JPH10197707A - 反射板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細な寸法と特殊な形状の凹凸を持つ反射板
を現実に製造し得る方法を提供する。 【解決手段】 Ａｌ基板上に断面形状がランダムに連続
する放物状の凹凸を形成したＮ倍オリジナル反射板を作
成する。次に、銅管内にＮ倍オリジナル反射板とＡｌ粉
末材を装填したものに熱間押し出し・伸線加工を施して
細径化した後、銅管とＡｌ粉末材を分離除去することに
より反射板原板を作成する。次に、反射板原板の表面に
Ｎｉ層を形成することによりマイクロ金型とする。その
後、このマイクロ金型を用いてＡｌ膜とＰＥＴからなる
ベースフィルムにプレス加工を施し、マイクロ金型表面
の凹凸をベースフィルムに転写して反射板とする。最後
に、粘着材塗布、切断加工、を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置の一構成要素である反射板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置の表示形態には、
バックライトを備えた半透過型、透過型と呼ばれるもの
と、反射型と呼ばれるものがある。反射型液晶表示装置
は、太陽光、照明光等の外光だけを利用してバックライ
ト無しで表示する液晶表示装置であり、例えば薄型、軽
量化が要求される携帯情報端末等に多く用いられてい
る。高輝度のバックライトを備えた透過型液晶表示装置
に比べて若干暗くなる場合があるという不利はあるもの
の、薄型、軽量に加えて、バックライト用の電源を必要
としない分、消費電力が低減できるという利点を持って
いる。

【０００３】図８は従来一般の反射型液晶表示装置の構
造を示す図であるが、この装置は特に反射板内蔵タイプ
のものである。また、これは単純マトリクス方式の液晶
表示装置の例であって、Ｘ方向とＹ方向の直交するスト
ライプ透明電極４、８を有するガラス基板３、１０の間
に液晶層６が挟み込まれている。外光を取り込む上側か
ら偏光板１、位相差板２、ガラス基板３、透明電極４、
液晶層６が順次配置されている。そして、図８に示す反
射板内蔵型の場合、下側のガラス基板１０の上に反射板
９が設けられ、反射板９上に透明電極８が設けられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】反射型液晶表示装置に
おける反射板は、Ａｌ等の高反射率の金属基板の表面に
凹凸を形成したものであり、この凹凸表面で光が反射す
る。ところが、凹凸の形状が規則的であると反射光の干
渉が生じ、画面上にいわゆる虹が発生して画面が見にく
くなるという問題点があった。また、極めて微細な凹凸
を持つ反射板をどのように量産するかという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、虹の発生を防止することで画面を
見やすくできる反射板を製造する方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【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、本発明の反射板の製造方法は、次工程の熱間押し
出しにより変形可能な基板を材料として、断面形状がラ
ンダムに連続する放物状の凹凸が表面に形成されたＮ倍
オリジナル反射板を作成するＮ倍オリジナル反射板作成
工程と、管体の内部にＮ倍オリジナル反射板と粉末材を
装填し、これに熱間押し出し・伸線加工を施して全体を
細径化した後、管体と粉末材を分離除去することによ
り、Ｎ倍オリジナル反射板が縮小された反射板原板を作
成する反射板原板作成工程と、反射板原板の表面に硬質
層を形成し、この硬質層からなるマイクロ金型を作成す
るマイクロ金型作成工程と、表面がプレス加工により変
形可能な反射板材料からなるベースフィルムに対してマ
イクロ金型によるプレス加工を施し、マイクロ金型表面
の凹凸をベースフィルムに転写することにより反射板を
作成する反射板作成工程、を有することを特徴とするも
のである。

【０００７】本発明の反射板の製造方法は、寸法や形状
が実際に制御できる大きさに凹凸を形成した後、熱間押
し出し加工、伸線加工により相似的に縮小化して所望の
寸法の凹凸を得るというものである。すなわち、まず、
熱間押し出しが可能な基板の表面に最終的に形成すべき
寸法のＮ倍の寸法を持つ凹凸を任意の方法により形成す
る。これをＮ倍オリジナル反射板と呼ぶ。なお、「Ｎ」
は整数に限らず、小数を含む任意の正の値を採ることが
できる。次に、管体と粉末材を利用してＮ倍オリジナル
反射板に熱間押し出し加工、伸線加工を施し、これを１
／Ｎに縮小化して反射板原板とする。この時点で、反射
板原板表面の凹凸は最終的に形成すべき寸法となる。

【０００８】次に、反射板原板は比較的軟質のため、そ
の表面に硬質層を形成して分離し、硬質層からなるマイ
クロ金型とする。そして、このマイクロ金型を用いてベ
ースフィルムのプレス加工を行い、マイクロ金型表面の
凹凸をベースフィルム表面に転写する。すると、既にマ
イクロ金型表面の凹凸が最終的な完成寸法となっている
ので、ベースフィルム表面の凹凸もそのようになり、現
在の加工技術で直接形成できなくても、理論上必要とさ
れる微細な寸法や形状の凹凸を持つ反射板を形成するこ
とができる。

【０００９】また、反射板作成工程においてマイクロ金
型表面の凹凸をベースフィルムに転写した後、ベースフ
ィルムの凹凸の表面に凹凸の形状を維持し得る厚さの鏡
面層を形成してもよい。上記の方法を用いるとプレス加
工により凹凸が形成されてもベースフィルム表面に微細
な傷等が生じ、光の反射率が低下することも考えられ
る。そこで、凹凸の表面にこの種の鏡面層を形成するこ
とにより、凹凸の形状は維持されたままで鏡面層が傷を
覆うため、光の反射率をより向上させることができる。

【００１０】また、反射板作成工程の後に、反射板を所
定の形状または寸法に切断する切断工程を設けてもよ
い。この切断工程を設けた場合、反射板を任意の寸法に
作成した後、種々の液晶表示装置に適用すべき形状や寸
法に合わせることができる。

【００１１】また、Ｎ倍オリジナル反射板作成工程にお
いて凹凸を連続的な曲面に形成する際に、フォトリソグ
ラフィー技術を用いてＮ倍オリジナル反射板の表面に凹
凸を形成することができる。その場合、凹凸に応じた窓
を有するフォトマスクを基板と離間させて配置してボカ
シ露光を行うことにより、凹と凸の連続部分をなだらか
な曲面に形成することができる。また、凹凸の深さに応
じた複数のマスクを用いるとともに光の強度を変化させ
てボカシ露光を行うことにより、凹凸を基板の表面に形
成するようにしてもよい。これはＮ倍オリジナル反射板
表面に凹凸を形成する一つの手段である。

【００１２】また、Ｎ倍オリジナル反射板の材料にアル
ミニウム基板を用い、硬質層の材料にニッケルを用いる
とともに、ベースフィルムの材料として樹脂材の表面に
アルミニウムを被着させたものを用いることができる。
アルミニウムは一般のフォトリソグラフィー技術等を用
いて凹凸が形成可能、かつ比較的低温で熱間押し出し、
伸線加工が可能で光の反射率が高い材料である。また、
ニッケルはアルミニウムに比べて硬度が高く、プレス加
工時の金型とするのに好適である。

【００１３】さらに、粉末材には前記Ｎ倍オリジナル反
射板とほぼ同じ融点の材料を用いるとともに、管体の内
部にＮ倍オリジナル反射板と粉末材を装填する際にＮ倍
オリジナル反射板の表面に離型剤を塗布しておくことが
望ましい。離型剤を使用することにより、アルミニウム
製のＮ倍オリジナル反射板に対してアルミニウム粉末材
を用いても伸線加工後に容易にアルミニウム粉末材を分
離除去することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図７を参照して説明する。図１は本実施の形態の反
射板の製造方法を手順を追って示すプロセスフロー図で
ある。

【００１５】［Ｎ倍オリジナル反射板作成工程］まず、
数１０ｃｍ角程度のＡｌ（アルミニウム）基板を準備
し、その表面に凹凸を形成することによりＮ倍オリジナ
ル反射板とする（図１中のステップＳ１）。凹凸の形状
は断面形状がランダムに連続した放物状のものである。
また、ここでの凹凸の寸法は、最終的な反射板としての
完成寸法の例えば１０〜２０倍程度とする。一例とし
て、一つの凸部の幅を１００〜２００μｍ程度、凹部の
最大の深さを１０〜２０μｍ程度とすればよい。なお、
Ａｌ基板は比較的低温の熱間押し出し・伸線加工により
変形可能な材料である。

【００１６】凹凸を形成する具体的な手段としては、フ
ォトリソグラフィー技術、研磨技術、塑性加工技術等を
用いることができる。このうち、フォトリソグラフィー
技術を用いた例を以下説明する。図２に示すように、Ａ
ｌ基板１４上にフォトレジスト（図示略）を被着させた
後、凹凸の幅や間隔に応じた窓１５ａを有するフォトマ
スク１５をＡｌ基板１４の上方に離間させて配置し、露
光を行う。通常、フォトマスクをＡｌ基板に密着させて
露光・現像を行った後のフォトレジストの断面形状は矩
形状となるが、フォトマスク１５をＡｌ基板１４から離
間させて露光装置のピントを調節してボカシ露光を行う
と、断面形状をなだらかな曲面状にすることができる。
その際、レーザエッチング加工によって断面形状をより
なだらかな曲面状にすることができる。また、凹凸１６
の形状がランダムであり、凹凸１６の深さが場所によっ
て異なるため、凹凸１６の深さに応じた複数のマスクを
用いるとともに光の強度を変化させてボカシ露光を行う
ことにより、凹凸１６を形成するようにしてもよい。

【００１７】［反射板原板作成工程］次に、表面に凹凸
を形成したＡｌ基板（Ｎ倍オリジナル反射板）の全表面
に離型剤を塗布する（図１中のステップＳ２）。離型剤
は後工程での熱間押し出し・伸線加工後に同じ材料から
なるＡｌ基板とＡｌ粉末材を分離させるために用いるも
のであり、コロイラルグラファイトまたはセロファン等
からなるものである。

【００１８】その後、図３に示すように、Ｎ倍オリジナ
ル反射板１７が入るだけの径を持ち、徐々にその断面積
が縮小する銅管１９（管体）を準備して、その中に離型
剤１８を塗布したＮ倍オリジナル反射板１７を装入し、
その周囲にＡｌ粉末材２０を装填する（図１中のステッ
プＳ３）。なお、本実施の形態ではＡｌ粉末材２０を用
いるが、これ以外にもＮ倍オリジナル反射板１７の構成
材料（本実施の形態ではＡｌ）と同程度の融点を持つ粉
末材料を用いることができる。また、ここでは管体とし
て断面が円状のものを用いるが、断面が角形状のものを
用いてもよい。

【００１９】そして、図４に示すように、Ｎ倍オリジナ
ル反射板１７とＡｌ粉末材２０が装填された銅管１９に
熱間押し出し・伸線加工を施す（図１中のステップＳ
４）。この際には、銅管１９を熱間押し出し機３１にセ
ットし、Ａｌの融点近傍まで加熱して押し出す。そし
て、押し出し後、大形ドローベンチや太径キャプスタン
の伸線機２１により順次細径化する。また、この工程に
おいては、熱間押し出し前の銅管１９の径が伸線加工後
に１／１０〜１／２０程度に細径化するように加工を行
う。

【００２０】次に、銅管とＡｌ粉末材を分離除去して、
縮小されたＡｌ基板を取り出す（図１中のステップＳ
５）。すると、このＡｌ基板が、Ｎ倍オリジナル反射板
が１／１０〜１／２０程度に縮小された反射板原板とな
る。この時当然ながら、全体の寸法のみならず、反射板
原板表面の凹凸も、Ｎ倍オリジナル反射板の凹凸の寸法
から１／１０〜１／２０程度に縮小される。

【００２１】［マイクロ金型作成工程］その後、図５に
示すように、反射板原板２２の表面にＮｉ（ニッケル）
層２３（硬質層）を形成し、その後、Ｎｉ層２３と反射
板原板２２を分離することにより、Ｎｉ層２３からなる
マイクロ金型２４を作成する（図１中のステップＳ
６）。このＮｉ層２３の形成には電鋳等、任意の方法を
用いることができる。Ｎｉ層２３は凹凸面の反対側が平
面になるようにし、その膜厚は例えば２０μｍ程度であ
る。また、Ｎｉは後で反射板材料として用いられるＡｌ
に比べて硬度が高く、マイクロ金型とするのに好適な金
属材料である。

【００２２】［反射板作成工程］次に、図６に示すよう
に、プレス機の２つのローラ２５、２６のうち、片方の
ローラ２５の外周にマイクロ金型２４を取り付けてエン
ボスローラとする。そして、これらローラ２５、２６を
用いてベースフィルム２７にプレス加工を施す。ベース
フィルム２７は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）基材２８の表面にＡｌ膜２９（反射板材料）を形成
したものである。すると、ベースフィルム２７の材料は
ＰＥＴ、Ａｌともに軟らかいため、エンボスローラ２５
表面の凹凸が容易にベースフィルム２７に転写される。
すなわち、ベースフィルム２７にいわゆるエンボス加工
が施される（図１中のステップＳ７）。

【００２３】そして、図７に示すように、エンボス加工
されたベースフィルム２７の表面に透明粘着材３０を塗
布する（図１中のステップＳ８）。この透明粘着材３０
は、ベースフィルム２７の表面を平坦化するとともに完
成した反射板３５を液晶表示装置に貼り付けるためのも
のであり、例えばアクリル系接着材等が用いられる。透
明粘着材３０の表面にはフィルム３２を設けておき、液
晶表示装置に貼り付ける際にフィルム３２を剥がして使
用することになる。

【００２４】なお、エンボス加工後、粘着材塗布前にベ
ースフィルム２７のＡｌ膜２９表面に蒸着等の方法を用
いてさらにＡｌ膜（鏡面層）を形成してもよい（図１中
のステップＳ７’）。このＡｌ膜の膜厚は、ベースフィ
ルム表面の凹凸の形状が維持されるだけの薄いものとす
る。上記の手順ではプレス加工時にベースフィルム表面
に微細な傷等が生じ、光の反射率が若干低下することも
考えられる。そこで、ベースフィルム表面に薄いＡｌ膜
からなる鏡面層を形成すれば、凹凸の形状が維持された
ままで鏡面層が傷等を覆うため、光の反射率をより向上
させることができる。

【００２５】最後に、ベースフィルム２７を液晶表示装
置に適用すべき形状および寸法に合わせて切断すると、
本実施の形態の反射板３５が完成する（図１中のステッ
プＳ９）。反射板３５は、ＰＥＴ基材２８の表面に放物
形状がランダムに連続した凹凸３６を有し、その凹凸３
６上にＡｌ膜２９の反射膜が形成されたものである。こ
のランダムな凹凸形状により反射光の干渉を防止し、画
面の品質を向上している。そして、これを、図８に示し
たように、液晶表示装置における下側のガラス基板１０
の上面に貼り付ければよい。なお、予め液晶表示装置に
適用すべき形状および寸法に合わせてベースフィルムを
作成する場合には、この切断工程は必ずしも設けなくて
もよい。

【００２６】本実施の形態の反射板の製造方法は、一言
で言えば、寸法や形状が実際に制御できる大きさに凹凸
を形成した後、熱間押し出し・伸線加工により相似的に
縮小化して所望の寸法の微細な凹凸を得るというもので
ある。

【００２７】すなわち、Ｎ倍オリジナル反射板作成工程
において、例えば幅が１００〜２００μｍ程度、深さが
１０〜２０μｍ程度の凹凸をＡｌ基板１４に形成するの
は、現在のフォトリソグラフィー技術をもってすれば容
易なことである。そして、これに熱間押し出し・伸線加
工を施して１／１０〜１／２０程度に縮小化することに
より、凹凸が最終的な完成寸法になった反射板原板２２
が得られる。その表面に硬質層を形成、分離してこれを
マイクロ金型２４とした後、これを用いてベースフィル
ム２７のエンボス加工を行うと、マイクロ金型２４の凹
凸が転写されてベースフィルム２７表面に同様な凹凸が
形成される。

【００２８】したがって、本方法によれば、微細でかつ
特殊な形状の凹凸を現在の表面加工技術で直接形成する
ことができなくても、理論的に設計された寸法や形状を
持つ凹凸を反射板上に実現することができる。そして、
液晶表示装置にこの反射板を適用した場合、反射光の干
渉が生じないため、画面上での虹の発生が抑えられ、見
やすい画面を実現することができる。

【００２９】また、本方法においては、Ｎ倍オリジナル
反射板作成工程におけるフォトリソグラフィー技術、反
射板原板作成工程における熱間押し出し・伸線加工、マ
イクロ金型作成工程におけるＮｉ電鋳技術等、従来から
周知の技術を各工程で使用することができる。

【００３０】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えばＮ倍オリジナル反射板の材料をＡｌ、熱間押し出し
加工時の管体を銅管、粉末材をＡｌ、マイクロ金型の硬
質層の材料をＮｉ、反射板の材料をＡｌとＰＥＴとした
が、これら各構成要素の材料はこれに限ることなく適宜
変更してもよい。また、凹凸の寸法や形状、反射板自体
の寸法に関しても適宜設計することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
反射板の製造方法によれば、微細で特殊な形状の凹凸を
現在の加工技術で直接形成することができなくても、フ
ォトリソグラフィー技術、熱間押し出し・伸線加工等、
従来一般の加工方法を用いて理論的に設計した寸法や形
状を持つ凹凸を反射板上に実現することができる。そし
て、液晶表示装置にこの反射板を適用した場合、反射光
の干渉が生じないため、画面上での虹の発生が抑えら
れ、見やすい画面を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態である反射板の製造方
法を手順を追って示すプロセスフロー図である。

【図２】 同方法において、Ａｌ基板表面に凹凸を形成
する方法を説明するための図である。

【図３】 同方法において、銅管内にＡｌ基板とＡｌ粉
末材を装填した状態を示す断面図である。

【図４】 同方法において、熱間押し出し・伸線加工を
行っている状態を示す図である。

【図５】 同方法で用いるマイクロ金型を示す図であ
る。

【図６】 同方法において、ベースフィルムのプレス加
工を行っている状態を示す図である。

【図７】 同方法により作成した反射板を示す断面図で
ある。

【図８】 一般の反射型液晶表示装置の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１４ Ａｌ基板 １５ フォトマスク １６ 凹凸 １７ Ｎ倍オリジナル反射板 １８ 離型剤 １９ 銅管（管体） ２０ Ａｌ粉末材 ２１ 伸線機 ２２ 反射板原板 ２３ Ｎｉ層（硬質層） ２４ マイクロ金型 ２５，２６ ローラ ２７ ベースフィルム ２８ ＰＥＴ基材 ２９ Ａｌ膜（反射板材料） ３０ 粘着材 ３１ 熱間押し出し機 ３５ 反射板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次工程の熱間押し出しにより変形可能な
   基板を材料として、断面形状がランダムに連続する放物
   状の凹凸が表面に形成されたＮ倍オリジナル反射板を作
   成するＮ倍オリジナル反射板作成工程と、 管体の内部に前記Ｎ倍オリジナル反射板と粉末材を装填
   し、これに熱間押し出し・伸線加工を施して全体を細径
   化した後、前記管体と粉末材を分離除去することによ
   り、前記Ｎ倍オリジナル反射板が縮小された反射板原板
   を作成する反射板原板作成工程と、 前記反射板原板の表面に硬質層を形成し、この硬質層か
   らなるマイクロ金型を作成するマイクロ金型作成工程
   と、 表面がプレス加工により変形可能な反射板材料からなる
   ベースフィルムに対して前記マイクロ金型によるプレス
   加工を施し、マイクロ金型表面の凹凸をベースフィルム
   に転写することにより反射板を作成する反射板作成工
   程、 を有することを特徴とする反射板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の反射板の製造方法にお
   いて、 前記反射板作成工程においてマイクロ金型表面の凹凸を
   ベースフィルムに転写した後、ベースフィルムの凹凸の
   表面にこの凹凸の形状を維持し得る厚さの鏡面層を形成
   することを特徴とする反射板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の反射板の製造
   方法において、 前記反射板作成工程の後に、反射板を所定の形状または
   寸法に切断する切断工程を設けたことを特徴とする反射
   板の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の反
   射板の製造方法において、 前記Ｎ倍オリジナル反射板作成工程において、フォトリ
   ソグラフィー技術を用いて前記凹凸に応じた窓を有する
   フォトマスクを基板と離間させて配置してボカシ露光を
   行うことにより、前記Ｎ倍オリジナル反射板の表面に連
   続的になだらかな凹凸を形成することを特徴とする反射
   板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の反射板の製造方法にお
   いて、 前記凹凸の深さに応じた複数のマスクを用いるとともに
   光の強度を変化させてボカシ露光を行うことを特徴とす
   る反射板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の反
   射板の製造方法において、 前記Ｎ倍オリジナル反射板の材料にアルミニウム基板を
   用い、前記硬質層の材料にニッケルを用いるとともに、
   前記ベースフィルムの材料として樹脂材の表面にアルミ
   ニウムを被着させたものを用いることを特徴とする反射
   板の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の反
   射板の製造方法において、 前記粉末材として前記Ｎ倍オリジナル反射板とほぼ同じ
   融点の材料を用いるとともに、前記管体の内部に前記Ｎ
   倍オリジナル反射板と粉末材を装填する際にＮ倍オリジ
   ナル反射板の表面に離型剤を塗布しておくことを特徴と
   する反射板の製造方法。