
【図２４】従来の反射型液晶表示装置の例を示す側面断面図。
【図２５】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。
【符号の説明】
１反射型液晶表示装置（液晶表示装置）
２８反射基板（基体）
２８ａ高反射膜
２８ｂ反射斜面
３０反射体
３１凸部
４１第１ストライプ溝
５１第２ストライプ溝
５８溝
６１、７１切削工具
２００母型
２０１型面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflector, a reflective liquid crystal display device, and a method for manufacturing the reflector.
[0002]
[Prior art]
A reflection type liquid crystal display device is a liquid crystal display device that uses only external light such as sunlight and illumination light as a light source, and is often used for portable information terminals and the like that require low power consumption. In another example, the transflective LCD device operates in the transmission mode with the backlight turned on in an environment where sufficient external light cannot be obtained, and the backlight is turned on when sufficient external light is obtained. It operates in a non-reflective mode and is often used in portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers.
[0003]
A reflective liquid crystal display device is required to have bright display performance. In order to realize this display performance, it is important that light incident from the outside is reflected inside the reflection type liquid crystal display device and the scattering performance is controlled again to the light emitted to the outside. Therefore, in the reflection type liquid crystal display device, the 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 reflective liquid crystal display device is configured by a method in which the reflecting plate has scattering performance or a forward scattering method in which a scattering layer is formed inside the liquid crystal display device and light is scattered when passing through the scattering layer.
[0004]
FIG. 24 is a side sectional view showing an example of a conventional reflection type liquid crystal display device in which a reflection plate having scattering performance is provided inside the liquid crystal panel. This 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 this order as viewed from the incident direction of light. A reflection-type scattering band that reflects and scatters the light Q that has passed through is provided. The scattering band is composed of a reflective plate 130 made of a highly reflective metal film 122 having irregularities 122a on the surface and an insulating layer 128 underneath, and the area per pixel of the reflective plate 130 exhibits highly directional reflection characteristics. The region B is divided into two regions, a region B having a diffusive reflection characteristic and a region A having a strong diffusivity. In each region, uneven surfaces having different average inclination angles are formed.
This reflective liquid crystal display device can also be used as a transflective type by reducing the thickness of the high-refraction rate metal film 122 or by forming transmission pores.
[0005]
FIG. 25 is a diagram showing the reflection characteristics of the reflection plate provided in the reflective liquid crystal display device, and the curve (A) in FIG. 25 is a profile of the reflection characteristics in the region B in FIG. A curve (B) is a profile of the reflection characteristics of the region A in FIG. 24, and a curve (C) of FIG. 25 is a profile of the reflection characteristics of one pixel as a whole. This reflection characteristic is obtained by measuring the dependence of the reflected light emission angle by fixing the white light source in the normal direction with respect to the reflecting plate surface, rotating the detector for measuring the reflected light intensity.
Curves (A) and (B) show Gaussian distribution profiles centered on the regular reflection angle of incident light L, and the distribution width of each curve reflects the reflection characteristics of 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).
A curve (C) showing a profile of the final reflection characteristic of one pixel shows a Gaussian distribution shape centering on the regular reflection direction of incident light as in the curves (A) and (B), and the half-value width of the profile. Is the average of one pixel.
As described above, the area per pixel of the reflector 130 is divided into the area A having a highly directional reflection characteristic and the area B having a strong diffusive reflection characteristic, thereby controlling the reflection luminance characteristic. It becomes possible.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 24 uses a reflection plate 130 having random irregularities on the reflection surface. In order to manufacture such a reflection plate 130, sand blasting, etching, photolithography technique, embossing, and the like are used. Means for forming irregularities by processing or the like is taken.
However, the reflector obtained by this manufacturing method has a problem that it is difficult to obtain a desired reflection characteristic, and an interference pattern appears because the profile of the reflection characteristic has a Gaussian distribution shape.
In order to solve the above problem, there is a means for manufacturing a reflecting plate whose uneven shape is controlled to some extent. However, when such a reflecting plate is manufactured by, for example, photolithography technology, a large number of photomasks and processing tools are used. There is a problem that it becomes necessary and the manufacturing process becomes long.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, can easily obtain the desired reflection characteristics, can also control the light condensing direction in the left-right direction, and there is no possibility that the interference pattern is expressed, It is another object of the present invention to provide a reflector capable of simplifying the manufacturing process, a method of manufacturing the reflector, and a liquid crystal display device including the reflector.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
[0009]
  The reflector according to the present invention is a reflector that reflects incident light, and a plurality of reflective slopes arranged in one direction are formed on a surface of a substrate, and the reflective slope is divided along a cross direction of the one direction. A plurality of grooves are provided, and at least the reflective slope is not provided with a highly reflective film.The reflecting slope is inclined in the same direction along the intersecting direction, and the inclination angle θ ₁ Is a constant angle within the range of 5 ° to 20 ° with respect to the substrate surface, and the width along the intersecting direction of the reflective slope is set to a different width in the range of 1 μm to 30 μm for each reflective slope. The cross-sectional shape of the groove is an arc shape, and the pitch of the groove is set to a different pitch in the range of 1 μm to 30 μm for each groove.
[0010]
According to such a reflector, by providing a plurality of reflective slopes, the reflection angle of the reflected light can be arbitrarily controlled, and the reflection angle of the reflected light can be made closer to the direction of the observer's line of sight. .
In addition, since a plurality of grooves for dividing the reflective slope are provided, it is possible to prevent occurrence of interference patterns in the reflected light.
Furthermore, the width of the reflective slope is set to a different width for each reflective slope, and the pitch of the grooves is set to a different pitch for each groove, so that it is possible to prevent the occurrence of interference patterns in the reflected light.
In addition, although it is preferable that a reflective slope and a groove | channel are orthogonal, you may cross | intersect by a predetermined angle.
[0012]
   The reflector of the present invention is the reflector described above, and the cross-sectional shape of the groove isArcIt is characterized by being.
   According to the reflector, the cross-sectional shape of the groove isArcBy doing so, it is possible to prevent the occurrence of interference patterns in the reflected light.
[0013]
The reflector of the present invention is the reflector described above, wherein the reflective slope is an irregular uneven surface.
According to such a reflector, since the uneven surface is formed on the surface of the reflective slope, the reflected light can be scattered to increase the luminance over a wide angle range.
[0014]
The reflector of the present invention is the reflector described above, and the base is preferably semi-transmissive.
[0015]
   Next, in the reflective liquid crystal display device of the present invention, an electrode and an alignment film are provided in order from the one substrate side of one substrate of the substrates facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the electrode is disposed on the inner surface side of the other substrate. And a reflector on the outer surface side of the one substrate of the liquid crystal cell in which the alignment film is provided in order from the other substrate side, and the reflector has a plurality of reflective slopes arranged in one direction on the surface of the substrate. A plurality of grooves that are formed and divide the reflective slope along the crossing direction of the one direction, and a high reflective film is formed at least on the reflective slope;The reflection slope is inclined in the same direction along the intersecting direction, and the inclination angle θ ₁ Is a constant angle within a range of 5 ° to 20 ° with respect to the substrate surface,The width of the reflective slope along the intersecting direction is equal to each reflective slope.In the range of 1 to 30 μmSet to different widths,The cross-sectional shape of the groove is arcuate,The pitch of the groove isIn the range of 1 to 30 μmIt is characterized by being set to different pitches.
[0016]
According to such a liquid crystal display device, since the above reflector is provided, an interference pattern is not generated in the reflected light, and the display visibility of the liquid crystal display device can be improved.
Further, the reflection direction of the reflected light can be set to an arbitrary direction.
[0017]
   The reflective liquid crystal display device of the present invention is the reflective liquid crystal display device described above,The reflectorThe angle α formed between the normal direction of the substrate surface of the substrate and the viewing angle direction of the liquid crystal cell, and the tilt angle θ₁Is the relationship α = 2θ₁It is characterized by being set to.
[0018]
According to the reflective liquid crystal display device, the tilt angle θ₁Is a constant angle within the above range, and the angle α and the inclination angle θ₁Is the relationship α = 2θ₁Therefore, the reflection angle of the reflected light can be approached in a direction close to the observer's line of sight, and a reflective liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic can be configured.
[0019]
   Next, the manufacturing method of the reflector of the present invention is as follows.The method for manufacturing a reflector according to any one of the above, wherein a feed pitch is set to a random pitch in a range of 1 μm to 30 μm.The die surface of the mother die is cut by a cutting tool having a V-shaped tip, and a plurality of first stripe grooves having a substantially V-shaped cross-sectional view and extending in the same direction are continuously formed. Forming a plurality of continuous reflecting slopes continuously,With a cutting tool in which the feed pitch is set to a random pitch in the range of 1 μm to 30 μm and the tip is a convex arcuate surfaceIt extends in the crossing direction of the one directionThe cross-sectional shape is an arcForming a plurality of second stripe grooves continuously to sever the reflective slope, and forming a metal on the mold surface of the mother mold by electroforming, A mold having a shape corresponding to the shape of the mold surface of the mother mold by releasing the mold, and transferring the mold surface of the electromold against the surface of the photosensitive resin substrate Forming a molding surface having the same shape as the mold surface of the matrix on the surface of the photosensitive resin substrate, and forming a highly reflective film on the molding surface of the photosensitive resin substrate. It is characterized by providing.
[0020]
   According to the manufacturing method of such a reflector,A plurality of molds having a substantially V-shaped cross-sectional view and extending in the same direction by cutting the die surface of the mother die with a V-shaped cutting tool whose tip is set to a random pitch within a feed pitch range of 1 to 30 μm. By forming the first stripe grooves continuously, a step of continuously forming a plurality of stripe-like reflective slopes in a plan view is set, and the feed pitch is set to a random pitch in the range of 1 μm to 30 μm, and the tip is convex. A step of dividing the reflective slope by continuously forming a plurality of second stripe grooves whose cross-sectional shape extending in the intersecting direction of the one direction is an arc shape by a cutting tool having a circular arc surface as a cutting surface. Is provided with a mother mold forming process.When the reflector is formed based on the mold surface, on the surface of the reflector,Multiple protrusionsReflectors that can be formed adjacent to each other and do not generate an interference pattern in reflected light can be easily manufactured.
[0021]
Moreover, the manufacturing method of the reflector of this invention is a manufacturing method of the reflector as described above, The feed pitch of the said cutting tool at the time of forming the said 1st or 2nd stripe groove | channel is set to the random pitch. It is characterized by being.
[0022]
According to the method for manufacturing a reflector, since the feed pitch of the cutting tool when forming the first or second stripe groove is set to a random pitch, the reflector is formed based on this mold surface. In this case, it is possible to form a plurality of reflection slant surfaces having a non-uniform size on the surface of the reflector, and to manufacture a reflector that does not generate an interference pattern in the reflected light.
[0024]
According to this reflector manufacturing method, the second stripe groove becomes a groove that divides the reflective slope, and the cross-sectional shape of the groove is V-shaped or arc-shaped, and therefore, the reflector that does not generate an interference pattern in the reflected light Can be manufactured.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view corresponding to the line AA in FIG.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a liquid crystal cell 20, a front light 10 disposed on the viewer side of the liquid crystal cell 20, and the front light 10 side of the liquid crystal cell 20. Is schematically constituted by a reflector 30 according to the present invention externally attached to the opposite side.
[0027]
The liquid crystal cell 20 is schematically configured by joining and integrating a first substrate (one substrate) 21 and a second substrate (the other substrate) 22 that are opposed to each other with a liquid crystal layer 23 interposed therebetween. The first substrate 21 and the second substrate 22 are made of a transparent substrate such as a glass substrate, and display circuits 26 and 27 are provided on the liquid crystal layer 23 side (inner surface side), respectively. Although not shown, the display circuits 26 and 27 include an electrode layer made of a transparent conductive film for driving the liquid crystal layer 23, an alignment film for controlling the alignment of the liquid crystal layer 23, and the like. In the case of performing color display, a configuration including a color filter may be used.
[0028]
As shown in FIG. 2, the front light 10 is disposed on the outer surface side (observer side) of the second substrate (the other substrate) 22 of the liquid crystal cell 20, and the front light 10 is not particularly limited, Any planar light-emitting body having translucency can be used. In the present embodiment, the front light 10 has a configuration in which a light source 13 made of a cold cathode tube or the like is provided on a side end surface 12a of a transparent light guide plate 12 made of, for example, acrylic resin. The lower surface (the surface on the liquid crystal cell 20 side) is a smooth emission surface 12b from which light is emitted. Further, the surface opposite to the light exit surface 12b of the light guide plate 12 (the upper surface of the light guide plate 12) has a plurality of wedge-shaped grooves in a stripe shape for changing the direction of light propagating through the light guide plate 12. The prism surface 12c is formed.
[0029]
In addition, as shown in FIG. 2, the reflector 30 is disposed on the outer surface side of the first substrate (one substrate) 21 of the liquid crystal cell 20 via a transparent separator 31. The reflecting substrate (base body) 28 and a planarizing layer 29 laminated on the reflecting substrate 28 are included. A highly reflective film 28a is formed on the surface of the reflective substrate 28, and the planarizing layer 29 is laminated in contact with the highly reflective film 28a.
[0030]
3 is a partially enlarged plan view of the reflector 30, FIG. 4 is a partially enlarged sectional view corresponding to the line M1-M1 in FIG. 3, and FIG. 5 is a partially enlarged view corresponding to the line N1-N1 in FIG. A cross-sectional view is shown, and FIG. 6 is a partially enlarged perspective view of a main part of the reflector 30. FIG.
As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the reflective substrate 28 is formed with a plurality of reflective inclined surfaces 28 b that are continuously arranged along one direction (X direction in the drawing). In addition, the reflective substrate 28 is provided with a plurality of grooves 58 that divide the reflective slope 28b along a direction intersecting the X direction (Y direction in the drawing). The above-described highly reflective film 28a is formed on the reflective slope 28b and the groove 58.
[0031]
As shown in FIG. 4, a wall surface 28c that is substantially perpendicular to the substrate surface S is provided between two adjacent reflecting slopes 28b, 28b, and each reflecting slope 28b. They are linked together.
Here, the substrate surface S is a surface parallel to the back surface 28e of the reflective substrate 28 and is a virtual surface serving as a reference for the inclination angle of the reflective inclined surface 28b.
[0032]
Each reflecting slope 28b is inclined so as to be directed in the same direction along the Y direction (crossing direction) in the figure, and its inclination angle θ₁Is a constant angle within a range of 0 ° to 20 ° with respect to the substrate surface S, preferably a constant angle within a range of 2 ° to 10 °.
Inclination angle θ of the reflective slope 28b₁If the angle exceeds 20 °, the reflection angle of the reflected light cannot be brought close to the direction of the line of sight of the observer, which is not preferable.
In particular, the inclination angle θ of the reflecting slope 28b₁Is the normal direction H of the display surface 1a shown in FIG.₁And the observer's main viewing direction α₁An angle that is approximately ½ of the angle α formed by₁It is preferable that the reflection angle of the reflected light can be adjusted to the observer's line of sight. Specifically, the angle θ₁Is usually 0 ° to 20 ° from a practical point of view, so θ₁ Is preferably about 10 °.
[0033]
Further, as shown in FIG. 4, the widths L1 to L4 along the Y direction in the drawing of each reflecting slope 28b are set to different widths for each reflecting slope. That is, in FIG. 4, the widths L1 to L4 are set such that L2> L4> L1> L3. In this way, by randomly setting the width in the Y direction of each reflecting slope 28b, it is possible to prevent the occurrence of an interference pattern in the reflected light. In addition, it is preferable that the width | variety along the Y direction in the figure of each reflective slope 28b is set arbitrarily in the range of 1 micrometer-30 micrometers.
[0034]
Next, as shown in FIG. 5, the grooves 58 that divide the reflective inclined surface 28 b have a V-shaped cross section and are formed adjacent to each other. Further, the pitches P1 to P3 of the grooves 58 are set at random. That is, in FIG. 5, the pitches P1 to P3 are set to satisfy P2> P1> P3. In this way, by randomly setting the pitch of each groove 58, it is possible to prevent the occurrence of an interference pattern in the reflected light. In addition, it is preferable that the specific magnitude | size of each pitch shall be about 1 micrometer-30 micrometers, for example.
The opening angle θ2 of each V-shaped groove 58 is a constant angle within a range of 90 ° to 170 °. Thereby, in order to change the pitch of each groove | channel 58 for every groove | channel, it is necessary to change the depth of a groove | channel for every groove | channel. That is, as the pitch of the grooves 58 is increased, the depth of the grooves 58 is gradually increased.
[0035]
As described above, only the reflective slope 28b, the wall surface 28c, and the groove 58 having a V-shaped cross section are formed on the reflective substrate 28, and there is no surface parallel to the substrate surface S of the reflective substrate 28.
[0036]
In the reflective substrate 28 according to the present invention, by dividing the reflective slope 28b by the groove 58, as shown in FIG. 6, a plurality of convex portions 31 having a substantially tetrahedral shape and having uneven sizes are formed. 28 adjacent to each other. Each convex portion 31 includes a reflecting slope 28b, a wall 28c on the back side of the reflecting slope 28b, and a pair of slopes 28d1 and 28d2 that are in contact with the reflecting slope 28b and the wall 28c at the same time. Each of the slopes 28 d 1 and 28 d 2 is a part of the slope defining the groove 58. Since the width along the Y direction of the reflective slope 28b and the pitch of each groove 58 are set at random, the size of each convex portion 31 formed by the reflective slope 28b and the groove 58 is individually different. It will be.
[0037]
In addition, as the metal material constituting the highly reflective film 28a, a metal having a high reflectance such as Al or Ag is used. The film thickness of the highly reflective film 28a is preferably in the range of 80 nm to 200 nm. If the film thickness is less than 80 nm, the reflectivity of light by the highly reflective film 28a is too low and the display in the reflection mode becomes dark, which is not preferable. If the film thickness exceeds 200 nm, the film formation cost is more than necessary. In addition, the undulation caused by the reflective slope 28b and the groove 58 becomes small, which is not preferable.
[0038]
The surface of the reflective slope 28b is preferably a flat surface, but may be an uneven surface. FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view when the reflecting slope 28b is an uneven surface, and FIG. 8 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the uneven surface.
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the uneven surface 112 is formed on each reflective slope 28b by irregularly arranging the convex portions 111a and the concave portions 111b. The recess 111b has a depth in the range of 0.3 μm or more and 3 μm or less, and the depth of the recess 111b here includes the top of the top of the projection 111a that has the largest distance from the back surface of the reflective substrate 28. The distance from the surface.
In addition, in this reflective slope 28b, the adjacent recesses 111b are irregularly distributed at a pitch in the range of 1 μm to 30 μm. When the pitch of the adjacent recesses 111b is less than 1 μm, there is a restriction on the production of a transfer mold used to form the reflective inclined surface 28b, and the processing time is extremely long, and a shape sufficient to obtain desired reflection characteristics is formed. Inability to generate interference light occurs.
[0039]
In the present embodiment, a highly reflective film 28a is formed on the uneven reflecting slope 28b. Thereby, the minute uneven shape of the reflective inclined surface 28b is reflected on the highly reflective film 28a, and the surface of the highly reflective film 28a becomes the uneven surface 112. When the reflector 30 at this time is cut along a specific longitudinal section of the reflecting slope 28b, the uneven surface 112 which is the surface of the highly reflective film 28a has a discontinuous inclination of the section curve of the longitudinal section as shown in FIG. In other words, the first derivative of the longitudinal section curve is discontinuous.
[0040]
By making the reflection inclined surface 28b uneven, the diffusibility of the reflected light can be improved and the reflected light can be diffused, and the brightness of the reflected light can be increased over a wide range of reflection angles. Moreover, the light diffusibility of the reflector 30 can be improved and the interference pattern of reflected light can be prevented from appearing.
[0041]
In the reflective liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the reflector 30 is provided with reflective slopes 28b inclined in the same direction, and the reflector 30 including the reflective slope 28b is shown in FIGS. Incorporating into the liquid crystal display device 1 so that the correspondence in the XY directions shown in FIG. 5 is maintained, that is, the reflective inclined surface 28b is directed to the observer's line-of-sight direction α1, the incident incident light Q is directed in the R direction in FIG. The direction of the reflected light can be reflected and the observer's line-of-sight direction α₁Can be approached.
That is, the incident angle of the incident light Q is ω0 with respect to the normal line H1, and when it is reflected by a flat reflecting surface, it is reflected with the reflection angle ω (= ω0) with respect to the normal line H1. When the reflector 30 is used, the light is reflected in the R direction at an angle 2θ1 with respect to the normal H1.
Accordingly, by setting θ1 so that the relationship α = 2θ1 is established with respect to the angle α formed between the normal direction H1 and the viewing direction of the observer, the direction of the reflected light R matches the viewing direction of the observer. Therefore, the liquid crystal display device 1 having high reflection luminance can be configured.
[0042]
In addition, since the width along one direction of the reflective slope 28b and the pitch of each groove 58 are set at random, the areas of the reflective slope 28b are different from each other, preventing the occurrence of an interference pattern of reflected light. When the reflector 30 is used in the liquid crystal display device 1, the display visibility of the liquid crystal display device 1 can be improved.
[0043]
The above is illustrated in FIG. FIG. 9 shows the relationship between the intensity of the reflected light, the angle between the reflection direction of the reflected light on the substrate surface S and the normal H1.
When the inclination angle of the reflective slope 28b is set to θ1, the angle formed between the normal H1 direction and the reflection direction of the reflected light is 2θ1, and the profile of the reflected light has a Gaussian distribution centered on this 2θ1. Note that the angle ω shown on the horizontal axis in FIG. 9 is the angle ω in FIG. 2 described above, and 2θ1 <ω.
Thus, by inclining the reflective inclined surface 28b with respect to the substrate surface S at an inclination angle θ1, the direction of the reflected light R can be made coincident with the observer's line-of-sight direction as shown in FIG. A liquid crystal display device 1 with high luminance can be configured.
[0044]
Further, when the roughness of the uneven surface of the reflective slope 28b is increased, the reflected light profile changes from the curve (1) to the curve (3) as shown in FIG. That is, when the roughness of the uneven surface is small, as shown by the curve (1), a curve with a high reflection intensity at 2θ1 and a small distribution width becomes larger as the roughness of the uneven surface increases. As indicated by (3), the profile has a low reflection intensity at 2θ1 and a wide distribution width. In this way, the diffusibility of the reflected light can be easily adjusted by controlling the roughness of the uneven surface of the reflective slope 28b.
[0045]
Next, a method for manufacturing the reflector 30 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The manufacturing method of the reflector 30 includes a step of forming the first and second stripe grooves by cutting the mold surface of the mother die with a cutting tool to produce the mother die, and an electrode on the die mold surface. After attaching the metal by casting, releasing the metal, transferring the electroforming mold against the surface of the photosensitive resin substrate, and forming a highly reflective film on the molding surface of the photosensitive resin substrate It is roughly comprised from the process to do.
[0046]
First, the process for manufacturing the mother die will be described in detail. As shown in FIGS. 10 and 11, a cutting tool 61 having an asymmetric V-shaped tip is prepared.
As shown in FIGS. 10 and 11, the cutting tool 61 has an asymmetric V-shape when viewed from the tool moving direction. That is, one cutting surface 62 inclined with respect to the mother die 200 is joined to the other cutting surface 63 perpendicular to the mother die 200 at the leading edge 64.
Further, as shown in FIG. 11, the inclination angle of the cutting surface 62 can be represented by an angle θ3 formed with the other cutting surface 63, and θ3 is preferably in the range of more than 0 ° and 30 ° or less.
[0047]
While pressing the cutting tool 61 against the mold surface 201 of the mother die 200, the cutting tool 61 is moved along the moving direction indicated by the arrow in FIG. 10 to form a first stripe groove. The moving direction of the cutting tool 61 is first moved while cutting the mother die 200 in the X direction in FIG. 10, and then moved in the Y direction in the drawing by a predetermined feed pitch, and then in the X direction in the drawing. The mother die 200 is moved while being cut in a direction opposite to the direction, and then moved again in the Y direction in the drawing by a predetermined feed pitch. While repeating this cycle, almost the entire mold surface 201 of the mother die 200 is cut.
[0048]
12 and 13 show the state of cutting by the cutting tool 61. FIG. As shown in FIGS. 12 and 13, the first stripe grooves 41 are formed by performing cutting while moving the cutting tool 61 sequentially along the Y direction in the drawing at feed pitches L1, L2, L3, and L4. It is formed. The feed pitches L1, L2, L3, and L4 are preferably changed randomly within a range of 1 to 30 μm. If it is changed randomly within this range, there is no possibility that an interference pattern appears in the reflected light.
[0049]
As shown in FIG. 13, the first stripe grooves 41 formed in this way have different groove depths between the grooves, and the cross-sectional shape is an asymmetric V-shape corresponding to the tip shape of the cutting tool 61. The surface corresponding to the cutting surface 62 is a mold surface corresponding to the reflective inclined surface 28b. Thereby, the inclination angle θ1 of the reflective inclined surface 28b is determined by the inclination angle θ3 of the cutting surface 62, and the relationship is θ1 = (90−θ3) °.
Further, a surface corresponding to the cutting surface 63 is a mold surface corresponding to the wall surface 28c.
The first stripe grooves 41 are formed adjacent to each other, and no plane parallel to the reference plane of the mother die 71 exists.
[0050]
Next, as shown in FIGS. 14 to 17, the second stripe grooves 51... Are formed on the mother die 200 after the formation of the first stripe grooves 41.
That is, while pressing the cutting tool 71 against the mold surface 201 of the mother die 200, cutting is performed by moving along the moving direction indicated by the arrow in FIG. 14 to form the second stripe groove. The moving direction of the cutting tool 71 is first moved while cutting the mother die 71 in the direction opposite to the Y direction in FIG. 14, then moved in the X direction in the drawing by a predetermined feed pitch, The mother die 71 is moved while being cut in a direction opposite to the Y direction in the drawing, and then moved again in the X direction in the drawing by a predetermined feed pitch. While repeating this cycle, almost the entire mold surface 201 of the mother die 200 is cut.
[0051]
As shown in FIG. 15, the cutting tool 71 used here has a symmetric V-shape when viewed from the moving direction of the tool. That is, a pair of cutting surfaces 72 and 73 inclined with respect to the mother die 200 are joined to each other at the cutting edge 74 of the tool. As shown in FIG. 15, a perpendicular line (one-dot chain line) is extended from the leading edge 74, and the angles formed by the perpendicular line and the respective cutting surfaces 72 and 73 are equal to θ4, and this θ4 is in the range of 45 ° to 85 °. Is preferred.
[0052]
16 and 17 show the state of cutting by the cutting tool 71. FIG. As shown in FIGS. 16 and 17, the second stripe grooves 51 are formed by performing the cutting process while sequentially moving the cutting tool 71 along the Y direction in the drawing at the feed pitches P1, P2, and P3. The The feed pitches P1, P2, and P3 are preferably changed randomly within a range of 1 to 30 μm. If it is changed randomly within this range, there is no possibility that an interference pattern appears in the reflected light.
[0053]
In this way, by cutting the mother die 200 to form the first and second stripe grooves 41, 51, ..., a plurality of unevenly sized convex portions are formed on the die surface of the mother die 200. Many are formed adjacent to each other. The second stripe grooves 51 correspond to the grooves 58 shown in FIGS.
[0054]
Next, after forming a metal such as Ni by the electroforming process on the mold surface 201 of the mother die 200 by a necessary thickness and then releasing the mold, the convex shape and irregularities of the mold surface 201 of the mother die 200 are formed. Thus, an electroforming mold having a mold surface having a reverse concavo-convex shape is obtained.
[0055]
Next, after applying a photosensitive resin liquid such as an acrylic resist on the substrate by spin coating or the like, pre-baking to form a photosensitive resin layer, the mold surface of the electroforming mold is formed on the photosensitive resin layer. After pressing against the surface, the mold is released, and when the concave and convex shape of the mold surface of the electromold is formed on the surface of the photosensitive resin layer, the convex and concave having the same shape as the mold surface 201 of the mother die 200 is formed. A reflective substrate 28 as shown in FIGS. By forming the highly reflective film 28a on the reflective substrate 28, the reflector 30 according to the present invention is obtained.
[0056]
At this time, a fine particle kneading liquid in which a large number of fine particles having a random particle size are dispersed and kneaded in a crystalline polymer is applied and cured on the mold surface 201 of the mother die 200 to form fine irregularities on the surface. A fine particle kneaded layer having a shape is formed to form a mother mold, and a metal such as Ni is formed by electroforming to a necessary thickness, and then released from the mold. An electroforming mold having a mold surface having a micro uneven shape in which the micro uneven shape on the surface is opposite to the uneven surface is obtained. And the reflector which has an uneven surface as shown in FIG.8 and FIG.9 is obtained by performing the process similar to the previous time with respect to this electroforming mold.
[0057]
As the crystalline polymer, a liquid crystalline polymer is used. As the fine particles, inorganic silica, organic divinylbenzene polymer, styrene butadiene copolymer, urethane resin, silicone resin, epoxy resin, or the like is appropriately selected and used. The fine particles having a radius of 0.5 μm or more and 15 μm or less are used. The microparticles dispersed in the crystalline polymer as described above are unlikely to cause secondary aggregation, and the surface of the microparticles protrudes from the surface. Since the surface of the particle kneading layer also protrudes from the surface of the fine particle, it has a fine uneven shape. On the other hand, when an amorphous polymer is used, the surface energy becomes high, so that the fine particles do not protrude on the surface, and the fine uneven shape is not formed on the surface of the fine particle kneaded layer.
[0058]
According to the manufacturing method of the reflector 30 described above, the first and second stripe grooves 41... 51 are continuously formed by cutting the mold surface 201 of the mother die 200 with the V-shaped cutting tools 61 and 71 at the tips. Therefore, when the reflector 30 is formed based on the mold surface 201, a shape in which the reflection slope is divided by the groove can be obtained on the surface of the reflector 30, and the interference pattern in the reflected light can be obtained. The reflector 30 which does not generate | occur | produce can be manufactured.
[0059]
Further, since the feed pitch of the cutting tools 61 and 71 when forming the first or second stripe grooves 41... 51 is set at random, when the reflector 30 is formed based on the matrix 200. The surface of the reflector 30 can be formed with a plurality of convex portions 31 having a substantially tetrahedron shape and unequal sizes arranged adjacent to each other, and does not generate an interference pattern in reflected light. 30 can be manufactured.
[0060]
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the reflector according to the present invention can change the regular tetrahedron-shaped convex portion into various shapes by changing the cutting tool. Therefore, a modification of the reflector will be described according to the second embodiment.
[0061]
(Second Embodiment)
18 shows a partially enlarged plan view of the reflector 230 of the reflector of the second embodiment, FIG. 19 shows a partially enlarged sectional view corresponding to the line M2-M2 of FIG. 18, and FIG. FIG. 21 is a partial enlarged cross-sectional view corresponding to 18 N2-N2 lines, and FIG. 21 is a partial enlarged perspective view of a main part of the reflector 230.
As shown in FIGS. 18 to 21, the reflector 230 is formed with a plurality of reflecting slopes 228 b that are continuously arranged along one direction (X direction in the drawing). In addition, the reflector 230 is provided with a plurality of grooves 258 that divide the reflecting slope 228b along a direction intersecting the X direction (Y direction in the drawing). A highly reflective film 228 a is formed on the reflective slope 228 b and the groove 258.
[0062]
Similarly to the case of the first embodiment, as shown in FIG. 19, a wall surface 228c substantially perpendicular to the substrate surface S is provided between two adjacent reflecting inclined surfaces 228b and 228b. The reflecting slopes 228b are connected to each other by the wall surfaces 228c.
[0063]
In addition, each reflecting inclined surface 228b is inclined so as to be directed in the same direction along the Y direction (crossing direction) in the figure, and its inclination angle θ₁Is a constant angle within a range of 5 ° to 20 ° with respect to the substrate surface S, and preferably a constant angle within a range of 5 ° to 15 °. Inclination angle θ of the reflective slope 228b₁Is less than 5 ° or exceeds 20 °, it is not preferable because the reflection angle of the reflected light cannot be made closer to the direction of the observer's line of sight. In particular, the inclination angle θ of the reflective slope 228b₁Is the normal direction H of the display surface 1a shown in FIG.₁And the observer's main viewing direction α₁An angle that is approximately ½ of the angle α formed by₁It is preferable that the reflection angle of the reflected light can be adjusted to the observer's line of sight. Specifically, the angle θ₁Is usually 0 ° to 20 ° from a practical point of view, so θ₁ Is preferably about 10 °.
[0064]
Similarly to the case of the first embodiment, the widths L1 to L4 along the Y direction in the drawing of each reflecting slope 228b are set to different widths for each reflecting slope. That is, in FIG. 19, the widths L1 to L4 are set such that L2> L4> L1> L3. In this way, by randomly setting the width of each reflecting slope 228b, it is possible to prevent the occurrence of an interference pattern in the reflected light. In addition, it is preferable that the width | variety along the Y direction in the figure of each reflective slope 228b is set arbitrarily in the range of 1 micrometer-30 micrometers.
[0065]
Next, as shown in FIGS. 18 and 20, the grooves 258 that divide the reflective slope 228b have a concave arc shape in cross section, and are formed adjacent to each other. Further, the pitches P1 to P5 of the grooves 258 are set at random. Thus, by randomly setting the pitch of each groove 258, it is possible to prevent the occurrence of an interference pattern in the reflected light. In addition, it is preferable that the specific magnitude | size of each pitch shall be about 1 micrometer-30 micrometers, for example.
Further, the radius of curvature R of each arc-shaped groove 258 is set to a constant size within a range of 10 μm to 1 mm. Thereby, in order to change the pitch of each groove | channel 258 for every groove | channel, it is necessary to change the depth of a groove | channel for every groove | channel. That is, as the pitch of the grooves 258 increases, the depth of the grooves 258 increases gradually.
[0066]
As described above, the reflector 230 is formed with only the reflection slope 228b, the wall surface 228c, and the groove 258 having an arcuate cross section, and there is no surface parallel to the substrate surface S of the reflector 230.
[0067]
In the reflector 230 of the present embodiment, by dividing the reflecting slope 228b by the groove 258, as shown in FIG. 21, a plurality of convex portions 231 having a substantially tetrahedral shape and unequal sizes are mutually formed. Adjacent to each other. Each convex portion 231 includes a reflective slope 228b, a wall surface 228c on the back side of the reflective slope 228b, and a pair of arcuate surfaces 228d1, 228d2 that are in contact with the reflective slope 228b and the wall surface 228c at the same time. Each inclined surface 228d1, 228d2 is a part of an arc surface defining the groove 258. Since the width along one direction of the reflective slope 228b and the pitch of each groove 258 are set at random, each convex portion 231 formed by the reflective slope 228b and the groove 258 has a different size. It will be a thing.
[0068]
As the metal material constituting the highly reflective film 228a, Al, Ag, or the like is used for the same reason as in the first embodiment, and the film thickness is in the range of 80 nm to 200 nm. In the reflector of the present invention, a semi-transmissive liquid crystal display device can be obtained by making the highly reflective film a thin film having a thickness of 80 nm or less. However, in order to obtain a brighter display, the highly reflective film having a film thickness of 80 to 200 nm. A semi-transmissive liquid crystal display device can be obtained by providing a small opening with a predetermined opening ratio. In this case, the aperture ratio is set to 15 to 30%, preferably 15 to 25% per pixel area.
[0069]
Note that the surface of the reflective slope 228b may be a flat surface or an uneven surface, as in the first embodiment.
By using the uneven reflecting slope 228b, the diffusibility of the reflected light can be improved and the reflected light can be diffused, and the brightness of the reflected light can be increased over a wide range of reflection angles.
[0070]
In the reflector 230 of the present embodiment, substantially the same effect as that of the reflector 30 of the first embodiment can be obtained.
[0071]
Next, a method for manufacturing the reflector 230 according to the present invention will be described with reference to FIGS. The manufacturing method of the reflector 130 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the second stripe groove (groove 158) is formed using a cutting tool having an arcuate tip. Therefore, only differences from the first embodiment will be described.
22 and 23 show a process of forming the second stripe groove 151 on the mold surface 171 of the mother die 171 using the cutting tool 81. Note that the matrix 171 shown in FIG. 21 is the one after the first asymmetric V-shaped first stripe groove is formed.
[0072]
As shown in FIG. 22, the cutting tool 81 used in the present embodiment is a tool that uses a circular arc surface having a convex tip as a cutting surface 82. The radius of curvature of the cutting surface 82 is preferably in the range of 10 μm to 1 mm, for example.
While pressing this cutting tool 81 against the mold surface 301 of the mother die 300, the mother die 300 is moved while being cut in the direction opposite to the Y direction in FIG. Next, the mold 300 is moved while cutting in the direction opposite to the Y direction in the figure, and then moved again in the X direction in the figure by a predetermined feed pitch. While repeating this cycle, almost the entire mold surface 301 of the mother die 300 is cut.
[0073]
FIG. 23 shows a state after the cutting process. As shown in FIG. 23, the second stripe grooves 251... Are formed by performing cutting while moving the cutting tool 81 sequentially along the X direction in the drawing at a feed pitch of P1 to P5. The feed pitches P1 to P5 are preferably changed randomly within a range of 1 to 30 μm. If it is changed randomly within this range, there is no possibility that an interference pattern appears in the reflected light.
[0074]
In this way, by cutting the mother die 300 to form the first and second stripe grooves, a plurality of unevenly sized convex portions are adjacent to each other on the die surface of the mother die 300. Many are formed. The second stripe grooves 251... Become the grooves 258 shown in FIGS.
[0075]
Thereafter, as in the first embodiment, a metal such as Ni is formed on the mold surface 301 of the mother die 300 by a necessary thickness by electroforming, and then released from the mold. An electroforming mold having a mold surface having a concave and convex shape in which the convex and concave shapes of the surface are reversed is obtained.
Next, after applying a photosensitive resin liquid on the substrate, pre-baking to form a photosensitive resin layer, pressing the mold surface of the electroforming mold against the surface of the photosensitive resin layer, releasing the mold, As shown in FIG. 18 to FIG. 21, when a concave / convex shape in which the concave / convex shape is opposite to the concave / convex shape of the mold surface of the electroforming mold is formed on the surface of the photosensitive resin layer, Such a reflective substrate 230 is obtained.
[0076]
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
That is, in each of the above embodiments, the reflective substrate is formed by the opaque photosensitive resin layer. However, the present invention is not limited to this, and a translucent reflective substrate may be used. By making the reflective substrate translucent, diffusion performance can be imparted to the reflective substrate itself.
[0077]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the reflector of the present invention, by providing a plurality of reflecting slopes, the reflection angle of the reflected light can be arbitrarily controlled, and the reflection angle of the reflected light is determined by the observer's line of sight. It is possible to approach in a direction close to.
In addition, since a plurality of grooves for dividing the reflective slope are provided, it is possible to prevent occurrence of interference patterns in the reflected light.
Furthermore, the width of the reflective slope is set to a different width for each reflective slope, and the pitch of the grooves is set to a different pitch for each groove, so that it is possible to prevent the occurrence of interference patterns in the reflected light.
[0078]
  In addition, according to the reflector manufacturing method of the present invention,A plurality of molds having a substantially V-shaped cross-sectional view and extending in the same direction by cutting the die surface of the mother die with a V-shaped cutting tool whose tip is set to a random pitch within a feed pitch range of 1 to 30 μm. By forming the first stripe grooves continuously, a step of continuously forming a plurality of stripe-like reflective slopes in a plan view is set, and the feed pitch is set to a random pitch in the range of 1 μm to 30 μm, and the tip is convex. A step of dividing the reflective slope by continuously forming a plurality of second stripe grooves whose cross-sectional shape extending in the intersecting direction of the one direction is an arc shape by a cutting tool having a circular arc surface as a cutting surface. Is provided with a mother mold forming process.When the reflector is formed based on the mold surface, on the surface of the reflector,Multiple protrusionsReflectors that can be formed adjacent to each other and do not generate an interference pattern in reflected light can be easily manufactured.
  In particular, the manufacturing process can be greatly simplified as compared with the case of manufacturing by a photolithography technique, and the inclination angle of the reflecting slope can be precisely controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view corresponding to the line AA in FIG.
3 is a partially enlarged plan view of a reflector used in the liquid crystal display device of FIG.
4 is a partial enlarged cross-sectional view corresponding to the line M1-M1 in FIG. 3;
5 is a partial enlarged cross-sectional view corresponding to the line N1-N1 in FIG. 3;
6 is a partially enlarged perspective view showing a main part of the reflector shown in FIG. 3;
FIG. 7 is a partially enlarged perspective view showing the main part of the reflector when the reflecting slope is an uneven surface.
8 is an enlarged cross-sectional view of a reflective slope in FIG.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the intensity of the reflected light, the angle between the reflection direction of the reflected light on the substrate surface S and the normal H1.
10 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3; FIG.
11 is a process diagram for explaining a manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3; FIG.
12 is a process diagram for explaining a manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3; FIG.
13 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3; FIG.
14 is a process diagram for explaining a manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 15 is a process diagram for explaining a manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3;
16 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 17 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the reflector shown in FIG. 3;
FIG. 18 is a partially enlarged plan view of a reflector according to a second embodiment of the present invention.
19 is a partial enlarged cross-sectional view corresponding to the line M2-M2 in FIG.
20 is a partial enlarged cross-sectional view corresponding to the line N2-N2 in FIG.
FIG. 21 is a partially enlarged perspective view showing a main part of the reflector shown in FIG. 18;
FIG. 22 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the reflector shown in FIG. 18;
FIG. 23 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the reflector shown in FIG. 18;
FIG. 24 is a side sectional view showing an example of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 25 is a diagram showing the reflection characteristics of a reflector provided in a conventional reflective liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 Reflective liquid crystal display (liquid crystal display)
28 Reflective substrate (base)
28a High reflective film
28b Reflective slope
30 Reflector
31 Convex
41 First stripe groove
51 Second stripe groove
58 groove
61, 71 Cutting tool
200 mother mold
201 mold surface

Claims

A reflector that reflects incident light, wherein a plurality of reflective slopes arranged in one direction are formed on a surface of a substrate, and a plurality of grooves that divide the reflective slope along a cross direction of the one direction are provided. and Ri Na is highly reflective film is formed on at least the reflection inclined plane,
The reflection inclined surface, along said cross direction are inclined in the same direction, the inclination angle theta ₁ is a constant angle in a range of 20 ° 5 ° or more relative to the substrate surface, the reflection inclined plane The width along the crossing direction is set to a different width in the range of 1 μm to 30 μm for each reflecting slope,
The cross-sectional shape of the groove is arcuate, reflector pitch of the groove is characterized that you have set the pitch differs in the range of 1μm~30μm each groove.

The reflector according to claim 1, wherein the reflecting slope is an irregular uneven surface.

The reflector according to claim 1, wherein the substrate is translucent.

An electrode and an alignment film are provided in order from the one substrate side on the inner surface side of one of the substrates facing each other across the liquid crystal layer, and an electrode and an alignment film are provided in this order from the other substrate side on the inner surface side of the other substrate. A reflector is provided on the outer surface of the one substrate of the liquid crystal cell;
The reflector is provided with a plurality of reflective slopes arranged in one direction on the surface of the substrate, and provided with a plurality of grooves for dividing the reflective slope along the intersecting direction of the one direction, and at least the reflective slope. A highly reflective film is formed on the
The reflection inclined surface, along said cross direction are inclined in the same direction, the inclination angle theta ₁ is a constant angle in a range of 20 ° 5 ° or more relative to the substrate surface, the reflection inclined plane The width along the crossing direction is set to a different width in the range of 1 μm to 30 μm for each reflecting slope,
The reflection type liquid crystal display device , wherein a cross-sectional shape of the groove is an arc shape, and a pitch of the groove is set to a different pitch in a range of 1 μm to 30 μm for each groove.

The relation between the angle α formed between the normal direction of the substrate surface of the reflector and the viewing angle direction with respect to the liquid crystal cell and the tilt angle θ ₁ is set to α = 2θ _1. 5. A reflective liquid crystal display device according to 4.

A method of manufacturing a reflector according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of molds having a substantially V-shaped cross-sectional view and extending in the same direction by cutting the die surface of the mother die with a V-shaped cutting tool whose tip is set to a random pitch within a feed pitch range of 1 μm to 30 μm. By forming the first stripe grooves continuously, a step of continuously forming a plurality of stripe-like reflective slopes in a plan view is set, and the feed pitch is set to a random pitch in the range of 1 μm to 30 μm, and the tip is convex. A step of dividing the reflective slope by continuously forming a plurality of second stripe grooves whose cross-sectional shape extending in the intersecting direction of the one direction is an arc shape by a cutting tool having a circular arc surface as a cutting surface. And a mother mold forming process,
A step of producing an electroforming mold having a mold surface corresponding to the shape of the mold surface of the mother mold by attaching the metal onto the mold surface of the mother mold by electroforming, and then releasing the metal;
Forming a molding surface having the same shape as the mold surface of the matrix on the surface of the photosensitive resin substrate by pressing and transferring the mold surface of the electroforming mold to the surface of the photosensitive resin substrate; and
And a step of forming a highly reflective film on the molding surface of the photosensitive resin base material.