JP2000098371A

JP2000098371A - 反射型画像表示素子及び表示素子用基板

Info

Publication number: JP2000098371A
Application number: JP10263700A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shimizu; 敦清水; Akihiro Funaki; 昭宏船木
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽光等の外光と内蔵の照明とを利用して表
示画面を照明することができ、しかもいずれの照明形態
においても光の利用効率の高い表示素子を提供する。【解決手段】透明電極３６を有する前面側基板３３と
反射電極４０を有する背面側基板３２の間に液晶層３４
を封止する。この液晶表示パネルの側面には、サイドラ
イトとなる光源４４を設ける。反射電極４０の表面に
は、光源４４から離れるに従ってパターン密度が大きく
なるようにして導光パターン４２を設け、反射電極４０
の表面を配向膜４１で覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光や室内照明
等の外部からの光を利用して表示画面を照明することが
できる反射型画像表示素子と、その装置に用いられる表
示素子用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】手帳サイズのパーソナルコンピュータや
ＰＤＡ等の携帯端末が普及しつつあるが、その携帯性ゆ
え、これらの携帯端末には電源としてバッテリーが用い
られている。これらの携帯端末では、連続使用時間の長
いことが望まれており、そのためには消費電力が小さく
てバッテリー駆動時間が長いことが重要である。

【０００３】携帯端末は、情報表示用に液晶表示パネル
等の画像表示素子を備えているが、これまでは、内蔵の
照明光で透過型表示パネルを照らすようにしたバックラ
イト型の画像表示素子が主流となっていた。しかし、バ
ックライト型の画像表示素子は消費電力が大きいため、
現在では、太陽光や室内照明等の外部からの光を利用し
た、バックライト等の内部照明が不要な反射型画像表示
素子へ次第に移行しつつある。

【０００４】このような反射型画像表示素子１（例え
ば、ＥＣＢ型ＬＣＤ）の構造を図１に示す。これは液晶
層２を挟み込んでいる２枚のガラス基板３，４のうち、
背面側のガラス基板４の内面にアルミニウム等によって
表面反射率の高い反射電極５を設け、反射電極５の上に
配向膜６を形成し、他方のガラス基板３の内面に透明電
極７等を設け、透明電極７の上にも配向膜８を形成し、
両ガラス基板３，４間の空間に液晶層２を挟んで周囲を
シール材９で封止し、ガラス基板３の前面に偏光板１０
を配置したものである。

【０００５】この反射型画像表示素子１においては、明
るい画素部分では、偏光板１０を透過して液晶層２に入
射した外光１１は、反射電極５によって反射され、再び
透明画素部分を通過してもと来た方向へ出射される。

【０００６】しかし、このような反射型画像表示素子１
では、屋外など強い外光のある場所では良好に見えて
も、屋内の暗いところや夜間では充分な外光を得られな
いため、表示が見えなくなるという欠点を持つ。

【０００７】この欠点を補うものとして、図２に示すよ
うに、表示素子の前面にフロントライト１３を設置した
フロントライト型の画像表示素子１２が提案されてい
る。このフロントライト型画像表示素子１２にあって
は、前面側のガラス基板３の端に反射セード１４を備え
たフロントライト１３を設置し、偏光板１０やガラス基
板３を通してフロントライト１３からの光１５を入射さ
せるようにしたものである。これは、常時フロントライ
ト１３を点灯させておくものでなく、充分な外光が得ら
れないなど、必要な場合にのみ表示画面を照らすことに
より、消費電力を抑えてバッテリーの消耗を小さくする
ものである。

【０００８】しかしながら、フロントライト型表示素子
１２では、表示画面にかからないようフロントライト１
３は表示画面の端に装着されているので、表示画面はフ
ロントライト１３の近辺では明るいが、フロントライト
１３から遠ざかるに従って極端に暗くなり、表示画面を
均一に照らすことができず、実用性にはほど遠いもので
あった。

【０００９】また、反射型表示素子とバックライト型表
示素子の中間にあたるものとして、半透過型の液晶表示
パネルの背後にバックライトを設けた、図３のような構
造の半透過型表示素子１６が提案されている。この半透
過型の表示素子１６は、対向する一対のガラス基板３，
４のうち、一方のガラス基板４の内面に透明電極１７を
設け、透明電極１７の上に配向膜６を形成し、他方のガ
ラス基板３の内面にも透明電極７を設け、この透明電極
７の上にも配向膜８を形成し、両ガラス基板３，４間の
空間に液晶層２を挟んで周囲をシール材９で封止してい
る。また、前面側ガラス基板３の前面に偏光板１０を貼
り、背面側ガラス基板４の背面には偏光板付きの半透過
板１８を貼っている。このような液晶表示パネルの背面
に配置されるバックライトは、下面に拡散パターン２２
を形成された高屈折率材料からなる導光板２０の下面に
反射板２１を設け、導光板２０の端面に光源１９を配置
し、端面から導光板２０内に入射した光源１９からの光
１５を拡散パターン２２で反射させることにより、液晶
表示パネル側へ出射させるものである。

【００１０】しかして、外光が強い場所では、バックラ
イトを消灯させていても、前面から液晶表示パネル内に
入射した外光１１が半透過板１８で反射して再び前面か
ら出射され、液晶表示パネルの表示画面を明るくする。
これに対し、外光がなく暗い場所では、バックライトを
点灯させると、バックライトから出射した光１５は半透
過板１８を通過して液晶表示パネルの前面から出射さ
れ、液晶表示パネルの表示画面を照射する。

【００１１】しかし、このような半透過型表示素子で
は、半透過板に反射と透過の相反する性質を持たせてい
るため、液晶表示素子内に入射した外光の半分は半透過
膜を透過して逃げるので、前面へ拡散反射される反射光
量が少なくなり、逆に、バックライトから照射された光
も半透過膜で反射されるので、前面へ透過する透過光量
も少なくなり、いずれの使用形態においても効率が悪く
なっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の技術的
問題点を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、太陽光等の外光と内蔵の照明とを利用
して表示画面を照明することができ、しかもいずれの照
明形態においても光の利用効率の高い表示素子を提供す
ることにある。

【００１３】

【発明の開示】請求項１に記載の画像表示素子は、透光
性を有する前面側基板と背面側基板との間に画像生成部
を設け、前面側基板から入射した光を反射させるための
反射面を前面側基板の背面と背面側基板の前面との間に
設けた反射型画像表示素子において、前記反射面に、側
方からの入射光を拡散反射させるための導光パターンを
設け、そのパターン密度が光入射側から離れるに従って
大きくなるようにしたものである。

【００１４】また、請求項２に記載の画像表示素子は、
透光性を有する前面側基板と透光性を有する背面側基板
との間に透光性を有する電極を用いた画像生成部を設
け、前面側基板から入射した光を反射させるための反射
面を背面側基板の前面と背面との間に設けた反射型画像
表示素子において、前記反射面に、側方からの入射光を
拡散反射させるための導光パターンを設け、そのパター
ン密度が光入射側から離れるに従って密度が大きくなる
ようにしたものである。

【００１５】請求項１又は２に記載した画像表示素子に
あっては、側方から反射面へ向けて光を入射させること
ができるので、側方から光源の光を入射させ、反射板に
より前方へ光を反射させることができる。従って、周囲
が暗かったり、外光が乏しい場合には、光源の光を補助
光として用いることにより、画像表示素子の表示面を明
るくし、画像のコントラストや視忍性を良好にすること
ができる。

【００１６】しかも、反射板には、側方からの入射光を
拡散反射させるための導光パターンを、光入射側から離
れるに従って密度が大きくなるように設けているので、
導光パターンの分布密度を適性化することにより、均一
な表示面を得ることができる。

【００１７】さらに、請求項３に記載の実施態様では、
前記反射面に前面からの入射光を散乱させるための、前
記導光パターンよりも大きな凹凸を形成しているから、
反射面に光拡散性を持たせることができ、外光（つま
り、正面の景色など）が反射面に映り込んだり、外光の
正反射方向から外れた方向で画像のコントラストが低下
したりするのを防止し、画像表示素子の視認性を良好に
することができる。しかも、前記導光パターンは、この
凹凸の頂点付近に設けているから、拡散パターンが光源
からの光に対して凹凸の陰になることがなく、光源から
の光を確実に拡散させることができる。

【００１８】また、請求項４に記載しているように、光
源を反射型画像表示素子の側部に設けることにより、偏
光板を通過させることなく前面側基板と背面側基板の間
の空間へ光源の光を入射させることができ、偏光板によ
る光量損失を防止することができる。さらに、側部に光
源を配置することにより、画像表示素子を薄型化するこ
とができる。

【００１９】また、請求項５に記載しているように、前
記画像生成部よりも前面側に偏光板を備えている場合に
は、偏光板と反射板との間から光源の光が入射するよう
にすれば、光源からの光を偏光板を通過させることなく
反射板に入射させることができ、偏光板を通過すること
による補助光（光源の光）の光量減少を抑えることがで
きる。

【００２０】請求項６に記載の表示素子用基板は、基板
に光を反射させるための反射面を設け、この反射面に、
光を拡散反射させるための導光パターンを密度が疎から
密へと次第に変化するように形成したものである。

【００２１】この表示素子用基板を反射型画像表示素子
の一方の基板として使用すれば、請求項１に記載したよ
うな反射型画像表示素子を容易に製作することができ
る。

【００２２】特に、請求項７に記載したように、前記基
板に形成された電極の表面に反射面が形成された表示素
子用基板は、背面側の電極（反射電極）で外光を反射さ
せるタイプの反射型画像表示素子に用いることができ
る。また、請求項８に記載したように、前記基板の表面
に透光性を有する電極を設け、この電極よりも背面側に
反射面を設けた表示用基板は、背面側基板の背面側に反
射面を設けたタイプの反射型画像表示素子に用いること
ができる。一般に、前者のタイプの反射型画像表示素子
は光利用効率が高く、後者のタイプは構造及び組み立て
を容易にできる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図４は本発明
の一実施形態による反射型液晶表示素子３１の構造を示
す一部破断した断面図である。この反射型液晶表示素子
３１は、液晶表示パネルＡとサイドライトＢからなる。
液晶表示パネルＡにあっては、背面側基板３２と透明な
前面側基板３３の間に液晶層３４を挟み込んであり、両
基板３２，３３間の空間の周囲をシール材３５で塞ぐこ
とによって液晶層３４を封止している。前面側基板３３
及び背面側基板３２としてはガラスやプラスチック、フ
ィルム等からなる透明基板が用いられるが、背面側基板
３２では不透明な材質の基板をもちいてもよい。前面側
基板３３の内面には、透明電極３６及び配向膜３７（カ
ラー表示素子の場合には、カラーフィルタも）が形成さ
れ、前面側基板３３の外面には偏光板３８が貼られてい
る。背面側基板３２の内面には、下地層３９、反射電極
４０及び配向膜４１が形成されている。

【００２４】また、サイドライトＢは、光源４４と光反
射板４５からなる。光源４４は、冷陰極管のような線状
光源でもよく、また発光ダイオードのような点光源でも
よい。光源４４は液晶表示パネルＡの側面に対向するよ
うに配置されており、シール材３５の少なくとも光源４
４と対向する部分は透明となっている。しかして、光源
４４から出射された光もしくは光源４４から出て光反射
板４５で反射された光４７は、シール材３５を透過して
前面側基板３３と背面側基板３２の間に封止されている
液晶層３４へ入射する。

【００２５】背面側基板３２の構造を図５に詳細に示
す。背面側基板３２の表面には合成樹脂からなる下地層
３９が成形されており、各下地層３９の表面は多数の微
細な凹凸が均一に、かつ整然と配列した凹凸パターン４
８となっている。この凹凸パターン４８の周期は液晶表
示パネルＡの画素周期よりも短くなっている。この下地
層３９の凹凸パターン４８の上には、均一な膜厚を有す
るアルミニウム等の反射電極４０が形成されている。こ
の反射電極４０の表面には、下地層３９の凹凸パターン
４８のため同じ周期の凹凸からなる光拡散パターン４９
が形成されている。

【００２６】下地層３９の表面には、その凹凸パターン
４８の頂点付近において、微小突起４２が形成されてい
る。このため、下地層３９の上に形成された反射電極４
０でも、光拡散パターン４９の頂点付近において、下地
層３９の微小突起４２に対向して微細な導光パターン４
３が形成されている。この導光パターン４３は、光源４
４から離れるに従って分布密度が大きくなるように設け
られている。具体的にいうと、光源４４が線状光源の場
合には、図６（ａ）に示すように、導光パターン４３は
光源４４の配置されている側面と平行な方向にはほぼ均
一な分布密度を有しているが、光源４４の配置されてい
る側面から離れるに従って（すなわち、図６（ａ）の矢
印方向へいくに従って）次第に密度が大きくなってい
る。また、光源４４が点光源の場合には、図６（ｂ）に
示すように、光源４４からの距離ｒに応じて導光パター
ン４３の分布密度が大きくなる（点光源に対する導光パ
ターン４３の設計方法は、特願平８−３０１０７９号に
開示されている）。

【００２７】さらに、この背面側基板３２には、反射電
極４０の上から基板全体にポリイミド、ポリアミド、ポ
リアミドイミド、ポリスチレン、エポキシアクリレート
又はポリウレタン等の有機高分子からなる配向膜４１を
均一に塗布し、布やブラシでラビングされる。同様に、
表面にカラーフィルタや透明電極３６等を形成された前
面側基板３３にも、透明電極３６の上から配向膜３７を
塗布しラビング処理される。ついで、前面側基板３３と
背面側基板３２の間に液晶層３４を封入するようにして
反射型液晶表示素子３１が組み立てられる。

【００２８】導光パターン４３のパターン配置は、従来
と同様の設計手法にて決定することができるが、その場
合には導光パターン４３が反射電極４０の頂点付近にか
らならずしも位置しない。そのため、従来の設計手法で
導光パターン４３の位置を決定した後、反射電極４０の
谷の部分にある導光パターン４３を反射電極４０の頂点
付近へ移動させる必要がある。こうして導光パターン４
３をすべて反射電極４０の頂点付近へ移動させると、液
晶表示素子３１の画像に輝度むらが発生することにな
る。そこで、このような輝度むらを補正する必要が生じ
る。この補正としては、例えば導光パターン４３を移動
させたことによって明るくなりすぎた部分では導光パタ
ーン４３の密度を減らし、暗くなった部分では導光パタ
ーン４３の密度を増やすようにすればよい。この補正
は、秩序だった方法で行なってもよいが、それが困難な
場合にはトライアンドエラーに近い手法で行なえばよ
い。

【００２９】このような反射型液晶表示素子３１にあっ
ては、暗い画素部分では、偏光板３８を通って前面から
外光４６が入射し、反射電極４０で反射して偏光板３８
へ戻ってきた光は、偏光面が９０°旋光しているため偏
光板３８を透過できず、暗くなる。これに対し、明るい
画素部分では、偏光板３８を通って前面から入射した外
光４６は、反射電極４０の前面で反射し、再び液晶表示
素子３１の前面から抜け出る。しかも、入射した外光４
６は反射電極４０によって反射され、さらに、前面の光
拡散パターン４９によって散乱反射されるので、液晶表
示素子の画面が明るくなり、画像のコントラストも良好
となる。また、反射電極４０に凹凸パターンを４９を形
成しているので、前面から入射した外光４６を適度に拡
散させることができ、景色の映り込みなども解消され
る。

【００３０】また、外光が乏しい場合には、サイドライ
トＢを点灯すると、サイドライトＢの光源４４から出射
した光４７がシール材３５を通って液晶層３４に入る。
液晶層３４に入った光４７は前面側基板３３と背面側基
板３２の間に閉じ込められ、反射電極４０や透明電極３
６で反射されながらサイドライトＢと反対側へ向けて液
晶層３４内を伝わっていく。そのとき、反射電極４０に
設けられた導光パターン４３で拡散反射されると、図７
に示すように散乱された光４７のうち前面側基板３３に
向けて散乱された光４７は前面側基板３３を通過し、さ
らに偏光板３８を通って前方へ出射される。

【００３１】液晶層３４内を伝わる光４７は、光源４４
から離れるに従って弱くなるが、光源４４から離れるに
従って導光パターン４３の分布密度が大きくなっている
ので、光源４４から離れるほど拡散される確率が高くな
り、液晶表示パネルＡ全体で均一な輝度を得ることがで
きる。フロントライト型の液晶表示素子では、均一に表
示画面を照らすことができず、表示ないし画像を良好な
状態で見ることができなかったが、本発明の液晶表示素
子では、導光パターン４３の分布を適性化することによ
り補助光（光源）によって均一に画面を照すことがで
き、暗いところでも画像を均一に表示することができ
る。

【００３２】しかも、反射電極４０の表面を反射面に
し、液晶表示パネルＡの側面から光源４４の光を入射さ
せているから、サイドライトＢから出射され導光パター
ン４３で拡散反射された光４７は、液晶表示パネルＡの
前面から出射されるまでに偏光板３８を１度通過するだ
けであって、偏光板３８によって光量が減少しにくく、
高い光利用効率を達成することができる。フロントライ
ト型の液晶表示素子の場合には、偏光板を通して液晶表
示パネルの前面から光源からの補助光や外光が入射する
ので、入射した光が反射電極で反射して人の目に入るま
でには２度偏光板を通過しなければならないが、本発明
の液晶表示素子３１では、偏光板を１回通過するだけで
あるから、光量損失を低減し、画面を明るくすることが
できる。

【００３３】また、導光パターン４３は、反射電極４０
に形成されている光拡散パターン４９の頂点付近に設け
られているから、光源４４から出射されて液晶層３４を
伝わる光４７に関して導光パターン４３が光拡散パター
ン４９の陰になることがなく、効率的に光源４４の光４
７を拡散させることができる。

【００３４】（下地層及び反射電極の形成方法）つぎ
に、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型樹脂を用い
た、いわゆる２Ｐ（Photo-Polymerization）法により背
面側基板３２の上に下地層３９を成形する方法を説明す
る。この方法を用いる場合には、背面側基板３２として
ガラス基板やプラスチック基板、フィルム基板等の透明
な基板を用いる。図８（ａ）（ｂ）に示すように、背面
側基板３２の上に流動性のある透明な紫外線硬化型樹脂
５１を供給した後、紫外線硬化型樹脂５１の上から背面
側基板３２へ向けてスタンパ５２を降下させる［図８
（ｃ）］。このスタンパ５２の下面には、下地層３９の
凹凸パターン４８及び微小突起４２と合致する反転パタ
ーン５３が形成されている。このスタンパ５２を背面側
基板３２に十分に押し付けてスタンパ５２と背面側基板
３２の間に紫外線硬化型樹脂５１を挟み込み、スタンパ
５２の反転パターン５３で紫外線硬化型樹脂５１を型押
しした後、そのままの状態で、背面側基板３２を通して
紫外線硬化型樹脂５１に紫外線ランプ等によって紫外線
（ＵＶ光）を照射する［図８（ｄ）］。紫外線を照射さ
れた紫外線硬化型樹脂５１は、紫外線を浴びると硬化反
応を起こして硬化するので、紫外線硬化型樹脂５１にス
タンパ５２の反転パターン５３が転写成形され、硬化し
た紫外線硬化型樹脂５１によって背面側基板３２上に下
地層３９が形成されると共に下地層３９の表面に凹凸パ
ターン４８が成形され、凹凸パターン４８の頂上付近に
微小突起４２が形成される［図８（ｅ）］。こうして下
地層３９が形成されると、その凹凸パターン４８の上に
真空蒸着法やスパッタ法等によってアルミニウム等の電
極材料を均一な厚みに堆積させて反射電極４０を形成す
る［図８（ｆ）］。ついで、反射電極４０の不要部分を
適宜除去する［図８（ｇ）］。このとき、反射電極４０
の表面には、下地層３９の凹凸パターン４８が浮き出て
光拡散パターン４９となり、微小突起４２によって導光
パターン４３ができる。

【００３５】このようにして下地層３９及び反射電極４
０を形成すれば、スタンパ５２を用いて背面側基板３２
の上に簡単に下地層３９及び反射電極４０を形成するこ
とができ、しかも、紫外線照射によって紫外線硬化型樹
脂５１を硬化させて下地層３９を成形することにより、
樹脂硬化のための養生時間も必要なく、簡単な工程で、
しかも短時間で下地層３９を形成することができ、反射
電極４０も均一な厚みに堆積させるだけでよいので、量
産に適している。

【００３６】この理由を以下に詳しく述べる。２Ｐ法に
よれば、スタンパ５２の反転パターン５３を紫外線硬化
型樹脂５１に転写させることによって微細な凹凸パター
ン４８を有する下地層３９を容易に形成することがで
き、微細な凹凸パターン４８及び微小突起４２を有する
下地層３９の上に均一な厚みの電極材料を堆積させるこ
とにより、光拡散パターン４９及び導光パターン４３を
有する反射電極４０を容易に製作することができる。特
に、比較的粘性の低い紫外線硬化型樹脂５１を用い、ス
タンパ５２で型押しした後、紫外線を照射して硬化させ
れば、精度よくスタンパ５２の反転パターン５３を転写
することができ、正確な複製を大量に行える。さらに、
２Ｐ法では紫外線照射光源を背面側基板３２の全体に一
括露光するだけで下地層３９が形成され、処理工程が１
回で済む。

【００３７】これに対し、エッチング法では、同じマス
クと同じ設定条件（例えば温度、ガス雰囲気、時間な
ど）を用いても、そのときの光の当たり方、温度やガス
雰囲気濃度の密度分布等によりバラツキが大きくなって
しまう。これでは０.０１ｍｍオーダーで高さをシビア
に制御しなければならない液晶表示素子用には適さな
い。また、従来のように、マスクを用いてその移動速度
を制御することにより複雑な形状の反射電極４０を形成
しようとすれば、非常に複雑なマスク制御を必要とし、
処理時間が非常に長くなる。

【００３８】また、スタンパ５２で型押しした後、紫外
線照射して紫外線硬化型樹脂５１を硬化させるだけで下
地層３９を形成できるので、熱硬化性樹脂を用いる方法
やエッチング法などに比べ、基板１枚あたりの処理時間
が短くて済む。基板１枚あたりの処理時間は、従来の例
えばエッチング法を用いるかぎり、原理的に時間が掛か
るのはやむを得ず、工業的に量産性を考えた場合、大き
なネックとなっていた。

【００３９】また、従来法では反射電極４０自体の厚み
が不均一となるため、液晶表示素子の駆動法を工夫しな
いと、場合によっては画素内にムラが生じることがあ
る。これに対し、本発明の液晶表示素子では、反射電極
４０の厚みを均一にすることができるので、このような
問題を解消できる。

【００４０】よって、本発明によれば、液晶表示素子の
広視野角化の要求に大きく貢献し、かつ、反射電極４０
前面の滑らかさが液晶表示素子としての要求を十分満た
す、反射電極４０付きの基板３２を容易かつ大量に製造
することが可能となる。また、本発明によれば、製造上
のバラツキ（同一液晶表示素子内でのバラツキ、液晶表
示素子間でのバラツキ）が少ないため、上記効果（例え
ば広視野角化など）を安定して得ることができ、工業生
産性に優れる。

【００４１】（スタンパの製造方法）上記スタンパ５２
の製造方法を図９に示す。まず、図９（ａ）に示すよう
な平板状をしたガラス板５６を用意し、図１０に示すよ
うにガラス板５６の前面に、結像レンズ５７で集光させ
たレーザー光を照射し、レーザー加工（レーザーリトグ
ラフイ）により２点鎖線で示す深さまでガラス板５６を
蒸発除去し、ガラス板５６の表面に所望の凹凸パターン
５８と突起５８ａ（すなわち、下地層３９の凹凸パター
ン４８及び微小突起４２と同じ形状であって、予めレー
ザー加工装置を制御するコンピュータに記憶させてい
る）を形成する［図９（ｂ）］。ガラス板５６の前面に
所望の凹凸パターン５８と突起５８ａを形成してガラス
板５６からなる原盤５９を作製した後、原盤５９の上に
ニッケルを堆積させ、ニッケル電鋳法により原盤５９の
反転型であるニッケルマスタ６０を作製し［図９
（ｃ）］、ニッケルマスタ６０を原盤５９から剥離する
［図９（ｄ）］。ニッケル電鋳法によりニッケルマスタ
６０を作製する際には、その準備として原盤５９を例え
ば蒸着法あるいは無電解メッキ法で導電化しておき、導
電化された原盤５９の前面を陰極とし、例えばスルファ
ミン酸ニッケル浴で電気メッキしてニッケルマスタ６０
を作製する。

【００４２】こうして得られたニッケルマスタ６０でも
スタンパ５２の反転パターン５３と同じパターン６１を
有しているから、ニッケルマスタ６０をスタンパ５２と
して使用できるが、通常は（工業的には）このニッケル
マスタ６０をさらにニッケル電鋳法で複製したものをス
タンパとする。ニッケルマスタ６０を複製する場合に
は、ニッケルマスタ６０の表面に例えば重クロム酸カリ
溶液で酸化膜を作った後、再びニッケル電鋳法により凸
凹が反転したマザー６２（原盤５９の複製）を作製し
［図９（ｅ）］、さらにニッケル電鋳法によりマザー６
２の反転した型を作製し、ニッケルマスタ６０の複製で
あるスタンパ５２を作製する［図９（ｆ）］。従って、
スタンパ５２が摩耗した場合には、マザー６２から再度
複製することができる。

【００４３】また、スタンパ５２を作製するには、図１
１（ａ）〜（ｆ）に示すように、ガラス板５６の前面に
塗布されたレジスト６５をレーザー加工することによっ
て原盤５９を作製してもよい。レジスト６５を使用する
場合には、ガラス板５６とレジスト６５の密着剤とし
て、例えばシランカップリング剤をガラス板５６の前面
に塗布しておき、レーザー加工した後、露光、現像及び
洗浄の工程を経て、レジスト６５による凹凸パターン５
８及び突起５８ａがガラス板５６の上方に形成される
［図１１（ａ）（ｂ）］。この後の処理は、図１０
（ｃ）以下と同様に行う［図１１（ｃ）〜（ｆ）］。

【００４４】（第２の実施形態）第１の実施形態では、
下地層３９の各凹凸パターン４８を構成している凸部ど
うしは分離しているように見える（実際には、０.５〜
２μｍ程度の薄い樹脂層が存在する）。図１２に示すも
のは、下地層３９の厚みを大きくし（例えば数１０μｍ
程度）、凹凸パターン４８の凸部どうしが連続するよう
にしたものである。また、この実施形態では、画素と画
素の中間（ブラックマトリクスとなる部分）において
は、反射電極４０を分離している。

【００４５】このような形状の下地層３９を形成する場
合には、図１３（ａ）〜（ｇ）に示すように、十分な量
の紫外線硬化型樹脂５１を背面側基板３２の上に供給
し、スタンパ５２を下降させる下限位置を設定すること
によって、下降したスタンパ５２と背面側基板３２の間
に所定のスペースを残すようにすればよい。

【００４６】なお、図１４に示すように、下地層３９も
反射電極４０に合せて画素と画素の中間で分離するよう
にしてもよい。

【００４７】また、下地層３９を２Ｐ法によって背面側
基板３２の上に転写成形する際、成形された下地層３９
はスタンパ５２から剥離しにくいので、背面側基板３２
から剥がれる恐れがある。そのため、下地層３９の、ス
タンパ５２からの離形性を良好にするには、下地層３
９を形成するための紫外線硬化型樹脂５１にあらかじめ
離型剤（剥離剤）６６を混入させておけばよい（図１
５）。あるいは、背面側基板３２の前面に、背面側基
板３２と下地層３９との密着性を良好にする働きのある
薬品（プライマー、カップリング剤）６７をあらかじめ
塗布しておいてもよい（図１６）。あるいは、との
方法を併用してもよい。

【００４８】（第３の実施形態）図１７は本発明のさら
に別な実施形態を示す図であって、背面側基板３２に下
地層３９を一体成形すると共にその上に反射電極４０を
形成するものである。図１７（ａ）に示すものは背面側
基板３２と下地層３９を一体成形するための金型を示し
ており、下金型７１には背面側基板３２を成形するため
の凹部７２が設けられ、上金型７３の下面には、下地層
３９、凹凸パターン４８及び微小突起４２を成形するた
めのスタンパ５２が取り付けられている。しかして、こ
の下金型７１内に例えば熱硬化性樹脂を注入し、上金型
７３を下金型７１へ下降させると同時にスタンパ５２で
熱硬化性樹脂を押圧し、その状態で加圧加熱して樹脂を
硬化させる。ついで、上金型７３と下金型７１を型開き
して内部の成形品を取り出すと、図１７（ｂ）に示すよ
うに、下地層３９を一体成形された背面側基板３２が得
られ、同時に下地層３９の上に凹凸パターン４８が形成
され、凹凸パターン４８の頂点付近に微小突起４２が成
形される。ついで、下地層３９の上に反射電極４０を形
成して反射電極４０の表面に光拡散パターン４９と導光
パターン４３を形成する。

【００４９】このようにすれば、背面側基板と下地層を
同時に成形することができるので、製造工程が減り、コ
ストも安価になる。

【００５０】なお、ここでは、下地層の光拡散パターン
４９は正弦波状に成形しているが、光拡散パターン４９
は第１の実施形態のように球面状をしていてもよい。も
っとも、正弦波状の光拡散パターン４９を用いれば、も
っとも画像の表示品質をよくすることができる。あるい
は、下地層の表面はフラット（平坦面）となっていても
差し支えない。

【００５１】（第４の実施形態）図１８は本発明のさら
に別な実施形態による反射型液晶表示素子８１を示す断
面図である。この反射型液晶表示素子８１では、背面側
基板３２の内面に透明電極８２を設け、背面側基板３２
の背面に微小な凹部を形成することによって光を拡散さ
せるための導光パターン４３を形成している。この導光
パターン４３も、光源４４からの距離が遠くなるに従っ
て、パターン密度が大きくなるように形成されている
（図６（ａ）（ｂ）参照）。さらに、背面側基板３２の
裏面側に白色樹脂シート等の反射シート８３を貼ること
により、背面側基板３２の裏面に反射面を形成してい
る。

【００５２】この反射型液晶表示素子８１では、偏光板
３８を通過して入射した光４６は、透明電極８２を透過
して反射シート８３で反射され、再び前面から出射す
る。また、外光が乏しい場合には、光源４４を点灯させ
ると、光源から出射された光４７はシール材３５を通っ
て液晶層３４に入る。さらに背面側基板３２内に入った
光４７は導光パターン４３で拡散され、導光パターン４
３によって前面側へ反射された光４７が液晶表示素子８
１から前方へ出射し、液晶表示素子８１の表示面を照ら
す。このとき、導光パターン４３は、光源４４から遠い
側ほど密度が大きくなっているので、表示面は均一に照
らされる。

【００５３】（第５の実施形態）図１９は本発明のさら
に別な実施形態による反射型液晶表示素子９１の構造を
示す断面図である。この液晶表示に素子９１では、背面
側基板３２に設けられた反射電極４０の表面を、にポリ
イミド、ポリアミド、ポリカーボネイト樹脂、メタクリ
ル樹脂等の高屈折率透明樹脂材料からなる導光層９２で
覆い、さらに導光層９２の表面を配向膜４１で覆ってい
る。また、反射電極４０の表面には、導光層９２内の光
を拡散させるための導光パターン４３を設けてあり、こ
の導光パターン４３も光源４４から離れるに従って密度
が大きくなるようにしている。光源４４は、導光層９２
の端部と対向する位置に配置されている。

【００５４】しかして、導光層９２の端面から導光層９
２内に入射した光は、導光層９２の界面で全反射を繰り
返しながら導光層９２内を伝搬し、拡散パターン４２に
よって前面側へ反射された光４７が液晶表示素子９１の
前面から外部へ出射され、表示面を照らす。しかも、導
光パターン４３の密度を光源４４と反対側で大きくする
ことにより、表示面を均一に照明することができる。

【００５５】（第６の実施形態）図２０は本発明のさら
に別な実施形態による反射型液晶表示素子９３の構造を
示す断面図である。この液晶表示に素子９３では、反射
電極４０の上にポリイミド、ポリアミド等の高屈折率透
明樹脂材料によって導光層９２を形成し、この導光層９
２の表面にラビング処理を施すことにより、導光層９２
に配向膜の機能を持たせたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例による反射型液晶表示素子を示す断面図
である。

【図２】別な従来例による反射型液晶表示素子を示す断
面図である。

【図３】さらに別な従来例による反射型液晶表示素子を
示す断面図である。

【図４】本発明の一実施形態による反射型液晶表示素子
を示す断面図である。

【図５】同上の液晶表示素子に用いられている背面側基
板の一部破断した拡大断面図である。

【図６】（ａ）は同上の拡散パターンの分布密度の変化
を示す平面図、（ｂ）は同上の拡散パターンの別な分布
密度を示す平面図である。

【図７】同上の反射型液晶表示素子の作用説明図であ
る。

【図８】（ａ）〜（ｇ）は背面側基板上に下地層及び反
射電極を形成する方法を説明する概略図である。

【図９】（ａ）〜（ｆ）は下地層を成形するためのスタ
ンパの製造方法を説明する図である。

【図１０】ガラス板をレーザー加工する様子を示す図で
ある。

【図１１】（ａ）〜（ｆ）は下地層を成形するためのス
タンパの別な製造方法を説明する図である。

【図１２】本発明の別な実施形態における、背面側基板
上に形成された下地層及び反射電極を示す断面図であ
る。

【図１３】（ａ）〜（ｇ）は背面側基板上に同上の下地
層及び反射電極を形成する方法を説明する概略図であ
る。

【図１４】本発明のさらに別な実施形態における、透明
基板上に形成された下地層及び画素電極を示す断面図で
ある。

【図１５】スタンパと下地層との離型性を良好にする方
法を説明する図である。

【図１６】スタンパと下地層との離型性を良好にする別
な方法を説明する図である。

【図１７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は背面側基板に下地層を
一体成形し、その上に反射電極Ｗ形成する方法を説明す
る図である。

【図１８】本発明の別な実施形態による反射型液晶表示
素子を示す断面図である。

【図１９】本発明のさらに別な実施形態による反射型液
晶表示素子を示す断面図である。

【図２０】本発明のさらに別な実施形態による反射型液
晶表示素子を示す断面図である。

【符号の説明】

３２背面側基板３３前面側基板３４液晶層３６透明電極３７、４１配向膜３８偏光板３９下地層４０反射電極４２微小突起４３導光パターン４４光源４８凹凸パターン４９光拡散パターン

フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 DA02 DA11 DC02 DC08 DD01 DE00 2H091 FA08X FA16Y FA17Y FA42Y FA45Y FB08 FC02 FC19 GA02 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性を有する前面側基板と背面側基板
との間に画像生成部を設け、前面側基板から入射した光
を反射させるための反射面を前面側基板の背面と背面側
基板の前面との間に設けた反射型画像表示素子におい
て、前記反射面に、側方からの入射光を拡散反射させるため
の導光パターンを設け、当該パターンの密度が光入射側
から離れるに従って大きくなるようにしたことを特徴と
する反射型画像表示素子。
【請求項２】透光性を有する前面側基板と透光性を有
する背面側基板との間に透光性を有する電極を用いた画
像生成部を設け、前面側基板から入射した光を反射させ
るための反射面を背面側基板の前面と背面との間に設け
た反射型画像表示素子において、前記反射面に、側方からの入射光を拡散反射させるため
の導光パターンを設け、当該パターンの密度が光入射側
から離れるに従って大きくなるようにしたことを特徴と
する反射型画像表示素子。
【請求項３】前記反射面は、前面からの入射光を散乱
させるための、前記導光パターンよりも大きな凹凸を有
し、この凹凸の頂点付近に前記導光パターンが形成され
ていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の反射
型画像表示素子。
【請求項４】側部に光源を備えた、請求項１又は２に
記載の反射型画像表示素子。
【請求項５】前記画像生成部よりも前面側に偏光板を
備えた、請求項４に記載の反射型画像表示素子におい
て、前記偏光板と前記反射板との間から光源の光が入射する
ように、前記光源を配置したことを特徴とする反射型画
像表示素子。
【請求項６】基板に光を反射させるための反射面を設
け、この反射面に、光を拡散反射させるための導光パタ
ーンを密度が疎から密へと次第に変化するように形成し
た表示素子用基板。
【請求項７】前記反射面は、前記基板に形成された電
極の表面に形成されていることを特徴とする、請求項６
に記載の表示素子用基板。
【請求項８】前記基板の表面に透光性を有する電極を
設け、この電極よりも背面側に前記反射面を設けたこと
を特徴とする、請求項６に記載の表示素子用基板。