JP4614193B2

JP4614193B2 - 反射型ディスプレイ

Info

Publication number: JP4614193B2
Application number: JP31781399A
Authority: JP
Inventors: 康夫都甲
Original assignee: Sharp Corp; Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Sharp Corp; Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2019-11-09
Also published as: JP2001134204A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ装置とその製造方法に関し、特に表示のための光源として内蔵光源を有さず、外部よりの光を利用する反射型ディスプレイ装置とその製造方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より反射型ディスプレイの代表的なものとして反射型液晶ディスプレイがある。反射型液晶ディスプレイは、液晶層と、液晶層を挟む一対の基板と、表示面とは反対側の基板上に配置される光反射板とから構成される。周囲光は表示面側基板に入射し、液晶層を透過した後、反射板で反射され、さらに液晶層を再度透過してから表示面側の基板を透過して出射される。反射型液晶ディスプレイの多くは、表示面側基板の上に偏光板を配置しており、液晶層の液晶分子の配向状態を制御して、配向状態の違いに応じて入射光の偏光状態を変えて、明表示あるいは暗表示を得る。ＰＣ−ＧＨ型あるいはＰＤ−ＬＣ型など偏光板のない液晶ディスプレイもある。液晶以外の反射型ディスプレイとしては、エレクトロクロミックディスプレイ、電気泳動ディスプレイあるいは、ツイストボールディスプレイなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
反射型液晶ディスプレイの場合、入射光はかならず液晶層内を２回通過し、その際に光エネルギの一部を失う。また、表示側基板と液晶層との界面、反射側基板と液晶層との界面など異なる構成要素間での界面が多く存在するために、それらの界面で反射や干渉などが起こり、やはり光エネルギの一部を失う。これらの個々の損失分はそれほど大きくはないが、全体を総計すると無視できない程度の大きな損失量となる。また、偏光板を使用する反射型液晶ディスプレイでは、偏光板を２回通過すると、元の光のエネルギの半分を失うことになる。これらの光の損失のために、光源の利用効率が低下する。
【０００４】
偏光板を用いない反射型液晶ディスプレイは、コントラストが高くないという問題がある。ＰＣ−ＧＨ反射型液晶ディスプレイではコントラスト改善のために、二色性色素の添加量を増加すると明るさが大きく低下する。ＰＤ−ＬＣ反射型液晶ディスプレイでは、元来高いコントラストを得にくいが、コントラストを高くするためにセル厚を熱くするとレスポンスが著しく低下するという問題がある。
【０００５】
エレクトロクロミックディスプレイは、明るく自然な反射表示を行えるが、コントラストが低く、寿命が短く、レスポンスが遅いという問題を有する。電気泳動ディスプレイやツイストボールディスプレイはコントラストが低く、駆動電圧が比較的高いという問題がある。
【０００６】
反射型ディスプレイは周囲からの限られた光量を有効に生かして表示をする必要があることから、上記のような損失は解決すべき問題である。
【０００７】
本発明の目的は、明表示での光の利用効率を相当に改善して明るく従来の反射型液晶ディスプレイよりも優れた表示特性を得ることのできる反射型ディスプレイとその製造方法とを提供することである。
【０００８】
本発明の反射型ディスプレイは、透明基板と、該透明基板の一方の面に配置され凹凸面を有するマイクロプリズムと、該マイクロプリズムの凹凸面と接触する能動層であって、外部よりの制御信号に応じてその屈折率が前記マイクロプリズムの屈折率と同じ値を持つ状態と、異なる値を持つ状態とのいずれかに選択的に変化する該能動層と、前記透明基板と前記マイクロプリズムと前記能動層とを透過してきた光を前記透明基板側に戻らないようにする構造とを有し、前記能動層は、屈折率が互いに異なる複数の物質の複合体を含み、前記複数の物質の内、少なくとも一つの屈折率が前記マイクロプリズムの屈折率と同じであり、外部よりの電気、磁気、圧力、音波、熱、光、電磁波のすくなくともいずれかのエネルギ形態の制御信号に応じて、前記マイクロプリズムとの界面付近の屈折率が変化する。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明による反射型ディスプレイの構造と製造方法の実施例の幾つかについて以下に図１から図５を参照しつつ詳しく説明する。
【００１１】
図１は、本発明による反射型ディスプレイの三つの実施例の構造を説明するために模式的に示した断面図である。図１（ａ）に示す反射型ディスプレイは、表示面側基板（以下、上側基板と称する。）１と、上側基板１の裏面に配置されたマイクロプリズム２と、該マイクロプリズム２の凹凸面と接触する能動層３と、表示面とは反対側の基板（以下、下側基板と称する。）４と、下側基板４の表面に形成された光吸収層５と、上側基板１の表面に形成された光散乱板６とから構成される。
【００１２】
能動層３は、マイクロプリズム２の凹凸面と接触していて、外部の制御部７より与えられる制御信号８に応じてその屈折率がマイクロプリズム２の屈折率と同じ値を持つ状態と、異なる値を持つ状態とのいずれかに選択的に変化する材料を含む。能動層３については後でさらに詳細に説明をする。光吸収層５は、上側基板１とマイクロプリズム２と能動層３とを透過してきた光が上側基板１側に戻らないように吸収する役目を持つ。
【００１３】
明表示の場合には、マイクロプリズム２と能動層３との界面付近の能動層３の屈折率がマイクロプリズム２の屈折率と異なるように制御して界面で入射光が全反射するようにする。黒表示の場合には、マイクロプリズム２と能動層３との界面付近の能動層３の屈折率がマイクロプリズム２の屈折率と同じになるように制御することによって、マイクロプリズム２を透過した光が能動層３中に入射し、最後に吸収層５で吸収される。従って、明表示では、全反射時のいくらかの損失を無視すると原理的には入射光のほとんど全光エネルギを表示に利用できるので、明るさが著しく改善される。
【００１４】
上側基板１に用いる材料はガラス、プラスチック、フィルムなど透明な材料であれば何でもよい。但し、その厚みは解像度のことを考慮して薄い方が望ましく、１ｍｍ以下がよいが、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下が推奨される。実際にこの実施例のディスプレイを製造した場合では０．３ｍｍの厚みのガラス上側基板１を作製した。
【００１５】
下側基板４に用いる材料は上側基板１の材料よりも選択の範囲がより広く、ガラスなどの透明材料の基板以外にも、金属、半導体などの不透明基板も用いることができる。また、厚みについても特に制限はないが、ディスプレイ全体を薄く作りたい場合には、できるだけ薄くつくる。実際にこの実施例のディスプレイを製造した場合では０．３ｍｍの厚みのガラスの下側基板４を作製した。
【００１６】
散乱板６は、微粒子分散型など、一般的に反射型液晶ディスプレイで用いられているものでよい。マイクロプリズム２については後で説明する。吸収層５はブラックマトリックスに用いられる黒の顔料やカーボンブラックなど、光を殆ど反射せず、光を吸収する材料でよい。実際にこの実施例のディスプレイを製造した場合では、吸収層５として液晶ディスプレイのブラックマトリックスに用いられる黒の顔料（富士フィルムオーリン社製ＣＯＬＯＲＭＯＳＡＩＫＣＫ）を用いた。吸収層５の代りに光が反射して元に（上側基板方向）戻らないような構造あるいは性質の光透過層を設けてもよい。
【００１７】
能動層３には、屈折率が互いに異なる複数の媒質もしくは、屈折率異方性を有する媒質体が入れてある。能動層３は、外部よりの電気、磁気、圧力、音波、熱、光、電磁波の少なくともいずれかのエネルギ形態の制御信号８あるいは放射に応じて、マイクロプリズム２との界面付近の屈折率が変化するもので、マイクロプリズム２の屈折率と同じ屈折率の値と、その値と異なる屈折率の二つの状態の間で変化するものであればよい。なお、「同じ屈折率」とは入射光に対して実質的な光学的界面を形成しない値であればよい。「異なる屈折率」とは、好ましくは全反射を生じ得る屈折率差Δｎを有するものであり、Δｎ＞０．３が好ましい。Δｎ＞０．５であれば全反射を生じさせるためにさらに好ましい。
【００１８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の散乱板６の代りに、偏光板９とその上に反射防止膜１０が配置されている。それ以外は図１（ａ）と同一である。図１（ｃ）は、上側基板１の表面にはなにも配置されず、それ以外は図１（ａ）と同じである。
【００１９】
次に、マイクロプリズム２を形成する方法も含めて、反射型ディスプレイの製造方法の第１の実施例について図３と図２を参照して説明する。
【００２０】
図３（ａ）において、上側基板となる透明基板１の一方の面に透明な感光性レジスト膜２０を塗布する。この感光性レジスト膜２０をフォトリソグラフ処理してマイクロプリズム２（図１参照）に加工する。一方、光吸収層５を形成した面を有する下側基板４をマイクロプリズム２を形成した基板１と対向させて所定のすきまをあけて重ねあわせる。さらに、能動層３となる能動物質を基板間のすきまに注入してマイクロプリズム２の凹凸面と接触させて反射型ディスプレイができる。
【００２１】
図４は、マイクロプリズムの形状例を示す。図４（ａ）はストライプ状に長く、横方向断面が台形のマイクロプリズム２を示す。図４（ｂ）は頂上を切り落としたピラミッド形状のマイクロプリズム２を示す。図４（ｃ）は頂上を切り落とした円錐形状のマイクロプリズム２を示す。なお、これらの形状における頂部の平坦面はホトリソグラフィの容易さのために存在するものであり、作製が可能であればない方が良い。
【００２２】
次に、マイクロプリズム２の形成方法についてさらに詳細に説明する。図４（ａ）、（ｂ）のマイクロプリズムを作製する場合のネガレジストを用いたフォトリソグラフ工程には、図２（ａ）に示すような露光用の光（紫外線も含む）を透過する開口部（あるいは光透過部）１１がストライプ状であるフォトマスク、および（ｂ）に示すような開口部１３が格子状のフォトマスクを使用すればよい。なお、図２（ａ）、（ｂ）で斜線で示した部分１２，１４は、露光用の光を透過しない遮光領域である。ポジレジストの場合は遮光部と透光部が逆になる。
【００２３】
開口部１１，１３の線幅は、露光光源の紫外線の波長以上であればよく、０．５μｍから１０μｍの間か、さらに好ましくは１μｍから５μｍの寸法のものを用いるとよい。製作例では開口部が３μｍ線幅のマスクを用いた。遮光領域１２，１４の幅は、作ろうとするマイクロプリズムの厚さ、レンズの角度などに依存して選択されるが、０．５μｍから１００μｍの範囲がよく、さらに好ましくは２μｍから２０μｍ幅のものが用いられるとよい。製作例では、５μｍ厚で４５°傾斜を持つマイクロプリズムの製作に、遮光領域が１０μｍ線幅のマスクを用いた。
【００２４】
図４（ｃ）のマイクロプリズムを作製する場合のフォトリソグラフ工程には、図２（ｃ）に示すような露光用の光（紫外線も含む）を透過する開口部（あるいは光透過部）１５がドット状であるフォトマスクを使用すればよい。なお、図２（ｃ）でドット１５以外の部分１６は、露光用の光を透過しない遮光領域である。ドット１５の形状は、円形が望ましいが、三角形、四角形、五角形他の多角形でもよい。円形のドット１５の直径は、露光光源の紫外線の波長以上であればよく、０．５μｍから１０μｍの間か、さらに好ましくは１μｍから５μｍの寸法のものを用いるとよい。製作例では開口部が３μｍ直径の円形ドットを形成したマスクを用いた。
【００２５】
ドットパターン１５の配置状態は、作ろうとするマイクロプリズムの厚さ、レンズの角度などに依存して選択されるが、全ドット１５の全体に対する面積比が１％から５０％の範囲がよく、さらに好ましくは３％から２０％のものが用いられるとよい。そして、ドットの配列は偏りがなく均等になるのが好ましい。但し、規則的な配置よりもランダムな配置の方が出来上がったマイクロプリズムの光散乱性はよい。製作例では、５μｍ厚で４５°傾斜を持つマイクロプリズムの製作に、ドット領域の面積比が１０％のマスクを用いた。
【００２６】
次に、マイクロプリズムの作製工程について詳しく説明する。図３はマイクロプリズム２を上側基板1上に形成する方法の実施例の各工程を順に示したものである。この場合、フォトマスクは図２（ａ）あるいは（ｂ）のパターンのものを使用する。
【００２７】
図３（ａ）において、ガラス基板１上に感光性レジスト膜２０を形成する。感光性レジスト膜の材料としては、たとえばＪＳＲ製オプトマーＮＮ７００，ＭＦＲ−３１０あるいは富士フィルムオーリン製ＣＳＰシリーズなどの光硬化型レジストで透明性の高い材料を用いる。感光性レジスト膜２０の形成方法としては、スピンコート、ロールコートあるいはダイコート等により行う。レジスト膜２０の厚みは、０．５μｍから５０μｍの間がよく、さらに好ましくは１μｍから１０μｍとするとよい。製作例ではＪＳＲ製オプトマーＮＮ７００（屈折率１．５３）をスピンコート法にて５μｍ厚で透明基板１の上に形成した。
【００２８】
次に、感光性レジスト膜２０を形成した基板を、９０°Ｃで２０分間プリベークしてから、図３（ｂ）に示すように、フォトマスク３０を介してレジスト膜２０を紫外線（ＵＶ）により露光する。基板１とフォトマクス３０とを紫外線照射方向に対して傾けて露光する。基板１の水平面に対する傾き角をθとする。図２（ａ）のストライプパターンのフォトマクスクの場合、図３（ｂ）に示すように、最初基板１を右下がりにθだけ傾けて露光する。点線の部分だけが露光される。次に、逆に図３（ｃ）に示すように、基板１を左下がりにθだけ傾けて露光する。レジストの斜線の領域が露光されたことになる。マイクロプリズムの頂角を９０°にする場合には、θ≦±４５°の条件で露光する。なお、基板１を水平に配置し、露光光源の光入射角度を基板面に対して傾けても同様な効果が得られる。
【００２９】
露光後、基板を現像処理すると、露光部分だけが残り、さらにポストベークにより完全に固化させると、図４（ａ）に示すような断面が台形状で細長いマイクロプリズム２が基板１上に形成される。
【００３０】
図２（ｂ）の格子状のフォトマスクを使用する場合には、図３（ｂ）と（ｃ）に示すような傾き方向の互いに逆な露光工程を、平面上のｘ軸方向とそれに直交するｙ軸方向とでそれぞれ行う。そして、露光後、基板を現像処理すると、露光部分だけが残り、さらにポストベークにより完全に固化させると、図４（ｂ）に示すような逆ピラミッド状のマイクロプリズム２が基板１上に多数形成される。
【００３１】
マスクの紫外線透過部（開口部）１３の線幅が比較的広い場合か、もしくは感光性レジスト層の厚さが薄い場合には、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれについて、θ＝４５°とθ＝−４５°の２回だけ紫外線を照射すればよい。マスクの紫外線透過部１３の線幅が狭くなるにつれて、もしくは感光性レジスト層の厚さがより厚くなるにつれて、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれについて、θ≦±４５°で照射する条件のθの値を小さくするとよい。例えば、θ＝０や、θ＝±１５°や、θ＝±３０°などとする。もし、さらにマスクの紫外線透過部の線幅に対して感光性レジスト層の厚みが著しく厚い場合には、θ＝４５°から−４５°までの間をスキャンしながら連続的に露光してもよい。
【００３２】
マイクロプリズムの頂角を変えたい場合には、基板１の傾き角度θを所望の頂角に応じて適宜調整すればよい。また、頂角に異方性を持たせたい場合（方向により頂角が異なる）は、照射方向によって傾き角θを異ならせて露光する。
【００３３】
実際に作製した例では、マスクの紫外線透過部の線幅が３μｍで遮光領域の幅が１０μｍで、感光性レジスト層の厚みが５μｍとし、θ＝４５°、２２．５°、０°、−２２．５°、−４５°の計５回紫外線光を照射した。照射条件は、それぞれ３１５ｎｍ波長で光強度が１００ｍＪ／ｍ²の紫外線で行った。露光後、基板を現像処理して、さらにポストベークによりマイクロプリズム２を形成した。
【００３４】
現像後のレジスト膜の光透過率が低い場合、前面紫外線照射を強い露光条件で行ってもよい。実際に作製した例では、露光した基板をＤＭＯＡＰ０．５％水溶液中に３０秒間浸漬させて現像を行い、ポストベークは２２０°Ｃで１時間行った。その結果、高さ５μｍで頂角が９０°のマイクロプリズムを形成できた。
【００３５】
一方、図２（ｃ）のドット状のフォトマスクを使用する場合には、図３（ｂ）に示すような傾きθを与えたままで、基板を紫外線照射方向を軸として平面内（ｘ−ｙ軸面）を回転させながら露光を行う。そして、露光後、基板を現像処理すると、露光部分だけが残り、さらにポストベークにより完全に固化させると、図４（ｃ）に示すような頂部が少し平らな円錐状のマイクロプリズム２が基板１上に多数形成される。
【００３６】
マイクロプリズムの頂角を９０°にする場合には、θ≦±４５°の条件で基板をまわしながら露光する。マスクの紫外線透過部１６の間隔が比較的広い場合か、もしくは感光性レジスト層の厚さが薄い場合には、θ＝４５°に固定した状態で、基板を１回転させながら紫外線を照射すればよい。マスクの紫外線透過部１６の間隔が狭くなるにつれて、もしくは感光性レジスト層の厚さがより厚くなるにつれて、θ≦±４５°で照射する条件のθの値を小さくするとよい。例えば、θ＝０（この場合基板の回転は不要）や、θ＝１５°や、θ＝３０°などとする。もし、さらにマスクの紫外線透過部の幅に対して感光性レジスト層の厚みが著しく厚い場合には、θ＝４５°から０°までの間をらせん状にスキャンしながら連続的に露光してもよい。
【００３７】
マイクロプリズムの頂角を変えたい場合には、基板１の傾き角度θを所望の頂角に応じて適宜調整すればよい。また、頂角に異方性を持たせたい場合（方向により頂角が異なる）は、基板の回転を半周あるいは１／４周で止めればよい。
【００３８】
実際に作製した例では、マスクの紫外線透過部のドット１５の直径が３μｍで遮光領域１６が面積比で約９０％で、感光性レジスト層の厚みが５μｍとし、θ＝４５°と、２２．５°の計２回紫外線光を基板をまわしながら照射し、最後に０°方向から基板をまわさずに照射した。照射条件は、それぞれ３１５ｎｍ波長で光強度が１００ｍＪ／ｍ²の紫外線で行った。露光後、基板を現像処理して、さらにポストベークによりマイクロプリズム２を形成した。
【００３９】
次に、反射型ディスプレイの製造方法の第２の実施例について図５を参照して説明する。この実施例は、図３で説明した実施例とは紫外線の露光工程が異なる。また基板は傾けずに露光する。それ以外は、図３の実施例と基本的に同様である。
【００４０】
図５の実施例では、露光光源はレーザ光のようなコヒーレント光を使用する。図５（ａ）において、上側基板となる透明基板１の一方の面に透明な感光性レジスト膜２０を塗布する。次に、図５（ｂ）に示すように、フォトマスク３０を介してレーザ光でレジスト膜２０を露光する。フォトマスク３０は図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれであっても、照射方法は同一である。
【００４１】
フォトマスク３０を通過したコヒーレント光は干渉作用によって、基板を傾けることなくプリズム形状にレジスト膜に光強度の強弱を与えることができる。ここで用いる感光性レジスト膜の材料は、前述の実施例のものでよく、またホログラフィックな材料、例えばデュポン製ＯＭＩＮＤＥＸＨＲＦ１５０，ＨＲＦ６００でもよい。後者の場合には、光源は紫外線でなく可視光線でもよい。
【００４２】
次に、以上説明したすべての実施例に適用できる屈折率異方性を利用した能動層３の構成で、液晶技術を利用したものを説明する。液晶材料を能動層３に利用する場合には、図１の（ｂ）の偏光板９を使用するディスプレイ構成を採用する。
【００４３】
能動層３の液晶配向状態としては、水平配向で液晶材料の比誘電率異方性Δεが正のタイプと、垂直配向でΔεが負のタイプの構成を作製した。液晶材料の複屈折率Δｎはなるべく大きな材料が好ましいため、おおむね０．２５以上の高Δｎ材料を選択した。
【００４４】
マイクロプリズム２の屈折率と液晶の屈折率は液晶分子が水平もしくは垂直の時に、互いに等しくなる材料を選択した。電圧無印加時（水平配向タイプ）もしくは電圧印加時（垂直配向タイプ）にマイクロプリズム界面付近の液晶分子のダイレクタ方向が偏光板９の透過軸と平行になるように配向処理を行う。ラビングにおける繊維の押込量は通常数百μｍあり、数十μｍ以下の高さのマイクロプリズム表面の配向処理に問題は生じないと考えられる。指向性を有さない散乱板を用いたときの３０°光入射・法線方向測定時の特性は、０−２０Ｖのｏｎ−ｏｆｆ電圧の時、反射率４０％（標準白色板を１００％とする。）、コントラスト比１０程度であった。反射率はマイクロプリズムや散乱板に指向性を与えることなどにより向上させることができる。
【００４５】
さらに能動層３の別の構成として、屈折率が互いに異なる複数の媒体を利用する方法について説明する。この場合、図１（ａ）、（ｃ）の構造のように偏光板を用いる必要はない。
【００４６】
屈折率が異なる材料としては、空気や窒素等の気体、水、有機溶媒、及びこれらの溶媒に微粒子や磁性体を分散した材料などがあげられる。複数の異なる材料の内、少なくとも一つの材料はマイクロプリズム２の屈折率と等しい屈折率を持つものを選択する。これらの複数の材料の複合体からなる能動層３に電気、磁気、圧力、音波、熱、光、電磁波のすくなくともいずれかのエネルギ形態の制御信号あるいは放射を与えることによって、マイクロプリズム２との界面付近の屈折率を変えるようにする。
【００４７】
例えば、ベンゼン等の有機溶媒の中に、ＴｉＯ₂等の微粒子を１〜３０％程度均一に分散し、電気泳動現象を利用して微粒子をマイクロプリズム２との界面に集めることができる。このように能動層３を電気的に制御すれば、マイクロプリズムとの界面付近の屈折率をマイクロプリズム２の屈折率と同じにしたり、異ならせたり制御することができる。
【００４８】
もし、微粒子が磁性流体であれば、磁気を能動層３に加えることによって磁性流体を移動させることができ、磁気的にマイクロプリズム２との界面付近の屈折率を制御できる。
【００４９】
また、マイクロプリズム２表面に、水などをはじく性質の膜を形成することにより、マイクロプリズム２の界面には気体が、それ以外の部分には液体が分離して配置される構成の能動層３を作成する。この能動層３にピエゾ効果あるいは超音波やペン圧などにより圧力を加えて気体を移動させることによりマイクロプリズム界面付近の屈折率を制御することができる。指向性を有さない散乱板を用いたときの３０°光入射・法線方向測定時の特性は、０−２０Ｖのｏｎ−ｏｆｆ電圧の時、反射率７３．７％（標準白色板を１００％とする。）、コントラスト比１１程度の非常に優れた特性を示した。その特性は図６に示すようにコピー紙とほぼ同等である。反射率はマイクロプリズムや散乱板に指向性を与えるなどにより向上させることができる。
【００５０】
上述の反射型ディスプレイは、マイクロプリズムの形を適宜調整することにより視角補償など、ディスプレイの光学的な特性を改善することもできる。また、複数のフォトリソグラフ工程や特殊な材料装置を用いることなくマイクロプリズムが作製可能である。上述の反射型ディスプレイは、コンピュータ用ディスプレイや映像装置などあらゆる用途の表示装置、児童用玩具、紙にかわる電子ノートなどに使用できるであろう。
【００５１】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、明表示には能動層に光を導入することなく、全反射条件を使うために、従来の反射型ディスプレイに比較して、非常に優れた反射表示特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の三つの実施例による反射型ディスプレイの断面図である。
【図２】反射型ディスプレイのマイクロプリズムを形成する工程で使用される三種類のフォトマスクのパターンを示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施例による反射型ディスプレイの製造工程を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施例による反射型ディスプレイの三種類のマイクロプリズムの形状を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例による反射型ディスプレイの製造工程を説明する断面図である。
【図６】実施例による反射型ディスプレイの反射スペクトルをコピー紙、再生紙の反射スペクトルと比較して示すグラフである。
【符号の説明】
１透明基板
２マイクロプリズム
３能動層
４基板
５吸収層
６散乱板
７制御部
８制御信号
９偏光板
１０反射防止膜
１１、１３，１５開口部（光透過部）
１２，１４，１６遮光部
２０感光性レジスト膜
３０フォトマスク

Claims

透明基板と、該透明基板の一方の面に配置され凹凸面を有するマイクロプリズムと、該マイクロプリズムの凹凸面と接触する能動層であって、外部よりの制御信号に応じてその屈折率が前記マイクロプリズムの屈折率と同じ値を持つ状態と、異なる値を持つ状態とのいずれかに選択的に変化する該能動層と、前記透明基板と前記マイクロプリズムと前記能動層とを透過してきた光を前記透明基板側に戻らないようにする構造とを有し、前記能動層は、屈折率が互いに異なる複数の物質の複合体を含み、前記複数の物質の内、少なくとも一つの屈折率が前記マイクロプリズムの屈折率と同じであり、外部よりの電気、磁気、圧力、音波、熱、光、電磁波のすくなくともいずれかのエネルギ形態の制御信号に応じて、前記マイクロプリズムとの界面付近の屈折率が変化する反射型ディスプレイ。
透明基板と、該透明基板の一方の面に配置され凹凸面を有するマイクロプリズムと、該マイクロプリズムの凹凸面と接触する能動層であって、白表示の場合には、前記マイクロプリズムと前記能動層との界面で光が全反射するようにし、黒表示の場合には、前記マイクロプリズムを透過した光が前記能動層に入射するように外部よりの制御信号により光学特性を変化させる該能動層と、前記透明基板と前記マイクロプリズムと前記能動層とを透過してきた光を前記透明基板側に戻らないようにする構造とを有し、前記能動層は、屈折率が互いに異なる複数の物質の複合体を含み、前記複数の物質の内、少なくとも一つの屈折率が前記マイクロプリズムの屈折率と同じであり、外部よりの電気、磁気、圧力、音波、熱、光、電磁波のすくなくともいずれかのエネルギ形態の制御信号に応じて、前記マイクロプリズムとの界面付近の屈折率が変化する反射型ディスプレイ。
前記透明基板と前記マイクロプリズムと前記能動層とを透過してきた光を前記透明基板側に戻らないようにする構造が、光吸収層である請求項１あるいは２記載の反射型ディスプレイ。
前記光吸収層は、黒系あるいは青系の顔料と、カーボンブラックの少なくともいずれかを含む請求項３記載の反射型ディスプレイ。
前記透明基板と前記マイクロプリズムと前記能動層とを透過してきた光を前記透明基板側に戻らないようにする構造が、光を前記透明基板側以外へ透過させる光透過層である請求項１あるいは２記載の反射型ディスプレイ。