JPH11194338A - 液晶表示装置とその反射層製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射光を反射させると共に、その拡散効果も
向上させた反射層を備えた液晶表示装置を得る。 【解決手段】 画素選択電極等を有する一対の基板の貼
り合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の一方
の内面に他方の透明基板側から入射する光を反射するた
めの反射層を備えた液晶表示装置における前記反射層
を、前記一方の基板１の当該反射層の形成面に微細な凹
凸を有する中間層９と、この中間層９の上層に蒸着した
高反射膜８とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、明るく、表示品質
の良好な高コントラストの所謂反射型の液晶表示装置と
その反射層の製造方法に係り、特に表側基板から入射し
た照明光を反射する反射層を裏側基板の内面に有する液
晶表示装置とその反射層の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンの表示手段、その他のモニター
として使用される液晶表示装置は、液晶パネルに生成し
た画像に照明光を照射することで可視化するものであ
る。

【０００３】液晶表示装置は、一般に、画素選択電極等
を有する一対の基板の貼り合わせ間隙に液晶層を挟持し
た液晶パネルを用い、選択された画素部分の液晶分子の
配向状態を変化させることで画像を生成する。生成され
た画像は、それ自体では可視状態にないため、外部から
液晶パネルを照射し、その透過光あるいは反射光を観察
するように構成される。

【０００４】この照明光の光源としては、液晶パネルの
裏面に設置した光源、所謂バックライトを用いるもの
と、外来光を用いるものとがある。特に、電源容量に制
限がある、例えＰＤＡ（小型の可搬型データ端末）で
は、搭載電源自体が小さいため、その液晶表示装置の照
明光源にバックライト等のアクティブ光源を備えること
なく、周囲の光を取り込んで、これを照明光とするもの
が多い。

【０００５】外来光を用いる液晶表示装置は反射型と称
し、観察側の基板（上側基板）とは反対側の基板（下側
基板）の内面に鏡面処理した反射層を備え、観察側の基
板を通して入射した外来光を反射させて当該観察側の基
板から出射させることで画像の可視化を行っている。こ
の形式の液晶表示装置を内面反射型と称している。な
お、下側基板の裏面に反射板を設置した形式のものも知
られている。

【０００６】図７は従来の反射型の液晶表示装置を構成
する液晶パネルの構成例を説明する模式断面図であっ
て、１は下側基板、２は反射層、３は液晶層、４は上側
基板、５は位相差板、６は偏光板、７は拡散板である。
この図では、上側基板４と下側基板１の一対の基板の内
面に形成する画素選択用の電極や配向膜、保護膜、その
他の構成は図示を省略してある。

【０００７】上側基板４の外部から入射した外来光Ｌ₁
は液晶パネルの内部に入り、下側基板１の内面に形成し
た反射層２で反射されて再度上側基板４から出射する。
この出射光Ｌ₂ は液晶層２を構成する液晶分子で形成さ
れた画像で変調されるため、出射光Ｌ₂ を観察すること
で画像を可視的に認識することができる。

【０００８】なお、位相差板５は出射光の色付きを補償
し、偏光板６は液晶層を通過した画像成分の変調光のみ
を出射させ、拡散板７は入射光のむらを無くして均一な
明るさを得る機能を有する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の液晶表示装
置では、拡散板７を液晶パネルに積層しているために画
面全体の輝度（明るさ）が低下し、また外来光が強過ぎ
るとコトラストが低下してしまうという欠点があった。

【００１０】その対策として、下側基板１の内面に形成
する鏡面反射層の表面を粗して光拡散機能を付与するこ
とも提案されている。

【００１１】図８は反射層の鏡面を粗して拡散機能を持
たせた下側基板の模式断面図であって、下側基板１の上
に金属膜を凹凸を持たせて蒸着することにより、光の拡
散機能を付与したものである。しかし、このような金属
膜の形成はそのコントロールが難しく、画面全体で均一
な反射光を得ることができないという問題があった。金
属膜の表面に凹凸を持たせる方法として、下側基板の表
面を粗し、その上に金属膜を蒸着する方法も考えられ
る。

【００１２】図９は下側基板の表面を粗しその上に金属
膜を蒸着した下側基板の模式断面図であって、下側基板
１の表面に細かい凹凸１ａを付け、この上に金属膜８を
蒸着することにより、光の拡散機能を付与したものであ
る。しかし、このような反射層は、下側基板として一般
的に用いられるガラス基板の表面を粗すための処理に手
間がかかり、かつ蒸着する金属膜８をかなり厚くしない
と、透過光量が多くなり、反射効率が低下するという問
題があった。

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、入射光を反射させると共に、その拡散効果も向
上させた反射層を備えた液晶表示装置とその反射層の簡
単な製造方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、下側基板と反射層の間に当該反射層に拡
散機能を付与する中間層を形成した。

【００１５】すなわち、本発明は、下記（１）〜（４）
に記載の構成とした点をことを特徴とする。

【００１６】（１）画素選択電極等を有する一対の基板
の貼り合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の
一方の内面に他方の透明基板側から入射する光を反射す
るための反射層を備えた液晶表示装置における前記反射
層が、前記一方の基板の当該反射層の形成面に微細な凹
凸を有する中間層と、この中間層の上層に蒸着した高反
射膜とから構成した。

【００１７】（２）（１）における前記中間層を加工が
容易な樹脂層とし、前記高反射膜を金属膜とした。

【００１８】（３）画素選択電極等を有する一対の基板
の貼り合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の
一方の内面に他方の基板側から入射する光を反射するた
めの反射層を備えた液晶表示装置の前記反射層製造方法
として、前記一方の基板の前記反射層の形成面に感光性
樹脂層を塗布し、乾燥する工程と、前記感光性樹脂層に
対して所定間隔で離間した位置に設置した多数の微細開
口を有する露光マスクを介して露光することにより前記
感光性樹脂層に前記微細開口を通過した露光光の当該微
細開口中心を中心とした強度パターンの分布で前記マス
クの微細開口より大径でかつ感光量が前記微細開口中心
から離れるに従って漸減するごとき露光を行う露光工程
と、露光した前記感光性樹脂層を現像することにより、
前記露光光の強度パターンに応じた深さで露光部分を除
去する凹凸面形成工程と、前記凹凸面形成工程で形成し
た微細な凹凸面に倣って金属膜を蒸着する金属蒸着工程
とを採用した。

【００１９】（４）画素選択電極等を有する一対の基板
の貼り合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の
一方の内面に他方の透明基板側から入射する光を反射す
るための反射層を備えた液晶表示装置の前記反射層製造
方法として、前記一方の基板の前記反射層の形成面に樹
脂層を塗布する工程と、多数の微細突起を有する押し型
で前記樹脂層の表面をプレスすることにより当該樹脂層
の表面に前記押し型の微細突起に応じた凹凸を形成する
凹凸面形成工程と、前記凹凸面形成工程で形成した微細
な凹凸面に倣って金属膜を蒸着する金属蒸着工程とを採
用した。

【００２０】上記（１）（２）に記載の構成により、液
晶パネルの表面に拡散板を必要としないため、照明光の
輝度低下を回避でき、明るく、かつコントラストの高い
液晶表示装置を提供できる。

【００２１】また、上記（３）（４）に記載の構成によ
り、下側基板の表面加工を要することなく、また中間層
を樹脂としたことで必要とする凹凸の形成が容易となっ
て、明るく、かつコントラストの高い液晶表示装置用反
射層を製作できる。

【００２２】なお、（３）で用いる樹脂は印刷分野で広
く用いられている光硬化性樹脂を使用でき、そのマスク
露光、現像は一般的なフォトリソグラフィ技法を使用で
きるため、製造上の困難性はない。

【００２３】（４）における押し型は、所望の表面粗さ
を有する金属板、ガラス板、その他の固形部材でよいた
め、製作が容易で任意の凹凸を形成することができる。

【００２４】また、中間層を樹脂としたことで金属膜と
の間の屈折率が大きく異なるため、蒸着する金属膜の厚
さを厚くすることなく、かつ光の拡散効果を損なうこと
なく高反射率を得ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明による液晶表示装置の一実施
例を説明するための下側基板の模式断面図であって、１
は下側基板であるガラス基板、９は中間層としての樹脂
層、８は金属膜である。

【００２７】この実施例では、下側基板であるガラス基
板１の内面に樹脂層として中間層９を有し、その上に金
属膜８を蒸着して反射層を構成している。

【００２８】中間層９である樹脂の表面には細かい凹凸
を有し、この上にアルミニウムを蒸着して反射層とした
ものであり、アルミニウムの反射層は中間層９の凹凸に
倣った凹凸を有し、この凹凸で光を拡散させると共に、
金属膜本来の反射機能を具備している。

【００２９】このような構成の反射層を具備することに
より、液晶表示装置を構成する液晶パネルの上側基板
（一般にガラス基板）には拡散板を積層させる必要が無
くなり、輝度が向上し、十分な拡散で見やすい液晶表示
装置を提供できる。

【００３０】図２は本発明による液晶表示装置の反射層
製造方法の第一実施例を説明する露光工程の模式図であ
る。

【００３１】この実施例では、下側基板１であるガラス
基板の上に感光性樹脂として光硬化性の樹脂を中間層９
として塗布し、乾燥後、多数の微細開口１０ａを有する
露光マスク１０を上記光硬化樹脂膜９に対して所定の距
離だけ離間させて配置し、露光マスク１０の背面から露
光する。

【００３２】この露光により、微細開口１０ａを通った
光は当該微細開口の中心を中心とした強度パターンで当
該光硬化樹脂層を照射する。この強度パターンは図中に
点線で示したような分布を有し、光硬化樹脂を上記微細
開口の中心に相当する中心部で強い架橋反応を起こさ
せ、中心から離れるに従って漸次架橋反応は弱くなる。
図３は露光した光硬化樹脂を現像して細かい凹凸を表面
に形成した状態とこの凹凸の上に金属膜を蒸着した状態
の説明図である。

【００３３】同図（ａ）に示したように、露光した前記
光硬化樹脂層を現像することにより、前記露光光の強度
パターンに応じた深さで露光部分が除去されて凹凸面が
形成される。

【００３４】この凹凸面を覆って、同図（ｂ）に示した
ように、金属膜８としてアルミニウムを蒸着する。蒸着
されたアルミニウムの金属膜８は光硬化樹脂層の表面に
形成された微細な凹凸面に倣って蒸着される。

【００３５】このように形成された反射層では、入射し
た外来光は金属膜８で乱反射し、もともと反射効率のよ
い金属膜８であるために効率よく反射がなされると共
に、当該凹凸で拡散されて上側基板方向に指向する。

【００３６】また、光硬化樹脂層９と金属膜とは屈折率
が大きく異なるために、両者の界面での反射が大きくな
り、殆どの入射光は拡散反射される。

【００３７】この実施例によれば、入射光を高効率で反
射させると共に、その拡散効果も向上し、反射層を備え
た液晶表示装置を簡単な製造方法で得ることができる。

【００３８】図４は本発明による液晶表示装置の反射層
製造方法の第二実施例を説明する露光工程の模式図であ
る。

【００３９】この実施例では、液晶パネルを構成する下
側基板１の前記反射層の形成面に樹脂層９を塗布した
後、多数の微細突起１１ａを有する押し型１１で樹脂層
９の表面をプレスする。これにより、樹脂層９の表面に
押し型１１の微細突起１１ａに応じた凹凸を形成する。

【００４０】押し型１１によるプレス時、樹脂層９はあ
る程度硬化した状態でも凹凸形成は可能であるが、柔ら
かい状態としておいた方が望ましく、プレス処理後に加
熱あるいは紫外線照射で完全に硬化させる。

【００４１】図５は押し型のプレスで処理した下側基板
の模式断面図であって、下側基板１に形成した樹脂層９
の表面に微細な凹凸９ａが形成されている。

【００４２】図６は樹脂層の表面に形成した凹凸を覆っ
て金属膜を蒸着した状態を示す下側基板の模式断面図で
あって、前記凹凸面形成工程で形成した微細な凹凸９ａ
の面形状に倣って金属膜８が形成されている。

【００４３】この実施例によっても、入射光を高効率で
反射させると共に、その拡散効果も向上し、反射層を備
えた液晶表示装置を簡単な製造方法で得ることができ
る。

【００４４】なお、上記金属膜８はアルミニウムの蒸着
膜を可とするが、この他に銀、あるいはその他の鏡面を
有する金属が使用可能である。また、金属膜に限るもの
ではなく、他の高反射材を用いてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射層に適度の拡散機能を付与することができ、露光マ
スクの開口形状および大きさ、あるいは押し型に形成す
る突起の形状、大きさ、その分布等を変えることで樹脂
層の表面に任意の凹凸を形成でき、その凹凸の形状や分
布を選択することで所望の拡散機能を具備する反射層を
形成できる。

【００４６】これにより、明るく、表示品質の良好な高
コントラストの所謂反射型の液晶表示装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を説明す
るための下側基板の模式断面図である。

【図２】本発明による液晶表示装置の反射層製造方法の
第一実施例を説明する露光工程の模式図である。

【図３】露光した光硬化樹脂を現像して細かい凹凸を表
面に形成した状態とこの凹凸の上に金属膜を蒸着した状
態の説明図である。

【図４】本発明による液晶表示装置の反射層製造方法の
第二実施例を説明する露光工程の模式図である。

【図５】押し型のプレスで処理した下側基板の模式断面
図である。

【図６】樹脂層の表面に形成した凹凸を覆って金属膜を
蒸着した状態を示す下側基板の模式断面図である。

【図７】従来の反射型の液晶表示装置を構成する液晶パ
ネルの構成例を説明する模式断面図である。

【図８】反射層の鏡面を粗して拡散機能を持たせた下側
基板の模式断面図である。

【図９】下側基板の表面を粗しその上に金属膜を蒸着し
た下側基板の模式断面図である。

【符号の説明】

１ 下側基板 ２ 反射層 ３ 液晶層 ４ 上側基板 ５ 位相差板 ６ 偏光板 ７ 拡散板 ８ 金属膜 ９ 樹脂層 ９ａ 凹凸 １０ 露光マスク １１ 押し型 １１ａ 微細突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 毅一郎 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素選択電極等を有する一対の基板の貼り
   合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の一方の
   内面に他方の透明基板側から入射する光を反射するため
   の反射層を備えた液晶表示装置において、 前記反射層が、前記一方の基板の当該反射層の形成面に
   微細な凹凸を有する中間層と、この中間層の上層に蒸着
   した高反射膜とから構成したことを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】前記中間層が樹脂層であり、前記高反射膜
   が金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】画素選択電極等を有する一対の基板の貼り
   合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の一方の
   内面に他方の基板側から入射する光を反射するための反
   射層を備えた液晶表示装置の前記反射層製造方法におい
   て、 前記一方の基板の前記反射層の形成面に感光性樹脂層を
   塗布し、乾燥する工程と、 前記感光性樹脂層に対して所定間隔で離間した位置に設
   置した多数の微細開口を有する露光マスクを介して露光
   することにより前記感光性樹脂層に前記微細開口を通過
   した露光光の当該微細開口中心を中心とした強度パター
   ンの分布で前記マスクの微細開口より大径でかつ感光量
   が前記微細開口中心から離れるに従って漸減するごとき
   露光を行う露光工程と、 露光した前記感光性樹脂層を現像することにより、前記
   露光光の強度パターンに応じた深さで露光部分を除去す
   る凹凸面形成工程と、 前記凹凸面形成工程で形成した微細な凹凸面に倣って金
   属膜を蒸着する金属蒸着工程とからなることを特徴とす
   る液晶表示装置の反射層製造方法。
4. 【請求項４】画素選択電極等を有する一対の基板の貼り
   合わせ間隙に液晶層を挟持し、上記一対の基板の一方の
   内面に他方の透明基板側から入射する光を反射するため
   の反射層を備えた液晶表示装置の前記反射層製造方法に
   おいて、 前記一方の基板の前記反射層の形成面に樹脂層を塗布す
   る工程と、 多数の微細突起を有する押し型で前記樹脂層の表面をプ
   レスすることにより当該樹脂層の表面に前記押し型の微
   細突起に応じた凹凸を形成する凹凸面形成工程と、 前記凹凸面形成工程で形成した微細な凹凸面に倣って金
   属膜を蒸着する金属蒸着工程とからなることを特徴とす
   る液晶表示装置の反射層製造方法。