JPH07270604A - 反射板及びその製造方法 - Google Patents

反射板及びその製造方法

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JPH07270604A
JPH07270604A JP6077869A JP7786994A JPH07270604A JP H07270604 A JPH07270604 A JP H07270604A JP 6077869 A JP6077869 A JP 6077869A JP 7786994 A JP7786994 A JP 7786994A JP H07270604 A JPH07270604 A JP H07270604A
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JP
Japan
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film
reflection
convex portion
substrate
multilayer film
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JP6077869A
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English (en)
Inventor
Shinya Kyozuka
信也 経塚
Shigeru Yamamoto
滋 山本
Naoki Hiji
直樹 氷治
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射型液晶表示装置に使用される反射板にお
いて、反射特性が良好な反射板を再現性よく得る。 【構成】 一方の面に多数の微細な凸部2が形成された
基板1上に反射層3を被覆して成る反射板10におい
て、前記凸部2は、上層ほどエッチングレートが大きく
なるようにエッチングレートの異なる複数の層から成る
多層膜20を、同一エッチング液でパターニングして形
成し、凸部2の側面と基板面とのなす傾斜角度を微細加
工に適したフォトリソ法によるパターニングで決定する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バックライトを使用し
ない反射型液晶表示装置に利用される反射板及びその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】外部からの入射光を反射させて表示を行
なう反射型液晶表示装置はバックライトが不要であり、
消費電力が少なく薄型及び軽量であるため、ラップトッ
プコンピュータ等の携帯情報機器の表示装置として広く
使用されている。従来から反射型液晶表示装置には、ツ
イストネマチック方式やスーパーツイストネマチック方
式が採用されているが、これらの方式においては、直線
偏光子により必然的に入射する自然光の約1/2が表示
に利用されないことになり、表示が暗くなってしまう。
この問題に対処するため、偏光子を用いることなく入射
光を有効に利用し、明るい表示を得ようとする表示方式
が提案されている。
【0003】上記表示方式の例としては、電界によるコ
レステリック・ネマティック相転移現象を利用した相転
移型ゲストホスト方式(SID 92 DIGEST p.437 1992)、
NCAP方式(SID 92 DIGEST p.762 1992)等がある。
これらの表示方式で更に明るい表示を得るためには、あ
らゆる角度からの入射光に対して、表示画面に垂直な方
向へ錯乱する光の強度を増加させるように、反射板の反
射特性を制御する必要がある。
【0004】そのような反射特性を有する反射板を得る
方法としては、例えば特開平4−243226号公報に
示されるように、基板上に光感光性樹脂を塗布し、この
樹脂層を所定の形状のフォトマスクを用いてパターニン
グして多数の微細な凸凹を形成し、その後に熱処理を行
なうことにより前記凸部の側面の傾斜角度を制御し、そ
の上に反射膜を形成して反射板を得る方法が提案されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
においては、凸凹パターンの高さ及びピッチはフォトリ
ソ法により決定されるので再現性よく制御できるが、凸
部パターンの側面が基板面となす傾斜角度の制御は熱処
理によって行なわれるので、所望の傾斜角度を再現性よ
く得ることができず、良好な反射特性を有する反射板を
再現性よく得ることができないという問題点があった。
【0006】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、反射特性が良好な反射板を再現性よく得ることがで
きる反射板の構造及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、一方の面に多数の微細な凸部が
形成された基板上に反射層を被覆して成る反射板におい
て、前記凸部は、上層ほどエッチングレートが大きくな
るようにエッチングレートの異なる複数の層から成る多
層膜を、同一エッチング液でパターニングして形成する
ことを特徴としている。
【0008】請求項2の発明は、請求項1記載の反射板
において、凸部の側面と基板とのなす角度の平均が5゜
〜10゜であることを特徴としている。
【0009】請求項3の発明は、反射板の製造方法にお
いて、次の各工程を具備することを特徴としている。第
1の工程として、上層ほどエッチングレートが大きい多
層膜を基板上に形成する。第2の工程として、この多層
膜上に所定パターンのマスクを形成する。第3の工程と
して、前記多層膜を同一エッチング液でパターニングす
る。第4の工程として、前記基板上に金属膜を着膜す
る。
【0010】請求項4の発明は、請求項3の反射板の製
造方法において、多層膜を2層膜とし、この2層膜のエ
ッチングレートの比を5:1〜15:1としたことを特
徴としている。
【0011】
【作用】上記構成の反射板によれば、上層ほどエッチン
グレートが大きくなるようにエッチングレートの異なる
複数の層から成る多層膜を、同一エッチング液でパター
ニングすることにより凸部を形成するので、凸部の側面
と基板面とのなす傾斜角度は微細加工に適したフォトリ
ソ法によるパターニングの際に決定される。従って、前
記傾斜角度を所望の値に再現性よく制御することがで
き、良好な反射特性を有する反射板を再現性よく得るこ
とができる。また、特に前記傾斜角度の平均を5゜〜1
0゜に設定すれば、優れた反射特性を有する反射板とす
ることができる。傾斜角度の平均を5゜〜10゜とする
ためには、多層膜を2層膜とした場合に、この2層膜の
エッチングレートの比を5:1〜15:1とすればよ
い。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1を参照
しながら説明する。図1は実施例に係る反射板の断面説
明図であり、ガラス基板1の一方の面上に多数の微細な
凸部2が形成されている。凸部2は底面が正方形状をな
し、図の表裏方向においても多数形成されている。ま
た、凸部2は、その断面が球状体を水平面で切断したよ
うに凸部の角が丸められて形成され、凸部2の側面とガ
ラス基板とのなす傾斜角度θが5゜〜10゜となるよう
に形成されている。凸部2は、同一のエッチング液でエ
ッチング可能な下層部2aと上層部2bとの2層で構成
され、上層部2bの方が下層部2aよりエッチングレー
トが大きくなる(エッチングされ易い)ようにしてい
る。上層部2b及び下層部2aはそれぞれポリイミド膜
で構成され、後述する製造方法で詳説するように、各層
におけるBステージベークの時間を変化させることによ
りエッチングレートが異なるように制御することができ
る。凸部2が形成されたガラス基板1上には、反射膜3
が全面に被覆されている。
【0013】次に、上記構造の反射板の製造方法につい
て、図2(a)ないし(f)を参照しながら説明する。
ガラス基板(商品名「7059」コーニング社製)1上
にポリイミド(商品名「PIXー1400」日立化成
製)を2000rpmで20秒間スピン塗布し、165
℃で40分間Bステージベークを行ない、下層膜21と
してポリイミド膜を1μmの膜厚で着膜する(図2
(a))。続いて、再びポリイミドを2000rpmで
20秒間スピン塗布し、155℃で20分間Bステージ
ベークを行ない、上層膜22としてポリイミド膜を1μ
mの膜厚で着膜し、上層膜22及び下層膜21で構成さ
れる膜厚2μmのポリイミド多層膜20を形成する(図
2(b))。
【0014】上記工程におけるBステージベークは、熱
処理を施すことによりポリアミドをイミド化させてエッ
チング可能な状態にするものであり、ベーク温度が高い
程、又はベーク時間が長い程ポリイミド化が進んでエッ
チングされにくくなる。従って、前記条件でBステージ
ベークを行なえば、上層膜22が下層膜21よりエッチ
ングされ易いポリイミド多層膜20を形成することがで
きる。
【0015】次に、フォトレジスト(商品名「OFPR
−800」東京応化製)を1400rpmで20秒間ス
ピン塗布して膜厚1.2μmのレジスト膜30を形成
し、90℃で5分間のプリベークを行なう(図2
(c))。
【0016】ガラス基板1の上方に所定のパターンが形
成されたフォトマスク40を配置して露光を行ない(図
2(d))、現像液(商品名「NMD−3」東京応化
製)によりレジスト30を現像してレジストパターン3
1を形成し、その後にポリイミド多層膜20のエッチン
グを行なう(図2(e))。ここにおいて、ポリイミド
多層膜20の上層膜22及び下層膜21のBステージベ
ークを前記条件で行なったので、上層膜22と下層膜2
1のエッチングレートの比は約5:1となり、上層膜2
2のエッチングが早く行なわれてエッチング液がレジス
トパターン31の下部に回り込み、角部が丸められると
ともに側面とガラス基板1とのなす傾斜角度θの平均が
約10゜の凸部2が形成される。凸部2の形状(凸部2
の側面とガラス基板1とがなす平均傾斜角度)は、ポリ
イミド多層膜20の上層膜22と下層膜21のエッチン
グレート比や膜厚比を変化させることにより制御するこ
とができる。例えば、上層膜22を下層膜21に比べて
薄く形成した場合(図3(a))及び、上層膜22と下
層膜21のエッチングレート比を大きくした場合(図3
(b))には、凸部2は先端が丸められた円錐形状とな
り、凸部2の側面とガラス基板1とがなす傾斜角度θも
小さくなる。また、上層膜22を下層膜21に比べて厚
く形成した場合(図4(a))及び、上層膜22と下層
膜21のエッチングレート比を小さくした場合(図4
(b))には、凸部2は角部が丸められた円錐台形状と
なり、凸部2の側面とガラス基板1とがなす傾斜角度θ
も大きくなる。また、凸部2の形状はエッチング処理の
みによって決められるので、凸部2の形状を再現性よく
任意に制御することができる。
【0017】次に、アセトン及びイソプロピルアルコー
ルの混合液によりレジスト膜を除去し、ガラス基板1上
に多数の微細な凸部2を形成する(図2(f))。凸部
2の平面形状は、図5に示すように、正方形に形成さ
れ、各ピッチは、P1=P2=11μm、L1=L2=
6μm、S1=S2=5μmとしている。そして、凸部
2を覆うようにガラス基板1上に100nmの膜厚にア
ルミニウム(Al)をスパッタ法で着膜して反射膜3を
形成することにより、反射板10が得られる。反射膜3
は、アルミニウム(Al)の他、銀(Ag)等の反射率
の高い金属膜が好ましく、その膜厚は、金属表面での散
乱を防止するため1μm以下、更に好ましくは500n
m以下とすることが適している。
【0018】上記のように作製される反射板10の凸部
2形成面と、透明電極12が形成された絶縁性基板11
の透明電極面とで液晶層13を封入することにより、図
6に示すような反射型液晶表示装置が得られる。
【0019】次に、上記反射板10の垂直入射光(θi
=0)に対する反射率の反射角依存性について、図7を
参照しながら説明する。図7では、前記凸部2の側面と
ガラス基板1とがなす平均傾斜角度σが異なる反射板を
種々作製し、反射角(ガラス基板1に対して垂直方向が
0゜、水平方向が90゜)を変化させて明るさ(反射
率)を測定した。この場合において、反射率は、完全拡
散面(MgO)を使用した場合の反射板の明るさを基準
とし反射率100%と表示した。図より、凸部2の側面
とガラス基板1とがなす平均傾斜角度σが小さい場合に
は、反射板10に垂直な方向への反射率が高くなり、平
均傾斜角度σが大きくなると、垂直方向の反射率は低下
するが、反射角が大きくなって(水平方向(90度)に
近づいて)も高い反射率が得られるので、広い視野角を
得ることができる。従って、凸部2の側面とガラス基板
1とがなす平均傾斜角度σを変化させることにより、反
射板10の反射特性を任意に制御することが可能とな
る。
【0020】次に、反射板10を実際の反射型液晶表示
装置に使用した場合を想定し、反射板10上に液晶層と
屈折率がほぼ等しい(n=1.5)アクリル層(商品名
「オプトーSSー1151E」日本合成ゴム製)を1μ
mの膜厚に形成した後、垂直入射光に対する反射率の反
射角依存性を測定した結果を図8に示す。図8の反射型
液晶表示装置においては、垂直入射光が反射型液晶表示
装置に入射する際に、空気/アクリル層の界面で反射光
束が広がるため、全体にアクリル層がない場合に比べる
と反射率は低下する。この反射型液晶表示装置において
も図7の反射板と同様に、明るい表示を得るためには平
均傾斜角度σが小さいほうが良いが、反射板に垂直な方
向への反射率が高くなり、平均傾斜角度が大きくなる
と、平均傾斜角度σが小さくなりすぎると視野角が狭く
なり、更には反射板の外観が鏡面に近くなり、映り込み
が生じて表示が見にくくなるため、前記平均傾斜角度σ
は5°〜10°であることが好ましい。
【0021】ポリイミド多層膜を2層で構成する上記し
た反射板の製造方法において、凸部2の側面とガラス基
板1とがなす平均傾斜角度σを5°〜10°とするに
は、上層膜22と下層膜21のエッチングレートの比を
5:1〜15:1(上層膜22がエッチングされ易くす
る)の間に設定することで実現できる。
【0022】また、上記製造方法においては、B−ステ
ージベークによりエッチングレートの比が異なる2層の
ポリイミド多層膜20を形成することにより凸部2を得
るようにしたが、下層膜21をSi34 で形成し上層
膜22をSiO2 で形成し、希フッ酸でエッチングする
ことにより両者のエッチングレートの差を利用して凸部
2を形成してもよい。すなわち、エッチングレートに差
があり、同一のエッチング液でエッチング可能な多層膜
の組み合わせてであればよい。
【0023】また、上記実施例においては、ポリイミド
等で形成された多層膜を2層構造としたが、3層以上の
積層膜を用いてエッチングレート比や膜厚を調整すれ
ば、凸部の形状及び前記平均傾斜角度について、更にき
め細かく制御することが可能となる。更に、上記実施例
においては、凸部2の底面形状を正方形としたが、円
形、楕円形、多角形若しくは長方形であってもよい。凸
部2の配列も図5のように規則的に配置する他に、ラン
ダムに配置してもよい。この場合、光が規則的に反射し
なくなるので、光の回折による影響を低減させることが
できる。
【0024】また、凸部2の底面の一辺な長さ(L1、
L2)、凸部2の間隔(S1、S2)、凸部2のピッチ
(P1、P2)は、表示装置の1画素内に複数の凸部2
が存在可能な長さにすればよいが、フォトリソ及びエッ
チングの精度から、L1=L2=5〜200μm、S1
=S2=1〜10μm、P1=P2=6〜200μmが
適している。好ましくは、L1,L2≦15μm、S
1,S2≦7μm、P1,P2≦22μmが適してい
る。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、エッチングレートが異
なる多層膜を同一エッチング液でパターニングすること
により凸部を形成するので、凸部の側面と基板面とのな
す傾斜角度を微細加工に適したフォトリソ法によるパタ
ーニングで設定でき、前記傾斜角度を所望の値に再現性
よく制御することができ、良好な反射特性を有する反射
板を再現性よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例に係る反射板の断面説明図である。
【図2】 図1の反射板の製造方法を説明するための工
程説明図である。
【図3】 (a)、(b)は、実施例における凸部を作
成するための説明図である。
【図4】 (a)、(b)は、実施例における凸部を作
成するための説明図である。
【図5】 凸部の平面形状を説明するための平面図であ
る。
【図6】 実施例に係る反射板を利用した反射型液晶表
示装置の断面説明図である。
【図7】 実施例で得られた反射板の反射特性を示す特
性図である。
【図8】 実施例で得られた反射板上に高屈折率層を設
けた場合の反射特性を示す特性図である。
【符号の説明】
1…ガラス基板、 2…凸部、 2a…下層部、 2b
…上層部、 3…反射幕、 10…反射板、 11…絶
縁性基板、 12…透明電極、 13…液晶層、 20
…ポリイミド多層膜、 21…下層膜、 22…上層
膜、 30…レジスト膜、 31…レジストパターン、
40…フォトマスク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の面に多数の微細な凸部が形成された
    基板上に反射層を被覆して成る反射板において、 前記凸部は、上層ほどエッチングレートが大きくなるよ
    うにエッチングレートの異なる複数の層から成る多層膜
    を、同一エッチング液でパターニングして形成すること
    を特徴とする反射板。
  2. 【請求項2】凸部の側面と基板とのなす角度の平均が5
    ゜〜10゜である請求項1記載の反射板。
  3. 【請求項3】上層ほどエッチングレートが大きい多層膜
    を基板上に形成する工程と、 この多層膜上に所定パターンのマスクを形成する工程
    と、 前記多層膜を同一エッチング液でパターニングする工程
    と、 前記基板上に金属膜を着膜する工程と、を具備すること
    を特徴とする反射板の製造方法。
  4. 【請求項4】多層膜を2層膜とし、この2層膜のエッチ
    ングレートの比を5:1〜15:1とした請求項3記載
    の反射板の製造方法。
JP6077869A 1994-03-25 1994-03-25 反射板及びその製造方法 Pending JPH07270604A (ja)

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Cited By (4)

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