JP4292596B2 - 拡散反射板及びその製造方法と表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は拡散反射板及びその製造方法に関する。又、拡散反射板を利用した反射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶などを電気光学層に用いた表示装置はフラットパネル形状を有し軽量薄型で低消費電力に特徴がある。この為、携帯用機器のディスプレイなどとして盛んに開発されている。液晶などの電気光学物質は自発光型ではなく外光を選択的に透過遮断して画像を映し出す。この様な受動型の表示装置は照明方式によって透過型と反射型に分けられる。
【０００３】
透過型の表示装置では、透明な一対の基板間に電気光学層として例えば液晶を保持したパネルを作成し、その背面に照明用の光源（バックライト）を配置する一方、パネルの正面から画像を観察する。透過型の場合、バックライトは必須であり例えば蛍光管などが光源として用いられる。ディスプレイ全体として見た場合バックライトが大部分の電力を消費する為、携帯用機器のディスプレイには不向きである。これに対し、反射型では、パネルの背面に反射板を配置する一方、正面から自然光などの外光を入射し、その反射光を利用して同じく正面から画像を観察する。透過型と異なり背面照明用の光源を使わないので、反射型は比較的低消費電力で済み、携帯用機器のディスプレイに向いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
反射型表示装置では周囲環境からの入射光を利用して表示を行なう為、入射光を有効に活用して輝度の向上を目指す必要がある。又、所謂ペーパーホワイトと呼ばれる白表示を実現する為、基本的にパネル内で入射光を拡散反射させる必要がある。この為、従来の反射型表示装置はパネル内に拡散反射層を内蔵している場合が多い。この拡散反射層は表面に微細な凹凸が形成されており、完全拡散に近い特性を有し、可能な限りペーパーホワイトの外観を呈する様にしている。しかし、その反射特性は実用的に見て十分であるとは言いがたく、反射特性を改善する為、凹凸形状を設計及びプロセスの段階から改善しなければならないという課題があった。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
上述した従来の技術の課題を解決し、本発明の目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明によれば、拡散反射板は以下の工程により製造される。まず、基板の上に樹脂膜を形成する工程を行なう。次に、フォトリソグラフィにより該樹脂膜を分割的にパタニングにして互いに隔てられた多角柱状体の集合を設ける工程であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いる工程を行なう。続いて、個々の多角柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する工程を行なう。最後に、なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜を形成する工程を行なう。好ましくは、なだらかに変形した凹凸層の上に樹脂を塗工し、互いに隔てて配された各多角柱状体の間の平坦な隙間を埋めて最大傾斜角を緩和する工程を含む。好ましくは、加熱処理を施して、個々の多角柱状体をなだらかに変形する。
【０００６】
本発明は、拡散反射板の構造自体を包含している。即ち、本発明に係る拡散反射板は凹凸が形成された樹脂膜とその上層に成膜された金属膜とからなる。フォトリソグラフィにより予め隙間を残して互いに隔てられて分割的にパタニングされた多角柱状体の集合であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いて形成された多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローして、最大傾斜角が１２°未満に制御されたなだらかな起伏を有する凹凸を形成したことを特徴とする。
【０００７】
上述した製法により作成された拡散反射板は、反射型表示装置に内蔵できる。この場合、反射型表示装置は基本的な構成として、入射側に配置する透明な第１基板と、所定の間隙を介して該第１基板に接合して反射側に配置される第２基板と、該間隙内で第１基板側に位置する電気光学層と、該間隙内で第２基板側に位置する拡散反射層と、該第１基板及び第２基板の少くとも一方に形成され該電気光学層に電圧を印加する電極とを備えている。前記拡散反射層は凹凸が形成された樹脂膜とその上層に成膜された金属膜とからなる。特徴事項として、フォトリソグラフィにより予め隙間を残して分割的にパタニングされた多角柱状体の集合であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いて形成された多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローして、最大傾斜角が１２°未満に制御されたなだらかな起伏を有する凹凸を形成する。好ましくは、多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローした後残された隙間を他の樹脂膜で埋めなだらかな起伏を有する凹凸を形成する。係る構成を有する反射型表示装置の好適な実施態様では、該第１基板側に偏光板が配されているとともに、電圧の印加状態に応じて四分の一波長板として機能する液晶層を電気光学層として用いる。この場合、該偏光板と該液晶層との間に四分の一波長板が配されているとともに、前記液晶層は誘電異方性が正で且つ配向したネマティック液晶層からなり、電圧無印加時四分の一波長板として機能し、電圧印加時四分の一波長板の機能を失う。
【０００８】
本発明によれば、拡散反射板の反射特性を向上させるべく、凹凸層の傾斜角の最適化を図っている。即ち、最大傾斜角を１２°未満に制御することで、拡散反射板の反射特性が改善可能である。一般に、最大傾斜角が大きくなると反射光の角度分布が広がる。１２°未満で特に１０°近辺に最大傾斜角があると、斜めから入射した外光が正面に位置する観察者に反射する成分が増える。これにより、明るい画面が得られることが分かった。最大傾斜角が１２°以上になると反射光はパネル内で全反射される成分が増え、好ましくない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る拡散反射板の製造方法を示す工程図である。まず工程（Ａ）に示す様に、ガラスなどからなる基板２を用意する。次に工程（Ｂ）に示す様に、基板２の上に感光性を有する樹脂膜１１を形成する。樹脂膜１１としては例えばフォトレジストを用いることができる。本実施形態では、フォトレジストをスピンコートで塗工し、約１．０μｍの厚みに成膜している。次に工程（Ｃ）に移り、フォトリソグラフィにより樹脂膜１１をパタニングして互いに隔てられた柱状体の集合を設ける。フォトリソグラフィでは紫外線を照射して露光処理を行ない、その後現像処理を施した。紫外線の照射エネルギーは１５０ｍＪから２５０ｍＪ程度が適当である。１５０ｍＪ以下ではエネルギーが低過ぎ、２５０ｍＪを超えるとエネルギーが高過ぎてサイドエッチングなどが生じる。続いて工程（Ｄ）に移り、加熱処理を施して、個々の柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する。このリフローは例えば２２０℃程度で行ない、樹脂膜１１の軟化点もしくは融点以上に加熱し、柱状体にパタニングされた樹脂膜１１を一旦溶解し、これを表面張力の作用でなだらかに変形させる処理である。特に、柱状体の上端部がなだらかになり、角が取れて所望の傾斜面が得られる。更に、なだらかに変形した凹凸層の上に別の樹脂１２を塗工し、互いに隔てて配された各柱状体の間の平坦な隙間２ａを埋めて最大傾斜角を緩和する。基板２の表面に形成された凹凸層に平坦な部分がなくなる為、鏡面反射が生じる恐れがなくなる。鏡面反射を抑えることで正面方向から見た拡散反射板の反射輝度を向上させることができる。この樹脂１２は例えば５００ｎｍ程度の厚みで塗工される。なお、この樹脂１２は感光性を有することが好ましい。感光性があれば、後工程で樹脂１２をパタニングすることができ、特に拡散反射板をパネル内に内蔵させた場合に種々の加工が可能になる。最後に工程（Ｅ）で、なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜１３を形成する。これにより、樹脂膜１１とその上に重ねられた金属膜１３とからなる拡散反射層１０が得られる。拡散反射板は、基板２の上に拡散反射層１０を形成した構造である。金属膜１３はアルミニウムや銀などの金属をスパッタあるいは真空蒸着により、基板２の上に堆積したものである。
【００１０】
図２は、フォトリソグラフィにより樹脂膜をパタニングして互いに隔てられた柱状体を示す模式的な平面図である。本例では、フォトリソグラフィにより樹脂膜を分割的にパタニングして互いに隔てられた多角柱状体の集合を設けている。互いに隔てられた多角柱状体の間の間隙寸法がほぼフォトリソグラフィの最小分解能と等しくなる様に、樹脂膜を分割的にパタニングしている。拡散反射板の反射特性を改善する為、凹凸層の最大傾斜角とともに、凹凸形状のパタンも重要である。即ち、凹凸層を有する拡散反射板の単位形状となる柱状体はその形状がフォトリソグラフィに用いるマスクパタンによって決まる。拡散反射板の輝度向上の為には凹凸の高密度化が必要である。この点に鑑み、本発明ではマスクパタンに描かれる凹凸の単位形状を多角形とし、これにより得られる拡散反射板中の凹凸形状を高密度化した。
【００１１】
図３はマスクパタンの設計手法の一例を示す模式図である。図示する様に、直径１１μｍの円を互いに接触する様に描く。次に接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離する。分離する境界幅即ち互いに隣り合う多角柱状体の間の間隙寸法は、フォトリソグラフィ工程の最小分解能である１μｍ程度とする。基本となる円の直径は１１μｍ平均で、得られた多角柱状体の間の間隙寸法は１μｍである。マスクパタンの密度を変えた場合でも、隣接多角形パタンの間の距離は分解能で最小値が決定される為、多角形の密度上昇が逆に最大傾斜角の増大につながる。良好な反射特性を得る為には最大傾斜角を１２°未満に抑える必要があり、特に１０°程度が良好である。この最大傾斜角を得る為には、単位円の直径を１１μｍ程度とし互いに隣り合う多角形の間の間隙寸法をフォトリソグラフィの最小分解能とほぼ等しい１μｍにすると良い結果が得られることが実験により判明した。
【００１２】
なお、凹凸層の傾斜角の最適化についてはマスクパタンの設計ばかりでなく、プロセスによっても制御可能である。前述した様に、フォトレジストを１．０μｍの厚みでスピンコートし、これを図２に示したマスクにて１５０ｍＪ以上の照射エネルギーで露光し、現像する。そして２２０°の温度で１時間程度加熱しリフローを行なう。この後樹脂を５００ｎｍ程度の厚みでスピンコートする。そしてベークした後、金属アルミニウム又は銀を４００ないし５００ｎｍの厚みでスパッタリングする。
【００１３】
以上の条件により得られた拡散反射板の角度分布を図４に示す。図４のグラフは黒丸印及び黒四角印で表わす２個のサンプルについて、凹凸層の傾斜角の分布を測定したものである。何れのサンプルについても、傾斜角は１２°未満に分布しており、凹凸層の最大傾斜角を１２°未満に制御可能であることが分かる。
【００１４】
以上説明した様に、本発明では製造プロセス及びマスクパタンを改良して、凹凸層の最大傾斜角を１２°未満に制御し、拡散反射板の反射特性を改善している。以下、最大傾斜角を１２°未満好ましくは１０°近辺に制御することで、反射型表示装置に好適な拡散反射板が得られることを説明する。これは、シミュレーションによって得られたものである。図５は、シミュレーションで設定した観察者の方位を表わしている。実際の使用環境を考慮し、パネル０の上方から法線方向に対し３０°で外部の照明光が入射し、観察者はパネル０の法線方向から観察するものとする。なお、パネル０は一対の基板１，２の間に電気光学層として例えば液晶層３を保持したフラット構造である。
【００１５】
図６に示す様に、シミュレーションの前提として、拡散反射板の凹凸断面形状を三角関数で近似し、その一周期を考えることにする。三角関数の波長を一定にし振幅を変化させれば、当然ながら傾斜角を反映する微分係数が変化し、その絶対値の最大値は例えば、正弦波とした場合、θ＝０．２πである。パネル中に液晶が充填されており、多重散乱が発生しない程度の傾斜角範囲を考え、更に入射光の入射角を実際の測定系光源に対応して２７°ないし３３°とする。この入射光が図６に示した様に断面が正弦波の凹凸パタンに入射した場合における、法線方向から見た反射角θｄを考える。凹凸断面のプロファイルをｆ（ｘ）＝Ｒ・ｓｉｎ２πｘとする。液晶層の屈折を考慮すると、照明光の入射角θｉｎは法線方向に対し±４２°の範囲を取り扱えばよく、これに対し多重反射が起こらない振幅条件は簡単な計算からＲ＝０．１７７以下となる。この系における反射角θｄは、θｄ＝π／２−θｉｎ＋ａｒｃｔａｎ（２πＲ・ｃｏｓ２πｘ）で与えられる。なお、ｘは０から１の範囲で変化する。ｘを０．０１刻みで取り、入射光の入射角範囲を液晶の屈折を考慮して６８．７°から７２．４°の範囲で取る。この条件下でＲをパラメータとした場合のθｄの度数分布は、図７ないし図１１のグラフに示した様になる。これらのグラフは分かりやすい様に、Ｒの値に代えて最大傾斜角度をパラメータとして表示してある。
【００１６】
図７は鏡面反射の場合である。反射角の度数分布は約２７°から３３°の間でフラットな極大を示し、極めて強い指向性がある。図８は最大傾斜角が５°の場合の反射角分布を示している。１５°近辺と４５°近辺に分かれたピークが生じている。図９は最大傾斜角が７°の場合のデータである。反射角は１０°から６０°まで拡散している。図１０は最大傾斜角が１０°の場合であり、反射角が０°で強いピークを持っている。即ち、法線方向から斜めに入射した照明光が正面方向に反射され、観察者に到達する為明るい画面が得られる。図１１は最大傾斜角が１２°の場合である。以上のグラフから明らかな様に、最大傾斜角が大きくなると反射される反射光の角度分布は広がるが、１０°の場合が最も効率よく観察者の方向に光を反射させることが分かる。１２°以上になると反射光は対向側の基板１と液晶層３との界面で全反射される量が多くなってしまう。以上のシミュレーション結果から、本発明では凹凸拡散反射板の最大傾斜角は１２°未満に設定しており、好ましくは１０°近辺に設定する。
【００１７】
図１２は、本発明に係る反射型表示装置の具体例を示す模式的な部分断面図である。本例ではＴＮ−ＥＣＢ（Ｔｗｉｓｔ Ｎｅｍａｔｉｃ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードの液晶パネル０を用いている。図示する様に、本反射型表示装置はパネル０の表面に偏光板７０と四分の一波長板８０が配されている。パネル０は外光の入射側に位置する透明なガラス板などからなる第１基板１に、所定の間隙を介して反射側に位置する第２基板２を接合したものである。両基板１，２の間隙には電気光学層としてネマティック液晶層３が保持されている。その液晶分子４は上下の配向膜（図示略）によってツイスト配向されている。各基板１，２の内表面にはそれぞれ電極が形成されており、画素毎にネマティック液晶層３に電圧を印加する。本例は所謂アクティブマトリクス型であり、第１基板１側に対向電極７が形成される一方、第２基板２側には画素電極（１３）が形成されている。画素電極は薄膜トランジスタ５０からなるスイッチング素子により駆動される。対向電極７と画素電極は互いに対面しており、両者の間に画素が規定される。又、反射側に位置する第２基板２の内表面には本発明に従って拡散反射層１０が形成されている。拡散反射層１０は樹脂膜１１，１２と金属膜１３の積層からなる。なお、本例では金属膜１３が画素電極を兼ねている。係る構成を有する反射型表示装置はＴＮ−ＥＣＢ方式でノーマリホワイトモードである。即ち、電圧を印加しない時ネマティック液晶層３はツイスト配向を維持して四分の一波長板として機能し、偏光板７０及び四分の一波長板８０と協働して、外光を通過させて白表示を行なう。電圧を印加した時、ネマティック液晶層３は垂直配向に移行して四分の一波長板としての機能を失い、偏光板７０及び四分の一波長板８０と協働して外光を遮断し黒表示を行なう。
【００１８】
引き続き図１２を参照して各構成部品を説明する。前述した様に、パネル０の第１基板１の表面には偏光板７０が配されている。偏光板７０と第１基板１との間に四分の一波長板８０が介在している。この四分の一波長板８０は例えば一軸延伸された高分子フィルムからなり、常光と異常光との間で四分の一波長分の位相差を与える。四分の一波長板８０の光学軸は偏光板７０の偏光軸（透過軸）と４５°の角度を成す様に配されている。外光は偏光板７０を透過すると直線偏光になる。この直線偏光は四分の一波長板８０を透過すると円偏光になる。更にもう一度、四分の一波長板を通過すると直線偏光になる。この場合、偏光方向は元の偏光方向から９０°回転する。以上の様に、四分の一波長板は偏光板と組み合わせることで偏光方向を回転させることができ、これを表示に利用している。
【００１９】
パネル０は基本的に水平配向した誘電異方性が正のネマティック液晶分子４からなるネマティック液晶層３を電気光学層として用いている。このネマティック液晶層３はその厚みを適当に設定することで四分の一波長板として機能する。本例ではネマティック液晶層３の屈折率異方性Δｎは０．７程度であり、ネマティック液晶層３の厚みは３μｍ程度である。従って、ネマティック液晶層３のリターデーションΔｎ・ｄは０．２ないし０．２５μｍとなる。図示する様に、ネマティック液晶分子４をツイスト配向することで、上述したリターデーションの値は実質的に０．１５μｍ（１５０ｎｍ）程度となる。この値は外光の中心波長（６００ｎｍ程度）のほぼ１／４となり、ネマティック液晶層３が光学的に四分の一波長板として機能することが可能になる。ネマティック液晶層３を上下の配向膜で挟持することにより、所望のツイスト配向が得られる。第１基板１側では配向膜のラビング方向に沿って液晶分子４が整列し、第２基板２側でも配向膜のラビング方向に沿って液晶分子４が整列する。上下の配向膜のラビング方向を６０°ないし７０°ずらすことにより、所望のツイスト配向が得られる。
【００２０】
透明な第１基板１側にはカラーフィルタ９が形成されている。一方反射側に位置する第２基板２側には拡散反射層１０が形成されている。拡散反射層１０は表面に凹凸を有し光散乱性を備えている。従って、ペーパーホワイトの外観を呈し表示背景として好ましいばかりでなく、入射光を比較的広い角度範囲で反射する為、視野角が拡大し表示が見やすくなるとともに広い視角範囲で表示の明るさが増す。図示する様に、拡散反射層１０は凹凸が形成された樹脂膜１１，１２とその表面に成膜された金属膜１３とからなる。前述した様に、金属膜１３は画素電極を兼ねている。拡散反射層１０は本発明に従って作成されており、予め隙間を残して離散的にパタニングされた柱状体の集合からなる樹脂膜１１をリフローして、なだらかな起伏を有する凹凸を形成している。柱状体の集合からなる樹脂膜１１をリフローした後残された隙間を他の樹脂膜１２で埋めなだらかな起伏を有する凹凸を得ている。凹凸はその最大傾斜角が１２°未満に制御されている。
【００２１】
第２基板２の表面には画素電極駆動用の薄膜トランジスタ５０が集積形成されている。薄膜トランジスタ５０はボトムゲート構造を有しており、下から順にゲート電極５１、二層のゲート絶縁膜５２，５３、多結晶シリコンなどからなる半導体薄膜５４を重ねた積層構造である。薄膜トランジスタは２本のゲート電極５１を含むダブルゲート構造となっている。各ゲート電極５１の直上に位置する半導体薄膜５４の領域にチャネル領域が設けられている。各チャネル領域はストッパー５５により保護されている。この薄膜トランジスタ５０と同一の層構造で補助容量６０も形成されている。係る構成を有する薄膜トランジスタ５０及び補助容量６０は層間絶縁膜５９により被覆されている。層間絶縁膜５９には薄膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域に連通するコンタクトホールが開口している。層間絶縁膜５９の上には配線５７が形成されており、コンタクトホールを介して薄膜トランジスタ５０のソース領域及びドレイン領域に接続している。配線５７は前述した樹脂膜１２により被覆されている。その上に、前述した画素電極（１３）がパタニング形成されている。画素電極は樹脂膜１２に開口したコンタクトホール及び配線５７を介して薄膜トランジスタ５０のドレイン領域に電気接続している。
【００２２】
図１３を参照して、図１２に示した反射型表示装置の動作を説明する。図中、（ＯＦＦ）は電圧無印加状態を示し、（ＯＮ）は電圧印加状態を示している。（ＯＦＦ）に示す様に、本反射型表示装置は観察者側から見て順に偏光板７０、四分の一波長板８０、ネマティック液晶層３、拡散反射層１０を重ねたものである。偏光板７０の偏光軸（透過軸）は７０Ｐで表わされている。四分の一波長板８０の光学軸８０Ｓは透過軸７０Ｐと４５°の角度を成す。又、第１基板側の液晶分子４の配向方向３Ｒは偏光板７０の偏光軸（透過軸）７０Ｐと平行である。
【００２３】
入射光２０１は偏光板７０を通過すると直線偏光２０２になる。その偏光方向は透過軸７０Ｐと平行であり、以下平行直線偏光と呼ぶことにする。平行直線偏光２０２は四分の一波長板８０を通過すると円偏光２０３に変換される。円偏光２０３は四分の一波長板として機能するネマティック液晶層３を通過すると直線偏光になる。ただし、直線偏光の偏光方向は９０°回転し平行直線偏光２０２と直交する。以下、これを直交直線偏光と呼ぶことにする。直交直線偏光２０３は拡散反射層１０で反射した後、再び四分の一波長板として機能するネマティック液晶層３を通過する為、円偏光２０４になる。円偏光２０４は更に四分の一波長板８０を通過する為元の平行直線偏光２０５になる。この平行直線偏光２０５は偏光板７０を通過して出射光２０６となり、観察者に至る為白表示が得られる。
【００２４】
（ＯＮ）に示す電圧印加状態では、液晶分子４はツイスト配向から垂直配向に移行し、四分の一波長板としての機能が失われる。偏光板７０を通過した外光２０１は平行直線偏光２０２となる。平行直線偏光２０２は四分の一波長板８０を通過すると円偏光２０３になる。円偏光２０３はネマティック液晶層３をそのまま通過した後、拡散反射層１０で反射され、円偏光２０４ａのまま、四分の一波長板８０に至る。ここで円偏光２０４ａは直交直線偏光２０５ａに変換される。直交直線偏光２０５ａは偏光板７０を通過できないので黒表示になる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の上に感光性を有する樹脂膜を形成する工程と、フォトリソグラフィにより該樹脂膜をパタニングして互いに隔てられた柱状体の集合を設ける工程と、加熱処理を施して個々の柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する工程と、なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜を形成する工程とを行なって拡散反射板を製造している。係る拡散反射板を反射型表示装置に組み込むことにより、正面から見た反射輝度を向上することが可能になるとともに、表示品位向上の為の最適設計が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る拡散反射板の製造方法を示す工程図である。
【図２】拡散反射板に形成される柱状体の集合のパタンを示す平面図である。
【図３】図２に示したパタンの設計方法を示す模式図である。
【図４】本発明に従って製造された拡散反射板の凹凸層の傾斜角分布を示すグラフである。
【図５】本発明に従って製造された拡散反射板の反射特性をシミュレートする為の測定系を示す模式図である。
【図６】本発明に係る拡散反射板のシミュレートに用いる正弦波形を示すグラフである。
【図７】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１１】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１２】本発明に従って製造された拡散反射板を内蔵した反射型表示装置の実施例を示す模式的な部分断面図である。
【図１３】図１２に示した反射型表示装置の動作説明図である。
【符号の説明】
２・・・基板、１０・・・拡散反射層、１１・・・樹脂膜、１２・・・樹脂、１３・・・金属膜
【発明の属する技術分野】
本発明は拡散反射板及びその製造方法に関する。又、拡散反射板を利用した反射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶などを電気光学層に用いた表示装置はフラットパネル形状を有し軽量薄型で低消費電力に特徴がある。この為、携帯用機器のディスプレイなどとして盛んに開発されている。液晶などの電気光学物質は自発光型ではなく外光を選択的に透過遮断して画像を映し出す。この様な受動型の表示装置は照明方式によって透過型と反射型に分けられる。
【０００３】
透過型の表示装置では、透明な一対の基板間に電気光学層として例えば液晶を保持したパネルを作成し、その背面に照明用の光源（バックライト）を配置する一方、パネルの正面から画像を観察する。透過型の場合、バックライトは必須であり例えば蛍光管などが光源として用いられる。ディスプレイ全体として見た場合バックライトが大部分の電力を消費する為、携帯用機器のディスプレイには不向きである。これに対し、反射型では、パネルの背面に反射板を配置する一方、正面から自然光などの外光を入射し、その反射光を利用して同じく正面から画像を観察する。透過型と異なり背面照明用の光源を使わないので、反射型は比較的低消費電力で済み、携帯用機器のディスプレイに向いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
反射型表示装置では周囲環境からの入射光を利用して表示を行なう為、入射光を有効に活用して輝度の向上を目指す必要がある。又、所謂ペーパーホワイトと呼ばれる白表示を実現する為、基本的にパネル内で入射光を拡散反射させる必要がある。この為、従来の反射型表示装置はパネル内に拡散反射層を内蔵している場合が多い。この拡散反射層は表面に微細な凹凸が形成されており、完全拡散に近い特性を有し、可能な限りペーパーホワイトの外観を呈する様にしている。しかし、その反射特性は実用的に見て十分であるとは言いがたく、反射特性を改善する為、凹凸形状を設計及びプロセスの段階から改善しなければならないという課題があった。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
上述した従来の技術の課題を解決し、本発明の目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明によれば、拡散反射板は以下の工程により製造される。まず、基板の上に樹脂膜を形成する工程を行なう。次に、フォトリソグラフィにより該樹脂膜を分割的にパタニングにして互いに隔てられた多角柱状体の集合を設ける工程であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いる工程を行なう。続いて、個々の多角柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する工程を行なう。最後に、なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜を形成する工程を行なう。好ましくは、なだらかに変形した凹凸層の上に樹脂を塗工し、互いに隔てて配された各多角柱状体の間の平坦な隙間を埋めて最大傾斜角を緩和する工程を含む。好ましくは、加熱処理を施して、個々の多角柱状体をなだらかに変形する。
【０００６】
本発明は、拡散反射板の構造自体を包含している。即ち、本発明に係る拡散反射板は凹凸が形成された樹脂膜とその上層に成膜された金属膜とからなる。フォトリソグラフィにより予め隙間を残して互いに隔てられて分割的にパタニングされた多角柱状体の集合であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いて形成された多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローして、最大傾斜角が１２°未満に制御されたなだらかな起伏を有する凹凸を形成したことを特徴とする。
【０００７】
上述した製法により作成された拡散反射板は、反射型表示装置に内蔵できる。この場合、反射型表示装置は基本的な構成として、入射側に配置する透明な第１基板と、所定の間隙を介して該第１基板に接合して反射側に配置される第２基板と、該間隙内で第１基板側に位置する電気光学層と、該間隙内で第２基板側に位置する拡散反射層と、該第１基板及び第２基板の少くとも一方に形成され該電気光学層に電圧を印加する電極とを備えている。前記拡散反射層は凹凸が形成された樹脂膜とその上層に成膜された金属膜とからなる。特徴事項として、フォトリソグラフィにより予め隙間を残して分割的にパタニングされた多角柱状体の集合であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いて形成された多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローして、最大傾斜角が１２°未満に制御されたなだらかな起伏を有する凹凸を形成する。好ましくは、多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローした後残された隙間を他の樹脂膜で埋めなだらかな起伏を有する凹凸を形成する。係る構成を有する反射型表示装置の好適な実施態様では、該第１基板側に偏光板が配されているとともに、電圧の印加状態に応じて四分の一波長板として機能する液晶層を電気光学層として用いる。この場合、該偏光板と該液晶層との間に四分の一波長板が配されているとともに、前記液晶層は誘電異方性が正で且つ配向したネマティック液晶層からなり、電圧無印加時四分の一波長板として機能し、電圧印加時四分の一波長板の機能を失う。
【０００８】
本発明によれば、拡散反射板の反射特性を向上させるべく、凹凸層の傾斜角の最適化を図っている。即ち、最大傾斜角を１２°未満に制御することで、拡散反射板の反射特性が改善可能である。一般に、最大傾斜角が大きくなると反射光の角度分布が広がる。１２°未満で特に１０°近辺に最大傾斜角があると、斜めから入射した外光が正面に位置する観察者に反射する成分が増える。これにより、明るい画面が得られることが分かった。最大傾斜角が１２°以上になると反射光はパネル内で全反射される成分が増え、好ましくない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る拡散反射板の製造方法を示す工程図である。まず工程（Ａ）に示す様に、ガラスなどからなる基板２を用意する。次に工程（Ｂ）に示す様に、基板２の上に感光性を有する樹脂膜１１を形成する。樹脂膜１１としては例えばフォトレジストを用いることができる。本実施形態では、フォトレジストをスピンコートで塗工し、約１．０μｍの厚みに成膜している。次に工程（Ｃ）に移り、フォトリソグラフィにより樹脂膜１１をパタニングして互いに隔てられた柱状体の集合を設ける。フォトリソグラフィでは紫外線を照射して露光処理を行ない、その後現像処理を施した。紫外線の照射エネルギーは１５０ｍＪから２５０ｍＪ程度が適当である。１５０ｍＪ以下ではエネルギーが低過ぎ、２５０ｍＪを超えるとエネルギーが高過ぎてサイドエッチングなどが生じる。続いて工程（Ｄ）に移り、加熱処理を施して、個々の柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する。このリフローは例えば２２０℃程度で行ない、樹脂膜１１の軟化点もしくは融点以上に加熱し、柱状体にパタニングされた樹脂膜１１を一旦溶解し、これを表面張力の作用でなだらかに変形させる処理である。特に、柱状体の上端部がなだらかになり、角が取れて所望の傾斜面が得られる。更に、なだらかに変形した凹凸層の上に別の樹脂１２を塗工し、互いに隔てて配された各柱状体の間の平坦な隙間２ａを埋めて最大傾斜角を緩和する。基板２の表面に形成された凹凸層に平坦な部分がなくなる為、鏡面反射が生じる恐れがなくなる。鏡面反射を抑えることで正面方向から見た拡散反射板の反射輝度を向上させることができる。この樹脂１２は例えば５００ｎｍ程度の厚みで塗工される。なお、この樹脂１２は感光性を有することが好ましい。感光性があれば、後工程で樹脂１２をパタニングすることができ、特に拡散反射板をパネル内に内蔵させた場合に種々の加工が可能になる。最後に工程（Ｅ）で、なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜１３を形成する。これにより、樹脂膜１１とその上に重ねられた金属膜１３とからなる拡散反射層１０が得られる。拡散反射板は、基板２の上に拡散反射層１０を形成した構造である。金属膜１３はアルミニウムや銀などの金属をスパッタあるいは真空蒸着により、基板２の上に堆積したものである。
【００１０】
図２は、フォトリソグラフィにより樹脂膜をパタニングして互いに隔てられた柱状体を示す模式的な平面図である。本例では、フォトリソグラフィにより樹脂膜を分割的にパタニングして互いに隔てられた多角柱状体の集合を設けている。互いに隔てられた多角柱状体の間の間隙寸法がほぼフォトリソグラフィの最小分解能と等しくなる様に、樹脂膜を分割的にパタニングしている。拡散反射板の反射特性を改善する為、凹凸層の最大傾斜角とともに、凹凸形状のパタンも重要である。即ち、凹凸層を有する拡散反射板の単位形状となる柱状体はその形状がフォトリソグラフィに用いるマスクパタンによって決まる。拡散反射板の輝度向上の為には凹凸の高密度化が必要である。この点に鑑み、本発明ではマスクパタンに描かれる凹凸の単位形状を多角形とし、これにより得られる拡散反射板中の凹凸形状を高密度化した。
【００１１】
図３はマスクパタンの設計手法の一例を示す模式図である。図示する様に、直径１１μｍの円を互いに接触する様に描く。次に接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離する。分離する境界幅即ち互いに隣り合う多角柱状体の間の間隙寸法は、フォトリソグラフィ工程の最小分解能である１μｍ程度とする。基本となる円の直径は１１μｍ平均で、得られた多角柱状体の間の間隙寸法は１μｍである。マスクパタンの密度を変えた場合でも、隣接多角形パタンの間の距離は分解能で最小値が決定される為、多角形の密度上昇が逆に最大傾斜角の増大につながる。良好な反射特性を得る為には最大傾斜角を１２°未満に抑える必要があり、特に１０°程度が良好である。この最大傾斜角を得る為には、単位円の直径を１１μｍ程度とし互いに隣り合う多角形の間の間隙寸法をフォトリソグラフィの最小分解能とほぼ等しい１μｍにすると良い結果が得られることが実験により判明した。
【００１２】
なお、凹凸層の傾斜角の最適化についてはマスクパタンの設計ばかりでなく、プロセスによっても制御可能である。前述した様に、フォトレジストを１．０μｍの厚みでスピンコートし、これを図２に示したマスクにて１５０ｍＪ以上の照射エネルギーで露光し、現像する。そして２２０°の温度で１時間程度加熱しリフローを行なう。この後樹脂を５００ｎｍ程度の厚みでスピンコートする。そしてベークした後、金属アルミニウム又は銀を４００ないし５００ｎｍの厚みでスパッタリングする。
【００１３】
以上の条件により得られた拡散反射板の角度分布を図４に示す。図４のグラフは黒丸印及び黒四角印で表わす２個のサンプルについて、凹凸層の傾斜角の分布を測定したものである。何れのサンプルについても、傾斜角は１２°未満に分布しており、凹凸層の最大傾斜角を１２°未満に制御可能であることが分かる。
【００１４】
以上説明した様に、本発明では製造プロセス及びマスクパタンを改良して、凹凸層の最大傾斜角を１２°未満に制御し、拡散反射板の反射特性を改善している。以下、最大傾斜角を１２°未満好ましくは１０°近辺に制御することで、反射型表示装置に好適な拡散反射板が得られることを説明する。これは、シミュレーションによって得られたものである。図５は、シミュレーションで設定した観察者の方位を表わしている。実際の使用環境を考慮し、パネル０の上方から法線方向に対し３０°で外部の照明光が入射し、観察者はパネル０の法線方向から観察するものとする。なお、パネル０は一対の基板１，２の間に電気光学層として例えば液晶層３を保持したフラット構造である。
【００１５】
図６に示す様に、シミュレーションの前提として、拡散反射板の凹凸断面形状を三角関数で近似し、その一周期を考えることにする。三角関数の波長を一定にし振幅を変化させれば、当然ながら傾斜角を反映する微分係数が変化し、その絶対値の最大値は例えば、正弦波とした場合、θ＝０．２πである。パネル中に液晶が充填されており、多重散乱が発生しない程度の傾斜角範囲を考え、更に入射光の入射角を実際の測定系光源に対応して２７°ないし３３°とする。この入射光が図６に示した様に断面が正弦波の凹凸パタンに入射した場合における、法線方向から見た反射角θｄを考える。凹凸断面のプロファイルをｆ（ｘ）＝Ｒ・ｓｉｎ２πｘとする。液晶層の屈折を考慮すると、照明光の入射角θｉｎは法線方向に対し±４２°の範囲を取り扱えばよく、これに対し多重反射が起こらない振幅条件は簡単な計算からＲ＝０．１７７以下となる。この系における反射角θｄは、θｄ＝π／２−θｉｎ＋ａｒｃｔａｎ（２πＲ・ｃｏｓ２πｘ）で与えられる。なお、ｘは０から１の範囲で変化する。ｘを０．０１刻みで取り、入射光の入射角範囲を液晶の屈折を考慮して６８．７°から７２．４°の範囲で取る。この条件下でＲをパラメータとした場合のθｄの度数分布は、図７ないし図１１のグラフに示した様になる。これらのグラフは分かりやすい様に、Ｒの値に代えて最大傾斜角度をパラメータとして表示してある。
【００１６】
図７は鏡面反射の場合である。反射角の度数分布は約２７°から３３°の間でフラットな極大を示し、極めて強い指向性がある。図８は最大傾斜角が５°の場合の反射角分布を示している。１５°近辺と４５°近辺に分かれたピークが生じている。図９は最大傾斜角が７°の場合のデータである。反射角は１０°から６０°まで拡散している。図１０は最大傾斜角が１０°の場合であり、反射角が０°で強いピークを持っている。即ち、法線方向から斜めに入射した照明光が正面方向に反射され、観察者に到達する為明るい画面が得られる。図１１は最大傾斜角が１２°の場合である。以上のグラフから明らかな様に、最大傾斜角が大きくなると反射される反射光の角度分布は広がるが、１０°の場合が最も効率よく観察者の方向に光を反射させることが分かる。１２°以上になると反射光は対向側の基板１と液晶層３との界面で全反射される量が多くなってしまう。以上のシミュレーション結果から、本発明では凹凸拡散反射板の最大傾斜角は１２°未満に設定しており、好ましくは１０°近辺に設定する。
【００１７】
図１２は、本発明に係る反射型表示装置の具体例を示す模式的な部分断面図である。本例ではＴＮ−ＥＣＢ（Ｔｗｉｓｔ Ｎｅｍａｔｉｃ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードの液晶パネル０を用いている。図示する様に、本反射型表示装置はパネル０の表面に偏光板７０と四分の一波長板８０が配されている。パネル０は外光の入射側に位置する透明なガラス板などからなる第１基板１に、所定の間隙を介して反射側に位置する第２基板２を接合したものである。両基板１，２の間隙には電気光学層としてネマティック液晶層３が保持されている。その液晶分子４は上下の配向膜（図示略）によってツイスト配向されている。各基板１，２の内表面にはそれぞれ電極が形成されており、画素毎にネマティック液晶層３に電圧を印加する。本例は所謂アクティブマトリクス型であり、第１基板１側に対向電極７が形成される一方、第２基板２側には画素電極（１３）が形成されている。画素電極は薄膜トランジスタ５０からなるスイッチング素子により駆動される。対向電極７と画素電極は互いに対面しており、両者の間に画素が規定される。又、反射側に位置する第２基板２の内表面には本発明に従って拡散反射層１０が形成されている。拡散反射層１０は樹脂膜１１，１２と金属膜１３の積層からなる。なお、本例では金属膜１３が画素電極を兼ねている。係る構成を有する反射型表示装置はＴＮ−ＥＣＢ方式でノーマリホワイトモードである。即ち、電圧を印加しない時ネマティック液晶層３はツイスト配向を維持して四分の一波長板として機能し、偏光板７０及び四分の一波長板８０と協働して、外光を通過させて白表示を行なう。電圧を印加した時、ネマティック液晶層３は垂直配向に移行して四分の一波長板としての機能を失い、偏光板７０及び四分の一波長板８０と協働して外光を遮断し黒表示を行なう。
【００１８】
引き続き図１２を参照して各構成部品を説明する。前述した様に、パネル０の第１基板１の表面には偏光板７０が配されている。偏光板７０と第１基板１との間に四分の一波長板８０が介在している。この四分の一波長板８０は例えば一軸延伸された高分子フィルムからなり、常光と異常光との間で四分の一波長分の位相差を与える。四分の一波長板８０の光学軸は偏光板７０の偏光軸（透過軸）と４５°の角度を成す様に配されている。外光は偏光板７０を透過すると直線偏光になる。この直線偏光は四分の一波長板８０を透過すると円偏光になる。更にもう一度、四分の一波長板を通過すると直線偏光になる。この場合、偏光方向は元の偏光方向から９０°回転する。以上の様に、四分の一波長板は偏光板と組み合わせることで偏光方向を回転させることができ、これを表示に利用している。
【００１９】
パネル０は基本的に水平配向した誘電異方性が正のネマティック液晶分子４からなるネマティック液晶層３を電気光学層として用いている。このネマティック液晶層３はその厚みを適当に設定することで四分の一波長板として機能する。本例ではネマティック液晶層３の屈折率異方性Δｎは０．７程度であり、ネマティック液晶層３の厚みは３μｍ程度である。従って、ネマティック液晶層３のリターデーションΔｎ・ｄは０．２ないし０．２５μｍとなる。図示する様に、ネマティック液晶分子４をツイスト配向することで、上述したリターデーションの値は実質的に０．１５μｍ（１５０ｎｍ）程度となる。この値は外光の中心波長（６００ｎｍ程度）のほぼ１／４となり、ネマティック液晶層３が光学的に四分の一波長板として機能することが可能になる。ネマティック液晶層３を上下の配向膜で挟持することにより、所望のツイスト配向が得られる。第１基板１側では配向膜のラビング方向に沿って液晶分子４が整列し、第２基板２側でも配向膜のラビング方向に沿って液晶分子４が整列する。上下の配向膜のラビング方向を６０°ないし７０°ずらすことにより、所望のツイスト配向が得られる。
【００２０】
透明な第１基板１側にはカラーフィルタ９が形成されている。一方反射側に位置する第２基板２側には拡散反射層１０が形成されている。拡散反射層１０は表面に凹凸を有し光散乱性を備えている。従って、ペーパーホワイトの外観を呈し表示背景として好ましいばかりでなく、入射光を比較的広い角度範囲で反射する為、視野角が拡大し表示が見やすくなるとともに広い視角範囲で表示の明るさが増す。図示する様に、拡散反射層１０は凹凸が形成された樹脂膜１１，１２とその表面に成膜された金属膜１３とからなる。前述した様に、金属膜１３は画素電極を兼ねている。拡散反射層１０は本発明に従って作成されており、予め隙間を残して離散的にパタニングされた柱状体の集合からなる樹脂膜１１をリフローして、なだらかな起伏を有する凹凸を形成している。柱状体の集合からなる樹脂膜１１をリフローした後残された隙間を他の樹脂膜１２で埋めなだらかな起伏を有する凹凸を得ている。凹凸はその最大傾斜角が１２°未満に制御されている。
【００２１】
第２基板２の表面には画素電極駆動用の薄膜トランジスタ５０が集積形成されている。薄膜トランジスタ５０はボトムゲート構造を有しており、下から順にゲート電極５１、二層のゲート絶縁膜５２，５３、多結晶シリコンなどからなる半導体薄膜５４を重ねた積層構造である。薄膜トランジスタは２本のゲート電極５１を含むダブルゲート構造となっている。各ゲート電極５１の直上に位置する半導体薄膜５４の領域にチャネル領域が設けられている。各チャネル領域はストッパー５５により保護されている。この薄膜トランジスタ５０と同一の層構造で補助容量６０も形成されている。係る構成を有する薄膜トランジスタ５０及び補助容量６０は層間絶縁膜５９により被覆されている。層間絶縁膜５９には薄膜トランジスタのソース領域及びドレイン領域に連通するコンタクトホールが開口している。層間絶縁膜５９の上には配線５７が形成されており、コンタクトホールを介して薄膜トランジスタ５０のソース領域及びドレイン領域に接続している。配線５７は前述した樹脂膜１２により被覆されている。その上に、前述した画素電極（１３）がパタニング形成されている。画素電極は樹脂膜１２に開口したコンタクトホール及び配線５７を介して薄膜トランジスタ５０のドレイン領域に電気接続している。
【００２２】
図１３を参照して、図１２に示した反射型表示装置の動作を説明する。図中、（ＯＦＦ）は電圧無印加状態を示し、（ＯＮ）は電圧印加状態を示している。（ＯＦＦ）に示す様に、本反射型表示装置は観察者側から見て順に偏光板７０、四分の一波長板８０、ネマティック液晶層３、拡散反射層１０を重ねたものである。偏光板７０の偏光軸（透過軸）は７０Ｐで表わされている。四分の一波長板８０の光学軸８０Ｓは透過軸７０Ｐと４５°の角度を成す。又、第１基板側の液晶分子４の配向方向３Ｒは偏光板７０の偏光軸（透過軸）７０Ｐと平行である。
【００２３】
入射光２０１は偏光板７０を通過すると直線偏光２０２になる。その偏光方向は透過軸７０Ｐと平行であり、以下平行直線偏光と呼ぶことにする。平行直線偏光２０２は四分の一波長板８０を通過すると円偏光２０３に変換される。円偏光２０３は四分の一波長板として機能するネマティック液晶層３を通過すると直線偏光になる。ただし、直線偏光の偏光方向は９０°回転し平行直線偏光２０２と直交する。以下、これを直交直線偏光と呼ぶことにする。直交直線偏光２０３は拡散反射層１０で反射した後、再び四分の一波長板として機能するネマティック液晶層３を通過する為、円偏光２０４になる。円偏光２０４は更に四分の一波長板８０を通過する為元の平行直線偏光２０５になる。この平行直線偏光２０５は偏光板７０を通過して出射光２０６となり、観察者に至る為白表示が得られる。
【００２４】
（ＯＮ）に示す電圧印加状態では、液晶分子４はツイスト配向から垂直配向に移行し、四分の一波長板としての機能が失われる。偏光板７０を通過した外光２０１は平行直線偏光２０２となる。平行直線偏光２０２は四分の一波長板８０を通過すると円偏光２０３になる。円偏光２０３はネマティック液晶層３をそのまま通過した後、拡散反射層１０で反射され、円偏光２０４ａのまま、四分の一波長板８０に至る。ここで円偏光２０４ａは直交直線偏光２０５ａに変換される。直交直線偏光２０５ａは偏光板７０を通過できないので黒表示になる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の上に感光性を有する樹脂膜を形成する工程と、フォトリソグラフィにより該樹脂膜をパタニングして互いに隔てられた柱状体の集合を設ける工程と、加熱処理を施して個々の柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する工程と、なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜を形成する工程とを行なって拡散反射板を製造している。係る拡散反射板を反射型表示装置に組み込むことにより、正面から見た反射輝度を向上することが可能になるとともに、表示品位向上の為の最適設計が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る拡散反射板の製造方法を示す工程図である。
【図２】拡散反射板に形成される柱状体の集合のパタンを示す平面図である。
【図３】図２に示したパタンの設計方法を示す模式図である。
【図４】本発明に従って製造された拡散反射板の凹凸層の傾斜角分布を示すグラフである。
【図５】本発明に従って製造された拡散反射板の反射特性をシミュレートする為の測定系を示す模式図である。
【図６】本発明に係る拡散反射板のシミュレートに用いる正弦波形を示すグラフである。
【図７】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１１】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１２】本発明に従って製造された拡散反射板を内蔵した反射型表示装置の実施例を示す模式的な部分断面図である。
【図１３】図１２に示した反射型表示装置の動作説明図である。
【符号の説明】
２・・・基板、１０・・・拡散反射層、１１・・・樹脂膜、１２・・・樹脂、１３・・・金属膜
Claims (8)
- 基板の上に樹脂膜を形成する工程と、
フォトリソグラフィにより該樹脂膜を分割的にパタニングして互いに隔てられた多角柱状体の集合を設ける工程であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いる工程と、
個々の多角柱状体をなだらかに変形して最大傾斜角が１２°未満の凹凸層を形成する工程と、
なだらかに変形した凹凸層の上に金属膜を形成する工程とを行なう
拡散反射板の製造方法。 - なだらかに変形した凹凸層の上に樹脂を塗工し、互いに隔てて配された各多角柱状体の平坦な隙間を埋めて最大傾斜角を緩和する工程を含む請求項１記載の拡散反射板の製造方法。
- 加熱処理を施して、個々の多角柱状体をなだらかに変形する請求項１記載の拡散反射板の製造方法。
- 凹凸が形成された樹脂膜とその上層に成膜された金属膜とからなり、
フォトリソグラフィにより予め隙間を残して互いに隔てられて分割的にパタニングされた多角柱状体の集合であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いて形成された多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローして、最大傾斜角が１２°未満に制御されたなだらかな起伏を有する凹凸を形成した拡散反射板。 - 入射側に配置する透明な第１基板と、所定の間隙を介して該第１基板に接合し反射側に配置される第２基板と、該間隙内で第１基板側に位置する電気光学層と、該間隙内で第２基板側に位置する拡散反射層と、該第１基板及び第２基板の少くとも一方に形成され該電気光学層に電圧を印加する電極とを備えており、
前記拡散反射層は凹凸が形成された樹脂膜とその上層に成膜された金属膜とからなり、
フォトリソグラフィにより予め隙間を残して分割的にパタニングされた多角柱状体の集合であって、円を互いに接触する様に描き、接触する円の境界を連続して直線で結び、互いに分離することにより形成した不規則な多角形を単位形状とするマスクパタンを、前記フォトリソグラフィに用いて形成された多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローして、最大傾斜角が１２°未満に制御されたなだらかな起伏を有する凹凸を形成した表示装置。 - 多角柱状体の集合からなる樹脂膜をリフローした後残された隙間を他の樹脂膜で埋めなだらかな起伏を有する凹凸を形成した請求項５記載の表示装置。
- 該第１基板側に偏光板が配されているとともに、電圧の印加状態に応じて四分の一波長板として機能する液晶層を電気光学層として用いる請求項５記載の表示装置。
- 該偏光板と該液晶層との間に四分の一波長板が配されているとともに、前記液晶層は誘電異方性が正で且つ配向したネマティック液晶層からなり、電圧無印加時四分の一波長板として機能し、電圧印加時四分の一波長板の機能を失う請求項７記載の表示装置。
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