JP2005305971A - Irregularity forming apparatus, microirregularity fabricating method, and liquid crystal display element using it - Google Patents

Irregularity forming apparatus, microirregularity fabricating method, and liquid crystal display element using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irregularity forming apparatus capable of exactly forming a predetermined shape irregularity on a resin layer formed on a substrate. <P>SOLUTION: A roller heater 44 (a roller heating means) is formed on a fabricating roller 42 to keep the temperature of the fabricating roller 42 at a predetermined temperature. The fabricating roller 42 is equipped with a roller temperature sensor 45 detecting the temperature of the fabricating roller 42 heated by the roller heater 44 on real time. A stage heater 48 (a stage heating means) is formed on the upper surface of a stage 43. The stage heater 48 is equipped with a stage temperature sensor 49 detecting the temperature of the stage 43 heated by the stage heater 48 on real time. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上に形成された樹脂層に微細な凹凸を形成する凹凸形成装置に関する。   The present invention relates to an unevenness forming apparatus for forming fine unevenness on a resin layer formed on a substrate.

例えば、携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる反射型液晶表示装置を表示部として備えている。反射型液晶表示装置は、その前面から入射する外光を反射するための反射膜を備えており、その形態としては液晶パネルを構成する2枚の基板の間に反射膜を内蔵したものや、透過型の液晶パネルの背面側に半透過膜を備えた反射体を配設したものが知られている。   For example, portable electronic devices such as a mobile phone and a portable game machine have a reflective liquid crystal display device that can suppress power consumption as a display unit because the battery driving time greatly affects usability. The reflection-type liquid crystal display device includes a reflection film for reflecting external light incident from the front surface, and includes a reflection film built-in between two substrates constituting a liquid crystal panel, 2. Description of the Related Art A transmissive liquid crystal panel having a reflector provided with a semi-transmissive film on the back side is known.

光を反射させるための反射体としては、表面に多数の凹部を形成した基板の表面に反射膜を成膜した反射体が知られている。こうした反射体は、多数の凹部の作用によって反射面内でムラなく均一な反射光を得ることができる。   As a reflector for reflecting light, a reflector in which a reflective film is formed on the surface of a substrate on which a large number of concave portions are formed is known. Such a reflector can obtain uniform reflected light evenly within the reflecting surface by the action of a large number of recesses.

こうした反射体の従来の製造方法としては、例えば、下記特許文献1に記載されている方法が挙げられる。即ち、圧子によって凹凸面を備えた転写原型を製造し、この転写原型から転写積層体を形成して、転写積層体を基板に貼り付けて反射体を得る方法が記載されている。
特開2001−310334号公報
As a conventional manufacturing method of such a reflector, for example, a method described in Patent Document 1 below can be cited. That is, a method is described in which a transfer master having an uneven surface is manufactured by an indenter, a transfer laminate is formed from the transfer master, and the transfer laminate is attached to a substrate to obtain a reflector.
JP 2001-310334 A

しかしながら、特許文献1に示す反射体の製造方法では、転写原型の温度が転写積層体よりも低いと、転写積層体に正確に凹凸面が形成されないという可能性がある。転写積層体に正確に凹凸面が形成されないと、所定の反射性能を維持した反射体を製造することが困難である。   However, in the method for manufacturing a reflector shown in Patent Document 1, if the temperature of the transfer prototype is lower than that of the transfer laminate, there is a possibility that the uneven surface is not accurately formed on the transfer laminate. If the uneven surface is not accurately formed on the transfer laminate, it is difficult to produce a reflector that maintains a predetermined reflection performance.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基板に形成した樹脂層に所定の形状の凹凸を正確に形成することが可能な凹凸形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an unevenness forming apparatus capable of accurately forming unevenness of a predetermined shape on a resin layer formed on a substrate.

上記の目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも、基板を搬送するステージと、前記基板に樹脂層を形成する塗布手段と、前記樹脂層に微細な凹凸を形成する加工ローラと、前記ステージを温度制御するためのステージ温度制御手段と、前記加工ローラを温度制御するためのローラ温度制御手段とを備え、前記加工ローラの温度が少なくとも前記ステージの温度以上になるように制御されることを特徴とする凹凸形成装置が提供される。   In order to achieve the above object, according to the present invention, at least a stage for transporting a substrate, a coating means for forming a resin layer on the substrate, a processing roller for forming fine irregularities on the resin layer, A stage temperature control unit for controlling the temperature of the stage and a roller temperature control unit for controlling the temperature of the processing roller are provided, and the temperature of the processing roller is controlled to be at least equal to or higher than the temperature of the stage. An unevenness forming apparatus is provided.

前記ステージの温度を検出するステージ温度センサと、前記加工ローラの温度を検出するローラ温度センサとをさらに備えていてもよい。前記ローラの温度を室温よりも10〜45℃高く設定するのが好ましい。前記ステージの温度を38〜45℃に設定するのがよい。また、前記ローラの温度を40〜60℃に設定することも好ましい。   A stage temperature sensor for detecting the temperature of the stage and a roller temperature sensor for detecting the temperature of the processing roller may be further provided. It is preferable to set the temperature of the roller 10 to 45 ° C. higher than room temperature. The temperature of the stage is preferably set to 38 to 45 ° C. It is also preferable to set the temperature of the roller to 40 to 60 ° C.

本発明によれば、少なくとも、基板を搬送する少なくとも、基板を搬送するステージと、前記基板に樹脂層を形成する塗布手段と、前記樹脂層に微細な凹凸を形成する加工ローラと、前記ステージを温度制御するためのステージ温度制御手段と、前記加工ローラを温度制御するためのローラ温度制御手段とを備え、前記加工ローラの温度が少なくとも前記ステージの温度以上になるように制御される凹凸形成装置を用いた微細凹凸形状加工方法であって、前記加工ローラの周面に、前記基板上に形成される微細な凹凸形状を反転させた反転凹凸形状を有する形状マスタを配置し、前記樹脂層に前記形状マスタの凹凸形状を転写加工することを特徴とする微細凹凸形状加工方法が提供される。   According to the present invention, at least a stage for transporting a substrate, a coating means for forming a resin layer on the substrate, a processing roller for forming fine irregularities on the resin layer, and the stage are provided. A concavo-convex forming apparatus comprising stage temperature control means for temperature control and roller temperature control means for temperature control of the processing roller, wherein the temperature of the processing roller is controlled to be at least equal to or higher than the temperature of the stage. A fine concavo-convex shape processing method using a shape master, wherein a shape master having an inverted concavo-convex shape obtained by inverting a fine concavo-convex shape formed on the substrate is disposed on the peripheral surface of the processing roller, and the resin layer There is provided a fine uneven shape processing method, wherein the uneven shape of the shape master is transferred.

前記ステージの温度を検出するステージ温度センサと、前記加工ローラの温度を検出するローラ温度センサとをさらに備えていてもよく、前記ローラの温度を室温よりも10〜45℃高く設定することが好ましい。また、前記ステージの温度を38〜45℃に設定すればよく、前記ローラの温度を40〜60℃に設定するのも好ましい。   A stage temperature sensor for detecting the temperature of the stage and a roller temperature sensor for detecting the temperature of the processing roller may be further provided, and the temperature of the roller is preferably set to be higher by 10 to 45 ° C. than room temperature. . Further, the temperature of the stage may be set to 38 to 45 ° C, and the temperature of the roller is preferably set to 40 to 60 ° C.

本発明によれば、少なくとも、基板を搬送するステージと、前記基板に樹脂層を形成する塗布手段と、前記樹脂層に微細な凹凸を形成する加工ローラと、前記ステージを温度制御するためのステージ温度制御手段と、前記加工ローラを温度制御するためのローラ温度制御手段とを備え、前記加工ローラの温度が少なくとも前記ステージの温度以上になるように制御される凹凸形成装置を用い、前記加工ローラの周面に、前記基板上に形成される微細な凹凸形状を反転させた反転凹凸形状を有する形状マスタを配置し、前記樹脂層に前記形状マスタの凹凸形状を転写加工することにより得られる微細凹凸形状の断面に高反射性膜を積層した反射体を備えたことを特徴とする反射または半透過型液晶表示素子が提供される。。   According to the present invention, at least a stage for transporting a substrate, a coating means for forming a resin layer on the substrate, a processing roller for forming fine irregularities on the resin layer, and a stage for controlling the temperature of the stage A temperature control unit; and a roller temperature control unit for controlling the temperature of the processing roller, wherein the processing roller is controlled so that the temperature of the processing roller is at least equal to or higher than the temperature of the stage. The shape master having an inverted concavo-convex shape obtained by inverting the fine concavo-convex shape formed on the substrate is disposed on the peripheral surface of the substrate, and the fine shape obtained by transferring the concavo-convex shape of the shape master to the resin layer. There is provided a reflective or transflective liquid crystal display element comprising a reflector in which a highly reflective film is laminated on an uneven cross section. .

前記微細凹凸形状の断面が、前記凹凸形状の最深部または最高部を通過する主たる断面に関して曲率が非対称な形状に形成されているのが好ましい。   The cross-section of the fine concavo-convex shape is preferably formed in a shape in which the curvature is asymmetric with respect to the main cross-section passing through the deepest or highest portion of the concavo-convex shape.

本発明の樹脂層形成装置によれば、樹脂層への凹部(凹凸)の形成にあたって、加工ローラの温度およびステージの温度を一定範囲に加熱しつつローラ温度をステージ温度より高く保つことによって、樹脂層に形成される凹部を、所定のサイズで型崩れなく精密に形成することができる。加工ローラがステージよりも温度が低いと、樹脂層の凹部形成に必要以上に力を加えることになり、樹脂層に皺が寄ったり、凹部の形状が精密に転写されないことがあり、反射体に加工したときに所定の反射特性が得られない懸念があるが、加工ローラをステージよりも等温以上に保つことによって、こうした凹部の形成不良を回避することが可能になる。よって、高精度な凹凸を安定して形成することができる。   According to the resin layer forming apparatus of the present invention, in forming the recess (unevenness) in the resin layer, the temperature of the processing roller and the temperature of the stage are heated to a certain range, and the roller temperature is kept higher than the stage temperature, The concave portion formed in the layer can be precisely formed with a predetermined size without losing its shape. If the temperature of the processing roller is lower than the stage, it will apply more force than necessary to form the recesses in the resin layer, and the resin layer may be wrinkled or the shape of the recesses may not be accurately transferred to the reflector. Although there is a concern that a predetermined reflection characteristic cannot be obtained when processing, it is possible to avoid such formation defects of the recesses by keeping the processing roller more isothermal than the stage. Therefore, highly accurate unevenness can be formed stably.

以下、本発明の実施の形態について、図面を交えて説明する。まず最初に、本発明の凹凸形成装置によって製造される反射体の一例について説明する。図1は、反射体の構成の一例を示す部分斜視図であり、図2は、図1に示す反射体の断面模式図であり、図3のAは、図1に示す反射体に形成された凹部の平面構成図であり、図3のBは、図3のAに示すG−G線に沿う断面構成図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an example of a reflector manufactured by the concavo-convex forming apparatus of the present invention will be described. 1 is a partial perspective view showing an example of the configuration of a reflector, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the reflector shown in FIG. 1, and A in FIG. 3 is formed on the reflector shown in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional configuration diagram taken along line GG shown in FIG. 3A.

図1のBに示すように、反射体10は支持層11と、この支持層11の一面11a上に積層されたAlやAg等の高反射率の反射膜12とから概略構成されている。この支持層11は、図1のAに示すように、基板15と、この基板15上に形成された樹脂層16とから構成されている。樹脂層16は、反射膜12に所定の表面形状、すなわち樹脂層16の凹部13に倣った凹部12aを与えるもので、一面11aに複数の凹部13が設けられている。   As shown in FIG. 1B, the reflector 10 is schematically configured by a support layer 11 and a reflective film 12 having a high reflectivity such as Al or Ag laminated on one surface 11 a of the support layer 11. As shown in FIG. 1A, the support layer 11 includes a substrate 15 and a resin layer 16 formed on the substrate 15. The resin layer 16 gives the reflective film 12 a predetermined surface shape, that is, a concave portion 12a following the concave portion 13 of the resin layer 16, and a plurality of concave portions 13 are provided on one surface 11a.

こうした凹部13によって、図1のBに示すように、反射膜12に凹部12aが形成され、所定(所望)の観察角度範囲内で高い反射輝度を有するという良好な反射性を与える。こうした支持層11を構成する基板15は、例えばSiOコーティング付きのガラス板から構成されれば良く、また、樹脂層16は紫外線硬化性樹脂から構成されていればよい。こうした支持層11の厚さは、例えば50μm〜1mmの範囲であれば好ましく、特に100〜700μmの範囲がよい。 As shown in FIG. 1B, the recesses 13a are formed in the reflection film 12 by such recesses 13 and give good reflectivity of having high reflection luminance within a predetermined (desired) observation angle range. The substrate 15 constituting the support layer 11 may be made of, for example, a glass plate with a SiO 2 coating, and the resin layer 16 may be made of an ultraviolet curable resin. The thickness of the support layer 11 is preferably in the range of 50 μm to 1 mm, for example, and particularly preferably in the range of 100 to 700 μm.

反射膜12は、基板の一面11a上に、例えば、AlやAg等の高反射特性の金属を蒸着して形成すればよく、膜厚は0.05〜0.2μmの範囲が良く、0.08〜0.15μmの範囲が特に好ましい。反射膜12の膜厚が0.05μm未満だと反射率が低下してしまうので好ましくなく、0.2μmを超えると必要以上に成膜コストがかかることや、凹部13によって与えられる凹部12aが小さくなってしまうので好ましくない。   The reflection film 12 may be formed by vapor-depositing a metal having high reflection characteristics such as Al or Ag on the one surface 11a of the substrate, and the film thickness is preferably in the range of 0.05 to 0.2 μm. A range of 08 to 0.15 μm is particularly preferable. If the thickness of the reflective film 12 is less than 0.05 μm, the reflectance is lowered, which is not preferable. If the thickness exceeds 0.2 μm, the film formation cost is more than necessary, and the concave portion 12 a provided by the concave portion 13 is small. This is not preferable.

凹部13は、支持層11の樹脂層16に対して、後ほど詳述する反転金型を用いて型押し加工によって形成されたものであり、図1のB及び図2に示すように、反射膜12上において、各凹部12aの輪郭12c同士が相互に接している。この輪郭12c同士が接する部分は先の尖ったピーク形状に形成され、凹部12a同士の間にある平坦部分12dの領域が少ないのが反射特性上好ましい。   The recess 13 is formed by stamping with respect to the resin layer 16 of the support layer 11 using an inversion mold which will be described in detail later. As shown in FIG. 1B and FIG. 12, the contours 12 c of the recesses 12 a are in contact with each other. The portion where the contours 12c are in contact with each other is formed in a pointed peak shape, and it is preferable in terms of reflection characteristics that the area of the flat portion 12d between the recesses 12a is small.

また図3に示すように、凹部13の内面は、各々半径が異なる2つの球面の一部である第1曲面13aと、第2曲面13bとを含んでおり、これらの曲面13a,13bを与える球の中心O1,O2は凹部13の最深点Oの法線上に配置されている。第1曲面13aはO1を中心とする半径R1の球面の一部とされ、第2曲面13bはO2を中心とする半径R2の球面の一部とされている。そして、図3のAに示す平面図において、凹部13の最深点Oを通過し、G−G線に直交する直線Hの近傍において第1曲面13aと第2曲面13bとが概ね区画されている。凹部13の深さは例えば0.3〜2.0μm程度に形成されればよい。   As shown in FIG. 3, the inner surface of the recess 13 includes a first curved surface 13a and a second curved surface 13b, which are part of two spherical surfaces each having a different radius, and gives these curved surfaces 13a and 13b. The sphere centers O 1 and O 2 are arranged on the normal line of the deepest point O of the recess 13. The first curved surface 13a is a part of a spherical surface with a radius R1 centered on O1, and the second curved surface 13b is a part of a spherical surface with a radius R2 centered on O2. And in the top view shown to A of FIG. 3, the 1st curved surface 13a and the 2nd curved surface 13b are divided substantially in the vicinity of the straight line H which passes the deepest point O of the recessed part 13, and is orthogonal to GG line. . The depth of the recessed part 13 should just be formed in about 0.3-2.0 micrometers, for example.

図4は、上述したような構成の反射体10に、図3における図示右側から入射角30°で光を照射し、受光角を反射面に対する正反射の方向である30°を中心として±30°の範囲(0°〜60°;0°が反射体一面の法線方向に相当)で振って反射体10の反射率(%)を測定した結果を示すグラフである。   4 irradiates the reflector 10 having the above-described structure with light at an incident angle of 30 ° from the right side of the drawing in FIG. 3, and the light receiving angle is ± 30 around 30 ° which is the direction of regular reflection with respect to the reflecting surface. It is a graph which shows the result of having measured in the range (0 degree-60 degrees; 0 degree is equivalent to the normal line direction of one surface of a reflector), and measuring the reflectance (%) of the reflector 10. FIG.

図4に示すグラフから明らかなように、上記構成を備えた反射体10によれば、半径の比較的小さい球面からなる第2曲面13bの傾斜角の絶対値が比較的大きいことから、反射光が広角に散乱されて約15°〜50°の広い受光角範囲で高い反射率を得ることができる。また、半径が比較的大きい球面からなる第1曲面13aにおける反射により、前記第2曲面13bよりも特定方向の狭い範囲に散乱される反射が生じるため、全体として反射率が正反射方向である30°よりも小さい角度で最大となり、そのピークの近傍における反射率も高くなる。   As is apparent from the graph shown in FIG. 4, according to the reflector 10 having the above-described configuration, the absolute value of the inclination angle of the second curved surface 13b made of a spherical surface having a relatively small radius is relatively large. Is scattered at a wide angle, and a high reflectance can be obtained in a wide light receiving angle range of about 15 ° to 50 °. Further, the reflection on the first curved surface 13a composed of a spherical surface having a relatively large radius causes reflection to be scattered in a narrow range in a specific direction as compared with the second curved surface 13b, so that the reflectance is the regular reflection direction as a whole. The maximum is obtained at an angle smaller than 0 °, and the reflectance in the vicinity of the peak increases.

その結果、反射体10に入射し反射された光のピークが正反射方向よりも反射体10の法線方向に近い側にシフトするので、反射体10の正面方向の反射輝度を高めることができる。従って、こうした反射体10が液晶表示装置の反射層に適用されれば、通常表示面を斜めにして使用されることから、液晶表示装置の正面方向における反射輝度を向上させることができ、液晶表示装置の観察者方向への輝度を高めることができる。   As a result, the peak of light incident on and reflected by the reflector 10 is shifted to the side closer to the normal direction of the reflector 10 than the regular reflection direction, so that the reflection luminance in the front direction of the reflector 10 can be increased. . Accordingly, if such a reflector 10 is applied to the reflective layer of a liquid crystal display device, the display surface is normally used with an oblique display surface. Therefore, the reflection luminance in the front direction of the liquid crystal display device can be improved. The brightness of the apparatus toward the viewer can be increased.

次に、本発明の凹凸形成装置について説明する。図5は本発明の凹凸形成装置を示す断面図である。凹凸形成装置30は、樹脂層形成部31と、凹凸加工部41と、温度制御部(温度制御装置)51とからなる。樹脂層形成装置31は、仕切壁32、樹脂供給器33、成型刃34などを備えている。上面に樹脂層16が形成される基板15は後述するステージ43に載置されて凹凸形成装置30に導入される。   Next, the uneven | corrugated formation apparatus of this invention is demonstrated. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the unevenness forming apparatus of the present invention. The unevenness forming device 30 includes a resin layer forming portion 31, an unevenness processing portion 41, and a temperature control portion (temperature control device) 51. The resin layer forming apparatus 31 includes a partition wall 32, a resin supplier 33, a molding blade 34, and the like. The substrate 15 on which the resin layer 16 is formed on the upper surface is placed on a stage 43 to be described later and introduced into the unevenness forming apparatus 30.

仕切り壁32と成型刃34とで区画される空間は、樹脂供給器33から供給される流動性の樹脂18が溜められる樹脂溜37とされる。そして、成型刃34の刃状先端34aと基板15との間には所定の隙間が保たれ、この隙間の間隔を制御することにより、基板15上に塗布される樹脂層16の膜厚が制御される。   A space defined by the partition wall 32 and the molding blade 34 is a resin reservoir 37 in which the fluid resin 18 supplied from the resin supplier 33 is stored. A predetermined gap is maintained between the blade-shaped tip 34a of the molding blade 34 and the substrate 15, and the thickness of the resin layer 16 applied on the substrate 15 is controlled by controlling the gap. Is done.

通常、この樹脂層16の膜厚は、形成後の膜厚で2.5〜3.5μm,好ましくは2.5〜3.0μmに設定される。2.5μm未満であると、ランダムな微小凹凸のうち深い側の凹部を安定に形成できなくなって所望の反射特性が得られない。また3.5μmを超えると、形成した凹部の上に形成される平坦化膜の膜厚が厚くなり、パネルの信頼性に悪影響を及ぼす(高温保存或いは高温高湿保存時の平坦化膜の収縮、或いは極端な場合クラック等が発生する等。)。なお、図には示していないが、この樹脂の塗布手段は上述のものに限らずいわゆるロールコータであっても良い。   Usually, the film thickness of the resin layer 16 is set to 2.5 to 3.5 μm, preferably 2.5 to 3.0 μm, after the formation. If it is less than 2.5 μm, it is impossible to stably form a deep concave portion among random minute irregularities, and desired reflection characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the thickness exceeds 3.5 μm, the thickness of the flattening film formed on the formed concave portion becomes thick, which adversely affects the reliability of the panel (shrinkage of the flattening film during high temperature storage or high temperature high humidity storage). Or, in extreme cases, cracks, etc.). Although not shown in the figure, the resin application means is not limited to that described above, and a so-called roll coater may be used.

凹凸形成装置30は、加工ローラ42と、樹脂層形成部31と凹凸加工部41との間で基板15を搬送するステージ43とを備えている。略円筒形の加工ローラ42は、その周囲に多数の凹凸(突起)42aが形成されている。凹凸(突起)42aは、例えば図1に示す反射体10の樹脂層16に形成される凹部(凹凸)13の形状を反転させた形状であればよい。   The concavo-convex forming apparatus 30 includes a processing roller 42 and a stage 43 that conveys the substrate 15 between the resin layer forming unit 31 and the concavo-convex processing unit 41. The substantially cylindrical processing roller 42 has a large number of irregularities (projections) 42a formed around it. The unevenness (projection) 42a may be a shape obtained by inverting the shape of the recess (unevenness) 13 formed in the resin layer 16 of the reflector 10 shown in FIG.

このような凹部(凹凸)13は、例えば、表面を高精度で研磨加工した母材(マスタブランクス)に対し、微小な凹(凸)を、その個々の深さ、ピッチ、断面形状等を制御した状態で加工して母型(マスター)とし、この形状を型取りして加工型としたものである。通常のNi電鋳、エンボス加工法等の手段を用いて形成することができる。   Such recesses (protrusions) 13 control, for example, minute recesses (protrusions) of the base material (master blanks) whose surface has been polished with high precision, and the depth, pitch, cross-sectional shape, etc. In this state, it is processed into a mother die (master), and this shape is cut to obtain a processed die. It can be formed using means such as ordinary Ni electroforming and embossing.

加工ローラ42の凹凸(突起)42aの内側には、加工ローラ42を所定温度に保つローラヒーター(ローラ加熱手段)44が形成されている。ローラヒーター44は、例えば、円筒形の発熱体から構成されれば良く、少なくとも凹凸(突起)42a部分を、室温以上の温度に制御する。即ち、室温よりも10℃以上高くすることにより、温度制御が(冷却手段が不要なため)やりやすくなる。例えば40〜60℃に加熱して保つ。そして、加工ローラ42には、こうしたローラヒーター44によって加熱された加工ローラ42の温度をリアルタイムに検出するローラ温度センサ45が備えられている。ローラ温度センサ45は、加工ローラ42の温度を検出してローラ温度信号として連続的に出力する。   A roller heater (roller heating means) 44 that keeps the processing roller 42 at a predetermined temperature is formed inside the irregularities (projections) 42 a of the processing roller 42. The roller heater 44 may be formed of, for example, a cylindrical heating element, and controls at least the unevenness (projection) 42a to a temperature equal to or higher than room temperature. That is, temperature control can be easily performed (because a cooling means is unnecessary) by raising the temperature by 10 ° C. or more above room temperature. For example, it is heated and maintained at 40-60 ° C. The processing roller 42 is provided with a roller temperature sensor 45 that detects the temperature of the processing roller 42 heated by the roller heater 44 in real time. The roller temperature sensor 45 detects the temperature of the processing roller 42 and continuously outputs it as a roller temperature signal.

こうした加工ローラ42の回転によって、樹脂層形成部31で基板15上に積層された樹脂層16に凹凸42aが連続的に押し付けられ、樹脂層16に多数の凹部13が形成される。こうした凹凸42aを備えた加工ローラ42は、例えば、塑性変形性の円筒材に凹部13を象った圧子を打ち付けて形成することができる。   By such rotation of the processing roller 42, the unevenness 42 a is continuously pressed against the resin layer 16 laminated on the substrate 15 by the resin layer forming portion 31, and a large number of recesses 13 are formed in the resin layer 16. The processing roller 42 provided with such irregularities 42a can be formed, for example, by hitting an indenter modeled on the concave portion 13 on a plastically deformable cylindrical material.

ステージ43は、樹脂層形成部31と凹凸加工部41との間で基板15を搬送する平板状の移動ステージであり、ステージ43の下面に接するピンチローラ46、および送りローラ47とを備えている。ピンチローラ46は、基板15を介して加工ローラ42に対面して設けられ、加工ローラ42との間で基板15を支持する。送りローラ47は樹脂層16に凹部13が形成された基板15を、加工ローラ42の円周速度と基板15の移動速度とを高精度で一致させて搬送する。   The stage 43 is a plate-like moving stage that conveys the substrate 15 between the resin layer forming unit 31 and the concavo-convex processing unit 41, and includes a pinch roller 46 that contacts the lower surface of the stage 43, and a feed roller 47. . The pinch roller 46 is provided to face the processing roller 42 with the substrate 15 interposed therebetween, and supports the substrate 15 with the processing roller 42. The feed roller 47 conveys the substrate 15 having the recess 13 formed in the resin layer 16 with the circumferential speed of the processing roller 42 and the moving speed of the substrate 15 matched with high accuracy.

ステージ43の上面には、ステージヒータ(ステージ加熱手段)48が形成されている。ステージヒータ48は、例えば、平板形の発熱体から構成されれば良く、基板15が載置される表面部分を、例えば38〜45℃に加熱して保つ。そして、ステージヒータ48には、こうしたステージヒータ48によって加熱されたステージ43の温度をリアルタイムに検出するステージ温度センサ49が備えられている。ステージ温度センサ49は、ステージ43の温度を検出してステージ温度信号として連続的に出力する。   A stage heater (stage heating means) 48 is formed on the upper surface of the stage 43. The stage heater 48 may be constituted by, for example, a flat plate-like heating element, and the surface portion on which the substrate 15 is placed is heated and maintained at 38 to 45 ° C., for example. The stage heater 48 is provided with a stage temperature sensor 49 that detects the temperature of the stage 43 heated by the stage heater 48 in real time. The stage temperature sensor 49 detects the temperature of the stage 43 and continuously outputs it as a stage temperature signal.

温度制御部51は、ローラヒーター制御装置52、ステージヒーター制御装置53、インターフェース(I/F)54、およびこれらを制御するCPU55等から構成されている。ローラヒーター制御装置52は、ローラヒーター44に接続されてローラヒーター44の温度を制御する。ステージヒーター制御装置53は、ステージヒータ48に接続されてステージヒータ48の温度を制御する。   The temperature control unit 51 includes a roller heater control device 52, a stage heater control device 53, an interface (I / F) 54, and a CPU 55 that controls them. The roller heater control device 52 is connected to the roller heater 44 and controls the temperature of the roller heater 44. The stage heater control device 53 is connected to the stage heater 48 and controls the temperature of the stage heater 48.

インターフェース(I/F)54には、ローラヒーター制御装置52、ステージヒーター制御装置53、およびローラ温度センサ45、ステージ温度センサ49がそれぞれ接続され、CPU55との間で制御信号をやり取りする。CPU55は、ローラ温度センサ45およびステージ温度センサ49からの温度信号に基づいて、ローラヒーター制御装置52およびステージヒーター制御装置53に制御信号を出力する。   A roller heater control device 52, a stage heater control device 53, a roller temperature sensor 45, and a stage temperature sensor 49 are connected to the interface (I / F) 54, and control signals are exchanged with the CPU 55. The CPU 55 outputs control signals to the roller heater control device 52 and the stage heater control device 53 based on the temperature signals from the roller temperature sensor 45 and the stage temperature sensor 49.

このような構成の凹凸形成装置の動作と作用を説明する。本発明の凹凸形成装置30を用いて、基板15上に樹脂層16を形成してから、この樹脂層16に凹部13を形成する場面を想定する。基板15は、ステージ43に載置されて凹凸形成装置30に導入され、樹脂溜37で樹脂18がディップされた後、成型刃34によって樹脂18の膜厚が一定に規制され樹脂層16が形成される。   The operation and action of the concavo-convex forming apparatus having such a configuration will be described. It is assumed that the resin layer 16 is formed on the substrate 15 using the unevenness forming apparatus 30 of the present invention, and then the recess 13 is formed in the resin layer 16. The substrate 15 is placed on the stage 43 and introduced into the concavo-convex forming apparatus 30, and after the resin 18 is dipped in the resin reservoir 37, the thickness of the resin 18 is regulated by the molding blade 34 to form the resin layer 16. Is done.

そして、樹脂層16及び基板15は加工ローラ42とピンチローラ46に挟まれる。そして加工ローラ42の凹凸42aが樹脂層16に連続して押し付けられ、樹脂層16には多数の凹部13が形成される。   The resin layer 16 and the substrate 15 are sandwiched between the processing roller 42 and the pinch roller 46. Then, the unevenness 42 a of the processing roller 42 is continuously pressed against the resin layer 16, and a large number of recesses 13 are formed in the resin layer 16.

この樹脂層16への凹部13の形成にあたって、加工ローラ42とステージ43は、ローラヒーター44およびステージヒータ48によって、それぞれ所定の温度に保たれる。ローラヒーター44は、ローラヒーター制御装置52によって、例えば40〜60℃の範囲でステージ43の温度より等温以上になるように加工ローラ42を暖める。ステージヒータ48は、例えば40〜42℃の範囲で加工ローラ42の温度よりも低くなるようにステージ43を暖める。   In forming the recess 13 in the resin layer 16, the processing roller 42 and the stage 43 are each maintained at a predetermined temperature by the roller heater 44 and the stage heater 48. The roller heater 44 warms the processing roller 42 by the roller heater control device 52 so that the temperature becomes equal to or higher than the temperature of the stage 43 in the range of 40 to 60 ° C., for example. The stage heater 48 warms the stage 43 so as to be lower than the temperature of the processing roller 42 in the range of 40 to 42 ° C., for example.

加工ローラ42の温度およびステージ43の温度は、ローラ温度センサ45、ステージ温度センサ49でそれぞれローラ温度信号、およびステージ温度信号としてリアルタイムに出力される。温度制御部51は、ローラ温度信号、およびステージ温度信号に基づいて、加工ローラ42の温度およびステージ43の温度が規定の誤差の範囲内で常にある設定温度範囲内になるように、ローラヒーター制御装置52およびステージヒーター制御装置53に向けて制御信号を出力する。   The temperature of the processing roller 42 and the temperature of the stage 43 are output in real time as a roller temperature signal and a stage temperature signal by the roller temperature sensor 45 and the stage temperature sensor 49, respectively. Based on the roller temperature signal and the stage temperature signal, the temperature controller 51 controls the roller heater so that the temperature of the processing roller 42 and the temperature of the stage 43 are always within a set temperature range within a specified error range. A control signal is output toward the device 52 and the stage heater control device 53.

このように、樹脂層16への凹部13の形成にあたって、加工ローラ42の温度およびステージ43の温度を一定範囲に加熱しつつある設定温度範囲内に保つことによって、樹脂層16に形成される凹部13を、所定のサイズで型崩れなく精密に形成することができる。加工ローラ42がステージ43の温度よりも低いと、樹脂層16に必要以上の圧力をかけることになり、収縮や膨張などの影響で、樹脂層に皺が寄ったり、凹部13の形状が精密に転写されないことがあり、反射体10に加工したときに所定の反射特性が得られない懸念があるが、加工ローラ42をステージ43より等温以上に保つことによって、こうした凹部13の形成不良を回避することが可能になる。   Thus, in forming the recess 13 in the resin layer 16, the recess formed in the resin layer 16 is maintained by keeping the temperature of the processing roller 42 and the temperature of the stage 43 within a set temperature range that is being heated to a certain range. 13 can be precisely formed without losing its shape at a predetermined size. If the processing roller 42 is lower than the temperature of the stage 43, an excessive pressure is applied to the resin layer 16, and the resin layer is wrinkled due to shrinkage or expansion, and the shape of the recess 13 is precisely set. Although there is a concern that predetermined reflection characteristics may not be obtained when the reflector 10 is processed, the processing roller 42 is kept at an isothermal temperature or higher than the stage 43 to avoid such formation defects of the recess 13. It becomes possible.

この後、凹部13が形成された樹脂層16に紫外線等(不図示)を照射して樹脂層16を硬化させ、さらに凹部13を覆うようにその上面にAlやAgのような高反射性膜を成膜することで図1に示すような反射体10を得ることができる。   Thereafter, the resin layer 16 in which the recesses 13 are formed is irradiated with ultraviolet rays or the like (not shown) to cure the resin layer 16, and a highly reflective film such as Al or Ag is formed on the upper surface so as to cover the recesses 13. By forming a film, a reflector 10 as shown in FIG. 1 can be obtained.

このような反射体10は、例えば液晶表示パネル(反射型液晶表示装置)に好適に用いることができる。図6に示すように、液晶表示パネル51は、液晶層52を挟持して対向する第1の基板53と第2の基板54をシール材55で接合一体化した液晶表示パネルであり、第1の基板53の液晶層52側には、電極層や配向膜を含み、液晶層52を駆動制御するための表示回路56が形成され、第2の基板54の液晶層52側には、電極層や配向膜を含み液晶層52を駆動制御するための表示回路57が積層形成されている。   Such a reflector 10 can be suitably used for a liquid crystal display panel (reflection type liquid crystal display device), for example. As shown in FIG. 6, the liquid crystal display panel 51 is a liquid crystal display panel in which a first substrate 53 and a second substrate 54 facing each other with a liquid crystal layer 52 interposed therebetween are joined and integrated by a sealing material 55. A display circuit 56 for driving and controlling the liquid crystal layer 52 is formed on the liquid crystal layer 52 side of the substrate 53, and an electrode layer is formed on the liquid crystal layer 52 side of the second substrate 54. In addition, a display circuit 57 including an alignment film and drivingly controlling the liquid crystal layer 52 is stacked.

また、表示回路56と表示回路57との間には、この2つの表示回路56,57間に一定の間隔を保持するためのスペーサ部材58が多数形成されている。そして、第1の基板53と第2の基板54の間に、反射体10が形成される。また反射体10の上面には、オーバーコート層59が積層されている。   In addition, a large number of spacer members 58 are formed between the display circuit 56 and the display circuit 57 to maintain a constant distance between the two display circuits 56 and 57. Then, the reflector 10 is formed between the first substrate 53 and the second substrate 54. An overcoat layer 59 is laminated on the upper surface of the reflector 10.

このような構成により、反射体10は液晶表示パネル51に入射した外光Nを効率的に反射させ、液晶層52を明るく照らし出す役割を果たす。   With such a configuration, the reflector 10 efficiently reflects the external light N incident on the liquid crystal display panel 51 and brightly illuminates the liquid crystal layer 52.

また、反射体10は、例えば半透過反射型の液晶表示パネル(半透過反射型液晶表示装置)にも好適に用いることができる。図7に示すように、反射体10には、一定の大きさの開口10aが形成されるとともに、第1の基板53の下側には、液晶表示パネル51を照明する照明装置61が備えられる。こうした液晶表示パネル51は、液晶表示パネル51に入射した外光Nを反射体10で効率的に反射させ、液晶層52を明るく照らし出すとともに、照明装置61から照射される照明光Lを反射体10に形成した開口10aから透過させ、夜間や暗所でも液晶層52を明るく照らし出すことができる。   The reflector 10 can also be suitably used for, for example, a transflective liquid crystal display panel (semi-transmissive reflective liquid crystal display device). As shown in FIG. 7, the reflector 10 is formed with an opening 10 a having a certain size, and an illuminating device 61 that illuminates the liquid crystal display panel 51 is provided below the first substrate 53. . Such a liquid crystal display panel 51 efficiently reflects the external light N incident on the liquid crystal display panel 51 by the reflector 10, illuminates the liquid crystal layer 52 brightly, and reflects the illumination light L emitted from the illumination device 61 as a reflector. The liquid crystal layer 52 can be brightly illuminated even at night or in a dark place.

本出願人は本発明の凹凸形成装置の効果を検証した。検証にあたって、樹脂層を形成する基板として厚み0.7mmのガラス基板(SiOパッシベーション膜400Å付き470mm×370mm)を準備した。また基板上に形成する樹脂層として、感光性アクリル系樹脂を用いた。また図5に示す凹凸形成装置で感光性アクリル系樹脂を基板表面に厚さ3μmになるように塗布し平坦化した。 The present applicant verified the effect of the unevenness forming apparatus of the present invention. In the verification, a glass substrate (470 mm × 370 mm with a SiO 2 passivation film 400 mm) having a thickness of 0.7 mm was prepared as a substrate on which the resin layer was formed. A photosensitive acrylic resin was used as the resin layer formed on the substrate. Further, a photosensitive acrylic resin was applied to the substrate surface so as to have a thickness of 3 μm and flattened using the unevenness forming apparatus shown in FIG.

そして、所定の凹凸形状を有する加工ローラを設置した凹凸形成装置で樹脂層の一面に凹部を形成した。この時、加工ローラの温度を50℃および58℃にそれぞれ設定するとともに、ステージ温度を41℃および43℃に変化させたときの、それぞれの樹脂層に形成された凹部の転写率を計測した。こうした検証結果を図8に示す。ここでいう転写率とは、加工用ロール版上の凹凸深さ(D)に対して、これと対応する被加工物の表面=樹脂の凹凸の深さ(d)の割合(d/D)を百分率で表したものである。 And the recessed part was formed in one surface of the resin layer with the uneven | corrugated formation apparatus which installed the processing roller which has a predetermined uneven | corrugated shape. At this time, the temperature of the processing roller was set to 50 ° C. and 58 ° C., respectively, and the transfer rate of the concave portions formed in the respective resin layers when the stage temperature was changed to 41 ° C. and 43 ° C. was measured. Such verification results are shown in FIG. The transfer rate here, the ratio of the depth of the groove on the work roll plate (D 1) with respect to which the corresponding workpiece surface = the resin uneven depth (d 1) (d 1 / D 1 ) as a percentage.

図8に示す検証結果によれば、加工ローラの温度をステージの温度より等温以上に保つことによって、転写率75%を達成可能なことが検証された。特に、加工ローラの温度を50〜60℃、ステージの温度を38〜45℃に保てば、転写率を80%程度に保って、精密な凹部を樹脂層に形成できることが確認された。   According to the verification result shown in FIG. 8, it was verified that the transfer rate of 75% can be achieved by keeping the temperature of the processing roller equal to or higher than the temperature of the stage. In particular, it was confirmed that if the processing roller temperature is kept at 50 to 60 ° C. and the stage temperature at 38 to 45 ° C., the transfer rate can be kept at about 80%, and a precise recess can be formed in the resin layer.

図1は、反射体の構成の一例を示す部分斜視図である。FIG. 1 is a partial perspective view showing an example of the configuration of a reflector. 図2は、図1に示す反射体の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the reflector shown in FIG. 図3は、図1に示す反射体に形成された凹部の平面構成図およびG−G線に沿う断面構成図である。FIG. 3 is a plan configuration diagram of a recess formed in the reflector shown in FIG. 1 and a sectional configuration diagram along line GG. 図4は、反射体の反射率を測定した結果を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the result of measuring the reflectance of the reflector. 図5は、本発明の凹凸形成装置を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the unevenness forming apparatus of the present invention. 図6は、反射体の好ましい適用例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a preferred application example of the reflector. 図7は、反射体の好ましい適用例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a preferred application example of the reflector. 図8は、本発明の検証結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the verification results of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

13 凹部(凹凸)
15 基板
16 樹脂層
30 凹凸形成装置
31 樹脂層形成部
42 加工ローラ
41 凹凸加工部
43 ステージ
44 ローラヒーター(ローラ加熱手段)
45 ローラ温度センサ
48 ステージヒータ(ステージ加熱手段)
49 ステージ温度センサ
51 温度制御部(温度制御装置)
13 Concave part
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Board | substrate 16 Resin layer 30 Concavity and convexity formation apparatus 31 Resin layer formation part 42 Processing roller 41 Concavity and convexity processing part 43 Stage 44 Roller heater (roller heating means)
45 Roller temperature sensor 48 Stage heater (stage heating means)
49 Stage temperature sensor 51 Temperature controller (temperature controller)

Claims (12)

少なくとも、基板を搬送するステージと、前記基板に樹脂層を形成する塗布手段と、前記樹脂層に微細な凹凸を形成する加工ローラと、前記ステージを温度制御するためのステージ温度制御手段と、前記加工ローラを温度制御するためのローラ温度制御手段とを備え、前記加工ローラの温度が少なくとも前記ステージの温度以上になるように制御されることを特徴とする凹凸形成装置。   At least a stage for transporting the substrate, a coating means for forming a resin layer on the substrate, a processing roller for forming fine irregularities on the resin layer, a stage temperature control means for controlling the temperature of the stage, and And a roller temperature control means for controlling the temperature of the processing roller, wherein the temperature of the processing roller is controlled to be at least equal to or higher than the temperature of the stage. 前記ステージの温度を検出するステージ温度センサと、前記加工ローラの温度を検出するローラ温度センサとをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の凹凸形成装置。   The uneven | corrugated formation apparatus of Claim 1 further provided with the stage temperature sensor which detects the temperature of the said stage, and the roller temperature sensor which detects the temperature of the said process roller. 前記ローラの温度を室温よりも10〜45℃高く設定することを特徴とする請求項1または2に記載の凹凸形成装置。   The unevenness forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the roller is set to be 10 to 45 ° C higher than room temperature. 前記ステージの温度を38〜45℃に設定することを特徴とする請求項3に記載の凹凸形成装置。   The uneven | corrugated formation apparatus of Claim 3 which sets the temperature of the said stage to 38-45 degreeC. 前記ローラの温度を40〜60℃に設定することを特徴とする請求項3または4に記載の凹凸形成装置。   The uneven | corrugated formation apparatus of Claim 3 or 4 which sets the temperature of the said roller to 40-60 degreeC. 少なくとも、基板を搬送するステージと、前記基板に樹脂層を形成する塗布手段と、前記樹脂層に微細な凹凸を形成する加工ローラと、前記ステージを温度制御するためのステージ温度制御手段と、前記加工ローラを温度制御するためのローラ温度制御手段とを備え、前記加工ローラの温度が少なくとも前記ステージの温度以上になるように制御される凹凸形成装置を用いた微細凹凸形状加工方法であって、
前記加工ローラの周面に、前記基板上に形成される微細な凹凸形状を反転させた反転凹凸形状を有する形状マスタを配置し、前記樹脂層に前記形状マスタの凹凸形状を転写加工することを特徴とする微細凹凸形状加工方法。
At least a stage for transporting the substrate, a coating means for forming a resin layer on the substrate, a processing roller for forming fine irregularities on the resin layer, a stage temperature control means for controlling the temperature of the stage, and A roller temperature control means for controlling the temperature of the processing roller, and a fine uneven shape processing method using an unevenness forming apparatus controlled so that the temperature of the processing roller is at least equal to or higher than the temperature of the stage,
A shape master having an inverted concavo-convex shape obtained by inverting a fine concavo-convex shape formed on the substrate is disposed on the peripheral surface of the processing roller, and the concavo-convex shape of the shape master is transferred to the resin layer. A method for processing fine uneven shapes, which is characterized.
前記ステージの温度を検出するステージ温度センサと、前記加工ローラの温度を検出するローラ温度センサとをさらに備えたことを特徴とする請求項6に記載の微細凹凸形状加工方法。   The fine uneven shape processing method according to claim 6, further comprising: a stage temperature sensor that detects the temperature of the stage; and a roller temperature sensor that detects the temperature of the processing roller. 前記ローラの温度を室温よりも10〜45℃高く設定することを特徴とする請求項6または7に記載の微細凹凸形状加工方法。   The method for processing a fine unevenness according to claim 6 or 7, wherein the temperature of the roller is set to be 10 to 45 ° C higher than room temperature. 前記ステージの温度を38〜45℃に設定することを特徴とする請求項8に記載の微細凹凸形状加工方法。   The fine uneven shape processing method according to claim 8, wherein a temperature of the stage is set to 38 to 45 ° C. 前記ローラの温度を40〜60℃に設定することを特徴とする請求項8または9に記載の微細凹凸形状加工方法。   10. The fine uneven shape processing method according to claim 8, wherein a temperature of the roller is set to 40 to 60 ° C. 10. 少なくとも、基板を搬送するステージと、前記基板に樹脂層を形成する塗布手段と、前記樹脂層に微細な凹凸を形成する加工ローラと、前記ステージを温度制御するためのステージ温度制御手段と、前記加工ローラを温度制御するためのローラ温度制御手段とを備え、前記加工ローラの温度が少なくとも前記ステージの温度以上になるように制御される凹凸形成装置を用い、前記加工ローラの周面に、前記基板上に形成される微細な凹凸形状を反転させた反転凹凸形状を有する形状マスタを配置し、前記樹脂層に前記形状マスタの凹凸形状を転写加工することにより得られる微細凹凸形状の断面に高反射性膜を積層した反射体を備えたことを特徴とする反射または半透過型液晶表示素子。   At least a stage for transporting the substrate, a coating means for forming a resin layer on the substrate, a processing roller for forming fine irregularities on the resin layer, a stage temperature control means for controlling the temperature of the stage, and Roller temperature control means for controlling the temperature of the processing roller, and using a concavo-convex forming apparatus that is controlled so that the temperature of the processing roller is at least equal to or higher than the temperature of the stage, the peripheral surface of the processing roller, A shape master having an inverted concavo-convex shape obtained by inverting the fine concavo-convex shape formed on the substrate is arranged, and the cross-section of the fine concavo-convex shape obtained by transferring the concavo-convex shape of the shape master to the resin layer is high. A reflective or transflective liquid crystal display element comprising a reflector on which a reflective film is laminated. 前記微細凹凸形状の断面が、前記凹凸形状の最深部または最高部を通過する主たる断面に関して曲率が非対称な形状に形成されていることを特徴とする請求項11項に記載の反射または半透過型液晶表示素子。   12. The reflection or semi-transmission type according to claim 11, wherein the cross section of the fine concavo-convex shape is formed in a shape having an asymmetric curvature with respect to a main cross section passing through the deepest or highest portion of the concavo-convex shape. Liquid crystal display element.
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