专利名称：凹凸表面的反射体及制法和采用该反射体的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有广范围均匀亮度和白度的反射体、该反射体的制造方法、以及采用该反射体的反射型液晶显示装置。
近年来，反射型液晶显示装置因其电力消耗少而广泛应用于手提式计算机的显示部。该反射型液晶显示装置，备有使从显示面一侧入射的光反射而进行显示的反射板。现有的反射板，有表面呈镜面状态的反射板和表面形成不规则凹凸的反射板。
其中，如
图16所示，具有不规则凹凸面的现有反射板260是这样形成的例如将厚度为300至500μm的聚酯薄膜261加热，在其表面形成由高度约数μm的凹凸构成的凹凸面261a，再把铝或银等蒸镀在凹凸面261a上，形成反射膜262。
采用此种反射板260的现有反射型液晶显示装置是这样构成的如图17所示，在一对玻璃基板251、252的各相向面侧，设置透明电极层253、254，再在这些透明电极层253、254上，设置液晶的配向膜255、256，在这些配向膜255、256之间配设液晶层257。在玻璃基板251、252的外侧分别设置第一、第二偏光板258、259，在第二偏光板259的外侧安装反射板260，该反射板260的反射膜262侧的面朝向第二偏光板259。
在上述构造的反射型液晶显示装置250中，入射到第一偏光板258内的光被该偏光板258直线地偏光，被偏光了的光透过液晶层257而被椭圆地偏光。被椭圆偏光了的光被第二偏光板259再次直线地偏光，该直线地偏光了的光被反射板260反射，再次透过第二偏光板259、液晶层257后，从第一偏光板258射出。
该反射板和反射型液晶显示装置具有以下的反射特性。
例如，如图16所示，来自配置于反射膜262上的点光源的入射光J的入射角度，相对于反射膜262表面的法向，将该入射角度定为30度，测定反射光K的反射角度θ从0度到60度变化时的反射率，由该测定可知，把反射角度30度时的反射率作为峰值，其左右的反射角度为20度以下和40度以上时，反射率约为最低。另外，不仅单独对反射板进行测定，即使对备有该反射板的液晶显示装置进行测定，也具有同样的倾向。把反射角度在30度的反射率作为峰值，反射角度在23度以下至37度以上的范围内，反射率约降低到0％。
另外，表面呈镜面的反射板的反射特性，与表面具有不规则凹凸的反射板相比，在相对于入射角度的特定反射角度中，有非常高的反射率。但是，反射率高的反射角度的范围极窄，即视野角很窄。
如上所述，具有不规则凹凸反射面的现有反射板，由于其反射效率低，所以整体的反射率低，不能用更广范围的反射角度高效地反射入射光，即不能充分地满足对反射板的要求。因此，采用此种反射板的反射型液晶显示装置，其视野角范围窄，仅为25至35度，而且显示面的亮度也不够。另外，在反射板的特性方面，要求亮度的同时也要求有白度，而这种现有反射板中，由于不能均匀平衡地反射各种波长的光，所以，反射面的白度不够。另外，这种反射板的反射角度和反射光强度等的反射特性，取决于不规则的凹凸，所以不能通过光学设计控制。
为了解决这些问题，提出了表面形成有多个直线带状槽的反射板。但是，该反射板，在垂直于带状槽的方向，某范围内的反射角度虽然能得到所需的亮度，但反射角度范围窄，并且，在垂直于带状槽方向以外的方向，反射率低，反射角度也极窄。因此，把这种反射板用于液晶显示装置上时，尤其是在平行于带状槽的方向，视野角窄，显示面的亮度和白度都不够，不能解决上述问题。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供在广范围内能得到高反射效率的反射体、以及通过采用该反射体，得到能在任何方向都具有广视野角和明亮显示面的反射型液晶显示装置。
为了实现上述目的，本发明的反射体，其特征在于，在反射体的表面形成多个连续的凹部，该凹部的内面为球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内无规则地形成，相邻凹部的间距在5至50μm的范围内无规则地配置，上述凹部内面的倾斜角设定在-18至+18度的范围内。
本发明的反射体，在表面形成多个凹部，该凹部内面为部分球面的形状，而且，该凹部的深度、相邻凹部的间距等参数设定在上述范围内，所以，支配反射光的反射角的凹部内面倾斜角(微小单位面积内的倾斜角)在某角度范围内呈一定的分布。由于凹部内面为球面状，所以，其一定的倾斜角分布不仅在反射体的某特定方向实现，而且在全方向能实现。因此，根据本发明的反射体，可得到全方向同样的高反射效率，可平衡良好地反射各种波长的光。即，与现有的反射体相比，能实现从任何方向看都更明亮更白的反射板。
另外，上述“凹部的深度”是指从反射体表面到凹部底部的距离。上述“相邻凹部的间距”是指从平面看时，圆形凹部中心间的距离。上述“凹部内面的倾斜角”如图8所示，是指在凹部4内面的任意部位取0.5μm宽的微小范围时，该微小范围内的斜面相对于水平面的角度θ。角度θ的正负这样定义相对于反射体表面立起的法向、例如图8中的右侧斜面为正，左侧的斜面为负。
如上所述，这些凹部的深度、相邻凹部的间距、凹部内面的倾斜角设定为以下范围，凹部的深度设定为0.1至3μm，相邻凹部的间距设定为5至50μm，凹部内面的倾斜角设定为-18至+18度。
将倾斜角分布设定为-18至+18度、以及把相邻凹部的间距在平面整个方向无规则配置这两点尤为重要。因为，如果相邻凹部的间距有规则性，则出现光的干涉色，使反射光带色。另外，如果凹部内面的倾斜角分布超过了-18至+18度的范围，则反射光的扩散角过大，反射强度降低，得不到明亮的反射板(反射光的扩散角在空气中为36度以上，液晶显示装置内部的反射强度峰值降低，全反射损失变大)。
另外，如果凹部的深度超过了3μm，则在后工序中将凹部平坦化时，凸部的顶不能被平坦化膜埋住，得不到所需的平坦性。
如果相邻凹部的间距不足5μm，则反射体形成用母模的制作受到制约，加工时间变长，不能形成只能得到所需反射特性的形状，产生干涉光等问题。另外，在实用上，采用在反射体形成用母模制作中用的30～100μm直径的金刚石压头时，相邻凹部的间距最好在5至50μm。
本发明的反射体，上述凹部的深度最好在0.6至1.2μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布最好在-8至+8度范围内，相邻凹部的间距最好在26.5至33.5μm的范围内。
凹部内面的倾斜角分布在-8至+8度范围内时，可抑制反射光的扩散角过大，能得到更明亮的反射板。
另外，凹部的深度在0.6μm以上时，可以抑制正反射过强；在1.2μm以下时，在后工序中容易得到平坦化。凹部的间距在26.5μm以上时，可以更缩短反射体形成用母模的制作时间；在33.5μm以下时，不能用目视分辨凹部的形状，进一步提高反射体的质量。
本发明的反射体的制造方法，其特征在于，形成具有模面的复制模，该模面与形成一定形状的反射体形成用母模凹部的模面凹凸形状相反，把该复制模的模面复制在反射体用基材的表面，再在该反射体用基材表面的凹凸上形成反射膜，将其作为反射体。
即，用本方法得到的反射体的表面，通过复制模原样地反映反射体形成用母模的模面，形成多个内面为部分球面的凹部。因此，支配反射光的反射角的反射体凹部内面的倾斜角(微小单位面积内的倾斜角)，在某角度范围内呈一定的分布。而且，由于凹部内面是球面状，所以，该一定的倾斜角分布不仅在反射体的特定方向实现，而且在全方向实现。因此，该反射体中，能得到在全方向同样的高反射效率，能良好平衡地反射各种波长的光。即，与现有的反射体相比，能实现从任何方向看都更明亮更白的反射板。
本发明的上述反射体形成用母模是，在母模用基材的表面形成连续的凹部，该凹部内面为球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内，凹部内面的倾斜角分布在-18至+18的范围，相邻凹部的间距在5至50μm的范围。
上述凹部的深度最好在0.6至1.2μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布最好在-8至+8的范围内，相邻凹部的间距最好在26.5至33.5μm的范围内。
上述“凹部的深度”，是指从母型用基材表面到凹部底部的距离。上述“相邻凹部的间距”，是指从平面看时，在一方向相邻的凹部中，圆形凹部中心间的距离。上述“凹部内面的倾斜角”，如图15所示，是指在凹部104内面的任意部位取0.5μm宽的微小范围时，该微小范围内的斜面相对于水平面的角度θ。角度θ的正负这样定义相对于反射体表面立起的法向、例如图15中的右侧斜面为正，左侧的斜面为负。
本发明的上述反射体形成用母模的制造方法，其特征在于，用前端呈球面状的压头挤压母模用基材的表面，一边改变压头在母模用基材上的位置，一边用该压头反复挤压，在上述母模用基材的模面上形成多个连续的凹部，该凹部内面为球面一部分，将其作为反射体形成用母模。
即，本发明的反射体形成用母模的制造方法，采用复制装置，用前端呈球面状的压头挤压母模用基材，制造反射体形成用母模，该母模复制内面呈部分球面的凹部。这里所用的压头，由于要极多次地挤压由黄铜、不锈钢、工具钢等硬度较高的金属材料构成的母模用基材表面，所以，最好采用例如金钢石等高硬度材料构成的压头。另外，复制装置为了连续地形成多个凹部，是一边改变母模基材表面的压头位置一边挤压，但是，只要使母模用基材与压头在水平面内相对移动即可，所以，可以使母模用基材或压头之中任一方移动。
在形成上述凹部时，在复制装置中，通过调节压头的上下移动距离、母模用基材的水平移动距离、压头前端的直径等，可以在0.1至3μm的范围内无规则地形成凹部的深度，将相邻凹部间距在5至50μm的范围内无规则地配置，将凹部内面的倾斜角分布设定在-18至+18的范围内。
另外，上述凹部深度最好在0.6至1.2μm范围内，上述凹部内面倾斜角分布最好在-8度至+8度范围内，相邻凹部的间距最好在26.5至33.5μm范围内，将形成这些凹部的母模用基材作为反射体形成用母模。
本发明的反射型液晶显示装置，其特征在于，备有上述的反射体，即在上述反射体表面形成多个连续的凹部，该凹部的内面是球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内，相邻凹部的间距在5至50μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角在-18至+18度的范围内。该反射体的设置形态可以是设置在液晶单元外侧的外装型、或者是设置在构成液晶单元的基板内面的内藏型。
根据本发明的反射型液晶显示装置，反射体本身具有在全方向反射效率高、可良好平衡地反射各种波长光的特性。所以，与现有的反射型液晶显示装置相比，其视角广，显示面更加明亮。
图1是表示本发明反射体一实施例的立体图。
图2是按照顺序表示图1所示反射体制造过程的流程图。
图3是表示用于形成图1所示反射体的母模制造过程的图，是显示用金钢石压头挤压母模基材的状态的图。
图4是表示在图3所示母模的制造过程中，用金刚石压头复制的图形的平面图。
图5是表示图4所示复制后的凹部全体形状的平面图。
图6是表示图1所示反射体中凹部内面倾斜角分布的图。
图7是表示本发明一实施例之反射型液晶显示装置的断面图。
图8是说明图1所示反射体凹部内面倾斜角的图。
图9是表示本发明反射体另一实施例的立体图。
图10是按照顺序表示图9所示反射体制造过程的流程图。
图11是表示在母模制造过程中，用金刚石压头复制的图形的平面图。
图12是表示图11所示复制后的凹部全体形状的平面图。
图13是表示图9所示反射体中凹部内面倾斜角分布的图。
图14是表示本发明其它实施例反射型液晶显示装置的断面图。
图15是说明图9所示反射体的凹部内面倾斜角的图。
图16是表示现有反射体之一例的立体图。
图17是表示现有反射型液晶显示装置之一例的断面图。
下面，参照图1至图8，说明本发明反射体和反射型液晶显示装置的实施例。
图1是表示本实施例反射体的图。如该图所示，反射体1这样形成在例如玻璃等形成的基板2上，设置例如由感光性树脂层等构成的平板状树脂基材3(反射体用基材)，在该树脂基材3的表面，连续地形成多个重合的凹部4，该凹部4的内面形成为球面的一部分，再在其上用蒸镀或印刷等方法形成由铝或银等的薄膜构成的反射膜5。
凹部4的深度在0.1至3μm的范围内不规则地形成，相邻凹部4的间距在5至50μm的范围内不规则地配置，如图8所示，凹部4内面的倾斜角分布最好设定在-18至+18度的范围内。
特别是凹部4内面的倾斜角分布设定在-18至+18度的范围内、以及相邻凹部4的间距在整个平面方向不规则地配置，这两点是很重要的。其原因是，如果相邻凹部4的间距有规则性，则出现光的干涉色，使反射光带色。另外，如果凹部4内面的倾斜角分布超过-18至+18度的范围，则反射光的扩散角过大，反射强度降低，得不到明亮的反射板(反射光的扩散角在空气中为36度以上，液晶显示装置内部的反射强度峰值降低，全反射损失加大)。
如果凹部4的深度超过3μm以上，在后工序中，使凹部4平坦化时，凸部的顶不能被平坦化膜埋住，得不到所需的平坦性。
如果相邻凹部4的间距不足5μm，则反射体形成用母模的制作受到制约，加工时间变得极长，不能形成只能得到所需反射特性的形状，产生干涉光等问题。另外，在实用上，在采用反射体形成用母模制作中所用的30～100μm直径的金刚石压头时，相邻凹部4的间距最好为5至50μm。
下面参照图2至图5，说明上述构造反射体的制造方法。在制造反射体时，先要制作作为反射体原版的反射体形成用母模。先说明其方法。
首先，如图2a所示，把例如由黄铜、不锈钢、工具钢等构成的表面平坦的平板状母模基材7固定在复制装置的台上。然后，用前端具有预定直径R的球面形状的金刚石压头8挤压母模基材7的表面，使母模基材7朝水平方向移动，使金刚石压头8上下移动，反复多次地进行该挤压操作，在母模基材7的表面复制出深度和排列间距都不相同的多个凹部7a，形成如图2b所示那样的反射体形成用母模9。如图3所示，这里所用的复制装置中，固定母模基材7的台被0.1μm的分解能朝水平面内的X、Y方向移动，金刚石压头8被1μm的分解能朝垂直方向(Z方向)移动。金刚石压头8的前端的直径R，最好为20至100μm。例如，当凹部7a的深度为2μm时，直径R最好为30至50μm。当凹部7a的深度为1μm时，直径R最好为50至100μm。
用金刚石压头复制的顺序如下。
图4是表示复制图形的平面图。如该图所示，横一排中相邻凹部的间距，从左至右依次是t1(=17μm)、t3(=15μm)、t2(=16μm)、t3、t4(=14μm)、t4、t5(=13μm)、t2、t3、t3。纵一列中相邻凹部的间距从上数起也是同样的图形。在1.1至2.1μm的范围内将凹部深度设定为4种(图中表示为d1、d2、d3、d4)进行挤压，挤压后的压痕即圆形凹部的半径也成为r1(=11μm)、r2(=10μm)、r3(=9μm)、r4(=8μm)4种。例如，纵一列中的凹部的半径，从上至下依次为r1、r2、r3、r1、r4、r2、r4、r3、r1、r4、r1。
实际的复制顺序是，例如，在最上层的横排中隔三跳四地全部形成了深度d1的凹部后，反复进行4种深度的复制操作，以形成深度d2的凹部、深度d3的凹部、深度d4的凹部。先全部形成最上层的横一排的凹部。然后，移动到上数第二个横排，反复同样的操作。这样，形成图形内的全部凹部。图4是表示t=150μm的正四方形复制图形。通过该图形的反复，构成整个反射体。如图4所示，相邻凹部的压痕局部重合，复制作业全部结束后的整个凹部平面形状如图5所示。
这样，反射体形成用母模9完成。以后，制造反射体时，反复使用该母模9，可制造多个反射体。
上述的复制装置，是使固定母模用基材的台在水平面内移动，但并不限于此，只要使母模基材表面的金刚石压头的位置移动即可，所以，也可以使压头在水平方向移动。
另外，母模用基材的材料，不限于黄铜、不锈钢、工具钢等，也可以采用硬度高的各种金属材料。挤压母模用基材的压头只要用高硬度材料构成即可，也不限于是金刚石。
然后，如图2c所示，把母模9收容配置在箱形容器10内，例如将硅等树脂材料11流入容器10内，在常温下放置，使其硬化，把该硬化后的树脂制品从容器10中取出，切除掉不要的部分，如图2d所示，作成具有模面12a的复制模12，该模面12a具有多个与形成母模9的模面的多个凹部相反凹凸形状的凸部。
接着，在玻璃基板的上面，用旋转涂敷法、筛网印刷法、喷涂法等涂敷方法，涂敷丙烯基类保护膜、聚苯乙烯类保护膜、叠氮基橡胶类保护膜、亚氨基类保护膜等的感光性树脂液。涂敷结束后，用加热炉或热板等的加热装置，把基板上的感光性树脂液以80至100℃的温度范围加热1分钟以上，进行预烘焙，在基板上形成感光性树脂层。预烘焙的条件根据所用感光性树脂种类而有所不同，所以，也可以用上述范围以外的温度和时间进行处理。这里形成的感光性树脂层的膜厚最好在2至5μm的范围内。
然后，如图2e所示，采用图2d所示的复制模12，将该复制膜12的膜面12a压在玻璃基板上的感光树脂层3上一定时间后，把复制膜12从感光性树脂层3上取下。这样，如图2f所示，在感光性树脂层3的表面复制了复制模模面12a的凸部，形成多个凹部4。压模时的压力，最好选择与所用感光性树脂种类相当的值，例如，可以是约30～50kg/cm2左右的压力。加压时间也最好选择与所用感光性树脂种类相当的值，例如约为30秒～10分钟。
然后，从透明玻璃基板的背面侧，照射使感光性树脂层3硬化的紫外线(g、h、i线)等光线，使感光性树脂层3硬化。这里，在上述种类的感光性树脂层的情况下，照射的紫外线等光线，其强度为50mJ/cm2以上就可充分使感光性树脂层硬化。当然，根据感光性树脂层的种类，也可以用上述强度以外的强度照射。采用与预烘焙中同样的加热炉、热板等加热装置，对玻璃基板上的感光性树脂层3以240℃左右的温度加热1分钟以上，进行后烘焙，烧制玻璃基板上的感光性树脂层3。
最后，用电子束蒸镀等，在感光性树脂层3的表面形成铝膜，沿着凹部的表面形成反射膜1，完成本实施例的反射体1。
该反射体1上，表面形成多个凹部4，凹部4的内面形状是球面的一部分，而且，将凹部4的深度、相邻凹部4的间距等的值设定在上述的范围内，凹部内面的倾斜角在某角度范围内呈一定的分布。作为一例，图6表示本实施例反射体1的凹部内面倾斜角的分布。横轴表示倾斜角，纵轴表示该倾斜角的存在频度。如该图所示，倾斜角在-18至+18度的范围内、尤其是在-10至+10度的范围内呈一定的分布。另外，凹部4的内面是球面，在全方向是对称形，所以，该一定的倾斜角分布，不仅在反射体的某特定方向实现，而且在全方向实现。
凹部内面的倾斜角，支配该凹部内面的反射光的反射角，本实施例中，由于倾斜角分布在反射体的全方向是一定的，所以，对于全方向可得到同样的反射角和反射效率，可平衡良好地反射各种波长的光。即，与现有的反射体相比，本实施例的反射板从任何方向看都更明亮更白。
在制造反射体形成用的母模9时，由于仅使金刚石压头8上下动地挤压母模基材7的表面，所以，金刚石压头8与母模基材7之间不摩擦。这样，金刚石压头8前端的表面状态可切实地复制到母模9上，将压头8的前端做成镜面状态时，母模9的凹部内面、以及反射体的凹部内面也容易成为镜面状态。
另外，与通过加热聚酯等的树脂薄膜而形成凹凸面的现有反射体不同，本实施例的反射体1上的凹部的深度、直径、间距等的尺寸、凹部内面的表面状态等都能控制，通过使用高精度的复制装置，能按设计要求制作反射板的凹部形状。因此，根据本方法，制作成的反射板的反射角度、反射效率等反射特性与现有的相比，更容易控制，所以能得到所需的反射体。
另外，反射体1的凹部4的深度、直径、间距等的具体数值以及图4所示的凹部的复制图形，仅是一例，对它们都可以作适当的设计变更。另外，反射体用的基材、母模用的基材等各种基材材料、复制模的构成材料等，都可以适当变更。
下面，说明备有上述反射体的超扭转向列(STN)(SuperTwisted Nematic)方式的反射型液晶显示装置。
如图7所示，该反射型液晶显示装置，例如在厚度为0.7mm的一对显示侧玻璃基板13与背面侧玻璃基板14之间设置液晶层15，在显示侧玻璃基板13的上面侧，设置由聚碳酸酯树脂或多芳树脂等构成的一片相位差板16，再在相位差板16的上面侧配设第一偏光板17。在背面侧玻璃基板14的下面侧，依次配设第二偏光板18、图1所示的反射体1。
反射体1的形成凹部4的面朝向第二偏光板18的下面侧，在第二偏光板18与反射体1之间充填着粘接体19，该粘接体19由甘油等对光的折射率无不良影响的材料构成。
在两玻璃基板13、14的相向面侧，分别形成由ITO(锢锡氧化物)等构成的透明电极层20、21，在透明电极层20、21上分别形成由聚亚酰胺树脂等构成的配向膜22、23。由于这些配向膜22、23的关系，液晶层15中的液晶呈扭转240度配置。
另外，在背面侧玻璃基板14与透明电极层21之间，用印刷等形成图未示的彩色滤色膜，则该液晶显示装置可以进行彩色显示。
本实施例的液晶显示装置中，如上所述，反射体1本身具有入射光在全方向的反射角度广、反射效率高的特性，所以，使用者从任何方向看显示面时，与现有的液晶显示装置相比，视野角广、显示面明亮。
另外，在本实施例的反射型液晶显示装置中，是把反射板配设在第二偏光板的外侧，即以外装反射板为例作了说明，但也可以是把反射板配设在背面侧玻璃基板相向面侧的内藏型。另外，本实施例是以STN方式的液晶显示装置为例作了说明，但本发明也适用于将液晶层的液晶分子扭转角设定为90度的扭转向列(TN)(Twisted Nematic)方式的液晶显示装置。
下面，参照图9至图15说明本发明反射体和反射型液晶显示装置的另一实施例。
图9是表示本实施例反射体的图。如图9所示，反射体9这样形成在例如玻璃等形成的基板102上，设置例如由感光性树脂层等构成的平板状树脂基材103(反射体用基材)，在该树脂基材103的表面，连续地形成多个重合的凹部104，该凹部104的内面形成为球面的一部分，再在其上用蒸镀或印刷等方法形成由铝或银等的薄膜构成的反射膜105。
凹部104的深度在0.6至1.2μm范围内不规则地形成，相邻凹部104的间距以26.5至33.5μm的范围不规则地配置，如图15所示，凹部104内面的倾斜角分布最好设定在-8至+8度的范围内。
下面参照图10说明上述构造反射体的制造方法。
在制造反射体时，先要制作作为反射体原版的反射体形成用母模。先说明其方法。
如图10a所示，把例如由黄铜、不锈钢、工具钢等构成的表面平坦的平板状母模基材107固定在复制装置的台上。然后，用前端具有预定直径R的球面形状的金刚石压头108挤压母模基材107的表面，使母模基材107朝水平方向移动，使金刚石压头108上下动，反复多次地进行该挤压操作，在母模基材107的表面复制出深度和排列间距都不相同的多个凹部107a，形成如图10b所示那样的反射体形成用母模109。这里所用的复制装置，具有与图3所示同样的构造，固定母模基材107的台被0.1μm的分解能朝水平面内的X方向、Y方向移动，金刚石压头108被1μm的分解能朝垂直方向(Z方向)移动。金刚石压头108的前端的直径R，例如为135μm较好。
用金刚石压头复制的顺序如下。
图11是表示复制图形的平面图。如该图所示，横一行中相邻凹部的间距，从上数起在第1行、第3行、…这样的奇数行，从左端起依次反复是t11(=33.5μm)、t12(=30μm)、t13(=26.5μm)、t14。另外，从上数起在第2行、第4行、…这样的偶数行，从左端起依次反复是t12、t11、t12、t13。第奇数行的凹部位置与偶数行的凹部位置，在横方向错开半个凹部直径。另外，纵方向的行间间距，从上至下依次反复是s13(=17μm)、s12(=19μm)、s12、s11(=20μm)。
在0.6至1.2μm范围内将凹部的深度设定为4种(图中表示为d11、d12、d13、d14)进行挤压，挤压后的压痕即圆形凹部的半径也成为r11、r12、r13、r14这样4种。例如，最上行的凹部的深度，从左端起依次是d11、d12、d13、d14、d11、d12、d13、d14、d11。
实际的复制顺序是，例如，在最上行中，从左至右地依次形成凹部后，反复进行与从上起第2行、第3行、…同样的操作即可。或者，也可以从上至下地依次形成了左端的凹部后，反复进行与从左起第2列、第3列、…同样的操作。这样，形成图形内的全部凹部。最为理想的是将凹部的深度和间距全部无规则地配置，但这样做在技术上有困难。所以，通过上述图形的反复，构成整个反射体。该反复周期最好为150μm以上，周期以长一些为好。
如图11所示，相邻凹部的压痕局部重合，复制作业全部结束后的整个凹部平面形状如图12所示。
这样，反射体形成用母模109完成。以后，制造反射体时，反复使用该母模109，可制造多个反射体。
然后，如图10c所示，把母模109收容配置在箱形容器110内，例如将硅等树脂材料111流入容器110内，在常温下放置，使其硬化，把该硬化后的树脂制品从容器110中取出，切除掉不要的部分，如图10d所示，作成具有模面112a的复制模112，该模面112a具有多个与形成母模109的模面的多个凹部相反凹凸形状的凸部。
接着，在玻璃基板的上面，用旋转涂敷法、筛网印刷法、喷涂法等涂敷方法，涂敷丙烯基类保护膜、聚苯乙烯类保护膜、叠氮基橡胶类保护膜、亚氨基类保护膜等的感光性树脂液。涂敷结束后，用加热炉或热板等的加热装置，把基板上的感光性树脂液以80至100℃的温度范围加热1分钟以上，进行预烘焙，在基板上形成感光性树脂层。预烘焙的条件根据所用感光性树脂种类而有所不同，所以，也可以用上述范围以外的温度和时间进行处理。这里形成的感光性树脂层的膜厚最好在2至5μm的范围。
然后，如图10e所示，采用图10d所示的复制模112，将该复制膜112的膜面112a压在玻璃基板上的感光树脂层103上一定时间后，把复制膜112从感光性树脂层103上取下。这样，如图10f所示，在感光性树脂层103的表面复制了复制模模面112a的凸部，形成多个凹部104。压模时的压力，最好选择与所用感光性树脂种类相当的值，例如，可以是约30～50kg/cm2左右的压力。加压时间也最好选择与所用感光性树脂种类相当的值，例如约为30秒～10分钟。
然后，从透明玻璃基板的背面侧，照射使感光性树脂层103硬化的紫外线(g、h、i线)等的光线，使感光性树脂层103硬化。这里，在上述种类的感光性树脂层的情况下，照射的紫外线等光线，其强度为50mJ/cm2以上就可充分使感光性树脂层硬化。当然，根据感光性树脂层的种类，也可以用上述强度以外的强度照射。采用与预烘焙中同样的加热炉、热板等加热装置，对玻璃基板上的感光性树脂层103以240℃左右的温度加热1分钟以上，进行后烘焙，烧制玻璃基板上的感光性树脂层103。
最后，用电子束蒸镀等，在感光性树脂层103的表面形成铝膜，沿着凹部的表面形成反射膜105，完成本实施例的反射体101。
在该反射体101上，表面形成多个凹部104，凹部104的内面形状是球面的一部分，而且，将凹部104的深度、相邻凹部104的间距等的值设定在上述的范围内，凹部内面的倾斜角在某角度范围内呈一定的分布。图13表示本实施例反射体101的凹部内面倾斜角分布的实际测定结果。横轴表示倾斜角，纵轴表示该倾斜角的存在频度。如该图所示，倾斜角在-8至+8度的范围内、尤其是在-4至+5度的范围内呈一定的分布。另外，凹部104的内面是球面，在全方向是对称形，所以，该一定的倾斜角分布，不仅在反射体中某特定方向实现，而且在全方向实现。
凹部内面的倾斜角，支配该凹部内面的反射光的反射角，本实施例中，由于倾斜角分布在反射体的全方向是一定的，所以，在全方向可得到同样的反射角和反射效率，可平衡良好地反射各种波长的光。即，与现有的反射体相比，本实施例的反射板从任何方向看都更明亮更白。
在上述的反射体形成用母模的制造方法中，在形成凹部时，由于仅使金刚石压头108上下移动地挤压母模基材107的表面，所以，金刚石压头108与母模基材107之间不摩擦。这样，金刚石压头108前端的表面状态可切实地复制到母模109上，将压头108的前端做成镜面状态时，母模109的凹部内面、以及反射体的凹部内面也容易成为镜面状态。
另外，反射体101的凹部104的深度、直径、间距等的具体数值以及图11所示的凹部的复制图形，仅是一例，对它们都可以作适当的设计变更。另外，反射体用的基材、母模用的基材等各种基材材料、复制模的构成材料等，都可以适当变更。
下面，说明备有上述反射体的超扭转向列(STN)(SuperTwisted Nematic)方式的反射型液晶显示装置。
如图14所示，该反射型液晶显示装置，例如在厚度为0.7mm的一对显示侧玻璃基板113与背面侧玻璃基板114之间设置液晶层115，在显示侧玻璃基板113的上面侧，设置由聚碳酸酯树脂或多芳树脂等构成的一片相位差板116，再在相位差板116的上面侧配设第一偏光板117。在背面侧玻璃基板114的下面侧，依次配设第二偏光板118、用上述方法预先制造的图9所示的反射体101。
反射体101的形成凹部104的面朝向第二偏光板118的下侧，在第二偏光板118与反射体101之间充填着粘接体119，该粘接体119由甘油等对光的折射率无不良影响的材料构成。
在两玻璃基板113、114的相向面侧，分别形成由ITO(锢锡氧化物)等构成的透明电极层120、121，在透明电极层120、121上分别形成由聚亚酰胺树脂等构成的配向膜122、123。由于这些配向膜122、123的关系，液晶层115中的液晶呈扭转240度配置。
另外，在背面侧玻璃基板114与透明电极层121之间，用印刷等形成图未示的彩色滤色膜，则该液晶显示装置可以进行彩色显示。
在本实施例的液晶显示装置中，如上所述，反射体101本身具有入射光在全方向的反射角度广、反射效率高的特性，所以，使用者从任何方向看显示面时，与现有的液晶显示装置相比，视野角广、显示面明亮。
另外，在本实施例的反射型液晶显示装置中，是把反射板配设在第二偏光板的外侧，即以外装反射板为例作了说明，但也可以是把反射板配设在背面侧玻璃基板相向面侧的内藏型。另外，本实施例是以STN方式的液晶显示装置为例作了说明，但本发明也适用于将液晶层的液晶分子扭转角设定为90度的扭转向列(TN)(TwistedNematic)方式的液晶显示装置。
如上所述，本发明的反射体，在表面形成多个凹部，该凹部的内面形状为球面的一部分，而且，通过规定凹部的深度、相邻凹部的间距等，在反射体的全方向，凹部内面的倾斜角分布在某角度范围内是一定的，所以，在全方向可得到同样的反射效率，可平衡良好地反射各种波长的光。即，与现有的反射体相比，可实现从任何方向看都更明亮更白的反射板。根据本发明的反射型液晶显示装置，由于具有上述的优良特性，所以，能实现具有广视野角和明亮显示面的液晶显示装置。
权利要求
1．一种反射体，其特征在于，在反射体的表面形成多个连续的凹部，该凹部的内面为球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内无规则地形成，相邻凹部的间距在5至50的范围内无规则地配置，所述凹部内面的倾斜角设定在-18至+18度的范围内。
2．如权利要求1所述的反射体，其特征在于，上述凹部的深度在0.6至1.2μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布在-8至+8度范围内，相邻凹部的间距在26.5至33.5μm的范围内。
3．一种反射体形成用母模，其特征在于，在母模用基材表面形成多个连续的凹部，该凹部的内面为球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内，凹部内面的倾斜角在-18至+18度的范围内，相邻凹部的间距在5至50μm的范围内。
4．如权利要求3所述的反射体形成用母模，其特征在于，上述凹部的深度在0.6至1.2μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布在-8至+8度范围内，相邻凹部的间距在26.5至33.5μm的范围内。
5．反射体形成用母模的制造方法，其特征在于，用前端呈球面状的压头挤压母模用基材的表面，一边改变压头在上述母模用基材上的位置，一边用该压头反复挤压，在上述母模用基材的模面上形成多个连续的凹部，该凹部内面为球面一部分，将其作为反射体形成用母模。
6．如权利要求5所述的反射体形成用母模的制造方法，其特征在于，在形成上述凹部时，通过控制压头的挤压深度和移动间距，在0.1至3μm的范围内无规则地形成凹部的深度，将凹部内面的倾斜角分布设定在-18至+18度的范围内，在5至50μm的范围内无规则地配置相邻凹部的间距。
7．如权利要求6所述的反射体形成用母模的制造方法，其特征在于，上述凹部的深度在0.6至1.2μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布在-8至+8度范围内，相邻凹部的间距在26.5至33.5μm的范围内，把形成这些凹部的母模用基材作为反射体形成用母模。
8．反射体的制造方法，其特征在于，形成具有模面的复制模，该模面具有与反射体形成用母模的凹部相反的凹凸形状，该反射体形成用母模是，在母模用基材的表面形成连续的凹部，该凹部内面为球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布在-18至+18的范围，相邻凹部的间距在5至50μm的范围内。把该复制模的模面复制在反射体用基材的表面，再在该反射体用基材表面的凹凸上形成反射膜，将其作为反射体。
9．如权利要求8所述的反射体的制造方法，其特征在于，上述反射体形成用母模的凹部深度在0.6至1.2μm范围内，上述凹部内面倾斜角分布在-8度至+8度范围内，相邻凹部的间距在26.5至33.5μm范围内。
10．一种反射型液晶显示装置，其特征在于，备有反射体，该反射体是在反射体表面形成多个连续的凹部，该凹部的内面是球面的一部分，该凹部的深度在0.1至3μm的范围内无规则地形成，相邻凹部的间距在5至50μm的范围内无规则地配置，上述凹部内面的倾斜角设定在-18至+18度的范围内。
11．如权利要求10所述的反射型液晶显示装置，其特征在于，上述反射体的凹部深度在0.6至1.2μm的范围内，上述凹部内面的倾斜角分布在-8至+8度范围内，相邻凹部的间距在26.5至33.5μm的范围内。
全文摘要
本发明的反射型液晶显示装置备有反射体,该反射体在广角度能得到高反射效率、比现有的更明亮更白。用压头挤压母模用基材的表面,并在其上形成多个连续的内面为部分球面形状的凹部,作为反射体形成用母模。再形成具有模面的复制模,该模面与母模模面的凹凸形状相反,将其复制到反射体用基材的表面,作为反射体1。反射体1的凹部4的深度为0.1至3μm,凹部4内面的倾斜角分布为－18至+18度,相邻凹部4的间距为5至50μm。
文档编号G02F1/1335GK1209566SQ9811710
公开日1999年3月3日 申请日期1998年7月29日 优先权日1997年7月29日
发明者高塚智正, 马上幸一, 大北正夫, 森池达哉, 棚田哲史, 三浦昭人, 鹿野满 申请人:阿尔卑斯电气株式会社