JPH09292504A - 反射板及びその作製方法及びその反射板を用いた反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射板及びその作製方法及びその反射板を用いた反射型液晶表示装置

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JPH09292504A
JPH09292504A JP8308548A JP30854896A JPH09292504A JP H09292504 A JPH09292504 A JP H09292504A JP 8308548 A JP8308548 A JP 8308548A JP 30854896 A JP30854896 A JP 30854896A JP H09292504 A JPH09292504 A JP H09292504A
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liquid crystal
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reflector
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Kazuhiko Tsuda
和彦 津田
Masako Nakamura
正子 中村
Akiyoshi Fujii
暁義 藤井
Mariko Ban
眞理子 伴
Yasutaka Itou
康尚 伊藤
Kozo Nakamura
浩三 中村
Tadashi Kimura
直史 木村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲光を効率良く利用できる反射強度の大き
い反射板を実現させて、実用に耐え得る多色表示可能な
反射型液晶表示装置を作成する。 【解決手段】 感光性樹脂１２ａに複数回のフォトリソ
工程と熱処理工程（ｂ〜ｌ）を施すことにより、平坦部
が４０％以下の連続な局面を有した凹凸反射板１５ａが
再現性良く得られた。この反射板は、偏り少ない周囲光
のもとで周囲光を効率よく利用できるので、液晶層とを
組み合わせることで、実用に耐え得る反射型の多色表示
が実現された。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】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搭載する反射板及びその
作製方法、及びその反射板を搭載した反射型液晶表示装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、テレ
ビ、ワードプロセッサ、ビデオカメラ等への液晶表示装
置の応用がさらに進展する一方で、このような機器に対
しては小型化、省電力化、低コスト化等、更なる高機能
化に対する要望が高まっている。これらの要望を満たす
べく、バックライトを用いずに外部から入射した周囲光
を反射させて表示を行う、反射型液晶表示装置の開発が
進んでいる。
【０００３】バックライトを用いない分、どれだけ周囲
光を効率良く利用して表示面を明るくできるかというこ
とが重要であるため、この反射型液晶表示装置に搭載さ
れる反射板の果たすべき役割は非常に大きく、あらゆる
角度から入射する周囲光を効率良く利用して、最適な反
射特性を有するような反射板を設計すると共に、これを
正確にかつ再現性良く作製するための技術が不可欠とさ
れてきた。
【０００４】そこで、特開平６−７５２３８号公報に
は、感光性樹脂で形成した凹凸の上に、さらにそれより
も薄い膜を堆積することによって凹凸を滑らかにした反
射板を作製し、これをゲストホスト（以下、ＧＨと称す
る）モードの液晶層と組み合わせた反射型液晶表示素子
が開示されている。
【０００５】図２０（ａ）〜（ｌ）は従来の反射板の作
製方法を示す断面図及び上面図である。図２０（ａ）〜
（ｆ）はそれぞれ、上面図である図２０（ｇ）〜（ｌ）
のＡ−Ａ’断面図である。尚、図２０（ｌ）中の破線
は、反射板表面での等高線を示すものである。
【０００６】まず、図２０（ａ）及び（ｇ）に示すよう
に、ガラス基板１０１上に感光性樹脂１０２ａを堆積す
る。図２０（ｂ）及び（ｈ）に示すように、円形のマス
クパターンを形成したフォトマスク１０３により露光
後、現像処理を行い、図２０（ｃ）及び（ｉ）のような
円柱状の凸部１０２ｂを形成する。基板全体を加熱処理
し、凸部１０２ｂを適度に溶融させて図２０（ｄ）及び
（ｊ）のようななだらかな凸部１０２ｃとする。さら
に、図２０（ｅ）及び（ｋ）に示すように、この上にも
う一層、先の感光性樹脂１０２ａよりも薄く感光性樹脂
１０４を堆積し、なだらかな凹凸形状を形成していた。
最後に図２０（ｆ）及び（ｌ）のように、表面に反射膜
１０５として金属薄膜を堆積させる。以上のような方法
により、従来の反射板１０６が作製されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の手法で得られた
反射板１０６は、図２０（ｌ）に示すように平坦部が多
く存在していた。その光学特性については、干渉は生じ
ないものの、例えば基板法線方向から入射した光の多く
が正反射を起こすために、強い反射光が得られるのは極
めて狭い範囲に限られていた。すなわち、従来の反射板
１０６は広い範囲で強大な反射強度が得られるものでは
なかったため、この反射板を液晶表示装置に搭載して多
色表示した場合、明るさが不足し、実用に耐え得るもの
ではなかった。
【０００８】また、従来の液晶表示装置においては、液
晶表示モードとカラーフィルターと反射板の特性とのマ
ッチングが十分に考慮されないまま作製されていたた
め、表示が明るくてもコントラストが低い、コントラス
トが高くても暗い、明るさ及びコントラストが共に良好
であっても応答速度が遅い、しきい値電圧が高い、配向
不良のための表示ムラが発生する、といった不具合が生
じていた。
【０００９】この結果、従来の反射型液晶表示装置は実
用に耐える表示品位を確保するために白黒表示か、せい
ぜい４色程度の表示にとどめることを余儀なくされてお
り、昨今の情報の多様化に伴う多色表示化への要望には
対応することができなかった。 実用に耐える多色表示
を実現するには、反射板の反射特性を向上させるととも
に、この反射板と液晶表示モード及びカラーフィルタ等
との整合性を検討しなければならない。すなわち、バッ
クライトを備える透過型液晶表示装置とは違い、反射型
液晶表示装置は周囲光の影響を強く受けるので、周囲光
を考慮した反射板の光学特性や凹凸構造を設計した上
で、数多くある表示モードの中から反射板の光学特性と
マッチングのとれた表示モードを選択し、各種のパラメ
ータを最適化し、カラーフィルタを設計することが必要
となっていた。しかしながら、従来では反射板の反射特
性が不十分であったため、たとえ各条件を最適化したと
しても、実用化できるような多色表示特性は得られなか
った。
【００１０】本発明は上記のような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、特に反射型液晶表示装置
などに用いられる際に、周囲光を効率良く利用しながら
干渉を生じず、最適な反射特性を有する反射板及びその
作製方法を提供することを目的とする。さらに、反射
板、液晶層及びカラーフィルタの組み合わせの最適化を
図ることによって表示品位に優れ、信頼性の高い、多色
表示を可能とする反射型液晶表示装置を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の反射板は、基板
上に凹凸と該凹凸上に光反射機能を有する薄膜を形成し
た反射板において、ある一方向からの入射光に対する反
射光の強度が、正反射成分を中心とした−４５度〜＋４
５度の視角範囲内で、標準白色板に法線方向から３０度
をなす角度で入射したときの法線方向の反射強度に対し
て６０％以上であることを特徴としており、そのことに
より上記目的が達成される。
【００１２】好ましくは、前記凹凸の各々が、少なくと
も一部に連続な曲面を有し、前記基板表面における傾斜
角度が２度未満の割合が全傾斜角度分布中の４０％以下
である。
【００１３】さらに好ましくは、前記凹凸が感光性樹脂
によって形成される。
【００１４】前記凹凸が無機酸化物と感光性樹脂とによ
って形成されてもよい。
【００１５】また、前記凹凸が微粒子と感光性樹脂とに
よって形成されてもよい。
【００１６】本発明の反射板の作製方法は、基板上に凹
凸とその上に光反射機能を有する薄膜を形成した反射板
の作製方法であって、前記凹凸を形成するためのフォト
リソ工程及び熱処理工程と、前記凹凸表面に前記光反射
機能を有する薄膜を形成する工程とを含む反射板の作製
方法において、前記フォトリソ工程及び熱処理工程を複
数回行うことを特徴とし、そのことにより上記目的が達
成される。
【００１７】好ましくは、前記複数回のフォトリソ工程
の内、１回の工程で形成する凸部もしくは凹部の形状が
一定である。
【００１８】さらに好ましくは、前記複数回のフォトリ
ソ工程の内、各々の工程で形成する凸部もしくは凹部の
形状が互いに異なる。
【００１９】前記複数回のフォトリソ工程における感光
性樹脂として、最初にネガタイプ感光性樹脂を用い、次
いでポジタイプ感光性樹脂を用いてもよい。
【００２０】本発明の反射板の作製方法は、基板上に凹
凸と該凹凸上に光反射機能を有する薄膜を形成した反射
板の作製方法であって、前記凹凸を形成するためのフォ
トリソ工程及び熱処理工程と、前記凹凸を形成した面上
に前記光反射機能を有する薄膜を形成する工程とを含む
反射板の作製方法において、前記基板に酸化物を形成す
る工程と、前記酸化物をエッチングする工程と、を有す
ることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００２１】本発明の反射板の作製方法は、基板上に凹
凸とその上に光反射機能を有する薄膜を形成した反射板
の作製方法であって、前記凹凸を形成するためのフォト
リソ工程及び熱処理工程と、前記凹凸を形成した面上に
前記光反射機能を有する薄膜を形成する工程とを含む反
射板の作製方法において、前記凹凸を形成する工程の前
に、前記基板に微粒子を添加した有機絶縁性樹脂を塗布
する工程を有することを特徴とし、そのことにより上記
目的が達成される。
【００２２】本発明の反射型液晶表示装置は、請求項１
乃至５のいずれか記載の反射板を搭載したことを特徴と
し、そのことにより上記目的が達成される。
【００２３】好ましくは、液晶層として、ゲストホスト
型モードを採用する。
【００２４】さらに好ましくは、前記液晶の複屈折率
（Δｎ）が０．１５以下、さらに好ましくは０．１０以
下であり、かつ誘電率異方性（Δε）が４＜Δε＜１２
であり、かつ設定ツイスト角が１８０度以上３６０度以
下であり、液晶セルの厚さが３μｍ以上１０μｍ以下で
ある。
【００２５】また、３色のカラーフィルタを搭載すると
ともに、該カラーフィルタの各絵素間の段差が０．３μ
ｍ以下であることが望ましい。
【００２６】上記構成による作用を、以下に説明する。
【００２７】本発明の反射板は、ある一方向からの入射
光に対する反射光の強度が、正反射成分を中心とした−
４５度〜＋４５度の視角範囲内で、標準白色板に法線方
向から３０度をなす角度で入射したときの法線方向の反
射強度に対して６０％以上であることを特徴としてい
る。これにより、従来よりも広い角度範囲で明るい反射
光強度を得ることができ、偏りの少ない周囲光のもとで
は周囲光を広い視角範囲で集光できるので反射光全体の
強度が向上する。
【００２８】また、基板上に形成した凹凸部の個々が少
なくとも一部に連続する曲面を持ち、凹凸の形成された
基板表面の傾斜角度が２度未満の凹凸を全傾斜角度分布
中の４０％以下の割合にとどめているので、これにより
反射光全体に対する正反射成分の割合を減少させて、広
い角度範囲で明るい反射光強度を得ることができる。そ
して、偏りの少ない周囲光のもとでは周囲光を広い視角
範囲で集光できるので反射光全体の強度が向上する。
【００２９】また、前記凹凸が感光性樹脂によって形成
されたことを特徴としているので、新たなパターニング
のための感光性樹脂を使用することのないフォトリソ工
程によって目的とする凹凸が形成される。
【００３０】また、前記凹凸が無機酸化物と感光性樹脂
とによって形成されたことをを特徴としているので、簡
単な工程で目的とする凹凸が形成される。
【００３１】また、前記凹凸が微粒子と感光性樹脂とに
よって形成されたことを特徴としているので、簡単な工
程で目的とする凹凸が形成される。
【００３２】また、前記フォトリソ工程及び熱処理工程
を複数回行うことを特徴とする反射板の作製方法である
ので、凸部および凹部の存在密度を制御することができ
る。これにより、所望する反射特性を有する反射板を再
現性良く作製することができる。
【００３３】また、前記複数回のフォトリソ工程の内、
１回の工程で形成する凸部もしくは凹部の形状が一定で
あることを特徴としているので、簡単な設計で所望する
反射特性を有する反射板を再現性良く作製することがで
きる。
【００３４】また、前記複数回のフォトリソ工程の内、
各々の工程で形成する凸部もしくは凹部の形状が互いに
異なることを特徴としているので、複数種類の形状の凹
凸が基板上に形成されることになる。これにより、凹凸
パターンによる干渉が生じず、反射光の色づき現象の発
生を抑制することができる。
【００３５】また、前記複数回のフォトリソ工程におけ
る感光性樹脂として、最初にネガタイプ感光性樹脂を用
い、次いでポジタイプ感光性樹脂を用いることを特徴と
しているので、先に形成した凹凸部の形状がより安定化
する。
【００３６】また、凹凸を形成するための作製方法にお
いて、感光性樹脂のフォトリソ工程及び熱処理工程と、
基板に酸化物を形成する工程と、前記酸化物をエッチン
グする工程とを有することを特徴とする反射板の作製方
法であるので、簡単な工程で目的とする凹凸を有する反
射板が形成される。
【００３７】また、凹凸を形成するための作製方法にお
いて、感光性樹脂のフォトリソ工程及び熱処理工程と、
基板に微粒子を添加した有機絶縁性樹脂を塗布する工程
を有することを特徴とする反射板の作製方法であるの
で、簡単な工程で目的とする凹凸を有する反射板が形成
される。
【００３８】また、請求項１乃至５のいずれか記載の反
射板を搭載したことを特徴とする反射型液晶表示装置で
あるので、明るく、高コントラストな表示が得られる。
【００３９】また、液晶層として、ゲストホスト型モー
ドを採用したことを特徴とする請求項１２記載の反射型
液晶表示装置であるので、さらに、明るく、高コントラ
ストな表示が得られる。
【００４０】また、前記液晶の複屈折率（Δｎ）が０．
１５以下、さらに好ましくは０．１０以下であり、かつ
誘電率異方性（Δε）が４＜Δε＜１２であり、かつ設
定ツイスト角が１８０度以上３６０度以下であり、液晶
セルの厚さが３μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴
とする請求項１３記載の反射型液晶表示装置であるの
で、さらに、明るく、高コントラストで高速応答で多階
調可能な信頼性の高い表示が低消費電圧駆動で実現され
る。
【００４１】また、３色のカラーフィルタを搭載すると
ともに、該カラーフィルタの各絵素間の段差が０．３μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１２記載の反射型
液晶表示装置であるので、実用に耐え得る美しい多色カ
ラー表示が実現できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）以下に実施形態１における本発明の反射
板及びその作製方法を示す。
【００４３】図１（ａ）〜（ｍ）は本実施形態１の反射
板の作製方法を示すフロー図である。図に基づき、以下
に本実施形態１の反射板の作製方法を示す。
【００４４】まず、図１（ａ）に示すように、厚さ１．
１ｍｍのガラス基板（商品名７０５９、コーニング社
製）１１の一方の面に、感光性樹脂１２ａとして例え
ば、東京応化学社製、ＯＦＰＲ−８００（商品名）を好
ましくは５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍでスピンコート
する。本実施形態１では１０００ｒｐｍで３０秒間、ス
ピンコートを行い、感光性樹脂１２ａを１．２μｍの厚
みに成膜した。次に、１００℃で３０秒間プリベークし
た後、図１（ｂ）に示すような所定のパターンが形成さ
れたフォトマスク１３を配置し、露光を行う。この後、
現像剤として例えば東京応化社製、ＮＭＤ−３（商品
名）の２．３８％溶液を用いて現像を行うことにより図
１（ｃ）に示すとおり表面に微細な円柱状の凸部１２ｂ
が形成される。以上、感光性樹脂塗布から露光に至る一
連の工程をフォトリソ工程と呼ぶ。
【００４５】図１（ｂ）の工程において、円柱状の凸部
を形成するために使用したフォトマスク１３の光透過部
の形状は円形であり、その配置はランダムとした。さら
に、円形パターンのエッジ間隔は、一回のフォトリソ工
程で作製する隣り合う凸部が互いに連結しないように、
最小２μｍとし、３回のフォトリソ工程を経て形成され
る凸部の面積が画素の全面積の約８０％となるように設
計した。
【００４６】この後、ガラス基板１１の凸部１２ｂを好
ましくは１２０〜２５０℃で熱処理を行うと、図１
（ｄ）に示すように角がとれて表面が滑らかな凸部１２
ｃが形成される。本実施形態１では１８０℃で３０分間
の熱処理を行った。以後、本工程を熱処理工程と呼ぶ。
【００４７】さらにこの後、図１（ａ）〜（ｄ）で示し
た、フォトリソ工程から熱処理工程に至る一連の工程を
複数回、繰り返し行う。本実施形態１では、図１（ｅ）
〜（ｈ）及び図１（ｉ）〜（ｌ）に示すように、さらに
２回のフォトリソ工程および熱処理を繰り返し行った。
【００４８】表１にそれぞれの工程における設定条件を
示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】なお、本実施形態１においては、複数回の
熱処理工程の処理温度はすべて一律１８０℃としたが、
架橋性に劣るポリマーを用いた場合は前工程で形成した
凹凸形状がさらに安定となるように、前工程での熱処理
温度よりも後工程の熱処理温度を低くすることが望まし
い。
【００５１】次に、図１（ｍ）に示すように光反射機能
を有する薄膜（以下、反射膜と称する）１４として金属
薄膜を形成する。本実施形態１においてはＡｌを真空蒸
着することにより薄膜形成を行う。材料としては、Ａｌ
の他にも、反射率が高くて薄膜形成の行いやすいＮｉ、
Ｃｒ、Ａｇ等の金属を用いることもできる。また、反射
膜１４の膜厚は、０．０１〜１．０μｍ程度であること
が望ましい。
【００５２】以上の作製工程により、反射板１５を得る
ことができる。
【００５３】反射板１５表面の凸部形状を観察すると、
少なくとも一部に連続な曲面を有し、ゆるやかな起伏を
有した円錐状の山型で、その頂点部分の配置はランダム
であった。また、反射板１５表面の傾斜角度分布を干渉
顕微鏡を用いて測定し、その結果を図２（ａ）に示す。
本実施形態１の反射板１５において、傾斜角度が０度以
上２度未満（以後平坦部と称する）の存在比率が絵素面
積の約１７％である。
【００５４】さらに、反射板１５を実際に液晶表示装置
に採用した場合を想定し、反射板１５の反射特性を測定
した。このときの測定方法を図３に示し、結果を図４
（ａ）に示す。
【００５５】図３のように、測定には反射板１５の表面
にＵＶ硬化接着剤１６を塗布し、ガラス基板（測定用）
１７を密着させたものを用いた。実際の液晶表示装置と
同じ条件を再現するために、ＵＶ硬化接着剤１６は液晶
層およびガラス基板１７と同じ屈折率（１．５）を有す
るものを使用し、液晶層とガラス基板１７との界面状態
が測定結果に及ぼす影響はないものとした。よって、本
測定で得られた結果は反射板１５の表面と液晶層との境
界における反射特性を与えるものと考えることができ
る。光源１８から反射板１５へ照射される入射光１９の
反射光２０をフォトマルチメーター２１で検出すること
により反射特性を測定した。入射光１９に対応する正反
射方向２２を０度としフォトマルチメーター２１を移動
させながら反射光強度を測定する。このときのフォトマ
ルチメーター２１と正反射方向２２とのなす角が測定角
度２３であり視角に対応する。リファレンスとして、正
反射方向と３０度の角度をなす方向から標準白色板に入
射させた光を法線方向で受光したときの反射強度を１０
０とし、測定値をリファレンスに対する比率として算出
した。
【００５６】図４において、横軸は測定角度を、縦軸は
上述の方法で算出した反射光強度を表すものである。本
実施形態１の反射板１５は、図４（ａ）に示すように、
０度方向の反射率が最も強いが、−４５度〜＋４５度の
広い範囲内で常に６０％を越える反射光強度を得た。−
３０度〜＋３０度の範囲では常に１６０％を越える反射
光強度を得ることができた。従来のように、反射光強度
が極端に増大していた正反射成分を抑制する代わりに、
本実施形態１の反射板１５は、上記の広い視角範囲内に
おいて常に明るい表示を与えた。
【００５７】尚、上記反射板１５の感光性樹脂材料は、
上記の商品名ＯＦＰＲ−８００に限定されない。すなわ
ち、ネガタイプ、ポジタイプに拘わらず、少なくともフ
ォトリソ工程を用いてパターニングできる感光性樹脂で
あれば使用可能である。使用可能な材料としては、東京
応化社製、商品名ＯＭＲ−８３、ＯＭＲ−８５Ｏ、ＮＮ
Ｒ−２０、ＯＦＰＲ−２、ＯＦＰＲ−８３０、ＯＦＰＲ
−５０００、Ｓｈｉｐｌｅｙ社製の、商品名ＴＦ−２
０、１３００−２７、１４００−２７、東レ社製の、商
品名フォトニース、積水ファインケミカル社製の商品名
ＲＷ１０１、日本化薬社製の、商品名Ｒ１０１、Ｒ６３
３等を挙げることができる。
【００５８】また、ポジタイプ、ネガタイプのどちらで
あるかに応じて、作製するフォトマスクのパターン形状
をポジとするかネガとするかを考慮する必要がある。
【００５９】さらに、反射板１５の基板としては、透明
なガラス製の基板を採用したが、Ｓｉ基板のような不透
明基板でも同様の効果が発揮され、この場合には基板上
に容易に回路を集積できるという利点がある。
【００６０】さらに、表面内に、２種類以上の屈折率の
異なる領域を有するような表面形状が平坦な反射板であ
っても、同様の効果が発揮され、この場合には、反射表
面上に形成される電極のパターニングが良好になった
り、液晶の配向も良好になるという利点がある。
【００６１】（実施形態２）以下に実施形態２における
本発明の反射板及びその作製方法を説明する。
【００６２】本実施形態２の反射板の作製方法を以下に
説明する。
【００６３】図５（ａ）〜（ｉ）に本実施形態２の反射
板の作製工程を示す。図５（ａ）に示すように、厚さ
１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社製：商品名７０
５９）３１の片面に、感光性樹脂３２ａとしてネガタイ
プ感光性樹脂（新日鐡化学社製：商品名Ｖ２５９ＰＡ）
を所望とする膜厚が得られるよう、好ましくは５００ｒ
ｐｍ〜３０００ｒｐｍでスピンコートする。本実施形態
２においては、１０００ｒｐｍで３０秒間塗布し、感光
性樹脂３２ａを１．２μｍの厚みに成膜する。次に、こ
の基板を１００℃で３０秒間プリベークした後、図５
（ｂ）〜（ｃ）に示すように，所定のパターンが形成さ
れたフォトマスク３３を配置し、露光後、４％ＣａＣＯ
3 溶液を用いて現像を行い、光が遮光された部分の表面
に微細な凸部３２ｂを形成する。
【００６４】次に、ガラス基板３１上の凸部３２ｂを２
００〜２４０℃で熱処理すると凸部３２ｂの角が取れて
滑らかになった後に硬化し、図５（ｄ）に示すような、
滑らかな凸部３２ｃが形成される。本実施形態２におい
ては２２０℃で３０分間の熱処理を行った。
【００６５】次に、図５（ｅ）に示すように、感光性樹
脂３４ａとしてポジタイプ感光性樹脂（日本合成ゴム社
製：商品名ＭＦＲ）を所望とする膜厚が得られるよう、
好ましくは５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍでスピンコー
トする。本実施形態２においては２０００ｒｐｍで３０
秒間樹脂を塗布した後、感光性樹脂３４ａを０．５μｍ
の厚みに成膜する。
【００６６】さらに、１００℃で３０秒間プリベークし
た後、図５（ｆ）のように所定のパターンが形成された
フォトマスク３５を配置し、露光した。このとき、１回
目のフォトリソ工程で形成されたネガ型感光性樹脂の凸
部には光が当たらないようにマスクが設計されているの
で、凸部の形状はくずれない。本実施形態２で円柱状の
凸部を形成するために使用したマスクの遮光部の形状は
円形であり、その配置はランダムである。さらに、１回
のフォトリソ工程で形成する円型パターンの端部間隔は
最小２μｍとし、２回のフォトリソ工程を経て形成され
る凸部の面積（存在比率）が画素の全面積に対して約８
０％となるように設計した。その後、１％ＫＯＨ溶液を
用いて現像を行うと図５（ｇ）のように表面に微細な凸
部３４ｂが形成される。このように、最初にネガタイプ
感光性樹脂を用い、次いでポジタイプ感光性樹脂を用い
ることで安定した形状が得られる。これは、先のフォト
リソ工程で形成した凸部が、２度目のフォトリソ工程の
露光の際にフォトマスクで遮光されるためである。
【００６７】ガラス基板３１上の凸部３４ｂを１４０〜
２４０℃で熱処理することにより、角がとれて滑らかな
形状となった後に硬化し、図５（ｈ）に示すように滑ら
かな凸部３４ｃが形成される。本実施形態２においては
１８０℃で１０分間熱処理を行う。
【００６８】以上の工程を行った後、図５（ｉ）に示す
ように表面に反射膜３６を形成した。反射膜３６の材料
としては、反射率が高く薄膜形成のしやすいＡｉ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属を挙げることができる。膜厚
としては０．０１〜１．０μｍ程度の範囲が適当であ
る。本実施形態２においてはＡｌを真空蒸着することに
より反射膜３６を形成した。
【００６９】以上のようにして反射板３７が完成する。
【００７０】本実施形態２で形成した反射板３７表面の
凸部の形状は、ゆるやかな起伏を有した円錐状の山型で
その頂点部分の配置はランダムである。凸部３４ｃの直
径は２０μｍ、凸部５３ｃの直径は１０μｍであった。
この時の反射板３７表面の傾斜角度分布を干渉顕微鏡を
用いて測定した結果を図２（ｄ）に示す。マスクで設計
した形状が正しく反映されて、平坦部の存在比率が全体
の約２０％となった。さらに、反射板３７の反射特性を
測定した結果を図４（ｂ）に示す。測定方法については
本発明実施形態１において説明した方法と同様である。
図４（ｂ）において、−４５度〜＋４５度の広範囲で常
に６０％を越えた。特に、−３０度〜＋３０度の範囲で
は常に１５０％を越える強い反射光強度を得ることがで
きた。つまり反射板３７は上記の広い視角範囲内におい
て明るい表示を与えることがわかった。言い換えると、
従来とは異なり、光強度が極端に増大している正反射成
分を抑制することができた。
【００７１】（比較形態１）以下、比較形態１の反射板
の作製方法およびその反射特性を示す。
【００７２】図２１（ａ）〜（ｊ）に比較形態１の反射
板の作製工程を示す。図２１（ｆ）〜（ｊ）は上面から
観察した図であり、図２１（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、
図２１（ｆ）〜（ｊ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００７３】図２１（ａ）及び（ｆ）に示すように、厚
さ１．１ｍｍのガラス基板（例えば、コーニング社製：
商品名７０５９）１２１の片面に、感光性樹脂１２２ａ
として例えば、東京応化社製：商品名 ＯＦＰＲ−８０
０を所望とする膜厚が得られるよう、好ましくは５００
ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍでスピンコートする。本比較形
態１においては１０００ｒｐｍで３０秒間塗布し、感光
性樹脂１２２ａを１．２μｍの厚みに成膜する。次に、
この基板を１００℃で３０秒間プリベークした後、図２
１（ｂ）及び（ｇ）に示すように所定のパターンが形成
されたフォトマスク１２３を配置し、露光後、現像を行
い、図２１（ｃ）及び（ｈ）に示すようにガラス基板１
２１表面に凸部１２２ｂを形成した。円柱状の凸部１２
２ｂを形成するために使用したマスクの遮光部の形状は
繊細な円形であり、その配置はランダムである。１回の
フォトリソ工程で形成する隣り合う凸部１２２ｂ同士が
連結することを防ぐため、円型パターンの端部間隔は最
小２μｍとし、フォトリソ工程を経て形成される凸部１
２２ｂの面積が画素の全面積に対して約４０％となるよ
うに設計した。
【００７４】次に、ガラス基板１２１上の凸部１２２ｂ
を好ましくは１２０〜２５０℃で熱処理することにより
凸部１２２ｂの角がとれて滑らかな形状となった後に硬
化し、図２１（ｄ）及び（ｉ）に示すように滑らかな凸
部１２２ｃが形成された。本比較形態２においては、１
８０℃で３０分間の熱処理を行った。
【００７５】以上の工程を行った後、図２１（ｅ）及び
（ｊ）に示すように表面に反射膜１２４を形成する。反
射膜１２４の材料としては、Ａｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｇな
どの金属を挙げることができる。膜厚としては０．０１
〜１．０μｍ程度の範囲が適当である。本比較形態１に
おいてはＡｌを真空蒸着することにより反射膜１２４を
形成した。
【００７６】以上のようにして、反射板１２５を得るこ
とができた。
【００７７】本比較形態１で形成した滑らかな凸部１２
２ｃの形状は基板上方から見ると、ゆるやかな起伏を有
した円錐状の山型でその頂点部分の配置はランダムであ
る。この反射板１２５表面の傾斜角度分布を干渉顕微鏡
を用いて測定した結果を図２（ｃ）に示す。さらに反射
板１２５の反射特性を測定し、その結果を図４（ｃ）に
示す。測定方法については本発明実施形態１において説
明した方法と同様である。
【００７８】図２（ｃ）において、反射板１２５表面の
平坦部の存在比率は６０％近くを占めている。また、図
４（ｃ）によれば、本比較形態２における反射板１２５
の反射特性は、−１５度〜＋１５度の範囲で反射光強度
が大きく、±１５度を越えると急激に反射光強度が低下
した。さらに、−５度〜＋５度範囲の反射強度は、それ
以外の角度方向への反射強度と比較した場合、突出して
強大となった。
【００７９】このように、広い範囲で強い反射強度が得
られないのは、基板上の平坦部分の存在比率が大きく、
入射光の大部分が正反射成分となって反射するためと考
えられる。
【００８０】（比較形態２）以下、比較形態２の反射板
の作製方法およびその反射特性を示す。
【００８１】比較形態１と同様に、本比較形態２におい
て形成した反射板の作製工程を図６（ａ）〜（ｊ）に示
す。図６において、１１１はガラス基板、１１２ａは感
光性樹脂、１１２ｂは円錐状の凸部、１１２ｃは滑らか
な凸部、１１４は反射膜、１１５は反射板である。マス
ク設計の際、円柱状の凸部１１２ｂを形成するために使
用したマスク１１３の遮光部の形状は繊細な円形であ
り、その配置はランダムとした。本比較形態２において
は画素領域での平坦部分の割合を少なくするため、円形
パターンの端部間隔は最小０．５μｍとし、フォトリソ
工程を経て形成される凸部の面積が画素の全面積に対し
て約８０％となるように設計した。
【００８２】以後、上記比較形態１と同様、フォトリソ
工程と熱処理工程を経て、反射板を作製した。
【００８３】以上のような構成の反射板について表面の
傾斜角度分布を干渉顕微鏡を用いて測定した結果を図２
（ｄ）に示す。図２（ｄ）において、反射板１１５の平
坦部の存在比率は５０％近くとなっている。
【００８４】さらに本比較形態２における反射板の反射
特性を測定し、その結果を図４（ｄ）に示す。測定方法
については、上記実施形態１において説明した方法と同
様である。 図４（ｄ）より、−１５度〜＋１５度の比
較的狭い範囲でのみ、反射光強度が大きく、特に、−５
度〜＋５度の反射強度が突出して大きくなっていること
がわかる。
【００８５】凸部１０２ｂの存在比率を基板全面積に対
して約８０％と非常に大きく設計したにもかかわらず、
このように正反射成分が極めて多くなったのは以下の理
由による。すなわち、一度のフォトリソ工程で形成する
隣り合う凸部同士の間隔を０．５μｍと大変狭く設計し
たために凸部同士が溶融されて連結したために平坦部分
の存在比率が高まったからである。つまり、多数の凸部
が連結して大きな一つの塊をなし、熱だれによって曲線
を形成するのはこの大きな塊の周縁部のみで、結果とし
てそれ以外の部分は平坦部分として残存したためであ
る。
【００８６】（実施形態３）以下に実施形態３の本発明
の反射板及びその製造方法について説明する。
【００８７】図７（ａ）〜（ｄ）に実施形態３における
本発明の反射板の作製工程を示す。図７（ａ）に示すよ
うに、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（例えば、コーニン
グ社製：商品名７０５９）５１の一方の面に、スパッタ
リング法により酸化物を成長させ、図７（ｂ）のような
酸化物膜５２を形成する。酸化物膜５２としてはＳｉＯ
2、Ａｌ2Ｏ2、ＳｉＯ、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＩＴＯ（ｉ
ｎｄｉｕｍ ｔｉｎｏｘｉｄｅ） 等を用いることもで
きる。酸化物膜５２の膜厚は後に感光性樹脂によって形
成する凸部の大きさ、さらに結果として出来上がる反射
板の反射特性を考慮し、０．０１〜１μｍの範囲にある
ことが好ましい。本実施形態３においては、酸化物膜５
２としてＳｎＯ2 を用い、０．１μｍの厚さに成長させ
た。
【００８８】次に、フォトリソ工程として以下の手順で
作製を行う。フッ化水素酸（４７％溶液）と硝酸（６０
％溶液）とを重量比１：１００の割合で混合した２５℃
の溶液に、酸化物膜５２を形成したガラス基板５１を１
０分間浸積してエッチング処理を行った。これにより、
図７（ｂ）に示すように、ガラス基板５１の一方の面に
凹凸５３を形成する。
【００８９】以上のようにしてガラス基板５1表面に形
成した酸化物膜５２に対してエッチング処理を行い、基
板上に微細な凹凸５３を形成した上に、感光性樹脂を塗
布し、さらにフォトリソ工程及び熱処理工程を経て、図
７（ｃ）に示すような感光性樹脂による凹凸５４を設け
る。凹凸５４を得る手法については、実施形態１または
２で説明した方法と同様のものを用いることができる。
次に、図７（ｄ）に示すように、基板表面に反射膜５５
を形成する。本実施形態３においてはＡｌを真空蒸着す
ることにより薄膜形成を行った。Ａｌの他にも反射率が
高くて薄膜形成の行いやすいＮｉ、Ｃｒ、Ａｇ等の金属
を用いることもできる。また、反射膜５５の膜厚は０．
０１〜１．０μｍ程度であることが好ましい。
【００９０】以上の作製工程により、本実施形態３の反
射板５６を得ることができる。そして、この反射板５６
において傾斜角度分布を干渉顕微鏡を用いて測定した。
反射板５６表面の凹凸は、無機酸化物と感光性樹脂によ
って形成された構成となっている。このように、フォト
リソ工程と熱処理工程で形成された凹凸部以外の平坦部
分にも、あらかじめ微細な凹凸が形成されているため、
平坦部の存在比率は全体の４０％以下となり、正反射成
分を減少させ、−４５度〜＋４５度の広範囲で常に６０
％を越える反射強度を与える反射板となった。
【００９１】また、本実施形態３において、あらかじめ
基板に作製する微細な凹凸パターンの直径を２μｍとす
るがこの限りではなく、フォトリソ工程で作製される凹
凸パターンの直径よりも小さく、かつ凹凸同士が重なら
ないように形成すればよい。
【００９２】（実施形態４）以下に実施形態４の反射板
及びその製造方法について説明を行う。
【００９３】図８（ａ）〜（ｃ）に本実施形態４におけ
る本発明の反射板の作製方法を示す。図８（ａ）に示す
ようにガラス基板６１の一方の面に、微粒子６２を添加
した有機絶縁性樹脂６３を塗布する。本実施形態４にお
いては、ガラス基板６１として厚さ１．１ｍｍのもの
（例えば、コーニング社製：商品名７０５９）を用い
た。微粒子６２として本実施形態４では粒径０．５μｍ
の球形のＳｉＯ2 を用いた。微粒子６２の材料としては
ＳｉＯ2 の他にも、ガラス、プラスチック、金属等を用
いてもよい。形状としては、球形、繊維状、錘形等の定
形、不定形を問わず何れの微粒子も使用することができ
る。微粒子６２の添加量は有機絶縁性樹脂６３の１０％
程度が好ましい。また、有機絶縁性樹脂６３としては例
えば、東京応化社製、ＯＣＤ ｔｙｐｅ７を挙げること
ができる。尚、有機絶縁性樹脂６３としてはこの他にも
熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等、各種樹脂を使用するこ
とができる。
【００９４】微粒子６２を添加した有機絶縁性樹脂８３
は所望とする膜厚が得られるよう、スピンコート法によ
り好ましくは５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで基板８１
上に塗布する。本実施形態４においては１０００ｒｐｍ
で３０分間スピンコートし、９０℃で３分間、さらに２
５０℃で６０分間の熱処理を行って硬化させた。このと
きの膜厚は１μｍとした。
【００９５】以上の工程により、ガラス基板６１の表面
に多数の微細な、微粒子６２による凹凸が形成される。
【００９６】この後、図８（ｂ）に示すように、実施形
態１または２と同様の方法で、さらに表面に感光性樹脂
からなる凹凸６４を形成する。さらに、図８（ｃ）に示
すように反射膜６５を形成すると、本実施形態４の反射
板６６が完成する。
【００９７】反射板６６表面の凹凸は、微粒子と感光性
樹脂によって形成された構成となっている。このよう
に、フォトリソ工程と熱処理工程で形成された凹凸部以
外の平坦部分にもあらかじめ微細な凹凸が形成されてい
るため、平坦部の存在比率は全体の４０％以下となり、
正反射成分を低減し、−４５度〜＋４５度の広範囲で常
に６０％を越える反射強度を与える反射板となった。
【００９８】ガラス基板６１に予め凹凸を形成する方法
としては、上記のように微粒子を添加する方法以外に
も、サンドブラスト法、ポリッシュ法等の方法も採用す
ることもできる。また、予め基板に形成する微細な凹凸
パターンの直径は０．５μｍとしたが、用いる樹脂の性
質に応じてフォトリソ工程で形成される凹凸の直径より
も小さく、かつ凹凸同士が重ならないように形成するこ
とができれば、それ以外の径でも何ら構わない。
【００９９】（実施形態５）以下に実施形態５における
本発明の反射板及びその作製方法を図面に基づいて説明
する。
【０１００】まず、本実施形態５の反射板の製造方法に
ついて説明を行う。
【０１０１】図９（ａ）〜（ｌ）に実施形態５における
本発明の反射板の作製工程を示す。図９（ｇ）〜（ｌ）
は上面図を示し、図９（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ（ｇ）
〜（ｌ）中のＡ−Ａ’断面図を示す。
【０１０２】まず、フォトリソ工程を行う。図９（ａ）
及び（ｇ）に示すように、厚さ１．１ｍｍのガラス基板
（商品名７０５９、コーニング社製）７１の一方の面
に、感光性樹脂７２ａとして例えば、東京応化学社製、
ＯＦＰＲ−８００（商品名）をスピンコート法により
１．２μｍの厚みに成膜する。次に１００℃で３０秒間
プリベークした後、図９（ｂ）及び（ｈ）に示すよう
に、所定のパターンが形成されたフォトマスク７３を配
置し、露光を行う。本実施形態５においてはフォトマス
ク７３として、光透過部の円形をランダムに配置させた
ものを用いた。さらに、現像剤として例えば東京応化社
製、ＮＭＤ−３（商品名）の２．３８％溶液を用いて現
像を行うことにより図９（ｃ）及び（ｉ）に示すとおり
表面に微細な円柱状の凹部７２ｂを形成する。尚、本実
施形態５では感光性樹脂７２ａとしてネガタイプのもの
を用いたので上記のようなパターンのフォトマスク７３
を用いたが、感光性樹脂７２ａとしてポジタイプのもの
を用いた場合にはマスクパターンを反転させる必要があ
る。
【０１０３】次に、この基板を好ましくは１２０〜２５
０℃で熱処理すると、図９（ｄ）及び（ｊ）に示すよう
に，角がとれて表面が滑らかな凹凸７２ｃ連続面が形成
されたのち、硬化する。本実施形態５では２００℃で３
０分間の熱処理を行った。
【０１０４】この後、図９（ｅ）及び（ｋ）に示すよう
に、凹凸７２ｃをさらに滑らかにするために、凹凸７２
ｃの上にさらに感光性樹脂を堆積する。この感光性樹脂
の材料としては上記の感光性樹脂７２ａと同じものを用
い、これをスピンコート法により厚み約０．３μｍに成
膜する。この後、加熱処理を行うことによって感光性樹
脂が熱だれを起こし、２層目の凹凸７４が形成される。
本実施形態５においては２００℃で３０分間の加熱処理
を行った。本工程により、さらに滑らかで平坦部の少な
い凹凸表面が形成される。
【０１０５】以上の工程を行った後、図９（ｆ）に示す
ように表面に反射膜７５を形成する。また、図９（ｌ）
中の点線は、反射膜を７５を形成したときの基板表面の
等高線を示すものである。本実施形態５においてはＡｌ
を真空蒸着することにより反射膜７５を形成する。Ａｌ
の他にも、実施形態１に示した金属なら何れでも用いる
ことができる。尚、反射膜７５の厚みは好ましくは０．
０１〜１．０μｍ程度である。
【０１０６】以上の工程により、本実施形態５の反射板
７６が完成する。
【０１０７】以下に、本実施形態５の反射板７６につい
て説明を行う。
【０１０８】反射板７６の表面形状を干渉顕微鏡を用い
て基板上方から観察した結果を図１０に示す。反射板７
６表面には、図１０の断面形状で示されるゆるやかな起
伏を有するくぼみがランダムに配置されていることがわ
かる。また、図２（ｅ）に示すように平坦部の存在比率
が１２％と低い割合にとどまった。
【０１０９】さらに、実施形態１と同様の方法を用いて
反射板７６の反射特性を測定し、測定結果を図４（ｅ）
に示す。反射板７６の反射特性は、−４５度〜＋４５度
の広い範囲で６０を越え、−３５度〜＋３５度の範囲で
は標準白色板を越える明るさが得られた。
【０１１０】以上のように本実施形態５では、２度目に
塗布した感光性樹脂が、熱だれ工程の際、円形のくぼみ
の隅や底部に溜まることによって、１回のフォトリソ工
程でゆるやかな起伏を有する円形のくぼみをランダムに
構成することにより、実施形態１から４で得られた反射
板と同様、良好な特性を有する反射板を得られた。
【０１１１】尚、本実施形態５において、フォトリソ工
程で作製した凹部の表面形状（すなわち、基板面に平行
な面）を円形の凹部としたが、多角形の凹部であっても
同様の効果を得ることができる。
【０１１２】反射板のどのような光学特性が、液晶表示
装置を作成して目視で観察したときの明るさに最も寄与
するかを検討した。その結果、単一光源下での反射強度
の視角依存性が、複数光源下での目視による明るさに影
響を与えることを見いだした。以下にその詳細を述べ
る。
【０１１３】図１６（ａ）に示すように、光源２００が
唯一つ設置された場合、ごく限られた方向からの入射光
２０１しか存在しない。このため、反射板２０３上での
入射光２０１強度は、一方向のみで強くなる。一方、図
１６（ｂ）に示すように、光源２００が複数箇所に設置
された場合、あらゆる方向からの入射光２０１が存在す
る。このため、入射光２０１の偏りが単一光源の場合に
比べて小さくなる。図１６（ｂ）のような状況下では、
図１７（ａ）に示す実施例形態１から５で得られた、−
４５度〜４５度の広い視角範囲にわたって標準白色板比
６０％以上の反射強度を与えるような反射板２０４ａに
よれば、図１８（ａ）で示すように、広い視角範囲に相
当するコーンに入射する入射光を集めることができる。
すなわち、光路が可逆性を有するため、広い範囲で入射
光２０１を集光できることに伴って、反射光２０２の強
度が向上するという効果が観察されたものと考えられ
る。一方、図１７（ｂ）に示すような正反射成分の大き
い、狭い範囲に反射光が集中する比較形態の反射板２０
４ｂによれば、図１８（ｂ）に示すように狭い範囲の限
られた方向の入射光２０１しか集光できないので、反射
光２０２において明るさの向上が期待できないといえ
る。
【０１１４】そこで、４５度の視角方向での反射率が異
なる反射板を用いて作成した液晶表示装置を作成し、表
示の明るさを調べたところ、表２のようになった。明る
い表示を得るためには、４５度の視角方向での反射率が
６０％以上の光学特性を有する反射板が必要であること
がわかった。
【０１１５】
【表２】
【０１１６】さらに、反射板の凹凸形状と光学特性との
関係を調べる、反射板の平坦部の存在比率と正反射方向
から４５度での反射率を測定した。図２２から、平坦部
が増加するほど、正反射成分の割合が増加するため、４
５度の視角方向での反射率が小さくなることがわかる。
また、明るい反射特性を得るためにはその平坦部の存在
比率を４０％以下にする必要があることもわかった。
【０１１７】（実施形態６）上記本発明の反射板を搭載
した反射型液晶表示装置について説明を行う。
【０１１８】本実施形態６の反射型液晶表示装置では、
実施形態５の反射板と同様の表面状態を有する反射板を
搭載し、偏光板を使用しないゲストホストモード型液晶
を採用する。
【０１１９】図１１に本実施形態６の本発明の反射型液
晶表示装置の構成を示す。
【０１２０】図１１において、アクティブマトリクス基
板としての機能を備えた反射板８１を所定の間隔を隔て
てカラーフィルタ８２を備えた対向基板８３と貼り合わ
せ、その内部に液晶層８４が封入されている。液晶層８
４としては本実施形態６においてはゲストホストモード
を用いた。これは、上記反射板８１が、偏光保持される
割合が小さく、１枚偏光板を用いる複屈折型表示モード
と組み合わせると表示のコントラスト比が低下するとた
めである。
【０１２１】本実施形態６の反射板８１は以下の構成と
なっている。絶縁性基板８５として例えばガラス基板に
薄膜トランジスタ８６が形成され、薄膜トランジスタ８
６のドレイン電極に接続された画素電極８７が設けられ
ている。これらを覆うようにして感光性樹脂８８が形成
されている。感光性樹脂８８は、上記実施形態１から５
における反射板においてガラス基板上に形成した感光性
樹脂に相当し、その表面には実施形態１から５で示した
手法によって凹凸が形成されている。感光性樹脂８８の
上には、実施形態１から５の反射板での反射膜に相当す
る反射画素電極８９がマトリクス状に形成されおり、各
薄膜トランジスタとはコンタクトホール９０を介して電
気的に接続されている。さらに、反射画素電極８９を覆
うように全面に配向膜９１が形成されている。また、反
射板８１の表面状態は、上記実施形態５の反射板と同様
である。以上がアクティブマトリクス基板としての機能
を兼備する反射板８１の構成である。
【０１２２】一方の対向基板８３にはガラス等からなる
絶縁性基板８５の上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
三色からなるカラーフィルタ８２が設けられ、その上に
はカラーフィルタ８２に各画素間の段差を緩和するため
の平坦化層９２、対向電極９３、さらに配向膜９１が順
に形成されている。
【０１２３】上記反射型液晶表示装置の作製にあたって
は、使用する反射板８１に対して液晶層の物性を中心と
した諸条件の最適化を行った。
【０１２４】まずセル厚みであるが、厚くすれば色素分
子による吸収が高められることによりはっきりとした黒
色を表示できる一方、応答速度がセル厚みの二乗に比例
して低下するという因子がより支配的である。したがっ
て、この応答速度を第一に考慮し、実用化条件である２
００ｍｓを満足するよう、セル厚の上限を１０μｍ、好
ましくは７μｍに設定する。他方、下限としてはコント
ラスト及び作製時の便宜上、３μｍ、好ましくは４μｍ
とする。本実施形態６においてはセル厚みを５μｍとし
て作製した。ここで述べるセル厚とは、凹凸形成されて
いないコンタクトホール部で測定した値から、樹脂層と
金属層との厚みを差し引いた値である。
【０１２５】液晶のツイスト角であるが、好ましくは１
８０度〜３６０度とする。つまり、ゲストホスト型液晶
において、液晶（ホスト）の配向状態に一致して配向す
る色素分子（ゲスト）が自然光を吸収する必要があるこ
とから下限を１８０度とし、一方、双安定性を考慮して
上限を３６０度としたことによる。本実施形態６におい
てはツイスト角を２４０度とした。
【０１２６】液晶の複屈折Δｎであるが、上記の範囲で
ツイスト角を設定すると入射光が液晶のツイストに追随
できないため、実際の表示品位、特にコントラスト比が
Δｎに依存するようになる。図１２に、このときのΔｎ
とコントラストとの関係を示す。ここで、一般に、“見
やすい”とされるコントラスト比は４以上であり、これ
が３．５よりも低ければ“見づらい”とされることか
ら、Δｎを好ましくは０．１５以下、さらに好ましくは
０．１０以下に設定する。本実施形態６においてはΔｎ
を０．０９とした。
【０１２７】また、このツイスト角の領域ではわずかな
セル厚ムラに対してもストライプドメインが発生しやす
くなってヒステリシスが引き起こされるので階調表示が
できなくなる。さらに本発明の液晶表示装置は、表面に
凹凸を有する反射板が液晶層と内接する素子構成である
ため、平坦な反射板ではストライプドメインの生じない
ｄ／ｐ（ｄ：セル厚、ｐ：液晶の自然ピッチ）に設定さ
れた液晶であっても、凹凸反射板の凹凸形状に誘発され
てストライプドメインが発生し、ヒステリシスの原因と
なる。このような不具合が生じることのないよう、スト
ライプドメインが発生しにくく、かつ光学特性にすぐれ
た反射板の凹凸形状について検討した。
【０１２８】Δｎ＝０．０９の液晶に光学活性物を添加
してｄ／ｐが０．５８となるように調節した。この液晶
を使用して、セル厚５μｍ、ツイスト角２４０度である
実施形態７に示す液晶表示装置を作成して、電圧をかけ
て顕微鏡観察した結果、ＧとＢの絵素には凸部と凸部と
の間にある谷にそって、ストライプドメインが発生して
いた。これは、図１３に示すように、本実施形態７で使
用したカラーフィルタの断面形状において、Ｒ絵素はＢ
及びＧの絵素に比べて厚く、最大０．３μｍの段差が存
在しているため、液晶表示装置においてＲの絵素に比べ
てセル厚の大きいＧとＢの絵素にストライプドメインが
発生したと考えられる。
【０１２９】次にｄ／ｐが０．６０となるように調節
し、同様に液晶表示装置を作成した。この条件で、電圧
を印加してもストライプドメインの発生はみられなかっ
た。基板を貼り合わせるときのセル厚ムラのマージンや
カラーフィルターの段差マージンを考慮すれば、ストラ
イプドメインの発生しない液晶層のｄ／ｐは０．６以上
必要であることがわかった。
【０１３０】さらに、ｄ／ｐが０．５８（ピッチが８．
６μｍ）の条件で、凹凸部の直径（φ）を９μｍと５μ
ｍに変化させた場合では、５μｍの方がストライプドメ
インが発生しにくかった。液晶層のピッチが凹凸部の直
径にほぼ等しければ、ストライプドメインが発生しやす
いと考えられる。
【０１３１】さらに、駆動回路の耐圧性、スイッチング
素子及び液晶層の信頼性、携帯性等を考慮した場合、低
消費電力での駆動を行う必要がある。このために、誘電
率異方性Δεを好ましくは４〜１２の間に設定する。こ
れは表３に示すように、Δεが４よりも小さければセル
厚が５μｍで使用する場合、しきい値電圧が３Ｖを越え
てしまう。このため、高耐圧ドライバが必要となり、ス
イッチング素子、液晶層に負担がかかる。Δεが１２を
越えると、短時間のエージングによってもシミや残像が
多発するようになるからである。本実施形態６において
はΔεを７とした。
【０１３２】
【表３】
【０１３３】以上のように、本発明において得られた反
射板と、ゲストホスト型液晶の各パラメータを最適化し
た反射型液晶表示装置を作製した。図１４（ａ）及び図
１５（ａ）に本実施形態６の反射型液晶表示装置の視角
特性を示す。また、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）に従
来の反射板を採用した反射型液晶表示装置の視角特性を
示す。
【０１３４】図１４（ａ）及び（ｂ）において、本実施
形態６の反射型液晶表示装置は、−４５度〜＋４５度の
広い範囲でコントラスト比が３．５以上、明るさが４０
％以上の良好な表示を実現した。これに対し、図１４
（ｂ）及び図１５（ｂ）において、従来の反射板を搭載
した液晶表示装置は、−１５度〜＋１５度のごく狭い範
囲でコントラスト比が３．５以上、明るさが４０％以上
の表示を実現したが、その範囲を越えると明るさが極度
に低下した。
【０１３５】さらに、実施形態５で説明したように、実
施形態６で得られた反射型液晶表示装置を複数光源下で
目視により観察したところ、従来のものより、視角特性
の拡大だけでなく、明るさの絶対値も大きく感じられ
た。
【０１３６】したがって、本発明で得られた反射板とゲ
ストホスト型液晶の各パラメータを最適化した反射型液
晶表示装置を作成したことで、ヒステリシスのない、従
来よりも明るく高コントラストな表示が得られるように
なり、多階調表示が可能となった。そこで、下記実施形
態７のようにカラーフィルタとの組合わせが可能とな
り、実用に耐え得る反射型多色カラーＬＣＤを実現する
ことができた。
【０１３７】（実施形態７）上記実施形態６で作成した
反射型液晶表示装置において、さらにカラーフィルタと
の条件整合を行った反射型液晶表示装置について説明を
行う。
【０１３８】図１９に本実施形態７の反射型液晶表示装
置に搭載されたカラーフィルタ及び従来の反射型液晶表
示装置に搭載されたカラーフィルタの色度図を示す。図
１９おいて△で示す従来のカラーフィルタは、透過光量
を増加させなければならなかったので、その色数は２色
に限られ、しかも色の濃さも薄いものであった。本実施
形態７のカラーフィルタは、○及び●で示すような赤、
青、緑の３色から構成されるもので、それぞれの色の濃
さも従来より濃い。
【０１３９】また、図１３に本実施形態７で使用するカ
ラーフィルタの断面図を示す。
【０１４０】図１３において、カラーフィルタの各絵素
間には最大約０．６μｍの段差が生じており、このまま
対向基板と貼り合わせて液晶層を形成すれば、絵素間の
段差に起因したストライプドメインが発生する。この不
具合を抑制するため、カラーフィルタの上にさらに平坦
化膜を塗布し、絵素間の段差を緩和し段差を０．３μｍ
にとどめた。絵素間の段差が０．３μｍより小さい場
合、平坦化膜なしで使用しても良い。
【０１４１】この結果、カラーフィルタを搭載しても、
ヒステリシスが発生しない色再現性の良い多階調表示が
可能となり、本実施形態７では、明るさ、コントラス
ト、応答速度、信頼性等の点で優れた２５６色以上の多
色表示が低消費電力駆動のもとで可能となった。
【０１４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の反射板によ
れば、周囲光を効率良く利用することができるので、明
るい反射強度が得られる。また、本発明の製造方法によ
れば、設計された反射板を再現性良く作製することがで
きるので、正反射成分が少なく、広い視野範囲にわたり
反射光強度の強い反射板を提供することができ、偏りの
少ない周囲光の下で明るい表示が得られる。また、本発
明の反射板を液晶層と組み合わせて反射型液晶表示装置
用を作成することにより、従来よりも外部光を効率良く
利用することができるので明るさ、コントラストにすぐ
れた表示が実現される。さらに、液晶層の条件を最適化
することにより、明るさ、コントラスト、応答速度、信
頼性、消費電力等の点で優れた特性を有するヒステリシ
スのない多階調の反射型液晶表示装置を提供することが
できる。さらに、カラーフィルタを搭載させることで色
の美しい、多色の反射型カラー表示が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｍ）は実施形態１における本発
明の反射板の作製方法を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は実施形態１における本発明の反射
板表面の傾斜角度分布を示す。図２（ｂ）は実施形態２
における本発明の反射板表面の傾斜角度分布を示す。図
２（ｃ）は比較形態１における反射板表面の傾斜角度分
布を示す。図２（ｄ）は比較形態２における反射板表面
の傾斜角度分布を示す。図２（ｅ）は実施形態５におけ
る本発明の反射板表面の傾斜角度分布を示す。
【図３】反射板の反射特性の測定方法を示す概念図であ
る。
【図４】図４（ａ）は実施形態１における本発明の反射
板の反射特性を示す。図４（ｂ）は実施形態２における
本発明の反射板表面の反射特性を示す。図４（ｃ）は比
較形態１における従来の反射板の反射特性を示す。図４
（ｄ）は比較形態２における従来の反射板表面の反射特
性を示す。図４（ｅ）は実施形態５における本発明の反
射板表面の反射特性を示す。
【図５】図５（ａ）〜（ｉ）は実施形態２における本発
明の反射板の作製方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｊ）は比較形態２における本発
明の反射板の作製方法を示す上面図及び断面図である。
図６（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、上面図である図６
（ｆ）〜（ｊ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は実施形態３における本発
明の反射板の作製方法を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は実施形態４における本発
明の反射板の作製方法を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｌ）は実施形態５における本発
明の反射板の作成方法を示す断面図及び上面図である。
図９（ａ）〜（ｆ）は、上面図である図９（ｇ）〜
（ｌ）のＡ−Ａ ’断面図である。
【図１０】実施形態５における本発明の反射板の断面形
状を示すグラフである。
【図１１】実施形態６における反射型液晶表示装置の構
成を示す断面図である。
【図１２】液晶表示装置におけるコントラスト比と複屈
折率Δｎとの関係を示すグラフである。
【図１３】実施形態６及び７で用いるカラーフィルタの
断面形状を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は実施形態６における反射型液
晶表示装置の視覚特性（明るさ）を示す図である。図１
４（ｂ）は従来の反射型液晶表示装置の視覚特性（明る
さ）を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は実施形態６における反射型液
晶表示装置の視覚特性（コントラスト比）を示す図であ
る。図１５（ｂ）は従来の反射型液晶表示装置の視覚特
性（コントラスト比）を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）及び（ｂ）は、光源状態による
入射光の違いを示す図である。
【図１７】図１７（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明
及び従来の反射板の単一光源下での反射特性の違いを示
す図である。
【図１８】図１８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明
及び従来の反射板の反射特性を示す図である。
【図１９】本発明及び従来の反射型液晶表示装置に搭載
されるカラーフィルタの構成色の色度を示す図である。
【図２０】図２０（ａ）〜（ｌ）は従来の反射板の作製
方法を示す断面図及び上面図である。図２０（ａ）〜
（ｆ）は、上面図である図２０（ｇ）〜（ｌ）のＡ−
Ａ’断面図である。
【図２１】図２１（ａ）〜（ｊ）は比較形態１における
本発明の反射板の作製方法を示す上面図及び断面図であ
る。図２１（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、上面図である図
２１（ｆ）〜（ｊ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図２２】反射板表面の形状と反射光強度との関係を示
す図である。
【符号の説明】
１１、３１、５１、６１、７１、８１、１０１、１１
１、１２１ ガラス基板 １２ａ、３２ａ、３４ａ、７２ａ、１０２ａ、１０４、
１１２ａ、１２２ａ感光性樹脂 １２ｂ、３２ｂ、３４ｂ、１０２ｂ、１１２ｂ、１２２
ｃ 凸部 １２ｃ、３２ｃ、３４ｃ、１０２ｃ、１１２ｃ、１２２
ｃ 滑らかな凸部 １３、３３、３５、７３、１０３、１１３、１２３
フォトマスク １４、３６、１１４、５５、６５、７５、１０５、１１
４、１２５ 反射膜 １５、３７、６６、７６、１０６、１１５、１２５、２
０３、２０４ａ、２０４ｂ 反射板 １６ ＵＶ硬化樹脂 １７ ガラス板 １８、２００ 光源 １９、２０１ 入射光 ２０、２０２ 反射光 ２１ フォトマルチメーター ２２ 正反射方向 ２３ 測定角度 ５２ 酸化物膜 ５３、５４、６４、７２ｃ 凹凸 ６２ 微粒子 ６３ 有機絶縁性樹脂 ７２ｃ 凹部 ７４ ２層目の凹部 ８１ 反射基板 ８２ カラーフィルタ ８３ 対向基板 ８４ 液晶層 ８５ 絶縁性基板 ８６ 薄膜トランジスタ ８７ 画素電極 ８８ 感光性樹脂 ８９ 反射画素電極 ９０ コンタクトホール ９１ 配向膜 ９２ 平坦化膜 ９３ 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伴 眞理子 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 伊藤 康尚 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中村 浩三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 木村 直史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に凹凸と該凹凸上に光反射機能を
    有する薄膜を形成した反射板において、 ある一方向からの入射光に対する反射光の強度が、正反
    射成分を中心とした−４５度〜＋４５度の視角範囲内
    で、標準白色板に法線方向から３０度をなす角度で入射
    したときの法線方向の反射強度に対して６０％以上であ
    ることを特徴とする反射板。
  2. 【請求項２】 前記凹凸の各々が、少なくとも一部に連
    続な曲面を有し、 前記基板表面における傾斜角度が２度未満の割合が全傾
    斜角度分布中の４０％以下であることを特徴とする請求
    項１記載の反射板。
  3. 【請求項３】 前記凹凸が感光性樹脂によって形成され
    たことを特徴とする請求項１または２記載の反射板。
  4. 【請求項４】 前記凹凸が無機酸化物と感光性樹脂とに
    よって形成されたことを特徴とする請求項１または２記
    載の反射板。
  5. 【請求項５】 前記凹凸が微粒子と感光性樹脂とによっ
    て形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の
    反射板。
  6. 【請求項６】 基板上に凹凸とその上に光反射機能を有
    する薄膜を形成した反射板の作製方法であって、前記凹
    凸を形成するためのフォトリソ工程及び熱処理工程と、
    前記凹凸表面に前記光反射機能を有する薄膜を形成する
    工程とを含む反射板の作製方法において、 前記フォトリソ工程及び熱処理工程を複数回行うことを
    特徴とする反射板の作製方法。
  7. 【請求項７】 前記複数回のフォトリソ工程の内、１回
    の工程で形成する凸部もしくは凹部の形状が一定である
    ことを特徴とする請求項６記載の反射板の作製方法。
  8. 【請求項８】 前記複数回のフォトリソ工程の内、各々
    の工程で形成する凸部もしくは凹部の形状が互いに異な
    ることを特徴とする請求項６または７記載の反射板の作
    製方法。
  9. 【請求項９】 前記複数回のフォトリソ工程における感
    光性樹脂として、最初にネガタイプ感光性樹脂を用い、
    次いでポジタイプ感光性樹脂を用いることを特徴とする
    請求項６乃至８のいずれか記載の反射板の作製方法。
  10. 【請求項１０】 基板上に凹凸と該凹凸上に光反射機能
    を有する薄膜を形成した反射板の作製方法であって、前
    記凹凸を形成するためのフォトリソ工程及び熱処理工程
    と、前記凹凸を形成した面上に前記光反射機能を有する
    薄膜を形成する工程とを含む反射板の作製方法におい
    て、 前記基板に酸化物を形成する工程と、 前記酸化物をエッチングする工程と、 を有することを特徴とする反射板の作製方法。
  11. 【請求項１１】 基板上に凹凸とその上に光反射機能を
    有する薄膜を形成した反射板の作製方法であって、前記
    凹凸を形成するためのフォトリソ工程及び熱処理工程
    と、前記凹凸を形成した面上に前記光反射機能を有する
    薄膜を形成する工程とを含む反射板の作製方法におい
    て、 前記基板に微粒子を添加した有機絶縁性樹脂を塗布する
    工程を有することを特徴とする反射板の作製方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至５のいずれか記載の反射
    板を搭載したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】 液晶層として、ゲストホスト型モード
    を採用したことを特徴とする請求項１２記載の反射型液
    晶表示装置。
  14. 【請求項１４】 前記液晶の複屈折率（Δｎ）が０．１
    ５以下であり、 かつ誘電率異方性（Δε）が４＜Δε＜１２であり、 かつ設定ツイスト角が１８０度以上３６０度以下であ
    り、 液晶セルの厚さが３μｍ以上１０μｍ以下であることを
    特徴とする請求項１３記載の反射型液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】 ３色のカラーフィルタを搭載するとと
    もに、該カラーフィルタの各絵素間の段差が０．３μｍ
    以下であることを特徴とする請求項１２記載の反射型液
    晶表示装置。
JP8308548A 1996-02-27 1996-11-20 反射板及びその作製方法及びその反射板を用いた反射型液晶表示装置 Pending JPH09292504A (ja)

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