JP4409779B2 - 反射型液晶表示装置の形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，反射型液晶表示装置及びその製造方法に関し，特に，簡単なプロセスで高い反射率を有する散乱反射板構造を有する反射型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，アクティブマトリックスを用いた液晶パネルにおいて，軽量，薄型，低消費電力化が実現できる反射型液晶表示装置が注目されている。反射型液晶表示装置は，外部からの光を表示パネル内に取り込み背面側に設けた反射板により反射させることにより，バックライトを不要にし，低消費電力化を図ることができる。従って，携帯情報端末や携帯電話の表示装置として有用である。
【０００３】
外部の光は，表示装置が使用される環境により異なる。従って，表示パネル内に設けられる反射板は，ランダムな方向から入る光をランダムな方向に反射させる光散乱反射構造であることが望まれる。
【０００４】
かかる反射型液晶表示装置として，凹凸を形成した膜状に画素電極を形成して，凹凸を有する画素電極により外光を乱反射させる構造が提案されている。例えば，特開平5-232465号，特開平8-338993号などである。これらの公報に記載された反射型液晶表示装置は，画素電極に凹凸を形成するために，マスクパターンを利用したフォトリソグラフィプロセスを利用したり，研磨工程とエッチング工程の組合せを利用したりしている。
【０００５】
これらの従来例においては，反射電極に任意凹凸パターンを形成することにより，高い反射率を得ることができる。しかし，フォトリソグラフィを用いて反射電極の形状を制御することは，プロセスが煩雑である。さらに，露光条件により形状が変化すると反射特性が大きく変化するため，製造プロセスのマージンが狭い問題がある。
【０００６】
これを改善する方法として，反射電極と熱膨張率の異なる薄膜樹脂層を用いることでプロセスを簡略化する方法が，特開平5-80327号に開示されている。しかし，本方法においては，有機膜形成後，加熱スパッタ法で金属膜を形成することにより画素電極の表面に凹凸を形成するものである。しかし，この方法は，真空中での加熱工程中に有機膜から脱ガスが発生し，反射膜の膜質変化が起きたり，反射膜に反射特性を低下する微小な凹凸が形成されるおそれがあり，実用的なプロセスではない。
【０００７】
また，特開2000-193807号には，主鎖にフッ素脂肪族環構造を有するフッ素樹脂を用いて，有機膜に微細な凹凸形状を形成する技術が開示されている。しかし，この方法は，特殊な樹脂を用いる上に350℃と高温でのベイク工程が必要である。さらに，本公知例で示されているように，この樹脂自体に感光性がないため，薄膜トランジスタに接続される画素電極に凹凸を形成する場合，別途，レジストをコートしてフォトリソグラフィ工程により，コンタクトホールを形成する必要があり，プロセスが複雑になる。
【０００８】
更に，特願平10-253977号には，コヒーレント光を照射したときに生じるスペックルの強度分布を利用して，深さ方向の変異分布を有する凹凸を形成して，ランダムな凹凸分布を有する反射板を形成することが記載されている。しかし，この方法では，特殊な露光装置が必要であり，露光装置自体が大がかりで高コストになり，現実的ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様に，散乱反射電極を画素電極に利用した反射型液晶表示装置が種々提案されているが，いずれの場合も簡単な製造プロセスで十分な反射率を有する散乱反射電極を形成することができない。更に，最適な反射電極構造を形成するためには，例えば，凹凸の平均傾斜角度や，傾斜角度分布などを最適な範囲に制御することが必要であるが，そのような最適な構造に再現性良く制御することができる製造プロセスは提案されていない。
【００１０】
更に，従来の反射型液晶表示装置における反射板の凹凸の傾斜角は，特定方向からの入射光に対して最大の反射率が得られるように選択されている。そして，従来提案されている反射板は，凹凸の傾斜角度を例えば１０°〜２０°に設定すること（特開平11-259018号公報），反射板の凹凸の傾斜角を５°〜２５°の均一な角度にすること（特開平08-227071号公報），反射板の凹凸の平均傾斜角度が３０°以下であること（特開昭56-156865号公報），凹凸の高さがガウス分布であり，このときの凹凸の平均傾斜角度が10°であること（Tohru Koizumi and Tatsuo Uchida, Proceedings of the SID, vol.29, p.157, 1988），反射板表面はなめらかな凹凸面でありかつ凹凸平均傾斜角度が4〜15°に選ばれること（特開平6-175126号公報）などである。
【００１１】
しかしながら，これらの従来例には，表示パネルに対してあらゆる方向から外部の光が入射する場合に最も反射率が高くなるかについての検討はなされていない。従って，従来例には，種々の環境化においても高い反射率で外部光が反射して明るくなる反射型液晶表示装置は提案されていない。
【００１２】
更に，従来例では，ノート型パソコン等の表示パネルに入射される外部光が，ある方向においては全方位，それとは異なる方向においては特定の方位の場合を想定して，反射率を高くする凹凸形状については提案されていない。
【００１３】
更に，レジスト膜を形成し所定のマスクパターンで露光・現像した後に，ベーキング処理してレジスト膜の断面構造をなだらかにし，所望の傾斜面を形成する反射板構造が，従来提案されている。しかし，かかる製造プロセスにおいて，最適なパターン形状の提案がなされていない。また，同じ画素領域内に指向性と散乱性を兼ね備えた反射用凹凸形状の形成方法も提案されていない。
【００１４】
更に，反射型液晶表示装置は，外部の光を利用するので，暗い場所で使用するためには，光源を設ける必要がある。しかし，この光源からの光を散乱させて表示パネル側に入射させる構造を採用すると，その散乱構造により表示画像がぼけて，コントラストが悪くなるという課題がある。
【００１５】
そこで，本発明の目的は，製造プロセスの間略化，歩留まり向上，製造コストの削減を実現でき，さらに，安定して高い反射特性を実現できる反射板を形成することができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
更に，本発明の別の目的は，種々の方向から外部光が入射しても高い反射率を有する反射板を有する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１７】
更に，本発明の別の目的は，ノート型パソコンなどの表示画面において高い反射率を有する反射板を有する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
更に，本発明の別の目的は，反射用凹凸を形成するための最適なレジスト膜のパターン形状を有する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１９】
更に，本発明の別の目的は，暗い場所での使用を可能にすると共に，通常使用時の表示画面のぼけをなくしてコントラストを向上させたフロントライト付き反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
【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，本発明の第１の側面は，液晶表示装置の製造方法において，所定の膜厚を有する感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，感光性樹脂層の厚さ方向（または平面方向）に熱的変形特性の分布を形成した後，熱処理を行って感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸（マイクログルーブ，微細な溝，或いは微細な皺）を形成することを特徴とする。
【００２１】
感光性樹脂層に例えば遠紫外線（Deep Ultra Violet: DUV)などの露光エネルギーを有する光を照射し，部分的に感光させて，感光性樹脂層を部分的に変質させる。それにより，感光性樹脂層の厚さ方向（または平面方向）に熱的変形特性の分布を形成することができる。その後，ガラス転移温度以上の熱処理を行うことにより，感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成することができる。
【００２２】
DUV照射は，感光性樹脂層の深さ方向の表面側一部のみが感光する程度のエネルギー照射に制御されることが好ましい。その結果，感光性樹脂層の表面側の一定の深さまでが架橋・分解反応により変質し，表面側領域と背面側領域とで異なる熱的変形特性を有することになる。その為，その後の熱処理時に，感光性樹脂層の表面側と背面側との間の熱的変形特性の違いによって，表面にランダムな凹凸が形成される。
【００２３】
或いは，DUV照射を，感光性樹脂層の表面の一部の領域にのみ感光する程度のエネルギー照射を行っても良い。その場合は，マスク膜を利用した露光工程が必要になる。平面方向に熱的変形特性の分布を形成しても，その後の熱処理工程で平面方向に異なる熱的変形が生じ，表面にランダムな凹凸が形成される。
【００２４】
上記のランダムな凹凸形状の溝と嶺のピッチや高低差（凹凸の荒さと細かさ）は，感光性樹脂層の膜厚，照射エネルギーなどにより再現性良くコントロールすることができる。更に，エネルギー光照射前の感光性樹脂層への熱処理温度や時間によっても，凹凸形状をコントロールすることができる。
【００２５】
例えば，感光性樹脂層の膜厚が小さいと，凹凸の高低差は小さくピッチも小さくなり，感光性樹脂層の膜厚が大きいと，凹凸の高低差は大きくピッチも大きくなる。また，照射エネルギーが小さいと，凹凸の高低差は小さくピッチも小さくなり，照射エネルギーが大きいと，凹凸の高低差は大きくピッチも大きくなる。更に，エネルギー光照射前の熱処理温度が低く時間が短いと，凹凸の高低差は大きくピッチも大きくなり，熱処理温度が高く時間が長いと，凹凸の高低差は小さくピッチも小さくなる。
【００２６】
従って，上記の条件を適宜選択することにより，ランダムな凹凸形状を所望の形状に加工することができる。しかも，そのプロセスは，エネルギー光を照射してその後熱処理を行うという，極めて簡単なプロセスであり，大いに実用的である。
【００２７】
本発明の感光性樹脂層は，画素電極を駆動するための薄膜トランジスタのソース電極と画素電極との間の絶縁膜に利用することが好ましい。その場合，画素電極とソース電極とを接続するためのコンタクトホールを形成する必要があるが，感光性樹脂層にフォトリソグラフィ工程を施して，部分的に露光，現像することで，コンタクトホールを形成することができる。そして，その感光性樹脂層に，上記のエネルギー光の照射とその後の熱処理を行うことで，表面に所望のランダムな凹凸形状を形成することができる。かかる感光性樹脂層上に画素電極を形成することで，所望のランダムな凹凸を有する反射型画素電極を形成することができる。
【００２８】
上記の感光エネルギーを有する光の照射に代えて，酸，アルカリ溶液，４級アンモニウム塩溶液，HMDS（Hexa-methyl-di-silazane）のうちいずれかの薬液によるウエット処理を利用することもできる。かかる薬液に感光性樹脂層を浸すことにより，感光性樹脂層の表面に化学反応を起こさせ，異なる熱的変形特性を有する物質に変質させることができる。
【００２９】
上記の目的を達成するために，本発明の第２の側面は，反射型液晶表示装置において，液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が少なくとも０°〜２０°の範囲に分布し，前記傾斜角の存在確率が１５°〜１９°の範囲でピークになることを特徴とする。
【００３０】
上記の反射用凹凸の傾斜角の分布を有する場合，表示面に対してあらゆる方向から外部光が入射する環境化において，最も高い反射率を有することができる。即ち，表示面に対してあらゆる方向から外部光が入射する積分球からの拡散光を考えた場合，液晶層内への入射光強度は，液晶層内の入射角が３０°〜３８°の範囲で最も強くなり，それ以外の入射角の範囲では入射強度が低くなる。従って，最も入射光強度が高くなる入射角３０°〜３８°の範囲の入射光を表示面の法線方向に反射できるようにするためには，反射用凹凸の傾斜角の存在確率が１５°〜１９°の範囲でピークになることが必要である。
【００３１】
但し，入射角３０°〜３８°以外の範囲の入射角も存在するので，それに応じて反射用凹凸の傾斜角は，少なくとも０°〜２０°の範囲にも分布することが好ましい。
【００３２】
その場合の傾斜角の分布は，液晶層内の入射光の入射強度に対応した分布をとることがより好ましい。例えば，表示パネルが使用される環境下の外部光の入射状況により特定される液晶層内の入射光の入射強度分布に対応して，反射用凹凸の傾斜角の分布を設定することで，最も高い反射光量を得ることができる。
【００３３】
上記の目的を達成するために，本発明の第３の側面は，反射型液晶表示装置において，液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が，第１の方向に沿ってその存在確率が１つのピークを有し，前記第１の方向と異なる第２の方向に沿ってその存在確率が２つのピークを有するように分布することを特徴とする。
【００３４】
上記の発明によれば，例えばノート型パソコンの表示パネルのように一定の方向に傾けて使用される場合，表示パネルの水平方向では比較的広い範囲の入射角で外部光が入射するが，表示パネルの垂直方向ではキーボードにより遮られて比較的狭い範囲の入射角で外部光が入射する。その様な環境下では，表示パネルの水平方向に沿っては，反射用凹凸の傾斜角分布は，存在確率が例えば１５°〜１９°の範囲でピークを有し，表示パネルの垂直方向に沿っては，反射用凹凸の傾斜角分布は，存在確率が２つの範囲でピークを有することが好ましい。このように入射角の方向に応じて，反射用凹凸の傾斜角分布を代えることで，最高の反射光量を実現することができる。
【００３５】
上記の目的を達成するために，本発明の第４の側面は，反射型液晶表示装置において，基板上に反射用凹凸を有し，単一の画素領域内に，反射光について第１の指向性と第１の散乱性を有する第１の凸部と，前記反射光について前記第１の指向性より弱い第２の指向性と前記第１の散乱性より強い第２の散乱性を有する第２の凸部とがランダムに混在することを特徴とする。
【００３６】
上記の発明によれば，単一の画素領域内に，指向性が強い凸部と散乱性が強い凸部とを混在させることにより，入射光に対する反射光を効率的に反射することができる。
【００３７】
上記の目的を達成するために，本発明の第５の側面は，反射型液晶表示装置において，基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，第１の円形パターン同士が第１の距離以上離間して配置され，前記第１の円形パターンより小さい第２の円形パターンが前記第１の円形パターンと前記第１の距離未満離間して配置されていることを特徴とする。
【００３８】
上記の発明によれば，比較的大きな円形パターンが，感光性樹脂膜の露光・現像後のポストベーク時に合体しない程度に離間して配置されているので，設計通りの傾斜面を形成することができる。また，大きな円形パターンに近接して比較的小さな円形パターンを配置しているので，傾斜面の密度を高くすることができる。小さな円形パターンと大きな円形パターンとがポストベーク時に合体しても，合体領域が狭いので，それによる悪影響は限られている。
【００３９】
上記の目的を達成するために，本発明の第６の側面は，反射型液晶表示装置において，基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，複数の多角形パターンが隣接する多角形の辺どうしが平行になるように配置されていることを特徴とする。
【００４０】
上記の発明によれば，感光性樹脂膜の露光・現像後のポストベーク時に隣接するパターンが合体しないように，対向する辺が平行になるように配置される。そして，傾斜面が複数の方向に向くような多角形パターンが高密度に配置されるので，傾斜面の方向のランダム性を円形パターンと同等にすることができる。
【００４１】
上記の目的を達成するために，本発明の第７の側面は，反射型液晶表示装置において，反射型液晶表示パネルと，前記反射型液晶表示パネル上に設けられ，導光板と，該導光板の端部に配置した光源と，前記光源が点灯した時に該導光板を伝わる光に対して光散乱性を発現し，前記光源が非点灯時に前記光散乱性が減少する光散乱手段とを有するフロントライトとを有することを特徴とする。
【００４２】
上記の発明によれば，暗い状態で使用する時は，光源が点灯してその散乱光の入射により表示画面を明るくし，明るい状態で使用する時は，光源が非点灯になり外光により表示画面を明るくすると共に，光源の光を散乱する光散乱性が減少し，それによる表示画像がぼけたり歪んだりすることが防止される。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら，かかる実施の形態例が，本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００４４】
図１は，本実施の形態例が適用される液晶表示装置の回路図の例である。背面側の絶縁基板１０の表示領域１１内に，画素がマトリクス状に形成される。画素は，駆動トランジスタＴ00〜Ｔmnと画素電極Ｐ00〜Ｐmnとを有し，駆動トランジスタＴ00〜Ｔmnは，行方向に配置された走査線Ｓ0〜Ｓmと，列方向に配置されたデータ線Ｄ0〜Ｄnとにそれぞれ接続される。表示領域１１の外側には，走査線を駆動する走査線駆動回路１２とデータ線を駆動するデータ線駆動回路１３とが設けられる。
【００４５】
図２は，本実施の形態例が適用される反射型液晶表示装置の断面図の例を示す図である。反射型液晶表示装置は，背面側の絶縁基板１０と表示側の透明基板３０との間に液晶層３４が設けられ，更に，背面側の絶縁基板１０に反射電極２２が形成され，表示側から入射した外光が，反射電極２２の表面で反射され，液晶層３４を通過して再度表示側に出射される構造になっている。
【００４６】
絶縁基板１０上には，図示しない走査線に接続されるゲート電極１５と，絶縁層１６と，半導体層１９及びデータ線に接続されるドレイン電極１７とソース電極１８とが形成される。そして，更に，層間絶縁膜の樹脂層２０上に，画素電極である反射電極２２が形成され，反射電極２２はコンタクトホールCHを介してソース電極１８に接続される。樹脂層２０及び反射電極２２の上にはポリイミドなどからなる配向膜２３が形成される。樹脂層２２の表面には，入射光を乱反射するためのランダムな凹凸が形成され，それに伴いその上にデポジットされる画素電極（反射電極）２２の表面にもランダムな凹凸が形成される。
【００４７】
表示側の透明基板３０には，全面にITO（酸化インジウムを主成分とする材料）などの透明電極３１と配向膜３２が一方に，偏光板３３が他方に形成される。そして，表示側の配向膜３２と背面側の配向膜２３との間に，液晶層３４が挿入される。液晶層３４の液晶分子の配向方向は，配向膜３２，２３の表面形状やその特性に応じた方向になる。
【００４８】
［マイクログルーブの形成方法］
図３は，本実施の形態例における反射型液晶表示装置の製造プロセスの一部を示す断面図である。図３には，図２で示した薄膜トランジスタのソース電極１８の一部が示されている。図３（Ａ）に示される通り，絶縁基板１０上に絶縁層１６や薄膜トランジスタの各電極，半導体層を形成した後，感光性樹脂２０，例えばシプレイ社製汎用レジストであるLC200（ノボラック系樹脂），が塗布される。樹脂層２０は，スピナーにより膜厚0.5〜2.0μｍ程度スピンコートされる。その場合の回転塗布方法は，例えば回転数約３５０rpmで３秒間の回転塗布で最初のレジスト層を形成し，更に回線数約８００rpmで２０秒間の回転塗布で更にレジスト層を形成する。
【００４９】
樹脂層２０の膜厚は，表面に形成されるマイクログルーブの凹凸の荒さ（高低差，ピッチ長）に影響するので，適切な膜厚が選択される。後述するとおり，感光性樹脂層２０の膜厚が大きいと，凹凸はより荒くなり（高低差大，ピッチ長大），膜厚が小さいと，凹凸はより細かく（高低差小，ピッチ長小）なる。
【００５０】
その後，温度約９０℃，３０分間のプリベーク処理を行う。このプリベーク処理では，レジストが反応するほど温度は高くなく，多少溶剤が飛ばされる程度である。これにより，後述するポストベーク時にレジスト層が熱によりだれるのを防止する。
【００５１】
図３（Ｂ）に示される通り，表示電極のコンタクトホールを形成するために，マスク基板４０を利用した公知のステッパ露光処理，現像処理を行う。その結果，樹脂層２０のソース電極１８上にコンタクトホールＣＨが形成される。
【００５２】
コンタクトホールCHの形成後，感光性樹脂層２０には，ポストベーク処理が施される。ポストベーク処理は，例えば１２０℃，４０分の熱処理であり，感光性樹脂の溶剤を十分に飛ばすことが目的である。ポストベーク処理の温度は，感光性樹脂の感光剤が反応する温度（例えば２００℃程度）より低く，ポストベーク処理では感光剤が反応しないようにする必要がある。また，ポストベーク処理の温度は，樹脂のガラス転移温度（例えば２００℃程度）より低く，樹脂が硬化しないようにする必要がある。
【００５３】
ポストベーク処理の温度が高く時間が長いと，残留溶剤の量が少なくなり，マイクログルーブの凹凸が細かくなり，逆に温度が低く時間が長いと，マイクログルーブの凹凸が荒くなる。従って，最適なマイクログルーブの形状が形成できるように，適宜ポストベーク処理の条件が選択される。
【００５４】
次に，図３（Ｃ）に示される通り，感光性樹脂層２０の表面全面に，感光するに十分な高いエネルギーを有する光，例えば波長λ＝３６０nm以下の遠紫外線（DUV)を，エネルギー約2600mj/cm2で照射する。このDUV照射により，感光性樹脂層２０の表面部分（膜厚方向の表面側）から，感光剤が感光反応，ノボラック系樹脂が架橋反応して，樹脂層の上層部分が変質する。その結果，樹脂層２０の表面側と裏面側とで，熱的変形特性が異なる物質になる。このDUV照射は，例えばORC製ＵＶ照射装置を用いて行った。
【００５５】
ＵＶ照射のエネルギーも，マイクログルーブの形状に影響を与える。エネルギーが低すぎるとマイクログルーブ自体が形成されないが，ある程度の閾値を越えるエネルギーが照射されると，マイクログルーブが形成される。その場合，照射エネルギー（単位時間当たりのエネルギー×照射時間）が低いとマイクログルーブが細かく，高いと荒く形成される。従って，最適なマイクログルーブ形状に応じて，照射エネルギー量も選択される。
【００５６】
次に，図３（Ｄ）に示される通り，レジスト２０に対して最終ベークを行う。この熱処理は，例えば温度２００℃，時間４０分程度で行われる。最終ベークでの熱処理の温度は，UV照射前の加熱処理（ポストベーク）の温度よりも高い温度である必要がある。そして，最終ベークでの加熱処理を行うことにより，樹脂層２０の表面には，図示される通り，ランダムなマイクログルーブＭＧが形成される。
【００５７】
最終ベークの熱処理温度は，ポストベーク以上の温度であることが必要であり，更に，後の熱処理工程である配向膜の焼成温度よりも十分高く，樹脂層２０が十分に硬化することが望ましい。
【００５８】
その後は，図２に示される通り，アルミニウムをスパッタ法または加熱蒸着法により約２０００Å程度成長させて，公知のフォトリソグラフィ法によりパターンニングして画素電極２２を形成する。その結果，画素電極２２の表面には，ランダムな凹凸が形成され，光を散乱反射する反射電極として機能することになる。そして，更に，その上全面に，例えば５０００Å程度のポリイミドからなる配向膜２３が，スピンコート及び焼成（約１２０℃）により形成される。この配向膜２３の表面にも凹凸が形成され，その上に挿入される液晶層３４の液晶分子の配向方向が凹凸の溝方向に従って配向することになる。
【００５９】
マイクログルーブが形成される理由は，未だ確かではないが，発明者等の知見によれば，DUV照射により樹脂層２０の表層部分が変質し，最終ベークの熱処理で樹脂層２０の表面側と背面側とが異なる熱的変形を行い，上層と下層間のストレスに起因して，表面にマイクログルーブ（微細溝），又はマイクロリンクス（微細皺）が形成されるのもと思われる。例えば，熱処理により，樹脂層２０の背面側が収縮することにより，表面側にマイクログルーブが形成されると考えられる。これは，UV照射により，樹脂層への厚さ方向における樹脂の架橋反応レベルが異なることに起因するものと思われる。
【００６０】
このようにして形成されるマイクログルーブは，発明者等の実験によれば，後述するとおり入射される外光を乱反射するに必要なランダムな凹凸が形成されたことが確認されている。
【００６１】
上記プロセスにおけるＵＶ照射は，樹脂層２０の全面に行う代わりに，所定のマスクパターンを利用して，平面方向の一部領域にのみ行うことでも良い。その結果，樹脂層２０には，平面方向において一部変質し，平面方向に熱的変形特性の分布が形成される。かかる水平方向の熱的変形特性の分布により，その後の最終ベークでの熱処理で，同様のマイクログルーブが形成される。
【００６２】
更に，上記プロセスにおけるＵＶ照射に代えて，酸，アルカリ溶液，４級アンモニウム塩溶液，HMDSのうちいずれかの薬液によるウエット処理を利用することもできる。かかる薬液に感光性樹脂層を浸すことにより，感光性樹脂層の表面に化学反応を起こさせ，異なる熱的変形特性を有する物質に変質させることができる。
【００６３】
本実施の形態例において，マイクログルーブの荒さが樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーによって制御される。図４〜図７は，感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成されたマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真（約２０倍）を示す図である。この顕微鏡写真の反射パネルのサンプルは，次のプロセスにより試作したものである。
【００６４】
パネル上にレジスト（例えばシプレイ社製汎用レジストLC200）をスピンコート法（３５０rpmを３秒間，８００rpmで２０秒間の二回コーティング）により形成し，９０℃，３０分間のプリベークの後，パネルを全面露光，現像して，所望の膜厚（2.0μｍ，1.7μｍ，1.4μｍ，1.0μｍ）にする。そして，１２０℃，４０分間のポストベーク後に，所望のエネルギー（5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，0 mj/cm2）のDUV照射を行い，２００℃，４０分間の最終ベークを行った。最後に，レジスト膜上に反射膜としてアルミニウムを２０００Å程度蒸着法にて形成した。
【００６５】
図４は，感光性樹脂層２０の膜厚を２．０μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。ＵＶ照射していない場合や照射エネルギーが1300 mj/cm2と小さいと，樹脂層の表面にマイクログルーブが形成されていない。しかし，照射エネルギーが1300 mj/cm2より大きい場合は，樹脂層の表面にマイクログルーブが形成されていることが確認される。その場合，マイクログルーブの高低差やピッチ長（荒さ）は，ＵＶ照射エネルギーが高いほうが荒く（高低差大，ピッチ長大）で，照射エネルギーが低いほうが細かい（高低差小，ピッチ長小）であることが確認される。
【００６６】
樹脂層２０の表面に形成されたマイクログルーブの形状は，ランダムである。そして，その形状は，写真に示される通り，緩やかな曲線の湾曲形，シャープな角度の屈曲形，閉じたループ形状，Ｙ字状の分岐形状などが少なくとも２つ以上は混在する。本実施の形態例のマイクログルーブは，従来の人為的に作成した一定のマスクパターンを利用したリソグラフィ工程による凹凸では得られない形状である。
【００６７】
そして，このマイクログルーブの荒さをコントロールすることにより，凹凸の平均傾斜角や傾斜角分布を適宜コントロールすることができる。
【００６８】
図５は，感光性樹脂層２０の膜厚を１．７μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。レジスト層の膜厚を図４のサンプルより小さくしたので，形成されるマイクログルーブがより細かくなっていることが確認される。ＵＶ照射エネルギーが低すぎるとマイクログルーブが形成されないのは，図４のサンプルと同じである。
【００６９】
図６は，感光性樹脂層２０の膜厚を１．４μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。この場合は，更にマイクログルーブが細かくなっている。
【００７０】
そして，図７は，感光性樹脂層２０の膜厚を１．０μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。この場合は，更にマイクログルーブが細かくなり，ＵＶ照射エネルギーが2600 mj/cm2でもマイクログルーブの形成が十分とは言えなくなっていることが確認される。
【００７１】
以上の通り，上記２０個のサンプルの表面写真から明らかな通り，ＵＶ照射エネルギーが低くなるに従い，マイクログルーブの凹凸形状が小さくなる。更に，一定の基準値以上の照射エネルギーを与えないとマイクログルーブ自体が形成されない。また，最終ベーク後のレジストの膜厚依存性もあり，膜厚が薄いほどマイクログルーブの凹凸形状が小さくなる。
【００７２】
図８は，更に３つの反射パネルのサンプルのAFM像を示す図である。このサンプルは，上記と同じ反射パネルサンプルであって，ＵＶ照射エネルギーを5200mj/cm2一定にし，レジストの膜厚を１．７μｍ，１．４μｍ，１．０μｍにし，更に2000Åのアルミニウムの反射膜をレジスト層上に形成したものである。
【００７３】
図８（Ａ）に示されるように，感光樹脂層であるレジスト膜の膜厚を１．７μｍにしたサンプルでは，表面のマイクログルーブの形状が大きく，凹凸の高低差が１．３μｍ，平均傾斜角度が１３°であることが測定された。
【００７４】
図８（Ｂ）に示されるように，感光樹脂層であるレジスト膜の膜厚を１．４μｍにしたサンプルでは，表面のマイクログルーブの形状がやや小さく，凹凸の高低差が１．１μｍ，平均傾斜角度が１１°であることが測定された。
【００７５】
更に，図８（Ｃ）に示されるように，感光樹脂層であるレジスト膜の膜厚を１．０μｍにしたサンプルでは，表面のマイクログルーブの形状がさらに小さく，凹凸の高低差が０．５μｍ，平均傾斜角度が８°であることが測定された。
【００７６】
図８の観察結果から明らかな通り，マイクログルーブの形状の大小により，凹凸による平均傾斜角も変化することが理解される。つまり，レジスト膜が薄くなるに従い，凹凸の高低差，平均傾斜角が小さくなる。従って，本実施の形態例の製造プロセスによれば，平均傾斜角をコントロールすることもできる。平均傾斜角は，反射パネルの反射率を高めるための重要な要因である。従って，本実施の形態例の製造プロセスによりその平均傾斜角がコントロールできることは，実用上重要な意味を持つ。
【００７７】
図９は，拡散光源に対する反射膜の平均傾斜角と反射率との関係を示すグラフ図である。図９には，反射パネルに入射する拡散光源として，反射パネルに対する入射角が０°，１５°，３０°，４５°及び０°〜±９０°の範囲の入射角分布を有する積分球の５種類に対して，反射率Ｙがその反射膜の凹凸の平均傾斜角ｋに依存することが示される。この依存性は，後述する理論式から求められる。尚，凹凸による傾斜角分布は，正規分布であり，その正規分布の平均傾斜角が理論的に設定される。
【００７８】
図９の理論値から理解されるように，平均傾斜角が１５°を越えるほど大きくなると，反射膜で反射した反射光は，反射パネルの表面側の液晶とガラス基板との境界での角度が臨界角度を超える場合が多くなり，反射率が低下する。一方，入射角が０°や１５°の場合は，平均傾斜角が５°より小さいほうが，反射率が高くなるが，入射角が０°や１５°の環境下で表示パネルが利用されることはそれほど多くない。そこで，図９の理論値からは，特に１５°以下，好ましくは８°〜１３°の平均傾斜角を有する反射膜が，いかなる入射光に対しても比較的高い反射率を有することが理解される。
【００７９】
そこで，図８に示した３つのサンプルは，全て平均傾斜角が８°〜１３°の範囲内に入っている。従って，本実施の形態例の製造プロセスを利用して平均傾斜角を，反射率が高くなる範囲に制御することができることが理解される。
【００８０】
図１０は，図８の３つのサンプルに対して，ポストベークを行った場合（黒丸）と行わなかった場合（白丸）のレジスト膜厚と反射率との関係を示すグラフ図である。この場合の拡散光は，積分球が使用されている。最初に，図８の３つのサンプルで説明した通り，ポストベークを行った場合について見ると，従来のプロセスにより凹凸を形成した時の反射率のトップデータに比較して，レジスト膜厚が１．７μｍ，１．４μｍ，１．０μｍの本実施の形態例によるサンプルは，いずれも高い反射率を有することが実証されている。即ち，図９の理論値に示された通り，平均傾斜角が８°〜１５°の領域に入るように形成されたサンプルは，従来例のトップデータより高い反射率が実現されている。
【００８１】
次に，図１０の白丸に示されるポストベークを行わなかったサンプルを見ると，レジスト膜厚が厚い領域では，従来のトップデータより低い反射率になっているが，レジスト膜厚が薄い領域では高くなっている。この実験結果から，ポストベーク処理が反射率を上げる上で重要であることが理解される。その理由は，おそらく，ポストベークを行わない場合は，露光現像後のレジスト膜内に溶剤が多く残留し，ＵＶ照射後の最終ベーク工程でその残留溶剤が脱ガスとして発生し，凹凸表面に欠陥が発生したものと推測される。
【００８２】
更に，最終ベークの温度は，その後の配向膜形成の焼成温度よりも高く設定することが必要であると推察される。即ち，最終ベーク工程で，レジスト層内の溶剤を完全に取り去るようにして，その後の熱処理で脱ガス現象が生じないようにする必要があることが，図１０のポストベークなしのサンプル結果から推測されるからである。
【００８３】
図１１は，本実施の形態例により形成される樹脂層のマイクログルーブの凹凸形状を模式的に示す図である。図１１（Ａ）の凹凸が荒い場合は，樹脂層２０の表面のうねりが大きく，ピッチ長Ｌが長く，凹凸の高低差Ｈも大きくなる。その結果，傾斜角ｋも大きくなる傾向にある。一方，図１１（Ｂ）の凹凸が細かい場合は，樹脂層２０の表面のうねりが小さく，ピッチ長Ｌが短く，凹凸の高低差Ｈも小さくなる。その結果，傾斜角ｋも小さくなる傾向にある。
【００８４】
図１２は，本実施の形態例により形成されるマイクログルーブの平面パターン例を示す図である。前述の通り，本実施の形態例によれば，図１２（Ａ）の湾曲パターン，図１２（Ｂ）の屈曲パターン，図１２（Ｃ）のループパターン，図１２（Ｄ）の分岐パターンなどが混在したマイクログルーブが，樹脂膜の表面に形成される。
【００８５】
図１３は，マイクログルーブを形成するために必要なＵＶ照射例を示す図である。図１３（Ａ）の例は，樹脂層２０の表面全面にＵＶ照射される場合であり，その場合は，斜線で示された表面から深さ方向の一定の深さの領域が，ＵＶ照射による感光反応により変質する。従って，その後の最終ベークによる加熱処理により，変質層と非変質層の熱変形特性の違いにより，表面にマイクログルーブが形成されるものと思われる。
【００８６】
一方，図１３（Ｂ）の例は，樹脂層２０のにマスクを利用したＵＶ照射により，斜線で示した領域が変質化される。その結果，横方向に変質層と非変質層との分布が形成される。従って，その後の最終ベークによる加熱処理により，変質層と非変質層の熱変形特性の違いにより，表面にマイクログルーブが形成されるものと思われる。いずれの方法でも樹脂層表面にマイクログルーブが形成されるが，図１３（Ａ）のプロセスのほうが，ＵＶ照射工程でマスクを必要としないので有利である。
【００８７】
本発明らは，従来のマスクを利用したハーフ露光による凹凸形成プロセスに，本実施の形態例のＵＶ照射して最終ベークするプロセスを適用した場合について，比較検討を行った。即ち，（１）ハーフ露光による凹凸を表面に形成して更にＵＶ照射して最終ベークする第１のサンプルと，（２）ハーフ露光せずにＵＶ照射して最終ベークする第２のサンプルと，（３）従来のハーフ露光により凹凸を形成しＵＶ照射は行わない第３のサンプルとを試作し，それぞれの反射率を比較した。
【００８８】
上記の第２のサンプルは，図３等でその製造プロセスを説明した。従って，第１のサンプルと第２のサンプルの製造プロセスを説明する。図１４は，第１のサンプルの製造プロセスを示す断面図である。第１のサンプルは，基板１０上に前述のレジスト膜２０をスピンコートで塗布し，プリベークされる。そして，図１４（Ａ）に示される通り，所定のパターンを有するマスク４２を利用して，レジスト膜２０がハーフ露光される。ハーフ露光は，レジスト膜２０の膜厚方向全てを感光しない程度のエネルギーが弱い露光である。その後，現像すると，図１４（Ｂ）に示される通り，マスク４２のパターン形状の凹部がレジスト膜の表面に形成される。
【００８９】
そこで，第１のサンプルには，ポストベークの後，本実施の形態例のＵＶ照射（例えば５２００mj/cm2）が全面に行われ，表面が変質される。そして，前述の最終ベークが行われると，図１４（Ｃ）に示される通り，レジスト膜２０の表面は，ハーフ露光によるパターンに対応した凹凸のうねりに加えて，ＵＶ照射とポストベークによるマイクログルーブが形成される。
【００９０】
第３のサンプルは，図１４（Ｂ）の現像工程の後，マイクログルーブが形成されない程度の少ないエネルギーのＵＶ照射（例えば１３００mj/cm2）が全面に行われる。その後最終ベークを行うと，図１４（Ｃ）の表面にマイクログルーブが形成されない凹凸が形成される。上記の小さいエネルギーのＵＶ照射により，レジスト膜２０のごく表面のみが変質化されるので，最終ベークの加熱工程で，レジスト膜の凹凸がだれて平坦化されるのが防止される。但し，ＵＶ照射エネルギーが小さいので，マイクログルーブは形成されない。
【００９１】
図１５は，上記のプロセスにより形成した第１，第２，第３のサンプルに積分球の拡散光源を照射した時の反射率を比較したグラフ図である。図中，第１のサンプルＳＭ１には，複数種類のパターン形状（八角形，四角形，十字形，五角形，ドーナツ形，三角形，楕円，扇，八の字形）でハーフ露光したサンプルが含まれる。第２のサンプルＳＭ２は，ハーフ露光で露光されなかった領域が利用されている。第３のサンプルＳＭ３も，第１のサンプルと同様に複数種類のパターン形状でハーフ露光したサンプルが含まれる。
【００９２】
図１５の比較例から理解されるとおり，ハーフ露光工程を追加して本実施の形態例を適用した場合も，従来のプロセスのトップデータよりも高い反射率が得られる場合がある。但し，第２のサンプルＳＭ２のように，ハーフ露光を行わないで本実施の形態例を適用した場合が，最も反射率が高くなっている。ハーフ露光工程のみで凹凸を形成した第３のサンプルＳＭ３は，いずれのパターンでも反射率が低くなっている。このように，本実施の形態例のＵＶ照射して最終ベークするプロセスは，所定のパターンを利用したハーフ露光工程と現像工程が付加されても，その高い反射率を実現することができる。
【００９３】
本実施の形態例のマイクログルーブは，できるだけランダムな凹凸が形成されることが好ましい。本発明者らの実験によれば，感光性樹脂層表面にＵＶ照射して最終ベークすると，所々に太い溝または嶺が長く延びて形成されることが観察された。かかる凹凸は，反射方向が一定方向に集中するなど，反射電極の乱反射機能としては好ましくない場合がある。そこで，マイクログルーブの方向や長さをある程度制御できる方法が望まれる。
【００９４】
一方，反射電極として，本実施の形態例では画素電極を利用している。画素電極は画素毎に分離して形成され，独立して電圧が印加される。そこで，本発明者らは，感光性樹脂層を画素単位あるいはライン単位で分離することで，上記の太い溝又は嶺が長く延びて形成されることが防止され，画素電極内ではより均一性をもったマイクログルーブを形成できることを見いだした。感光性樹脂層の分離は，完全に分離してもよく，表面に一定の深さの溝を形成して分離してもよく，さらには，膜厚が一部薄くなるように形成して分離してもよい。ただし，画素電極は，データ線や走査線，ゲート電極との間の容量が所定の範囲になるように設計されるので，かかる条件を満たす範囲で感光性樹脂層を分離する必要がある。
【００９５】
図１６は，感光性樹脂層の分離を説明する図である。図１６（Ａ）（Ｂ）は，背面側基板の平面図である。図１６（Ａ）に示される通り，背面基板表面には，データ線Ｄと走査線Ｓとが形成され，その交差位置に半導体層１９とソース・ドレイン電極１７，１８とが形成される。そして，データ線Ｄと走査線Ｓとで区画された領域が画素領域PXになる。従って，図１６（Ｂ）に示される通り，ソース電極１８と画素電極２２とを接続するためのコンタクトホールCHが形成され，画素電極２２は，各画素領域毎に分離して設けられる。
【００９６】
図１６（Ｃ）〜（Ｆ）は，感光性樹脂層を分離するための分離ラインの例を示す。（Ｃ）は，走査線Ｓとデータ線Ｄに沿って分離ライン５０が形成され，感光性樹脂層がピクセル単位（画素電極領域単位）に分離される例である。（Ｄ）は，分離ライン５０がデータ線Ｄに沿って形成され，感光性樹脂層がデータ線単位に分離される例である。（Ｅ）は，分離ライン５０がデータ線Ｄに沿って形成されると共に，それと直交する方向にも分離ライン５０が形成される。この場合は，感光性樹脂層の分離単位は，画素電極とは無関係である。（Ｆ）は，分離ライン５０が走査線Ｓに沿って形成される例である。
【００９７】
図１７は，感光性樹脂層の分離ラインを形成するプロセスを示す断面図である。図１７（Ａ）は，絶縁基板１０上に，ゲート電極１５，絶縁膜１６，半導体層１９，ドレイン・ソース電極１７，１８を形成し，更に，レジストからなる感光性樹脂層２０をスピンコートしてプリベークした状態を示す。この状態で，感光性樹脂層２０にコンタクトホールを形成するための露光工程が行われる。そのときの露光マスク５１は，コンタクトホールに対応する領域５３は光を完全に透過し，分離ラインに対応する領域５５は光を一部透過し，それ以外の領域５４は光を完全に遮断するマスクパターンを透明基板５２上に形成したものである。例えば，領域５４はクロムからなる遮光膜で形成され，領域５５はモリブデンシリサイドからなるハーフ露光膜で形成されることができる。かかる露光マスクを利用して露光すると，感光性樹脂層２０は，コンタクトホールの位置は完全に露光され，分離ラインに対応する領域はハーフ露光される。
【００９８】
その後，現像を行うと，図１７（Ｂ）に示される通り，感光性樹脂層２０には，樹脂層を貫通するコンタクトホールＣＨがソース電極１８に対応する位置に形成され，樹脂層表面に一定の深さを持つ溝が分離ライン５０として形成される。コンタクトホールＣＨは，狭い領域にのみ形成され，樹脂層２０を分離する機能はあまりない。しかし，分離ライン５０は，少なくとも樹脂層２０の表面を分離するので，その後のＵＶ照射して最終ベークする工程により形成されるマイクログルーブに，長く延在する溝や嶺が発生するのを防止することができる。
【００９９】
図１７（Ａ）では，特殊な露光マスク５１を利用した。しかし，コンタクトホール形成用マスクで通常の露光を行い，分離ライン形成用マスクでハーフ露光を行うことによっても，図１７（Ｂ）に示される樹脂層のパターンニングを行うことができる。更に，分離ライン形成用マスクで通常の露光を行って，分離ライン５０で樹脂層２０を完全に分離しても良い。
【０１００】
また，分離ライン５０は，必ずしも樹脂層２０の表面側に形成する必要はない。例えば，裏面側に形成することも可能である。その場合，絶縁層１６上に形成されるデータ線Ｄの存在自体が，分離ライン５０の機能を有する場合がある。データ線Ｄが存在する部分で樹脂層２０の厚みが一部薄くなるからである。それにより，マイクログルーブの形成が分断され，長く延在する溝や嶺が形成されるのが防止される。
【０１０１】
図１７（Ｂ）に示される通り，分離ライン５０は，樹脂層２０上に形成される画素電極２２（図中破線で示される）の分離領域に形成されることが望ましい。これにより，画素電極２２とゲート電極１５やその他の電極との間の寄生容量への影響を最小限に止めることができるからである。
【０１０２】
図１８は，分離ラインを形成した場合と形成しない場合のマイクログルーブの顕微鏡写真を示す図である。このサンプルは，前述の図６〜９のサンプルと同じ反射板に，分離ラインを形成したものと形成しないものである。図１８（Ａ）が分離ラインを形成した場合のマイクログルーブの例であり，図１８（Ｂ）が分離ラインを形成しない場合のマイクログルーブの例である。
【０１０３】
この写真から分かるとおり，分離ラインを形成しない例（Ｂ）は，一部に長く延在する溝または嶺が存在するのに対して，分離ラインを形成した例（Ａ）は，かかる延在する溝または嶺が存在せず，より均一なマイクログルーブ形状になっている。
【０１０４】
上記の実施の形態例のサンプルでは，感光性樹脂層としてシプレイ社製汎用レジストLP200を利用した。それ以外の感光性樹脂として，クラリアントジャパン社製のレジストAFP750を利用しても，同様にマイクログルーブが形成されることが確認された。
【０１０５】
以上の通り，本実施の形態例では，感光性樹脂層にＵＶ照射などで一部変質領域を形成し，その後熱処理を行うという簡単なプロセスで，その表面にランダムな凹凸を有するマイクログルーブを形成することができる。しかも，そのマイクログルーブの形状や方向を種々のプロセス条件により比較的容易にコントロールすることも可能である。従って，かかるマイクログルーブを有する樹脂層上に反射層を形成することで，反射型液晶表示装置に有効な反射機能を実現することができる。反射層に画素電極を利用することで，よりシンプルな反射型液晶表示装置を実現できる。
【０１０６】
［反射板の傾斜角分布の制御］
図１９は，本実施の形態例が想定する反射型液晶表示装置が使用される実環境を示す図である。反射型液晶表示装置を使用する環境は，様々な場所に光源が存在する。従って，あらゆる使用環境を考えると，図1９に示すように，反射型液晶表示装置が半球内面に配置された均一な拡散光源下に置かれた場合を想定することが必要である。かかる使用環境下では，表示パネルには，半球の立体角内に存在する全ての入射光が照射されることになる。
【０１０７】
そこで，反射型液晶表示装置に入射する光強度Ｌを求めるために，図２０に示されるとおり，Ｘ−Ｙ−Ｚ軸と入射角θiと方位角φiとが定義される。入射角θiは，Ｚ軸と入射光との間の角，方位角は入射光とＸ軸との間の角である。今仮に図１９に示した半球（以下積分球）の単位面積当たりの光強度をI(θi,φi)とすると，その光強度ｄＬは，
ｄＬ＝I(θi, φi)・ｄω
＝I(θi, φi)・ｄｓ／ｒ2
となる。但しωは立体角を，ｄｓは積分球の球面の単位面積を，ｒは積分球の半径を表し，積分球が均一の拡散光とすると，上記光強度Ｉは定数になる。
【０１０８】
更に，入射光は入射角θiだけ斜め方向から表示パネルに照射されるので，表示パネルにはsinθiだけ減衰した光強度になり，
【０１０９】
【数１】
【０１１０】
となる。単位面積ｄｓは，図２０に示される通り，
【０１１１】
【数２】
【０１１２】
であるので，（１）式に（２）式を代入して，光強度ｄＬを入射角θiを０〜π／２，方位角φiを０〜２πに渡って積分すれば，表示パネルの入射光強度Ｌは，次のように表される。
【０１１３】
【数３】
【０１１４】
従って，極角θi方向から入射する光強度f(θi)は（３）式の積分内の関数で表され，それは次のようになる。
【０１１５】
【数４】
【０１１６】
この（４）式のsinθiは，単位入射角θi毎の積分球の拡散光源の面積に起因するものであり，表示パネルの真上（入射角θi＝０）からの入射光の光源面積は狭く（sinθi＝０），表示パネルの横方向（入射角θi＝π／２）からの入射光の光源面積が広い（sinθi＝１）ことを意味する。また，（４）式のcosθiは，入射角による減衰成分であり，表示パネルの真上（入射角θi＝０）からの入射光の減衰度は殆どなく（cosθi＝１），表示パネルの横方向（入射角θi＝π／２）からの入射光の減衰度が大きい（cosθi＝０）ことを意味する。
【０１１７】
図２１は，反射型表示装置に光が入射して反射する場合を示す図である。図２で示した反射型液晶表示装置では，表示側ガラス基板および液晶層の屈折率ｎはほぼ1.5程度の値を有しているので，図２１に示される通り，の反射電極を有する基板からなる反射板６０を，その上に形成される液晶層や表示側基板からなる屈折率ｎの媒体６１が覆う構造と仮定することができる。すると，空気層から入射角θiで入射された入射光は，媒体６１内で入射角θi'となり，反射板６０で反射角θo'で反射し，空気層内で反射角θoで出ていくことになる。
【０１１８】
空気層から媒体６１に入る時，その一部が反射光Ｒとなって媒体内に入射されないので，それを考慮すると，反射板６１に入射角θi'で入射する光の強度f(θi')は，次のように表すことができる。
【０１１９】
【数５】
【０１２０】
ただし，R(θi)は上記の空気層と屈折率nの媒体６１の界面で反射する光の反射率である。そして，空気層での入射角θiと媒体６１内での入射角θi'との間には次のような関係が成り立つ。
【０１２１】
【数６】
【０１２２】
ここで，空気層の屈折率を1，ガラスおよび液晶の屈折率をnとした。θiは空気層での入射角，θi'は液晶層内での入射角である。
【０１２３】
図２２は，反射板６１に入射する光の強度f(θi')と入射角θi'との関係を示す図であり，上記式（５）に式（６）を代入して計算した。ただし，光強度はI(θi, φi)=1として計算した。図２２より理解されるとおり，積分球からの均一な拡散光を仮定した場合，反射板６０に対しては，入射角θi'＝０から入射角が増大するに従い入射光強度が増大し，ある入射角θi'の範囲で入射光強度が最大となり，入射角４５°付近で入射光強度が大きく減衰する。つまり，入射光強度が最大となる入射角θi'が存在し，媒体の屈折率ｎによってその入射角が異なることがわかる。
【０１２４】
図２３は，図２２の入射光強度が最大となる入射角θi'と媒体の屈折率nとの関係を示す図である。図２３より，液晶の屈折率nが大きいほど入射光強度が最大となる入射角θi'が小さくなることがわかる。そして，典型的な液晶の屈折率は1.4〜1.8程度であることから，入射光強度が最大となる入射角θi'は約３０〜３８°となる。
【０１２５】
次に，図２２のような入射光強度分布を有する入射光が，反射板６１の凹凸の傾斜面で反射することを検討する。図２４は，反射凹凸の傾斜面に対する入射角，反射角，傾斜角との関係を示す図である。入射光と反射光は，傾斜面に垂直な線に左右対称であり，ミクロな鏡面における局所的な入射角αは局所的な反射角βと等しいので，傾斜角ξ，入射角θi'，反射角θo'は次のような関係になる。
【０１２６】
【数７】
【０１２７】
そして，一般には表示パネルに垂直方向から表示を観察することが多い。そこで，凹凸を有する反射板に入射角iθ'で入射する光を0°方向に反射させることを考えると，上記（７）式は，ξ＝θi'／２となる。つまり，傾斜角ξを入射角θi'の１／２にすれば表示パネルに垂直な方向に反射させることができるのである。
【０１２８】
図２２に示した通り，積分球の拡散光に対して反射板の凹凸面に入射する入射光の分布は，入射角０〜４５°の領域であるピークを有する。従って，反射板の凹凸面の傾斜面分布も図２２の光強度分布に対応した分布にすることが望ましい。つまり，光強度が高い入射角に対応する傾斜角の存在確率を高くし，光強度が低い入射角に対応する傾斜角の存在確率を低くして，全体で反射光強度を高くすることが望ましい。
【０１２９】
図２５は，図２２の入射光強度分布に対応した傾斜角の存在確率の分布を示す図である。図２５の例は，図２２の屈折率ｎ＝1.5の場合を示し，確率の総和が１になるように規格化した。横軸が反射凹凸面の傾斜角ξを，縦軸が存在確率（％）を示す。そこで，図２５に示したような傾斜角の存在確率分布を有するサンプルにおいて，存在確率が最大となる傾斜角を変化させた場合の，反射率を求める。図２６は，かかる反射特性のシミュレーション結果を示す図である。具体的には，図２５に示した分布の幅ｗを変化させて存在確率が最大となる傾斜角を変化させ，そのときの反射率Ｙを演算した。
【０１３０】
図２６から明らかな通り，存在確率が最大になる傾斜角ξ（＝θi'／２）の範囲が，ξ＝約１５〜１９°（θi'＝約３０〜３８°）の領域で反射率が最も高くなることが理解される。つまり，図２２に示した入射光強度がピーク値を持つ入射角θi'＝３０〜３８°の入射光を，表示パネルに垂直な方向に反射できる傾斜角ξ＝１５〜１９°の存在確率を最も高くすることが，全体の反射率を高めるために望ましいのである。
【０１３１】
以上のとおり，積分球の均一な拡散光下において有効に光を反射させるためには，反射用凹凸による傾斜角は約15〜19°の領域でその存在確率が最大になる必要があることが理論的に明らかになった。
【０１３２】
図２７は，実際に試作したサンプルを使って，積分球の均一な拡散光に対する反射率を測定した結果を示す図である。試作した反射板において，存在確率が最大の傾斜角ξpと，測定された反射率との関係が示される。
【０１３３】
図２８は，その試作した反射板の形成方法を示す断面図である。まず，図２８(a)に示したように，ガラス基板６２上にレジスト（シプレイ社製LC-200）６３を1000〜2000rpmで20秒間スピンコートする。そして，90℃で30分間プリベークした後，図２８(b)に示すように，マスク６４を用いて紫外線露光を行う。次に，現像液（シプレイ社製MF319）を用いて現像を行い，図２８(c)のようにガラス基板上に凸部を形成する。次に，図２８(d)に示すように120〜200℃で60分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせた。その後，図２８(e)に示すようにアルミニウム層６５を200nm蒸着して，反射板を作製した。
【０１３４】
上記のように形成した反射板とガラス基板との間に液晶層を形成し，図２８（ｆ）に示されるような反射型液晶表示装置を作製した。ここで，液晶層は，メルク社製液晶材料MJ961213を使用し，その厚みを3.5μm径のスペーサで制御した。このように試作した反射型液晶表示装置に，積分球を使用して，拡散光を入射させた場合の反射率を測定した。更に，その試作品の反射板の凹凸の傾斜角分布を測定し，存在確率が最大となる傾斜角ξpも求めた。その結果が，前述の図２７に示される。
【０１３５】
この実験結果から，存在確率が最大になる傾斜角ξpを16〜19°付近にすることで，最大の反射率が得られていることがわかる。この実験結果は，図２６に示したシミュレーション結果を概ね裏付けている。従来，最適値といわれてきた傾斜角が10°の場合と比較しても，存在確率が最大になる傾斜角ξpを16〜19°付近にしたサンプルがより高い反射率を有することがわかる。
【０１３６】
図２９は，反射板の凹凸を形成するための，マスク６４のパターン例を示す図である。図２９（ａ）はサイズが異なる大小の円のパターンを混在させた例であり，図２９（ｂ）は三角形，四角形，六角形，八角形などの多角形を混在させた例である。但し，本発明はこれらのパターンに限定されるわけではない。
【０１３７】
反射用凹凸の別の形成例として，図３〜６で示したＵＶ照射して熱変形特性の分布を形成しその後最終ベークしてマイクログルーブを形成するプロセスを採用することができる。マイクログルーブの凹凸形状は，前述したプロセス条件でコントロールすることができるので，存在確率が最大になる傾斜角ξpが15〜19°付近になるようにその凹凸形状が制御される。
【０１３８】
以上，本実施の形態例では，反射板の凹凸による傾斜角は，少なくとも０°〜２５°の範囲に分布し，15〜19°付近でその存在確率が最大になるように分布することで，種々の環境化において，より高い反射率を有する反射型液晶表示装置を提供することができる。
【０１３９】
［反射板の傾斜角分布の制御（その２）］
図３０は，上記した積分球の拡散光に対して高い反射率が得られる反射板の凹凸の傾斜角分布を示す図である。横軸が傾斜角ξを，縦軸はその存在確率を示す。即ち，すでに説明した通り，傾斜角の存在確率は，反射板への入射強度が高い入射角の入射光をより多く表示パネルに垂直な方向に反射させるような分布にすることが望ましい。図３０には，＋15〜19°付近の傾斜角と−15〜19°付近の傾斜角の存在確率が最大になるような分布を示す。＋側と−側が存在するのは，表示パネルの一定方向に沿って傾斜角を見た場合，一方向からの入射光に対応した傾斜角を＋側，反対方向からの入射光に対応した傾斜角を−側に示した。従って，図３０の分布図を傾斜角０°を中心に折り曲げると，図２５に示したような傾斜角分布になる。
【０１４０】
ところで，液晶表示装置は，ノート型パーソナルコンピュータの表示パネルとして使用される場合が多い。図３１は，反射型液晶表示装置がノート型パーソナルコンピュータのモニターとして搭載された状態を示す図である。図示されるとおり，反射型液晶表示装置７０が，水平方向に対してを角度αだけ傾けた状態で使用されることが多い。その場合，図３１に示される通り，表示装置７０は紙面に垂直な面である。そして，図示されるとおりＸ−Ｙ−Ｚ軸の方向を定義する。
【０１４１】
表示装置７０への入射光を検討すると，座標のＸＹ面に沿った入射角θi分布は，何も入射光を遮るものがないので，θi ＝-90〜90°となる。一方，座標のＸＺ面に沿った入射角分布は，キーボード部分により入射光が遮られるので，必ずしもθi ＝-90〜90°とはならない。つまり，表示装置７０の最も高い位置７０Ａと最も低い位置７０Ｂとで，入射角範囲が異なる。最も高い位置７０Ａが，最も広い入射角範囲でθi ＝-90〜α+β°となり，最も低い位置７０Ｂが，最も狭い入射角範囲でθi ＝-90〜α°になる。
【０１４２】
従って，表示パネルの垂直方向に沿うＸＺ面方向の入射光は，入射角度α〜90°（またはα+β°〜90°）の角度から入射する光がほとんど存在しない。従って，表示パネルのＸＺ面方向に配列したミクロの鏡面の傾斜角には，この角度範囲から入射する光を表示パネルの法線（0°）方向に反射させる傾斜角は必要ないことになる。
【０１４３】
例えば，表示パネルの傾きα=30°および液晶層とガラス基板の屈折率nLC=1.5であれば，30〜90°に入射される光を0°方向に反射させる傾斜角は，前述の（６）式および（７）式より10〜21°となる。つまり，表示パネルの垂直方向（ＸＺ面方向）を向いた凹凸の傾斜分布には，10〜21°の傾斜角は必要ない。
【０１４４】
従って，ＸＹ面方向およびＸＺ面方向の傾斜角の分布は，図３２に示されるとおりにすることが望ましい。即ち，ＸＹ面方向の傾斜角分布は，図３０に示したのと同じ分布であり，ＸＺ面方向の傾斜角分布は，マイナス側は図３０と同じであり，プラス側は10〜21°の範囲に存在しない分布となる。図３２の分布を，傾斜角０°を中心に折り返すと，図３３のようになる。
【０１４５】
図３３は，反射板の凹凸により形成される傾斜角分布について，ＸＹ面方向の傾斜面の分布とＸＺ面方向の傾斜面の分布とが示される。この図から明らかな通り，ノート型パーソナルコンピュータなど傾けて使用される場合は，表示パネルにおける水平方向の傾斜面の分布は，傾斜角15〜19°の範囲で存在確率が最大になるようにし，表示パネルの垂直方向の傾斜面の分布は，傾斜角8〜10°の範囲と傾斜角15〜19°の範囲で存在確率がピークを持つようにすることが望ましい。このように，表示パネルの方向に応じて，反射用凹凸による傾斜面の角度分布を，一つの方向は１つの存在確率のピークを有し，別の方向は２つの存在確率のピークを有することで，入射光方向に異方性がある環境下で使用されても，最大の反射率を実現することができる。
【０１４６】
本発明者らは，上記の傾斜面分布の反射板を試作して，その反射率を確認した。図３４は，サンプルの反射板の形成方法を示す断面図である。まず，図３４(a)に示したように，ガラス基板６２上にレジスト（例えばシプレイ社製のLC-200）６３を1000rpmで20秒間スピンコートして形成する。そして90℃で20分間プリベークした後，図３４(b)に示すようにマスク６４を用いて紫外線露光を行う。次に現像液（例えばシプレイ社製MF319）を用いて現像を行い，図３４(c)のようにガラス基板上にレジストによる凸部を形成する。図３４(a)〜(c)の工程を，図３５に示したマスクパターン(a)〜(d)を順次使用して４回繰り返し，図３４(d)のような傾斜角が異なる凸部を形成する。次に，図３４(e)のように，200℃で80分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせた。その後，図３４(f)のようにアルミニウム６６を200nm蒸着して，反射板を作製した。
【０１４７】
図３６は，上記のように形成された反射板の凸部の平面形状及び断面形状を示す図である。凸部６７の平面形状は，基板６２の垂直方向Ｖについては，異なる傾斜面を有し，基板６２の水平方向Ｈについては同じ傾斜面を有する。図３６に示された平面図には，凸部６７に等高線を示し，その傾斜面形状が示される。ポストベークにより凸部は丸みを持たせているので，その傾斜角分布は，およそ０〜２０°の範囲に分布する。そして，基板の垂直方向Ｖにおいては，傾斜面（ξ1＞ξ2）が異なるので，図３３に示した通り，存在確率がピークになる領域が２つあり，基板の水平方向Ｈにおいては，傾斜面（ξ1）が左右対称であるので，図３３に示した通り，存在確率がピークになる領域が１つ存在することになる。
【０１４８】
以上の様に，反射用凹凸の形状を水平方向と垂直方向とで異ならせることで，水平方向の傾斜角の分布と，垂直方向の傾斜角の分布とを異ならせることができる。また，図３６に示される通り，半円形と半楕円形とを組み合わせた形状にすることで，水平方向の傾斜角と垂直方向の傾斜角の分布をそれぞれ異ならせることができる。
【０１４９】
本発明者らは，菱光社製の非接触3次元形状測定装置nh-3を用いて形状を測定し，試作した反射板の傾斜分布を求めた。図３７は，その試作した反射板の傾斜角分布の測定結果を示す。図に示される通り，試作した反射板は，絶対値で8°と18°に存在確率の極大が存在していた。また，比較のために，図３７には存在確率の極大が0°および10°にある反射板，それぞれ従来例1および従来例2，の傾斜角分布も示されている。
【０１５０】
図３８は，上記反射板を用いて作成した反射型液晶表示装置の概略断面図である。液晶層（例えばメルク社製液晶材料MJ961213）を，3.5μm径のスペーサで厚みを制御して，反射板とガラス基板の間に注入した。そして，その反射型液晶表示装置を鉛直方向から30°傾けた状態で固定し，積分球の均一拡散光を照射して，輝度計（例えばトプコン社製のBM-5）を用いて反射率を測定した。図３９は，その反射率の測定結果を示す図である。この図表より明らかな通り，本発明の反射板を用いると反射率が６１％となり，従来例１，２の３１％，５３％に比較して10〜25%の反射率向上が実現されていることが確認された。
【０１５１】
図３３には理想的な傾斜角分布を示したが，その前提として，液晶層やガラス基板の屈折率ｎを1.5とし，反射型液晶表示装置の水平線に対する角度（図３１に示した傾きα）をα＝３０°とした。そこで，液晶層の屈折率nLCと反射型液晶表示装置の傾き角度αを変化させた場合に，理想的な反射用凹凸において存在確率が極大になる傾斜角範囲をそれぞれ調べた。
【０１５２】
図４０は，反射型液晶表示装置の傾き角度と，液晶層の屈折率に対する，存在確率が極大になる傾斜角範囲を示す図である。典型的な液晶材料の屈折率nLCが1.4〜1.8程度であるので，屈折率nLCを1.4〜1.8で変化させた。一般的な使用状態では，反射型液晶表示装置のサイズが小さいほど傾きαが大きくなる傾向
にあり，表示パネルの傾きαを0〜45°の範囲で変化させることにした。
【０１５３】
まず，表示パネルの傾斜角αが３０°の場合は，図３２，３３で示した通り，一方で15〜19°の範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になり，他方では8〜10°の範囲と15〜19°の範囲との２つの範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になるのが望ましい。また，表示パネルの傾斜角αが０°の場合は，表示パネルが垂直に置かれた場合であり，表示パネルの垂直方向の傾斜角ξは，主に上方からの入射光を垂直方向に反射するために15〜19°の範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になり，下方からの入射光はあまりないので下方側を向いた傾斜面は必要ない。そして，表示パネルの傾斜角αが９０°の場合は，表示パネルが水平に置かれた場合であり，図４０に示されないが，15〜19°の範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になることが望ましい。表示パネルが水平の場合は，図３０に示した分布例と同じである。
【０１５４】
図４０に示される通り，表示パネルの傾斜角αが０°〜４５°の範囲であれば，反射用凹凸における存在確率が極大となる一方の傾斜角は0〜16°，他方の傾斜角は14〜19°の範囲内に存在すれば，反射率を最大にすることができることが判明した。屈折率nLCが小さいほどそれぞれ極大になる傾斜角は大きくなる傾向にある。
【０１５５】
ノート型パーソナルコンピュータは，オペレータの好みによって，その表示パネルの傾きが異なる。そこで，複数の傾きにおいて最大の反射率が実現できるように，画素領域内に，反射用凹凸の傾斜角の存在確率が極大になる領域が異なる複数の領域を形成することが望ましい。例えば，図４０に示される通り，表示装置の傾斜角αが３０°と４０°に対応して求められた，存在確率が極大になる傾斜角領域が，8〜10°と15〜19°の第１の組合せと，10〜12°と15〜19°の第２の組合せとを，同じ画素領域内に併存させる。或いは，表示装置の傾斜角αが３０°，３５°，４０°に対応して求められた，３つの組合せの領域を併存させる。或いは，３種類の凸パターンを併存させる。それにより，表示パネルの傾きがある程度異なっても，比較的大きな反射率を実現することができる。
【０１５６】
以上説明した反射用凹凸の傾斜角分布を有する反射電極を画素電極に利用して，図２に示した構造の反射型液晶表示装置を形成し，液晶層３４に画素電極と表示側の透明電極とから所定の電界をかけることで，当該液晶層３４に複屈折作用を持たせて，所望の表示を行うことができる。即ち，液晶層３４が電界効果複屈折モードで駆動される。また，液晶層３４に色素を含ませて，ゲストホスト型の液晶表示装置にすることもできる。
【０１５７】
［異なる指向性が混在する反射用凹凸の例］
特開平11-295750号公報には，画素電極を反射電極として利用する反射型液晶表示装置が記載されている。この公報には，画素電極内を２つの領域に分割して，一方の領域に指向性の強い反射特性を有する凹凸形状を形成し，他方の領域に拡散性の強い反射特性を有する凹凸形状を形成する。
【０１５８】
しかし，より高精細な液晶表示装置の場合は，画素領域がより狭くなり，上記従来例のように画素領域を２つの領域に分けて異なる凹凸形状をそれぞれに形成することはより困難になることが予想される。
【０１５９】
そこで，本実施の形態例では，画素領域内に指向性の強い反射特性を有する凹凸形状と拡散性の強い反射特性を有する凹凸形状とを混在させるようにする。図４１は，かかる画素領域内に混在する２つの反射凹凸形状を示す断面図である。凹凸Ａは，膜厚が薄くなだらかな傾斜面を有し上面が比較的平らになっているので，反射光の方向は垂直方向に指向性を有する。一方，凹凸Ｂは，膜厚が厚く急な傾斜面を有し上面が突起状になっているので，反射光は広く拡散する。
【０１６０】
図４２は，本実施の形態例における画素領域ＰＸの平面図である。図示される通り，画素領域ＰＸ内に，図４１に示した凹凸Ａと凹凸Ｂとが混在して設けられる。
【０１６１】
図４３は，図４２の反射用凹凸を形成する製造プロセスを示す断面図である。まず，図４２(a)に示すように，ガラス基板６２上に感光性樹脂であるレジスト（例えばシプレイ社製のLC-200）を2000rpmで20秒間スピンコートする。そして，90℃で20分間プリベークした後，図４２(b)に示すようにマスク６４Ａを用いて紫外線露光を行う。次に，現像液（例えばシプレイ社製MF319）を用いて現像を行い，図４２(c)のようにガラス基板６２上に凹凸Ａに対応する凸部を形成する。その後，図４２(d)のように200°で80分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせて凹凸Ａを形成する。
【０１６２】
次に，図４２(e)に示すように，前記レジストを1000rpmで20秒間スピンコートする。これにより，前述のレジストよりもより厚いレジスト層を形成することができる。そして，90℃で20分間プリベークした後，図４２(f)に示すように，マスク６４Ｂを用いて紫外線露光を行う。次に前記の現像液を用いて現像を行い，図４２(g)のようにガラス基板に凹凸Ｂに対応する凸部を形成する。そして，図４２(h)のように120℃で80分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせて，凹凸Ｂを形成する。このポストベークは，凹凸Ａを形成するよりも低い温度であるので，厚いレジスト膜の加熱によるダレの程度が少なく，より拡散性の強い凹凸Ｂが形成される。
【０１６３】
その後，図４２(i)のように，アルミニウム６４を200nm蒸着して反射板（画素電極）を作製した。上記のように，凹凸Ａと凹凸Ｂとでレジストの膜厚およびポストベークの温度を変えることで，凹凸の丸みを変えることができ，散乱の際の指向性が異なる凹凸が混在する反射面を構成することができた。
【０１６４】
前述の通り，反射型液晶表示装置の反射板は，あらゆる方向からの入射光を表示面に垂直な方向に反射することが望ましい。そのため，レジスト層をパターニングしてベーキングにより丸みを付けて傾斜面を形成する場合，傾斜面が３６０°の方向に向いているのが好ましい。そこで，従来，レジスト膜のパターンとして，円形のパターンが提案されている。例えば，特開平11-337935号公報，特開平11-337964号公報，特開平5-281533号公報などである。これらの公報には，円形のパターンをランダムに形成して反射光の干渉によるモアレ模様が形成されることを防止したり，半径が大きいドーナツ型パターンと半径が小さい円形パターンとをランダムに形成して反射特性を改善することなどが提案されている。
【０１６５】
特開平5-281533号は，大きい円形パターンと小さい円形パターンとをランダムに混在させることが示されている。例えば，図４４に示される通りである。しかし，半径が大きい円形パターンをランダムに配置すると，近接するレジストパターンが，露光・現像後のポストベーキング工程の時に加熱による断面形状のダレによって，合体する現象が生じる。図４４の斜線で示した円形パターンは，近接しすぎてベーキング時に合体してしまった状態を示す。
【０１６６】
そこで，本実施の形態例では，図４５に示される通り，レジストのパターンを，半径が大きい円形パターンと半径が小さい円形パターンとを混在させたものにし，且つ，大きい円形パターンと小さい円形パターンとの距離が，大きい円形パターン同士の距離よりも常に小さくなるように配置する。つまり，大きい円形パターンに対して，別の大きい円形パターンを近接させることを禁止するようにする。できれば，大きい円形パターンの周囲には小さい円形パターンを配置し，大きい円形パターン同士が近接することがないようにする。それにより，傾斜面の密度を高くすると共に，ベーキング時にパターン同士が合体する領域を少なくすることができる。
【０１６７】
図４６は，本実施の形態例におけるレジストのパターンを説明する図である。
【０１６８】
図４６（Ａ）は，比較的大きい円形パターンを配置した例である。画素領域ＰＸ内に大きい円形パターンＰ１が４個配置される。レジストパターンは，ある程度の大きさを有することが必要である。パターンが小さすぎると，ポストベーク時の断面形状のダレで傾斜角度が十分な大きさにならないからである。但し，図４６（Ａ）のパターンでは，形成される傾斜面の密度が薄く，反射率を高めることができない。
【０１６９】
そこで，図４６（Ｂ）に示される通り，大きい円形パターンＰ１の密度を高くすることが考えられる。しかし，大きな円形パターンＰ１が近接しあうと，ポストベーク時の熱によるダレで，斜線で示される通り，円形パターンの周縁部が合体することがある。かかる合体は，設計通りの傾斜面の面積を減らしてしまい，好ましくない。
【０１７０】
そこで，本実施の形態例では，図４５で説明した通り，図４６（Ｃ）に示されるように，比較的大きな円形パターンＰ１の密度は図４６（Ａ）のように疎な状態にして，パターンＰ１間の距離Ｌ１を比較的大きいままに保ち，その大きな円形パターンＰ１の隙間に比較的小さい円形パターンＰ２を配置し，傾斜面密度を高くするようにする。これにより，比較的大きな円形パターン同士の合体は少なくなり，合体が生じても大きな円形パターンＰ１と小さい円形パターンＰ２との間（図４６（Ｃ）中の斜線）だけに限定されるようにする。このような合体の領域は，大きい円形パターンＰ１同士の合体領域に比較して狭くなり，傾斜面領域の減少を最小限に抑えることができる。
【０１７１】
図４６（Ｃ）に示される通り，大きな円形パターンＰ１間の距離Ｌ１は，合体が生じない程度に長くし，それら円形パターンＰ１の間の領域に，小さな円形パターンＰ２を配置する。その結果，大きい円形パターンＰ１とそれに最も近接する小さい円形パターンＰ２との間の距離Ｌ２は，その大きい円形パターンＰ１とそれに最も近接する大きい円形パターンＰ１との間の距離Ｌ１より常に短くなる。
【０１７２】
図４７は，別のレジストパターンを示す図である。上記の例は，反射用凹凸の傾斜面が３６０°の方向に向くように円形パターンを利用したが，円形でなくても，各辺の方向が複数，好ましくは３つ以上存在する多角形であっても，同様の高い反射率を実現することができる。
【０１７３】
図４７は，画素領域ＰＸ内に，多数の六角形を，互いに隣接する辺が平行になるように近接させたレジストのパターン例である。画素領域ＰＸの周縁には，六角形全体が収納できずに，台形や５角形になっているが，基本的には，六角形がタイルのように敷き詰められたレジストパターンである。各辺が平行になるようにすることで，各六角形パターンをできるだけ近接させても，ポストベーク時の合体を防止することができる。
【０１７４】
このようなマスクパターンを利用してレジスト層を露光現像して，ポストベークを行うことにより，断面形状が熱によりダレて，少なくとも３つの方向を向いた傾斜面を有する反射用凹凸を形成することができる。
【０１７５】
図４８は，他のレジストパターンを示す図である。図４８の例は，画素領域内に六角形ではなく，複数の正三角形を，各辺が平行に近接するように配置している。この場合も，レジスト層を露光・現像して，ポストベークを行うことにより，断面形状が熱によりダレて，傾斜面が少なくとも３つの方向を向いた反射用凹凸を形成することができる。本実施の形態例は，他の多角形形状であっても，同様に高密度の傾斜面を有する反射用凹凸を形成することができる。
【０１７６】
図４５，４７，４８のパターンを利用した場合の反射用凹凸の形成プロセスは，図２８に示したプロセスと同じである。レジスト層の露光工程のマスク６４に，図４５，４７，４８のパターンが利用される。それにより，ポストベーク工程で，パターン同士が合体することなく，高密度の傾斜面分布を形成することができ，反射板の反射率を高くすることができる。
【０１７７】
［フロントライト構造］
反射型液晶表示装置は，バックライトを設けずに外光を反射して表示面を明るくする。従って，消費電力が少なく，携帯用の情報端末，携帯電話などの表示パネルとして有用である。しかしながら，外光を利用するので，明るい場所での使用に限定される問題がある。そこで，暗いところで使用する時のみ点灯させるフロントライト付きの液晶表示装置が提案されている。
【０１７８】
図４９は，従来提案されているフロントライト付き反射型液晶表示パネルの構成図である。図示される通り，反射型液晶表示パネル７３の表示側にフロントライト７０が設けられる。反射型液晶表示パネル７３は，反射板構造を有する背面側基板７３Ｂと表示側基板７３Ａとの間に，図示しない液晶層が挿入されている。そして，表示側基板７３Ａの上には，フロントライト７０が設けられ，フロントライト７０は，光源７１と，その光源からの光を表示面全面に導き，表面に形成した散乱層またはプリズム層により表示パネル７３側に散乱する透明基板７２とを有する。透明基板７２の表面に形成された散乱層またはプリズム層と空気層との間の屈折率の違いにより，光源７１の光が散乱し，その一部が表示パネル７３側に散乱する。
【０１７９】
しかし，図４９のように構成された反射型液晶表示装置は，透明基板７２の表面に散乱層またはプリズム層が形成されており，観察者は，この散乱層やプリズム層を介して表示パネル７３の文字や画像を見ることになる。そのため，散乱層やプリズム層により文字や画像が歪んだりぼやけたりすることになり，画質の低下を招いている。
【０１８０】
そこで，本実施の形態例では，フロントライト構造を光源が点灯した時のみ光を導く透明基板に散乱性を持たせ，光源が点灯しない時は透明基板の散乱性がなくなるようにする。かかる構成にすることで，外光を利用する通常の使用時には，フロントライト構造が，散乱機能を有しないので，観察される表示パネルの文字や画像の歪み，ぼけはなくなる。一方，暗い場所で使用する時などの限定された場合には，フロントライト構造が光源からの光を与えるので，多少文字や画像に歪み，ぼけが生じても，表示パネルを明るくして表示パネルとしての最低限の機能を確保することができる。
【０１８１】
図５０は，フロントライトの第１の例を示す図である。図５０に示されるフロントライト７０は，例えばアクリル製の透明基板の表面をサンドブラスト加工して表面に散乱層７５を設けた透明基板７４と，アクリル製透明基板７６と，それら基板の間に充填されるシリコーン・オイルなどの流動体７７と，流動体ポンプ７８と，流動体タンク７９とを有する。フロントライト７０は，更に，冷陰極蛍光管による線状光源７１を有する。基板７４，７６との間には，流動体タンク７９に収納されている流動体が流動体ポンプ７８により充填されたり，抜き取られたりする。そして，この流動体７７の屈折率は透明基板７４，７６と概ね同じｎ＝1.5である。
【０１８２】
図５０（ａ）に示される通り，明るい場所で反射型液晶表示パネルを使用する場合は，光源７１がオフ状態にあり，両透明基板７４，７６の間隙に流動体７７が充填される。これにより，散乱層７５は流動体７７と屈折率に差がないため，観視者側からは見えない。従って，明るい場所で使用される時は，表示パネル７３の文字や画像がぼけたり，歪んだりすることがない。
【０１８３】
一方，図５０（ｂ）に示される通り，暗い場所で反射型表示パネルを使用する場合は，光源がオン状態になり，流動体７７は両透明基板７４，７６の間隙から，流動体ポンプ７８により抜き取られ，基板の間隙には空気層が充填されている。このため，散乱層７５では透明基板材料のアクリル（屈折率約1.5）と空気（屈折率1.0）との間に屈折率差が生じ，本来の散乱層としての機能を有する。従って，透明基板７４，７６の端にある光源７１から内部反射を繰り返して導光してきた光は，この散乱層７５で散乱され，反射型液晶表示パネル７３を照明する。従って，暗い場所であっても，明るい表示パネルが実現できる。
【０１８４】
但し，観視者側からこのフロントライト７０を眺めると，透明基板７４の散乱層７５が見え，反射型液晶表示パネル７３の表示は歪む。しかし，かかる歪みは，従来のフロントライト付反射型液晶表示パネルと同等である。
【０１８５】
以上のとおり，明るい場所で使用される時は，フロントライトがない反射型表示パネルと同じ表示が得られ，また，暗い場所で使用される時は，点灯した光源からの光を有効に反射型液晶表示パネルの照明に使うことができ，明るい表示が実現できる。
【０１８６】
図５１は，本実施の形態例におけるフロントライト付き反射型液晶表示パネルの第２の例を示す図である。この例では，ガラスなどの２枚の透明基板７４，７６の表面に酸化インジウムを主成分とする透明電極（ITO)８１を形成し，その間隙に電界により状態が変化する液晶層８０を挟み込んでいる。そして，スイッチSWにより透明電極８１間に電圧Ｖ１が印加されたりされなかったりする。通常，このような液晶層８０は，透明電極間に電圧Ｖ１を印加した場合に透明状態になり，透明電極間の電圧を０にした場合に散乱状態になる。従って，明るい場所では，スイッチSWをオンにして，液晶層８０を透明にし，暗い場所では，スイッチSWをオフにして，液晶層８０を散乱状態にする。
【０１８７】
散乱状態と透過状態とが切り替え可能な液晶材料としては，（１）動的散乱効果を利用した液晶，（２）コレステリック相とネマティック相との間の相転移効果を利用した液晶，（３）ポリマー分散型液晶があり，いずれかの液晶が利用可能である。
【０１８８】
図５１の例は，図５０の例に比較して，散乱層を付けた透明基板，ポンプ，タンクなどが不要であり，また，流動体を充填したり引き抜いたりする時間が不要である。更に，ポリマー分散型液晶の場合は，ポリマー内の球形液晶体の屈折率異方性の程度を，印加電圧で調整することができる。従って，印加電圧を調整することで，液晶層８０の散乱度を調整することができ，光源７１の光に対する散乱度を上げて明るくするか，散乱度を下げて表示画面の歪みを抑えるかを，観察者の好みで調整させることができる。
【０１８９】
図５１の例でも，光源７１がオンして液晶層８０が散乱性を有している時は，反射型液晶表示パネルの表示が曇りガラスを通したように見えるが，それは，従来のフロントライト付反射型液晶表示パネルと同等である。そして，光源７１がオフの明るい状態では，液晶層８０が透明になり，表示がぼけたり歪んだりすることはない。すなわち，この例は，フロントライト付反射型液晶表示パネルであるが，フロントライト未点灯時はフロントライトなし反射型液晶表示パネルと同等の表示品質を可能とし，フロントライト点灯時は通常のフロントライト付反射型液晶表示パネルと同等の表示品質を有する。
【０１９０】
図５２は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第３の例を示す図である。この例では，ガラスなどの透明基板７４，７６の内面に透明電極８１を形成し，更に，透明基板７４の内側に，プリズム状の細かい凹凸を有するプリズム層８２を形成する。そして，透明基板７４，７６との間に，屈折率異方性を持つ液晶層８０を封入する。屈折率異方性を有する液晶分子は，電界によって分子の配向方向が変わり，屈折率異方性の方向が変わる。そこで，屈折率異方性を持つ液晶層８０の一方の屈折率にプリズム層８２の屈折率を一致させる。
【０１９１】
図５２（ａ）に示されるとおり，明るい場所での使用では，液晶層８０に電圧を印加し，あるいは電圧無印加にし，表示側から反射型表示パネル７３に向かう方向において，プリズム層８２の屈折率と液晶層８０の屈折率とを一致させる。この状態では，表示側から反射型表示パネル７３に向かう方向において，プリズム層８２と液晶層８０との間で屈折率が一致し，プリズム層８２による散乱状態がなくなり，フロントライト構造は透明になる。その結果，フロントライトが設けられいない反射型液晶表示パネルと同じ状態になり，表示画面がぼけたり歪んだりすることがなくなる。
【０１９２】
一方，図５２（ｂ）に示されるとおり，暗い場所での使用では，液晶層８０には電圧無印加状態，あるいは印加状態にし，表示側から反射型表示パネル７３に向かう方向において，プリズム層８２の屈折率と液晶層８０の屈折率とを異ならせる。これにより，プリズム層８２と液晶層８０との界面で両者に屈折率差が生じ，光源７１からの光が屈折する。この屈折光が，反射型液晶表示パネル７３の照明光となり，明るい表示が実現できる。
【０１９３】
この例では，透明基板７４の表面にプリズム形状を形成しているが，サンドブラスト工程により透明基板７４の表面に散乱層を形成しても同様の効果が期待できる。
【０１９４】
本構造を適用することにより，上記例２と同様の効果があり，更に，液晶層８０の性質上，透過状態と散乱状態との切り替えスピードをより一層改善することができる。また，上記例２のポリマー分散型液晶に比較すると，液晶層８０への印加電圧は液晶層８０に直接電圧を印加できるので，ポリマー分散型液晶を利用するより，印加電圧をより低く抑えられる。そして，液晶層８０への電圧を印加しない状態で，液晶層の屈折率をプリズム層８２の屈折率と一致させることにより，明るい場所での使用時には，光源７１と透明電極８１への電圧印加が不要になり，より一層の低電力化を図ることができる。
【０１９５】
図５３は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第４の例を示す図である。この例では，フロントライト７０の導光板である透明基板７４に形成した透明電極81Aを短冊状に分割し，それぞれに対して電圧印加81A-1，電圧無印加81A-2を選択できる構造となっている。そして，透明基板７４，７６の間に，電圧の印加により状態が変化する液晶層が充填される。図５３（ａ）は，断面構造を示し，図５３（ｂ）は分割された透明電極８１Ａの平面構造を示す。
【０１９６】
この構造にすることにより，電圧を印加する透明電極８１Ａの本数を変えることで，散乱状態になる液晶層の面積を適宜変更することが可能となり，照明光量をある程度調整することができる。従って，本構成では，散乱度の調整のできない散乱型液晶，動的散乱効果を利用した液晶，コレステリック相とネマティック相との間の相転移効果を利用した液晶などを液晶層８０に利用しても，電圧を印加する透明電極を選択することで，その散乱度を調整することができる。
【０１９７】
フロントライト付きの反射型液晶表示パネルは，フロントライトの液晶層による散乱度が大きいと，光源７１からの光をよく散乱し，反射型液晶表示パネル７３をよく照明できるため，反射型液晶表示パネルを高輝度化できる。しかし，観察者と反射型液晶表示パネルとの間に散乱層が入るため，表示画像が曇り，解像度が低下して見える。したがって，散乱度の調整が可能であれば，これを観察者が調整して，観察者にとって最適な表示品質にすることができる。
【０１９８】
図５４は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第５の例を示す図である。この例では，フロントライト７０が，図５２で示した第２の例と同様に，２つの透明基板７４，７６の内側に透明電極８１が形成され，それらの間に液晶層８０が充填されている。そして，この液晶層８０は，ポリマー分散型液晶であって，ポリマーに屈折率異方性樹脂が用いられ，液晶粒９０の常光屈折率と異常光屈折率が，透明電極間に電圧が印加されない状態でポリマーの二方向の屈折率と一致するように構成されている。
【０１９９】
ポリマー分散型液晶の詳細が，図５４の右側に示される。ポリマー分散型液晶Ａは，屈折率異方性のないポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒９０が分散されているのに対して，ポリマー分散型液晶Ｂは，屈折率異方性があるポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒９０が分散されている。
【０２００】
結晶粒９０が，透明電極間に電圧を印加しない状態で，フロントライト７０の厚み方向に分子が配列して，フロントライトの厚み方向の屈折率がポリマー９２や透明基板７４，７６と一致し，透明電極間に電圧を印加した状態で，同屈折率が不一致になると仮定する。
【０２０１】
その場合，ポリマー分散型液晶Ａは，図示されるとおり，液晶粒９０の上下方向の屈折率がポリマー９２と透明基板７４，７６に一致し，上下方向の光線には屈折率差がないため，屈折，散乱が起こらない。しかし，ポリマー９２と液晶粒９０との間には水平方向の屈折率に差があるため，水平の光だけではなく，斜めからの光でも若干の，すなわち，光線の水平方向ベクトル成分に対し，屈折が生じる。このため，斜めからこの反射型液晶表示パネル７３を見た場合，この屈折によりフロントパネル７０が曇ってみえる。
【０２０２】
それに対して，ポリマー分散型液晶Ｂを透明基板７４，７６間に充填すると，透明電極間に電圧を印加しない状態で，フロントライトの厚み方向に液晶分子が配列して，液晶粒９０の屈折率異方性の方向とポリマー９２の屈折率異方性の方向とが一致する。従って，この状態では，液晶粒９０とポリマー９２との屈折率差がどの方向からも全くなくなり，フロントライトはどの方向からも透明になる。そのため，ポリマー分散型液晶Ａを利用する場合に比較して，明るいところでの使用時において斜めからの画像の歪み，曇りを防止することが可能となる。
【０２０３】
一方，暗い場所で使用する場合に，透明電極間に電圧を印加すると，図中に示されるとおり，液晶粒９０の屈折率異方性の方向が，ポリマー９２の屈折率異方性の方向と不一致状態になる。ポリマー９２の異方性の方向は，電界により変化しないからである。そのため，フロントライト７０は散乱状態になり，光源７１からの光が反射型液晶表示パネル７３側に散乱し，液晶表示面を明るくする。但し，液晶層８０がクリーム色になり，表示画面にボケや歪みが生じる。
【０２０４】
その場合，透明電極間に印加する電圧を調整することにより，液晶粒９０の屈折率異方性の方向を調整することができる。つまり，印加電圧を上げると，液晶層での散乱度が大きくなり，反射型液晶表示パネル７３への入射光が多くなり画面が明るくなるが，画面が白くなりすぎて見えにくくなる。一方，印加電圧を下げると，液晶層での散乱度が小さくなり，画面が暗くなるが，画面の透明度が増すことになる。そこで，この印加電圧を調整することにより，画面の輝度の程度と，コントラストの程度を観察者の好みに応じて設定することができる。
【０２０５】
図５５は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第６の例を示す図である。図５０〜５４の従前の例では，光源７１のからの光を２枚の透明基板内を導光させている。それに対して，図５５の例では，２枚の透明基板の内，表示面側の基板７４の側面に光源７１を配置し，その表示面側基板７４内を主に光を導光させる。そして，この基板７４の反射型液晶表示パネル７３側面に配置したプリズム状凹凸８２により光を散乱させ，反射型液晶表示パネル７３を照明する。透明基板７４，７６には，図示しない透明電極が形成され，その間に液晶層８０が充填されている。
【０２０６】
図５０〜５４のように，上下２枚の透明基板７４，７６に光を導光させた場合，プリズム状凹凸８２へは上下の透明基板から導光する光が当たる。その場合，上方の透明基板７４からの光は屈折散乱を起こして下方側に透過し，下方の透明基板７６からの光は反射散乱を起こしてやはり下方側に反射することが望まれる。しかし，実際には，光は屈折散乱して透過するほうが，反射散乱して下方側に向かうよりも多く，下方側の基板からの光を効率的に反射散乱させることは困難である。
【０２０７】
それに対して，図５５の構成の場合は，プリズム層８２が，光源からの光を伝わる透明基板７４の表示パネル７３側に設けられている。従って，プリズム層８２に照射される光は，上方の透明基板７４を伝わってきた光であり，プリズム層８２を屈折散乱してより多くの光が反射型液晶表示パネル７３側に入射する。従って，プリズム状凹凸８２を，屈折散乱形状とすればよく，形状の簡単化，照明効率の向上を図ることができる。
【０２０８】
同様に，散乱性を発現する液晶層８０を封入した場合も，その液晶層８０に対して，上方から光のより多くが散乱して下方側に通過し，反射散乱する光の量は少ない。従って，上記の構造のほうが，照明効率を高くすることができる。また，光源７１からの光は，１枚の透明基板７４しか導光せず光源からの入射量が減るが，透明基板７４の厚みを厚くすることにより，光源７１からの光の入射量を改善することができる。
【０２０９】
図５６は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第７の例を示す図である。図５６の構成は，図５５の構成を改良したものである。即ち，図５６は，側面に光源７１を配置した透明導光板９４と，２枚の透明基板７４，７６に散乱性を発現する要素を封入した基板を貼り合せた構造である。具体的には，ガラスなどからなる透明基板７４，７６の間に，プリズム層８２を形成し，電界により屈折率状態が変化する液晶層８０を充填した散乱用基板が，透明の導光板９４に光学接着９６により張り合わされる。この構造の場合は，散乱性を発現する要素を封入した２枚の透明基板７４，７６の製造と，光源付導光板９４の製造を分離することができ，製造工程の分離，歩留まりの向上が可能となる。また，液晶層８０を挟むガラス基板７４，７６は，例えば０．５〜０．７mmと薄型しており，その分前記光源７１を配置した透明導光板９４の板厚を厚くして，光源からの光の入射効率を改善することも容易になる。
【０２１０】
以上，本実施の形態例におけるフロントライト構造は，暗い場所で光源を点灯したて使用するときのみ，光源からの照射光を散乱させて反射型液晶表示パネル側に入射させ，光源を点灯しない通常使用時は，散乱性がなくなる。従って，通常使用時の，表示画面の文字や画像のボケや歪みをなくすことができ，コントラストを向上させることができる。しかも，暗い場所でも明るい表示画面を実現することができる。
以上の実施の形態をまとめると以下の付記の通りになる。
（付記１）反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）所定の膜厚を有する感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，感光性樹脂層の厚さ方向または平面方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｂ）その後熱処理を行って感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記２）反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）所定の膜厚を有する感光性樹脂層を，酸，アルカリ溶液，４級アンモニウム塩溶液，HMDSのいずれかを有する薬液に浸して，感光性樹脂層の厚さ方向または平面方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｂ）その後熱処理を行って感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記３）付記１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光は，遠紫外線であることを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記４）付記１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光を，感光性樹脂層の表面全面に照射して変質させ，感光性樹脂層の厚さ方向に熱的変形特性の分布を形成することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記５）付記１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光を，感光性樹脂層の表面の一部の領域に照射して変質させ，感光性樹脂層の平面方向に熱的変形特性の分布を形成することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記６）付記１または２において，
前記工程（ａ）の前に，前記感光性樹脂層にその膜厚が少なくなる分離ラインを形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記７）反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）表面にトランジスタが形成された基板上に，所定の膜厚を有する感光性樹脂層を形成する工程と，
（ｂ）前記感光性樹脂層を一部露光，現像するフォトリソグラフィ工程により前記トランジスタの電極へのコンタクトホールを形成する工程と，
（ｃ）前記感光性樹脂層を第１の温度に加熱するポストベーク工程と，
（ｄ）前記感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，感光性樹脂層の厚さ方向または平面方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｅ）その後前記第１の温度以上の高い第２の温度で熱処理を行って前記感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する最終ベーク工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記８）付記７において，
前記工程（ｅ）の後に，前記トランジスタの電極に前記スルーホールを介して接続される画素電極を前記感光性樹脂層の上に形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記９）付記７において，
前記工程（ｃ）の前に，前記感光性樹脂層を所定のパターンで露光またはハーフ露光し，現像して，該感光性樹脂層を分離する分離ラインを形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記１０）付記７において，
前記工程（ａ）における感光性樹脂層の膜厚，前記工程（ｃ）におけるポストベーク温度及び時間，前記工程（ｄ）における照射エネルギー量を制御して，前記凹凸の平均傾斜角が０〜１５°になるようにすることを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記１１）付記１０において，
前記画素電極を形成する工程の後に，配向膜を形成し，表示側基板の配向膜との間に液晶層を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記１２）反射型液晶表示装置において，
液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が少なくとも０°〜２０°の範囲に分布し，前記傾斜角の存在確率が１５°〜１９°の範囲でピークになることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１３）付記１２において，
前記反射用凹凸の平面パターンが，円形，多角形，ストライプ形状またはこれらの組み合わせを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１４）反射型液晶表示装置において，
液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が，第１の方向に沿ってその存在確率が１つのピークを有し，前記第１の方向と異なる第２の方向に沿ってその存在確率が２つのピークを有するように分布することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１５）付記１４において，
前記反射型液晶表示装置の表示面が傾けて配置され，
前記第１の方向が水平方向であり，前記第２の方向が垂直方向であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１６）付記１４または１５において，
前記第１の方向に沿った存在確率が，１５°〜１９°の範囲で１回ピークになり，前記第２の方向に沿った存在確率が，１５°〜１９°の範囲と０°〜１４°の範囲それぞれでピークになることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１７）付記１４または１５において，
表示面内の画素領域それぞれにおいて，第１の領域では前記第２の方向に沿った存在確率が第１の角度範囲と第２の角度範囲でピークを有し，第２の領域では前記第２の方向に沿った存在確率が該第１の角度範囲と第３の角度範囲でピークを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１８）付記１２乃至１５のいずれかにおいて，
更に，前記基板と共に前記液晶層を挟む表示側基板と，当該表示側基板の表示側に形成された偏光板を有し，前記液晶層が電界効果複屈折モードで駆動されることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１９）反射型液晶表示装置において，
基板上に反射用凹凸を有し，単一の画素領域内に，反射光について第１の指向性と第１の散乱性を有する第１の凸部と，前記反射光について前記第１の指向性より弱い第２の指向性と前記第１の散乱性より強い第２の散乱性を有する第２の凸部とがランダムに混在することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２０）反射型液晶表示装置において，
基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，第１の円形パターン同士が第１の距離以上離間して配置され，前記第１の円形パターンより小さい第２の円形パターンが前記第１の円形パターンと前記第１の距離未満離間して配置されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２１）反射型液晶表示装置において，
基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，複数の多角形パターンが隣接する多角形の辺どうしが平行になるように配置されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２２）反射型液晶表示装置において，
反射型液晶表示パネルと，
前記反射型液晶表示パネル上に設けられ，導光板と，該導光板の端部に配置した光源と，前記光源が点灯した時に該導光板を伝わる光に対して光散乱性を発現し，前記光源が非点灯時に前記光散乱性が減少する光散乱手段とを有するフロントライトとを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２３）付記２２において，
前記導光板及び光散乱手段は，１対の透明基板と，その対向面に形成された透明電極と，前記透明基板対間に形成された液晶層とを有する液晶パネルを有し，前記液晶層は，前記透明電極間に印加される電界に応じて光散乱性を発現することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２４）付記２３において，
前記光源が，前記１対の透明基板のうち表示側の透明基板の側面に配置され，前記液晶層が，当該表示側の透明基板と前記反射型液晶表示パネル側の透明基板との間に設けられていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２５）付記２２において，
前記光散乱手段は，１対の透明基板と，その対向面に形成された透明電極と，前記透明基板対間に形成された液晶層とを有する液晶パネルを有し，前記液晶層は，前記透明電極間に印加される電界に応じて光散乱性を発現し，前記１対の透明基板が前記導光板に張り合わされていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２６）付記２３乃至２５のいずれかにおいて，
前記液晶層は，印加される電界に応じて屈折率異方性の方向が変化し，
前記透明基板のいずれか一方と前記液晶層との間に，透明なプリズム状の凹凸層が設けられ，前記凹凸層の屈折率が，液晶層の一方の屈折率と整合することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２７）付記２３乃至２５のいずれかにおいて，
前記透明電極が複数に分離され，当該分離された透明電極に選択的に電圧を印加して，前記液晶層の光散乱の程度が調整されることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２８）付記２３乃至２５のいずれかにおいて，
前記液晶層は，動的散乱効果を利用した液晶材料，コレステリック相とネマティック相との間の相転換効果を利用した液晶材料，ポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒を有する第１のポリマー分散型液晶材料，屈折率異方性を有するポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒を有する第２のポリマー分散型液晶材料のうち，いずれかであることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【０２１１】
【発明の効果】
以上，本発明によれば，反射型液晶表示装置の反射用凹凸を，簡単なプロセスで形成することができ，しかも，所望の凹凸による傾斜面分布を制御性良く形成することができる。更に，本発明によれば，最適な反射用凹凸による傾斜面分布を得ることができ，反射率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例が適用される液晶表示装置の回路図の例である。
【図２】本実施の形態例が適用される反射型液晶表示装置の断面図の例を示す図である。
【図３】本実施の形態例における反射型液晶表示装置の製造プロセスの一部を示す断面図である。
【図４】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図５】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図６】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図７】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図８】３つの反射パネルのサンプルのAFM像を示す図である。
【図９】拡散光源に対する反射膜の平均傾斜角と反射率との関係を示すグラフ図である。
【図１０】図８の３つのサンプルに対するレジスト膜厚と反射率との関係を示すグラフ図である。
【図１１】本実施の形態例により形成される樹脂層のマイクログルーブの凹凸形状を模式的に示す図である。
【図１２】本実施の形態例により形成されるマイクログルーブの平面パターン例を示す図である。
【図１３】マイクログルーブを形成するために必要なＵＶ照射例を示す図である。
【図１４】第１のサンプルの製造プロセスを示す断面図である。
【図１５】第１，第２，第３のサンプルに積分球の拡散光源を照射した時の反射率を比較したグラフ図である。
【図１６】感光性樹脂層の分離を説明する図である。
【図１７】感光性樹脂層の分離ラインを形成するプロセスを示す断面図である。
【図１８】分離ラインを形成した場合と形成しない場合のマイクログルーブの顕微鏡写真を示す図である。
【図１９】本実施の形態例が想定する反射型液晶表示装置が使用される実環境を示す図である。
【図２０】入射光の入射角θiと方位角φiを示す図である。
【図２１】反射型表示装置に光が入射して反射する場合を示す図である。
【図２２】反射板に入射する光の強度f(θi')と入射角θi'との関係を示す図である。
【図２３】図２３の入射光強度が最大となる入射角θi'と媒体の屈折率nとの関係を示す図である。
【図２４】反射凹凸の傾斜面に対する入射角，反射角，傾斜角との関係を示す図である。
【図２５】図２２の入射光強度分布に対応した傾斜角の存在確率の分布を示す図である。
【図２６】反射特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図２７】実際に試作したサンプルを使って，積分球の均一な拡散光に対する反射率を測定した結果を示す図である。
【図２８】試作した反射板の形成方法を示す断面図である。
【図２９】反射板の凹凸を形成するための，マスク６４のパターン例を示す図である。
【図３０】積分球の拡散光に対して高い反射率が得られる反射板の凹凸の傾斜角分布を示す図である。
【図３１】反射型液晶表示装置がノート型パーソナルコンピュータのモニターとして搭載された状態を示す図である。
【図３２】ノート型パーソナルコンピュータの表示装置として利用される場合の，高い反射率を有するＸＹ面方向およびＸＺ面方向の傾斜角の分布を示す図である。
【図３３】図３２の傾斜角分布を，傾斜角０°を中心に折り返した分布を示す図である。
【図３４】サンプルの反射板の形成方法を示す断面図である。
【図３５】図３４のマスクパターンの例を示す図である。
【図３６】図３４の凸部の平面，断面形状の例を示す図である。
【図３７】試作した反射板の傾斜角分布の測定結果を示す。
【図３８】試作した反射板を用いて作成した反射型液晶表示装置の概略断面図である。
【図３９】図３８の反射型液晶表示装置の反射率の測定結果を示す図である。
【図４０】反射型液晶表示装置の傾き角度と，液晶層の屈折率に対する，存在確率が極大になる傾斜角範囲を示す図である。
【図４１】画素領域内に混在する２つの反射凹凸形状を示す断面図である。
【図４２】本実施の形態例における画素領域ＰＫの平面図である。
【図４３】図４２の反射用凹凸を形成する製造プロセスを示す断面図である。
【図４４】従来のレジストの円形パターン例を示す図である。
【図４５】本実施の形態例におけるレジストの円形パターン例を示す図である。
【図４６】図４５の円形パターンを説明するための図である。
【図４７】本実施の形態例におけるレジストの多角形パターン例を示す図である。
【図４８】本実施の形態例におけるレジストの多角形パターン例を示す図である。
【図４９】従来提案されているフロントライト付き反射型液晶表示パネルの構成図である。
【図５０】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第１の例を示す図である。
【図５１】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第２の例を示す図である。
【図５２】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第３の例を示す図である。
【図５３】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第４の例を示す図である。
【図５４】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第５の例を示す図である。
【図５５】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第６の例を示す図である。
【図５６】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第７の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 絶縁基板
２０ 感光性樹脂層（レジスト層）
２２ 反射電極
３４ 液晶層
６０ 反射板
ＣＨ コンタクトホール
ＭＧ マイクログルーブ，反射用凹凸
【発明の属する技術分野】
本発明は，反射型液晶表示装置及びその製造方法に関し，特に，簡単なプロセスで高い反射率を有する散乱反射板構造を有する反射型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，アクティブマトリックスを用いた液晶パネルにおいて，軽量，薄型，低消費電力化が実現できる反射型液晶表示装置が注目されている。反射型液晶表示装置は，外部からの光を表示パネル内に取り込み背面側に設けた反射板により反射させることにより，バックライトを不要にし，低消費電力化を図ることができる。従って，携帯情報端末や携帯電話の表示装置として有用である。
【０００３】
外部の光は，表示装置が使用される環境により異なる。従って，表示パネル内に設けられる反射板は，ランダムな方向から入る光をランダムな方向に反射させる光散乱反射構造であることが望まれる。
【０００４】
かかる反射型液晶表示装置として，凹凸を形成した膜状に画素電極を形成して，凹凸を有する画素電極により外光を乱反射させる構造が提案されている。例えば，特開平5-232465号，特開平8-338993号などである。これらの公報に記載された反射型液晶表示装置は，画素電極に凹凸を形成するために，マスクパターンを利用したフォトリソグラフィプロセスを利用したり，研磨工程とエッチング工程の組合せを利用したりしている。
【０００５】
これらの従来例においては，反射電極に任意凹凸パターンを形成することにより，高い反射率を得ることができる。しかし，フォトリソグラフィを用いて反射電極の形状を制御することは，プロセスが煩雑である。さらに，露光条件により形状が変化すると反射特性が大きく変化するため，製造プロセスのマージンが狭い問題がある。
【０００６】
これを改善する方法として，反射電極と熱膨張率の異なる薄膜樹脂層を用いることでプロセスを簡略化する方法が，特開平5-80327号に開示されている。しかし，本方法においては，有機膜形成後，加熱スパッタ法で金属膜を形成することにより画素電極の表面に凹凸を形成するものである。しかし，この方法は，真空中での加熱工程中に有機膜から脱ガスが発生し，反射膜の膜質変化が起きたり，反射膜に反射特性を低下する微小な凹凸が形成されるおそれがあり，実用的なプロセスではない。
【０００７】
また，特開2000-193807号には，主鎖にフッ素脂肪族環構造を有するフッ素樹脂を用いて，有機膜に微細な凹凸形状を形成する技術が開示されている。しかし，この方法は，特殊な樹脂を用いる上に350℃と高温でのベイク工程が必要である。さらに，本公知例で示されているように，この樹脂自体に感光性がないため，薄膜トランジスタに接続される画素電極に凹凸を形成する場合，別途，レジストをコートしてフォトリソグラフィ工程により，コンタクトホールを形成する必要があり，プロセスが複雑になる。
【０００８】
更に，特願平10-253977号には，コヒーレント光を照射したときに生じるスペックルの強度分布を利用して，深さ方向の変異分布を有する凹凸を形成して，ランダムな凹凸分布を有する反射板を形成することが記載されている。しかし，この方法では，特殊な露光装置が必要であり，露光装置自体が大がかりで高コストになり，現実的ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様に，散乱反射電極を画素電極に利用した反射型液晶表示装置が種々提案されているが，いずれの場合も簡単な製造プロセスで十分な反射率を有する散乱反射電極を形成することができない。更に，最適な反射電極構造を形成するためには，例えば，凹凸の平均傾斜角度や，傾斜角度分布などを最適な範囲に制御することが必要であるが，そのような最適な構造に再現性良く制御することができる製造プロセスは提案されていない。
【００１０】
更に，従来の反射型液晶表示装置における反射板の凹凸の傾斜角は，特定方向からの入射光に対して最大の反射率が得られるように選択されている。そして，従来提案されている反射板は，凹凸の傾斜角度を例えば１０°〜２０°に設定すること（特開平11-259018号公報），反射板の凹凸の傾斜角を５°〜２５°の均一な角度にすること（特開平08-227071号公報），反射板の凹凸の平均傾斜角度が３０°以下であること（特開昭56-156865号公報），凹凸の高さがガウス分布であり，このときの凹凸の平均傾斜角度が10°であること（Tohru Koizumi and Tatsuo Uchida, Proceedings of the SID, vol.29, p.157, 1988），反射板表面はなめらかな凹凸面でありかつ凹凸平均傾斜角度が4〜15°に選ばれること（特開平6-175126号公報）などである。
【００１１】
しかしながら，これらの従来例には，表示パネルに対してあらゆる方向から外部の光が入射する場合に最も反射率が高くなるかについての検討はなされていない。従って，従来例には，種々の環境化においても高い反射率で外部光が反射して明るくなる反射型液晶表示装置は提案されていない。
【００１２】
更に，従来例では，ノート型パソコン等の表示パネルに入射される外部光が，ある方向においては全方位，それとは異なる方向においては特定の方位の場合を想定して，反射率を高くする凹凸形状については提案されていない。
【００１３】
更に，レジスト膜を形成し所定のマスクパターンで露光・現像した後に，ベーキング処理してレジスト膜の断面構造をなだらかにし，所望の傾斜面を形成する反射板構造が，従来提案されている。しかし，かかる製造プロセスにおいて，最適なパターン形状の提案がなされていない。また，同じ画素領域内に指向性と散乱性を兼ね備えた反射用凹凸形状の形成方法も提案されていない。
【００１４】
更に，反射型液晶表示装置は，外部の光を利用するので，暗い場所で使用するためには，光源を設ける必要がある。しかし，この光源からの光を散乱させて表示パネル側に入射させる構造を採用すると，その散乱構造により表示画像がぼけて，コントラストが悪くなるという課題がある。
【００１５】
そこで，本発明の目的は，製造プロセスの間略化，歩留まり向上，製造コストの削減を実現でき，さらに，安定して高い反射特性を実現できる反射板を形成することができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
更に，本発明の別の目的は，種々の方向から外部光が入射しても高い反射率を有する反射板を有する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１７】
更に，本発明の別の目的は，ノート型パソコンなどの表示画面において高い反射率を有する反射板を有する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
更に，本発明の別の目的は，反射用凹凸を形成するための最適なレジスト膜のパターン形状を有する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１９】
更に，本発明の別の目的は，暗い場所での使用を可能にすると共に，通常使用時の表示画面のぼけをなくしてコントラストを向上させたフロントライト付き反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
【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，本発明の第１の側面は，液晶表示装置の製造方法において，所定の膜厚を有する感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，感光性樹脂層の厚さ方向（または平面方向）に熱的変形特性の分布を形成した後，熱処理を行って感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸（マイクログルーブ，微細な溝，或いは微細な皺）を形成することを特徴とする。
【００２１】
感光性樹脂層に例えば遠紫外線（Deep Ultra Violet: DUV)などの露光エネルギーを有する光を照射し，部分的に感光させて，感光性樹脂層を部分的に変質させる。それにより，感光性樹脂層の厚さ方向（または平面方向）に熱的変形特性の分布を形成することができる。その後，ガラス転移温度以上の熱処理を行うことにより，感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成することができる。
【００２２】
DUV照射は，感光性樹脂層の深さ方向の表面側一部のみが感光する程度のエネルギー照射に制御されることが好ましい。その結果，感光性樹脂層の表面側の一定の深さまでが架橋・分解反応により変質し，表面側領域と背面側領域とで異なる熱的変形特性を有することになる。その為，その後の熱処理時に，感光性樹脂層の表面側と背面側との間の熱的変形特性の違いによって，表面にランダムな凹凸が形成される。
【００２３】
或いは，DUV照射を，感光性樹脂層の表面の一部の領域にのみ感光する程度のエネルギー照射を行っても良い。その場合は，マスク膜を利用した露光工程が必要になる。平面方向に熱的変形特性の分布を形成しても，その後の熱処理工程で平面方向に異なる熱的変形が生じ，表面にランダムな凹凸が形成される。
【００２４】
上記のランダムな凹凸形状の溝と嶺のピッチや高低差（凹凸の荒さと細かさ）は，感光性樹脂層の膜厚，照射エネルギーなどにより再現性良くコントロールすることができる。更に，エネルギー光照射前の感光性樹脂層への熱処理温度や時間によっても，凹凸形状をコントロールすることができる。
【００２５】
例えば，感光性樹脂層の膜厚が小さいと，凹凸の高低差は小さくピッチも小さくなり，感光性樹脂層の膜厚が大きいと，凹凸の高低差は大きくピッチも大きくなる。また，照射エネルギーが小さいと，凹凸の高低差は小さくピッチも小さくなり，照射エネルギーが大きいと，凹凸の高低差は大きくピッチも大きくなる。更に，エネルギー光照射前の熱処理温度が低く時間が短いと，凹凸の高低差は大きくピッチも大きくなり，熱処理温度が高く時間が長いと，凹凸の高低差は小さくピッチも小さくなる。
【００２６】
従って，上記の条件を適宜選択することにより，ランダムな凹凸形状を所望の形状に加工することができる。しかも，そのプロセスは，エネルギー光を照射してその後熱処理を行うという，極めて簡単なプロセスであり，大いに実用的である。
【００２７】
本発明の感光性樹脂層は，画素電極を駆動するための薄膜トランジスタのソース電極と画素電極との間の絶縁膜に利用することが好ましい。その場合，画素電極とソース電極とを接続するためのコンタクトホールを形成する必要があるが，感光性樹脂層にフォトリソグラフィ工程を施して，部分的に露光，現像することで，コンタクトホールを形成することができる。そして，その感光性樹脂層に，上記のエネルギー光の照射とその後の熱処理を行うことで，表面に所望のランダムな凹凸形状を形成することができる。かかる感光性樹脂層上に画素電極を形成することで，所望のランダムな凹凸を有する反射型画素電極を形成することができる。
【００２８】
上記の感光エネルギーを有する光の照射に代えて，酸，アルカリ溶液，４級アンモニウム塩溶液，HMDS（Hexa-methyl-di-silazane）のうちいずれかの薬液によるウエット処理を利用することもできる。かかる薬液に感光性樹脂層を浸すことにより，感光性樹脂層の表面に化学反応を起こさせ，異なる熱的変形特性を有する物質に変質させることができる。
【００２９】
上記の目的を達成するために，本発明の第２の側面は，反射型液晶表示装置において，液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が少なくとも０°〜２０°の範囲に分布し，前記傾斜角の存在確率が１５°〜１９°の範囲でピークになることを特徴とする。
【００３０】
上記の反射用凹凸の傾斜角の分布を有する場合，表示面に対してあらゆる方向から外部光が入射する環境化において，最も高い反射率を有することができる。即ち，表示面に対してあらゆる方向から外部光が入射する積分球からの拡散光を考えた場合，液晶層内への入射光強度は，液晶層内の入射角が３０°〜３８°の範囲で最も強くなり，それ以外の入射角の範囲では入射強度が低くなる。従って，最も入射光強度が高くなる入射角３０°〜３８°の範囲の入射光を表示面の法線方向に反射できるようにするためには，反射用凹凸の傾斜角の存在確率が１５°〜１９°の範囲でピークになることが必要である。
【００３１】
但し，入射角３０°〜３８°以外の範囲の入射角も存在するので，それに応じて反射用凹凸の傾斜角は，少なくとも０°〜２０°の範囲にも分布することが好ましい。
【００３２】
その場合の傾斜角の分布は，液晶層内の入射光の入射強度に対応した分布をとることがより好ましい。例えば，表示パネルが使用される環境下の外部光の入射状況により特定される液晶層内の入射光の入射強度分布に対応して，反射用凹凸の傾斜角の分布を設定することで，最も高い反射光量を得ることができる。
【００３３】
上記の目的を達成するために，本発明の第３の側面は，反射型液晶表示装置において，液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が，第１の方向に沿ってその存在確率が１つのピークを有し，前記第１の方向と異なる第２の方向に沿ってその存在確率が２つのピークを有するように分布することを特徴とする。
【００３４】
上記の発明によれば，例えばノート型パソコンの表示パネルのように一定の方向に傾けて使用される場合，表示パネルの水平方向では比較的広い範囲の入射角で外部光が入射するが，表示パネルの垂直方向ではキーボードにより遮られて比較的狭い範囲の入射角で外部光が入射する。その様な環境下では，表示パネルの水平方向に沿っては，反射用凹凸の傾斜角分布は，存在確率が例えば１５°〜１９°の範囲でピークを有し，表示パネルの垂直方向に沿っては，反射用凹凸の傾斜角分布は，存在確率が２つの範囲でピークを有することが好ましい。このように入射角の方向に応じて，反射用凹凸の傾斜角分布を代えることで，最高の反射光量を実現することができる。
【００３５】
上記の目的を達成するために，本発明の第４の側面は，反射型液晶表示装置において，基板上に反射用凹凸を有し，単一の画素領域内に，反射光について第１の指向性と第１の散乱性を有する第１の凸部と，前記反射光について前記第１の指向性より弱い第２の指向性と前記第１の散乱性より強い第２の散乱性を有する第２の凸部とがランダムに混在することを特徴とする。
【００３６】
上記の発明によれば，単一の画素領域内に，指向性が強い凸部と散乱性が強い凸部とを混在させることにより，入射光に対する反射光を効率的に反射することができる。
【００３７】
上記の目的を達成するために，本発明の第５の側面は，反射型液晶表示装置において，基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，第１の円形パターン同士が第１の距離以上離間して配置され，前記第１の円形パターンより小さい第２の円形パターンが前記第１の円形パターンと前記第１の距離未満離間して配置されていることを特徴とする。
【００３８】
上記の発明によれば，比較的大きな円形パターンが，感光性樹脂膜の露光・現像後のポストベーク時に合体しない程度に離間して配置されているので，設計通りの傾斜面を形成することができる。また，大きな円形パターンに近接して比較的小さな円形パターンを配置しているので，傾斜面の密度を高くすることができる。小さな円形パターンと大きな円形パターンとがポストベーク時に合体しても，合体領域が狭いので，それによる悪影響は限られている。
【００３９】
上記の目的を達成するために，本発明の第６の側面は，反射型液晶表示装置において，基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，複数の多角形パターンが隣接する多角形の辺どうしが平行になるように配置されていることを特徴とする。
【００４０】
上記の発明によれば，感光性樹脂膜の露光・現像後のポストベーク時に隣接するパターンが合体しないように，対向する辺が平行になるように配置される。そして，傾斜面が複数の方向に向くような多角形パターンが高密度に配置されるので，傾斜面の方向のランダム性を円形パターンと同等にすることができる。
【００４１】
上記の目的を達成するために，本発明の第７の側面は，反射型液晶表示装置において，反射型液晶表示パネルと，前記反射型液晶表示パネル上に設けられ，導光板と，該導光板の端部に配置した光源と，前記光源が点灯した時に該導光板を伝わる光に対して光散乱性を発現し，前記光源が非点灯時に前記光散乱性が減少する光散乱手段とを有するフロントライトとを有することを特徴とする。
【００４２】
上記の発明によれば，暗い状態で使用する時は，光源が点灯してその散乱光の入射により表示画面を明るくし，明るい状態で使用する時は，光源が非点灯になり外光により表示画面を明るくすると共に，光源の光を散乱する光散乱性が減少し，それによる表示画像がぼけたり歪んだりすることが防止される。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら，かかる実施の形態例が，本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００４４】
図１は，本実施の形態例が適用される液晶表示装置の回路図の例である。背面側の絶縁基板１０の表示領域１１内に，画素がマトリクス状に形成される。画素は，駆動トランジスタＴ00〜Ｔmnと画素電極Ｐ00〜Ｐmnとを有し，駆動トランジスタＴ00〜Ｔmnは，行方向に配置された走査線Ｓ0〜Ｓmと，列方向に配置されたデータ線Ｄ0〜Ｄnとにそれぞれ接続される。表示領域１１の外側には，走査線を駆動する走査線駆動回路１２とデータ線を駆動するデータ線駆動回路１３とが設けられる。
【００４５】
図２は，本実施の形態例が適用される反射型液晶表示装置の断面図の例を示す図である。反射型液晶表示装置は，背面側の絶縁基板１０と表示側の透明基板３０との間に液晶層３４が設けられ，更に，背面側の絶縁基板１０に反射電極２２が形成され，表示側から入射した外光が，反射電極２２の表面で反射され，液晶層３４を通過して再度表示側に出射される構造になっている。
【００４６】
絶縁基板１０上には，図示しない走査線に接続されるゲート電極１５と，絶縁層１６と，半導体層１９及びデータ線に接続されるドレイン電極１７とソース電極１８とが形成される。そして，更に，層間絶縁膜の樹脂層２０上に，画素電極である反射電極２２が形成され，反射電極２２はコンタクトホールCHを介してソース電極１８に接続される。樹脂層２０及び反射電極２２の上にはポリイミドなどからなる配向膜２３が形成される。樹脂層２２の表面には，入射光を乱反射するためのランダムな凹凸が形成され，それに伴いその上にデポジットされる画素電極（反射電極）２２の表面にもランダムな凹凸が形成される。
【００４７】
表示側の透明基板３０には，全面にITO（酸化インジウムを主成分とする材料）などの透明電極３１と配向膜３２が一方に，偏光板３３が他方に形成される。そして，表示側の配向膜３２と背面側の配向膜２３との間に，液晶層３４が挿入される。液晶層３４の液晶分子の配向方向は，配向膜３２，２３の表面形状やその特性に応じた方向になる。
【００４８】
［マイクログルーブの形成方法］
図３は，本実施の形態例における反射型液晶表示装置の製造プロセスの一部を示す断面図である。図３には，図２で示した薄膜トランジスタのソース電極１８の一部が示されている。図３（Ａ）に示される通り，絶縁基板１０上に絶縁層１６や薄膜トランジスタの各電極，半導体層を形成した後，感光性樹脂２０，例えばシプレイ社製汎用レジストであるLC200（ノボラック系樹脂），が塗布される。樹脂層２０は，スピナーにより膜厚0.5〜2.0μｍ程度スピンコートされる。その場合の回転塗布方法は，例えば回転数約３５０rpmで３秒間の回転塗布で最初のレジスト層を形成し，更に回線数約８００rpmで２０秒間の回転塗布で更にレジスト層を形成する。
【００４９】
樹脂層２０の膜厚は，表面に形成されるマイクログルーブの凹凸の荒さ（高低差，ピッチ長）に影響するので，適切な膜厚が選択される。後述するとおり，感光性樹脂層２０の膜厚が大きいと，凹凸はより荒くなり（高低差大，ピッチ長大），膜厚が小さいと，凹凸はより細かく（高低差小，ピッチ長小）なる。
【００５０】
その後，温度約９０℃，３０分間のプリベーク処理を行う。このプリベーク処理では，レジストが反応するほど温度は高くなく，多少溶剤が飛ばされる程度である。これにより，後述するポストベーク時にレジスト層が熱によりだれるのを防止する。
【００５１】
図３（Ｂ）に示される通り，表示電極のコンタクトホールを形成するために，マスク基板４０を利用した公知のステッパ露光処理，現像処理を行う。その結果，樹脂層２０のソース電極１８上にコンタクトホールＣＨが形成される。
【００５２】
コンタクトホールCHの形成後，感光性樹脂層２０には，ポストベーク処理が施される。ポストベーク処理は，例えば１２０℃，４０分の熱処理であり，感光性樹脂の溶剤を十分に飛ばすことが目的である。ポストベーク処理の温度は，感光性樹脂の感光剤が反応する温度（例えば２００℃程度）より低く，ポストベーク処理では感光剤が反応しないようにする必要がある。また，ポストベーク処理の温度は，樹脂のガラス転移温度（例えば２００℃程度）より低く，樹脂が硬化しないようにする必要がある。
【００５３】
ポストベーク処理の温度が高く時間が長いと，残留溶剤の量が少なくなり，マイクログルーブの凹凸が細かくなり，逆に温度が低く時間が長いと，マイクログルーブの凹凸が荒くなる。従って，最適なマイクログルーブの形状が形成できるように，適宜ポストベーク処理の条件が選択される。
【００５４】
次に，図３（Ｃ）に示される通り，感光性樹脂層２０の表面全面に，感光するに十分な高いエネルギーを有する光，例えば波長λ＝３６０nm以下の遠紫外線（DUV)を，エネルギー約2600mj/cm2で照射する。このDUV照射により，感光性樹脂層２０の表面部分（膜厚方向の表面側）から，感光剤が感光反応，ノボラック系樹脂が架橋反応して，樹脂層の上層部分が変質する。その結果，樹脂層２０の表面側と裏面側とで，熱的変形特性が異なる物質になる。このDUV照射は，例えばORC製ＵＶ照射装置を用いて行った。
【００５５】
ＵＶ照射のエネルギーも，マイクログルーブの形状に影響を与える。エネルギーが低すぎるとマイクログルーブ自体が形成されないが，ある程度の閾値を越えるエネルギーが照射されると，マイクログルーブが形成される。その場合，照射エネルギー（単位時間当たりのエネルギー×照射時間）が低いとマイクログルーブが細かく，高いと荒く形成される。従って，最適なマイクログルーブ形状に応じて，照射エネルギー量も選択される。
【００５６】
次に，図３（Ｄ）に示される通り，レジスト２０に対して最終ベークを行う。この熱処理は，例えば温度２００℃，時間４０分程度で行われる。最終ベークでの熱処理の温度は，UV照射前の加熱処理（ポストベーク）の温度よりも高い温度である必要がある。そして，最終ベークでの加熱処理を行うことにより，樹脂層２０の表面には，図示される通り，ランダムなマイクログルーブＭＧが形成される。
【００５７】
最終ベークの熱処理温度は，ポストベーク以上の温度であることが必要であり，更に，後の熱処理工程である配向膜の焼成温度よりも十分高く，樹脂層２０が十分に硬化することが望ましい。
【００５８】
その後は，図２に示される通り，アルミニウムをスパッタ法または加熱蒸着法により約２０００Å程度成長させて，公知のフォトリソグラフィ法によりパターンニングして画素電極２２を形成する。その結果，画素電極２２の表面には，ランダムな凹凸が形成され，光を散乱反射する反射電極として機能することになる。そして，更に，その上全面に，例えば５０００Å程度のポリイミドからなる配向膜２３が，スピンコート及び焼成（約１２０℃）により形成される。この配向膜２３の表面にも凹凸が形成され，その上に挿入される液晶層３４の液晶分子の配向方向が凹凸の溝方向に従って配向することになる。
【００５９】
マイクログルーブが形成される理由は，未だ確かではないが，発明者等の知見によれば，DUV照射により樹脂層２０の表層部分が変質し，最終ベークの熱処理で樹脂層２０の表面側と背面側とが異なる熱的変形を行い，上層と下層間のストレスに起因して，表面にマイクログルーブ（微細溝），又はマイクロリンクス（微細皺）が形成されるのもと思われる。例えば，熱処理により，樹脂層２０の背面側が収縮することにより，表面側にマイクログルーブが形成されると考えられる。これは，UV照射により，樹脂層への厚さ方向における樹脂の架橋反応レベルが異なることに起因するものと思われる。
【００６０】
このようにして形成されるマイクログルーブは，発明者等の実験によれば，後述するとおり入射される外光を乱反射するに必要なランダムな凹凸が形成されたことが確認されている。
【００６１】
上記プロセスにおけるＵＶ照射は，樹脂層２０の全面に行う代わりに，所定のマスクパターンを利用して，平面方向の一部領域にのみ行うことでも良い。その結果，樹脂層２０には，平面方向において一部変質し，平面方向に熱的変形特性の分布が形成される。かかる水平方向の熱的変形特性の分布により，その後の最終ベークでの熱処理で，同様のマイクログルーブが形成される。
【００６２】
更に，上記プロセスにおけるＵＶ照射に代えて，酸，アルカリ溶液，４級アンモニウム塩溶液，HMDSのうちいずれかの薬液によるウエット処理を利用することもできる。かかる薬液に感光性樹脂層を浸すことにより，感光性樹脂層の表面に化学反応を起こさせ，異なる熱的変形特性を有する物質に変質させることができる。
【００６３】
本実施の形態例において，マイクログルーブの荒さが樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーによって制御される。図４〜図７は，感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成されたマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真（約２０倍）を示す図である。この顕微鏡写真の反射パネルのサンプルは，次のプロセスにより試作したものである。
【００６４】
パネル上にレジスト（例えばシプレイ社製汎用レジストLC200）をスピンコート法（３５０rpmを３秒間，８００rpmで２０秒間の二回コーティング）により形成し，９０℃，３０分間のプリベークの後，パネルを全面露光，現像して，所望の膜厚（2.0μｍ，1.7μｍ，1.4μｍ，1.0μｍ）にする。そして，１２０℃，４０分間のポストベーク後に，所望のエネルギー（5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，0 mj/cm2）のDUV照射を行い，２００℃，４０分間の最終ベークを行った。最後に，レジスト膜上に反射膜としてアルミニウムを２０００Å程度蒸着法にて形成した。
【００６５】
図４は，感光性樹脂層２０の膜厚を２．０μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。ＵＶ照射していない場合や照射エネルギーが1300 mj/cm2と小さいと，樹脂層の表面にマイクログルーブが形成されていない。しかし，照射エネルギーが1300 mj/cm2より大きい場合は，樹脂層の表面にマイクログルーブが形成されていることが確認される。その場合，マイクログルーブの高低差やピッチ長（荒さ）は，ＵＶ照射エネルギーが高いほうが荒く（高低差大，ピッチ長大）で，照射エネルギーが低いほうが細かい（高低差小，ピッチ長小）であることが確認される。
【００６６】
樹脂層２０の表面に形成されたマイクログルーブの形状は，ランダムである。そして，その形状は，写真に示される通り，緩やかな曲線の湾曲形，シャープな角度の屈曲形，閉じたループ形状，Ｙ字状の分岐形状などが少なくとも２つ以上は混在する。本実施の形態例のマイクログルーブは，従来の人為的に作成した一定のマスクパターンを利用したリソグラフィ工程による凹凸では得られない形状である。
【００６７】
そして，このマイクログルーブの荒さをコントロールすることにより，凹凸の平均傾斜角や傾斜角分布を適宜コントロールすることができる。
【００６８】
図５は，感光性樹脂層２０の膜厚を１．７μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。レジスト層の膜厚を図４のサンプルより小さくしたので，形成されるマイクログルーブがより細かくなっていることが確認される。ＵＶ照射エネルギーが低すぎるとマイクログルーブが形成されないのは，図４のサンプルと同じである。
【００６９】
図６は，感光性樹脂層２０の膜厚を１．４μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。この場合は，更にマイクログルーブが細かくなっている。
【００７０】
そして，図７は，感光性樹脂層２０の膜厚を１．０μｍにして，ＵＶ照射エネルギーを，5200mj/cm2，3900 mj/cm2，2600 mj/cm2，1300 mj/cm2，ゼロにした５個のサンプルの顕微鏡写真である。この場合は，更にマイクログルーブが細かくなり，ＵＶ照射エネルギーが2600 mj/cm2でもマイクログルーブの形成が十分とは言えなくなっていることが確認される。
【００７１】
以上の通り，上記２０個のサンプルの表面写真から明らかな通り，ＵＶ照射エネルギーが低くなるに従い，マイクログルーブの凹凸形状が小さくなる。更に，一定の基準値以上の照射エネルギーを与えないとマイクログルーブ自体が形成されない。また，最終ベーク後のレジストの膜厚依存性もあり，膜厚が薄いほどマイクログルーブの凹凸形状が小さくなる。
【００７２】
図８は，更に３つの反射パネルのサンプルのAFM像を示す図である。このサンプルは，上記と同じ反射パネルサンプルであって，ＵＶ照射エネルギーを5200mj/cm2一定にし，レジストの膜厚を１．７μｍ，１．４μｍ，１．０μｍにし，更に2000Åのアルミニウムの反射膜をレジスト層上に形成したものである。
【００７３】
図８（Ａ）に示されるように，感光樹脂層であるレジスト膜の膜厚を１．７μｍにしたサンプルでは，表面のマイクログルーブの形状が大きく，凹凸の高低差が１．３μｍ，平均傾斜角度が１３°であることが測定された。
【００７４】
図８（Ｂ）に示されるように，感光樹脂層であるレジスト膜の膜厚を１．４μｍにしたサンプルでは，表面のマイクログルーブの形状がやや小さく，凹凸の高低差が１．１μｍ，平均傾斜角度が１１°であることが測定された。
【００７５】
更に，図８（Ｃ）に示されるように，感光樹脂層であるレジスト膜の膜厚を１．０μｍにしたサンプルでは，表面のマイクログルーブの形状がさらに小さく，凹凸の高低差が０．５μｍ，平均傾斜角度が８°であることが測定された。
【００７６】
図８の観察結果から明らかな通り，マイクログルーブの形状の大小により，凹凸による平均傾斜角も変化することが理解される。つまり，レジスト膜が薄くなるに従い，凹凸の高低差，平均傾斜角が小さくなる。従って，本実施の形態例の製造プロセスによれば，平均傾斜角をコントロールすることもできる。平均傾斜角は，反射パネルの反射率を高めるための重要な要因である。従って，本実施の形態例の製造プロセスによりその平均傾斜角がコントロールできることは，実用上重要な意味を持つ。
【００７７】
図９は，拡散光源に対する反射膜の平均傾斜角と反射率との関係を示すグラフ図である。図９には，反射パネルに入射する拡散光源として，反射パネルに対する入射角が０°，１５°，３０°，４５°及び０°〜±９０°の範囲の入射角分布を有する積分球の５種類に対して，反射率Ｙがその反射膜の凹凸の平均傾斜角ｋに依存することが示される。この依存性は，後述する理論式から求められる。尚，凹凸による傾斜角分布は，正規分布であり，その正規分布の平均傾斜角が理論的に設定される。
【００７８】
図９の理論値から理解されるように，平均傾斜角が１５°を越えるほど大きくなると，反射膜で反射した反射光は，反射パネルの表面側の液晶とガラス基板との境界での角度が臨界角度を超える場合が多くなり，反射率が低下する。一方，入射角が０°や１５°の場合は，平均傾斜角が５°より小さいほうが，反射率が高くなるが，入射角が０°や１５°の環境下で表示パネルが利用されることはそれほど多くない。そこで，図９の理論値からは，特に１５°以下，好ましくは８°〜１３°の平均傾斜角を有する反射膜が，いかなる入射光に対しても比較的高い反射率を有することが理解される。
【００７９】
そこで，図８に示した３つのサンプルは，全て平均傾斜角が８°〜１３°の範囲内に入っている。従って，本実施の形態例の製造プロセスを利用して平均傾斜角を，反射率が高くなる範囲に制御することができることが理解される。
【００８０】
図１０は，図８の３つのサンプルに対して，ポストベークを行った場合（黒丸）と行わなかった場合（白丸）のレジスト膜厚と反射率との関係を示すグラフ図である。この場合の拡散光は，積分球が使用されている。最初に，図８の３つのサンプルで説明した通り，ポストベークを行った場合について見ると，従来のプロセスにより凹凸を形成した時の反射率のトップデータに比較して，レジスト膜厚が１．７μｍ，１．４μｍ，１．０μｍの本実施の形態例によるサンプルは，いずれも高い反射率を有することが実証されている。即ち，図９の理論値に示された通り，平均傾斜角が８°〜１５°の領域に入るように形成されたサンプルは，従来例のトップデータより高い反射率が実現されている。
【００８１】
次に，図１０の白丸に示されるポストベークを行わなかったサンプルを見ると，レジスト膜厚が厚い領域では，従来のトップデータより低い反射率になっているが，レジスト膜厚が薄い領域では高くなっている。この実験結果から，ポストベーク処理が反射率を上げる上で重要であることが理解される。その理由は，おそらく，ポストベークを行わない場合は，露光現像後のレジスト膜内に溶剤が多く残留し，ＵＶ照射後の最終ベーク工程でその残留溶剤が脱ガスとして発生し，凹凸表面に欠陥が発生したものと推測される。
【００８２】
更に，最終ベークの温度は，その後の配向膜形成の焼成温度よりも高く設定することが必要であると推察される。即ち，最終ベーク工程で，レジスト層内の溶剤を完全に取り去るようにして，その後の熱処理で脱ガス現象が生じないようにする必要があることが，図１０のポストベークなしのサンプル結果から推測されるからである。
【００８３】
図１１は，本実施の形態例により形成される樹脂層のマイクログルーブの凹凸形状を模式的に示す図である。図１１（Ａ）の凹凸が荒い場合は，樹脂層２０の表面のうねりが大きく，ピッチ長Ｌが長く，凹凸の高低差Ｈも大きくなる。その結果，傾斜角ｋも大きくなる傾向にある。一方，図１１（Ｂ）の凹凸が細かい場合は，樹脂層２０の表面のうねりが小さく，ピッチ長Ｌが短く，凹凸の高低差Ｈも小さくなる。その結果，傾斜角ｋも小さくなる傾向にある。
【００８４】
図１２は，本実施の形態例により形成されるマイクログルーブの平面パターン例を示す図である。前述の通り，本実施の形態例によれば，図１２（Ａ）の湾曲パターン，図１２（Ｂ）の屈曲パターン，図１２（Ｃ）のループパターン，図１２（Ｄ）の分岐パターンなどが混在したマイクログルーブが，樹脂膜の表面に形成される。
【００８５】
図１３は，マイクログルーブを形成するために必要なＵＶ照射例を示す図である。図１３（Ａ）の例は，樹脂層２０の表面全面にＵＶ照射される場合であり，その場合は，斜線で示された表面から深さ方向の一定の深さの領域が，ＵＶ照射による感光反応により変質する。従って，その後の最終ベークによる加熱処理により，変質層と非変質層の熱変形特性の違いにより，表面にマイクログルーブが形成されるものと思われる。
【００８６】
一方，図１３（Ｂ）の例は，樹脂層２０のにマスクを利用したＵＶ照射により，斜線で示した領域が変質化される。その結果，横方向に変質層と非変質層との分布が形成される。従って，その後の最終ベークによる加熱処理により，変質層と非変質層の熱変形特性の違いにより，表面にマイクログルーブが形成されるものと思われる。いずれの方法でも樹脂層表面にマイクログルーブが形成されるが，図１３（Ａ）のプロセスのほうが，ＵＶ照射工程でマスクを必要としないので有利である。
【００８７】
本発明らは，従来のマスクを利用したハーフ露光による凹凸形成プロセスに，本実施の形態例のＵＶ照射して最終ベークするプロセスを適用した場合について，比較検討を行った。即ち，（１）ハーフ露光による凹凸を表面に形成して更にＵＶ照射して最終ベークする第１のサンプルと，（２）ハーフ露光せずにＵＶ照射して最終ベークする第２のサンプルと，（３）従来のハーフ露光により凹凸を形成しＵＶ照射は行わない第３のサンプルとを試作し，それぞれの反射率を比較した。
【００８８】
上記の第２のサンプルは，図３等でその製造プロセスを説明した。従って，第１のサンプルと第２のサンプルの製造プロセスを説明する。図１４は，第１のサンプルの製造プロセスを示す断面図である。第１のサンプルは，基板１０上に前述のレジスト膜２０をスピンコートで塗布し，プリベークされる。そして，図１４（Ａ）に示される通り，所定のパターンを有するマスク４２を利用して，レジスト膜２０がハーフ露光される。ハーフ露光は，レジスト膜２０の膜厚方向全てを感光しない程度のエネルギーが弱い露光である。その後，現像すると，図１４（Ｂ）に示される通り，マスク４２のパターン形状の凹部がレジスト膜の表面に形成される。
【００８９】
そこで，第１のサンプルには，ポストベークの後，本実施の形態例のＵＶ照射（例えば５２００mj/cm2）が全面に行われ，表面が変質される。そして，前述の最終ベークが行われると，図１４（Ｃ）に示される通り，レジスト膜２０の表面は，ハーフ露光によるパターンに対応した凹凸のうねりに加えて，ＵＶ照射とポストベークによるマイクログルーブが形成される。
【００９０】
第３のサンプルは，図１４（Ｂ）の現像工程の後，マイクログルーブが形成されない程度の少ないエネルギーのＵＶ照射（例えば１３００mj/cm2）が全面に行われる。その後最終ベークを行うと，図１４（Ｃ）の表面にマイクログルーブが形成されない凹凸が形成される。上記の小さいエネルギーのＵＶ照射により，レジスト膜２０のごく表面のみが変質化されるので，最終ベークの加熱工程で，レジスト膜の凹凸がだれて平坦化されるのが防止される。但し，ＵＶ照射エネルギーが小さいので，マイクログルーブは形成されない。
【００９１】
図１５は，上記のプロセスにより形成した第１，第２，第３のサンプルに積分球の拡散光源を照射した時の反射率を比較したグラフ図である。図中，第１のサンプルＳＭ１には，複数種類のパターン形状（八角形，四角形，十字形，五角形，ドーナツ形，三角形，楕円，扇，八の字形）でハーフ露光したサンプルが含まれる。第２のサンプルＳＭ２は，ハーフ露光で露光されなかった領域が利用されている。第３のサンプルＳＭ３も，第１のサンプルと同様に複数種類のパターン形状でハーフ露光したサンプルが含まれる。
【００９２】
図１５の比較例から理解されるとおり，ハーフ露光工程を追加して本実施の形態例を適用した場合も，従来のプロセスのトップデータよりも高い反射率が得られる場合がある。但し，第２のサンプルＳＭ２のように，ハーフ露光を行わないで本実施の形態例を適用した場合が，最も反射率が高くなっている。ハーフ露光工程のみで凹凸を形成した第３のサンプルＳＭ３は，いずれのパターンでも反射率が低くなっている。このように，本実施の形態例のＵＶ照射して最終ベークするプロセスは，所定のパターンを利用したハーフ露光工程と現像工程が付加されても，その高い反射率を実現することができる。
【００９３】
本実施の形態例のマイクログルーブは，できるだけランダムな凹凸が形成されることが好ましい。本発明者らの実験によれば，感光性樹脂層表面にＵＶ照射して最終ベークすると，所々に太い溝または嶺が長く延びて形成されることが観察された。かかる凹凸は，反射方向が一定方向に集中するなど，反射電極の乱反射機能としては好ましくない場合がある。そこで，マイクログルーブの方向や長さをある程度制御できる方法が望まれる。
【００９４】
一方，反射電極として，本実施の形態例では画素電極を利用している。画素電極は画素毎に分離して形成され，独立して電圧が印加される。そこで，本発明者らは，感光性樹脂層を画素単位あるいはライン単位で分離することで，上記の太い溝又は嶺が長く延びて形成されることが防止され，画素電極内ではより均一性をもったマイクログルーブを形成できることを見いだした。感光性樹脂層の分離は，完全に分離してもよく，表面に一定の深さの溝を形成して分離してもよく，さらには，膜厚が一部薄くなるように形成して分離してもよい。ただし，画素電極は，データ線や走査線，ゲート電極との間の容量が所定の範囲になるように設計されるので，かかる条件を満たす範囲で感光性樹脂層を分離する必要がある。
【００９５】
図１６は，感光性樹脂層の分離を説明する図である。図１６（Ａ）（Ｂ）は，背面側基板の平面図である。図１６（Ａ）に示される通り，背面基板表面には，データ線Ｄと走査線Ｓとが形成され，その交差位置に半導体層１９とソース・ドレイン電極１７，１８とが形成される。そして，データ線Ｄと走査線Ｓとで区画された領域が画素領域PXになる。従って，図１６（Ｂ）に示される通り，ソース電極１８と画素電極２２とを接続するためのコンタクトホールCHが形成され，画素電極２２は，各画素領域毎に分離して設けられる。
【００９６】
図１６（Ｃ）〜（Ｆ）は，感光性樹脂層を分離するための分離ラインの例を示す。（Ｃ）は，走査線Ｓとデータ線Ｄに沿って分離ライン５０が形成され，感光性樹脂層がピクセル単位（画素電極領域単位）に分離される例である。（Ｄ）は，分離ライン５０がデータ線Ｄに沿って形成され，感光性樹脂層がデータ線単位に分離される例である。（Ｅ）は，分離ライン５０がデータ線Ｄに沿って形成されると共に，それと直交する方向にも分離ライン５０が形成される。この場合は，感光性樹脂層の分離単位は，画素電極とは無関係である。（Ｆ）は，分離ライン５０が走査線Ｓに沿って形成される例である。
【００９７】
図１７は，感光性樹脂層の分離ラインを形成するプロセスを示す断面図である。図１７（Ａ）は，絶縁基板１０上に，ゲート電極１５，絶縁膜１６，半導体層１９，ドレイン・ソース電極１７，１８を形成し，更に，レジストからなる感光性樹脂層２０をスピンコートしてプリベークした状態を示す。この状態で，感光性樹脂層２０にコンタクトホールを形成するための露光工程が行われる。そのときの露光マスク５１は，コンタクトホールに対応する領域５３は光を完全に透過し，分離ラインに対応する領域５５は光を一部透過し，それ以外の領域５４は光を完全に遮断するマスクパターンを透明基板５２上に形成したものである。例えば，領域５４はクロムからなる遮光膜で形成され，領域５５はモリブデンシリサイドからなるハーフ露光膜で形成されることができる。かかる露光マスクを利用して露光すると，感光性樹脂層２０は，コンタクトホールの位置は完全に露光され，分離ラインに対応する領域はハーフ露光される。
【００９８】
その後，現像を行うと，図１７（Ｂ）に示される通り，感光性樹脂層２０には，樹脂層を貫通するコンタクトホールＣＨがソース電極１８に対応する位置に形成され，樹脂層表面に一定の深さを持つ溝が分離ライン５０として形成される。コンタクトホールＣＨは，狭い領域にのみ形成され，樹脂層２０を分離する機能はあまりない。しかし，分離ライン５０は，少なくとも樹脂層２０の表面を分離するので，その後のＵＶ照射して最終ベークする工程により形成されるマイクログルーブに，長く延在する溝や嶺が発生するのを防止することができる。
【００９９】
図１７（Ａ）では，特殊な露光マスク５１を利用した。しかし，コンタクトホール形成用マスクで通常の露光を行い，分離ライン形成用マスクでハーフ露光を行うことによっても，図１７（Ｂ）に示される樹脂層のパターンニングを行うことができる。更に，分離ライン形成用マスクで通常の露光を行って，分離ライン５０で樹脂層２０を完全に分離しても良い。
【０１００】
また，分離ライン５０は，必ずしも樹脂層２０の表面側に形成する必要はない。例えば，裏面側に形成することも可能である。その場合，絶縁層１６上に形成されるデータ線Ｄの存在自体が，分離ライン５０の機能を有する場合がある。データ線Ｄが存在する部分で樹脂層２０の厚みが一部薄くなるからである。それにより，マイクログルーブの形成が分断され，長く延在する溝や嶺が形成されるのが防止される。
【０１０１】
図１７（Ｂ）に示される通り，分離ライン５０は，樹脂層２０上に形成される画素電極２２（図中破線で示される）の分離領域に形成されることが望ましい。これにより，画素電極２２とゲート電極１５やその他の電極との間の寄生容量への影響を最小限に止めることができるからである。
【０１０２】
図１８は，分離ラインを形成した場合と形成しない場合のマイクログルーブの顕微鏡写真を示す図である。このサンプルは，前述の図６〜９のサンプルと同じ反射板に，分離ラインを形成したものと形成しないものである。図１８（Ａ）が分離ラインを形成した場合のマイクログルーブの例であり，図１８（Ｂ）が分離ラインを形成しない場合のマイクログルーブの例である。
【０１０３】
この写真から分かるとおり，分離ラインを形成しない例（Ｂ）は，一部に長く延在する溝または嶺が存在するのに対して，分離ラインを形成した例（Ａ）は，かかる延在する溝または嶺が存在せず，より均一なマイクログルーブ形状になっている。
【０１０４】
上記の実施の形態例のサンプルでは，感光性樹脂層としてシプレイ社製汎用レジストLP200を利用した。それ以外の感光性樹脂として，クラリアントジャパン社製のレジストAFP750を利用しても，同様にマイクログルーブが形成されることが確認された。
【０１０５】
以上の通り，本実施の形態例では，感光性樹脂層にＵＶ照射などで一部変質領域を形成し，その後熱処理を行うという簡単なプロセスで，その表面にランダムな凹凸を有するマイクログルーブを形成することができる。しかも，そのマイクログルーブの形状や方向を種々のプロセス条件により比較的容易にコントロールすることも可能である。従って，かかるマイクログルーブを有する樹脂層上に反射層を形成することで，反射型液晶表示装置に有効な反射機能を実現することができる。反射層に画素電極を利用することで，よりシンプルな反射型液晶表示装置を実現できる。
【０１０６】
［反射板の傾斜角分布の制御］
図１９は，本実施の形態例が想定する反射型液晶表示装置が使用される実環境を示す図である。反射型液晶表示装置を使用する環境は，様々な場所に光源が存在する。従って，あらゆる使用環境を考えると，図1９に示すように，反射型液晶表示装置が半球内面に配置された均一な拡散光源下に置かれた場合を想定することが必要である。かかる使用環境下では，表示パネルには，半球の立体角内に存在する全ての入射光が照射されることになる。
【０１０７】
そこで，反射型液晶表示装置に入射する光強度Ｌを求めるために，図２０に示されるとおり，Ｘ−Ｙ−Ｚ軸と入射角θiと方位角φiとが定義される。入射角θiは，Ｚ軸と入射光との間の角，方位角は入射光とＸ軸との間の角である。今仮に図１９に示した半球（以下積分球）の単位面積当たりの光強度をI(θi,φi)とすると，その光強度ｄＬは，
ｄＬ＝I(θi, φi)・ｄω
＝I(θi, φi)・ｄｓ／ｒ2
となる。但しωは立体角を，ｄｓは積分球の球面の単位面積を，ｒは積分球の半径を表し，積分球が均一の拡散光とすると，上記光強度Ｉは定数になる。
【０１０８】
更に，入射光は入射角θiだけ斜め方向から表示パネルに照射されるので，表示パネルにはsinθiだけ減衰した光強度になり，
【０１０９】
【数１】
となる。単位面積ｄｓは，図２０に示される通り，
【０１１１】
【数２】
であるので，（１）式に（２）式を代入して，光強度ｄＬを入射角θiを０〜π／２，方位角φiを０〜２πに渡って積分すれば，表示パネルの入射光強度Ｌは，次のように表される。
【０１１３】
【数３】
従って，極角θi方向から入射する光強度f(θi)は（３）式の積分内の関数で表され，それは次のようになる。
【０１１５】
【数４】
この（４）式のsinθiは，単位入射角θi毎の積分球の拡散光源の面積に起因するものであり，表示パネルの真上（入射角θi＝０）からの入射光の光源面積は狭く（sinθi＝０），表示パネルの横方向（入射角θi＝π／２）からの入射光の光源面積が広い（sinθi＝１）ことを意味する。また，（４）式のcosθiは，入射角による減衰成分であり，表示パネルの真上（入射角θi＝０）からの入射光の減衰度は殆どなく（cosθi＝１），表示パネルの横方向（入射角θi＝π／２）からの入射光の減衰度が大きい（cosθi＝０）ことを意味する。
【０１１７】
図２１は，反射型表示装置に光が入射して反射する場合を示す図である。図２で示した反射型液晶表示装置では，表示側ガラス基板および液晶層の屈折率ｎはほぼ1.5程度の値を有しているので，図２１に示される通り，の反射電極を有する基板からなる反射板６０を，その上に形成される液晶層や表示側基板からなる屈折率ｎの媒体６１が覆う構造と仮定することができる。すると，空気層から入射角θiで入射された入射光は，媒体６１内で入射角θi'となり，反射板６０で反射角θo'で反射し，空気層内で反射角θoで出ていくことになる。
【０１１８】
空気層から媒体６１に入る時，その一部が反射光Ｒとなって媒体内に入射されないので，それを考慮すると，反射板６１に入射角θi'で入射する光の強度f(θi')は，次のように表すことができる。
【０１１９】
【数５】
ただし，R(θi)は上記の空気層と屈折率nの媒体６１の界面で反射する光の反射率である。そして，空気層での入射角θiと媒体６１内での入射角θi'との間には次のような関係が成り立つ。
【０１２１】
【数６】
ここで，空気層の屈折率を1，ガラスおよび液晶の屈折率をnとした。θiは空気層での入射角，θi'は液晶層内での入射角である。
【０１２３】
図２２は，反射板６１に入射する光の強度f(θi')と入射角θi'との関係を示す図であり，上記式（５）に式（６）を代入して計算した。ただし，光強度はI(θi, φi)=1として計算した。図２２より理解されるとおり，積分球からの均一な拡散光を仮定した場合，反射板６０に対しては，入射角θi'＝０から入射角が増大するに従い入射光強度が増大し，ある入射角θi'の範囲で入射光強度が最大となり，入射角４５°付近で入射光強度が大きく減衰する。つまり，入射光強度が最大となる入射角θi'が存在し，媒体の屈折率ｎによってその入射角が異なることがわかる。
【０１２４】
図２３は，図２２の入射光強度が最大となる入射角θi'と媒体の屈折率nとの関係を示す図である。図２３より，液晶の屈折率nが大きいほど入射光強度が最大となる入射角θi'が小さくなることがわかる。そして，典型的な液晶の屈折率は1.4〜1.8程度であることから，入射光強度が最大となる入射角θi'は約３０〜３８°となる。
【０１２５】
次に，図２２のような入射光強度分布を有する入射光が，反射板６１の凹凸の傾斜面で反射することを検討する。図２４は，反射凹凸の傾斜面に対する入射角，反射角，傾斜角との関係を示す図である。入射光と反射光は，傾斜面に垂直な線に左右対称であり，ミクロな鏡面における局所的な入射角αは局所的な反射角βと等しいので，傾斜角ξ，入射角θi'，反射角θo'は次のような関係になる。
【０１２６】
【数７】
そして，一般には表示パネルに垂直方向から表示を観察することが多い。そこで，凹凸を有する反射板に入射角iθ'で入射する光を0°方向に反射させることを考えると，上記（７）式は，ξ＝θi'／２となる。つまり，傾斜角ξを入射角θi'の１／２にすれば表示パネルに垂直な方向に反射させることができるのである。
【０１２８】
図２２に示した通り，積分球の拡散光に対して反射板の凹凸面に入射する入射光の分布は，入射角０〜４５°の領域であるピークを有する。従って，反射板の凹凸面の傾斜面分布も図２２の光強度分布に対応した分布にすることが望ましい。つまり，光強度が高い入射角に対応する傾斜角の存在確率を高くし，光強度が低い入射角に対応する傾斜角の存在確率を低くして，全体で反射光強度を高くすることが望ましい。
【０１２９】
図２５は，図２２の入射光強度分布に対応した傾斜角の存在確率の分布を示す図である。図２５の例は，図２２の屈折率ｎ＝1.5の場合を示し，確率の総和が１になるように規格化した。横軸が反射凹凸面の傾斜角ξを，縦軸が存在確率（％）を示す。そこで，図２５に示したような傾斜角の存在確率分布を有するサンプルにおいて，存在確率が最大となる傾斜角を変化させた場合の，反射率を求める。図２６は，かかる反射特性のシミュレーション結果を示す図である。具体的には，図２５に示した分布の幅ｗを変化させて存在確率が最大となる傾斜角を変化させ，そのときの反射率Ｙを演算した。
【０１３０】
図２６から明らかな通り，存在確率が最大になる傾斜角ξ（＝θi'／２）の範囲が，ξ＝約１５〜１９°（θi'＝約３０〜３８°）の領域で反射率が最も高くなることが理解される。つまり，図２２に示した入射光強度がピーク値を持つ入射角θi'＝３０〜３８°の入射光を，表示パネルに垂直な方向に反射できる傾斜角ξ＝１５〜１９°の存在確率を最も高くすることが，全体の反射率を高めるために望ましいのである。
【０１３１】
以上のとおり，積分球の均一な拡散光下において有効に光を反射させるためには，反射用凹凸による傾斜角は約15〜19°の領域でその存在確率が最大になる必要があることが理論的に明らかになった。
【０１３２】
図２７は，実際に試作したサンプルを使って，積分球の均一な拡散光に対する反射率を測定した結果を示す図である。試作した反射板において，存在確率が最大の傾斜角ξpと，測定された反射率との関係が示される。
【０１３３】
図２８は，その試作した反射板の形成方法を示す断面図である。まず，図２８(a)に示したように，ガラス基板６２上にレジスト（シプレイ社製LC-200）６３を1000〜2000rpmで20秒間スピンコートする。そして，90℃で30分間プリベークした後，図２８(b)に示すように，マスク６４を用いて紫外線露光を行う。次に，現像液（シプレイ社製MF319）を用いて現像を行い，図２８(c)のようにガラス基板上に凸部を形成する。次に，図２８(d)に示すように120〜200℃で60分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせた。その後，図２８(e)に示すようにアルミニウム層６５を200nm蒸着して，反射板を作製した。
【０１３４】
上記のように形成した反射板とガラス基板との間に液晶層を形成し，図２８（ｆ）に示されるような反射型液晶表示装置を作製した。ここで，液晶層は，メルク社製液晶材料MJ961213を使用し，その厚みを3.5μm径のスペーサで制御した。このように試作した反射型液晶表示装置に，積分球を使用して，拡散光を入射させた場合の反射率を測定した。更に，その試作品の反射板の凹凸の傾斜角分布を測定し，存在確率が最大となる傾斜角ξpも求めた。その結果が，前述の図２７に示される。
【０１３５】
この実験結果から，存在確率が最大になる傾斜角ξpを16〜19°付近にすることで，最大の反射率が得られていることがわかる。この実験結果は，図２６に示したシミュレーション結果を概ね裏付けている。従来，最適値といわれてきた傾斜角が10°の場合と比較しても，存在確率が最大になる傾斜角ξpを16〜19°付近にしたサンプルがより高い反射率を有することがわかる。
【０１３６】
図２９は，反射板の凹凸を形成するための，マスク６４のパターン例を示す図である。図２９（ａ）はサイズが異なる大小の円のパターンを混在させた例であり，図２９（ｂ）は三角形，四角形，六角形，八角形などの多角形を混在させた例である。但し，本発明はこれらのパターンに限定されるわけではない。
【０１３７】
反射用凹凸の別の形成例として，図３〜６で示したＵＶ照射して熱変形特性の分布を形成しその後最終ベークしてマイクログルーブを形成するプロセスを採用することができる。マイクログルーブの凹凸形状は，前述したプロセス条件でコントロールすることができるので，存在確率が最大になる傾斜角ξpが15〜19°付近になるようにその凹凸形状が制御される。
【０１３８】
以上，本実施の形態例では，反射板の凹凸による傾斜角は，少なくとも０°〜２５°の範囲に分布し，15〜19°付近でその存在確率が最大になるように分布することで，種々の環境化において，より高い反射率を有する反射型液晶表示装置を提供することができる。
【０１３９】
［反射板の傾斜角分布の制御（その２）］
図３０は，上記した積分球の拡散光に対して高い反射率が得られる反射板の凹凸の傾斜角分布を示す図である。横軸が傾斜角ξを，縦軸はその存在確率を示す。即ち，すでに説明した通り，傾斜角の存在確率は，反射板への入射強度が高い入射角の入射光をより多く表示パネルに垂直な方向に反射させるような分布にすることが望ましい。図３０には，＋15〜19°付近の傾斜角と−15〜19°付近の傾斜角の存在確率が最大になるような分布を示す。＋側と−側が存在するのは，表示パネルの一定方向に沿って傾斜角を見た場合，一方向からの入射光に対応した傾斜角を＋側，反対方向からの入射光に対応した傾斜角を−側に示した。従って，図３０の分布図を傾斜角０°を中心に折り曲げると，図２５に示したような傾斜角分布になる。
【０１４０】
ところで，液晶表示装置は，ノート型パーソナルコンピュータの表示パネルとして使用される場合が多い。図３１は，反射型液晶表示装置がノート型パーソナルコンピュータのモニターとして搭載された状態を示す図である。図示されるとおり，反射型液晶表示装置７０が，水平方向に対してを角度αだけ傾けた状態で使用されることが多い。その場合，図３１に示される通り，表示装置７０は紙面に垂直な面である。そして，図示されるとおりＸ−Ｙ−Ｚ軸の方向を定義する。
【０１４１】
表示装置７０への入射光を検討すると，座標のＸＹ面に沿った入射角θi分布は，何も入射光を遮るものがないので，θi ＝-90〜90°となる。一方，座標のＸＺ面に沿った入射角分布は，キーボード部分により入射光が遮られるので，必ずしもθi ＝-90〜90°とはならない。つまり，表示装置７０の最も高い位置７０Ａと最も低い位置７０Ｂとで，入射角範囲が異なる。最も高い位置７０Ａが，最も広い入射角範囲でθi ＝-90〜α+β°となり，最も低い位置７０Ｂが，最も狭い入射角範囲でθi ＝-90〜α°になる。
【０１４２】
従って，表示パネルの垂直方向に沿うＸＺ面方向の入射光は，入射角度α〜90°（またはα+β°〜90°）の角度から入射する光がほとんど存在しない。従って，表示パネルのＸＺ面方向に配列したミクロの鏡面の傾斜角には，この角度範囲から入射する光を表示パネルの法線（0°）方向に反射させる傾斜角は必要ないことになる。
【０１４３】
例えば，表示パネルの傾きα=30°および液晶層とガラス基板の屈折率nLC=1.5であれば，30〜90°に入射される光を0°方向に反射させる傾斜角は，前述の（６）式および（７）式より10〜21°となる。つまり，表示パネルの垂直方向（ＸＺ面方向）を向いた凹凸の傾斜分布には，10〜21°の傾斜角は必要ない。
【０１４４】
従って，ＸＹ面方向およびＸＺ面方向の傾斜角の分布は，図３２に示されるとおりにすることが望ましい。即ち，ＸＹ面方向の傾斜角分布は，図３０に示したのと同じ分布であり，ＸＺ面方向の傾斜角分布は，マイナス側は図３０と同じであり，プラス側は10〜21°の範囲に存在しない分布となる。図３２の分布を，傾斜角０°を中心に折り返すと，図３３のようになる。
【０１４５】
図３３は，反射板の凹凸により形成される傾斜角分布について，ＸＹ面方向の傾斜面の分布とＸＺ面方向の傾斜面の分布とが示される。この図から明らかな通り，ノート型パーソナルコンピュータなど傾けて使用される場合は，表示パネルにおける水平方向の傾斜面の分布は，傾斜角15〜19°の範囲で存在確率が最大になるようにし，表示パネルの垂直方向の傾斜面の分布は，傾斜角8〜10°の範囲と傾斜角15〜19°の範囲で存在確率がピークを持つようにすることが望ましい。このように，表示パネルの方向に応じて，反射用凹凸による傾斜面の角度分布を，一つの方向は１つの存在確率のピークを有し，別の方向は２つの存在確率のピークを有することで，入射光方向に異方性がある環境下で使用されても，最大の反射率を実現することができる。
【０１４６】
本発明者らは，上記の傾斜面分布の反射板を試作して，その反射率を確認した。図３４は，サンプルの反射板の形成方法を示す断面図である。まず，図３４(a)に示したように，ガラス基板６２上にレジスト（例えばシプレイ社製のLC-200）６３を1000rpmで20秒間スピンコートして形成する。そして90℃で20分間プリベークした後，図３４(b)に示すようにマスク６４を用いて紫外線露光を行う。次に現像液（例えばシプレイ社製MF319）を用いて現像を行い，図３４(c)のようにガラス基板上にレジストによる凸部を形成する。図３４(a)〜(c)の工程を，図３５に示したマスクパターン(a)〜(d)を順次使用して４回繰り返し，図３４(d)のような傾斜角が異なる凸部を形成する。次に，図３４(e)のように，200℃で80分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせた。その後，図３４(f)のようにアルミニウム６６を200nm蒸着して，反射板を作製した。
【０１４７】
図３６は，上記のように形成された反射板の凸部の平面形状及び断面形状を示す図である。凸部６７の平面形状は，基板６２の垂直方向Ｖについては，異なる傾斜面を有し，基板６２の水平方向Ｈについては同じ傾斜面を有する。図３６に示された平面図には，凸部６７に等高線を示し，その傾斜面形状が示される。ポストベークにより凸部は丸みを持たせているので，その傾斜角分布は，およそ０〜２０°の範囲に分布する。そして，基板の垂直方向Ｖにおいては，傾斜面（ξ1＞ξ2）が異なるので，図３３に示した通り，存在確率がピークになる領域が２つあり，基板の水平方向Ｈにおいては，傾斜面（ξ1）が左右対称であるので，図３３に示した通り，存在確率がピークになる領域が１つ存在することになる。
【０１４８】
以上の様に，反射用凹凸の形状を水平方向と垂直方向とで異ならせることで，水平方向の傾斜角の分布と，垂直方向の傾斜角の分布とを異ならせることができる。また，図３６に示される通り，半円形と半楕円形とを組み合わせた形状にすることで，水平方向の傾斜角と垂直方向の傾斜角の分布をそれぞれ異ならせることができる。
【０１４９】
本発明者らは，菱光社製の非接触3次元形状測定装置nh-3を用いて形状を測定し，試作した反射板の傾斜分布を求めた。図３７は，その試作した反射板の傾斜角分布の測定結果を示す。図に示される通り，試作した反射板は，絶対値で8°と18°に存在確率の極大が存在していた。また，比較のために，図３７には存在確率の極大が0°および10°にある反射板，それぞれ従来例1および従来例2，の傾斜角分布も示されている。
【０１５０】
図３８は，上記反射板を用いて作成した反射型液晶表示装置の概略断面図である。液晶層（例えばメルク社製液晶材料MJ961213）を，3.5μm径のスペーサで厚みを制御して，反射板とガラス基板の間に注入した。そして，その反射型液晶表示装置を鉛直方向から30°傾けた状態で固定し，積分球の均一拡散光を照射して，輝度計（例えばトプコン社製のBM-5）を用いて反射率を測定した。図３９は，その反射率の測定結果を示す図である。この図表より明らかな通り，本発明の反射板を用いると反射率が６１％となり，従来例１，２の３１％，５３％に比較して10〜25%の反射率向上が実現されていることが確認された。
【０１５１】
図３３には理想的な傾斜角分布を示したが，その前提として，液晶層やガラス基板の屈折率ｎを1.5とし，反射型液晶表示装置の水平線に対する角度（図３１に示した傾きα）をα＝３０°とした。そこで，液晶層の屈折率nLCと反射型液晶表示装置の傾き角度αを変化させた場合に，理想的な反射用凹凸において存在確率が極大になる傾斜角範囲をそれぞれ調べた。
【０１５２】
図４０は，反射型液晶表示装置の傾き角度と，液晶層の屈折率に対する，存在確率が極大になる傾斜角範囲を示す図である。典型的な液晶材料の屈折率nLCが1.4〜1.8程度であるので，屈折率nLCを1.4〜1.8で変化させた。一般的な使用状態では，反射型液晶表示装置のサイズが小さいほど傾きαが大きくなる傾向
にあり，表示パネルの傾きαを0〜45°の範囲で変化させることにした。
【０１５３】
まず，表示パネルの傾斜角αが３０°の場合は，図３２，３３で示した通り，一方で15〜19°の範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になり，他方では8〜10°の範囲と15〜19°の範囲との２つの範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になるのが望ましい。また，表示パネルの傾斜角αが０°の場合は，表示パネルが垂直に置かれた場合であり，表示パネルの垂直方向の傾斜角ξは，主に上方からの入射光を垂直方向に反射するために15〜19°の範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になり，下方からの入射光はあまりないので下方側を向いた傾斜面は必要ない。そして，表示パネルの傾斜角αが９０°の場合は，表示パネルが水平に置かれた場合であり，図４０に示されないが，15〜19°の範囲で凹凸の傾斜角の存在確率が極大になることが望ましい。表示パネルが水平の場合は，図３０に示した分布例と同じである。
【０１５４】
図４０に示される通り，表示パネルの傾斜角αが０°〜４５°の範囲であれば，反射用凹凸における存在確率が極大となる一方の傾斜角は0〜16°，他方の傾斜角は14〜19°の範囲内に存在すれば，反射率を最大にすることができることが判明した。屈折率nLCが小さいほどそれぞれ極大になる傾斜角は大きくなる傾向にある。
【０１５５】
ノート型パーソナルコンピュータは，オペレータの好みによって，その表示パネルの傾きが異なる。そこで，複数の傾きにおいて最大の反射率が実現できるように，画素領域内に，反射用凹凸の傾斜角の存在確率が極大になる領域が異なる複数の領域を形成することが望ましい。例えば，図４０に示される通り，表示装置の傾斜角αが３０°と４０°に対応して求められた，存在確率が極大になる傾斜角領域が，8〜10°と15〜19°の第１の組合せと，10〜12°と15〜19°の第２の組合せとを，同じ画素領域内に併存させる。或いは，表示装置の傾斜角αが３０°，３５°，４０°に対応して求められた，３つの組合せの領域を併存させる。或いは，３種類の凸パターンを併存させる。それにより，表示パネルの傾きがある程度異なっても，比較的大きな反射率を実現することができる。
【０１５６】
以上説明した反射用凹凸の傾斜角分布を有する反射電極を画素電極に利用して，図２に示した構造の反射型液晶表示装置を形成し，液晶層３４に画素電極と表示側の透明電極とから所定の電界をかけることで，当該液晶層３４に複屈折作用を持たせて，所望の表示を行うことができる。即ち，液晶層３４が電界効果複屈折モードで駆動される。また，液晶層３４に色素を含ませて，ゲストホスト型の液晶表示装置にすることもできる。
【０１５７】
［異なる指向性が混在する反射用凹凸の例］
特開平11-295750号公報には，画素電極を反射電極として利用する反射型液晶表示装置が記載されている。この公報には，画素電極内を２つの領域に分割して，一方の領域に指向性の強い反射特性を有する凹凸形状を形成し，他方の領域に拡散性の強い反射特性を有する凹凸形状を形成する。
【０１５８】
しかし，より高精細な液晶表示装置の場合は，画素領域がより狭くなり，上記従来例のように画素領域を２つの領域に分けて異なる凹凸形状をそれぞれに形成することはより困難になることが予想される。
【０１５９】
そこで，本実施の形態例では，画素領域内に指向性の強い反射特性を有する凹凸形状と拡散性の強い反射特性を有する凹凸形状とを混在させるようにする。図４１は，かかる画素領域内に混在する２つの反射凹凸形状を示す断面図である。凹凸Ａは，膜厚が薄くなだらかな傾斜面を有し上面が比較的平らになっているので，反射光の方向は垂直方向に指向性を有する。一方，凹凸Ｂは，膜厚が厚く急な傾斜面を有し上面が突起状になっているので，反射光は広く拡散する。
【０１６０】
図４２は，本実施の形態例における画素領域ＰＸの平面図である。図示される通り，画素領域ＰＸ内に，図４１に示した凹凸Ａと凹凸Ｂとが混在して設けられる。
【０１６１】
図４３は，図４２の反射用凹凸を形成する製造プロセスを示す断面図である。まず，図４２(a)に示すように，ガラス基板６２上に感光性樹脂であるレジスト（例えばシプレイ社製のLC-200）を2000rpmで20秒間スピンコートする。そして，90℃で20分間プリベークした後，図４２(b)に示すようにマスク６４Ａを用いて紫外線露光を行う。次に，現像液（例えばシプレイ社製MF319）を用いて現像を行い，図４２(c)のようにガラス基板６２上に凹凸Ａに対応する凸部を形成する。その後，図４２(d)のように200°で80分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせて凹凸Ａを形成する。
【０１６２】
次に，図４２(e)に示すように，前記レジストを1000rpmで20秒間スピンコートする。これにより，前述のレジストよりもより厚いレジスト層を形成することができる。そして，90℃で20分間プリベークした後，図４２(f)に示すように，マスク６４Ｂを用いて紫外線露光を行う。次に前記の現像液を用いて現像を行い，図４２(g)のようにガラス基板に凹凸Ｂに対応する凸部を形成する。そして，図４２(h)のように120℃で80分間のポストベークを行い，凸部に丸みを持たせて，凹凸Ｂを形成する。このポストベークは，凹凸Ａを形成するよりも低い温度であるので，厚いレジスト膜の加熱によるダレの程度が少なく，より拡散性の強い凹凸Ｂが形成される。
【０１６３】
その後，図４２(i)のように，アルミニウム６４を200nm蒸着して反射板（画素電極）を作製した。上記のように，凹凸Ａと凹凸Ｂとでレジストの膜厚およびポストベークの温度を変えることで，凹凸の丸みを変えることができ，散乱の際の指向性が異なる凹凸が混在する反射面を構成することができた。
【０１６４】
前述の通り，反射型液晶表示装置の反射板は，あらゆる方向からの入射光を表示面に垂直な方向に反射することが望ましい。そのため，レジスト層をパターニングしてベーキングにより丸みを付けて傾斜面を形成する場合，傾斜面が３６０°の方向に向いているのが好ましい。そこで，従来，レジスト膜のパターンとして，円形のパターンが提案されている。例えば，特開平11-337935号公報，特開平11-337964号公報，特開平5-281533号公報などである。これらの公報には，円形のパターンをランダムに形成して反射光の干渉によるモアレ模様が形成されることを防止したり，半径が大きいドーナツ型パターンと半径が小さい円形パターンとをランダムに形成して反射特性を改善することなどが提案されている。
【０１６５】
特開平5-281533号は，大きい円形パターンと小さい円形パターンとをランダムに混在させることが示されている。例えば，図４４に示される通りである。しかし，半径が大きい円形パターンをランダムに配置すると，近接するレジストパターンが，露光・現像後のポストベーキング工程の時に加熱による断面形状のダレによって，合体する現象が生じる。図４４の斜線で示した円形パターンは，近接しすぎてベーキング時に合体してしまった状態を示す。
【０１６６】
そこで，本実施の形態例では，図４５に示される通り，レジストのパターンを，半径が大きい円形パターンと半径が小さい円形パターンとを混在させたものにし，且つ，大きい円形パターンと小さい円形パターンとの距離が，大きい円形パターン同士の距離よりも常に小さくなるように配置する。つまり，大きい円形パターンに対して，別の大きい円形パターンを近接させることを禁止するようにする。できれば，大きい円形パターンの周囲には小さい円形パターンを配置し，大きい円形パターン同士が近接することがないようにする。それにより，傾斜面の密度を高くすると共に，ベーキング時にパターン同士が合体する領域を少なくすることができる。
【０１６７】
図４６は，本実施の形態例におけるレジストのパターンを説明する図である。
【０１６８】
図４６（Ａ）は，比較的大きい円形パターンを配置した例である。画素領域ＰＸ内に大きい円形パターンＰ１が４個配置される。レジストパターンは，ある程度の大きさを有することが必要である。パターンが小さすぎると，ポストベーク時の断面形状のダレで傾斜角度が十分な大きさにならないからである。但し，図４６（Ａ）のパターンでは，形成される傾斜面の密度が薄く，反射率を高めることができない。
【０１６９】
そこで，図４６（Ｂ）に示される通り，大きい円形パターンＰ１の密度を高くすることが考えられる。しかし，大きな円形パターンＰ１が近接しあうと，ポストベーク時の熱によるダレで，斜線で示される通り，円形パターンの周縁部が合体することがある。かかる合体は，設計通りの傾斜面の面積を減らしてしまい，好ましくない。
【０１７０】
そこで，本実施の形態例では，図４５で説明した通り，図４６（Ｃ）に示されるように，比較的大きな円形パターンＰ１の密度は図４６（Ａ）のように疎な状態にして，パターンＰ１間の距離Ｌ１を比較的大きいままに保ち，その大きな円形パターンＰ１の隙間に比較的小さい円形パターンＰ２を配置し，傾斜面密度を高くするようにする。これにより，比較的大きな円形パターン同士の合体は少なくなり，合体が生じても大きな円形パターンＰ１と小さい円形パターンＰ２との間（図４６（Ｃ）中の斜線）だけに限定されるようにする。このような合体の領域は，大きい円形パターンＰ１同士の合体領域に比較して狭くなり，傾斜面領域の減少を最小限に抑えることができる。
【０１７１】
図４６（Ｃ）に示される通り，大きな円形パターンＰ１間の距離Ｌ１は，合体が生じない程度に長くし，それら円形パターンＰ１の間の領域に，小さな円形パターンＰ２を配置する。その結果，大きい円形パターンＰ１とそれに最も近接する小さい円形パターンＰ２との間の距離Ｌ２は，その大きい円形パターンＰ１とそれに最も近接する大きい円形パターンＰ１との間の距離Ｌ１より常に短くなる。
【０１７２】
図４７は，別のレジストパターンを示す図である。上記の例は，反射用凹凸の傾斜面が３６０°の方向に向くように円形パターンを利用したが，円形でなくても，各辺の方向が複数，好ましくは３つ以上存在する多角形であっても，同様の高い反射率を実現することができる。
【０１７３】
図４７は，画素領域ＰＸ内に，多数の六角形を，互いに隣接する辺が平行になるように近接させたレジストのパターン例である。画素領域ＰＸの周縁には，六角形全体が収納できずに，台形や５角形になっているが，基本的には，六角形がタイルのように敷き詰められたレジストパターンである。各辺が平行になるようにすることで，各六角形パターンをできるだけ近接させても，ポストベーク時の合体を防止することができる。
【０１７４】
このようなマスクパターンを利用してレジスト層を露光現像して，ポストベークを行うことにより，断面形状が熱によりダレて，少なくとも３つの方向を向いた傾斜面を有する反射用凹凸を形成することができる。
【０１７５】
図４８は，他のレジストパターンを示す図である。図４８の例は，画素領域内に六角形ではなく，複数の正三角形を，各辺が平行に近接するように配置している。この場合も，レジスト層を露光・現像して，ポストベークを行うことにより，断面形状が熱によりダレて，傾斜面が少なくとも３つの方向を向いた反射用凹凸を形成することができる。本実施の形態例は，他の多角形形状であっても，同様に高密度の傾斜面を有する反射用凹凸を形成することができる。
【０１７６】
図４５，４７，４８のパターンを利用した場合の反射用凹凸の形成プロセスは，図２８に示したプロセスと同じである。レジスト層の露光工程のマスク６４に，図４５，４７，４８のパターンが利用される。それにより，ポストベーク工程で，パターン同士が合体することなく，高密度の傾斜面分布を形成することができ，反射板の反射率を高くすることができる。
【０１７７】
［フロントライト構造］
反射型液晶表示装置は，バックライトを設けずに外光を反射して表示面を明るくする。従って，消費電力が少なく，携帯用の情報端末，携帯電話などの表示パネルとして有用である。しかしながら，外光を利用するので，明るい場所での使用に限定される問題がある。そこで，暗いところで使用する時のみ点灯させるフロントライト付きの液晶表示装置が提案されている。
【０１７８】
図４９は，従来提案されているフロントライト付き反射型液晶表示パネルの構成図である。図示される通り，反射型液晶表示パネル７３の表示側にフロントライト７０が設けられる。反射型液晶表示パネル７３は，反射板構造を有する背面側基板７３Ｂと表示側基板７３Ａとの間に，図示しない液晶層が挿入されている。そして，表示側基板７３Ａの上には，フロントライト７０が設けられ，フロントライト７０は，光源７１と，その光源からの光を表示面全面に導き，表面に形成した散乱層またはプリズム層により表示パネル７３側に散乱する透明基板７２とを有する。透明基板７２の表面に形成された散乱層またはプリズム層と空気層との間の屈折率の違いにより，光源７１の光が散乱し，その一部が表示パネル７３側に散乱する。
【０１７９】
しかし，図４９のように構成された反射型液晶表示装置は，透明基板７２の表面に散乱層またはプリズム層が形成されており，観察者は，この散乱層やプリズム層を介して表示パネル７３の文字や画像を見ることになる。そのため，散乱層やプリズム層により文字や画像が歪んだりぼやけたりすることになり，画質の低下を招いている。
【０１８０】
そこで，本実施の形態例では，フロントライト構造を光源が点灯した時のみ光を導く透明基板に散乱性を持たせ，光源が点灯しない時は透明基板の散乱性がなくなるようにする。かかる構成にすることで，外光を利用する通常の使用時には，フロントライト構造が，散乱機能を有しないので，観察される表示パネルの文字や画像の歪み，ぼけはなくなる。一方，暗い場所で使用する時などの限定された場合には，フロントライト構造が光源からの光を与えるので，多少文字や画像に歪み，ぼけが生じても，表示パネルを明るくして表示パネルとしての最低限の機能を確保することができる。
【０１８１】
図５０は，フロントライトの第１の例を示す図である。図５０に示されるフロントライト７０は，例えばアクリル製の透明基板の表面をサンドブラスト加工して表面に散乱層７５を設けた透明基板７４と，アクリル製透明基板７６と，それら基板の間に充填されるシリコーン・オイルなどの流動体７７と，流動体ポンプ７８と，流動体タンク７９とを有する。フロントライト７０は，更に，冷陰極蛍光管による線状光源７１を有する。基板７４，７６との間には，流動体タンク７９に収納されている流動体が流動体ポンプ７８により充填されたり，抜き取られたりする。そして，この流動体７７の屈折率は透明基板７４，７６と概ね同じｎ＝1.5である。
【０１８２】
図５０（ａ）に示される通り，明るい場所で反射型液晶表示パネルを使用する場合は，光源７１がオフ状態にあり，両透明基板７４，７６の間隙に流動体７７が充填される。これにより，散乱層７５は流動体７７と屈折率に差がないため，観視者側からは見えない。従って，明るい場所で使用される時は，表示パネル７３の文字や画像がぼけたり，歪んだりすることがない。
【０１８３】
一方，図５０（ｂ）に示される通り，暗い場所で反射型表示パネルを使用する場合は，光源がオン状態になり，流動体７７は両透明基板７４，７６の間隙から，流動体ポンプ７８により抜き取られ，基板の間隙には空気層が充填されている。このため，散乱層７５では透明基板材料のアクリル（屈折率約1.5）と空気（屈折率1.0）との間に屈折率差が生じ，本来の散乱層としての機能を有する。従って，透明基板７４，７６の端にある光源７１から内部反射を繰り返して導光してきた光は，この散乱層７５で散乱され，反射型液晶表示パネル７３を照明する。従って，暗い場所であっても，明るい表示パネルが実現できる。
【０１８４】
但し，観視者側からこのフロントライト７０を眺めると，透明基板７４の散乱層７５が見え，反射型液晶表示パネル７３の表示は歪む。しかし，かかる歪みは，従来のフロントライト付反射型液晶表示パネルと同等である。
【０１８５】
以上のとおり，明るい場所で使用される時は，フロントライトがない反射型表示パネルと同じ表示が得られ，また，暗い場所で使用される時は，点灯した光源からの光を有効に反射型液晶表示パネルの照明に使うことができ，明るい表示が実現できる。
【０１８６】
図５１は，本実施の形態例におけるフロントライト付き反射型液晶表示パネルの第２の例を示す図である。この例では，ガラスなどの２枚の透明基板７４，７６の表面に酸化インジウムを主成分とする透明電極（ITO)８１を形成し，その間隙に電界により状態が変化する液晶層８０を挟み込んでいる。そして，スイッチSWにより透明電極８１間に電圧Ｖ１が印加されたりされなかったりする。通常，このような液晶層８０は，透明電極間に電圧Ｖ１を印加した場合に透明状態になり，透明電極間の電圧を０にした場合に散乱状態になる。従って，明るい場所では，スイッチSWをオンにして，液晶層８０を透明にし，暗い場所では，スイッチSWをオフにして，液晶層８０を散乱状態にする。
【０１８７】
散乱状態と透過状態とが切り替え可能な液晶材料としては，（１）動的散乱効果を利用した液晶，（２）コレステリック相とネマティック相との間の相転移効果を利用した液晶，（３）ポリマー分散型液晶があり，いずれかの液晶が利用可能である。
【０１８８】
図５１の例は，図５０の例に比較して，散乱層を付けた透明基板，ポンプ，タンクなどが不要であり，また，流動体を充填したり引き抜いたりする時間が不要である。更に，ポリマー分散型液晶の場合は，ポリマー内の球形液晶体の屈折率異方性の程度を，印加電圧で調整することができる。従って，印加電圧を調整することで，液晶層８０の散乱度を調整することができ，光源７１の光に対する散乱度を上げて明るくするか，散乱度を下げて表示画面の歪みを抑えるかを，観察者の好みで調整させることができる。
【０１８９】
図５１の例でも，光源７１がオンして液晶層８０が散乱性を有している時は，反射型液晶表示パネルの表示が曇りガラスを通したように見えるが，それは，従来のフロントライト付反射型液晶表示パネルと同等である。そして，光源７１がオフの明るい状態では，液晶層８０が透明になり，表示がぼけたり歪んだりすることはない。すなわち，この例は，フロントライト付反射型液晶表示パネルであるが，フロントライト未点灯時はフロントライトなし反射型液晶表示パネルと同等の表示品質を可能とし，フロントライト点灯時は通常のフロントライト付反射型液晶表示パネルと同等の表示品質を有する。
【０１９０】
図５２は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第３の例を示す図である。この例では，ガラスなどの透明基板７４，７６の内面に透明電極８１を形成し，更に，透明基板７４の内側に，プリズム状の細かい凹凸を有するプリズム層８２を形成する。そして，透明基板７４，７６との間に，屈折率異方性を持つ液晶層８０を封入する。屈折率異方性を有する液晶分子は，電界によって分子の配向方向が変わり，屈折率異方性の方向が変わる。そこで，屈折率異方性を持つ液晶層８０の一方の屈折率にプリズム層８２の屈折率を一致させる。
【０１９１】
図５２（ａ）に示されるとおり，明るい場所での使用では，液晶層８０に電圧を印加し，あるいは電圧無印加にし，表示側から反射型表示パネル７３に向かう方向において，プリズム層８２の屈折率と液晶層８０の屈折率とを一致させる。この状態では，表示側から反射型表示パネル７３に向かう方向において，プリズム層８２と液晶層８０との間で屈折率が一致し，プリズム層８２による散乱状態がなくなり，フロントライト構造は透明になる。その結果，フロントライトが設けられいない反射型液晶表示パネルと同じ状態になり，表示画面がぼけたり歪んだりすることがなくなる。
【０１９２】
一方，図５２（ｂ）に示されるとおり，暗い場所での使用では，液晶層８０には電圧無印加状態，あるいは印加状態にし，表示側から反射型表示パネル７３に向かう方向において，プリズム層８２の屈折率と液晶層８０の屈折率とを異ならせる。これにより，プリズム層８２と液晶層８０との界面で両者に屈折率差が生じ，光源７１からの光が屈折する。この屈折光が，反射型液晶表示パネル７３の照明光となり，明るい表示が実現できる。
【０１９３】
この例では，透明基板７４の表面にプリズム形状を形成しているが，サンドブラスト工程により透明基板７４の表面に散乱層を形成しても同様の効果が期待できる。
【０１９４】
本構造を適用することにより，上記例２と同様の効果があり，更に，液晶層８０の性質上，透過状態と散乱状態との切り替えスピードをより一層改善することができる。また，上記例２のポリマー分散型液晶に比較すると，液晶層８０への印加電圧は液晶層８０に直接電圧を印加できるので，ポリマー分散型液晶を利用するより，印加電圧をより低く抑えられる。そして，液晶層８０への電圧を印加しない状態で，液晶層の屈折率をプリズム層８２の屈折率と一致させることにより，明るい場所での使用時には，光源７１と透明電極８１への電圧印加が不要になり，より一層の低電力化を図ることができる。
【０１９５】
図５３は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第４の例を示す図である。この例では，フロントライト７０の導光板である透明基板７４に形成した透明電極81Aを短冊状に分割し，それぞれに対して電圧印加81A-1，電圧無印加81A-2を選択できる構造となっている。そして，透明基板７４，７６の間に，電圧の印加により状態が変化する液晶層が充填される。図５３（ａ）は，断面構造を示し，図５３（ｂ）は分割された透明電極８１Ａの平面構造を示す。
【０１９６】
この構造にすることにより，電圧を印加する透明電極８１Ａの本数を変えることで，散乱状態になる液晶層の面積を適宜変更することが可能となり，照明光量をある程度調整することができる。従って，本構成では，散乱度の調整のできない散乱型液晶，動的散乱効果を利用した液晶，コレステリック相とネマティック相との間の相転移効果を利用した液晶などを液晶層８０に利用しても，電圧を印加する透明電極を選択することで，その散乱度を調整することができる。
【０１９７】
フロントライト付きの反射型液晶表示パネルは，フロントライトの液晶層による散乱度が大きいと，光源７１からの光をよく散乱し，反射型液晶表示パネル７３をよく照明できるため，反射型液晶表示パネルを高輝度化できる。しかし，観察者と反射型液晶表示パネルとの間に散乱層が入るため，表示画像が曇り，解像度が低下して見える。したがって，散乱度の調整が可能であれば，これを観察者が調整して，観察者にとって最適な表示品質にすることができる。
【０１９８】
図５４は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第５の例を示す図である。この例では，フロントライト７０が，図５２で示した第２の例と同様に，２つの透明基板７４，７６の内側に透明電極８１が形成され，それらの間に液晶層８０が充填されている。そして，この液晶層８０は，ポリマー分散型液晶であって，ポリマーに屈折率異方性樹脂が用いられ，液晶粒９０の常光屈折率と異常光屈折率が，透明電極間に電圧が印加されない状態でポリマーの二方向の屈折率と一致するように構成されている。
【０１９９】
ポリマー分散型液晶の詳細が，図５４の右側に示される。ポリマー分散型液晶Ａは，屈折率異方性のないポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒９０が分散されているのに対して，ポリマー分散型液晶Ｂは，屈折率異方性があるポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒９０が分散されている。
【０２００】
結晶粒９０が，透明電極間に電圧を印加しない状態で，フロントライト７０の厚み方向に分子が配列して，フロントライトの厚み方向の屈折率がポリマー９２や透明基板７４，７６と一致し，透明電極間に電圧を印加した状態で，同屈折率が不一致になると仮定する。
【０２０１】
その場合，ポリマー分散型液晶Ａは，図示されるとおり，液晶粒９０の上下方向の屈折率がポリマー９２と透明基板７４，７６に一致し，上下方向の光線には屈折率差がないため，屈折，散乱が起こらない。しかし，ポリマー９２と液晶粒９０との間には水平方向の屈折率に差があるため，水平の光だけではなく，斜めからの光でも若干の，すなわち，光線の水平方向ベクトル成分に対し，屈折が生じる。このため，斜めからこの反射型液晶表示パネル７３を見た場合，この屈折によりフロントパネル７０が曇ってみえる。
【０２０２】
それに対して，ポリマー分散型液晶Ｂを透明基板７４，７６間に充填すると，透明電極間に電圧を印加しない状態で，フロントライトの厚み方向に液晶分子が配列して，液晶粒９０の屈折率異方性の方向とポリマー９２の屈折率異方性の方向とが一致する。従って，この状態では，液晶粒９０とポリマー９２との屈折率差がどの方向からも全くなくなり，フロントライトはどの方向からも透明になる。そのため，ポリマー分散型液晶Ａを利用する場合に比較して，明るいところでの使用時において斜めからの画像の歪み，曇りを防止することが可能となる。
【０２０３】
一方，暗い場所で使用する場合に，透明電極間に電圧を印加すると，図中に示されるとおり，液晶粒９０の屈折率異方性の方向が，ポリマー９２の屈折率異方性の方向と不一致状態になる。ポリマー９２の異方性の方向は，電界により変化しないからである。そのため，フロントライト７０は散乱状態になり，光源７１からの光が反射型液晶表示パネル７３側に散乱し，液晶表示面を明るくする。但し，液晶層８０がクリーム色になり，表示画面にボケや歪みが生じる。
【０２０４】
その場合，透明電極間に印加する電圧を調整することにより，液晶粒９０の屈折率異方性の方向を調整することができる。つまり，印加電圧を上げると，液晶層での散乱度が大きくなり，反射型液晶表示パネル７３への入射光が多くなり画面が明るくなるが，画面が白くなりすぎて見えにくくなる。一方，印加電圧を下げると，液晶層での散乱度が小さくなり，画面が暗くなるが，画面の透明度が増すことになる。そこで，この印加電圧を調整することにより，画面の輝度の程度と，コントラストの程度を観察者の好みに応じて設定することができる。
【０２０５】
図５５は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第６の例を示す図である。図５０〜５４の従前の例では，光源７１のからの光を２枚の透明基板内を導光させている。それに対して，図５５の例では，２枚の透明基板の内，表示面側の基板７４の側面に光源７１を配置し，その表示面側基板７４内を主に光を導光させる。そして，この基板７４の反射型液晶表示パネル７３側面に配置したプリズム状凹凸８２により光を散乱させ，反射型液晶表示パネル７３を照明する。透明基板７４，７６には，図示しない透明電極が形成され，その間に液晶層８０が充填されている。
【０２０６】
図５０〜５４のように，上下２枚の透明基板７４，７６に光を導光させた場合，プリズム状凹凸８２へは上下の透明基板から導光する光が当たる。その場合，上方の透明基板７４からの光は屈折散乱を起こして下方側に透過し，下方の透明基板７６からの光は反射散乱を起こしてやはり下方側に反射することが望まれる。しかし，実際には，光は屈折散乱して透過するほうが，反射散乱して下方側に向かうよりも多く，下方側の基板からの光を効率的に反射散乱させることは困難である。
【０２０７】
それに対して，図５５の構成の場合は，プリズム層８２が，光源からの光を伝わる透明基板７４の表示パネル７３側に設けられている。従って，プリズム層８２に照射される光は，上方の透明基板７４を伝わってきた光であり，プリズム層８２を屈折散乱してより多くの光が反射型液晶表示パネル７３側に入射する。従って，プリズム状凹凸８２を，屈折散乱形状とすればよく，形状の簡単化，照明効率の向上を図ることができる。
【０２０８】
同様に，散乱性を発現する液晶層８０を封入した場合も，その液晶層８０に対して，上方から光のより多くが散乱して下方側に通過し，反射散乱する光の量は少ない。従って，上記の構造のほうが，照明効率を高くすることができる。また，光源７１からの光は，１枚の透明基板７４しか導光せず光源からの入射量が減るが，透明基板７４の厚みを厚くすることにより，光源７１からの光の入射量を改善することができる。
【０２０９】
図５６は，フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第７の例を示す図である。図５６の構成は，図５５の構成を改良したものである。即ち，図５６は，側面に光源７１を配置した透明導光板９４と，２枚の透明基板７４，７６に散乱性を発現する要素を封入した基板を貼り合せた構造である。具体的には，ガラスなどからなる透明基板７４，７６の間に，プリズム層８２を形成し，電界により屈折率状態が変化する液晶層８０を充填した散乱用基板が，透明の導光板９４に光学接着９６により張り合わされる。この構造の場合は，散乱性を発現する要素を封入した２枚の透明基板７４，７６の製造と，光源付導光板９４の製造を分離することができ，製造工程の分離，歩留まりの向上が可能となる。また，液晶層８０を挟むガラス基板７４，７６は，例えば０．５〜０．７mmと薄型しており，その分前記光源７１を配置した透明導光板９４の板厚を厚くして，光源からの光の入射効率を改善することも容易になる。
【０２１０】
以上，本実施の形態例におけるフロントライト構造は，暗い場所で光源を点灯したて使用するときのみ，光源からの照射光を散乱させて反射型液晶表示パネル側に入射させ，光源を点灯しない通常使用時は，散乱性がなくなる。従って，通常使用時の，表示画面の文字や画像のボケや歪みをなくすことができ，コントラストを向上させることができる。しかも，暗い場所でも明るい表示画面を実現することができる。
以上の実施の形態をまとめると以下の付記の通りになる。
（付記１）反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）所定の膜厚を有する感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，感光性樹脂層の厚さ方向または平面方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｂ）その後熱処理を行って感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記２）反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）所定の膜厚を有する感光性樹脂層を，酸，アルカリ溶液，４級アンモニウム塩溶液，HMDSのいずれかを有する薬液に浸して，感光性樹脂層の厚さ方向または平面方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｂ）その後熱処理を行って感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記３）付記１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光は，遠紫外線であることを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記４）付記１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光を，感光性樹脂層の表面全面に照射して変質させ，感光性樹脂層の厚さ方向に熱的変形特性の分布を形成することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記５）付記１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光を，感光性樹脂層の表面の一部の領域に照射して変質させ，感光性樹脂層の平面方向に熱的変形特性の分布を形成することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記６）付記１または２において，
前記工程（ａ）の前に，前記感光性樹脂層にその膜厚が少なくなる分離ラインを形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記７）反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）表面にトランジスタが形成された基板上に，所定の膜厚を有する感光性樹脂層を形成する工程と，
（ｂ）前記感光性樹脂層を一部露光，現像するフォトリソグラフィ工程により前記トランジスタの電極へのコンタクトホールを形成する工程と，
（ｃ）前記感光性樹脂層を第１の温度に加熱するポストベーク工程と，
（ｄ）前記感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，感光性樹脂層の厚さ方向または平面方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｅ）その後前記第１の温度以上の高い第２の温度で熱処理を行って前記感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する最終ベーク工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記８）付記７において，
前記工程（ｅ）の後に，前記トランジスタの電極に前記スルーホールを介して接続される画素電極を前記感光性樹脂層の上に形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記９）付記７において，
前記工程（ｃ）の前に，前記感光性樹脂層を所定のパターンで露光またはハーフ露光し，現像して，該感光性樹脂層を分離する分離ラインを形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記１０）付記７において，
前記工程（ａ）における感光性樹脂層の膜厚，前記工程（ｃ）におけるポストベーク温度及び時間，前記工程（ｄ）における照射エネルギー量を制御して，前記凹凸の平均傾斜角が０〜１５°になるようにすることを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記１１）付記１０において，
前記画素電極を形成する工程の後に，配向膜を形成し，表示側基板の配向膜との間に液晶層を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
（付記１２）反射型液晶表示装置において，
液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が少なくとも０°〜２０°の範囲に分布し，前記傾斜角の存在確率が１５°〜１９°の範囲でピークになることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１３）付記１２において，
前記反射用凹凸の平面パターンが，円形，多角形，ストライプ形状またはこれらの組み合わせを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１４）反射型液晶表示装置において，
液晶層が形成された基板を有し，前記基板の液晶層側に形成される反射用凹凸の傾斜角が，第１の方向に沿ってその存在確率が１つのピークを有し，前記第１の方向と異なる第２の方向に沿ってその存在確率が２つのピークを有するように分布することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１５）付記１４において，
前記反射型液晶表示装置の表示面が傾けて配置され，
前記第１の方向が水平方向であり，前記第２の方向が垂直方向であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１６）付記１４または１５において，
前記第１の方向に沿った存在確率が，１５°〜１９°の範囲で１回ピークになり，前記第２の方向に沿った存在確率が，１５°〜１９°の範囲と０°〜１４°の範囲それぞれでピークになることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１７）付記１４または１５において，
表示面内の画素領域それぞれにおいて，第１の領域では前記第２の方向に沿った存在確率が第１の角度範囲と第２の角度範囲でピークを有し，第２の領域では前記第２の方向に沿った存在確率が該第１の角度範囲と第３の角度範囲でピークを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１８）付記１２乃至１５のいずれかにおいて，
更に，前記基板と共に前記液晶層を挟む表示側基板と，当該表示側基板の表示側に形成された偏光板を有し，前記液晶層が電界効果複屈折モードで駆動されることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記１９）反射型液晶表示装置において，
基板上に反射用凹凸を有し，単一の画素領域内に，反射光について第１の指向性と第１の散乱性を有する第１の凸部と，前記反射光について前記第１の指向性より弱い第２の指向性と前記第１の散乱性より強い第２の散乱性を有する第２の凸部とがランダムに混在することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２０）反射型液晶表示装置において，
基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，第１の円形パターン同士が第１の距離以上離間して配置され，前記第１の円形パターンより小さい第２の円形パターンが前記第１の円形パターンと前記第１の距離未満離間して配置されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２１）反射型液晶表示装置において，
基板上に反射用凹凸を有し，前記凹凸は，感光性樹脂膜により形成され，複数の多角形パターンが隣接する多角形の辺どうしが平行になるように配置されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２２）反射型液晶表示装置において，
反射型液晶表示パネルと，
前記反射型液晶表示パネル上に設けられ，導光板と，該導光板の端部に配置した光源と，前記光源が点灯した時に該導光板を伝わる光に対して光散乱性を発現し，前記光源が非点灯時に前記光散乱性が減少する光散乱手段とを有するフロントライトとを有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２３）付記２２において，
前記導光板及び光散乱手段は，１対の透明基板と，その対向面に形成された透明電極と，前記透明基板対間に形成された液晶層とを有する液晶パネルを有し，前記液晶層は，前記透明電極間に印加される電界に応じて光散乱性を発現することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２４）付記２３において，
前記光源が，前記１対の透明基板のうち表示側の透明基板の側面に配置され，前記液晶層が，当該表示側の透明基板と前記反射型液晶表示パネル側の透明基板との間に設けられていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２５）付記２２において，
前記光散乱手段は，１対の透明基板と，その対向面に形成された透明電極と，前記透明基板対間に形成された液晶層とを有する液晶パネルを有し，前記液晶層は，前記透明電極間に印加される電界に応じて光散乱性を発現し，前記１対の透明基板が前記導光板に張り合わされていることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２６）付記２３乃至２５のいずれかにおいて，
前記液晶層は，印加される電界に応じて屈折率異方性の方向が変化し，
前記透明基板のいずれか一方と前記液晶層との間に，透明なプリズム状の凹凸層が設けられ，前記凹凸層の屈折率が，液晶層の一方の屈折率と整合することを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２７）付記２３乃至２５のいずれかにおいて，
前記透明電極が複数に分離され，当該分離された透明電極に選択的に電圧を印加して，前記液晶層の光散乱の程度が調整されることを特徴とする反射型液晶表示装置。
（付記２８）付記２３乃至２５のいずれかにおいて，
前記液晶層は，動的散乱効果を利用した液晶材料，コレステリック相とネマティック相との間の相転換効果を利用した液晶材料，ポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒を有する第１のポリマー分散型液晶材料，屈折率異方性を有するポリマー内に屈折率異方性を有する液晶粒を有する第２のポリマー分散型液晶材料のうち，いずれかであることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【０２１１】
【発明の効果】
以上，本発明によれば，反射型液晶表示装置の反射用凹凸を，簡単なプロセスで形成することができ，しかも，所望の凹凸による傾斜面分布を制御性良く形成することができる。更に，本発明によれば，最適な反射用凹凸による傾斜面分布を得ることができ，反射率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例が適用される液晶表示装置の回路図の例である。
【図２】本実施の形態例が適用される反射型液晶表示装置の断面図の例を示す図である。
【図３】本実施の形態例における反射型液晶表示装置の製造プロセスの一部を示す断面図である。
【図４】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図５】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図６】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図７】感光性樹脂層２０の膜厚とＵＶ照射エネルギーを変化させて形成された反射パネルのマイクログルーブの表面形状の顕微鏡写真を示す図である。
【図８】３つの反射パネルのサンプルのAFM像を示す図である。
【図９】拡散光源に対する反射膜の平均傾斜角と反射率との関係を示すグラフ図である。
【図１０】図８の３つのサンプルに対するレジスト膜厚と反射率との関係を示すグラフ図である。
【図１１】本実施の形態例により形成される樹脂層のマイクログルーブの凹凸形状を模式的に示す図である。
【図１２】本実施の形態例により形成されるマイクログルーブの平面パターン例を示す図である。
【図１３】マイクログルーブを形成するために必要なＵＶ照射例を示す図である。
【図１４】第１のサンプルの製造プロセスを示す断面図である。
【図１５】第１，第２，第３のサンプルに積分球の拡散光源を照射した時の反射率を比較したグラフ図である。
【図１６】感光性樹脂層の分離を説明する図である。
【図１７】感光性樹脂層の分離ラインを形成するプロセスを示す断面図である。
【図１８】分離ラインを形成した場合と形成しない場合のマイクログルーブの顕微鏡写真を示す図である。
【図１９】本実施の形態例が想定する反射型液晶表示装置が使用される実環境を示す図である。
【図２０】入射光の入射角θiと方位角φiを示す図である。
【図２１】反射型表示装置に光が入射して反射する場合を示す図である。
【図２２】反射板に入射する光の強度f(θi')と入射角θi'との関係を示す図である。
【図２３】図２３の入射光強度が最大となる入射角θi'と媒体の屈折率nとの関係を示す図である。
【図２４】反射凹凸の傾斜面に対する入射角，反射角，傾斜角との関係を示す図である。
【図２５】図２２の入射光強度分布に対応した傾斜角の存在確率の分布を示す図である。
【図２６】反射特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図２７】実際に試作したサンプルを使って，積分球の均一な拡散光に対する反射率を測定した結果を示す図である。
【図２８】試作した反射板の形成方法を示す断面図である。
【図２９】反射板の凹凸を形成するための，マスク６４のパターン例を示す図である。
【図３０】積分球の拡散光に対して高い反射率が得られる反射板の凹凸の傾斜角分布を示す図である。
【図３１】反射型液晶表示装置がノート型パーソナルコンピュータのモニターとして搭載された状態を示す図である。
【図３２】ノート型パーソナルコンピュータの表示装置として利用される場合の，高い反射率を有するＸＹ面方向およびＸＺ面方向の傾斜角の分布を示す図である。
【図３３】図３２の傾斜角分布を，傾斜角０°を中心に折り返した分布を示す図である。
【図３４】サンプルの反射板の形成方法を示す断面図である。
【図３５】図３４のマスクパターンの例を示す図である。
【図３６】図３４の凸部の平面，断面形状の例を示す図である。
【図３７】試作した反射板の傾斜角分布の測定結果を示す。
【図３８】試作した反射板を用いて作成した反射型液晶表示装置の概略断面図である。
【図３９】図３８の反射型液晶表示装置の反射率の測定結果を示す図である。
【図４０】反射型液晶表示装置の傾き角度と，液晶層の屈折率に対する，存在確率が極大になる傾斜角範囲を示す図である。
【図４１】画素領域内に混在する２つの反射凹凸形状を示す断面図である。
【図４２】本実施の形態例における画素領域ＰＫの平面図である。
【図４３】図４２の反射用凹凸を形成する製造プロセスを示す断面図である。
【図４４】従来のレジストの円形パターン例を示す図である。
【図４５】本実施の形態例におけるレジストの円形パターン例を示す図である。
【図４６】図４５の円形パターンを説明するための図である。
【図４７】本実施の形態例におけるレジストの多角形パターン例を示す図である。
【図４８】本実施の形態例におけるレジストの多角形パターン例を示す図である。
【図４９】従来提案されているフロントライト付き反射型液晶表示パネルの構成図である。
【図５０】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第１の例を示す図である。
【図５１】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第２の例を示す図である。
【図５２】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第３の例を示す図である。
【図５３】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第４の例を示す図である。
【図５４】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第５の例を示す図である。
【図５５】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第６の例を示す図である。
【図５６】フロントライト付き反射型液晶表示パネルの第７の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 絶縁基板
２０ 感光性樹脂層（レジスト層）
２２ 反射電極
３４ 液晶層
６０ 反射板
ＣＨ コンタクトホール
ＭＧ マイクログルーブ，反射用凹凸
Claims (5)
- 反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）所定の膜厚を有する感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，前記感光性樹脂層の厚さ方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｂ）その後, 前記分布が形成されている前記感光性樹脂層を熱処理することによって、前記感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。 - 請求項１において，
前記工程（ａ）において，前記露光エネルギーを有する光を，前記感光性樹脂層の表面全面に照射して変質させ，前記感光性樹脂層の厚さ方向に熱的変形特性の分布を形成することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。 - 請求項１において，
前記工程（ａ）の前に，前記感光性樹脂層にその膜厚が少なくなる分離ラインを形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。 - 反射型液晶表示装置の製造方法において，
（ａ）表面にトランジスタが形成された基板上に，所定の膜厚を有する感光性樹脂層を形成する工程と，
（ｂ）前記感光性樹脂層を一部露光，現像するフォトリソグラフィ工程により前記トランジスタの電極へのコンタクトホールを形成する工程と，
（ｃ）前記感光性樹脂層を第１の温度に加熱するポストベーク工程と，
（ｄ）前記感光性樹脂層の表面に露光エネルギーを有する光を照射して，前記感光性樹脂層の厚さ方向に熱的変形特性の分布を形成する工程と，
（ｅ）その後前記第１の温度以上の高い第２の温度で, 前記分布が形成されている前記感光性樹脂層を熱処理することによって, 前記感光性樹脂層の表面にランダムな凹凸を形成する最終ベーク工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。 - 請求項４において，
前記工程（ｃ）の前に，前記感光性樹脂層を所定のパターンで露光またはハーフ露光し，現像して，該感光性樹脂層を分離する分離ラインを形成する工程を更に有することを特徴とする反射型液晶表示装置の形成方法。
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